JP2009170036A - 光ディスク装置及び対物レンズ制御方法 - Google Patents
光ディスク装置及び対物レンズ制御方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2009170036A JP2009170036A JP2008007307A JP2008007307A JP2009170036A JP 2009170036 A JP2009170036 A JP 2009170036A JP 2008007307 A JP2008007307 A JP 2008007307A JP 2008007307 A JP2008007307 A JP 2008007307A JP 2009170036 A JP2009170036 A JP 2009170036A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light beam
- objective lens
- optical disc
- servo
- reflected
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Optical Recording Or Reproduction (AREA)
- Optical Head (AREA)
- Optical Record Carriers And Manufacture Thereof (AREA)
Abstract
【課題】光ディスクに2層設けられた位置決め層を利用して記録層内の目標位置に光ビームを集光する際の焦点位置を高精度に制御し得るようにする。
【解決手段】光ディスク装置20は、トラッキングチルトエラー信号生成回路23Fによって(6)式に従いトラッキングシフトエラー信号STE1及びSTE2を目標位置PGの深さdに応じた比率で加算することによりトラッキングチルトエラー信号SLE1を算出し、これを基に対物レンズ11をトラッキングチルト方向へ回転駆動することにより、青色光ビームLb1の焦点Fb1をトラッキングシフト方向へ移動させて目標位置PGに合わせることができ、さらに対物レンズ11及び12を介した青色光ビームLb1の検出結果を基に、可動ミラー62における反射面62Aの角度をトラッキングシフト方向に制御することにより、焦点Fb2を焦点Fb1に合わせることができる。
【選択図】図12
【解決手段】光ディスク装置20は、トラッキングチルトエラー信号生成回路23Fによって(6)式に従いトラッキングシフトエラー信号STE1及びSTE2を目標位置PGの深さdに応じた比率で加算することによりトラッキングチルトエラー信号SLE1を算出し、これを基に対物レンズ11をトラッキングチルト方向へ回転駆動することにより、青色光ビームLb1の焦点Fb1をトラッキングシフト方向へ移動させて目標位置PGに合わせることができ、さらに対物レンズ11及び12を介した青色光ビームLb1の検出結果を基に、可動ミラー62における反射面62Aの角度をトラッキングシフト方向に制御することにより、焦点Fb2を焦点Fb1に合わせることができる。
【選択図】図12
Description
本発明は光ディスク装置及び対物レンズ制御方法に関し、例えば光ディスクに微小なホログラムを多層に記録する光ディスク装置に適用して好適なものである。
従来、光ディスク装置においては、CD(Compact Disc)、DVD(Digital Versatile Disc)及びBlu−ray Disc(登録商標、以下BDと呼ぶ)等、光ディスクに対して光ビームを照射し、その反射光を読み取ることにより情報を再生するようになされたものが広く普及している。
またかかる従来の光ディスク装置では、当該光ディスクに対して光ビームを照射し、当該光ディスクの局所的な反射率等を変化させることにより、情報の記録を行うようになされている。
この光ディスクに関しては、当該光ディスク上に形成される光スポットの大きさは、およそλ/NA(λ:光ビームの波長、NA:開口数)で与えられ、記録密度はこの値に反比例することが知られている。例えば、BD方式では、直径120[mm]の光ディスクにおよそ25[GB]のデータを記録することができる。
ところで光ディスクには、音楽コンテンツや映像コンテンツ等の各種コンテンツ、或いはコンピュータ用の各種データ等のような種々の情報が記録されるようになされている。特に近年では、映像の高精細化や音楽の高音質化等により情報量が増大し、また1枚の光ディスクに記録するコンテンツ数の増加が要求されているため、当該光ディスクのさらなる大容量化が要求されている。
そこで光ディスク装置のなかには、ホログラムを利用して光ディスクの一様な記録層内に定在波を多層構造で記録することにより大容量化を図ったものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。
特開2007−220206公報(第24図)
ところで、かかる構成の光ディスク装置に対応した光ディスクでは、記録層内が一様であるため、トラック等が形成された位置決め用のサーボ層を別途設け、当該サーボ層を利用して当該記録層内における記録位置を特定させるようになされている。また、光ディスクとしては、サーボ層を2層有する構成が考えられる。
例えば図1に示すように、光ディスク装置1は、情報を記録する場合、所定の位置制御光ビームLr1をビームスプリッタ3により透過させ、対物レンズ4により光ディスク2のサーボ層2Aに集光させる。
光ディスク装置1は、光ディスク2のサーボ層2Aにおいて位置制御光ビームLr1が反射されてなる戻り光を検出し、その検出結果に応じて対物レンズ4のフォーカス制御及びトラッキング制御といった位置制御を行うことにより、位置制御光ビームLr1をサーボ層2Aの目標トラックTG1に合焦させる。
また光ディスク装置1は、位置制御光ビームLr2をビームスプリッタ5により透過させ、対物レンズ6により光ディスク2のサーボ層2Bに集光させる。
光ディスク装置1は、光ディスク2のサーボ層2Bにおいて位置制御光ビームLr2が反射されてなる戻り光を検出し、その検出結果に応じて対物レンズ6のフォーカス制御及びトラッキング制御といった位置制御を行うことにより、位置制御光ビームLr2をサーボ層2Bの目標トラックTG2に合焦させる。
この状態で光ディスク装置1は、記録再生光ビームLb2をビームスプリッタ3により反射させ、位置制御された対物レンズ4を介して光ディスク2の記録層2C内における目標位置PGに合焦させる。同様に光ディスク装置1は、記録再生光ビームLb2をビームスプリッタ5により反射させ、位置制御された対物レンズ6を介して光ディスク2の記録層2C内における目標位置PGに合焦させる。
これにより光ディスク装置1は、光ディスク2の記録層2C内における目標位置PGにおいて、記録再生光ビームLb1及びLb2を干渉させることができ、当該目標位置PGに図2に示すようなホログラムでなる記録マークRMを形成することができる。
すなわち光ディスク2では、図3(A)に示すように、記録層2C内の目標位置PGは、目標トラックTG1からサーボ層2A(及び光ディスク2の表面等)の法線方向へ所定の距離dだけ移動した位置となる。
この場合、光ディスク装置1は、位置制御光ビームLr1及び記録再生光ビームLb1の光軸を一致させ、当該光軸をサーボ層2Aに垂直に入射させている(すなわち法線と一致させている)ため、目標トラックTG1の真下に焦点Fb1を位置させ、目標位置PGに合わせることができる。
因みに光ディスク装置1は、情報を再生する場合、位置制御光ビームLr1及び記録再生光ビームLb1のみを用い、目標位置PGに記録再生光ビームLb1を照射しその反射光を読み取るようになされている。
しかしながら光ディスク装置1は、光ディスク2自体の反りや光ディスク装置1に対する傾き等の要因により、図3(B)に示すように、位置制御光ビームLr1をサーボ層2Aに垂直に入射させ得ない場合がある。
ここでサーボ層2Aの法線と位置制御光ビームLr1の光軸とのなす角をθ[°]とすると、光ディスク装置1は、記録再生光ビームLb1の焦点Fb1を正しい目標位置PGからずれ量E=d×sinθだけ相違させてしまう。
規格上、DVD方式におけるトラックピッチは約0.74[μm]、BD方式におけるトラックピッチは約0.32[μm]である。ここで、例えば距離d=400[μm]、傾き角度θ=0.1[°]とすると、焦点F2と目標位置PGとのずれ量Eは、d×sinθ≒0.7[μm]となり、DVD方式の1トラック分、あるいはBD方式の2トラック分に相当する。
このため光ディスク装置は、情報を再生する際に、異なるトラックの情報を誤って読み込んでしまう恐れがある。
さらに光ディスク装置1は、位置制御光ビームLr1の光軸上から目標トラックTG2が外れてしまうため、記録再生光ビームLb2の焦点Fb2を記録再生光ビームLb1の焦点Fb1から離隔させてしまう。
すなわち光ディスク装置1は、情報を記録する際、記録再生光ビームLb1及びLb2を正しく干渉させることができなくなってしまうため、当該情報を正しく記録し得ない恐れがある。
また光ディスク装置は、仮に記録再生光ビームLb2の焦点Fb2を記録再生光ビームLb1の焦点Fb1に合わせることができたとしても、記録マークRMの形成位置を目標位置PGから相違させてしまい、さらには目標位置PGと異なるトラックに記録マークRMを形成し、既存の情報を上書きしてしまう恐れもある。
このように光ディスク装置1は、光ディスク2の傾き等が生じた場合、情報の記録精度及び再生精度を大幅に低下させてしまう恐れがあるという問題があった。
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、光ディスクに2層設けられた位置決め用のサーボ層を利用して記録層内の目標位置に光ビームを集光する際の焦点位置を高精度に制御し得る光ディスク装置及び対物レンズ制御方法を提案しようとするものである。
かかる課題を解決するため本発明の光ディスク装置においては、略ディスク状でなり、情報を表す記録マークにより内部にディスク面と略平行な1層以上のマーク層を形成する記録層と、ディスク面上における位置を特定するための第1サーボ層及び第2サーボ層とを有する光ディスクに対し、同一の光源から出射される第1光ビーム及び第2光ビームを第1対物レンズ及び第2対物レンズにより記録層内における同一の焦点位置にそれぞれ集光し情報を記録する光ディスク装置において、所定の第3光ビームが第1対物レンズにより第1サーボ層に集光された際に反射されてなる第3反射光ビームを検出する第3反射光検出部と、第3反射光ビームの検出結果を基に第3光ビームを第1サーボ層の目標サーボ位置に合焦させるよう、第1対物レンズを光ディスクに近接又は離隔させるフォーカス方向及び光ディスクの内周又は外周へ向かうトラッキングシフト方向に位置制御する第1制御部と、所定の第4光ビームが第2対物レンズにより第2サーボ層に集光された際に反射されてなる第4反射光ビームを検出する第4反射光検出部と、第4反射光ビームの検出結果を基に第4光ビームを第2サーボ層の目標サーボ位置に合焦させるよう、第2対物レンズをフォーカス方向及びトラッキングシフト方向に位置制御する第2制御部と、トラッキングシフト方向に関する第1反射光ビーム及び第2反射光ビームの検出結果を基に、目標サーボ位置と対応する目標位置に第1光ビームを合焦させるよう、第1対物レンズのトラッキングシフト方向への傾きを制御する第3制御部と、第1光ビームが第1サーボ層を透過し第2対物レンズにより収束されてなる透過光ビームを検出する透過光検出部と、第2対物レンズに対する第2光ビーム及び第4光ビームのトラッキングシフト方向に関する入射角度を調整する入射角度調整部と、透過光ビームの検出結果に基づき第2光ビームの焦点を第1光ビームの焦点に一致させるよう、入射角度調整部を介し入射角度を制御する第4制御部とを設けるようにした。
この光ディスク装置では、トラッキング方向に関する第1対物レンズ及び第2対物レンズの移動量の差異を基に、第1光ビームの焦点と目標位置との距離を間接的に求めることができ、当該距離に応じて第1対物レンズをトラッキングシフト方向へ傾けると共に、第1光ビームに合わせて第2対物レンズに対する第2光ビームの入射角度を調整することができる。
また本発明の対物レンズ制御方法においては、略ディスク状でなり、情報を表す記録マークにより内部にディスク面と略平行な1層以上のマーク層を形成する記録層と、ディスク面上における位置を特定するための第1サーボ層及び第2サーボ層とを有する光ディスクに対し、同一の光源から出射される第1光ビーム及び第2光ビームを第1対物レンズ及び第2対物レンズにより記録層内における同一の焦点位置にそれぞれ集光し情報を記録する光ディスク装置の対物レンズ制御方法において、所定の第3光ビームが第1対物レンズにより第1サーボ層に集光された際に反射されてなる第3反射光ビームを検出する第3反射光検出ステップと、第3反射光ビームの検出結果を基に第3光ビームを第1サーボ層の目標サーボ位置に合焦させるよう、第1の対物レンズを光ディスクに近接又は離隔させるフォーカス方向及び光ディスクの内周又は外周へ向かうトラッキングシフト方向に位置制御する第1制御ステップと、所定の第4光ビームが第2対物レンズにより第2サーボ層に集光された際に反射されてなる第4反射光ビームを検出する第4反射光検出ステップと、第4反射光ビームの検出結果を基に第4光ビームを第2サーボ層の目標サーボ位置に合焦させるよう、第2の対物レンズをフォーカス方向及びトラッキングシフト方向に位置制御する第2制御ステップと、トラッキングシフト方向に関する第1反射光ビーム及び第2反射光ビームの検出結果を基に、目標サーボ位置と対応する目標位置に第1光ビームを合焦させるよう、第1対物レンズのトラッキングシフト方向への傾きを制御する第3制御ステップと、第1光ビームが第1サーボ層を透過し第2対物レンズにより収束されてなる透過光ビームを検出する透過光検出ステップと、透過光ビームの検出結果に基づき第2光ビームの焦点を第1光ビームの焦点に一致させるよう、第2対物レンズに対する第2光ビーム及び第4光ビームのトラッキングシフト方向に関する入射角度を制御する第4制御ステップとを設けるようにした。
この対物レンズ制御方法では、トラッキング方向に関する第1対物レンズ及び第2対物レンズの移動量の差異を基に、第1光ビームの焦点と目標位置との距離を間接的に求めることができ、当該距離に応じて第1対物レンズをトラッキングシフト方向へ傾けると共に、第1光ビームに合わせて第2対物レンズに対する第2光ビームの入射角度を調整することができる。
本発明によれば、トラッキング方向に関する第1対物レンズ及び第2対物レンズの移動量の差異を基に、第1光ビームの焦点と目標位置との距離を間接的に求めることができ、当該距離に応じて第1対物レンズをトラッキングシフト方向へ傾けると共に、第1光ビームに合わせて第2対物レンズに対する第2光ビームの入射角度を調整することができ、かくして光ディスクに2層設けられた位置決め用のサーボ層を利用して記録層内の目標位置に光ビームを集光する際の焦点位置を高精度に制御し得る光ディスク装置及び対物レンズ制御方法を実現できる。
以下、図面について、本発明の一実施の形態を詳述する。
(1)光ディスクの構成
まず、本実施の形態において情報記録媒体として用いられる光ディスク100について説明する。図4に外観図を示すように、光ディスク100は、全体として従来のCD、DVD及びBDと同様に直径約120[mm]の円盤状に構成されており、中央部分に孔部100Hが形成されている。
まず、本実施の形態において情報記録媒体として用いられる光ディスク100について説明する。図4に外観図を示すように、光ディスク100は、全体として従来のCD、DVD及びBDと同様に直径約120[mm]の円盤状に構成されており、中央部分に孔部100Hが形成されている。
また光ディスク100は、図5に断面図を示すように、情報を記録するための記録層101を中心に有しており、基板102及び103により当該記録層101を両面から挟むように構成されている。
基板102及び103は、例えばポリカーボネイトやガラス等の材料により構成されており、いずれも一面から入射される光をその反対面へ高い透過率で透過させるようになされている。また基板102及び103は、ある程度の強度を有しており、記録層101を保護する役割も担うようになされている。
記録層101は、照射された光強度によって屈折率が変化するフォトポリマ等でなり、波長約405[nm]でなる青色光ビームに反応するようになされている。図5に示したように、比較的強い強度でなる2本の青色光ビームLb1及びLb2が記録層101内において干渉した場合、当該記録層101には定在波が生成されることになり、図2に示したようなホログラムとしての性質を有する干渉パターンが形成される。
また光ディスク100は、記録層101と基板102との境界面に反射透過膜層としてのサーボの位置決めのための層(以下これをサーボ層と呼ぶ)104を有し、記録層101と基板103との境界面にサーボ層105を有している。サーボ層104及び105は、いずれも誘電体多層膜等でなり、それぞれ波長405[nm]でなる青色光ビームLb1、Lb2及び青色再生光ビームLb3を透過すると共に、波長650[nm]でなる赤色光ビームを反射するといった波長選択性を有している。
またサーボ層104及び105は、トラッキングサーボ及びフォーカスサーボに用いられる案内溝を形成しており、具体的には、一般的なBD−R(Recordable)ディスク等と同様のランド及びグルーブにより螺旋状のトラックを形成している。このトラックには、所定の記録単位ごとに一連の番号でなるアドレスが付されており、情報を記録又は再生するトラックを当該アドレスにより特定し得るようになされている。
さらにサーボ層104及び105は、光ディスク100の厚さ方向に関して互いに対応する箇所に同一のアドレスが付与されている。このため、サーボ層104及び105における同一アドレス同士を結ぶ直線は、当該サーボ層104及び105の法線となる。
なおサーボ層104及び105は、案内溝に代えてピット等が形成され、或いは案内溝とピット等とが組み合わされていても良く、要は光ビームによりアドレスを認識し得れば良い。
このサーボ層104は、基板102側から赤色光ビームLr1が照射された場合、これを当該基板102側へ反射する。以下、このとき反射された光ビームを赤色反射光ビームLr3と呼ぶ。
この赤色反射光ビームLr3は、例えば光ディスク装置において、サーボ層104の目標とするトラック(目標案内位置に相当、以下これを目標トラックTG1と呼ぶ)に対して、対物レンズ11により集光された赤色光ビームLr1の焦点Fr1を合わせるための、当該対物レンズ11の位置制御(すなわちフォーカス制御及びトラッキング制御)に用いられることが想定されている。
またサーボ層105は、基板103側から赤色光ビームLr2が照射された場合、これを当該基板102側へ反射する。以下、このとき反射された光ビームを赤色反射光ビームLr4と呼ぶ。
この赤色反射光ビームLr4は、赤色反射光ビームLr3と同様、対物レンズ12により集光された赤色光ビームLr2の焦点Fr2をサーボ層105の目標トラックTG2に合わせるための、当該対物レンズ12の位置制御に用いられることが想定されている。
因みに以下では、光ディスク100の基板102側の面を第1面100Aと呼び、当該光ディスク100の基板103側の面を第2面100Bと呼ぶ。また、記録層101内における記録反射膜104からの距離を深さdと呼ぶ。
実際上、光ディスク100に情報が記録されるとき、図5に示したように、位置制御された対物レンズ11により赤色光ビームLr1が集光され、サーボ層104の目標トラックTG1に合焦されると共に、位置制御された対物レンズ12により赤色光ビームLr2が集光され、サーボ層105の目標トラックTG2に合焦される。
また、赤色光ビームLr1と光軸Lxを共有し対物レンズ11により集光された青色光ビームLb1が、基板102及びサーボ層104を透過し、記録層101内における当該目標トラックの裏側(すなわち基板103側)の深さd1となる位置に合焦される。このとき青色光ビームLb1の焦点Fb1は、対物レンズ11を基準として、共通の光軸Lx上における焦点Frよりも遠方に位置することになる。
さらに、赤色光ビームLr2と光軸Lxを共有し対物レンズ12により集光された青色光ビームLb2が、基板103及びサーボ層105を透過し、記録層101内における深さd2となる位置に合焦される。
このとき青色光ビームLb2の焦点Fb2は、対物レンズ12が位置制御されることにより、青色光ビームLb1の焦点Fb1と同一の位置となるようになされている。すなわち焦点Fb2の深さd2は、焦点Fb1の深さd1と一致する。
この結果、光ディスク100には、記録層101内における目標トラックTG1の裏側に相当する焦点Fb1及びFb2の位置に、比較的小さい干渉パターンでなる記録マークRMが記録される。
また光ディスク100は、焦点Fb1の深さd1及び焦点Fb2の深さd2を維持したまま対物レンズ11及び12又は光ディスク100自体が移動され、あるいは光ディスク100が回転等されることにより、サーボ層104から一定の距離(すなわち深さd1=d2)となる箇所に記録マークRMが面状に配置される。以下、このように形成される記録マークRMの層をマーク層と呼ぶ。
さらに光ディスク100は、記録層101の厚さt1が記録マークRMの高さ(すなわち光ディスク100の厚さ方向に関する大きさ)RMhよりも充分に大きくなるよう設計されている。このため光ディスク100は、焦点Fb1の深さd1及び焦点Fb2の深さd2が切り換えられながら記録マークRMが記録されることにより、図6に示すように、複数のマーク層Yを当該光ディスク100の厚さ方向に重ねた多層記録(体積型記録とも呼ぶ)を行い得るようになされている。
例えば光ディスク100は、記録層101の厚さt1を約300[μm]とした場合、記録マークRM同士の相互干渉等を考慮してマーク層Y同士の距離が約15[μm]に設定されれば、当該記録層101内に約20層のマーク層Yを形成することができる。なおマーク層Y同士の距離については、記録マークRM同士の相互干渉等を考慮した上で他の種々の値としても良い。
一方、光ディスク100は、情報が再生されるとき、当該情報を記録したときと同様に、対物レンズ11により集光された赤色光ビームLr1がサーボ層104の目標トラックTG1に合焦されるよう、当該対物レンズ11が位置制御されるようになされている。
さらに光ディスク100は、同一の対物レンズ11を介し基板102及びサーボ層104を透過した青色光ビームLb1の焦点Fb1が、記録層101内における当該目標トラックの「裏側」に相当し、かつ目標深さとなる位置(以下これを目標位置PGと呼ぶ)に合焦されるようになされている。
このとき焦点Fb1の位置に記録されている記録マークRMは、ホログラムとしての性質により、当該目標位置PGに記録されている記録マークRMから青色再生光ビームLb3を発生する。この青色再生光ビームLb3は、記録層101内から基板102側へ発散しながら進む。
このように光ディスク100は、情報が記録される場合、位置制御用の赤色光ビームLr1及びLr2、並びに情報記録用の青色光ビームLb1及びLb2が用いられることにより、記録層101内において焦点Fb1及びFb2が重なる位置、すなわちサーボ層104における目標トラックTG1の裏側となり且つ目標深さとなる目標位置PGに、当該情報として記録マークRMが形成されるようになされている。
また光ディスク100は、記録済みの情報が再生される場合、位置制御用の赤色光ビームLr1及び情報再生用の青色光ビームLb1が用いられることにより、焦点Fb1の位置、すなわち目標位置PGに記録されている記録マークRMから、青色再生光ビームLb3を発生させるようになされている。
因みに光ディスク100は、例えば情報を2値符号化したときの符号が値「1」のときには光ディスク100の記録層101内の目標位置PGに記録マークRMが形成され、当該符号が値「0」のときには当該目標位置PGに当該記録マークRMが形成されない、といった対応付けが想定されている。これにより光ディスク100は、記録マークRMの有無により目標位置PGに符号の値「1」又は「0」を表すことができ、結果的に情報を記録層101に保持することができる。
(2)光ディスク装置の構成
次に、上述した光ディスク100に対応した光ディスク装置20について説明する。光ディスク装置20は、図7に示すように、制御部21により全体を統括制御するようになされている。
次に、上述した光ディスク100に対応した光ディスク装置20について説明する。光ディスク装置20は、図7に示すように、制御部21により全体を統括制御するようになされている。
制御部21は、図示しないCPU(Central Processing Unit)を中心に構成されており、図示しないROM(Read Only Memory)から基本プログラムや情報記録プログラム等の各種プログラムを読み出し、これらを図示しないRAM(Random Access Memory)に展開することにより、情報記録処理等の各種処理を実行するようになされている。
因みに制御部21としては、上述したCPUに代えて、当該CPUよりも簡易な構成でなるFPGA(Field Programmable Gate Array)やLSI(Large Scale Integration)等を用いることもできる。これにより光ディスク装置20は、制御部21としての機能を果たしながらコストダウン等を図ることができる。
例えば制御部21は、光ディスク100が装填された状態で、図示しない外部機器等から情報記録命令、記録情報及び記録アドレス情報を受け付けると、駆動命令及び記録アドレス情報を駆動制御部22へ供給すると共に、記録情報を信号処理部23へ供給する。因みに記録アドレス情報は、光ディスク100の記録層101に付されたアドレスのうち、記録情報を記録すべきアドレスを示す情報である。
駆動制御部22は、制御部21と同様に図示しないCPUを中心に構成されており、図示しないROMからトラッキングシフト制御プログラム等の各種プログラムを読み出し、これらを図示しないRAMに展開することにより、トラッキングシフト制御処理等の各種処理を実行するようになされている。
駆動制御部22は、駆動命令に従い、スピンドルモータ24を駆動制御することにより光ディスク100を所定の回転速度で回転させる。また駆動制御部22は、スレッドモータ25を駆動制御することにより、光ピックアップ26を移動軸25A及び25Bに沿って光ディスク100の径方向(すなわち内周方向又は外周方向)における記録アドレス情報に対応した位置へ移動させる。
信号処理部23は、供給された記録情報に対して所定の符号化処理や変調処理等の各種信号処理を施すことにより記録信号を生成し、これを光ピックアップ26へ供給する。
光ピックアップ26は、図8に示すように、側面略コ字状に構成されており、図5に示したように、光ディスク100に対して両面から焦点を合わせて光ビームを照射し得るようになされている。
また光ピックアップ26は、光ディスク100により透過又は反射された光ビームを検出し、その検出結果を信号処理部23(図7)へ供給する。信号処理部23は、この検出結果を基に、フォーカスエラー信号やトラッキングシフトエラー信号等の位置制御信号を生成し、駆動制御部22へ供給する。
光ディスク装置20は、駆動制御部22の制御に基づいてフォーカス制御及びトラッキングシフト制御等の位置制御を行うことにより、光ディスク100の記録層101における記録アドレス情報により示されるトラック(以下、これを目標トラックと呼ぶ)に合わせて光ビームの照射位置を制御し、信号処理部23からの記録信号に応じた記録マークRMを記録するようになされている(詳しくは後述する)。
因みにフォーカス方向とは、光ディスク100に対し近接又は離隔する方向を表し、トラッキングシフト方向とは当該光ディスク100の径方向(すなわち内周側又は外周側へ向かう方向)を表すものとする。また当該トラッキングシフト方向と直交する方向をタンジェンシャル方向と呼ぶ。
また制御部21は、例えば外部機器(図示せず)から情報再生命令及び当該記録情報のアドレスを示す再生アドレス情報を受け付けると、駆動制御部22に対して駆動命令を供給すると共に、再生処理命令を信号処理部23へ供給する。
駆動制御部22は、情報を記録する場合と同様、スピンドルモータ24を駆動制御することにより光ディスク100を所定の回転速度で回転させると共に、スレッドモータ25を駆動制御することにより光ピックアップ26を再生アドレス情報に対応した位置へ移動させる。
光ディスク装置20は、駆動制御部22(図7)の制御に基づいてフォーカス制御及びトラッキングシフト制御等を行うことにより、光ディスク100の記録層101における再生アドレス情報により示されるトラック(すなわち目標トラックTG)に合わせて光ビームの照射位置を制御し、所定光量の光ビームを照射する。このとき光ピックアップ26は、光ディスク100における記録層101の記録マークRMから発生される再生光ビームを検出し、その光量に応じた検出信号を信号処理部23へ供給するようになされている(詳しくは後述する)。
信号処理部23は、供給された検出信号に対して所定の復調処理や復号化処理等の各種信号処理を施すことにより再生情報を生成し、この再生情報を制御部21へ供給する。これに応じて制御部21は、この再生情報を外部機器(図示せず)へ送出するようになされている。
このように光ディスク装置20は、制御部21によって光ピックアップ26を制御することにより、光ディスク100の記録層101における目標トラックに情報を記録し、また当該目標トラックから情報を再生するようになされている。
(3)光ピックアップの構成
次に、光ピックアップ26の構成について説明する。図9に模式的に示すように、光ピックアップ26は、多数の光学部品が設けられており、大きく分けて第1面位置制御光学系30、第2面位置制御光学系50、第1面情報光学系70及び第2面情報光学系90により構成されている。
次に、光ピックアップ26の構成について説明する。図9に模式的に示すように、光ピックアップ26は、多数の光学部品が設けられており、大きく分けて第1面位置制御光学系30、第2面位置制御光学系50、第1面情報光学系70及び第2面情報光学系90により構成されている。
(3−1)第1面位置制御光学系の構成
第1面位置制御光学系30は、光ディスク100の第1面100Aに対して赤色光ビームLr1を照射し、当該光ディスク100により当該赤色光ビームLr1が反射されてなる赤色反射光ビームLr3を受光するようになされている。
第1面位置制御光学系30は、光ディスク100の第1面100Aに対して赤色光ビームLr1を照射し、当該光ディスク100により当該赤色光ビームLr1が反射されてなる赤色反射光ビームLr3を受光するようになされている。
図10において第1面位置制御光学系30のレーザダイオード31は、波長約650[nm]の赤色レーザ光を射出し得るようになされている。実際上レーザダイオード31は、制御部21(図7)の制御に基づいて発散光でなる所定光量の赤色光ビームLr1を発射し、コリメータレンズ33へ入射させる。
コリメータレンズ33は、赤色光ビームLr1を発散光から平行光に変換し、これを1/2波長板34へ入射させる。1/2波長板34は、赤色光ビームLr1の偏光方向を回転させることにより例えばP偏光とし、これを偏光ビームスプリッタ35へ入射させる。
偏光ビームスプリッタ35は、入射される光ビームの偏光方向により異なる割合で当該光ビームを反射又は透過する反射透過面35Sを有している。例えば反射透過面35Sは、P偏光の光ビームをほぼ全て透過し、S偏光の光ビームをほぼ全て反射するようになされている。実際上偏光ビームスプリッタ35は、赤色光ビームLr1を透過し、1/4波長板36へ入射させる。
1/4波長板36は、光ビームを直線偏光から円偏光に、或いは円偏光から直線偏光に変換するようになされている。実際上、1/4波長板36は、赤色光ビームLr1を例えばP偏光から右円偏光に変換し、これを補正レンズ37へ入射させる。
補正レンズ37及び38は、赤色光ビームLr1を一度発散させてから収束させ、これをダイクロイックプリズム39へ入射させる。
ダイクロイックプリズム39の反射透過面39Sは、光ビームの波長により透過率及び反射率が異なる、いわゆる波長選択性を有しており、赤色光ビームをほぼ100%の割合で透過し、青色光ビームをほぼ100%の割合で反射するようになされている。このためダイクロイックプリズム39は、当該反射透過面39Sにおいて赤色光ビームLr1を透過し、対物レンズ11へ入射させる。
対物レンズ11は、赤色光ビームLr1を集光し、光ディスク100の第1面100Aへ向けて照射する。このとき赤色光ビームLr1は、図5に示したように、基板102を透過しサーボ層104において反射され、赤色光ビームLr1と反対方向へ向かう赤色反射光ビームLr3となる。このとき赤色反射光ビームLr3は、円偏光における回転方向が赤色光ビームLr1から反転し、例えば左円偏光となる。
因みに対物レンズ11は、青色光ビームLb1に最適化されて設計されており、赤色光ビームLr1に関しては、スリット33、補正レンズ37及び38との光学的な距離等の関係により、開口数(NA:Numerical Aperture)が0.41の集光レンズとして作用することになる。また対物レンズ11は、正しい光ディスク100が正常に装填されている場合には、その光軸が当該光ディスク100のサーボ層104に垂直となるようになされている。
この後、赤色反射光ビームLr3は、対物レンズ11、ダイクロイックプリズム39、補正レンズ38及び37を順次透過して平行光にされた後、1/4波長板36により左円偏光からS偏光(すなわち直線偏光)に変換され、偏光ビームスプリッタ35へ入射される。
偏光ビームスプリッタ35は、反射透過面35SにおいてS偏光でなる赤色反射光ビームLr3を反射することによりミラー40へ照射し、当該ミラー40により当該赤色反射光ビームLr3を反射させた後、集光レンズ41へ入射させる。
集光レンズ41は、赤色反射光ビームLr3を収束させ、シリンドリカルレンズ42により非点収差を持たせた上で当該赤色反射光ビームLr3をフォトディテクタ43へ照射する。
ところで光ディスク装置20では、回転する光ディスク100における面ブレ等が発生する可能性があるため、第1面位置制御光学系30に対する目標トラックの相対的な位置が変動する可能性がある。
そこで対物レンズ11は、アクチュエータ13によってフォーカス方向及びトラッキングシフト方向の2軸方向へ駆動され、赤色光ビームLr1の焦点Fr1(図5)をサーボ層104の目標トラックTG1に追従させるようになされている。
因みにアクチュエータ13は、例えば対物レンズ11を保持するレンズホルダ(図示せず)に取り付けられたVCM(Voice Coil Motor)に電気信号を供給することにより磁力を発生させ、光ピックアップ26に取り付けられた永久磁石との間で所望の方向へ推力を発生させることにより、当該レンズホルダごと対物レンズ11を駆動するようになされている。
また第1面位置制御光学系30(図10)では、対物レンズ11により赤色光ビームLr1が集光され光ディスク100のサーボ層104へ照射されるときの合焦状態が、集光レンズ41により赤色反射光ビームLr3が集光されフォトディテクタ43に照射されるときの合焦状態に反映されるよう、各種光学部品の光学的位置が調整されている。
フォトディテクタ43は、図11(A)に示すように、赤色反射光ビームLr3が照射される面上に、格子状に分割された4つの検出領域43A、43B、43C及び43D、並びに略正方形状の検出領域43E及び43Fを有している。因みに矢印a1により示される方向(図中の縦方向)は、赤色光ビームLr1がサーボ層104(図5)に照射されるときの、トラックの走行方向に対応している。
フォトディテクタ43は、赤色反射光ビームLr3のうち0次光が検出領域43A、43B、43C及び43Dに照射され、+1次光及び−1次光がそれぞれ検出領域43E及び43Fに照射されるようになされている。
実際上、フォトディテクタ43は、検出領域43A、43B、43C及び43Dにより赤色反射光ビームLr3の一部をそれぞれ検出し、このとき検出した光量に応じて検出信号U1A、U1B、U1C及びU1D(以下、これらをまとめてU1A〜U1Dと呼ぶ)をそれぞれ生成して、これらを信号処理部23(図7)へ送出する。
ここで光ディスク装置20は、対物レンズ11について、いわゆる非点収差法によるフォーカス制御を行うようになされている。
すなわち信号処理部23(図7)は、図12に示すように、第1フォーカスエラー信号生成回路23Aにより、次に示す(1)式に従って検出信号U1A〜U1Dを基にフォーカスエラー信号SFE1を算出し、これを駆動制御部22の第1フォーカス制御回路22Aへ供給する。
このフォーカスエラー信号SFE1は、赤色光ビームLr1の焦点Frと光ディスク100のサーボ層104とのフォーカス方向に関するずれ量を表すことになる。
駆動制御部22の第1フォーカス制御回路22Aは、図13に示すように、ローパスフィルタ(LPF)22A1、位相補償回路22A2及びアンプ回路22A3を有している。
まずローパスフィルタ(LPF)22A1は、フォーカスエラー信号SFE1から低域成分を抽出することにより、アドレス信号や光ディスク100の傷等に起因した高域成分を除去する。次に位相補償回路22A2は、フォーカスエラー信号SFE1の位相を調整することにより、制御系の安定性を向上させる。
さらにアンプ回路22A3は、フォーカスエラー信号SFE1の振幅を増幅することによりフォーカス駆動信号SFD1を生成し、これをアクチュエータ13へ供給する。アクチュエータ13は、フォーカス駆動信号SFD1に従い対物レンズ11をフォーカス方向へ駆動する。
かくして光ディスク装置20は、赤色光ビームLr1が光ディスク100のサーボ層104に合焦するよう、対物レンズ11をフィードバック制御(すなわちフォーカス制御)する。
また光ディスク装置20は、対物レンズ11について、いわゆる3スポット法によるトラッキングシフト制御を行うようになされている。
すなわち信号処理部23は、第1トラッキングシフトエラー信号生成回路23B(図12)により、次に示す(2)式に従って検出信号U1E及びU1Fを基にトラッキングシフトエラー信号STE1を算出し、これを駆動制御部22の第1トラッキングシフト制御回路22Bへ供給する。
このトラッキングシフトエラー信号STE1は、赤色光ビームLr1の焦点Fr1と光ディスク100のサーボ層104における目標トラックTG1とのずれ量を表すことになる。
第1トラッキングシフト制御回路22Bは、第1フォーカス制御回路22A(図13)と同様に構成されており、トラッキングシフトエラー信号STE1を基にトラッキングシフト駆動信号STD1を生成し、アクチュエータ13へ供給する。アクチュエータ13は、トラッキングシフト駆動信号STD1に従い対物レンズ11をトラッキングシフト方向へ駆動する。
かくして光ディスク装置20は、赤色光ビームLr1が光ディスク100のサーボ層104における目標トラックTG1に合焦するよう、対物レンズ11をフィードバック制御(すなわちトラッキングシフト制御)する。
このように光ピックアップ26の第1面位置制御光学系30は、赤色光ビームLr1を光ディスク100のサーボ層104に照射し、その反射光である赤色反射光ビームLr3を受光する。これに応じて光ディスク装置20は、信号処理部23及び駆動制御部22の制御に基づいて対物レンズ11のフォーカス制御及びトラッキングシフト制御を行い、赤色光ビームLr1をサーボ層104の目標トラックTG1に合焦させるようになされている。
(3−2)第2面位置制御光学系の構成
第2面位置制御光学系50は、第1面位置制御光学系30と一部対応する構成を有しており、光ディスク100の第2面100Bに対して赤色光ビームLr2を照射し、当該光ディスク100により当該赤色光ビームLr2が反射されてなる赤色反射光ビームLr4を受光するようになされている。
第2面位置制御光学系50は、第1面位置制御光学系30と一部対応する構成を有しており、光ディスク100の第2面100Bに対して赤色光ビームLr2を照射し、当該光ディスク100により当該赤色光ビームLr2が反射されてなる赤色反射光ビームLr4を受光するようになされている。
第2面位置制御光学系50のレーザダイオード51は、レーザダイオード31と同様、制御部21(図7)の制御に基づいて波長約650[nm]の赤色光ビームLr2を発射し、コリメータレンズ53へ入射させる。
コリメータレンズ53は、赤色光ビームLr2を発散光から平行光に変換し、これを1/2波長板54へ入射させる。1/2波長板54は、赤色光ビームLr2の偏光方向を回転させることにより例えばP偏光とし、これを偏光ビームスプリッタ55へ入射させる。
偏光ビームスプリッタ55は、偏光ビームスプリッタ35と同様、赤色光ビームLr2を透過し、1/4波長板56へ入射させる。
1/4波長板56は、1/4波長板36と同様、赤色光ビームLr2を例えばP偏光から右円偏光に変換し、これを補正レンズ57へ入射させる。
補正レンズ57は、赤色光ビームLr2を集光することにより一度収束させた後に発散させ、これをダイクロイックプリズム58へ入射させる。
ダイクロイックプリズム58の反射透過面58Sは、ダイクロイックプリズム39の反射透過面39Sと反対に、赤色光ビームをほぼ100%の割合で反射し、青色光ビームをほぼ100%の割合で透過するようになされている。このためダイクロイックプリズム58は、当該反射透過面58Sにおいて赤色光ビームLr2を反射すると共に右円偏光から左円偏光へ変換し、リレーレンズ59の固定レンズ61へ入射させる(リレーレンズ59については後述する)。
固定レンズ61は、赤色光ビームLr2を集光し、これを可動ミラー62の反射面62Aにより反射すると共に左円偏光から右円偏光へ再び変換し、対物レンズ12へ入射させる。
対物レンズ12は、赤色光ビームLr2を集光し、光ディスク100の第2面100Bへ向けて照射する。このとき赤色光ビームLr2は、図5に示したように、基板103を透過しサーボ層105において反射され、赤色光ビームLr2と反対方向へ向かう赤色反射光ビームLr4となる。このとき赤色反射光ビームLr4は、円偏光における回転方向が赤色光ビームLr2から反転し、例えば左円偏光となる。
因みに対物レンズ12は、対物レンズ11と同様の光学特性を有している。また対物レンズ12は、正しい光ディスク100が正常に装填されている場合には、その光軸が当該光ディスク100のサーボ層105に垂直となるようになされている。
この後、赤色反射光ビームLr4は、対物レンズ12により発散角が狭められ、可動ミラー62の反射面62Aにより反射され、固定レンズ61により収束され、ダイクロイックプリズム58へ入射される。
ダイクロイックプリズム58は、反射透過面58Sにより赤色反射光ビームLr4を反射した後、補正レンズ57により当該赤色反射光ビームLr4を平行光に変換させ、1/4波長板56により左円偏光からS偏光(すなわち直線偏光)に変換させた上で、偏光ビームスプリッタ55へ入射させる。
偏光ビームスプリッタ55は、反射透過面55SにおいてS偏光でなる赤色反射光ビームLr4を反射することによりミラー63へ照射し、当該ミラー63により当該赤色反射光ビームLr4を反射させた後、集光レンズ64へ入射させる。
集光レンズ64は、赤色反射光ビームLr4を収束させ、シリンドリカルレンズ65により非点収差を持たせた上で当該赤色反射光ビームLr4をフォトディテクタ66へ照射する。
ところで対物レンズ12は、対物レンズ11と同様、アクチュエータ14によってフォーカス方向及びトラッキングシフト方向の2軸方向へ駆動され、赤色光ビームLr2の焦点Fr2(図5)をサーボ層105の目標トラックTG2に追従させるようになされている。因みにアクチュエータ14は、アクチュエータ13と同様に構成されている。
また第2面位置制御光学系50(図10)では、対物レンズ12により赤色光ビームLr2が集光され光ディスク100のサーボ層105へ照射されるときの合焦状態が、集光レンズ64により赤色反射光ビームLr4が集光されフォトディテクタ66に照射されるときの合焦状態に反映されるよう、各種光学部品の光学的位置が調整されている。
フォトディテクタ66は、図11(A)と対応する図11(B)に示すように、フォトディテクタ43と同様の検出領域を有している。すなわちフォトディテクタ66は、赤色反射光ビームLr4が照射される面上に、格子状に分割された4つの検出領域66A、66B、66C及び66D、並びに略正方形状の検出領域66E及び66Fを有している。因みに矢印a2により示される方向(図中の縦方向)は、赤色光ビームLr2がサーボ層105(図5)に照射されるときの、トラックの走行方向に対応している。
フォトディテクタ66は、フォトディテクタ43と同様、赤色反射光ビームLr4のうち0次光が検出領域66A、66B、66C及び66Dに照射され、+1次光及び−1次光がそれぞれ検出領域66E及び66Fに照射されるようになされている。
実際上、フォトディテクタ66は、検出領域66A、66B、66C及び66Dにより赤色反射光ビームLr4の一部をそれぞれ検出し、このとき検出した光量に応じて検出信号U2A、U2B、U2C及びU2D(以下、これらをまとめてU2A〜U2Dと呼ぶ)をそれぞれ生成して、これらを信号処理部23(図7)へ送出する。
ここで光ディスク装置20は、対物レンズ12についても、対物レンズ11と同様、非点収差法によるフォーカス制御を行うようになされている。
すなわち信号処理部23(図7)は、図12に示すように、第2フォーカスエラー信号生成回路23Cにより、次に示す(3)式に従って検出信号U2A〜U2Dを基にフォーカスエラー信号SFE2を算出し、これを駆動制御部22の第1フォーカス制御回路22Cへ供給する。
このフォーカスエラー信号SFE2は、赤色光ビームLr2の焦点Fr2と光ディスク100のサーボ層105とのフォーカス方向に関するずれ量を表すことになる。
駆動制御部22の第1フォーカス制御回路22Cは、第1フォーカス制御回路22A(図13)と同様に構成されており、フォーカスエラー信号SFE2を基にフォーカス駆動信号SFD2を生成し、アクチュエータ14へ供給する。アクチュエータ14は、フォーカス駆動信号SFD2に従い対物レンズ12をフォーカス方向へ駆動する。
かくして光ディスク装置20は、赤色光ビームLr1が光ディスク100のサーボ層104に合焦するよう、対物レンズ11をフィードバック制御(すなわちフォーカス制御)する。
また光ディスク装置20は、対物レンズ12についても、対物レンズ11と同様、3スポット法によるトラッキングシフト制御を行うようになされている。
すなわち信号処理部23は、第2トラッキングシフトエラー信号生成回路23B(図12)により、次に示す(4)式に従って検出信号U2E及びU2Fを基にトラッキングシフトエラー信号STE2を算出し、これを駆動制御部22の第2トラッキングシフト制御回路22Dへ供給する。
このトラッキングシフトエラー信号STE2は、赤色光ビームLr2の焦点Fr2と光ディスク100のサーボ層105における目標トラックTG2とのずれ量を表すことになる。
第2トラッキングシフト制御回路22Dは、第1フォーカス制御回路22A(図13)と同様に構成されており、トラッキングシフトエラー信号STE2を基にトラッキングシフト駆動信号STD2を生成し、アクチュエータ14へ供給する。アクチュエータ14は、トラッキングシフト駆動信号STD2に従い対物レンズ12をトラッキングシフト方向へ駆動する。
かくして光ディスク装置20は、赤色光ビームLr2が光ディスク100のサーボ層105における目標トラックTG2に合焦するよう、対物レンズ12をフィードバック制御(トラッキングシフト制御)する。
このように光ピックアップ26の第2面位置制御光学系50は、赤色光ビームLr2を光ディスク100のサーボ層105に照射し、その反射光である赤色反射光ビームLr4を受光する。これに応じて光ディスク装置20は、信号処理部23及び駆動制御部22の制御に基づいて対物レンズ12のフォーカス制御及びトラッキングシフト制御を行い、赤色光ビームLr2をサーボ層105の目標トラックTG2に合焦させるようになされている。
(3−3)第1面情報光学系の構成
第1面情報光学系70は、光ディスク100の第1面100Aに対して青色光ビームLb1を照射するようになされており、また当該光ディスク100から入射される青色光ビームLb2又は青色再生光ビームLb3を受光するようになされている。
第1面情報光学系70は、光ディスク100の第1面100Aに対して青色光ビームLb1を照射するようになされており、また当該光ディスク100から入射される青色光ビームLb2又は青色再生光ビームLb3を受光するようになされている。
図14において第1面情報光学系70のレーザダイオード71は、波長約405[nm]の青色レーザ光を射出し得るようになされている。実際上レーザダイオード71は、制御部21(図7)の制御に基づいて発散光でなる青色光ビームLb0を射出し、コリメータレンズ72へ入射させる。コリメータレンズ72は、青色光ビームLb0を発散光から平行光に変換し、1/2波長板73へ入射させる。
このとき青色光ビームLb0は、1/2波長板73により偏光方向が所定角度回転され、アナモプリズム74により強度分布が成形された後、偏光ビームスプリッタ75に入射される。
偏光ビームスプリッタ75は、反射透過面75Sにおいて、光ビームの偏光方向により異なる割合で当該光ビームを反射又は透過するようになされている。例えば反射透過面75Sは、P偏光の光ビームをほぼ100%の割合で透過し、S偏光の光ビームをほぼ100%の割合で反射するようになされている。
実際上、偏光ビームスプリッタ75は、反射透過面75Sにより、P偏光でなる青色光ビームLb0のS偏光成分を反射して1/4波長板76へ入射させると共に、残りのP偏光成分を透過してシャッタ91へ入射させる。以下では、反射透過面75Sにより反射された青色光ビームを青色光ビームLb1、反射透過面75Sを透過した青色光ビームを青色光ビームLb2と呼ぶ。
因みに青色光ビームLb0は、1/2波長板73において偏光方向が回転されることにより、P偏光成分とS偏光成分との割合が調整されることになる。すなわち光ピックアップ26では、1/2波長板73により青色光ビームLb0の偏光方向を回転させる度合いに応じて、青色光ビームLb1と青色光ビームLb2との光量比を調整し得るようになされている。
1/4波長板76は、青色光ビームLb1を直線偏光から円偏光に変換して可動ミラー77へ照射し、また当該可動ミラー77により反射され青色光ビームLb1を円偏光から直線偏光に変換し、再度偏光ビームスプリッタ75へ入射させる。
このとき青色光ビームLb1は、例えば1/4波長板76によりS偏光(直線偏光)から例えば右円偏光に変換され、可動ミラー77により反射された際に右円偏光から左円偏光に変換された後、再度1/4波長板76により左円偏光からP偏光(直線偏光)に変換される。すなわち青色光ビームLb1は、偏光ビームスプリッタ75から出射されたときと可動ミラー77により反射された後に当該偏光ビームスプリッタ75に入射されるときとで、互いの偏光方向が異なることになる。
この場合、光ピックアップ26は、青色光ビームLb1を偏光ビームスプリッタ75から可動ミラー77までの間で往復させることにより、青色光ビームLb1及びLb2における光路長の差をコヒーレント長以下に抑えるようになされている。因みに可動ミラー77の位置は、制御部21により制御される。
偏光ビームスプリッタ75は、1/4波長板76から入射された青色光ビームLb1の偏光方向(P偏光)に応じて、反射透過面75Sにより当該青色光ビームLb1をそのまま透過し、1/2波長板78へ入射させるようになされている。
この結果、第1面情報光学系70は、偏光ビームスプリッタ75、1/4波長板76及び可動ミラー77により、青色光ビームLb1の光路長を引き延ばすことになる。
1/2波長板78は、青色光ビームLb1の偏光方向を所定角度だけ回転させ、偏光ビームスプリッタ79へ入射させる。
偏光ビームスプリッタ79の反射透過面79Sは、例えばS偏光の光ビームをほぼ100%の割合で反射し、P偏光の光ビームをほぼ100%の割合で透過するようになされている。実際上、偏光ビームスプリッタ79は、反射透過面79Sにおいて青色光ビームLb1をそのまま透過させ、1/4波長板80によりP偏光(直線偏光)から左円偏光に変換させた上で、リレーレンズ81へ入射させる。
リレーレンズ81は、可動レンズ82により青色光ビームLb1を平行光から収束光に変換し、収束後に発散光となった当該青色光ビームLb1を固定レンズ83により再度収束光に変換し、ダイクロイックプリズム39へ入射させる。
ここで可動レンズ82は、アクチュエータ82Aにより青色光ビームLb1の光軸方向に移動されるようになされている。実際上、リレーレンズ81は、制御部21(図7)の制御に基づきアクチュエータ82Aによって可動レンズ82を移動させることにより、固定レンズ83から出射される青色光ビームLb1の収束状態を変化させ得るようになされている。
ダイクロイックプリズム39は、青色光ビームLb1の波長に応じて、反射透過面39Sにより当該青色光ビームLb1を反射し、これを対物レンズ11へ入射させる。因みに青色光ビームLb1は、反射透過面39Sにおいて反射されるときに円偏光における偏光方向が反転され、例えば右円偏光から左円偏光に変換される。
対物レンズ11は、青色光ビームLb1を集光し、光ディスク100の第1面100Aへ照射する。因みに対物レンズ11は、青色光ビームLb1に関しては、リレーレンズ81との光学的な距離等の関係により、開口数(NA)が0.5の集光レンズとして作用することになる。
このとき青色光ビームLb1は、図5に示したように、基板102及びサーボ層104を透過し、記録層101内に合焦する。ここで当該青色光ビームLb1の焦点Fb1の位置は、リレーレンズ81の固定レンズ83から出射される際の収束状態により定められることになる。すなわち焦点Fb1は、可動レンズ82の位置に応じて記録層101内の第1面100A側又は第2面100B側へ移動することになる。
実際上、第1面情報光学系70は、制御部21(図7)によって可動レンズ82の位置が制御されることにより、光ディスク100の記録層101内における青色光ビームLb1の焦点Fb1(図5)の深さd1(すなわちサーボ層104からの距離)を調整するようになされている。
青色光ビームLb1は、焦点Fb1に収束した後に発散光となり、記録層101、サーボ層105及び基板103を順次透過し、第2面100Bから出射されて、対物レンズ12へ入射される。
このように第1面情報光学系70は、青色光ビームLb1を光ディスク100の第1面100A側から照射して記録層101内に当該青色光ビームLb1の焦点Fb1を位置させ、さらにリレーレンズ81における可動レンズ82の位置に応じて、当該焦点Fb1の深さd1を調整するようになされている。
ところで光ディスク100は、記録層101に記録マークRMが記録されていた場合、上述したように、青色光ビームLb1の焦点Fb1が当該記録マークRMに合焦されると、ホログラムとしての性質により、当該記録マークRMから青色再生光ビームLb3を発生することになる。因みに青色光ビームLb2は、円偏光(例えば右円偏光)となる。
このとき第1面情報光学系70では、図15に示すように、青色再生光ビームLb3が対物レンズ11によりある程度収束された後、ダイクロイックプリズム39により反射され、リレーレンズ81へ入射される。因みに青色再生光ビームLb3は、反射透過面39Sにおいて反射される際、円偏光における偏光方向が反転され、例えば右円偏光から左円偏光に変換される。
続いて青色再生光ビームLb3は、リレーレンズ81の固定レンズ83及び可動レンズ82によって平行光に変換され、さらに1/4波長板80により右円偏光からS偏光(直線偏光)に変換された上で、偏光ビームスプリッタ79へ入射される。
このとき1/4波長板80は、例えば青色光ビームLb1をP偏光から右円偏光に変換するときの右円偏光を最大化するような角度で配置された場合、青色再生光ビームLb3を左円偏光からS偏光に変換することになる。
偏光ビームスプリッタ79は、反射透過面79Sにおいて青色再生光ビームLb3の偏光方向(S偏光)に応じて当該青色光ビームLb3を反射する。このとき青色光ビームLb3は、集光レンズ85により集光されてフォトディテクタ86に照射される。
因みに第1面情報光学系70内の各光学部品は、青色再生光ビームLb3がフォトディテクタ86に合焦するよう配置されている。
フォトディテクタ86は、図11(C)に示すように、検出領域86Aにより青色再生光ビームLb3の光量を検出し、このとき検出した光量に応じて再生検出信号SDpを生成し、これを信号処理部23(図7)へ供給する。
この再生検出信号SDpは、青色再生光ビームLb3に基づいた光ディスク100に記録されている情報を表すものとなる。このため信号処理部23は、青色再生光ビームLb3が検出されたか否かをそれぞれ値「1」又は「0」に対応付け、所定の復調処理や復号化処理等を施すことにより再生情報を生成し、この再生情報を制御部21へ供給するようになされている。
これにより光ディスク装置20では、光ディスク100の記録層101内の目標位置PGに記録マークRMが形成されているときには青色再生光ビームLb3を受光し、当該目標位置PGに当該記録マークRMが形成されていないときには青色再生光ビームLb3を受光しないことになる。この結果、光ディスク装置20は、目標位置PGに値「1」又は「0」のいずれが記録されているかを認識することができ、光ディスク100の記録層101に記録された情報を再生することができる。
このように第1面情報光学系70は、光ディスク100の第1面100Aから対物レンズ11へ入射される青色再生光ビームLb3を受光し、その受光結果を信号処理部23へ供給するようになされている。
(3−4)第2面情報光学系の構成
第2面情報光学系90(図9)は、光ディスク100の第2面100Bに対して青色光ビームLb2を照射するようになされており、また第1面情報光学系70から照射され光ディスク100を透過した青色光ビームLb1を受光するようになされている。
第2面情報光学系90(図9)は、光ディスク100の第2面100Bに対して青色光ビームLb2を照射するようになされており、また第1面情報光学系70から照射され光ディスク100を透過した青色光ビームLb1を受光するようになされている。
図15において第1面情報光学系70の偏光ビームスプリッタ75は、上述したように、反射透過面75SにおいてP偏光でなる青色光ビームLb0をほぼ100%の割合で透過し、これを青色光ビームLb2として面75Dからシャッタ91へ入射させる。
シャッタ91は、制御部21(図7)の制御に基づいて青色光ビームLb2を遮断又は透過するようになされており、当該青色光ビームLb2を透過した場合、1/2波長板92を介して偏光ビームスプリッタ93へ入射させる。
偏光ビームスプリッタ93の反射透過面93Sは、例えばP偏光の光ビームをほぼ100%の割合で反射し、S偏光の光ビームをほぼ100%の割合で透過するようになされている。実際上、偏光ビームスプリッタ93は、P偏光でなる青色光ビームLb2を反射し、1/4波長板94により直線偏光(P偏光)から円偏光(左円偏光)に変換させた上で、リレーレンズ59へ入射させる。
リレーレンズ59は、リレーレンズ81と同様に構成されており、可動レンズ82、アクチュエータ82A及び固定レンズ83とそれぞれ対応する可動レンズ60、アクチュエータ60A及び固定レンズ61を有している。
リレーレンズ59は、可動レンズ60により青色光ビームLb2を平行光から収束光に変換し、収束後に発散光となった当該青色光ビームLb2を固定レンズ61により再度収束光に変換し、可動ミラー62へ入射させる。
またリレーレンズ59は、リレーレンズ81と同様、制御部21(図7)の制御に基づきアクチュエータ60Aによって可動レンズ60を移動させることにより、固定レンズ61から出射される青色光ビームLb2の収束状態を変化させ得るようになされている。
可動ミラー62は、青色光ビームLb2を反射し、対物レンズ12へ入射させる。因みに青色光ビームLb2は、反射されるときに円偏光における偏光方向が反転され、例えば左円偏光から右円偏光に変換される。
また可動ミラー62は、リニアモータやピエゾ素子等によって反射面62Aの角度を変化し得るようになされており、制御部21(図7)の制御に従い反射面62Aの角度を調整することにより、青色光ビームLb2の進行方向を調整し得るようになされている。
対物レンズ12は、青色光ビームLb2を集光し、光ディスク100の第2面100Bへ照射する。対物レンズ12は、対物レンズ11と同様の光学特性を有しており、当該青色光ビームLb2に関して、リレーレンズ59との光学的な距離等の関係により、開口数(NA)が0.5の集光レンズとして作用することになる。
このとき青色光ビームLb2は、図14に示したように、基板103及びサーボ層105を透過して記録層101内に合焦する。ここで当該青色光ビームLb2の焦点Fb2の位置は、リレーレンズ59の固定レンズ61から出射される際の収束状態により定められることになる。すなわち当該焦点Fb2は、青色光ビームLb1の焦点Fb1と同様、可動レンズ60の位置に応じて記録層101内の第1面100A側又は第2面100B側へ移動することになる。
実際上、第2面情報光学系90は、制御部21(図7)によってリレーレンズ81における可動レンズ82の位置と共にリレーレンズ59における可動レンズ60の位置が制御されることにより、光ディスク100の記録層101内における青色光ビームLb2の焦点Fb2(図5)の深さd2を調整するようになされている。
このとき光ディスク装置20では、制御部21(図7)により、光ディスク100に面ブレ等が発生していないと仮定したときの(すなわち理想的な状態の)記録層101内における、対物レンズ11が基準位置にあるときの青色光ビームLb1の焦点Fb1に対して、対物レンズ12が基準位置にあるときの青色光ビームLb2の焦点Fb2を合わせるようになされている。
このように第2面情報光学系90は、青色光ビームLb2を光ディスク100の第2面100B側から照射して記録層101内に当該青色光ビームLb2の焦点Fb2を位置させ、さらにリレーレンズ59における可動レンズ60の位置に応じて、当該焦点Fb2の深さd2を調整するようになされている。
ところで、第1面情報光学系70(図14)の対物レンズ11から照射された青色光ビームLb1は、上述したように、光ディスク100の記録層101内において一度収束した後、発散光となり対物レンズ12へ入射される。
このとき第2面情報光学系90では、青色光ビームLb1が対物レンズ12によりある程度収束された後、可動ミラー62により反射されて、リレーレンズ59へ入射される。因みに青色光ビームLb1は、反射面62Aにおいて反射される際、円偏光における偏光方向が反転され、例えば左円偏光から右円偏光に変換される。
続いて青色光ビームLb1は、リレーレンズ59の固定レンズ61及び可動レンズ60によって平行光に変換され、さらに1/4波長板94により円偏光(右円偏光)から直線偏光(S偏光)に変換された後、偏光ビームスプリッタ93へ入射される。
偏光ビームスプリッタ93は、青色光ビームLb1の偏光方向(S偏光)に応じて当該青色光ビームLb1を透過し、集光レンズ95へ入射させる。集光レンズ95は、青色光ビームLb1を収束させフォトディテクタ96へ照射する。
ところで対物レンズ11は、上述したように、光ディスク100が面ブレ等を生じる場合に備え、第1面位置制御光学系30及び駆動制御部22(図7)等によりフォーカス制御及びトラッキングシフト制御されるようになされている。
このとき青色光ビームLb1の焦点Fb1は、対物レンズ11の移動に伴って移動することになるため、対物レンズ12が基準位置にあるときの青色光ビームLb2における焦点Fb2の位置からずれることになる。
そこで第2面情報光学系90では、記録層101内における青色光ビームLb1の焦点Fb1に対する青色光ビームLb2の焦点Fb2のずれ量が、集光レンズ95により青色光ビームLb1が集光されフォトディテクタ96へ照射されるときの照射状態に反映されるよう、各種光学部品の光学的位置が調整されている。
フォトディテクタ96は、図11(D)に示すように、フォトディテクタ43と同様、青色光ビームLb1が照射される面上に、格子状に分割された4つの検出領域96A、96B、96C及び96Dを有している。因みに矢印a2により示される方向(図中の縦方向)は、青色光ビームLb1が照射されるときの、サーボ層104(図5)におけるトラックの走行方向に対応している。
フォトディテクタ96は、検出領域96A、96B、96C及び96Dにより青色光ビームLb1の一部をそれぞれ検出し、このとき検出した光量に応じて検出信号U4A、U4B、U4C及びU4D(以下、これらをまとめてU4A〜U4Dと呼ぶ)をそれぞれ生成して、これらを信号処理部23(図7)へ送出する。
また光ディスク装置20は、検出信号U4A〜U4Dを基に可動ミラー62における反射面62Aの角度をタンジェンシャル方向(すなわちトラッキングシフト方向に直交する方向)に制御することにより、青色光ビームLb2の焦点Fb2を当該タンジェンシャル方向に移動させ得るようになされている。
すなわち信号処理部23は、図12に示したタンジェンシャルエラー信号生成回路23Eにより、次に示す(5)式に従って検出信号U4A〜U4Dを基にタンジェンシャルエラー信号SNE2を算出し、これを駆動制御部22の可動ミラータンジェンシャル制御回路22Eへ供給する。
このタンジェンシャルエラー信号SNE2は、いわゆるプッシュプル信号となっており、青色光ビームLb1の焦点Fb1と青色光ビームLb2の焦点Fb2とのタンジェンシャル方向に関するずれ量を表すことになる。
可動ミラータンジェンシャル制御回路22Eは、第1フォーカス制御回路22A(図13)と同様に構成されており、タンジェンシャルエラー信号SNE2を基にタンジェンシャル駆動信号SND2を生成し、これを可動ミラー62へ供給する。可動ミラー62は、タンジェンシャル駆動信号SND2に従い反射面62Aのタンジェンシャル方向に関する角度を調整する。
これにより光ピックアップ26では、対物レンズ12に対する、赤色光ビームLr2及び青色光ビームLb2のタンジェンシャル方向に関する入射角度が変化する。
このとき光ディスク装置20は、上述した第2面位置制御光学系50により赤色光ビームLr2の焦点Fr2をサーボ層105の目標トラックTG2に追従させ続ける。このため光ディスク装置20は、赤色光ビームLr2の焦点Fr2を移動させることなく、青色光ビームLb2の焦点Fb2のみをタンジェンシャル方向に移動させることができる。
かくして光ディスク装置20は、青色光ビームLb1の焦点Fb1に対する青色光ビームLb2の焦点Fb2のタンジェンシャル方向に関するずれ量を減少させるよう、可動ミラー62をタンジェンシャル制御する。
このように第2面情報光学系90は、光ディスク100の第2面100Bから対物レンズ12へ入射される青色光ビームLb1を受光し、その受光結果を信号処理部23へ供給するようになされている。これに応じて駆動制御部22は、青色光ビームLb2の焦点Fb2を青色光ビームLb1の焦点Fb1に合わせるよう、可動ミラー62によるタンジェンシャル制御を行うようになされている。
これにより光ディスク装置20は、青色光ビームLb2の焦点Fb2を青色光ビームLb1の焦点Fb1に合わせることができるので、光ディスク100における記録層101内の目標位置PGに対して、良好な記録マークRMを形成させることができる。
(3−5)トラッキングチルト制御
ところで光ディスク装置20では、光ディスク100が傾いていない場合(以下、これを標準状態と呼ぶ)、図16に示すように、青色光ビームLb1をサーボ層104に対し垂直に入射させる。このとき青色光ビームLb1の光軸Xbは、対物レンズ11の中心軸XL11及び対物レンズ12の中心軸XL12を通ることになる。
ところで光ディスク装置20では、光ディスク100が傾いていない場合(以下、これを標準状態と呼ぶ)、図16に示すように、青色光ビームLb1をサーボ層104に対し垂直に入射させる。このとき青色光ビームLb1の光軸Xbは、対物レンズ11の中心軸XL11及び対物レンズ12の中心軸XL12を通ることになる。
また光ディスク装置20は、青色光ビームLb2について、サーボ層105に対し垂直に入射させる。このとき青色光ビームLb2は、対物レンズ12の中心軸XL12を通ることになる。
しかしながら光ディスク100は、反りを有すること等により、図17に示すように、標準状態から傾く場合がある。(以下、この状態を傾斜状態と呼ぶ)。
光ディスク装置20は、この傾斜状態であっても、位置制御部30によって対物レンズ11のフォーカス制御及びトラッキングシフト制御を行うことにより、赤色光ビームLr1をサーボ層104の目標トラックTG1に合焦させる。
このとき青色光ビームLb1は、光ディスク100の基板102や記録層101に対して垂直には入射しない。このため光ピックアップ26は、仮に対物レンズ12を標準状態と同一の箇所に位置させた場合、図17に示したように、対物レンズ12の中心軸XL12を青色光ビームLb1の光軸Xbからずらすことになる。
これに対し光ディスク装置20は、上述したように対物レンズ12の位置制御を行った場合、図18(A)に示すように、赤色光ビームLr2の焦点Fr2をサーボ層105の目標トラックTG2に追従させる。
ここで図18(B)に示すように、光ディスク100の記録層101内において赤色光ビームLr1の焦点Fr1(すなわち目標トラックTG1)を通るサーボ層104の法線を、仮想的に目標法線NGと定義する。この目標法線NGは、目標トラックTG1と目標位置PGとの相対的な位置関係により、当該目標位置PGを通過し、サーボ層105の目標トラックTG2に到達することになる。
このとき青色光ビームLb1の光軸Xbは、傾斜状態では目標法線NGから離隔してしまっている。従って青色光ビームLb1の焦点Fb1は、目標位置PGから外れている。このことは、光ディスク装置20が目標位置PGに記録されている所望の情報を読み出し得ず、また当該目標位置PGに情報(すなわち記録マークRM)を記録し得ないことを意味している。
ところで光ディスク装置20では、対物レンズ11により集光される赤色光ビームLr1の焦点Fr1と青色光ビームLb1の焦点Fb1とが互いに異なる位置にある。
このため光ディスク装置20は、対物レンズ11をトラッキングチルト方向に傾けることにより、第1面位置制御光学系30によって赤色光ビームLr1を目標トラックTG1に追従させたまま、青色光ビームLb1の焦点Fb1をトラッキングシフト方向へ移動させることができる。
また光ディスク装置20において、標準状態(図16)から傾斜状態(図18(A))に遷移する際、対物レンズ12のトラッキングシフト方向への移動量は、それぞれの幾何学的な位置関係により、光ディスク100の標準状態からの傾きθの大きさ(すなわちチルト量)と比例関係又はこれに類似した相関的な関係があると考えられる。因みに光ディスク装置20では、対物レンズ11を基準とした対物レンズ12のトラッキングシフト方向に関する移動量を、トラッキングシフトエラー信号STE1及びSTE2の差分により表すことができる。
さらに図18(B)における目標位置PGと焦点Fb1との距離(すなわちずれ量)は、目標位置PGの深さdに応じて異なる値となる。
すなわち光ディスク装置20では、対物レンズ11及び対物レンズ12のトラッキングシフト方向に関する移動量と目標位置PGの深さdとに基づき、当該対物レンズ11をトラッキングチルト方向に傾ければ、目標位置PGに対する焦点Fb1のずれ量を補正することが可能となる。
そこで光ディスク装置20は、対物レンズ11用のトラッキングシフトエラー信号STE1に対する対物レンズ12用のトラッキングシフトエラー信号STE2の差分を基にトラッキングチルト制御を行うことにより、図19(A)及び(B)に示すように、対物レンズ11をトラッキングチルト方向に傾ける。
具体的に信号処理部23は、第1トラッキングシフトエラー信号生成回路23Bからトラッキングシフトエラー信号STE1をトラッキングチルトエラー信号生成回路23Fへ供給すると共に、第2トラッキングシフトエラー信号生成回路23Dからトラッキングシフトエラー信号STE2をトラッキングチルトエラー信号生成回路23Fへ供給する。
トラッキングチルトエラー信号生成回路23Fは、次に示す(6)式に従ってトラッキングチルトエラー信号SLE1を算出し、これを駆動制御部22の第1トラッキングチルト制御回路22Fへ供給する。
因みにトラッキングシフトエラー信号STE1及びSTE2は、対物レンズ11及び12が光ディスク100を挟んで対向する構成であることから、互いに反対方向を正としている。このため信号処理部23は、(6)式において両者を加算することにより差分値を算出するようになされている。
また係数αは、目標位置PGの深さdに応じて定められる値であり、予めシミュレーション等により算出され、図示しない記憶部に記憶されているものである。すなわち(6)式では、トラッキングシフトエラー信号STE1及びSTE2を目標位置PGの深さdに応じた比率で加算している。
このため光ディスク装置20は、トラッキングシフトエラー信号STE1及びSTE2並びに係数αを用いることにより、焦点Fb1と目標位置PGとの距離を間接的に算出し、当該距離を利用することになる。このことは、当該距離と深さdとの幾何学的関係から、光ディスク100の傾きθを間接的に算出することにもなる。
トラッキングチルト制御回路22Fは、第1フォーカス制御回路22A(図13)と同様に構成されており、トラッキングチルトエラー信号SLE1を基にトラッキングチルト駆動信号SLD1を生成し、これをアクチュエータ13へ供給する。アクチュエータ13は、トラッキングチルト駆動信号SLD1に基づき対物レンズ11をトラッキングチルト方向に傾けるよう回転駆動する。
この結果、光ディスク装置20は、青色光ビームLb1の焦点Fb1を目標法線NG上の目標位置PGに合わせることができる。
一方、光ディスク装置20は、検出信号U4A〜U4Dを基に可動ミラー62における反射面62Aの角度をラジアル方向(すなわちトラッキングシフト方向)に制御することにより、上述したタンジェンシャル方向に加えて、青色光ビームLb2の焦点Fb2を当該ラジアル方向に移動させ得るようになされている。
すなわち信号処理部23は、図12に示したラジアルエラー信号生成回路23Gにより、次に示す(7)式に従って検出信号U4A〜U4Dを基にラジアルエラー信号SRE2を算出し、これを駆動制御部22の可動ミラーラジアル制御回路22Gへ供給する。
このラジアルエラー信号SRE2は、いわゆるプッシュプル信号となっており、青色光ビームLb1の焦点Fb1と青色光ビームLb2の焦点Fb2とのラジアル方向に関するずれ量を表すことになる。
可動ミラーラジアル制御回路22Gは、第1フォーカス制御回路22A(図13)と同様に構成されており、ラジアルエラー信号SRE2を基にラジアル駆動信号SRD2を生成し、これを可動ミラー62へ供給する。可動ミラー62は、ラジアル駆動信号SRD2に従い反射面62Aのラジアル方向に関する角度を調整する。
これにより光ピックアップ26では、対物レンズ12に対する、赤色光ビームLr2及び青色光ビームLb2のラジアル方向に関する入射角度が変化する。
このとき光ディスク装置20は、上述した第2面位置制御光学系50により赤色光ビームLr2の焦点Fr2をサーボ層105の目標トラックTG2に追従させ続ける。このため光ディスク装置20は、赤色光ビームLr2の焦点Fr2を移動させることなく、青色光ビームLb2の焦点Fb2のみをラジアル方向に移動させることができる。
この結果、光ディスク装置20は、青色光ビームLb2の焦点Fb2を青色光ビームLb1の焦点Fb1に追従させることができる。
このように光ディスク装置20は、トラッキングシフトエラー信号STE1及びトラッキングシフトエラー信号STE2及び目標位置PGの深さdを用いて対物レンズ11をトラッキングチルト制御することにより、青色光ビームLb1を目標位置PGに合焦させるようになされている。さらに光ディスク装置20は、可動ミラー62をラジアル制御することにより、青色光ビームLb2の焦点Fb2を青色光ビームLb1の焦点Fb1、すなわち目標位置PGに合わせるようになされている。
(4)動作及び効果
以上の構成において、光ディスク装置20は、信号処理部23のトラッキングチルトエラー信号生成回路23Fによって(6)式に従いトラッキングシフトエラー信号STE1及びSTE2を目標位置PGの深さdに応じた比率で加算することによりトラッキングチルトエラー信号SLE1を算出し、これを駆動制御部22の第1トラッキングチルト制御回路22Fへ供給する。
以上の構成において、光ディスク装置20は、信号処理部23のトラッキングチルトエラー信号生成回路23Fによって(6)式に従いトラッキングシフトエラー信号STE1及びSTE2を目標位置PGの深さdに応じた比率で加算することによりトラッキングチルトエラー信号SLE1を算出し、これを駆動制御部22の第1トラッキングチルト制御回路22Fへ供給する。
第1トラッキングチルト制御回路22Fは、トラッキングチルトエラー信号SLE1を基にトラッキングチルト駆動信号SLD1を生成し、これをアクチュエータ13へ供給する。
アクチュエータ13は、トラッキングチルト駆動信号SLD1に基づき対物レンズ11をトラッキングチルト方向へ傾けることにより、青色光ビームLb1の焦点Fb1をトラッキングシフト方向へ移動させる。
従って光ディスク装置20は、対物レンズ11をトラッキングチルト制御することにより、青色光ビームLb1の焦点Fb1をトラッキングシフト方向に移動させることができ、青色光ビームLb1の焦点Fb1を適切に目標位置PGに合わせることができる。
これにより光ディスク装置20は、光ディスク100が標準状態(図16)から傾きを有していたとしても、目標位置PGに記録マークRMが形成されていた場合、当該記録マークRMからの青色再生光ビームLb3を正しく検出することができる。この結果、光ディスク装置20は、目標位置PGにおける記録マークRMの有無を正しく検出することができ、当該記録マークRMの有無により表される情報を正しく読み出すことができる。
このとき光ディスク装置20は、対物レンズ11及び12のトラッキングシフト方向に関する移動量の差が光ディスク100の標準状態(図16)からのチルト量と関係することを利用しているため、(6)式の演算において間接的に光ディスク100の傾きθを算出し利用することができる。
このため光ディスク装置20は、例えば光ディスク100の傾きθを検出するためのチルトセンサ等を設ける必要なく、構成を複雑化せずに済む。
また光ディスク装置20は、対物レンズ11のトラッキングチルト制御においてトラッキングシフトエラー信号STE1及びSTE2を利用しているものの、当該トラッキングチルト制御を他の位置制御、すなわち対物レンズ11のフォーカス制御及びトラッキングシフト制御、対物レンズ12のフォーカス制御及びトラッキングシフト制御並びに可動ミラー62のタンジェンシャル制御から独立させている。このため光ディスク装置20は、トラッキングチルト制御における制御処理を比較的単純に行うことができる。
さらに光ディスク装置20は、対物レンズ11及び12の双方を通過した青色光ビームLb1をフォトディテクタ96により検出して生成される検出信号U4A〜U4Dを基に可動ミラー62における反射面62Aの角度をラジアル方向に制御することにより、青色光ビームLb2の焦点Fb2をラジアル方向(すなわちトラッキングシフト方向)に移動させ、青色光ビームLb1の焦点Fb1とのずれ量を減少させる。
これにより光ディスク装置20は、光ディスク100が標準状態(図16)から傾きを有していたとしても、目標位置PGに正しく記録マークRMを形成することができる。
以上の構成によれば、光ディスク装置20は、トラッキングチルトエラー信号生成回路23Fによって(6)式に従いトラッキングシフトエラー信号STE1及びSTE2を目標位置PGの深さdに応じた比率で加算することによりトラッキングチルトエラー信号SLE1を算出し、これを基に対物レンズ11をトラッキングチルト方向へ回転駆動することにより、青色光ビームLb1の焦点Fb1をトラッキングシフト方向へ移動させて目標位置PGに合わせることができる。そのうえ光ディスク装置20は、対物レンズ11及び12を介した青色光ビームLb1の検出結果を基に可動ミラー62における反射面62Aの角度をラジアル方向に制御し焦点Fb2をトラッキングシフト方向に移動させることにより焦点Fb1に合わせることができる。
(5)他の実施の形態
なお上述した実施の形態においては、トラッキングチルトエラー信号生成回路23Fによってトラッキングシフトエラー信号STE1と係数αを乗じたトラッキングシフトエラー信号STE2とを加算することによりトラッキングチルトエラー信号SLE1を算出するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えば所定の係数を乗じたトラッキングシフトエラー信号STE1とトラッキングシフトエラー信号STE2とを加算することによりトラッキングチルトエラー信号SLE1を算出するようにしても良い。
なお上述した実施の形態においては、トラッキングチルトエラー信号生成回路23Fによってトラッキングシフトエラー信号STE1と係数αを乗じたトラッキングシフトエラー信号STE2とを加算することによりトラッキングチルトエラー信号SLE1を算出するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えば所定の係数を乗じたトラッキングシフトエラー信号STE1とトラッキングシフトエラー信号STE2とを加算することによりトラッキングチルトエラー信号SLE1を算出するようにしても良い。
ただし、係数αは対物レンズ11の制御特性に影響を与えるものであり、当該係数αとローパスフィルタ22A1、位相補償回路22A2及びアンプ回路22A3との間には密接な関係がある。このため、係数αの値に応じて、当該ローパスフィルタ22A1、位相補償回路22A2及びアンプ回路22A3の特性を調整することが望ましい。
また上述した実施の形態においては、(6)式における係数αを目標位置PGの深さdに応じて設定するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えば深さdに加えて、第1対物レンズ及び第2対物レンズのトラッキングシフト制御系における応答速度や第1対物レンズのトラッキングチルト制御系における応答速度等に応じて係数αを定めるようにしても良い。
さらに上述した実施の形態においては、図13に示したように第1フォーカス制御回路22Aをローパスフィルタ22A1、位相補償回路22A2及びアンプ回路22A3の組み合わせにより実現するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、各種フィルタ回路やイコライザ回路等の組み合わせや、ディジタル化し演算処理によって各種フィルタと同様の効果を与え、あるいは現代制御理論に基づく状態方程式にて算出したモデルを用いることにより第1フォーカス制御回路22Aを実現するようにしても良い。第1トラッキングシフト制御回路22B等についても同様である。
さらに上述した実施の形態においては、可動ミラー62の反射面62Aの角度をタンジェンシャル方向及びラジアル方向の双方に調整するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えば青色光ビームLb1及びLb2の焦点Fb1及びFb2のタンジェンシャル方向に関するずれ量が許容誤差範囲内となる場合等に、可動ミラー62の反射面62Aの角度をラジアル方向のみに調整するようにしても良い。
さらに上述した実施の形態においては、可動ミラー62の反射面62Aの角度を調整することにより、対物レンズ12に対する赤色光ビームLr2及び青色光ビームLb2の入射角度を変化させるようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えば赤色光ビームLr2及び青色光ビームLb2の光路上に角度調整可能なレンズを設け、当該レンズの角度を調整することにより当該入射角度を変化させる等、種々の光学的手段により当該入射角度を変化させるようにしても良い。
さらに上述した実施の形態においては、フォーカスエラー信号SFE1及びSFE2を非点収差法に基づいて算出するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、他の種々のフォーカスエラー信号生成手法に従い算出するようにしても良い。この場合、光ディスク100に対する光ビーム照射パターンやフォトディテクタ43等における検出領域の配置パターン等が当該フォーカスエラー信号生成手法に対応したものであれば良い。
さらに上述した実施の形態においては、トラッキングシフトエラー信号STE1及びSTE2を3スポット法に基づいて算出するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えばプッシュプル法やDPP(Differential Push Pull)法といった他の種々のトラッキングシフトエラー信号生成手法に従い算出するようにしても良い。この場合、光ディスク100に対する光ビーム照射パターンやフォトディテクタ43等における検出領域の配置パターン等が当該トラッキングシフトエラー信号生成手法に対応したものであれば良い。
さらに上述した第1の実施の形態においては、レーザダイオード31から出射される赤色光ビームLr1の波長を約650[nm]とし、レーザダイオード71から出射される光ビームの波長を約405[nm]とするようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えば赤色光ビームLr1の波長を約780[nm]とする等、各光ビームをそれぞれ他の任意の波長(すなわち他の色)としても良い。
この場合、ダイクロイックプリズム39及び58の波長選択性を当該波長に対応させることにより、サーボ層104及び105において赤色光ビームLr1及びLr2がそれぞれ反射され、青色光ビームLb1及びLb2により記録層101内に記録マークRMを形成でき、且つ当該青色光ビームLb1が当該記録マークRMにより反射された青色再生光ビームLb3を検出し得れば良い。
さらに上述した第1の実施の形態においては、対物レンズ11と対物レンズ12との光学特性を揃えて両者の開口数(NA)を一致させるようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えば対物レンズ11と対物レンズ12との光学特性を相違させ両者の開口数(NA)を相違させるようにしても良い。この場合、当該開口数に応じて第1面位置制御光学系30、第2面位置制御光学系50、第1面情報光学系70及び第2面情報光学系90の各種光学部品や配置等を適宜調整すれば良い。
さらに上述した第1の実施の形態においては、記録層101と基板102との境界にサーボ層104を設けるようにした場合について述べたが、本発明はこれらに限らず、例えば記録層101と基板102との境界や記録層101の内部等、種々の位置にサーボ層104を設けるようにしても良い。サーボ層105についても同様である。
さらに上述した第1の実施の形態においては、光ディスク100の記録層101を樹脂材料に所定の光重合開始剤が混合され硬化されたものとするようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えば記録層101を光重合型フォトポリマにより構成し、その内部にモノマが均一に分散している構成であっても良い。この場合、記録層101は、光が照射されると照射箇所においてモノマが光重合や光架橋等を生じることによりポリマ化し、これに伴い屈折率が変化する。記録層101は、このように屈折率が変化した箇所が記録マークRMとなる。
さらに上述した第1の実施の形態においては、光ディスク100に基板102及び103を設けるようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えば記録層101の強度が十分である場合などに、当該基板102及び103の一方又は両方を省略しても良い。
さらに上述した実施の形態においては、第3反射光検出部としてのフォトディテクタ43と、第1制御部としての第1トラッキングシフトエラー信号生成回路23B及び第1トラッキングシフト制御回路22Bと、第4反射光検出部としてのフォトディテクタ66と、第2制御部としての第2トラッキングシフトエラー信号生成回路23D及び第2トラッキングシフト制御回路22Dと、第3制御部としてのトラッキングチルトエラー信号生成回路23F及び第1トラッキングチルト制御回路22Fと、透過光検出部としてのフォトディテクタ96と、入射角度調整部としての可動ミラー62と、第4制御部としてのラジアルエラー信号生成回路23G及び可動ミラーラジアル制御回路22Gとによって光ディスク装置としての光ディスク装置20を構成する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、その他種々の回路構成でなる第3反射光検出部と、第1制御部と、第4反射光検出部と、第2制御部と、第3制御部と、透過光検出部と、入射角度調整部と、第4制御部とによって光ディスク装置を構成するようにしても良い。
本発明は、映像や音声、或いはコンピュータ用のデータ等の情報を光ディスクに記録し、また当該光ディスクから当該情報を再生する光ディスク装置でも利用できる。
1、20……光ディスク装置、2、100……光ディスク、11、12……対物レンズ、13、14……アクチュエータ、21……制御部、22……駆動制御部、22A……第1フォーカス制御回路、22B……第1トラッキングシフト制御回路、22C……第2フォーカス制御回路、22D……第2トラッキングシフト制御回路、22E……可動ミラータンジェンシャル制御回路、22F……第1トラッキングチルト制御回路、22G……可動ミラーラジアル制御回路、23……信号処理部、23A……第1フォーカスエラー信号生成回路、23B……第1トラッキングシフトエラー信号生成回路、23C……第2フォーカスエラー信号生成回路、23D……第2トラッキングシフトエラー信号生成回路、23E……タンジェンシャルエラー信号生成回路、23F……トラッキングチルトエラー信号生成回路、23G……ラジアルエラー信号生成回路、26……光ピックアップ、31、51、71……レーザダイオード、43、66、86、96……フォトディテクタ、62……可動ミラー、U1A、U1B、U1C、U1D、U1E、U1F、U2A、U2B、U2C、U2D、U2E、U2F、U3、U4A、U4B、U4C、U4D……検出信号、SFE1、SFE2……フォーカスエラー信号、STE1、STE2……トラッキングシフトエラー信号、SLE1……トラッキングチルトエラー信号、SNE2……タンジェンシャルエラー信号、SRE2……ラジアルエラー信号、SFD1、SFD2……フォーカス駆動信号、STD1、STD2……トラッキングシフト駆動信号、SLD1……トラッキングチルト駆動信号、SND2……タンジェンシャル駆動信号、SRD2……ラジアル駆動信号。
Claims (6)
- 略ディスク状でなり、情報を表す記録マークにより内部にディスク面と略平行な1層以上のマーク層を形成する記録層と、上記ディスク面上における位置を特定するための第1サーボ層及び第2サーボ層とを有する光ディスクに対し、同一の光源から出射される第1光ビーム及び第2光ビームを第1対物レンズ及び第2対物レンズにより上記記録層内における同一の焦点位置にそれぞれ集光し上記情報を記録する光ディスク装置において、
所定の第3光ビームが上記第1対物レンズにより上記第1サーボ層に集光された際に反射されてなる第3反射光ビームを検出する第3反射光検出部と、
上記第3反射光ビームの検出結果を基に上記第3光ビームを上記第1サーボ層の目標サーボ位置に合焦させるよう、上記第1対物レンズを上記光ディスクに近接又は離隔させるフォーカス方向及び上記光ディスクの内周又は外周へ向かうトラッキングシフト方向に位置制御する第1制御部と、
所定の第4光ビームが上記第2対物レンズにより上記第2サーボ層に集光された際に反射されてなる第4反射光ビームを検出する第4反射光検出部と、
上記第4反射光ビームの検出結果を基に上記第4光ビームを上記第2サーボ層の目標サーボ位置に合焦させるよう、上記第2対物レンズをフォーカス方向及びトラッキングシフト方向に位置制御する第2制御部と、
トラッキングシフト方向に関する上記第1反射光ビーム及び上記第2反射光ビームの検出結果を基に、上記目標サーボ位置と対応する目標位置に上記第1光ビームを合焦させるよう、上記第1対物レンズのトラッキングシフト方向への傾きを制御する第3制御部と、
上記第1光ビームが上記第1サーボ層を透過し上記第2対物レンズにより収束されてなる透過光ビームを検出する透過光検出部と、
上記第2対物レンズに対する上記第2光ビーム及び上記第4光ビームのトラッキングシフト方向に関する入射角度を調整する入射角度調整部と、
上記透過光ビームの検出結果に基づき上記第2光ビームの焦点を上記第1光ビームの焦点に一致させるよう、入射角度調整部を介し上記入射角度を制御する第4制御部と
を具えることを特徴とする光ディスク装置。 - 上記第3制御部は、
トラッキングシフト方向に関する上記第1反射光ビーム又は上記第2反射光ビームの検出結果のうち少なくとも一方に所定係数を乗じ、両者の差分値を基に上記第1対物レンズのトラッキングシフト方向への傾きを制御する
ことを特徴とする請求項1に記載の光ディスク装置。 - 上記第3制御部は、
上記光ディスクにおける上記サーボ層から上記目標位置までの距離に応じて上記所定係数を設定する
ことを特徴とする請求項2に記載の光ディスク装置。 - 上記入射角度調整部は、
上記第2対物レンズに対する上記第2光ビーム及び上記第4光ビームの入射角度を、上記トラッキングシフト方向に加え当該トラッキングシフト方向と直交するタンジェンシャル方向にも調整し、
上記第4制御部は、
上記透過光ビームの検出結果に基づき上記第2光ビームの焦点を上記第1光ビームの焦点に一致させるよう、上記タンジェンシャル方向に関し上記入射角度を制御する
ことを特徴とする請求項1に記載の光ディスク装置。 - 上記入射角度調整部は、
上記第2光ビーム及び上記第4光ビームを所定の反射面により反射させて上記第2対物レンズに入射させると共に、上記反射面の角度を調整し得る可動ミラーでなる
ことを特徴とする請求項1に記載の光ディスク装置。 - 略ディスク状でなり、情報を表す記録マークにより内部にディスク面と略平行な1層以上のマーク層を形成する記録層と、上記ディスク面上における位置を特定するための第1サーボ層及び第2サーボ層とを有する光ディスクに対し、同一の光源から出射される第1光ビーム及び第2光ビームを第1対物レンズ及び第2対物レンズにより上記記録層内における同一の焦点位置にそれぞれ集光し上記情報を記録する光ディスク装置の対物レンズ制御方法において、
所定の第3光ビームが上記第1対物レンズにより上記第1サーボ層に集光された際に反射されてなる第3反射光ビームを検出する第3反射光検出ステップと、
上記第3反射光ビームの検出結果を基に上記第3光ビームを上記第1サーボ層の目標サーボ位置に合焦させるよう、上記第1の対物レンズを上記光ディスクに近接又は離隔させるフォーカス方向及び上記光ディスクの内周又は外周へ向かうトラッキングシフト方向に位置制御する第1制御ステップと、
所定の第4光ビームが上記第2対物レンズにより上記第2サーボ層に集光された際に反射されてなる第4反射光ビームを検出する第4反射光検出ステップと、
上記第4反射光ビームの検出結果を基に上記第4光ビームを上記第2サーボ層の目標サーボ位置に合焦させるよう、上記第2の対物レンズをフォーカス方向及びトラッキングシフト方向に位置制御する第2制御ステップと、
トラッキングシフト方向に関する上記第1反射光ビーム及び上記第2反射光ビームの検出結果を基に、上記目標サーボ位置と対応する目標位置に上記第1光ビームを合焦させるよう、上記第1対物レンズのトラッキングシフト方向への傾きを制御する第3制御ステップと
上記第1光ビームが上記第1サーボ層を透過し上記第2対物レンズにより収束されてなる透過光ビームを検出する透過光検出ステップと、
上記透過光ビームの検出結果に基づき上記第2光ビームの焦点を上記第1光ビームの焦点に一致させるよう、上記第2対物レンズに対する上記第2光ビーム及び上記第4光ビームのトラッキングシフト方向に関する入射角度を制御する第4制御ステップと
を具えることを特徴とする対物レンズ制御方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008007307A JP2009170036A (ja) | 2008-01-16 | 2008-01-16 | 光ディスク装置及び対物レンズ制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008007307A JP2009170036A (ja) | 2008-01-16 | 2008-01-16 | 光ディスク装置及び対物レンズ制御方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2009170036A true JP2009170036A (ja) | 2009-07-30 |
Family
ID=40971042
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2008007307A Pending JP2009170036A (ja) | 2008-01-16 | 2008-01-16 | 光ディスク装置及び対物レンズ制御方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2009170036A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012109008A (ja) * | 2010-11-18 | 2012-06-07 | General Electric Co <Ge> | ホログラフィック複製システムの複数スポットの位置合わせのためのサーボシステム |
-
2008
- 2008-01-16 JP JP2008007307A patent/JP2009170036A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012109008A (ja) * | 2010-11-18 | 2012-06-07 | General Electric Co <Ge> | ホログラフィック複製システムの複数スポットの位置合わせのためのサーボシステム |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4961922B2 (ja) | 光ディスク装置及び焦点位置制御方法 | |
JP4305776B2 (ja) | 光ディスク装置及び焦点位置制御方法 | |
JP4419098B2 (ja) | 光ディスク装置及び焦点位置制御方法 | |
US7869330B2 (en) | Optical disc apparatus and method for reproducing information | |
JP2008251134A (ja) | 光ディスク装置、情報記録方法及び情報再生方法 | |
US8363532B2 (en) | Method and apparatus for controlling position in which data is to be recorded | |
KR20080109635A (ko) | 광 디스크 장치 및 수렴 위치 보정 방법 | |
JP4573137B2 (ja) | 光ディスク装置及び位置制御方法並びに光ピックアップ | |
JP4224795B2 (ja) | 光ディスク装置及び光収差補正方法 | |
JP2008097723A (ja) | 光ディスク装置及びトラッキング制御方法並びに光ディスク | |
JP2009187633A (ja) | 光ディスク装置及び光ビーム照射角度調整方法 | |
JP2009009635A (ja) | 光ピックアップ、光情報記録装置、光情報記録方法、光情報再生装置、光情報再生方法及び光情報記録媒体 | |
JP2008071434A (ja) | 光ディスク装置、光ディスク、記録制御方法並びに再生制御方法 | |
JP2009238257A (ja) | 光ディスク装置及びフォーカス制御方法 | |
JP2008097701A (ja) | 光ディスク装置及びディスクチルト補正方法、並びに光ディスク | |
JP4784474B2 (ja) | 光ディスク装置及び焦点位置制御方法 | |
JP4784475B2 (ja) | 光ディスク装置、焦点位置制御方法及び体積型記録媒体 | |
JP4784473B2 (ja) | 光ディスク装置及びディスクチルト補正方法、並びに光ディスク | |
JP2009170036A (ja) | 光ディスク装置及び対物レンズ制御方法 | |
JP2009008938A (ja) | 光情報記録装置、光ピックアップ、光情報記録方法及び光情報記録媒体 | |
JP2009151900A (ja) | 光ディスク装置及び位置制御方法並びに光ピックアップ | |
JP2009170035A (ja) | 光ディスク装置及び対物レンズ制御方法 | |
JP2009093717A (ja) | 光情報記録媒体 | |
JP2009151901A (ja) | 光ディスク装置及び光情報記録方法 | |
JP5251990B2 (ja) | 光情報記録媒体 |