(57)【要約】【課題】  簡便で且つ短時間で球面収差を補正することが可能な光学的情報記録再生装置を提供する。【解決手段】  光スポットと光記録媒体とのフォーカス誤差を検出するフォーカスエラー１０４、フォーカス誤差に基づいてフォーカス制御を行うフォーカスサーボループ、フォーカスサーボループにオフセットを印加するオフセット加算回路１０５、半導体レーザ２０１と対物レンズ２１１の間に設けられ、光束に球面収差を発生させる手段２１０、球面収差量とそれに伴って発生するフォーカスオフセット量との関係を保持する手段とを含み、球面収差発生手段２１０を駆動させ、球面収差を補正する場合には、保持手段に保持された関係に基づいてオフセットを印加する。【選択図】        図１
2005251255.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源からの光束を光記録媒体に光スポットとして照射し、情報の記録或いは記録情報の再生を行う光学的情報記録再生装置において、前記光スポットと光記録媒体とのフォーカス誤差を検出する手段と、前記フォーカス誤差に基づいてフォーカス制御を行う手段と、前記フォーカス制御手段にオフセットを印加する手段と、前記光源と対物レンズの間にあって前記光束に球面収差を発生させる手段と、球面収差量とそれに伴って発生するフォーカスオフセット量との関係を保持する手段とを含み、前記球面収差発生手段により球面収差を補正する場合には、前記保持手段に保持された関係に基づいて前記フォーカス制御手段にオフセットを印加することを特徴とする光学的情報記録再生装置。
【請求項２】
前記球面収差を補正する場合は、前記光記録媒体上の光スポットに発生する球面収差に応じて前記球面収差発生手段により光スポットの球面収差を打ち消すように球面収差の補正を行うことを特徴とする請求項１に記載の光学的情報記録再生装置。
【請求項３】
前記球面収差を補正する場合は、再生信号の再生信号品位を評価し、再生信号の品位が最良となるように球面収差の補正を行うことを特徴とする請求項１に記載の光学的情報記録再生装置。
【請求項４】
前記再生信号品位の評価指標は、ＳＡＭ値、再生信号振幅値、ジッター値又はエラーレート値であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の光学的情報記録再生装置。
【請求項５】
前記保持手段は、前記球面収差発生手段により球面収差を発生させ、発生した球面収差量における最適フォーカスオフセット値を求めることにより球面収差量とフォーカスオフセット値の関係を保持することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の光学的情報記録再生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ディスク等の光記録媒体に情報を記録し、或いは記録情報を再生する光学的情報記録再生装置、特に、光記録媒体の基板厚誤差により発生する球面収差の補正技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、光ディスク装置において、半導体レーザの発振波長が短波長化すると共に、使用する対物レンズが高ＮＡ化している。例えば、ＢＤ（ブルーレイディスク）装置では、波長は４０５ｎｍ、対物レンズＮＡは０．８５である。
【０００３】
一方、一般に光ディスクの基板（光透過層）の厚みに設計値に対する誤差があると球面収差が発生し、光記録媒体上でのスポット品位が劣化し（スポットサイズが大きくなり、相対的にピーク強度が低下する）、記録再生性能が低下することが知られている。また、発生する球面収差量は、概ね対物レンズＮＡの４乗に比例し、波長に反比例することが知られている。
【０００４】
従って、ＢＤ装置の場合には、ＤＶＤ装置等に比較して非常に球面収差が発生しやすく、光ディスクが交換された場合や、同じ光ディスクでも記録再生位置が大きく変わった場合には、その球面収差を補正する必要があり、その球面収差を補正する装置が提案されている。
【０００５】
例えば、特開平１１−２５９９０６号公報には、コリメータレンズ用アクチュエータを駆動し、光透過層の厚み誤差による球面収差を打ち消すように光源と対物レンズの間にあるコリメータレンズを移動させて球面収差を補正するという技術が開示されている（特許文献１）。
【特許文献１】特開平１１−２５９９０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に開示されているようにコリメータレンズを移動させることにより球面収差を補正すると、フォーカスエラー信号に誤差が発生する。このため、フォーカスサーボが正常に動作していてもビームスポットを正常に媒体面上に合焦させることができず、デフォーカスが発生し、再生信号品位が低下するという問題がある。液晶素子をビームスプリッタと１／４波長板の間に挿入することにより球面収差を補正した時にも同様にデフォーカスが発生する。
【０００７】
また、球面収差補正器を調整するとデフォーカスが発生するので、再生信号品位が最良となるように球面収差を補正する際には、球面収差を補正する度にフォーカスオフセットを最良点に設定する必要がある。フォーカスオフセットの最適点を探すためにはフォーカスオフセットを所定の範囲で変化させ、再生信号品位が最良となるフォーカスオフセットを見つけ出す必要がある。よって、球面収差の補正に多大な時間がかかってしまうという問題があった。
【０００８】
本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされたもので、その目的は、簡便且つ短時間で球面収差の補正が可能な光学的情報記録再生装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、上目的を達成するため、光源からの光束を光記録媒体に光スポットとして照射し、情報の記録或いは記録情報の再生を行う光学的情報記録再生装置において、前記光スポットと光記録媒体とのフォーカス誤差を検出する手段と、前記フォーカス誤差に基づいてフォーカス制御を行う手段と、前記フォーカス制御手段にオフセットを印加する手段と、前記光源と対物レンズの間にあって前記光束に球面収差を発生させる手段と、球面収差量とそれに伴って発生するフォーカスオフセット量との関係を保持する手段とを含み、前記球面収差発生手段により球面収差を補正する場合には、前記保持手段に保持された関係に基づいて前記フォーカス制御手段にオフセットを印加することを特徴とする。
【００１０】
本発明においては、球面収差補正量を所定の範囲で変化させ、同時にフォーカスオフセットを加えながら再生信号品位が最良となるように球面収差を補正することにより、デフォーカスすることなく、球面収差の補正が可能となる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、球面収差補正量とデフォーカス量の関係を求め、球面収差を補正した時に両者の関係に基づいてフォーカスオフセットを加算することにより、デフォーカスすることなく、簡便に球面収差を補正することが可能である。また、球面収差補正量を変化させる度にフォーカスオフセット値を学習する必要がないため、球面収差の補正時間を短縮することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
次に、発明を実施するための最良の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００１３】
（第１の実施形態）
図１は本発明による光学的情報記録再生装置の第１の実施形態を示すブロック図である。図中１０１は情報記録媒体である光ディスク、１０２は光ディスク１０１に情報を記録し、或いは記録情報を再生するための光学ヘッドである。光学ヘッド１０２の構成については後述する。１０３は光学ヘッド１０２内の光センサ（ＲＦ／サーボ用センサ）の受光信号からＲＦ信号を生成し、或いは光センサの受光信号の増幅等を行い、フォーカスエラー検出回路１０４に出力する検出回路である。フォーカスエラー検出回路１０４は、例えば、非点収差方式を用いてフォーカスエラーを検出する。
【００１４】
１０５はフォーカスサーボループにオフセットを印加するオフセット加算回路、１０６はフォーカスサーボループの位相補償を行う位相補償回路、１０７はフォーカスサーボループに印加するオフセットを発生するオフセット発生回路である。
【００１５】
更に、１０８は光学ヘッド１０２内のフォーカスアクチュエータを駆動するドライバー、１０９は光ディスク１０１を回転駆動するスピンドルモータ、１１０はＲＦ信号の品位を検出するＲＦ信号品位検出回路、１１１は装置内の各部を制御するコントローラ、１１２は光学ヘッド１０２内の球面収差発生手段を駆動する球面収差発生手段駆動回路である。なお、光ビームのトラッキング制御を行うトラッキングサーボループについては省略している。
【００１６】
図２は光学ヘッド１０２の一例を示す構成図である。図中２０１は記録再生光源である半導体レーザ、２０２は半導体レーザ２０１からのレーザ光を複数の光束に分割する回折格子、２０３はコリメータレンズ、２０４はビーム整形付き偏光ビームスプリッタ、２０５は半導体レーザ２０１のレーザ光を所望の光量に制御するためのＡＰＣ用センサ、２０６は１／４波長板である。
【００１７】
また、２０７、２０８はレンズであり、少なくとも一方のレンズが光軸方向に移動可能であって、球面収差を発生する球面収差発生手段２１０を構成している。２０９はそのレンズを電磁力によって光軸方向に駆動する電磁駆動手段である。また、２１１は半導体レーザ２０１からの光ビームを光ディスク１０１の情報面に集光する対物レンズ、２１２はセンサレンズ、２１３はＲＦ信号とフォーカスエラー信号、トラッキングエラー信号を生成するためのＲＦ／サーボ用センサである。
【００１８】
光ディスク１０１はスピンドルモータ１０９の駆動により回転する。一方、光学ヘッド１０２内の半導体レーザ２０１から出射した光ビームは、回折格子２０２で3ビームに分けられ、コリメータレンズ２０３で平行光とされ、ビーム整形付き偏光ビームスプリッタ２０４に入射する。その入射ビームのうち一部は偏光ビームスプリッタ２０４で反射され、ＡＰＣ用センサ２０５に入射し、半導体レーザ２０１からの出射光量のモニターに利用される。
【００１９】
また、偏光ビームスプリッタ２０４を透過した光ビームは、１／４波長板２０６、レンズ２０７、レンズ２０８を介して対物レンズ２１１により光ディスク１０１の光透過層を経て記録層面へ集光され、情報の再生、記録に利用される。光ディスク１０１で反射された光ビームはビーム整形付き偏光ビームスプリッタ２０４で反射され、センサレンズ２１２を介してＲＦ／サーボ用センサ２１３に入射し、情報信号の再生やサーボ制御信号の生成に利用される。
【００２０】
ここで、レンズ２０７とレンズ２０８のうちレンズ２０７は固定され、レンズ２０８は電磁駆動手段２０９の駆動によりレンズ２０７との光軸方向の間隔が可変するように移動可能に保持され、球面収差発生手段２１０を形成している。レンズ２０７、レンズ２０８の形状、硝材は、レンズ間隔が変わった時に球面収差のみが発生するように構成されている。
【００２１】
光学ヘッド１０２内のＲＦ／サーボ用センサ２１３で受光され、光電変換された信号は検出回路１０３に出力され、ＲＦ信号が生成される。このＲＦ信号はＲＦ信号品位検出回路１１０に出力される。また、フォーカスエラー検出回路１０４は検出回路１０３からの信号に基づいて光ディスクのデータ面と焦点との偏差を示すフォーカスエラー信号を生成する。このフォーカスエラー信号を用いて光ディスク１０１のデータ面に焦点が合うようにフォーカス制御を行う。
【００２２】
ＲＦ信号品位検出回路１１０は、光ディスク１０１から再生された信号品位を計測する。球面収差発生手段２１０のレンズ間隔設定は、コントローラ１１１からの制御信号により球面収差発生手段駆動回路１１２を介して光学ヘッド１０２内の球面収差発生手段２１０を駆動して行う。
【００２３】
次に、ＲＦ信号品位検出回路１１０の詳細について図３〜図８を用いて説明する。ＲＦ信号の品位としては、例えば、特開２００３−１４１８２３号公報に開示されているようなＰＲＭＬ（Ｐａｒｔｉａｌ  Ｒｅｓｐｏｎｓｅ  Ｍａｘｉｍｕｍ  Ｌｉｋｅｌｉｈｏｏｄ）信号処理方式を用いた再生系における信号品質の評価指標を用いることができる。
【００２４】
ＲＦ信号品位検出回路１１０について図３を用いて詳述する。図３はＲＦ信号品位検出回路１１０の詳細な一例を示すブロックである。図３では不図示のデータバスへ再生データを出力する構成となっている。図３において、３０１は波形等化器、３０２はビタビ復号器、３０３は復調器、３０４はＥＣＣ（Ｅｒｒｏｒ  Ｃｏｒｒｅｃｔ  Ｃｏｄｅ）、３０５はＳＡＭ（Ｓｅｑｕｅｎｃｅｄ  Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ  Ｍａｒｇｉｎ）値算出部である。
【００２５】
ＲＦ信号品位検出回路１１０に入力された信号は、不図示のＰＬＬがかけられ、再生信号に同期したクロック成分が抽出される。このクロックは不図示のＡ／Ｄ変換器及びＲＦ信号品位検出回路の処理タイミングに用いられる。また、本実施形態のディスク情報は、周知の（１、７）ＲＬＬ符号をＮＲＺＩ変換して記録されており、最小反転間隔は２となっている。
【００２６】
波形等化器３０１は、パーシャルレスポンスＰＲ（１、２、２、１）の特性を持つ波形等化を行う。ＰＲ（１、２、２、１）は、以下の式で表される。
【００２７】
ｙ〔ｋ〕＝ｄｋ＋２ｄｋ−１＋２ｄｋ−２＋ｄｋ−３
ここで、ｙ〔ｋ〕はＰＲ出力値、ｄｋは現在の時刻ｋにおける記録符号、ｄｋ−１は１クロック前の時刻ｋ−１における記録符号、ｄｋ−２は２クロック前の時刻ｋ−２における記録符号、ｄｋ−３は３クロック前の時刻ｋ−３における記録符号である。
【００２８】
図６は（１、７）ＲＬＬとＰＲ（１、２、２、１）に基づく状態遷移図を示す。各状態はＰＲ値に応じて次の状態に遷移する。続いて、状態遷移に応じて復号ビットを出力する。また、図６の状態遷移図を時間軸方向に展開したトレリス図を図７に示す。
【００２９】
ビタビ復号では、図７に示すトレリス図に従って各状態の時刻ｋでのパスメトリックｍ０００［ｋ］〜ｍ１１１［ｋ］は、時刻ｋ−１の所定状態のメトリックｍ０００［ｋ−１］〜ｍ１１１［ｋ−１］と時刻ｋでの実際のＰＲ出力値ｙ［ｋ］とを用いて以下の計算式ｘで求められる。
【００３０】
計算式ｘ
ｍ０００（ｋ）＝ｍｉｎ｛ｍ０００（ｋ−１）＋（ｙ−０）２，ｍ１００（ｋ−１）＋（ｙ−１）２｝
ｍ００１（ｋ）＝ｍｉｎ｛ｍ０００（ｋ−１）＋（ｙ−１）２，ｍ１００（ｋ−１）＋（ｙ−２）２｝
ｍ０１１（ｋ）＝ｍ００１（ｋ−１）＋（ｙ−３）２
ｍ１００（ｋ）＝ｍ１１０（ｋ−１）＋（ｙ−３）２
ｍ１１０（ｋ）＝ｍｉｎ｛ｍ１１１（ｋ−１）＋（ｙ−５）２，ｍ０１１（ｋ−１）＋（ｙ−４）２｝
ｍ１１１（ｋ）＝ｍｉｎ｛ｍ１１１（ｋ−１）＋（ｙ−６）２，ｍ０１１（ｋ−１）＋（ｙ−５）２｝
状態Ｓ（ｄｋ−２、ｄｋ−１、ｄｋ）とは、現時刻の復号データがｄｋ、１時刻前の復号データがｄｋ−１、２時刻前の復号データがｄｋ−２であることを示す。
【００３１】
状態Ｓ０００、状態Ｓ００１、状態Ｓ１１０及び状態Ｓ１１１では、各時刻毎に２つのパスが合流するため、合流する２つのパスのうち、パスメトリック値が小さい方を生き残りパスとして選択する。ここで、パスとはそれまで経由した状態の履歴であり、状態遷移列とも呼ぶ。
【００３２】
また、図７のトレリス線図に示すように時刻ｋ−１から時刻ｋの各状態に遷移する際には、各遷移により定まるＰＲ（１、２、２、１）の理想出力値と実際の再生信号をＰＲ（１、２、２、１）処理した出力値とのユークリッド距離をブランチ・メトリックとして加算する。なお、ＰＲ（１、２、２、１）の理想出力値は０、１、２、３、４、５、６の７値となる。
【００３３】
次に、ビタビ復号器３０２並びにＳＡＭ値算出部３０５の動作を説明する。図８はビタビ復号器３０２とＳＡＭ値算出部３０５の機能ブロック図を示す。図８において、８０１はメトリック算出部、８０２は加算／比較／選択部、８０４はパスメモリ、８０５はメトリック差算出部、８０６は標準偏差算出部、８０７、８０８はレジスタである。
【００３４】
ＰＲ（１、２、２、１）から出力されたサンプル値はビタビ復号器３０２に入力され、メトリック算出部８０１においてブランチ・メトリックが算出される。ブランチ・メトリックは加算／比較／選択部８０２において、前記計算式ｘが実行される。
【００３５】
入力された時刻ｋにおけるブランチ・メトリックと時刻ｋ−１での各状態のパスメトリック値を加算し、その加算結果を比較して、小さい方の値を時刻ｋにおける各状態のパスメトリック値として選択し、この新しいパスメトリック値をレジスタ８０７に格納する。選択されたパスメトリック値の状態遷移に応じてパスメモリ８０４は最も確からしいデータ系列を出力する。
【００３６】
つまり、パスメトリック値を更新してゆくことで、ｎ時刻前からのパス（状態遷移列）の確からしさが計算できる。その中で所定の区間における最小のパスメトリック値に対応する状態遷移列のデータ系列を出力することで、最も確からしいパスに対応するデータ系列を復号結果として出力する。
【００３７】
続いて、ＳＡＭ値算出部３０５について説明する。ＳＡＭ（Ｓｅｑｕｅｎｃｅｄ  Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ  Ｍａｒｇｉｎ）はビタビ復号において最も確からしいパスと次に確からしいパスとの差であり、例えば、Ｔｉｍ  Ｐｅｒｋｉｎｓ  ａｎｄ  Ｚａｃｈａｒｙ  Ａ．Ｋｅｉｒｎ、“Ａ  Ｗｉｎｄｏｗ−Ｍａｒｇｉｎ−Ｌｉｋｅ  Ｐｒｏｃｅｄｕｒｅ  ｆｏｒ  Ｅｖａｌｕａｔｉｎｇ  ＰＲＭＬ  Ｃｈａｎｎｅｌ  Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ”、ＩＥＥＥ  Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎ  ｏｎ  Ｍａｇｎｅｔｉｃｓ、Ｖｏｌ．２１  Ｎｏ．２、Ｍａｒｃｈ  １９９５等に報告されている。
【００３８】
図８において、メトリック差算出部８０５は加算／比較／選択部８０２の出力結果から最も確からしいパスと次に確からしいパスのパスメトリック差をレジスタ８０８に格納する。
【００３９】
ビタビ復号においては、最も確からしいパス、つまり、データ系列が各時刻で持つサンプル値と波形等化理想値との累積誤差（パスメトリック値）が最小となるパスを選択するものである。従って、最も確からしいパスと次に確からしいパスのメトリックの差が大きいほど前者の信頼性が高いので復号データの信頼性も高い。
【００４０】
逆に、最も確からしいパスと次に確からしいパスのメトリック差が小さい場合には、二者択一に誤りが生じる可能性が高く、復号データの信頼性が低くなる。メトリック差算出部８０５の出力値をヒストグラム化したものを図４に示す。図４において、横軸はメトリック差、縦軸は頻度数であり、各サンプル点におけるメトリック差を累積した複数のヒストグラムを例示している。
【００４１】
図４において、再生信号の品質を変えたものを３種類プロット表示している。横軸のメトリック差が小さい領域は、最も確からしいパスと次に確からしいパスのメトリックが近接するため、ビタビ復号でパスの識別エラー、即ち、復号データの誤りを起こしやすい。従って、４ａ、４ｂ、４ｃにおいてメトリック差が小さい領域の頻度に着目すると、４ｃ＞４ｂ＞４ａであることから再生信号４ｃがビタビ復号において誤判定する可能性が最も高い。換言すれば信号品位が悪いということである。続いて再生信号４ｂ、そして最も誤判定の確率が低い、つまり信号品位が良好なのは再生信号４ａである。
【００４２】
図８の標準偏差算出部８０６は、図４に示すメトリック差のヒストグラムから標準偏差を求める機能を有する。図４の例では、標準偏差は４ｃ＞４ｂ＞４ａとなり、標準偏差の程度によって再生信号の品質を判定することができる。
【００４３】
図５はＳＡＭ値とエラーレート（ビット誤り率）の相関を示す図である。同図に示す通り、ビタビ復号から得られるＳＡＭ値はエラーレートと高い相関を示す。
【００４４】
図９は球面収差を補正する際の球面収差補正量とデフォーカス量の関係の一例を示す図である。球面収差補正量とデフォーカス量の関係は光学ヘッド１０２の設計パラメータによっても異なるが、予め光学設計パラメータをもとに計算を行い、これらの関係を求めることが可能である。例えば、図９に示すように球面収差補正量とデフォーカス量がほぼ比例関係にあったとする（この場合の関係式は図９に示すように一次関数のｙ＝ａｘ＋ｂで表される）。デフォーカス量と球面収差補正量の関係はテーブルとして装置内で保持しておく。球面収差発生手段２１０により球面収差が発生するのに伴い、球面収差補正量とデフォーカス量の関係式から球面収差補正量に応じたフォーカスオフセットを加算する。
【００４５】
次に、球面収差を補正する手順について図１０に示すフローチャートを用いて説明する。まず、球面収差発生手段２１０のレンズ間隔の初期値をα、上限値をβ、レンズ間隔を変化させる時の刻み幅をδとする（Ｓ１０１）。コントローラ１１１は球面収差発生手段駆動回路１１２を制御して球面収差発生手段２１０のレンズ間隔を初期値αに設定する（Ｓ１０２）。
【００４６】
次いで、球面収差補正量とデフォーカス量との関係式により球面収差補正量に応じたフォーカスオフセットをオフセット発生回路１０７、オフセット加算回路１０５を介してフォーカスサーボループに加算する（Ｓ１０３）。レンズ間隔とフォーカスオフセットとの関係は比例関係にあり既知である。レンズ間隔を所定の初期値αに設定したことによって球面収差が発生し、球面収差の発生によってデフォーカスが発生する。そのため、デフォーカスが０になるように図９の関係を参照してフォーカスオフセットをフォーカスサーボループに加算する。また、コントローラ１１１はＲＦ信号品位検出回路１１０で検出されたＲＦ信号品位の検出結果を記憶する（Ｓ１０４）。
【００４７】
次いで、球面収差発生手段２１０のレンズ間隔が上限値βであるかどうかを判定し（Ｓ１０５）、上限値βでない場合には、球面収差発生手段２１０のレンズ間隔を＋δ増加し（Ｓ１０６）、球面収差発生手段２１０のレンズ間隔がβになるまで、Ｓ１０３からＳ１０６までの処理を繰り返し行う。
【００４８】
Ｓ１０５でレンズ間隔がβになると、図１１に示すように球面収差補正量とＲＦ信号品位の関係を求める（Ｓ１０７）。本実施形態ではＳＡＭ値を評価指標としており、ＳＡＭ値が小さいほどＲＦ信号品位が良いので、コントローラ１１１はＳＡＭ値が最小となる球面収差補正量を算出し（図１１に破線で示す）、ＳＡＭ値が最小となるように球面収差発生手段２１０のレンズ間隔を設定する（Ｓ１０８）。また、球面収差補正量とデフォーカス量の関係式により球面収差補正量に応じたフォーカスオフセットを加算して（Ｓ１０９）、処理を終了する。
【００４９】
なお、図２に示す光学ヘッドの他にも、図１２に示すようにビーム整形付き偏光ビームスプリッタ２０４と１／４波長板２０６の間に液晶素子２１４を配置し、液晶素子２１４により球面収差を発生させることで球面収差補正を行う光学ヘッドにおいても上記と同様の手法で球面収差補正量に応じたフォーカスオフセットを加算することにより、球面収差を補正することが可能である。なお、図１２では図２と同一部分には同一符号を付している。
【００５０】
また、本実施形態では、特開２００３−１４１８２３号公報に開示されている評価指標を採用したが、本発明は、これに限ることなく、再生信号のジッター値やエラーレート値、信号振幅等他の評価指標を採用しても構わない。
【００５１】
以上のようにして、球面収差補正量とデフォーカス量の関係式を予め算出し、球面収差を発生させることにより球面収差を補正する際に球面収差補正量に応じたフォーカスオフセットを加算する。本実施形態の手法によれば、球面収差を補正する際に球面収差補正量とデフォーカス量の関係式を参照し、球面収差補正量に応じたフォーカスオフセットを加算することにより、球面収差補正量を変化させる毎に再生信号品位が最良となるフォーカスオフセットを見つけ出す必要がなく、球面収差の補正時間を短縮することが可能になる。
【００５２】
（第２の実施形態）
図１３は本発明の第２の実施形態を示すブロック図、図１４は第２の実施形態で用いる光学ヘッド示す構成図である。なお、図１３、図１４では第１の実施形態の図１、図２と同一部分には同一符号を付している。
【００５３】
光ディスク１０１はスピンドルモータ１０９の駆動により回転する。一方、光ディスク１０１には、光学ヘッド１０２内の半導体レーザ２０１からレーザ光が照射される。光学ヘッド１０２内の半導体レーザ２０１から出射したビームは、回折格子２０２で3ビームに分けられ、コリメータレンズ２０３で平行光とされ、ビーム整形付き偏光ビームスプリッタ２０４に入射する。このビームの一部は偏光ビームスプリッタ２０４で反射され、ＡＰＣ用センサ２０５に入射し、半導体レーザ２０１からの出射光量のモニターに利用される。また、偏光ビームスプリッタ２０４を透過したビームは１／４波長板２０６、レンズ２０７、レンズ２０８を介して対物レンズ２１１により光ディスク１０１上で光透過層を経て記録層面へ集光され、情報の再生、記録に利用される。
【００５４】
光ディスク１０１で反射されたビームは、ビーム整形付き偏光ビームスプリッタ２０４で反射され、光束分離回折格子２１５により内側の光束と外側の光束が異なる方向に回折される。光束分離回折格子２１５により光束が分離されたビームは、受光レンズ２１６を介してセンサ素子２１７、２１８上にてそれぞれ別々に集光される。レンズ２０７、レンズ２０８のうちレンズ２０７は固定され、レンズ２０８は電磁駆動手段２０９の駆動によりレンズ２０７との光軸方向の間隔が可変するように保持されており、球面収差発生手段２１０を形成している。レンズ２０７、レンズ２０８の形状、硝材は、レンズ間隔が変わった時に球面収差のみが発生するように構成されている。
【００５５】
光学ヘッド１０２内のセンサ素子２１７、２１８で受光され光電変換された信号は、検出回路１１３で検出される。検出回路１１３は光ディスク１０１のデータ面と焦点との偏差を示すフォーカスエラー信号を生成し、オフセット加算回路１０５に出力する。このフォーカスエラー信号を用いて光ディスクのデータ面に焦点が合うようにフォーカス制御を行う。また、検出回路１１３は球面収差エラー信号を生成してコントローラ１１１の図示しないＡ／Ｄ変換器へと出力し、更に、情報の再生のためのＲＦ信号を生成し、ＲＦ信号品位検出回路１１０に出力すると共に図示しない情報再生処理回路にも出力する。球面収差発生手段２１０のレンズ間隔の設定は、コントローラ１１１からの制御信号により球面収差発生手段駆動回路１１２を介して光学ヘッド１０２内の球面収差発生手段２１０を駆動して行う。
【００５６】
図１５は検出回路１１３の詳細な構成を示す。先述のように光束分離回折格子２１５にて分離された光線は、それぞれ図１５に示すようにセンサ素子２１７、２１８に入射する。センサ素子２１７、２１８は４分割されており、それぞれから得られた信号出力を初段アンプ１５０１で電圧信号に変換後、加算器１５０２で対角同士を加算してから、減算器１５０３にてそれぞれのセンサ素子に到来した光線の非点収差信号を生成する。
【００５７】
更に、センサ素子両者の非点収差の差異を減算器１５０３にて求めることにより、この減算器１５０４の出力により球面収差量（基板厚誤差）を知ることができ、球面収差エラー信号を生成する。この球面収差エラー信号を電磁駆動手段２０９にフィードバックすることで球面収差を補正するようにレンズ２０７、２０８のレンズ間隔が調整され、光波面に現状の球面収差の符号を反転させた球面収差を発生させる。このようにして球面収差エラーを検出して、球面収差発生手段２１０を駆動することにより、常に媒体面上のビームの球面収差を良好な状態に維持することができる。
【００５８】
また、加算器１５０５でセンサ２１７，２１８両者の非点収差信号を加算することで、非点収差フォーカス誤差信号を生成する。更に、加算１５０２の出力を総和する加算器１５０６によってセンサ２１７、２１８両者に入射する全光量を総和することで、光ディスク１０１の媒体面の情報再生に必要なＲＦ信号を生成する。
【００５９】
このように球面収差発生手段２１０により球面収差を発生させると、加算器１５０５にて得られるフォーカスエラー信号に誤差が発生するので、球面収差補正量とデフォーカス量の関係式を参照し、球面収差補正量に応じたフォーカスオフセットを加算する。
【００６０】
図９は上述のように球面収差を補正する際の球面収差補正量とデフォーカス量の関係の一例を示す。球面収差補正量とデフォーカス量の関係は光学ヘッド１０２の設計パラメータによっても異なるが、予め光学設計パラメータをもとに計算を行い、これらの関係を求めることが可能である。例えば、図９のように球面収差補正量とデフォーカス量がほぼ比例関係にあったとすると、デフォーカス量と球面収差補正量の関係式はテーブルとして光ディスク装置で保持しておく。
【００６１】
球面収差発生手段２１０により球面収差を発生するのに伴い、球面収差補正量とデフォーカス量の関係式から球面収差補正量に応じたフォーカスオフセットを加算する。球面収差補正手段２１０の駆動量に応じてデフォーカス量をオフセット発生回路１０７で発生させることで、フォーカス誤差が発生することなく、常時球面収差の補正が可能になる。
【００６２】
本実施形態の手法によれば、球面収差エラー検出回路により球面収差エラーを打ち消すように球面収差の補正を行うことで、球面収差補正量を所定の範囲で変化させて信号品位を測定する必要がなく、球面収差の補正時間をより短縮することが可能になる。
【００６３】
（第3の実施例）
第1の実施形態において、球面収差補正量とデフォーカス量の関係式を光学設計パラメータから求めたが、両者の関係式を実測により求めることも可能である。第３の実施形態では、実測により球面収差補正量とデフォーカス量の関係式を算出するものとする。球面収差補正手段２１０によって球面収差を発生させることで球面収差を補正する際に、実測により求めた球面収差補正量とデフォーカス量の関係式を参照することによって球面収差補正量に応じたフォーカスオフセットを加算し、球面収差を補正する方法について説明する。
【００６４】
例えば、図９に示すように球面収差補正量とデフォーカス量がほぼ比例関係にあったとする。まず、球面収差補正量を＋αに固定した時のフォーカスオフセット量とＲＦ信号品位の関係を求め、球面収差補正量が＋αの時にＲＦ信号品位が最良となるように、ＳＡＭが最小になる時のオフセット量を求める（図１７の破線）。この収差補正量を＋αに固定した時の最適フォーカスオフセット量をβとする。
【００６５】
次に、球面収差補正量を−αに固定した時のフォーカスオフセット量とＲＦ信号品位の関係を求め、球面収差補正量が−αの時にＲＦ信号品位が最良となるように、ＳＡＭ値が最小になる時のオフセット量を求める。この収差補正量を−αに固定した時の最適フォーカスオフセット量をγとする。この場合には、球面収差補正量とデフォーカス量は比例関係にあるので、図１６に示すように球面収差補正量が＋αの時のデフォーカス量βと球面収差補正量が−αの時のデフォーカス量γを直線で結び、両者の関係式を求める。
【００６６】
このように実測により求めたデフォーカス量と球面収差補正量の関係式はテーブルとして装置内で保持しておく。球面収差発生手段２１０により球面収差を発生するのに伴い、球面収差補正量とデフォーカス量の関係式から球面収差補正量に応じたフォーカスオフセットを加算する。球面収差補正手段２１０の駆動量に応じてデフォーカス量をオフセット発生回路１０７で発生させることで、フォーカス誤差が発生することなく、常時球面収差の補正が可能になる。
【００６７】
本実施形態の手法によれば、球面収差補正量におけるデフォーカス量の関係式を実測から求めることにより、両者の関係式をより正確に求めることが可能であり、球面収差補正の信頼性を更に高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本発明による光学的情報記録再生装置の第１の実施形態を示すブロック図である。
【図２】第１の実施形態に用いる光学ヘッドの一例を示す構成図である。
【図３】ＲＦ信号品位検出回路の一例を示すブロック図である。
【図４】メトリック差算出部の出力値をヒストグラム化して示す図である。
【図５】ＳＡＭとエラーレートの相関を示す図である。
【図６】ＰＲ（１，２，２，１）に基づく状態遷移図である。
【図７】図６の状態遷移図を時間軸方向に展開したトレリス図である。
【図８】ビタビ復号とＳＡＭ値算出の詳細な機能ブロック図である。
【図９】球面収差補正量とデフォーカス量との関係の一例を示す図である。
【図１０】第１の実施形態の球面収差を補正する手順を示すフローチャートである。
【図１１】球面収差補正量とＳＡＭ値との関係を示すグラフである。
【図１２】光学ヘッドの他の例を示す構成図である。
【図１３】本発明の第２の実施形態を示すブロック図である。
【図１４】第２の実施形態に用いる光学ヘッドを示す構成図である。
【図１５】第２の実施形態の検出回路の一例を示す回路図である。
【図１６】実測により球面収差補正量とデフォーカス量の関係を求める場合の一例を示す図である。
【図１７】フォーカスオフセット量とＳＡＭ値との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００６９】
１０１  光ディスク
１０２  光学ヘッド
１０３  検出回路
１０４  フォーカスエラー検出回路
１０５  オフセット加算回路
１０６  位相補償回路
１０７  オフセット発生回路
１０８  ドライバー
１０９  スピンドルモータ
１１０  ＲＦ信号品位検出回路
１１１  コントローラ
１１２  球面収差発生手段駆動回路
１１３  検出回路
２０１  半導体レーザ
２０２  回折格子
２０３  コリメータレンズ
２０４  ビーム整形付き偏光ビームスプリッタ
２０５  ＡＰＣ用センサ
２０６  １／４波長板
２０７、２０８  レンズ
２０９  電磁駆動手段
２１０  球面収差発生手段
２１１  対物レンズ
２１２  センサレンズ
２１３  ＲＦ／サーボ用センサ
２１４  液晶素子
２１５  光束分離回折格子
２１６  受光レンズ
２１７、２１８  センサ素子
３０１  波形等化器
３０２  ビタビ復号器
３０３  復調器
３０４  ＥＣＣ
３０５  ＳＡＭ値算出部
８０１  メトリック算出部
８０２  加算／比較／選択部
８０４  パスメモリ
８０５  メトリック差算出部
８０６  標準偏差算出部
８０７、８０８  レジスタ
１５０１  初段アンプ
１５０２  加算器
１５０３  減算器
１５０４  減算器
１５０５  加算器
１５０６  加算器
【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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【図１７】
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