JP3279080B2 - 光ディスク装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、情報の記録パッケージ
・メディアとしての光ディスクに対応する光ディスク装
置の互換性の改良に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、コンピュータの記録装置や音楽・
画像情報のパッケージメディアとしての光ディスクの高
密度化が進んでいる。この高密度化を実現させる１つの
方法として、光ディスク装置において用いるレーザ光を
短波長化させることが検討されている。現在、短波長の
レーザ光の光源として、波長４８０ｎｍ付近のレーザダ
イオードや、非線形光学素子を用いて二次高調波を発生
させることによる波長４６０ｎｍ〜５３０ｎｍ程度のコ
ヒーレント光が実験的に得られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、光ディス
ク、例えば光磁気ディスクやいわゆるコンパクトディス
ク等を記録媒体として使用するに際して、データの再生
または記録時にトラッキングを行うためのトラッキング
エラー信号を得るための好適な方法としては、いわゆる
プッシュプル法が知られている。

【０００４】このプッシュプル法とは、光ディスクの表
面からのレーザ光の反射光分布が光スポットと案内溝
（或はピット列）との位置関係で変化し、トラックずれ
が生じたときには対物レンズ上で非対称となることを利
用して、その光量差を用いてトラッキングエラー信号を
得る方式である。なおこのとき、対物レンズ上における
全反射光はデータの再生信号であり、特に、上記案内溝
方向に対して垂直或は斜め方向に移動させたときの信号
はクロストラック信号と称されている。

【０００５】ここで、上記トラッキングエラー信号及び
クロストラック信号の大きさは、図６に示すように、案
内溝１０１の深さと関係があり、この深さｄを、使用す
るレーザ光の波長をλ、光ディスク基板の屈折率をｎと
すると、ｄ＝λ／６ｎ程度に設定することによって適度
な大きさのトラッキングエラー信号及びクロストラック
信号を得ることができる。なお、プッシュプル法によれ
ば、ｄ＝λ／４ｎとなるとトラッキングエラー信号の値
が０となるため、深さｄをこの値に近くない値となるよ
うに光ディスクを設計する必要がある。

【０００６】上記の如き短波長のレーザ光を使用する光
ディスク装置（以下、単に短波長用光ディスク装置と称
する）を用いる際に、光ディスクの可搬性を考慮する
と、波長６７０ｎｍ〜８４０ｎｍと比較的長波長のレー
ザ光に対応した前世代の光ディスク（以下、単に長波長
用光ディスクと称する）からもデータ再生を行う必要が
ある。この前世代の光ディスクを再生する際に用いるレ
ーザ光の波長は、上記短波長用光ディスク装置における
レーザ光の波長である４５０ｎｍ〜５５０ｎｍと比較す
ると約２／３程度の値である。

【０００７】ところがこのとき、上記長波長用光ディス
クはその案内溝の深さｄが６７０ｎｍ〜８４０ｎｍであ
る波長λとｄ＝λ／６ｎの関係をほぼ満たすように設計
されているために、上記短波長用光ディスク装置にこの
長波長用光ディスクを用いると、前記深さｄは短波長用
光ディスク装置のレーザ光の波長λ’とｄ＝λ’／４ｎ
の関係をほぼ満たすことになり、満足な大きさのトラッ
キングエラー信号を得ることが不可能となる。

【０００８】このように現在のところ、トラッキングサ
ーボ用のエラー検出の方式がプッシュプル法である光デ
ィスク装置において、高記録密度化を図る目的でレーザ
光を短波長のものとすると、この光ディスク装置と記録
媒体である光ディスクとの互換性に問題があり、早急な
解決が待たれている。

【０００９】本発明は、上述の課題に鑑みて提案された
ものであり、従来の近赤外光をレーザ光として用いるよ
うに設計された光ディスクからも十分な大きさのトラッ
キングエラー信号を得ることを可能とし、記録媒体であ
る光ディスクの互換性を容易且つ確実に確保することが
できる光ディスク装置を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の対象となるもの
は、プッシュプル法によりトラッキングサーボ信号を得
るとともに、所定の第１の波長のレーザ光により記録及
び／又は再生を行うように設計された光ディスク装置で
ある。

【００１１】本発明は、上記第１の波長より長波長であ
る第２の波長のレーザ光により記録及び／又は再生を行
う光ディスクを識別する識別手段と、光学ピックアップ
のフォーカスサーボ系に定常的なオフセットを与えるオ
フセット発生手段と、フィードバックループを有し、上
記光学ピックアップのシーク動作時には上記オフセット
発生手段を遮断する回路とを備える。

【００１２】そして、上記第２の波長のレーザ光により
記録及び／又は再生を行う光ディスクに対して記録及び
／又は再生する際に、前記オフセット発生手段によりフ
ォーカスサーボ系に所定のオフセットを発生させること
を特徴とする。すなわち、通常の光ディスク装置におい
ては、対物レンズに集光された光スポットを常に焦点進
度内に保ち最適な記録及び／又は再生を行えるようにフ
ォーカスサーボをかけているが、本発明においては、識
別手段による判断如何により上記の如く積極的にフォー
カスサーボ系に所定のオフセットを加える。

【００１３】この場合、上記第１及び第２の波長として
は、具体的にはそれぞれ４５０ｎｍ〜５５０ｎｍ及び６
７０ｎｍ〜８４０ｎｍの範囲内の値を主に想定してい
る。すなわち、上記第２の波長のレーザ光は、従来の光
ディスク装置に用いられている近赤外光であり、上記第
１の波長のレーザ光は、緑色から青色の波長領域のもの
である。

【００１４】またこの場合、オフセット発生手段から発
生するオフセットによる光スポットのデフォーカス量が
０．７５μｍ〜２．０μｍとなるように上記オフセット
値を設定することが好ましい。

【００１５】ところで、対物レンズ上における全反射光
のうち、案内溝方向に対して垂直に移動させたときの信
号であるクロストラック信号は、トラッキングエラー信
号とは逆に、案内溝の深さｄが、ｄ＝λ／４ｎとなると
きに最大値をとる。したがって、本発明においては、光
ピックアップのシーク動作時には上記オフセット発生手
段を遮断する手段を備えている。

【００１６】

【作用】本発明に係る光ディスク装置においては、当該
光ディスク装置に規定された第１の波長より長波長であ
る第２の波長のレーザ光により記録及び／又は再生を行
う光ディスクに対して記録及び／又は再生する際に、前
記オフセット発生手段によりフォーカスサーボ系に所定
のオフセットを付与する。このように積極的に所定の定
常的なオフセットを発生させてデフォーカスを行うこと
により、第２の波長のレーザ光により記録又は再生を行
うように設計された光ディスクを用いる際にも検出に十
分な振幅を有するトラッキングエラー信号を得ることが
可能となり、光ディスク装置と光ディスクとの間の互換
性が容易且つ確実に確保される。

【００１７】さらに本発明においては、光ピックアップ
のシーク動作時には上記オフセット発生手段を遮断する
ような構成を有するので、フォーカスエラー信号に上記
オフセットが付加することによるクロストラック信号の
出力低下が生じることなくシーク動作が行われる。

【００１８】

【実施例】以下、本発明を適用した具体的な実施例につ
いて、図面を参照しながら詳細に説明する。

【００１９】本実施例に係る光ディスク装置は、いわゆ
るプッシュプル法によりトラッキングサーボ信号を得る
方式を採用した装置である。すなわちこのプッシュプル
法は、図１に示すように、光ピックアップ（図示は省略
する。）の対物レンズ１により集光されたレーザ光スポ
ットＳが、光ディスク２上に形成された案内溝３（或は
周期的な凹凸ピット列）により回折され、その±１次回
折光Ｄ１，Ｄ２が案内溝３により反射された０次反射光
Ｒと干渉し合うことを利用したトラッキングサーボ方式
である。

【００２０】ここで、±１次回折光Ｄ１，Ｄ２及び反射
光Ｒは、２分割光検出器４において検出され差動増幅器
５からトラッキングエラー信号が出力される。このトラ
ッキングエラー信号は、光スポットのトラック中心から
のズレ量に応じて変化し、その移動の向きによって符号
が反転するものであり、トラッキングエラーの検出が可
能となる。

【００２１】一方、上記２分割光検出器４において検出
された±１次回折光Ｄ１，Ｄ２及び反射光Ｒの和である
全戻り光量の信号は差動増幅器６から出力され、この信
号は光ディスク２に記録されたデータを検出する成分で
ある。ここで、特に案内溝３方向に対して垂直に移動さ
せたときの信号はクロストラック信号と称され、主に光
ピックアップがシーク動作をする際における移動量や移
動速度を検出する目的に用いられる。

【００２２】上記のトラッキングサーボ系に必要なトラ
ッキングエラー信号及びクロストラック信号の大きさ
は、上記案内溝３の寸法形状のみでなく、照射するレー
ザ光の波長にも大きく依存するものである。

【００２３】現在、光ディスクを高密度化する手段の１
つとして、使用するレーザ光の短波長化が検討されてお
り、特に波長５００ｎｍ前後の光源開発が促進されてい
る。ここで、記録媒体である光ディスクの可搬性を考慮
すると、再生の際のレーザ光の波長が４５０ｎｍ〜５５
０ｎｍの短波長とされた光ディスク装置を用いて現行の
波長が６７０ｎｍ〜８４０ｎｍの比較的長波長のレーザ
光により再生するように設計された光ディスクを再生す
る必要があるが、上述のように、満足な大きさのトラッ
キングエラー信号を得ることが極めて困難となる。

【００２４】そこで、本実施例に係る光ディスク装置
は、プッシュプル法によりトラッキングサーボ信号を得
るとともに、波長が４５０ｎｍ〜５５０ｎｍの短波長の
レーザ光により記録又は再生を行うように設計され、６
７０ｎｍ〜８４０ｎｍの比較的長波長のレーザ光により
再生するように設計された光ディスクにも十分対応可能
に構成されている。

【００２５】すなわち、当該光ディスク装置のフォーカ
スサーボ系には、図２に示すように、識別手段１１及び
オフセット発生手段１２が設けられている。

【００２６】ここで、上記識別手段１１は、設置された
光ディスクが規定の第１の波長である４５０ｎｍ〜５５
０ｎｍより長波長である６７０ｎｍ〜８４０ｎｍの第２
の波長のレーザ光により記録又は再生を行うように設計
されたものであるか否かを例えばカートリッジに設けら
れたセンサホール等を用いて識別するものであり、上記
オフセット発生手段１２は、上記フォーカスサーボ系に
定常的なオフセットを与えるものである。

【００２７】上記フォーカスサーボ系においては、先
ず、光ディスク２のディスク面ブレが生じるとフォーカ
スエラー信号が発生し、このフォーカスエラー信号が減
算器２１を通って信号検出手段１３にて検出される。

【００２８】ここで、前記識別手段１１により設置され
た光ディスク３が波長６７０ｎｍ〜８４０ｎｍのレーザ
光により記録又は再生を行うように設計されたものであ
ると判断されると、スイッチ２３が閉じてオフセット発
生手段１２から発生した所定の定常オフセットが加算器
２２にて上記フォーカスエラー信号に付加される。

【００２９】そして、上記オフセットが加わったフォー
カスエラー信号は、補償回路１４により位相補償が施さ
れ、更に増幅器１５にてパワー増幅されてフォーカスア
クチュエータ１６に入力する。このフォーカスアクチュ
エータ１６からの信号が上記光ピックアップに入力して
光スポットの調整が施される。なお、上記フォーカスサ
ーボ系はフィードバックループを有しており、フォーカ
スアクチュエータ１６からの信号は上記減算器２１にも
入力して必要があれば更に当該フォーカスサーボ系にて
上記の調整が施される。

【００３０】なお、上記識別手段１１において、設置さ
れた光ディスクが規定の第１の波長である４５０ｎｍ〜
５５０ｎｍのレーザ光により記録又は再生を行うように
設計されたものであると判断された場合には、スイッチ
２３が開いてオフセット発生手段１２からの信号が遮断
されて、上記フォーカスサーボ系は通常に機能すること
になる。

【００３１】以上のように、本実施例に係る光ディスク
装置においては、識別手段１１により設置された光ディ
スク３が当該光ディスク装置における記録及び／又は再
生の際の規格である第１の波長４５０ｎｍ〜５５０ｎｍ
より長波長である第２の波長６７０ｎｍ〜８４０ｎｍの
レーザ光により記録又は再生を行うように設計されたも
のであると判断された際に、オフセット発生手段１２に
より所定のオフセットを発生させる。このように積極的
に所定の定常的なオフセットを発生させてデフォーカス
を行うことにより、第２の波長のレーザ光により記録又
は再生を行うように設計された光ディスクを用いる際に
も検出に十分な振幅を有するトラッキングエラー信号を
得ることが可能となり、光ディスク装置と光ディスクと
の間の互換性が容易且つ確実に確保される。

【００３２】さらに本実施例においては、上記光学ピッ
クアップのシーク動作時にはオフセット発生手段１２を
遮断するような構成を有するので、フォーカスエラー信
号に上記オフセットが付加することによるクロストラッ
ク信号の出力低下が生じることなくシーク動作が行われ
る。

【００３３】ここで、１つの実験例を示す。この実験
は、本実施例の光ディスク装置と従来のそれ（すなわち
識別手段１１及びオフセット発生手段１２を有しない短
波長レーザ光対応の光ディスク装置）との比較を示した
ものであり、各光ディスク装置に現行の６７０ｎｍ〜８
４０ｎｍの比較的長波長のレーザ光対応の光ディスクの
再生に用いた際のトラッキングサーボ系におけるトラッ
キングエラー信号及びクロストラック信号の値をそれぞ
れ算出したものである。

【００３４】先ず、実験１として、従来の光ディスク装
置（対物レンズの開口数を０．５５とした）を用いて、
波長７８０ｎｍのレーザ光に対応して設計されたいわゆ
るＩＳＯ規格の５．２５インチの光磁気ディスクの再生
を行う際に、当該光ディスク装置の光源のレーザ光の波
長を４８０ｎｍ，５３０ｎｍ，６８０ｎｍ，及び７８０
ｎｍとした場合のトラッキングエラー信号及びクロスト
ラック信号について調べた。

【００３５】この実験１の結果としては、図３に示すよ
うに、トラッキングエラー信号の値は、上記光磁気ディ
スクのデータ記録箇所であるランド部中心からの移動距
離を変化させた際に、波長７８０ｎｍの場合と比較し
て、波長６８０ｎｍの場合ではほとんど変化が無いが、
波長５３０ｎｍの場合では振幅が半減し、波長４８０ｎ
ｍになると１／５以下に激減してしまい、十分な出力の
トラッキングエラー信号が得られないことがわかる。こ
れは、上述のように、光磁気ディスクの案内溝の深さを
ｄ、レーザ光の波長をλとして、レーザ光の波長を短く
するにつれてトラッキングエラー信号の値が０となる条
件ｄ＝λ／４ｎに近づくためであると思われる。

【００３６】一方、クロストラック信号は、図４に示す
ように、トラッキングエラー信号の場合とは逆に、レー
ザ光が波長７８０ｎｍ〜４８０ｎｍと短波長化するにつ
れてその出力は増大した。これは、レーザ光が短波長化
することにより、光学的位相差としての和信号が大きく
なる方向に変化し、更に光学的分解能の向上分も寄与す
るからであると考えられる。

【００３７】したがって、光学ピックアップのシーク動
作時にはオフセット発生手段１２を遮断するような構成
とすることがより好ましいことがわかる。

【００３８】次いで、実験２について説明する。この実
験２においては、上記実施例の光ディスク装置を用いて
実験１と同一の光磁気ディスクの再生を行う際に、装置
のレーザ光を波長４８０ｎｍの青色光としてフォーカス
エラー信号に上記オフセットを付加した場合のトラッキ
ングエラー信号及びクロストラック信号について調べ
た。なお、図５において、トラッキングエラー信号につ
いては０を基準とした片側振幅を、クロストラック信号
についてはピーク・トゥ・ピークの振幅をそれぞれプロ
ットした。

【００３９】上記実験２の結果としては、図５に示すよ
うに、上記オフセットを増加させてデフォーカス量を大
きくすると、デフォーカスによる分解能劣化のためにク
ロストラック信号はほぼ単調に減少するのに対して、デ
フォーカス量が１．５μｍ付近まではトラッキングエラ
ー信号は増大することがわかる。この場合、デフォーカ
ス量が０．７５〜２．０μｍの範囲内でトラッキングエ
ラー信号の振幅は０．３前後となり、レーザ光の波長を
７８０ｎｍとして再生したときの値とほぼ等しい。一
方、図４において波長７８０ｎｍで再生したときのクロ
ストラック信号はピーク・トゥ・ピークで０．４程度で
あり、デフォーカス量が１．５μｍ付近までは十分な値
を示すことがわかる。もちろん、クロストラック信号を
利用するときはシーク時でありトラッキングサーボを解
除した状態であるために、上述のようにオフセット発生
手段１２を遮断してフォーカスサーボ系を正常な状態に
戻しても良いことは言うまでもない。

【００４０】このように、波長７８０ｎｍ付近の光源を
使用するように規定された従来の光ディスクを波長４５
０ｎｍ〜５５０ｎｍである青／緑光源を用いて再生する
場合において、その光ディスクを検知するとともにフォ
ーカスサーボ系に適量のオフセットを与えることによ
り、再生互換性に必要なトラッキングエラー信号を容易
に得ることが可能となる。

【００４１】

【発明の効果】以上から明かなように、本発明に係る光
ディスク装置によれば、従来の近赤外光をレーザ光とし
て用いるように設計された光ディスクからも十分な大き
さのトラッキングエラー信号を得ることが可能となり、
記録媒体である光ディスクの互換性を容易且つ確実に確
保することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】プッシュプル方式を用いた光ディスク装置を示
す模式図である。

【図２】本実施例に係る光ディスク装置のフォーカスサ
ーボ系を模式的に示すブロック図である。

【図３】短波長光源対応の光ディスク装置において従来
の光ディスクを再生した際のトラッキングエラー信号を
示す特性図である。

【図４】短波長光源対応の光ディスク装置において従来
の光ディスクを再生した際のクロストラック信号を示す
特性図である。

【図５】本実施例に係る光ディスク装置において従来の
光ディスクを再生した際のデフォーカス量とトラッキン
グエラー信号及びクロストラック信号との関係を示す特
性図である。

【図６】光ディスクの溝形状を示す模式図である。

【符号の簡単な説明】

２ 光ディスク １１ 識別手段 １２ オフセット発生手段 １３ 信号検出手段 １４ 補償回路 １５ 増幅器 １６ フォーカスアクチュエータ ２１ 減算器 ２２ 加算器 ２３ スイッチ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−157820（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−235032（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−141036（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−349086（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−184727（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G11B 7/08 - 7/10 G11B 19/00 - 19/18

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 プッシュプル法によりトラッキングサー
   ボ信号を得るとともに、所定の第１の波長のレーザ光に
   より記録及び／又は再生を行う光ディスク装置におい
   て、上記 第１の波長より長波長である第２の波長のレーザ光
   により記録及び／又は再生を行う光ディスクを識別する
   識別手段と、 光学ピックアップのフォーカスサーボ系に定常的なオフ
   セットを与えるオフセット発生手段と、フィードバックループを有し、 上記光学ピックアップのシーク動作時には上記オフセッ
   ト発生手段を遮断する回路とを備え、 上記第２の波長のレーザ光により記録及び／又は再生を
   行う光ディスクに対して記録及び／又は再生する際に、
   上記オフセット発生手段によりフォーカスサーボ系に所
   定のオフセットを付与することを特徴とする光ディスク
   装置。
2. 【請求項２】 上記第１波長は４５０ｎｍ〜５５０ｎｍ
   であり、上記第２の波長は６７０ｎｍ〜８４０ｎｍであ
   ることを特徴とする請求項１記載の光ディスク装置。
3. 【請求項３】 上記オフセット発生手段から発生するオ
   フセットによる光スポットのデフォーカス量が０．７５
   μｍ〜２．０μｍであることを特徴とする請求項１記載
   の光ディスク装置。