(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録用光源と対物レンズとを含む記録用光学系と、上記対物レンズを光軸方向に沿って移動させるための駆動機構と、フォーカス用光源からの光ビームを使用して上記対物レンズのフォーカス状態を検出し、該フォーカス状態に対応する信号を出力する第１のフォーカス用光学系と、上記記録用光源からの光ビームを使用して上記対物レンズのフォーカス状態を検出し、該フォーカス状態に対応する目標フォーカス位置信号を出力する第２のフォーカス用光学系と、上記第１及び第２のフォーカス用光学系の両方の出力信号に基づいて、上記駆動機構を制御する制御演算器とを有し、
上記第２のフォーカス用光学系は、上記記録用光源からの光ビームによってフォーカス状態を検出することができる時には、そのフォーカス状態に応じたフォーカス補正量を目標フォーカス位置信号として出力し、上記記録用光源からの光ビームによってフォーカス状態を検出することができない時には、目標フォーカス位置信号としてゼロを出力するように構成されているフォーカス制御装置。
【請求項２】
請求項１記載のフォーカス制御装置において、
上記第２のフォーカス用光学系はフォーカス状態を検出するためのフォーカス検出器と該フォーカス検出器からの出力を入力してフォーカス補正量を出力するフォーカス補正量演算器とを有するフォーカス制御装置。
【請求項３】
記録用光源と対物レンズとを含む記録用光学系と、上記対物レンズを光軸方向に沿って移動させるための駆動機構と、フォーカス用光源からの光ビームを使用して上記対物レンズのフォーカス状態を検出し、該フォーカス状態に対応する信号を出力する第１のフォーカス用光学系と、上記記録用光源からの光ビームを使用して、上記対物レンズのフォーカス状態を検出し、該フォーカス状態に対応する目標フォーカス位置信号を出力する第２のフォーカス用光学系と、上記第１及び第２のフォーカス用光学系の両方の出力信号に基づいて、上記駆動機構を制御する制御演算器とを有し、
上記第２のフォーカス用光学系は、上記記録用光源からの光ビームによってフォーカス状態を検出することができる時には、そのフォーカス状態に応じたフォーカス補正量を目標フォーカス位置信号として出力し、上記記録用光源からの光ビームによってフォーカス状態を検出することができない時には、目標フォーカス位置信号としてゼロを出力するように構成されている光ディスク原盤露光装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は記録媒体と対物レンズの間のフォーカス状態を制御するためのフォーカス制御装置及びそのようなフォーカス制御装置を使用して光ディスクに情報を記録するための光ディスク原盤露光装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図４を参照して従来の光ディスク原盤露光装置のフォーカス制御装置の例を説明する。このフォーカス制御装置は、記録用光源１１と光変調器１２と対物レンズ１４と含む記録用光学系を有する。記録媒体１０の上方に配置された対物レンズ１４は、直動モータ１６によって光軸方向に沿って移動することができるように構成されている。
【０００３】
このフォーカス制御装置は更に、フォーカス用光源２１とダイクロイックミラー２２とフォーカス検出器２５と制御演算器２７とを含むフォーカス用光学系を有する。
【０００４】
フォーカス用光源２１からの光Ｄ１は、ダイクロイックミラー２２によって偏向され対物レンズ１４によって集光され記録媒体１０に照射される。記録媒体１０を反射した光Ｄ２はダイクロイックミラー２２によって偏向されフォーカス検出器２５によって検出される。
【０００５】
フォーカス検出器２５は対物レンズ１４と記録媒体１０の間のフォーカス状態又は焦点誤差を検出し、その出力をフィードバック量として制御演算器２７に供給する。フォーカス検出器２５の出力は、例えば、加算器２６にて、目標フォーカス位置と比較されその偏差が制御演算器２７に出力される。
【０００６】
制御演算器２７は焦点誤差又は焦点のずれに対応した信号を直動モータ１６に供給する。直動モータ１６によって対物レンズ１４は光軸方向に沿って移動し、フォーカス状態が調整される。
【０００７】
記録媒体１０に対する対物レンズ１４のフォーカス状態が合焦状態となると、記録媒体１０に情報が記録される。記録用光源１１からの光Ｒ１は、光変調器１２によって変調されダイクロイックミラー２２を通過し、対物レンズ１４によって集光され記録媒体１０に照射される。それによって記録媒体１０に情報が記録される。
【０００８】
図５を参照して従来の光ディスク原盤露光装置のフォーカス制御装置の他の例を説明する。この例は、特開平５−５４４０７号及び特開平８−７７６１７号に記載されたものである。このフォーカス制御装置は、記録用光源１１と光変調器１２と四分の一波長板１３と対物レンズ１４と含む記録用光学系を有する。記録媒体１０の上方に配置されている対物レンズ１４は、直動モータ１６によって光軸方向に沿って移動するように構成されている。
【０００９】
このフォーカス制御装置は更に、フォーカス用光源２１とダイクロイックミラー２２と第１のフォーカス検出器２５と第１の制御演算器２７とを含む第１のフォーカス用光学系と、ビームスプリッタ３２と集光レンズ３３と第２のフォーカス検出器３５と第２の制御演算器３７とを含む第２のフォーカス用光学系を有する。
【００１０】
第１のフォーカス用光学系はフォーカス用光源２１からの光ビームによってフォーカス制御を行い、記録媒体１０に情報を記録しない非記録時に使用される。第２のフォーカス用光学系は記録用光源１１からの光ビームによってフォーカス制御を行い、記録媒体１０に情報を記録する記録時に使用される。
【００１１】
第１のフォーカス用光学系の動作は図４を参照して説明したフォーカス用光学系の動作と同様であり、その説明は省略する。ここでは第２のフォーカス用光学系の動作を説明する。
【００１２】
記録用光源１１からの光Ｒ１は、光変調器１２、ビームスプリッタ３２、四分の一波長板１３、ダイクロイックミラー２２及び対物レンズ１４を経由して記録媒体１０に照射される。それによって記録媒体１０に情報が記録される。記録媒体１０からの光Ｒ２は対物レンズ１４、ダイクロイックミラー２２及び四分の一波長板１３を経由してビームスプリッタ３２によって偏向される。ビームスプリッタ３２からの光Ｒ２はフォーカス検出器２５によって検出される。
【００１３】
フォーカス検出器３５は対物レンズ１４と記録媒体１０の間のフォーカス状態又は焦点誤差を検出し、その出力をフィードバック量として制御演算器３７に供給する。フォーカス検出器３５の出力は、例えば、加算器３６にて、目標フォーカス位置と比較されその偏差が制御演算器３７に出力される。
【００１４】
このフォーカス制御装置は更に、切替器１７を有する。切替器１７は、記録媒体１０に情報を記録しない非記録時には第１のフォーカス用光学系の制御演算器２７の出力を直動モータ１６に供給し、記録媒体１０に情報を記録する記録時には第２のフォーカス用光学系の制御演算器３７の出力を直動モータ１６に供給する。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
図４を参照して説明した従来の例では、記録用光源とは別個のフォーカス用光源を有するフォーカス用光学系を使用してフォーカス制御を行う。記録用光源は記録媒体に情報を記録するために必要な短波長の光ビームを生成する。しかしながら、フォーカス用光源は記録媒体に情報を記録するのではなくフォーカス状態を検出するため使用するため、長波長の光ビームを生成する。
【００１６】
従って、長波長の光ビームを使用するフォーカス用光学系によってフォーカス制御を行っても、短波長の記録用光源の光ビームに対しては合焦状態とはならない場合がある。
【００１７】
図５を参照して説明した従来の例では、非記録時には長波長のフォーカス用光源からの光ビームを使用してフォーカス制御を行い、記録時には短波長の記録用光源からの光ビームを使用してフォーカス制御を行う。
【００１８】
しかしながら、記録時でも安定したフォーカス制御ができない場合がある。記録用光源からの光は、記録内容に応じて光変調器によって変調されるため、光量が変動する。例えば、ＩＤ・バーコードの書き込み等の場合、記録用光源からの光ビームの光量が大きく変動する。このような場合、記録時でもフォーカス状態又は焦点誤差を正確に検出することができないことがある。
【００１９】
従って、本発明は、記録時であって安定したフォーカス制御ができない場合でも、正確にフォーカス制御を行うことができるフォーカス制御装置又は光ディスク原盤露光装置を提供することを目的とする。
【００２０】
本発明は、非記録時及び記録時のいずれであっても、正確にフォーカス制御を行うことができるフォーカス制御装置又は光ディスク原盤露光装置を提供することを目的とする。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
本発明によると、フォーカス制御装置は、記録用光源と対物レンズとを含む記録用光学系と、上記対物レンズを光軸方向に沿って移動させるための駆動機構と、フォーカス用光源からの光ビームを使用して上記対物レンズのフォーカス状態を検出し、該フォーカス状態に対応する信号を出力する第１のフォーカス用光学系と、上記記録用光源からの光ビームを使用して上記対物レンズのフォーカス状態を検出し、該フォーカス状態に対応する目標フォーカス位置信号を出力する第２のフォーカス用光学系と、上記第１及び第２のフォーカス用光学系の両方の出力信号に基づいて、上記駆動機構を制御する制御演算器とを有し、上記第２のフォーカス用光学系は、上記記録用光源からの光ビームによってフォーカス状態を検出することができる時には、そのフォーカス状態に応じたフォーカス補正量を目標フォーカス位置信号として出力し、上記記録用光源からの光ビームによってフォーカス状態を検出することができない時には、目標フォーカス位置信号としてゼロを出力するように構成されている。
【００２２】
従って、ＩＤ・バーコードの書き込み等の場合、記録用光源からの光ビームの光量が大きく変動する場合のように、記録用光源からの光ビームによってフォーカス状態又は焦点誤差を検出することができないときでも、適正なフォーカス制御を行うことができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
図１を参照して本発明の光ディスク原盤露光装置のフォーカス制御装置の例を説明する。本例のフォーカス制御装置は、図５を参照して説明した従来のフォーカス制御装置の例と同様に、記録用光学系と第１及び第２のフォーカス用光学系とを有する。記録用光学系は記録用光源１１と光変調器１２と四分の一波長板１３と対物レンズ１４と含み、対物レンズ１４は、直動モータ１６によって駆動されるように構成されている。
【００２４】
第１のフォーカス用光学系はフォーカス用光源２１とダイクロイックミラー２２と第１のフォーカス検出器２５と制御演算器２７とを含む。フォーカス用光源２１は記録用光源１１に比べて波長が長い光ビームを発生する。第１のフォーカス検出器２５は、例えば、２分割型受光素子を使用するように構成されたものであってよい。
【００２５】
第２のフォーカス用光学系はビームスプリッタ３２と集光レンズ３３と第２のフォーカス検出器３５とフォーカス補正量演算器３９とを含み、光源として短波長である記録用光源１１を使用する。第２のフォーカス検出器３５は、例えば、非点収差法によってフォーカス状態又は焦点誤差を検出するように構成されてよい。
【００２６】
図２を参照して非点収差法を使用するフォーカス検出器３５の例を説明する。フォーカス検出器３５は、図示のように、検出レンズ３５Ａ、円筒レンズ３５Ｂ及び４分割型受光素子３５Ｃを有する。図２にて、Ｆは４分割型受光素子３５Ｃの位置を表す。
【００２７】
４分割型受光素子３５Ｃの各セグメントの出力をＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄとする。フォーカス検出器３５は次の式によって表される演算結果を出力する。
【００２８】
【数１】
ε＝（Ａ＋Ｂ）−（Ｃ＋Ｄ）
【００２９】
４分割型受光素子３５Ｃは、図２Ｂに示すように、記録媒体１０が対物レンズ１４の焦平面上にあるとき非点収差光学系のビーム断面が円形となる位置に設置される。図２Ｂに示すように、記録媒体１０が対物レンズ１４の焦平面上にあるとき、ε＝０となる。図２Ａ及び図２Ｃに示すように、記録媒体１０が対物レンズ１４の焦平面より近い位置にあるとき又は遠い位置にあるとき、ビーム断面は楕円形となり、ε> ０又はε< ０となる。
【００３０】
尚、フォーカス検出器３５として非点収差法を使用する例を説明したが、記録用光源１１からの光Ｒ２の光量がゼロの時に、フォーカス検出器３５の出力εもゼロとなるように構成されているならば、非点収差法以外の方法を使用するものであってよい。
【００３１】
このようなフォーカス検出器３５を用いると、ＩＤ・バーコードの書き込み等のように、記録用光源１１からの光Ｒ２の光量がゼロの時には、フォーカス検出器３５の出力εもゼロとなる。フォーカス検出器３５の出力はフォーカス補正量演算器３９に供給される。
【００３２】
本例のフォーカス補正量演算器３９の機能について説明する。フォーカス補正量演算器３９は、記録用光源１１からの光Ｒ２によってフォーカス状態又は焦点誤差を検出することができる時には、そのフォーカス状態に応じてフォーカス補正量を出力するが、記録用光源１１からの光Ｒ２によってフォーカス状態又は焦点誤差を検出することができない時には、ゼロを出力する。
【００３３】
図３を参照してフォーカス補正量演算器３９の動作の例を説明する。フォーカス補正量演算器３９は、時定数Ｔのローパスフィルタ３５Ａとゲイン−Ｋを乗ずるゲイン乗算部３５Ｂとを有するように構成されてよい。尚、図３の符号ｓはラプラス演算子を表す。記録用光源１１からの光Ｒ２の光量がゼロのときには、フォーカス検出器３５の出力εもゼロとなるため、フォーカス補正量演算器３９は時定数Ｔに対応した時間の経過後にゼロを出力する。ローパスフィルタ３５Ａはフォーカス補正量演算器３９の出力信号を滑らかにし、低周波成分のみを抽出する機能を有するが、必要に応じて省略されてよい。
【００３４】
本例のフォーカス制御装置の動作を説明する。記録媒体１０に情報を記録する記録時であって、しかも、記録用光源１１からの光Ｒ２の光量がゼロでなく、それによってフォーカス状態又は焦点誤差を検出することができる時には、フォーカス補正量演算器３９はフォーカス補正量を生成する。
【００３５】
フォーカス補正量は目標フォーカス位置信号として制御演算器２７に供給される。制御演算器２７はフォーカス補正量に基づいて直動モータ１６に駆動信号を出力する。
【００３６】
記録媒体１０に情報を記録する記録時であって、しかも、記録用光源１１からの光Ｒ２の光量がゼロの時、又は記録媒体１０に情報を記録しない非記録時には、フォーカス検出器３５の出力はゼロとなる。フォーカス補正量演算器３９の出力も、上述のように、内部時定数Ｔに対応した時間の経過後にゼロとなり、フォーカス補正量、即ち、目標フォーカス位置信号はゼロとなる。
【００３７】
即ち、第１のフォーカス演算器２５の出力信号だけが制御演算器２７に供給される。制御演算器２７は、第１のフォーカス演算器２５の出力信号のみに基づいて、目標フォーカス位置がゼロとなるように、直動モータ１６に駆動信号を供給する。
【００３８】
このように本例によると、記録用光源１１からの光ビームの光量がゼロになった時には、第２のフォーカス検出器３５の出力はゼロとなり、フォーカス補正量演算器３９の出力もゼロとなるため、記録用光源１１からの光ビームを使用しない第１のフォーカス用光学系のみによってフォーカス制御が行われる。これらは自動的に行われるので、図５に示した従来の例のように切替器を設けて制御演算器の切替を行う必要がない。
【００３９】
記録媒体に情報を記録する記録時の場合、記録用光源からの光ビームを使用する第２のフォーカス用光学系によってフォーカス制御が可能な時には、補正した目標値を基本制御系に供給する。それによって、記録用光学系とフォーカス用光学系の光軸の違いに起因した空気の揺らぎ等の影響を除去し高精度のフォーカス制御を行うことができる。
【００４０】
記録媒体に情報を記録する記録時の場合、記録用光源からの光ビームを使用する第２のフォーカス用光学系によってフォーカス制御が可能でない時には、基本制御系の目標値が変わるだけであり、安定したフォーカス制御が得られる。
【００４１】
例えば、ＩＤ・バーコードの書き込み等のように、記録用光源からの光ビームの光量が大きく変動する場合がある。このような場合、記録用光源からの光ビームを使用する第２のフォーカス用光学系によってフォーカス情報が得られない場合には、第１のフォーカス用光学系のみによってフォーカス制御が行われるが、第２のフォーカス用光学系によってフォーカス情報が得られる場合には、より高精度のフォーカス制御を実現することができる。
【００４２】
以上本発明の実施例について詳細に説明してきたが、本発明は上述の実施例に限ることなく本発明の要旨を逸脱することなく他の種々の構成が採り得ることは当業者にとって容易に理解されよう。
【００４３】
【発明の効果】
本発明によると、記録媒体に情報を記録する記録時であっても、フォーカス状態を検出することができない時には、フォーカス用光源からの光ビームを使用してフォーカス状態を検出する第１のフォーカス用光学系によってフォーカス制御を行うから、常に正確なフォーカス制御がなされる利点がある。
【００４４】
本発明によると、簡単な構成によって、記録媒体に情報を記録する記録時であっても、常に正確なフォーカス制御がなされる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の光ディスク原盤露光装置のフォーカス制御装置の例を示す説明図である。
【図２】本発明のフォーカス検出器の例の動作を説明するための説明図である。である。
【図３】本発明のフォーカス補正量演算器の例を説明するための説明図である。
【図４】従来の光ディスク原盤露光装置のフォーカス制御装置の例を示す図である。
【図５】従来の光ディスク原盤露光装置のフォーカス制御装置の例を示す図である。
【符号の説明】
１０…記録媒体、  １１…記録用光源、  １２…光変調器、  １３…四分の一波長板、  １４…対物レンズ、  １６…直動モータ、  １７…切替器、  ２１…フォーカス用光源、  ２２…ダイクロイックミラー、  ２５…フォーカス検出器、２６…加算器、  ２７…制御演算器、  ３２…ビームスプリッタ、  ３３…レンズ、  ３５…フォーカス検出器、  ３６…加算器、  ３７…制御演算器、  ３９…フォーカス補正量演算器
【図１】
0004325012.tif 000002
【図２】
0004325012.tif 000003
【図３】
0004325012.tif 000004
【図４】
0004325012.tif 000005
【図５】
0004325012.tif 000006