JP3946714B2 - 光ディスク装置 - Google Patents

Description

本発明は光ディスク装置に関し、より詳細には、光ディスクへのレーザー光の照射角度を規定する対物レンズのチルト角度およびレーザーパワーを共に最適化することにより、光ディスクへのデータの書き込みを高精度で実行する光ディスク装置に関する。

従来、ＣＤやＤＶＤの各種光ディスクは、光ピックアップから照射されたレーザー光が光ディスクの記録面に垂直に照射されていることを前提に設計がなされている。
しかしながら、上記各種の光ディスクは、ポリカーボネート等の樹脂で成形された２枚の円盤状体が記録層や反射層を挟み込んでプレスされて形成されているので、光ディスクは反りを有していることが多い。このように実際に使用される光ディスクにおいては、レーザー光は記録面に対して垂直に照射されていないため、設計どおりの読み取り品位や記録品位を得ることができないことがある。

そこで、出願人は、光ディスクへの記録品位を向上させるために、光ピックアップから光ディスクへ照射するレーザー光線の照射角度を最適な状態に制御する光ピックアップおよびこれを用いた光ディスク装置について特願２００３−３１３６１１（特許文献１）において特許出願をしている。

具体的には、光ディスクにレーザー光を照射し、光ディスクからの反射光を読み取る光ピックアップと、前記光ピックアップから照射されるレーザー光を収束する対物レンズと、前記光ディスクにレーザー光を照射する基準面に対する前記対物レンズの角度を変化させるためのアクチュエータと、前記アクチュエータの駆動を制御するアクチュエータ制御手段と、を備える光ディスク装置であって、前記光ディスクを前記光ディスク装置に装着した状態において、あらかじめ前記光ディスクの記録面と前記対物レンズとの距離を径方向の複数位置において計測し、当該計測した距離に基づいて、前記光ディスクの所望の位置における前記基準面に対する前記光ディスクの距離を求める近似式を算出する光ディスク形状算出手段と、前記光ディスク形状算出手段により求められた近似式を記憶する記憶手段と、前記光ディスクの径方向における前記光ピックアップの現在位置を算出する光ピックアップ位置算出手段と、前記光ピックアップ位置算出手段により算出された前記光ピックアップの現在位置から前記光ディスクの径方向に所定距離離間した２箇所における前記光ディスクの前記基準面に対する距離を前記記憶手段に記憶させた近似式により算出すると共に、当該２点間の水平距離および前記光ディスクの前記基準面に対する距離の差に基づいて現在の光ピックアップの位置における前記光ディスクの前記基準面に対する傾斜角を算出する光ディスク傾斜角算出手段と、を有し、前記アクチュエータ制御手段が、前記対物レンズを、前記基準面に対し、前記光ディスク傾斜角算出手段により算出された傾斜角に傾斜するように前記アクチュエータを制御することを特徴とする光ディスク装置である。

特許文献１に記載の発明により、対物レンズから光ディスクの記録面に照射されるレーザー光線の照射角度を、光ディスクのいずれの位置においても最適な状態にしてデータを記録することが可能である。
特願２００３−３１３６１１号の公開公報

しかしながら、特許文献１における光ディスク装置においては、光ディスク装置に装着された光ディスクに対するレーザー光の照射角度については最適化されているものの、レーザーパワーについては特に何らの処理もなされていない。すなわち、光ディスクのＡＴＩＰ情報に基づいたレーザーパワーで光ディスクへのデータ書き込みがなされているため、レーザー光の照射角度とこれに対応するレーザーパワーとの関係にズレを生じ、最適化された状態での光ディスクへのデータの書き込みにならないおそれがある。

本発明は、光ディスクへデータを記録する際において、光ディスクへのレーザー光の照射角度を規定する対物レンズの傾斜角度および光ディスクの記録面に照射するレーザー光の出力を最適化し、光ディスクへのデータの書き込みにおける信頼性を大幅に向上させることが可能な光ディスク装置の提供を目的とするものである。

本発明は、対物レンズを具備し、光ディスクにレーザー光線を照射すると共に、光ディスクからの反射光を検出する光ピックアップと、前記光ディスクの反射面に対する前記対物レンズの状態を変更可能に保持するアクチュエータと、制御手段と、前記アクチュエータにより設定可能な前記対物レンズのチルト角の最大値および最小値と、前記対物レンズのチルト角の変化量を決定するための数値が予め記憶されている記憶手段を有する光ディスク装置であって、前記制御手段は、前記対物レンズのチルト角を初期値にセットした後、前記アクチュエータにより前記記憶手段に記憶されている前記対物レンズのチルト角の変化量を決定するための数値に基づいて得られるチルト角度ずつ傾斜させるチルト変換ステップと、前記チルト変換ステップにより設定された状態でＯＰＣ動作を実行し、仮最適レーザーパワーを算出するＯＰＣステップと、前記光ディスク面の反射面に対する前記対物レンズの傾斜角度および仮最適レーザーパワーをサンプルデータとして前記記憶手段に記憶させる記憶ステップと、を所要回数繰り返し実行した後、前記記憶手段に記憶されているサンプルデータのうち、前記仮最適レーザーパワーが最小となるサンプルデータの仮最適レーザーパワーを最適レーザーパワーとし、該最適レーザーパワーに対応する前記サンプルデータの前記傾斜角度に前記対物レンズを傾斜させると共に、書き込み用レーザーパワーを前記最適レーザーパワーに設定した後に、前記光ディスクにデータの記録を開始することを特徴とする光ディスク装置である。

また、他の発明は、対物レンズを具備し、光ディスクにレーザー光線を照射すると共に、光ディスクからの反射光を検出する光ピックアップと、前記光ディスクの反射面に対する前記対物レンズの状態を変更可能に保持するアクチュエータと、制御手段と、前記アクチュエータにより設定可能な前記対物レンズのチルト角の最大値および最小値と、前記対物レンズのチルト角の変化量を決定するための数値が予め記憶されている記憶手段を有する光ディスク装置であって、前記制御手段は、前記対物レンズのチルト角を初期値にセットした後、前記アクチュエータにより前記記憶手段に記憶されている前記対物レンズのチルト角の変化量を決定するための数値に基づいて得られるチルト角度ずつ傾斜させるチルト変換ステップと、前記チルト変換ステップにより設定された状態でＯＰＣ動作を実行し、仮最適レーザーパワーを算出するＯＰＣステップと、前記光ディスク面の反射面に対する前記対物レンズの傾斜角度および仮最適レーザーパワーをサンプルデータとして前記記憶手段に記憶させる記憶ステップと、を所要回数繰り返し実行した後、前記記憶手段に記憶されているサンプルデータに基づいて、前記対物レンズの傾斜角度と仮最適レーザーパワーの相互関係を表す近似曲線を算出し、前記近似曲線において、仮最適レーザーパワーが最小となる点を最適ポイントとし、該最適ポイントに対応するレーザーパワーおよび対物レンズの傾斜角度を最適レーザーパワーおよび最適チルト角度とし、前記対物レンズを前記最適チルト角度に傾斜させると共に、書き込み用レーザーパワーを前記最適レーザーパワーに設定した後に、前記光ディスクにデータの記録を開始することを特徴とする光ディスク装置である。

また、前記記憶手段は、前記アクチュエータにより設定可能な前記対物レンズのチルト角の最大値および最小値と、前記対物レンズのチルト角の変化量を決定するための数値が予め入力手段により入力可能に設定されていることを特徴とする。
これにより、最適レーザーパワーの収集精度および収集時間の調整を任意に設定することができる。

本発明にかかる光ディスク装置によれば、光ディスクへのデータの書き込み品位を高める際における条件である、光ディスクへのレーザー光照射角度およびレーザーパワーが最適化されるため、光ディスクへのデータ記録品位を最適な状態にすることができ、高品質のデータの書き込みが可能になる。

以下、本発明にかかる光ディスク装置１０におけるチルト角度の設定方法の実施の形態について、図面に基づいて説明する。
図１は、本実施の形態における光ディスク装置の概略構成を示すブロック図である。図２は、本実施の形態におけるチルト角度およびレーザーパワーの最適化処理における流れ図である。図３は、最適レーザーパワーを算出する際におけるデータプロット図である。

本実施の形態における光ディスク装置１０は、光ディスクＤを載置するターンテーブルＴと、ターンテーブルＴを介して光ディスクＤを回転させるスピンドルモータＭと、光ディスクＤにレーザー光Ｌを照射すると共に光ディスクＤからの反射光を読み取る光ピックアップ１２と、レーザー光Ｌを収束する対物レンズ１４と、対物レンズ１４を光ディスクＤの反射面に対して傾斜させるアクチュエータ１６と、光ディスク装置１０の各種動作を制御する制御手段２０とを有している。
制御手段２０は、ＣＰＵ２２およびサーボプロセッサ２４等により構成され、メモリ等の記憶手段３０に予め記憶させている制御プログラムに基づいて動作する。

光ディスクＤは、各種ＣＤおよびＤＶＤといった公知の光ディスクが用いられる。光ディスクＤは、データを示すピットが形成される記録面を有している。光ディスク装置１０は、この記録面に対し、光ピックアップ１２からレーザー光Ｌを垂直に照射し、レーザー光Ｌの記録面からの反射光を観測することにより、光ディスクＤからデータの読み取りをおこなう。一方光ディスクＤへのデータの書き込みは、光ディスクＤの記録面に光ピックアップ１２から記録面に対し、垂直に照射したレーザー光Ｌが記録面にピットを形成することによりなされる。このように、光ディスクＤからのデータの読み取り、光ディスクＤへのデータの書き込みといった光ディスクＤへのアクセスは、光ピックアップ１２から照射されるレーザー光Ｌが光ディスクＤの記録面へ垂直に照射されていることを前提としている。
光ディスクＤは光ディスク装置１０のターンテーブルＴに固定され、スピンドルモータＭによりターンテーブルＴを介して回転される。

光ピックアップ１２は、光ディスクＤにレーザー光Ｌを照射集光するための対物レンズ１４と、対物レンズ１４が観測した反射光に含まれる各種の信号を抽出するためのフォトダイオード（図示せず）と、対物レンズ１４を保持すると共に、水平面に対する対物レンズ１４の光軸を調整するためのアクチュエータ１６とにより構成されている。光ピックアップ１２内の対物レンズ１４は、光ディスクＤがターンテーブルＴに水平に固定されている前提のもと、その光軸が水平面に対して垂直になるように配設されている。

アクチュエータ１６は、光ディスクＤの記録面に対する対物レンズ１４の保持状態を変化させるためのものである。具体的には、対物レンズ１４と光ディスクＤとの距離や光ディスクＤに対して照射するレーザー光Ｌの照射角度、すなわち光ディスクＤの記録面に対する対物レンズ１４の光軸の角度がアクチュエータ１６により調整される。
アクチュエータ１６は、具体的には、対物レンズ１４の近傍に対物レンズ１４を挟持するようにして配設された電磁コイルであり、このコイルにサーボプロセッサ２４からのチルト制御信号を供給することで対物レンズ１４の保持状態を変化させている。

光ピックアップ１２は、担体１８に載置されている。担体１８は、光ディスク装置１０内において光ディスクＤの記録面から所要距離離れた位置における水平面内を光ディスクＤの径方向に移動する。
このようにして構成された光ピックアップ１２により、光ディスクＤの記録面に照射したレーザー光Ｌの反射光を読み取って、光ディスクのデータの読み書きが行われる。

次に、本光ディスク装置１０の対物レンズ１４のチルト角度制御方法について説明する。
光ディスク装置１０に光ディスクＤが装着される（Ｓ１）と、光ディスクＤがプリロードされる。この際光ピックアップ１２は、反射光からＯＰＣエリアに記録されているＡＴＩＰ情報（光ディスクの種類に応じてＡＤＩＰ情報やＬＰＰ情報ということもある。以下、単にＡＴＩＰ情報という。）を読み取る（Ｓ２）。ＡＴＩＰ情報からは、光ディスクＤの製造会社名や光ディスクＤが対応している書き込み速度等の情報が得られる。

記憶手段３０には、アクチュエータ１６により設定可能な対物レンズ１４の最大チルト角度（以下、単に最大チルト角度という）および、アクチュエータ１６により設定可能な対物レンズ１４の最小チルト角度（以下、単に最小チルト角度という）が予め記憶されている。ここで、最大チルト角度と最小チルト角度とは、それぞれ絶対値の大小ではなく、符号を含めた角度によって決定される。
ＣＰＵ２２は、最大チルト角度と最小チルト角度との範囲を複数段階に分割して、対物レンズ１４のチルト角度を区分する（Ｓ３）。なお、最大チルト角度と最小チルト角度を分割する分割数は、予め記憶手段３０に記憶させておくことができる。

続いてＣＰＵ２２は、サーボプロセッサ２４を介して対物レンズ１４のチルト角度を初期値（本実施例においては、アクチュエータ１６における最大チルト角度、すなわち基点）に設定（Ｓ４）した後、ＯＰＣ動作を実行させる（Ｓ５）。ＣＰＵ２２は、ＯＰＣ動作を実行して得られた最適レーザーパワーを仮最適レーザーパワーとしてその時点におけるチルト角度と対にした状態のデータ（以下、サンプルデータという）として記憶手段３０に記憶させる（Ｓ６）。

ＣＰＵ２２は、（Ｓ３）で区分したチルト角度すべてについてサンプルデータを記憶手段３０に記憶させたか否かを判断し（Ｓ７）、全てのサンプルデータを取り終えていなければサーボプロセッサ２４を介してアクチュエータ１６を作動させ、対物レンズ１４を次のチルト角度に設定する（Ｓ８）。このチルト角度に対応する仮最適レーザーパワーをＯＰＣ動作により求め、記憶手段３０に次のサンプルデータとして記憶させる（Ｓ９）。ＣＰＵ２２は、Ｓ７〜Ｓ９の動作を繰り返し実行し、Ｓ３で区分された対物レンズ１４のチルト角度全てに対応する仮最適レーザーパワーをサンプルデータとして記憶手段３０に記憶させる。

全てのチルト角度についてのサンプルデータを記憶手段３０に記憶させた後、ＣＰＵ２２は、記憶手段３０に記憶した全てのサンプルデータにおいて、仮最適レーザーパワーどうしを比較し、仮最適レーザーパワーが最小であるチルト角度をＯＰＣ動作における最適チルト角度と判断する（Ｓ１０）。ＣＰＵ２２は、アクチュエータ１６を介して対物レンズ１４のチルト角度およびレーザーパワーを最適チルト角度および最適レーザーパワーに設定する（Ｓ１１）。なお、光ディスクＤへのデータ書き込み動作を開始（Ｓ１２）した後は、光ピックアップ１２が読み取った光ディスクＤの記録面からの反射光情報に基づいて、サーボプロセッサ２４がアクチュエータ１６の動作を制御して対物レンズ１４の傾斜角度を調整する、公知のチルト角度調整方法を実行する（Ｓ１３）ことができる。

このようにして、光ディスクＤへのデータ書き込み時におけるチルト角度およびレーザーパワーを共に最適状態にすることができるため、光ディスクＤへのデータの書き込み品位を大幅に向上させることが可能になる。

なお、本実施の形態においては、最適チルト角度を求める際において、ＣＰＵ２２が、予め記憶手段３０に記憶されているアクチュエータ１６の最大チルト角度と最小チルト角度の範囲で対物レンズ１４のチルト角度を複数段階に区分しているが、この形態に限定されるものではない。
例えば、予め記憶手段３０に、入力手段を介してユーザが仮最適レーザーパワーを求めるチルト角度の検索範囲（すなわち、最大チルト角度と最小チルト角度）および仮チルト角度の変化量を記憶させておき、記憶手段３０に記憶されているチルト角度の検索範囲内におけるそれぞれのチルト角度においてＯＰＣ動作を実行して、サンプルデータを収集する形態を採用することもできる。

また、光ディスクＤの製造会社に応じた対物レンズ１４の推奨チルト角度を予め記憶手段３０に記憶させておき、光ディスク装置１０に装着された光ディスクＤのＡＴＩＰ情報に基づいて、ＣＰＵ２２が記憶手段３０に記憶されている推奨チルト角度を読み取り、アクチュエータ１６を介して対物レンズ１４を推奨チルト角度に設定し、推奨チルト角度を中心として、チルト角度の増減方向にそれぞれ所要間隔で複数個（時間的、精度的には４個程度が好ましい）のサンプルデータを取得して、サンプルデータから最適レーザーパワーを求める形態としてもよい。

なお、推奨チルト角度は特許文献１に記載されているように、イニシャライズ時等において、制御手段２０が光ピックアップ１２に光ディスクＤの径方向を通して反射光を検測させると共に、反射光に含まれる情報からそれぞれの径方向位置における光ディスク装置内の基準面から光ディスクＤの反射面までの高さを求めさせた上で、光ディスクＤの径方向位置と光ディスク装置内の基準面から光ディスクＤの反射面までの高さ位置の関係をあらわす近似式を算出させ、制御手段２０が近似式を用いて、光ピックアップ１２の現在位置におけるチルト角度を算出し、これを推奨チルト角度として用いることももちろん可能である。

さらには、予め記憶手段３０に、仮最適レーザーパワーを求めるチルト角度のサーチ範囲を記憶させておき、そのサーチ範囲内においてランダムにサンプルデータを収集する形態とすることももちろん可能である。

さらにまた、本実施の形態においては、収集したサンプルデータのそれぞれにおいて、仮最適レーザーパワーが最小であるものを最適レーザーパワーと判断しているが、制御手段２０が収集したサンプルデータに基づいて、図４に示すように、チルト角度と仮最適レーザーパワーの相関関係を示す近似曲線を求め、求められた近似曲線において、チルト角度に対するレーザーパワーが最小になる点を最適点とし、最適点におけるチルト角度およびチルト角度に対するレーザーパワーを最適チルト角度および最適レーザーパワーとそれぞれ推定する形態を採用することもできる。これによれば、さらに正確に最適チルト角度および最適レーザーパワーを求めることが可能である。

本実施の形態における光ディスク装置の概略構成を示すブロック図である。 本実施の形態におけるチルト角度およびレーザーパワーの最適化処理における流れ図である。 最適レーザーパワーを算出する際におけるデータプロット図である。 サンプルデータからチルト角度と仮最適レーザーパワーとの関係を表す近似曲線を求めたプロット図である。

符号の説明

１０ 光ディスク装置
１２ 光ピックアップ
１４ 対物レンズ
１６ アクチュエータ
２０ 制御手段
２２ ＣＰＵ
２４ サーボプロセッサ
３０ 記憶手段
Ｄ 光ディスク
Ｌ レーザー光
Ｍ スピンドルモータ
Ｔ ターンテーブル

Claims (3)

1. 対物レンズを具備し、光ディスクにレーザー光線を照射すると共に、光ディスクからの反射光を検出する光ピックアップと、
   前記光ディスクの反射面に対する前記対物レンズの状態を変更可能に保持するアクチュエータと、
   制御手段と、
   前記アクチュエータにより設定可能な前記対物レンズのチルト角の最大値および最小値と、前記対物レンズのチルト角の変化量を決定するための数値が予め記憶されている記憶手段を有する光ディスク装置であって、
   前記制御手段は、前記対物レンズのチルト角を初期値にセットした後、
   前記アクチュエータにより前記記憶手段に記憶されている前記対物レンズのチルト角の変化量を決定するための数値に基づいて得られるチルト角度ずつ傾斜させるチルト変換ステップと、
   前記チルト変換ステップにより設定されたそれぞれの状態においてＯＰＣ動作を実行し、仮最適レーザーパワーを算出するＯＰＣステップと、
   前記光ディスク面の反射面に対する前記対物レンズの傾斜角度および仮最適レーザーパワーをサンプルデータとして前記記憶手段に記憶させる記憶ステップと、
   を所要回数繰り返し実行した後、
   前記記憶手段に記憶されているサンプルデータのうち、前記仮最適レーザーパワーが最小となるサンプルデータの仮最適レーザーパワーを最適レーザーパワーとし、
   該最適レーザーパワーに対応する前記サンプルデータの前記傾斜角度に前記対物レンズを傾斜させると共に、書き込み用レーザーパワーを前記最適レーザーパワーに設定した後に、前記光ディスクにデータの記録を開始することを特徴とする光ディスク装置。
2. 対物レンズを具備し、光ディスクにレーザー光線を照射すると共に、光ディスクからの反射光を検出する光ピックアップと、
   前記光ディスクの反射面に対する前記対物レンズの状態を変更可能に保持するアクチュエータと、
   制御手段と、
   前記アクチュエータにより設定可能な前記対物レンズのチルト角の最大値および最小値と、前記対物レンズのチルト角の変化量を決定するための数値が予め記憶されている記憶手段を有する光ディスク装置であって、
   前記制御手段は、前記対物レンズのチルト角を初期値にセットした後、
   前記アクチュエータにより前記記憶手段に記憶されている前記対物レンズのチルト角の変化量を決定するための数値に基づいて得られるチルト角度ずつ傾斜させるチルト変換ステップと、
   前記チルト変換ステップにより設定されたそれぞれの状態においてＯＰＣ動作を実行し、仮最適レーザーパワーを算出するＯＰＣステップと、
   前記光ディスク面の反射面に対する前記対物レンズの傾斜角度および仮最適レーザーパワーをサンプルデータとして前記記憶手段に記憶させる記憶ステップと、
   を所要回数繰り返し実行した後、
   前記記憶手段に記憶されているサンプルデータに基づいて、前記対物レンズの傾斜角度と仮最適レーザーパワーの相互関係を表す近似曲線を算出し、
   前記近似曲線において、仮最適レーザーパワーが最小となる点を最適ポイントとし、
   該最適ポイントに対応するレーザーパワーおよび対物レンズの傾斜角度を最適レーザーパワーおよび最適チルト角度とし、
   前記対物レンズを前記最適チルト角度に傾斜させると共に、書き込み用レーザーパワーを前記最適レーザーパワーに設定した後に、前記光ディスクにデータの記録を開始することを特徴とする光ディスク装置。
3. 前記記憶手段は、前記アクチュエータにより設定可能な前記対物レンズのチルト角の最大値および最小値と、前記対物レンズのチルト角の変化量を決定するための数値が予め入力手段により入力可能に設定されていることを特徴とする請求項１または２記載の光ディスク装置。

Images