(57)【要約】【課題】光ディスクの初期化装置において、製造コストを高くすることなく、耐久性を悪化させることなく、光ディスクを均一に短時間で初期化する。【解決手段】レーザ光源２１から出射されたレーザビームが、コリメートレンズ２２、対物レンズ２５などを介して光ディスクＤＫの記録層に照射され、同記録層に光ディスクＤＫの径方向を長手方向とする線状のレーザビームスポットが形成される。光ディスクＤＫをスピンドルモータ１１で回転させながら、光ディスクＤＫをフィードモータ１２で径方向に移動させて、光ディスクＤＫを初期化する。コリメートレンズ２２または対物レンズ２５として、糸巻型歪曲収差レンズまたは樽型歪曲収差レンズで構成した歪曲収差を有するレンズを使用して、光ディスクＤＫの記録層に形成されるレーザビームスポットの光ディスクの径方向における強度分布を調整可能とする。【選択図】  図１
2004253082.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光源から出射されたレーザビームをコリメートレンズおよび対物レンズを介して光ディスクの記録層に照射し、同記録層に光ディスクの径方向を長手方向とする線状のレーザビームスポットを形成する光学装置と、光ディスクを回転させる回転装置と、
前記回転装置による光ディスクの回転中に光ディスクまたは前記光学装置を光ディスクの径方向に移動させるフィード装置とを備えた光ディスクの初期化装置において、
前記コリメートレンズおよび対物レンズのうちの少なくとも一方のレンズとして歪曲収差を有するレンズを使用し、光ディスクの記録層に形成されるレーザビームスポットの光ディスクの径方向における強度分布を調整した光ディスクの初期化装置。
【請求項２】
前記歪曲収差を有するレンズは、糸巻型歪曲収差レンズおよび樽型歪曲収差レンズのいずれか一方である前記請求項１に記載した光ディスクの初期化装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ディスクの記録層にレーザビームスポットを形成した状態で、光ディスクを回転させるとともにレーザビームスポット位置を光ディスクの径方向に移動することにより、光ディスクの記録層を相変化させて、光ディスクを初期化する光ディスクの初期化装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、この種の光ディスクの初期化装置においては、光ディスクの径方向を長手方向とする線状のレーザビームスポットを光ディスクの記録層に複数トラックに跨るように形成し、またレーザビームスポットの光ディスクの径方向の送りピッチをレーザビームスポットの径方向長さよりも小さくして、光ディスクの全領域を確実かつ短時間で初期化することはよく知られている。しかし、この線状のレーザビームスポットの両端部に位置する光ディスク全体の記録層にあってはレーザビームが２回照射されることになるため、光ディスク全体が均一に初期化され難いという問題があった。
【０００３】
この問題を解決するために、例えば下記特許文献１には、次のような方法によってレーザビームの長手方向の両端部の強度を減少させることが示されている。一つは、レーザビームの出射される半導体レーザの発光面に対して長手方向の垂直な側面を研磨しておく。また、レーザビームの長手方向の両端部に相当する部分の出力を減衰させる光学フィルタを光学系の光路に設ける。さらに、レーザビームの長手方向の両端部における強度の上昇傾向は使用によって低くなることに鑑み、通電・遮断を繰り返し行った後の半導体レーザを初期化装置に組み付けるようにする。
【０００４】
【特許文献１】
特開２０００−１９５１１２号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来の半導体レーザの側面を研磨する方法は手間がかかり、また光学フィルタ装置を用いる方法は装置を複雑にするので、これらの方法では初期化装置の製造コストが高くなるという問題がある。また、通電・遮断を繰り返し行った後の半導体レーザを用いる方法では、手間がかかると同時に半導体レーザの寿命が短くなるのに伴って、初期化装置の耐久性が悪化するという問題もある。
【０００６】
【発明の概略】
本発明は上記問題に対処するためになされたもので、その目的は、製造コストを高くすることなく、耐久性を悪化させることなく、光ディスクを均一に短時間で初期化することが可能な光ディスクの初期化装置を提供することにある。
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明の特徴は、レーザ光源から出射されたレーザビームをコリメートレンズおよび対物レンズを介して光ディスクの記録層に照射し、同記録層に光ディスクの径方向を長手方向とする線状のレーザビームスポットを形成する光学装置と、光ディスクを回転させる回転装置と、回転装置による光ディスクの回転中に光ディスクまたは光学装置を光ディスクの径方向に移動させるフィード装置とを備えた光ディスクの初期化装置において、コリメートレンズおよび対物レンズのうちの少なくとも一方のレンズとして歪曲収差を有するレンズを使用し、光ディスクの記録層に形成されるレーザビームスポットの光ディスクの径方向における強度分布を調整したことにある。
【０００８】
この場合、前記歪曲収差を有するレンズとして、糸巻型歪曲収差レンズおよび樽型歪曲収差レンズのいずれか一方を採用できる。そして、例えば、光ディスクの記録層に形成されるレーザビームスポットの光ディスクの径方向における強度分布を、その両端部におけるレーザ光の強度が中央部より減少するようにする。
【０００９】
前記のように構成した本発明においては、歪曲収差を有するレンズとして図４（Ａ）に示すような糸巻型歪曲収差レンズを使用すれば、レーザビームスポットの強度分布は、図５（Ｂ）に示すように、図５（Ａ）の無収差の場合に比べ、両端に向かうに従ってレーザ光の密度が低くなってその強度も低くなる。逆に、歪曲収差を有するレンズとして図４（Ｂ）に示すような樽型歪曲収差レンズを使用すれば、レーザビームスポットの強度分布は、図５（Ｃ）に示すように、図５（Ａ）の無収差の場合に比べ、両端に向かうに従ってレーザ光の密度が高くなってその強度も高くなる。したがって、レーザ光源から出射されるレーザビームの強度分布を調べ、例えば、図６（Ａ）に示すような両端部のレーザ光の強度が低過ぎる場合には、樽型歪曲収差レンズを使用すれば、図６（Ｃ）に示すような両端部にてレーザ光の強度が適度に低くなるレーザビームスポットが光ディスクの記録層に形成される。また、図６（Ｂ）に示すような両端部のレーザ光の強度が高過ぎる場合には、糸巻型歪曲収差レンズを使用すれば、図６（Ｃ）に示すような両端部にてレーザ光の強度が適度に低くなるレーザビームスポットが光ディスクの記録層に形成される。
【００１０】
したがって、本発明によれば、コリメートレンズおよび対物レンズのうちの少なくとも一方のレンズとして歪曲収差を有するレンズを使用し、光ディスクの記録層に形成されるレーザビームスポットの光ディスクの径方向における強度分布を、両端部において中央部より適度に減少させることができるので、初期化装置（レーザ光源）の耐久性を悪化させることなく、光ディスクを均一に短時間で初期化することができる光ディスクの初期化装置が簡単に実現される。
【００１１】
【実施の形態】
以下、本発明の一実施形態について説明すると、図１は、同一実施形態に係る光ディスクの初期化装置の全体を示す概略図である。この初期化装置は、ＣＤ、ＤＶＤなどの光ディスクＤＫを駆動する駆動装置１０と、光ディスクＤＫにレーザ光を照射する光学装置２０とを備えている。
【００１２】
駆動装置１０は、光ディスクＤＫを回転駆動するための回転装置としてのスピンドルモータ１１と、光ディスクＤＫを径方向に移動させるフィード装置としてのフィードモータ１２とを備えている。スピンドルモータ１１の回転軸１１ｂにはターンテーブル１３が固定されており、同ターンテーブル１３上に光ディスクＤＫが着脱可能に組み付けられるようになっている。
【００１３】
スピンドルモータ１１内には、スピンドルモータ１１の回転すなわちターンテーブル１３（光ディスクＤＫ）の回転を検出して、同回転を表す回転検出信号を出力するエンコーダ１１ａが組み込まれている。スピンドルモータ１１の回転は、スピンドルモータ制御回路１４によって制御される。スピンドルモータ制御回路１４は、エンコーダ１１ａからの回転検出信号を入力するとともにコントローラ４０により制御されて、後述するレーザビームスポットが光ディスクＤＫの記録層を線速度一定で同光ディスクＤＫに対して相対回転するように、スピンドルモータ１１の回転を制御する。
【００１４】
フィードモータ１２は、スクリューロッド１５を介して、スピンドルモータ１１を固定支持するとともに光ディスクＤＫの径方向の移動のみが許容された支持部材１６に連結されている。スクリューロッド１５は、その一端にてフィードモータ１２の回転軸に一体回転するように連結され、その他端に支持部材１６に固着されたナット（図示しない）に螺合している。したがって、フィードモータ１２が回転すると、スピンドルモータ１１、ターンテーブル１３および支持部材１６はスクリューロッド１５およびナットからなるねじ機構により光ディスクＤＫの径方向に移動する。
【００１５】
フィードモータ１２内にも、フィードモータ１２の回転を表す回転検出信号を出力するエンコーダ１２ａが組み込まれている。フィードモータ１２の回転は、フィードモータ制御回路１７によって制御される。フィードモータ制御回路１７は、エンコーダ１１ａおよびエンコーダ１２ａからの回転検出信号を入力するとともにコントローラ４０により制御されて、光ディスクＤＫをその１回転当たり所定量だけ図１の右方向に移動させる。この所定量を、以降、光ディスクＤＫの径方向の送りピッチＬ１と言い、この送りピッチＬ１は後述する光ディスクＤＫの記録層に形成されるレーザビームスポットの長手方向の長さＬ２よりも多少小さく設定される。
【００１６】
コントローラ４０には、キーボードなどの入力装置４１が接続されている。入力装置４１は、その操作により、前述した線速度および送りピッチをコントローラ４０に入力する。また、入力装置４１は、その操作により、光学装置２０の作動も制御する。
【００１７】
光学装置２０は、レーザ光源２１、コリメートレンズ２２、偏光ビームスプリッタ２３、１／４波長板２４、対物レンズ２５、凸レンズ２６、ナイフ２７およびフォトディテクタ２８を備えている。そして、この光学装置２０においては、レーザ光源２１からのレーザビームを、コリメートレンズ２２、偏光ビームスプリッタ２３、１／４波長板２４及び対物レンズ２５を介して、光ディスクＤＫの記録層に集光させ、光ディスクＤＫの記録層上にレーザビームスポットを形成する。また、この光ディスクＤＫの記録層に形成されたレーザビームスポットからの反射光は、対物レンズ２５、１／４波長板２４、偏光ビームスプリッタ２３、凸レンズ２６及びナイフ２７を介して、フォトディテクタ２８に導かれて受光される。
【００１８】
本実施形態では、レーザ光源２１、コリメートレンズ２２および対物レンズ２５に特徴がある。レーザ光源２１は、高出力半導体レーザによって構成され、線状（すなわち楕円状）のレーザビームを出射する。そして、光ディスクＤＫの記録層には、図２のＬＢＳで示すように、光ディスクＤＫの径方向を長手方向とする線状のレーザビームスポットが形成される。このレーザビームスポットＬＢＳの長手方向の長さＬ２は、光ディスクＤＫの数十トラック分長さよりも大きな長さ、例えば１００μｍ程度である。また、コリメートレンズ２２および対物レンズ２５のうちの少なくとも一方は、詳しくは後述するように、歪曲収差レンズ（糸巻型歪曲収差レンズまたは樽型歪曲収差レンズ）で構成される。
【００１９】
また、この光学装置２０には、対物レンズ２５をフォーカスサーボ制御するフォーカスサーボ制御装置３０が付属されている。フォーカスサーボ制御装置３０は、フォトディテクタ２８に接続されて、その検出信号を増幅する増幅回路３１を備えている。この増幅回路３１には、フォーカスエラー信号生成回路３２およびフォーカスサーボ回路３３が接続されている。フォーカスエラー信号生成回路３２は、増幅回路３１を介したフォトディテクタ２８からの検出信号を用いた演算により、フォーカスエラー信号を生成してフォーカスサーボ回路３３に出力する。フォーカスサーボ回路３３は、フォーカスエラー信号に基づいてフォーカスサーボ信号を生成してドライブ回路３４に供給する。ドライブ回路３４は、フォーカスサーボ信号に応じて、光学装置２０に組み込まれていて、対物レンズ２５をレーザ光の光軸方向（光ディスクＤＫの盤面と垂直方向）に駆動するためのフォーカスアクチュエータ３５を駆動制御する。したがって、対物レンズ２５はフォーカスサーボ制御装置３０によってフォーカスサーボ制御される。
【００２０】
次に、上記のように構成した実施形態の一般的な初期化動作について説明する。まず、光ディスクＤＫを記録層が下向きになるようにターンテーブル１３に組み付け、入力装置４１を操作して光ディスクＤＫの初期化を指示する。この初期化指示により、コントローラ４０はフィードモータ制御回路１７を制御して、同フィードモータ制御回路１７の制御のもとに、スピンドルモータ１１が図１の左方向に移動するようにフィードモータ１２を回転させて、光ディスクＤＫを初期位置まで移動させる。この初期位置とは、レーザビームが光ディスクＤＫの最外周部に照射される位置である。なお、光ディスクＤＫが初期位置にあれば、この動作は省略される。
【００２１】
次に、コントローラ４０は、スピンドルモータ制御回路１４を制御して、同スピンドルモータ制御回路１４の制御のもとに、スピンドルモータ１１が図２の反時計回り方向（太線矢印方向）に線速度一定で光ディスクＤＫを回転させる。その後、コントローラ４０は、レーザ光源２１を起動して、レーザ光源２１から直線状のレーザビームを出射させる。このレーザ光源２１から出射されたレーザビームは、コリメートレンズ２２、偏光ビームスプリッタ２３および１／４波長板２４を介して対物レンズ２５に導かれ、対物レンズ２５は光ディスクＤＫの記録層に前記レーザビームを集光させ、光ディスクＤＫの記録層上にレーザビームスポットＬＢＳを形成する。このレーザビームスポットＬＢＳは、図２に示すように、長手方向を光ディスクＤＫの径方向とする直線状である。
【００２２】
このレーザビームスポットＬＢＳの形成後、コントローラ４０は、フィードモータ制御回路１７を制御して、フィードモータ制御回路１７の制御のもとに、光ディスクＤＫが図１の右方向（図２の太線矢印方向）に移動するようにフィードモータ１２を回転させる。この場合、フィードモータ制御回路１７は、フィードモータ１２内のエンコーダ１２ａおよびスピンドルモータ１１内のエンコーダ１１ａからの各検出回転信号を用いて、レーザビームスポットＬＢＳよりも多少小さい送りピッチＬ１で、光ディスクＤＫを、レーザビームスポットＬＢＳの形成位置（すなわち、対物レンズ２５の位置）に対して相対移動させる。
【００２３】
したがって、レーザビームスポットＬＢＳは、図２に示すように、光ディスクＤＫに対して、時計方向回り（図２の細線方向に）に回転しながら、中心方向に移動する。このとき、この光ディスクＤＫの記録層に形成されたレーザビームスポットからの反射光は、対物レンズ２５、１／４波長板２４、偏光ビームスプリッタ２３、凸レンズ２６及びナイフ２７を介して、フォトディテクタ２８に導かれて受光される。そして、このフォトディテクタ２８による受光に基づくフォーカスサーボ制御装置３０のフォーカスサーボ制御により、レーザビームスポットＬＢＳは光ディスクＤＫの記録層に精度よく形成される。
【００２４】
前記光ディスクＤＫの移動制御により、レーザビームスポットＬＢＳは、図２に示すように時計方向回りに光ディスクＤＫの外側から内側に向けて渦巻き状に移動する。したがって、光ディスクＤＫの記録層は外側から内側に向けて順に相変化して初期化される。そして、レーザビームスポットＬＢＳが光ディスクＤＫの最内周部に到達した時点で、フィードモータ制御回路１７はフィードモータ１２の作動を停止させる。このフィードモータ１２の作動停止を表す信号は、コントローラ４０にも供給される。この作動停止を表す信号に応答して、コントローラ４０はスピンドルモータ制御回路１４を制御してスピンドルモータ１１の作動を停止させるとともに、レーザ光源２１の作動も停止させる。
【００２５】
このような一連の動作により、光ディスクＤＫの全ての記録層が初期化される。この初期化においては、光ディスクＤＫの径方向におけるレーザ光の強度は図３に示すように変化する。この場合、レーザビームスポットＬＢＳの径方向の送りピッチＬ１はレーザビームスポットＬＢＳの長手方向の長さＬ２よりも短いので、光ディスクＤＫの径方向において、レーザ光が１回だけ照射される位置と２回照射される位置が存在することになる。そして、このレーザ光が２回照射される位置は、レーザビームスポットＬＢＳの両端部による照射に対応する。したがって、光ディスクＤＫの全面にレーザ光を均等な強度で照射するためには、レーザビームスポットＬＢＳの両端部におけるレーザ光の強度を中央部より減少させるようにする必要がある。
【００２６】
これに対処するために、本実施形態においては、上述のようにコリメートレンズ２２および対物レンズ２５のうちの少なくとも一方のレンズとして、歪曲収差を有するレンズを使用し、光ディスクの記録層に形成されるレーザビームスポットの光ディスクの径方向における強度分布を、その両端部におけるレーザ光の強度が中央部より減少するようにする。歪曲収差を有するレンズの具体例としては、糸巻型歪曲収差レンズおよび樽型歪曲収差レンズがある。
【００２７】
図４（Ａ）の模式図に示すような糸巻型歪曲収差レンズを使用すれば、レーザビームスポットＬＢＳの強度分布は、図５（Ｂ）に示すように、図５（Ａ）の無収差の場合に比べ、両端に向かうに従ってレーザ光の密度が低くなってその強度も低くなる。また、図４（Ｂ）の模式図に示すような樽型歪曲収差レンズを使用すれば、レーザビームスポットＬＢＳの強度分布は、図５（Ｃ）に示すように、図５（Ａ）の無収差の場合に比べ、両端に向かうに従ってレーザ光の密度が高くなってその強度も高くなる。
【００２８】
したがって、レーザ光源２１から出射されるレーザビームの強度分布を調べ、例えば、図６（Ａ）に示すような両端部のレーザ光の強度が低過ぎる場合には、樽型歪曲収差レンズを使用すれば、図６（Ｃ）に示すような両端部にてレーザ光の強度が適度に低くなるレーザビームスポットが光ディスクの記録層に形成される。また、図６（Ｂ）に示すような両端部のレーザ光の強度が高過ぎる場合には、糸巻型歪曲収差レンズを使用すれば、図６（Ｃ）に示すような両端部にてレーザ光の強度が適度に低くなるレーザビームスポットが光ディスクの記録層に形成される。なお、前記レーザビームの強度分布を調べる方法としては、周知のナイフエッジ法を利用することができる。
【００２９】
より具体的には、歪曲収差の若干ずつ異なる糸巻型歪曲収差レンズおよび樽型歪曲収差レンズを複数ずつ予め用意しておく。そして、レーザ光源２１から出射されるレーザビームの強度分布の測定結果に応じて、前記予め用意した各複数の糸巻型歪曲収差レンズおよび樽型歪曲収差レンズの中から適当な歪曲収差を有するレンズを、コリメートレンズ２２および対物レンズ２５の少なくとも一方のレンズとして選定すればよい。
【００３０】
また、前記歪曲収差を有するレンズの選定においては、ディスクＤＫ上に形成されるレーザビームスポットＬＢＳの強度分布を測定し（例えば、ナイフエッジ法によって測定し）、同測定結果に応じてレンズを選定するようにしてもよい。また、試験的に初期化した光ディスクＤＫに情報を記録し、この光ディスクＤＫに記録した情報を再生して、同再生信号のジッタ、エラー率などの評価結果を用いてレンズを選定するようにしてもよい。また、これらの選定方法および前述したレーザ光源２１からの出射レーザビームの強度分布を利用した選定方法のうちのいずれか複数の選定方法を組み合わせて用いてもよい。
【００３１】
上記説明からも理解できるように、上記実施形態によれば、光ディスクＤＫの記録層に形成されるレーザビームスポットの光ディスクＤＫの径方向における強度分布を、両端部において中央部より適度に減少させることができるので、初期化装置の製造コストを高くすることなく、また初期化装置（レーザ光源）の耐久性を悪化させることなく、光ディスクを均一に短時間で初期化することができる光ディスクの初期化装置が簡単に実現される。
【００３２】
以上、本発明の一実施形態について詳しく説明したが、本発明の実施にあたっては、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて種々の変形も可能である。
【００３３】
例えば、上記実施形態においては、レーザビームスポットＬＢＳを渦巻状に外側から内側に移動させることにより光ディスクＤＫを初期化するようにした。しかし、これに代えて、レーザビームスポットＬＢＳを渦巻状に内側から外側に移動させることにより光ディスクＤＫを初期化するようにしてもよい。この場合、レーザビームスポットＬＢＳの初期位置を光ディスクＤＫの最内周部に設定するとともに、初期化時には、光ディスクＤＫが図１の左方向に移動するようにフィードモータ１２を回転させればよい。
【００３４】
また、上記実施形態および前記変形例においては、光ディスクＤＫをフィードモータ１２を用いて移動させることにより、レーザビームスポットＬＢＳを光ディスクＤＫに対して相対的に径方向に移動させるようにした。しかし、これに代えて、光ディスクＤＫを径方向に移動不能にしておき、光学装置２０を光ディスクＤＫに対して相対的に光ディスクＤＫの径方向に移動させることにより、レーザビームスポットＬＢＳを光ディスクＤＫに対して相対的に径方向に移動させるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る光ディスクの初期化装置の全体概略図である。
【図２】図１の光ディスクとレーザビームスポットとの関係を示す平面図である。
【図３】光ディスクとレーザ光強度の関係を示すグラフである。
【図４】（Ａ）は糸巻型歪曲収差レンズを模式的に示す模式図であり、（Ｂ）は樽型歪曲収差レンズを模式的に示す模式図である。
【図５】（Ａ）は無収差状態にあるレーザ光の強度分布を示す図であり、（Ｂ）は糸巻型歪曲収差レンズによるレーザ光の強度分布を示す図であり、（Ｃ）は樽型歪曲収差レンズによるレーザ光の強度分布を示す図である。
【図６】（Ａ）〜（Ｃ）は、レーザビームスポットの各種強度分布を示す図である。
【符号の説明】
ＤＫ…光ディスク、ＬＢＳ…レーザビームスポット、１０…駆動装置、１１…スピンドルモータ、１２…フィードモータ、２０…光学装置、２１…レーザ光源、２２…コリメートレンズ、２５…対物レンズ、２８…フォトディテクタ、３０…フォーカスサーボ制御装置、４０…コントローラ。
【図１】
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【図２】
2004253082.tif 000004
【図３】
2004253082.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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