(57)【要約】【課題】高コスト化を招くことなく、球面収差を精度良く検出する。【解決手段】光ディスク１５からの反射光に基づいて、対物レンズ６０による集光位置をΔＷＤ＝＋０．２μｍ及びΔＷＤ＝−０．２μｍとして再生信号をそれぞれ取得し、各再生信号に含まれる最短マークに対応する信号振幅、及び最長マークに対応する信号振幅を求める。そして、最長マークに対応する信号振幅の集光位置による変化量から非点収差を検出し、該非点収差をオフセットとし、最短マークに対応する信号振幅の集光位置による変化量から球面収差を検出する。【選択図】図４
2006302394.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源から出射された光束を光情報記録媒体に集光する対物レンズを含む光学系の球面収差を検出する収差検出方法であって、
光情報記録媒体からの反射光を受光して得られた受光信号における互いに異なる少なくとも２つの信号特性について、前記対物レンズの光軸方向に関する前記光束の集光位置の違いによる前記信号特性の差の情報をそれぞれ求め、該少なくとも２つの信号特性の差の情報に基づいて、球面収差を算出する工程を含む収差検出方法。
【請求項２】
前記少なくとも２つの信号特性は、第１の信号特性及び第２の信号特性を含み、
前記球面収差を算出する工程では、前記第２の信号特性の差の情報を用いて、前記第１の信号特性の差の情報を補正し、該補正された第１の信号特性の差の情報から球面収差を算出することを特徴とする請求項１に記載の収差検出方法。
【請求項３】
光源から出射された光束を光情報記録媒体に集光する対物レンズを含む光学系の球面収差を検出する収差検出装置であって、
前記対物レンズの光軸方向に関する前記光束の集光位置を変更する位置変更手段と；
前記集光位置毎に光情報記録媒体からの反射光に基づいて受光信号をそれぞれ取得する信号取得回路と；
前記受光信号における互いに異なる少なくとも２つの信号特性について、前記集光位置の違いによる前記信号特性の差の情報をそれぞれ求め、該少なくとも２つの信号特性の差の情報に基づいて、球面収差を算出する収差算出回路と；を備える収差検出装置。
【請求項４】
前記少なくとも２つの信号特性は、第１の信号特性及び第２の信号特性を含み、
前記収差算出回路は、前記第２の信号特性の差の情報を用いて、前記第１の信号特性の差の情報を補正し、該補正された第１の信号特性の差の情報から球面収差を算出することを特徴とする請求項３に記載の収差検出装置。
【請求項５】
前記受光信号は再生信号であり、
前記第１の信号特性は、前記再生信号に含まれる第１の周波数成分の信号振幅であり、前記第２の信号特性は、前記再生信号に含まれる第２の周波数成分の信号振幅であることを特徴とする請求項４に記載の収差検出装置。
【請求項６】
前記受光信号は再生信号であり、
前記第１の信号特性は、前記再生信号に含まれる前記第１の周波数成分の信号振幅と前記第２の周波数成分の信号振幅との比であり、前記第２の信号特性は、前記第２の周波数成分の信号振幅であることを特徴とする請求項４に記載の収差検出装置。
【請求項７】
前記第１の周波数成分は、最短マークの再生信号であることを特徴とする請求項５又は６に記載の収差検出装置。
【請求項８】
前記第２の周波数成分は、最長マークの再生信号であることを特徴とする請求項５〜７のいずれか一項に記載の収差検出装置。
【請求項９】
前記受光信号は再生信号であり、
前記収差算出回路は、前記再生信号の波形等化を行う波形等化回路を有し、該波形等化回路により前記集光位置毎にそれぞれ対応する再生信号に応じて波形等化係数を設定し、該波形等化係数を前記第１の信号特性とすることを特徴とする請求項４に記載の収差検出装置。
【請求項１０】
前記波形等化係数は、前記再生信号に含まれる高周波数成分の増幅度であることを特徴とする請求項９に記載の収差検出装置。
【請求項１１】
前記収差算出回路は、前記再生信号のジッタが最小となるように前記波形等化係数を設定することを特徴とする請求項９又は１０に記載の収差検出装置。
【請求項１２】
前記収差算出回路は、前記再生信号のエラー率が最小となるように前記波形等化係数を設定することを特徴とする請求項９又は１０に記載の収差検出装置。
【請求項１３】
前記第２の信号特性は、最長マークの再生信号の振幅であることを特徴とする請求項９〜１２のいずれか一項に記載の収差検出装置。
【請求項１４】
前記第２の信号特性は、前記受光信号から得られるプッシュプル信号の振幅であることを特徴とする請求項９〜１２のいずれか一項に記載の収差検出装置。
【請求項１５】
前記第１の信号特性は、最短マークの再生信号の振幅であり、前記第２の信号特性は、前記受光信号から得られるプッシュプル信号の振幅であることを特徴とする請求項４に記載の収差検出装置。
【請求項１６】
前記収差算出回路は、更に前記第２の信号特性の差の情報に基づいて非点収差を求めることを特徴とする請求項４〜１５のいずれか一項に記載の収差検出装置。
【請求項１７】
光情報記録媒体の記録面にレーザ光を照射し、前記記録面からの反射光を受光する光ピックアップ装置であって、
光源と；
前記光源から出射された光束を光情報記録媒体の記録面に集光する対物レンズを含み、前記記録面で反射された戻り光束を所定の受光位置に導く光学系と；
前記受光位置に配置された光検出器と；
前記光検出器の出力信号を用いて、前記光学系の球面収差を検出する請求項３〜１６のいずれか一項に記載の収差検出装置と；を備える光ピックアップ装置。
【請求項１８】
前記光源と前記対物レンズとの間の光路上に配置され、前記光学系の球面収差を調整可能な球面収差調整手段を更に備えることを特徴とする請求項１７に記載の光ピックアップ装置。
【請求項１９】
前記球面収差調整手段は、その光軸方向に移動可能な可動レンズを含み、前記対物レンズに向かう光束の発散角を変更可能な変更機構であることを特徴とする請求項１８に記載の光ピックアップ装置。
【請求項２０】
前記球面収差調整手段は、複屈折特性を有する液晶が充填された液晶パネルと、前記液晶に電圧を印加する液晶駆動回路とを含むことを特徴とする請求項１８に記載の光ピックアップ装置。
【請求項２１】
前記収差検出装置の検出結果に応じて、前記球面収差調整手段を制御する収差補正回路を、更に備えることを特徴とする請求項１８〜２０のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置。
【請求項２２】
前記光学系は、前記光源からの光を略平行光とするレンズを含み、
前記収差検出装置の検出結果に応じて、前記レンズと前記光源との間隔を調整する間隔調整回路を、更に備えることを特徴とする請求項１７に記載の光ピックアップ装置。
【請求項２３】
前記光源と前記対物レンズとの間の光路上に配置され、前記光学系の非点収差を調整可能な非点収差調整手段を、更に備えることを特徴とする請求項１７〜２２のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置。
【請求項２４】
光情報記録媒体に対して、情報の記録、再生及び消去のうち少なくとも再生が可能な光ドライブ装置であって、
請求項１７〜２３のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置と；
前記光ピックアップ装置を構成する光検出器の出力信号を用いて、前記光情報記録媒体に記録されている情報の再生を行なう処理装置と；を備える光ドライブ装置。
【請求項２５】
光情報記録媒体に対して、情報の記録、再生及び消去のうち少なくとも再生が可能な光ドライブ装置であって、
光源と；
前記光源から出射された光束を光情報記録媒体の記録面に集光する対物レンズを含み、前記記録面で反射された戻り光束を所定の受光位置に導く光学系と；
前記受光位置に配置された光検出器と；
前記光検出器の出力信号を用いて、前記光学系の球面収差を検出する請求項３〜１６のいずれか一項に記載の収差検出装置と；
前記収差検出装置の検出結果に応じて、前記光学系の収差を補正する制御装置と；
前記光ピックアップ装置を構成する光検出器の出力信号を用いて、前記光情報記録媒体に記録されている情報の再生を行なう処理装置と；を備える光ドライブ装置。
【請求項２６】
光源から出射された光束を対物レンズを介して光情報記録媒体の記録面に集光し、情報の記録、再生及び消去のうち少なくとも再生が可能な光ドライブ装置に用いられるプログラムであって、
前記対物レンズの光軸方向に関する前記光束の集光位置毎に、光情報記録媒体からの反射光に対応した受光信号をそれぞれ取得する手順と；
前記受光信号における互いに異なる少なくとも２つの信号特性について、前記集光位置の違いによる差の情報をそれぞれ求め、該少なくとも２つの差の情報に基づいて、球面収差を算出する手順と；を前記光ドライブ装置の制御用コンピュータに実行させるプログラム。
【請求項２７】
請求項２６に記載のプログラムが記録されたコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【請求項２８】
光情報記録媒体にアクセス可能な情報処理装置であって、
請求項２４又は２５に記載の光ドライブ装置と；
前記光ドライブ装置を制御する主制御装置と；を備える情報処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、収差検出方法、収差検出装置、光ピックアップ装置、光ドライブ装置、プログラム及び記録媒体、並びに情報処理装置に係り、更に詳しくは、光学系の球面収差を検出する収差検出方法及び収差検出装置、該収差検出装置を有する光ピックアップ装置及び光ドライブ装置、並びに該光ドライブ装置を備える情報処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、デジタル技術の進歩及びデータ圧縮技術の向上に伴い、音楽、動画、写真及びコンピュータソフトなどの情報（以下「コンテンツ」ともいう）を記録するための媒体として、ＤＶＤ（digital versatile disc）などの光ディスクが注目されるようになり、その低価格化とともに、光ディスクを情報記録の対象媒体とする光ディスク装置が普及するようになった。
【０００３】
光ディスク装置では、スパイラル状又は同心円状のトラックが形成された光ディスクなどの光情報記録媒体の記録面に光スポットを形成して情報の記録又は消去を行い、記録面からの反射光に基づいて情報の再生などを行っている。そして、光ディスク装置は、レーザ光を照射するとともに、記録面からの反射光を受光するための装置として、光ピックアップ装置を備えている。
【０００４】
一般的に光ピックアップ装置は、対物レンズを含み、光源から出射される光束を光情報記録媒体の記録面に導くとともに、記録面で反射された戻り光束を受光位置まで導く光学系、及び受光位置に配置された受光素子などを備えている。この受光素子からは、記録面に記録されているデータの再生情報だけでなく、光ピックアップ装置自体及び対物レンズの位置制御に必要な情報（サーボ情報）などを含む信号が出力される。そして、光ディスク装置は、受光素子の出力信号に基づいて、記録面の目標位置に所定形状の光スポットが形成されるように各種サーボ制御を行っている。
【０００５】
近年、コンテンツの情報量の増大に伴い、１枚の光情報記録媒体に記録できる情報量、すなわち記録容量を大きくすることが求められている。光情報記録媒体における情報の記録密度を高めるには、記録面に集光される光ビームのビーム径を小さくする必要がある。そこで、ビーム径を小さくする手段の一つとして、光源から出射されるレーザ光の波長を短くすることが検討され、最近では４０５ｎｍ前後の発振波長を有する青色レーザを用いた光ディスク装置の開発が盛んに行われている。
【０００６】
ところで、記録面上に集光される光ビームの球面収差は、開口数ＮＡが大きくなるにつれて大きくなり、また、光ビームの波長が短くなるにつれて大きくなる。そして、球面収差が大きくなると、前記受光素子の出力信号におけるＳ／Ｎ比が低下し、場合によっては、情報を正しく記録／再生することができなくなるおそれがある。
【０００７】
そこで、球面収差を検出し、その検出結果に応じて補正を行う装置が種々提案された（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）
【０００８】
しかしながら、特許文献１及び特許文献２に開示されている各装置では、戻り光束を複数の光束に分割し、各光束を個別に受光素子で受光しているため、部品コスト及び製造コストが上昇するという不都合があった。
【０００９】
【特許文献１】特許３５４５２３３号公報
【特許文献２】特開２０００−１５５９７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、かかる事情の下になされたもので、その第１の目的は、高コスト化を招くことなく、球面収差を精度良く検出することができる収差検出方法及び収差検出装置を提供することにある。
【００１１】
また、本発明の第２の目的は、高コスト化を招くことなく、所望の信号を精度良く取得することができる光ピックアップ装置を提供することにある。
【００１２】
また、本発明の第３の目的は、高コスト化を招くことなく、光情報記録媒体に対するアクセスを精度良く行うことができる光ドライブ装置及び情報処理装置を提供することにある。
【００１３】
また、本発明の第４の目的は、光ドライブ装置の制御用コンピュータにて実行され、球面収差を精度良く検出することを可能とするプログラム及びそのプログラムが記録された記録媒体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
請求項１に記載の発明は、光源から出射された光束を光情報記録媒体に集光する対物レンズを含む光学系の球面収差を検出する収差検出方法であって、光情報記録媒体からの反射光を受光して得られた受光信号における互いに異なる少なくとも２つの信号特性について、前記対物レンズの光軸方向に関する前記光束の集光位置の違いによる前記信号特性の差の情報をそれぞれ求め、該少なくとも２つの信号特性の差の情報に基づいて、球面収差を算出する工程を含む収差検出方法である。
【００１５】
これによれば、光情報記録媒体からの反射光を受光して得られた受光信号における互いに異なる少なくとも２つの信号特性について、対物レンズの光軸方向に関する光束の集光位置の違いによる信号特性の差の情報がそれぞれ求められ、該少なくとも２つの信号特性の差の情報に基づいて、球面収差が算出される。ここでは、少なくとも２つの信号特性の集光位置依存性から球面収差を算出しているため、従来よりも精度良く球面収差を求めることができる。また、この場合には、戻り光束を複数の光束に分割する必要がないため、部品点数の増加を抑制することができる。従って、高コスト化を招くことなく、球面収差を精度良く検出することが可能となる。
【００１６】
この場合において、請求項２に記載の収差検出方法の如く、前記少なくとも２つの信号特性は、第１の信号特性及び第２の信号特性を含み、前記球面収差を算出する工程では、前記第２の信号特性の差の情報を用いて、前記第１の信号特性の差の情報を補正し、該補正された第１の信号特性の差の情報から球面収差を算出することとすることができる。
【００１７】
請求項３に記載の発明は、光源から出射された光束を光情報記録媒体に集光する対物レンズを含む光学系の球面収差を検出する収差検出装置であって、前記対物レンズの光軸方向に関する前記光束の集光位置を変更する位置変更手段と；前記集光位置毎に光情報記録媒体からの反射光に基づいて受光信号をそれぞれ取得する信号取得回路と；前記受光信号における互いに異なる少なくとも２つの信号特性について、前記集光位置の違いによる前記信号特性の差の情報をそれぞれ求め、該少なくとも２つの信号特性の差の情報に基づいて、球面収差を算出する収差算出回路と；を備える収差検出装置である。
【００１８】
これによれば、信号取得回路により、複数の集光位置について、集光位置毎に光情報記録媒体からの反射光に基づいて、受光信号がそれぞれ取得される。そして、収差算出回路により、受光信号における互いに異なる少なくとも２つの信号特性について、集光位置の違いによる信号特性の差の情報がそれぞれ求められ、該少なくとも２つの信号特性の差の情報に基づいて、球面収差が算出される。ここでは、少なくとも２つの信号特性の集光位置依存性から球面収差を算出しているため、従来よりも精度良く球面収差を求めることができる。また、この場合には、戻り光束を複数の光束に分割する必要がないため、部品点数の増加を抑制することができる。従って、高コスト化を招くことなく、球面収差を精度良く検出することが可能となる。
【００１９】
この場合において、請求項４に記載の収差検出装置の如く、前記少なくとも２つの信号特性は、第１の信号特性及び第２の信号特性を含み、前記収差算出回路は、前記第２の信号特性の差の情報を用いて、前記第１の信号特性の差の情報を補正し、該補正された第１の信号特性の差の情報から球面収差を算出することとすることができる。
【００２０】
この場合において、請求項５に記載の収差検出装置の如く、前記受光信号は再生信号であり、前記第１の信号特性は、前記再生信号に含まれる第１の周波数成分の信号振幅であり、前記第２の信号特性は、前記再生信号に含まれる第２の周波数成分の信号振幅であることとすることができる。
【００２１】
上記請求項４に記載の収差検出装置において、請求項６に記載の収差検出装置の如く、前記受光信号は再生信号であり、前記第１の信号特性は、前記再生信号に含まれる前記第１の周波数成分の信号振幅と前記第２の周波数成分の信号振幅との比であり、前記第２の信号特性は、前記第２の周波数成分の信号振幅であることとすることができる。
【００２２】
上記請求項５及び６に記載の各収差検出装置において、請求項７に記載の収差検出装置の如く、前記第１の周波数成分は、最短マークの再生信号であることとすることができる。
【００２３】
上記請求項５〜７に記載の各収差検出装置において、請求項８に記載の収差検出装置の如く、前記第２の周波数成分は、最長マークの再生信号であることとすることができる。
【００２４】
上記請求項４に記載の収差検出装置において、請求項９に記載の収差検出装置の如く、前記受光信号は再生信号であり、前記収差算出回路は、前記再生信号の波形等化を行う波形等化回路を有し、該波形等化回路により前記集光位置毎にそれぞれ対応する再生信号に応じて波形等化係数を設定し、該波形等化係数を前記第１の信号特性とすることとすることができる。
【００２５】
この場合において、請求項１０に記載の収差検出装置の如く、前記波形等化係数は、前記再生信号に含まれる高周波数成分の増幅度であることとすることができる。
【００２６】
上記請求項９及び１０に記載の各収差検出装置において、請求項１１に記載の収差検出装置の如く、前記収差算出回路は、前記再生信号のジッタが最小となるように前記波形等化係数を設定することとすることができる。
【００２７】
上記請求項９及び１０に記載の各収差検出装置において、請求項１２に記載の収差検出装置の如く、前記収差算出回路は、前記再生信号のエラー率が最小となるように前記波形等化係数を設定することとすることができる。
【００２８】
上記請求項９〜１２に記載の各収差検出装置において、請求項１３に記載の収差検出装置の如く、前記第２の信号特性は、最長マークの再生信号の振幅であることとすることができる。
【００２９】
上記請求項９〜１２に記載の各収差検出装置において、請求項１４に記載の収差検出装置の如く、前記第２の信号特性は、前記受光信号から得られるプッシュプル信号の振幅であることとすることができる。
【００３０】
上記請求項４に記載の収差検出装置において、請求項１５に記載の収差検出装置の如く、前記第１の信号特性は、最短マークの再生信号の振幅であり、前記第２の信号特性は、前記受光信号から得られるプッシュプル信号の振幅であることとすることができる。
【００３１】
上記請求項４〜１５に記載の各収差検出装置において、請求項１６に記載の収差検出装置の如く、前記収差算出回路は、更に前記第２の信号特性の差の情報に基づいて非点収差を求めることとすることができる。
【００３２】
請求項１７に記載の発明は、光情報記録媒体の記録面にレーザ光を照射し、前記記録面からの反射光を受光する光ピックアップ装置であって、光源と；前記光源から出射された光束を光情報記録媒体の記録面に集光する対物レンズを含み、前記記録面で反射された戻り光束を所定の受光位置に導く光学系と；前記受光位置に配置された光検出器と；前記光検出器の出力信号を用いて、前記光学系の球面収差を検出する請求項３〜１６のいずれか一項に記載の収差検出装置と；を備える光ピックアップ装置である。
【００３３】
これによれば、高コスト化を招くことなく、球面収差を精度良く検出することができる請求項３〜１６のいずれか一項に記載の収差検出装置を備えているため、高コスト化を招くことなく、所望の信号を精度良く取得することが可能となる。
【００３４】
この場合において、請求項１８に記載の光ピックアップ装置の如く、前記光源と前記対物レンズとの間の光路上に配置され、前記光学系の球面収差を調整可能な球面収差調整手段を更に備えることとすることができる。
【００３５】
この場合において、請求項１９に記載の光ピックアップ装置の如く、前記球面収差調整手段は、その光軸方向に移動可能な可動レンズを含み、前記対物レンズに向かう光束の発散角を変更可能な変更機構であることとすることができる。
【００３６】
上記請求項１８に記載の光ピックアップ装置において、請求項２０に記載の光ピックアップ装置の如く、前記球面収差調整手段は、複屈折特性を有する液晶が充填された液晶パネルと、前記液晶に電圧を印加する液晶駆動回路とを含むこととすることができる。
【００３７】
上記請求項１８〜２０に記載の各光ピックアップ装置において、請求項２１に記載の光ピックアップ装置の如く、前記収差検出装置の検出結果に応じて、前記球面収差調整手段を制御する収差補正回路を、更に備えることとすることができる。
【００３８】
上記請求項１７に記載の光ピックアップ装置において、請求項２２に記載の光ピックアップ装置の如く、前記光学系が前記光源からの光を略平行光とするレンズを含む場合に、前記収差検出装置の検出結果に応じて、前記レンズと前記光源との間隔を調整する間隔調整回路を、更に備えることとすることができる。
【００３９】
上記請求項１７〜２２に記載の各光ピックアップ装置において、請求項２３に記載の光ピックアップ装置の如く、前記光源と前記対物レンズとの間の光路上に配置され、前記光学系の非点収差を調整可能な非点収差調整手段を、更に備えることとすることができる。
【００４０】
請求項２４に記載の発明は、光情報記録媒体に対して、情報の記録、再生及び消去のうち少なくとも再生が可能な光ドライブ装置であって、請求項１７〜２３のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置と；前記光ピックアップ装置を構成する光検出器の出力信号を用いて、前記光情報記録媒体に記録されている情報の再生を行なう処理装置と；を備える光ドライブ装置である。
【００４１】
これによれば、高コスト化を招くことなく、所望の信号を精度良く取得することができる請求項１７〜２３のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置を備えているため、高コスト化を招くことなく、光情報記録媒体に対するアクセスを精度良く行うことが可能となる。
【００４２】
請求項２５に記載の発明は、光情報記録媒体に対して、情報の記録、再生及び消去のうち少なくとも再生が可能な光ドライブ装置であって、光源と；前記光源から出射された光束を光情報記録媒体の記録面に集光する対物レンズを含み、前記記録面で反射された戻り光束を所定の受光位置に導く光学系と；前記受光位置に配置された光検出器と；前記光検出器の出力信号を用いて、前記光学系の球面収差を検出する請求項３〜１６のいずれか一項に記載の収差検出装置と；前記収差検出装置の検出結果に応じて、前記光学系の収差を補正する制御装置と；前記光ピックアップ装置を構成する光検出器の出力信号を用いて、前記光情報記録媒体に記録されている情報の再生を行なう処理装置と；を備える光ドライブ装置である。
【００４３】
これによれば、高コスト化を招くことなく、球面収差を精度良く検出することができる請求項３〜１６のいずれか一項に記載の収差検出装置を備えているため、制御装置により収差検出装置の検出結果に応じて、光学系の収差を精度良く補正することができ、その結果として、高コスト化を招くことなく、光情報記録媒体に対するアクセスを精度良く行うことが可能となる。
【００４４】
請求項２６に記載の発明は、光源から出射された光束を対物レンズを介して光情報記録媒体の記録面に集光し、情報の記録、再生及び消去のうち少なくとも再生が可能な光ドライブ装置に用いられるプログラムであって、前記対物レンズの光軸方向に関する前記光束の集光位置毎に、光情報記録媒体からの反射光に対応した受光信号をそれぞれ取得する手順と；前記受光信号における互いに異なる少なくとも２つの信号特性について、前記集光位置の違いによる差の情報をそれぞれ求め、該少なくとも２つの差の情報に基づいて、球面収差を算出する手順と；を前記光ドライブ装置の制御用コンピュータに実行させるプログラムである。
【００４５】
これによれば、本発明のプログラムが所定のメモリにロードされ、その先頭アドレスがプログラムカウンタにセットされると、光ドライブ装置の制御用コンピュータは、対物レンズの光軸方向に関する光束の集光位置毎に、光情報記録媒体からの反射光に対応した受光信号をそれぞれ取得し、受光信号における互いに異なる少なくとも２つの信号特性について、集光位置の違いによる差の情報をそれぞれ求め、該少なくとも２つの差の情報に基づいて、球面収差を算出する。すなわち、少なくとも２つの信号特性の集光位置依存性から球面収差を算出しているため、従来よりも精度良く球面収差を求めることができる。また、この場合には、戻り光束を複数の光束に分割する必要がないため、部品点数の増加を抑制することができる。従って、高コスト化を招くことなく、球面収差を精度良く検出することが可能となる。
【００４６】
請求項２７に記載の発明は、請求項２６に記載のプログラムが記録されたコンピュータ読み取り可能な記録媒体である。
【００４７】
これによれば、請求項２６に記載のプログラムが記録されているために、コンピュータに実行させることにより、高コスト化を招くことなく、球面収差を精度良く検出することが可能となる。
【００４８】
請求項２８に記載の発明は、光情報記録媒体にアクセス可能な情報処理装置であって、請求項２４又は２５に記載の光ドライブ装置と；前記光ドライブ装置を制御する主制御装置と；を備える情報処理装置である。
【００４９】
これによれば、請求項２４又は２５に記載の光ドライブ装置を備えているため、高コスト化を招くことなく、光情報記録媒体に対するアクセスを精度良く行うことが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５０】
以下、本発明の一実施形態を図１〜図１５に基づいて説明する。図１には、本発明の一実施形態に係る情報処理装置としてのパソコン１０の概略構成が示されている。
【００５１】
この図１に示されるパソコン１０は、主制御装置９２、光ドライブ装置としての光ディスク装置２０、ハードディスク装置（ＨＤＤ）９４、入力装置９５、表示装置９６、及びドライブインターフェース９７などを備えている。
【００５２】
前記ＨＤＤ９４は、ハードディスク９４ｂと、該ハードディスク９４ｂを駆動するための駆動装置９４ａなどから構成されている。
【００５３】
前記表示装置９６は、例えばＣＲＴ、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）及びプラズマ・ディスプレイ・パネル（ＰＤＰ）などを用いた表示部（図示省略）を備え、主制御装置９２から指示された各種情報を表示する。
【００５４】
前記入力装置９５は、例えばキーボード、マウス、タブレット、ライトペン及びタッチパネルなどのうち少なくとも１つの入力媒体（図示省略）を備え、ユーザから入力された各種情報を主制御装置９２に通知する。なお、入力媒体からの情報はワイヤレス方式で入力されても良い。また、表示装置９６と入力装置９５とが一体化されたものとして、例えばタッチパネル付きＬＣＤなどがある。
【００５５】
前記ドライブインターフェース９７は、光ディスク装置２０及びＨＤＤ９４との双方向のインターフェースであり、ＡＴＡＰＩ（AT Attachment Packet Interface）、ＳＣＳＩ（Small Computer System Interface）及びＵＳＢ（Universal Serial Bus）などの標準インターフェースに準拠している。
【００５６】
前記光ディスク装置２０は、主制御装置９２の指示に基づいて、セットされている光ディスク（ここでは、光ディスク１５）に対して情報の記録及び再生を行なう。
【００５７】
この光ディスク装置２０は、一例として図２に示されるように、光ディスク１５を回転駆動するためのモータとしてのスピンドルモータ２２、光ピックアップ装置２３、該光ピックアップ装置２３をスレッジ方向に駆動するためのシークモータ２１、レーザ制御回路２４、エンコーダ２５、駆動制御回路２６、再生信号処理回路２８、バッファＲＡＭ３４、バッファマネージャ３７、インターフェース３８、フラッシュメモリ３９、ＣＰＵ４０及びＲＡＭ４１などを備えている。なお、図２における矢印は、代表的な信号や情報の流れを示すものであり、各ブロックの接続関係の全てを表すものではない。
【００５８】
光ディスク１５は、一例として波長が４０５ｎｍの光束に対応する光情報記録媒体であり、一例として図３に示されるように、光束の入射面から約０．６ｍｍのところに記録面が形成されている。すなわち、透明基板の厚さは約０．６ｍｍである。
【００５９】
光ピックアップ装置２３は、光ディスク１５の記録面にレーザ光を集光するとともに、その記録面からの反射光を受光するための装置である。この光ピックアップ装置２３は、一例として図４に示されるように、光源としての半導体レーザＬＤ、コリメートレンズ５２、プリズム５３、偏光ビームスプリッタ５４、１／４波長板５５、ビームエキスパンダ５６、検出レンズ５８、対物レンズ６０、光検出器としての受光器ＰＤ、駆動系６１、Ｉ／Ｖアンプ６２、球面収差検出回路６３、駆動信号生成回路６４及びメモリ６５などを備えている。
【００６０】
半導体レーザＬＤは、波長が約４０５ｎｍのレーザ光束を出射する。なお、本実施形態では、半導体レーザＬＤから出射される光束の最大強度出射方向を＋Ｘ方向とする。また、一例として半導体レーザＬＤからは直線偏光（ここではＰ偏光）の光束が出射されるものとする。
【００６１】
コリメートレンズ５２は、半導体レーザＬＤの＋Ｘ側に配置され、半導体レーザＬＤから出射された光束を略平行光とする。
【００６２】
偏光ビームスプリッタ５４は、コリメートレンズ５２の＋Ｘ側に配置され、コリメートレンズ５２からの光束を透過させるとともに、光ディスク１５の記録面で反射した光束（戻り光束）を−Ｚ方向に分岐する。この偏光ビームスプリッタ５４は、入射光束の偏光状態に応じてその反射率が異なっている。ここでは一例として、偏光ビームスプリッタ５４は、Ｐ偏光に対する反射率が小さく、Ｓ偏光に対する反射率が大きくなるように設定されている。従って、半導体レーザＬＤから出射された光束の大部分は、偏光ビームスプリッタ５４を透過することができる。
【００６３】
ビームエキスパンダ５６は、偏光ビームスプリッタ５４の＋Ｘ側に配置され、負レンズとしての凹レンズ５６ａと、正レンズとしての凸レンズ５６ｂと、前記凹レンズ５６ａ及び凸レンズ５６ｂの少なくとも一方を駆動し両レンズの間隔（以下「レンズ間隔」ともいう）を変更するレンズ駆動装置５６ｃとを含んでいる。レンズ間隔が変化すると、ビームエキスパンダ５６から出射される光束の発散角が変化し、球面収差が変化する。なお、レンズ駆動装置５６ｃの駆動信号は駆動信号生成回路６４から供給される。
【００６４】
プリズム５３は、ビームエキスパンダ５６の＋Ｘ側に配置され、ビームエキスパンダ５６からの光束の光路を＋Ｚ方向に曲げる。なお、プリズム５３に代えて反射ミラーを用いても良い。
【００６５】
１／４波長板５５は、プリズム５３の＋Ｚ側に配置されている。この１／４波長板５５は、入射光束に１／４波長の光学的位相差を付与する。
【００６６】
対物レンズ６０は、１／４波長板５５の＋Ｚ側に配置され、１／４波長板５５を透過した光束を記録面に集光する。なお、本実施形態では、一例として、対物レンズ６０の開口数は０．６５に設定されている。
【００６７】
検出レンズ５８は、偏光ビームスプリッタ５４の−Ｚ側に配置され、偏光ビームスプリッタ５４で−Ｚ方向に分岐された戻り光束を受光器ＰＤの受光面に集光する。
【００６８】
すなわち、本実施形態では、コリメートレンズ５２、プリズム５３、偏光ビームスプリッタ５４、１／４波長板５５、検出レンズ５８、及び対物レンズ６０によって光学系が構成されている。
【００６９】
受光器ＰＤは、複数の受光領域（又は受光素子）を有し、その受光領域（又は受光素子）毎に受光量に応じた信号（光電変換信号）をそれぞれ出力する。
【００７０】
駆動系６１は、対物レンズ６０をその光軸方向であるフォーカス方向に微少駆動するフォーカシングアクチュエータ、及び光ディスク１５のトラックの接線方向に直交する方向であるトラッキング方向に微少駆動するトラッキングアクチュエータを有している。各アクチュエータの駆動信号は駆動制御回路２６からそれぞれ供給される。
【００７１】
Ｉ／Ｖアンプ６２は、受光器ＰＤの出力信号を電圧信号に変換するとともに、所定のゲインで増幅する。Ｉ／Ｖアンプ６２の出力信号は、球面収差検出回路６３及び再生信号処理回路２８に出力される。
【００７２】
球面収差検出回路６３は、Ｉ／Ｖアンプ６２の出力信号に基づいて球面収差を検出する。この球面収差検出回路６３は、一例として図５に示されるように、信号生成回路６３ａ、ＣＰＵ６３ｂ、フラッシュＲＯＭ６３ｃ及びＲＡＭ６３ｄを有している。
【００７３】
信号生成回路６３ａは、ＣＰＵ６３ｂの指示により、Ｉ／Ｖアンプ６２の出力信号から再生信号を生成するとともに、最短マーク及び最長マークの再生信号の振幅（信号振幅）をそれぞれ取得する。
【００７４】
フラッシュＲＯＭ６３ｃには、ＣＰＵ６３ｂにて解読可能なコードで記述された本発明に係るプログラムを含む各種プログラムなどが格納されている。
【００７５】
ＲＡＭ６３ｄは、ＣＰＵ６３ｂの作業用メモリである。
【００７６】
ＣＰＵ６３ｂは、フラッシュＲＯＭ６３ｃに格納されているプログラムに従って、信号生成回路６３ａで取得された最短マーク及び最長マークの信号振幅に基づいて球面収差を算出する。算出結果は駆動信号生成回路６４に通知される。なお、ＣＰＵ６３ｂによる処理の詳細については後述する。また、信号生成回路６３ａで生成された再生信号は、再生信号処理回路２８に供給される。
【００７７】
図４に戻り駆動信号生成回路６４は、メモリ６５を参照し、演算回路６３ｂにて算出された球面収差に基づいて、球面収差が最小となるように、ビームエキスパンダ５６を構成するレンズ駆動装置５６ｃの駆動信号を生成する。ここで生成された駆動信号はレンズ駆動装置５６ｃに出力される。なお、演算回路６３ｂにて算出された球面収差と、球面収差が最小となるときのレンズ間隔との関係は予め実験などにより取得され、レンズ間隔調整テーブルとしてメモリ６５に格納されている。
【００７８】
ここで、上記のように構成される光ピックアップ装置２３の光学系の作用を簡単に説明する。
【００７９】
半導体レーザＬＤから出射された直線偏光（ここではＰ偏光）の光束は、コリメートレンズ５２で略平行光となり、偏光ビームスプリッタ５４に入射する。この光束の大部分は偏光ビームスプリッタ５４をそのまま透過し、ビームエキスパンダ５６を介してプリズム５３に入射する。プリズム５３に入射した光束は、その光路が＋Ｚ方向に曲げられ１／４波長板５５で円偏光となる。１／４波長板５５からの光束は対物レンズ６０を介して光ディスク１５の記録面に微小スポットとして集光される。
【００８０】
光ディスク１５からの反射光は、往路とは反対回りの円偏光となり、戻り光束として対物レンズ６０で再び略平行光とされ、１／４波長板５５で往路と直交した直線偏光（ここではＳ偏光）とされる。１／４波長板５５からの戻り光束はプリズム５３でその光路が−Ｘ方向に曲げられビームエキスパンダ５６を介して偏光ビームスプリッタ５４に入射する。偏光ビームスプリッタ５４で−Ｚ方向に反射された戻り光束は、検出レンズ５８を介して受光器ＰＤで受光される。受光器ＰＤでは受光素子（又は受光領域）毎に光電変換され、各光電変換信号はそれぞれＩ／Ｖアンプ６２に出力される。
【００８１】
図２に戻り、再生信号処理回路２８は、Ｉ／Ｖアンプ６２の出力信号に基づいて、サーボ信号（フォーカスエラー信号やトラックエラー信号など）、アドレス情報、及び同期信号などを取得する。ここで得られたサーボ信号は駆動制御回路２６に出力され、アドレス情報はＣＰＵ４０に出力され、同期信号はエンコーダ２５や駆動制御回路２６などに出力される。
【００８２】
また、再生信号処理回路２８は、球面収差検出回路６３からの再生信号に対して復号処理及び誤り検出処理などを行い、誤りが検出されたときには誤り訂正処理を行った後、再生データとしてバッファマネージャ３７を介してバッファＲＡＭ３４に格納する。
【００８３】
駆動制御回路２６は、再生信号処理回路２８からのトラックエラー信号に基づいて、トラッキング方向に関する対物レンズ６０の位置ずれを補正するための前記トラッキングアクチュエータの駆動信号を生成するとともに、再生信号処理回路２８からのフォーカスエラー信号に基づいて、対物レンズ６０のフォーカスずれを補正するための前記フォーカシングアクチュエータの駆動信号を生成する。ここで生成された各アクチュエータの駆動信号は光ピックアップ装置２３に出力される。これにより、トラッキング制御及びフォーカス制御が行われる。なお、トラッキング制御及びフォーカス制御は、ＣＰＵ４０によって個別にオン／オフが可能である。
【００８４】
また、駆動制御回路２６は、ＣＰＵ４０の指示に基づいて、シークモータ２１を駆動するための駆動信号、及びスピンドルモータ２２を駆動するための駆動信号を生成する。各モータの駆動信号は、それぞれシークモータ２１及びスピンドルモータ２２に出力される。
【００８５】
バッファＲＡＭ３４には、光ディスク１５に記録するデータ（記録用データ）、及び光ディスク１５から再生したデータ（再生データ）などが一時的に格納される。このバッファＲＡＭ３４へのデータの入出力は、バッファマネージャ３７によって管理されている。
【００８６】
エンコーダ２５は、ＣＰＵ４０の指示に基づいて、バッファＲＡＭ３４に蓄積されている記録用データをバッファマネージャ３７を介して取り出し、データの変調及びエラー訂正コードの付加などを行ない、光ディスク１５への書き込み信号を生成する。ここで生成された書き込み信号はレーザ制御回路２４に出力される。
【００８７】
レーザ制御回路２４は、半導体レーザＬＤの発光パワーを制御する。例えば記録の際には、前記書き込み信号、記録条件、及び半導体レーザＬＤの発光特性などに基づいて、半導体レーザＬＤの駆動信号がレーザ制御回路２４にて生成される。
【００８８】
インターフェース３８は、前記ドライブインターフェース９７を介した主制御装置９２との双方向の通信インターフェースであり、ドライブインターフェース９７と同じ標準インターフェースに準拠している。
【００８９】
フラッシュメモリ３９には、ＣＰＵ４０にて解読可能なコードで記述された各種プログラム、記録パワーや記録ストラテジ情報を含む記録条件、及び半導体レーザＬＤの発光特性などが格納されている。
【００９０】
ＣＰＵ４０は、フラッシュメモリ３９に格納されている上記プログラムに従って前記各部の動作を制御するとともに、制御に必要なデータなどをＲＡＭ４１及びバッファＲＡＭ３４に保存する。
【００９１】
《球面収差について》
次に、光学系の球面収差について説明する。なお、以下では、フォーカス方向に関して対物レンズ６０による光束の集光位置（以下便宜上、「集光位置」と略述する）を最適位置からのずれ（ΔＷＤとする）で示すものとする。すなわち、最適位置は「ΔＷＤ＝０μｍ」である。また、本実施形態では、一例として最適位置よりも対物レンズ６０側を負側とする。
【００９２】
図６（Ａ）には、球面収差が発生していない場合に、集光位置がΔＷＤ＝０μｍのときに、光ディスク１５の記録面に形成される光スポットの点像強度分布が示されている。また、図６（Ｂ）には、球面収差が発生していない場合に、集光位置がΔＷＤ＝±０．４μｍ（ΔＷＤ＝＋０．４μｍ及びΔＷＤ＝−０．４μｍ）のときに、光ディスク１５の記録面に形成される光スポットの点像強度分布が示されている。集光位置がΔＷＤ＝±０．４μｍのときは、集光位置がΔＷＤ＝０μｍのときに比べて光スポットが劣化している。
【００９３】
図６（Ａ）及び図６（Ｂ）の点像強度分布を一次元に積分した線像強度分布が図７に示されている。集光位置がΔＷＤ＝＋０．４μｍのときと、集光位置がΔＷＤ＝−０．４μｍのときとでは、光スポットの劣化は互いに同様の傾向を示している。なお、図７における線像強度はピーク値で規格化されている。
【００９４】
図８（Ａ）には、球面収差が発生している場合に、集光位置がΔＷＤ＝０μｍのときに光ディスク１５の記録面に形成される光スポットの点像強度分布が示されている。図８（Ｂ）には、球面収差が発生している場合に、集光位置がΔＷＤ＝＋０．４μｍのときに光ディスク１５の記録面に形成される光スポットの点像強度分布が示されている。図８（Ｃ）には、球面収差が発生している場合に、集光位置がΔＷＤ＝−０．４μｍのときに光ディスク１５の記録面に形成される光スポットの点像強度分布が示されている。集光位置がΔＷＤ＝±０．４μｍのときは、集光位置がΔＷＤ＝０μｍのときに比べて光スポットが劣化している。
【００９５】
図８（Ａ）〜図８（Ｃ）の点像強度分布を一次元に積分した線像強度分布が図９に示されている。集光位置がΔＷＤ＝＋０．４μｍのときと、集光位置がΔＷＤ＝−０．４μｍのときとでは、光スポットの劣化は互いに異なる傾向を示している。
【００９６】
さらに、この球面収差の有無による光スポットの劣化の傾向の相違は、ＭＴＦ（Modulation Transfer Function）からも明らかである。図１０（Ａ）には、球面収差が発生していない場合の、ＭＴＦと空間周波数との関係が示されている。集光位置がΔＷＤ＝＋０．４μｍのときのＭＴＦの空間周波数依存性、及び集光位置がΔＷＤ＝−０．４μｍのときのＭＴＦの空間周波数依存性は、互いにほぼ同様である。図１０（Ｂ）には、＋０．０５λrmsの球面収差が発生している場合の、ＭＴＦと空間周波数との関係が示されている。球面収差が発生していると、集光位置がΔＷＤ＝＋０．４μｍのときのＭＴＦの空間周波数依存性、及び集光位置がΔＷＤ＝−０．４μｍのときのＭＴＦの空間周波数依存性は、互いに異なっている。
【００９７】
すなわち、光スポット特性の集光位置依存性は、球面収差の発生量や発生方向により異なっている。
【００９８】
図１１（Ａ）には、球面収差が発生していない場合における、ΔＷＤと再生信号の振幅（信号振幅）との関係が示されている。なお、このときの再生信号はマーク長が０．１８μｍのマーク（最短マーク）を再生した信号である。ΔＷＤと信号振幅との関係を示す近似曲線の極大値は、ほぼ最適位置（ΔＷＤ＝０μｍ）にある。また、最適位置近傍での信号振幅の変化量は小さい。
【００９９】
図１１（Ｂ）には、＋０．０５λrmsの球面収差が発生している場合、及び−０．０５λrmsの球面収差が発生している場合における、ΔＷＤと信号振幅との関係が示されている。いずれの場合においても、ΔＷＤと信号振幅との関係を示す近似曲線の極大値は、最適位置にはない。また、最適位置近傍での信号振幅の変化量は、球面収差が発生していない場合に比べて大きい。さらに、球面収差が＋０．０５λrmsの場合の近似曲線と、球面収差が−０．０５λrmsの場合の近似曲線とは、互いに逆の傾向を示している。
【０１００】
《非点収差の影響について》
ところで、非点収差が発生している場合には、一例として図１２に示されるように、球面収差が発生していなくても、ΔＷＤと信号振幅との関係を示す近似曲線は、最適位置に対して対称でなくなる。ここでは、ΔＷＤと信号振幅との関係を表すパラメータとして、ΔＷＤを±０．２μｍ動かした時の信号振幅の変化量（＝（振幅変動量／振幅）×１００）を用いることとする。すなわち、この信号振幅の変化量は、信号振幅の集光位置依存性を示している。なお、本実施形態では、一例として分母の振幅は集光位置が最適位置の時の信号振幅であるものとする。
【０１０１】
最短マークの再生信号における信号振幅の変化量と球面収差との関係が、一例として図１３（Ａ）に示されている。非点収差が発生していない場合（ＡＳ＝０）は、信号振幅の変化量がゼロのときに球面収差もゼロとなるが、非点収差が発生している場合（ＡＳ＝０．０５、ＡＳ＝−０．０５）は、信号振幅の変化量がゼロのときに球面収差はゼロとはならない。すなわち、非点収差によってオフセットが生じる。
【０１０２】
最長マーク（０．４２μｍ相当）の再生信号における信号振幅の変化量と球面収差との関係が、一例として図１３（Ｂ）に示されている。図１３（Ａ）及び図１３（Ｂ）から明らかなように、最短マークの再生信号における信号振幅の変化量は球面収差に対して感度が高く、最長マークの再生信号における信号振幅の変化量は非点収差に対して感度が高い。
【０１０３】
本実施形態では、この信号振幅の変化量の特性を利用して、球面収差と非点収差とを個別に検出する。すなわち、最長マークの再生信号における信号振幅に基づいて非点収差を検出し、非点収差の検出結果をオフセット量として最短マークの再生信号における信号振幅に基づいて球面収差を検出する。これにより、非点収差が同時に発生しているような光学系においても、球面収差を精度良く検出することができる。そこで、本実施形態では、最短マークの再生信号における信号振幅の変化量と球面収差との関係を予め取得し、球面収差変換情報としてフラッシュＲＯＭ６３ｃに格納している。また、最長マークの再生信号における信号振幅の変化量と非点収差との関係を予め取得し、非点収差変換情報としてフラッシュＲＯＭ６３ｃに格納している。さらに、非点収差の発生量及び発生方向と球面収差のオフセット量との関係を予め取得し、オフセット換算情報としてフラッシュＲＯＭ６３ｃに格納している。これにより、正確かつ迅速に、球面収差の検出結果を得ることができる。
【０１０４】
《アクセス要求時の処理》
次に、主制御装置９２からアクセス要求があったときの、光ディスク装置２０における処理について図１４を用いて簡単に説明する。図１４のフローチャートは、ＣＰＵ４０によって実行される一連の処理アルゴリズムに対応している。
【０１０５】
ユーザが、入力装置９５を介して、光ディスク１５に対するアクセス要求（記録要求又は再生要求）を入力すると、主制御装置９２は、記録要求コマンド又は再生要求コマンド（以下、「要求コマンド」と総称する）を光ディスク装置２０に出力する。光ディスク装置２０では、要求コマンドを受信すると、フラッシュメモリ３９に格納されている図１４のフローチャートに対応するプログラムの先頭アドレスがＣＰＵ４０のプログラムカウンタにセットされ、処理がスタートする。
【０１０６】
最初のステップ４０１では、所定の線速度（又は角速度）で光ディスク１５が回転するように駆動制御回路２６に指示するとともに、主制御装置９２から要求コマンドを受信した旨を再生信号処理回路２８及び球面収差検出回路６３に通知する。
【０１０７】
次のステップ４０３では、要求コマンドから指定アドレスを抽出し、指定アドレスに対応する目標位置近傍に光スポットが形成されるように、駆動制御回路２６に指示する。これにより、シーク動作が行なわれる。なお、シーク動作が不要であれば、ここでの処理はスキップされる。
【０１０８】
次のステップ４０５では、球面収差検出回路６３に収差補正を指示する。これにより、球面収差検出回路６３により球面収差検出処理が行われる。なお、球面収差検出処理中はフォーカス制御はオフ状態とされる。
【０１０９】
次のステップ４０７では、収差補正が完了するまで待機する。球面収差検出回路６３から収差補正の完了通知があると、ここでの判断は肯定され、ステップ４０９に移行する。
【０１１０】
このステップ４０９では、要求コマンドに応じて記録又は再生を許可する。
【０１１１】
次のステップ４１１では、記録又は再生が完了したか否かを判断する。完了していなければ、ここでの判断は否定され、所定時間経過後に再度判断する。完了していれば、ここでの判断は肯定され、処理を終了する。
【０１１２】
《球面収差検出処理》
ここで、球面収差検出回路６３における前記球面収差検出処理について図１５を用いて説明する。図１５のフローチャートは、ＣＰＵ６３ｂによって実行される一連の処理アルゴリズムに対応している。
【０１１３】
ＣＰＵ４０から収差補正の指示を受信すると、フラッシュＲＯＭ６３ｃに格納されている図１５のフローチャートに対応するプログラムの先頭アドレスがＣＰＵ６３ｂのプログラムカウンタにセットされ、処理がスタートする。
【０１１４】
最初のステップ５０１では、集光位置がΔＷＤ＝＋０．２μｍとなるように駆動制御回路２６に指示する。
【０１１５】
次のステップ５０３では、信号生成回路６３ａを介して最短マーク及び最長マークの再生信号における信号振幅をそれぞれ求める。
【０１１６】
次のステップ５０５では、集光位置がΔＷＤ＝−０．２μｍとなるように駆動制御回路２６に指示する。
【０１１７】
次のステップ５０７では、信号生成回路６３ａを介して最短マーク及び最長マークの再生信号における信号振幅をそれぞれ求める。
【０１１８】
次のステップ５０９では、最短マーク及び最長マークについて、信号振幅の変化量をそれぞれ算出する。ここでは、次の（１）式に基づいて信号振幅の変化量が算出される。なお、（１）式におけるＷ１は、集光位置がΔＷＤ＝＋０．２μｍでの信号振幅であり、Ｗ２は、集光位置がΔＷＤ＝−０．２μｍでの信号振幅であり、Ｗ０は、集光位置がΔＷＤ＝０μｍでの信号振幅である。すなわち、集光位置の違いによる信号振幅の差を規格化している。なお、Ｗ０は球面収差検出処理に先立って、すでに取得されている。
信号振幅の変化量＝（Ｗ１−Ｗ２）÷Ｗ０×１００  ……（１）
【０１１９】
次のステップ５１１では、フラッシュＲＯＭ６３ｃに格納されている前記非点収差変換情報を参照し、最長マークにおける信号振幅の変化量から非点収差の発生量及び発生方向を算出する。
【０１２０】
次のステップ５１３では、フラッシュＲＯＭ６３ｃに格納されている前記球面収差変換情報を参照し、最短マークにおける信号振幅の変化量から球面収差の発生量及び発生方向を算出する。
【０１２１】
次のステップ５１５では、フラッシュＲＯＭ６３ｃに格納されている前記オフセット変換情報を参照し、ステップ５１１での算出結果に応じたオフセット量を求め、該オフセット量を考慮して、ステップ５１３での算出結果を補正する。
【０１２２】
次のステップ５１７では、補正された球面収差の発生量及び発生方向を駆動信号生成回路６４に通知する。これにより、ビームエキスパンダ５６におけるレンズ間隔が調整され、球面収差が補正される。
【０１２３】
次のステップ５１９では、収差補正の完了をＣＰＵ４０に通知する。そして、球面収差検出処理を終了する。
【０１２４】
このように、本実施形態では、信号振幅と集光位置との関係が、球面収差や非点収差の度合いに応じて異なることに着目し、信号振幅の変化量が小さくなるように随時、ビームエキスパンダ５６におけるレンズ間隔を調整している。これにより、光ディスク１５へのアクセス中であっても、常に最適な光学系の球面収差補正が可能となり、光ディスク１５に対する情報の記録及び再生を精度良く行うことができる。
【０１２５】
以上の説明から明らかなように、本実施形態に係る光ピックアップ装置２３では、ビームエキスパンダ５６によって球面収差調整手段（変更機構）が構成され、球面収差検出回路６３によって収差検出装置が構成され、駆動信号生成回路６４によって収差補正回路が構成されている。すなわち、信号生成回路６３ａと、ＣＰＵ６３ｂ及び該ＣＰＵ６３ｂによって実行されるプログラムとによって、収差検出装置が構成されている。なお、ＣＰＵ６３ｂによるプログラムに従う処理の少なくとも一部をハードウェアによって構成することとしても良いし、あるいは全てをハードウェアによって構成することとしても良い。
【０１２６】
また、本実施形態に係る光ディスク装置２０では、再生信号処理回路２８と、ＣＰＵ４０及び該ＣＰＵ４０によって実行されるプログラムとによって、処理装置が構成されている。なお、ＣＰＵ４０によるプログラムに従う処理の少なくとも一部をハードウェアによって構成することとしても良いし、あるいは全てをハードウェアによって構成することとしても良い。
【０１２７】
また、本実施形態では、記録媒体としてのフラッシュＲＯＭ６３ｃに記録されているプログラムのうち、図１５に対応するプログラムによって、本発明に係るプログラムが実行されている。
【０１２８】
そして、上記球面収差検出処理にて、本発明に係る収差検出方法が実施されている。
【０１２９】
以上説明したように、本実施形態に係る光ピックアップ装置２３によると、光ディスク１５の記録面からの反射光に基づいて、集光位置をΔＷＤ＝＋０．２μｍ及びΔＷＤ＝−０．２μｍとして再生信号（受光信号）をそれぞれ取得し、各再生信号に含まれる最短マークに対応する信号の信号振幅（第１の信号特性）、及び最長マークに対応する信号の信号振幅（第２の信号特性）を求めている。そして、最長マークに対応する信号の信号振幅の集光位置の違いによる変化量（差の情報）から非点収差を検出し、該非点収差をオフセットとし、最短マークに対応する信号の信号振幅の集光位置の違いによる変化量（差の情報）から球面収差を検出している。これにより、非点収差が同時に発生しているような光学系においても、球面収差を精度良く検出することができる。また、光束を分割する必要がないため、従来よりも簡単な構成で球面収差を精度良く検出することができる。すなわち、高コスト化を招くことなく、球面収差を精度良く検出することが可能となる。その結果、高コスト化を招くことなく、所望の信号を精度良く取得することが可能となる。
【０１３０】
また、本実施形態に係る光ディスク装置２０によると、Ｓ／Ｎ比の高い信号が光ピックアップ装置２３から出力されるため、高コスト化を招くことなく、光ディスクに対するアクセスを精度良く行うことが可能となる。
【０１３１】
従って、本実施形態に係るパソコン１０によると、高コスト化を招くことなく、光ディスクに対するアクセスを精度良く行うことが可能となる。
【０１３２】
なお、上記実施形態では、球面収差検出処理において、集光位置の違いによる信号振幅の差を規格化して収差を求める場合について説明したが、これに限らず、集光位置の違いによる信号振幅の差から収差を求めても良い。
【０１３３】
また、上記実施形態では、２つの集光位置（ΔＷＤ＝＋０．２μｍとΔＷＤ＝−０．２μｍ）で、信号振幅を取得する場合について説明したが、これに限らず、３つ以上の集光位置で、それぞれ信号振幅を取得しても良い。この場合には、球面収差検出回路６３では、ΔＷＤと信号振幅との関係を示す近似曲線の極値から収差を求めても良い。なお、この場合には、中央値がΔＷＤ＝０となるように、複数の集光位置を設定するのが好ましい。
【０１３４】
また、上記実施形態では、最短マークの再生信号における信号振幅の変化量から補正前の球面収差を求める場合について説明したが、これに限らず、最短マークの再生信号における信号振幅と最長マークの再生信号における信号振幅との比（振幅比）の変化量から補正前球面収差を求めても良い。
【０１３５】
また、上記実施形態では、最長マークの再生信号における信号振幅の変化量から非点収差を求める場合について説明したが、これに限らず、プッシュプル信号の振幅の変化量から非点収差を求めても良い。
【０１３６】
また、上記実施形態では、光ディスク１５の透明基板の厚さが約０．６ｍｍの場合について説明したが、これに限定されるものではない。
【０１３７】
また、上記実施形態では、光ディスク１５が１つの記録層を有している光情報記録媒体である場合について説明したが、複数の記録層を有する光情報記録媒体であっても良い。例えば、一例として図１６に示されるように、中間層を挟んで２つの記録層が積層されている光情報記録媒体であっても、記録層毎に球面収差を精度良く検出することができる。
【０１３８】
また、上記実施形態において、コリメートレンズ５２と半導体レーザＬＤとの間隔を変化させて、コリメートレンズ５２からの光束を発散光あるいは集束光とすることにより、球面収差を補正しても良い。この場合には、前記ビームエキスパンダ５６に代えてコリメートレンズ５２を光軸方向に駆動するコリメートレンズ駆動装置が設けられる。そして、前記駆動信号生成回路６４は、球面収差検出回路６３にて算出された球面収差に基づいて、球面収差が最小となるように、コリメートレンズ駆動装置の駆動信号を生成する。
【０１３９】
また、上記実施形態において、前記光ピックアップ装置２３に非点収差補正手段を更に設けても良い。この場合には、最長マークの再生信号における信号振幅の変化量から非点収差を算出し、該算出結果に応じて非点収差補正手段により非点収差を補正する。そして、最短マークの再生信号における信号振幅の変化量から球面収差を算出し、該算出結果に応じてビームエキスパンダ５６により球面収差を補正する。すなわち、球面収差のオフセットを考慮しなくても良い。なお、非点収差補正手段として、液晶素子などを用いることができるが、例えばビーム整形用のシリンドリカルレンズがコリメートレンズ５２の＋Ｘ側に設けられている場合には、コリメートレンズ５２の位置を調整することによって非点収差を補正することができる。
【０１４０】
また、上記実施形態における前記球面収差検出回路６３の変形例として、図１７に示されるように、前記球面収差検出回路６３に波形等化回路６３ｅが更に設けられた球面収差検出回路６３´を用いても良い。この波形等化回路６３ｅは、ＣＰＵ６３ｂの指示により、信号生成回路６３ａからの再生信号に基づいて波形等化係数を設定する。この波形等化係数は、信号を増幅する度合い（増幅度）を表すパラメータである。例えば再生信号中の高周波成分が減少している場合には、波形等化回路６３ｅでは、失われた高周波成分を取り戻すような等化回路特性になるように波形等化係数が設定される。
【０１４１】
一例としてＤＶＤにおける増幅度の周波数特性の一例が図１８に示されている。この場合には、最長マークの再生信号に対する最短マークの再生信号の増幅度が３dB弱となるように、波形等化係数が設定される。つまり、最短マークに相当する周波数である高周波成分を取り戻すような波形等化係数C0は、３＝２０×log(C0)を解いて、約１．４となる。
【０１４２】
具体的には、波形等化回路６３ｅでは、それぞれの集光位置で再生信号のジッタ値又は再生信号のエラー率が最小となるように、波形等化係数が設定される。このように設定された波形等化係数の集光位置依存性は、球面収差の大きさや方向により異なることから、ＣＰＵ６３ｂは、集光位置による波形等化係数の差（変化量）から球面収差を算出することができる。
【０１４３】
図１９（Ａ）には、球面収差が発生していない場合における、ΔＷＤと波形等化係数との関係が示されている。ΔＷＤと波形等化係数との関係を示す近似曲線の極小値は、ほぼ最適位置にある。また、最適位置近傍での波形等化係数の変化量は小さい。なお、図１９（Ａ）における縦軸の単位は任意である。
【０１４４】
図１９（Ｂ）には、＋０．０５λrmsの球面収差が発生している場合、及び−０．０５λrmsの球面収差が発生している場合における、ΔＷＤと波形等化係数との関係が示されている。いずれの場合においても、ΔＷＤと波形等化係数との関係を示す近似曲線の極小値は、最適位置にはない。また、最適位置近傍での波形等化係数の変化量は大きい。さらに、球面収差が＋０．０５λrmsの場合における近似曲線と、球面収差が−０．０５λrmsの場合における近似曲線とは、互いに逆の傾向を示している。なお、図１９（Ｂ）における縦軸の単位は任意である。そこで、この場合には、波形等化係数の変化量と球面収差との関係を予め取得し、球面収差変換情報としてフラッシュＲＯＭ６３ｃに格納することとなる。
【０１４５】
《球面収差検出処理》
この場合における、球面収差検出回路６３´での球面収差の検出処理について図２０を用いて説明する。図２０のフローチャートは、球面収差検出回路６３´のＣＰＵ６３ｂによって実行される一連の処理アルゴリズムに対応している。
【０１４６】
最初のステップ６０１では、集光位置がΔＷＤ＝＋０．２μｍとなるように駆動制御回路２６に指示する。
【０１４７】
次のステップ６０３では、波形等化回路６３ｃを介して最短マークの再生信号のジッタ又はエラー率が最小となるような波形等化係数を設定する。
【０１４８】
次のステップ６０５では、信号生成回路６３ａを介して最長マークの再生信号における信号振幅を求める。
【０１４９】
次のステップ６０７では、集光位置がΔＷＤ＝−０．２μｍとなるように駆動制御回路２６に指示する。
【０１５０】
次のステップ６０９では、波形等化回路６３ｃを介して最短マークの再生信号のジッタ又はエラー率が最小となるような波形等化係数を設定する。
【０１５１】
次のステップ６１１では、信号生成回路６３ａを介して最長マークの再生信号における信号振幅を求める。
【０１５２】
次のステップ６１３では、最長マークについて、集光位置による信号振幅の変化量を算出する。ここでは、前記（１）式に基づいて信号振幅の変化量が算出される。
【０１５３】
次のステップ６１５では、フラッシュＲＯＭ６３ｃに格納されている前記非点収差変換情報を参照し、最長マークにおける信号振幅の変化量から非点収差の発生量及び発生方向を算出する。
【０１５４】
次のステップ６１７では、集光位置による波形等化係数の変化量を算出する。ここでは、次の（２）式に基づいて波形等化係数の変化量が算出される。なお、（２）式におけるｋ１は、集光位置がΔＷＤ＝＋０．２μｍでの波形等化係数であり、ｋ２は、集光位置がΔＷＤ＝−０．２μｍでの波形等化係数である。
波形等化係数の変化量＝ｋ１−ｋ２  ……（２）
【０１５５】
次のステップ６１９では、フラッシュＲＯＭ６３ｃに格納されている前記球面収差変換情報を参照し、波形等化係数の変化量から球面収差の発生量及び発生方向を算出する。
【０１５６】
次のステップ６２１では、フラッシュＲＯＭ６３ｃに格納されている前記オフセット変換情報を参照し、ステップ６１５での算出結果に応じたオフセット量を求め、該オフセット量を考慮して、ステップ６１９での算出結果を補正する。
【０１５７】
次のステップ６２３では、補正された球面収差の発生量及び発生方向を駆動信号生成回路６４に通知する。これにより、球面収差が補正される。
【０１５８】
次のステップ６２５では、収差補正の完了をＣＰＵ４０に通知する。そして、球面収差検出処理を終了する
【０１５９】
これにより、上記実施形態と同様な効果を得ることができる。
【０１６０】
また、上記実施形態において、前記ビームエキスパンダ５６に代えて、図２１に示されるように、液晶パネル６６を用いても良い。この液晶パネル６６は、対物レンズ６０と１／４波長板５５との間に配置され、対物レンズ６０と連動して駆動されるように設定されている。
【０１６１】
液晶パネル６６は、一例として図２２に示されるように、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セルＣＬとを含んで構成されている。例えば、対物レンズ６０のレンズ径が３ｍｍの場合、透明電極Ｅ１の直径は約１.６ｍｍであり、透明電極Ｅ２の外径は約２.８ｍｍである。なお、透明電極Ｅ１およびＥ２の中心軸は、共にレーザ光の光軸中心と一致するように配置されている。 
【０１６２】
透明電極Ｅ１には、所定の電位として、例えば２（Ｖ）が固定的に印加されており、透明電極Ｅ２には、駆動信号生成回路６４からの液晶駆動電位が印加される。この際、液晶セルＣＬ内に充填されている液晶分子のうち、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に応じた分だけ変化する。そこで、図２２に示されるように、光束が液晶パネル６６に入射すると、透明電極Ｅ２で覆われた領域を透過する光束と他の領域を透過する光束との間に、液晶駆動電位に応じた位相差が生じる。すなわち、液晶パネル６６は、半導体レーザＬＤから出射されるレーザ光の波面に位相差を付与して出射する。これにより、球面収差の補正が行われる。このように液晶パネル６６を用いると、所望の球面収差を機械的な動作を伴うことなく、即座に発生させることができるため、ピックアップ装置２３に外乱が乗るおそれがことがない。従って、球面収差量を正確に制御することができる。
【０１６３】
なお、上記実施形態では、前記球面収差検出回路６３が光ピックアップ装置２３内に設けられる場合について説明したが、これに限らず、例えば前記球面収差検出回路６３が前記再生信号処理回路２８内に設けられても良い。この場合に、前記Ｉ／Ｖアンプ６２も前記再生信号処理回路２８内に設けられても良い。
【０１６４】
また、上記実施形態では、前記駆動信号生成回路６４が光ピックアップ装置２３内に設けられる場合について説明したが、これに限らず、例えば前記駆動制御回路２６内に設けられても良い。
【０１６５】
また、上記変形例では、前記球面収差検出回路６３´が光ピックアップ装置２３内に設けられる場合について説明したが、これに限らず、例えば前記球面収差検出回路６３´が前記再生信号処理回路２８内に設けられても良い。
【０１６６】
また、上記実施形態では、情報の記録及び再生が可能な光ディスク装置について説明したが、これに限らず、情報の記録、再生及び消去のうち、少なくとも情報の再生が可能な光ディスク装置であれば良い。
【０１６７】
また、上記実施形態では、光ピックアップ装置が１つの半導体レーザを備える場合について説明したが、これに限らず、例えば互いに異なる波長の光束を発光する複数の半導体レーザを備えていても良い。この場合に、例えば波長が約６６０ｎｍの光束を発光する半導体レーザ及び波長が約７８０ｎｍの光束を発光する半導体レーザの少なくとも１つを更に備えていても良い。すなわち、光ディスク装置が互いに異なる規格に準拠した複数種類の光ディスクに対応する光ディスク装置であっても良い。
【０１６８】
また、上記実施形態において、光ディスク装置２０はパソコン１０に対して内蔵型及び外付け型のいずれであっても良い。同様にＨＤＤ９４も、内蔵型及び外付け型のいずれであっても良い。
【０１６９】
また、上記実施形態では、情報処理装置としてパソコンの場合について説明したが、本発明がこれに限定されるものではない。
【産業上の利用可能性】
【０１７０】
以上説明したように、本発明の収差検出装置によれば、高コスト化を招くことなく、球面収差を精度良く検出するのに適している。また、本発明のピックアップ装置によれば、高コスト化を招くことなく、所望の信号を精度良く取得するのに適している。また、本発明の光ドライブ装置によれば、高コスト化を招くことなく、光ディスクに対するアクセスを精度良く行うのに適している。
【図面の簡単な説明】
【０１７１】
【図１】本発明の一実施形態に係る情報処理装置としてのパソコンの概略構成を示すブロック図である。
【図２】図１における光ディスク装置の構成を示すブロック図である。
【図３】図１における光ディスクを説明するための図である。
【図４】図２における光ピックアップ装置を説明するための図である。
【図５】図４における収差検出回路を説明するための図である。
【図６】図６（Ａ）及び図６（Ｂ）は、それぞれ球面収差が発生していない場合の点像強度分布を説明するための図である。
【図７】図６（Ａ）及び図６（Ｂ）における線像強度分布を説明するための図である。
【図８】図８（Ａ）〜図８（Ｃ）は、それぞれ球面収差が発生している場合の点像強度分布を説明するための図である。
【図９】図８（Ａ）〜図８（Ｃ）における線像強度分布を説明するための図である。
【図１０】図１０（Ａ）及び図１０（Ｂ）は、それぞれＭＴＦの空間周波数依存性を説明するための図である。
【図１１】図１１（Ａ）及び図１１（Ｂ）は、それぞれ信号振幅の集光位置による変化を説明するための図である。
【図１２】信号振幅に対する非点収差の影響を説明するための図である。
【図１３】図１３（Ａ）及び図１３（Ｂ）は、それぞれ信号振幅の変化量と球面収差との関係を説明するための図である。
【図１４】ユーザからアクセス要求があったときのＣＰＵ４０による処理を説明するためのフローチャートである。
【図１５】ＣＰＵ６３ｂによる球面収差検出処理を説明するためのフローチャートである。
【図１６】２層ディスクを説明するための図である。
【図１７】図４における収差検出回路の変形例を説明するための図である。
【図１８】波形等化係数を説明するための図である。
【図１９】図１９（Ａ）及び図１９（Ｂ）は、それぞれ波形等化係数の集光位置による変化を説明するための図である。
【図２０】図１７の収差検出回路におけるＣＰＵ６３ｂによる球面収差検出処理を説明するためのフローチャートである。
【図２１】図１における光ピックアップ装置の変形例を説明するための図である。
【図２２】図２１における液晶パネルを説明するための図である。
【符号の説明】
【０１７２】
１０…パソコン（情報処理装置）、１５…光ディスク（光情報記録媒体）、２０…光ディスク装置（光ドライブ装置）、２３…光ピックアップ装置、２８…再生信号処理回路（処理装置の一部）、４０…ＣＰＵ（処理装置の一部）、５２…コリメートレンズ（レンズ）、５６…ビームエキスパンダ（球面収差調整手段、変更機構）、６０…対物レンズ、６３…球面収差検出回路（収差検出装置）、６３´…球面収差検出回路（収差検出装置）、６３ａ…信号生成回路（信号取得回路）、６３ｂ…ＣＰＵ（位置変更手段、収差算出回路）、６３ｃ…フラッシュＲＯＭ（記録媒体）、６３ｅ…波形等化回路、６４…駆動信号生成回路（収差補正回路、間隔調整回路、液晶駆動回路）、６６…液晶パネル、ＬＤ…半導体レーザ（光源）、ＰＤ…受光器（光検出器）。
【図１】
2006302394.tif 000003
【図２】
2006302394.tif 000004
【図３】
2006302394.tif 000005
【図４】
2006302394.tif 000006
【図５】
2006302394.tif 000007
【図７】
2006302394.tif 000008
【図９】
2006302394.tif 000009
【図１０】
2006302394.tif 000010
【図１１】
2006302394.tif 000011
【図１２】
2006302394.tif 000012
【図１３】
2006302394.tif 000013
【図１４】
2006302394.tif 000014
【図１５】
2006302394.tif 000015
【図１６】
2006302394.tif 000016
【図１７】
2006302394.tif 000017
【図１８】
2006302394.tif 000018
【図１９】
2006302394.tif 000019
【図２０】
2006302394.tif 000020
【図２１】
2006302394.tif 000021
【図２２】
2006302394.tif 000022
【図６】
2006302394.tif 000023
【図８】
2006302394.tif 000024