KR20050088040A - 광기록 매체 처리 장치 및 그 초점 제어 방법 - Google Patents

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Abstract

2층 광디스크 매체의 제1 층(L0)에 초점 제어가 수행된 상태로부터 제어 루프 동작을 일단 정지하고, 2축 전자기 액츄에이터에 층간 점프용의 가속 펄스를 인가하여 제2 층(L1)으로의 초점 이동을 행한다. 여기에서, 수광소자(27)로부터 얻어지는 SUM 신호의 변화율에 의해 층간 점프를 행할 때의 가속 및 감속 변환 타이밍을 생성하고, SUM 신호를 특정의 임계값(TH)로 식별함과 아울러, S자형 오차 신호를 플러서, 마이너스 레벨의 상이한 임계값(THH, THL)에 의해 식별함으로써, 초점 제어의 인입 동작을 행한다. 또, 이 층간 점프를 행할 때에, 구면수차 보정용의 액정 소자(23)를 미리 이동 목적지인 L1 층의 커버층 두께에 대해 최적화한다.

Description

광기록 매체 처리 장치 및 그 초점 제어 방법{OPTICAL RECORDING MEDIUM PROCESSING DEVICE AND FOCAL POINT CONTROL METHOD THEREOF}
본 발명은 광디스크 등의 기록 매체에 대해서 정보의 기록 또는 재생을 행하는 광기록 매체 처리 장치 및 그 초점 제어 방법에 관한 것이다.
종래, 광디스크 기록 재생 장치로 대표되는 광기록 매체 처리 장치에 있어서, 기록 매체 상에서 집광 스폿 직경(φ)은, 파장을 λ, 대물 렌즈의 개구수를 NA라고 하면, 일반적으로 다음의 식 (1)로 주어지게 된다.
따라서, 광원의 파장이 짧을수록, 또 대물 렌즈의 개구수가 크면 클수록, 기록 매체 상에서의 집광 스폿 직경은 작게 되어, 고밀도 광기록이 가능하게 된다.
또, 광 정보 기록 재생 장치에 이용되는 집광 대물 렌즈는, 일반적으로 기록 매체의 정보 기록층 상에 보호막으로서 설치되는 특정의 두께를 갖는 커버층(광 투과 보호층)에 대해서 잔류파면 수차(殘留波面 收差)가 최소로 되도록 설계되는데, 예를 들어, CD(Compact Disc) 장치에 있어서는 1.2mn, 또 DVD(Digital Versatile Disc) 장치에 있어서는 0.6mm의 커버층 두께에 대해서 최적으로 되도록 설계가 이루어진다.
또한, 1매의 광디스크에 복수의 정보 기록층을 적층한 광디스크(소위, 다층 디스크)가 제공되어 있다. 이 다층 디스크에서는 각 정보 기록층 마다 상이한 두께로 이루어지는 커버층이 설치되어 있다.
그리고, 예를 들면 2층의 정보 기록층을 갖는 DVD를 재생하는 DVD 재생 장치에 있어서는, 대물 렌즈의 개구수가 0.6으로 되고, 또 파장 650nm의 적색 반도체 레이저가 광원으로 이용되고 있다.
또, 커버층의 두께 변동에 대한 대물 렌즈의 허용도는, 커버층의 두께 변동을 Δt, 그 굴절률을 n으로 하면, 이하의 식 (2)로부터 얻을 수 있다[예를 들면, S.Kubota(구보타), "Aplanatic condition required to reproduce jitter-free signals in optical disk system"(광디스크 시스템에서 지터 없는 신호를 생성하는데 필요한 구면수차를 없앤 조건), Appl 0pt. Vol 26, pp. 3961-3973 (1987)(이하, S.Kubota의 문헌이라고 함) 참조].
일례로서, 허용되는 구면 수차(W40)의 값을 λ/4로 하면, 상기 DVD 재생 장치에서의 커버층 두께의 변동 허용치(Δt)는 ±27㎛ 로 된다. 또, DVD 재생 장치에서 구현되는 2층 디스크에 관해서는, 정보 기록층의 간격이 4O㎛ 정도로 규정되어 있어, 상기 허용치내에 들어가도록 배려되어 있다.
그런데, 근래에는 광원의 단파장화와 대물 렌즈의 높은 개구수화에 의해 대용량의 광디스크 기록 재생 장치를 실현하는 방법이 제안되어 있다.
이 방법에 있어서는, 청자색(靑紫色) 반도체 레이저와 개구수 0.85의 대물 렌즈가 사용되고, DVD 사이즈의 광디스크에 23 Gbyte(기가바이트)가 넘는 기록 용량이 실현되지만, 그 한편으로는 상기식 (2)로부터, 커버층 두께의 정밀도를 ±4㎛ 이하로 할 필요가 생긴다.
그러나, 높은 개구수의 렌즈를 사용하는 광디스크 기록 재생 장치에 있어서, DVD 장치와 동일 형태의 2층 디스크를 실현하는 경우, 정보 신호의 층간 간섭을 방지하기 위해, 층간 거리를 20㎛ 정도 확보할 필요가 생겨 커버층 두께의 사용치 범위 내(±4㎛)에는 들어가지 않는다.
그래서, 이와 같은 상이한 커버층 두께에 대응하기 위하여, 종래에는 익스팬더 렌즈(expander lens)에 의해 구면수차를 보정하는 기술이 제안되어 있다(예컨대, 일본특허공개 2000-131603호 공보 참조).
또, 보다 효과적인 보정 기법으로서, 액정 소자를 사용하는 기술도 보고되어 있다(예컨대, 일본특허공개 평10-020263호 공보, 일본특허공개 2001-331963호 공보 참조). 예를 들어, 동심(同心)상의 전극 패턴을 가지고, 각 전극에의 인가 전압에 따라, 커버층의 두께 오차에 의해 생기는 구면수차의 보정량과 거의 등가인 파면을 발생하는 것이 가능하다[예컨대, M.Iwasaki(이와사키), M.0gasawara(오가사와라), and S.0htaki(오타키), "A new liquid crystal panel for spherical aberration compensation"(구면수차 보정용의 신규한 액정패널), Tech. Digest of Optical Data Storage Topical Meeting, SPIE 4342, pp. 103-105 (2001) (이하, M. Iwasaki 등의 문헌이라고 함) 참조].
또, 높은 개구수의 대물 렌즈를 다층 디스크 매체의 기록 재생에 응용하는 경우, 상기 보정 기법에 추가하여 목표로 하는 정보 기록층에 대해서, 집광 스폿의 초점 위치를 선택적으로 이동 및 제어하는 기술이 필요하게 된다.
그리고, 초점 제어의 인입 동작 및 초점 이동을 할 때, 미리 상기 보정 수단을 목표로 하는 정보 기록층에 대해서 최적화해 두는 기술이 제안되어 있다(예를 들면, 일본특허공개 2002-100061호 공보 참조). 또, 상기 보정 수단의 최적화 기술에 추가로, 초점 이동에 필요로 되는 가속 펄스의 인가 타이밍이 개시되어 있다(예컨대, 일본특허공개 2002-l57750호 공보 참조).
또한, 실제의 다층 광기록 매체에 있어서는, 각 기록층의 커버층 두께에 제조상의 오차가 생길 우려가 있고, 또 전술한 바와 같은 보정 수단 자체에도, 인가 전압에 대한 보정량의 편차가 존재하기 때문에, 초점 제어 인입 동작 완료 후, 구면수차 보정량이 최적으로 되도록 미세 조정을 행할 필요가 있다.
여기서, 구체적으로는, 재생 클록(통상적으로는, PLL Clock : Phase-Locked Loop Clock)에 대한 데이터 에지의 변동으로 표현되는 지터 값이나 신호 진폭 또는 에러 레이트 등을 이용하고, 정보 기록 매체로부터의 재생 신호가 최적으로 되도록 조정을 행하는 기술[예컨대, K.Osato(오사토), I.Ichimura(이치무라), F.Maeda(마에다), K.Yamamoto(야마모토), 및 Y.Kasami(가사미), "Progress in optical disk recording with over 20 GB of capacity"(20기가바이트 용량을 초과하여 광디스크에 기록하는 처리), Tech. Digest of Optical Data Storage Topical Meeting, Whistler, pp. 15-17 (2000) (이하, K.Osato 등의 문헌이라고 함) 참조]나, 정보 기록 매체로부터의 반사되는 광 강도에 의해 생성되는 구면수차 오차 신호에 기초한 자동 보정 기구를 설치하는 기법[예컨대, T.Shimano(시마노), M.Umeda(우메다) 및 T.Ariyoshi(아리요시), "Spherical aberration detection in the optical pickups for high-density digital versatile discs"(고밀도 DVD를 위한 광픽업에서의 구면수차 검출), Jpn. J. Appl. Phys. 40, pp. 2292-2295 (2001)(이하, T.Shimano 등의 문헌이라고 함) 참조]이 제안되어 있다.
한편, 초점 오차(Δz)에 의해 생기는 파면수차(W20)는 렌즈 개구수의 2승에 비례해, 이하의 식 (3)과 같이 된다.
그러나, 전술한 바와 같은 높은 개구수의 대물 렌즈를 사용한 다층 광디스크 장치에 있어서는, 일반적으로 집광 대물 렌즈의 초점 심도가 얕아지기 때문에, 정보 기록층 사이에서 초점 제어 오차 신호가 불연속으로 되어, 가속, 감속의 전환 타이밍을 파악하기 어렵다고 하는 문제점이 존재한다.
따라서, 예를 들면 종래의 2층 DVD 장치와 비교하여, 집광 스폿의 층간 이동을 용이하게 실현할 수가 없다.
본 발명의 목적은, 복수층의 정보 기록층을 갖는 기록 매체에 대해, 어느 정보 기록층으로부터 다른 정보 기록층으로의 층간 이동을 적절하게 또한 용이하게 행할 수 있는 광기록 매체 처리 장치 및 그 초점 제어 방법을 제공하는 것에 있다.
도 1은 본 발명의 실시예로서의 광디스크 재생 장치의 대물 렌즈부의 구성예를 나타내는 단면도.
도 2는 본 발명의 실시예에서의 광디스크 재생 장치의 광학 픽업의 구성예를 나타내는 단면도.
도 3은 본 발명의 실시예에서의 광디스크 재생 장치에서 이용하는 액정 소자의 전극 패턴 형상의 구체예를 나타내는 설명도.
도 4는 도 3에 나타낸 액정 소자에 의한 파면의 일례를 나타내는 설명도.
도 5는 본 발명의 실시예에서의 광디스크 재생 장치에서 이용하는 수광 소자의 분할 영역의 구성예를 나타내는 설명도.
도 6은 본 은명의 실시예에서의 광디스크 재생 장치의 전체 구성예를 나타내는 블록도.
도 7은 본 발명의 실시예에서의 광디스크 재생 장치의 동작 파형예를 나타내는 설명도.
도 8은 본 발명의 실시예에서의 광디스크 재생 장치에서 사용하는 비점수차법에 의한 수광 소자상의 광 강도 분포를 나타내는 설명도.
본 발명은 상기 목적을 달성하기 위하여, 복수의 정보 기록층을 갖는 광 정보 기록 매체에 대해서 스폿 광을 집광시키는 대물 렌즈부와, 상기 대물 렌즈부를 광축 방향으로 이동시켜 상기 스폿 광의 초점 위치를 상기 복수의 정보 기록층의 사이에서 이동시키는 구동 수단과, 상기 정보 기록층 마다 상이한 두께로 이루어지는 광 투과 보호층에서 생기는 구면 수차를 보정하는 구면 수차 보정 수단과, 상기 스폿 광의 상기 광 정보 기록 매체로부터의 반사광을 검출하는 반사광 검출 수단과, 1개의 정보 기록층으로부터 다른 정보 기록층에 스폿 광의 초점 위치를 이동하여 층간 이동을 행하는 경우에, 상기 반사광 검출 수단에 의해 검출되는 반사광 강도 신호의 변화율에 따라 상기 구동 수단의 가속과 감속의 변환을 행하는 제어 수단을 구비하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 복수의 정보 기록층을 갖는 광 정보 기록 매체에 대해서 스폿 광을 집광시키는 대물 렌즈부와, 상기 대물 렌즈부를 광축 방향으로 이동시켜 상기 스폿 광의 초점 위치를 상기 복수의 정보 기록층의 사이에서 이동시키는 구동 수단과, 상기 정보 기록층 마다 상이한 두께로 이루어지는 광 투과 보호층에서 생기는 구면수차를 보정하는 구면 수차 보정 수단과, 상기 스폿 광의 상기 광 정보 기록 매체로부터의 반사광을 검출하는 반사광 검출 수단을 갖는 광기록 매체 처리 장치의 초점 제어 방법으로서, 1개의 정보 기록층으로부터 다른 정보 기록층에 스폿 광의 초점 위치를 이동하여 층간 이동을 행하는 경우에, 상기 반사광 검출 수단에 의해 검출되는 반사광 강도 신호의 변화율에 따라 상기 구동 수단의 가속과 감속의 변환을 행하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 광기록 매체 처리 장치 및 그 초점 제어 방법에서는, 복수의 정보 기록층 사이에서 층간 이동을 행하는 경우에, 광기록 매체로부터의 반사광 강도 신호의 변화율에 기초하여 구동 수단의 가속과 감속의 변환을 행하기 때문에, 정보 기록층 사이에서 초점 제어 오차 신호가 불연속인 경우라도, 적절하게 구동 수단의 가감 속도를 제어할 수 있어 층간 이동을 적절하게 또한 용이하게 실현되는 것이 가능해진다.
특히, 높은 개구수의 대물 렌즈를 사용하여 광 정보 기록 매체의 재생이나 기록을 행하는 경우에 유효하고, 또한 구면수차 보정 수단에서의 커버층 두께의 설정값 제어와 조합시키는 것으로 확실한 초점 변환 동작을 실현하는 것이 가능해진다.
이하, 본 발명에 따른 광기록 매체 처리 장치 및 그 초점 제어 방법의 실시예에 대하여 설명한다.
본 실시예는 다층 디스크의 어느 정보 기록층으로부터 다른 정보 기록층으로 층간 이동(층간 점프)을 행할 때, 광 강도 검출 소자에 의해 수광·생성되는 반사광 강도 신호의 변화율에 기초하여 구동 수단의 가속·감속의 변환을 행함으로써, 적절한 동작을 얻도록 한 것이다.
여기서는, 구체예로서 개구수 0.85의 2군(郡) 대물 렌즈와 파장 405nm의 청자색 반도체 레이저 광원을 사용한 광디스크 재생 장치에 있어서, 2층 디스크에 대해서 초점 제어 및 집광 스폿의 층간 점프를 행하는 방법을 설명한다.
도 1은 본 실시예에서 광디스크 재생 장치의 대물 렌즈부의 구성예를 나타내는 단면도이다.
2군 대물 렌즈는 제l 렌즈(12)와 제2 렌즈(14)로 구성된다.
그리고, 제2 렌즈(14)는 광축 및 신호 트랙과 직교하는 방향으로 동작 가능한 구조를 갖는 2축 전자기 액츄에이터(15) 상에 탑재되어 있다. 또, 제1 렌즈(12)는 제2 렌즈(14)와 동일한 광축 상에 위치하도록, 렌즈 홀더(13)에 의해 지지를 받으며, 이들 2매의 렌즈는 개구수 0.85의 2군 대물 렌즈로서 기능한다.
반도체 레이저 광원(도 1에서는 생략)으로부터의 빔은 이들 2매의 렌즈(12, 14)를 통과함으로써 광디스크 매체(11) 상에 집광된다. 또, 높은 개구수를 구현하는 것에 의해, 종래의 광학 픽업에 비해 대물 렌즈의 동작 거리가 작아져, 본 실시예에 있어서, 그 값은 약 14O㎛로 되어 있다.
대물 렌즈의 개구수가 커지면, 일반적으로 광디스크 장치에서의 디스크 경사 허용도가 감소한다. 광축에 대한 디스크의 경사각을 θ라고 하면, 발생하는 코마수차(W31)는, 전술한 S.Kubota의 문헌에 의하면, 이하의 식 (4)에서 주어지고, 대체로 NA의 3승과 디스크 매체(1l)의 커버층의 두께 t에 비례한다.
따라서, 허용되는 구면수차(W31)의 값을 λ/4로 하면, 개구수의 값을 0.85까지 높인 광디스크 장치에 있어서, DVD 재생 장치와 동등의 디스크 경사 허용도를 확보하기 위해, 커버층 두께를 0.1mm 정도로 얇게 할 필요가 생기게 된다. 또한, 도 1에서는 모식적으로 O.1mm의 커버층(11a)(O.1t Cover)를 설치한 상태를 나타내고 있다.
도 2는 본 실시예에서의 광학 픽업(10)의 구성예를 나타내는 단면도이다.
반도체 레이저 광원(16)으로부터의 출사광은 콜리메이터 렌즈(17)에서 평행광으로 되어, 트랙 제어 오차 신호를 연산하기 위해서 사용되고, 사이드 스폿 생성용의 회절 격자(19)를 통과한 후, 2군 대물 렌즈(12, 14)에 의해 기록 매체 상에 집광된다. 출사 광의 일부는 편광 빔 스플리터(20)에 의해 반사된 후, 집광 렌즈(21)에 의해 발광 출력 검출용 수광 소자(22)로 유도되어, 레이저 출력을 일정 값으로 제어하는 목적으로 이용된다.
그리고, 이 수광 소자(22)에의 입사광의 광량은 1/2 파장판(18)을 회전시킴으로써 조정이 가능하고, 실제의 레이저 출력은 도시하지 않은 자동 출력 제어(APC: Automatic Power Contro1) 회로에 의해 임의의 발광 출력값으로 제어된다.
또, 편광 빔 스플리터(20)의 2군 렌즈(12, 14)측에는 구면수차를 보정하기 위한 액정 소자(23)가 형성되어 있다.
도 3은 본 실시예에서 이용되는 액정 소자(23)의 전극 패턴 형상의 구체예를 나타내는 설명도이다.
도시한 바와 같이, 이 액정 소자(23)는 전술한 M.Iwasaki의 문헌에서 제안되어 있는 동심형 패턴의 전극(23a, 23b, 23c)를 가지고, 각 전극(23a, 23b, 23c)에의 인가 전압에 따라 광디스크 매체(11)의 커버층의 두께 오차에 의해 생기는 구면수차의 보정량과 대략 등가인 파면을 발생하는 것이 가능하다.
도 4도는 도 3에 나타낸 액정 소자(23)에 의한 파면의 일례를 나타내는 설명도이며, 횡축은 반경, 종축은 위상 분포를 나타내고 있다.
또한, 2군 렌즈(2, 14)의 앞에는, 반도체 레이저 광원(16)의 직선 편광을 원형 편광으로 변환하기 위한 1/4 파장판(24)이 배치된다.
한편, 광디스크 매체(11)로부터의 반사광은 편광 빔 스플리터(20)에서 반사한 후, 검출 광로로 유도된다.
본 실시예에 있어서는, 초점 제어 오차 신호로서 비점수차법을, 또 트랙 제어 오차 신호로서 차동 푸시풀법을 사용하고 있고, 집광 렌즈(25) 및 멀티 렌즈(26)를 통한 수속 광은 서보 오차 신호 겸 RF신호 검출용의 수광 소자(27)로 입사되어 광전 변환된다.
이 수광 소자(27)는 도 5에 나타낸 바와 같이, 스폿 광을 중앙의 4분할 영역에서 검출하는 제1 광검출 소자(27a)와, 그 양측으로 각각 2분할 영역에서 검출하는 제2 광검출 소자(27b) 및 제3 광검출 소자(27c)의 합계 8분할 구성을 가지는 복합적인 소자이며, 각 소자의 분할 영역로부터의 출력 A~H에 기초하여, 다음의 식 (5) 및 식 (6)을 사용하여 초점 제어 오차 신호(FE)와 트랙 제어 오차 신호(TE)를 연산하도록 되어 있다.
또, RF 신호와 SUM 신호는 전술한 제1 광검출 소자(27a)의 4분할 영역에 의한 출력 A~D의 합으로서 이하의 식 (7)에서 주어지고, 신호 출력의 전체 대역 성분이 RF 신호로서, 또 저대역 성분은 SUM 신호로서 이용된다.
도 6은 본 실시예에 의한 광 정보 기록 재생 장치의 구성예를 나타내는 블록도이다.
먼저, 광학 픽업(10)에 의해 광디스크 매체(11)로부터 판독된 재생 신호가 헤드 앰프(31)에 입력된다. 헤드 앰프(31)는 광학 픽업(10)으로부터의 재생 신호(다분할 검출 소자의 각 출력)를 후단에서 처리하기 위해 필요한 소정 레벨로 증폭하는 것이다.
여기서, 증폭된 재생 RF 신호는 이퀄라이저 앰프(RF EQ)(32)에 의해 파형 등 화된 후. 도시하지 않은 신호 처리 시스템에 공급된다.
또, DSP(Digital Signal Processor)(39)는 광디스크 장치 전체의 동작을 제어하고, 스핀들 모터(46)의 구동 회로(45)에 대한 제어를 행함과 동시에, 광학계의 초점 제어 및 트랙 제어에 대한 주요 기능을 구비하고 있다.
또, 초점 오차 신호 연산부(Focusing Matrix)(33)는 입력 신호에 대해서 식 (5)에 근거한 연산을 행하는 것이며, 또 트랙 오차 신호 연산부(Tracking Matrix)(34) 및 SUM 신호 연산부(SUM Matrix)(35)는 각각 식 (6), (7)에 근거한 연산을 행한다.
각 연산 출력은 A/D 변환기(36, 37, 38)에 있어서는 디지털 신호로 변환되고, DSP(39)에 있어서는 초점 제어 및 트랙 제어에 관한 이득 조정과 위상 보상이 행해진다. DSP(39)의 출력은 D/A 변환기(40, 41)에 의해 아날로그 신호로 변환된 후, 증폭부(42, 43)에 있어서 필요한 신호 진폭으로 증폭되어 광학 픽업(10)에 탑재된 2축 전자기 액츄에이터(15)를 구동하여 렌즈 위치의 제어에 이용된다.
또한, LCD 컨트롤러(44)는 DSP(39)로부터의 제어에 기초하여, 액정 소자(23)를 제어하고 구면수차의 보정을 행하는 것이다.
다음으로, 본 실시예의 광학 픽업(10)을 이용하여 정보 기록층의 제1 층(Layer 0; 이하, L0 이라고 한다)에 대한 커버층 두께가 100㎛, 또 제2 층(Layer 1; 이하, L1 이라고 한다)에 대한 커버층 두께가 75㎛인 2층 광디스크 매체에 대해, 집광 스폿의 층간 이동을 행하는 경우의 제어 방법에 대하여 설명한다.
그리고, 여기서는 현재의 집광 스폿 위치(즉 초점 위치)가 L0 층에 있는 것으로 하고, 전술한 일본특허공개 2002-100061호 공보에 기술되어 있는 바와 같이, 초점 이동할 때에 구면수차 보정 수단에 의해 사용하는 커버층 두께 설정값을 미리 이동 목적지인 L1 층에 대해서 최적화하는 기법을 사용하여 설명을 행한다.
도 7은 이하에 설명하는 구체적인 동작예에서의 각 신호 파형을 나타내는 설명도이며, 전술한 2층 광디스크 매체의 L0 층에 초점 제어가 행해진 상태로부터 제어 루프 동작을 일단 정지하고, 2축 전자기 액츄에이터에 층간 점프용의 가속 펄스를 인가하여, L1 층으로의 초점 이동을 행할 때 관찰되는 각 신호 파형의 변화를 나타내고 있다.
먼저, 도 7의 (a)는 SUM 신호를 나타내며, 또 도 7의 (b)는 동시에 검출되는 초점 제어 오차 신호를 나타내고 있다. 여기서, 비점수차 초점 오차 신호에 있어서는, 예를 들면 도 8에 나타낸 바와 같이, 멀티 렌즈(26)에 의해 수광 소자(27)(제1 광검출 소자(27a)) 상에서, 초첨 일치시에는 원형의 강도 분포를 나타내고, 그 이외의 경우에는 타원형의 강도 분포(타원α(Defocus(+)), 타원β(Defocus(-))를 나타내기 때문에, 식 (4)에 의한 연산 결과는, 초첨 일치시에 제로 레벨로 되는 출력(통상, S자 오차 신호라고 한다)을 발생한다.
그리고, 집광 스폿이 층간 이동할 때에 관찰되는 S자 오차 신호는, (1) 마이너스, (2) 제로, (3) 플러스, (4) 제로의 순서로 강도 변화되고, 연속적인 S자 신호로는 되지 않는다. 추가로, 상기 구면수차 보정 소자의 설정이, 목표로 하는 기록층에 대한 최적치로부터 큰 폭으로 어긋나 있는 경우, 발생하는 구면수차에 의해 기록 매체 상에서의 집광 스폿이 극단적으로 열화하고, 본래의 신호 진폭을 가진 S자 오차 신호를 얻을 수 없을 가능성도 있다.
그리고, 본 실시예에 있어서는, SUM 신호의 변화율에 의해 층간 점프를 행하는 때의 가속·감속 변환 타이밍을 생성하고, SUM 신호를 특정의 임계치(도 7의 (a)에 나타내는 TH)로 식별하는 동시에, 전술한 S자 오차 신호를 플러스 레벨, 마이너스 레벨이 상이한 임계치(도 7의 (b)에 나타내는 THH, THL)에 의해 식별함으로써, 초점 제어의 인입 동작을 행한다.
도 7의 (c)는 DSP(39)에 의해 SUM 신호의 강도 변화(일례로서 미분계수)를 검출한 결과를 나타내고 있어, 도면 중의 저레벨(Low 레벨)이 마이너스의 미분계수에 대응하고, 고레벨(High 레벨)이 플러스의 미분계수에 대응한다.
즉, 집광 스폿이 L0 층과 L1 층의 대략 중간 위치를 통과했을 때에, SUM 신호가 극소로 되기 때문에, 상기 미분계수의 변화점을 이용하여 가속 펄스와 감속 펄스의 인가를 전환하는 것이 가능해진다(도 7의 (g)).
도 7의 (d)는 SUM 신호에 대해서 임계치 판정된 논리신호를 나타내고 있으며, 또 도 7의 (e) 및 (f)는 초점 제어 오차 신호에 관해서 각 임계치에 의해 판정된 논리신호를 나타내고 있다.
따라서, 가속 펄스로부터 감속 펄스로 완전히 전환된 후, S자 신호가 임계치(THH)를 초과하고, 다시 임계치(THH) 이하로 내려간 시점에서, 감속 펄스의 인가를 정지하고, SUM 신호 레벨이 일정 임계치(TH) 이상으로 되는 조건과의 논리합이 성립하는 조건에서, 다시 초점 제어 루프를 동작시키면 된다.
이상과 같은 방법에 의해, 높은 개구수의 대물 렌즈를 사용한 광디스크 장치에 있어서, 2층 디스크 매체에서의 집광 스폿의 층간 이동을 용이하게 실현하는 것이 가능해진다.
이상, 본 발명의 구체적 실시예에 대해 설명했지만, 본 발명은 상기예에 한정되는 것은 아니다.
예를 들면, 상기 예에 있어서 L0 층으로부터 L1 층으로 집광 스폿의 이동을 행하는 경우를 나타내었지만, 마찬가지의 방법을 사용함으로써, L1 층으로부터 L0 층으로의 층간 이동을 실현할 수 있는 것은 물론이다. 이 때, 일반적으로는 관찰되는 초점 제어 오차 신호의 극성이 반전하지만, 상기 예에서의 임계치 레벨을 THH로부터 THL로 변경하는 것으로 해도 된다.
또, 상기 예에 있어서는, 구면수차 보정 수단을 미리 이동 목적지인 L1 층의 커버층 두께에 대해서 최적화하는 방법을 사용함으로써, 집광 스폿의 이동 목적지에서 정규의 초점 오차 신호 강도를 얻을 수 있기 때문에, 제어 루프의 동작 타이밍을 판정하는 것이 용이해진다.
다만, 구면수차 보정 소자의 설정값을 L0 층과 L1 층의 커버층 두께의 중간 값으로 설정하는 방법에서도, 인입 동작 판정에 충분한 강도의 초점 제어 오차 신호를 얻을 수 있으므로, 이와 같은 제어를 채용해도 된다. 또, 상기 예에 있어서는, 구면수차 보정 수단으로서 액정 소자를 예시하고 있지만, 예를 들면 전술한 일본특허공개 2000-131603호 공보에 기재되는 익스팬더 렌즈를 사용하는 방법도 유효하다.
또, 전술한 바와 같이 실제의 다층 광기록 매체에 있어서는, 각 기록층의 커버층 두께에 제조상의 오차가 생길 염려가 있다. 또, 보정 소자 자체에도 인가 전압에 대한 보정량의 편차가 존재하기 때문에, 초점 제어 인입 동작 완료 후, 구면수차 보정량이 최적으로 되도록 미세조정을 행할 필요가 있다.
그래서, 전술한 K.Osato 등의 문헌에 기재된 방법을 사용하여, 재생 클록에 대한 데이터 에지의 변동으로 표현되는 지터값이나 신호 진폭 또는 에러 레이트 등을 이용하여 정보 기록 매체로부터의 재생 신호가 최적으로 되도록 조정을 행하는 것이나, 또는 전술한 T.Shimano 등의 문헌에 기재된 방법을 사용하여, 정보 기록 매체로부터 반사되는 광 강도에 의해 생성되는 구면수차 오차 신호에 기초한 자동 보정 기구를 설치하도록 해도 된다.
또, 상기 예에 있어서는, 높은 개구수의 대물 렌즈의 실시예으로서 2군 구성의 렌즈를 사용했지만, 단일 렌즈에 의해도서 동등한 기능을 실현하는 것이 가능하다.
또, 상기 예에 있어서는, 2층의 기록층을 갖는 광디스크 매체를 취급하는 장치를 예로서 설명했지만, 3층 이상의 기록층을 갖는 광디스크 매체를 취급하는 장치나, 또는 광디스크 매체 이외의 광 정보 기록 매체를 취급하는 장치에 있어서도, 마찬가지의 방법을 사용함으로써, 집광 스폿의 층간 이동을 행하는 것이 가능하게 된다.
또한, 본 발명은 광 정보 기록 매체의 재생만을 행하는 장치, 기록과 재생의 양쪽 모두를 행하는 장치에 널리 적용할 수 있는 것이다.
이상 설명한 것처럼, 본 발명의 광기록 매체 처리 장치 및 그 초점 제어 방법에 의하면, 복수의 정보 기록층 사이에서 층간 이동을 행하는 경우에 광기록 매체로부터의 반사광 강도 신호의 변화율에 기초하여 구동 수단의 가속과 감속의 변환을 행하므로, 정보 기록층 사이에서 초점 제어 오차 신호가 불연속인 경우라도, 적절하게 구동 수단의 가감 속도를 제어할 수 있어, 층간 이동을 적절하게 또한 용이하게 실현될 수 있는 효과가 있다.
특히, 높은 개구수의 대물 렌즈를 사용하여 광 정보 기록 매체의 재생이나 기록을 행하는 경우에 유효하고, 또한 구면수차 보정 수단에서의 커버층 두께의 설정치 제어와 조합시키는 것으로 확실한 초점 전환 동작을 실현하는 것이 가능하게 된다.

Claims (14)

  1. 복수의 정보 기록층을 갖는 광 정보 기록 매체에 대해 스폿 광을 집광시키는 대물 렌즈부와;
    상기 대물 렌즈부를 광축 방향으로 이동시킴으로써, 상기 복수의 정보 기록층 사이에서 상기 스폿 광의 초점 위치를 이동시키는 구동 수단과;
    상기 정보 기록층마다 상이한 두께로 이루어지는 광 투과 보호층에서 생기는 구면수차를 보정하는 구면수차 보정 수단과;
    상기 스폿 광의 상기 광 정보 기록 매체로부터의 반사광을 검출하는 반사광 검출 수단과;
    1개의 정보 기록층으로부터 다른 정보 기록층으로 스폿 광의 초점 위치를 이동시켜 층간 이동을 행하는 경우에, 상기 반사광 검출 수단에 의해 검출되는 반사광 강도 신호의 변화율에 기초하여 상기 구동 수단의 가속과 감속의 변환을 행하는 제어 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 광기록 매체 처리 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어 수단은 상기 층간 이동을 행하는 경우에, 상기 반사광 강도 신호의 변화율에 추가하여, 상기 반사광 검출 수단에 의해 검출되는 초점 제어 오차 신호를 초점 제어의 인입 신호로서 이용하는 것을 특징으로 하는 광기록 매체 처리 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제어 수단은 상기 층간 이동을 행하는 경우에, 상기 구면수차 보정 수단에 의해 이용되는 광 투과 보호층의 두께의 설정값을 미리 특정의 값으로 설정하는 것을 특징으로 하는 광기록 매체 처리 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 특정의 값은 상기 층간 이동의 이동 목적지인 정보 기록층에서의 광 투과 보호층의 두께에 상당하는 값인 것을 특징으로 하는 광기록 매체 처리 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 층간 이동을 행한 후, 상기 구면수차 보정 수단에 의한 보정량을, 상기 광 정보 기록 매체로부터의 재생 신호 또는 상기 반사광 검출 수단에 의해 검출되는 구면수차 오차 신호에 기초하여 최적화하는 것을 특징으로 하는 광기록 매체 처리 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 구동 수단은 2축 전자기 액츄에이터인 것을 특징으로 하는 광기록 매체 처리 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 대물 렌즈부는 높은 개구수를 갖는 2군 대물 렌즈를 포함하는 것을 특징으로 하는 광기록 매체 처리 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 구면수차 보정 수단은 익스팬더 렌즈를 포함하는 것을 특징으로 하는 광기록 매체 처리 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 구면수차 보정 수단은 액정 소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 광기록 매체 처리 장치.
  10. 복수의 정보 기록층을 갖는 광 정보 기록 매체에 대해서 스폿 광을 집광시키는 대물 렌즈부와;
    상기 대물 렌즈부를 광축 방향으로 이동시켜 상기 스폿 광의 초점 위치를 상기 복수의 정보 기록층 사이에서 이동시키는 구동 수단과;
    상기 정보 기록층마다 상이한 두께로 이루어지는 광 투과 보호층에서 생기는 구면수차를 보정하는 구면수차 보정 수단과;
    상기 스폿 광의 상기 광 정보 기록 매체로부터의 반사광을 검출하는 반사광 검출 수단을 구비하는 광기록 매체 처리 장치의 초점 제어 방법으로서,
    1개의 정보 기록층으로부터 다른 정보 기록층으로 스폿 광의 초점 위치를 이동하여 층간 이동을 행하는 경우에, 상기 반사광 검출 수단에 의해 검출되는 반사광 강도 신호의 변화율에 기초하여 상기 구동 수단의 가속과 감속의 변환을 행하는 것을 특징으로 하는 광기록 매체 처리 장치의 초점 제어 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 층간 이동을 행하는 경우에, 상기 반사광 강도 신호의 변화율에 추가하여, 상기 반사광 검출 수단에 의해 검출되는 초점 제어 오차 신호를 초점 제어의 인입 신호로서 사용하는 것을 특징으로 하는 광기록 매체 처리 장치의 초점 제어 방법.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 층간 이동을 행하는 경우에, 상기 구면수차 보정 수단에 의해 사용되는 광 투과 보호층의 두께의 설정값을 미리 특정의 값으로 설정하는 것을 특징으로 하는 광기록 매체 처리 장치의 초점 제어 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 특정의 값은 상기 층간 이동의 이동 목적지인 정보 기록층에서의 광 투과 보호층의 두께에 상당하는 값인 것을 특징으로 하는 광기록 매체 처리 장치의 초점 제어 방법.
  14. 제10항에 있어서,
    상기 층간 이동을 행한 후, 상기 구면수차 보정 수단에 의한 보정량을 상기 광 정보 기록 매체로부터의 재생 신호 또는 상기 반사광 검출 수단에 의해 검출되는 구면수차 오차 신호에 기초하여 최적화하는 것을 특징으로 하는 광기록 매체 처리 장치의 초점 제어 방법.
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