JP2010040063A - 光情報記録装置及び記録位置補償方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】光ディスクの一様な記録層内形成する記録マークの位置精度を高め得るようにする。
【解決手段】一様な記録層を有する光情報記録媒体としての光ディスクに対し、情報を表す記録マークRMを形成するための情報光ビームLMを対物レンズによって集光して光ディスクに照射する。光ディスク装置は、対物レンズを光ディスクに対して近接又は離隔させるフォーカス方向に駆動する。このとき光ディスク装置は、記録層における吸収係数変化量に応じて、当該記録層において記録マークRMが形成されるべき目標マーク位置PRMからフォーカス方向に所定の加算距離だけずらした目標位置PGに情報光ビームLMの焦点FMを位置させる。
【選択図】図20
【解決手段】一様な記録層を有する光情報記録媒体としての光ディスクに対し、情報を表す記録マークRMを形成するための情報光ビームLMを対物レンズによって集光して光ディスクに照射する。光ディスク装置は、対物レンズを光ディスクに対して近接又は離隔させるフォーカス方向に駆動する。このとき光ディスク装置は、記録層における吸収係数変化量に応じて、当該記録層において記録マークRMが形成されるべき目標マーク位置PRMからフォーカス方向に所定の加算距離だけずらした目標位置PGに情報光ビームLMの焦点FMを位置させる。
【選択図】図20
Description
本発明は光情報記録装置及び記録位置補償方法に関し、例えば光ディスクに複数層の記マーク層を形成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。
またかかる従来型の光ディスク装置では、当該光ディスクが有する信号記録面に対して光ビームを照射し、当該信号記録面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、解像度もこの値に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。
ここで、1枚の光ディスクに複数の記録層を設けることを検討する。光ディスクは、仮に従来のDVD方式及びBD方式のように信号記録面として種類の異なる材料を積層する構成とした場合、その製造工程が複雑化し製造コストの上昇等を招いてしまう。
そこで光ディスク装置のなかには、光ディスクの一様な記録層内において、光ビームの焦点近傍における屈折率を変化させて記録マークを形成し、当該記録マークの層(以下、これをマーク層と呼ぶ)を複数積層しながら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1図、第4図及び第5図)
ところで特許文献1に記載の光ディスク装置では、平面である信号記録面における反射率を変化させる従来型の光ディスク装置と異なり、3次元的な空間である記録層内における任意の目標マーク位置に記録マークを形成する。このため記録マークの位置を光ビームの光軸方向であるフォーカス方向においても精密に制御する必要がある。
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、光ディスクの一様な記録層内に形成する記録マークのフォーカス方向に関する位置精度を高め得る光情報記録装置及び記録位置補償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情報記録装置においては、一様な記録層を有する光情報記録媒体に対し、情報を表す記録マークを形成するための情報光ビームを集光する対物レンズと、情報光ビームの焦点位置を光情報記録媒体に対して近接又は離隔させるフォーカス方向に移動させる焦点移動部と、記録層において記録マークが形成されるべき目標マーク位置から上記フォーカス方向に、記録層における吸収係数変化量に応じた加算距離だけずらした目標位置に情報光ビームの焦点を位置させるよう焦点移動部を制御する駆動制御部とを設けるようにした。
これにより本発明の光情報記録装置は、記録層における吸収係数変化量に応じて生じる記録マークと情報光ビームの焦点とのずれ量を加算距離によって相殺することができ、目標マーク位置に対して記録マークを形成することができる。
また本発明の記録位置補償方法においては、一様な記録層を有する光情報記録媒体に対し、情報を表す記録マークを形成するための情報光ビームを集光する集光ステップと、対物レンズを光情報記録媒体に対して近接又は離隔させるフォーカス方向に駆動する際、記録層において記録マークが形成されるべき目標マーク位置から上記フォーカス方向に、記録層における吸収係数変化量に応じた加算距離だけずらした目標位置に情報光ビームの焦点を位置させるよう駆動部を制御する駆動制御ステップとを設けるようにした。
これにより本発明の記録位置補償方法では、記録層における吸収係数変化量に応じて生じる記録マークと情報光ビームの焦点とのずれ量を加算距離によって相殺することができ、目標マーク位置に対して記録マークを形成することができる。
本発明によれば、記録層における吸収係数変化量に応じて生じる記録マークと情報光ビームの焦点とのずれ量を加算距離によって相殺することができるため、目標マーク位置に対して記録マークを形成することができる。かくして本発明によれば、光ディスクの一様な記録層内に形成する記録マークのフォーカス方向に関する位置精度を高め得る光情報記録装置及び記録位置補償方法を実現できる。
以下、図面について、本発明の一実施の形態を詳述する。
(1)第1の実施の形態
(1−1)焦点位置制御の基本原理
まず第1の実施の形態による焦点位置制御の基本原理について説明する。第1の実施の形態では、光ディスク装置10から光ディスク100へ情報光ビームLMを照射することにより光ディスク100に情報を記録し、また当該情報光ビームLMが反射されてなる情報反射光ビームLMrを検出することにより当該光ディスク100から情報を読み出すようになされている。
(1−1)焦点位置制御の基本原理
まず第1の実施の形態による焦点位置制御の基本原理について説明する。第1の実施の形態では、光ディスク装置10から光ディスク100へ情報光ビームLMを照射することにより光ディスク100に情報を記録し、また当該情報光ビームLMが反射されてなる情報反射光ビームLMrを検出することにより当該光ディスク100から情報を読み出すようになされている。
実際上光ディスク100は、図1に外観図を示すように、全体として略円板状に構成され、中心にチャッキング用の孔部100Hが設けられている。また光ディスク100は、図2に断面図を示すように、情報を記録するための記録層101の両面を基板102及び103により挟んだような構成を有している。
光ディスク装置10は、所定の光源から出射された情報光ビームLMを対物レンズ18により光ディスク100の記録層101内に集光する。この情報光ビームLMが比較的強い記録用の強度であった場合、記録層101内における焦点FMの位置には、記録マークRMが形成される。
因みに記録層101は、例えば樹脂材料に所定の光重合開始剤が混合され硬化された後、情報光ビームLMが集光されるとその焦点FMを中心に温度が急激に上昇され、光重合開始剤残渣などの気化材料が気化することにより、気泡を形成するようになされている。このときの気泡は、情報光ビームLMの照射終了後もそのまま空洞として残り、記録マークRMとなる。
この記録層101では、記録マークRMの空洞内と記録層101を構成する樹脂材料とで屈折率が大きく相違しているため、当該記録マークRMの光ビームの反射率が比較的高くなる。
このため情報光ビームLMが比較的弱い再生用の強度であった場合、記録層101内における焦点FMの位置に記録マークRMが形成されていれば、当該情報光ビームLMは反射され、情報反射光ビームLMrとなる。
また光ディスク装置10は、光ディスク100に対する対物レンズ18の相対的な位置を制御することにより、記録層101内の様々な箇所に記録マークRMを形成し得るようになされている。
実際上、光ディスク装置10は、光ディスク100の記録層101内に螺旋状のトラックを形成しながら複数の記録マークRMを順次形成するようになされている。このようにして形成された記録マークRMは、光ディスク100の円板面とほぼ平行な平面状に配置され、当該記録マークRMによる層(以下これをマーク層Yと呼ぶ)を形成する。
さらに光ディスク装置10は、情報光ビームLMにおける焦点FMの位置を光ディスク100の厚さ方向に変化させることにより、記録層101内に複数のマーク層Yを形成する。例えば光ディスク装置10は、光ディスク100の入射側にある一面100A側から所定の層間隔rごとにマーク層Yを順次形成するようになされている。
かかる構成に加えて光ディスク装置10は、図3に示すように、対物レンズ18により、情報光ビームLMを照射すべき目標位置PGを含むマーク層Y(以下、これを目標マーク層YGと呼ぶ)における当該目標位置PGよりも1トラック内周側に形成されているトラック(以下、これを参照トラックTEと呼ぶ)に対し、情報光ビームLMと異なる参照光ビームLEを集光するようになされている。
因みに光ディスク装置10は、光ディスク100の内周側から記録マークRMを螺旋状に順次記録していくため、目標トラックTGに新たに記録マークRMを形成して情報を記録する際、当該目標トラックTGよりも1トラック内周側には必ずトラックが形成されていることになる。このため光ディスク装置10は、目標位置PGの1トラック内周側のトラックを参照トラックTEとするようになされている。
参照光ビームLEは、参照トラックTEを構成する記録マークRMにより反射され、参照反射光ビームLErとなる。光ディスク装置10は、この参照反射光ビームLErを検出すると共に、その検出結果を基に参照光ビームLEを参照トラックTEに合焦させるよう、対物レンズ18の位置制御を行う。
具体的に光ディスク装置10は、非点収差法に従い対物レンズ18を光ディスク100に近接又は離隔させる方向であるフォーカス方向に駆動する位置制御と、プッシュプル法に従い当該対物レンズ18を光ディスク100の半径方向であるトラッキング方向に駆動する位置制御とを行うようになされている。
また光ディスク装置10は、対物レンズ18へ入射する参照光ビームLE及び情報光ビームLMの光路や発散角等をそれぞれ適宜調整することにより、当該対物レンズ18により当該参照光ビームLEを集光する際、その焦点FEを情報光ビームLMの焦点FMよりもちょうど1トラック分内周側に位置させるようになされている。
すなわち光ディスク100の目標マーク層YGでは、図3に示したように、情報光ビームLMによるビームスポットPMが目標トラックTG上に形成され、参照光ビームLEによるビームスポットPEが参照トラックTE上に形成される。
このため光ディスク装置10は、既に形成されている参照トラックTEに参照光ビームLEをほぼ合焦させるよう対物レンズ18の位置制御を行うことにより、参照トラックTEよりも1トラック外周側となる目標トラックTG上の記録マークRMを形成すべき目標マーク位置PRMに情報光ビームLMをほぼ合焦させることができる。
また光ディスク装置10は、参照トラックTEと目標トラックTGとの間隔をちょうど1トラックに合わせることができる。このため光ディスク装置10は、誤って既存のトラックに上書きする危険性を格段に低減することができ、仮に光ディスク100に傾きや反りが生じていたとしても、トラック同士の間隔を一定に保ちながら新たなトラックを記録することができる。
このように光ディスク装置10は、光ディスク100の記録層101内に既に形成されている参照トラックTEに参照光ビームLEをほぼ合焦させるよう対物レンズ18の位置制御を行うことにより、目標トラックTG上の目標マーク位置PRMに情報光ビームLMをほぼ合焦させ得るようになされている。
ところで光ディスク100には、図2に示したように、記録層101内に形成される各マーク層Yにおける内周側の部分(以下、これをリードインエリアと呼ぶ)に、リードインマークIMがあらかじめ形成されるようになされている。
このリードインマークIMは、内周側から例えば幅wでなる数トラックにわたって形成されており、各マーク層Yの情報を記録する部分(以下、これをデータエリアと呼ぶ)に初めて記録マークRMを記録する際、当該リードインマークIMの終端部分に続けて当該記録マークRMを記録するためのものである。
実際上、各マーク層YのリードインマークIMは、例えば工場出荷前等に、専用の記録装置等により、高精度に層間隔r(図2(B))を設けながら形成されるようになされている。
このため光ディスク装置10は、光ディスク100に情報を記録する際、リードインマークIMを参照トラックTEとしながら、リードインマークIMの終端部分に続けて記録マークRMを形成することにより、各マーク層Yにおけるデータエリアの開始位置を適切に決定し得ると共に、各マーク層Y同士の間隔を精度良く層間隔rに揃え得るようになされている。
このように光ディスク100では、記録層101の最内側となるリードインエリアに予めリードインマークIMを形成しておくことにより、情報の記録の際、目標トラックTGよりも1トラック前の参照トラックTEを常に参照して目標トラックTG上の目標マーク位置PRMに情報光ビームLMをほぼ合焦させ得るようになされている。
(1−2)光ディスク装置の構成
次に、具体的な光ディスク装置10の構成について説明する。
次に、具体的な光ディスク装置10の構成について説明する。
図4に示すように、光ディスク装置10は制御部11を中心に構成されている。制御部11は、図示しないCPU(Central Processing Unit)と、各種プログラム等が格納されるROM(Read Only Memory)と、当該CPUのワークメモリとして用いられるRAM(Random Access Memory)とによって構成されている。
制御部11は、光ディスク100に情報を記録する場合、駆動制御部12を介してスピンドルモータ15を回転駆動させ、ターンテーブル(図示せず)に載置された光ディスク100を所望の速度で回転させる。
また制御部11は、駆動制御部12を介してスレッドモータ16を駆動させることにより、光ピックアップ17を移動軸G1及びG2に沿ってトラッキング方向、すなわち光ディスク100の内周側又は外周側へ向かう方向へ大きく移動させるようになされている。
光ピックアップ17は、対物レンズ18等の複数の光学部品が取り付けられており、制御部11の制御に基づいて光ディスク100へ情報光ビームLM及び参照光ビームLEを照射し、参照光ビームLEが反射されてなる参照反射光ビームLErを検出するようになされている。
光ピックアップ17は、参照反射光ビームLErの検出結果に基づいた複数の検出信号を生成し、これらを信号処理部13へ供給する。信号処理部13は、供給された検出信号を用いた所定の演算処理を行うことにより、フォーカスエラー信号SFE1及びトラッキングエラー信号STE1をそれぞれ生成し、これらを駆動制御部12へ供給する。
駆動制御部12は、供給されたフォーカスエラー信号SFE1及びトラッキングエラー信号STE1を基に、対物レンズ18を駆動するためのフォーカス駆動信号及びトラッキング駆動信号を生成し、これを光ピックアップ17の2軸アクチュエータ19へ供給する。
光ピックアップ17の2軸アクチュエータ19は、このフォーカス駆動信号及びトラッキング駆動信号に基づいて対物レンズ18のフォーカス制御及びトラッキング制御を行い、当該対物レンズ18により集光される参照光ビームLEの焦点FEを目標マーク層YGの参照トラックTEに追従させる。
このとき制御部11は、外部から供給される情報に基づき、情報光ビームLMの強度を信号処理部13によって変調することにより目標マーク層YGの目標トラックTGに記録マークRMを形成し、当該情報を記録し得るようになされている。
また光ピックアップ17は、光ディスク100から情報を再生する場合、記録時と同様に参照光ビームLEの焦点FEを目標マーク層YGの参照トラックTEに追従させると共に、比較的弱い一定強度の情報光ビームLMを目標マーク層YGの目標トラックTGへ照射し、記録マークRMが形成されている箇所において当該情報光ビームLMが反射されてなる情報反射光ビームLMrを検出する。
光ピックアップ17は、情報反射光ビームLMrの検出結果に基づいた検出信号を生成し、これを信号処理部13へ供給する。信号処理部13は、検出信号に対し所定の演算処理、復調処理及び復号化処理等を施すことにより、目標マーク層YGの目標トラックTGに記録マークRMとして記録されている情報を再生し得るようになされている。
(1−3)光ピックアップの構成
次に、光ピックアップ17の構成について説明する。この光ピックアップ17は、図5に示すように、多数の光学部品の組み合わせにより構成されており、情報光ビームLM及び参照光ビームLEを光路形成部20及び対物レンズ18を介して光ディスク100に照射するようになされている。
次に、光ピックアップ17の構成について説明する。この光ピックアップ17は、図5に示すように、多数の光学部品の組み合わせにより構成されており、情報光ビームLM及び参照光ビームLEを光路形成部20及び対物レンズ18を介して光ディスク100に照射するようになされている。
光ピックアップ17のレーザダイオード31は、波長約405[nm]の青紫色レーザ光でなる光ビームLAを出射させ、コリメータレンズ32へ入射させる。実際上レーザダイオード31は、制御部11(図4)の制御に基づき発散光でなる所定光量の光ビームLAを出射する。コリメータレンズ32は、光ビームLAを発散光から平行光に変換し、1/2波長板33へ入射させる。
光ビームLAは、1/2波長板33によって偏光方向が所定角度回転されることにより例えばP偏光に調整され、グレーティング34へ入射される。
グレーティング34は、光ビームLAを回折させることにより、0次の回折光でなる情報光ビームLM及び1次の回折光でなる参照光ビームLEに分離し、それぞれを偏光ビームスプリッタ35へ入射させる。
なお光ピックアップ17内では、実際には情報光ビームLM及び参照光ビームLEが互いの光軸を僅かに離隔させた状態で進行するが、いずれもほぼ同様の光路を進行する。このため図5等においては、説明の都合上、情報光ビームLMの光路及び参照光ビームLEの光路を同一の光路として示している。
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、情報光ビームLM及び参照光ビームLEをそれぞれ透過して液晶パネル36へ入射させる。
液晶パネル36は、情報光ビームLM及び参照光ビームLEの球面収差等を補正し、それぞれ1/4波長板37へ入射させる。1/4波長板37は、情報光ビームLM及び参照光ビームLEをそれぞれP偏光から円偏光に変換してリレーレンズ38へ入射させる。
リレーレンズ38は、可動レンズ39により情報光ビームLM及び参照光ビームLEをそれぞれ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情報光ビームLM及び参照光ビームLEをそれぞれ固定レンズ40により再度収束光に変換し、ミラー41へ入射させる。
ここで可動レンズ39は、図示しないアクチュエータにより情報光ビームLM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38は、制御部11(図4)の制御に基づき当該アクチュエータによって可動レンズ39を移動させることにより、固定レンズ40から出射される情報光ビームLM及び参照光ビームLEの収束状態をそれぞれ変化させ得るようになされている。
ミラー41は、情報光ビームLM及び参照光ビームLEを反射してその進行方向を偏向し、対物レンズ18へ入射させる。
対物レンズ18は、情報光ビームLM及び参照光ビームLEをそれぞれ集光する。ここで対物レンズ18から情報光ビームLMの焦点FM及び参照光ビームLEの焦点FEまでのフォーカス方向に関する距離は、当該情報光ビームLM及び参照光ビームLEがリレーレンズ38から出射されるときの発散角に応じて定まることになる。
因みに光ピックアップ17では、当該可動レンズ39の移動距離と情報光ビームLMの焦点FM及び参照光ビームLEの焦点FEの移動距離とを比例させるようになされている。
実際上、リレーレンズ38は、制御部11の制御に基づき可動レンズ39を移動させることにより、焦点FM及びFEを記録層101内における目標マーク層YGにおおよそ合わせるようになされている。
対物レンズ18は、既存の参照トラックTE付近に参照光ビームLEを集光する。このとき参照光ビームLEは、図2に示したように、参照トラックTE上に形成されている記録マークRMにより反射され、参照反射光ビームLErとなる。
参照反射光ビームLErは、元の参照光ビームLEの光路を反対方向へ進行する。すなわち参照反射光ビームLErは、対物レンズ18により発散角が変換され、ミラー41により反射され、リレーレンズ38により平行光に変換され、1/4波長板37及び液晶パネル36を順次透過し、S偏光として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、S偏光でなる参照反射光ビームLErを反射透過面35Sによって反射し、集光レンズ43へ入射させる。集光レンズ43は、参照反射光ビームLErを集光し、非点収差を加えた上でピンホール板44を介してフォトディテクタ45へ照射させる。
ここで図6に示すように、ピンホール板44は、集光レンズ43(図5)により集光される参照反射光ビームLErの焦点を孔部44H2内に位置させるよう配置されているため、当該参照反射光ビームLErをそのまま通過させることになる。
一方、ピンホール板44は、例えば光ディスク100における基板102の表面や、目標位置PGとは異なるマーク層Yに存在する記録マークRMなどから反射されるような焦点の異なる光(以下、これを迷光LNと呼ぶ)をほぼ遮断することになる。
フォトディテクタ45は、図7に示すように、参照反射光ビームLErを受光するための検出領域45SA、45SB、45SC及び45SD(以下、これらをまとめて検出領域45SA〜45SDとする)が設けられている。
検出領域45SA〜45SDは、参照光ビームLEが目標マーク層YG(図3)に照射されるときにおけるトラックの走行方向と対応する矢印a1方向及びその直交方向に沿って、それぞれ2分割されたような形状となっている。
フォトディテクタ45は、検出領域45SA〜45SDにより参照反射光ビームLEr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をそれぞれ生成して、これらを信号処理部13(図4)へ送出する。
信号処理部13は、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おり、次に示す(1)式に従ってフォーカスエラー信号SFE1を算出し、これを駆動制御部12へ供給する。
このフォーカスエラー信号SFE1は、参照光ビームLEの焦点FEと参照トラックTE(すなわち目標マーク層YG)とのフォーカス方向に関するずれ量を表すことになる。
また信号処理部13は、いわゆるプッシュプル法によるトラッキング制御を行うようになされており、次に示す(2)式に従ってトラッキングエラー信号STE1を算出し、これを駆動制御部12へ供給する。
このトラッキングエラー信号STE1は、参照光ビームLEの焦点FEと参照トラックTEとのトラッキング方向に関するずれ量を表すことになる。
さらに信号処理部13は、次に示す(3)式に従い参照トラックTEの参照再生信号SRFeを生成する。
信号処理部13は、参照トラックTEの参照再生信号SRFeに対し所定の復調処理や復号化処理等を施すことにより、情報と共に記録されているアドレス情報を読み出し、当該アドレス情報を参照トラックアドレス情報として駆動制御部12へ供給する。
駆動制御部12は、フォーカスエラー信号SFE1を基にフォーカス駆動信号を生成し、当該フォーカス駆動信号を2軸アクチュエータ19へ供給することにより、参照光ビームLEが参照トラックTE、すなわち目標マーク層YGに合焦するよう、対物レンズ18のフォーカス制御を行う。
また駆動制御部12は、トラッキングエラー信号STE1を基にトラッキング駆動信号を生成し、当該トラッキング駆動信号を2軸アクチュエータ19へ供給することにより、参照光ビームLEが参照トラックTEに合焦するよう、対物レンズ18のトラッキング制御を行う。
さらに駆動制御部12は、参照トラックアドレス情報を基に、参照光ビームLEが現在合焦しているトラックが正しい参照トラックTE、すなわち目標トラックTGの1トラック内周のトラックであるか否かを判別する。駆動制御部12は、ここで正しい参照トラックTEでなかった場合、当該正しい参照トラックTEに合焦させるよう、対物レンズ18のトラック単位での位置制御を行う。
かくして光ピックアップ17は、参照光ビームLEを用いた対物レンズ18のフォーカス制御及び参照光ビームLEを用いた対物レンズ18のトラッキング制御を行うことにより、当該参照光ビームLEを目標マーク層YGの参照トラックTEに合焦させる。
一方、情報光ビームLMは、光路形成部20を介して対物レンズ18へ入射されることにより、上述したように、その焦点FMが参照光ビームLEの焦点FEからちょうど1トラック分外周側に位置することになる。
すなわち情報光ビームLMの焦点FMは、目標マーク層YGにおける参照トラックTEからちょうど1トラック分外周側となる位置に合焦される。このとき目標マーク層YGには、図3に示したようなビームスポットPE及びPMが形成される。
このため光ピックアップ17は、光ディスク100に情報を記録する場合、既存のトラックからトラッキング方向に一定の間隔を高精度に保ちながら、新たなトラックとして記録マークRMを記録することができる。
実際上、信号処理部13は、記録すべき情報に対し符号化及び変調等の処理を行うことにより符号「0」及び「1」の組み合わせでなる2値の記録データを生成する。さらに信号処理部13は、例えば当該記録データの符号「1」に対応して記録マークRMを形成する一方、符号「0」に対応して当該記録マークRMを形成しないよう、情報光ビームLM(すなわち光ビームLA)を出射制御するようになされている。
ところで光ピックアップ17では、光ディスク100から情報を再生する際、目標トラックTGの目標位置PGに記録マークRMが形成されていたときに、情報光ビームLMが当該記録マークRMにより反射され、情報反射光ビームLMrとなる。
この情報反射光ビームLMrは、参照反射光ビームLErとほぼ同様の光路を辿り、集光レンズ43(図5)により集光されピンホール板44の孔部44H1(図6)を通過しフォトディテクタ45に照射される。
フォトディテクタ45は、検出領域45Mにより情報反射光ビームLMrを検出し、このとき検出した光量に応じて検出信号U2を生成して、これを信号処理部13(図4)へ送出する。
信号処理部13は、検出信号U2を基に、記録マークRMが形成されているか否かを検出し、例えば記録マークRMが形成されていれば符号「1」に、当該記録マークRMが形成されていなければ符号「0」に割り当てることにより情報再生信号を生成する。信号処理部13は、当該情報再生信号に所定の復調処理及び復号化処理等を施すことにより、記録されている情報を再生することができる。
このように光ピックアップ17は、参照光ビームLEを用いた対物レンズ18のフォーカス制御及びトラッキング制御を行い、当該参照光ビームLEを目標マーク層YGの参照トラックTEに合焦させることにより、情報光ビームLMを当該目標マーク層YGにおける当該参照トラックTEよりも1トラック分外周側の目標トラックTG上に合焦させるようになされている。
(1−4)屈折率と電場の変化
ところで光ディスク100では、上述したように、情報光ビームLMの照射に応じて記録層101が含有する気化材料を気化させることにより、空洞でなる記録マークRMを形成する。
ところで光ディスク100では、上述したように、情報光ビームLMの照射に応じて記録層101が含有する気化材料を気化させることにより、空洞でなる記録マークRMを形成する。
この記録マークRMが形成される過程において、情報光ビームLMの焦点FMが位置する目標位置PG近傍の屈折率nが変化することが確認されている。これは、情報光ビームLMの照射に応じて目標位置PG近傍が加熱され軟化することにより、当該目標位置PG近傍の密度が変化するためと考えられる。
本願発明人は、この屈折率nの変化が情報光ビームLMの電場の強度分布(以下、これを電場分布と呼ぶ)に与える影響について、シミュレーションにより考察を行った。なおこのシミュレーションにおける情報光ビームLMの波長λは405[nm]、対物レンズの開口数NA(Numerical Aperture)は0.5、解像度は120×120×200pts、1pts=30×30×30[nm]とした。
図8(A)に、記録層101の屈折率nが変化しないと仮定した場合において、情報光ビームLMが破線上の目標位置PGに集光されたときの電場の強度をパターンごとに示している。左側の図では、紙面下方向から情報光ビームLMが入射された場合を、右側の図では左側の図においてフォーカス方向の焦点位置を示す破線での断面図を示している。図からわかるように、目標位置PGにおいて電場が最も大きく、外側にいくにつれて電場が小さくなっている。
図8(B)に、この電場分布に比例して屈折率が変化した場合の目標位置PG近傍における屈折率nの大きさを示している。左側の図は図8(A)の左側の図に、右側の図は図8(B)における右側の図にそれぞれ対応するものである。以下、図9〜図16についても同様に、図8(A)における左側及び右側の図が図9〜図16における(A)及び(B)にそれぞれ対応している。
図8(B)では、記録層101の屈折率nが1.5であり、情報光ビームLMの照射により屈折率nが最大で1.5だけ変化した場合について示している。なお図8では、屈折率nの変化量(以下、これを屈折率変化量Δnと呼ぶ)をパターンごとに示している。
すなわち屈折率変化量Δn=0の場合、情報光ビームLMの焦点FMを目標位置PGに位置させることにより、図8(A)に示すように目標位置PGに電場の中心を位置させることができる。この結果図8(B)に示すように記録層101における目標位置PGを中心に屈折率nを変化させることができ、当該目標位置PGにマーク中心CRMを有する記録マークRMを形成し得ることが期待される。
次に、情報光ビームLMの照射に応じて焦点FM近傍における屈折率nが変化した場合について考察する。屈折率変化量Δnが−0.1、0、+0.05及び+0.1と変化した場合の電場分布を図9〜図12にそれぞれ示している。
図9に示すように、屈折率変化量Δnが負の値を有する場合、屈折率変化量Δnが0の場合(図10)と比較して、電場が全体的に大きく広がり、電場が最も大きくなる最大電場値も0.3未満と小さくなることが確認された。
図11及び図12に示すように、屈折率変化量Δnが正の値(+0.05及び+0.1)を有する場合、屈折率変化量Δnが0の場合(図10)と比較して、電場が全体的に小さく集中し、最大電場値も0.04〜0.045と大きくなることが確認された。
次に、屈折率変化量Δnが虚数値を有する場合、すなわち吸収係数kが変化する場合について考察する。屈折率変化量Δnが0.01i、0.03i、0.05i及び0.07iと変化した場合の電場分布を図13〜図16にそれぞれ示している。
図からわかるように、屈折率変化量Δnの虚数値(以下、これを吸収係数変化量と呼ぶ)が大きくなるに従い、電場分布が焦点位置よりも入射側に移動していることがわかる。また吸収係数変化量が大きくなるに従い、最大電場値も徐々に小さくなっており、電場分布の移動に伴って電場が分散していることがわかる。
すなわち図17(A)に示すように、光ディスク100では、記録マークRMを形成すべき位置(以下、これを目標マーク位置と呼ぶ)PRMに情報光ビームLMの焦点FMが位置する場合、図17(B)に示すように、吸収係数変化量に応じてマーク中心CRMが入射側にずれて記録マークRMが形成されることになる。
ここで上述したように、光ディスク装置10では、1トラック内周側の参照トラックTEに対して参照光ビームLEを照射することによりフォーカス制御及びトラッキング制御を実行するようになされている。
仮に光ディスク装置10が参照トラックTEにおける記録マークRM(以下、これを参照マークRMeと呼ぶ)のマーク中心CRMに対して参照光ビームLEを合焦させるようフォーカス制御を実行した場合について着目する。
例えば図18に示すように、光ディスク装置10が目標マーク位置PRMから入射側にずれて形成された記録マークRMに対してフォーカス制御を実行すると、参照マークRMeのマーク中心CRMとフォーカス方向におけるほぼ同位置に情報光ビームLMの焦点FMを位置させることになる。
この場合光ディスク装置10は、情報光ビームLMの焦点FMよりもマーク中心CRMが入射側にさらにずれた状態で、目標トラックTGにおいて形成される記録マークRM(以下、これを情報マークRMmと呼ぶ)を形成することになる。
すなわち図19に示すように、入射側にずれて形成された参照マークRMeを参照し、マーク中心CRMに合致するよう情報光ビームLMを照射すると、情報マークRMmが累積的に入射側にずれて形成されてしまう。この結果、外周側にいくにつれて記録マークRMのずれが大きくなり、目標マーク位置PRMから離隔してしまうことになる。なお図19では、目標マーク位置PRM同士を結ぶ直線PRMaを破線で示している。
そこで本実施の形態の光ディスク装置10では、目標マーク位置PRMよりも裏側に目標位置PGを設定し、当該目標位置PGに対して情報光ビームLMを照射するようになされている。
(1−5)記録補償処理
光ディスク100のリードインエリアには、工場出荷の際、吸収係数情報として記録層101の吸収係数変化量が記録されている。
光ディスク100のリードインエリアには、工場出荷の際、吸収係数情報として記録層101の吸収係数変化量が記録されている。
光ディスク装置10の制御部11(図4)は、吸収係数変化量と対応する加算値が対応付けられたテーブルをROMに記憶している。
光ディスク装置10は、情報記録処理の際、リードインエリアから吸収係数変化量を読み出し、対応する加算値を選択してRAMに一時記憶すると共に、外部機器から供給される情報の記録を開始する。
このとき光ディスク装置10は、フォーカスエラー信号SFE1が加算値に応じた任意の目標値になるように、フォーカス制御を実行する。
具体的に駆動制御部12は、信号処理部13からフォーカスエラー信号SFE1が供給されると、当該フォーカスエラー信号SFE1に対して所定のゲインを乗算すると共に、加算値を加算することにより、フォーカス駆動信号を生成する。
2軸アクチュエータ19は、対物レンズ18をフォーカス駆動信号に応じた位置に変位させるようになされている。すなわち2軸アクチュエータ19は、フォーカスエラー信号SFE1が加算値になるように対物レンズ18を制御することになる。
このため2軸アクチュエータ19は、図20(A)に示すように、参照光ビームLEの焦点FEを目標マーク位置PRMよりも加算値に応じた加算距離だけ、入射側と反対となる裏側(すなわち反対面100B(図2)側)に位置させることになる。
ここで加算値は、記録層101の吸収係数変化量に応じて選択されており、情報光ビームLMの焦点FMと情報マークRMmのマーク中心CRMとのずれ量(以下、これを焦点マークずれ量Dtと呼ぶ)だけ対物レンズ18を裏側に変位させるような値が選択されている。すなわち焦点マークずれ量Dtと加算距離とがほぼ同一になるように加算値が設定されている。
この結果光ディスク装置10は、図20(B)に示すように、参照マークRMeにおけるマーク中心CRMより焦点マークずれ量Dtだけ裏側に目標位置PGを設定する。そして光ディスク装置10は、入射側への焦点マークずれ量Dtの発生により、目標マーク位置PRMに情報マークRMmのマーク中心CRMを位置させ得るようになされている。
このように光ディスク装置10では、参照マークRMeのマーク中心CRMよりも焦点マークずれ量Dtだけ裏側に当該参照トラックTEの焦点FEが位置するよう対物レンズ18をフォーカス制御するようにした。
これにより光ディスク装置10は、同様に対物レンズ18を介して照射される情報光ビームLMの焦点FMを参照マークRMeにおけるマーク中心CRM(すなわち目標マーク位置PRMとフォーカス方向に同一な位置)よりも加算距離だけ裏側に位置させる。この結果光ディスク装置10は、加算距離によって焦点マークずれ量Dtを相殺することができ、目標マーク位置PRMにマーク中心CRMが位置するよう記録マークRMを形成し得るようになされている。
(1−6)動作及び効果
以上の構成において、光ディスク装置10は、一様な記録層101を有する光情報記録媒体としての光ディスク100に対し、情報を表す記録マークRMを形成するための情報光ビームLMを対物レンズ18によって集光して光ディスク100に照射する。
以上の構成において、光ディスク装置10は、一様な記録層101を有する光情報記録媒体としての光ディスク100に対し、情報を表す記録マークRMを形成するための情報光ビームLMを対物レンズ18によって集光して光ディスク100に照射する。
光ディスク装置10は、対物レンズ18を光ディスク100に対して近接又は離隔させるフォーカス方向に駆動する。このとき光ディスク装置10は、記録層101における吸収係数変化量に応じて、当該記録層101において記録マークRMが形成されるべき目標マーク位置PRMからフォーカス方向に所定の加算距離だけずらした目標位置PGに情報光ビームLMの焦点FMを位置させるようにした。
これにより光ディスク装置10は、記録層101の吸収係数変化量に応じて発生する焦点マークずれ量Dtとほぼ同一となる加算距離だけ目標マーク位置PRMより裏側に焦点LMを位置させることができる。この結果光ディスク装置10は、焦点マークずれ量Dtの発生により情報マークRMmのマーク中心CRMが入射側にずれることにより、目標マーク位置PRMにマーク中心CRMが位置するよう情報マークRMmを形成することができる。
また光ディスク装置10は、光ディスク100を回転させることにより記録マークRMからなる同心円状又は螺旋状のトラックを形成させる。光ディスク装置10は、情報光ビームLMの光軸方向に関し、対物レンズ18から参照光ビームLEの焦点FEまでの距離及び対物レンズ18から情報光ビームLMの焦点FMまでの距離を同等に揃える一方、半径方向に関し、情報光ビームLMの焦点FMと参照光ビームLEの焦点FEとを所定トラック数だけ離隔させる。これにより光ディスク装置10は、対物レンズ18へ入射される情報光ビームLM及び光ディスク100に形成済の参照トラックTEに照射するための参照光ビームLEの光路を形成するようにした。
この結果光ディスク装置10は、参照トラックTEを参照してフォーカス制御を実行する場合であっても、焦点マークずれ量Dtが累積的に大きくなることなく、記録マークRMを目標マーク位置PRMに形成することができる。また光ディスク装置10は、参照トラックTEを参照してフォーカス制御を実行できるため、サーボ層を基準として所定の深さdだけ離隔させた位置に目標位置PGを設定する方法と比較して、光ディスク100が傾いた場合であっても、正確な目標マーク位置PRMに記録マークRMを形成することができる。
さらに光ディスク装置10は、参照光ビームLEを参照トラックTEにおいて形成された記録マークRMの中心からフォーカス方向に加算距離だけずらした位置に参照光ビームLEを合焦させることにより、目標マーク位置PRMからフォーカス方向に所定の加算距離だけずらした目標位置PGに情報光ビームLMの焦点FMを位置させる。
これにより光ディスク装置10は、参照マークRMeのマーク中心CRMから加算距離だけずらした位置に焦点FMを位置させることができる。この加算距離は、情報光ビームLMの焦点FMと形成される情報マークRMmのマーク中心CRMとのマーク焦点ずれ量とほぼ同一に設定されている。また情報光ビームLM及び参照光ビームLEはフォーカス方向にほぼ同一の位置に照射される。このため光ディスク装置10は、焦点FMから加算距離だけ離隔した目標マーク位置PRMに記録マークRMを形成することができる。
また光ディスク装置10は、レーザダイオード31から出射される光ビームLAをグレーティング34により回折させたときの0次回折光を情報光ビームLMとすると共に1次以上の高次回折光を参照光ビームLEとする。
これにより光ディスク装置10は、簡易な構成で情報光ビームLM及び参照光ビームLEを光ディスク100に対して照射することができる。
さらに光ディスク100の記録層101には、記録マークRMにより形成されるマーク層Yが複数積層される際における、情報光ビームLMの光軸方向に関するマーク層Yそれぞれの位置を示すリードインマークIMが予め形成されている。光ディスク装置10は、リードインマークIMの近傍を目標位置PGとする場合、リードインマークIMを参照トラックTEとして参照光ビームLMを合焦させるようにした。
これにより光ディスク装置10は、リードインマークIMを基準にフォーカス制御を開始できるため、光ディスク100に基準となるサーボ層を設ける必要がない。このため光ディスク100としての構成を簡易にすることができる。
また光ディスク装置10は、情報を読み出すための読出光ビーム(読出用の情報光ビームLM)の記録層101からの戻り光ビームである情報反射光ビームLMrを受光して記録層101に記録された情報を読み出す。そして光ディスク装置100は、記録層101に記録された吸収係数変化量に関する吸収係数情報に基づいて、加算距離を決定する。
これにより光ディスク装置10は、光ディスク100ごとの吸収係数情報を簡易に取得することができる。
光ディスク装置10は、参照トラックTEに形成された記録マークRMの中心であるマーク中心CRMと参照光ビームLEの焦点FEとのずれ量を表すフォーカスエラー信号SFE1が加算距離に応じた任意の目標値になるように、対物レンズ18を駆動するようにした。
これにより光ディスク装置10は、目標値を任意の値に設定する簡易な動作だけで、記録マークRMを目標マーク位置PRMに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10は、記録マークRMを形成すべき目標マーク位置PRMから記録層101の吸収係数変化量に応じた加算距離だけフォーカス方向に離隔した位置を目標位置PGとし、当該目標位置PGに焦点FMを合致させるよう情報光ビームLMを照射するようにした。
これにより光ディスク装置10は、吸収係数変化量に応じて記録マークRMの形成される位置がずれてしまう記録層101においても、当該ずれを補償して目標マーク位置PRMにほぼ正確に記録マークRMを形成することができる。かくして、光ディスクの一様な記録層内に形成する記録マークのフォーカス方向に関する位置精度を高め得る光情報記録装置及び記録位置補償方法を実現できる。
(2)第2の実施の形態
図21〜図25は第2の実施の形態を示すもので、図1〜図20に示す第1の実施の形態に対応する部分を同一符号で示している。第2の実施の形態における光ピックアップ117では、焦点位置制御の方法が第1の実施の形態における光ピックアップ17とは異なっている。なお光ディスク装置110としての構成は、第1の実施の形態と同様であるため、説明を省略する。
図21〜図25は第2の実施の形態を示すもので、図1〜図20に示す第1の実施の形態に対応する部分を同一符号で示している。第2の実施の形態における光ピックアップ117では、焦点位置制御の方法が第1の実施の形態における光ピックアップ17とは異なっている。なお光ディスク装置110としての構成は、第1の実施の形態と同様であるため、説明を省略する。
(2−1)焦点位置制御の基本原理
次に、第2の実施の形態による焦点位置制御の基本原理について説明する。第2の実施の形態では、図2と対応する図21に示すように、光ディスク100に対応する光ディスク200の記録層101に記録マークRMを形成するようになされている。
次に、第2の実施の形態による焦点位置制御の基本原理について説明する。第2の実施の形態では、図2と対応する図21に示すように、光ディスク100に対応する光ディスク200の記録層101に記録マークRMを形成するようになされている。
また光ディスク200は、図21に断面図を示すように、情報を記録するための記録層101の両面を基板102及び103により挟んだような構成を有しており、さらに記録層101と基板102との間にサーボ層204が設けられている。
サーボ層204には、サーボ用の案内溝が形成されており、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(以下、これを基準トラックと呼ぶ)STRを形成している。
この基準トラックSTR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際にサーボ光ビームLSが照射されるべき基準トラック(以下、これを目標基準トラックTSGと呼ぶ)を当該アドレスにより特定し得るようになされている。
なおサーボ層204(すなわち記録層101と基板102との境界面)には、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い。またサーボ層204のトラックは、螺旋状でなく同心円状であっても良い。
またサーボ層204は、例えば波長約660[nm]の赤色光ビームを高い反射率で反射する一方、波長約405[nm]の青紫色光ビームを高透過率で透過するようになされている。
光ディスク装置110は、光ディスク200に対して波長約660[nm]でなるサーボ光ビームLSを照射する。このときサーボ光ビームLSは、光ディスク200のサーボ層204により反射されサーボ反射光ビームLSrとなる。
光ディスク装置110は、サーボ反射光ビームLSrを受光し、その受光結果を基に対物レンズ18と対応する対物レンズ140を光ディスク200に近接又は離隔させるフォーカス方向へ位置制御することにより、サーボ光ビームLSの焦点FSをサーボ層204に合わせるようになされている。
このとき光ディスク装置110は、サーボ光ビームLSと情報光ビームLMとの光軸XLを互いにほぼ一致させている。これにより光ディスク装置110は、情報光ビームLMの焦点FMを、記録層101内における目標基準トラックTSGに対応した箇所に、すなわち目標基準トラックTSGを通りサーボ層204に垂直な法線上に位置させる。
記録層101は、比較的強い強度でなる情報光ビームLMが当該記録層101内に照射されると、例えば気泡を形成することにより、焦点FMの位置に記録マークRMを記録する。
またこのようにして形成された記録マークRMは、光ディスク200の第1面200A及びサーボ層204等の各面とほぼ平行な平面状に配置され、当該記録マークRMによるマーク層Yを形成する。
一方、光ディスク装置110は、光ディスク200から情報を再生する際、例えば第1面200A側から情報光ビームLMを集光する。ここで焦点FMの位置(すなわち目標位置PG)に記録マークRMが形成されている場合、当該情報光ビームLMが記録マークRMによって反射され、当該記録マークRMから情報反射光ビームLMrが出射される。
光ディスク装置110は、情報反射光ビームLMrの検出結果に応じた検出信号を生成し、当該検出信号を基に記録マークRMが形成されているか否かを検出する。
このように第2の実施の形態では、光ディスク装置110により光ディスク200から情報を再生する場合、サーボ光ビームLSを併用しながら情報光ビームLMを目標位置PGに照射することにより、所望の情報を再生するようになされている。
(2−2)光ピックアップの構成
次に、光ピックアップ117の構成について説明する。この光ピックアップ117では、図22に示すように、サーボ制御のためのサーボ光学系130と、情報の再生又は記録のための情報光学系150を有している。
次に、光ピックアップ117の構成について説明する。この光ピックアップ117では、図22に示すように、サーボ制御のためのサーボ光学系130と、情報の再生又は記録のための情報光学系150を有している。
光ピックアップ117は、レーザダイオード31から出射したサーボ光としてのサーボ光ビームLS及びレーザダイオード51から出射した情報光ビームLMをそれぞれサーボ光学系130及び情報光学系150を介して同一の対物レンズ140へ入射し、光ディスク200にそれぞれ照射するようになされている。
(2−2−1)サーボ光ビームの光路
図22に示すように、サーボ光学系130では、対物レンズ140を介してサーボ光ビームLSを光ディスク200に照射すると共に、当該光ディスク200によって反射されてなるサーボ反射光ビームLSrをフォトディテクタ143で受光するようになされている。
図22に示すように、サーボ光学系130では、対物レンズ140を介してサーボ光ビームLSを光ディスク200に照射すると共に、当該光ディスク200によって反射されてなるサーボ反射光ビームLSrをフォトディテクタ143で受光するようになされている。
すなわちレーザダイオード131は、制御部11(図4)の制御に基づいて発散光でなる所定光量のサーボ光ビームLSを発射し、コリメータレンズ133へ入射させる。コリメータレンズ133は、サーボ光ビームLSを発散光から平行光に変換し、偏光ビームスプリッタ134へ入射させる。
偏光ビームスプリッタ134は、P偏光でなるサーボ光ビームLSのほぼ全てをその偏光方向により透過させ、1/4波長板136へ入射する。
1/4波長板136は、P偏光でなるサーボ光ビームLSを円偏光に変換し、ダイクロイックプリズム137へ入射する。ダイクロイックプリズム137は、反射透過面137Sによって光ビームの波長に応じてサーボ光ビームLSを反射して対物レンズ140へ入射する。
対物レンズ140は、サーボ光ビームLSを集光し、光ディスク200のサーボ層204へ向けて照射する。このときサーボ光ビームLSは、図22に示したように、基板102を透過しサーボ層204において反射されて、サーボ光ビームLSと反対方向へ向かうサーボ反射光ビームLSrとなる。
この後、サーボ反射光ビームLSrは、対物レンズ140によって平行光に変換された後、ダイクロイックプリズム137へ入射される。ダイクロイックプリズム137は、サーボ反射光ビームLSrを波長に応じて反射し、これを1/4波長板136へ入射する。
1/4波長板136は、円偏光でなるサーボ反射光ビームLSrをS偏光に変換し、偏光ビームスプリッタ134へ入射する。偏光ビームスプリッタ134は、S偏光でなるサーボ反射光ビームLSrを反射させ、集光レンズ141へ入射する。
集光レンズ141は、サーボ反射光ビームLSrを収束させ、シリンドリカルレンズ142により非点収差を持たせた上で当該サーボ反射光ビームLSrをフォトディテクタ143へ照射する。
ところで光ディスク装置110では、回転する光ディスク200における面ブレ等が発生する可能性があるため、対物レンズ140に対する目標基準トラックTSGの相対的な位置が変動する可能性がある。
このため、サーボ光ビームLSの焦点FS(図21)を目標基準トラックTSGに追従させるには、当該焦点FSを光ディスク200に対する近接方向又は離隔方向であるフォーカス方向及び光ディスク200の内周側又は外周側であるトラッキング方向へ移動させる必要がある。
そこで対物レンズ140は、2軸アクチュエータ140Aにより、フォーカス方向及びトラッキング方向の2軸方向へ駆動され得るようになされている。
またサーボ光学系130(図23)では、対物レンズ140によりサーボ光ビームLSが集光され光ディスク200のサーボ層204へ照射されるときの合焦状態が、集光レンズ141によりサーボ反射光ビームLSrが集光されフォトディテクタ143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143は、サーボ反射光ビームLSrの光量に応じた検出信号を生成し、信号処理部13(図4)へ送出する。
フォトディテクタ143は、図24に示すように、サーボ反射光ビームLSrを受光するための検出領域143A、143B、143C及び143D(以下、これらをまとめて検出領域143A〜143Dとする)が設けられている。
フォトディテクタ143は、検出領域143A〜143Dによりサーボ反射光ビームLSr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をそれぞれ生成して、これらを信号処理部13(図4)へ送出する。
信号処理部13は、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おり、次に示す(4)式に従ってサーボ光ビームLSの焦点FSと光ディスク200のサーボ層204とのずれ量を表すフォーカスエラー信号SFE2を算出し、これを駆動制御部12へ供給する。
また信号処理部13は、フォーカスエラー信号SFE2及び焦点FSと光ディスク200のサーボ層204における目標基準トラックTSGとのずれ量を表すトラッキングエラー信号を算出し、これを駆動制御部12へ供給する。
駆動制御部12は、フォーカスエラー信号SFE2を基にフォーカス駆動信号を生成し、当該フォーカス駆動信号を2軸アクチュエータ19と対応する2軸アクチュエータ140Aへ供給することにより、サーボ光ビームLSが光ディスク200のサーボ層204に合焦するよう、対物レンズ140をフィードバック制御(すなわちフォーカス制御)する。
また駆動制御部12は、トラッキングエラー信号を基にトラッキング駆動信号を生成し、当該トラッキング駆動信号を2軸アクチュエータ140Aへ供給することにより、サーボ光ビームLSが光ディスク200のサーボ層204における目標基準トラックTSGに合焦するよう、対物レンズ140をフィードバック制御(すなわちトラッキング制御)する。
このようにサーボ光学系130は、サーボ光ビームLSを光ディスク200のサーボ層204に照射し、その反射光であるサーボ反射光ビームLSrの受光結果を信号処理部13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12は、当該サーボ光ビームLSを当該サーボ層204の目標基準トラックTSGに合焦させるよう、対物レンズ140のフォーカス制御及びトラッキング制御を行うようになされている。
(2−2−2)情報光ビームの光路
一方情報光学系150では、図22と対応する図25に示すように、対物レンズ140を介してレーザダイオード151から出射した情報光ビームLMを光ディスク200に照射すると共に、当該光ディスク200に反射されてなる情報反射光ビームLMrをフォトディテクタ162で受光するようになされている。
一方情報光学系150では、図22と対応する図25に示すように、対物レンズ140を介してレーザダイオード151から出射した情報光ビームLMを光ディスク200に照射すると共に、当該光ディスク200に反射されてなる情報反射光ビームLMrをフォトディテクタ162で受光するようになされている。
すなわちレーザダイオード151は、制御部11(図4)の制御に基づいて発散光でなる所定光量の情報光ビームLMを発射し、コリメータレンズ152へ入射する。コリメータレンズ152は、情報光ビームLMを発散光から平行光に変換し、偏光ビームスプリッタ154へ入射する。
偏光ビームスプリッタ154は、P偏光でなる情報光ビームLMをその偏光方向により透過させ、球面収差などを補正するLCP(Liquid Crystal Panel)156を介して1/4波長板157へ入射する。
1/4波長板157は、情報光ビームLMをP偏光から円偏光に変換してリレーレンズ158へ入射する。
リレーレンズ158は、可動レンズ158Aにより情報光ビームLM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情報光ビームLMを固定レンズ158Bにより再度収束光に変換し、ミラー159へ入射させる。
ミラー159は、情報光ビームLMを反射することによりその進行方向を偏向させ、ダイクロイックプリズム137へ入射する。ダイクロイックプリズム137は、反射透過面137Sにより当該情報光ビームLMを透過させ、これを対物レンズ140へ入射する。
対物レンズ140は、情報光ビームLMを集光し、光ディスク200へ照射する。このとき情報光ビームLMは、図21に示したように、基板102を透過し、記録層101内に合焦する。
ここで当該情報光ビームLMの焦点FMの位置は、リレーレンズ158の固定レンズ158B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FMは、可動レンズ158Aの位置に応じて記録層101内をフォーカス方向に移動することになる。
実際上、情報光学系150は、制御部11(図4)により可動レンズ158Aの位置が制御されることにより、光ディスク200の記録層101内における情報光ビームLMの焦点FM(図21)の深さd(すなわちサーボ層204からの距離)を調整し、目標位置PGに焦点FMを合致させるようになされている。
ここで上述したように、記録マークRMは、情報光ビームLMの焦点FMから入射側にずれて形成される。このため光ディスク装置110は、情報記録処理の際、記録マークRMを形成すべき目標マーク位置PRMから裏側に加算距離だけずれた位置を目標位置PGに設定する。
すなわち駆動制御部13(図4)は、光ディスク200から読み出した吸収係数変化量に対し所定の係数を乗算して乗算値を算出し、これを目標マーク位置PRMの深さdに応じた電流値に対して加算することにより、加算電流値を算出する。そして駆動制御部13は、当該加算電流値を可動レンズ158Aに対して供給することにより、情報光ビームLMの深さdを目標マーク位置PRMから加算距離だけずれた目標位置PGに合致させることができる。
このように情報光学系150は、サーボ光学系130によるサーボ制御された対物レンズ140を介して情報光ビームLMを照射することにより、情報光ビームLMの焦点FMのトラッキング方向を目標マーク位置PRMに合致させる。さらに情報光学系150は、リレーレンズ158における可動レンズ158Aの位置に応じて当該焦点FMの深さdを調整することにより、焦点FMのフォーカス方向を目標マーク位置PRMから裏側に加算距離だけずれた目標位置PGに合致させるようになされている。
そして情報光ビームLMは、対物レンズ140によって焦点FMに集光され、目標マーク位置PRMに対して記録マークRMを形成し得るようになされている。
一方情報光ビームLMは、光ディスク200に記録された情報を読み出す再生処理の際、目標位置PGに記録マークRMが記録されていた場合には、焦点FMに集光した情報光ビームLMが当該記録マークRMによって情報反射光ビームLMrとして反射され、対物レンズ140へ入射される。
他方情報光ビームLMは、焦点FMに記録マークRMが記録されていない場合には、光ディスク200を透過するため、情報反射光ビームLMrが生成されない。
ここで記録マークRMは、情報記録処理の際、目標マーク位置PRMに形成されている。このため光ディスク装置110は、目標トラックTGの深さdをそのまま目標位置PGに設定することにより、情報光ビームLMの焦点FMを目標マーク位置PRMに位置させることができる。
対物レンズ140は、情報反射光ビームLMrをある程度収束させ、ダイクロイックプリズム137、ミラー159を介してリレーレンズ158へ入射する。
リレーレンズ158は、情報反射光ビームLMrを平行光に変換し、1/4波長板157へ入射する。1/4波長板157は、円偏光でなる情報反射光ビームLMrをS偏光に変換し、LCP156を介して偏光ビームスプリッタ154に入射する。
偏光ビームスプリッタ154は、S偏光でなる情報反射光ビームLMrを偏光面154Sによって反射し、マルチレンズ160へ入射させる。マルチレンズ160は、情報反射光ビームLMrを集光し、ピンホール板161を介してフォトディテクタ162へ照射させる。
ピンホール板161は、マルチレンズ160により集光される情報反射光ビームLMrの焦点を孔部(図示せず)内に位置させるよう配置されており、当該情報反射光ビームLMrをそのまま通過させる。
この結果、フォトディテクタ162は、迷光の影響を受けることなく、情報反射光ビームLMrの光量に応じた検出信号SDbを生成し、これを信号処理部13(図4)へ供給する。
信号処理部13は、再生検出信号SDbに対して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11へ供給するようになされている。
このように情報光学系150は、光ディスク200から対物レンズ140へ入射される情報反射光ビームLMrを受光し、その受光結果を信号処理部13へ供給するようになされている。
(2−3)動作及び効果
以上の構成において、光ディスク装置110は、光ディスク200に対して、情報光ビームLM及びサーボ制御のためのサーボ光ビームLSを集光して照射し、光ディスク200に形成されサーボ光ビームLSの少なくとも一部を反射させる反射層としてのサーボ層204に対し、サーボ光ビームLSを合焦させるよう対物レンズ140を駆動する。
以上の構成において、光ディスク装置110は、光ディスク200に対して、情報光ビームLM及びサーボ制御のためのサーボ光ビームLSを集光して照射し、光ディスク200に形成されサーボ光ビームLSの少なくとも一部を反射させる反射層としてのサーボ層204に対し、サーボ光ビームLSを合焦させるよう対物レンズ140を駆動する。
光ディスク装置110は、情報光ビームLMの収束状態を変化させることにより、フォーカス方向にサーボ光ビームLSの焦点FSから情報光ビームLMの焦点FMを任意の距離だけ離隔させ、情報光ビームLMを照射するべき目標位置PGに当該情報光ビームLMの焦点FMを合わせるようにした。
このとき光ディスク装置110は、目標マーク位置PRMから加算距離だけずらした位置を目標位置PGに設定する。これにより光ディスク装置110は、記録層101の吸収係数変化量に応じて目標位置PGを予め加算距離だけずらすだけの簡易な処理で、目標マーク位置PRMに記録マークRMを形成することができる。この結果光ディスク装置110は、情報の再生時に単に目標トラックTGを目標位置PGとして情報光ビームLMを照射すれば、情報を再生することができる。
その他、光ディスク装置110は、第1の実施の形態における光ディスク装置10と同様の作用効果を奏し得る。
以上の構成によれば、光ディスク装置110は、サーボ層204にサーボ光ビームLSを合焦させると共に、当該サーボ光ビームLSの焦点FSから任意の距離だけ離隔した目標位置PGに情報光ビームLMの焦点FMを位置させる。光ディスク装置110は、当該任意の距離を調整することにより、吸収係数変化量に応じた加算距離だけ目標マーク位置PRMからフォーカス方向にずれた目標位置PGに情報光ビームLMを照射する。
これにより光ディスク装置110は、吸収係数変化量に応じて発生する焦点マークずれ量を相殺することができ、目標マーク位置PRMに記録マークRMを形成することができる。この結果光ディスク装置110は、情報の記録時に目標マーク位置PRMからずれて記録マークRMが形成されたことにより、情報の再生処理において、目標トラックTGの深さdを目標位置PGとして情報光ビームLMを照射したにも拘らずデフォーカスしてしまうような事態を未然に防止することができる。
(3)他の実施の形態
なお上述した第1及び第2の実施の形態においては、記録層101に吸収係数情報として吸収係数変化量が記録されているようにした場合について述べた。本発明はこれに限らず、例えばテーブルにおいて加算値に対応する番号や、加算値自体が記録されているようにしても良い。
なお上述した第1及び第2の実施の形態においては、記録層101に吸収係数情報として吸収係数変化量が記録されているようにした場合について述べた。本発明はこれに限らず、例えばテーブルにおいて加算値に対応する番号や、加算値自体が記録されているようにしても良い。
また上述した第1及び第2の実施の形態においては、記録層101から吸収係数情報を読み出すようにした場合について述べた。本発明はこれに限らず、例えば光ディスク装置10が記録層101における吸収係数変化量又はこれに相当する値を測定又は算出するようにしても良い。
さらに上述した第1及び第2の実施の形態においては、螺旋状又は同心円上にトラックが形成されるようにした場合について述べた。本発明はこれに限らず、例えばキューブ上でなる光情報記録媒体に格子状にトラックが形成されるようにしても良い。
さらに上述した第1の実施の形態においては、参照トラックTEを参照してフォーカス制御を実行するようにした場合について述べた。また第2の実施の形態においては、サーボ層204を基準としてフォーカス制御を実行するようにした場合について述べた。
本発明はこれに限らず、例えば記録層101内に予めサーボ制御のためのサーボマークが点在して形成されており、当該サーボマークにほぼ合焦するように対物レンズを変位した後、次のサーボマークまでの間対物レンズを移動させずに記録マークRMを形成するような焦点位置制御方法を用いる場合にも適用することができる。これによりサーボマークとフォーカス方向にほぼ同一となる位置に記録マークRMを形成することが可能となる。
さらに上述した第1の実施の形態においては、参照トラックTEと目標トラックTGとの間隔を1トラックとするようにした場合について述べた。本発明はこれに限らず、他の任意のトラック数としても良い。
さらに上述した第1の実施の形態においてはグレーティング34により光ビームLAから回折された0次光及び1次光をそれぞれ情報光ビームLM及び参照光ビームLEとするようにした場合について述べた。本発明はこれに限らず、他の種々の光学部品を用いて光ビームを分離することにより情報光ビームLM及び参照光ビームLEを生成するようにし、或いは情報光ビームLMの光源と異なる他の光源から参照光ビームLEを出射させる等しても良い。
さらに上述した第1の実施の形態においては、フォーカスエラー信号SFE1に係数を乗算すると共に加算値を加算することによりフォーカス駆動信号を生成するようにした場合について述べた。本発明はこれに限らず、例えば記録マークRMのマーク中心CRMではなく、当該マーク中心CRMよりも入射側を基準位置とし、当該基準位置から裏側に加算距離だけ離隔する場合には、フォーカスエラー信号SFE1に係数を乗算すると共に加算値を加算し、さらにマーク中心CRMと基準位置との距離に応じた減算値を減算するようにする。
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、コリメータレンズ32、グレーティング34及びリレーレンズ38の組み合わせを用いて光路形成部20(図10)を構成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、各種レンズや各種ビームスプリッタを適宜組み合わせたものを用いて当該光路形成部20を構成するようにしても良い。
さらに上述した第1及び第2の実施の形態においては、情報光ビームLM及びサーボ光ビームLSの波長を約405[nm]又は約660[nm]とするようにした場合について述べた。本発明はこれに限らず、他の任意の波長であっても良い。この場合、当該波長でなる情報光ビームにより記録層101内に記録マークRMを形成でき、且つ当該光ビームが当該記録マークRMにより反射された反射光ビームを検出し得れば良い。また当該波長でなるサーボ光ビームLSがサーボ層204により反射されたサーボ反射光ビームLSr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、リードインエリアを光ディスク100の最内周側に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、例えば光ディスク100の外周側からデータを順次記録する場合に、リードインエリアを最外周側に設けるようにしても良い。
さらに上述した第1の実施の形態においては、参照反射光ビームLErのみを基に対物レンズ18をフォーカス方向及びトラッキング方向に関し位置制御するようにした場合について述べた。本発明はこれに限らず、例えば第2の実施の形態のようにトラッキング用の案内溝を形成した反射面を光ディスクに設け、対物レンズ18を介して別途サーボ用の光ビームを当該反射面に照射し、その反射光に基づく位置制御と、参照反射光ビームLErに基づく位置制御とを適宜組み合わせるようにしても良い。また、他の点においても第1の実施の形態と第2の実施の形態の構成を適宜組み合わせることが可能である。
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気化材料が混合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ーにより構成し、その内部にモノマー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ー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。また本発明は、記録層101全体にホログラムが形成され、当該ホログラムを破壊することにより記録マークRMを形成する場合にも適用することができる。
さらに上述した第1及び第2の実施の形態においては、戻り光ビームとして記録マークRMによって反射されてなる情報反射光ビームLMrを基に情報を再生するようにした場合について述べた。本発明はこれに限らず、例えば戻り光ビームとして記録マークRMを透過した透過光ビームを基に情報を再生しても良い。
さらに上述した第1の実施の形態においては、対物レンズとしての対物レンズ18と、焦点移動部としての2軸アクチュエータ19と、駆動制御部としての駆動制御部12によって光ディスク装置としての光ディスク装置10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、その他種々の構成でなる対物レンズと、焦点移動部と、駆動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。
さらに上述した第2の実施の形態においては、対物レンズとしての対物レンズ140と、焦点移動部としてのリレーレンズ158と、駆動制御部としての駆動制御部12によって光ディスク装置としての光ディスク装置110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、その他種々の構成でなる対物レンズと、焦点移動部と、駆動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。
10、110……光ディスク装置、11……制御部、12……駆動制御部、133……信号処理部、17、117……光ピックアップ、18、140……対物レンズ、19、40A……2軸アクチュエータ、20……光路形成部、31、131、151……レーザダイオード、34……グレーティング、35、134、154……偏光ビームスプリッタ、100、200……光ディスク、101……記録層、102、103……基板、204……サーボ層、LM……情報光ビーム、LE……参照光ビーム、FM、FE、FS……焦点、RM……記録マーク、RMm……情報マーク、RMe……参照マーク、Y……マーク層、YG……目標マーク層、TG……目標トラック、TE……参照トラック、PG……目標位置、PRM……目標マーク位置、IM……リードインマーク。
Claims (10)
- 一様な記録層を有する光情報記録媒体に対し、情報を表す記録マークを形成するための情報光ビームを集光する対物レンズと、
上記情報光ビームの焦点位置を上記光情報記録媒体に対して近接又は離隔させるフォーカス方向に移動させる焦点移動部と、
上記記録層において記録マークが形成されるべき目標マーク位置から上記フォーカス方向に、上記記録層における吸収係数変化量に応じた加算距離だけずらした目標位置に上記情報光ビームの焦点を位置させるよう上記焦点移動部を制御する駆動制御部と
を有する光情報記録装置。 - 上記光情報記録媒体を回転させることにより上記記録マークからなる同心円状又は螺旋状のトラックを形成させる回転部と、
上記対物レンズへ入射される上記情報光ビーム及び上記光情報記録媒体に形成済の参照トラックに照射するための参照光ビームの光路を形成し、上記情報光ビームの光軸方向に関し、上記対物レンズから上記参照光ビームの焦点までの距離及び上記対物レンズから上記情報光ビームの焦点までの距離を同等に揃えると共に、上記半径方向に関し、上記情報光ビームの焦点と上記参照光ビームの焦点とを所定トラック数だけ離隔させる光路形成部と
を有する請求項1に記載の光情報記録装置。 - 上記駆動制御部は、
上記参照光ビームを上記参照トラックにおいて形成された上記記録マークの中心から上記フォーカス方向に上記加算距離だけずらした位置に上記参照光ビームを合焦させることにより、上記目標マーク位置から上記フォーカス方向に所定の加算距離だけずらした目標位置に上記情報光ビームの焦点を位置させる
を有する請求項2に記載の光情報記録装置。 - 上記光路形成部は、
上記光ビームをグレーティングにより回折させたときの0次回折光を上記情報光ビームとすると共に1次以上の高次回折光を上記参照光ビームとする
を有する請求項2に記載の光情報記録装置。 - 上記光情報記録媒体の上記記録層には、
上記記録マークにより形成されるマーク層が複数積層される際における、上記情報光ビームの光軸方向に関する上記マーク層それぞれの位置を示すリードインマークが予め形成され、
上記駆動制御部は、
上記リードインマークの近傍を上記目標位置とする場合、上記リードインマークを上記参照トラックとして上記参照光ビームを合焦させる
を有する請求項2に記載の光情報記録装置。 - 情報を読み出すための読出光ビームの上記記録層からの戻り光ビームを受光して上記記録層に記録された情報を読み出す読出部
を有し、
上記駆動制御部は、
上記記録層に記録された上記吸収係数変化量に関する吸収係数情報に基づいて、上記加算距離を決定する
請求項1に記載の光情報記録装置。 - 上記駆動制御部は、
上記参照トラックに形成された上記記録マークと上記参照光ビームの焦点とのずれ量を表すフォーカスエラー信号が上記加算距離に応じた任意の目標値になるように、上記対物レンズを駆動する
請求項1に記載の光情報記録装置。 - 上記駆動制御部は、
上記目標マーク位置から上記加算距離だけずらした位置を上記目標位置に設定する
請求項1に記載の光情報記録装置。 - 上記対物レンズは、
上記光情報記録媒体に対して、上記情報光ビーム及びサーボ制御のためのサーボ光ビームを集光して照射し、
上記駆動制御部は、
上記光情報記録媒体に形成され上記サーボ光ビームの少なくとも一部を反射させる反射層に対し、上記サーボ光ビームを合焦させるよう上記対物レンズを駆動し、
上記焦点移動部は、
上記情報光ビームの収束状態を変化させることにより、上記フォーカス方向に上記サーボ光ビームの焦点から上記情報光ビームの焦点を任意の距離だけ離隔させ、上記情報光ビームを照射するべき目標位置に当該情報光ビームの焦点を合わせる
請求項1に記載の光情報記録装置。 - 一様な記録層を有する光情報記録媒体に対し、情報を表す記録マークを形成するための情報光ビームを集光する集光ステップと、
上記対物レンズを上記光情報記録媒体に対して近接又は離隔させるフォーカス方向に駆動する際、上記記録層において記録マークが形成されるべき目標マーク位置から上記フォーカス方向に、上記記録層における吸収係数変化量に応じた加算距離だけずらした目標位置に上記情報光ビームの焦点を位置させるよう上記駆動部を制御する駆動制御ステップと
を有する記録位置補償方法。
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP2008198446A JP2010040063A (ja) | 2008-07-31 | 2008-07-31 | 光情報記録装置及び記録位置補償方法 |
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JP2008198446A JP2010040063A (ja) | 2008-07-31 | 2008-07-31 | 光情報記録装置及び記録位置補償方法 |
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JP2008198446A Pending JP2010040063A (ja) | 2008-07-31 | 2008-07-31 | 光情報記録装置及び記録位置補償方法 |
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- 2008-07-31 JP JP2008198446A patent/JP2010040063A/ja active Pending
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