JP2004241102A - Method for correcting aberration in optical disk device - Google Patents

Method for correcting aberration in optical disk device Download PDF

Info

Publication number
JP2004241102A
JP2004241102A JP2003174042A JP2003174042A JP2004241102A JP 2004241102 A JP2004241102 A JP 2004241102A JP 2003174042 A JP2003174042 A JP 2003174042A JP 2003174042 A JP2003174042 A JP 2003174042A JP 2004241102 A JP2004241102 A JP 2004241102A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
signal
value
period
objective lens
procedure
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2003174042A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Junichiro Tonami
淳一郎 戸波
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Victor Company of Japan Ltd
Original Assignee
Victor Company of Japan Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Victor Company of Japan Ltd filed Critical Victor Company of Japan Ltd
Priority to JP2003174042A priority Critical patent/JP2004241102A/en
Publication of JP2004241102A publication Critical patent/JP2004241102A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Optical Recording Or Reproduction (AREA)
  • Optical Head (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for efficiently correcting a spherical aberration by utilizing the phenomenon that, if there is the spherical aberration generated by a light spot due to a thickness error of a transparent substrate of an optical disk, the maximum amplitude relating to the reproduced signals of a long period and a short period shifts backward around the focusing point of an objective lens in an optical disk device. <P>SOLUTION: If there is certain recorded information in the optical disk 5, that information is reproduced and the focusing position of the objective lens 4 is determined (S21 and S22). Next, the objective lens 4 is moved forward and backward by an equal distance (α) around the position and the maximum amplitude (LA, SA), (LA', SA') of the reproduced signals of the long period and the short period are determined in the respective positions. The difference of the maximum amplitude: ΔGa(=LA-SA), ΔGb(=LA'-SA') is determined (S23 to S26). Further, the difference thereof: ΔGa-ΔGb is determined and an aberration correcting section 3 is feedback-controlled by the value thereof as control data (S27 to S29 → S22). <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は光ディスク装置における収差補正方法に係り、特に、光ディスクの透明基板の厚さが規格値からずれていることに起因して光スポットに生じる球面収差を補正し、適正な光スポットによって記録・再生を行わせるための改良に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、高密度な情報記録媒体としてCD(Compact disk)やDVD(Digital versatile disk)等の多種多様な光ディスクが実用化されているが、光ディスクを対象とする情報の記録・再生は光ディスク装置の光学系を通じて光ディスクの情報記録層に微小な光スポットを照射することにより行われる。
具体的には、図28に示すように、光ディスク101には一般にその盤面に沿って情報記録層102が形成されていると共に、その情報記録層102が透明基板103で覆われた構造になっており、光ディスク装置が記録・再生用のレーザ光を導光系で光ディスク101の手前に導き、最終段の集光光学系(図では対物レンズ)104によって前記の情報記録層102の表面に光スポット105を形成する。
ここに、情報記録層102にはマイクロメータオーダの記録ピットで同心円状又はスパイラル状に情報が書き込まれるが、透明基板103はポリ・カーボネイト等の透明な樹脂で構成されており、情報記録層102を保護すると共に、光ディスク自体に機械的強度をもたせる役割を果たす。
尚、図28の光ディスク101では、情報記録層102の表裏面が透明基板103で覆われた構成になっているが(両面記録の光ディスクの場合には必然的にこのような構成になる)、片面記録の光ディスクでは記録面側にのみ透明基板を施すようにしてもよい。
【0003】
ところで、最近では、光ディスクの大容量化とそれに伴う高密度化が著しく、光スポットを形成するための対物レンズ104の開口数が益々大きくなる傾向があり、例えば、従来のCDに対応する開口数が0.45であったのに対して、高密度記録が可能なDVDでは0.6となり、更に0.8以上の開口数の対物レンズを適用することも検討されている。
【0004】
そのような状況下において、光ディスク101における透明基板103の厚さtの精度は情報の記録・再生において極めて重要な意義を有する。
何故なら、透明基板103は当然に一定の屈折率を有し、前記のように対物レンズ104で光スポット105を形成する場合に、透明基板103の厚さtが許容値からずれていると光スポット105で発生する収差の影響が大きくなり、特に、対物レンズ104の開口数が大きくなると収差の範囲も大きくなって記録・再生にエラーが発生する可能性が高くなるからである。
例えば、開口数が0.85になると、一般的な光ディスクでは透明基板の厚さtの誤差許容値は数μm以下になるとされており、そのような精度を確保することは、現状の光ディスク製造技術をもってしてもかなり困難である。
【0005】
図29は、透明基板103の厚さtのずれが許容値内である場合における、焦点ずれ量に対する光スポット105の光軸を中心とした光強度分布の変化を示したものであり、その場合には合焦点の前後でほぼ対称な関係でのビーム径が変化する傾向にある。
一方、透明基板103の厚さtのずれが許容値を超えると、光軸を中心とした同心円状の波面変動となる球面収差が発生し、図30に示すように、焦点ずれに対する光スポット105の光強度分布が合焦点の前後で非対称に変化する。また、その光強度分布は、焦点ずれ量に対して、サイドローブが大きくなったり、ビーム径が大きくなったりして、不規則な変化を呈する傾向がある。
【0006】
従って、光ディスク装置においては、透明基板103の厚さtが許容値を超えるような場合に、何等かの方法で前記の収差量を検出し、その検出情報に基づいて光学系を調整することにより光スポット105の光強度分布を補正し、常に適正な記録・再生が行えるようにする必要がある。
【0007】
その問題点に関して、下記の特許文献1は次のような収差補正方法とその方法を実行する光ディスク装置を提案している。
先ず、図31は前記と同様の光ディスク101の平面図(A)と断面図(B)を示し、その光ディスク101の特定領域(図ではリードイン領域)106に前記の球面収差を検出するための特定パターン情報が記録されている。
具体的には、図32(A)に示されるように、周期の異なる2種類のピット列107,108を交互に形成した特定パターンが形成してあり、この事例ではピット列107の周期がピット列108の周期よりも大きくなっている。
尚、前記の特定パターンは、光ディスク101に対して予め記録しておいてもよく、また本来の記録・再生を行う前に光ディスク装置によって書き込むようにしてもよいとされている。
【0008】
そして、光ディスク装置は通常の記録・再生を実行する際に特定領域106の特定パターン情報を読み取る。
その場合、前記の各ピット列107,108から読み取られた再生信号は図32(B)に示すような信号波形となり、再生信号の振幅は各ピット列107の区間では大きく、各ピット列108の区間では小さくなる。
即ち、前記の特定パターン情報からピット列107,108の周期に応じて異なる振幅の再生信号が得られる。
【0009】
ここで、縦軸に再生信号の最大振幅を、横軸に対物レンズ104の合焦点からの焦点ずれ量をとって、それらの関係をみると図33に示すような傾向になる。
同図の(A)は上記の透明基板103の厚みtが許容値内にある場合を、(B)は許容値を超えた場合を示し、また、実線は長周期のピット列107に係る変化傾向に相当し、破線は短周期のピット列108に係る変化傾向に相当する。
各図から明らかなように、収差が殆ど生じていないとみなせる(A)の場合では、光スポット105から得られる再生信号の振幅が合焦点の前後でほぼ対称になるのに対し、収差が生じているとみなせる(B)の場合では、対物レンズ104の合焦点からずれた状態での再生信号の振幅が合焦点の前後で非対称となる。
また、後者の(B)は、球面収差が(+)側で発生している場合であり、長周期のピット列107の再生信号の最大振幅が合焦点より奥側で得られ、逆に短周期のピット列108の再生信号の最大振幅が合焦点より手前側で得られている。
これは、図30で示したように、透明基板103の厚みtが許容値を超えた場合における光スポット105の光強度分布が合焦点の前後で非対称な変化になること、及び再生信号の最大振幅が得られる光スポット105の形成条件がピット列の周期によって異なることに基づくと考えられる。
【0010】
従って、図33(B)における長周期のピット列107と短周期のピット列108に係る最大振幅を与える焦点ずれ量(フォーカスオフセット量)fo1,fo2は、透明基板103の厚さtが許容値を超えた誤差分によって発生した球面収差に対応するものである。
また、図33(B)に示した各ピット列107,108の再生信号の振幅変化は、透明基板103の厚さtが許容範囲よりも厚い方向へずれた場合と薄い方へずれた場合とで最大振幅を与える焦点ずれ量fo1,fo2の符号が反転するため、収差に係る補正量だけでなく、その補正方向も確認できる。
そこで、特許文献1の発明では、各ピット列107,108に係る最大振幅を与える焦点ずれ量fo1,fo2の差(fo1−fo2)が最小となるように補正することにより、収差補正を行って適正な光スポット105を得るようにしている。
【0011】
そして、特許文献1では光ディスク装置による収差補正動作を簡単なフローチャートで説明しているが、実際には図34のフローチャートに示すような動作手順に基づいて収差補正を実行するものと推察される。
先ず、光ディスク101がセットされると、その光ディスク101が読み取り専用であるか書き換え型であるかを確認し、それぞれ特定領域に特定パターンが記録されているか否かを確認する(S51〜S54)。
ここで、特定領域に特定パターンが記録されていれば、光ディスク装置は直ちに記録情報の読み取りを開始するが(S53,S54→S57)、書き換え型の光ディスク101であって前記の記録がなされていない場合には、特定領域に特定パターンを記録した後に読み取りを開始する(S53,S54,S55)。
一方、読み取り専用の光ディスク101であって前記の記録がなされていない場合は、収差補正が不能な光ディスク101であると判定し、収差補正動作を実行しない(S54→S56)。
【0012】
読み取りが開始されると、対物レンズ104を合焦点を中心に光軸方向へ移動させながら前記の特定パターンから再生信号を得る。
そして、対物レンズ104の設定位置毎に再生信号を所定周期でサンプリングし、各ピット列107,108の再生信号の焦点ずれ量に対する振幅変化を求める(S58,S59)。
また、対物レンズ104の各設定位置毎に得られた各振幅変化に基づいて、各ピット列107,108に係る振幅変化の最大値を与えている焦点ずれ量fo1,fo2を求める(S60)。
【0013】
次に、前記の焦点ずれ量fo1,fo2の差(fo1−fo2)を求め、それが許容範囲内でなければ、光学系に設けた収差補正部(図示せず)を(fo1−fo2)が小さくなるように制御して再びステップS57〜S60を実行する(S61,S62→S57〜S60)。
ここで、収差補正部は、前記の焦点ずれ量(fo1−fo2)を制御データとして、入射光ビームの発散又は収束角度を調整する機能を備えている。
以降、この読み取りが開始後の制御動作を繰り返して(fo1−fo2)を許容範囲内に収めることにより、透明基板103の厚みtが許容値を超えている場合の球面収差を補正して適性な光スポット105が構成されるようにする。
尚、焦点ずれ量は従来の光ヘッドと信号処理系を用いて検出できるため、新たにハードウエアを設ける必要がない。
【0014】
【特許文献1】
特開2002−150569号公報
【0015】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記の特許文献1の発明に係る球面収差補正方法及び光ディスク装置によると、透明基板の厚さの誤差に基づく球面収差を補正できるものの、予め光ディスクの特定領域に特定パターンが記録されていなければならない。
従って、既に規格化されている読み取り専用の光ディスクについては対応できないという致命的な問題点がある(図34のステップS52→S54→S56を参照)。また、書き換え型の光ディスクの場合には、長周期と短周期のピット列を記録すればよいことになるが、光ディスク装置が予めそれらの記録情報を用意しておく必要があると共に、光ディスクに収差補正用の特別な記録領域を設けなければならないために、本来の情報記録領域を狭くして光ディスクの容量を小さくするという問題が生じる。
【0016】
また、特許文献1では特定領域を光ディスクのリードイン領域に限定しているわけではないが、特定領域は光ディスク上の一定位置に設定されている。
そのため、特定領域における透明基板の厚さが許容値の範囲内に入っていても、他の情報記録領域では許容値を超えているような場合や、その逆の場合もあり、特定パターンから得られた制御情報だけで光学系を一律に制御しても球面収差を正確に補正できない可能性もある。
特許文献1では、光ディスクのリードイン領域とリードアウト領域に特定パターンを記録しておいて、中間領域のずれ量を補間推定する方法も提案しているが、球面収差の補正のための自由度は小さい。
【0017】
更に、収差補正のための制御データの作成手順(S57〜S60)についてみると、対物レンズ104の位置を合焦点を中心に順次移動させて、その都度、長周期と短周期の信号の振幅値を求め、各周期に係る振幅変化の最大値に対応した焦点ずれ量を求め、各焦点ずれ量の差を収差補正部に対する制御データとしている。
従って、長周期と短周期の信号の振幅値を求めるための手順(S58)は多数回にわたり、また焦点ずれ量の差が許容範囲に収束するまでステップS57〜S60の手順が繰り返されることから、収差補正を完了させるまでの所要時間が長くなるという問題もある。
【0018】
そこで、本発明は、前記のように特殊な光ディスクを対象とせず、また光ディスクの情報記録領域を狭くすることなく、通常の光ディスクの記録情報を再生して透明基板の厚さのずれによって生じる球面収差を補正するための制御データを正確に且つ短時間で求め、もって適正な光スポットによって常に適正な記録・再生を行うことができる光ディスク装置を提供することを目的として創作された。
【0019】
【課題を解決するための手段】
第1の発明は、光ディスク装置において、レーザ光源から光ディスクへ至る入射系光ビームの発散又は収束角度を調整する収差補正部と、前記入射系光ビームを集光させて前記光ディスクの情報記録層に光スポットを構成する対物レンズを前記入射系光ビームの光軸方向へ移動せしめ、その際に前記光スポットにおける反射光を光検出器が受光して出力する再生信号を処理・解析し、その解析結果に基づいて前記収差補正部を制御する制御部とを設け、前記光スポットで球面収差が生じていると前記対物レンズの位置が前記情報記録層に対する合焦点位置から前記光軸方向へずれた状態で前記再生信号が最大振幅になることを利用して前記球面収差を補正する光ディスク装置における収差補正方法であって、前記光ディスクに何等かの情報が記録されている場合にその情報を再生し、前記制御部が、前記対物レンズの前記合焦点位置を求める第1手順と、前記対物レンズを前記第1手順で求めた合焦点位置から光軸方向へ前後に等距離だけ移動させ、各移動位置で前記光検出器から得られる再生信号の最大振幅を求める第2手順と、前記第2手順で求めた各最大振幅の差を演算する第3手順と、前記第3手順で求めた演算結果を0に近づけるように前記収差補正部を制御する第4手順とを実行することを特徴とする光ディスク装置における球面収差補正方法に係る。
【0020】
この発明によれば、第2手順において対物レンズを合焦点位置から光軸方向へ等距離だけ移動させた2点で再生信号の最大振幅を求め、第3手順で各最大振幅の差を求めるだけで、透明基板の厚さが許容範囲を超えていることによる光スポットでの収差補正量を求めることができる。
また、この発明では、光ディスクに何等かの記録情報があればよく(書き換え型の光ディスクにあっては事前に何等かの記録情報を書き込む)、特許文献1の収差補正方法のように特定の光ディスクに限定されない。
ところで、この発明では、再生信号に含まれる各種周期を問わずに信号自体の最大振幅を求めており、結果的には長周期の信号に係る最大振幅だけが対象となるが、図33(B)で示したように、光ディスクに許容範囲を超えた球面収差が発生していれば、対物レンズの焦点ずれに対して長周期と短周期の信号の最大振幅はいずれも合焦点からずれた位置にシフトすることから、長周期の信号だけを対象としても収差補正量を求めることができ、実用上十分な補正精度が確保できる。
尚、光ディスクの透明基板の屈折率が一定の場合には、対物レンズの焦点ずれ量と収差補正量が一律に対応することになるため、第3手順で求められる各最大振幅の差と収差補正量との対応関係をテーブル化しておく等によって1回の制御で収差補正を完了させることが可能であるが、第3手順で求められる演算結果が許容範囲に収まるまで第1手順から第4手順を繰り返すシーケンス制御を実行させるようにすれば、透明基板の屈折率を問わずに正確な収差補正が実現できる。
【0021】
また、この発明の第2手順において、対物レンズの各移動位置で再生信号の最大振幅を求める手段としては、次のような方式を採用できる。
(1) 前記光検出器から得られる再生信号を所定周期でサンプリングし、ゼロクロスポイントの時間間隔とパーシャルレスポンス特性及びランレングス制限により決定される状態遷移に基づいて、短周期の信号であるか長周期の信号であるかを判別すると共に、短周期の再生信号については波形等化を行い、フィルタリングによって長周期の信号のみを区分して長周期の信号の最大振幅を求める方式。
(2) 入力された再生信号の振幅を後記エラー検出部の利得エラー信号に基づいて制御する利得制御部と、前記利得制御部から得られる前記再生信号における短周期の信号に係る最大振幅のほぼ中心レベルに設定された第1閾値と前記短周期の信号の最大振幅レベルよりも正負側へ僅かに大きく設定された第2閾値及び第3閾値を設け、前記再生信号が各閾値を横切る回数を別々に積算し、それら積算値の内のいずれかが所定の第1設定値に達した時点ですべての積算値をクリアする動作を繰り返して実行するクロス抽出部と、前記クロス抽出部における各閾値の何れかに係る積算値が前記第1所定値に達した時点で、前記第1閾値に係る積算値と前記の第2及び第3閾値に係る各積算値とを比較し、前者の積算値が後者の各積算値より大きい場合に利得エラー信号を出力するエラー検出部と、前記利得制御部から得られる前記再生信号のエンベロープを検出してその最大振幅を求めるエンベロープ検出部とからなり、前記エラー検出部は、前記利得エラー信号を出力させる場合に、前記第1設定値よりも小さく設定された第2設定値と前記の第2及び第3閾値に係る各積算値とを比較して、前記第2設定値が前記の各積算値よりも大きいときには利得を低下させるための利得エラー信号とし、逆に前記第2設定値が前記の各積算値よりも小さいときには利得を増加させる利得エラー信号とすることとした方式。
前記の各方式は、信号間のクロストークによって短周期の信号の振幅が大きくなることを抑制し、長周期の信号の振幅だけを正確に検出できるようにして、第3手順で求められる各最大振幅の差を適正化する。
【0022】
次に、第2の発明は、光ディスク装置において、レーザ光源から光ディスクへ至る入射系光ビームの発散又は収束角度を調整する収差補正部と、前記入射系光ビームを集光させて前記光ディスクの情報記録層に光スポットを構成する対物レンズを前記入射系光ビームの光軸方向へ移動せしめ、その際に前記光スポットにおける反射光を光検出器が受光して出力する再生信号を処理・解析し、その解析結果に基づいて前記収差補正部を制御する制御部とを設け、前記光スポットで球面収差が生じていると前記対物レンズの位置が前記情報記録層に対する合焦点位置から前記光軸方向へずれた状態で前記再生信号が最大振幅になることを利用して前記球面収差を補正する光ディスク装置における収差補正方法であって、前記光ディスクに何等かの情報が記録されている場合にその情報を再生し、前記制御部が、前記対物レンズの前記合焦点位置を求める第1手順と、前記対物レンズを前記第1手順で求めた合焦点位置から光軸方向へ前後に等距離だけ移動させ、各移動位置で前記光検出器から得られる再生信号に含まれている長周期の信号と短周期の信号を区分し、各移動位置における各周期の信号の最大振幅を求め、且つ各移動位置における各周期の信号に係る最大振幅の差を演算する第2手順と、前記第2手順で求めた前記対物レンズの各移動位置についての演算結果の差を求める第3手順と、前記第3手順で求めた演算結果の差を0に近づけるように前記収差補正部を制御する第4手順とを実行することを特徴とする光ディスク装置における球面収差補正方法に係る。
【0023】
この発明は、第1の発明と異なり、第2手順において再生信号に含まれている長周期の信号と短周期の信号に基づいて収差補正部の制御データを作成する点に特徴がある。
従って、第2手順では、対物レンズの各移動位置で前記光検出器から得られる再生信号に含まれている長周期の信号と短周期の信号を区分し、それぞれの移動位置で各周期の信号の最大振幅を求めると共に、更に各移動位置毎に各周期の信号に係る最大振幅の差を演算している。
図33(B)に示したように、対物レンズの焦点ずれ量に対する長周期の信号と短周期の信号の最大振幅の変化は合焦点を中心として逆方向にシフトした態様になっており、この発明の第2手順での演算結果は、第1の発明と比較して、対物レンズの焦点ずれ量に対してより大きな変化率を示すことになる。
即ち、第2手順での演算結果を用いることにより、より緻密で高精度な収差補正制御が可能になる。
特に、この発明においても、第1の発明と同様に、第3手順で求められる演算結果が許容範囲に収まるまで第1手順から第4手順を繰り返すシーケンス制御を実行させて、透明基板の屈折率を問わずに収差補正を行わせることができるが、その繰り返し回数を少なくして収差補正を短時間で完了できるという利点がある。
【0024】
尚、この発明の第2手順において、対物レンズの各移動位置で再生信号の最大振幅を求める手段としては、次のような方式を採用できる。
(1) 前記光検出器から得られる再生信号を所定周期でサンプリングし、そのサンプリング信号のゼロクロスポイントを検出して極性の反転間隔を検出すると共に、前記反転間隔内でのピーク値とボトム値を求め、前記反転間隔情報に基づいてフィルタリングを行うことにより、前記のピーク値とボトム値を長周期と短周期の信号に対応付けて区分すると共に、各周期別に区分されたピーク値群とボトム値群の代表値を用いて各周期の信号の最大振幅を求める方式。
(2) 前記光検出器から得られる再生信号を所定周期でサンプリングし、ゼロクロスポイントの時間間隔とパーシャルレスポンス特性及びランレングス制限により決定される状態遷移に基づいて、短周期の信号であるか長周期の信号であるかを判別し、前記判別情報に基づいてフィルタリングを行うことにより長周期と短周期の信号に対応付けて区分すると共に、区分された各周期の信号群の代表値を用いて各周期の信号の最大振幅を求める方式。
【0025】
第3の発明は、光ディスク装置において、レーザ光源から光ディスクへ至る入射系光ビームの発散又は収束角度を調整する収差補正部と、対物レンズが前記入射系光ビームを集光させて前記光ディスクの情報記録層に構成した光スポットでの反射光を光検出器が受光して出力する再生信号に対し、ブースト量を設定して等化処理を行う波形等化部と、前記対物レンズを前記入射系光ビームの光軸方向へ移動せしめ、その際に前記波形等化部から得られるブースト量に基づいて前記収差補正部を制御する制御部とを具備し、前記光ディスクに何等かの情報が記録されている場合にその情報を再生し、前記制御部が、前記対物レンズの前記光ディスクに対する合焦点位置を求める第1手順と、前記対物レンズを前記第1手順で求めた合焦点位置から光軸方向へ前後に等距離だけ移動させ、各移動位置で前記波形等化部が設定した各ブースト量を検出する第2手順と、前記第2手順で検出した各ブースト量の差を演算する第3手順と、前記第3手順で求めた演算結果を0に近づけるように前記収差補正部を制御する第4手順とを実行することにより、前記光スポットで生じる球面収差を補正することを特徴とする光ディスク装置における球面収差補正方法に係る。
【0026】
一般に、光ディスク装置においては、光ディスクから再生される信号帯域以上の信号をローパスフィルタで遮断してノイズ分を減少させておき、振幅の小さい信号帯域に対して利得を上げるための波形等化処理が行われる。
その場合、再生信号は光ディスクによって異なるために前記波形等化処理ではその信号伝達特性を再生信号に対して適応させて調節する必要があり、ローパスフィルタのカットオフ周波数を設定すると共に、読み取られた再生信号に係る特定の周波数帯域の利得を上げるためのブースト量を適応的に設定する。
従って、波形等化部で処理された後の再生信号の振幅は長周期か短周期かを問わず一定の値となり、また球面収差や焦点ずれ量の影響は再生信号に現れない。一方、ブースト量は波形等化処理のための制御値であり、前記の各条件を反映した値となる。即ち、長周期の信号に対する短周期の信号の振幅比率が小さいときにはブースト量が大きくなり、逆の場合にはブースト量が小さくなる。
そこで、この発明では、ブースト量を制御値に用いた収差補正を行うこととし、対物レンズを合焦点位置から光軸方向へ前後に等距離だけ移動させた状態で波形等化部が設定した各ブースト量の差が0に近づくように収差補正部を制御する。
尚、この発明においても、第3手順で求めた演算結果が許容範囲に収まるまで第1手順から第4手順を繰り返すシーケンス制御を実行させるようにすれば、透明基板の屈折率を問わずに正確な収差補正が実現できる。
【0027】
第4の発明は、前記光ディスク装置が連続的な記録又は再生を実行する場合に、その記録又は再生を通常の線速度よりも速い速度で実行させることにより時間的余裕を確保せしめ、その確保された余裕時間内に前記の第1の発明又は第2の発明の球面収差補正方法を実行させることを特徴としたディスク装置における球面収差補正方法に係る。
【0028】
一般に、光ディスク装置は、連続的な記録又は再生時を行うと、温度変化に伴ってレーザの波長が微妙にずれる傾向がある。
その場合、光ディスクでは、透明基板の厚さの誤差による球面収差とは別に、前記の波長のずれに伴う球面収差も発生する。
この発明によれば、通常の記録又は再生モードの中で余裕時間を確保させて収差補正を適宜実行させるため、レーザの波長のずれによる球面収差も併せて補正できる。
尚、記録又は再生を通常の線速度よりも速い速度で実行させる場合には、例えば、記録又は再生時におけるデータ転送を可能な範囲で速く実行させ、バッファリング機能を組み合わせることにより余裕時間を確保させる方法が採用できる。
【0029】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の「光ディスクにおける収差補正方法」の各実施形態を、図1から図23を用いて詳細に説明する。
[実施形態1]
先ず、図1はこの実施形態が適用される光ディスク装置の概略的構成を示す。レーザ光源1から出射されたレーザ光の進行方向にビームスプリッタ2と収差補正部3と対物レンズ4が順次配置されており、対物レンズ4によって光ディスク5の情報記録層6に光スポット7が構成され、光ディスク5からの反射光を対物レンズ4から収差補正部3を通じて再びビームスプリッタ2へ戻し、ビームスプリッタ2がその戻り光を反射させて光検出器8に入射させるようになっている。
また、レーザ光源1と各光学要素2,3,4は光ピックアップ9に搭載されており、光ディスク5のラジアル方向へ一体的に移動する。
尚、この実施形態では一般的なビームスプリッタ2を用いているが、偏光ビームスプリッタと1/4波長板を適用して反射光を効率良く分離するような構成にしてもよい。
【0030】
ここに、収差補正部3は、対物レンズ4へ入射する光ビームの発散角度又は収束角度を変化させる機能を有するものである。
例えば、図1に示すように、凹レンズ3aと凸レンズ3bの組合せからなり、一方又は双方のレンズ3a,3bを光軸方向へ移動可能とし、両レンズ3a,3bの間隔を変化させることで前記機能が実現できる構成が採用できる。
また、光軸を中心とした同心円状に電極パターンをもつ液晶素子で構成された可変焦点レンズを用い、電極パターンにかける電圧によって液晶透過光の位相変化量を制御する方式や、2枚の凸レンズの組合せ方式やホログラムレンズを用いた方式を採用してもよい。
更に、集光光学系である収差補正部3と対物レンズ4にはコリメートレンズを用いることができ、コリメートレンズを光軸方向へ移動させて光ビームの発散角度又は収束角度を変化させることも可能である。
【0031】
一方、光検出器8から出力される再生信号は高周波増幅器10で増幅されて信号処理回路11へ入力され、信号処理回路11は前記再生信号を処理して各制御信号をサーボ回路12へ出力し、サーボ回路12が、対物レンズ4を光軸方向へ移動させるフォーカス制御、光軸をラジアル方向へ微調整するトラッキング制御、光ピックアップ9全体を光ディスクのラジアル方向へ粗く移動させるスライド制御、及びスピンドルモータ13のスピンドル制御を実行する。
尚、フォーカス・トラッキング・スライド制御に関してはそれぞれアクチュエータを介して行われるが、図1ではアクチュエータを省略して図示していない。
【0032】
この実施形態の特徴は、前記のように光軸上に収差補正部3が設けられていると共に、サーボ回路12が収差補正制御部14を内蔵しており、その収差補正制御部14が光検出器8の再生信号を所定アルゴリズムで解析し、その解析結果に基づいてアクチュエータ(図示せず)を介して収差補正部3における光ビームの発散角度又は収束角度を制御する点にある。
【0033】
ところで、この実施形態において、光ディスク5の透明基板15の厚みtがずれていることによって生じる球面収差を補正して適正な光スポット7を形成しようとする目的、及びそれを光検出器8から得られる再生信号に基づいて収差補正部3を制御することにより行うという基本動作に関しては、上記の特許文献1の開示技術と同様である。
しかし、本願発明は、特許文献1のように特定領域106に特定パターンが形成された光ディスク101を対象とせず、通常の光ディスク5を対象として前記の収差補正の動作を実行させるものである。
従って、この実施形態では、光ディスク5を事前に確認する手順とサーボ回路12に内蔵させた収差補正制御部14による信号解析アルゴリズムとが特許文献1の場合と相違していると共に、収差補正制御部14が前記解析アルゴリズムで得られた解析結果を用いて収差補正部3を制御する方式も異なっており、それらによって制御手順を簡単にしてより効率的な収差補正を実現する。
【0034】
次に、この実施形態における収差補正手順を図2及び図3のフローチャートに示す。
先ず、光ディスク装置に光ディスク5がセットされると、その光ディスク5に何等かの記録情報があるか否かを確認する(S1,S2)。
ここで、光ディスク5が読み取り専用ディスクである場合や、書き換え型ディスクであって既に何等かの情報が書き込まれている場合には、読み取りモードを設定すると共に、フォーカス調整機能をON状態に設定する(S2→S5,S6)。
尚、書き換え型ディスクであって、プリレコーデッド領域に情報が記録されている場合や、CD−R(Compact Disc recordable)やMD(Mini Disc)等のようにウオブリングされたグルーブに記録時の回転制御情報やセクタのアドレス管理情報が記録されている場合には、それらを記録情報としてみなしてもよい。
一方、光ディスク5が書き換え型ディスクであって、情報の書き込みがなされていない場合には、記録モードを設定して一定時間だけ情報の記録を行い、その記録が完了した後、読み取りモードに切り換えてフォーカス調整機能をON状態に設定する(S2,S3〜S6)。
ここで、記録情報は特定パターンである必要はなく、通常のランレングス制限に従ったランダム性を有する任意なデータであれば足りる。
前記の記録は収差補正がなされていない状態で行うことになるが、適当なプリセット値に対応した補正状態でサーボ制御をかけて記録を実行しても、後述の収差補正手順には殆ど影響しない。
【0035】
前記の手順が完了すると記録情報の再生へ移行し、サーボ回路12は光ディスク5に対する対物レンズ4の合焦点位置を求める(S7,S8)。
そして、サーボ回路12は対物レンズ4を前記の合焦点位置から+αだけ光軸方向へ移動させ、その状態で得られる再生信号を所定周期でサンプリングする(S9)。
ここで、再生信号は前記の記録情報に応じて各種周波数で振幅が変化しているが、収差補正制御部14はサンプリング信号の変化から最大振幅Gaを求める(S10)。
この最大振幅Gaは、ピークツウピーク値として求めるか、正負の何れか一方のピーク値として求めるかは任意である。
前記の最大振幅Gaが求まると、サーボ回路12はフォーカス調整機能によって対物レンズ4を合焦点位置を中心に逆側へ等距離だけ移動させ(合焦点位置から−αだけ光軸方向へ移動)、収差補正制御部14が前記と同様の手順でサンプリング信号の最大振幅Gbを求める(S11,S12)。
そして、収差補正制御部14が対物レンズ4の各位置で求められた再生信号の最大振幅の差(Ga−Gb)を求め、その差の絶対値|Ga−Gb|が所定の閾値Ea1以下であるか否かを判定する(S13,S14)。
【0036】
ところで、従来技術における図32(B)から明らかなように、再生信号の振幅は長周期の部分が短周期の部分よりも大きくなるため、前記の最大振幅Ga,Gbは長周期の再生信号から得られているものと考えられる。
また、図33(B)が示すように、光ディスク101の透明基板103の厚さtが許容範囲を超えて球面収差が生じていると、対物レンズ104の合焦点からずれた位置で再生信号が最大振幅値をとる。
この実施形態に照応させて更に具体的にみると、図4に示すように、長周期の再生信号の最大振幅についての焦点ずれ量に対する変化は二点鎖線で示すようになる。即ち、(A)球面収差が(−)側で生じている場合には合焦点より手前側で最大となり、(C)球面収差が(+)側で生じている場合には合焦点より奥側で最大となり、(B)球面収差が生じていない場合には合焦点で最大となる傾向がある。
【0037】
このことから、前記の最大振幅の差(Ga−Gb)の正負は球面収差が(+)/(−)側の何れで生じているかを示し、また絶対値|Ga−Gb|は収差補正のための制御量を与えることになる。
そこで、この実施形態では、前記のEa1の値をほぼ図4(B)の状態となる条件(球面収差が許容範囲に収まる条件)を成立させるための絶対値|Ga−Gb|に対する閾値として設定しており、収差補正制御部14は、絶対値|Ga−Gb|>Ea1となっている場合には、(Ga−Gb)をエラー値として収差補正部3を制御する(S14,S15)。
換言すれば、図4(B)の状態ではGa=Gbになるため、閾値Ea1は0に近い値として設定されている。
【0038】
そして、エラー値(Ga−Gb)に基づいて収差補正部3を制御した後に、再びステップS8〜S14を繰り返して実行し、ステップS14で|Ga−Gb|≦Ea1が成立するまでその手順を繰り返す(S14,S15→S8〜S14)。
前記の繰り返し手順は図5のタイミングチャートに示され、同図の(A)は対物レンズ4の位置の切り換わり状態を、(B)は繰り返し制御による再生信号の最大振幅Ga,Gbの変化を表しており、収差補正部3に対する繰り返し制御によって絶対値|Ga−Gb|が0へ収斂してゆく状態が確認できる。
【0039】
尚、この実施形態では前記のようにステップS8〜S14を繰り返して実行させているが、光ディスク5の透明基板10の屈折率が一定であるような場合には、予めエラー値(Ga−Gb)に対する収差補正部3の補正量をテーブル化しておき、そのテーブルを用いて1回の制御で最適な補正を行うようにすれば、収差補正を極めて迅速に完了させることができる。
また、前記の収差補正と共に対物レンズ4の本来的な焦点ずれを補正して最適化するようにすれば、より理想的な光スポット7を構成できる。
その場合には、前記の収差補正手順と焦点ずれ補正とを交互に繰り返して最適化する方式や、双方の補正を同時に実行させて最適条件に追い込む方法等が考えられる。
【0040】
この実施形態によれば、上記のように光ディスクの条件を問わずに収差補正が可能であり、また対物レンズ4を合焦点位置の前後に等量分αだけ移動させた状態で再生信号の最大振幅値を求めるだけで収差補正部3の制御データが得られるため、特許文献1の光ディスク装置と収差補正方法と比較して、極めて短い時間内で収差補正を完了させることができる。
尚、収差補正が完了後に再び合焦点位置を求め、対物レンズ4をその位置へ移動させるように制御し、以降、通常の記録又は再生を実行することは言うまでもない。
【0041】
[実施形態2]
この実施形態は、特許文献1と同様に長周期と短周期の再生信号を用いて収差補正を実行するものである。
但し、実施形態1の場合と同様に通常の光ディスクを対象とするため、各周期の再生信号に係る最大振幅を求めるために特有の解析アルゴリズムが適用される。
また、収差補正をより短時間で行うための制御手順にも特徴がある。
【0042】
この実施形態が適用される光ディスク装置の概略構成は図1に示したものと同様であり、また、光ディスク5の確認手順に関しても実施形態1における図2のフローチャートに示した手順を実行する。
従って、ここではそれらの説明は省略し、記録情報の再生を開始した後の収差補正制御部9における信号処理手順と収差補正のための制御手順について説明する。
【0043】
図6は収差補正制御部14の信号処理に係る機能ブロック図であり、また図7はその信号処理・収差補正制御手順を示すフローチャートである。但し、図6における光学系制御手段26は、光ピックアップ9側に搭載されている対物レンズ4と収差補正部3のアクチュエータを制御するものであり、フォーカス調整と収差補正を兼ねた制御手段である。
先ず、光ディスク5の記録情報の再生が開始されると、サーボ回路12が光学系制御手段26に対してフォーカス制御を実行し、光ディスク5に対する対物レンズ4の合焦点位置を求める(S21,S22)。
そして、サーボ回路12は光学系制御手段26によって対物レンズ4を合焦点位置から+αだけ移動させ、収差補正制御部14がその状態で入力されてくる再生信号をA/D変換器21によって所定周期でサンプリングする(S23)。
この場合、A/D変換器21でのクロックは、自走している固定周波数のものであっても、PLL(phase−locked loop)回路を用いて信号のビットに同期させたものであってもよい。
【0044】
前記のステップS21,S22は実施形態1の場合と同様であるが、この実施形態では、ゼロクロス検出部22とピーク・ボトム値検出部(以下、「PB値検出部」という)23と反転間隔検出部24とフィルタリング手段25によって再生信号に含まれている長周期と短周期の信号に係る振幅LA,SAを求める(S24)。
以下、この信号処理方式について具体的に説明する。
【0045】
サンプリングされた再生信号はゼロクロス検出部22とPB値検出部23へ入力される。
ここで、ゼロクロス検出部22は、所定レベルを閾値としたゼロレベルを設定しており、再生信号とゼロレベルの差を求め、その差の極性が反転する度にその時点をゼロクロスポイントとして検出する。
そして、そのゼロクロス情報はPB値検出部23に与えられ、PB値検出部23が前後したゼロクロスポイントの中間時間帯に得られている再生信号のピーク値Pn及びボトム値Bnを検出する。(但し、「n」は2個のゼロクロスポイント毎が得られる毎に1だけインクリメントされる整数である。)
【0046】
また、ゼロクロス検出部22で求められたゼロクロス情報は反転間隔検出部24に与えられ、反転間隔検出部24は前後したゼロクロスポイントの時間間隔に相当する反転間隔Tnを検出する。即ち、ゼロクロス情報を受けた時点からクロック数をカウントし、次にゼロクロス情報を受けた時点でのカウント値を反転間隔Tnとして検出する。
そして、PB値検出部23が求めたピーク値Pn及びボトム値Bnと反転間隔検出部24が求めた反転間隔Tnの各情報はフィルタリング手段25に与えられる。
【0047】
フィルタリング手段25は、前記のゼロクロスポイントに係る反転間隔Tnを長周期と短周期に分類するためのテーブルを備えており、反転間隔検出部24から反転間隔Tnが得られる度に前記のテーブルに基づいて長周期か短周期かを判別し、各周期別にピーク値Pn及びボトム値Bnを分けてメモリにセーブする。
そして、一定時間分の再生信号に基づいてセーブされた各周期別のピーク値Pn及びボトム値Bnの代表値(平均値やメジアン)を求め、各周期別にピーク値Pnとボトム値Bnの代表値の差を演算して、長周期の再生信号の振幅LAと短周期の再生信号の振幅SAを得る。
【0048】
尚、前記の場合には、ピーク値Pnとボトム値Bnの双方を求め、振幅をピークツウピーク値として得ているが、PB値検出部23をピーク値検出部又はボトム検出部としてピーク値Pn又はボトム値Bnの何れか一方のみを求め、各周期別のピーク値Pn又はボトム値Bnをそのまま振幅としてもよい。
ピーク値Pnとボトム値Bnの双方を用いる方式は再生信号のアシンメトリ性に影響を受けないという長所があるが、何れか一方を用いる方式であっても十分な精度を確保できる場合もあり、解析手順が簡単になるという利点がある。
【0049】
以上の信号処理方式は図8を参照することにより更に具体的に理解できる。
同図では、横軸を時間軸に、縦軸を再生信号の信号レベルにとって再生信号の波形が示されており、その波形状の○がサンプリングポイントに相当する。
ゼロクロス検出部22は再生信号がゼロレベルを横切る度にその時点をゼロクロスポイントとしてゼロクロス情報Zを出力する。
このゼロクロス情報Zは次式で示され、ゼロクロスポイントのタイミングとそのポイントにおける再生信号の正負の傾斜に対応した極性を与える。
Z=Pole(Sn−1)∧Pole(Sn)
但し、Sn:サンプリングポイントの信号レベル
∧:EX−OR演算
Pole:極性を0,1で示したもの
【0050】
反転間隔検出部24は、ゼロクロス検出部22がゼロクロス情報Zを出力したタイミング毎にサンプリングポイントを計数することにより前後したゼロクロスポイントに係る反転間隔Tnを得る。
PB値検出部23は、ゼロクロス検出部22がゼロクロス情報Zを出力する度に、次のゼロクロス情報Zが得られるまでの間のピーク値Pnとボトム値Bnを検出するが、図6においては、各反転間隔Tnについて●で示したP0,P1,P2,P3,P4,P5,P6…がピーク値に相当し、B0,B1,B2,B3,B4,…がボトム値に相当する。
このピーク値Pnとボトム値Bnは、山登り法を用いて検索することができる。
即ち、各反転間隔Tnのサンプリング信号について、次式でMを演算してゆくことで極大値又は極小値を求め、直前の反転間隔Tn−1でピーク値Pn−1が得られている場合には前記の極値(極大値)をボトム値Bnとし、逆にボトム値Bn−1が得られている場合には前記の極値(極小値)をピーク値Pnとする。
M=MAX(Sn−1,Sn) 又は M=MIN(Sn−1,Sn)
但し、Sn:サンプリングポイントの信号レベル
MAX:2つの引数における大きい方を選択
MIN:2つの引数における小さい方を選択
尚、前記のように振幅をピーク値Pn又はボトム値Bnのみから求める場合には、前後した反転間隔Tnにおいて絶対値の大きい方を選択する方法も採用できる。
【0051】
次に、フィルタリング手段25は、反転間隔Tnを長周期と短周期に区分するが、図8の例では、長周期をTn:6〜8とし、短周期をTn:3として設定している。
そして、それぞれの周期別にピーク値Pnとボトム値Bnを区分し、区分されたピーク値Pnとボトム値Bnに関する代表値を求める。
図8では、長周期(Tn:6〜8)については、ピーク値としてP1,P5,…が、ボトム値としてB1,B2,B4,…が含まれ、短周期(Tn:3)については、ピーク値としてP0,P2,P4,…が、ボトム値としてB0,B3,…が含まれることになり、長周期範囲に係るP1,P5,…が示す信号レベルの代表値をPL、B1,B2,B4,…が示す信号レベルの代表値をBL、短周期範囲に係るP0,P2,P4,…が示す信号レベルの代表値をPS、B0,B3,…が示す信号レベルの代表値をBSとすれば、次のような関係でフィルタリング後の値が得られる。
フィルタリングした値
ピーク 長周期範囲 Tn:6〜8 → PL
ピーク 短周期範囲 Tn:3 → PS
ボトム 短周期範囲 Tn:3 → BS
ボトム 長周期範囲 Tn:6〜8 → BL
【0052】
そして、フィルタリング手段25は、長周期の再生信号の振幅LAと短周期の再生信号の振幅SAを次式で求める。
LA=PL−BL
SA=PS−BS
この各周期に係る振幅LA,SAはピークツウピーク値として求めたものであるが、ピーク値又はボトム値自体を振幅として求める場合には、次式のように定めてもよい。
LA=PL,SA=PS 又は LA=−BL,SA=−BS
【0053】
ここで、図7のフローチャートに戻って、前記の処理によって得られた長周期と短周期の再生信号に係る各振幅LA,SAは光学系制御手段26へ出力されるが、光学系制御手段26は各周期に係る振幅LA,SAの差ΔGa=(LA−SA)を求める(S24)。
【0054】
次に、光学系制御手段26は、ステップS23とは逆に対物レンズ4を合焦点位置から−αだけ移動させる(S25)。
そして、その状態で得られる再生信号をA/D変換器21によって所定周期でサンプリングし、前記と同様の信号処理方式に基づいて長周期と短周期の再生信号の振幅LA’,SA’を求め、それらの差ΔGb=(LA’−SA’)を求める(S26)。
【0055】
ところで、光学系制御手段26は対物レンズ4の位置を合焦点を中心として光軸方向に±αだけ移動させて長周期と短周期の再生信号の振幅LA,SA,LA’,SA’を求めており、それらを実施形態1で検証した図4と同様に焦点ずれ量と信号振幅の関係に対応させてみると、各振幅LA,SA,LA’,SA’は図9に示すような位置付けとなる。
同図に示すように、光ディスク5の透明基板10の厚みtによる球面収差の状態(A),(B),(C)に応じて、焦点ずれ量に対する長周期と短周期の再生信号の振幅は異なる変化を呈する。但し、同図では実線が長周期の再生信号の振幅変化を、破線が短周期の再生信号の振幅変化に相当する。
そして、球面収差が発生している場合において、各周期に係る振幅変化が最大値となる焦点ずれ量は合焦点を中心に逆方向へシフトしており、これは従来技術の図33(B)で説明した内容に照応する。
具体的には、(A)球面収差が(−)側で生じている場合においては、長周期の再生信号に係る最大振幅が合焦点より手前側で、短周期の再生信号に係る最大振幅が合焦点より奥側で最大となり、(C)球面収差が(+)側で生じている場合においては前記と逆の関係になり、また(B)球面収差が生じていない場合においては、各再生信号の最大振幅は合焦点で得られる。
従って、図9から明らかなように、(A)球面収差が(−)側で生じている場合ではΔGa<ΔGbとなり、(C)球面収差が(+)側で生じている場合にはΔGa>ΔGbとなり、(B)球面収差が生じていない場合にはΔGa=ΔGbとなる。
【0056】
そこで、図7に戻って、光学系制御手段26は(ΔGa−ΔGb)を演算し、その差の絶対値|ΔGa−ΔGb|が所定の閾値Ea2以下であるか否かを判定する(S27,S28)。
ここに、(ΔGa−ΔGb)の正負は球面収差が(+)/(−)側の何れで生じているかを表し、また絶対値|ΔGa−ΔGb|は収差補正のための制御量を与えることになる。
従って、光学系制御手段26は、Ea2の値をほぼ図9(B)の状態となる条件(球面収差が許容範囲に収まる条件)を成立させるための絶対値|Ga−Gb|に対する閾値として設定しており、(ΔGa−ΔGb)をエラー値として収差補正部3を制御する(S28,S29)。
尚、図9(B)の状態ではΔGa=ΔGbになるため、閾値Ea2は0に近い値として設定されている。
【0057】
以降、(ΔGa−ΔGb)に基づいて収差補正部3を制御した後に、再びステップS22〜S28を繰り返して実行し、ステップS28で|ΔGa−ΔGb|≦Ea2が成立するまでその手順を繰り返すことは実施形態1の場合と同様である(S28,S29→S22〜S28)。
その結果、収差補正部3は段階的に入射光ビームの発散又は収束角度を調整し、|ΔGa−ΔGb|が0へ収斂してゆくことにより、最終的に|ΔGa−ΔGb|≦Ea2が得られた段階で収差補正を完了する。
尚、この実施形態では前記のようにステップS22〜S28を繰り返して実行させているが、光ディスク5の透明基板10の屈折率が一定であるような場合に、予めエラー値(ΔGa−ΔGb)に対する収差補正部3の補正量をテーブル化しておき、そのテーブルを用いて1回の制御で最適な補正を行うようにすれば、収差補正を極めて迅速に完了させることができ、また、前記の収差補正手順と同時に又は交互に対物レンズ4の本来的な焦点ずれの補正実行することにより、より理想的な光スポット7を構成できることも実施形態1の場合と同様である。
【0058】
ここで、この実施形態に係る図9と実施形態1に係る図4とを比較すれば明らかなように、対物レンズ4の移動量±αに対する図9における|ΔGa−ΔGb|は図4における|Ga−Gb|よりも大きな値となっており、また焦点ずれ量に対する|ΔGa−ΔGb|の変化率は|Ga−Gb|の変化率よりも大きい。
従って、この実施形態によれば、前記の信号処理方式によって長周期と短周期の再生信号の振幅を求めた上で(ΔGa−ΔGb)をエラー値として収差補正制御を実行していることにより、より正確で効率的な制御が可能になる。
【0059】
[実施形態3]
前記の実施形態1及び2において、対物レンズ4の各位置における再生信号の最大振幅は収差補正部3に対する制御データを求めるための基本情報であり、その最大振幅を求めるための収差補正制御部14における信号処理方式は収差補正の精度を確保する上で極めて重要な意義を有している。
また、前記の実施形態2で説明した再生信号の処理方式(図7のステップS24,S26)は一実施例に過ぎず、その他にも多様な信号処理方式が適用できる。
そこで、この実施形態では、実施形態1及び2に適用できる各種の信号処理方式を以下の各実施例として具体的に説明する。
尚、下記の実施例の信号処理方式自体は、従来技術に係る特許文献1の収差補正方法において対物レンズ104の位置を変化させながら各周期の再生信号の振幅変化を求める場合にも適用できる。
【0060】
<実施例1>
この実施例に係る収差補正制御部14での信号処理方式は実施形態2に適用できるものであり、光ディスク装置の制御部9が実行する信号処理に係る機能ブロック図は図10に示される。
先ず、実施形態2の場合と同様に、光ディスク5の記録情報を読み取った再生信号は光検出器8から制御部9に入力され、A/D変換器31によってサンプリングされる。
但し、この場合のA/D変換器31に供給されるクロックはPLL回路を用いて信号のビットレートに同期させており、サンプリングはそのビットレートで実行される。
【0061】
サンプリングされた再生信号はゼロクロス検出部22と補間部32へ出力される。
ゼロクロス検出部22は、実施形態2の場合と同様の手順でゼロクロス情報Zを検出し、それをパーシャルレスポンス判別部(以下、「PR判別部」という)33へ出力する。
一方、補間部32は、再生信号を180degreeだけ遅延させて、1つ前のサンプリング信号と現在のサンプリング信号の平均をとり、それをフィルタリング手段34と前記のPR判別部33へ出力する。
【0062】
PR判別部33は、前記のゼロクロス情報と平均データとを用い、再生信号のランレングス制限(RLL)とPR特性で定められる状態遷移に基づいて目標値の判別を行う。
ここで、パーシャルレスポンス(PR)特性について説明しておく。
PR(a,b,b,a)の特性を孤立波に付与して等化すると、その等化波形は(1,7)RLLの場合、0,a,a+b,2a,2b,a+2b,2a+2bの7値をとる。
そして、この7値をビタビ復号器に入力すると、元の信号(入力値)とPR等化後の再生信号(出力値)は過去の信号の拘束を受けるが、これとRLL(1,7)によって入力信号の“1”が2回以上続かないことを利用すると、図11に示すような状態遷移図で表わすことができる。
同図において、S0〜S5は直前の出力値により定まる状態を示す。
この状態遷移図から、例えば、状態S2にあるときは、入力値がa+2bのとき出力値が1となって状態S3へ遷移し、入力値が2bのとき出力値が1となって状態S4へ遷移するが、それ以外の入力値は入力されない。
ところで、前記のゼロクロス情報Zが“1”であるときはゼロクロスポイントに相当し、これは、図11の状態遷移図では「a+b」という値で表わされており、状態S1→S2又は状態S4→S5へ遷移する過程において発生する。
その場合、図11で右半分の状態S2,S3,S4は正の値の経路(a+b=0に正規化した場合、a+2b、2a+2b、2bのいずれか)を辿り、左半分の状態S5,S0,S1は負の値の経路(a+b=0に正規化した場合、0、a、2aのいずれか)を辿るため、ゼロクロスポイントの前又は後の値を参照することにより、正の経路であるか、負の経路であるかが判別できる。
しかも、あるゼロクロスポイントから次のゼロクロスポイントまでの間隔が分かれば(即ち、状態S2から状態S5に至るまで、又は状態S5から状態S2に至るまでの遷移数が分かれば)、経路が確定することになり、取り得るべき値が各々のサンプル点に対して明確になる。
また、図11の状態遷移図で「a+b」以外の値、即ち、ゼロクロスポイントでないときは、ゼロクロス情報Zは“0”である。
この状態遷移図から、ゼロクロスポイント(Z=“1”)は2つ連続して取り出されることはなく、また、RLL(1,X)の場合は、隣接するゼロクロスポイント(Z=“1”)の間には最低1つの“0”が存在する(ゼロポイント情報Zが“1”→“0”→“1”と変化したとき、即ち、状態S1→S2→S4→S5、あるいは状態S4→S5→S1→S2と遷移したとき)。
尚、RLL(2,X)の場合は、隣接するZ=“1”の間には最低2つの”0”が存在する。
実際の信号では、ノイズ等の影響により、ゼロクロスポイント自体の検出を誤ることも十分に予想されるが、フィードバック制御の場合、正しい判定のできる確率が誤る確率を上回っていれば、正しい方向に収束していくはずであり、また、十分な積分処理のため、単発のノイズは実用上問題ないと考えられる。
【0063】
PR判別部33は、以上のパーシャルレスポンス(PR)特性に基づいて、例えばPR(a,b,b,a)特性に対して、再生信号の最小ランレングス制限が2(最小反転間隔が3)のときは、図11においてS2→S4及びS5→S1のパスが存在せずに周回パスのみの状態遷移となり、ゼロクロスする状態はS2とS5であることから、極性とゼロクロスポイント間の間隔が分かれば各サンプリングポイントでの目標値は決定できる。
また、再生信号の最小ランレングス制限が1(最小反転間隔が2)のときは、そのまま図11の状態遷移となり、やはりゼロクロスする状態はS2とS5であるために、前記と同様に各サンプリングポイントでの目標値は決定できる。
即ち、PR判別部33は、ゼロクロス検出部22のゼロクロス情報Z(極性及びゼロクロスポイント間の間隔も含む)と補間部32から出力される隣接したサンプリング信号の平均値データに基づいて、その平均値データが何れの目標値に対応するものであるかの判別データを作成する。
【0064】
次に、フィルタリング手段34は、PR判別部33から得られる判別データを用いて補間部32から得られる各平均値データを目標値毎に区分する。
但し、ゼロレベルは用いないために省略される。
具体的には、図12に示すように、フィルタリング手段34はPR判別部33から得られた目標値;2a+2b,a+2b,a,0に対応させて各平均値データを区分けし、区分けされたデータ群毎にその平均値PL,PS,BS,BLを求める。
【0065】
同図では、○で示した平均値データ群が目標値;2a+2b,0に属し、●で示した平均値データ群が目標値;a+2b,aに属しているが、目標値;2a+2bに属する平均値データ群は長周期の信号のピーク値に近い値を、目標値;0に属する平均値データ群は長周期の信号のボトム値に近い値を、目標値;a+2bに属する平均値データ群は短周期の信号のピーク値に近い値を、目標値;aに属する平均値データ群は短周期の信号のボトム値に近い値をとっていることになる。
従って、前記の平均値PL,BLはそれぞれ長周期の信号のピーク値とボトム値に近似した値となり、また平均値PS,BSは短周期の信号のピーク値とボトム値に近似した値となる。
【0066】
そして、フィルタリング手段34は、実施形態2の場合と同様に、長周期の再生信号の振幅LAと短周期の再生信号の振幅SAをピークツウピーク値として次式で求める。
LA=PL−BL
SA=PS−BS
また、振幅LA,SAをピーク値又はボトム値自体を振幅として求める場合に、次式のように定めてもよいことも実施形態2の場合と同様である。
LA=PL,SA=PS 又は LA=−BL,SA=−BS
【0067】
<実施例2>
この実施例に係る収差補正制御部14での信号処理方式は実施形態2に適用できるものであり、その信号処理に係る機能ブロック図は図13に示される。
同図において、A/D変換器41は固定周波数の自走クロックで動作しており、光検出器8から入力された再生信号をサンプリングし、そのサンプリング信号をDPLL(Digital Phase Locked loop)部42へ出力する。
【0068】
ここで、DPLL部42は自己完結したPLL機能を備え、入力された信号を自身で補間してリサンプリング信号として生成すると共に、位相エラーを抽出してそれをフィードバックすることにより補間のタイミングを制御する機能を有している。
具体的には、図14に示すような構成からなり、リサンプリング・補間部42aが、A/D変換器41のサンプリング信号をタイミング生成部42bから得られるタイミング信号に基づいてリサンプリングすると共に、1つ前のサンプリング信号と現在のサンプリング信号の平均をとり、それを補間処理したリサンプリング信号として位相エラー検出部42cへ出力する。
位相エラー検出部42cでは、補間処理後のリサンプリング信号を次段のフィルタリング手段34へ出力させると共に、位相エラーを検出してループフィルタ42dへ出力するが、位相エラーの検出に際してゼロクロスの検出も並行して行うため、ゼロクロス情報Zもフィルタリング手段34へ出力する。
ループフィルタ42dは位相エラー信号の低域成分を抽出し、エラーレベル情報として前記のリサンプリング・補間部42aへ出力する。
従って、このDPLL部42によれば、自走クロックで動作しているA/D変換器41の出力を正確なタイミングで補間したリサンプリング信号を得ることができると共に、位相エラー検出部42cからゼロクロス情報Zも得られる。
【0069】
次に、DPLL部42のリサンプリング信号とゼロクロス情報ZはPR判別部33へ出力され、PR判別部33が、実施例1の場合と同様に、ゼロクロス情報とリサンプリング信号とを用いて再生信号のランレングス制限(RLL)とPR特性で定められる状態遷移に基づいた目標値の判別を行う。
そして、フィルタリング手段34にはDPLL部42のリサンプリング信号とPR判別部33の目標値判別データが入力されており、以降、前記の実施例1の場合と同様の手順で長周期の再生信号の振幅LAと短周期の再生信号の振幅SAが求められる。
【0070】
<実施例3>
この実施例に係る信号処理方式は実施形態1に適用できるものであり、その信号処理に係る機能ブロック図は図15に示される。
同図において、実施例2の図13における各機能部と同一符号で示されているものは同一の機能部である。
この実施例の特徴は、実施例2におけるPR判別部33がPR判別・等化部51になっており、そのPR判別・等化部51がDPLL部42から入力されるリサンプリング信号とゼロクロス情報に基づいてPR等化とランレングス制限によって定まる状態遷移から目標値の仮判別を行い、更に実際のリサンプリング信号の前記目標値に対するエラーを等化するか否かを選択する点にある。
即ち、実施例1の図11及び図12で説明したように、状態S2とS5がゼロポイントに相当し、2a+2bが正側の最大の目標値となり、0が負側の最大の目標値となるが、それらの目標値に係るリサンプリング信号に対してはエラー等化を選択せず、その他の目標値であるa+2b,a+b,aについてのみエラー等化を選択する。
【0071】
その場合、目標値a+2b,a+b,aに係る短周期のリサンプリング信号に波形等化処理がなされることになり、特に長周期から短周期へ変化する際の信号間のクロストークが抑圧される。
従って、目標値2a+2b,0に係る長周期のリサンプリング信号は入力信号に応じて変化するが、それ以外の目標値a+2b,a+b,aに係る短周期のリサンプリング信号は等化されてほぼ一定値に近い値となる。
具体的には、実施例1における図12で示したa+2b,aに属するリサンプリング信号(●の信号)とa+bに属するリサンプリング信号(ゼロクロス付近の信号)は等化処理によってほぼ一定になり、2a+2b,0に係るリサンプリング信号だけが実際の振幅を反映したものとなる。
【0072】
従って、フィルタリング手段34で処理を行う際に、長周期の信号のピーク値PLとボトム値BLを信号間のクロストークの影響を受けずに検出でき、対物レンズ4の焦点ずれ量に対する長周期の信号の振幅LA(=PL−BL)を正確に求めることができる。
尚、この実施例では、短周期の信号の振幅に相当するSA(=PS−BS)はほぼ一定値となる。
【0073】
次に、フィルタリング手段34で得られた各周期の信号の振幅データLA,SAは光学系制御手段26へ出力されるが、短周期の信号の振幅SAは前記のように一定値となるため、実施形態2における図9と同様に焦点ずれ量に対する各周期の信号の振幅変化を表すと図17のようになる。
従って、同図から明らかなように、フィルタリング手段34から光学系制御手段26へ出力される制御データΔGa(=LA−SA),ΔGb(=LA’−SA’)は主に長周期の再生信号の振幅LA,LA’の変化だけを反映したものとなる。
尤も、SA,SA’は同一の値になることから、図18に示すように、長周期の再生信号の振幅LA,LA’をそのまま制御データΔGa(=LA),ΔGb(=LA’)として用いてもよい。
【0074】
尚、この実施例ではDPLL部42でリサンプリング・補間を行っているが、リサンプリングを行わない場合には、図16に示すように、クロックがPLL回路によって入力信号のビットレートに同期するA/D変換器31を適用し、そのサンプリング信号をPR判別・等化部51とゼロクロス検出部22へ出力し、PR判別・等化部51がゼロクロス検出部22からのゼロクロス情報Zを用いてPR等化とランレングス制限によって定まる状態遷移から目標値の仮判別を行うようにしてもよい。
【0075】
<実施例4>
この実施例における収差補正制御部14の信号処理に係る回路構成は図19に示される。
同図において、固定周波数の自走クロックで動作するA/D変換器31によってサンプリングされた信号はATC(Automatic Threshold level Control)回路61へ入力され、そのセンターレベル(DCレベル)が最適な閾値に一致するようにDC制御される。
ATC回路61の出力はAGC(Automatic Gain Control)回路62に入力され、比較的短い反転間隔信号が一定の大きさになるように利得制御された後、エンベロープ検波回路63によって、図23(B)に示すように上側のエンベロープLaと下側のエンベロープLbの振幅成分が検出され、それらの差として最大振幅Gを求めて光学系制御手段26へ出力させる。
従って、この実施例の信号処理方式は、実施形態1の場合のように長周期の信号の振幅を求める場合に好適であり、図4で示したGA,GBを高い精度で求めることができる。
【0076】
但し、この実施例におけるAGC回路62は、通常の利得制御機能ではなく、比較的短い反転間隔信号を一定の大きさにする機能を備えているため、図19に示すように、本来の利得制御回路62aと共にクロス抽出部62bとエラー検出部62cを内蔵している。
以下、そのAGC回路62の機能及び動作について具体的に説明する。
【0077】
クロス抽出部62bは、図20に示すように、再生信号Sの最小反転間隔における再生信号Sのレベル差のセンターレベル辺りに設定されている中間レベルの第1のスレッショルドレベルTh0と、Th0よりも大レベルの第2のスレッショルドレベルTh1と、Th0よりも小レベルの第3のスレッショルドレベルTh2の計3つのスレッショルドレベルが予め設定されており、それら3つのスレッショルドレベルTh0,Th1,Th2のそれぞれについて再生信号が横切ったときの回数を独立に積算し、それら3つの積算値のどれかが予め設定した設定値に到達した時、3つの積算値をすべてクリアして再び同じ動作を繰り返す構成とされている。
【0078】
図21にクロス抽出部62bの回路系統図を示す。
同図に示すように、クロス抽出部62bは、利得制御回路62aから出力された再生信号Sが入力される3つのクロス検出器71−0〜2と、各クロス検出器71−0〜2に対応させて設けられた比較器72−0〜2と、比較器72−0〜2の出力信号が入力される3入力OR回路73とから構成されている。
【0079】
各クロス検出器71−0〜2は、予めそれぞれのスレッショルドレベル(閾値)が図20に示したTh0,Th1,Th2の値に設定されており、その設定スレッショルドレベルを再生信号Sが横切る毎にカウントした積算値(クロスカウント値)C0,C1,C2を出力する。
ここで、スレッショルドレベルTh0とTh1のレベル差、及びTh0とTh2のレベル差はPとして等しく設定されており、且つ、レベル差Pは最小反転間隔に係る振幅の最小値Qよりも小さく設定されている。
従って、これら3つのスレッショルドレベルTh0,Th1,Th2の内のいずれかのスレッショルドレベルが必ず正しいゼロクロス値を示すことになる(図20の例では、スレッショルドレベルTh0)。
【0080】
再び図21に戻って、各クロス検出器71−0〜2で検出されたクロスカウント値は比較器72−0〜2へ出力され、各比較器72−0〜2において共通の設定値と別々に大小比較される。
この設定値は最小反転間隔に対して十分に長い期間における本来の平均ゼロクロスカウント値に設定されており、比較器72−0〜2はそれぞれ前記の設定値に一致したときに“H”の一致信号を出力するように構成されている。
【0081】
従って、比較器72−0〜2の内の入力積算値(クロスカウント値)が最も早く設定値に達した比較器から一致信号“H”が取り出され、これがOR回路73によるリセットパルスとして各クロス検出器71−0〜2に共通に供給されて、それぞれの積算値(クロスカウント値)をリセットする。
前記のように、3つのスレッショルドレベルTh1,Th0,Th2の内のいずれかのスレッショルドレベルが必ず正しいゼロクロス値を示すため、最も早く設定値に達した積算値が必ず最小反転間隔を含んでいることになり、これをエラー演算に使用する。
通常は、前記の3つのスレッショルドレベルTh1,Th0,Th2の内で中央のスレッショルドレベルTh0を所定時間内で再生信号が横切る回数が最も多いはずであることから、中央のスレッショルドレベルTh0のクロス回数の積算値C0が最も早く前記の設定値に達するはずである。
【0082】
そこで、図19のエラー検出部62cは、前記のクロス抽出部62bにおける中央のスレッショルドレベルTh0のクロス回数の積算値C0と、上側のスレッショルドレベルTh1のクロス回数の積算値C1と、下側のスレッショルドレベルTh2のクロス回数の積算値C2の比較結果に基づいて、所定の単位時間における中央のスレッショルドレベルTh0のクロス回数の積算値C0が積算値C1及びC2よりも多くなるように、また、積算値C1とC2のバランスが等しくなるように、DCエラー信号を発生すると共に、積算値C1とC2が積算値C0に対し一定の割合の値になるように利得エラー信号を出力する。
【0083】
図22のフローチャートは前記のエラー検出部62cの動作手順を更に具体的に示すものである。
先ず、クロス抽出部62bの出力リセット信号が“H”レベルになった時、即ち、前記の設定値に達した時に、積算値がC0≧C1とC0≧C2の状態にあるか否かを判定する(S31,S32)。
ここで、前記の状態が成立している場合、即ち、所定の単位時間における中央のスレッショルドレベルTh0に係るクロス回数の積算値C0が他の積算値C1,C2より大きいときには、再生信号が本来の振幅範囲にあることになる。
【0084】
そして、積算値C1,C2が共に所定値(ノイズの影響を考慮して、例えばC0の70%程度の値)より大きいときには、再生信号の振幅が大きいと判断して利得を下げる方向の利得エラー信号を出力させる(S33,S34)。
一方、逆に積算値C1,C2が共に所定値より小さいときには、再生信号の振幅が小さいと判断して利得を下げる方向の利得エラー信号を出力させる(S33→S35,S36)。
尚、C0≧C1とC0≧C2の状態以外の場合、又は、C0≧C1とC0≧C2であってもC1≧所定値≧C2若しくはC2≧所定値≧C1となっている場合には、利得エラー信号を出力させない(S32→S37,S35→S37)。
【0085】
その結果、図23の(A)に示す再生信号における短周期の信号は(B)に示すように一定に近い振幅となり、長周期の信号を短周期の信号から明確に分離して正確に検出できるため、実施例3で波形等化処理を行った場合と同様の利点がある。
また、上記のように、エンベロープ検出回路63で長周期の信号を検波すれば、図23の(B)の上側のエンベロープLaと下側のエンベロープLbのレベル差をそのまま長周期の信号の振幅Gとして検出でき、光学系制御手段26がそれを制御データとした収差補正を実行できる。
この実施例においては、PLL回路を用いることなく動作するため、トラッキング・サーボがかかっていない場合でも、正確な収差補正データを得ることができる。
【0086】
[実施形態4]
この実施形態は、光ディスク装置の信号処理において波形等化を行う際に求められるブースト量を制御データとして収差補正を実行させる方法に関する。
先ず、図24はこの実施形態が適用される光ディスク装置の概略的構成を示し、基本的には図1に示した構成と同様であるが、サーボ回路12に内蔵させた収差補正制御部14’に対して信号処理回路11の波形等化部16が求めたブースト量の演算値が入力されている点に特徴がある。
即ち、この実施形態では、上記の各実施形態のように光検出器8の再生信号を用いずに、波形等化部16からブースト量を得て収差補正制御部14’が収差補正部3を制御する。
【0087】
ここに、波形等化部16は、通常では光ディスク装置の信号処理回路の初段に設けられており、光ディスクによって異なる再生信号の特性に適応させて振幅の小さい信号帯域の利得を上げるためにブースト量を設定し、信号伝達特性を調整することにより後の信号処理過程でエラーが生じないようにする機能を備えている。
そして、光ディスク装置における波形等化処理でのブースト量の求め方については各種の方式があるが、基本的には再生信号の最大振幅や最小振幅を求めてブースト量を演算することになるため、上記の実施形態2や実施形態3で説明した各信号処理方式とブースト量演算回路を設けて波形等化部16を構成することもできる。
【0088】
ところで、光ディスク5の再生信号が通常のランレングス制限でランダム性を有している場合、光ディスク5の透明基板15の厚さtが許容範囲を超えて球面収差が生じていると、長周期と短周期の再生信号の各最大振幅が対物レンズ4の焦点ずれ量に対して実施形態2における図9に示すような関係で変化することは既に説明したとおりである。
一方、前記のブースト量は前記のように振幅の小さい信号帯域の利得を上げて波形を等化するための制御値であり、長周期の信号に対する短周期の信号の振幅比率が小さいときにはブースト量が大きくなり、逆の場合にはブースト量が小さくなる。
【0089】
従って、図25に示すように、前記の図9に係る各状態(A),(B),(C)をブースト量に対応させてみると、波形等化処理によって長周期と短周期の各再生信号の最大振幅LA,SAは(A’),(B’),(C’)に示すように球面収差や焦点ずれ量に関係なく一定となるが、その波形等化処理のために用いたブースト量Ba,Bbが長周期の信号に対する短周期の信号の振幅比率を示す値となる。
即ち、球面収差無しの場合において対物レンズ4を合焦点位置から光軸方向へ±αだけずらせた各状態での各ブースト量Ba,Bbを仮に(中)とすれば、球面収差が(−)側に生じている場合には、対物レンズ4を合焦点位置から光軸方向へ+αだけずらせた状態でのブースト量Baが(小)で、−αだけずらせた状態でのブースト量Bbが(大)となり、逆に球面収差が(+)側に生じている場合には、+αだけずらせた状態でのブースト量Baが(大)で、−αだけずらせた状態でのブースト量Bbが(小)となる。
このことから、波形等化部16から得られるブースト量Ba,Bbは実施形態2におけるΔGa,ΔGb(対物レンズ4が各位置にある場合における長周期と短周期の信号の最大振幅の差)と同様の意味を持ち、それらブースト量Ba,Bbを収差補正部3の制御データとして利用することができる。
【0090】
以上の前提に基づいて、この実施形態では光ディスク装置が図26のフローチャートに示す手順で収差補正を実行する。
そして、同図と実施形態1での補正手順(図3)とを比較すれば明らかなように、実施形態1では対物レンズ4を合焦点位置から±αだけ移動させて再生信号の最大値Ga,Gbを求めてエラー値を作成しているのに対し、この実施形態では波形等化部16からブースト量Ba,Bbを検出してエラー値を作成しており、その点が異なっているだけである。
【0091】
先ず、実施形態1の場合と同様に光ディスク5の確認を行ってフォーカス調整機能をONにした後(図2)、記録情報の再生へ移行して対物レンズ4の合焦点位置を求める(S41,S42)。
次に、前記のように対物レンズ4を合焦点位置から±αだけ移動させた各状態で収差補正制御部14’が波形等化部16からブースト量Ba,Bbを検出して(Ba−Bb)を求め、|Ba−Bb|≦Ebでなければ(Ba−Bb)をエラー値として収差補正部3を制御する(S43〜S49)。但し、Ebは球面収差が許容範囲に収まる|Ba−Bb|の大きさに関する閾値であり、0に近い値である。
また、前記の手順(S42〜S49)は|Ba−Bb|≦Ebの条件が成立するまで繰り返し実行される(S48→S49→S42〜S48)。
【0092】
従って、収差補正部3に対する収差補正制御部14’による繰り返し制御によって、図27に示すようにエラー値(Ba−Bb)は0に近い値に収斂してゆく。その結果、光ディスク5の透明基板15の厚さtが許容範囲を超えて球面収差が生じていても、図25の(A’),(C’)の状態から(B’)の状態になるが、それは光検出器8での再生(信号波形等化部16での処理前の再生信号)が図25の(A),(C)の状態から(B)の状態になったことと対応しており、前記の球面収差が補正されたことになる。
【0093】
この実施形態によれば、光ディスク装置の信号処理回路11が備えている波形等化部16からブースト量を得て制御データを生成できるために収差補正制御部14’の回路構成が簡単になり、安価な構成で収差補正を実現できるという利点がある。
【0094】
[実施形態5]
上記の実施形態1と実施形態2(実施形態3の各実施例に示した再生信号の最大振幅を求め方が適用される場合も含む)及び実施形態4の収差補正方法は、それらを独立した収差補正モードとして実行させるだけでなく、光ディスク装置が通常の記録又は再生を実行している状態の中でも実行させることができる。
即ち、連続的な記録又は再生を可能な範囲で速い線速度で実行させて余裕時間を適宜確保するようにし、その確保した余裕時間に前記の実施形態1、2又は4の手順を実行させることもできる。
【0095】
光ディスク装置では、連続的な記録又は再生時に温度変化に伴ってレーザの波長が微妙にずれて、それによっても光ディスク5で球面収差が発生するが、この実施形態の方式によれば、連続的な記録又は再生中に適宜収差補正を行えるため、レーザの波長のずれに起因した球面収差も適応的に補正できることになる。
尚、この実施形態の場合、前記のように記録又は再生中に収差補正のための時間的余裕が確保されることが条件になるが、定期的に行うか不定期に行うかは任意である。
【0096】
【発明の効果】
本発明の光ディスク装置における収差補正方法は、以上の構成を有していることにより、次のような効果を奏する。
請求項1の発明は、光ディスクにおける透明基板の厚さに許容値を超えた誤差があり、それに起因して光スポットに生じる球面収差を補正する場合に、特定の光ディスクを用いることなく、また光ディスクの種類を問わずに、再生信号に含まれる長周期の信号から簡単な手順で収差補正量を正確に求め、より迅速な補正制御を可能にする。
また、収差補正部を備えた光ディスクであれば、特別な光学系を必要としないため、光ディスク装置の大型化や製造コストの増大を招くことがなく、製品化が容易であるという利点もある。
請求項2の発明は、請求項1の発明において、より正確な収差補正制御を実現する。
請求項3及び請求項4の発明は、請求項1の発明において、信号間のクロストークを抑制して再生信号に含まれる長周期の信号のみを正確に検出させ、より適正な補正データによる収差補正を可能にする。
請求項5の発明は、請求項1の発明と同様の効果を有すると共に、再生信号に含まれる長周期と短周期の信号から変化率の大きい制御データを求めるため、更に正確な収差補正を可能にする。
請求項6の発明は、請求項5の発明において、より正確な収差補正制御を実現する。
請求項7及び請求項8の発明は、請求項5の発明において、長周期と短周期の信号の最大振幅を合理的に求めて制御データを得る方式を提供する。また、請求項8の発明においては、PLL回路を必要とせず、トラッキング・サーボがOFF状態でも収差補正制御が可能になるという利点がある。
請求項9及び請求項10の発明は、請求項1の発明と同様の効果を有すると共に、光ディスク装置の信号処理回路が備えている波形等化部から得られるブースト量を用いて収差補正を行うために収差補正制御部の構成が簡素化でき、より安価な収差補正システムを実現する。
請求項11の発明は、請求項1から請求項10の発明において、光ディスク装置が連続的な記録又は再生を実行時において温度変化等によってレーザの波長がずれても、それに伴う球面収差のずれも併せて適応的に補正することを可能にする。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の光ディスク装置における収差補正方法に係る実施形態1〜3が適用される光ディスク装置の概略的構成図である。
【図2】実施形態1に係る収差補正手順を示すフローチャート(ステップS1〜S6まで)である。
【図3】実施形態1に係る収差補正手順を示すフローチャート(ステップS7〜S15まで)である。
【図4】再生信号に含まれている長周期の信号の最大振幅に係る焦点ずれ量に対する変化(二点鎖線)と、対物レンズを合焦点位置から±αだけ移動させた位置で得られる最大振幅を示すグラフである。但し、(A)は球面収差が(−)側で生じている場合、(B)は球面収差が生じていない場合、(C)は球面収差が(+)側で生じている場合である。
【図5】収差補正手順を繰り返して実行している状態における対物レンズの位置(A)と再生信号の最大振幅の変化(B)を示すタイミングチャートである。
【図6】実施形態2において制御部が実行する信号処理に係る機能ブロック図である。
【図7】実施形態2に係る収差補正手順を示すフローチャートである。
【図8】実施形態2において長周期と短周期の再生信号の最大振幅を求める手順(図7におけるステップS24,S26)を具体的に説明するためのグラフである。
【図9】再生信号に含まれている長周期と短周期の信号の最大振幅に係る焦点ずれ量に対する変化(実線;長周期,点線;短周期)と、対物レンズを合焦点位置から±αだけ移動させた位置で得られる各周期の信号の最大振幅を示すグラフである。但し、(A)は球面収差が(−)側で生じている場合、(B)は球面収差が生じていない場合、(C)は球面収差が(+)側で生じている場合である。
【図10】実施形態3(光ディスク装置の制御部が実行する各種信号処理方式に係る実施例)において、実施例1(実施形態2に関連)の信号処理方式に係る機能ブロック図である。
【図11】パーシャルレスポンス判別部におけるランレングス制限とパーシャルレスポンス特性[PR(a,b,b,a)の場合の特性]で定められる状態遷移図である。
【図12】フィルタリング手段が、パーシャルレスポンス判別部から得られる判別データを用いて補間部から得られる各平均値データを目標値毎に区分し、長周期と短周期の再生信号の最大振幅を求める手順を具体的に説明するためのグラフである。
【図13】実施形態3(光ディスク装置の制御部が実行する各種信号処理方式に係る実施例)において、実施例2(実施形態2に関連)の信号処理方式に係る機能ブロック図である。
【図14】DPLL部の構成を示す機能ブロック図である。
【図15】実施形態3(光ディスク装置の制御部が実行する各種信号処理方式に係る実施例)において、実施例3(実施形態1に関連)の信号処理方式に係る機能ブロック図である。
【図16】実施例3の信号処理方式に係る他の構成例を示す機能ブロック図である。
【図17】実施例3の信号処理方式において、再生信号に含まれている長周期と短周期の信号の最大振幅に係る焦点ずれ量に対する変化(実線;長周期,点線;短周期)と、対物レンズを合焦点位置から±αだけ移動させた位置で得られる各周期の信号の最大振幅を示すグラフである。(ΔGa,ΔGbは、対物レンズが各位置にある場合における各周期の信号の最大振幅の差に相当する。)但し、(A)は球面収差が(−)側で生じている場合、(B)は球面収差が生じていない場合、(C)は球面収差が(+)側で生じている場合である。
【図18】実施例3の信号処理方式において、再生信号に含まれている長周期と短周期の信号の最大振幅に係る焦点ずれ量に対する変化(実線;長周期,点線;短周期)と、対物レンズを合焦点位置から±αだけ移動させた位置で得られる各周期の信号の最大振幅を示すグラフである。(ΔGa,ΔGbは、対物レンズが各位置にある場合における長周期の信号の最大振幅に相当する。)但し、(A)は球面収差が(−)側で生じている場合、(B)は球面収差が生じていない場合、(C)は球面収差が(+)側で生じている場合である。
【図19】実施形態3(光ディスク装置の制御部が実行する各種信号処理方式に係る実施例)において、実施例4(実施形態1に関連)の信号処理方式に係るブロック回路である。
【図20】再生信号波形に対する3つのスレッショルドレベルTh0,Th1,Th2の設定態様を説明するためのグラフである。
【図21】クロス抽出部の回路構成図である。
【図22】エラー検出部によるエラー信号生成手順を示すフローチャートである。
【図23】利得制御部への入力信号(A)と出力信号(B)の信号波形を示すグラフである。
【図24】実施形態4が適用される光ディスク装置の概略的構成図である。
【図25】実施形態2における図9(A),(B),(C)で示される各状態に対して、実施形態4において波形等化部が求めるブースト量の状態[(A’),(B’),(C’)]を対応付けたグラフである。但し、Ba,Bbはブースト量であり、(大),(中),(小)はその大きさの傾向を示す。
【図26】実施形態4に係る収差補正手順を示すフローチャートである。
【図27】収差補正手順を繰り返して実行している状態における対物レンズの位置(A)とブースト量の変化(B)を示すタイミングチャートである。
【図28】一般的な光ディスクの断面図と対物レンズによる光スポットの構成態様を示す図である。
【図29】透明基板の厚さのずれが許容値内である場合における、焦点ずれ量に対する光スポットの光軸を中心とした光強度分布の変化を示す図である。
【図30】透明基板の厚さのずれが許容値を超えた場合における、焦点ずれ量に対する光スポットの光軸を中心とした光強度分布の変化を示す図である。
【図31】従来技術に係る特許文献1の発明に適用される光ディスクの平面図(A)と断面図(B)である。
【図32】特定パターンの長周期と短周期のピット列(A)とそれらピット列から得られる再生信号の信号波形(B)を示す図である。
【図33】長周期と短周期のピット列から再生された各信号の最大振幅に係る対物レンズの焦点ずれ量に対する変化(実線;長周期,点線;短周期)を示すグラフである。但し、(A)は光スポットで球面収差が生じていない場合、(B)は球面収差が生じている場合である。
【図34】特許文献1の発明において推察される収差補正手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
1…レーザ光源、2…ビームスプリッタ、3…収差補正部、3a…凹レンズ、3b…凸レンズ、4,104…対物レンズ、5,101…光ディスク、6,102…情報記録層、7…光スポット、8…光検出器、9…光ピックアップ、10…高周波増幅器、11…信号処理回路、12…サーボ回路、13…スピンドルモータ、14,14’…収差補正制御部、15,103…光ディスクの透明基板、16…波形等化部、21,31,41…A/D変換器、22…ゼロクロス検出部、23…ピーク・ボトム値検出部、24…反転間隔検出部、25,34…フィルタリング手段、26…光学系制御手段、32…補間部、33…パーシャルレスポンス判別部、42…DPLL(Digital Phase Locked loop)部、42a…リサンプリング補間部、42b…タイミング生成部、42c…位相エラー検出部、42d…ループフィルタ、51…パーシャルレスポンス判別・等化部、61…ATC(Automatic Threshold level Control)回路、62…AGC(Automatic Gain Control)回路、62a…利得制御回路、62b…クロス抽出部、62c…エラー検出部、63…エンベロープ検出部、71−0〜2…クロス検出器、72−0〜2…比較器、106…特定領域、107…長周期のピット列、108…短周期のピット列。
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an aberration correction method for an optical disk device, and in particular, corrects spherical aberration occurring in a light spot due to a thickness of a transparent substrate of an optical disk deviating from a standard value, and records and corrects the light with an appropriate light spot. It relates to an improvement for causing reproduction.
[0002]
[Prior art]
In recent years, various types of optical disks such as CDs (Compact Disks) and DVDs (Digital Versatile Disks) have been put into practical use as high-density information recording media. This is performed by irradiating the information recording layer of the optical disk with a minute light spot through the system.
More specifically, as shown in FIG. 28, the optical disc 101 generally has an information recording layer 102 formed along the surface of the optical disc 101, and the information recording layer 102 has a structure covered with a transparent substrate 103. The optical disc apparatus guides the recording / reproducing laser beam to the front of the optical disc 101 by a light guide system, and a light spot on the surface of the information recording layer 102 by the final condensing optical system (objective lens in the figure) 104. 105 is formed.
Here, information is written concentrically or spirally in the information recording layer 102 with recording pits on the order of micrometers, and the transparent substrate 103 is made of a transparent resin such as polycarbonate. In addition to protecting the optical disk, the optical disk itself has a function of providing mechanical strength.
Although the optical disc 101 shown in FIG. 28 has a configuration in which the front and back surfaces of the information recording layer 102 are covered with a transparent substrate 103 (in the case of a double-sided recording optical disc, such a configuration is inevitably used). In a single-sided recording optical disk, a transparent substrate may be provided only on the recording surface side.
[0003]
By the way, recently, a large capacity of an optical disc and a corresponding high density are remarkable, and a numerical aperture of an objective lens 104 for forming a light spot tends to be further increased. For example, a numerical aperture corresponding to a conventional CD Is 0.45, compared to 0.6 for a DVD capable of high-density recording, and the use of an objective lens having a numerical aperture of 0.8 or more is also being studied.
[0004]
Under such circumstances, the accuracy of the thickness t of the transparent substrate 103 on the optical disc 101 has extremely important significance in recording / reproducing information.
This is because the transparent substrate 103 naturally has a constant refractive index, and when the light spot 105 is formed by the objective lens 104 as described above, it is difficult to determine if the thickness t of the transparent substrate 103 is out of the allowable value. This is because the influence of the aberration generated in the spot 105 increases, and particularly, when the numerical aperture of the objective lens 104 increases, the range of the aberration also increases, and the possibility that an error occurs in recording and reproduction increases.
For example, when the numerical aperture becomes 0.85, the tolerance of the thickness t of the transparent substrate is considered to be several μm or less in a general optical disk. It is quite difficult even with technology.
[0005]
FIG. 29 shows a change in the light intensity distribution around the optical axis of the light spot 105 with respect to the defocus amount when the thickness t of the transparent substrate 103 is within the allowable value. There is a tendency that the beam diameter changes substantially symmetrically before and after the focal point.
On the other hand, if the deviation of the thickness t of the transparent substrate 103 exceeds the allowable value, spherical aberration causing concentric wavefront fluctuation centering on the optical axis occurs, and as shown in FIG. Changes asymmetrically before and after the focal point. In addition, the light intensity distribution tends to exhibit irregular changes due to an increase in side lobes or an increase in beam diameter with respect to the defocus amount.
[0006]
Therefore, in the optical disk device, when the thickness t of the transparent substrate 103 exceeds the allowable value, the amount of aberration is detected by any method, and the optical system is adjusted based on the detected information. It is necessary to correct the light intensity distribution of the light spot 105 so that proper recording / reproduction can always be performed.
[0007]
Regarding the problem, Patent Literature 1 below proposes the following aberration correction method and an optical disk apparatus that executes the method.
First, FIG. 31 shows a plan view (A) and a cross-sectional view (B) of an optical disc 101 similar to the above, and a specific area (lead-in area in the figure) 106 of the optical disc 101 for detecting the spherical aberration. Specific pattern information is recorded.
Specifically, as shown in FIG. 32A, a specific pattern in which two types of pit rows 107 and 108 having different periods are formed alternately is formed. The period is longer than the period of the column 108.
The specific pattern may be recorded on the optical disk 101 in advance, or may be written by an optical disk device before the original recording / reproduction is performed.
[0008]
Then, the optical disk device reads the specific pattern information of the specific area 106 when performing normal recording / reproduction.
In this case, the reproduced signal read from each of the pit rows 107 and 108 has a signal waveform as shown in FIG. 32B, and the amplitude of the reproduced signal is large in the section of each pit row 107. It becomes smaller in the section.
That is, reproduced signals having different amplitudes are obtained from the specific pattern information according to the cycles of the pit strings 107 and 108.
[0009]
Here, the vertical axis indicates the maximum amplitude of the reproduction signal, and the horizontal axis indicates the amount of defocus from the focal point of the objective lens 104. The relationship between them will be as shown in FIG.
10A shows a case where the thickness t of the transparent substrate 103 is within the allowable value, FIG. 10B shows a case where the thickness t exceeds the allowable value, and a solid line shows a change related to the long-period pit row 107. The dashed line corresponds to the change tendency of the short-period pit row 108.
As is clear from the figures, in the case of (A), in which almost no aberration occurs, the amplitude of the reproduction signal obtained from the light spot 105 becomes almost symmetrical before and after the focal point, but the aberration occurs. In the case (B), the amplitude of the reproduction signal in a state shifted from the focal point of the objective lens 104 becomes asymmetric before and after the focal point.
In the latter case (B), the spherical aberration occurs on the (+) side, and the maximum amplitude of the reproduction signal of the long-period pit row 107 is obtained on the far side from the focal point, and conversely, The maximum amplitude of the reproduction signal of the periodic pit train 108 is obtained on the near side from the focal point.
This is because, as shown in FIG. 30, when the thickness t of the transparent substrate 103 exceeds the allowable value, the light intensity distribution of the light spot 105 changes asymmetrically before and after the focal point, and the maximum of the reproduction signal It is considered that the conditions for forming the light spot 105 for obtaining the amplitude are based on the period of the pit row.
[0010]
Accordingly, the defocus amounts (focus offset amounts) fo1 and fo2 giving the maximum amplitudes of the long-period pit row 107 and the short-period pit row 108 in FIG. This corresponds to spherical aberration generated by an error exceeding.
The change in the amplitude of the reproduced signal of each of the pit rows 107 and 108 shown in FIG. Since the signs of the defocus amounts fo1 and fo2 giving the maximum amplitude are inverted, not only the correction amount relating to the aberration but also the correction direction can be confirmed.
Therefore, in the invention of Patent Literature 1, aberration correction is performed by correcting the difference (fo1−fo2) between the defocus amounts fo1 and fo2 that give the maximum amplitudes related to the pit rows 107 and 108 to be minimum. An appropriate light spot 105 is obtained.
[0011]
In Patent Literature 1, the aberration correction operation performed by the optical disk device is described with a simple flowchart. However, it is presumed that aberration correction is actually performed based on the operation procedure shown in the flowchart of FIG.
First, when the optical disk 101 is set, it is checked whether the optical disk 101 is read-only or rewritable, and it is checked whether a specific pattern is recorded in a specific area (S51 to S54).
Here, if the specific pattern is recorded in the specific area, the optical disc apparatus immediately starts reading the recorded information (S53, S54 → S57), but the rewritable optical disc 101 is not recorded. In this case, the reading is started after the specific pattern is recorded in the specific area (S53, S54, S55).
On the other hand, when the optical disk 101 is a read-only optical disk and the above-described recording is not performed, it is determined that the optical disk 101 cannot correct the aberration, and the aberration correction operation is not performed (S54 → S56).
[0012]
When reading is started, a reproduction signal is obtained from the specific pattern while moving the objective lens 104 in the optical axis direction around the focal point.
Then, the reproduction signal is sampled at a predetermined cycle for each set position of the objective lens 104, and an amplitude change with respect to the defocus amount of the reproduction signal of each of the pit rows 107 and 108 is obtained (S58, S59).
Further, based on each amplitude change obtained for each set position of the objective lens 104, the defocus amounts fo1 and fo2 giving the maximum value of the amplitude change for each of the pit rows 107 and 108 are obtained (S60).
[0013]
Next, the difference (fo1-fo2) between the defocus amounts fo1 and fo2 is obtained. If the difference (fo1-fo2) is not within the allowable range, the aberration correction unit (not shown) provided in the optical system is used by (fo1-fo2). Steps S57 to S60 are executed again while controlling to be smaller (S61, S62 → S57 to S60).
Here, the aberration correction unit has a function of adjusting the divergence or convergence angle of the incident light beam using the defocus amount (fo1-fo2) as control data.
Thereafter, by repeating the control operation after the start of the reading to make (fo1−fo2) fall within the allowable range, spherical aberration in the case where the thickness t of the transparent substrate 103 exceeds the allowable value is corrected and the appropriateness is obtained. The light spot 105 is configured.
The amount of defocus can be detected using a conventional optical head and a signal processing system, so that it is not necessary to newly provide hardware.
[0014]
[Patent Document 1]
JP-A-2002-150569
[0015]
[Problems to be solved by the invention]
According to the spherical aberration correction method and the optical disk apparatus according to the invention of Patent Document 1, although the spherical aberration based on the thickness error of the transparent substrate can be corrected, a specific pattern must be recorded in a specific area of the optical disk in advance. Must.
Therefore, there is a fatal problem that a read-only optical disk that has already been standardized cannot be handled (see steps S52 → S54 → S56 in FIG. 34). In the case of a rewritable optical disk, it is only necessary to record a long-period and a short-period pit train, but it is necessary for the optical disk device to prepare such recording information in advance, and the optical disk has aberrations. Since a special recording area for correction must be provided, there arises a problem that the original information recording area is narrowed to reduce the capacity of the optical disk.
[0016]
Further, in Patent Document 1, the specific area is not limited to the lead-in area of the optical disk, but the specific area is set at a fixed position on the optical disk.
Therefore, even if the thickness of the transparent substrate in the specific area falls within the range of the allowable value, the thickness may exceed the allowable value in the other information recording areas or vice versa. Even if the optical system is uniformly controlled only by the obtained control information, there is a possibility that the spherical aberration cannot be accurately corrected.
Patent Document 1 proposes a method of recording a specific pattern in a lead-in area and a lead-out area of an optical disc and interpolating and estimating a shift amount of an intermediate area. However, the degree of freedom for correcting spherical aberration is proposed. Is small.
[0017]
Further, regarding the procedure for creating control data for aberration correction (S57 to S60), the position of the objective lens 104 is sequentially moved around the focal point, and the amplitude value of the long-period and short-period signals is changed each time. Is obtained, and the defocus amount corresponding to the maximum value of the amplitude change in each cycle is obtained, and the difference between the defocus amounts is used as control data for the aberration correction unit.
Therefore, the procedure (S58) for obtaining the amplitude values of the long-period and short-period signals is performed many times, and the procedures of steps S57 to S60 are repeated until the difference between the defocus amounts converges on the allowable range. There is also a problem that the time required to complete the aberration correction becomes long.
[0018]
Therefore, the present invention does not target the special optical disk as described above, and reproduces the recording information of the normal optical disk without narrowing the information recording area of the optical disk, and generates a spherical surface caused by a deviation in the thickness of the transparent substrate. It has been created for the purpose of providing an optical disk device capable of accurately and quickly obtaining control data for correcting aberrations and capable of always performing appropriate recording / reproduction with an appropriate light spot.
[0019]
[Means for Solving the Problems]
According to a first aspect of the present invention, in an optical disk device, an aberration correction unit that adjusts a divergence or a convergence angle of an incident system light beam from a laser light source to an optical disk, and converges the incident system light beam to an information recording layer of the optical disk The objective lens forming the light spot is moved in the direction of the optical axis of the incident light beam, and at this time, the reflected light from the light spot is received and output by the photodetector, and the reproduced signal is processed and analyzed. A control unit that controls the aberration correction unit based on the result, and when a spherical aberration occurs in the light spot, the position of the objective lens is shifted from the focal point position with respect to the information recording layer in the optical axis direction. An aberration correction method for an optical disk device that corrects the spherical aberration by using the reproduction signal having a maximum amplitude in a state, wherein some information is stored on the optical disk. If the information is recorded, the information is reproduced, and the control unit performs a first procedure for obtaining the in-focus position of the objective lens and an optical axis direction from the in-focus position obtained in the first procedure. A second procedure for moving the front and rear by the same distance and calculating the maximum amplitude of the reproduced signal obtained from the photodetector at each moving position; and a third procedure for calculating the difference between the maximum amplitudes obtained in the second procedure. And a fourth step of controlling the aberration corrector so that the calculation result obtained in the third step approaches 0. A method of correcting a spherical aberration in an optical disk device, comprising the steps of:
[0020]
According to the present invention, the maximum amplitude of the reproduction signal is obtained at two points where the objective lens is moved by the same distance in the optical axis direction from the in-focus position in the second procedure, and the difference between the maximum amplitudes is obtained only in the third procedure. Thus, the amount of aberration correction at the light spot due to the thickness of the transparent substrate exceeding the allowable range can be obtained.
Further, according to the present invention, it is sufficient if there is some recording information on the optical disk (in the case of a rewritable optical disk, some recording information is written in advance). It is not limited to.
By the way, in the present invention, the maximum amplitude of the signal itself is obtained irrespective of various periods included in the reproduction signal. As a result, only the maximum amplitude of a long period signal is targeted. As shown in parentheses, if the optical disk has a spherical aberration that exceeds the allowable range, the maximum amplitude of both the long-period and short-period signals for the defocus of the objective lens will deviate from the focal point. , It is possible to obtain the aberration correction amount only for a long-period signal, and it is possible to secure practically sufficient correction accuracy.
When the refractive index of the transparent substrate of the optical disk is constant, the amount of defocus of the objective lens and the amount of aberration correction correspond uniformly, so that the difference between the maximum amplitudes obtained in the third procedure and the aberration correction It is possible to complete the aberration correction by one control by, for example, tabulating the correspondence relationship with the amount, but the first to fourth procedures are performed until the calculation result obtained in the third procedure falls within the allowable range. If the sequence control is repeated, accurate aberration correction can be realized regardless of the refractive index of the transparent substrate.
[0021]
Further, in the second procedure of the present invention, the following method can be adopted as means for obtaining the maximum amplitude of the reproduction signal at each moving position of the objective lens.
(1) A reproduction signal obtained from the photodetector is sampled at a predetermined cycle, and based on a time interval of a zero cross point and a state transition determined by a partial response characteristic and a run length limit, a signal of a short cycle or a long signal is determined. A method that determines whether the signal is a periodic signal, performs waveform equalization on a short-period reproduced signal, and separates only the long-period signal by filtering to obtain the maximum amplitude of the long-period signal.
(2) a gain control unit for controlling the amplitude of the input reproduction signal based on a gain error signal of an error detection unit, which will be described later, and a maximum of a maximum amplitude of the short-period signal in the reproduction signal obtained from the gain control unit; A first threshold value set at a central level and a second threshold value and a third threshold value set slightly larger on the positive and negative sides than the maximum amplitude level of the short-period signal are provided, and the number of times the reproduced signal crosses each threshold value is determined. A cross extracting unit that separately performs integration, repeatedly executes an operation of clearing all integrated values when any of the integrated values reaches a predetermined first set value, and a threshold value in the cross extracting unit. When the integrated value according to any of the above has reached the first predetermined value, the integrated value according to the first threshold value is compared with the integrated value according to the second and third threshold values, and the integrated value of the former is compared. Is larger than each of the latter integrated values An error detection unit that outputs a gain error signal in a case where the error is detected, and an envelope detection unit that detects an envelope of the reproduction signal obtained from the gain control unit and obtains a maximum amplitude thereof. When outputting an error signal, a second set value set to be smaller than the first set value is compared with each integrated value related to the second and third threshold values, and the second set value is determined by the second set value. When the second set value is smaller than each of the integrated values, the gain error signal is used as a gain error signal for decreasing the gain.
Each of the above methods suppresses an increase in the amplitude of a short-period signal due to crosstalk between signals, and enables accurate detection of only the amplitude of a long-period signal. Optimize the amplitude difference.
[0022]
Next, a second invention provides an optical disc apparatus, comprising: an aberration correction unit for adjusting a divergence or a convergence angle of an incident light beam from a laser light source to an optical disc; The objective lens forming the light spot on the recording layer is moved in the direction of the optical axis of the incident light beam, and at this time, the reflected light at the light spot is received and output by the photodetector, and the reproduced signal is processed and analyzed. A control unit that controls the aberration correction unit based on the analysis result, and when a spherical aberration occurs in the light spot, the position of the objective lens is shifted from a focal point position with respect to the information recording layer in the optical axis direction. An aberration correction method in an optical disk device that corrects the spherical aberration by using the reproduction signal having a maximum amplitude in a deviated state. When the information is recorded, the information is reproduced, and the control unit performs the first step of obtaining the in-focus position of the objective lens, and the control unit irradiates the objective lens from the in-focus position obtained in the first step. It is moved back and forth in the axial direction by the same distance, and at each moving position, a long-period signal and a short-period signal included in the reproduction signal obtained from the photodetector are separated, and a signal at each moving position at each moving position And calculating the difference between the maximum amplitudes of the signals in each cycle at each movement position, and calculating the difference between the calculation results for each movement position of the objective lens obtained in the second procedure. A spherical aberration correcting method for an optical disk device, comprising: executing a third procedure for obtaining the result and a fourth procedure for controlling the aberration correcting unit so that a difference between the calculation results obtained in the third procedure approaches zero. Related.
[0023]
The present invention is characterized in that, unlike the first invention, in the second procedure, control data of the aberration corrector is created based on the long-period signal and the short-period signal included in the reproduction signal.
Therefore, in the second procedure, a long-period signal and a short-period signal included in the reproduction signal obtained from the photodetector are divided at each moving position of the objective lens, and the signal of each period is moved at each moving position. , And a difference between the maximum amplitudes of the signals in each cycle is calculated for each moving position.
As shown in FIG. 33B, the change of the maximum amplitude of the long-period signal and the short-period signal with respect to the defocus amount of the objective lens is shifted in the opposite direction around the focal point. The calculation result in the second procedure of the invention shows a larger change rate with respect to the defocus amount of the objective lens as compared with the first invention.
That is, by using the calculation result in the second procedure, more precise and accurate aberration correction control can be performed.
In particular, in the present invention, similarly to the first invention, the sequence control of repeating the first to fourth procedures until the calculation result obtained in the third procedure falls within the allowable range is executed, and the refractive index of the transparent substrate is adjusted. The aberration correction can be performed irrespective of the above, but there is an advantage that the aberration correction can be completed in a short time by reducing the number of repetitions.
[0024]
In the second procedure of the present invention, the following method can be adopted as means for obtaining the maximum amplitude of the reproduction signal at each moving position of the objective lens.
(1) A reproduction signal obtained from the photodetector is sampled at a predetermined cycle, a zero cross point of the sampling signal is detected to detect a polarity inversion interval, and a peak value and a bottom value within the inversion interval are determined. Calculating and filtering based on the inversion interval information, the peak value and the bottom value are classified in association with long-period and short-period signals, and a peak value group and a bottom value classified according to each period are obtained. A method of obtaining the maximum amplitude of a signal in each cycle using a representative value of a group.
(2) The reproduction signal obtained from the photodetector is sampled at a predetermined cycle, and based on the time interval of the zero-cross point and the state transition determined by the partial response characteristic and the run-length limit, the signal is either a short-cycle signal or a long signal. Determine whether the signal is a periodic signal, and perform filtering based on the determination information to classify the signal in association with the long-period and short-period signals, and use the representative value of the signal group of each divided period. A method to find the maximum amplitude of the signal in each cycle.
[0025]
According to a third aspect of the present invention, in the optical disc apparatus, an aberration corrector for adjusting a divergence or a convergence angle of an incident system light beam from a laser light source to the optical disc, and an objective lens condensing the incident system light beam to obtain information on the optical disc A waveform equalizer that sets a boost amount and performs equalization processing on a reproduced signal that is received and output by a photodetector and that is reflected by a light spot formed on a recording layer, and the objective lens is connected to the incident system. A control unit that moves the light beam in the optical axis direction and controls the aberration correction unit based on a boost amount obtained from the waveform equalization unit at that time, and some information is recorded on the optical disc. If the information is reproduced, the control unit reproduces the information, and the control unit determines whether the objective lens is focused on the optical disc in a first procedure, and determines whether the objective lens is focused in the first procedure. A second procedure of moving the optical axis direction back and forth by the same distance and detecting each boost amount set by the waveform equalizing unit at each moving position, and calculating a difference between the boost amounts detected in the second procedure. A spherical aberration generated in the light spot is corrected by executing a third procedure and a fourth procedure of controlling the aberration corrector so that the calculation result obtained in the third procedure approaches zero. And a method for correcting spherical aberration in an optical disc device.
[0026]
Generally, in an optical disk device, a signal equal to or higher than a signal band reproduced from an optical disk is cut off by a low-pass filter to reduce noise, and a waveform equalization process for increasing a gain in a signal band having a small amplitude is performed. Done.
In this case, since the reproduced signal differs depending on the optical disc, it is necessary to adjust the signal transmission characteristic in the waveform equalization processing so as to adapt to the reproduced signal, and set the cutoff frequency of the low-pass filter and read the signal. A boost amount for increasing a gain of a specific frequency band related to a reproduction signal is adaptively set.
Therefore, the amplitude of the reproduced signal after being processed by the waveform equalizing section has a constant value regardless of the long period or the short period, and the influence of spherical aberration and defocus amount does not appear in the reproduced signal. On the other hand, the boost amount is a control value for the waveform equalization process, and is a value reflecting each of the above conditions. That is, when the amplitude ratio of the short-period signal to the long-period signal is small, the boost amount increases, and conversely, the boost amount decreases.
Therefore, in the present invention, the aberration correction using the boost amount as the control value is performed, and the waveform equalization unit sets the objective lens while moving the objective lens from the in-focus position by the same distance back and forth in the optical axis direction. The aberration correction unit is controlled so that the difference between the boost amounts approaches zero.
Also in the present invention, if the sequence control of repeating the first to fourth steps is performed until the calculation result obtained in the third step falls within the allowable range, accurate control can be performed regardless of the refractive index of the transparent substrate. Aberration correction can be realized.
[0027]
According to a fourth aspect of the present invention, when the optical disc apparatus performs continuous recording or reproduction, the recording or reproduction is performed at a speed higher than a normal linear velocity to secure a time margin. The present invention relates to a method for correcting spherical aberration in a disk drive, wherein the method for correcting spherical aberration according to the first or second invention is executed within a margin time.
[0028]
Generally, in an optical disk device, when performing continuous recording or reproduction, the wavelength of a laser tends to be slightly shifted with a change in temperature.
In that case, in the optical disk, apart from the spherical aberration due to the thickness error of the transparent substrate, the spherical aberration accompanying the above-mentioned wavelength shift also occurs.
According to the present invention, since a sufficient time is secured in the normal recording or reproduction mode and the aberration correction is appropriately executed, the spherical aberration due to the laser wavelength shift can also be corrected.
When recording or reproduction is performed at a speed higher than the normal linear speed, for example, data transfer at the time of recording or reproduction is performed as fast as possible, and a margin time is secured by combining a buffering function. Can be adopted.
[0029]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, each embodiment of the “aberration correction method for an optical disc” of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 23.
[Embodiment 1]
First, FIG. 1 shows a schematic configuration of an optical disk device to which this embodiment is applied. A beam splitter 2, an aberration corrector 3, and an objective lens 4 are sequentially arranged in the traveling direction of the laser light emitted from the laser light source 1, and a light spot 7 is formed on the information recording layer 6 of the optical disk 5 by the objective lens 4. Then, the reflected light from the optical disk 5 is returned from the objective lens 4 to the beam splitter 2 again through the aberration correction unit 3, and the beam splitter 2 reflects the returned light and makes it incident on the photodetector 8.
The laser light source 1 and the optical elements 2, 3, and 4 are mounted on the optical pickup 9, and move integrally in the radial direction of the optical disk 5.
In this embodiment, a general beam splitter 2 is used, but a configuration may be employed in which a polarized beam splitter and a quarter-wave plate are applied to efficiently separate reflected light.
[0030]
Here, the aberration corrector 3 has a function of changing the divergence angle or the convergence angle of the light beam incident on the objective lens 4.
For example, as shown in FIG. 1, it is composed of a combination of a concave lens 3a and a convex lens 3b, and one or both lenses 3a and 3b can be moved in the optical axis direction, and the distance between the two lenses 3a and 3b is changed to change the function. Can be adopted.
In addition, a variable focus lens composed of a liquid crystal element having a concentric electrode pattern centered on the optical axis is used to control the phase change amount of the liquid crystal transmitted light by a voltage applied to the electrode pattern, or two convex lenses Or a method using a hologram lens.
Further, a collimator lens can be used for the aberration corrector 3 and the objective lens 4 which are condensing optical systems, and the divergence angle or convergence angle of the light beam can be changed by moving the collimator lens in the optical axis direction. It is.
[0031]
On the other hand, the reproduction signal output from the photodetector 8 is amplified by the high-frequency amplifier 10 and input to the signal processing circuit 11, which processes the reproduction signal and outputs each control signal to the servo circuit 12. Focus control for moving the objective lens 4 in the optical axis direction, tracking control for finely adjusting the optical axis in the radial direction, slide control for coarsely moving the entire optical pickup 9 in the radial direction of the optical disc, and a spindle motor. 13 spindle control is executed.
Although the focus, tracking, and slide control is performed via an actuator, the actuator is not shown in FIG.
[0032]
The feature of this embodiment is that, as described above, the aberration correction unit 3 is provided on the optical axis, the servo circuit 12 has a built-in aberration correction control unit 14, and the aberration correction control unit 14 The point is that the divergence angle or convergence angle of the light beam in the aberration correction unit 3 is controlled via an actuator (not shown) based on the analysis result of the reproduction signal of the optical device 8 by a predetermined algorithm.
[0033]
By the way, in this embodiment, the purpose of forming a proper light spot 7 by correcting the spherical aberration caused by the deviation of the thickness t of the transparent substrate 15 of the optical disk 5, and obtaining the same from the photodetector 8. The basic operation of performing the control by controlling the aberration correction unit 3 based on the reproduced signal to be performed is the same as the technology disclosed in Patent Document 1 described above.
However, the present invention does not target the optical disc 101 on which the specific pattern is formed in the specific area 106 as in Patent Literature 1, but performs the above-described aberration correction operation on the normal optical disc 5.
Therefore, in this embodiment, the procedure for checking the optical disk 5 in advance and the signal analysis algorithm by the aberration correction control unit 14 incorporated in the servo circuit 12 are different from those in Patent Document 1, and the aberration correction control unit The method of controlling the aberration corrector 3 using the analysis result obtained by the analysis algorithm is also different, and the control procedure is simplified to realize more efficient aberration correction.
[0034]
Next, the aberration correction procedure in this embodiment is shown in the flowcharts of FIGS.
First, when the optical disk 5 is set in the optical disk device, it is confirmed whether or not there is any record information on the optical disk 5 (S1, S2).
Here, if the optical disk 5 is a read-only disk, or if it is a rewritable disk and some information has already been written, the read mode is set and the focus adjustment function is set to the ON state. (S2 → S5, S6).
A rewritable disc in which information is recorded in a pre-recorded area, or a rotation at the time of recording in a wobbling groove such as a CD-R (Compact Disc recordable) or an MD (Mini Disc). When the control information and the address management information of the sector are recorded, they may be regarded as the record information.
On the other hand, when the optical disk 5 is a rewritable disk and information has not been written, the recording mode is set, information is recorded for a certain period of time, and after the recording is completed, the mode is switched to the reading mode. The focus adjustment function is set to the ON state (S2, S3 to S6).
Here, the recording information does not need to be a specific pattern, but may be any data having randomness in accordance with a normal run-length limit.
The above-described recording is performed in a state where the aberration correction is not performed. However, even if the recording is executed by performing the servo control in the correction state corresponding to the appropriate preset value, the aberration correction procedure described later is hardly affected. .
[0035]
When the above procedure is completed, the process proceeds to the reproduction of the recorded information, and the servo circuit 12 obtains the in-focus position of the objective lens 4 with respect to the optical disk 5 (S7, S8).
Then, the servo circuit 12 moves the objective lens 4 from the in-focus position by + α in the optical axis direction, and samples a reproduction signal obtained in that state at a predetermined cycle (S9).
Here, the amplitude of the reproduction signal changes at various frequencies according to the recording information, but the aberration correction control unit 14 obtains the maximum amplitude Ga from the change of the sampling signal (S10).
It is optional whether the maximum amplitude Ga is obtained as a peak-to-peak value or as one of positive and negative peak values.
When the maximum amplitude Ga is obtained, the servo circuit 12 moves the objective lens 4 by the focus adjustment function by an equal distance to the opposite side around the focal point (moves by −α from the focal point in the optical axis direction), The aberration correction controller 14 obtains the maximum amplitude Gb of the sampling signal in the same procedure as described above (S11, S12).
Then, the aberration correction controller 14 calculates the difference (Ga-Gb) between the maximum amplitudes of the reproduced signals obtained at the respective positions of the objective lens 4, and when the absolute value | Ga-Gb | of the difference is equal to or less than the predetermined threshold value Ea1, It is determined whether or not there is (S13, S14).
[0036]
By the way, as is clear from FIG. 32 (B) in the prior art, the amplitude of the reproduced signal is larger in the long-period portion than in the short-period portion, and thus the maximum amplitudes Ga and Gb are obtained from the long-period reproduced signal. It is considered to have been obtained.
Further, as shown in FIG. 33B, if the thickness t of the transparent substrate 103 of the optical disk 101 exceeds the allowable range and spherical aberration occurs, the reproduced signal is shifted from the focal point of the objective lens 104. Take the maximum amplitude value.
More specifically, in light of this embodiment, as shown in FIG. 4, a change in the maximum amplitude of the long-period reproduction signal with respect to the defocus amount is indicated by a two-dot chain line. That is, when (A) spherical aberration occurs on the (-) side, it becomes maximum on the near side of the focal point, and (C) when spherical aberration occurs on the (+) side, on the far side from the focal point. (B) when spherical aberration does not occur, it tends to be maximum at the focal point.
[0037]
From this, the sign of the maximum amplitude difference (Ga-Gb) indicates whether spherical aberration occurs on the (+) / (-) side, and the absolute value | Ga-Gb | Control amount for this purpose.
Therefore, in this embodiment, the value of Ea1 is set as a threshold value for the absolute value | Ga−Gb | for satisfying the condition (condition that the spherical aberration falls within the allowable range) substantially in the state of FIG. 4B. When the absolute value | Ga−Gb |> Ea1, the aberration correction controller 14 controls the aberration corrector 3 with (Ga−Gb) as an error value (S14, S15).
In other words, since Ga = Gb in the state of FIG. 4B, the threshold value Ea1 is set to a value close to 0.
[0038]
Then, after controlling the aberration corrector 3 based on the error value (Ga-Gb), steps S8 to S14 are repeated and executed again, and the procedure is repeated until | Ga-Gb | ≦ Ea1 is satisfied in step S14. (S14, S15 → S8-S14).
The above-described repetition procedure is shown in the timing chart of FIG. 5, in which (A) shows the switching state of the position of the objective lens 4 and (B) shows the change in the maximum amplitude Ga, Gb of the reproduction signal by the repetition control. It can be seen that the absolute value | Ga−Gb | converges to 0 by the repetitive control of the aberration corrector 3.
[0039]
In this embodiment, steps S8 to S14 are repeatedly executed as described above. However, when the refractive index of the transparent substrate 10 of the optical disk 5 is constant, an error value (Ga-Gb) is set in advance. If the amount of correction by the aberration corrector 3 is stored in a table, and the table is used to perform optimal correction by one control, aberration correction can be completed very quickly.
In addition, if the original focus shift of the objective lens 4 is corrected and optimized together with the above-described aberration correction, a more ideal light spot 7 can be formed.
In this case, a method of optimizing the aberration correction procedure and the defocus correction alternately and alternately, and a method of executing both corrections simultaneously to drive to the optimum condition can be considered.
[0040]
According to this embodiment, the aberration can be corrected regardless of the conditions of the optical disc as described above, and the maximum of the reproduction signal can be obtained with the objective lens 4 moved by an equal amount α before and after the focal point. Since the control data of the aberration corrector 3 can be obtained only by obtaining the amplitude value, the aberration correction can be completed in a very short time as compared with the optical disc device and the aberration correction method of Patent Document 1.
After the aberration correction is completed, it is needless to say that the in-focus position is obtained again, the objective lens 4 is controlled to move to that position, and normal recording or reproduction is executed thereafter.
[0041]
[Embodiment 2]
In this embodiment, similarly to Patent Document 1, aberration correction is performed using long-period and short-period reproduction signals.
However, as in the case of the first embodiment, since a normal optical disc is targeted, a specific analysis algorithm is applied in order to obtain the maximum amplitude related to the reproduction signal in each cycle.
Another characteristic is a control procedure for performing aberration correction in a shorter time.
[0042]
The schematic configuration of an optical disk device to which this embodiment is applied is the same as that shown in FIG. 1, and the procedure shown in the flowchart of FIG.
Therefore, a description thereof will be omitted here, and a description will be given of a signal processing procedure and a control procedure for aberration correction in the aberration correction control unit 9 after the reproduction of the recorded information is started.
[0043]
FIG. 6 is a functional block diagram relating to signal processing of the aberration correction control unit 14, and FIG. 7 is a flowchart showing the signal processing / aberration correction control procedure. However, the optical system control means 26 in FIG. 6 controls the objective lens 4 mounted on the optical pickup 9 side and the actuator of the aberration correction unit 3, and is a control means which performs both focus adjustment and aberration correction. .
First, when the reproduction of the recorded information on the optical disk 5 is started, the servo circuit 12 executes the focus control on the optical system control means 26 to obtain the in-focus position of the objective lens 4 on the optical disk 5 (S21, S22). .
Then, the servo circuit 12 moves the objective lens 4 by + α from the in-focus position by the optical system control means 26, and the aberration correction control unit 14 uses the A / D converter 21 to convert the reproduction signal input in that state for a predetermined period. (S23).
In this case, even if the clock in the A / D converter 21 is a self-running fixed frequency clock, it is synchronized with a signal bit using a PLL (phase-locked loop) circuit. Is also good.
[0044]
Steps S21 and S22 are the same as those in the first embodiment, but in this embodiment, a zero-cross detector 22, a peak / bottom value detector (hereinafter, referred to as a “PB value detector”) 23, and an inversion interval detection The amplitudes LA and SA of the long-period and short-period signals included in the reproduced signal are obtained by the section 24 and the filtering means 25 (S24).
Hereinafter, this signal processing method will be specifically described.
[0045]
The sampled reproduction signal is input to the zero-cross detector 22 and the PB value detector 23.
Here, the zero-cross detecting unit 22 sets a zero level with a predetermined level as a threshold, finds a difference between the reproduced signal and the zero level, and detects the time point as a zero-cross point each time the polarity of the difference is reversed. .
Then, the zero-cross information is given to the PB value detection unit 23, and the PB value detection unit 23 detects the peak value Pn and the bottom value Bn of the reproduced signal obtained in the intermediate time zone of the preceding and following zero cross points. (However, “n” is an integer that is incremented by one each time two zero cross points are obtained.)
[0046]
The zero-cross information obtained by the zero-cross detecting unit 22 is given to the inversion interval detecting unit 24, and the inversion interval detecting unit 24 detects the inversion interval Tn corresponding to the time interval between the preceding and following zero cross points. That is, the number of clocks is counted from the time when the zero-cross information is received, and the count value at the time when the zero-cross information is received next is detected as the inversion interval Tn.
Each information of the peak value Pn and the bottom value Bn obtained by the PB value detection unit 23 and the inversion interval Tn obtained by the inversion interval detection unit 24 is provided to the filtering unit 25.
[0047]
The filtering unit 25 includes a table for classifying the inversion interval Tn related to the zero cross point into a long cycle and a short cycle. Each time the inversion interval Tn is obtained from the inversion interval detection unit 24, the filtering unit 25 uses the table. Then, the peak value Pn and the bottom value Bn are separated for each period and saved in a memory.
Then, a representative value (average value or median) of the peak value Pn and the bottom value Bn for each cycle saved based on the reproduction signal for a certain time is obtained, and the representative value of the peak value Pn and the bottom value Bn for each cycle. , The amplitude LA of the long-period reproduction signal and the amplitude SA of the short-period reproduction signal are obtained.
[0048]
In the above case, both the peak value Pn and the bottom value Bn are obtained and the amplitude is obtained as a peak-to-peak value. However, the PB value detection unit 23 is used as a peak value detection unit or a bottom detection unit. Alternatively, only one of the bottom values Bn may be obtained, and the peak value Pn or the bottom value Bn for each cycle may be directly used as the amplitude.
The method using both the peak value Pn and the bottom value Bn has the advantage of being unaffected by the asymmetry of the reproduced signal. However, the method using either one can ensure sufficient accuracy in some cases. There is an advantage that the procedure is simplified.
[0049]
The above signal processing method can be more specifically understood with reference to FIG.
In the figure, the horizontal axis represents the time axis, and the vertical axis represents the signal level of the reproduced signal, and the waveform of the reproduced signal is shown.
The zero-crossing detector 22 outputs zero-crossing information Z each time the reproduction signal crosses a zero level, using the time as a zero-crossing point.
The zero-cross information Z is given by the following equation, and gives a polarity corresponding to the timing of the zero-cross point and the positive or negative slope of the reproduced signal at that point.
Z = Pole (Sn-1) ∧Pole (Sn)
Here, Sn: signal level at the sampling point
∧: EX-OR operation
Pole: Polarity indicated by 0, 1
[0050]
The inversion interval detection unit 24 counts the sampling points at each timing when the zero-cross detection unit 22 outputs the zero-cross information Z to obtain the inversion interval Tn related to the preceding and following zero-cross points.
The PB value detection unit 23 detects the peak value Pn and the bottom value Bn until the next zero-cross information Z is obtained every time the zero-cross detection unit 22 outputs the zero-cross information Z. In FIG. For each inversion interval Tn, P0, P1, P2, P3, P4, P5, P6,... Indicated by ● correspond to the peak values, and B0, B1, B2, B3, B4,.
The peak value Pn and the bottom value Bn can be searched using a hill-climbing method.
That is, for the sampling signal at each inversion interval Tn, the maximum value or the minimum value is obtained by calculating M by the following equation, and the peak value Pn-1 is obtained at the immediately preceding inversion interval Tn-1. Is the extreme value (maximum value) as the bottom value Bn. Conversely, if the bottom value Bn-1 is obtained, the extreme value (minimum value) is the peak value Pn.
M = MAX (Sn-1, Sn) or M = MIN (Sn-1, Sn)
Here, Sn: signal level at the sampling point
MAX: Select the larger of the two arguments
MIN: Select the smaller of the two arguments
In the case where the amplitude is obtained from only the peak value Pn or the bottom value Bn as described above, a method of selecting the one having the larger absolute value in the preceding and following reversal intervals Tn can be adopted.
[0051]
Next, the filtering unit 25 divides the inversion interval Tn into a long cycle and a short cycle. In the example of FIG. 8, the long cycle is set to Tn: 6 to 8, and the short cycle is set to Tn: 3.
Then, the peak value Pn and the bottom value Bn are divided for each period, and a representative value regarding the divided peak value Pn and the bottom value Bn is obtained.
In FIG. 8, for the long period (Tn: 6 to 8), P1, P5,... Are included as peak values, and B1, B2, B4,. ... are included as peak values, and B0, B3, ... are included as bottom values, and PL, B1, B2 represent representative values of signal levels indicated by P1, P5, ... over a long period range. , B4,..., The representative signal level represented by P0, P2, P4,... In the short cycle range is PS, and the representative signal level represented by B0, B3,. Then, a value after filtering is obtained in the following relationship.
Filtered value
Peak long period range Tn: 6-8 → PL
Peak short period range Tn: 3 → PS
Bottom Short period range Tn: 3 → BS
Bottom Long period range Tn: 6-8 → BL
[0052]
Then, the filtering means 25 calculates the amplitude LA of the long-period reproduction signal and the amplitude SA of the short-period reproduction signal by the following equation.
LA = PL-BL
SA = PS-BS
The amplitudes LA and SA of each cycle are obtained as peak-to-peak values. However, when the peak value or the bottom value itself is obtained as the amplitude, the amplitudes may be determined as follows.
LA = PL, SA = PS or LA = -BL, SA = -BS
[0053]
Here, returning to the flowchart of FIG. 7, the respective amplitudes LA and SA relating to the long-period and short-period reproduction signals obtained by the above-described processing are output to the optical system control unit 26. Finds the difference ΔGa = (LA−SA) between the amplitudes LA and SA in each cycle (S24).
[0054]
Next, the optical system control means 26 moves the objective lens 4 by -α from the in-focus position, contrary to step S23 (S25).
Then, the reproduced signal obtained in that state is sampled at a predetermined period by the A / D converter 21, and the amplitudes LA 'and SA' of the long-period and short-period reproduced signals are obtained based on the same signal processing method as described above. , And their difference ΔGb = (LA′−SA ′) (S26).
[0055]
Incidentally, the optical system control means 26 moves the position of the objective lens 4 by ± α around the focal point in the optical axis direction to obtain the amplitudes LA, SA, LA ′, SA ′ of the long-period and short-period reproduction signals. When these are made to correspond to the relationship between the defocus amount and the signal amplitude similarly to FIG. 4 verified in the first embodiment, the respective amplitudes LA, SA, LA ′, and SA ′ are positioned as shown in FIG. It becomes.
As shown in the figure, the amplitudes of the long-period and short-period reproduction signals with respect to the amount of defocus depend on the spherical aberration states (A), (B), and (C) due to the thickness t of the transparent substrate 10 of the optical disc 5. Exhibit different changes. However, in the figure, the solid line corresponds to the change in the amplitude of the long-period reproduction signal, and the broken line corresponds to the change in the amplitude of the short-period reproduction signal.
When spherical aberration occurs, the defocus amount at which the amplitude change in each cycle becomes the maximum value is shifted in the opposite direction around the focal point, which is the conventional technique shown in FIG. Corresponds to the content described in.
Specifically, (A) when the spherical aberration occurs on the (−) side, the maximum amplitude related to the long-period reproduction signal is on the near side from the focal point, and the maximum amplitude related to the short-period reproduction signal is When the spherical aberration occurs on the (+) side, the relationship becomes opposite to the above, and when (B) the spherical aberration does not occur, each reproduction is performed. The maximum amplitude of the signal is obtained at the focal point.
Therefore, as is clear from FIG. 9, when (A) spherical aberration occurs on the (−) side, ΔGa <ΔGb, and (C) when spherical aberration occurs on the (+) side, ΔGa> ΔGb. ΔGb, and (B) when no spherical aberration occurs, ΔGa = ΔGb.
[0056]
Therefore, returning to FIG. 7, the optical system control means 26 calculates (ΔGa−ΔGb) and determines whether or not the absolute value | ΔGa−ΔGb | of the difference is equal to or smaller than a predetermined threshold value Ea2 (S27, S28).
Here, the sign of (ΔGa−ΔGb) indicates whether spherical aberration occurs on the (+) / (−) side, and the absolute value | ΔGa−ΔGb | gives a control amount for aberration correction. become.
Therefore, the optical system control means 26 sets the value of Ea2 as a threshold value for the absolute value | Ga−Gb | for satisfying the condition (condition where the spherical aberration falls within the allowable range) substantially in the state of FIG. 9B. Then, the aberration correction unit 3 is controlled using (ΔGa−ΔGb) as an error value (S28, S29).
Note that in the state of FIG. 9B, ΔGa = ΔGb, so the threshold value Ea2 is set to a value close to 0.
[0057]
Thereafter, after controlling the aberration correction unit 3 based on (ΔGa−ΔGb), steps S22 to S28 are repeated and executed again, and the procedure is repeated until | ΔGa−ΔGb | ≦ Ea2 is satisfied in step S28. This is the same as in the first embodiment (S28, S29 → S22 to S28).
As a result, the aberration corrector 3 gradually adjusts the divergence or convergence angle of the incident light beam, and | ΔGa−ΔGb | converges to 0, thereby finally | ΔGa−ΔGb | ≦ Ea2. At this stage, the aberration correction is completed.
In this embodiment, steps S22 to S28 are repeatedly executed as described above. However, when the refractive index of the transparent substrate 10 of the optical disc 5 is constant, the error value (ΔGa−ΔGb) is determined in advance. If the correction amount of the aberration corrector 3 is tabulated and the table is used to perform the optimum correction in one control, the aberration correction can be completed very quickly, and As in the first embodiment, a more ideal light spot 7 can be formed by performing the correction of the original defocus of the objective lens 4 simultaneously or alternately with the correction procedure.
[0058]
Here, as apparent from a comparison between FIG. 9 according to this embodiment and FIG. 4 according to the first embodiment, | ΔGa−ΔGb | in FIG. 9 with respect to the moving amount ± α of the objective lens 4 is | in FIG. Is larger than Ga-Gb |, and the rate of change of | ΔGa-ΔGb | with respect to the defocus amount is larger than the rate of change of | Ga-Gb |.
Therefore, according to this embodiment, the aberration correction control is executed using (ΔGa−ΔGb) as an error value after obtaining the amplitudes of the long-period and short-period reproduction signals by the signal processing method described above. More accurate and efficient control becomes possible.
[0059]
[Embodiment 3]
In the first and second embodiments, the maximum amplitude of the reproduction signal at each position of the objective lens 4 is basic information for obtaining control data for the aberration corrector 3, and the aberration correction controller 14 for obtaining the maximum amplitude. Has a very important significance in securing the accuracy of aberration correction.
Further, the processing method of the reproduction signal (steps S24 and S26 in FIG. 7) described in the second embodiment is merely an example, and other various signal processing methods can be applied.
Thus, in this embodiment, various signal processing methods applicable to the first and second embodiments will be specifically described as the following examples.
Note that the signal processing method itself of the following embodiment can also be applied to a case where the change in the amplitude of the reproduced signal in each cycle is obtained while changing the position of the objective lens 104 in the aberration correction method of Patent Document 1 according to the related art.
[0060]
<Example 1>
The signal processing method in the aberration correction control unit 14 according to this example is applicable to the second embodiment, and a functional block diagram relating to the signal processing executed by the control unit 9 of the optical disk device is shown in FIG.
First, as in the case of the second embodiment, a reproduction signal obtained by reading recorded information on the optical disk 5 is input from the photodetector 8 to the control unit 9 and is sampled by the A / D converter 31.
However, the clock supplied to the A / D converter 31 in this case is synchronized with the signal bit rate using a PLL circuit, and sampling is performed at that bit rate.
[0061]
The sampled reproduction signal is output to the zero-cross detection unit 22 and the interpolation unit 32.
The zero-cross detection unit 22 detects the zero-cross information Z in the same procedure as in the second embodiment, and outputs it to a partial response determination unit (hereinafter, referred to as a “PR determination unit”) 33.
On the other hand, the interpolation unit 32 delays the reproduction signal by 180 degrees, calculates the average of the immediately preceding sampling signal and the current sampling signal, and outputs the average to the filtering unit 34 and the PR discrimination unit 33.
[0062]
The PR discriminating unit 33 discriminates a target value based on the run-length limit (RLL) of the reproduction signal and a state transition determined by the PR characteristic using the zero-cross information and the average data.
Here, the partial response (PR) characteristics will be described.
When the characteristics of PR (a, b, b, a) are imparted to the solitary wave and equalized, the equalized waveform is (1, 7) RLL, 0, a, a + b, 2a, 2b, a + 2b, 2a + 2b Take the seven values of
When the seven values are input to the Viterbi decoder, the original signal (input value) and the reproduced signal after PR equalization (output value) are restricted by the past signal. By using the fact that the input signal "1" does not continue more than twice, it can be represented by a state transition diagram as shown in FIG.
In the drawing, S0 to S5 indicate a state determined by the immediately preceding output value.
From this state transition diagram, for example, when in the state S2, when the input value is a + 2b, the output value becomes 1 and the state transits to the state S3. When the input value is 2b, the output value becomes 1 and the state moves to the state S4. Transitions, but no other input values are entered.
When the zero-cross information Z is "1", it corresponds to a zero-cross point, which is represented by a value "a + b" in the state transition diagram of FIG. → It occurs during the transition to S5.
In this case, the right half states S2, S3, and S4 in FIG. 11 follow a path of a positive value (a + 2b, 2a + 2b, or 2b when normalized to a + b = 0), and the left half states S5, S0 , S1 are positive paths by referring to values before or after the zero crossing point to follow a path of a negative value (either 0, a, or 2a when normalized to a + b = 0). Or a negative route.
Moreover, if the interval from a certain zero cross point to the next zero cross point is known (that is, if the number of transitions from state S2 to state S5 or from state S5 to state S2 is known), the route is determined. And the possible values become clear for each sample point.
Further, in the state transition diagram of FIG. 11, when the value is other than “a + b”, that is, when it is not the zero cross point, the zero cross information Z is “0”.
From this state transition diagram, two consecutive zero cross points (Z = “1”) are not taken out consecutively, and in the case of RLL (1, X), adjacent zero cross points (Z = “1”) There is at least one “0” between them (when the zero point information Z changes from “1” → “0” → “1”, that is, state S1 → S2 → S4 → S5 or state S4 → When the transition is made from S5 to S1 to S2).
In the case of RLL (2, X), there are at least two “0” s between adjacent Z = “1”.
In an actual signal, it is fully expected that the detection of the zero cross point itself will be erroneously detected due to the influence of noise or the like.However, in the case of feedback control, if the probability of making a correct determination exceeds the probability of making an error, the signal converges in the correct direction. In addition, due to sufficient integration processing, single-shot noise is considered to be practically acceptable.
[0063]
Based on the partial response (PR) characteristics described above, the PR determination unit 33 sets the minimum run-length limit of the reproduction signal to 2 (the minimum inversion interval is 3) for the PR (a, b, b, a) characteristics, for example. In FIG. 11, there is no path of S2.fwdarw.S4 and S5.fwdarw.S1 in FIG. 11, and there is only a circuit path transition. Since the zero crossing state is S2 and S5, the interval between the polarity and the zero crossing point is divided For example, the target value at each sampling point can be determined.
When the minimum run-length limit of the reproduction signal is 1 (the minimum inversion interval is 2), the state transition is performed as shown in FIG. 11 and the zero-crossing states are S2 and S5. The target value at can be determined.
That is, the PR determination unit 33 calculates the average value based on the zero-cross information Z (including the polarity and the interval between the zero-cross points) of the zero-cross detection unit 22 and the average value data of the adjacent sampling signals output from the interpolation unit 32. Discrimination data of which target value the data corresponds to is created.
[0064]
Next, the filtering unit 34 classifies each average value data obtained from the interpolation unit 32 for each target value using the determination data obtained from the PR determination unit 33.
However, the zero level is omitted because it is not used.
Specifically, as shown in FIG. 12, the filtering means 34 divides each average value data corresponding to the target value; 2a + 2b, a + 2b, a, 0 obtained from the PR discriminator 33, and The average value PL, PS, BS, BL is obtained for each group.
[0065]
In the figure, the average value data group indicated by ○ belongs to the target value; 2a + 2b, 0, and the average value data group indicated by ● belongs to the target value: a + 2b, a, but the average value belongs to the target value: 2a + 2b. The value data group is a value close to the peak value of the long-period signal, the average value data group belonging to the target value; 0 is a value close to the bottom value of the long-period signal, and the average value data group belonging to the target value: a + 2b is The average value data group belonging to the target value; a has a value close to the peak value of the short-period signal and a value close to the bottom value of the short-period signal.
Therefore, the average values PL and BL are values approximating the peak value and the bottom value of the long-period signal, respectively, and the average values PS and BS are values approximating the peak value and the bottom value of the short-period signal. .
[0066]
Then, as in the case of the second embodiment, the filtering means 34 calculates the amplitude LA of the long-period reproduction signal and the amplitude SA of the short-period reproduction signal as a peak-to-peak value by the following equation.
LA = PL-BL
SA = PS-BS
Further, when the amplitudes LA and SA are obtained using the peak value or the bottom value itself as the amplitude, the following expression may be used as in the case of the second embodiment.
LA = PL, SA = PS or LA = -BL, SA = -BS
[0067]
<Example 2>
The signal processing method in the aberration correction control unit 14 according to this example is applicable to the second embodiment, and a functional block diagram related to the signal processing is shown in FIG.
In the figure, an A / D converter 41 operates with a free-running clock of a fixed frequency, samples a reproduction signal input from a photodetector 8, and converts the sampled signal into a digital phase locked loop (DPLL) unit 42. Output to
[0068]
Here, the DPLL unit 42 has a self-contained PLL function, interpolates an input signal by itself and generates a resampling signal, and controls a timing of interpolation by extracting a phase error and feeding it back. It has the function to do.
More specifically, the resampling / interpolating unit 42a resamples the sampling signal of the A / D converter 41 based on the timing signal obtained from the timing generating unit 42b, and has a configuration as shown in FIG. The average of the immediately preceding sampling signal and the current sampling signal is obtained, and the average is output to the phase error detection unit 42c as a resampling signal obtained by performing interpolation processing.
In the phase error detection unit 42c, the resampling signal after the interpolation processing is output to the filtering unit 34 in the next stage, and the phase error is detected and output to the loop filter 42d. Therefore, the zero cross information Z is also output to the filtering means 34.
The loop filter 42d extracts a low-frequency component of the phase error signal and outputs it as error level information to the resampling / interpolating unit 42a.
Therefore, according to the DPLL unit 42, it is possible to obtain a resampling signal obtained by interpolating the output of the A / D converter 41 operating with the free-running clock at an accurate timing, and to obtain a zero-crossing signal from the phase error detection unit 42c. Information Z is also obtained.
[0069]
Next, the resampling signal of the DPLL section 42 and the zero-cross information Z are output to the PR discriminating section 33, and the PR discriminating section 33 uses the zero-cross information and the resampling signal to reproduce the reproduced signal as in the case of the first embodiment. Of the target value based on the run-length limit (RLL) and the state transition determined by the PR characteristic.
Then, the resampling signal of the DPLL section 42 and the target value discrimination data of the PR discrimination section 33 are input to the filtering section 34, and thereafter, the long-period reproduction signal is reproduced in the same procedure as in the first embodiment. The amplitude LA and the amplitude SA of the short-cycle reproduced signal are obtained.
[0070]
<Example 3>
The signal processing method according to this example is applicable to the first embodiment, and a functional block diagram related to the signal processing is shown in FIG.
In the same figure, the components denoted by the same reference numerals as those in FIG. 13 of the second embodiment are the same functional units.
The feature of this embodiment is that the PR discriminating / equalizing unit 51 in the second embodiment is a PR discriminating / equalizing unit 51, and the PR discriminating / equalizing unit 51 uses the resampling signal input from the DPLL unit 42 and the zero-cross information. Tentative determination of the target value from the state transition determined by the PR equalization and the run-length limit based on the Eq. (1), and whether or not to equalize the error of the actual resampled signal with respect to the target value is selected.
That is, as described with reference to FIGS. 11 and 12 of the first embodiment, the states S2 and S5 correspond to the zero point, 2a + 2b becomes the maximum target value on the positive side, and 0 becomes the maximum target value on the negative side. However, error equalization is not selected for the resampling signals related to those target values, and error equalization is selected only for the other target values a + 2b, a + b, and a.
[0071]
In this case, the waveform equalization processing is performed on the short-period resampling signals related to the target values a + 2b, a + b, and a, and in particular, crosstalk between signals when the period changes from a long period to a short period is suppressed. .
Accordingly, the long-period resampling signal relating to the target value 2a + 2b, 0 changes according to the input signal, but the other short-period resampling signals relating to the target values a + 2b, a + b, a are equalized and substantially constant. The value is close to the value.
Specifically, the resampling signals (signals of ●) belonging to a + 2b and a shown in FIG. 12 and the resampling signals (signals near the zero cross) belonging to a + b in FIG. Only the resampling signal related to 2a + 2b, 0 reflects the actual amplitude.
[0072]
Therefore, when the processing is performed by the filtering means 34, the peak value PL and the bottom value BL of the long-period signal can be detected without being affected by the crosstalk between the signals. The signal amplitude LA (= PL-BL) can be accurately obtained.
In this embodiment, SA (= PS-BS) corresponding to the amplitude of a short-period signal has a substantially constant value.
[0073]
Next, although the amplitude data LA and SA of the signal of each cycle obtained by the filtering means 34 are output to the optical system control means 26, the amplitude SA of the signal of the short cycle becomes a constant value as described above. FIG. 17 shows the amplitude change of the signal in each cycle with respect to the defocus amount as in FIG. 9 in the second embodiment.
Therefore, as is apparent from FIG. 6, the control data ΔGa (= LA−SA) and ΔGb (= LA′−SA ′) output from the filtering means 34 to the optical system control means 26 are mainly composed of long-period reproduced signals. Only the changes in the amplitudes LA and LA ′ of the current data are reflected.
However, since SA and SA 'have the same value, as shown in FIG. 18, the amplitudes LA and LA' of the long-period reproduced signal are directly used as control data ΔGa (= LA) and ΔGb (= LA ′). May be used.
[0074]
In this embodiment, the resampling / interpolation is performed by the DPLL unit 42. However, when the resampling is not performed, the clock is synchronized with the bit rate of the input signal by the PLL circuit as shown in FIG. A / D converter 31 is applied, and the sampling signal is output to a PR discriminating / equalizing unit 51 and a zero-crossing detecting unit 22. The PR discriminating / equalizing unit 51 uses the zero-crossing information Z from the zero-crossing detecting unit 22 to perform PR. The provisional determination of the target value may be performed from the state transition determined by the equalization and the run-length limit.
[0075]
<Example 4>
FIG. 19 shows a circuit configuration relating to signal processing of the aberration correction control unit 14 in this embodiment.
In the figure, a signal sampled by an A / D converter 31 operating with a free-running clock of a fixed frequency is input to an ATC (Automatic Threshold Level Control) circuit 61, and the center level (DC level) is set to an optimum threshold. DC control is performed so as to match.
The output of the ATC circuit 61 is input to an AGC (Automatic Gain Control) circuit 62, which controls the gain so that the relatively short inversion interval signal has a constant magnitude. As shown in (2), the amplitude components of the upper envelope La and the lower envelope Lb are detected, and the maximum amplitude G is obtained as the difference between them, and is output to the optical system control means 26.
Therefore, the signal processing method of this example is suitable for obtaining the amplitude of a long-period signal as in the case of the first embodiment, and the GA and GB shown in FIG. 4 can be obtained with high accuracy.
[0076]
However, the AGC circuit 62 in this embodiment is not provided with a normal gain control function, but has a function of making a relatively short inversion interval signal a constant magnitude. Therefore, as shown in FIG. A cross extraction unit 62b and an error detection unit 62c are incorporated together with the circuit 62a.
Hereinafter, the function and operation of the AGC circuit 62 will be specifically described.
[0077]
As shown in FIG. 20, the cross extraction unit 62b sets the first threshold level Th0 of the intermediate level set near the center level of the level difference of the reproduction signal S at the minimum inversion interval of the reproduction signal S to a value higher than Th0. A total of three threshold levels, a second large threshold level Th1 and a third threshold level Th2 smaller than Th0, are preset, and reproduction is performed for each of the three threshold levels Th0, Th1, and Th2. The number of times when the signal crosses is independently integrated, and when any of these three integrated values reaches a preset value, all three integrated values are cleared and the same operation is repeated again. I have.
[0078]
FIG. 21 shows a circuit diagram of the cross extraction unit 62b.
As shown in the drawing, the cross extraction unit 62b includes three cross detectors 71-0 to 71-2 to which the reproduction signal S output from the gain control circuit 62a is input, and each of the cross detectors 71-0 to 71-2. The comparators 72-0 to 72-2 are provided in correspondence with each other, and a three-input OR circuit 73 to which output signals of the comparators 72-0 to 72-2 are input.
[0079]
Each of the cross detectors 71-0 to 71-2 has its threshold level (threshold) set in advance to the values of Th0, Th1, and Th2 shown in FIG. 20, and each time the reproduction signal S crosses the set threshold level. The counted integrated values (cross count values) C0, C1, and C2 are output.
Here, the level difference between the threshold levels Th0 and Th1 and the level difference between Th0 and Th2 are set to be equal to P, and the level difference P is set to be smaller than the minimum value Q of the amplitude related to the minimum inversion interval. I have.
Accordingly, any one of the three threshold levels Th0, Th1, and Th2 always indicates a correct zero-cross value (threshold level Th0 in the example of FIG. 20).
[0080]
Returning to FIG. 21 again, the cross count value detected by each of the cross detectors 71-0 to 71-2 is output to the comparators 72-0 to 72-2, and separately from the common setting value in each of the comparators 72-0 to 72-2. Are compared in size.
This set value is set to the original average zero-cross count value in a period sufficiently long with respect to the minimum inversion interval, and the comparators 72-0 to 72-2 respectively determine “H” when they match the set value. It is configured to output a signal.
[0081]
Therefore, a coincidence signal “H” is extracted from the comparator whose input integrated value (cross count value) of the comparators 72-0 to 72-2 has reached the set value earliest, and this is used as a reset pulse by the OR circuit 73. The signals are commonly supplied to the detectors 71-0 to 71-2 and reset the respective integrated values (cross count values).
As described above, since any one of the three threshold levels Th1, Th0, and Th2 always indicates a correct zero-cross value, the integrated value that has reached the set value earliest always includes the minimum inversion interval. Which is used for error calculation.
Normally, the number of times that the reproduced signal crosses the center threshold level Th0 within a predetermined time among the three threshold levels Th1, Th0, and Th2 should be the largest, and therefore, the number of crossings of the center threshold level Th0 is large. The integrated value C0 should reach the above set value earliest.
[0082]
Therefore, the error detecting unit 62c in FIG. 19 calculates the integrated value C0 of the number of crossings of the center threshold level Th0 in the cross extracting unit 62b, the integrated value C1 of the number of crossings of the upper threshold level Th1, and the lower threshold value. Based on the comparison result of the integrated value C2 of the number of crosses of the level Th2, the integrated value C0 of the number of crosses at the center threshold level Th0 in a predetermined unit time is set to be larger than the integrated values C1 and C2. A DC error signal is generated so that the balance between C1 and C2 is equal, and a gain error signal is output so that the integrated values C1 and C2 have a fixed ratio to the integrated value C0.
[0083]
The flowchart of FIG. 22 shows the operation procedure of the error detection unit 62c more specifically.
First, when the output reset signal of the cross extraction unit 62b becomes “H” level, that is, when the above-mentioned set value is reached, it is determined whether or not the integrated values are in the states of C0 ≧ C1 and C0 ≧ C2. (S31, S32).
Here, when the above-mentioned state is established, that is, when the integrated value C0 of the number of crossings related to the central threshold level Th0 in a predetermined unit time is larger than the other integrated values C1 and C2, the reproduced signal is It will be in the amplitude range.
[0084]
When the integrated values C1 and C2 are both larger than a predetermined value (for example, a value of about 70% of C0 in consideration of the influence of noise), it is determined that the amplitude of the reproduced signal is large, and the gain error in the direction of decreasing the gain is determined. A signal is output (S33, S34).
On the other hand, when the integrated values C1 and C2 are both smaller than the predetermined value, it is determined that the amplitude of the reproduced signal is small, and a gain error signal in the direction of decreasing the gain is output (S33 → S35, S36).
In addition, in cases other than the states of C0 ≧ C1 and C0 ≧ C2, or in the case of C1 ≧ predetermined value ≧ C2 or C2 ≧ predetermined value ≧ C1 even if C0 ≧ C1 and C0 ≧ C2, the gain The error signal is not output (S32 → S37, S35 → S37).
[0085]
As a result, the short-period signal in the reproduced signal shown in FIG. 23A has a nearly constant amplitude as shown in FIG. 23B, and the long-period signal is clearly separated from the short-period signal and accurately detected. Therefore, there is an advantage similar to the case where the waveform equalization processing is performed in the third embodiment.
Also, as described above, if the long-period signal is detected by the envelope detection circuit 63, the level difference between the upper envelope La and the lower envelope Lb in FIG. And the optical system control unit 26 can execute aberration correction using the control data as control data.
In this embodiment, since the operation is performed without using the PLL circuit, accurate aberration correction data can be obtained even when tracking servo is not performed.
[0086]
[Embodiment 4]
This embodiment relates to a method for performing aberration correction using a boost amount obtained when performing waveform equalization in signal processing of an optical disc device as control data.
First, FIG. 24 shows a schematic configuration of an optical disk device to which this embodiment is applied, which is basically the same as the configuration shown in FIG. The characteristic is that the calculated value of the boost amount obtained by the waveform equalizer 16 of the signal processing circuit 11 is input to the signal processing circuit 11.
That is, in this embodiment, the aberration correction control unit 14 ′ obtains the boost amount from the waveform equalization unit 16 without using the reproduction signal of the photodetector 8 as in each of the above-described embodiments, and controls the aberration correction unit 3. Control.
[0087]
Here, the waveform equalizing section 16 is usually provided at the first stage of the signal processing circuit of the optical disk device, and has a boost amount for increasing the gain of a signal band having a small amplitude in accordance with the characteristics of a reproduced signal that differs depending on the optical disk. Is set, and a signal transmission characteristic is adjusted to prevent an error from occurring in a later signal processing process.
There are various methods for obtaining the boost amount in the waveform equalization process in the optical disk device. Basically, the boost amount is calculated by obtaining the maximum amplitude and the minimum amplitude of the reproduced signal. The waveform equalizer 16 may be configured by providing each signal processing method and the boost amount calculation circuit described in the second and third embodiments.
[0088]
By the way, when the reproduction signal of the optical disk 5 has randomness due to the ordinary run-length limit, if the thickness t of the transparent substrate 15 of the optical disk 5 exceeds the allowable range and spherical aberration occurs, a long period As described above, each maximum amplitude of the short-cycle reproduction signal changes with respect to the defocus amount of the objective lens 4 in the relationship as shown in FIG. 9 in the second embodiment.
On the other hand, the boost amount is a control value for equalizing the waveform by increasing the gain of a signal band having a small amplitude as described above. When the amplitude ratio of a short-period signal to a long-period signal is small, the boost amount is increased. Increases, and vice versa, the boost amount decreases.
[0089]
Therefore, as shown in FIG. 25, when each of the states (A), (B), and (C) in FIG. 9 described above is made to correspond to the boost amount, each of the long period and the short period The maximum amplitudes LA and SA of the reproduced signal are constant irrespective of spherical aberration and defocus amount as shown in (A '), (B') and (C '). The boost amounts Ba and Bb thus obtained are values indicating the amplitude ratio of the short-cycle signal to the long-cycle signal.
That is, if there is no spherical aberration, and if the boost amounts Ba and Bb in each state where the objective lens 4 is shifted from the focal point by ± α in the optical axis direction are (medium), the spherical aberration becomes (−). Side, the boost amount Ba when the objective lens 4 is shifted from the in-focus position by + α in the optical axis direction is (small), and the boost amount Bb when the objective lens 4 is shifted by −α is ( When the spherical aberration occurs on the (+) side, the boost amount Ba when shifted by + α is (large), and the boost amount Bb when shifted by -α is (large). Small).
From this, the boost amounts Ba and Bb obtained from the waveform equalizer 16 are equal to ΔGa and ΔGb in Embodiment 2 (the difference between the maximum amplitudes of the long-period and short-period signals when the objective lens 4 is at each position). The boost amounts Ba and Bb have the same meaning, and can be used as control data of the aberration corrector 3.
[0090]
Based on the above premise, in this embodiment, the optical disc device executes aberration correction in the procedure shown in the flowchart of FIG.
As is apparent from a comparison between the figure and the correction procedure (FIG. 3) in the first embodiment, in the first embodiment, the objective lens 4 is moved by ± α from the in-focus position and the maximum value Ga of the reproduction signal is obtained. , Gb are calculated to generate an error value. In this embodiment, however, an error value is generated by detecting the boost amounts Ba and Bb from the waveform equalizer 16, which is different only in that point. It is.
[0091]
First, as in the case of the first embodiment, the optical disk 5 is checked and the focus adjustment function is turned on (FIG. 2). Then, the process shifts to the reproduction of recorded information, and the in-focus position of the objective lens 4 is obtained (S41, S41). S42).
Next, in each state in which the objective lens 4 is moved by ± α from the in-focus position as described above, the aberration correction control unit 14 ′ detects the boost amounts Ba and Bb from the waveform equalization unit 16 (Ba−Bb). ) Is obtained, and unless | Ba−Bb | ≦ Eb, the aberration correction unit 3 is controlled using (Ba−Bb) as an error value (S43 to S49). Here, Eb is a threshold value related to the magnitude of | Ba−Bb | at which the spherical aberration falls within the allowable range, and is a value close to 0.
The above-described procedure (S42 to S49) is repeatedly executed until the condition of | Ba-Bb | ≦ Eb is satisfied (S48 → S49 → S42 to S48).
[0092]
Therefore, the error value (Ba-Bb) converges to a value close to 0 as shown in FIG. 27 by the repetitive control of the aberration correction unit 3 by the aberration correction control unit 14 '. As a result, even if the thickness t of the transparent substrate 15 of the optical disk 5 exceeds the allowable range and spherical aberration occurs, the state changes from (A ′) and (C ′) to (B ′) in FIG. However, this corresponds to the fact that the reproduction by the photodetector 8 (the reproduction signal before being processed by the signal waveform equalizing unit 16) has changed from the state shown in FIGS. 25A and 25C to the state shown in FIG. This means that the spherical aberration has been corrected.
[0093]
According to this embodiment, since the control data can be generated by obtaining the boost amount from the waveform equalization unit 16 provided in the signal processing circuit 11 of the optical disc device, the circuit configuration of the aberration correction control unit 14 'is simplified, There is an advantage that aberration correction can be realized with an inexpensive configuration.
[0094]
[Embodiment 5]
The aberration correction methods of the first and second embodiments (including the case where the method of obtaining the maximum amplitude of the reproduction signal shown in each example of the third embodiment is applied) and the aberration correction method of the fourth embodiment are independent of each other. Not only can it be executed as the aberration correction mode, but it can also be executed while the optical disk device is performing normal recording or reproduction.
That is, continuous recording or reproduction is performed at a linear velocity as fast as possible, and a margin is appropriately secured, and the procedure of the first, second, or fourth embodiment is executed during the secured margin. You can also.
[0095]
In the optical disk device, the wavelength of the laser slightly shifts with the temperature change during continuous recording or reproduction, which also causes spherical aberration on the optical disk 5. However, according to the method of this embodiment, a continuous aberration occurs. Since aberration correction can be appropriately performed during recording or reproduction, it is possible to adaptively correct spherical aberration caused by a shift in laser wavelength.
In the case of this embodiment, it is a condition that a time margin for aberration correction is secured during recording or reproduction, as described above, but it is optional whether to perform it periodically or irregularly. .
[0096]
【The invention's effect】
The aberration correction method in the optical disk device of the present invention has the following effects due to the above configuration.
The invention according to claim 1 is a method for correcting a spherical aberration that occurs in a light spot due to an error in a thickness of a transparent substrate of an optical disk exceeding an allowable value, without using a specific optical disk, and Irrespective of the type, the amount of aberration correction is accurately obtained from a long-period signal included in a reproduction signal by a simple procedure, and more rapid correction control is enabled.
In addition, an optical disk having an aberration correction unit does not require a special optical system, so that there is an advantage in that the optical disk device does not increase in size or increase in manufacturing cost, and is easily commercialized.
The invention of claim 2 realizes more accurate aberration correction control in the invention of claim 1.
According to the third and fourth aspects of the present invention, in the first aspect of the invention, crosstalk between signals is suppressed, and only long-period signals included in a reproduced signal are accurately detected, and aberrations due to more appropriate correction data are obtained. Enables correction.
The invention of claim 5 has the same effect as that of the invention of claim 1, and also obtains control data having a large rate of change from long-period and short-period signals included in the reproduction signal, thereby enabling more accurate aberration correction. To
The invention according to claim 6 realizes more accurate aberration correction control in the invention according to claim 5.
The inventions of claims 7 and 8 provide a method for obtaining control data by rationally finding the maximum amplitudes of long-period and short-period signals in the invention of claim 5. Further, in the invention of claim 8, there is an advantage that the PLL circuit is not required and the aberration correction control can be performed even when the tracking servo is off.
The ninth and tenth aspects of the present invention have the same effect as the first aspect of the present invention, and perform aberration correction using the boost amount obtained from the waveform equalizer provided in the signal processing circuit of the optical disk device. Therefore, the configuration of the aberration correction control unit can be simplified, and a more inexpensive aberration correction system is realized.
According to an eleventh aspect of the present invention, in the first to tenth aspects of the present invention, even if the wavelength of the laser shifts due to a temperature change or the like when the optical disc apparatus performs continuous recording or reproduction, the shift of the spherical aberration accompanying the shift also occurs. In addition, it is possible to adaptively correct.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an optical disk device to which Embodiments 1 to 3 relating to an aberration correction method in an optical disk device of the present invention are applied.
FIG. 2 is a flowchart (steps S1 to S6) showing an aberration correction procedure according to the first embodiment.
FIG. 3 is a flowchart (steps S7 to S15) showing an aberration correction procedure according to the first embodiment.
FIG. 4 is a diagram showing a change (a two-dot chain line) of the maximum amplitude of a long-period signal included in a reproduction signal with respect to a defocus amount, and a maximum obtained at a position obtained by moving the objective lens by ± α from the in-focus position. It is a graph which shows an amplitude. However, (A) shows a case where spherical aberration occurs on the (−) side, (B) shows a case where spherical aberration does not occur, and (C) shows a case where spherical aberration occurs on the (+) side.
FIG. 5 is a timing chart showing a position (A) of an objective lens and a change (B) in a maximum amplitude of a reproduction signal in a state where the aberration correction procedure is repeatedly executed.
FIG. 6 is a functional block diagram relating to signal processing executed by a control unit in a second embodiment.
FIG. 7 is a flowchart illustrating an aberration correction procedure according to the second embodiment.
FIG. 8 is a graph for specifically explaining a procedure (steps S24 and S26 in FIG. 7) for obtaining the maximum amplitudes of the long-period and short-period reproduction signals in the second embodiment.
FIG. 9 shows changes in the maximum amplitude of the long-period and short-period signals included in the reproduction signal with respect to the defocus amount (solid line; long period, dotted line; short period), and ± α from the in-focus position with respect to the objective lens. 6 is a graph showing the maximum amplitude of a signal in each cycle obtained at a position shifted by only one. However, (A) shows a case where spherical aberration occurs on the (−) side, (B) shows a case where spherical aberration does not occur, and (C) shows a case where spherical aberration occurs on the (+) side.
FIG. 10 is a functional block diagram relating to a signal processing method of Example 1 (related to Embodiment 2) in Embodiment 3 (Example relating to various signal processing methods executed by the control unit of the optical disc apparatus).
FIG. 11 is a state transition diagram defined by a run-length limit and a partial response characteristic [a characteristic in the case of PR (a, b, b, a)] in a partial response determination unit.
FIG. 12 is a block diagram illustrating an example of a configuration of a filtering unit according to an embodiment of the present invention. It is a graph for specifically explaining a procedure.
FIG. 13 is a functional block diagram relating to a signal processing method of Example 2 (related to Embodiment 2) in Embodiment 3 (Example relating to various signal processing methods executed by the control unit of the optical disc apparatus).
FIG. 14 is a functional block diagram illustrating a configuration of a DPLL unit.
FIG. 15 is a functional block diagram relating to a signal processing method of Example 3 (related to Embodiment 1) in Embodiment 3 (Example relating to various signal processing methods executed by the control unit of the optical disc device).
FIG. 16 is a functional block diagram illustrating another configuration example according to the signal processing method of the third embodiment.
FIG. 17 shows changes in the maximum amplitude of the long-period and short-period signals included in the reproduced signal with respect to the defocus amount (solid line; long period, dotted line; short period) in the signal processing method according to the third embodiment; 5 is a graph showing the maximum amplitude of a signal in each cycle obtained at a position where the objective lens is moved from the focal point by ± α. (ΔGa and ΔGb correspond to the difference between the maximum amplitudes of the signals in each cycle when the objective lens is at each position.) However, (A) indicates that spherical aberration occurs on the (−) side, and (B) indicates (B). () Shows a case where spherical aberration does not occur, and (C) shows a case where spherical aberration occurs on the (+) side.
FIG. 18 shows changes in the maximum amplitude of the long-period and short-period signals included in the reproduction signal with respect to the defocus amount (solid line; long period, dotted line; short period) in the signal processing method of the third embodiment; 5 is a graph showing the maximum amplitude of a signal in each cycle obtained at a position where the objective lens is moved from the focal point by ± α. (ΔGa and ΔGb correspond to the maximum amplitude of a long-period signal when the objective lens is at each position.) However, (A) indicates that spherical aberration occurs on the (−) side, and (B) indicates In the case where no spherical aberration has occurred, (C) is the case where spherical aberration has occurred on the (+) side.
FIG. 19 is a block diagram illustrating a signal processing system according to a fourth embodiment (related to the first embodiment) in a third embodiment (an embodiment related to various signal processing systems executed by a control unit of an optical disc device).
FIG. 20 is a graph for explaining a setting mode of three threshold levels Th0, Th1, and Th2 with respect to a reproduction signal waveform.
FIG. 21 is a circuit configuration diagram of a cross extraction unit.
FIG. 22 is a flowchart illustrating an error signal generation procedure by an error detection unit.
FIG. 23 is a graph showing signal waveforms of an input signal (A) and an output signal (B) to a gain control unit.
FIG. 24 is a schematic configuration diagram of an optical disk device to which Embodiment 4 is applied.
FIG. 25 is a diagram illustrating the state of the boost amount obtained by the waveform equalization unit according to the fourth embodiment [(A ′), (B ′), (C ′)]. Here, Ba and Bb are boost amounts, and (large), (medium) and (small) indicate the tendency of the magnitude.
FIG. 26 is a flowchart illustrating an aberration correction procedure according to the fourth embodiment.
FIG. 27 is a timing chart showing a position (A) of the objective lens and a change (B) of the boost amount in a state where the aberration correction procedure is repeatedly executed.
FIG. 28 is a cross-sectional view of a general optical disc and a diagram showing a configuration of a light spot formed by an objective lens.
FIG. 29 is a diagram illustrating a change in light intensity distribution about the optical axis of the light spot with respect to the amount of defocus when the thickness deviation of the transparent substrate is within an allowable value.
FIG. 30 is a diagram showing a change in light intensity distribution about the optical axis of the light spot with respect to the amount of defocus when the thickness deviation of the transparent substrate exceeds an allowable value.
FIGS. 31A and 31B are a plan view (A) and a cross-sectional view (B) of an optical disc applied to the invention of Patent Document 1 according to the related art.
FIG. 32 is a diagram showing pit strings (A) having a long period and a short period of a specific pattern and a signal waveform (B) of a reproduction signal obtained from the pit strings.
FIG. 33 is a graph showing a change (solid line; long period, dotted line; short period) with respect to the defocus amount of the objective lens according to the maximum amplitude of each signal reproduced from the long-period and short-period pit strings. However, (A) shows a case where spherical aberration does not occur in the light spot, and (B) shows a case where spherical aberration occurs.
FIG. 34 is a flowchart showing an aberration correction procedure assumed in the invention of Patent Document 1.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... laser light source, 2 ... beam splitter, 3 ... aberration correction part, 3a ... concave lens, 3b ... convex lens, 4,104 ... objective lens, 5,101 ... optical disk, 6,102 ... information recording layer, 7 ... light spot, 8 photodetector, 9 optical pickup, 10 high frequency amplifier, 11 signal processing circuit, 12 servo circuit, 13 spindle motor, 14, 14 'aberration correction control unit, 15, 103 transparent substrate of optical disk , 16: waveform equalizer, 21, 31, 41, A / D converter, 22: zero cross detector, 23: peak / bottom value detector, 24: inversion interval detector, 25, 34: filtering means, 26 ... Optical system control means, 32 ... Interpolation unit, 33 ... Partial response discrimination unit, 42 ... DPLL (Digital Phase Locked loop) unit, 42a ... Resump Ring interpolator, 42b timing generator, 42c phase error detector, 42d loop filter, 51 partial response discriminator / equalizer, 61 ATC (Automatic Threshold level Control) circuit, 62 AGC (Automatic Gain Control) ) Circuit, 62a: gain control circuit, 62b: cross extractor, 62c: error detector, 63: envelope detector, 71-0-2: cross detector, 72-0-2: comparator, 106: specific area , 107... A long-period pit row, 108.

Claims (11)

光ディスク装置において、レーザ光源から光ディスクへ至る入射系光ビームの発散又は収束角度を調整する収差補正部と、前記入射系光ビームを集光させて前記光ディスクの情報記録層に光スポットを構成する対物レンズを前記入射系光ビームの光軸方向へ移動せしめ、その際に前記光スポットにおける反射光を光検出器が受光して出力する再生信号を処理・解析し、その解析結果に基づいて前記収差補正部を制御する制御部とを設け、
前記光スポットで球面収差が生じていると前記対物レンズの位置が前記情報記録層に対する合焦点位置から前記光軸方向へずれた状態で前記再生信号が最大振幅になることを利用して前記球面収差を補正する光ディスク装置における収差補正方法であって、
前記光ディスクに何等かの情報が記録されている場合にその情報を再生し、
前記制御部が、
前記対物レンズの前記合焦点位置を求める第1手順と、
前記対物レンズを前記第1手順で求めた合焦点位置から光軸方向へ前後に等距離だけ移動させ、各移動位置で前記光検出器から得られる再生信号の最大振幅を求める第2手順と、
前記第2手順で求めた各最大振幅の差を演算する第3手順と、
前記第3手順で求めた演算結果を0に近づけるように前記収差補正部を制御する第4手順と
を実行することを特徴とする光ディスク装置における球面収差補正方法。
In an optical disk device, an aberration correction unit that adjusts the divergence or convergence angle of an incident system light beam from a laser light source to an optical disk, and an objective that condenses the incident system light beam to form a light spot on an information recording layer of the optical disk The lens is moved in the direction of the optical axis of the incident light beam, and at that time, a reflected signal at the light spot is received and output by a photodetector, and a reproduction signal is processed and analyzed. A control unit for controlling the correction unit,
When the spherical aberration occurs in the light spot, the position of the objective lens is shifted in the optical axis direction from the focal position with respect to the information recording layer, and the reproduction signal has a maximum amplitude. An aberration correction method for an optical disk device that corrects aberration, comprising:
If any information is recorded on the optical disc, the information is reproduced,
The control unit includes:
A first procedure for determining the in-focus position of the objective lens;
A second procedure of moving the objective lens in the optical axis direction back and forth from the in-focus position obtained in the first procedure by an equal distance, and calculating a maximum amplitude of a reproduction signal obtained from the photodetector at each of the movement positions;
A third procedure for calculating a difference between the maximum amplitudes obtained in the second procedure;
And a fourth step of controlling the aberration corrector so that the calculation result obtained in the third step approaches zero.
前記第3手順で求められる演算結果が許容範囲に収まるまで、前記第1手順から第4手順を繰り返して実行することとした請求項1に記載の光ディスク装置における球面収差補正方法。2. The method according to claim 1, wherein the first to fourth steps are repeatedly performed until the calculation result obtained in the third step falls within an allowable range. 前記第2手順において前記対物レンズの各移動位置で再生信号の最大振幅を求める手段が、
前記光検出器から得られる再生信号を所定周期でサンプリングし、ゼロクロスポイントの時間間隔とパーシャルレスポンス特性及びランレングス制限により決定される状態遷移に基づいて、短周期の信号であるか長周期の信号であるかを判別すると共に、短周期の再生信号については波形等化を行い、フィルタリングによって長周期の信号のみを区分して長周期の信号の最大振幅を求めるものである請求項1又は請求項2に記載の光ディスク装置における球面収差補正方法。
In the second step, means for obtaining the maximum amplitude of the reproduction signal at each moving position of the objective lens is:
The reproduction signal obtained from the photodetector is sampled at a predetermined period, and based on the time interval of the zero cross point and the state transition determined by the partial response characteristic and the run length limit, the signal is a short period signal or a long period signal. And performing waveform equalization on a short-period reproduced signal, filtering and separating only the long-period signal to obtain the maximum amplitude of the long-period signal. 3. The method for correcting spherical aberration in the optical disc device according to 2.
前記第2手順において前記対物レンズの各移動位置で再生信号の最大振幅を求める手段が、
入力された再生信号の振幅を後記エラー検出部の利得エラー信号に基づいて制御する利得制御部と、
前記利得制御部から得られる前記再生信号における短周期の信号に係る最大振幅のほぼ中心レベルに設定された第1閾値と前記短周期の信号の最大振幅レベルよりも正負側へ僅かに大きく設定された第2閾値及び第3閾値を設け、前記再生信号が各閾値を横切る回数を別々に積算し、それら積算値の内のいずれかが所定の第1設定値に達した時点ですべての積算値をクリアする動作を繰り返して実行するクロス抽出部と、
前記クロス抽出部における各閾値の何れかに係る積算値が前記第1所定値に達した時点で、前記第1閾値に係る積算値と前記の第2及び第3閾値に係る各積算値とを比較し、前者の積算値が後者の各積算値より大きい場合に利得エラー信号を出力するエラー検出部と、
前記利得制御部から得られる前記再生信号のエンベロープを検出してその最大振幅を求めるエンベロープ検出部とからなり、
且つ、前記エラー検出部は、前記利得エラー信号を出力させる場合に、前記第1設定値よりも小さく設定された第2設定値と前記の第2及び第3閾値に係る各積算値とを比較して、前記第2設定値が前記の各積算値よりも大きいときには利得を低下させるための利得エラー信号とし、逆に前記第2設定値が前記の各積算値よりも小さいときには利得を増加させる利得エラー信号とすることとした請求項1又は請求項2に記載の光ディスク装置における球面収差補正方法。
In the second step, means for obtaining the maximum amplitude of the reproduction signal at each moving position of the objective lens is:
A gain control unit that controls the amplitude of the input reproduction signal based on a gain error signal of an error detection unit described below,
The first threshold value, which is set to approximately the center level of the maximum amplitude of the short-period signal in the reproduced signal obtained from the gain control unit, and a value slightly larger to the positive and negative sides than the maximum amplitude level of the short-period signal. The second threshold and the third threshold are provided, and the number of times the reproduction signal crosses each threshold is separately integrated. When one of the integrated values reaches a predetermined first set value, all integrated values are obtained. A cross extraction unit that repeatedly executes an operation of clearing
When the integrated value related to any one of the threshold values in the cross extraction unit reaches the first predetermined value, the integrated value related to the first threshold value and the integrated value related to the second and third threshold values are calculated. An error detection unit that compares and outputs a gain error signal when the former integrated value is larger than each of the latter integrated values;
An envelope detector for detecting the envelope of the reproduction signal obtained from the gain controller and obtaining the maximum amplitude thereof,
Further, when outputting the gain error signal, the error detection unit compares a second set value smaller than the first set value with each of the integrated values related to the second and third threshold values. When the second set value is larger than each of the integrated values, the gain error signal is used to decrease the gain. Conversely, when the second set value is smaller than each of the integrated values, the gain is increased. 3. The method according to claim 1, wherein the gain error signal is used as a gain error signal.
光ディスク装置において、レーザ光源から光ディスクへ至る入射系光ビームの発散又は収束角度を調整する収差補正部と、前記入射系光ビームを集光させて前記光ディスクの情報記録層に光スポットを構成する対物レンズを前記入射系光ビームの光軸方向へ移動せしめ、その際に前記光スポットにおける反射光を光検出器が受光して出力する再生信号を処理・解析し、その解析結果に基づいて前記収差補正部を制御する制御部とを設け、
前記光スポットで球面収差が生じていると前記対物レンズの位置が前記情報記録層に対する合焦点位置から前記光軸方向へずれた状態で前記再生信号が最大振幅になることを利用して前記球面収差を補正する光ディスク装置における収差補正方法であって、
前記光ディスクに何等かの情報が記録されている場合にその情報を再生し、
前記制御部が、
前記対物レンズの前記合焦点位置を求める第1手順と、
前記対物レンズを前記第1手順で求めた合焦点位置から光軸方向へ前後に等距離だけ移動させ、各移動位置で前記光検出器から得られる再生信号に含まれている長周期の信号と短周期の信号を区分し、各移動位置における各周期の信号の最大振幅を求め、且つ各移動位置における各周期の信号に係る最大振幅の差を演算する第2手順と、
前記第2手順で求めた前記対物レンズの各移動位置についての演算結果の差を求める第3手順と、
前記第3手順で求めた演算結果の差を0に近づけるように前記収差補正部を制御する第4手順と
を実行することを特徴とする光ディスク装置における球面収差補正方法。
In an optical disk device, an aberration correction unit that adjusts the divergence or convergence angle of an incident system light beam from a laser light source to an optical disk, and an objective that condenses the incident system light beam to form a light spot on an information recording layer of the optical disk The lens is moved in the direction of the optical axis of the incident light beam, and at that time, a reflected signal at the light spot is received and output by a photodetector, and a reproduction signal is processed and analyzed. A control unit for controlling the correction unit,
When the spherical aberration occurs in the light spot, the position of the objective lens is shifted in the optical axis direction from the focal position with respect to the information recording layer, and the reproduction signal has a maximum amplitude. An aberration correction method for an optical disk device that corrects aberration, comprising:
If any information is recorded on the optical disc, the information is reproduced,
The control unit includes:
A first procedure for determining the in-focus position of the objective lens;
The objective lens is moved by the same distance back and forth in the optical axis direction from the focal point position obtained in the first procedure, and a long-period signal included in a reproduction signal obtained from the photodetector at each movement position. A second procedure of classifying the short-period signal, obtaining the maximum amplitude of the signal of each cycle at each movement position, and calculating the difference between the maximum amplitudes of the signals of each cycle at each movement position;
A third procedure for calculating a difference between the calculation results for each moving position of the objective lens obtained in the second procedure,
And a fourth step of controlling the aberration corrector so that the difference between the calculation results obtained in the third step approaches zero.
前記第3手順で求められる演算結果が許容範囲に収まるまで、前記第1手順から第4手順を繰り返して実行することとした請求項5に記載の光ディスク装置における球面収差補正方法。6. The method according to claim 5, wherein the first to fourth steps are repeatedly performed until the calculation result obtained in the third step falls within an allowable range. 前記第2手順において前記対物レンズの各移動位置における各周期の信号に係る最大振幅を求める手段が、
前記光検出器から得られる再生信号を所定周期でサンプリングし、そのサンプリング信号のゼロクロスポイントを検出して極性の反転間隔を検出すると共に、前記反転間隔内でのピーク値とボトム値を求め、前記反転間隔情報に基づいてフィルタリングを行うことにより、前記のピーク値とボトム値を長周期と短周期の信号に対応付けて区分すると共に、各周期別に区分されたピーク値群とボトム値群の代表値を用いて各周期の信号の最大振幅を求めるものである請求項5又は請求項6に記載の光ディスク装置における球面収差補正方法。
In the second procedure, means for obtaining a maximum amplitude related to a signal of each cycle at each movement position of the objective lens,
The reproduction signal obtained from the photodetector is sampled at a predetermined cycle, a zero cross point of the sampling signal is detected to detect a polarity inversion interval, and a peak value and a bottom value within the inversion interval are obtained. By performing filtering based on the inversion interval information, the peak value and the bottom value are classified in association with long-period and short-period signals, and a representative of the peak value group and the bottom value group divided for each period. 7. The method according to claim 5, wherein a maximum amplitude of a signal in each cycle is obtained using the value.
前記第2手順において前記対物レンズの各移動位置における各周期の信号に係る最大振幅を求める手段が、
前記光検出器から得られる再生信号を所定周期でサンプリングし、ゼロクロスポイントの時間間隔とパーシャルレスポンス特性及びランレングス制限により決定される状態遷移に基づいて、短周期の信号であるか長周期の信号であるかを判別し、前記判別情報に基づいてフィルタリングを行うことにより長周期と短周期の信号に対応付けて区分すると共に、区分された各周期の信号群の代表値を用いて各周期の信号の最大振幅を求めるものである請求項5又は請求項6に記載の光ディスク装置における球面収差補正方法。
In the second procedure, means for obtaining a maximum amplitude related to a signal of each cycle at each movement position of the objective lens,
The reproduction signal obtained from the photodetector is sampled at a predetermined period, and based on the time interval of the zero cross point and the state transition determined by the partial response characteristic and the run length limit, the signal is a short period signal or a long period signal. And performing filtering based on the discrimination information to classify the signals in association with the long-period and short-period signals, and to use the representative value of the divided signal groups in each period for each period. 7. The method according to claim 5, wherein a maximum amplitude of the signal is obtained.
光ディスク装置において、
レーザ光源から光ディスクへ至る入射系光ビームの発散又は収束角度を調整する収差補正部と、
対物レンズが前記入射系光ビームを集光させて前記光ディスクの情報記録層に構成した光スポットでの反射光を光検出器が受光して出力する再生信号に対し、ブースト量を設定して等化処理を行う波形等化部と、
前記対物レンズを前記入射系光ビームの光軸方向へ移動せしめ、その際に前記波形等化部から得られるブースト量に基づいて前記収差補正部を制御する制御部とを具備し、
前記光ディスクに何等かの情報が記録されている場合にその情報を再生し、
前記制御部が、
前記対物レンズの前記光ディスクに対する合焦点位置を求める第1手順と、
前記対物レンズを前記第1手順で求めた合焦点位置から光軸方向へ前後に等距離だけ移動させ、各移動位置で前記波形等化部が設定した各ブースト量を検出する第2手順と、
前記第2手順で検出した各ブースト量の差を演算する第3手順と、
前記第3手順で求めた演算結果を0に近づけるように前記収差補正部を制御する第4手順と
を実行することにより、前記光スポットで生じる球面収差を補正することを特徴とする光ディスク装置における球面収差補正方法。
In an optical disk device,
An aberration corrector that adjusts the divergence or convergence angle of the incident light beam from the laser light source to the optical disk,
An objective lens condenses the incident light beam and sets a boost amount with respect to a reproduction signal received and output by a photodetector at a light spot formed on an information recording layer of the optical disc. A waveform equalization unit for performing an equalization process;
A control unit that moves the objective lens in the optical axis direction of the incident system light beam, and controls the aberration correction unit based on a boost amount obtained from the waveform equalization unit at that time.
If any information is recorded on the optical disc, the information is reproduced,
The control unit includes:
A first procedure for determining a focal point position of the objective lens with respect to the optical disc;
A second procedure of moving the objective lens in the optical axis direction back and forth by an equal distance from the in-focus position obtained in the first procedure, and detecting each boost amount set by the waveform equalizer at each movement position;
A third procedure for calculating a difference between the boost amounts detected in the second procedure,
And a fourth step of controlling the aberration corrector so that the calculation result obtained in the third step approaches 0, thereby correcting spherical aberration generated in the light spot. Spherical aberration correction method.
前記第3手順で求められる演算結果が許容範囲に収まるまで、前記第1手順から第4手順を繰り返して実行することとした請求項8に記載の光ディスク装置における球面収差補正方法。9. The method according to claim 8, wherein the first to fourth steps are repeatedly performed until the calculation result obtained in the third step falls within an allowable range. 前記光ディスク装置が連続的な記録又は再生を実行する場合に、その記録又は再生を通常の線速度よりも速い速度で実行させることにより時間的余裕を確保せしめ、その確保された余裕時間内に前記請求項1乃至請求項10の球面収差補正方法を実行させることを特徴としたディスク装置における球面収差補正方法。When the optical disc apparatus performs continuous recording or reproduction, a time margin is secured by executing the recording or reproduction at a speed higher than a normal linear velocity, and the time margin is secured within the secured margin time. 11. A method for correcting spherical aberration in a disk device, wherein the method for correcting spherical aberration according to claim 1 is executed.
JP2003174042A 2002-12-10 2003-06-18 Method for correcting aberration in optical disk device Pending JP2004241102A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003174042A JP2004241102A (en) 2002-12-10 2003-06-18 Method for correcting aberration in optical disk device

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002357947 2002-12-10
JP2003174042A JP2004241102A (en) 2002-12-10 2003-06-18 Method for correcting aberration in optical disk device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2004241102A true JP2004241102A (en) 2004-08-26

Family

ID=32964476

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2003174042A Pending JP2004241102A (en) 2002-12-10 2003-06-18 Method for correcting aberration in optical disk device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2004241102A (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7558178B2 (en) 2005-04-15 2009-07-07 Hitachi, Ltd. Information recording/reproducing method and information recording/reproducing apparatus
US7570548B2 (en) 2005-09-15 2009-08-04 Hitachi, Ltd. Optical pickup utilizing nonvolatile memory and adjustment method
US7663985B2 (en) 2005-09-21 2010-02-16 Hitachi, Ltd. Information recording and reproduction method and information recording and reproduction device

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7558178B2 (en) 2005-04-15 2009-07-07 Hitachi, Ltd. Information recording/reproducing method and information recording/reproducing apparatus
US7570548B2 (en) 2005-09-15 2009-08-04 Hitachi, Ltd. Optical pickup utilizing nonvolatile memory and adjustment method
US7663985B2 (en) 2005-09-21 2010-02-16 Hitachi, Ltd. Information recording and reproduction method and information recording and reproduction device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5042236B2 (en) Information recording medium evaluation method, information recording medium, information recording medium manufacturing method, signal processing method, and access control apparatus
JP4093233B2 (en) Optical disc apparatus and aberration correction method used therefor
JP4557525B2 (en) Method for detecting non-recording area of optical recording medium
US7616726B2 (en) Optical disk apparatus and PLL circuit
JP4423670B2 (en) Information recording medium reproducing method and information recording or reproducing apparatus
KR0179258B1 (en) An optical disk recording and reproducing device
JP5766281B2 (en) Signal processing apparatus, signal processing method, and optical disc apparatus
JP4576316B2 (en) Servo control signal generation apparatus, optical disc apparatus, and servo control signal generation method
JP2004241102A (en) Method for correcting aberration in optical disk device
CN1499497A (en) CD device
US20040246864A1 (en) Apparatus and method for controlling recording or reproduction, apparatus for performing recording or reproduction, and information recording medium identification apparatus
US20080285406A1 (en) Optical disc apparatus and optical disc reproduction method
JP2002092884A (en) Disk drive device
JP2017162537A (en) Optical disk device
JP2012069206A (en) Optical disk medium and method and device for reproducing the same
US10176838B2 (en) Optical disc device
JPWO2007034771A1 (en) Tilt adjustment method and information recording / reproducing apparatus using the same
JP2012203948A (en) Recording adjustment method, information recording and playback device, and information recording medium
KR100253179B1 (en) Optical recording and reproducing apparatus
JP4520906B2 (en) Tangential tilt detection device and optical disc device
JP2005071545A (en) Optical disk drive and tracking balance adjustment method
JP2000082259A (en) Signal processing method for optical disk and optical disk device
Chen et al. System design for double-layer Blu-ray Disc recorders
JPH09231589A (en) Device and method for recording/reproducing recording medium
JP2004348942A (en) Apparatus and method for controlling recording or reproduction, apparatus for performing recording or reproduction, and apparatus for identfying information recording medium