JP4825579B2 - 光ディスク装置 - Google Patents

Description

本発明は光ディスク装置に関する。

本技術分野の背景技術としては例えば特開２００５―１０８３３４号公報などがある。本公報には、目的として「ディスク個体差によって生じる球面収差を補正する装置を提供する」と記載されており、解決手段として「格納手段に格納された半径位置における制御信号データに基づき球面収差調整機構を制御して記録または再生を行う」と記載がある。

特開２００５―１０８３３４号公報

高密度光ディスクでは記録密度を上げる一手段として開口数を高めているが、これによりディスク基板厚誤差に起因する球面収差の影響が無視できなくなる。ここでディスク基板厚とはディスク表面と情報面との間のカバー層、あるいは多層ディスクにおける情報面間のスペース層を意味する。このため、高密度光ディスクでは球面収差補正素子を用いてディスク基板厚の誤差に応じて球面収差を低減するように制御する。

このような球面収差を補正する方法として、特許文献１などがある。特許文献１のように、ディスクの半径位置に応じて球面収差の補正量を変化させる方法は、ディスク半径方向の基板厚変動で生じる球面収差を補正でき、最適な記録、再生性能を確保するために有効な方法である。

しかし、球面収差素子は一般的に補正量を変化させる処理に時間がかかり、過剰な補正量の変化は装置の操作性を劣化させるという課題が生ずる。

そこで、本発明の目的は、操作性に優れた光ディスク装置を提供することにある。

上記目的は、その一例として特許請求の範囲に記載の構成により達成できる。

本発明によれば、操作性に優れた光ディスク装置を提供できる。

以下本発明の実施例について説明する。

はじめに図１を用いて本実施例の光ディスク装置の構成について説明する。

図１において、１はディスク、２は対物レンズ、３は対物レンズをディスクの回転軸方向に駆動するフォーカスアクチュエータ、４は対物レンズをディスクの半径方向に駆動するトラッキングアクチュエータ、５は球面収差補正用レンズ、６は球面収差補正用レンズを光軸方向に駆動する球面収差補正用モータ、７は対物レンズおよび球面収差補正レンズを含む光ピックアップユニット、８は光ピックアップユニットをディスク半径方向に駆動するシークモータ、９は光検出器、１０はディスクと対物レンズとのフォーカス方向の誤差信号を生成するフォーカス誤差信号生成手段、１１は光スポットをディスク記録面あるいは再生面に位置づけるようにフォーカスアクチュエータを制御するフォーカス制御信号生成手段、１２はフォーカスアクチュエータを駆動するフォーカスアクチュエータ駆動手段、１３はディスクのトラックと対物レンズとのトラッキング方向の誤差信号を生成するトラッキング誤差信号生成手段、１４は光スポットをディスクの所定トラックに位置づけるようにトラッキングアクチュエータを制御するトラッキング制御信号生成手段、１５はトラッキングアクチュエータを駆動するトラッキングアクチュエータ駆動手段、１６はシークモータを制御するシークモータ制御手段、１７はシークモータを駆動するシークモータ駆動手段、１８は球面収差補正レンズの位置を制御する球面収差補正レンズ制御手段、１９は球面収差補正レンズを駆動する球面収差補正レンズ駆動手段、２０は装置状態および動作を管理し、装置状態および動作に適した動作指示を行うシステム制御手段、２１は光スポットのディスク半径位置を検出する半径情報検出手段、２２はディスクを回転させるスピンドルモータ、２３はスピンドルモータの回転速度に応じた信号を発生する周波数発生手段、２４はスピンドルモータを所定速度で回転するように制御するモータ制御手段である。

次に各ブロックの動作概要とブロック間の関係について説明する。

図１において、フォーカスアクチュエータ３は対物レンズ２をディスク回転軸方向に移動し、トラッキングアクチュエータ４は対物レンズ２をディスク半径方向に移動する。また、シークモータ８は光ピックアップユニット７をディスク半径方向に移動し、球面収差補正用モータ６は球面収差補正レンズ５を光軸方向に移動する。光検出器９は反射光を電気信号に変換し、変換した信号をフォーカス誤差信号生成手段１０とトラッキング誤差信号検出手段１３と球面収差補正レンズ制御手段１８と半径情報検出手段２１に送る。フォーカス誤差信号生成手段１０は光検出器９から送られた信号に基づいてフォーカス誤差信号を生成し、生成した信号をフォーカス制御信号生成手段１１に送る。フォーカス制御信号生成手段１１はフォーカス誤差信号生成手段１０とシステム制御手段２０とから送られた信号に基づいてフォーカス制御信号を生成し、生成した信号をフォーカスアクチュエータ駆動手段１２に送る。ここで、フォーカス制御信号とはフォーカス誤差信号に基づいてフィードバック制御を行うフィードバック制御信号とフィードバック制御の引き込みを行うフォーカス引き込み制御信号およびフォーカスジャンプ制御信号を意味する。フォーカスアクチュエータ駆動手段１２はフォーカス制御信号生成手段１１から送られた信号に基づいてフォーカスアクチュエータ３を駆動する。トラッキング誤差信号生成手段１３は光検出器９から送られた信号に基づいてトラッキング誤差信号を生成し、生成した信号をトラッキング制御信号生成手段１４に送る。トラッキング制御信号生成手段１４はトラッキング誤差信号生成手段１３とシステム制御手段２０とから送られた信号に基づいてトラッキング制御信号を生成し、生成した信号をトラッキングアクチュエータ駆動手段１５とシークモータ制御手段１６とに送る。ここで、トラッキング制御信号とはトラッキング誤差信号に基づいてフィードバック制御を行うフィードバック制御信号とシークおよびトラッキングジャンプ制御信号を意味する。トラッキングアクチュエータ駆動手段１５はトラッキング制御信号生成手段１４から送られた信号に基づいてトラッキングアクチュエータ４を駆動する。シークモータ制御手段１６はシステム制御手段２０とトラッキング制御信号生成手段１４から送られた信号に基づいてシークモータ制御信号を生成し、生成した信号をシークモータ駆動手段１７に送る。シークモータ駆動手段１７はシークモータ制御手段１６から送られた信号に基づいて、シークモータ８を駆動する。半径情報検出手段２１は光検出器９から送られた信号に基づいて、ディスクの物理アドレスから光スポットが照射されているディスク上の半径位置情報を算出し、算出した情報を球面収差補正レンズ制御手段１８に送る。球面収差補正レンズ制御手段１８はシステム制御手段２０と光検出器９と半径情報検出手段２１とから送られた信号に基づいて、球面収差補用モータ制御信号を生成し、生成した制御信号を球面収差補正レンズ駆動手段１９に送る。球面収差補正レンズ駆動手段１９は球面収差補正レンズ制御手段１８から送られた信号に基づいて、球面収差補正用モータ６を駆動する。スピンドルモータ２２はディスク１を駆動する。周波数発生手段２３はスピンドルモータ２２の回転速度情報を電気信号に変換し、変換した信号をモータ制御手段２４に送る。モータ制御手段２４は送られた信号に基づいてディスク１が所定の回転速度で回転するようにディスクモータ２１を制御する。

次に球面収差の補正方法について説明する。

球面収差の補正値の算出はディスク挿入から記録あるいは再生開始までの期間にディスク挿入毎に行う。まず、図２のように球面収差補正レンズ制御手段１８は光スポットを半径位置r０のディスク内周に移動して再生信号を測定し（図３の１０２）、再生信号が最大になる球面収差補正用レンズ５の位置を検出する。この位置をディスク内周での球面収差補正用レンズ５の最適な球面収差補正位置ｘ０とする。（図３の１０３）同様に光スポットを半径位置ｒ８のディスク外周に移動して（図３の１０４）再生信号を測定し、再生信号が最大になる球面収差補正用レンズ５の位置を検出する。この位置をディスク外周での球面収差補正用レンズ５の最適な球面収差補正位置ｘ８とする。（図３の１０５）次にディスクを半径に応じて８分割して予め得られる球面収差補正の切り替え位置ｒ１、ｒ３、ｒ５、ｒ７に対して、先に検出した球面収差補正位置ｘ０及びｘ８を線形補間することにより各ゾーンでの図２のようにｘ２、ｘ４、ｘ６を算出する。（図３の１０６）ここで、切り替え位置ｒ１、ｒ３、ｒ５、ｒ７はディスクの物理アドレスであり、それぞれｒ１＝ＰＡ１、ｒ３＝ＰＡ３、ｒ５＝ＰＡ５、ｒ７＝ＰＡ７としている。

次に球面収差補正レンズ制御手段１８は光スポットの移動方向によって球面収差補正の切り替えアドレスを微少に変化させる。これはベリファイ動作やウォーキングＯＰＣなど光スポットが微少範囲を頻繁に移動する場合には不要に球面収差補正レンズを動かさないようにするためである。そのためにディスク内周から外周方向へ移動しているか、外周から内周方向へ移動しているかによって、球面収差補正の切り替え位置を異なる値ＰＡ１ｎとＰＡ１ｐに設定する。例えば図４のように光スポットがディスクトラックに沿って追従している場合は切り替えアドレスＰＡ１ｐを越えてから球面収差の補正位置をｘ０からｘ１に切り替え、トラックジャンプ等で内周方向へ移動している場合はＰＡ１ｎを越えてから球面収差の補正位置をｘ１からｘ０に切り替える。ＰＡ１ｐとＰＡ１ｎはベリファイ時に不必要に球面収差補正レンズを動かさないために１サイクルで記録、再生する容量以上のアドレス差となるように設定する。ディスク半径位置に応じて１サイクルで記録、再生する容量、アドレス数が変化する場合は前記切り替えアドレス（例えば、ＰＡ１ｐとＰＡ１ｎ）のアドレス差も半径に応じて変更する。

次に記録、再生およびシーク動作と球面収差の補正位置の切り替え動作について説明する。内周から外周へ記録中に切り替え位置ＰＡ１ｐに到達した場合、図５（ａ）のように一度記録動作を停止し、収差補正用モータ６を駆動し球面収差の補正位置をｘ０からｘ１に切り替え、その後記録動作を開始する。このように動作することで、収差補正用モータ６駆動に伴い発生する球面収差補正用レンズ５の光軸ずれによる記録品質の劣化を防ぐことができる。

一方、内周から外周へ再生中に切り替え位置ＰＡ１ｐに到達した場合は図５（ｂ）のように再生動作は継続したまま収差補正用モータ６を駆動し球面収差の補正位置をｘ０からｘ１に切り替える。このように動作することで、再生動作遅延を防ぐことができる。前述の収差補正用モータ６駆動に伴い発生する球面収差補正用レンズ５の光軸ずれによる再生性能の劣化は当該アドレスを再度再生する再生リトライ動作により対応する。

図６（ａ）のように、シーク動作で前記ゾーン間を移動する場合はシーク動作期間中に球面収差補正用レンズ５を目標位置に対応する球面収差の補正位置に切り替える。例えば、図６（ｂ）の（１）をシークモータ８を所定量駆動して光ピックアップユニット７を移動する粗シーク、図６（ｂ）の（２）をトラッキング誤差信号の周期に基づいて光ピックアップユニット７を一定速度で駆動する密シーク、図６（ｂ）の（３）をトラッキングアクチュエータに加速電圧および減速電圧を加えて光スポットを近傍のトラックへ移動させるトラックジャンプとすると、（１）粗シークと並行して球面収差の補正位置を切り替えることが好ましい。これは、粗シーク中は球面収差補正用レンズ５の光軸ずれによるトラッキング誤差信号の劣化の影響を受けないためである。

本実施例では再生中に切り替え位置に到達した場合は再生動作を継続したまま収差補正用モータ６を駆動し球面収差の補正位置を切り替えているが、本発明はこれに限ったものではない。すなわち再生信号振幅の低下を検出した時点で該当するゾーンの球面収差の補正位置に切り替えても良い。また、データ再生エラーあるいはアドレス再生エラーとなった時点で該当するゾーンの球面収差の補正位置に切り替えても良い。

本実施例ではディスクの物理アドレスから光スポットが照射されているディスク上の半径位置情報を算出しているが、本発明はこれに限ったものではない。すなわち、半径情報検出手段２１はシークモータの移動距離から半径情報を検出しても良い。例えば、シークモータがステッピングモータの場合、内周の所定位置を基準として概基準位置からの駆動ステップ数でディスクの半径位置を算出することができる。

本実施例ではメディアが保証する記録速度および再生速度に依存せず、ディスクの半径情報に対応した球面収差の補正を行っているが、本発明はこれに限ったものではない。すなわち、ディスク基板厚の変動に対する記録性能マージンあるいは再生性能マージンが十分に確保できる記録速度Ｖｗあるいは再生速度Ｖｒ以下の場合はディスクの半径情報に対応した球面収差の補正を行わず、ディスク内周で検出した補正値を使用しても良い。したがって、使用ディスクにより最高記録速度がＶｗ以下でありかつ最高再生速度がＶｒ以下である場合は前期外周位置ｒ８での最適な球面収差補正位置ｘ８の検出も行わない。

本実施例ではディスクの半径情報に対応した球面収差の補正を記録時と再生時とで同一の値を用いているが、本発明はこれに限ったものではない。すなわちディスク基板厚の変動に対する記録性能マージンあるいは再生性能マージンが異なる場合には図７の（ａ）のように球面収差の補正値を記録時には実線のように設定し、再生時には破線のように設定しても良い。この場合ベリファイの再生時は記録時の球面収差補正位置に従う。また、図７（ｂ）のようにディスク半径位置r０およびｒ８での球面収差の補正位置を記録と再生とでそれぞれ独立に検出、補間して動作状態に応じて球面収差の補正位置を設定しても良い。

以上のように、光スポットの移動方向に応じて球面収差の補正量の変化させる半径位置を独立に設け、半径位置に対する球面収差の補正量がヒステリシスループを描くように動作することで、操作性を損なうことなくディスク基板厚誤差に起因する球面収差を補正し、装置の信頼性を実現することができる。

本実施例の構成要素説明図 球面収差補正の補間動作説明図 球面収差補正の補間動作フローチャート 球面収差補正の切り替え動作説明図 記録再生時の球面収差補正の切り替え動作説明図 シーク時のの球面収差補正の切り替え動作説明図 記録再生時の球面収差補正説明図

符号の説明

１・・・ディスク、２・・・対物レンズ、３・・・フォーカスアクチュエータ、４・・・トラッキングアクチュエータ、５・・・球面収差補正用レンズ、６・・・球面収差補正用モータ、７・・・光ピックアップユニット、８・・・シークモータ、９・・・光検出器、１０・・・フォーカス誤差信号生成手段、１１・・・フォーカス制御信号生成手段、１２・・・フォーカスアクチュエータ駆動手段、１３・・・トラッキング誤差信号生成手段、１４・・・トラッキング制御信号生成手段、１５・・・トラッキングアクチュエータ駆動手段、１６・・・シークモータ制御手段、１７・・・シークモータ駆動手段、１８・・・球面収差補正レンズ制御手段、１９・・・球面収差補正レンズ駆動手段、２０・・・システム制御手段、２１・・・半径情報検出手段、２２・・・スピンドルモータ、２３・・・周波数発生手段、２４・・・モータ制御手段。

Claims (11)

1. レーザ光をディスクに集光する対物レンズと、
   前記対物レンズの位置をディスク回転軸方向に調整するフォーカスアクチュエータと、
   前記対物レンズの位置をディスク半径方向に調整するトラッキングアクチュエータと、
   前記対物レンズによりディスクに集光された光スポットの球面収差を補正する収差補正手段と、
   前記光スポットのディスク半径位置情報を検出する検出手段と、を有し、
   前記補正手段は、ディスク半径に応じた１からｎ（ｎは自然数）までの複数のゾーンごとに球面収差補正量を設定し、ゾーンｋとゾーンｋ＋１との境界のディスク半径情報ｒ(ｋ)に対し、光スポットが内周から外周へ移動している場合は、ディスク半径情報ｒ（ｋ）＋Δｒ(ｋ)１のときに球面収差補正量を変更し、光スポットが外周から内周へ移動している場合は、ディスク半径情報ｒ(ｋ)−Δｒ(ｋ)２のときに球面収差補正量を変更し、
   所定のデータ量の記録と、該記録したデータの品質を確認する再生とのサイクルを行うベリファイ動作において、前記各ゾーン境界の半径情報ｒ(ｋ)での１サイクルで記録、再生を行う所定データ量及び前記各ゾーン境界の半径情報ｒ(ｋ)でのディスク半径に対応するトラック数分のディスク半径情報をΔｒ(ｋ)３とすると、Δｒ(ｋ)１＋Δｒ(ｋ)２の量は、各ゾーン境界ごとに、Δｒ(ｋ)１＋Δｒ(ｋ)２＞Δｒ(ｋ)３となるよう設定されていることを特徴とする、光ディスク装置。
2. 前記収差補正手段は
   記録動作中に球面収差補正量の変更位置に到達した場合、記録処理を停止した後に球面収差補正量の設定を行い、
   シークにより前記ゾーンが変わる場合で、かつシーク後に記録動作を行う場合には、シーク中あるいはシーク後の記録動作前までに球面収差補正量の設定を行うことを特徴とする請求項１に記載の光ディスク装置。
3. 前記収差補正手段は
   再生動作中に球面収差補正量の変更位置に到達した場合、再生処理動作の継続中に球面収差補正量の設定を行い、
   シークにより前記ゾーンが変わる場合で、かつシーク後に再生動作を行う場合には、シーク中あるいはシーク後の再生動作前までに球面収差補正量の設定を行うことを特徴とする請求項１に記載の光ディスク装置。
4. 前記収差補正手段は
   再生動作中あるいはアドレス再生中に球面収差補正量の変更位置に到達した場合、再生信号振幅が所定値以下になった時あるいは再生あるいはアドレス再生でエラーが発生した時に球面収差補正量の設定を行うことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の光ディスク装置。
5. 半径情報検出手段は
   ディスクの物理アドレスに基づいて、光スポットのディスク半径位置を検出することを特徴とする請求項１に記載の光ディスク装置。
6. 半径情報検出手段は
   シークモータの移動距離に基づいて、光スポットのディスク半径位置を検出することを特徴とする請求項１に記載の光ディスク装置。
7. 半径情報検出手段は光スポットを移動させるシークの目標アドレスに基づいて、光スポットのディスク半径位置を検出することを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の光ディスク装置。
8. 前記収差補正手段は
   記録速度あるいは再生速度に応じて、前記半径情報検出手段の出力と前記ゾーン情報に基づいて球面収差補正量を変化させるか否かを判断することを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の光ディスク装置。
9. レーザ光をディスクに集光する対物レンズと、
   前記対物レンズをディスク回転軸方向に調整するフォーカスアクチュエータと、
   前記対物レンズをディスク半径方向に調整するトラッキングアクチュエータと、
   前記対物レンズによりディスクに集光された光スポットの球面収差を補正する収差補正手段と、
   前記光スポットのディスク半径位置を検出する検出手段と、を有し、
   前記補正手段は、ディスク半径位置に応じた複数のゾーンごとに球面収差補正量を設定し、該ゾーンの境界でヒステリシスをもっており、
   該ヒステリシスの量は、所定のデータ量の記録と、該記録したデータの品質を確認する再生とのサイクルを行うベリファイ動作において、前記各ゾーン境界での１サイクルで記録、再生を行う所定データ量及び前記各ゾーン境界のディスク半径位置に対応するトラック数に基づいて各ゾーン境界ごとに決定することを特徴とする光ディスク装置。
10. 前記レーザ光の記録パワーおよび／または前記レーザ光により記録されたデータの確認動作を行っているか否かを検出する検出手段、を有し、
    前記検出手段により前記確認動作を行っていると検出されたときは、前記収差補正手段による球面収差補正を行わず、前記確認動作を行っていないと検出されたときに、前記収差補正手段による球面収差補正を行う、ことを特徴とする請求項１又は９のいずれか１項に記載の光ディスク装置。
11. 前記収差補正手段が球面収差補正しているときは記録せず、記録をしているときは前記収差補正手段が球面収差補正をしないように制御する制御手段、を有することを特徴とする請求項１又は９のいずれか１項に記載の光ディスク装置。

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