JP2005196947A - 光ディスク装置、光ディスク方法および半導体集積回路 - Google Patents

Abstract

【課題】 安定したトラッキング制御を行いながら再生信号品質が最良となる光ビームおよび球面収差量の調整を行うこと。
【解決手段】 光ディスク装置は、制御手段を含む。制御手段は、トラッキング制御がオフ状態にある間に、光ビームの収束位置を変更するように収束位置変更手段を制御し、かつ、球面収差量を変更するように球面収差量変更手段を制御することにより、トラッキングエラー信号の振幅が所定の値より大きくなる複数の組の光ビームの収束位置および球面収差量を探索する第１の探索を実行する。制御手段は、トラッキング制御がオン状態である間に、第１の探索において得られた複数の組の光ビームの収束位置および球面収差量の中から、再生信号品質指標が実質的に最良となる１組の光ビームの収束位置および球面収差量を決定する第２の探索を実行する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、光ビームの収束位置および球面収差を精度よく調整することにより、光ディスクに対して高密度な記録または再生を行うことを可能にする光ディスク装置および方法並びに半導体集積回路に関する。

光ディスクの記録密度を高める手段として、光ディスクの情報面に形成される光ビームのスポットを小さくする方法がある。光ピックアップから照射される光ビームの開口数を大きくし、照射される光の波長を短くすることによって、光ディスクの情報面に形成される光ビームのスポットを小さくすることができる。

しかしながら、光ピックアップから照射される光ビームの開口数を大きくし、照射される光の波長を短くすると、光ディスクに形成された保護層の厚みの誤差に起因して生じる球面収差量が急激に増大する。従って、球面収差量を補正する手段を設けることが不可欠になる。

図１４ａおよび図１４ｂは、球面収差を説明するための図である。

図１４ａは、光ディスクの表面から情報面までの厚みが最適であり、情報面において球面収差が発生しない状態を示す。

フォーカス制御が動作している状態で、レーザ光源から発光された光ビームは、光ディスク１３の保護層１４にて屈折する。その結果、光ビームの外周部は焦点Ｂに集光し、光ビームの内周部は焦点Ｃに集光する。位置Ａは、焦点Ｂと焦点Ｃを結ぶ直線上かつ情報面１５上に存在する。光ディスク１３の情報面１５において球面収差が発生していないので光ビームの外周部の焦点Ｂと光ビームの内周部の焦点Ｃとは共に位置Ａと一致する。すなわち、位置Ａからの等距離面と光ビームの波面とが一致する。

図１４ｂは、光ディスクの表面から情報面までの厚みが薄く、情報面において球面収差が発生している状態を示す。

光ディスクの表面から情報面までの厚み（すなわち、保護層１４の厚み）が薄くなると球面収差の影響が大きくなる。焦点Ｂと焦点Ｃとが離間し、光ビームを収束させるべき情報面１５の位置Ａに対して、２つの焦点Ｂ、Ｃが共にデフォーカス状態となる。ただし、光ビームの外周部と光ビームの内周部とを分けることなくＦＥ信号を生成し、そのＦＥ信号がほぼ０になるようにフォーカス制御が動作しているため、位置Ａは情報面１５に一致している。光ビームの波面は、位置Ａからの等距離面と一致しない。

図１４ｂにおいて、実線は、球面収差が発生している状態における光ビームの内周部および外周部を示し、破線は、球面収差が発生しない状態における光ビームの内周部および外周部を示す。

また、光ディスクの表面から情報面までの厚みが図１４ａに示される厚みより大きくなった場合にも、図１４ｂに示される場合と同様に焦点Ｂと焦点Ｃとが離間し、光ビームを収束されるべき情報面１５の位置Ａに対して、２つの焦点Ｂ、Ｃが共にデフォーカス状態となる。

このように、光ビームの外周部の焦点Ｂと光ビームの内周部の焦点Ｃとが離間する現象を「球面収差」と言い、その量を球面収差量、もしくは、球面収差発生量という。

図８は、特許文献１に記載の従来の光ビームの収束位置および球面収差量の調整方法の手順を示す。

フォーカス制御、トラッキング制御およびディスクモータサーボを含むサーボ制御が開始（ＯＮ）される（ステップＳ３１）。次に、光ビームの収束位置および球面収差量を補正するための多次元の探索ルーチン（ステップＳ３２）が実行される。マイクロコンピュータの制御の下、フォーカス外乱信号に応じて対物レンズの焦点位置が揺動（ウォブリング）される。また、これと並行して球面収差補正外乱信号が球面収差補正駆動回路に供給され、球面収差補正量が揺動される。かかる探索は、図９に示すように多次元（例えば、２次元８方向）で行われ、ＲＦ信号のエンベロープ信号が増大する方向に光ビームの集束位置と球面収差補正量とを順次調整していく。
特開２００２−３４２９５２号公報（第４−６頁、図１） 特開２００３−１４１８２３号公報（第１０頁）

ところが、光ビームの集束位置と球面収差量とを調整する過程において、トラッキングエラー信号（ＴＥ信号）の振幅が急激に低下し、その結果、トラッキング制御が不安定になる場合が生じる。

図１０は、光ビームの集束位置と球面収差量とに対するＲＦ信号のエンベロープ信号の特性を示す。図１０において、横軸は、光ビームの集束位置を示し、縦軸は、光ディスクの情報面上に形成される光ビームのスポットの球面収差量を示す。同心円状に描かれた複数の楕円を含む等高線マップによってエンベロープ信号の値が示されている。各楕円の線上においてエンベロープ信号の値は等しくなっており、各楕円の中心へ近づけば近づくほどエンベロープ信号の値は大きくなってゆく。従って、各楕円の中心においてエンベロープ信号の値は最大になる。

図２ｂは、光ビームの収束位置と球面収差量とに対するＴＥ信号の振幅特性を示す。図２ｂにおいて、横軸および縦軸は図１０におけるそれらと同一である。同心円状に描かれた複数の楕円を含む等高線マップによってＴＥ信号の振幅のレベルが示されている。各楕円の線上においてＴＥ振幅のレベルは等しくなっており、各楕円の中心へ近づけば近づくほどＴＥ信号の振幅は大きくなってゆく。従って、各楕円の中心においてＴＥ信号の振幅のレベルは最大になる。

上述した従来の方法では、ＲＦ信号のエンベロープ信号が最大になるように光ビームの集束位置と球面収差とを調整する過程において、トラッキング制御が不安定になり調整が失敗することがある。

例えば、図２ｂに示される点Ａから探索が開始された場合や、その探索の途中で点Ａの状態になった場合には、ＴＥ信号の振幅が極端に低くなり、トラッキング制御系のゲインが低下する。したがって、制御残差が増大し、または、トラッキング制御系が発振する場合が生じる。

本発明は、安定したトラッキング制御を行いながら再生信号品質が最良となる光ビームおよび球面収差量の調整を行うことが可能な光ディスク装置および方法並びに半導体集積回路を提供することを目的とする。

本発明の光ディスク装置は、光ディスクに照射された光ビームの収束位置を変更するように動作可能な収束位置変更手段と、前記光ディスクの情報面上に形成される前記光ビームのスポットにおいて発生する球面収差量を変更するように動作可能な球面収差量変更手段と、前記光ビームのスポットと前記光ディスクの情報面上のトラックとの間の位置ずれを示すトラッキングエラーを検出し、前記トラッキングエラーを示すトラッキングエラー信号を生成するトラッキングエラー検出手段と、前記トラッキングエラー信号に応じてトラッキング制御を実行するトラッキング制御手段と、前記光ディスクの情報面からの再生信号の品質を示す再生信号品質指標を生成する再生信号品質指標生成手段と、前記収束位置変更手段と前記球面収差量変更手段と前記トラッキング制御手段とを制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記トラッキング制御のオン／オフ状態を切り換えるように動作可能であり、前記制御手段は、前記トラッキング制御がオフ状態にある間に、前記光ビームの収束位置を変更するように前記収束位置変更手段を制御し、かつ、前記球面収差量を変更するように前記球面収差量変更手段を制御することにより、前記トラッキングエラー信号の振幅が所定の値より大きくなる複数の組の光ビームの収束位置および球面収差量を探索する第１の探索を実行し、前記制御手段は、前記トラッキング制御がオン状態である間に、前記第１の探索において得られた前記複数の組の光ビームの収束位置および球面収差量の中から、前記再生信号品質指標が実質的に最良となる１組の光ビームの収束位置および球面収差量を選択する第２の探索を実行し、これにより、上記目的が達成される。

本発明の光ディスク装置は、光ディスクに照射された光ビームの収束位置を変更するように動作可能な収束位置変更手段と、前記光ディスクの情報面上に形成される前記光ビームのスポットにおいて発生する球面収差量を変更するように動作可能な球面収差量変更手段と、前記光ビームのスポットと前記光ディスクの情報面上のトラックとの間の位置ずれを示すトラッキングエラーを検出し、前記トラッキングエラーを示すトラッキングエラー信号を生成するトラッキングエラー検出手段と、前記トラッキングエラー信号に応じてトラッキング制御を実行するトラッキング制御手段と、前記光ディスクの情報面からの再生信号の品質を示す再生信号品質指標を生成する再生信号品質指標生成手段と、前記収束位置変更手段と前記球面収差量変更手段と前記トラッキング制御手段とを制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記トラッキング制御がオン状態である間に、前記光ビームの収束位置を所定値に固定した状態で前記球面収差量を変更するように前記球面収差量変更手段を制御することにより、前記再生信号品質指標が実質的に最良となる球面収差を決定し、これにより、上記目的が達成される。

本発明の光ディスク装置は、光ディスクに照射された光ビームの収束位置を変更するように動作可能な収束位置変更手段と、前記光ディスクの情報面上に形成される前記光ビームのスポットにおいて発生する球面収差量を変更するように動作可能な球面収差量変更手段と、前記収束位置変更手段と前記球面収差量変更手段とを制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記光ディスクの情報面のユーザ領域に対する記録または再生が可能になった後に、前記球面収差量を変更するように前記球面収差量変更手段を制御し、これにより、上記目的が達成される。

本発明によれば、トラッキング制御がオフ状態にある間に２次元での第１の探索を実行し、その後、トラッキング制御がオン状態にある間に２次元での第２の探索を実行することにより（２次元探索×２段階探索）、安定したトラッキング制御を行いながら再生信号品質が最良となる光ビームの集束位置および球面収差量の調整を行うことが可能になる。

第１の探索において、トラッキングエラー信号の振幅特性の稜線を探索してもよく、この場合、その稜線を高精度に求めることができる。

また、その稜線が、再生信号品質指標が最良となる点からずれている場合でも、再生信号品質指標が最良となるように光ビームの集束位置を調整することができる。

さらに、その稜線が、再生信号品質指標が最良となる球面収差量からずれている場合でも、再生信号品質指標が最良となるように球面収差量を調整することができる。

以下、本発明の実施の形態を添付の図面を参照して詳細に説明する。なお、本実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１の光ディスク装置の構成を示す。光ディスク装置は、光ディスク１３に情報を記録し、または、光ディスク１３に記録された情報を再生する。

光ピックアップ４に設けられたレーザ光源（図示しない）から出射された光ビームは平行光ビームにされる。平行光ビームは、球面収差補正素子２５を通過し、対物レンズ１によって光ディスク１３に収束される。光ディスク１３からの反射光は、対物レンズ１を通過し、受光部３によって検出される。また、光ディスク１３の回転は、ディスクモータ１２によって駆動される。

受光部３は、光ディスク１３からの反射光を電気信号に変換する。受光部３の出力は、フォーカスエラー生成器５とトラッキングエラー生成器１７とＲＦ信号生成器１０とに供給される。

フォーカスエラー生成器５は、受光部３の出力に基づいて、光ディスク１３に照射された光ビームの収束位置と光ディスク１３の情報面との間の位置ずれを示すフォーカスエラーを検出し、そのフォーカスエラーを示すフォーカスエラー信号（以下、ＦＥ信号という）を生成する。ＦＥ信号は、例えば、一般に非点収差法と呼ばれるフォーカスエラー検出方式によって生成することができる。

トラッキングエラー生成器１７は、受光部３の出力に基づいて、光ディスク１３の情報面上に形成される光ビームのスポットと光ディスク１３の情報面上のトラックとの間の位置ずれを示すトラッキングエラーを検出し、そのトラッキングエラーを示すトラッキングエラー信号（以下、ＴＥ信号という）を生成する。ＴＥ信号は、例えば、一般にプッシュプル法と呼ばれるトラッキングエラー検出方式によって生成することができる。

ＲＦ信号生成器１０は、受光部３の出力に基づいて、ＲＦ信号を生成する。ＲＦ信号は、信号品質評価器４０とデータ再生回路２８とに供給される。

ＦＥ信号およびＴＥ信号は、制御部６に供給され、位相補償等がなされる。

アクチュエータ駆動回路７は、制御部６からの制御信号に応じて、光ピックアップ４に設けられた対物レンズアクチュエータ１８に駆動信号を供給することにより、対物レンズアクチュエータ１８を駆動する。

対物レンズアクチュエータ１８は、アクチュエータ駆動回路７からの駆動信号に応じて、対物レンズ１を駆動する。

このように、制御部６は、ＦＥ信号に応じて、対物レンズアクチュエータ１８を駆動するアクチュエータ駆動回路７を制御することにより、フォーカス制御のためのサーボループを形成するとともに、ＴＥ信号に応じて、対物レンズアクチュエータ１８を駆動するアクチュエータ駆動回路７を制御することにより、トラッキング制御のためのサーボループを形成する。このようにして、サーボ制御が実行される。

ビームエキスパンダー駆動回路２６は、マイクロコンピュータ２７からの制御信号に応じて、球面収差補正素子２５に駆動信号を供給することにより、球面収差補正素子２５を駆動する。

球面収差補正素子２５は、ビームエキスパンダー駆動回路２６からの駆動信号に応じて、光ディスク１３の情報面上に形成される光ビームのスポットにおける球面収差量を変化させる。球面収差補正素子２５は、例えば、凹レンズと凸レンズとを含むビームエキスパンダーによって構成され得る。ビームエキスパンダーは、凹レンズと凸レンズとの間の間隔を変化させることにより、光束の発散度合いを変化させる。これにより、光ビームのスポットにおける球面収差量を変化させる。

なお、球面収差補正素子２５の一例としてビームエキスパンダーを説明したが、球面収差補正素子２５はビームエキスパンダーに限定されない。球面収差補正素子２５は、レンズを有していなくてもよい。球面収差補正素子２５は、光ディスク１３の情報面上の光ビームのスポットに発生する球面収差を補正するという機能を有する限り、球面収差補正素子２５は任意の構成を有し得る。例えば、球面収差補正素子２５は、液晶素子による屈折率を変化させることで光ビームのスポットに発生する球面収差を補正する素子であってもよい。

信号品質評価器４０は、ＲＦ信号からＭＬＳＡ（Ｍａｘｉｍｕｍ Ｌｉｋｅｌｉｈｏｏｄ Ｓｅｑｕｅｎｃｅ Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ）信号を生成する。ＲＦ信号からＭＬＳＡ信号を生成する方法は、例えば、特許文献２に記載されている。なお、最近では、ＭＬＳＡ信号は、ＭＬＳＥ（Ｍａｘｉｍｕｍ Ｌｉｋｅｌｉｈｏｏｄ Ｓｅｑｕｅｎｃｅ Ｅｒｒｏｒ）信号と呼ばれることも多くなってきている。ＭＬＳＡ信号とＭＬＳＥ信号とは同じものである。信号品質評価器４０によって生成されたＭＬＳＡ信号は、マイクロコンピュータ２７に供給される。

データ再生回路２８は、ＲＦ信号に基づいて光ディスク１３に記録された情報を復号しマイクロコンピュータ２７に送る。データの復号は、一般にＰＲＭＬ（Ｐａｒｔｉａｌ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ Ｍａｘｉｍｕｍ Ｌｉｋｅｌｉｈｏｏｄ）と呼ばれる信号処理方式に従って行われる。

ＰＲＭＬは、最尤復号方式と呼ばれるものの一つである。この方式は、パーシャルレスポンス技術と最尤推定法とを組み合わせ、伝送路誤りを起こす確率の高いシステムにおいて高い伝送効率を実現する技術である。

最尤復号方式では、記録密度が高い場合において伝送路誤りによる符号間干渉の発生を考慮したアナログデータのデジタル化が行われる。なお、ＰＲＭＬによる複号における誤り率と相関のある信号品質評価の指標として特許文献２に示されるＭＬＳＡ（Ｍａｘｉｍｕｍ Ｌｉｋｅｌｉｈｏｏｄ Ｓｅｑｕｅｎｃｅ Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ）が提案されている。なお、信号品質指標としてＳＡＭ（Ｓｅｑｕｅｎｃｅ Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ Ｍａｒｇｉｎ）信号を用いてもよいが、より的確にエラーを表すことができるＭＬＳＡ信号を用いて以降の実施の形態を説明する。

マイクロコンピュータ２７は、対物レンズ１の焦点位置を変更するためのフォーカスオフセット信号を生成して制御部６に送る。制御部６は、フォーカスエラー生成器５からの出力信号であるＦＥ信号にマイクロコンピュータ２７からのフォーカスオフセット信号を加算し、アクチュエータ駆動回路７に出力する。アクチュエータ駆動回路７は、制御部６からの出力信号であるフォーカスオフセット補正後のＦＥ信号に応じて対物レンズ１の焦点位置を変更する。

マイクロコンピュータ２７は、球面収差量を変更するための制御信号を生成してビームエキスパンダー駆動回路２６に送る。ビームエキスパンダー駆動回路２６は、マイクロコンピュータ２７からの制御信号に応じて球面収差補正素子２５を駆動する。これにより、球面収差量が変更され、球面収差の補正が実行される。光ビームの集束位置および球面収差の調整を開始する前は、球面収差補正素子２５は、光ディスク１３の保護層の標準的な厚みに対して光ビームのスポットにおいて発生する球面収差量が最小なるように設定されている。

なお、制御部６、マイクロコンピュータ２７および信号品質評価器４０は、１以上のデジタル回路で構成されることが好ましい。制御部６、マイクロコンピュータ２７および信号品質評価器４０は、単一の半導体集積回路（単一の半導体チップ）上に集積され得る。、
図７は、光ディスク１３の構造を示す。

光ディスク１３は、保護層１４と情報面１５と基材１６とを含む。保護層１４は、光ディスク１３の傷、汚れなどからデータを保護しつつ光ビームを透過する透明な媒質である層である。情報面１５は、データを記録または再生するための面である。基材１６は、光ディスク１３の基盤となる部材である。光ビームが照射される側から、保護層１４、情報面１５、基材１６の順に積層されている。

次に、光ビームの集束位置と球面収差量とに対するＲＦ信号のＭＬＳＡ信号の特性とＴＥ信号の振幅特性について説明する。

図２ａは、光ビームの集束位置と球面収差量とに対するＲＦ信号のＭＬＳＡ信号の特性を示す。図２ａにおける横軸および縦軸は、図１０におけるそれらと同一である。同心円状に描かれた複数の楕円を含む等高線マップによってＭＬＳＡ信号の値が示されている。各楕円の線上においてＭＬＳＡ信号の値は等しくなっており、各楕円の中心へ近づけば近づくほどＭＬＳＡ信号の値は小さくなってゆく。従って、各楕円のほぼ中心においてＭＬＳＡ信号の値は最小になる。ＭＬＳＡ信号が最小になる光ビームの集束位置と球面収差量とにおいて最適に信号の再生を行うことができる。

図２ｂは、光ビームの収束位置と球面収差量とに対するＴＥ信号の振幅特性を示す。図２ｂにおける横軸および縦軸は、図１０におけるそれらと同一である。同心円状に描かれた複数の楕円を含む等高線マップによってＴＥ信号の振幅のレベルが示されている。各楕円の線上においてＴＥ振幅のレベルは等しくなっており、各楕円の中心へ近づけば近づくほどＴＥ信号の振幅は大きくなってゆく。従って、各楕円のほぼ中心においてＴＥ信号の振幅のレベルは最大になる。

前述した従来の方式のようにＭＬＳＡ信号が最小となるように光ビームの集束位置と球面収差量とをそれぞれ独立に最適化しようとした場合には、その調整の途中でトラッキング制御に対し十分なＴＥ信号の振幅が確保できず、トラッキング制御が不安定となる場合がある。この課題を解決するためには、ＴＥ信号の振幅が十分大きく、かつ、ＴＥ信号の振幅の低下が緩やかな領域でＭＬＳＡ信号が最小となる点を探索する必要がある。

図２ｂに示すように、光ビームの集束位置と球面収差量とには、ＴＥ信号の振幅が十分大きく、かつ、ＴＥ信号の振幅の低下が緩やかとなる関係が存在する。図２ｂにおいて、太い点線は、ＴＥ信号の振幅が十分大きく、かつ、ＴＥ信号の振幅の低下が緩やかとなる点の集合（すなわち、複数の組の光ビームの集束位置および球面収差量）を示している。以下では、図２ｂに示される太い点線をＴＥ信号の振幅の稜線２２と記す。光ビームの集束位置と球面収差量がＴＥ信号の振幅の稜線２２上にあるとき、ＴＥ信号の振幅が十分大きく、かつ、ＴＥ信号の振幅の低下は小さい。また、図２ａに示される太い点線はＴＥ信号の振幅の稜線２２を示すが、ＭＬＳＡ信号の最小点がＴＥ信号の稜線付近に存在している。

そこで、図２ｂにおいて、トラッキング制御が動作していない状態（すんわち、トラッキング制御がオフ状態）で、ＴＥ信号の振幅特性からＴＥ信号の振幅の稜線２２を検出し、ＴＥ信号の振幅の稜線２２を記憶する。その後、トラッキング制御が動作している状態（すなわち、トラッキング制御がオン状態）で、図２ａに示すように検出したＴＥ信号の振幅の稜線２２上で光ビームの集束位置と球面収差量との２つを同時に変えていき、ＭＬＳＡ信号が最小となる点Ｌ３を探索する。

図３は、ＭＬＳＡ信号の値が最小となる点Ｌ３を探索する方法の手順を示す。この方法は、例えば、プログラムの形式でマイクロコンピュータ２７によって実行される。

ステップＳ１：マイクロコンピュータ２７は、光ディスク１３を回転させるようにディスクモータ１２を制御し、かつ、フォーカス制御が動作している状態となるように制御部６を制御する。

ステップＳ２：マイクロコンピュータ２７は、トラッキング制御が動作していない状態で、ＴＥ信号の振幅の稜線２２を探索する第１の探索（ＴＥ振幅稜線探索）を実行する。

ステップＳ３：マイクロコンピュータ２７は、トラッキング制御が動作している状態となるように制御部６を制御する。

ステップＳ４：マイクロコンピュータ２７は、第１の探索において探索されたＴＥ信号の振幅の稜線２２上にある複数の組の光ビームの収束位置および球面収差量のうち、再生信号品質が最良となる１組の光ビームの集束位置および球面収差量を決定する第２の探索（ＴＥ振幅線上信号品質探索）を実行する。

以下、第１の探索（図３のステップＳ２）について図２ｂを併用しながら説明する。

図４は、第１の探索（図３のステップＳ２）を実行する方法の手順を示す。この方法は、例えば、プログラムの形式でマイクロコンピュータ２７によって実行される。

ステップＳ１１：光ビームの集束位置が所定の初期値Ｄ１に設定され、球面収差量が所定の初期値Ｃ０に設定される。

ここで、光ビームの集束位置の初期値Ｄ１は、標準的な光ディスク１３における最適な所定値であってもよいし、ＦＥ信号の振幅が最大となる値としてもよい。また、球面収差量の初期値Ｃ０は、標準的な光ディスク１３における最適な所定値である。なお、初期値Ｄ１および初期値Ｃ０は、光ピックアップ４の個別の特性でもあるため、光ピックアップ４毎に異なる個別の最適値を所定値としてもよい。

ステップＳ１２：光ビームの集束位置を所定値Ｄ１に固定した状態で球面収差量を変化させることにより、ＴＥ信号の振幅が最大となる球面収差量Ｃ１が探索される（球面収差粗調整）。

点（Ｄ１，Ｃ１）は、点Ｌ０としてメモリ（図示せず）に記憶される。メモリは、例えば、マイクロコンピュータ２７内に設けられている。

図１１は、図４に示されるステップＳ１２の探索が実行中である場合におけるＴＥ信号の振幅の変化を示す。図１１において、横軸は球面収差量を示し、縦軸はＴＥ信号の振幅を示す。図１１に示される例では、球面収差量Ｃ１に対してＴＥ信号の振幅は最大値（ｔｅ１）をとる。

ステップＳ１３：ステップＳ１２において得られた球面収差量Ｃ１を基準として正側へ所定量だけずれた球面収差量Ｃ２が得られる。

ステップＳ１４：球面収差量を所定値Ｃ２に固定した状態で光ビームの集束位置を変化させることにより、ＴＥ信号の振幅が最大となる光ビームの集束位置Ｄ２が探索される（フォーカス位置粗調整）。

点（Ｄ２，Ｃ２）は、点Ｌ１としてメモリ（図示せず）に記憶される。メモリは、例えば、マイクロコンピュータ２７内に設けられている。

図１２ａは、図４に示されるステップＳ１４の探索が実行中である場合におけるＴＥ信号の振幅の変化を示す。図１２ａにおいて、横軸は光ビームの集束位置を示し、縦軸はＴＥ信号の振幅を示す。図１２ａに示される例では、光ビーム集束位置Ｄ２に対してＴＥ信号の振幅は最大値（ｔｅ２）をとる。

ステップＳ１５：ステップＳ１２において得られた球面収差量Ｃ１を基準として負側へ所定量だけずれた球面収差量Ｃ３が得られる。

ステップＳ１６：球面収差量を所定値Ｃ３に固定した状態で光ビームの集束位置を変化させることにより、ＴＥ信号の振幅が最大となる光ビームの集束位置Ｄ３が探索される（フォーカス位置粗調整）。

点（Ｄ３，Ｃ３）は、点Ｌ２としてメモリ（図示せず）に記憶される。メモリは、例えば、マイクロコンピュータ２７内に設けられている。

図１２ｂは、図４に示されるステップＳ１６の探索が実行中である場合におけるＴＥ信号の振幅の変化を示す。図１２ｂにおいて、横軸は光ビームの集束位置を示し、縦軸はＴＥ信号の振幅を示す。図１２ｂに示される例では、光ビーム集束位置Ｄ３に対してＴＥ信号の振幅は最大値（ｔｅ３）をとる。

ステップＳ１７：点Ｌ１（Ｄ２，Ｃ２）と点Ｌ２（Ｄ３，Ｃ３）とを結ぶ直線がＴＥ信号の振幅の稜線２２であると決定される。稜線２２は、メモリ（図示せず）に記憶される。メモリは、例えば、マイクロコンピュータ２７内に設けられている。

なお、ステップＳ１３からステップＳ１４までの処理と、ステップＳ１５からステップＳ１６までの処理の順番は逆でもよい。

ステップＳ１８：メモリに記憶された点Ｌ０（Ｄ１，Ｃ１）が読み出される。光ビームの集束位置が所定値Ｄ１に設定され、球面収差量が所定値Ｃ１に設定される。

ステップＳ１２において球面収差量Ｃ１を探索することは、例えば、ＴＥ信号の振幅と球面収差量との関係を２次曲線近似し、その近似曲線に基づいてＴＥ信号の振幅が最大となる球面収差量を決定することによって達成される。あるいは、ＴＥ信号の振幅が最大となる球面収差量を挟む２点の球面収差量であって、ＴＥ信号の振幅が前記最大値から所定量だけ低下する２点の球面収差量を決定し、その２点の球面収差量の中間の値を求めることによって、ステップＳ１２において球面収差量Ｃ１を探索するようにしてもよい。

同様に、ステップ１４において光ビームの集束位置Ｄ２を探索することは、例えば、ＴＥ信号の振幅と光ビームの収束位置との関係を２次曲線近似し、その近似曲線に基づいてＴＥ信号の振幅が最大となる光ビームの集束位置を決定することによって達成される。あるいは、ＴＥ信号の振幅が最大となる光ビームの集束位置を挟む２点の光ビームの集束位置であって、ＴＥ信号の振幅が前記最大値から所定量だけ低下する２点の光ビームの集束位置を決定し、その２点の光ビームの集束位置の中間の位置を求めることによって、ステップ１４において光ビームの集束位置Ｄ２を探索するようしてもよい。

同様に、ステップ１６において光ビームの集束位置Ｄ３を探索することは、ステップ１４において光ビームの集束位置Ｄ２を探索することと同様の方法で達成され得る。

以下、第２の探索（図３のステップＳ４）の実行について説明する。

第２の探索が実行される前に、トラキッング制御の状態が、トラッキング制御が動作していない状態（トラッキング制御がオフ状態）からトラッキング制御が動作している状態（トラッキング制御がオン状態）に切り換えられる（図３のステップＳ３）。次に、光ビームの集束位置を所定値Ｄ１に固定し、かつ、球面収差量を所定値Ｃ１に固定した状態で、光ディスク１３の所定の連続した複数のトラックに情報の記録が行われる。

第２の探索は、トラッキング制御が動作している状態において情報が記録されたトラックを用いて行われる。

なお、図２ａにおいて、太い点線は、第１の探索において探索されたＴＥ信号の振幅の稜線２２を示す。ストレスＡ方向とは、ＴＥ信号の振幅の稜線２２に沿った方向をいう。第２の探索においては、ストレスＡ方向に沿って光ビームの集束位置と球面収差量とを変化させることにより、ＭＬＳＡ信号が最小になる（すなわち、再生信号品質指標が最良となる）点Ｌ３が探索される。

ここで、点Ｌ３に対して、光ビームの集束位置は所定値Ｄ４であり、球面収差量は所定値Ｃ５であるとする。

図１３は、図２ａに示されるストレスＡ方向に沿った探索が実行中である場合におけるＭＬＳＡ信号の変化を示す。図１３において、横軸はストレスＡ方向に沿った位置を示し、縦軸はＭＬＳＡ信号を示す。図１３に示される例では、ストレスＡ方向に沿った稜線２２上の位置Ａ１に対してＭＬＳＡ信号は最小値（Ｍ１）をとる。

ＭＬＳＡ信号が最小となるストレスＡ方向に沿った位置（すなわち、光ビーム集束位置および球面収差量の組）を探索することは、例えば、ＭＬＳＡ信号とストレスＡ方向に沿った位置との関係を２次曲線近似し、その近似曲線に基づいてＭＬＳＡ信号がおおよそ最小となるストレスＡ方向に沿った位置を決定することによって達成される。あるいは、ＭＬＳＡ信号が最小となるストレスＡ方向に沿った位置を挟む２点のストレスＡ方向に沿った位置であって、ＭＬＳＡ信号が前記最小値から所定量だけ増加する２点のストレスＡ方向に沿った位置を決定し、その２点のストレスＡ方向に沿った位置の中間の位置を求めることによって、ＭＬＳＡ信号がおおよそ最小となるストレスＡ方向に沿った位置（すなわち、光ビーム集束位置および球面収差量の組）を探索するようにしてもよい。

図５は、第２の探索（図３のステップＳ４）を実行する方法の手順を示す。この方法は、例えば、プログラムの形式でマイクロコンピュータ２７によって実行される。

ステップＳ４１：第２の探索をスタート時の光ビーム集束位置および球面収差量に対するＭＬＳＡ信号が測定される。測定されたＭＬＳＡ信号の値（Ｍ２）は、メモリ（図示せず）に記憶される。メモリは、例えば、マイクロコンピュータ２７内に設けられている。

ステップＳ４２：ストレスＡ方向に沿った位置（ＴＥ信号の振幅の稜線２２上にある光ビーム集束位置および球面収差量の組）に、ストレスＡ方向に沿った負方向のオフセットが加算される。その後、ＭＬＳＡ信号が測定される。測定されたＭＬＳＡ信号の値（Ｍ３）は、メモリ（図示せず）に記憶される。メモリは、例えば、マイクロコンピュータ２７内に設けられている。

ステップＳ４３：ステップＳ４１において測定されたＭＬＳＡ信号の品質とステップＳ４２において測定されたＭＬＳＡ信号の品質とが比較される。この比較は、Ｍ２とＭ３とを比較することによって行われる。ＭＬＳＡ信号の値が小さい方が、ＭＬＳＡ信号の品質が高いと判定される。

ステップＳ４３においてＭ２≦Ｍ３が成立する場合には、処理はステップＳ４４に進み、ステップＳ４３においてＭ２＞Ｍ３が成立する場合には、処理はステップＳ４５に進む。

ステップＳ４４：加算量として正の所定値が設定される。ストレスＡ方向に沿った位置が初期の位置（ＭＬＳＡの値がＭ２である位置）に戻される。その後、処理はステップＳ４６に進む。

ステップＳ４５：加算量として負の所定値が設定される。ストレスＡ方向に沿った位置が初期の位置（ＭＬＳＡの値がＭ２である位置）に戻される。その後、処理はステップＳ４６に進む。

ステップＳ４６：ストレスＡ方向に沿った現在の位置に対応する現在のＭＬＳＡ信号の値が変数Ｍｏｌｄの値としてメモリ（図示せず）に記憶される。メモリは、例えば、マイクロコンピュータ２７内に設けられている。

ステップＳ４７：ストレスＡ方向に沿った現在の位置がストレスＡ方向に沿った次の位置（ＴＥ信号の振幅の稜線２２上にある光ビーム集束位置および球面収差量の次の組）に変更される。ストレスＡ方向に沿った次の位置は、ストレスＡ方向に沿った現在の位置に加算量を加算することによって得られる。その加算量は、ステップＳ４４もしくはステップＳ４５において設定された所定量である。その後、ストレスＡ方向に沿った次の位置に対応するＭＬＳＡ信号が測定される。測定されたＭＬＳＡ信号の値は、ストレスＡ方向に沿った現在の位置に対応する現在のＭＬＳＡ信号の値としてメモリ（図示せず）に記憶される。メモリは、例えば、マイクロコンピュータ２７内に設けられている。

ステップＳ４８：ステップＳ４７におけるＭＬＳＡ信号の品質とステップＳ４６におけるＭＬＳＡ信号の品質とが比較される。この比較は、ステップＳ４７においてメモリに記憶された現在のＭＬＳＡ信号の値とステップＳ４６においてメモリに記憶された変数Ｍｏｌｄの値とを比較することによって行われる。

ステップＳ４８において、現在のＭＬＳＡ信号の値≦変数Ｍｏｌｄの値が成立する場合には、処理はステップＳ４６に戻り、変数Ｍｏｌｄの値がステップ４７においてメモリに記憶された現在のＭＬＳＡ信号の値によって更新される。

ステップＳ４８において、現在のＭＬＳＡ信号の値＞変数Ｍｏｌｄの値が成立する場合には、処理はステップＳ４９に進む。

このように、必要に応じて、ステップＳ４６からステップＳ４８までの処理を繰り返すことにより、ＭＬＳＡ信号の値が最小となるストレスＡ方向に沿った位置を決定することが可能となる。

ステップＳ４９：ＭＬＳＡ信号の値が最小となるストレスＡ方向に沿った位置（光ビーム集束位置Ｄ４および球面収差量Ｃ５の組）が点Ｌ３としてメモリ（図示せず）に記憶される。メモリは、例えば、マイクロコンピュータ２７内に設けられている。

マイクロコンピュータ２７は、光ビームの集束位置が所定値Ｄ４となるように制御部６を制御し、球面収差量が所定値Ｃ５となるようにビームエキスパンダー駆動回路２６を制御する。その結果、光ディスクに対する記録または再生が、光ビームの収束位置を所定値Ｄ４に固定し、かつ、球面収差量を所定値Ｃ５に固定した状態で行われるようになる。

このように、第１の探索においてＴＥ信号の振幅の低下の少ない領域が稜線として決定され、第２の探索においてこの稜線上にある複数の組の光ビームの集束位置および球面収差のうち、再生信号品質が最良となる１組の光ビームの集束位置および球面収差量が決定される。これは、２次元かつ２段階の探索である。これにより、トラッキング制御の安定性を保ちつつ再生信号品質が高い状態に光ビームの集束位置および球面収差量を調整することができる。その結果、光ディスクに対する記録または再生を確実に行うことが可能になる。

本実施の形態では、所定のトラックに情報を記録し、そのトラックを用いて第２の探索を実行することとしたが、情報の記録を行うことなく、情報が既に記録されたトラックを用いて第２の探索を実行するようにしてもよい。

なお、光ピックアップの製造ばらつきなどの影響により、ＴＥ信号の振幅の稜線２２が再生信号品質の最良の点から少しずれる場合がある。このような光ピックアップに対しても再生信号品質が高い状態に光ビームの集束位置および球面収差量を調整するために、光ビームの集束位置および球面収差量の少なくとも一方をさらに調整するようにしてもよい。

図６は、ＴＥ信号の振幅の稜線２２が再生信号品質が最良の点からずれている場合において、点Ｌ３の位置をさらに調整する方法の手順を示す。この方法は、例えば、プログラムの形式でマイクロコンピュータ２７によって実行される。

図６において、ステップＳ１〜ステップＳ４は、図３におけるステップＳ１〜ステップＳ４と同一であるため、その説明を省略する。

ステップＳ４において求められた点Ｌ３（図２ａ）は、図２ｃに示すようにＭＬＳＡ信号の値が最小となる点から離れている場合がある。この点Ｌ３の位置を調整するために、ステップＳ５およびステップＳ６が実行される。

ステップＳ５：点Ｌ３を基準点として、球面収差量を所定値Ｃ５に固定した状態で光ビームの集束位置を変化させることにより、ＭＬＳＡ信号の値が最小となる光ビームの収束位置Ｄ５が探索される（図２ｃを参照）。

点（Ｄ５，Ｃ５）は、点Ｌ４としてメモリ（図示せず）に記憶される。メモリは、例えば、マイクロコンピュータ２７内に設けられている。

光ビームの収束位置Ｄ５を探索することは、例えば、ＭＬＳＡ信号と光ビームの収束位置との関係を２次曲線近似し、その近似曲線に基づいてＭＬＳＡ信号の値が最小となる光ビームの集束位置を決定することによって達成される。あるいは、ＭＬＳＡ信号が最小となる光ビームの集束位置を挟む２点の光ビームの集束位置であって、ＭＬＳＡ信号が前記最小値から所定量だけ増加する２点の光ビームの集束位置を決定し、その２点の光ビームの集束位置の中間の位置を求めることによって、光ビームの収束位置Ｄ５を探索するようにしてもよい。

ステップＳ６：点Ｌ４を基準点として、光ビームの集束位置を所定値Ｄ５に固定した状態で球面収差量を変化させることにより、ＭＬＳＡ信号の値が最小となる球面収差量Ｃ６が探索される（図２ｃを参照）。

点（Ｄ５，Ｃ６）は、点Ｌ５としてメモリ（図示せず）に記憶される。メモリは、例えば、マイクロコンピュータ２７内に設けられている。

球面収差量Ｃ６を探索することは、例えば、ＭＬＳＡ信号と球面収差量との関係を２次曲線近似し、その近似曲線に基づいてＭＬＳＡ信号の値が最小となる球面収差量を決定することによって達成される。あるいは、ＭＬＳＡ信号が最小となる球面収差量を挟む２点の球面収差量であって、ＭＬＳＡ信号が前記最小値から所定量だけ増加する２点の球面収差量を決定し、その２点の球面収差量の中間の値を求めることによって、球面収差量Ｃ６を探索するようにしてもよい。

このように、ＴＥ信号の振幅の稜線２２が再生信号品質が最良となる点から少しずれる場合においても、再生信号品質が最良となるように、光ビームの集束位置および球面収差量に調整することができる。

ただし、ＴＥ信号の振幅の稜線２２から離れる方向に探索を行うためトラッキング制御の安定性が若干損なわれる可能性があるが、ＴＥ信号の振幅の稜線２２上の点Ｌ３を起点に探索をしているため、探索中のＴＥ信号の振幅劣化は非常に少なく抑えることができる。その結果、トラッキング制御の安定性は確保できる。

また、図６に示される例では、ステップＳ５およびステップＳ６の両方を実行することとしたが、ステップＳ５およびステップＳ６の一方のみを実行するようにしてもよい（精度が若干落ちるが）。また、ステップＳ５およびステップＳ６の順番は逆でもよい。

なお、本実施の形態においては、光ビームの集束位置および球面収差量の探索において、信号品質指標としてＭＬＳＡ信号を用いる例を示したが、本発明はこれに限定されない。信号品質指標として、エラーレート、再生信号の振幅、ジッタを用いてもよい。なお、ジッタ、エラーレートおよび再生信号は、ディスク情報、アドレスおよびデータが記録されているトラックを光ピックアップによって再生することにより得ることができる。

ここで、ジッタとは、再生信号における情報遷移の時間的ずれを表す物理量を言う。ジッタは、光ディスクから情報を読み取ったときに誤りが起きる確率を示すエラーレートと密接に関連する。

また、本実施の形態においては、ＴＥ信号の振幅の稜線を求める際に、ステップＳ１４とステップＳ１６で球面収差量Ｃ２およびＣ３にそれぞれ固定して、それぞれの状態で光ビームの集束位置を変化させることにより、ＴＥ信号の振幅が最大となる光ビームの集束位置Ｄ２およびＤ３を探索するとしたが、光ビームの集束位置をＤ２およびＤ３にそれぞれ固定して、それぞれの状態で球面収差量を変化させることにより、ＴＥ信号の振幅が最大となる球面収差量Ｃ２およびＣ３を探索して、点（Ｄ２，Ｃ２）と点（Ｄ３，Ｃ３）とを結ぶ直線をＴＥ信号の振幅の稜線として決定するようにしてもよい。

また、本実施の形態においては、ＴＥ信号の振幅の稜線を求め、求めた稜線上でＭＬＳＡ信号の値が最小になる光ビームの集束位置と球面収差量とを求めることとしたが、ＴＥ信号の振幅の稜線を求める代わりにＴＥ信号の振幅が所定値以上になる光ビームの集束位置と球面収差量とを２次元での範囲を求めて、その範囲でＭＬＳＡ信号の値が最小になる光ビームの集束位置と球面収差量とを求めてもよい。

（実施の形態２）
本発明の実施の形態２の光ディスク装置の構成は、図１に示される光ディスク装置の構成と同一である。

光ビームの集束位置と球面収差量とに対するＲＦ信号のＭＬＳＡ信号の特性とＴＥ信号の振幅特性について説明する。

図２ｃは、光ビームの集束位置と球面収差量とに対するＲＦ信号のＭＬＳＡ信号の特性を示す。横軸および縦軸は、図１０におけるそれらと同一である。同心円状に描かれた複数の楕円を含む等高線マップによってＭＬＳＡ信号の値が示されている。各楕円の線上においてＭＬＳＡ信号の値は等しくなっており、各楕円の中心へ近づけば近づくほどＭＬＳＡ信号の値は小さくなってゆく。従って、各楕円のほぼ中心においてＭＬＳＡ信号の値は最小になる。ＭＬＳＡ信号が最小になる光ビームの集束位置と球面収差量とにおいて最適に信号の再生を行うことができる。

光ディスク１３の保護層１４の厚みは、製造ばらつきにより、個々に異なる。例えば、Ｂｌｕ−ｒａｙ Ｄｉｓｃの場合、保護層１４の厚みの製造ばらつきは規格上±５μｍまで許容されている。

このため情報面１５上の光スポットに球面収差が発生する。

また、光ピックアップ４の製造ばらつきの影響で、本来の厚みの保護層１４を有する光ディスク１３に対しても、情報面１５上の光スポットに球面収差が発生する。

主に以上２点の影響により、情報面１５上の光スポットに球面収差が発生するため、図２ｃにおいて本来再生信号品質が最良となる点Ｌ５（球面収差量Ｃ６）に対し、点Ｌ４（球面収差量Ｃ５）のようにずれが発生し、再生信号品質が劣化する。また、記録性能が最良となる点は再生信号品質が最良となる点とほぼ同じであるため、記録性能も同じく劣化する。

この課題を解決するために、フォーカス制御およびトラッキング制御の両方が動作している状態（すなわち、フォーカス制御がオン状態、かつ、トラッキング制御がオン状態）で、球面収差量を変化させることにより、再生信号品質を示すＭＬＳＡ信号の値が最小となる点Ｌ５が探索される（図２ｃ参照）。

点Ｌ５を探索することは、例えば、ＭＬＳＡ信号と球面収差量との関係を２次曲線近似し、その近似曲線に基づいてＭＬＳＡ信号が最小となる球面収差量を決定することによって達成される。あるいは、ＭＬＳＡ信号が最小となる球面収差量を挟む２点の球面収差量であって、ＭＬＳＡ信号が前記最小値から所定量だけ増加する２点の球面収差量を決定し、その２点の球面収差量の中間の値を求めることによって、点Ｌ５を探索するようにしてもよい。

このようにして、光ディスク１３の保護層１４の厚みの製造ばらつき、および／または、光ピックアップ４の製造ばらつきの影響により、情報面１５上の光スポットに球面収差が発生しても、球面収差量を調整することにより、再生信号品質および記録性能を確保することが可能になる。

なお、本実施の形態においては、球面収差量の探索において、信号品質指標としてＭＬＳＡ信号を用いる例を示したが、本発明はこれに限定されない。信号品質指標として、エラーレート、再生信号の振幅、ジッタを用いてもよい。なお、ジッタ、エラーレートおよび再生信号は、ディスク情報、アドレスおよびデータが記録されているトラックを光ピックアップによって再生することにより得ることができる。

ここで、ジッタとは、再生信号における情報遷移の時間的ずれを表す物理量を言う。ジッタは、光ディスクから情報を読み取ったときに誤りが起きる確率を示すエラーレートと密接に関連する。

（実施の形態３）
図１５は、本発明の実施の形態３の光ディスク装置の構成を示す。図１５において、図１に示される光ディスク装置の構成要素と同一の構成要素には同一の参照番号を付し、その説明を省略する。

温度計３０は、光ピックアップ４の内部温度を測定する。なお、温度計３０は、光ピックアップ４内に設けられたレーザ光源（図示しない）の温度変化を検出する目的で備えられている。温度計３０は、レーザ光源の温度を測定することによりレーザ光源の温度変化を直接的に検出してもよいし、光ピックアップ内のレーザ光源から離れた位置に設置して、光ピックアップ内部温度を測定することによりレーザ光源の温度変化を間接的に検出してもよい。

図１７は、光ディスク１３の情報面１５の構成を示す。

システム管理エリア１９は、ディスクの種類、容量などが保存されているエリアである。光ディスク１３が記録可能な光ディスクの場合には、システム管理エリア１９は、光ビームの記録パワーおよび記録波形を調整するためのエリアを含む。システム管理エリア１９は、光ディスク装置の設定および光ディスク１３の情報を管理するためのエリアであるため、基本的には、光ディスク装置を使用するユーザーは意図的にシステム管理エリア１９にアクセスすることができない。

ユーザーエリア２０は、映像、音楽、文章などの電子データを保存または再生可能なエリアである。ユーザーは意図的にユーザーエリア２０にアクセスすることが可能である。

図１６は、光ディスク装置を起動する方法の手順を示す。この方法は、例えば、プログラムの形式でマイクロコンピュータ２７によって実行される。

ステップＳ１：マイクロコンピュータ２７は、光ディスク１３を回転させるようにディスクモータ１２を制御し、かつ、フォーカス制御が動作している状態となるように制御部６を制御する。

制御部６は、光ディスク１３の情報面１５と光ビームスポットとの間の垂直方向の位置ずれを示すＦＥ信号をフォーカスエラー生成器５から受け取り、ＦＥ信号に応じてアクチュエータ駆動回路７を制御することにより、対物レンズ１が光ディスク１３の情報面１５に対して垂直方向に移動するように対物レンズアクチュエータ１８を駆動する。

このように、光ディスク１３の情報面１５と光ビームスポットとの間の垂直方向の位置ずれは、フォーカス制御によって制御される。

ステップＳ２：マイクロコンピュータ２７は、光ビームの集束位置と球面収差量とを変化させることにより、ＴＥ信号の振幅を測定し、トラッキング制御が可能なＴＥ信号の振幅を確保することが可能な光ビームの集束位置および球面収差量の条件を決定する。

ＴＥ信号の振幅の調整方法としては、例えば、実施の形態１で説明したＴＥ振幅稜線探索方法がある。この方法の詳細は、実施の形態１で説明済みであるためここでは省略する。

ステップＳ３：マイクロコンピュータ２７は、トラッキング制御が動作している状態となるように制御部６を制御し、光スポットを光ディスク１３の情報面１５上の記録済みエリアに移動させる。

制御部６は、光ビームのスポットと光ディスク１３の情報面１５上のトラックとの間の位置ずれを示すＴＥ信号をトラッキングエラー生成器１７から受け取り、ＴＥ信号に応じてアクチュエータ駆動回路７を制御することにより、対物レンズ１が情報面１５の半径方向（すなわち、トラックと垂直方向）に移動するように対物レンズアクチュエータ１８を駆動する。

このように、光ビームのスポットと光ディスク１３の情報面１５上のトラックとの間の位置ずれは、トラッキング制御によって制御される。

また、情報面１５上の記録済みエリアへの光スポットの移動は、対物レンズアクチュエータ１８の半径方向の移動可能能力を超えるため、光ピックアップ４を光ディスク１３の半径方向に移動することで実現する。

このとき情報面１５上に記録済みエリアが存在しない場合は、自己記録により記録領域を作成し、作成後の記録済みエリアに移動する。

自己記録は、図１７におけるユーザーエリア２０に保存されたユーザーデータを破壊しないために、システム管理エリア１９にて行う。

ステップＳ４：マイクロコンピュータ２７は、光ビームの集束位置と球面収差量とを変化させることにより、再生信号品質を測定し、再生信号品質が最良となる光ビームの集束位置および球面収差量の条件を決定する。

再生信号品質の調整方法としては、例えば、実施の形態１ＴＥ振幅稜線上信号品質探索の方法がある。この方法の詳細は、実施の形態１で説明済みであるため省略する。

ステップＳ５：マイクロコンピュータ２７は、ユーザーエリア２０へのアクセスを許可し、起動手順を終了する。

光ディスク装置の起動後、ユーザーがユーザーエリア２０へアクセス可能となるが、光ディスク１３の情報面１５のユーザーエリアアクセス中に球面収差補正量を再度調整する必要が発生する。

例えば、半径位置が異なる２ポイント以上のユーザーエリア２０にアクセスが必要な場合、光ディスク１３の情報面１５を保護する保護層１４の厚みが異なるため、発生する球面収差量が異なってくる。これにより現在設定されている球面収差補正量は、最適な球面収差補正量と誤差が発生し記録または再生性能が劣化する。この課題を解決するために、全ての異なる半径で球面収差の補正量を再度補正するか、半径方向に所定のエリアに分割し、エリア毎に球面収差を補正量を段階的に再度調整すればよい。

また、光ピックアップ４内部の温度が変化した場合、球面収差補正量を再度調整する必要が発生する。

図１８は、光ビームの集束位置と球面収差量とに対するＲＦ信号のＭＬＳＡ信号の特性を示す。横軸および縦軸は、図１０におけるそれらと同一である。同心円状に描かれた複数の楕円を含む等高線マップによってＭＬＳＡ信号の値が示されている。各楕円の線上においてＭＬＳＡ信号の値は等しくなっており、各楕円の中心へ近づけば近づくほどＭＬＳＡ信号の値は小さくなってゆく。従って、各楕円のほぼ中心においてＭＬＳＡ信号の値は最小になる。ＭＬＳＡ信号が最小になる光ビームの集束位置と球面収差量において最適に信号の再生を行うことができる。

図１８において、光ピックアップ４内に設けられたレーザ光源（図示しない）の温度が一定である場合、フォーカス制御およびトラッキング制御を動作状態とした後、再生の信号品質が最も良くなる点（すなわち、ＭＬＳＡ信号が最小値となる点）は点Ｌ１０である。
しかしながら、レーザ光源自身の発熱や、アクチュエータ駆動回路７、ビームエキスパンダー駆動回路２６、およびディスクモータ１２などから発生する外部からの熱により、レーザ光源の温度は一定ではなく変化する。

その結果、レーザ光源から出射される光ビームの波長が変動してしまい、最終的に光ディスク１３の情報面１５上に発生する球面収差量が変わってしまう。具体的には、温度変化に伴いＭＬＳＡ信号が最小値となる点は、点Ｌ１０（光ビームの収束位置Ｄ５、球面収差量Ｃ１０）から、点１１（光ビームの収束位置Ｄ５、球面収差量Ｃ１１）や、点１２（光ビームの収束位置Ｄ５、球面収差量Ｃ１２）に変わってしまう。

その結果、再生の信号品質が劣化してしまうため再生性能の確保が困難となってくる。また、記録性能が最も良い条件は、再生の信号品質が最も良い条件とほぼ同じであるため、記録性能も劣化し、記録性能の確保が困難となってくる。

そこで、レーザ光源の温度変化にともない球面収差量を再調整する必要がある。

図１９は、球面収差量を再調整する方法を説明するための図である。

図１９に示されるように、温度に対して光ディスク１３の情報面１５上の発生する球面収差量は一次関数の特性となっており、再現性が高い特性である。そこで、この一次関数特性をＣ＝Ｋ×Ｔ＋Ｃ０として予めマイクロコンピュータ２７に保存しておく。
ここで、Ｃは球面収差量、Ｋは温度計により測定される温度変化に伴う球面収差の発生感度、Ｔは温度計により測定される温度、Ｃ０は温度計の温度が０を示すときの球面収差発生量である。

マイクロコンピュータ２７は、フォーカス制御、トラッキング制御を動作後、ＭＬＳＡ信号に基づき再生の信号品質が最も良くなる点である点Ｌ１０（光ビームの集束位置Ｄ５、球面収差量Ｃ１０）に光ビームの収束位置および球面収差量を調整する。このときの温度計３０の温度を温度Ｔ１０として保存する。

ここで、光ディスク１３の保護層１４の厚みにより、温度計の温度が０を示すときの球面収差発生量であるＣ０は変化するため、現在の保護層１４の厚みに対応する値を、Ｃ１０−Ｋ×Ｔ１０で計算し、Ｃ０に再設定する。

次に、マイクロコンピュータ２７は、所定時間もしくは所定の温度変化などの所定のタイミングに、温度計３０により検出される温度を入力し、内部に保存されている演算式Ｃ＝Ｋ×Ｔ＋Ｃ０に基づき、球面収差量を求め、設定する。例えば、温度Ｔ１２が検出されたときはＣ＝Ｋ×Ｔ１２＋Ｃ０が演算させ、球面収差量ＣはＣ１２となり、球面収差量Ｃ１２を設定する。同様に、レーザ光源の温度が下がり、温度計３０がＴ１１を検出した場合は、球面収差量ＣはＣ１１となり、球面収差量Ｃ１１を設定する。

以上の球面収差量の再調整により、レーザ光源の温度変化に伴う、光ディスク１３の情報面１５上に発生する球面収差量は、正しく再調整される。言い換えると、温度変化に伴いＭＬＳＡ信号が最小値となる点が、点Ｌ１０（光ビームの収束位置Ｄ５、球面収差量Ｃ１０）から、点１１（光ビームの収束位置Ｄ５、球面収差量Ｃ１１）や、点１２（光ビームの収束位置Ｄ５、球面収差量Ｃ１２）に変わってしまうのに対し、球面収差の調整値がそれぞれ点１１、点１２へと正しく補正される。

その結果、レーザ光源の温度変化に伴う再生の信号品質の劣化を防げ、再生性能の確保が可能となる。

また、記録性能が最も良い条件は、再生の信号品質が最も良い条件とほぼ同じであるため、記録性能の劣化も防げ、記録性能の確保が可能となる。

以上のように、本発明の好ましい実施形態を用いて本発明を例示してきたが、本発明は、この実施形態に限定して解釈されるべきものではない。本発明は、特許請求の範囲によってのみその範囲が解釈されるべきであることが理解される。当業者は、本発明の具体的な好ましい実施形態の記載から、本発明の記載および技術常識に基づいて等価な範囲を実施することができることが理解される。本明細書において引用した特許、特許出願および文献は、その内容自体が具体的に本明細書に記載されているのと同様にその内容が本明細書に対する参考として援用されるべきであることが理解される。

本発明は、安定したトラッキング制御を行いながら再生信号品質が最良となる光ビームおよび球面収差量の調整を行うことが可能な光ディスク装置、光ディスク方法および半導体集積回路等として有用である。

本発明の実施の形態１の光ディスク装置の構成を示すブロック図 光ビームの集束位置および球面収差量に対するＭＬＳＡ信号の特性を示す図 光ビームの集束位置および球面収差量に対するＴＥ信号の振幅の特性を示す図 光ビームの集束位置および球面収差量に対するＭＬＳＡ信号の特性を示す図 ＭＬＳＡ信号の値が最小となる点Ｌ３を探索する方法の手順を示すフローチャート 第１の探索を実行する方法の手順を示すフローチャート 第２の探索を実行する方法の手順を示すフローチャート ＴＥ信号の振幅の稜線が再生信号品質が最良の点からずれている場合において、点Ｌ３の位置をさらに調整する方法の手順を示すフローチャート 光ディスクの構造を示す図 従来の光ビームの収束位置および球面収差量の調整方法の手順を示すフローチャート 従来の光ビームの集束位置および球面収差量の探索方向（２次元８方向探索）を示す図 光ビームの集束位置と球面収差量とに対するＲＦ信号のエンベロープ信号の特性を示す図 球面収差量に対するＴＥ信号の振幅特性を示す図 光ビーム集束位置に対するＴＥ信号の振幅特性を示す図 光ビーム集束位置に対するＴＥ信号の振幅特性を示す図 ＴＥ信号の振幅の稜線上のＭＬＳＡ信号の特性を示す図 球面収差を説明するための光ビームの断面図 球面収差を説明するための光ビームの断面図 本発明の実施の形態３の光ディスク装置の構成を示すブロック図 光ディスク装置を起動する手順を示すフローチャート。 光ディスクの情報面の構成を示す図 光ビームの集束位置および球面収差に対するＭＬＳＡ信号の特性を示す図 球面収差量の温度特性を示す図

符号の説明

１ 対物レンズ
３ 受光部
４ 光ピックアップ
５ フォーカスエラー生成器
６ 制御部
７ アクチュエータ駆動回路
１０ ＲＦ信号生成器
１２ ディスクモータ
１３ 光ディスク
１４ 保護層
１５ 情報面
１６ 基材
１７ トラッキングエラー生成器
１８ 対物レンズアクチュエータ
１９ システム管理エリア
２０ ユーザーエリア
２２ ＴＥ信号の振幅の稜線
２５ 球面収差補正素子
２６ ビームエキスパンダー駆動回路
２７ マイクロコンピュータ
２８ データ再生回路
３０ 温度計
４０ 信号品質評価器

Claims (21)

1. 光ディスクに照射された光ビームの収束位置を変更するように動作可能な収束位置変更手段と、
   前記光ディスクの情報面上に形成される前記光ビームのスポットにおいて発生する球面収差量を変更するように動作可能な球面収差量変更手段と、
   前記光ビームのスポットと前記光ディスクの情報面上のトラックとの間の位置ずれを示すトラッキングエラーを検出し、前記トラッキングエラーを示すトラッキングエラー信号を生成するトラッキングエラー検出手段と、
   前記トラッキングエラー信号に応じてトラッキング制御を実行するトラッキング制御手段と、
   前記光ディスクの情報面からの再生信号の品質を示す再生信号品質指標を生成する再生信号品質指標生成手段と、
   前記収束位置変更手段と前記球面収差量変更手段と前記トラッキング制御手段とを制御する制御手段と
   を備え、
   前記制御手段は、前記トラッキング制御のオン／オフ状態を切り換えるように動作可能であり、
   前記制御手段は、前記トラッキング制御がオフ状態にある間に、前記光ビームの収束位置を変更するように前記収束位置変更手段を制御し、かつ、前記球面収差量を変更するように前記球面収差量変更手段を制御することにより、前記トラッキングエラー信号の振幅が所定の値より大きくなる複数の組の光ビームの収束位置および球面収差量を探索する第１の探索を実行し、
   前記制御手段は、前記トラッキング制御がオン状態である間に、前記第１の探索において得られた前記複数の組の光ビームの収束位置および球面収差量の中から、前記再生信号品質指標が実質的に最良となる１組の光ビームの収束位置および球面収差量を選択する第２の探索を実行する、光ディスク装置。
2. 前記制御手段は、前記第１の探索において、前記トラッキングエラー信号の振幅特性の稜線を探索する、請求項１に記載の光ディスク装置。
3. 前記制御手段は、
   前記光ビームの収束位置を所定値Ｄ２に固定した状態で前記球面収差量を変更するように前記球面収差量変更手段を制御することにより、前記トラッキングエラー信号の振幅が実質的に最大となる球面収差Ｃ２を決定し、
   前記光ビームの収束位置を所定値Ｄ３に固定した状態で前記球面収差量を変更するように前記球面収差可変手段を制御することにより、前記トラッキングエラー信号の振幅が実質的に最大となる球面収差Ｃ３を決定し、
   点Ｌ１（Ｄ２，Ｃ２）と点Ｌ２（Ｄ３，Ｃ３）とを結ぶ直線を前記稜線として決定する、請求項２に記載の光ディスク装置。
4. 前記制御手段は、
   前記球面収差量を所定値Ｃ２に固定した状態で前記光ビームの収束位置を変更するように前記収束位置変更手段を制御することにより、前記トラッキングエラー信号の振幅が実質的に最大となる光ビームの収束位置Ｄ２を決定し、
   前記球面収差量を所定値Ｃ３に固定した状態で前記光ビームの収束位置を変更するように前記収束位置変更手段を制御することにより、前記トラッキングエラー信号の振幅が実質的に最大となる光ビームの収束位置Ｄ３を決定し、
   点Ｌ１（Ｄ２，Ｃ２）と点Ｌ２（Ｄ３，Ｃ３）とを結ぶ直線を前記稜線として決定する、請求項２に記載の光ディスク装置。
5. 前記制御手段は、前記トラッキング制御がオン状態である間に、前記第２の探索において決定された前記球面収差量を固定した状態で前記第２の探索において決定された前記光ビームの収束位置を変更するように前記収束位置変更手段を制御することにより、前記再生信号品質指標が実質的に最良となる光ビームの収束位置を決定する、請求項１に記載の光ディスク装置。
6. 前記制御手段は、前記トラッキング制御がオン状態である間に、前記第２の探索において決定された前記光ビームの収束位置を固定した状態で前記第２の探索において決定された前記球面収差量を変更するように前記球面収差量変更手段を制御することにより、前記再生信号品質指標が実質的に最良となる球面収差を決定する、請求項１に記載の光ディスク装置。
7. 前記再生信号品質指標生成手段は、ジッタに基づいて前記再生信号品質指標を生成する、請求項１に記載の光ディスク装置。
8. 前記再生信号品質指標生成手段は、ＭＬＳＥ（Ｍａｘｉｍｕｍ Ｌｉｋｅｌｉｈｏｏｄ Ｓｅｑｕｅｎｃｅ Ｅｒｒｏｒ）信号に基づいて前記再生信号品質指標を生成する、請求項１に記載の光ディスク装置。
9. 前記再生信号品質指標生成手段は、ＳＡＭ（Ｓｅｑｕｅｎｃｅ Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ Ｍａｒｇｉｎ）信号に基づいて前記再生信号品質指標を生成する、請求項１に記載の光ディスク装置。
10. 前記再生信号品質指標生成手段は、前記再生信号の振幅に基づいて前記再生信号品質指標を生成する、請求項１に記載の光ディスク装置。
11. 前記再生信号品質指標生成手段は、エラーレートに基づいて前記再生信号品質指標を生成する、請求項１に記載の光ディスク装置。
12. 光ディスクに照射された光ビームの収束位置を変更するように動作可能な収束位置変更手段と、
    前記光ディスクの情報面上に形成される前記光ビームのスポットにおいて発生する球面収差量を変更するように動作可能な球面収差量変更手段と、
    前記光ビームのスポットと前記光ディスクの情報面上のトラックとの間の位置ずれを示すトラッキングエラーを検出し、前記トラッキングエラーを示すトラッキングエラー信号を生成するトラッキングエラー検出手段と、
    前記トラッキングエラー信号に応じてトラッキング制御を実行するトラッキング制御手段と、
    前記光ディスクの情報面からの再生信号の品質を示す再生信号品質指標を生成する再生信号品質指標生成手段と、
    前記収束位置変更手段と前記球面収差量変更手段と前記トラッキング制御手段とを制御する制御手段と
    を備え、
    前記制御手段は、前記トラッキング制御がオン状態である間に、前記光ビームの収束位置を所定値に固定した状態で前記球面収差量を変更するように前記球面収差量変更手段を制御することにより、前記再生信号品質指標が実質的に最良となる球面収差を決定する、光ディスク装置。
13. 光ディスクに照射された光ビームの収束位置を変更するように動作可能な収束位置変更手段と、
    前記光ディスクの情報面上に形成される前記光ビームのスポットにおいて発生する球面収差量を変更するように動作可能な球面収差量変更手段と、
    前記収束位置変更手段と前記球面収差量変更手段とを制御する制御手段と
    を備え、
    前記制御手段は、前記光ディスクの情報面のユーザ領域に対する記録または再生が可能になった後に、前記球面収差量を変更するように前記球面収差量変更手段を制御する、光ディスク装置。
14. 前記光ビームの発生源の温度変化を直接または間接的に検出する温度変化検出手段をさらに備え、
    前記制御手段は、前記温度変化検出手段によって検出された温度変化に応じて、前記球面収差量を変更するように前記球面収差量変更手段を制御する、請求項１３に記載の光ディスク装置。
15. 前記光ビームのスポットを前記光ディスクの半径方向に移動させる移動手段をさらに備え、
    前記制御手段は、前記移動手段によって前記光ビームのスポットが移動した前記光ディスクの半径方向の距離に応じて、前記球面収差量を変更するように前記球面収差量変更手段を制御する、請求項１３に記載の光ディスク装置。
16. 光ディスクに照射された光ビームの収束位置と前記光ディスクの情報面上に形成される前記光ビームのスポットにおいて発生する球面収差量とを調整する方法であって、
    トラッキング制御がオフ状態にある間に、前記光ビームの収束位置を変更し、かつ、前記球面収差量を変更することにより、トラッキングエラー信号の振幅が所定の値より大きくなる複数の組の光ビームの収束位置および球面収差量を探索する第１の探索を実行するステップと、
    前記トラッキング制御がオン状態である間に、前記第１の探索において得られた前記複数の組の光ビームの収束位置および球面収差量の中から、再生信号品質指標が実質的に最良となる１組の光ビームの収束位置および球面収差量を決定する第２の探索を実行するステップと
    を包含する、方法。
17. 光ディスクの情報面上に形成される光ビームのスポットにおいて発生する球面収差量を調整する方法であって、
    トラッキング制御がオン状態である間に、前記光ビームの収束位置を所定値に固定した状態で前記球面収差量を変更することにより、再生信号品質指標が実質的に最良となる球面収差を決定するステップ
    を包含する、方法。
18. 光ディスクの情報面上に形成される光ビームのスポットにおいて発生する球面収差量を調整する方法であって、
    前記光ディスクの情報面のユーザ領域に対する記録または再生が可能になった後に、前記球面収差量を変更するステップ
    を包含する、方法。
19. 光ディスク装置において用いられる半導体集積回路であって、
    前記光ディスク装置は、
    光ディスクに照射された光ビームの収束位置を変更するように動作可能な収束位置変更手段と、
    前記光ディスクの情報面上に形成される前記光ビームのスポットにおいて発生する球面収差量を変更するように動作可能な球面収差量変更手段と、
    前記光ビームのスポットと前記光ディスクの情報面上のトラックとの間の位置ずれを示すトラッキングエラーを検出し、前記トラッキングエラーを示すトラッキングエラー信号を生成するトラッキングエラー検出手段と、
    前記トラッキングエラー信号に応じてトラッキング制御を実行するトラッキング制御手段と
    を備え、
    前記半導体集積回路は、
    前記光ディスクの情報面からの再生信号の品質を示す再生信号品質指標を生成する再生信号品質指標生成手段と、
    前記収束位置変更手段と前記球面収差量変更手段と前記トラッキング制御手段とを制御する制御手段と
    を備え、
    前記制御手段は、前記トラッキング制御のオン／オフ状態を切り換えるように動作可能であり、
    前記制御手段は、前記トラッキング制御がオフ状態にある間に、前記光ビームの収束位置を変更するように前記収束位置変更手段を制御し、かつ、前記球面収差量を変更するように前記球面収差量変更手段を制御することにより、前記トラッキングエラー信号の振幅が所定の値より大きくなる複数の組の光ビームの収束位置および球面収差量を探索する第１の探索を実行し、
    前記制御手段は、前記トラッキング制御がオン状態である間に、前記第１の探索において得られた前記複数の組の光ビームの収束位置および球面収差量の中から、前記再生信号品質指標が実質的に最良となる１組の光ビームの収束位置および球面収差量を決定する第２の探索を実行する、半導体集積回路。
20. 光ディスク装置において用いられる半導体集積回路であって、
    前記光ディスク装置は、
    光ディスクに照射された光ビームの収束位置を変更するように動作可能な収束位置変更手段と、
    前記光ディスクの情報面上に形成される前記光ビームのスポットにおいて発生する球面収差量を変更するように動作可能な球面収差量変更手段と、
    前記光ビームのスポットと前記光ディスクの情報面上のトラックとの間の位置ずれを示すトラッキングエラーを検出し、前記トラッキングエラーを示すトラッキングエラー信号を生成するトラッキングエラー検出手段と、
    前記トラッキングエラー信号に応じてトラッキング制御を実行するトラッキング制御手段と
    を備え、
    前記半導体集積回路は、
    前記光ディスクの情報面からの再生信号の品質を示す再生信号品質指標を生成する再生信号品質指標生成手段と、
    前記収束位置変更手段と前記球面収差量変更手段と前記トラッキング制御手段とを制御する制御手段と
    を備え、
    前記制御手段は、前記トラッキング制御がオン状態である間に、前記光ビームの収束位置を所定値に固定した状態で前記球面収差量を変更するように前記球面収差量変更手段を制御することにより、前記再生信号品質指標が実質的に最良となる球面収差を決定する、半導体集積回路。
21. 光ディスク装置において用いられる半導体集積回路であって、
    前記光ディスク装置は、
    光ディスクに照射された光ビームの収束位置を変更するように動作可能な収束位置変更手段と、
    前記光ディスクの情報面上に形成される前記光ビームのスポットにおいて発生する球面収差量を変更するように動作可能な球面収差量変更手段と
    を備え、
    前記半導体集積回路は、
    前記収束位置変更手段と前記球面収差量変更手段とを制御する制御手段を備え、
    前記制御手段は、前記光ディスクの情報面のユーザ領域に対する記録または再生が可能になった後に、前記球面収差量を変更するように前記球面収差量変更手段を制御する、半導体集積回路。

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