(57)【要約】【課題】  ディスクレーベル面に対して高速かつ正確にレーザ光の焦点を合わせることが可能な光ディスク及び光ディスク装置を提供する。【解決手段】  光ディスク１００は、可視画像を片面に記録可能な情報記録型光ディスクであって、レーザ光により情報を示すマークが記録される情報記録層２を含むディスク基板１と、前記ディスク基板上に形成され、可視画像を記録可能なレーベル記録層５と、前記レーベル記録層５より内周側に設けられ、該ディスクと同心円の反射帯３ａとを具備する。【選択図】    図１
2005339652.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
可視画像を片面に記録可能な情報記録型光ディスクであって、
レーザ光により情報を示すマークが記録される情報記録層を含むディスク基板と、
前記ディスク基板上に形成され、可視画像を記録可能なレーベル記録層と、
前記レーベル記録層より内周側又は外周側に設けられ、該ディスクと同心円の反射帯と、
を具備することを特徴とする光ディスク。
【請求項２】
前記反射帯は、前記ディスク基板及び前記レーベル記録層の間に形成された反射層の一部であることを特徴とする請求項１記載の光ディスク。
【請求項３】
前記反射層は、前記レーベル記録層よりもディスク基板側に設けられ、表面の乱反射が前記レーベル記録層より少ないことを特徴とする請求項２記載の光ディスク。
【請求項４】
前記レーベル記録層は、前記情報記録層と同一のレーザを用いて前記可視画像が記録されることを特徴とする請求項１記載の光ディスク。
【請求項５】
前記反射帯は、前記レーベル記録層より反射率が高いことを特徴とする請求項１記載の光ディスク。
【請求項６】
前記反射帯の幅は、回転する前記ディスクの偏芯によるレーザ光の前記ディスク上位置変動距離より大きいことを特徴とする請求項１記載の光ディスク。
【請求項７】
ディスク片面上に、可視画像を記録可能なレーベル記録層と、該ディスクと同心円の反射帯とを具備する記録型光ディスクに対して情報を記録再生する光ディスク装置であって、
レーザ光を前記ディスクの前記反射帯上に移動してフォーカスサーボを行う手段と、
前記フォーカスサーボ中のフォーカス駆動指示値をメモリに記録し、記録したフォーカス駆動指示値を用いてフィードフォワード制御を行う手段と、
前記フィードフォワード制御をかけた状態で和信号が最大になるように指示電圧にオフセットを加える手段と、
を具備することを特徴とする光ディスク装置。
【請求項８】
ディスク基板片面上に可視画像を記録可能なレーベル記録層と、該ディスクと同心円の反射帯とを具備する記録型光ディスクの前記レーベル記録層表面に対してレーザ光のフォーカス点を合わせるフォーカス最適化方法であって、
レーザ光を前記ディスクの前記反射帯上に移動してフォーカスサーボを行うステップと、
前記フォーカスサーボ中のフォーカス駆動指示値をメモリに記録し、記録したフォーカス駆動指示値を用いてフィードフォワード制御を行うステップと、
前記フィードフォワード制御をかけた状態で和信号が最大になるように指示電圧にオフセットを加えるステップと、
を具備することを特徴とするフォーカス最適化方法。  
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ディスク片面上に可視画像を記録可能なレーベル記録層を有する光ディスク及び該光ディスクに情報を記録する光ディス装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
周知のように近年では、情報記録メディアとしてＣＤやＤＶＤのような光ディスクが普及している。ＣＤとしては、再生専用のＣＤ−ＲＯＭ、追記可能なＣＤ−Ｒ、書換え可能なＣＤ−ＲＷ等があり、ＤＶＤとしては再生専用のＤＶＤ−ＲＯＭ、追記可能なＤＶＤ−Ｒ、書換え可能なＤＶＤ−ＲＡＭ、ＤＶＤ−ＲＷ等がある。記録型光ディスクつまり追記可能又は書換え可能な光ディスクは情報記録層を有し、該情報記録層の記録容量は例えばＣＤ−Ｒの場合は７００ＭＢ程度、ＤＶＤ−Ｒ等の場合は４．７ＧＢ程度である。
【０００３】
記録型光ディスクの情報記録層側の面とは反対側のレーベル面には、光ディスクの種類等を示す文字あるいはロゴが例えばシルク印刷される。又、インクジェットプリンタ又は手書きで文字や絵を記録できるレーベル面を有する光ディスクも普及している。
【０００４】
最近では、レーベル面に絵や文字をレーザ光を用いて記録することができるlight Scribeと呼ばれるディスクが下記非特許文献１のように公開されている。
【非特許文献１】インターネットＵＲＬ：    http://www.hp.com/hpinfo/newsroom/press_kits/2004/ces/prodserv.html
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
情報記録可能な光ディスク装置で、上記したようなレーザ光による印刷が可能なレーベル面に、文字や絵を印刷する場合の問題点を以下説明する。
【０００６】
光ディスク装置では、レーザ光が一定の厚さのメディアを通過して記録層表面に到達した点で収差がキャンセルされるように光学設計されている。従って、ディスクのレーベル面の表面にレーザ光を当てた時は、球面収差によってフォーカスエラー信号の０点と和信号最大ポイント（これが所望のジャストフォーカス点）とが異なる。この結果、フォーカスエラー信号を用いて和信号最大点にサーボをかけることはできない。つまり、レーベル面に鮮明な文字や絵等の像を印刷することはできない。和信号を用いたフィードフォワード制御を採用することも可能であるが、データ取り込みに時間がかかったり、位置精度が悪い、といった問題点があった。
【０００７】
本発明は、ディスク表面（レーベル面）に対して高速かつ正確にレーザ光の焦点を合わせることが可能な光ディスク及び光ディスク装置及びフォーカス最適化方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る光ディスクは、可視画像を片面に記録可能な情報記録型光ディスクであって、レーザ光により情報を示すマークが記録される情報記録層を含むディスク基板と、前記ディスク基板上に形成され、可視画像を記録可能なレーベル記録層と、前記レーベル記録層より内周側又は外周側に設けられ、該ディスクと同心円の反射帯とを具備する。
【０００９】
本発明に係る光ディスク装置は、ディスク片面上に、可視画像を記録可能なレーベル記録層と、該ディスクと同心円の反射帯とを具備する記録型光ディスクに対して情報を記録再生する光ディスク装置であって、レーザ光を前記ディスクの前記反射帯上に移動してフォーカスサーボを行う手段と、前記フォーカスサーボ中のフォーカス駆動指示値をメモリに記録し、記録したフォーカス駆動指示値を用いてフィードフォワード制御を行う手段と、前記フィードフォワード制御をかけた状態で和信号が最大になるように指示電圧にオフセットを加える手段とを具備する。
【発明の効果】
【００１０】
ディスク表面に対して、高速かつ正確にレーザ光の焦点を合わせることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図１は本発明の一実施形態に係る情報記録型光ディスク１００の構造を示す図であり、図１（ａ）は平面図、図１（ｂ）は断面図である。
【００１２】
図１（ａ）のように、ディスク１００のレーベル面側は、ドーナツ形のレーベル記録層５がディスク１００と同心円で形成され、レーベル記録層５の内周側に反射帯３ａが設けられ、該周側に反射帯３ｂが設けられる。レーベル記録層5はレーザ光により可視像が記録可能な層である。  各反射層３ａ、３ｂの幅は、回転するディスク１００の偏芯によるレーザ光の前記ディスク上位置変動距離より大きい。
【００１３】
図１（ｂ）のように、ディスク基板１上に情報記録層２が形成され、その上に反射層３が形成される。この情報記録層２はレーザ光により情報を示すマークを記録可能な層である。反射層３を覆うように保護膜４が形成され、その上にレーベル記録層5が形成される。
【００１４】
例えばＤＶＤ−Ｒのような追記可能光ディスクは、レーザ照射部分の反射率が永久変化する色素を含む情報記録層２を有し、レーザ光を用いて情報の記録再生が行われる。ＤＶＤ−ＲＡＭ又はＤＶＤ−ＲＷのような書換え可能な光ディスクは、レーザ照射により相変化する情報記録層２を有し、レーザ光を用いて情報の記録再生が行われる。
【００１５】
図１のように反射層３ａ、３ｂは、レーベル記録層５よりもディスク基板側に設けられ、表面の乱反射が前記レーベル記録層より少ない。又、反射層３ａ、３ｂは、前記レーベル記録層より反射率が高い。レーベル記録層５は、情報記録層２と同一のレーザを用いて可視画像が記録される。
【００１６】
図２はＣＤディスクの情報記録面にＣＤレーザーとその光学系を用いて、検出された一般的なフォーカスエラー信号と反射光信号である。図３はシルク印刷を用いたレーベル記録面にＣＤレーザーとその光学系を用いて、検出されたフォーカスエラー信号と反射光信号である。
【００１７】
図４は、アルミ蒸着により形成された反射帯にＣＤレーザーとその光学系を用いて、検出されたフォーカスエラー信号と反射光信号である。
【００１８】
レーベル記録では、記録した場所では、反射率が極端に低下するため、反射光信号の信号振幅が図３のように小さく、Ｓ／Ｎ比が悪い。従って、図２に相当する反射光信号が得られない。このため、ディスク反射光に依存しないフィードフォワード手法を使用する。
【００１９】
フィードフォワード法は、未記録のレーベル記録面で、図３の反射光のレベルが最大になるフォーカスアクチュエータの駆動力を学習して記憶し、その駆動力で、フォーカスアクチュエータをオープンループで駆動する方法である。
【００２０】
学習は、ディスク１回転の面振れ成分を、反射光から得られる信号を基に学習するのである。この場合ＤＣ成分とＡＣ成分に分けて保存する。学習データを使用する場合は、ディスクモータに設けられたＦＧにより同期をとり、保存された値をフォーカスアクチュエータに供給する。
【００２１】
この場合図３のようにシルク印刷で塗布されるレーベル記録面が粗い表面であるため、反射光から得られる信号の品質が悪い。このため、フォーカスサーボの安定度が悪く、前記学習の時の設定時間が長くなる。これは、信号品質の悪さを緩和するために、平均化手法を使用するためである。
【００２２】
本実施形態では、図１に示すように反射帯３ａ及び３ｂを設けて、反射光から得られる信号の品質を上げて、平均化回数を低減することができ、短時間の学習が可能になる。
【００２３】
図５は本発明が適用される光ディスク記録再生装置の構成を示すブロック図である。
【００２４】
光ディスク１００の表面にはスパイラル状にランドトラック及びグルーブトラックが形成されており、このディスク１００はスピンドルモータ６３によって回転駆動される。光ディスク１００に対する情報の記録、再生は、光ピックアップ６５によって行われる。光ピックアップ６５は、スレッドモータ６６とギアを介して連結されており、このスレッドモータ６６はスレッドモータ制御回路６８により制御される。
【００２５】
スレッドモータ制御回路６８に速度検出回路６９が接続され、この速度検出回路６９により検出される光ピックアップ６５の速度信号がスレッドモータ制御回路６８に送られる。スレッドモータ６６の固定部に、図示しない永久磁石が設けられており、駆動コイル６７がスレッドモータ制御回路６８によって励磁されることにより、光ピックアップ６５が光ディスク１００の半径方向に移動する。
【００２６】
光ピックアップ６５には、図示しないワイヤ或いは板バネによって支持された対物レンズ７０が設けられている。対物レンズ７０は駆動コイル７２の駆動によりフォーカシング方向（レンズの光軸方向）への移動が可能で、又駆動コイル７１の駆動によりトラッキング方向（レンズの光軸と直交する方向）への移動が可能である。
【００２７】
変調回路７３は情報記録時にホスト装置９４からインターフェース回路９３を介して供給されるユーザデータを例えば８−１４変調（ＥＦＭ）して、ＥＦＭデータを提供する。レーザ制御回路７５は情報記録時（マーク形成時）に、変調回路７３から供給されるＥＦＭデータに基づいて、書き込み用信号をレーザダイオード７９に提供する。又、レーザ制御回路７５は情報読取り時に、前記書き込み信号より小さい読取り用信号をレーザダイオード７９に提供する。
【００２８】
フォトダイオードにより構成されるフロントモニターＦＭはレーザダイオード７９が発生するレーザ光の光量つまり発光パワーを検出し、検出電流をレーザ制御回路７５に供給する。レーザ制御回路７５はフロントモニターＦＭからの検出電流に基づいて、ＣＰＵ９２により設定された再生時レーザパワー及び記録時レーザパワーで発光するように、レーザダイオード７９を制御する。
【００２９】
レーザダイオード７９はレーザ制御回路７５から供給される信号に応じてレーザ光を発生する。レーザダイオード７９から発せられるレーザ光は、コリメータレンズ８０、ハーフプリズム８１、対物レンズ７０を介して光ディスク１００上に照射される。光ディスク１００からの反射光は、対物レンズ７０、ハーフプリズム８１、集光レンズ８２、およびシリンドリカルレンズ８３を介して、光検出器８４に導かれる。
【００３０】
光検出器８４は、例えば４分割の光検出セルから成り、これら光検出セルの検知信号はＲＦアンプ８５に出力される。ＲＦアンプ８５は光検知セルからの信号を処理し、ジャストフォーカスからの誤差を示すフォーカスエラー信号ＦＥ、レーザ光のビームスポット中心とトラック中心との誤差を示すトラッキングエラー信号ＴＥ、及び光検知セル信号の全加算信号であるＲＦ信号を生成する。
【００３１】
フォーカスエラー信号ＦＥはフォーカシング制御回路８７に供給される。フォーカシング制御回路８７はフォーカスエラー信号ＦＥに応じてフォーカス駆動信号を生成する。フォーカス駆動信号はフォーカシング方向の駆動コイル７１に供給される。これにより、レーザ光が光ディスク１００の記録膜上に常時ジャストフォーカスとなるフォーカスサーボが行われる。
【００３２】
トラッキングエラー信号ＴＥはトラッキング制御回路８８に供給される。トラッキング制御回路８８はトラッキングエラー信号ＴＥに応じてトラック駆動信号を生成する。トラッキング制御回路８８から出力されるトラック駆動信号は、トラッキング方向の駆動コイル７２に供給される。これによりレーザ光が光ディスク１００上に形成されたトラック上を常にトレースするトラッキングサーボが行われる。
【００３３】
上記フォーカスサーボおよびトラッキングサーボがなされることで、光検出器８４の各光検出セルの出力信号の全加算信号ＲＦには、記録情報に対応して光ディスク１００のトラック上に形成されたピットなどからの反射光の変化が反映される。この信号は、データ再生回路７８に供給される。データ再生回路７８は、ＰＬＬ回路７６からの再生用クロック信号に基づき、記録データを再生する。
【００３４】
上記トラッキング制御回路８８によって対物レンズ７０が制御されているとき、スレッドモータ制御回路６８により、対物レンズ７０がＰＵＨ６５内の所定位置近傍に位置するようスレッドモータ６６つまりＰＵＨ６５が制御される。
【００３５】
モータ制御回路６４、スレッドモータ制御回路６８、レーザ制御回路７３、ＰＬＬ回路７６、データ再生回路７８、フォーカシング制御回路８７、トラッキング制御回路８８、エラー訂正回路６２等は、バス８９を介してＣＰＵ９０によって制御される。ＣＰＵ９０はインターフェース回路９３を介してホスト装置９４から提供される動作コマンドに従って、この記録再生装置を総合的に制御する。又ＣＰＵ９０は、ＲＡＭ９１を作業エリアとして使用し、ＲＯＭ９２に記録された本発明によるプログラムを含む制御プログラムに従って所定の動作を行う。
【００３６】
以下、本発明に係る表面粗度の悪いディスク表面（レーベル面）に対するレーザ光のフォーカス制御について説明する。
【００３７】
図６はディスク表面を反射した反射光に基づくフォーカスエラー信号と和信号特性を示す図である。
【００３８】
光ディスク装置では、レーザ光が一定の厚さのメディアを通過して記録層表面に到達した点で収差がキャンセルされるように光学設計されている。従って、ディスクのレーベル面の表面にレーザ光を当てた時は、図6に示すように球面収差によってフォーカスエラー信号の０点と和信号最大ポイント（これが所望のジャストフォーカス点）とが異なる。和信号最大ポイントはフォーカスエラー信号特性のＳ字端にあるため、フォーカスエラー信号を用いて和信号最大点にサーボをかけることはできない。この結果、レーベル面に鮮明な文字や絵等の像を印刷することができない。
【００３９】
そこで本発明では、表面粗度の悪いディスクの表面に対して、レーザ光の焦点を合わせる際、反射帯３ａ又は３ｂのようにディスク上に設けられた表面粗度が良く、反射率の高い部分に移動し、フォーカスエラー信号を用いてフィードバック制御をかける。サーボゲイン調整、各種信号のオフセット調整等をこの状態で行う。又、フィードバック制御させた状態でフォーカス駆動指示値をメモリに取り込み、その後はフィードバック制御をＯＦＦにし、メモリの値を用いてフィードフォワード制御を行う。フィードフォワード制御をかけた状態で和信号が最大になるように指示電圧にオフセットを加えることでフォーカスＳ字０点と和信号最大点との差分をキャンセルする。
【００４０】
以下、本発明による動作の一実形態を詳細に説明する。図７は表面粗度の悪いディスクの表面に対して、レーザ光の焦点を合わせる際の動作を示すフローチャートである。このフローチャートの各ステップは、ＣＰＵ９０が図５に示すような光ディスク装置内の対応するブロックを制御することにより実行される。
【００４１】
ＳＴ１１：  最初にディスク上に用意された表面粗度が良く、反射率の高い部分に移動し、フォーカスエラー信号を用いてフィートバック制御をかける。サーボゲイン調整、各種信号のオフセット調整等をこの状態で行う。
【００４２】
ＳＴ１２：  フォーカスエラー信号をカットオフ周波数５ｋＨｚ以下のＬＰＦを通してサーボに用いる。
【００４３】
ＳＴ１３：  フィードバック制御させた状態でフォーカス駆動指示値をメモリに取り込み、その後はフィードバック制御をＯＦＦにし、メモリの値を用いてフィードフォワード制御を行う。メモリに取り込む際はディスク表面の凹凸に追従した成分を除外するため、カットオフ１ｋＨｚ以下のＬＰＦを通す。
【００４４】
ＳＴ１４：  フィードフォワード制御をかけた状態で和信号が最大になるように指示電圧にオフセットを加える。
【００４５】
ＳＴ１５：  表面粗度が良い部分でフォーカスエラー信号０点と和信号最大とのフォーカス指示電圧の違いを学習しておき、表面粗度が悪い部分での補正に用いる。
【００４６】
ＳＴ１６：  反射率の高い部分と低い部分とで、信号振幅が略同一になるようにレーザパワーを変える。
【００４７】
ＳＴ１７：  表面粗度の悪い部分のサーボゲインは、フォーカス信号振幅、または和信号振幅をサーボゲイン調整を実施した個所と表面粗度の悪い部分とで比較し、振幅に応じてサーボゲインを増減することで調整する。そして、レーザ光による文字や絵の可視画像の記録を開始する。 
ＳＴ１８：  新たなポイントでフォーカス制御信号を取り込む際は、フォーカスエラー信号を用いたフィードバック制御を再実行する。引き込み動作の際はフィードフォワード信号は引き続き出した状態でフォーカスサーチ駆動電圧をアクチュエータに加えてアクチュエータを上下させ、フォーカスポイントでフォーカスサーボをＯＮしてサーボをかける。
【００４８】
このようにして、ディスク表面に対して、高速かつ正確にレーザ光の焦点を合わせることができる。
【００４９】
以上の説明はこの発明の実施の形態であって、この発明の装置及び方法を限定するものではなく、様々な変形例を実施することができる。そのような変形例も本発明に含まれるものである。又、各実施形態における構成要素、機能、特徴あるいは方法ステップを適宜組み合わせて構成される装置又は方法も本発明に含まれるものである。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の一実施形態に係る光ディスクの構造を示す図である。
【図２】ＣＤディスクの情報記録面にＣＤレーザーとその光学系を用いて、検出されたフォーカスエラー信号と反射光信号を示す図である。
【図３】シルク印刷を用いたレーベル記録面にＣＤレーザーとその光学系を用いて、検出されたフォーカスエラー信号と反射光信号を示す図である。
【図４】アルミ蒸着により形成された反射帯にＣＤレーザーとその光学系を用いて、検出されたフォーカスエラー信号と反射光信号を示す図である。
【図５】本発明が適用される光ディスク記録再生装置の構成を示すブロック図である。
【図６】ディスク表面を反射した反射光に基づくフォーカスエラー信号と和信号特性を示す図である。
【図７】表面粗度の悪いディスクの表面に対して、レーザ光の焦点を合わせる際の動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００５１】
６３…スピンドルモータ、７０…対物レンズ、７１、７２…レンズ駆動コイル、７９…レーザダイオード、８０…コリメータレンズ、８１…ハーフプリズム、８２…集光レンズ、８３…シリンドリカルレンズ、ＦＭ…フロントモニタ、１００…光ディスク。
【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】
2005339652.tif 000007
【図６】
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【図７】
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