(57)【要約】【課題】この発明は、別途余分な検出部品を用いず、ディスク個体差によって生じる球面収差を補正する装置を提供することを目的とする。【解決手段】この発明は、対物レンズ群４０を通して光ディスク１上にビームスポットを照射し、その光ディスクからの反射光を２分割受光素子で受光し、各受光素子の受光量に反映した電気的出力の差信号を検出する光ピックアップ４と、前記光ピックアップ４の対物レンズ群の射出光の球面収差を変化させる球面収差調整機構と、前記光ディスク１の任意の半径位置で前記差信号の振幅が最大となる球面収差調整機構の制御信号を検出する手段２１０と、この検出手段から得られた半径位置に対応する制御信号データを格納する手段２０１と、を備え、前記格納手段に格納された半径位置における制御信号データに基づき球面収差調整機構を制御して記録または再生を行う。【選択図】  図１４
2004334974.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対物レンズを通して光ディスク上にビームスポットを照射し、その光ディスクからの反射光を２分割受光素子で受光し、各受光素子の受光量に反映した電気的出力の差信号を検出する光ピックアップと、前記光ピックアップの対物レンズの射出光の球面収差を変化させる球面収差調整機構と、前記光ディスクの任意の半径位置で前記差信号の振幅が最大となる球面収差調整機構の制御信号を検出する手段と、この検出手段から得られた半径位置に対応する制御信号をデータを格納する手段と、を備え、前記格納手段に格納された半径位置における、制御信号データに基づき球面収差調整機構を制御して記録または再生を行うことを特徴とする光ディスク装置。
【請求項２】
前記格納手段に、複数の代表的な半径での差信号の振幅が最大となる球面収差補正機構の制御信号データを格納させ、そのデータ群から、任意の半径での入力信号を補間あるいは、最寄の半径での値で代用するように構成したことを特徴とする請求項１に記載の光ディスク装置。
【請求項３】
記格納手段に、代表的な半径での差信号の振幅が最大となる球面収差補正機構の制御信号データを格納させ、格納したデータから所定の演算により、任意の半径での入力信号を算出するように構成したことを特徴とする請求項１に記載の光ディスク装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、光ディスク装置に関し、特に、光ディスクのカバーガラスの厚さのずれなどの光ディスクの個体差によって発生する球面収差の影響を緩和する光ディスク装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光ディスクの記録密度は記録再生するビームスポットの大きさλ／ＮＡ（λ：光波長、ＮＡ：対物レンズの開口数）によりほぼ制限される。従って、光ディスクの大容量化のためには波長を短くするとともに、開口数を大きくすることが必要である。
【０００３】
微小なスポットを得るために、青紫色のように波長の短いレーザとともにＮＡ０．８５といった開口数の大きな対物レンズが採用されている。このとき、ＮＡが大きくなるとそれに伴って、ディスク基板の傾きの誤差で発生するコマ収差により、スポット品位の劣化が顕著になるという問題が発生している。
【０００４】
光ディスクの傾きにより発生するコマ収差を低減するために、厚みが０．１ｍｍと極めて薄いカバーガラスの光ディスクが採用されている。
【０００５】
しかし、ディスク個々やディスク内部で、カバーガラスの厚みに誤差があると、カバーガラスを透過し結像するスポットに球面収差が発生してしまう。球面収差の発生により、結像がぼけてスポット径が大きくなるとともに、中心の光強度は低下する。スポット径が大きくなると、微細な信号を正確に読み取ることができなくなる。光の熱によって記録を行う原理の光ディスクの場合では、光の中心強度が下がれば、その温度が記録に必要な所定の値に達しないので、記録はできないし、所定温度を得るために全体光量をあげれば、所定温度以上となる領域が広がるので、微細な記録はできなくなるという問題がある。
【０００６】
上記の問題に鑑み、基板厚や光学系のずれにともなう球面収差を精度よく、安定に検出し、これを補正する光ディスク装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００７】
斯かる光ディスク装置を図面を参照して説明する。図１５は、従来の球面収差を補正する光ディスク装置の基本的な構成を示す構成図である。半導体レーザ１０１からの光はコリメートレンズ１０２により平行光となり、ビームスプリッタ１０３を透過し、２群２枚の対物レンズ１０６、１０７により光ディスク１０８の記録膜面に、カバーガラス越しに集光されている。２群２枚の対物レンズは第１レンズ１０６が２次元アクチュエータ１０４に搭載され、光軸方向と光ディスクの半径方向に駆動される。第２レンズ１０７は第１レンズと一体となって駆動される球面収差補正用アクチュエータ１０５に搭載され、２枚のレンズの間隔を可変され、その間隔に応じた球面収差を発生させる。
【０００８】
光ディスク１０８から反射された光はビームスプリッタ１０３を反射し、光分離ホログラム１０９に入射し、図示しない光軸付近の光と周辺部分の光が、異なる方向に分離され、ともに集光レンズ１１０により、シリンドリカルレンズ１１１を通して光検出器１１２に入射している。
【０００９】
光検出器１１２には複数の受光領域があり、これらの光を複数の受光領域で分割して検出し、光電流に変換する。それらを焦点ずれ信号検出（ＡＦ）回路１１３、トラッキング誤差信号検出（ＴＲ）回路１１４、球面収差信号検出（ＳＡ）回路１１５、再生信号検出（ＲＦ）回路１１６により、電圧信号としてそれぞれの信号を出力する。
【００１０】
焦点ずれ信号は、２次元アクチュエータ１０４の焦点方向の駆動信号としてフィードバックされ、光ディスク上に常に最良な像点が結像されるように制御される。トラッキング誤差信号は２次元アクチュエータ１０４のディスク半径方向への駆動信号としてフィードバックされる。球面収差信号は球面収差補正用アクチュエータ１０５にフィードバックされ、光ディスク１０８のカバーガラスの厚さのばらつきや、レンズ間隔ずれによる球面収差を補償するように制御される。再生信号検出回路１１６においては、電流電圧変換や、波形等化処理、２値化処理等を含み、光ディスクに記録されている信号を再生する。
【００１１】
ところで、球面収差の検出のために光検出器上に集光される光束の内側と外側で独立に焦点ずれ誤差信号を検出してこれらの差信号をとる方法が提案されている。しかし、検出面上では干渉の影響で焦点ずれ信号が劣化し、球面収差を安定に検出できる範囲が狭くなるという問題がある。そこで、上記した装置においては、光検出器１１２に集光する前に光分離ホログラム１０９により光束の内側と外側を別々の光検出器１１２に集光させるようにし、それぞれ独立に焦点ずれ信号を演算したのちにこれらの差を得ることによって球面収差信号を得るように構成している。これにより球面収差信号をより安定に検出している。
【００１２】
【特許文献１】
特開２００２−３６７１９７号公報
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
上記した特許文献１に記載の光ディスク装置においては、球面収差信号を安定して検出することができるが、球面収差検出用の光分離ホログラムと特殊な分割パターンの受光素子という余分な検出部品を必要とし、その分装置が複雑になり、コストアップになるなどの難点がある。
【００１４】
この発明は、上記した従来の問題点に鑑みなされたものにして、別途余分な検出部品を用いず、ディスク個体差によって生じる球面収差を補正する装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
この発明は、対物レンズを通して光ディスク上にビームスポットを照射し、その光ディスクからの反射光を２分割受光素子で受光し、各受光素子の受光量に反映した電気的出力の差信号を検出する光ピックアップと、前記光ピックアップの対物レンズの射出光の球面収差を変化させる球面収差調整機構と、前記光ディスクの任意の半径位置で前記差信号の振幅が最大となる球面収差調整機構の制御信号を検出する手段と、この検出手段から得られた半径位置に対応する制御信号データを格納する手段と、を備え、前記格納手段に格納された半径位置における制御信号データに基づき球面収差調整機構を制御して記録または再生を行うことを特徴とする。
【００１５】
前記格納手段に、複数の代表的な半径での差信号の振幅が最大となる球面収差補正機構の制御信号データを格納させ、そのデータ群から、任意の半径での入力信号を補間あるいは、最寄の半径での値で代用するように構成することができる。
【００１６】
また、前記格納手段に、代表的な半径での差信号の振幅が最大となる球面収差補正機構の制御信号データを格納させ、格納したデータから所定の演算により、任意の半径での入力信号を算出するように構成してもよい。
【００１７】
上記した構成によれば、別途余分な検出用部品を用いることなく、球面収差の検出と補正を行うことができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
【００１９】
図１および図２を参照して、この発明が適用される球面収差を検出し、それを修正する光ディスク装置を説明する。
【００２０】
図１に示すように、この実施形態の光ディスク装置においては、信号の記録再生体である光ディスク１が保持部２に保持され、スピンドルモータ３ａによって回転される。そして、光ピックアップ４からの光照射を受け、それによって光ディスク１に信号が記録されあるいは光ディスク１からの信号が再生される。光ピックアップ４は、シャフト５ａによって保持され、シャフト５ａの軸方向に移動可能に保持されている。そのシャフト５ａは、シャフトホルダ５ｂによって保持される。シャフトホルダ５ｂはシャフトホルダシャーシ５ｃ上に固定される。
【００２１】
図２に示すように、光ピックアップ４のハウジング６２内には、信号の記録再生のための光源であるレーザダイオード２６が設けられ、このレーザダイオード２６からの光は回折格子２８に入射される。回折格子２８は入射した光を３つに分け、偏光ビームスプリッタ３０に入射する。偏光ビームスプリッタ３０は、光をその偏光に応じて、反射あるいは透過させる。偏光ビームスプリッタ３０の手前側側面には、光量を検出するためのフロントモニタ３２が配置される。また、偏光ビームスプリッタ３０の前方には、放射光を平行光に変換するためのコリメータレンズ３４が設けられ、このコリメータレンズ３４を通過した光は、直線偏光と円偏光との変換を行う１／４（４分の１）波長板３６に与えられる。
【００２２】
１／４波長板３６を出た光は、反射ミラー３８によって反射されて、対物レンズ群４０を通して、光ディスク１上に結像される。対物レンズ４０は対物レンズホルダ４２によって固定的に保持される。対物レンズホルダ４２は、ワイヤサスペンション４６によって保持され、このワイヤサスペンション４６は、ワイヤサスペンションプレート４８によって保持される。
【００２３】
対物レンズ群４０は、図３に示すように、２群２枚の対物レンズ４０ａ、４０ｂにより。光ディスク１の記録膜面に、カバーガラス越しに集光される。２群２枚の対物レンズは第１レンズ４０ａ、４０ｂ、図示しない２次元アクチュエータに搭載され光軸方向と光ディスクの半径方向に駆動される。球面収差補正用アクチュエータはコイル１４１ａと一対の磁石１４１ｂから構成される。第２レンズ４０ｂとコイル１４１ａは一体となり、図示しないワイヤや板バネを介して第１レンズ４０ａと可動的に連結保持されている。コイル１４１ａに流す電流を制御して、２枚のレンズの間隔を可変し、その間隔に応じた球面収差を発生させる。
【００２４】
また、図２から分かるに、偏光ビームスプリッタ３０の後面側側面には、非点収差を発生させるシリンドリカルレンズ５８が設けられ、受光センサ６０は、シリンドリカルレンズ５８からの光を受け、その光を電気信号（電流または電圧）に変換する。
【００２５】
ここで、図４ないし図６に従い、通常の信号再生に用いられる光の流れを説明する。
【００２６】
レーザダイオード２６から放射状に出射された光６４ａ、６４ｂおよび６４ｃは球面波であり、回折格子２８を通過することで、それぞれに仮想光源を持った３つの球面波に分かれる。光６４ｃは、コリメータレンズ３４の光軸上のレーザダイオード２６を光源とする０次光の主光線であり、光６４ａおよび光６４ｂは、光軸に関して対称で、ｙｚ平面内に仮想光源を持つ＋１次光および−１次光の光線である。０次光は、光量が大きいメインビームとなり、信号の記録再生に用いられ、±１次光は、光量が小さい２つのサブビームとなり、ディファレンシャル・プッシュプル法と呼ばれるトラッキング・サーボに用いられる。
【００２７】
先ず、０次光の流れを説明する。偏光ビームスプリッタ３０は、光のＰ波成分を所定の割合、たとえば９：１で、透過光と反射光とに分光し、Ｓ波成分を所定の割合、たとえば０：１０で、透過光と反射光とに分光する。この光学系においては、レーザダイオード２６の直線偏光の偏光面をｚｘ平面と平行に配置しているので、レーザダイオード２６から出射される光は、全てＰ波となる。したがって、全光量の１０分の１が反射され、光６６ｃとしてフロントモニタ３２に入射され、残りの光６８ｃが透過する。
【００２８】
フロントモニタ３２に入射した光６６ｃは、電気信号に変換され、オート・パワー・コントロールに利用される。制御回路、たとえば目標光量に対応した電気信号とフロントモニタ３２の出力との差に応じた電気信号をコントローラに与え、それによってレーザ２６に供給する電流値を変化させるサーボ回路によって、この電気信号が所定の値に保たれるようにレーザダイオード２６に供給される電流が制御され、結果的に、対物レンズ４０から出射されるメインビーム７０ｃが、所定の光パワーに保たれる。
【００２９】
偏光ビームスプリッタ３０を透過した光６８ｃは、コリメータレンズ３４によって、球面波から平面波へ、言い換えれば、放射光から平行光に変換される。方向は、光軸に平行である。
【００３０】
コリメータレンズ３４で変換された平行光は、１／４波長板３６に入射し、直線偏光が円偏光に変換される。円偏光とは、光のＰ波とＳ波の位相が１／４波長ずれた状態を言う。そして光６８ｃは、反射ミラー３８で向きを変え、光７０ｃとして対物レンズ群４０に入射する。この光７０ｃは、ディスク１２の信号面で結像し（光７２ｃ）、反射される（光７４ｃ）。
【００３１】
反射光は、往路を逆に戻り、対物レンズ４０で平行光７６ｃに変換された後、１／４波長板３６を通過する（光７８ｃ）。このとき、さらに位相が１／４波長ずれるので、円偏光から直線偏光に変換されるが、往路と違って、偏光面は、偏光ビームスプリッタ３０におけるＳ波平面、すなわち、ｙｚ平面と平行になる。
【００３２】
次に、１／４波長板３６からの平行光がコリメータレンズ３４で集束光に変換され、光７８ｃとして偏光ビームスプリッタ３０に入射する。光７８ｃはＳ波に直線偏光しているので、偏光ビームスプリッタ３０では、１００％反射され、その反射光８０ｃは受光センサ６０の方向へ向きを変える。
【００３３】
受光センサ６０へ向かった光８０ｃは、シリンドリカルレンズ５８に入射する。シリンドリカルレンズ５８の稜線は、光軸をｘ軸方向として、ｘｙ平面と４５度を成す方向に傾いている。したがって、この断面内での光軸上の結像位置は、この断面と垂直な断面内での結像位置とは一致しない。このような非点収差を発生させるのは、フォーカス・サーボに非点収差法を用いるためである。即ち、非点収差とは、１点から出た光がレンズを通った後、１点に収束しない現象である。この現象を意図的に作り出してフォーカスエラー検出を行うのが非点収差法である。
【００３４】
光８０ｃは、コリメータレンズ３４とシリンドリカルレンズ５８とによって、受光センサ６０付近の光軸上で集光する。結像ではなく、「集光」という言葉を使ったのは、非点収差法によって、受光センサ６０に集光される光は非点隔差を持つため結像しないからである。受光センサ６０は、前述のシリンドリカルレンズ５８によって規定された２断面での、それぞれの結像点のおよそ中間位置に置かれる。
【００３５】
光８０ｃは、図７に示す、光軸位置に配置された４分割センサ６０ａ、６０ｂ、６０ｃおよび６０ｄに、集光される。この受光センサ６０は、記録信号を再生するためと同時に、フォーカス・サーボ用に用いるために４分割されている。４分割センサ６０ａ、６０ｂ、６０ｃおよび６０ｄ上の信号の形は、対物レンズの焦点がディスク反射面に合っているときには平行ビームとなって戻るので、ビーム像が円形になる。レンズが近すぎる時発散反射するので、焦線が後方にずれて像が前述の４５度方向に長い楕円になる。逆に遠すぎる時は、集束反射するので、焦線が前方にずれて像が先の楕円長手方向と直交する方向に長い楕円となる。４分割センサの６０ａ、６０ｃが誤差増幅器の例えば＋側入力に与えられ、４分割センサ６０ｂ、６０ｄが誤差増幅器の例えば−側入力に与えられる。合焦点時には、４つのセンサの出力が等しくなるため、フォーカスエラー信号はゼロとなり、光ディスクが近すぎるとき、または遠すぎるときは、センサ出力に差が出て誤差増幅器からの出力が＋−変化する。この誤差増幅器からのエラー電圧をゼロに近づけるというようにフォーカスコイルの駆動回路に送り、対物レンズを動かす。例えば、＋のエラー電圧がフォーカスコイルの駆動回路に送られた場合は、近づきすぎを意味してるから対物レンズを遠ざけ、−のエラー電圧が出たら逆に近づけるというように対物レンズ群４０を駆動し、絶えずエラー電圧をゼロに近づける操作を行う。
【００３６】
メインビームでのプッシュプル法を説明する。ビーム７６ｃがトラックの左右どちらかにずれたとき、回折現象により反射光の強度分布は非対称となる。完全にオントラックの時は均等になる。プッシュプル法は、１本のメインビームを用いて、ビームスポット上のピット進行方向に対して２分割したフォトダイオードを設け、受光量のバランスからトラッキングエラーを検出するものである。ここでは、分割センサ６０ａと６０ｂを一体とし、６０ｃと６０ｄを一体とする。オントラック時には、ピットの影が両フォトダイオードに均等にかかるため、エラー検出用差動アンプの出力はゼロとなる。ビームが左右にずれると、左右のフォトダイオードの受光量が相対的に増減し、それぞれ＋、−の出力電圧とし手トラッキングエラー信号が得られる。フォトダイオードの分割方向については、周知であるため、ここでは説明を省略する。
【００３７】
次に、同じく図４ないし図６を参照して、±１次光の流れを説明する。仮想光源から出射された拡散光である±１次光の主光線６４ａおよび６４ｂは、光軸に対して傾きを持って、コリメータレンズ３４に入射し、平行光に変換された後も、光軸と同じ傾きを持って進行する。そして、反射ミラー３８で方向を変え、対物レンズ４０でサブビームとしてディスク１２上に結像する。図中、光６８ａおよび６８ｂは、コリメータ中心を通過する±１次光を表し、光７２ａおよび７２ｂは、対物レンズ中心を通過する±１次光を表している。
【００３８】
±１次光７２ａ、７２ｂは、ディスク１２の信号面上で、光軸からディスク１２のトラック長手方向であって互いに逆に離れた位置で結像する。その反射光７６ａおよび７６ｂは、対物レンズ４０で平行光に変換されるが、その方向は、入射したときと同じである。そして、コリメータレンズ３４とシリンドリカルレンズ５８とによって、受光センサ６０上に集光される（８０ａ、８０ｂ）。結像ではなく、「集光」という言葉を使ったのは、上述と同様の理由による。光８０ａおよび８０ｂは、シリンドリカルレンズ中心を通過する光の方向を表しており、この延長上で集光する。
【００３９】
サブビームを用いたディファレンシャル・プッシュプル法を説明する。尚、メインビームでの説明と重複するところは割愛する。光８０ａおよび８０ｂは、図７に示すように、光軸からｙ方向に、互いに逆に離れた２分割センサ６０ｅ、６０ｆ、６０ｇおよび６０ｈに入射する。これら２分割センサは前述のプッシュプル法におけるサブビームのデトラックを検出するためのものである。信号を拾い上げるメインビームの両側にトラッキング検出専用のサブビームとして±１次光７２ａ、７２ｂが配せられる。サブビームは、メインビームから半トラック離れて配置されている。ディファレンシャル・プッシュプル法は、メイン、サブの３本のビームを用いるもので、対物レンズが半径方向に移動した場合に生じるメインプッシュプル信号のＤＣ成分をサブプッシュプル信号に生ずるＤＣ成分で相殺する方法である。このメカニズムついては、前述同様、周知であるため、ここでは説明を省略する。
【００４０】
続いて、球面収差について説明するが、まず、光ディスク１のカバーガラスが厚くなった場合および球面収差補正用レンズが光軸に沿って移動した場合のそれぞれの場合の、ディスク信号面でのスポットの劣化を説明し、カバーガラスの影響を、収差補正レンズの移動により相殺する方法を説明する。
【００４１】
まず、ディスク１のカバーガラスが厚くなった場合のスポットについて考える。図９は、ディスク１のカバーガラス１２ａの厚みが正常で球面収差がない場合の光線の状態を示す。図９に示すように、スポットの焦点Ａは、所定の位置で集光される。
【００４２】
ディスク１２のカバーガラス１２ａが厚くなった場合の光線の状態を図１０に示す。図１０に示すように、この例では、スポットの焦点Ａは、所定の位置より前方で集光されるが、フォーカスサーボにより対物レンズ群４０はディスク１２に近づきディスク信号面近傍で集光する。しかし、近軸光と周辺光の像点一致しないので、スポットは大きくなる。
【００４３】
次に、球面収差補正用のレンズとしての第２レンズ４０ｂを球面収差補正用アクチュエータ１４１により位置を移動した場合のスポットについて考える。図１１は第１対物レンズ４０ａへの入射光が平行でなくなったため、球面収差が発生している状態を示す。このような場合には、スポットの焦点Ａは、所定の位置とは異なる位置で集光される。図１１に示す例では、スポットの焦点Ａは、所定の位置より前方で集光される場合を示している。この場合もフォーカスサーボにより対物レンズ群４０はディスク１２に近づきディスク信号面近傍で集光する。しかし、近軸光と周辺光の像点一致しないので、スポットは大きくなる。このような場合には、球面収差補正用アクチュエータ１４１により球面収差補正用レンズ４０ｂを移動させ、球面収差を補正し、図１２に示すように、近軸光と周辺光の像点を一致させる。
【００４４】
図１０に示すようなディスクのカバーガラス１２ａの厚み誤差によって発生した球面収差を相殺するために、図１１で示したのとは逆方向に球面収差補正レンズ４０ｂを移動させればよい。この結果、図１３に示すように、カバーガラス１２ａの厚み誤差によって発生した球面収差が相殺でき、近軸光と周辺光の像点を一致できる。
【００４５】
図８はディスク１上の記録がなされる溝であるグルーブ１２２にビームスポット７２ｃ（図４、図５）が照射された状態を示す。光ディスク１上には、メインビームと２つのサブビームが照射される。光ディスク１からの反射光は、前述のように、４分割受光センサ６０ａ〜６０ｄに集光され、図７のセンサ（Ａ＋Ｂ）からの電気的出力とセンサ（Ｃ＋Ｄ）からの電気的出力との差信号はプッシュプル信号と呼ばれている。図８において、スポット７２ｃがグルーブ１２２やこれに隣接する溝のランド１２１の中心では、プッシュプル信号は０となるが、その間では光量分布の不均衡が最大となり、プッシュプル信号は極大極小値をとるので、スポット移動距離に対して正弦波状の変化を示す。
【００４６】
なお、その他のプッシュプル信号に関しては、センサ組み合わせや分割方向も含めて、周知の技術であり、この発明に直接関係しないので、ここでは説明を省略する。
【００４７】
ここで、球面収差補正の原理を、図８を用いて説明する。先に述べたように、図８ディスクを半径方向に切断した断面と平面とを示した図で、下からビームがグルーブに照射された状態を表している。そして、球面収差があり、ビームスポットが絞れていない状態でビームが溝を横断したとき発生するプッシュプル信号振幅は、球面収差がなく絞れている状態の時の振幅と比べ小さくなる。
【００４８】
したがって、第１対物レンズ４０ａへの入射光の広がり方を変え、それによる球面収差と、カバーガラス１２ａの厚み誤差による球面収差が重畳、あるいは相殺することで、光ディスク１上のスポット径が変化する。その結果生ずるプッシュプル振幅の変化を調べ、振幅が最大になった状態が、最良のスポット品位であり、球面収差が補正された状態といえる。
【００４９】
実際に球面収差調整機構、この実施形態では球面収差補正用アクチュエータ１４１に与える入力信号を変化させることで、プッシュプルが最大となるような球面収差調整機構の入力信号を、光ディスクの半径位置ごとに求めることができる。
【００５０】
その具体的な方法を説明する。半径方向に最内周と最外周との間で、光ディスク１のカバーガラス１２ａの厚み変動の影響が認識できる程度の間隔で、ピックアップ４を移動させる。光ディスク１上のビームスポットは結像されるように、フォーカスサーボが作動している。尚、トラッキングサーボは作動させずに、ビームスポットは溝あるいはピット列を追従せず、光ディスクが偏芯しているためこれらを横断する状態とする。
【００５１】
ある刻みで球面収差調整機構の入力信号、この実施形態では球面収差補正用アクチュエータ１４１に与える入力信号を変化させ、球面収差補正用レンズ４０ｂを移動させる。そのときのプッシュプル信号振幅を測定する方法が先ず挙げられる。簡易的には、ある半径位置において、３点以上の球面収差調整機構の入力信号で測定を行い、２次近似によって、振幅最大になる角度を推定してもよい。
【００５２】
あるいは、試行錯誤的な方法を用いてもよい。すなわち、初期値から、互いに逆で同量だけ、球面収差調整機構の入力信号を変化させたときに、２つの振幅の差が同じでない場合には、基準角度を少し移動し、測定を再度試みる。これを繰り返し、ほぼ同じになった場合、その基準値を、光ディスク１上のビームスポットから、球面収差を除去できる入力値とする。
【００５３】
このような方法によって、各半径と、プッシュプル信号振幅が最大となる球面収差調整機構の入力信号との対データ群を得、そのデータを記憶装置に格納する。そして、記録／再生時には、このデータに基づき、球面収差調整機構の入力信号を制御し、光ディスクのカバーガラスの厚みによる球面収差を相殺させる。
【００５４】
球面収差調整機構の入力信号とは、たとえば、磁界の中で、補正レンズに固定されたコイルに流す電流によって、コイルに作用させる電磁力を変化させ、補正レンズを移動させる機構においては、電流値や印加する電圧などがこれに当たる。
【００５５】
上記したように、任意の半径位置で信号を記録あるいは再生する際に、データ群から、その半径位置に相当する、プッシュプル信号振幅が最大となる球面収差調整機構の入力信号を算出、あるいは、任意の半径から最寄の半径位置のデータで代用して、その半径におけるプッシュプル信号振幅が最大となる球面収差調整機構の入力信号を算出する。
【００５６】
任意の半径位置で信号の記録や再生を行う際には、その半径位置における、プッシュプル信号振幅が最大となる球面収差調整機構の入力信号となるように、設定して、記録や再生を行う。
【００５７】
実際に球面収差を補正するアクチュエータについては、各種既存技術として報告されており、この発明は特定の方法にこだわらない。
【００５８】
次に、上記した球面収差補正方法を用いた光ディスク装置の構成を図１４に示す。図１４は、球面収差を補正する光ディスク装置の基本的な実施形態を示す構成図である。前述したように、半導体レーザからの光はコリメートレンズにより平行光となり、ビームスプリッタを透過し、２群２枚の対物レンズ群４０により光ディスク１の記録膜面に、カバーガラス越しに集光されている。２群２枚の対物レンズは第１レンズが２次元アクチュエータに搭載され、光軸方向と光ディスクの半径方向に駆動される。第２レンズは第１レンズと一体となって駆動される球面収差補正用アクチュエータに搭載され、２枚のレンズの間隔を可変され、その間隔に応じた球面収差を発生させる。
【００５９】
光ディスク１から反射された光は、光ピックアップ４内のビームスプリッタを反射し、シリンドリカルレンズを通して光検出器としての受光素子６０に入射している。
【００６０】
光検出器としての受光素子６０には複数の受光領域があり、これらの光を複数の受光領域で分割して検出し、光電流に変換する。それらを検出回路２１０に与える。検出回路２１０は、同期信号検出回路２１１、焦点ずれ信号（フォーカスエラー）信号検出回路２１２、トラッキングエラー信号検出（ＴＲ）回路２１３、アドレス検出回路２１４、再生信号検出（ＲＦ）回路２１５により、電圧信号としてそれぞれの信号を出力する。また、フロントモニタに入射した光は、レーザパワー検出回路２１６にて電気信号に変換される。
【００６１】
これら検出回路２１０の各回路からの検出信号が、マイコンなどで構成される制御部２００に与えられ、制御部２００は、これら検出回路２１０からの信号に高じて制御ドライバ２２０を制御する。
【００６２】
制御ドライバ２２０は、スピンドルモータ３ａを制御するスピンドルサーボ回路２２１、焦点ずれを制御するフォーカスサーボ回路２２２、トラックずれを制御するトラックサーボ回路２２３、球面収差用アクチュエータを制御する球面収差補正制御回路２２４、レーザパワーをコントロールするレーザパワー制御回路２２５、スレッドモータを制御するスレッドモータ制御回路２２６、を備える。
【００６３】
スピンドルサーボ回路２２１は、同期信号に基づき、制御部２００により、線速度一定になるようにスピンドルモータを制御する。
【００６４】
フォーカスエラー信号に基づき、制御部２００は、フォーカスサーボ回路２２２を制御し、２次元アクチュエータの焦点方向の駆動信号としてフィードバックし、光ディスク上に常に最良な像点が結像されるように制御する。トラッキングエラー信号に基づき、制御部２００は、トラックサーボ回路２２３を制御し、２次元アクチュエータのディスク半径方向への駆動信号としてフィードバックしてトラッキング制御する。球面収差補正制御回路２２４は、球面収差補正用アクチュエータを駆動し、光ディスクのカバーガラスの厚さのばらつきや、レンズ間隔ずれによる球面収差を補償するように制御される。再生信号検出回路においては、電流電圧変換や、波形等化処理、２値化処理等を含み、光ディスクに記録されている信号を再生する。レーザパワー制御回路２２５は、目標光量に対応した電気信号とフロントモニタの出力との差に応じた電気信号が制御部２００に与えられ、それによってレーザに供給する電流値を変化させる。スレッドモータ制御回路２２６は、制御部２００により、光ピックアップ４を所定のアドレス位置になるように、スレッドモータ２３０を制御する。
【００６５】
上記した光ディスク装置において、半径方向に最内周と最外周との間で、制御部２００がスレッドモータ制御回路２２６を制御し、光ディスク１のカバーガラス１２ａの厚み変動の影響が認識できる程度の間隔で、ピックアップ４を移動させる。光ディスク１上のビームスポットは結像されるように、フォーカスサーボ回路２２２は制御され、フォーカスサーボが作動している。尚、トラッキングサーボ回路２２３は作動させずに、ビームスポットは溝あるいはピット列を追従せず、光ディスクが偏芯しているためこれらを横断する状態とする。
【００６６】
ある刻みで球面収差調整機構の入力信号、この実施形態では球面収差補正用アクチュエータ１４１に与える入力信号を変化させ、球面収差補正用レンズ４０ｂを移動させる。そのときのプッシュプル信号振幅を測定する。そして、プッシュプル信号の振幅が最大になる球面収差補正用アクチュエータ１４１に与える入力信号を求める。この半径位置における、プッシュプル信号振幅が最大となる球面収差調整機構の入力信号の値を制御部２００内の記憶部２０１に格納する。
【００６７】
順次、光ディスク１の半径方向に光ピックアップ４を移動させ、各半径位置における、プッシュプル信号振幅が最大となる球面収差調整機構の入力信号の値を制御部２００内の記憶部２０１に格納して行く。このようにして、記憶部２０１に、各半径位置に対応するプッシュプル信号振幅が最大となる球面収差調整機構の入力信号の値をテーブルとして保存する。
【００６８】
任意の半径位置で信号の記録や再生を行う際には、予め記憶部２０１に格納されたテーブルからその半径位置における、プッシュプル信号振幅が最大となる球面収差調整機構の入力信号を求め、球面収差補正制御回路２２４を制御し、球面収差補正用アクチュエータ１４１に与える入力信号を制御して記録や再生を行う。
【００６９】
このように制御することで、カバーガラス１２ａの厚みの変動による球面収差を相殺して良好な記録／再生が行える。
【００７０】
上記した実施形態における記憶部２０１に、複数の代表的な半径での、プッシュプル信号振幅が最大となる、球面収差補正機構の入力信号を記憶させ、そのデータ群から、任意の半径での入力信号を、補間あるいは、最寄の半径での値で代用するように構成することができる。
【００７１】
この方法では、任意の半径での入力値を決定するに際して、データ群が記憶されている記憶部にアクセスが必要であるため、記録スピードや再生スピードが高速になった場合、これを妨げる可能性がある。
【００７２】
このような欠点を解決するためには、半径の全領域に渡って、最適な入力値を近似式で求める方法が有効である。光ディスク１のカバーガラス１２ａの厚み誤差は、連続的な変化を示すと予想され、それによって発生する球面収差量も連続的であると考えられる。従って、これを補正する入力信号も連続的な変化をすると考えられるため、その量は、半径を変数とした２次式あるいは３次式といっｎ次式で近似できる。
【００７３】
例えば、２次式であれば係数は３つであり、これを求めるには、少なくとも３組のデータがあれば良い。３次式であれば係数は４つであり、これを求めるには、少なくとも４組のデータがあれば良い。これら係数を求め、常時計算に使用できるように、レジスタに記憶保持しておく。係数は少ないので、負担は少ない。
【００７４】
任意の半径での入力信号を求めるには、その半径を近似式に代入すれば良い。この際、記憶部にアクセスする必要がないため、記録や再生のシーケンスを遅延することはない。また、データ取得量を大幅に削減できるため、事前にデータを取得する時間を短縮できだけでなく、記憶部に負担がかからないといった長所もある。
【００７５】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、上記した構成によれば、別途余分な検出用部品を用いることなく、球面収差の検出と補正を行うことができる。しかも、ガイド溝を持つディスクのみならず、ビット列を持つディスクであっても、差信号が発生するディスクであれば応用できるので、広範囲な物理フォーマットのディスクに応用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明にかかる光ディスク装置の構成を示す斜視図である。
【図２】この発明にかかる光ディスク装置の光ピックアップの構成を示す要部斜視図である。
【図３】の発明にかかる光ディスク装置の光ピックアップの球面収差調整機構を備えた対物レンズ部分を示す概略側面図である。
【図４】図３の光学系におけるビームの関係を示す説明図である。
【図５】図３の光学系におけるｙｚ平面におけるビームの関係を示す説明図である。
【図６】図３の光学系におけるｘｙ平面におけるビームの関係を示す説明図である。
【図７】図３の光学系における受光センサの分割配置の関係を示す説明図である。
【図８】ディスク１上の記録がなされる溝であるグルーブにビームスポットが照射された状態を示す説明図である。
【図９】ディスクのカバーガラスの厚みが正常で球面収差がない場合の光線の状態を示す模式図である。
【図１０】ディスクのカバーガラスが厚くなった場合の光線の状態を示す模式図である。
【図１１】球面収差がある状態の光線の状態を示す模式図である。
【図１２】球面収差を補正した状態の光線の状態を示す模式図である。
【図１３】ディスクのカバーガラスが厚くなった場合で球面収差を相殺したの光線の状態を示す模式図である。
【図１４】この発明に係る面収差を補正する光ディスク装置の基本的な実施形態を示す構成図である。
【図１５】従来の球面収差を補正する光ディスク装置の基本的な実施形態を示す構成図である。
【符号の説明】
１  光ディスク
４  光ピックアップ
４０  対物レンズ群
６０  受光センサ（素子）
２００  制御部
２１０  検出回路
２２０  制御ドライバ
【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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