(57)【要約】  本発明は、記録担体の第１の空間レベルへの放射ビームの合焦を制御する、焦点制御装置および方法であって、焦点制御ループが、第１の空間レベルから予め決められた距離に位置する第２の空間レベルから得られた反射信号にロックオンされ、続いて、焦点制御ループが開状態とされ、予め決められた距離に関連付けられた予め決められた量だけ、対物手段が第２の空間レベルに向けて移動させられる焦点制御装置および方法に関するものである。この段階的なプロセスは、機械的なオーバーシュートのためのマージンを拡大し、したがってディスクへの衝突の危険性を低減させる。加えて、不明瞭な焦点誤差信号は検出されず、薄い透明カバー層が存在する場合における初期合焦のロバスト性が向上させられる。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録担体の第１の空間レベルに放射ビームを合焦させるため、対物手段を制御する焦点制御装置であって、
（ａ）前記記録担体における前記放射ビームの反射から得られた信号を検出する検出手段と、検出された前記信号に応答して前記対物手段の位置を調整するアクチュエータ手段とを有する、焦点制御ループ、および
（ｂ）前記アクチュエータ手段を制御して前記対物手段を前記記録担体に向けて移動させ、前記第１の空間レベルに焦点をロックする一続きの段階的なプロセスを適用するための、焦点制御手段であって、該段階的なプロセスが、まず前記記録担体の第２の空間レベルから来た反射信号に前記焦点をロックする工程と、続いて前記焦点制御ループを開状態とする工程と、前記第１の空間レベルと前記第２の空間レベルとの間の距離に関連付けられた予め決められた量だけ、前記対物手段を移動させるよう、前記アクチュエータ手段を制御する工程とを含んでいるような、焦点制御手段を備えていることを特徴とする焦点制御装置。
【請求項２】
前記第２の空間レベルが前記記録担体の表面に対応し、前記第１の空間レベルが前記記録担体のデータ層に対応することを特徴とする請求項１記載の焦点制御装置。
【請求項３】
前記第２の空間レベルが前記記録担体の１つのデータ層に対応し、前記第１の空間レベルが前記記録担体の別の１つのデータ層に対応することを特徴とする請求項１記載の焦点制御装置。
【請求項４】
多数の空間レベルが存在し、該多数の空間レベルのうち任意の１つが前記第１の空間レベルとして選択可能であり、任意の他の１つが前記第２の空間レベルとして選択可能であることを特徴とする請求項１記載の焦点制御装置。
【請求項５】
前記第２の空間レベルが、前記検出手段により検出された焦点誤差信号の第１の負の勾配中のゼロ交差点に対応し、前記第１の空間レベルが、前記焦点誤差信号の第２の負の勾配中のゼロ交差点に対応するものであることを特徴とする請求項１記載の焦点制御装置。
【請求項６】
前記予め決められた量の前記対物手段の移動が、前記焦点制御手段により始動させられるジャンプ動作により実現されることを特徴とする請求項１から５いずれか１項記載の焦点制御装置。
【請求項７】
前記ジャンプ動作が、予め決められたジャンプパルスを前記アクチュエータ手段に印加することにより、前記焦点制御手段によって始動させられることを特徴とする請求項６記載の焦点制御装置。
【請求項８】
前記予め決められた量が、前記第１の空間レベルと前記第２の空間レベルとの間の、実効光学厚さに対応する量であることを特徴とする請求項１から７いずれか１項記載の焦点制御装置。
【請求項９】
前記焦点制御手段が、前記対物手段を前記予め決められた量だけ移動させた後、前記焦点制御ループを再び閉状態にするように構成されていることを特徴とする請求項１から８いずれか１項記載の焦点制御装置。
【請求項１０】
前記焦点制御手段が、前記第２の空間レベルへのロックが検出された際、前記対物手段と前記記録担体との間の相対速度をゼロまで減らすよう、前記アクチュエータ手段を制御するように構成されていることを特徴とする請求項１から９いずれか１項記載の焦点制御装置。
【請求項１１】
請求項１から８いずれか１項記載の焦点制御装置を含む、記録担体からの読出しまたは記録担体への書込みの少なくとも一方を行うディスクプレーヤー。
【請求項１２】
前記記録担体が、光磁気磁区拡大ディスクであることを特徴とする請求項１１記載のディスクプレーヤー。
【請求項１３】
記録担体の第１の空間レベルへの、放射ビームの合焦の制御方法であって、
当該方法が、前記第１の空間レベル上に焦点をロックする段階的なプロセスを適用する工程を含み、
前記段階的なプロセスが、
（ａ）まず、前記第１の空間レベルから予め決められた距離に位置する第２の空間レベルから得られた反射信号に、焦点制御ループをロックオンする工程と、
（ｂ）続いて、前記焦点制御ループを開状態とし、前記予め決められた距離に関連付けられた予め決められた量だけ、対物手段を前記第２の空間レベルに向けて移動させる工程と、
（ｃ）続いて、前記移動させる工程の後、前記焦点制御ループを再び閉状態とする工程とを含んでいることを特徴とする制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ディスク等の記録担体の予め決められた空間的レベル上に放射ビームを合焦させるため、対物手段（たとえば集光レンズ）を制御する装置および方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
記録担体すなわちデータ記憶媒体、たとえばＣＤ（コンパクト・ディスク）またはＤＶＤ（デジタル・バーサタイル・ディスク）のような光データ記憶媒体の、読出しまたは書込みを行うためには、その記憶媒体上に放射ビーム（たとえばレーザービーム）が合焦されなくてはならない。集光レンズから記録面までの実効光学距離は、一定に保たれる必要がある。このことを達成するために、集光レンズは、たとえばその集光レンズを担持しているアクチュエータによって、記録面の近傍に持って来られなくてなくてはならない。このアクチュエータは、サーボループの一部であって、焦点誤差信号（ＦＥＳ）から導出された電流により駆動されており、この焦点誤差信号は、記憶媒体（たとえば光ディスク）において反射された光より導出される。このサーボループは何らかの初期時刻において閉状態とされ、その後常に、レーザービームは、曲がり（フラッタ）および厚さの変化（いずれもいわゆる軸振れを生じさせる）に追従し、かつたとえば機械的な衝撃に起因するシステムの一部の加速動作を補償するように、記憶媒体上に合焦状態に保たれる。
【０００３】
将来世代の光記憶システムにおいては、解像度を向上させるため、対物レンズの開口数が増大させられ、ＮＡ＝０．８５またはＮＡ＝０．９５にすらなると予想されている。しかしながら、対物レンズのサイズが増大するというこの傾向にもかかわらず、高レートのデータおよびアクセス時間に対するますます強まる要請は、対物レンズの合計質量の軽量化を強いている。このことは、焦点距離したがって自由作動距離（ＦＷＤ）が減少させられる場合のみ、達成可能である。結果として、より小さなＦＷＤは、最終的には、そのディスクの読出しおよび／または書込みが、おそらくは薄いカバー層を介して、情報層が設けられている側から、すなわち「第一面」側から行われることを要請する。このことは、情報層が１．２ｍｍの基板を介して照射を受けるＣＤのような、従来型の光ディスクとは対照的である。
【０００４】
いわゆる「第一面記録」（ｆｉｒｓｔ−ｓｕｒｆａｃｅ  ｒｅｃｏｒｄｉｎｇ）に変更する別の１つの理由は、基板による屈折のために生じる球面収差とコマ波面収差との両方を防止するための、従来型の「基板側入射記録」の場合における傾き（チルト）マージンである。高ＮＡ対物レンズの場合には、強く曲げられた波面が、許容される最大の傾きを大幅に減らしてしまうので、基板側入射記録はより非現実的になる。
【０００５】
薄いカバー層を設けることは、少なくとも３つの理由において有用であり得る。第１に、データ層の掻き傷が防止され、記憶されたデータのロバスト性が向上させられる。第２に、カバー層には、その直接の熱接触ならびに空気よりも高い熱容量のため、記憶層の冷却を助けること、および、とりわけ書込シーケンス中における記憶層表面の高い温度に起因する水分脱着等の熱効果から、対物レンズを防護を助けることが期待される。第３に、カバー層は、反射防止コーティングとしての役割も果たし得る。
【０００６】
光磁気記録では、データ記憶層およびカバー層の反射率は、同程度の強さであり、典型的には５％から１５％の間とされる。したがって、カバー層の表面からは、追加の反射信号が得られる。入射ｋベクトルの方向に大きなばらつきをもたらす対物レンズの高いＮＡのため、カバー層の反射率を抑制するための光コーティングは複雑となる。さらに、光ディスクは、安価なリムーバブル媒体であり、制御表面の品質、ディスクの曲がりおよび反射防止コーティングのために許容されるコストは、限られている。
【０００７】
上記の理由のため、将来世代の光記憶システムは、薄い透明カバー層を含む高速で動くディスク表面の近傍への、焦点ロックの導入を必要とするであろう。さらに、カバー層による光の反射は、記憶層すなわちデータ層による反射との比較において、顕著な反射となるかもしれない。
【０００８】
しかしながら、透明なカバー層を含むそのような高速で動くディスク表面の近傍への焦点ロックが導入されると、カバー層の厚さが、ＦＥＳ曲線のスロープの直線部分に対応する焦点ロック範囲（ＦＬＲ）と同等である場合に問題が生じる。
【０００９】
図２は、カバー層がない光ディスクについて、第一面記録において得られる単純なＦＥＳ曲線を示した概略グラフである。横軸は、焦点はずれの量（デフォーカス；ｄｆ）を示している。一例として、ＦＬＲは、８μｍの範囲内となり得る。非常に薄い透明カバー層を有するディスクの場合、特にカバー層の厚さが合焦させられるレーザービームの波長よりも小さい場合には、これと類似の曲線が観測される。
【００１０】
そのようなディスクに対して第一面記録が行われる場合には、不明瞭なフィードバック信号が焦点サーボ系に供給されるかもしれない。さらに、ディスク表面の軸方向の動きがあまりにも速いため、サーボが適切に閉状態とならないかもしれず、また、システムの帯域幅があまりにも小さいため、最初にサーボが閉状態となる際の焦点のオーバーシュートをＦＬＲ内に保つことができないかもしれない。特に、ディスクの曲がり（フラッタ；ＤＶＤの場合は約３００μｍになる）と相俟って、ディスクの厚さの変化（たとえばＤＶＤの場合は約３０μｍになる）により生じる、ディスクの軸振れは、開状態のサーボループに対する軸方向焦点距離を変化させ、その変化量は、高ＮＡ集光対物レンズの場合には、ＦＷＤよりも多くなる。ここで述べている具体例では、典型的にはＦＷＤ≒１５μｍである。カバー層の厚さがＦＬＲと同等である場合には、空気中からカバー層およびカバー層から記憶層への、ＦＥＳ曲線同士の重複が生じる。その場合、焦点サーボループが適切に閉じることはもはや保障することができない。加えて、ループがうまく閉状態にさせられたとしても、焦点アクチュエータのオーバーシュートのため、焦点が実際にデータ層にロックオンされることは決して確実ではない。
【００１１】
図３は、ＮＡ＝０．８５およびλ＝４０５ｎｍの光ピックアップユニットに対して、１５μｍ厚のカバー層を有するディスクの焦点誤差曲線を示した概略的なグラフである。第１のタイプのゼロ交差点１は、記録スタックまたはデータ層にスポットが合焦させられた、正しい合焦状態に対応するが、第２のタイプのゼロ交差点２は、カバー層の上面にスポットが合焦させられた合焦状態に対応する。この例では、光ディスクは、記録面すなわちデータ層を覆う、１５μｍの薄い透明カバー層を有する。このように、このカバー層はかなり薄いため、ＦＥＳは、データ層ではなくカバー層の上面への合焦に対応する、偽のゼロ交差点２を含む。サーボ制御ループは、ゼロ交差点が検出されるとオン状態に切り換えられ、この交差点がたまたま偽のゼロ交差点２である場合には、望ましくないことに、レーザービームはカバー層の上面に合焦させられてしまう。ここで、ＦＥＲの勾配が逆の符号を有するスロープ中のゼロ交差点も望ましくないものである点に留意されたい。これは、アクチュエータが、そのようなゼロ交差点の検出時にサーボループを閉状態にしようとすると、ディスクに衝突してしまうためである。
【００１２】
したがって、焦点サーボループを閉状態とするのに先立って、有用なゼロ交差点のみが観測されるように、ディスクの軸方向位置を位置決めすることが重要である。図３の具体例では、集光レンズは、静止状態のディスクのごく近傍に持って来られ、その後、まずディスクから離れるように移動させられた。この動作は、通常の光ディスクドライブにおいて起こるであろう動作、すなわち集光レンズが遠くからディスクに近付き、それにより最初のＦＥＳのゼロ交差点が観測される動作とは、逆のものである。ここで、信号がゼロを交差する方向は、集光レンズの移動方向に依存する点に留意されたい。このことは、ループが正しく閉じることを保障するために、たとえば電子回路内において、正しい方向が予め設定されなくてはならないことを示唆する。焦点サーボループがまだ閉状態とされていない際に、集光レンズが思いがけず誤った方向に移動した場合（すなわち、たとえば光ディスクに向かうのではなく光ディスクから離れるように移動した場合）には、焦点サーボループは、中間のゼロ交差点において閉状態となってしまうかもしれず、集光レンズのディスクへの衝突を引き起こす。
【００１３】
国際公開ＷＯ０３／０３２２９８Ａ２号は、焦点プル・イン（ｐｕｌｌ−ｉｎ）機能を有し、対物レンズが光ディスクと接触することが防止されつつ焦点プル・イン機能が実行される、光ディスクプレーヤーを開示している。対物レンズは、光ディスクの表面から離れた位置であって、焦点サーボループの捕捉範囲外の位置より、光ディスクの表面に向かって、徐々に強制的に移動させられる。焦点サーボループの捕捉範囲内に対物レンズが到達したとき、または対物レンズとディスク表面との間の距離が最小であるとき、またはディスクが離れるように移動しているときには、この移動は停止させられる。とりわけ、読み出された合計信号から得られた制御信号は、空気−カバー層間の境界において停止することなく、データ層に向かう対物レンズの移動を制御する。そのため、データ層に関連づけられた焦点サーボループの捕捉範囲の近傍位置への、対物レンズのプル・イン処理が素早く行われる。読み出された合計信号は２つのピークを有する。１つは、ディスク表面に対応する時点のピークであり、もう１つは、データ層に対応するより遅い時点のピークである。しかしながら、上記のタイプの第一面記録の場合には、カバー層の厚さが薄いため、両方のピークを足し合わせたもののみが視認可能となってしまう。結果として、この先行技術文献に記載された処理は、もはや有用でない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
したがって、本発明の１つの目的は、薄いカバー層を伴う第一面記録の場合においてもデータ層上への適切な合焦が達成できるような、焦点制御装置および方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記の目的は、請求項１に記載の焦点制御装置、および請求項１３に記載の方法によって達成される。
【００１６】
したがって、本発明の解決策は、データ層とディスク面と集光レンズとの相対位置およびＦＬＲにより設定される、焦点はずれのマージンに適合するための、許容可能な機械的オーバーシュートを、大幅に増大させることが可能であるという新たな洞察に基づくものである。焦点をデータ層にロックオンするプロセスを段階的なプロセスに分け、第１に、焦点が第２の空間レベルから来た反射信号にロックオンされ、その後第２に、サーボループを開状態とし、第２の空間レベルと所望の第１の空間レベルとの間の距離に関連付けられた量だけ、対物手段を記録担体に向けて移動させるようにすることによって、追加の機械的なマージンを獲得することができる。その結果、第３にサーボループが再び閉状態とされると、放射ビームは所望の第１の空間レベルに合焦させられる。これにより、焦点をカバー層から情報層すなわちデータ層に実際にジャンプまたは移動させるのに先立って、対物手段、たとえば集光レンズを含む光ヘッドの、ディスクに対する相対速度をゼロにすることができる。こうして、最初のゼロ交差点または他の任意の予め設定された信号レベルが、常に、開始点としての正しいゼロ交差点となるので、不明瞭なＦＥＳの検出を防止することができる。提案のプロセスは、機械的なオーバーシュートのためのマージンを拡大し（このことは、ＦＷＤが小さい場合には特に重要である）、したがってディスクへの衝突の危険性を減らし、さらにヘッドの衝突によるディスクまたは対物レンズの損傷の危険性を減らす。したがって、提案の制御方式は、数μｍの距離を有する薄いカバー層の場合、および対物レンズのＦＷＤが非常に小さい場合においては、冒頭で述べた従来技術よりも優れている。
【００１７】
本発明の第１の側面によれば、第１の空間レベルが記録担体の表面に対応するものとされ、第２の空間レベルが記録担体のデータ層に対応するものとされてもよい。
【００１８】
本発明の第２の側面によれば、第１の空間レベルが、検出手段により検出された焦点誤差信号の第１の負の勾配中のゼロ交差点に対応するものとされ、第２の空間レベルが、焦点誤差信号の第２の負の勾配中のゼロ交差点に対応するものとされてもよい。
【００１９】
これにより、データ層上への適切な合焦を得るための、２つの方式を提供することができる。サーボロックのための２つの交差信号レベルを予め設定できる状況の場合には、焦点サーボループは、まず第１の空間レベルにロックオンされ、その後、第２の空間レベルにロックオンされることができる。単一の参照信号レベル（たとえばゼロレベル）を維持できる状況の場合には、焦点サーボは、まず第１の負の勾配中のゼロ交差点にロックオンされ、その後、第２の負の勾配中のゼロ交差点にロックオンされてもよい。この第２の側面は、より厚いタイプのカバー層に対して有利かつ有用であるかもしれない。対物手段の予め決められた量の移動は、焦点制御手段により始動させられるジャンプ動作により実現されてもよい。特に、ジャンプ動作は、アクチュエータ手段に予め決められたジャンプパルスを印加することにより、焦点制御手段によって始動されてもよい。これにより、アクチュエータは、対物手段をディスクに向けて必要な量だけ素早くプッシュすることができ、このことは合焦動作の遅延を低減する。この予め決められた量は、第１の空間レベルと第２の空間レベルとの間の、実効光学厚さに対応する量であってもよい。
【００２０】
焦点制御手段は、最終的に、対物手段が予め決められた量だけ移動させられた後、焦点制御ループを再び閉状態とするように構成されてもよい。
【００２１】
さらに、焦点制御手段は、第２の空間レベルへのロックオンが検出された際に、対物手段と記録担体との間の相対速度をゼロまで減らすよう、アクチュエータ手段を制御するように構成されてもよい。この構成は、ヘッドの衝突の危険性を低減する。
【００２２】
さらなる有利な変更形態が、従属請求項において規定されている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、図面を参照しながら、好ましい実施形態に基づいて、本発明を説明する。以下で説明される好ましい実施形態は、ＭＡＭＭＯＳ（Ｍａｇｎｅｔｉｃ  ＡＭｐｌｉｆｙｉｎｇ  Ｍａｇｎｅｔｏ−Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍ；磁区拡大光磁気システム）等の、光磁気磁区拡大記録技術に基づいている。
【００２４】
図１は、本発明の好ましい実施形態に係る焦点制御方式を実施可能な、焦点制御装置を示している。この焦点制御装置は光ピックアップユニットを含み、この光ピックアップユニットは、発生させられたレーザービームが集光させられるべき光ディスク１の半径方向に、光ピックアップユニットを移動させるための可動キャリッジまたはスレッジ４と、光ディスク１上にレーザービームを集光させる光ヘッド２とを有している。
【００２５】
さらに、光ヘッド２の出力信号に基づいて焦点誤差信号（ＦＥＳ）を生成する焦点評価部６を含む、焦点制御回路が設けられている。ＦＥＳは、焦点制御部７に供給される。この焦点制御部７は、焦点アクチュエータ１１に供給される焦点制御部電圧または電流を発生させる。焦点アクチュエータ１１は、記録ヘッド２の集光レンズ等の対物手段が、光ディスク１の表面に対して垂直な方向に移動させられるように、その対物手段を制御するよう構成されている。焦点評価部６と焦点制御部７と焦点アクチュエータ１１とを含む焦点制御回路は、ＦＥＳを最小とするようにフィードバック制御を行う焦点サーボループとして構成されている。したがって、光ヘッド２の集光レンズが、焦点制御部７から焦点アクチュエータ１１へと供給される焦点制御電圧に応答して移動させられる際、その集光レンズは、光ヘッド２の集光状態を調整するように移動させられる。
【００２６】
ここで、焦点制御部信号に基づいてアクチュエータ手段が光ヘッドの集光状態を制御する、任意の他の適切な機構も、好ましい実施形態に適用可能である点に留意されたい。また、光ディスク上の焦点を制御するため、上記のＦＥＳ以外の任意の適切な誤差信号を用いてもよい点にも留意されたい。
【００２７】
好ましい実施形態によれば、データ層とディスク面と集光レンズとの相対位置およびＦＬＲにより設定される、焦点はずれのマージンに適合するための、許容可能な機械的オーバーシュートを、大幅に増大させることができる。ＦＬＲは、図２に示すようなＦＥＳ曲線に現れる、負の急勾配スロープのインターバルによって決定される。データへの焦点ロック処理を、段階的な処理（たとえば、以下で説明する３段階の処理）に分けることにより、追加の機械的なマージンを得ることができる。
【００２８】
図４は、好ましい実施形態に係る、焦点制御処理の概略的なフローチャートである。ここでの思想は、光ヘッド２および／または集光レンズがディスク１に近付く際、ステップＳ１０１で、空気−カバー層間の境界から来る反射信号に焦点がロックオンされ、ステップＳ１０２で、焦点サーボループが開状態とされ、ステップＳ１０３で、光ヘッド２および／または集光レンズを、カバー層の実効光学厚さ（すなわち、カバー層の厚さをカバー層の屈折率ｎで割った量）に等しい量だけ、ディスク１の方向に素早くプッシュするため、適切な瞬間において、焦点制御部７により焦点アクチュエータ１１に対して「焦点ジャンプパルス」が印加されるという思想である。この結果、焦点は記憶層状に配される。後続のステップＳ１０４では、たとえば焦点制御部７の制御下において、おそらくは異なるオフセット値をもって焦点をこの位置に保つため、再び焦点サーボループが閉状態とされる。ここで、ステップＳ１０２とＳ１０３とは、同時に行われてもよいし、順番に行われてもよい点に留意されたい。
【００２９】
図５は、集光レンズの２つの焦点位置または２つの焦点を示した概略図である。第１の焦点は、厚さｄ≒１５μｍのカバー層の上面にあって、ＦＷＤ０≒１６μｍの自由作動距離を伴い、第２の焦点は、記録スタックすなわちデータ層上にあり、上記よりずっと小さな自由作動距離ＦＷＤｄ≒６μｍが付与されている。したがって、この場合、屈折率をｎ＝１．６とすれば、ＦＷＤの差はｘ≒ｄ／ｎ≒１０μｍである。上記で提案した焦点制御処理は、カバー層の厚さが、ＦＷＤの実体的な部分を除去してしまう場合、すなわちカバー層なしのＦＷＤ０とカバー層ありのＦＷＤｄとの差が、カバー層ありのＦＷＤｄよりも大きい場合（つまりＦＷＤ０−ＦＷＤｄ＞ＦＷＤｄ）において、特に有利である。
【００３０】
したがって、上記の好ましい実施形態は、焦点位置すなわち焦点を、カバー層から情報層すなわちデータ層に実際にジャンプまたは移動させるのに先立って、集光レンズを含む光ヘッド２のディスク１に対する相対速度を、ゼロにすることができる点で有利である。
【００３１】
以下、ＦＥＳ曲線のいくつかの典型的な例を、より詳細に説明する。選択されたパラメータ値は、好ましい実施形態において使用されるＭＡＭＭＯＳシステムについて、現実的なものである。
【００３２】
ディスク１について、データ層からの反射強度は、光磁気ＭＯ記録において典型的な約Ｒ＝１４％程度であり得る。また、カバー層の反射強度は、約Ｒ＝５％程度であり得る。カバー層がある場合には、その屈折率は１．６とされる。焦点距離は約１．５ｍｍ、ＮＡは０．８５、波長λは４０５ｎｍである。ダブルフーコー検出プリズムが、１．９度の検出角度と、６０ｍｍの焦点距離とを有し、検出器が、プリズムの３０ｍｍ後方に配されている。ダブルフーコー法以外の他のＦＥＳ生成方法も、適用可能である点に留意されたい。
【００３３】
図６は、カバー層を有さないディスクかつ第一面記録について得られた単純なＦＥＳのＳ曲線（左側の曲線）と、たとえば１μｍ等の非常に薄い透明カバー層を有するディスクについての同様のＦＥＳのＳ曲線（右側の曲線）とを示している。後者では、Ｓ曲線の負の勾配のスロープにおけるゼロ交差点ＺＣは、カバー層−データ層間の境界ＣＤＩに対する正しい値１／１．６＝０．６２５μｍに対してオフセットされた、０．４μｍの個所にある。図６では、矢印を用いて、ゼロ交差点ＺＣ、空気−カバー層間境界ＡＣＩ、カバー層−データ層間境界ＣＤＩ、および空気−データ層間境界ＡＤＩが示されている。カバー層の厚さが波長に近いまたは波長よりも大きい場合には、焦点深度がカバー層の厚さに近いまたはそれより大きいと、干渉効果が生じ得る。そのような場合には、たとえばシステムの焦点距離に依存する干渉に起因して、ＦＥＳの異なる曲線形状が生じ得る。
【００３４】
図７は、焦点深度よりも数倍厚いカバー層（たとえば、この例では１０μｍ）を有するディスクについて得られた、歪んだ（二重）Ｓ曲線を示している。このＦＥＳのＳ曲線は、５μｍの実際の焦点位置（ｆｐ）において、１回のみゼロ交差を生じる。この位置は、カバー層の厚さをカバー層の屈折率ｎで割った値に対応する、６．２５μｍのデータ層位置と比較されるべきである。図７のＳ曲線の第２の部分において勾配の強さが減少していることから、この差は、カバー層による球面収差に部分的に起因すると結論付けられる。
【００３５】
図８は、２つのゼロ交差点ＮＺＣを伴う負の勾配のスロープを有し、２０μｍのカバー層を有するディスクについて得られた、別の歪んだＳ曲線を示している。２つのゼロ交差点ＮＺＣの一方はカバー層に対応し、他方はデータ層に対応する。
【００３６】
図７および８より、データ層上に適切な焦点を得るためには、第１および第２の好ましい実施形態に係る２つの方式が可能であることは明らかである。
【００３７】
図７に類似の状況における第１の好ましい実施形態によれば、信号参照レベルのゼロ交差に代えて、サーボロックのための２つの交差信号レベルを、第１のレベルはカバー層に対応する＋０．５の規格化ＦＥＳに、第２のレベルはデータ層に対応する約−０．５の規格化ＦＥＳに、予め設定することができる。焦点サーボループは、まず第１の空間レベルにロックオンし、その後、焦点アクチュエータ１１をデータ層に向けてプッシュし、第２の空間レベルにロックオンすることができる。
【００３８】
図８に類似の状況における第２の好ましい実施形態によれば、原則として、単一の参照信号レベル（すなわち、たとえばゼロレベル）が維持され得る。このことは、ずっと厚いカバー層に対しては有利となり得る。ここで、焦点サーボループは、まず第１の負の勾配中のゼロ交差点にロックオンし、その後、焦点アクチュエータ１１をデータ層に向けてプッシュし、第２の負の勾配中のゼロ交差点にロックオンし得る。
【００３９】
当然ながら、提案の多段階処理においては、所望の焦点レベルに対して予め決められた関係を有する、他の任意の適切な参照信号レベルが使用可能である。さらに、第１の空間レベルから第２の空間レベルへの移動は、必ずしもジャンプ動作として実行されなくてもよく、より低速の動作で実行されてもよい。さらに、多層記録方式の場合には、本発明の処理は、２つより多くの空間レベル間で焦点を変化させるように適用されてもよい。移動動作またはジャンプ動作は、両方の軸方向に行われ得る。したがって、当業者には、特許請求の範囲で規定される本発明の範囲から逸脱することなく、様々な変更形態が明らかとなるであろう。本発明は、焦点制御回路を有する任意の光記録および再生装置に適用可能である。
【００４０】
要約すると、光記憶媒体上へのレーザービームの初期合焦動作のロバスト性を向上させる、焦点制御方式が提案される。対物手段がディスクに近付く際、空間参照レベルから来る反射信号に焦点がロックオンされ、その後、焦点サーボループが開状態にある間において、空間的な参照レベルと所望の空間レベルとの間の距離に関連付けられた予め決められた量だけ、焦点がプッシュまたは移動させられる。その結果、焦点は、所望の空間レベル上に位置することとなる。その後、焦点をそこに保持するため、焦点サーボループが再び閉状態とされてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】好ましい実施形態に係る焦点制御装置の概略ブロック図
【図２】第一面記録の場合における、あるディスクについてのＦＥＳ曲線を示したグラフ
【図３】カバー層およびいくつかのゼロ交差点を伴うディスクについての、ＦＥＳ曲線を示したグラフ
【図４】好ましい実施形態に係る段階的な焦点制御方法を示したフローチャート
【図５】カバー層の上面への合焦時、および記録スタックへの合焦時の、寸法上の関係を示した模式図
【図６】カバー層を有さないディスク、および非常に薄い透明カバー層を有するディスクについて、規格化されたＦＥＳ曲線を示したグラフ
【図７】焦点深度の数倍厚いカバー層を有するディスクについて、ＦＥＳの歪んだ二重Ｓ曲線を示したグラフ
【図８】２個所の負の勾配および２つのゼロ交差点を有する、ＦＥＳの歪んだ二重Ｓ曲線を示したグラフ
【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】
2007519151.tif 000007
【図６】
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【図７】
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【図８】
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【国際調査報告】
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