短波長光源光記録装置のフォーカシングサーボ機構

【目的】短波長光源光記録装置のフォーカシング機構に於て、広いトラックピッチのディスクに於てもサーボ動作を安定に行い、ディスクの互換性を図る。
【構成】対象ディスクのトラッキングピッチに見合ったオフセット信号をフォーカシングエラー信号に加えることにより、記録媒体上での光スポット径を制御し、安定なサーボ動作を行う。

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光源の波長を短くすることによって記録媒体上での光スポット径を小さくし、記録密度の高密度化を図る短波長光源光記録装置のフォーカシングサーボ機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、光記録装置に於ては、１．６μｍトラックピッチの光ディスクにフォーカシングサーボ及びトラッキングサーボをかけることにより、光ディスク面の記録媒体上に１μｍ程度にレーザービームを集光し、情報の記録／再生を行っている。この光記録装置は、図４に示すように、半導体レーザー１から出射され、コリメータレンズ２及びプリズム３を通ったレーザービームを対物レンズ４によって光ディスク５の記録媒体上に集光する。そして、光ディスク５からの反射光を２つのプリズム３・６を通して２つに分岐させ、一方は集光レンズ７を介して読取り用のフォトダイオード８上に導き、他方はフォーカシングエラー信号検出系９に導く。そして、フォーカシングエラー信号検出系９から得られるエラー信号に基づいてサーボ信号を生成し、対物レンズアクチュエーター１０を駆動することにより、記録媒体上に安定に焦点を結ぶようになっている。
【０００３】フォーカシングエラー信号検出系９は、図５R>５に併せて示したように、対物レンズ４がとらえたディスク５からの反射光を、集光レンズ１１及び円筒レンズ１２を介することにより、４分割フォトダイオード１３に入射するようになっている。図５は、ディスク５が対物レンズ４に近すぎる場合（ａ1）、合焦点の場合（ｂ1）、遠すぎる場合（ｃ1）をそれぞれ表している。また、（ａ2）、（ｂ2）、（ｃ2）に於けるハッチング部分Ｓa、Ｓb、Ｓcは、各々の場合の４分割フォトダイオード１３上での光強度分布を表している。
【０００４】４分割フォトダイオード１３の各出力は、図６に併せて示すフォーカシングエラー演算器１４に入力され、フォーカシングサーボの基になるフォーカシングエラー信号が求められる。このフォーカシングエラー信号は、合焦点時にゼロとなる。そしてフォーカシングエラー信号を自動ゲインコントロール（ＡＧＣ）回路１５を通すことによって光量の変動による影響を除去し、これを位相補償回路１６によって対物レンズアクチュエーター１０の特性に合わせて補償した後、駆動アンプ１７によって対物レンズアクチュエーター１０の駆動を行う。
【０００５】次にトラッキングエラー信号検出の原理について図７を参照して説明する。一般にトラッキングエラー信号の検出には、プッシュプル法が用いられている。この方法は、４分割フォトダイオード１３の各出力から求めるものであり、図７−（ａ1）に示すようにトラックガイド溝（ランド部）１８の中心に光スポットがあるときは、図７−（ａ2）に示すように４分割フォトダイオード１３上の光強度分布Ｓaは左右対称となり、図７−（ｂ1）並びに図７−（ｃ1）に示すようにトラックガイド溝１８の中心から光スポットがずれた場合は、それぞれ図７−（ｂ2）並びに図７−（ｃ2）に示すように４分割フォトダイオード１３上の光強度分布Ｓb・Ｓcは左右非対称となる。したがって、４分割フォトダイオード１３の各出力を図８に示すトラッキングエラー演算器１９に通すことにより、トラッキングエラー信号が得られる。
【０００６】上記の光記録装置に於て、光源の波長を短くすることによって記録媒体上の光スポット径を小さくし、最小記録マーク長、並びにトラックピッチを小さくすることが可能となる。これによって光記録装置の記録密度の高密度化を実現することが従来行われている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかるに、上記短波長光源光記録装置にて現行の広いトラックピッチのディスクに記録／再生しようとした場合、トラックのランド部１８よりもスポット径が小さくなり、安定なトラッキングが得られなくなる。これをフォーカシングサーボのみがかかった状態で対物レンズ４がガイド溝を横切っている状況を想定した図９を参照して説明する。図９−（ａ）に示した状態のように、光源の波長が長くランド部１８の幅に対して光スポット径が十分大きい場合には、トラッキングエラー信号は滑らかな正弦波状となるので、その値がゼロになるようにサーボ動作を行うことにより、光スポットの中心とランド部１８の中心とを一致させることができる。ところが、図９−（ｂ）に示したように、光源の短波長化によって光スポット径がランド部１８の幅よりも小さくなると、光スポットがランド部１８上にある間はトラッキングエラー信号がゼロとなり、トラッキングエラー信号に段ができてしまう。このため、トラッキングエラー信号がゼロになるようにサーボをかけても、段部の幅分だけ不定性が生じ、サーボを安定して動作させることができなくなる。
【０００８】本発明はこのような問題点を解消するべく案出されたものであり、その主な目的は、短波長光源光記録装置に於ても、トラッキングサーボを安定に動作させて広いトラックピッチの光ディスクをも記録／再生可能とし、現行ディスクとの互換性を実現し得る短波長光源光記録装置のフォーカシングサーボ機構を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】このような目的は、本発明によれば、フォーカシングエラー信号検出系と、オートゲインコントロール回路と、位相補償回路と、対物レンズアクチュエーターと、該アクチュエーターを駆動する駆動アンプとを有する短波長光源光記録装置のフォーカシングサーボ機構に於て、光ディスクのトラックピッチに相応する量のオフセット信号を発生するオフセット信号発生回路と、該回路が発生するオフセット信号をフォーカシングエラー信号に加算する加算回路とを有することを特徴とする短波長光源光記録装置のフォーカシングサーボ機構を提供することによって達成される。
【００１０】
【作用】このような本発明の構成によれば、短波長光源光記録装置によって広いトラックピッチのディスクに記録／再生しようとする際に、トラックピッチの広さに応じてフォーカシングサーボ系のオフセット値を変化させることによってデフォーカス状態にする。これによって光スポット径を大きくしてトラッキングサーボを安定に動作させることができる。
【００１１】
【実施例】以下に添付の図面に示された具体的な実施例に基づいて本発明の構成について詳細に説明する。図１は、本発明の構成を示すブロック図であり、従来構成と同様に、フォーカシングエラー信号検出系９と、ＡＧＣ回路１５と、位相補償回路１６と、対物レンズアクチュエーター１０と、該アクチュエーター１０を駆動する駆動アンプ１７とを有しており、これに加えて、光ディスク５のトラックピッチに相応する量のオフセット信号を発生するオフセット信号発生回路２０と、該回路が発生するオフセット信号をフォーカシングエラー信号に加算する加算回路２１とを有している。
【００１２】図４に示したサーボ系と同様にして位相補償回路１６から得られるフォーカシングサーボ信号に、対象となるディスク５のトラックピッチに合わせてオフセット信号発生回路２０によって生成したオフセット値を加算する。この信号に基づいて駆動アンプ１７にて対物レンズアクチュエーター１０の駆動電流を発生することにより、合焦点位置から対物レンズ４をずらして光スポット径を制御できる。これにより、短波長光源光記録装置に於ても、現行ディスクのような広いトラックピッチのディスクについてもトラッキングサーボを安定に動作させることが可能となる。
【００１３】次に、オフセット信号発生回路２０についてより詳しく説明する。図２は本回路の第１実施例を示しており、複数のトラックピッチに対応したオフセット値を持つ基準電圧発生回路２２の出力から、対象となるディスク５のトラックピッチに見合ったオフセット値をマルチプレクサ２３で選択する。これを加算回路２１によってフォーカシングサーボ信号に加算する。なお、符号２４はボルテージフォロワである。
【００１４】図３は第２実施例を示しており、この例ではＤ／Ａコンバーター２５によって対象となるディスク５のトラックピッチに見合ったフォーカシングサーボのオフセット値を発生し、これをフォーカシングサーボ信号に加算している。
【００１５】なお、以上の実施例はアナログサーボ系について説明したが、デジタルサーボ系に於ても同様にして実現することができる。
【００１６】
【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、現在一般に用いられているフォーカシングサーボ機構に簡単なオフセット発生回路を付加することで短波長光源光記録装置に於ても現行ディスクのような広いトラックピッチのディスクにトラッキングサーボを安定にかけることを可能とすることができる。このため、短波長光源光記録装置に於ても現行光記録装置との互換性を保つことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるフォーカシングサーボ機構のブロック図。
【図２】第１実施例の説明図。
【図３】第２実施例の説明図。
【図４】従来の光記録装置の構成を示す説明図。
【図５】フォーカシングエラー信号を検出する光学系の説明図。
【図６】４分割フォトダイオードの出力からフォーカシグエラー信号を算出する回路のブロック図。
【図７】トラッキングエラー信号を検出する光学系の説明図。
【図８】４分割フォトダイオードの出力からトラッキングエラー信号を算出する回路のブロック図。
【図９】記録媒体上での光スポット径がトラックピッチよりも小さい場合のトラッキングエラー信号の様子を説明する模式図。
【符号の説明】
１半導体レーザー
２コリメータレンズ
３プリズム
４対物レンズ
５光ディスク
６プリズム
７集光レンズ
８フォトダイオード
９フォーカシングエラー信号検出系
１０対物レンズアクチュエーター
１１集光レンズ
１２円筒レンズ
１３４分割フォトダイオード
１４フォーカシングエラー演算器
１５自動ゲインコントロール（ＡＧＣ）回路
１６位相補償回路
１７駆動アンプ
１８トラックガイド溝（ランド部）
１９トラッキングエラー演算器
２０オフセット信号発生回路
２１加算回路
２２基準電圧発生回路
２３マルチプレクサ
２４ボルテージフォロワ
２５Ｄ／Ａコンバーター

【特許請求の範囲】
【請求項１】フォーカシングエラー信号検出系と、オートゲインコントロール回路と、位相補償回路と、対物レンズアクチュエーターと、該アクチュエーターを駆動する駆動アンプとを有する短波長光源光記録装置のフォーカシングサーボ機構に於て、光ディスクのトラックピッチに相応する量のオフセット信号を発生するオフセット信号発生回路と、該回路が発生するオフセット信号をフォーカシングエラー信号に加算する加算回路とを有することを特徴とする短波長光源光記録装置のフォーカシングサーボ機構。

【図１】