JP2013143175A - 光ディスク装置 - Google Patents

Abstract

【課題】
溝構造を持たない記録層を有する光ディスクにおいて、記録層に記録された情報の軌跡からなるトラック（データトラック）が形成されている領域（既記録領域）と、データトラックが形成されていない領域（未記録領域）との両方が存在する場合、データトラックに対してトラッキングサーボ制御を開始した場合、未記録領域にはトラックが形成されていないためにサーボ制御を安定的に行うことができないことが挙げられる。
【解決手段】
記録層に溝構造を持たない光ディスクにおいて、記録層に既記録領域と未記録領域が両方存在している場合でも、既記録領域を判定する手段とトラッキング制御部の動作を組み合わせることで、安定にトラックサーボ制御を行うことができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、レーザを用いて光ディスクから情報を再生、または光ディスクに情報を記録する光ディスク装置に関する。

近年、Ｂｌｕ−ｒａｙ Ｄｉｓｃ（ＴＭ）規格の光ディスクにおいて、従来の１層、２層に加えて、３層や４層の記録層を有する光ディスクが開発され規格化済みである。今後更なる大容量化を目指し、更なる記録層を有する光ディスクの開発が行われると予想されるが、物理的な溝構造を持つ層を多数、積層していくことはディスクの製造上、困難なことであった。そこで、記録層を多数、積層する場合でも製造が容易となるように、アドレッシング、トラッキングサーボ制御を行うためのアドレスを含む物理的な溝構造を持つ層（以下、ガイド層）を設け、ランド／グルーブ構造と言った物理的な溝構造を持たない記録再生を行う層（以下、記録層）からなる光ディスク（以下、グルーブレスディスク）が特許文献１で提案されている。

特開２０１０−４００９３公報

上記のようなグルーブレスディスクを記録再生する際の課題の一つとして、記録層に記録された情報の軌跡からなるトラック（以下、データトラック）が形成されている領域（既記録領域）と、データトラックが形成されていない領域（未記録領域）との両方が存在している場合、データトラックに対してトラッキングサーボ制御を開始した場合、未記録領域にはトラックが形成されていないためにサーボ制御を安定的に行うことができないことが挙げられる。

そこで本発明の目的は、グルーブレスディスクの記録層のように溝構造を有さない記録層に既記録領域と未記録領域とが両方存在する場合であっても、所望のデータトラックへのトラッキングサーボ制御を安定的に開始可能な光ディスク装置を提供することである。

上記課題は、例えば特許請求の範囲に記載の発明により解決される。

本発明によれば、溝構造を有さない記録層にトラッキング制御をより安定的に行うことが可能となる。

本実施例における光ディスク装置の構成例を示す図 本実施例におけるガイド層と記録層を有する光ディスクの模式図 本実施例における横断速度検出部の構成例を示す図 横断速度検出部に入出力される信号の例を示す図 本実施例における光ディスクから計測される記録層トラッキング誤差信号の例を示す図 本実施例における既記録判定部の構成例を示す図 既記録判定部に入出力される信号の例を示す図 本実施例における光ディスク装置の動作の例を示すフローチャート 本実施例における光ディスク装置の動作の変形例を示すフローチャート 本実施例における光ディスク装置の構成の変形例を示す図 本実施例における振幅取得部の構成例を示す図 本実施例における光ディスク装置の構成の変形例を示す図 本実施例における振幅取得部の構成の変形例を示す図 本実施例における光ディスク装置の動作の例を示すフローチャート 本実施例における調整処理の例を示すフローチャート 本実施例における調整処理結果の分布例を示す図

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

図１は、本発明に従う光ディスク装置の一実施例を示すブロック構成図である。

光ディスク装置１０１は装置に装着された光ディスク１０２にレーザ光を照射することで情報の記録または再生を行い、ＳＡＴＡ（Ｓｅｒｉａｌ Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ａｔｔａｃｈｍｅｎｔ）などのインターフェースを通じてＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）などのホスト１０３と通信を行う。

光ディスク１０２の構造を図２に例示する。光ディスク１０２はトラック（ガイド溝）の構造を持つガイド層と、トラック（溝）の構造を持たないＮ個の記録層（Ｎ≧１、Ｎは自然数）を有する。光ディスク装置１０１は対物レンズ３１１によって、記録層上にレーザスポットＬＳｗ、ガイド層上にレーザスポットＬＳｇをそれぞれ生じさせることができる。

本光ディスク装置１０１は、コントローラ２０１と信号処理部２０２と、光ピックアップ２０３と、光ピックアップ２０３を光ディスク１０２の半径方向に移動するスライダモータ２０４と、スライダモータ２０４を駆動するスライダ駆動部２０５と、光ピックアップ２０３中に備えられた球面収差補正素子３０９を駆動するための収差補正駆動部２０６と、光ディスク１０２を回転するためのスピンドルモータ２０７と、スピンドルモータ２０７を回転させるための回転信号を生成するスピンドル制御部２０８と、スピンドル制御部２０８が生成する回転信号に応じてスピンドルモータ２０７を駆動すると共にスピンドルモータ２０７の回転速度に対応した周波数のＦＧ（ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｇｅｎｅｒａｔｏｒ）信号を生成するスピンドル駆動部２０９と、光ディスク１０２の記録層とレーザスポットＬＳｗの焦点位置とのずれ量を示す記録層フォーカス誤差信号を生成する記録層フォーカス誤差信号生成部２１１と、記録層フォーカス誤差信号に応じてフォーカス駆動信号を生成するフォーカス制御部２１２と、記録層フォーカス駆動信号に応じて光ピックアップ２０３中に備えられたアクチュエータ３１２を駆動するフォーカス駆動部２１３と、データトラックと記録層上のレーザスポットＬＳｗの位置のずれ量を示す記録層トラッキング誤差信号を生成する記録層トラッキング誤差信号生成部２１４と、光ディスク１０２のガイド層トラックとガイド層上のレーザスポットＬＳｇとの位置ずれ量を示すガイド層トラッキング誤差信号を生成するガイド層トラッキング誤差信号生成部２１０と、記録層トラッキング誤差信号或いはガイド層トラッキング誤差信号に応じてトラッキング駆動信号を生成するトラッキング制御部２１５と、トラッキング駆動信号に応じてアクチュエータ３１２を駆動するトラッキング駆動部２１６と、光ディスク１０２のガイド層とレーザスポットＬＳｇの焦点位置とのずれ量を示すガイド層フォーカス誤差信号を生成するガイド層フォーカス誤差信号生成部２１７と、ガイド層フォーカス誤差信号に応じたリレーレンズ駆動信号を生成するリレーレンズ制御部２１８と、リレーレンズ駆動信号に応じてリレーレンズ３２１を駆動するリレーレンズ駆動部２１９を備えている。

光ピックアップ２０３はガイド層にサーボ制御を行うとともに、ディスク上の位置に対応したアドレス及びディスク固有の情報を再生するためのガイド層光学系と、ガイド層からの距離が異なる複数の記録層にデータを記録・再生するための記録層光学系で構成されている。

まず、記録層光学系の動作について説明する。レーザドライバ３０１は、コントローラ２０１によって制御されており、レーザダイオード３０２を駆動する電流を出力する。この駆動電流は、レーザノイズを抑制するために数百ＭＨｚの高周波重畳が印加されている。レーザダイオード３０２は、駆動電流に応じた波形で例えば波長４０５ｎｍのレーザ光ＬＢｗを出射する。出射されたレーザ光はコリメータレンズ３０３にて平行光となり、ビームスプリッタ３０４で一部が反射し、集光レンズ３０５によってパワーモニタ３０６に集光する。パワーモニタ３０６は、レーザ光の強度に応じた電流または電圧をコントローラ２０１にフィードバックする。これによって光ディスク１０２の記録層に集光するレーザ光ＬＢｗの強度が、たとえば２ｍＷなど所望の値に保持される。

一方、ビームスプリッタ３０４を透過したレーザ光ＬＢｗは偏光ビームスプリッタ３０７にて反射し、収差補正駆動部２０６にて駆動される球面収差補正素子３０９によって収束・発散が制御され、ダイクロイックミラー３０８を透過する。ダイクロイックミラー３０８は特定の波長の光を反射し、その他の波長の光を透過する光学素子である。ここでは波長４０５ｎｍの光を透過し、６５０ｎｍの光を反射するものとする。

ダイクロイックミラー３０８を透過したレーザ光ＬＢｗは、１／４波長板３１０にて円偏光となり、対物レンズ３１１によって光ディスク１０２の記録層にレーザスポットＬＳｗとして集光する。ここで、球面収差補正素子３０９はコントローラ２０１から収差補正駆動部２０６を介してグルーブレスディスクの記録層に応じた所定の位置となるように制御が行われる。

光ディスク１０２によって反射したレーザ光ＬＢｗは、光ディスク１０２に記録された情報に応じて強度が変調される。１／４波長板３１０にて直線偏光となり、ダイクロイックミラー３０８を経て、偏光ビームスプリッタ３０７および球面収差補正素子３０９を透過する。透過したレーザ光ＬＳｗは、集光レンズ３１３によってディテクタ３１４に集光する。ディテクタ３１４はレーザ光ＬＢｗの強度を検出し、これに応じた信号を信号処理部２０２に出力する。

またフォーカス誤差信号生成部２１１は、ディテクタ３１４から出力された信号から、記録層に対する記録層フォーカス誤差信号を生成する。フォーカス制御部２１２はコントローラ２０１からの指令信号により、フォーカス誤差信号に対応したフォーカス駆動信号をフォーカス駆動部２１３に出力する。フォーカス駆動部２１３はフォーカス駆動信号に応じてアクチュエータ３１２を駆動することで記録面に垂直の方向に対物レンズ３１１の位置を変位させ、記録層にレーザ光ＬＢｗが合焦するように記録層フォーカスサーボ制御を行う。

ディテクタ３１４から出力された信号は記録層トラッキング誤差信号生成部２１４にも入力され、記録層に対する記録層トラッキング誤差信号を生成する。トラッキング制御部２１５ではコントローラ２０１からの制御信号により記録層トラッキング誤差信号生成部２１４或いはガイド層トラッキング誤差信号生成部２１０の出力に対応したトラッキング駆動信号をトラッキング駆動部２１６に出力する。

次に、ガイド層光学系について説明する。記録層光学系と同様に、レーザドライバ３０１はコントローラ２０１によって制御されており、レーザダイオード３１５を駆動する電流を出力する。レーザダイオード３１５は例えば波長６５０ｎｍのレーザ光ＬＢｇを出射する。レーザ光ＬＢｇの一部は、コリメータレンズ３１６、ビームスプリッタ３１７、集光レンズ３１８を経て、パワーモニタ３１９にてパワーがモニタされる。モニタしたパワーをコントローラ２０１にフィードバックすることで、光ディスク１０２のガイド層に集光するレーザ光ＬＢｇの強度が、たとえば３ｍＷなど所望のパワーに保持される。

ビームスプリッタ３１７を透過したレーザ光ＬＢｇは、偏光ビームスプリッタ３２０を透過し、リレーレンズ３２１にて収束・発散の制御が行われる。リレーレンズ３２１を経たレーザ光ＬＢｇは、ダイクロイックミラー３０８にて反射し、１／４波長板３１０を経て、対物レンズ３１１により光ディスク１０２のガイド層にレーザスポットＬＳｇとして集光する。光ディスク１０２にて反射したレーザ光ＬＢｇを偏光ビームスプリッタ３２０にて反射し、集光レンズ３２２にてディテクタ３２３に集光する。

ディテクタ３２３ではレーザ光の強度を検出し、これに応じた信号を信号処理部２０２に出力する。信号処理部２０２は、ディテクタ３２３から出力されるガイド層にウォブルして形成されたトラックに対応した信号により光ディスク１０２の回転を制御するための同期信号、記録或いは再生を行う際の基準となるクロック信号を生成するとともに、レーザスポットＬＳｇが追従しているディスク上の位置に対応したアドレスを再生してコントローラ２０１に出力する。

信号処理部２０２から出力される同期信号とスピンドル駆動部２０９から出力されるＦＧ信号はスピンドル制御部２０９に入力される。スピンドル制御部２０９ではコントローラ２０１からの制御信号により、光ディスク１０２を角速度一定で回転させる場合にはスピンドルモータ２０７の回転速度に対応した周波数のＦＧ信号に基づいたスピンドル駆動信号を出力し、光ディスク１０２を線速度一定で回転させる場合にはガイド層から再生された同期信号に基づいたスピンドル駆動信号を出力する。

スピンドル駆動部２１２ではスピンドル駆動信号に応じてスピンドルモータ２０７を駆動することで光ディスクの回転数が所定の値となるようにスピンドル制御が行われる。ガイド層フォーカス誤差信号生成部２１７はディテクタ３２３から出力された信号から光ディスク１０２のガイド層とレーザスポットＬＳｇの合焦位置とのずれに対応したガイド層フォーカス誤差信号を生成し、リレーレンズ制御部２１８はガイド層フォーカス誤差信号に応じたリレーレンズ駆動信号を生成する。リレーレンズ駆動部２１９はリレーレンズ駆動信号に応じてリレーレンズ３２１を駆動することで、レーザスポットＬＳｇがガイド層で合焦するようにガイド層フォーカスサーボ制御を行う。

また、ガイド層トラッキング誤差信号生成部２１０は、ディテクタ３２３から出力された信号から、光ディスク１０２のガイド層のトラックとレーザスポットＬＳｇの位置のずれに対応したガイド層トラッキング誤差信号を生成し、トラッキング制御部２１５に出力する。トラッキング制御部２１５ではコントローラ２０１からの制御信号により記録層トラッキング誤差信号生成部２１４或いはガイド層トラッキング誤差信号生成部２１０のいずれかの出力に対応したトラッキング駆動信号をトラッキング駆動部２１６に出力する。

記録層に記録を行う際には、記録層では、フォーカス誤差信号生成部２１１から出力される記録層フォーカス誤差信号に基づいて生成されたフォーカス駆動信号によりアクチュエータ３１２を駆動することで、レーザスポットＬＳｗが記録層で合焦するように記録層フォーカスサーボ制御が行われる。ガイド層では、フォーカス誤差信号生成部２１７から出力されるガイド層フォーカス誤差信号に基づいて生成されたリレーレンズ駆動信号によりリレーレンズ３２１を駆動することで、レーザスポットＬＳｇがガイド層で合焦するようにガイド層フォーカスサーボ制御が行われる。

また、コントローラ２０１からの制御信号によりトラッキング制御部２１５からはトラッキング誤差信号生成部２１０から出力されるガイド層トラッキング誤差信号に基づいて生成されたトラッキング駆動信号がトラッキング駆動部２１６に出力される。トラッキング駆動部２１６はトラッキング駆動信号に応じてアクチュエータ３１２を駆動することでガイド層のトラックをレーザスポットＬＳｇが追従するようにトラッキングサーボ制御が行われる。

コントローラ２０２からの制御信号を受けたスライダ制御部２２０ではトラッキング駆動信号の平均値に基づいてスライダモータ２０４を駆動するスライダ駆動信号を出力する。このスライダ駆動信号に従ってスライダ駆動部２０５によりスライダモータ２０４を駆動し、アクチュエータ３１２がディスク半径方向の可動範囲の中心位置近傍で動作するように光ピックアップ２０３をディスク半径方向に移送する。ホスト１０３から入力された記録層に記録するデータ及びデータを記録するディスク上の位置に対応したアドレス情報がコントローラ２０１から信号処理部２０２に出力される。信号処理部２０２では入力されたデータ及びアドレス情報をガイド層から再生された基準クロック信号に基づいて所定の方式で変調し、レーザドライバ３０１に出力する。

レーザドライバ３０１は信号処理部２０２の出力に応じた駆動電流をレーザダイオード３０２に出力し、レーザダイオード３０２が対応した強度でレーザ光ＬＢｗを出射することで光ディスク１０２の記録層に記録が行われる。これにより、ガイド層に形成されたトラックに追従しながら記録層に記録を行うため、ガイド層のトラックのスパイラルと同じ軌跡で記録層に情報の記録が行われる。例えばガイド層のトラックが内周から外周に向かってスパイラル状に形成されていると、記録層のデータトラックは全ての層において、ガイド層のトラックと同様に内周から外周に向かってスパイラル状に形成される。

本実施例では、本発明にかかる光ディスク装置が光ディスクに記録された情報を再生または記録する場合の動作について図１を用いて説明する。

記録層に記録された情報を再生する場合には、記録層では、記録層フォーカス誤差信号生成部２１１から出力される記録層フォーカス誤差信号に基づいて生成されたフォーカス駆動信号によりアクチュエータ３１２を駆動することで、記録層にレーザスポットＬＳｗが記録層で合焦するように記録層フォーカスサーボ制御が行われる。ガイド層では、ガイド層フォーカス誤差信号生成部２１７から出力されるガイド層フォーカス誤差信号に基づいて生成されたリレーレンズ駆動信号によりリレーレンズ３２１を駆動することで、ガイド層にレーザスポットＬＳｇがガイド層で合焦するようにガイド層フォーカスサーボ制御が行われる。

記録層フォーカスサーボ制御を行った後、データトラックと記録層に照射されたレーザスポットＬＳｗとの位置ずれに対応した記録層トラッキング誤差信号がトラッキング誤差検出部２１４から出力される。横断速度検出部２２２は前記記録層トラッキング誤差信号に基づいて、レーザスポットＬＳｗがトラックを横断する速度（横断速度）を検出する。

横断速度検出部２２２の構成は例えば図３（ａ）のような構成で実現される。トラッキングサーボ制御を行わない状態では、図３（ｂ）に示すように、記録層上に円形または渦巻状に形成されたデータトラック３０１の中心に対して、スピンドルモータ２０７が光ディスク１０２を回転する回転中心がずれる現象（以下、偏芯）が存在する。そのため、レーザスポットＬＳｗの記録層上の軌跡は破線３０２のようになり、レーザ光の反射光から生成される記録層トラッキング誤差信号は図３（ｂ）に示すように一定の周期で粗密を繰り返すような信号となる。

この記録層トラッキング誤差信号を比較器１３０１によって任意の閾値に対して二値化し、二値化信号を得る。二値化信号を周波数計測部１３０２に入力することで周波数情報を得ることができる。周波数計測部１３０２は、例えば二値化信号のパルスの立ち上がりまたは立ち下がり間の時間を図示しない任意のクロック信号によってカウントし、その時間の長さによって周波数情報を得る構成が挙げられる。

ここで得られる周波数情報は、横断速度情報の一例である。

横断速度検出部２２２は本構成例に限定されるものではなく、トラッキング誤差信号の粗密の情報が取得できる方法であれば横断速度を検出することが可能である。

任意の閾値とは、記録層トラッキング誤差信号の振幅の中央値付近の値であり、あらかじめ決められた所定の値であっても、コントローラ２０１から設定可能であっても良い。コントローラ２０１から設定可能とすることで、トラッキング誤差信号に光学系に起因する信号オフセットまたは電気回路に起因する信号オフセットなどが発生しても、それらの影響を受けずにトラッキング誤差信号の中央値付近を閾値として設定できる。

横断速度検出部２２２の変形例として、ガイド層トラッキング誤差信号によってレーザスポットＬＳｇがガイド層上のトラックを横断する速度を検出しても良い。また、横断速度検出部２２２はガイド層トラッキング誤差信号と、記録層トラッキング誤差信号のうち、いずれかを切り替えて入力として横断速度を検出する構成でも良いし、図３（ａ）で示したような構成を二つ内包することでガイド層トラッキング誤差信号と記録層トラッキング誤差信号の両方を入力して、双方の横断速度を検出する構成でも良い。何れの構成においても、本実施例と同様の効果が得られる。

従来の光ディスクでは、記録層はトラック構造を有しており、所望のトラックへトラッキングサーボ制御する場合、まず、フォーカスサーボのみ動作した状態でのトラッキング誤差信号を計測し、上述のように二値化し、二値化信号の周波数を検出する。偏芯によりトラッキング誤差信号は、図３（ｂ）に示すように粗密を繰り返すような信号となるため、トラッキング誤差信号が粗い箇所では検出される二値化信号の周波数が低く、すなわち、レーザスポットがトラックを横断する速度が遅くなる。そして、横断速度が遅くなるタイミングで、所望のトラックへのトラッキングサーボ制御を開始する。

しかし、グルーブレスディスクにおいて、光ディスク１０２の記録層に既記録領域と未記録領域が両方存在する場合、図４（ａ）に示すような記録層トラッキング誤差信号が計測される。未記録領域では、記録層トラッキング誤差信号の振幅が減少または消失し、正しく計測できないため、横断速度を正確に検出できない場合がある。そのため、既記録領域の所望のデータトラックへのトラッキングサーボ制御を開始するタイミングが正確に得られない。

そこで本実施では、既記録判定部２２１が、ディテクタ３１４からの反射光に基づいて、レーザスポットＬＳｗが既記録領域上または未記録領域上のいずれに位置付けているのかの判定を行う。

既記録判定部２２１の構成は例えば図４（ｂ）に示す構成で実現される。既記録判定部２２１はディテクタ３１４が受光した反射光の強度に比例する総光量信号と任意の閾値を比較器１４０１により比較し、既記録領域を判定するための既記録判定信号を生成する。

任意の閾値は、既記録領域での総光量信号と未記録領域での総光量信号の中間にあたる値であり、あらかじめ決められた所定の値であっても良いし、コントローラ２０１から設定可能であって良い。コントローラ２０１で設定可能とすることで材質などの違いにより反射率が異なる種類の媒体などにも対応できる。

また、図４（ｂ）に示すように、一般に既記録領域の反射光量は未記録領域の反射光量よりも低下するが、記録層の材質によっては既記録領域の反射光量が増加するため、その場合は比較器１４０１への入力を反転させるか反転演算を追加するなどして論理を反転することで対応可能である。

既記録判定部２２１は本構成例に限定されるものではなく、例えば記録層からの反射光から生成される再生信号の信号振幅を用いても良い。反射光量による判定では媒体の材質などによる反射率の変動やディスク表面の汚れなどによるレーザ光の遮蔽による反射光量の低下などの影響を受けやすいが、再生信号の信号振幅を用いる構成は、再生信号は記録された領域のマーク部とスペース部の反射光量の差を見ることができるため、これらの影響を受けにくい。

既記録判定部２２１によりレーザスポットＬＳｗが位置しているのが既記録領域上であると判定された期間内に、前記横断速度検出部２２２で得られたトラック横断速度が所定の速度以下になった場合、コントローラ２０１はトラッキング制御部２１５へ制御信号を出力して制御を開始させる。

光ディスク１０２に記録された情報を再生する際に、任意のデータトラックにトラッキングサーボ制御を開始するまでの光ディスク装置の動作フローを図５（ａ）に示す。

Ｓ５０１で動作を開始すると、Ｓ５０２で光ディスク１０２の任意の位置にレーザスポットＬＳｗを位置付けするためにスライダ制御部２２０によってスライダモータ２０４を駆動して光ピックアップ２０３を移動する。
Ｓ５０３では横断速度検出部２２２によりトラック横断速度を計測し、横断速度が所定以下となった場合にＳ５０４に進む。

続いてＳ５０４では既記録判定部２２１によりレーザスポットＬＳｗの位置が既記録領域であると判定された場合にＳ５０５に進む。Ｓ５０５でトラッキング制御部２１５を動作させてトラッキングサーボ制御を開始し、Ｓ５０６で動作終了となる。

なお、本フローではＳ５０３でトラック横断速度が所定の速度以下か判定してからＳ５０４でレーザスポットＬＳｗの位置の既記録判定を行っているが、Ｓ５０４の判定を先に行っても構わない。

このように、横断速度検出部２２２で検出したトラック横断速度と既記録判定部２２１からの既記録判定信号に基づいて、トラッキング制御部２１５の動作を制御することで、記録層上に既記録領域と未記録領域が両方存在する場合でも、レーザスポットＬＳｗのトラック横断速度の低くなったタイミングで既記録領域のデータトラックに対してトラッキングサーボ制御を開始することができる。これによりトラッキングサーボ制御の追従失敗などのような異常動作の発生を抑制することができる。

また、既記録判定部２２１により判定されたレーザスポットＬＳｗが既記録領域に存在する期間に、前記横断速度検出部２２２によって検出されるトラック横断速度が所定の速度以下にならなかった場合、コントローラ２０１はスライダ制御部２２０によって光ピックアップ２０３を変位することでレーザスポットＬＳｗが記録層上に照射される位置を変化させる。レーザスポットＬＳｗが記録層上を通る軌跡と既記録領域および未記録領域との位置関係をずらし、レーザスポットＬＳｗが既記録領域に存在する期間に検出されるトラック横断速度を変化させることができる。

この場合の装置の動作を変形例として図５（ｂ）に示した。図５（ａ）に対して追加されたＳ５０７においてレーザスポットＬＳｗの変位の必要性を判定し、必要であればＳ５０２に戻ってスライダ制御部２２０を介してスライダモータ２０４を駆動させる。

スライダ制御部２２０は、前記既記録判定部２２１から出力される既記録判定信号に基づいて、レーザスポットＬＳｗが既記録領域上に位置している期間が、任意の単位時間当たり、またはディスクの１回転当たりの所定の割合以上となるように光ピックアップ２０３の移動を制御しても良い。このようにすることで、より容易にトラッキングサーボ制御の開始条件を満たす位置、すなわち、レーザスポットＬＳｗが前記既記録判定部２２１により既記録領域上に存在すると判定される期間内に横断速度検出部２２２によって検出されるトラック横断速度が所定の速度以下になるような位置にレーザスポットＬＳｗを位置付けることができる。

また、このときスライダ制御部２２０によって光ピックアップ２０３を移動する際の移動速度は、通常の移動速度よりも遅くしても良い。例えば受光器３１４とトラッキング誤差信号２１４の間または内部にＡＤ変換のためのアンチエイリアシングフィルタなどを含んでいた場合、スライダ制御部２２０が速い速度で光ピックアップ２０３を移動するとトラッキング誤差信号２１４が生成するトラッキング誤差信号はフィルタの影響で振幅が減少してしまう懸念があるが、移動速度を遅くすることで振幅の減少を防止することができる。

コントローラ２０１からの制御信号により、トラッキング制御部２１５からは記録層トラッキング誤差信号に基づいて生成されたトラッキング駆動信号がトラッキング駆動部２１６に出力される。トラッキング駆動部２１６はトラッキング駆動信号に応じてアクチュエータ３１２を駆動することで、記録層のデータトラックをレーザスポットＬＳｗが追従するようにトラッキングサーボ制御が行われ、ディテクタ３１４から記録層からの再生信号が出力される。

また、コントローラ２０２からの制御信号を受けたスライダ制御部２２０ではトラッキング駆動信号の平均値に基づいてスライダモータ２０４を駆動するスライダ駆動信号を出力する。このスライダ駆動信号に従ってスライダ駆動部２０５によりスライダモータ２０４を駆動し、アクチュエータ３１２がディスク半径方向の可動範囲の中心位置近傍で動作するように光ピックアップ２０３をディスク半径方向に移送する。

信号処理部２０２では入力された再生信号から光ディスク１０２の回転を制御するための同期信号、再生を行う際の基準となるクロック信号を生成する。また、信号処理部２０２は再生信号に対して増幅、等化、復号などの処理を行い、復号したデータ及びデータのディスク上の位置に対応したアドレス情報をコントローラ２０１に出力し、コントローラ２０１は再生したデータをホスト１０３に出力する。

なお、ここではレーザダイオード３０２とレーザダイオード３１５を駆動するために同一のレーザドライバ３０１を用いたが、それぞれのレーザダイオードに固有のレーザドライバを備えても良い。また、球面収差補正素子３０９は、４０５ｎｍの光学系および６５０ｎｍの光学系の両方に影響する位置に配置されても良く、たとえば１／４波長板３１０とダイクロイックミラー３０８の間に設置しても、本実施例と同様の効果が得られる。

また、光ディスク装置の変形例として、ビームスプリッタ３０４と偏光ビームスプリッタ３０７の間のレーザ光ＬＢｗの光路中に、図示しない回折格子を配置した構成でも良い。この構成では回折格子によってレーザ光ＬＢｗは複数の光束に分割され、記録層上にはレーザスポットＬＳｗと一定の位置だけ離れた記録層上の位置にレーザスポットＬＳｓが生じる。

このように複数のレーザスポットを用いて、例えばレーザスポットＬＳｗは記録層上の未記録領域にマークを形成するために使用し、レーザスポットＬＳｓは近接する既記録領域に対してトラッキングサーボ制御を行うために使用する場合、レーザスポットＬＳｓが記録層からの反射光に基づいてトラッキング誤差信号を生成して横断速度検出部２２２に入力することで、本実施例と同様の効果を得ることができる。

このように、装置が記録層上に複数のレーザスポットを生じるような構成である場合は、記録動作時にも本実施の構成を利用できる。

また、一部が既記録である記録層に対して新たに情報を追記する場合について説明する。レーザスポットＬＳｗを既記録領域と未記録領域の境界付近まで移動するために、スライダ駆動部２０５を駆動して光ピックアップ２０３を移動させる動作をシーク動作と言う。このシーク動作の際、スライダ移動によってレーザスポットＬＳｗを変位させる変位量を、偏芯量に基づいて調節しても良い。すなわち、目標となる既記録領域と未記録領域の境界から、偏芯量に関連した距離分だけ既記録領域側へ移動した位置にレーザスポットＬＳｗを位置付けることを目標としてスライダ駆動部２０５によって光ピックアップ２０３を移動して、その場でトラッキングサーボ制御を開始する。

こうする事によりシーク動作で本実施のトラッキングサーボ制御を開始する条件を満たす位置、すなわち、レーザスポットＬＳｗが前記既記録判定部２２１により既記録領域上に存在すると判定される期間内に前記横断速度検出部２２２によって検出されるトラックの横断速度が所定の速度以下になるような位置に、レーザスポットＬＳｗを位置付けることができる。

偏芯量は偏芯計測部２２４によって、記録層の既記録領域の記録層トラッキング誤差信号、または、ガイド層のガイド層トラッキング誤差信号に基づいて測定することができる。

また、図示しない記憶部に光ディスク１０２に存在する記録層の既記録領域の範囲をディスクの半径位置または記録層の層番号と関連付けた情報として記憶しておいても良い。こうする事で次回シークを行う際に、これらの情報を参照してトラッキングサーボ制御を行うのにより良い位置にシークすることができる。また、これらの情報は光ディスク１０２に記録されても良い。電源切断やディスクの着脱などで装置が記憶した情報が消去されても、光ディスク１０２に記録されたこれらの情報を再度読み取ることにより同様の動作を行うことができる。

既記録領域か否かの判定を、記録層トラッキング誤差信号の信号振幅を用いて行う構成であっても良く、本変形例を適用したドライブのブロック構成図を図６に示す。本実施例において、構成ブロック１０２、１０３、２０１〜２２２、２２４および３０１〜３２３の各構成要素は実施例１および図１と同一であり、動作の説明は省略する。

図１と異なる構成は、装置６０１が振幅取得部２２３を有する点である。振幅取得部２２３は記録層トラッキング誤差信号およびガイド層トラッキング誤差信号の信号振幅を取得する構成である。

振幅取得部２２３の構成例を図７に示す。振幅取得部２２３では、記録層トラッキング誤差信号を最大値ピークホールド回路１７０１および最小値ピークホールド回路１７０２に入力する。最大値ピークホールド回路１７０１は入力された記録層トラッキング誤差信号の振幅の最大値を計測し、最小値ピークホールド回路１７０２は入力された記録層トラッキング誤差信号の振幅の最小値を計測する。

演算器１７０３は、計測された最大値ピークホールド値と最小値ピークホールド値との差分を計算して記録層トラッキング誤差信号の振幅を得る。なお、ガイド層トラッキング誤差信号の振幅も同様にして得られる。

このようにして得られた記録層トラッキング誤差信号振幅を既記録判定部２２１に入力して任意の閾値との比較することで既記録判定信号を生成し、レーザスポットＬＳｗが既位置しているのが既記録領域上か、未記録領域上かを判定する。

また、既記録判定部２２１の他の変形例として、例えばガイド層からの反射光によって生成されるガイド層トラッキング誤差信号と、記録層からの反射光によって生成される記録層トラッキング誤差信号とを比較することで判定を行う構成であっても良い。この場合、横断速度検出部２２２は記録層トラッキング誤差信号およびガイド層トラッキング誤差信号の横断速度をそれぞれ測定する。二つのトラッキング誤差信号から得られた横断速度を既記録判定部２２１に入力し、既記録判定部２２１は二つの横断速度の差または比率が一定値以内の場合には、既記録領域と判定する。あるいは図６の変形例のように振幅測定部２２３により二つのトラッキング誤差信号の振幅をそれぞれ測定し、既記録判定部２２１は二つの信号振幅の差または比率が一定値以内の場合に既記録領域と判定する方法などにより実現できる。

記録層ではレーザスポットＬＳｗが位置しているのが既記録領域上であるか未記録領域上であるかによって記録層トラッキング誤差信号は変化するが、ガイド層はあらかじめ物理的に溝構造が存在するため、レーザスポットＬＳｇの位置の記録状態によらずガイド層トラッキング誤差信号を得ることができる。二つのトラッキング誤差信号を比較することで、ディスク表面の欠陥などによるトラッキング誤差信号の欠損などの影響を受けることなく判定処理を行うことができる。

また、記録層トラッキング誤差信号生成部２１４は反射光量の信号レベルに応じて増幅率を変動する増幅器を有していても良く、既記録判定信号の生成に用いる記録層トラッキング誤差信号は増幅後の信号であっても良い。未記録領域では記録層トラッキング誤差信号が生じないため、増幅後の信号であっても信号振幅がほとんどなく既記録領域との判別に影響はない。そのため、記録層トラッキング誤差信号の振幅が記録層の記録状態から受ける影響を軽減できる。

図８は、本発明に従う光ディスク装置の一実施例を示すブロック構成図である。本実施において、構成ブロック１０２、１０３、２０１〜２２０、および３０１〜３２３の各構成要素は実施例３および図６と同一であり、動作の説明は省略する。

図６と異なる構成は、光ディスク装置８０１の既記録判定部２２１からの出力が振幅取得部２２５に入力される構成である。

本実施によれば、記録層に既記録領域と未記録領域が両方存在する場合にも、光ディスク装置が記録層トラッキング誤差信号を用いる処理を正確に行うことができる。

まず、振幅取得部２２５の構成例を図９に示す。図７と異なる構成は、スイッチ１９０４を有する構成である。振幅取得部２２５では、記録層トラッキング誤差信号はスイッチ１９０４に入力される。既記録判定部２２１により既記録領域にレーザスポットＬＳｗが存在すると判定されている場合には、スイッチ１９０４は、記録層トラッキング誤差信号を最大値ピークホールド回路１７０１および最小値ピークホールド回路１７０２に出力する。

このような構成により、レーザスポットＬＳｗが記録層上の未記録領域にある期間は記録層トラッキング誤差信号の振幅が計測されないため、未記録領域の影響を受けることなく既記録領域のデータトラックが存在する位置での記録層トラッキング誤差信号のみの計測を行うことができる。

以下に、光ディスク装置８０１に光ディスク１０２を挿入した場合の動作のフローを図１０、および図１１を用いて説明する。

光ディスク装置８０１は、光ディスク１０２を挿入すると、図１０のようなフローで処理を行う。

Ｓ１００１で光ディスク１０２を光ディスク装置８０１に挿入すると、Ｓ１００２で光ディスク装置１０１はディスクの有無の確認やディスク種別の確認を行う。このとき、たとえば光ディスク装置１０１は光ディスク１０２にレーザ光を照射して、反射光によって認識を行うことができる。

次にＳ１００３では、挿入された光ディスク１０２に対して、光ディスク装置１０１内の各種パラメータを好適にするための調整処理を行う。

各種パラメータとは、球面収差補正素子３０９の補正量について記録層トラッキング誤差信号を元に導出する球面収差調整、フォーカス制御部２１２やトラッキング制御部２１５内に含まれる増幅器の増幅率を光ディスク１０２の反射率にあわせて調節する振幅調整処理などが挙げられる。

本実施例における記録層トラッキング誤差信号を用いた球面収差調整の処理フローを図１１（ａ）に例示する。

Ｓ１１０１で球面収差調整が開始されるとＳ１１０２で球面収差補正素子３０９を駆動して補正量を任意の値とする。

次にＳ１１０３で振幅取得部２２５によって得られる記録層トラッキング誤差信号の振幅を取得し、Ｓ１１０２で設定された球面収差補正量と関連付けた値として記憶する。

Ｓ１１０４ではこれまでに計測された記録層トラッキング誤差信号振幅と球面収差補正量の情報から、最適値が計算可能か判定する。判定方法としては例えば、取得されたデータの個数が一定の個数以上かどうかによって判定する方法が挙げられる。Ｓ１１０４の判定結果が計算不可の場合は、Ｓ１１０２に戻り、Ｓ１１０２で設定した球面収差補正量とは異なる補正量を設定しＳ１１０３で再度記録層トラッキング誤差信号の計測を行う。Ｓ１１０４の判定条件を満たすまで、Ｓ１１０２とＳ１１０３を繰り返し実施する。

Ｓ１１０４の判定結果が計算可能となった場合Ｓ１００５に進み、最適値の算出を行う。最適値の算出方法としては、例えばＳ１１０２で設定した球面収差補正量とＳ１１０３で計測した記録層トラッキング誤差信号振幅とを二次関数の関係とみなし、最小二乗法などで近似を行って、記録層トラッキング誤差信号の振幅が極大となる補正量を求めることで算出が可能である。

補正量を求めて調整動作は終了となる。

図１０に戻り、各種調整が終了すると、Ｓ１００４で光ディスク１０２の管理情報を読み出す。

Ｓ１００５まで処理が進むと、記録または再生可能な状態となり、ホスト１０３からのコマンドに応じて記録または再生を行うことができる。

調整処理Ｓ１００３のタイミングはこれに限るものではなく、一部の調整処理を管理情報読み出しＳ１００４の後などに行っても良い。

また、Ｓ１００３の調整処理で既記録判定部２２１から出力される既記録判定信号が連続的に既記録を示す時間を計測し、所定の時間以下であった場合は正確なトラッキング誤差信号の振幅が計測できない可能性があるため、この場合はスライダモータ２０４を駆動して光ピックアップ２０３の位置を変位し、レーザスポットＬＳｗの記録層上の位置を移動させる処理を行っても良い。

また、本実施の装置において、実施例１に記載の方法でトラッキングサーボ制御の開始タイミングを、記録層トラッキング誤差信号および既記録判定結果より決定する動作もあわせて実現できる。

上記の実施例はいずれも、溝構造を持たない記録層を有する光ディスクについて記載してきたが、光ディスクは記録層を有していなくても、記録領域を有していれば良く、記録領域を有する光ディスクにおいては、記録領域に軌跡となるように情報を連続的に記録していく場合には、本発明が適用可能である。

１０１、６０１、８０１・・・光ディスク装置、１０２・・・光ディスク、１０３・・・ホスト
２０１・・・コントローラ、２０２・・・信号処理部、２０３・・・光ピックアップ、２１０・・・ガイド層トラッキング誤差信号生成部、２１１・・・記録層フォーカス誤差信号生成部、２１２・・・フォーカス制御部、２１４・・・記録層トラッキング誤差信号生成部、２１５・・・トラッキング制御部、２１７・・・ガイド層フォーカス誤差信号生成部、２１８・・・リレーレンズ制御部、２１９・・・リレーレンズ駆動部、２２０・・・スライダ制御部、２２１・・・既記録判定部、２２２・・・横断速度検出部、２２３・・・振幅取得部
３０１・・・レーザドライバ、３０２・・・レーザダイオード、３０９・・・球面収差補正素子、３１１・・・対物レンズ、３１２・・・アクチュエータ、３１４・・・ディテクタ、３１５・・・レーザダイオード、３２３・・・ディテクタ
４０３・・・ディスク外縁

Claims (14)

1. 光ディスクにデータを記録または再生する光ディスク装置であって、
   前記光ディスクは溝構造を持たない記録層を備え、前記記録層は、データが記録された軌跡であるデータトラックが形成された既記録領域と、該データトラックが形成されていない未記録領域と、を有し、
   前記記録層に照射するレーザ光を出射する発光部と、
   前記レーザ光を前記記録層上に集光する対物レンズと、
   前記レーザ光を前記データトラックへ位置付けるトラッキング駆動部と、
   前記データトラックへ位置付けられた前記レーザ光の反射光に基づいて前記データトラックと前記レーザ光の位置ずれを示す記録層トラッキング誤差信号を生成する記録層トラッキング誤差信号生成部と、
   前記記録層からの前記レーザ光の反射光に基づいて前記レーザ光が前記既記録領域上に位置しているか否かを示す既記録判定信号を生成し、該既記録判定信号に基づいて該レーザ光の位置を判定する既記録判定部と、
   前記発光部と、前記対物レンズと、を含む光ピックアップの位置を前記光ディスクの半径方向に変位させるスライダモータと、
   を備え、
   データトラックに対して前記レーザ光を位置付けるトラッキングサーボ制御を開始する際、前記記録層トラッキング誤差信号生成部が生成した記録層トラッキング誤差信号と、前記既記録判定部が生成した既記録判定信号に基づいてトラッキングサーボ制御を開始するタイミングを決定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であって、
   前記生成された記録層トラッキング誤差信号に基づいて、前記レーザ光が前記データトラックを横断する速度である横断速度を検出する横断速度検出部を備える光ディスク装置。
3. 請求項２に記載の光ディスク装置であって、
   前記横断速度検出部は、
   前記トラッキング誤差信号を所定の閾値に対して二値化して二値化信号を生成する比較器と、
   前記生成された二値化信号から周波数情報を計測する周波数計測部と、
   を備え、
   前記横断速度は、前記計測された周波数情報に基づいて検出される光ディスク装置。
4. 請求項２に記載の光ディスク装置であって、
   前記既記録判定部は、入力される信号を所定の閾値と比較する比較器を備える光ディスク装置。
5. 請求項４に記載の光ディスク装置であって、
   前記既記録判定部に入力される信号は、前記記録層からの前記レーザ光の反射光の総光量、該反射光から生成される再生信号の振幅、または、前記記録層トラッキング誤差信号の振幅である光ディスク装置。
6. 請求項２に記載の光ディスク装置であって、
   前記光ディスクは、アドレスを含む物理的な溝構造であるトラックが形成されたガイド層を有している光ディスク装置。
7. 請求項６に記載の光ディスク装置において、
   前記記録層に照射するレーザ光を、第一のレーザ光とし、前記記録層に照射するレーザ光を出射する発光部を第一の発光部とすると、
   前記ガイド層に照射する第二のレーザ光を出射する第二の発光部と、
   前記ガイド層からの前記第二のレーザ光の反射光に基づいて該ガイド層上のトラックと前記第二のレーザ光の焦点の位置ずれを示すガイド層トラッキング誤差信号を生成するガイド層トラッキング誤差信号生成部と、
   を備え、
   前記既記録判定部は、前記記録層トラッキング信号と前記ガイド層トラッキング信号との振幅または周波数の差に基づいて既記録判定信号を生成する光ディスク装置。
8. 請求項２に記載の光ディスク装置であって、
   所定の期間内に前記トラッキングサーボ制御を開始するタイミングが存在しない場合、前記スライダモータにより前記光ピックアップの位置を変位させ、前記第一のレーザ光が前記記録層上に照射される位置を変化させる光ディスク装置。
9. 請求項８に記載の光ディスク装置であって、
   前記所定の期間は、前記既記録判定信号に基づいて前記既記録判定部に、前記第一のレーザ光の焦点が前記既記録領域に位置すると判定される期間であり、
   前記トラッキングサーボ制御を開始するタイミングは、前記所定の期間内に、前記横断速度が所定の速度以下になるタイミングである光ディスク装置。
10. 請求項１に記載の光ディスク装置であって、
    前記記録層に追記する場合、前記スライダモータにより前記光ピックアップの位置を変位させ、前記第一のレーザ光が前記既記録領域と前記未記録領域の境界よりも前記既記録領域側に位置付け、トラッキングサーボ制御を開始する光ディスク装置。
11. 請求項１０に記載の光ディスク装置であって、
    前記光ディスクの偏芯量を計測する偏芯量計測部を備え、
    前記スライダモータは、前記第一のレーザ光の焦点が、前記境界よりも前記計測された偏芯量に基づく距離分既記録領域側に位置付くよう前記光ピックアップを変位させる光ディスク装置。
12. 請求項２に記載の光ディスク装置であって、
    前記記録層トラッキング誤差信号の振幅を算出する振幅取得部を有し、
    前記振幅取得部は、前記生成された既記録判定信号に基づき前記第一のレーザ光の焦点が前記既記録領域上に位置付けていると判定された場合のみ、前記記録層トラッキング誤差信号の振幅を算出する光ディスク装置。
13. 光ディスクにデータを記録または再生する光ディスク装置であって、
    前記光ディスクは溝構造を持たない記録層を備え、前記記録層は、データが記録された軌跡であるデータトラックが形成された既記録領域と、該データトラックが形成されていない未記録領域と、を有し、
    前記記録層に照射するレーザ光を出射する発光部と、
    前記レーザ光を前記記録層上に集光する対物レンズと、
    前記レーザ光を前記データトラックへ位置付けるトラッキング駆動部と、
    前記データトラックへ位置付けられた前記レーザ光の反射光に基づいて前記データトラックと前記レーザ光の位置ずれを示す記録層トラッキング誤差信号を生成する記録層トラッキング誤差信号生成部と、
    前記記録層からの前記レーザ光の反射光に基づいて前記レーザ光が前記既記録領域上に位置しているか否かを示す既記録判定信号を生成し、該既記録判定信号に基づいて該レーザ光の位置を判定する既記録判定部と、
    前記発光部と、前記対物レンズと、を含む光ピックアップの位置を前記光ディスクの半径方向に変位させるスライダモータと、
    を備え、
    前記記録層トラッキング誤差信号生成部が前記トラッキング誤差信号を生成し、前記既記録判定部が既記録判定信号を生成した後に、トラッキングサーボ制御を開始する光ディスク装置。
14. 光ディスクに情報を記録または再生する光ディスク装置の制御方法であって、
    前記光ディスクは溝構造を持たない記録層を備え、前記記録層は、データが記録された軌跡であるデータトラックが形成された既記録領域と、該データトラックが形成されていない未記録領域と、を有し、
    前記記録層に照射するレーザ光を出射するステップと、
    前記レーザ光を前記記録層上に集光するステップと、
    前記レーザ光を前記データトラックへ位置付けするステップと、
    前記データトラックへ位置付けられた前記レーザ光の反射光に基づいて前記データトラックと前記レーザ光の位置ずれを示す記録層トラッキング誤差信号を生成するステップと、
    前記記録層からの前記レーザ光の反射光に基づいて前記レーザ光が前記既記録領域上に位置しているか否かを示す既記録判定信号を生成するステップと、
    前記既記録判定信号に基づいて前記レーザ光の位置を判定するステップと、
    データトラックに対して前記レーザ光を位置付けるトラッキングサーボ制御を開始するタイミングを決定するステップと、
    を含む制御方法。

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