JP2001351244A - 光ディスク装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 記録ピットが形成されていない状態でも実質
的なスポットの大きさを最適化することができる光ディ
スク装置を提供する。 【構成】 情報がピットとして記録された第１の媒体層
（１５）の上に、光源からのレーザ光（１）に対する透
過率が温度に依存して変化し、所定温度を境としてその
一方の側において、レーザ光を透過させない第２の媒体
層（１４）を設けた光ディスクに照射されたレーザ光
（１）のうち、反射光の光量を示す信号に基づき発生さ
れるトラッキングエラー信号のレベルが最大となるよう
に、光源の出力を制御することにより、レーザ光のうち
第２の媒体層（１４）を透過する部分により形成される
スポット（実質的なスポット）の大きさが第１の媒体層
（１５）に記録されたピット列のトラックピッチに対し
最適な大きさとなるように制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光ディスク装置及び光
ディスクに関する。

【０００２】

【従来の技術】図１６は従来の光磁気記録における光ス
ポット径よりも小さな微小信号を記録する方式を示す原
理図である。図において、１はレーザ光、２は対物レン
ズ、３は光ディスク、４は対物レンズ２により集光され
た光スポット、５はディスク媒体上の温度分布、６は例
えば光磁気記録を行う時のキューリー温度に相当する記
録可能温度、７は記録される微小信号である。

【０００３】図１７は従来の光磁気再生における、再生
光スポット径の半分以下の光スポットが再生できる方式
を示す原理図である。図において、８はディスク移動方
向、９は記録マーク、１０はディスク媒体上の高温領
域、１１はディスク媒体上の検出領域、１２はディスク
媒体における再生層、１３はディスク媒体における記録
層である。

【０００４】図１８は従来の方式における再生信号の記
録波長依存性を表すもので、縦軸が、再生信号Ｓ／Ｎ、
横軸は記録信号のトラック（円周）方向密度および記録
波長を示している。

【０００５】光磁気ディスクの高密度化においては、記
録技術と再生技術の両方において確立する必要がある。
記録に関しては、図１６におけるディスク３上にレーザ
が作る光スポット内で、中央付近の温度がもっとも高く
温度分布５のようになっている。そのため中央付近の温
度が記録可能温度に達し易いため、記録材料のキューリ
ー温度を光スポット４の中央部に相当する温度に設定し
ておけば、微小信号７のような光スポット径よりも小さ
な記録スポットを形成することが可能となる。したがっ
て、記録においては、光スポットを一部オーバラップさ
せながらレーザの照射間隔を短くすることで高密度な記
録が可能になる。

【０００６】一方、再生においては、レーザの波長を
λ、光学ピックアップの対物レンズ４の開口数をＮＡ
（レンズ径と焦点距離によって定まる係数）とすると、
再生限界波長は、λ／２ＮＡによって定まる。たとえ
ば、現行の光ディスク装置においては、λ＝７８０ｎ
ｍ、ＮＡ＝０．５であるので、検出限界は約０．７８μ
ｍとなる。このように、使用するレーザの波長が定まる
と、実用的な対物レンズの開口数ＮＡがほぼ定まってい
るため、物理的乃至光学的に検出限界が決定されてしま
う。従って、高密度な光磁気ディスクを実現するには、
レーザの短波長化や対物レンズの開口数の増大が必要と
なっており、赤色半導体レーザの実用化や、ＳＨＧ（２
高調波発生素子）による緑色や青色レーザの開発がすす
んでいる。

【０００７】以上のような短波長レーザを用いる方法以
外に、レーザー照射時に生じる光スポット内の温度差に
より、高温部分のみが読みだし可能になるという現象に
着目し、これを活用することで、結果として光スポット
面積を実質的に縮小したと同じ効果を得る方法がある。

【０００８】この方法では、図１７における記録層１３
の材料を保磁力の大きなものとし、図における再生層１
２を保持力の小さなものにしている。この時、再生前に
初期化磁界をかけることによって、検出信号付近の再生
層１２の磁化方向を、すべて一方向に磁化反転させて消
去する。次に、上記のようにしてすべて一方向に消去さ
れた再生層１２に再生レーザを照射することで、再生層
１２の高温部のみがキューリー点以上に熱せられ、記録
層１３に記録された磁気情報が転写され、微小信号が検
出される。

【０００９】このように、見掛け上、光スポット面積が
縮小して、実施的に光スポット径が小さくなったのと同
等の効果が得られるので、現行の半導体レーザにおいて
も、従来の検出限界記録波長、例えば０．７８μｍの半
分よりさらに短い記録波長による再生が可能となり、解
像度が２倍以上に向上する。

【００１０】しかし、実際には盤面上に照射される光ス
ポット４の面積が小さくなったわけではなく、そのた
め、再生信号に含まれる、媒体の磁化や反射率の不均一
さ等によって生じる、媒体ノイズの量は、元の大きな光
スポットをそのまま用いた従来の光磁気再生方式と同じ
である。これに対して、上記の記録層１３から転写され
てくる再生層１２における磁気情報領域が盤面上の光ス
ポット４の面積より小さくなった分だけ、再生シグナル
レベルは小さくなっている。

【００１１】そのため、高密度記録をすればするほど、
盤面光スポット面積に対する、信号再生に寄与する面積
の比が、小さくなるため、再生信号のＳ／Ｎが小さくな
っていくのは当然である。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】従来の光ディスク装置
における、高密度記録再生方式は、以上のような原理で
行われていたため、高密度記録をすればするほど、盤面
光スポット面積に対する、信号再生に寄与する面積の比
が、小さくなり、再生信号のＳ／Ｎが小さくなっていく
問題点があった。また、磁気転写を利用しているため、
光磁気記録再生方式にしか適用できず、相変化記録再生
方式や、穴明け方式であるライトワンス方式、現行のＣ
Ｄプレーヤ等とおなじ再生専用方式に対して、上記方式
を適用し、高密度化を行うことが出来ない等の問題点も
あった。

【００１３】また、上述した方式は光スポットによるデ
ィスク媒体の温度上昇の違いにより実質的なスポット径
を定めなくてはならず、媒体上の温度管理が要求される
が、光ディスク装置内において媒体上の光スポット位置
における温度検出等が容易ではないため、レーザパワー
のコントロールがきわめて困難である等の問題もあっ
た。

【００１４】さらに、トラックピッチ方向の記録密度を
上げて、高密度化を行おうとすると、光スポット径に対
して、トラックピッチがきわめて小さくなり、プッシュ
プル方式等のトラッキング信号再生方式では、正確なト
ラッキング信号が得られない等の問題により、トラッキ
ングがうまく行えない等の問題点もあった。

【００１５】この発明は、上記のような問題点を解決す
るためになされたもので、信号Ｓ／Ｎの劣化無しに高密
度化できる他、実質的な光スポット径を正確にコントロ
ールして、再生専用や相変化方式に対しても対応可能な
高密度記録再生が実現できる光ディスク装置、及び光デ
ィスクを提供することを目的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本願請求項１に記載の光
ディスクは、光ディスクをレーザ光のスポットで走査し
て情報を再生する光ディスク装置において、レーザ光を
照射する光源と、情報がピットとして記録された第１の
媒体層の上に、上記レーザ光に対する透過率が温度に依
存して変化し、所定温度を境としてその一方の側におい
て、上記レーザ光を透過させない第２の媒体層を設けた
光ディスクと、上記光源から上記光ディスクに照射され
たレーザ光のうち、上記光ディスクから反射される光量
を検知して、検知結果として反射光量を示す信号を出力
する光検知手段とを備えるとともに、上記光検知手段の
出力を受け、トラッキングエラー信号を発生する手段
と、上記トラッキングエラー信号のレベルが最大となる
ように、上記光源の出力を制御することにより、上記レ
ーザ光のうち上記第２の媒体層を透過する部分により形
成されるスポットの大きさが上記第１の媒体層に記録さ
れたピット列のトラックピッチに対し最適な大きさとな
るように制御する制御手段とを備えたことを特徴とす
る。

【００１７】請求項２に記載の光ディスク装置は、請求
項１に記載の装置において、上記光源の出力を制御する
制御手段が、上記トラッキングエラー信号の振幅を示す
信号を発生する振幅検出手段と、上記振幅を示す信号を
入力するＡ／Ｄコンバータと、該Ａ／Ｄコンバータによ
るＡ／Ｄ変換により得られた振幅情報を用いて上記光源
の出力の制御のための指令値を決定するためのマイクロ
コンピュータと、上記指令値に基づき上記光源を駆動す
る光源出力制御系とを備えることを特徴とする。

【００１８】請求項３に記載の光ディスク装置は、請求
項１に記載の装置において、上記制御手段による光源出
力の制御が、フォーカス制御をかけた後、トラッキング
制御をかける前に、トラッキングエラー信号を用いて行
われることを特徴とする。

【００１９】

【作用】請求項１に記載の発明によれば、トラッキング
エラー信号のレベルが最大となるように、光源の出力を
制御することにより、レーザ光のうち第２の媒体層を透
過する部分により形成されるスポット（実質的なスポッ
ト）の大きさが第１の媒体層に記録されたピット列のト
ラックピッチに対し最適な大きさとなるように制御する
ので、記録ピットが形成されていない状態でも上記実質
的なスポットの大きさを最適化することができる。

【００２０】さらに、請求項２によれば、光源の出力
（レーザパワー）の調整を行なった後にトラッキング動
作を行う事により、実効スポット径の最適化のための調
整処理をトラッキング誤差信号に基づいて行なうことが
できる。

【００２１】

【実施例】実施例１．図１は本発明の実施例における、
光ディスク装置に用いられる光ディスクの断面図であ
る。図において、１５は、図示しない光ディスクの基板
上に形成された光記録・再生層（第１の媒体層）であ
る。この層１５は、凹凸上のピットとして記録再生さ
れ、もしくは記録材料の相変化による反射率変化を用い
て記録再生され、あるいは光磁気記録再生される情報の
記録再生層となる。１４は例えば高分子材料のような材
料で構成された、常温では特定のレーザ波長の光を吸収
し、媒体温度の上昇に伴い上記特定レーザ波長の光を吸
収しなくなると同時に上記特定レーザ波長の光透過率が
高くなり、再び媒体温度が低下するとともに上記特定レ
ーザ波長の光を吸収するようになる温度依存性透過率変
化媒体（第２の媒体層）である。

【００２２】図３は本発明の実施例における光ディスク
装置に用いられる光ディスクの再生時における媒体変化
を模示したものである。図４は図３における媒体変化の
タイミングチャートを表わしたものである。

【００２３】図５は本発明の実施例における、光ディス
ク装置の構成図である。図において、１６は光ディスク
３を回転させるためのディスクモータ、１７は光ヘッ
ド、１８は光ヘッドに搭載された光検知器の出力信号、
１９は光検知器の出力信号１８を増幅するための微小信
号増幅回路、２０はレーザモニター検知信号１７”に基
づきレーザ駆動信号１７’を制御するための自動レーザ
パワーコントロール回路である。

【００２４】また、２１は微小信号増幅回路１９の出力
に基づき録再スポット径を制御するため、自動レーザパ
ワーコントロール回路２０のリファレンスを与えるため
の録再スポット径調整回路、２２は微小信号増幅回路の
出力である録再情報を波形等価し、復調するための波形
等価・復調回路、２３は対物レンズ４からの光スポット
をディスクの案内溝にトレースさせるためのトラッキン
グ制御回路、２４は、対物レンズ４からの光スポットを
ディスクの面ぶれに追従させるためのフォーカス制御回
路、２５はトラッキング制御やフォーカス制御、ディス
ク回転制御、レーザパワー制御等のシステムを統括的に
コントロールするためのシステムコントロール回路、２
６は波形等価・復調回路の出力である、再生信号、２７
は対物レンズ４を動かすためのアクチュエータ駆動信号
である。

【００２５】図６は本発明の実施例である録再スポット
径調整システムを構成する部分２０，２１，１７，１９
のさらに詳しいブロック図である。図において、３０，
３１は光検知器２８，２９の出力をＩ−Ｖ変換し電圧情
報に変換するための、Ｉ−Ｖ変換回路、３２はＩ−Ｖ変
換回路３０の出力を積分し、ディスクからの平均反射光
を算出するための積分器、３３はレーザ４０からの光出
射パワーをモニターする検知器２９の出力に基づき平均
レーザ出射パワーを算出するための積分器である。

【００２６】３４はレーザ４０からの光出射パワーをモ
ニターする検知器２９の出力に基づき、平均レーザ出射
パワーを制御するためのレーザパワー制御ループにおい
て、安定性および速応性を保つための位相補償回路、３
５は見かけ上の光スポット径指令値３６と、積分器３２
の出力であるディスクからの平均反射光の算出値とを差
し引いて、スポット径誤差を算出するための引算器、３
７はレーザパワー制御ループにリファレンスを与え、レ
ーザーパワー誤差信号を作るための引算器である。３８
はレーザパワー誤差信号を作る引算器３７の出力を増幅
するための増幅器。３９はレーザ４０をドライブするた
めのドライバー、４１，４２は光ヘッド１７内に配置さ
れた偏光プリズム（ビームスプリッタ）である。

【００２７】図７は再生信号振幅が最大となるようみか
け上のスポット径を制御するためのブロック図である。
図において、４４はエンベロープ検波器等で構成された
信号振幅検出回路、４５は信号振幅検出回路４４の出力
をアナログーディジタル変換するためのＡ／Ｄコンバー
タ、４７はマイクロコンピュータの出力に基づいて最適
スポット径を調整するディジタルーアナログコンバータ
（Ｄ−Ａコンバータ）である。

【００２８】図８はトラッキングエラー信号振幅が最大
となるよう、みかけ上のスポット径を制御するためのブ
ロック図である。図において、４８はディスクからの反
射光に基づいてトラックエラー信号を生成するトラック
エラー信号生成回路、４９はアクチュエータを動かすた
めの制御電圧を与えるＤ−Ａコンバータ、５０は切り替
えスイッチ、５１はディスク案内溝に対して光スポット
をトレースさせるためのトラッキング制御回路である。

【００２９】図９は図７もしくは図８のブロック図にお
ける制御システムのオープンループ特性を表わした図で
ある。図１０は、再生時において図７，図８におけるス
ポット径制御を行った時の媒体変化の様子を示したもの
である。図１１は図１０におけるタイミングチャートを
表す図である。

【００３０】図１２は記録時において図７，図８におけ
るスポット径制御を行った時の媒体変化の様子を示した
ものである。図１３は図１２におけるタイミングチャー
トを表す図である。図１４は図１２の記録再生層の温度
分布を示す図である。

【００３１】図１５は図７及び図８のマイクロコンピュ
ータにおけるスポット径制御システムのソフトウエアフ
ローチャートである。

【００３２】本発明の光ディスク装置に用いられる光デ
ィスクは、図１の断面図に示されるように、光記録再生
層の上（対物レンズ側）に温度依存性光透過率可変媒体
を形成したものである。この温度依存性光透過率可変媒
体は、例えば高分子材料もしくは有機材料のようなもの
で形成され、図２のように媒体温度に対して、例えば高
温領域において光透過率が高くなるような材料である。
上記透過率の変化は、材料が融解することにより光透過
率が高くなるものや、液晶材料のように分子配列の規則
性の変化によるものであっても良い。また、相変化材料
として知られているＴｅＯｘ（Ｇｅ）やＴｅＯｘ（Ｓ
ｎ）膜、或いはアモルファス状態で付着した例えばカル
コゲナイドの加熱冷却による結晶化によって、光透過率
が変化するものであっても良い。ただし、上記温度依存
性光透過率可変媒体は、一般的な光記録媒体にて開発さ
れているような、常温で安定状態と準安定状態とが保持
可能で、可逆的におのおのの状態に移れるといった構造
である必要は無く、それぞれの媒体温度に対して材料の
状態が変化し、光透過率もそれに伴い変化する材料であ
れば良い。

【００３３】上記のような温度依存性光透過率可変媒体
を記録再生層の上に構成し、再生時においても、出射レ
ーザパワーを制御し光スポット内及びその近傍の媒体温
度をコントロールすると、図３に示すように、実質的な
再生スポット径を光スポット径の見かけ上の径に較べて
小さくすることが可能になる。一般的に光スポット近傍
の媒体温度は、光ディスクが回転している場合、光スポ
ットの進行方向における後ろ側が高温になり、前方が低
温になるのは従来例で述べたように当然のことである。
これは光スポット内の後方の方が光エネルギー蓄積時間
が長いからである。したがって、図３の光スポット４内
の高温領域（白抜き部分）で光透過率が高くなって（検
出領域１１）、その中に位置する斜線を施した記録マー
ク９を読むことが可能になる。

【００３４】そのため、図３のように媒体温度の高い領
域において、温度依存性光透過率可変媒体の光透過率が
高くなり、この透過率が高い領域においてのみ記録再生
層の反射光を対物レンズに返すことが可能となる。な
お、逆の温度依存性を有する光透過率可変媒体を使用す
れば、図３の光スポット４の三ヶ月形の低温部分の光透
過率が高くなる。

【００３５】一般的には、記録された記録マーク（ピッ
ト）が再生光スポットの半分以下のピット径であれば、
再生することは不可能である。しかしこの図３のような
場合、媒体温度が高温になっている領域と光スポット４
とが重なっている領域のみが再生に関与するため、実質
的な再生スポット径を見掛け上の光スポット４の径に比
べて十分小さくすることができる。このことにより、図
３、４のように例えば見掛け上の光スポット径の半分以
下の記録ピットに対しても再生することが可能になる。

【００３６】従来例で示した磁気を転写する方式におい
ても同様に実質的な光スポット径を小さくすることが可
能であるが、再生信号に関与する媒体上における光スポ
ットの反射光はすべて利用されるのに対し、本方式にお
いては再生に関与しない媒体温度があまり高くない領域
においては、光を吸収しているため（光透過率が低い）
再生信号にあまり関与しない。

【００３７】しかし従来では実質的な光スポット径を小
さくすればするほど、媒体からの光反射光に占める、再
生信号に関与する反射光量の割合は小さくなり、再生信
号の出力は低下していく。この時、当然光スポットのす
べての領域において媒体からの反射があるため、媒体の
表面性や材料の微細なバラツキに起因する媒体ノイズは
一定のままである。したがって、再生信号のＳ／Ｎ（信
号出力に対するノイズ）が実質的な光スポット径を小さ
くすればするほど劣化するのは当然である。

【００３８】本方式においては、媒体温度の高い領域の
みでしか、記録再生層からの信号の反射が起こらないた
め、実質的な光スポット径を小さくしていっても、再生
信号出力が低下していくと同時に信号再生に無関係な部
分からの光の反射も少なくなるため、媒体に起因するノ
イズレベルも小さくなり、再生信号のＳ／Ｎをあまり劣
化させずに実質的な光スポット径を小さくすることがで
きる。

【００３９】また、従来の磁気転写方式においては、再
生の際のトラッキング動作を光スポット４で行ってい
る。このため、トラックピッチ方向に無理に高密度化し
ようとして、ディスク案内溝ピッチを狭めていくと、例
えばプッシュプル方式のトラッキングエラー生成方式に
おいては、光スポット４が案内溝ピッチよりも大きくな
ってしまって、光学的干渉によるエラー検知が行えず、
トラッキング制御が正常に行えなくなってしまう。しか
し本方式においては、光の反射はおもに光スポット４に
おける媒体温度の高温領域においてのみ行われるため、
トラッキングに関与する光スポットも、実質的に小さく
なった光スポット（光スポット４と媒体高温領域の重な
った領域）となるため、トラックピッチを詰めてもトラ
ッキング動作が正常に行える。また、従来では磁気転写
を利用していたため、光磁気記録再生方式のみにしか使
用できなかったが、本方式では信号再生に関与する光ス
ポット径そのものが光学的に小さくなるため、相変化記
録や、ライトワンス、ＣＤ等の再生専用光ディスクにも
使用できるのは当然である。

【００４０】ここで、本発明の実施例における再生時の
媒体の特性変化と、再生レーザパワーの関係は図４のよ
うに表わされる。ディスクを回転させ、光スポットに対
してある一定の線速で走査させた時に、再生レーザパワ
ーを少しずつ上げて行くと、図のように光スポット内の
後方部分においては比較的弱いレーザパワーにおいても
温度依存性光透過率可変媒体の媒体透過率が高くなるの
に対し、前方部分においてはレーザーパワーを比較的大
きくしないと媒体透過率が大きくならない。そのため、
例えば再生光スポット４の半分以下の記録ピットを有す
る光ディスクを再生する場合、図４における光スポット
内後方部における温度依存性光透過率可変媒体の光透過
率が高く、前方部においては低くなるように再生レーザ
パワーを設定すれば、図中所定のレーザパワーにおいて
実質の再生スポット径と記録ピット径が一致し、図４の
ように再生信号出力を取り出すことが可能になる。

【００４１】本発明においては、以上のように温度依存
性光透過率可変媒体が高温で光透過率が高くなり、低温
で低くなるように構成しても、逆に温度依存性光透過率
可変媒体が高温で光透過率が低くなり、低温で高くなる
ように媒体組成を構成しても同様の効果が獲られる。た
だし、この時は実質的な光スポット形状が図３で示され
る光スポット内検出領域１１の外側にある領域になるの
は言うまでもない。従って、この時の実質的なスポット
形状は三日月型形状となる。

【００４２】図４から判るように本システムにおいて
は、再生レーザパワーを正確に設定できれば、光スポッ
ト径を正確に定めることが可能である。これは従来の磁
気転写を行う方式においても同様である。しかし、従来
の場合は媒体上の温度分布を計測する手段がないため、
レーザパワーを制御することができなかった。このた
め、装置内や室温の環境変化による媒体温度変化によ
り、再生時の媒体温度がバラツキ上記実質の光スポット
径が変動してしまう等の問題が生じていた。上記の実質
的な光スポット径の変化は、高密度な信号再生において
信号出力を劣化させるのみならず、場合によっては信号
再生が不可能になることなども生じる原因となった。

【００４３】しかし、本発明の実施例においては、光デ
ィスク媒体の光透過率が変化するため、光スポットが当
たっている部分の上記温度依存性光透過率可変媒体にお
ける光透過率の高い領域が、光スポット４の全面積に対
してどの程度の割合を占めるかによって、光スポット４
のトータルの光反射率が変化する。例えば、温度依存性
光透過率可変媒体が高温で光透過率が高くなり、低温で
低くなるように媒体が構成されている場合、信号再生に
関与する光透過率の高い部分においては、下の記録再生
層により光が反射されるが、関与しない部分においては
光を吸収するため、上記光スポット４のトータルの光反
射率を計測すれば、光スポットが当たっている部分の上
記温度依存性光透過率可変媒体における光透過率の高い
領域が、光スポット４の全面積に対してどの程度の割合
を占めるかを検出することができる。

【００４４】そこで、図５に示すような構成で光ディス
ク装置を構成すると、ディスクからの光反射光を検知す
る光検知器の出力を微小信号増幅回路１９により増幅し
た後、録再スポット径調整回路２１により自動レーザパ
ワーコントロール回路のリファレンスを制御することに
よって、常にディスクからの光反射光が一定になるよう
レーザーパワーを制御することが可能となる。このよう
に、再生時におけるディスク反射光量が常に一定になる
よう制御すれば、すなわち本発明の光スポットが当たっ
ている部分の上記温度依存性光透過率可変媒体における
光透過率の高い領域が、光スポット４の全面積に対する
割合を常に一定に保つことが可能となり、実質の再生ス
ポット径（例えば光スポット４における上記温度依存性
光透過率可変媒体の光透過率の高い領域）を制御するこ
とが可能となる。

【００４５】このような録再スポット径調整システム
は、具体的に例えば図６のように構成される。レーザ４
０から出射された光は偏光プリズム４１により一部分を
光検知器２９に分光される。この分光された光は、Ｉ−
Ｖ変換回路３１により、現在どのようなレーザパワーが
出射されているのかを検出される。実際の光は例えば記
録時の場合光変調されている場合もあるので、その平均
レーザ出射パワーを取り出すために積分器３３に入力さ
れる。

【００４６】次に自動レーザーパワーコントロールルー
プの即応性・安定性を保つために、平均レーザ出射パワ
ーを位相補償回路３４に入力し、その出力を引算器３７
でレーザパワー設定値と比較し、設定値とのずれを算出
した後、このエラーを増幅し、レーザドライバー３９に
より駆動電流としてレーザ４０に供給する。このように
して、レーザーパワーコントロールループが構成され、
レーザーパワー設定値通りに常にレーザーが発光するよ
うに制御される。

【００４７】ここにおいて、光検知器２８の出力は、光
ディスクの反射光情報をＩ−Ｖ変換回路で電圧値に直
し、積分器３２でディスク反射光量の平均値として取り
出される。この反射光量の平均値は、上記光スポット４
のトータルの光反射率が、光スポットが当たっている部
分の上記温度依存性光透過率可変媒体における光透過率
の高い領域が光スポット４の全面積に対してどの程度の
割合を占めるかを示しているため、すなわち上述した実
質的な再生スポット径に相当した値となっている。

【００４８】そこで、図６における見かけ上の光スポッ
ト径指令値３６と上記積分器３２の出力とを比較して、
指令値に対してどれだけスポット径がずれているかを引
算器３５で算出した後、これを上記レーザーパワーコン
トロールループの制御指令値（リファレンス）として与
えれば、見かけ上の光スポット径の大きさが常に指令値
通りとなるようにレーザパワーをコントロールすること
ができる。この光スポット径調整ループの制御帯域は、
図９のオープンループ特性に見られるように上記自動レ
ーザーパワーコントロールループの制御帯域よりも十分
に低く設定され、図６の積分器３２を２次のラグリード
フィルターで構成することにより、制御系低域でのオー
プンループゲインを確保し、同時に安定性も確保する。
このようにして、安定にレーザーパワーの調整が可能と
なる。すなわち、見かけ上の光スポット径を、装置内の
温度や室温のバラツキ，温度依存性光透過率可変媒体の
材料や組成のバラツキがあっても常に一定に保つことが
可能になる。

【００４９】次に、上記見かけ上のスポット径指令値３
６の最適値をどの様にして設定すれば良いのかについて
説明する。図７は再生信号の振幅が最大となるように、
見かけ上の光スポット径指令値を可変する方式の一例で
あり、ディスクからの光反射光を検知する光検知器２８
の出力は、Ｉ−Ｖ変換器３０を通った後、波形等価回路
２２に入力され、再生信号２６として信号処理される
が、この波形等価後の再生信号２６を信号振幅検出回路
４４にてエンベロープ検波し、この信号振幅情報をＡ／
Ｄコンバータ４５にてアナログーディジタル変換しマイ
クロコンピュータ４６に入力する。

【００５０】この時まず装置全体のシステムとしては、
光ディスクが回転し、レーザーパワーコントロール回路
に適当なスポット径指令値を与えた後、対物レンズにフ
ォーカスサーボを動作させディスク面ぶれに対して追従
させ、ディスク案内溝に対して光スポットがトラッキン
グされるよう、トラッキングサーボもかかっていなけれ
ばならない。この状態において、図７におけるＡ−Ｄコ
ンバータ４５の出力に基づいてマイクロコンピュータの
アルゴリズムにより、Ｄ−Ａコンバータ４７の出力であ
る最適スポット径指令値を例えば少し大きい方にずら
す。この時再生信号振幅が少し小さくなれば、今度は逆
に最適スポット径指令値を少し小さい方にずらす。この
ようにして、再生信号振幅が最大となる最適スポット径
指令値を探し、再生信号振幅が最大となる所で、最適ス
ポット径指令値の変化を止める。

【００５１】以上のような最適値探索法は、山登り法と
して良く知られており、ＶＴＲのトラッキング制御等で
よく用いられている一般的な方法である。例えば、光ス
ポット４に対して、２分の１の記録ピットで記録された
ディスクを再生する場合、光スポット径を光スポット４
の径から僅かづつ小さくしていくと、実質的な光スポッ
ト径が記録ピット径とほぼ同じ径になった時に信号振幅
が最大になり、さらに小さくなるとディスクからの反射
光量が少なくなるため逆に再生信号振幅は小さくなる。
そのため、上記山登り法を用いることによって最適なス
ポット径を探索することが可能である。

【００５２】この時に用いる再生信号は、等価回路２２
を通るまえのＩ−Ｖ変換後の信号でも良く、また記録再
生信号がアナログのＦＭ変調された信号であれば、上記
ＦＭ信号のキャリア成分をバンドパスフィルターで取り
出した信号を用いて、信号振幅検出回路４４に入力して
もよい。

【００５３】以上では、再生信号を用いて、実質的な光
スポット径を最適化する手段について述べたが、記録時
など記録ピットが形成されていない状態においても上述
のような実質的な光スポット径を最適化する手段が必要
となる場合もある。この場合、図８にあるようにトラッ
キング用の案内溝横断信号振幅が最大となるよう上記実
質的な光スポット径を最適化する方法がある。

【００５４】図８において、ディスクからの反射光を検
出する光検知器２８の出力に基づきトラックエラー信号
生成回路４８にてトラッキングエラーを生成する。この
時、トラッキング方式がプッシュプル方式であっても、
３ビーム方式であっても、同様にトラッキングエラーが
検出できるのはいうまでもない。

【００５５】上述のようにして得られたトラッキングエ
ラー信号は、光ディスク装置において光ヘッド内の対物
レンズがフォーカスサーボのみ動作しており、トラッキ
ングサーボの動作していない状態において、図１１のよ
うにディスクの偏芯によるトラックの案内溝の横断信号
により、トラッキングエラー信号においては変調がかか
った状態となっている。図８の構成では、マイクロコン
ピュータ４６の指令に基づきＤ−Ａコンバータ４９によ
り、対物レンズ２をアクチュエータによりトラック横断
方向に動かすと、ディスクの偏心の有無にかかわらずト
ラッキングエラー信号に案内溝による変調が生じるのは
いうまでもない。

【００５６】したがって、上述のように、マイクロコン
ピュータ４６の指令に基づきＤ−Ａコンバータ４９によ
り、対物レンズ２をアクチュエータによりトラック横断
方向に動かし、ディスクの偏心の有無にかかわらずトラ
ッキングエラー信号に案内溝横断を生じせしめ、信号振
幅検出回路４４により上記案内溝横断によるトラッキン
グエラー信号の変調信号の振幅を検出する。

【００５７】次に、Ａ−Ｄコンバータ４５により上記変
調されたトラッキングエラー信号の振幅を、図１５に示
すようなマイクロコンピュータ４６内のアルゴリズムに
よって、Ａ−Ｄコンバータ４７の出力である最適光スポ
ット径指令値を変化させながら、図１１のように上記変
調されたトラッキングエラー信号の振幅が最大となるよ
うにする。上記変調されたトラッキングエラー信号の振
幅が最大となった所で、最適光スポット径指令値の変化
を止めるように動作させれば、情報記録時等のように、
再生信号が記録されていない領域においても自動的に最
適スポット径を設定することができる。

【００５８】また、プッシュプルトラッキング信号検出
方式において上述のようなトラッキングエラー信号を用
いて最適スポット径を求める方式においては、線方向の
高密度化のみならず、トラックピッチ方向においても高
密度化を行った場合においても、図１０のように実質的
な光スポットが、ディスクのトラックピッチに最適な光
スポット径となるように自動調節されることがわかる。

【００５９】以上のようにして、本発明の実施例におけ
る光ディスク装置においては、レーザパワーを最適に制
御することによって、温度依存性光透過率可変媒体の透
過率変化領域と光スポット４とが重なった領域（実質的
な光スポット）の大きさを正確にコントロールする事が
可能である。

【００６０】本発明に係る光ディスクにおいては、温度
依存性光透過率可変媒体の透過率変化が、媒体の温度変
化によって生じるから、集光されたレーザ光の熱エネル
ギーを用いて光ディスク上に情報の記録を行なう光ディ
スク装置において、上記媒体の熱容量により温度上昇に
必要な時間及び透過率可変温度を設定し、光記録再生層
における記録に必要な温度でレーザ光を照射することに
より、高密度な光記録が可能になる。

【００６１】図１２は本発明の実施例における光磁気記
録の場合の高密度記録の原理を示す図である。本発明の
光ディスクにおいては、温度依存性光透過率可変媒体
（図１２中の光シャッタ層）の熱容量が、記録媒体より
も大きくなるように媒体条件を設定すると、図１３のよ
うなパルス状の記録レーザを照射した時、光シャッタ層
の高温領域（光透過率の高い領域）＝（実質的な記録ス
ポット）は光スポット４に比べて十分に小さくなってい
る。

【００６２】図１３のように熱容量の大きな光シャッタ
層の温度上昇に比べて、その下の熱容量の小さな記録再
生層の温度上昇は急であるので、下の記録再生層の温度
はすぐにキューリ温度に達し、記録が行える。これに対
し光シャッタ層は少しずつ高温領域を広げ、実質的な光
スポットも少しずつ大きくなっていく。しかし、上記光
シャッタ層における実質的な高温領域が大きくなる前
に、記録レーザパワーの照射を止めれば、光シャッタ層
における小さな光透過率の高い領域をぬけたレーザ光に
よる小さな記録ピットを形成することができる。

【００６３】この際、上述の方式においては、記録時の
ディスクからの光反射をモニターし、図６の実質的な光
スポット径制御を同時に行うことが可能なため、記録時
の記録ピット径を調整することも可能である。また、図
１４の温度分布に見られるように、従来の光スポットに
よる温度分布はガウシアン分布であったのに対し、本実
施例においては光シャッタ層の光透過率が高い部分での
みしかレーザ光を通さないため、記録ピットの部分のみ
が高い温度分布を持つようにすることができる。この際
上記光シャッタ層と記録再生層との間に断熱層を挿入す
れば、記録ピット部分のみ温度をより高くすることが可
能になるのはいうまでもない。

【００６４】従来では、室温及び装置内温度の変化や、
媒体の組成バラツキ等により、記録ピット径が変化した
り記録ピットのエッジが不安定となる等の問題があっ
た。しかし、以上のように本実施例においては上記光シ
ャッタ層の光透過率変化を利用して記録が行えるため、
従来のように媒体のキューリ温度を高くしてガウシアン
状の温度分布の先端部分を利用して記録が行われる方式
に比べ、記録ピットのエッジが正確に記録される。

【００６５】

【発明の効果】請求項１に記載の発明によれば、トラッ
キングエラー信号のレベルが最大となるように、光源の
出力を制御することにより、レーザ光のうち第２の媒体
層を透過する部分により形成されるスポット（実質的な
スポット）の大きさが第１の媒体層に記録されたピット
列のトラックピッチに対し最適な大きさとなるように制
御するので、記録ピットが形成されていない状態でも上
記実質的なスポットの大きさを最適化することができ
る。

【００６６】さらに、請求項２によれば、光源の出力
（レーザパワー）の調整を行なった後にトラッキング動
作を行う事により、実効スポット径の最適化のための調
整処理をトラッキング誤差信号に基づいて行なうことが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施例における光ディスク装置に用
いられる光ディスクの断面図である。

【図２】 図１の媒体透過率と媒体温度との関係を示す
図である。

【図３】 本発明の実施例における光ディスク装置に用
いられる光ディスクの再生時における媒体変化を模示し
た説明図である。

【図４】 図３におけるにおける媒体変化を示すタイミ
ングチャートである。

【図５】 本発明の実施例における光ディスク装置の構
成図である。

【図６】 本発明の実施例における光スポット径調整シ
ステムの構成図である。

【図７】 再生信号振幅が最大となるよう見掛け上のス
ポット径を制御するためのブロック図である。

【図８】 トラッキングエラー信号振幅が最大となるよ
うに見掛け上のスポット径を制御するためのブロック図
である。

【図９】 図７もしくは図８のブロック図における制御
システムのオープンループ特性を表す図である。

【図１０】 再生時の図７，図８におけるスポット径制
御を行った時の媒体変化の様子を示す図である。

【図１１】 図１０におけるトラックエラー信号の動作
例を示す図である。

【図１２】 本発明に係る光磁気記録の場合の高密度記
録の原理を示す図である。

【図１３】 図１２の記録時におけるスポット径制御時
の媒体変化を示す図である。

【図１４】 図１２の記録再生層の温度分布を示す図で
ある。

【図１５】 図７，図８のマイクロコンピュータにおけ
るスポット径制御のソフトウエアフローチャートであ
る。

【図１６】 従来の実施例における光スポット径よりも
小さな微小信号を記録する方式を示す原理図である。

【図１７】 従来の光磁気再生における再生スポット径
の半分以下で再生可能な方式を示す原理図である。

【図１８】 従来の方式における再生信号の記録波長依
存性を表す図である。

【符号の説明】

１ レーザ光、 ２ 対物レンズ、 ３ ディスク、
４ 光スポット、１２ 再生層、 １３ 記録層、 １
４ 温度依存性光透過率可変媒体（光シャッタ層）、
１５ 光記録・再生層、 １７ 光ヘッド、 １８ 光
検知器信号、 １９ 微小信号増幅回路、 ２０ オー
トレーザパワーコントロール回路、２１ 録再スポット
径調整回路、 ２２ 波形等価・復調回路、 ２３ ト
ラッキング制御回路、 ２４ フォーカス制御回路、
２５ システムコントロール回路、 ２８，２９ 光検
知器、 ３０，３１ Ｉ−Ｖ変換回路、 ３２，３３
積分器、 ３４ 位相補償回路、 ３５，３７ 引算
器、 ３８ 増幅器、３９ レーザドライバ、 ４０
レーザ、 ４１，４２ 偏光プリズム、 ４４ 信号振
幅検出回路、 ４５ Ａ−Ｄコンバータ、 ４６ マイ
クロコンピュータ、 ４７，４９ Ｄ−Ａコンバータ、
４８ トラックエラー信号生成回路、 ５０ スイッ
チ、 ５１ トラッキング制御回路。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光ディスクをレーザ光のスポットで走査
   して情報を再生する光ディスク装置において、 レーザ光を照射する光源と、 情報がピットとして記録された第１の媒体層の上に、上
   記レーザ光に対する透過率が温度に依存して変化し、所
   定温度を境としてその一方の側において、上記レーザ光
   を透過させない第２の媒体層を設けた光ディスクと、 上記光源から上記光ディスクに照射されたレーザ光のう
   ち、上記光ディスクから反射される光量を検知して、検
   知結果として反射光量を示す信号を出力する光検知手段
   とを備えるとともに、 上記光検知手段の出力を受け、トラッキングエラー信号
   を発生する手段と、 上記トラッキングエラー信号のレベルが最大となるよう
   に、上記光源の出力を制御することにより、上記レーザ
   光のうち上記第２の媒体層を透過する部分により形成さ
   れるスポットの大きさが上記第１の媒体層に記録された
   ピット列のトラックピッチに対し最適な大きさとなるよ
   うに制御する制御手段とを備えたことを特徴とする光デ
   ィスク装置。
2. 【請求項２】 上記光源の出力を制御する制御手段が、 上記トラッキングエラー信号の振幅を示す信号を発生す
   る振幅検出手段と、 上記振幅を示す信号を入力するＡ／Ｄコンバータと、 該Ａ／ＤコンバータによるＡ／Ｄ変換により得られた振
   幅情報を用いて上記光源の出力の制御のための指令値を
   決定するためのマイクロコンピュータと、 上記指令値に基づき上記光源を駆動する光源出力制御系
   とを備えることを特徴とする請求項１に記載の光ディス
   ク装置。
3. 【請求項３】 上記制御手段による光源出力の制御が、
   フォーカス制御をかけた後、トラッキング制御をかける
   前に、トラッキングエラー信号を用いて行われることを
   特徴とする請求項１に記載の光ディスク装置。