JP3807233B2

JP3807233B2 - Optical disk playback device

Info

Publication number: JP3807233B2
Application number: JP2001034777A
Authority: JP
Inventors: 利晃石橋; 雅之井上; 芳夫鈴木
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2001-02-13
Filing date: 2001-02-13
Publication date: 2006-08-09
Anticipated expiration: 2021-08-09
Also published as: JP2001250241A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、音楽用、計算機のデータ用等に広く実用化されている光ディスクの内、いわゆるコンパクトディスク（以下ＣＤと略す）の記録密度より高密度に信号が記録された高密度光ディスクに関わり、特に一枚の光ディスク基板中に２つの記録面を有する二層型光ディスクに関する
【０００２】
【従来の技術】
ＣＤに代表される光ディスクやＣＤ再生装置等の光ディスク装置は、レーザダイオードから出射されたレーザ光をその回折限界まで絞り、絞られた光スポットを光ディスク上の位相ピット列に照射し、反射光量変化を検出することにより、光ディスクに記録された信号を再生するものである。このＣＤは直径が１２０ｍｍで透明基板材質は一般にポリカーボネイト樹脂であり、その厚さは１．２ｍｍである。ＣＤを再生する光学式再生装置は光源として７７０〜７８０ｎｍの近赤外光のレーザダイオードを用い、レーザ光を光ディスク上に集光する対物レンズの開口数（ＮＡ）は一般に０．４５程度である。
【０００３】
一方、近年のレーザダイオードの進歩はめざましく、波長６３０〜６９０ｎｍの赤色光のレーザダイオードが実用化され、開口数０．５５〜０．６の対物レンズとの組み合わせにより、現在のＣＤに対して３〜４倍の記録密度を有する高密度光ディスクが提案されている（例えば、1993年電子情報通信学会秋季大会、講演番号Ｃ−３６４「赤色レーザピックアップを用いた高密度ＣＤ−ＲＯＭの検討」）。
【０００４】
さらに、記録容量を２倍にするために、ＣＤの半分の厚さの光ディスクの記録面同士を貼り合わせた貼り合わせ型光ディスクや、一枚の光ディスク中に記録面を２つ設けた２層型光ディスクなども提案されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
２層型光ディスクの場合、異なる２つの記録面に記録している信号を再生するために、各々の記録面にリードイン及びリードアウトを設けなければならない。ＣＤと同様に最内周にリードイン、最外周にリードアウトを設けると、光ディスク装置にとっては異なる２枚の光ディスクを再生することと等価となる。従って、一方の記録面の再生が終了した後、一度トラッキング及びフォーカス制御を外して最内周に光ピックアップを移動し、再度フォーカス及びトラッキング制御を行い、スピンドルモータの回転数をＰＬＬ制御しなければならない。従って、再生面の変更に時間がかかるという問題が生じる。
【０００６】
さらに、光ディスク装置から出射された集束光が、光ディスク基板を透過すると、球面収差が発生する。これを防ぐために通常、光ディスク基板で生じる球面収差を打ち消すだけの球面収差を光ピックアップであらかじめ発生させておく。この球面収差の大きさは、光ディスク基板厚さに関係する。よって、光ディスク装置の光ピックアップを設計する段階で、その最適基板厚さを想定しなければならない。しかし、２層型光ディスクの場合、異なる基板厚さの光ディスクが２枚あることと等価であり、これを想定した光ピックアップを用いなければならないという課題もある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
２層型光ディスクの一方の記録面に対しては、ＣＤと同様にリードインを最内周に、リードアウトを最外周に設け、もう一方の記録面に対しては、ＣＤとは逆にリードインを最外周に、リードアウトを最内周に設けることによって、光ピックアップの移動する軌跡が連続するようにした。
【０００８】
また、光ピックアップを設計する際に定める対物レンズからみたときの最適基板厚さを、
ａ＜ｔ＜（ａ＋ｂ）
ここで、ａ：第１の基板の厚さ
ｂ：第２の基板の厚さ
ｔ：対物レンズからみたときの最適基板厚さ
と定めた。
【０００９】
【作用】
２層型光ディスクの一方の記録面に対して、リードインを最内周に、リードアウトを最外周に設け、他方の記録面に対しては、その逆にリードイン及びリードアウトを設けることにより、一方の記録面の再生終了後、光ピックアップがほとんど移動することなく、もう一方の記録面でフォーカス及びトラッキング制御の動作が可能となる。また、記録面が変わっても線速度の変化はほとんど無いため、スピンドルモータの回転数は、記録面変更前の状態を維持していれば良い。
【００１０】
光ピックアップ中の対物レンズからみたときの最適基板厚さを、２つの異なる厚さの中間付近に定めることで、２つの記録面に対して十分な性能を示す光ピックアップが構成できる。また、薄い方の基板厚さをＣＤと同程度に定めるならば、２層型光ディスク用の光ピックアップによって、最も広く用いられているＣＤも再生可能となる。
【００１１】
【００１２】
【実施例】
以下に本発明による２層型光ディスク及び光ディスク装置の詳細について説明する。
【００１３】
図１は、本発明の第１の実施例を示す２層型光ディスクである。図１の（ａ）は、光ディスクの右側半分の断面図であり、図１（ｂ）は、その部分拡大図である。光ディスク１は、基板２、基板３及び保護膜で形成されている。ただし、ここでは保護膜は省略している。基板２の厚さをａ、基板３の厚さをｂとする。図１に示す光ディスクは２つの記録面Ａ及びＢが設けられ、各々記録面に対してリードイン１０１及び１１１とリードアウト１０２及び１１２が設けられている。通常、ＣＤ等の光ディスクは、内周から外周に向けてデータがスパイラル状に記録され、内周側からリードイン、データ（音、映像、etc）、リードアウトを構成している。それに対して、本発明の光ディスクは、２つの異なる記録面を連続的に再生する際、光ピックアップが閉じた軌跡を移動ように、記録面Ｂのリードインを外周側に、リードアウトを内周側に設けている。ここで、光は基板２側から入射する。
【００１４】
図２は、記録面Ｂ側から見た位相ピット列の形状を示し、図２（ａ）は記録面Ａ、図２（ｂ）は記録面Ｂを示している。記録面Ａの位相ピット列２１は、ＣＤと同じ内周側から時計回りのスパイラル状に形成されているのに対して、記録面Ｂの位相ピット列２２は、記録面Ａとは逆に、外側から時計回りのスパイラル状に形成されている。位相ピット列を図２のように形成することで、スピンドルモータの回転方向を変えずに、記録面Ａの内周側から外周側、記録面Ｂの外周側から内周側への一連の再生が可能となる。
【００１５】
図３は、本発明の２層型光ディスクを再生している様子を示す。図３で示す２層型光ディスクは、記録面Ａの内周側及び記録面Ｂの外周側にリードイン１０１及び１１１、記録面Ａの外周側及び記録面Ｂの内周側にリードイン１０２及び１１２が設けられている。光ディスク１が光ディスク装置に挿入され、信号再生を開始すると、光ピックアップ３１は軌跡Ｔ１を描くように移動する。まず記録面Ａ上に光ピックアップ３１から出射したレーザ光が集光するように、フォーカス制御が行われ、トラッキング制御及びリードイン１０１の読み込みと進行する。光ピックアップ３１は記録面Ａのデータ領域１２１を再生し、リードアウト１０２へと進む。記録面Ａの再生終了後、トラッキング及びフォーカスの制御を外し、記録面Ｂ上に光ピックアップ３１のフォーカス制御を行う。この時、制御回路は最初の制御点を通過し、二度目の制御点において制御をかける機構を有する必要がある。
【００１６】
図４は、本発明の光ディスク装置における制御系のブロック図である。図４（ａ）にブロック図、（ｂ）にジャンプパルス波形を示す。図４において、回路等を構成しているものには、その名称が付けられており、番号６０から７８は、信号線を示す。全体的な構成は一般的に用いられている光ディスク装置に準ずるものである。以下に本発明における制御系にする詳細を記す。
【００１７】
再生中に再生する記録面を記録面Ａから記録面Ｂに変更する場合、ジャンプパルス発生回路５４から駆動回路５５に図４（ｂ）の上に示すような上方へアクチュエータを動かす＋パルスとブレーキをかけるための−パルスを印加する。記録面Ｂ付近にてフォーカス誤差信号のＳカーブにおけるゼロクロス点をゼロクロス検出回路４９によって検出し、フォーカス制御のループを閉じる。一方、記録面Ｂから記録面Ａへの変更の場合、図４（ｂ）下に示すジャンプパルスが駆動回路５５に印加される。
【００１８】
また、記録面を変更する際、フォーカス及びトラッキング制御を外している間に、モータ４１の回転数のＰＬＬ制御も外れてしまう可能性がある。これを防ぐために、ホールド回路４６を設けた。ホールド回路４６で、記録面を変更する前の回転数を保持し、光ピックアップ３１が記録面Ｂ上に移動し、フォーカス及びトラッキング制御をおこなうまでの間、そのホールド回路４６に保持した回転数でモータ４１を制御する。
【００１９】
さらに、２層型光ディスクと既存のＣＤとを光ディスク装置側で判別できる必要がある。２層型光ディスクの場合、記録面Ａを通過して記録面Ｂを再生しなければならないため、光ピックアップ３１に戻ってくる総光量が、ＣＤに対して半分以下になる。従って、ＣＤと２層型光ディスクの各々に対してしきい値を設け、総光量検出回路５２で検出した総光量を比較器５３において各々のディスクに対して定めたしきい値と比較することで、どちらの光ディスクが挿入されているかを判別することにした。
【００２０】
また、光ディスクでは透明な基板を通してレーザ光を集光し、光ディスクの信号面上の光スポットで記録ピットを読みとっている。しかし集束光が基板を通過するときに球面収差が発生する（例えば、W.J.Smith : Modern Optical Engineering , McGraw-Hill Book Company , New York , 1966 , Chap.4.8 ）。そこで、あらかじめレーザ光を集光する対物レンズに、基板で発生する球面収差とは逆の球面収差を与えておき、レーザ光束が基板を通過した時に球面収差が互いに打ち消すようにしている。このため、光ディスクの基板は対物レンズの一部と見なすことができる。
【００２１】
一般に光ディスク基板は、ポリカーボネイト樹脂の射出成形により製作するために厚さの誤差は避けられない。基板の厚さが、対物レンズが想定している基板厚さ（対物レンズからみたときの最適厚さ）からずれると、上記理由より球面収差が発生する。発生する球面収差のうちでそのほとんどの成分を占める３次球面収差の２乗平均値（Ｗ）は、
【００２２】
【数１】

【００２３】
Δｔ：ディスク基板の厚さ誤差
ｎ：ディスク基板の屈折率
ＮＡ：対物レンズの開口数
λ：レーザ光の波長
である。
【００２４】
ここで、ディスク基板であるポリカーボネイト樹脂の屈折率ｎを１．５８、対物レンズの開口数ＮＡを０．５２、レーザ光の波長λを０．６３５μｍとしたときのディスク基板の厚さ誤差に対する光スポットに発生する３次球面収差の関係を図５に示す。一般に正確な再生信号を得るためには球面収差は０．０３λｒｍｓ以下が望ましく、上記した条件では図５よりディスク基板の厚さ誤差は７０μｍ以下が望ましい。
【００２５】
図１に示した２層型光ディスクの基板２の厚さａの中心値をＣＤと同じ１．２ｍｍ、基板２の厚さ誤差を±３０μｍ、記録面Ａと記録面Ｂの間隔ｂ（基板３の厚さにほぼ等しい）を４０μｍとする。ここで、対物レンズの想定するディスク基板の厚さ（対物レンズからみたときの最適基板厚さ）をａ（＝１．２ｍｍ）とすると記録面Ｂを再生するときは対物レンズから見た基板の厚さ誤差が最大７０μｍとなる。また、上記した対物レンズからみたときの最適基板厚さをａ＋ｂ（＝１．２４ｍｍ）とすると記録面Ａを再生するときの対物レンズから見た基板の厚さ誤差は同じく最大７０μｍとなり、ともに３次球面収差は許容値内となる。以上の説明より、対物レンズの最適基板厚さが下記の式を満足する範囲であれば３次球面収差は許容値内となる。
【００２６】
ａ＜対物レンズからみたときの最適基板厚さ＜（ａ＋ｂ） …（２）
また、記録面Ａと記録面Ｂにおける３次球面収差の発生量をほぼ等しくするには、
対物レンズからみたときの最適基板厚さ ≒ ａ＋ｂ／２ …（３）
とすれば良い。
【００２７】
更に、基板２の厚さ誤差が±４０μｍ、記録面Ａと記録面Ｂとの間隔ｂが４０μｍの場合は、
（ａ＋ｂ／４）＜対物レンズからみたときの最適基板厚さ＜（ａ＋３ｂ／４）…（４）
とすれば良い。以上、基板２の厚さ誤差、基板３の厚さ、３次球面収差の許容値により、対物レンズからみたときの最適基板厚ｔの範囲は異なるものの、何れの場合においても、その範囲は上記の式（２）の範囲にある。
【００２８】
尚、実際の対物レンズの最適基板厚さを知るには、レーザ干渉計（例えばトワイマン・グリーン干渉計）により対物レンズの球面収差を測定すれば良い。この時、対物レンズにより集束される光束中に厚さの異なる平行平板を挿入し、球面収差が最小となる平行平板の厚さが、その対物レンズからみたときの最適基板厚さである。
【００２９】
次に、本発明の光ディスク装置が広く普及しているコンパクトディスク（以下ＣＤと略す）も再生する場合の２層型光ディスクの各基板の厚さについて説明する。ＣＤは単層の光ディスクであり、ディスク基板の厚さの中心値は１．２ｍｍである。このため、対物レンズの最適基板厚さは、一般に１．２ｍｍとしている。そこで、図１に示す２層型光ディスクの基板２の厚さａの中心値と基板３の厚さｂとは、
ａ＋ｂ／２≒１．２ｍｍ
となるようにすれば良い。ｂ＝４０μｍの場合は、ａ＝１．１８ｍｍである。
【００３０】
図６は、本発明の第２の実施例の２層型光ディスクを再生している様子を示す。図６で示す２層型光ディスクは、記録面Ａの外周側及び記録面Ｂの内周側にリードイン１０１及び１１１、記録面Ａの内周側及び記録面Ｂの外周側にリードアウト１０２及び１１２が設けられている。図６に示す本発明の第２の実施例の２層型光ディスク上に記録されている位相ピット列は、図２で示した形状と逆になる。つまり、記録面Ｂが図２（ａ）、記録面Ａが図２（ｂ）と同様となり、記録面Ｂ→Ａの順に再生する仕様である。よって、光ディスク装置の光ピックアップ３１はＴ２の軌跡を描くように移動する。このような構成にすると、記録面Ｂから記録面Ａへ光ピックアップ３１は下方に移動するので、フォーカス制御の制御点をカウントせずに、次に現れる制御点でフォーカス制御を開始すれば良い。
【００３１】
図７は、本発明の第３の実施例を説明する図である。図７は第２の記録面上の位相ピット列の形状のみを示す。ここで、第１の記録面は図２（ａ）と同様とし、また、各記録面のリードイン及びリードアウトは、図３に従うとする。つまり、第３の実施例は、一方の記録面の最内周と他方の記録面の最外周にリードインがあり、一方の記録面の最外周と他方の記録面の最内周にリードインが設けられているが、位相ピット列の形成するスパイラル形状が両記録面共同じ方向であることが特徴である。
【００３２】
上記実施例における記録面２では、まずＳ２からＳ１まで一周分の信号を再生する。その後、トラックジャンプを内周側へ２回だけ行い、光ピックアップをＳ４まで移動し、Ｓ３まで一周分の信号を再生する。同様な動作を一周再生毎に繰り返す。つまり、広義的にみれば最外周から内周へ向けて再生するが、一周毎に内周側へのトラックジャンプを伴いながら、記録面１と同様に外周側へ再生するということである
【００３３】
【発明の効果】
本発明の２層型光ディスクは、一方の記録面の最内周にリードイン、最外周にリーヂアウトを設け、もう一方の記録面の最外周にリードイン、最内周にリードアウト設けることによって、光ディスク装置中の光ピックアップが記録面を変更する際もほとんど動かず、スピンドルモータの回転数は記録面変更前の状態を保つことができる。
【００３４】
また、光ディスク装置に用いられる光ピックアップの最適基板厚さに許容範囲を持たせることで、異なる２つの厚さの基板を再生可能となる。更に、ＣＤの基板厚さがこの許容範囲内であれば２層型光ディスク用の光ピックアップでＣＤをも再生できる。
【００３５】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例を示す２層型光ディスクである。
【図２】光ディスク上に記録している位相ピット列の形状を示す図である、
【図３】２層型光ディスクを再生している様子を示す図である。
【図４】光ディスク装置における制御系のブロック図である。
【図５】ディスク基板厚さと３次球面収差の関係を示す図である。
【図６】本発明の第２の実施例を示す２層型光ディスクである。
【図７】本発明の第３の実施例を説明する図である。[0001]
[Industrial application fields]
The present invention relates to a high-density optical disk in which signals are recorded at a higher density than the recording density of a so-called compact disk (hereinafter abbreviated as CD) among optical disks widely used for music, computer data, and the like. In particular, the present invention relates to a two-layer type optical disc having two recording surfaces in one optical disc substrate.
[Prior art]
Optical disc devices such as optical discs represented by CDs and CD playback devices, the laser beam emitted from the laser diode is narrowed down to its diffraction limit, and the focused light spot is irradiated onto the phase pit array on the optical disc to change the amount of reflected light. By detecting this, the signal recorded on the optical disk is reproduced. This CD has a diameter of 120 mm, and the transparent substrate material is generally polycarbonate resin, and its thickness is 1.2 mm. An optical reproducing apparatus for reproducing a CD uses a near-infrared laser diode of 770 to 780 nm as a light source, and the numerical aperture (NA) of an objective lens for condensing the laser light on an optical disk is generally about 0.45. .
[0003]
On the other hand, the progress of laser diodes in recent years is remarkable, and laser diodes for red light with a wavelength of 630 to 690 nm have been put into practical use. A high density optical disk having a recording density of ˜4 times has been proposed (for example, 1993 Autumn Meeting of the Institute of Electronics, Information and Communication Engineers, lecture number C-364 “Examination of high density CD-ROM using red laser pickup”).
[0004]
Furthermore, in order to double the recording capacity, a bonded optical disc in which recording surfaces of optical discs having a thickness half that of a CD are bonded together, or a two-layer type in which two recording surfaces are provided in one optical disc. Optical discs have also been proposed.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
In the case of a two-layer type optical disc, in order to reproduce signals recorded on two different recording surfaces, lead-in and lead-out must be provided on each recording surface. As with a CD, providing a lead-in on the innermost periphery and a lead-out on the outermost periphery is equivalent to reproducing two different optical disks for the optical disk apparatus. Therefore, after the reproduction of one recording surface is completed, the tracking and focus control is once removed, the optical pickup is moved to the innermost circumference, the focus and tracking control is performed again, and the spindle motor rotation speed is not PLL controlled. Don't be. Therefore, there arises a problem that it takes time to change the reproduction surface.
[0006]
Further, when the focused light emitted from the optical disk device passes through the optical disk substrate, spherical aberration occurs. In order to prevent this, a spherical aberration that usually cancels out the spherical aberration generated in the optical disk substrate is generated in advance by the optical pickup. The magnitude of this spherical aberration is related to the optical disk substrate thickness. Therefore, the optimum substrate thickness must be assumed at the stage of designing the optical pickup of the optical disk apparatus. However, in the case of a two-layer type optical disc, this is equivalent to the presence of two optical discs having different substrate thicknesses, and there is also a problem that an optical pickup that assumes this must be used.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
For one recording surface of a two-layer type optical disc, a lead-in is provided on the innermost periphery and a lead-out is provided on the outermost periphery in the same manner as a CD. By providing the inner part on the outermost periphery and the lead-out part on the innermost periphery, the trajectory along which the optical pickup moves is made continuous.
[0008]
In addition, the optimum substrate thickness when viewed from the objective lens determined when designing the optical pickup,
a <t <(a + b)
Here, a: the thickness of the first substrate b: the thickness of the second substrate t: the optimum substrate thickness as viewed from the objective lens.
[0009]
[Action]
By providing the lead-in on the innermost periphery and the lead-out on the outermost periphery with respect to one recording surface of the two-layer type optical disc, and conversely providing the lead-in and lead-out for the other recording surface After the reproduction of one recording surface, the focus and tracking control operations can be performed on the other recording surface with almost no movement of the optical pickup. Further, even if the recording surface changes, there is almost no change in the linear velocity, so the rotation speed of the spindle motor only needs to maintain the state before the recording surface change.
[0010]
By determining the optimum substrate thickness as viewed from the objective lens in the optical pickup near the middle of the two different thicknesses, an optical pickup that exhibits sufficient performance for the two recording surfaces can be configured. Further, if the thinner substrate thickness is set to the same level as the CD, the most widely used CD can be reproduced by the optical pickup for the two-layer type optical disc.
[0011]
[0012]
【Example】
Details of the two-layer type optical disc and the optical disc apparatus according to the present invention will be described below.
[0013]
FIG. 1 is a two-layer type optical disc showing a first embodiment of the present invention. 1A is a cross-sectional view of the right half of the optical disc, and FIG. 1B is a partially enlarged view thereof. The optical disc 1 is formed of a substrate 2, a substrate 3, and a protective film. However, the protective film is omitted here. The thickness of the substrate 2 is a, and the thickness of the substrate 3 is b. The optical disk shown in FIG. 1 is provided with two recording surfaces A and B, and lead-in 101 and 111 and lead-

outs

102 and 112 are provided on the recording surface, respectively. Usually, an optical disc such as a CD records data spirally from the inner periphery toward the outer periphery, and constitutes lead-in, data (sound, video, etc), and lead-out from the inner periphery. On the other hand, the optical disc of the present invention has the lead-in on the recording surface B on the outer peripheral side and the lead-out on the inner peripheral so that the optical pickup moves when the two different recording surfaces are continuously reproduced. On the side. Here, the light enters from the substrate 2 side.
[0014]
FIG. 2 shows the shape of the phase pit train as viewed from the recording surface B side. FIG. 2 (a) shows the recording surface A and FIG. 2 (b) shows the recording surface B. The phase pit row 21 on the recording surface A is formed in a clockwise spiral shape from the same inner peripheral side as the CD, whereas the phase pit row 22 on the recording surface B is opposite to the recording surface A, It is formed in a clockwise spiral shape from the outside. By forming the phase pit row as shown in FIG. 2, a series of reproduction from the inner circumference side to the outer circumference side of the recording surface A and from the outer circumference side to the inner circumference side of the recording surface B without changing the rotation direction of the spindle motor. Is possible.
[0015]
FIG. 3 shows a state in which the two-layer type optical disc of the present invention is being reproduced. 3 has lead-

ins

101 and 111 on the inner peripheral side of the recording surface A and the outer peripheral side of the recording surface B, and a lead-in 102 on the outer peripheral side of the recording surface A and the inner peripheral side of the recording surface B. 112 is provided. When the optical disc 1 is inserted into the optical disc apparatus and signal reproduction is started, the optical pickup 31 moves so as to draw a locus T1. First, focus control is performed so that the laser beam emitted from the optical pickup 31 is focused on the recording surface A, and the tracking control and reading of the lead-in 101 proceed. The optical pickup 31 reproduces the data area 121 on the recording surface A and proceeds to the lead-out 102. After the reproduction of the recording surface A is completed, the tracking and focus control is removed, and the focus control of the optical pickup 31 on the recording surface B is performed. At this time, the control circuit needs to have a mechanism that passes through the first control point and applies control at the second control point.
[0016]
FIG. 4 is a block diagram of a control system in the optical disc apparatus of the present invention. FIG. 4A shows a block diagram, and FIG. 4B shows a jump pulse waveform. In FIG. 4, names constituting the circuits and the like are given names, and numerals 60 to 78 indicate signal lines. The overall configuration is based on a generally used optical disk apparatus. Details of the control system in the present invention will be described below.
[0017]
When the recording surface to be reproduced during reproduction is changed from the recording surface A to the recording surface B, the jump pulse generating circuit 54 moves the actuator upward as shown in FIG. Apply a pulse to apply Near the recording surface B, the zero cross point in the S curve of the focus error signal is detected by the zero cross detection circuit 49, and the focus control loop is closed. On the other hand, when the recording surface B is changed to the recording surface A, the jump pulse shown in the lower part of FIG.
[0018]
In addition, when changing the recording surface, there is a possibility that the PLL control of the rotation speed of the motor 41 may be lost while the focus and tracking control is removed. In order to prevent this, a hold circuit 46 is provided. The hold circuit 46 holds the rotational speed before changing the recording surface, and the rotational speed held by the hold circuit 46 until the optical pickup 31 moves onto the recording surface B and performs focus and tracking control. The motor 41 is controlled.
[0019]
Furthermore, it is necessary to be able to discriminate between the two-layer type optical disc and the existing CD on the optical disc apparatus side. In the case of a two-layer type optical disc, since the recording surface B must be reproduced by passing through the recording surface A, the total amount of light returning to the optical pickup 31 is less than half that of the CD. Accordingly, a threshold value is provided for each of the CD and the two-layer type optical disc, and the total light amount detected by the total light amount detection circuit 52 is compared with the threshold value determined for each disc in the comparator 53. It was decided to determine which optical disk was inserted.
[0020]
In an optical disk, laser light is condensed through a transparent substrate, and a recording pit is read by a light spot on the signal surface of the optical disk. However, spherical aberration occurs when the focused light passes through the substrate (for example, WJSmith: Modern Optical Engineering, McGraw-Hill Book Company, New York, 1966, Chap. 4.8). Therefore, a spherical aberration opposite to the spherical aberration generated on the substrate is given to the objective lens that condenses the laser beam in advance so that the spherical aberration cancels each other when the laser beam passes through the substrate. For this reason, the substrate of the optical disk can be regarded as a part of the objective lens.
[0021]
In general, since an optical disk substrate is manufactured by injection molding of polycarbonate resin, an error in thickness is inevitable. If the thickness of the substrate deviates from the substrate thickness assumed by the objective lens (the optimum thickness when viewed from the objective lens), spherical aberration occurs for the above reason. The mean square value (W) of the third-order spherical aberration, which occupies most of the generated spherical aberration, is
[0022]
[Expression 1]

[0023]
Δt: disk substrate thickness error n: refractive index NA of the disk substrate NA: numerical aperture of the objective lens λ: wavelength of the laser beam.
[0024]
Here, the light with respect to the disc substrate thickness error when the refractive index n of the polycarbonate resin as the disc substrate is 1.58, the numerical aperture NA of the objective lens is 0.52, and the wavelength λ of the laser beam is 0.635 μm. FIG. 5 shows the relationship of the third-order spherical aberration generated in the spot. In general, in order to obtain an accurate reproduction signal, the spherical aberration is desirably 0.03 λrms or less, and under the above conditions, the thickness error of the disk substrate is desirably 70 μm or less from FIG.
[0025]
The center value of the thickness a of the substrate 2 of the two-layer type optical disk shown in FIG. 1 is 1.2 mm, which is the same as the CD, the thickness error of the substrate 2 is ± 30 μm, and the distance b between the recording surface A and the recording surface B (substrate 3 Is substantially equal to the thickness of 40 μm. Here, assuming that the thickness of the disc substrate assumed by the objective lens (the optimum substrate thickness when viewed from the objective lens) is a (= 1.2 mm), when reproducing the recording surface B, the substrate viewed from the objective lens is shown. The maximum thickness error is 70 μm. If the optimum substrate thickness when viewed from the above objective lens is a + b (= 1.24 mm), the substrate thickness error viewed from the objective lens when reproducing the recording surface A is also 70 μm at maximum, both of which are 3 The next spherical aberration is within an allowable value. From the above description, the third-order spherical aberration is within the allowable value if the optimum substrate thickness of the objective lens is within the range satisfying the following expression.
[0026]
a <Optimal substrate thickness as viewed from the objective lens <(a + b) (2)
Further, in order to make the generation amount of the third order spherical aberration on the recording surface A and the recording surface B substantially equal,
Optimal substrate thickness as viewed from the objective lens ≒ a + b / 2 (3)
What should I do?
[0027]
Further, when the thickness error of the substrate 2 is ± 40 μm and the interval b between the recording surface A and the recording surface B is 40 μm,
(A + b / 4) <optimal substrate thickness as viewed from the objective lens <(a + 3b / 4) (4)
What should I do? Although the range of the optimum substrate thickness t when viewed from the objective lens differs depending on the thickness error of the substrate 2, the thickness of the substrate 3, and the allowable value of the third-order spherical aberration, the range is the above in any case. It is in the range of the formula (2).
[0028]
In order to know the optimum substrate thickness of the actual objective lens, the spherical aberration of the objective lens may be measured by a laser interferometer (for example, a Twiman-Green interferometer). At this time, parallel plates having different thicknesses are inserted into the light beam focused by the objective lens, and the thickness of the parallel plate that minimizes the spherical aberration is the optimum substrate thickness when viewed from the objective lens.
[0029]
Next, the thickness of each substrate of a two-layer type optical disc when reproducing a compact disc (hereinafter abbreviated as CD) in which the optical disc apparatus of the present invention is widely used will be described. CD is a single-layer optical disk, and the center value of the thickness of the disk substrate is 1.2 mm. For this reason, the optimum substrate thickness of the objective lens is generally set to 1.2 mm. Therefore, the center value of the thickness a of the substrate 2 and the thickness b of the substrate 3 of the two-layer optical disk shown in FIG.
a + b / 2 ≒ 1.2mm
It should be so that. When b = 40 μm, a = 1.18 mm.
[0030]
FIG. 6 shows a state in which a two-layer type optical disc according to the second embodiment of the present invention is being reproduced. 6 has lead-

ins

101 and 111 on the outer peripheral side of the recording surface A and the inner peripheral side of the recording surface B, and lead-

outs

102 and 111 on the inner peripheral side of the recording surface A and the outer peripheral side of the recording surface B. 112 is provided. The phase pit train recorded on the two-layer type optical disk of the second embodiment of the present invention shown in FIG. 6 is opposite to the shape shown in FIG. That is, the recording surface B is the same as FIG. 2A and the recording surface A is the same as FIG. Therefore, the optical pickup 31 of the optical disc apparatus moves so as to draw a trajectory of T2. With such a configuration, since the optical pickup 31 moves downward from the recording surface B to the recording surface A, it is only necessary to start focus control at the next control point without counting the control point of focus control.
[0031]
FIG. 7 is a diagram for explaining a third embodiment of the present invention. FIG. 7 shows only the shape of the phase pit row on the second recording surface. Here, the first recording surface is the same as that shown in FIG. 2A, and the lead-in and lead-out of each recording surface is as shown in FIG. That is, in the third embodiment, there is a lead-in on the innermost circumference of one recording surface and the outermost circumference of the other recording surface, and a lead-in on the outermost circumference of one recording surface and the innermost circumference of the other recording surface. However, the spiral shape formed by the phase pit rows is the same in both recording surfaces.
[0032]
On the recording surface 2 in the above embodiment, first, a signal for one round is reproduced from S2 to S1. Thereafter, the track jump is performed only twice to the inner circumference side, the optical pickup is moved to S4, and the signal for one round is reproduced until S3. A similar operation is repeated for each round reproduction. In other words, in a broad sense, the reproduction is performed from the outermost periphery to the inner periphery, but the reproduction is performed to the outer peripheral side in the same manner as the recording surface 1 with a track jump to the inner peripheral side for each round. ]
【The invention's effect】
The two-layer type optical disc of the present invention has a lead-in on the innermost periphery of one recording surface, a lead-out on the outermost periphery, a lead-in on the outermost periphery of the other recording surface, and a lead-out on the innermost periphery. The optical pickup in the optical disk apparatus hardly moves when the recording surface is changed, and the rotation speed of the spindle motor can maintain the state before changing the recording surface.
[0034]
Further, by giving an allowable range to the optimum substrate thickness of the optical pickup used in the optical disc apparatus, it becomes possible to reproduce substrates having two different thicknesses. Furthermore, if the substrate thickness of the CD is within this allowable range, the CD can be reproduced with an optical pickup for a two-layer type optical disc.
[0035]
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a two-layer type optical disc according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing the shape of a phase pit train recorded on an optical disc;
FIG. 3 is a diagram showing a state in which a two-layer type optical disc is being reproduced.
FIG. 4 is a block diagram of a control system in the optical disc apparatus.
FIG. 5 is a diagram showing the relationship between disc substrate thickness and third-order spherical aberration.
FIG. 6 is a two-layer type optical disc showing a second embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a diagram for explaining a third embodiment of the present invention.

Claims

A first substrate having a first surface and a second surface and having a recording surface A on the second surface; a recording surface on the fourth surface having a third surface and a fourth surface; The second substrate having B is arranged in the order of the first surface, the second surface, the third surface, and the fourth surface, and the recording surface A has an inner peripheral side. A lead-in and data area is provided, and the recording surface B is an optical disk reproducing device provided with a data area and a lead-out on the outer peripheral side ,
A laser light source for selectively reproducing a signal recorded on the recording surface A or the recording surface B by entering laser light from the first surface of the optical disc;
An objective lens for condensing the luminous flux emitted from the laser light source;
An actuator for driving the objective lens in a focusing direction;
A focus control circuit for controlling the actuator so that light is focused on a predetermined recording surface;
A jump pulse generating circuit for supplying a jump pulse to the actuator;
A focus error signal detecting means for detecting a focus error signal from the reflected light from the optical disc;
A zero cross detection circuit for detecting a zero cross point from the S curve of the output of the focus error signal detection means;
It has
When the focus of light is jumped from the recording surface A to the recording surface B, the focus control by the focus control circuit is removed, and the actuator is controlled based on the jump pulse generated by the jump pulse generation circuit. passes the error signal zero-crossing point, and controls the focus control circuit so as to apply the focus control in the second time of the focus error signal the zero-crossing point, the focus of light to reproduce the recording surface B is jumping on the recording surface B,
2. The optical disk reproducing apparatus according to claim 1, wherein the objective lens minimizes spherical aberration caused when the focused light emitted from the objective lens passes through an optical disk having a thickness t satisfying the following formula .
a <t <(a + b)
Where a: thickness of the first substrate
b: thickness of the second substrate