(57)【要約】【課題】光ディスクに発生する球面収差を正確かつ安価に補償する。【解決手段】光ディスク装置は、入射された光により出射するレーザ光の出力が変動する半導体レーザ１０２と、半導体レーザ１０２から出射されたレーザ光を光ディスク１１２に集光する対物レンズ１１０と、対物レンズ１１０により集光された光が光ディスク１１２から反射した光を半導体レーザ１０２に戻す光路と、半導体レーザ１０２から出射されたレーザ光を受光するレーザ光出力検出用受光素子１２０と、光ディスク１１２に集光するレーザ光の球面収差量を変化させるコリメートレンズ１０４と、球面収差量の変化に対する、半導体レーザ１０２の出力値と動作電流との関係に基づいて、コリメートレンズ１０４の位置を制御して球面収差を補償する制御回路３１２とを含む。【選択図】　　　　図８
2004014047.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入射された光により出射するレーザ光の出力が変動する半導体レーザと、
前記半導体レーザから出射されたレーザ光を光ディスクに集光する対物レンズと、
前記半導体レーザに印加される電流値を検出するための検出手段と、
前記光ディスクを回転するための回転手段と、
前記対物レンズにより集光された光が前記光ディスクから反射した光を、前記半導体レーザに戻す光路を形成するための光学手段と、
前記半導体レーザから出射されたレーザ光を受光するための受光手段と、
前記光ディスクに対して、前記レーザ光に残存するデフォーカス成分を補正するための補正手段と、
前記光ディスクに集光するレーザ光の球面収差量を変化させるための球面収差変化手段と、
前記球面収差量の変化に対応させて、前記光ディスクからの反射光が前記半導体レーザに入射することで変動する半導体レーザの複数の出力値を前記受光手段を用いて検出、および前記半導体レーザに印加される複数の動作電流値を前記検出手段を用いて検出、の少なくともいずれかの検出を実行して、前記球面収差量と、前記検出された出力値および前記動作電流値の少なくとも一方との関係に基づいて、前記球面収差変化手段を制御することにより、球面収差を補償するための制御手段とを含む、光ディスク装置。
【請求項２】
前記光ディスク装置は、予め定められた一定の動作電流値を印加することにより、前記半導体レーザを駆動するための駆動手段をさらに含み、
前記制御手段は、前記球面収差量と、前記駆動手段により前記一定の動作電流値で前記半導体レーザが駆動される状態で検出された出力値との関係に基づいて、最大の出力値に対応する球面収差量を発生させるように前記球面収差変化手段を制御することにより、球面収差を補償するための手段を含む、請求項１に記載の光ディスク装置。
【請求項３】
前記光ディスク装置は、予め定められた一定の光出力値を出力するように、前記半導体レーザを駆動するための駆動手段をさらに含み、
前記制御手段は、前記球面収差量と、前記駆動手段により前記一定の光出力値が前記半導体レーザから出力される状態で検出された動作電流値との関係に基づいて、最小の動作電流値に対応する球面収差量を発生させるように前記球面収差変化手段を制御することにより、球面収差を補償するための手段を含む、請求項１に記載の光ディスク装置。
【請求項４】
前記光ディスク装置は、前記半導体レーザからの出射光を平行な光に変換するコリメートレンズをさらに含み、
前記球面収差変化手段は、前記コリメートレンズを光軸と平行な方向に移動させることにより球面収差量を変化させるための手段を含む、請求項１に記載の光ディスク装置。
【請求項５】
前記光ディスク装置は、前記半導体レーザからの出射光を平行な光に変換するコリメートレンズと、前記コリメートレンズと前記対物レンズとの間に設けられた、球面収差を発生させる２以上のレンズから構成されるレンズ群とをさらに含み、
前記球面収差変化手段は、前記レンズ群を構成する少なくとも１のレンズを光軸と平行な方向に移動させることにより球面収差量を変化させるための手段を含む、請求項１に記載の光ディスク装置。
【請求項６】
前記光ディスク装置は、予め定められた直流バイアス電流を印加することにより、前記半導体レーザを駆動するための駆動手段をさらに含む、請求項１に記載の光ディスク装置。
【請求項７】
前記光ディスク装置は、予め定められた直流バイアス電流に、予め定められた振幅および周期を有する高周波電流を加えた電流を印加することにより、前記半導体レーザを駆動するための駆動手段をさらに含む、請求項１に記載の光ディスク装置。
【請求項８】
前記光ディスク装置は、前記駆動手段に接続され、前記直流バイアス電流が予め定められた電流値を維持するように、前記駆動手段を制御するための電流制御手段をさらに含む、請求項６または７に記載の光ディスク装置。
【請求項９】
前記光ディスク装置は、
前記光ディスクにデータを記録および再生するために、予め定められた条件を満足する電流を前記半導体レーザに印加することにより、前記半導体レーザを駆動するための第１の駆動手段と、
前記第１の駆動手段とは異なる条件を満足する電流を前記半導体レーザに印加することにより、前記半導体レーザを駆動するための第２の駆動手段とをさらに含む、請求項６〜８のいずれかに記載の光ディスク装置。
【請求項１０】
前記受光手段は、前記半導体レーザから出射された光であって、前記光ディスクのエンボスピットが存在しない領域およびデータの未記憶領域のいずれかに前記レーザ光を集光させて前記光ディスクから反射した光を、受光するための手段を含む、請求項１に記載の光ディスク装置。
【請求項１１】
前記受光手段は、前記回転手段による前記光ディスクの回転を停止させた状態で、前記光ディスクから反射した光を、受光するための手段を含む、請求項８に記載の光ディスク装置。
【請求項１２】
前記受光手段は、前記半導体レーザから出射された光であって、前記光ディスクのエンボスピットが存在する領域およびデータの記憶領域のいずれかに前記レーザ光を集光させて前記光ディスクから反射した光を、ピット信号として受光するための手段を含む、請求項１に記載の光ディスク装置。
【請求項１３】
前記受光手段は、前記回転手段により前記光ディスクを回転させた状態で、前記光ディスクから反射した光を、受光するための手段を含む、請求項８または１０に記載の光ディスク装置。
【請求項１４】
入射された光により出射するレーザ光の出力が変動する半導体レーザと、前記半導体レーザから出射されたレーザ光を光ディスクに集光する対物レンズと、前記光ディスクを回転するための回転手段と、前記対物レンズにより集光された光が前記光ディスクから反射した光を、前記半導体レーザに戻す光路を形成するための光学手段とを含む光ディスク装置における収差補償方法であって、
前記半導体レーザから出射されたレーザ光を受光する受光ステップと、
前記半導体レーザに印加される電流値を検出する検出ステップと、
前記光ディスクに対して、前記レーザ光に残存するデフォーカス成分を補正する補正ステップと、
前記光ディスクに集光するレーザ光の球面収差量を変化させる球面収差変化ステップと、
前記球面収差量の変化に対応させて、前記光ディスクからの反射光が前記半導体レーザに入射することで変動する半導体レーザの複数の出力値を前記受光ステップにて検出、および前記半導体レーザに印加される複数の動作電流値を前記検出ステップにて検出、の少なくともいずれかの検出を実行して、前記球面収差量と、前記検出された出力値および前記動作電流値の少なくとも一方との関係に基づいて、前記球面収差変化ステップを制御することにより、球面収差を補償する制御ステップとを含む、光ディスク装置における収差補償方法。
【請求項１５】
前記収差補償方法は、予め定められた一定の動作電流値を印加することにより、前記半導体レーザを駆動する駆動ステップをさらに含み、
前記制御ステップは、前記球面収差量と、前記駆動ステップにて前記一定の動作電流値で前記半導体レーザが駆動される状態で検出された出力値との関係に基づいて、最大の出力値に対応する球面収差量を発生させるように前記球面収差変化ステップを制御することにより、球面収差を補償するステップを含む、請求項１４に記載の収差補償方法。
【請求項１６】
前記収差補償方法は、予め定められた一定の光出力値を出力するように、前記半導体レーザを駆動する駆動ステップをさらに含み、
前記制御ステップは、前記球面収差量と、前記駆動ステップにて前記一定の光出力値が前記半導体レーザから出力される状態で検出された動作電流値との関係に基づいて、最小の動作電流値に対応する球面収差量を発生させるように前記球面収差変化ステップを制御することにより、球面収差を補償するステップを含む、請求項１４に記載の収差補償方法。
【請求項１７】
前記光ディスク装置は、前記半導体レーザからの出射光を平行な光に変換するコリメートレンズをさらに含み、
前記球面収差変化ステップは、前記コリメートレンズを光軸と平行な方向に移動させることにより球面収差量を変化させるステップを含む、請求項１４に記載の収差補償方法。
【請求項１８】
前記光ディスク装置は、前記半導体レーザからの出射光を平行な光に変換するコリメートレンズと、前記コリメートレンズと前記対物レンズとの間に設けられた、球面収差を発生させる２以上のレンズから構成されるレンズ群とをさらに含み、
前記球面収差変化ステップは、前記レンズ群を構成する少なくとも１のレンズを光軸と平行な方向に移動させることにより球面収差量を変化させるステップを含む、請求項１４に記載の収差補償方法。
【請求項１９】
前記収差補償方法は、予め定められた直流バイアス電流を印加することにより、前記半導体レーザを駆動する駆動ステップをさらに含む、請求項１４に記載の収差補償方法。
【請求項２０】
前記収差補償方法は、予め定められた直流バイアス電流に、予め定められた振幅および周期を有する高周波電流を加えた電流を印加することにより、前記半導体レーザを駆動する駆動ステップをさらに含む、請求項１４に記載の収差補償方法。
【請求項２１】
前記収差補償方法は、前記直流バイアス電流が予め定められた電流値を維持するように、前記駆動ステップを制御する電流制御ステップをさらに含む、請求項１９または２０に記載の収差補償方法。
【請求項２２】
前記受光ステップは、前記半導体レーザから出射された光であって、前記光ディスクのエンボスピットが存在しない領域およびデータの未記憶領域のいずれかに前記レーザ光を集光させて前記光ディスクから反射した光を、受光するステップを含む、請求項１４に記載の収差補償方法。
【請求項２３】
前記受光ステップは、前記回転手段による前記光ディスクの回転を停止させた状態で、前記光ディスクから反射した光を、受光するステップを含む、請求項２１に記載の収差補償方法。
【請求項２４】
前記受光ステップは、前記半導体レーザから出射された光であって、前記光ディスクのエンボスピットが存在する領域およびデータの記憶領域のいずれかに前記レーザ光を集光させて前記光ディスクから反射した光を、ピット信号として受光するステップを含む、請求項１４に記載の収差補償方法。
【請求項２５】
前記受光ステップは、前記回転手段により前記光ディスクを回転させた状態で、前記光ディスクから反射した光を、受光するステップを含む、請求項２１または２２に記載の収差補償方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ディスクを再生および記録する光ディスク装置に関し、特に光ディスク装置において発生する収差を補償する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、光ディスクに記憶されるデータの高密度化および大容量化に伴い、光ディスク上に集光する光スポットを小さくする必要がある。このために、半導体レーザの短波長化および対物レンズの高ＮＡ（開口数）化がより一層求められている。従来のＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ　Ｄｉｓｃ）やＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ　Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ　Ｄｉｓｃ）程度の記録密度の光ディスクにおいては、光ディスク表面の保護層となる透明基板の厚み誤差で生じる球面収差は無視できる程小さいため、従来の対物レンズのＮＡで光ディスクの再生記録層に十分小さく集光できていた。ＤＶＤではこの対物レンズのＮＡが約０．６０であったのに対して、近年では、対物レンズのＮＡが約０．８５も必要な高密度光ディスクが開発されている。このように対物レンズの高ＮＡ化が進むと、光ディスク表面の透明基板の厚み誤差により生じる球面収差を無視することができなくなる。
【０００３】
現在、この透明基板の厚みのばらつきにより発生する球面収差を補償する技術が提案されている。特開平１０−１０６０１２号公報は、温度変化によるレンズ球面収差を補正する光ディスク装置を開示する。この公報に開示された光ディスク装置は、レーザ光源と、レーザ光源よりの出射光を対物レンズに導くカップリングレンズと、光ディスクの透明基板を通して光ディスクの情報記録面上に光スポットとして集光させる対物レンズと、情報記録面からの反射光を受光して信号を出力する光検出器と、レーザ光源およびカップリングレンズのうちの少なくとも一方を光軸方向に駆動する駆動回路と、光検出器の出力信号から光ディスクの種類を判定して、判定結果に応じて予め設定された位置まで駆動回路を駆動させて、駆動後の光検出器の出力信号に基づいて対物レンズの球面収差を補正するように駆動回路を駆動する制御回路とを含む。制御回路は、光検出器の出力信号から得られるＨＦ信号レベル、ＨＦ信号ジッタ、エラーレートのうち、ＨＦ信号レベルが最大となるように、またはＨＦ信号ジッタもしくはエラーレートが最小となるように、レーザ光源およびカップリングレンズのうちの少なくとも一方を光軸方向に駆動する回路を含む。
【０００４】
この公報に開示された光ディスク装置によると、光検出器の出力信号をモニタして得られた、ＨＦ信号レベル、ＨＦ信号ジッタ、エラーレートに基づいて、レーザ光源およびカップリングレンズのうちの少なくとも一方を光軸方向に駆動して、温度変化によって発生するレンズ球面収差が補正することができる。
【０００５】
また、特開２０００−１８２２５４公報は、記録／未記録ディスクに関わらず、その透過基板の厚さ誤差による球面収差を補正するピックアップ装置を開示する。この公報に開示されたピックアップ装置は、記録面上を透過基板で覆われた光ディスクに対して情報の書込みおよび読取りを行なう。このピックアップ装置は、光ビームを第１の所定開口数の対物レンズを介して記録面に照射し、記録面からの反射光を対物レンズを介して得る反射光抽出回路と、反射光抽出回路から得られた反射光のうち、第１の所定開口数より小なる第２の所定開口数以下の部分のみを介して照射された第１照射光による第１反射光を検出し、記録面における第１照射光の焦点ずれを示す第１エラー信号を生成する第１焦点誤差検出回路と、反射光抽出回路から得られた反射光のうち、第２の所定開口数より大なる所定開口数以下の部分を介して照射された第２照射光による第２反射光を検出し、記録面における第２照射光の焦点ずれを示す第２エラー信号を生成する第２焦点誤差検出回路と、第１エラー信号および第２エラー信号の少なくとも一方を用いて球面収差に対応する信号を算出する算出回路とを含む。
【０００６】
この公報に開示されたピックアップ装置によると、光路中に球面収差を検出するホログラム素子を設けて、光ディスクの記録面からの反射光のうち、対物レンズ上で第１の所定開口数より小なる第２の所定開口数以下の部分を透過した第１反射光を検出して第１エラー信号を生成する。また、反射光のうち、対物レンズ上で第２の所定開口数より大なる所定開口数以下の部分を透過した第２反射光を検出して第２エラー信号を生成する。このため、第１エラー信号および第２エラー信号の少なくとも一方を用いて透過基板の厚さの誤差により生じる球面収差を示す信号を算出できる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した特開平１０−１０６０１２号公報に開示された光ディスク装置では、記録済み光ディスクを再生することで、初めて球面収差を行うことができるが、データが記録されていない光ディスクではＨＦ信号が再生されないため、球面収差補償を行うことはできない。さらに、記録済み光ディスクでも、光ディスクの傾きや、光ディスク表面上のゴミ、汚れ、および傷によりＨＦ信号が劣化して、正常なジッター、エラーレートを得ることはできない場合があり、球面収差補償を正確に行うことができない場合がある。
【０００８】
また、上述した特開２０００−１８２２５４公報に開示されたピックアップ装置では、球面収差を検出するホログラム素子や受光素子を別途設ける必要があり、部品点数が多くなり、設備価格が高騰する。
【０００９】
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであって、光ディスクの保護層となる透明基板の厚みのばらつきにより生じる球面収差を補償して光ディスクの再生および記録動作を良好に行なうことができる安価な光ディスク装置および光ディスク装置における収差補償方法を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
第１の発明に係る光ディスク装置は、入射された光により出射するレーザ光の出力が変動する半導体レーザと、半導体レーザから出射されたレーザ光を光ディスクに集光する対物レンズと、半導体レーザに印加される電流値を検出するための検出手段と、光ディスクを回転するための回転手段と、対物レンズにより集光された光が光ディスクから反射した光を、半導体レーザに戻す光路を形成するための光学手段と、半導体レーザから出射されたレーザ光を受光するための受光手段と、光ディスクに対して、レーザ光に残存するデフォーカス成分を補正するための補正手段と、光ディスクに集光するレーザ光の球面収差量を変化させるための球面収差変化手段と、球面収差量の変化に対応させて、光ディスクからの反射光が半導体レーザに入射することで変動する半導体レーザの複数の出力値を受光手段を用いて検出、および半導体レーザに印加される複数の動作電流値を検出手段を用いて検出、の少なくともいずれかの検出を実行して、球面収差量と、検出された出力値および動作電流値の少なくとも一方との関係に基づいて、球面収差変化手段を制御することにより、球面収差を補償するための制御手段とを含む。
【００１１】
第１の発明によると、半導体レーザは、入射された光（たとえば、光ディスクからの反射光）により出射するレーザ光の出力値が変動する。半導体レーザからの出力値を一定に保持する場合、半導体レーザに光が入射されているか否かにより、半導体レーザに印加される動作電流が変動する。また、半導体レーザへ印加される動作電流値を一定に保持する場合、半導体レーザに光が入射されているか否かにより、半導体レーザからの出力値が変動する。さらに、光ディスクに集光されるレーザ光に球面収差があると、半導体レーザに入射する戻り光にも球面収差が残存し、半導体レーザの内部に入射する光量が変動する。このため、半導体レーザの動作電流−光出力特性は、球面収差がある時とない時とで変動する。このとき、予め、光ディスクに集光されるレーザ光に残存するデフォーカス成分が補正され、デフォーカスによる光ディスクから半導体レーザに入射される戻り光量の減少の影響が排除されている。そのため、球面収差変化手段により球面収差量を種々変化させて、レーザ光の出力値を検出するとともに、半導体レーザの動作電流を検出する。デフォーカス成分が残存しないので、たとえば、レーザ光の出力値が最大になるときや、半導体レーザの動作電流値が最小になるときは、球面収差が最小となり、焦点距離が合っている状態である。また、レーザ光の出力値と動作電流値との関係に基づいて、球面収差が発生しないように球面収差変化手段を制御することもできる。これにより、半導体レーザの出力値と動作電流値との関係に基づいて、球面収差変化手段を制御することにより球面収差を補償することができる。その結果、光ディスクの保護層となる透明基板の厚みのばらつきにより生じる球面収差を補償して光ディスクの再生および記録動作を良好に行なうことができる安価な光ディスク装置を提供できる。
【００１２】
第２の発明に係る光ディスク装置は、第１の発明の構成に加えて、予め定められた一定の動作電流値を印加することにより、半導体レーザを駆動するための駆動手段をさらに含む。制御手段は、球面収差量と、駆動手段により一定の動作電流値で半導体レーザが駆動される状態で検出された出力値との関係に基づいて、最大の出力値に対応する球面収差量を発生させるように球面収差変化手段を制御することにより、球面収差を補償するための手段を含む。
【００１３】
第２の発明によると、半導体レーザに印加する動作電流値を一定として、球面収差の変動により変化する半導体レーザの出力値を検出する。その出力値が最大となるように球面収差補償手段を制御することにより、球面収差を補償することができる。これにより、この光ディスク装置によると、ＨＦ信号のジッターおよびエラーレートを用いる従来の球面収差補償方法に比べて、光ディスクの傾きや、光ディスク表面のゴミ、傷および汚れがあっても、レーザ光の出力値が最大になる球面収差変化手段の設定は影響を受けないため正確に球面収差を補償できる。さらに出力値を検出するための回折格子や受光素子を別途追加する必要もないため、コストメリットも大きい。その結果、光ディスクの保護層となる透明基板の厚みのばらつきにより生じる球面収差を補償して光ディスクの再生および記録動作を良好に行なうことができる安価な光ディスク装置を提供できる。
【００１４】
第３の発明に係る光ディスク装置は、第１の発明の構成に加えて、予め定められた一定の光出力値を出力するように、半導体レーザを駆動するための駆動手段をさらに含む。制御手段は、球面収差量と、駆動手段により一定の光出力値が半導体レーザから出力される状態で検出された動作電流値との関係に基づいて、最小の動作電流値に対応する球面収差量を発生させるように球面収差変化手段を制御することにより、球面収差を補償するための手段を含む。
【００１５】
第３の発明によると、半導体レーザから出射される光の出力値を一定として、球面収差の変動により変化する半導体レーザに印加する動作電流値を検出する。この動作電流値が最小となるように球面収差補償手段を制御することにより、球面収差を補償することができる。これにより、この光ディスク装置によると、ＨＦ信号のジッターおよびエラーレートを用いる従来の球面収差補償方法に比べて、光ディスクの傾きや、光ディスク表面のゴミ、傷および汚れがあっても、半導体レーザの動作電流値が最小になる球面収差変化手段の設定は影響を受けないため正確に球面収差を補償できる。さらに出力値を検出するための回折格子や受光素子を別途追加する必要もないため、コストメリットも大きい。その結果、光ディスクの保護層となる透明基板の厚みのばらつきにより生じる球面収差を補償して光ディスクの再生および記録動作を良好に行なうことができる安価な光ディスク装置を提供できる。
【００１６】
第４の発明に係る光ディスク装置は、第１の発明の構成に加えて、半導体レーザからの出射光を平行な光に変換するコリメートレンズをさらに含む。球面収差変化手段は、コリメートレンズを光軸と平行な方向に移動させることにより球面収差量を変化させるための手段を含む。
【００１７】
第４の発明によると、コリメートレンズの位置を移動させて球面収差を除去する場合に、コリメートレンズの位置とレーザ光の出力値とを対応させて検出して、出力値が最大になるコリメートレンズの位置を特定することで、球面収差の補償を行なうことができる。
【００１８】
第５の発明に係る光ディスク装置は、第１の発明の構成に加えて、半導体レーザからの出射光を平行な光に変換するコリメートレンズと、コリメートレンズと対物レンズとの間に設けられた、球面収差を発生させる２以上のレンズから構成されるレンズ群とをさらに含む。球面収差変化手段は、レンズ群を構成する少なくとも１のレンズを光軸と平行な方向に移動させることにより球面収差量を変化させるための手段を含む。
【００１９】
第５の発明によると、レンズ群のうち少なくとも１のレンズの位置を移動させて球面収差を除去する場合に、移動するレンズの位置とレーザ光の出力値とを対応させて検出して、出力値が最大になるレンズの位置を特定することで球面収差の補償を行なうことができる。
【００２０】
第６の発明に係る光ディスク装置は、第１の発明の構成に加えて、予め定められた直流バイアス電流を印加することにより、半導体レーザを駆動するための駆動手段をさらに含む。
【００２１】
第６の発明によると、半導体レーザに直流バイアス電流を印加させて半導体レーザを駆動させることにより半導体レーザから出射されるレーザ光を用いて、球面収差の補償を行なうことができる。
【００２２】
第７の発明に係る光ディスク装置は、第１の発明の構成に加えて、予め定められた直流バイアス電流に、予め定められた振幅および周期を有する高周波電流を加えた電流を印加することにより、半導体レーザを駆動するための駆動手段をさらに含む。
【００２３】
第７の発明によると、半導体レーザに直流バイアス電流に高周波電流を加えた電流を印加させて半導体レーザを駆動させることにより半導体レーザから出射されるレーザ光を用いて、球面収差の補償を行なうことができる。このとき、高周波電流を重畳して印加することにより、半導体レーザのレーザノイズの影響を減少させることができ、より正確に球面収差を補償することができる。
【００２４】
第８の発明に係る光ディスク装置は、第６または７の発明の構成に加えて、駆動手段に接続され、直流バイアス電流が予め定められた電流値を維持するように、駆動手段を制御するための電流制御手段をさらに含む。
【００２５】
第８の発明によると、直流バイアス電流が予め定められた電流値を維持するため、半導体レーザの発光による発熱および駆動手段による発熱に基づく半導体レーザに印加される駆動電流の変動がなくなり、より安定した球面収差の補償を行なうことができる。
【００２６】
第９の発明に係る光ディスク装置は、第６〜８のいずれかの発明の構成に加えて、光ディスクにデータを記録および再生するために、予め定められた条件を満足する電流を半導体レーザに印加することにより、半導体レーザを駆動するための第１の駆動手段と、第１の駆動手段とは異なる条件を満足する電流を半導体レーザに印加することにより、半導体レーザを駆動するための第２の駆動手段とをさらに含む。
【００２７】
第９の発明によると、第１の駆動手段は、たとえばデータの再生時および記録時に、半導体レーザに高周波重畳電流を印加し、第２の駆動手段は、球面収差補償時に、半導体レーザに直流バイアス電流のみを印加する。これにより、データの再生時および記録時には、高周波重畳電流の影響によりレーザノイズが低減させることができるとともに、球面収差補償時には戻り光による影響が大きく検知できるためレーザ光の出力値の取得が容易となり、データの記録時および再生時にはレーザノイズを低減しつつ、球面収差補償時にはより容易に球面収差の補償を行なうことができる。
【００２８】
第１０の発明に係る光ディスク装置は、第１の発明の構成に加えて、受光手段は、半導体レーザから出射された光であって、光ディスクのエンボスピットが存在しない領域およびデータの未記憶領域のいずれかにレーザ光を集光させて光ディスクから反射した光を、受光するための手段を含む。
【００２９】
第１０の発明によると、光ディスクのエンボスピットが存在しない領域およびデータの未記憶領域のいずれかにレーザ光を集光させるため、光ディスクからは直流成分のみを含む光が反射される。このため、半導体レーザに入射する戻り光による影響も直流成分のみとなる。その結果、検出するレーザ光の出力値も直流成分のみとすることができる。
【００３０】
第１１の発明に係る光ディスク装置は、第８の発明の構成に加えて、受光手段は、回転手段による光ディスクの回転を停止させた状態で、光ディスクから反射した光を、受光するための手段を含む。
【００３１】
第１１の発明によると、光ディスクを回転させることなく、光ディスクの表面の一点のみにレーザ光を集光させる。これにより、光ディスクの表面上の反射率のムラ、表面のゴミ、汚れおよび傷等による反射光量の変動に起因する測定誤差を削除できるので、容易かつ正確に球面収差の補償を行なうことができる。
【００３２】
第１２の発明に係る光ディスク装置は、第１の発明の構成に加えて、受光手段は、半導体レーザから出射された光であって、光ディスクのエンボスピットが存在する領域およびデータの記憶領域のいずれかにレーザ光を集光させて光ディスクから反射した光を、ピット信号として受光するための手段を含む。
【００３３】
第１２の発明によると、光ディスクのエンボスピットが存在する領域およびデータの記憶領域のいずれかにレーザ光を集光させるため、光ディスクからは直流成分と交流成分とを含む光が反射される。このため、半導体レーザに入射する戻り光による影響も直流成分と交流成分とが含まれる。従って検出するレーザ光の出力値にも直流成分と交流成分とが含まれる。ピットによる反射光の変動量をレーザ光出力検出用受光素子により検出し、レーザ受光素子の応答速度に応じて、ピット信号の振幅の平均値や最大値を検出して、球面収差の補償を行なうことができる。
【００３４】
第１３の発明に係る光ディスク装置は、第８または１０の発明の構成に加えて、受光手段は、回転手段により光ディスクを回転させた状態で、光ディスクから反射した光を、受光するための手段を含む。
【００３５】
第１３の発明によると、光ディスクが回転することにより生じるレーザ光の出力値のばらつきを平均化して、より正確に球面収差の補償を行なうことができる。
【００３６】
第１４の発明に係る収差補償方法は、入射された光により出射するレーザ光の出力が変動する半導体レーザと、半導体レーザから出射されたレーザ光を光ディスクに集光する対物レンズと、光ディスクを回転するための回転手段と、対物レンズにより集光された光が光ディスクから反射した光を、半導体レーザに戻す光路を形成するための光学手段とを含む光ディスク装置における収差補償方法である。この収差補償方法は、半導体レーザから出射されたレーザ光を受光する受光ステップと、半導体レーザに印加される電流値を検出する検出ステップと、光ディスクに対して、レーザ光に残存するデフォーカス成分を補正する補正ステップと、光ディスクに集光するレーザ光の球面収差量を変化させる球面収差変化ステップと、球面収差量の変化に対応させて、光ディスクからの反射光が半導体レーザに入射することで変動する半導体レーザの複数の出力値を、受光ステップにて検出する、および前記半導体レーザに印加される複数の動作電流値を前記検出ステップにて検出、の少なくともいずれかの検出を実行して、前記球面収差量と、前記検出された出力値および前記動作電流値の少なくとも一方との関係に基づいて、球面収差変化ステップを制御することにより、球面収差を補償する制御ステップとを含む。
【００３７】
第１４の発明によると、半導体レーザは、入射された光（たとえば、光ディスクからの反射光）により出射するレーザ光の出力値が変動する。半導体レーザからの出力値を一定に保持する場合、半導体レーザに光が入射されているか否かにより、半導体レーザに印加される動作電流が変動する。また、半導体レーザへ印加される動作電流値を一定に保持する場合、半導体レーザに光が入射されているか否かにより、半導体レーザからの出力値が変動する。さらに、光ディスクに集光されるレーザ光に球面収差があると、半導体レーザに入射する戻り光にも球面収差が残存し、半導体レーザの内部に入射する光量が変動する。このため、半導体レーザの動作電流−光出力特性は、球面収差がある時とない時とで変動する。このとき、予め、光ディスクに集光されるレーザ光に残存するデフォーカス成分が補正され、デフォーカスによる光ディスクから半導体レーザに入射される戻り光量の減少の影響が排除されている。そのため、球面収差変化ステップにより球面収差量を種々変化させて、レーザ光の出力値を検出するとともに、半導体レーザの動作電流を検出する。デフォーカス成分が残存しないので、たとえば、レーザ光の出力値が最大になるときや、半導体レーザの動作電流値が最小になるときは、球面収差がなく、焦点距離が合っている状態である。また、レーザ光の出力値と動作電流値との関係に基づいて、球面収差が発生しないように球面収差変化ステップを制御することもできる。これにより、半導体レーザの出力値と動作電流値との関係に基づいて、球面収差変化ステップを制御することにより球面収差を補償することができる。その結果、光ディスクの保護層となる透明基板の厚みのばらつきにより生じる球面収差を補償して光ディスクの再生および記録動作を良好に行なうことができる安価な光ディスク装置における収差補償方法を提供できる。
【００３８】
第１５の発明に係る収差補償方法は、第１４の発明の構成に加えて、予め定められた一定の動作電流値を印加することにより、半導体レーザを駆動する駆動ステップをさらに含む。制御ステップは、球面収差量と、駆動ステップにて一定の動作電流値で半導体レーザが駆動される状態で検出された出力値との関係に基づいて、最大の出力値に対応する球面収差量を発生させるように球面収差変化ステップを制御することにより、球面収差を補償するステップを含む。
【００３９】
第１５の発明によると、半導体レーザに印加する動作電流値を一定として、球面収差の変動により変化する半導体レーザの出力値を検出する。その出力値が最大となるように球面収差補償ステップを制御することにより、球面収差を補償することができる。これにより、この光ディスク装置の収差補償方法によると、ＨＦ信号のジッターおよびエラーレートを用いる従来の球面収差補償方法に比べて、光ディスクの傾きや、光ディスク表面のゴミ、傷および汚れがあっても、レーザ光の出力値が最大になる球面収差変化ステップの設定は影響を受けないため正確に球面収差を補償できる。さらに出力値を検出するための回折格子や受光素子を別途追加する必要もないため、コストメリットも大きい。その結果、光ディスクの保護層となる透明基板の厚みのばらつきにより生じる球面収差を補償して光ディスクの再生および記録動作を良好に行なうことができる安価な光ディスク装置の収差補償方法を提供できる。
【００４０】
第１６の発明に係る収差補償方法は、第１４の発明の構成に加えて、予め定められた一定の光出力値を出力するように、半導体レーザを駆動する駆動ステップをさらに含む。制御ステップは、球面収差量と、駆動ステップにて一定の光出力値が半導体レーザから出力される状態で検出された動作電流値との関係に基づいて、最小の動作電流値に対応する球面収差量を発生させるように球面収差変化ステップを制御することにより、球面収差を補償するステップを含む。
【００４１】
第１６の発明によると、半導体レーザから出射される光の出力値を一定として、球面収差の変動により変化する半導体レーザに印加する動作電流値を検出する。この動作電流値が最小となるように球面収差補償ステップを制御することにより、球面収差を補償することができる。これにより、この光ディスク装置の収差補償方法によると、ＨＦ信号のジッターおよびエラーレートを用いる従来の球面収差補償方法に比べて、光ディスクの傾きや、光ディスク表面のゴミ、傷および汚れがあっても、半導体レーザの動作電流値が最小になる球面収差変化ステップの設定は影響を受けないため正確に球面収差を補償できる。さらに出力値を検出するための回折格子や受光素子を別途追加する必要もないため、コストメリットも大きい。その結果、光ディスクの保護層となる透明基板の厚みのばらつきにより生じる球面収差を補償して光ディスクの再生および記録動作を良好に行なうことができる安価な光ディスク装置の収差補償方法を提供できる。
【００４２】
第１７の発明に係る収差補償方法は、第１４の発明の構成に加えて、球面収差変化ステップは、コリメートレンズを光軸と平行な方向に移動させることにより球面収差量を変化させるステップを含む。
【００４３】
第１７の発明によると、光ディスク装置は、半導体レーザからの出射光を平行な光に変換するコリメートレンズをさらに含む。コリメートレンズの位置を移動させて球面収差を除去する場合に、コリメートレンズの位置とレーザ光の出力値とを対応させて検出して、出力値が最大になるコリメートレンズの位置を特定することで、球面収差の補償を行なうことができる。
【００４４】
第１８の発明に係る収差補償方法は、第１４の発明の構成に加えて、球面収差変化ステップは、レンズ群を構成する少なくとも１のレンズを光軸と平行な方向に移動させることにより球面収差量を変化させるステップを含む。
【００４５】
第１８の発明によると、光ディスク装置は、半導体レーザからの出射光を平行な光に変換するコリメートレンズと、コリメートレンズと対物レンズとの間に設けられた、球面収差を発生させる２以上のレンズから構成されるレンズ群とをさらに含む。　レンズ群のうち少なくとも１のレンズの位置を移動させて球面収差を除去する場合に、移動するレンズの位置とレーザ光の出力値とを対応させて検出して、出力値が最大になるレンズの位置を特定することで球面収差の補償を行なうことができる。
【００４６】
第１９の発明に係る収差補償方法は、第１４の発明の構成に加えて、予め定められた直流バイアス電流を印加することにより、半導体レーザを駆動する駆動ステップをさらに含む。
【００４７】
第１９の発明によると、半導体レーザに直流バイアス電流を印加させて半導体レーザを駆動させることにより半導体レーザから出射されるレーザ光を用いて、球面収差の補償を行なうことができる。
【００４８】
第２０の発明に係る収差補償方法は、第１４の発明の構成に加えて、予め定められた直流バイアス電流に、予め定められた振幅および周期を有する高周波電流を加えた電流を印加することにより、半導体レーザを駆動する駆動ステップをさらに含む。
【００４９】
第２０の発明によると、半導体レーザに直流バイアス電流に高周波電流を加えた電流を印加させて半導体レーザを駆動させることにより半導体レーザから出射されるレーザ光を用いて、球面収差の補償を行なうことができる。このとき、高周波電流を重畳して印加することにより、半導体レーザのレーザノイズの影響を減少させることができ、より正確に球面収差を補償することができる。
【００５０】
第２１の発明に係る収差補償方法は、第１９または２０の発明の構成に加えて、直流バイアス電流が予め定められた電流値を維持するように、駆動ステップを制御する電流制御ステップをさらに含む。
【００５１】
第２１の発明によると、直流バイアス電流が予め定められた電流値を維持するため、半導体レーザの発光による発熱および駆動ステップにおける発熱に基づく半導体レーザに印加される駆動電流の変動がなくなり、より安定した球面収差の補償を行なうことができる。
【００５２】
第２２の発明に係る収差補償方法は、第１４の発明の構成に加えて、受光ステップは、半導体レーザから出射された光であって、光ディスクのエンボスピットが存在しない領域およびデータの未記憶領域のいずれかにレーザ光を集光させて光ディスクから反射した光を、受光するステップを含む。
【００５３】
第２２の発明によると、光ディスクのエンボスピットが存在しない領域およびデータの未記憶領域のいずれかにレーザ光を集光させるため、光ディスクからは直流成分のみを含む光が反射される。このため、半導体レーザに入射する戻り光による影響も直流成分のみとなる。その結果、検出するレーザ光の出力値も直流成分のみとすることができる。
【００５４】
第２３の発明に係る収差補償方法は、第２１の発明の構成に加えて、受光ステップは、回転手段による光ディスクの回転を停止させた状態で、光ディスクから反射した光を、受光するステップを含む。
【００５５】
第２３の発明によると、光ディスクを回転させることなく、光ディスクの表面の一点のみにレーザ光を集光させる。これにより、光ディスクの表面上の反射率のムラ、表面のゴミ、汚れおよび傷等による反射光量の変動に起因する測定誤差を削除できるので、容易かつ正確に球面収差の補償を行なうことができる。
【００５６】
第２４の発明に係る収差補償方法は、第１４の発明の構成に加えて、受光ステップは、半導体レーザから出射された光であって、光ディスクのエンボスピットが存在する領域およびデータの記憶領域のいずれかにレーザ光を集光させて光ディスクから反射した光を、ピット信号として受光するステップを含む。
【００５７】
第２４の発明によると、光ディスクのエンボスピットが存在する領域およびデータの記憶領域のいずれかにレーザ光を集光させるため、光ディスクからは直流成分と交流成分とを含む光が反射される。このため、半導体レーザに入射する戻り光による影響も直流成分と交流成分とが含まれる。従って検出するレーザ光の出力値にも直流成分と交流成分とが含まれる。ピットによる反射光の変動量をレーザ光出力検出用受光素子により検出し、レーザ受光素子の応答速度に応じて、ピット信号の振幅の平均値や最大値を検出して、球面収差の補償を行なうことができる。
【００５８】
第２５の発明に係る収差補償方法は、第２１または２２の発明の構成に加えて、受光ステップは、回転手段により光ディスクを回転させた状態で、光ディスクから反射した光を、受光するステップを含む。
【００５９】
第２５の発明によると、光ディスクが回転することにより生じるレーザ光の出力値のばらつきを平均化して、より正確に球面収差の補償を行なうことができる。
【００６０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがってそれらについての詳細な説明は繰返さない。
【００６１】
＜第１の実施の形態＞
以下、本実施の形態に係る光ディスク装置について説明する。この光ディスク装置は、半導体レーザを含む。この半導体レーザの特性について説明する。
【００６２】
半導体レーザは、光ディスクに向けて出射する主出射面と、それに相対する裏面とに反射膜が形成された共振器の構造を有する。このため、内部で発生した光は、主出射面と裏面とにより反射を繰り返して光が増幅し、ある閾値にて発振したレーザ光を出射する。その際に、主出射面の反射率を裏面の反射よりも低くすることで、裏面側からの出射光量に比べて主出射面側からの出射光量が多くすることができる。
【００６３】
さらに、半導体レーザから出射される光出力は、閾値以上の範囲で動作電流に比例して大きくなり、光ディスクの再生および記録が可能となる光出力を得ることができる。逆に、主出射面の反射膜の反射率が低いことにより光ディスクからの戻り光の影響も受けやすい。このため、光ディスクにより反射された戻り光の一部が主出射面に入射した場合、主出射面の反射膜により一部は反射され、一部は透過されて半導体レーザ内部に光が侵入し、半導体レーザ内部の光が主出射面と裏面とによる反射が再び繰り返されて増幅される。その結果半導体レーザに印加する動作電流が一定であれば主出射面から出射されるレーザ光が増加する。一方、半導体レーザから出射される光出力が一定であれば半導体レーザに印加する動作電流が減少する。この戻り光による半導体レーザの光出力もしくは動作電流の変動現象は、半導体レーザの構造、共振器長、端面反射率、発振スペクトル、光学系の光路長、および温度等の様々な条件によって変わってくる。発生した半導体レーザの戻り光に対する光出力の変動はレーザノイズとなる。
【００６４】
現在、このレーザノイズの対策として、シングルモードスペクトルの半導体レーザでは、高周波重畳電流を印加して、発振スペクトルをマルチモード化することでレーザノイズを低減させる方法が一般的に採用されている。ただし、上記方法でも戻り光による半導体レーザの光出力もしくは動作電流の変動を完全に押さえることは難しい。
【００６５】
上述した現象による半導体レーザの特性について、２つの観点からさらに詳しく説明する。
【００６６】
まず、光ディスクからの戻り光が半導体レーザに入射される場合について説明する。戻り光の有無による半導体レーザの動作電流Ｉｏｐ−光出力Ｐ０特性は、図１（Ａ）に示すようになる。戻り光が有るときの動作電流Ｉｏｐ−光出力Ｐ０特性は、戻り光のないときに比べて発振開始電流Ｉｔｈが小さくなり、かつ発振後のＰ０／（Ｉｏｐ−Ｉｔｈ）の傾き（微分効率）ηも小さくなる。この特性は、半導体レーザに入射する戻り光量に依存するもので、戻り光量が多くなるほど、発振開始電流Ｉｔｈと微分効率ηが小さくなり、逆に戻り光量が少なくなるほど、発振開始電流Ｉｔｈと微分効率ηが大きくなる。
【００６７】
ここで、動作電流を一定（Ｉ０）としたとき、図１（Ｂ）に示すように、半導体レーザの光出力Ｐ０は、戻り光がない場合はＰ１となり、戻り光が一定の直流成分であれば最大値Ｐ２となり、また直流成分を最大値とし一定の周期と振幅をもつ交流成分であれば、光出力Ｐ２から戻り光と同じ周期で一定の振幅ΔＰだけ低くなるような交流成分を含む光出力となり、発振開始電流Ｉｔｈ及び微分効率ηは、それぞれ戻り光量が多くなるほど光出力Ｐ１に対する光出力Ｐ２が大きくなるような値となる。たとえば、反射率が一様な光ディスクに集光する光スポットに収差成分はなく、光ディスクと対物レンズとの距離をある方向に一律の変化量で移動させていくと、光ディスクからの反射光量、つまり半導体レーザに入射する戻り光量に基づいて、半導体レーザから出射される光出力は、図２に示すようになり、対物レンズと光ディスク間距離が光ディスク上での光スポットが合焦時となるｆ０の時に光出力は最大となる。さらに戻り光量に交流成分が入れば、図示していないが同時に光出力も交流成分を含むことになる。
【００６８】
また、半導体レーザから出射される光出力を一定（Ｐ０）としたとき、図１（Ｃ）に示すように、半導体レーザの動作電流Ｉｏｐは、戻り光がない場合はＩｏｐ１となり、戻り光が一定の直流成分であれば最大値Ｉｏｐ２となる。また直流成分を最大値とし一定の周期と振幅をもつ交流成分であれば、Ｉｏｐ２から戻り光と同じ周期で一定の振幅ΔＩｏｐだけ高くなるような交流成分を含む動作電流となる。発振開始電流Ｉｔｈ及び微分効率ηは、それぞれ戻り光量が多くなるほど動作電流Ｉｏｐ１に対する動作電流Ｉｏｐ２が小さくなるような値となる。たとえば、反射率が一様な光ディスクに集光する光スポットに収差成分はなく、光ディスクと対物レンズとの距離を変化させていくと、光ディスクからの反射光量、つまり半導体レーザに入射する戻り光量に基づいて、半導体レーザの動作電流は、図３に示すようになり、対物レンズと光ディスク間距離が光ディスク上での光スポットが合焦時となるｆ０の時に動作電流は最小となる。さらに戻り光量に交流成分が入れば、図示していないが同時に光出力も交流成分を含むことになる。
【００６９】
半導体レーザの動作電流を直流バイアス電流のみとした場合はもちろん、高周波重畳電流でも、条件によっては戻り光に対してレーザノイズの影響が減少した場合でも、現象としては、戻り光のないものに近くになり、同じような特性になる。ただし、半導体レーザの動作電流を、直流バイアス電流のみとした場合でも、高周波重畳電流とした場合でも、光の有無に関わらず光出力も動作電流も変動しない点が一点（Ｉａ、Ｐａ）だけ存在する。この一点（Ｉａ、Ｐａ）から離れるほど、戻り光の有無による光出力もしくは動作電流の変動量が大きくなる。
【００７０】
次に、光ディスクに集光するレーザ光に収差が発生している場合について説明する。光ディスクからの反射光があるのと同様に、光ディスクに集光するレーザ光に収差が発生すると、光ディスクからの反射光にも収差成分が残り、半導体レーザに入射する戻り光にも収差成分が残る。半導体レーザに入射する光の収差成分が大きくなるほど、半導体レーザの内部に侵入する光量が少なくなり、その結果主出射面から出射される光出力も変動することになる。つまり、戻り光の有無による半導体レーザの動作電流―光出力特性と同様、戻り光の収差の有無による半導体レーザの動作電流―光出力特性も戻り光有無よりも効果としては小さくなるが同じような傾向の特性である（図４（Ａ））。
【００７１】
戻り光に収差が有るときの動作電流Ｉｏｐ−光出力Ｐ０特性は、戻り光のないときに比べて発振開始電流Ｉｔｈが小さくなり、かつ発振後のＰ０／（Ｉｏｐ−Ｉｔｈ）の傾き（微分効率）ηも小さくなる。この特性は、半導体レーザに入射する戻り光量と同様に戻り光の収差量に依存し、戻り光の収差量が多くなるほど、発振開始電流Ｉｔｈと微分効率ηが小さくなり、逆に戻り光の収差量が少なくなるほど、発振開始電流Ｉｔｈと微分効率ηが大きくなる。
【００７２】
ここで、動作電流を一定（Ｉ０）としたとき、図４（Ａ）に示すように、半導体レーザの光出力Ｐ０は、戻り光の収差がない場合はＰ３となり、戻り光が一定の直流成分であれば最大値Ｐ４となり、また直流成分を最大値とし一定の周期と振幅をもつ交流成分であれば、光出力Ｐ４から戻り光と同じ周期で一定の振幅ΔＰだけ低くなるような交流成分を含む光出力となる。発振開始電流Ｉｔｈ及び微分効率ηは、それぞれ戻り光量が多くなるほど光出力Ｐ３に対する光出力Ｐ４が大きくなるような値となる。たとえば、反射率が一様な光ディスクに集光する光スポットにデフォーカスはなく、収差発生手段となるレンズ等をある方向に一律の変化量で移動させて収差を発生させていくと、光ディスクからの反射光の収差量、つまり半導体レーザに入射する戻り光の収差量に基づいて、半導体レーザから出射される光出力は図５に示すようになり、光ディスクからの反射光の収差量が最小となる収差発生手段のレンズの位置Ｌ０の時に光出力は最大となる。さらに戻り光の収差量に交流成分が入れば、図示していないが同時に光出力も交流成分を含むことになる。
【００７３】
また、半導体レーザから出射される光出力を一定（Ｐ０）としたとき、図４（Ｃ）に示すように、半導体レーザの動作電流Ｉｏｐは、戻り光の収差がない場合はＩｏｐ３となり、戻り光の収差量が上記一定の直流成分であれば最大値Ｉｏｐ４となる。また、直流成分を最大値とし一定の周期と振幅をもつ交流成分であれば、Ｉｏｐ４から戻り光と同じ周期で一定の振幅ΔＩｏｐだけ高くなるような交流成分を含む動作電流となる。発振開始電流Ｉｔｈ及び微分効率ηは、それぞれ戻り光量が多くなるほど動作電流Ｉｏｐ３に対する動作電流Ｉｏｐ４が小さくなるような値となる。たとえば、反射率が一様な光ディスクに集光する光スポットにデフォーカスはなく、収差発生手段となるレンズ等をある方向に一律の変化量で移動させて収差を発生させていくと、光ディスクからの反射光の収差量、つまり半導体レーザに入射する戻り光の収差量に基づいて、半導体レーザの動作電流は、図６に示すようになり、光ディスクからの反射光の収差量が最小となる収差発生手段のレンズの位置Ｌ０の時に動作電流は最小となる。さらに戻り光量に交流成分が入れば、図示していないが同時に動作電流も交流成分を含むことになる。
【００７４】
半導体レーザの動作電流を直流バイアス電流のみとした場合はもちろん、高周波重畳電流でも条件によっては戻り光に対してレーザノイズの影響が減少した場合でも、現象としては戻り光の収差のないものに近くはなるが同じような特性となる。ただし、半導体レーザの動作電流を直流バイアス電流のみとした場合でも高周波重畳電流とした場合でも、戻り光の収差の有無に関わらず光出力も動作電流も変動しない点が一点（Ｉｂ，Ｐｂ）だけ存在する。この一点から離れるほど、戻り光の収差の有無による光出力あるいは動作電流の変動量が大きくなる。
【００７５】
本実施の形態における光ディスク装置は、このような半導体レーザの特性を利用したものである。半導体レーザの動作電流もしくは光出力を一定とし、光ディスクに対して集光レンズによりレーザ光を合焦した後、収差を変動させる手段を用いて光ディスクに集光するレーザ光に収差を発生させる。その収差量を可変させることで、半導体レーザに入射するレーザ光の収差量を変動させ、その結果半導体レーザから出射される光出力もしくは半導体レーザの動作電流が変動する。その光出力もしくは動作電流の変動量を、収差の変動量もしくは収差に対応する収差変動手段の設定値の変動量に対応してモニターし、光出力の変動量が最大となるように、もしくは動作電流の変動量が最小になるように、収差の変動量もしくは収差に対応する収差変動手段を設定することで、光ディスクに集光するレーザ光の収差を最小にすることができる。
【００７６】
図４に、本実施の形態に係る光ディスク装置内に搭載された光ピックアップ装置１００の構成図を示す。この光ディスク装置は、半導体レーザの動作電流を予め定められた一定の電流値に制御して、コリメートレンズ１０４を光軸に平行な方向に移動させて、光ディスク１１２に集光されたレーザ光に発生する球面収差を補償する。
【００７７】
図７に示した光ピックアップ装置１００は、半導体レーザ１０２と、半導体レーザ１０２から出射されたレーザ光を平行な光にするためのコリメートレンズ１０４と、平行な光を光ディスク１１２に集光する対物レンズ１１０と、平行な光をＰ偏光とＳ偏光に分離する偏光ビームスプリッター１０６（以下、「ＰＢＳ」と略す。）と、半導体レーザ１０２より出射された光をＰＢＳ１０６より分離された直線偏光を円偏光にする１／４波長板１０８と、往路においてＰＢＳ１０６より分離された偏光光を電気信号に変換するレーザ光出力検出用受光素子１２０と、光ディスク１１２の再生記録面１１２Ａにより反射された光信号を検出する信号検出用受光素子１１８と、信号検出用受光素子１１８に光を集光させるための集光レンズ１１４と、集光レンズ１１４により集光される光に非点収差を発生させるシリンドリカルレンズ１１６とを含む。
【００７８】
信号検出用受光素子１１８の形状は、サーボ信号の検出方法により様々な提案ができるが、ここでは説明を簡略化するために、たとえば１ビーム方式を使用できる４分割形状を採用すると想定する。この４分割受光素子の出力信号の演算で、非点収差法によりフォーカスエラー信号を、プッシュプル法によりトラッキングエラー信号を、総和でトータル信号を検出できる。
【００７９】
従来は、ＰＢＳ１０６により分離された直線偏光の偏光方向に対して、１／４波長板１０８の結晶軸を４５°傾けることで円偏光にして、光ディスク１１２からの反射光を半導体レーザ１０２に戻さない構造であった。
【００８０】
しかし、本実施の形態に係る光ディスク装置においては、光ディスク１１２からの反射光の一部を半導体レーザ１０２に入射させる必要がある。このため、ＰＢＳ１０６より分離された直線偏光の偏光方向に対して、１／４波長板１０８の結晶軸の回転を４５°からずらす。これにより、両偏光成分が等しくない大きさの偏光光を通すことで、光ディスク１１２からの反射光をＰＢＳ１０６で分離した復路光に偏光成分を残し、半導体レーザ１０２に光ディスク１１２からの反射光を入射させることができる。もしくは、１／４波長板１０８の結晶軸方向を１／４波長板１０８に入射する直線偏光の偏光方向に対して４５°のままにして、ＰＢＳ１０６の偏光の透過率および反射率の設定を、それぞれ１００％から低く設定する。これにより、光ディスク１１２からの反射光をＰＢＳ１０６で分離した復路光に偏光成分を残し、半導体レーザ１０２に光ディスク１１２からの反射光を入射させることができる。本実施の形態に係る光ディスク装置は、このような光学系により、半導体レーザ１０２に入射する戻り光の球面収差による動作電流−光出力特性の変動の現象を発生させ、球面収差を補償する。
【００８１】
半導体レーザ１０２より出射された往路光のうち、ＰＢＳ１０６により反射された直線偏光光をレーザ光出力検出用受光素子１２０にて受光し、光ディスク１１２からの反射光の一部を半導体レーザ１０２に入射させることで、半導体レーザ１０２の動作電流−光出力特性の変動を確認することができる。
【００８２】
図８に、本実施の形態に係る光ディスク装置のブロック図を示す。このブロック図は、図７の光ピックアップ装置１００と、光ピックアップ装置１００に搭載され、対物レンズ１１０の位置をフォーカス方向およびトラッキング方向に動かす対物レンズ駆動アクチュエータ２００と、対物レンズ駆動アクチュエータ２００に電流を印加するアクチュエータ駆動回路３０２と、半導体レーザ１０２を駆動させるレーザ駆動回路３００と、レーザ受光素子１２０から得られた光出力信号を増幅させる光出力信号処理回路３１４と、信号検出用受光素子１１８から得られた信号を増幅および演算してフォーカスエラー信号とトラッキングエラー信号のサーボ信号を生成するサーボ信号生成回路３０４と、サーボ信号生成回路３０４で生成されたフォーカスエラー信号に基づいてフォーカスサーボを行うフォーカスサーボ回路３０６Ｂと、トラッキングエラー信号に基づいてトラッキングサーボを行うトラッキングサーボ回路３０６Ａと、フォーカスエラー信号に直流成分のフォーカスバイアスを印加し対物レンズ１１０の位置を光軸と平行な方向に移動させるフォーカスバイアス回路３０８と、コリメートレンズ１０４の位置を光軸に平行な方向に移動させるコリメートレンズ駆動アクチュエータ２０２と、コリメートレンズ駆動アクチュエータ２０２を電気信号にて駆動させるコリメートレンズ駆動回路３１６と、コリメートレンズ駆動回路３１６に印加する電気信号と光出力信号処理回路３１４から出力される光出力信号とをサンプル情報として対応させて記憶するメモリ回路３１０と、サンプル情報によりコリメートレンズ駆動回路３１６に印加する電気信号を制御する制御回路３１２と、デフォーカス検出回路（図示しない）とを含む。
【００８３】
制御回路３１２は、取得したサンプルについての情報に基づいて、この光ディスク装置の全体を制御するとともに、光軸に平行な方向におけるコリメートレンズ１０４の位置を制御する。
【００８４】
以下の説明においては、レーザ駆動回路３００は、半導体レーザの発光による発熱による駆動電流の変化がなく、常に一定の直流バイアス電流を半導体レーザ１０２に印加するＡＣＣ（Ａｕｔｏ　ｃｕｒｒｅｎｔ　Ｃｏｎｔｒｏｌ）回路について述べるが、本発明はこれに限定されない。発熱による影響が少ない領域であればＡＣＣ方式にする必要はなく、例えば熱が伝わらない程極めて短時間で所定電流を印加する方式等でもよい。また、記録対応の光ディスク装置で一般的に使用されている所定の直流バイアス電流に所定の振幅と周期の交流成分をもつ高周波電流を印加した高周波重畳電流を半導体レーザ１０２に印加しても構わない。ただし、再生および記録時と球面収差補償時との半導体レーザの駆動方式を統一することで部品点数を低減させることができるが、戻り光の影響も同時に低減されることに注意する必要がある。
【００８５】
図９を参照して、本実施の形態に係る光ディスク装置の制御回路３１２で実行される処理の制御構造をフローチャートを用いて説明する。
【００８６】
ステップ（以下、ステップをＳと略す。）１００にて、制御回路３１２は、半導体レーザ１０２を点灯させる。Ｓ１０２にて、制御回路３１２は、光ディスク１１２を予め定められた回転数で回転させる。Ｓ１０４にて、制御回路３１２は、対物レンズ１１０から出射されるレーザ光が、光ディスク１１２の予め定められたマーク長のエンボスピットからなるピット領域に集光する位置に、光ピックアップ装置１００を移動させる。
【００８７】
このエンボスピットには、様々なものがあるが、たとえばアドレス信号として２Ｔ信号および３Ｔ信号のような短いマーク長の信号を組み合わせたものを用いる。このように構成されたピット領域で、この２Ｔ信号もしくは３Ｔ信号の直流成分の信号をレーザ光出力検出用受光素子１２０を通って光出力信号処理回路３１４が抽出することで、サンプル情報の光出力信号とすることができる。このとき、レーザ光出力検出用受光素子１２０もしくは光出力信号処理回路３１４の応答周波数を、再生される２Ｔ信号および３Ｔ信号の周波数よりも極めて低くすることにより、平均化された光出力信号を検出して、サンプル情報の光出力信号を得る方法がある。
【００８８】
Ｓ１０６にて、制御回路３１２は、光ディスク１１２のピット領域にレーザ光の焦点が追従するようにフォーカスサーボをかける。Ｓ１０８にて、制御回路３１２は、デフォーカスを検出する。Ｓ１１０にて、制御回路３１２は、フォーカスバイアス回路３０８を用いてフォーカスサーボ回路３０６Ｂにフォーカスバイアスを印加してデフォーカスを補正する。
【００８９】
このＳ１０８のデフォーカスの検出とＳ１１０のデフォーカスの補正には、様々な方法がある。たとえば、サーボ信号生成回路３０４から生成されたトラッキングエラー信号の信号振幅をモニターし、トラッキングエラー信号振幅とフォーカスバイアスとを対応させ、トラッキングエラー信号振幅が最大となるフォーカスバイアスを求めることでデフォーカスを検出できる。フォーカスバイアス回路３０８を用いて、そのフォーカスバイアスをフォーカスサーボ回路３０６Ｂに印加することでデフォーカスを補正できる。
【００９０】
Ｓ１１２にて、制御回路３１２は、変数Ｎを初期化（Ｎ＝０）する。Ｓ１１４にて、制御回路３１２は、変数Ｍを初期化（Ｍ＝０）する。Ｓ１１６にて、制御回路３１２は、レーザ光出力検出用受光素子１２０を用いて、光出力信号Ｐ（Ｍ）を検出する。Ｓ１１８にて、制御回路３１２は、コリメートレンズ１０４の位置に対応したコリメートレンズ駆動回路３１６に印加する電気信号Ｃ（Ｎ）を検知して、これらを対応させて、メモリ回路３１０に（Ｃ（Ｎ）、Ｐ（Ｍ））を記憶する。
【００９１】
Ｓ１２０にて、制御回路３１２は、変数Ｍに１を加算する。Ｓ１２２にて、制御回路３１２は、変数Ｍと定数Ｊとが等しいか否かを判断する。変数Ｍと定数Ｊとが等しいと（Ｓ１２２にてＹＥＳ）、処理はＳ１２４へ移される。もしそうでないと（Ｓ１２２にてＮＯ）、処理はＳ１１６へ戻され、次のＭについての処理が、Ｍ＝Ｊを満足するまで実行される。その結果、メモリ回路３１０には、Ｊ組のデータ（Ｃ（０）、Ｐ（０））〜（Ｃ（０）、Ｐ（Ｊ−１））が記憶される。
【００９２】
Ｓ１２４にて、制御回路３１２は、Ｐ（０）〜Ｐ（Ｊ−１）のＪ個の光出力信号の平均値Ｐ（Ｎ）を算出する。Ｓ１２６にて、制御回路３１２は、メモリ回路３１０に、サンプル情報として（Ｃ（Ｎ）、Ｐ（Ｎ））を記憶する。Ｓ１２８にて、制御回路３１２は、コリメートレンズ駆動回路３１６に印加する電気信号をβだけ追加で印加してコリメートレンズ１０４の位置を移動させる。
【００９３】
Ｓ１３０にて、制御回路３１２は、変数Ｎに１を加算する。Ｓ１３２にて、制御回路３１２は、変数Ｎが定数Ｋ以上であるか否かを判断する。変数Ｎが定数Ｋ以上であると（Ｓ１３２にてＹＥＳ）、処理はＳ１３４へ移される。もしそうでないと（Ｓ１３２にてＮＯ）、処理はＳ１１４へ戻され、次のＮについての処理がＮ≧Ｋを満足するまで実行される。その結果、メモリ回路３１０には、少なくともＫ組のサンプル情報（Ｃ（０）、Ｐ（０））〜（Ｃ（Ｋ−１）、Ｐ（Ｋ−１））が記憶される。このサンプル情報は、半導体レーザ１０２の出力値と動作電流値とコリメートレンズ１０４の位置に基づいて発生する球面収差量との関係であって、動作電流が一定の場合である。
【００９４】
Ｓ１３４にて、制御回路３１２は、Ｋ組のサンプル情報（Ｃ（０）、Ｐ（０））〜（Ｃ（Ｋ−１）、Ｐ（Ｋ−１））に基づいて、最大の光出力信号Ｐｍａｘを特定する。Ｓ１３６にて、制御回路３１２は、最大の光出力信号Ｐｍａｘが特定できたか否かを判断する。最大の光出力信号Ｐｍａｘが特定できると（Ｓ１３６にてＹＥＳ）、処理はＳ１３８へ移される。もしそうでないと（Ｓ１３６にてＮＯ）、処理はＳ１２８へ戻され、コリメートレンズ駆動回路３１６に印加する電気信号をさらにβだけ追加で印加してコリメートレンズ１０４の位置を移動させて、最大の光出力信号Ｐｍａｘを特定する。
【００９５】
Ｓ１３８にて、制御回路３１２は、最大の光出力信号Ｐｍａｘに対応するサンプル情報（Ｃａ、Ｐａ）を特定する。この特定されたＣａを用いて、コリメートレンズ駆動回路３１６に印加する電気信号を決定して、コリメートレンズ１０４の位置を設定する。これにより、球面収差が最小になる。
【００９６】
以上のような構造およびフローチャートに基づく、本実施の形態に係る光ディスク装置の動作について説明する。
【００９７】
光ディスク１１２を光ディスク装置にセットして、半導体レーザ１０２を点灯させて（Ｓ１００）、光ディスク１１２を回転させる（Ｓ１０２）。光ピックアップ装置１００を移動させる（Ｓ１０４）。このとき、対物レンズ１１０から出射されるレーザ光が、光ディスク１１２の予め定められたマーク長のエンボスピットからなるピット領域に集光する。
【００９８】
光ディスク１１２のピット領域にレーザ光の焦点が追従するようにフォーカスサーボがかけられ（Ｓ１０６）、デフォーカスが検出される（Ｓ１０８）。フォーカスバイアス回路３０８を用いてフォーカスサーボ回路３０６Ｂにフォーカスバイアスが印加されてデフォーカスが補正される（Ｓ１１０）。
【００９９】
レーザ光出力検出用受光素子１２０を用いて、光出力信号Ｐ（０）が検出され（Ｓ１１６）、コリメートレンズ１０４の位置に対応したコリメートレンズ駆動回路３１６に印加する電気信号Ｃ（０）に対応させて、メモリ回路３１０に（Ｃ（０）、Ｐ（０））が記憶される（Ｓ１１８）。このような動作が、コリメートレンズ１０４を固定した状態で（Ｊ−１）回だけ繰返して行なわれる。この結果、メモリ回路３１０には、Ｊ組のデータ（Ｃ（０）、Ｐ（０））〜（Ｃ（０）、Ｐ（Ｊ−１））が記憶される。Ｐ（０）〜Ｐ（Ｊ−１）のＪ個の光出力信号の平均値Ｐ（０）が算出され（Ｓ１２４）、メモリ回路３１０に、サンプル情報として（Ｃ（０）、Ｐ（０））が記憶される（Ｓ１２６）。
【０１００】
なお、このＳ１２６においてメモリ回路３１０に記憶される（Ｃ（０）、Ｐ（０））と、Ｓ１１８においてメモリ回路３１０に記憶される（Ｃ（０）、Ｐ（０））とは、Ｓ１２６においてメモリ回路３１０に記憶されるＰ（０）が平均値である点で、異なるものである。
【０１０１】
コリメートレンズ駆動回路３１６に印加する電気信号をβだけ追加で印加してコリメートレンズ１０４の位置を移動させて（Ｓ１２８）、Ｓ１１４〜Ｓ１２６までの動作が行なわれる。このような動作が、コリメートレンズ１０４を電気信号βに対応する分だけ移動させながら（Ｋ−１）回だけ繰返して行なわれる。この結果、メモリ回路３１０には、Ｋ組のサンプル情報（Ｃ（０）、Ｐ（０））〜（Ｃ（Ｋ−１）、Ｐ（Ｋ−１））が記憶される。このとき、コリメートレンズ１０４の位置に対して、図１０に示すような半導体レーザ１０２の光出力信号が得られる。
【０１０２】
Ｋ組のサンプル情報（Ｃ（０）、Ｐ（０））〜（Ｃ（Ｋ−１）、Ｐ（Ｋ−１））に基づいて、最大の光出力信号Ｐｍａｘが特定されると（Ｓ１３６にてＹＥＳ）、最大の光出力信号Ｐｍａｘに対応するサンプル情報（Ｃａ、Ｐａ）が特定される（Ｓ１３８）。この特定されたＣａを用いて、コリメートレンズ駆動回路３１６に印加する電気信号を決定して、コリメートレンズ１０４の位置を設定する。これにより、球面収差が最小になる。
【０１０３】
以上のようにして、本実施の形態に係る光ディスク装置によると、光ディスクからの反射光が最も多く半導体レーザに入射される条件は、光ディスクと集光レンズとの焦点距離が合っている時であって、光ディスクに集光されるレーザ光の球面収差が最小のときである。コリメートレンズを光軸に平行な方向に移動させて、レーザ光の出力値を検知する。レーザ光の出力値が最大になるように、コリメートレンズの位置を特定する。この位置にコリメートレンズを設定することにより、球面収差を補償することができる。その結果、光ディスクの保護層となる透明基板の厚みのばらつきにより生じる球面収差を補償して光ディスクの再生および記録動作を良好に行なうことができる安価な光ディスク装置およびその光ディスクを用いた収差補償方法を提供することができる。
【０１０４】
＜第１の実施の形態　変形例＞
上述したフローチャートにおいては、同じコリメートレンズ１０４の位置で何点かサンプル情報を測定して、その平均値をそのコリメートレンズ１０４の位置でのサンプル情報とすることで安定して球面収差を補償するが、本発明はこれに限定されない。サンプル取得数を減らすことにより、補償に要する時間の短縮を図ることも可能である。このとき、サンプル数を１としてもよい。
【０１０５】
また、上述したフローチャートにおいては、エンボスピットによる光出力信号の直流成分のみを抽出してサンプル情報の光出力信号としたが、本発明はこれに限定されない。エンボスピットによる光出力信号の振幅成分、さらには直流成分と振幅成分を加算した最大値をサンプル情報の光出力信号として、球面収差補償を行なうことも可能である。ただし、レーザ光出力検出用受光素子１２０および光出力信号処理回路３１４の応答周波数の値を検出したいピット信号の周波数に併せて考慮する必要がある。
【０１０６】
また、上述したフローチャートにおいては、光ディスク１１２のエンボスピット領域を用いたが、本発明はこれに限定されない。光ディスク１１２の再生および記録領域でのピット信号を用いても、球面収差を補償することができる。さらに、光ディスクのミラー領域や再生記録領域の未記録領域等のピットのない領域を用いても球面収差補償は可能である。この場合、球面収差補償信号となる光出力信号は直流成分のみとなる。特にミラー面であればディスクの回転の必要もなくなり、光ディスクの傾きや表面のゴミ、汚れ、傷等の影響もないため、データを複数とって平均化する必要もなく、容易に球面収差を補償することができる。
【０１０７】
このような変形例によっても、第１の実施の形態に係る光ディスク装置およびその装置を用いた収差補償方法と同様の効果を実現できる。
【０１０８】
＜第２の実施の形態＞
以下に、本発明の第２の実施の形態に係る光ディスク装置について説明する。本実施の形態に係る光ディスク装置は、前述の第１の実施の形態に係る光ディスク装置がコリメートレンズを光軸に平行な方向に移動させて球面収差を補償していたことに対して、対物レンズ１１０とコリメートレンズ１０４との間に少なくとも２枚のレンズからなる球面収差補償用レンズ群を設置して、半導体レーザの動作電流を予め定められた一定の電流値に制御して、そのレンズ群の中の１枚の補償レンズを光軸方向に移動させて球面収差を補償する。
【０１０９】
図１１に、本実施の形態に係る光ディスク装置のブロック図を示す。この光ディスク装置は、光ディスク１１２に集光されたレーザ光に発生する球面収差を、２枚の球面収差補正用レンズ群４００のレンズ間距離を変えることで、球面収差を発生させ、結果的に光ディスク１１２の再生記録面１１２Ａにて発生した球面収差を補償する。なお、図１１に示すブロック図の中で、前述の図８に示したブロック図と同じブロックについては同じ参照符号を付してある。それらのブロックの機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明はここでは繰返さない。
【０１１０】
図１１に示した光ディスク装置のブロック図は、図８に示した光ディスク装置のブロック図に、球面収差補償レンズ群４００と、この球面収差補償レンズ群４００のうち１枚のレンズの位置を光軸に平行な方向に移動させる補償レンズ駆動アクチュエータ４０２と、補償レンズ駆動アクチュエータ４０２を電気信号にて駆動させる補償レンズ駆動回路５００とを追加したものである。
【０１１１】
この光ディスク装置は、補償レンズ駆動回路５００に印加する電気信号と光出力信号処理回路３１４から出力される光出力信号とをサンプル情報として対応させてメモリ回路３１０に記憶して、記憶されたサンプル情報に基づいて補償レンズ駆動回路５００に印加する電気信号を制御回路３１２により制御して、球面収差補償レンズ群４００の位置を制御する。
【０１１２】
図１２を参照して、本実施の形態に係る光ディスク装置の制御回路３１２で実行される処理の制御構造をフローチャートを用いて説明する。なお、図１２に示すフローチャートの中で前述の図９に示したフローチャートと同じ処理については、同じステップ番号を付してある。それらの処理も同じである。したがってそれらについてのここでの詳細な説明は繰返さない。
【０１１３】
Ｓ１１６にて、制御回路３１２は、レーザ光出力検出用受光素子１２０を用いて、光出力信号Ｐ（Ｍ）を検出する。Ｓ２００にて、制御回路３１２は、球面収差補償レンズ群４００のうち移動させるレンズの位置に対応した補償レンズ駆動回路５００に印加する電気信号Ｂ（Ｎ）を検知して、これらを対応させて、メモリ回路３１０に（Ｂ（Ｎ）、Ｐ（Ｍ））を記憶する。
【０１１４】
Ｓ１２４にて、制御回路３１２は、Ｐ（０）〜Ｐ（Ｊ−１）のＪ個の光出力信号の平均値Ｐ（Ｎ）を算出する。Ｓ２０２にて、制御回路３１２は、メモリ回路３１０に、サンプル情報として（Ｂ（Ｎ）、Ｐ（Ｎ））を記憶する。Ｓ２０４にて、制御回路３１２は、補償レンズ駆動回路５００に印加する電気信号をγだけ追加で印加して球面収差補償レンズ群４００の中の１のレンズの位置を光軸と平行な方向に移動させる。
【０１１５】
Ｓ２０６にて、制御回路３１２は、Ｋ組のサンプル情報（Ｂ（０）、Ｐ（０））〜（Ｂ（Ｋ−１）、Ｐ（Ｋ−１））に基づいて、最大の光出力信号Ｐｍａｘを特定する。
【０１１６】
Ｓ２０８にて、制御回路３１２は、最大の光出力信号Ｐｍａｘに対応するサンプル情報（Ｂａ、Ｐａ）を特定する。この特定されたＢａを用いて、補償レンズ駆動回路５００に印加する電気信号を決定して、球面収差補償レンズ群４００のうち移動させるレンズの位置を設定する。これにより、球面収差が最小になる。
【０１１７】
以上のような構造およびフローチャートに基づく、本実施の形態に係る光ディスク装置の動作について説明する。
【０１１８】
光ディスク１１２を光ディスク装置にセットして、半導体レーザ１０２を点灯させて（Ｓ１００）、光ディスク１１２を回転させる（Ｓ１０２）。光ピックアップ装置１００を移動させる（Ｓ１０４）。このとき、対物レンズ１１０から出射されるレーザ光が、光ディスク１１２の予め定められたマーク長のエンボスピットからなるピット領域に集光する。
【０１１９】
光ディスク１１２のピット領域にレーザ光の焦点が追従するようにフォーカスサーボがかけられ（Ｓ１０６）、デフォーカスが検出される（Ｓ１０８）。フォーカスバイアス回路３０８を用いてフォーカスサーボ回路３０６Ｂにフォーカスバイアスが印加されてデフォーカスが補正される（Ｓ１１０）。
【０１２０】
レーザ光出力検出用受光素子１２０を用いて、光出力信号Ｐ（０）が検出され（Ｓ１１６）、球面収差補償レンズ群４００のうち移動させるレンズの位置に対応した補償レンズ駆動回路５００に印加する電気信号Ｂ（０）に対応させて、メモリ回路３１０に（Ｂ（０）、Ｐ（０））が記憶される（Ｓ２００）。このような動作が、球面収差補償レンズ群４００のうち移動させるレンズを固定した状態で（Ｊ−１）回だけ繰返して行なわれる。この結果、メモリ回路３１０には、Ｊ組のデータ（Ｂ（０）、Ｐ（０））〜（Ｂ（０）、Ｐ（Ｊ−１））が記憶される。Ｐ（０）〜Ｐ（Ｊ−１）のＪ個の光出力信号の平均値Ｐ（０）が算出され（Ｓ１２４）、メモリ回路３１０に、サンプル情報として（Ｂ（０）、Ｐ（０））が記憶される（Ｓ２０２）。
【０１２１】
なお、このＳ２０２においてメモリ回路３１０に記憶される（Ｃ（０）、Ｐ（０））と、Ｓ２００においてメモリ回路３１０に記憶される（Ｃ（０）、Ｐ（０））とは、Ｓ２０２においてメモリ回路３１０に記憶されるＰ（０）が平均値である点で、異なるものである。
【０１２２】
補償レンズ駆動回路５００に印加する電気信号をγだけ追加で印加して球面収差補償レンズ群４００のうち移動させるレンズの位置を移動させて（Ｓ２０４）、Ｓ１１４〜Ｓ２０２までの動作が行なわれる。このような動作が、球面収差補償レンズ群４００のうち移動させるレンズを電気信号γに対応する分だけ移動させながら（Ｋ−１）回だけ繰返して行なわれる。この結果、メモリ回路３１０には、Ｋ組のサンプル情報（Ｂ（０）、Ｐ（０））〜（Ｂ（Ｋ−１）、Ｐ（Ｋ−１））が記憶される。このサンプル情報は、半導体レーザ１０２の出力値と動作電流値と球面収差補償レンズ群４００のうち移動させるレンズの位置に基づいて発生する球面収差量との関係であって、動作電流が一定の場合である。このとき、補償レンズの位置に対して、図１３に示すような半導体レーザ１０２の光出力信号が得られる。
【０１２３】
Ｋ組のサンプル情報（Ｂ（０）、Ｐ（０））〜（Ｂ（Ｋ−１）、Ｐ（Ｋ−１））に基づいて、最大の光出力信号Ｐｍａｘが特定されると（Ｓ１３６にてＹＥＳ）、最大の光出力信号Ｐｍａｘに対応するサンプル情報（Ｂａ、Ｐａ）が特定される（Ｓ２０６）。この特定されたＣａを用いて、補償レンズ駆動回路５００に印加する電気信号を決定して、球面収差補償レンズ群４００のうち移動させるレンズの位置を設定する。これにより、球面収差が最小になる。
【０１２４】
以上のようにして、本実施の形態に係る光ディスク装置によると、光ディスクからの反射光が最も多く半導体レーザに入射される条件は、光ディスクと集光レンズとの焦点距離が合っている時であって、光ディスクに集光されるレーザ光の球面収差が最小のときである。レーザ光の出力値が最大になるように、球面収差補償レンズ群のうち移動させるレンズの位置を特定する。この位置に球面収差補償レンズ群のうち移動させるレンズを設定することにより、球面収差を補償することができる。その結果、光ディスクの保護層となる透明基板の厚みのばらつきにより生じる球面収差を補償して光ディスクの再生および記録動作を良好に行なうことができる安価な光ディスク装置およびその光ディスクを用いた収差補償方法を提供することができる。
【０１２５】
＜第２の実施の形態　変形例＞
本実施の形態に係る光ディスク装置は、半導体レーザと信号検出用受光素子とを独立して配置して球面収差補償手段を構成しているが、本発明はこれに限定されない。たとえば、半導体レーザと信号検出用受光素子が一体型になった光集積ユニット等でも他構成の光学系であっても、光ディスクからの反射光の一部が半導体レーザに戻る光路さえ構成している光学系であれば、本発明を適用することは可能である。また、光ディスク表面の透明基板厚の異なる光ディスクを１台の光ディスク装置で再生および記録をする場合でも同様に適用可能となる。
【０１２６】
さらに、本実施の形態に係る光ディスク装置も、前述の第１の実施の形態の変形例と同様の変形例があり、このような変形例によっても、第２の実施の形態に係る光ディスク装置およびその装置を用いた収差補償方法と同様の効果を実現できる。
【０１２７】
＜第３の実施の形態＞
以下に、本発明の第３の実施の形態に係る光ディスク装置について説明する。本実施の形態に係る光ディスク装置は、前述の第１の実施の形態および第２の実施の形態に係る光ディスク装置が半導体レーザの動作電流を予め定められた一定の電流値に制御して、球面収差を補償していたことに対して、半導体レーザの光出力値を予め定められた一定の出力値に制御して、コリメートレンズを光軸に平行な方向に移動させて球面収差を補償する。
【０１２８】
図１４に、本実施の形態に係る光ディスク装置のブロック図を示す。この光ディスク装置は、光ディスク１１２に集光されたレーザ光に発生する球面収差を、半導体レーザの光出力値を予め定められた一定の出力値に制御した状態で、コリメートレンズ１０４を光軸に平行な方向に移動させることで球面収差を発生させ、結果的に光ディスク１１２の再生記録面１１２Ａにて発生した球面収差を補償する。なお、図１４に示すブロック図の中で、前述の図８に示したブロック図と同じブロックについては同じ参照符号を付してある。それらのブロックの機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明はここでは繰返さない。
【０１２９】
図１４に示した光ディスク装置のブロック図は、図８に示した光ディスク装置のブロック図のレーザ駆動回路３００を、その機能が異なるレーザ駆動回路３０１に代えたものである。さらに、本実施の形態に係る光ディスク装置のブロック図は、図８に示した光ディスク装置のブロック図に、光出力制御回路３０３を追加し、光出力信号処理回路３１４を削除したものである。
【０１３０】
レーザ駆動回路３０１は、発熱による駆動電流の変化がなく、常に一定の光出力となるように直流バイアス電流を半導体レーザに印加するＡＰＣ（Ａｕｔｏ　ＰｏｗｅｒＣｏｎｔｒｏｌ）方式を採用した。また、記録対応の光ディスク装置で一般的に使用されている所定の直流バイアス電流に所定の振幅と周期の交流成分をもつ高周波電流を印加した高周波重畳電流を半導体レーザ１０２に印加しても構わない。ただし、再生および記録時と球面収差補償時との半導体レーザの駆動方式を統一することで部品点数を低減させることができるが、戻り光の影響も同時に低減されることに注意する必要がある。
【０１３１】
光出力制御回路３０３は、半導体レーザ１０２から出力される光出力値を一定にするために、レーザ光出力検出用受光素子１２０から得られた光出力値が一定の信号になるように制御する。光出力制御回路３０３は、半導体レーザ１０２へ供給される動作電流値を出力する。
【０１３２】
図１５を参照して、本実施の形態に係る光ディスク装置の制御回路３１２で実行される処理の制御構造をフローチャートを用いて説明する。なお、図１５に示すフローチャートの中で前述の図９に示したフローチャートと同じ処理については、同じステップ番号を付してある。それらの処理も同じである。したがってそれらについてのここでの詳細な説明は繰返さない。
【０１３３】
Ｓ３００にて、制御回路３１２は、対物レンズ１１０から出射されるレーザ光が、光ディスク１１２のピットのないミラー領域に集光する位置に、光ピックアップ装置１００を移動させる。このミラー領域においては、直流成分のみの光信号をレーザ光出力検出用受光素子を検出することができる。
【０１３４】
Ｓ３０２にて、制御回路３１２は、コリメートレンズ駆動アクチュエータ２０２に印加する電気信号を揺動させることで（たとえば後述するように、電気信号をβずつ増加させることで）、コリメートレンズ１０４を揺動させ、光ディスク１１２のミラー面に集光する光スポットに発生する球面収差を変動させる。
【０１３５】
Ｓ３０４にて、制御回路３１２は、半導体レーザ１０２の動作電流Ｉ（Ｎ）を、コリメートレンズ駆動回路３１６に印加する電気信号Ｃ（Ｎ）と対応させて、メモリ回路３１０にサンプル情報（Ｃ（Ｎ）、Ｉ（Ｎ））として記憶する。このサンプル情報は、半導体レーザ１０２の出力値と動作電流値とコリメートレンズ１０４の位置に基づいて発生する球面収差量との関係であって、出力値が一定の場合である。
【０１３６】
Ｓ３０６にて、制御回路３１２は、Ｋ組のサンプル情報（Ｃ（０）、Ｉ（０））〜（Ｃ（Ｋ−１）、Ｉ（Ｋ−１））に基づいて、最小の動作電流Ｉｍｉｎを特定する。この方法は様々あるが、たとえば山登り法等により最小値Ｉｍｉｎを求めることができる。
【０１３７】
以上のような構造およびフローチャートに基づく、本実施の形態に係る光ディスク装置の動作について説明する。
【０１３８】
光ディスク１１２を光ディスク装置にセットして、半導体レーザ１０２を点灯させて（Ｓ１００）、光ディスク１１２を回転させず、光ピックアップ装置１００を移動させる（Ｓ３００）。このとき、対物レンズ１１０から出射されるレーザ光が、光ディスク１１２のミラー領域に集光する。
【０１３９】
光ディスク１１２のミラー領域にレーザ光の焦点が追従するようにフォーカスサーボがかけられ（Ｓ１０６）、デフォーカスが検出される（Ｓ１０８）。フォーカスバイアス回路３０８を用いてフォーカスサーボ回路３０６Ｂにフォーカスバイアスが印加されてデフォーカスが補正される（Ｓ１１０）。
【０１４０】
レーザ駆動回路３０１を用いて、動作電流Ｉ（０）が検出され（Ｓ３０２）、コリメートレンズ１０４の位置に対応したコリメートレンズ駆動回路３１６に印加する電気信号Ｃ（０）に対応させて、メモリ回路３１０に（Ｃ（０）、Ｉ（０））が記憶される（Ｓ３０４）。
【０１４１】
コリメートレンズ駆動回路３１６に印加する電気信号をβだけ追加で印加してコリメートレンズ１０４の位置を移動させて（Ｓ１２８）、Ｓ３０２〜Ｓ１３０までの動作が行なわれる。このような動作が、コリメートレンズ１０４を電気信号βに対応する分だけ移動させながら（Ｋ−１）回だけ繰返して行なわれる。この結果、メモリ回路３１０には、Ｋ組のサンプル情報（Ｃ（０）、Ｉ（０））〜（Ｃ（Ｋ−１）、Ｉ（Ｋ−１））が記憶される。このとき、コリメートレンズ１０４の位置および半導体レーザの動作電流に対して、図１６に示すような半導体レーザ１０２の波形が得られる。
【０１４２】
Ｋ組のサンプル情報（Ｃ（０）、Ｉ（０））〜（Ｃ（Ｋ−１）、Ｉ（Ｋ−１））に基づいて、最小の光動作電流Ｉｍｉｎが特定されると（Ｓ３０６）、最小の動作電流Ｉｍｉｎに対応するサンプル情報（Ｃａ、Ｉｍｉｎ）が特定される（Ｓ１３８）。この特定されたＣａを用いて、コリメートレンズ駆動回路３１６に印加する電気信号を決定して、コリメートレンズ１０４の位置を設定する。これにより、球面収差が最小になる。このときの状態を図１６に示す。
【０１４３】
以上のようにして、本実施の形態に係る光ディスク装置によると、レーザ駆動回路を用いて、半導体レーザからの光出力値が予め定められた一定値になるように制御する。この状態において、コリメートレンズを光軸に平行な方向に移動させて、レーザ駆動回路を用いて動作電流の最低値を検出する。また、コリメート駆動回路を用いて、そのときのコリメートレンズ位置を検知する。この位置にコリメートレンズを設定することにより、球面収差を補償することができる。その結果、光ディスクの保護層となる透明基板の厚みのばらつきにより生じる球面収差を補償して光ディスクの再生および記録動作を良好に行なうことができる安価な光ディスク装置およびその光ディスクを用いた収差補償方法を提供することができる。
【０１４４】
＜第３の実施の形態　変形例＞
本実施の形態に係る光ディスク装置は、コリメートレンズを光軸と平行な方向に移動させることにより球面収差を補償するようにしたが、本発明はこれに限定されない。たとえば、第２の実施の形態のように、対物レンズ１１０とコリメートレンズ１０４との間に少なくとも２枚のレンズからなる球面収差補償用レンズ群を設置して、半導体レーザの光出力値を予め定められた一定の値に制御して、そのレンズ群の中の１枚の補償レンズを光軸方向に移動させて球面収差を補償するようにしてもよい。
【０１４５】
また、本実施の形態に係る光ディスク装置においては、光ディスクのミラー領域における動作電流信号の直流成分のみを抽出してサンプル情報としたが、本発明はこれに限定されない。たとえば、ミラー領域ではなくエンボスピット領域ではあってもよい。この場合、図２０に示した正弦波形がさらにエンボスピット信号の周波数に対応してエンベロープを含むことになる。このとき、ピット信号の周波数を考慮にいれてサンプル情報を取得することが可能であるので、球面収差を補償することができる。
【０１４６】
＜第４の実施の形態＞
以下に、本発明の第４の実施の形態に係る光ディスク装置について説明する。本実施の形態に係る光ディスク装置は、前述の第１の実施の形態に係る光ディスク装置と第３の実施の形態に係る光ディスク装置とを組み合わせて、半導体レーザ装置の動作電流値−光出力値との関係を算出して、その関係に基づいて球面収差を補償する。
【０１４７】
本実施の形態に係る光ディスク装置は、半導体レーザの動作電流を予め定められた一定の電流値に制御して、球面収差と光出力値との関係を算出するとともに、半導体レーザの光出力を予め定められた一定の値に制御して、球面収差と動作電流との関係を算出する。算出された２つの関係に基づいて、球面収差を変化させたときの、半導体レーザ装置の動作電流−光出力特性を決定する。光ディスク装置は、決定された半導体レーザ装置の動作電流−光出力特性に基づいて、光ディスク装置は、球面収差が最小になるように、動作電流−光出力特性に基づいて算出されたコリメートレンズの位置を制御することにより、球面収差を補償する。
【０１４８】
本実施の形態に係る光ディスク装置によると、半導体レーザ装置の動作電流を一定にして算出した光出力特性と、半導体レーザ装置の光出力を一定にして算出した動作電流特性とに基づき、球面収差を補償することができる。
【０１４９】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【図１】半導体レーザの動作電流と光出力との関係を示す図（その１）である。
【図２】集光レンズおよび光ディスクの距離と半導体レーザの光出力との関係を示す図（その１）である。
【図３】集光レンズおよび光ディスクの距離と半導体レーザの動作電流との関係を示す図（その１）である。
【図４】半導体レーザの動作電流と光出力との関係を示す図（その２）である。
【図５】集光レンズおよび光ディスクの距離と半導体レーザの光出力との関係を示す図（その２）である。
【図６】集光レンズおよび光ディスクの距離と半導体レーザの動作電流との関係を示す図（その２）である。
【図７】本発明の第１の実施の形態に係る光ディスク装置に搭載されている光ピックアップ装置の光学系のブロック図である。
【図８】本発明の第１の実施の形態に係る光ディスク装置の構成を示すブロック図である。
【図９】本発明の第１の実施の形態に係る光ディスク装置において実行されるプログラムのフローチャートである。
【図１０】コリメートレンズの位置を移動させたときの半導体レーザの光出力信号特性を示す図である。
【図１１】本発明の第２の実施の形態に係る光ディスク装置の構成を示すブロック図である。
【図１２】本発明の第２の実施の形態に係る光ディスク装置において実行されるプログラムのフローチャートである。
【図１３】球面収差補償レンズの位置を移動させたときの半導体レーザの光出力信号特性を示す図である。
【図１４】本発明の第３の実施の形態に係る光ディスク装置の構成を示すブロック図である。
【図１５】本発明の第３の実施の形態に係る光ディスク装置において実行されるプログラムのフローチャートである。
【図１６】コリメートレンズの位置を移動させたときの半導体レーザの動作電流信号特性を示す図である。
【符号の説明】
１００　光ピックアップ装置、１０２　半導体レーザ、１０４　コリメートレンズ、１０６　偏光ビームスプリッター、１０８　１／４波長板、１１０　対物レンズ、１１２　光ディスク、１１２Ａ　再生記録面、１１２Ｂ　透明基板、１１４　集光レンズ、１１６　シリンドリカルレンズ、１１８　信号検出用受光素子、１２０　レーザ光出力検出用受光素子、２００　対物レンズ駆動アクチュエータ、２０２　コリメートレンズ駆動アクチュエータ、３００、３０１　レーザ駆動回路、３０２　アクチュエータ駆動回路、３０４　サーボ信号生成回路、３０６　サーボ信号処理回路、３０６Ａ　トラッキングサーボ回路、３０６Ｂ　フォーカスサーボ回路、３０８　フォーカスバイアス回路、３１０　メモリ回路、３１２　制御回路、３１４　光出力信号処理回路、３１６　コリメートレンズ駆動回路、４００　球面収差補償レンズ群、４０２　補償レンズ可動アクチュエータ、５００　補償レンズ駆動回路。
【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】
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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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