JPH11273115A - 光情報記録再生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】光ディスクの傾きに応じてトラッキングを補正
し、クロスライトを抑制する。記録再生パワーを補正
し、所望の記録マークを形成し、信号対雑音比の低下を
抑える。 【解決手段】傾き信号発生回路６からの信号を、トラッ
クに平行な方向に配置された受光素子１１２ｂに加算し
た後、１１２ａとの差分信号をトラッキングエラー信号
とする。また、傾き信号発生回路６からの信号を、レー
ザー駆動回路２に入力して、レーザーダイオード１０１
からの出力パワーを制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光情報記録再生装
置に係わり、特に、光情報媒体（光磁気ディスク、光デ
ィスク等を含む）の傾きによって、記録再生特性が実効
的に低下することを防止可能とした光情報記録再生装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、光装置が大容量データファイルと
して実用化され、今後更なる大容量化が望まれている。

【０００３】光情報記録再生装置では、情報の記録密度
及び再生分解能は、光情報媒体上に集光するレーザー光
スポットの大きさに大きく依存する。レーザー光のスポ
ット径Dは、レーザー光の波長l、対物レンズの開口数NA
により、以下の式であらわされる。

【０００４】 Ｄ＝ｋ・λ／ＮＡ ｋ：比例定数 （１） （１）式より明らかなように、光情報記録再生装置で
は、レーザー光の短波長化と、対物レンズの開口数NAを
大きくすることによりスポット径Dを小さくして高記録
密度化を図ってきた。

【０００５】一方、光情報媒体として代表的な光ディス
クでは、情報ビットを短くするとともに、記録トラック
を狭小化して、その記録密度を向上させてきた。

【０００６】ところで、多くの書き換え可能な光ディス
クでは、レーザービームスポットを記録トラック上に正
確にトレースする所謂トラッキングのために、ラジオ技
術社「光ディスク技術」８６頁ほかに記載される、プッ
シュプル法と呼ばれる方法を用いている。該プッシュプ
ル法では、予め光ディスクに案内溝を設け、光ディスク
にレーザービームを照射する際、上記案内溝によって生
ずる回折光を利用してトラッキングずれを検出するもの
である。

【０００７】これを図５で説明する。図５において、光
ディスク２０１はその半径方向の断面として示してい
る。レーザービームがこの光ディスク２０１に照射され
ると、光ディスク２０１に設けられた案内溝により生ず
る回折光を含む反射レーザー光３０１が生ずる。この反
射レーザー光３０１は対物レンズ１０６等の光学手段を
介し、トラックの中心線に関して対称に配置される２つ
の受光素子１１２ａ、１１２ｂ、からなる２分割光検出
器１１２に入射される。これら受光素子１１２ａ、１１
２ｂからは夫々の受光量に応じた信号が出力され、これ
ら夫々の出力信号は減算回路８により減算され、これら
の差に応じたトラッキングエラー信号が得られる。

【０００８】このトラッキングエラー信号はトラッキン
グサーボ回路９に入力され、トラッキングエラー信号の
大きさに応じた信号がトラッキングアクチュエータ１０
に入力される。トラッキングアクチュエータ１０は、レ
ーザービームを案内溝に対し垂直な方向に動かすもので
ある。レーザービームが案内溝の中心にある場合、受光
素子１１２ａ、１１２ｂ夫々における受光量は等しく、
減算回路８の出力、すなわちトラッキングエラー信号は
ゼロとなり、トラッキングが安定する。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】上記プッシュプル法
は、回路規模も小さくて済み、書換可能光ディスクのト
ラッキングの方法として、広く用いられているものであ
る。しかしながら、このトラッキング方法は、光ディス
クがレーザービームの光軸に対し記録トラックに垂直な
方向に傾いた場合、トラッキングにオフセットが生じる
という問題がある。この場合、レーザービームが案内溝
の中心にあると、レーザービームの光軸に対して回折光
の強度分布が左右非対称となり、受光素子１１２ａ、１
１２ｂでの受光量に差が生じる。このため、トラッキン
グエラー信号はゼロにならず、トラッキング制御が働
き、レーザービームが案内溝の中心に対してずれた状態
でトラッキングが安定することになる。図４は、上記プ
ッシュプル法を用いたときのディスク傾きとトラッキン
グオフセット量を測定したものである。図４に示すよう
に、ディスク傾きが大きいほど、トラッキングオフセッ
ト量は大きくなる。

【００１０】近年の高密度化への流れは目覚ましく、更
なる記録トラックの狭小化が検討されている。この中
で、記録時において、記録すべきトラックに隣接するト
ラックへはみだして記録してしまう所謂クロスライト
が、高密度記録をすすめるうえで問題となる。上記プッ
シュプル法を用いた場合、光ディスクがレーザービーム
の光軸に対し記録トラックに垂直な方向に傾いた場合、
トラッキングにオフセットが生じ、クロスライト発生の
原因となる。

【００１１】また、光ディスクがレーザービームの光軸
に対し傾いた場合、光ディスク上のレーザービームの実
効パワー密度が低下し、記録の際には所望の記録マーク
が形成できず、再生の際には所望の信号対雑音比が得ら
れないという問題がある。

【００１２】さらに、光ディスクがレーザービームの光
軸に対し傾いた場合、光ディスク上のレーザービームの
強度分布が変化し、再生の際に所望の解像度が得られな
いという問題がある。

【００１３】本発明の目的は、光ディスクがレーザービ
ームの光軸に対し記録トラックに垂直な方向に傾いて
も、記録トラックの中心位置に所望の記録マークを形成
出来、再生の際には所望の信号対雑音比が得られ、解像
度の変化に対処する光情報記録再生装置を提供すること
にある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために本発明による光情報記録再生装置では、レーザー
ビームの光軸に対する上記光情報媒体の記録トラックに
垂直な方向の傾きの大きさを検出して該傾きの大きさに
応じたレベルの信号を出力する傾き信号発生手段を具備
し、この傾き信号をトラッキングオフセットの補正に用
いる。すなわち、上記光情報媒体により反射された上記
レーザー光を受光する少なくとも記録トラックに対称に
配置される２つの受光素子からなる２分割光検出手段を
具備し、該２つの受光素子から出力される夫々の受光量
に応じたレベルの光量出力信号のどちらか一方に上記傾
き信号を加算し、これと傾き信号が加算されない光量出
力信号の差をトラッキングエラー信号として生成する。
これにより、トラッキングオフセットの補正が達成され
る。

【００１５】さらに本発明による光情報記録再生装置で
は、記録トラックに垂直な方向の傾きと水平な方向の傾
きをそれぞれ検出して光情報媒体の総傾きを検出して、
該総傾きの大きさに応じた信号を出力する総傾き信号発
生手段を具備し、記録及び再生パワーの両方、あるいは
何れか一方を、該総傾き信号の大きさに応じて変化させ
る。これにより、所望の記録マークを形成でき、所望の
信号対雑音比が得られる。

【００１６】さらに本発明による光情報記録再生装置で
は、上記傾き信号に応じて、波形等化器の定数を変化さ
せる。これにより、再生時の解像度の変化に対処する。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明を実施の形態を、図
面を用いて説明する。

【００１８】図１は本発明の第一の実施形態で用いられ
る光情報記録装置のブロック図である。本実施の形態に
おいては、相変化型光ディスク装置に代表されるよう
な、情報に応じてレーザービームの強度を変調して記録
を行なう、光情報記録再生装置を用いた。

【００１９】光ディスク２０１が該光情報記録装置に挿
入され、装着されると、コントローラ１が感知し、スピ
ンドルモータ２０２を所定の速度で回転させる。同時に
レーザーダイオード１０１からレーザ光が発するように
レーザ駆動回路２に命令を送る。レーザダイオード１０
１から発せられたレーザ光はコリメートレンズ１０２に
より平行光束とされ、第一のビームスプリッタ１０３に
入射し、パワーモニタ用光検出器１０４に導かれる光束
と反射ミラー１０５に導かれる光束に分離される。光検
出器１０４において検出されるレーザー光強度信号はパ
ワー監視回路３に入力され、適正な強度でレーザー光が
発せられるようレーザ駆動回路２が制御される。反射ミ
ラー１０５により方向を変更された光束は対物レンズ１
０６によりディスク２０１上に集光される。記録の際に
は、集光されるレーザービームは、情報に応じてその強
度が変調される。

【００２０】光ディスク２０１に集光された光束は、光
ディスク２０１により反射され、再び対物レンズ１０６
を通った後、反射ミラー１０５により方向を変更され第
一のビームスプリッタ１０３に入射し、第２のビームス
プリッタ１０７に導かれ、第１の集光レンズ１０８に導
かれる光束と第３のビームスプリッタ１１０に導かれる
光束に分離される。第１の集光レンズ１０８に導かれた
光束は第２の光検出器１０９に集光され、フォーカスサ
ーボ回路４に入力され、レーザ光ビームが光ディスク２
０１に焦点深度の範囲内で集光するようにフォーカスア
クチュエータ５によりフォーカス制御が行われる。

【００２１】第３のビームスプリッタ１１０に導かれた
光束は第２の集光レンズ１１１へ導かれる光束と、第３
の集光レンズ１１３へ導かれる光束に分離される。

【００２２】再生の際には、第３の集光レンズ１１３へ
導かれた光束は、第３の光検出器１１４に集光され、強
度に応じた電気信号に変換された後、プリアンプ１１に
より増幅され、再生信号処理回路にて等化、２値化等を
され、光ディスクに記録された情報を出力する。

【００２３】本実施の形態による光ディスク装置は、光
ディスクのレーザービームの光軸に対する記録トラック
に垂直な方向の傾きを検出し、その傾きの大きさに応じ
たディスク傾き信号を出力する傾き信号発生手段を有す
る。光ディスクのレーザーの光軸に対する傾きを検出す
る手段は、例えばレーザーディスク装置等に用いられて
いるチルトセンサーを用いる。該チルトセンサーはレー
ザーダイオードと位置検出素子からなり、レーザーダイ
オードから発光された光を光ディスクに照射し、その反
射光の戻り位置を位置検出素子により認識して、これに
より光ディスクの傾きを検出するものである。本実施の
形態はこの傾き信号を利用して、光ディスクの傾きによ
るトラッキングオフセットを補正するものである。

【００２４】第２の集光レンズ１１１へ導かれた光束
は、受光素子１１２ａ、１１２ｂからなる光検出器１１
２に集光され、その強度を電気信号に変換される。２分
割された光検出器の一方、本実施形態では１１２ｂから
の出力信号と上記ディスク傾き信号は、加算器７により
加算され、出力される。該出力された信号は受光素子１
１２ａからの出力との差分をとられ、この差分信号がト
ラッキングサーボに入力され、トラッキングアクチュエ
ーター１０によりトラッキング制御が行われる。

【００２５】上記のように、本実施形態では、傾き信号
をトラッキングオフセット補正用信号として利用するの
で、光ディスク上に集光されるレーザービームは、光デ
ィスクに予め形成された記録トラックの中心を正確なト
レースが達成される。これにより、記録時におけるクロ
スライトを低減することができる。

【００２６】図２は、本発明による光情報記録再生装置
の第２の実施形態を示すブロック図である。図２におい
て、図１に対応する部分は同一符号を付けて説明を省略
する。本実施の形態では、第１の実施形態における傾き
信号発生回路６は記録トラックに垂直及び平行な方向の
傾きの大きさを独立に検出し、それぞれの大きさに応じ
た垂直及び水平傾き信号を発生しうるものであり、該垂
直傾き信号は第一実施の形態と同様にトラッキングオフ
セットの補正に用いる。該垂直傾き及び水平傾き信号は
総傾き信号発生回路１３に入力され、二乗和をとられ、
総傾き信号が出力される。この総傾き信号をレーザ駆動
回路２に入力し、レーザーダイオード１から発光するレ
ーザー光の強度を制御する。光ディスクがレーザービー
ムの光軸に対し傾いた場合、光ディスク上のレーザービ
ームの実効パワー密度が低下する。

【００２７】このため、記録時には十分に光ディスクの
記録膜を昇温することができないが、本実施の形態にお
いては総傾き信号によりレーザーダイオード１０１から
発光するレーザー光の強度を最適値に制御するので、所
望の記録マークを形成することが出来る。また再生時に
は、光ディスク上のレーザービームの実効パワー密度が
低下することによる信号対雑音比の劣化を抑制すること
が出来る。また本実施の形態において、記録に用いるレ
ーザー光をパルス状に発光させる場合は、そのピークパ
ワー、ボトムパワー、パルス幅のうち少なくとも一つを
総傾き信号の大きさに応じて変化させることにより、光
ディスクに与えられる実効パワーを最適に制御できる。

【００２８】第１、第２の実施の形態では、相変化型光
ディスクを用いた装置を例に挙げ説明したが、光磁気デ
ィスクや、一回だけ書き換え可能な所謂ライトワンス型
光ディスクを用いた装置にも、第１、第２の実施の形態
を適用できる。

【００２９】図３は、本発明による光情報記録再生装置
の第３の実施の形態を示すブロック図である。図３にお
いて、１４は磁気ヘッド駆動回路であり、１５は磁気ヘ
ッドである。図１に対応する部分は同一符号を付けて説
明を省略する。図３に示す光情報記録再生装置を用いて
情報を記録する際には、コントローラ１から情報に応じ
た信号が磁気ヘッド駆動回路１４に入力され、磁気ヘッ
ド１５に巻回されたコイルに、磁気ヘッド駆動回路１４
から信号に応じた電流が供給され、磁気ヘッド１５から
信号に応じて極性が反転される磁界が光磁気ディスクに
印加される。同時に、レーザー駆動回路２により、上記
信号に同期した一定周期のパルス状の信号がレーザー１
０１に入力され、パルス状のレーザー光が発光される。

【００３０】この際、総傾き信号発生回路１３から出力
される総傾き信号をレーザ駆動回路２に入力し、レーザ
ーダイオード１０１から発光するパルス状のレーザー光
のピークパワー、ボトムパワー、パルス幅、照射タイミ
ングのうち少なくとも何れか一つを制御する。光ディス
クがレーザービームの光軸に対し傾いた場合、光ディス
ク上のレーザービームの実効パワー密度が低下する。こ
のため、記録時には十分に光ディスクの記録膜を昇温す
ることができないが、本実施の形態においては総傾き信
号によりレーザーダイオード１０１から発光するレーザ
ー光の強度を最適値に制御するので、所望の記録マーク
を形成することが出来る。また、光ディスク上のレーザ
ービームの実効パワー密度が低下することが原因となる
記録磁界とパルス状レーザー光の印加タイミングのずれ
を補正するので、所望の記録マークを形成することが出
来る。また再生の際には、傾き信号発生回路６からの傾
き信号を、再生信号処理回路１２における図示しない再
生信号を等化する波形等化器に入力し、該波形等化器の
定数を、総傾き信号の大きさに応じて変化させる。ここ
で、波形等化器の定数を変化させる意味を説明する。近
年光磁気ディスクでは、再生レーザー光のスポット径よ
りも小さい記録マークを再生する、磁気超解像と呼ばれ
る技術が多数提案されている。

【００３１】この技術は光磁気ディスクに少なくとも記
録用磁性膜と再生用磁性膜を設け、レーザー光によるデ
ィスク上の温度がスポット内において異なることを利用
して、限定された温度領域でのみ記録磁性膜の磁化が再
生層に転写し、該温度領域に相当しない温度領域では記
録磁性膜の磁化の向きや大きさによらず、再生用磁性膜
の磁化が一方向を向く磁気的なマスクを形成するように
工夫し、解像度を上げたものである。上述のように磁気
超解像技術は、解像度を向上させる上で非常に有効かつ
優れた手段であるが、その再生原理からわかるように、
温度分布によって解像度が変化する。すなわち、光ディ
スクがレーザービームの光軸に対し傾いた場合、光ディ
スク上のレーザービームの実効パワー密度や強度分布が
変化するので、再生時の解像度が変化する。このとき、
第２の実施の形態のように、総傾きに応じて照射するレ
ーザー光強度を変化させて信号対雑音比を改善すると共
に、波形等化器の定数を変化させることにより、解像度
の変化に対処する。

【００３２】第３の実施の形態では、磁気超解像技術を
用いた光磁気ディスクを用いる光情報記録再生装置を例
に挙げ説明をしたが、通常の光磁気ディスクを用いる装
置、相変化型光ディスクを用いる装置、ライトワンス型
光ディスクをもちいた場合でも、光ディスクがレーザー
ビームの光軸に対し傾いた際、再生分解能が変化する時
があるので、上記した全ての光情報記録再生装置につい
て第３の実施の形態が適用できる。

【００３３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
光ディスクがレーザービーム光軸に対し、記録トラック
に垂直な方向に傾いても、トラッキングオフセットを抑
制することが出来る。このため、記録時に、記録すべき
トラックに隣接するトラックへはみだして記録してしま
う所謂クロスライトを抑えることが出来る。

【００３４】また、本発明によれば、光ディスクがレー
ザービーム光軸に対し、記録トラックに垂直な方向に傾
いた際の、光ディスクの記録膜面上でのレーザー光の実
効強度の低下を抑制出来る。このため、記録時には所望
の記録マークを形成することが出来、再生時には信号対
雑音比の低下を抑えることができる。

【００３５】さらに本発明によれば、光ディスクがレー
ザービーム光軸に対し、記録トラックに垂直な方向に傾
いた際の、再生時の分解能の変化に対処出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による光情報記録再生装置の第１の実施
形態を示すブロック図である。

【図２】本発明による光情報記録再生装置の第２の実施
形態を示すブロック図である。

【図３】本発明による光情報記録再生装置の第３の実施
形態を示すブロック図である。

【図４】プッシュプル法を用いたときの、光ディスクの
傾きとトラッキングオフセット量を測定した結果を示す
図である。

【図５】プッシュプル法を説明するためのブロック図で
ある。

【符号の説明】

１ …… コントローラ、 ２ …… レーザー駆動回路、 ３ …… パワー監視回路、 ４ …… フォーカスサーボ回路、 ５ …… フォーカスアクチュエータ、 ６ …… 傾き信号発生回路、 ７ …… 加算器、 ８ …… 減算器、 ９ …… トラッキングサーボ回路、 １０ …… トラッキングアクチュエータ、 １１ …… プリアンプ、 １２ …… 再生信号処理回路、 １３ …… 総傾き信号発生回路、 １４ …… 磁気ヘッド駆動回路、 １５ …… 磁気ヘッド、 １０１ …… レーザーダイオード、 １０２ …… コリメートレンズ、 １０３、１０７、１１０ …… ビームスプリッタ、 １０４、１０９、１１４ …… 光検出器、 １０５ …… 反射ミラー、 １０６ …… 対物レンズ、 １０８、１１１、１１３ …… 集光レンズ、 １１２ …… ２分割光検出器、 １１２ａ、１１２ｂ …… 受光素子。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】少なくともレーザー光を発生する光源と、 光情報媒体に該レーザー光を微小領域に絞りこむ光学系
   と、 少なくとも該微小領域に絞られたレーザー光の光軸に対
   する上記光情報媒体の記録トラックに垂直な方向の傾き
   の大きさを検出し、該記録トラックに垂直な方向の傾き
   の大きさに応じたレベルの信号を出力する傾き信号発生
   手段と、 上記光情報媒体により反射された上記レーザー光を受光
   する少なくとも２分割された光検出手段と、 該少なくとも２分割された光検出手段から出力される夫
   々の受光量に応じたレベルの光量出力信号のどちらか一
   方に、上記傾き信号発生手段から出力される記録トラッ
   クに垂直な方向の傾きの大きさに応じたレベルの信号を
   加算する加算手段と、 該光量出力信号のうち傾き信号が加算されない光量出力
   信号と上記加算手段から出力される信号を減算し、該光
   情報媒体からの情報の再生に際してのトラッキング制御
   のためのトラッキングエラー信号を生成する減算手段と
   を有することを特徴とする光情報記録再生装置。
2. 【請求項２】請求項１に記載の光情報記録再生装置にお
   いて、前記傾き信号発生手段が前記記録トラックに垂直
   及び平行な方向の傾きを検出し、それぞれの方向の傾き
   の大きさに応じた２種類の信号を発生させる機能を有
   し、該傾き信号発生手段から出力される２種類の信号か
   ら前記光情報媒体の総傾き量に応じた信号を出力する総
   傾き信号発生手段を有し、情報を記録または再生する際
   に上記光情報媒体に照射する前記レーザー光の強度を、
   上記総傾き信号発生手段の出力信号の大きさに応じて変
   化させる手段を有することを特徴とする光情報記録再生
   装置。
3. 【請求項３】請求項２に記載の光情報記録再生装置にお
   いて、前記光情報媒体に情報を記録する際に照射する前
   記レーザー光を、少なくとも２種類以上の強度でパルス
   状に発光させて記録する装置であって、該パルス状に発
   光させるレーザー光のピークパワー、ボトムパワー、パ
   ルス幅のうち少なくとも一つを、前記総傾き信号発生手
   段の出力信号の大きさに応じて変化させることを特徴と
   する、光情報記録再生装置。
4. 【請求項４】請求項２または３に記載の光情報記録再生
   装置において、該光情報記録再生装置が、光情報媒体に
   パルス状のレーザー光を集光し昇温させ、同時に外部よ
   り情報に応じた交番磁界を印加して情報を記録する光情
   報記録再生装置であって、該パルス状に発光させるレー
   ザー光のピークパワー、ボトムパワー、パルス幅、上記
   パルス状レーザー光と上記交番磁界の印加タイミングの
   うち少なくとも一つを、前記総傾き信号発生手段の出力
   信号の大きさに応じて変化させることを特徴とする、光
   情報記録再生装置。
5. 【請求項５】請求項２または３または４に記載の光情報
   記録再生装置において、前記光情報媒体からを情報を再
   生する際に、再生信号を等化する波形等化器の定数を、
   前記総傾き信号の大きさに応じて変化させることを特徴
   とする、光情報記録再生装置。