JPH08255359A - 光ピックアップ装置及びその光出力制御方法 - Google Patents

光ピックアップ装置及びその光出力制御方法

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JPH08255359A
JPH08255359A JP7307052A JP30705295A JPH08255359A JP H08255359 A JPH08255359 A JP H08255359A JP 7307052 A JP7307052 A JP 7307052A JP 30705295 A JP30705295 A JP 30705295A JP H08255359 A JPH08255359 A JP H08255359A
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light
optical disc
optical
signal
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JP7307052A
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Pyong-Yong Seong
▲平▼ 庸 成
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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 短波長光源を用いる光ピックアップ装置及び
その光出力制御方法を提供する。 【解決手段】 集束される光のビームウエストからの距
離に対応して、光スポットサイズが所定の式に基づいて
変化する特性を光スポットサイズ調節手段に用いてい
る。この光ピックアップ装置は、光ディスクの記録密度
を検出してその種類を判別する光ディスク検出器３０
と、検出された信号から光スポットサイズを算出するス
ポットサイズ算出部３５と、この算出されたスポットサ
イズからフォーカスオフセットを算出するフォーカスオ
フセット算出部３７と、この信号からフォーカスサーボ
に調整信号を伝送するフォーカスオフセット調整部４３
とを光ディスク３１とフォーカス／トラックサーボ４５
との間に備える。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は光ディスクの記録面
に照射される光スポットのサイズを調節できる光ピック
アップ装置及びその光出力制御方法に係り、特に高密度
記録用に用いられる短波長光源から出射されて光ディス
クに集束される光スポットのサイズを調節できる光ピッ
クアップ装置及びその光出力制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、光ピックアップ装置は光源とし
て７８０ｎｍ又は８３０ｎｍの長波長の光を出力する半
導体レーザーを採用している。この場合、光記録媒体に
形成される光スポットサイズの縮小に限界があり、高密
度記録の障害となっていた。
【０００３】光スポットのサイズを縮小させるための手
段として４００ｎｍ〜６００ｎｍ領域の短波長光源が用
いられている。このような短波長の光を出力する光源と
して、６００ｎｍの可視光線波長を有する半導体レーザ
ーだけでなく、Ｎｄ：ＹＡＧまたはＮｄ：ＹＶＯ4 レー
ザーなどの固体レーザーを採用し、第２次共振を通じて
約５３０ｎｍ程度の短波長の光を出力する構造を有する
光ピックアップの研究が盛んに行われている。
【０００４】コンパクト光ディスクプレイヤにおいて、
照射される光の波長と開口数によるスポットの直径とを
示したデータを調べると次の通りである。光ピックアッ
プの光源から出射される光の波長が７８０ｎｍ、開口数
が０．４５の場合、スポットの直径は１．４７μｍであ
り、光源から出射される光の波長が５３２ｎｍ、開口数
が０．６の場合、スポットの直径は０．７５μｍとなり
スポット面積対比約３．８倍の違いを示す。
【０００５】このデータから判るように、光スポットは
光源の波長が短いほどその直径が小さくなり、対物レン
ズの開口数（ＮＡ：Numerical Aperture）が増えるほど
その直径が大きくなる。光スポットの直径が光ディスク
の記録密度に影響を及ぼし、光源の光波長が光スポット
の直径を決定する主な要因となる。
【０００６】図５は米国特許第 5,281,797号に開示され
た従来の可変アパーチャ（開口部）を有する短波長の光
ディスクのヘッドを示す概略図である。この図面を参照
して従来の光ディスクのヘッドの構造と機能及び問題点
を以下に述べる。
【０００７】この光ディスクヘッドは光ディスク７に照
射される光スポットのサイズを根本的に小さくするため
に、約５３０ｎｍの短波長の入射光２を生成する短波長
光源１を有している。入射光２はビームスプリッタ３
と、トラッキングエラー信号を補正するために光を回折
するグレーティング９と、光を平行光にするコリメーテ
ィングレンズ４と、対物レンズ６の前に設けられて光デ
ィスク７の記録密度に応じて最適なビームの直径を決定
するアパーチャ５を通過する。光ディスク７から反射さ
れた反射光はそれぞれの光学部材を通過してビームスプ
リッタ３に戻り、このビームスプリッタ３から入射光の
光路に対して直角方向に反射されてフォーカスエラー信
号検出用の非点収差レンズ１０を通過して、記録された
情報とエラー信号を検出する光検出器８に入射する。
【０００８】そして、光ディスク７に照射される光量を
制御するための手段として受光量を検出する光量測定装
置１２と、この光量測定装置１２で受光された光量に応
じて光源１の出射光量を調節する駆動部１１とが備えら
れている。
【０００９】このような従来の光スポットサイズが調節
できる光ピックアップは光ディスク７の記録密度に応じ
て照射されるスポットサイズが調節可能であり、アパー
チャ５による光量損失を光量測定装置１２を介して補償
することにより、略一定の光量で信号を検出するように
なっている。
【００１０】しかしながら、従来の光ピックアップはア
パーチャ５によって光スポットサイズを調節することが
望ましいため、このアパーチャ５を駆動する駆動装置が
必要となる短所がある。同時に、アパーチャ５が光ディ
スク７に達する光量を遮断するので、光量損失により光
源１の出力駆動の範囲が広くなければならないという問
題がある。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】本発明は前述した従来
の問題点を解決するために案出されたものであり、光源
から出射された光量の使用効率が向上され、長波長用の
光ディスクと短波長用の光ディスクとの両方に使用する
ことができる光ピックアップ装置を提供することを課題
とする。
【００１２】また、本発明は、光源から出射された光量
の使用効率が向上され、長波長用の光ディスクと短波長
用の光ディスクとの両方に使用することができる光ピッ
クアップ装置の光出力制御方法を提供することを課題と
する
【００１３】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明による光ピックアップ装置は、光源と、こ
の光源から発生する光を光ディスクに集束する対物レン
ズと、光ディスクの反射光から信号を検出する光検出器
とを備えた光ピックアップ装置において、光検出器によ
り検出された信号から光ディスクの種類を判別する光デ
ィスク検出部と、判別された光ディスクの種類に対応す
るフォーカスオフセットを算出するフォーカスオフセッ
ト算出部と、フォーカスオフセット算出部で算出された
フォーカスオフセット量を調整してフォーカスサーボ信
号に変えるフォーカスオフセット調整部と、フォーカス
オフセット調整部により調整されたフォーカスサーボ信
号と光検出器により検出された信号とを用いてフォーカ
スエラー及びトラックエラーを補償するフォーカス／ト
ラックサーボとを備えている。
【００１４】また、本発明による光ピックアップ装置の
光出力制御方法は、光源と、この光源から発生する光を
光ディスクに集束する対物レンズと、光ディスクの反射
光から信号を検出する光検出器とを備えた光ピックアッ
プ装置の光出力制御方法において、光検出器により検出
された信号から光ディスクの種類を判別する工程と、判
別されたディスクの種類に対応するフォーカスオフセッ
トを算出するフォーカスオフセット算出工程と、算出さ
れたフォーカスオフセット量を調整してサーボ信号に変
えるフォーカスオフセット調整工程と、調整されたフォ
ーカスサーボ信号と光検出器により検出された信号を用
いてフォーカスエラー及びトラックエラーを補償する工
程とを備えている。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、添付した図面に基づき本発
明をさらに詳細に説明する。図１に示されたように、光
源から出射された光は対物レンズなどを通じて集束され
る場合に正確に一点に焦点を結ばず、ｒ0 ＝ｋλ／ＮＡ
の関係式を満たす最小半径（ｒ0 ）のビームウエストを
有する。ここで、ｋは比例定数、λは光源から出射され
る光の波長であり、ＮＡは対物レンズの開口数である。
【００１６】また、光源から出射される光がガウス形
（Gaussian form)の場合に焦点面からＺほど離れた地点
の光スポットの半径（ｒ）は、次の式で表される。
【００１７】
【数１】
【００１８】図２は上記の数式（１）による距離Ｚに対
するスポット半径を示したグラフである。Ｚ＝±λの
時、スポット半径は０．３８λｍであり、Ｚ＝±２λの
時はスポットの半径は０．７λｍとなり、約２倍程度大
きくなることが判る。
【００１９】ビームウエストと距離Ｚに対する光スポッ
ト半径の関係を用いて、短波長光源から出射される光に
より光ディスクに結ばれるスポットのサイズを可変的に
調節して、高密度の光ディスク及び一般的な光ディスク
の両方に有用に利用することができる。
【００２０】このように、スポットがビームウエストの
位置から離れていくとスポットサイズが大きくなる特性
を用いる本発明の光ピックアップ装置を図３に示す。こ
の光ピックアップは短波長の光を生成する短波長光源２
０と、この光源２０から出射される光を光記録媒体であ
るディスク３１に集束する対物レンズ２６と、光ディス
ク３１で反射される反射光から信号を検出する光検出器
３０とを備えている。光源２０は、高密度光ディスクに
情報を記録し、記録された情報を再生及び消去するため
に短波長の光を出射する。
【００２１】光源２０と対物レンズ２６との間の光路上
には光源２０から出射される散乱光を平行光に変えるコ
リメーティングレンズ２４と、光ディスク３１で反射さ
れた光が光検出器３０に向かうように光路を変える変換
手段とが備えられている。図３において、この光路変換
手段としてビームスプリッタ２２を示したが、ホログラ
ム素子などの光路を変換する手段であれば全て採用可能
である。
【００２２】光ディスク３１に集束される光のフォーカ
スエラー信号と、対物レンズ２６が光ディスク３１のト
ラックをなぞりながら発生するトラックエラー信号を検
出するために、グレーティング又は非点収差レンズなど
のサーボ用光学系２８が光検出器３０と対物レンズ２６
との間の光路上にさらに備えられている。光検出器３０
により検出されたフォーカスエラー信号とトラックエラ
ー信号は、対物レンズ２６と光ディスク３１との間隔調
節及び対物レンズ２６のトラック位置ずれを補償するよ
うにフォーカス／トラックサーボ４５に伝送される。こ
のフォーカス／トラックサーボ４５に伝送された信号は
対物レンズ２６を駆動するアクチュエーター２７に伝送
される。
【００２３】短波長光源２０から出射されて光ディスク
３１に集束される光スポットのサイズを図１に示したよ
うな光の特性を用いて、高密度用の光ディスクと低密度
用の光ディスクに適するように調整するために、フォー
カス／トラックサーボ４５に他のフォーカスサーボ信号
を伝送する必要がある。
【００２４】このために光検出器３０とフォーカス／ト
ラックサーボ４５との間の閉ループには、光ディスクの
記録密度を検出する光ディスク検出部３３と、この光デ
ィスク検出部３３により検出された信号に基づいてその
記録密度に適する光スポットサイズを計算するスポット
サイズ算出部３５と、このスポットサイズに適する光デ
ィスク３１と対物レンズ２６との間隔を計算するフォー
カスオフセット算出部３７と、このフォーカスオフセッ
ト算出部３７により得られた信号を入力し、フォーカス
オフセットを調整してフォーカス／トラックサーボ４５
に伝送するフォーカスオフセット調整部４３とが備えら
れている。
【００２５】光ディスク検出部３３は光ディスクがロー
ディングされてフォーカスサーボが印加されると、光デ
ィスクのデータフォーマットにより光ディスクの種類を
判別する。即ち、高密度光ディスクの場合に変調度（長
周期信号大きさに対する短周期信号大きさの比）が約
０．２〜０．５位であり、通常の光ディスクの場合に変
調度が１に近い値を有しているので、その変調度の差に
より光ディスクを判別することが可能である。
【００２６】スポットサイズ算出部３５は各光ディスク
に対応する最適なスポットサイズをメモリに格納してい
る。例えば、最適なスポット直径は通常の光ディスクの
場合、１．３〜１．５μｍ程度に決定されており、高密
度光ディスクの場合、０．７５〜０．９５μｍ程度に決
定されている。したがって、光ディスク検出部３３で判
別された光ディスクの種類に対応する最適なスポットサ
イズを算出することができる。フォーカスオフセット算
出部３７は、スポットサイズ算出部３５で算出された最
適なスポットサイズから数式（１）を用いてデフォーカ
ス量Ｚ0 を計算する。そして、図４に示すデフォーカス
量とフォーカスエラー信号との関係を用いてフォーカス
オフセット量Ｖ0 を算出する。
【００２７】フォーカスオフセット調整部４３は、フォ
ーカスオフセット算出部３７で算出されたフォーカスオ
フセット量Ｖ0 を調整して、フォーカス／トラックサー
ボ４５に適するフォーカスサーボ信号に変える。フォー
カス／トラックサーボ４５は、フォーカスオフセット調
整部４３からのフォーカスサーボ信号と、光検出器３０
から検出されたフォーカス／トラックエラー信号とを入
力し、アクチュエーター２７を駆動して、判別されたデ
ィスクの種類に対応する最適な光スポットがディスクの
記録面に形成されるように対物レンズ２６の位置を調整
する。
【００２８】したがって、このような短波長を光源とし
て用いる光ピックアップ装置は、光ディスクに対応して
光スポットサイズを制御する信号を得ることができ、短
波長用の光ディスクだけでなく、既存の長波長用の光デ
ィスクにも有用に使用できるなど互換性に優れている。
また、従来の短波長用の光ピックアップ装置に採用され
ているアパーチャを用いないことにより、その構成を簡
単にすることができる。更に、光源から出射される光量
の大部分を光ディスクに照射させることにより、光の利
用効率を向上することができる。
【００２９】図３を参照して本発明の光ピックアップ装
置の光出力制御方法を詳細に説明する。上述したよう
に、光ピックアップ装置は、短波長光源２０と、光源２
０から発生する光を光ディスク３１に集束する対物レン
ズ２６と、光ディスク３１で反射された反射光から信号
を検出する光検出器３０とを具備する。この装置に適用
する、光検出器３０により検出された信号に基づいて光
源の光出力を制御する光出力制御方法は、光検出器３０
により検出された信号から光ディスクの種類を判別する
工程と、判別された光ディスクの種類に対応する光スポ
ットサイズを設定する最適スポットサイズ算出工程と、
判別されたディスクの種類に対応するフォーカスオフセ
ットを算出するフォーカスオフセット算出工程と、算出
されたフォーカスオフセット量を調整してフォーカスサ
ーボ信号に変えるフォーカスオフセット調整工程と、調
整されたフォーカスサーボ信号と光検出器により検出さ
れた信号を用いてフォーカスエラー及びトラックエラー
を補償する工程より構成される。
【００３０】光ディスクの種類を判別する工程は、光デ
ィスクをローディングし、フォーカスサーボを印加し
て、光ディスクのデータフォーマットにより判別を行う
ことが可能である。即ち、高密度光ディスクの場合、変
調度（長周期信号大きさに対する短周期信号大きさの
比）が約０．２〜０．５位であり、通常の光ディスクの
場合、変調度が１に近い値を有するので、その変調度の
差により光ディスクの種類を判別する。
【００３１】最適スポットサイズ算出工程は、判別され
た光ディスクの種類に合わせて予め記録された光ディス
クの種類に対応する最適スポットサイズを算出する。フ
ォーカスオフセット算出工程は、算出された最適スポッ
トサイズから数式（１）を用いてデフォーカス量Ｚ0 を
計算し、図４に示したように、デフォーカス量とフォー
カスエラー信号との関係を用いてフォーカスオフセット
量Ｖ0 を算出する工程である。
【００３２】フォーカスオフセット調整工程は、算出さ
れたフォーカスオフセット量Ｖ0 を調整してフォーカス
／トラックサーボに適するフォーカスサーボ信号に変え
る。フォーカス／トラックエラー補償工程は、フォーカ
スサーボ信号と、光検出器３０により検出されたフォー
カス／トラックエラー信号とを入力し、判別された光デ
ィスクの種類に対応する最適な光スポットが光ディスク
の記録面に形成されるように、対物レンズ２６の位置を
調整するアクチュエーター２７を駆動する工程である。
【００３３】
【発明の効果】以上、詳述したように本発明の光ピック
アップ装置およびその光出力制御方法によれば、光源か
ら出射された光量の使用効率が向上し、長波長用の光デ
ィスクと短波長用の光ディスクとの両方に使用すること
が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】光ビームの進行特性を示す概略図である。
【図２】デフォーカス（defocus)によるスポットサイズ
を示すグラフである。
【図３】本発明による光ピックアップ装置を示す概略図
である。
【図４】デフォーカス対フォーカスエラー信号を示すグ
ラフである。
【図５】従来の可変アパーチャを有する短波長の光ディ
スクヘッドを示す概略図である。
【符号の説明】
２０…短波長光源 ２２…ビームスプリッタ ２４…コリメーティングレンズ ２６…対物レンズ ２７…アクチュエーター ２８…サーボ用光学系 ３０…光検出器 ３１…ディスク ３３…ディスク検出部 ３５…スポットサイズ算出部 ３７…フォーカスオフセット算出部 ４３…フォーカスオフセット調整部 ４５…フォーカス／トラックサーボ

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 光源と、該光源から発生する光を光ディ
    スクに集束する対物レンズと、光ディスクの反射光から
    信号を検出する光検出器とを備えた光ピックアップ装置
    において、 前記光検出器により検出された信号から光ディスクの種
    類を判別する光ディスク検出部と、 判別された光ディスクの種類に対応するフォーカスオフ
    セットを算出するフォーカスオフセット算出部と、 前記フォーカスオフセット算出部により算出されたフォ
    ーカスオフセット量を調整してフォーカスサーボ信号に
    変えるフォーカスオフセット調整部と、 前記フォーカスオフセット調整部により調整されたフォ
    ーカスサーボ信号と前記光検出器により検出された信号
    を用いてフォーカスエラー及びトラックエラーを補償す
    るフォーカス・トラックサーボと、 を備えていることを特徴とする光ピックアップ装置。
  2. 【請求項２】 前記光ディスク検出部と前記フォーカス
    オフセット算出部との間に前記光ディスク検出部により
    判別された光ディスクの種類に対応する光スポットサイ
    ズを設定するスポットサイズ算出部をさらに備えること
    を特徴とする請求項１記載の光ピックアップ装置。
  3. 【請求項３】 光源と、該光源から発生された光を光デ
    ィスクに集束する対物レンズと、光ディスクの反射光か
    ら信号を検出する光検出器とを備えた光ピックアップ装
    置の光出力制御方法において、 前記光検出器により検出された信号から光ディスクの種
    類を判別する工程と、 判別されたディスクの種類に対応するフォーカスオフセ
    ットを算出するフォーカスオフセット算出工程と、 算出されたフォーカスオフセット量を調整してフォーカ
    スサーボ信号に変えるフォーカスオフセット調整工程
    と、 調整されたフォーカスサーボ信号と前記光検出器により
    検出された信号を用いてフォーカスエラー及びトラック
    エラーを補償する工程と、 を備えることを特徴とする光ピックアップ装置の光出力
    制御方法。
  4. 【請求項４】 前記オフセット算出工程の前に、判別さ
    れた光ディスクの種類に対応する光スポットサイズを設
    定する最適スポットサイズの算出工程が備えられている
    ことを特徴とする請求項３記載の光ピックアップ装置の
    光出力制御方法。
JP7307052A 1994-11-29 1995-11-27 光ピックアップ装置及びその光出力制御方法 Pending JPH08255359A (ja)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
KR19940031843 1994-11-29
KR94-31843 1994-11-29

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JP7307052A Pending JPH08255359A (ja) 1994-11-29 1995-11-27 光ピックアップ装置及びその光出力制御方法

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