(57)【要約】  光源から出射された光を対物レンズで集束して光情報記録媒体に光スポットを形成し、光情報記録媒体で反射された光を光検出器に検出する光ピックアップを利用して情報の記録及び再生を行う光記録及び再生機器で、再生モードから記録モードへの転換時に発生する色収差を補正する方法が開示される。開示された色収差補正方法は、再生モードから記録モードに転換する前に、光源の出力光パワーが再生光パワーから記録光パワーに変わる時に発生する波長変化に起因した色収差によるデフォーカスを減らす方向に対物レンズにフォーカスオフセットを適用するステップと、対物レンズにフォーカスオフセットを適用した状態で、記録モードに転換して光源から記録光パワーを出力させることによって、デフォーカスを補正するステップと、を含み、再生モードから記録モードへの転換時に発生する色収差を補正する方法及びこれを適用して記録する方法並びに記録及び再生装置が開示されている。
2009540485.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源から出射された光を対物レンズで集束して光情報記録媒体に光スポットを形成し、光情報記録媒体で反射された光を光検出器に検出する光ピックアップを持つ光記録及び再生機器で、
再生モードから記録モードに転換する前に、再生モードから記録モードに転換する間に発生する色収差によるデフォーカスを減らすように、前記対物レンズにフォーカスオフセットを適用するステップと、
前記対物レンズにフォーカスオフセットを適用した状態で、記録モードに転換して前記光源から記録光パワーを出力させて、記録モードへの転換中に発生した色収差に起因したデフォーカスを補正するステップと、を含むことを特徴とする再生モードから記録モードへの転換時に発生する色収差補正方法。
【請求項２】
前記対物レンズに加えられるフォーカスオフセットは、前記色収差によるデフォーカスとそのサイズが同じであることを特徴とする請求項１に記載の再生モードから記録モードへの転換時に発生する色収差補正方法。
【請求項３】
前記対物レンズに加えられるフォーカスオフセットは、前記色収差によるデフォーカスより小さく、その差が記録動作時のデフォーカス誤差限界以内であることを特徴とする請求項１に記載の再生モードから記録モードへの転換時に発生する色収差補正方法。
【請求項４】
前記対物レンズにフォーカスオフセットが適用される時間は、前記対物レンズを駆動するアクチュエータの反応速度に準じることを特徴とする請求項２に記載の再生モードから記録モードへの転換時に発生する色収差補正方法。
【請求項５】
前記対物レンズにフォーカスオフセットが適用される時間は、前記対物レンズを駆動するアクチュエータの反応速度に準じることを特徴とする請求項１に記載の再生モードから記録モードへの転換時に発生する色収差補正方法。
【請求項６】
前記対物レンズに加えられるフォーカスオフセットのサイズは、記録光パワーに比例して調節されることを特徴とする請求項１に記載の再生モードから記録モードへの転換時に発生する色収差補正方法。
【請求項７】
前記フォーカスオフセットが前記対物レンズに適用される時間は、前記対物レンズを動かすためにアクチュエータに要求される反応時間に対応することを特徴とする請求項６に記載の再生モードから記録モードへの転換時に発生する色収差補正方法。
【請求項８】
光源から出射された光を対物レンズで集束して光情報記録媒体に光スポットを形成し、光情報記録媒体で反射された光を光検出器に検出する光ピックアップを持つ光記録及び再生機器において、
再生モード、記録モードによって前記光源から適正光パワーが出力されるように制御し、記録モードへの転換前に前記対物レンズにフォーカスオフセットが加えられるように制御する制御部を備え、
前記制御部は、
前記光源の出力光パワーが再生光パワーから記録光パワーに変わる時に発生する波長変化に起因した色収差によるデフォーカスを減らす方向に、前記対物レンズにフォーカスオフセットを適用して、再生モードから記録モードへの転換時に発生する色収差によるデフォーカスを補正することを特徴とする記録及び再生装置。
【請求項９】
前記対物レンズに加えられるフォーカスオフセットは、前記デフォーカスとそのサイズが同じであることを特徴とする請求項８に記載の記録及び再生装置。
【請求項１０】
前記対物レンズに加えられるフォーカスオフセットは、前記デフォーカスより小さく、その差が記録動作時のデフォーカス誤差限界以内であることを特徴とする請求項８に記載の記録及び再生装置。
【請求項１１】
前記対物レンズにフォーカスオフセットが適用される時間は、前記対物レンズを駆動するためにアクチュエータに必要な反応速度に準じることを特徴とする請求項９に記載の記録及び再生装置。
【請求項１２】
前記対物レンズにフォーカスオフセットが適用される時間は、前記対物レンズを駆動するアクチュエータに必要な反応速度に準じることを特徴とする請求項８に記載の記録及び再生装置。
【請求項１３】
前記対物レンズに加えられるフォーカスオフセットのサイズは、記録光パワーに比例して調節されることを特徴とする請求項８に記載の記録及び再生装置。
【請求項１４】
前記フォーカスオフセットが前記対物レンズに適用される時間は、対物レンズを駆動するためにアクチュエータに要求される反応時間に準じることを特徴とする請求項１３に記載の記録及び再生装置。
【請求項１５】
前記光情報記録媒体は、その光情報記録媒体の一面に対して単一情報記録層または複数の情報記録層を持つことを特徴とする請求項８に記載の記録及び再生装置。
【請求項１６】
前記光情報記録媒体は、その光情報記録媒体の一面に対して単一層の情報記録層または複数層の情報記録層を持つＢＤまたはＨＤ  ＤＶＤであることを特徴とする請求項８に記載の記録及び再生装置。
【請求項１７】
光源から出射された光を対物レンズとして使用して光情報記録媒体に集束し、光情報記録媒体で反射された光を光検出器に検出する光ピックアップを持つ光記録及び再生機器で、
再生モードから記録モードに転換する間に発生する色収差をオフセットするために再生モードから記録モードに転換する前に、前記対物レンズと前記光情報記録媒体との距離を調整するステップと、
前記調整後に前記転換を始めるステップと、を含むことを特徴とする再生モードから記録モードへの転換時に発生する色収差補正方法。
【請求項１８】
前記調整するステップでは、
前記色収差によるデフォーカス距離より狭く、その差がデフォーカス誤差限界以内である距離ほど前記対物レンズと前記光情報記録媒体との間の距離を増加させることを特徴とする請求項１７に記載の再生モードから記録モードへの転換時に発生する色収差補正方法。
【請求項１９】
前記調整するステップは、
再生焦点距離から記録焦点距離に前記対物レンズを駆動するために、アクチュエータに要求される反応時間に準ずる相期転換前時間に始めることを特徴とする請求項１７に記載の再生モードから記録モードへの転換時に発生する色収差補正方法。
【請求項２０】
光情報記録媒体の再生モードから記録モードへの転換中に発生する色収差により誘発されたデフォーカスを補正する光記録及び再生装置において、
前記光情報記録媒体に情報を再生及び記録するために光源から出射された光を集束する対物レンズを持つ光ピックアップと、
前記対物レンズと前記光情報記録媒体との距離を調整する制御部と、を備え、
前記制御部は、デフォーカスをオフセットする転換前に前記距離を調整することによって前記デフォーカスを補正することを特徴とする記録及び再生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、記録用光ピックアップ及びこれを備える光記録及び再生機器で、再生モードから記録モードへの転換時に光源の出力変動によって発生する波長変化による色収差を対物レンズを制御して補正する方法及びこれを適用した記録方法並びに記録及び再生装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
光ディスクに光を集光する光ピックアップは、レーザー光を発光するレーザーダイオードと、このレーザーダイオードから出る光を集光して平行光にするコリメートレンズと、コリメートレンズを過ぎた平行光を光ディスクに集光する対物レンズとを備えて構成されるが、一般的に色収差を除去するために、対物レンズの色収差をコリメートレンズの色収差で補償する方法を使用する。この時、コリメートレンズは２枚以上のレンズで構成されるか、全面回折レンズを使用する。
【０００３】
光ディスクの保存密度は、光スポットのサイズが小さいほど高く、光スポットのサイズはλ／ＮＡ（λ：光源波長、ＮＡ：対物レンズの開口数）に比例するので、最近に開発された高密度光ディスクに情報を記録及び再生するためには短波長の光源、高いＮＡ値の対物レンズが必要である。例えば、ＢＤ（Ｂｌｕ−ｒａｙ  Ｄｉｓｃ）規格の場合、４０５ｎｍ波長の青色レーザーダイオードを使用し、対物レンズのＮＡ値は０．８５である。
【０００４】
しかし、レーザービームの波長が短くなり、対物レンズのＮＡ値が高くなれば、光学系は色々な収差に対して脆弱になる。そのうち色収差はレーザーダイオードの波長変化による収差であって、特に、記録時のデフォーカス誤差と関連がある。
【０００５】
一般的な光ディスクでは、再生時より記録時の光パワーがはるかに高い。また、一般的なレーザーダイオード（ＬＤ）は、出力パワーが高くなれば出射光の波長が長くなる特性を持つ。したがって、光記録及び再生機器の動作が再生から記録に転換される瞬間に数ｎｍの波長変化が発生し、対物レンズ材質の分散によって焦点距離が変わって（一般的に焦点距離が長くなる）、図１に示したように、デフォーカスオフセットが発生する。それにより、光ピックアップのフォーカスサーボが対物レンズを最適フォーカス位置に位置させるために制御するが、対物レンズが最適フォーカス位置に移るまで数百μｓの反応時間Ｔｒの間にはデフォーカスを持つようになって、光スポットのサイズが大きくなり、結果的に記録データにエラーが発生する。
【０００６】
図１は、再生−記録転換瞬間のデフォーカスオフセット発生を示す。記録開始後に前記反応時間Ｔｒが経過すれば、対物レンズは最適フォーカス位置に位置する。図１で、ＦＥＳは、フォーカスエラー信号、ＯＬ位置は、光ディスクに対する対物レンズ位置を示す。
【０００７】
前記のようなデフォーカスオフセットを除去する従来の方法としては、光学系の色収差自体を除去する方法が使われている。特別に、光学系の色収差自体を除去するために、コリメートレンズの色収差で対物レンズの色収差を補償する方法が使われる。すなわち、コリメートレンズの色収差特性を対物レンズと逆にして、相互間の色収差を相殺させる方法である。
【０００８】
このようなコリメートレンズを具現するためには、コリメートレンズとして、２枚以上のレンズを組み合わせたレンズ群を使用する方法や、回折レンズを使用する方法が知られている。２枚以上のレンズを組み合わせて使用する方法は、レンズ２枚以上を組み合わせた群でコリメートレンズを作るが、特に、正（＋）のパワーを持つ少なくとも一つのレンズと負（−）のパワーを持つ少なくとも一つのレンズとを組み合わせ、そのうち、負のパワーを持つレンズを相対的に分散のさらに大きい材質で作るのである。
【０００９】
回折レンズを使用する方法は、非球面単レンズでコリメートレンズを作るが、レンズの１面以上を全面回折タイプにして、回折面による分散が対物レンズの色収差を相殺するように作るのである。
【００１０】
ところが、２枚以上のレンズで形成されたコリメートレンズ群の色収差で対物レンズの色収差を相殺する方法は、レンズの組立過程が必要であり、レンズの製作コストが高くなる。また、２枚以上のレンズで形成されたグループを使用するこの方法では色収差補正範囲に限界があって、ＢＤに対応する０．８５のＮＡを持つ対物レンズのような高い開口数の対物レンズには適用し難い。
【００１１】
さらに、回折レンズを使用する方法は回折素子の採用でコストアップになり、回折効率に起因して光損失が伴う。さらに、回折レンズ面の特性は回折レンズに入射される波長によって大きく変わるので、相異なる波長の光ディスクを互換する光ピックアップの場合に使用し難いという問題がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は、前記のような点に鑑みてなされたものであり、光記録機器用光ピックアップで、再生から記録に転換する瞬間のレーザーダイオードの波長変化による色収差によって発生するデフォーカスオフセットの影響を除去するように対物レンズを制御して、再生モードから記録モードへの転換時に発生する色収差を補正する方法及びこれを適用した記録方法並びに記録及び再生装置を提供するところにその目的がある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の付加的な観点及び／または利点は、次の詳細な説明で説明され、部分的には詳細な説明から明確になるか、本発明の実施により習得されうる。
【００１４】
前記目的を達成するための本発明による再生モードから記録モードへの転換時に発生する色収差を補正する方法は、光源から出射された光を対物レンズで集束して光情報記録媒体に光スポットを形成し、光情報記録媒体で反射された光を光検出器に検出する光ピックアップを持つ光記録及び再生機器で、再生モードから記録モードに転換する前に、色収差によるデフォーカスを減らすように前記対物レンズにフォーカスオフセットを適用するステップと、前記対物レンズにフォーカスオフセットを適用した状態で、記録モードに転換して前記光源から記録光パワーを出力させるステップと、を含むことを特徴とする。
【００１５】
前記目的を達成するための再生モードから記録モードへの転換時に発生する色収差を補正して記録する方法は、光源から出射された光を対物レンズで集束して光情報記録媒体に光スポットを形成し、光情報記録媒体で反射された光を光検出器に検出する光ピックアップを持つ光記録及び再生機器で、再生モードから記録モードに転換する前に、色収差によるデフォーカスを減らすように前記対物レンズにフォーカスオフセットを適用するステップと、前記対物レンズにフォーカスオフセットを適用した状態で、記録モードに転換して前記光源から記録光パワーを出力させて、光情報記録媒体に情報を記録するステップと、を含むことを特徴とする。
【００１６】
前記記録方法は、情報の記録が始まった後に前記フォーカスオフセットを除去するステップをさらに含むことができる。
【００１７】
前記目的を達成するために本発明は、光源から出射された光を対物レンズで集束して光情報記録媒体に光スポットを形成し、光情報記録媒体で反射された光を光検出器に検出する光ピックアップを持つ光記録及び再生機器において、再生モード、記録モードによって前記光源から適正光パワーが出力されるように制御し、前記対物レンズにフォーカスオフセットが加えられるように制御する制御部を備え、前記制御部は、再生モードから記録モードへの転換前に前記対物レンズにフォーカスオフセットを適用して、記録モードへの転換時に発生する色収差によるデフォーカスを補正して情報記録を行うようになっていることを特徴とする。
【００１８】
前記対物レンズに加えられるフォーカスオフセットは、前記色収差によるデフォーカスとそのサイズが同じである。
【００１９】
前記対物レンズに加えられるフォーカスオフセットは、前記色収差によるデフォーカスより小さく、その差が記録動作時のデフォーカス誤差限界以内である。
【００２０】
前記対物レンズにフォーカスオフセットが適用される時間は、再生焦点距離から記録焦点距離に前記対物レンズを駆動するアクチュエータの反応速度に準じることが望ましい。
【００２１】
前記対物レンズに加えられるフォーカスオフセットのサイズは、記録光パワーに比例して調節される。
【００２２】
前記光情報記録媒体は、その光情報記録媒体の一面に対して単一情報記録層または複数の情報記録層を持つ。
【００２３】
前記光情報記録媒体は、その光情報記録媒体の一面に対して単一層の情報記録層または複数層の情報記録層を持つＢＤ（Ｂｌｕ−ｒａｙ  Ｄｉｓｃ）またはＨＤ（Ｈｉｇｈ  Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ）ＤＶＤである。
【発明の効果】
【００２４】
本発明の色収差補正及び記録方法を適用すれば、記録用光ピックアップでの記録時、レーザーダイオード（ＬＤ）の波長変化による色収差によるデフォーカス誤差を除去して光ピックアップの記録性能を向上させることができる。
【００２５】
特に、色収差補正のための光部品の追加や変形なしに対物レンズの制御で色収差を補償するので、従来技術に比べて光ピックアップ製作コストが減少し、光損失を最小化できて光効率が向上し、二つ以上の波長を互換するピックアップでも波長による焦点距離など光学的特性の変化が少なくて、互換ピックアップを作りやすいという長所がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、添付した図面を参照して本発明による再生モードから記録モードへの転換時に発生する色収差を補正する方法及びこれを適用した記録方法の実施形態を詳細に説明する。
【００２７】
本発明は、光記録及び再生機器の光ピックアップにおいて情報（データ）の再生から記録に転換する過程で、光源、例えば、レーザーダイオード（ＬＤ）の出力パワーを記録モードで増加させる前の特定時間の間に対物レンズを強制的にデフォーカスさせて、記録時の光源の波長変化によるデフォーカス効果を除去する。
【００２８】
光ピックアップが再生から記録に転換されれば、光出力が急激に増加してレーザーダイオードの出力波長が変わり、これに起因した対物レンズの色収差によって焦点距離が変わってデフォーカス誤差が発生する。このデフォーカス誤差によってフォーカスエラー信号が発生する。フォーカスサーボが動作して光ビームを集束する対物レンズを動かして、デフォーカスエラーを減らすことによって最適の光スポットを作る。しかし、最適の光スポットで光ビームを集束するこの過程に必要な時間Ｔｒの間には記録特性が悪くなる。この時、フォーカスサーボ（ｆｏｃｕｓ  ｓｅｒｖｏ）が再び最適化する時間Ｔｒは、主に対物レンズを駆動するアクチュエータの反応速度により決定される。
【００２９】
ところが、波長変化によって発生するデフォーカス量ほど対物レンズにフォーカスオフセットを適用した状態で記録を始めるならば、記録が始まる瞬間に最適光スポットを得ることができ、記録性能が悪くならない。記録が始まった後にフォーカスオフセットを除去すれば、対物レンズは既に最適フォーカス位置にあるので、フォーカス方向にぶれなく最適光スポットを保持しつつ記録できる。
【００３０】
図２は、本発明の一実施形態による色収差補正及び記録方法の概念図を示し、図３は、本発明の他の実施形態による色収差補正及び記録方法の概念図を示す。図２及び図３で、Ｆｏ、Ｆｏ’は、フォーカスオフセット量または距離であり、Ｔｏは、記録開始前にデフォーカス動作をするフォーカスオフセット適用時間である。
【００３１】
図２及び図３を参照するに、記録開始のためのレーザーダイオード出力（ＬＤ  ｐｏｗｅｒ）増加（すなわち、再生モードから記録モードへの転換）前に、レーザーダイオードの出力光パワーが再生光パワーから記録光パワーに変わる時に発生する波長変化に起因した色収差によるデフォーカスを減らす方向に、対物レンズ１にフォーカスオフセットを適用する。対物レンズ１にフォーカスオフセットを適用した状態で記録モードに転換して、レーザーダイオードから記録光パワーを出力させる。この時、記録モードへの転換時に発生する色収差によるデフォーカスは補正された状態（すなわち、色収差が補正された状態）であるため、記録開始と同時にデータ記録が行われる。記録が始まった後には、対物レンズ１に加えられたフォーカスオフセットを除去できる。フォーカスオフセットを除去しても対物レンズ１は既に最適フォーカス位置にあるので、フォーカス方向にぶれなしに最適光スポットを保持しつつ記録をできる。
【００３２】
本発明の一実施形態では、図２に示したように、記録される瞬間デフォーカスがないようにフォーカスオフセット（Ｆｏ）値を、色収差によるデフォーカスのサイズと同一にする。この時、フォーカスオフセット適用時間Ｔｏが短すぎれば、対物レンズ１が十分に移動できなくて記録時にデフォーカスが発生しうる。また、フォーカスオフセットを適用すれば、記録前の再生信号が悪くなるため、対物レンズ１にフォーカスオフセットが適用される時間Ｔｏは、アクチュエータの反応速度時間Ｔｒに準じる（同一または類似した）ことが望ましい。このような反応速度時間は、アクチュエータで光情報記録媒体に対して再生焦点距離から記録焦点距離に対物レンズを動かすために必要な時間を表す。光ピックアップの対物レンズにより集束される光ビームは、焦点でビームウエストを持ってλ／（ＮＡ）２の焦点深度を持つので、若干のデフォーカスオフセットによっては再生／記録特性があまり悪くならない。最大デフォーカス許容限界は±λ／（２ＮＡ２）と知られており、光源の波長λ＝４０５ｎｍ、対物レンズ開口数ＮＡ＝０．８５であるＢＤ規格では、λ／（２ＮＡ２）＝０．２８μｍである。すなわち、記録の瞬間に最適フォーカスで若干のデフォーカスがあっても、デフォーカス量が最大デフォーカス許容限界より少なければ記録性能が悪くならない。
【００３３】
したがって、図３に示したように、フォーカスオフセットＦｏ’の値を、色収差によるデフォーカス量より若干小さくすることもできる。この場合、フォーカスエラー信号（ＦＥＳ）は、図２に示した一回のオフセットの代りにオフセットを２回行い、対物レンズ１はフォーカス方向に２回移動する。この時、記録開始時点から対物レンズ１が最適フォーカス位置に移動して安定化する時間は、アクチュエータの反応速度時間Ｔｒに比べてはるかに早いということが分かる。
【００３４】
前記のように、色収差によるデフォーカスオフセットを除去するためにフォーカスオフセットを適用する本発明の他の実施形態による方法を使用すれば、記録直前のデフォーカスによって再生性能が悪くなる。しかし、記録動作直前にはデータ再生性能よりアドレス信号を正確に読み取ることが重要なため、再生信号が少し悪くなってもアドレスが読み取られるレベルならば十分である。例えば、記録用ＢＤの場合、ウォッブル信号によりアドレス信号を読み取るが、デフォーカスによりデータ再生ジッターが悪くなっても、ウォッブル信号が正確に読み取られるレベルならば十分である。また、ＢＤのウォッブル信号は反復されるため、短い長さのウォッブル信号が損失されても記録アドレスが正確に読み取れれば十分である。すなわち、記録直前のデフォーカス誤差による影響がシステムで許容可能なレベル内で管理されれば、記録動作に問題がない。
【００３５】
記録用光ディスクの記録光パワーは、光ディスクの種類や記録倍速、記録層の数によって変わる。記録パワーが高いほどレーザーダイオードの出力光の波長変化も大きく、色収差によるデフォーカス量が大きくなるので、色収差補正のためのフォーカスオフセットのサイズＦｏ、Ｆｏ’は、記録光パワーに比例して大きくならねばならない。
【００３６】
図４Ａ及び図４Ｂは、図２を参照して説明した本発明の一実施形態による色収差補正及び記録方法を適用する時のＢＤ−ＲＥ単一層（ｓｉｎｇｌｅ  Ｌａｙｅｒ：ＳＬ）（ＳＬ  ＢＤ−ＲＥという）光ディスクと二重層（Ｄｕａｌ  Ｌａｙｅｒ：ＤＬ）（ＤＬ  ＢＤ−ＲＥという）光ディスクとの記録瞬間のＦＥＳのぶれを示す。ここで、ＢＤ−ＲＥディスクは、ＢＤ規格の書き換え可能な光ディスクを意味するものであって、図４Ａは、一面に対して単一情報記録層を持つＢＤ−ＲＥディスクについてのものであり、図４Ｂは、一面に対して複数の情報記録層、例えば、２つの情報記録層を持つＢＤ−ＲＥディスクについてのものである。図４Ａ及び図４Ｂで、横方向に１目盛りは、１００μｓの時間を表し、縦方向に１目盛りは、ＦＥＳについては５００ｍＶ、書き込みゲート信号については約２．００Ｖを表す。
【００３７】
図４Ａ及び図４Ｂで、書き込みゲート信号は、ハイである時は再生、ローである時は記録動作であることを意味するデジタル信号である。
【００３８】
図４Ａ及び図４Ｂでのように、再生モードから記録モードに転換される瞬間、ＦＥＳがぶれる。これは、色収差によってデフォーカス誤差が発生したためであり、例えば、約１００μｓ以後には安定化することが確認できる。安定化する時間Ｔｒは、アクチュエータの反応特性により決定されるものであって、光ディスク種類とは関係がない。したがって、この場合には、本発明が適用される光ピックアップで色収差を補正するために、デフォーカスを適用する時間Ｔｏは１００μｓにすればよい。
【００３９】
図４Ａ及び図４Ｂで、ＦＥＳがぶれる程度はＳＬ光ディスクの場合に約０．３Ｖ、ＤＬ光ディスクは約０．５Ｖほどである。ＦＥＳのぶれ程度はデフォーカスのサイズに比例する。この場合の光ピックアップの対物レンズに対するフォーカスサーボ時のＳカーブのピーク値対ピーク値（ＰＰ）値は１．２Ｖである。
【００４０】
図５Ａ及び図５Ｂは、ＳＬ光ディスクの記録時での色収差補正適用如何による再生ＲＦ信号を示す。図５Ａは、色収差補正前の再生ＲＦ信号を示し、図５Ｂは、色収差補正後の再生ＲＦ信号を示す。図５Ａに示したように、色収差補正前には記録直後５０μｓほどの領域の信号が若干歪むが、色収差補正後にはきれいになるということを確認できる。図５Ｂの結果は、色収差補正のために記録直前１００μｓの時間の間にフォーカスオフセット０．２Ｖを適用して得たものである。図５Ｂに示したように、記録を始める瞬間の信号は非常にきれいである。
【００４１】
図６Ａ及び図６Ｂは、ＤＬ光ディスク記録時の色収差補正適用如何による再生ＲＦ信号を示す。図６Ａは、色収差補正前の再生ＲＦ信号を示し、図６Ｂは、色収差補正後の再生ＲＦ信号を示す。図６Ａ及び図６Ｂに示したように、ＤＬ光ディスクの場合、図５Ａ及び図５ＢのＳＬ光ディスクとは異なって、色収差補正前には記録直後５０μｓほどの領域のデータが全く記録されず、２０μｓの間に部分的にデータが記録された後、記録が始まってから７０μｓ以後に正常のデータが記録された。一方、色収差補正のために記録直前１００μｓの時間の間にフォーカスオフセット０．２５Ｖを適用する場合、図６Ｂのグラフのように記録信号が正常に再生されることが確認できる。
【００４２】
図５Ａ及び図５Ｂと図６Ａ及び図６Ｂとの比較により分かるように、特に、ＤＬ光ディスクの場合、色収差補正をしていない場合には記録信号に損失が生じて、色収差補償をしなければデータ記録ができない。ＳＬ光ディスクとは異なって、ＤＬ光ディスクで深刻な問題が生じるのは、ＤＬ記録パワーがＳＬの２倍ほど大きいため、光パワーのサイズに比例して波長変化が大きくなり、これにより色収差がさらに大きく現れるためである。
【００４３】
図５Ａ及び図５Ｂと図６Ａ及び図６Ｂから分かるように、本発明による色収差補正及び記録方法は、一面に単一情報記録層を持つ光ディスク（例えば、ＳＬ  ＢＤ−ＲＥ）や、一面に二つの情報記録層を持つ光ディスク（例えば、ＤＬ  ＢＤ−ＲＥ）に対して再生モードから記録モードに転換して情報記録を行う時に適用できる。本発明による色収差補正及び記録方法は、ＳＬ  ＢＤ−ＲＥディスク及びＢＤ−ＲＥディスク以外の光ディスク、例えば、従来のＤＶＤ及び／またはＣＤに適用できる。本発明の観点は、多種の光ディスクに対して有用であり、特に、ＤＬ光ディスクのような相対的に高い記録パワーを必要とするディスクに有用である。
【００４４】
図７は、図３を参照して説明した本発明の他の実施形態による色収差補正及び記録方法を適用する時のＤＬ  ＢＤ−ＲＥ光ディスクの再生モードと記録モードとの転換瞬間のＦＥＳのぶれを示す。図７で、横方向に一目盛りは、１００μｓの時間を表し、縦方向に一目盛りは、ＦＥＳについては５００ｍＶを表す。書き込みゲート信号については約２．００Ｖを表す。
【００４５】
図７は、ＤＬ光ディスクでフォーカスオフセットを０．２５Ｖ、１００μｓの間に適用して色収差を補正した記録瞬間のフォーカスエラー信号を示す。図３のように記録前にデフォーカスが適用され、記録直後に残留色収差の影響でデフォーカスが発生して再びＦＥＳがぶれることが確認できる。この時、色収差によるＦＥＳのぶれ量は、０．１Ｖであって、図４Ｂに示したＤＬ  ＢＤ−ＲＥ光ディスクの色収差補正前に比べて約１／５に低減したことが分かる。
【００４６】
したがって、図３を参照して説明した本発明の他の実施形態による方法を適用しても、ＤＬ光ディスクに対して再生モードから記録モードへの転換時に色収差を補正でき、記録開始と同時に記録信号が正常に記録されうる。
【００４７】
以上では本発明による色収差補正方法が、４０５ｎｍ波長の光を要するＢＤのために再生モードから記録モードへの転換時に適用されると説明したが、これは例示的なものに過ぎず、本発明は再生モードから記録モードへの転換時に記録に影響を及ぼすほどに色収差が発生する波長範囲の光を使用する多様な光情報記録媒体、これを記録及び再生するための光ピックアップ及び光記録及び再生機器に適用できる。例えば、本発明は青色光、例えば、４０５ｎｍ波長の光を使用するＨＤ（Ｈｉｇｈ  Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ）ＤＶＤの記録時にも適用できる。また、本発明はＢＤやＨＤ  ＤＶＤのように短い波長の光を使用する他の規格の多様な光情報記録媒体にも適用できる。
【００４８】
以上のように、本発明の色収差補正及び記録方法を適用すれば、記録用光ピックアップでの記録時、レーザーダイオード（ＬＤ）の波長変化に従う色収差によるデフォーカス誤差を除去して、光ピックアップの記録性能を向上させることができる。
【００４９】
特に、色収差補正のための光部品の追加や変形なしに対物レンズの制御で色収差を補償するので、従来技術に比べて光ピックアップ製作コストが減少し、光損失を最小化できて光効率が向上し、二つ以上の波長を互換する光ピックアップでも、二つ以上の波長による焦点距離など光学的特性の変化が少なくて互換ピックアップを作りやすいという長所がある。
【００５０】
図８は、本発明による色収差補正及び記録方法を適用した光記録及び再生機器の全体システムを概略的に示し、図９は、図８の光記録及び再生機器に使われうる光ピックアップの一例を示す。
【００５１】
図８を参照するに、光記録及び再生機器は、光ディスク１０を回転させるためのスピンドルモータ３１２と、光ディスク１０の半径方向に移動自在に設けられて光ディスク１０に記録された情報を再生するか、または情報を記録する光ピックアップ５０と、光ピックアップ５０の検出信号からフォーカスエラー信号を検出する信号処理部１００と、スピンドルモータ３１２と光ピックアップ５０とを駆動するための駆動部３０７と、光ピックアップ５０のフォーカス及びトラッキングサーボなどを制御するための制御部３０９とを備える。ここで、参照番号３５２は、ターンテーブル、３５３は、光ディスク１０をチャッキングするためのクランプを表す。
【００５２】
図９を参照するに、光ピックアップ５０は光源１１、例えば、レーザーダイオードと、入射光を光ディスク１０に集束する対物レンズ１７と、光ディスク１０に照射された後、反射された光を受光する光検出器１９とを備える。また、光ピックアップ５０は、入射光の進行経路を変換する光路変換器１５、例えば、偏光ビームスプリッタと、入射光の偏光を変化させる波長板、例えば、１／４波長板１３と、対物レンズ１７に平行光を入射させるようにコリメートレンズ１２とを備えることができる。図９で１８は、入射される光を集束させて光検出器１９上に適正サイズの光スポットに形成させる検出レンズである。この検出レンズ１８は、非点収差法によりフォーカスエラー信号を検出させる非点収差レンズでありうる。非点収差レンズの代りに、他種のレンズ及び／またはレンズの組み合わせが検出レンズ１８として使われうる。
【００５３】
光ディスク１０は、一面に対して単一または複数の情報記録層を持つ光ディスク、例えば、ＢＤまたはＨＤ  ＤＶＤでありうる。
【００５４】
光源１１は、光ディスク１０に対して記録及び再生するのに適した所定波長の光を出射する。光源１１は、ＢＤ及びＨＤ  ＤＶＤ規格に合う青色波長、例えば、４０５ｎｍ波長の光を出射するように設けられうる。また、光源１１は、従来のＤＶＤに使われる赤色光ビームのように、４０５ｎｍより大きいか、または小さな波長の光ビームを出射できる。対物レンズ１７は、アクチュエータ１６によりフォーカス方向に駆動される。この対物レンズ１７は、ＢＤに対して０．８５の有効開口数を持つか、ＨＤ  ＤＶＤに対して０．６５の有効開口数を持つように形成できる。また、対物レンズ１７は、ＢＤ及びＨＤ  ＤＶＤを互換採用するように、ＢＤに対しては０．８５の有効開口数、ＨＤ  ＤＶＤに対しては０．６５の有効開口数を持ってＢＤ及びＨＤ  ＤＶＤを互換採用するように設けられることもある。アクチュエータ１６は、対物レンズ１７をフォーカス方向だけではなくトラッキング方向に駆動するように設けられうる。さらに、アクチュエータ１６は、対物レンズ１７をチルト方向に駆動するように設けられうる。さらに、対物レンズ１７は、光ディスク１０と対物レンズ１７との相対的な動きがなされるように動かす必要がない。その代りに、例えば、対物レンズ１７は、固定された状態に残っている状態でターンテーブル３５２及びクランプ３５３がディスク１０を動かすことができる。代案として、対物レンズ１７と光ディスク１０とも互いに組み合わせて動かすことができる。
【００５５】
図９は、図８の光記録及び再生装置に使われうる光ピックアップ５０の光学的構成の一例を示すものである。光ピックアップ５０は、光源１１と光検出器１９とが分離された分離型光学系であり、光源１１と光検出器１９とをそれぞれ一つずつ備える例を示す。ここで、光源１１は、単一波長の光を出射するように設けられうる。また光源１１は、複数フォーマットの光ディスク、例えば、ＢＤ及びＨＤ  ＤＶＤのうち少なくともいずれか一つとＤＶＤとを互換採用できるように複数波長の光を出射するマルチ型光源でもありうる。光ピックアップ５０は、相異なる波長の光を使用する複数のフォーマットの光ディスクを互換採用できるように、ホログラム光モジュール（図示せず）などをさらに備えてもよい。それ以外にも光ピックアップ５０の光学的構成は多様に変形できる。
【００５６】
光ディスク１０から反射された光は、光ピックアップ５０に設けられた光検出器１９を通じて検出されて光電変換されて電気的信号に変わる。信号処理部１００は、この電気的信号を入力されてフォーカスエラー信号（ＦＥＳ）を生成する。このＦＥＳは、駆動部３０７を通じて制御部３０９に入力される。ここで、信号処理部１００は、光検出器１９から出力される電気的信号からトラッキングエラー信号及び／またはチルト信号も検出するように設けられうる。
【００５７】
駆動部３０７はスピンドルモータ３１２の回転速度を制御し、入力された信号を増幅させて光ピックアップ５０を駆動する。制御部３０９は、駆動部３０７から入力された信号に基づいて調節されたフォーカスサーボ、トラッキングサーボ及び／またはチルトサーボ命令を再び駆動部３０７に送って、光ピックアップ５０のフォーカシング、トラッキング及び／またはチルト動作を具現させる。
【００５８】
また、制御部３０９は、再生モード、記録モードによって光源１１から適正光パワーが出力されるように制御し、かつ、駆動部３０７を通じて記録モードに転換する前に対物レンズ１７にフォーカスオフセットが適用されるように、対物レンズ１７をデフォーカス駆動する信号が対物レンズ１７が搭載されるボビン（図示せず）全体を駆動するアクチュエータ１６に印加されるか、対物レンズ１７のみを直接的にフォーカス方向に駆動するようになっている付加的なアクチュエータ（図示せず）に印加されるように制御する。ここで、本発明による記録及び再生装置は、対物レンズ１７がボビンに固定された構造を持ち、アクチュエータ１６に対物レンズ１７をデフォーカス駆動する信号を印加して、対物レンズ１７が設けられたボビンを駆動して対物レンズ１７にフォーカスオフセットを適用できる。代案として、本発明による記録及び再生装置は、対物レンズ１７がボビンに対して動き自在に設けられ、対物レンズ１７をボビンに対してフォーカス方向に駆動させる付加的なアクチュエータ（図示せず）を備える構造を持って、対物レンズ１７のみを直接駆動して対物レンズ１７にフォーカスオフセットを適用するように設けられることもある。
【００５９】
この時、加えられるフォーカスオフセット量は、光源１１の出力光パワーに比例して調節される。一定時間フォーカスオフセットが加えられた後フォーカスオフセットは除去される。
【００６０】
以上のように、本発明の色収差補正及び記録方法を適用すれば、記録用光ピックアップでの記録時、レーザーダイオード（ＬＤ）の波長変化による色収差によるデフォーカス誤差を除去して光ピックアップの記録性能を向上させることができる。
【００６１】
特に、色収差補正のための光部品の追加や変形なしに対物レンズの制御で色収差を補償するので、従来技術に比べて光ピックアップ製作コストが減少し、光損失を最小化できて光効率が向上し、二つ以上の波長を互換するピックアップでも波長による焦点距離など光学的特性の変化が少なくて、互換ピックアップを作りやすいという長所がある。
【００６２】
本発明の観点はまた、コンピュータで読み取り可能な記録媒体上にコンピュータで読み取り可能なコードとして実施できる。例えば、情報タイプ、記録速度及び光ディスクの記録層の数は、適切なフォーカスオフセット値を自動的に発生させるようにコンピュータで読み取り可能なコードとして保存されうる。コンピュータで読み取り可能な記録媒体は、コンピュータシステムによって読み取られるデータを保存できるいずれかのデータ保存装置である。コンピュータで読み取り可能な記録媒体は、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ−Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ：）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ−Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＣＤ−ＲＯＭ、磁気テープ、フロッピー（登録商標）ディスク、光データ保存装置及び圧縮ソースコードセグメント並びにインターネットを通じたデータ伝送のような暗号化ソースコードセグメントを備えるキャリアウェーブで実施されるコンピュータデータ信号を含む。コンピュータで読み取り可能な記録媒体はまたネットワーク結合コンピュータシステムに分布されて、コンピュータで読み取り可能なコードが分布形式で保存されるか、または実行されうる。
【００６３】
本発明のいくつかの実施形態が図示されて説明されたが、本発明の原理及び思想から逸脱せずにこれらの実施形態に変化を与えるのは、当業者には明らかであり、本発明の範囲は特許請求の範囲及びそれに相応して定められうる。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
本発明のこれら及び／または他の観点は添付した図面と結合して、次の実施形態の詳細な説明から明らかになる。
【図１】一般的な光ピックアップを使用する時の再生−記録転換瞬間のデフォーカスオフセット発生を示す図である。
【図２】本発明の一実施形態による色収差補正及び記録方法の概念図である。
【図３】本発明の他の実施形態による色収差補正及び記録方法の概念図である。
【図４Ａ】図２を参照して説明した本発明の一実施形態による色収差補正及び記録方法を適用する時のＳＬ  ＢＤ−ＲＥ光ディスクとＤＬ  ＢＤ−ＲＥ光ディスクとの記録瞬間のＦＥＳのぶれを示す図である。
【図４Ｂ】図２を参照して説明した本発明の一実施形態による色収差補正及び記録方法を適用する時のＳＬ  ＢＤ−ＲＥ光ディスクとＤＬ  ＢＤ−ＲＥ光ディスクとの記録瞬間のＦＥＳのぶれを示す図である。
【図５Ａ】ＳＬ光ディスク記録時の色収差補正適用如何による再生ＲＦ信号を示す図である。
【図５Ｂ】ＳＬ光ディスク記録時の色収差補正適用如何による再生ＲＦ信号を示す図である。
【図６Ａ】ＤＬ光ディスク記録時の色収差補正適用如何による再生ＲＦ信号を示す図である。
【図６Ｂ】ＤＬ光ディスク記録時の色収差補正適用如何による再生ＲＦ信号を示す図である。
【図７】図３を参照して説明した本発明の他の実施形態による色収差補正及び記録方法を適用する時のＤＬ  ＢＤ−ＲＥ光ディスクの記録瞬間のＦＥＳのぶれを示す図である。
【図８】本発明による色収差補正及び記録方法を適用した光記録及び再生機器の全体システムを概略的に示す図である。
【図９】図８の光記録及び再生機器に使われうる光ピックアップの一例を示す図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【国際調査報告】
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