JP4231619B2 - 光ピックアップ装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、深さ方向にガイドトラック層と複数の記録層とを有する情報記録媒体に対して情報の記録および/または再生を行う情報記録再生装置の光ピックアッブ装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
この種の光ピックアップ装置としては、異なる二つの厚みの光ディスクの再生を可能するものが提案されている(例えば特開平10−134400号公報参照)。この従来の光ピックアップ装置は、光ディスクの厚みの違いに合わせ、コリメータレンズを光軸方向駆動させることにより収束度、発散度を調整し、収差を打ち消すようにしたものである。
【0003】
また、他の従来の光ピックアップ装置としては、少なくとも2個の記録面とガイド面を備えた光記録媒体に光学的に情報を書き込み、読取り、あるいは消去できるものが提案されている(例えば特開平4−301226号公報参照)。この従来の他の光ピックアップ装置は、対物レンズに近い側にガイドトラック層を、対物レンズから離れる側に複数の記録層を有する情報記録媒体に対し、ガイド用光源と記録再生用の走査用光源とを用いて情報の記録/再生を行うもので、ガイド用光源からのガイドビームはガイド用コリメータレンズで平行光束に変換した後、ビーム結合素子、ガルバノミラーおよび対物レンズを経て情報記録媒体のガイドトラック層に集光させている。
【0004】
また、走査用光源からの走査ビームは、走査用コリメータレンズで平行光束に変換した後、光軸方向偏移器により収束度、発散度を調整して上記ビーム結合素子でガイドビームと結合し、上記ガルバノミラーおよび対物レンズを経て情報記録媒体の所望の深さの記録層に集光させるようにしている。
【0005】
このようにして、情報の記録においては、ガイドビームをガイドトラック層に集光させ、その戻り光に基づいてフォーカス制御およびトラッキング制御を行うととともに、対物レンズに入射する走査ビームの平行度を光軸方向偏移器で制御しながら、走査ビームを所望の深さの記録層に集光させて情報を記録し、また所望の深さの記録層に記録されている情報の再生や消去においては、走査ビームを所望の深さの記録層に集光させ、その戻り光に基づいてフォーカス制御およびトラッキング制御を行いながら、情報を再生あるいは消去するようにしている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来の両光ピックアップ装置にあつては、対物レンズに入射するビームの平行度をコリメータレンズまたは光軸方向偏移器で制御するため、対物レンズヘ入射する光は発散光や収集光となり、半導体レーザの拡がり角の取り込み範囲が変わってしまっていた。
【0007】
このため、記録層により対物レンズの瞳径aと、この対物レンズへ入つてくる光ビームのガウス分布のとりこみ範囲(1/e2となる強度で定義した径w)との比率a/wが変わってしまうため、記録層によりスポット径が変わってしまい、例えばグルーブによるトラックエラーの変調度は、スポット径の変動により大きな変動を受けてしまう欠点があった。
【0008】
同様に、記録媒体から信号を読取りの方においても、上述した現象が発生するという欠点があった。
【0009】
このような理由から、安定したトラックサーボができず、また、情報信号の記録再生ができないという不具合があった。
【0010】
(発明の目的)
本発明は、上述した点に鑑みてなされたものであり、安定したトラックサーボができ、かつ、安定した情報の記録再生を可能にした光ピックアップ装置を提供することを目的としている。
【0011】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の光ピックアップ装置は、記録層を持つ記録媒体と、レーザ光を発射する半導体レーザ光源と、前記レーザ光について前記記録媒体の記録層内で焦点を結ばせる対物レンズと、前記対物レンズを少なくともフォーカス方向に駆動するアクチュエータと、前記対物レンズと光源の間に設けた光軸方向変移器と、前記光軸方向変移器の変移を検出する変移検出手段とを備え、対物レンズを所定の記録層にフォーカスサーボをオンした後に、前記光軸方向変移器を光軸方向に可動しディスク厚の異なる上記記録媒体に焦点を結ぶことにより信号の記録および再生を行う情報記録再生装置において、対物レンズの瞳径をaとし、前記光軸方向変移器において平行光とされた後当該対物レンズに入るレーザ光の強度が1/e 2 となるときのスポット径をwとしたときに、前記瞳径aと前記スポット径wとの比(a/w)が、前記記録媒体の半径方向における当該比(a/w)より前記記録媒体のトラックの接線方向における当該比(a/w)の方が小さくなるように設定され、かつ、前記記録媒体の記録層の位置に応じてトラックエラー信号振幅を測定しその測定結果から最適トラックゲインを得る手段を備えたことを特徴とする。
【0012】
したがって、請求項1記載の発明によれば、記録層間を移動することにより光が透過するディスク厚が異なり回折スポット径が変動することに対し、上述したように光学系の配置をしたので、半導体レーザ光源の出射端における光の長軸方向がディスクのトラック接線方向となり、トランク接線方向のスポットの大きさの変化量を小さく押さえることができ、ディスク半径方向はスポットの大きさの変化量が大きいがトラックゲインを記録層毎にコントロールして最適なゲインに設定することにより、安定した動作が可能になる。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
【0015】
[第1の実施の形態]
図1ないし図6は本発明の第1の実施の形態に係り、以下第1の実施の形態について説明する。図1は、本発明の第1の実施の形態に係る光ピックアップ装置を示す光学系の全体の概略構成図である。
【0016】
この図1において、情報記録媒体1は、複数の記録層2と、記録層2の両面にそれぞれ設けられた保護層3からなる。前記記録層2は、それぞれの記録層にグループを有するガイドトラックと、例えば相変化記録と同じ記録/再生のための記録媒質4とを有する。この実施の形態では、かかる情報記録媒体1の記録媒質4にレーザ光を照射し、フォーカス制御、トランキング制御お行いながら、所望の記録層2に対して情報の記録/再生を行う。
【0017】
光ピックアップ装置は、レーザ光10を出射する半導体レーザ光源11と、この半導体レーザ光源11を透過または反射させる偏光ビームスプリッタ13と、このビームスプリッタ13からのレーザ光10の光軸を変換し透過するとともに反射光も透過する光軸方向変換器であるコリメータレンズ14と、このコリメータレンズ14を光軸方向に駆動するアクチュエータ15と、前記コリメータレンズ14から透過してきたレーザ光10の一部を反射し一部を透過する偏光ビームスプリッタ16と、この偏光ビームスプリッタ16からのレーザ光10を透過し反射光も透過する1/4波長板17と、この1/4波長板17を透過してきたレーザ光10を情報記録媒体1の記録層2に集光し、記録層2から反射してきた反射光を平行光にする対物レンズ18と、前記偏光ビームスプリッタ16からの一部のレーザ光10を反射する臨界角プリズム19と、この臨界角プリズム19からの一部のレーザ光10を電気信号に変換する光検出器20aと、前記対物レンズ18、1/4波長板27、ビームスプリッタ14を透過し偏光ビームスプリッタ13で反射された反射光を集光するシリンドルカルレンズ21と、このシリンドルカルレンズ21で集光された反射光を電気信号に変換するPINフォトダイオード22とを備えている。
【0018】
このように光ピックアップ装置において、一般的に、半導体レーザ光源11は、その構造上、断面が楕円なレーザ光10を出射する。その楕円の短軸方向に偏光面があるものとする。また、一般に、上記楕円の短軸方向の光の拡がり角は、例えば9[度]前後、長軸方向の拡がり角は20[度]前後である。
【0019】
レーザ光10は、半導体レーザ光源11から出射される。このレーザ光10の偏光面は紙面内にあり、この図1の紙面内の拡がり角(半値全角)が9[度]であり、図1の紙面に垂直が20[度]となる。
【0020】
半導体レーザ光源11から出射したレーザ光10は、偏光ビームスプリッタ13にP偏光で入射することになる。このレーザ光10は、コリメータレンズ14を光軸方向に駆動させるアクチュエータ15にて保持されたコリメータレンズ14で略平行光に変換される。このコリメータレンズ14を透過するレーザ光10は、偏光ビームスプリッタ16に入射する。
【0021】
レーザ光10は、偏光ビームスプリッタ13の入射角に対し成分Pを有している。そして、偏光ビームスプリッタ16は、成分Pの透過率をTp、成分Pの反射率をRpとしたときに、例えばTp=70[%]、Rp=30[%]の性能を有したものを採用している。これにより、偏光ビームスプリッタ16に入射したレーザ光10は、70[%]が透過し、30[%]が反射される。
【0022】
偏光ビームスプリッタ16を透過したレーザ光10は、1/4波長板17を経て、対物レンズ18により、情報記録媒体1の所望の記録層2の情報トラック上に集光させる。
【0023】
また、偏光ビームスプリッタ16で反射したレーザ光10は、P偏光で臨界角プリズム19を通して、光検出器20aで受光される。光検出器20aは、2分割フォトダイオードからなり、半導体レーザ光源11からの光量を検出する。この光検出器20aからの出力信号は、対物レンズ18から出射されるレーザ光10の光量の光量制御を行うために使用される。
【0024】
また、情報記録媒体1で反射された反射レーザ光は、往路とは、逆の経路をたどって、対物レンズ18、1/4波長板17を透過する。この反射レーザ光は、往路と復路とで1/4波長板17を2回透過するのでS偏光状態となり,偏光ビームスプリッタ16を、例えばTs≧70[%]として透過させる。この偏光ビームスプリッタ16を透過した反射レーザ光は、コリメータレンズ14を経て偏光ビームスプリッタ13に入射する。このビームスプリッタ13に入射された反射レーザ光は、偏光ビームスプリッタ13の反射面で反射される。この偏光ビームスプリッタ13で反射される反射レーザ光は、シリンドリカルレンズ20を通つて、PINフォトダイオード22に集光される。このPINフォトダイオード22で集光された反射レーザ光は電気信号に変換されて信号処理回路に送られる。
【0025】
図2は、光ピックアップ装置からの信号を処理する信号処理回路を示すブロック図である。また、図3は、この信号処理回路において得られる位置制御信号の特性を示す特性図であり、横軸にコリメータレンズの移動量を、縦軸に信号強度をとったものである。
【0026】
この図2において、信号処理回路30は、PINフォトダイオード22からの出力信号を増幅するプリアンプ31と、このプリアンプ31からの出力信号によりアドレスを読み取るアドレスリード回路32と、光検出器20aからの出力信号を増幅する差動アンプ33と、この差動アンプ33からの出力信号によりアクチュエータ15を駆動するコリメータレンズ駆動回路34と、プリアンプ31からの出力信号からサーボ信号を形成するサーボ信号生成回路35と、このサーボ信号生成回路35からの信号を基にトラックエラー信号振幅を測定するトラックエラー信号振幅測定回路36と、サーボ信号生成回路35からの出力信号を基にサーボ駆動系8を駆動するサーボ駆動回路37と、アドレスリード回路32からの出力信号とトラックエラー信号振幅測定回路36からの出力信号を基に、コリメータレンズ駆動回路34、トラックエラー信号振幅測定回路36およびサーボ駆動回路37を駆動制御するコントローラ38と、各種定数や処理プログラムが記憶されている記憶回路39とを備えている。
【0027】
PINフォトダイオード22からの検出信号は、プリアンプ31で増幅されてアドレスリード回路32およびサーボ信号生成回路35に供給される。サーボ信号生成回路35では、公知の非点収差法によりフォーカスエラー信号を得てサーボ駆動回路37に供給する。また、サーボ信号生成回路35では、記録層2にあらかじめ付けられたトラッキング用のウォブルマークを使ってトラックエラー信号を得て、トラックエラー信号振幅測定回路36に供給する。このトラックエラー信号振幅測定回路36で測定されたトラックエラー信号振幅信号は、コントローラ38に供給された後、トラックエラーの補正に使用される。
【0028】
また、PINフォトダイオード22からの検出信号は、プリアンプ31で増幅された後にアドレスリード回路32に入力され、アドレスリード回路32でアドレス情報を生成し、そのアドレス情報からコントローラ48は、ビームスポットの位置情報を得る。
【0029】
また、トラックエラー信号振幅測定回路36は、コントローラ38からの指示によりサーボ信号生成回路からの出力信号からトラックエラー信号の振幅を測定し、この測定値はコントローラ48により読み取られる。コントローラ48は、そのトラックエラー信号振幅測定値そのもの、もしくは、それを適当な値に換算し、記憶回路50に保存するととともに、その振幅測定値に従ってサーボ駆動回路37のトラックサーボゲインを最適値に調整する。
【0030】
また、コントローラ38は、記憶回路39に記憶されたデータを用い、振幅の測定を行つていない他の記録層の最適ゲイン計算およびその計算に基づくサーボ駆動回路37のゲイン制御を行うたり、各記録層ごとの振幅測定データに基づき、その間の位置における最適ゲインの計算およびその計算に基づくサーボ駆動回路37のゲイン制御を行う。
【0031】
さらに、レーザ光10を対物レンズ18で集光してできる情報記録媒体1のディスク内のスポットは、対物レンズ18を対物レンズ駆動手段により情報記録媒体1に対してフォーカス方向および可動ユニットをボイスコイルモータによりトラッキング方向に駆動して相対位置を制御している。
【0032】
また、コリメータレンズ14の位置制御は、臨界角プリズム19および光検出器20aを用いた臨界角法により行っている。具体的には、前記光検出器20aからの検出信号を差動アンプ33で増幅し、コリメータレンズ駆動回路34に入力する。コリメータレンズ駆動回路34では、前記光検出器20aからの信号とコントローラ38からの制御信号とを基づいてアクチュエータ15を駆動する。このようにして、コリメータレンズ14を駆動すると、レーザ光10の平行度が変化し、光は収束または発散する。このとき、光検出器20aの2分割フォトダイオードの検出信号を差動アンプ33に入力し、両信号の差をとることにより、図3に示す曲線のような位置制御信号が得られる。したがって、差動アンプ33の信号強度に応じてコリメータレンズ14の位置制御を行うことができる。これにより、ビーム焦点位置が情報記録媒体1の記録層2を移動するときに、レーザ光が透過する情報記録媒体1であるディスク厚が変わっても、記録層2に合わせコリメータレンズ14の位置を変え、球面収差を補正することができる。
【0033】
また、この図2では示さないが、半導体レーザ光源11から出射するレーザ光10の光量の変動は、光検出器20aの2分割フォトダイオードの和出力に現れるので、これを利用して制御を行うことができる。
【0034】
(ディスク内のトラックの半径方向と接線方向のスポット径について)
ところで、ディスク内のスポット径はどうなっているのかを、以下の条件を仮定して計算を行う。なお、図5(a)は本発明に係る光ピックアップ装置による場合のディスク内の接線方向におけるスポットの位置とスポット径の関係を示す特性図、図5(b)は本発明に係る光ピックアップ装置による場合のディスク内の半径方向におけるスポットの位置とスポット径の関係を示す特性図である。図6(a)は本発明に係る光ピックアップ装置による場合のディスク内の接線方向におけるスポットの位置とa/wとの関係を示す特性図、図6(b)は本発明に係る光ピックアップ装置による場合のディスク内の半径方向におけるスポットの位置とa/wとの関係を示す特性図である。
【0035】
次に、条件を述べると、例えばコリメータレンズ14の焦点距離を12.2[mm]、対物レンズ18の焦点距離を2.6[mm]とし、NA数値を0.6とし、対物レンズの瞳径を3.12[mm]とし、対物レンズ18からコリメータレンズ14までの距
離を58〜88[mm](対物レンズ18はその他の光学系と分離してディスク半径方向へ移動可能な図示しない可動部に載っており、ディスク内外周で距離が異なる)。半導体レーザ光源11の拡がり角の半値全幅は、上述したように垂直方向9[度]、水平方向20[度]であり、ディスク上における拡がり角の方向は、それぞれ半径方向、トラックと接線方向に対応するように配置されている。
【0036】
上記コリメータレンズ14で平行光とされたあとの1/e2となる強度での直径wと、対物レンズ18の瞳径aと直径wとの比(a/w)とはそれぞれ以下のようになる。
【0037】
(1)トラックと接線方向については、
w=2×12.2[mm]×sin(20/2×1.699)
=7.13[mm]
a/w=0.44
となる。
【0038】
(2)ディスク半径方向については、
w=2×12.2[mm]×sin(9/2×1.699)
=3.24[mm]
a/w=0.96
となる。
【0039】
ここで、情報記録媒体1の屈折率をポリカーボネートの値である1.56とおき、上記値を用いて媒体内で±40[um]スポットを動かした場合のスポット径を計算すると以下のようになる。
【0040】
(1)トラックと接線方向
光路長変動を含めスポット径は、図5(a)に示すように、レンジで2[%]レベルと変動量は小さい。また、このときのa/wの変化は、図6(a)に示すように、インナ(inner)方向あるいはアウタ(outer)方向に移動するものとしても、0.28〜0.55の間の変動
と納まっている。
【0041】
(2)ディスク半径方向
スポット径は、図5(b)に示すように、レンジで14[%]と大きな変動となる。また、このときの、a/wは、図6(b)に示すように、 0.65〜1.28の間の変動となつている。a/w変化によリ、この半径方向のトラックエラー信号振幅が記録層により大きく変動する。
【0042】
このように本発明に係る光ピックアップ装置では、前記記録媒体のトラックの接線方向のa/wを、前記記録媒体の半径方向のa/wより小さく設定することにより、トラック接線方向のスポットの大きさ変化量を小さく押さえている。
【0043】
(最適なトラックゲインの設定)
一方、半径方向については、トラックエラー信号振幅が記録層により大きく変動するのを、そのままにしてサーボをかけると、トラックサーボのゲインが記録層によって大きく異なることになり、サーボが不安定となる不都合がある。
【0044】
このような不都合については、情報記録媒体1における各記録層ごとのトラックエラー信号を測定し、その測定結果に基づいて、情報記録媒体1の記録層の位置に応じて最適トラックゲインを定めればよい。すなわち、ディスク半径方向については、トラックエラー信号のグインを記録層毎にコントロールすることで、安定したサーボ信号、記録再生信号を得ることができる。
【0045】
そこで、図4のフローチャートを実行することにより実現される最適トラッキング設定手段について説明する。
【0046】
まず、コントローラ38によりディスクを回転させて半導体レーザ光源11を点灯する(S101)。次に、コントローラ38は、図示しないトラッキング方向に移動させる移動手段を駆動制御し、対物レンズ18を情報記録媒体1のディスクの最外周に移動させる(S102)。コントローラ38は、対物レンズ18の駆動手段を駆動制御し情報記録媒体1のディスクの適当な記録面にフォーカスサーボをする(S103)。
【0047】
コントローラ38はトラックエラー信号振幅測定回路36を測定制御し、トランクエラー信号の振幅を測定し、適切なゲイン調整値を求める(S104)。コントローラ38は、上で求めたゲイン調整値にサーボ駆動回路37をゲインを調整してトラックサーボをする(S105)。コントローラ38は、アドレスリード回路32からのアドレス情報を読取り、情報記録媒体1のどの記録面にいるか判断する(S106)。
【0048】
コントローラ38は、コリメータレンズ駆動回路34を制御し、対物レンズ18により形成されるスポットを情報記録媒体1のディスクの一番上の記録面に移動させる(S107)。コントローラ38は、トラックエラー信号振幅測定回路36を測定制御し、トラックエラー信号振幅を測定し、そのトラックエラー信号振幅から最適ゲインを求める(S108)。
【0049】
次に、コントローラ38は、コリメータレンズ駆動回路34を駆動制御し、レーザ光10により形成されるスポットを一つ下の記録層に移動する(S109)。コントローラ38は、情報記録媒体1のディスクの一番下の記録面になったか判断する(S110)。コントローラ38、一番下の記録面になっていないと判断したときは(S110;NO)、再び、ステップ108に移動させてステップ108以下の処理を実行する。
【0050】
また、コントローラ38は、一番下の記録面に達したと判断したときは(S110;YES)、トラックエラー信号振幅測定回路36を制御し、トラックエラー信号振幅を測定し、最適ゲイン調整値を求める(S111)。
【0051】
コントローラ38は、対物レンズ18をトラッキング方向に移動させる移動手段を駆動制御し、対物レンズ18を情報記録媒体1のディスクの最内周に移動させる(S112)。
【0052】
コントローラ38はトラックエラー信号振幅測定回路36を測定制御し、トラックエラー信号の振幅を測定し、適切なゲイン調整値を求める(S113)。
【0053】
次に、コントローラ38は、コリメータレンズ駆動回路34を駆動制御し、レーザ光10により形成されるスポットを一つ上の記録層に移動する(S114)。コントローラ38は、情報記録媒体1のディスクの一番上の記録面になったか判断する(S110)。コントローラ38、一番上の記録面になっていないと判断したときは(S115;NO)、再び、ステップ113に移動させて、ステップ113以下の処理を実行する。
【0054】
また、コントローラ38は、一番上の記録面に達したと判断したときは(S115;YES)、トラックエラー信号振幅測定回路36を制御し、トラックエラー信号振幅を測定し、最適ゲイン調整値を求めた後(S116)、処理を終了する。
【0055】
本発明に係る光ピックアップ装置では、上述したようにして最適ゲイン調整値を求め、設定することができる。
【0056】
なお、上述したように図4のフローチャートでは、ディスク外周の一番上の層から下の層に向かつてトラックエラー信号振幅をまず測定し、それからディスク内周の一番下の層から上の層に向かつてトラックエラー信号振幅を測定しているが、もちろんディスク内周から振幅測定を開始してもよいし、一番上の層からではなく、一番下の層から振幅測定を開始してもよい。
【0057】
また、一番上の層におけるディスク内外周の振幅測定を行ってから次の層におけるディスク内外周の振幅測定を行うという手順も考えられる。しかし記録層間のスポットの移動は1[m秒]程度もあれば十分可能であるのに対し、ディスク内外周の移動は数十[m秒]かかるので、デイスクが挿入されてからユーザーが実際にデータの記録再生を開始できるまでの時間をできる限り短縮したいということを考えると、不利な方式である。
【0058】
また、図4のフローチャートでは全ての層の振幅測定を行つているが、一部の層においてのみ振幅測定を行つて、その測定値から他の層の最適サーボゲインを計算するという方法で、最適サーボゲインを決めるまでの時間を短縮することも可能である。その場合の振幅測定を行う一部の層は、例えば、一番上と一番下の2つの層、一番上と一番下と真ん中の3つの層、上からm番目の層とn番目の層など、色々な組み合わせが考えられる。
【0059】
また、一部の層の振幅測定値から他の層の最適サーボゲインを計算する方法は、単純な一次方程式での比例計算やもう少し高次の計算式を使用する方法もあるし、媒体に合わせて装置の記憶装置に記録されている係数を呼び出して使用する方法なども考えられる。その際、層を一つ移動したぐらいでは振幅変化は小さいので、いくつかの層のサーボゲインを同一にするというゾーン切り替え方法も考えられる。
【0060】
さらに、ディスクの径方向に移動した場合の最適サーボゲインであるが、これは最内周の振幅測定値と最外周の振幅測定値から計算すればよい。その計算方法としては、一部の層の測定結果から全部の層の最適サーボゲインを計算する場合と同様に、単純な一次方程式での比例計算やもう少し高次の計算式を使用する方法もあるし、媒体に合わせて装置の記憶装置に記録されている係数を呼び出して使用する方法なども考えられる。ディスクを径方向に複数のゾーンに分割して、内周から外周までのデータ記録密度を略一定にするMCAV方式ディスクを使用する場合は、そのゾーン毎にサーボゲインを切り替える方法も考えられる。
【0061】
また、ディスクの径方向に移動した場合のトラックエラー信号の振幅変化は記録層を移動した場合の振幅変化よりも小さいので、記録層を移動した場合だけサーボゲイン切り替えを行い、デイスクの径方向に移動した場合はサーボゲインを切り替えないということで制御を簡単にする方式も考えられる。
【0062】
このようにして最適トラッキング設定手段により得られた最適ゲインをサーボ駆動回路37に設定することにより、安定したサーボ信号、記録再生信号を得ることができる。
【0063】
[第2の実施の形態]
図7は、本発明の第2実施の形態に係る光ピックアップ装置の光学系全体を示す概略構成図である。図8は、同第2の実施の形態において光検出器で得られた検出信号の差を取った差信号の特性図で、横軸にコリメータレンズの移動量を、縦軸に差信号の値をとった図である。図9は、同第2の実施の形態において光検出器から得られた検出信号の特性図であって、横軸にコリメータレンズの移動量を、縦軸に検出信号の値をとった図である。
【0064】
この第2の実施の形態が第1実施の形態と異なる部分のみを以下では説明する。なお、第2の実施の形態において、第1の実施の形態と同一構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【0065】
図7に示す第2実施の形態において、情報記録媒体1は、グルーブを有するガイドトラック層5と、該ガイドトランク層5上に記録/再生用レーザ光の吸収層6を介して設けられた記録媒質4が分割されて,複数の記録層2を形成するようになつている。
【0066】
この第2の実施の形態では、この情報記録媒体1に、ガイドトラック層5からフォーカス制御およびトラッキング制御を行うためにサーボ用レーザ光(第1のビーム)40を照射するとともに、記録/再生用レーザ光(第2のビーム)10とを照射して所望の記録層に対して情報の記録/再生を行うことを特徴としている。
【0067】
この第2の実施の形態では、第1の実施の形態における偏光ビームスプリッタ16に代えてダイクロイックプリズム23を使用している。当該ダイクロイックプリズム23と対物レンズ18との間にビームスプリッタ24を設けている。
【0068】
1/4波長板16は、コリメータレンズ14とダイクロイックプリズム23の間に配置される。なお、サーボ用レーザ光30の波長は、記録/再生用レーザ10の波長よりも長くする。
【0069】
また、サーボ用レーザ光40および記録/再生用レーザ光10は、ビームスプリンタ24で反射させ、対物レンズ18に入射する。
【0070】
一方、ビームスプリッタ24を透過したサーボ用レーザ光40は、集光レンズ25およびシリンドリカルレンズ26を通つて、光検出器20bに集光される。集光レンズ25は、対物レンズ18と同じ径の絞り27が配置されている(対物レンズの絞りは省略されている)。光検出器20bは4分割フォトダイオードである。また、ビームスプリンタ24および対物レンズ18の検出系は、分離光学系の可動部に配置されている。このとき、ビームスプリッタ24から対物レンズ18までの距離と、ビームスプリッタ24から集光レンズ25までの光学距離は同距離であるため、発散、収東による対物レンズ18の透過光と同じ光量の変動を光検出器20bで検出することができる。
【0071】
サーボ用レーザ光40は、光源ユニット41から出射される。この光源ユニット41は、半導体レーザ光源42と、光検出器43と、ホログラム44とから構成されている。この光源ユニット41からのサーボ用レーザ光40は、コリメータレンズ45で略平行光にされた後、ダイクロイックプリズム23、ビームスプリッタ24で反射され、対物レンズ18により情報記録媒体1のガイドトラック5に集光される。
【0072】
また、情報記録媒体1で反射されるサーボ用レーザ光40は、往路とは逆の経路をたどつて、対物レンズ18、ビームスプリッタ24、ダイクロイックプリズム23およびコリメータレンズ45を介して光源ユニット41のホログラム44に入射させて回折させ、その回折光を光検出器43で受光して、公知のビームサイズ法やフーコー法などによリフォーカスエラー信号を検出し、プッシュプル法などによりトラッキングエラー信号を検出する。
【0073】
なお、光検出器43からの検出信号の差を取ると、図8に示すような検出差信号Dが得られるので、この検出差信号Dによりコリメータレンズ45を駆動すればよい。
【0074】
また、光検出器43からの検出信号Sa,Sbは、図9に示すように、コリメータレンズ45が収束側に移動すればするほど高くなり(出射光量が大きくなり)、コリメータレンズ45が発散側に移動すればするほど低くなる(出射光量が小さくなる)。また、
光検出器43からの検出信号の特性は、図9に示すように、内周側の検出信号Saのほうが変化率が大きく、外周側検出信号Sbのほうが変化率が小さい。この光検出器43の検出信号SaまたはSbの特性を使用し、コリメータレンズ43の位置に対する半導体レーザ光源42の出射光量を制御すればよい。
【0075】
なお、サーボ用レーザ光40側のコリメータレンズ45の駆動に応じて、対物レンズ18の位置を動かすことにより、相対的に記録/再生用レーザ光10の情報記録媒体1のディスク内のスポット位置を移動させることができる。
【0076】
この第2の実施の形態において、トラックエラー信号の測定と最適ゲインの設定方法に関しては、第1の実施の形態と同じである。
【0077】
以上説明したように本発明の第2の実施の形態によれば、記録再生のビームがどの記録層に対しても平行光であるので、どの記録層に対してもスポットの形状が同じとなり、そのためどの記録層からもデータ信号品質が得られるという点が第1の実施の形態に対する大きな特長である。
【0078】
なお、第2の実施の形態では、前記サーボ用の光源ユニット41からのサーボ用レーザ光40の光軸を変換するコリメータレンズ(光軸方向変換器)45をアクチュエータで移動させるようにしたが、信号記録再生用の半導体レーザ光源11からのレーザ光10の光軸を変換するコリメータレンズ(光軸方向変移器)14をアクチュエータで移動させるようにしてもよい。
【0079】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、情報記録媒体の記録層間を移動することにより光が透過するディスク厚が異なり回折スポット径が変動することに対して、半導体レーザ光源の出射端における光強度分布の長軸方向がディスクのトラック接線方向となるように光学系を配置したので、トラック接線方向のスポットの大きさの変化量を小さく押さえることができる。
【0080】
また、本発明によれば、ディスク半径方向については、最適トラッキング設定手段により情報記録媒体の記録層毎に最適な最適トラッキングゲインを設定できるので、安定したサーボ信号、記録再生信号を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態に係る光ピックアップ装置を示す光学系の全体の概略構成図である。
【図2】同第1の実施の形態にかかる光ピックアップ装置からの信号を処理する信号処理回路を示すブロック図である。
【図3】同第1の実施の形態に係る光ピックアップ装置の信号処理回路において得られる位置制御信号の特性を示す特性図である。
【図4】同第1の実施の形態に係る光ピックアップ装置の最適トラッキング設定手段にを説明するためのフローチャートである。
【図5】図5(a)は本発明に係る光ピックアップ装置による場合のディスク内の接線方向におけるスポットの位置とスポット径の関係を示す特性図、図5(b)は本発明に係る光ピックアップ装置による場合のディスク内の半径方向におけるスポットの位置とスポット径の関係を示す特性図である。
【図6】図6(a)は本発明に係る光ピックアップ装置による場合のディスク内の接線方向におけるスポットの位置とa/wとの関係を示す特性図、図6(b)は本発明に係る光ピックアップ装置による場合のディスク内の半径方向におけるスポットの位置とa/wとの関係を示す特性図である。
【図7】本発明の第2実施の形態に係る光ピックアップ装置の光学系全体を示す概略構成図である。
【図8】同第2の実施の形態において光検出器で得られた検出信号の差を取った差信号の特性図である。
【図9】同第2の実施の形態において光検出器で得られた検出信号の和を取った和信号の特性図である。
【符号の説明】
1 情報記録媒体
2 記録層
3 保護層
4 記録媒質
5 ガイドトラック層
6 吸収層
8 サーボ駆動系
10,40 レーザ光
11 半導体レーザ光源
13 偏光ビームスプリッタ
14,45 コリメータレンズ(光軸方向変移器)
15 アクチュエータ
16 偏光ビームスプリッタ
17 1/4波長板
18 対物レンズ
19 臨界角プリズム
20a,20b 光検出器
21 シリンドルカルレンズ
22 PINフォトダイオード
23 ダイクロイックプリズム
24 ビームスプリッタ
25 集光レンズ
31 プリアンプ
32 アドレスリード回路
33 差動アンプ
34 コリメータレンズ駆動回路
35 サーボ信号生成回路
36 トラックエラー信号振幅測定回路
37 サーボ駆動回路
38 コントローラ
39 記憶回路
41 光源ユニット
42 半導体レーザ光源
43 光検出器
44 ホログラム
Claims (1)
- 記録層を持つ記録媒体と、レーザ光を発射する半導体レーザ光源と、
前記レーザ光について前記記録媒体の記録層内で焦点を結ばせる対物レンズと、
前記対物レンズを少なくともフォーカス方向に駆動するアクチュエータと、
前記対物レンズと光源の間に設けた光軸方向変移器と、
前記光軸方向変移器の変移を検出する変移検出手段と
を備え、
対物レンズを所定の記録層にフォーカスサーボをオンした後に、前記光軸方向変移器を光軸方向に可動しディスク厚の異なる上記記録媒体に焦点を結ぶことにより信号の記録および再生を行う情報記録再生装置において、
対物レンズの瞳径をaとし、前記光軸方向変移器において平行光とされた後当該対物レンズに入るレーザ光の強度が1/e 2 となるときのスポット径をwとしたときに、前記瞳径aと前記スポット径wとの比(a/w)が、前記記録媒体の半径方向における当該比(a/w)より前記記録媒体のトラックの接線方向における当該比(a/w)の方が小さくなるように設定され、かつ、前記記録媒体の記録層の位置に応じてトラックエラー信号振幅を測定しその測定結果から最適トラックゲインを得る手段
を備えたことを特徴とする光ピックアップ装置。
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