(57)【要約】【課題】光ディスクの傾き量によって発生するコマ収差を最小とするチルト制御をし、３波長全てに対してもコマ収差を最小にする。【解決手段】ＯＬチルトセンサ１０はＯＬ２のチルト量をラジアル，タンジェンシャル方向個別に検出、利得可変増幅器１１よりチルト演算器１２に入力し、また光ディスク５のチルト量も光ディスクチルトセンサ１３より各方向個別に検出、利得可変増幅器１４よりチルト演算器１２に入力。チルト演算器１２で光ディスク５及びＯＬ２のチルト量からＯＬ２のコマ収差最小のチルト量を計算、チルト制御信号の合成信号で４軸ＡＣＴはＯＬ２をチルト制御しコマ収差を最小とする。利得可変増幅器１１，１４は、利得を任意に変更でき、光源波長、光ディスクの種類等に応じて予め可変利得を設定、ＯＬ２と光ディスク５のチルト量から設定された利得可変増幅器１１，１４の利得を選択、ＯＬ２を任意の角度にチルト制御し、コマ収差を最小とする。【選択図】図１
2005116142.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源からの出射光を光記録媒体の記録面上に集光照射する対物レンズと、前記対物レンズをチルト制御する対物レンズチルトアクチュエータと、前記対物レンズのチルト量を検出する対物レンズチルトセンサと、前記光記録媒体のチルト量を検出する光記録媒体チルトセンサと、前記光記録媒体チルトセンサから出力されたチルト量に応じて、前記記録面上に集光したスポットの収差が最小となるように前記対物レンズのチルト量を、前記対物レンズチルトアクチュエータを駆動することにより制御する制御手段と、前記対物レンズチルトセンサあるいは前記光記録媒体チルトセンサの出力信号の大きさを可変する利得可変手段とを備えたことを特徴とする光記録媒体チルト補償装置。
【請求項２】
光源からの出射光を光記録媒体の記録面上に集光照射する対物レンズと、前記対物レンズをチルト制御する対物レンズチルトアクチュエータと、前記対物レンズのチルト量を検出する対物レンズチルトセンサと、前記対物レンズチルトセンサの出力信号を増幅する第１の利得可変手段と、前記光記録媒体のチルト量を検出する光記録媒体チルトセンサと、前記光記録媒体チルトセンサの出力信号を増幅する第２の利得可変手段と、前記光記録媒体チルトセンサから出力されたチルト量に応じて、前記記録面上に集光したスポットの収差が最小となるように前記対物レンズのチルト量を、前記対物レンズチルトアクチュエータを駆動することにより制御する制御手段とを備え、前記対物レンズチルトセンサを含めた第１の利得可変手段の対物レンズのチルト量に対する可変利得と前記光記録媒体チルトセンサを含めた第２の利得可変手段の光記録媒体のチルト量に対する可変利得が異なるようにしたことを特徴とする光記録媒体チルト補償装置。
【請求項３】
前記利得可変手段を、対物レンズチルトセンサからのチルト量と光記録媒体チルトセンサからのチルト量とから、対物レンズと光記録媒体との相対チルト量を算出する演算手段における入力側前段に配置したことを特徴とする請求項１または２記載の光記録媒体チルト補償装置。
【請求項４】
前記対物レンズにおいて、複数の波長の光源光を光記録媒体の記録面上に集光照射することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の光記録媒体チルト補償装置。
【請求項５】
前記対物レンズにおいて、３つの波長の光源光を光記録媒体の記録面上に集光照射することを特徴とする請求項４記載の光記録媒体チルト補償装置。
【請求項６】
前記利得可変手段において、可変利得を階段状に切り替えることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の光記録媒体チルト補償装置。
【請求項７】
前記利得可変手段において、階段状に切り替える可変利得の設定値の１つに利得「０」を設定したことを特徴とする請求項６記載の光記録媒体チルト補償装置。
【請求項８】
前記利得可変手段において、階段状に切り替える可変利得の設定値を３値として、この３値を切り替えることを特徴とする請求項６記載の光記録媒体チルト補償装置。
【請求項９】
前記利得可変手段において、３値を階段状に切り替える可変利得の設定値の１つに利得「０」を設定したことを特徴とする請求項８記載の光記録媒体チルト補償装置。
【請求項１０】
前記対物レンズチルトセンサの出力側後段と前記光記録媒体チルトセンサの出力側後段のそれぞれに設置した利得可変手段のいずれか一方において、可変利得の設定値を利得０.９以下または利得１.１以上としたことを特徴とする請求項２記載の光記録媒体チルト補償装置。
【請求項１１】
前記利得可変手段において、可変利得の設定値として負となる利得を設定したことを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の光記録媒体チルト補償装置。
【請求項１２】
前記対物レンズチルトセンサの出力側後段と前記光記録媒体チルトセンサの出力側後段のそれぞれに設置した利得可変手段において、可変利得の設定値として互いが逆の極性となる利得を設定としたことを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の光記録媒体チルト補償装置。
【請求項１３】
前記対物レンズチルトセンサの出力側後段と前記光記録媒体チルトセンサの出力側後段のそれぞれに設置した利得可変手段において、可変利得の設定値として絶対値が等しく前記利得可変手段のいずれか一方の極性を切り替えて互いが正負となる極性の利得を設定したことを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の光記録媒体チルト補償装置。
【請求項１４】
前記対物レンズチルトセンサの出力側後段と前記光記録媒体チルトセンサの出力側後段のそれぞれに設置した利得可変手段において、使用する光源の波長及び光記録媒体の種類を判別する手段の判別結果に応じて、可変利得の設定値を切り替えることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の光記録媒体チルト補償装置。
【請求項１５】
前記利得可変手段の出力信号において、入力値の変化に対する出力値の変化が一定となる一部領域を有することを特徴とする請求項１〜１４のいずれか１項に記載の光記録媒体チルト補償装置。
【請求項１６】
前記利得可変手段の出力信号において、入力値の一部の範囲における出力値を一定とすることを特徴とする請求項１５記載の光記録媒体チルト補償装置。
【請求項１７】
前記対物レンズチルトセンサの出力側後段と前記光記録媒体チルトセンサの出力側後段のそれぞれに設置した利得可変手段において、極性を含むおのおのの利得の比を０.８としたことを特徴とする請求項１〜１６のいずれか１項に記載の光記録媒体チルト補償装置。
【請求項１８】
前記対物レンズチルトセンサの出力側後段と前記光記録媒体チルトセンサの出力側後段のそれぞれに設置した利得可変手段において、極性を含むおのおのの利得の比を−１.０としたことを特徴とする請求項１〜１６のいずれか１項に記載の光記録媒体チルト補償装置。
【請求項１９】
前記対物レンズチルトセンサの出力側後段と前記光記録媒体チルトセンサの出力側後段のそれぞれに設置した利得可変手段において、極性を含むおのおおの利得の比を１.０または０.８として、この２値を切り替えることを特徴とする請求項１〜１６のいずれか１項に記載の光記録媒体チルト補償装置。
【請求項２０】
前記対物レンズチルトセンサの出力側後段と前記光記録媒体チルトセンサの出力側後段のそれぞれに設置した利得可変手段において、極性を含むおのおのの利得の比を１.０または０.８または−１.０として、この３値を切り替えることを特徴とする請求項１〜１６のいずれか１項に記載の光記録媒体チルト補償装置。
【請求項２１】
前記対物レンズチルトセンサの出力側後段と前記光記録媒体チルトセンサの出力側後段のそれぞれに設置した利得可変手段において、極性を含むおのおのの利得の比を１.０または２.０または−１.０として、この３値を切り替えることを特徴とする請求項１〜１６のいずれか１項に記載の光記録媒体チルト補償装置。
【請求項２２】
前記対物レンズチルトセンサの出力側後段と前記光記録媒体チルトセンサの出力側後段のそれぞれに設置した利得可変手段において、極性を含むおのおのの利得の比を１.０または−４.０または−１.１として、この３値を切り替えることを特徴とする請求項１〜１６のいずれか１項に記載の光記録媒体チルト補償装置。
【請求項２３】
前記対物レンズチルトセンサの出力側後段と前記光記録媒体チルトセンサの出力側後段のそれぞれに設置した利得可変手段において、極性を含むおのおのの利得の比を０.８または１.０または−４.０として、この３値を切り替えることを特徴とする請求項１〜１６のいずれか１項に記載の光記録媒体チルト補償装置。
【請求項２４】
前記光記録媒体のラジアル方向またはタンジェンシャル方向において、前記光記録媒体のチルト量と対物レンズのチルト量を別々かつ同時に求めてチルト補償することを特徴とする請求項１〜２３のいずれか１項に記載の光記録媒体チルト補償装置。
【請求項２５】
光源からの出射光を光記録媒体の記録面上に集光照射する対物レンズをチルト制御する対物レンズチルトアクチュエータと、前記対物レンズのチルト量を検出する対物レンズチルトセンサと、前記光記録媒体のチルト量を検出する光記録媒体チルトセンサと、前記対物レンズチルトアクチュエータを駆動制御する制御手段とを有し、前記対物レンズチルトセンサあるいは前記光記録媒体チルトセンサの出力信号の大きさを可変にするチルト補償装置の光記録媒体チルト補償方法であって、
前記対物レンズチルトセンサから出力のチルト量に可変利得を乗じるか、または前記光記録媒体チルトセンサから出力のチルト量に可変利得を乗じて、前記可変利得を乗じた前記対物レンズのチルト量と前記光記録媒体のチルト量の差、または前記対物レンズのチルト量と前記可変利得を乗じた前記光記録媒体のチルト量との差をとって算出した相対チルト量を「０」とするように前記対物レンズチルトアクチュエータを用いて前記対物レンズのチルト制御することを特徴とする光記録媒体チルト補償方法。
【請求項２６】
前記対物レンズにより、複数の波長の光源光を光記録媒体の記録面上に集光照射を行うことを特徴とする請求項２５記載の光記録媒体チルト補償方法。
【請求項２７】
前記対物レンズにより、３つの波長の光源光を光記録媒体の記録面上に集光照射を行うことを特徴とする請求項２６記載の光記録媒体チルト補償方法。
【請求項２８】
前記可変利得を、階段状に切り替えを行うことを特徴とする請求項２５〜２７のいずれか１項に記載の光記録媒体チルト補償方法。
【請求項２９】
階段状に切り替えを行う前記可変利得の設定値の１つに利得「０」を設定したことを特徴とする請求項２８記載の光記録媒体チルト補償方法。
【請求項３０】
階段状に切り替えを行う前記可変利得の設定値を３値として、この３値を切り替えることをことを特徴とする請求項２８記載の光記録媒体チルト補償方法。
【請求項３１】
３値を階段状に切り替える前記可変利得の設定値の１つに利得「０」を設定したことを特徴とする請求項３０記載の光記録媒体チルト補償方法。
【請求項３２】
前記対物レンズチルトセンサの出力と前記光記録媒体チルトセンサの出力のいずれか一方に対する可変利得の設定値として、利得０.９以下または利得１.１以上の値を設定したことを特徴とする請求項２５記載の光記録媒体チルト補償方法。
【請求項３３】
前記可変利得の設定値として負となる利得を設定したことを特徴とする請求項２５〜３２のいずれか１項に記載の光記録媒体チルト補償方法。
【請求項３４】
前記対物レンズチルトセンサの出力と前記光記録媒体チルトセンサの出力のそれぞれに対する可変利得の設定値として、互いが逆の極性となる利得を設定したことを特徴とする請求項２５〜３２のいずれか１項に記載の光記録媒体チルト補償方法。
【請求項３５】
前記対物レンズチルトセンサの出力と前記光記録媒体チルトセンサの出力のそれぞれに対する可変利得の設定値として、絶対値が等しく前記可変利得のいずれか一方の極性を切り替えて互いが正負となる極性の利得を設定したことを特徴とする請求項２５〜３２のいずれか１項に記載の光記録媒体チルト補償方法。
【請求項３６】
前記対物レンズチルトセンサの出力と前記光記録媒体チルトセンサの出力のそれぞれに対する可変利得の設定値を、使用する光源の波長及び光記録媒体の種類を判別する手段の判別結果に応じて切り替えることを特徴とする請求項２５〜３２のいずれか１項に記載の光記録媒体チルト補償方法。
【請求項３７】
前記可変利得の出力信号において、入力値の変化に対する出力値の変化が一定となる一部領域を有することを特徴とする請求項２５〜３６のいずれか１項に記載の光記録媒体チルト補償方法。
【請求項３８】
前記可変利得の出力信号において、入力値の一部の範囲における出力値を一定とすることを特徴とする請求項３７記載の光記録媒体チルト補償方法。
【請求項３９】
前記対物レンズチルトセンサの出力と前記光記録媒体チルトセンサの出力のそれぞれに対する可変利得として、極性を含むおのおのの利得の比を０.８としたことを特徴とする請求項２５〜３８のいずれか１項に記載の光記録媒体チルト補償方法。
【請求項４０】
前記対物レンズチルトセンサの出力と前記光記録媒体チルトセンサの出力のそれぞれに対する可変利得として、極性を含むおのおのの利得の比を−１.０としたことを特徴とする請求項２５〜３８のいずれか１項に記載の光記録媒体チルト補償方法。
【請求項４１】
前記対物レンズチルトセンサの出力と前記光記録媒体チルトセンサの出力のそれぞれに対する可変利得として、極性を含むおのおのの利得の比を１.０または０.８として、この２値の切り替えを行うことを特徴とする請求項２５〜３８のいずれか１項に記載の光記録媒体チルト補償方法。
【請求項４２】
前記対物レンズチルトセンサの出力と前記光記録媒体チルトセンサの出力のそれぞれに対する可変利得として、極性を含むおのおのの利得の比を１.０または０.８または−１.０として、この３値の切り替えを行うことを特徴とする請求項２５〜３８のいずれか１項に記載の光記録媒体チルト補償方法。
【請求項４３】
前記対物レンズチルトセンサの出力と前記光記録媒体チルトセンサの出力のそれぞれに対する可変利得として、極性を含むおのおのの利得の比を１.０または２.０または−１.０として、この３値の切り替えを行うことを特徴とする請求項２５〜３８のいずれか１項に記載の光記録媒体チルト補償方法。
【請求項４４】
前記対物レンズチルトセンサの出力と前記光記録媒体チルトセンサの出力のそれぞれに対する可変利得として、極性を含むおのおのの利得の比を１.０または−４.０または−１.１として、この３値の切り替えを行うことを特徴とする請求項２５〜３８のいずれか１項に記載の光記録媒体チルト補償方法。
【請求項４５】
前記対物レンズチルトセンサの出力と前記光記録媒体チルトセンサの出力のそれぞれに対する可変利得として、極性を含むおのおのの利得の比を０.８または１.０または−４.０として、この３値の切り替えを行うことを特徴とする請求項２５〜３８のいずれか１項に記載の光記録媒体チルト補償方法。
【請求項４６】
前記光記録媒体のラジアル方向またはタンジェンシャル方向において、前記光記録媒体のチルト量と対物レンズのチルト量を別々かつ同時に求めてチルト補償を行うことを特徴とする請求項２５〜４５のいずれか１項に記載の光記録媒体チルト補償方法。
【請求項４７】
請求項１〜２４のいずれか１項に記載される光記録媒体チルト補償装置を用いて、光源からの出射光を光記録媒体の記録面上に集光照射することにより情報の記録、または消去を行うと共に、前記光記録媒体からの透過光あるいは反射光を受光素子に検出させるか、または信号検出光学系内で集束させた集束光を受光素子に検出させることにより情報を再生することを特徴とする光情報処理装置。
【請求項４８】
請求項２５〜４６のいずれか１項に記載される光記録媒体チルト補償方法を用いて、光源からの出射光を光記録媒体の記録面上に集光照射することにより情報の記録、または消去を行うと共に、前記光記録媒体からの透過光あるいは反射光を受光素子に検出させるか、または信号検出光学系内で集束させた集束光を受光素子に検出させることにより情報を再生することを特徴とする光情報処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光記録媒体の記録再生処理に用いられるチルトサーボ制御において、特に、チルトエラーを補正するチルト補償手段を有する光記録媒体チルト補償装置及びチルト補償方法とこれを用いる光情報処理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
データの記録再生方法の１つとして、光を用いて記録媒体に記録，再生する方法が知られている。このような光記録方法の代表的な例としては、直径１２ｃｍの光記録媒体の片面にＭＰＥＧ２による圧縮画像情報を２時間分以上録画したいという要求から、ＤＶＤシステムが商品化されている。ＤＶＤ規格ではディスクの記憶容量は片面で４.７ＧＢであり、トラック密度は０.７４μｍ／トラック、線密度は０.２６７μｍ／ビットである。以下、この規格に基づくＤＶＤを現行ＤＶＤという。
【０００３】
ＤＶＤのような光記録媒体に記録された情報の再生は、光ヘッドを用いて行われる光ヘッドにおいては、レーザーダイオードから出射される光ビームが対物レンズにより光記録媒体のトラック上のピット系列に集光される。光記録媒体で反射された光ビームは、集光レンズで光検出器に集光され、再生信号が得られる。この光検出器からの再生信号は再生信号処理系に入力され、データの復号が行われる。ＤＶＤ規格の場合、光ヘッド中のレーザーダイオードの波長は６５０ｎｍ、対物レンズの開口数（ＮＡ）は０.６である。
【０００４】
さらに、ＤＶＤを高密度化した規格として、Ｂlu-ray Ｄisc がある。これは、波長４０５ｎｍの青紫色レーザーを用いて、ＣＤやＤＶＤと同じ直径１２ｃｍの相変化型光記録媒体の片面１層に最大２７ＧＢの映像データを、繰り返して記録・再生することができる次世代大容量光記録媒体のビデオレコーダー規格である。Ｂlu-ray Ｄisc では、短波長の青紫色レーザーを用いると共に、レーザーを集光する対物レンズの開口数（ＮＡ）を０.８５とすることにより、ビームスポットを微小化している。
【０００５】
また、レンズの高開口化に対応した光透過保護層厚０.１ｍｍの光記録媒体構造を採用することで、光記録媒体の傾きによる収差を低減し、読み取りエラーの低減や記録密度の向上を図っている。これにより、光記録媒体の記録トラックピッチをＤＶＤの約半分の０.３２μｍに微細化し、光記録媒体片面に最大２７ＧＢの高密度記録を実現している。
【０００６】
図１５にＤＶＤの書き込み可能型の光ピックアップの概略図を示す。ＤＶＤの光ピックアップは書き込み可能型の場合、照明効率を高めるために偏光光学系が用いられる。すなわち、光源のレーザーダイオード（以下、ＬＤという）１から対物レンズ（以下、ＯＬという）２までの光路に偏光ビームスプリッタ（以下、ＰＢＳという）３を配置し、ＬＤ１の直線偏光の偏光面と同じ偏光面の光を透過させ、その先に設置してある１／４波長板４で円偏光となり、ＯＬ２で集光させられ、光記録媒体（以下、光ディスクという）５の基板下の記録層に照射される。光ディスク５反射面からの反射光は入射光と逆回転の円偏光となり、１／４波長板４を透過すると、ＬＤ１の偏光面と垂直方向の偏光面を持つ直線偏光となり、ＰＢＳ３で反射され、光検出器（以下、ＰＤという）６に導かれる。１／４波長板４により完璧な円偏光になっている場合は、ＰＢＳ３の透過光、すなわちＬＤ１の戻り光は「０」となり、光ディスク５反射光はＰＤ６によって完全に検出される。
【０００７】
このように光ピックアップは、ＯＬ２で小さく絞り込んだ光ビームによって、光ディスク５上の微細な記録マークを走査し、記録された情報を再生する。このとき、光ディスク５の反り、面ぶれ等によって情報記録面が光ピックアップからの光ビームに対して傾斜することがある。このような場合には光ディスク５に記録された情報を再生する光ビームが、情報記録面に対して傾斜して入射されることになる。そして、情報記録面に生じる光ビームのスポットにはコマ収差が発生し、スポット形状が非対称になるばかりでなく、記録情報の正確な読み取りが困難となる。Ｂlu-ray Ｄisc のように特に大容量化の目的でスポット径を小さくするためＯＬ２の開口数（ＮＡ）を小さくした場合、光ディスク５のチルト量に対するコマ収差発生量が大きくなり、光ディスク５のチルト量に対するマージンが減少する。そのため、大容量化においては光ディスク５のチルト量の補償機能が必須技術となる。
【０００８】
特許文献１には、４軸アクチュエータ（以下、ＡＣＴという）によるチルト補償原理が示されている。図１６に示すように、ＯＬ２は通常光ディスク５と平行に設置されており、４軸ＡＣＴのワイヤによって支持されている。このような状態で光ディスク５の記録面にフォーカシングし、スポット形状を観測すると図１６上段の光ディスク５の一部分面に示すような円形のスポット形状となる。しかし光ディスク５が図１７のように傾きチルト量が生じると、図１７上段の光ディスク５の一部分面に示すようにスポット形状は楕円となり、さらにコマ収差が発生し、照射光を集光させることができない。
【０００９】
そこで図１８に示すように、ＯＬ２を４軸ＡＣＴ７により傾け、光ディスク５とＯＬ２を平行にすれば、図１８上段の光ディスク５の一部分面に示すようにスポット形状は再び円形となり、光ディスク５のチルト量を補償することができる。４軸ＡＣＴ７は従来ＡＣＴの行っていたフォーカス，トラック制御の他に、ラジアルチルト，タンジェンシャルチルトの制御も行うことができる。
【００１０】
さらに、特許文献２には、４軸ＡＣＴの対物レンズの初期位置において、光ビームの光軸が光ディスクの記録面に垂直になっていない場合、また、フォーカス制御中に光ディスクの反射光が少ない状態でチルトサーボを働かせた場合、チルトエラー信号が不定となって対物レンズを変位させてフォーカスサーボもうまくいかなくなることから、ＯＬのチルト制御を安定して行うことが記載されており、このような４軸ＡＣＴを用いたＯＬのチルト制御による光ディスクのチルト制御は、光ディスクの反り等に追従させるため、光ビームの光軸を光ディスクの面に垂直にするチルト制御を行っている。
【００１１】
また、特許文献３には、ＡＣＴのＯＬホルダにＯＬと光ディスクの相対チルトを検出するためのチルトセンサを配置し、このＯＬと光ディスクの相対チルト値からＯＬチルト駆動量を算出し、ＯＬチルト駆動量でＡＣＴを駆動させ、光ディスクのチルト補償する、光ディスク装置が記載されており、特に、光ディスクに対する対物レンズホルダの傾き角度がｎ倍（ｎは１を除く所定の数）となるようなサーボ信号を演算するサーボ信号演算手段を有する光ディスク装置である。
【特許文献１】特開２００２−２６０２６４号公報
【特許文献２】特開２００３−０１６６７７号公報
【特許文献３】特開平１１−１４４２８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、前述した４軸ＡＣＴによるチルト補償システムにおいては、光ディスクのチルト量を検出し、そのチルト量と同じだけＯＬを傾ける補償方法であるが、光学的な収差は対物レンズのレンズ形状に依存しており、収差が最も小さくなるレンズ傾き角が、ディスク傾き角と一致しない場合が多い。つまり、光ディスクとＯＬの光軸を直交に保ったとしても、収差を低減することができない場合もある。
【００１３】
また、レンズ形状の設計において、レンズ傾き角と光ディスク傾き角が一致したときに光学的な収差が最小となるようにすることも可能であるが、このような設計の場合、波長を限定しなければならない。例えば、特願２００３−１８７４２３に示すように、Ｂl u-ray Ｄisc，ＤＶＤ，ＣＤの３波長互換としたＯＬの設計では、Ｂlu-ray Ｄisc の波長で光ディスク傾き角に対してＯＬ光軸を光ディスクと垂直にしたとき光学的なコマ収差が最小となるように設計した場合、ＤＶＤやＣＤの波長においては、コマ収差最小となるレンズ傾き角が光ディスク傾き角と等しくはならない。全ての波長において、レンズ傾き角と光ディスク傾き角が一致したときに光学的な収差が最小となるように設計することはきわめて困難である。
【００１４】
また、単体の波長で用いるＯＬにおいて、光ディスク傾き角に対してＯＬ光軸を光ディスクと垂直にしたとき光学的なコマ収差が最小となるように設計した場合でも、経時変化、温度特性等様々な要因によって、光ディスク傾き角に対するコマ収差が最小となるＯＬ傾き角は、少なからずずれを生ずることとなる。
【００１５】
また、特許文献３に示すような光ディスクに対するＯＬホルダの傾き角度がｎ倍（ｎは１を除く所定の数）となるようなサーボ信号を演算するサーボ信号演算手段を用いてＯＬチルトを制御する場合、角度の基準は光軸である。しかし、ＯＬホルダに取り付けた光ディスクチルトセンサの出力値は、光ディスクチルトとＯＬホルダの相対チルト量を検出するので、光軸に対する光ディスクチルトを直接検出することができない。
【００１６】
したがって、演算式が（数１）となり、
（数１）
θｅ＝（θ１＋θ２）×ｎ−θ２
（θｅ：チルトエラー、θ１：レンズホルダに対する光ディスク傾き角度、θ２：レンズアクチュエータ傾き角度、ｎ：レーザー波長，入射ビーム径，ＮＡ，レンズ形状等によって決定される所定の数）
大変複雑になり、演算回路を構成することが困難となる。
【００１７】
また、（数１）のｎについては、レーザー波長，入射ビーム径，ＮＡ，レンズ形状等によって決定される所定の数であるが、特許文献３にはこのｎに対する具体的な説明がなく、例えばｎをいくらの値に設定するのがよいか等が不明である。
【００１８】
本発明は、前記従来技術の問題を解決することに指向するものであり、光ディスクのチルト量によって発生するコマ収差を最小にする光ディスクチルト補償手段を実現し、この光ディスクチルト補償手段を用いた３波長全てに対してコマ収差を最小にする光記録媒体チルト補償装置及びチルト補償方法とこれを備えた光情報処理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】
【００１９】
この目的を達成するために、本発明に係る請求項１の光記録媒体チルト補償装置は、光源からの出射光を光記録媒体の記録面上に集光照射する対物レンズと、対物レンズをチルト制御する対物レンズチルトアクチュエータと、対物レンズのチルト量を検出する対物レンズチルトセンサと、光記録媒体のチルト量を検出する光記録媒体チルトセンサと、光記録媒体チルトセンサから出力されたチルト量に応じて、記録面上に集光したスポットの収差が最小となるように対物レンズのチルト量を、対物レンズチルトアクチュエータを駆動することにより制御する制御手段と、対物レンズチルトセンサあるいは光記録媒体チルトセンサの出力信号の大きさを可変する利得可変手段とを備えたことを特徴とする。
【００２０】
また、請求項２の光記録媒体チルト補償装置は、光源からの出射光を光記録媒体の記録面上に集光照射する対物レンズと、対物レンズをチルト制御する対物レンズチルトアクチュエータと、対物レンズのチルト量を検出する対物レンズチルトセンサと、対物レンズチルトセンサの出力信号を増幅する第１の利得可変手段と、光記録媒体のチルト量を検出する光記録媒体チルトセンサと、光記録媒体チルトセンサの出力信号を増幅する第２の利得可変手段と、光記録媒体チルトセンサから出力されたチルト量に応じて、記録面上に集光したスポットの収差が最小となるように対物レンズのチルト量を、対物レンズチルトアクチュエータを駆動することにより制御する制御手段とを備え、対物レンズチルトセンサを含めた第１の利得可変手段の対物レンズのチルト量に対する可変利得と光記録媒体チルトセンサを含めた第２の利得可変手段の光記録媒体のチルト量に対する可変利得が異なるようにしたことを特徴とする。
【００２１】
さらに、請求項３の光記録媒体チルト補償装置は、請求項１，２の構成であって、利得可変手段を、対物レンズチルトセンサからのチルト量と光記録媒体チルトセンサからのチルト量とから、対物レンズと光記録媒体との相対チルト量を算出する演算手段における入力側前段に配置したことを特徴とする
また、請求項４，５の光記録媒体チルト補償装置は、請求項１〜３の構成であって、対物レンズにおいて、複数の波長の光源光を光記録媒体の記録面上に集光照射すること、さらに、３つの波長の光源光を光記録媒体の記録面上に集光照射することを特徴とする。
【００２２】
また、請求項６〜９の光記録媒体チルト補償装置は、請求項１〜５の構成であって、利得可変手段において、可変利得を階段状に切り替えること、さらに階段状の可変利得の設定値の１つに利得「０」を設定したこと、また、階段状に切り替える可変利得の設定値を３値として、この３値を切り替えること、さらに３値を階段状に切り替える可変利得の設定値の１つに利得「０」を設定したことを特徴とする。
【００２３】
また、請求項１０の光記録媒体チルト補償装置は、請求項２の構成であって、対物レンズチルトセンサの出力側後段と光記録媒体チルトセンサの出力側後段のそれぞれに設置した利得可変手段のいずれか一方において、可変利得の設定値を利得０.９以下または利得１.１以上としたことを特徴とする。
【００２４】
また、請求項１１〜１４の光記録媒体チルト補償装置は、請求項１〜１０の構成であって、利得可変手段において、可変利得の設定値として負となる利得を設定した、また対物レンズチルトセンサの出力側後段と光記録媒体チルトセンサの出力側後段のそれぞれに設置した利得可変手段において、可変利得の設定値として互いが逆の極性となる利得を設定したこと、可変利得の設定値として絶対値が等しく利得可変手段のいずれか一方の極性を切り替えて互いが正負となる極性の利得を設定したこと、また使用する光源の波長及び光記録媒体の種類を判別する手段の判別結果に応じて可変利得の設定値を切り替えることを特徴とする。
【００２５】
また、請求項１５，１６の光記録媒体チルト補償装置は、請求項１〜１４の構成であって、利得可変手段の出力信号において、入力値の変化に対する出力値の変化が一定となる一部領域を有すること、また入力値の一部の範囲における出力値を一定とすることを特徴とする。
【００２６】
また、請求項１７〜２３の光記録媒体チルト補償装置は、請求項１〜１６の構成であって、対物レンズチルトセンサの出力側後段と光記録媒体チルトセンサの出力側後段のそれぞれに設置した利得可変手段において、極性を含むおのおのの利得の比を０.８としたこと、極性を含むおのおのの利得の比を−１.０としたこと、極性を含むおのおのの利得の比を１.０または０.８として、この２値を切り替えること、極性を含むおのおのの利得の比を１.０または０.８または−１.０として、この３値を切り替えること、極性を含むおのおのの利得の比を１.０または２.０または−１.０として、この３値を切り替えること、極性を含むおのおのの利得の比を１.０または−４.０または−１.１として、この３値を切り替えること、極性を含むおのおのの利得の比を０.８または１.０または−４.０として、この３値を切り替えることを特徴とする。
【００２７】
また、請求項２４の光記録媒体チルト補償装置は、請求項１〜２３の構成であって、光記録媒体のラジアル方向またはタンジェンシャル方向において、光記録媒体のチルト量と対物レンズのチルト量を別々かつ同時に求めてチルト補償することを特徴とする。
【００２８】
また、請求項２５の光記録媒体チルト補償方法は、光源からの出射光を光記録媒体の記録面上に集光照射する対物レンズをチルト制御する対物レンズチルトアクチュエータと、対物レンズのチルト量を検出する対物レンズチルトセンサと、光記録媒体のチルト量を検出する光記録媒体チルトセンサと、対物レンズチルトアクチュエータを駆動制御する制御手段とを有し、対物レンズチルトセンサあるいは光記録媒体チルトセンサの出力信号の大きさを可変にするチルト補償装置の光記録媒体チルト補償方法であって、対物レンズチルトセンサから出力のチルト量に可変利得を乗じるか、または光記録媒体チルトセンサから出力のチルト量に可変利得を乗じて、可変利得を乗じた対物レンズのチルト量と光記録媒体のチルト量の差、または対物レンズのチルト量と可変利得を乗じた光記録媒体のチルト量との差をとって算出した相対チルト量を「０」とするように対物レンズチルトアクチュエータを用いて対物レンズのチルト制御することを特徴とする。
【００２９】
また、請求項２６，２７の光記録媒体チルト補償方法は、請求項２５の方法であって、対物レンズにより、複数の波長の光源光を光記録媒体の記録面上に集光照射を行うこと、３つの波長の光源光を光記録媒体の記録面上に集光照射を行うことを特徴とする。
【００３０】
また、請求項２８〜３１の光記録媒体チルト補償方法は、請求項２５〜２７の方法であって、可変利得を、階段状に切り替えを行うこと、さらに階段状に切り替えを行う可変利得の設定値の１つに利得「０」を設定したこと、また、階段状に切り替えを行う可変利得の設定値を３値として、この３値を切り替えること、さらに階段状に切り替える３値とした可変利得の設定値の１つに利得「０」を設定したことを特徴とする。
【００３１】
また、請求項３２の光記録媒体チルト補償方法は、請求項２５の方法であって、対物レンズチルトセンサの出力と光記録媒体チルトセンサの出力のいずれか一方に対する可変利得の設定値として、利得０.９以下または利得１.１以上の値を設定したことを特徴とする。
【００３２】
また、請求項３３〜３６の光記録媒体チルト補償方法は、請求項２５〜３２の方法であって、可変利得の設定値として負となる利得を設定したこと、また対物レンズチルトセンサの出力と光記録媒体チルトセンサの出力のそれぞれに対する可変利得の設定値として、互いが逆の極性となる設定をしたこと、絶対値が等しく可変利得のいずれか一方の極性を切り替えて互いが正負となる極性に設定をしたこと、使用する光源の波長及び光記録媒体の種類を判別する手段の判別結果に応じて切り替えることを特徴とする。
【００３３】
また、請求項３７，３８の光記録媒体チルト補償方法は、請求項２５〜３６の方法であって、可変利得の出力信号において、入力値の変化に対する出力値の変化が一定となる一部領域を有すること、また入力値の一部の範囲において出力値を一定とすることを特徴とする。
【００３４】
また、請求項３９〜４５の光記録媒体チルト補償方法は、請求項２５〜３８の方法であって、対物レンズチルトセンサの出力と光記録媒体チルトセンサの出力のそれぞれに対する可変利得として、極性を含むおのおのの利得の比を０.８としたこと、極性を含むおのおのの利得の比を−１.０としたこと、極性を含むおのおのの利得の比を１.０または０.８として、この２値の切り替えを行うこと、極性を含むおのおのの利得の比を１.０または０.８または−１.０として、この３値の切り替えを行うこと、極性を含むおのおのの利得の比を１.０または２.０または−１.０として、この３値の切り替えを行うこと、極性を含むおのおのの利得の比を１.０または−４.０または−１.１として、この３値の切り替えを行うこと、極性を含むおのおのの利得の比を０.８または１.０または−４.０として、この３値の切り替えを行うことを特徴とする。
【００３５】
また、請求項４６の光記録媒体チルト補償方法は、請求項２５〜４５の方法であって、光記録媒体のラジアル方向またはタンジェンシャル方向において、光記録媒体のチルト量と対物レンズのチルト量を別々かつ同時に求めてチルト補償を行うことを特徴とする。
【００３６】
また、請求項４７の光情報処理装置は、請求項１〜２４のいずれか１項に記載される光記録媒体チルト補償装置を用いて、光源からの出射光を光記録媒体の記録面上に集光照射することにより情報の記録、または消去を行うと共に、光記録媒体からの透過光あるいは反射光を受光素子に検出させるか、または信号検出光学系内で集束させた集束光を受光素子に検出させることにより情報を再生することを特徴とする。
【００３７】
また、請求項４８の光情報処理装置は、請求項２５〜４６のいずれか１項に記載される光記録媒体チルト補償方法を用いて、光源からの出射光を光記録媒体の記録面上に集光照射することにより情報の記録、または消去を行うと共に、光記録媒体からの透過光あるいは反射光を受光素子に検出させるか、または信号検出光学系内で集束させた集束光を受光素子に検出させることにより情報を再生することを特徴とする。
【００３８】
以上のように構成された光記録媒体チルト補償装置及びチルト補償方法とこれを用いる光情報処理装置によれば、ビームスポットのコマ収差が少ない高精度な集光照射をすることができ、この光記録媒体チルト補償装置及びチルト補償方法を用いて、高精度なビームスポットの集光照射で光ディスクチルトのマージンを小さくして、さらには高速な情報の記録再生ができる。
【発明の効果】
【００３９】
本発明によれば、ＯＬチルトと光ディスクチルトが一致するようにＯＬチルトが動くのではなく、記録面上のスポットの収差を最小とするＯＬチルトが制御され、光源からの光ビームにおいてビームスポットのコマ収差が少ない高精度な集光照射をすることができ、さらに高速な記録再生が可能な光ディスクチルト補償装置及びチルト補償方法とこれを用いた光情報処理装置を提供できるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４０】
以下、図面を参照して本発明における実施の形態を詳細に説明する。
【００４１】
図１は本発明の実施の形態１における光ディスクチルト補償手段の概略構成を示すブロック図である。図１に示すように、ＯＬ（対物レンズ）２はＡＣＴ（アクチュエータ）に固定されており、外部信号の印加によりラジアルチルト方向及びタンジェンシャルチルト方向に調整させることができる。ＯＬチルトセンサ１０はＯＬ２のチルト量をラジアル方向，タンジェンシャル方向個別に検出し、利得可変手段である利得可変増幅器１１を経てチルト演算器１２に入力される。
【００４２】
一方、光ディスク５のチルト量は光ディスクチルトセンサ１３によってラジアル方向，タンジェンシャル方向個別に検出され、利得可変増幅器１４を経てチルト演算器１２に入力される。チルト演算器１２では光ディスク５のチルト量及びＯＬ２のチルト量からＯＬ２のチルト制御すべき量、すなわちコマ収差が最小となるＯＬ２のチルト量を計算し、４軸ＡＣＴに入力するチルト制御信号を合成する。例えば、図１に示すようにＯＬチルトセンサ１０からのＯＬ２のチルト量に可変利得を乗じ、この可変利得を乗じたＯＬ２のチルト量と光ディスク５のチルト量の差をチルト演算器１２により求め、これを相対チルト量とする。この相対チルト量を「０」とするようにＯＬ２のチルト量を４軸ＡＣＴを用いて制御し、記録面上の光スポットのコマ収差を最小とさせる。したがって、制御ループ内では単純に誤差を「０」とする制御を行っているように見えるが、外部からはＯＬ２のチルト量を光ディスク５の記録面上スポットの収差が最小となるように制御しているように見える。
【００４３】
ここで利得可変増幅器１１，１４は、入力に対する出力、すなわち利得を任意に変化させることができる増幅器であり、光源波長、光ディスクの種類などに応じて予め可変利得を設定する。
【００４４】
このチルト補償システムに用いる光ディスクチルトセンサは、図１に示すように光ピックアップハウジング等の固定部に取り付けられているので、ＯＬ２と光ディスク５の相対チルトではなく、光ディスク５単体のチルト量を直接測定することができる。そのため、チルト演算器１２での演算は利得可変増幅器１１，１４を通ったＯＬチルトセンサ１０の出力と光ディスクチルトセンサ１３の出力との単純な差をとるのみであるので、非常に簡単な演算であり、回路規模も小さくてすみ、コストも抑えることができる。
【００４５】
さらに、ＯＬチルトセンサ１０からのＯＬ２のチルト量の値と光ディスクチルトセンサ１３からの光ディスク５のチルト量の値を一致させないように利得可変増幅器１１，１４の利得を調整する。
【００４６】
また、利得可変増幅器１１，１４はチルト演算器１２の入力側の前段に設置されている。さらに、利得可変増幅器１１が少なくともＯＬチルトセンサ１０の出力側の後段に、もしくは利得可変増幅器１４が少なくとも光ディスクチルトセンサ１３の出力側の後段に設置され、または、利得可変増幅器１１，１４がＯＬチルトセンサ１０と光ディスクチルトセンサ１３のそれぞれ出力側後段の両方に設置されていてもよい。
【００４７】
前述したように、これらの利得可変増幅器１１，１４はその利得を任意に可変できるので、光ディスク５のチルト量に対してＯＬ２を任意の角度に設定できる。
【００４８】
例えば、光ディスクチルト量に対してコマ収差が最小となるＯＬチルト駆動量が図２に示すように１：１の関係にあるとき、ＯＬチルトセンサ１０の後段に設置された利得可変増幅器１１の利得と、光ディスクチルトセンサ１３の後段に設置された利得可変増幅器１４の利得を同じ値に設定することにより、光ディスク５のチルト量に対してＯＬ２を同一角度だけ同一方向にチルト制御させて、コマ収差を最小とすることができる。
【００４９】
また、光ディスクチルト量に対してコマ収差が最小となるＯＬチルト駆動量が図３に示すように１：０.８の関係にあるとき、ＯＬチルトセンサ１０の後段に設置された利得可変増幅器１１の利得と、光ディスクチルトセンサ１３の後段に設置された利得可変増幅器１４の利得を１：０.８の関係に設定することで、光ディスク５のチルト量に対してＯＬ２をその０.８倍の角度だけチルト制御させて、コマ収差を最小とすることができる。この場合、チルト量「０」を除いて光ディスク５のチルト量に対してＯＬ２が平行となることはない。
【００５０】
また、光ディスクチルト量に対してコマ収差が最小となるＯＬチルト駆動量が図４に示すように１：−１の関係にあるとき、ＯＬチルトセンサ１０の後段に設置された利得可変増幅器１１の利得と、光ディスクチルトセンサ１３の後段に設置された利得可変増幅器１４の利得を１：−１の関係すなわち利得の極性を逆に設定し、光ディスク５のチルト量に対してＯＬ２を逆の角度だけチルト制御させて、コマ収差を最小とすることができる。この場合においても、チルト量「０」を除いて光ディスク５のチルト量に対してＯＬ２が平行となることはない。
【００５１】
図５は本発明の実施の形態２の実施例１における光ディスクチルト補償手段の概略構成を示すブロック図である。図５に示すように、光ピックアップに配置された検出手段（図示せず）によって検出された信号成分から媒体判別器１６により光ディスク５の種類を判別する。その判別結果を元に利得可変増幅器１１，１４の可変利得を決定し設定する。
【００５２】
本実施例１の光ディスクチルト補償手段においては、ＡＣＴ搭載のＯＬ２が複数波長対応のＯＬ２である場合に、例えば、ＣＤの光ビームに対しては図２のような補正、ＤＶＤの光ビームに対しては図３のような補正をするというように、使用する波長によって補正量が異なる場合においても、利得可変増幅器１１，１４の利得を任意に可変できるので、各波長に合わせた補正量を設定することができる。
【００５３】
さらに、３つの波長に対してもそれぞれ利得を設定することができるので、例えば、波長７８０ｎｍのＣＤ用光源光（赤外波長帯域）に対するＯＬ、光ディスクそれぞれの利得、波長６５０ｎｍのＤＶＤ用光源光（赤色波長帯域）に対する利得、波長４０５ｎｍのＢlu-ray Ｄisc（以下、ＢＤという）用の光源光（青色波長帯域）に対する利得を個別に求めておき、媒体判別器１６により判別した光ディスクの種類によって利得可変増幅器１１，１４の利得を各波長により調整することができる。
【００５４】
また、前述の利得可変増幅器１１，１４における利得の可変を階段状に設定できるようにして、例えば、ＣＤ・ＤＶＤ用光源の２波長に対応する場合に、予め求めておいた２つの利得の値を利得可変増幅器１１，１４に記憶させて２値の階段状としておき、光ディスクの種類に応じて切り替えて使用できる。さらに、利得の可変を３値の階段状として、ＣＤ・ＤＶＤ・ＢＤ用光源の３波長の切り替えを簡便に行うことができる。
【００５５】
さらに、ＯＬ２のチルト量を検出するためのＯＬチルトセンサ１０の出力側後段に設置された利得可変増幅器１１と、光ディスク５のチルト量を検出するための光ディスクチルトセンサ１３の出力側後段に設置された利得可変増幅器１４のうち、どちらか一方の利得を「１」としたとき、他方の利得可変増幅器を不要とできる。
【００５６】
例えば、ＯＬのチルト量を検出するためのＯＬチルトセンサ１０の後段の利得可変増幅器１１の利得を「１」とした場合、ＯＬチルトセンサ１０の後段の利得可変増幅器１１は不要となり、光ディスク５のチルト量を検出するための光ディスクチルトセンサ１３の後段の利得可変増幅器１４の利得のみを調整することによって、光ディスク５のチルト量を補償することができる。
【００５７】
また、利得可変増幅器１１，１４を設けた場合、ＯＬ２のチルト量を検出するＯＬチルトセンサ１０の後段の利得可変増幅器１１と、光ディスク５のチルト量を検出する光ディスクチルトセンサ１３の後段の利得可変増幅器１４のうち、どちらか一方の利得が０.９以下あるいは１.１以上とすることによって、互いの利得に差が生じるようにして、それぞれの検出したＯＬ２のチルト量と光ディスク５のチルト量が等しくなることなく、光ディスクチルト量を補償することができる。
【００５８】
図６は本実施の形態２の実施例２における光ディスクチルト補償手段の概略構成を示すブロック図である。本実施例２では前述の実施例１で説明した利得可変増幅器の階段状に切り替えを行う可変利得の設定値に利得「０」を含んでいる。この設定により、ＯＬチルトセンサ１０あるいは光ディスクチルトセンサ１３のうち、装置のある動作中に必要としない信号を遮断することができる。
【００５９】
つまり、光ディスクのチルト量を検出する光ディスクチルトセンサ１３の後段の利得可変増幅器１４の利得設定を「０」とすると、光ディスク５のチルト量によらず利得可変増幅器１４の出力は常に「０」となり、チルト演算器１２には光ディスクのチルト量は「０」であるという情報が入力される。
【００６０】
チルト演算器１２ではＯＬ２のチルト信号のみでＯＬ２と光ディスク５の相対チルト量を計算して、４軸ＡＣＴを駆動させる。この制御はＯＬ２をチルト量「０」に保持する姿勢制御であり、トラックジャンプ、シーク時やフォーカスが外れたときなど光ディスクチルトセンサ１３の出力が乱れたときにＯＬ２の姿勢を保持する役目をする。
【００６１】
なお、ここでいう利得可変増幅器１４の利得を「０」にすることは、チルト演算器１２に接続する配線を切断することも含み、配線切断を行うメカ的なスイッチあるいはリレーにより遮断することや、アナログスイッチ、ＦＥＴなどを用いて電子式に遮断することも含まれる。
【００６２】
さらに、本実施例２における利得可変増幅器１１，１４の少なくとも一方の可変利得の設定値を負の利得とする。これにより、図４に示すような光ディスク５のチルト量に対してＯＬ２のチルト量を逆に設定することもできる。ＯＬ２の設計によっては、光ディスク５のチルト量と逆にＯＬ２を駆動した方が光ディスク５のチルト量によって発生したコマ収差を補正できる場合があるので、その場合に利得可変増幅器の少なくとも１つの利得を負とする必要がある。
【００６３】
また、利得可変増幅器１１，１４において、互いの利得極性を逆とすることによって、光ディスク５のチルト量と逆にＯＬ２を駆動することができ、コマ収差補正を最小にすることができる。そして、前述の実施例１と同様に、利得可変増幅器１１，１４の可変利得の設定値を、使用する光源の波長、光ディスク５の種類ごとに切り替えることによって、各波長ごとに最適な利得の設定ができ、各波長ごとにコマ収差が最小となる光ディスクのチルト補償をすることができる。
【００６４】
さらには、可変利得増幅器１１，１４の利得の絶対値が等しく、極性を切り替えることによって正負の極性を得ることができる。例えば、ＢＤの場合は、図２に示すように、光ディスクチルト量に対してＯＬチルト駆動量が１倍でコマ収差が最小となり、ＣＤの場合は、図４に示すように、光ディスクチルト量に対してＯＬチルト駆動量が−１倍でコマ収差が最小となるような場合に、利得可変増幅器の利得は「１」固定で、その出力値を反転させる増幅器や、出力極性切り替え器を挿入して、搭載された光ディスク５に合わせて極性を切り替えることのみで各波長に対するコマ収差を最小に補正することができる。ここで、利得は１倍である必要はなく、絶対値が等しければ極性切り替えのみで各種の光ディスクのチルト補償に対応できる。
【００６５】
また、本実施例２における利得可変増幅器１１，１４では、入力値の変化に対する出力値の変化を一定とする領域を設けている。すなわち、図２〜図４に示すように入出力特性がリニアであるので、各光ディスクに対応したコマ収差を補正するために一定値の可変利得の設定でよいことから、入力の大きさに応じてゲインを切り替える必要がない。
【００６６】
さらに、利得可変増幅器１１，１４の入力値のある範囲において出力値が一定となる領域を設けている。すなわち、図７に示すように、光ディスクチルト量がａ［ｄｅｇ］を越えたところでＯＬチルト駆動量はｂ［ｄｅｇ］で一定となるようにする。このように入出力特性を飽和特性とすることで、光ディスクチルト量に対してコマ収差が最小となるチルト特性が飽和状態となっている場合に、光ディスク５が大きく傾いたとしてもコマ収差が最小となるＯＬ２のチルト制御を実現できる。
【００６７】
本実施の形態２の実施例３として、光ディスクチルト補償手段では、図６に示す利得可変増幅器１１，１４の可変利得の設定が、極性を含むおのおのの利得の比を０.８とすることによって、よく知られた正弦条件を満足することからＢＤ用のＯＬ２を備えたＢＤ光学系においてコマ収差を抑制できる。すなわち、正弦条件を満足するＢＤ用のＯＬ２の光ディスクチルト時に発生するコマ収差は図８（ａ）のようになる。一方、ＯＬチルト時に発生するコマ収差は光ディスクチルト時と逆極性の図８（ｂ）のようなコマ収差が発生する。そのため、図８（ｃ）のような光ディスクチルトに対してＯＬを駆動させてやれば光ディスクチルトにより発生するコマ収差をＯＬチルトにより相殺できる。このときＯＬ２のチルト方向と光ディスク５のチルト方向は平行となる方向にある。
【００６８】
また、図６に示す利得可変増幅器１１，１４の可変利得の設定が、極性を含むおのおのの利得の比を−１.０とすることによって、ＢＤ用のＯＬ２を備えたＣＤ有限系の構成においてコマ収差を抑制できる。ここで、ＢＤ用のＯＬ２は青色波長、ディスク基板厚０.６ｍｍにおいて波面収差最小となる単一のＯＬ２であり、ＣＤ有限系はＯＬ２への入射光束を発散状態あるいは収束状態とすることを意味する。一般に、ＣＤの赤外波長の光をＢＤ用のＯＬ２に入射させてＣＤ上にビームスポット形成させた場合、使用波長，基板厚の違いに伴う球面収差が発生する。ＯＬ２への入射光束の発散状態を変化させることは、球面収差を変化させることと等価であるため、球面収差を低減可能な発散状態を選べばよい。以上のような光学系において、光ディスク５のチルト量に起因したコマ収差をＯＬ２のチルト量のコマ収差によって抑制しようとした場合、前述したように利得の比を−１.０とすればよい。すなわち、ＣＤ有限系で集光させた系における光ディスクチルト時に発生するコマ収差は図８（ｇ）のようになる。一方、ＯＬチルト時に発生するコマ収差は光ディスクチルトと同一極性の図８（ｈ）のようなコマ収差が発生する。そのため図８（ｊ）のような光ディスクチルトに対してＯＬを駆動させてやれば光ディスクチルトにより発生するコマ収差を光レンズチルトにより相殺できる。このときＯＬ２のチルト方向と光ディスク５のチルト方向は「ハ」の字の方向にある。
【００６９】
また、図６に示す利得可変増幅器１１，１４の可変利得の設定が、極性を含むおのおのの利得の比を１.０または０.８として、この２値を容易に切り替えられるようにしたことによって、例えば、特願２００３−１９０５９６に記載されているように、ＢＤ用のＯＬ２の前段に第１の位相補正素子を備えたＢＤ無限系，ＤＶＤ無限系の２波長互換光学系の構成において、２波長いずれにおいてもコマ収差を抑制することができる。
【００７０】
具体的には、ＢＤ用のＯＬは青色波長で、ディスク基板厚０.６ｍｍにおいて波面収差最小となる単一のＯＬ２であり、第１の位相補正素子はＢＤの青色波長に対しては何ら作用せず、ＤＶＤの赤色波長通過時に所定の球面収差を発生させる素子である。一般的に、赤色波長の光をＢＤ用のＯＬ２に入射させてスポット形成させた場合、使用波長の違いに伴う球面収差が発生する。この不要発生する球面収差と逆極性の球面収差を発生させるために、第１の位相補正素子を備える２波長互換光学系である。この光学系の構成図を図９（ａ）に示す。
【００７１】
以上のような２波長互換光学系において、光ディスク５のチルト量に起因したコマ収差をＯＬ２のチルト量のコマ収差によって抑制しようとした場合、ＢＤ系では利得の比を１.０、ＤＶＤ系では０.８とすればよい。すなわち、正弦条件を満足するＢＤ用のＯＬを青色波長帯域で用いたときは上述の図８（ａ），（ｂ），（ｃ）に示すようになる。一方、ＤＶＤ系の赤色波長で集光させたときの光ディスクチルト時に発生するコマ収差は、図８（ｄ）のようになり、ＯＬチルト時に発生するコマ収差は光ディスクチルトと逆極性の図８（ｅ）のようなコマ収差が発生する。そのため図８（ｆ）のような光ディスクチルトに対してＯＬを駆動させてやれば光ディスクチルトにより発生するコマ収差をＯＬチルトにより相殺できる。このときＯＬ２のチルト方向と光ディスク５のチルト方向は平行となる方向にある。
【００７２】
また、図６に示す利得可変増幅器１１，１４の可変利得の設定が、極性を含むおのおのの利得の比を１.０または０.８または−１.０として、この３値を容易に切り替えられるようにしたことによって、例えば、特願２００３−１９０５９６に記載されているように、ＢＤ用のＯＬ２の前段に第１の位相補正素子を備えたＢＤ無限系，ＤＶＤ無限系，ＣＤ有限系の３波長互換光学系の構成において３波長いずれにおいてもコマ収差を抑制できる。
【００７３】
この３波長互換光学系は、ＢＤ用のＯＬ２は青色波長で、ディスク基板厚０.６ｍｍにおいて波面収差最小となる単一のＯＬ２であり、第１の位相補正素子はＢＤの青色波長及びＣＤの赤外波長に対しては何ら作用せず、ＤＶＤの赤色波長通過時に所定の球面収差を発生させる素子である。前述したように、赤色波長の光をＢＤ用対物レンズに入射させてスポット形成させた場合、使用波長の違いに伴う球面収差が発生することから、不要発生する球面収差と逆極性の球面収差を発生させるために、第１の位相補正素子を備えている。
【００７４】
また、ＣＤ系のスポット集光時も同様に球面収差が発生するが、ＯＬ２への入射光束を有限系とすることで球面収差を抑制することが可能である。ＣＤ有限系とすることは、ＯＬ２への入射光束を発散状態あるいは収束状態とすることを意味することから、ＯＬ２への入射光束の発散状態を変化させることは、球面収差を変化させることと等価であるため、球面収差を低減可能な発散状態を選べばよい。
【００７５】
以上のような３波長互換光学系において、光ディスク５のチルト量に起因したコマ収差をＯＬ２のチルト量のコマ収差によって抑制しようとした場合、ＢＤ系では利得の比を１.０、ＤＶＤ系では０.８、ＣＤ系では−１.０とすればよい。すなわち、前述のＢＤ系、ＢＤ系とＣＤ系またはＤＶＤ系の２波長互換光学系で説明したのと同様に、ＢＤ系については図８（ａ），（ｂ），（ｃ）、ＤＶＤ系については図８（ｄ），（ｅ），（ｆ）、ＣＤ系については図８（ｇ），（ｈ），（ｊ）のような関係になる。
【００７６】
また、図６に示す利得可変増幅器１１，１４の可変利得の設定が、極性を含むおのおのの利得の比を１.０または２.０または−１.０として、この３値を容易に切り替えられるようにしたことによって、例えば、特願２００３−１９０５９６に記載されているように、ＢＤ用のＯＬの前段に第２の位相補正素子を備えたＢＤ無限系，ＤＶＤ有限系，ＣＤ有限系の３波長互換光学系の構成において３波長いずれにおいてもコマ収差を抑制できる。この光学系の構成図を図９（ｂ）に示す。
【００７７】
具体的には、ＢＤ用のＯＬ２は青色波長で、ディスク基板厚０.６ｍｍにおいて波面収差最小となる単一のＯＬ２であり、第２の位相補正素子はＢＤの青色波長及びＣＤの赤外波長に対しては何ら作用せず、ＤＶＤの赤色波長通過時に所定の球面収差を発生させる素子である。そして、ＤＶＤの赤色波長をＢＤ用のＯＬ２に入射させてスポット形成させた場合、波長の違いに伴う球面収差が発生する。ここで、ＤＶＤ有限系とすることによって、ＯＬ２への入射光束を発散状態あるいは収束状態とする。そして、ＯＬ２への入射光束の発散状態を変化させることは、つまり球面収差を変化させることと等価であることから、球面収差を低減可能な発散状態を選べばよいことになる。しかしながら、これではＤＶＤ系の球面収差は十分に抑制できないので、残留する球面収差と逆極性の球面収差を発生させるために、第２の位相補正素子を備える。また、ＣＤ系のスポット集光時も同様に球面収差が発生するが、対物レンズへの入射光束を有限系とすることで球面収差を抑制することが可能な３波長互換光学系である。
【００７８】
以上のような３波長互換光学系において、光ディスク５のチルト量に起因したコマ収差をＯＬ２のチルト量のコマ収差によって抑制しようとした場合、ＢＤ系では利得の比を１.０、ＤＶＤ系では２.０、ＣＤ系では−１.０とすればよい。図１０は、各波長帯域における光ディスクチルトにより発生するコマ収差、ＯＬチルトにより発生するコマ収差、及び光ディスクチルトを相殺するために必要なＯＬ２のチルト量を説明する図である。図１０（ａ），（ｂ），（ｃ）が青色波長帯域、図１０（ｄ），（ｅ），（ｆ）はＤＶＤ系赤色波長帯域、及び図１０（ｇ），（ｈ），（ｊ）がＣＤ系赤外波長帯域に相当する説明図である。
【００７９】
また、図６に示す利得可変増幅器１１，１４の可変利得の設定が、極性を含むおのおのの利得の比が１.０あるいは−４.０または−１.１として、この３値を容易に切り替えられるようにしたことによって、例えば、特願２００３−１８７４２３に記載されているように、所定の硝種条件で正弦条件を満足するＢＤ用のＯＬ２を備えたＢＤ無限系，ＤＶＤ有限系，ＣＤ有限系の３波長互換光学系の構成において３波長いずれにおいてもコマ収差を抑制できる。この光学系の構成図を図１１（ａ）に示す。
【００８０】
具体的には、所定の硝種条件として、ｄ線の材質に対する屈折率：ｎｄ及びアッベ数：νｄが、条件「νｄ＞３５」，「１.５８＞ｎｄ」となることを意味し、この条件を満足すればＤＶＤ系の光ディスク５の記録再生時に発生する球面収差を抑制できることから、前述した位相補正素子を用いることなく構成できるために、部品点数の削減による低コスト化、組付工数の削減をすることができる３波長互換光学系である。
【００８１】
以上のような３波長互換光学系において、光ディスクチルトに起因したコマ収差をレンズチルトのコマ収差によって抑制しようとした場合、ＢＤ系では前記利得の比を１.０、ＤＶＤ系では−４.０、ＣＤ系では−１.１とすればよい。図１２は、各波長帯域における光ディスクチルトにより発生するコマ収差、ＯＬチルトにより発生するコマ収差、及び光ディスクチルトを相殺するために必要なＯＬ２のチルト量を説明する図である。図１２（ａ），（ｂ），（ｃ）が青色波長帯域、図１２（ｄ），（ｅ），（ｆ）はＤＶＤ系赤色波長帯域、及び図１２（ｇ），（ｈ），（ｊ）がＣＤ系赤外波長帯域に相当する説明図である。
【００８２】
また、図６に示す利得可変増幅器１１，１４の可変利得の設定が、極性を含むおのおのの利得の比を０.８または１.０または−４.０として、この３値を容易に切り替えられるようにしたことによって、例えば、特願２００３−１８９４６２に記載されているように、１群２枚貼り合わせ型ＯＬ２を備えたＢＤ無限系，ＤＶＤ無限系，ＣＤ有限系の３波長互換光学系の構成において３波長いずれにおいてもコマ収差を抑制できる。この光学系の構成図を図１１（ｂ）に示す。
【００８３】
具体的には、１群２枚貼り合わせ型ＯＬ２において、前述の位相補正素子の代わりにＯＬ２の工夫によってＤＶＤ系の光ディスクの記録再生時に発生する球面収差を抑制しようとするものである。一般に、正の屈折力を持つレンズと負の屈折力を持つレンズを貼り合わせることにより、色収差を軽減できることが知られているが、ここでは、青色波長帯域から赤色波長帯域にかけて色収差を補正可能なレンズを用いている。またＣＤ系のスポット集光時も同様に球面収差が発生するが、ＯＬ２への入射光束を有限系とすることで球面収差を抑制することを可能とした３波長互換光学系である。
【００８４】
以上のような３波長互換光学系において、光ディスク５のチルト量に起因したコマ収差をＯＬ２のチルト量のコマ収差によって抑制しようとした場合、ＢＤ系では利得の比を０.８、ＤＶＤ系では１.０、ＣＤ系では−４.０とすればよい。図１３は、各波長帯域における光ディスクチルトにより発生するコマ収差、ＯＬチルトにより発生するコマ収差、及び光ディスクチルトを相殺するために必要なＯＬ２のチルト量を説明する図である。図１３（ａ），（ｂ），（ｃ）が青色波長帯域、図１３（ｄ），（ｅ），（ｆ）はＤＶＤ系赤色波長帯域、図１３（ｇ），（ｈ），（ｊ）がＣＤ系赤外波長帯域に相当する説明図である。
【００８５】
また、本実施の形態１，２の光ディスクチルト補償手段において、光ディスク５のラジアル方向あるいはタンジェンシャル方向を別々かつ同時にＯＬ２のチルト量を補正するように構成している。この２軸のチルト量を個別に検出しチルト制御することにより、光ディスク５のチルト方向を含めた傾きに追従するＯＬ２のチルト制御を実現している。
【００８６】
図１４は本発明の実施の形態３における光情報処理装置である情報記録再生装置の概略構成を示す透過斜視図である。図１４に示すように、情報記録再生装置２０は、光ディスク５に対して光ピックアップ２１を用いて情報の記録，再生，消去の少なくともいずれか１以上を行う装置である。本実施の形態３において、光ディスク５は、保護ケースのカートリッジ２５内に格納されている。光ディスク５はカートリッジ２５ごと、挿入口２２から情報記録再生装置２０に矢印「ディスク挿入」方向へ挿入セットされて、スピンドルモータ２３により回転駆動され、光ピックアップ２１により情報の記録や再生、あるいは消去が行われる。なお、光ディスク５はカートリッジ２５内に格納している必要はなく裸の状態であってもよい。
【００８７】
本実施の形態３の情報記録再生装置は、前述した実施の形態１，２の光ディスクチルト補償手段を備え、光ディスク５に情報の記録再生を行う。前述したような光ディスクチルト補償装置を搭載することにより、光ディスクのチルト量のマージンを小さくすることができ、例えば、その配分をＯＬの３波長高精度光学設計等に回すことができ、ひいては高速な記録再生が可能な光ピックアップ、情報記録再生装置として実現できる。
【産業上の利用可能性】
【００８８】
本発明に係る光記録媒体チルト補償装置及びチルト補償方法とこれを備えた光情報処理装置は、光源からの光ビームにてビームスポットのコマ収差が少ない高精度な集光照射ができ、さらに高速な記録再生を可能として、光記録媒体の記録再生装置に用いるチルトサーボ制御等において、特に、チルトエラーを補正するチルト補償手段として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００８９】
【図１】本発明の実施の形態１における光ディスクチルト補償手段の概略構成を示すブロック図
【図２】光ディスクチルト量に対してコマ収差が最小となるＯＬチルト駆動量の利得の比が１：１の関係を示す図
【図３】光ディスクチルト量に対してコマ収差が最小となるＯＬチルト駆動量の利得の比が１：０.８の関係を示す図
【図４】光ディスクチルト量に対してコマ収差が最小となるＯＬチルト駆動量の利得の比が１：−１の関係を示す図
【図５】本発明の実施の形態２の実施例１における光ディスクチルト補償手段の概略構成を示すブロック図
【図６】本発明の実施の形態２の実施例２における光ディスクチルト補償手段の概略構成を示すブロック図
【図７】光ディスクチルト量がａ［ｄｅｇ］を越えたところでＯＬチルト駆動量はｂ［ｄｅｇ］で一定となる利得の関係を示す図
【図８】（ａ），（ｂ），（ｃ）はＢＤ、（ｄ），（ｅ），（ｆ）はＤＶＤ、（ｇ），（ｈ），（ｊ）はＣＤの光ディスクチルトで発生のコマ収差、ＯＬチルトで発生のコマ収差及び光ディスクチルトを相殺するＯＬのチルト量を説明する図
【図９】（ａ）はＤＢ用のＯＬに、球面収差と逆極性の球面収差を発生させる位相補正素子を備えた２波長互換光学系の概略構成、（ｂ）は３波長互換光学系の概略構成を示す図
【図１０】（ａ），（ｂ），（ｃ）はＢＤ、（ｄ），（ｅ），（ｆ）はＤＶＤ、（ｇ），（ｈ），（ｊ）はＣＤの光ディスクチルトで発生のコマ収差、ＯＬチルトで発生のコマ収差及び光ディスクチルトを相殺するＯＬのチルト量を説明する図
【図１１】（ａ）は所定の硝種条件で正弦条件を満足するＢＤ用のＯＬの３波長互換光学系の概略構成、（ｂ）は１群２枚貼り合わせ型ＯＬの３波長互換光学系の概略構成を示す図
【図１２】（ａ），（ｂ），（ｃ）はＢＤ、（ｄ），（ｅ），（ｆ）はＤＶＤ、（ｇ），（ｈ），（ｊ）はＣＤの光ディスクチルトで発生のコマ収差、ＯＬチルトで発生のコマ収差及び光ディスクチルトを相殺するＯＬのチルト量を説明する図
【図１３】（ａ），（ｂ），（ｃ）はＢＤ、（ｄ），（ｅ），（ｆ）はＤＶＤ、（ｇ），（ｈ），（ｊ）はＣＤの光ディスクチルトで発生のコマ収差、ＯＬチルトで発生のコマ収差及び光ディスクチルトを相殺するＯＬのチルト量を説明する図
【図１４】本発明の実施の形態３における光情報処理装置である情報記録再生装置の概略構成を示す透過斜視図
【図１５】従来の光ピックアップの概略を示す図
【図１６】従来のチルト駆動する正常時のＯＬと４軸ＡＣＴの配置と光ディスク上のスポット径を示す図
【図１７】従来のチルト駆動する異常時のＯＬと４軸ＡＣＴの配置と光ディスク上のスポット径を示す図
【図１８】従来のチルト駆動する補償時のＯＬと４軸ＡＣＴの配置と光ディスク上のスポット径を示す図
【符号の説明】
【００９０】
１  ＬＤ（レーザーダイオード）
２  ＯＬ（対物レンズ）
３  ＰＢＳ（偏光ビームスプリッタ）
４  １／４波長板
５  光ディスク（光ディスク）
６  ＰＤ（光検出器）
７  ４軸ＡＣＴ（アクチュエータ）
１０  ＯＬチルトセンサ
１１，１４  利得可変増幅器
１２  チルト演算器
１３  光ディスクチルトセンサ
１５  ＡＣＴドライバ
１６  媒体判別器
２０  情報記録再生装置
２１  光ピックアップ
２２  挿入口
２３  スピンドルモータ
２４  キャリッジ
２５  カートリッジ
【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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【図１８】
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