JP3600016B2 - Optical information recording / reproducing device and optical pickup - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、記録可能な光ディスクへ情報を記録し、また再生する光学式情報記録再生装置及びそれに用いられる光ピックアップに関する。
【0002】
【従来の技術】
ユーザが任意に情報を記録できる光ディスクとして、追記型光ディスクと書き換え型光ディスクとが知られている。一般に、追記型としては色素系、金属系の光ディスクが、書き換え型としては、光磁気光ディスク、相変化型光ディスク等が用いられるが、これらはいずれも光ディスク表面にレーザ光を照射し、そのレーザパワーに対応する熱により情報ピットを形成して情報を記録するタイプの光ディスクである。従って、正確な情報記録のためには、最適なレーザパワーで情報の記録を行うことが非常に重要である。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、記録時における最適なレーザパワーの決定は、いずれも光ディスクの全ての記録部分に対し同一の条件、環境のもとで記録が行われることを前提としている。従って、記録パワー決定時と異なる条件で記録が行われる場合には、実際の記録動作時のパワーは必ずしも最適値とはならない。このため、充分な品質のピットが形成されない場合があり、再生信号の劣化が生じる。
【0004】
このように記録パワーが最適値とならない主な原因として、光ディスクの反り、歪み及び傾き等によりレーザビームの光軸と光ディスクの記録面が垂直にならないことが挙げられる。即ち、光ディスクの記録面のレーザビームの光軸に対する傾き角(以下、チルト角とする)がある場合には、レーザ光に波面収差(主としてコマ収差)が生じる。チルト角に起因する波面収差の影響によりレーザを記録面に均等に収束させることができないためレーザパワーは記録面に均等に加わらず、ピットが充分に形成されなかったり、ピットが変形したりするという問題が生じる。また、基板の厚みの違いにより発生する球面収差や光ピックアップ内の光学系に起因する非点収差によっても同様の問題が生じる。
【0005】
よって、本願発明の目的は、波面収差の影響を補正し、常に良好な記録及び再生を行うことができる光学式情報記録再生装置を提供することにある。また、光ディスクの再生時または記録時において発生する波面収差の影響を軽減し、良好な記録再生を行うことができる光ピックアップを提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項1記載の発明は、光ディスクに情報を記録再生する光学式情報記録再生装置において、前記光ディスクにレーザ光を照射するレーザと、前記光ディスクのチルト角を検出する検出手段と、前記レーザ光に所定の位相差を与えることにより前記チルト角に起因する波面収差を補正するための収差補正手段と、検出された前記チルト角に基いて前記収差補正手段を駆動する駆動手段と、前記収差補正手段で補正しきれない残留波面収差による記録パワーの減少分を補うための補償パワーを、検出された前記チルト角に応じて記録時の最適パワーに加算して印加するレーザ制御手段と、を有することを特徴とする。
【0007】
請求項1記載の発明の作用によれば、光ディスクのチルト角によらず常に良好な記録又は再生を行うことができる。さらに、チルト角に起因する波面収差を、収差補正手段により補正しきれない残留波面収差による記録パワーの減少分のみレーザパワーを上げることにより補償するため、必要以上にレーザパワーを上げる必要がなく低電力駆動が可能となる。
【0008】
上記課題を解決するために請求項2記載の発明は、請求項1記載の光学式情報記録再生装置において、前記収差補正手段は、前記チルト角に起因する波面収差分布に対応した形状に分割された電極と、印加電圧に応じて屈折率が変化する液晶層とを少なくとも有することを特徴とする。
【0009】
請求項2記載の発明の作用によれば、光ディスクのチルト角に起因する波面収差を効率よく補正することができる。さらに、チルト角を解消するために光ピックアップ自体を動かす機構が不要なので、光ピックアップの小型化できる。
【0012】
上記課題を解決するために請求項3記載の発明は、請求項1記載の光学式情報再生装置において、チルト角に応じたレーザ制御量を記憶した記憶手段をさらに備え、前記レーザ制御手段は、前記記憶手段に記憶されている検出されたチルト角に応じたレーザ制御量に基いて前記レーザのパワーを制御することを特徴とする。
【0013】
請求項3記載の発明によれば、チルト角に応じたレーザパワーを簡単に算出できる。
【0014】
上記課題を解決するために請求項4記載の発明は、レーザと、対物レンズと、波面収差を補正する液晶パネルと、前記液晶パネルを制御する液晶パネル制御手段と、前記レーザを制御するレーザ制御手段と、を備え、前記レーザ制御手段は、前記液晶パネルで補正しきれない残留波面収差による記録パワーの減少分を補うための補償パワーを、チルト角に応じて記録時の最適パワーに加算して印加することで前記レーザの出力を制御する、ことを特徴としている。
【0015】
請求項4記載の発明の作用によれば、収差補正手段により補正しきれない残留波面収差による記録パワーの減少分のみレーザパワーを上げることにより補償する。よって、液晶パネルを用いない場合に比べてレーザパワーを上げる必要がなく低電力駆動が可能となる。
【0016】
上記課題を解決するために請求項5記載の発明は、請求項4記載の光ピックアップにおいて、前記液晶パネルは、対物レンズの瞳面における波面収差分布に対応して分割された透明電極を有することを特徴とする。
【0017】
請求項5記載の発明の作用によれば、液晶パネルの作成が簡単になり、しかも効率よく波面収差を補正することができる。
【0018】
【発明の実施の形態】
本発明に係る実施形態について、図1乃至図11を用いて説明する。なお、以下に説明する実施形態は光ディスクのラジアル方向のチルト角に起因する波面収差を補正する場合の実施の形態である。
【0019】
先ず、実施形態の光学式情報記録再生装置の全体構成について、図1を用いて説明する。
【0020】
図1に示すように実施形態の光学式情報記録再生装置Sは、光ディスク4を所定回転数で回転させるスピンドルモータ8と、発生する波面収差を液晶パネルを用いて補正しつつ光ビームを光ディスク4に照射し、その反射光に基づいて光ディスク4上の記録情報に対応する検出信号Sr を出力する光ピックアップ13と、検出信号Sr に基づいて記録情報を再生し再生信号Sp として出力する再生手段としての再生制御部20とから構成されている。
【0021】
光ピックアップ13は、光源としてのレーザダイオード1と、ビームスプリッタ2と、対物レンズ3と、集光レンズ6と、受光手段としての受光器7と、収差補正手段としての液晶パネル10と、光ビームが照射される光ディスク4のチルト角を検出する検出手段としてのチルトセンサ5と、により構成されている。
【0022】
一方、再生制御部20は、受光出力であるSrを復号及び外部から供給される記録信号Swを符号化するCPU21と、チルトセンサ5の出力をデジタル化するA/D変換器22と、液晶パネル10を制御するための液晶パネル制御部23と、レーザダイオード1の出力パワーを制御するレーザ制御部24と、により構成されている。
【0023】
次に、全体動作を説明する。
【0024】
光ディスク4は、スピンドルモータ8により所定の回転数にて回転駆動されている。この時、レ−ザダイオード1から出射された光ビームはビームスプリッタ2で一部が反射され、液晶パネル10に入射する。そして、液晶パネル10を透過する際に波面収差を補正するための位相差が付与され、その後、対物レンズ3によって光ディスク4の情報記録面に集光される。
【0025】
次に、光ディスク4の情報記録面で反射された光ビームは、再び対物レンズ3及び液晶パネル10を通過して、ビームスプリッタ2を透過し、集光レンズ6を介して受光器7上に集光される。そして、受光器7において受光された光ビームの反射光は、当該受光器7において電気信号である検出信号Sr に変換され、CPU21に供給される。その後、当該CPU21において所定の復調処理等が施され光ディスク4に記録されていた記録情報に対応する再生信号Sp として図示しない再生回路に出力される。
【0026】
また、外部から供給される記録信号SwはCPU21に供給される。CPU21はSwに基づきレーザ制御部24を通じてレーザダイオード1を制御し、レーザ光を変調させる。
【0027】
上述した動作と並行して、光ディスク4におけるラジアル方向のチルト角は、チルトセンサ5により検出されアナログ信号であるチルト検出信号Stilとして出力される。そして、当該チルト検出信号StilはA/D変換器22においてディジタル化されCPU21に入力される。
【0028】
ここで、チルトセンサ5は1つの発光部と2つの受光部を有しており、光ディスク4のラジアル方向のチルト角を検出するように配置されている。液晶パネル制御部23は、CPU21から供給されるチルト検出信号Stilに基づいて液晶パネル10の後述する各領域毎のラジアル方向の収差補正量(すなわち、ラジアル方向のチルト角に起因する波面収差を打ち消すために液晶パネル10を通過する光ビームに与えるべき位相差)を算出する。液晶パネル制御部23の詳細な構成については後述する。
【0029】
レーザ制御部24はCPU21から供給されるチルト検出信号Stilに基づいて、レーザダイオード1の出力パワーを算出する。レーザ制御部24の詳細な構成についても後述する。
【0030】
次に、本発明の液晶パネル10の構成及び動作について、図2乃至図8を用いて説明する。
【0031】
図2は液晶パネル10の縦断面図である。実施形態の収差補正手段としての液晶パネル10は、液晶分子Mを含む液晶10gを挟んで、当該液晶10gに所定の分子配向を与えるための配向膜10e及び10fが形成され、更に配向膜10e及び10fの夫々の外側にITO(Indium−tin Oxide ;インジウム錫酸化物)等によりなる一対の透明電極10c、10dが形成されている。そして、最外部には保護層としてのガラス基板10a及び10bが形成されている。
【0032】
透明電極10cは、後述するような光ディスクのチルト角に起因する波面収差の分布に対応した領域に分割されており、ラジアル方向のチルト角に起因する波面収差を補正するための電極である。
【0033】
また、液晶10gは、液晶分子Mの光学軸方向とこれに垂直な方向とでその屈折率が異なる、いわゆる複屈折効果を有しているものが用いられ、透明電極10c及び10dに印加する電圧値を変化させることにより、図2(a)乃至(c)に示すように、液晶分子Mの向きを水平方向から垂直方向まで自在に変えることができる。
【0034】
次に、透明電極10c及び10dの構成について、図3を用いて説明する。透明電極10cは、図3に示すように線対称に配置された5つの領域30a、30b、31a、31b及び32に分割されており、夫々の領域は相互に絶縁されている。また、これらの領域のうち、領域30aと30bが同一の駆動信号Slpにより駆動され、更に領域31aと31bが同一の駆動信号Slpにより駆動される。なお、透明電極10cが図3に示す形状に分割されているのは、光ディスクのチルト角に起因する波面収差の分布と略同一の形状とするためである。
【0035】
また、透明電極10c全体の大きさとしては、光ビームの当該透明電極10cへの入射範囲SPが、図3に示す範囲となるような大きさとされる。透明電極10dは分割されていない対向電極であり接地されている。
【0036】
図4は光ディスクの記録面がレーザビームの光軸に対して1度傾いた時の対物レンズの瞳面における波面収差分布である。図4において、11はレーザビームのビーム径を示し、対物レンズの瞳面における波面収差分布を波面収差差値Wrmsの値−25nmから+25nmの範囲を有する領域Aを中心にして、上下50nmの範囲幅で示される領域AからKに分割して示したものである。
【0037】
図中のX 2’−X 2は、光ディスクの傾く方向に対応した軸であり、光ディスクのラジアル方向にチルト角が発生している場合、X 2’−X 2は光ディスクの半径方向であり、光ディスクのタンジェンシャル方向にチルト角が発生している場合はX 2’−X 2は光ディスクの接線方向となる。
【0038】
図5は図4のX 2’−X 2軸上における波面収差量を示したものである。波面収差の分布自体はチルト角の大きさによらず一定の分布をしており、チルト角の大きさにより変化するのは波面収差量である。図5を用いて説明すると、図5に示す曲線のピーク値はチルト角が大きくなれば高くなり、チルト角が小さくなれば低くなる。
【0039】
本実施形態では透明電極10cの分割形状を図4の波面収差分布に類似した形状とした。これにより光ディスクのチルト角に起因する波面収差を打ち消すように透明電極10cの各領域に適切な電圧を印加することにより光ビームに位相差を与えて、チルト角に起因する波面収差の影響を再生に影響のない範囲まで減少させているのである。すなわち、透明電極10cの各分割領域毎に電圧制御を行い液晶分子Mの向きを変化させ、各分割領域の屈折率を変えることにより光ビームに位相差を与えてディスク5の傾斜時に発生する波面収差を補正するのである。なお、光ディスクのチルト角に起因する波面収差の補正の原理については特開平10−20263号に詳細に記載されている。
【0040】
以上説明したように、図3に示す各領域は、図4に示す光ディスク4の記録面が傾いた場合の波面収差分布に基づいてその形状が設定されたものであり、透明電極10cは、波面収差を5つの値で近似した場合に対応する5つの領域を有している。
【0041】
なお、領域32に対応する領域は波面収差の値が0となる領域を含む領域であり、領域31bに対応する透明電極10cの領域と領域30bに対応する透明電極10cの領域は対称的な形状であり、透過する光ビームに与える位相差の値は逆極性となっている。更に、領域30aに対応する透明電極10cの領域と領域31aに対応する透明電極10cの領域は対称的な形状であり、透過する光ビームに与える位相差の値は逆極性となっている。
【0042】
なお、透明電極10cの分割数(すなわち、上記領域の数)を更に多くして透明電極10cを細分化すれば、完全に光ディスク4のチルト角に起因する波面収差を打ち消すことができる。しかし、透明電極10cを例えば碁盤目状に分割することにより分割数を多くすると、一の当該区分領域毎に駆動信号を制御して印加する必要があり、透明電極10cの作成及び引き出し線等の配線を作成することが困難となる。
【0043】
そこで、本発明の液晶パネル10においては、透明電極10cの分割形状を、先に示した図3のように波面収差分布に類似した分割形状にすることにより、容易に作成可能であり、且つ当該波面収差を効率的に補正することができるように構成している。
【0044】
次に、各透明電極10cに対する駆動信号Slpの印加による液晶10gの駆動について、図6及び図7を用いて説明する。
【0045】
まず、液晶パネル制御部23の構成について説明する。図6は液晶パネル制御部23の構成を示すブロック図である。液晶パネル制御部23は、CPU21から供給されるチルト角の大きさに応じて液晶パネルに印可すべき電圧を算出する液晶ドライバ230と、入力される電圧に応じた振幅を有する駆動信号Slpを出力する振幅変調器231と、透明電極10dの接地端子であるGND232と、から構成されている。
【0046】
液晶ドライバー230からは基準電圧であるVcとチルト角に応じた電圧であるVa及びVbが出力される。なお、液晶ドライバー230には、チルト角の大きさとチルト角に応じた電圧との関係を予め記憶したメモリを有しており、このメモリの内容を参照することによりVa及びVbを決定する。なお、このVa及びVbは光ディスク4の記録面が傾いた場合の波面収差分布と逆極性の波面収差を与えるように設定されている。
【0047】
液晶ドライバー230から出力されるVaは透明電極10cの領域30a、30bへ印加される電圧となり、Vbは透明電極10cの領域31a、31bに印加される電圧となり振幅変調器231に供給される。基準電圧Vcは透明電極10cの領域32供給される電圧となり振幅変調器231に供給される。
【0048】
振幅変調器231は入力される電圧に応じた振幅を有する矩形波を出力する。この矩形波が駆動信号Slpとして透明電極10cの領域30a、30b、31a、31b、32にそれぞれ印加されることになる。なお、振幅変調器231は入力電圧が大きいときは振幅の大きい矩形波を、入力電圧が小さいときは振幅の小さい矩形波を出力する。
【0049】
図7は光ディスクのチルト角に起因する波面収差が図4に示したものであるときの、X 2’−X 2軸上における液晶パネル10で与える位相差量を示したものである。
【0050】
図7において、実線は光ディスクのチルト角に起因する波面収差を対物レンズの瞳面で見たものであり図5と同じである。点線は液晶パネル10で与えられる位相差である。紙面左側のX2側の点線から説明していくと、▲1▼は液晶パネル10の領域30bにより与えられる位相差であり、▲2▼は液晶パネル10の領域31aにより与えられる位相差であり、▲3▼は液晶パネル10の領域30aにより与えられる位相差であり、▲4▼は液晶パネル10の領域31bにより与えられる位相差である。
【0051】
図8は液晶パネル10を駆動した場合の、対物レンズの瞳面における波面収差分布である。光ディスクのチルト角に起因する波面収差が液晶パネル10で与えられた位相差により打ち消されていることが分かる。
【0052】
図8の斜線部は液晶パネル10で補正しきれなかった残留波面収差である。この残留波面収差は、液晶パネル10の透明電極10cの分割形状が、実際の波面収差分布(図4で示した対物レンズの瞳面における波面収差分布)に一致していないことによるものである。
【0053】
この残留波面収差は光ディスクを再生する際には特に問題とならないが、光ディスクに情報を記録する際には光ビームの記録パワーの減少を招く。
【0054】
図9は、光ディスクのチルト角と記録ビームのエネルギーとの関係を示した図であり、横軸は光ディスクのチルト角[deg]であり、縦軸は記録ビームエネルギーでありチルト角が0degのときの記録ビームを1としたものである。なお、対物レンズのNAは0.6、レーザ光の波長は635nmである。
【0055】
図9において、実線は液晶パネルによる波面収差補正を行わないときのものであり、点線は液晶パネルによる波面収差補正を行ったときのものである。液晶パネルによる波面収差補正により、記録に用いることのできる記録ビームのエネルギーは大幅に改善される。しかしながら、液晶パネルの透明電極が実際の波面収差分布と同一パターンでないために、液晶パネルを用いた場合であっても記録エネルギーはチルト角が大きくなるにしたがって減少している。記録パワーの減少は適正な記録マーク(ピット)が形成できずジッタの増加につながる。
【0056】
本発明では、この液晶パネルで補正しきれない残留波面収差による記録パワーの減少をレーザの出力を調整することで解消するようにしたものである。つまり液晶パネルを用いて波面収差の大部分を補正し(図9の実線から点線へ)、液晶パネルで補正しきれない残留波面収差による記録パワーの減少分をレーザの出力を調整することにより補うようにしたのである(図9の点線から1.0へ)。
【0057】
以下、レーザチルト角に応じたレーザの出力制御について説明する。
【0058】
図10は、図1のレーザ制御部24の構成を示したブロック図である。レーザ制御部24は、CPU21からの供給される制御信号に応じてレーザ光の最適パワーを算出する最適パワー算出部240と、CPU21からの供給されるチルト角の大きさに応じて液晶パネルで補正しきれない残留波面収差による記録パワーの減少分を補うための補償パワーを算出する補償パワー算出部241と、最適パワー算出部240と補償パワー算出部241との出力を加算する加算器242と、加算器242からの出力に基づいてレーザ制御信号Sldを出力するレーザドライバ243と、から構成されている。
【0059】
次に動作を説明する。
【0060】
最適パワー算出部240は、CPU21から供給される制御信号により記録時又は再生時の最適な記録パワーを算出する。補償パワー算出部241はCPU21から供給されるチルト角に関する情報によりチルト角に応じた補償パワーを算出する。なおチルト角が0degである場合はチルト角に起因する波面収差による記録パワーの減少がないため補償パワーは不要である。また、光ディスク再生時も補償パワーは不要である。
【0061】
また、補償パワー算出部241にはチルト角と補償パワーの関係を予め記憶したメモリを備えており、CPU21から供給されるチルト角に応じた補償パワーを該メモリを参照することにより得る。
【0062】
図11に該メモリに記憶されているチルト角と補償パワーの関係を示す。図11(a)はチルト角に応じてリニアに補償パワー変化させるようにするためのものであり、チルト角が増加するにしたがって補償パワーも単調増加している。また、図11(b)に示すように、チルト角の増加に伴って段階状に補償パワーを設定しても良い。
【0063】
最適パワー算出部240と補償パワー算出部241とで算出された、最適パワーと補償パワーは加算器242で加算されレーザドライバ243に供給される。よって、レーザドライバ243からはチルト角に起因する波面収差による記録パワーの減少分を見込んだ記録パワーでレーザダイオード1を駆動するするためのレーザ制御信号Sldが出力されることになる。
【0064】
以上のような液晶パネル及びレーザダイオードを制御することにより、記録時に光ディスクのチルト角によらず常に良好な記録を行うことができる。また、波面収差の大部分を液晶パネルで補正できるので、液晶パネルで補正しきれない残留波面収差による記録パワーの減少分を補償するためのレーザパワーが小さくすむことになる。
【0065】
なお、本実施例ではチルト角はチルトセンサにより検出したが、特開平10−97728号に開示されているように光ディスクからの再生信号(Sr 又はSp )を用いて検出しても良い。
【0066】
さらに、本発明はチルト角に起因する波面収差を補正するための液晶パネルを用いた場合について説明したが、チルト角に起因する波面収差だけでなく、光ディスクの基板の厚みに起因する球面収差や光ピックアップ内の光学系に起因する非点収差を補正する液晶パネルの場合であっても応用することができる。
【0067】
【発明の効果】
請求項1記載の発明によれば、検出されたチルト角に基づいて、前記レーザのパワーを変化させるようにしたので、光ディスクのチルト角によらず常に良好な記録又は再生を行うことができる。さらに、チルト角に起因する波面収差を、収差補正手段により補正しきれない残留波面収差による記録パワーの減少分のみレーザパワーを上げることにより補償するため、必要以上にレーザパワーを上げる必要がなく低電力駆動が可能となる。
【0068】
請求項2記載の発明によれば、光ディスクのチルト角に起因する波面収差を効率よく補正することができる。さらに、チルト角を解消するために光ピックアップ自体を動かす機構が不要となるため光ピックアップの小型化できる。
【0070】
請求項3記載の発明の作用によれば、チルト角に応じたレーザパワーを簡単に算出できる。
【0071】
請求項4記載の発明によれば、液晶パネルにより補正しきれない残留波面収差による記録パワーの減少分のみレーザパワーを上げることにより補償する。よって、液晶パネルを用いないときに比べてレーザパワーを上げる必要がなく低電力駆動が可能となる。
【0072】
請求項5記載の発明によれば、液晶パネルの作成が簡単になり、しかも効率よく波面収差を補正することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施形態の光学式情報記録再生装置の概要構成を示すブロック図である。
【図2】液晶パネルの構成を示す縦断面図であり、(a)は液晶分子が水平状態の液晶を示す縦断面図であり、(b)は液晶分子が斜めの液晶を示す縦断面図であり、(c)は液晶分子が垂直の液晶を示す縦断面図である。
【図3】実施形態の透明電極の構成を示す平面図である。
【図4】光ディスクのチルト角に起因する波面収差の分布を示す平面図である。
【図5】光ディスクのチルト角に起因する波面収差の大きさを示す図である。
【図6】液晶パネル制御部の構成を示すブロック図である。
【図7】光ディスクのチルト角に起因する波面収差の大きさと液晶パネルで与えられる位相差を示す図である。
【図8】液晶パネルで補正しきれない残留波面収差の大きさを示す図である。
【図9】光ディスクのチルト角と記録ビームエネルギーの関係を示す図である。
【図10】レーザ制御部の構成を示すブロック図である。
【図11】チルト角と補償パワーの関係を示す図である。
【符号の説明】
1…レーザダイオード
2…ビームスプリッタ
3…対物レンズ
4…光ディスク
5…チルトセンサ
6…集光レンズ
7…受光器
8…スピンドルモータ
10…液晶パネル
13…光ピックアップ
20…再生制御部
21…CPU
22…A/D変換器
23…液晶パネル制御部
24…レーザ制御部
10a、10b…ガラス基板
10c、10d…透明電極
10e、10f…配向膜
10g…液晶
30a、30b、31a、31b、32…領域
SP…光スポット
M…液晶分子
Sr…検出信号
Sw…記録信号
Sp…再生信号
Sld…レーザ制御信号
Slp…駆動信号[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an optical information recording / reproducing apparatus for recording and reproducing information on a recordable optical disk and an optical pickup used for the apparatus.
[0002]
[Prior art]
Write-once optical disks and rewritable optical disks are known as optical disks on which a user can arbitrarily record information. Generally, a dye-based or metal-based optical disk is used as a write-once type, and a magneto-optical optical disk, a phase-change type optical disk, or the like is used as a rewritable type. This is an optical disk of a type in which information pits are formed by heat corresponding to the information and information is recorded. Therefore, it is very important to record information with an optimal laser power for accurate information recording.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, the determination of the optimum laser power at the time of recording presupposes that recording is performed under the same conditions and environment for all recording portions of the optical disk. Therefore, when recording is performed under a condition different from that at the time of determining the recording power, the power at the time of the actual recording operation is not always the optimum value. For this reason, pits of sufficient quality may not be formed, and the reproduction signal is degraded.
[0004]
The main reason why the recording power does not reach the optimum value is that the optical axis of the laser beam does not become perpendicular to the recording surface of the optical disk due to warpage, distortion, inclination, or the like of the optical disk. That is, when there is an inclination angle (hereinafter, referred to as a tilt angle) of the laser beam on the recording surface of the optical disk with respect to the optical axis, a wavefront aberration (mainly coma aberration) occurs in the laser light. Since the laser cannot be uniformly focused on the recording surface due to the influence of the wavefront aberration caused by the tilt angle, the laser power is not evenly applied to the recording surface, and pits are not sufficiently formed or the pits are deformed. Problems arise. A similar problem also occurs due to spherical aberration caused by a difference in substrate thickness and astigmatism caused by an optical system in the optical pickup.
[0005]
Accordingly, it is an object of the present invention to provide an optical information recording / reproducing apparatus capable of correcting the influence of wavefront aberration and always performing good recording and reproducing. It is another object of the present invention to provide an optical pickup capable of reducing the influence of wavefront aberration generated during reproduction or recording of an optical disc and performing good recording and reproduction.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
According to an aspect of the present invention, there is provided an optical information recording / reproducing apparatus for recording / reproducing information on / from an optical disk, wherein a laser for irradiating the optical disk with a laser beam and a tilt angle of the optical disk are detected. driving a detector, an aberration correcting means for correcting the wavefront aberration due to the tilt angle by giving a predetermined phase difference to said laser beam, said aberration correcting means based on said tilt angle detected and driving means, the compensation power to compensate for the decrease of the recording power by the residual wavefront aberration can not be corrected by the aberration correcting means, adding to be applied to the optimal power at the time of recording in accordance with the tilt angle detected Laser control means.
[0007]
According to the operation of the first aspect of the invention, good recording or reproduction can be always performed regardless of the tilt angle of the optical disk. Furthermore, since the wavefront aberration caused by the tilt angle is compensated by increasing the laser power only by the decrease in the recording power due to the residual wavefront aberration that cannot be completely corrected by the aberration corrector, it is not necessary to increase the laser power more than necessary and to reduce the power. Power drive becomes possible.
[0008]
According to a second aspect of the present invention, there is provided the optical information recording / reproducing apparatus according to the first aspect, wherein the aberration correction unit is divided into a shape corresponding to a wavefront aberration distribution caused by the tilt angle. And a liquid crystal layer whose refractive index changes according to an applied voltage.
[0009]
According to the operation of the second aspect of the invention, it is possible to efficiently correct the wavefront aberration caused by the tilt angle of the optical disk. Furthermore, since a mechanism for moving the optical pickup itself to eliminate the tilt angle is not required, the size of the optical pickup can be reduced.
[0012]
The invention of
[0013]
According to the third aspect of the invention, the laser power according to the tilt angle can be easily calculated.
[0014]
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a laser, an objective lens, a liquid crystal panel for correcting a wavefront aberration, a liquid crystal panel control unit for controlling the liquid crystal panel, and a laser control for controlling the laser. and means, wherein the laser control means, the compensation power to compensate for the decrease of the recording power by the residual wavefront aberration can not be corrected by the liquid crystal panel is added to the optimal power at the time of recording in accordance with the tilt angle And controlling the output of the laser by applying the laser beam.
[0015]
According to the operation of the fourth aspect of the present invention, compensation is made by increasing the laser power only by the decrease in the recording power due to the residual wavefront aberration that cannot be completely corrected by the aberration correcting means. Therefore, compared with the case where no liquid crystal panel is used, it is not necessary to increase the laser power, and low-power driving can be performed.
[0016]
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided an optical pickup according to the fourth aspect, wherein the liquid crystal panel has a transparent electrode divided corresponding to a wavefront aberration distribution on a pupil plane of the objective lens. It is characterized by.
[0017]
According to the operation of the fifth aspect of the present invention, it is possible to simplify the production of the liquid crystal panel and to efficiently correct the wavefront aberration.
[0018]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
An embodiment according to the present invention will be described with reference to FIGS. The embodiment described below is an embodiment for correcting a wavefront aberration caused by a tilt angle of an optical disc in a radial direction.
[0019]
First, the overall configuration of the optical information recording / reproducing apparatus according to the embodiment will be described with reference to FIG.
[0020]
As shown in FIG. 1, the optical information recording / reproducing apparatus S of the embodiment includes a
[0021]
The
[0022]
On the other hand, the
[0023]
Next, the overall operation will be described.
[0024]
The optical disk 4 is driven to rotate at a predetermined rotation speed by a
[0025]
Next, the light beam reflected on the information recording surface of the optical disk 4 passes through the
[0026]
The recording signal Sw supplied from the outside is supplied to the
[0027]
In parallel with the above operation, the tilt angle in the radial direction of the optical disc 4 is detected by the tilt sensor 5 and output as a tilt detection signal Stil which is an analog signal. Then, the tilt detection signal Stil is digitized in the A /
[0028]
Here, the tilt sensor 5 has one light emitting unit and two light receiving units, and is arranged to detect a tilt angle of the optical disc 4 in the radial direction. The liquid crystal
[0029]
The
[0030]
Next, the configuration and operation of the
[0031]
FIG. 2 is a longitudinal sectional view of the
[0032]
The
[0033]
The
[0034]
Next, the configuration of the
[0035]
The size of the entire
[0036]
FIG. 4 shows a wavefront aberration distribution on the pupil plane of the objective lens when the recording surface of the optical disk is tilted by 1 degree with respect to the optical axis of the laser beam. In FIG. 4,
[0037]
[0038]
FIG. 5 shows the amount of wavefront aberration on the X2'-X2 axis in FIG. The distribution of the wavefront aberration itself has a constant distribution irrespective of the magnitude of the tilt angle, and the amount of the wavefront aberration changes according to the magnitude of the tilt angle. Referring to FIG. 5, the peak value of the curve shown in FIG. 5 increases as the tilt angle increases, and decreases as the tilt angle decreases.
[0039]
In the present embodiment, the divided shape of the
[0040]
As described above, the shape of each area shown in FIG. 3 is set based on the wavefront aberration distribution when the recording surface of the optical disc 4 shown in FIG. 4 is tilted. There are five regions corresponding to the case where the aberration is approximated by five values.
[0041]
The region corresponding to the
[0042]
If the number of divisions of the
[0043]
Therefore, in the
[0044]
Next, the driving of the
[0045]
First, the configuration of the liquid crystal
[0046]
The
[0047]
Va output from the
[0048]
The
[0049]
FIG. 7 shows the amount of phase difference given by the
[0050]
In FIG. 7, the solid line shows the wavefront aberration caused by the tilt angle of the optical disc on the pupil plane of the objective lens, and is the same as FIG. The dotted line is the phase difference provided by the
[0051]
FIG. 8 shows a wavefront aberration distribution on the pupil plane of the objective lens when the
[0052]
8 indicate residual wavefront aberrations that could not be corrected by the
[0053]
This residual wavefront aberration does not cause any particular problem when reproducing the optical disk, but causes a decrease in the recording power of the light beam when recording information on the optical disk.
[0054]
FIG. 9 is a diagram showing the relationship between the tilt angle of the optical disc and the energy of the recording beam. The horizontal axis indicates the tilt angle [deg] of the optical disc, and the vertical axis indicates the recording beam energy and the tilt angle is 0 deg. Is set to 1. The NA of the objective lens is 0.6, and the wavelength of the laser beam is 635 nm.
[0055]
In FIG. 9, the solid line indicates a case where the liquid crystal panel does not perform the wavefront aberration correction, and the dotted line indicates a case where the liquid crystal panel performs the wavefront aberration correction. By correcting the wavefront aberration by the liquid crystal panel, the energy of the recording beam that can be used for recording is greatly improved. However, since the transparent electrodes of the liquid crystal panel do not have the same pattern as the actual wavefront aberration distribution, even when the liquid crystal panel is used, the recording energy decreases as the tilt angle increases. A decrease in recording power leads to an increase in jitter because an appropriate recording mark (pit) cannot be formed.
[0056]
In the present invention, the decrease in recording power due to residual wavefront aberration that cannot be completely corrected by the liquid crystal panel is eliminated by adjusting the laser output. That is, most of the wavefront aberration is corrected using the liquid crystal panel (from the solid line to the dotted line in FIG. 9), and the decrease in the recording power due to the residual wavefront aberration that cannot be corrected by the liquid crystal panel is compensated by adjusting the laser output. This is done (from the dotted line in FIG. 9 to 1.0).
[0057]
Hereinafter, laser output control according to the laser tilt angle will be described.
[0058]
FIG. 10 is a block diagram showing a configuration of the
[0059]
Next, the operation will be described.
[0060]
The optimum
[0061]
Further, the compensation
[0062]
FIG. 11 shows the relationship between the tilt angle and the compensation power stored in the memory. FIG. 11 (a) is for changing the compensation power linearly according to the tilt angle, and the compensation power monotonically increases as the tilt angle increases. Further, as shown in FIG. 11B, the compensation power may be set stepwise as the tilt angle increases.
[0063]
The optimum power and the compensation power calculated by the optimum
[0064]
By controlling the liquid crystal panel and the laser diode as described above, good recording can always be performed regardless of the tilt angle of the optical disc during recording. Further, since most of the wavefront aberration can be corrected by the liquid crystal panel, the laser power for compensating for the decrease in the recording power due to the residual wavefront aberration that cannot be completely corrected by the liquid crystal panel can be reduced.
[0065]
In this embodiment, the tilt angle is detected by the tilt sensor. However, the tilt angle may be detected by using a reproduction signal (Sr or Sp) from an optical disk as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. H10-97728.
[0066]
Furthermore, the present invention has been described with respect to the case where the liquid crystal panel for correcting the wavefront aberration caused by the tilt angle is used, but not only the wavefront aberration caused by the tilt angle but also the spherical aberration caused by the thickness of the substrate of the optical disc. The present invention can be applied to a liquid crystal panel for correcting astigmatism caused by an optical system in an optical pickup.
[0067]
【The invention's effect】
According to the first aspect of the present invention, the power of the laser is changed based on the detected tilt angle, so that good recording or reproduction can always be performed regardless of the tilt angle of the optical disk. Furthermore, since the wavefront aberration caused by the tilt angle is compensated by increasing the laser power only by the decrease in the recording power due to the residual wavefront aberration that cannot be completely corrected by the aberration corrector, it is not necessary to increase the laser power more than necessary and to reduce the power. Power drive becomes possible.
[0068]
According to the second aspect of the present invention, it is possible to efficiently correct the wavefront aberration caused by the tilt angle of the optical disc. Further, since a mechanism for moving the optical pickup itself to eliminate the tilt angle is not required, the size of the optical pickup can be reduced.
[0070]
According to the operation of the third aspect of the invention, the laser power according to the tilt angle can be easily calculated.
[0071]
According to the fourth aspect of the present invention, the compensation is made by increasing the laser power only by the decrease in the recording power due to the residual wavefront aberration that cannot be completely corrected by the liquid crystal panel. Therefore, it is not necessary to increase the laser power as compared with when a liquid crystal panel is not used, and low-power driving is possible.
[0072]
According to the fifth aspect of the present invention, it is possible to simplify the production of the liquid crystal panel and to efficiently correct the wavefront aberration.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram illustrating a schematic configuration of an optical information recording / reproducing apparatus according to an embodiment.
FIGS. 2A and 2B are vertical cross-sectional views illustrating a configuration of a liquid crystal panel. FIG. 2A is a vertical cross-sectional view illustrating a liquid crystal in which liquid crystal molecules are in a horizontal state, and FIG. (C) is a longitudinal sectional view showing a liquid crystal in which liquid crystal molecules are vertical.
FIG. 3 is a plan view illustrating a configuration of a transparent electrode according to the embodiment.
FIG. 4 is a plan view showing a distribution of wavefront aberration caused by a tilt angle of the optical disc.
FIG. 5 is a diagram illustrating the magnitude of wavefront aberration caused by a tilt angle of an optical disc.
FIG. 6 is a block diagram illustrating a configuration of a liquid crystal panel control unit.
FIG. 7 is a diagram showing the magnitude of a wavefront aberration caused by a tilt angle of an optical disc and a phase difference given by a liquid crystal panel.
FIG. 8 is a diagram illustrating the magnitude of residual wavefront aberration that cannot be corrected by a liquid crystal panel.
FIG. 9 is a diagram illustrating a relationship between a tilt angle of an optical disc and recording beam energy.
FIG. 10 is a block diagram illustrating a configuration of a laser control unit.
FIG. 11 is a diagram illustrating a relationship between a tilt angle and compensation power.
[Explanation of symbols]
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