CN100385527C - 光信息处理装置和光信息处理方法 - Google Patents

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Abstract

提供使从光盘重放的重放信号质量良好的光信息处理装置和光信息处理方法。光信息处理装置的特征在于包括：光头，向光信息记录媒体照射光，并将所述光信息记录媒体反射的所述光变换成光头信号输出；信号质量检测器，根据从所述光头输出的所述光头信号来检测表示所述光头信号的质量的信号质量指标；以及二维探测器，通过改变向所述光信息记录媒体照射的所述光的聚焦位置和球面像差量，来探测使所述信号质量指标检测器检测出的所述信号质量指标的值达到最合适的聚焦位置和球面像差量。

Description

光信息处理装置和光信息处理方法
本申请是下述申请的分案申请：
发明名称：“光信息处理装置和光信息处理方法”
申请日：2002年12月6日
申请号：02154041.1
技术领域
本发明涉及配有向光信息记录媒体照射光、将光信息记录媒体反射的光变换成光头信号并输出的光头的光信息处理装置和光信息处理方法。
背景技术
被称为DVD(Digital Versatile Disk；数字通用盘)的光盘作为高密度、大容量的光信息记录媒体而在市场上销售。这种光盘作为记录图像、音乐、计算机数据的记录媒体，目前正在迅速地普及。近年来，在很多地方都在推进进一步提高记录密度的下一代光盘的研究。期望作为代替目前主流的VTR(Video Tape Recoder)的录像带的记录媒体，正在高效率地进行着开发。
作为提高光盘的记录密度的手段，有减小形成在形成于光盘的记录面上的束点的方法。通过增大从光头照射的光的数值孔径，缩短照射的光的波长，可以减小形成在形成于光盘的记录面上的束点。
但是，如果增大从光头照射的光的数值孔径，缩短照射的光的波长，则因形成在光盘上的保护层的厚度误差产生的球面像差量急剧地增大。因此，设置校正球面像差量的部件是不可缺少的。以下，说明设置有校正球面像差量部件的现有的光信息处理装置。
图15是表示现有的光信息处理装置90的结构方框图，图16是说明现有的光信息处理装置90中设置的光头5的结构方框图。光信息处理装置90配有光头5。在光头5中，设置半导体激光器123。从半导体激光器123射出的光束122穿过棱镜124，由聚焦透镜13对准，实质上成为平行的光束。
由聚焦透镜13对准的光束穿过球面像差量校正装置7中设置的凹透镜和凸透镜，被反射镜14反射。反射镜14反射的光束由物镜9聚束，在形成于光盘6的记录面上形成束点，被记录面反射。记录面反射的反射光33再次穿过物镜9，被反射镜14反射，穿过球面像差量校正装置7，由聚焦透镜13缩小。被聚焦透镜13缩小的反射光33由棱镜24反射，穿过为了检测球面像差量而设置的全息图115和为了检测聚焦位置而设置的圆柱透镜116，入射到光检测器17中。
光检测器17根据入射的反射光33来生成光头信号并输出到前置放大器18。前置放大器18根据从光头5中设置的光检测器17输出的光头信号，按照像散性法来生成聚焦误差信号FE。此外，如(日本)特表2001-507463号公报中所公开的那样，分别检测反射光33的内周部分的聚焦误差信号和外周部分的聚焦误差信号，根据两者之间的差，前置放大器18生成输出球面像差量误差信号SAE。
从前置放大器18输出的聚焦误差信号FE通过开关28被输入到信号振幅计测器20。信号振幅计测器20计测聚焦误差信号FE的振幅，将其结果作为检测信号FEPP输出到振幅最大探测器21。振幅最大探测器21向加法器26输出球面像差量补偿信号ΔSAE，使得检测信号FEPP的振幅达到最大。
振幅最大探测器21将检测信号FEPP用作评价值，以使得检测信号FEPP达到最大来探测球面像差量。作为探测这样的最合适的球面像差量的方法，例如可以使用以下方法：使球面像差量补偿信号ΔSAE微小变化来微小增减球面像差量，调查此时的检测信号FEPP的振幅的增减，向增加检测信号FEPP的方向来改变球面像差量补偿信号ΔSAE。
由于开关27变为断开状态，所以加法器26将从振幅最大探测器21输出的球面像差量补偿信号ΔSAE输出到球面像差量控制器12。球面像差量控制器12根据从加法器26输出的球面像差量补偿信号ΔSAE，向光头5的球面像差量校正装置7中设置的球面像差量校正致动器8输出控制信号，以便改变光头5的球面像差量校正装置7中设置的两片透镜的间隔并改变光束的发散程度，校正因形成光盘6中的保护层的厚度误差产生的球面像差量。
前置放大器18放大从光头5输出的光头信号，生成重放信号RF逼供内输出到抖动检测器4。抖动检测器4计测从前置放大器18输出的重放信号RF的抖动，将其结果作为抖动检测信号JT输出到最小抖动探测器91。
这里，抖动指表示重放信号中的信息转移时间的偏差的物理量。抖动与表示从光盘中读取信息时产生差错的概率的误差率密切相关。因此，抖动被用作光信息处理装置中的控制评价值。
最小抖动探测器91使用与上述振幅最大探测器21相同的方法来探测抖动的值达到最小的聚焦位置，将聚焦位置补偿信号ΔFE输出到加法器25。开关28被切换到加法器25一侧，从前置放大器18输出的聚焦误差信号FE被输出到加法器25。加法器25将从前置放大器18输出的聚焦误差信号FE和从最小抖动探测器91输出的聚焦位置补偿信号ΔFE相加，将其结果输出到聚焦控制器11。聚焦控制器11根据从加法器25输出的加法结果，向光头5中设置的聚焦致动器10输出控制信号。聚焦致动器10根据从聚焦控制器11输出的控制信号，沿垂直于光盘6的方向驱动物镜9，以便控制聚束在光盘6上的光束的聚焦位置。这样进行聚焦控制。
然后，开关27从断开状态改变为接通状态。振幅最大探测器21将在进行聚焦控制前存储的聚焦误差信号FE的振幅达到最大的球面像差量补偿信号ΔSAE输出到加法器26。加法器26将从前置放大器18输出的球面像差量误差信号SAE和从振幅最大探测器21输出的球面像差量补偿信号ΔSAE相加，将其结果输出到球面像差量控制器12。球面像差量控制器12根据从加法器26输出的加法结果，向光头5的球面像差量校正装置7中设置的球面像差量校正致动器8输出控制信号。球面像差量校正致动器8根据从球面像差量控制器12输出的控制信号，来改变球面像差量校正装置7中设置的两片透镜的间隔而改变光束的发散程度，以便校正因形成在光盘6上的保护层的厚度误差产生的球面像差量。
在现有的光盘装置中，如上所述，首先校正球面像差量，接着探测使抖动的值达到最小的聚焦位置(专利文献1：特表2001-507463号公报)。
但是，在上述那样构成的现有的光信息处理装置中，根据本发明人最近的研究判明存在抖动不一定收敛至最小的值的危险。
图17(a)～图17(c)是表示波面像差和距光束中心的距离之间的关系的曲线图。横轴表示距光头5向光盘6照射的光束的中心的距离，纵轴表示波面像差。波面像差与抖动密切相关，所以被用作评价光头的光学性能。
图17(a)表示沿垂直于光盘表面的方向、从光盘上形成的记录面多少偏离的地方，光束的聚焦位置在某一情况下的距光束中心的距离和波面像差之间的关系。如图17(a)所示，表示光束的聚焦位置从记录面偏离情况下的距光束中心的距离和波面像差之间的关系的曲线为二次曲线。
图17(b)表示在图17(a)所示的聚焦位置从记录面偏离的情况下通过球面像差量校正装置7赋予20mλ的球面像差时的距光束中心的距离和波面像差之间的关系。从图17(b)所示的曲线可知，总的波面像差量比图17(a)所示的总的波面像差量有所增加。
图17(c)表示在图17(a)所示的聚焦位置从记录面偏离的情况下通过球面像差量校正装置7赋予-20mλ的球面像差时的距光束中心的距离和波面像差之间的关系。从图17(c)所示的曲线可知，总的波面像差量比图17(a)所示的总的波面像差量有所减少。
这样，即使赋予相同绝对值的球面像差，总的波面像差量在图17(b)的情况下增加，而在图17(c)的情况下减少。这意味着聚焦位置和球面像差量相互受到影响，聚焦位置和球面像差量相对于抖动不独立。
在上述现有的光信息处理装置中，首先独立地进行球面像差量的探测和聚焦位置的探测，以便探测使聚焦误差信号的振幅达到最大的球面像差量，接着探测使抖动的值达到最小的聚焦位置。
但是，如上所述，由于聚焦位置和球面像差量都对抖动产生影响，所以如果相互独立地探测聚焦位置和球面像差量，则依赖于初始的聚焦位置和初始的球面像差量，存在探测中的聚束结果有所不同的危险。其结果，存在不一定获得使抖动达到真正的最小值的探测结果的危险。如果探测结果的抖动的值偏离真正的最小值，则产生重放信号的质量恶化的问题。此外，有不能正常地读取光盘上记录的记录信息、地址信息的危险。而且，对光盘的记录时光束的束点在宽的状态下进行记录，所以有不能正确地记录信息的危险。
发明内容
本发明是用于解决上述问题的发明，其目的在于提供使从光盘重放的重放信号质量良好的光信息处理装置和光信息处理方法。
为了实现这样的目的，本发明的光信息处理装置的特征在于包括：光头，向光信息记录媒体照射光，并将所述光信息记录媒体反射的所述光变换成光头信号输出；信号质量检测器，根据从所述光头输出的所述光头信号来检测表示所述光头信号的质量的信号质量指标；以及二维探测器，通过改变向所述光信息记录媒体照射的所述光的聚焦位置和球面像差量，来探测使所述信号质量指标检测器检测出的所述信号质量指标的值达到最合适的聚焦位置和球面像差量。
本说明书中信号质量指标表示从光信息记录媒体反射的光通过光头变换所得的光头信号的质量的指标。在信号质量指标中，例如包含抖动、误差率、重放信号的振幅、跟踪误差信号的振幅、聚焦误差信号的振幅和摆动信号的振幅。
本发明的光信息处理方法的特征在于包括：光头信号输出步骤，向光信息记录媒体照射光，并将所述光信息记录媒体反射的所述光变换成光头信号；信号质量指标检测步骤，根据所述光头信号输出步骤中输出的所述光头信号来检测表示所述光头信号的质量的信号质量指标；以及二维探测步骤，通过改变向所述光信息记录媒体照射的所述光的聚焦位置和球面像差量，来探测使通过所述信号质量指标检测步骤检测出的所述信号质量指标的值达到最合适的聚焦位置和球面像差量。
附图说明
图1是表示实施例的光信息处理装置的结构方框图。
图2是说明实施例的光信息处理装置中设置的光头结构的方框图。
图3是表示实施例的光信息处理装置中设置的最小抖动探测器的结构方框图。
图4是表示实施例的光信息处理装置中的聚焦位置和球面像差量对应的抖动特性的曲线图。
图5是说明实施例的光信息处理装置的二维探测的曲线图。
图6是表示实施例的光信息处理装置的用于二维探测的工作的流程图。
图7是说明实施例的光信息处理装置的另一二维探测的曲线图。
图8是表示实施例的光信息处理装置的另一用于二维探测的工作的流程图。
图9是说明实施例的光信息处理装置的又一二维探测的曲线图。
图10是表示实施例的光信息处理装置的又一用于二维探测的工作的流程图。
图11是说明实施例的光信息处理装置的另一二维探测的曲线图。
图12是表示实施例的光信息处理装置的另一用于二维探测的工作的流程图。
图13是说明实施例的光信息处理装置中设置的另一光头的结构方框图。
图14是在实施例的另一光头中设置的液晶元件的正面图。
图15是表示现有的光信息处理装置的结构方框图。
图16是说明现有的光信息处理装置中设置的光头的结构方框图。
图17(a)～(c)是表示波面像差和距光束中心的距离之间的关系的曲线图。
具体实施方式
在实施例的光信息处理装置中，通过改变向光信息记录媒体照射的光的聚焦位置和球面像差量，二维探测器探测使信号质量指标检测器检测出的信号质量指标的值达到最合适的聚焦位置和球面像差量。因此，能够不仅根据向光信息记录媒体照射的光的聚焦位置，而且根据向光信息记录媒体照射的光的球面像差量来使信号质量指标的值最合适。其结果，可以提供能够使从光头输出的光头信号的质量最合适的光信息处理装置。
所述二维探测器最好是包括：聚焦位置探测器，通过改变所述聚焦位置，来探测使所述信号质量指标的值达到最合适的聚焦位置；以及球面像差量探测器，通过改变所述球面像差量。来探测使所述信号质量指标的值达到最合适的球面像差量。
所述二维探测器最好是通过交替重复进行所述聚焦位置探测器的所述聚焦位置的探测和所述球面像差量探测器的所述球面像差量的探测，来探测使所述信号质量指标的值达到最合适的聚焦位置和球面像差量。
所述二维探测器在将所述聚焦位置定义为变量X，将所述球面像差量定义为变量Y，在所述变量X的范围ΔX内的n个(n是2以上的整数)的值为Xi(i是1以上n以下的整数)，所述变量Y的范围ΔY内的m个(m是2以上的整数)的值为Yj(j是1以上m以下的整数)时，最好是通过比较各个点(Xi、Yj)的所述信号质量指标的值，来探测使所述信号质量指标的值达到最合适的点(Xa、Yb)，通过减小范围ΔX和范围ΔY，同时在点(Xa、Yb)周围重复进行所述探测，来求使所述信号质量指标的值达到最合适的聚焦位置和球面像差量。
所述二维探测器在将所述聚焦位置定义为变量X、所述球面像差量定义为变量Y时，最好是通过在规定的球面像差量Y1时改变所述聚焦位置X，来探测使所述信号质量指标的值达到最合适的聚焦位置X1，在规定的球面像差量Y2时改变所述聚焦位置X，来探测使所述信号质量指标的值达到最合适的聚焦位置X2，通过在连接点(X1、Y1)和点(X2、Y2)的直线Y＝(Y2-Y1)/(X2-X1)×(X-X1)+Y1上改变所述聚焦位置X和所述球面像差量Y，来探测使所述信号质量指标的值达到最合适的聚焦位置和球面像差量。
所述二维探测器在将所述聚焦位置定义为变量X、所述球面像差量定义为变量Y时，最好是通过在规定的球面像差量Y1时改变所述球面像差量Y，来探测使所述信号质量指标的值达到最合适的球面像差量Y1，在规定的球面像差量Y2时改变所述球面像差量Y，来探测使所述信号质量指标的值达到最合适的球面像差量Y2，通过在连接点(X1、Y1)和点(X2、Y2)的直线Y＝(Y2-Y1)/(X2-X1)×(X-X1)+Y1上改变所述聚焦位置X和所述球面像差量Y，来探测使所述信号质量指标的值达到最合适的聚焦位置和球面像差量。
所述二维探测器在将所述聚焦位置定义为变量X、所述球面像差量定义为变量Y时，最好是通过在穿过所述球面像差量Y0的斜率为a的直线Y＝Ax+Y0上改变所述聚焦位置X和所述球面像差量Y，来探测使所述信号质量指标的值达到最合适的聚焦位置X1和球面像差量Y1，在穿过点(X1、Y1)的斜率为-1/a的直线Y＝-(X-X1)/a+Y1上改变所述聚焦位置X和所述球面像差量，来探测使所述信号质量指标的值达到最合适的聚焦位置和球面像差量。
向所述光信息记录媒体照射的光的波长为λ、数值孔径为NA时，最好是所述波长λ在390纳米(nm)以上420纳米以下，所述数值孔径NA约为0.85，所述斜率a的值在0.1λrms/μm以上0.3λrms/μm以下。
所述信号质量指标检测器检测出的所述信号质量指标是抖动，所述二维探测器最好是探测使所述抖动的值达到最小的聚焦位置和球面像差量。
所述信号质量指标检测器检测出的所述信号质量指标是误差率，所述二维探测器最好是探测使所述误差率的值达到最小的聚焦位置和球面像差量。
所述信号质量指标检测器检测出的所述信号质量指标是重放信号的振幅，所述二维探测器最好是探测使所述重放信号的振幅值达到最大的聚焦位置和球面像差量。
所述信号质量指标检测器检测出的所述信号质量指标是跟踪误差信号的振幅，所述二维探测器最好是探测使所述跟踪误差信号的振幅值达到最大的聚焦位置和球面像差量。
所述信号质量指标检测器检测出的所述信号质量指标是摆动信号的振幅，所述二维探测器最好是探测使所述摆动信号的振幅值达到最大的聚焦位置和球面像差量。
在所述光信息记录媒体中记录试验的信息，从所述光信息记录媒体反射的所述光变换所得的所述光头信号最好是通过将所述试验的信息进行重放所得的信号。
所述信号质量指标包含聚焦误差信号和跟踪误差信号，所述二维探测器包括：聚焦位置探测器，通过改变所述聚焦位置，来探测使所述跟踪误差信号的振幅达到最大的聚焦位置；以及球面像差量探测器，通过改变所述球面像差量，来探测使所述聚焦误差信号的振幅达到最大的球面像差量；所述光头最好是在所述聚焦误差信号的振幅达到最大的球面像差量、以及所述跟踪误差信号的振幅达到最大的聚焦位置时将所述试验的信息记录到所述光信息记录媒体中。
在实施例的光信息处理方法中，通过改变向光信息记录媒体照射的光的聚焦位置和球面像差量，二维探测探测使信号质量指标检测步骤检测出的信号质量指标的值达到最合适的聚焦位置和球面像差量。因此，不仅可以根据向光信息记录媒体照射的光的聚焦位置，而且可以根据向光信息记录媒体照射的光的球面像差量来使信号质量指标的值最合适。其结果，可以提供使从光头输出的光头信号的质量最合适的光信息处理方法。
所述二维探测步骤最好是包括：聚焦位置探测步骤，通过改变所述聚焦位置，来探测使所述信号质量指标的值达到最合适的聚焦位置；以及球面像差量探测步骤，通过改变所述球面像差量，来探测使所述信号质量指标的值达到最合适的球面像差量。
所述二维探测步骤最好是通过交替重复进行所述聚焦位置探测步骤的所述聚焦位置的探测和所述球面像差量探测步骤的所述球面像差量的探测，来探测使所述信号质量指标的值达到最合适的聚焦位置和球面像差量。
所述二维探测步骤在将所述聚焦位置定义为变量X，将所述球面像差量定义为变量Y，在所述变量X的范围ΔX内的n个(n是2以上的整数)的值为Xi(i是1以上n以下的整数)，所述变量Y的范围ΔY内的m个(m是2以上的整数)的值为Yj(j是1以上m以下的整数)时，最好是通过比较各个点(Xi、Yj)的所述信号质量指标的值，来探测使所述信号质量指标的值达到最合适的点(Xa、Yb)，通过减小范围ΔX和范围ΔY，同时在点(Xa、Yb)周围重复进行所述探测，来求使所述信号质量指标的值达到最合适的聚焦位置和球面像差量。
所述二维探测步骤在将所述聚焦位置定义为变量X、所述球面像差量定义为变量Y时，最好是通过在规定的球面像差量Y1时改变所述聚焦位置X，来探测使所述信号质量指标的值达到最合适的聚焦位置X1，在规定的球面像差量Y2时改变所述聚焦位置X，来探测使所述信号质量指标的值达到最合适的聚焦位置X2，通过在连接点(X1、Y1)和点(X2、Y2)的直线Y＝(Y2-Y1)/(X2-X1)×(X-X1)+Y1上改变所述聚焦位置X和所述球面像差量Y，来探测使所述信号质量指标的值达到最合适的聚焦位置和球面像差量。
所述二维探测步骤在将所述聚焦位置定义为变量X、所述球面像差量定义为变量Y时，最好是通过在规定的球面像差量Y1时改变所述球面像差量Y，来探测使所述信号质量指标的值达到最合适的球面像差量Y1，在规定的球面像差量Y2时改变所述球面像差量Y，来探测使所述信号质量指标的值达到最合适的球面像差量Y2，通过在连接点(X1、Y1)和点(X2、Y2)的直线Y＝(Y2-Y1)/(X2-X1)×(X-X1)+Y1上改变所述聚焦位置X和所述球面像差量Y，来探测使所述信号质量指标的值达到最合适的聚焦位置和球面像差量。
所述二维探测步骤在将所述聚焦位置定义为变量X、所述球面像差量定义为变量Y时，最好是通过在穿过所述球面像差量Y0的斜率为a的直线Y＝AX+Y0上改变所述聚焦位置X和所述球面像差量Y，来探测使所述信号质量指标的值达到最合适的聚焦位置X1和球面像差量Y1，在穿过点(X1、Y1)的斜率为-1/a的直线Y＝-(X-X1)/a+Y1上改变所述聚焦位置X和所述球面像差量，来探测使所述信号质量指标的值达到最合适的聚焦位置和球面像差量。
向所述光信息记录媒体照射的光的波长为λ、数值孔径为NA时，最好是所述波长λ在390纳米(nm)以上420纳米以下，所述数值孔径NA约为0.85，所述斜率a的值在0.1λrms/μm以上0.3λrms/μm以下。
所述信号质量指标检测步骤检测出的所述信号质量指标是抖动，所述二维探测步骤最好是探测使所述抖动的值达到最小的聚焦位置和球面像差量。
所述信号质量指标检测步骤检测出的所述信号质量指标是误差率，所述二维探测步骤最好是探测使所述误差率的值达到最小的聚焦位置和球面像差量。
所述信号质量指标检测步骤检测出的所述信号质量指标是重放信号的振幅，所述二维探测步骤最好是探测使所述重放信号的振幅值达到最大的聚焦位置和球面像差量。
所述信号质量指标检测步骤检测出的所述信号质量指标是跟踪误差信号的振幅，所述二维探测步骤最好是探测使所述跟踪误差信号的振幅值达到最大的聚焦位置和球面像差量。
所述信号质量指标检测步骤检测出的所述信号质量指标是摆动信号的振幅，所述二维探测步骤最好是探测使所述摆动信号的振幅值达到最大的聚焦位置和球面像差量。
在所述光信息记录媒体中记录试验的信息，从所述光信息记录媒体反射的所述光变换所得的所述光头信号最好是通过将所述试验的信息进行重放所得的信号。
所述信号质量指标包含聚焦误差信号和跟踪误差信号，所述二维探测步骤包括：聚焦位置探测步骤，通过改变所述聚焦位置，来探测使所述跟踪误差信号的振幅达到最大的聚焦位置；以及球面像差量探测步骤，通过改变所述球面像差量，来探测使所述聚焦误差信号的振幅达到最大的球面像差量；所述光头信号输出步骤最好是在所述聚焦误差信号的振幅达到最大的球面像差量、以及所述跟踪误差信号的振幅达到最大的聚焦位置时将所述试验的信息记录到所述光信息记录媒体中。
以下，参照附图来说明本发明的实施例。
图1是表示实施例的光信息处理装置100的结构方框图，图2是说明光信息处理装置100中设置的光头5的结构方框图，图3是表示光信息处理装置100中设置的最小抖动探测器1的结构方框图。
光信息处理装置100配有光头5。在光头5中，设置半导体激光器23。从半导体激光器23射出的光束22穿过棱镜24，由聚焦透镜13进行对准，成为实质上的平行光束。
由聚焦透镜13对准的光束穿过球面像差量校正装置7中设置的凹透镜和凸透镜，被反射镜14反射。反射镜14反射的光束由物镜9聚束，在形成于光盘6的记录面上形成束点，被记录面反射。记录面反射的反射光33再次穿过物镜9，被反射镜14反射，穿过球面像差量校正装置7，由聚焦透镜13缩小。被聚焦透镜13缩小的反射光33由棱镜24反射，穿过为了检测球面像差量而设置的全息图15和为了检测聚焦位置而设置的圆柱透镜16，入射到光检测器17中。
光检测器17根据入射的反射光33来生成光头信号并输出到前置放大器18。前置放大器18根据从光头5中设置的光检测器17输出的光头信号，按照像散性法来生成聚焦误差信号FE并输出到加法器25。前置放大器18还分别检测反射光33的内周部分的聚焦误差信号和外周部分的聚焦误差信号，根据两者之间的差来生成球面像差量误差信号SAE并输出到加法器26。前置放大器18还放大从光头5输出的光头信号，生成重放信号RF并输出到抖动检测器4。抖动检测器4计测从前置放大器18输出的重放信号RF的抖动，将其结果作为抖动检测信号JT输出到最小抖动探测器1。
这里，抖动指表示重放信号中的信息转移时间的偏差的物理量。抖动与表示从光盘中读取信息时产生差错的概率的误差率密切相关。因此，抖动被用作光信息处理装置中的控制评价值。
最小抖动探测器1有聚焦位置探测器2。聚焦位置探测器2生成聚焦位置补偿信号ΔFE并输出到加法器25，以便通过改变聚焦位置来探测使抖动检测信号JT的值达到最小的聚焦位置。
在最小抖动探测器1中，设置球面像差量探测器3。球面像差量探测器3生成球面像差量补偿信号ΔSAE并输出到加法器26，以便通过改变球面像差量来探测使抖动检测信号JT的值达到最小的球面像差量。
加法器25将从前置放大器18输出的聚焦误差信号FE和从最小抖动探测器1中设置的聚焦位置探测器2输出的聚焦位置补偿信号ΔFE相加，并将其结果输出到聚焦控制器11。聚焦控制器11根据从加法器25输出的加法结果，向光头5中设置的聚焦致动器10输出控制信号。聚焦致动器10根据从聚焦控制器11输出的控制信号，沿垂直于光盘6的方向驱动物镜9，以便控制聚束在光盘6上的光束的聚焦位置。这样执行聚焦控制。
加法器26将从前置放大器18输出的球面像差量误差信号SAE和从球面像差量探测器3输出的球面像差量补偿信号ΔSAE相加，将其结果输出到球面像差量控制器12。球面像差量控制器12根据从加法器26输出的加法结果，向光头5的球面像差量校正装置7中设置的球面像差量校正致动器8输出控制信号。球面像差量校正致动器8根据从球面像差量控制器12输出的控制信号，改变球面像差量校正装置7中设置的两片透镜的间隔而改变光束的发散程度，以便校正因形成于光盘6上的保护层的厚度误差产生的球面像差量。
图4是表示光信息处理装置100中的聚焦位置和球面像差量对应的抖动特性的曲线图。横轴表示通过光头5向光盘6照射的光束的聚焦位置，纵轴表示形成于光盘6的记录面上的光束的球面像差量。由同心圆状描绘的多个椭圆构成的等高线图来表示抖动的值。在各椭圆的外周上抖动的值相等，距各椭圆的中心越近，抖动的值越小。因此，在各椭圆的中心，抖动的值最小。
如图4所示，各椭圆的其长轴和短轴具有相对于横轴和纵轴的斜率。这意味着与抖动相关的聚焦位置和球面像差量相互受到影响。因此，为了使抖动最小，不期望相互独立地调整聚焦位置和球面像差量，而必须使两者相关联来进行调整。即，就使抖动的值最小来说，需要考虑聚焦位置和球面像差量双方，进行二维探测。
最小抖动探测器1执行这种二维探测，例如在实施例的光信息处理装置100中，由微处理器构成。如果由微处理器来构成最小抖动探测器1，则即使二维探测的方法多少有些复杂，也可以通过程序简单地实现二维探测。
图5是说明光信息处理装置100的二维探测的曲线图。与上述图4同样，横轴表示光束的聚焦位置，纵轴表示球面像差量。由同心圆状描绘的多个椭圆构成的等高线图来表示抖动的值。以下，为了简化说明，设聚焦位置为X，球面像差量为Y。
首先，最小抖动探测器1中设置的聚焦位置探测器2通过在规定的球面像差量Y＝Y1的直线上改变聚焦位置X来探测使抖动的值达到最小的聚焦位置X1。然后，球面像差量探测器3通过在规定的聚焦位置X＝X1的直线上改变球面像差量Y来探测使抖动的值达到最小的球面像差量Y2。通过交替重复进行这样的聚焦位置探测器2的聚焦位置X的探测和球面像差量探测器3的球面像差量Y的探测，可以降低抖动的值，如通过折线来表示图5中描绘的锯齿形状，根据聚焦位置探测器2的聚焦位置X的探测和球面像差量探测器3的球面像差量Y的探测的其中任何一个，在抖动的值变为不再减小的触底状态时结束重复探测。这样，可以获得使抖动的值达到最小的聚焦位置和球面像差量。
图6是表示光信息处理装置100的二维探测工作的流程图。首先，在步骤S1中，设定聚焦位置X和球面像差量Y的初始值。作为初始值，通过实验、仿真等，以信号可重放的程度使用抖动小的预定的值。然后，在步骤S2中，聚焦位置探测器2将聚焦位置X改变ΔX。然后，抖动检测器4计测抖动。接着，在步骤S3中，聚焦位置探测器2判定计测的抖动的值是否最小。在抖动的值达到最小前返回到步骤S2，由聚焦位置探测器2改变聚焦位置X。如果抖动变达到最小(在步骤S3中为“是”)，则进至步骤S4。
在步骤S4中，球面像差量探测器3使球面像差量改变ΔY。然后，抖动检测器4计测抖动。随后，在步骤S5中，球面像差量探测器3判定计测的抖动的值是否最小。在抖动的值达到最小前返回到步骤S4，由球面像差量探测器3改变球面像差量Y。如果抖动变达到最小(在步骤S5中为“是”)，则进至步骤S6。
在步骤S6中，最小抖动探测器1判定抖动最小值是否收敛，在聚束前重复进行步骤S2～步骤S5。作为用于判定抖动最小值是否收敛的收敛判定条件，只要抖动最小值的变化达到预想设定的值以下就可以。在抖动最小值收敛时(在步骤S6中为“是”)，结束二维探测。
根据上述实施例，通过改变向光盘6照射的光束的聚焦位置和球面像差量，最小抖动探测器1探测使抖动检测器4检测出的抖动的值达到最小的聚焦位置和球面像差量。因此，不仅可以根据向光盘6照射的光束的聚焦位置，而且可以根据向光盘6照射的光束的球面像差量来使抖动的值最合适。其结果，可以提供使根据从光头5输出的光头信号进行重放的重放信号的质量最合适的光信息处理装置。
在实施例中，示出了在聚焦位置探测器2的聚焦位置的探测和球面像差量探测器3的球面像差量的探测中，信号质量指标是抖动的例子，但本发明不限于此。信号质量指标也可以是误差率、重放信号的振幅、跟踪误差信号的振幅、聚焦误差信号的振幅、以及在由规定频率产生的摆动的信迹上通过光束点扫描获得的摆动信号的振幅。在后述的实施例中也是如此。
抖动、误差率和重放信号可以通过光头重放光盘信息、地址和数据记录的信迹来获得。在未记录的光盘中，通过光头5将由记录信号发生单元的记录信号发生器22(图1)生成的试验信息记录在光盘6上，通过重放记录的试验信息，可以获得抖动、误差率和重放信号。
此时，如果在球面像差量探测器3中聚焦误差信号的振幅达到最大的球面像差量、并且在聚焦位置探测器2中跟踪误差信号的振幅达到最大的聚焦位置时记录试验的信息，则可以在束点被绝缘部压缩的状态下进行记录。此外，在结束使信号质量指标的值达到最合适的聚焦位置和球面像差量的探测后删除记录的试验信息就可以。或者，在光盘6中设置试验信迹，在该试验信迹中记录试验的信息。
图7是说明光信息处理装置100的另一二维探测的曲线图。与上述的图5同样，横轴表示光束的聚焦位置，纵轴表示球面像差量。由同心圆状描绘的多个椭圆构成的等高线图来表示抖动的值。
首先，最小抖动探测器1探测图7所示的五个点A0、A1、A2、A3和A4中抖动的值达到最小的点。点A0、A1、A2、A3和A4分别形成沿X轴方向一边的长度是ΔX、沿Y轴方向一边的长度是ΔY的长方形的顶点。点A0位于由点A1、A2、A3和A4形成的长方形的中心。在图7所示的等高线图中，由最小抖动探测器1探测的抖动的值达到最小的点是点A0。
接着，最小抖动探测器1在五个点A0、B1、B2、B3和B4中探测抖动的值达到最小的点。点B1、B2、B3和B4分别形成以点A0为中心的长方形的顶点。在由点B1、B2、B3和B4形成的长方形中，沿X轴方向一边的长度比ΔX短，而沿Y轴一边的长度比ΔY短。在图7所示的等高线图中，由最小抖动探测器1探测的抖动的值达到最小的点是点B3。
然后，以该探测求出的抖动最小的点B3为中心，而且减小ΔX和ΔY并重复进行上述探测，使抖动的值继续减小。在抖动的值为不再减小的触底状态时结束重复探测。这样，可以获得使抖动的值达到最小的聚焦位置和球面像差量。该探测方法与参照图5的上述探测方法相比，可以减少抖动的测定点。因此，与参照图5的上述探测方法相比，可以高速地探测。
图8是表示光信息处理装置100的另一二维探测工作的流程图。首先，在步骤S11中，设定聚焦位置X和球面像差量Y的初始值。作为初始值，通过实验、仿真等，以信号可重放的程度使用抖动小的预定的值。然后，在步骤S12中，最小抖动探测器1设定以初始值(X、Y)为中心的包含在ΔX、ΔY范围内的五个测定点。接着，在步骤S13中，抖动检测器4测定五个测定点中的抖动的值，最小抖动探测器1探测五个测定点中抖动最小的测定点。
然后，在步骤S14中，最小抖动探测器1判定抖动最小值是否收敛。作为收敛判定条件，在抖动最小值的变化在预先设定的值以下时，使五个测定点中的抖动的测定值为相同的值就可以。
在判定为抖动最小值不收敛时(在步骤S14中为“否”)，进一步减小ΔX、ΔY的值并重复进行步骤S12和步骤S13。在判定为抖动最小值收敛时(在步骤S14中为“是”)，结束二维探测。这样，通过进行获得抖动达到最小的聚焦位置和球面像差量的二维探测，可以高精度地进行聚焦控制和球面像差控制。
再有，在本实施例中，说明了包含在ΔX、ΔY范围内的抖动测定点为五个的例子，但本发明不限于此。抖动测定点可以为2个以上4个以下，也可以为6个以上。
根据上述实施例，最小抖动探测器1在将聚焦位置定义为变量X、球面像差量定义为变量Y，在变量X的范围ΔX内的n个(n是2以上的整数)的值为Xi(i是1以上n以下的整数)，变量Y的范围ΔY内的m个(m是2以上的整数)的值为Yj(j是1以上m以下的整数)时，通过比较各个点(Xi、Yj)的抖动的值，来探测使抖动的值达到最小的点(Xa、Yb)，减小范围ΔX和范围ΔY，同时在点(Xa、Yb)周围重复进行探测。因此，可以高精度地求抖动的值达到最小的聚焦位置和球面像差量。
图9是说明光信息处理装置100的另一二维探测的曲线图。与上述的图7同样，横轴表示光束的聚焦位置，纵轴表示球面像差量。通过由同心圆状描述的多个椭圆构成的等高线图来表示抖动的值。
首先，最小抖动探测器1在规定的球面像差量Y＝Y1的直线上改变聚焦位置X来探测使抖动的值达到最小的聚焦位置X1。接着，最小抖动探测器1在另一规定的球面像差量Y＝Y2的直线上改变聚焦位置X来探测使抖动的值达到最小的聚焦位置X2。
然后，最小抖动探测器1在连接点(X1、Y1)和点(X2、Y2)的直线Y＝(Y2-Y1)/(X2-X1)×(X-X1)+Y1的直线上改变聚焦位置X和球面像差量Y，来探测抖动的值达到最小的聚焦位置和球面像差量。该探测方法与参照图7的上述探测方法相比，可以绝缘部减少抖动的测定点。因此，与参照图7的上述探测方法相比，可以进一步高速地探测。
图10是表示光信息处理装置100的另一二维探测工作的流程图。首先，在步骤S31中，设定聚焦位置X和球面像差量Y1及Y2的初始值。作为初始值，通过实验、仿真等，以信号可重放的程度使用抖动小的预定的值。然后，在步骤S32中，在球面像差量Y1的直线上，使聚焦位置X改变ΔX来计测抖动。接着，在步骤S33中，判定计测的抖动的值是否最小。在判定为计测的抖动的值不是最小时(在步骤S33中为“否”)，在抖动的值变达到最小前，返回到步骤S32并改变聚焦位置X。在判定为计测的抖动的值是最小时(在步骤S33中为“是”)，进至步骤S34。
然后，在步骤S34中，在球面像差量Y2的直线上，使聚焦位置X改变ΔX来计测抖动。接着，在步骤S35中，判定计测的抖动的值是否最小。在判定为计测的抖动的值不是最小时(在步骤S35中为“否”)，在抖动的值变达到最小前，返回到步骤S34并改变聚焦位置X。在判定为计测的抖动的值是最小时(在步骤S35中为“是”)，进至步骤S36。
然后，在步骤S36中，使聚焦位置X改变ΔX，球面像差量Y作为将X代入表示连接点(X1、Y1)和点(X2、Y2)的直线的公式Y＝(Y2-Y1)/(X2-X1)×(X-X1)+Y1所获得的值，来计测抖动。然后，在步骤S37中，判定计测的抖动的值是否最小。在判定为计测的抖动的值不是最小时(在步骤S37中为“否”)，在抖动的值变达到最小前，返回到步骤S36并改变聚焦位置X和球面像差量Y。在判定为计测的抖动的值是最小时(在步骤S37中为“是”)，结束二维探测。
根据上述实施例，最小抖动探测器1在将聚焦位置定义为变量X、球面像差量定义为变量Y时，通过在规定的球面像差量Y1时改变聚焦位置X，来探测抖动的值达到最小的聚焦位置X1，并通过在规定的球面像差量Y2时改变聚焦位置X，来探测抖动的值达到最小的聚焦位置X2，通过在连接点(X1、Y1)和点(X2、Y2)的直线Y＝(Y2-Y1)/(X2-X1)×(X-X1)+Y1上改变聚焦位置X和球面像差量Y，来探测使抖动的值最小的聚焦位置和球面像差量。因此，可以高精度高速度地求出使抖动的值最小的聚焦位置和球面像差量。
再有，根据规定的球面像差量Y＝Y1和Y＝Y2来进行聚焦位置X的探测，但也可根据规定的聚焦位置X＝X1和X＝X2来进行球面像差量Y的探测，不言而喻，进行与上述同样的探测就可以。
图11是说明光信息处理装置100的另一二维探测的曲线图。首先，最小抖动探测器1在穿过规定的球面像差量Y0的斜率为a的直线Y＝aX+Y0上改变聚焦位置X和球面像差量Y来探测使抖动的值达到最小的聚焦位置X1和球面像差量Y1。接着，最小抖动探测器1在穿过点(X1、Y1)的斜率为-1/a的直线Y＝-(X-X1)/a+Y1的直线上改变聚焦位置X和球面像差量Y来探测使抖动的值达到最小的聚焦位置X和球面像差量。
斜率a按照数值孔径、波长、记录方式来确定。在将斜率a设定为0.1λrms/μm以上、0.3λrms/μm以下(λ是光的波长)的值时，具有0.85的数值孔径NA，在使用向光盘照射波长390纳米以上420纳米以下的光的光头时是有效的。
该探测方法是利用构成表示抖动特性的等高线图的各椭圆的长轴和短轴相对于X轴和Y轴分别具有某一斜率的方法，与参照图9上述的探测方法相比，可以进一步减少抖动的测定点。因此，与参照图9的上述探测方法相比，可以更高速地探测。
图12是表示光信息处理装置100的另一二维探测工作的流程图。首先，在步骤S41中，设定斜率a和球面像差量Y0的初始值。作为初始值，通过实验、仿真等，以信号可重放的程度使用抖动小的预定的值。然后，在步骤S42中，使聚焦位置X改变ΔX，球面像差量Y为将X代入公式Y＝aX+Y0所得的值，来计测抖动。
接着，在步骤S43中，判定计测的抖动的值是否最小。在判定为计测的抖动的值不是最小时(在步骤S43中为“否”)，在抖动的值述到最小前，返回到步骤S42并改变聚焦位置X和球面像差量Y。在判定为计测的抖动的值达到最小时(在步骤S43中为“是”)，进至步骤S44。
然后，在步骤S44中，使聚焦位置X改变ΔX，球面像差量Y为将X代入公式Y＝-(X-X1)/a+Y1所得的值，来计测抖动。接着，在步骤S45中，判定计测的抖动的值是否最小。在判定为计测的抖动的值不是最小时(在步骤S45中为“否”)，在抖动的值达到最小前，返回到步骤S44并改变聚焦位置X和球面像差量Y。在判定为计测的抖动的值达到最小时(在步骤S45中为“是”)，结束二维探测。
根据上述实施例，最小抖动探测器1在将聚焦位置定义为变量X、球面像差量定义为变量Y时，通过在穿过规定的球面像差量Y0的斜率为a的直线Y＝aX+Y0上改变聚焦位置X和球面像差量Y，来探测抖动的值达到最合适的聚焦位置X1和球面像差量Y1，在穿过点(X1、Y1)的斜率为-1/a的直线Y＝-(X-X1)/a+Y1上改变聚焦位置X和球面像差量Y，来探测抖动的值达到最小的聚焦位置和球面像差量。因此，可以高精度高速度地求出使抖动的值达到最小的聚焦位置和球面像差量。
再有，在上述实施例中，示出了通过改变光头5的球面像差量校正装置7中设置的两片透镜之间的间隔来校正球面像差量的例子，但本发明不限于此。也可以通过液晶元件来校正球面像差量。
图13是说明实施例的光信息处理装置100中设置的另一光头5A的结构方框图，图14是该光头5A中设置的液晶元件31的正面图。对与参照图2的上述光头5的结构部件相同的结构部件附以相同的参考标号。因此，省略这些结构部件的详细说明。与上述光头5的不同点在于，配有液晶元件31来代替球面像差量校正装置7。如图14所示，液晶元件31中设置的电极通过多个同心圆被分割在多个区域中。调整分别施加在各区域中分别设置的电极上的电压，通过加减透过液晶元件31的光的相位差，可以校正球面像差量。
如上所述，根据本发明，可以提供使从光盘重放的重放信号的质量良好的光信息处理装置和光信息处理方法。

Claims (4)

1.一种光信息处理装置，其特征在于，包括：
光头，向光信息记录媒体照射光，并将所述光信息记录媒体反射的所述光变换成光头信号输出；
信号质量指标检测器，根据从所述光头输出的所述光头信号来检测表示所述光头信号的质量的信号质量指标；以及
二维探测器，通过改变向所述光信息记录媒体照射的所述光的聚焦位置和球面像差量，来探测使所述信号质量指标检测器检测出的所述信号质量指标的值达到最合适的聚焦位置和球面像差量，
所述二维探测器在将所述聚焦位置定义为变量X、将所述球面像差量定义为变量Y，并且所述变量X的范围ΔX内的n个的值为Xi，所述变量Y的范围ΔY内的m个的值为Yj时，其中，n是2以上的整数，i是1以上n以下的整数，m是2以上的整数，j是1以上m以下的整数，
通过比较各个点(Xi、Yj)的所述信号质量指标的值，来探测所述信号质量指标的值达到最合适的点(Xa、Yb)；
通过减小范围ΔX和范围ΔY，同时在点(Xa、Yb)周围重复进行所述探测，来求所述信号质量指标的值达到最合适的聚焦位置和球面像差量。
2.一种光信息处理装置，其特征在于，包括：
光头，向光信息记录媒体照射光，并将所述光信息记录媒体反射的所述光变换成光头信号输出；
信号质量指标检测器，根据从所述光头输出的所述光头信号来检测表示所述光头信号的质量的信号质量指标；以及
二维探测器，通过改变向所述光信息记录媒体照射的所述光的聚焦位置和球面像差量，来探测使所述信号质量指标检测器检测出的所述信号质量指标的值达到最合适的聚焦位置和球面像差量，
所述二维探测器在将所述聚焦位置定义为变量X、将所述球面像差量定义为变量Y时，
通过在规定的球面像差量Y1时改变所述聚焦位置X，来探测使所述信号质量指标的值达到最合适的聚焦位置X1，
通过在规定的球面像差量Y2时改变所述聚焦位置X，来探测使所述信号质量指标的值达到最合适的聚焦位置X2，
通过在将点(X1、Y1)和点(X2、Y2)连结的直线Y＝(Y2-Y1)/(X2-X1)×(X-X1)+Y1上改变所述聚焦位置X和所述球面像差量Y，来探测使所述信号质量指标的值达到最合适的聚焦位置和球面像差量。
3.一种光信息处理方法，其特征在于，包括：
光头信号输出步骤，向光信息记录媒体照射光，并将所述光信息记录媒体反射的所述光变换成光头信号并输出；
信号质量指标检测步骤，根据所述光头信号输出步骤中输出的所述光头信号来检测表示所述光头信号的质量的信号质量指标；以及
二维探测步骤，通过改变向所述光信息记录媒体照射的所述光的聚焦位置和球面像差量，来探测使通过所述信号质量指标检测步骤检测出的所述信号质量指标的值达到最合适的聚焦位置和球面像差量，
所述二维探测步骤在将所述聚焦位置定义为变量X、将所述球面像差量定义为变量Y，并且所述变量X的范围ΔX内的n个的值为Xi，所述变量Y的范围ΔY内的m个的值为Yj时，其中，n是2以上的整数，i是1以上n以下的整数，m是2以上的整数，j是1以上m以下的整数，
通过比较各个点(Xi、Yj)的所述信号质量指标的值，来探测所述信号质量指标的值达到最合适的点(Xa、Yb)；
通过减小范围ΔX和范围ΔY，同时在点(Xa、Yb)周围重复进行所述探测，来求所述信号质量指标的值达到最合适的聚焦位置和球面像差量。
4.一种光信息处理方法，其特征在于，包括：
光头信号输出步骤，向光信息记录媒体照射光，并将所述光信息记录媒体反射的所述光变换成光头信号并输出；
信号质量指标检测步骤，根据所述光头信号输出步骤中输出的所述光头信号来检测表示所述光头信号的质量的信号质量指标；以及
二维探测步骤，通过改变向所述光信息记录媒体照射的所述光的聚焦位置和球面像差量，来探测使通过所述信号质量指标检测步骤检测出的所述信号质量指标的值达到最合适的聚焦位置和球面像差量，
所述二维探测步骤在将所述聚焦位置定义为变量X、将所述球面像差量定义为变量Y时，
通过在规定的球面像差量Y1时改变所述聚焦位置X，来探测使所述信号质量指标的值达到最合适的聚焦位置X1，
通过在规定的球面像差量Y2时改变所述聚焦位置X，来探测使所述信号质量指标的值达到最合适的聚焦位置X2，
通过在将点(X1、Y1)和点(X2、Y2)连结的直线Y＝(Y2-Y1)/(X2-X1)×(X-X1)+Y1上改变所述聚焦位置X和所述球面像差量Y，来探测使所述信号质量指标的值达到最合适的聚焦位置和球面像差量。
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