フォーカス調整方法、及びこれを用いた光ディスク装置
【課題】光ディスク装置におけるフォーカス調整を、精度良く、且つ、効率的に実施できるようにする。
【解決手段】光ディスクと対物レンズとの距離を変えながらデータの記録を行ない、最適にデータ記録されるフォーカス条件を決定する。また、光ディスクと対物レンズとの距離を変えながらデータの再生を行ない、最適にデータが再生されるフォーカス条件を決定する。
【解決手段】光ディスクと対物レンズとの距離を変えながらデータの記録を行ない、最適にデータ記録されるフォーカス条件を決定する。また、光ディスクと対物レンズとの距離を変えながらデータの再生を行ない、最適にデータが再生されるフォーカス条件を決定する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ディスク装置におけるフォーカス調整方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
光ディスク装置においては、光ディスクへのデータの記録や、光ディスクからのデータの再生を最適なフォーカス条件の下、行なうことを目的としたフォーカス調整が実施される。その一例が下記特許文献１に記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−３７３４３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
光ディスク装置におけるフォーカス調整を、精度良く、且つ、効率的に実施できるようにすることが本発明の課題である。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的は、一例として、特許請求の範囲に記載の発明により達成される。
【発明の効果】
【０００６】
光ディスクへのデータの記録や、光ディスクからのデータの再生を、最適なフォーカス条件の下、行なうことができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明が実施される光ディスク装置の構成図
【図２】調整用データの記録タイミングの一例
【図３】フォーカス制御目標レベルのオフセット量と、品質指標値であるベータ（単位：％）との関係を示すグラフ
【図４】オフセットを変化させた後、光ディスクと対物レンズとの距離が定まる迄にセクタ二つ分の期間を要する場合の記録タイミングの例
【図５】再生フォーカス調整における調整用データを読み取りタイミングの一例
【図６】オフセット量と、読み取ったデータの品質を表す指標値ジッタ（単位：％）との関係を示すグラフ
【発明を実施するための形態】
【０００８】
本発明に従うフォーカス調整は、光ディスクに調整に用いるデータを記録し、このデータを読み取り、記録、再生、それぞれの動作における最適なフォーカス条件を読み取ったデータの品質に基づいて決定するものである。
【０００９】
本実施形態で言うフォーカス条件とは、光ディスク装置において、光ディスクと、光ディスクにレーザ光線を集光する対物レンズとの距離を一定に保つよう働くフォーカス制御、これにおける制御目標レベルを指す。フォーカス制御は、光ディスクからの戻り光を基に生成されるフォーカス誤差信号と、フォーカス制御目標レベルとが一致するよう対物レンズ位置調節を行なう。フォーカス制御目標レベルを適正にすると、フォーカス制御の働きによって光ディスクと対物レンズとの距離が適正なものに保たれ、光ディスクにレーザ光線が常時適正に集光されるようになる。これによって、光ディスクへのデータの記録や、光ディスクからのデータの再生を品質良く行なうことができるようになる。本発明は、記録動作、再生動作、それぞれにおいて最適なフォーカス制御目標レベルを決定するフォーカス調整を提供する。
【００１０】
まず、本発明に従う記録動作用フォーカス調整（これを以下、記録フォーカス調整と呼ぶ）について、以下説明する。本調整では、まず、光ディスクと、光ディスクにレーザ光線を集光する対物レンズとの位置を、周期的、かつ、段階的に変えつつ光ディスクに調整用データを記録する。調整データを記録する際の光ディスクと対物レンズとの距離の変更は、フォーカス制御目標レベルを変更することで実現する。フォーカス制御目標レベルを変更すると、フォーカス誤差信号のレベルと、フォーカス制御目標レベルとが一致するようフォーカス制御によって対物レンズの位置を調節される。調整データの記録中、周期的、かつ、段階的にフォーカス制御目標レベルを変更すれば、フォーカス制御目標レベルが変更される都度、光ディスクと対物レンズとの距離が変更されることになる。
【００１１】
調整用データの記録タイミングの一例を図２に示す。図２は、光ディスクの記録単位であるセクタ三つを一単位とし、この単位ごとに１７段階に亘って、フォーカス制御目標レベルを変えながら調整用データを記録する場合のタイミングが示してある。図の左から右へ行くに従い時間が経過することを表す。
【００１２】
図２において、２０１は、セクタ先頭のタイミングを表す。２０２は、三つのセクタを一単位として数えるカウンタの値を表す。２０３は、データの記録行なう期間を表す。２０４は、フォーカス制御目標レベルを変えるためのオフセット量である。２０５は、オフセット量２０４をグラフ化したものであり、その大きさが、時間を経るにつれて正弦波状に変化していく様を表している。
【００１３】
フォーカス制御目標レベルをオフセットさせると、フォーカス制御の働きによって光ディスクと対物レンズとの距離が変わる訳であるが、オフセットさせた後、光ディスクと対物レンズとの距離が定まる迄にある程度の時間が必要である。図２に示す例は、その時間を、セクタ二つ分の期間としたものである。したがって、図２においては、オフセット量を変化させた直後のセクタ二つについては、光ディスクと対物レンズとの距離が定まっていない状態で記録され、その後につづく三つ目のセクタでは、光ディスクと対物レンズとの距離が定まった状態で記録される訳だが、当然のことながら、フォーカス調整では、光ディスクと対物レンズとの距離が定まった状態で記録された調整用データを用いることとなる。
【００１４】
図２に示すように、オフセット量の正弦波状に変化させていくと、オフセット一回分の変更量は、どのタイミングでもほぼ均一になる。これにより、光ディスクと対物レンズとの距離を変更するどのタイミングにおいても、光ディスクと対物レンズとの距離が定まるまでに要する時間がほぼ一定となる。
【００１５】
光ディスクと対物レンズと距離が不適切であると、記録された調整データは、光ディスクに形成されるマークの形状が理想とする形状からかけ離れたものとなり、その距離が適切な距離に近づくにつれて記録された調整用データは、理想とする形状に近づいていく。光ディスクと対物レンズとの距離を変えながら記録した調整用データを全て読み取り、その品質を測定すれば、光ディスクと対物レンズと距離との距離をどう置けば最適に記録されるかが判る。
【００１６】
なお、調整用デーを読み取る際は、光ディスクと対物レンズとの距離を一定に保ち、全データを同一フォーカス条件の下、読み取ると、データの品質測定を精度よく実施することができる。
【００１７】
また、データの品質は、アシンメトリやベータといった最長周期の信号レベルと、最短周期の信号レベルとの比率を捕らえるに適した指標値を用いると、精度よく測定することができる。例えば、データの指標値をベータとした場合には、図３に示すような曲線が得られる。グラフの横軸は、フォーカス制御目標レベルのオフセット量、縦軸は、品質指標値であるベータ（単位：％）であり、横軸と交差する点がベータ０％を表す。
【００１８】
不適切なオフセット量をもって記録されたデータからは、マイナスのベータが検出され、適切なオフセット量をもって記録されたデータからは、プラスのベータが検出される。図３に示す曲線は、オフセット量マイナス８からオフセット量プラス４に向かう従ってベータが増加し、オフセット量プラス４を超えるとベータが減少に転じることから、ベータが最大となるオフセット量プラス４が最適値であると判断することができる。
【００１９】
このような曲線は、調整用データを記録する際の記録パワーが適切であり、且つ、記録時に適用したオフセット範囲が適切であった場合に得られる。適切な曲線が得られなかった場合は、記録パワー、オフセットの適用範囲の何れか、または、両方が不適切であったということになる。この場合は、得られた曲線のレベル、形状を確認することで原因を特定し、原因に応じてオフセット適用範囲、記録パワーのいずれかを変更、あるいは、両方を変更して記録調整用データを記録し直せばよい。
【００２０】
図２では、３セクタ周期にオフセット量を変化させる例を示したが、オフセット量の変更周期をこれに限る必要はなく、オフセット量を変更してから光ディスクと対物レンズとの距離が定まる迄の時間に応じて決定すればよい。また、同周期は、図２に示したようにセクタの境界で調節する必要はなく、セクタより小さな記録フレームなどの境界で調節してもよい。
【００２１】
また、図２では、オフセットを変化させた直後の光ディスクと対物レンズとの距離が定まっていない状態においても記録パワーにてレーザを発光する例を示したが、より効率よく、光ディスクの領域を使用したいのであれば、図４に示すように記録を行ってもよい。図４において、４０１は、セクタ先頭のタイミングを表す。４０２、４０５、及び４０８は、三つのセクタを一単位として数えるカウンタの値を表す。４０３、４０６、及び４０９は、オフセットである。４０４、４０７、及び４１０は、データの記録行なう期間を表す。図4は、オフセットを変化させた後、光ディスクと対物レンズとの距離が定まる迄にセクタ二つ分の期間を要する場合の例であるが、図４に示すようにオフセットを変化させた後、光ディスクと対物レンズとの距離が定まるのを待って記録発光すると、光ディスクの領域を無駄なく使用することができる。
【００２２】
次に、本発明に従う再生動作用フォーカス調整（これを以下、再生フォーカス調整と呼ぶ）について説明する。
【００２３】
本調整では、調整用データを光ディスクと対物レンズとの距離を一定に保った状態で記録する。そして、この調整用データを、光ディスクと対物レンズとの距離を、周期的、且つ、段階的に変えながら読み取り、最も品質よくデータを読み取ることができた、光ディスクと対物レンズとの距離を、再生動作における最適フォーカス条件とするものである。調整データを読み取る際、光ディスクと対物レンズとの距離を変更するが、これは、記録フォーカス調整の場合と同様に、フォーカス制御の制御目標レベルを変更することで実現する。
【００２４】
光ディスクと対物レンズとの距離が、不適切であると読み取られるデータの品質は低いものとなり、適切な距離に近づくにつれて品質は高くなっていくため、読み取られるデータの品質を測れば、どの距離が最適であるかを判定することができる。
【００２５】
再生フォーカス調整における調整用データを読み取りタイミングの一例を図５に示す。図５には、ディスクの記録単位であるセクタ三つを一単位とし、この単位ごとに１７段階に亘って、フォーカス制御目標レベルを変えながらデータを読み取る場合のタイミングが示してある。図の左から右へ行くに従い時間が経過することを表す。
【００２６】
図５において、５０１は、セクタ先頭のタイミングを表す。５０２は、三つのセクタを一単位として数えるカウンタの値を表す。５０３は、調整データを読み取り、その品質を測定する期間を表す。５０４は、フォーカス制御目標レベルを変化させるためのオフセット量である。505は、オフセット量５０４の推移をグラフ化したものであり、その大きさが、時間を経るにつれて正弦波状に変化していく様を表している。なお、図5においては、３セクタごとに、１７段階に亘ってオフセット量を変化させることから、読み取りを実施する領域には全て、調整用データが予め記録されていることを前提としている。
【００２７】
図５は、オフセットを変化さてから光ディスクと対物レンズとの距離が定まる迄に、セクタ二つ分の期間が必要とした場合の例であるで、オフセットを変更してから三つ目のセクタ、即ち光ディスクと対物レンズとの距離が定まった状態において調整用データを読み取っている。オフセット量を正弦波状に変化させる狙いは、記録フォーカス調整において調整用データを記録する際と同様に、オフセット量を変更するどのタイミングにおいても、光ディスクと対物レンズとの距離が定まる迄に要する時間をほぼ一定とするためである。このようにして調整データを読み取ると、図６に示すようなグラフが得られる。図６に示すグラフは、横軸がオフセット量、縦軸は読み取ったデータの品質を表す指標値ジッタ（単位：％）である。品質指標値ジッタは、数値が小さいほど品質が高いことを表す。図６においては、ジッタが最も低くなるオフセット量マイナス２が、再生動作における最適フォーカス条件であることを示している。
【００２８】
以上が、本発明のフォーカス調整の実施手順であるが、上記の通りフォーカス調整を実施すれば、効率的に精度よく、記録動作、再生動作それぞれに最適なフォーカス条件を決定することができる。
【００２９】
次に、本発明に従うフォーカス調整を実施するための、光ディスク装置の構成、及び動作について説明する。図１に本発明のフォーカス調整を実施するための光ディスク装置の構成を示す。
【００３０】
図１において、１０１は光ディスクである。
【００３１】
１０２は、スピンドルモータであり、光ディスク１０１を回転させる役割を受け持つ。
【００３２】
１０３は、光ピックアップである。光ディスク１０１にレーザ光線を照射するとともに、光ディスク１０１からの戻り光を検出し、電気信号に変換する役割を果たす。レーザ光線は、同光ピックアップの対物レンズを通して光ディスク１０１に照射され、対物レンズは、フォーカスアクチュエータ、及びトラッキングアクチュエータによって２次元に位置を調節することができる。
【００３３】
１０４は、送りモータである。光ピックアップ１０３を光ディスク１０１の半径方向に移動させる役割を受け持つ。
【００３４】
１０５は、ドライバである。スピンドル１０２、光ピックアップ１０３のフォーカスアクチュエータ、及びトラッキングアクチュエータ、送りモータ１０５を駆動する役割を受け持つ。
【００３５】
１０６は信号処理手段である。信号処理手段106では、光ピックアップ１０３から送られてきた電気信号に基づいて、光ディスク１０１に集光される光スポットの位置を検出するためのフォーカス誤差信号や、トラッキング誤差信号が生成され、これらの信号に基づいてフォーカス制御、トラッキング制御が行なわれる。また、光ピックアップ１０３から送られる電気信号に基づき、光ディスクのアドレス情報や、記録されたデータのデコードが行われる。更には、光ピックアップ１０３のレーザの発光パワー、発光パターンを制御し、光ディスク１０１へのデータの記録が実施される。
【００３６】
１０７は、メモリである。光ディスク１０１から読み取ったデータや、光ディスク１０１に記録すべきデータを蓄積する役割を受け持つ。
【００３７】
１０８は、システム制御手段である。光ディスク装置全体の動作を管理し、信号処理手段１０６を操作することで、光ディスク１０１からのデータの再生や、光ディスク１０１へのデータの記録を実施させるなど、光ディスク装置全体の動作を管理する。
【００３８】
図１の光ディスク装置において、調整用データを記録する場合は、以下のような動作となる。
【００３９】
調整用データの記録を開始するにあたり、システム制御手段１０８は、光ディスク１０１に記録すべきデータをメモリ１０７に書き込む。そして、システム制御手段１０８は、信号処理手段１０６、及びドライバ１０５を介してスピンドルモータ１０２、送りモータ１０４を駆動し、光ディスク１０１を所定の回転数で回転させるとともに、光ピックアップ１０３を移動させ、光ピックアップ１０３から照射されるレーザ光線が光ディスク１０１の所定の位置に集光されるようにする。同時に、システム制御手段１０８は、信号処理手段１０６にフォーカス制御、及びトラッキング制御を実施するよう指示を出す。この指示によって、光ディスク１０１に集光されたレーザ光線は、調整用データの記録が予定された光ディスク１０１上の領域、その前方の領域においてトラックを追従するようになる。
【００４０】
続いて、システム制御手段１０８は、信号処理手段１０６に対して調整用データの記録を開始するアドレス、１０７に書き込んである調整用データの格納アドレス、記録時の発光パワー、及び記録時のフォーカス制御目標レベルを信号処理手段１０６に設定した後、光ディスク１０１への調整用データを指示する。
【００４１】
そして、信号処理手段１０６は、光ディスク１０１から得られるアドレス情報を基に指定アドレスに光スポットが到したことを検知すると、事前に指定されたパワーで発光させると同時に、メモリ１０７の指定アドレスから調整用データを読み出し、このデータに基づいて光ピックアップ１０３のレーザの発光パターンを制御する。また、同時に、フォーカス誤差信号が記録動作用のフォーカス制御目標レベルと同一レベルとなるよう、対物レンズの位置を調節するよる。これによって、光ディスク１０１への調整用データの記録が達成される。
【００４２】
上記は、光ディスクと対物レンズとの距離が一定の状態で調整用データを記録する場合の動作であるが、光ディスクと対物レンズとの距離を変えながら調整用データを記録する場合は、記録開始後、引き続き以下の動作が実施される。
【００４３】
調整データを記録中、システム制御手段１０８は、信号処理手段１０６介して光ディスク１０１上の記録位置を知ることができる。例えば、図２に示したように調整データを記録するのであれば、システム制御手段１０８が、信号処理手段１０６に設定する記録動作用のフォーカス制御目標レベルを３セクタごとに変更する。フォーカス制御目標レベルが変更される都度、信号処理手段１０６おいて実施されるフォーカス制御が、フォーカス制御目標レベルと、フォーカス誤差信号のレベルが同一となるよう対物レンズの位置を調節する。このような動作によって、光ディスクと対物レンズとの距離を変えながらの調整用データの記録が、達成される。
【００４４】
調整用データを読み取り、読み取ったデータに基づいて最適オフセットを決定する際の動作は、以下の通りである。
【００４５】
調整用データの再生を開始するにあたりシステム制御手段１０８は、調整用データを記録する際と同じ要領で光ピックアップ１０３を移動させ、光ディスク１０１に集光されたレーザ光線が、調整用データが記録された領域の前方の領域におていトラックを追従できるようにする。
【００４６】
続いて、システム制御手段１０８は、信号処理手段１０６に対して、再生動作時のフォーカス制御目標レベル、及び光ディスク１０１からの再生開始アドレスを設定した上で、再生動作を指示する。
【００４７】
この指示を受けた信号処理手段１０６は、光ディスク１０１から得られるアドレス情報を基に指定アドレスに光スポットが到したことを検知すると、光ディスク１０１からデータの読み出しを開始する。これによって、調整用データの読み取られ、読み取られたデータは光ピックアップ１０３において再生信号に変換され、信号処理手段１０６に送られるようになる。信号処理手段１０６では、再生信号に基づいて品質指標値であるベータ、及びジッタが生成され、これがメモリ１０７に蓄積されていく。
【００４８】
システム制御手段１０８は、調整用データの読み取りが完了すると、メモリ１０７から品質指標値を読み出し、これと調整用データを記録した際のフォーカス制御目標レベルとを対応させる。品質指標値をベータとするのであれば、最も大きなベータが得られたフォーカス制御目標レベルを最適フォーカス条件とし、品質指標値をジッタとするのであれば、最も小さなジッタが得られたフォーカス制御目標レベルを最適フォーカス条件とする。
【００４９】
上記は、光ディスクと対物レンズとの距離を一定として調整データを読み取る場合の動作であるが、光ディスクと対物レンズとの距離を変えながら調整用データを読み取る場合は、再生開始後、引き続き以下の動作が実施される。
【００５０】
調整データを再生中、システム制御手段１０８は、信号処理手段１０６介して光スポットの位置を知ることができる。例えば、図５に示したように調整データを再生するのであれば、システム制御手段１０８が、信号処理手段１０６に設定するフォーカス制御目標レベルを３セクタごとに変更する。フォーカス制御目標レベルが変更される都度、信号処理手段１０６おいて実施されるフォーカス制御の働きによって対物レンズの位置が調節され、光ディスクと対物レンズとの距離が変更される。これによって、光ディスクと対物レンズとの距離を変えながらの調整用データの再生が達成される。
【００５１】
以上、本発明に従うフォーカス調整が光ディスク装置において実施可能なことを示したが、本発明に従うフォーカス調整方法が光ディスクに適用されれば、光ディスク装置では、フォーカス調整が効率的に、かつ、精度良く実施できるようになり、記録、再生それぞれに動作が最適なフォーカス条件の下、実施されるようになる。
【符号の説明】
【００５２】
１０１… 光ディスク、 １０２… スピンドルモータ、
１０３… 光ピックアップ、 １０４… 送りモータ、
１０５… ドライバ、 １０６… 信号処理手段、
１０７… メモリ、 １０８… システム制御手段
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ディスク装置におけるフォーカス調整方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
光ディスク装置においては、光ディスクへのデータの記録や、光ディスクからのデータの再生を最適なフォーカス条件の下、行なうことを目的としたフォーカス調整が実施される。その一例が下記特許文献１に記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−３７３４３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
光ディスク装置におけるフォーカス調整を、精度良く、且つ、効率的に実施できるようにすることが本発明の課題である。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的は、一例として、特許請求の範囲に記載の発明により達成される。
【発明の効果】
【０００６】
光ディスクへのデータの記録や、光ディスクからのデータの再生を、最適なフォーカス条件の下、行なうことができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明が実施される光ディスク装置の構成図
【図２】調整用データの記録タイミングの一例
【図３】フォーカス制御目標レベルのオフセット量と、品質指標値であるベータ（単位：％）との関係を示すグラフ
【図４】オフセットを変化させた後、光ディスクと対物レンズとの距離が定まる迄にセクタ二つ分の期間を要する場合の記録タイミングの例
【図５】再生フォーカス調整における調整用データを読み取りタイミングの一例
【図６】オフセット量と、読み取ったデータの品質を表す指標値ジッタ（単位：％）との関係を示すグラフ
【発明を実施するための形態】
【０００８】
本発明に従うフォーカス調整は、光ディスクに調整に用いるデータを記録し、このデータを読み取り、記録、再生、それぞれの動作における最適なフォーカス条件を読み取ったデータの品質に基づいて決定するものである。
【０００９】
本実施形態で言うフォーカス条件とは、光ディスク装置において、光ディスクと、光ディスクにレーザ光線を集光する対物レンズとの距離を一定に保つよう働くフォーカス制御、これにおける制御目標レベルを指す。フォーカス制御は、光ディスクからの戻り光を基に生成されるフォーカス誤差信号と、フォーカス制御目標レベルとが一致するよう対物レンズ位置調節を行なう。フォーカス制御目標レベルを適正にすると、フォーカス制御の働きによって光ディスクと対物レンズとの距離が適正なものに保たれ、光ディスクにレーザ光線が常時適正に集光されるようになる。これによって、光ディスクへのデータの記録や、光ディスクからのデータの再生を品質良く行なうことができるようになる。本発明は、記録動作、再生動作、それぞれにおいて最適なフォーカス制御目標レベルを決定するフォーカス調整を提供する。
【００１０】
まず、本発明に従う記録動作用フォーカス調整（これを以下、記録フォーカス調整と呼ぶ）について、以下説明する。本調整では、まず、光ディスクと、光ディスクにレーザ光線を集光する対物レンズとの位置を、周期的、かつ、段階的に変えつつ光ディスクに調整用データを記録する。調整データを記録する際の光ディスクと対物レンズとの距離の変更は、フォーカス制御目標レベルを変更することで実現する。フォーカス制御目標レベルを変更すると、フォーカス誤差信号のレベルと、フォーカス制御目標レベルとが一致するようフォーカス制御によって対物レンズの位置を調節される。調整データの記録中、周期的、かつ、段階的にフォーカス制御目標レベルを変更すれば、フォーカス制御目標レベルが変更される都度、光ディスクと対物レンズとの距離が変更されることになる。
【００１１】
調整用データの記録タイミングの一例を図２に示す。図２は、光ディスクの記録単位であるセクタ三つを一単位とし、この単位ごとに１７段階に亘って、フォーカス制御目標レベルを変えながら調整用データを記録する場合のタイミングが示してある。図の左から右へ行くに従い時間が経過することを表す。
【００１２】
図２において、２０１は、セクタ先頭のタイミングを表す。２０２は、三つのセクタを一単位として数えるカウンタの値を表す。２０３は、データの記録行なう期間を表す。２０４は、フォーカス制御目標レベルを変えるためのオフセット量である。２０５は、オフセット量２０４をグラフ化したものであり、その大きさが、時間を経るにつれて正弦波状に変化していく様を表している。
【００１３】
フォーカス制御目標レベルをオフセットさせると、フォーカス制御の働きによって光ディスクと対物レンズとの距離が変わる訳であるが、オフセットさせた後、光ディスクと対物レンズとの距離が定まる迄にある程度の時間が必要である。図２に示す例は、その時間を、セクタ二つ分の期間としたものである。したがって、図２においては、オフセット量を変化させた直後のセクタ二つについては、光ディスクと対物レンズとの距離が定まっていない状態で記録され、その後につづく三つ目のセクタでは、光ディスクと対物レンズとの距離が定まった状態で記録される訳だが、当然のことながら、フォーカス調整では、光ディスクと対物レンズとの距離が定まった状態で記録された調整用データを用いることとなる。
【００１４】
図２に示すように、オフセット量の正弦波状に変化させていくと、オフセット一回分の変更量は、どのタイミングでもほぼ均一になる。これにより、光ディスクと対物レンズとの距離を変更するどのタイミングにおいても、光ディスクと対物レンズとの距離が定まるまでに要する時間がほぼ一定となる。
【００１５】
光ディスクと対物レンズと距離が不適切であると、記録された調整データは、光ディスクに形成されるマークの形状が理想とする形状からかけ離れたものとなり、その距離が適切な距離に近づくにつれて記録された調整用データは、理想とする形状に近づいていく。光ディスクと対物レンズとの距離を変えながら記録した調整用データを全て読み取り、その品質を測定すれば、光ディスクと対物レンズと距離との距離をどう置けば最適に記録されるかが判る。
【００１６】
なお、調整用デーを読み取る際は、光ディスクと対物レンズとの距離を一定に保ち、全データを同一フォーカス条件の下、読み取ると、データの品質測定を精度よく実施することができる。
【００１７】
また、データの品質は、アシンメトリやベータといった最長周期の信号レベルと、最短周期の信号レベルとの比率を捕らえるに適した指標値を用いると、精度よく測定することができる。例えば、データの指標値をベータとした場合には、図３に示すような曲線が得られる。グラフの横軸は、フォーカス制御目標レベルのオフセット量、縦軸は、品質指標値であるベータ（単位：％）であり、横軸と交差する点がベータ０％を表す。
【００１８】
不適切なオフセット量をもって記録されたデータからは、マイナスのベータが検出され、適切なオフセット量をもって記録されたデータからは、プラスのベータが検出される。図３に示す曲線は、オフセット量マイナス８からオフセット量プラス４に向かう従ってベータが増加し、オフセット量プラス４を超えるとベータが減少に転じることから、ベータが最大となるオフセット量プラス４が最適値であると判断することができる。
【００１９】
このような曲線は、調整用データを記録する際の記録パワーが適切であり、且つ、記録時に適用したオフセット範囲が適切であった場合に得られる。適切な曲線が得られなかった場合は、記録パワー、オフセットの適用範囲の何れか、または、両方が不適切であったということになる。この場合は、得られた曲線のレベル、形状を確認することで原因を特定し、原因に応じてオフセット適用範囲、記録パワーのいずれかを変更、あるいは、両方を変更して記録調整用データを記録し直せばよい。
【００２０】
図２では、３セクタ周期にオフセット量を変化させる例を示したが、オフセット量の変更周期をこれに限る必要はなく、オフセット量を変更してから光ディスクと対物レンズとの距離が定まる迄の時間に応じて決定すればよい。また、同周期は、図２に示したようにセクタの境界で調節する必要はなく、セクタより小さな記録フレームなどの境界で調節してもよい。
【００２１】
また、図２では、オフセットを変化させた直後の光ディスクと対物レンズとの距離が定まっていない状態においても記録パワーにてレーザを発光する例を示したが、より効率よく、光ディスクの領域を使用したいのであれば、図４に示すように記録を行ってもよい。図４において、４０１は、セクタ先頭のタイミングを表す。４０２、４０５、及び４０８は、三つのセクタを一単位として数えるカウンタの値を表す。４０３、４０６、及び４０９は、オフセットである。４０４、４０７、及び４１０は、データの記録行なう期間を表す。図4は、オフセットを変化させた後、光ディスクと対物レンズとの距離が定まる迄にセクタ二つ分の期間を要する場合の例であるが、図４に示すようにオフセットを変化させた後、光ディスクと対物レンズとの距離が定まるのを待って記録発光すると、光ディスクの領域を無駄なく使用することができる。
【００２２】
次に、本発明に従う再生動作用フォーカス調整（これを以下、再生フォーカス調整と呼ぶ）について説明する。
【００２３】
本調整では、調整用データを光ディスクと対物レンズとの距離を一定に保った状態で記録する。そして、この調整用データを、光ディスクと対物レンズとの距離を、周期的、且つ、段階的に変えながら読み取り、最も品質よくデータを読み取ることができた、光ディスクと対物レンズとの距離を、再生動作における最適フォーカス条件とするものである。調整データを読み取る際、光ディスクと対物レンズとの距離を変更するが、これは、記録フォーカス調整の場合と同様に、フォーカス制御の制御目標レベルを変更することで実現する。
【００２４】
光ディスクと対物レンズとの距離が、不適切であると読み取られるデータの品質は低いものとなり、適切な距離に近づくにつれて品質は高くなっていくため、読み取られるデータの品質を測れば、どの距離が最適であるかを判定することができる。
【００２５】
再生フォーカス調整における調整用データを読み取りタイミングの一例を図５に示す。図５には、ディスクの記録単位であるセクタ三つを一単位とし、この単位ごとに１７段階に亘って、フォーカス制御目標レベルを変えながらデータを読み取る場合のタイミングが示してある。図の左から右へ行くに従い時間が経過することを表す。
【００２６】
図５において、５０１は、セクタ先頭のタイミングを表す。５０２は、三つのセクタを一単位として数えるカウンタの値を表す。５０３は、調整データを読み取り、その品質を測定する期間を表す。５０４は、フォーカス制御目標レベルを変化させるためのオフセット量である。505は、オフセット量５０４の推移をグラフ化したものであり、その大きさが、時間を経るにつれて正弦波状に変化していく様を表している。なお、図5においては、３セクタごとに、１７段階に亘ってオフセット量を変化させることから、読み取りを実施する領域には全て、調整用データが予め記録されていることを前提としている。
【００２７】
図５は、オフセットを変化さてから光ディスクと対物レンズとの距離が定まる迄に、セクタ二つ分の期間が必要とした場合の例であるで、オフセットを変更してから三つ目のセクタ、即ち光ディスクと対物レンズとの距離が定まった状態において調整用データを読み取っている。オフセット量を正弦波状に変化させる狙いは、記録フォーカス調整において調整用データを記録する際と同様に、オフセット量を変更するどのタイミングにおいても、光ディスクと対物レンズとの距離が定まる迄に要する時間をほぼ一定とするためである。このようにして調整データを読み取ると、図６に示すようなグラフが得られる。図６に示すグラフは、横軸がオフセット量、縦軸は読み取ったデータの品質を表す指標値ジッタ（単位：％）である。品質指標値ジッタは、数値が小さいほど品質が高いことを表す。図６においては、ジッタが最も低くなるオフセット量マイナス２が、再生動作における最適フォーカス条件であることを示している。
【００２８】
以上が、本発明のフォーカス調整の実施手順であるが、上記の通りフォーカス調整を実施すれば、効率的に精度よく、記録動作、再生動作それぞれに最適なフォーカス条件を決定することができる。
【００２９】
次に、本発明に従うフォーカス調整を実施するための、光ディスク装置の構成、及び動作について説明する。図１に本発明のフォーカス調整を実施するための光ディスク装置の構成を示す。
【００３０】
図１において、１０１は光ディスクである。
【００３１】
１０２は、スピンドルモータであり、光ディスク１０１を回転させる役割を受け持つ。
【００３２】
１０３は、光ピックアップである。光ディスク１０１にレーザ光線を照射するとともに、光ディスク１０１からの戻り光を検出し、電気信号に変換する役割を果たす。レーザ光線は、同光ピックアップの対物レンズを通して光ディスク１０１に照射され、対物レンズは、フォーカスアクチュエータ、及びトラッキングアクチュエータによって２次元に位置を調節することができる。
【００３３】
１０４は、送りモータである。光ピックアップ１０３を光ディスク１０１の半径方向に移動させる役割を受け持つ。
【００３４】
１０５は、ドライバである。スピンドル１０２、光ピックアップ１０３のフォーカスアクチュエータ、及びトラッキングアクチュエータ、送りモータ１０５を駆動する役割を受け持つ。
【００３５】
１０６は信号処理手段である。信号処理手段106では、光ピックアップ１０３から送られてきた電気信号に基づいて、光ディスク１０１に集光される光スポットの位置を検出するためのフォーカス誤差信号や、トラッキング誤差信号が生成され、これらの信号に基づいてフォーカス制御、トラッキング制御が行なわれる。また、光ピックアップ１０３から送られる電気信号に基づき、光ディスクのアドレス情報や、記録されたデータのデコードが行われる。更には、光ピックアップ１０３のレーザの発光パワー、発光パターンを制御し、光ディスク１０１へのデータの記録が実施される。
【００３６】
１０７は、メモリである。光ディスク１０１から読み取ったデータや、光ディスク１０１に記録すべきデータを蓄積する役割を受け持つ。
【００３７】
１０８は、システム制御手段である。光ディスク装置全体の動作を管理し、信号処理手段１０６を操作することで、光ディスク１０１からのデータの再生や、光ディスク１０１へのデータの記録を実施させるなど、光ディスク装置全体の動作を管理する。
【００３８】
図１の光ディスク装置において、調整用データを記録する場合は、以下のような動作となる。
【００３９】
調整用データの記録を開始するにあたり、システム制御手段１０８は、光ディスク１０１に記録すべきデータをメモリ１０７に書き込む。そして、システム制御手段１０８は、信号処理手段１０６、及びドライバ１０５を介してスピンドルモータ１０２、送りモータ１０４を駆動し、光ディスク１０１を所定の回転数で回転させるとともに、光ピックアップ１０３を移動させ、光ピックアップ１０３から照射されるレーザ光線が光ディスク１０１の所定の位置に集光されるようにする。同時に、システム制御手段１０８は、信号処理手段１０６にフォーカス制御、及びトラッキング制御を実施するよう指示を出す。この指示によって、光ディスク１０１に集光されたレーザ光線は、調整用データの記録が予定された光ディスク１０１上の領域、その前方の領域においてトラックを追従するようになる。
【００４０】
続いて、システム制御手段１０８は、信号処理手段１０６に対して調整用データの記録を開始するアドレス、１０７に書き込んである調整用データの格納アドレス、記録時の発光パワー、及び記録時のフォーカス制御目標レベルを信号処理手段１０６に設定した後、光ディスク１０１への調整用データを指示する。
【００４１】
そして、信号処理手段１０６は、光ディスク１０１から得られるアドレス情報を基に指定アドレスに光スポットが到したことを検知すると、事前に指定されたパワーで発光させると同時に、メモリ１０７の指定アドレスから調整用データを読み出し、このデータに基づいて光ピックアップ１０３のレーザの発光パターンを制御する。また、同時に、フォーカス誤差信号が記録動作用のフォーカス制御目標レベルと同一レベルとなるよう、対物レンズの位置を調節するよる。これによって、光ディスク１０１への調整用データの記録が達成される。
【００４２】
上記は、光ディスクと対物レンズとの距離が一定の状態で調整用データを記録する場合の動作であるが、光ディスクと対物レンズとの距離を変えながら調整用データを記録する場合は、記録開始後、引き続き以下の動作が実施される。
【００４３】
調整データを記録中、システム制御手段１０８は、信号処理手段１０６介して光ディスク１０１上の記録位置を知ることができる。例えば、図２に示したように調整データを記録するのであれば、システム制御手段１０８が、信号処理手段１０６に設定する記録動作用のフォーカス制御目標レベルを３セクタごとに変更する。フォーカス制御目標レベルが変更される都度、信号処理手段１０６おいて実施されるフォーカス制御が、フォーカス制御目標レベルと、フォーカス誤差信号のレベルが同一となるよう対物レンズの位置を調節する。このような動作によって、光ディスクと対物レンズとの距離を変えながらの調整用データの記録が、達成される。
【００４４】
調整用データを読み取り、読み取ったデータに基づいて最適オフセットを決定する際の動作は、以下の通りである。
【００４５】
調整用データの再生を開始するにあたりシステム制御手段１０８は、調整用データを記録する際と同じ要領で光ピックアップ１０３を移動させ、光ディスク１０１に集光されたレーザ光線が、調整用データが記録された領域の前方の領域におていトラックを追従できるようにする。
【００４６】
続いて、システム制御手段１０８は、信号処理手段１０６に対して、再生動作時のフォーカス制御目標レベル、及び光ディスク１０１からの再生開始アドレスを設定した上で、再生動作を指示する。
【００４７】
この指示を受けた信号処理手段１０６は、光ディスク１０１から得られるアドレス情報を基に指定アドレスに光スポットが到したことを検知すると、光ディスク１０１からデータの読み出しを開始する。これによって、調整用データの読み取られ、読み取られたデータは光ピックアップ１０３において再生信号に変換され、信号処理手段１０６に送られるようになる。信号処理手段１０６では、再生信号に基づいて品質指標値であるベータ、及びジッタが生成され、これがメモリ１０７に蓄積されていく。
【００４８】
システム制御手段１０８は、調整用データの読み取りが完了すると、メモリ１０７から品質指標値を読み出し、これと調整用データを記録した際のフォーカス制御目標レベルとを対応させる。品質指標値をベータとするのであれば、最も大きなベータが得られたフォーカス制御目標レベルを最適フォーカス条件とし、品質指標値をジッタとするのであれば、最も小さなジッタが得られたフォーカス制御目標レベルを最適フォーカス条件とする。
【００４９】
上記は、光ディスクと対物レンズとの距離を一定として調整データを読み取る場合の動作であるが、光ディスクと対物レンズとの距離を変えながら調整用データを読み取る場合は、再生開始後、引き続き以下の動作が実施される。
【００５０】
調整データを再生中、システム制御手段１０８は、信号処理手段１０６介して光スポットの位置を知ることができる。例えば、図５に示したように調整データを再生するのであれば、システム制御手段１０８が、信号処理手段１０６に設定するフォーカス制御目標レベルを３セクタごとに変更する。フォーカス制御目標レベルが変更される都度、信号処理手段１０６おいて実施されるフォーカス制御の働きによって対物レンズの位置が調節され、光ディスクと対物レンズとの距離が変更される。これによって、光ディスクと対物レンズとの距離を変えながらの調整用データの再生が達成される。
【００５１】
以上、本発明に従うフォーカス調整が光ディスク装置において実施可能なことを示したが、本発明に従うフォーカス調整方法が光ディスクに適用されれば、光ディスク装置では、フォーカス調整が効率的に、かつ、精度良く実施できるようになり、記録、再生それぞれに動作が最適なフォーカス条件の下、実施されるようになる。
【符号の説明】
【００５２】
１０１… 光ディスク、 １０２… スピンドルモータ、
１０３… 光ピックアップ、 １０４… 送りモータ、
１０５… ドライバ、 １０６… 信号処理手段、
１０７… メモリ、 １０８… システム制御手段
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ディスクにレーザ光線を集光する対物レンズと光ディスクとの距離を周期的、かつ、段階的に変えつつ光ディスクにデータを一度に記録するデータ記録手段、
前記データ記録手段によって記録されたデータを、対物レンズと光ディスクとの距離を一定に保ちながら読み取り、読み取ったデータの品質を測定するデータ品質測定手段、
前記データ記録手段がデータを記録した際の対物レンズと光ディスクとの距離、これに相当する数値と、前記データ品質測定手段が測定したデータの品質とを対応させた情報を生成し、この情報に基づいて記録動作における対物レンズと光ディスクとの最適距離を決定するフォーカス調整手段、
を有することを特徴とした光ディスク装置。
【請求項２】
光ディスクにレーザ光線を集光する対物レンズと光ディスクとの距離を周期的、かつ、段階的に変えつつ光ディスクに記録されたデータを読み取るデータ再生手段、
前記データ再生手段が読み取ったデータのうち、対物レンズと光ディスクとの距離が定まっている状態で読み取られたデータの品質を測定するデータ品質測定手段、
前記データ再生手段がデータを再生した際の対物レンズと光ディスクとの距離、これに相当する数値と、前記データ品質測定手段が測定したデータの品質とを対応させた情報を生成し、この情報に基づいて再生動作における対物レンズと光ディスクとの最適距離を決定するフォーカス調整手段、
を有することを特徴とした光ディスク装置。
【請求項３】
光ディスクにレーザ光線を集光する対物レンズと光ディスクとの距離を周期的、かつ、段階的に変えつつ光ディスクにデータを一度に記録するデータ記録工程、
前記データ記録工程において光ディスクに記録されたデータを、対物レンズと光ディスクとの距離を一定に保ちながら読み取り、読み取ったデータの品質を測定するデータ品質測定工程、
前記データ記録工程においてデータを記録した際の対物レンズと光ディスクとの距離、これに相当する数値と、前記データ品質測定工程において測定されたデータの品質とを対応させた情報を生成し、この情報に基づいて記録動作における対物レンズと光ディスクとの最適距離を決定するフォーカス調整工程、
を含むことを特徴とした光ディスク装置におけるフォーカス調整方法。
【請求項４】
光ディスクにレーザ光線を集光する対物レンズと光ディスクとの距離を周期的、かつ、段階的に変えつつ光ディスクに記録されたデータを再生するデータ再生工程、
前記データ再生工程において読み取られたデータのうち、対物レンズと光ディスクとの距離が定まっている状態で読み取られたデータの品質を測定するデータ品質測定工程、
前記データ再生工程においてデータが読み取られた際の対物レンズと光ディスクとの距離、これに相当する数値と、前記データ品質測定工程において測定されたデータの品質とを対応させた情報を生成し、この情報に基づいて再生動作における対物レンズと光ディスクとの最適距離を決定するフォーカス調整工程、
を含むことを特徴とした光ディスク装置におけるフォーカス調整方法。
【請求項１】
光ディスクにレーザ光線を集光する対物レンズと光ディスクとの距離を周期的、かつ、段階的に変えつつ光ディスクにデータを一度に記録するデータ記録手段、
前記データ記録手段によって記録されたデータを、対物レンズと光ディスクとの距離を一定に保ちながら読み取り、読み取ったデータの品質を測定するデータ品質測定手段、
前記データ記録手段がデータを記録した際の対物レンズと光ディスクとの距離、これに相当する数値と、前記データ品質測定手段が測定したデータの品質とを対応させた情報を生成し、この情報に基づいて記録動作における対物レンズと光ディスクとの最適距離を決定するフォーカス調整手段、
を有することを特徴とした光ディスク装置。
【請求項２】
光ディスクにレーザ光線を集光する対物レンズと光ディスクとの距離を周期的、かつ、段階的に変えつつ光ディスクに記録されたデータを読み取るデータ再生手段、
前記データ再生手段が読み取ったデータのうち、対物レンズと光ディスクとの距離が定まっている状態で読み取られたデータの品質を測定するデータ品質測定手段、
前記データ再生手段がデータを再生した際の対物レンズと光ディスクとの距離、これに相当する数値と、前記データ品質測定手段が測定したデータの品質とを対応させた情報を生成し、この情報に基づいて再生動作における対物レンズと光ディスクとの最適距離を決定するフォーカス調整手段、
を有することを特徴とした光ディスク装置。
【請求項３】
光ディスクにレーザ光線を集光する対物レンズと光ディスクとの距離を周期的、かつ、段階的に変えつつ光ディスクにデータを一度に記録するデータ記録工程、
前記データ記録工程において光ディスクに記録されたデータを、対物レンズと光ディスクとの距離を一定に保ちながら読み取り、読み取ったデータの品質を測定するデータ品質測定工程、
前記データ記録工程においてデータを記録した際の対物レンズと光ディスクとの距離、これに相当する数値と、前記データ品質測定工程において測定されたデータの品質とを対応させた情報を生成し、この情報に基づいて記録動作における対物レンズと光ディスクとの最適距離を決定するフォーカス調整工程、
を含むことを特徴とした光ディスク装置におけるフォーカス調整方法。
【請求項４】
光ディスクにレーザ光線を集光する対物レンズと光ディスクとの距離を周期的、かつ、段階的に変えつつ光ディスクに記録されたデータを再生するデータ再生工程、
前記データ再生工程において読み取られたデータのうち、対物レンズと光ディスクとの距離が定まっている状態で読み取られたデータの品質を測定するデータ品質測定工程、
前記データ再生工程においてデータが読み取られた際の対物レンズと光ディスクとの距離、これに相当する数値と、前記データ品質測定工程において測定されたデータの品質とを対応させた情報を生成し、この情報に基づいて再生動作における対物レンズと光ディスクとの最適距離を決定するフォーカス調整工程、
を含むことを特徴とした光ディスク装置におけるフォーカス調整方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１０−１９２０１８（Ｐ２０１０−１９２０１８Ａ）
【公開日】平成２２年９月２日（２０１０．９．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−３３３７１（Ｐ２００９−３３３７１）
【出願日】平成２１年２月１７日（２００９．２．１７）
【出願人】（０００００５１０８）株式会社日立製作所 (27,607)
【出願人】（５０１００９８４９）株式会社日立エルジーデータストレージ (646)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年９月２日（２０１０．９．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年２月１７日（２００９．２．１７）
【出願人】（０００００５１０８）株式会社日立製作所 (27,607)
【出願人】（５０１００９８４９）株式会社日立エルジーデータストレージ (646)
【Ｆターム（参考）】
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