JP3543427B2 - 光ディスク装置 - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は光ディスク装置に関する。詳しくは、フォーカス制御手段にバイアス信号を供給し、記録または再生の位置がランド部とされたときには対物レンズの焦点位置をランド部上とすると共に、記録または再生の位置がグルーブ部とされたときに上記対物レンズの焦点位置をグルーブ部上として焦点ずれを防止することにより、高密度で良好な記録再生動作を行うものである。また記録または再生の位置の検索時には対物レンズの焦点位置をランド部とグルーブ部の中間の位置とし、安定したトラッキング誤差信号を得るものである。
【0002】
【従来の技術】
従来の光ディスクでは、グルーブ部(案内溝)がスパイラル状に形成されており、このグルーブ部が形成されることによってグルーブ部間にランド部が形成されている。
【0003】
この光ディスクを用いて、ランド部とグルーブ部に信号を記録する場合には、ランド部あるいはグルーブ部上に照射されたレーザビームが位置ずれを生じないようにトラッキングサーボ動作が行われる。
【0004】
トラッキングサーボ動作では、レーザビームの照射位置が位置ずれを生じたときのランド部からの反射光とグルーブ部からの反射光に基づいてトラッキング誤差信号が生成されて、このトラッキング誤差信号が最小なるようにレーザビームの照射位置が制御される。
【0005】
このランド部からの反射光とグルーブ部からの反射光は、グルーブ部の深さによって位相差を生じ、例えばレーザビームの波長をλ、光ディスクの基盤の屈折率をkとすると、グルーブ部の深さDが「λ/(4k)」のときにランド部からの反射光とグルーブ部からの反射光が位相差が「π」となる。このため、反射光が互い干渉して打ち消されるのでトラッキング誤差信号は最小とされる。また、深さDが「0」であるときにはトラッキング誤差信号は「0」であるので、深さDが「0」と「λ/(4k)」の中間である「λ/(8k)」のときにトラッキング誤差信号は最大とされる。このためグルーブ部の深さDは、トラッキング誤差信号が最大から最小となる範囲、すなわち「λ/(8k)」〜「λ/(4k)」の範囲内に設定される。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、記録再生密度を上げるために対物レンズの開口数を上げたりレーザビームの波長を短いものとすると焦点深度が浅くなる。このため、焦点位置がランド部上となるように制御すると、グルーブ部では焦点ずれを生じて信号の記録や再生を正しく行うことができない恐れがあった。また焦点位置がグルーブ部上となるように制御した場合も同様に、ランド部では焦点ずれを生じて信号の記録や再生を正しく行うことができない恐れがあった。
【0007】
さらに、ランド部あるいはグルーブ部のいずれか一方に焦点位置を合わせると、他方で焦点ずれを生じてしまうので、安定したトラッキング誤差信号を得ることができない。
【0008】
そこで、この発明ではランド部とグルーブ部のいずれにおいてもフォーカスを最良に制御できると共に安定したトラッキング誤差信号を得ることができる光ディスク装置を提供するものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る光ディスク装置は、ランド部とグルーブ部に信号が記録される光ディスクにレーザビームを集光する対物レンズと、対物レンズの焦点位置を制御するフォーカス制御手段と、フォーカス制御手段で制御される対物レンズの焦点位置を光ディスクのランド部とグルーブ部の範囲内で可変するフォーカス位置可変手段とを有し、フォーカス制御手段では、ランド部あるいはグルーブ部のいずれか一方を焦点位置とする信号を発生するとともに、フォーカス位置可変手段は、ランド部あるいはグルーブ部の他方を焦点位置とするバイアス信号を発生するバイアス信号発生手段を有し、バイアス信号をフォーカス制御手段に供給することで、対物レンズの焦点位置を可変とするものである。
【0010】
この発明においては、対物レンズの焦点位置がフォーカス制御手段によって制御されると共に、フォーカス位置可変手段によってフォーカス制御手段で制御される対物レンズの焦点位置が可変されて、ランド部上またはグルーブ部上あるいはランド部とグルーブ部の中間の位置とされる。
【0011】
このため、記録または再生の位置をランド部としたときにはランド部上に対物レンズの焦点位置を追従させることが可能となる。また記録または再生の位置をグルーブ部としたときにはグルーブ部上に対物レンズの焦点位置を追従させることが可能となる。さらに記録または再生の位置の検索時には、対物レンズの焦点位置をランド部とグルーブ部の中間の位置とすることが可能となる。
【0012】
【発明の実施の形態】
続いてこの発明について図を参照して詳細に説明する。図1は光ディスクの構成を示す図である。
【0013】
図1において光ディスク10の基盤11にはグルーブ部12がスパイラル状に形成されており、グルーブ部12が形成されることによってグルーブ部12の間にランド部13が形成されている。ランド部13上には、ディスク上の位置情報を示すアドレス信号用のピット14が形成されている。この光ディスク10において、例えばグルーブ部12の深さDは「λ/(6k)」に設定されており、レーザビームの波長λ=680nm、基盤11の屈折率k=1.58とすると、グルーブ部12の深さDは約0.07μmとされる。
【0014】
次に、光ディスク10上に配されたレーザビームの模式図を図2に示す。図2において、例えば光ディスク10のグルーブ部12の幅WGとランド部13の幅WLはそれぞれ0.8μmとされている。レーザビームは、図示しない回折格子によってメインビーム(0次光)とサイドビーム(+1次光および−1次光)に分けられており、記録または再生の位置をランド部13上としたときには、メインビームBMはランド部13上に配されており、サイドビームBS1,BS2はメインビームBMが照射されたランド部13に隣接するグルーブ部12上に照射される。また、記録または再生の位置をグルーブ部12上としたときには、破線で示すようにメインビームBMはグルーブ部12上に配されると共に、サイドビームBS1,BS2はメインビームBMが照射されたグルーブ部12に隣接するランド部13上に照射される。なお、メインビームBMとサイドビームBS1およびサイドビームBS2の光量比は、例えば「85:7.5:7.5」とされている。
【0015】
メインビームBMとサイドビームBS1,BS2の径方向の距離は、それぞれグルーブ部12の幅WGおよびランド部13の幅WLと等しく0.8μmとされている。またメインビームBMとサイドビームBS1,BS2の周方向の距離Gはそれぞれ20μmとされている。
【0016】
ここで、図3を使用して光ディスク装置の実施の一形態の構成を説明する。光ディスク10はスピンドルモータ16によって回転されており、この光ディスク10には、光ピックアップ21からレーザビームが照射される。この光ピックアップ21からのレーザビームは、光ピックアップの内部に配設された対物レンズによって集光される。またレーザビームの照射はレーザ駆動部22からのレーザ駆動信号DSによって制御される。
【0017】
光ディスク10からのレーザビームの反射光は、光ピックアップ21の内部で光電変換されて信号PSとされる。この信号PSはフォーカス制御手段を構成するフォーカス誤差信号生成部23に供給される。なおフォーカス制御手段は、フォーカス誤差信号生成部23や後述するフォーカス駆動部31および光ピックアップ21の内部に配設されたフォーカスコイル等で構成される。
【0018】
フォーカス誤差信号生成部23では、例えば非点収差法によって信号PSからフォーカス誤差信号FEが生成される。このフォーカス誤差信号Eはフォーカス位置可変手段を構成する減算部29に供給される。なおフォーカス位置可変手段は、減算部29やバイアス信号発生手段である後述するランド部バイアス信号発生部24、グルーブ部バイアス信号発生部25、トラックジャンプバイアス信号発生部26、切替部27およびシステムコントロール部(以下「シスコン部」という)28で構成される。
【0019】
減算部29には切替部27の可動端子27dが接続されている。この切替部27の固定端子27aには、焦点位置をランド部13上とするための補正信号CLがランド部バイアス信号発生部24から供給される。また固定端子27bには、焦点位置をグルーブ部12上とするための補正信号CGがグルーブ部バイアス信号発生部25から供給される。さらに固定端子27cには、トラックジャンプ時に焦点位置をグルーブ部12とランド部13の中間とするための補正信号CJがトラックジャンプバイアス信号発生部26から供給される。
【0020】
切替部27の信号切替動作は、シスコン部28からの制御信号SSによって行われ、補正信号CL,CG,CJのいずれかの信号が選択されて、バイアス信号FBとして減算部29に供給される。
【0021】
減算部29ではフォーカス誤差信号Eからバイアス信号FBが減算されて差分信号FCが作られる。この差分信号FCは、位相補償部30で位相補償が行われたのちフォーカス駆動部31に供給される。フォーカス駆動部31では、位相補償が行われた差分信号FCに基づきフォーカス駆動信号FDが生成される。このフォーカス駆動信号FDが光ピックアップ21の内部に配設されたフォーカスコイルに供給されることにより対物レンズが駆動されて焦点位置が制御される。
【0022】
次に図4を用いて動作について説明する。焦点ずれとフォーカス誤差信号FEとの関係は、例えば図4Aに示すように0.5μmだけ焦点ずれを生じたときには、フォーカス誤差信号FEの信号レベルが0.5Vとされる。また逆方向に0.5μmだけ焦点ずれを生じたときには、フォーカス誤差信号FEの信号レベルは−0.5Vとされる。
【0023】
ここで、図4Bの位置P0でフォーカス誤差信号FEの信号レベルが「0」となるように調整されているものとすると、フォーカス駆動部31からのフォーカス駆動信号FDによって対物レンズは位置P0が焦点位置となるように制御される。
【0024】
ここで、記録または再生の位置をランド部13上とするときには、シスコン部28からの制御信号SSによって、切替部27の可動端子27dは固定端子27a側とされて、減算部29でフォーカス誤差信号FEから信号レベルが「C1」である補正信号CLが減算される。このため、焦点ずれとフォーカス誤差信号FEとの関係は、図4Aの破線Lとされて、図4Bに示すようにランド部13の位置P1が焦点位置となるように制御される。
【0025】
次に、記録または再生の位置をグルーブ部12上とするときには、シスコン部28からの制御信号SSによって、切替部27の可動端子27dは固定端子27b側とされて、減算部29でフォーカス誤差信号FEから信号レベルが「C3」である補正信号CGが減算される。このため、焦点ずれとフォーカス誤差信号FEとの関係は、図4Aの破線Gとされて、図4Bに示すようにグルーブ部12の位置P3が焦点位置となるように制御される。
【0026】
また、トラックジャンプ中には、シスコン部28からの制御信号SSによって、切替部27の可動端子27dは固定端子27c側とされて、減算部29でフォーカス誤差信号FEから信号レベルが「C2」である補正信号CJが減算される。このため、焦点ずれとフォーカス誤差信号FEとの関係は、図4Aの破線Jとされて、図4Bに示すようにグルーブ部12とランド部13の中間である位置P2が焦点位置となるように制御される。
【0027】
ところで、空気中の屈折率はk=1であることから、グルーブ部12の深さD=λ/(6k)は空気中の焦点ずれ量Z=λ/6に相当するものとされる。このため、グルーブ部12の深さD=0.07μmは、空気中の焦点ずれ量Z=0.11μmに相当するものとされる。また、空気中の焦点ずれ量Zが0.11μmであることから補正信号CLと補正信号CGの信号レベルの差は0.11Vとされる。
【0028】
また、プッシュプル法を用いてトラッキング制御を行う場合には、メインビームBMの中心がグルーブ部12とランド部13との境界に位置するときにトラッキング誤差信号が最大とされるので、トラックジャンプ時の焦点位置はグルーブ部12とランド部13の中間とされて、補正信号CLと補正信号CJの信号レベルの差は0.05Vに設定される。
【0029】
このように上述の実施の形態によれば、記録または再生の位置をグルーブ部12としたときにはグルーブ部12上に対物レンズの焦点位置を追従させることができると共に、記録または再生の位置をランド部13としたときにはランド部13上に対物レンズの焦点位置を追従させることができる。このため、記録または再生の位置がグルーブ部12であってもランド部13であっても高密度で良好な記録再生動作を行うことができる。
【0030】
また、記録あるいは再生の位置の検索時には、対物レンズの焦点位置がグルーブ部12とランド部13の中間の位置とされるので、安定したトラッキング誤差信号を得ることができると共に検索時間を短縮することができる。
【0031】
さらに、ランド部バイアス信号発生部24からの補正信号CLとグルーブ部バイアス信号発生部25からの補正信号CGとトラックジャンプバイアス信号発生部26からの補正信号CJのいずれかの信号が、動作に応じてバイアス信号FBとされてフォーカス誤差信号FEから減算されるので、新たに対物レンズを駆動するための駆動手段を設ける必要がなく容易に対物レンズの焦点位置を可変することができる。
【0032】
なお、上述の実施の形態では位置P0でフォーカス誤差信号FEの信号レベルが「0」となるように調整されているものとしたが、グルーブ部12の位置でフォーカス誤差信号FEの信号レベルが「0」となるように調整するものとすれば、グルーブ部バイアス信号発生部25が不要となり、またランド部13の位置でフォーカス誤差信号FEの信号レベルが「0」となるように調整するものとすれば、ランド部バイアス信号発生部24が不要となるので、構成をより簡単とすることができる。
【0033】
【発明の効果】
この発明によれば、対物レンズの焦点位置を制御するフォーカス制御手段と、フォーカス制御手段で制御される対物レンズの焦点位置を光ディスクのランド部とグルーブ部の範囲内で可変するフォーカス位置可変手段とを有し、フォーカス制御手段では、ランド部あるいはグルーブ部のいずれか一方を焦点位置とする信号を発生するとともに、フォーカス位置可変手段は、ランド部あるいはグルーブ部の他方を焦点位置とするバイアス信号を発生するバイアス信号発生手段を有し、バイアス信号をフォーカス制御手段に供給することで、対物レンズの焦点位置を可変としたものである。
【0034】
これにより、記録または再生の位置をランド部としたときにはランド部上に対物レンズの焦点位置を追従させることができると共に、記録または再生の位置をグルーブ部としたときにはグルーブ部上に対物レンズの焦点位置を追従させることができる。このため、記録または再生の位置がランド部であってもグルーブ部であっても高密度で良好な記録再生動作を行うことができる。
そして、フォーカス制御手段でランド部あるいはグルーブ部のいずれか一方を焦点位置とすることで、例えばランド部を焦点位置とした場合は、フォーカス位置可変手段ではランド部を焦点位置とするバイアス信号発生手段は不要で、グルーブ部を焦点位置とした場合は、グルーブ部を焦点位置とするバイアス信号発生手段は不要となる。よって、簡単な構成で対物レンズの焦点位置を可変とすることができる。
【0035】
また、対物レンズの焦点位置をランド部とグルーブ部の中間の位置とするバイアス信号を発生するバイアス信号発生手段を更に有することで、記録または再生の位置の検索時には、対物レンズの焦点位置がランド部とグルーブ部の中間の位置とされるので、安定したトラッキング誤差信号を得ることができると共に検索時間を短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】光ディスクの構成を示す一部断面図である。
【図2】光ディスクとレーザビームの関係を示す図である。
【図3】この発明に係る光ディスク装置の実施の形態の構成を示す図である。
【図4】実施の形態の動作を示す図である。
【符号の説明】
10 光ディスク
12 グルーブ部
13 ランド部
21 光ピックアップ
22 レーザ駆動部
23 フォーカス誤差信号生成部
24 ランド部バイアス信号発生部
25 グルーブ部バイアス信号発生部
26 トラックジャンプバイアス信号発生部
27 切替部
28 システムコントロール部(シスコン部)
29 減算部
30 位相補償部
31 フォーカス駆動部

Claims (3)

  1. ランド部とグルーブ部に信号が記録される光ディスクにレーザビームを集光する対物レンズと、
    上記対物レンズの焦点位置を制御するフォーカス制御手段と、
    上記フォーカス制御手段で制御される上記対物レンズの焦点位置を、上記光ディスクのランド部とグルーブ部の範囲内で可変するフォーカス位置可変手段とを有し、
    上記フォーカス制御手段では、上記ランド部あるいはグルーブ部のいずれか一方を焦点位置とする信号を発生するとともに、
    上記フォーカス位置可変手段は、上記ランド部あるいはグルーブ部の他方を焦点位置とするバイアス信号を発生するバイアス信号発生手段を有し、上記バイアス信号を上記フォーカス制御手段に供給することで、上記対物レンズの焦点位置を可変とする
    ことを特徴とする光ディスク装置。
  2. 上記フォーカス位置可変手段では、記録または再生の位置がランド部とされたときに上記対物レンズの焦点位置をランド部上とし、記録または再生の位置がグルーブ部とされたときに上記対物レンズの焦点位置をグルーブ部上とすることを特徴とする請求項1記載の光ディスク装置。
  3. 上記フォーカス位置可変手段は、記録または再生の位置の検索時に上記対物レンズの焦点位置をランド部とグルーブ部の中間の位置とするバイアス信号を発生するバイアス信号発生手段を更に有する
    ことを特徴とする請求項1記載の光ディスク装置。
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