(57)【要約】【課題】  光学式ピックアップに組み込まれているレーザーダイオードから照射されるレーザー光にて光ディスクに信号の記録動作を行う光ディスク記録再生装置の球面収差量検出方法を提供する。【解決手段】  デフォーカス値を変更する毎にレーザー光の照射部であるスポットの面積を測定するとともにトラッキングサーボを不動作状態にさせた状態において、光ディスクから得られる再生信号であるＲＦ信号の最大レベルと最小レベルとの比を測定し、スポットの面積が最小となるデフォーカス値である第１デフォーカス値とＲＦ信号の最大レベルと最小レベルとの比が最大となるデフォーカス値である第２デフォーカス値の比に基づいて球面収差量を検出する。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学式ピックアップから照射されるレーザー光を光ディスクの信号面に合焦させるフォーカスサーボ回路のデフォーカス値を変更することが出来るように構成されているとともにレーザー光を信号トラックに追従させるトラッキングサーボ回路を備えた光ディスク記録再生装置の球面収差量検出方法であり、デフォーカス値を変更する毎にレーザー光の照射部であるスポットの面積を測定するとともにトラッキングサーボを不動作状態にさせた状態において、光ディスクから得られる再生信号であるＲＦ信号の最大レベルと最小レベルとの比を測定し、スポットの面積が最小となるデフォーカス値である第１デフォーカス値とＲＦ信号の最大レベルと最小レベルとの比が最大となるデフォーカス値である第２デフォーカス値の比に基づいて球面収差量を検出するようにしたことを特徴とする光ディスク記録再生装置の球面収差量検出方法。
【請求項２】
スポットのタンジェンシャル方向の径とラジアル方向の径とを乗算することによってスポットの面積を測定するようにしたことを特徴とする請求項１に記載の球面収差量検出方法。
【請求項３】
収差を補正する収差補正素子が組み込まれている光学式ピックアップから照射されるレーザー光を光ディスクの信号面に合焦させるフォーカスサーボ回路のデフォーカス値を変更することが出来るように構成されているとともにレーザー光を信号トラックに追従させるトラッキングサーボ回路を備えた光ディスク記録再生装置の球面収差補正方法であり、デフォーカス値を変更する毎にレーザー光の照射部であるスポットの面積を測定するとともにトラッキングサーボを不動作状態にさせた状態において、光ディスクから得られる再生信号であるＲＦ信号の最大レベルと最小レベルとの比を測定し、スポットの面積が最小となるデフォーカス値である第１デフォーカス値とＲＦ信号の最大レベルと最小レベルとの比が最大となるデフォーカス値である第２デフォーカス値の差に基づいて球面収差量を検出し、検出された球面収差量に応じた制御信号を収差補正素子に供給することによって球面収差を補正するようにしたことを特徴光ディスク記録再生装置の球面収差補正方法。
【請求項４】
デフォーカス値を第１デフォーカス値と第２デフォーカス値の中間値に設定した状態にて球面収差を補正するようにしたことを特徴とする請求項３に記載の球面収差補正方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学式ピックアップに組み込まれているレーザーダイオードから照射されるレーザー光にて光ディスクに信号の記録動作を行う光ディスク記録再生装置の球面収差量検出方法及び球面収差補正方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
レーザーダイオードから照射されるレーザー光によって光ディスクへの信号の記録動作を行う光ディスク記録再生装置が普及している。光ディスク記録再生装置としては、ＣＤと呼ばれる光ディスクを使用するものやＤＶＤと呼ばれる光ディスクを使用するものが一般的である。
【０００３】
光ディスクへの信号の記録動作は、レーザー光にてピットを光ディスクに設けられているトラック上に形成することによって行われるが、斯かるピットの長さは、ＣＤディスクでは、３Ｔ、４Ｔ…１１Ｔと規定され、ＤＶＤディスクでは、３Ｔ、４Ｔ…１４Ｔと規定されている。
【０００４】
そして、光ディスクへの記録動作は、レーザーダイオードに記録信号に対応した駆動パルス、即ち図３に示すようなパルス信号を供給することによって行われるが、斯かる駆動パルスの間隔等は、光ディスクの記録特性に応じて設定されている記録ストラテジに基いて設定される。
【０００５】
斯かる記録ストラテジは、光学式ピックアップより照射されるレーザー光のスポットの形状が真円やトラックの接線方向、即ちタンジェンシャル方向の径が一定であるとして設定されている。しかしながら、レーザー光のスポットの方向は、一定ではなく光学式ピックアップ毎に相違するので、最適な記録動作が行われることにはならない。
【０００６】
斯かる点を改良するためにレーザー光のスポット方向を光ディスク上のトラックに対して調整する技術が開発されている(例えば、特許文献１参照。)。
【０００７】
また、光ディスクへの信号の記録動作を正確に行うためには、レーザーダイオードから照射されるレーザー光を信号面に合焦させる必要があり、斯かる合焦動作を行うためにフォーカスオフセット信号のレベルを設定する技術が開発されている(例えば、特許文献２参照。)。
【０００８】
そして、光ディスク記録再生装置では、光学式ピックアップから照射されるレーザー光を信号トラックに追従させる動作を行う必要があり、斯かる制御動作は一般にトラッキングサーボと呼ばれる回路によって行われている。斯かるトラッキング制御動作を行うトラッキング制御方式は種々あるが、４分割光検出器の中の対角配置されている光検出器から得られる信号を加算して得られる信号間の位相差に基づいて生成されるトラッキングエラー信号を利用する方式、即ち位相差検出方式が一般的である(例えば、特許文献３参照。)。
【０００９】
また、光学式ピックアップは、光学式ピックアップに組み込まれている光学部品、特に対物レンズの精度、組み立て誤差及び光軸のズレによって球面収差と呼ばれる収差が発生し、この球面収差に起因してレーザー光のスポット形状が変化するという特性がある。この球面収差による影響が大の場合には、光ディスクの記録再生動作に悪影響があるという
問題がある。斯かる問題を解決するために球面収差を補正する機能が組み込まれた光学式ピックアップに関する技術が開発されている(例えば、特許文献４参照。)。
【特許文献１】特開平８−６３７７７号公報
【特許文献２】特開２００４−１１９０１３号公報
【特許文献３】特開２００１−２６６３７３号公報
【特許文献４】特開２００４−３０３３０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
特許文献１に記載されている技術は、光学式ピックアップの製造時に正確に調整する必要があるため、製造コストの高騰を招くという問題がある。また、このように調整された光学式ピックアップを使用しても光ディスク記録再生装置へ組み込まれた場合においては、取付位置のズレやフォーカス制御動作に伴うスポット形状の変化によりトラックに対するスポット形状との関係を一定にすることは困難である。
【００１１】
このように光ディスク上のトラックとレーザー光のスポット形状との関係が一定でないため、光ディスクの記録特性に合わせて前もって設定されている記録ストラテジでは、該光ディスクへの記録動作を最適な状態にて行うことが出来ないという問題がある。
【００１２】
また、特許文献４に記載されている技術は、球面収差を補正することが出来るものの収差量の検出を容易に行うことが出来ないという問題がある。
【００１３】
本発明は、斯かる問題を解決することが出来る球面収差量検出方法及び球面収差補正方法を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は、フォーカスサーボのデフォーカス値を変更する毎にレーザー光の照射部であるスポットの面積を測定するとともにトラッキングサーボを不動作状態にさせた状態において、光ディスクから得られる再生信号であるＲＦ信号の最大レベルと最小レベルとの比を測定し、スポットの面積が最小となるデフォーカス値である第１デフォーカス値とＲＦ信号の最大レベルと最小レベルとの比が最大となるデフォーカス値である第２デフォーカス値の差に基づいて球面収差量を検出するように構成されている。
【００１５】
また、本発明は、フォーカスサーボのデフォーカス値を変更する毎にレーザー光の照射部であるスポットの面積を測定するとともにトラッキングサーボを不動作状態にさせた状態において、光ディスクから得られる再生信号であるＲＦ信号の最大レベルと最小レベルとの比を測定し、スポットの面積が最小となるデフォーカス値である第１デフォーカス値とＲＦ信号の最大レベルと最小レベルとの比が最大となるデフォーカス値である第２デフォーカス値の差に基づいて球面収差量を検出し、検出された球面収差量に応じた制御信号を光学式ピックアップに組み込まれている収差補正素子に供給することによって球面収差を補正するように構成されている。
【発明の効果】
【００１６】
本発明は、フォーカスサーボのデフォーカス値を変更する毎にレーザー光の照射部であるスポットの面積を測定するとともにトラッキングサーボを不動作状態にさせた状態において、光ディスクから得られる再生信号であるＲＦ信号の最大レベルと最小レベルとの比
を測定し、スポットの面積が最小となるデフォーカス値である第１デフォーカス値とＲＦ信号の最大レベルと最小レベルとの比が最大となるデフォーカス値である第２デフォーカス値の差に基づいて球面収差量を検出するようにしたので、特別な球面収差検出手段を設ける必要がなく、コストの増加を招くことがないという利点を有している。
【００１７】
また、本発明は、フォーカスサーボのデフォーカス値を変更する毎にレーザー光の照射部であるスポットの面積を測定するとともにトラッキングサーボを不動作状態にさせた状態において、光ディスクから得られる再生信号であるＲＦ信号の最大レベルと最小レベルとの比を測定し、スポットの面積が最小となるデフォーカス値である第１デフォーカス値とＲＦ信号の最大レベルと最小レベルとの比が最大となるデフォーカス値である第２デフォーカス値の差に基づいて球面収差量を検出し、検出された球面収差量に応じた制御信号を光学式ピックアップに組み込まれている収差補正素子に供給することによって球面収差を補正するようにしたので、光ディスク記録再生装置における信号の記録再生動作を正確に行うことが出来る。
【００１８】
そして、本発明は、フォーカスサーボのデフォーカス値を第１デフォーカス値と第２デフォーカス値の中間値に設定した状態にて球面収差を補正するようにしたので、光ディスク記録再生装置における信号の記録再生動作を最適な状態にて行うことが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明は、レーザー光のスポット形状の変化を検出することによって球面収差量を検出するようにされている。
【実施例】
【００２０】
図７は、本発明に係るトラッキングエラー信号を生成する回路、即ち位相差検出方式を説明するための回路図である。同図において、１は、光ディスクＤから反射されるレーザー光を受ける４分割光検出器であり、Ａ、Ｂ、Ｃ及びＤの４つの光検出器にて構成されている。
【００２１】
２は前記４分割光検出器１を構成する光検出器Ａ及びＣから得られる信号を加算する第１加算回路、３は前記４分割光検出器１を構成する光検出器Ｂ及びＤから得られる信号を加算する第２加算回路である。４は前記第１加算回路２から出力される第１加算信号の周波数補正を行う第１イコライザ回路、５は前記第２加算回路３から出力される第２加算信号の周波数補正を行う第２イコライザ回路である。
【００２２】
６は前記第１イコライザ回路４にて周波数補正された第１加算信号が入力される第１コンパレータ回路であり、入力される信号が所定レベル以上になるとその間Ｈ(高い)レベルとなる第１パルス信号を出力するように構成されている。７は前記第２イコライザ回路５にて周波数補正された第２加算信号が入力される第２コンパレータ回路であり、入力される信号が所定レベル以上になるとその間Ｈレベルとなる第２パルス信号を出力するように構成されている。
【００２３】
８は前記第１コンパレータ回路６から出力される第１パルス信号と第２コンパレータ回路７から出力される第２パルス信号が入力されるとともに２つのパルス信号間の位相差を検出する位相差検出回路であり、第１パルス信号の位相が第２パルス信号の位相より進んでいるときその位相差に対応した幅の第１検出パルス信号を出力する第１出力端子８Ａ及び第２パルス信号の位相が第１パルス信号の位相より進んでいるときその位相差に対応した幅の第２検出パルス信号を出力する第２出力端子８Ｂを備えている。
【００２４】
９は前記位相差検出回路８に設けられている第１出力端子８Ａから出力される信号が入
力される第１ローパスフィルター回路、１０は前記位相差検出回路８に設けられている第２出力端子８Ｂから出力される信号が入力される第２ローパスフィルター回路、１１は前記第１ローパスフィルター回路９及び第２ローパスフィルター回路１０の出力信号が入力される減算回路であり、入力される信号の差信号をトラッキングエラー信号として出力端子１１Ａに出力するように構成されている。
【００２５】
前述したように位相差検出方式のトラッキングエラー信号生成回路は構成されているが、次に検出動作について図８及び図９に示す波形図を参照して説明する。図８の(Ａ)は第１イコライザ回路４から出力される第１加算信号及び第２イコライザ回路５から出力される第２加算信号の波形を示すものであり、実線が第１加算信号、破線が第２加算信号である。
【００２６】
図８の(Ｂ)は第１コンパレータ回路６から出力される第１パルス信号の波形を示すものであり、第１加算信号のレベルが図８の(Ａ)に示す比較基準レベルＶＲを越えた期間がＨレベルで示されている。図８の(Ｃ)は第２コンパレータ回路７から出力される第２パルス信号の波形を示すものであり、第２加算信号のレベルが図８の(Ａ)に示す比較基準レベルＶＲを越えた期間がＨレベルで示されている。
【００２７】
図８の(Ｄ)は位相差検出回路８の第１出力端子８Ａに出力される第１検出パルス信号の波形を示すものであり、第１パルス信号の位相が第２パルス信号の位相より進んでいる期間がＨレベルで示されている。図８の(Ｅ)は位相差検出回路８の第２出力端子８Ｂに出力される第２検出パルス信号の波形を示すものであり、第２パルス信号の位相が第１パルス信号の位相より進んでいる期間がＨレベルで示されている
図９は、前記減算回路１１の出力端子１１Ａに出力されるトラッキングエラー信号のレベル変化を示す波形図であり、光ビームの信号トラックに対するズレ、即ちオフトラックに応じて位相差量が変化するので、トラッキングエラー信号のレベルがその位相差に応じて変化することになる。
【００２８】
前述した回路によって得られるトラッキングエラー信号を利用することによって本発明に係る光ディスク記録再生装置におけるトラッキング制御動作は行われるが、次に図１に示す本発明に係る光ディスク記録再生装置について説明する。
【００２９】
図１において、１２はレーザー光を照射するレーザーダイオード１３が組み込まれている光学式ピックアップであり、レーザーダイオード１３から照射されるレーザー光を光ディスクＤの信号面に合焦させる対物レンズ１４、光ディスクＤから反射されるレーザー光を受光し電気信号に変換するとともに図７に示した４分割光検出器１等にて構成される光検出器１５、対物レンズ１４を光ディスクＤの径方向に変位させるトラッキングコイル１６及び対物レンズ１４を光ディスクＤの信号面に対して垂直方向に変位させるフォーカシングコイル１７が組み込まれている。
【００３０】
１８は光学式ピックアップ１２に組み込まれているとともに液晶パネル等に構成されている収差補正素子であり、特開２００４−３０３３０１号公報に記載されているように液晶を制御することによって球面収差の補正を行うことが出来るように構成されている。
【００３１】
斯かる構成において、光学式ピックアップ１２の本体は、ピックアップ送り用モーター(図示せず)によって光ディスクＤの径方向に変位せしめられるように構成されている。斯かる駆動機構は周知の機構を利用すればよいので、その説明は省略する。
【００３２】
１９は前記光検出器１５から得られる電気信号が光信号として入力される光出力信号処理回路であり、図７に示したようなレーザー光の信号トラックに対するズレを示すトラッ
キングエラー信号を生成するトラッキングエラー信号生成回路が組み込まれている。また、前記光出力信号処理回路１９には、レーザー光の記録層に対するフォーカスのズレを示すフォーカスエラー信号を出力するフォーカスエラー信号生成回路(図示せず)が組み込まれている。
【００３３】
そして、前記光出力信号処理回路１９には光ディスクＤに記録されている信号の再生信号を２値化した信号を生成する信号再生回路(図示せず)が組み込まれている。また、前記光出力信号処理回路１９には光ディスクＤから読み出される再生信号であるＲＦ信号を出力するＲＦ信号再生回路(図示せず)が組み込まれている。斯かる光出力信号処理回路１９による各種信号の生成動作は周知の回路にて行われるので、その説明は省略する。
【００３４】
２０は前記光出力信号処理回路１９に組み込まれているトラッキングエラー信号生成回路の出力端子１１Ａから出力されるトラッキングエラー信号が入力されるトラッキングサーボ回路であり、入力されるトラッキングエラー信号に基くトラッキングコイル駆動信号を前記トラッキングコイル１６に供給することによってトラッキング制御動作を行うように構成されている。
【００３５】
２１は前記光出力信号処理回路１９によって生成されて出力されるフォーカスエラー信号が入力されるフォーカスサーボ回路であり、入力されるフォーカスエラー信号に基くフォーカシングコイル駆動信号を前記フォーカシングコイル１７に供給することによってフォーカス制御動作を行うように構成されている。
【００３６】
前記フォーカスサーボ回路２１からフォーカシングコイル１７に供給されるフォーカシングコイル駆動信号は、対物レンズ１４を光ディスクＤの記録層である信号面に合焦させる位置である動作位置に変位させる直流電圧と光ディスクＤの面振動に伴うフォーカスズレを補正するために対物レンズ１４を高速で変位させる高周波信号とより構成されているが、斯かる信号は周知であるので説明は省略する。
【００３７】
２２は前記光出力信号処理回路１９内に設けられている２値化回路によって２値化された再生信号が入力されるとともにデジタル信号処理を行うデジタル信号処理回路であり、光ディスクＤに記録されている同期信号、位置情報データ及び記録信号等の各種の信号を復調するように構成されている。２３は光ディスク記録再生装置の各動作を制御するシステム制御回路であり、前記デジタル信号処理回路２２より生成される同期信号を利用してスピンドルモーターによる光ディスクＤの回転制御動作や再生信号及び記録信号の処理動作、そして外部に設けられているパーソナルコンピューター等のホスト機器との信号の送受信動作を制御するように構成されている。
【００３８】
斯かるシステム制御回路２３は、マイクロコンピューターにて構成されており、内部に設けられているフラッシユＲＯＭ等に記憶されているプログラムソフトに基いて各種の制御動作を行うように構成されている。
【００３９】
２４は前記光出力信号処理回路１９から出力されるＲＦ信号が入力されるとともに該信号のレベルを検出するＲＦ信号レベル検出回路であり、光ディスクＤに記録されている最短ピット、例えば３Ｔの信号及び最長ピット、例えば１４Ｔの信号より得られるＲＦ信号のレベル等を検出するように構成されている。
【００４０】
斯かる３Ｔ信号及び１４Ｔ信号を再生して得られるＲＦ信号レベルを検出する動作は、デジタル信号処理回路２２によって得られる信号から３Ｔの信号及び１４Ｔの信号が認識されたとき、前記システム制御回路２３から出力されるレベル検出制御信号に基づいて行うことが出来るように構成されている。
【００４１】
２５は前記システム制御回路２３によって動作が制御される第１レベルメモリー回路であり、前記ＲＦ信号レベル検出回路２４によって検出される３Ｔに対応したＲＦ信号のレベルＬ１が記憶されるように構成されている。２６は前記システム制御回路２３によって動作が制御される第２レベルメモリー回路であり、前記ＲＦ信号レベル検出回路２４によって検出される１４Ｔに対応したＲＦ信号のレベルＬ２が記憶されるように構成されている。
【００４２】
前記システム制御回路２３は、前記第１レベルメモリー回路２５及び第２レベルメモリー回路２６にＲＦ信号のレベルＬ１及びＬ２が記憶されると、その比較値ＲｔをＬ２／Ｌ１から演算するように構成されている。
【００４３】
２７はパーソナルコンピューター等から入力される記録信号やシステム制御回路２３にて生成されるテスト信号が入力される信号記録用回路であり、光ディスクＤの規格に合わせて記録信号をインターリーブ等のエンコード処理する作用を有している。斯かる信号記録用回路２７によるエンコード処理は、周知であるのでその説明は省略する。
【００４４】
２８は前記信号記録用回路２７によってエンコード処理された記録信号が入力されるレーザー駆動信号生成回路であり、記録信号に対応して３Ｔ、４Ｔ…１４Ｔのピットを形成するために適した駆動信号、即ち図３に示すようなパルス信号を生成するように構成されている。２９は前記レーザー駆動信号生成回路２８より生成出力される駆動信号に応じてレーザーダイオード１３を駆動する信号を出力するレーザー駆動回路である。
【００４５】
３０は前記システム制御回路２３内に組み込まれているとともにデータの書き込み動作及び読み出し動作が制御されるべく接続されている第１スポット径データメモリー回路であり、前記ＲＦ信号レベル検出回路２４によって検出された３Ｔ及び１４Ｔのピットに対応して得られたＲＦ信号のレベルＬ１及びＬ２に基いて演算される比較値Ｒｔの値に応じた信号トラック方向のスポット径、即ちタンジェンシャル方向のスポット径Ｓ１(図２)の値がテーブルデータとして記憶されている。
【００４６】
３１は前記光出力信号処理回路１９に設けられているトラッキングエラー信号出力端子１１Ａから出力されるトラッキングエラー信号のレベルを検出するトラッキングエラー信号レベル検出回路であり、トラッキングエラー信号の最大レベルであるピークレベルと最低レベルであるボトムレベルとの間のレベル、即ち図９においてＥＶで示すレベルを検出し、その検出されたレベルを２値化してシステム制御回路２３に対して出力するように構成されている。
【００４７】
３２は前記フォーカスサーボ回路２１からフォーカシングコイル１７に供給する制御電圧であるデフォーカス値を設定するデフォーカス値設定回路であり、前記システム制御回路２３による制御動作によって前記フォーカスサーボ回路２１に設定するデフォーカス値の変更動作及び設定動作を行うように構成されている。３３は前記システム制御回路２３内に組み込まれているとともにデータの書き込み動作及び読み出し動作が制御されるべく接続されている第２スポット径データメモリー回路であり、トラッキングエラー信号のレベルＥＶの値応じた信号トラックに対して直角方向のスポット径、即ちラジアル方向のスポット径Ｓ２(図２)の値がテーブルデータとして記憶されている。
【００４８】
３４は前記システム制御回路２３によって動作が制御される最小レベルメモリー回路であり、前記ＲＦ信号レベル検出回路２４によって検出されるＲＦ信号の最小レベルＬ３が記憶されるように構成されている。３５は前記システム制御回路２３によって動作が制御される最大レベルメモリー回路であり、前記ＲＦ信号レベル検出回路２４によって検出さ
れるＲＦ信号の最大レベルＬ４が記憶されるように構成されている。
【００４９】
前記システム制御回路２３は、前記最小レベルメモリー回路３４及び最大レベルメモリー回路１８にＲＦ信号の最小レベルＬ３及び最大レベルＬ４が記憶されると、その比較値ＲｒをＬ４／Ｌ３から演算するように構成されている。
【００５０】
３６は前記光学式ピックアップ１２に組み込まれている収差補正素子１８の動作を制御する収差補正素子制御回路であり、システム制御回路２３から出力される制御信号に基づいて該収差補正素子１８による収差補正動作を制御するように構成されている。
【００５１】
前記レーザー駆動信号生成回路２８による記録パルス信号の生成動作は、後述する動作にて設定されるスポット径に応じて設定されている記録ストラテジに基づいて行われるように構成されている。即ち、レーザー駆動信号生成回路２８からレーザー駆動回路２９に供給される駆動信号は、図３に示すようなパルス信号であり、３Ｔのピットを形成する場合には、先頭パルスＰ１のみの信号、４Ｔのピットを形成する場合には、先頭パルスＰ１及びＰ２よりなる信号、そして５Ｔのピットを形成する場合には、先頭パルスＰ１、Ｐ２及びＰ３より成る駆動信号をレーザー駆動回路２９に対して出力するように行われ、パルスＰ１、Ｐ２、Ｐ３の幅や各パルス間の間隔を前記記録ストラテジメモリー回路(図示せず)より得られるテーブルデータに基いて変更設定するように構成されている。
【００５２】
斯かる構成において、トラッキングサーボ回路２０の動作不動作は、システム制御回路２３によって選択制御可能に構成されており、トラッキングエラー信号レベル検出回路３１によるトラッキングエラー信号のレベルＥＶの検出動作、ＲＦ信号レベルの最大レベル及び最小レベルの検出動作は、トラッキングサーボ回路２０を不動作状態にさせた状態にて行うように構成されている。また、トラッキングエラー信号のレベル検出動作を行う信号は、例えば光ディスクＤの内周側にレーザー出力の設定動作を行うために設けられている試し書き領域に記録されているテスト信号を利用するように構成されている。
【００５３】
また、記録用の光ディスクＤには、プリグルーブと呼ばれる溝が形成されており、このプリグルーブから得られるウォブル信号を復調して得られる同期信号や位置情報データに基いて光ディスクＤの回転駆動動作や光学式ピックアップ１２の変位動作等を制御するように構成されている。
【００５４】
そして、ＲＦ信号レベル検出回路２４によるＲＦ信号のレベル検出動作は、例えば光ディスクＤの内周側にレーザー出力の設定動作を行うために設けられている試し書き領域に例えば３Ｔ及び１４Ｔのテスト信号を記録し、その記録された信号を再生することによって行うように構成されている。
【００５５】
また、システム制御回路２３によるデフォーカス値設定回路３２に対する制御動作によってフォーカスサーボ回路２１に対して設定されるデフォーカス値を段階的に変更することが出来るように構成されている。
【００５６】
以上に説明したように本発明に係る光ディスク記録再生装置は構成されているが、次に動作について説明する。光ディスクＤに記録されている信号の再生動作を行う場合には、スピンドルモーターの回転制御動作が行われ、光ディスクＤは所定の線速度一定の状態にて回転駆動されることになる。斯かる線速度を一定にするための制御動作は、光ディスクＤから読み出される同期信号とシステム制御回路２３により制御されるべく接続されている同期信号生成回路(図示せず)から生成される同期信号とを同期させることによって行われるが、斯かる動作は周知であるのでその説明は省略する。
【００５７】
光ディスクＤに記録されている信号を再生するためにレーザー駆動回路２９からレーザーダイオード１３に供給される駆動信号は、再生動作を行うために必要なレーザー出力が得られる値になるように設定されている。前記レーザーダイオード１３から照射されるレーザー光は、対物レンズ１４によって集光されて光ディスクＤの信号面に合焦されることになるが、斯かる合焦動作は、フォーカスサーボ回路２１によるサーボ動作によって行われる。
【００５８】
前記フォーカスサーボ回路２１によるフォーカス制御動作は、光ディスクＤの信号面から反射されるレーザー光が照射される光検出器１５より得られる信号を利用して行われる。前記光検出器１５より得られる信号は、光出力信号処理回路１９に入力され、その信号に基いてフォーカスエラー信号が生成され、そのフォーカスエラー信号はフォーカスサーボ回路２１に入力される。斯かるフォーカスエラー信号がフォーカスサーボ回路２１に入力されると、該フォーカスサーボ回路２１からフォーカシングコイル１７に対してフォーカスエラー信号のレベルを小さくする方向に対物レンズ１４を変位させる駆動信号が供給される。斯かる駆動信号がフォーカシングコイル１７に供給される結果、レーザー光を光ディスクＤの信号面に合焦させる動作、即ちフォーカス制御動作を行うことが出来る。
【００５９】
前述したようにフォーカス制御動作は行われるが、トラッキング制御動作も同様に行うことが出来る。即ち、レーザーダイオード１３から照射されるレーザー光のスポットが光ディスクＤ上の信号トラックより外れると、その外れの大きさに対応したレベルのトラッキングエラー信号が光出力信号処理回路１９のトラッキングエラー信号出力端子１１Ａから出力される。
【００６０】
斯かるトラッキングエラー信号がトラッキングサーボ回路２０に入力されると、該トラッキングサーボ回路２０からトラッキングコイル１６に対してトラッキングエラー信号のレベルを小さくする方向に対物レンズ１４を変位させる駆動信号が供給される。斯かる駆動信号がトラッキングコイル１６に供給される結果、レーザー光を光ディスクＤの信号面に設けられている信号トラックに追従させる動作、即ちトラッキング制御動作を行うことが出来る。
【００６１】
前述したフォーカス制御動作及びトラッキング制御動作が行われる結果、光ディスクＤの信号トラック上に記録されている信号の読み取り動作を行うことが出来る。光ディスクＤの信号トラックには、長さの異なる複数のピットにより信号が記録されており、斯かるピットの長さに応じたＲＦ信号が光出力信号処理回路１９にて生成されるとともに２値化された信号が出力される。
【００６２】
前記光出力信号処理回路１９より出力される２値化信号は、デジタル信号処理回路２２に入力され、該デジタル信号処理回路２２によって復調動作が行われる。前記デジタル信号処理回路２２によって復調されたデータ信号は、システム制御回路２３を介してパーソナルコンピューター等へ出力されることになる。
【００６３】
以上に説明したように本実施例における再生動作は行われるが、次に記録動作について説明する。記録動作時におけるスピンドルモーターによる光ディスクＤの回転制御動作、トラッキングサーボ回路２０によるトラッキング制御動作及びフォーカスサーボ回路２１によるフォーカス制御動作は前述した再生動作時と同様に行われる。
【００６４】
パーソナルコンピューターより出力される記録信号は、信号記録用回路２７に入力されるとともに該信号記録用回路２７によってエンコード処理される。前記信号記録用回路２７によってエンコード処理された記録信号は、レーザー駆動信号生成回路２８に入力されるので、該レーザー駆動信号生成回路２８は、入力される記録信号に応じた長さのピット
を光ディスクＤの信号トラックに形成するための駆動信号をレーザー駆動回路２９に対して出力する。
【００６５】
斯かる場合にレーザー駆動回路２９に供給される駆動信号のパルス波形は、記録ストラテジメモリー回路から選択されたストラテジデータに基いて生成されることになる。このようにして生成制御されたパルス波形の駆動信号がレーザー駆動回路２９に供給されると、そのパルス波形に対応した駆動信号が該レーザー駆動回路２９からレーザーダイオード１３に対して供給される。
【００６６】
斯かる駆動信号がレーザーダイオード１３に供給されると、該レーザーダイオード１３からパルスに応じたレーザー光が照射され、光ディスクＤの信号トラックにピットが形成されることになる。斯かる動作によって形成されるピットの長さは、光ディスクＤの信号規格に対応した３Ｔ、４Ｔ…１４Ｔとなる。
【００６７】
以上に説明したように本実施例における再生及び記録動作は行われるが、次に本発明の要旨について説明する。
【００６８】
図２は、光ディスクＤの信号トラックに形成されているピットＰとレーザー光のスポットＳとの関係を示すものである。図２(Ａ)は、スポットＳの形状が楕円であり、トラック方向に対して長径方向が直角にある場合、図２(Ｂ)は、スポットＳの形状が楕円であり、トラック方向に対して長径方向が４５度程度傾いた状態にある場合、図２(Ｃ)は、スポットＳの形状が楕円であり、トラック方向と長径方向が一致している場合である。
【００６９】
光ディスクＤにピットＰを形成するために作用するレーザー光のスポットＳは、図２において、ピットＰと重なっている部分であり、各状態より明らかなようにピットＰの長さ方向、即ちタンジェンシャル方向の長さである有効長が相違することになる。
【００７０】
また、光ディスクＤに記録されている信号の読み出し動作を行う場合や該光ディスクＤに信号を記録する場合には、光ディスクＤに形成されているプリグルーブからウォブル信号を読み出す動作が行われるが、斯かる動作を行う場合のスポットＳとしては、信号トラックに対して直角方向、即ち光ディスクＤの径方向であるラジアル方向の長さが重要になる。
【００７１】
そして、斯かる構成において、フォーカスサーボのデフォーカス値を変化させるとスポットＳの形状が変化する。即ち、図２において、信号トラック方向のスポット径Ｓ１と信号トラックに対して直角方向であるラジアル方向のスポット径Ｓ２の値及びその比率が変化する。デフォーカス値を変化させることによってスポットＳの形状が変化する理由は、光学式ピックアップ１２の光学系に球面収差が存在するからである。
【００７２】
本発明は、デフォーカス値を変更させたときにスポットＳの形状が変化することを利用して球面収差の大きさを検出し、また検出された球面収差量に応じて球面収差を補正するようにしたものである。
【００７３】
次に記録動作を行う場合における有効長を相違させる原因となるスポットＳの形状を検出する動作について説明する。光ディスクＤに設けられている試し書き領域にレーザー出力の調整時に記録されるテスト信号を再生する動作を行うと、前述したように光出力信号処理回路１９からＲＦ信号及び２値化信号が出力される。
【００７４】
前記光出力信号処理回路１９から出力されるＲＦ信号は、ＲＦ信号レベル検出回路２４に入力された状態にあり、該ＲＦ信号レベル検出回路２４は、入力されるＲＦ信号のレベ
ルを検出する動作を行う状態にある。また、斯かる状態にあるとき、前記光出力信号処理回路１９から出力される２値化信号は、デジタル信号処理回路２２に入力されるので、入力される信号の中から３Ｔ信号及び１４Ｔ信号の検出動作を行うことが出来る。
【００７５】
３Ｔ信号が検出されると、システム制御回路２３による制御動作が行われ、そのときＲＦ信号レベル検出回路２４にて検出されたＲＦ信号のレベルＬ１を第１レベルメモリー回路２５に記憶させる動作が行われる。同様に１４Ｔ信号が検出されると、システム制御回路２３による制御動作が行われ、そのときＲＦ信号レベル検出回路２４にて検出されたＲＦ信号のレベルＬ２を第２レベルメモリー回路２６に記憶させる動作が行われる。
【００７６】
前記第１レベルメモリー回路２５へのレベルＬ１の記憶動作及び第２レベルメモリー回路２６へのレベルＬ２の記憶動作が行われると、システム制御回路２３による演算処理動作によってＲＦ信号の比較値ＲｔがＬ２／Ｌ１にて求められる。
【００７７】
光出力信号処理回路１９から出力されるＲＦ信号のレベルは、最短ピット長である３Ｔ信号から得られるレベルＬ１が最も小さく、最長ピット長である１４Ｔから得られるレベルＬ２が最も大きくなる。また、ＲＦ信号のレベルは、スポットＳのピットＰに対する有効長に対応して変化することになる。即ち、有効長の長さが短くなるほど大きな反射光の変化を得ることが出来るので、ＲＦ信号のレベルは大きくなる。
【００７８】
一方、ピットＰの長さに対するスポットＳの有効長の比率は、有効長の大きさに応じて変化するが、ピットの長さは、光ディスクＤの記録規格によって規定されているので、３Ｔ及び１４Ｔの長さは一定となる。その結果、３Ｔ及び１４Ｔのピットから得られるＲＦ信号のレベルは、スポットＳの有効長によって変化することになるとともにその変化率も相違することになる。
【００７９】
スポットＳの有効長の長さがＳＡの場合におけるＬ１の値をＬＡ１、Ｌ２の値をＬＡ２とすると、比較値ＲＡはＬＡ２／ＬＡ１となり、スポットＳの有効長の長さがＳＢの場合におけるＬ１の値をＬＢ１、Ｌ２の値をＬＢ２とすると、比較値ＲＢはＬＢ２／ＬＢ１となる。そして、このようにして得られる比較値ＲＡ及びＲＢは、スポットＳの有効長の相違に伴って相違することになる。
【００８０】
従って、比較値Ｒｔと有効長との関係を前もって設定しておけば、ピットの長さが一定で３Ｔ及び１４Ｔから得られるＲＦ信号のレベルの比が求められると、ピットに対するレーザー光のスポットＳの有効長を検出することが出来る。また、光学式ピックアップ１２におけるレーザー光のスポットＳの形状は、光学式ピックアップ１２の製造時に決定されているので、前記有効長を検出することによってレーザー光の信号トラックに対するスポットＳの信号トラック方向のスポット径Ｓ１を第１スポット径データメモリー回路３０に記憶されているテーブルデータから求めることが出来る。尚、斯かる第１スポット径データメモリー回路３０に記憶されているテーブルデータは、ＲＦ信号の比較値Ｒｔとスポット径との関係を実験的に測定して得られたデータである。
【００８１】
以上に説明したようにスポットＳの信号トラック方向のスポット径Ｓ１を検出する動作は行われるが、次にスポットＳの信号トラックに対して直角方向、即ちラジアルのスポット径Ｓ２を検出する動作について説明する。
【００８２】
斯かる検出動作は、光ディスクＤに設けられている試し書き領域にレーザー出力の調整時に記録されているテスト信号を再生することにより行われるが、斯かる再生動作は、トラッキングサーボ回路２０を不動作状態にさせた状態にて行われる。
【００８３】
光学式ピックアップ１２の試し書き領域への移動動作は、周知のサーチと呼ばれる動作によって行うことが出来る。即ち、光ディスクＤの信号トラックに記録されている位置情報を光学式ピックアップ１２のトラックジャンプ動作を繰り返し行うことによって読み取り、該光学式ピックアップ１２を所望のトラック、即ちテスト信号が記録されている位置に移動させることが出来る。
【００８４】
斯かる動作によって光学式ピックアップ１２が所望の位置まで移動したことが認識されると、フォーカスサーボ回路２１によるフォーカス制御動作を行った状態のままで、トラッキングサーボ回路２０を不動作状態にする制御動作がシステム制御回路２３によって行われる。
【００８５】
斯かる状態にあるとき光ディスクＤの試し書き領域に記録されているテスト信号の読み出し動作が行われるが、トラッキングサーボ回路２０が不動状態にあるためテスト信号を正常に読み出すことは出来ない。また、斯かる状態では、レーザー光のスポットＳと信号トラックとのズレが大きくなるため、トラッキングエラー信号出力端子１１Ａに出力されるトラッキングエラー信号のレベルが大きく変動することになる。
【００８６】
本発明では、トラッキングエラー信号出力端子１１Ａから出力されるトラッキングエラー信号のレベルＥＶをトラッキングエラー信号レベル検出回路３１が検出し、その検出されたレベル値をシステム制御回路２３に対して出力する動作を行っている。従って、システム制御回路２３は、トラッキングエラー信号のレベルＥＶを認識することが出来る。
【００８７】
次に、このトラッキングエラー信号のレベルＥＶとレーザー光の照射形状であるスポットＳのラジアル方向のスポット長Ｌ、即ちラジアル方向のスポット径との関係について図４を参照して説明する。
【００８８】
図４はデフォーカス値、トラッキングエラー信号のレベルＥＶとスポット長Ｌとの関係を示すものである。同図において、実線Ｔは、フォーカスサーボ回路２１のデフォーカス値の変化に対するトラッキングエラー信号のレベルＥＶの変化を示し、実線Ｌは、フォーカスサーボ回路２１のデフォーカス値の変化に対するスポット長Ｌの変化を示すものである。
【００８９】
図４に示すトラッキングエラー信号のレベルＥＶの変化とスポット長Ｌの変化から明らかなようにトラッキングエラー信号のレベルＥＶとスポット長Ｌとの間には、対照的に変化するという関係がある。従って、各デフォーカス値に対するトラッキングエラー信号のレベルＥＶとスポット長Ｌとの関係を示すデータをテーブルデータとして第２スポット径データメモリー回路３３に記憶させておけば、トラッキングエラー信号レベル検出回路３１によってトラッキングエラー信号のレベルＥＶを検出することによってスポット長Ｌ、即ちレーザー光の信号トラックに対するスポットＳの信号トラックに対して直角方向のスポット径Ｓ２をテーブルデータから求めることが出来る。
【００９０】
前記第２スポット径データメモリー回路３３に記憶されているテーブルデータは、デフォーカス値に対するトラッキングエラー信号のレベルＥＶとスポット長Ｌとの関係を実験的に測定して得られたデータであり、トラッキングエラー信号のレベルＥＶが最大のときスポット長Ｌが最小になるという関係にある。
【００９１】
前述したように信号トラック方向のスポット径Ｓ１及び信号トラックに対して直角方向のスポット径Ｓ２の検出動作は行われるが、本発明では、斯かる検出動作をフォーカスサーボ回路２１のデフォーカス値を変更させる毎に行うように構成されている。即ち、フォーカスサーボのデフォーカス値を変更させると、トラック上のスポットＳの形状が変化す
る。
【００９２】
例えば、デフォーカス値を基準値に対して＋１５％から−１５％まで変化させると、スポットＳの形状が変化するが、デフォーカス値の値を基準値に対して、例えば３％ずつ段階的に変更しながら前述したスポット径Ｓ１及びＳ２の検出動作を行う。
【００９３】
フォーカスサーボのデフォーカス値を変更すると、スポットＳの形状が変化するので、スポット径Ｓ１及びＳ２が変化し、デフォーカス値に対するトラッキングエラー信号レベルＥＶ及びスポット長Ｌが図４に示すように変化する。また、デフォーカス値に対する３Ｔと１４Ｔ信号のＲＦ信号の比較値であるＲｔとスポット長Ｌは、図５に示すように変化する。
【００９４】
以上に説明したようにスポットＳの形状を示すデータとなるタンジェンシャル方向のスポット径Ｓ１及びラジアル方向のスポット径Ｓ２を各デフォーカス値に対応させて検出することは出来るが、このようにして検出された各値とデフォーカス値との関係は、スポットデータメモリー回路３７に記憶される。そして、前記スポットデータメモリー回路３７には、各デフォーカス値に対応してスポットＳの面積の大きさを表すデータＳＤが記憶される。
【００９５】
斯かるスポットＳの面積の大きさを表すデータＳＤは、スポット径Ｓ１とスポット径Ｓ２とを乗算することによって得ることが出来るので、スポット径Ｓ１及びスポット径Ｓ２が検出される毎にそれらの乗算値が前記スポットデータメモリー回路３７に記憶されることになる。そして、前述したように乗算されて得られる値ＳＤが最も小さいとき、スポットＳの面積は最小となる。
【００９６】
前述したようにスポットＳの面積を求めることが出来るが、次に本発明の要旨である球面収差量の検出方法について説明する。前述したようにスポットＳのラジアル方向のスポット径Ｓ２を検出する動作は、トラッキングサーボ回路２０を不動作状態にさせた状態において、トラッキングエラー信号レベル検出回路３１によってトラッキングエラー信号のレベルを検出することによって行われるが、斯かる動作が行われているとき、ＲＦ信号レベル検出回路２４によるＲＦ信号のレベルを検出する動作が行われている。
【００９７】
前記ＲＦ信号レベル検出回路２４によるＲＦ信号のレベルを検出する動作が行われているとき、該ＲＦ信号レベル検出回路２４によって検出されるレベルの中の最小レベルＬ３及び最大レベルＬ４が各々最小レベルメモリー回路３４及び最大レベルメモリー回路３５に記憶される。このようにしてＲＦ信号の最小レベルＬ３及び最大レベルＬ４が前記最小レベルメモリー回路３４及び最大レベルメモリー回路３５に記憶されると、その比較値ＲｒがＬ４／Ｌ３にて算出され、その比較値Ｒｒがデフォーカス値とともにＲＦ信号レベル比較データメモリー回路３８に記憶される。
【００９８】
前述した動作がデフォーカス値を変更する毎に行われるが、デフォーカス値を変化させた場合におけるスポットＳの面積を表すＳＤの変化特性及び信号レベル比較値Ｒｒの変化特性は、図６に示すようになる。
【００９９】
デフォーカス値を変更させることによって図６に示す特性図が得られるが、スポットの面積ＳＤが最小となる場合のデフォーカス値ＤＳ及び信号レベル比較値Ｒｒが最大になる場合のデフォーカス値ＤＲを求めることが出来る。そして、このデフォーカス値ＤＳとデフォーカス値ＤＲとが一致している場合には、光学式ピックアップ１２に球面収差は無く、その差が大きくなるに従って球面収差量が大きくなることが確かめられた。
【０１００】
従って、デフォーカス値ＤＳとデフォーカス値ＤＲの差に対応する球面収差量をテーブルデータとしてメモリー回路に記憶させておけば、光学式ピックアップ１２に存在する球面収差量を検出することが出来る。
【０１０１】
このようにして、光学式ピックアップ１２に存在する球面収差量が検出されると、その収差量に応じた制御信号がシステム制御回路２３から収差補正素子制御回路３６に対して出力されることになる。斯かる制御信号は、デフォーカス値ＤＳとデフォーカス値ＤＲの差から球面収差の大きさを認識することが出来るとともにデフォーカス値ＤＳとデフォーカス値ＤＲの大小関係により収差の方向を認識することが出来るので、これらの球面収差を補正するために適した信号が収差補正素子制御回路３６から収差補正素子１８に対して出力されることになる。
【０１０２】
前述したように収差補正素子制御回路３６による収差補正素子１８に対する制御動作は行われるが、斯かる補正動作をデフォーカス値設定回路３２によって設定されるデフォーカス値をデフォーカス値ＤＳとデフォーカス値ＤＲとの中間値に設定した後に行うようにするとスポットの形状が中間の形状になるので、収差補正動作を容易に行うことが出来ることになる。この場合には、収差補正素子制御回路３６による収差補正素子に対する制御動作は、中間値のデフォーカス値に基づいて補正するように構成されることになる。
【０１０３】
前述したように球面収差の補正動作を行う結果、スポットＳの形状を記録動作を行うために適した形状にすることが出来るので、斯かるスポット形状のレーザー光を使用して光ディスクＤに信号を記録する場合に適したパルス波形のレーザー駆動信号をレーザー駆動信号生成回路２８から生成させることが出来る。従って、光ディスクＤへの信号の記録動作を正確に行うことが出来る。
【０１０４】
尚、本実施例では、光ディスクＤに設けられている試し書き領域に記録されている信号を再生して得られるＲＦ信号のレベルを検出するようにしたが、信号の記録領域に記録されている信号を再生して得られるＲＦ信号のレベルを検出するようにすることも出来る。また、光ディスクＤに記録されている最短ピットと最長ピットを再生して得られるＲＦ信号のレベルを検出するようにしたが、その他のピットを利用することは勿論可能である。
【０１０５】
また、試し書き領域に記録されている信号から得られるＲＦ信号のレベルを検出する場合には、該試し書き領域に検出対象となる最短ピット及び最長ピットの信号のみを記録するようにすると、検出動作を容易に行うことが出来る。更に、斯かる検出対象となるピットの信号を繰り返し記録するようにすると、レベル検出動作を正確に行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０１０６】
【図１】本発明に係る光ディスク記録再生装置の一実施例を示すブロック回路図である。
【図２】光ディスクの信号トラックに形成されているピットとレーザー光のスポットとの関係を示す説明図である。
【図３】本発明の動作を説明するための信号波形図である。
【図４】本発明の動作を説明するための特性図である。
【図５】本発明の動作を説明するための特性図である。
【図６】本発明の動作を説明するための特性図である。
【図７】本発明に使用されるトラッキングエラー信号生成回路の一実施例を示すブロック回路図である。
【図８】本発明の動作を説明するための信号波形図である。
【図９】本発明の動作を説明するための信号波形図である。
【符号の説明】
【０１０７】
Ｄ        光ディスク
１２        光学式ピックアップ
１３        レーザーダイオード
１５        光検出器
１６        トラッキングコイル
１７        フォーカシングコイル
１８        収差補正素子
１９        光出力信号処理回路
２０        トラッキングサーボ回路
２１        フォーカスサーボ回路
２３        システム制御回路
２４        ＲＦ信号レベル検出回路
２５        第１レベルメモリー回路
２６        第２レベルメモリー回路
２７        信号記録用回路
２８        レーザー駆動信号生成回路
２９        レーザー駆動回路
３０        第１スポット径データメモリー回路
３１        トラッキングエラー信号レベル検出回路
３２        デフォーカス値設定回路
３３        第２スポット径データメモリー回路
３４        最小レベルメモリー回路
３５        最大レベルメモリー回路
３６        収差補正素子制御回路
３７        スポットデータメモリー回路
３８        ＲＦ信号レベル比較データメモリー回路
【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】
2006221764.tif 000008
【図７】
2006221764.tif 000009
【図８】
2006221764.tif 000010
【図９】
2006221764.tif 000011