JP2006196121A - 光学的情報記録再生装置 - Google Patents

Abstract

【課題】多層ディスクでのＤＰＰ信号の誤差増大を抑え、ディスクの記録再生情報面ごとの自動調整が可能な光学的情報記録再生装置を提供すること。
【解決手段】検出器からの出力によるメインビームのプッシュプル信号と、前記検出器からの出力による第１、第２のサブビームのプッシュプル信号を用い、前記第１、第２のサブビームのプッシュプル信号を第１の所定比率で増幅した後、メインビームのプッシュプル信号との差動を取ることにより、トラッキング信号を得、前記第１、第２のサブビームのプッシュプル信号を第２の所定比率で増幅した後、前記メインビームのプッシュプル信号との差動を取ることにより、前記対物レンズの位置に関する信号を得る光学的情報記録再生装置において、前記光記録媒体の、複数の記録再生情報面毎に、前記第１の所定比率と前記第２の所定比率をそれぞれ調整する調整手段を持つことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、光学的情報記録再生装置における、複数の記録再生情報面を持つ光ディスク媒体での、ディファレンシャルプッシュプル法によるトラッキングエラー信号及び対物レンズの位置検出信号を生成する光学的情報記録再生装置に関するものである。

ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤ−Ｒ等の光記録ディスクのドライブ装置におけるトラッキングサーボ方式の１つとして、ディファレンシャルプッシュプル法（以下、ＤＰＰ法）が知られている。

ＤＰＰ法は、複数のビームを所定間隔でディスクに照射し、そのそれぞれの反射光から得られる検出信号を演算することにより、対物レンズの移動によるオフセットを抑制したトラッキングエラー信号を生成する。

又、上記検出信号の演算方法を変えることによって、対物レンズの位置検出信号が生成される。このような技術は、例えば、特許文献１，２等に開示されている。

以下、ＤＰＰ法に関して説明する
光源からの光束を、光源と対物レンズ間に配置された波面分割素子により０次光であるメインビーム及び±１次光である２つのサブビームに分け、対物レンズで光ディスクに集光して、メインビーム及び２つのサブビームの光ディスクからの反射光を図８で示すようなフォトディテクターで受光する。０次光のメインビームを受光するメインビーム光検出器１００は縦横４つに分割され、±１次光のサブビームを受光するサブビーム光検出器１０１，１０２は、縦２つに分割されている。そして、各分割された素子からの出力をＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈで示すと、これらの各信号を演算することにより、トラッキングエラー信号及びレンズ位置検出信号が生成される。即ち、以下のように生成される。

メインビームのプッシュプル信号ＭＰＰは、
ＭＰＰ＝（Ａ＋Ｄ）−（Ｂ＋Ｃ）
により得られ、サブビームのプッシュプル信号の和ＳＰＰは、サブビームそれぞれのプッシュプル信号出力を加算して得られる出力として、
ＳＰＰ＝（Ｅ−Ｆ）＋（Ｇ−Ｈ）
により得られる。そして、ＤＰＰ信号は、ＳＰＰをＫ０倍した信号とＭＰＰの差動を取り、
ＤＰＰ＝ＭＰＰ・Ｋ０×ＳＰＰ
により得られる。

ここで、Ｋ０は、メインビームと２つのサブビームの、光強度の差異を補正・校正すように決められる定数であり、例えば、対物レンズの移動に伴なうＤＣオフセットが発生しないように設定されている。

一方、レンズ位置検出信号ＬＳＰは、
ＬＰＳ＝ＭＰＰ＋Ｋ０×ＳＰＰ
により得られる。

このとき、光ディスク上でのスポットの配置は、回折格子の光軸周りの回転調整等により、図９に示すように、メインビームによるメインスポット２００はグルーブ上に、サブビームによるサブスポット２０１，２０２は、メインスポットを挟んで対称な位置のランド上になるようなっている（図９においてディスクのグルーブ部にハッチングを施す）。即ち、グルーブ周期を基準としたとき、スポット、サブスポット間間隔は、略グルーブ周期の半分となっている。

この結果、Ｋ０を適当な値に設定することにより、ＤＰＰ信号では、期待される最大値に略等しい振幅となり、且つ、対物レンズ位置移動によるオフセットの発生が抑制される。同時に、ＬＰＳ信号では、対物レンズ位置移動による各プッシュプル信号で発生するオフセット成分のみが抽出され、対物レンズ位置移動に対応する信号が得られる。

このＬＰＳ信号は、光ヘッドをディスク半径方向へシークさせる際に発生する対物レンズの振動抑制、或は光ヘッドの姿勢により対物レンズが自重により変位することの防止に使用される。

又、上記Ｋ０の調整は、例えば、特許文献２等に開示されているように、ＬＰＳ信号に含まれる交流成分（トラッキング変調成分）が最小となるように調整したり、対物レンズを所定量シフトさせて、ＤＰＰ信号に含まれるＤＣオフセット成分が最小となるようにしている。

特開平７−０９３７６４号公報 特開２０００−３３１３５６号公報

近年、ＤＶＤや、次世代光ディスクである、ブルーレイディスク、ＨＤ−ＤＶＤディスク等では、２層若しくはそれ以上の情報面を持つ多層ディスクが現れている。このような、多層のディスクは、多数のディスクを張り合わせて作成されたもので、その情報面毎の特性は単層の異なるディスクと同じようにばらつきがある。又、ディスクにチルトがある場合、媒体の厚さに比例してチルトの影響が大きくなるので、ディスク表面から遠い奥の情報面ほどチルトの影響が大きくなることになる。このように、ディスクの特性、チルトの影響によって、メインビーム及びサブビームの品位が劣化するが、その劣化の割合が異なる場合がある。このようなことが起こると、メイン及びサブビームより得られるＭＰＰ信号と、ＳＰＰ信号の対物レンズ移動によるＤＣオフセットのプッシュプル振幅に対する比率が変わってしまうことがある。

つまり、多層ディスクの場合、その情報面ごとに、特性の違い、チルトの影響によって、ＤＰＰ信号の対物レンズ位置シフトによるオフセットや、ＬＰＳ信号のトラッキングエラー成分の混入の割合が変わるということになる。ＤＰＰ信号の対物レンズ位置によるオフセットの発生は、トラッキング制御の誤差となり、記録時の隣接トラックへの書き込み、再生信号への隣接トラックからのクロストーク増大等を起こし、記録再生信号の劣化要因となる。

又、ＬＰＳ信号へのトラキングエラー成分の混入は、ジーク時等のレンズ位置固定制御への外乱となり、シークを不安定にさせ、アクセス時間の増大、シーク失敗等の要因となる。

本発明の目的は、多層ディスクでのＤＰＰ信号の誤差増大を抑え、ディスクの記録再生情報面ごとの自動調整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。

上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、光源からの光束を、該光源と対物レンズ間に配置された波面分割素子によりメインビーム及び第１、第２のサブビームに分け、前記対物レンズにより複数の記録再生面を持つ光記録媒体に集光して、前記メインビーム及び第１、第２のサブビームの前記光記録媒体からの反射光を光検出器で受光し、該光検出器からの出力よりトラッキング制御用信号及びレンズ位置検出信号を得るトラッキングエラー信号及びレンズ位置検出信号を生成する装置であって、前記検出器からの出力によるメインビームのプッシュプル信号と、前記検出器からの出力による第１、第２のサブビームのプッシュプル信号を用い、前記第１、第２のサブビームのプッシュプル信号を第１の所定比率で増幅した後、前記メインビームのプッシュプル信号との差動を取ることにより、トラッキング信号を得、前記第１、第２のサブビームのプッシュプル信号を第２の所定比率で増幅した後、前記メインビームのプッシュプル信号との差動を取ることにより、前記対物レンズの位置に関する信号を得る光学的情報記録再生装置において、前記光記録媒体の、複数の記録再生情報面毎に、前記第１の所定比率と前記第２の所定比率をそれぞれ調整する調整手段を持つことを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記光源と前記対物レンズの間には更に、前記光束に球面収差を発生させる球面収差発生手段と、前記球面収差発生手段を調整する第２の調整手段を持ち、前記第２の調整手段の調整は、前記複数の記録再生情報面毎に、前記第１の所定比率と前記第２の所定比率をそれぞれ調整する前記調整手段による調整前に行われることを特徴とする。

本発明によれば、光記録媒体の、複数の記録再生情報面毎に、第１の所定比率と第２の所定比率をそれぞれ調整する調整手段を持つことで、光記録媒体の情報面ごとにチルト等の影響や、ディスクの特性が異なっていても、それぞれの情報面でいつも最適なトラッキングエラー信号、レンズ位置信号が得られる。

又、球面収差の状態やメカ等の調整誤差によらず、いつも最適なＤＰＰ、ＬＰＳ信号が得られる。

又、ディスクの情報面によって、ＤＰＰ信号の対物レンズ位置シフトによるオフセットや、ＬＰＳ信号のトラッキングエラー成分の混入の割合が変わった場合でも正しくＤＰＰ、ＬＰＳの調整を行うことができる。

又、第２の調整手段の調整は、複数の記録再生情報面毎に、第１の所定比率と第２の所定比率をそれぞれ調整する調整手段による調整前に行われることで、光記録媒体のどの情報面においても、球面収差発生手段の状態によらずいつも最適なトラッキングエラー信号、レンズ位置信号が得られる。

これにより、球面収差発生手段の調整によるＤＰＰ信号の誤差増大を抑え、ディスクごと、又、ディスクの複数の記録再生情報面毎の自動調整を可能とする調整方法を提供することができる。

又、球面収差発生手段の位置によって、ＤＰＰ信号の対物レンズ位置シフトによるオフセットや、ＬＰＳ信号のトラッキングエラー成分の混入の割合が変わった場合でも正しくＤＰＰ、ＬＰＳの調整を行うことができる。

更に、ＤＰＰ信号の対物レンズ位置によるオフセットの発生が抑えられ、記録時の隣接トラックへの書き込み、再生信号への隣接トラックからのクロストーク増大を防止し、記録再生信号の劣化要因を排除することができる。

又、ＬＰＳ信号へのトラキングエラー成分の混入を抑え、シーク時等のレンズ位置固定制御が安定になり、アクセス時間の増大、シーク失敗を防止する効果がある。

以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

＜実施の形態１＞
図１は本発明によるＤＰＰの調整を実現した光ディスク装置のブロック図である。

図１において、１は２層の情報記録再生面をもつ光ディスク、２は光ヘッド、３は光ヘッド内の光検出器、Ａ〜Ｈはその光検出器の分割パターンの１つずつ、４〜１３はＤＰＰ信号及びＬＰＳ信号生成のための加減乗算等の演算回路、１４はＤＰＰ信号を入力とするトラッキング制御回路、１５はＬＰＳ信号を入力とするレンズ位置制御回路、１６はスイッチ、１７はトラッキングアクチュエータを駆動するためのドライバ回路、１８はコントローラ、１９はスピンドルである。

光ディスク１は、ディスク表面から７５ｕｍのところにある第１情報面と、２５ｕｍの中間層を挟んで、ディスク表面から１００ｕｍのところにある第２の情報面の２つの情報面から成る。

光ヘッド２内の回折格子（不図示）で分けられた３つのビームは光ディスク１で反射され再び光学ヘッドに戻り、光検出器３で受光される。０次回折光は、光検出器３の、８分割された素子のうち、ＡＢＣＤの素子上で、２つの１次回折光は、ＥＦ及びＨＧの素子上で受光される。光検出器３のＡ及びＤの出力は加算回路５で、Ｂ及びＣの出力は加算回路６で、それぞれ加算された後、減算回路８で減算され、メインビームのプッシュプル信号ＭＰＰとなり、Ｅ及びＦの出力は、減算回路４で、Ｇ及びＨの出力は減算回路７で、それぞれ減算され、２つのサブビームそれぞれのプッシュプル信号となり、更に加算回路９で加算されることで、サブビームのプッシュプル信号の和ＳＰＰとなる。

ＳＰＰ信号は、乗算回路１０で、ゲインＫ１を乗算された後に、減算回路１２で、ＭＰＰ信号から減算され、ＤＰＰ信号となる。又、ＳＰＰ信号は、乗算回路１１で、ゲインＫ２を乗算された後に、加算回路１３で、ＭＰＰ信号と加算することで、ＬＰＳ信号となる。

ＤＰＰ信号は、更にトラッキング制御回路１４を経て、スイッチ１６に入力され、ＬＰＳ信号はレンズ位置制御回路１５を経て、スイッチ１６のもう一方の端子に入力される。ＳＷ１６は、コントローラ１８で制御され、トラッキング制御時は、トラッキング制御回路１４側、レンズ位置制御時は、レンズ位置制御回路１５側に接続され、ドライバ１７を介して、光学ヘッド内のトラッキングアクチュエータに接続され、それぞれの制御ループを構成する。

次に、それぞれの情報面毎の、ＤＰＰ、ＬＰＳの調整方法を、図２のフローチャートに沿って説明する。

本実施の形態の光ディスク装置が起動すると、コントローラ１８はスピンドル１９を起動、レーザー点灯、フォーカス引き込み等を行う。最初のフォーカス引き込みは、ディスク表面から遠い第２の情報面に引き込むように行われる。

調整は、光ディスク１の第２の情報面にフォーカス制御が掛かっている状態で行われる（Ｓ１）。

トラッキングサーボはオフの状態、つまりＳＷ１６が、トラッキング制御回路１４、レンズ位置制御回路１５のどちらとも接続されていない状態で行われる。

フォーカス制御については詳述しないが、光検出器の４つのＡＢＣＤ出力より一般的な非点収差法によってフォーカス誤差信号を検出し、フォーカス制御を掛けている
先ず、Ｋ２の調整から行われる。Ｋ２は、先ず設計上考えられる最も小さい値の初期値に設定される（Ｓ２）。

その状態で、コントローラ１８は、ＬＰＳのトラッキングエラー変調成分を観測し、所定量以下かが判断される（Ｓ３）。

変調成分の観測方法としては、ＬＰＳのピークホールド値とボトムホールド値を観測し、その差が所定量以下かで判断する。最大値、最小値を検出しその差でも良い。

所定量以下でない場合Ｋ２の値を所定量増加させ、再度ＬＰＳのトラッキングエラー成分を検出し、所定量以下になるまで繰り返す（Ｓ４）。

所定量以下になったところのＫ２の値を第２の情報面での最適値として記憶する（Ｓ５）。

この時点で、ＬＰＳ信号の０点はほぼ工場調整時の中心位置になっている。

次に、コントローラ１８は、レンズ位置制御の目標値を０として、レンズ位置制御回路１５側にＳＷを接続し、レンズ位置制御ループをオンとする。これにより、対物レンズは、ＬＰＳ０となる点へ固定される（Ｓ６）。

このときのレンズ位置制御の制御帯域は５００Ｈｚ程度とし、重力、振動等の外乱に十分耐えられる程度の帯域とする。

続いて、コントローラ１８は、レンズ位置制御の目標値を０を中心とした所定振幅で所定周波数の正弦波で変更する。所定周波数は、例えば１０Ｈｚ、振幅は対物レンズが±１５０ｕｍ程度移動する値とする（Ｓ７）。

コントローラ１８は、Ｋ１の値を第２の情報面での設計上の最適値を初期値として設定する（Ｓ８）。

このときのＫ１の初期値をＫ２の最適値としても良い。ディスク透過層を含む光学系が理想的且つ光学系等が正しく調整されている場合はＫ１とＫ２は等しい、Ｋ１とＫ２の差は調整誤差分であり、調整誤差が所定範囲内であれば、Ｋ１の初期値としてＫ２の最適値を与えることは、その後のＫ１の調整の収束時間短縮に繋がることになる。

コントローラ１８は、ＤＰＰ信号の最大値と、最小値の中間値であるオフセット量を検出し、レンズ位置目標値の極性と、オフセットの極性からＫ１の大きさを増減させる。

オフセット量の検出は、ＤＰＰ信号をピークホールドとボトムホールドし、その中間値をオフセット量とすれば良い。

Ｋ１の大きさの、増減は、例えば、メインビーム（ＭＰＰ）及びサブビーム（ＳＰＰ）のＤＣオフセットが、対物レンズが内周側に移動するとマイナスで、外周側でプラスに変化するとして、又、レンズ位置制御の目標値が内周側でマイナス、外周側のときにプラスだとすると、ＤＰＰ信号はＭＰＰ−Ｋ１ｘＳＰＰなので、レンズ位置制御目標値がプラスの時に、ＤＰＰのオフセットがプラスということは、補正が足りないということで、Ｋ１を大きくすれば良い。逆にレンズ位置制御目標値がプラスの時に、ＤＰＰのオフセットがマイナスの場合は、補正し過ぎということでＫ１を小さくすれば良い。レンズ位置目標値がマイナスの場合はこの逆でＤＰＰのオフセットがマイナスということは、補正が足りないということで、Ｋ１を大きく、ＤＰＰのオフセットがプラスの場合は、補正し過ぎということでＫ１を小さくすれば良い。

正弦波一周期の間、ＤＰＰのオフセットの変化量が所定範囲内となるまで、これを繰り返す（Ｓ９，Ｓ１０）。

所定範囲内となったら、その時のＫ１の値を第２の情報面の最適値として記憶（Ｓ１１）。このように調整することで、第２の情報面のＫ１，Ｋ２をＬＰＳ，ＤＰＰそれぞれの最適値に調整することが可能である。

今後、コントローラ１８は、このときのＫ１，Ｋ２を第２の情報面の最適値として、第２の情報面にあるときは、このＫ１，Ｋ２の値を設定して使用する。

次に、トラッキング制御はオフの状態のままで、第１の情報面へフォーカスジャンプを行う（Ｓ１２）。

フォーカスジャンプが終了したら、続いて、第１の情報面での、Ｋ１，Ｋ２の調整を開始する。先ず、Ｋ２の調整から行われる。

Ｋ２は、先ず設計上考えられる最も小さい値の初期値に設定される（Ｓ１３）。

その状態で、コントローラ１８は、ＬＰＳのトラッキングエラー変調成分を観測し、所定量以下かが判断される（Ｓ１４）。

所定量以下でない場合Ｋ２の値を所定量増加させ、再度ＬＰＳのトラッキングエラー成分を検出し、所定量以下になるまで繰り返す（Ｓ１５）。

所定量以下になったところのＫ２の値を第１の情報面の最適値として記憶する（Ｓ１６）。この時点で、ＬＰＳ信号の０点はほぼ工場調整時の中心位置になっている。

次に、コントローラ１８は、レンズ位置制御の目標値を０として、レンズ位置制御回路１５側にＳＷを接続し、レンズ位置制御ループをオンとする。これにより、対物レンズは、ＬＰＳ０となる点へ固定される（Ｓ１７）。このときのレンズ位置制御の制御帯域は５００Ｈｚ程度とし、重力、振動等の外乱に十分耐えられる程度の帯域とする。

続いて、コントローラ１８は、レンズ位置制御の目標値を０を中心とした所定振幅で所定周波数の正弦波で変更する。所定周波数は、例えば１０Ｈｚ、振幅は対物レンズが±１５０ｕｍ程度移動する値とする（Ｓ１８）。

コントローラ１８は、Ｋ１の値を第１の情報面での設計上の最適値を初期値として設定する（Ｓ１９）。

コントローラ１８は、ＤＰＰ信号の最大値と、最小値の中間値であるオフセット量を検出し、レンズ位置目標値の極性と、オフセットの極性からＫ１の大きさを増減させる。正弦波一周期の間、ＤＰＰのオフセットの変化量が所定範囲内となるまで、これを繰り返す（Ｓ２０，Ｓ２１）。

所定範囲内となると、その時のＫ１の値を第１の情報面の最適値として記憶する（Ｓ２２）。このように調整することで、第１の情報面のＫ１，Ｋ２をＬＰＳ，ＤＰＰそれぞれの最適値に調整することが可能である。

今後、コントローラ１８は、このときのＫ１，Ｋ２を第１の情報面の最適値として、第１の情報面にあるときは、このＫ１，Ｋ２の値を設定して使用する。

以上、第２の情報面、第１の情報面の順番にそれぞれ調整して、全ての調整が終了する。

本実施の形態では、ディスク表面から遠い第２の情報面から調整を行ったが、第１の情報面から先に調整を行っても良い。

本実施の形態において、第２の情報面から先に行ったのは、単層のディスクの場合に、２層の場合の第２の情報面の位置に情報面がある場合を考えているからであり、この位置を最初の目標とすることで、ディスクの層の数を気にしないで、最初の調整が可能となるからである。

又、本実施の形態においては、トラッキング制御オフ状態で、全ての層の調整が完了するので、調整の終わっていないＤＰＰ信号でトラッキング制御をオンする必要がない。

又、Ｋ１調整時に対物レンズを所定量移動させなければならないが、先に調整したＬＰＳ信号によりレンズ位置制御をかけながら、所定量移動させることができるので、重力、振動等の外乱によらず、安定して、動作範囲内での調整が可能となる。

又、Ｋ１調整時の、レンズ位置制御の目標値を正弦波としたが、ランプ波、三角波、方形波等、所定量対物レンズ位置を移動させることができる波形であれば何でも良い。

又、本実施の形態において、Ｋ２の調整が終わるまでの間も、目標値を０としたレンズ位置制御をオンとしておくことも可能である。この場合、トラッキングエラー変調成分の高い周波数成分に応答しないように、レンズ位置制御の制御帯域は、１００Ｈｚ程度として、重力による対物レンズの移動を抑える程度のものとするのが良い。

このようにすることで、ＤＰＰ，ＬＰＳどの調整においても、レンズ位置制御がオンとすることができ、重力、振動などの外乱によらず、安定して、動作範囲内での調整が可能となる。

又、図１でのＭＰＰ信号，ＤＰＰ信号，ＬＰＳ信号の演算回路は、再生専用ディスクのように、Ｋ１，Ｋ２の調整時から、レーザーパワーやディスクの反射率が変化しない場合には良いが、記録再生可能なディスクのように、記録パワーによるレーザーパワーの変化やディスク内の記録、未記録状態での反射率の変化等がある場合には、図３に示す演算回路の構成が必要である。

図３について簡単に説明する。

図１の演算回路と異なるところは、２１〜２６の加算回路及び除算回路が追加されているところである。ＭＰＰ信号は、（Ａ＋Ｄ）−（Ｂ＋Ｃ）を加算回路２５の出力｛（Ａ＋Ｄ）＋（Ｂ＋Ｃ）｝で除算（除算回路２６）したものであり、ＳＰＰ信号は、（Ｅ−Ｆ）信号を、加算回路２１の出力（Ｅ＋Ｆ）で除算（除算回路２３）したものと、（Ｇ−Ｈ）信号を、加算回路２２の出力（Ｇ＋Ｈ）で除算（除算回路２４）したものを加算回路９で加算したものとなる。３つのビームそれぞれのプッシュプル信号を、それぞれのビームの総和信号で除算することで、ビームごとに正規化している。このように構成することで、レーザーパワーの変化や、ディスク内の反射率の変化によらず、ＭＰＰ信号の振幅が得られ、ディスク毎に正確な球面収差の補正が可能であるとともに、Ｋ１，Ｋ２の調整で最適なＤＰＰ信号，ＬＰＳ信号が得られる。

＜実施の形態２＞
図４は本発明によるＤＰＰの調整を実現した光ディスク装置のブロック図である。

実施の形態１では、光学ヘッド内で、球面収差を補正する素子を持たない場合の例を説明したが、本実施の形態では、光学ヘッド２内に球面収差を補正する素子を持った場合の例を説明する。

図４において、１は、光ディスク、２は、光ヘッド、３は光ヘッド内の光検出器、Ａ〜Ｈは、その光検出器の分割パターンの１つずつ、４〜１３はＤＰＰ信号及びＬＰＳ信号生成のための加減乗算等の演算回路、１４はＤＰＰ信号を入力とするトラッキング制御回路、１５はＬＰＳ信号を入力とするレンズ位置制御回路、１６はスイッチ、１７はトラッキングアクチュエータを駆動するためのドライバ回路、１８はコントローラ、１９はスピンドルで、２０は球面収差発生手段を動作させるためのドライバ回路、２１はＭＰＰ信号振幅測定回路である。

光学ヘッド２は、図５で示すように構成される。

図５において、半導体レーザー１０１から出射したビームは、回折格子１０２で３ビームに分けられ、コリメーター１０３で平行光とされ、ビーム整形付き偏光ビームスプリッター１０４に入射する。ビームの一部は反射させられ、ＡＰ用センサー１０５に入射し、半導体レーザー１０１からの出射光量のモニターに利用される。透過したビームは、１／４波長板１０６、レンズ１０７、レンズ１０８を介して、対物レンズ１１２により、光ディスク１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。光ディスク１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ー１０４で反射させられ、センサーレンズ１１４を介して光検出器３に入射し、情報信号の再生に利用される。

ここで、レンズ１０７、レンズ１０８は、レンズ１０７は固定、レンズ１０８は、電磁駆動手段１１０によりレンズ１０７との光軸方向の間隔が可変であるように保持されて、球面収差発生手段１１１を形成している。レンズ１０７、レンズ１０８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。電磁駆動手段１１０は、ステッピングモータを用いてリードスクリューによりミクロンオーダーでレンズ１０８を移動させるものである。

レンズ１０８の移動２０ｕｍにつき、ディスク上の最適なフォーカス位置が１ｕｍ程度変わるように設計されている。この割合は、光学系の設計によるもので、使用目的により最適な割合に決定される。

球面収差発生手段１１１は、２層のディスクに対応できるように、十分広い収差発生範囲を持ち、ステッピングモータを用いてリードスクリューによりミクロンオーダーでレンズ１０８を移動させるものである。

ＤＰＰ信号。ＬＰＳ信号の演算方法は、実施の形態１と同じである。

ＤＰＰ信号は、トラッキング制御回路１４を経て、スイッチ１６に入力され、ＬＰＳ信号はレンズ位置制御回路１５を経て、スイッチ１６のもう一方の端子に入力される。ＳＷ１６は、コントローラ１８で制御され、トラッキング制御時は、トラッキング制御回路１４側、レンズ位置制御時は、レンズ位置制御回路１５側に接続され、ドライバ１７を介して、光学ヘッド内のトラッキングアクチュエータに接続され、それぞれの制御ループを構成する。

又、コントローラ１８は、光ヘッド２内の、図５に示す球面収差発生手段１１１を、ドライバ回路２０をコントロールすることで球面収差を最適な状態に調整する。

次に、それぞれの情報面毎の、球面収差、ＤＰＰ，ＬＰＳの調整方法を図６のフローチャートに沿って説明する。

本実施の形態の光ディスク装置が起動すると、コントローラ１８は、スピンドル１９を起動、レーザー点灯、フォーカス引き込み等を行う。最初のフォーカス引き込みは、ディスク表面から遠い第２の情報面で行われる。調整は、光ディスク１の第２の情報面にフォーカス制御が掛かっている状態で行われる。フォーカス制御については詳述しないが、光検出器の４つのＡＢＣＤ出力より一般的な非点収差法によってフォーカス誤差信号を検出し、フォーカス制御を掛けている
調整は先ず球面収差補正から始められる。

球面収差補正ルーチンがスタートすると、先ず、球面収差発生手段１１１を予め決められたスタート位置とする（Ｓ１）。

例えば、第２の情報面の媒体基板厚が標準である場合に、第２の情報面上で球面収差がなくなるような収差を与える設計値上の基準位置から所定量外れた位置である。この球面収差発生量を−４とする。これは例えば１単位当たりレンズ１０８を１０μｍ移動させるものとする。レンズ１０８の移動量が２０ｕｍで、球面収差の適切な焦点位置が１ｕｍ動くので、球面収差発生量１は焦点位置では、０．５ｕｍ単位となる。−４はレンズ１０７に近づく方向に基準位置から４０μｍレンズ１０８を移動させた状態である。この状態は、設計上では第２の情報面までの媒体基板厚が厚い方向に２ｕｍ増えた時に、球面収差が最適な状態になる位置である。

次に、コントローラ１８は、メインビームのプッシュプル信号であるＭＰＰ信号の出力信号振幅をＭＰＰ信号振幅測定回路２１より入力し、補正量−４と関連付けて評価指標としてメモリ等に記憶する（Ｓ２）。

次に、コントローラ１８は、球面収差球面収差発生手段がエンド位置であるかを確認する（Ｓ３）。

エンド位置は、球面収差発生量にして＋４とし、基準位置からレンズ１０７から遠ざかる方法に４０ｕｍレンズ１０８を移動させた状態である。この状態は、設計上では第２の情報面の媒体基板厚が薄い方向に２ｕｍ減った時に、球面収差が最適な状態になる位置である。

エンド位置でない場合は、エンド位置になるまで球面収差補正量を１ずつ増加させ（Ｓ４）ＭＰＰ信号振幅測定回路２１でＭＰＰ振幅を測定、補正量と関連づけて記憶する（Ｓ２）。補正量を１ずつ増加させているので、レンズ１０８を１０μｍずつ動かし、その場所でのＭＰＰ振幅を測定していることになる。

ＭＰＰ信号振幅測定回路２１は、ＭＰＰ信号の振幅をピークホールド回路とボトムホールド回路等で求めるような構成のもので良い。又、ＭＰＰ振幅をＡＤ変換器で取り込みＭＡＸ値とＭＩＮ値を記憶しておくような方法でも良い。

補正量を横軸にＭＰＰ振幅値を縦軸にグラフ化すると図７の○で表したようなグラフが描かれる。最適な球面収差補正量を求めるために記憶された補正量に関連づけられたＭＰＰ振幅値を使用する。ＭＰＰ振幅値が基準値を越える２箇所の補正量を求め、この２箇所の補正量の中央値を最適な球面収差補正量とする。離散的な補正量から最適な球面収差補正量を正確に求めるため、各補正量から線形補間等で基準値超える補正量を求める。図７の○の例ではマイナス側で基準値を跨ぐ補正量は−３．０プラス側では３．３であるので、最適な球面収差補正量は０．１５と求まる。

決定された補正量を第２の情報面の補正量として記憶する（Ｓ５）。

以上により球面収差の補正が終わる。続いて、ＤＰＰ，ＬＰＳ信号のＫ１，Ｋ２の調整を行う。この調整方法は、実施の形態１の調整方法と同じであるため、ここでの説明は省略する（Ｓ６）。

Ｋ１，Ｋ２の値が決定されると、その値を第２の情報面の値として記憶する（Ｓ７）。

次に、トラッキング制御はオフの状態のままで、球面収差発生手段１１１を第１の情報面の設計上の最適値として第１の情報面へフォーカスジャンプを行う（Ｓ８）。

フォーカスジャンプが終了すると、球面収差発生手段１１１を予め決められた第１の情報面のスタート位置とする（Ｓ９）。

スタート位置は、例えば第１の情報面の媒体基板厚が標準である場合に、第１の情報面上で球面収差がなくなるような収差を与える設計値上の基準位置から所定量外れた位置である。ここでの基準位置は、最初に行った第２の情報面の基準位置とは異なる。第２の情報面と、第１の情報面とは、２５ｕｍ離れていて、第１の情報面はディスク表面に近い側であるので、第２の情報面での基準位置から第１の情報面での基準位置は、５００ｕｍレンズ１０７から遠ざかる方向に離れている。第１の情報面のスタート位置は、この位置から所定量外れた位置から始まる。

この球面収差発生量を−４とする。−４はレンズ７に近づく方向に基準位置から４０μｍレンズ１０８を移動させた状態である。この状態は、設計上では第１の情報面までの媒体基板厚が厚い方向に２ｕｍ増えた時に、球面収差が最適な状態になる位置である。

次に、コントローラ１８は、メインビームのプッシュプル信号であるＭＰＰ信号の出力信号振幅をＭＰＰ信号振幅測定回路２１より入力し、補正量−４と関連付けて評価指標としてメモリ等に記憶する（Ｓ１０）。

次に、コントローラ１８は、球面収差球面収差発生手段がエンド位置であるかを確認する（Ｓ１１）。

エンド位置は、球面収差発生量にして＋４とし、基準位置からレンズ１０７から遠ざかる方法に４０ｕｍレンズ１０８を移動させた状態である。この状態は、設計上では第１の情報面が、媒体基板厚が薄い方向に２ｕｍ減った時に、球面収差が最適な状態になる位置である。

エンド位置でない場合は、エンド位置になるまで球面収差補正量を１ずつ増加させ（Ｓ１２）、ＭＰＰ信号振幅測定回路２１でＭＰＰ振幅を測定、補正量と関連づけて記憶する（Ｓ１０）。補正量を１ずつ増加させているので、レンズ１０８を１０μｍずつ動かし、その場所でのＭＰＰ振幅を測定していることになる。

ＭＰＰ信号振幅測定回路２１の構成は、第２の情報面で行った方法と同じである。又、補正量と、ＭＰＰ振幅値より、最適な球面収差補正量を決定する方法も同じである。決定された補正量を第１の情報面の補正量として記憶する（Ｓ１３）。

以上により球面収差の補正が終わる。

続いて、ＤＰＰ，ＬＰＳ信号のＫ１，Ｋ２の調整を行う。

この調整方法は、実施の形態１の調整方法と同じであるため、これについての再度の説明は省略する（Ｓ１４）。

Ｋ１，Ｋ２の値が決定されると、その値を、第１の情報面の値として記憶する（Ｓ１５）。

以上で、各情報面の球面収差補正量と、ＤＰＰ，ＬＰＳの係数Ｋ１，Ｋ２の調整を終了する。

各情報面での記録再生は、各情報面毎の調整値を用いて行われる。

本実施の形態においては、トラッキング制御オフ状態で、それぞれの情報面全ての調整が完了するので、調整の終わっていないＤＰＰ信号でトラッキング制御をオンする必要がない。

又、各情報面ごとに、球面収差の調整を先に行い、その後、ＤＰＰ，ＬＰＳの調整を行うことにより、調整終了後には、球面収差、ＤＰＰ，ＬＰＳ信号すべてが最適値になっており、すぐに記録再生動作に移ることができる。

又、本実施の形態では、球面収差補正手段として図５のような光学系を用いたが、液晶素子等、球面収差発生により、ＤＰＰ信号に影響の出る系であれば、どのようなものでも適用可能である。

又、本実施の形態では、２層のディスクを例に挙げたが、２層に限定されずに、何層でも層毎に調整を行うことで対応可能である。

本発明の実施の形態１のブロック図である。 球面収差発生手段を含む光学系の構成である。 本発明の実施の形態１のフローチャートである。 本発明の演算手段の別の構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態２のブロック図である。 本発明の実施の形態２のフローチャートである。 球面収差補正量と信号振幅の関係図である。 フォトディテクターの構成を示す図である。 光ディスク上でのスポットの配置を示す図である。

符号の説明

１ 光ディスク
２ 光学ピックアップ
３ 光検出器
４，７，８，１２ 減算器
５，６，９，１３ 加算器
１０，１１ 乗算器
１４ トラッキング制御回路
１５ レンズ位置制御回路
１６ スイッチ
１７ ドライバ
１８ コントローラ
１９ スピンドル
２０ 球面収差素子ドライバ
２１ ＭＰＰ振幅測定回路
２２ 再生信号振幅測定回路

Claims (2)

1. 光源からの光束を、該光源と対物レンズ間に配置された波面分割素子によりメインビーム及び第１、第２のサブビームに分け、前記対物レンズにより複数の記録再生面を持つ光記録媒体に集光して、前記メインビーム及び第１、第２のサブビームの前記光記録媒体からの反射光を光検出器で受光し、該光検出器からの出力よりトラッキング制御用信号及びレンズ位置検出信号を得るトラッキングエラー信号及びレンズ位置検出信号を生成する装置であって、前記検出器からの出力によるメインビームのプッシュプル信号と、前記検出器からの出力による第１、第２のサブビームのプッシュプル信号を用い、前記第１、第２のサブビームのプッシュプル信号を第１の所定比率で増幅した後、前記メインビームのプッシュプル信号との差動を取ることにより、トラッキング信号を得、前記第１、第２のサブビームのプッシュプル信号を第２の所定比率で増幅した後、前記メインビームのプッシュプル信号との差動を取ることにより、前記対物レンズの位置に関する信号を得る光学的情報記録再生装置において、
   前記光記録媒体の、複数の記録再生情報面毎に、前記第１の所定比率と前記第２の所定比率をそれぞれ調整する調整手段を持つことを特徴とする光学的情報記録再生装置。
2. 前記光源と前記対物レンズの間には更に、前記光束に球面収差を発生させる球面収差発生手段と、前記球面収差発生手段を調整する第２の調整手段を持ち、前記第２の調整手段の調整は、前記複数の記録再生情報面毎に、前記第１の所定比率と前記第２の所定比率をそれぞれ調整する前記調整手段による調整前に行われることを特徴とする請求項１記載の光学的情報記録再生装置。

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