(57)【要約】【課題】単層および多層ディスクを記録再生可能な光ディスク記録再生装置において、予期せぬ再生パワーの照射から記録データを保護する。また、ディスク判別の信頼性を向上する。【解決手段】光ピックアップに、楕円形状または円形状の分割線で複数に分割された光変調手段を備える。通常の記録再生時には光変調手段を非動作状態として、通常のＮＡの光スポットを用いる。一方、記録再生を行わない待機状態であるアイドル時や、ディスク判別時には、光変調手段を動作させて（ＮＡが小さい）サイズの大きな光スポットを用いるとともに、再生パワーよりも大きな所定のパワーで照射するように構成する。【選択図】  図１
2011159353.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ディスク再生装置であって、
光源と、該光源から出射された光束を集光して光ディスクの情報記録面に光スポットを形成する対物レンズと、複数に分割された領域のうち所定の領域を変調して前記光スポットの形状を変化させる光変調手段と、を具備した光ピックアップと、
前記光ピックアップを制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、
前記光変調手段を第１の動作状態として第１の光スポットを形成し、前記光源を第１の発光パワーで発光させ、前記光ピックアップおよび前記対物レンズを変位させて前記第１の光スポットを前記光ディスクの所定のトラックに位置づけ、
前記光変調手段を第２の動作状態として前記第１の光スポットよりも小さい第２の光スポットを形成し、前記光源を前記第１の発光パワーより小さい第２の発光パワーで発光させ、前記光ディスクの再生をするように制御する、
ことを特徴とする光ディスク再生装置。
【請求項２】
前記光変調手段は、
前記光ディスクの半径方向に対応する方向を長軸とする楕円形状の分割線で内外の領域に分割され、前記楕円形状の分割線は前記光変調手段における前記対物レンズの開口制限に対応する円形状の光束断面よりも小さいこと、を特徴とする請求項１に記載の光ディスク再生装置。
【請求項３】
前記光変調手段の動作状態と前記光源の発光パワーとを設定値として記憶する記憶部を備え、
前記制御部は、前記記憶部を参照し、参照結果に基づいて前記光変調手段の動作状態と前記光源の発光パワーを制御すること、を特徴とする請求項１または請求項２に記載の光ディスク再生装置。
【請求項４】
光ディスク記録装置であって、
光源と、該光源から出射された光束を集光して光ディスクの情報記録面に光スポットを形成する対物レンズと、複数に分割された領域のうち所定の領域を変調して前記光スポットの形状を変化させる光変調手段と、を具備した光ピックアップと、
前記光ピックアップを制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、
前記光変調手段を第１の動作状態として第１の光スポットを形成し、前記光源を第１の発光パワーで発光させ、前記光ピックアップおよび前記対物レンズを変位させて前記第１の光スポットを前記光ディスクの所定のトラックに位置づけ、
前記光変調手段を第２の動作状態として前記第１の光スポットよりも小さい第２の光スポットを形成し、前記光源を少なくとも前記第１の発光パワーよりも小さい第２の発光パワーを含む発光パルス列で発光させ、前記光ディスクの記録をするように制御する、
ことを特徴とする光ディスク記録装置。
【請求項５】
前記光変調手段は、
前記光ディスクの半径方向に対応する方向を長軸とする楕円形状の分割線で内外の領域に分割され、前記楕円形状の分割線は前記光変調手段における前記対物レンズの開口制限に対応する円形状の光束断面よりも小さいこと、を特徴とする請求項４に記載の光ディスク記録装置。
【請求項６】
前記光変調手段の動作状態と前記光源の発光パワーとを設定値として記憶する記憶部を備え、
前記制御部は、前記記憶部を参照し、参照結果に基づいて前記光変調手段の動作状態と前記光源の発光パワーを制御すること、を特徴とする請求項４または請求項５に記載の光ディスク記録装置。
【請求項７】
光ディスクを再生する光ディスク装置であって、
光源と、該光源から出射された光束を集光して光ディスクの情報記録面に光スポットを形成する対物レンズと、複数に分割された領域のうち所定の領域を変調して前記光スポットの形状を変化させる光変調手段と、を具備した光ピックアップと、
前記光ピックアップを制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、情報記録層の層数が１層の光ディスクの再生時に、前記光変調手段を第１の動作状態として第１の光スポットを形成し、前記光源を第１の発光パワーで発光させて前記情報記録層の層数が１層の光ディスクを再生するように制御し、かつ、前記光ディスクの情報記録面の層数判別時に、前記光変調手段を第２の動作状態として前記第１の光スポットよりも大きい第２の光スポットを形成し、前記光源を前記第１の発光パワーよりも大きい第２の発光パワーで発光させ、前記対物レンズを前記光ディスクのフォーカス方向に変位させてフォーカス誤差信号を取得し、前記フォーカス誤差信号に基づいて前記光ディスクの情報記録面の層数を判別するように制御すること、を特徴とする光ディスク装置。
【請求項８】
前記光変調手段は、
円形状または楕円形状の分割線で内外の領域に分割され、前記円形状または楕円形状の分割線は前記光変調手段における前記対物レンズの開口制限に対応する円形状の光束断面よりも小さいこと、を特徴とする請求項７に記載の光ディスク装置。
【請求項９】
前記光変調手段の動作状態と前記光源の発光パワーとを設定値として記憶する記憶部を備え、
前記制御部は前記記憶部を参照し、参照結果に基づいて前記光変調手段の動作状態と前記光源の発光パワーを制御すること、を特徴とする請求項７または請求項８に記載の光ディスク装置。
【請求項１０】
光ディスク装置における光ディスク再生方法であって、
前記光ディスク装置は、光源と、該光源から出射された光束を集光して光ディスクの情報記録面に光スポットを形成する対物レンズと、複数に分割された領域のうち所定の領域を変調して前記光スポットの形状を変化させる光変調手段と、を具備した光ピックアップを備えており、
前記光変調手段を第１の動作状態として第１の光スポットを形成し、前記光源を第１の発光パワーで発光させ、前記光ピックアップおよび前記対物レンズを変位させて前記第１の光スポットを前記光ディスクの所定のトラックに位置づけるステップと、
前記光変調手段を第２の動作状態として前記第１の光スポットよりも小さい第２の光スポットを形成し、前記光源を前記第１の発光パワーより小さい第２の発光パワーで発光させ、前記光ディスクの再生をするステップと、を含むことを特徴とする光ディスク再生方法。
【請求項１１】
前記第１の光スポットが、前記光ディスクの接線方向を長軸とする楕円形状であること、を特徴とする請求項１０に記載の光ディスク再生方法。
【請求項１２】
前記光変調手段の動作状態と前記光源の発光パワーとを設定値として記憶する記憶部を参照し、参照結果に基づいて前記光変調手段の動作状態と前記光源の発光パワーを制御すること、を特徴とする請求項１０または請求項１１に記載の光ディスク再生方法。
【請求項１３】
光ディスク装置における光ディスク記録方法であって、
前記光ディスク装置は、光源と、該光源から出射された光束を集光して光ディスクの情報記録面に光スポットを形成する対物レンズと、複数に分割された領域のうち所定の領域を変調して前記光スポットの形状を変化させる光変調手段と、を具備した光ピックアップを備えており、
前記光変調手段を第１の動作状態として第１の光スポットを形成し、前記光源を第１の発光パワーで発光させ、前記光ピックアップおよび前記対物レンズを変位させて前記第１の光スポットを前記光ディスクの所定のトラックに位置づけるステップと、
前記光変調手段を第２の動作状態として前記第１の光スポットよりも小さい第２の光スポットを形成し、前記光源を少なくとも前記第１の発光パワーよりも小さい第２の発光パワーを含む発光パルス列で発光させ、前記光ディスクの記録をするステップと、を含むことを特徴とする光ディスク記録方法。
【請求項１４】
前記第１の光スポットが、前記光ディスクの接線方向を長軸とする楕円形状であること、を特徴とする請求項１３に記載の光ディスク記録方法。
【請求項１５】
前記光変調手段の動作状態と前記光源の発光パワーとを設定値として記憶する記憶部を参照し、参照結果に基づいて前記光変調手段の動作状態と前記光源の発光パワーを制御すること、を特徴とする請求項１３または請求項１４に記載の光ディスク記録方法。
【請求項１６】
光ディスク装置における光ディスクの層数判別方法であって、
前記光ディスク装置は、光源と、該光源から出射された光束を集光して光ディスクの情報記録面に光スポットを形成する対物レンズと、複数に分割された領域のうち所定の領域を変調して前記光スポットの形状を変化させる光変調手段と、を具備した光ピックアップを備え、情報記録層の層数が１層の光ディスクの再生時には、前記光変調手段を第１の動作状態として第１の光スポットを形成し、前記光源を第１の発光パワーで発光させて前記情報記録層の層数が１層の前記光ディスクを再生するものであり、
光ディスク層数判別時には、
前記光変調手段を第２の動作状態として前記第１の光スポットよりも大きい第２の光スポットを形成し、
前記光源を前記第１の発光パワーよりも大きい第２の発光パワーで発光させ、
前記対物レンズを前記光ディスクのフォーカス方向に変位させてフォーカス誤差信号を取得し、
前記フォーカス誤差信号に基づいて前記光ディスクの情報記録面の層数を判別することを特徴とする光ディスク層数判別方法。
【請求項１７】
前記光変調手段の動作状態と前記光源の発光パワーとを設定値として記憶する記憶部を参照し、参照結果に基づいて前記光変調手段の動作状態と前記光源の発光パワーを制御すること、を特徴とする請求項１６に記載の光ディスク層数判別方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ディスクに係り、特に複数の情報記録層を具備した光ディスクの記録再生装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
動作モードに応じて開口数ＮＡを実効的に変更し光ディスクに異なる形状の光スポットを照射する技術としては、例えば特許文献１（特開平６−２９０４８５号公報）がある。
【０００３】
特許文献１には、「中央部１１２の光透過率と側部１１３，１１３の光透過率を制御手段１１０からの信号によって制御可能とした。これにより、実施例２は実施例１に比べて、中央部１１２の光透過率を１、側部１１３，１１３の光透過率を０とすることにより、通常の集光スポットより１方向の径が大きい集光スポットを得ることができる」と記載されている。
【０００４】
また特許文献１には、「シーク時には、シークに最適なトラッキングサーボ信号すなわちトラック横断信号が得られる集光スポット幅になるように、実施例１５に示したような方法等で変調手段１１１の変調量を設定する。また、再生時には、最適な再生信号が得られる集光スポット長および幅になるように、実施例１６に示したような方法等で変調手段１１１の変調量を設定する。」と記載されている。
【０００５】
更に特許文献１には、「フォーカス引き込み開始（ステップ４０２）以前に集光スポット径を縦横両方向に拡大するように設定し（ステップ４１９）、その状態でフォーカス引き込みを完了させるようにした。そのあと実施例１４〜１６にしたがって集光スポットを設定する（ステップ４２０）。」と記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平６−２９０４８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
近年、光ディスクの更なる大容量化のために、１枚の光ディスクに複数の情報記録層を積層する検討がなされている。最奥層の記録再生を実現する為には、それより手前の各層の反射率を積層数に応じて低く設定することが必要であり、一例として、従来のＢｌｕ−ｒａｙＤｉｓｃ（以下、ＢＤと略称する）では未記録状態での反射率が追記型単層ディスクでは１８％前後であり追記型２層ディスクでは６％前後であるが、これらに対応して３層ないし４層ディスク（以下、簡単のため多層ディスクと略称する）を実現するためには各層の反射率を３％前後とする必要がある。
【０００８】
反射率の低下は再生信号のＳｉｇｎａｌＮｏｉｓｅＲａｔｉｏ（以下、ＳＮＲと略称する）の低下を伴うので、ＳＮＲの確保のために反射率の低下に合わせて再生パワーを増加する必要がある。上記ＢＤの例では、再生パワーが単層ディスクでは０．３ｍＷ程度であり２層ディスクでは０．７ｍＷ程度であるのに対し、多層ディスクでは１．２ｍＷ程度に増加する必要がある。
【０００９】
一方で、集光ビームで加熱することによる記録膜の状態変化を記録原理とする記録型の光ディスクでは、熱エネルギーに対して感度があるために、再生パワー程度であっても長時間照射しつづけることで記録データが劣化する現象が見られることがある。以下、このような劣化現象に対する耐性を、概念として再生光耐力と呼称するが、再生光耐力を確保するためには再生パワーを抑制する必要がある。
【００１０】
トレードオフの関係にあるＳＮＲ確保と再生光耐力確保とを両立するために、多層ディスクでは再生パワーを各層毎に個別に設定することが考えられる。例えば、第１層では再生パワーを１．２ｍＷとし、第２層では１．４ｍＷとし、第３層では１．６ｍＷとする、といったことが考えられる。
【００１１】
ところが各層毎の再生パワーが異なる場合には、フォーカスジャンプの失敗やフォーカスの誤引きこみがあると、記録データを劣化させてしまう可能性がある。例えば上記の例で第３層に引き込むつもりで誤って第１層に引き込んでしまうと、本来１．２ｍＷの再生パワーであるべき第１層に対して１．６ｍＷの再生パワーを照射してしまうことになり、その結果、記録データを劣化させてしまう課題がある。
【００１２】
また、前述したように、単層ディスクと多層ディスクとで再生パワーが４倍程度も異なると、ディスク装着時のディスク判別（ディスク層数カウント）における再生パワーが重要となる。即ち、多層ディスクの再生パワーでディスク判別を行うと、装着されたディスクが単層ディスクや２層ディスクだった場合に記録データを劣化させてしまう課題がある。逆に、単層ディスクの再生パワーでディスク判別を行うと、多層ディスクにおいて各層の反射率が低いことに加え、ディスク表面から各層までの距離の差によって発生する球面収差の影響でフォーカス誤差信号等が歪むため、適切な信号を取得できず誤判別する可能性が高くなるという課題がある。
【００１３】
本発明は、以上を鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、単層および多層ディスクを記録再生可能な光ディスク記録再生装置において、予期せぬ再生パワーの照射から記録データを保護することである。また、本発明の別の目的は、ディスク判別の信頼性を向上することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上述の課題を解決するため、本発明では一例として特許請求の範囲記載の構成を用いる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、予期せぬ再生パワー照射からの記録データ保護が可能である。また、ディスク判別の信頼性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】第１実施例における再生準備動作のフローチャート
【図２】第１実施例における光ピックアップの構成図
【図３】第１実施例における光変調手段の平面図
【図４】第１実施例における光ディスク記録再生装置のブロック図
【図５】第１実施例における記録準備動作のフローチャート
【図６】第２実施例における光変調手段の平面図
【図７】第２実施例におけるディスク判別動作のフローチャート
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明の詳細を説明するにあたり、便宜上、本発明における単層ないし２層の情報記録層を備えた従来の光ディスクの一例として、ＢＤを取り上げる。また、本発明における３層または４層の情報記録層を備えた光ディスクは、やはり便宜上、ＢＤの光学系や信号フォーマットを流用した次世代ＢＤを想定して説明する。もっとも、本発明の本質はＢＤおよび次世代ＢＤに限定されるものではなく、再生パワーに関してＳＮＲの確保と再生光耐力の確保とがトレードオフの関係にある光記録媒体や光ディスクに適用可能である。
【００１８】
以下、本発明に従う光ディスク装置及び光ディスク記録再生方法の実施例を、図面を用いて詳細に説明する。以下の実施例に示される光ディスク装置によれば、特に複数の情報記録層を具備した光ディスクに対して、予期せぬ再生パワー照射からの記録データ保護が可能となるともに、ディスク判別の信頼性が向上する。
【実施例１】
【００１９】
本発明の第１実施例としての光ディスク記録再生装置の構成ならびに動作を、図面を参照しながら説明する。
【００２０】
図２は本実施例における光ピックアップの構成図である。本実施例における光ピックアップは、ＢＤの対応波長である４０５ｎｍ帯のレーザ光源１１と、このレーザ光源１１を駆動するレーザ駆動回路１２と、このレーザ光源１１から放射された光束を平行光束に変換するコリメートレンズ１３と、平行光束が透過する際に光束の一部に対して振幅を変調可能な光変調手段１４と、所定の直線偏光を略１００％透過し、この直線偏光と直交する直線偏光を略１００％反射する偏光ビームスプリッタ１５と、直線偏光を円偏光に変換し、また、円偏光を直線偏光に変換する１／４波長板１６と、レンズ間距離が可変な２枚組合せレンズで構成されて装着された光ディスク３０のカバー層厚さに応じて平行光束の球面収差を調整する球面収差補正手段１７と、平行光束を光ディスク３０の所定の情報記録層に所定のＮＡ且つ所定の収差量以下で光スポットを形成する対物レンズ１８と、この対物レンズ１８をフォーカシング方向及びトラッキング方向に変位させるための対物レンズアクチュエータ１９と、を備える。また、レーザ光源１１から放射された光束の一部を受光して電気信号に変換するフロントモニタ２０と、ディスクからの反射光束を所定の収束光束に変換する検出レンズ２１と、この収束光束を受光して電気信号に変換する光検出器２２と、を備える。
【００２１】
レーザ光源１１から放射された直線偏光の光束は、コリメートレンズ１３で平行光束に変換され、光変調手段１４に入射する。
【００２２】
本実施例の光変調手段１４は、少なくとも２つの領域に分割された液晶素子と、所定の直線偏光を略１００％透過し、この直線偏光と直交する直線偏光を略１００％反射する偏光素子と、で構成する。図３は本実施例の光変調手段１４の平面図であり、液晶素子の分割パターンの一例を示している。本実施例において光束の主光線が透過する中央部領域１４ａは楕円形状であり、ディスク半径方向に対応する方向が長軸方向で、長径は対物レンズ１８のＮＡに換算して０．７に相当し、ディスク接線方向に対応する方向が短軸方向で、短径は対物レンズ１８のＮＡに換算して０．５に相当する。周辺部領域１４ｂは、光変調手段制御回路４２を介して電気的に動作させることで旋光度の制御が可能であり、動作状態においては透過光束が入射光束に対して９０°旋光し、非動作状態においては旋光しない。一方、中央部領域１４ａに入射した直線偏光については、偏光方向が変化せずに透過する。また、偏光素子は、この中央部領域１４ａを透過した直線偏光および非動作状態で周辺部領域１４ｂを透過した直線偏光が、略１００％透過する配置とする。
【００２３】
光変調手段１４を透過した光束は光変調手段１４が動作状態か非動作状態かに関わらず所定の直線偏光であり、この直線偏光を略１００％透過する方向に配置された偏光ビームスプリッタ１５に入射する。偏光ビームスプリッタ１５を透過した光束は、次いで、１／４波長板１６で円偏光に変換され、球面収差補正手段１７で所定の球面収差が付与された後、対物レンズ１８に導かれる。対物レンズ１８は入射した光束を光ディスク３０の情報記録層に集光して光スポットを形成する。
【００２４】
前述の光変調手段１４が非動作状態においては、前述のとおり光束は光変調手段１４の中央部領域１４ａおよび周辺部領域１４ｂを透過し、対物レンズアクチュエータ１９に設けた開口制限でＮＡ０．８５相当に絞られて、ＢＤにおける一般的な光スポットとして光ディスク３０に照射される。
【００２５】
一方、光変調手段１４が動作状態においては、光束は中央部領域１４ａのみを透過するので、ディスク半径方向に関してはＮＡ０．７相当に絞られ、ディスク接線方向に関してはＮＡ０．５相当に絞られる。即ち、光変調手段１４を開口制限として機能させることで、ＢＤにおける一般的な光スポットよりも拡大したディスク接線方向を長軸方向とする楕円形状の光スポットを形成する。
【００２６】
ここで、光変調手段１４の中央部領域１４ａの形状をディスク接線方向とディスク半径方向とでＮＡが異なる楕円形状とした理由を説明する。
【００２７】
まず、ディスク半径方向に関しては、プッシュプル信号の生成を考慮した。プッシュプル信号はトラッキング誤差信号として利用するほか、プッシュプル信号に重畳されたウォブル信号からアドレス情報等を再生するのに利用する。
プッシュプル信号はディスクの溝構造による回折現象を利用して生成され、０次回折光と±１次回折光との重なりを確保すること、言い換えると対物レンズの瞳に±１次回折光が入射することが、十分なプッシュプル信号を検出するための必要条件である。トラックピッチが０．３２μｍ、波長が４０５ｎｍの条件下では、ＮＡが０．６３以下では対物レンズの瞳に±１次回折光が入射せず、プッシュプル信号がほとんど検出されない。そこで、本実施例ではプッシュプル信号の検出が可能なＮＡ０．７とした。
【００２８】
また、ディスク接線方向に関しては、光スポットのエネルギー密度を考慮した。同一の入射光量に対して、光スポットのエネルギー密度は概ね光スポットの面積で決まり、円形状の場合にはＮＡの２乗に反比例するものとして扱うと、ディスク半径方向と同様のＮＡ０．７とした場合の光スポットのエネルギー密度はＮＡ０．８５の光スポットに対して０．６８倍であるが、更に、ディスク接線方向のＮＡを下げて楕円形状とすることでエネルギー密度の低減を可能とした。ただし、ＮＡを小さくするほど、光検出器２２における受光面の分割線と受光面上の光スポットとの相対位置ずれがフォーカス誤差信号の劣化に及ぼす影響が大きく、フォーカス誤差検出精度の低下を招く恐れがある。そこで本実施例では、一例として、ＮＡ０．５とした。この場合のエネルギー密度はＮＡ０．８５の光スポットに対して約半分の０．４８倍である。
【００２９】
図４は本実施例の光ディスク記録再生装置のブロック図である。本実施例の光ディスク記録再生装置は、光ピックアップ１０と、スピンドルモータ３１と、スライダ機構３２と、システム制御回路４０と、サーボ制御回路４１と、光変調手段制御回路４２と、サーボ信号生成回路４３と、再生信号生成回路４４と、再生信号２値化回路４５と、エンコーダ４６と、デコーダ４７と、動作条件毎の光変調手段の駆動設定と光スポットのパワー設定値（あるいはレーザ光源１１の発光パワーの設定値）を記憶する光スポット条件記憶手段４８を備える。また、図示しないが、上位装置との通信を行うためにインタフェースを備える。
【００３０】
光ピックアップ１０の構成ならびに動作は前述したとおりである。
【００３１】
システム制御回路４０は、本実施例の光ディスク記録再生装置全体の動作を制御する機能を備えている。即ち、サーボ制御回路４１を介して、スピンドルモータ３１に装着された光ディスク３０の回転制御を行い、スライダ機構３２を駆動して光ピックアップ１０を光ディスク３０の半径方向に変位させるシーク制御及び送り制御を行い、光ピックアップ１０に搭載されている対物レンズアクチュエータ１９を駆動して対物レンズ１８のフォーカス制御およびトラッキング制御を行い、同じく光ピックアップに搭載されている球面収差補正手段１７を駆動して球面収差を補正する。また、光スポット条件記憶手段４８を参照し、参照結果に応じて、前述したように光変調手段制御回路４２を介して光変調手段１４の動作状態と非動作状態とを切り替える。
【００３２】
また、システム制御回路４０は、光ピックアップ１０に搭載されたフロントモニタ２０の出力に基づいて、レーザ光源１１の出射光量が光スポット条件記憶手段４８の参照結果に基づく所定の光量となるようにレーザ駆動回路１２を介してこのレーザ光源１１を駆動する。なお、レーザ駆動回路１２は駆動電流に所定の周波数の高周波を重畳する機能を有し、再生時にはレーザ光源１１を所定のパルス波形で発光させる。記録時には、記録データ信号がエンコーダ４６によって所定の変調記録によるＮＲＺＩ信号に変換されてシステム制御回路４０に供給され、システム制御回路４０はこのＮＲＺＩ信号に対応した記録ストラテジ（発光パルス列）に変換し、レーザ駆動回路１２を介して所定の光強度およびパルス幅でレーザ光源１１を発光させる。
【００３３】
光ディスク３０からの反射光束は光検出器２２で受光されて電気信号に変換され、サーボ信号生成回路４３および再生信号生成回路４４に送られる。サーボ信号生成回路４３は、装着された光ディスク３０に好適な検出方法で各種のサーボ信号を選択して生成し、システム制御回路４０に供給する。サーボ信号には少なくともフォーカス誤差信号とトラッキング誤差信号とが含まれる。システム制御回路４０は、これらサーボ信号に基づき、前述したようにサーボ制御回路を介して対物レンズアクチュエータ１９を駆動し、フォーカスサーボおよびトラッキングサーボを動作させる。また、サーボ信号生成回路４３で生成されたプッシュプル信号の振幅や再生信号生成回路４４を介して供給された再生信号の振幅に基づいて、サーボ制御回路４１を介して球面収差補正手段１７を駆動し、光ディスク３０のカバー層厚さに対応して球面収差を補正する。
【００３４】
再生信号生成回路４４は、波形等化回路とＡ／Ｄコンバータとを備えており、光ピックアップ１０から供給されたアナログの再生信号に対して、所定の波形等化処理の後、標本化および量子化を行ってデジタル信号に変換し、再生信号２値化回路４５に供給する。
【００３５】
再生信号２値化回路４５は、トランスバーサルフィルタと、ビタビ復号回路と、ＰＲＭＬ再生系パラメータ設定回路とを備える。再生信号生成回路４４から供給されたデジタル信号はトランスバーサルフィルタで所定のＰＲクラスに等化される。ビタビ復号回路は最尤復号を行って、この等化波形を所定の変調規則に基づくＮＲＺＩ信号に変換する。ＰＲＭＬ再生系パラメータ設定回路は、ビタビ復号回路により生成されたＮＲＺＩ信号のエラーを評価する機能を備えている。また、ＰＲクラスおよび再生波形生成回路４４から供給された信号レベルに対応したトランスバーサルフィルタによるＰＲ等化後の目標波形を決定し、この目標波形および前述のエラー評価結果に基づいて、トランスバーサルフィルタのタップ係数とビタビ復号回路における識別点レベルとを設定する機能を備えている。再生信号２値化回路４５で生成されたＮＲＺＩ信号はデコーダ４７によって、再生データ信号に変換される。
【００３６】
図１は本実施例の再生準備動作のフローチャートである。上位装置からの再生命令に対して、本実施例の光ディスク記録再生装置が再生を開始するまでの動作手順を示すものである。
【００３７】
まず、光ピックアップ１０をアイドルモードに設定するために、ステップ１００として現時点での動作モードの確認を行い、結果に応じて処理を分岐する。アイドルモードとは、ここでは、光ディスク装置としては動作中だが装着された光ディスク３０に対してデータの再生および記録を行っていない待機状態のことである。
【００３８】
アイドルモードではない場合には、ステップ１０１として、光スポット条件記憶手段４８からアイドルモードの設定値を読み出す。本実施例においては、装着された光ディスク３０の種類に関わらず、光変調手段の状態は動作状態である。
一方、光スポットのパワーは光ディスク３０が単層ディスクか、２層ディスクか、あるいは３層または４層ディスクか、に応じて異なる設定値とする。（後述の再生モードにおける光スポットのパワーとは異なり、３層または４層ディスクにおいて全ての情報記録層で同一の設定値とする。）前述の光スポットのエネルギー密度を考慮して、本実施例では各ディスクの標準速における再生パワーの１倍以上２倍以下の値とし、一例として、光スポットのパワーを、単層ディスクは０．５ｍＷ、２層ディスクは１．０ｍＷ、３層または４層ディスクは２．０ｍＷとする。なお、光ディスク３０が追記型ディスクか書換型ディスクかで異なる設定値とすることができる。
【００３９】
また、レーザ駆動回路１２による高周波重畳の設定はオフである。一般的には、高周波重畳によってレーザノイズを低減できるが、一方で再生光耐力が低下する。アイドルモードでは高周波重畳をオフにすることで、更なる再生光耐力の確保が可能である。あるいは再生光耐力が向上する分、光スポットのパワーを増加することが可能である。
【００４０】
次いで、ステップ１０２として、光変調手段１４を動作状態に設定し、レーザ光源１１を装着された光ディスク３０に対応した設定値で発光させる。
前述のとおり、光変調手段１４を動作状態にすることで、光束をディスク接線方向に関してはＮＡ０．５、ディスク半径方向に関してはＮＡ０．７に開口制限し、通常のＮＡ０．８５の光スポットよりも拡大した楕円形状の光スポットを形成する。また、光スポットのパワーをＮＡ０．８５における通常の再生パワーよりも高くするとともに、光スポットのエネルギー密度をＮＡ０．８５における通常の光スポットのエネルギー密度よりも低くする。
【００４１】
これにより、アイドルモードにおいて、光検出器２２で受光する光量を向上してサーボ信号等のＳＮＲを確保しつつ、再生光耐力の確保を可能とする。
ステップ１００において既にアイドルモードの場合には、上記のステップ１０１とステップ１０２はスキップする。
【００４２】
次いでステップ１０３として、アクセス動作を実施する。即ち、再生開始アドレスに応じて、スライダ機構３２によって光ピックアップ１０をディスク半径方向に駆動してシーク動作を行い、対物レンズアクチュエータ１９を駆動して目的の情報記録層にフォーカスジャンプを行い、更にトラッキング動作を行い、ウォブル信号からアドレスを取得し、トラックを移動して再生開始アドレスのあるトラックに光スポットを位置づける。
【００４３】
ところで、カバー層の厚さ誤差に対してＮＡの４乗に比例する球面収差が発生することが知られているが、球面収差があるとフォーカス誤差信号の波形に歪みが生じ、フォーカスジャンプの失敗する原因となる。本実施例においては、フォーカスジャンプ時にディスク半径方向に関してＮＡ０．７およびディスク接線方向に関してＮＡ０．５の光スポットであることから、フォーカス誤差信号の歪みが抑制されて安定したフォーカスジャンプが可能である。
【００４４】
ステップ１０４として、光スポット条件記憶手段４８から再生モードの設定値を読み出す。再生モードの設定値は、装着された光ディスク３０の種類および情報記録層毎に対応させた各々の設定値として、予め光スポット条件記憶手段４８に記録されている。本実施例においては、光変調手段１４の状態は装着された光ディスク３０の種類に関わらず非動作状態である。
【００４５】
一方、光スポットのパワーは光ディスク３０が単層ディスクか、２層ディスクか、３層または４層ディスクかによって（更に３層または４層ディスクにおいては情報記録層毎に）異なる設定値である。一例として、標準再生速度における光スポットのパワーを、単層ディスクは０．３ｍＷ、２層ディスクは０．６ｍＷ、３層ディスクの第１層は１．２ｍＷ、３層ディスクの第２層は１．１ｍＷ、３層ディスクの第３層は１．０ｍＷとする。また４層ディスクの第１層と第２層は１．２ｍＷ、第３層は１．１ｍＷ、第４層は１．０ｍＷとする。なお、光ディスク３０が追記型ディスクか書換型ディスクかで異なる設定値とすることができる。
【００４６】
再生倍速によって異なる再生パワーを設定できるように、各々の条件毎に設定値を光スポット条件記憶手段４８に予め保持しておく。再生倍速によって再生パワーが異なる場合には、光スポット条件記憶手段４８に再生倍速に対応する条件が直接記録されていない状況が起こりうる。例えば、５倍速で再生を実施したいが、設定値が記録されている条件は標準速、２倍速、４倍速、６倍速というような状況である。この場合には、４倍速と６倍速の各設定値を読み出し、線形補間等によって５倍速の設定値を計算する。
【００４７】
また、レーザ駆動回路１２の高周波重畳の設定はオンである。
【００４８】
ステップ１０５として、光変調手段１４を非動作状態に設定し、通常のＮＡ０．８５の光スポットとして照射する。また、ステップ１０４で読み出した、装着された光ディスク３０の種類および情報記録層に対応した光スポットのパワーに基づいて、レーザ光源１１を発光させる。即ち、ＢＤおよび次世代ＢＤの再生に適した標準的な光スポットを形成する。そして、必要に応じて球面収差およびフォーカスオフセットを調整する。
【００４９】
以上の手順で再生準備を完了し、再生を開始する。
【００５０】
図５は本実施例の記録準備動作のフローチャートである。上位装置からの記録命令に対して、本実施例の光ディスク記録再生装置が記録を開始するまでの動作手順を示すものである。
ステップ１００、ステップ１０１、ステップ１０２の動作は、前述の再生準備動作と同様であり、光スポットをアイドルモードに設定する。
ステップ１０６として、アクセス動作を実施して記録開始アドレスのあるトラックに光スポットを位置づける。
ステップ１０７として、光スポット条件記憶手段４８から記録モードの設定値を読み出す。記録モードの設定値は、装着された光ディスク３０の種類および情報記録層毎に対応させた各々の設定値として、予め光スポット条件記憶手段４８に記録されている。事前の試し書きによって決定したパワー情報やパルス補正情報を含む記録ストラテジの各設定値についても、記録モードの設定値の一部として本ステップにて読み出す。
【００５１】
本実施例においては、再生モードと同様に、光変調手段１４の状態は装着された光ディスク３０の種類に関わらず非動作状態である。
【００５２】
一方、光スポットのパワーは、記録ストラテジのバイアスパワー（またはクーリングパワー）に設定する。一般的に記録ストラテジの記録パワーや消去パワーはディスクによって様々だが、バイアスパワーはディスク間で共通化が可能であり、本実施例では、前述の再生モードにおける光スポットのパワーと同じ値とする。一例として、標準記録速度における光スポットのパワーを、単層ディスクは０．３ｍＷ、２層ディスクは０．６ｍＷ、３層ディスクの第１層は１．２ｍＷ、３層ディスクの第２層は１．１ｍＷ、３層ディスクの第３層は１．０ｍＷとする。また４層ディスクの第１層と第２層は１．２ｍＷ、第３層は１．１ｍＷ、第４層は１．０ｍＷとする。
【００５３】
また、記録倍速によって記録ストラテジのバイアスパワーが異なる場合には、光スポット条件記憶手段に直接記録されていない設定値については、再生モードの場合と同様に、線形補間等によって計算する。
【００５４】
また、レーザ駆動回路１２の高周波重畳の設定はオフである。
【００５５】
ステップ１０８として、光変調手段１４を非動作状態に設定し、通常のＮＡ０．８５の光スポットとして照射する。また、ステップ１０７で読み出した、装着された光ディスク３０の種類および情報記録層に対応した光スポットのパワーに基づいて、レーザ光源１１を発光させる。即ち、ＢＤおよび次世代ＢＤの記録に適した標準的な光スポットを形成する。そして、必要に応じて球面収差およびフォーカスオフセットを調整する。
【００５６】
以上の手順で記録準備を完了し、記録を開始する。
【００５７】
以上述べてきたように、本実施例においては、特に、アイドルモードにおける光スポットのパワー設定を、３層または４層ディスクにおいて全ての情報記録層に対して同一の値とし、また、異なる再生倍速および記録倍速に対しても同一の値とすることで、アクセス動作中にフォーカスジャンプの失敗やシークの失敗があっても、情報記録層に想定以上のパワーで光スポットを照射することを防止し、記録データの保護が可能である。
【実施例２】
【００５８】
本発明の第２実施例としての光ディスク記録再生装置の構成ならびに動作を、図面を参照しながら説明する。
【００５９】
本実施例における光ディスク記録再生装置の構成は、後述する光ピックアップ１０における光変調手段１４を除いて、第１実施例と同様であり、また、各構成要素の動作も第１実施例に準ずるものなので説明を省略する。
【００６０】
図６は本実施例の光変調手段１４の平面図であり、液晶素子の分割パターンの一例を示している。第１実施例における楕円形状の中央部領域１４ａを、対物レンズのＮＡに換算して０．５に相当する円形状の中央部領域１４ｃと両側の三日月状の中央側部領域１４ｄおよび１４ｅの３つの領域に分割し、周辺部領域１４ｂとあわせて４つの領域を備える構成である。
【００６１】
周辺部領域１４ｂと中央側部領域１４ｄおよび１４ｅは、光変調手段制御回路４２を介して電気的に動作させることで旋光度の制御が可能であり、動作状態においては透過光束が入射光束に対して９０°旋光し、非動作状態においては旋光しない。また、中央部領域１４ｃに入射した直線偏光については、偏光方向が変化せずに透過する。
【００６２】
光変調手段１４が非動作状態においては、前述のとおり光束は光変調手段１４の中央部領域１４ｃ、中央側部領域１４ｄおよび１４ｅ、周辺部領域１４ｂを透過し、対物レンズアクチュエータ１９に設けた開口制限でＮＡ０．８５相当に絞られて、ＢＤにおける一般的な光スポットとして光ディスク３０に照射される。
【００６３】
光変調手段１４の第１の動作状態として、周辺部領域１４ｂのみを動作状態とし、中央側部領域１４ｄおよび１４ｅを非動作状態とする。即ち、第１実施例における光変調手段１４の動作状態と同様であり、光束をディスク接線方向に関してはＮＡ０．５相当、ディスク半径方向に関してはＮＡ０．７相当に開口制限し、通常のＮＡ０．８５の光スポットよりも拡大した楕円形状の光スポットを形成する。
【００６４】
また、光変調手段１４の第２の動作状態として、周辺部領域１４ｂと中央側部領域１４ｄおよび１４ｅをいずれも動作状態とする。この場合、光束をＮＡ０．５相当に開口制限し、第１実施例における楕円形状の光スポットよりもディスク半径方向に拡大した円形状の光スポットを形成する。
【００６５】
第１の動作状態は第１実施例と同様にアイドルモードにおける光スポットを形成するためのものであり、一方、第２の動作状態は後述するディスク判別モードにおける光スポットを形成するためのものである。ディスク判別時にはトラッキング動作が不要であり、プッシュプル信号を生成する必要がない。そこで本実施例においては、ディスク半径方向に関してもディスク接線方向と同様にＮＡ０．５相当に開口制限する。この場合のエネルギー密度はＮＡ０．８５の光スポットに対して０．３５倍である。
【００６６】
図７は本実施例のディスク判別動作のフローチャートである。
ステップ１１１として、スライダ機構３２を駆動して光ピックアップ１０をディスク半径方向に変位してディスク判別を実施する半径位置に位置づける。一例として、ディスクの面振れの影響が小さい最内周位置に位置づける。
ステップ１１２として、後述のフォーカススイープにおいて合焦時のエネルギー注入で情報記録面がダメージを受けるのを防止するため、スピンドルモータ３１を駆動して光ディスク３０を回転させる。
ステップ１１３として、光スポット条件記憶手段４８からディスク判別モードの設定値を読み出す。前述のとおり、ディスク判別モードにおける光変調手段１４の動作状態は第２の動作状態であり、光ディスク３０に照射される光スポットはＮＡ０．５に相当する。光スポットのパワーの設定値は、再生パワーが最も小さい単層ディスクの情報記録面の保護と、３層または４層ディスクに対する反射光量の確保を考慮する。本実施例においては、ＮＡ０．５相当の光スポットのエネルギー密度は再生時のＮＡ０．８５の光スポットに対して０．３５倍なので、再生パワーの２．８倍以下の値とし、一例として、光スポットのパワーを０．８ｍＷとする。ただし、高周波重畳をオフにすることで、さらに光スポットのパワーを増加させることが可能である。
ステップ１１４として、光変調手段１４を第２の動作状態に設定し、レーザ光源１１を光スポットのパワーが０．８ｍＷになるように発光させる。高周波重畳はオフとする。
ステップ１１５として、対物レンズアクチュエータ１９を駆動して対物レンズ１８をフォーカス方向に変位させてフォーカススイープ動作を実行し、フォーカス誤差信号を検出する。
ステップ１１６として、検出したフォーカス誤差信号に対して所定の演算処理を施す。例えば、フォーカス誤差信号振幅とゼロクロスする回数から、装着された光ディスク３０の種類と層数を判別する。
【００６７】
ところで、カバー層の厚さ誤差に対してＮＡの４乗に比例する球面収差が発生することが知られているが、球面収差があるとフォーカス誤差信号の波形に歪みが生じ、３層または４層ディスクに対して層数を誤判別する原因となっている。本実施例におけるＮＡ０．５相当の光スポットで発生する球面収差量は、同一のカバー層の厚さ誤差に対して、ＮＡ０．８５の光スポットで発生する球面収差量の０．１２倍と非常に小さく抑えることができ、歪みがほとんどないフォーカス誤差信号を取得することが可能である。そのため、安定した層数判別が可能であり、また、球面収差補正手段１７の初期設定を省略することができる。
【００６８】
ステップ１１７として、取得したフォーカス誤差信号の妥当性を含めてディスク判別結果の妥当性を判定する。判別結果が妥当な場合には、ステップ１１６におけるディスク判別結果をもってディスク判別処理を終了する。また、妥当でない場合としては、例えばＣＤ（コンパクトディスク）やＤＶＤなど、ＢＤまたは次世代ＢＤとは異なるディスクが装着された場合が該当する。その場合には、光ピックアップ１０などをＣＤやＤＶＤに適した設定に変更し、説明は省略するが、本実施例とは異なるディスク判別の動作に移行する。もしくはエラー判定としてディスク判別処理を終了する。
【００６９】
本実施例においては、特に、アイドルモードよりも更にＮＡの小さな光スポットとし、球面収差の発生を抑制するとともに再生モードよりも高いパワーの光スポット照射可能とすることで、単層ディスク、２層ディスク、３層または４層ディスクのいずれに対しても安定して情報記録層数を測定し、ディスク判別が可能である。
【００７０】
なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであって、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
【００７１】
また、上記の各構成は、それらの一部又は全部が、ハードウェアで構成されても、プロセッサでプログラムが実行されることにより実現されるように構成されてもよい。また、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には殆ど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。
【符号の説明】
【００７２】
１０・・・光ピックアップ、１１・・・レーザ光源、１３・・・コリメートレンズ、１４・・・光変調手段、１５・・・偏光ビームスプリッタ、１６・・・１／４波長板、１７・・・球面収差補正手段、１８・・・対物レンズ、１９・・・対物レンズアクチュエータ、２０・・・フロントモニタ、２１・・・検出レンズ、２２・・・光検出器、３０・・・光ディスク、３１・・・スピンドルモータ、３２・・・スライダ機構
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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