JP4596284B2 - 光ディスク装置及びフォーカス制御方法 - Google Patents

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Description

本発明は光ディスク装置及びフォーカス制御方法に関し、例えば光ビームの照射位置を定めるための基準層と情報を記録する記録層とが分離した光ディスクから情報を再生する光ディスク装置に適用して好適なものである。
従来、光ディスク装置においては、CD(Compact Disc)、DVD(Digital Versatile Disc)及びBlu−ray Disc(登録商標、以下BDと呼ぶ)等のように、光ディスクに対して光ビームを照射し、その反射光を読み取ることにより情報を再生するようになされたものが広く普及している。
またかかる光ディスク装置では、当該光ディスクに対して光ビームを照射し、当該光ディスクの局所的な反射率等を変化させることにより、情報の記録を行うようになされている。
この光ディスクについて、対物レンズ等により光ビームが集光された際に形成するビームスポットの大きさは、およそλ/NA(λ:光ビームの波長、NA:開口数)で与えられ、解像度もこの値に比例することが知られている。例えばBD方式では、直径120[mm]の光ディスクに1層あたり約25[GB]のデータを記録することができる。
ところで光ディスクには、音楽コンテンツや映像コンテンツ等の各種コンテンツ、或いはコンピュータ用の各種データ等のような種々の情報が記録されるようになされている。特に近年では、映像の高精細化や音楽の高音質化等により情報量が増大し、また1枚の光ディスクに記録するコンテンツ数の増加等が要求されており、当該光ディスクのさらなる大容量化が望まれている。
そこで光ディスク装置のなかには、例えばホログラムを利用して光ディスクの一様な記録層内に定在波記録し、これを多層化することにより光ディスクの簡素化及び大容量化を図ったものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。
特開2007−220206公報(第24図)
ところで、かかる構成の光ディスク装置に対応した光ディスクでは、記録層内が一様であるため、トラック等が形成された位置決め用の基準層を別途設け、当該基準層を利用して当該記録層内における記録位置を特定させるようになされている。
例えば図1に示すように、光ディスク100の記録層101には、記録マークが所定平面上で螺旋状に配列されてなる層(以下これをマーク層Yと呼ぶ)が複数積層されている。また光ディスク100では、基準層102の法線XDに沿った方向に関し、基準層102の目標トラックTGと記録層101内の目標マーク層YGとの間隔が所定の距離DGとなっている。
光ディスク装置1は、情報を再生する場合、所定の基準光ビームLSをビームスプリッタ3により透過させ、対物レンズ4により光ディスク100の基準層102に集光させる。
また光ディスク装置1は、光ディスク100の基準層102において基準光ビームLSが反射されてなる反射基準光ビームを検出し、その検出結果に応じて対物レンズ4のフォーカス制御及びトラッキング制御等を行うことにより、基準光ビームLSを基準層102の目標トラックTGに合焦させる。
さらに光ディスク装置1は、情報光ビームLMをビームスプリッタにより反射させ、位置制御された対物レンズ4を介して、記録層101内に形成されているマーク層Yのうち目標マーク層YGに合焦させる。
このとき光ディスク装置1は、基準光ビームLS及び情報光ビームLMの光軸XLを光ディスク100の法線XDと一致させることを前提として、当該光軸XL上で基準光ビームLSの焦点FSと情報光ビームLMの焦点FMとを距離DGだけ離隔させることにより、情報光ビームLMの焦点Fbを目標マーク層YGに合焦させることができる。
因みに光ディスク装置1は、情報光ビームLMが目標マーク層YGの各記録マークにより反射されてなる情報反射光ビームを検出することにより、記録されている情報を再生するようになされている。
しかしながら光ディスク装置1では、光ディスク100自体の反りやいわゆる面ブレ等により、当該光ディスク装置1に対し光ディスク100が傾く場合がある。
例えば図1と対応する図2に示すように、光ディスク100が角度θだけ傾いていた場合、光軸XL上での基準層102と目標マーク層YGとの間隔が距離DGから(1/cosθ)倍されてしまい、当該距離DGと相違することになってしまう。
この場合、基準光ビームLSを光ディスク100の基準層102に合焦させていたとしても、情報光ビームLMの焦点FMを目標マーク層YGに合わせることができず、当該目標マーク層YGの情報を読み取ることができない。
すなわち光ディスク装置1は、基準光ビームLSを基準層102に合焦させるだけでは、情報光ビームLMの焦点FMを目標マーク層YGに合わせるといった本来のフォーカス制御を正しく行い得ない場合があり、情報の再生精度を大幅に低下してしまう恐れがあるという問題があった。
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、光ディスクからの情報の再生精度を高め得る光ディスク装置及びフォーカス制御方法を提案しようとするものである。
かかる課題を解決するため本発明においては、光ディスクに設けられた基準層に照射するための基準光ビームを出射し、光ディスクに設けられた記録層内で情報を表す記録マークが基準層から所定距離だけ離隔して配置されたマーク層から情報を再生するための情報光ビームを出射し、情報光ビームの光軸方向に関し、所定の対物レンズにより集光される基準光ビームの焦点と情報光ビームの焦点との距離を所定距離に合わせるよう、対物レンズへ入射される情報光ビームを成形し、対物レンズを情報光ビームの光軸方向に移動させ、基準光ビームが光ディスクの基準層により反射されてなる基準反射光ビームを受光し基準検出信号を生成し、情報光ビームが光ディスクのマーク層により反射されてなる情報反射光ビームを受光し情報検出信号を生成し、基準検出信号を基に基準反射光ビームの光量を表す基準反射光量信号を生成すると共に、複数回得られた情報検出信号を基にマーク層の近傍において当該マーク層から情報光ビームの焦点までの距離に応じて変動するフォーカスエラー信号を生成し、基準反射光量信号の変化を契機としてフォーカスエラー信号に基づいたフォーカス制御を開始するようにした。
これにより本発明では、情報反射光の光量が不十分であったとしても、基準反射光の光量を基に、フォーカス制御を適切に開始して情報光ビームの焦点を記録マーク層に合わせることができる。
本発明によれば、情報反射光の光量が不十分であったとしても、基準反射光の光量を基に、フォーカス制御を適切に開始して情報光ビームの焦点を記録マーク層に合わせることができ、かくして光ディスクからの情報の再生精度を高め得る光ディスク装置及びフォーカス制御方法を実現できる。
以下、図面について、本発明の一実施の形態を詳述する。
(1)第1の実施の形態
(1−1)光ディスクに対する情報の記録再生原理
まず、第1の実施の形態における情報の記録及び再生に関する原理について説明する。第1の実施の形態では、光ディスク100の記録層101にホログラムでなる記録マークRMを形成するようになされている。
実際上光ディスク100は、図3に外観図を示すように、全体として略円板状に構成され、中心にチャッキング用の孔部100Hが設けられている。
また光ディスク100は、図4に断面図を示すように、情報を記録するための記録層101の両面を基板103及び104により挟んだような構成を有しており、さらに記録層101と基板103との間に基準層102が設けられている。
因みに記録層101の厚さは約0.3[mm]、基板103及び104の厚さはそれぞれ約0.6[mm]となっている。
基準層102には、サーボ用の案内溝が形成されており、具体的には、一般的なBD−R(Recordable)ディスク等と同様のランド及びグルーブにより螺旋状のトラックを形成している。このトラックには、所定の記録単位ごとに一連の番号でなるアドレスが付されており、情報を記録又は再生するトラックを当該アドレスにより特定し得るようになされている。
なお基準層102(すなわち記録層101と基板103との境界面)には、案内溝に代えてピット等が形成され、或いは案内溝とピット等とが組み合わされていても良い。また基準層102のトラックは、螺旋状でなく同心円状であっても良い。
また基準層102は、全面的に光ビームの波長に応じて反射率が異なる波長選択性を有しており、例えば波長約405[nm]の光ビームを高い透過率で透過すると共に、波長約660[nm]の光ビームを高い反射率で反射するようになされている。
光ディスク装置10は、光ディスク100に対して波長約660[nm]でなる基準光ビームLSを照射する。このとき基準光ビームLSは、光ディスク100の基準層102により反射され基準反射光ビームLSRとなる。
光ディスク装置10は、基準反射光ビームLSRを受光し、その受光結果を基に対物レンズ21を光ディスク100に近接又は離隔させるフォーカス方向へ位置制御することにより、基準光ビームLSの焦点FSを基準層102の目標基準トラックTSGに合わせるようになされている。
一方記録層101は、照射された光強度によって屈折率が変化するフォトポリマ等でなり、波長405[nm]でなる青色光ビームに反応するようになされている。
光ディスク装置10は、光ディスク100に情報を記録する際、第1面100A側から対物レンズ21により情報光ビームLM1を集光すると共に、当該情報光ビームLM1と同一の焦点FMに第2面100B側から対物レンズ22により情報光ビームLM2を集光する。この情報光ビームLM1及びLM2は、同一の光源から出射され互いに過干渉性を有するレーザ光でなる。
このとき光ディスク装置10は、基準光ビームLSと情報光ビームLM1との光軸を互いに一致させている。これにより光ディスク装置10は、情報光ビームLM1の焦点FM1を、記録層101内における目標基準トラックTSGに対応した箇所に、すなわち目標基準トラックTSGを通り基準層102に垂直な法線XD上に位置させる。以下、目標マーク層YGにおける目標基準トラックTSGと対応したトラックを目標トラックTGと呼び、また焦点FM1の位置を目標位置PGと呼ぶ。
記録層101は、比較的強い強度でなる2本の情報光ビームLM1及びLM2が当該記録層101内において干渉した場合、その干渉部分に定在波が生成され、ホログラムとしての性質を有する干渉パターンが形成される。
この結果光ディスク100には、記録層101内の焦点FM1の位置にホログラムでなる記録マークRMが形成される。
因みに光ディスク装置10は、記録すべき情報を符号「0」及び「1」の組み合わせでなる2値の記録データに符号化する。また光ディスク装置10は、例えば当該記録データの符号「1」に対応して記録マークRMを形成すると共に、符号「0」に対応して当該記録マークRMを形成しないよう、情報光ビームLMを出射制御するようになされている。
さらに光ディスク装置10は、光ディスク100を回転駆動すると共に対物レンズ21及び22を半径方向へ適宜移動制御しながら情報光ビームLM1及びLM2の強度を変調させる。
この結果光ディスク100の記録層101内には、複数の記録マークRMによる螺旋状のトラックが、基準層102に設けられたトラックと対応するよう順次形成される。
またこのようにして形成された記録マークRMは、光ディスク100の第1面100A及び基準層102等の各面とほぼ平行な平面状に配置され、当該記録マークRMによる層(以下これをマーク層Yと呼ぶ)を形成する。
さらに光ディスク装置10は、情報光ビームLM1における焦点FM1の位置を光ディスク100の厚さ方向に変化させることにより、記録層101内に複数のマーク層Yを形成することができる。例えば光ディスク装置10は、光ディスク100の一面100A側から所定の層間隔ごとにマーク層Yを順次形成するようになされている。
一方、光ディスク装置10は、光ディスク100から情報を再生する際、例えば第1面100A側から情報光ビームLM1を集光する。ここで焦点FM1の位置(すなわち目標位置PG)にホログラムでなる記録マークRMが形成されている場合、当該記録マークRMから情報光ビームLM3が出射される。
この情報光ビームLM3は、記録マークRMのホログラムとしての性質により情報光ビームLM1が回折されたものであり、当該記録マークRMを通過してさらに進行する情報光ビームLM2とほぼ同等の光学的性質を有している。
光ディスク装置10は、情報光ビームLM3の検出結果に応じた検出信号を生成し、当該検出信号を基に記録マークRMが形成されているか否かを検出する。
このとき光ディスク装置10は、例えば記録マークRMが形成されていれば符号「1」に、当該記録マークRMが形成されていなければ符号「0」に割り当てることにより、記録されている情報を再生することができる。
このように第1の実施の形態では、光ディスク装置10により光ディスク100から情報を再生する場合、基準光ビームLSを併用しながら情報光ビームLM1を目標位置PGに照射することにより、所望の情報を再生するようになされている。
(1−2)光ディスク装置の構成
図5に示すように、光ディスク装置10は、制御部11を中心に構成されている。制御部11は、図示しないCPU(Central Processing Unit)と、各種プログラム等が格納されるROM(Read Only Memory)と、当該CPUのワークメモリとして用いられるRAM(Random Access Memory)とによって構成されている。
制御部11は、光ディスク100から情報を再生する場合、駆動制御部12を介してスピンドルモータ15を回転駆動させ、所定のターンテーブルに載置された光ディスク100を所望の速度で回転させる。
また制御部11は、駆動制御部12を介してスレッドモータ16を駆動させることにより、光ピックアップ17を移動軸GR1及びGR2に沿ってトラッキング方向、すなわち光ディスク100の内周側又は外周側へ向かう方向へ大きく移動させるようになされている。
光ピックアップ17は、対物レンズ21等の複数の光学部品が取り付けられており、制御部11の制御に基づいて光ディスク100へ基準光ビームLS及び情報光ビームLM1を照射し、基準反射光ビームLSR及び情報光ビームLM3を検出するようになされている。
光ピックアップ17は、基準反射光ビームLSR及び情報光ビームLM3の検出結果に基づいた複数の検出信号を生成し、これらを信号処理部13へ供給する。信号処理部13は、供給された検出信号を用いた所定の演算処理を行うことによりフォーカスエラー信号及びトラッキングエラー信号をそれぞれ生成し、これらを駆動制御部12へ供給する。
駆動制御部12は、制御部11と同様に図示しないCPU、ROM及びRAM等を有している。また駆動制御部12は、供給されたフォーカスエラー信号及びトラッキングエラー信号を基に、対物レンズ21を駆動するための駆動信号を生成し、これを光ピックアップ17の2軸アクチュエータ23へ供給する。
光ピックアップ17の2軸アクチュエータ23は、この駆動信号に基づいて対物レンズ21のフォーカス制御及びトラッキング制御を行い、当該対物レンズ21により集光される基準光ビームLSの焦点FS及び情報光ビームLM1の焦点FM1の位置を調整する(詳しくは後述する)。
また信号処理部13は、検出信号に対し所定の演算処理、復調処理及び復号化処理等を施すことにより、目標マーク層YGの目標トラックTGに記録マークRMとして記録されている情報を再生し得るようになされている。
(1−3)光ピックアップの構成
次に、光ピックアップ17の構成について説明する。この光ピックアップ17は、図6に示すように多数の光学部品が組み合わされており、主に対物レンズ21のサーボ制御を行う基準光学系30、主に情報の再生又は記録を行う第1面情報光学系50及び第2面情報光学系70により構成されている。
(1−3−1)基準光学系の構成
基準光学系30は、光ディスク100の第1面100Aに対して基準光ビームLSを照射し、当該光ディスク100により当該基準光ビームLSが反射されてなる基準反射光ビームLSRを受光するようになされている。
図7において基準光学系30のレーザダイオード31は、波長約660[nm]の赤色レーザ光を射出し得るようになされている。実際上レーザダイオード31は、制御部11(図5)の制御に基づいて発散光でなる基準光ビームLSを発射し、コリメータレンズ32へ入射させる。コリメータレンズ32は、基準光ビームLSを発散光から平行光に変換しスリット33を介して無偏光ビームスプリッタ34へ入射させる。
無偏光ビームスプリッタ34は、基準光ビームLSを反射透過面34Sにおいて約50%の割合で透過し、補正レンズ35へ入射させる。補正レンズ35は、補正レンズ36と共に、基準光ビームLSを一度発散させてから収束させることによりビーム径を調整し、ダイクロイックプリズム37へ入射させる。
ダイクロイックプリズム37の反射透過面37Sは、光ビームの波長に応じて透過率及び反射率が異なる波長選択性を有しており、赤色光ビームをほぼ100%の割合で透過し、青色光ビームをほぼ100%の割合で反射するようになされている。このためダイクロイックプリズム37は、当該反射透過面37Sにおいて基準光ビームLSを透過し、対物レンズ21へ入射させる。
対物レンズ21は、基準光ビームLSを集光し、光ディスク100の第1面100Aへ向けて照射する。このとき基準光ビームLSは、図4に示したように、基板103を透過し基準層102において反射され、基準光ビームLSと反対方向へ向かう基準反射光ビームLSRとなる。
この後基準反射光ビームLSRは、対物レンズ21、ダイクロイックプリズム37、補正レンズ36及び35を順次透過して平行光にされた後、無偏光ビームスプリッタ34へ入射される。
無偏光ビームスプリッタ34は、基準反射光ビームLSRを約50%の割合で反射することによりミラー40へ照射し、当該ミラー40により当該基準反射光ビームLSRを再度反射させた後、集光レンズ41へ入射させる。
集光レンズ41は、基準反射光ビームLSRを収束させ、シリンドリカルレンズ42により非点収差を持たせた上で当該基準反射光ビームLSRをフォトディテクタ43へ照射する。
因みに基準光学系30では、対物レンズ21により基準光ビームLSが集光され光ディスク100の基準層102へ照射されるときの合焦状態が、集光レンズ41により基準反射光ビームLSRが集光されフォトディテクタ43に照射されるときの合焦状態に反映されるよう、各種光学部品の光学的位置が調整されている。
フォトディテクタ43は、図8(A)に示すように、基準反射光ビームLSRが照射される面上に、格子状に分割された4つの検出領域43A、43B、43C及び43Dを有している。因みに矢印a1により示される方向(図中の縦方向)は、基準光ビームLSが基準層102(図4)に照射されるときの、トラックの走行方向に対応している。
フォトディテクタ43は、検出領域43A、43B、43C及び43Dにより基準反射光ビームLSRの一部をそれぞれ検出し、このとき検出した光量に応じて検出信号U1A、U1B、U1C及びU1D(以下、これらをまとめて基準検出信号U1とも呼ぶ)をそれぞれ生成して、これらを信号処理部13(図5)へ送出する。
このように基準光学系30は、基準光ビームLSを光ディスク100の基準層102へ照射すると共に、基準反射光ビームLSRを検出して基準検出信号U1(すなわち検出信号U1A、U1B、U1C及びU1D)を生成し、これらを信号処理部13へ供給するようになされている。
(1−3−2)第1面情報光学系の構成
第1面情報光学系50は、光ディスク100の第1面100Aに対して情報光ビームLM1を照射するようになされており、また当該光ディスク100から入射される情報光ビームLM3を受光するようになされている。
図9において第1面情報光学系50のレーザダイオード51は、波長約405[nm]の青色レーザ光を射出し得るようになされている。実際上レーザダイオード51は、制御部11(図5)の制御に基づいて発散光でなる光ビームLM0を所定光量で射出し、コリメータレンズ52へ入射させる。
コリメータレンズ52は、光ビームLM0を発散光から平行光に変換し、1/2波長板53へ入射させる。このとき青色光ビームLBは、1/2波長板53により偏光方向が所定角度回転され、アナモプリズム54により強度分布が成形された後、偏光ビームスプリッタ55へ入射される。
偏光ビームスプリッタ55は、反射透過面55Sにおいて、光ビームの偏光方向に応じて異なる割合で当該光ビームを反射又は透過するようになされている。例えば反射透過面55Sは、P偏光の光ビームを約50%の割合で反射すると共に残りの50%を透過し、S偏光の光ビームを約100%の割合で透過するようになされている。
実際上、偏光ビームスプリッタ55は、P偏光でなる光ビームLM0を反射透過面55Sにより約50%の割合で反射し、1/4波長板56へ入射させると共に、残りの50%を透過し、シャッタ71へ入射させる。以下では、反射透過面55Sにより反射された光ビームを情報光ビームLM1、反射透過面55Sを透過した光ビームを情報光ビームLM2と呼ぶ。
1/4波長板56は、情報光ビームLM1を直線偏光から円偏光に変換して可動ミラー57へ照射し、また当該可動ミラー57により反射され情報光ビームLM1を円偏光から直線偏光に変換し、再度偏光ビームスプリッタ55へ入射させる。
このとき情報光ビームLM1は、例えば1/4波長板56によりP偏光から左円偏光に変換され、可動ミラー57により反射された際に左円偏光から右円偏光に変換された後、再度1/4波長板56により右円偏光からS偏光に変換される。
この場合光ピックアップ17は、情報光ビームLM1を偏光ビームスプリッタ55から可動ミラー57までの間で往復させることにより、当該情報光ビームLM1及び情報光ビームLM2における光路長の差をコヒーレント長以下に抑えるようになされている。因みに可動ミラー57の位置は、制御部11により制御される。
偏光ビームスプリッタ55は、1/4波長板56から入射された情報光ビームLM1の偏光方向(S偏光)に応じて、反射透過面55Sにより当該情報光ビームLM1をそのまま透過させ、偏光ビームスプリッタ59へ入射させる。
偏光ビームスプリッタ59の反射透過面59Sは、例えばP偏光の光ビームをほぼ100%の割合で反射し、S偏光の光ビームをほぼ100%の割合で透過するようになされている。実際上偏光ビームスプリッタ59は、反射透過面59Sにおいて情報光ビームLM1をそのまま透過させ、1/4波長板60により直線偏光(S偏光)から円偏光(右円偏光)に変換させた上で、リレーレンズ61へ入射させる。
リレーレンズ61は、可動レンズ62により情報光ビームLM1を平行光から収束光に変換し、収束後に発散光となった当該情報光ビームLM1を固定レンズ63により再度収束光に変換し、ダイクロイックプリズム37へ入射させる。
ここで可動レンズ62は、アクチュエータ62Aにより情報光ビームLM1の光軸方向に移動されるようになされている。実際上、リレーレンズ61は、駆動制御部12(図5)の制御に基づき当該アクチュエータ62Aによって可動レンズ62を移動させることにより、固定レンズ63から出射される情報光ビームLM1の収束状態を変化させ得るようになされている。
ダイクロイックプリズム37は、情報光ビームLM1の波長に応じて、反射透過面37Sにより当該情報光ビームLM1を反射し、対物レンズ21へ入射させる。対物レンズ21は、情報光ビームLM1を集光し、光ディスク100の第1面100Aへ照射する。
ここで、情報光ビームLM1の焦点FM1と基準光ビームLSの焦点FSとのフォーカス方向に関する距離は、当該情報光ビームLM1がリレーレンズ61から出射されるときの発散角に応じて定まることになる。
実際上、リレーレンズ61は、焦点FM1と焦点FSとのフォーカス方向に関する距離を基準層102と目標マーク層YGからの深さd(図4)に一致させるよう、可動レンズ62の位置が調整されるようになされている。また対物レンズ21は、基準光ビームLSを基準層102に合焦させるようフォーカス制御される(詳しくは後述する)。
この結果、対物レンズ21は、図4に示したように、情報光ビームLM1を記録層101内の目標マーク層YGに合焦させる。
これを換言すれば、リレーレンズ61は、情報光ビームLM1の焦点FM1を目標マーク層YGに合わせるよう、当該情報光ビームLM1を成形していることになる。
ここで、光ディスク100の目標マーク層YGにおける目標位置PGに記録マークRMが記録されていた場合、当該記録マークRMのホログラムとしての性質により、情報光ビームLM3が生成され第1面100A側へ出射される。
図10に示すように、情報光ビームLM3は、対物レンズ21により収束され、ダイクロイックプリズム37により反射された後、リレーレンズ61へ入射される。
続いて情報光ビームLM3は、リレーレンズ61の固定レンズ63及び可動レンズ62によって平行光に変換され、さらに1/4波長板60により円偏光(左円偏光)から直線偏光(P偏光)に変換された上で、偏光ビームスプリッタ59へ入射される。
偏光ビームスプリッタ59は、情報光ビームLM3の偏光方向に応じて当該情報光ビームLM3を反射し、集光レンズ64へ入射させる。集光レンズ64は、情報光ビームLM3を集光し、シリンドリカルレンズ65により非点収差を持たせた上でフォトディテクタ66へ照射させる。
ここで第1面情報光学系50は、対物レンズ21により情報光ビームLM1が集光され光ディスク100の目標マーク層YGへ集光されるときの合焦状態が、集光レンズ64により情報光ビームLM3が集光されフォトディテクタ66に照射されるときの合焦状態に反映されるよう、各部品の光学的位置や光学特性等が調整されている。
フォトディテクタ66は、図8(B)に示すように、情報光ビームLM3が照射される面に格子状に4分割された検出領域66A、66B、66C及び66Dが形成されている。
検出領域66A、66B、66C及び66Dは、それぞれ情報光ビームLM3の一部の光量を検出し、このとき検出した光量に応じて検出信号U2A、U2B、U2C及びU2D(以下、これらをまとめて情報検出信号U2とも呼ぶ)をそれぞれ生成し、これらを信号処理部13(図5)へ供給する。
このように第1面情報光学系50は、情報光ビームLM1を光ディスク100の目標マーク層YGへ照射すると共に、情報光ビームLM3を検出して情報検出信号U2(すなわち検出信号U2A、U2B、U2C及びU2D)を生成し、これらを信号処理部13へ供給するようになされている。
(1−3−3)第2面情報光学系の構成
第2面情報光学系70(図10)は、光ディスク100の第2面100Bに対して情報光ビームLM2を照射するようになされており、また第1面情報光学系50から照射され光ディスク100を透過した情報光ビームLM1を受光するようになされている。
因みに第2面情報光学系70は、光ディスク100に対し情報を記録する際にのみ用いられ、当該光ディスク100から情報を再生する際には用いられないようになされている。
第1面情報光学系50の偏光ビームスプリッタ55は、上述したように、反射透過面55SにおいてP偏光でなる光ビームLM0を約50%の割合で透過し、これを情報光ビームLM2としてシャッタ71へ入射させる。
シャッタ71は、制御部11(図5)の制御に基づいて情報光ビームLM2を遮断又は透過するようになされており、当該情報光ビームLM2を透過した場合、偏光ビームスプリッタ72へ入射させる。
偏光ビームスプリッタ72の反射透過面72Sは、例えばP偏光の光ビームをほぼ100%の割合で透過し、S偏光の光ビームをほぼ100%の割合で反射するようになされている。実際上偏光ビームスプリッタ72は、P偏光でなる情報光ビームLM2をそのまま透過させ、ミラー73により反射させた後、1/4波長板74により直線偏光(P偏光)から円偏光(左円偏光)に変換させた上で、リレーレンズ75へ入射させる。
リレーレンズ75は、リレーレンズ61と同様に構成されており、可動レンズ62及び固定レンズ63並びにアクチュエータ62Aとそれぞれ対応する可動レンズ76及び固定レンズ77並びにアクチュエータ76Aを有している。
リレーレンズ75は、可動レンズ76により情報光ビームLM2を平行光から収束光に変換し、収束後に発散光となった当該情報光ビームLM2を固定レンズ77により再度収束光に変換し、ガルバノミラー78へ入射させる。
またリレーレンズ75は、リレーレンズ61と同様、駆動制御部12(図5)の制御に基づきアクチュエータ76Aによって可動レンズ76を移動させることにより、固定レンズ77から出射される情報光ビームLM2の収束状態を変化させ得るようになされている。
ガルバノミラー78は、情報光ビームLM2を反射し、対物レンズ22へ入射させる。因みに情報光ビームLM2は、反射されるときに円偏光における偏光方向が反転され、例えば左円偏光から右円偏光に変換される。
またガルバノミラー78は、リニアモータやピエゾ素子等によって反射面78Aの角度を変化し得るようになされており、駆動制御部12(図5)の制御に従い反射面78Aの角度を調整することにより、情報光ビームLM2の進行方向を調整し得るようになされている。
対物レンズ22は、2軸アクチュエータ24と一体に構成されており、当該2軸アクチュエータ24により、対物レンズ21と同様にフォーカス方向及びトラッキング方向の2軸方向へ駆動され得るようになされている。
この対物レンズ22は、情報光ビームLM2を集光し、光ディスク100の第2面100Bへ照射する。
このとき情報光ビームLM2は、図4に示したように、基板104を透過して記録層101内に合焦する。ここで当該情報光ビームLM2における焦点FM2の位置は、リレーレンズ75の固定レンズ77から出射される際の収束状態により定められる。
ところで、第1面情報光学系50(図7)の対物レンズ21により集光された情報光ビームLM1は、光ディスク100の記録層101内で焦点FM1に収束した後に発散光となり、当該記録層101及び基板104を透過し、第2面100Bから出射されて、対物レンズ22へ入射される。
このとき第2面情報光学系70では、情報光ビームLM1が対物レンズ22によりある程度収束された後、ガルバノミラー78により反射されて、リレーレンズ75へ入射される。因みに情報光ビームLM1は、反射面78Aにおいて反射される際、円偏光における偏光方向が反転され、例えば左円偏光から右円偏光に変換される。
続いて情報光ビームLM1は、リレーレンズ75の固定レンズ77及び可動レンズ76によって平行光に変換され、さらに1/4波長板74により円偏光(右円偏光)から直線偏光(S偏光)に変換された後、ミラー73により反射されてから、偏光ビームスプリッタ72へ入射される。
偏光ビームスプリッタ72は、情報光ビームLM1の偏光方向に応じて当該情報光ビームLM1を反射し、集光レンズ80へ入射させる。集光レンズ80は、情報光ビームLM1を収束させ、シリンドリカルレンズ81により非点収差を持たせた上で当該情報光ビームLM1をフォトディテクタ82へ照射する。
因みに第2面情報光学系70は、記録層101内における情報光ビームLM1の焦点FM1に対する情報光ビームLM2の焦点FM2のずれ量が、集光レンズ80により情報光ビームLM1が集光されフォトディテクタ82へ照射されるときの照射状態に反映されるよう、各部品の光学特性や光学的位置等が調整されている。
フォトディテクタ82は、図8(C)に示すように、情報光ビームLM1が照射される面上に、格子状に分割された4つの検出領域82A、82B、82C及び82Dを有している。因みに矢印a3により示される方向(図中の縦方向)は、光ディスク100に情報光ビームLM1が照射されるときの、基準層102(図4)におけるトラックの走行方向に対応している。
フォトディテクタ82は、検出領域82A、82B、82C及び82Dにより情報光ビームLM1の一部をそれぞれ検出し、このとき検出した光量に応じて検出信号U3A、U3B、U3C及びU3D(以下、これらをまとめてU3A〜U3Dと呼ぶ)をそれぞれ生成して、これらを信号処理部13(図5)へ送出する。
信号処理部13は、検出信号U3A〜U3Dを基に所定のフォーカスエラー信号及びトラッキングエラー信号を算出し、これらを駆動制御部12へ送出する。
このフォーカスエラー信号及びトラッキングエラー信号は、光ディスク100の記録層101内における、フォーカス方向及びトラッキング方向に関する情報光ビームLM1の焦点FM1と情報光ビームLM2の焦点FM2とのずれ量を表すものである。
駆動制御部12は、フォーカスエラー信号及びトラッキングエラー信号を基に2軸アクチュエータ24を制御することにより、情報光ビームLM1の焦点FM1と情報光ビームLM2の焦点FM2とを一致させるよう、対物レンズ22のフォーカス制御及びトラッキング制御を行うようになされている。
さらに信号処理部13は、検出信号U3A〜U3Dを基にタンジェンシャルエラー信号を算出し、これを駆動制御部12へ供給する。
このタンジェンシャルエラー信号は、情報光ビームLM1の焦点FM1と情報光ビームLM2の焦点FM2とのタンジェンシャル方向(すなわちトラックの接線方向)に関するずれ量を表す。
駆動制御部12は、タンジェンシャルエラー信号を基にタンジェンシャル駆動信号を生成し、これをガルバノミラー78へ供給する。これに応じてガルバノミラー78は、反射面78Aの角度を変化させることにより、情報光ビームLM2の焦点FM2を情報光ビームLM1の焦点FM1に一致させるようタンジェンシャル方向に移動させる。
この結果光ディスク装置10は、情報光ビームLM2の焦点FM2を情報光ビームLM1の焦点FM1に一致させることができ、図4に示したように目標位置PGにホログラムでなる記録マークRMを形成することができる。
(1−4)フォーカス制御
次に、光ディスク装置10が光ディスク100から情報を再生する際におけるフォーカス制御について説明する。光ディスク装置10は、駆動制御部12を中心に、いわゆる非点収差法によるフォーカス制御を行うようになされている。
(1−4−1)信号の生成
信号処理部13は、光ピックアップ17から供給される基準検出信号U1及び情報検出信号U2を基に、フォーカスエラー制御に用いる各種信号を算出するようになされている。
まず信号処理部13は、次に示す(1)式に従って基準検出信号U1の検出信号U1A〜U1Dを基に和信号SS1を算出し、これを駆動制御部12へ供給する。
この和信号SS1は、フォトディテクタ43により検出した基準反射光ビームLSRの光量を表しており、いわゆるプルイン信号と同等な信号である。
すなわち和信号SS1の信号レベルは、基準光ビームLSが基準層102に合焦しているときに最も高くなり、当該基準光ビームLSの焦点FSが基準層102から遠ざかるに連れて低下していくことになる。
また信号処理部13は、情報検出信号U2の検出信号U2A〜U2Dを基に、次に示す(2)式に従ってフォーカスエラー信号SFE2を算出し、これを駆動制御部12へ供給する。
このフォーカスエラー信号SFE2は、情報光ビームLM1の焦点FM1(図4)と光ディスク100の目標マーク層YGとのフォーカス方向に関するずれ量を表すことになる。
因みに信号処理部13は、検出信号U2A〜U2Dを基に、次に示す(3)式に従ってトラッキングエラー信号STE2も算出し、これを駆動制御部12へ供給する。
このトラッキングエラー信号STE2は、情報光ビームLM1の焦点FM1(図4)と光ディスク100の目標マーク層YGにおける目標位置PGとのトラッキング方向に関するずれ量を表すことになる。
このように光ディスク装置10は、信号処理部13により、基準検出信号U1に基づいた和信号SS1及び情報検出信号U2に基づいたフォーカスエラー信号SFE2及びトラッキングエラー信号STE2を算出するようになされている。
(1−4−2)和信号を利用したプルイン動作
次に、光ディスク装置10が光ディスク100から情報の再生を開始する際のプルイン動作について説明する。
(1−4−2−1)情報検出信号を用いたプルイン動作
一般にフォーカスエラー信号は、図11(A)に示すように、フォーカス方向に関する対物レンズの位置に応じてS字状の曲線を描いている。すなわちフォーカスエラー信号SFE2は、対物レンズ21の移動に伴い、ほぼゼロレベルの状態から一度増加して極大値となった後、減少に転じて正負反転し、極小値となった後再度ゼロレベルに収束することにより、適切なS字状の曲線を描いている。
ここでフォーカスエラー信号SFE2が極大値及び極小値の間で値「0」となる(すなわちゼロクロスする)ときは、当該フォーカスエラー信号SFE2の算出原理から、情報光ビームLM1の焦点FM1が目標マーク層YGに合焦していることを表している。
またフォーカスエラー信号SFE2は、極大値及び極小値の間でほぼ直線状となっている。この直線状の区間、すなわち焦点FM1が目標マーク層YGの近傍に位置する範囲では、当該フォーカスエラー信号SFE2の値は、情報光ビームLM1の焦点FM1から目標マーク層YGまでの距離とほぼ比例関係にある。
一般にフォーカス制御では、上述した比例関係を利用したフィードバック制御を行っているため、直線状の区間を外れてしまうと、いわゆるフォーカスが外れた状態となってしまう。また当該直線状の区間外からは、フォーカス制御を開始することもできない。
さらに図11(A)からわかるように、フォーカスエラー信号SFE2における直線状の区間は、対物レンズ21の移動可能な範囲と比較して極めて狭い範囲となっている。
ここで、情報反射光ビームLMRの光量は、その原理上、情報光ビームLM1の焦点FM1が目標マーク層YGの近傍にあるときに比較的大きくなる。このとき、対物レンズ21は、フォーカスエラー信号SFE2における直線状の区間内に位置することになる。
このため一般的なフォーカス制御では、当該フォーカス制御を開始するためのプルイン動作として、いわゆる和信号を用いてフォーカス制御を開始する契機を定めている。
そこで、従来のCD、DVDやBD等に対応した一般的な光ディスク装置における一般的なプルイン動作と同様に、光ディスク装置10において情報検出信号U2を用い、試験的なプルイン動作を行った。
実際上駆動制御部12は、プルイン動作を開始すると、所定の速度で対物レンズ21を光ディスク100に近接させその後離隔させるといった、フォーカス方向に関する往復移動を繰り返す。
この往復移動中、信号処理部13は、情報検出信号U2の検出信号U2A〜U2Dを基に、次に示す(4)式に従い和信号SS2を随時算出する。
この和信号SS2は、フォトディテクタ66により検出した情報反射光ビームLMRの光量を表している。
また駆動制御部12は、和信号SS2を所定の閾値TH2と随時比較し、その比較結果としてトリガ信号ST2を随時生成する。このトリガ信号ST2は、負論理の論理信号となっている。
すなわち駆動制御部12は、和信号SS2が閾値TH2未満であればトリガ信号ST2をハイレベルとし、当該和信号SS2が当該閾値TH2以上であれば当該トリガ信号ST2をローレベルとする。
駆動制御部12は、図11に示すように、トリガ信号ST2がローレベルになれば、フォーカス制御を行い得る状態にあるものと判断し、これを契機としてフォーカスエラー信号SFE2を値「0」に近づけるようフォーカス制御を開始する。
しかしながらこの試験的なプルイン動作では、図12に示すように、実際の和信号SS2における信号レベルが比較的低いままとなる場合があった。
これは、上述したように、光ディスク100の目標マーク層YGにおいて、一様な記録層101内に記録マークRMが層状に配列されて形成されていることと関連があるものと推測される。
すなわち光ディスク100における目標マーク層YGの近傍には、CD、DVDやBD等におけるランド面や反射面が存在しない。このため情報反射光ビームLMRの光量は、記録マークRMの形成パターン等によっては、比較的小さくなる場合があるものと考えられる。
このとき駆動制御部12は、和信号SS2の信号レベルが閾値TH2を超えないことからトリガ信号ST2がハイレベルのままとなるため(図12)、フォーカス制御を開始することができない。
このように光ディスク装置10は、和信号SS2を利用して一般的な光ディスク装置と同様のプルイン動作を行った場合、フォーカス制御を正常に開始できないおそれがあることが判明した。
(1−4−2−2)基準検出信号を用いたプルイン動作
ところで、光ディスク100の基準層102は、上述したように、サーボ用の案内溝が形成されているものの、全面的に波長選択性を有している。このため基準層102は、基準光ビームLSを比較的高い反射率で反射し得ると考えられる。
これに伴い、基準検出信号U1に基づいた和信号SS1については、上述した和信号SS2(図12)と異なり、常に信号レベルが高くなることが期待できる。
そこで駆動制御部12は、情報検出信号U2に基づいた和信号SS2に代えて、基準検出信号U1に基づいた和信号SS1を用いてプルイン動作を行うようになされている。
実際上駆動制御部12は、まずリレーレンズ61を制御することにより、基準光ビームLSの焦点FSと情報光ビームLM1の焦点FM1との距離を、目標位置PGの深さdとおおよそ等距離に合わせておく。
また駆動制御部12は、対物レンズ21を往復移動させる。ここで駆動制御部12は、往復移動中に情報光ビームLM1の焦点FM1を目標マーク層YGから大きく遠ざけることなくその近傍にとどめるよう、移動範囲を適宜定めている。この移動範囲は、記録層101の厚さである0.3[mm]よりも十分に狭い範囲となっている。
その後駆動制御部12は、随時和信号SS1を所定の閾値TH1と比較し、その比較結果としてトリガ信号ST1を生成する。トリガ信号ST1は、上述したトリガ信号ST2と同様、負論理の論理信号となっている。
すなわち駆動制御部12は、和信号SS1が閾値TH1未満であれば当該トリガ信号ST1をハイレベルとし、当該和信号SS1が当該閾値TH1以上であれば当該トリガ信号ST1をローレベルとする。
ここで光ピックアップ17では、和信号SS1が閾値TH1以上となった場合、基準光ビームLSの焦点FSが基準層102の近傍に位置していることを表している。さらに光ピックアップ17では、リレーレンズ61による情報光ビームLM1の集光状態が制御されていることにより、当該焦点FSと情報光ビームLM1の焦点FM1との距離がおおよそ深さdと等距離となっている。
このため光ピックアップ17では、和信号SS1が閾値TH1以上となったとき、基準光ビームLSの焦点FSが基準層102の近傍に位置すると共に、情報光ビームLM1の焦点FM1が目標マーク層YGの近傍に位置することになる。このとき光ピックアップ17では、目標マーク層YGの記録マークRMが存在することにより、フォーカスエラー信号SFE2がS字状の曲線を描くことになる。
実際上駆動制御部12は、図13に示すように、トリガ信号ST1がローレベルになれば、プルイン動作を開始すべき状態にあるものと判断し、フォーカスエラー信号SFE2を基にフォーカス制御を開始する。
ここで駆動制御部12は、図13に示したようにフォーカスエラー信号SFE2が十分な振幅でS字状の曲線を描いている場合に、フォーカス制御を外れることなく継続することができれば、プルイン動作を終了することができる。
一方、駆動制御部12は、何らかの要因によりトリガ信号ST1がローレベルにならなかった場合や、フォーカスエラー信号SFE2が適切なS字状とならなかった場合等には、フォーカス制御を開始することができない。また駆動制御部12は、一度開始したフォーカス制御が何らかの要因により外れてしまう可能性もある。
しかしながら駆動制御部12は、対物レンズ21をフォーカス方向に繰り返し往復移動させているため、当該往復移動中に、トリガ信号ST1がローレベルとなり且つフォーカスエラー信号SFE2が適切なS字状の曲線を描く機会があり、このときフォーカス制御を開始してそのまま継続し得るものと期待できる。
因みに駆動制御部12は、光ディスク100の再生を開始する場合のみでなく、例えば新たな光ディスク100が装填された場合や、光ディスク100への情報の記録を開始する際にいわゆるリードインエリアの情報を読み出す場合等、様々な場合に一連のプルイン動作を行うようになされている。
また駆動制御部12は、トラッキングエラー信号STE2を基に、いわゆるプッシュプル法によるトラッキング制御を行うようになされている。
このように光ディスク装置10は、基準検出信号U1に基づいた和信号SS1と情報検出信号U2に基づいたフォーカスエラー信号SFE2とを組み合わせて用いることにより、プルイン動作を行うようになされている。
(1−4−3)プルイン動作処理手順
実際上、駆動制御部12は、図14に示すフローチャートに従って一連のプルイン動作を行うようになされている。
まず制御部11は、光ディスク100の再生を開始する場合等に、スピンドルモータ15を制御して光ディスク100を回転駆動させると共に、駆動制御部12に対しプルイン動作処理手順RT1を開始させる。
駆動制御部12は、プルイン動作処理手順RT1を開始するとステップSP1へ移り、制御部11を介して光ピックアップ17のレーザダイオード31及び51からそれぞれ基準光ビームLS及び光ビームLM0(情報光ビームLM1)を出射させて、次のステップSP2へ移る。
ステップSP2において駆動制御部12は、リレーレンズ61を制御し可動レンズ62を移動させることにより、情報光ビームLM1の焦点FM1を目標マーク層YGにおおよそ合わせ、次のステップSP3へ移る。
ステップSP3において駆動制御部12は、対物レンズ21のフォーカス方向への往復移動を開始し、次のステップSP4へ移る。
ステップSP4において駆動制御部12は、信号処理部13により、情報光ビームLM3の受光結果を表す情報検出信号U2を基にフォーカスエラー信号SFE2を算出させ、次のステップSP5へ移る。
ステップSP5において駆動制御部12は、信号処理部13により、基準反射光ビームLSRの受光結果を表す基準検出信号U1を基に和信号SS1を算出させ、次のステップSP6へ移る。
ステップSP6において駆動制御部12は、和信号SS1を閾値TH1と比較することによりトリガ信号ST1を生成し、次のステップSP7へ移る。
ステップSP7において駆動制御部12は、トリガ信号ST1がローレベルになったか否かを判定する。ここで否定結果が得られると、このことは和信号SS1が閾値TH1未満でありフォーカス制御を開始すべき状態ではないことを表しており、このとき駆動制御部12は再度ステップSP4へ戻り、トリガ信号ST1がローレベルになるまで繰り返す。
一方ステップSP7において肯定結果が得られると、このことは和信号SS1が閾値TH1以上となったことを表しており、このとき駆動制御部12は次のステップSP8へ移る。
ステップSP8において駆動制御部12は、フォーカスエラー信号SFE2を基にフォーカス制御を開始し、次のステップSP9へ移る。
ステップSP9において駆動制御部12は、トリガ信号ST1が再度ハイレベルになる前に、フォーカス制御が外れることなく継続できているか否か、すなわちフォーカスサーボがかかった状態を維持できているか否かを判定する。ここで否定結果が得られると、このことは適切な状態でフォーカス制御の開始を再度試行する必要があることを表しており、このとき駆動制御部12は再度ステップSP4へ戻る。
一方ステップSP9において肯定結果が得られると、駆動制御部12は次のステップSP10へ移ってフォーカス制御を継続し、続くステップSP11へ移って一連のプルイン動作処理手順RT1を終了する。
(1−5)動作及び効果
以上の構成において、光ディスク装置10の駆動制御部12は、プルイン動作を行う際、まずリレーレンズ61を制御して焦点FSと焦点FM1との距離を目標位置PGの深さdとおおよそ等距離に合わせる。
続いて駆動制御部12は、対物レンズ21をフォーカス方向に往復移動させながら、信号処理部13によって情報検出信号U2を基にフォーカスエラー信号SFE2を算出させると共に基準検出信号U1を基に和信号SS1を算出させる。
さらに駆動制御部12は、和信号SS1を閾値TH1と比較することによりトリガ信号ST1を生成し、当該トリガ信号ST1がローレベルとなった際に、フォーカスエラー信号SFE2を基にフォーカス制御を開始する。
従って光ディスク装置10の駆動制御部12は、基準反射光ビームLSRの検出結果に基づいた和信号SS1をトリガとすることにより、フォーカスエラー信号SFE2が適切なS字状の曲線を描いているタイミングを捉えることができ、このときフォーカス制御を適切に開始することができる。
特に駆動制御部12は、光ディスク100において基準層102が全面的に形成されていることから、目標マーク層YGにおける記録マークRMの形成状態に影響を受けることなく、安定して和信号SS1及びトリガ信号ST1を生成することができる(図13)。
このため駆動制御部12は、情報反射光ビームLMRの受光結果に基づいた和信号SS2を用いる場合と比較して(図12)、フォーカスエラー信号SFE2が適切なS字状の曲線を描くタイミングを逃すことなく、フォーカス制御を開始することができる。
これを換言すれば、駆動制御部12は、リレーレンズ61によって焦点FSと焦点FM1との距離を目標位置PGの深さdとおおよそ等距離に合わせているため、和信号SS2に代えて和信号SS1を用いたフォーカス制御を可能としている。
ところでフォーカスエラー信号SFE2は、情報光ビームLM1の焦点FM1が記録層101と基板104との境界面等にある場合にも、S字状の曲線を描く場合がある。このためプルイン動作を行う条件によっては、駆動制御部12が焦点FM1を誤って当該境界面等に合わせてしまうおそれもある。
しかしながら駆動制御部12は、情報光ビームLM1の焦点FM1が目標マーク層YGの近傍に位置するよう、対物レンズ21の移動範囲を定めている。このため駆動制御部12は、情報光ビームLM1の焦点FM1を誤って境界面等に合わせてしまう危険を未然に回避することができる。
また光ディスク100では、経時変化や記録精度の問題等により、基準層102と目標マーク層YGとの距離、すなわち深さd(図4)が設計上の値と相違している場合が考えられる。
このような場合、例えば基準層102からの基準反射光ビームLSRの検出結果を基にフォーカスエラー信号を生成し、基準光ビームLSの焦点FSを基準層102に合焦させるようフォーカス制御を行う構成の場合、情報光ビームLM1の焦点FM1は目標マーク層YGから外れてしまう。
これに対し駆動制御部12は、目標マーク層YGから得られるフォーカスエラー信号SFE2を用いてフォーカス制御を行うため、基準層102に対する基準光ビームLSの焦点FSの合焦状態にかかわらず、情報光ビームLM1の焦点FM1を目標マーク層YGに合焦させることができる。
以上の構成によれば、光ディスク装置10は、プルイン動作を行う際、まず焦点FSと焦点FM1との距離を目標位置PGの深さdとおおよそ等距離に合わせ、対物レンズ21をフォーカス方向に往復移動させながら、フォーカスエラー信号SFE2及び和信号SS1を算出させる。その後駆動制御部12は、和信号SS1を基に生成したトリガ信号ST1がローレベルとなった際に、フォーカスエラー信号SFE2を基にフォーカス制御を開始する。これにより光ディスク装置10は、フォーカスエラー信号SFE2が十分な振幅のS字状の曲線を描いている適切な状態で、フォーカス制御を開始することができる。
(2)第2の実施の形態
(2−1)光ディスクに対する情報の記録再生原理
まず第2の実施の形態による情報の記録及び再生に関する基本原理について説明する。光ディスク200は、図4と対応する図15に断面図を示すように、光ディスク100の記録層101、基準層102、並びに基板103及び104とそれぞれ対応する記録層201、基準層202、並びに基板203及び204を有している。
記録層201は、例えば樹脂材料に所定の光重合開始剤が混合され硬化された後、情報光ビームLMが集光されるとその焦点FMを中心に温度が急激に上昇され、光重合開始剤残渣が気化することにより焦点を中心とした気泡を形成するようになされている。
この場合、形成された空洞が記録マークRMとなる。この記録マークRMは、記録層201を構成する樹脂材料と当該空洞との境界面において屈折率が大きく相違することにより、照射された光ビームを高い反射率で反射し得るようになされている。
基準層202は、記録層201と基板204との境界面に設けられており、基準層102と同様に波長選択性を有すると共にサーボ用の案内溝が形成されている。この基準層202は、基準層102と同様、基準光ビームLSが照射されると、これを基板203側へ反射することにより基準反射光ビームLSRとするようになされている。
光ディスク装置110は、基準反射光ビームLSRを受光し、その受光結果を基に対物レンズ21を光ディスク100に近接又は離隔させるフォーカス方向へ位置制御することにより、基準光ビームLSの焦点FSを基準層202に合わせるようになされている。
実際上光ディスク装置110は、光ディスク200に情報を記録する際、第1面200A側から対物レンズ21によって情報光ビームLMを集光することにより、記録層201内における焦点FMの位置に記録マークRMを形成するようになされている。
さらに記録層201内には、第1の実施の形態と同様、情報光ビームLMにおける焦点FMの位置が光ディスク200の厚さ方向に変化されることにより、複数のマーク層Yが形成され得る。例えば光ディスク装置110は、光ディスク200の一面200A側から所定の層間隔ごとにマーク層Yを順次形成するようになされている。
一方光ディスク装置110は、光ディスク200から情報を再生する際、情報光ビームLMを記録層201内に集光し、形成済の記録マークRMにより情報光ビームLMを反射させて情報反射光ビームLMRとし、これを受光するようになされている。
因みに光ディスク装置110は、第1の実施の形態と同様、例えば記録マークRMが形成されていれば符号「1」に、当該記録マークRMが形成されていなければ符号「0」に割り当てることにより、記録されている情報を再生することができる。
このように第2の実施の形態では、光ディスク装置110により光ディスク200から情報を再生する場合、基準光ビームLSを併用しながら情報光ビームLMを目標位置PGに照射することにより、所望の情報を再生するようになされている。
(2−2)光ディスク装置及び光ピックアップの構成
第2の実施の形態による光ディスク装置110は、図5と対応する図16に示すように、第1の実施の形態による光ディスク装置10に類似した構成を有している。すなわち光ディスク装置110は、制御部11、駆動制御部12、信号処理部13及び光ピックアップ17に代えて制御部111、駆動制御部112、信号処理部113及び光ピックアップ117がそれぞれ設けられ、他の点については光ディスク装置10とほぼ同様に構成されている。
光ピックアップ117は、図17に示すように多数の光学部品が設けられているものの、第1の実施の形態における光ピックアップ17と異なり、光ディスク200の第1面200A側のみに各種光学部品が設けられた、いわゆる片面光学系を構成している。
この光ピックアップ117は、大きく分けて基準光学系30と対応する基準光学系130及び第1面情報光学系50と対応する情報光学系150により構成されている。
基準光学系130は、第1の実施の形態における基準光学系30とほぼ同様に構成されているため、その説明については省略する。
因みに基準光学系130のフォトディテクタ43は、第1の実施の形態と同様の基準検出信号U1(すなわち検出信号U1A、U1B、U1C及びU1D)を生成し、これらを信号処理部113へ供給するようになされている。
情報光学系150は、第1の実施の形態における第1面情報光学系50から偏光ビームスプリッタ55、1/4波長板56及び可動ミラー57が省略されたような構成を有している。
これに伴い情報光学系150では、レーザダイオード51、コリメータレンズ52、1/2波長板53及びアナモプリズム54の取付位置が変更されており、アナモプリズム54から出射された光ビームが偏光ビームスプリッタ59へ直接入射されるようになされている。
この情報光学系150では、レーザダイオード51から出射される波長約405[nm]でなる光ビームを情報光ビームLMとする。情報光ビームLMは、第1の実施の形態における第1面情報光学系50の情報光ビームLM1と同様の光路を辿り、対物レンズ21により集光されて光ディスク200に照射される。
情報光ビームLMは、光ディスク200の目標マーク層YGに記録マークRMが形成されていた場合、当該記録マークRMにより反射されて情報反射光ビームLMRとなる。情報反射光ビームLMRは、第1面情報光学系50における情報光ビームLM3と同様の光路を辿りフォトディテクタ66に照射される。
かくして情報光学系150は、情報光ビームLMを光ディスク200の目標マーク層YGへ照射すると共に、情報反射光ビームLMRを検出して情報検出信号U2(すなわち検出信号U2A、U2B、U2C及びU2D)を生成し、これらを信号処理部113へ供給するようになされている。
因みに信号処理部113は、第1の実施の形態における信号処理部13と同様、(1)式に従って和信号SS1を算出すると共に(2)式に従ってフォーカスエラー信号SFE2を算出するようになされている。
(2−3)プルイン動作
第2の実施の形態では、駆動制御部112は、第1の実施の形態における駆動制御部12と同様に、プルイン動作処理手順RT1(図14)に従ったプルイン動作を行うようになされている。
すなわち駆動制御部112はまずリレーレンズ61を制御して焦点FSと焦点FMとの距離を目標位置PGの深さdとおおよそ等距離に合わせる。
続いて駆動制御部112は、対物レンズ21をフォーカス方向に往復移動させながら、和信号SS1を所定の閾値TH1と比較し、その比較結果としてトリガ信号ST1を生成する。
ここで駆動制御部112は、トリガ信号ST1がローレベルになれば、プルイン動作を開始すべき状態にあるものと判断し、フォーカスエラー信号SFE2を基にフォーカス制御を開始する(図13)。
この結果、駆動制御部112は、第1の実施の形態と同様、安定的にフォーカス制御を開始し、また継続することができる。
(2−4)動作及び効果
以上の構成において、第2の実施の形態における光ディスク装置110は、駆動制御部112により焦点FSと焦点FMとの距離を目標位置PGの深さdとおおよそ等距離に合わせておく。
さらに駆動制御部112は、対物レンズ21をフォーカス方向に往復移動させながら、和信号SS1基に生成したトリガ信号ST1がローレベルとなった際に、フォーカスエラー信号SFE2を基にフォーカス制御を開始する。
従って光ディスク装置110の駆動制御部112は、第1の実施の形態と同様、基準反射光ビームLSRの検出結果に基づいた和信号SS1をトリガとすることにより、フォーカスエラー信号SFE2が十分な振幅のS字状の曲線を描いているタイミングを捉えることができ、このときフォーカス制御を適切に開始することができる。
その他、駆動制御部112は、第1の実施の形態と同様の作用効果を奏し得る。
以上の構成によれば、光ディスク装置110の駆動制御部112は、プルイン動作を行う際、まず焦点FSと焦点FMとの距離を目標位置PGの深さdとおおよそ等距離に合わせ、対物レンズ21をフォーカス方向に往復移動させながら、フォーカスエラー信号SFE2及び和信号SS1を算出させる。その後駆動制御部112は、和信号SS1を基に生成したトリガ信号ST1がローレベルとなった際に、フォーカスエラー信号SFE2を基にフォーカス制御を開始する。これにより光ディスク装置110は、第1の実施の形態と同様、フォーカスエラー信号SFE2が十分な振幅のS字状の曲線を描いている適切な状態で、フォーカス制御を開始することができる。
(3)第3の実施の形態
第3の実施の形態では、第2の実施の形態と同様の光ディスク200から情報を再生するようになされている。
しかしながら第3の実施の形態では、基準光ビームLSを用いずに情報光ビームLMのみを用いて光ディスク200から情報を再生するようになされている。
(3−1)光ディスク装置及び光ピックアップの構成
第3の実施の形態による光ディスク装置210は、図16に示した光ディスク装置110と類似した構成を有している。すなわち光ディスク装置210は、制御部111、駆動制御部112、信号処理部113及び光ピックアップ117に代えて、制御部211、駆動制御部212、信号処理部213及び光ピックアップ217がそれぞれ設けられ、他の点については光ディスク装置110とほぼ同様に構成されている。
光ピックアップ217は、図17と対応する図18に示すように、光ピックアップ117と同様の片面光学系を構成しているものの、基準光学系130が省略されたような構成を有している。
光ディスク装置210が光ディスク200から情報を再生する際、レーザダイオード251は、制御部211(図16)の制御に基づき、発散光でなり波長約405[nm]の青色レーザ光でなる情報光ビームLMを出射させ、コリメータレンズ252へ入射させる。コリメータレンズ252は、情報光ビームLMを発散光から平行光に変換し、1/2波長板253へ入射させる。
情報光ビームLMは、1/2波長板253によって偏光方向が所定角度回転されることにより例えばP偏光となり、偏光ビームスプリッタ254へ入射される。
偏光ビームスプリッタ254は、入射される光ビームの偏光方向により異なる割合で当該光ビームを反射又は透過する反射透過面254Sを有している。例えば反射透過面254Sは、P偏光の光ビームをほぼ全て透過し、S偏光の光ビームをほぼ全て反射するようになされている。
実際上偏光ビームスプリッタ254は、P偏光でなる情報光ビームLMを透過して液晶パネル255へ入射させる。
液晶パネル255は、情報光ビームLMの球面収差等を補正して1/4波長板256へ入射させる。1/4波長板256は、情報光ビームLMをP偏光から例えば右円偏光に変換してリレーレンズ257へ入射させる。
リレーレンズ257は、可動レンズ258により情報光ビームLMを平行光から収束光に変換し、収束後に発散光となった当該情報光ビームLMを固定レンズ259により再度収束光に変換し、ミラー260へ入射させる。
ここで可動レンズ258は、図示しないアクチュエータにより情報光ビームLMの光軸方向に移動されるようになされている。実際上リレーレンズ257は、駆動制御部212(図16)の制御に基づき当該アクチュエータによって可動レンズ258を移動させることにより、固定レンズ259から出射される情報光ビームLMの収束状態を変化させ得るようになされている。
ミラー260は、情報光ビームLMを反射すると共に、円偏光でなる情報光ビームLMの偏光方向を反転させ、対物レンズ21へ入射させる。
対物レンズ21は、情報光ビームLMを集光し光ディスク200へ照射する。ここでフォーカス方向に関して基準層202から情報光ビームLMの焦点FMまでの距離は、当該情報光ビームLMがリレーレンズ257から出射されるときの発散角に応じて定まることになる。
実際上、リレーレンズ257は、焦点FMをおおよそ目標マーク層YGに合わせるよう、可動レンズ258の位置が制御される。また対物レンズ21は、2軸アクチュエータ23によりフォーカス制御される(詳しくは後述する)。
ここで、光ディスク200の目標マーク層YGにおける目標位置PGに記録マークRMが記録されていた場合、情報光ビームLMは、当該記録マークRMにより反射されて情報反射光ビームLMRとなり、第1面200A側へ出射される。
この情報反射光ビームLMRは、光ディスク200の目標マーク層YGにおいて反射された際、円偏光における回転方向が反転された上で、対物レンズ21により収束される。
その後情報反射光ビームLMRは、ミラー260により反射され、リレーレンズ257により平行光に変換された後、1/4波長板256及び液晶パネル255を順次透過することにより、S偏光の直線偏光として偏光ビームスプリッタ254へ入射される。
偏光ビームスプリッタ254は、S偏光でなる情報反射光ビームLMRを反射透過面254Sによって反射し、集光レンズ261へ入射させる。集光レンズ261は、情報反射光ビームLMRを集光し、ピンホール板262を介してフォトディテクタ263へ照射させる。
ここで図19に示すように、ピンホール板262は、集光レンズ261(図18)により集光される情報反射光ビームLMRの焦点を孔部262H内に位置させるよう配置されているため、当該情報反射光ビームLMRをそのまま通過させることになる。
一方、情報光ビームLMの一部が例えば光ディスク200における基板203の表面、目標マーク位置とは異なる位置に存在する記録マークRM及び基準層202等により反射された場合、情報反射光ビームLMRとは焦点の異なる光(以下、これを迷光LNと呼ぶ)となる。このためピンホール板262は、焦点位置が異なり集光されていない迷光LNの大部分を遮断する。
フォトディテクタ263は、図20に示すように、情報反射光ビームLMRが照射される面に格子状に4分割された検出領域263A、263B、263C及び263Dが設けられている。
検出領域263A、263B、263C及び263Dは、それぞれ情報反射光ビームLMRの一部の光量を検出し、このとき検出した光量に応じて検出信号U5A、U5B、U5C及びU5D(すなわち情報検出信号U5)をそれぞれ生成して、これらを信号処理部213(図16)へ供給する。
このように光ピックアップ217は、情報光ビームLMを光ディスク200の目標マーク層YGへ照射すると共に、情報反射光ビームLMRを検出して情報検出信号U5を生成し、これらを信号処理部213へ供給するようになされている。
(3−2)フォーカス制御
次に、光ディスク装置210におけるフォーカス制御について説明する。光ディスク装置210は、いわゆる非点収差法によるフォーカス制御を行うようになされている。
(3−2−1)信号の生成
信号処理部213は、光ピックアップ217から供給される情報検出信号U5を基に、フォーカスエラー制御に用いる各種信号を算出するようになされている。
まず信号処理部213は、次に示す(5)式に従って情報検出信号U5を基に和信号SS5を算出し、これを駆動制御部212へ供給する。
この和信号SS5は、フォトディテクタ263により検出した情報反射光ビームLMRの光量を表しており、いわゆるプルイン信号と同等な信号である。
すなわち和信号SS5の信号レベルは、情報光ビームLMが光ディスク200の目標マーク層YGに合焦しているときに最も高くなり、当該情報光ビームLMの焦点FMが目標マーク層YGから遠ざかるに連れて低下していくことになる。
また信号処理部213は、情報検出信号U5を基に、次に示す(6)式に従ってフォーカスエラー信号SFE5を算出し、これを駆動制御部212へ供給する。
このフォーカスエラー信号SFE5は、情報光ビームLMの焦点FM(図15)と光ディスク200の目標マーク層YGとのフォーカス方向に関するずれ量を表すことになる。
さらに信号処理部213は、検出信号U5A〜U5Dを基に次に示す(7)式に従ってトラッキングエラー信号STE5を算出し、これを駆動制御部212へ供給する。
このトラッキングエラー信号STE5は、情報光ビームLM1の焦点FM(図15)と光ディスク200の目標マーク層YGにおける目標位置PGとのトラッキング方向に関するずれ量を表すことになる。
このように光ディスク装置210は、信号処理部213により、情報検出信号U5に基づいた和信号SS5、フォーカスエラー信号SFE5及びトラッキングエラー信号STEを算出するようになされている。
(3−2−2)プルイン動作
次に、光ディスク装置210が光ディスク200から情報の再生を開始する際のプルイン動作について説明する。
駆動制御部212は、第1及び第2の実施の形態と同様、対物レンズ21をフォーカス方向に関し繰り返し往復移動させる。
この往復移動中、駆動制御部212は和信号SS5の相対的な変化を検出し、その検出結果に応じてトリガ信号ST5を生成する。因みにトリガ信号ST5は、上述したトリガ信号ST1及びST2と同様、フォーカスサーボを開始すべき状態にあることを表す負論理の信号となっている。
具体的に駆動制御部212は、例えば所定時間内に和信号SS5が所定の変化量以上変化したか否かを判定する。駆動制御部212は、図21に示すように、和信号SS5の相対的な変化を検出すると、当該変化を検出したタイミングから所定の期間t1の間、トリガ信号ST5をハイレベルからローレベルに切り換える。
因みに期間t1は、フォーカスエラー信号SFE5が適切なS字状の曲線を描く期間を基に定められている。
駆動制御部212は、トリガ信号ST5がローレベルになったことを検出すると、このとき和信号SS5が所定の変化率を超えて変化しており、焦点FMが目標マーク層YGの近傍にある可能性があることから、フォーカスエラー信号SFE5を値「0」に近づけるようフォーカス制御を試行する。
この場合駆動制御部212は、期間t1を試行期間としたプルイン動作、すなわちフォーカス制御を行うこと及びいわゆる「フォーカスサーボがかかった状態」を継続することを試みる。
ここで駆動制御部212は、図21に示したようにフォーカスエラー信号SFE5が十分な振幅でS字状の曲線を描いている場合に、フォーカス制御を外してしまうことなく継続することができれば、プルイン動作を正しく終了することができる。
一方、駆動制御部212は、情報光ビームLMの焦点FMが目標マーク層YGの近傍にないにも拘わらず、何らかの要因により和信号SS5が変化し、トリガ信号ST5がローレベルに切り替わったときのように、フォーカスエラー信号SFE5が適切なS字状の曲線でなかった場合には、フォーカス制御を開始することができない。また駆動制御部212は、一度開始したフォーカス制御が何らかの要因により外れてしまう可能性もある。
しかしながら駆動制御部212は、対物レンズ21をフォーカス方向に繰り返し往復移動させている。このため駆動制御部212は、当該往復移動中に、トリガ信号ST5がローレベルとなり且つフォーカスエラー信号SFE5が適切なS字状の曲線を描く機会があり、このときフォーカス制御を試行すればそのまま継続し得るものと期待できる。
このように光ディスク装置210は、情報検出信号U5に基づいた和信号SS5の変化を基に定めたタイミングでフォーカスエラー信号SFE5に基づいたフォーカス制御を試行することにより、プルイン動作を行うようになされている。
(3−2−3)プルイン動作処理手順
実際上、駆動制御部212は、図14と対応する図22に示すフローチャートに従って一連のプルイン動作を行うようになされている。
まず制御部211は、光ディスク200の再生を開始する場合等に、スピンドルモータ15を制御して光ディスク200を回転駆動させると共に、駆動制御部212に対しプルイン動作処理手順RT2を開始させる。
駆動制御部212は、プルイン動作処理手順RT2を開始するとステップSP21へ移り、制御部211を介して光ピックアップ217のレーザダイオード251から情報光ビームLM1を出射させて、次のステップSP22へ移る。
ステップSP22において駆動制御部212は、リレーレンズ257を制御し可動レンズ258を移動させることにより、情報光ビームLMの焦点FMを目標マーク層YGにおおよそ合わせ、次のステップSP23へ移る。
ステップSP23において駆動制御部212は、対物レンズ21のフォーカス方向への往復移動を開始し、次のステップSP24へ移る。
ステップSP24において駆動制御部212は、信号処理部213により、情報検出信号U5を基にフォーカスエラー信号SFE5を算出させ、次のステップSP25へ移る。
ステップSP25において駆動制御部212は、信号処理部213により、情報検出信号U5を基に和信号SS5を算出させ、次のステップSP26へ移る。
ステップSP26において駆動制御部212は、和信号SS5が所定の変化率で変化した際に期間t1の間ローレベルとし、それ以外はハイレベルとするトリガ信号ST5を生成し、次のステップSP27へ移る。
ステップSP27において駆動制御部212は、トリガ信号ST5がローレベルになったか否かを判定する。ここで否定結果が得られると、このことは和信号SS5がほとんど変化をしておらずフォーカス制御を開始すべき状態ではないことを表しており、このとき駆動制御部212は再度ステップSP24へ戻り、トリガ信号ST5がローレベルになるまで繰り返す。
一方ステップSP27において肯定結果が得られると、このことは和信号SS5が所定の変化率を超えて変化したため、焦点FMが目標マーク層YGの近傍にある可能性が高いことを表しており、このとき駆動制御部212は次のステップSP28へ移る。
ステップSP28において駆動制御部212は、フォーカスエラー信号SFE5を基にフォーカス制御を開始し、次のステップSP29へ移る。
ステップSP29において駆動制御部212は、トリガ信号ST5が再度ハイレベルになる前に、フォーカス制御が外れることなく継続できているか否か、すなわちフォーカスサーボがかかった状態を維持できているか否かを判定する。ここで否定結果が得られると、このことは適切な状態でフォーカス制御を再度試行する必要があることを表しており、このとき駆動制御部212は再度ステップSP24へ戻る。
一方ステップSP29において肯定結果が得られると、駆動制御部212は次のステップSP30へ移ってフォーカス制御を継続し、続くステップSP31へ移って一連のプルイン動作処理手順RT2を終了する。
(3−3)動作及び効果
以上の構成において、第3の実施の形態における光ディスク装置210は、駆動制御部212により焦点FMを目標マーク層YGにおおよそ合わせておく。
また駆動制御部212は、対物レンズ21をフォーカス方向に往復移動させながら、和信号SS5が所定の変化率を超えて変化した際に、期間t1の間トリガ信号ST5をハイレベルからローレベルに切り替える。
駆動制御部212は、トリガ信号ST5がローレベルとなった際に、フォーカスエラー信号SFE5を基にフォーカス制御を開始する。
従って光ディスク装置210の駆動制御部212は、和信号SS5の変化に基づいて生成するトリガ信号ST5に基づき、高い頻度でフォーカス制御の開始を試行することができる。
このとき駆動制御部212は、和信号SS5の絶対的な信号レベルではなく相対的な変化率に基づいてトリガ信号ST5を生成するため、情報検出信号U5に基づいた和信号SS5の変化幅が比較的小さい場合でも、その変化を高精度に検出することができる(図21)。
ところで駆動制御部212は、和信号SS5が様々な要因により変化した場合にもトリガ信号ST5をローレベルに切り替えることになる。このため駆動制御部212は、情報光ビームLMの焦点FMが目標マーク層YGから離れているときにもフォーカス制御を開始することがあり、第1及び第2の実施の形態と比較して、プルイン動作に失敗する可能性を高めることになる。
しかしながら光ディスク装置210としては、ユーザを待たせないという観点から、光ディスク200の再生をできるだけ短い時間で開始できることが望ましい。この点において駆動制御部212は、失敗する回数に拘わらずプルイン動作を試行する回数を増加させ得るため、当該プルイン動作を完了するまでの時間を短縮できるものと考えられる。
さらに駆動制御部212は、和信号SS5の変化に拘わらず、トリガ信号ST5をローレベルとする期間t1を、フォーカスエラー信号SFE5のS字状の曲線に合わせて固定している。これにより駆動制御部112は、不安定に変化する和信号SS5に応じてトリガ信号ST5を短時間でローレベルからハイレベルに切り替えてしまうことを未然に防止でき、フォーカス制御の試行に十分な時間を割り当てることができる。
またこの第3の実施の形態では、情報光ビームLMのみを用いてプルイン動作及びフォーカス制御を行うことができる。このため光ディスク装置210の光ピックアップ217は、第1及び第2の実施の形態において基準光ビームLSを用いる構成とした光ピックアップ17及び117と比較して、その構成を大幅に簡略化することができる。
以上の構成によれば、光ディスク装置210の駆動制御部212は、プルイン動作を行う際、まず焦点FMを目標マーク層YGにおおよそ合わせておき、対物レンズ21をフォーカス方向に往復移動させながら、フォーカスエラー信号SFE5及び和信号SS5を算出させる。その後駆動制御部212は、和信号SS5が所定の変化率を超えて変化したときにトリガ信号ST5を期間t1の間ローレベルに切り替え、このときフォーカスエラー信号SFE5を基にフォーカス制御を開始する。これにより光ディスク装置210は、情報光ビームLMのみを用いながら、フォーカス制御を試行する頻度を高めてプルイン動作を行うことができる。
(4)他の実施の形態
なお上述した実施の形態においては、プルイン動作を行う際に対物レンズ21を繰り返し往復移動させるようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らない。
例えば、対物レンズを片方向へ移動させる間に高い確度でプルイン動作を完了し得ることが判明しているような場合に、対物レンズ21を片方向へのみ移動させ、或いは1往復のみ移動させるなど、当該対物レンズ21の移動期間を種々に設定しても良い。
また上述した第1及び第2の実施の形態においては、和信号SS1を基にトリガ信号ST1を生成し、当該トリガ信号ST1を基にフォーカス制御を開始するようにした場合について述べた。
しかしながら本発明はこれに限らず、例えば駆動制御部12及び112において、和信号SS1を閾値THと比較し、その比較結果を基に直接フォーカス制御を開始するようにしても良い。
さらに上述した第1の実施の形態においては、駆動制御部12による対物レンズ21の移動範囲を0.3[mm]よりも十分狭くする場合について述べた。しかしながら本発明はこれに限らず、例えば当該移動範囲を、隣接するマーク層Y同士の間隔の2倍程度とするなど、種々の範囲としても良い。
この場合、要は情報光ビームLM1の焦点FM1が記録層101と基板104との境界面や他のマーク層Yに対しフォーカス制御されてしまうことを未然に防止し得る範囲であれば良い。
或いは、例えば基準反射光ビームLSRに基づいて生成された和信号SS1が所定の閾値以上となる範囲や、情報反射光ビームLMRに基づいて生成された和信号SS2が最大となる位置を中心とした所定範囲等、種々の手法により移動範囲を定めるようにしても良い。第2及び第3の実施の形態についても同様である。
さらに上述した第3の実施の形態においては、所定時間範囲内に和信号SS5が所定の変化率以上の割合で変化した際に、当該和信号SS5が変化したことを検出するようにした場合について述べた。
しかしながら本発明はこれに限らず、例えば所定時間範囲内に和信号SS5が所定の差分値以上変化した場合や当該和信号SS5が極大値を形成した場合など、種々の条件により当該和信号SS5の変化を検出するようにしても良い。
さらに上述した実施の形態においては、非点収差法を利用してフォーカスエラー信号SFE2を生成してフォーカス制御を行うようにした場合について述べた。
しかしながら本発明はこれに限らず、例えばナイフエッジ法やフーコー法等の種々の手法を利用してフォーカスエラー信号を生成してフォーカス制御を行うようにしても良い。
さらに上述した第1及び第2の実施の形態においては、フォトディテクタ43に格子状に4分割された検出領域43A〜43Dを設け、それぞれにおける検出信号U1A〜U1Dを加算することにより和信号SS1を算出するようにした場合について述べた。
しかしながら本発明はこれに限らず、例えば集光レンズ41とシリンドリカルレンズ42の間に回折格子を設け、回折させた光ビームを他の検出領域により検出する等、種々の光学素子と検出領域との組み合わせにより和信号を検出するようにしても良い。第3の実施の形態についても同様である。
さらに上述した第1及び第2の実施の形態においては、基準光ビームLSを波長約660[nm]の赤色光ビームとし、情報光ビームLM1、LM2及びLMを波長約405[nm]の青色光ビームとするようにした場合について述べた。
しかしながら本発明はこれに限らず、例えば基準光ビームを波長約780[nm]とし、情報光ビームを約530[nm]とするなど、各光ビームを種々の波長としても良い。
この場合、光ディスク100の基準層102及び光ディスク200の基準層202としては、基準光ビームをその波長に応じて反射し、情報光ビームをその波長に応じて透過する性質を有していれば良い。また記録層101及び201は、情報光ビームの波長に反応する材料であれば良い。
さらには、光ディスク200を用いる場合に、基準光ビーム及び情報光ビームを同一波長としても良い。
さらに上述した第3の実施の形態においては、情報光ビームLMを波長約405[nm]の青色光ビームとするようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、種々の波長としても良い。この場合、また記録層201が情報光ビームの波長に反応する材料であれば良い。
さらに上述した第1及び第2の実施の形態においては、リレーレンズ61を可動レンズ62及び固定レンズ63の組み合わせにより構成するようにした場合について述べた。
しかしながら本発明はこれに限らず、他の種々の光学素子又はその組み合わせを用いるようにしても良く、要は対物レンズ21に入射される際の情報光ビームLM1を適切に形成し得れば良い。リレーレンズ75及び第3の実施の形態におけるリレーレンズ257についても同様である。
さらに上述した第3の実施の形態においては、リレーレンズ257を省略しても良く、この場合、対物レンズ21をフォーカス方向に移動させることにより情報光ビームLMの焦点FMを目標マーク層YGに合わせるようにすれば良い。
さらに上述した第1の実施の形態においては、光ディスク装置10が光ディスク100に情報を記録し、また当該光ディスク100から情報を再生する場合について述べたが、本発明はこれに限らない。
例えば光ディスク装置10は光ディスク100から情報の再生のみを行い得る再生専用の光ディスク装置であっても良い。この場合、第2面情報光学系70を省略することができる。第2の実施の形態における光ディスク装置110についても同様である。
さらに上述した実施の形態においては、基準光源としてのレーザダイオード31と、情報光源としてのレーザダイオード51と、対物レンズとしての対物レンズ21と、ビーム成形部としてのリレーレンズ61及びダイクロイックプリズム37と、移動制御部としての駆動制御部12及び2軸アクチュエータ23と、基準受光部としてのフォトディテクタ43と、情報受光部としてのフォトディテクタ66と、信号生成部としての信号処理部13と、サーボ制御部としての制御部11及び駆動制御部12とによって光ディスク装置としての光ディスク装置10を構成する場合について述べた。しかしながら本発明はこれに限らず、その他種々の回路構成でなる基準光源と、情報光源と、対物レンズと、ビーム成形部と、移動制御部と、基準受光部と、情報受光部と、信号生成部と、サーボ制御部とによって光ディスク装置を構成するようにしても良い。
本発明は、映像や音声、或いはコンピュータ用のデータ等の情報を光ディスクに記録し、また当該光ディスクから当該情報を再生する光ディスク装置でも利用できる。
光ディスクに対する複数の光ビームの照射の説明に供する略線図である。 光ディスクの傾きによる焦点位置のずれの説明に供する略線図である。 光ディスクの外観構成を示す略線的斜視図である。 第1の実施の形態における光ビームの集光の説明に供する略線図である。 第1の実施の形態による光ディスク装置の構成を示す略線図である。 第1の実施の形態による光ピックアップの構成を示す略線図である。 第1の実施の形態による光ビームの光路(1)を示す略線図である。 フォトディテクタにおける検出領域の構成を示す略線図である。 第1の実施の形態による光ビームの光路(2)を示す略線図である。 第1の実施の形態による光ビームの光路(3)を示す略線図である。 プルイン動作時の信号波形(1) プルイン動作時の信号波形(2) プルイン動作時の信号波形(3) プルイン動作処理手順を示す略線的フローチャートである。 第2の実施の形態における光ビームの集光の説明に供する略線図である。 第2の実施の形態による光ディスク装置の全体構成を示す略線図である。 第2の実施の形態による光ピックアップの構成を示す略線図である。 第3の実施の形態による光ビームの光路を示す略線図である。 ピンホールによる光ビームの選別の説明に供する略線図である。 フォトディテクタにおける検出領域の構成を示す略線図である。 プルイン動作時の信号波形(4) プルイン動作処理手順を示す略線的フローチャートである。
符号の説明
10、110、210……光ディスク装置、11、111、211……制御部、12、112、212……駆動制御部、13、113、213……信号処理部、17、117、217……光ピックアップ、21、22……対物レンズ、23、24……2軸アクチュエータ、31、51、251……レーザダイオード、32、52、252……コリメータレンズ、37……ダイクロイックプリズム、55、254……偏光ビームスプリッタ、61、75、257……リレーレンズ、62、76、258……可動レンズ、43、66、82、263……フォトディテクタ、100、200……光ディスク、101、201……記録層、102、202……基準層、TG……目標トラック、Y……マーク層、YG……目標マーク層、RM……記録マーク、LS……基準光ビーム、LSR……基準反射光ビーム、LM1、LM2、LM3、LM……情報光ビーム、LMR……情報反射光ビーム、FS、FM1、FM2、FM……焦点。

Claims (10)

  1. 光ディスクに設けられた基準層に照射するための基準光ビームを出射する基準光源と、
    上記光ディスクに設けられた記録層内で情報を表す記録マークが上記基準層から所定距離だけ離隔して配置されたマーク層から上記情報を再生するための情報光ビームを出射する情報光源と、
    上記基準光ビーム及び上記情報光ビームをそれぞれ集光する対物レンズと、
    上記情報光ビームの光軸方向に関し、上記対物レンズにより集光される上記基準光ビームの焦点と上記情報光ビームの焦点との間隔を上記所定距離に合わせるよう、上記対物レンズへ入射される上記情報光ビームを成形するビーム成形部と、
    上記対物レンズを上記情報光ビームの光軸方向に移動させる移動制御部と、
    上記基準光ビームが上記光ディスクの上記基準層により反射されてなる基準反射光ビームを受光し基準検出信号を生成する基準受光部と、
    上記情報光ビームが上記光ディスクの上記マーク層により反射されてなる情報反射光ビームを受光し情報検出信号を生成する情報受光部と、
    上記基準検出信号を基に上記基準反射光ビームの光量を表す基準反射光量信号を生成すると共に、複数回得られた上記情報検出信号を基に上記マーク層の近傍において当該マーク層から上記情報光ビームの焦点までの距離に応じて変動するフォーカスエラー信号を生成する信号生成部と、
    上記基準反射光量信号の変化を契機として上記フォーカスエラー信号に基づいたフォーカス制御を開始するサーボ制御部と
    を有する光ディスク装置。
  2. 上記サーボ制御部は、
    上記基準反射光量信号が所定の閾値を超えたときに上記フォーカス制御を開始する
    請求項1に記載の光ディスク装置。
  3. 上記サーボ制御部は、
    上記フォーカス制御の開始後、上記基準反射光量信号が上記閾値を下回ったときに上記フォーカス制御が外れていた場合、当該フォーカス制御を一度中断し、上記基準反射光量信号が上記閾値を再び超えたときに当該フォーカス制御を再開する
    請求項2に記載の光ディスク装置。
  4. 上記移動制御部は、
    上記対物レンズを上記情報光ビームの光軸方向に関し所定の移動範囲内で移動させる
    請求項1に記載の光ディスク装置。
  5. 上記移動制御部は、
    上記光ビームの焦点が上記記録マーク層の近傍に位置する近傍範囲を上記移動範囲とする
    請求項4に記載の光ディスク装置。
  6. 上記移動制御部は、
    基準反射光量信号が最大となる箇所を上記対物レンズの移動中心として上記近傍範囲を定める
    請求項5に記載の光ディスク装置。
  7. 上記移動制御部は、
    上記情報反射光ビームの光量を表す情報反射光量信号が最大となる箇所を上記対物レンズの移動中心として上記近傍範囲を定める
    請求項5に記載の光ディスク装置。
  8. 上記移動制御部は、
    基準反射光量信号が所定の閾値以上となる範囲を上記近傍範囲とする
    請求項5に記載の光ディスク装置。
  9. 上記移動制御部は、
    上記情報反射光ビームの光量を表す情報反射光量信号が所定の閾値以上となる範囲を上記近傍範囲とする
    請求項5に記載の光ディスク装置。
  10. 光ディスクに設けられた基準層に照射するための基準光ビームを出射する基準光出射ステップと、
    上記光ディスクに設けられた記録層内で情報を表す記録マークが上記基準層から所定距離だけ離隔して配置されたマーク層から上記情報を再生するための情報光ビームを出射する情報光出射ステップと、
    上記情報光ビームの光軸方向に関し、所定の対物レンズにより集光される上記基準光ビームの焦点と上記情報光ビームの焦点との距離を上記所定距離に合わせるよう、上記対物レンズへ入射される上記情報光ビームを成形するビーム成形ステップと、
    上記対物レンズを上記情報光ビームの光軸方向に移動させる移動制御ステップと、
    上記基準光ビームが上記光ディスクの上記基準層により反射されてなる基準反射光ビームを受光し基準検出信号を生成する基準受光ステップと、
    上記情報光ビームが上記光ディスクの上記マーク層により反射されてなる情報反射光ビームを受光し情報検出信号を生成する情報受光ステップと、
    上記基準検出信号を基に上記基準反射光ビームの光量を表す基準反射光量信号を生成すると共に、複数回得られた上記情報検出信号を基に上記マーク層の近傍において当該マーク層から上記情報光ビームの焦点までの距離に応じて変動するフォーカスエラー信号を生成する信号生成ステップと、
    上記基準反射光量信号の変化を契機として上記フォーカスエラー信号に基づいたフォーカス制御を開始するサーボ制御ステップと
    を有するフォーカス制御方法。
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