(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ランド部とグルーブ部に信号が記録される光ディスクにレーザビームを集光する対物レンズと、
上記対物レンズの焦点位置を制御するフォーカス制御手段と、
上記フォーカス制御手段で制御される上記対物レンズの焦点位置を、上記光ディスクのランド部とグルーブ部の範囲内で可変するフォーカス位置可変手段とを有し、
上記フォーカス制御手段では、上記ランド部あるいはグルーブ部のいずれか一方を焦点位置とする信号を発生するとともに、
上記フォーカス位置可変手段は、上記ランド部あるいはグルーブ部の他方を焦点位置とするバイアス信号を発生するバイアス信号発生手段を有し、上記バイアス信号を上記フォーカス制御手段に供給することで、上記対物レンズの焦点位置を可変とする
ことを特徴とする光ディスク装置。
【請求項２】
上記フォーカス位置可変手段では、記録または再生の位置がランド部とされたときに上記対物レンズの焦点位置をランド部上とし、記録または再生の位置がグルーブ部とされたときに上記対物レンズの焦点位置をグルーブ部上とすることを特徴とする請求項１記載の光ディスク装置。
【請求項３】
上記フォーカス位置可変手段は、記録または再生の位置の検索時に上記対物レンズの焦点位置をランド部とグルーブ部の中間の位置とするバイアス信号を発生するバイアス信号発生手段を更に有する
ことを特徴とする請求項１記載の光ディスク装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は光ディスク装置に関する。詳しくは、フォーカス制御手段にバイアス信号を供給し、記録または再生の位置がランド部とされたときには対物レンズの焦点位置をランド部上とすると共に、記録または再生の位置がグルーブ部とされたときに上記対物レンズの焦点位置をグルーブ部上として焦点ずれを防止することにより、高密度で良好な記録再生動作を行うものである。また記録または再生の位置の検索時には対物レンズの焦点位置をランド部とグルーブ部の中間の位置とし、安定したトラッキング誤差信号を得るものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の光ディスクでは、グルーブ部（案内溝）がスパイラル状に形成されており、このグルーブ部が形成されることによってグルーブ部間にランド部が形成されている。
【０００３】
この光ディスクを用いて、ランド部とグルーブ部に信号を記録する場合には、ランド部あるいはグルーブ部上に照射されたレーザビームが位置ずれを生じないようにトラッキングサーボ動作が行われる。
【０００４】
トラッキングサーボ動作では、レーザビームの照射位置が位置ずれを生じたときのランド部からの反射光とグルーブ部からの反射光に基づいてトラッキング誤差信号が生成されて、このトラッキング誤差信号が最小なるようにレーザビームの照射位置が制御される。
【０００５】
このランド部からの反射光とグルーブ部からの反射光は、グルーブ部の深さによって位相差を生じ、例えばレーザビームの波長をλ、光ディスクの基盤の屈折率をｋとすると、グルーブ部の深さＤが「λ／（４ｋ）」のときにランド部からの反射光とグルーブ部からの反射光が位相差が「π」となる。このため、反射光が互い干渉して打ち消されるのでトラッキング誤差信号は最小とされる。また、深さＤが「０」であるときにはトラッキング誤差信号は「０」であるので、深さＤが「０」と「λ／（４ｋ）」の中間である「λ／（８ｋ）」のときにトラッキング誤差信号は最大とされる。このためグルーブ部の深さＤは、トラッキング誤差信号が最大から最小となる範囲、すなわち「λ／（８ｋ）」〜「λ／（４ｋ）」の範囲内に設定される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、記録再生密度を上げるために対物レンズの開口数を上げたりレーザビームの波長を短いものとすると焦点深度が浅くなる。このため、焦点位置がランド部上となるように制御すると、グルーブ部では焦点ずれを生じて信号の記録や再生を正しく行うことができない恐れがあった。また焦点位置がグルーブ部上となるように制御した場合も同様に、ランド部では焦点ずれを生じて信号の記録や再生を正しく行うことができない恐れがあった。
【０００７】
さらに、ランド部あるいはグルーブ部のいずれか一方に焦点位置を合わせると、他方で焦点ずれを生じてしまうので、安定したトラッキング誤差信号を得ることができない。
【０００８】
そこで、この発明ではランド部とグルーブ部のいずれにおいてもフォーカスを最良に制御できると共に安定したトラッキング誤差信号を得ることができる光ディスク装置を提供するものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る光ディスク装置は、ランド部とグルーブ部に信号が記録される光ディスクにレーザビームを集光する対物レンズと、対物レンズの焦点位置を制御するフォーカス制御手段と、フォーカス制御手段で制御される対物レンズの焦点位置を光ディスクのランド部とグルーブ部の範囲内で可変するフォーカス位置可変手段とを有し、フォーカス制御手段では、ランド部あるいはグルーブ部のいずれか一方を焦点位置とする信号を発生するとともに、フォーカス位置可変手段は、ランド部あるいはグルーブ部の他方を焦点位置とするバイアス信号を発生するバイアス信号発生手段を有し、バイアス信号をフォーカス制御手段に供給することで、対物レンズの焦点位置を可変とするものである。
【００１０】
この発明においては、対物レンズの焦点位置がフォーカス制御手段によって制御されると共に、フォーカス位置可変手段によってフォーカス制御手段で制御される対物レンズの焦点位置が可変されて、ランド部上またはグルーブ部上あるいはランド部とグルーブ部の中間の位置とされる。
【００１１】
このため、記録または再生の位置をランド部としたときにはランド部上に対物レンズの焦点位置を追従させることが可能となる。また記録または再生の位置をグルーブ部としたときにはグルーブ部上に対物レンズの焦点位置を追従させることが可能となる。さらに記録または再生の位置の検索時には、対物レンズの焦点位置をランド部とグルーブ部の中間の位置とすることが可能となる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
続いてこの発明について図を参照して詳細に説明する。図１は光ディスクの構成を示す図である。
【００１３】
図１において光ディスク１０の基盤１１にはグルーブ部１２がスパイラル状に形成されており、グルーブ部１２が形成されることによってグルーブ部１２の間にランド部１３が形成されている。ランド部１３上には、ディスク上の位置情報を示すアドレス信号用のピット１４が形成されている。この光ディスク１０において、例えばグルーブ部１２の深さＤは「λ／（６ｋ）」に設定されており、レーザビームの波長λ＝６８０ｎｍ、基盤１１の屈折率ｋ＝１．５８とすると、グルーブ部１２の深さＤは約０．０７μｍとされる。
【００１４】
次に、光ディスク１０上に配されたレーザビームの模式図を図２に示す。図２において、例えば光ディスク１０のグルーブ部１２の幅ＷＧとランド部１３の幅ＷＬはそれぞれ０．８μｍとされている。レーザビームは、図示しない回折格子によってメインビーム（０次光）とサイドビーム（＋１次光および−１次光）に分けられており、記録または再生の位置をランド部１３上としたときには、メインビームＢＭはランド部１３上に配されており、サイドビームＢＳ１，ＢＳ２はメインビームＢＭが照射されたランド部１３に隣接するグルーブ部１２上に照射される。また、記録または再生の位置をグルーブ部１２上としたときには、破線で示すようにメインビームＢＭはグルーブ部１２上に配されると共に、サイドビームＢＳ１，ＢＳ２はメインビームＢＭが照射されたグルーブ部１２に隣接するランド部１３上に照射される。なお、メインビームＢＭとサイドビームＢＳ１およびサイドビームＢＳ２の光量比は、例えば「８５：７．５：７．５」とされている。
【００１５】
メインビームＢＭとサイドビームＢＳ１，ＢＳ２の径方向の距離は、それぞれグルーブ部１２の幅ＷＧおよびランド部１３の幅ＷＬと等しく０．８μｍとされている。またメインビームＢＭとサイドビームＢＳ１，ＢＳ２の周方向の距離Ｇはそれぞれ２０μｍとされている。
【００１６】
ここで、図３を使用して光ディスク装置の実施の一形態の構成を説明する。光ディスク１０はスピンドルモータ１６によって回転されており、この光ディスク１０には、光ピックアップ２１からレーザビームが照射される。この光ピックアップ２１からのレーザビームは、光ピックアップの内部に配設された対物レンズによって集光される。またレーザビームの照射はレーザ駆動部２２からのレーザ駆動信号ＤＳによって制御される。
【００１７】
光ディスク１０からのレーザビームの反射光は、光ピックアップ２１の内部で光電変換されて信号ＰＳとされる。この信号ＰＳはフォーカス制御手段を構成するフォーカス誤差信号生成部２３に供給される。なおフォーカス制御手段は、フォーカス誤差信号生成部２３や後述するフォーカス駆動部３１および光ピックアップ２１の内部に配設されたフォーカスコイル等で構成される。
【００１８】
フォーカス誤差信号生成部２３では、例えば非点収差法によって信号ＰＳからフォーカス誤差信号ＦＥが生成される。このフォーカス誤差信号ＦＥはフォーカス位置可変手段を構成する減算部２９に供給される。なおフォーカス位置可変手段は、減算部２９やバイアス信号発生手段である後述するランド部バイアス信号発生部２４、グルーブ部バイアス信号発生部２５、トラックジャンプバイアス信号発生部２６、切替部２７およびシステムコントロール部（以下「シスコン部」という）２８で構成される。
【００１９】
減算部２９には切替部２７の可動端子２７ｄが接続されている。この切替部２７の固定端子２７ａには、焦点位置をランド部１３上とするための補正信号ＣＬがランド部バイアス信号発生部２４から供給される。また固定端子２７ｂには、焦点位置をグルーブ部１２上とするための補正信号ＣＧがグルーブ部バイアス信号発生部２５から供給される。さらに固定端子２７ｃには、トラックジャンプ時に焦点位置をグルーブ部１２とランド部１３の中間とするための補正信号ＣＪがトラックジャンプバイアス信号発生部２６から供給される。
【００２０】
切替部２７の信号切替動作は、シスコン部２８からの制御信号ＳＳによって行われ、補正信号ＣＬ，ＣＧ，ＣＪのいずれかの信号が選択されて、バイアス信号ＦＢとして減算部２９に供給される。
【００２１】
減算部２９ではフォーカス誤差信号ＦＥからバイアス信号ＦＢが減算されて差分信号ＦＣが作られる。この差分信号ＦＣは、位相補償部３０で位相補償が行われたのちフォーカス駆動部３１に供給される。フォーカス駆動部３１では、位相補償が行われた差分信号ＦＣに基づきフォーカス駆動信号ＦＤが生成される。このフォーカス駆動信号ＦＤが光ピックアップ２１の内部に配設されたフォーカスコイルに供給されることにより対物レンズが駆動されて焦点位置が制御される。
【００２２】
次に図４を用いて動作について説明する。焦点ずれとフォーカス誤差信号ＦＥとの関係は、例えば図４Ａに示すように０．５μｍだけ焦点ずれを生じたときには、フォーカス誤差信号ＦＥの信号レベルが０．５Ｖとされる。また逆方向に０．５μｍだけ焦点ずれを生じたときには、フォーカス誤差信号ＦＥの信号レベルは−０．５Ｖとされる。
【００２３】
ここで、図４Ｂの位置Ｐ0でフォーカス誤差信号ＦＥの信号レベルが「０」となるように調整されているものとすると、フォーカス駆動部３１からのフォーカス駆動信号ＦＤによって対物レンズは位置Ｐ0が焦点位置となるように制御される。
【００２４】
ここで、記録または再生の位置をランド部１３上とするときには、シスコン部２８からの制御信号ＳＳによって、切替部２７の可動端子２７ｄは固定端子２７ａ側とされて、減算部２９でフォーカス誤差信号ＦＥから信号レベルが「Ｃ1」である補正信号ＣＬが減算される。このため、焦点ずれとフォーカス誤差信号ＦＥとの関係は、図４Ａの破線Ｌとされて、図４Ｂに示すようにランド部１３の位置Ｐ1が焦点位置となるように制御される。
【００２５】
次に、記録または再生の位置をグルーブ部１２上とするときには、シスコン部２８からの制御信号ＳＳによって、切替部２７の可動端子２７ｄは固定端子２７ｂ側とされて、減算部２９でフォーカス誤差信号ＦＥから信号レベルが「Ｃ3」である補正信号ＣＧが減算される。このため、焦点ずれとフォーカス誤差信号ＦＥとの関係は、図４Ａの破線Ｇとされて、図４Ｂに示すようにグルーブ部１２の位置Ｐ3が焦点位置となるように制御される。
【００２６】
また、トラックジャンプ中には、シスコン部２８からの制御信号ＳＳによって、切替部２７の可動端子２７ｄは固定端子２７ｃ側とされて、減算部２９でフォーカス誤差信号ＦＥから信号レベルが「Ｃ2」である補正信号ＣＪが減算される。このため、焦点ずれとフォーカス誤差信号ＦＥとの関係は、図４Ａの破線Ｊとされて、図４Ｂに示すようにグルーブ部１２とランド部１３の中間である位置Ｐ2が焦点位置となるように制御される。
【００２７】
ところで、空気中の屈折率はｋ＝１であることから、グルーブ部１２の深さＤ＝λ／（６ｋ）は空気中の焦点ずれ量Ｚ＝λ／６に相当するものとされる。このため、グルーブ部１２の深さＤ＝０．０７μｍは、空気中の焦点ずれ量Ｚ＝０．１１μｍに相当するものとされる。また、空気中の焦点ずれ量Ｚが０．１１μｍであることから補正信号ＣＬと補正信号ＣＧの信号レベルの差は０．１１Ｖとされる。
【００２８】
また、プッシュプル法を用いてトラッキング制御を行う場合には、メインビームＢＭの中心がグルーブ部１２とランド部１３との境界に位置するときにトラッキング誤差信号が最大とされるので、トラックジャンプ時の焦点位置はグルーブ部１２とランド部１３の中間とされて、補正信号ＣＬと補正信号ＣＪの信号レベルの差は０．０５Ｖに設定される。
【００２９】
このように上述の実施の形態によれば、記録または再生の位置をグルーブ部１２としたときにはグルーブ部１２上に対物レンズの焦点位置を追従させることができると共に、記録または再生の位置をランド部１３としたときにはランド部１３上に対物レンズの焦点位置を追従させることができる。このため、記録または再生の位置がグルーブ部１２であってもランド部１３であっても高密度で良好な記録再生動作を行うことができる。
【００３０】
また、記録あるいは再生の位置の検索時には、対物レンズの焦点位置がグルーブ部１２とランド部１３の中間の位置とされるので、安定したトラッキング誤差信号を得ることができると共に検索時間を短縮することができる。
【００３１】
さらに、ランド部バイアス信号発生部２４からの補正信号ＣＬとグルーブ部バイアス信号発生部２５からの補正信号ＣＧとトラックジャンプバイアス信号発生部２６からの補正信号ＣＪのいずれかの信号が、動作に応じてバイアス信号ＦＢとされてフォーカス誤差信号ＦＥから減算されるので、新たに対物レンズを駆動するための駆動手段を設ける必要がなく容易に対物レンズの焦点位置を可変することができる。
【００３２】
なお、上述の実施の形態では位置Ｐ0でフォーカス誤差信号ＦＥの信号レベルが「０」となるように調整されているものとしたが、グルーブ部１２の位置でフォーカス誤差信号ＦＥの信号レベルが「０」となるように調整するものとすれば、グルーブ部バイアス信号発生部２５が不要となり、またランド部１３の位置でフォーカス誤差信号ＦＥの信号レベルが「０」となるように調整するものとすれば、ランド部バイアス信号発生部２４が不要となるので、構成をより簡単とすることができる。
【００３３】
【発明の効果】
この発明によれば、対物レンズの焦点位置を制御するフォーカス制御手段と、フォーカス制御手段で制御される対物レンズの焦点位置を光ディスクのランド部とグルーブ部の範囲内で可変するフォーカス位置可変手段とを有し、フォーカス制御手段では、ランド部あるいはグルーブ部のいずれか一方を焦点位置とする信号を発生するとともに、フォーカス位置可変手段は、ランド部あるいはグルーブ部の他方を焦点位置とするバイアス信号を発生するバイアス信号発生手段を有し、バイアス信号をフォーカス制御手段に供給することで、対物レンズの焦点位置を可変としたものである。
【００３４】
これにより、記録または再生の位置をランド部としたときにはランド部上に対物レンズの焦点位置を追従させることができると共に、記録または再生の位置をグルーブ部としたときにはグルーブ部上に対物レンズの焦点位置を追従させることができる。このため、記録または再生の位置がランド部であってもグルーブ部であっても高密度で良好な記録再生動作を行うことができる。
そして、フォーカス制御手段でランド部あるいはグルーブ部のいずれか一方を焦点位置とすることで、例えばランド部を焦点位置とした場合は、フォーカス位置可変手段ではランド部を焦点位置とするバイアス信号発生手段は不要で、グルーブ部を焦点位置とした場合は、グルーブ部を焦点位置とするバイアス信号発生手段は不要となる。よって、簡単な構成で対物レンズの焦点位置を可変とすることができる。
【００３５】
また、対物レンズの焦点位置をランド部とグルーブ部の中間の位置とするバイアス信号を発生するバイアス信号発生手段を更に有することで、記録または再生の位置の検索時には、対物レンズの焦点位置がランド部とグルーブ部の中間の位置とされるので、安定したトラッキング誤差信号を得ることができると共に検索時間を短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】光ディスクの構成を示す一部断面図である。
【図２】光ディスクとレーザビームの関係を示す図である。
【図３】この発明に係る光ディスク装置の実施の形態の構成を示す図である。
【図４】実施の形態の動作を示す図である。
【符号の説明】
１０  光ディスク
１２  グルーブ部
１３  ランド部
２１  光ピックアップ
２２  レーザ駆動部
２３  フォーカス誤差信号生成部
２４  ランド部バイアス信号発生部
２５  グルーブ部バイアス信号発生部
２６  トラックジャンプバイアス信号発生部
２７  切替部
２８  システムコントロール部（シスコン部）
２９  減算部
３０  位相補償部
３１  フォーカス駆動部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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