(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明基板上に記録層が形成された光ディスクに対して情報の記録再生を行う光ディスク装置において、
情報の記録又は再生のための光を対物レンズにより光ディスクの透明基板を通して記録層上に集光し、この記録層で反射された戻り光からフォーカス誤差信号及びフォーカス和信号を検出する信号検出手段と、
前記フォーカス誤差信号の正のピーク（前記記録層が前記集光される光の焦点よりも前記対物レンズに近い側で現れるピーク）の絶対値と負のピーク（前記記録層が前記集光される光の焦点よりも前記対物レンズから遠い側で現れるピーク）の絶対値との差や、前記フォーカス誤差信号の正のピークの検出位置と負のピークの検出位置との距離間隔であるフォーカス引き込み範囲の絶対量に基づいて、規定値に対する前記透明基板の厚み誤差を検出する厚み誤差検出手段とを有することを特徴とする光ディスク装置。
【請求項２】
請求項１に記載の光ディスク装置において、
前記信号検出手段は、ナイフエッジ法により前記フォーカス誤差信号及び前記フォーカス和信号を検出し、
前記厚み誤差検出手段は、前記フォーカス誤差信号の正のピークの絶対値と負のピークの絶対値との差に基づいて前記透明基板の厚み誤差またはその符号を検出することを特徴とする光ディスク装置。
【請求項３】
請求項１に記載の光ディスク装置において、
前記信号検出手段は、スポットサイズ法により前記フォーカス誤差信号及び前記フォーカス和信号を検出し、
前記厚み誤差検出手段は、前記フォーカス誤差信号の正のピークの絶対値と負のピークの絶対値との差に基づいて前記透明基板の厚み誤差またはその符号を検出することを特徴とする光ディスク装置。
【請求項４】
請求項１に記載の光ディスク装置において、
前記信号検出手段は、非点収差法により前記フォーカス誤差信号及び前記フォーカス和信号を検出し、
前記厚み誤差検出手段は、前記フォーカス誤差信号の正のピークの検出位置と負のピークの検出位置との距離間隔であるフォーカス引き込み範囲の絶対量に基づいて前記透明基板の厚み誤差を検出することを特徴とする光ディスク装置。
【請求項５】
請求項４に記載の光ディスク装置において、
前記厚み誤差検出手段は、前記フォーカス引き込み範囲の変化から前記透明基板の厚み誤差の絶対量を検出し、前記フォーカス誤差信号の正のピーク付近の波形と負のピーク付近の波形とを比較して、前記正のピーク付近の波形に対して前記負のピーク付近の波形が鈍った形状の場合には、前記透明基板の厚みが規定値よりも厚いと判断し、前記負のピーク付近の波形に対して前記正のピーク付近の波形が鈍った形状の場合には、前記透明基板の厚みが規定値よりも薄いと判断することにより、前記透明基板の厚み誤差の符号を検出することを特徴とする光ディスク装置。
【請求項６】
請求項１に記載の光ディスク装置において、
前記信号検出手段の光路上に、前記透明基板の厚み誤差に伴って生じる球面収差を補正する球面収差補正手段を配置したことを特徴とする光ディスク装置。
【請求項７】
請求項６に記載の光ディスク装置において、
情報の記録再生を行う前に光ディスク上の複数の異なる半径位置で予め検出された前記透明基板の厚み誤差に基づいて、前記球面収差の補正係数を前記光ディスクの各半径位置毎に算出し、前記光ディスクの記録又は再生動作時には、前記補正係数に基づいて前記球面収差補正手段に前記球面収差を補正させる制御手段を有することを特徴とする光ディスク装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光を利用して情報の記録再生を行う光ディスク装置に関し、特に光ディスクに形成されている透明基板の厚み誤差を検出する光ディスク装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ＣＤ（コンパクトディスク）やＤＶＤ（デジタルバーサタイルディスク）等に代表される光を利用して情報の記録再生を行う光ディスク装置は、画像、音声、コンピュータデータなどの情報記録装置として広く利用され、その高密度化、大容量化への要求は近年ますます高まっている。光ディスク装置の記録密度を上げるには、情報の書き込みおよび読み出しを行う光ヘッドに搭載される対物レンズの高ＮＡ（開口数）化と光源の短波長化により、記録再生面に集光される光ビームのスポット径を小径化することが有効である。
【０００３】
ところで、光ディスク装置等では、通常、保護層である透明基板を通して記録再生面上に光ビームを照射して情報の記録再生を行うので、透明基板の厚さが規定値からずれていると、球面収差が生じて記録再生特性が劣化する。この透明基板の厚み誤差による球面収差はＮＡの４乗に比例して増大し、ＮＡが従来の０．４５や０．６程度の場合には通常のディスク成型による厚み誤差程度であれば許容できるが、前記したように高密度化のためにＮＡを高める場合にはこの影響が無視できなくなり、透明基板の厚み誤差を検出してこれに伴う球面収差を補正する手段が必要になる。
【０００４】
透明基板の厚み誤差を検出する方法の従来例として、１つの光源を２つの光束に分配する光学素子あるいは２つの光源などを用いて記録面と透明基板表面のそれぞれに集光し、記録面の反射光から検出されるフォーカス誤差信号と透明基板表面の反射光から検出されるフォーカス誤差信号の差を用いて透明基板の厚み誤差を検出する方法（特開２０００−１１４０２号公報、特開２０００−２０９９３号公報）や、透明基板を通して記録面から反射された光束を光学素子に通して２つの光ビームに分割し、２つ光ビームを互いに空間的にずらせて重ね合わせ、その光強度分布から透明基板の厚み誤差等を検出する方法（特開２０００−２０９９９号公報）などが提案されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、以上のような従来の透明基板の厚み誤差検出方法では、いずれの場合も厚み誤差を検出するための特別な光学系を必要とするため、部品点数や調整工数の増大により生産性の低下や製造コストの増大を招くという問題点があり、また厚み誤差を検出するための特別な光学系が光ディスク装置の小型・軽量化の阻害要因になるという問題点があった。
【０００６】
本発明は、高密度記録再生のために対物レンズのＮＡを高めても特別な検出光学系を必要とせずに透明基板の厚み誤差を検出してこれに伴う球面収差を補正することより、大幅な生産性の低下やコストの増大、装置の大型化などを招くことなく安定した高密度記録再生が可能な光ディスク装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、透明基板上に記録層が形成された光ディスクに対して情報の記録再生を行う光ディスク装置において、情報の記録又は再生のための光を対物レンズにより光ディスクの透明基板を通して記録層上に集光し、この記録層で反射された戻り光からフォーカス誤差信号及びフォーカス和信号を検出する信号検出手段と、前記フォーカス誤差信号の正のピーク（前記記録層が前記集光される光の焦点よりも前記対物レンズに近い側で現れるピーク）の絶対値と負のピーク（前記記録層が前記集光される光の焦点よりも前記対物レンズから遠い側で現れるピーク）の絶対値との差や、前記フォーカス誤差信号の正のピークの検出位置と負のピークの検出位置との距離間隔であるフォーカス引き込み範囲の絶対量に基づいて、規定値に対する前記透明基板の厚み誤差を検出する厚み誤差検出手段とを有するものである。
本発明の光ディスク装置は、特別な検出光学系を必要とせずに、いわゆるナイフエッジ法やスポットサイズ法、あるいは非点収差法などの従来のフォーカス誤差信号検出方法による信号検出手段を用いて透明基板の厚み誤差を検出することを特徴とする。すなわち、透明基板の厚みが規定値からずれると球面収差が生じ、記録再生面から反射された情報光を検出する検出面の前後でビームの広がり方が非対称になるため、いわゆるナイフエッジ法やスポットサイズ法、あるいは非点収差法などの従来のフォーカス誤差信号検出系を用いて検出されるフォーカス誤差信号が基板厚誤差量に応じて＋側と−側で異なった非対称な曲線となる。また、検出面上に集光する光ビームそのものが球面収差を含んだ歪んだ回折像となるため、従来のフォーカス誤差信号検出系で得られるすべての検出光を足したフォーカス和信号も基板厚誤差に対して変化し、そのピーク点が前記フォーカス誤差信号の零点（合焦点）とに差が生じる。本発明は、このような従来のフォーカス誤差信号検出系で得られるフォーカス誤差信号の基板厚誤差量に対応した＋側と−側の曲線の特性差およびフォーカス和信号のピーク点の変化を利用して透明基板の厚み誤差を検出する。したがって、透明基板の厚み誤差を検出するための特別な光学系を必要としないため、大幅な生産性の低下やコストの増大、あるいは装置の大型化などを招くことなく高密度記録再生が可能な光ディスク装置が実現できる。
【０００８】
また、本発明の光ディスク装置の１構成例において、前記信号検出手段（１〜６，９，１０，１１，１３，１００）は、ナイフエッジ法により前記フォーカス誤差信号及び前記フォーカス和信号を検出し、前記厚み誤差検出手段（１００）は、前記フォーカス誤差信号の正のピークの絶対値と負のピークの絶対値との差に基づいて前記透明基板の厚み誤差またはその符号を検出するものである。
また、本発明の光ディスク装置の１構成例において、前記信号検出手段（２０〜２５，２８〜３３，１００ａ）は、スポットサイズ法により前記フォーカス誤差信号及び前記フォーカス和信号を検出し、前記厚み誤差検出手段（１００ａ）は、前記フォーカス誤差信号の正のピークの絶対値と負のピークの絶対値との差に基づいて前記透明基板の厚み誤差またはその符号を検出するものである。
【０００９】
また、本発明の光ディスク装置の１構成例において、前記信号検出手段（４２〜４７，５０〜５３，１００ｂ）は、非点収差法により前記フォーカス誤差信号及び前記フォーカス和信号を検出し、前記厚み誤差検出手段（１００ｂ）は、前記フォーカス誤差信号の正のピークの検出位置と負のピークの検出位置との距離間隔であるフォーカス引き込み範囲の絶対量に基づいて前記透明基板の厚み誤差を検出するものである。
また、本発明の光ディスク装置の１構成例において、前記厚み誤差検出手段は、前記フォーカス引き込み範囲の変化から前記透明基板の厚み誤差の絶対量を検出し、前記フォーカス誤差信号の正のピーク付近の波形と負のピーク付近の波形とを比較して、前記正のピーク付近の波形に対して前記負のピーク付近の波形が鈍った形状の場合には、前記透明基板の厚みが規定値よりも厚いと判断し、前記負のピーク付近の波形に対して前記正のピーク付近の波形が鈍った形状の場合には、前記透明基板の厚みが規定値よりも薄いと判断することにより、前記透明基板の厚み誤差の符号を検出するものである。
【００１０】
また、本発明の光ディスク装置の１構成例は、前記信号検出手段の光路上に、前記透明基板の厚み誤差に伴って生じる球面収差を補正する球面収差補正手段（５，２４，４６）を配置したものである。
また、本発明の光ディスク装置の１構成例は、情報の記録再生を行う前に光ディスク上の複数の異なる半径位置で予め検出された前記透明基板の厚み誤差に基づいて、前記球面収差の補正係数を前記光ディスクの各半径位置毎に算出し、前記光ディスクの記録又は再生動作時には、前記補正係数に基づいて前記球面収差補正手段に前記球面収差を補正させる制御手段（１００，１００ａ，１００ｂ，１０１，１０１ａ、１０１ｂ）を有するものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
［実施の形態の１］
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。図１に本発明の第１の実施の形態を示す。図１は、透明基板上に記録層が形成された光ディスクに対して情報の記録再生を行う光ディスク装置において、記録再生面上に集光する光ビームの集光点ずれを検出するフォーカス誤差信号をいわゆるナイフエッジ法で検出する一般的な構成を示している。以下、ナイフエッジ法によるフォーカス誤差信号検出系を用いた図１の光ディスク装置において、透明基板の厚み誤差を検出する原理について説明する。
【００１２】
まず、図１の構成およびナイフエッジ法によるフォーカス誤差信号検出の原理について説明する。レーザダイオード１から出射した光ビームは、偏光ビームスプリッタ２を透過し、コリメータレンズ３によって平行光となり、球面収差補正手段５および１／４波長板４を介して対物レンズ６に入射し、光ディスク７の透明基板８を通過する。このとき、光ビームは、対物レンズ６により光ディスク７の記録再生面上に集光される。
【００１３】
そして、光ディスク７の記録再生面で反射された光は、再び透明基板８を通過して対物レンズ６によって平行光となり、１／４波長板４および球面収差補正手段５を介してコリメータレンズ３により集光されて偏光ビームスプリッタ２に入射する。偏光ビームスプリッタ２に入射した光ビームは、１／４波長板４を２回通過することにより偏光面が９０°回転しているので、偏光ビームスプリッタ２で反射される。
【００１４】
偏光ビームスプリッタ２で反射された光ビームは、ホログラム９によって回折され、検出レンズ１０を介して光検出器１１上に照射される。光検出器１１の受光部は４分割され、この４分割された各々において入射光が光電変換されて出力信号が得られるようになっている。
【００１５】
このとき、検出レンズ１０や光検出器１１は、光ディスク７の記録再生面が対物レンズ６によって集光される光ビームの焦点位置にあるときに、光検出器１１上に合焦するように位置決めされている。また、ホログラム９には、図２に示すように４分割された領域にそれぞれピッチの異なるパターンが形成されている。このため、ホログラム９で回折された光ビーム１２（１２ａ〜１２ｈ）は、光検出器１１の受光部パタン１３（１３ａ〜１３ｈ）にそれぞれ図３に示すように集光される。
【００１６】
すなわち、ホログラム９に入射した光ビーム１２のうち、ホログラムパタン９ａで回折された±１次光はそれぞれ光検出器１１の受光部パタン１３上のスポット１２ａと１２ｈとに集光され、ホログラムパタン９ｂで回折された±１次光はそれぞれスポット１２ｂと１２ｇとに集光され、ホログラムパタン９ｃで回折された±１次光はそれぞれスポット１２ｃと１２ｆとに集光され、ホログラムパタン９ｄで回折された±１次光はそれぞれスポット１２ｄと１２ｅとに集光される。
【００１７】
そして、光ディスク７の記録再生面が対物レンズ６に近づくと、光検出器１１上に照射される光ビームは焦点を結ぶ前に照射されるので、図４に示すようなスポット１２ａ〜１２ｈを形成する。反対に、光ディスク７の記録再生面が対物レンズ６から遠ざかると、光検出器１１上に照射される光ビームは光検出器１１の手前で焦点を結んでから照射されるので、図５に示すようなスポット１２ａ〜１２ｈを形成する。
【００１８】
したがって、光検出器１１の受光部パタン１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄからの出力信号をそれぞれＳ１３ａ，Ｓ１３ｂ，Ｓ１３ｃ，Ｓ１３ｄとすると、次式のように演算することによりフォーカス誤差信号ＦＥとフォーカス和信号ＦＳとが得られる。
【００１９】
ＦＥ＝（Ｓ１３ａ＋Ｓ１３ｄ）−（Ｓ１３ｂ＋Ｓ１３ｃ）    ・・・（１）
ＦＳ＝Ｓ１３ａ＋Ｓ１３ｂ＋Ｓ１３ｃ＋Ｓ１３ｄ            ・・・（２）
なお、受光部パタン１３ｅ〜１３ｈからの出力信号はトラッキングエラー信号の演算に使用される。
【００２０】
以上が、いわゆるナイフエッジ法と呼ばれる一般的なフォーカス誤差信号検出方法の原理であるが、本実施の形態はこのナイフエッジ法によるフォーカス誤差信号検出系を用いて透明基板８の厚み誤差を検出する。
【００２１】
なお、本発明が適用されるナイフエッジ法によるフォーカス誤差信号検出系とは、前述の図１で説明した構成に限定されるものではなく、例えば光ビームを２分割して片側のみを用いる方法やビームを分割する手段としてフーコープリズムなどを用いる方法でもよく、ナイフエッジ法によるフォーカス誤差信号検出系であれば全てに適用することができる。
【００２２】
次に、ナイフエッジ法によるフォーカス誤差信号検出系を用いた本実施の形態の光ディスク装置において透明基板８の厚み誤差を検出する原理について説明する。光ディスク７の記録再生面が対物レンズ６の焦点面に近すぎたり、焦点面から遠すぎたりすると、図４、図５で説明したように光検出器１１上の受光部パタン１３ａ〜１３ｈに照射されるスポット１２ａ〜１２ｈは、拡大し、デフォーカス量（焦点誤差量）の増大に伴い、やがて受光部パタン１３ａ〜１３ｈからはみ出していく。
【００２３】
透明基板８の厚みが規定値からずれていない場合、デフォーカス量の絶対値に対するスポット１２ａ〜１２ｈの拡大率は、デフォーカス量が正の場合（光ディスク７の記録再生面が対物レンズ６の焦点面に近づいた場合）と負の場合（記録再生面が対物レンズ６の焦点面から遠ざかった場合）で同一であり、スポット１２ａ〜１２ｈの拡大の仕方は、図４、図５に示すようにデフォーカス量が正の場合と負の場合で対称となる。
【００２４】
したがって、受光部パタン１３ａ〜１３ｄの出力信号Ｓ１３ａ〜Ｓ１３ｄを基に式（１）、式（２）のような演算を行うことにより、図６に示すようなフォーカス誤差信号ＦＥとフォーカス和信号ＦＳとが得られる。図６において、横軸はデフォーカス量、縦軸はフォーカス誤差信号ＦＥ及びフォーカス和信号ＦＳの信号強度である。
【００２５】
ここで、ホログラム９の分割線と光検出器１１上の受光部パタン１３の分割線は平行になるように位置決めされているので、フォーカス誤差信号ＦＥの正のピーク（以下、＋側ピークとする）の絶対値１６と、フォーカス誤差信号ＦＥの負のピーク（以下、−側ピークとする）の絶対値１７とは等しくなる。また、フォーカス和信号ＦＳのピーク点１８とフォーカス誤差信号ＦＥの零点１９のフォーカス位置は一致する。
【００２６】
しかし、透明基板８の厚みが規定値からずれている場合には、このずれに伴う球面収差が生じる。このため、光検出器１１上の受光部パタン１３ａ〜１３ｈに照射されるスポット１２ａ〜１２ｈの拡大の仕方は、デフォーカス量が正の場合と負の場合で非対称となり、スポットの拡大率が大きい何れか一方の場合において先に受光部パタン１３からはみ出していく。
【００２７】
したがって、フォーカス誤差信号ＦＥの＋側ピークの絶対値１６と、フォーカス誤差信号ＦＥの−側ピークの絶対値１７が異なる値となり、デフォーカス量に対するフォーカス誤差信号ＦＥの特性曲線は非対称なＳ字曲線となる。
【００２８】
このとき、透明基板８の厚み誤差量によって球面収差量が異なることにより、光検出器１１上の受光部パタン１３ａ〜１３ｈに照射されるスポット１２ａ〜１２ｈが非対称に拡大する度合いも厚み誤差量によって異なるので、フォーカス誤差信号ＦＥの＋側ピークの絶対値１６と−側ピークの絶対値１７との差は、透明基板８の厚み誤差量によって変化する。
【００２９】
さらに、透明基板８の厚みが規定値よりも薄い場合と厚い場合でそれぞれ発生する球面収差の極性が異なるため、光検出器１１上の受光部パタン１３ａ〜１３ｈに照射されるスポット１２ａ〜１２ｈの非対称な拡大の仕方が逆の方向になる。すなわち、透明基板８の厚みが規定値よりも薄い場合と厚い場合で、得られるフォーカス誤差信号ＦＥの＋側ピークの絶対値１６と−側ピークの絶対値１７の大小関係が逆になる。したがって、フォーカス誤差信号ＦＥの＋側ピークの絶対値１６と−側ピークの絶対値１７の大小関係を比較することにより、透明基板８の厚み誤差の絶対量と符号とを検出することができる。
【００３０】
また、透明基板８の厚み誤差により球面収差が生じると、光検出器１１上の受光部パタン１３ａ〜１３ｈに照射されるスポット１２ａ〜１２ｈそのものが歪み、光ディスク７の記録再生面が対物レンズ６の焦点面付近にある場合でもサイドローブを伴ったぼやけた像となる。このため、スポット全体の光量を検出するフォーカス和信号ＦＳのピーク点１８と、合焦状態を示す、フォーカス誤差信号ＦＥの零点１９とにフォーカス位置のずれが生じる。
【００３１】
このとき、透明基板８の厚み誤差量によって球面収差量が異なることにより、光検出器１１上の受光部パタン１３ａ〜１３ｈに照射されるスポット１２ａ〜１２ｈが歪む度合いも異なるので、フォーカス和信号ＦＳのピーク点１８とフォーカス誤差信号ＦＥの零点１９とのフォーカス位置の差が透明基板８の厚み誤差量によって変化する。
【００３２】
さらに、透明基板８の厚みが規定値よりも薄い場合と厚い場合でそれぞれ発生する球面収差の極性が異なるため、光検出器１１上の受光部パタン１３ａ〜１３ｈに照射されるスポット１２ａ〜１２ｈが光軸方向の前後で正反対の変化をする。すなわち、フォーカス誤差信号ＦＥの零点１９に対するフォーカス和信号ＦＳのピーク点１８のフォーカス位置は、透明基板８の厚みが規定値よりも薄い場合と厚い場合で逆となる。したがって、フォーカス和信号ＦＳのピーク点１８とフォーカス誤差信号ＦＥの零点１９とのフォーカス位置の差を符号も含めて検出することにより、透明基板８の厚み誤差の絶対量と符号とを検出することができる。
【００３３】
図７および図８は、ナイフエッジ法によるフォーカス誤差信号検出系で透明基板８の厚み誤差を変化させた場合に得られるフォーカス誤差信号ＦＥとフォーカス和信号ＦＳのシミュレーション結果を示す図である。図７は透明基板８の厚みが規定値よりも厚い場合、図８は透明基板８の厚みが規定値よりも薄い場合を示している。図７、図８において、横軸はデフォーカス量、縦軸はフォーカス誤差信号ＦＥ及びフォーカス和信号ＦＳの信号強度である。
【００３４】
ＦＥ0 ，ＦＥ10，ＦＥ20，ＦＥ30，ＦＥ-10 ，ＦＥ-20 ，ＦＥ-30 は透明基板８の厚み誤差量がそれぞれ０，１０，２０，３０，−１０，−２０，−３０μｍのときのフォーカス誤差信号ＦＥである。また、ＦＳ0 ，ＦＳ10，ＦＳ20，ＦＳ30，ＦＳ-10 ，ＦＳ-20 ，ＦＳ-30 は透明基板８の厚み誤差量がそれぞれ０，１０，２０，３０，−１０，−２０，−３０μｍのときのフォーカス和信号ＦＳである。
【００３５】
図７によれば、透明基板８の厚みが規定値よりも厚い場合には、上述したように透明基板８の厚み誤差量に応じてフォーカス誤差信号ＦＥの＋側ピークの絶対値よりも−側ピークの絶対値の方が大きくなり、フォーカス誤差信号ＦＥの零点に対してフォーカス和信号ＦＳのピーク点が−側に変位する。
【００３６】
一方、図８によれば、透明基板８の厚みが規定値よりも薄い場合には、上述したように透明基板８の厚み誤差量に応じてフォーカス誤差信号ＦＥの＋側ピークの絶対値よりも−側ピークの絶対値の方が小さくなり、フォーカス誤差信号ＦＥの零点に対してフォーカス和信号ＦＳのピーク点が＋側に変位する。
【００３７】
したがって、フォーカス誤差信号ＦＥの＋側ピークの絶対値と−側ピークの絶対値の差、あるいはフォーカス和信号ＦＳのピーク点とフォーカス誤差信号ＦＥの零点とのフォーカス位置の差を検出することにより、透明基板８の厚み誤差の絶対量と符号とを検出することができる。
【００３８】
以上述べた方法により、信号処理部１００は、透明基板８の厚み誤差量を検出する。制御部１０１は、信号処理部１００で検出された厚み誤差に伴って生じる球面収差を打ち消すように球面収差補正手段５に制御信号を出力する。球面収差補正手段５は、入力された制御信号（外部駆動信号）に応じて、透明基板８の厚み誤差に伴って生じる球面収差を打ち消すように光学系内の波面を変化させる。こうして、透明基板８の厚み誤差に伴って生じる球面収差を補正することができる。球面収差補正手段５としては、例えばリレーレンズ系や液晶素子を用いたものがある。
【００３９】
光ディスク装置では記録動作または再生動作を行う際にフォーカシング制御およびトラッキング制御を行うので、本実施の形態では記録動作または再生動作中にリアルタイムで透明基板８の厚み誤差を検出して補正することはできない。そこで、例えば新たに光ディスク７が装着されたとき、記録動作または再生動作を行う前に光ディスク７上の複数の異なる半径位置で透明基板８の厚み誤差を信号処理部１００で予め検出し、検出した半径位置の異なる複数の信号に基づいて、球面収差の補正係数を光ディスク７の各半径位置毎に信号処理部１００で算出しておく。
【００４０】
その後の記録動作または再生動作時には、記録又は再生中の半径位置に対応する補正係数を信号処理部１００から出力し、この補正係数に基づく制御信号を制御部１０１から球面収差補正手段５に出力して、透明基板８の厚み誤差に伴って生じる球面収差を補正すればよい。これにより、安定した高密度記録再生が可能となる。
【００４１】
［実施の形態の２］
図９に本発明の第２の実施の形態を示す。図９は、透明基板上に記録層が形成された光ディスクに対して情報の記録再生を行う光ディスク装置において、記録再生面上に集光する光ビームの集光点ずれを検出するフォーカス誤差信号をいわゆるスポットサイズ法で検出する一般的な構成を示している。以下、スポットサイズ法によるフォーカス誤差信号検出系を用いた図９の光ディスク装置において、透明基板の厚み誤差を検出する原理について説明する。
【００４２】
まず、図９の構成およびスポットサイズ法によるフォーカス誤差信号検出の原理について説明する。レーザダイオード２０から出射した光ビームは、偏光ビームスプリッタ２１を透過し、コリメータレンズ２２によって平行光となり、球面収差補正手段２４および１／４波長板２３を介して対物レンズ２５に入射し、光ディスク２６の透明基板２７を通過する。このとき、光ビームは、対物レンズ２５により光ディスク２６の記録再生面上に集光される。
【００４３】
そして、光ディスク２６の記録再生面で反射された光は、再び透明基板２７を通過して対物レンズ２５によって平行光となり、１／４波長板２３および球面収差補正手段２４を介してコリメータレンズ２２により集光されて偏光ビームスプリッタ２１に入射する。
【００４４】
偏光ビームスプリッタ２１に入射した光ビームは、１／４波長板２３を２回通過することにより偏光面が９０°回転しているので、偏光ビームスプリッタ２１で反射され、検出レンズ２８を介してハーフミラー２９で５０％が反射されて光検出器３０上に照射され、残り５０％がハーフミラー２９を透過して光検出器３１上に照射される。光検出器３０，３１の受光部はそれぞれ３分割され、この３分割された各々において入射光が光電変換されて出力信号が得られるようになっている。
【００４５】
このとき、光検出器３０および光検出器３１は、光ディスク２６の記録再生面が対物レンズ２５によって集光される光ビームの焦点位置にあるときに、検出レンズ２８によって集光される光ビームの焦点位置に対してそれぞれ光軸方向の前後に等距離になるように位置決めされている。
【００４６】
すなわち、光検出器３０は、前記光ビームの焦点位置よりも一定距離だけ近く、光検出器３１は、前記光ビームの焦点位置よりも一定距離だけ遠く配置されている。このため、光検出器３０上の受光部パタン３２（３２ａ〜３２ｃ）、光検出器３１上の受光部パタン３３（３３ａ〜３３ｃ）には、それぞれ図１０に示すように同一の大きさのスポット３４，３５が形成される。
【００４７】
そして、光ディスク２６の記録再生面が対物レンズ２５に近づくと、光検出器３０および光検出器３１上に照射される光ビームの焦点位置が後方に変位するので、図１１に示すように光検出器３０上の受光部パタン３２ａ〜３２ｃに形成されるスポット３４は拡大し、光検出器３１上の受光部パタン３３ａ〜３３ｃに形成されるスポット３５は縮小する。
【００４８】
反対に、光ディスク２６の記録再生面が対物レンズ２５から遠ざかると、光検出器３０および光検出器３１上に照射される光ビームの焦点位置が前方に変位するので、図１２に示すように光検出器３０上の受光部パタン３２に形成されるスポット３４は縮小し、光検出器３１上の受光部パタン３３に形成されるスポット３５は拡大する。
【００４９】
したがって、受光部パタン３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３３ａ，３３ｂ，３３ｃからの出力信号をそれぞれＳ３２ａ，Ｓ３２ｂ，Ｓ３２ｃ，Ｓ３３ａ，Ｓ３３ｂ，Ｓ３３ｃとすると、次式のように演算することによりフォーカス誤差信号ＦＥとフォーカス和信号ＦＳとが得られる。
【００５０】
0003765235.tif 000002
【００５１】
以上が、いわゆるスポットサイズ法と呼ばれる一般的なフォーカス誤差信号検出方法の原理であるが、本実施の形態はこのスポットサイズ法によるフォーカス誤差信号検出系を用いて透明基板２７の厚み誤差を検出する。
【００５２】
なお、本発明が適用されるスポットサイズ法によるフォーカス誤差信号検出系とは、前述の図９で説明した構成に限定されるものではなく、例えばビームを分割する手段としてレンズパワーを持ったホログラム等を用いる方法でも良く、スポットサイズ法によるフォーカス誤差信号検出系であれば全てに適用することができる。
【００５３】
次に、スポットサイズ法によるフォーカス誤差信号検出系を用いた本実施の形態の光ディスク装置において透明基板２７の厚み誤差を検出する原理について説明する。スポットサイズ法によるフォーカス誤差信号検出系において、光ディスク２６の記録再生面が対物レンズ２５の焦点面に近すぎたり、焦点面から遠すぎたりすると、図１１、図１２で説明したように光検出器３０上の受光部パタン３２ａ〜３２ｃ及び光検出器３１上の受光部パタン３３ａ〜３３ｃに照射されるスポット３４，３５は、拡大または縮小し、デフォーカス量の増大に伴い、やがて受光部パタン３２ａ〜３２ｃまたは受光部パタン３３ａ〜３３ｃからはみ出していく。
【００５４】
透明基板２７の厚みが規定値からずれていない場合、デフォーカス量の絶対値に対するスポット３４，３５の拡大率（縮小率）は、デフォーカス量が正の場合と負の場合で同一であり、スポット３４，３５の拡大（縮小）の仕方は、図１１、図１２に示すようにデフォーカス量が正の場合と負の場合で対称となる。
【００５５】
したがって、受光部パタン３２ａ〜３２ｃの出力信号Ｓ３２ａ〜Ｓ３２ｃ及び受光部パタン３３ａ〜３３ｃの出力信号Ｓ３３ａ〜Ｓ３３ｃを基に式（３）、式（４）のような演算を行うことにより、図１３に示すようなフォーカス誤差信号ＦＥとフォーカス和信号ＦＳとが得られる。
【００５６】
ここで、光検出器３０上に照射される光ビームが受光部パタン３２の中心にスポット３４を形成し、光検出器３１上に照射される光ビームが受光部パタン３３の中心にスポット３５を形成するように位置決めされているので、図１３のフォーカス誤差信号ＦＥの＋側ピークの絶対値３８と−側ピークの絶対値３９とは等しくなる。また、フォーカス和信号ＦＳのピーク点４０とフォーカス誤差信号ＦＥの零点４１のフォーカス位置は一致する。
【００５７】
しかし、透明基板２７の厚みが規定値からずれている場合には、このずれに伴う球面収差が生じる。このため、光検出器３０上の受光部パタン３２及び光検出器３１上の受光部パタン３３に照射されるスポット３４，３５の拡大（縮小）の仕方は、デフォーカス量が正の場合と負の場合で非対称となり、スポットの拡大率が大きい何れか一方の場合において先に受光部パタン３２または受光部パタン３３からはみ出していく。したがって、フォーカス誤差信号ＦＥの＋側ピークの絶対値３８と−側ピークの絶対値３９が異なる値となり、デフォーカス量に対するフォーカス誤差信号ＦＥの特性曲線は非対称なＳ字曲線となる。
【００５８】
このとき、透明基板２７の厚み誤差量によって発生する球面収差量が異なることにより、光検出器３０上の受光部パタン３２及び光検出器３１上の受光部パタン３３に照射されるスポット３４，３５が非対称に拡大（縮小）する度合いも厚み誤差量によって異なるので、フォーカス誤差信号ＦＥの＋側ピークの絶対値３８と−側ピークの絶対値３９との差は、透明基板２７の厚み誤差量によって変化する。
【００５９】
さらに、透明基板２７の厚みが規定値よりも薄い場合と厚い場合でそれぞれ発生する球面収差の極性が異なるため、光検出器３０上の受光部パタン３２及び光検出器３１上の受光部パタン３３に照射されるスポット３４，３５の非対称な拡大（縮小）の仕方が逆の方向になる。
【００６０】
すなわち、透明基板２７の厚みが規定値よりも薄い場合と厚い場合で、得られるフォーカス誤差信号ＦＥの＋側ピークの絶対値３８と−側ピークの絶対値３９の大小関係が逆になる。したがって、フォーカス誤差信号ＦＥの＋側ピークの絶対値３８と−側ピークの絶対値３９の大小関係を比較することにより、透明基板２７の厚み誤差の絶対量と符号とを検出することができる。
【００６１】
また、透明基板２７の厚み誤差により球面収差が生じると、光検出器３０上の受光部パタン３２および光検出器３１上の受光部パタン３３に照射されるスポット３４，３５そのものが歪み、光ディスク２６の記録再生面が対物レンズ２５の焦点面付近にある場合でもサイドローブを伴ったぼやけた像となる。このため、スポット全体の光量を検出するフォーカス和信号ＦＳのピーク点４０と、合焦状態を示す、フォーカス誤差信号ＦＥの零点４１とにフォーカス位置のずれが生じる。
【００６２】
このとき、透明基板２７の厚み誤差量によって球面収差量が異なることにより、光検出器３０上の受光部パタン３２および光検出器３１上の受光部パタン３３に照射されるスポット３４，３５が歪む度合いも異なるので、フォーカス和信号ＦＳのピーク点４０とフォーカス誤差信号ＦＥの零点４１とのフォーカス位置の差が透明基板２７の厚み誤差量によって変化する。
【００６３】
さらに、透明基板２７の厚みが規定値よりも薄い場合と厚い場合でそれぞれ発生する球面収差の極性が異なるため、光検出器３０上の受光部パタン３２および光検出器３１上の受光部パタン３３に照射されるスポット３４，３５が光軸方向の前後で正反対の変化をする。
【００６４】
すなわち、フォーカス誤差信号ＦＥの零点４１に対するフォーカス和信号ＦＳのピーク点４０のフォーカス位置は、透明基板２７の厚みが規定値よりも薄い場合と厚い場合で逆となる。したがって、フォーカス和信号ＦＳのピーク点４０とフォーカス誤差信号ＦＥの零点４１とのフォーカス位置の差を符号も含めて検出することにより、透明基板２７の厚み誤差の絶対量と符号とを検出することができる。
【００６５】
図１４および図１５は、スポットサイズ法によるフォーカス誤差信号検出系で透明基板２７の厚み誤差を変化させた場合に得られるフォーカス誤差信号ＦＥとフォーカス和信号ＦＳのシミュレーション結果を示す図である。図１４は透明基板２７の厚みが規定値よりも厚い場合、図１５は透明基板２７の厚みが規定値よりも薄い場合を示している。
【００６６】
図１４によれば、透明基板２７の厚みが規定値よりも厚い場合には、上述したように透明基板２７の厚み誤差量に応じてフォーカス誤差信号ＦＥの＋側ピークの絶対値よりも−側ピークの絶対値の方が大きくなり、フォーカス誤差信号ＦＥの零点に対してフォーカス和信号ＦＳのピーク点が−側に変位する。
【００６７】
また、図１５によれば、透明基板２７の厚みが規定値よりも薄い場合には、上述したように透明基板２７の厚み誤差量に応じてフォーカス誤差信号ＦＥの＋側ピークの絶対値よりも−側ピークの絶対値の方が小さくなり、フォーカス誤差信号ＦＥの零点に対してフォーカス和信号ＦＳのピーク点が＋側に変位する。
【００６８】
したがって、フォーカス誤差信号ＦＥの＋側ピークの絶対値と−側ピークの絶対値の差、あるいはフォーカス和信号ＦＳのピーク点とフォーカス誤差信号ＦＥの零点とのフォーカス位置の差を検出することにより、透明基板２７の厚み誤差の絶対量と符号とを検出することができる。
【００６９】
以上述べた方法により、信号処理部１００ａは、透明基板２７の厚み誤差量を検出する。制御部１０１ａは、信号処理部１００ａで検出された厚み誤差に伴って生じる球面収差を打ち消すように球面収差補正手段２４に制御信号を出力する。球面収差補正手段２４は、制御信号に応じて、透明基板２７の厚み誤差に伴って生じる球面収差を打ち消すように光学系内の波面を変化させる。
【００７０】
実際に球面収差を補正するには、実施の形態の１と同様に、記録動作または再生動作を行う前に光ディスク２６上の複数の異なる半径位置で透明基板２７の厚み誤差を信号処理部１００ａで予め検出し、球面収差の補正係数を光ディスク２６の各半径位置毎に信号処理部１００ａで算出しておく。
【００７１】
そして、記録動作または再生動作時には、記録又は再生中の半径位置に対応する補正係数を信号処理部１００ａから出力し、この補正係数に基づく制御信号を制御部１０１ａから球面収差補正手段５に出力して球面収差を補正すればよい。これにより、安定した高密度記録再生が可能となる。
【００７２】
［実施の形態の３］
図１６に本発明の第３の実施の形態を示す。図１６は、透明基板上に記録層が形成された光ディスクに対して情報の記録再生を行う光ディスク装置において、記録再生面上に集光する光ビームの集光点ずれを検出するフォーカス誤差信号をいわゆる非点収差法で検出する一般的な構成を示している。以下、非点収差法によるフォーカス誤差信号検出系を用いた図１６の光ディスク装置において、透明基板の厚み誤差を検出する原理について説明する。
【００７３】
まず、図１６の構成および非点収差法によるフォーカス誤差信号検出の原理について説明する。レーザダイオード４２から出射した光ビームは、偏光ビームスプリッタ４３を透過し、コリメータレンズ４４によって平行光となり、球面収差補正手段４６および１／４波長板４５を介して対物レンズ４７に入射し、光ディスク４８の透明基板４９を通過する。このとき、光ビームは、対物レンズ４７により光ディスク４８の記録再生面上に集光される。
【００７４】
そして、光ディスク４８の記録再生面で反射された光は、再び透明基板４９を通過して対物レンズ４７によって平行光となり、１／４波長板４５および球面収差補正手段４６を介してコリメータレンズ４４により集光されて偏光ビームスプリッタ４３に入射する。
【００７５】
偏光ビームスプリッタ４３に入射した光ビームは、１／４波長板４５を２回通過することにより偏光面が９０°回転しているので、偏光ビームスプリッタ４３で反射され、検出レンズ５０および非点収差発生手段であるシリンドリカルレンズ５１を介して光検出器５２上に照射される。光検出器５２の受光部は４分割され、この４分割された各々において入射光が光電変換されて出力信号が得られるようになっている。
【００７６】
このとき、非点収差発生手段であるシリンドリカルレンズ５１の母線（レンズパワーを持たない方向）と光検出器５２上に形成された４分割の受光部パタン５３（５３ａ〜５３ｄ）の分割線とが４５°の角度をなすように配置され、光ディスク４８の記録再生面が対物レンズ４７によって集光される光ビームの焦点位置にあるときに、光検出器５２がシリンドリカルレンズ５１によって発生する非点収差による最小錯乱円位置になるように位置決めされている。
【００７７】
このため、光ディスク４８の記録再生面が対物レンズ４７によって集光される光ビームの焦点位置にある場合、光検出器５２上の受光部パタン５３に形成されるビームスポット５４の形状は、図１７に示すように円形となるが、光ディスク４８の記録再生面が対物レンズ４７に近づくと、図１８に示すような楕円形状となり、光ディスク４８の記録再生面が対物レンズ４７から遠ざかると、図１８に示した楕円と直交する楕円形状となる（図１９）。
【００７８】
したがって、受光部パタン５３ａ，５３ｂ，５３ｃ，５３ｄからの出力信号をそれぞれＳ５３ａ，Ｓ５３ｂ，Ｓ５３ｃ，Ｓ５３ｄとすると、次式のように演算することによりフォーカス誤差信号ＦＥとフォーカス和信号ＦＳが得られる。
ＦＥ＝（Ｓ５３ａ＋Ｓ５３ｄ）−（Ｓ５３ｂ＋Ｓ５３ｃ）    ・・・（５）
ＦＳ＝Ｓ５３ａ＋Ｓ５３ｂ＋Ｓ５３ｃ＋Ｓ５３ｄ            ・・・（６）
【００７９】
以上が、いわゆる非点収差法と呼ばれる一般的なフォーカス誤差信号検出方法の原理であるが、本実施の形態はこの非点収差法によるフォーカス誤差信号検出系を用いて透明基板４９の厚み誤差を検出する。なお、本発明が適用される非点収差法によるフォーカス誤差信号検出系とは、前述の図１６で説明した構成に限定されるものではなく、例えば非点収差発生手段として平行平板を光軸方向に傾けて配置する方法などでも良く、非点収差法によるフォーカス誤差信号検出系であれば全てに適用することができる。
【００８０】
次に、非点収差法によるフォーカス誤差信号検出系を用いた本実施の形態の光ディスク装置において透明基板４９の厚み誤差を検出する原理について説明する。非点収差法によるフォーカス誤差信号検出系において、光ディスク４８の記録再生面が対物レンズ４７の焦点面に近すぎたり、焦点面から遠すぎたりすると、図１８、図１９で説明したように光検出器５２上の受光部パタン５３ａ〜５３ｄに照射されるスポット５４は、楕円状に拡大し、デフォーカス量の増大に伴い、やがて受光部パタン５３ａ〜５３ｄからはみ出していく。
【００８１】
透明基板４９の厚みが規定値からずれていない場合、デフォーカス量の絶対値に対するスポット５４の拡大率は、デフォーカス量が正の場合と負の場合で同一であり、スポット５４の拡大の仕方は、図１８、図１９に示すようにデフォーカス量が正の場合と負の場合で対称となる。したがって、受光部パタン５３ａ〜５３ｄの出力信号Ｓ５３ａ〜Ｓ５３ｄを基に式（５）、式（６）のような演算を行うことにより、図２０に示すようなフォーカス誤差信号ＦＥとフォーカス和信号ＦＳとが得られる。
【００８２】
このとき、フォーカス誤差信号ＦＥの＋側ピーク付近５７の形状と−側ピーク付近５８の形状はほぼ等しく、デフォーカス量に対するフォーカス誤差信号ＦＥの特性曲線は対称なＳ字曲線となる。また、フォーカス和信号ＦＳのピーク点６０とフォーカス誤差信号ＦＥの零点６１のフォーカス位置は一致する。
【００８３】
しかし、透明基板４９の厚みが規定値からずれている場合には、このずれに伴う球面収差が生じる。このため、光検出器５２上の受光部パタン５３に照射されるスポット５４の拡大の仕方は、デフォーカス量が正の場合と負の場合で非対称となり、どちらか一方の場合が楕円の短軸方向あるいは長軸方向の先端部分に広がったような光量分布となる。
【００８４】
したがって、フォーカス誤差信号ＦＥの特性曲線は、フォーカス誤差信号ＦＥの＋側ピーク付近５７の形状と−側ピーク付近５８の形状が異なる非対称なＳ字曲線となる。＋側ピーク付近５７と−側ピーク付近５８は、どちらか一方が鈍った形状となる。
【００８５】
このとき、透明基板４９の厚み誤差量によって発生する球面収差量が異なることにより、光検出器５２上の受光部パタン５３に照射されるスポット５４が非対称な楕円状に拡大する度合いも厚み誤差量によって異なるので、フォーカス誤差信号ＦＥの＋側ピークと−側ピークの間隔であるフォーカス引き込み範囲５９が透明基板４９の厚み誤差量によって変化する。
【００８６】
さらに、透明基板４９の厚みが規定値よりも薄い場合と厚い場合でそれぞれ発生する球面収差の極性が異なるため、光検出器５２上の受光部パタン５３に照射されるスポット５４の非対称な拡大の仕方が逆の方向になる。すなわち、フォーカス誤差信号ＦＥの＋側ピークと−側のピークのうちどちらか一方の鈍るピークが、透明基板４９の厚みが規定値よりも薄い場合と厚い場合で逆となる。したがって、フォーカス誤差信号ＦＥの＋側ピーク付近５７の波形と−側ピーク付近５８の波形の形状比較と、フォーカス引き込み範囲５９の絶対量とから透明基板４９の厚み誤差の絶対量と符号とを検出することができる。
【００８７】
また、透明基板４９の厚み誤差により球面収差が生じると、光検出器５２上の受光部パタン５３に照射されるスポット５４そのものが歪み、光ディスク４８の記録再生面が対物レンズ４７の焦点面付近にある場合でもサイドローブを伴ったぼやけた像となる。このため、スポット全体の光量を検出するフォーカス和信号ＦＳのピーク点６０と、合焦状態を示す、フォーカス誤差信号ＦＥの零点６１とにフォーカス位置のずれが生じる。
【００８８】
このとき、透明基板４９の厚み誤差量によって発生する球面収差量が異なることにより、光検出器５２上の受光部パタン５３に照射されるスポット５４が歪む度合いも異なるので、フォーカス和信号ＦＳのピーク点６０とフォーカス誤差信号ＦＥの零点６１とのフォーカス位置の差が透明基板４９の厚み誤差量によって変化する。
【００８９】
さらに、透明基板４９の厚みが規定値よりも薄い場合と厚い場合でそれぞれ発生する球面収差の極性が異なるため、光検出器５２上の受光部パタン５３に照射されるスポット５４が光軸方向の前後で正反対の変化をする。すなわち、フォーカス誤差信号ＦＥの零点６１に対するフォーカス和信号ＦＳのピーク点６０のフォーカス位置は、透明基板４９の厚みが薄い場合と厚い場合で逆となる。したがって、フォーカス和信号ＦＳのピーク点６０とフォーカス誤差信号ＦＥの零点６１とのフォーカス位置の差を符号も含めて検出することにより、透明基板４９の厚み誤差の絶対量と符号とを検出することができる。
【００９０】
図２１および図２２は、非点収差法によるフォーカス誤差信号検出系で透明基板４９の厚み誤差を変化させた場合に得られるフォーカス誤差信号ＦＥとフォーカス和信号ＦＳのシミュレーション結果を示す図である。図２１は透明基板４９の厚みが規定値よりも厚い場合、図２２は透明基板４９の厚みが規定値よりも薄い場合を示している。
【００９１】
図２１によれば、透明基板４９の厚みが規定値よりも厚い場合には、上述したようにフォーカス誤差信号ＦＥの＋側ピーク付近の波形に対して−側ピーク付近の波形が鈍った形状になり、透明基板４９の厚み誤差量に応じてフォーカス引き込み範囲が拡大する。また、フォーカス誤差信号ＦＥの零点に対してフォーカス和信号ＦＳのピーク点が−側に変位する。
【００９２】
図２２によれば、透明基板４９の厚みが規定値よりも薄い場合には、上述したようにフォーカス誤差信号ＦＥの−側ピーク付近の波形に対して＋側ピーク付近の波形が鈍った形状になり、透明基板４９の厚み誤差量に応じてフォーカス引き込み範囲が拡大する。また、フォーカス誤差信号ＦＥの零点に対してフォーカス和信号ＦＳのピーク点が＋側に変位する。
【００９３】
したがって、フォーカス引き込み範囲の絶対量を検出して、フォーカス誤差信号の＋側ピーク付近の波形と−側ピーク付近の波形を形状比較することにより、あるいはフォーカス和信号のピーク点とフォーカス誤差信号の零点とのフォーカス位置の差を検出することにより、透明基板４９の厚み誤差の絶対量と符号とを検出することができる。
【００９４】
以上述べた方法により、信号処理部１００ｂは、透明基板４９の厚み誤差量を検出する。実際に球面収差を補正するには、実施の形態の１と同様に、記録動作または再生動作を行う前に光ディスク４８上の複数の異なる半径位置で透明基板４９の厚み誤差を信号処理部１００ｂで予め検出し、球面収差の補正係数を光ディスク４８の各半径位置毎に信号処理部１００ｂで算出しておく。
【００９５】
そして、記録動作または再生動作時には、記録又は再生中の半径位置に対応する補正係数を信号処理部１００ｂから出力し、この補正係数に基づく制御信号を制御部１０１ｂから出力して、透明基板４９の厚み誤差に伴って生じる球面収差を球面収差補正手段４６で補正すればよい。これにより、安定した高密度記録再生が可能となる。
【００９６】
【発明の効果】
本発明によれば、フォーカス誤差信号の特性に基づいて透明基板の厚み誤差を検出する厚み誤差検出手段又はフォーカス和信号のピーク位置に基づいて透明基板の厚み誤差を検出する厚み誤差検出手段を設けることにより、高密度記録再生のための対物レンズの高ＮＡ化に伴い透明基板の厚み誤差を検出して補正することが必要な場合でも、特別な検出光学系を必要とせずに、いわゆるナイフエッジ法やスポットサイズ法、あるいは非点収差法などの従来のフォーカス誤差信号検出方法を用いた信号検出手段により、透明基板の厚み誤差を検出することができる。その結果、大幅な生産性の低下やコストの増大、装置の大型化などを招くことなく、安定した高密度記録再生が可能な光ディスク装置を実現することができる。
【００９７】
また、ナイフエッジ法による信号検出手段を用いて得られるフォーカス誤差信号の正のピークの絶対値と負のピークの絶対値との差に基づいて透明基板の厚み誤差を検出する厚み誤差検出手段を設けることにより、フォーカス誤差信号の正のピークの絶対値と負のピークの絶対値との差の絶対量から透明基板の厚み誤差の絶対量を検出することができ、差の符号から厚み誤差の符号を検出することができる。
【００９８】
また、ナイフエッジ法による信号検出手段を用いて得られるフォーカス和信号のピーク点とフォーカス誤差信号の零点とのフォーカス位置の差に基づいて透明基板の厚み誤差を検出する厚み誤差検出手段を設けることにより、フォーカス位置の差の絶対量から透明基板の厚み誤差の絶対量を検出することができ、差の符号から厚み誤差の符号を検出することができる。
【００９９】
また、スポットサイズ法による信号検出手段を用いて得られるフォーカス誤差信号の正のピークの絶対値と負のピークの絶対値との差に基づいて透明基板の厚み誤差を検出する厚み誤差検出手段を設けることにより、フォーカス誤差信号の正のピークの絶対値と負のピークの絶対値との差の絶対量から透明基板の厚み誤差の絶対量を検出することができ、差の符号から厚み誤差の符号を検出することができる。
【０１００】
また、スポットサイズ法による信号検出手段を用いて得られるフォーカス和信号のピーク点とフォーカス誤差信号の零点とのフォーカス位置の差に基づいて透明基板の厚み誤差を検出する厚み誤差検出手段を設けることにより、フォーカス位置の差の絶対量から透明基板の厚み誤差の絶対量を検出することができ、差の符号から厚み誤差の符号を検出することができる。
【０１０１】
また、非点収差法による信号検出手段を用いて得られるフォーカス誤差信号の正のピークと負のピークの間隔であるフォーカス引き込み範囲に基づいて透明基板の厚み誤差を検出する厚み誤差検出手段を設けることにより、透明基板の厚み誤差の絶対量を検出することができる。
【０１０２】
また、フォーカス誤差信号の正のピーク付近の波形と負のピーク付近の波形とを比較することにより、透明基板の厚み誤差の符号を容易に検出することができる。
【０１０３】
また、非点収差法による信号検出手段を用いて得られるフォーカス和信号のピーク点とフォーカス誤差信号の零点とのフォーカス位置の差に基づいて透明基板の厚み誤差を検出する厚み誤差検出手段を設けることにより、フォーカス位置の差の絶対量から透明基板の厚み誤差の絶対量を検出することができ、差の符号から厚み誤差の符号を検出することができる。
【０１０４】
また、信号検出手段の光路上に球面収差補正手段を配置することにより、透明基板の厚み誤差に伴って生じる球面収差を検出した厚み誤差に基づいて        補正することができる。
【０１０５】
また、情報の記録再生を行う前に光ディスク上の複数の異なる半径位置で予め検出された透明基板の厚み誤差に基づいて、球面収差の補正係数を光ディスクの各半径位置毎に算出し、光ディスクの記録又は再生動作時には、補正係数に基づいて球面収差補正手段に球面収差を補正させる制御手段を設けることにより、透明基板の厚みが各半径位置で異なっている場合でも、球面収差を補正することができ、安定した高密度記録再生が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の第１の実施の形態となる光ディスク装置の構成を示すブロック図である。
【図２】  本発明の第１の実施の形態に用いるホログラム素子のパタン図である。
【図３】  本発明の第１の実施の形態に用いる光検出器の受光部パタン図と光ディスクが合焦点にある場合に光検出器上に形成されるスポットの形状を示す図である。
【図４】  本発明の第１の実施の形態に用いる光検出器の受光部パタン図と光ディスクが合焦点より近い場合に光検出器上に形成されるスポットの形状を示す図である。
【図５】  本発明の第１の実施の形態に用いる光検出器の受光部パタン図と光ディスクが合焦点より遠い場合に光検出器上に形成されるスポットの形状を示す図である。
【図６】  本発明の第１の実施の形態で得られるフォーカス誤差信号とフォーカス和信号を示す図である。
【図７】  本発明の第１の実施の形態のナイフエッジ法によるフォーカス誤差信号検出系を用いて得られるフォーカス誤差信号とフォーカス和信号のシミュレーション結果を示す図である。
【図８】  本発明の第１の実施の形態のナイフエッジ法によるフォーカス誤差信号検出系を用いて得られるフォーカス誤差信号とフォーカス和信号のシミュレーション結果を示す図である。
【図９】  本発明の第２の実施の形態となる光ディスク装置の構成を示すブロック図である。
【図１０】  本発明の第２の実施の形態に用いる光検出器の受光部パタン図と光ディスクが合焦点にある場合に光検出器上に形成されるスポットの形状を示す図である。
【図１１】  本発明の第２の実施の形態に用いる光検出器の受光部パタン図と光ディスクが合焦点より近い場合に光検出器上に形成されるスポットの形状を示す図である。
【図１２】  本発明の第２の実施の形態に用いる光検出器の受光部パタン図と光ディスクが合焦点より遠い場合に光検出器上に形成されるスポットの形状を示す図である。
【図１３】  本発明の第２の実施の形態で得られるフォーカス誤差信号とフォーカス和信号を示す図である。
【図１４】  本発明の第２の実施の形態のスポットサイズ法によるフォーカス誤差信号検出系を用いて得られるフォーカス誤差信号とフォーカス和信号のシミュレーション結果を示す図である。
【図１５】  本発明の第２の実施の形態のスポットサイズ法によるフォーカス誤差信号検出系を用いて得られるフォーカス誤差信号とフォーカス和信号のシミュレーション結果を示す図である。
【図１６】  本発明の第３の実施の形態となる光ディスク装置の構成を示すブロック図である。
【図１７】  本発明の第３の実施の形態に用いる光検出器の受光部パタン図と光ディスクが合焦点にある場合に光検出器上に形成されるスポットの形状を示す図である。
【図１８】  本発明の第３の実施の形態に用いる光検出器の受光部パタン図と光ディスクが合焦点より近い場合に光検出器上に形成されるスポットの形状を示す図である。
【図１９】  本発明の第３の実施の形態に用いる光検出器の受光部パタン図と光ディスクが合焦点より遠い場合に光検出器上に形成されるスポットの形状を示す図である。
【図２０】本発明の第３の実施の形態で得られるフォーカス誤差信号とフォーカス和信号を示す図である。
【図２１】  本発明の第３の実施の形態の非点収差法によるフォーカス誤差信号検出系を用いて得られるフォーカス誤差信号とフォーカス和信号のシミュレーション結果を示す図である。
【図２２】  本発明の第３の実施の形態の非点収差法によるフォーカス誤差信号検出系を用いて得られるフォーカス誤差信号とフォーカス和信号のシミュレーション結果を示す図である。
【符号の説明】
１、２０、４２…レーザダイオード、２、２１、４３…偏光ビームスプリッタ、３、２２、４４…コリメータレンズ、４、２３、４５…１／４波長板、５、２４、４６…球面収差補正手段、６、２５、４７…対物レンズ、７、２６、４８…光ディスク、８、２７，４９…透明基板、９…ホログラム、１０、２８、５０…検出レンズ、１１、３０、３１、５２…光検出器、ＦＥ…フォーカス誤差信号、ＦＳ…フォーカス和信号、１６、３８…フォーカス誤差信号の＋側ピークの絶対値、１７、３９…フォーカス誤差信号の−側ピークの絶対値、１８、４０、６０…フォーカス和信号のピーク点、１９、４１、６１…フォーカス誤差信号の零点、２９…ハーフミラー、５１…シリンドリカルレンズ、５７…フォーカス誤差信号の＋側ピーク付近、５８…フォーカス誤差信号の−側ピーク付近、５９…フォーカス引き込み範囲、１００、１００ａ、１００ｂ…信号処理部、１０１、１０１ａ、１０１ｂ…制御部。
【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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【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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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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