JP5172755B2 - 光スポット位置制御装置、光スポット位置制御方法 - Google Patents
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Description
また再生時には、ホログラム記録媒体に対して参照光を照射する。このように参照光が照射されることで、上記のようにしてホログラム記録媒体に形成された干渉縞に応じた回折光が得られる。すなわち、これによって記録データに応じた再生光(再生信号光)が得られる。このようにして得られた再生光を例えばCCD(Charge Coupled Device)センサやCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)センサなどのイメージセンサによって検出することで、記録データを再生するようにされる。
この図19においては、反射膜を有する反射型のホログラム記録媒体100の構造例を示している。
図示されるように、ホログラム記録媒体100には、上述した信号光と参照光との干渉縞によるホログラムの記録が行われる記録層(106)と、基板110上の凹凸断面構造により位置制御のためのアドレス情報等の記録が行われた位置制御情報記録層とがそれぞれ別々に形成されたものとなっている。
記録層106の下層に形成される反射膜107は、再生時においてホログラムの再生のためのレーザ光(上述した参照光)が照射され、上記記録層106に記録されたホログラムに応じた再生像が得られた際に、これを反射光として装置側に戻すために設けられる。
また、上記基板110には、スパイラル状又は同心円状に、上記記録層106におけるホログラムの記録/再生位置を案内するためのトラックが形成されている。例えばトラックは、ピット列によるアドレス情報等の情報記録が行われることにより形成される。
基板110の上層に形成された反射膜109は、上記ピット列に応じた反射光を得るために設けられる。なお、中間層108は、例えばレジンなどの接着材料である。
ここで仮に、1つの光のみを用いてこれをホログラムの記録再生と位置制御とに兼用しようとすると、再生時において、ホログラムの再生像に対して基板110(反射膜109)上の凹凸断面形状に応じた成分がノイズとして重畳してしまい、それによって再生性能を悪化させてしまう虞がある。このために、ホログラム記録再生システムにおける位置制御には、ホログラムの記録再生光と共に、上記位置制御情報記録層からの反射光を得るための位置制御光を別途に照射するようにされている。
例えばホログラムの記録再生光としては波長λ=405nm程度の青紫色レーザ光が、また位置制御光としては例えば波長λ=650nm程度の赤色レーザ光が用いられる。
一方で、上記反射膜107としては、記録層106に記録されたホログラムに応じた再生像が反射光として装置側に戻されるべく、ホログラムの記録再生光は反射する必要がある。
このようにホログラムの記録再生光と位置制御光とを同一光軸上に合成してホログラム記録媒体100に照射するようにした上で、位置制御光の反射光に基づく位置制御を行うことにより、ホログラムの記録再生位置を、ホログラム記録媒体100に形成されたトラック(ピット列)に沿った位置に制御するようにされている。
本発明の課題は、上記により説明したホログラム記録再生システムのように、第1の光による情報の記録再生が行われる情報記録層と、該情報記録層における情報記録再生位置を案内するためのトラックが形成された記録媒体について、上記位置制御情報記録層に上記第1の光とは異なる第2の光を照射して記録再生位置の制御を行う場合において、上記位置制御情報記録層に形成されたピット列(トラック)のピッチとは異なる任意のスパイラルピッチで上記情報記録層における記録再生を可能とすることである。
つまり、本発明の光スポット位置制御装置は、1周回におけるピットの形成可能位置の間隔が所定の第1の間隔に制限されたピット列がスパイラル状又は同心円状に形成されていると共に、半径方向に配列されるピット列において、上記ピットの形成可能位置のピット列形成方向における間隔が所定の第2の間隔ずつずれた位置に設定されて、複数のピット列位相を有しているディスク状記録媒体に対し、第1の光を照射するための第1の光源を備える。
また、上記ディスク状記録媒体に対し第2の光を照射するための第2の光源を備える。
また、上記第1の光と上記第2の光とが入射され、これら第1の光及び第2の光の上記ディスク状記録媒体に対する出力端となる対物レンズを備える。
また、上記対物レンズを介して照射される上記第1及び第2の光の光軸と上記ディスク状記録媒体との上記半径方向における相対的な位置関係を変化させ、上記第1及び第2の光についてのトラッキング制御を行うように構成されたトラッキング制御機構を備える。
また、上記第2の光が上記ディスク状記録媒体に照射されることに応じて得られる、上記ピットの形成パターンを反映したピット反映光を受光する受光部を備える。
また、上記受光部により得られた受光信号に基づき、上記ディスク状記録媒体に形成されたピットに対する上記第2の光のスポットの上記半径方向における位置誤差を表す誤差信号を生成する誤差信号生成部を備える。
また、上記受光部により得られた受光信号に基づき、上記ピットの形成可能位置の間隔に応じたクロックを生成するクロック生成部を備える。
さらに、上記クロック生成部により生成されたクロックに基づき、上記ディスク状記録媒体に形成されたそれぞれ異なるピット列位相を有する複数のピット列のそれぞれにおける上記ピットの形成可能位置のタイミングをそれぞれ表す複数のタイミング選択信号を生成するタイミング選択信号生成部を備える。
また、上記タイミング選択信号生成部により生成された上記複数のタイミング選択信号から、指示された1のタイミング選択信号を選択するタイミング選択信号選択部を備える。
また、上記タイミング選択信号選択部によって選択された上記タイミング選択信号に基づき上記誤差信号生成部により生成された上記誤差信号をサンプルホールドする誤差信号サンプルホールド部を備える。
また、上記誤差信号サンプルホールド部によるサンプルホールド後の上記誤差信号に基づき、上記第2の光のスポットのトラッキングサーボが行われるように上記トラッキング制御機構を制御するサーボ制御部を備える。
その上で、予め定められた所定のタイミングで、上記タイミング選択信号選択部が選択するタイミング選択信号が、選択中のタイミング選択信号から、当該選択中のタイミング選択信号によりそのピットの形成可能位置のタイミングが表されているピット列に隣接するピット列に応じたタイミング選択信号に切り換えられるように指示を行う切り換え指示部を備える。
さらに、上記タイミング選択信号の切り換え周期に応じた波形周期を有する鋸歯状波を生成する鋸歯状波生成部と、上記鋸歯状波生成部により生成される上記鋸歯状波に従って、トラッキングサーボループに対してオフセットを与えるオフセット付与部とを備えるものである。
すなわち、トラッキングサーボループに対する上記オフセットの付与により任意のスパイラルピッチを実現する場合には、上記オフセットの付与に伴って光スポットがサーボ対象ピット列から離間していく状態を放置するのではなく、サーボ対象ピット列を順次隣接トラックに切り換えていくことが、安定したスパイラル制御を実現する上で重要となる。
後に説明するように、上記本発明で用いるディスク状記録媒体によれば、半径方向に配列されるピット列が、それぞれの位相がずらされて形成されていることで、各ピット列についてのトラッキング誤差信号をそれぞれ個別に得ることができる。このように半径方向に隣接するピット列についてのトラッキング誤差信号を個別に得ることができることで、トラッキングサーボの対象とするピット列を或るピット列からその隣接ピット列へと切り換えることができる。
このような事情より、本発明では上記構成によるディスク状記録媒体を用いることが前提となっている。
つまり、上記本発明によれば、任意のスパイラルピッチを実現するために必要な光スポット位置の制御は、サーボ対象ピット列を順次切り換るトラッキングサーボ制御を基本として行われているものであり、従ってその制御手法はクローズドループ制御となる。この点より、上記本発明によれば、任意のスパイラルピッチを実現するために必要な光スポット位置の制御を、例えばオフセットの付与のみで行うようなオープンループ制御で行う場合と比較してより高精度に行うことができるものである。
この結果、オープンループ制御とする場合と比較してより高精度な位置制御とすることができ、結果、任意のスパイラルピッチをより高精度に実現することができる。
なお、説明は以下の順序で行うものとする。
〜第1の実施の形態〜
<1.記録媒体の構成>
[1-1.断面構造]
[1-2.位置制御情報記録層の構造]
[1-3.アドレス情報のフォーマット]
<2.記録再生装置の構成>
[2-1.ホログラムの記録再生系及び位置制御のための光学系]
[2-2.任意スパイラルピッチの実現手法]
[2-3.スポット位置制御のための構成]
<3.第1の実施の形態のまとめ>
〜第2の実施の形態〜
<4.第2の実施の形態の手法>
<5.第2の実施の形態の構成>
〜変形例〜
<1.記録媒体の構成>
[1-1.断面構造]
図1は、本発明で用いるディスク状記録媒体の一実施形態としてのホログラム記録媒体HMの断面構造を示している。
先ず、本実施の形態のホログラム記録媒体HMは、反射型の記録媒体とされ、図示されるように反射膜L3と反射膜L5とを有している。また、このホログラム記録媒体HMには、ホログラムの記録/再生が行われる記録層L2と、図中の基板L6上の凹凸断面構造により位置制御のためのアドレス情報等の記録が行われた位置制御情報記録層とがそれぞれ別々に形成されている。
また、本実施の形態のホログラム記録媒体HMは、ディスク状の記録媒体とされる。
上記カバー層L1は、例えばプラスチック基板やガラス板などで構成され、記録層L2の保護のために設けられている。
また、反射膜L3は、再生時において上記青紫色レーザ光による参照光が照射され上記記録層L2に記録された干渉縞(データ)に応じた再生光が得られた際に、これを反射光として記録再生装置側に戻すために設けられる。
基板L6には、スパイラル状又は同心円状に、上記記録層L2におけるホログラムの記録/再生位置を案内するためのピット列が形成されている。この場合、上記ピット列は、後述するようにしてピットの形成有無のパターンによってアドレス情報等の情報記録が行われることにより形成される。
一方で、反射膜L3としては、記録層L2に記録されたホログラムに応じた再生光が反射光として記録再生装置側に戻されるべく、青紫色レーザ光を反射する必要がある。
これらの点から、上記反射膜L3としては、ホログラムの記録/再生のための青紫色レーザ光は透過し、位置制御用の赤色レーザ光は透過するという、波長選択性を有する反射膜を用いるようにされている。すなわち、上記青紫色レーザ光としての特定の波長帯による光は反射し、それ以外の波長帯の光は透過するという波長選択性を有するものである。
このような波長選択性を有する反射膜L3とされることで、赤色レーザ光が適正に反射膜L5に到達して位置制御のための反射光が記録再生装置側にて適正に検出されると共に、記録層L2に記録されたホログラムの再生光が記録再生装置にて適正に検出されるように図られている。
図2は、ホログラム記録媒体HMにおける位置制御情報記録層(基板L6上の凹凸が反射膜L5に反映されて形成される)の表面を一部拡大して示した図(平面図)である。
本実施の形態のホログラム記録媒体HMは、位置制御情報記録層におけるピット列の配列に特徴を有するものである。
また、ピット列の形成方向と直交する方向(紙面の縦方向)は、ホログラム記録媒体HMの半径方向である。
また、図中のA〜Fの符号の別はピット列の別(半径方向において配列されるピット列の別)を表し、これらA〜Fの符号に付される数字はピット列上におけるピットの形成可能位置の別を表す。
つまりこの点においても、各ピット列の配列には工夫が施される必要がある。
すなわち、
1)A〜Fの各ピット列において、ピットの形成可能位置の間隔を所定の第1の間隔に制限する。
2)このようにピットの形成可能位置の間隔が制限されたA〜Fの各ピット列を、それぞれのピットの形成可能位置がピット列形成方向において所定の第2の間隔ずつずれたものとなるようにして配列する(つまり上記第2の間隔で各ピット列の位相をずらす)。
というものである。
また、A〜Fの各ピット列におけるピット形成可能位置の間隔(上記第1の間隔)は、この場合はA〜Fまでの計6つのピット列位相を実現するものとしているので、6nとなる。
これにより、後述する「任意スパイラルピッチの実現手法」において、A〜Fの各ピット列についてのトラッキング誤差信号をそれぞれ個別に得ることが可能とされる。
また同時に、本例の場合のようにA〜Fの各ピット列を従来限界の1トラック幅内に配列する場合において、ピット列形成方向におけるピットの間隔が光学限界を超えてしまうことの防止が図られる。
この結果、上記1)2)の条件が満たされるものとなっている。
なお図3では、ホログラム記録媒体HMの位置制御情報記録層にて形成されるピット列の一部(7本分)を模式的に示している。図中において、黒丸はピット形成可能位置を表す。
そして、本実施の形態では、ピット列の1周ごとに、ピット列位相が上記第2の間隔(「n」)の分だけずらされるようにしてピット形成可能位置を定めることで、半径方向に配列されるピット列に関して、先に挙げた1)及び2)の条件が満たされるようにしている。
例えば、図3に示す例では、ピット列の1周目ではピット列Aとしてのピット列位相が得られるようにピット形成可能位置が定められており、図中の1周開始位置(所定の角度位置)を基準としたピット列の2周目には、ピット列Bとしてのピット列位相が得られるようにピット形成可能位置が定められている。以降も同様に、3周目にはピット列Cとしてのピット列位相が得られるようにピット形成可能位置が定められ、4周目にはピット列D、5周目にはピット列E、6周目にはピット列F、7周目には再びピット列Aといったように、ピット列の1周ごとに、ピット列位相が第2の間隔nの分だけずらされるように、ピット列の各周におけるピット形成可能位置が定められている。
続いて、図4により、位置制御情報記録層に記録するアドレス情報のフォーマットの一例について説明する。
図4において、先ず図4(a)は、それぞれ異なるピット列位相を有するようにされた各ピット列(A〜F)のピット形成可能位置の関係を模式化して示している。なお図4(a)においては「*」マークによりピット形成可能位置を表している。
但し、このとき問題となるのは、上述したホログラム記録媒体HMにおける位置制御情報記録層において、光スポットがトラック上を移動(走査)して得られるトラッキング誤差信号としては、A〜Fの全てのピットを反映したものとなってしまうという点である。すなわちこの場合において、光スポットが位置制御情報記録層を走査して得られるトラッキング誤差信号そのものに基づいてトラッキングサーボをかけたとしても、選択した1つのピット列を追従することはできないものとなる。
このために本実施の形態の記録再生装置は、後述するように、選択したピット列におけるピット形成可能位置の区間のトラッキング誤差信号を抽出し、該抽出したトラッキング誤差信号に基づいて(いわば間欠的に)トラッキングサーボをかけるという手法を採るものとしている。
具体的に本例では、図4(b)に示されるように、チャネルビット4つ分でデータビットの「0」「1」を表現するものとし、例えば4チャネルビットのパターン「1011」がデータビット「0」、4チャネルビットのパターン「1101」がデータビット「1」を表すものとしている。
このために本実施の形態では、例えば上記のようなデータビットの定義により、チャネルビット「0」が連続しないという条件が満たされるようにしている。すなわち上記のようなデータビットの定義により、トラッキングサーボの精度低下が最小限に抑えられるようにしているものである。
例えばシンクパターンについては、図示するように12チャネルビットで表現するものとし、前半の8ビットを上記データビットの定義に当てはまらないチャネルビットパターン「11111111」とし、その後の4チャネルビットのパターンでシンクの別(種類)を表すものとしている。具体的に、上記8ビットに続く4チャネルビットのパターンが「1011」であればSync1、「1101」であればSync2としている。
ここでアドレス情報としては、少なくとも半径位置の情報、及び角度位置の情報を記録する。
なお確認のために述べておくと、本例では従来限界の1トラック幅内にA〜Fの複数本のピット列を配列するものとしているが、アドレス情報の記録は、各ピット列の半径位置が個別に表されるように、ピット列ごとに個別の情報が割り振られるようにして行う。すなわち、従来限界の1トラック幅内に配列されるA〜Fの各ピット列に対し同じアドレス情報を記録するものではない。
[2-1.ホログラムの記録再生系及び位置制御のための光学系]
図5は、上記により説明した実施の形態としてのホログラム記録媒体HMに対応して情報の記録再生を行う記録再生装置1の内部構成として、主にホログラムの記録再生系、及び位置制御のための光学系の構成のみを抽出して示した図である。
このように保持されるホログラム記録媒体HMに対して、図中の第1レーザ2を光源とするレーザ光が照射されることによってホログラムページの記録/再生が行われることになる。
なお、IS機能部4については後述する。
この図6に示されるように、SLM8においては、その中心部に円形による信号光エリアA2が形成され、その外周部分には輪状のギャップエリアA3を介して、同じく輪状による参照光エリアA1が設定される。上記信号光エリアA2は信号光の生成領域として設定されたエリアである。同様に上記参照光エリアA1は、参照光の生成領域として設定されたエリアである。
なお、上記ギャップエリアA3は、参照光エリアA1と信号光エリアA2を介した光が互いに干渉してノイズとなってしまうことを防止するための、緩衝領域として設定されるものである。
上記変調制御部27は、記録時には、SLM8における信号光エリアA2内の画素パターン(例えば各画素ごとのON/OFFパターン)が、入力される記録データに応じたパターンとなるようにして画素ごとの駆動信号値を設定する。また、これと共に、参照光エリアA1内の画素パターンは予め定められた所定のパターンとなるようにし、さらにギャップエリアA3を含むそれ以外のエリアは全てOFFとするような画素ごとの駆動信号値を設定する。そして、このようにして設定した値による駆動信号DSを、SLM8に供給する。これにより、記録時においてSLM8からは、記録データに応じた光強度パターンを有する信号光と、所定の光強度パターンを有する参照光とが生成される。
また再生時には、参照光エリアA1内の画素パターンのみが予め定められた所定のパターンとなるようにし、それ以外のエリアは全てOFFとするような駆動信号値を設定してSLM8の各画素を駆動することで、SLM8から参照光のみが出力されるようにする。
従って上記リレーレンズ系を介した記録再生用レーザ光は、当該ダイクロイックミラー12を透過する。
トラッキングアクチュエータ16A、フォーカスアクチュエータ16Bに対しては、後述するサーボ回路35(図11を参照)からのトラッキングドライブ信号TD、フォーカスドライブ信号FDがそれぞれ供給される。これにより、対物レンズ15を介してホログラム記録媒体HMに照射される光とホログラム記録媒体HMとのトラッキング方向における相対位置関係の制御、及び対物レンズ15を介してホログラム記録媒体HMに照射される光のフォーカシング制御が行われ、フォーカス・トラッキングの各サーボ動作やトラックジャンプなどの動作が実現されるようになっている。
なお、図示の都合により省略したが、実際には、上記対物レンズ15を含む図中の光学ピックアップOPとホログラム記録媒体HMとのトラッキング方向における位置関係を変化させるためのスライド機構も設けられるものとなる。
この戻り光は、対物レンズ15を介して平行光となるようにされた後、1/4波長板14→ミラー13を経てさらにダイクロイックミラー12→リレーレンズ11→リレーレンズ10を介した後、偏光ビームスプリッタ9に入射する。
偏光ビームスプリッタ9で反射された上記戻り光は、図示するようにしてリレーレンズ17→リレーレンズ18によるリレーレンズ系を介してイメージセンサ19に入射する。
なお、イメージセンサ19にて得られた上記読出信号(画像信号)は、読出信号D-imgとする。
なお、このような「0」「1」による記録データを再生するにあたっては、イメージセンサ19による読出信号D-imgについて、SLM8のデータピクセル単位で「0」「1」のデータ識別を行うための信号処理が行われる。このようにイメージセンサ19の出力から「0」「1」の記録データを再生するための再生信号処理の手法としては各種が存在し、ここで特に限定されるべきものではない。
本実施の形態の場合のようにホログラム記録媒体HMを回転駆動してホログラムの記録/再生を行うとした場合には、記録再生用レーザ光が記録媒体上の同じ位置に対して所定時間照射され続けるようにするために、記録再生用レーザ光を一定間隔ごとにスキャンするといったことが行われる。すなわち、このようなレーザ光のスキャンを行うことで、例えば記録時には干渉縞の形成がより確実に行われるように図ることができ、また再生時には検出光量を増大してより確実な読み出しが行われるように図ることができる。このようにして、所定時間だけ記録再生用レーザ光が記録媒体上の同じ位置に対して照射されるようにして上記のような一定間隔ごとのスキャンを行う機能は、IS(イメージスタビライズ)機能と呼ばれる。
AOM4Aは、例えば百数十MHz程度の高周波信号により駆動され、当該高周波信号の振幅の変化に応じ透過率が変化する素子(音響光学媒体)を備えて構成される。すなわち、このような透過率の変化により、シャッタとしての機能を実現する。
このためにIS機能の実現にあたっては、レーザ光を走査させるための手段(AOD4B)と共に、上記ブランキング期間においてレーザ光の透過率を著しく低下させて記録材料の反応を防止するためのシャッタ(AOM4A)とが必要となるものである。
なお図示もしているように、上記AOM4Aに代えてメカシャッタを用いることもできる。
図5において、このような位置制御のための光学系は、第2レーザ20、レンズ21、コリメーションレンズ22,偏光ビームスプリッタ23、集光レンズ24、レンズ25、及びフォトディテクタ26で構成される。
先にも述べたように、ダイクロイックミラー12は、第2レーザ20からの位置制御用レーザ光は反射するように構成されている。ダイクロイックミラー12で反射された位置制御用レーザ光は、先に説明した記録再生用レーザ光の場合と同様に、ミラー13→1/4波長板14→対物レンズ15を介してホログラム記録媒体HMに照射される。
このようにしてフォトディテクタ26で得られた位置制御用レーザ光の受光信号(反射光信号)D-pdに基づき、以下において説明するような実施の形態としてのスポット位置の微調整制御や、アドレス情報の検出などを行うことができる。
なお、実施の形態としてのスポットの位置微調整及びアドレス情報の検出を実現するための具体的な構成については後に改めて説明する。
上記による記録再生装置1の構成の説明を踏まえた上で、以下、実施の形態としての任意スパイラルピッチの実現手法について説明する。
先ずは図7を参照して、任意スパイラルピッチの実現手法の概要について説明しておく。
なお図7は、ホログラム記録媒体HMに形成されるそれぞれ異なるピット列位相を有するA〜Fの1セットのピット列(の一部)と、光スポットの移動軌跡とを示している。
この図7に示されるように、予め形成されたピット列のピッチに依らぬ任意のスパイラルピッチを実現するにあたっては、ホログラム記録媒体HMの回転に伴い移動する光スポットが、順次ピット列を跨いでいく(渡っていく)ようにすればよい。すなわち、このようにピット列を渡っていく間隔を、実現したいスパイラルピッチに応じて予め定めておくことで、任意のスパイラルピッチを実現することができる。
このようなトラッキングサーボループに対するオフセットの付与と、サーボ対象ピット列の順次の切り換えとを繰り返し行い、いわば綱渡り的に光スポットが各ピット列を跨いでいくようにすることで、形成されたピット列のピッチによらぬスパイラルピッチを実現できる。このとき、トラッキングサーボループに与える上記オフセットの傾きの設定により、スパイラルピッチを任意に設定できる。
このとき、上記のようにサーボ対象とするピット列を順次切り替えていくという動作を実現するためには、A〜Fの各位相によるピット列についてのトラッキング誤差信号が、それぞれ個別に得られるようにすることが必要となる。すなわち、A〜Fの各ピット列に対するトラッキング誤差信号を区別できなければ、そもそもサーボ対象とするピット列を切り換えるということはできないものとなる。
図8は、ホログラム記録媒体HMの回転駆動に伴い位置制御情報記録層上を位置制御光のスポットが移動する様子と、その際に得られるsum信号、sum微分信号、及びPP(Push Pull)信号の波形との関係を模式的に示している。
上記sum信号は、図5に示したフォトディテクタ26としての複数の受光素子で得られた受光信号D-pdの和信号であり、上記sum微分信号はsum信号を微分して得られる信号である。上記PP信号は、上記フォトディテクタ26の受光信号から、ピットに対するスポット位置のトラッキング方向における位置ずれ量を表すように計算されたトラッキング誤差信号となる。
ここで、この図8では説明の便宜上、図中の各ピット形成可能位置の全てにピットが形成されているものとする。
ここで注目すべきは、トラッキング誤差信号としてのPP信号は、先の図2で説明した如く所定の間隔nずつ離間されたA〜Fの各ピット形成可能位置ごとに、光スポットとピット列との相対的な位置関係を表すようにして得られるという点である。これは、本実施の形態のホログラム記録媒体HMでは、例えばA〜Fのピット列を従来の1トラック幅内に配列するなど、各ピット列を半径方向において近接して配列することができることによる。
本実施の形態では、クロックCLKとして、各ピットのセンター位置(ピークポジション)に相当する位置(タイミング)を立ち上がり位置(タイミング)とする信号を生成するものとしている。具体的には、先の図8にも示した所定の閾値Th1でsum信号をスライスした信号と、同様に所定の閾値Th2でsum微分信号をスライスした信号とを生成し、これらのANDをとることで上記ピークポジションに相当する立ち上がりタイミングを有するタイミング信号を生成するものである。
この図に示すように、クロックCLKとしては、各ピット(ピット形成可能位置)のピークポジションに対応したタイミングで立ち上がり、且つ各立ち上がり位置間の中間点が立ち下がり位置とされた信号となる。
このようなクロックCLKは、上記のように生成されたタイミング信号を入力信号(基準信号)としたPLL(Phase Locked Loop)処理を行って生成する。
ここで、上記トラッキングエラー信号TEは、先に説明したselector信号に基づきPP信号をサンプルホールドした信号である。すなわち、サーボ対象とするピット列についてのPP信号(トラッキング誤差信号)である。
なおこの図11では、オフセットの付与により光スポットがピット列A→ピット列Bを渡っていく様子を示している。
本実施の形態においては、このようにして予め計算などにより求められた上記中間点としての位置(どのアドレスブロックの何クロック目)に至ったことに応じて、サーボ対象とするピット列をそれまで対象としていたピット列の外側に隣接するピット列に切り換える。
ここで、スパイラル状のトレースを実現するためには、上記オフセットの値の上昇により光スポットが外周側に移動されるべきものとなる。
本実施の形態では、オフセットの付与は、トラッキング誤差信号TEを対象として行うものとしている。従って図11に示す波形によるオフセットについては、その極性を反転させた上でトラッキング誤差信号TEに対して加算することになる。すなわち、「誤差信号TE−オフセット」による演算によりオフセットの付与を行うものである。
確認のために述べておくと、このようなオフセットの波形としても、実現しようとするスパイラルピッチの情報と、位置制御情報記録層のフォーマットの情報とに基づき予め計算などにより求めるものとなる。
これにより、任意のスパイラルピッチが実現されるように光スポットの位置を制御することができる。
図12は、上記により説明した実施の形態としての任意スパイラルピッチの実現手法を実現するための、実施の形態としての記録再生装置1全体の内部構成を示している。
なお図12において、光学ピックアップOP、変調制御部27、データ再生部28、スピンドルモータ29については既に図5において説明済みであるので改めての説明は省略する。
マトリクス回路30は、上記受光信号D-pdに基づき、上述した和信号としてのsum信号、及びトラッキング誤差信号としてのPP信号、及びフォーカスエラー信号FEを生成する。
また、上記sum信号は、クロック生成回路31に供給されると共に、アドレス検出回路34に対しても供給される。
また上記フォーカスエラー信号FEはサーボ回路34に供給される。
図13は、クロック生成回路31の内部構成を示している。この図13に示すようにクロック生成回路31内にはスライス回路40、sum微分回路41、スライス回路42、ANDゲート回路43、及びPLL回路44が設けられている。
上記マトリクス回路30からのsum信号は、図示するようにスライス回路40とsum微分回路41とに供給される。上記スライス回路40は、設定された閾値Th1に基づき上記sum信号をスライスし、その結果を上記ANDゲート回路43に出力する。
上記sum微分回路41は、上記sum信号を微分して先に説明したsum微分信号を生成する。上記スライス回路42は、設定された閾値Th2に基づき、上記sum微分回路41により生成されたsum微分信号をスライスし、その結果を上記ANDゲート回路43に出力する。
ANDゲート回路43は、上記スライス回路41からの出力と上記スライス回路42からの出力とのANDをとり、これによって先に説明したタイミング信号を生成する。
PLL回路44は、このようにANDゲート回路43で得られたタイミング信号を入力信号としてPLL処理を行って、先に説明したクロックCLKを生成する。
ここで、selector信号選択・位相調整回路33は、上記制御部35が供給する調整信号ADJに基づき、selector信号の位相を調整する処理も行うものとなるがこのことについては後述する。
このようにしてサンプルホールド回路SH1によって上記選択されたselector信号の立ち上がりエッジでサンプルホールドされたPP信号については、図のようにトラッキングエラー信号TEと表記する。
上記トラッキングエラー信号TEは、加算器38に入力される。
ここで、上述もしたように、オフセット値の上昇に応じて光スポットを外周側に移動させるためには、トラッキング誤差信号TEに対しては、極性を反転させたオフセット値を加算することになる。つまり上記加算器38は、「トラッキング誤差信号TE−オフセット値」による演算を行う減算器として機能させるものである。
この鋸歯状波生成回路37には、予め求められた任意のスパイラルピッチ実現のための鋸歯状波を生成するための情報として、クロック単位でトラッキングエラー信号TEに対して加算すべき値の情報が設定されている。鋸歯状波生成回路37はこのようにクロック単位で設定された値を順次、上記加算器38に対して出力する。
これにより、先の図11に示したような、トラッキングエラー信号TEに対する鋸歯状波によるオフセットの付与が実現されるようになっている。
このようなトラッキングドライブ信号TDに基づき上記トラッキングアクチュエータ16Aが駆動制御されることで、第2レーザ20を光源とする位置制御用レーザ光のスポット位置は、A〜Fのピット列のうちのサーボ対象とした1のピット列から上記オフセットの付与分だけ離間した位置となるように制御される。
アドレス検出回路34で検出されたアドレス情報は、制御部35に対して供給される。
ここで、先の図4での説明からも理解されるように、本実施の形態のホログラム記録媒体HMでは、ピット列の1周ごとにピット列位相が異なるものとなる。つまりこのことより、ピット列の1周が終了する位置(つまり次の1周の開始位置)以降では、各selector信号の位相にずれが生じる。
このため本実施の形態においては、このような1周回ごとのselector信号の位相ずれを調整するための処理を行うものとしている。具体的に制御部35は、予め定められた各周回ごとの位相調整量の情報に基づき、各周回ごとに、該当する位相調整量を図中の調整信号ADJによりselector信号選択・位相調整回路33に対して指示する。
selector信号選択・位相調整回路33は、上記調整信号ADJにより指示された位相調整量の分だけ各selector信号の位相を調整する。これにより、1周回ごとにselector信号に生じる位相ずれを補正することができる。
先ず、図中のステップS101とステップS102の処理により、1周終了位置に到達、或いは記録(又は再生)終了の何れかの条件が満たされるまで待機するようにされる。
ここで、先に説明したように本実施の形態では所定の角度位置が1周回の開始位置に設定されているので、ステップS101における1周終了位置に到達したか否かの判別は、アドレス検出回路34にて検出されるアドレス情報に基づき行うことができる。
上記ステップS101において、1周終了位置に到達したとして肯定結果が得られた場合は、ステップS103に進み、現在の半径位置に応じた位相調整量を指示する調整信号ADJを出力する処理を行った後、ステップS101に戻る。
すなわち、上記「予め定められた各周回ごとの位相調整量の情報」として、この場合は各ピット列(半径位置)に対応づけてそれに対応する位相調整量の情報が格納されたテーブル情報を用いるものとしており、上記ステップS103では、当該テーブル情報に基づき、現在の半径位置に応じた位相調整量の情報を取得し、これを調整信号ADJによりselector信号選択・位相調整回路33に対して指示する。
先ず、図中のステップS201とステップS202の処理によっては、所定の切り換えタイミングに至った、又は記録(又は再生)終了の何れかの条件が満たされるまで待機するようにされる。
先に説明したように、本実施の形態では予めディスク上の所定位置(どのアドレスブロックの何クロック目)がサーボ対象ピット列の切り換え位置としてそれぞれ設定されている。このためステップS201における所定の切り換えタイミングに至ったか否かの判別は、アドレス検出回路34にて検出されるアドレス情報とクロックCLKとによって特定される現在の光スポット位置が、予め定められた上記所定位置と一致したか否かを判別することで行う。
このステップS201において、所定の切り換えタイミングに到達したとして肯定結果が得られた場合は、ステップS203に進み、隣接ピット列に対応する位相のselector信号の選択を指示する選択信号SLCTを出力する。すなわち、サーボ対象ピット列がそれまで選択されていたピット列から該ピット列の外側に隣接するピット列に切り換えられるべく、それまで選択されていたselector信号に対して位相が所定周期nに応じた分だけ遅れたselector信号の選択を指示する選択信号SLCTを出力するものである。
このステップS203の処理を実行すると、図のようにステップS201に戻るようにされる。
以上のように本実施の形態では、予め定められた鋸歯状波によるオフセットをトラッキングエラー信号TEに対して与えつつ、光スポットが、隣接ピット列間における予め定められた所定位置に至るタイミングごとに、トラッキングサーボの対象とするピット列をそれまで対象としていたピット列の外側に隣接するピット列に切り換えるということを行うものとしている。
これにより、任意のスパイラルピッチが実現されるように光スポットの位置を制御することができる。
この点より本実施に形態によれば、任意のスパイラルピッチを実現するために必要な光スポット位置の制御を、例えばオフセットの付与のみで行うようなオープンループ制御で行う場合と比較してより高精度に行うことができる。
<4.第2の実施の形態の手法>
続いて、第2の実施の形態について説明する。
第2の実施の形態は、光学系や記録媒体の個体ごとのバラツキに起因してトラッキング誤差信号の振幅にバラツキが生じる場合にも適正に任意スパイラルピッチ実現のための光スポット位置制御が行われるように図るものである。
この図16において、図16(a)、図16(b)の各図ではトラッキングエラー信号TEに対して与えられるオフセットの波形(鋸歯状波形)について、或るピット列からその隣接ピット列への切り換えタイミング付近での波形を主に抽出して示している。
このように光学系やホログラム記録媒体HMの個体差に起因してトラッキングエラー信号TEの振幅にバラツキが生じる場合には、予め定められた波形によるオフセットを与えたのでは、理想通りのピッチによるスパイラルを描くように光スポット位置を制御することができなくなってしまう。
この場合には、設定されたオフセットの傾きは、実際に必要な傾きよりも大きなもとなってしまうので、図示するようにして、実際に光スポットが上記中間点に至るタイミングは、予め設定された上記中間点に至る理想的なタイミング(計算で求められた中間点に至るタイミング)よりも早まってしまうことになる(図中の誤差ΔT)。
例えば図16の例において、光スポットがサーボ対象ピット列とその外周側隣接ピット列との間の中間点に位置する状態では、上記サーボ対象ピット列についてのトラッキングエラー信号TEの振幅値は上述したβ、上記外周側隣接ピット列についてのトラッキングエラー信号TEの振幅値は−βとなる。
このことからも理解されるように、光スポットが実際に上記中間点に至るタイミングの検出は、サーボ対象ピット列についてのトラッキングエラー信号TEの振幅値と外周側隣接ピット列についてのトラッキングエラー信号TEの振幅値との絶対値の一致点を検出することで行うことができる。
すなわち、上記<1>で検出した実際の中間点のタイミングと、該中間点に至るタイミングとして予め定められた理想タイミングとの間の誤差ΔTを求め、該誤差ΔTに応じてオフセットの傾き補正を行うものである。
具体的に、このような誤差ΔTに応じたオフセットの傾き補正は、実際の中間点に至るタイミングが理想タイミングよりも早い場合には上記誤差ΔTの量に応じた分だけオフセットの傾きが小となるようにし、逆に実際の中間点に至るタイミングが理想タイミングよりも遅い場合には上記誤差ΔTの量に応じた分だけオフセットの傾きが大となるようにして行う。
図17は、上記により説明した第2の実施の形態としてのスポット位置制御手法を実現するための、第2の実施の形態としての記録再生装置50の内部構成を示した図である。
なおこの図17において、既にこれまでで説明した部分と同様となる部分については同一符号を付して説明を省略する。
また図中には反映されていないが、第2の実施の形態の場合、制御部35が行う処理内容が第1の実施の形態の場合から変更されるものとなる。
また、selector信号選択・位相調整回路51により出力されたselector信号(selector-x+1)は、中間点検出回路52に対して供給される。
中間点検出回路52は、これらselector信号(selector-x+1)、PP信号、及びトラッキングエラー信号TEに基づき、光スポットが隣接ピット列間の中間点に至った実際のタイミングを検出する。
図示するように中間点検出回路52内には、サンプルホールド回路SH2、反転回路55、及びコンパレータ56が設けられている。
中間点検出回路52に供給された上記selector信号(selector-x+1)は、上記サンプルホールド回路SH2に対して入力される。またこのサンプルホールド回路SH2に対してはマトリクス回路30からのPP信号も入力される。
サンプルホールド回路SH2は、上記selector信号(selector-x+1)の立ち上がりエッジで上記PP信号をサンプルホールドする。つまりこれにより、サーボ対象として選択中のピット列の外側に隣接する、次の切り換え候補(選択候補)としてのピット列についてのトラッキングエラー信号TEを得ているものである。
サンプルホールド回路SH2によるサンプルホールド処理で得られた上記次の切り換え候補ピット列についてのトラッキングエラー信号TEは、反転回路55によりその値が反転されてコンパレータ56に入力される。
コンパレータ56に対しては、上記次の切り換え候補ピット列についてのトラッキングエラー信号TEと共に、図17に示したサンプルホールド回路SH1からのトラッキングエラー信号TE(つまりサーボ対象として選択中のピット列についてのトラッキングエラー信号TE)が入力され、当該コンパレータ56は、これらの入力信号が同値となることに応じて、光スポットが実際に上記中間点に至ったことを表す中間点検出信号を出力する。
但しこの場合の制御部35は、サーボ対象ピット列の切り換え制御処理として、理想タイミングでの切り換え指示を行うのではなく、上記中間点検出回路52にて検出された実際の中間点のタイミングで切り換え指示を行うものとなる。すなわち、先の図15においては、ステップS201の判別処理として、予め定められたピット列切り換えタイミングとしての理想タイミングに至ったか否かを判別するものとしたが、この場合の制御部35は、当該ステップS201における所定の切り換えタイミングに至ったか否かの判別処理として、上記中間点検出回路52から上記中間点検出信号が入力されたか否かを判別する点が第1の実施の形態の場合とは異なる。
位相比較回路53は、このようにして検出した実際の中間点タイミングと理想タイミングとの誤差ΔTに応じた値をゲイン調整回路54に与える。
具体的に、上記ゲイン調整回路54は、実際の中間点に至るタイミングが理想タイミングよりも早かった場合(つまり上記誤差ΔTの値が正の値となる場合)には、上記誤差ΔTの値に応じた分だけ小としたゲインを上記鋸歯状波生成回路37に対して与える。逆に、実際の中間点に至るタイミングが理想タイミングよりも遅かった場合(上記誤差ΔTの値が負の値となる場合)には、上記誤差ΔTの値に応じた分だけ大としたゲインを上記鋸歯状波生成回路37に対して与える。
これにより、実際の中間点が理想の中間点と一致するように補正を行うことができ、結果、トラッキングエラー信号TEの振幅にバラツキが生じる場合にも、設定したスパイラルピッチが正確に実現されるようにできる。
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明としてはこれまでに説明した具体例に限定されるべきものではない。
例えばこれまでの説明では、それぞれが異なるピット列位相を有する複数のピット列として、A〜Fの計6つを設定するものとし、半径方向においてはこれら6つのパターン(ピット列位相)によるピット列が繰り返し形成されるものとしたが、上記複数のピット列の数は6つに限定されるべきものではなく、より多くの本数、或いはより少ない本数とすることもできる。
なお確認のために述べておくと、このようにピット列を同心円状に形成する場合においても、任意スパイラルピッチの実現のためのスポット位置制御手法としては、先に説明したスパイラル状とする場合と同様でよい。
また、第2の実施の形態においては、中間点検出回路52にて、サーボ対象ピット列についてのトラッキングエラー信号TEと隣接ピット列についてのトラッキングエラー信号TEの振幅値に基づいて実際の中間点の検出を行うため、この場合においては、上記2種のトラッキングエラー信号TEのうち一方にのみオフセットが付与されているという状態は避けられる必要性がある。従って第2の実施の形態においては、このような状態を避けるようにして上記オフセットを与える位置を設定する必要がある。
Claims (6)
- 1周回におけるピットの形成可能位置の間隔が所定の第1の間隔に制限されたピット列がスパイラル状又は同心円状に形成されていると共に、半径方向に配列されるピット列において、上記ピットの形成可能位置のピット列形成方向における間隔が所定の第2の間隔ずつずれた位置に設定されて、複数のピット列位相を有しているディスク状記録媒体に対し、第1の光を照射するための第1の光源と、
上記ディスク状記録媒体に対し第2の光を照射するための第2の光源と、
上記第1の光と上記第2の光とが入射され、これら第1の光及び第2の光の上記ディスク状記録媒体に対する出力端となる対物レンズと、
上記対物レンズを介して照射される上記第1及び第2の光の光軸と上記ディスク状記録媒体との上記半径方向における相対的な位置関係を変化させ、上記第1及び第2の光についてのトラッキング制御を行うように構成されたトラッキング制御機構と、
上記第2の光が上記ディスク状記録媒体に照射されることに応じて得られる、上記ピットの形成パターンを反映したピット反映光を受光する受光部と、
上記受光部により得られた受光信号に基づき、上記ディスク状記録媒体に形成されたピットに対する上記第2の光のスポットの上記半径方向における位置誤差を表す誤差信号を生成する誤差信号生成部と、
上記受光部により得られた受光信号に基づき、上記ピットの形成可能位置の間隔に応じたクロックを生成するクロック生成部と、
上記クロック生成部により生成されたクロックに基づき、上記ディスク状記録媒体に形成されたそれぞれ異なるピット列位相を有する複数のピット列のそれぞれにおける上記ピットの形成可能位置のタイミングをそれぞれ表す複数のタイミング選択信号を生成するタイミング選択信号生成部と、
上記タイミング選択信号生成部により生成された上記複数のタイミング選択信号から、指示された1のタイミング選択信号を選択するタイミング選択信号選択部と、
上記タイミング選択信号選択部によって選択された上記タイミング選択信号に基づき上記誤差信号生成部により生成された上記誤差信号をサンプルホールドする誤差信号サンプルホールド部と、
上記誤差信号サンプルホールド部によるサンプルホールド後の上記誤差信号に基づき、上記第2の光のスポットのトラッキングサーボが行われるように上記トラッキング制御機構を制御するサーボ制御部と、
定められた所定のタイミングで、上記タイミング選択信号選択部が選択するタイミング選択信号が、選択中のタイミング選択信号から、当該選択中のタイミング選択信号によりそのピットの形成可能位置のタイミングが表されているピット列に隣接するピット列に応じたタイミング選択信号に切り換えられるように指示を行う切り換え指示部と、
上記タイミング選択信号の切り換え周期に応じた波形周期を有する鋸歯状波を生成する鋸歯状波生成部と、
上記鋸歯状波生成部により生成される上記鋸歯状波に従って、トラッキングサーボループに対してオフセットを与えるオフセット付与部と
を備える光スポット位置制御装置。 - 上記ディスク状記録媒体においては、上記ピットの形成可能位置におけるピットの形成有無のパターンによってアドレス情報の記録が行われており、
上記受光部により得られた受光信号に基づき、上記ピットの有無を反映したピット有無反映信号を生成するピット有無反映信号生成部と、
上記タイミング選択信号選択部によって選択された上記タイミング選択信号が表すタイミングに従って上記ピット有無反映信号を検出した結果に基づき、上記アドレス情報の検出を行うアドレス検出部とをさらに備える
請求項1に記載の光スポット位置制御装置。 - 上記タイミング選択信号生成部により生成される上記タイミング選択信号のうちから、上記タイミング選択信号選択部で選択中のタイミング選択信号によりそのピットの形成可能位置のタイミングが表されているピット列に隣接するピット列に応じたタイミング選択信号を入力し、当該入力したタイミング選択信号に基づき上記誤差信号生成部により生成された上記誤差信号をサンプルホールドする隣接ピット列誤差信号サンプルホールド部と、
上記誤差信号サンプルホールド部によるサンプルホールド後の上記誤差信号と、上記隣接ピット列誤差信号サンプルホールド部によるサンプルホールド後の上記誤差信号とに基づき、上記オフセット付与部によるオフセットの付与に伴い上記半径方向に順次移動する上記第2の光のスポットの位置が、上記タイミング選択信号選択部によるタイミング選択信号の選択に伴いトラッキングサーボの対象とされているサーボ対象ピット列と当該サーボ対象ピット列に隣接する隣接ピット列との間の所定位置に到達したタイミングを検出するタイミング検出部と
をさらに備えると共に、
上記切り換え指示部は、
上記タイミング検出部により検出されたタイミングで上記タイミング選択信号選択部が選択するタイミング選択信号の切り換え指示を行い、
さらに、上記アドレス検出部で検出される上記アドレス情報に基づき特定される、予め上記スポットが上記所定位置に至る理想タイミングとして求められたタイミングと、上記タイミング検出部により検出された上記スポットが上記所定位置に到達したタイミングとの誤差を検出し、当該検出した誤差に基づき上記鋸歯状波生成部が生成する上記鋸歯状波の傾きを補正する傾き補正部をさらに備える
請求項2に記載の光スポット位置制御装置。 - 上記タイミング検出部は、
上記誤差信号サンプルホールド部によるサンプルホールド後の上記誤差信号と、上記隣接ピット列誤差信号サンプルホールド部によるサンプルホールド後の上記誤差信号との絶対値が同値となったタイミングを検出することで、上記スポットが上記サーボ対象ピット列と上記隣接ピット列との間の中間点に到達したタイミングを検出する
請求項3に記載の光スポット位置制御装置。 - 上記ディスク状記録媒体においては、
上記ピット列が、ピット列形成方向において一周ごとにピット列位相が上記第2の間隔の分だけずらされるように形成されており、
上記アドレス検出部により検出されるアドレス情報に基づき、上記ピット列の一周ごとに上記タイミング選択信号の位相を調整する位相調整部をさらに備える
請求項1に記載の光スポット位置制御装置。 - 1周回におけるピットの形成可能位置の間隔が所定の第1の間隔に制限されたピット列がスパイラル状又は同心円状に形成されていると共に、半径方向に配列されるピット列において、上記ピットの形成可能位置のピット列形成方向における間隔が所定の第2の間隔ずつずれた位置に設定されて、複数のピット列位相を有しているディスク状記録媒体に対し、第1の光を照射するための第1の光源と、上記ディスク状記録媒体に対し第2の光を照射するための第2の光源と、上記第1の光と上記第2の光とが入射され、これら第1の光及び第2の光の上記ディスク状記録媒体に対する出力端となる対物レンズと、上記対物レンズを介して照射される上記第1及び第2の光の光軸と上記ディスク状記録媒体との上記半径方向における相対的な位置関係を変化させ、上記第1及び第2の光についてのトラッキング制御を行うように構成されたトラッキング制御機構と、上記第2の光が上記ディスク状記録媒体に照射されることに応じて得られる、上記ピットの形成パターンを反映したピット反映光を受光する受光部とを備える光スポット位置制御装置における光スポット位置制御手法であって、
上記受光部により得られた受光信号に基づき、上記ディスク状記録媒体に形成されたピットに対する上記第2の光のスポットの上記半径方向における位置誤差を表す誤差信号を生成する誤差信号生成手順と、
上記受光部により得られた受光信号に基づき、上記ピットの形成可能位置の間隔に応じたクロックを生成するクロック生成手順と、
上記クロック生成手順により生成したクロックに基づき、上記ディスク状記録媒体に形成されたそれぞれ異なるピット列位相を有する複数のピット列のそれぞれにおける上記ピットの形成可能位置のタイミングをそれぞれ表す複数のタイミング選択信号を生成するタイミング選択信号生成手順と、
上記タイミング選択信号生成手順により生成した上記複数のタイミング選択信号から、指示された1のタイミング選択信号を選択するタイミング選択信号選択手順と、
上記タイミング選択信号選択手順によって選択した上記タイミング選択信号に基づき上記誤差信号生成手順により生成した上記誤差信号をサンプルホールドする誤差信号サンプルホールド手順と、
上記誤差信号サンプルホールド手順によるサンプルホールド後の上記誤差信号に基づき、上記第2の光のスポットのトラッキングサーボが行われるように上記トラッキング制御機構を制御するサーボ制御手順と、
定められた所定のタイミングで、上記タイミング選択信号選択手順で選択するタイミング選択信号が、選択中のタイミング選択信号から、当該選択中のタイミング選択信号によりそのピットの形成可能位置のタイミングが表されているピット列に隣接するピット列に応じたタイミング選択信号に切り換えられるように指示を行う一方で、上記タイミング選択信号の切り換え周期に応じた波形周期を有する鋸歯状波に従ってトラッキングサーボループに対してオフセットを与えるピット列切換・オフセット付与手順と
を有する光スポット位置制御方法。
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