JP2009037707A - 光ディスク装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 レーベル面に設けられている画像記録層にレーザー光によって可視画像を形成記録することが出来る光ディスク装置に関する。
【解決手段】 画像記録層にレーザー光を照射することによって可視画像を形成記録することが出来るように構成された光ディスク装置であり、レーザーダイオード１と対物レンズＬとの間の光路内に光軸方向への変位を可能に設けられているとともに球面収差を補正する収差補正素子５を光ピックアップ装置内に組み込み、画像記録動作時前記光ピックアップ装置に組み込まれている収差補正素子５を画像記録動作位置に変位させることによって球面収差を補正するとともにビームプロファイルに応じてレーザーダイオード１に供給する駆動電流のレベルを設定する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、信号記録層に記録されている信号を読み出すレーザー光が入射される信号面の裏面であるレーベル面側に画像記録層が設けられている光ディスクを使用するとともに前記画像記録層にレーザー光を照射することによって可視画像を形成することが出来るように構成された光ディスク装置に関する。

光ピックアップ装置から照射されるレーザー光を光ディスクの信号記録層に照射することによって信号の読み出し動作や信号の記録動作を行うことが出来る光ディスク装置が普及している。

ＣＤと呼ばれる光ディスクを使用する光ディスク装置の中には、該光ディスクに記録されているデータ信号を読み出すだけでなく、該光ディスクにデータ信号を記録することが出来るように構成された装置、即ち記録再生型の光ディスク装置が普及している。

このような記録再生型の光ディスク装置によってデータ信号が記録された光ディスクを整理する場合、光ディスクに個人的に記録されたデータ信号の内容が分からなくなるため、光ディスクの裏面、所謂レーベル面にサインペン等によって記録データの内容をメモ書きすることが行われている。しかしながら、斯かる方法では、手書きによって記録データの内容がレーベル面に記入されるため、見映えが良くないだけでなく、特別な筆記用具が必要であるため、非常に不便なものである。また、レーベル面にプリンターによって記録データの内容を可視画像として印刷する方法も採用されているが、特別なプリンターを必要とするため実用的ではない。

斯かる点を改良する方法として、最近では光ディスクのレーベル面に画像記録層を設け、該画像記録層にレーザー光を照射させることによって可視画像を形成するようにされた技術が開発されている。斯かる技術は、信号記録層に記録されている信号を再生する状態に対して、光ディスクを表裏逆になるようにターンテーブル上に載置させるとともにユーザー所望の画像データ信号を入力処理しながら画像形成駆動回路の働きによってレーザーダイオードに供給される信号を変化させ、且つレーザー光のスポット位置を制御することによって当該画像が光ディスクのレーベル面に設けられている画像記録層に形成されるように構成されている。（特許文献１参照。）（特許文献２参照。）
特開２００５−９３０５２号公報 特開２００５−２１６４６８号公報

図６は信号記録層だけでなく可視画像をレーザー光によって記録することが出来る画像記録層が設けられている光ディスクDの断面を示すものであり、信号記録層に記録されている信号を読み出すレーザー光が入射される信号面D０側から裏面であるレーベル面D１に向かって透明なカバー層D２、信号記録層D３、反射層D４、保護層D５及び画像記録層D６が設けられている。

前記光ディスクDの信号面D０側から信号記録層D３に記録されている信号を読み出すために、または該信号記録層D３に信号を記録するために入射されるレーザー光は、反射層D４が信号記録層D３のレーベル面D１側に設けられているので、画像記録層D６に対して何等影響を与えることがないように構成されている。

斯かる構成の光ディスクDにおいて、画像記録層D６への画像記録動作は、レーベル面D１側から前記画像記録層D６に対してレーザー光を照射させることによって行われる。斯かる動作を行うために、光ディスクDは該光ディスクDを回転させるべく設けられるターンテーブル上に載置されるが、信号記録層D３に信号を記録する場合に対して該ターンテーブル上には、表裏反対にして載置されることになる。

図７の(A)は、信号記録層D３に記録されている信号の読み出し動作時または該信号記録層D３に信号を記録する記録動作時における対物レンズLと光ディスクDとの関係を示す図、また図７の(B)は画像記録層D６に可視画像を記録する画像記録動作時における対物レンズLと光ディスクDとの関係を示す図である。

図７から明らかなように信号記録層D３の光ピックアップ装置に対する位置と画像記録層D６の光ピックアップ装置に対する位置が大きく相違するため、所望の記録層にレーザー光を集束させるためには、対物レンズLの位置を各動作に合った位置に移動させる必要がある。

光ピックアップ装置において、対物レンズLは複数、例えば４本の支持ワイヤー等によって光ディスクDの信号面に対して垂直方向への変位動作を可能に、また光ディスクDの径方向への変位動作を可能に設けられている。レーザー光を信号記録層にスポットとして集束させる動作は、一般にフォーカス制御動作と呼ばれており、信号記録層から反射されるレーザー光を光検出器に照射させ、該光検出器から得られるフォーカスエラー信号を利用して斯かるフォーカス制御動作を行うように構成されている。

現在市場に販売されている光ピックアップ装置は、信号記録層D３に記録されている信号の読み出し動作や該信号記録層D３への信号の記録動作を行うために光学系部品は設計されている。画像記録層D６に画像を記録するために適した光ピックアップ装置を製造するためには、光学系部品の配置変更や特別な光検出器等を設ける必要があり、価格が上昇するという問題がある。

光ピックアップ装置の価格を上昇させないようにするため、一般的には対物レンズLの光ディスクDの信号面に対する垂直方向への可動範囲を広くする方法が行われている。即ち、信号記録層D３に記録されている信号の再生動作や該信号記録層に信号を記録する記録動作を行う場合には、対物レンズＬを図７(Ａ)に示す信号再生動作位置に変位させ、画像記録層D６に可視画像を記録する動作を行う場合には、対物レンズＬを図７(Ｂ)に示す画像記録動作位置に変位させるように構成されている。

従来の光ピックアップ装置に組み込まれている対物レンズＬの可動範囲を広くすることによって画像記録動作を行うことが出来るように設計変更された光ピックアップ装置において、光検出器等は信号記録層D３に記録されている信号の読み取り動作や該信号記録層D３への信号の記録動作を行うことを優先して設計されているので、画像記録層D６上にレーザー光を集束させる動作、即ちフォーカス制御動作を行うことが困難であり、光ディスクDの面ブレに対してレーザー光のスポットを画像記録層D６上に適した状態で照射することが出来ないという問題がある。

斯かる問題を解決する方法として特許文献２に記載されている技術があり、斯かる技術を利用して画像記録層D６への画像記録動作が行われているが、フォーカス制御動作が不安定であり、画像記録特性の向上が要求されている。

また、光ディスクＤに設けられている画像記録層D６に画像を記録する場合には対物レ
ンズＬを画像記録動作位置に変位させることによって行われるが、斯かる画像記録動作位置に対物レンズＬを変位させるとレーザー光の光路に対して対物レンズＬの位置が大きくずれるので、画像記録層D６上に照射されるレーザー光の球面収差が大きくなる。画像記録層D６上に照射されるレーザー光の球面収差が大きくなると、レーザースポットを生成するレーザー光の強度、即ちビームプロファイルが小さくなるので、レーザーダイオードに供給される駆動電流を大きくする必要がある。

画像記録層D６に画像を記録するためにレーザーダイオードに供給される駆動電流は、光ディスクＤの回転速度が速くなるに従って大きくする必要があるので、レーザーダイオードの寿命が短くなるだけでなく発熱量が大きくなるという問題がある。

本発明は、斯かる問題を解決することが出来る光ピックアップ装置を使用した光ディスク装置を提供しようとするものである。

本発明の光ディスク装置は、レーザーダイオードから放射されるレーザー光を信号記録層に集束させる信号再生動作位置と表裏反対に載置された光ディスクの画像記録層にレーザー光を集束させる画像記録動作位置に変位可能に支持された対物レンズが組み込まれた光ピックアップ装置内の光路内に光軸方向への変位を可能に設けられているとともに球面収差を補正する収差補正素子を組み込み、画像記録動作時前記光ピックアップ装置に組み込まれている収差補正素子を画像記録動作位置に変位させることによって球面収差を補正するとともにビームプロファイルに応じてレーザーダイオードに供給する駆動電流のレベルを設定するように構成されている。

また、本発明は、対物レンズを光ディスクの信号面に対して垂直方向へ駆動するフォーカスコイルを設け、光ディスクを回転させた状態で前記フォーカスコイルに供給される駆動信号の大きさを変化させたとき、光ディスクの画像記録層から反射されるレーザー光が照射される位置に設けられている光検出器から得られる信号の大きさから対物レンズのデフォーカス量である駆動信号の電圧値と光ディスクの回転位置との関係を求め、光ディスクの回転位置に応じてフォーカスコイルに供給される駆動信号の大きさを設定するように構成されている。

そして、本発明は、収差補正素子にて球面収差を補正した状態にて対物レンズのデフォーカス量である駆動信号の電圧値と光ディスクの回転位置との関係を求めるように構成されている。

更に、本発明は、対物レンズのデフォーカス量である駆動信号の電圧値と光ディスクの回転位置との関係を記憶するデフォーカスデータメモリー回路を設けることによって対物レンズの位置を制御するように構成されている。

また、本発明は、収差補正素子をレーザー光の光軸方向へ変位させ、光検出器より得られる信号のレベルが最大になる位置に変位したとき、該位置を前記収差補正素子の収差補正動作位置として設定するように構成されている。

そして、本発明は、対物レンズのデフォーカス量である駆動信号の電圧値と光ディスクの回転位置との関係を求める動作を所定角度毎に行うように構成されている。

本発明は、レーザーダイオードから放射されるレーザー光を信号記録層に集束させる信号再生動作位置と表裏反対に載置された光ディスクの画像記録層にレーザー光を集束させ
る画像記録動作位置に変位可能に支持された対物レンズが組み込まれた光ピックアップ装置内の光路内に光軸方向への変位を可能に設けられているとともに球面収差を補正する収差補正素子を組み込み、画像記録動作時前記光ピックアップ装置に組み込まれている収差補正素子を画像記録動作位置に変位させることによって球面収差を補正するとともにビームプロファイルに応じてレーザーダイオードに供給される駆動電流のレベルを設定するようにしたので、レーザーダイオードに供給される駆動電流の大きさを必要最小限に設定することが出来る。従って、本発明によればレーザーダイオードから放射されるレーザー光の強度範囲を広げることが出来るので、画像記録動作の高速化に伴って必要となるレーザースポットのビームプロファイルを設定することが出来る。

また、本発明は、球面収差補正素子によって球面収差を補正するようにしたので、レーザースポットの形状を画像記録に適した形状にすることが出来、その結果、可視画像を画像記録層に正確に記録形成することが出来る。

また、レーザー光のスポットに現れる球面収差を補正するようにしたので、光ディスクの画像記録層から反射されて光検出器に照射されるレーザー光の照射範囲の広がりを抑えることが出来、その結果でフォーカス量の検出動作を正確に行うことが出来る。

従って、本発明によれば、画像記録層への画像記録動作時該画像記録層に照射されるレーザー光のスポットの大きさが一定になるように光ディスクの面ブレに追従させて対物レンズを変位させるフォーカス制御動作を正確に行うことが出来、その結果、画像を正確に画像記録層に記録形成することが出来る。

図１は本発明に係る光ディスク装置の動作を説明するための図、図２は本発明に係る光ピックアップ装置におけるレーザー光と光検出器との関係を示す図、図３は本発明の動作を説明するための図、図４及び図５はビームプロファイルを示す図である。

図１において、１は波長が７８５ｎｍの赤外光であるレーザー光を放射するレーザーダイオード、２は該レーザーダイオード１から放射されるレーザー光が入射される回折格子であり、メインビームである０次光とサブビームである＋１次光及び−１次光を生成する作用を成すものである。

３は前記回折格子２を透過した発散光であるレーザー光が入射されるコリメートレンズであり、入射される発散光を平行光に変更する作用を成すものである。４は前記コリメートレンズ３から出射される平行光であるレーザー光が入射される偏向ビームスプリッタであり、前記コリメートレンズ３側から入射されるレーザー光を透過させるとともに後述するように光ディスクＤから反射されて戻ってくる戻り光を反射させる反射膜４ａが形成されている。

５は前記偏光ビームスプリッタ４の反射膜４ａを透過したレーザー光の光路内に設けられているとともにレーザー光の光軸方向、即ち図において矢印Ａ及びＢ方向に変位することによって球面収差を補正する作用を有する収差補正素子であり、本実施例ではコリメートレンズにて構成されている。斯かる収差補正素子５は収差補正用コイル６によって信号記録層D３に記録されている信号を再生する信号再生動作位置と画像記録層D６に可視画像を記録する画像記録動作位置との間を変位せしめられるとともに各動作位置にあるとき、各動作に適した球面収差補正動作を行いレーザー光が集光されて生成されるスポットの品位を良好にするように構成されている。

７は前記収差補正素子５を透過したレーザー光が入射される位置に設けられているとと
もに該入射されるレーザー光を対物レンズL方向に反射させる立ち上げミラー、８は前記立ち上げミラー７から反射されたレーザー光が入射される１／４波長板であり、レーザー光を直線偏光光から円偏光光へ、また反対に円偏光光から直線偏光光へ偏光する作用を成すものである。

前記立ち上げミラー７にて反射された後前記１／４波長板８にて偏光されたレーザー光は、対物レンズLに入射されるとともに該対物レンズLによって光ディスクDの信号記録層D３または画像記録層D６にスポットとして集束されるように構成されている。

斯かる構成において、レーザーダイオード１から放射されたレーザー光は、回折格子２、コリメートレンズ３、偏光ビームスプリッタ４、収差補正素子５、立ち上げミラー７及び１／４波長板８を介して対物レンズLに入射された後、該対物レンズLの集束動作によって光ディスクＤの信号記録層D３または画像記録層D６にスポットとして照射されるが、該信号記録層D３または画像記録層D６に照射されたレーザー光は戻り光として各記録層から反射されることになる。

光ディスクＤの信号記録層D３または画像記録層D６から反射された戻り光は、対物レンズL、１／４波長板８、立ち上げミラー６及び収差補正素子５を介して偏光ビームスプリッタ４の反射膜４ａに入射される。このようにして偏光ビームスプリッタ４の反射膜４ａに入射される戻り光は、前記１／４波長板８を往復透過することによる偏光動作によって偏光方向が変更されているので、前記反射膜４ａを透過することはなく、該反射膜４ａによって制御用レーザー光Ｌｃとして反射される。

９は前記偏光ビームスプリッタ４の反射膜４ａにて反射された制御用レーザー光Ｌｃが入射されるセンサーレンズであり、ＰＤＩＣと呼ばれる光検出器１０に設けられている受光部に該制御用レーザー光Ｌｃを集光させて照射させる作用を成すものである。前記光検出器１０には、周知の４分割センサー等が設けられており、メインビームの照射動作によって光ディスクＤの信号記録層に記録されている信号の読み取り動作に伴う信号生成動作及び非点収差法によるフォーカシング制御動作を行うための非点収差信号生成動作、そして２つのサブビームの照射動作によってトラッキング制御動作を行うための信号生成動作を行うように構成されている。斯かる各種の信号生成のための制御動作は、周知であるので、その説明は省略する。

前述したように本発明に係る光ピックアップ装置は構成されているが、斯かる構成において、前記対物レンズLは、光ピックアップの基台に少なくとも４本の支持ワイヤーによって光ディスクＤの信号面に対して垂直方向への変位動作及び光ディスクＤの径方向への変位動作を可能に支持されているレンズ保持枠に固定されている。斯かる対物レンズLの支持構造を含む光ピックアップ装置の構成は一般に周知であり、その説明は省略する。

１１は前記対物レンズＬが固定されているレンズ保持枠に設けられているフォーカスコイルであり、基台に固定されている磁石との協働によって対物レンズＬを光ディスクＤの信号面に対して垂直方向、即ちフォーカシング方向へ変位させる作用を有している。１２は前記対物レンズＬが固定されているレンズ保持枠に設けられているトラッキングコイルであり、基台に固定されている磁石との協働によって対物レンズＬを光ディスクＤの径方向、即ちトラッキング方向へ変位させる作用を有している。

前述したフォーカスコイル１１及びトラッキングコイル１２が組み込まれた光ピックアップ装置の構成及び各コイルの駆動動作によるフォーカシング制御動作及びトラッキング制御動作は周知であり、その説明は省略する。

１３は前記光検出器１０を構成するメインビームを受光するセンサー、例えば図２に示すような４分割センサー１００から光ディスクＤの信号記録層Ｄ３に記録されている信号の読み取り動作に対応して得られる信号であるＲＦ信号を生成するＲＦ信号生成回路、１４はメインビームを受光する４分割センサー１００からレーザー光の集束動作に応じて得られる信号であるフォーカスエラー信号を生成するフォーカスエラー信号生成回路、１５はサブビームを受光するセンサー(図示せず)からレーザー光のトラッキング動作に応じて得られる信号であるトラッキングエラー信号を生成するトラッキングエラー信号生成回路である。

１６は前記ＲＦ信号生成回路１３、フォーカスエラー信号生成回路１４及びトラッキングエラー信号生成回路１５等から得られる信号に基づいて光ピックアップ装置の各種の制御動作を行う光ピックアップ制御回路である。１７は前記フォーカスエラー信号生成回路１４から生成されて入力されるフォーカスエラー信号に基づいて前記光ピックアップ制御回路から出力されるフォーカス制御信号が入力されるフォーカスコイル駆動回路であり、前記フォーカスコイル１１に駆動信号を供給するように構成されている。１８は前記トラッキングエラー信号生成回路１５から生成されて入力されるトラッキングエラー信号に基づいて前記光ピックアップ制御回路から出力されるトラッキング制御信号が入力されるトラッキングコイル駆動回路であり、前記トラッキングコイル１２に駆動信号を供給するように構成されている。

１９は前記フォーカスコイル駆動回路１７からフォーカスコイル１１へ供給される駆動信号に含まれる直流電圧の値を検出する対物レンズ駆動電圧検出回路であり、検出された直流電圧値を前記光ピックアップ制御回路に出力するように構成されている。２０は光ディスクＤの回転角度を検出するディスク回転角度検出回路であり、例えば光ディスクＤを回転駆動するべく設けられているスピンドルモーター(図示せず)の回転に対応してパルス信号を発生するパルス発生手段を設け、該パルス発生手段から発生するパルスの数をカウントすることによって回転角度を検出することが出来る。

前述したパルス発生手段としては、例えばターンテーブルの下面に反射面と非反射面とが所定角度の間隔で形成されている反射板を設け、該反射板に発光ダイオードから照射される光を照射させ、その反射板から反射される光を受ける位置にフォトダイオードのような受光素子を設けることによって容易に構成することが出来る。斯かる構成は、多くの技術分野において周知であり、その説明は省略する。

２１は前記対物レンズ駆動電圧検出回路１９によって検出された直流電圧値をフォーカスのズレであるデフォーカスデータとして認識し、前記ディスク回転角度検出回路２０から得られる角度に対応させて記憶するデフォーカスデータメモリー回路である。

２２は前記収差補正素子５を信号再生動作位置と画像記録動作位置に変位させる収差補正用コイル６に駆動信号を供給する収差補正用コイル駆動回路であり、前記光ピックアップ制御回路１６の制御動作によって前記信号記録層Ｄ３に記録されている信号の再生動作や該信号記録層Ｄ３に信号を記録する動作を行う場合には前記収差補正素子５を信号再生動作位置に変位せしめるとともに画像記録層Ｄ６に可視画像を記録する動作を行う場合には、前記収差補正素子５を画像記録動作位置に変位せしめるように構成されている。

斯かる構成において、前記収差補正素子５は前記信号記録層Ｄ３に記録されている信号の再生動作や該信号記録層Ｄ３に信号を記録する動作、即ち通常の信号記録再生動作を行う場合には、信号再生動作位置にあり、斯かる状態にあるときには前記収差補正用コイル６に駆動信号は供給されないように構成されている。即ち、画像記録層Ｄ６に画像を記録するという特別な動作を行う場合に前記収差補正用コイル駆動回路２２から収差補正用コ
イル６に駆動信号を供給することによって前記収差補正素子５を画像記録動作に適した球面収差の補正動作を行う画像記録動作位置に変位させるように構成されている。

２３は前記レーザーダイオード１に駆動電流を供給するレーザーダイオード駆動回路、２４は前記光ピックアップ制御回路１６の出力信号によって動作が制御される駆動電流設定回路であり、前記レーザーダイオード駆動回路２３からレーザーダイオード1に供給する駆動電流の値を設定するように構成されている。

以上に説明したように本発明に係る光ディスク装置は構成されているが、次に動作について説明する。

まず、光ディスクＤに設けられている信号記録層Ｄ３に記録されている信号を再生する場合の動作について説明する。斯かる動作を行う場合には、光ディスクＤはレーザー光が入射される信号面D０側が対物レンズＬと対向するようにターンテーブル上に載置されるが、斯かる状態は図７(Ａ)に示すとおりである。

斯かる状態にあるとき、光ピックアップ装置に組み込まれている収差補正素子５は信号再生動作位置にある。斯かる状態において再生動作を行う場合には、再生動作を行うための制御信号が光ピックアップ制御回路１６から駆動電流設定回路２４に対して出力されることになる。

斯かる制御信号が入力されると、前記駆動電流設定回路２４から再生動作を行うために予め設定されている駆動電流をレーザーダイオード駆動回路２３からレーザーダイオード１に対して出力させるための信号が該レーザーダイオード駆動回路２３に対して出力される。その結果、前記レーザーダイオード駆動回路２３からレーザーダイオード１に対して再生動作を行うために適した値の駆動電流が供給されることになる。

斯かる駆動電流がレーザーダイオード１に供給されると、該レーザーダイオード１から駆動電流の大きさに対応した出力のレーザー光が放射される。前記レーザーダイオード１から放射されたレーザー光は、回折格子２に入射されて１つのメインビームMと２つのサブビームが生成される。前記回折格子２から生成される３つのビームからなるレーザー光は、コリメートレンズ３に入射されて平行光に変更される。

前記コリメートレンズ３によって平行光に変更されたレーザー光は偏光ビームスプリッタ４に入射されるが、斯かるレーザー光は反射膜４ａによって反射されることはなく、そのまま透過することになる。前記反射膜４ａを透過したレーザー光は、信号再生動作位置にある収差補正素子５を透過した後立ち上げミラー７に入射され、該立ち上げミラー７によって対物レンズＬ方向へ反射される。

前記立ち上げミラー７にて反射されたレーザー光は１／４波長板８に入射され、該１／４波長板８によって直線偏光光から円偏光光に変換されて対物レンズＬに入射される。前記対物レンズＬに入射されたレーザー光は、該対物レンズＬの集束動作によって信号記録層Ｄ３上にスポットとして集光されることになる。

前記信号記録層Ｄ３に照射されたレーザー光は、該信号記録層Ｄ３から戻り光として反射されて対物レンズＬに入射される。前記対物レンズＬに入射された戻り光は、前記１／４波長板８に入射された後立ち上げミラー７及び収差補正素子５を介して偏光ビームスプリッタ４の反射膜４ａに入射される。そして、この場合の戻り光は、前記１／４波長板８によって円偏光光から直線偏光光に変換されているので、前記反射膜４ａにて制御用レーザー光Ｌｃとして反射されることになる。

前記反射膜４ａにて反射された制御用レーザー光Ｌｃは、センサーレンズ９によって集光されて光検出器１０に設けられているセンサー部に照射される。斯かるセンサー部に照射される制御用レーザー光Ｌｃは、メインビームMとサブビームにて構成されており、メインビームMは図２に示す4分割センサー１００に照射され、サブビームは該分割センサー１００の前後に設けられている２つのセンサー部(図示せず)に照射される。

前記４分割センサー１００に照射されるメインビームMから生じる非点収差に基づいてフォーカスエラー信号が前記フォーカスエラー信号生成回路１４によって生成される。また、２つのサブビームが入射される２つのセンサー部から得られる差動信号に基づいてトラッキングエラー信号が前記トラッキングエラー信号生成回路１５から生成される。

前記光検出器１０から得られる信号に基づいてフォーカスエラー信号生成回路１４から生成されるフォーカスエラー信号及びトラッキングエラー信号生成回路１５から生成されるトラッキングエラー信号が光ピックアップ制御回路１６に入力されるので、該光ピックアップ制御回路１６から出力されるフォーカス制御信号がフォーカスコイル駆動回路１７に供給されるとともにトラッキング制御信号がトラッキングコイル駆動回路１８に供給される。

その結果、前記フォーカスコイル駆動回路１７からフォーカスコイル１１に供給される駆動信号に基づく対物レンズＬの光ディスクＤの信号面方向への変位動作、即ちフォーカス制御動作及び前記トラッキングコイル駆動回路１８からトラッキングコイル１２に供給される駆動信号に基づく対物レンズＬの光ディスクＤの径方向への変位動作、即ちトラッキング制御動作が行われることになる。

前述したフォーカス制御動作及びトラッキング制御動作が行われることによって信号記録層Ｄ３に設けられている信号トラック上にレーザー光のスポットを追従させることが出来る。斯かる動作が行われると、信号記録層Ｄ３に記録されているデータ信号に対応した信号がＲＦ信号としてＲＦ信号生成回路１３から生成されて光ピックアップ制御回路１６に入力される。このようにして入力される信号を光ピックアップ制御回路１６等に組み込まれている復調回路によって復調することによって光ディスクＤに記録されているデータ信号の再生動作を行うことが出来る。

前述したように光ディスクＤの信号記録層Ｄ３に記録されている信号の再生動作は行われるが、斯かる通常の動作は対物レンズLの位置が通常の使用位置にあるため、球面収差の発生を抑えることが出来る。また、信号記録層Ｄ３に信号を記録する動作を行う場合にも光ピックアップ装置における各制御動作は同様に行うことが出来る。

そして、斯かる記録動作を行う場合には、光ディスクＤの信号記録層Ｄ３に対物レンズＬの集光動作によって生成されるレーザースポットの強度を再生動作時と比較して大きくする必要があるので、駆動電流設定回路２４からレーザーダイオード駆動回路２３に対して記録動作を行うために必要な出力のレーザー光を放射させる駆動電流を供給させるための制御信号が出力される。このようにして設定される駆動電流がレーザーダイオード駆動回路２３からレーザーダイオード１に供給される結果、該レーザーダイオード１から記録動作を行うために適した出力のレーザー光が放射され、信号記録層Ｄ３への信号の記録動作を行うことが出来る。

前述したように信号記録層Ｄ３に記録されている信号の再生動作時及び該信号記録層Ｄ３への信号記録動作時におけるレーザーダイオード１への駆動電流の設定動作は行われるが、光ディスクＤを規定の速度の数倍にて回転させて再生動作や記録動作を行う場合には
、レーザーダイオード１から放射されるレーザー光の出力を大きくする必要がある。斯かる場合にも駆動電流設定回路２４による電流設定動作によって各動作に適した駆動電流をレーザーダイオード駆動回路２３からレーザーダイオード１に対して供給させることが出来る。

以上に説明したように信号記録層Ｄ３を使用する通常の動作は行われるが、次に本発明の要旨である画像記録層Ｄ６への可視画像の記録動作について説明する。尚、画像データを画像記録層Ｄ６に記録するための信号処理系の動作についての説明は省略する。

光ディスクＤの画像記録層Ｄ６に画像を記録する動作を行う場合には、光ディスクＤはレーザー光が入射される信号面D０の反対側の面であるレーベル面Ｄ１側が対物レンズＬと対向するようにターンテーブル上に載置されるが、斯かる状態は図７(Ｂ)に示すとおりである。

斯かる状態において、レーザーダイオード駆動回路２３からレーザーダイオード１に駆動電流が供給されるが、その駆動電流はレーザー出力が画像記録層Ｄ６を変色させないレベルになるように設定されている。斯かる駆動電流がレーザーダイオード１に供給されると該レーザーダイオード１からレーザー光が放射され、そのレーザー光は前述した光路を通して対物レンズＬに入射される。

斯かる画像記録動作時には、フォーカスコイル駆動回路１７からフォーカスコイル１１へ供給される駆動電流によって前記対物レンズＬが光ディスクＤから離れる方向へ大きく変位せしめられるとともに収差補正用コイル駆動回路２２から収差補正用コイル６に供給される駆動電流によって収差補正素子５が画像記録動作位置に変位せしめられる。

ここで、前記収差補正素子５が変位せしめられる画像記録動作位置の設定動作について説明する。光ディスクＤの画像記録層Ｄ６から反射される戻り光は、前述したように光検出器１０に設けられているセンサーに照射されるが、メインビームＭが4分割センサー１００に照射して得られる信号の大きさから画像記録動作位置を設定することが出来る。

即ち、メインビームＭに発生する球面収差が大きくなるに従って画像記録層Ｄ６に生成されるスポットの一次リング成分が強くなり、メインスポットの成分が弱くなるという特性がある。そして、前述した球面収差によるスポット形状の変化に伴って4分割センサー１００から得られる信号のレベルが小さくなるという特性がある。

前記4分割センサー１００から得られる信号に基づいてＲＦ信号を生成するべく設けられているＲＦ信号生成回路１３から4分割センサー１００から得られる信号のレベルに応じた信号を得ることが出来るので、この信号を光ピックアップ制御回路１６にて検出することによって4分割センサー１００から得られる信号のレベルを認識することが出来る。

従って、収差補正用コイル駆動回路２２から収差補正用コイル６へ供給される駆動信号のレベルを例えば段階的に変更しながら4分割センサー１００から得られる信号のレベルを検出し、検出される信号のレベルが最大となる位置に収差補正素子５を移動させる動作を行えば良い。即ち、このようにして設定される収差補正素子５の位置が球面収差を最も小さくすることが出来る位置であり、この位置が画像記録動作最適位置となる。

前述したように収差補正素子５の画像記録動作位置の設定動作は行われるが、前述した動作によって球面収差を補正しても良好なスポットが得られない場合には以下に説明する方法が用いられる。

前述した収差補正素子５を画像記録動作位置に設定する動作を行った状態において、フォーカスコイル駆動回路１７からフォーカスコイル１１へ供給される駆動電圧を基準電圧を中心として＋−方向へ所定範囲にて電圧を変化させる動作を行う。この基準電圧は、対物レンズLを図７(B)に示す位置、即ち対物レンズLを画像記録動作を行う位置に変位させるためにフォーカスコイル１１に供給される直流電圧である。

斯かる所定範囲で電圧値が変化せしめられる駆動信号をフォーカスコイル１１へ供給すると、対物レンズＬが光ディスクＤの面方向に対して上下方向へ変位せしめられる。このようにして対物レンズＬが光ディスクＤの面方向に対して上下方向に変位せしめられると、光検出器１０に設けられている４分割センサー１００に照射されるメインビームＭが図２の(Ａ)から(Ｂ)、そして(Ｃ)のように変化する。

図２の(Ａ)、(Ｂ)及び(Ｃ)から判るように対物レンズＬが変位するに従ってメインビームＭの照射面積が変化するが、照射面積が小さい程４分割センサー１００から得られる信号のレベルが大きくなる。そして、前記４分割センサー１００から得られる信号のレベルが最大となるとき、対物レンズＬにて集光されて画像記録層Ｄ６上に形成されるレーザー光のスポットの径が最小、即ちフォーカスが最良の状態にあると判定することが出来る。

前述したようにフォーカスコイル駆動回路１７からフォーカスコイル１１に供給される駆動信号の電圧を変更することによって対物レンズＬの位置をフォーカスが最良の状態になる位置に変位させることが出来るが、斯かる位置に対物レンズＬが変位したときフォーカスコイル１１に供給される駆動電圧を対物レンズ駆動電圧検出回路１９によって検出する動作が行われる。

このようにして得られる駆動電圧の値は、光ピックアップ制御回路１６による制御動作によってデフォーカスデータメモリー回路２１にデフォーカスデータとして記憶されるが、斯かる記憶動作は光ディスクＤの回転角度に対応して行われるように構成されている。

即ち、光ディスクＤを回転させると前述したようにディスク回転角度検出回路２０による角度検出動作によって光ディスクの回転角度を認識することが出来る。このようにして光ディスクＤの回転角度を認識することが出来るので、光ディスクＤの回転角度を変更する毎に前述したフォーカスコイル駆動回路１７からフォーカスコイル１１へ対物レンズＬの位置が最良のフォーカス位置になるように供給される駆動電圧を対物レンズ駆動電圧検出回路１９によって検出し、その検出電圧値であるデフォーカスデータが光ディスクＤの回転位置に対応させてデフォーカスデータメモリー回路２１に記憶される。

図３は光ディスクＤの回転角度とその位置において検出されたデフォーカス量との関係を示すものであり、光ディスクＤが１回転する間に発生する面ブレに応じてデフォーカス量が変化していることが判る。

前述した動作によって光ディスクＤの回転角度に応じて各位置におけるデフォーカスデータがデフォーカスデータメモリー回路２１に記憶されているので、画像記録層Ｄ６に画像を記録するための動作を行う場合のフォーカス制御動作は、前記デフォーカスデータメモリー回路２１に記憶されているデータを利用して行うことが出来る。即ち、光ディスクＤの回転位置に応じて前記デフォーカスデータメモリー回路２１に記憶されているデータを読み出し、そのデータに基づいて設定される電圧値の駆動信号をフォーカスコイル駆動回路１７からフォーカスコイル１１に供給することによってレーザー光を画像記録層Ｄ６に集束させるというフォーカス制御動作を行うことが出来る。

前述したように画像記録層Ｄ６へ可視画像を記録形成するための制御動作が行われるの
で、レーザーダイオード１から放射されるレーザー光の出力を制御するとともに光ピックアップ装置の径方向への変位動作を制御することによってパーソナルコンピューター等より得られる画像データを画像記録層Ｄ６に記録することが出来る。

以上に説明したように画像記録層Ｄ６にレーザー光を集束させるフォーカス制御動作を行うことによって該画像記録層Ｄ６に可視画像を記録形成することが出来るが、斯かる動作を行う場合に収差補正素子５は球面収差が最も小さくなる位置、即ち画像記録動作最適位置に収差補正用コイル６による駆動制御動作によって変位せしめられている。

このようにして球面収差の補正動作が行われるが、球面収差が大きい場合におけるレーザースポットの強度、即ちビームプロファイルは図４に示すようになる。即ち、図４において、Ｐ１は前記画像記録層Ｄ６に画像を記録形成するために必要な強度を示すものである。図５は前記収差補正素子５が画像記録動作最適位置にあるとき、即ち球面収差が小さい場合におけるビームプロファイルを示すものであり、ピークの強度がＰ１からＰ２まで上昇する。勿論、この場合にレーザーダイオード１から放射されるレーザー光の出力は同一である。

レーザーダイオード１から放射されるレーザー光の出力が同一の場合でも球面収差を補正するとビームプロファイルのレベルが上昇するので、画像記録動作を行うために必要なレベル、即ちＰ１のレベルまでＰ２レベルを下げることが出来る。従って、レーザーダイオード駆動回路２３からレーザーダイオード１に供給される駆動電流の値を小さくすることが出来る。

以上に説明したように球面収差を補正することによってレーザーダイオード１に供給される駆動電流の大きさを小さくすることが出来るので、レーザーダイオード１を含む駆動回路からの発熱を抑えることが出来る。また、レーザーダイオード１の駆動電流を小さくすることが出来るので、光ディスクＤを高速回転させて画像を画像記録層Ｄ６に記録形成する場合にもレーザーダイオード１へ供給される駆動電流の増大を抑えることが出来る。

尚、本実施例では、７８５ｎｍの赤外光であるレーザー光を使用するＣＤ規格の光ディスクを使用する場合について説明したが、他の規格、例えばＤＶＤ規格の光ディスクに実施することは勿論可能である。

また、本実施例では、収差補正素子５としてコリメートレンズを使用した場合について説明したが、液晶素子等を使用して球面収差を補正するように構成することも出来る。

本発明に係る光ディスク装置の動作を説明するための図である。 本発明に係る光ピックアップ装置におけるレーザー光と光検出器との関係を示す図である。 本発明の動作を説明するための図である。 本発明の動作に係るビームプロファイルを説明するための図である。 本発明の動作に係るビームプロファイルを説明するための図である。 本発明に係る光ディスクの断面図である。 対物レンズと光ディスクとの関係を示す図である。

符号の説明

１ レーザーダイオード
２ 回折格子
４ 偏光ビームスプリッタ
５ 収差補正素子
６ 収差補正用コイル
８ １／４波長板
１０ 光検出器
１１ フォーカスコイル
１４ フォーカスエラー信号生成回路
１６ 光ピックアップ制御回路
１７ フォーカスコイル駆動回路
１９ 対物レンズ駆動電圧検出回路
２０ ディスク回転角度検出回路
２１ デフォーカスデータメモリー回路
２２ 収差補正用コイル駆動回路
２３ レーザーダイオード駆動回路
２４ 駆動電流設定回路
Ｄ 光ディスク
Ｌ 対物レンズ

Claims (6)

1. 信号記録層に記録されている信号を読み出すレーザー光が入射される信号面の反対側の面であるレーベル面に画像記録層が設けられている光ディスクを使用するとともにレーザーダイオードから放射されるレーザー光を信号記録層に集束させる信号再生動作位置と表裏反対に載置された光ディスクの画像記録層にレーザー光を集束させる画像記録動作位置に変位可能に支持された対物レンズが組み込まれた光ピックアップ装置を備え、前記画像記録層にレーザー光を照射することによって可視画像を形成することが出来るように構成された光ディスク装置であり、前記レーザーダイオードと前記対物レンズとの間の光路内に光軸方向への変位を可能に設けられているとともに球面収差を補正する収差補正素子を光ピックアップ装置内に組み込み、画像記録動作時前記光ピックアップ装置に組み込まれている収差補正素子を画像記録動作位置に変位させることによって球面収差を補正するとともにビームプロファイルに応じてレーザーダイオードに供給する駆動電流のレベルを設定するようにしたことを特徴とする光ディスク装置。
2. 対物レンズを光ディスクの信号面に対して垂直方向へ駆動するフォーカスコイルを設け、光ディスクを回転させた状態で前記フォーカスコイルに供給される駆動信号の大きさを変化させたとき、光ディスクの画像記録層から反射されるレーザー光が照射される位置に設けられている光検出器から得られる信号の大きさから対物レンズのデフォーカス量である駆動信号の電圧値と光ディスクの回転位置との関係を求め、光ディスクの回転位置に応じてフォーカスコイルに供給される駆動信号の大きさを設定するようにしたことを特徴とする請求項１に記載の光ディスク装置。
3. 収差補正素子にて球面収差を補正した状態にて対物レンズのデフォーカス量である駆動信号の電圧値と光ディスクの回転位置との関係を求めるようにしたことを特徴とする請求項２に記載の光ディスク装置。
4. 対物レンズのデフォーカス量である駆動信号の電圧値と光ディスクの回転位置との関係を記憶するデフォーカスデータメモリー回路を設けたことを特徴とする請求項２に記載の光ディスク装置。
5. 収差補正素子をレーザー光の光軸方向へ変位させ、光検出器より得られる信号のレベルが最大になる位置に変位したとき、該位置を前記収差補正素子の画像記録動作位置として設定するようにしたことを特徴とする請求項２に記載の光ディスク装置。
6. 対物レンズのデフォーカス量である駆動信号の電圧値と光ディスクの回転位置との関係を求める動作を所定角度毎に行うようにしたことを特徴とする請求項２に記載の光ディスク装置。

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