光盘媒体以及跟踪方法

专利名称：光盘媒体以及跟踪方法
技术领域：
本发明涉及在记录媒体上形成物理性质和其他部分不同的记录 标记、并存储信息的光盘媒体以及从该媒体中再现信息的光盘装置。
背景技术：
作为光盘媒体，包括CD-R/RW、 DVD-RAM、 DVD±R/RW、 Blu-ray Disc (以下称为BD ) 、 HD DVD等许多媒体，还包含具有2 个数据层的媒体并广泛普及。作为对应的光盘装置，已普及了与 CD-R/RW、 DVD-RAM、 DVD±R/RW的记录/再现对应的、所谓的 DVD超多驱动器(久一 一T/kf卜'^ 4 :/)。认为今后与BD和 HD DVD对应的高性能驱动器会普及。
作为下一代的大容量光盘，提出了超级解像技术和SIL (Solid Immersion Lens)等，但作为超级解像技术之一，包括记述在特开 2006-107588号公报中的技术。这一技术是通过把在熔融时光学特性发 生变化的相变记录膜嵌入到凹坑中进行超级解像再现，并且通过把记 录标记在空间上相互分离来降低记录标记间的热干涉和超级解像区域 的起伏。用这样的构成能够同时提高线密度和轨道密度，可以大幅度 增加光盘的记录容量。此外，由于能够通过增大数据凹坑之间的区域 的透过率而增大数据面的平均透过率，所以光利用效率高且有利于多 层化。以下，把该方式称为3维凹坑选择方式。作为在凹坑内嵌入记 录膜的方法，能够使用在特开2005-100526号^^报上记述的相变蚀刻 法(利用结晶和非晶形的蚀刻速度不同的方法)和CMP (Chemical Mechanical Polishing)法等物理研磨加工法。
专利文献1特开2006-107588号乂>报特开2005-100526号公报在代表性的光盘跟踪控制方法中，包括利用引导凹槽的衍射光的
推挽法以及利用再现信号在凹坑边缘部的相位差的DPD ( Differential Phase Detection)法。推挽法用于记录型光盘， 一般广泛应用于抑制 发生相对光盘媒体的偏心的偏移的DPP ( Differential Push*Pull)法。 DPD法作为形成有数据凹坑串的再现专用光盘的跟踪方法而得以广 泛使用。以往的光盘的轨道间距大致是光点直径的1/2左右。若轨道 间距减小，则在推挽法中轨道误差信号的振幅减小，在DPD法中也因 与相邻轨道的交叉扭转的影响等而使轨道误差信号的品质劣化，所以 无论在什么情况下都不能实现稳定的跟踪控制。此外，如果在DPD法 中减小记录标记(凹坑)，则在边缘部产生的相位差变小，不能得到 稳定的轨道误差信号。如果采用特开2006-107588号公报，则以波长 405nm的半导体激光器为光源使用数值孔径0.85的光头，利用和通常 的ROM —样的DPD法对轨道间距为0.24nm的3维凹坑选择方式盘 实施跟踪控制。因为光头是BD对应的标准，所以虽然相对于一般的 轨道间距0.32jim实现了 1.5倍的窄道化，但并没有记述跟踪控制的稳 定性。由于上述的原因，认为进一步窄道化困难。

发明内容
本发明就是为了解决上述问题，提供一种可对3维凹坑选择方式 盘实现窄道化的媒体构造和与之对应的光盘装置。
本发明的光盘媒体是根据调制符号在信息轨道上把数据形成为 标记以及空白，并把光学常数在高温状态下和低温状态下不同的薄膜 物质形成在标记内的媒体。标记的光学反射率以及光学相位与在低温 状态下空白的光学反射率以及光学相位大致相等，标记的光学反射率 以及光学相位中的至少光学相位与在高温状态下空白的光学相位不 同，因而通过适当地选择所照射光束的功率，使得只有光点中央部变 成高温状态，即使在超过了衍射极限的窄道间距的条件下，也能够得 到推挽信号。
本发明的跟踪方法与本发明的光盘媒体对应，以推挽信号的振幅为最大的方式确定照射光束的功率，使用此时得到的推挽信号来实施 跟踪控制。
如上所示能够解决本发明的课题，能够提供一种在提高3维凹坑 选择方式盘的轨道密度的同时，实现稳定的轨道控制的光盘媒体。作 为对应的光盘装置，虽然把使用了推挽方式的轨道误差信号的跟踪控 制作为基础，但当在以往的光盘媒体中实施了采用DPP方式的跟踪的 情况下，通过设置其切换部件，能够提供无论哪种媒体都能应对的光
盘装置o
利用本发明的光盘媒体以及光盘装置就能够提供灵活使用超级 解像效果的大容量光盘系统。


图l是表示本发明的光盘媒体的轨道构造例子的图。
图2是常规解像消除的概念图。
图3是表示常规解像信号的振幅和标记的反射率及有效凹坑深度 的关系的图。
图4是本发明的光盘媒体的光学计算模式图。
图5是表示试作盘的空白部与标记部的反射率的设计结果和实测 结果的图。
图6是表示采用FDTD法的电磁场计算结果的图。
图7是表示用FDTD法计算反复信号的标记长度和信号振幅的关
系的结果的图。
图8是表示本发明的光盘媒体的剖面的SEM照片。
图9是表示本发明的光盘媒体的反射率和相位的调整方法及其结
果的图。
图IO是表示本发明的光盘媒体的热模拟的结果的图。 图ll是表示计算本发明的光盘媒体的推挽信号的结果的图。 图12是表示与DPP方式的跟踪相对应的3束光头的光检测器及 其检测信号的图。图13是表示本发明的轨道误差信号生成的电路的构造例子的图。 图14是表示本发明的光盘装置的跟踪控制电路的构造例子的图。 图15是表示适于本发明的偏移控制电路的构造例子的图。 图16是表示物镜致动器的驱动电流和推挽信号的模式图。 图17是表示适于本发明的实现了偏移补正功能的光盘媒体的构 造例子的图。
图18是表示适于本发明的偏移控制电路的另一构造例子的图。 图19是表示本发明的光盘装置的跟踪控制电路的构造例子的图。 图20是表示本发明的推挽信号的波形整形器的构造例子的方框图。
图21是表示适于本发明的光盘装置的数据再现电路的构造例子的图。
图22是表示适于本发明的光盘装置的再现功率学习功能的方框图。
图23是表示再现功率和轨道误差信号的关系的模式图。 图24是表示光盘装置的构造例子的模式图。
符号说明100:光盘
101:光点
110:光头
111:物镜
112:半导体激光器
113:光检测器
114:激光
115:反射光
116:激光驱动器
120:激光功率/脉冲控制器
130:再现信号处理器140: CPU 160:主轴马达
具体实施例方式
依据本发明，即使稳定的跟踪成为可能，也可能由于数据轨道的 窄道化、来自相邻轨道的交差扭转而使再现数据的品质劣化而变得没 有意义。此外，还需要提供具体的盘构造和再现方法。
以下，详细示出在实现本发明的光盘媒体和跟踪方法方面的课题 和解决方法。在实现本发明方面的课题是(l)降低由数据轨道的窄 道化引起的数据轨道间的交叉扭转，(2)提供具体的盘结构和制作方 法，(3)本发明针对在以往方式中得到的推挽信号的效果的定量化。 以下，将说明这些课题的解决方法。
(1)降低由数据轨道的窄道化引起的数据轨道间交叉扭转
在3维凹坑选择方式盘中，利用嵌入到凹坑中的相位改变记录膜 在熔融时光学特性的变化，对小于光学分辨率的标记进行超级解像再 现。另一方面，如果有比光学分辨率还大的标记，则能够得到和一般 的光盘同样的信号。以下，把这些称为超级解像再现以及常规解像再 现。当对数据轨道进行窄道化的情况下，虽然再现中的轨道以强的光 能进行超级解像再现，但因为在相邻轨道中光能弱，所以处于常规解 像再现状态。因为相邻数据轨道的常规解像再现信号作为交叉扭转漏 入到该轨道的超级解像再现信号中，所以如果它大，则再现信号品质 劣化。为了解决该问题，只要尽可能减小常规解像再现信号即可，理 想的是设置为零。以下把通过减小常规解像再现信号来降低对超级解 像再现信号的交叉扭转的技术称为常规解像消除技术。
图2是归纳常规解像消除的概念的图，考虑2种类型。其中，把 空白部分的反射率设置成Rs，把标记是结晶状态时的反射率设置为 Rc、把熔融状态时的反射率设置为Rm。类型1的构成是设置成Rs-Rc 时的情况。由此，常规解像再现信号的振幅(Rc-Rs)能够为零，可以 确保超级解像再现信号的振幅(Rm-Rs)。类型2的构成是利用了取决于凹坑与空白的物理级差及凹坑与空白的膜结构的光学性相位差。
此时设置成Rs〈Rc,通过使由于凹坑部的衍射而衍射到物镜的开口外 的光量和与反射率差(Rc-Rs )相当的光量相等，能够把常规解l象再现 信号的振幅设置为零。在超级解像再现时，由于标记的反射率发生变 化，因而上光量平衡被打破，将其作为信号振幅而检测出。 一般情况 下如图所示，通过设置成Rs-Rm，能够增加大的超级解像再现信号的 振幅。附注该要件对本发明而言并不是必须的。
图3是表示常规解像信号的振幅与标记的反射率及有效凹坑深度 (标记的光学相位差/2)的关系的图。在此使用基于Hopkins方法的 线性衍射模拟器，示出了光源的波长为405nm、物镜的数值孔径为 0.85、标记宽度为0.16nm、标记长度为0.60jim时的计算结果。图中 的Sc以及Ss分别表示用光头检测到的标记(结晶状态)以及空白部 的信号强度，是包含了衍射效果的计算结果。常规解像消除的条件是 Sc=Ss。相对于类型1的条件是反射率比Rc/Rs=l、且有效凹坑深度=01 这一点而言，如图所示，在是类型2的情况下，反射率比Rc/Rs和有 效凹坑深度的组合扩大到更宽的区域。结果，类型2的盘结构的自由 度大，容易制作。
为了确定盘的构造，需要计算标记部和空白部的反射率和相位。 为了计算3维凹坑选择方式盘的标记部的反射率和相位，与以往的方 法相比需要花费工夫。图4是进行了 CMP加工的3维凹坑选择方式 盘的光学计算模型。其中，使用采用了特性矩阵的一般的多层膜干涉 计算方法。在光入射侧的覆盖层(在图中与BD光学系统对应是UV 树脂)中假想地设置了用于相位计算的基准面，根据凹坑部和空白部 各自的膜结构进行使用特性矩阵的干涉计算，求出复数振幅反射率， 计算凹坑部的反射率、空白部的反射率、凹坑部相对空白部的有效凹 坑深度(光学相位)。由此，能够计算出形成在基板上的凹坑的物理 深度和与标记和空白各自的膜构成相应的反射率和相位，通过把结果 输入到上述线性衍射模拟器中能够计算再现信号。图中的盘结构是下 述的基本结构使用最短凹坑长度为0.15nm、凹坑深度为68nm的PC基板作为基板，使用AgPdCu合金薄膜作为反射膜，使用BiGeSbTe 合金薄膜作为记录膜，使用Ah03薄膜作为保护膜。
图5是汇总了试作盘的空白部和标记部的反射率的设计结果和实 测结果的图。在实验中使用的光头是光源波长)^405nm，物镜的数值 孔径NA-0.85的光头，聚光点的1&2直径(X/NA)约为476nm。在实 验中所用的盘准备了多张AgPdCu合金薄膜的厚度在10nm到200nm 的范围中变化、BiGeSbTe合金薄膜的厚度在10nm到30nm的范围中 变化、入1203薄膜的厚度在10nm到90nm的范围中变化的盘。关于空 白部的反射率，设计值和实测值更加一致。关于凹坑部的反射率，虽 然在整体上实测值小于设计值，但可以认为这主要是因为凹坑的大小 小于波长，从而产生了与以平坦的无限宽的多层膜为模型的多重干涉 计算模型的偏差。用以上所示的计算方法可以充分地实现膜结构的设
计，如果通过实验加以修正，则能够确认可以使常规解像信号的振幅 接近于零。从该结果判断出，相对于空白部的反射率，得到了约10% 左右的超级解像信号的振幅。
以下，说明采用FDTD ( Finite Differential Time Domain )法的 电磁场计算的结果。在此为了简化计算，以与类型1的常规解像消除 构造有关的结果为中心进行了表示，但对于类型2的常规解像消除， 计算方法基本上没有变化。
图6是表示用FDTD法实施了电磁场计算的结果一例的图。其中， 示出了在用反射膜涂敷后的凹坑内配置相位改变记录膜，且电场强度 分布根据在该膜厚度方向(图中的Z方向)上的位置而变化的方式。 图6 (b)是与类型1的结构相对应的适当条件，即由标记产生的衍射 最小且标记与空白部的反射率相等。此时，相对于膜厚度方向，空白 部的反射膜和凹坑内的记录膜大致处于同一位置。这是类型1的常规 解像消除结构的要点。
图7是表示用FDTD法计算反复信号的标记长度和信号振幅的关 系的结果的图。在此表示图6 (b)中的模型的结果。如图所示，与一 般的ROM盘相比，在常规解像消除构造的3维凹坑选择盘中，判定在相对BD把线密度设置成4倍的100GB的条件下，也能够得到充分 的信号振幅。
(2) 提供具体的盘构成和制作方法
以CMP加工为前提考虑具体的盘的构成。如果实施CMP加工， 则能够把盘表面加工得平坦。如上所述如果使用常规解像消除构造， 则即使窄道化，交叉扭转对再现信号的影响也小，并且能够得到良好 的推挽信号。
图8表示试作盘的剖面的SEM ( Scanning Electron Microscopy ) 照片。这是使图4中模式化表示的结构具体化的图。
在这样的构成中，说明标记的反射率和相位的具体调整方法。图 9是汇总了标记和空白的反射率和相位的调整方法及其结果的图。如 图9 (a)所示，基本的标记结构是在凹坑内层叠了反射膜/保护膜(干 涉膜)/记录膜。空白的反射率可以通过选择反射膜的材料和膜厚度来 选择。标记的反射率如图9(b)所示，主要能够通过记录膜的膜厚度 dl来进行调整。对于标记部的相位，如图9 (c)所示，可以主要通过 保护膜(干涉膜)的膜厚度d2来进行调整。如果通过这样的调整不能 得到良好的结果的情况下，如果重新检查反射膜的构造，重复同样的 步骤，则最终能够得到得以满足的盘构造。
(3) 针对在以往方式中得到的推挽信号，本发明效果的定量化 使用热模拟和光学模拟进行本发明效果的定量化，图IO是热模
拟的结果。在此示出了针对把轨道间距设置成160nm、把BiGeSbTe 合金薄膜(厚30nm,宽80nm)作为记录膜嵌入到数据轨道上而形成 的构造实施了应用了上述FDTD法的热模拟的结果。光源的波长是 405nm，物镜的数值孔径是0.85，光束的扫描速度是5m/s，标记长度 和空白长度分别是600nm，标记和空白交替配置在数据轨道上，并且 在半径方向(与轨道正交的方向)上各标记对齐配置。图10 (a)是 光束扫描数据轨道的中央时的计算结果。由于光能吸收体仅为形成在 标记内的记录膜，所以温度分布反映出这一点。图10(b)是光束扫 描数据轨道和数据轨道的中间时的计算结果，判断最靠近光束的2个
ii数据轨道变成高温。如这里所示，能够通过适当地确定光束的功率， 来确定在光束位于数据轨道的中心时，记录膜的温度变成熔点以上， 而在光束处于数据轨道之间时，相邻轨道的记录膜温度变成熔点以下 的条件。
图ll是使用衍射计算来计算推挽信号的结果。图11 (a)表示从 未使用超级解像的以往光盘的轨道凹槽中得到的推挽信号。推挽信号 的振幅被标准化为在轨道间距是320nm的条件下得到的振幅士l。轨道 凹槽相对轨道间距设置成占空比是50%的U凹槽，凹槽深度设置成 X/8。如图所示，与轨道间距的减少一起，推挽信号的振幅变小，在轨 道间距小于等于240nm时，由于是衍射极限所以振幅大致变成零。图 11 (b)是从本发明的光盘媒体得到的推挽信号。在此，参考热模拟的 结果，假设通过熔化从光点中心起士0.4轨道间距宽度的区域而使光学 常数改变。根据使用了 30nm厚度的BiGeSbTe合金薄膜的设计结果， 在熔融状态下的标记的相位为X/40。如图所示，判断出通过利用光束 只熔融了 l条数据轨道，即使在轨道间距是200nm的条件下，也能够 得到和在以往光盘媒体的轨道间距是320nm的条件下得到的推挽信号 相同振幅的推挽信号。
如上所述，通过模拟验证了利用本发明的光盘媒体能够实现约为 以往的2/3左右的窄道化(200nm/320nm )。
以下，使用实施例说明本发明的具体细节。
图l是表示本发明的光盘媒体的轨道构成例子的图。利用在标记 内嵌入只在高温时光学常数改变的物质而在低温时进行常规解像消除 的媒体构造，可以进行窄道化。图1 (a)是表示适于本发明的光盘媒 体的信息轨道的模式图。如上所述，是在标记内嵌入了只在高温时光 学常数改变的物质而形成的结构。图1 (b)表示检测出的推挽信号。 如上所述，在所照射的激光功率小(图中，读取功率=低)时，得到基 于一般的衍射现象的推挽信号。另一方面，在所照射的激光功率适度 大(图中，读取功率=高)时，只有紧挨在激光点下面的标记的光学常 数改变，得到了基于超级解像效果的大且良好的推挽信号。这些就是从图11所示的计算结果提炼出来的。
以下，说明本发明的光盘装置的实施例。图12是表示与一般使 用的DPP方式的跟踪相对应的3束光头的光检测器及其检测信号的 图。光检测器113由主光束用的4分割检测器(A, B， C， D)和2 个子光束用的2分割检测器(E，F; G，H)构成，在分别经由I-V变换 放大器变换为电压信号后，生成数据再现用的RF信号51、主光束的 推挽信号52、非点像差方式的聚焦误差信号53、子光束的推挽信号 54以及55。在一般的光盘装置中，为了消减电路规模，大多是如
(E+G) ， (F+H)那样分别直接电连接子光束用2分割检测器，生 成合计的子光束推挽信号，但在本发明的光盘装置中为了再现摆动信 号而需要分别作为独立电气信号而取出。在是与BD对应的光学系统 的情况下，只要所使用的光源是波长为405nm的半导体激光器、未图 示的物镜的数值孔径是0.85即可。
对从1个半导体激光光源中生成3个光束并在光盘上形成光点的 方法进行简单地说明。在此对使用衍射光栅的方法进行说明。从半导 体激光器射出的激光在透过具有等间隔间距的衍射光栅时被分离成衍 射次数为0和±1的3个角度。通过使用使O次衍射光与主光点对应、 使±1次衍射光与子光点对应这样的光学系统，能够简单地在盘上形成 3个光点。该方法是在光盘装置中一般广泛使用的方法。
图13是表示轨道误差信号生成电路的构成例子的图。轨道误差 信号生成电路80由偏移调整电路81 83、增益调整电路84 86、子光 束推挽信号用加法器87、用于生成DPP信号的减法器88、以及有选 择地切换DPP信号和推挽信号的开关89构成。由于利用DPP信号在 未使用超级解像的现有光盘装置中进行跟踪控制，所以在本电路中使 用主光束推挽信号MPP和2个子光束推挽信号SPP1以及SPP2，在 分别进行了偏移调整和增益调整之后，计算出DPP信号作为
(MPP-SPP)。此时，依据CPU140的指示来控制偏移调整和增益调 整。所生成的DPP信号或者推挽信号用于跟踪控制。在再现本发明的 光盘媒体的情况下，子光束的功率和主光束相比小到约1/10左右，因为不能用子光束来熔融标记，所以需要用主光束推挽信号来执行跟踪
控制。这通过依照CPU140的指示对开关89进行通/断来进行控制。
图14是表示本发明的光盘装置的跟踪控制电路的构成例子的方 框图。在图中，在光检测器113中检测到的反射光被变换为电信号后， 被送到轨道误差信号生成电路80中，并生成轨道误差信号。使其经由 伺服增益控制电路91、相位滤波器92、电流驱动器93来控制物镜致 动器114，由此实施跟踪控制。在本发明中，用主光束推挽信号实施 跟踪控制。我们了解在使用1个光束的推挽信号的跟踪方式中，知道 由于物镜随着盘的偏心而移动，从而在轨道误差信号中发生偏移。为 了应对此情况，偏移控制电路95具有修正因盘的偏心等而产生的轨道 误差信号的偏移的功能，通过经加法器96而加入到跟踪控制环中，实 现了对规定数据轨道的再现。以下示出偏移控制电路95的具体构造。 图15是表示适于本发明的偏移控制电路的构成例子的图。图中， 偏移控制电路95具有电流监视器9501、低通滤波器9502、增益设定 器9503。在电流监视器9501中将从上述电流驱动器93流到物镜致动 器的驱动电流量作为例如电压信号而检测出。通过使该信号通过偏移 频率为盘旋转频率的数倍到数10倍左右的低通滤波器9502，检测出 伴随着盘的偏心而被平滑化的驱动电流。通过在这样得到的驱动电流 中乘以物镜致动器的电流灵敏度的设计值，能够检测出物镜致动器伴 随盘的偏心的移动量。另一方面，也能够预先通过光学设计求得物镜 致动器的移动量和推挽信号的偏移量的关系。因而，用增益调整器9503 在驱动电流上乘以适当的增益，可以输出抵消了从检测到的驱动电流 中伴随着向物镜致动器的半径方向的移动而产生的推挽信号的偏移量 的偏移补正量。
在此，示出了各自使用设计值作为物镜致动器的电流灵敏度和推 挽信号的偏移量的例子。但是，这些值对于所使用的每个零件都有离 散。因而，希望在驱动装置中实测并校正电流实际流入物镜致动器的 电流量和在推挽信号中产生的偏移量。在这种情况下，首先在只实施 自动聚焦控制的状态下，依照CPU140的指示切换开关9505以把正弦波发生器9506的输出连接到电流驱动器93上，通过AD变换器9507 取得驱动电流波形。同时通过AD变换器9508取得推挽信号波形。通 过用CPU140来处理这些取得值，能够实现所希望的校正。
在图16中模式化地表示出此时得到的信号。图16(a)是驱动电 流的模式图，从中求得驱动电流的振幅。图16(b)是推挽信号的模 式图，从中求得偏移量。对于通过物镜致动器的移动得到图16(b) 所示的推挽信号、用包络线变化或者平均值变化表示偏移量而言，因 为对本领域的技术人员来说是常识性的知识，所以在此不再进行详细 说明。这样，能够一边使正弦波发生器9506的输出变化， 一边求出通 过重复一系列的测定而观察到的驱动电流量和推挽信号的偏移之间的 关系。如果利用该关系，则能够容易地设定在跟踪控制中应补正的偏 移量，即，用增益调整器9503设定的增益量(在图16的情况下是负 值)。
图17是表示适于本发明的、实现了偏移补正功能的光盘媒体的 构成的实施例。这是应用了公知的复合反射镜方式的例子。图中，在 数据轨道上周期性地设置有反射镜部。当在跟踪控制中发生了偏移的 情况下，反射镜部中的推挽信号未变成零。因此只要间歇性地进行偏 移的测定，施加跟踪偏移以使测定值接近零，就能够实现偏移控制。 在此，各反射镜部的间隔只要在偏心测定中足够细即可，只要每一周 有10到20个左右的反射镜就足够了。该周期和一般光盘中的信息扇 区的长度相等。因而，反射镜部的配置周期可以说理想的是大致设置 成扇区单位左右(在DVD格式的情况下是2kB，在Blu-ray Disc格式 的情况下是4kB)。反射镜部的长度与所使用的光点直径相比需要长 2倍以上，根据所使用的调制方式通常是2字节 数个字节的长度。此 外，在数据轨道上除了数据地址以外，通过使数据轨道摆动还能够记 录地址信息。
图18是表示适于本发明的偏移控制电路的构成的另一实施例。 它是与图17的光盘媒体相对应的例子。在MPP信号52通过带通滤波 器951后，用二值化器952对每个块时钟进行二值化。时钟用PLL(Phase Locked Loop )电路953从二值化信号中被生成。同时根据二 值化结果，通过地址译码器954读取扇区地址信息，由反射镜位置检 测器955确定作为扇区切换位置的、反射镜部的定时。MPP52在反射 镜位置上被电平保持电路956取出，通过带通滤波器处理等的平均化 处理器957而被平滑化。由于这样得到的信号反映了推挽信号因物镜 致动器的移动而产生的偏移，所以和上述例子一样通过用增益调整电 路958乘以适当的增益(在前后电路上没有其他放大机构的情况下可 以是-l)，可以生成偏移补正量。
图19是表示本发明的光盘装置的跟踪控制电路的构成例子的另 一方框图。和图14的不同之处在于具备推挽信号的波形整形器800。 如图ll所示，在本发明的光盘媒体上，虽然利用超级解像效果在窄道 条件下也能够得到良好的推挽信号，但它具有信号在数据轨道和数据 轨道之间变为零的特性。这样的信号例如在查找时测量轨道横断数的 情况下和在开始跟踪控制的瞬间等原样使用与以往连续的正弦波形推 挽信号相对应的各种电路的情况下，被预测为动作变成不稳定。通过 使用具有把本发明的光盘媒体所特有的推挽信号整形为以往的正弦波 形推挽信号的功能的波形整形器800，能够应对这些问题。由此，用 于测量查找时的轨道橫断数的轨道交叉计数器850能够原样使用以往 的正弦波作为前提的方式的器件。作为轨道横断数测量方法例如一般 广泛使用通过微分对过零点进行计数等方法。
图20是表示本发明的推挽信号的波形整形器的结构的方框图。 波形整形器800具有带通滤波器801和开关802，这些动作由CPU140 控制。通过在带通滤波器的作用下对高频成分进行平滑化，可以容易 整形为正弦波形状的波形。但是，由于因低通滤波器而产生了相位延 迟，所以在跟踪控制稳定之后，需要利用不经低通滤波器的推挽信号 来实施跟踪控制。因而，作为开关802的控制方法，在查找开始时选 择低通滤波器801的输出，而在查找后等待开始跟踪控制的适当时间 后切换选择以绕过低通滤波器801即可。等待时间可以是从跟踪祠服 的控制频带起10ms左右的固定值，更精确的可以是在判定轨道误差信号被稳定在某个值以内(例如是轨道间距的1/4以下的偏差左右) 以后切换开关。须指出，在对没有实施如本发明的光盘媒体那样利用
况下，开关802当然必须预先选择成绕过低通滤波器801。
以下，说明本发明的光盘装置的数据再现电路。图21是表示适 于本发明的光盘装置的数据再现电路的构成例子的图。用未图示的光 头检测到的RF信号51在用模拟均衡器10实施了均衡处理和AGC处 理后，被输入到数字信号处理部20。在数字信号处理部20内，在用 AD变换器21把所输入的RF信号按时钟逐一变换为数字信号后，通 过DC修正器22实施DC修正，通过FIR滤波器23进行数字均衡并 通过维托比译码器40进行二值化，并作为二值化输出58而被取出。 由于维托比译码器40的内部结构超出了本发明的范围，所以在此不做 详细说明，但是是这样的结构比较根据二值化位串和PR等级的巻 积而生成的目标信号和再现信号，逐次选择误差为最小的二值化位串。 FIR滤波器23的抽头系数的学习处理由LSE控制部24实施。生成时 钟信号的PLL ( Phase Locked Loop,锁相环)电路30含有相位检测 器31、低通滤波器32、 VCO (Voltage Controlled Oscillator,压控振 荡器)33。通过这样的构成，能够从RF信号51中得到二值化数据58。 通过把它输入到未图示的逻辑格式译码器，可以实施解调处理并再现 记录在光盘媒体中的数据。
以下，说明在本发明的光盘装置中的再现功率学习功能。在本发 明的光盘媒体中，通过利用光点的温度分布使超级解像物质的光学特 性仅在光点中心附近发生改变，实现了超过衍射界限的窄道化。为了 持续这样的效果，需要把所照射的激光光束的功率保持在适当值。
图22是表示适于本发明的光盘装置的再现功率学习功能的方框 图。图中，利用流过作为光源的半导体激光器112的电流量来控制照 射在光盘媒体100上的激光功率(再现功率)。该电流依据CPU140 的指示由激光驱动器116驱动。另一方面，轨道误差信号生成电路的 输出由AD变换器860进行数字化后被取入到CPU140。图23 ( a)模式化地示出了在这样的构成中再现功率和轨道误差信号的关系。如图 所示，再现功率和轨道误差信号除以再现功率后得到的标准轨道误差
信号的关系是标准轨道误差信号的振幅在用所照射的光束点大致可 以熔融一个数据轨道宽度的条件下变为最大的关系。在学习过程中， 在只实施自动跟踪控制的状态下，只要在改变再生功率的同时测定标 准轨道误差信号的振幅，实施以该振幅大致变为最大的方式确定适当 的再生功率的处理即可。此外，在实施CAV (Constant Angular Velocity,恒定角速度)控制等、线速度随光盘媒体的半径位置而改变 这样的高速传送再现的情况下，如图23 (b)所示，预先求得线速度 和适当再现功率的关系，只要与线速度相对应地使用适当的再现功率 即可。此外，还存在因驱动环境温度的变化、形成在光盘媒体上的超 级解像材料的熔融灵敏度的面内离散等的影响，致使适当的再现功率 发生变化的情况。为了与之对应，适当地实施上述学习处理，把再现 功率始终保持在适当的条件上也是使光盘装置的性能稳定化的有效方 法。
最后，说明本发明的光盘装置的整体构成。图24是表示本发明 的光盘装置的构成例子的模式图。安装在装置上的光盘媒体100通过 主轴马达160而旋转。在再现时，激光功率/脉冲控制器120控制经光 头110内的激光驱动器116而流入半导体激光器112的电流以成为按 照CPU140的指令的光强度，并产生激光114。物镜111会聚激光114， 在光盘媒体100上形成光点101。来自该光盘101的反射光115经物 镜111而被光检测器113检测到。光检测器含有分割成多个的光检测 元件。再现信号处理电路130使用由光头110检测出的信号，再现记 录在光盘媒体100上的信息。本发明的轨道误差信号生成电路、跟踪 控制电路以及数据再现电路内置于系统控制电路200中。利用这样的 构成，本发明的光盘装置能够从本发明的光盘媒体中实现数据的再现、 摆动地址再现、跟踪控制。利用以上的构造能够提供本发明的光盘装置。
本发明适用于使用了超级解像效果的大容量光盘媒体和与之相 应的光盘装置。
权利要求
1.一种光盘媒体，其中在多条信息轨道上根据调制代码将数据形成为标记以及空白，并在上述标记内形成光学常数在高温状态和低温状态下不同的薄膜物质，其特征在于在上述低温状态下，上述标记的光学反射率以及光学相位与上述空白的光学反射率以及光学相位大致相等，在上述高温状态下，上述标记的光学反射率以及光学相位中的至少光学相位不同于上述空白的光学相位，通过经过聚光的光束的照射，上述标记变成上述高温状态，由此可以检测到推挽信号。
2. 如权利要求1所述的光盘媒体，其特征在于在上述信息轨 道上周期性地设置有反射镜部。
3. —种光盘媒体的跟踪方法，其中在该光盘媒体中，在多条信 息轨道上根据调制代码将数据形成为标记以及空白，并在上述标记内 形成光学常数在高温状态和低温状态下不同的薄膜物质，在上述低温 状态下，上述标记的光学反射率以及光学相位与上述空白的光学反射 率以及光学相位大致相等，而在上述高温状态下，上述标记的光学反 射率以及光学相位中的至少光学相位不同于上述空白的光学相位，所 述跟踪方法的特征在于，包含如下步骤会聚从激光光源射出的光束而形成聚焦在上述光盘媒体上的光点 的步骤；在改变上述激光光源的射出功率的同时测量由光检测器得到的推 挽信号的振幅的步骤；将上述推挽信号的振幅除以上述激光光源的射出功率，以求出标 准化推挽信号的振幅的步骤；确定上述激光光源的射出功率以使上述标准化推挽信号的振幅大 致为最大的步骤；以及使用上述推挽信号实施跟踪控制的步骤。
4. 如权利要求3所述的跟踪方法，其特征在于，包含 根据上述推挽信号检测流过跟踪控制用物镜致动器的驱动电流的步骤；以及根据上述驱动电流求出与上述推挽信号的偏移量相当的信号，在 上述推挽信号上施加偏移量并修正上述推挽信号的偏移量的步骤。
5. 如权利要求3所述的跟踪方法，其特征在于 在上述光盘的信息轨道上周期性地形成反射镜部， 所述方法具有测量上述反射镜部中的推挽信号的步骤；在上述推挽信号上施加偏移量以使在上述反射镜部测量到的推 挽信号接近于零的步骤。
全文摘要
针对3维凹坑选择方式盘，提供一种可以实现窄道化的媒体构造和与之对应的光盘装置。只在数据凹坑中形成超级解像物质，该超级解像物质在低温状态下凹坑部和空白部的反射率以及光学相位差非常小，而在高温状态下至少凹坑和空白的光学相位差与上述值相比，绝对值增大。由此，通过照射能够只使大致1个数据轨道宽度成为高温状态的适当再现功率，即使是电路界限以下的轨道间距也能够得到良好的推挽信号。同时，利用具有DPP方式的切换部件、基于透镜移位的推挽信号偏移补正部件、推挽信号整形部件、再生功率学习部件等的功能的光盘装置，提供与本发明的光盘媒体相对应的、实现了大容量化的光盘装置。
文档编号G11B7/24GK101308679SQ20071014001
公开日2008年11月19日 申请日期2007年8月7日 优先权日2007年5月17日
发明者安斋由美子, 峯邑浩行, 新谷俊通, 江藤宗一郎 申请人:株式会社日立制作所