JP2008299982A - 光ディスク、光ディスク装置および光ディスク装置の制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】
複数の記録層を持つ光ディスクに対し、対物レンズの駆動によってレーザー光焦点が各記録層を通過する際に、記録層ごとの光感度の違いなどによって焦点が通過する記録層のデータを劣化させる恐れがある。
【解決手段】
焦点誤差信号より記録層の切り替えを行う焦点位置移動において、レーザー光が集光している記録層から隣り合わない別の記録層へ焦点位置を移動する際に通過する記録層に応じて、焦点での光強度または光密度を低下させることによって、光ディスク上のデータの劣化を防ぐ。
【選択図】 図１

Description

本発明は記録層を複数有する光ディスクに対してデータ記録または再生を行う光ディスク装置に関するものである。

現在、規格化されているデジタルバーサタイルディスク（Digital Versatile Disc 以下、ＤＶＤという）において片面２層ディスクは、０．６ｍｍの２枚の円板の各々に記録層を作っておき、アルミの高反射率膜を付けた円板と半透明の金の反射膜を付けた円板とを貼り合わせることで片面から複数の記録層へのアクセスを可能とする。

２層ディスクに対して、対物レンズを移動し、フォーカスエラー信号に基づき記録層毎に、ある対物レンズの位置でフォーカスが合っている点（以下、合焦点という）へ焦点を合わせることで各記録層へのアクセス、記録されている情報の読み取りが可能となり、この層間の合焦点移動（これを、以下、層間ジャンプという）については、例えば、特許文献１や特許文献２に記載されている。

特開平９−５０６３０号公報 特開平１１−３４５４２０号公報

片面２層ディスクの各記録層に対するアクセスは光ヘッドの対物レンズの駆動を制御することで行われる。図２(a)に一例を示す。図２(a)において、対物レンズ102の駆動信号を徐々に上げると、対物レンズ102はディスクに近づく方向に移動する。対物レンズ102の移動に伴いフォーカスエラー(焦点誤差)信号は第二の記録層204、第一の記録層203それぞれに対し、合焦点がそれぞれ出現する。

青色レーザーで高密度記録を行うBlu-ray DiscやHD-DVDなどでは、従来のDVDディスクと比較して記録層あたり約3〜5倍の記憶容量を有し、さらに一枚のディスクに複数の記録層を持たせることで記録容量を増加させている。さらなる大容量化を目的に３層以上の記録層を持つディスクが考案されている。このように記録層の数が３以上のディスクについて、現在焦点制御を行っている記録層と次に焦点制御を行う記録層との間に別の記録層が存在する場合、アクセス時間短縮などを目的に効率よく層間ジャンプを行うために途中の記録層を通過して目標の記録層まで一気に焦点位置を移動することが考えられる。

一方で複数の記録層を持つディスクでは、材質や構造の違いなどから、各記録層の光感度が異なることが考えられる。

光ディスク装置は記録または再生に適した光強度を学習し、最適な光強度でレーザーを発光させ、情報の記録、再生を行う。したがって、各記録層の光感度の違いから、たとえば光感度の低い記録層の再生に適した光強度のレーザー光が、光感度の高い記録層に照射されると、記録層の物理状態が変化し、記録したデータを劣化させる恐れがある。

たとえば図２（b）の例に示すような四つの記録層を持つ光ディスクにおいて、第四の記録層206から第一の記録層203に焦点位置を移動するとする。

各記録層の光感度の関係を例えば以下とする。
(第四或いは第一の記録層)＜(第三或いは第二の記録層)
つまり各記録層に対する最適な光感度の関係は以下の通りとなる。
(第四或いは第一の記録層)＞(第三或いは第二の記録層)
この様な光感度の異なる記録層を持つ光ディスクに対し、焦点位置の記録層間の移動中に焦点の光強度が第四の記録層206あるいは第一の記録層203に最適な光強度であると、焦点の移動によって第三の記録層205あるいは第二の記録層204を通過する際にこれらの層に記録されている情報を劣化させる恐れがある。

本発明の目的は上記課題を解決する光ディスクおよび光ディスク装置を提供するものである。

複数の記録層を持つ光ディスクにおける層間ジャンプ動作において、レーザー光が集光している記録層から隣り合わない別の記録層へ焦点位置を移動する際に、移動中に焦点が通過する記録層に関連して、焦点での光強度または光密度を補正し、焦点での光強度または光密度を低下させる補正手段とする。

ディスクに記録されたデータの層間ジャンプによる劣化を防止する。

以下に本発明の実施例を説明する。

図１に本発明における実施の一形態を示す。

図１において、101は片面からアクセス可能な複数の記録層を持つ光ディスク、102はレーザー光をディスクの記録層に集光するための対物レンズ、103は対物レンズ102を移動するための移動手段、104は光ディスクから反射されるレーザー光を受光する受光器、105は受光器104により受光されたレーザー光からディスク上のレーザー光焦点と記録層とのずれを示す焦点誤差信号を生成する誤差信号生成手段、106は移動手段102を駆動するための駆動信号を生成する制御手段、107は駆動信号に応じて移動手段103に駆動電圧を供給する駆動電圧供給手段、108はレーザー、109はレーザー108の強度を制御する強度制御手段、110はディスク上の焦点の収差を補正するための収差補正機構、111は収差補正機構110を動作して収差補正を行う収差補正機構制御手段である。

図１において102から104、108、110で光ヘッドを構成する。さらに109を含んで光ヘッドを構成する場合もある。

図１の装置は、対物レンズ103がレーザー108から出射されるレーザー光を光ディスク101上に集光し、焦点を生じる。

ひとつの記録層に焦点の位置付けする場合の位置制御について例を挙げて説明する。受光器104によって光ディスク101から反射されたレーザー光を受光し、誤差信号生成手段105は受光されたレーザー光より焦点誤差信号を生成する。制御手段106は前記焦点誤差信号に応じて駆動信号を生成し、駆動電圧供給手段107は前記駆動信号に応じて移動手段103に電圧を共有し対物レンズ102の位置を移動し焦点位置を補正する。このようにして焦点と記録層との位置ずれを、レンズの位置にフィードバックすることで焦点位置を精密に制御している。

ここである記録層へ位置制御を行ったあとで、別の記録層に焦点の位置を移動、移動先の記録層に対する位置制御を行う層間ジャンプの一例を、図２(b)を用いて説明する。

図２(b)において、101の光ディスクは四つの記録層を持ち、203は第一の記録層、204は第二の記録層、205は第三の記録層、206は第四の記録層であり、102の対物レンズの移動により各記録層に焦点を位置付けする。

例として対物レンズ102を移動し焦点を第四の記録層206の位置から第一の記録層203の位置に移動することを考える。対物レンズ102の移動の際、前述の記録層への焦点位置の追従制御を行っているフィードバック制御はループを開くかまたはマスクする。記録層間の焦点移動に伴って、ディスクからの反射光より生成される焦点誤差信号は図２(b)に示すように推移する。すなわち、第四の記録層206に焦点が合う位置では焦点誤差信号は振幅のほぼ中心にあり、ここから第一の記録層203の方向に対物レンズ102を移動することで、焦点位置と第四の記録層206との距離に応じた誤差信号が生じる。焦点位置が第三の記録層205付近に来ると、焦点位置と第三の記録層205との位置ずれに応じた焦点誤差信号が生じる。このように、第四の記録層206から第一の記録層203まで焦点位置を移動する際、焦点が第三の記録層205と第二の記録層204を通過し、記録層付近ではそれぞれの記録層と焦点との位置関係に応じた焦点誤差信号が生じる。

例のように第四の記録層206から第一の記録層203まで焦点を移動させる際、焦点誤差信号は記録層を通過した際に変動するので、これを観測すれば移動中の焦点のおよその位置を知ることができる。

このように誤差信号を観測する方法以外にも、レンズを一定の速度で移動させることにより、移動時間によって焦点位置の移動位置をおよそ知ることができる。したがって時間による位置管理も考えられる。

例えば対物レンズの移動速度をＶ(μm/秒)、第一の記録層と第四の記録層との距離をＤ(μm)とすると、第一の記録層から第四の記録層まで焦点を移動するのにかかる時間はＴ＝Ｄ/Ｖ(秒)となる。例えば第一から第四までの記録層が等間隔に存在する場合、移動開始から第二、第三の記録層までの到達時間はそれぞれＴ／３(秒)、２×Ｔ／３(秒)後であり、駆動時間によって各記録層に対する焦点位置を知ることができる。

このように移動中の焦点の位置情報を取得し、焦点位置が第一の記録層203の位置付近まで移動したらその位置でフィードバックサーボ制御を再開、つまり前に説明した焦点の位置付け制御を行えば、焦点位置を第一の記録層203に位置付けすることができる。

上記の例のように複数の記録層を有する光ディスクにおいて、焦点位置が隣り合わない記録層間を移動する場合、焦点がひとつ以上の記録層を通過する。そのため、各層の光感度などの違いから、焦点が各記録層を通過する際に記録情報の劣化が発生する場合がある。

図１の装置ではこのような情報の劣化を防ぐため、焦点の記録層間の移動に伴って焦点でのレーザー光強度を変化させる。

記録層間の移動を行う際、図２の例で説明したように、対物レンズ102を移動させる。この際、制御手段106は駆動電圧供給手段107によって移動手段103に電圧を供給する。対物レンズ102の移動中には、焦点が記録層を通過するため、焦点でのレーザー光強度を低下させる。

焦点でのレーザー光強度を低下させる手段としては、レーザー108に電圧あるいは電流を供給している光強度制御手段109によって、レーザー108に供給する電圧あるいは電流量を減少する方法がある。こうすることでレーザー108の発光強度が低下し、焦点での光強度も低下する。

また、これ以外にもレーザー光の焦点の収差を補正する収差補正機構110を収差補正機構制御手段111によって制御し、焦点での収差を増加させ、レーザー光の焦点での光密度を低下させる方法がある。

図３に収差による焦点のレーザー光強度の低下について例示した。図３(1)では収差がない例を示している。レンズの外側と内側を通るレーザー光束がほぼ一点一転で集光して焦点をなしているため、焦点での光密度は高くなる。一方図３(2)では、収差のため、レンズの外側を通るレーザー光束の焦点は、レンズの内側を通るレーザー光束の焦点と比較して、レンズに近い位置に生じる。このように、レーザー光成分によって異なる距離で焦点を結ぶため、焦点での光密度は収差がないときよりも低くなる。

収差補正機構110は光ディスクごとの板厚ばらつきなどによる収差を補正するために設けられ、この収差補正機構110を層間ジャンプ時の光密度の低減に利用することができる。

一般的な収差補正機構110の一例としては、レーザー光路中にある収差補正用のレンズや、レーザー断面内でのレーザー光特性を変化させる液晶素子が挙げられる。

また、焦点位置を記録層間で移動する動作中にレーザー光の焦点での強度を常に一定にしておく必要はなく、焦点の移動にあわせて焦点の位置情報あるいは駆動開始からの時間情報を参照し、強度を段階的に変化する制御方法も考えられる。

また、本実施例では例として４つの記録層を持つ光ディスクを挙げたが、本発明は３つ以上の記録層を持つ光ディスクに適用可能であり、記録層の数はこれに限ったものではない。

図４に本発明における実施の別の一形態を示す。
図４において、413は記録層のレーザー光に対する感度情報を取得する光感度情報取得手段であり、その他の手段については図１と同様の参照番号を付け、説明を省略する。

図４の装置は実施例１と同じく複数の記録層を持つ光ディスク101の各記録層に焦点位置を位置づけ可能な光ディスク装置である。

光感度情報取得手段413は、受光器104によって得られる光ディスクからのレーザー光の反射光により、記録層の光感度情報を取得する。

光感度情報の取得方法の一例を示す。記録層に対して異なる光強度でデータの記録を行い、該データの再生を行った際の再生信号またはデータの再生品質によって光感度情報を学習し、取得する方法が挙げられる。異なる光強度に対する各記録層の光感度情報によって、各記録層での再生に適した光強度や、記録層のデータを劣化させない光強度を推定することができる。

図４の実施では、該光感度情報を元に、記録層間の焦点移動の際、強度制御手段109はレーザー108の発光強度を低下させる。または収差調整機構制御手段111は収差調整機構112により収差を調整しレーザー光の焦点における光密度を低下させる。

このようにして取得された光感度情報を、該光ディスク101上にデータとして記録する。このとき該データを記録する光ディスク101上の格納領域は、ディスク内週或いは外周側に設けられたレーザー強度の調整に利用される領域を利用したり、専用の格納領域を設けることが考えられる。

図６に該データの格納領域について例示する。
図６は四つの記録層を持つ光ディスクにおける、ディスク領域の構成を示した図である。図２と同様の参照番号を付けたものについては説明を省略する。各記録層は、ディスク内周側の管理領域、ユーザーデータ領域、外周側の管理領域をそれぞれ有している。内週側の調整領域はディスク内周側の管理領域内に配置される。該データの学習を内周側管理領域または外周側管理領域で行うことで、ユーザーデータ領域に記録されたデータを劣化させることなく光感度情報を取得することができる。さらに内周側管理領域615に含まれる調整領域618において該データの学習を行うことで、管理データの劣化も防ぐことができる。

前期光感度情報取得手段413は、光ディスク101上にデータとして記録された光感度の情報を再生することで光感度情報を取得してもよく、前述のデータの記録再生によって光感度情報を取得する方法よりも、短時間のうちに情報を取得できる。

また、学習された該データを、対物レンズ側のディスク面に最も近接する第四の記録層206の内周側管理領域または外周側管理領域に記録する。これにより、該データを再生することで焦点が記録層を通過する前に光感度情報を取得でき、光ディスク上のデータの劣化に対する安全性がより高まる。

図５に本発明における実施の別の一形態を示す。

図５において、514は光強度学習手段であり、その他の手段については図５と同様の参照番号を付け、説明を省略する。

図５の装置は実施例１と同じく複数の記録層を持つ光ディスク101の各記録層に焦点位置を位置づけ可能な光ディスク装置である。

層間ジャンプにおける光強度制御手段109によるレーザー108の発光強度の制御や、収差調整機構制御手段111と収差調整機構110によるレーザー光焦点での収差の制御により、レーザーの焦点が記録層を通過する際の記録情報の劣化を抑制する。一方で、焦点誤差信号による位置制御を行う場合には、上記方法で低下させたレーザー光の焦点での光強度は、焦点誤差信号の振幅が十分に得られる程度である必要がある。

そこで、514の光強度学習手段により、焦点誤差信号の振幅が十分に得られる光強度を学習する光ディスク装置を構成する。

光強度学習手段514は駆動電圧供給手段107によって移動手段103が移動される間、誤差信号生成手段105によって生成された誤差信号を観測し、誤差信号の振幅を取得する。

制御手段106はレーザー光の光強度情報ないし収差補正機構の状態を焦点での光強度ないし光密度が低下する方向に変化させ、各記録層付近で移動手段103を動かしたとき、光強度学習手段514は十分な誤差信号の振幅が得られた最小光強度ないし光密度を与えるレーザー光の光強度情報ないし収差補正機構の状態を学習する。

学習されたレーザー光強度を元に、記録層間の焦点移動の際、光強度制御手段109はレーザー108の発光強度を低下させる。または、学習された収差を元に、収差調整機構制御手段111は収差調整機構112によってレーザー光焦点の収差を調整し、焦点での光密度を低下させる。

本実施においても、実施例２と同様に該学習結果を光ディスク上にデータとして記録する。データの格納領域は実施例２と同様にディスクの内外周に設けられた領域に記録することが考えられる。

また、前記光強度学習手段514は、光ディスク上にデータとして記録された該学習結果の情報を再生することで学習結果を取得してもよい。

複数の記録層を持つ光ディスクへ情報を記録あるいは再生する光ディスク装置の構成図。 ４つの記録層を持つ光ディスク上の焦点移動による焦点誤差信号を示す図。 収差によるレーザー光焦点の集光の違いを示す図。 複数の記録層を持つ光ディスクの光感度情報の取得手段を有する光ディスク装置の構成図。 複数の記録層を持つ光ディスクの焦点誤差信号に対する光強度情報を学習する光ディスク装置の構成図。 複数の記録層を持つ光ディスクにおけるデータ構造を示した図。

符号の説明

101… 光ディスク、 102… 対物レンズ、 103… 移動手段、 104… 光検出器、
105… 誤差信号生成手段、 106… 制御手段、 107… 駆動電圧供給手段、
108… レーザー、 109… 光強度制御手段、 110… 収差調整機構、
111… 収差調整機構制御手段、 112… 光ヘッド、 203… 第一の記録層、
204… 第二の記録層、 205… 第三の記録層、 206… 第四の記録層、
413… 光感度情報取得手段、 514… 光強度学習手段。

Claims (12)

1. Ｎ個(Ｎ≧３で整数)の記録層を有する光ディスクに記録または再生する光ディスク装置であって、
   光ディスクにレーザー光を集光しレーザ光の焦点を位置付ける対物レンズと、
   光ディスクからの反射光より記録層に対する焦点の誤差信号を生成する誤差信号生成手段と、
   誤差信号に関連して前記対物レンズをディスク記録層に対し垂直方向に駆動するための駆動手段と、
   対物レンズによって生じるレーザー光の焦点での光強度または光密度を補正する補正手段を有し、
   駆動手段により対物レンズを駆動し、誤差信号生成手段で検出される焦点誤差信号より、記録層の切り替えを行う焦点位置移動で、
   レーザー光が集光している記録層から、隣り合わない別の記録層へ焦点位置を移動する際に、通過する記録層の数が１以上の場合に、補正手段は通過する記録層の焦点での光強度または光密度を調整することを特徴とする光ディスク装置。
2. 請求項１に記載の光ディスク装置において、
   前記補正手段はレーザーの駆動電流あるいは駆動電圧を制御する制御手段であって、
   レーザーの光出力を制御することで焦点の光強度を調整することを特徴とする光ディスク装置。
3. 請求項１に記載の光ディスク装置において、
   前記補正手段は前記対物レンズによって生じるレーザー光の焦点の収差を調整する手段であって、
   通過する記録層での収差を制御することでレーザー光の焦点での光密度を調整することを特徴とする光ディスク装置。
4. 請求項１に記載の光ディスク装置において、
   前記補正手段がレーザー光の焦点での光強度を調整する際、
   該光強度は少なくとも前記誤差信号生成手段によって焦点誤差信号を生成しうる光強度以上であることを特徴とする光ディスク装置。
5. 請求項１に記載の光ディスク装置において、
   前記補正手段によって補正された焦点移動中のレーザー光焦点の光強度は、移動前の焦点位置の記録層、移動目標の焦点位置の記録層、および移動途中に通過する記録層に記録された情報を再生する際の記録層ごとの最適なレーザー光強度のうち最も低い光強度以下であることを特徴とする光ディスク装置。
6. 請求項１に記載の光ディスク装置において、
   レーザー光の焦点位置を検出する焦点位置検出手段を有し、
   焦点の移動中には前記焦点位置検出手段により検出された焦点位置情報に応じて前記補正手段はレーザー焦点の光強度の補正を行うことを特徴とする光ディスク装置。
7. 請求項１に記載の光ディスク装置において、
   各記録層の光感度の情報を取得する光感度情報取得手段を備え、
   焦点の移動中に焦点が通過しようとする記録層の該光感度情報に応じて
   前期補正手段はレーザー焦点の光強度を補正することを特徴とする光ディスク装置。
8. 請求項１に記載の光ディスク装置において、
   各記録層の光感度の情報を取得する光感度情報取得手段を備え、
   該光感度情報を該光ディスクに記録することを特徴とする光ディスク装置。
9. 請求項１に記載の光ディスク装置において、
   各記録層の光感度の情報を取得する光感度情報取得手段を備え、
   該光感度情報を前期光ディスクの持つ複数の記録層のうち、
   前記対物レンズから最も近くにある層に記録することを特徴とする光ディスク装置。
10. 複数の記録層を有し、複数の記録層に対しディスクの一方の面側からレーザー光を照射して情報の記録または再生を行う光ディスクであって、
    各記録層での記録膜の光感度の情報をレーザー光照射表面に最も近接する記録層に記録されたことを特徴とする光ディスク。
11. 複数の記録層を有する光ディスクの各層にレーザー光の焦点を位置付けすることのできる光ディスク装置のレーザー光強度の学習方法であって、
    ディスクにレーザー光を集光するための対物レンズを用いて、ディスクからの反射光より記録層に対する焦点の誤差信号を生成する誤差信号生成ステップと、
    誤差信号に関連して対物レンズをディスク記録層に対し垂直方向に駆動するための駆動ステップと、
    対物レンズによって生じるレーザー光の焦点での光強度または光密度を補正する補正ステップと、
    レーザー光の発光強度を学習する光強度学習ステップを有し、
    学習ステップは、誤差信号生成ステップで検出される焦点誤差信号により、各記録層において誤差信号を生成することができる発光強度を学習するステップを有することを特徴とするレーザー光強度の学習方法。
12. Ｎ個(Ｎ≧３で整数)の記録層を有する光ディスクの光ディスク装置の制御方法であって、
    ディスクにレーザー光を集光するための対物レンズを用いてディスクからの反射光より記録層に対する焦点の誤差信号を生成する誤差信号生成ステップと、
    誤差信号に関連して前記対物レンズをディスク記録層に対し垂直方向に駆動するための駆動ステップと、
    対物レンズによって生じるレーザー光の焦点での光強度または光密度を補正する補正ステップを有し、
    駆動ステップにより対物レンズを駆動して、誤差信号生成手段で検出される焦点誤差信号より、記録層の切り替えを行う焦点位置移動で、
    レーザー光が集光している記録層から、隣り合わない別の記録層への焦点位置を移動する際に、通過する記録層の数が１以上の場合、前記補正手段は通過する記録層に応じて
    焦点での光強度または光密度を調整するステップを有することを特徴とする光ディスク装置の制御方法。

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