JP4037768B2 - 光ピックアップ装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コンパクトディスク（ＣＤ）、レーザーディスク（ＬＤ）、デジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）等の光学式記録媒体に記録再生を行うための光ピックアップ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、ＣＤ、ＬＤ、ＤＶＤ等の再生専用型光ディスクの再生を行う光学的再生装置や、追記型、書き換え可能型等の光ディスクであるＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、ＤＶＤ−Ｒ、ＤＶＤ−ＲＷ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ミニディスク（ＭＤ）等に記録再生を行う光学的記録再生装置には、記録再生用に光ピックアップ装置が使用されている。光学式記録媒体としての光ディスクには、その記録面を保護すべく、所定の厚さの透過基板が上記記録面を覆うように形成されている。情報読取手段としての光ピックアップは、この透過基板を介して記録面に読取ビーム光を照射した際の反射光量によって、かかる光ディスクから記録情報の読取りを行うようにしている。
【０００３】
しかしながら、製造上において、全ての光ディスクの透過基板の厚さを規定値に形成させることは困難であり、通常、数十μｍの厚さ誤差が生じてしまう。そのため、かかる透過基板の厚さ誤差によって球面収差が発生する。球面収差が生じると、情報読取信号またはトラッキングエラー信号の振幅レベルが著しく低下する場合があり、情報読取精度を低下させてしまうという問題が生じる。
【０００４】
この問題に対して、光学系に生じている球面収差量に応じた分だけ同球面収差の補正を行う球面収差補正手段と、前記補正量を変更しつつ前記トラッキングエラー信号の振幅レベルを検出しその振幅レベルが最大となった時の前記補正量を最終的な球面収差補正量として球面収差補正手段に供給し、球面収差を補正する方法が開示されている（たとえば特許文献１参照）。球面収差補正手段としては、復屈折特性を有する液晶が充填されている液晶層上に円環状の透明電極が形成されている液晶パネルを用い、透明電極に印加する電位に応じて補正量を変えるようにしている。球面収差補正手段としての液晶パネルは、レーザ発生素子の光軸上に配置され、レーザ発生素子から発生されるレーザビーム光の波面に位相差を持たせて透過出力させてから、光ディスクの記録面上に集光させるようにしている。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００１−２２２８３８号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが前述の特許文献１に開示されている方法では、トラッキングエラー信号の振幅レベルが最大となる時の補正量を検出するために、球面収差補正手段で変更可能な補正量の全範囲を探索する必要があり、補正量を確定するまで時間がかかるという課題がある。さらに球面収差がある程度以上小さくなると、トラッキングエラー信号の振幅レベルの変化が小さくなるため、ノイズ、外乱等の影響により振幅最大値が精度よく検出できなくなってしまうという課題がある。
【０００７】
本発明の目的は、ノイズ、外乱等の影響を受けることなく、正確な最適収差補正量での補正を、短時間で行うことができる光ピックアップ装置を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、集光されたビーム光を光学記録媒体の記録面に照射し、該記録面からの反射光量によって記録情報の読取りを行う際に、光学系に生じる球面収差を相殺する球面収差を発生させて補正する補正手段を具備する光ピックアップ装置において、
前記補正手段に光学記録媒体の記録面上での集光スポットのもつ球面収差がＰ−Ｖ値で波長λの１／４以上、あるいは標準偏差が波長λの１／１４以上となる範囲の該２つ以上の異なる量で球面収差を発生させ、各球面収差量で補正する場合の反射光量を受光して得られるレファレンス信号の評価値に基づく数値演算で最適収差補正量を計算する制御手段をさらに備え、
前記制御手段は、
前記補正手段に、前記２つ以上の異なる量の球面収差を、Ｐ−Ｖ値で波長λの１／２以上互いに離れる２つの領域で発生させることを特徴とする光ピックアップ装置である。
【０００９】
本発明に従えば、補正手段が発生させる球面収差の値がＰ−Ｖ値で波長λの１／４以上の範囲、あるいは標準偏差が波長λの１／１４以上となる範囲であるため、これらの球面収差で補正を行って、光学記録媒体の記録面からの反射光量を受光して得られるリファレンス信号としては、リファレンス信号の評価値の変化の特性上、補正量の変化に対する評価値変化の感度の高い部分を利用することができる。また、最適収差補正量の算出は、ピーク値あるいはボトム値の検出といった方法を採らずに、数値演算によって計算するので、各球面収差とそのときのそれぞれのリファレンス信号を用いて数値演算によって計算される最適収差補正量は、ノイズ、外乱等の影響を受けることなく、単一の値の特定が可能となり、より正確な最適収差補正量を検出することができる。また、球面収差量を発生してレファレンス信号に基づく数値演算を行うための測定のポイントは、Ｐ−Ｖ値で波長λの１／２以上互いに離れる２つの領域で発生させた少なくとも２点でよいため、従来のように変更可能な球面収差量の全範囲に渡って測定する必要がなく、球面収差補正に係わる測定時間の短縮を図ることができる。
【００１０】
また本発明で、前記制御手段は、前記補正手段に、４つ以上の異なる量で球面収差を発生させ、前記数値演算で、前記４つ以上の異なる量で発生させる球面収差と、各球面収差に対する前記評価値とから近似曲線を計算し、該近似曲線のピークあるいはボトム位置を前記最適収差補正量とすることを特徴とする。
【００１１】
本発明に従えば、実際のレファレンス信号の評価値では、球面収差補正量の変化に対するピークあるいはボトムがはっきりしない場合でも、近似曲線を計算して、仮想的なピークあるいはボトムを一意に特定できるため、最適収差補正量を一意に決定することができる。
【００１２】
また本発明で、前記近似曲線は、多項式近似曲線であることを特徴とする。
本発明に従えば、近似曲線は多項式近似曲線であるため、演算式が比較的簡単になり、演算回路規模あるいは演算用のソフトウエアが比較的小さいボリュームで実現可能となる。
【００１３】
また本発明で、前記数値演算は、
前記補正手段に発生させた前記２つ以上の異なる量の球面収差のうち、Ｐ−Ｖ値で波長λの１／２以上離れ、かつ各球面収差に対する前記評価値がほぼ等しい２つの球面収差量についての平均値演算であり、
前記最適収差補正量として、該平均値演算によって得られる平均値を用いることを特徴とする。
【００１４】
本発明に従えば、数値演算は、前記補正手段に発生させた前記２つ以上の異なる量の球面収差のうち、Ｐ−Ｖ値で波長λの１／２以上離れ、かつ各球面収差に対応して得られるリファレンス信号の評価値がほぼ等しい値となる２つの異なる量の球面収差の平均値演算であり、最適収差補正量は２つの異なる量の球面収差の平均値とするので、正確な最適収差補正量を算出することが可能となる。
【００１５】
また本発明で、前記制御手段は、
前記補正手段に、第１の量の球面収差を発生させ、さらにそのときに得られるレファレンス信号の評価値とほぼ等しい評価値となるレファレンス信号が得られ、該第１の量の球面収差とＰ−Ｖ値で波長λの１／２以上離れる第２の球面収差を発生させ、
前記数値演算は、第１および第２の量の球面収差についての平均値演算であり、
前記最適収差補正量として、該平均値演算によって得られる平均値を用いることを特徴とする。
【００１６】
本発明に従えば、補正手段は第１の量の球面収差を発生させ、さらにそのときに得られるリファレンス信号の評価値とほぼ等しい評価値が得られ、第１の量の球面収差とＰ−Ｖ値で波長λの１／２以上離れる第２の量の球面収差を発生させる。数値演算は、２つの量の球面収差に基づく平均値演算として、平均値演算によって得られる平均値を用いることによって、正確な最適収差補正量を算出することが可能となる。
【００１７】
なお、リファレンス信号が光学記録媒体の記録面から読出す情報信号で、その評価値が振幅レベルであることを特徴とするならば、光ピックアップ装置として品質を確保しなければならない情報信号を直接リファレンス信号とするため、より正確な球面収差の補正を実現することができる。
【００１８】
また、リファレンス信号がトラッキングエラー信号で、その評価値が振幅レベルであることを特徴とするならば、信号振幅が大きく感度の高いトラッキングエラー信号をリファレンス信号とするため、ノイズ、外乱等の影響を受け難くすることができる。
【００１９】
さらに、リファレンス信号が情報信号で、その評価値がジッターであることを特徴とするならば、情報信号品質と相関性の高いジッターを評価値とするため、正確な球面収差の補正を実現することができる。
【００２０】
また、リファレンス信号が情報信号で、その評価値がエラーレートであることを特徴とするならば、情報信号品質と相関性の高いエラーレートを評価値とするため、正確な球面収差の補正を実現することができる。
【００２１】
また本発明で、前記補正手段は、
複屈折特性を有する液晶が充填された液晶層上に円環状の透明電極が形成されている液晶パネルと、
前記２以上の異なる量の球面収差に対応する電位を該透明電極に印加する液晶駆動回路とを含むことを特徴とする。
【００２２】
本発明に従えば、液晶層に電界を形成し、液晶の有する複屈折特性に基づいて、所望の球面収差量を機械的な動きなしに即座に発生することができるため、球面収差量を正確に管理することができる。
【００２３】
本発明に従えば、補正手段であるビームエキスパンダは、ビーム光を集光する対物レンズとの相対位置ずれの影響が小さいため、光ピックアップ装置への組込み調整を比較的容易に行うことができる。
【００２４】
また本発明で前記補正手段は、前記光学記録媒体の記録面に照射されるビーム光と、該記録面からの反射光とが透過する光路に配置されることを特徴とする。
【００２５】
本発明に従えば、補正手段から発生する球面収差量での補正は、光学記録媒体の記録面に照射されるビーム光が透過し、記録面からの反射光も透過する光路で行うので、照射光と反射光とに対して二重に補正することができ、各球面収差量で２倍の球面収差量に相当する補正を行うことができる。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しつつ詳細に説明する。各実施形態で、相互に対応する部分は同一の参照符を付し、重複する説明を省略している場合がある。
【００３１】
図１は、本発明の実施の第１形態としての光ピックアップ装置の構成を示す。図１において、ピックアップ２０は、スピンドルモータ３０によって回転駆動される光学式記録媒体としての光ディスク４０に読取ビーム光を照射し、その反射光を受光する。この際、スピンドルモータ３０は、上記光ディスク４０を１回転させる度に回転信号ＲＴを発生し、これを制御回路５０に供給する。ピックアップ２０は、上述した如く光ディスク４０に読取ビーム光を照射した際の反射光を受光し、これを電気信号に変換したものを、フォーカスエラー生成回路１、トラッキングエラー生成回路２、およびＲＦ信号生成回路３の各々に供給する。
【００３２】
ピックアップ２０は、レーザ発生素子２１、コリメートレンズ２２、ビームスプリッタ２３、λ／４板２４、液晶パネル２５、対物レンズ２６、フォーカシングトラッキングアクチュエータ２７、集光レンズ２８、シリンドリカルレンズ２９および光検出器３１から構成されている。レーザ発生素子２１は、所定の光パワーを有するレーザビーム光を発生する。かかるレーザビーム光は、光ディスク４０の透過基板の厚さ誤差に伴う球面収差を補正すべく設けられる液晶パネル２５を透過して、対物レンズ２６に導出される。液晶パネル２５は、補正手段として機能し、制御手段として機能する制御回路５０から液晶ドライバ４に与えられる球面収差補正信号ＳＡに基づいて駆動される。
【００３３】
図２は、前述のレーザビーム光の光軸方向から眺めた液晶パネル２５の構造を示す。図２に示されるように、液晶パネル２５は、円形の透明電極Ｅ１、円環状の透明電極Ｅ２、および複屈折特性を有する液晶分子が充填された液晶層ＣＬとからなる。透明電極Ｅ１の直径は、対物レンズ２６のレンズ径が３０００μｍである場合に、たとえば約１６００μｍであり、透明電極Ｅ２の外径は約２８００μｍである。なお、透明電極Ｅ１およびＥ２の中心軸は、ともにレーザビーム光の光軸中心上となるように配置される。透明電極Ｅ１には所定の電位として、たとえば２ボルトが固定印加されており、透明電極Ｅ２には液晶ドライバ４からの液晶駆動電位ＣＶが印加される。この際、液晶層ＣＬ内に充填されている液晶分子のうち、透明電極Ｅ２に覆われた円環状の領域に存在する液晶分子のツイスト角が液晶駆動電位ＣＶに応じた分だけ推移する。よって、図２に示されるようにレーザビーム光によるビームスポットＳＰＴが液晶パネル２５に照射されると、透明電極Ｅ２に覆われた領域を透過する光と、他の領域を透過する光とに液晶駆動電位ＣＶに応じた分の位相差が生じる。つまり、液晶パネル２５は、レーザ発生素子２１から供給されるレーザビーム光の波面に、前述のような位相差をもたせて透過出力するのである。
【００３４】
かかる動作により、液晶パネル２５は、光ディスク４０の透過基板厚のバラツキによる球面収差の補正を行う。このように液晶パネル２５による球面収差補正では、透過基板厚のバラツキによる球面収差を相殺しうる所望の球面収差量を機械的な動きなしに即座に発生することができるため、補正のための球面収差量を正確に管理することができる。対物レンズ２６は、液晶パネル２５から供給されるレーザビーム光を、前述の読取ビーム光として、光ディスク４０の記録面に形成されている記録トラック上に集光する。
【００３５】
フォーカシングについては、フォーカシングトラッキングアクチュエータ２７が、対物レンズ２６をサーボループスイッチ５を介して供給されるフォーカス駆動信号Ｆに応じた分だけ、光ディスク４０の記録面に対する垂直方向、いわゆるフォーカス調整軌道上において移動せしめる。
【００３６】
トラッキングについては、フォーカシングトラッキングアクチュエータ２７が、サーボループスイッチ６を介して供給されるトラッキング駆動信号Ｔに応じた分だけ、対物レンズ２４の光軸を光ディスク４０のディスク半径方向に振る。
【００３７】
図３は、光検出器３１の受光面を示す図である。読取ビーム光を光ディスク４０の記録トラック上に照射して得られる反射光は、対物レンズ２６、液晶パネル２５およびλ／４板２４を透過し、ビームスプリッター２３で方向を変えて、集光レンズ２８およびシリンドリカルレンズ２９を介して光検出器３１の受光面に照射される。光検出器３１は、トラック方向に対して図の如く配列された４つの独立した受光素子Ａ〜Ｄを備えている。受光素子Ａ〜Ｄは、光ディスク４０からの反射光を受光して電気信号に変換したものを光電変換信号ＲＡ〜ＲＤとしてそれぞれ出力する。
【００３８】
フォーカスエラー生成回路１は、光検出器３１の受光素子Ａ〜Ｄのうちで、互いに対角に配置されている受光素子同士の出力和をそれぞれ求め、両者の差分値をフォーカスエラー信号ＦＥとして減算器７に供給する。すなわち、フォーカスエラー生成回路１は、
ＦＥ＝（ＲＡ＋ＲＣ）−（ＲＢ＋ＲＤ）
なるフォーカスエラー信号ＦＥを減算器７に供給するのである。減算器７は、かかるフォーカスエラー信号ＦＥから、制御回路５０から供給されたフォーカス調整軌道上位置信号ＦＰを減算して得るフォーカスエラー信号ＦＥ’をサーボループスイッチ５に供給する。サーボループスイッチ５は、制御回路５０から供給されたフォーカスサーボスイッチ信号ＦSに応じて、オン状態またはオフ状態となる。たとえば、サーボループスイッチ５は、フォーカスサーボ・オフを示す論理レベル”０”のフォーカスサーボスイッチ信号ＦSが供給される場合にはオフ状態となる。一方、フォーカスサーボ・オンを示す論理レベル”１”のフォーカスサーボスイッチ信号ＦSが供給される場合にはオン状態となり、上記フォーカスエラー信号ＦＥ’に応じたフォーカス駆動信号Ｆをフォーカシングトラッキングアクチュエータ２７に供給開始する。すなわち、ピックアップ２０、フォーカスエラー生成回路１、減算器７、およびサーボループスイッチ５なる系により、いわゆるフォーカスサーボループを形成しているのである。かかるフォーカスサーボループにより、対物レンズ２６は、フォーカス調整軌道上位置信号ＦＰに応じたフォーカス調整軌道上の位置に保持される。
【００３９】
トラッキングエラー生成回路２は、光検出器３１の受光素子Ａ〜Ｄのうちで、トラック方向に隣接配置されている受光素子同士の出力和をそれぞれ求め、両者の差分値をトラッキングエラー信号としてサーボループスイッチ６に供給する。すなわち、（ＲＡ＋ＲＤ）と（ＲＢ＋ＲＣ）との差をトラッキングエラー信号として求めるのである。サーボループスイッチ６は、制御回路５０から供給されたトラッキングサーボスイッチ信号ＴSに応じてオン状態またはオフ状態となる。たとえば、サーボループスイッチ６は、トラッキングサーボ・オンを示す論理レベル”１”のトラッキングサーボスイッチ信号ＴSが供給される場合にはオン状態となり、トラッキングエラー信号に応じたトラッキング駆動信号Ｔをトラッキングアクチュエータ２７に供給開始する。一方、トラッキングサーボ・オフを示す論理レベル”０”のトラッキングサーボスイッチ信号ＴSが供給される場合にはオフ状態となる。この際、フォーカシングトラッキングアクチュエータ２７にはトラッキング駆動信号Ｔの供給がなされない。
【００４０】
ＲＦ信号生成回路３は、光電変換信号ＲＡ〜ＲＤを互いに加算して得る加算結果を、光ディスク４０に記録されている情報データに対応する情報読取信号として求め、これを情報データ復調用のＲＦ復調回路１０および制御回路５０にそれぞれ供給する。ＲＦ復調回路１０は、かかる情報読取信号に対して所定の復調処理を施すことにより、情報データを再生し、これを再生情報データであるＲＦデータとして出力する。
【００４１】
図４は、図１に示す光ピックアップ装置に球面収差が残っている場合に、球面収差を補正していくときの情報読取信号のＲＦレベルの変化を示す。図において横軸に装置のもつ球面収差量のＰ−Ｖ値、縦軸に情報読取信号のＲＦレベルをとると、球面収差が０の場合にＲＦレベルは最大となる。ただし、その球面収差量が球面収差が０の位置に対して光学特性の評価基準値以下である領域では、ＲＦレベルの変化量が極めて少なくなる。この評価基準値としてよく知られているのは、光源波長をλとして波面収差の最大値がλ／４以下であるレイリー（Rayleigh）リミット、あるいは波面収差の標準偏差がλ／１４以下であるＳＤ（Strehl Definition：シュトレールディフィニション）であり、これらの場合の集光ビームは、ほぼ理想ビームと判断することができる。なお「Ｐ−Ｖ値」は、符号プラスの場合の最大値、あるいは符号マイナスの場合の最小値、すなわち、絶対値の最大値を意味する。
【００４２】
本実施形態では、前述のＲＦレベル最大時の収差補正量を検出するために、レベルの変化の大きい領域における球面収差補正量でＲＦレベルを検出するサンプリング点をたとえば４点（ＳＡ１〜ＳＡ４）設定し、演算回路にて近似曲線Ｌ１を演算し、近似曲線Ｌ１上の頂点位置相当の収差補正量を最適収差補正量ＳＡＢＥＳＴとして決定する。こうすることによって、実際のＲＦ信号ではピークやボトムがはっきりしない場合でも、仮想的なピークやボトムを一意に特定することができ、最適収差補正量ＳＡＢＥＳＴを一意に決定することができる。
【００４３】
この場合、サンプリング点は４点に限らず、少なくとも４点以上あれば近似曲線Ｌ１を演算することは可能であり、サンプリング点数が少ないほど演算方法が簡単になり、演算回路の構成が簡素化できるとともに、補正量導出までの時間を短くすることができる効果がある。またサンプリング点を増やしていくほど近似曲線Ｌ１の精度が上がり、より正確な収差補正量を検出することが可能となる。
【００４４】
また近似曲線Ｌ１を多項式近似とすると、演算式が比較的簡単になり、演算回路規模あるいは演算ソフトウエアが比較的小さいボリュームで実現可能となる。あるいは、より誤差の少ないスプライン補間等、各種補間法を想定することもできる。また前述の近似曲線Ｌ１を計算し、収差補正量を導出する演算回路はマイコンにその機能をプログラミングする方法、あるいはＤＳＰ（デジタルシグナルプロセッサ）に専用演算機能を組み込む方法、あるいはアナログ回路にて実現する方法等がある。
【００４５】
またサンプリング点の決定方法としては、あらかじめ想定している補正量をメモリしておく方法、あるいはあらかじめサンプリングすべきＲＦレベルをメモリしておき、補正量を変化させていってメモリしていたＲＦレベルになった補正量をサンプリングしていく方法等がある。
【００４６】
なお前述の説明はＲＦレベルを基準にした場合の例であり、光ピックアップ装置として品質を確保しなければならない信号のレベルを直接リファレンス信号の評価値とするため、より正確な収差補正を実現することができるが、これがトラッキングエラーレベルであってもかまわない。この場合、信号振幅が大きく感度の高いトラッキングエラー信号をリファレンス信号とするため、ノイズや外乱等の影響を受け難くすることができる。さらに、情報信号をリファレンス信号とし、情報信号品質と相関性の高いジッターやＢＥＲ（ビットエラーレート）をリファレンス信号の評価値としてもかまわない。この場合も正確な球面収差補正を実現することができる。
【００４７】
図５は、本実施形態で、球面収差補正量決定までの具体的な手順の例を示す。制御手段である制御回路５０は、光学式情報再生装置における各種記録再生動作を実現すべく、図示を省略しているメインルーチンに従った制御を行う。この際、かかるメインルーチンの実行中に、光ディスク４０がこの光学式情報再生装置に装着されると、制御回路５０は、図５に示されるが如き手順からなる球面収差補正サブルーチンの実行に移る。なお、制御回路５０は、前述の４点のサンプリング位置での球面収差量に対応する球面収差補正信号ＳＡ（１）〜ＳＡ（４）を内蔵レジスタに格納しておく。
【００４８】
まずステップＳ１で、制御回路５０は、フォーカスサーボをオン状態にすべく、論理レベル”１”のフォーカスサーボスイッチ信号ＦＳをサーボループスイッチ５に供給する。次のステップＳ２で、制御回路５０は、トラッキングサーボをオフ状態にすべく、論理レベル”０”のトラッキングサーボスイッチ信号ＴＳをサーボループスイッチ６に供給する。また、変数Ｎに１を格納して初期化する。
【００４９】
ステップＳ３で、制御回路５０は、内蔵レジスタに記憶されている球面収差補正信号ＳＡ（Ｎ）を読出して、液晶ドライバ４に供給する。かかるステップＳ３の実行により、液晶ドライバ４は、球面収差補正信号ＳＡ（Ｎ）の値に応じた電位を有する液晶駆動電位ＣＶを発生し、これを液晶パネル２５に印加する。したがって、この際、液晶パネル２５にレーザビーム光が照射されると、図２に示されるが如き円環状の透明電極Ｅ２に覆われた領域を透過する光と、他の領域を透過する光とに、球面収差補正信号ＳＡ（Ｎ）に応じて位相差が生じる。これにより、球面収差の仮補正が為されることになる。
【００５０】
次のステップＳ４で、制御回路５０は、スピンドルモータ３０から供給される回転信号ＲＴに基づき、光ディスク４０が１回転したか否かを判定する。この判定は、光ディスク４０が１回転するまで繰り返し行う。ステップＳ４において、光ディスク４０が１回転したと判定されると、ステップＳ５で、制御回路５０は、ＲＦ信号をＲＦ（Ｎ）として取り込む。次に、ステップＳ６で、制御回路５０は、Ｎの値が”４”になっているか否かを判定する。このステップにてＮが４でないと判定されるとき、ステップＳ７に進み、制御回路５０はＮ＝Ｎ＋１として、ステップＳ３に戻り、内蔵レジスタに記憶されている球面収差補正信号ＳＡ（Ｎ）を読出す。以下、ステップＳ３〜Ｓ７までの動作を繰り返して実行する。この間、一連の動作が実施されるたびに、液晶パネル２５による球面収差補正がその補正量をたとえばＳＡ（１）からＳＡ（４）まで4回更新しつつ行われる。この補正量としての球面収差補正信号ＳＡ（１）、ＳＡ（２）、ＳＡ（３）、ＳＡ（４）の値は、ＲＦレベルの変化が大きい領域での値が望ましい。たとえば最大補正量近傍値２点と最小補正量近傍値２点とる場合を想定すると、最大補正量を１６段階に分けた場合、ＳＡ（１）は１段階分、ＳＡ（２）は２段階分、ＳＡ（３）は１５段階分、ＳＡ（４）は１６段階分の補正量に相当させる。
【００５１】
次にステップＳ６で、制御回路５０はＮの値が”４”になっていると判定すると、ステップＳ８に進む。ステップＳ８で、制御回路５０は、ＳＡ（１）〜ＳＡ（４）までの球面収差補正信号に対応する4種類の球面収差補正量と、各球面収差補正量で補正を行った際に各段階毎に取り込まれたＲＦ信号ＲＦ（１）〜ＲＦ（４）のデータをサンプリングデータとして、近似曲線を演算し、その近似曲線における最大ＲＦ信号レベルＲＦＭＡＸとなる最適球面補正量ＳＡＢＥＳＴを求める。次のステップＳ９で、制御回路５０は、この最適球面収差補正量ＳＡＢＥＳＴを表す信号を最終的な球面収差補正信号として液晶ドライバ４に供給する。
【００５２】
すなわち、ステップＳ９の実行により、最適球面収差補正量ＳＡＢＥＳＴを最終的な球面収差補正量とし、この補正量に応じた分だけ図２に示される透明電極Ｅ２に覆われた領域に対して位相差をもたせるべく液晶パネル２５を駆動する。かかる駆動により、最終的な球面収差補正をなすのである。ステップＳ９の終了後、制御回路５０は、この球面収差補正サブルーチンを抜けてメインルーチンの実行に戻る。以上のルーチンにより、最適な球面収差補正量を短い探索時間にて正確に検出し、補正を行うことが可能となる。
【００５３】
なお、図５に示される動作では、球面収差補正信号ＳＡを４回読出して調整するようにしているが、その調整回数は４回に限定されるものではない。また、本実施形態においては、ＲＦ信号の振幅レベルを用いて各種処理を実施しているが、このＲＦ信号の振幅レベルに代わり、トラッキングエラー信号振幅あるいはトラッキングサーボのサーボゲインを用いるようにしてもよい。
【００５４】
また、図２においては、液晶パネル２５の液晶層ＣＬ上に円環状の透明電極Ｅ２を１つだけ形成するようにしているが、同心円状に複数の円環状透明電極を形成するようにしてもよい。つまり、ビームスポットの外周側領域と内周側領域とでは球面収差の度合いが異なるので、その度合いに対応した位相差を各領域毎にもたせて、より細かく球面収差の補正を行えるようにするのである。この際、これら複数の円環状透明電極各々に印加すべき電位は、球面収差のパターンに応じて重み付けしておく。
【００５５】
以下、本発明の実施の第２形態を図面を参照しつつ詳細に説明する。
図６は、本発明の実施の第２形態としての光ピックアップ装置の構成を示す。図６において、ピックアップ２０は、スピンドルモータ３０によって回転駆動される光学式記録媒体としての光ディスク４０に読取ビーム光を照射し、その反射光を受光する。この際、スピンドルモータ３０は、光ディスク４０を１回転させる度に回転信号ＲＴを発生し、これを制御回路５０に供給する。ピックアップ２０は、光ディスク４０に読取ビーム光を照射した際の反射光を受光し、これを電気信号に変換したものを、フォーカスエラー生成回路１、トラッキングエラー生成回路２、およびＲＦ信号生成回路３にそれぞれ供給する。
【００５６】
ピックアップ２０は、レーザ発生素子２１、コリメートレンズ２２、ビームスプリッタ２３、λ／４板２４、ビームエキスパンダ３５、ビームエキスパンダ用アクチュエータ３４、対物レンズ２６、フォーカシングトラッキングアクチュエータ２７、集光レンズ２８、シリンドリカルレンズ２９および光検出器３１から構成されている。レーザ発生素子２１は、所定の光パワーを有するレーザビーム光を発生する。かかるレーザビーム光は、光ディスク４０の透過基板の厚さ誤差に伴う球面収差を補正すべく設けられるビームエキスパンダ３５に入射する。
【００５７】
ビームエキスパンダ３５は、たとえば凹レンズ３３と凸レンズ３２との対で構成されるビーム拡大型のリレーレンズである。通常は入射平行光に対してビーム径を拡大させた平行光を出射させるように構成されている。凹レンズ３３と凸レンズ３２とのレンズ間隔を変化させることによって、対物レンズ２６に入射する光を発散光あるいは集束光に変換させ、対物レンズ２６により球面収差を発生させることができる。かかる動作により、ビームエキスパンダ３５は、光ディスク４０の透過基板厚のバラツキによる球面収差の補正を行う補正手段として機能させることができる。この場合、ビームエキスパンダ３５と対物レンズ２６とは、相対的な位置ずれによる球面収差発生性能への影響が小さいため、光ピックアップ装置への組込み調整を比較的容易に行うことができる。
【００５８】
対物レンズ２６は、ビームエキスパンダ３５から供給されるレーザビーム光を、読取ビーム光として光ディスク４０の記録面に形成されている記録トラック上に集光する。フォーカシングについては、フォーカシングトラッキングアクチュエータ２７が、対物レンズ２６をサーボループスイッチ５を介して供給されるフォーカス駆動信号Ｆに応じた分だけ、光ディスク４０の記録面に対する垂直方向、いわゆるフォーカス調整軌道上において移動せしめる。トラッキングについては、フォーカシングトラッキングアクチュエータ２７が、サーボループスイッチ６を介して供給されるトラッキング駆動信号Ｔに応じた分だけ対物レンズ２４の光軸を光ディスク４０のディスク半径方向に振る。
【００５９】
ここで、読取ビーム光を光ディスク４０の記録トラック上に照射する際に得られる反射光は、対物レンズ２６、ビームエキスパンダ３５およびλ／４板２４を透過し、ビームスプリッタ２３で方向を変えて、集光レンズ２８、シリンドリカルレンズ２９を介して光検出器３１の受光面に照射する。光検出器３１は、図３に示すような受光面を有している。
【００６０】
図３に示されるように、光検出器３１は、トラック方向に対して図の如く配列された４つの独立した受光素子Ａ〜Ｄを備えている。各受光素子Ａ〜Ｄは、光ディスク４０からの反射光を受光して電気信号に変換したものを光電変換信号ＲＡ〜ＲＤとしてそれぞれ出力する。フォーカスエラー生成回路１は、光検出器３１における受光素子Ａ〜Ｄのうちで互いに対角に配置されている受光素子同士の出力和をそれぞれ求め、両者の差分値をフォーカスエラー信号ＦＥとして減算器７に供給する。すなわち、フォーカスエラー生成回路１は、
ＦＥ＝（ＲＡ＋ＲＣ）−（ＲＢ＋ＲＤ）
なるフォーカスエラー信号ＦＥを減算器７に供給するのである。減算器７は、かかるフォーカスエラー信号ＦＥから、制御回路５０から供給されたフォーカス調整軌道上位置信号ＦＰを減算して得るフォーカスエラー信号ＦＥ’をサーボループスイッチ５に供給する。サーボループスイッチ５は、制御回路５０から供給されたフォーカスサーボスイッチ信号ＦＳに応じてオン状態またはオフ状態となる。たとえば、サーボループスイッチ５は、フォーカスサーボ・オフを示す論理レベル”０”のフォーカスサーボスイッチ信号ＦＳが供給される場合にはオフ状態となる。一方、フォーカスサーボ・オンを示す論理レベル”１”のフォーカスサーボスイッチ信号ＦＳが供給される場合にはオン状態となり、フォーカスエラー信号ＦＥ’に応じたフォーカス駆動信号Ｆをフォーカシングトラッキングアクチュエータ２７に供給開始する。すなわち、ピックアップ２０、フォーカスエラー生成回路１、減算器７、およびサーボループスイッチ５を含む系により、いわゆるフォーカスサーボループを形成しているのである。かかるフォーカスサーボループにより、対物レンズ２６は、フォーカス調整軌道上位置信号ＦＰに応じたフォーカス調整軌道上の位置に保持される。
【００６１】
トラッキングエラー生成回路２は、光検出器３１の受光素子Ａ〜Ｄのうちでトラック方向に隣接配置されている受光素子同士の出力和を求め、両者の差分値をトラッキングエラー信号としてサーボループスイッチ６に供給する。すなわち、（ＲＡ＋ＲＤ）と（ＲＢ＋ＲＣ）との差をトラッキングエラー信号として求めるのである。サーボループスイッチ６は、制御回路５０から供給されたトラッキングサーボスイッチ信号ＴＳに応じてオン状態またはオフ状態となる。たとえば、サーボループスイッチ６は、トラッキングサーボ・オンを示す論理レベル”１”のトラッキングサーボスイッチ信号ＴＳが供給された場合にはオン状態となり、上記トラッキングエラー信号に応じたトラッキング駆動信号Ｔをフォーカシングトラッキングアクチュエータ２７に供給開始する。一方、トラッキングサーボ・オフを示す論理レベル”０”のトラッキングサーボスイッチ信号ＴＳが供給された場合にはオフ状態となる。この際、フォーカシングトラッキングアクチュエータ２７にはトラッキング駆動信号Ｔの供給が為されない。
【００６２】
ＲＦ信号生成回路３は、光電変換信号ＲＡ〜ＲＤを互いに加算して得る加算結果を、光ディスク４０に記録されている情報データに対応した情報読取信号として求め、これをＲＦ復調回路１０および制御回路５０にそれぞれ供給する。ＲＦ復調回路１０は、かかる情報読取信号に対して所定の復調処理を施すことによって情報データを再生し、これを再生情報を示すＲＦデータとして出力する。
【００６３】
図７は、図６に示す光ピックアップ装置に球面収差が残っている場合に、ビームエキスパンダ３５のレンズ間隔を変化させて球面収差を補正していくときの情報読取信号のＲＦレベルの変化を示す。図において、横軸には装置のもつ球面収差量をＰ−Ｖ値で示し、縦軸には情報信号のＲＦレベルをとる。球面収差が０の場合、ＲＦレベルは最大となるが、その収差量が光学特性の評価基準値以下である領域では、ＲＦレベルの変化量が極めて少なくなる。この評価基準値としてよく知られているのはレイリーリミット（波面収差の最大値がλ／４以下（λは光源波長））あるいはＳＤ（シュトレールディフィニション）（波面収差の標準偏差がλ／１４以下）であり、この場合集光ビームは、ほぼ理想ビームと判断することができる。
【００６４】
本実施形態は、ＲＦレベル最大時のレンズ間隔を検出するために、レベルの変化の大きい領域における球面収差補正量でＲＦレベルを検出するサンプリング点をたとえば４点（ＳＰ１〜ＳＰ４）設定し、演算回路にて近似曲線Ｌ２を演算し、近似曲線Ｌ２上の頂点位置を与える最適レンズ間隔ＳＰＢＥＳＴを最適収差補正時のレンズ間隔として決定する。この場合サンプリング点は４点に限らず、少なくとも４点以上あれば、近似曲線Ｌ２を演算することは可能であり、サンプリング点数が少ないほど演算方法が簡単になり、演算回路の構成が簡素化できるとともに補正量導出までの時間を短くすることができる効果がある。またサンプリング点を増やしていくほど近似曲線Ｌ２の精度が上がり、より正確なレンズ間隔を検出することが可能となる。
【００６５】
また近似曲線Ｌ２には、多項式近似あるいはスプライン補間等、各種補完法を想定することができる。また近似曲線Ｌ２を計算し、レンズ間隔を導出する演算回路は、マイコンにその機能をプログラミングする方法、あるいはＤＳＰ（デジタルシグナルプロセッサ）に専用演算機能を組み込む方法、あるいはアナログ回路にて実現する方法等がある。
【００６６】
またサンプリング点の決定方法としては、あらかじめ想定しているレンズ間隔をメモリしておく方法、あるいはあらかじめサンプリングすべきＲＦレベルをメモリしておき、レンズ間隔を変化させていって、メモリしていたＲＦレベルになったレンズ間隔をサンプリングしていく方法等がある。
【００６７】
なお前述のようなＲＦレベルを評価の基準にした場合の例の他に、トラッキングエラーレベル、ジッターあるいはＢＥＲ（ビットエラーレート）を評価の基準としても構わない。
【００６８】
図８は、本実施形態で、球面収差補正のためのレンズ間隔決定までの具体的な手順の例を示す。制御手段である制御回路５０は、光学式情報再生装置における各種記録再生動作を実現すべく、図示を省略しているメインルーチンに従った制御を行う。この際、かかるメインルーチンの実行中に、光ディスク４０がこの光学式情報再生装置に装着されると、制御回路５０は、図８に示されるが如き手順からなる球面収差補正サブルーチンの実行に移る。なお、制御回路５０は、前述の４点のサンプリング位置でのレンズ間隔ＳＰ１〜ＳＰ４に対応するレンズ間隔信号ＳＰ（１）〜ＳＰ（４）を内蔵レジスタに格納しておく。
【００６９】
まずステップＳ１１で、制御回路５０は、フォーカスサーボをオン状態にすべく、論理レベル”１”のフォーカスサーボスイッチ信号ＦSをサーボループスイッチ５に供給する。次のステップＳ１２で、制御回路５０は、トラッキングサーボをオフ状態にすべく、論理レベル”０”のトラッキングサーボスイッチ信号ＴSをサーボループスイッチ６に供給する。また、変数Nに１を格納して初期化する。
【００７０】
ステップＳ１３で、制御回路５０は、内蔵レジスタに記憶されているレンズ間隔信号ＳＰ（Ｎ）を読出して、ビームエキスパンダ駆動アクチュエータ３４に供給する。かかるステップＳ３の実行により、ビームエキスパンダ駆動アクチュエータ３４は、ビームエキスパンダ３５を、レンズ間隔がレンズ間隔信号ＳＰ（Ｎ）の値に応じた間隔になるように駆動する。これにより対物レンズ２６に非平行光が入射し、レンズ間隔信号ＳＰ（Ｎ）に応じた球面収差が生じるので、球面収差の仮補正がなされることになる。
【００７１】
次にステップＳ１４で、制御回路５０は、スピンドルモータ３０から供給される回転信号ＲＴに基づき、光ディスク４０が１回転したか否かの判定を、この光ディスク４０が１回転するまで繰り返し行う。次のステップＳ１５で、制御回路５０は、ＲＦ信号のレベルをＲＦ（Ｎ）として取り込む。次のステップＳ１６で、御回路５０はＮの値が”４”になっているか否かを判定する。このステップにてＮが４でないと判定されるとき、ステップＳ１６に進み、制御回路５０はＮ＝Ｎ＋１として、ステップＳ１３に戻り、内蔵レジスタに記憶されているレンズ間隔信号ＳＰ（Ｎ）を読出して球面収差の仮補正を行う。以下、ステップＳ１３〜Ｓ１７までの動作を繰り返し実行する。この間、一連の動作が実施される度にビームエキスパンダ３５による球面収差補正が、そのレンズ間隔をたとえばレンズ間隔信号ＳＰ（１）からＳＰ（４）までに対応させて、４回更新しつつ行われる。このとき補正量としてのレンズ間隔信号ＳＰ（１）、ＳＰ（２）、ＳＰ（３）、ＳＰ（４）の値は、そのときのＲＦレベルの変化が大きい領域の値が望ましい。たとえば最大レンズ間隔近傍値２点と最小レンズ間隔近傍値２点であり、最大レンズ間隔に対応する信号の大きさを１６段階に分けた場合、ＳＰ（１）は１段階分、ＳＰ（２）は２段階分、ＳＰ（３）は１５段階分、ＳＰ（４）は１６段階分のレンズ間隔に相当させる。
【００７２】
ステップＳ１６でＮの値が”４”になっていると判定されるとき、制御回路５０は、ステップＳ１８に進み、レンズ間隔信号ＳＰ（１）〜ＳＰ（４）に対応する4種類のレンズ間隔ＳＰ１〜ＳＰ４と、各レンズ間隔で取り込まれたＲＦ信号のレベルＲＦ１〜ＲＦ４のデータをサンプリングデータとして、近似曲線Ｌ２を演算し、その近似曲線Ｌ２における最大ＲＦ信号レベルＲＦＭＡＸに対応する最適レンズ間隔ＳＰＢＥＳＴを求める。ステップＳ１９で、制御回路５０は、この最適レンズ間隔ＳＰＢＥＳＴを表す信号を最終的な球面収差補正を行うレンズ間隔信号として、ビームエキスパンダ駆動アクチュエータ３４に供給する。すなわち、ステップＳ１９の実行により、最適レンズ間隔ＳＰＢＥＳＴに対応するレンズ間隔を最終的なレンズ間隔とし、このレンズ間隔に応じた分だけ対物レンズ２６に球面収差を持たせ、光ディスクの透過基板の厚さ誤差により発生する球面収差と相殺させ、最終的な球面収差補正をなすのである。ステップＳ１９の終了後、制御回路５０は、この球面収差補正サブルーチンを抜けてメインルーチンの実行に戻る。
【００７３】
以上のルーチンにより、最適な球面収差補正量を短い探索時間にて正確に検出し、補正を行うことが可能となる。なお、図８に示される動作では、レンズ間隔信号ＳＰ（Ｎ）を４回調整するようにしているが、その調整回数は４回に限定されるものではない。また、本実施形態においては、ＲＦ信号の振幅レベルを用いて各種処理を実施しているが、このＲＦ信号の振幅レベルに代わりトラッキングエラー信号振幅あるいはトラッキングサーボのサーボゲインを用いるようにしてもよい。
【００７４】
また、図６においては、ビームエキスパンダ３５の駆動レンズを凹レンズ３３とし、小さい側のレンズを可動させる構造により、ビームエキスパンダ駆動アクチュエータ３４の推力やサイズを比較的小さく構成することができる効果を得ている。可動させるレンズは、凸レンズ３２側、あるいは両方でもかまわない。またビームエキスパンダ３５は、凹レンズ３３、凸レンズ３２の順による拡大光学系としているが、凸レンズ３２、凹レンズ３３の順による縮小光学系でも構わない。
【００７５】
また、光ピックアップ装置の波面収差（標準偏差）の許容値はλ／１４であるが、波面収差を発生させる要因としては透過基板の厚さ誤差により発生する球面収差以外にもピックアップ２０自体の光学部品がもつ波面収差、ディスクチルトによって発生する収差、光ディスク４０の読取りにフォーカスサーボをかけたときに残留するフォーカスオフセットで発生するデフォーカス時の収差、それぞれの発生収差分を加味すると、本実施例における球面収差の許容量は３５ｍλ程度とするのが望ましい。
【００７６】
以下、その具体的実施例について説明する。対物レンズのＮＡ（Numerical Aperture:開口数）を０．８５、理想ディスクの透過基板厚さを０．１ｍｍ、ビームエキスパンダ３５のビーム拡大率１．５倍とした場合で、基板厚さずれ、フォーカスオフセットがあった場合の発生する波面収差の計算結果を図９に示す。すなわち、横軸には基板厚さずれ（μｍ）、縦軸にはＦ（フォーカス）オフセット（μｍ）をそれぞれ取るときの波面収差を波長λを基準とするｒｍｓ値で示す。図より、フォーカスオフセットを０とした場合の波面収差３５ｍλ以下を許容できる厚さずれ量は、−３．５〜３μｍ程度となることが判る。
【００７７】
図１０は、以下に示す６種類の記録条件で記録したＲＦランダムデータを再生したときのＲＦ最大信号振幅の変化を測定した結果で、横軸は再生時にビームエキスパンダ３５で発生させた波面収差量を基板厚さずれ相当に換算しなおしたものを示す。サンプル間隔は、約１．５μｍの基板厚さずれに相当する。（たとえばＣＧ厚誤差１μｍ位置は、基板厚さが設計より１μｍ厚くなったときに発生するのと同等の波面収差をビームエキスパンダ３５で発生させた状態で再生したときを表す。）
【００７８】
記録条件
▲１▼収差なし・Ｆオフセットなし(B0F0）での最適記録パワー
▲２▼収差なし・Ｆオフセットなし（B0F0）での記録パワー＋２０％ずれ
▲３▼収差なし・Ｆオフセットなし（B0F0）での記録パワー−２０％ずれ
▲４▼７μｍの透過基板の厚さ誤差相当の収差・Ｆオフセット−０．１μｍ（B7F1）での最適記録パワー
▲５▼７μｍの透過基板の厚さ誤差相当の収差・Ｆオフセット−０．１μｍ（B7F1）での記録パワー＋２０％ずれ
▲６▼７μｍの透過基板の厚さ誤差相当の収差・Ｆオフセット−０．１μｍ（B7F1）での記録パワー−２０％ずれ
【００７９】
このとき、前記のとおり許容できる厚さずれ量−３．５〜３μｍとし光ディスク４０の個体差による厚みのばらつきを±２μｍとした場合、光ピックアップ装置として許容できる球面収差は−１〜１．５μｍ相当の厚さずれ量に相当する。さらにビームエキスパンダ３５の制御位置誤差として±０．５μｍ厚さずれ相当のマージンをとると、ビームエキスパンダ３５の調整誤差の許容量は−１〜０．５μｍとなる。
【００８０】
このとき図に示すように上記６種類の記録条件のデータに対して、ピーク振幅を表すサンプル点の両側でピーク振幅より最初に３％以上振幅が落ちるサンプル点の中点を○プロット、ピーク振幅を表すサンプル点の両側でピーク振幅より最初に５％以上振幅が落ちるサンプル点の中点を△プロット、ピーク振幅を表すサンプル点の両側でピーク振幅より最初に１０％以上振幅が落ちるサンプル点の中点を□プロットした場合、○プロットではビームエキスパンダ３５の調整誤差の許容量−１〜０．５μｍからはずれる場合もあるがそれ以外の△プロットと□プロットでは許容範囲に入っていることが判る。つまりサンプリングすべきＲＦレベルはピーク振幅の５%落ち以上とすることが望ましく、この場合再生データの記録条件にかかわらず、より正確にビームエキスパンダ３５の調整が可能となる。
【００８１】
次に図１１に上記６種類の記録条件で記録したＲＦランダムデータをフォーカスオフセットが＋０．１４μｍ残留している状態で再生したときのＲＦ最大信号振幅の変化を測定した結果を示す（フォーカスオフセット調整前にビームエキスパンダ間隔を調整することを想定）。同様にピーク振幅を表すサンプル点の両側でピーク振幅より最初に５％以上振幅が落ちるサンプル点の中点を△プロット、ピーク振幅を表すサンプル点の両側でピーク振幅より最初に１０％以上振幅が落ちるサンプル点の中点を□プロットした場合、△プロットではビームエキスパンダ３５の調整誤差の許容量−１〜０．５μmからはずれる場合もあるが、それ以外の□プロットでは許容範囲に入っていることが判る。つまりフォーカスオフセットが残留している状態では、サンプリングすべきＲＦレベルはピーク振幅の１０%落ち以上とすることが望ましく、この場合再生データの記録条件にかかわらず、より正確にビームエキスパンダ３５の調整が可能となる。
【００８２】
以下、本発明の実施の第３形態を図面を参照しつつ詳細に説明する。
図１２は、本実施形態として、図６の実施形態と同様な構成の光ピックアップ装置において、光ピックアップ装置に球面収差が残った状態の場合、同装置のビームエキスパンダ３５のレンズ間隔を変化させて球面収差を補正していくときのＲＦレベルの変化を示す。図１２においても、図７と同様に、横軸に装置のもつ球面収差量、縦軸に情報信号のＲＦレベルをとる。球面収差が０の場合、ＲＦレベルは最大となるが、その収差量が光学特性の評価基準値以下である領域では、ＲＦレベルの変化量が極めて少なくなる。この評価基準値としてよく知られているのは、前述のように、レイリーリミット（波面収差の最大値がλ／４以下（λは光源波長））あるいはＳＤ（シュトレールディフィニション）（波面収差の標準偏差がλ／１４以下）であり、この場合集光ビームは、ほぼ理想ビームと判断することができる。
【００８３】
本実施形態では、ＲＦレベル最大時のレンズ間隔を検出するために、まずレンズ間隔を可動範囲内における設定最小位置近傍のレンズ間隔ＳＰ１まで送る。このときのＲＦレベルをＰとすると、レンズ間隔を徐々に広げていくことにより、再びＲＦレベルがＰとなるレンズ間隔ＳＰ２を検出する。レンズ間隔ＳＰ１とレンズ間隔ＳＰ２とは、前述のレイリーリミットでλ／４の領域の範囲外に採られることになり、レンズ間隔はλ／２以上となる。（ＳＰ１＋ＳＰ２）／２のレンズ間隔を、最適収差補正時の最適レンズ間隔ＳＰＢＥＳＴとして決定する。この方法によれば、２点のサンプリング点の中点が最適レンズ間隔ＳＰＢＥＳＴとなって、演算回路が非常に単純になり、回路規模を小さくすることができる効果がある。
【００８４】
また前述の方法では、レンズ間隔ＳＰ１をあらかじめ決めておいた既定値としている場合の例であるが、ＲＦレベルＰを既定値とし、ＲＦレベルがＰとなるレンズ間隔ＳＰ１とＳＰ２とを検出する方法でもよい。この場合装置の個体差により、ＲＦレベルの検出感度にばらつきがあっても正確にレンズ間隔を検出することができる。
【００８５】
なおＲＦレベルを評価の基準にするばかりではなく、トラッキングエラーレベル、ジッターあるいはＢＥＲ（ビットエラーレート）を評価の基準にするようにしても構わない。
【００８６】
図１３は、本実施形態で、レンズ間隔決定までの具体的な手順の例を示す。制御回路５０は、光ピックアップ装置における各種記録再生動作を実現すべく、図示を省略しているメインルーチンに従った制御を行う。この際、かかるメインルーチンの実行中に、光ディスク４０がこの光ピックアップ装置に装着されると、制御回路５０は、図１３示されるが如き手順からなり、ビームエキスパンダ３５による球面収差補正サブルーチンの実行に移る。
【００８７】
図１３において、先ず、ステップＳ２１で、制御回路５０は、フォーカスサーボをオン状態にすべく、論理レベル”１”のフォーカスサーボスイッチ信号ＦSをサーボループスイッチ５に供給する。次にステップＳ２２で、制御回路５０は、トラッキングサーボをオフ状態にすべく、論理レベル”０”のトラッキングサーボスイッチ信号ＴSをサーボループスイッチ６に供給する。また、Ｎ＝１と初期化する。
【００８８】
ステップＳ２３で、制御回路５０は、ビームエキスパンダ駆動アクチュエータ３４により、ビームエキスパンダ３５のレンズ間隔がレンズ間隔信号ＳＰ（Ｎ）の値に応じた間隔になるように駆動信号を出力する。かかるステップＳ２３の実行により、対物レンズ２６に非平行光が入射し、レンズ間隔信号ＳＰ（Ｎ）に応じた球面収差が生じる。これによって、球面収差の仮補正がなされることになる。次のステップＳ２４で、制御回路５０は、スピンドルモータ３０から供給された回転信号ＲＴに基づき、光ディスク４０が１回転したか否かの判定を、この光ディスク４０が１回転するまで繰り返し行う。次のステップＳ２５で、制御回路５０は、ＲＦ信号のレベルをＲＦ（Ｎ）として取り込む。次のステップＳ２６で、制御回路５０は、ＲＦ（Ｎ）の値が既定値Ｐになっているか否かを判定する。このステップにて、ＲＦ（Ｎ）がＰでないと判定されるとき、ステップＳ２７に進み、制御回路５０はＮ＝Ｎ＋１として、ステップＳ２３に戻る。ステップＳ２３では、内蔵レジスタに記憶されているレンズ間隔信号ＳＰ（Ｎ）を読出してサンプリングを行う。以下、前述した如きステップＳ２３〜Ｓ２７までの動作を繰り返し実行する。
【００８９】
ステップＳ２６でＲＦ（Ｎ）＝Ｐと判定されるとステップＳ２８に進み、制御回路５０はＲＦ（Ｎ）の値がはじめてＰになっているか否かを判定する。ステップＳ２８でＲＦ（Ｎ）の値がはじめてＰになっていると判定されたとき、ステップＳ２９に進み、ＳＰ（Ｎ）のレンズ間隔をＳＰ１として記憶するとともに、さらにステップＳ３０で制御回路５０はＮ＝Ｎ＋１として、内蔵レジスタに記憶されているレンズ間隔信号ＳＰ（Ｎ）を、ステップＳ２３の実行に戻って読出し、前述した如きステップＳ２３〜Ｓ２７までの動作を繰り返し実行する。
【００９０】
ステップＳ２８でＲＦ（Ｎ）の値が２回目にＰになっていると判定されるとき、制御回路５０は、ステップＳ３１に進み、ＳＰ（Ｎ）のレンズ間隔をＳＰ２として記憶する。次のステップＳ３２では、最適レンズ間隔ＳＰＢＥＳＴ＝（ＳＰ１＋ＳＰ２）／２を求める。そして、ステップＳ３３で、制御回路５０は、この最適レンズ間隔信号ＳＰＢＥＳＴを最終的な球面収差補正を行うレンズ間隔信号として、ビームエキスパンダ駆動アクチュエータ３４に供給する。すなわち、ステップＳ３３の実行により、最適レンズ間隔信号ＳＰＢＥＳＴに対応するレンズ間隔を最終的なレンズ間隔とし、このレンズ間隔に応じた分だけ対物レンズ２６に球面収差をもたせ、光ディスクの透過基板の厚さの誤差により発生する球面収差と相殺させ、最終的な球面収差補正をなすのである。ステップＳ３３の終了後、制御回路５０は、この球面収差補正サブルーチンを抜けてメインルーチンの実行に戻る。以上のルーチンにより、最適な球面収差補正量を短い探索時間にて正確に検出し補正を行うことが可能となる。
【００９１】
なお、図１３に示される動作では、レンズ間隔信号ＳＰを最小間隔から最大間隔の間で調整するようにしているが、その調整回数はたとえば１６回というようにビームエキスパンダのレンズ間隔設定できる分解能内にて、最小間隔から最大間隔までを等分割しその回数以内にて探索するようにし、集光スポットのもつ球面収差量がＰ−Ｖ値で波長λの１／４以上、あるいは標準偏差が波長λの１／１４以上となる範囲で、かつＰ−Ｖ値で波長λの１／２以上互いに離れる２つの領域から、ＳＰ１およびＳＰ２を求めてもよい。この場合、探索回数が限られるため、その回数以内に球面収差補正サブルーチンを抜けられ、球面収差補正に要する時間を短縮することができる。
【００９２】
また、本実施形態においては、ＲＦ信号の振幅レベルを用いて各種処理を実施しているが、このＲＦ信号の振幅レベルに代わりトラッキングエラー信号振幅あるいはトラッキングサーボのサーボゲインを用いるようにしてもよい。
【００９３】
さらに、前述の各実施形態では、図４、図７および図１２に示すように、ＲＦ信号の振幅レベルのようにピークが生じる評価値で、そのピーク位置を最適な補正量に対応させているけれども、ボトムが生じる評価値を用いて、そのボトム位置を最適な補正量に対応させることもできる。
【００９４】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、補正手段から発生させる球面収差の量がＰ−Ｖ値で波長λの１／４以上の範囲、あるいは標準偏差が波長λの１／１４以上となる範囲であるため、これらの球面収差量に対応して得られるリファレンス信号として、レファレンス信号の評価値の変化が球面収差量の変化に対して感度の高い部分を利用することができる。
【００９５】
したがって、各球面収差量に対応して得られるリファレンス信号の評価値を用いる数値演算によって計算される最適収差補正量は、ノイズ、外乱等の影響を受けることなく、単一の値の特定が可能となり、短時間でより正確な最適収差補正量での球面収差補正を行うことができる。
【００９６】
また本発明によれば、実際のレファレンス信号の評価値ではピークあるいはボトムがはっきりしない場合でも、仮想的なピークあるいはボトムを一意に特定することができるため、最適収差補正量を一意に決定することができる。
【００９７】
また本発明によれば、近似曲線が多項式近似曲線であるため、演算式は比較的簡単となり、演算回路規模あるいは演算用ソフトウエアを比較的小さいボリュームで実現することができる。
【００９８】
また本発明によれば、球面収差補正手段は２つの異なる量の球面収差を発生させるとともに、各球面収差量は対応して得られるリファレンス信号の評価値がほぼ等しくなり、数値演算は２つの異なる量の球面収差の平均値演算であり、最適収差補正量は２つの異なる量の球面収差の平均値とすることによって、正確な最適収差補正量を検出することが可能となる。
【００９９】
また本発明によれば、補正手段は第１の量の球面収差を発生させ、そのときに得られるリファレンス信号の評価値とほぼ等しくなる評価値が得られる第２の球面収差量を発生させ、数値演算として２つの球面収差量の平均値演算を行い、平均値として正確な最適収差補正量を検出することが可能となる。
【０１００】
また本発明よれば、所望の球面収差量を機械的な動きなしに即座に発生できるため、差量を正確に管理することができる。
【０１０１】
また本発明によれば、補正手段であるビームエキスパンダは、ビーム光を光学記録媒体の記録面に照射するために用いるレンズとの相対位置ずれの影響が小さいため、光ピックアップ装置への組込み調整を比較的容易に行うことができる。
【０１０２】
また本発明によれば、補正手段かによる球面収差の補正は、照射光と反射光とに対して二重に行うことができ、各球面収差量で２倍の球面収差量に相当する補正を行うことができる。
【０１０３】
また本発明によれば、第１および第２の量の球面収差に対するレファレンス信号の評価値を、レファレンス信号のピーク振幅よりも５％以上小さくなるように発生させ、２つの球面収差に対応して得られる２つのレファレンス信号の評価値がほぼ等しくなるようにして、最適収差補正量を平均値演算によって計算し、正確な補正を行うことができる。
【０１０４】
また本発明によれば、第１および第２の量の球面収差に対するレファレンス信号の評価値を、レファレンス信号のピーク振幅よりも１０％以上小さくなるように発生させ、２つの球面収差に対応して得られる２つのレファレンス信号の評価値がほぼ等しくなるようにして、最適収差補正量を精度よく計算して、正確な補正を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の第１形態としての光ピックアップ装置の概略的な構成を示すブロック図である。
【図２】図１の実施形態で、収差補正手段として用いる液晶パネル２５の構造を示す平面図である。
【図３】図１の光検出器３１の受光面の構造を示す図である。
【図４】図１の実施形態で、球面収差量とＲＦレベルとの関係を示すグラフであるである。
【図５】図１の実施形態で、球面収差補正サブルーチンの動作手順を示すフローチャートである。
【図６】本発明の実施の第２形態としての光ピックアップ装置の概略的な構成を示すブロック図である。
【図７】図６の実施形態で、球面収差量とＲＦレベルとの関係を示すグラフである。
【図８】図６の実施形態で、収差補正手段としてのビームエキスパンダ３５を用いる球面収差補正サブルーチンの動作手順を示すフローチャートである。
【図９】基板厚さずれとフォーカスオフセットとがある場合に発生する波面収差の計算結果を示すグラフである。
【図１０】６種類の記録条件で記録したＲＦランダムデータを再生したときに、ＲＦ最大信号振幅の変化を測定した結果を示すグラフである。
【図１１】６種類の記録条件で記録したＲＦランダムデータをフォーカスオフセットが＋０．１４μｍ残留している状態で再生したときに、ＲＦ最大信号振幅の変化を測定した結果を示すグラフである。
【図１２】本発明の実施の第３形態で、球面収差量とＲＦレベルとの関係を示すグラフである。
【図１３】図１２の関係に基づいて、ビームエキスパンダ３５を用いる球面収差補正サブルーチンの動作手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１ フォーカスエラー生成回路
２ トラッキングエラー生成回路
３ ＲＦ信号生成回路
４ 液晶ドライバ
５ フォーカスサーボスイッチ
６ トラッキングサーボスイッチ
７ 減算器
１０ ＲＦ信号復調回路
２０ ピックアップ
２１ レーザ発生素子
２２ コリメートレンズ
２３ ビームスプリッタ
２４ λ／４板
２５ 液晶パネル
２６ 対物レンズ
２７ フォーカシングトラッキングアクチュエータ
２８ 集光レンズ
２９ シリンドリカルレンズ
３０ スピンドルモータ
３１ 光検出器
３２ 凸レンズ
３３ 凹レンズ
３４ ビームエキスパンダ駆動アクチュエータ
３５ ビームエキスパンダ
４０ 光ディスク
５０ 制御回路

Claims (8)

1. 集光されたビーム光を光学記録媒体の記録面に照射し、該記録面からの反射光量によって記録情報の読取りを行う際に、光学系に生じる球面収差を相殺する球面収差を発生させて補正する補正手段を具備する光ピックアップ装置において、
   前記補正手段に光学記録媒体の記録面上での集光スポットのもつ球面収差がＰ−Ｖ値で波長λの１／４以上、あるいは標準偏差が波長λの１／１４以上となる範囲の該２つ以上の異なる量で球面収差を発生させ、各球面収差量で補正する場合の反射光量を受光して得られるレファレンス信号の評価値に基づく数値演算で最適収差補正量を計算する制御手段をさらに備え、
   前記制御手段は、
   前記補正手段に、前記２つ以上の異なる量の球面収差を、Ｐ−Ｖ値で波長λの１／２以上互いに離れる２つの領域で発生させることを特徴とする光ピックアップ装置。
2. 前記制御手段は、前記補正手段に、４つ以上の異なる量で球面収差を発生させ、
   前記数値演算で、前記４つ以上の異なる量で発生させる球面収差と、各球面収差に対する前記評価値とから近似曲線を計算し、該近似曲線のピークあるいはボトム位置を前記最適収差補正量とすることを特徴とする請求項１記載の光ピックアップ装置。
3. 前記近似曲線は、多項式近似曲線であることを特徴とする請求項２記載の光ピックアップ装置。
4. 前記数値演算は、
   前記補正手段に発生させた前記２つ以上の異なる量の球面収差のうち、Ｐ−Ｖ値で波長λの１／２以上離れ、かつ各球面収差に対する前記評価値がほぼ等しい２つの球面収差量についての平均値演算であり、
   前記最適収差補正量として、該平均値演算によって得られる平均値を用いることを特徴とする請求項１記載の光ピックアップ装置。
5. 前記制御手段は、
   前記補正手段に、第１の量の球面収差を発生させ、さらにそのときに得られるレファレンス信号の評価値とほぼ等しい評価値となるレファレンス信号が得られ、該第１の量の球面収差とＰ−Ｖ値で波長λの１／２以上離れる第２の球面収差を発生させ、
   前記数値演算は、第１および第２の量の球面収差についての平均値演算であり、
   前記最適収差補正量として、該平均値演算によって得られる平均値を用いることを特徴とする請求項１記載の光ピックアップ装置。
6. 前記補正手段は、
   複屈折特性を有する液晶が充填された液晶層上に円環状の透明電極が形成されている液晶パネルと、
   前記２以上の異なる量の球面収差に対応する電位を該透明電極に印加する液晶駆動回路とを含むことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の光ピックアップ装置。
7. 前記補正手段は、１組のレンズを含むビームエキスパンダであり、該１組のレンズのレンズ間隔を変えることによって、前記球面収差を発生可能であることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の光ピックアップ装置。
8. 前記補正手段は、前記光学記録媒体の記録面に照射されるビーム光と、該記録面からの反射光とが透過する光路に配置されることを特徴とする請求項１記載の光ピックアップ装置。

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