WO2004061834A1 - 光記録媒体処理装置及びその焦点制御方法 - Google Patents

光記録媒体処理装置及びその焦点制御方法 Download PDF

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Description

明細書 光記録媒体処理装置及びその焦点制御方法 技術分野
本発明は、 光ディスク等の記録媒体に対して情報の記録または再生を 行う光記録媒体処理装置及びその焦点制御方法に関する。 背景技術
従来より、 光ディスク記録再生装置に代表される光記録媒体処 a装置 においては、 記録媒体上における集光スポッ ト径 （Φ) は、 波長を 入、 対物レンズの開口数を NAとすると、 一般に次の式 （1) で与えられる。
(Νλ/ΝΑ (1)
従って、 光源の波長が短いほど、 また、 対物レンズの開口数が大きけ れば大きいほど、 記録媒体上における集光スポット径は小さくなり、 高 密度光記録が可能となる。
また、 光情報記録再生装置に用いられる集光対物レンズは、 一般に記 録媒体の情報記録層上に保護膜として設けられる特定の厚さを有する力 バー層 （光透過保護層） に対して残留波面収差が最小となるように設計 されており、 例えば CD (Compact Disc) 装置においては 1. 2mm、 また、 DVD (Digital Versatile Disc) 装置においては 0. 6m mのカバー層厚さに対して最適となるように設計がなされる。
また、 1枚の光ディスクに複数の情報記録層を積層した光ディスク (いわゆる多層ディスク） が提供されている。 この多層ディスクでは、 各情報記録層毎に異なる厚さからなるカバー層が設けられている。 そして、 例えば 2層の情報記録層を有する DVDを再生する DVD再 生装置においては、 対物レンズの開口数が 0. 6とされ、 また、 波長 6 5 0 nmの赤色半導体レーザが光源として用いられている。
また、 カバー層の厚さ変動に対する対物レンズの許容度は、 カバー層 の厚さ変動を Δ t、 その屈折率を nとして、 以下の式 （2) で与えら れる (例えば、 S. Kubo t a, " Aplanat ic condi t ion required to reproduce jitter - free signals in optical disk system," Appl. Opt. Vol. 26, pp. 3961 -3973 ( 1987) (以下、 S, Kubota の文献と記す） 参照） 。
Δ "2— NA4 ( .
8«
一例として、 許容される球面収差 （W4。） の値を λ/4とすると、 上 記 DVD再生装置におけるカバ一層厚さの変動許容値 （At ) は土 2 7 mとなる。 また、 DVD再生装置で実現されている 2層ディスクに 関しては、 情報記録層の間隔が 40 / m程度に規定され、 上記許容値内 に収まるように配慮されている。
ところで、 近年では、 光源の短波長化と対物レンズの高開口数化によ つて大容量の光ディスク記録再生装置を実現する手法が提案されている。 この手法においては、 青紫色半導体レーザと開口数 0. 8 5の対物レ ンズが用いられ、 DVDサイズの光ディスクに 2 3 Gbyteを超える記 録容量が実現されるが、 その一方で上記式 （2) より、 カバー層厚さの 精度を ± 4 以下とする必要が生じる。
しかしながら、 高開口数レンズを使用する光ディスク記録再生装置に おいて、 DVD装置と同様の 2層ディスクを実現する場合、 情報信号の 層間干渉を防ぐために、 層間距離を 2 0 m程度確保する必要が生じ、 カバー層厚さの許容値範囲内 （土 4 m) には収まらない。 そこで、 このような異なるカバ一層厚さに対応すべく、 従来は、 ェキ スパンダ一レンズによって球面収差を補正する手法が提案されている
(例えば、 特開 2 0 0 0— 1 3 1 6 0 3号公報参照） 。
また、 より効果的な補正手法として、 液晶素子を用いる手法も報告さ れている （例えば、 特開平 1 0— 0 2 0 2 6 3号公報、 特開 2 0 0 1 — 3 3 1 9 6 3号公報参照） 。 例えば、 同心状の電極パターンを有し、 各 電極への印加電圧に応じて、 カバー層の厚さ誤差により生じる球面収差 の補正量とほぼ等価な波面を発生することが可能である （例えば、 M. Iwas ki , M. Ogasawara, and S. Ohtaki, A new l iquid
crystal pane 1 for spherical aberration compensation, " Tech. Digest of Optical Data Storage Topical Meeting, SPIE 4342, pp. 103-105 (2001 ) (以下、 M. I asaki 等の文献と記す） 参照） 。
また、 高開口数対物レンズを多層ディスク媒体の記録再生に応用する 場合、 上記補正手法に加え、 目標とする情報記録層に対して、 集光スポ ットの焦点位置を選択的に移動 ·制御する手法が必要となる。
そして、 焦点制御の引き込み動作、 並びに焦点移動に際し、 予め上記 補正手段を目標とする情報記録層に対して最適化しておく手法が提案さ れている （例えば、 特開 2 0 0 2 — 1 0 0 0 6 1号公報参照） 。 また、 上記補正手段の最適化手法に加えて、 焦点移動に必要となる加速パルス の印加タイミングが開示されている （例えば、 特開 2 0 0 2 — 1 5 7 7 5 0号公報参照） 。
なお、 実際の多層光記録媒体においては、 各記録層のカバー層厚さに 製造上の誤差が生じる恐れがあり、 また、 上述のような補正手段自体に も、 印加電圧に対する補正量の偏差が存在するため、 焦点制御引き込み 動作完了後、 球面収差補正量が最適となるように微調整を施す必要があ る。 そこで具体的には、 再生クロック （通常は、 PLL Clock ： Phase- Locked Loop Clock ) に対するデ一夕エッジの揺らぎとして表される ジッター値や信号振幅、 或いはエラーレート等を利用して、 情報記録媒 体からの再生信号が最良となるように調整をおこなう手法 （例えば、 K. Osato, I. I ch imur a, F. Maeda, K. Yamamo to, and Y. Kasami , "Progress in optical disk recording with over 20 GB of capacity," Tech. Digest of Optical Data Storage Topical Meeting, Whistler, pp. 15-17 (2000) (以下、 Κ· Osato等の文 献と記す。 ） 参照） や、 情報記録媒体からの戻り光強度によって生成さ れる球面収差誤差信号に基づいた自動補正機構を設ける手法 （例えば、 T. Shimano, M. Umeda, and T. Ar i yosh i , Spherical
aberration detection in the optical pickups for high - density digital versatile discs, Jpn. J . Appl . Phys . 40, pp. 2292-2295 (2001 ) (以下、 T. Sh imano等の文献と記す。 ） 参 照） が提案されている。
一方、 焦点誤差 （Δ ζ ) によって生じる波面収差 W2Dはレンズ開口数 の 2乗に比例し、 以下の式 （3) で記述される。
W2Q :^AzNA2 (3) しかしながら、 上述のような高開口数対物レンズを用いた多層光ディ スク装置においては、 一般に集光対物レンズの焦点深度が浅くなるため、 情報記録層間で焦点制御誤差信号が不連続となり、 加速 ·減速の切り替 えタイミングを把握しにくいという問題点が存在する。
従って、 例えば従来の 2層 DVD装置と比較して、 集光スポットの層 間移動を容易に実現することができない。 そこで本発明の目的は、 複数層の情報記録層を有する記録媒体に対し、 ある情報記録層から他の情報記録層への層間移動を適正かつ容易に行う ことができる光記録媒体処理装置及びその焦点制御方法を提供すること にある。 発明の開示
本発明は前記目的を達成するため、 複数の情報記録層を有する光情報 記録媒体に対してスポッ卜光を集光させる対物レンズ部と、 前記対物レ ンズ部を光軸方向に移動させて前記スポット光の焦点位置を前記複数の 情報記録層の間で移動する駆動手段と、 前記情報記録層毎に異なる厚さ がらなる光透過保護層において生じる球面収差を補正する球面収差補正 手段と、 前記スポット光の前記光情報記録媒体からの反射光を検出する 反射光検出手段と、 1つの情報記録層から別の情報記録層にスポット光 の焦点位置を移動して層間移動を行う場合に、 前記反射光検出手段によ つて検出される反射光強度信号の変化率に基づいて前記駆動手段の加速 と減速の切り替えを行う制御手段とを有することを特徴とする。
また本発明は、 複数の情報記録層を有する光情報記録媒体に対してス ポット光を集光させる対物レンズ部と、 前記対物レンズ部を光軸方向に 移動させて前記スポット光の焦点位置を前記複数の情報記録層の間で移 動する駆動手段と、 前記倩報記録層毎に異なる厚さからなる光透過保護 層において生じる球面収差を補正する球面収差補正手段と、 前記スポッ ト光の前記光情報記録媒体からの反射光を検出する反射光検出手段とを 有する光記録媒体処理装置の焦点制御方法であって、 1つの情報記録層 から別の情報記録層にスポッ卜光の焦点位置を移動して層間移動を行う 場合に、 前記反射光検出手段によって検出される反射光強度信号の変化 率に基づいて前記駆動手段の加速と減速の切り替えを行うことを特徴と する。
本発明の光記録媒体処理装置及びその焦点制御方法では、 複数の情報 記録層間で層間移動を行う場合に光記録媒体からの反射光強度信号の変 化率に基づいて駆動手段の加速と減速の切り替えを行うことから、 情報 記録層間で焦点制御誤差信号が不連続な場合でも、 適正に駆動手段の加 減速を制御でき、 層間移動を適正かつ容易に実現することが可能となる。 特に、 高開口数の対物レンズを用いて光情報記録媒体の再生や記録を 行う場合に有効であり、 さらに球面収差補正手段におけるカバー層厚さ の設定値制御と組み合わせることで確実な焦点切り替え動作を実現する ことが可能となる。 図面の簡単な説明
第 1図は、 本発明の実施の形態例における光ディスク再生装置の対物 ' レンズ部の構成例を示す断面図である。
第 2図は、 本発明の実施の形態例における光ディスク再生装置の光学 ピックアップの構成例を示す断面図である。
第 3図は、 本発明の実施の形態例における光ディスク再生装置で用い る液晶素子の電極パターン形状の具体例を示す説明図である。
第 4図は、 第 3図に示す液晶素子による波面の一例を示す説明図であ る。
第 5図は、 本発明の実施の形態例における光ディスク再生装置で用い る受光素子の分割領域の構成例を示す説明図である。
第 6図は、 本発明の実施の形態例における光ディスク再生装置の全体 構成例を示すブロック図である。 第 7図は、 本発明の実施の形態例における光ディスク再生装置の動作 波形例を示す説明図である。
第 8図は、 本発明の実施の形態例における光ディスク再生装置で用い る非点収差法による受光素子上の光強度分布を示す説明図である。 発明を実施するための最良の形態
以下、 本発明による光記録媒体処理装置及びその焦点制御方法の実施 の形態例について説明する。
本実施の形態例は、 多層ディスクのある情報記録層から他の情報記録 層へ層間移動 （層間ジャンプ） を行う際に、 光強度検出素子によって受 光 · 生成される反射光強度信号の変化率に基づいて駆動手段の加速 ·減 速の切り替えを行うことにより、 適正な動作を得るようにしたものであ る。
ここでは具体例として、 開口数 0 . 8 5の 2群対物レンズと波長 4 0 5 n mの青紫色半導体レーザ光源を用いた光ディスク再生装置において、 2層ディスクに対して焦点制御、 並びに集光スポッ卜の層間ジャンプを 行う手法を説明する。.
第 1図は本実施の形態例における光ディスク再生装置の対物レンズ部 の構成例を示す断面図である。
2群対物レンズは、 第 1のレンズ 1 2と第 2のレンズ 1 4より構成さ れる。
そして、 第 2のレンズ 1 4は、 光軸及び信号トラックと直交する方向 に可動な構造を持つ 2軸電磁ァクチユエ一夕 1 5上に搭載されている。 また、 第 1のレンズ 1 2は、 第 2のレンズ 1 4と同一の光軸上に位置す るように、 レンズホルダ 1 3によって支持され、 これら 2枚のレンズは 開口数 0 . 8 5の 2群対物レンズとして機能する。 半導体レーザ光源 （第 1図では省略） からのビームは、 これら 2枚の レンズ 1 2、 1 4を通過することによって光ディスク媒体 1 1上に集光 される。 また、 高開口数を実現することで、 従来の光学ピックアップに 比べて対物レンズの動作距離が小さくなり、 本例において、 その値は約 1 0 mとなっている。
対物レンズの開口数が大きくなると、 一般に光ディスク装置における ディスク傾き許容度が減少する。 光軸に対するディスクの傾き角を とすると、 発生するコマ収差 （W31) は、 上述した S. Kubotaの文献 により、 以下の式 （4) で与えられ、 概ね 3 NAの 3乗とディスク媒体 1 1のカバ一層の厚さ tに比例する。
t[n2-l)n2 sin(9cos(9-NA
1 - -"" 2(" si f2 ~~ (4) 従って、 許容される球面収差 （W31) の値を λΖ4とすると、 開口数 の値を 0. 8 5まで高めた光ディスク装置において、 DVD再生装置と 同等のディスク傾き許容度を確保するためには、 カバー層厚さを 0. 1 mm程度に薄くする必要が生じる。 なお、 第 1図では模式的に 0. lm mのカバー層 1 1 a (0. I t Cover) を設けた状態を示している。 第 2図は本例における光学ピックアップ 1 0の構成例を示す断面図で ある。
半導体レーザ光源 1 6からの出射光は、 コリメ一夕レンズ 1 7で平行 光とされ、 トラック制御誤差信号を演算するために用いられるサイドス ポット生成用の回折格子 1 9を通過した後、 2群対物レンズ 1 2、 14 によって記録媒体上に集光される。 出射光の一部は偏光ビームスプリッ 夕 2 0によって反射した後、 集光レンズ 2 1により発光出力検出用受光 素子 2 2へと導かれて、 レーザ出力を一定値に制御する目的で用いられ る。
なお、 この受光素子 2 2への入射光量は 1 Z2波長板 1 8を回転する ことによって調整が可能であり、 実際のレーザ出力は、 図示しない自動 出力制御 （AP C : Au t oma t i c P owe r C o n t r o 1 ) 回路によって任意の発光出力値に制御される。
また、 偏光ビームスプリツ夕 2 0の 2群レンズ 1 2、 1 4側には、 球 面収差を補正するための液晶素子 2 3が設けられている。
第 3図は本例で用いる液晶素子 2 3の電極パターン形状の具体例を示 す説明図である。
図示のように、 この液晶素子 2 3は、 上述した M. Iwasaki の文献で 提案されている同心状パターンの電極 2 3 a、 2 3 b、 2 3 cを有し、 各電極 2 3 a、 2 3 b、 2 3 cへの印加電圧に応じて光ディスク媒体 1 1のカバ一層の厚さ誤差により生じる球面収差の補正量とほぼ等価な波 面を発生することが可能である。
第 4図は第 3図に示す液晶素子 2 3による波面の一例を示す説明図で あり、 横軸に半径、 縦軸に位相分布を示している。
また、 2群レンズ 1 2、 1 4の手前には、 半導体レーザ光源 1 6の直 線偏光を円偏光に変換するための 1 4波長板 2 4が配置される。
一方、 光ディスク媒体 1 1からの反射光は、 偏光ビームスプリツ夕 2 0で反射した後、 検出光路へと導かれる。
本例においては、 焦点制御誤差信号として非点収差法を、 またトラッ ク制御誤差信号として差動プッシュプル法を用いており、 集光レンズ 2 5、 並びにマルチレンズ 2 6を通った収束光は、 サーポ誤差信号兼 RF 信号検出用の受光素子 2 7へと入射し、 光電変換される。 この受光素子 2 7は、 第 5図に示すように、 スポット光を中央の 4分 割領域で検出する第 1の光検出素子 2 7 aと、 その両側でそれぞれ 2分 割領域で検出する第 2の光検出素子 2 7 b、 及び第 3の光検出素子 27 cの合計 8分割構成を有する複合的な素子であり、 各素子の分割領域か らの出力 A〜Hに基づき、 次の式 （5) 及び式 （6) を用いて焦点制御 誤差信号 （F E) とトラック制御誤差信号 （TE) を演算するようにな つている。
FE = (A + C)-iB+D) (5)
TE = iA + D)-(B+C)-k{(E-F) + (G-H)} (6)
また、 RF信号と SUM信号は、 上述した第 1の光検出素子 2 7 aの 4分割領域による出力 A〜Dの和として以下の式 （7) で与えられ、 信 号出力の全帯域成分が RF信号として、 また、 低域成分は SUM信号と して利用される。
Figure imgf000012_0001
第 6図は本実施の形態例による光情報記録再生装置の構成例を示すブ ロック図である。
まず、 光学ピックアップ 1 0により光ディスク媒体 1 1から読み出さ れた再生信号は、 ヘッドアンプ 3 1に入力される。 ヘッドアンプ 3 1は、 光学ピックアップ 1 0からの再生信号 （多分割検出素子の各出力） を後 段で処理するために必要となる所定のレベルに増幅するものである。
ここで増幅された再生 RF信号は、 イコライザー · アンプ （R F E Q) 3 2によって波形等化された後、 図示しない信号処理系に供給され る。
また、 D S P (Digital Signal Processor) 3 9は、 光ディスク 装置全体の動作を制御し、 スピンドルモー夕 46の駆動回路 45に対す る制御を行うと同時に、 光学系の焦点制御、 並びにトラック制御に対す る主機能を備えている。
また、 焦点誤差信号演算部 （Focusing Matrix ) 3 3は入力信号に 対して式 （5) に基づいた演算を行うものであり、 また、 トラック誤差 信号演算部 （Tracking Matrix ) 34、 並びに SUM信号演算部
(SUM Matrix) 3 5は、 それぞれ式 （6) 、 (7) に基づいた演算を 施す。
各演算出力は A/D変換器 36、 3 7、 3 8においてディジタル信号 に変換され、 D S P 3 9において焦点制御、 及びトラック制御に関する 利得調整と位相補償が施される。 D S P 3 9の出力は DZA変換器 40、 41によってアナログ信号に変換された後、 増幅部 42、 43において 必要な信号振幅へと増幅され、 光学ピックアップ 1 0に搭載された 2軸 電磁ァクチユエ一夕 1 5を駆動してレンズ位置の制御に用いられる。 また、 L CDコントローラ 44は、 D S P 3 9からの制御に基づき、 液晶素子 2 3を制御して球面収差の補正を行うものである。
次に、 本例の光学ピックアップ 1 0を用いて情報記録層の第 1眉目 ( Layer 0 ；以下、 L 0という） に対するカバ一層厚みが 1 0 0 m、 また、 第 2層目 （ Layer 1 ；以下、 L 1という） に対するカバー層厚 みが 7 5 / mである 2層光ディスク媒体に対し、 集光スポッ卜の層間移 動を行う場合の制御方法について説明する。
なお、 ここでは現在の集光スポット位置 （すなわち焦点位置） が L 0 層にあるものとし、 上述した特開 2 0 0 2— 1 00 06 1号公報に記述 されているように、 焦点移動に際しては球面収差補正手段で用いるカバ 一層厚さ設定値を予め移動先である L 1層に対して最適化しておく手法 を用いて説明を行う。 第 7図は、 以下に説明する具体的な動作例における各信号波形を示す 説明図であり、 上述した 2層光ディスク媒体の L 0層に焦点制御が施さ れた状態から制御ループ動作を一旦停止し、 2軸電磁ァクチユエ一夕に 層間ジャンプ用の加速パルスを印加して L 1層への焦点移動を行う際に 観察される各信号波形の変化を示している。
まず、 第 7図 （a) は SUM信号を表し、 また、 第 7図 （b) は同時 に検出される焦点制御誤差信号を表している。 ここで、 非点収差焦点誤 差信号においては、 例えば第 8図に示すように、 マルチレンズ 2 6によ つて受光奉子 2 7 (第 1の光検出素子 2 7 a) 上で、 合焦時には円形の 強度分布を示し、 また、 それ以外では楕円状の強度分布 （楕円 α
( Defocus ( + ) ) 、 楕円 ）3 ( Defocus (―) ) で示す） を示すた め、 式 （4) による演算結果は、 合焦時にゼロレベルとなる出力 （通称、 S字誤差信号という） を発生する。
なお、 集光スポットが層間移動する際に観察される S字誤差信号は、 (1) 負、 （2) ゼロ、 （3) 正、 （4) ゼロの順に強度変化し、 連続 的な S字信号とはならない。 加えて、 上記球面収差補正素子の設定が目 標とする記録層に対する最適値から大幅にずれている場合、 発生する球 面収差によって記録媒体上での集光スポットが極端に劣化し、 本来の信 号振幅を持つた s字誤差信号が得られない可能性もある。
そして、 本例においては、 S UM信号の変化率によって層間ジャンプ を行う際の加速 ·減速切り替えタイミングを生成し、 SUM信号を特定 の閾値 （第 7図 （a) に示す TH) で識別するとともに、 上述した S字 誤差信号を正、 負レベルの異なる閾値 （第 7図 （b) に示す THH、 T HL) により識別することで、 焦点制御の引き込み動作を行う。 第 7図 （ c ) は、 D S P 3 9により S UM信号の強度変化 （一例とし て微分係数） を検出した結果を表しており、 図中の L owレベルが負の 微分係数に対応し、 H i g hレベルが正の微分係数に対応する。
すなわち、 集光スポットが L 0層と L 1層のほぼ中間位置を通過した 際に SUM信号が極小となるため、 上記微分係数の変化点を用いて加速 パルスと減速パルスの印加を切り替えることが可能となる （第 7図 (g) ) 。
第 7図 （d) は SUM信号に関して閾値判定された論理信号を表して おり、 また第 7図 （e) 及び第 7図 （ f ) は、 焦点制御誤差信号に関し て各閾値により判定された論理信号を表している。
従って、 加速パルスから減速パルスに切り替えた後、 S字信号が閾値 (THH) を超え、 再び閾値 （THH) を下回った時点で、 減速パルス の印加を停止し、 S UM信号レベルが一定閾値 （TH) 以上となる条件 との論理和が成立する条件で、 再び焦点制御ループを動作させればよい。 以上のような方法により、 高開口数対物レンズを用いた光ディスク装 置において、 2層光ディスク媒体における集光スポットの層間移動を容 易に実現することが可能となる。
以上、 本発明の具体的実施例について説明したが、 本発明は上記例に 限定されるものではない。
例えば、 上記例においては L 0層から L 1層へ集光スポットの移動を 行う場合を示したが、 同様の手法を用いることで、 1^ 1層から 0層へ の眉間移動を実現し得ることはもちろんである。 この際、 一般には、 観 察される焦点制御誤差信号の極性が反転するが、 上記例における閾値レ ベルを THHから THLに変更するだけでよい。
また、 上記例においては、 球面収差補正手段を、 予め移動先である L 1層のカバー層厚さに対して最適化しておく手法を用いたことにより、 集光スポットの移動先で正規の焦点誤差信号強度が得られるため、 制御 ループの動作タイミングを判定しやすくなる。
ただし、 球面収差補正素子の設定値を L 0層と L 1層のカバ一層厚さ の中間的な値に設定しておく手法でも、 引き込み動作判定に足る十分な 強度の焦点制御誤差信号が得られるので、 このような制御を採用しても よい。 また、 上記例においては、 球面収差補正手段として液晶素子を例 示しているが、 例えば上述した特開 2 0 0 0— 1 3 1 6 0 3号公報に記 載されるエキスパンダーレンズを用いる手法も有効である。
また、 上述したように実際の多層光記録媒体においては、 各記録層の カバー層厚さに製造上の誤差が生じる恐れがある。 また、 補正素子自体 にも、 印加電圧に対する補正量の偏差が存在するため、 焦点制御引き込 み動作完了後、 球面収差補正量が最適となるように微調整を施す必要が ある。
そこで、 上述した K O s a t o等の文献に記載された手法を用いて、 再 生クロックに対するデータエッジの揺らぎとして表されるジッタ一値や 信号振幅、 あるいはエラーレート等を利用して情報記録媒体からの再生 信号が最良となるように調整を行うことや、 または、 上述した T .
Sh i man o等の文献に記載された手法を用いて、 情報記録媒体からの戻 り光強度によって生成される球面収差誤差信号に基づいた自動補正機構 を設けるようにしてもよい。
また、 上記例においては、 高開口数対物レンズの実施例として 2群構 成のレンズを用いたが、 単レンズによっても同等の機能を実現すること が可能である。
また、 上記例においては、 2層の記録層を有する光ディスク媒体を扱 う装置を例に説明したが、 3層以上の記録層を有する光ディスク媒体を 扱う装置や、 さらには光ディスク媒体以外の光情報記録媒体を扱う装置 においても、 同様の手法を用いることで、 集光スポットの層間移動を行 うことが可能となる。
さらに本発明は、 光情報記録媒体の再生だけを行う装置、 記録と再生 の両方を行う装置に広く適用できるものである。
以上説明したように本発明の光記録媒体処理装置及びその焦点制御方 法によれば、 複数の情報記録層間で層間移動を行う場合に光記録媒体か らの反射光強度信号の変化率に基づいて駆動手段の加速と減速の切り替 えを行うことから、 情報記録層間で焦点制御誤差信号が不連続な場合で も、 適正に駆動手段の加減速を制御でき、 層間移動を適正かつ容易に実 現できる効果がある。
特に、 高開口数の対物レンズを用いて光情報記録媒体の再生や記録を 行う場合に有効であり、 さらに球面収差補正手段におけるカバー層厚さ の設定値制御と組み合わせることで確実な焦点切り替え動作を実現する ことが可能となる。

Claims

請求の範囲
1 . 複数の情報記録層を有する光情報記録媒体に対してスポット光を 集光させる対物レンズ部と、
前記対物レンズ部を光軸方向に移動させて前記スポット光の焦点位置 を前記複数の情報記録層の間で移動する駆動手段と、
前記情報記録層毎に異なる厚さからなる光透過保護層において生じる 球面収差を補正する球面収差補正手段と、
前記スポット光の前記光情報記録媒体からの反射光を検出する反射光 検出手段と、
1つの情報記録層から別の情報記録層にスポット光の焦点位置を移動 して層間移動を行う場合に、 前記反射光検出手段によって検出される反 射光強度信号の変化率に基づいて前記駆動手段の加速と減速の切り替え を行う制御手段と、
を有することを特徴とする光記録媒体処理装置。
2 . 前記制御手段は、 前記層間移動を行う場合に、 前記反射光強度信 号の変化率に加えて、 前記反射光検出手段によって検出される焦点制御 誤差信号を焦点制御の引き込み信号として用いることを特徴とする請求 の範囲第 1項記載の光記録媒体処理装置。
3 . 前記制御手段は、 前記層間移動を行う場合に、 前記球面収差補正 手段で用いる光透過保護層の厚さの設定値を予め特定の値に設定してお くことを特徴とする請求の範囲第 1項記載の光記録媒体処理装置。
4 . 前記特定の値が層間移動の移動先の情報記録層における光透過保 護層の厚さに相当する値であることを特徴とする請求の範囲第 3項記載 の光記録媒体処理装置。
5 . 前記層間移動を行った後、 前記球面収差補正手段による補正量を、 前記光情報記録媒体からの再生信号、 あるいは前記反射光検出手段によ つて検出される球面収差誤差信号に基づいて最適化することを特徴とす る請求の範囲第 1項記載の光記録媒体処理装置。
6 . 前記駆動手段が 2軸電磁ァクチユエ一タであることを特徴とする 請求の範囲第 1項記載の光記録媒体処理装置。
7。 前記対物レンズ部が高開口数を有する 2群対物レンズを含むこと を特徴とする請求の範囲第 1項記載の光記録媒体処理装置。
8 . 前記球面収差補正手段がエキスパンダ一レンズを含むことを特徴 とする請求の範囲第 1項記載の光記録媒体処理装置。
9 . 前記球面収差補正手段が液晶素子を含むことを特徴とする請求の 範囲第 1項記載の光記録媒体処理装置。
1 0 . 複数の情報記録層を有する光情報記録媒体に対してスポット光 を集光させる対物レンズ部と、
前記対物レンズ部を光軸方向に移動させて前記スポット光の焦点位置 を前記複数の情報記録層の間で移動する駆動手段と、
前記情報記録層毎に異なる厚さからなる光透過保護層において生じる 球面収差を補正する球面収差補正手段と、
前記スポット光の前記光情報記録媒体からの反射光を検出する反射光 検出手段とを有する光記録媒体処理装置の焦点制御方法であって、
1つの情報記録層から別の情報記録層にスポット光の焦点位置を移動 して層間移動を行う場合に、 前記反射光検出手段によって検出される反 射光強度信号の変化率に基づいて前記駆動手段の加速と減速の切り替え を行う、
ことを特徴とする光記録媒体処理装置の焦点制御方法。
1 1 . 前記層間移動を行う場合に、 前記反射光強度信号の変化率に加 えて、 前記反射光検出手段によって検出される焦点制御誤差信号を焦点 制御の引き込み信号として用いることを特徴とする請求の範囲第 1 0項 記載の光記録媒体処理装置の焦点制御方法。
1 2 . 前記脣間移動を行う場合に、 前記球面収差補正手段で用いる光 透過保護層の厚さの設定値を予め特定の値に設定しておくことを特徴と する請求の範囲第 1 0項記載の光記録媒体処理装置の焦点制御方法。
1 3 . 前記特定の値が層間移動の移動先の情報記録層における光透過 保護層の厚さに相当する値であることを特徴とする請求の範囲第 1 2項 記載の光記録媒体処理装置の焦点制御方法。
1 4 . 前記層間移動を行った後、 前記球面収差補正手段による補正量 を、 前記光情報記録媒体からの再生信号、 あるいは前記反射光検出手段 によって検出される球面収差誤差信号に基づいて最適化することを特徴 とする請求の範囲第 1 0項記載の光記録媒体処理装置の焦点制御方法。
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Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4569812B2 (ja) * 2004-11-30 2010-10-27 ソニー株式会社 光ディスク装置、光ディスク装置の焦点位置制御方法及び焦点位置制御装置
TWI277078B (en) * 2005-05-20 2007-03-21 Sunplus Technology Co Ltd Focusing servo device, optical disc recording/reproducing device and focus-searching method
KR20070036459A (ko) 2005-09-29 2007-04-03 삼성전자주식회사 층간 이동을 최소화할 수 있도록 하는 데이터 기록 방법,기록/재생 장치 및 그 정보 저장 매체
US7420691B2 (en) * 2005-12-22 2008-09-02 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Method and apparatus for measuring interfacial positions, method and apparatus for measuring layer thickness, and method and apparatus for manufacturing optical discs
JP4584172B2 (ja) * 2006-03-24 2010-11-17 シャープ株式会社 光ピックアップの制御装置および制御方法、光ディスク装置、光ピックアップ制御プログラム、並びに該プログラムを記録した記録媒体
JP4247260B2 (ja) * 2006-09-28 2009-04-02 東芝サムスン ストレージ・テクノロジー株式会社 光ディスク装置、および光ディスクの情報記録層判別方法。
JP2008276852A (ja) 2007-04-27 2008-11-13 Funai Electric Co Ltd 光ピックアップ装置及び光ディスク装置
JP4341697B2 (ja) * 2007-05-28 2009-10-07 船井電機株式会社 光ディスク種別の判別方法及び光ディスク装置
TW200905672A (en) * 2007-07-30 2009-02-01 Mediatek Inc Method of data accessing and optical data accessing apparatus therefor
KR100882748B1 (ko) 2007-09-10 2009-02-09 도시바삼성스토리지테크놀러지코리아 주식회사 포커스 제어 방법 및 이를 이용한 광 디스크 드라이브
KR20090030109A (ko) * 2007-09-19 2009-03-24 도시바삼성스토리지테크놀러지코리아 주식회사 디스크 판별 방법 및 이를 이용한 광 디스크 드라이브
US8411542B2 (en) * 2008-03-14 2013-04-02 Mediatek, Inc. Method for controlling layer changes for an optical disk drive
CN102089820A (zh) * 2008-09-01 2011-06-08 松下电器产业株式会社 光盘装置、使用所述光盘装置的影像再生装置、服务器及汽车导航系统、集成电路及记录再生方法
KR20120043617A (ko) * 2009-08-24 2012-05-04 파나소닉 주식회사 광 기록 매체의 제조 방법, 광 기록 매체, 광 정보 장치 및 정보 재생 방법
US8130628B2 (en) * 2009-08-25 2012-03-06 Panasonic Corporation Manufacturing method for optical recording medium, optical recording medium, optical information device, and information reproducing method
US20110128212A1 (en) * 2009-12-02 2011-06-02 Qualcomm Mems Technologies, Inc. Display device having an integrated light source and accelerometer
JP2019168641A (ja) * 2018-03-26 2019-10-03 カシオ計算機株式会社 焦点制御装置、焦点制御方法、及びプログラム

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05109085A (ja) * 1991-10-16 1993-04-30 Mitsubishi Electric Corp フオーカス制御装置
JP2002157750A (ja) * 2000-09-06 2002-05-31 Matsushita Electric Ind Co Ltd 光ディスク装置及び情報の記録再生方法

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1257496C (zh) * 1996-07-31 2006-05-24 三洋电机株式会社 光盘装置
JP2000131603A (ja) * 1998-10-22 2000-05-12 Sony Corp 光学ヘッド及び記録再生装置
JP3720203B2 (ja) * 1998-11-17 2005-11-24 パイオニア株式会社 フォーカスジャンプ装置
TW564404B (en) * 2000-09-06 2003-12-01 Matsushita Electric Ind Co Ltd Optical disk unit and information recording and reproducing method
JP2002304746A (ja) * 2001-04-05 2002-10-18 Pioneer Electronic Corp フォーカシング制御装置

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05109085A (ja) * 1991-10-16 1993-04-30 Mitsubishi Electric Corp フオーカス制御装置
JP2002157750A (ja) * 2000-09-06 2002-05-31 Matsushita Electric Ind Co Ltd 光ディスク装置及び情報の記録再生方法

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