(57)【要約】  本発明のコマ収差補正方法は、ピックアップにより光ディスクへのデータの記録又は再生を行う記録再生装置におけるピックアップのコマ収差補正方法であって、複数の記録層を含む光ディスクに対して光ビームを照射する対物レンズを含む光学系単体のコマ収差を補正する第１コマ収差補正ステップと、光ディスクと光学系の相対傾きに起因するコマ収差を補正する第２コマ収差補正ステップと、を含む。
2010007665.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ピックアップにより光ディスクへのデータの記録又は再生を行う記録再生装置におけるピックアップのコマ収差補正装置であって、
複数の記録層を含む光ディスクに対して光ビームを照射する対物レンズを含む光学系と、
前記光学系単体のコマ収差を補正する第１コマ収差補正手段と、
前記光ディスクと前記光学系の相対傾きに起因するコマ収差を補正する第２コマ収差補正手段と、
を備え、前記第１コマ収差補正手段と前記第２コマ収差補正手段が独立に最適化されることを特徴とするコマ収差補正装置。
【請求項２】
前記対物レンズを駆動して、前記光ディスクの表面近傍および前記複数の記録層に前記光ビームをフォーカシングさせるフォーカシング手段を含み、
前記第１コマ収差補正手段は、前記光ディスクの表面近傍に前記光ビームをフォーカシングした状態で、該第１コマ収差補正手段の駆動電圧を最適化して、前記光学系単体のコマ収差を補正し、
前記第２コマ収差補正手段は、前記光ディスクの記録層にフォーカシングした状態で、前記第２コマ収差補正手段の駆動電圧を最適化して、前記光ディスクと前記光学系の相対傾きに起因するコマ収差を補正することを特徴とする請求項１に記載のコマ収差補正装置。
【請求項３】
前記第１コマ収差補正手段が、タンジェンシャル方向のコマ収差を補正する第１タンジェンシャルコマ収差補正手段と、ラジアル方向のコマ収差を補正する第１ラジアルコマ収差補正手段を含むことを特徴とする請求項１または２に記載のコマ収差補正装置。
【請求項４】
前記第２コマ収差補正手段が、ラジアル方向のコマ収差を補正する第２ラジアルコマ収差補正手段を含むことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載のコマ収差補正装置。
【請求項５】
前記第１ラジアルコマ収差補正手段と、前記第２ラジアルコマ収差補正手段が同一のラジアルコマ収差補正手段であり、前記第１コマ収差補正手段によって最適化された第１ラジアルコマ収差補正手段の駆動電圧を、第２ラジアルコマ収差補正手段の駆動電圧の基準値とすることを特徴とする請求項４に記載のコマ収差補正装置。
【請求項６】
前記第１タンジェンシャルコマ収差補正手段が、前記駆動電圧によってタンジェンシャル方向のコマ収差を補正するコマ収差補正パターンの透明電極を含む透過型液晶パネルを含むことを特徴とする請求項３〜５のいずれか１つに記載のコマ収差補正装置。
【請求項７】
前記第１ラジアルコマ収差補正手段が、前記駆動電圧によってラジアル方向のコマ収差を補正するコマ収差補正パターンの透明電極を含む透過型液晶パネルであることを特徴とする請求項３〜６のいずれか１つに記載のコマ収差補正装置。
【請求項８】
前記第１ラジアルコマ収差補正手段が、前記対物レンズを前記駆動電圧に応じてその光軸からラジアル方向において傾ける手段であることを特徴とする請求項３〜６のいずれか１つに記載のコマ収差補正装置。
【請求項９】
ピックアップにより光ディスクへのデータの記録又は再生を行う記録再生装置におけるピックアップのコマ収差補正方法であって、
複数の記録層を含む光ディスクに対して光ビームを照射する対物レンズを含む光学系単体のコマ収差を補正する第１コマ収差補正ステップと、
前記光ディスクと前記光学系の相対傾きに起因するコマ収差を補正する第２コマ収差補正ステップと、
を含むことを特徴とするコマ収差補正方法。
【請求項１０】
前記対物レンズを駆動して、前記光ディスクの表面近傍および前記複数の記録層に前記光ビームをフォーカシングさせるフォーカシングステップを含み、
前記第１コマ収差補正ステップは、前記光学系において前記光ディスクの表面近傍に前記光ビームをフォーカシングした状態で、前記光学系単体のコマ収差を補正し、
前記第２コマ収差補正ステップは、前記光学系において前記光ディスクの記録層にフォーカシングした状態で、前記光ディスクと前記光学系の相対傾きに起因するコマ収差を補正することを特徴とする請求項９に記載のコマ収差補正方法。
【請求項１１】
情報を記録または再生するための複数の記録層と、
該記録層に情報を記録または再生するピックアップからの光ビームの照射方向から見て手前側の表面近傍に形成されかつ前記ピックアップを含む光学系単体のコマ収差量を検出するための周期的なパターンが形成されたコマ収差補正用パターン領域と、を備えることを特徴とする光ディスク。
【請求項１２】
前記コマ収差補正用パターン領域は、ラジアルコマ収差補正用パターン領域とタンジェンシャルコマ収差補正用パターン領域を含むことを特徴とする請求項１１に記載の光ディスク。
【請求項１３】
前記ラジアルコマ収差補正用パターンは、対物レンズの開口数をＮＡ、記録再生波長をλとしたとき、周期がλ／（０．７５＊ＮＡ）で、タンジェンシャル方向と平行な単一周期パターンであることを特徴とする請求項１１〜１２のいずれか１つに記載の光ディスク。
【請求項１４】
前記タンジェンシャルコマ収差補正用パターンは、対物レンズの開口数をＮＡ、記録再生波長をλとしたとき、周期がλ／（０．７５＊ＮＡ）で、ラジアル方向と平行な単一周期パターンであることを特徴とする請求項１１〜１３のいずれか１つに記載の光ディスク。
【請求項１５】
前記コマ収差補正用パターンは、凹凸、位相変化、反射率変化およびその複合によって形成されることを特徴とする請求項１１〜１４のいずれか１つに記載の光ディスク。
【請求項１６】
前記複数の記録層において、前記ピックアップからの光ビームの照射方向から見て最も近い記録層と最も遠い記録層との間隔が１００μｍ以上であることを特徴とする請求項１１〜１５のいずれか１つに記載の光ディスク。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、各々が光ビームの照射により情報の記録又は再生可能な積層された複数の記録層を含む光ディスクに関し、特に、かかる光ディスクのための記録再生装置におけるコマ収差補正装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、記録媒体の光ディスクは、映像データ、音声データ及びコンピュータデータなどのデータを記録再生する手段として広く用いられている。例えば、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）、ブルーレイディスク（Blu-ray Disc）（登録商標）の規格には、ディスク片側から読み出すことができる、片面に２つの記録層を有する２層ディスクが、再生用、記録用ディスクとして実用化されている。【０００３】
２層ディスクでは、再生用光ビームの焦点を各層へ移動させるだけで浅い記録層、深い記録層のいずれの記録データもディスク片側から読み出すことができる。光ビームが浅い記録層を透過して深い記録層の電気信号を読み取れるように浅い記録層を半透明膜とし、その膜厚や材料が選択される。深い記録層は反射膜が用いられる。浅い記録層と深い記録層の間にはこれらを一定の厚さで分離するため、光の波長での透過率が高い光透過性のスペーサ層が設けられる。【０００４】
一方、ブルーレイディスクよりさらに大容量なデータを記録再生できる次世代光ディスクが要求されており、そのために記録層の数を更に増やし多層化された次世代多層光ディスクが提案されている。かかる多層記録においては、従来の２層ディスクと同様に、各層の記録膜厚や材料を最適化することで実現しようという試みのほか、途中の記録層による吸収、散乱で光ビームが減衰することを防止するため、２光子吸収などの非線形光学効果を利用して、ビームスポット以外での不要な吸収及び散乱を低減する試みなどが提案されている。【０００５】
多層記録においては、光ビーム光軸と記録層の法線との傾きいわゆるチルトによる収差特にコマ収差が問題となる。チルトによるコマ収差は、光透過層の厚さに比例するので多層記録により光ディスクの深い記録層にまで記録再生を行うと光透過層の厚さが厚くなり、チルトによるコマ収差の影響が大きくなるためである。コマ収差は集光スポットをぼかして記録再生の信頼性を低下させるので、次世代の多層光ディスクにおいては、コマ収差補正が極めて重要となる。【０００６】
一般的に、光ディスク装置における光ピックアップ（以下、単にＰＵと記す）は光源からの光ビームを光ディスクに対して照射する対物レンズを含む光学系と、対物レンズを介して光ディスクから戻る光を光電変換して電気信号を出力する光検出器と、を備えている。かかるＰＵでは一般的に、次の３種類のコマ収差が存在する。【０００７】
（１）  対物レンズを含む光学系の光学部品の加工誤差や組み付け誤差などによって発生するコマ収差で光学系単体のコマ収差（以下、単にＰＵコマ収差とも記す）。【０００８】
（２）  光軸（主に対物レンズの光軸）に対して斜め方向から光線が入射した際に発生するコマ収差（以下、単に軸外コマ収差とも記す）。【０００９】
（３）  光軸（主に対物レンズの光軸）に対して光ディスク基材（又は複数の記録層の積層）の法線が傾いていることで生じるコマ収差（以下、光ビームが目的の記録層に至るまでに透過する透過層にかかわるコマ収差なので、単に透過層コマ収差とも記す）。【００１０】
光学部品の加工誤差や組み付け誤差をゼロにすることは困難なので、通常、工場で記録再生装置を組み立てる際、（１）のＰＵコマ収差は、（２）の軸外コマ収差や（３）の透過層コマ収差で相殺する。具体的な調整方法としては、例えば特許文献１や特許文献２がある。【００１１】
特許文献１では、擬似光ディスクの情報記録面にレーザ光を集光させ、その集光スポットの形状を顕微鏡で直接観察することで、コマ収差が小さくなるようにアクチュエータの取り付け角度を調整する手法が開示されている。【００１２】
特許文献２では、ＣＤ又はＤＶＤ等の複数種類の情報記録媒体を記録再生する光ディスク装置に対して、それぞれの情報記録面に複数のレーザ光を集光させ、その再生信号（エラー率）を用いて、コマ収差が小さくなるようにアクチュエータおよびＰＵ全体の取り付け角度を調整する手法が開示されている。【００１３】
いずれの従来例でも、透過層を透過させて情報記録面にレーザ光を集光させた状態（情報記録面にフォーカスサーボをかけた状態）で、光ディスクを含めた光学系全体のトータルコマ収差量（（１）〜（３）のコマ収差の合計）を最小にするようにコマ収差調整手段を最適化している。【００１４】
従来から、工場出荷時のコマ収差調整は、ＰＵボディ全体を傾けることで、ＰＵコマ収差を透過層コマ収差と相殺するか、対物レンズを傾けることで、ＰＵコマ収差を軸外および透過層コマ収差と相殺するか、アクチュエータを傾けることで、ＰＵコマ収差を軸外および透過層コマ収差と相殺するかの、いずれの相殺方法で行われている。すなわち、記録再生状態においてトータルコマ収差が最小になるように、記録層にビームを集光させた状態でコマ収差量（に関係する信号又は目視観察）をモニタしながらコマ収差調整を行う。この場合、少なくとも透過層コマ収差を使ってＰＵコマ収差を相殺していることになるため、光ディスク透過層の厚さが固定されている必要がある。なぜなら、透過層コマ収差は光ディスク透過層の厚さに比例するため、光ディスク透過層の厚さが異なると透過層コマ収差が変化し、ＰＵコマ収差と相殺できなくなってしまうからである。【００１５】
なお、透過層コマ収差の収差量は光ディスク透過層の厚みに比例し、近似的に以下の式で求められる。【００１６】
【数１】
2010007665.tif 000003
【００１７】
上式で、ＮＡは対物レンズの開口数、λは再生波長、ｎは光ディスク基材の屈折率、Ｔは光ディスク透過層厚み、θは光ディスク法線とＰＵ光軸の成す角度である。【００１８】
従来のコマ収差調整方法（特許文献１や特許文献２）で調整した光ディスク装置で、複数の記録層（すなわち複数の光ディスク透過層厚み）を有する多層光ディスクを記録もしくは再生しようとすると、調整時に仮定した特定の記録層以外の記録層では、ＰＵコマ収差が相殺されないため、記録もしくは再生特性が悪くなってしまう。【００１９】
例えば、ＮＡ＝０．８５、λ＝４０５ｎｍ、ｎ＝１．６として、光学部品の加工誤差や組み付け誤差などによって発生するＰＵコマ収差が３０ｍλあった場合について考える。多層光ディスクのディスク透過層厚みＴ＝１００μｍの記録層に集光した状態でＰＵボディ角度を調整するとθ＝０．３４°傾けた時に透過層コマ収差が約３０ｍλとなり、ちょうどＰＵコマ収差と相殺する。この状態で光ディスク透過層厚みＴが異なる記録層に集光したときのトータルコマ収差（絶対値）は図１に示すグラフの特性が得られる。【００２０】
これまでの経験から調整後のトータルコマ収差は約１５ｍλ以下に抑えないと充分なシステムマージンが確保できないことが分かっているので、Ｔ≦５０μｍ、もしくはＴ≧１５０μｍとなる記録層については安定した記録再生を行えないことになる。一般的に、組み立て誤差によって生じるＰＵコマ収差をＣｏｍａｐｕ（正の値）、調整後のトータルコマ収差の上限値をＣｏｍａｌｉｍｉｔ（正の値）、調整時の光ディスク透過層厚みをＴ０とすると、安定した記録再生が可能な光ディスク透過層厚みＴの範囲を以下の式から求めることができる。【００２１】
【数２】
2010007665.tif 000004
【００２２】
上式を整理すると、下式となるので、【００２３】
【数３】
2010007665.tif 000005
【００２４】
安定して記録再生が可能な多層光ディスクの最手前層と最奥層の差は次式で与えられる。【００２５】
【数４】
2010007665.tif 000006
【００２６】
ゆえに、最手前層と最奥層の差が上式の右辺以上ある場合は、従来のコマ収差調整方法では全ての記録層に対して安定した記録再生ができないことになる。図１の例では、ＣｏｍａＰＵ＝３０ｍλ、Ｃｏｍａｌｉｍｉｔ＝１５ｍλ、Ｔ０＝１００μｍとしたので、最手前層と最奥層の差が１００μｍ以上ある多層ディスクは全ての記録層に対して安定した記録再生ができないことになる。【００２７】
この点に鑑み、多層光ディスクを記録再生する光ディスク装置に対しては、各層にレーザ光を集光させた状態でトータルコマ収差が最小になるように、あらかじめ層毎に最適なコマ収差補正手段駆動量を求めておき、実際に記録再生するときに、層に応じてコマ収差補正手段の駆動量を切り替えるという提案が出されている（特許文献３、参照）。さらに、全ての層に対してコマ収差補正手段駆動量を最適化する替わりに、特定の記録層に対してのみ最適化したら、他の記録層に対しては係数をかけるだけにすることで、多層光ディスクを記録再生する時のコマ収差補正にかかる時間を短縮するという提案も出されている（特許文献４、参照）。【００２８】
これら特許文献では、光ディスクの反りなどによって光ビーム光軸と記録層の法線が相対的に傾くことで生じる透過層コマ収差を補正するという目的で書かれているが、実際のＰＵでは必ず光学系の製造誤差によって生じるＰＵコマ収差が存在しているので、実質的にはＰＵコマ収差と透過層コマ収差の両方を含んだトータルコマ収差を対物レンズ角度やコマ収差補正液晶パネルの駆動電圧を変えることで補正することになる。
【特許文献１】特開平１０−４９８７７公報
【特許文献２】特開平１０−３１８２６公報
【特許文献３】ＷＯ２００３−０７５２６６公報
【特許文献４】特開２００７−１３３９６７公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２９】
ところで、コマ収差は方向性を有する収差であり、通常、ＰＵコマ収差を相殺するためには、光ディスクのタンジェンシャル方向（トラック方向）とラジアル方向の２つの方向に対してアクチュエータや対物レンズの角度などを調整する必要がある。つまり、特許文献３や特許文献４の技術では、コマ収差補正手段の駆動電圧を記録層毎に切り替えるために、２方向のコマ収差補正手段、実際には、対物レンズ用の４軸アクチュエータ（トラッキング及びフォーカシングの並進２方向とタンジェンシャル方向及びラジアル方向の回動２方向）か、２方向のコマ収差補正液晶パネルをＰＵに搭載する必要がある。また、特許文献４の技術では、特定の記録層に対してのみ駆動電圧を最適化したら、他の記録層に対しては係数として乗算するだけで良いとしているが、これは補正すべきコマ収差が光ディスク透過層の厚みに比例する透過層コマ収差だけであることを前提としており、ＰＵコマ収差がゼロではない場合は、適用できない。例えば、ＰＵコマ収差がゼロの時と−３０ｍλの時に、光ディスクの反りによって対物レンズの光軸と光ディスクの法線が傾いた場合のトータルコマ収差の変化をそれぞれ図２、図３に示す。ただし、ＮＡ＝０．８５、λ＝４０５ｎｍ、光ディスク屈折率＝１．６とし、透過層の厚さ（深さ）が５０μｍの記録層と３００μｍの記録層について比較した。この図２から、ＰＵコマ収差がゼロであれば、光ディスク傾き角度に依存せず、２つの記録層で生じるコマ収差量は透過層厚さの比（６倍）になっているが、図３に示すＰＵコマ収差がゼロでない場合（−３０ｍλ）は、その比が単純に６倍ではなく、光ディスク傾き角度によってもその比が大きく変わってしまうことが分かる。【００３０】
そこで、本発明の解決しようとする課題には、あらかじめＰＵコマ収差を補償することで、多層光ディスク用の記録再生装置において負担とならない小型化可能なコマ収差補正装置及び方法を提供することが一例として挙げられる。【００３１】
また、あらかじめＰＵコマ収差を補償することで、コマ収差補正手段の最適化を簡素化し、ユーザーが光ディスクをローディングした際の調整時間を大幅に短縮することができる小型化可能なコマ収差補正装置及び方法を提供することが一例として挙げられる。【００３２】
また、多層光ディスク用の記録再生装置が工場出荷後、環境温度の変化や経時的に生じるＰＵの光学系の変化により、安定した多層光ディスクの記録再生が長期に亘って保てない場合がある。よって、経年変化があっても、常にＰＵコマ収差が補償された状態を保つことができる小型化可能なコマ収差補正装置及び方法を提供することが一例として挙げられる。
【課題を解決するための手段】
【００３３】
本発明のコマ収差補正装置は、ピックアップにより光ディスクへのデータの記録又は再生を行う記録再生装置におけるピックアップのコマ収差補正装置であって、
複数の記録層を含む光ディスクに対して光ビームを照射する対物レンズを含む光学系と、
前記光学系単体のコマ収差を補正する第１コマ収差補正手段と、
前記光ディスクと前記光学系の相対傾きに起因するコマ収差を補正する第２コマ収差補正手段と、
を備え、前記第１コマ収差補正手段と前記第２コマ収差補正手段が独立に最適化されることを特徴とする。【００３４】
本発明のコマ収差補正装置においては、前記対物レンズを駆動して、前記光ディスクの表面近傍および前記複数の記録層に前記光ビームをフォーカシングさせるフォーカシング手段を含み、
前記第１コマ収差補正手段は、前記光ディスクの表面近傍に前記光ビームをフォーカシングした状態で、該第１コマ収差補正手段の駆動電圧を最適化して、前記光学系単体のコマ収差を補正し、
前記第２コマ収差補正手段は、前記光ディスクの記録層にフォーカシングした状態で、前記第２コマ収差補正手段の駆動電圧を最適化して、前記光ディスクと前記光学系の相対傾きに起因するコマ収差を補正することとすることができる。【００３５】
本発明のコマ収差補正装置においては、前記第１コマ収差補正手段が、タンジェンシャル方向のコマ収差を補正する第１タンジェンシャルコマ収差補正手段と、ラジアル方向のコマ収差を補正する第１ラジアルコマ収差補正手段を含むこととすることができる。【００３６】
本発明のコマ収差補正装置においては、前記第２コマ収差補正手段が、ラジアル方向のコマ収差を補正する第２ラジアルコマ収差補正手段を含むこととすることができる。【００３７】
本発明のコマ収差補正装置においては、前記第１ラジアルコマ収差補正手段と、前記第２ラジアルコマ収差補正手段が同一のラジアルコマ収差補正手段であり、前記第１コマ収差補正手段によって最適化された第１ラジアルコマ収差補正手段の駆動電圧を、第２ラジアルコマ収差補正手段の駆動電圧の基準値とすることができる。【００３８】
本発明のコマ収差補正装置においては、前記第１タンジェンシャルコマ収差補正手段が、前記駆動電圧によってタンジェンシャル方向のコマ収差を補正するコマ収差補正パターンの透明電極を含む透過型液晶パネルを含むこととすることができる。【００３９】
本発明のコマ収差補正装置においては、前記第１ラジアルコマ収差補正手段が、前記駆動電圧によってラジアル方向のコマ収差を補正するコマ収差補正パターンの透明電極を含む透過型液晶パネルを含むこととすることができる。【００４０】
本発明のコマ収差補正装置においては、前記第１ラジアルコマ収差補正手段が、前記対物レンズを前記駆動電圧に応じてその光軸からラジアル方向において傾ける手段を含むこととすることができる。【００４１】
本発明のコマ収差補正方法は、ピックアップにより光ディスクへのデータの記録又は再生を行う記録再生装置におけるピックアップのコマ収差補正方法であって、
複数の記録層を含む光ディスクに対して光ビームを照射する対物レンズを含む光学系単体のコマ収差を補正する第１コマ収差補正ステップと、
前記光ディスクと前記光学系の相対傾きに起因するコマ収差を補正する第２コマ収差補正ステップと、
を含むことを特徴とする。【００４２】
本発明のコマ収差補正方法においては、前記対物レンズを駆動して、前記光ディスクの表面近傍および前記複数の記録層に前記光ビームをフォーカシングさせるフォーカシングステップを含み、
前記第１コマ収差補正ステップは、前記光学系において前記光ディスクの表面近傍に前記光ビームをフォーカシングした状態で、前記光学系単体のコマ収差を補正し、
前記第２コマ収差補正ステップは、前記光学系において前記光ディスクの記録層にフォーカシングした状態で、前記第２コマ収差補正ステップの駆動電圧を最適化して、前記光ディスクと前記光学系の相対傾きに起因するコマ収差を補正することとすることができる。【００４３】
かかるコマ収差補正方法を利用すれば、まず初めに光ディスク表面に集光させた状態で残留コマ収差が小さくなるように第１コマ収差補正手段を最適化することで、ＰＵ光学系だけが有するコマ収差（透過層コマ収差を含まない）を補正し、その後、光ディスク表面とは異なる特定の記録面（最奥層が望ましい）に集光させてから、残留コマ収差が小さくなるように第２コマ収差補正手段を最適化することで透過層コマ収差を補正するので、すべての記録層に対して迅速にトータルコマ収差を小さくすることができる。【００４４】
本発明の光ディスクは、情報を記録または再生するための複数の記録層と、
該記録層に情報を記録または再生するピックアップからの光ビームの照射方向から見て手前側の表面近傍に形成されかつ前記ピックアップを含む光学系単体のコマ収差量を検出するための周期的なパターンが形成されたコマ収差補正用パターン領域と、を備えることを特徴とする。【００４５】
本発明の光ディスクにおいては、前記コマ収差補正用パターン領域は、ラジアルコマ収差補正用パターン領域とタンジェンシャルコマ収差補正用パターン領域を含むこととすることができる。【００４６】
本発明の光ディスクにおいては、前記ラジアルコマ収差補正用パターンを、対物レンズの開口数をＮＡ、記録再生波長をλとしたとき、周期がλ／（０．７５＊ＮＡ）で、タンジェンシャル方向と平行な単一周期パターンとすることができる。【００４７】
本発明の光ディスクにおいては、前記タンジェンシャルコマ収差補正用パターンを、対物レンズの開口数をＮＡ、記録再生波長をλとしたとき、周期がλ／（０．７５＊ＮＡ）で、ラジアル方向と平行な単一周期パターンとすることができる。【００４８】
本発明の光ディスクにおいては、前記コマ収差補正用パターンが、凹凸、位相変化、反射率変化およびその複合によって形成されることとすることができる。【００４９】
本発明の光ディスクにおいては、前記複数の記録層において、前記ピックアップからの光ビームの照射方向から見て最も近い記録層と最も遠い記録層との間隔が１００μｍ以上であることとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】多層光ディスクの光ディスク透過層厚み−トータルコマ収差の特性を示すグラフである。
【図２】対物レンズ光軸と光ディスク法線角度−トータルコマ収差の特性を示すグラフである。
【図３】対物レンズ光軸と光ディスク法線角度−トータルコマ収差の特性を示すグラフである。
【図４】本実施形態の記録媒体及びその記録又は再生のための記録再生システムの概略構成図である。
【図５】実施形態である多層光ディスクの概略斜視図である。
【図６】実施形態である多層光ディスクの部分拡大平面図である。
【図７】実施形態である多層光ディスクの部分拡大平面図である。
【図８】実施形態である多層光ディスクの部分拡大平面図である。
【図９】実施形態である多層光ディスクの光ディスク透過層厚み−コマ収差の特性を示すグラフである。
【図１０】ＰＵコマ収差が有る時と無い時のＭＴＦカーブを示すグラフである。
【図１１】実施形態である多層光ディスクのＳＵＭ信号振幅とプッシュプル信号振幅をプロットしたグラフである。
【図１２】実施形態である多層光ディスクの部分拡大断面である。
【図１３】本発明の実施例であるコマ収差補正装置の構成を示すブロック図である。
【図１４】本発明の実施例であるコマ収差補正装置の球面収差補正ユニットを示す概略断面図である。
【図１５】本発明の他の実施例であるコマ収差補正装置の構成を示すブロック図である。
【図１６】本発明の他の実施例であるコマ収差補正装置の球面収差補正ユニットである液晶光学素子の概略断面図である。
【図１７】本発明の他の実施例であるコマ収差補正装置のコマ収差補正ユニットである液晶光学素子の電極の正面図である。
【図１８】本発明の他の実施例であるコマ収差補正装置のコマ収差補正ユニットである液晶光学素子の電極の正面図である。
【図１９】本発明の他の実施例であるコマ収差補正装置の球面収差補正ユニットである液晶光学素子の電極の正面図である。
【図２０】本発明の実施例であるコマ収差補正方法を説明するフローチャートである。
【図２１】本発明の他の実施例であるコマ収差補正方法を説明するフローチャートである。
【図２２】本発明の他の実施例であるコマ収差補正方法を説明するフローチャートである。
【図２３】本発明の他の実施例であるコマ収差補正方法を説明するフローチャートである。
【図２４】本発明の他の実施例であるコマ収差補正方法を説明するコマ収差補正装置の構成を示すブロック図である。
【図２５】本発明の他の実施例であるコマ収差補正方法を説明するフローチャートである。
【図２６】本発明の実施例であるコマ収差補正装置の収差制御部のコマ収差制御を示すブロック図である。
【図２７】本発明の実施例であるコマ収差補正装置のコマ収差制御初期化部を示すブロック図である。
【主要部分の符号の説明】
【００５１】
９  ピックアップ
１０  コマ収差補正装置
１２  光源
１３  コリメートレンズ
１４  ビームスプリッタ
１５  収差補正手段
１６  アクチュエータ
１７  対物レンズ
１９  光検出器
２１  信号処理回路
２３  球面収差検出回路
２４  コマ収差検出回路
２７  収差制御部
３０  コマ収差制御初期化部
【発明を実施するための形態】
【００５２】
以下に本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。
【００５３】
＜記録再生装置＞
図４は本実施形態の記録媒体及びその記録又は再生のための記録再生システムの概略構成を示す。
【００５４】
図４に示すように、記録再生装置１００は、光ディスク７を回転自在に保持するクランパを有するスピンドルモータ８、光ディスク７へ記録再生用の光ビームを照射する対物レンズを含むピックアップ９、及びこれらを制御する制御装置１０１などを備えている。制御装置１０１は、スピンドルモータ８及びピックアップ９に設けられている各種センサから各種出力される出力データに基づいてスピンドルモータ８及びピックアップ９を制御するとともに、それらデータを処理する。制御装置１０１からの信号によって、ピックアップ９は回転制御されている光ディスク７に対して光ビームの位置を制御しつつ照射し記録マークを光ディスク７に記録したり記録されているデータを再生する。また、制御装置１０１は光ビームの戻り光から生成される信号をピックアップ９から得てこれを復号処理して出力する。
【００５５】
＜記録媒体＞
図５は実施形態である多層光ディスク７の概略斜視図である。
【００５６】
ＰＵコマ収差と透過層コマ収差を相殺させる従来のコマ収差補正方法に対して、本発明は、ＰＵコマ収差のみを補正する第１コマ収差補正ステップと、透過層コマ収差のみを補正する第２コマ収差補正ステップを順序だてて実行することで、ＰＵコマ収差と透過層コマ収差を相殺させることなく、トータルコマ収差を補正することが特徴である。
【００５７】
そのため、ＰＵコマ収差のみを補正する第１コマ収差補正ステップでは、透過層コマ収差が発生しないように、光ディスク表面近傍にフォーカシングした状態でコマ収差補正を行う必要がある。
【００５８】
記録再生装置を工場で組み立てる段階で、第１コマ収差補正ステップを行う場合は、例えば、擬似光ディスクの表面にレーザ光を集光させ、その集光スポットの形状を顕微鏡で直接観察することで、ＰＵコマ収差が小さくなるように調整することが可能であるが、ユーザ側で第１コマ収差補正ステップを行う場合は、集光スポットの形状を顕微鏡で直接観察することは不可能であるため、光ディスクの表面にＰＵコマ収差量に応じて再生信号の大きさが変化するＰＵコマ収差補正用の周期パターンを形成しておく必要がある。
【００５９】
先にも述べたが、ＰＵコマ収差には方向があるので、ＰＵコマ収差は少なくともラジアルとタンジェンシャルの２方向について補正する必要がある。そこで、光ディスク表面にあらかじめ形成しておくＰＵコマ収差補正用の周期パターンは、対物レンズ１７が読み取れるようにラジアル方向ＲＡＤ及びタンジェンシャル方向ＴＡＮに有ることが望ましい。
【００６０】
図５に示す光ディスク７においては、情報を記録または再生するための複数の記録層（図示せず、後述する）と、ＰＵからの光ビームの照射方向から見て手前側の表面近傍に形成されかつＰＵコマ収差量を検出するための周期的なパターンが形成されたＰＵコマ収差補正用パターン領域ＣｏＲと、が含まれる。ＰＵコマ収差補正用パターン領域ＣｏＲは、光ディスク中心孔周りのリードイン領域に至る前の表面に、順にラジアルＰＵコマ収差補正用パターン領域ＣｏＲＡとタンジェンシャルＰＵコマ収差補正用パターン領域ＣｏＴＡと同心円状に配置される。また、逆に、ラジアルＰＵコマ収差補正用パターン領域ＣｏＲＡを外にタンジェンシャルＰＵコマ収差補正用パターン領域ＣｏＴＡを内に配置してもよい。各領域の補正用のパターンとしては周期的なグルーブ構造やそれ以外にも、凹凸、位相変化、反射率変化およびその複合によって形成され得る。例えば、従来の記録型光ディスクのように相変化もしくは色素タイプの記録膜を光ディスク表面の所定エリアに付けておき、後からパターン形成用の専用ビームで記録することができる。パターンの位置については光ディスク内周部としたが、光ディスク外周部でも、間欠的にでも、記録層のデータを読み書きする時に邪魔にならなければ、光ディスクのどこの表面に設けても良い。
【００６１】
また、図６及び図７に示すように、対物レンズ１７による読取スポットＳＰが読み取れるようにラジアルコマ収差補正用パターンＣｏＲＡ及びタンジェンシャルコマ収差補正用パターンＣｏＴＡにはそれぞれタンジェンシャル方向ＴＡＮ及びラジアル方向ＲＡＤに平行に延びる周期的グルーブパターンＧｖが形成されている。タンジェンシャルコマ収差補正用パターンＣｏＴＡとしては、例えば、図８に示すような、ラジアル方向にピットＰｔが、タンジェンシャル方向より密度が高く（より短いピッチで）なるように、整列させることもできる。
【００６２】
このように、あらかじめ光ディスク表面にＰＵコマ収差量をモニタするためのパターン、ＰＵコマ収差補正用パターン領域ＣｏＲが形成されているので、フォーカスをかけた状態で光検出器からの検出出力信号を用いて、ユーザサイドで、間接的にビームスポットを観察しつつＰＵコマ収差を補正する第１コマ収差補正ステップを実行することが可能になる。
【００６３】
ＰＵコマ収差補正用パターン領域ＣｏＲが形成されるディスク表面について最適な状態を求めた。すなわち、「ディスク表面」「ディスク表面近傍」とはどの位の厚さ又は深さまで許容できるかを求めた。
【００６４】
理論的には、「ディスク表面」「ディスク表面近傍」とは、後に述べる実施例の中で用いている、対物レンズ角度調整やアクチュエータ角度調整手段などの第１コマ収差補正手段を用いてＰＵコマ収差を相殺する際、第１コマ収差補正手段の状態に依らず透過層コマ収差が充分小さいと見なせるような透過層厚さ又は深さである。
【００６５】
例えば、ＮＡ＝０．８５、λ＝０．４０５ｎｍ、ディスク透過層の屈折率ｎ＝１．６の場合、コマ収差補正手段の最大補正角度を１度と見込んで、ディスク透過層厚みを変えながら透過層コマ収差量をプロットすると、図９に示すグラフのディスク透過層厚み−ｒｍｓ収差の特性が得られる。
【００６６】
通常、ＰＵの光学部品の製造精度や組み付け精度によるＰＵコマ収差が少なくとも３０ｍλ程度生じることを考えると、透過層コマ収差としては少なくとも１０ｍλ以下に抑えたい。そのためにはディスク表面から１０μｍ以下にする必要があることが分かる。
【００６７】
つまり、ディスク表面から１０μｍ以下の範囲をディスク表面近傍として、そこにフォーカスをかけると、対物レンズやアクチュエータの角度によらず充分に透過層コマ収差は小さく抑えられるので、ＰＵコマ収差のみを補正するように第１コマ収差補正手段を最適化することが可能となる。
【００６８】
さらに、ＰＵコマ収差補正用パターン領域ＣｏＲの周期について最適な状態を求めた。
【００６９】
図１０はコマ収差が有る時と無い時のＭＴＦカーブを示すグラフである。グラフ横軸は空間周波数（＝パターン周期の逆数）、グラフ縦軸は検出信号の振幅変調度である。両者の比（破線）をプロットすることで空間周波数が約０．７５［ＮＡ／λ］の時に最もコマ収差の有無に敏感になることが分かる。例えば、図１０から明らかなように、ＮＡ＝０．８５、λ＝０．４０５μｍとすると、約０．６４μｍの周期パターンがコマ収差検出用のパターンとしては望ましいと言える。よって、タンジェンシャル及びラジアルＰＵコマ収差補正用パターンは、対物レンズの開口数をＮＡ、記録再生波長をλとしたとき、周期がλ／（０．７５＊ＮＡ）で、それぞれラジアル及びタンジェンシャル方向と平行な単一周期パターンであることが好ましい。
【００７０】
図１１はＮＡ＝０．８５、λ＝０．４０５μｍとして、周期０．６４μｍのグルーブ構造を再生ビームが横断した時のＳＵＭ信号振幅とプッシュプル信号振幅をプロットしたグラフである。この図から、一例として信号振幅が最大になるように第１コマ収差補正手段を最適化することでＰＵコマ収差量をゼロにできることが分かる。
【００７１】
図１２は、情報を記録または再生するための複数の記録層を有する多層光ディスク７の部分拡大断面である。光ディスク７は、レーザ光の入射側から、表面保護層７１、ＰＵコマ収差補正用パターン領域ＣｏＲ、記録層群５０、保持基板３からなる。
【００７２】
表面保護層７１は光透過性材料からなり、１０μｍ以下の膜厚で、積層構造の平坦化や、記録層群５０などの保護の機能を担う。
【００７３】
ＰＵコマ収差補正用パターン領域ＣｏＲはＰＵコマ収差量を検出するための周期的な凹凸又は反射率変化バターンとして形成することができる。
【００７４】
記録層群５０は、互いに平行に積層された第１記録層５ａ、第１分離層７ａ、第２記録層５ｂ、第２分離層７ｂ、・・・・第ｎ記録層５ｎ、及び第ｎ分離層７ｎの光透過性の多層で、各々が情報を記録する複数の記録層５の積層である。ここで記録層は、再生専用ディスクであれば予め位相ピットなどが形成された層のことで、追記型もしくは書き換え型ディスクであれば、ＤＶＤやＢＤのような相変化膜や色素膜などのほか、先に述べた２光子吸収材料などが塗布されている層のことである。当該材料としては例えば特開２００５−１９０６０９公報や特開２００７−５９０２５公報に記載のものが挙げられる。
【００７５】
対物レンズ１７は第１コマ収差補正ステップの際にレーザ光（破線）をＰＵコマ収差補正用パターン領域ＣｏＲへ集光せしめ、記録再生の際にレーザ光（実線）を記録層群５０の各々の記録層５の集光点に集光せしめ、３次元的にデータ（記録マークＲＭ）を記録もしくは再生する。所定の開口数を有する対物レンズ１７は集光ビームを照射しかつ記録層群５０からの反射光を集める。集光ビームは記録層群５０のいずれかの記録層から信号を書き込み又は読み出すために表面保護層７１側から照射されて、情報の記録再生が行われる。
【００７６】
図１２では、ＰＵコマ収差補正用パターン領域ＣｏＲと記録層に情報を記録する領域を重ねて示しているが、実際には、ＰＵコマ収差補正用パターン領域ＣｏＲは、記録層のデータを読み書きする時に邪魔にならないように、光ディスクの内周部や外周部など、特定の領域に設けることができる。
【００７７】
保持基板３は、例えば、ガラス、或いはポリカーボネート、アモルファスポリオレフィン、ポリイミド、ＰＥＴ、ＰＥＮ、ＰＥＳなどのプラスチック、紫外線硬化型アクリル樹脂などからなる。なお、光ディスク７の外形は上記のディスク形状以外に、カード形状などでもよい。
【００７８】
＜コマ収差補正装置＞
図１３は、本発明の実施例である収差補正機能を有するコマ収差補正装置１０の構成を示すブロック図である。
【００７９】
ピックアップ９に設けられたレーザ光源１２は、例えば、波長λ＝４０５ｎｍのレーザ光を発する。レーザ光源１２から射出された光ビームはコリメートレンズ１３により平行光ビームにされる。当該光ビームは、ビームスプリッタ１４、収差補正手段１５を通って対物レンズ１７で集光され、第２コマ収差補正ステップ時もしくは情報記録再生時は光ディスク７の情報記録面に焦点が結ばれ（実線）、コマ収差補正手段の初期化時は光ディスク７の表面に焦点が結ばれる（破線）。
【００８０】
対物レンズ１７はアクチュエータ１６で保持、駆動されている。
【００８１】
アクチュエータ１６はフォーカシングドライバ２９で駆動され、対物レンズを駆動して、光ディスクの表面や記録層群５０の記録層の情報記録面に光ビームをフォーカスさせる。フォーカシングドライバ２９はフォーカシングしている面の位置データを、後述の収差制御部２７コマ収差制御初期化部３０に供給する。
【００８２】
アクチュエータ１６はピックアップ９のシャーシ９ｃｈに固定されているが、固定する際にピックアップ９のシャーシ９ｃｈに対してアクチュエータ１６の傾きを変えられるような角度調整機構１６Ａを有している。具体的な角度調整機構としては、特許文献２：特開平１０−３１８２６公報に開示されたようないわゆるネジ留めなどによるものが考えられる。また、ピックアップ９は記録再生装置のシャーシ１００ｃｈに固定されているが、固定する際にスピンドルモータ８ひいては光ディスクに対してピックアップ９の傾きを変えられるような角度調整機構９Ａを有している。具体的な傾き調整機構としては、やはり特許文献２：特開平１０−３１８２６公報に開示されたようないわゆるネジ留めなどによるものが考えられる。
【００８３】
後述するが、工場で記録再生装置を組み立てる段階でコマ収差補正調整を行う場合は、この角度調整機構が収差補正手段１５として機能する。
【００８４】
光ディスク７により反射された光ビームは対物レンズ１７で集光され、収差補正手段１５、ビームスプリッタ１４、集光レンズ１８を経て光検出器１９で検出される。アクチュエータ１６はトラッキングドライバ（図示せず）でも駆動されている。
【００８５】
さらに、アクチュエータ１６はとしては例えば特許文献３：ＷＯ２００３−０７５２６６公報の図４に示されているような３軸アクチュエータが用いられる。かかる３軸アクチュエータは、その機能の一部が収差補正手段１５に含まれるもので、タンジェンシャル方向ＴＡＮの直線に対称なコマ収差（ラジアル方向ＲＡＤ）を補正するように、駆動電圧に応じて対物レンズ１７をその光軸からラジアル方向において傾ける機能を有する。
【００８６】
光検出器１９で検出された再生信号は信号処理回路２１に送られる。信号処理回路２１は、受信した再生信号から収差補正手段１５を制御するために必要なデータを生成して球面収差検出回路２３、コマ収差検出回路２４に供給する。より具体的には、信号処理回路２１は、プリグルーブあるいは読み取りデータ（ＲＦデータ）のエンベロープ振幅などのデータを抽出し、球面収差検出回路２３及びコマ収差検出回路２４に供給する。
【００８７】
球面収差検出回路２３は、エンベロープ振幅データに基づいて球面収差を補正するための最適な補正電圧を生成し、収差制御部２７に供給する。
【００８８】
コマ収差検出回路２４は、エンベロープ振幅データに基づいてコマ収差を補正するための最適な補正電圧Ｖｉｎを生成し、コマ収差制御初期化部３０に供給する。
【００８９】
コマ収差制御初期化部３０は、図２７に示すように、フォーカシングドライバ２９から供給されたデータに基づいて、フォーカシングしている面の位置データlayerに応じて異なる動作を実行する。第１コマ収差補正ステップとしてディスク表面にフォーカシング（Ａ）し、タンジェンシャルＰＵコマ収差補正用パターン領域ＣｏＴＡを再生しているときは、入力電圧ＶｉｎをＶＴＡＮとしてメモリに格納し、ラジアルＰＵコマ収差補正用パターン領域ＣｏＴＲを再生しているときは、入力電圧ＶｉｎをＶｏｆｆｓｅｔとしてメモリに格納する。一方、第２コマ収差補正ステップとして特定記録層にフォーカシング（Ｂ）しているときは、入力電圧ＶｉｎからＶｏｆｆｓｅｔを引いた値をＶＲＡＤとしてメモリする。
【００９０】
収差制御部２７は、フォーカシングドライバ２９、各球面収差検出回路２３及びコマ収差制御初期化部３０から供給されたデータに基づいて、収差補正手段１５をそれぞれ駆動し、収差補正制御をなす。
【００９１】
図２６に示すように、コマ収差制御初期化部３０から収差信号としてＶＴＡＮとＶＲＡＤが供給された収差制御部２７は、ＴＡＮコマ収差補正ドライバ２８ＴＡＮの駆動電圧としてＶＴＡＮをそのまま出力して、ＴＡＮコマ収差補正ユニット１５ＴＡＮを駆動する。また、ＲＡＤコマ収差補正ドライバ２８ＲＡＤの駆動電圧としてはＶＲＡＤに所定係数α（フォーカシングしている記録層までの透過層厚み／特定記録層までの透過層厚み）を乗算した値を出力して３軸アクチュエータ１６（レンズ傾き）を駆動する。
【００９２】
ＴＡＮコマ収差補正ユニット１５ＴＡＮ及び３軸アクチュエータ１６をＴＡＮコマ収差補正ドライバ２８ＴＡＮ及びＲＡＤコマ収差補正ドライバ２８ＲＡＤを介してそれぞれ駆動電圧で駆動する。ＴＡＮコマ収差補正ユニット１５ＴＡＮはラジアル方向の直線に対称なコマ収差（タンジェンシャル方向）を補正する機能を有する。
【００９３】
図１４は、収差補正手段１５に含まれる球面収差補正ユニット１５Ｐの一例を示す。球面収差補正ユニット１５Ｐは、光軸上に共軸な凹レンズ５Ａ及び凸レンズ５Ｂと、これらレンズの光軸上間隔を電気機械的に変える手段５１とを含み、球面収差補正ドライバ２８Ｐからの駆動電流より駆動され、レンズ間隔を変化させて球面収差を補正する。
【００９４】
図１５は、本発明の他の実施例である収差補正機能を有するコマ収差補正装置１０の構成を示すブロック図である。図に示すコマ収差補正装置は図１３に示すものと、３軸アクチュエータを２軸アクチュエータに代えて、他の収差補正ユニットと共軸に配置された液晶光学素子のＲＡＤコマ収差補正ユニット１５ＲＡＤを搭載し、球面収差補正ユニット１５Ｐを液晶光学素子に代えた以外、同一である。ＲＡＤコマ収差補正ユニット１５ＲＡＤはタンジェンシャル方向の直線に対称なコマ収差（ラジアル方向）を補正する機能を有する。これらコマ収差補正ユニットと球面収差補正ユニットは例えば、公知の液晶光学素子である。
【００９５】
図１６に、液晶光学素子ＬＣＰの概略断面図を示す。第１のＩＴＯ透明電極６１と第２のＩＴＯ透明電極６５は、それぞれ対向する第１のガラス基板６０の内面と第２のガラス基板６６の内面に蒸着されており、これら第１及び第２のＩＴＯ透明電極６１、６５は、外部からの電圧信号を液晶６７に印加すると共に、光を透過させる。第１のポリビニルアルコール配向膜６２と第２のポリビニルアルコール配向膜６４は、それぞれ第１のＩＴＯ透明電極６１上と第２のＩＴＯ透明電極６５上に蒸着されている。これら第１及び第２のポリビニルアルコール配向膜６２、６４は、液晶６７の配向を制御する。液晶６７の周囲はエポキシ樹脂層などでそれが外に漏れないように封止されている。液晶光学素子の透明電極パターンに印可する電圧により、透過する光ビームの進行方向に垂直な面内での屈折率分布を任意に調整でき、光ビームの波面の位相を透明電極パターンに応じて制御することができる。
【００９６】
液晶光学素子のＲＡＤコマ収差補正ユニット１５ＲＡＤの場合、第１のＩＴＯ透明電極６１は、タンジェンシャル方向の直線に対称なコマ収差（ラジアル方向）を補正するために、図１７に示すようなタンジェンシャル方向直線に対称なパターンでパターニングされて３つの領域（Ｅｇ、Ｅ３、Ｅ４）に分割されている。液晶光学素子のＴＡＮコマ収差補正ユニット１５ＴＡＮの場合、第１のＩＴＯ透明電極６１は、ラジアル方向の直線に対称なコマ収差（タンジェンシャル方向）を補正するために、図１８に示すようなラジアル方向直線に対称なパターンでパターニングされて３つの領域（Ｅｇ、Ｅ３、Ｅ４）に分割されている。それぞれ透明電極（Ｅｇ、Ｅ３、Ｅ４）の各々の間には間隙が設けられ、互いに電気的に分離されている。
【００９７】
また、液晶光学素子の球面収差補正ユニット１５の場合、第２のＩＴＯ透明電極６５は、光軸に対称に発生する球面収差を補正するために、図１９に示すような同心円状に形成された透明電極パターンにパターニングされて３つの領域（Ｅｃ、Ｅ１、Ｅ２）に分割されている。球面収差補正ユニット１５Ｐも収差制御部２７が球面収差補正ドライバ２８Ｐを介して駆動する。
【００９８】
次に、フローチャートを参照して、コマ収差補正装置の収差補正動作の手順について説明する。
【００９９】
＜実施例１＞
図１３に示すコマ収差補正装置を含む記録再生装置において、図５に示す光ディスク７を記録再生する前に行うコマ収差補正手順を説明する。すなわち、第１ラジアルコマ収差補正手段と第２ラジアルコマ収差補正手段を３軸アクチュエータにより兼用した記録再生装置において、ユーザがディスクをローディングした時に第１コマ収差補正ステップと第２コマ収差補正ステップの両方を行ったのちに記録再生を開始するまでの手順を示す。
【０１００】
ここでは、図２０に示すフローチャートを実行する。
【０１０１】
まずはじめに、第１コマ収差補正ステップを実行する。光ディスク７が図４に示す記録再生装置に挿入されると、スピンドルモータ８を回転（ステップＳ１）した後、光ディスク７の表面にフォーカスをかける（ステップＳ２）。この際、球面収差が最小になるように球面収差補正ユニット１５Ｐを駆動する。
【０１０２】
次にピックアップ９をラジアルＰＵコマ収差補正用パターンエリアＣｏＲＡに移動し（ステップＳ３）、３軸アクチュエータ１６（この段階では第１ラジアルコマ収差補正手段として機能する）の基準点としてＶｏｆｆｓｅｔをメモリする（ステップＳ４）。具体的には、例えば、図２１に示すフローチャートを実行する。まず３軸アクチュエータ１６のレンズ傾きの駆動電圧を最小値にした状態で信号処理回路２１から出力されるエンベロープ振幅を、コマ収差検出回路２４において、駆動電圧とセットでメモリに入れる（ステップＳ４１）。通常、光ディスクは少なからず偏芯しているため、ラジアルＰＵコマ収差補正用パターンエリアＣｏＲＡでは、再生ビームスポットＳＰはラジアルＰＵコマ収差補正用パターンエリアＣｏＲＡを横切るように移動するため再生信号振幅が得られる。万が一、偏芯がゼロとなった場合は、３軸アクチュエータ１６のレンズ傾きの駆動電圧によらず信号処理回路２１から出力されるエンベロープ振幅がほぼゼロになる。この場合は光ディスク７をクランプし直せば良い。
【０１０３】
次に駆動電圧を僅かに大きくして、その時エンベロープ振幅を、駆動電圧とセットで別のアドレスにメモリする（ステップＳ４２）。これを駆動電圧が最大値に達するまで行い（ステップＳ４３、Ｓ４４）、最終的にエンベロープ振幅が最大となった時の駆動電圧をコマ収差制御初期化部３０に送る。コマ収差制御初期化部３０では３軸アクチュエータ１６のレンズ傾きの基準点としてＶｏｆｆｓｅｔをメモリする（ステップＳ４５）（第１ラジアルコマ収差補正手段の最適化）。
【０１０４】
次に、タンジェンシャルＰＵコマ収差補正用パターンエリアＣｏＴＡに移動し（ステップＳ５）、ＴＡＮタンジェンシャルコマ収差補正ユニット１５ＴＡＮ（第１タンジェンシャルコマ収差補正手段）の駆動電圧を最適化したのちＶＴＡＮとしてメモリする。具体的な方法についてはラジアル方向と同様なフローで行うことができる（ステップＳ６）。以上までが第１コマ収差補正ステップである。
【０１０５】
つぎに第２コマ収差補正ステップを行う。まず特定層として最奥層にフォーカスをかけ（ステップＳ７）、そこで３軸アクチュエータ１６（この段階では第２ラジアルコマ収差補正手段として機能する）の駆動電圧を最適化する。最適化された駆動電圧はコマ収差制御初期化部３０に送られ、ここで先にメモリしたＶｏｆｆｓｅｔを減算することでＶＲＡＤをメモリする（ステップＳ８）。具体的には、第１コマ収差補正ステップのときと同様の手順で可能である。
【０１０６】
ここまでが第２コマ収差補正ステップである。
【０１０７】
ユーザが、特定層から別の記録層にフォーカスジャンプ（ステップＳ９）した場合は、特定層とジャンプした先の記録層の光ディスク透過層厚みの比である所定係数αを先にメモリした駆動電圧値ＶＲＡＤに乗算した電圧値Ｖ’ＲＡＤで３軸アクチュエータ１６を駆動する（ステップＳ１０）。トラッキングを実行し（ステップＳ１１）、記録再生を開始する。
【０１０８】
本実施例では、まず初めに、光ディスクの表面にビームをフォーカスした状態で第１コマ収差補正手段の最適化を行う（第１コマ収差補正ステップ）。光ディスク表面にフォーカスさせるのは、光ディスク透過層厚みをゼロにすることで透過層コマ収差を発生させないためであり、この状態で第１コマ収差補正手段を調整することで、ＰＵコマ収差を軸外コマ収差のみで相殺させることが可能となる。ただし、この状態ではビームの光軸と光ディスクの法線がいくら傾いていても透過層コマ収差は発生しないため、ユーザが情報を記録再生するために記録層にジャンプした時に発生する透過層コマ収差は補正できていない。そこで次に、光ディスク７の特定層にフォーカスをかけ直した状態で透過層コマ収差をモニタしながら第２コマ収差補正手段を調整する（第２コマ収差補正ステップ）。この際、ビーム光軸と光ディスクの法線が傾いていることで発生する透過層コマ収差が大きいほど調整精度が上がることを考慮すると、できるだけ透過層を厚くした方が良いので特定層としては最奥層が望ましい。
【０１０９】
ステップＳ１０で、どの記録層でも透過層厚み比である所定係数αをかけるだけで最適な３軸アクチュエータ１６の駆動電圧Ｖ’ＲＡＤを得られるのは、先に光ディスク表面でラジアル方向のＰＵコマ収差を軸外コマ収差で相殺するための駆動電圧値Ｖｏｆｆｓｅｔを基準点としたことで（第１コマ収差補正ステップを実行したことで）、第２コマ収差補正手段で補正しなければならないコマ収差が透過層コマ収差だけになっているためである。これにより全ての記録層に対して第２コマ収差補正手段の駆動電圧を最適化する必要がなくなり、ユーザが光ディスクをローディングした際の調整時間を大幅に短縮することができる。
【０１１０】
なお、本実施例ではタンジェンシャル方向については、第２コマ収差補正ステップを実行していないが、これは光ディスクの反りによって生じるタンジェンシャル方向の透過層コマ収差がラジアル方向と比較すると小さいためで、もしタンジェンシャル方向の透過層コマ収差も補正する必要がある場合は、ラジアル方向と全く同様な手段および方法で行うことができる。
【０１１１】
ところでＰＵコマ収差は、光学部品の加工誤差や組み付け誤差などによって発生するコマ収差であるので、第１コマ収差補正ステップは、一度実行すればディスクがローディングされる度に実行する必要はない。ただし、環境温度の変化や経時的に生じるＰＵの光学系の変化によりＰＵコマ収差も長い時間の間には変化する可能性がある。そのため、第１コマ収差補正ステップを定期的に実行することで、常にＰＵコマ収差が補償された状態を保つことができ、長期にわたって安定した記録再生が実現できる。
【０１１２】
なお、多層光ディスクの最手前の記録層が充分表面に近い場合には、最手前の記録層にフォーカスをかけた状態で第１コマ収差補正ステップを行っても良い。この場合、例として、特開２００４−３５５７５９公報や特開２００５−１９６８９６公報に開示されるような、トラッキングエラー信号やＲＦ信号の振幅などをモニタすることでコマ収差量を調整することが可能になる。
【０１１３】
なお、本実施例では、所定係数αとして透過層厚みの比を用いたが、球面収差補正量に依存してビーム径が変化する場合や残留球面収差が存在する場合などは、あらかじめ光線追跡などで最も透過層コマ収差が小さくなる係数を求めておき、それをαとして利用することができる。
【０１１４】
＜実施例２＞
実施例２は、工場で記録再生装置を組み立てる段階で、あらかじめコマ収差補正を実行するものである。図１３に示すコマ収差補正装置を用いる。
【０１１５】
ここでは、図２３に示すフローチャートを実行する。先に述べたように、工場での組み立て段階においては、第１コマ収差補正ステップにおいて、直接スポット形状を観察することができるので、図５の光ディスク７のように表面にＰＵコマ収差補正用の周期パターンが形成されていない多層ディスクを基準ディスクとして用いることができる。
【０１１６】
まず、第１コマ収差補正ステップでは、基準光ディスク表面にフォーカスをかけた状態で（ステップＳ１）、ＴＡＮコマ収差補正液晶パネル１５ＴＡＮ（第１タンジェンシャルコマ収差補正手段）の駆動電圧を最適化し、ＶＴＡＮとしてメモリする（ステップＳ２）。また３軸アクチュエータ１６（この段階では第１ラジアルコマ収差補正手段として機能する）のレンズ傾き駆動電圧を最適化し、その値をＶｏｆｆｓｅｔとしてメモリする（ステップＳ３、Ｓ４）。具体的には、基準光ディスク越しのビームスポット形状を直接観察しながらビームスポット形状が真円に近づくように調整することで駆動電圧を最適化できる。
【０１１７】
続いて、第２コマ収差補正ステップを行う。特定の記録層（最奥の記録層が望ましい）にフォーカスジャンプし（ステップＳ５）、ピックアップ９の取り付け角度を、角度調整機構９Ａ（本実施例ではこれが第２ラジアルコマ収差補正手段として機能する）で、再びビームスポットを観察しながら調整する（ステップＳ６）。
【０１１８】
この調整手法で調整された記録再生装置の場合、仮にユーザが記録再生する多層光ディスクの反りが基準光ディスクの反りと一致していれば、透過層コマ収差は既に補正されていることになるので、ユーザ側では、コマ収差補正を行わなくても、全ての層においてトータルコマ収差がほぼゼロの状態で記録再生を行うことができる。
【０１１９】
また、もしユーザが記録再生する多層光ディスクの反りが基準光ディスクの反りと一致していない場合は、ディスクがローディングされたときに、特定層にフォーカスをかけ、３軸アクチュエータ１６のレンズ傾き駆動電圧を最適化したうえで、工場出荷時にメモリされたＶＲＡＤを書き変えれば良い。既に工場出荷時にＰＵコマ収差がちょうど相殺される駆動電圧が基準点Ｖｏｆｆｓｅｔとしてメモリされているので、第１コマ収差補正ステップを実行せずとも、純粋にその多層光ディスクの反りによって生じた透過層コマ収差を補正するために必要な駆動電圧ＶＲＡＤを得ることができる。
【０１２０】
このように工場出荷時に第１コマ収差補正ステップと第２コマ収差補正ステップを実行しておけば、ユーザ側では、両ステップを省略したり、第２コマ収差補正ステップを実行するだけで、実施例１と同様の効果を得ることができる。第１コマ収差補正ステップを実行しなくても良いということは、ディスク表面にＰＵコマ収差補正用パターンが形成されていない多層ディスクを記録再生する場合にも適用できることを意味する。
【０１２１】
これによって、記録層毎にコマ収差補正手段の駆動電圧を最適化する必要がなくなり、ユーザが光ディスクをローディングした際の調整時間を大幅に短縮することができる。
【０１２２】
＜実施例３＞
実施例３は、図１５に示すコマ収差補正装置により、工場側でコマ収差補正方法を実行する場合の手順である。すなわち、第１コマ収差補正手段として、２方向（タンジェンシャル及びラジアル方向）のコマ収差補正液晶パネルを用いる。
【０１２３】
ここでは、図２２に示すフローチャートを実行する。
【０１２４】
まず、第１コマ収差補正ステップでは、基準光ディスク表面にフォーカスをかけた状態で（ステップＳ１）、２方向のコマ収差補正液晶パネルの駆動電圧を最適化する（ステップＳ２、Ｓ３）。これは例えば、実施例２と同様に、基準光ディスク越しのビームスポット形状を直接観察しながら液晶の駆動電圧を調整することで可能である。ラジアル方向の液晶パネルの最適駆動電圧が求まったら、その値を基準点としてＶｏｆｆｓｅｔをメモリする（ステップＳ４）。
【０１２５】
続く第２コマ収差補正ステップでは、特定層（最奥の記録層が望ましい）にフォーカスジャンプし（ステップＳ５）、ピックアップ９の取り付け角度を、角度調整機構９Ａ（本実施例でもこれが第２ラジアルコマ収差補正手段として機能する）で、再びビームスポットを観察しながら調整する（ステップＳ６）。
【０１２６】
この調整手法で調整された記録再生装置の場合、仮にユーザが記録再生する多層光ディスクの反りが基準光ディスクの反りと一致していれば、ＶＴＡＮとＶＲＡＤは既にメモリされているので、ユーザ側では、改めてコマ収差補正手段の最適化を行わなくても、全ての層においてトータルコマ収差がほぼゼロの状態で記録再生を行うことができる。
【０１２７】
また、もしユーザが記録再生する多層光ディスクの反りが基準光ディスクの反りと一致していない場合は、ディスクがローディングされたときに、特定層にフォーカスをかけ、ＲＡＤコマ収差補正液晶パネル１５ＲＡＤの駆動電圧を最適化したうえで、工場出荷時にメモリされたＶＲＡＤを書き変えれば良い。既に工場出荷時にＰＵコマ収差がちょうど相殺される駆動電圧が基準点Ｖｏｆｆｓｅｔとしてメモリされているので、第１コマ収差補正ステップを実行せずとも、純粋にその光ディスクの反りによって生じた透過層コマ収差を補正するために必要な駆動電圧ＶＲＡＤを得ることができる。
【０１２８】
このように工場出荷時に第１コマ収差補正ステップと第２コマ収差補正ステップを実行しておけば、ユーザ側では、両ステップを省略したり、第２コマ収差補正ステップを実行するだけで、実施例１と同様の効果を得ることができる。また、第１コマ収差補正ステップを実行しなくても良いということは、ディスク表面にＰＵコマ収差補正用パターンが形成されていない多層ディスクを記録再生する場合にも適用できることを意味する。
【０１２９】
これによって、記録層毎にコマ収差補正手段の駆動電圧を最適化する必要がなくなり、ユーザが光ディスクをローディングした際の調整時間を大幅に短縮することができる。
【０１３０】
＜実施例４＞
実施例４は、工場側で、第１および第２コマ収差補正ステップを実行するものである。光ディスクドライブ装置としては、例えば図２４に示すように、球面収差補正ユニット１５Ｐと、ピックアップ９およびアクチュエータ１６の取り付け角度を変えられる調整機構９Ａ、１６Ａを有している。具体的な傾き調整機構としては、特許文献２：特開平１０−３１８２６公報に開示されたようないわゆるネジ留めなどによるものである。
【０１３１】
ここでは、図２５に示すフローチャートを実行する。
【０１３２】
まず、第１コマ収差補正ステップでは、基準光ディスク表面にフォーカスをかけた状態（ステップＳ１）で、アクチュエータの取り付け角度を調整することでＰＵコマ収差を補正（相殺）する（ステップＳ２）。これは例えば、実施例２や３と同様に、基準光ディスク越しのビームスポット形状を直接観察しながら角度調整機構１６Aでアクチュエータ１６の取り付け角度を調整することで可能である。
【０１３３】
続く第２コマ収差補正ステップでは、特定層に集光した時に球面収差が最小になるように球面収差補正ユニットを駆動し、その記録層にフォーカスジャンプする（ステップＳ３）。この状態で透過層コマ収差が最小になるように今度はピックアップ９の取り付け角度を調整する（ステップＳ４）。この時も、基準光ディスク越しのビームスポット形状を直接観察しながら角度調整機構９Aを調整することで可能である。
【０１３４】
この調整手法では、ＰＵコマ収差を軸外コマ収差のみで相殺し、透過層コマ収差は基準光ディスクに対してＰＵ全体の角度を調整することで消しているので、仮にユーザが記録再生する多層光ディスクの反りが基準光ディスクの反りと一致していれば、ユーザ側ではコマ収差補正手段の最適化を行うことなく、全ての層に対してトータルコマ収差をほぼゼロにすることができる。
【０１３５】
このように、光ディスクへのデータの記録又は再生を行う記録再生装置におけるピックアップのコマ収差補正方法においては、多層光ディスクに対して光ビームを照射する対物レンズを含む光学系単体のＰＵコマ収差を補正する第１コマ収差補正ステップと、多層光ディスクと光学系の相対傾きに起因する透過層コマ収差を補正する第２コマ収差補正ステップと、を行う。一例としては、上記のように、ＰＵの対物レンズを駆動して、光ディスクの表面近傍および複数の記録層に光ビームをフォーカシングさせるフォーカシングステップを含み、第１コマ収差補正ステップでは、光学系において光ディスクの表面近傍に光ビームをフォーカシングした状態で、該第１コマ収差補正手段の駆動電圧を最適化して、光学系単体のコマ収差を補正し、そして、第２コマ収差補正ステップでは、光学系において光ディスクの記録層にフォーカシングした状態で、第２コマ収差補正手段の駆動電圧を最適化して、光ディスクと光学系の相対傾きに起因するコマ収差を補正する。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【手続補正書】
【提出日】平成23年1月5日(2011.1.5)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ピックアップにより光ディスクへのデータの記録又は再生を行う記録再生装置におけるピックアップのコマ収差補正装置であって、
複数の記録層を含む光ディスクに対して光ビームを照射する対物レンズを含む光学系と、前記光学系単体のコマ収差を補正する第１コマ収差補正手段と、前記光ディスクと前記光学系の相対傾きに起因するコマ収差を補正する第２コマ収差補正手段と、を備え、前記第１コマ収差補正手段と前記第２コマ収差補正手段が独立に最適化されること、並びに、
前記ピックアップのコマ収差補正装置は、前記対物レンズを駆動して、前記光ディスクの表面近傍および前記複数の記録層に前記光ビームをフォーカシングさせるフォーカシング手段を含み、前記第１コマ収差補正手段は、前記光ディスクの表面近傍に前記光ビームをフォーカシングした状態で、該第１コマ収差補正手段の駆動電圧を最適化して、前記光学系単体のコマ収差を補正し、前記第２コマ収差補正手段は、前記光ディスクの記録層にフォーカシングした状態で、前記第２コマ収差補正手段の駆動電圧を最適化して、前記光ディスクと前記光学系の相対傾きに起因するコマ収差を補正すること、を特徴とするコマ収差補正装置。
【請求項２】
前記第１コマ収差補正手段が、タンジェンシャル方向のコマ収差を補正する第１タンジェンシャルコマ収差補正手段と、ラジアル方向のコマ収差を補正する第１ラジアルコマ収差補正手段を含むことを特徴とする請求項１に記載のコマ収差補正装置。
【請求項３】
前記第２コマ収差補正手段が、ラジアル方向のコマ収差を補正する第２ラジアルコマ収差補正手段を含むことを特徴とする請求項１又は２に記載のコマ収差補正装置。
【請求項４】
前記第１ラジアルコマ収差補正手段と、前記第２ラジアルコマ収差補正手段が同一のラジアルコマ収差補正手段であり、前記第１コマ収差補正手段によって最適化された第１ラジアルコマ収差補正手段の駆動電圧を、第２ラジアルコマ収差補正手段の駆動電圧の基準値とすることを特徴とする請求項３に記載のコマ収差補正装置。
【請求項５】
前記第１タンジェンシャルコマ収差補正手段が、前記駆動電圧によってタンジェンシャル方向のコマ収差を補正するコマ収差補正パターンの透明電極を含む透過型液晶パネルを含むことを特徴とする請求項２〜４のいずれか１つに記載のコマ収差補正装置。
【請求項６】
前記第１ラジアルコマ収差補正手段が、前記駆動電圧によってラジアル方向のコマ収差を補正するコマ収差補正パターンの透明電極を含む透過型液晶パネルであることを特徴とする請求項２〜５のいずれか１つに記載のコマ収差補正装置。
【請求項７】
前記第１ラジアルコマ収差補正手段が、前記対物レンズを前記駆動電圧に応じてその光軸からラジアル方向において傾ける手段であることを特徴とする請求項２〜５のいずれか１つに記載のコマ収差補正装置。
【請求項８】
ピックアップにより光ディスクへのデータの記録又は再生を行う記録再生装置におけるピックアップのコマ収差補正方法であって、
複数の記録層を含む光ディスクに対して光ビームを照射する対物レンズを含む光学系単体のコマ収差を補正する第１コマ収差補正ステップと、
前記光ディスクと前記光学系の相対傾きに起因するコマ収差を補正する第２コマ収差補正ステップと、
を含むことを特徴とするコマ収差補正方法。
【請求項９】
前記対物レンズを駆動して、前記光ディスクの表面近傍および前記複数の記録層に前記光ビームをフォーカシングさせるフォーカシングステップを含み、
前記第１コマ収差補正ステップは、前記光学系において前記光ディスクの表面近傍に前記光ビームをフォーカシングした状態で、前記光学系単体のコマ収差を補正し、
前記第２コマ収差補正ステップは、前記光学系において前記光ディスクの記録層にフォーカシングした状態で、前記光ディスクと前記光学系の相対傾きに起因するコマ収差を補正することを特徴とする請求項８に記載のコマ収差補正方法。
【国際調査報告】
2010007665.tif 000034
2010007665.tif 000035
2010007665.tif 000036
2010007665.tif 000037
2010007665.tif 000038