JPH0684178A - 情報記録媒体並びにフォーカス制御方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 部品点数を少なくし、小型化を可能にする。 【構成】 １周を複数のセグメントに区分し、各セグメ
ントはプリピット部と鏡面部により構成する。プリピッ
ト部には、鏡面部よりλ／４だけの段差を有するプリピ
ットを形成する。このプリピット部を、記録または再生
用のレーザ光のスポットの径より大きく形成する。プリ
ピット部からの反射光のレベルと、鏡面部からの反射光
のレベルが等しくなるように、フォーカスサーボをかけ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば光磁気ディスク
に情報を記録または再生する場合に用いて好適な情報記
録媒体並びにフォーカス制御方法および装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】光磁気ディスクや光ディスクに情報を記
録または再生するとき、レーザ光などの光をディスク上
にフォーカス制御する必要がある。従来、このフォーカ
ス制御方式として、アスティグマ法（非点収差法）が多
く用いられている。

【０００３】このアスティグマ法においては、光路中に
シリンドリカルレンズなどが配置され、光に非点収差が
与えられる。これにより、ディスクからの反射光をフォ
トディテクタで検出すると、フォトディテクタ上のスポ
ット形状がフォーカス状態に対応して、円形、縦長の楕
円形または横長の楕円形になる。そこで、フォトディテ
クタを４分割し、一方の対角線に配置されたフォトディ
テクタの和と、他方の対角線上に配置されたフォトディ
テクタの和の差から、フォーカスエラー信号を生成する
ことができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このようにアスティグ
マ法は、光に非点収差を与える必要があるため、シリン
ドリカルレンズが必要となり、構成が複雑になるばかり
でなく、装置が大型化する課題があった。

【０００５】本発明はこのような状況に鑑みてなされた
ものであり、構成を簡略化し、より小型化を可能とする
ものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の情報記
録媒体は、光学的に情報を記録または再生する情報記録
媒体において、照射される光のスポットの径より大きく
形成されるとともに、鏡面部に対して所定の段差を有す
るように形成されたプリピット部を備えることを特徴と
する。

【０００７】このプリピット部は、情報記録媒体の中心
から放射状に連続的に形成することができる。

【０００８】請求項３に記載のフォーカス制御方法は、
記録または再生用の光のスポットの径より大きく形成さ
れるとともに、鏡面部に対して所定の段差を有するよう
に形成されたプリピット部を有する情報記録媒体に対し
て、プリピット部からの反射光のレベルと、鏡面部から
の反射光のレベルがほぼ等しくなるようにフォーカス制
御することを特徴とする。

【０００９】請求項４に記載のフォーカス制御装置は、
記録または再生用の光のスポットの径より大きく形成さ
れるとともに、鏡面部に対して所定の段差を有するよう
に形成されたプリピット部を有する情報記録媒体として
の光磁気ディスク１に対して、記録または再生用の光を
照射する照射手段としてのレーザダイオード３１と、光
磁気ディスク１からの反射光を受光する受光手段として
のフォトディテクタ３４と、プリピット部におけるフォ
トディテクタ３４の出力と、鏡面部におけるフォトディ
テクタ３４の出力の差を演算する演算手段としての差動
増幅器１９と、差動増幅器１９の出力に対応してフォー
カスを制御する制御手段としてのアクチュエータ４とを
備えることを特徴とする。

【００１０】フォトディテクタ３４は、同心円状に分割
することができる。また、このフォーカス制御装置にお
いては、プリピット部と鏡面部の間に形成された段部に
より構成されるエッジに同期してクロックを生成する生
成手段としてのＰＬＬ回路９をさらに設けることができ
る。

【００１１】

【作用】請求項１に記載の情報記録媒体においては、光
のスポットの径より大きく、鏡面部に対して所定の段差
を有するようにプリピット部が形成されている。従っ
て、プリピット部と鏡面部との反射光のレベルの差から
フォーカス制御を行なうことができる。

【００１２】請求項３に記載のフォーカス制御方法にお
いては、プリピット部からの反射光のレベルと、鏡面部
からの反射光のレベルがほぼ等しくなるようにフォーカ
スが制御される。従って、シリンドリカルレンズなどが
不要となり、構成が簡略化され、小型の装置を実現する
ことが可能となる。

【００１３】請求項４に記載のフォーカス制御装置にお
いては、プリピット部におけるフォトディテクタ３４の
出力と、鏡面部におけるフォトディテクタ３４の出力の
差がフォーカスエラーとされ、アクチュエータ４により
フォーカス制御が行なわれる。従って、部品点数が少な
くなり、構成が簡略化され、低コストの装置を実現する
ことが可能となる。

【００１４】

【実施例】図１は、本発明のフォーカス制御装置を応用
した光磁気ディスク装置の一実施例の構成を示すブロッ
ク図である。光磁気ディスク１は、スピンドルモータ２
により一定の角速度で回転されるようになされている。
フォーカス用のアクチュエータ４を有する光ヘッド３
は、光磁気ディスク１に対してレーザ光を照射し、その
反射光からＲＦ信号とＭＯ信号を出力するようになされ
ている。磁気ヘッド５は、光ヘッド３に対向する位置
に、光磁気ディスク１の反対側に配置されており、記録
回路６から記録信号に対応する信号が供給されるように
なされている。

【００１５】光ヘッド３が出力するＭＯ信号は、読取回
路７に供給され、そこで読み取られた信号は図示せぬ回
路に出力されるようになされている。

【００１６】また、光ヘッド３が出力するＲＦ信号は、
検出回路８に供給され、そこでレベルの変化に対応する
信号が検出されるようになされている。検出回路８の出
力は、ＰＬＬ回路９とタイミング信号生成回路１０に供
給されている。ＰＬＬ回路９は、検出回路８より供給さ
れる信号からクロックを生成し、記録回路６、読取回路
７およびタイミング信号生成回路１０に出力している。
タイミング信号生成回路１０は、ＰＬＬ回路９より供給
されるクロックと、検出回路８より供給される信号に対
応して所定のタイミング信号を生成し、サンプルホール
ド回路１１と１５に出力している。

【００１７】サンプルホールド回路１１は、スイッチ１
２とコンデンサ１３により構成され、光ヘッド３が出力
するＲＦ信号をサンプルホールドし、増幅器１４を介し
て差動増幅器１９の非反転入力端子に供給するようにな
されている。また同様に、サンプルホールド回路１５
は、スイッチ１６とコンデンサ１７により構成され、光
ヘッド３が出力するＲＦ信号をサンプルホールドし、増
幅器１８を介して差動増幅器１９の反転入力端子に供給
するようになされている。

【００１８】差動増幅器１９は、増幅器１４と１８の出
力の差を演算し、これをフォーカスエラー信号として、
スイッチ２０、増幅器２１を介してアクチュエータ４に
供給するようになされている。

【００１９】また、フォーカスサーボ起動時において
は、スイッチ２０がサーチ電圧発生回路２２側に切り換
えられ、サーチ電圧発生回路２２が鋸歯状波を発生し、
この鋸歯状波が増幅器２１を介してアクチュエータ４に
供給される。これにより、後述する対物レンズ３３（図
７）がフォーカス方向に駆動され、所定のタイミング
（フォーカスエラー信号のゼロクロス点の近傍）におい
て、スイッチ２０が差動増幅器１９の方に切り換えられ
る。

【００２０】図２は、光磁気ディスク１の構成を示して
いる。同図に示すように、光磁気ディスク１は、その１
周が複数のセグメント（セクタ）に区分され、各セグメ
ントは、プリピット部と鏡面部とにより構成されてい
る。図３に拡大して示すように、プリピット部において
は、トラック毎にプリピットが形成されている。鏡面部
にはプリピットは形成されていない。

【００２１】図４に断面を拡大して示すように、プリピ
ットは鏡面部から所定の段差を有するように形成されて
いる。この段差は、記録または再生用の光の波長λの１
／４の奇数倍に設定されている。また、光磁気ディスク
１の基板には、その全体にわたって光磁気膜が形成され
ている。この光磁気膜は、鏡面部はもとより、プリピッ
ト部においても形成されている。これにより、鏡面部に
おける光磁気膜上はもとより、プリピット部における光
磁気膜上にも、光磁気的にデータを記録再生することが
できるようになされている。

【００２２】ここで、最初にフォーカスの原理について
説明する。図５（ａ）に示すように、光磁気ディスク１
上における光スポットの直径Ｄは、プリピットの幅Ｗと
等しいか、それより小さくなるようになされている。こ
れにより、光スポットが鏡面部をトレースしている場合
はもとより、プリピット部をトレースしている場合にお
いても、得られるＲＦ信号のレベルはほぼ一定となる。

【００２３】これに対して、プリピットの段部を構成す
る前方エッジまたは後方エッジに光スポットがまたがる
位置にきたとき、光はそこで散乱される。また、段差が
波長の１／４の奇数倍に設定されているため、鏡面部か
らの反射光とプリピットからの反射光が干渉し、反射光
の光量が減少する。その結果、図５（ｂ），（ｃ）に示
すように、前方エッジと後方エッジのタイミングにおい
て、ＲＦ信号のレベルが鏡面部およびプリピット部にお
ける場合より大幅に低下する。

【００２４】さらにまた、いま、フォーカスが鏡面部に
調整されているとすると、図５（ｂ）に示すように、Ｒ
Ｆ信号のレベルは鏡面部におけるレベルの方が、プリピ
ット部におけるレベルより大きくなる。

【００２５】これに対して、フォーカスがプリピット部
に調整されている場合においては、図５（ｃ）に示すよ
うに、ＲＦ信号のレベルが鏡面部における場合より、プ
リピット部における場合の方が大きくなる。そこで、鏡
面部におけるＲＦ信号のレベルと、プリピット部におけ
るＲＦ信号のレベルが等しくなるようにフォーカス制御
を行なうと、図４に示すように、プリピット部と鏡面部
の頂度中間の位置にフォーカス面が形成されることにな
る。

【００２６】次に、図６のタイミングチャートを参照し
て、図１の実施例の動作について説明する。スピンドル
モータ２により所定の速度で回転される光磁気ディスク
１に対して、光ヘッド３からレーザ光が照射される。そ
して、光ヘッド３において、光磁気ディスク１により反
射されたレーザ光が受光され、その受光レベルに対応し
たＲＦ信号が出力される。

【００２７】検出回路８は、このＲＦ信号のレベルの変
化を検出する。例えば、この検出回路８は、微分回路と
ゼロクロス検出回路から構成され、ＲＦ信号のレベルが
変化した位置のピーク値に対応する検出パルスを出力す
る。即ち、検出回路８に、図６（ａ）に示すプリピット
に対応して、図６（ｂ）に示すＲＦ信号が入力される
と、プリピットの前方エッジと後方エッジに対応するパ
ルスＦとＢが検出され、その検出パルスがＰＬＬ回路９
に出力される。ＰＬＬ回路９は、このうちの一方（例え
ば前方エッジに対応する検出パルス）に同期してクロッ
クを生成する。

【００２８】タイミング信号生成回路１０は、検出回路
８が前方エッジを検出したときを基準として、ＰＬＬ回
路９が出力するクロックをカウントし、そのプリピット
の前方エッジと後方エッジの間の所定のタイミングにお
けるタイミングパルス（図６（ｄ））と、次のプリピッ
トの前方エッジが発生するタイミングより若干前の所定
のタイミングにおいて、タイミングパルス（図６
（ｃ））を発生する。前方エッジの直前において発生さ
れるパルス（図６（ｃ））が入力されたとき、その間だ
けスイッチ１２がオンする。これにより、光ヘッド３が
出力するＲＦ信号がコンデンサ１３にサンプルホールド
される。そして、このサンプルホールド値が増幅器１４
を介して差動増幅器１９の非反転入力端子に供給され
る。

【００２９】一方、前方エッジの直後に発生されるタイ
ミングパルス（図６（ｄ））が供給されると、その間だ
けスイッチ１６がオンする。これにより、そのとき光ヘ
ッド３が出力するＲＦ信号がコンデンサ１７にサンプル
ホールドされ、このサンプルホールド値が増幅器１８を
介して差動増幅器１９の反転入力端子に供給される。

【００３０】即ち、差動増幅器１９は、鏡面部における
ＲＦ信号のレベル（サンプルホールド回路１１の出力）
と、プリピット部におけるＲＦ信号のレベル（サンプル
ホールド回路１５の出力）との差を演算する。上述した
ように、これがフォーカスエラー信号となる。このフォ
ーカスエラー信号がスイッチ２０、増幅器２１を介して
光ヘッド３のアクチュエータ４に供給される。これによ
り、フォーカス制御が行なわれ、レーザ光は図４に示す
ように、鏡面部とプリピット部の中間のフォーカス面に
合焦するように調整される。

【００３１】一方、再生モード時においては、光ヘッド
３は、光磁気ディスク１からの反射光から、その光磁気
膜上に記録されているデータに対応するＭＯ信号を出力
する。読取回路７は、このＭＯ信号をＰＬＬ回路９が出
力するクロックを基準として読み取り、図示せぬ回路に
出力する。

【００３２】また、記録モード時においては、記録回路
６がＰＬＬ回路９より供給されるクロックに同期して、
図示せぬ回路から供給されるデータに対応して磁気ヘッ
ド５を駆動する。これにより、磁気ヘッド５が記録デー
タに対応する磁界を光磁気ディスク１に印加する。この
とき、光ヘッド３よりレーザ光が連続的に照射されてい
るため、光磁気ディスク１には、鏡面部の光磁気膜上は
もとより、プリピット部の光磁気膜上にデータが記録さ
れる。

【００３３】図７は、光ヘッド３の構成例を示してい
る。この実施例においては、レーザダイオード３１が発
生するレーザ光が、ビームスプリッタ３２、対物レンズ
３３を介して光磁気ディスク１上に集束照射される。そ
して、光磁気ディスク１からの反射光が、対物レンズ３
３、ビームスプリッタ３２を介してフォトディテクタ３
４に入射されるようになされている。そして対物レンズ
３３は、フォーカスエラー信号に対応して、アクチュエ
ータ４により光軸方向（図中、上下方向）に制御される
ようになされている。

【００３４】いま、図８（ａ）において符号Ｂで示すよ
うに、レーザ光がプリピットに合焦されているとする
と、同図において符号Ｃで示すように、鏡面部において
はフォーカス点が鏡面部より後方に位置することにな
る。

【００３５】これに対して、図８（ｂ）において符号Ｂ
で示すように、レーザ光が鏡面部に合焦されていると
き、同図に符号Ａで示すように、プリピット部において
は、合焦点がプリピットより前方に位置することにな
る。

【００３６】図８に符号Ａ乃至Ｃで示す状態におけるフ
ォトディテクタ３４の受光状態は、図９と図１０に示す
ようになる。フォトディテクタ３４は、図９と図１０に
示すように、同心円状にＤ₁とＤ₂に２分割されている。
図９および図１０に示すように、フォトディテクタ３４
上における光スポットの径は、状態Ａ，Ｂ，Ｃの順に、
順次大きくなる。内周側のフォトディテクタＤ₁は、そ
の外径が状態Ａにおける光スポットの径より若干小さい
値に設定されている。また、外周のフォトディテクタＤ
₂の外径は、状態Ｃのスポットの径より大きくなるよう
に設定されている。

【００３７】ここで、フォトディテクタＤ₁に着目して
みると、その出力は、状態Ａのとき、最も多くのエネル
ギーが集中して検出されるため、最も大きなレベルとな
る。これに対して、状態Ｂ、さらに状態Ｃのときは、光
のエネルギーが次第に拡散されるため、状態Ｂおよび状
態Ｃの順に、その出力レベルが小さくなる。そこで、こ
のフォトディテクタＤ₁の出力を、図１におけるサンプ
ルホールド回路１１と１５に供給することにより、フォ
ーカスエラー信号を生成することができる。

【００３８】以上においては、１つのセグメントに１つ
のプリピットを配置するようにしたが、例えば図１１に
示すように、１つのセグメントに対して複数のプリピッ
トを、セグメント全体にわたって配置するようにするこ
とも可能である。フォーカスエラー信号は、各プリピッ
トの例えば前方エッジの近傍においてサンプリングさ
れ、次のプリピットの前方エッジが到来するまでホール
ドされる。

【００３９】尚、以上においては、プリピット部におけ
るプリピットを、各トラック毎に形成するようにした
（図３）が、換言すれば、プリピット部であっても、ト
ラックとトラックの間の領域においてはプリピットが形
成されていないが、図１２に示すように、トラック上は
もとより、トラックとトラックの間にもプリピットを形
成することが可能である。即ち、この場合においては、
プリピット部は放射状に連続的に形成された溝となる。

【００４０】さらに図１２の実施例においては、この溝
の幅（プリピットの長さ）Ｌを半径方向の位置に拘ら
ず、一定としている。このようにしてもフォーカス制御
は可能である。勿論、この幅Ｌを内周ほど短くし、外周
ほど長く形成することも可能である。

【００４１】尚、サンプルホールド回路１１，１５に供
給するＲＦ信号は、フォトディテクタＤ₁の出力とされ
るが、検出回路８に供給されるＲＦ信号は、より大きな
信号とするため、フォトディテクタＤ₁とＤ₂の出力を加
算した信号とすることが好ましい。

【００４２】

【発明の効果】以上の如く請求項１に記載の情報記録媒
体によれば、光のスポットの径より大きくプリピット部
を形成するようにしたので、情報を記録または再生する
装置において、フォーカス制御のためのシリンドリカル
レンズなどが不要となり、より小型化した装置で駆動す
ることが可能となる。

【００４３】請求項２に記載の情報記録媒体によれば、
プリピット部を記録媒体の中心から放射状に連続的に形
成するようにしたので、例えばシーク動作を行なうよう
な場合においても、正確にフォーカスサーボを制御する
ことが可能となる。

【００４４】請求項３に記載のフォーカス制御方法によ
れば、プリピット部からの反射光のレベルと、鏡面部か
らの反射光のレベルがほぼ等しくなるようにフォーカス
制御するようにしたので、簡単な構成で正確にフォーカ
ス制御することが可能となる。

【００４５】請求項４に記載のフォーカス制御装置によ
れば、プリピット部と鏡面部における受光手段の出力の
差からフォーカスエラー信号を生成するようにしたの
で、部品点数を少なくし、構成を簡略化し、小型で低コ
ストの装置を実現することが可能になる。

【００４６】請求項５に記載のフォーカス制御装置によ
れば、受光手段を同心円状に分割したので、簡単な構成
でフォーカスエラー信号を生成することができる。

【００４７】請求項６に記載のフォーカス制御装置によ
れば、プリピット部と鏡面部の間のエッジに同期してク
ロックを生成するようにしたので、これを基準として、
正確な位置に情報を記録または再生することが可能にな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のフォーカス制御装置を応用した光磁気
ディスク装置の一実施例の構成を示すブロック図であ
る。

【図２】図１の光磁気ディスク１のトラックフォーマッ
トを説明する平面図である。

【図３】図２のプリピット部の一部を拡大して示す平面
図である。

【図４】図２のプリピット部の一部を拡大して示す断面
図である。

【図５】鏡面部とプリピット部のＲＦ信号のレベルの変
化を説明する図である。

【図６】図１の実施例の動作を説明するタイミングチャ
ートである。

【図７】図１の光ヘッド３の構成例を示す図である。

【図８】図７の実施例において光がプリピット部と鏡面
部に合焦した状態を説明する図である。

【図９】図７におけるフォトディテクタ３４のより詳細
な配置状態を説明する図である。

【図１０】図９のフォトディテクタ３４の正面の構成を
示す図である。

【図１１】プリピット部の他の構成例を示す図である。

【図１２】プリピット部のさらに他の構成例を示す図で
ある。

【符号の説明】

１ 光磁気ディスク ３ 光ヘッド ４ アクチュエータ ８ 検出回路 ９ ＰＬＬ回路 １０ タイミング信号生成回路 １１，１５ サンプルホールド回路 １９ 差動増幅器

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光学的に情報を記録または再生する情報
   記録媒体において、 照射される光のスポットの径より大きく形成されるとと
   もに、鏡面部に対して所定の段差を有するように形成さ
   れたプリピット部を備えることを特徴とする情報記録媒
   体。
2. 【請求項２】 前記プリピット部は、前記情報記録媒体
   の中心から放射状に連続的に形成されていることを特徴
   とする請求項１に記載の情報記録媒体。
3. 【請求項３】 記録または再生用の光のスポットの径よ
   り大きく形成されるとともに、鏡面部に対して所定の段
   差を有するように形成されたプリピット部を有する情報
   記録媒体に対して、前記プリピット部からの反射光のレ
   ベルと、前記鏡面部からの反射光のレベルがほぼ等しく
   なるようにフォーカス制御することを特徴とするフォー
   カス制御方法。
4. 【請求項４】 記録または再生用の光のスポットの径よ
   り大きく形成されるとともに、鏡面部に対して所定の段
   差を有するように形成されたプリピット部を有する情報
   記録媒体に対して、記録または再生用の光を照射する照
   射手段と、 前記情報記録媒体からの反射光を受光する受光手段と、 前記プリピット部における前記受光手段の出力と、前記
   鏡面部における前記受光手段の出力の差を演算する演算
   手段と、 前記演算手段の出力に対応してフォーカスを制御する制
   御手段とを備えることを特徴とするフォーカス制御装
   置。
5. 【請求項５】 前記受光手段は、同心円状に分割されて
   いることを特徴とする請求項４に記載のフォーカス制御
   装置。
6. 【請求項６】 前記プリピット部と鏡面部の間に形成さ
   れた前記段部により構成されるエッジに同期してクロッ
   クを生成する生成手段をさらに備えることを特徴とする
   請求項４または５に記載のフォーカス制御装置。