(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ディスクへの光の照射およびその反射光の検出を、光ディスクの回転により光ディスクの表面に対して浮上する浮上体に配された集光光学手段を介して行うと共に、上記反射光から検出されたフォーカスエラー信号の大きさを基準量以下に小さくするように、光ディスクの回転速度を制御することを特徴とする光ディスクのフォーカス制御方法。
【請求項２】
光ディスクへの光の照射およびその反射光の検出を、光ディスクの回転により光ディスクの表面に対して浮上する浮上体に配された集光光学手段を介して行うと共に、上記反射光から検出されたフォーカスエラー信号の極性に応じて、該フォーカスエラー信号の大きさおよび上記反射光の光量の最大値からの差分の少なくとも一方を基準量以下に小さくするように、光ディスクの回転速度を制御することを特徴とする光ディスクのフォーカス制御方法。
【請求項３】
光ディスクへの光の照射およびその反射光の検出を、光ディスクの回転により光ディスクの表面に対して浮上する浮上体に配された集光光学手段を介して行うように構成された光ディスク装置において、
上記反射光を受光する光検出器の出力に基づいて検出されたフォーカスエラーを、光ディスクの回転駆動系にフィードバックして光ディスクの回転速度を制御するフィードバックループを備えたことを特徴とする光ディスク装置。
【請求項４】
光ディスクへの光の照射およびその反射光の検出を、光ディスクの回転により光ディスクの表面に対して浮上する浮上体に配された集光光学手段を介して行うように構成された光ディスク装置において、
上記反射光を受光する光検出器の出力に基づいて検出されたフォーカスエラーおよび反射光量の誤差量を、光ディスクの回転駆動系にフィードバックして光ディスクの回転速度を制御するフィードバックループを備えたことを特徴とする光ディスク装置。
【請求項５】
光ディスクへの光の照射およびその反射光の検出を、光ディスクの回転により光ディスクの表面に対して浮上する浮上体に配された集光光学手段を介して行うように構成された光ディスク装置において、
上記反射光を受光する光検出器の出力に基づいて検出されたフォーカスエラー信号および反射光量の誤差量の少なくとも一方を、光ディスクの回転駆動系にフィードバックし、フォーカスエラー信号の極性に応じて、光ディスクの回転速度を制御するフィードバックループを備えたことを特徴とする光ディスク装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、少なくとも光ビームを用いて、情報の再生、記録および消去のうち、少なくとも１つの動作を行う光ディスク装置と、光ディスクのフォーカス制御方法とに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、情報の再生、記録および消去を行うことができる光ディスクの開発が進展したことにより、民生用やデータ保存用として光ディスクの普及が顕著になっている。現在、その高密度化、大容量化へのさらなる要望を満たす研究が、鋭意進められている。
【０００３】
光ディスクの高密度化、大容量化を図るためには、光ディスクに記録情報を実体化するマーク（記録ビット）をより小さくした状態で、情報を再生、記録できるようにすればよい。このためには、光ディスクに照射された光ビームのスポット径を小さくすることが考えられる。
【０００４】
原理的には、光ビームのスポット径は、λ／ＮＡに比例する。
（λ：光の波長、ＮＡ：対物レンズの開口数）
したがって、短波長化、高ＮＡ化を図ることによって、ビームスポットの小径化を達成できる。ただし、開口数ＮＡが大きくなれば焦点深度が浅くなるため、光ディスクのチルト（傾き）の影響が大きくなる点を考慮して、従来のように基板側から光を入射させるのではなく、基板上に積層した記録膜等の表面側（以下、膜面側と呼ぶ）から光を入射させることが検討されている。
【０００５】
このような場合、例えば、特開平１−２２０２３５号公報（１９８９年９月１日公開）に開示された光ピックアップのように、対物レンズを浮上スライダー上に形成し、光ディスクの回転により対物レンズを浮上スライダーと共に光ディスクから浮上させ、一定の浮上量を得ることによって、フォーカスを制御する方法を採用することができる。
【０００６】
一方、高ＮＡ化のためには、対物レンズを球面状の１枚レンズで実現しようとすると、光学特性等の諸特性を所望通りに加工作製するのが難しくなるため、２枚のレンズを組み合わせて、高ＮＡ化に対応することが提案されている。
【０００７】
ところで、２枚組みレンズ構成の対物レンズの場合、フォーカス制御を行うためには、２枚のレンズのうち少なくとも１枚のレンズを駆動することで、フォーカスを制御することが、原理的には可能である。しかし、実際には、収差を発生させないようにレンズの姿勢を維持した状態で駆動することは困難なので、今の技術水準では２枚のレンズを固定した状態で、すなわち一体物の光学部品として扱わざるを得ない。
【０００８】
そこで、上述の浮上スライダーと２枚組みレンズ構成の対物レンズとを組み合わせることによって、光ディスクのチルトの影響を小さくし、高密度記録再生に対応可能とすることが考えられる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記の特開平１−２２０２３５号公報には、対物レンズを浮上スライダーと共に光ディスクから浮上させることによって、一定の浮上量が得られるので、フォーカス方向のサーボ系が不要になるとの記載しかなく、浮上量を調節してフォーカスを制御することには全く触れられていない。
【００１０】
したがって、光ディスクの半径位置や、記録膜を保護する保護膜の厚さムラ等で浮上量が変動したり、対物レンズと記録膜との距離が変動した場合、どのように対応するかという技術的課題が未解決のままである。
【００１１】
さらに、高ＮＡ対物レンズでは、既に説明したように焦点深度が浅く、対物レンズと光ディスクの表面とが接近しているため、フォーカス引き込み動作によって対物レンズの動きが大きくなるフォーカスエラー信号の初期検出時に、光ディスクとのクラッシュが起こりやすくなってしまうという問題点が有る。
【００１２】
本発明は、これらの問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、高開口数の集光光学手段を用いた場合のフォーカス制御を安定させ、信頼性の高い高密度記録再生を行うことができる光ディスク装置と、光ディスクのフォーカス制御方法とを提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
・本発明に係る光ディスクのフォーカス制御方法は、上記の課題を解決するために、光ディスクへの光の照射およびその反射光の検出を、光ディスクの回転により光ディスクの表面に対して浮上する浮上体に配された集光光学手段を介して行うと共に、上記反射光から検出されたフォーカスエラー信号の大きさを基準量以下に小さくするように、光ディスクの回転速度を制御することを特徴としている。
【００１４】
ここで、集光光学手段とは、入射した光を光ディスクに向けて集光し、光ディスクで反射された反射光を入射側へ返す機能を有する光学手段であって、光ディスクの回転により光ディスクの表面に対して浮上する浮上体に配することが可能な光学手段であれば、具体的な形態は問われない。例えば、１枚の対物レンズ、複数枚のレンズから成る組み合わせ型の対物レンズ、集光型回折光学素子（グレーティング、ホログラム等）等が含まれる。
【００１５】
上記の構成によれば、集光光学手段が配された浮上体の浮上量は、光ディスクと浮上体との対向面同士の距離であり、光ディスクの回転速度によって変化するのに対し、フォーカスエラーは、光ディスクの表面よりも内部に形成された記録膜の表面と集光光学手段の焦点とのズレ量である。したがって、光ディスクの表面と記録膜の表面との距離が光ディスクの位置によらず一定であれば、光ディスクのある回転速度でフォーカスエラーが０になったときに、その回転速度（光ディスクと浮上体との相対的な回転速度）が同じである限り、浮上体の浮上量が一定になるので、フォーカスエラーが０の状態を維持できる。
【００１６】
ところが、光ディスクの製造時等に、光ディスクの表面と記録膜の表面との距離にムラが発生した場合、光ディスクのある回転速度でフォーカスエラーが０になったとしても、その回転速度を同じ大きさに保つと、浮上体の浮上量が光ディスク上の位置によらず一定になることが災いして、光ディスクの表面と記録膜の表面との距離のムラが、そのままフォーカスエラーにつながってしまう。すなわち、光ディスクの表面と記録膜の表面との距離が大きい部位では、集光光学手段の焦点は記録膜の表面に届かなくなり、逆に、光ディスクの表面と記録膜の表面との距離が小さい部位では、集光光学手段の焦点は記録膜の表面を越えて、より深部に結ばれてしまう。
【００１７】
そこで、本発明の方法のように、集光光学手段を介した反射光から検出されたフォーカスエラー信号の大きさを基準量（０±許容値）以下に小さくするように、光ディスクの回転速度を制御すると、光ディスクの表面と記録膜の表面との距離が大きい部位では、回転速度を落とすことになり、浮上体の浮上量を小さくする結果、集光光学手段の焦点をより深部へ移動させ記録膜の表面に届かせることができる。また、光ディスクの表面と記録膜の表面との距離が小さい部位では、回転速度を上げることになり、浮上体の浮上量を大きくする結果、集光光学手段の焦点を深部から記録膜の表面に戻して結ばせることができる。
【００１８】
これにより、光ディスクへの光の照射およびその反射光の検出を、光ディスクの回転により光ディスクの表面に対して浮上する浮上体に配された集光光学手段を介して行う、光ディスクの記録、再生、消去の各方法において、光ディスクの表面と記録膜の表面との距離にムラが存在していたとしても、記録膜の表面に集光光学手段の焦点を常に結ばせて、フォーカス制御の安定化を図ることができる。
【００１９】
したがって、光ディスクの基板上に積層した記録膜等の表面側、すなわち膜面側から、焦点深度の浅い、高ＮＡの集光光学手段を介して光を照射する場合でも、その高ＮＡの集光光学手段を上記の浮上体に配した構成によって、容易にジャストフォーカス状態を維持することができる。よって、高ＮＡの集光光学手段を使用することによる、高密度記録再生の実用化を達成することができる。
【００２０】
・本発明に係る光ディスクのフォーカス制御方法は、上記のように光ディスクの回転速度を制御するにあたって、上記反射光から検出されたフォーカスエラー信号の極性に応じて、該フォーカスエラー信号の大きさおよび上記反射光の光量の最大値からの差分の少なくとも一方を基準量以下に小さくするようにしてもよい。
【００２１】
これによれば、反射光から検出されたフォーカスエラー信号の極性は、集光光学手段の焦点が記録膜の表面に対して、浅い方にずれているのか、深い方にずれているのかを表すものなので、その極性に応じて、該フォーカスエラー信号の大きさを基準量以下に小さくする方法は、既に説明した、フォーカスエラー信号の大きさを基準量以下に小さくすることと実質的に同じことである。
【００２２】
また、反射光の光量は、集光光学手段の焦点が記録膜の表面から浅い方へずれても、深い方へずれても、いずれにしてもジャストフォーカス状態に比べて弱くなることが実験的に確かめられている。
【００２３】
そこで、上記のように、フォーカスエラー信号の極性によって、集光光学手段の焦点が記録膜の表面に対して、浅い方または深い方のどちらにずれているのかを決定した上で、反射光の光量の最大値からの差分を、基準量以下に小さくするように光ディスクの回転速度を制御しても、適切なフォーカス制御を実施することができる。
【００２４】
さらに、フォーカスエラー信号の大きさおよび上記反射光の光量の最大値からの差分の双方を、それぞれの基準量以下に小さくするように光ディスクの回転速度を制御すれば、フォーカス制御の精度を一層上げることができる。
【００２５】
・本発明に係る光ディスク装置は、上記の課題を解決するために、光ディスクへの光の照射およびその反射光の検出を、光ディスクの回転により光ディスクの表面に対して浮上する浮上体に配された集光光学手段を介して行うように構成された光ディスク装置において、上記反射光を受光する光検出器の出力に基づいて検出されたフォーカスエラーを、光ディスクの回転駆動系にフィードバックして光ディスクの回転速度を制御するフィードバックループを備えたことを特徴としている。
【００２６】
これにより、光ディスクのフォーカス制御方法として既に説明したように、上記のフィードバックループによって、フォーカスエラー信号の極性および大きさに基づいて光ディスクの回転速度を制御し、安定したフォーカス制御を実施することができる。
【００２７】
したがって、高ＮＡの集光光学手段を使用して高密度記録再生を行う光ディスク装置の実用化を達成することができる。
【００２８】
・本発明に係る光ディスク装置では、上記のフィードバックループを、上記反射光を受光する光検出器の出力に基づいて検出されたフォーカスエラーおよび反射光量の誤差量を、光ディスクの回転駆動系にフィードバックして光ディスクの回転速度を制御するように構成してもよい。
【００２９】
これにより、光ディスクのフォーカス制御方法として既に説明したように、フォーカスエラー信号の極性と、フォーカスエラー信号および反射光量信号の大きさとに基づいて光ディスクの回転速度を制御することによって、より高精度のフォーカス制御を実施することができる。
【００３０】
したがって、高ＮＡの集光光学手段を使用した高密度記録再生の信頼性をより高めた光ディスク装置の実用化を達成することができる。
【００３１】
なお、本発明に係る光ディスク装置では、上記のフィードバックループを、上記反射光を受光する光検出器の出力に基づいて検出されたフォーカスエラー信号および反射光量の誤差量の少なくとも一方を、光ディスクの回転駆動系にフィードバックし、フォーカスエラー信号の極性に応じて、光ディスクの回転速度を制御するように構成してもよい。
【００３２】
また、本発明の光ディスク装置は、光ディスクの膜面側から光を入射させ、フォーカスを対物レンズと光ディスク表面との距離で制御し、再生、記録および消去する光ディスク装置において、検出されたフォーカスエラー信号を光ディスクの回転数にフィードバックさせることにより、線速を制御することを特徴としてもよい。これにより安定したフォーカス状態を得ることができる。
【００３３】
さらに、本発明の光ディスク装置は、光ディスクの膜面側から光を入射させ、フォーカスを対物レンズと光ディスク表面との距離で制御し、再生、記録および消去する光ディスク装置において、フォーカスエラー信号と光ディスクからの反射光量を検出しディスクの回転数にフィードバックさせることにより、線速を制御することを特徴としてもよい。これにより、より安定したフォーカスを掛けることができる。
【００３４】
なお、以上に記載した光ディスクは、情報の記録、再生、消去の少なくともいずれかを実行するにあたって、光ディスクに集光させた光を用いるディスク状のあらゆる記録媒体を対象とする。したがって、光ディスクを構成する各種膜の積層数、材質、サイズ、特性、形成方法等は何ら限定されるものではない。
【００３５】
【発明の実施の形態】
〔実施の形態１〕
本発明に係る光ディスク装置および光ディスクのフォーカス制御方法の実施の一形態について図１に基づいて説明すれば、以下のとおりである。
【００３６】
図１は本実施の形態に係る光ディスク装置の概略構成図を示している。同図中、１は光ディスク、２は基板、３は情報の記録再生および消去を担う記録層、４は記録層３を保護する保護コート膜である。また、光ディスク装置の光学系として、５は対物レンズ（集光光学手段）、５ａは対物レンズ５を搭載して光ディスク１の回転により浮上するスライダ（浮上体）、６はビームスプリッタ、７は絞り込みレンズ、８はシリンドリカルレンズ、９は光検出器である。さらに、光ディスク装置のフォーカス制御系として、１０は信号処理回路、１１は制御部、１２は駆動モータ、１３は回転駆動部を示す。
【００３７】
本発明の光ディスク装置の概略的特徴は以下のとおりである。
【００３８】
(1) 光ディスク１の回転により光ディスク１の表面に対して浮上するスライダ５ａに、高開口数の対物レンズ５を配する。
【００３９】
(2) 光ディスク１への光の照射およびその反射光の検出を、対物レンズ５を介して行う。
【００４０】
(3) 記録層３に集光される光のフォーカスは、スライダ５ａの浮上量、すなわち光ディスク１の回転速度によって制御される。
【００４１】
(4) 制御部１１は、光検出器９が受光した反射光から生成したフォーカスエラー信号の大きさを基準量以下に小さくするように、回転駆動部１３によって制御される光ディスク１の回転速度をフィードバック制御する。
【００４２】
以下、本発明について詳細に説明する。
【００４３】
光ディスク１において、基板２上に積層された記録層３は、図１中には示していないが、透明誘電体層、光磁気記録層、保護層および反射層等から構成されている。光磁気記録層は、室温で保磁力の大きなＴｂＦｅＣｏ、ＤｙＦｅＣｏまたは、ＴｂＤｙＦｅＣｏ等で構成されている。また、光磁気記録層を複数の磁性層で構成することにより、ＭＳＲ（磁気超解像；magnetically induced super resolution ）効果や磁区拡大効果を持たせてもよい。
【００４４】
記録層３上に積層された保護コート膜４は、例えば紫外線硬化樹脂からなり、スピンコート法で紫外線硬化樹脂を塗布後、紫外線を照射することによって硬化されている。
【００４５】
対物レンズ５は、スライダ５ａ（浮上体）に取り付けられたレンズ間隔一定の２枚のレンズから構成され、開口数ＮＡが0.8 〜0.9 に設定されている。また、光ディスク１の回転により光ディスク１に対して浮上するスライダ５ａの、ある浮上量でフォーカスできるように、すなわち焦点が記録層３に結ばれるようにレンズ設計されている。
【００４６】
上記スライダ５ａは、図示していないが、例えば板ばねからなるサスペンションで支持されており、線速（光ディスク１とスライダ５ａとの相対的な線速度）によって、光ディスク１からの浮上量が制御される。なお、光は、基板２側からではなく、基板２上に積層された記録層３および保護コート膜４の上面側、すなわち膜面側から光ディスク１に照射される。したがって、スライダ５ａは、光ディスク１の膜面側の表面上において、光ディスク１の回転による浮上力を得る。
【００４７】
本実施の形態の光ディスク装置において、フォーカス制御は、例えば４分割検出素子が組み込まれた光検出器９によって検出されたフォーカスエラー信号に基づいて光ディスク１の回転速度を制御し、その結果として対物レンズ５の光ディスク１に対する浮上量を制御することで行う。
【００４８】
そのために、光ディスク装置は、光ディスク１からの反射光を受光する光検出器９の出力に基づいて検出されたフォーカスエラーを、光ディスク１の回転駆動系にフィードバック（線速にフィードバック）して光ディスク１の回転速度を制御するフィードバックループを備えている。これにより、スライダ５ａの浮上量を制御し、安定したフォーカス状態を得ることができる。
【００４９】
具体的には、上記フィードバックループは、光検出器９、信号処理回路１０、制御部１１、回転駆動部１３、および駆動モータ１２によって構成される。信号処理回路１０は、光検出器９の出力から、記録層３の集光すべき位置と対物レンズ５の焦点とのフォーカス方向のズレを示すフォーカスエラー信号を生成する。
【００５０】
制御部１１は、特にフォーカス制御について、フォーカスエラー信号の大きさが０、または基準量（０±許容値）以下に収束するように、駆動モータ１２の回転速度を制御するための制御信号を生成して回転駆動部１３に出力する。回転駆動部１３は、その制御信号から、駆動モータ１２の回転速度を目標値に収束させる駆動信号を生成して駆動モータ１２に出力する。
【００５１】
上記の構成において、保護コート膜４は、スピンコート法で紫外線硬化樹脂を塗布することにより形成されているため、遠心力の影響で、その膜厚は外周程、厚くなっている。つまり、保護コート膜４の表面と、保護コート膜４に接する記録層３の上面との距離が、光ディスク１の半径位置によって異なっていることになる。
【００５２】
この状態で、光ディスク１の線速を一定に制御すると、スライダ５ａが受ける浮上力の大きさが一定になるため、スライダ５ａの浮上量が一定に維持されてしまう。ところが、既に説明したとおり、光ディスク１の外周程、保護コート膜４の表面が記録層３の上面から遠ざかっているため、スライダ５ａの浮上量を半径位置によらず一定に維持すると、図１からも明らかなように、対物レンズ５の焦点は、光ディスク１の外周程、記録層３の上方へ外れていくことになる。言い換えれば、対物レンズ５の焦点は、光が入射する光ディスク１の表面と記録層３の集光すべき位置との距離のムラに従って、ジャストフォーカス位置から外れる。
【００５３】
そこで、光ディスク１の線速を制御し、保護コート膜４の膜厚分布を考慮して浮上量を変更すると、保護コート膜４の膜厚ムラの影響を受けることなく、対物レンズ５と記録層３の集光すべき位置との距離を一定に保って、ジャストフォーカス状態を維持することができる。また、線速の制御は、各半径位置毎に行うことが、ハードウエアおよびソフトウエアの負荷の適切度の点から好ましい。さらに、光ディスク１にリング状の領域を複数設定し、領域に応じて線速を変えるようにすれば、ハードウエアおよびソフトウエアの負荷をより軽減することができる。
【００５４】
フォーカスエラー信号を検出するための光学系は、図１に示したとおりである。光検出器９の近傍に配された図示しない光源（半導体レーザ）から出射された光は、シリンドリカルレンズ８、絞り込みレンズ７を経て、ビームスプリッタ６により対物レンズ５の方へ向けられる。対物レンズ５によって記録層３に集光された光の反射光は、逆進してビームスプリッタ６により光検出器９の方に向けられる。この際、反射光は、絞り込みレンズ７、シリンドリカルレンズ８を経由して光検出器９によって受光される。
【００５５】
図２（ａ）〜（ｃ）に、光検出器９に組み込まれた４分割検出素子の受光面に形成される反射光の光スポットＰ１〜Ｐ３の形状を示す。同図中、αからδの記号は各検出素子を示し、灰色（ハッチング）の部分は反射光（検出光）の光スポットＰ１〜Ｐ３を示している。
【００５６】
ジャストフォーカス状態では、図２（ｂ）に示すように、光スポットＰ２は真円形状をなし、４つの検出素子α〜δに反射光が均等に受光される。そこで、各検出素子α〜δの出力信号をＳα、Ｓβ、Ｓγ、Ｓδとして、（Ｓα＋Ｓγ）―（Ｓβ＋Ｓδ）の演算式に従って信号処理回路１０でフォーカスエラー信号を求めると、その大きさはゼロレベル相当を示す。なお、実際には、迷光等の外乱の影響があるため、それを考慮してある基準値が設けられる。
【００５７】
対物レンズ５がジャストフォーカス状態よりも記録層３に近づくと、図２（ａ）に示すように、光スポットＰ１は縦長の楕円形状になり、（Ｓα＋Ｓγ）―（Ｓβ＋Ｓδ）の演算を行うと、基準値に誤差量がプラスされた（プラス極性と称する）フォーカスエラー信号が得られる。
【００５８】
反対に、対物レンズ５がジャストフォーカス状態よりも記録層３から遠ざかると、図２（ｃ）に示すように、図２（ａ）の楕円に対して長径が直交する横長の楕円形状になり、（Ｓα＋Ｓγ）―（Ｓβ＋Ｓδ）の演算を行うと、基準値から誤差量がマイナスされた（マイナス極性と称する）のフォーカスエラー信号が得られる。
【００５９】
ここで、プラス極性のフォーカスエラー信号が得られれば、対物レンズ５と記録層３との距離が近くなってきているため、光ディスク１の線速を速くするよう回転数にフィードバックすれば、スライダ５ａの浮上量を大きくすることができる。
【００６０】
具体的には、プラス極性のフォーカスエラー信号が、信号処理回路１０から制御部１１に入力されると、制御部１１は、対物レンズ５と記録層３との距離が近くなってきていると判断し、光ディスク１の線速を速くするように回転駆動部１３に指令する。このとき、制御部１１は、フォーカスエラー信号の基準値に対してプラスされた誤差量の大きさに応じて、線速の増加量を指定する制御信号を回転駆動部１３に対して出力する。回転駆動部１３は、この制御信号に基づいて、光ディスク１の線速を増加させる駆動信号を生成し、駆動モータ１２に出力する。この結果、駆動モータ１２は光ディスク１の回転数を上げる。
【００６１】
この線速を速くするフィードバック制御を、フォーカスエラー信号の大きさが基準値以下に収束するまで行えばよい。これによって、安定したジャストフォーカス状態を得ることができる。
【００６２】
反対に、マイナス極性のフォーカスエラー信号が得られれば、対物レンズ５と記録層３との距離が遠くなっているので、光ディスク１の線速を遅くするよう回転数にフィードバックすれば、スライダ５ａの浮上量を小さくすることができる。
【００６３】
具体的には、マイナス極性のフォーカスエラー信号が、信号処理回路１０から制御部１１に入力されると、制御部１１は、対物レンズ５と記録層３との距離が遠くなってきていると判断し、光ディスク１の線速を遅くするように回転駆動部１３に指令する。このとき、制御部１１は、フォーカスエラー信号の基準値に対してマイナスされた誤差量の大きさに応じて、線速の減少量を指定する制御信号を回転駆動部１３に対して出力する。回転駆動部１３は、この制御信号に基づいて、光ディスク１の線速を減少させる駆動信号を生成し、駆動モータ１２に出力する。この結果、駆動モータ１２は光ディスク１の回転数を下げる。
【００６４】
この線速を遅くするフィードバック制御を、フォーカスエラー信号の大きさが基準値以下に収束するまで行えばよい。これによって、プラス極性のフォーカス信号が得られた時と同様、安定したジャストフォーカス状態を得ることができる。
【００６５】
本実施の形態において、基準値から５％プラスまたはマイナスにフォーカスエラー信号がずれた状態で、回転速度（または回転数）にフィードバックをかけると、Ｃ／Ｎを０．８ｄＢ程度改善することができた。
【００６６】
〔実施の形態２〕
本実施の形態では、実施の形態１に示したフォーカスエラー信号を回転数にフィードバックするのに加えて、光ディスク１からの反射光量もフィードバックするようになっている。
【００６７】
反射光量は、実施の形態１で示した図２の光検出器９に入射した光量に相当し、各検出素子α〜δの出力信号Ｓα〜Ｓδの和、（Ｓα＋Ｓβ＋Ｓγ＋Ｓδ）の演算式によって表される。
【００６８】
ここで、対物レンズ５の開口数ＮＡを０．９、光の波長λを４１０ｎｍとし、浮上量の設計値からのずれ比と反射光量との関係を測定すると、以下の表１のようになる。表１で、反射光量比とは、ジャストフォーカス状態での所定浮上量における反射光量を１とした時と比較した比を示している。
【００６９】
【表１】
0004368537.tif 000002
【００７０】
表１より、反射光量は、ジャストフォーカス状態で最大となり、スライダ５ａの記録層３からの距離が変化してフォーカスがずれてくると、反射光量も減少することがわかる。例えば、反射光量が１０％減少している時、浮上量は設計値から２０％ずれている。したがって、例えば、反射光量が５％減少した場合に、反射光量の減少量（誤差量）を回転数にフィードバックするように設定すれば、浮上量のずれを１０％程度に抑制することができる。
【００７１】
ただし、表１からわかるように、反射光量は、浮上量が所定値より多くなっても少なくなっても減少する。このため、実施の形態１で記載したように、フォーカスエラー信号の極性からフォーカスエラーの発生方向を決定した上で、回転数に反射光量の誤差量をフィードバックすれば、安定に回転数の増減を制御することができる。
【００７２】
具体的には、プラス極性のフォーカスエラー信号が、信号処理回路１０から制御部１１に入力されると、制御部１１は、対物レンズ５と記録層３との距離が近くなってきていると判断し、光ディスク１の線速を速くするように回転駆動部１３に指令する。このとき、制御部１１は、信号処理回路１０から別に入力された反射光量信号の基準値に対してマイナスされた誤差量の大きさに応じて、線速の増加量を指定する制御信号を回転駆動部１３に対して出力する。回転駆動部１３は、この制御信号に基づいて、光ディスク１の線速を増加させる駆動信号を生成し、駆動モータ１２に出力する。
【００７３】
これとは反対に、マイナス極性のフォーカスエラー信号が、信号処理回路１０から制御部１１に入力されると、制御部１１は、対物レンズ５と記録層３との距離が遠くなってきていると判断し、光ディスク１の線速を遅くするように回転駆動部１３に指令する。このとき、制御部１１は、信号処理回路１０から別に入力された反射光量信号の基準値に対して、上記と同様にマイナスされた誤差量の大きさに応じて、線速の減少量を指定する制御信号を回転駆動部１３に対して出力する。回転駆動部１３は、この制御信号に基づいて、光ディスク１の線速を減少させる駆動信号を生成し、駆動モータ１２に出力する。
【００７４】
さらに、フォーカスエラー信号と反射光量信号の誤差量とを同時に回転数にフィードバックすることにより、より良好なフォーカス制御を行うことができる。すなわち、反射光量が減少し、フォーカスエラー信号の極性がプラスになれば、記録層３からの浮上量が小さくなってきているので、反射光量が元に戻って、その誤差量が反射光量に関する基準値以下に収束するまで、かつ、フォーカスエラー信号の大きさがフォーカスエラー信号に関する基準値以下に収束するまで、線速が速くなるように光ディスク１の回転数を上げればよい。
【００７５】
反対に、反射光量が減少し、フォーカスエラー信号の極性がマイナスになれば、記録層３からの浮上量が大きくなってきているので、反射光量が元に戻って、その誤差量が反射光量に関する基準値以下に収束するまで、かつ、フォーカスエラー信号の大きさがフォーカスエラー信号に関する基準値以下に収束するまで、線速が遅くなるように回転数を下げればよい。
【００７６】
これにより、より高精度で信頼性の高いフォーカス制御を実現することができる。
【００７７】
実施の形態１に加えて、反射光量を光検出器９を介して制御部１１でモニターし、最大光量から５％少なくなった時に、回転数に反射光量の誤差量をフィードバックし最大光量になるようにしたところ、Ｃ／Ｎの値を１．０ｄＢ改善することができ、改善の効果を実施の形態１より向上させることができた。
【００７８】
これら実施の形態によれば、光ディスク１の厚さムラ等により対物レンズ５の記録層３に対する距離が変化しても、光ディスク１の回転数にフィードバックすることでスライダ５ａの浮上量を補正することができるので、常に良好なフォーカス特性を得ることができる。
【００７９】
なお、本発明のフォーカス制御方法によって制御部１１が求めた光ディスク１の半径位置による回転速度（回転数）をメモリしておけば、そのメモリされた回転速度（回転数）を次回のフォーカス制御に用いて最初にラフな制御を行うようにすることにより、本発明のフォーカス制御にかかる時間を短縮することができる。
【００８０】
上記回転速度（回転数）は、光ディスク１を個々に識別する識別情報と対にしてメモリしてもよいし、本発明の光ディスク装置で使用可能な光ディスク１の種類（製造メーカー等）を表す種別情報と対にしてメモリしてもよい。前者のメモリ形態では、個々の光ディスク１に適応したラフなフォーカス制御を行うことができ、後者のメモリ形態では、例えば同一の製造メーカーが作製した同一規格の光ディスク１に共通したラフなフォーカス制御を行うことができる。
【００８１】
以上説明した光ディスク１は、光磁気ディスクに代表される繰り返し記録再生可能な光ディスクに限定されるものではなく、再生専用型の光ディスク、追記型光ディスク等に対しても、本発明を適用することができる。
【００８２】
また、対物レンズ５と光検出器９との間に配される光学系を、特開平１−２２０２３５号公報に開示されているように、Ｓｉ基板薄膜導波路上に全集積化した光集積ピックアップとして構成してもよい。
【００８３】
この場合、Ｓｉ基板薄膜導波路上に対物レンズ５のように機能する集光グレーティングカプラ（集光光学手段）、光検出器９として機能する４個のフォトダイオード、光ディスク１からの反射光を各フォトダイオードへ導くためのグレーティングビームスプリッタが集積化され、光集積ピックアップとして構成される。したがって、光集積ピックアップ自体が、スライダ５ａのように、光ディスク１の回転によって浮上する。
【００８４】
これにより、高ＮＡ化した光集積ピックアップを用いることで、光ディスク装置を一層薄型化および軽量化して、信頼性の高いフォーカス制御を実現し、良好な高密度記録再生を行うことができる。
【００８５】
【発明の効果】
・本発明に係る光ディスクのフォーカス制御方法は、以上のように、光ディスクへの光の照射およびその反射光の検出を、光ディスクの回転により光ディスクの表面に対して浮上する浮上体に配された集光光学手段を介して行うと共に、上記反射光から検出されたフォーカスエラー信号の大きさを基準量以下に小さくするように、光ディスクの回転速度を制御することを特徴としている。
【００８６】
それゆえ、光ディスクへの光の照射およびその反射光の検出を、光ディスクの回転により光ディスクの表面に対して浮上する浮上体に配された集光光学手段を介して行う、光ディスクの記録、再生、消去の各方法において、光ディスクの表面と、光を集光すべき記録膜の表面との距離にムラが存在していたとしても、フォーカスエラー信号の大きさを基準量以下に小さくするように、光ディスクの回転速度を制御することによって、浮上体の浮上量を補正することができるので、記録膜の表面に集光光学手段の焦点を常に結ばせることができる。
【００８７】
したがって、光ディスクの基板上に積層した記録膜等の表面側、すなわち膜面側から、焦点深度の浅い、高ＮＡの集光光学手段を介して光を照射する場合でも、容易にジャストフォーカス状態を維持することができる。よって、高ＮＡの集光光学手段を使用することによる、高密度記録再生の実用化を達成することができるという効果を奏する。
【００８８】
・本発明に係る光ディスクのフォーカス制御方法は、以上のように、光ディスクの回転速度を制御するにあたって、上記反射光から検出されたフォーカスエラー信号の極性に応じて、該フォーカスエラー信号の大きさおよび上記反射光の光量の最大値からの差分の少なくとも一方を基準量以下に小さくすることを特徴としている。
【００８９】
それゆえ、集光光学手段の焦点が記録膜の表面に対して、浅い方にずれているのか、深い方にずれているのかを表すフォーカスエラー信号の極性に応じて、該フォーカスエラー信号の大きさを基準量以下に小さくすることにより、上記と同様の作用効果を奏する。
【００９０】
また、反射光の光量は、フォーカスエラーが発生すると、ジャストフォーカス状態に比べて弱くなるので、フォーカスエラー信号の極性に応じて、反射光の光量の最大値からの差分を、基準量以下に小さくするように光ディスクの回転速度を制御することにより、適切なフォーカス制御を実施することができる。
【００９１】
したがって、本方法によっても、高ＮＡの集光光学手段を使用することによる、高密度記録再生の実用化を達成することができると共に、フォーカスエラー信号の大きさおよび上記反射光の光量の最大値からの差分の双方を、それぞれの基準量以下に小さくするように光ディスクの回転速度を制御することにより、一層良好なフォーカス制御を実施できるので、高密度記録再生の信頼性をさらに向上させることができるという効果を奏する。
【００９２】
・本発明に係る光ディスク装置は、以上のように、光ディスクへの光の照射およびその反射光の検出を、光ディスクの回転により光ディスクの表面に対して浮上する浮上体に配された集光光学手段を介して行うように構成された光ディスク装置において、上記反射光を受光する光検出器の出力に基づいて検出されたフォーカスエラーを、光ディスクの回転駆動系にフィードバックして光ディスクの回転速度を制御するフィードバックループを備えたことを特徴としている。
【００９３】
それゆえ、光ディスクのフォーカス制御方法として既に説明したように、上記のフィードバックループによって、フォーカスエラー信号の極性および大きさに基づいて光ディスクの回転速度を制御し、安定したフォーカス制御を実施することができるので、高ＮＡの集光光学手段を使用して高密度記録再生を行う光ディスク装置の実用化を達成することができるという効果を奏する。
【００９４】
・本発明に係る光ディスク装置では、さらに、上記のフィードバックループに関して、上記反射光を受光する光検出器の出力に基づいて検出されたフォーカスエラーおよび反射光量の誤差量を、光ディスクの回転駆動系にフィードバックして光ディスクの回転速度を制御する構成とすることもできる。
【００９５】
それゆえ、光ディスクのフォーカス制御方法として既に説明したように、フォーカスエラー信号の極性と、フォーカスエラー信号および反射光量信号の大きさとに基づいて光ディスクの回転速度を制御することによって、より高精度のフォーカス制御を実施することができるので、高ＮＡの集光光学手段を使用した高密度記録再生の信頼性をより高めた光ディスク装置の実用化を達成することができるという効果を奏する。
【００９６】
なお、本発明に係る光ディスク装置では、上記のフィードバックループを、上記反射光を受光する光検出器の出力に基づいて検出されたフォーカスエラー信号および反射光量の誤差量の少なくとも一方を、光ディスクの回転駆動系にフィードバックし、フォーカスエラー信号の極性に応じて、光ディスクの回転速度を制御するように構成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の光ディスク装置の一構成例を概略的に示す模式図である。
【図２】（ａ）〜（ｃ）は、光検出器に組み込まれた４分割検出素子と入射光の光スポットとの関係を示す説明図である。
【符号の説明】
１    光ディスク
２    基板
３    記録層
４    保護コート膜
５    対物レンズ（集光光学手段）
５ａ  スライダ（浮上体）
９    光検出器
１１    制御部
１２    駆動モータ（回転駆動系）
１３    回転駆動部（回転駆動系）
【図１】
0004368537.tif 000003
【図２】
0004368537.tif 000004