(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光記録媒体に対して光ピックアップからレーザ光を照射し、前記光記録媒体に記録対象情報に対応するピットを形成して情報を記録する光情報記録再生装置において、
非トラッキングサーボ状態で前記光記録媒体からの反射光から得られるＲＦ信号の包絡線の最小振幅値と最大振幅値を検出する振幅値検出手段と、
前記振幅値検出手段によって検出された最小振幅値と最大振幅値に基づいて、レーザ光スポットに含まれる収差状況を判定する収差状況判定手段と、
前記判定された収差状況に応じて、前記レーザ光スポットの収差を補正する収差補正手段とを備えている
ことを特徴とする光情報記録再生装置。
【請求項２】
前記収差状況判定手段は、
前記最小振幅値と最大振幅値の比の値と収差量との相関関係が予め記憶されている記憶手段と、
前記振幅値検出手段によって検出された最小振幅値と最大振幅値の比の値を演算する演算手段と、
該演算手段による演算結果の比の値と、前記記憶手段に記憶されている相関関係とを比較することによって、収差状況を判定する判定手段とを有する
ことを特徴とする請求項１に記載の光情報記録再生装置。
【請求項３】
前記収差状況判定手段は、前記収差状況としてコマ収差発生量を判定する
ことを特徴とする請求項２に記載の光情報記録再生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザ光にて光記録媒体に信号の記録動作を行う光情報記録再生装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
光ディスク等の光記録媒体への情報記録は、記録データをＥＦＭ(Eight to Fourteen Modulation)方式や８−１６変調方式で変調し、この変調信号に基づき記録パルスを形成し、この記録パルスに基づいてレーザ光の強度や照射タイミングを制御し、光記録媒体上に記録ピットを形成することにより行われる。
【０００３】
この光情報記録においては、高密度、大容量の光記録媒体への記録及び再生には対物レンズのＮＡを大きくすることが有効であるが、この高密度、大容量において、レーザ光スポット径が許容できるバラツキ範囲は大幅に縮小され、また、光記録媒体、及び、光ピックアップの許容される製造誤差（媒体：厚み、反り、ピックアップ：レンズチルトｅｔｃ）も大幅に縮小される。
【０００４】
従来の光情報記録再生装置においては、光記録媒体上に照射されるレーザ光スポット径を、ＲＦ信号のレベルから検出し、同スポットに対する最適ストラテジを、既にメモリに記憶されているストラテジテーブルから読み出して記録することで、スポット径のバラツキを許容する制御方法が提案されている（特開２００６−８５８４２号公報「光ディスク記録再生装置の記録制御方法：三洋電機」）。
【０００５】
また、光記録媒体、及び、光ピックアップの許容される製造誤差は、その製造誤差による収差発生が課題となり、その収差発生を抑制する手段として、コリメートレンズの後に順次、第１負レンズ，第２正レンズを配置し、光記録媒体の基板の厚みが増加するときは第１負レンズと第２正レンズの光軸上の間隔を減少させ、光記録媒体の基板の厚みが減少するときは第１負レンズと第２正レンズの光軸上の間隔を増加させることで、収差発生を抑制する方法（特開平９−１９７２６４号公報「ディスク基板厚み可変の対物光学系：マーク」）や、補助レンズを備えるピックアップを用いて、光記録媒体の有する基板の厚さに対応して、対物レンズと補助レンズとの距離を、任意に変化させることで収差抑制する方法（特開平９−２５１６６２号公報「記録媒体記録再生装置および記録媒体記録再生方法：ソニー」）が提案されている。
【特許文献１】特開２００６−８５８４２号公報
【特許文献２】特開平９−１９７２６４号公報
【特許文献３】特開平９−２５１６６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
光ディスク記録再生装置において、良好な記録品位を得るためには、「記録媒体上に照射されるレーザスポット径の最適化」、「レーザスポット、及び、記録媒体に最適化されたストラテジ選択」、「製造誤差において発生する収差の抑制」が必要事項となる。
【０００７】
しかしながら、特開２００６−８５８４２号公報に開示される「光ディスク記録再生装置の記録制御方法：三洋電機」においては、そのレーザ光スポットに対するストラテジの最適化はおこなわれているものの、収差の管理が未実施である。  特開平９−１９７２６４号公報に開示される「ディスク基板厚み可変の対物光学系：マーク」においては、収差の補正手段が示されているが、その収差の検出方法までは言及されていない。
【０００８】
また、特開平９−２５１６６２号公報に開示される「記録媒体記録再生装置および記録媒体記録再生方法：ソニー」においては、ＦＥ（Focus Error）信号の検出において記録媒体基板厚の検出をおこなう方法が示されていが、ＦＥ信号においては、デフォーカス影響と記録媒体基板厚影響の分離検出が困難であることが予想される。
【０００９】
本発明は前記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、良好な記録品位を得るための安定した収差検出を行える光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】
【００１２】
本発明は前記目的を達成するために、光記録媒体に対して光ピックアップからレーザ光を照射し、前記光記録媒体に記録対象情報に対応するピットを形成して情報を記録する光情報記録再生装置において、非トラッキングサーボ状態で前記光記録媒体からの反射光から得られるＲＦ信号の包絡線の最小振幅値と最大振幅値を検出する振幅値検出手段と、前記振幅値検出手段によって検出された最小振幅値と最大振幅値に基づいて、レーザ光スポットに含まれる収差状況を判定する収差状況判定手段と、前記判定された収差状況に応じて、前記レーザ光スポットの収差を補正する収差補正手段とを備えている光情報記録再生装置を提案する。
【００１３】
本発明の光情報記録再生装置によれば、非トラッキングサーボ状態で光記録媒体からの反射光から得られるＲＦ信号の包絡線の最小振幅値と最大振幅値に基づいて、レーザ光スポットに含まれる収差状況が判定され、この収差状況に応じて、レーザ光スポットの収差が補正される。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の光情報記録再生装置によれば、非トラッキングサーボ状態におけるＲＦ信号の包絡線の最小振幅値と最大振幅値からレーザ光スポットに含まれる収差状況を判定でき、この収差状況に応じてレーザ光スポットの収差を補正することができるので、安定した収差の検出及び判定により正確なマークおよびスペースのピット形成が可能となり、低エラーレート、ワイドマージンといった高記録品位及び高密度大容量光記録媒体への情報記録において良好な記録品位を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、図面を参照して本発明の一実施形態を説明する。
【００１７】
図１は本発明の一実施形態における光情報記録装置の構成及び光ディスク（光記録媒体）を示す図である。図において、１０は光ディスクで、周知のＤＶＤ、ＨＤ−ＤＶＤ、Ｂｌｕ−ｒａｙディスク等の光記録媒体である。
【００１８】
100は光情報記録装置で、光ピックアップ110と、レーザダイオード（以下、ＬＤと称する）ドライバ121、スライサ122、復調回路123、特性値検出部124、ワンチップＣＰＵ素子（以下、ＣＰＵと称する）125、メモリ127、インタフェース（以下、Ｉ／Ｆと称する）128、光ピックアップ駆動制御回路129とを備えている。尚、ここでは、本発明に特に関係する構成部分のみを記載して説明する。
【００１９】
また、光情報記録装置100には、パーソナルコンピュータやディスプレイ等からなる表示部131と、キーボード等からなる操作部132が接続されている。
【００２０】
光ピックアップ110は、レーザダイオード（以下、ＬＤと称する）111と、フォトディテクタ（以下、ＰＤと称する）112、コリメートレンズ113、対物レンズ114、検出レンズ115、ビームスプリッタ116を有している。ＬＤ111から射出されたレーザ光はコリメートレンズ113とビームスプリッタ116と対物レンズ114を透過して光ディスク１０に照射される。また、光ディスク１０によって反射されたレーザ光は対物レンズ114を透過した後にビームスプリッタ116によって反射され、検出レンズ115を介してＰＤ112に入射される。ＰＤ112は入射した光の光量に対応した値の電流を出力する。
【００２１】
ＬＤドライバ121はＣＰＵ素子125から入力した記録信号に基づいてＬＤ111に駆動電流を供給してＬＤ111を発光させる。
【００２２】
スライサ122は、ＰＤ112から出力電流を所定の閾値でスライスして２値化電圧信号に変換して出力する。
【００２３】
復調回路123は、スライサ122から出力される符号化されている２値化信号を復調してＣＰＵ125に出力する回路であり、例えば、スライサ122から出力された２値化電圧信号である３Ｔ〜１１Ｔのパルス幅でＥＦＭ変調されて符号化された信号を復調したディジタル信号をＣＰＵ125に出力する。
【００２４】
特性値検出部124は、ＰＤ112から出力された電流信号を入力し、この電流値に基づいて光ディスク１０からの反射光からＲＦ信号を再生し、このＲＦ信号から特性値を検出してディジタル情報としてＣＰＵ125に出力する。この反射光から検出する特性値としては、トラッキングサーボ状態のときのＲＦ信号の最小ピット振幅値及び最大ピット振幅値、並びに非トラッキングサーボ状態のときのＲＦ信号の包絡線における最小振幅値及び最大振幅値を含み、その他の特性値としては周知の特性値、例えば、記録レーザパワーや記録パルス条件に依存し、且つ記録パルス条件を最適化するのに相応しい特性値であるβ、アシンメトリ(Asymmetry)、位相、振幅等を検出している。
【００２５】
ＣＰＵ125は、周知のワンチップＣＰＵ素子で、内部にＣＰＵを動作させるためのコンピュータプログラムが格納されているメモリ回路126を備えている。また、ＣＰＵ125は、駆動機構部（図示せず）を制御して光ピックアップ110の位置、トラッキング、フォーカスの調整及び光ディスク１０の回転駆動制御を行うと共に、メモリ127に蓄積されているデータテーブルに基づいて外部から入力された情報を光ディスク１０に記録する（書き込む）、或いは光ディスク１０に記録されている情報を読み出して外部装置に出力する。また、光ディスク１０への情報記録時におけるテストを行い最適なレーザ光条件を求めて、情報の記録を行えるようにしている。
【００２６】
メモリ127は、ＣＰＵ125に接続され、内部にはストラテジテーブルとして多種類の光ディスクに対応したデータがデータテーブルに記録されている。
【００２７】
さらに、メモリ127には図２に示すようなＲＦ信号の最小ピット振幅値と最大ピット振幅値の比と球面収差との相関関係に関する情報、及び図３に示すような非トラッキングサーボ状態時における検出信号の最小振幅値Ａと最大振幅値Ｂの比とコマ収差との相関関係に関する情報がそれぞれデータテーブル及び相関関数として記録されている。
【００２８】
図２及び図３の相関関係は予め実験によって求めたもので、図２に示す球面収差に関する相関関係は、球面収差が発生しない状態及び球面収差が発生する状態になるように光ディスク１０の板厚を変化させて、トラッキングサーボ状態で光ディスク１０を回転しながら光ピックアップ110を駆動してＲＦ信号を再生し、このＲＦ信号から図４に示す最小ピット振幅の値と最大ピット振幅の値を検出して得たものである。
【００２９】
また、図３に示すコマ収差に関する相関関係は、コマ収差が発生しない状態及びコマ収差が発生する状態になるように光ディスク１０の反りを変化させて、非トラッキングサーボ状態で光ディスク１０を回転しながら光ピックアップ110を駆動してＲＦ信号を再生し、図５に示すようにＲＦ信号の包絡線の最小振幅の値と最大振幅の値を検出して得たものである。このように非トラッキングサーボ状態にすることによりレーザ光スポットは光ディスク１０に形成されている周知のグルーブ上及びグルーブから外れた箇所の双方に照射され、それぞれの位置からの反射光を含むＲＦ信号を得ることができるのでレーザ光スポットにコマ収差が発生している状態を把握しやすくなる。
【００３０】
一般的に知られている収差発生にともなうレーザ光スポット状態の変化を図６及び図７に示す。図６は光ディスク１０（光記録媒体）の基板厚の誤差にともなう球面収差の発生状態を示し、無収差状態時と球面収差発生状態時の光ディスク記録面におけるレーザ光スポットの状態を表している。光ディスク１０の板厚の誤差により、板厚が１００．０μｍのときに無収差状態であったものが、板厚が１０３．７μｍとなると球面収差が発生していることがわかる。
【００３１】
また、図７は光ディスク１０（光記録媒体）の基板の反りにともなう光ディスク半径方向へのコマ収差発生の様子を示し、無収差状態時とコマ収差発生状態時の光ディスク記録面におけるレーザ光スポットの状態を表している。光ディスク１０の反りにより、チルトが０．００度のときに無収差状態であったものが、チルトが０．３７度となるとコマ収差が発生していることがわかる。
【００３２】
また、これら収差発生は、光ディスク１０の基板厚誤差や光ディスク１０の反り以外にも、レンズのチルト外乱、基板屈折率誤差、レーザ波長の変動においても発生する。
【００３３】
図２に示す最小ピット振幅値と最大ピット振幅値の比と球面収差との相関関係では、縦軸は最小ピット振幅値と最大ピット振幅値の比を表し、横軸は球面収差の値を表している。球面収差の値が０．００、０．１８、０．２６、０．３８、０．４１のとき、最小ピット振幅値と最大ピット振幅値の比は、それぞれ０．１４、０．１１５、０．１０２、０．９５、０．７５である。
【００３４】
図３に示す信号の最小振幅値Ａと最大振幅値Ｂの比とコマ収差との相関関係では、縦軸は最小振幅値Ａと最大振幅値Ｂの比（Ａ／Ｂ）を表し、横軸はコマ収差の値を表している。コマ収差の値が０．００、０．００５、０．１３、０．３７、０．３９のとき、最小振幅値Ａと最大振幅値Ｂの比（Ａ／Ｂ）は、それぞれ０．６１５、０．６２０、０．６３５、０．６６２、０．６６８である。
【００３５】
Ｉ／Ｆ128はＣＰＵと外部の表示部131及び操作部132を接続するためのインタフェースであると共に、外部装置とＣＰＵ125との間の記録・再生情報の転送を行う。
【００３６】
光ピックアップ駆動制御回路129は、ＣＰＵ125からの制御指示を受けて、光ピックアップ110の駆動を制御する。この駆動制御には、トラッキング制御、フォーカス制御、チルト制御等を含む。
【００３７】
上記構成では、ＬＤ111から出力されたレーザ光を用いて、光ディスク１０に対する情報の記録再生を行い、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）等の外部装置との間で情報の送受信を行う。
【００３８】
光ディスク１０に対して情報の記録を行う場合は、記録情報を符号化し、この符号化した記録情報をＣＰＵ125で処理することで、光ディスク１０に対する記録条件となるストラデジを決定し、このストラテジをＬＤドライバ121で記録パルスに変換し、この記録パルスに基づいてパルス化されたレーザ光をＬＤ111から出力する。
【００３９】
ＬＤドライバ121は、入力された記録パルスに基づいてＬＤ111を駆動し、ＬＤ111はこの記録パルスに対応して出力レーザ光を制御し、この制御されたレーザ光をコリメートレンズ113、ビームスプリッタ116、対物レンズ114を介して、線速度一定若しくは回転速度一定で回転する光ディスク１０に照射し、これにより光ディスク１０に、所望の記録情報に対応したピットとスペース列からなる記録パターンが記録される。
【００４０】
また、光ディスク１０に情報を記録する際には、周知のように光ディスク１０のテスト領域にテスト情報の記録及びその再生を行って最適なレーザ光の照射条件を決定する。
【００４１】
以下に、本実施形態における収差検出並びに収差判定及び収差補正に関して詳細に説明する。
【００４２】
本実施形態では、光ディスク１０へ情報を記録する際に、図８のフローチャートに示すように収差補正制御を行っている。
【００４３】
この収差補正制御では、ＣＰＵ125は、光ディスク１０を回転させ、光ピックアップ110をトラッキングサーボ状態で駆動し、光ディスク１０に記録されている情報からＲＦ信号を再生して、このＲＦ信号から最小ピット振幅値と最大ピット振幅値を検出する（ＳＡ１）。
【００４４】
次いで、ＣＰＵ125は、検出した最小ピット振幅値と最大ピット振幅値の比の値（最小ピット振幅値／最大ピット振幅値）を演算処理によって算出する。すなわち、最小ピット振幅値を最大ピット振幅値で除算した値を求める（ＳＡ２）。
【００４５】
さらに、メモリ127に記録されているＲＦ信号の最小ピット振幅値と最大ピット振幅値の比と球面収差との相関関係に関する情報と、上記ＳＡ２の演算処理によって算出した比の値とを比較して、算出した比の値（演算値）が無収差状態のときの値にほぼ等しいか否かを判定する（ＳＡ３）。
【００４６】
この判定の結果、演算値が無収差状態のときの値にほぼ等しくないときは、ＣＰＵ125は、球面収差が発生していると判断して、光ピックアップ駆動制御回路129を介して球面収差補正を行い（ＳＡ４）、前記ＳＡ１の処理に移行する。この球面収差補正では、光ピックアップ駆動制御回路129が駆動制御する収差補正光学系及び駆動機械系にフィードバックをかけて収差補正制御を行う。
【００４７】
上記ＳＡ３の判定の結果、演算値が無収差状態のときの値にほぼ等しいとき、すなわち演算値が無収差状態のときの値に対して所定の許容範囲内にあるときは、ＣＰＵ125は、光ディスク１０を回転させた状態で、光ピックアップ110を非トラッキングサーボ状態で駆動し、光ディスク１０に記録されている情報からＲＦ信号を再生して、このＲＦ信号の包絡線の最小振幅値Ａと最大振幅値Ｂを検出する（ＳＡ５）。
【００４８】
次いで、ＣＰＵ125は、検出した最小振幅値Ａと最大振幅値Ｂの比の値（Ａ／Ｂ）を演算処理によって算出する。すなわち、最小振幅値Ａを最大振幅値Ｂで除算した値を求める（ＳＡ６）。
【００４９】
さらに、メモリ127に記録されているＲＦ信号の包絡線における最小振幅値Ａと最大振幅値Ｂの比とコマ収差との相関関係に関する情報と、上記ＳＡ６の演算処理によって算出した比の値とを比較して、算出した比の値（演算値）が無収差状態のときの値にほぼ等しいか否かを判定する（ＳＡ７）。
【００５０】
この判定の結果、演算値が無収差状態のときの値にほぼ等しくないときは、ＣＰＵ125は、コマ収差が発生していると判断して、光ピックアップ駆動制御回路129を介してコマ収差補正を行い（ＳＡ８）、前記ＳＡ５の処理に移行する。このコマ収差補正では、光ピックアップ駆動制御回路129が駆動制御する収差補正光学系及び駆動機械系にフィードバックをかけて収差補正制御を行う。
【００５１】
また、上記ＳＡ８の判定の結果、演算値が無収差状態のときの値にほぼ等しいとき、すなわち演算値が無収差状態のときの値に対して所定の許容範囲内にあるときは収差補正処理を終了する。
【００５２】
尚、上記のように収差補正処理を行いながら、ＦＥ信号を同時検出することで、デフォーカス量の検出を同時に行っても良い。
【００５３】
また、光ディスク１０のデータ領域において、情報の記録動作を一旦停止し、再生信号から収差検出をおこない、収差補正系へフィードバックしてもよい。この信号の再生は、既に光ディスク１０に記録されているピットパターンの再生でも良いし、光ディスク１０のテスト領域に新たに情報を記録してこれを再生しても良い。
【００５４】
また、上記収差補正処理ではＳＡ１〜ＳＡ４の球面収差補正を行った後にＳＡ５〜ＳＡ８のコマ収差補正を行っているが、図９のフローチャートに示すように、ＳＢ１〜ＳＢ４のコマ収差補正を行った後にＳＢ５〜ＳＢ８の球面収差補正を行うようにしても良い。図９のフローチャートにおいて、ＳＢ１〜ＳＢ４のコマ収差補正の処理は図８におけるＳＡ５〜ＳＡ８のコマ収差補正の処理と同一であり、ＳＢ５〜ＳＢ８の球面収差補正の処理は図８におけるＳＡ１〜ＳＡ４の球面収差補正の処理と同一である。
【００５５】
本実施形態では、最大振幅で最小振幅を規格化することで、最小振幅を変化させる要因となる、記録レーザ光パワーの過不足影響等の要因との切り分けが可能となる。
【００５６】
このように、本実施形態では、ＲＦ信号から収差量を検出することが可能となり、この収差検出量に基づき、収差補正のための光学系及び駆動機械系にフィードバックをかけて制御することにより、高記録品位を得ることが可能になる。
【００５７】
尚、信号検出による収差量の最適値判定は、ゼロ値を最適値と判定しても良いし、光ディスク１０のテスト領域で行った値を最適値と判定してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明の一実施形態における光情報記録再生装置の構成を示す図
【図２】本発明の一実施形態におけるＲＦ信号の最小ピット振幅値と最大ピット振幅値の比と球面収差との相関関係を示す図
【図３】本発明の一実施形態におけるＲＦ信号の包絡線の最小振幅値と最大振幅値の比とコマ収差との相関関係を示す図
【図４】本発明の一実施形態におけるＲＦ信号の最小ピット振幅と最大ピット振幅値を示す図
【図５】本発明の一実施形態におけるＲＦ信号の包絡線の最小振幅と最大振幅値を示す図
【図６】本発明の一実施形態における球面収差の発生状態を説明する図
【図７】本発明の一実施形態におけるコマ収差の発生状態を説明する図
【図８】本発明の一実施形態における収差補正処理を説明するフローチャート
【図９】本発明の一実施形態における収差補正処理の他の例を説明するフローチャート
【符号の説明】
【００５９】
１０…光ディスク（光記録媒体）、100…光情報記録装置、110…光ピックアップ、111…レーザダイオード（ＬＤ）、112…フォトディテクタ（ＰＤ）、113…コリメートレンズ、114…対物レンズ、115…検出レンズ、116…ビームスプリッタ、121…ＬＤドライバ、122…スライサ、123…復調回路、124…特性値検出部、125…ワンチップＣＰＵ素子（ＣＰＵ）、126…メモリ回路、127…メモリ、128…インタフェース（Ｉ／Ｆ）、129…光ピックアップ駆動制御回路、131…表示部、132…操作部。
【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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