JP2006209910A - 光ディスク記録再生装置の非点収差量検出方法および非点収差補正方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 光学式ピックアップに組み込まれているレーザーダイオードから照射されるレーザー光にて信号の記録動作を行う光ディスク記録再生装置の非点収差量検出方法を提供する。
【解決手段】 フォーカスサーボのデフォーカス値を変更する毎に光ディスクに記録されている長さの異なるピットを再生して得られるＲＦ信号のレベルを比較することによって信号トラック方向のスポット径である第１スポット径を検出するとともにトラッキングサーボを不動作状態にさせた状態において、光ディスクから得られる再生信号のＲＦ信号のレベルを比較することによって信号トラックに対して直角方向のスポット径である第２スポット径を検出し、第１スポット径が最小となるデフォーカス値である第１デフォーカス値と第２スポット径が最小となるデフォーカス値である第２デフォーカス値の差に基づいて非点収差量を検出する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、光学式ピックアップに組み込まれているレーザーダイオードから照射されるレーザー光にて光ディスクに信号の記録動作を行う光ディスク記録再生装置の非点収差量検出方法及び非点収差補正方法に関する。

レーザーダイオードから照射されるレーザー光によって光ディスクへの信号の記録動作を行う光ディスク記録再生装置が普及している。光ディスク記録再生装置としては、ＣＤと呼ばれる光ディスクを使用するものやＤＶＤと呼ばれる光ディスクを使用するものが一般的である。

光ディスクへの信号の記録動作は、レーザー光にてピットを光ディスクに設けられているトラック上に形成することによって行われるが、斯かるピットの長さは、ＣＤディスクでは、３Ｔ、４Ｔ…１１Ｔと規定され、ＤＶＤディスクでは、３Ｔ、４Ｔ…１４Ｔと規定されている。

そして、光ディスクへの記録動作は、レーザーダイオードに記録信号に対応した駆動パルス、即ち図３に示すようなパルス信号を供給することによって行われるが、斯かる駆動パルスの間隔等は、光ディスクの記録特性に応じて設定されている記録ストラテジに基いて設定される。

斯かる記録ストラテジは、光学式ピックアップより照射されるレーザー光のスポットの形状が真円やトラックの接線方向、即ちタンジェンシャル方向の径が一定であるとして設定されている。しかしながら、レーザー光のスポットの方向は、一定ではなく光学式ピックアップ毎に相違するので、最適な記録動作が行われることにはならない。

斯かる点を改良するためにレーザー光のスポット方向を光ディスク上のトラックに対して調整する技術が開発されている(例えば、特許文献１参照。)。

また、光ディスクへの信号の記録動作を正確に行うためには、レーザーダイオードから照射されるレーザー光を信号面に合焦させる必要があり、斯かる合焦動作を行うためにフォーカスオフセット信号のレベルを設定する技術が開発されている(例えば、特許文献２参照。)。

そして、光学式ピックアップでは、光学式ピックアップに組み込まれている光学部品の精度、組み立て誤差及び光軸のズレによって非点収差と呼ばれる収差が発生し、この非点収差に起因してレーザー光のスポット形状が変化するという特性がある。この非点収差による影響が大の場合には、光ディスクの記録再生動作に悪影響があるという問題がある。斯かる問題を解決するために非点収差を補正する機能が組み込まれた光学式ピックアップに関する技術が開発されている(例えば、特許文献３参照。)。
特開平８−６３７７７号公報 特開２００４−１１９０１３号公報 特開２０００−４０２４９号公報

特許文献１に記載されている技術は、光学式ピックアップの製造時に正確に調整する必要があるため、製造コストの高騰を招くという問題がある。また、このように調整された光学式ピックアップを使用しても光ディスク記録再生装置へ組み込まれた場合においては、取付位置のズレやフォーカス制御動作に伴うスポット形状の変化によりトラックに対するスポット形状との関係を一定にすることは困難である。

このように光ディスク上のトラックとレーザー光のスポット形状との関係が一定でないため、光ディスクの記録特性に合わせて前もって設定されている記録ストラテジでは、該光ディスクへの記録動作を最適な状態にて行うことが出来ないという問題がある。

また、特許文献３に記載されている技術は、非点収差を補正することが出来るものの収差量の検出を容易に行うことが出来ないという問題がある。

本発明は、斯かる問題を解決することが出来る非点収差量検出方法及び非点収差補正方法を提供しようとするものである。

本発明は、フォーカスサーボのデフォーカス値を変更する毎に光ディスクに記録されている長さの異なるピットを再生して得られるＲＦ信号のレベルを比較することによって信号トラック方向のスポット径である第１スポット径を検出するとともにトラッキングサーボを不動作状態にさせた状態において、光ディスクから得られる再生信号のＲＦ信号のレベルを比較することによって信号トラックに対して直角方向のスポット径である第２スポット径を検出し、第１スポット径が最小となるデフォーカス値である第１デフォーカス値と第２スポット径が最小となるデフォーカス値である第２デフォーカス値の差に基づいて非点収差量を検出するように構成されている。

また、本発明は、フォーカスサーボのデフォーカス値を変更する毎に光ディスクに記録されている長さの異なるピットを再生して得られるＲＦ信号のレベルを比較することによって信号トラック方向のスポット径である第１スポット径を検出するとともにトラッキングサーボを不動作状態にさせた状態において、光ディスクから得られる再生信号のＲＦ信号のレベルを比較することによって信号トラックに対して直角方向のスポット径である第２スポット径を検出し、第１スポット径が最小となるデフォーカス値である第１デフォーカス値と第２スポット径が最小となるデフォーカス値である第２デフォーカス値の差に基づいて非点収差量を検出し、検出された非点収差量に応じた制御信号を光学式ピックアップに組み込まれている収差補正素子に供給することによって非点収差を補正するように構成されている。

本発明は、フォーカスサーボのデフォーカス値を変更する毎に光ディスクに記録されている長さの異なるピットを再生して得られるＲＦ信号のレベルを比較することによって信号トラック方向のスポット径である第１スポット径を検出するとともにトラッキングサーボを不動作状態にさせた状態において、光ディスクから得られる再生信号のＲＦ信号のレベルを比較することによって信号トラックに対して直角方向のスポット径である第２スポット径を検出し、第１スポット径が最小となるデフォーカス値である第１デフォーカス値と第２スポット径が最小となるデフォーカス値である第２デフォーカス値の差に基づいて非点収差量を検出するようにしたので、特別な収差検出手段を設ける必要がなく、コストの増加を招くことがないという利点を有している。

また、本発明は、第１スポット径を検出するために行うレベル比較動作を光ディスクに記録されている最短ピットと最長ピットを再生して得られるＲＦ信号にて行うようにしたので、即ち比較するレベル差が最も大きくなるピットより得られるＲＦ信号のレベルを比較するようにしたので、第１スポット径の検出動作を正確に行うことが出来る。

そして、本発明は、ＲＦ信号の最小レベルと最大レベルに基づいて第２スポット径を検出するようにしたので、第２スポット径の検出動作を正確に行うことが出来る。

また、本発明は、フォーカスサーボのデフォーカス値を変更する毎に光ディスクに記録されている長さの異なるピットを再生して得られるＲＦ信号のレベルを比較することによって信号トラック方向のスポット径である第１スポット径を検出するとともにトラッキングサーボを不動作状態にさせた状態において、光ディスクから得られる再生信号のＲＦ信号のレベルを比較することによって信号トラックに対して直角方向のスポット径である第２スポット径を検出し、第１スポット径が最小となるデフォーカス値である第１デフォーカス値と第２スポット径が最小となるデフォーカス値である第２デフォーカス値の差に基づいて非点収差量を検出し、検出された非点収差量に応じた制御信号を光学式ピックアップに組み込まれている収差補正素子に供給することによって非点収差を補正するようにしたので、光ディスク記録再生装置における信号の記録再生動作を正確に行うことが出来る。

そして、本発明は、デフォーカス値を第１デフォーカス値と第２デフォーカス値の中間値に設定した状態にて非点収差を補正するようにしたので、光ディスク記録再生装置における信号の記録再生動作を最適な状態にて行うことが出来る。

本発明は、レーザー光のスポット形状の変化を検出することによって非点収差量を検出するようにされている。

図１は、本発明に係る光ディスク記録再生装置の一実施例を示すブロック図であり、同図において、１はスピンドルモーター(図示せず)によって回転駆動される光ディスクであり、例えば線速度一定になるように回転制御されるように構成されている。

２はレーザー光を照射するレーザーダイオード３が組み込まれている光学式ピックアップであり、レーザーダイオード３から照射されるレーザー光を光ディスク１の信号面に合焦させる対物レンズ４、光ディスク１から反射されるレーザー光を受光し電気信号に変換する光検出器５、対物レンズ４を光ディスク１の径方向に変位させるトラッキングコイル６及び対物レンズ４を光ディスク１の信号面に対して垂直方向に変位させるフォーカシングコイル７が組み込まれている。

８は光学式ピックアップ２に組み込まれているとともに液晶パネル等に構成されている収差補正素子であり、特開２０００−４０２４９号公報に記載されているように液晶を制御することによって非点収差の補正を行うことが出来るように構成されている。

斯かる構成において、光学式ピックアップ２の本体は、ピックアップ送り用モーター(図示せず)によって光ディスク１の径方向に変位せしめられるように構成されている。斯かる駆動機構は周知の機構を利用すればよいので、その説明は省略する。

９は前記光検出器５から得られる電気信号が光信号として入力される光出力信号処理回
路であり、レーザー光の信号トラックに対するズレ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信号生成回路(図示せず)が組み込まれている。また、前記光出力信号処理回路９には、レーザー光の記録層に対するフォーカスのズレを示すフォーカスエラー信号を出力するフォーカスエラー信号生成回路(図示せず)が組み込まれている。

そして、前記光出力信号処理回路９には光ディスク１に記録されている信号の再生信号を２値化した信号を生成する信号再生回路(図示せず)が組み込まれている。また、前記光出力信号処理回路９には光ディスク１から読み出される再生信号であるＲＦ信号を出力するＲＦ信号再生回路(図示せず)が組み込まれている。斯かる光出力信号処理回路９による各種信号の生成動作は周知の回路にて行われるので、その説明は省略する。

１０は前記光出力信号処理回路９から出力されるトラッキングエラー信号が入力されるトラッキングサーボ回路であり、入力されるトラッキングエラー信号に基くトラッキングコイル駆動信号を前記トラッキングコイル６に供給することによってトラッキング制御動作を行うように構成されている。

１１は前記光出力信号処理回路９によって生成されて出力されるフォーカスエラー信号が入力されるフォーカスサーボ回路であり、入力されるフォーカスエラー信号に基くフォーカシングコイル駆動信号を前記フォーカシングコイル７に供給することによってフォーカス制御動作を行うように構成されている。

前記フォーカスサーボ回路１１からフォーカシングコイル７に供給されるフォーカシングコイル駆動信号は、対物レンズ４を光ディスク１の記録層に合焦させる位置である動作位置に変位させる直流電圧と光ディスク１の面振動に伴うフォーカスズレを補正するために対物レンズ４を高速で変位させる高周波信号とより構成されているが、斯かる信号は周知であるので説明は省略する。

１２は前記光出力信号処理回路９内に設けられている２値化回路によって２値化された再生信号が入力されるとともにデジタル信号処理を行うデジタル信号処理回路であり、光ディスク１に記録されている同期信号、位置情報データ及び記録信号等の各種の信号を復調するように構成されている。１３は光ディスク記録再生装置の各動作を制御するシステム制御回路であり、前記デジタル信号処理回路１２より生成される同期信号を利用してスピンドルモーターによる光ディスク１の回転制御動作や再生信号及び記録信号の処理動作、そして外部に設けられているパーソナルコンピューター等のホスト機器との信号の送受信動作を制御するように構成されている。

斯かるシステム制御回路１３は、マイクロコンピューターにて構成されており、内部に設けられているフラッシユＲＯＭ等に記憶されているプログラムソフトに基いて各種の制御動作を行うように構成されている。

１４は前記光出力信号処理回路９から出力されるＲＦ信号が入力されるとともに該信号のレベルを検出するＲＦ信号レベル検出回路であり、光ディスク１に記録されている最短ピット、例えば３Ｔの信号及び最長ピット、例えば１４Ｔの信号より得られるＲＦ信号等のレベルを検出するように構成されている。

斯かる３Ｔ信号及び１４Ｔ信号を再生して得られるＲＦ信号レベルを検出する動作は、デジタル信号処理回路１２によって得られる信号から３Ｔの信号及び１４Ｔの信号が認識されたとき、前記システム制御回路１３から出力されるレベル検出制御信号に基づいて行うことが出来るように構成されている。

１５は前記システム制御回路１３によって動作が制御される第１レベルメモリー回路であり、前記ＲＦ信号レベル検出回路１４によって検出される３Ｔに対応したＲＦ信号のレベルＬ１が記憶されるように構成されている。１６は前記システム制御回路１３によって動作が制御される第２レベルメモリー回路であり、前記ＲＦ信号レベル検出回路１４によって検出される１４Ｔに対応したＲＦ信号のレベルＬ２が記憶されるように構成されている。

前記システム制御回路１３は、前記第１レベルメモリー回路１５及び第２レベルメモリー回路１６にＲＦ信号のレベルＬ１及びＬ２が記憶されると、その比率ＲｔをＬ２／Ｌ１から演算するように構成されている。

１７は前記システム制御回路１３によって動作が制御される最小レベルメモリー回路であり、前記ＲＦ信号レベル検出回路１４によって検出される最小レベルＬ３が記憶されるように構成されている。１８は前記システム制御回路１３によって動作が制御される最大レベルメモリー回路であり、前記ＲＦ信号レベル検出回路１４によって検出される最大レベルＬ４が記憶されるように構成されている。

前記システム制御回路１３は、前記最小レベルメモリー回路１７及び最大レベルメモリー回路１８にＲＦ信号のレベルＬ３及びＬ４が記憶されると、その比率ＲｒをＬ４／Ｌ３から演算するように構成されている。

１９はパーソナルコンピューター等から入力される記録信号やシステム制御回路１３にて生成されるテスト信号が入力される信号記録用回路であり、光ディスク１の規格に合わせて記録信号をインターリーブ等のエンコード処理する作用を有している。斯かる信号記録用回路１９によるエンコード処理は、周知であるのでその説明は省略する。

２０は前記信号記録用回路１９によってエンコード処理された記録信号が入力されるレーザー駆動信号生成回路であり、記録信号に対応して３Ｔ、４Ｔ…１４Ｔのピットを形成するために適した駆動信号、即ち図３に示すようなパルス信号を生成するように構成されている。２１は前記レーザー駆動信号生成回路２０より生成出力される駆動信号に応じてレーザーダイオード３を駆動する信号を出力するレーザー駆動回路である。

２２は前記システム制御回路１３内に組み込まれているとともにデータの書き込み動作及び読み出し動作が制御されるべく接続されている第１スポット径データメモリー回路であり、前記ＲＦ信号レベル検出回路１４によって検出された３Ｔ及び１４Ｔのピットに対応して得られたＲＦ信号のレベルＬ１及びＬ２に基いて演算される比率Ｒｔの値に応じた信号トラック方向のスポット径、即ちタンジェンシャル方向のスポット径Ｓ１(図２)の値がテーブルデータとして記憶されている。

２３は前記システム制御回路１３内に組み込まれているとともにデータの書き込み動作及び読み出し動作が制御されるべく接続されている第２スポット径データメモリー回路であり、前記ＲＦ信号レベル検出回路１４によって検出されたＲＦ信号の最小レベルＬ３及び最大レベルＬ４に基いて演算される比率Ｒｒの値に応じた信号トラックに対して直角方向のスポット径、即ちラジアル方向のスポット径Ｓ２(図２)の値がテーブルデータとして記憶されている。

２４は前記フォーカスサーボ回路１１からフォーカシングコイル７に供給する制御電圧であるデフォーカス値を設定するデフォーカス値設定回路であり、前記システム制御回路１３による制御動作によって前記フォーカスサーボ回路１１に設定するデフォーカス値の変更動作及び設定動作を行うように構成されている。

２５は前記光学式ピックアップ２に組み込まれている収差補正素子８の動作を制御する収差補正素子制御回路であり、システム制御回路１３から出力される制御信号に基づいて該収差補正素子８による収差補正動作を制御するように構成されている。

前記レーザー駆動信号生成回路２０による記録パルス信号の生成動作は、後述する動作にて設定されるスポット径に応じて設定されている記録ストラテジに基づいて行われるように構成されている。即ち、レーザー駆動信号生成回路２０からレーザー駆動回路２１に供給される駆動信号は、図３に示すようなパルス信号であり、３Ｔのピットを形成する場合には、先頭パルスＰ１のみの信号、４Ｔのピットを形成する場合には、先頭パルスＰ１及びＰ２よりなる信号、そして５Ｔのピットを形成する場合には、先頭パルスＰ１、Ｐ２及びＰ３より成る駆動信号をレーザー駆動回路２１に対して出力するように行われ、パルスＰ１、Ｐ２、Ｐ３の幅や各パルス間の間隔を記録ストラテジメモリー回路(図示せず)より得られるテーブルデータに基いて変更設定するように構成されている。

斯かる構成において、トラッキングサーボ回路１０の動作不動作は、システム制御回路１３によって選択制御可能に構成されており、後述するラジアル方向のスポット径を検出するために行われるＲＦ信号のレベル検出動作は、トラッキングサーボ回路１０を不動作状態にさせた状態にて行うように構成されている。

また、記録用の光ディスク１には、プリグルーブと呼ばれる溝が形成されており、このプリグルーブから得られるウォブル信号を復調して得られる同期信号や位置情報データに基いて光ディスク１の回転駆動動作や光学式ピックアップ２の変位動作等を制御するように構成されている。

そして、ＲＦ信号レベル検出回路１４によるＲＦ信号のレベル検出動作は、例えば光ディスク１の内周側にレーザー出力の設定動作を行うために設けられている試し書き領域に例えば３Ｔ及び１４Ｔのテスト信号を記録し、その記録された信号を再生することによって行うように構成されている。

また、システム制御回路１３によるデフォーカス値設定回路２４に対する制御動作によってフォーカスサーボ回路１１に対して設定されるデフォーカス値を段階的に変更することが出来るように構成されている。

以上に説明したように本発明に係る光ディスク記録再生装置は構成されているが、次に動作について説明する。光ディスク１に記録されている信号の再生動作を行う場合には、スピンドルモーターの回転制御動作が行われ、光ディスク１は所定の線速度一定の状態にて回転駆動されることになる。斯かる線速度を一定にするための制御動作は、光ディスク１から読み出される同期信号とシステム制御回路１３により制御されるべく接続されている同期信号生成回路(図示せず)から生成される同期信号とを同期させることによって行われるが、斯かる動作は周知であるのでその説明は省略する。

光ディスク１に記録されている信号を再生するためにレーザー駆動回路２１からレーザーダイオード３に供給される駆動信号は、再生動作を行うために必要なレーザー出力が得られる値になるように設定されている。前記レーザーダイオード３から照射されるレーザー光は、対物レンズ４によって集光されて光ディスク１の信号面に合焦されることになるが、斯かる合焦動作は、フォーカスサーボ回路１１によるサーボ動作によって行われる。

前記フォーカスサーボ回路１１によるフォーカス制御動作は、光ディスク１の信号面から反射されるレーザー光が照射される光検出器５より得られる信号を利用して行われる。
前記光検出器５より得られる信号は、光出力信号処理回路９に入力され、その信号に基いてフォーカスエラー信号が生成され、そのフォーカスエラー信号はフォーカスサーボ回路１１に入力される。斯かるフォーカスエラー信号がフォーカスサーボ回路１１に入力されると、該フォーカスサーボ回路１１からフォーカシングコイル７に対してフォーカスエラー信号のレベルを小さくする方向に対物レンズ４を変位させる駆動信号が供給される。斯かる駆動信号がフォーカシングコイル７に供給される結果、レーザー光を光ディスク１の信号面に合焦させる動作、即ちフォーカス制御動作を行うことが出来る。

前述したようにフォーカス制御動作は行われるが、トラッキング制御動作も同様に行うことが出来る。即ち、レーザーダイオード３から照射されるレーザー光のスポットが光ディスク１上の信号トラックより外れると、その外れの大きさに対応したレベルのトラッキングエラー信号が光出力信号処理回路９から出力される。

斯かるトラッキングエラー信号がトラッキングサーボ回路１０に入力されると、該トラッキングサーボ回路１０からトラッキングコイル６に対してトラッキングエラー信号のレベルを小さくする方向に対物レンズ４を変位させる駆動信号が供給される。斯かる駆動信号がトラッキングコイル６に供給される結果、レーザー光を光ディスク１の信号面に設けられている信号トラックに追従させる動作、即ちトラッキング制御動作を行うことが出来る。

前述したフォーカス制御動作及びトラッキング制御動作が行われる結果、光ディスク１の信号トラック上に記録されている信号の読み取り動作を行うことが出来る。光ディスク１の信号トラックには、長さの異なる複数のピットにより信号が記録されており、斯かるピットの長さに応じたＲＦ信号が光出力信号処理回路９にて生成されるとともに２値化された信号が出力される。

前記光出力信号処理回路９より出力される２値化信号は、デジタル信号処理回路１２に入力され、該デジタル信号処理回路１２によって復調動作が行われる。前記デジタル信号処理回路１２によって復調されたデータ信号は、システム制御回路１３を介してパーソナルコンピューター等へ出力されることになる。

以上に説明したように本実施例における再生動作は行われるが、次に記録動作について説明する。記録動作時におけるスピンドルモーターによる光ディスク１の回転制御動作、トラッキングサーボ回路１０によるトラッキング制御動作及びフォーカスサーボ回路１１によるフォーカス制御動作は前述した再生動作時と同様に行われる。

パーソナルコンピューターより出力される記録信号は、信号記録用回路１９に入力されるとともに該信号記録用回路１９によってエンコード処理される。前記信号記録用回路１９によってエンコード処理された記録信号は、レーザー駆動信号生成回路２０に入力されるので、該レーザー駆動信号生成回路２０は、入力される記録信号に応じた長さのピットを光ディスク１の信号トラックに形成するための駆動信号をレーザー駆動回路２１に対して出力する。

斯かる場合にレーザー駆動回路２１に供給される駆動信号のパルス波形は、記録ストラテジメモリー回路から選択されたストラテジデータに基いて生成されることになる。このようにして生成制御されたパルス波形の駆動信号がレーザー駆動回路２１に供給されると、そのパルス波形に対応した駆動信号が該レーザー駆動回路２１からレーザーダイオード３に対して供給される。

斯かる駆動信号がレーザーダイオード３に供給されると、該レーザーダイオード３から
パルスに応じたレーザー光が照射され、光ディスク１の信号トラックにピットが形成されることになる。斯かる動作によって形成されるピットの長さは、光ディスク１の信号規格に対応した３Ｔ、４Ｔ…１４Ｔとなる。

以上に説明したように本実施例における再生及び記録動作は行われるが、次に本発明の要旨について説明する。

図２は、光ディスク１の信号トラックに形成されているピットＰとレーザー光のスポットＳとの関係を示すものである。図２(Ａ)は、スポットＳの形状が楕円であり、トラック方向に対して長径方向が直角にある場合、図２(Ｂ)は、スポットＳの形状が楕円であり、トラック方向に対して長径方向が４５度程度傾いた状態にある場合、図２(Ｃ)は、スポットＳの形状が楕円であり、トラック方向と長径方向が一致している場合である。

光ディスク１にピットＰを形成するために作用するレーザー光のスポットＳは、図２において、ピットＰと重なっている部分であり、各状態より明らかなようにピットＰの長さ方向、即ちタンジェンシャル方向の長さである有効長が相違することになる。

また、光ディスク１に記録されている信号の読み出し動作を行う場合や該光ディスク１に信号を記録する場合には、光ディスク１に形成されているプリグルーブからウォブル信号を読み出す動作が行われるが、斯かる動作を行う場合のスポットＳとしては、信号トラックに対して直角方向、即ち光ディスク１の径方向であるラジアル方向の長さが重要になる。

そして、斯かる構成において、フォーカスサーボのデフォーカス値を変化させるとスポットＳの形状が変化する。即ち、図２において、信号トラック方向のスポット径Ｓ１と信号トラックに対して直角方向であるラジアル方向のスポット径Ｓ２の値、その比率及び楕円を構成する長径の方向が変化する。デフォーカス値を変化させることによってスポットＳの形状等が変化する理由は、光学式ピックアップ２の光学系に非点収差が存在するからである。

本発明は、デフォーカス値を変更させたときにスポットＳの形状等が変化することを利用して非点収差の大きさを検出し、また検出された非点収差量に応じて非点収差を補正するようにしたものである。

次に記録動作を行う場合における有効長を相違させる原因となるスポットＳの形状を検出する動作について説明する。光ディスク１に設けられている試し書き領域にレーザー出力の調整時に記録されるテスト信号を再生する動作を行うと、前述したように光出力信号処理回路９からＲＦ信号及び２値化信号が出力される。

前記光出力信号処理回路９から出力されるＲＦ信号は、ＲＦ信号レベル検出回路１４に入力された状態にあり、該ＲＦ信号レベル検出回路１４は、入力されるＲＦ信号のレベルを検出する動作を行う状態にある。また、斯かる状態にあるとき、前記光出力信号処理回路９から出力される２値化信号は、デジタル信号処理回路１２に入力されるので、入力される信号の中から３Ｔ信号及び１４Ｔ信号の検出動作を行うことが出来る。

３Ｔ信号が検出されると、システム制御回路１３による制御動作が行われ、そのときＲＦ信号レベル検出回路１４にて検出されたＲＦ信号のレベルＬ１を第１レベルメモリー回路１５に記憶させる動作が行われる。同様に１４Ｔ信号が検出されると、システム制御回路１３による制御動作が行われ、そのときＲＦ信号レベル検出回路１４にて検出されたＲＦ信号のレベルＬ２を第２レベルメモリー回路１６に記憶させる動作が行われる。

前記第１レベルメモリー回路１５へのレベルＬ１の記憶動作及び第２レベルメモリー回路１６へのレベルＬ２の記憶動作が行われると、システム制御回路１３による演算処理動作によってＲＦ信号のレベル比ＲｔがＬ２／Ｌ１にて求められる。

光出力信号処理回路９から出力されるＲＦ信号のレベルは、最短ピット長である３Ｔ信号から得られるレベルＬ１が最も小さく、最長ピット長である１４Ｔから得られるレベルＬ２が最も大きくなる。また、ＲＦ信号のレベルは、スポットＳのピットＰに対する有効長に対応して変化することになる。即ち、有効長の長さが短くなるほど大きな反射光の変化を得ることが出来るので、ＲＦ信号のレベルは大きくなる。

一方、ピットＰの長さに対するスポットＳの有効長の比率は、有効長の大きさに応じて変化するが、ピットの長さは、光ディスク１の記録規格によって規定されているので、３Ｔ及び１４Ｔの長さは一定となる。その結果、３Ｔ及び１４Ｔのピットから得られるＲＦ信号のレベルは、スポットＳの有効長によって変化することになるとともにその変化率も相違することになる。

スポットＳの有効長の長さがＳＡの場合におけるＬ１の値をＬＡ１、Ｌ２の値をＬＡ２とすると、比率ＲＡはＬＡ２／ＬＡ１となり、スポットＳの有効長の長さがＳＢの場合におけるＬ１の値をＬＢ１、Ｌ２の値をＬＢ２とすると、比率ＲＢはＬＢ２／ＬＢ１となる。そして、このようにして得られる比率ＲＡ及びＲＢは、スポットＳの有効長の相違に伴って相違することになる。

従って、レベル比Ｒｔと有効長との関係を前もって設定しておけば、ピットの長さが一定で３Ｔ及び１４Ｔから得られるＲＦ信号のレベルの比Ｒｔが求められると、ピットに対するレーザー光のスポットＳの有効長を検出することが出来る。また、光学式ピックアップ２におけるレーザー光のスポットＳの形状は、光学式ピックアップ２の製造時に決定されているので、前記有効長を検出することによってレーザー光の信号トラックに対するスポットＳの信号トラック方向のスポット径Ｓ１を第１スポット径データメモリー回路２２に記憶されているテーブルデータから求めることが出来る。尚、斯かる第１スポット径データメモリー回路２２に記憶されているテーブルデータは、ＲＦ信号のレベル比Ｒｔとスポット径との関係を実験的に測定して得られたデータである。

次に、このＲＦ信号のレベル比Ｒｔとレーザー光の照射形状であるスポットＳのタンジェンシャル方向のスポット長Ｌ、即ちラジアル方向のスポット径との関係について図４を参照して説明する。

図４はデフォーカス値、ＲＦ信号のレベル比である信号レベル比較値Ｒｔとスポット長Ｌとの関係を示すものである。同図において、実線Ｔは、フォーカスサーボ回路１１のデフォーカス値の変化に対するＲＦ信号のレベル比Ｒｔの変化を示し、実線Ｌは、フォーカスサーボ回路１１のデフォーカス値の変化に対するスポット長Ｌの変化を示すものである。信号レベル比較値Ｒｔとスポット長Ｌとの関係を実測した場合、信号レベル比較値Ｒｔが最大のときスポット長Ｌが最小になるという関係にあり、その場合におけるデフォーカス値ＤＴがデフォーカス値メモリ回路(図示せず)に記憶される。

以上に説明したようにスポットＳの信号トラック方向のスポット径Ｓ１を検出する動作は行われるが、次にスポットＳの信号トラックに対して直角方向のスポット径Ｓ２を検出する動作について説明する。

斯かる検出動作は、光ディスク１に設けられている試し書き領域にレーザー出力の調整
時に記録されているテスト信号を再生することにより行われるが、斯かる再生動作は、トラッキングサーボ回路１０を不動作状態にさせた状態にて行われる。

光学式ピックアップ２の試し書き領域への移動動作は、周知のサーチと呼ばれる動作によって行うことが出来る。即ち、光ディスク１の信号トラックに記録されている位置情報を光学式ピックアップ２のトラックジャンプ動作を繰り返し行うことによって読み取り、該光学式ピックアップ２を所望のトラック、即ちテスト信号が記録されている位置に移動させることが出来る。

斯かる動作によって光学式ピックアップ２が所望の位置まで移動したことが認識されると、フォーカスサーボ回路１１によるフォーカス制御動作を行った状態のままで、トラッキングサーボ回路１０を不動作状態にする制御動作がシステム制御回路１３によって行われる。斯かる状態にあるとき、光ディスク１の試し書き領域に記録されているテスト信号の読み出し動作が行われ、その読み出された信号であるＲＦ信号が光出力信号処理回路９から出力される。

前記光出力信号処理回路９から出力されるＲＦ信号は、ＲＦ信号レベル検出回路１４に入力され、該ＲＦ信号レベル検出回路１４によってそのレベルが検出される。トラッキングサーボ回路１０が不動作状態にある状態では、レーザー光のスポットＳの信号トラックに対する追従制御動作が行われないので、スポットＳが光ディスク１の信号トラックに対して直角方向であるラジアル方向、即ち光ディスク１の径方向に大きく変位することになる。

スポットＳが径方向に変位すると、トラック上にスポットＳがある場合には大きなレベルのＲＦ信号が得られ、トラック間にスポットＳがある場合は、クロストーク分のみの小さなレベルのＲＦ信号が得られるので、前記光出力信号処理回路９から出力されるＲＦ信号のレベルが大きく変動することになる。前記光出力信号処理回路９から出力されるＲＦ信号は、ＲＦ信号レベル検出回路１４に入力され、該ＲＦ信号レベル検出回路１４によってそのエンベロープのレベルが検出される。

この場合における前記ＲＦ信号レベル検出回路１４によるレベル検出動作は、入力されるＲＦ信号の最小レベルと最大レベルとを検出する動作を行っており、斯かる検出動作が所定時間行われると、その間に得られた最小レベルＬ３を最小レベルメモリー回路１７に記憶させるとともに最大レベルＬ４を最大レベルメモリー回路１８に記憶させる動作が行われる。

前記最小レベルメモリー回路１７への最小レベルＬ３の記憶動作及び最大レベルメモリー回路１８への最大レベルＬ４の記憶動作が行われると、システム制御回路１３による演算処理動作によってＲＦ信号のレベル比ＲｒがＬ４／Ｌ３にて求められる。

光出力信号処理回路９から出力されるＲＦ信号の最大レベルＬ４と最小レベルＬ３とのレベル比Ｒｒの値は、スポットＳのラジアル方向の長さであるスポット径Ｓ２が大きくなるに従って大きくなるという特性がある。従って、レーザー光の信号トラックに対するスポットＳの信号トラックに対して直角方向であるラジアル方向のスポット径Ｓ２を第２スポット径データメモリー回路２３に記憶されているレベル比Ｒｒに対応して設定されているテーブルデータから求めることが出来る。尚、斯かる第２スポット径データメモリー回路２３に記憶されているテーブルデータは、ＲＦ信号のレベル比Ｒｒとスポット径Ｓ２との関係を実験的に測定して得られたデータである。

次に、このＲＦ信号のレベル比Ｒｒとレーザー光の照射形状であるスポットＳのラジア
ル方向のスポット長Ｌ、即ちラジアル方向のスポット径との関係について図５を参照して説明する。

図５はデフォーカス値、ＲＦ信号のレベル比である信号レベル比較値Ｒｒとスポット長Ｌとの関係を示すものである。同図において、実線Ｒは、フォーカスサーボ回路１１のデフォーカス値の変化に対するＲＦ信号のレベル比Ｒｒの変化を示し、実線Ｌは、フォーカスサーボ回路１１のデフォーカス値の変化に対するスポット長Ｌの変化を示すものである。

ＲＦ信号のレベル比Ｒｒとスポット長Ｌとの関係を実測した場合、レベル比Ｒｒが最大のときスポット長Ｌが最小になるという関係にあり、その場合におけるデフォーカス値ＤＲがデフォーカス値メモリ回路(図示せず)に記憶される。

前述したように信号トラック方向のスポット径Ｓ１及び信号トラックに対して直角方向のスポット径Ｓ２の検出動作は行われるが、本発明では、斯かる検出動作をフォーカスサーボ回路１１のデフォーカス値を変更させる毎に行うように構成されている。即ち、フォーカスサーボのデフォーカス値を変更させると、トラック上のスポットＳの形状が変化する。

例えば、デフォーカス値を基準値に対して＋１５％から−１５％まで変化させると、スポットＳの形状が変化するが、デフォーカス値の値を基準値に対して、例えば３％ずつ段階的に変更しながら前述したスポット径Ｓ１及びＳ２の検出動作を行う。

フォーカスサーボのデフォーカス値を変更すると、スポットＳの形状が変化するので、スポット径Ｓ１及びＳ２が変化し、デフォーカス値に対する信号レベル比較値Ｒｔ及びスポット長Ｌが図４に示すように変化するとともにデフォーカス値に対する信号レベル比較値Ｒｒ及びスポット長Ｌが図５に示すように変化する。

デフォーカス値を変更させることによって図４及び図５に示す特性図が得られるが、スポット長が最小となる場合のデフォーカス値ＤＴ及びＤＲを求めることが出来る。そして、このデフォーカス値ＤＴとデフォーカス値ＤＲとが一致している場合には、光学式ピックアップ２に非点収差は無く、その差が大きくなるに従って非点収差量が大きくなることが確かめられた。

従って、デフォーカス値ＤＴとデフォーカス値ＤＲの差に対応する非点収差量をテーブルデータとしてメモリー回路に記憶させておけば、光学式ピックアップ２に存在する非点収差量を検出することが出来る。

このようにして、光学式ピックアップ２に存在する非点収差量が検出されると、その収差量に応じた制御信号がシステム制御回路１３から収差補正素子制御回路２５に対して出力されることになる。斯かる制御信号は、デフォーカス値ＤＴとデフォーカス値ＤＲの差から非点収差の大きさを認識することが出来るとともにデフォーカス値ＤＴとデフォーカス値ＤＲの大小関係により収差の方向を認識することが出来るので、これらの非点収差を補正するために適した信号が収差補正素子制御回路２５から収差補正素子８に対して出力されることになる。

前述したように収差補正素子制御回路２５による収差補正素子８に対する制御動作は行われるが、斯かる補正動作をデフォーカス値設定回路２４によって設定されるデフォーカス値をデフォーカス値ＤＴとデフォーカス値ＤＲとの中間値に設定した後に行うようにするとスポットの形状が中間の形状になるので、収差補正動作を容易に行うことが出来るこ
とになる。この場合には、収差補正素子制御回路２５による収差補正素子８に対する制御動作は、中間値のデフォーカス値に基づいて補正するように構成されることになる。

前述したように非点収差の補正動作を行う結果、スポットＳの形状を記録動作を行うために適した形状にすることが出来るので、斯かるスポット形状のレーザー光を使用して光ディスク１に信号を記録する場合に適したパルス波形のレーザー駆動信号をレーザー駆動信号生成回路２０から生成させることが出来る。従って、光ディスク１への信号の記録動作を正確に行うことが出来る。

尚、本実施例では、光ディスク１に設けられている試し書き領域に記録されている信号を再生して得られるＲＦ信号のレベルを検出するようにしたが、信号の記録領域に記録されている信号を再生して得られるＲＦ信号のレベルを検出するようにすることも出来る。また、光ディスク１に記録されている最短ピットと最長ピットを再生して得られるＲＦ信号のレベルを検出するようにしたが、その他のピットを利用することは勿論可能である。

また、試し書き領域に記録されている信号から得られるＲＦ信号のレベルを検出する場合には、該試し書き領域に検出対象となる最短ピット及び最長ピットの信号のみを記録するようにすると、検出動作を容易に行うことが出来る。更に、斯かる検出対象となるピットの信号を繰り返し記録するようにすると、レベル検出動作を正確に行うことが可能となる。

本発明に係る光ディスク記録再生装置の一実施例を示すブロック回路図である。 光ディスクの信号トラックに形成されているピットとレーザー光のスポットとの関係を示す説明図である。 本発明の動作を説明するための信号波形図である。 本発明の動作を説明するための特性図である。 本発明の動作を説明するための特性図である。

符号の説明

１ 光ディスク
２ 光学式ピックアップ
３ レーザーダイオード
５ 光検出器
６ トラッキングコイル
７ フォーカシングコイル
８ 収差補正素子
９ 光出力信号処理回路
１０ トラッキングサーボ回路
１１ フォーカスサーボ回路
１３ システム制御回路
１４ ＲＦ信号レベル検出回路
１５ 第１レベルメモリー回路
１６ 第２レベルメモリー回路
１７ 最小レベルメモリー回路
１８ 最大レベルメモリー回路
１９ 信号記録用回路
２０ レーザー駆動信号生成回路
２１ レーザー駆動回路
２２ 第１スポット径データメモリー回路
２３ 第２スポット径データメモリー回路
２４ デフォーカス値設定回路
２５ 収差補正素子制御回路

Claims (5)

1. 光学式ピックアップから照射されるレーザー光により長さの異なる複数のピットを光ディスクに形成することによって光ディスクに信号を記録するように構成された光ディスク記録再生装置の非点収差量検出方法であり、フォーカスサーボのデフォーカス値を変更する毎に光ディスクに記録されている長さの異なるピットを再生して得られるＲＦ信号のレベルを比較することによって信号トラック方向のスポット径である第１スポット径を検出するとともにトラッキングサーボを不動作状態にさせた状態において、光ディスクから得られる再生信号のＲＦ信号のレベルを比較することによって信号トラックに対して直角方向のスポット径である第２スポット径を検出し、第１スポット径が最小となるデフォーカス値である第１デフォーカス値と第２スポット径が最小となるデフォーカス値である第２デフォーカス値の差に基づいて非点収差量を検出するようにしたことを特徴とする光ディスク記録再生装置の非点収差量検出方法。
2. 第１スポット径を検出するために行うレベル比較動作を光ディスクに記録されている最短ピットと最長ピットを再生して得られるＲＦ信号にて行うようにしたことを特徴とする請求項１に記載の非点収差量検出方法。
3. 第２スポット径を検出するために行うレベル比較動作をＲＦ信号の最小レベルと最大レベルとによって行うようにしたことを特徴とする請求項１に記載の非点収差量検出方法。
4. 収差を補正する収差補正素子が組み込まれている光学式ピックアップを使用し、該光学式ピックアップから照射されるレーザー光により長さの異なる複数のピットを光ディスクに形成することによって光ディスクに信号を記録するように構成された光ディスク記録再生装置の非点収差補正方法であり、フォーカスサーボのデフォーカス値を変更する毎に光ディスクに記録されている長さの異なるピットを再生して得られるＲＦ信号のレベルを比較することによって信号トラック方向のスポット径である第１スポット径を検出するとともにトラッキングサーボを不動作状態にさせた状態において、光ディスクから得られる再生信号のＲＦ信号のレベルを比較することによって信号トラックに対して直角方向のスポット径である第２スポット径を検出し、第１スポット径が最小となるデフォーカス値である第１デフォーカス値と第２スポット径が最小となるデフォーカス値である第２デフォーカス値の差に基づいて非点収差量を検出し、検出された非点収差量に応じた制御信号を収差補正素子に供給することによって非点収差を補正するようにしたことを特徴とする光ディスク記録再生装置の非点収差補正方法。
5. デフォーカス値を第１デフォーカス値と第２デフォーカス値の中間値に設定した状態にて非点収差を補正するようにしたことを特徴とする請求項４に記載の非点収差補正方法。

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