JP2009252326A

JP2009252326A - 光ディスク記録再生装置及び光ディスクの記録再生方法

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Publication number: JP2009252326A
Application number: JP2008101906A
Authority: JP
Inventors: Katsuhiro Koyama; 勝弘小山; Yutaka Imamura; 裕今村
Original assignee: Taiyo Yuden Co Ltd
Current assignee: Taiyo Yuden Co Ltd
Priority date: 2008-04-09
Filing date: 2008-04-09
Publication date: 2009-10-29

Abstract

【課題】従来よりも精度の高いメインビームのクロストーク補正を可能とする記録再生装置及び記録再生方法を提供する。
【解決手段】データの記録および再生を行うときに前記光情報記録媒体にメインビームおよびサブビームを照射し、前記サブビームのスポットは、前記メインビームのスポットより幅の狭い形状であり、前記メインビームが照射されているトラックに隣接するグルーブに照射されるように配置するか、前記メインビームのスポットの縁部と接しかつトラック方向に平行な接線に対して、前記サブビームのスポットの縁部が接するように配置する。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば追記型ブルーレイディスク（ＢＤ−Ｒ）のような高密度記録を行う光ディスクに関して、クロストークの発生を検出してこのクロストークによる信号の劣化を補正する記録方法及び記録再生装置に関するものである。

追記型ＣＤ（ＣＤ−Ｒ）、追記型ＤＶＤ（ＤＶＤ±Ｒ）または追記型ブルーレイディスク（ＢＤ−Ｒ）等の光ディスクは、ディスク状基板の一方の面上に、記録層、反射層、及び必要に応じて保護層を形成した構造を有している。また、前記基板の一方の面にはグルーブと呼ばれる螺旋状または同心円状の溝が形成され、隣り合うグルーブの間はランドと呼ばれる凸部となっている。このような光ディスクは、記録用レーザ光をグルーブ上の記録層に照射してピットを形成することにより記録が行われ、このピットの長さ、ピットとピットの間の部分（以下スペースと呼ぶ。）の長さ及びこれらの配列を、再生用レーザ光を照射して反射光を再生信号として読み取ることによって再生が行われる。なお、このピットとスペースの配列を以後トラックと呼ぶ。

このような光ディスクは、記録用レーザ光及び再生用レーザ光が光透過層を通して記録層に照射される。ここで光透過層は、ＣＤ−ＲやＤＶＤ±Ｒの場合は光透過性ディスク状基板（厚さはＣＤ−Ｒの場合１．２ｍｍ、ＤＶＤ±Ｒの場合０．６ｍｍ）の上に記録層、反射層が順次形成された構造を有するので、光透過性ディスク状基板が光透過層に相当する。また、ＢＤ−Ｒの場合は厚さ１．１ｍｍの光透過性ディスク状基板の上に反射層、記録層が順次形成され、記録層上に厚さ０．１ｍｍの透明のカバー層が形成された構造を有するので、透明のカバー層が光透過層に相当する。

このような光ディスクは、トラックが半径方向に所定の間隔すなわちトラックピッチで並んでいる。このトラックピッチは記録密度が高くなるほど狭くなる。例えば片面一層で４．７ＧＢのＤＶＤ−Ｒでは、トラックピッチが０．７４μｍであるが、片面一層で２５ＧＢのＢＤ−Ｒではトラックピッチが０．３２μｍである。今後ＢＤ−Ｒよりも記録密度が高い次世代の光ディスクは、さらにトラックピッチが狭くなることが予想される。

トラックピッチの狭小化に伴って、記録用レーザ光及び再生用レーザ光のスポット径も小さくする必要がある。スポット径を小さくするには、レーザ光の短波長化の他、レンズの開口数（ＮＡ：ＮｕｍｅｒｉｃａｌＡｐｅｒｔｕｒｅ）を大きくする方法がある。例えばＣＤ−Ｒでは０．４５、ＤＶＤ±Ｒでは０．６、ＢＤ−Ｒでは０．８５である。しかしながら、開口数を大きくすると、レンズと光ディスクとの空間も小さくなるため、スポット径を小さくするには限界があった。このことから、ＢＤ−Ｒよりも記録密度が高い次世代の光ディスクにおいては、ＢＤ−Ｒよりもトラックピッチに対するスポット径の大きさが大きくなることが予想される。

このように、トラックピッチの狭小化が進むと、レーザ光のスポットが、レーザ光を照射しているトラックに隣接するトラックにかかって、この隣接するトラックに形成されたピットによる信号を読み取ってしまう、いわゆるクロストークが発生しやすくなる。このクロストークが発生すると、読み取るべきトラックのピットによる信号に、隣接するトラックのピットによる信号が重畳され、データが読み出せなくなるなどの問題が発生する。このようなクロストークの対策として、特開平７−１８２６５８号公報や特開平７−３２０２６９号公報に開示されているように、サブビームから得られる信号を用いて、メインビームで発生するクロストークを検知し、メインビーム信号とサブビーム信号との差分を演算することによりクロストークを補正する方法が提案されている。

特開平７−１８２６５８号公報特開平７−３２０２６９号公報

しかしながら、上記の公知技術においては、図６に示すように、メインビームとサブビームのスポット径が略同じサイズである。このため、サブビーム自体にもクロストークが発生する。サブビームにクロストークが発生すると、メインビームに発生したクロストークを補正するためのサブビーム信号自体の信頼性が低下するので、メインビームのクロストークの補正ができなくなる。

本発明では、このようなサブビームのクロストーク発生を防止して、従来よりも精度の高いメインビームのクロストーク補正を可能とする記録再生装置及び記録再生方法を提供するものである。

本発明では第一の解決手段として、螺旋状のグルーブを有する光情報記録媒体にレーザ光を照射して、データの記録および再生を行う光情報記録再生装置において、データの記録および再生を行うときに前記光情報記録媒体にメインビームおよびサブビームを照射し、前記サブビームのスポットは、前記メインビームのスポットより幅の狭い形状であり、前記メインビームが照射されているグルーブに隣接するグルーブに照射されるように配置されている光情報記録再生装置を提案する。なお、ここでスポットの幅とは、光ディスクの半径方向、すなわちトラックの方向と直交する方向のスポットの寸法とする。

上記第一の解決手段によれば、サブビームの幅がメインビームより狭い形状例えば楕円形状であるため、サブビームについてはクロストークの発生が少なくなる。そのため、サブビーム信号の信頼性が向上する。上記第一の解決手段では、メインビームが照射されているグルーブに隣接するグルーブにサブビームが照射され、サブビームが隣接グルーブから外れているかどうかを検知することによりクロストークの検出を行い、サブビームが隣接グルーブに照射されるように補正を行う。これにより従来よりも精度の高いメインビームのクロストーク補正が可能になる。なお、上記第一の解決手段では、サブビームの幅をグルーブの幅と略同じにすれば、サブビームの信号強度の変化により、サブビームが隣接グルーブから外れているかどうかを検知することができ、クロストークの発生を検知し、補正を行うことができる。

また、本発明では第ニの解決手段として、前記サブビームのスポットは、前記メインビームのスポットより幅の狭い形状であり、前記メインビームのスポットの縁部と接しかつトラック方向に平行な接線に対して、前記サブビームのスポットの縁部が接するように配置されている光情報記録再生装置を提案する。

上記第二の解決手段によれば、前出の第一の解決手段と同様にサブビームの幅がメインビームより狭い形状例えば楕円形状であるため、サブビームについてはクロストークの発生が少なくなる。さらに上記第二の解決手段ではメインビームの縁部とサブビームの縁部とがトラック方向に対して揃っているため、メインビームが隣接グルーブにかかった場合にサブビームが隣接グルーブのピットを読み取っている。得られたサブビーム信号とメインビーム信号との差分を演算することにより、信号の補正を行うことができる。特にサブビームの配置が内周側の接線及び外周側の接線に挟まれた領域内である場合、隣接グルーブにおいてメインビームがかかっている部分とサブビームがかかっている部分とが同じになるので、サブビームが読み取る隣接グルーブの信号のレベルとメインビームに重畳される隣接グルーブの信号のレベルとを演算により容易に略同じにできる。これによりさらに精度の高いクロストーク補正が可能となる。

本発明によれば、サブビームのクロストーク発生を防止して、従来よりも精度の高いメインビームのクロストーク補正を可能とする記録再生装置及び記録再生方法を実現することができる。

本発明の実施の形態における記録装置の機能ブロック図を図１を用いて説明する。光ディスク記録再生装置１００は、以下で説明する処理を行わせるためのプログラムが記録されるメモリ回路を含む演算部１２２と、記録用レーザ光及び再生用レーザ光の制御を行うレーザダイオード駆動制御部（図示しない）と、メインビーム及びサブビームのＲＦ信号の強度を検出するＲＦ信号強度検出部１２１と、光ピックアップ１１０と、光ピックアップから照射されるレーザ光の向きを制御する光ピックアップ駆動制御部と、光ディスク１５０の回転制御部（図示しない）及びモータ（図示しない）並びに光ピックアップ１１０用のサーボ制御部等を含む。

また、光ピックアップ１１０は、対物レンズ１１４と、ビームスプリッタ１１６と、検出レンズ１１５と、コリメートレンズ１１３と、レーザダイオード１１１と、フォトディテクタ１１７と、レーザダイオード１１１からの光をメインビームとサブビームに分岐する回折格子等の光分岐手段１１２を含む。光ピックアップ１１０では、サーボ制御部の制御に応じて図示しないアクチュエータが動作し、フォーカス及びトラッキングが行われる。また、フォトディテクタ１１７はメインビームの反射光を検知するディテクタＰＤｍ、サブビームの反射光を検知するディテクタＰＤｓ1及びＰＤｓ２を備えている。なお、光分岐手段１１２はコリメートレンズ１１３または対物レンズ１１４と一体にしても良い。

演算部１２２は、ＲＦ信号強度検出部１２１、光ピックアップ駆動制御部、レーザダイオード駆動制御部（図示せず）、回転制御部（図示せず）及びサーボ制御部などに接続されている。また、演算部１２２は、メモリ回路に格納されているプログラムを実行することによって、種々の演算及び命令を行うことができる。さらに、ＲＦ信号強度検出部１２１は、フォトディテクタ１１７及び演算部１２２に接続されている。演算部１２２は、インターフェース部（図示せず）を介して入出力システム（図示せず）にも接続されている。

次に、光ディスク１５０に対してデータを記録する場合における処理の概要を説明する。まず、演算部１２２又は別途設けられているデータ変調回路（図示せず）は、光ディスク１５０に書き込むためのデータに対して変調処理などを実施し、変調処理後のデータをレーザダイオード駆動制御部（図示せず）に出力する。レーザダイオード駆動制御部は、指定の記録条件に従って、受信したデータでレーザダイオード１１１を駆動して記録用レーザ光を出力させる。記録用レーザ光は、光分岐手段１１２、コリメートレンズ１１３、ビームスプリッタ１１６、対物レンズ１１４を介して光ディスク１５０に照射され、光ディスク１５０のグルーブ内にスペースとピットを形成する。

また、光ディスク１５０に記録されたデータを再生する場合における処理の概要を説明する。演算部１２２からの指示に従ってレーザダイオード駆動制御部（図示せず）は、レーザダイオード１１１を駆動して再生用レーザ光を出力させる。再生用レーザ光は、光分岐手段１１２、コリメートレンズ１１３、ビームスプリッタ１１６、対物レンズ１１４を介して光ディスク１５０に照射される。光ディスク１５０からの反射光は、対物レンズ１１４、ビームスプリッタ１１６、検出レンズ１１５を介してＰＤ１１７に入力される。ＰＤ１１７は、光ディスク１５０からの反射光をＲＦ信号強度検出部１２１にて電気信号に変換し、データ復調回路（図示せず）等に出力する。データ復調回路は、出力された再生信号に対して所定の復号処理を行い、復号されたデータを演算部１２２及びインターフェース部（図示せず）を介して、入出力システム（図示せず）の表示部に出力して、再生データを表示させる。

次に、本発明のクロストーク補正の第一の方法について説明する。図２は光ディスク１５０へメインビーム、先行サブビーム及び後行サブビームを照射している状態を示す部分拡大図である。グルーブＧＶ１、ＧＶ２及びＧＶ３は記録済みのグルーブで、トラックピッチＴＰで並んでいる。グルーブＧＶ１とグルーブＧＶ２との間にはランドＬＮ１が形成され、グルーブＧＶ２とグルーブＧＶ３との間にはランドＬＮ２が形成されている。メインビームはグルーブＧＶ２にスポットを合わせて照射され、メインスポットＭＢを形成する。先行サブビームはグルーブＧＶ３にスポットを合わせて照射され、先行サブスポットＳＢ１を形成する。先行サブスポットＳＢ１はメインスポットＭＢの進行方向前に配置されている。後行サブビームはグルーブＧＶ１にスポットを合わせて照射され、後行サブスポットＳＢ２を形成する。後行サブスポットＳＢ２はメインスポットＭＢの進行方向後ろに配置されている。メインスポットＭＢ、先行サブスポットＳＢ１及び後行サブスポットＳＢ２の反射光はそれぞれディテクタＰＤｍ、ＰＤｓ１及びＰＤｓ２で検知され、これにより再生信号及びサブビームのＲＦ信号が発生する。なお、以降の図面においては進行方向左側を外周側、右側を内周側とする。

先行サブスポットＳＢ１及び後行サブスポットＳＢ２は、その幅がメインスポットＭＢの幅よりも狭く形成される。これにより先行サブスポットＳＢ１及び後行サブスポットＳＢ２が隣接するグルーブにかかる可能性を低減することができるので、サブスポットにクロストークが生じないようにすることができる。なお、サブスポットの幅をメインスポットの幅より狭くする方法としては、図１の光分岐手段１１２例えば回折格子によって幅狭に形成する方法、対物レンズ１１４の設計によってサブビームにコマ収差を持たせて幅狭に形成する方法またはミラー等を用いて光軸をずらすことによってサブビームにコマ収差を持たせて幅狭に形成する方法等がある。

この第一の方法では、サブスポットがそれぞれのグルーブから外れているかどうかを検知することによってクロストークの発生を検出するものである。サブスポットがグルーブから外れていることを検知するには、サブスポットからの反射光の強度の変化を検知することによって行われる。すなわちディテクタＰＤｓ１またはＰＤｓ２で検出される反射光の強度の変化をＲＦ信号強度検出部１２１にて検出し、電気信号に変換して演算部１２２に送信する。演算部１２２はピーク電圧の変化があればサブスポットがグルーブから外れていると判断する。サブスポットがグルーブから外れていることを検知し、演算部１２２から光ピックアップ駆動制御部またはサーボ制御部に信号を送信して光ピックアップ１１０を駆動させ、サブスポットの位置を補正することによりメインスポットが隣接グルーブにかかるのを防止することができる。これにより、メインスポットのクロストークを低減することができる。

この第一の方法では、図２に示すように、サブスポットの幅をグルーブの幅と略同じにするのが好ましい。サブスポットの幅をグルーブの幅と略同じにすると、サブスポットがグルーブから外れた場合はもちろんずれただけの場合でもサブスポットによるピーク電圧がする変化ため、より精度の高い補正が可能になり、メインスポットのクロストークを低減する効果がより向上する。

なお、図２では、３ビーム法によるトラッキングの機能を兼用できるように、サブスポットの配置とサブスポットの配置を先行サブスポットＳＢ１と後行サブスポットＳＢ２の２つにしているが、グルーブＧＶ１に合わされているサブスポットＳＢ２も先行サブスポットとして配置しても良い。

次に、本発明のクロストーク補正の第二の方法について説明する。図３及び図４は光ディスク１５０へメインビーム、先行サブビーム及び後行サブビームを照射している状態を示す部分拡大図である。前出の第一の方法と異なる点は、サブスポットＳＢ１の縁部が接線ＳＳ１と接するように配置され、サブスポットＳＢ２が接線ＳＳ２と接するように配置されている点である。接線ＳＳ１はメインスポットＭＢの内周側の縁部と接しかつトラック方向に平行な接線であり、接線ＳＳ２はメインスポットＭＢの外周側の縁部と接しかつトラック方向に平行な接線である。また、図３では、サブスポットＳＢ１及びサブスポットＳＢ２が、接線ＳＳ１と接線ＳＳ２との間の領域内に配置されている。図４では、サブスポットＳＢ１及びサブスポットＳＢ２が、接線ＳＳ１と接線ＳＳ２との間の領域の外側に配置されている。

この第二の方法では、先行サブスポットＳＢ１及び後行サブスポットＳＢ２の幅がメインスポットＭＢの幅よりも狭く形成される点は前出の第一の方法と同じである。これにより先行サブスポットＳＢ１及び後行サブスポットＳＢ２が隣接するグルーブにかかる可能性を低減してサブスポットにクロストークが生じないようにすることができる点も同様である。この第二の方法の特徴は、メインスポットＭＢが隣接グルーブにかかってクロストークが発生した場合、サブスポットＳＢ１またはサブスポットＳＢ２が当該隣接グルーブのピットを読み取るので、サブスポットによって得られた隣接グルーブの信号を補正信号として用い、メインスポットによって得られた信号との差分を演算することによって、メインスポットの信号に発生したクロストークを補正できる点である。

この第二の方法においては、図３の形態すなわちサブスポットＳＢ１及びサブスポットＳＢ２が、接線ＳＳ１と接線ＳＳ２との間の領域内に配置されている形態が好ましい。このような形態ではメインスポットが隣接グルーブにかかった部分とサブスポットが当該隣接グルーブにかかった部分とが同じになる。サブスポットとメインスポットとの寸法比または面積比や、メインスポットのディテクタＰＤｍとサブスポットのディテクタＰＤｓ１またはＰＤｓ２の面積比等のパラメータを用いて演算することにより、メインスポットの信号に重畳された隣接グルーブの信号のレベルとサブスポットによって読み出された隣接グルーブの信号のレベルとを略同じにすることができる。これによりメインスポットの信号とサブスポットの信号との差分の演算が容易になりかつ精度の高い補正が可能となる。

この第二の方法の作用について、図３の形態を例にとって、図５に基づいて説明する。図５においては、メインスポットＭＢはグルーブＧＶ１に合わせられており、隣接するグルーブＧＶ２にかかってクロストークが発生している。メインスポットＭＢ及び先行サブスポットＳＢ１は接線ＳＳ１にそれぞれ縁部が接している。

このような状態でメインスポットＭＢがピットを読み込む。するとフォトディテクタ１１７のディテクタＰＤｍがメインスポットからの反射光を感知しＲＦ信号強度検出部１２１で電気信号に変換して演算部１２２に送信する。演算部１２２で図５のＡに示す信号の波形が得られる。このメインスポットからの信号にはグルーブＧＶ２の信号が重畳されている。

先行サブスポットＳＢ１はグルーブＧＶ２のピットを読み込む。先行サブスポットＳＢ１からの反射光をフォトディテクタ１１７のディテクタＰＤｓ１が感知し、ＲＦ信号強度検出部１２１で電気信号に変換して演算部１２２に送信する。演算部１２２でサブスポットとメインスポットとの寸法比または面積比等のパラメータを用いて演算することにより、図５のＢに示す信号の波形が得られる。先行サブスポットＳＢ１の波形Ｂは、演算部１２２における演算により、メインスポットＭＢの波形Ａに重畳されている隣接グルーブＧＶ２の信号と略同じレベルに補正される。また、先行サブスポットＳＢ１とメインスポットＭＢは、隣接グルーブＧＶ２の同じピットを読み込む時間にズレがあるので、演算部１２２でそのズレを補正して先行サブスポットＳＢ１の波形ＢとメインスポットＭＢの波形Ａとを同期させる。

続いて得られた波形Ａと波形Ｂとの差分を演算部１２２で演算すると、図５のＣにしめす信号の波形が得られる。この波形ＣはグルーブＧＶ１すなわちメインスポットＭＢが読み込むピットから得られる信号である。第二の方法ではこのようにしてクロストークによって重畳された隣接トラックの信号を除去することができる。

なお、図３及び図４では前出の第一の方法と同様に、３ビーム法によるトラッキングの機能を兼用できるように、サブスポットの配置とサブスポットの配置を先行サブスポットＳＢ１と後行サブスポットＳＢ２の２つにしているが、グルーブＧＶ１に合わされているサブスポットＳＢ２も先行サブスポットとして配置しても良い。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明の範囲内であれば種々の変更が可能である。例えばサブスポットの幅をメインスポットの幅より狭くする手法は、本発明に開示された方法以外の方法も適用可能である。

本発明の光ディスク記録再生装置を示す機能ブロック図である。本発明の第一の方法を示す部分拡大図である。本発明の第二の方法を示す部分拡大図である。本発明の第二の方法の別例を示す部分拡大図である。本発明の第二の方法におけるクロストーク補正の方法を説明するための図である。従来の技術の問題点を示す図である。

符号の説明

１００光ディスク記録再生装置
１１０光ピックアップ
１１１レーザダイオード
１１２光分岐手段
１１３コリメートレンズ
１１４対物レンズ
１１５検出レンズ
１１６ビームスプリッタ
１１７フォトディテクタ
１２１ＲＦ信号強度検出部
１２２演算部
１５０光ディスク

Claims

螺旋状のグルーブを有する光情報記録媒体にレーザ光を照射して、データの記録および再生を行う光情報記録再生装置において、データの記録および再生を行うときに前記光情報記録媒体にメインビームおよびサブビームを照射し、前記サブビームのスポットは、前記メインビームのスポットより幅の狭い形状であり、前記メインビームが照射されているグルーブに隣接するグルーブに照射されるように配置されていることを特徴とする光情報記録再生装置。
前記サブビームのスポットは、グルーブの幅と略同じであることを特徴とする請求項１に記載の光情報記録再生装置。
螺旋状のグルーブを有する光情報記録媒体にレーザ光を照射して、データの記録および再生を行う光情報記録再生装置において、データの記録および再生を行うときに前記光情報記録媒体にメインビームおよびサブビームを照射し、前記サブビームのスポットは、前記メインビームのスポットより幅の狭い形状であり、前記メインビームのスポットの縁部と接しかつトラック方向に平行な接線に対して、前記サブビームのスポットの縁部が接するように配置されていることを特徴とする光情報記録再生装置。
前記サブビームは、内周側の接線及び外周側の接線に挟まれた領域内に配置されていることを特徴とする請求項３に記載の光情報記録再生装置。
螺旋状のグルーブを有する光情報記録媒体にレーザ光を照射して、データの記録および再生を行う光情報記録再生方法において、データの記録および再生を行うときに前記光情報記録媒体にメインビームおよびサブビームを照射し、前記メインビームを照射しているグルーブに隣接するグルーブに、スポットの形状が前記メインビームより幅の狭い形状のサブビームを照射し、前記サブビームが前記メインビームを照射しているグルーブに隣接するグルーブから外れているかどうかを検知することによりクロストークの検出を行うことを特徴とする光情報記録再生方法。
螺旋状のグルーブを有する光情報記録媒体にレーザ光を照射して、データの記録および再生を行う光情報記録再生方法において、データの記録および再生を行うときに前記光情報記録媒体にメインビームおよびサブビームを照射し、前記サブビームのスポットは、前記メインビームより幅の狭い形状であり、前記メインビームのスポットの縁部と接しかつトラック方向に平行な接線に対して、前記サブビームのスポットの縁部が接するように配置されており、前記サブビームによって得られた信号と前記メインビームによって得られた信号との差分を演算することにより信号の補正を行うことを特徴とする光情報記録再生方法。