JP2007323755A

JP2007323755A - 光情報記録再生装置

Info

Publication number: JP2007323755A
Application number: JP2006154135A
Authority: JP
Inventors: Katsuhiro Koyama; 勝弘小山; Hiroya Kakimoto; 博哉垣本; Chikao Sekiguchi; 慎生関口; Fuyuki Miyazawa; 冬樹宮澤
Original assignee: Taiyo Yuden Co Ltd
Current assignee: Taiyo Yuden Co Ltd
Priority date: 2006-06-02
Filing date: 2006-06-02
Publication date: 2007-12-13

Abstract

【課題】光束分離素子などの大掛かりな光学系を用いることなく非点収差を抑制して良好な情報記録品位を得ることのできる光情報記録再生装置を提供する。
【解決手段】
光ディスクに記録されているピットからの反射光から得られるＲＦ信号のＤＣジッタ値（ジッタ値またはエラー値）が所定値以下となり且つプッシュプル信号値PPが所定値以上となるようにフォーカスを調節することにより、非点収差によって生ずるフォーカスのズレすなわち焦点ズレを補正し、光ディスクのピット形成面におけるレーザ光スポットの径をできる限り小さくすることができる。これにより、光束分離素子などの大掛かりな光学系を用いることなく非点収差を抑制して、高密度情報記録や大容量情報記録等の光情報記録再生装置の性能を向上させることができ、安定した非収差管理による正確なマークおよびスペースのピット形成が可能であり、低エラーレート、ワイドマージンといった高記録品位を得ることが可能になる。
【選択図】図２

Description

本発明は、レーザ光にて記録媒体に信号の記録動作をおこなう、光情報記録再生装置に関するものである。

光ディスク等の光記録媒体への情報記録は、記録データをＥＦＭ(Eight to Fourteen Modulation)方式や８−１６変調方式で変調し、この変調信号に基づき記録パルスを形成し、この記録パルスに基づいてレーザ光の強度や照射タイミングを制御し、光記録媒体上に記録ピットを形成することにより行われる。

従来の光情報記録再生装置においては、光記録媒体上に照射されるレーザスポットには非点収差が含まれ、この非点収差が光情報記録再生装置の性能向上、すなわち高密度情報記録や大容量情報記録等の性能向上の妨げとなっている。

この非点収差の検出方法として、光ピックアップの半導体レーザからの出射光を平行光束とするコリメータレンズと、前記平行光束を互いに平行かつ光強度分布のほぼ等しい２つの平行光束に分離する光束分離素子と、前記２つの平行光束を微小スポット光としてディスク媒体上に焦点を結ぶ集光レンズと、前記ディスク媒体で反射し、前記集光レンズを通過した２つの平行な反射光束を互いに一つの光束に重ね合わせ、非点収差を検出する方法が提案されている（特開平８−７７５８０号公報「光ピックアップ装置：松下電器」）。
特開平８−７７５８０号公報

光情報記録再生装置において、良好な情報記録品位を得るためには、「発生する収差の抑制」が必要事項となり、非点収差は前記収差の一つに属する。

しかしながら、特開平８−７７５８０号公報に開示される「光ピックアップ装置：松下電器」においては、光束分離素子などを備える必要があるため大掛かりな光学系が必要となり、装置の小型化を妨げる欠点がある。

本発明は前記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、光束分離素子などの大掛かりな光学系を用いることなく非点収差を抑制して良好な情報記録品位を得ることのできる光情報記録再生装置を提供することにある。

本発明は前記目的を達成するために、光記録媒体に対して光ピックアップからレーザ光を照射し、前記光記録媒体に記録対象情報に対応するピットを形成して情報を記録する光情報記録再生装置において、前記光記録媒体に記録されているピットからの反射光から得られるＲＦ信号のジッタ値またはエラー値を検出する記録特性検出手段と、前記反射光からプッシュプル信号の値を検出するプッシュプル信号値検出手段と、前記ジッタ値またはエラー値が所定値以下となり且つ前記プッシュプル信号値が所定値以上となるようにフォーカスを調節するフォーカス調節手段とを備えている光情報記録再生装置を提案する。

本発明の光情報記録再生装置によれば、ＲＦ信号のジッタ値またはエラー値が所定値以下となり且つプッシュプル信号値が所定値以上となるようにフォーカスが調節される。これにより、非点収差によって生ずるフォーカスのズレすなわち焦点ズレを補正し、光記録媒体のピット形成面に近い位置にフォーカスを調節することができ、前記ピット形成面におけるレーザ光スポットの径をできる限り小さくすることができる。

本発明の光情報記録再生装置によれば、光束分離素子などの大掛かりな光学系を用いることなく非点収差を抑制して、光記録媒体のピット形成面におけるレーザ光スポットの径をできる限り小さくすることができるので、高密度情報記録や大容量情報記録等の光情報記録再生装置の性能を向上させることができ、安定した非収差管理による正確なマークおよびスペースのピット形成が可能であり、低エラーレート、ワイドマージンといった高記録品位を得ることが可能になる。

以下、図面を参照して本発明の一実施形態を説明する。

図１は本発明の第１実施形態における光情報記録装置の構成及び光ディスク（光記録媒体）を示す図である。図において、１０は光ディスクで、周知のＤＶＤ、ＨＤ−ＤＶＤ、Ｂｌｕ−ｒａｙディスク等の光記録媒体である。

100は光情報記録装置で、光ピックアップ110と、レーザダイオード（以下、ＬＤと称する）ドライバ121、スライサ122、復調回路123、特性値検出部124、ワンチップＣＰＵ素子（以下、ＣＰＵと称する）125、メモリ127、インタフェース（以下、Ｉ／Ｆと称する）128、光ピックアップ駆動制御回路129とを備えている。尚、ここでは、本発明に特に関係する構成部分のみを記載して説明する。

また、光情報記録装置100には、パーソナルコンピュータやディスプレイ等からなる表示部131と、キーボード等からなる操作部132が接続されている。

光ピックアップ110は、レーザダイオード（以下、ＬＤと称する）111と、フォトディテクタ（以下、ＰＤと称する）112、コリメートレンズ113、対物レンズ114、検出レンズ115、ビームスプリッタ116を有している。ＬＤ111から射出されたレーザ光はコリメートレンズ113とビームスプリッタ116と対物レンズ114を透過して光ディスク１０に照射される。また、光ディスク１０によって反射されたレーザ光は対物レンズ114を透過した後にビームスプリッタ116によって反射され、検出レンズ115を介してＰＤ112に入射される。ＰＤ112は入射した光の光量に対応した値の電流を出力する。

ＬＤドライバ121はＣＰＵ素子125から入力した記録信号に基づいてＬＤ111に駆動電流を供給してＬＤ111を発光させる。

スライサ122は、ＰＤ112から出力電流を所定の閾値でスライスして２値化電圧信号に変換して出力する。

復調回路123は、スライサ122から出力される符号化されている２値化信号を復調してＣＰＵ125に出力する回路であり、例えば、スライサ122から出力された２値化電圧信号である３Ｔ〜１１Ｔのパルス幅でＥＦＭ変調されて符号化された信号を復調したディジタル信号をＣＰＵ125に出力する。

特性値検出部124は、ＰＤ112から出力された電流信号を入力し、この電流値に基づいて光ディスク１０からの反射光からＲＦ信号を再生し、このＲＦ信号から特性値を検出してディジタル情報としてＣＰＵ125に出力する。この反射光から検出する特性値としては、ＲＦ信号のＤＣジッタ値及びプッシュプル信号値を含み、その他の特性値としては、例えば、記録レーザパワーや記録パルス条件に依存し、且つ記録パルス条件を最適化するのに相応しい特性値であるβ、アシンメトリ(Asymmetry)、位相、振幅等を検出している。

ＣＰＵ125は、周知のワンチップＣＰＵ素子で、内部にＣＰＵをどうさせるためのコンピュータプログラムが格納されているメモリ回路126を備えている。また、ＣＰＵ125は、駆動機構部（図示せず）を制御して光ピックアップ110の位置、トラッキング、フォーカスの調整及び光ディスク１０の回転駆動制御を行うと共に、メモリ127に蓄積されているデータテーブルに基づいて外部から入力された情報を光ディスク１０に記録する（書き込む）、或いは光ディスク１０に記録されている情報を読み出して外部装置に出力する。また、光ディスク１０への情報記録時におけるテストを行い最適なレーザ光条件を求めて、情報の記録を行えるようにしている。尚、フォーカスの調整を行う際には、後述するデフォーカス値決定処理を行い、この結果に基づいてフォーカス調整を行う。

メモリ127は、ＣＰＵ125に接続され、内部にはストラテジテーブルとして多種類の光ディスクに対応したデータがデータテーブルに記録されている。

Ｉ／Ｆ128はＣＰＵと外部の表示部131及び操作部132を接続するためのインタフェースであると共に、外部装置とＣＰＵ125との間の記録・再生情報の転送を行う。

光ピックアップ駆動制御回路129は、ＣＰＵ125からの制御指示を受けて、光ピックアップ110の駆動を制御する。この駆動制御には、トラッキング制御、フォーカス制御等を含む。

上記構成では、ＬＤ111から出力されたレーザ光を用いて、光ディスク１０に対する情報の記録再生を行い、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）等の外部装置との間で情報の送受信を行う。

光ディスク１０に対して情報の記録を行う場合は、記録情報を符号化し、この符号化した記録情報をＣＰＵ125で処理することで、光ディスク１０に対する記録条件となるストラデジを決定し、このストラテジをＬＤドライバ121で記録パルスに変換し、この記録パルスに基づいてパルス化されたレーザ光をＬＤ111から出力する。

ＬＤドライバ121は、入力された記録パルスに基づいてＬＤ111を駆動し、ＬＤ111はこの記録パルスに対応して出力レーザ光を制御し、この制御されたレーザ光をコリメートレンズ113、ビームスプリッタ116、対物レンズ114を介して、線速度一定若しくは回転速度一定で回転する光ディスク１０に照射し、これにより光ディスク１０に、所望の記録情報に対応したピットとスペース列からなる記録パターンが記録される。

また、光ディスク１０に情報を記録する際には、周知のように光ディスク１０のテスト領域にテスト情報の記録及びその再生を行って最適なレーザ光の照射条件を決定する。

以下に、本実施形態におけるフォーカス調節方法に関して詳細に説明する。

レンズチルトや光記録媒体１０の反り等によって発生する非点収差により、対物レンズにより光ディスク１０上のピット形成面に集光されるレーザ光スポット径は、図２に示すように、光ディスク１０の半径方向（Ｒａｄ）及び接線方向（Ｔａｎ）においてその最小点位置に差異が生じる。図２において、縦軸はレーザ光スポット径（μｍ）を表し、横軸は対物レンズの移動によるデフォーカス値（μｍ）を表している。また、曲線Ｒａｄは光ディスク１０の半径方向のスポット径を表し、曲線Ｔａｎは光ディスク１０の接線方向のスポット径を表している。

光ディスク１０の半径方向のスポット径は、デフォーカス値が−１μｍ、−０．５μｍ、０μｍ、０．５μｍ、１μｍのとき、それぞれ０．８５μｍ、０．８２μｍ、０．８５μｍ、０．９５μｍ、１．４３μｍであり、デフォーカス値が０．５μｍのときに最小値を示している。

光ディスク１０の接線方向のスポット径は、デフォーカス値が−１μｍ、−０．５μｍ、０μｍ、０．５μｍ、１μｍのとき、それぞれ１．２２μｍ、１．０１μｍ、０．９４μｍ、０．９０μｍ、０．９２μｍであり、デフォーカス値が−０．４μｍのときに最小値を示している。

この非点収差によって生じる、ＤＣジッタ値及びプッシュプル信号値の変化傾向を図３に示す。図３において、縦軸はＤＣジッタ値（％）及びプッシュプル信号の振幅値（％。ジャストフォーカス時を100％とする）を表し、横軸はデフォーカス値（μｍ）を表している。また、曲線ＤＣＪはＤＣジッタ値を表し、曲線ＰＰはプッシュプル信号値を表している。

ＤＣジッタ値は、デフォーカス値が−１μｍ、−０．５μｍ、０μｍ、０．５μｍ、１μｍのとき、それぞれ７８％、２２％、１８％、４５％、１１５％であり、デフォーカス値が−０．１μｍのときに最小値を示している。

プッシュプル信号値は、デフォーカス値が−１μｍ、−０．５μｍ、０μｍ、０．５μｍ、１μｍのとき、それぞれ２％、５８％、７６％、８５％、４２％であり、デフォーカス値が０．２μｍのときに最大値を示している。

本実施形態では、ＤＣジッタ値（ＤＣＪ）が最小値に近くなり且つプッシュプル信号値（ＰＰ）が最大値に近くなるようにデフォーカス値を設定してフォーカスの調節を行う。例えば、ＤＣジッタ値（ＤＣＪ）が最小値になるデフォーカス値と、プッシュプル信号値（ＰＰ）が最大値になるデフォーカス値との間の範囲の中心値にデフォーカス値を設定してフォーカスの調節を行う。これにより、非点収差によって生ずるフォーカスのズレすなわち焦点ズレを補正し、光ディスク１０のピット形成面に近い位置にフォーカスを調節することができ、ピット形成面におけるレーザ光スポットの径をできる限り小さくすることができる。

従って、本実施形態の光情報記録再生装置によれば、光束分離素子などの大掛かりな光学系を用いることなく非点収差を抑制して、高密度情報記録や大容量情報記録等の光情報記録再生装置の性能を向上させることができ、安定した非収差管理による正確なマークおよびスペースのピット形成が可能であり、低エラーレート、ワイドマージンといった高記録品位を得ることが可能になる。

尚、RF信号のJitter値の変わりに、周知のエラー値を用いてもよく、この信号の再生は、既に光ディスク１０に記録されているパターンの再生でも良いし、光ディスク１０のテスト領域に新たに情報を記録してこれを再生しても良い。

尚、プッシュプル信号の変わりに、周知のWobbleＣ／Ｎ値を用いてもよく、この信号の再生は、既に光ディスク１０に記録されているパターンの再生でも良いし、光ディスク１０のテスト領域に新たに情報を記録してこれを再生しても良い。

また、本実施形態では、ＤＣジッタ値（ＤＣＪ）が最小値に近くなり且つプッシュプル信号値（ＰＰ）が最大値に近くなるようにデフォーカス値を設定してフォーカスの調節を行っているが、ＤＣジッタ値（ＤＣＪ）が最小値になるデフォーカス値とプッシュプル信号値（ＰＰ）が最大値になるデフォーカス値との間のデフォーカス値になるようにデフォーカス値を設定してフォーカスの調節を行ってもほぼ同様の効果を得ることができる。

次に、本発明の第２実施形態を説明する。

第２実施形態における装置構成は前述した第１実施形態とほぼ同様であり、第１実施形態と第２実施形態との相違点は、第２実施形態では、ＤＣジッタ値の許容上限値とプッシュプル信号値の許容下限値を予めメモリ127に記憶させてあり、フォーカス調節時にはＤＣジッタ値がその許容上限値よりも低くなり且つプッシュプル信号値がその許容下限値よりも高くなるようにフォーカスの調節を行うようにしたことである。

図４は第２実施形態におけるフォーカス調節方法を説明する図である。図において、縦軸はＤＣジッタ値（％）及びプッシュプル信号の振幅値（％。ジャストフォーカス時を100％とする）を表し、横軸はデフォーカス値（μｍ）を表している。また、曲線ＤＣＪはＤＣジッタ値を表し、曲線ＰＰはプッシュプル信号値を表している。

本実施形態では、ＤＣジッタ値の許容上限値として３．８％を、またプッシュプル信号値の許容下限値として８７％を予めメモリ127に記憶させてあり、フォーカスを調節する際には、ＤＣジッタ値が許容上限値３．８％よりも低く且つプッシュプル信号値が許容下限値８７％よりも高くなるように光ピックアップのフォーカスを調節している。

図４では、ＤＣジッタ値が許容上限値３．８％よりも低くなるデフォーカス値の範囲は−０．４８〜０．１６の範囲Ａであり、プッシュプル信号値が許容下限値８７％よりも高くなる範囲は−０．１９〜０．５１の範囲Ｂである。

本実施形態では、ＤＣジッタ値が前記許容上限値３．８％よりも低くなるデフォーカス範囲Ａと、プッシュプル信号値が前記許容下限値８７％よりも高くなるデフォーカス範囲Ｂとが重なる共通デフォーカス範囲Ｃ（−０．１９〜０．１６）の中心値にデフォーカス値が一致するように光ピックアップのフォーカスを調節する。これにより、非点収差によって生ずるフォーカスのズレすなわち焦点ズレを補正し、光ディスク１０のピット形成面に近い位置にフォーカスを調節することができ、ピット形成面におけるレーザ光スポットの径をできる限り小さくすることができる。

また、本実施形態では、ＤＣジッタ値が前記許容上限値３．８％よりも低くなるデフォーカス範囲Ａと、プッシュプル信号値が前記許容下限値８７％よりも高くなるデフォーカス範囲Ｂとが重なる共通デフォーカス範囲Ｃ（−０．１９〜０．１６）の中心値にデフォーカス値が一致するように光ピックアップのフォーカスを調節しているが、範囲Ａと範囲Ｂが重なる範囲Ｃ内の値にデフォーカス値が一致するようにデフォーカス値を設定してフォーカスの調節を行ってもほぼ同様の効果を得ることができる。

本発明の第１実施形態における光記録装置の構成を示す図本発明の一実施形態における非点収差発生時におけるレーザ光スポットの状態を説明する図本発明の第１実施形態におけるフォーカス調節方法を説明する図本発明の第２実施形態におけるフォーカス調節方法を説明する図

符号の説明

１０…光ディスク（光記録媒体）、100…光情報記録装置、110…光ピックアップ、111…レーザダイオード（ＬＤ）、112…フォトディテクタ（ＰＤ）、113…コリメートレンズ、114…対物レンズ、115…検出レンズ、116…ビームスプリッタ、121…ＬＤドライバ、122…スライサ、123…復調回路、124…特性値検出部、125…ワンチップＣＰＵ素子（ＣＰＵ）、126…メモリ回路、127…メモリ、128…インタフェース（Ｉ／Ｆ）、129…光ピックアップ駆動制御回路、131…表示部、132…操作部。

Claims

光記録媒体に対して光ピックアップからレーザ光を照射し、前記光記録媒体に記録対象情報に対応するピットを形成して情報を記録する光情報記録再生装置において、
前記光記録媒体に記録されているピットからの反射光から得られるＲＦ信号のジッタ値またはエラー値を検出する記録特性検出手段と、
前記反射光からプッシュプル信号の値を検出するプッシュプル信号値検出手段と、
前記ジッタ値またはエラー値が所定値以下となり且つ前記プッシュプル信号値が所定値以上となるようにフォーカスを調節するフォーカス調節手段とを備えている
ことを特徴とする光情報記録再生装置。
前記フォーカス調節手段は、前記光ピックアップの対物レンズをデフォーカスさせながら順次得られた前記ＲＦ信号のジッタ値またはエラー値とプッシュプル信号の値に基づいて、ジッタ値またはエラー値が最小値となるデフォーカス値からプッシュプル信号値が最大値をとるデフォーカス値までの間のデフォーカス範囲を検出し、該デフォーカス範囲内となるようにフォーカスを調節する手段を有する
ことを特徴とする請求項１に記載の光情報記録再生装置。
前記フォーカス調節手段は、前記デフォーカス範囲の中心にフォーカスを調節する手段を有する
ことを特徴とする請求項２に記載の光情報記録再生装置。
前記ジッタ値またはエラー値の許容上限値と前記プッシュプル信号の値の許容下限値とが予め記憶されている記憶手段を備えると共に、
前記フォーカス調節手段は、前記記録特性検出手段によって検出されたジッタ値またはエラー値が前記許容上限値よりも低く且つ前記プッシュプル信号値検出手段によって検出されたプッシュプル信号値が前記許容下限値よりも高くなるように前記光ピックアップのフォーカスを調節する手段を有する
ことを特徴とする請求項１に記載の光情報記録再生装置。
前記フォーカス調節手段は、前記記録特性検出手段によって検出されたジッタ値またはエラー値が前記許容上限値よりも低くなるデフォーカス範囲と、前記プッシュプル信号値検出手段によって検出されたプッシュプル信号値が前記許容下限値よりも高くデフォーカス範囲とが重なる共通デフォーカス範囲の中心値にデフォーカス値が一致するように前記光ピックアップのフォーカスを調節する手段を有する
ことを特徴とする請求項４に記載の光情報記録再生装置。