(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学式記録媒体から記録情報の再生を行う光学式情報再生装置であって、
レーザビーム光を発生するレーザ発生素子と、前記レーザビーム光を前記光学式記録媒体に形成されている記録トラック上に集光する対物レンズと、前記光学式記録媒体からの反射光を光電変換して光電変換信号を得る光検出器と、を備えた光学系と、
前記対物レンズによって集光された前記前記レーザビーム光が前記記録トラック上を追従するように制御するトラッキングサーボ回路と、
補正量に応じた分だけ前記光学系に生じている球面収差の補正を行う球面収差補正手段と、
前記トラッキングサーボ回路におけるトラッキングサーボゲインを測定するトラッキングサーボゲイン測定回路と、
前記トラッキングサーボゲインが最大となるように前記補正量を変更する球面収差補正制御手段と、を有することを特徴とする光学式情報再生装置。
【請求項２】
前記球面収差補正手段は、複屈折特性を有する液晶が充填された液晶層上に円環状の透明電極が形成されてなる液晶パネルと、
前記補正量に対応した電位を前記透明電極に印加する液晶駆動回路と、からなることを特徴とする請求項１記載の光学式情報再生装置。
【請求項３】
前記液晶パネルは、前記光学系内における前記レーザ発生素子及び前記対物レンズ間に設けられていることを特徴とする請求項２記載の光学式情報再生装置。
【請求項４】
前記トラッキングサーボ回路は、前記光電変換信号に基づいて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生成回路と、
所定の振幅値及び周波数を有する外乱信号を発生する発振回路と、
前記トラッキングエラー信号と前記外乱信号とを加算して外乱重畳トラッキングエラー信号を得る加算器と、
前記外乱重畳トラッキングエラー信号の位相特性を補償して補償トラッキングエラー信号を生成するサーボイコライザと、
前記補償トラッキングエラー信号に応じた分だけ前記対物レンズの光軸を前記記録トラックの直交方向に移動せしめるトラッキングアクチュエータと、からなることを特徴とする請求項１記載の光学式情報再生装置。
【請求項５】
前記トラッキングサーボゲイン測定回路は、前記外乱重畳トラッキングエラー信号から前記外乱信号と同一の周波数成分を抽出しこれをサーボ残留誤差値として求め、前記サーボ残留誤差値の前記外乱信号の振幅値に対する比に基づいて前記トラッキングサーボゲインを得ることを特徴とする請求項１及び４記載の光学式情報再生装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光学式記録媒体から記録情報の再生を行う光学式情報再生装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光学式記録媒体としての光ディスクには、その記録面を保護すべく、所定の厚さの透過基板が上記記録面を覆うように形成されている。情報読取手段としての光ピックアップは、この透過基板を介して上記記録面に読取ビーム光を照射した際の反射光量によって、かかる光ディスクから記録情報の読み取りを行うようにしている。
【０００３】
しかしながら、製造上において、全ての光ディスクの透過基板の厚さを規定値に形成させることは困難であり、通常、数十μｍの厚さ誤差がでてしまう。そのため、かかる透過基板の厚さ誤差によって球面収差が発生する。球面収差が生じると、情報読取信号又はトラッキングエラー信号の振幅レベルが著しく低下する場合があり、情報読取精度を低下させてしまうという問題があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、かかる問題を解決すべく為されたものであり、光ディスクの透過基板の厚さ誤差によって球面収差が発生しても、この球面収差を補正して情報読取精度を高めることが出来る光学式情報再生装置を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明による光学式情報再生装置は、光学式記録媒体から記録情報の再生を行う光学式情報再生装置であって、レーザビーム光を発生するレーザ発生素子と、前記レーザビーム光を前記光学式記録媒体に形成されている記録トラック上に集光する対物レンズと、前記光学式記録媒体からの反射光を光電変換して光電変換信号を得る光検出器と、を備えた光学系と、前記対物レンズによって集光された前記前記レーザビーム光が前記記録トラック上を追従するように制御するトラッキングサーボ回路と、補正量に応じた分だけ前記光学系に生じている球面収差の補正を行う球面収差補正手段と、前記トラッキングサーボ回路におけるトラッキングサーボゲインを測定するトラッキングサーボゲイン測定回路と、前記トラッキングサーボゲインが最大となるように前記補正量を変更する球面収差補正制御手段と、を有する。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ詳細に説明する。
図１は、本発明による光学式情報再生装置の構成を示す図である。
図１において、ピックアップ２０は、スピンドルモータ３０によって回転駆動される光学式記録媒体としての光ディスク４０に読取ビーム光を照射し、その反射光を受光する。この際、スピンドルモータ３０は、上記光ディスク４０を１回転させる度に回転信号ＲＴを発生し、これを制御回路５０に供給する。ピックアップ２０は、光ディスク４０に読取ビーム光を照射した際の反射光を受光しこれを電気信号に変換して得た光電変換信号を、情報読取信号生成回路１、フォーカスエラー生成回路２、及びトラッキングエラー生成回路３の各々に供給する。
【０００７】
尚、上記ピックアップ２０には、レーザ発生素子２１、液晶パネル２２、ハーフミラー２３、対物レンズ２４、フォーカシングアクチュエータ２５、トラッキングアクチュエータ２６、集光レンズ２７、及び光検出器２８が搭載されている。
レーザ発生素子２１は、所定の光パワーを有するレーザビーム光を発生する。かかるレーザビーム光は、光ディスク４０の透過基板の厚さ誤差に伴う球面収差を補正すべく設けられた液晶パネル２２を透過してハーフミラー２３に導出される。
【０００８】
図２は、上記レーザビーム光の光軸方向から眺めた液晶パネル２２の構造を示す図である。
図２に示されるように、液晶パネル２２は、円形の透明電極Ｅ１、円環状の透明電極Ｅ２、及び複屈折特性を有する液晶分子が充填された液晶層ＣＬとからなる。透明電極Ｅ１の直径は、対物レンズ２４のレンズ径が3000[μm]である場合には例えば約1600[μm]であり、透明電極Ｅ２の外径は約2800[μm]である。尚、透明電極Ｅ１及びＥ２の中心軸は、共にレーザビーム光の光軸中心に等しい。透明電極Ｅ１には所定の電位(例えば２ボルト)が固定印加されており、透明電極Ｅ２には液晶ドライバ４からの液晶駆動電位ＣＶが印加される。この際、液晶層ＣＬ内に充填されている液晶分子の内、透明電極Ｅ２に覆われた円環状の領域に存在する液晶分子のツイスト角が液晶駆動電位ＣＶに応じた分だけ推移する。よって、図２に示されるようにレーザビーム光によるビームスポットＳＰが液晶パネル２２に照射されると、透明電極Ｅ２に覆われた領域を透過する光と、他の領域を透過する光とに上記液晶駆動電位ＣＶに応じた分の位相差が生じる。つまり、液晶パネル２２は、レーザ発生素子２１から供給されたレーザビーム光の波面に上述した如き位相差をもたせて透過出力するのである。かかる動作により、液晶パネル２２は、光ディスクの透過基板厚のバラツキによる球面収差の補正を行う。
【０００９】
ハーフミラー２３は、かかる液晶パネル２２から供給されたレーザビーム光を対物レンズ２４に導出する。対物レンズ２４は、ハーフミラー２３から供給されたレーザビーム光を上記読取ビーム光として光ディスク４０の記録面に形成されている記録トラック上に集光する。フォーカシングアクチュエータ２５は、サーボループスイッチ５から供給されたフォーカス駆動信号ＦＧに応じた分だけ、対物レンズ２４を光ディスク４０の記録面に対して垂直方向、いわゆるフォーカス調整軌道上において移動せしめる。トラッキングアクチュエータ２６は、サーボループスイッチ６から供給されたトラッキング駆動信号ＴＧに応じた分だけ、対物レンズ２４の光軸を光ディスク４０に形成されている記録トラックの直交方向に振る。
【００１０】
ここで、上記読取ビーム光を光ディスク４０の記録トラック上に照射した際に得られた反射光は、対物レンズ２４及びハーフミラー２３を介して集光レンズ２７に導出される。集光レンズ２７は、かかる反射光を集光して光検出器２８の受光面に照射する。
図３は、かかる光検出器２８の受光面を示す図である。
【００１１】
図３に示されるように、光検出器２８は、記録トラック方向に対して図の如く配列された４つの独立した受光素子Ａ〜Ｄを備えている。受光素子Ａ〜Ｄ各々は、集光レンズ２７から供給された反射光を受光して電気信号に変換したものを光電変換信号Ｒ１〜Ｒ４として出力する。
情報読取信号生成回路１は、上記光電変換信号Ｒ１〜Ｒ４を互いに加算して得た加算結果を、光ディスク４０に記録されている情報データに対応した情報読取信号として求め、これを情報データ復調回路７に供給する。情報データ復調回路７は、かかる情報読取信号に対して所定の復調処理を施すことにより情報データを再生し、これを再生情報データとして出力する。
【００１２】
フォーカスエラー生成回路２は、光検出器２８における上記受光素子Ａ〜Ｄの内で互いに対角に配置されている受光素子同士の出力和を夫々求め、両者の差分値をフォーカスエラー信号ＦＥとしてサーボイコライザ８に供給する。すなわち、フォーカスエラー生成回路２は、
ＦＥ＝（Ｒ１＋Ｒ３）−（Ｒ２＋Ｒ４）
なるフォーカスエラー信号ＦＥをサーボイコライザ８に供給するのである。
【００１３】
サーボイコライザ８は、上記フォーカスエラー信号ＦＥに対してフォーカスサーボの為の位相補償処理を行って得られた補償フォーカスエラー信号ＦＥ'をサーボループスイッチ５に供給する。サーボループスイッチ５は、図示せぬ再生制御回路から供給されたフォーカスサーボスイッチ信号ＦSWに応じたオン・オフ状態となる。例えば、サーボループスイッチ５は、フォーカスサーボ・オフを示す論理レベル"０"のフォーカスサーボスイッチ信号ＦSWが供給された場合にはオフ状態となる。一方、フォーカスサーボ・オンを示す論理レベル"１"のフォーカスサーボスイッチ信号ＦSWが供給された場合にはオン状態となり、上記補償フォーカスエラー信号ＦＥ'に応じたフォーカス駆動信号ＦＧをフォーカシングアクチュエータ２５に供給開始する。
【００１４】
トラッキングエラー生成回路３は、上記光検出器２８の受光素子Ａ〜Ｄの内で互いにトラッキング方向に配置されている受光素子同士の出力差、すなわち(Ｒ１＋Ｒ２)と(Ｒ３＋Ｒ４)との差分を求め、これをトラッキングエラー信号ＴＥとして生成する。発振回路１０は、所定の振幅及び周波数を有する、例えば１[KHz]の発振信号を外乱信号として発生し、これを外乱信号ｆsとして加算器９に供給する。加算器９は、上記トラッキングエラー信号ＴＥに、上記外乱信号ｆsを加算して得られた加算結果を外乱重畳トラッキングエラー信号ＴＥfとしてサーボアンプ１１に供給する。サーボアンプ１１は、上記外乱重畳トラッキングエラー信号ＴＥfを所望に増幅して得た外乱重畳トラッキングエラー信号ＴＥgをトラッキングサーボゲイン測定回路１２及びサーボイコライザ１３の各々に供給する。
【００１５】
トラッキングサーボゲイン測定回路１２は、先ず、上記外乱重畳トラッキングエラー信号ＴＥgから上記外乱信号ｆsの帯域成分のみを抽出し、これをサーボ残留誤差値として得る。次に、トラッキングサーボゲイン測定回路１２は、かかるサーボ残留誤差値の、上記外乱信号ｆs自体の振幅値に対する比を求め、これをトラッキングサーボゲイン値とする。そして、トラッキングサーボゲイン測定回路１２は、このトラッキングサーボゲイン値を示すトラッキングサーボゲイン信号Ｇを制御回路５０に供給する。サーボイコライザ１３は、上記外乱重畳トラッキングエラー信号ＴＥgに対してトラッキングサーボの為の位相補償処理を行って得られた補償トラッキングエラー信号ＴＥ'をサーボループスイッチ６に供給する。サーボループスイッチ６は、図示せぬ再生制御回路から供給されたトラッキングサーボスイッチ信号ＴSWに応じたオン・オフ状態となる。例えば、サーボループスイッチ６は、トラッキングサーボ・オンを示す論理レベル"１"のトラッキングサーボスイッチ信号ＴSWが供給された場合にはオン状態となり、上記補償トラッキングエラー信号ＴＥ'に応じたトラッキング駆動信号ＴＧをトラッキングアクチュエータ２６に供給開始する。一方、トラッキングサーボ・オフを示す論理レベル"０"のトラッキングサーボスイッチ信号ＴSWが供給された場合にはオフ状態となる。この際、トラッキングアクチュエータ２６にはトラッキング駆動信号ＴＧの供給が為されない。
【００１６】
すなわち、上記ピックアップ２０、トラッキングエラー生成回路３、加算器９、サーボアンプ１１、サーボイコライザ１３、及びサーボループスイッチ６なる構成によりトラッキングサーボループが形成されている。そして、上記サーボループスイッチ６がオン状態にある場合にこのトラッキングサーボループがクローズ状態となり、対物レンズ２４で集光されたレーザビーム光が記録トラック上をトレースするようにアクチュエータ２６の駆動制御が為される。
【００１７】
制御回路５０は、図１に示される光学式情報再生装置の再生動作中において図４に示されるが如き手順にて球面収差の補正制御を行う。
図４において、先ず、制御回路５０は、球面収差補正値ＳＡの初期値として"０"を内蔵レジスタ(図示せぬ)に記憶する(ステップＳ１)。次に、制御回路５０は、上記内蔵レジスタに記憶されている球面収差補正値ＳＡを液晶ドライバ４に供給する(ステップＳ２)。かかるステップＳ２の実行により、液晶ドライバ４は、上記球面収差補正値ＳＡに応じた電位を有する上記液晶駆動電位ＣＶを発生し、これを液晶パネル２２に印加する。従って、この際、液晶パネル２２にレーザビーム光が照射されると、図２に示されるが如き円環状の透明電極Ｅ２に覆われた領域を透過する光と、他の領域を透過する光とに、上記球面収差補正値ＳＡに応じた位相差が生じる。これにより、第１の球面収差補正が為される。次に、制御回路５０は、スピンドルモータ３０から供給された回転信号ＲＴに基づき、光ディスク４０が１回転したか否かの判定を、この光ディスク４０が１回転するまで繰り返し行う(ステップＳ３)。かかるステップＳ３において光ディスク４０が１回転したと判定されたら、制御回路５０は、トラッキングサーボゲイン測定回路１２から供給されたトラッキングサーボゲイン信号Ｇを取り込み、これを第１サーボゲインＧ1として内蔵レジスタに記憶する(ステップＳ４)。すなわち、上記第１球面収差補正状態において取得されたトラッキングサーボゲインが、第１サーボゲインＧ1として内蔵レジスタに記憶されるのである。
【００１８】
次に、制御回路５０は、上記内蔵レジスタに記憶されている球面収差補正値ＳＡに所定値αを加算したものを液晶ドライバ４に供給する(ステップＳ５)。かかるステップＳ５の実行により、液晶ドライバ４は、上述した如き(球面収差補正値ＳＡ＋所定値α)に応じた電位を有する液晶駆動電位ＣＶを発生し、これを液晶パネル２２に印加する。従って、この際、液晶パネル２２にレーザビーム光が照射されると、図２に示されるが如き円環状の透明電極Ｅ２に覆われた領域を透過する光と、他の領域を透過する光とに、この(球面収差補正値ＳＡ＋所定値α)に応じた位相差が生じる。これにより、第２の球面収差補正が為される。次に、制御回路５０は、スピンドルモータ３０から供給された回転信号ＲＴに基づき、光ディスク４０が１回転したか否かの判定を、この光ディスク４０が１回転するまで繰り返し行う(ステップＳ６)。かかるステップＳ６において光ディスク４０が１回転したと判定されたら、制御回路５０は、トラッキングサーボゲイン測定回路１２から供給されたトラッキングサーボゲイン信号Ｇを取り込み、これを第２サーボゲインＧ2として内蔵レジスタに記憶する(ステップＳ７)。すなわち、上記第２球面収差補正による球面収差補正状態において取得されたトラッキングサーボゲインが、第２サーボゲインＧ2として内蔵レジスタに記憶されるのである。
【００１９】
次に、制御回路５０は、上記内蔵レジスタに記憶されている上記第２サーボゲインＧ2が上記第１サーボゲインＧ1以上の値であるか否かの判定を行う(ステップＳ８)。
かかるステップＳ８において、上記第２サーボゲインＧ2が上記第１サーボゲインＧ1以上の値であると判定された場合、制御回路５０は、上記内蔵レジスタに記憶されている球面収差補正値ＳＡに所定値αを加算して得られた値を新たな球面収差補正値ＳＡとして、上記内蔵レジスタに上書き記憶する(ステップＳ９)。
【００２０】
一方、上記ステップＳ８において、上記第２サーボゲインＧ2が上記第１サーボゲインＧ1よりも小なる値であると判定された場合には、制御回路５０は、上記内蔵レジスタに記憶されている球面収差補正値ＳＡから所定値αを減算して得られた値を新たな球面収差補正値ＳＡとして、上記内蔵レジスタに上書き記憶する(ステップＳ１０)。
【００２１】
上記ステップＳ１０又は上記ステップＳ９の実行後、制御回路５０は、上記ステップＳ２の実行に戻って前述した如き動作を繰り返し実行する。
以上の如き動作によれば、トラッキングサーボゲインが大となる方向(増加又は減少)へと随時、球面収差補正値ＳＡの値が推移して行く。
図５は、上記球面収差補正制御によって為される球面収差補正値ＳＡの推移を示す図である。
【００２２】
尚、図５(ａ)は、球面収差補正値ＳＡにて球面収差補正を行った際に得られた第１サーボゲインＧ1が、球面収差補正値ＳＡ＋αなる補正値にて球面収差補正を行った際に得られた第２サーボゲインＧ2よりも小なる場合を示す図である。一方、図５(ｂ)は、第１サーボゲインＧ1が第２サーボゲインＧ2よりも大なる場合を示す図である。
【００２３】
先ず、図５(ａ)に示されるように、第２サーボゲインＧ2が第１サーボゲインＧ1よりも大なる場合には、球面収差補正値の増加とトラッキングサーボゲインの増加とが比例関係にある。つまり、この時点での判断によれば、球面収差補正量を増加させれば、図中の破線にて示されるが如き、より大なるトラッキングサーボゲインＧPの取得が予測される。よって、この際、ステップＳ９の実行により、現時点における球面収差補正値ＳＡに所定値αを加算したものを新たな球面収差補正値ＳＡとするのである。すなわち、球面収差補正値ＳＡの値が図５(ａ)中の矢印に示されるが如き増加方向へと推移して行く。
【００２４】
一方、図５(ｂ)に示されるように、第２サーボゲインＧ2が第１サーボゲインＧ1よりも小なる場合には、球面収差補正値の増加とトラッキングサーボゲインの増加とが反比例関係にある。つまり、この時点での判断によれば、球面収差補正量を減少させれば、図中の破線にて示されるが如き、より大なるトラッキングサーボゲインＧPの取得が予測される。よって、この際、ステップＳ１０の実行により、現時点における球面収差補正値ＳＡから所定値αを減算したものを新たな球面収差補正値ＳＡとするのである。すなわち、球面収差補正値ＳＡの値が図５(ｂ)中の矢印に示されるが如き減少方向へと推移して行く。
【００２５】
すなわち、本発明においては、光学系に球面収差が生じているとその球面収差の度合いに応じてトラッキングサーボゲインが減少する点に着目して、トラッキングサーボゲインが大となる方向(増加又は減少)へと随時、球面収差補正値ＳＡの値を推移させて行くようにしたのである。かかる動作によれば、光学式情報再生装置の再生動作中においても、常に、最適な球面収差補正値にて光学系の球面収差補正が為されるようになる。
【００２６】
尚、上記実施例においては、液晶パネル２２を駆動すべき球面収差補正値ＳＡの値を更新するにあたり、トラッキングサーボゲインが大となる方向へと所定値αずつ変更するようにしているが、これに限定されるものではない。例えば、上記外乱重畳トラッキングエラー信号ＴＥgから上記外乱信号ｆsの帯域成分を抽出して得た上記サーボ残留誤差値と、現在の球面収差補正値ＳＡとに基づいて次回の球面収差補正値ＳＡを得るようにしても良い。
【００２７】
【発明の効果】
以上の如く、本発明による光学式情報再生装置によれば、光ディスクの透過基板の厚さ誤差等によって球面収差が生じていても、その再生動作中において常に最適な補正値を用いた球面収差補正が為されるようになるので、情報読取精度が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による光学式情報再生装置の光学系を示す図である。
【図２】液晶パネル２２の概略構造を示す図である。
【図３】光検出器２８の受光面を示す図である。
【図４】球面収差補正制御フローを示す図である。
【図５】球面収差補正値ＳＡの推移を示す図である。
【符号の説明】
３  トラッキングエラー生成回路
４  液晶ドライバ
１１  アッテネータ
１２  トラッキングサーボゲイン測定回路
１３  サーボイコライザ
２２  液晶パネル
２４  対物レンズ
４０  光ディスク
５０  制御回路
【図１】
0003724999.tif 000002
【図２】
0003724999.tif 000003
【図３】
0003724999.tif 000004
【図４】
0003724999.tif 000005
【図５】
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