JP4093233B2 - 光ディスク装置及びこれに用いる収差補正方法 - Google Patents

Description

本発明は、光ディスクに対して情報を記録しまたは再生する光ディスク装置及びこれに用いる収差補正方法に係り、特に、光ディスクの透明基板の厚さが規格値からずれていることに起因して生じるレーザ光の集光スポットの球面収差を補正して、適正な集光スポットによって記録または再生を行うことができる光ディスク装置及びこれに用いる収差補正方法に関する。

近年、高密度な情報記録媒体としてＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ ｄｉｓｋ）やＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ ｖｅｒｓａｔｉｌｅ ｄｉｓｋ）等の多種多様な光ディスクが実用化されている。光ディスクに対する情報の記録・再生は、光ディスク装置の光学系によって光ディスクの情報記録層にレーザ光の微小な集光スポットを照射することにより行われる。
具体的には、図１に示すように、光ディスク１１はその盤面に沿って情報記録層１２が形成されており、情報記録層１２が透明基板１３で覆われた構造になっている。情報記録層１２にはマイクロメータオーダの記録ピットで同心円状またはスパイラル状に情報が書き込まれる。透明基板１３はポリカーボネイト等の透明な樹脂で形成されており、情報記録層１２を保護すると共に、光ディスク１１自体に機械的強度を持たせる役割を果たす。そしそ、光ディスク装置は記録・再生用のレーザ光を導光系で光ディスク１１の近傍まで導き、最終段の集光光学系である対物レンズ（集光レンズ）１４によって情報記録層１２の表面に集光スポット１５を形成する。
図１に示す光ディスク１１は両面記録の光ディスクであり、情報記録層１２の表裏面を透明基板１３で覆った構成であるが、片面記録の光ディスクの場合には記録面側の片面のみに透明基板を施すようにしてもよい。
ところで、最近では、光ディスクの大容量化とそれに伴う高密度化が進んでおり、集光スポット１５を形成するための対物レンズ１４の開口数は益々大きくなる傾向にある。従来のＣＤに対応する対物レンズの開口数が０．４５であったのに対して、高密度記録が可能なＤＶＤに対応する対物レンズの開口数は０．６であり、さらに０．８以上の開口数の対物レンズを用いることも検討されている。
このような状況において、光ディスク１１における透明基板１３の厚さｔの精度は、情報の記録・再生において極めて重要な意義を有する。即ち、透明基板１３は一定の屈折率を有し、対物レンズ１４で集光スポット１５を形成する場合に、透明基板１３の厚さｔが許容値からずれていると集光スポット１５で球面収差が発生する。特に、対物レンズ１４の開口数が大きくなると球面収差はより大きくなり、記録・再生の際にエラーが発生する可能性が高くなってしまう。例えば、対物レンズの開口数が０．８５であると、一般的な光ディスク１１では透明基板１３の厚さｔの誤差許容値は数μｍ以下になるとされている。このような精度を確保することは、現状の光ディスク製造技術をもってしてもかなり困難である。
図２Ａ，図２Ｂは、焦点ずれ量に対する集光スポット１５の光軸を中心とした光強度分布の変化を示している。一点鎖線はレーザ光の光軸である。図２Ａは透明基板１３の厚さｔのずれが許容値内である場合、図２Ｂは透明基板１３の厚さｔのずれが許容値を超えた場合である。図２Ａに示すように、透明基板１３の厚さｔのずれが許容値内の場合、集光スポット１５の光強度分布は合焦点の前後でほぼ対称な関係でビーム径が変化する。
これに対し、図２Ｂに示すように、透明基板１３の厚さｔのずれが許容値を超えると、光軸を中心とした同心円状の波面変動となる球面収差が発生し、焦点ずれに対する集光スポット１５の光強度分布が合焦点の前後で非対称に変化する。この場合の光強度分布は、焦点ずれ量に対してサイドローブが大きくなったり、ビーム径が大きくなったりして、不規則な変化を呈する傾向にある。
従って、光ディスク装置においては、透明基板１３の厚さｔが許容値を超えるような場合に、何らかの方法で集光スポット１５の球面収差を補正して、常に適正な集光スポット１５によって記録・再生を行うようにする必要がある。この光ディスク１１の透明基板１３の厚さｔが規格値からずれていることに起因して生じるレーザ光の集光スポット１５の球面収差を補正する従来の補正方法としては、特開２００２−１５０５６９号公報（以下、特許文献１という。）に記載のものがある。
特許文献１には以下のような球面収差補正方法が記載されている。光ディスク１１のリードイン領域（図示せず）に図３Ａに示す周期の異なる２種類のピット列１０７，１０８を交互に配置した特定パターンを形成する。図３Ａに示す例では、ピット列１０７の周期がピット列１０８の周期よりも長い。ピット列１０７，１０８の再生信号は図３Ｂに示すような信号波形となり、ピット列１０７の再生部分では振幅は大きく、ピット列１０８の再生部分では振幅は小さくなる。
そして、特許文献１には、集光スポット１５の焦点を順次ずらしながら、図４Ａ，図４Ｂに示すような焦点のずれ量に対する振幅の変化を表す特性を求めることによって、球面収差を補正することが記載されている。
図４Ａは透明基板１３の厚さｔのずれが許容値内である場合に得られる特性、図４Ｂは透明基板１３の厚さｔのずれが許容値を超えた場合に得られる特性を示している。図４Ａ，図４Ｂにおいて、実線は長周期のピット列１０７の再生信号における振幅変化、破線は短周期のピット列１０８の再生信号における振幅変化を示している。
球面収差がほとんど生じていない図４Ａの場合には、集光スポット１５から得られる再生信号の振幅は合焦点の前後（図では左右）でほぼ対称になるのに対し、球面収差が生じている図４Ｂの場合には、再生信号の振幅は合焦点の前後で非対称となる。
図４Ｂにおいて、実線にて示す長周期のピット列１０７の再生信号と破線にて示す短周期のピット列１０８の再生信号それぞれの最大振幅（ｍａｘ）を与える焦点ずれ量（フォーカスオフセット量）ｆｏ１，ｆｏ２は、透明基板１３の厚さｔが許容値を超えた誤差分によって発生した球面収差に対応して発生するものである。透明基板１３の厚さｔが許容値よりも厚い場合と薄い場合とで、再生信号の最大振幅を与える焦点ずれ量ｆｏ１，ｆｏ２の符号が反転する。従って、球面収差の程度だけでなく、収差の方向も判別することができる。図４Ｂに示す収差を＋方向の収差とすることとする。
そこで、焦点ずれ量ｆｏ１，ｆｏ２がなくなるように（最小となるように）光学系を制御すれば、球面収差を補正して適正な集光スポット１５を得ることができる。以上が特許文献１に記載されている球面収差補正方法である。

以上説明した特許文献１に記載の球面収差補正方法では、図３Ａに示すような長周期のピット列１０７と短周期のピット列１０８を光ディスク１１に予め記録しておかなければならない。従って、既に規格化されている読み取り専用の光ディスク（ＲＯＭ型ディスク）に対してはその方法を用いることができない。書き込み型または書き換え型の光ディスク（Ｒ，ＲＷ，ＲＡＭ型ディスク）の場合には、光ディスク装置が予め長周期のピット列１０７と短周期のピット列１０８を形成するための情報信号を発生する発生源を備えなければならない。
さらに、特許文献１に記載の球面収差補正方法では、前述のように、集光スポット１５の焦点を順次ずらして再生信号の最大振幅を与える焦点ずれ量ｆｏ１，ｆｏ２を求めなければならないので、球面収差の検出及び補正にかなりの時間を要してしまう。
本発明はこのような問題点に鑑みなされたものであり、球面収差を補正するための特定パターンを用意する必要がない光ディスク装置及びこれに用いる収差補正方法を提供することを目的とする。また、読み取り専用の光ディスク及び書き込み型または書き換え型の光ディスクのいずれであっても球面収差を補正することができる光ディスク装置及びこれに用いる収差補正方法を提供することを目的とする。さらに、球面収差を短時間で補正することができる光ディスク装置及びこれに用いる収差補正方法を提供することを目的とする。
本発明は、上述した従来の技術の課題を解決するため、光ディスクの情報記録層に記録された情報を再生する再生手段を備える光ディスク装置において、レーザ光源と、前記レーザ光源から発せられるレーザ光の発散または収束角度を調整することにより球面収差を補正する収差補正部と、前記レーザ光を集光させて前記情報記録層上に集光スポットを形成する対物レンズと、前記対物レンズを前記レーザ光の光軸方向に移動させる移動機構を有し、前記集光スポットを前記情報記録層上で合焦させるよう前記対物レンズを移動させるフォーカス制御部と、前記対物レンズを前記フォーカス制御部によって合焦点位置から第１の方向に所定量だけ移動させた状態で、前記再生手段によって前記情報記録層の任意の領域に記録された複数の振幅及び複数の周期を有するランダム信号を再生し、このランダム信号の再生信号またはその補間信号における特定の振幅または周期部分である特定部分を抽出して前記特定部分の第１の振幅値を求めると共に、前記対物レンズを前記フォーカス制御部によって合焦点位置から前記第１の方向とは反対側の第２の方向に前記所定量だけ移動させた状態で、前記再生手段によって前記情報記録層の任意の領域に記録された複数の振幅及び複数の周期を有するランダム信号を再生し、このランダム信号の再生信号またはその補間信号における特定の振幅または周期部分である特定部分を抽出して前記特定部分の第２の振幅値を求める検出手段と、前記第１の振幅値と前記第２の振幅値との差が０に近付くよう前記収差補正部を制御する制御手段とを備えて構成したことを特徴とする光ディスク装置を提供する。
ここで、前記情報記録層に前記検出手段にて再生すべきランダム信号が記録されているか否かを判定する判定手段と、前記判定手段により前記情報記録層に前記検出手段にて再生すべきランダム信号が記録されていないと判定されたとき、前記情報記録層の任意の領域に複数の振幅及び複数の周期を有するランダム信号を記録する記録手段とをさらに備えて構成することが好ましい。
前記任意の領域はＯＰＣ領域であることが好ましい。
前記検出手段の好適な例は、前記特定部分をエンベロープ検波して前記第１及び第２の振幅値を求めるエンベロープ検波部である。
さらに、光ディスクの情報記録層に記録された情報を再生する再生手段を備える光ディスク装置において、レーザ光源と、前記レーザ光源から発せられるレーザ光の発散または収束角度を調整することにより球面収差を補正する収差補正部と、前記レーザ光を集光させて前記情報記録層上に集光スポットを形成する対物レンズと、前記対物レンズを前記レーザ光の光軸方向に移動させる移動機構を有し、前記集光スポットを前記情報記録層上で合焦させるよう前記対物レンズを移動させるフォーカス制御部と、前記対物レンズを前記フォーカス制御部によって合焦点位置から第１の方向に所定量だけ移動させた状態で、前記再生手段によって前記情報記録層の任意の領域に記録された複数の振幅及び複数の周期を有するランダム信号を再生し、このランダム信号の再生信号またはその補間信号における第１の特定の振幅または周期部分である第１の特定部分と第２の特定の振幅または周期部分である第２の特定部分とを抽出して、前記第１の特定部分の振幅値と前記第２の特定部分の振幅値との第１の差分値を求めると共に、前記対物レンズを前記フォーカス制御部によって合焦点位置から前記第１の方向とは反対側の第２の方向に前記所定量だけ移動させた状態で、前記再生手段によって前記情報記録層の任意の領域に記録された複数の振幅及び複数の周期を有するランダム信号を再生し、このランダム信号の再生信号またはその補間信号における第３の特定の振幅または周期部分である第３の特定部分と第４の特定の振幅または周期部分である第４の特定部分とを抽出して、前記第３の特定部分の振幅値と前記第４の特定部分の振幅値との第２の差分値を求める検出手段と、前記第１の差分値と前記第２の差分値との差が０に近付くよう前記収差補正部を制御する制御手段とを備えて構成したことを特徴とする光ディスク装置を提供する。
ここで、前記情報記録層に前記検出手段にて再生すべきランダム信号が記録されているか否かを判定する判定手段と、前記判定手段により前記情報記録層に前記検出手段にて再生すべきランダム信号が記録されていないと判定されたとき、前記情報記録層の任意の領域に複数の振幅及び複数の周期を有するランダム信号を記録する記録手段とをさらに備えることが好ましい。
前記任意の領域はＯＰＣ領域であることが好ましい。
前記検出手段の好適な例は、前記ランダム信号の再生信号またはその補間信号と予め設定されたゼロレベルとが交差するゼロクロスポイントを検出するゼロクロス検出手段と、隣接する２つのゼロクロスポイント間の時間間隔を検出する時間間隔検出手段と、前記時間間隔検出手段によって検出された時間間隔に基づいて前記第１〜第４の特定部分を抽出する抽出手段とを備えることである。
前記検出手段の他の好適な例は、前記ランダム信号の再生信号またはその補間信号と予め設定されたゼロレベルとが交差するゼロクロスポイントを検出するゼロクロス検出手段と、前記ゼロクロス検出手段によって検出されたゼロクロスポイントと前記ランダム信号の再生信号またはその補間信号とを用い、ランレングス制限とパーシャルレスポンス特性で定められる状態遷移に基づいて前記ランダム信号の再生信号またはその補間信号それぞれのサンプリングポイントに対する目標値を決定するパーシャルレスポンス判別手段と、前記パーシャルレスポンス判別手段によって決定された目標値に基づいて前記第１〜第４の特定部分を抽出する抽出手段とを備えることである。
さらに、光ディスクの情報記録層に記録された情報を再生する再生手段を備える光ディスク装置において、レーザ光源と、前記レーザ光源から発せられるレーザ光の発散または収束角度を調整することにより球面収差を補正する収差補正部と、前記レーザ光を集光させて前記情報記録層上に集光スポットを形成する対物レンズと、前記対物レンズを前記レーザ光の光軸方向に移動させる移動機構を有し、前記集光スポットを前記情報記録層上で合焦させるよう前記対物レンズを移動させるフォーカス制御部と、前記情報記録層に記録された記録情報を前記再生手段によって再生した再生信号に対してブースト量を設定して波形等化する波形等化部と、前記対物レンズを前記フォーカス制御部によって合焦点位置から第１の方向に所定量だけ移動させた状態で、前記再生手段によって前記情報記録層の任意の領域に記録された複数の振幅及び複数の周期を有するランダム信号を再生した際の前記波形等化部における第１のブースト量を検出すると共に、前記対物レンズを前記フォーカス制御部によって合焦点位置から前記第１の方向とは反対側の第２の方向に前記所定量だけ移動させた状態で、前記再生手段によって前記情報記録層の任意の領域に記録された複数の振幅及び複数の周期を有するランダム信号を再生した際の前記波形等化部における第２のブースト量を検出する検出手段と、前記第１のブースト量と前記第２のブースト量との差が０に近付くよう前記収差補正部を制御する制御手段とを備えて構成したことを特徴とする光ディスク装置を提供する。
またさらに、光ディスク装置に用いる収差補正方法において、光ディスクの情報記録層の任意の領域に記録された複数の振幅及び複数の周期を有するランダム信号を再生する再生ステップと、レーザ光源から発せられるレーザ光を前記情報記録層上に集光させて集光スポットを形成する対物レンズを光軸方向に移動させて、前記集光スポットを前記情報記録層上で合焦させる合焦ステップと、前記対物レンズを前記合焦ステップにて合焦させた合焦点位置から光軸方向の第１の方向に所定量だけ移動させた状態で前記ランダム信号を再生し、このランダム信号の再生信号またはその補間信号における特定の振幅または周期部分である特定部分を抽出して前記特定部分の第１の振幅値を求める第１の検出ステップと、前記対物レンズを前記合焦ステップにて合焦させた合焦点位置から前記第１の方向とは反対側の第２の方向に前記所定量だけ移動させた状態で前記ランダム信号を再生し、このランダム信号の再生信号またはその補間信号における特定の振幅または周期部分である特定部分を抽出して前記特定部分の第２の振幅値を求める第２の検出ステップと、前記第１の振幅値と前記第２の振幅値との差が０に近付くよう、前記レーザ光の発散または収束角度を調整することにより球面収差を補正する収差補正部を制御する制御ステップとを含むことを特徴とする光ディスク装置に用いる収差補正方法を提供する。
ここで、前記再生ステップの前段に、前記情報記録層に前記第１及び第２の検出ステップにて再生すべきランダム信号が記録されているか否かを判定する判定ステップと、前記判定ステップにより前記情報記録層に前記第１及び第２の検出ステップにて再生すべきランダム信号が記録されていないと判定されたとき、前記情報記録層の任意の領域に複数の振幅及び複数の周期を有するランダム信号を記録する記録ステップとを含むことが好ましい。
前記任意の領域はＯＰＣ領域であることが好ましい。
前記第１及び第２の検出ステップの好適な例は、前記特定部分をエンベロープ検波して前記第１及び第２の振幅値を求めるエンベロープ検波ステップである。
さらに、光ディスク装置に用いる収差補正方法において、光ディスクの情報記録層の任意の領域に記録された複数の振幅及び複数の周期を有するランダム信号を再生する再生ステップと、レーザ光源から発せられるレーザ光を前記情報記録層上に集光させて集光スポットを形成する対物レンズを光軸方向に移動させて、前記集光スポットを前記情報記録層上で合焦させる合焦ステップと、前記対物レンズを前記合焦ステップにて合焦させた合焦点位置から光軸方向の第１の方向に所定量だけ移動させた状態で前記ランダム信号を再生し、このランダム信号の再生信号またはその補間信号における第１の特定の振幅または周期部分である第１の特定部分と第２の特定の振幅または周期部分である第２の特定部分とを抽出して、前記第１の特定部分の振幅値と前記第２の特定部分の振幅値との第１の差分値を求める第１の検出ステップと、前記対物レンズを前記合焦ステップにて合焦させた合焦点位置から前記第１の方向とは反対側の第２の方向に前記所定量だけ移動させた状態で前記ランダム信号を再生し、このランダム信号の再生信号またはその補間信号における第３の特定の振幅または周期部分である第３の特定部分と第４の特定の振幅または周期部分である第４の特定部分とを抽出して、前記第３の特定部分の振幅値と前記第４の特定部分の振幅値との第２の差分値を求める第２の検出ステップと、前記第１の差分値と前記第２の差分値との差が０に近付くよう、前記レーザ光の発散または収束角度を調整することにより球面収差を補正する収差補正部を制御する制御ステップとを含むことを特徴とする光ディスク装置に用いる収差補正方法を提供する。
ここで、前記再生ステップの前段に、前記情報記録層に前記第１及び第２の検出ステップにて再生すべきランダム信号が記録されているか否かを判定する判定ステップと、前記判定ステップにより前記情報記録層に前記第１及び第２の検出ステップにて再生すべきランダム信号が記録されていないと判定されたとき、前記情報記録層の任意の領域に複数の振幅及び複数の周期を有するランダム信号を記録する記録ステップとを含むことが好ましい。
前記任意の領域はＯＰＣ領域であることが好ましい。
前記第１及び第２の検出ステップの好適な例は、前記ランダム信号の再生信号またはその補間信号と予め設定されたゼロレベルとが交差するゼロクロスポイントを検出するゼロクロス検出ステップと、隣接する２つのゼロクロスポイント間の時間間隔を検出する時間間隔検出ステップと、前記時間間隔検出ステップにて検出された時間間隔に基づいて前記第１〜第４の特定部分を抽出する抽出ステップとを含むことである。
前記第１及び第２の検出ステップの他の好適な例は、前記ランダム信号の再生信号またはその補間信号と予め設定されたゼロレベルとが交差するゼロクロスポイントを検出するゼロクロス検出ステップと、前記ゼロクロス検出ステップにて検出されたゼロクロスポイントと前記ランダム信号の再生信号またはその補間信号とを用い、ランレングス制限とパーシャルレスポンス特性で定められる状態遷移に基づいて前記ランダム信号の再生信号またはその補間信号それぞれのサンプリングポイントに対する目標値を決定するパーシャルレスポンス判別ステップと、前記パーシャルレスポンス判別ステップにて決定された目標値に基づいて前記第１〜第４の特定部分を抽出する抽出ステップとを含むことである。
またさらに、光ディスク装置に用いる収差補正方法において、光ディスクの情報記録層の任意の領域に記録された複数の振幅及び複数の周期を有するランダム信号を再生する再生ステップと、レーザ光源から発せられるレーザ光を前記情報記録層上に集光させて集光スポットを形成する対物レンズを光軸方向に移動させて、前記集光スポットを前記情報記録層上で合焦させる合焦ステップと、前記対物レンズを前記合焦ステップにて合焦させた合焦点位置から光軸方向の第１の方向に所定量だけ移動させた状態で前記ランダム信号を再生する際に、前記ランダム信号の再生信号に対して第１のブースト量を設定して波形等化する第１の波形等化ステップと、前記第１の波形等化ステップにて設定した前記第１のブースト量を検出する第１の検出ステップと、前記対物レンズを前記合焦ステップにて合焦させた合焦点位置から前記第１の方向とは反対側の第２の方向に前記所定量だけ移動させた状態で前記ランダム信号を再生する際に、前記ランダム信号の再生信号に対して第２のブースト量を設定して波形等化する第２の波形等化ステップと、前記第２の波形等化ステップにて設定した前記第２のブースト量を検出する第２の検出ステップと、前記第１のブースト量と前記第２のブースト量との差が０に近付くよう、前記レーザ光の発散または収束角度を調整することにより球面収差を補正する収差補正部を制御する制御ステップとを含むことを特徴とする光ディスク装置に用いる収差補正方法を提供する。
本発明の光ディスク装置及びこれに用いる収差補正方法によれば、球面収差を補正するための特定パターンを用意する必要がなく、球面収差を補正することができる。また、読み取り専用の光ディスク及び書き込み型または書き換え型の光ディスクのいずれであっても球面収差を補正することができる。さらに、球面収差を短時間で補正することができる。

図１は、光ディスクと集光スポットを形成する対物レンズとを示す断面図である。
図２Ａは、焦点ずれに対する集光スポットの光軸を中心とした光強度分布の変化を示す図である。
図２Ｂは、焦点ずれに対する集光スポットの光軸を中心とした光強度分布の変化を示す図である。
図３Ａは、従来例で用いる特定パターンを示す図である。
図３Ｂは、従来例で用いる特定パターンの再生信号を示す図である。
図４Ａは、従来例において球面収差の状態に応じて得られる特性図である。
図４Ｂは、従来例において球面収差の状態に応じて得られる特性図である。
図５は、本発明の光ディスク装置の第１〜第７実施形態の全体構成例を示すブロック図である。
図６は、第１実施形態の詳細構成例を示すブロック図である。
図７は、本発明の光ディスク装置で用いる光ディスクの一例を示す平面図である。
図８は、第１実施形態による再生信号の一例を示す波形図である。
図９は、第１実施形態による収差補正方法を示すフローチャートである。
図１０Ａは、第１実施形態において球面収差の状態に応じて得られる特性図である。
図１０Ｂは、第１実施形態において球面収差の状態に応じて得られる特性図である。
図１０Ｃは、第１実施形態において球面収差の状態に応じて得られる特性図である。
図１１Ａは、第１実施形態による収差補正方法を説明するためのタイミングチャートである。
図１１Ｂは、第１実施形態による収差補正方法を説明するためのタイミングチャートである。
図１２は、第２実施形態の詳細構成例を示すブロック図である。
図１３は、第２実施形態による収差補正方法を説明するための波形図である。
図１４は、第２実施形態による収差補正方法を示すフローチャートである。
図１５Ａは、第２実施形態において球面収差の状態に応じて得られる特性図である。
図１５Ｂは、第２実施形態において球面収差の状態に応じて得られる特性図である。
図１５Ｃは、第２実施形態において球面収差の状態に応じて得られる特性図である。
図１６は、第３実施形態の詳細構成例を示すブロック図である。
図１７は、ランレングス制限とパーシャルレスポンス特性で定められる状態遷移図である。
図１８は、第３実施形態による収差補正方法を説明するための波形図である。
図１９は、第４実施形態の詳細構成例を示すブロック図である。
図２０は、図１９中のＤＰＬＬ部１４２の具体的構成例を示すブロック図である。
図２１は、第５実施形態の詳細構成例を示すブロック図である。
図２２Ａは、第５実施形態において球面収差の状態に応じて得られる特性図である。
図２２Ｂは、第５実施形態において球面収差の状態に応じて得られる特性図である。
図２２Ｃは、第５実施形態において球面収差の状態に応じて得られる特性図である。
図２３Ａは、第５実施形態において球面収差の状態に応じて得られる特性図である。
図２３Ｂは、第５実施形態において球面収差の状態に応じて得られる特性図である。
図２３Ｃは、第５実施形態において球面収差の状態に応じて得られる特性図である。
図２４は、第６実施形態の詳細構成例を示すブロック図である。
図２５は、第７実施形態の詳細構成例を示すブロック図である。
図２６は、第７実施形態による収差補正方法を説明するための波形図である。
図２７は、図２５中のクロス抽出部部１７５の具体的構成例を示すブロック図である。
図２８は、第７実施形態による収差補正方法を説明するためのフローチャートである。
図２９Ａは、第７実施形態による収差補正方法を説明するための波形図である。
図２９Ｂは、第７実施形態による収差補正方法を説明するための波形図である。
図３０は、本発明の光ディスク装置の第８実施形態の全体構成例を示すブロック図である。
図３１は、第８実施形態による収差補正方法を示すフローチャートである。
図３２Ａは、第８実施形態において球面収差の状態に応じて得られる特性図である。
図３２Ｂは、第８実施形態において球面収差の状態に応じて得られる特性図である。
図３２Ｃは、第８実施形態において球面収差の状態に応じて得られる特性図である。
図３２Ｄは、第８実施形態において球面収差の状態に応じて得られる特性図である。
図３２Ｅは、第８実施形態において球面収差の状態に応じて得られる特性図である。
図３２Ｆは、第８実施形態において球面収差の状態に応じて得られる特性図である。
図３３Ａは、第８実施形態による収差補正方法を説明するためのタイミングチャートである。
図３３Ｂは、第８実施形態による収差補正方法を説明するためのタイミングチャートである。

以下、本発明の光ディスク装置及びこれに用いる収差補正方法について、添付図面を参照して説明する。図５は本発明の光ディスク装置の第１〜第７実施形態の全体構成例を示すブロック図、図６は第１実施形態の詳細構成例を示すブロック図、図７は本発明の光ディスク装置で用いる光ディスクの一例を示す平面図、図８は第１実施形態による再生信号の一例を示す波形図、図９は第１実施形態による収差補正方法を示すフローチャート、図１０Ａ〜図１０Ｃは第１実施形態において球面収差の状態に応じて得られる特性図、図１１Ａ，図１１Ｂは第１実施形態による収差補正方法を説明するためのタイミングチャート、図１２は第２実施形態の詳細構成例を示すブロック図、図１３は第２実施形態による収差補正方法を説明するための波形図、図１４は第２実施形態による収差補正方法を示すフローチャート、図１５Ａ〜図１５Ｃは第２実施形態において球面収差の状態に応じて得られる特性図、図１６は第３実施形態の詳細構成例を示すブロック図、図１７はランレングス制限とパーシャルレスポンス特性で定められる状態遷移図、図１８は第３実施形態による収差補正方法を説明するための波形図、図１９は第４実施形態の詳細構成例を示すブロック図、図２０は図１９中のＤＰＬＬ部１４２の具体的構成例を示すブロック図、図２１は第５実施形態の詳細構成例を示すブロック図、図２２Ａ〜図２２Ｃ及び図２３Ａ〜図２３Ｃは第５実施形態において球面収差の状態に応じて得られる特性図、図２４は第６実施形態の詳細構成例を示すブロック図、図２５は第７実施形態の詳細構成例を示すブロック図、図２６は第７実施形態による収差補正方法を説明するための波形図、図２７は図２５中のクロス抽出部部１７５の具体的構成例を示すブロック図、図２８は第７実施形態による収差補正方法を説明するためのフローチャート、図２９Ａ，図２９Ｂは第７実施形態による収差補正方法を説明するための波形図、図３０は本発明の光ディスク装置の第８実施形態の全体構成例を示すブロック図、図３１は第８実施形態による収差補正方法を示すフローチャート、図３２Ａ〜図３２Ｆは第８実施形態において球面収差の状態に応じて得られる特性図、図３３Ａ，図３３Ｂは第８実施形態による収差補正方法を説明するためのタイミングチャートである。
＜第１実施形態＞
図５において、信号発生源１は任意の信号を発生する。信号発生源１はバッファを内蔵してもよい。任意の信号とは、０と１よりなるデジタル信号、０または１のみよりなるデジタル信号、複数の値をランダムに発生するランダム信号等のいずれでもよい。信号発生源１が発生する任意の信号としては、光ディスク１１に記録するための記録情報（映像信号や音声信号）であってもよく、また、予め固定してバッファ内に保持した値であってもよい。
信号発生源１より出力された任意の信号は一例として１−７ｐｐ変調部２によって通常のランレングス制限に従った複数の振幅を有するランダム信号へと変調される。１−７ｐｐ変調部２に０または１のみよりなるデジタル信号を入力した場合でもランダム信号へと変調されて出力される。ここでは１−７ｐｐ変調としたが、ＥＦＭｐｌｕｓ変調等の他の変調方法であってもよい。
レーザドライバ３は１−７ｐｐ変調部２より入力されるランダム信号に従ってレーザ光源４を駆動して、レーザ光源４よりレーザ光（光ビーム）を出射させる。レーザ光源４から出射されたレーザ光は、ビームスプリッタ５と収差補正部６を介して対物レンズ（集光レンズ）７へと導かれる。収差補正部６は一例として凹レンズ６１と凸レンズ６２とよりなり、凹レンズ６１と凸レンズ６２の一方または双方が光軸方向に移動自在となっている。凹レンズ６１と凸レンズ６２との間隔を変化させることによって、対物レンズ７へ入射するレーザ光の発散角度または収束角度を変化させ、集光スポット１５の球面収差を補正するようになっている。
収差補正部６の構成は図示のものに限定されることはない。収差補正部６としては、光軸を中心とした同心円状に電極パターンを有する液晶素子で構成された可変焦点レンズを用い、電極パターンにかける電圧によって液晶素子を透過する光の位相変化量を制御するものや、２枚の凸レンズを組み合わせたもの、ホログラムレンズを用いたもの等でもよい。さらに、収差補正部６と対物レンズ７にはコリメートレンズを用いることができる。コリメートレンズを光軸方向へ移動させてレーザ光の発散角度または収束角度を変化させることも可能である。
対物レンズ７は入射されたレーザ光を集光して、光ディスク１１の情報記録層１２上に集光スポット１５を形成する。光ディスク１１からの反射光は対物レンズ７及び収差補正部６を介してビームスプリッタ５に入射される。ビームスプリッタ５は入射された反射光を反射させて光検出器８に入射させる。ここでは一般的なビームスプリッタ５を用いているが、偏光ビームスプリッタと１／４波長板とを用いて反射光を効率よく分離するようにしてもよい。
レーザ光源４から対物レンズ７までの構成要素は光ピックアップＰＵとして構成されており、この光ピックアップＰＵは光ディスク１１のラジアル方向に一体的に移動するようになっている。
光検出器８はよく知られているように例えば４分割された光検出素子を備えている。光検出器８より出力される再生信号は高周波増幅器９によって増幅されて、サーボ回路１０及び信号処理回路２０に入力される。信号処理回路２０は高周波増幅器９からの再生信号に対してビタビ復号等の種々の処理を施して出力する。ビタビ復号は最尤復号により再生信号を２値化する処理であり、２値化された再生信号は図示していない復調回路へと供給される。信号処理回路２０によって処理された信号がサーボ回路１０に供給されて、サーボ回路１０内で利用されることがある。サーボ回路１０は、対物レンズ７を光軸方向に移動させて集光スポット１５のフォーカス制御を行うフォーカス制御部１０ｆ（図６に図示）と、光ディスク１１の透明基板１３の厚さｔが許容値からずれていることに起因して発生する球面収差を補正するための収差補正制御部１０ａ１（図６に図示）とを備える。
具体的な図示を省略しているが、サーボ回路１０は、レーザ光の光軸をラジアル方向へ微調整するトラッキング制御や、光ピックアップＰＵの全体を光ディスク１１のラジアル方向へ粗く移動させるトラバース制御、光ディスク１１を回転させるスピンドルモータ４０のスピンドル制御も行う。なお、フォーカス制御，トラッキング制御，トラバース制御はアクチュエータを介して行われるが、図示を省略している。
制御部３０は光ディスク装置の各部を制御するものであり、レーザドライバ３やサーボ回路１０を制御する。制御部３０には、図示していないディスク載置部に光ディスク１１がセットされて光ディスク装置に光ディスク１１が装填されたことを示す検知信号や、図示していない操作部によって入力された各種の指示信号（記録，再生，停止等の指示信号）が入力される。制御部３０には、信号処理回路２０からの再生信号も入力される。
図６を用いてフォーカス制御部１０ｆ及び収差補正制御部１０ａ１の具体的構成について説明する。フォーカス制御部１０ｆは、フォーカス検出部１０１とフォーカス調整部１０２とを備える。フォーカス検出部１０１には、４分割された光検出素子の第１の対角方向の乗算信号と第２の対角方向の乗算信号との差分信号が入力され、この差分信号に基づいてフォーカスエラー信号を発生する。フォーカス調整部１０２はフォーカス検出部１０１からのフォーカスエラー信号に応じて対物レンズ７を光軸方向に移動させて、集光スポット１５を光ディスク１１の情報記録層１２上でフォーカスさせる。
収差補正制御部１０ａ１は、Ａ／Ｄ変換器１１１，エンベロープ検波部１１２，フィルタリング部１１３，収差調整部１１４を備える。Ａ／Ｄ変換器１１１は高周波増幅器９からの再生信号をデジタル信号に変換する。Ａ／Ｄ変換器１１１でのサンプリングに用いるクロックは、自走している固定周波数のクロック、ＰＬＬ（ｐｈａｓｅ ｌｏｃｋｅｄ ｌｏｏｐ）回路を用いて再生信号のビットレートに同期させたクロックのいずれでもよい。なお、Ａ／Ｄ変換器１１１に入力されるアナログ信号はビットレートに対応した情報を有している。Ａ／Ｄ変換器１１１に入力する再生信号は４分割された光検出素子の合成信号である。エンベロープ検波部１１２は、入力されたデジタル信号のエンベロープ（ピーク・ボトム値）を検出する。フィルタリング部１１３は検出されたエンベロープに基づいて球面収差補正のための制御信号を生成する。収差調整部１１４は球面収差補正のための制御信号に基づいて収差補正部６を制御し、球面収差を補正する。
エンベロープ検波部１１２及びフィルタリング部１１３の詳細な動作については後に詳述する。
次に、第１実施形態による球面収差の補正について詳細に説明する。図７に示すように、光ディスク１１は中心部に開口１１ａを有し、内周側より外周側へと順に、コピープロテクション等の情報を予め記憶したＲＯＭ領域１１ｂ、リードイン領域１１ｃ、映像信号や音声信号等の実データである情報信号を記録する記録領域１１ｄ、リードアウト領域１１ｅを有する。光ディスク１１が書き込み型または書き換え型の光ディスク（Ｒ，ＲＷ，ＲＡＭ型ディスク）であれば、リードイン領域１１ｃにはＯＰＣ（Ｏｐｔｉｍｕｍ Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｔｒｏｌ）領域を備える。ＯＰＣ領域とは、光ディスク１１への情報信号の記録に先立ってレーザ光によって試し書きを行うことにより、光ディスク１１に情報信号を書き込む際のレーザ光の最適記録パワーを求めるための領域である。
図９に示すように、ステップＳ１０１にて光ディスク１１をディスク載置部にセットすると、ステップＳ１０２にて光ディスク１１に何らかの情報が記憶されているかを判定する。具体的には、ディスク載置部に光ディスク１１がセットされたことを示す検出信号が制御部３０に供給されると、制御部３０はレーザドライバ３を制御してレーザ光源４より再生用のレーザ光を発生させ、リードイン領域１１ｃの情報を読み取る。リードイン領域１１ｃの情報を読み取ることによって、既に何らかの記録情報が書き込まれた光ディスク１１であるか否かが分かる。何らかの記録情報とは、後述する球面収差の補正工程にて使用できる複数の振幅及び複数の周期を有するランダム信号を意味する。
記録情報がなければ、ステップＳ１０３にて、制御部３０は記録モードに設定する。そして、制御部３０は、ステップＳ１０４にて、レーザドライバ３を制御してレーザ光源４より記録用のレーザ光を発生させ、光ディスク１１に球面収差補正のための情報を記録する。
このステップＳ１０４での情報の記録は、リードイン領域１１ｃのＯＰＣ領域で行うことが好ましい。また、記録すべき情報は、通常のランレングス制限に従った複数の振幅及び複数の周期を有するランダム信号である。ステップＳ１０４での情報の記録をＯＰＣ領域で行うことにより、記録領域１１ｄにおける情報信号（実データ）を記録する領域を狭めてしまうことはない。なお、球面収差補正のための情報を記録するのはＯＰＣ領域の一部であり、ＯＰＣ領域に球面収差補正のための情報を記録してもＯＰＣ（最適記録パワーの検出）に影響を与えるものではない。
ステップＳ１０４にて光ディスク１１に球面収差補正のための情報を記録したら、ステップＳ１０５に移る。ステップＳ１０２にて記録情報がある判定された場合も、ステップＳ１０５に移る。ステップＳ１０５にて、制御部３０は再生モードに設定する。そして、制御部３０は、レーザドライバ３を制御してレーザ光源４より再生用のレーザ光を発生させ、サーボ回路１０はステップＳ１０６にてフォーカス調整機能を始動させる。ステップＳ１０７にて記録情報の再生を開始し、サーボ回路１０はステップＳ１０８にて対物レンズ７の合焦点位置を検出する。
ステップＳ１０７での記録情報の再生は、ステップＳ１０４を経由した場合にはステップＳ１０４にて記録した情報を再生するものであり、ステップＳ１０４を経由しなかった場合にはリードイン領域１１ｃ記録されている情報または記録領域１１ｄのいずれかに記録されている情報等の任意の情報を再生するものである。ウォブリングされたグルーブに記録時の回転制御情報やセクタのアドレス管理情報が記録されている場合には、それらを再生してもよい。但し、いずれの場合もランダム信号を再生の対象とする。
次に、サーボ回路１０は、ステップＳ１０９にて、対物レンズ７を合焦点位置から＋αだけ光軸方向に移動させ、このときに再生信号を所定周期でサンプリングする。光軸方向の＋方向の移動とは、対物レンズ７を光ディスク１１から離間させる方向と近付ける方向の内のいずれか一方の移動である。そして、サーボ回路１０（収差補正制御部１０ａ１）のフィルタリング部１１３は、ステップＳ１１０にて、エンベロープ検波部１１２で検出されたエンベロープに基づいて再生信号の振幅Ｇａを求める。ここでの振幅Ｇａは実質的に再生信号の最大振幅となる。
さらに、サーボ回路１０は、ステップＳ１１１にて、対物レンズ７を合焦点位置から−αだけ光軸方向に移動させ、このときに再生信号を所定周期でサンプリングする。光軸方向の−方向の移動とは、上記の＋方向とは逆方向の移動である。そして、フィルタリング部１１３は、ステップＳ１１２にて、エンベロープ検波部１１２で検出されたエンベロープに基づいて再生信号の振幅Ｇｂを求める。ここでの振幅Ｇｂは実質的に再生信号の最大振幅となる。振幅Ｇａ，Ｇｂについての詳細及びその求め方については後に詳述する。
引き続き、フィルタリング部１１３は、ステップＳ１１３にて、対物レンズ７の各位置で求められた再生信号の最大振幅の差（Ｇａ−Ｇｂ）を求め、ステップＳ１１４にてその差の絶対値｜Ｇａ−Ｇｂ｜が所定の閾値Ｔｈ１以下であるか否かを判定する。閾値Ｔｈ１は０に近い所定の値である。｜Ｇａ−Ｇｂ｜が閾値Ｔｈ１以下でなければ、収差調整部１１４は、ステップＳ１１５にて、（Ｇａ−Ｇｂ）をエラー値として収差補正部６を制御して対物レンズ７へ入射するレーザ光の発散角度または収束角度を変化させ、集光スポット１５の球面収差を補正する。ステップＳ１１５による処理の後ステップＳ１０８に戻り、同様に繰り返す。
ここで、最大振幅Ｇａ，Ｇｂについての詳細及びその求め方について説明する。ステップＳ１１０，Ｓ１１２での再生信号は、一例として図８に示すような複数の振幅及び複数の周期が混在したランダム信号である。図６のエンベロープ検波部１１２にランダム信号が入力されると、エンベロープ検波部１１２は、図８に示すように、上側のエンベロープＬａ（正方向）と下側のエンベロープＬｂ（負方向）を検出してフィルタリング部１１３に供給する。この上側のエンベロープＬａ及び下側のエンベロープＬｂとして検出した振幅値を有する信号部分は、図３Ｂに示す長周期のピット列１０７の再生信号と実質的に等価のものである。フィルタリング部１１３は、入力された上側のエンベロープＬａと下側のエンベロープＬｂとによって最大振幅Ｇａ，Ｇｂを求める。
ここでいう最大振幅とは、小振幅から大振幅まで複数の振幅が混在している波形の大振幅信号部分の振幅なる意味であり、所定の時間内で最も振幅の大きい瞬間的な最大振幅を意味するものではない。
第１実施形態では、最大振幅Ｇａ，Ｇｂをピーク・トゥ・ピーク値として得ているが、上側のエンベロープＬａと下側のエンベロープＬｂの一方のみを求めて、正負いずれかの最大振幅としてもよい。
図４Ｂで説明したように、光ディスク１１の透明基板１３の厚さｔが許容範囲を超えて球面収差が生じていると、再生信号の最大振幅は対物レンズ７の合焦点からずれた位置で得られる。上記の最大振幅Ｇａ，Ｇｂも同様であり、球面収差が生じていると、最大振幅Ｇａ，Ｇｂは対物レンズ７の合焦点からずれた位置で得られることとなる。最大振幅の焦点ずれ量に対する変化は、図１０Ａ〜図１０Ｃに示すように二点鎖線で示すような特性となる。図１０Ａは球面収差が（−）側で生じている場合であり、再生信号の振幅は合焦点より手前側（光ディスク１１より離れた側）で最大となる。図１０Ｃは球面収差が（＋）側で生じている場合であり、再生信号の振幅は合焦点より奥側（光ディスク１１に近付いた側）で最大となる。図１０Ｂは球面収差が生じていない場合であり、再生信号の振幅は合焦点で最大となる。
図４Ｂで説明した従来例においては、集光スポット１５の焦点を順次ずらしながら焦点のずれ量に対する振幅の変化を表す特性を求め、その特性上における最大振幅（ｍａｘ）を求めるものであるが、第１実施形態では、図１０Ａ〜図１０Ｃに二点鎖線にて示す特性上のいずれかに位置する最大振幅Ｇａ，Ｇｂの２点を求めるものである。
最大振幅Ｇａ，Ｇｂの差（Ｇａ−Ｇｂ）の正負は球面収差が（＋）側と（−）側のいずれで生じているかを示し、また、その絶対値｜Ｇａ−Ｇｂ｜は収差補正のための制御量となる。そこで、図９のステップＳ１１４における閾値Ｔｈ１をほぼ図１０Ｂの状態となる条件（球面収差が許容範囲に収まる条件）を成立させるための絶対値｜Ｇａ−Ｇｂ｜に対する閾値として設定している。図９にて説明したように、収差補正制御部１０ａ１は｜Ｇａ−Ｇｂ｜＞Ｔｈ１の場合には（Ｇａ−Ｇｂ）をエラー値として収差補正部６を制御する。収差補正部６を制御することにより集光スポット１５の焦点がずれ、球面収差は許容範囲に即座には収まらないので、ステップＳ１１４にて｜Ｇａ−Ｇｂ｜≦Ｔｈ１となるまで、ステップＳ１０８〜Ｓ１１５を繰り返し実行する。
以上の手順を図１１Ａ，図１１Ｂのタイミングチャートにて示す。図１１Ａは対物レンズ７の位置の切り換わり状態を、図１１Ｂは繰り返し制御による再生信号の最大振幅Ｇａ，Ｇｂの変化を示している。図１１ＢのＧａ（１），Ｇａ（２），Ｇａ（３）…及びＧｂ（１），Ｇｂ（２），Ｇｂ（３）…における括弧の添字は、図９のステップＳ１１０，Ｓ１１２による最大振幅Ｇａ，Ｇｂ検出の回数を示している。図１１Ｂにより、図９に示す収差補正制御部１０ａ１による球面収差補正の繰り返し制御によって絶対値｜Ｇａ−Ｇｂ｜がほぼ０に収斂していくことが分かる。
なお、光ディスク１１の透明基板１３の屈折率が一定である場合には、予めエラー値（Ｇａ−Ｇｂ）に対する収差補正部６の補正量をテーブル化しておき、そのテーブルを用いて１回の制御で最適な補正を行うようにすれば、収差補正を極めて迅速に完了させることができる。また、収差補正と共に対物レンズ７の焦点ずれを補正して最適化するようにすれば、より理想的な集光スポット１５とすることができる。この場合、収差補正と焦点ずれ補正とを交互に繰り返して最適化するか、双方の補正を同時に実行させて最適化すればよい。
以上説明した第１実施形態は、複数の振幅及び複数の周期を有するランダム信号を再生し、このランダム信号の再生信号における特定の振幅または周期部分である特定部分を抽出して振幅Ｇａ，Ｇｂを検出している。第１実施形態における特定部分は、エンベロープ検波部１１２によってエンベロープ検波される所定の振幅値以上の振幅部分であり、実質的に最大振幅を有する波形部分である。なお、ランダム信号の再生信号そのものの最大振幅を検出するのではなく、ランダム信号の再生信号を補間した補間信号の最大振幅を検出してもよい。
第１実施形態によれば、光ディスク１１の条件を問わずに収差補正が可能であり、対物レンズ７を合焦点位置の前後に等量分αだけ移動させた状態で再生信号の最大振幅値を求めるだけで収差補正部６の制御データが得られるため、特許文献１に記載の収差補正方法と比較して、極めて短時間で収差補正を完了させることができる。
＜第２実施形態＞
第２実施形態は、全体構成は図５で説明した第１実施形態と同様であるが、サーボ回路１０内に設けた収差補正制御部が図６に示すものと異なっている。光ディスク１１に記録されたランダム信号を再生して収差を補正する点は第１実施形態と同じである。
図１２は、第２実施形態による収差補正制御部１０ａ２を示している。図１２に示すように、収差補正制御部１０ａ２は、Ａ／Ｄ変換器１２１，ゼロクロス検出部１２２，ピーク・ボトム値検出部１２３，反転間隔検出部１２４，フィルタリング部１２５，収差調整部１２６を備える。Ａ／Ｄ変換器１２１は高周波増幅器９からの再生信号をデジタル信号に変換する。Ａ／Ｄ変換器１２１より出力されたデジタル信号は、ゼロクロス検出部１２２及びピーク・ボトム値検出部１２３に供給される。ゼロクロス検出部１２２〜フィルタリング部１２５は、以下の手順で収差補正部６を制御するためのエラー値を生成し、球面収差を補正する。
図１４は第２実施形態による収差補正の手順を示している。図１４のステップＳ２０１〜Ｓ２０９及びＳ２１１は、図９のステップＳ１０１〜Ｓ１０９及びＳ１１１と同じであり、共通部分の説明を一部省略してステップＳ２０７以降の手順について説明する。図１４において、ステップＳ２０７にて記録情報の再生を開始し、サーボ回路１０はステップＳ２０８にて対物レンズ７の合焦点位置を検出する。次に、サーボ回路１０は、ステップＳ２０９にて、対物レンズ７を合焦点位置から＋αだけ光軸方向に移動させ、このときに再生信号を所定周期でサンプリングする。そして、サーボ回路１０（収差補正制御部１０ａ２）のゼロクロス検出部１２２〜フィルタリング部１２５は、ステップＳ２１０にて、最大振幅ＬＡ，ＳＡを求め、ΔＧａ＝（ＬＡ−ＳＡ）を演算する。
さらに、サーボ回路１０は、ステップＳ２１１にて、対物レンズ７を合焦点位置から−αだけ光軸方向に移動させ、このときに再生信号を所定周期でサンプリングする。そして、ゼロクロス検出部１２２〜フィルタリング部１２５は、ステップＳ２１２にて、最大振幅ＬＡ’，ＳＡ’を求め、ΔＧｂ＝（ＬＡ’−ＳＡ’）を演算する。最大振幅ＬＡ，ＳＡ，ＬＡ’，ＳＡ’及びΔＧａ，ΔＧｂについての詳細及びその求め方については後に詳述する。
フィルタリング部１２５は、ステップＳ２１３にて、対物レンズ７の各位置で求められた再生信号の最大振幅の差（ΔＧａ−ΔＧｂ）を求め、ステップＳ２１４にてその差の絶対値｜ΔＧａ−ΔＧｂ｜が所定の閾値Ｔｈ２以下であるか否かを判定する。閾値Ｔｈ２は０に近い所定の値である。｜ΔＧａ−ΔＧｂ｜が閾値Ｔｈ２以下でなければ、収差調整部１２６は、ステップＳ２１５にて、（ΔＧａ−ΔＧｂ）をエラー値として収差補正部６を制御して対物レンズ７へ入射するレーザ光の発散角度または収束角度を変化させ、集光スポット１５の球面収差を補正する。ステップＳ２１５による処理の後ステップＳ２０８に戻り、同様に繰り返す。
ここで、最大振幅ＬＡ，ＳＡ，ＬＡ’，ＳＡ’及びΔＧａ，ΔＧｂについての詳細及びその求め方について説明する。図１３は、Ａ／Ｄ変換器１２１より出力されたデジタル信号の一例であり、白丸及び黒丸はサンプリングポイントを示している。ステップＳ２１０，Ｓ２１２での再生信号は、一例として図１３に示すような複数の振幅及び複数の周期が混在したランダム信号である。
ゼロクロス検出部１２２は、所定レベルを閾値としたゼロレベルを設定しており、入力された再生信号とゼロレベルの差を求め、その差の極性が反転する度にその時点をゼロクロスポイントとして検出する。図１３に示すように、ゼロクロス検出部１２２が検出したゼロクロスポイントはゼロクロス情報Ｚとして出力される。
ゼロクロス情報Ｚは次の（１）式で表される。ゼロクロス情報Ｚはゼロクロスポイントのタイミングを示すものであり、ゼロクロス情報Ｚの前後のサンプリングポイントの極性は再生信号の傾斜の正負を与える。
Ｚ＝Ｐｏｌｅ（Ｓｎ−１）∧Ｐｏｌｅ（Ｓｎ） …（１）
ここで、Ｓｎはサンプリングポイントの信号レベル、∧はＥＸ−ＯＲ演算、Ｐｏｌｅは極性を０，１で示したものである。
ゼロクロス情報Ｚは、ピーク・ボトム値検出部１２３及び反転間隔検出部１２４に供給される。
ピーク・ボトム値検出部１２３は、２つのゼロクロスポイントの中間に位置する再生信号のピーク値Ｐｎ及びボトム値Ｂｎを検出する。ピーク値Ｐｎ及びボトム値Ｂｎのｎは２つのゼロクロスポイントが得られる毎に１ずつインクリメントされる整数であり、図１３に黒丸のサンプリングポイントにて示すように、ピーク値はＰ０，Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３…、ボトム値はＢ０，Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３…となる。
反転間隔検出部１２４は、２つのゼロクロスポイントの時間間隔に相当する反転間隔Ｔｎを検出する。即ち、あるゼロクロス情報Ｚが入力された時点からクロック数をカウントし、次のゼロクロス情報が入力された時点のカウント値を反転間隔Ｔｎとして検出する。ピーク・ボトム値検出部１２３によって検出されたピーク値Ｐｎ及びボトム値Ｂｎと、反転間隔検出部１２４によって検出された反転間隔Ｔｎは、フィルタリング部１２５に入力される。
なお、ピーク値Ｐｎ及びボトム値Ｂｎは山登り法を用いて検索することができる。各反転間隔Ｔｎのサンプリング信号について、次の（２）式でＭを演算することによって極大値または極小値を求める。直前の反転間隔にてピーク値Ｐｎ−１が得られている場合には極小値をボトム値Ｂｎとし、逆にボトム値Ｂｎ−１が得られている場合には極大値をピーク値Ｐｎとする。
Ｍ＝ＭＡＸ（Ｓｎ−１，Ｓｎ）またはＭ＝ＭＩＮ（Ｓｎ−１，Ｓｎ） …（２）
ここで、Ｓｎはサンプリングポイントの信号レベル、ＭＡＸは２つの引数Ｓｎ−１，Ｓｎにおける大きい方を選択すること、ＭＩＮは２つの引数Ｓｎ−１，Ｓｎにおける小さい方を選択することを表す。
フィルタリング部１２５は、反転間隔Ｔｎを長周期と短周期に分類するためのテーブルを備えており、反転間隔検出部１２４から反転間隔Ｔｎが入力される度にそのテーブルに基づいて長周期か短周期かを判別し、長周期と短周期とに分けてピーク値Ｐｎ及びボトム値Ｂｎをメモリ（図示せず）に記憶させる。
そして、一定時間分の再生信号に基づいて記憶された長周期と短周期のそれぞれでピーク値Ｐｎ及びボトム値Ｂｎの代表値（例えば平均値）を求め、長周期と短周期のそれぞれでピーク値Ｐｎとボトム値Ｂｎの代表値の差を演算する。これにより、フィルタリング部１２５は、長周期の再生信号の振幅ＬＡと短周期の再生信号の振幅ＳＡを得る。
図１３に示す例では、反転間隔Ｔｎが６〜８の場合を長周期の再生信号、反転間隔Ｔｎが３の場合を短周期の再生信号として設定している。再生信号は複数の振幅及び複数の周期が混在したランダム信号であり、この例では、反転間隔Ｔｎは８を最大として３〜８まで混在するような信号としている。反転間隔Ｔｎが８のみを長周期の再生信号としてもよいが、反転間隔Ｔｎ＝８が発生する確率はさほど高くないので、反転間隔Ｔｎ＝６〜８を長周期の再生信号とすることは好ましい。一方、短周期の再生信号は反転間隔Ｔｎ＝３のみに限定することが好ましい。第２実施形態は、所定の反転間隔以上の信号部分を長周期の再生信号、その所定の反転間隔未満の所定範囲内の反転間隔を有する信号部分を短周期の再生信号として抽出していることになる。
また、図１３に示す例では、長周期の再生信号（Ｔｎ：６〜８）のピーク値Ｐ１，Ｐ４…より得た代表値（平均値）はＰＬ、ボトム値Ｂ１，Ｂ２，Ｂ４…より得た代表値（平均値）はＢＬ、短周期の再生信号（Ｔｎ：３）のピーク値Ｐ０，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ５…より得た代表値（平均値）はＰＳ、ボトム値Ｂ０，Ｂ３…より得た代表値（平均値）はＢＳとなる。
そして、フィルタリング部１２５は、次に（３），（４）式により、長周期の再生信号の振幅ＬＡと短周期の再生信号の振幅ＳＡを求める。
ＬＡ＝ＰＬ−ＢＬ …（３）
ＳＡ＝ＰＳ−ＢＳ …（４）
第２実施形態では、ピーク値Ｐｎとボトム値Ｂｎの双方を求め、長周期の再生信号の振幅ＬＡと短周期の再生信号の振幅ＳＡをピーク・トゥ・ピーク値として得ているが、ピーク値Ｐｎとボトム値Ｂｎとの一方のみを求め、ピーク値Ｐｎまたはボトム値Ｂｎをそのまま振幅としてもよい。この場合は、ＬＡ＝ＰＬ，ＳＡ＝ＰＳまたはＬＡ＝−ＢＬ，ＳＡ＝−ＢＳとなる。
ピーク値Ｐｎとボトム値Ｂｎの双方を用いる場合は、再生信号が正方向と負方向とで非対称な波形であっても非対称性による影響を受けず、長周期の再生信号の振幅ＬＡと短周期の再生信号の振幅ＳＡを精度よく検出することができるという利点があり、ピーク値Ｐｎとボトム値Ｂｎとの一方のみを用いる場合は、解析手順が簡単になるという利点がある。
さらに、フィルタリング部１２５は、長周期の再生信号の振幅ＬＡと短周期の再生信号の振幅ＳＡとの差ΔＧａ＝（ＬＡ−ＳＡ）を求める。以上が、対物レンズ７を合焦点位置から＋αだけ光軸方向に移動させた際に、図１４のステップＳ２１０にて得られる差ΔＧａである。同様にして、ステップＳ２１１にて対物レンズ７を合焦点位置から−αだけ光軸方向に移動させた際に得られる長周期の再生信号の振幅をＬＡ’、短周期の再生信号の振幅をＳＡ’とし、ステップＳ２１２にて長周期の再生信号の振幅ＬＡ’と短周期の再生信号の振幅ＳＡ’との差ΔＧｂ＝（ＬＡ’−ＳＡ’）を求める。
図４Ｂで説明したように、光ディスク１１の透明基板１３の厚さｔが許容範囲を超えて球面収差が生じていると、再生信号の最大振幅は対物レンズ７の合焦点からずれた位置で得られる。第２実施形態における長周期の再生信号の最大振幅や短周期の再生信号の最大振幅も同様であり、球面収差が生じていると、再生信号の最大振幅は対物レンズ７の合焦点からずれた位置で得られることとなる。長周期の再生信号の最大振幅の焦点ずれ量に対する変化は、図１５Ａ〜図１５Ｃに示すように二点鎖線で示すような特性となる。短周期の再生信号の最大振幅の焦点ずれ量に対する変化は、図１５Ａ〜図１５Ｃに示すように一点鎖線で示すような特性となる。
図１５Ａは球面収差が（−）側で生じている場合であり、合焦点より手前側（光ディスク１１より離れた側）で最大となる。図１５Ｃは球面収差が（＋）側で生じている場合であり、合焦点より奥側（光ディスク１１に近付いた側）で最大となる。図１５Ｂは球面収差が生じていない場合であり、合焦点で最大となる。
差ΔＧａと差ΔＧｂとの差（ΔＧａ−ΔＧｂ）の正負は球面収差が（＋）側と（−）側のいずれで生じているかを示し、また、その絶対値｜ΔＧａ−ΔＧｂ｜は収差補正のための制御量となる。図１５Ａ〜図１５Ｃより分かるように、球面収差が（−）側で生じている場合にはΔＧａ＜ΔＧｂとなり、球面収差が（＋）側で生じている場合にはΔＧａ＞ΔＧｂとなる。球面収差が生じていない場合にはΔＧａ＝ΔＧｂとなる。そこで、図１４のステップＳ２１４における閾値Ｔｈ２をほぼ図１５Ｂの状態となる条件（球面収差が許容範囲に収まる条件）を成立させるための絶対値｜ΔＧａ−ΔＧｂ｜に対する閾値として設定している。
図１４にて説明したように、収差補正制御部１０ａ２は｜ΔＧａ−ΔＧｂ｜＞Ｔｈ２の場合には（ΔＧａ−ΔＧｂ）をエラー値として収差補正部６を制御する。収差補正部６を制御することにより集光スポット１５の焦点がずれ、球面収差は許容範囲に即座には収まらないので、ステップＳ２１４にて｜ΔＧａ−ΔＧｂ｜≦Ｔｈ２となるまで、ステップＳ２０８〜Ｓ２１５を繰り返し実行する。
以上説明した第２実施形態は、複数の振幅及び複数の周期を有するランダム信号を再生し、このランダム信号の再生信号またはその補間信号における特定の周期部分である特定部分として長周期の再生信号と短周期の再生信号を抽出して、長周期の再生信号の振幅ＬＡ，ＬＡ’と短周期の再生信号の振幅ＳＡ，ＳＡ’との差ΔＧａ＝（ＬＡ−ＳＡ），ΔＧｂ＝（ＬＡ’−ＳＡ’）を検出している。長周期の再生信号とは、第１の周期以上（例えば反転間隔６以上）の信号部分であり、短周期の再生信号とは第１の周期未満であり所定範囲内の第２の周期（例えば反転間隔３）の信号部分である。
第２実施形態によれば、光ディスク１１の条件を問わずに収差補正が可能であり、対物レンズ７を合焦点位置の前後に等量分αだけ移動させた状態で長周期の再生信号の振幅ＬＡ，ＬＡ’と短周期の再生信号の振幅ＳＡ，ＳＡ’との差ΔＧａ＝（ＬＡ−ＳＡ），ΔＧｂ＝（ＬＡ’−ＳＡ’）を求めるだけで収差補正部６の制御データが得られるため、特許文献１に記載の収差補正方法と比較して、極めて短時間で収差補正を完了させることができる。
第１実施形態と第２実施形態とでは、図１０Ａ〜図１０Ｃと図１５Ａ〜図１５Ｃとを比較すれば分かるように、｜Ｇａ−Ｇｂ｜よりも｜ΔＧａ−ΔＧｂ｜の方が大きくなり、焦点ずれ量に対する｜ΔＧａ−ΔＧｂ｜の変化率は｜Ｇａ−Ｇｂ｜の変化率よりも大きくなる。従って、第２実施形態によれば、第１実施形態よりも効率的で精度のよい収差補正が可能となる。
＜第３実施形態＞
第３実施形態は、全体構成は図５で説明した第１実施形態と同様であるが、収差補正制御部が図６，図１２に示すものと異なっている。第３実施形態は、信号処理回路２０内の回路を部分的に用いて収差補正制御部を構成している。光ディスク１１に記録されたランダム信号を再生して収差を補正する点は第１，第２実施形態と同じである。
図１６は、第３実施形態による収差補正制御部１０ａ３を示している。図１６に示すように、収差補正制御部１０ａ３は、Ａ／Ｄ変換器１３１，ゼロクロス検出部１３２，補間部１３３，パーシャルレスポンス（ＰＲ）判別部１３４，フィルタリング部１３５，収差調整部１３６を備える。Ａ／Ｄ変換器１３１からＰＲ判別部１３４までの部分は信号処理回路２０内に設けられているものであり、フィルタリング部１３５と収差調整部１３６とをサーボ回路１０内に設けている。ビタビ復号器２００はＰＲ判別部１３４からの入力信号を最尤復号により２値化して出力する。
Ａ／Ｄ変換器１３１は高周波増幅器９からの再生信号をデジタル信号に変換する。Ａ／Ｄ変換器１３１でのサンプリングに用いるクロックは、ＰＬＬ回路を用いて再生信号のビットレートに同期させたクロックとする。Ａ／Ｄ変換器１３１より出力されたデジタル信号は、ゼロクロス検出部１３２及び補間部１３３に供給される。ゼロクロス検出部１３２〜フィルタリング部１３５は、以下の手順で収差補正部６を制御するためのエラー値を生成し、球面収差を補正する。
図１６において、ゼロクロス検出部１３２は第２実施例と同様の手順でゼロクロス情報Ｚを検出し、それをＰＲ判別部１３４に供給する。補間部１３３は再生信号を１８０°遅延させ、１つ前のサンプリング信号と現在のサンプリング信号の平均をとり、平均データ（補間信号）をＰＲ判別部１３４とフィルタリング部１３５に供給する。ＰＲ判別部１３４は入力されたゼロクロス情報Ｚと平均データとを用い、再生信号のランレングス制限（ＲＬＬ）とＰＲ特性で定められる状態遷移に基づいてサンプリングポイントが取るべき目標値を判別する。
ここで、ＰＲ特性について説明する。ＰＲ（ａ，ｂ，ｂ，ａ）の特性を孤立波に付与して等化すると、その等化波形はＲＬＬ（１，７）の場合、０，ａ，ａ＋ｂ，２ａ，２ｂ，ａ＋２ｂ，２ａ＋２ｂの７値をとる。この７値をビタビ復号器２００に入力すると、ビタビ復号器２００への入力値とＰＲ等化後の再生信号（出力値）は過去の信号の拘束を受ける。ＲＬＬ（１，７）によって入力信号の“１”が２回以上続かないことを利用すると、入力値／出力値は図１７に示すような状態遷移図で表すことができる。図１７のＳ０〜Ｓ５は直前の出力値により定まる状態を示す。
図１７において、例えば、状態Ｓ２にあるとき、入力値が１であれば、出力値はａ＋２ｂとなって状態Ｓ３へと遷移するか、出力値は２ｂとなって状態Ｓ４へと遷移するかのいずれかである。
ところで、ゼロクロス情報Ｚが“１”であるときはゼロクロスポイントが検出されたことを示し、これは図１７における状態Ｓ１→Ｓ２または状態Ｓ４→Ｓ５へと遷移する過程において発生する。この場合、図１７における状態Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４は正の値の経路（ａ＋ｂ＝０に正規化した場合、ａ＋２ｂ，２ａ＋２ｂ，２ｂのいずれか）を辿り、状態Ｓ５，Ｓ０，Ｓ１は負の値の経路（ａ＋ｂ＝０に正規化した場合、０，ａ，２ａのいずれか）を辿る。従って、ゼロクロスポイントの前または後の値を参照することにより、正の経路であるか、負の経路であるかを判別することができる。なお、図１７の状態遷移図でａ＋ｂ以外の値、即ち、ゼロクロスポイントでないときは、ゼロクロス情報Ｚは“０”である。
あるゼロクロスポイントから次のゼロクロスポイントまでの間隔が分かれば（即ち、状態Ｓ２から状態Ｓ５に至るまで、または状態Ｓ５から状態Ｓ２に至るまでの遷移数が分かれば）、経路が確定することになり、取り得るべきデータ値が各々のサンプリングポイントに対して確定する。
図１７の状態遷移図から、ゼロクロス情報Ｚ“１”が２つ連続して出力されることはなく、また、ＲＬＬ（１，Ｘ）の場合は、隣接するゼロクロスポイントの間に少なくとも１つのゼロクロス情報Ｚ“０”が存在する。ゼロクロス情報Ｚが“１”→“０”→“１”と変化したときは、状態Ｓ１→Ｓ２→Ｓ４→Ｓ５または状態Ｓ４→Ｓ５→Ｓ１→Ｓ２と遷移したことである。なお、ＲＬＬ（２，Ｘ）の場合は、隣接するゼロクロスポイントの間に少なくとも２つのゼロクロス情報Ｚ“０”が存在する。
ＰＲ判別部１３４は、以上のＰＲ特性に基づいて、各サンプリングポイントでの目標値を決定する。例えばＰＲ（ａ，ｂ，ｂ，ａ）特性に対して、再生信号の最小ランレングス制限が２（最小反転間隔が３）のときは、図１７においてＳ２→Ｓ４及びＳ５→Ｓ１のパスが存在せず、周回パスのみの状態遷移となり、ゼロクロスする状態はＳ２とＳ５であることから、サンプリングポイントの極性とゼロクロスポイント間の間隔が分かれば各サンプリングポイントでの目標値を決定することができる。また、再生信号の最小ランレングス制限が１（最小反転間隔が２）のときは図１７の状態遷移となり、この場合もゼロクロスする状態はＳ２とＳ５であるため、同様に各サンプリングポイントでの目標値を決定することができる。
即ち、ＰＲ判別部１３４は、ゼロクロス検出部１３２のゼロクロス情報Ｚとサンプリングポイントの極性と補間部１３３より出力される平均値データとに基づいて、その平均値データがいずれの目標値に対応するものであるかの判別データを生成する。
そして、フィルタリング部１３５は、ＰＲ判別部１３４から得られる判別データを用いて、補間部１３３より出力される各平均値データを目標値毎に区分する。但し、ゼロレベルは用いないため省略される。
具体的には、図１８に示すように、フィルタリング部１３５は、ＰＲ判別部１３４から得られた目標値２ａ＋２ｂ，ａ＋２ｂ，ａ，０に対応させて各平均値データを区分けし、区分けされたデータ群毎にその平均値ＰＬ，ＰＳ，ＢＳ，ＢＬを求める。図１８においては、白丸で示す平均値データ群が目標値２ａ＋２ｂ，０に属し、黒丸で示す平均値データ群が目標値ａ＋２ｂ，ａに属している。
目標値２ａ＋２ｂに属する平均値データ群は長周期の信号のピーク値に近い値を、目標値０に属する平均値データ群は長周期の信号のボトム値に近い値を、目標値ａ＋２ｂに属する平均値データ群は短周期の信号のピーク値に近い値を、目標値ａに属する平均値データ群は短周期の信号のボトム値に近い値をとっていることになる。
従って、平均値ＰＬ，ＢＬはそれぞれ長周期の信号のピーク値とボトム値に近似した値となり、平均値ＰＳ，ＢＳは短周期の信号のピーク値とボトム値に近似した値となる。
さらに、フィルタリング部１３５は、第２実施形態と同様、上述した（３），（４）式によって、長周期の再生信号の振幅ＬＡと短周期の再生信号の振幅ＳＡをピーク・トゥ・ピーク値として求める。振幅ＬＡ，ＳＡをピーク値またはボトム値をそのまま振幅としてもよい。
フィルタリング部１３５は、第２実施形態と同様、図１４で説明したように、対物レンズ７を合焦点位置から＋αだけ光軸方向に移動させた際に得られる長周期の再生信号の振幅ＬＡと短周期の再生信号の振幅ＳＡとの差ΔＧａ＝（ＬＡ−ＳＡ）と、対物レンズ７を合焦点位置から−αだけ光軸方向に移動させた際に得られる長周期の再生信号の振幅ＬＡ’と短周期の再生信号の振幅ＳＡ’との差ΔＧｂ＝（ＬＡ’−ＳＡ’）とを求める。収差調整部１３６は、（ΔＧａ−ΔＧｂ）をエラー値として収差補正部６を制御して対物レンズ７へ入射するレーザ光の発散角度または収束角度を変化させ、集光スポット１５の球面収差を補正する。
以上説明した第３実施形態は、複数の振幅及び複数の周期を有するランダム信号を再生し、このランダム信号の再生信号の補間信号における特定の周期部分である特定部分として長周期の再生信号（補間信号）と短周期の再生信号（補間信号）を抽出して、長周期の再生信号の振幅ＬＡ，ＬＡ’と短周期の再生信号の振幅ＳＡ，ＳＡ’との差ΔＧａ＝（ＬＡ−ＳＡ），ΔＧｂ＝（ＬＡ’−ＳＮ’）を検出している。長周期の再生信号とは、第１の周期以上（例えば目標値２ａ＋２ｂ，０に含まれる平均値データ群）の信号部分であり、短周期の再生信号とは第１の周期未満であり所定範囲内の第２の周期（例えば目標値ａ＋２ｂ，ａに含まれる平均値データ群）の信号部分である。
第３実施形態によれば、光ディスク１１の条件を問わずに収差補正が可能であり、対物レンズ７を合焦点位置の前後に等量分αだけ移動させた状態で長周期の再生信号の振幅ＬＡ，ＬＡ’と短周期の再生信号の振幅ＳＡ，ＳＡ’との差ΔＧａ＝（ＬＡ−ＳＡ），ΔＧｂ＝（ＬＡ’−ＳＡ’）を求めるだけで収差補正部６の制御データが得られるため、特許文献１に記載の収差補正方法と比較して、極めて短時間で収差補正を完了させることができる。
ところで、第３実施形態では、再生信号を補間部１３３によって補間し、その補間信号をＰＲ判別部１３４によってＰＲ判別しているが、Ａ／Ｄ変換器１３１でのサンプリングの仕方によってはランダム信号の再生信号を直接ＰＲ判別することもあり得る。このことは後述する他の実施形態においても同様である。
＜第４実施形態＞
第４実施形態は、全体構成は図５で説明した第１実施形態と同様であるが、収差補正制御部が図６，図１２，図１６に示すものと異なっている。第４実施形態も、信号処理回路２０内の回路を部分的に用いて収差補正制御部を構成している。光ディスク１１に記録されたランダム信号を再生して収差を補正する点は第１〜第３実施形態と同じである。
図１９は、第４実施形態による収差補正制御部１０ａ４を示している。図１９に示すように、収差補正制御部１０ａ４は、Ａ／Ｄ変換器１４１，ＤＰＬＬ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｐｈａｓｅ Ｌｏｃｋｅｄ ｌｏｏｐ）部１４２，パーシャルレスポンス（ＰＲ）判別部１４３，フィルタリング部１４４，収差調整部１４５を備える。Ａ／Ｄ変換器１４１からＰＲ判別部１４３までの部分は信号処理回路２０内に設けられているものであり、フィルタリング部１４４と収差調整部１４５とをサーボ回路１０内に設けている。
Ａ／Ｄ変換器１４１は固定周波数の自走クロックで動作しており、高周波増幅器９からの再生信号をサンプリングし、そのサンプリング信号をＤＰＬＬ部１４２に供給する。ＤＰＬＬ部１４２は自己完結したＰＬＬ機能を備え、入力された再生信号を自身で補間してリサンプリング信号として生成すると共に、位相エラーを抽出してそれをフィードバックすることにより補間のタイミングを制御する機能を有している。
ＤＰＬＬ部１４２は図２０に示すように構成される。リサンプリング補間部１４２１はＡ／Ｄ変換器１４１からのサンプリング信号をタイミング生成部１４２４より出力されるタイミング信号に基づいてリサンプリングすると共に、１つ前のサンプリング信号と現在のサンプリング信号との平均をとり、それを補間処理したリサンプリング信号として位相エラー検出部１４２２へ供給する。
位相エラー検出部１４２２は、補間処理後のリサンプリング信号をフィルタリング部１４４に供給すると共に、位相エラーを検出して位相エラー信号をループフィルタ１４２３に供給する。位相エラー検出部１４２２は、位相エラーの検出に際してゼロクロスの検出も並行して行い、ゼロクロス情報Ｚをフィルタリング部１４４に供給する。ループフィルタ１４２３は位相エラー信号の低域成分を抽出し、エラーレベル情報としてタイミング生成部１４２４に供給する。タイミング生成部１４２４は入力されたエラーレベル情報を基にして上記のタイミング信号を生成する。
従って、このＤＰＬＬ部１４２によれば、自走クロックで動作しているＡ／Ｄ変換器１４１の出力を正確なタイミングで補間したリサンプリング信号を得ることができ、位相エラー検出部１４２２からゼロクロス情報Ｚも得ることができる。
ＤＰＬＬ部１４２より出力されたリサンプリング信号とゼロクロス情報ＺはＰＲ判別部１４３に供給される。ＰＲ判別部１４３は、第３実施形態と同様、ゼロクロス情報Ｚとリサンプリング信号とを用いて再生信号のランレングス制限（ＲＬＬ）とＰＲ特性で定められる状態遷移とに基づいて目標値を判別する。
フィルタリング部１４４にはＤＰＬＬ部１４２より出力されたリサンプリング信号とＰＲ判別部１４３より出力された目標値の判別データとが入力され、第３実施形態と同様の手順で、長周期の再生信号の振幅ＬＡ，ＬＡ’と短周期の再生信号の振幅ＳＡ，ＳＡ’と、差ΔＧａ＝（ＬＡ−ＳＡ）及び差ΔＧｂ＝（ＬＡ’−ＳＡ’）を求める。そして、収差調整部１４５は、（ΔＧａ−ΔＧｂ）をエラー値として収差補正部６を制御して対物レンズ７へ入射するレーザ光の発散角度または収束角度を変化させ、集光スポット１５の球面収差を補正する。
第４実施形態は第３実施形態と同様、複数の振幅及び複数の周期を有するランダム信号を再生し、このランダム信号の再生信号またはその補間信号における特定の周期部分である特定部分として長周期の再生信号と短周期の再生信号を抽出して、長周期の再生信号の振幅ＬＡ，ＬＡ’と短周期の再生信号の振幅ＳＡ，ＳＡ’との差ΔＧａ＝（ＬＡ−ＳＡ），ΔＧｂ＝（ＬＡ’−ＳＡ’）を検出している。長周期の再生信号とは、第１の周期以上の信号部分であり、短周期の再生信号とは第１の周期未満であり所定範囲内の第２の周期の信号部分である。
第４実施形態によれば、光ディスク１１の条件を問わずに収差補正が可能であり、対物レンズ７を合焦点位置の前後に等量分αだけ移動させた状態で長周期の再生信号の振幅ＬＡ，ＬＡ’と短周期の再生信号の振幅ＳＡ，ＳＡ’との差ΔＧａ＝（ＬＡ−ＳＡ），ΔＧｂ＝（ＬＡ’−ＳＡ’）を求めるだけで収差補正部６の制御データが得られるため、特許文献１に記載の収差補正方法と比較して、極めて短時間で収差補正を完了させることができる。
＜第５実施形態＞
第５実施形態は、全体構成は図５で説明した第１実施形態と同様であるが、収差補正制御部が図６，図１２，図１６，図１９に示すものと異なっている。第５実施形態も、信号処理回路２０内の回路を部分的に用いて収差補正制御部を構成している。光ディスク１１に記録されたランダム信号を再生して収差を補正する点は第１〜第４実施形態と同じである。
図２１は、第５実施形態による収差補正制御部１０ａ５を示している。図２１に示すように、収差補正制御部１０ａ５は、Ａ／Ｄ変換器１５１，ＤＰＬＬ部１５２，パーシャルレスポンス（ＰＲ）判別・等化部１５３，フィルタリング部１５４，収差調整部１５５を備える。Ａ／Ｄ変換器１５１からＰＲ判別・等化部１５３までの部分は信号処理回路２０内に設けられているものであり、フィルタリング部１５４と収差調整部１５５とをサーボ回路１０内に設けている。
第５実施形態の特徴は、ＰＲ判別・等化部１５３がＤＰＬＬ部１５２から入力されるリサンプリング信号とゼロクロス情報Ｚに基づいてＰＲ等化とランレングス制限によって定まる状態遷移から目標値の仮判別を行い、さらに、実際のリサンプリング信号の目標値に対するエラーを等化するか否かを選択する点にある。
第３実施形態の図１７，図１８で説明したように、状態Ｓ２とＳ５がゼロポイントに相当し、２ａ＋２ｂが正側の最大の目標値となり、０が負側の最大の目標値となる。これらの目標値に係るリサンプリング信号に対してはエラー等化を行わず、その他の目標値であるａ＋２ｂ，ａ＋ｂ，ａについてのみエラー等化を行う。このようにすると、目標値ａ＋２ｂ，ａ＋ｂ，ａに係る短周期のリサンプリング信号に対して波形等化処理がなされることになり、特に長周期から短周期へ変化する際の信号間のクロストークが抑圧される。従って、目標値２ａ＋２ｂ，０に係る長周期のリサンプリング信号は入力信号に応じて変化するが、それ以外の目標値ａ＋２ｂ，ａ＋ｂ，ａに係る短周期のリサンプリング信号は等化されてほぼ一定値に近い値となる。
具体的には、図１８に示す目標値ａ＋２ｂ，ａに属する黒丸にて示すリサンプリング信号と目標値ａ＋ｂに属するリサンプリング信号（ゼロクロス付近の信号）は等化処理によってほぼ一定になり、目標値２ａ＋２ｂ，０に係るリサンプリング信号だけが実際の振幅を反映したものとなる。
従って、フィルタリング部１５４で処理を行う際に、長周期の信号のピーク値ＰＬとボトム値ＢＬを信号間のクロストークの影響を受けることなく長周期の信号の振幅ＬＡ（＝ＰＬ−ＢＬ）を検出でき、対物レンズ７の焦点ずれ量に対する長周期の信号の振幅ＬＡを正確に求めることができる。第５実施形態では、短周期の信号の振幅に相当するＳＡ（＝ＰＳ−ＢＳ）はほぼ一定値となる。
第５実施形態においては、長周期の再生信号の最大振幅の焦点ずれ量に対する変化は、図２２Ａ〜図２２Ｃに示すように二点鎖線で示すような特性となり、短周期の再生信号の最大振幅の焦点ずれ量に対する変化は、図２２Ａ〜図２２Ｃに示すように一点鎖線で示すような一定値の特性となる。従って、フィルタリング部１５４にて得られるΔＧａ＝（ＬＡ−ＳＡ），ΔＧｂ＝（ＬＡ’−ＳＡ’）は主に長周期の再生信号の振幅ＬＡ，ＬＡ’の変化だけを反映したものとなる。
短周期の再生信号の振幅ＳＡ，ＳＡ’は同一の値であるから、図２３Ａ〜図２３Ｃに示すように、ΔＧａ＝ＬＡ，ΔＧｂ＝ＬＡ’としてもよい。
第５実施形態は、複数の振幅及び複数の周期を有するランダム信号を再生し、このランダム信号の再生信号またはその補間信号における特定の周期部分である特定部分として長周期の再生信号と短周期の再生信号を抽出して、長周期の再生信号の振幅ＬＡ，ＬＡ’と短周期の再生信号の振幅ＳＡ，ＳＡ’との差ΔＧａ＝（ＬＡ−ＳＡ），ΔＧｂ＝（ＬＡ’−ＳＡ’）を検出している。但し、短周期の再生信号の振幅ＳＡ，ＳＡ’は、振幅値そのものではなく、ＰＲ判別・等化部１５３における処理によって等化されてほぼ一定値に変換された値である。
また、ΔＧａ＝ＬＡ，ΔＧｂ＝ＬＡ’とした場合には、第５実施形態は、ランダム信号の再生信号における特定の周期部分である特定部分として長周期の再生信号を抽出するものである。
第５実施形態によれば、光ディスク１１の条件を問わずに収差補正が可能であり、対物レンズ７を合焦点位置の前後に等量分αだけ移動させた状態で長周期の再生信号の振幅ＬＡ，ＬＡ’と短周期の再生信号の振幅ＳＡ，ＳＡ’との差ΔＧａ＝（ＬＡ−ＳＡ），ΔＧｂ＝（ＬＡ’−ＳＡ’）を求めるだけで収差補正部６の制御データが得られるため、特許文献１に記載の収差補正方法と比較して、極めて短時間で収差補正を完了させることができる。
＜第６実施形態＞
第６実施形態は第５実施形態の変形例である。図２４は、第６実施形態による収差補正制御部１０ａ６を示している。図２４に示すように、収差補正制御部１０ａ６は、Ａ／Ｄ変換器１６１，ゼロクロス検出部１６２，パーシャルレスポンス（ＰＲ）判別・等化部１６３，フィルタリング部１６４，収差調整部１６５を備える。Ａ／Ｄ変換器１６１からＰＲ判別・等化部１６３までの部分は信号処理回路２０内に設けられているものであり、フィルタリング部１６４と収差調整部１６５とをサーボ回路１０内に設けている。
第５実施形態は前述のようにＤＰＬＬ部１５２でリサンプリング・補間を行うが、第６実施形態はリサンプリングを行わない。図２４において、Ａ／Ｄ変換器１６１はＰＬＬ回路によって入力される再生信号のビットレートに同期させて再生信号をサンプリングする。このサンプリング信号をゼロクロス検出部１６２とＰＲ判別・等化部１６３に供給する。ＰＲ判別・等化部１６３は、ゼロクロス検出部１６２からのゼロクロス情報Ｚを用いてＰＲ等化とランレングス制限とによって定まる状態遷移から目標値の仮判別を行う。
この第６実施形態においても、光ディスク１１の条件を問わずに収差補正が可能であり、特許文献１に記載の収差補正方法と比較して、極めて短時間で収差補正を完了させることができる。
＜第７実施形態＞
第７実施形態は、全体構成は図５で説明した第１実施形態と同様であるが、収差補正制御部が図６，図１２，図１６，図１９，図２１，図２４に示すものと異なっている。光ディスク１１に記録されたランダム信号を再生して収差を補正する点は第１〜第６実施形態と同じである。
図２５は、第７実施形態による収差補正制御部１０ａ７を示している。収差補正制御部１０ａ７はサーボ回路１０内に設けられている。図２５に示すように、収差補正制御部１０ａ７は、Ａ／Ｄ変換器１７１，ＡＴＣ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ ｌｅｖｅｌ Ｃｏｎｔｒｏｌ）回路１７２，ＡＧＣ回路１７３，エンベロープ検波部１７７，フィルタリング部１７８，収差調整部１７９を備える。ＡＧＣ回路１７３は、利得制御回路１７４とクロス抽出部１７５とエラー検出部１７６とを含む。
図２５において、Ａ／Ｄ変換器１７１は固定周波数の自走クロックで入力された再生信号をサンプリングし、このサンプリング信号をＡＴＣ回路１７２に供給する。ＡＴＣ回路１７２は入力されたサンプリング信号のセンターレベル（ＤＣレベル）が予め設定してある最適な閾値に一致するようＤＣ制御してＡＧＣ回路１７３に供給する。ＡＧＣ回路１７３はＡＴＣ回路１７２の出力を比較的短い反転間隔信号が一定の大きさになるよう利得制御してエンベロープ検波部１７７に供給する。
ＡＧＣ回路１７３の利得制御回路１７４は、エラー検出部１７６により検出された利得エラー信号に基づいてＡＴＣ回路１７２の出力を利得制御して、エンベロープ検波部１７７及びクロス抽出部１７５に供給する。エラー検出部１７６はクロス抽出部１７５の出力に基づいて利得エラー信号を出力する。クロス抽出部１７５の具体的構成及び動作は次の通りである。
クロス抽出部１７５には、図２６に示すように、再生信号Ｓｒの最小反転間隔における振幅Ｑのセンターレベル付近に設定されている中間レベルの閾値Ｔｈ１０と、閾値Ｔｈ１０より大きいレベルの閾値Ｔｈ１１と、閾値Ｔｈ１０より小さいレベルの閾値Ｔｈ１２とが予め設定されている。閾値Ｔｈ１０と閾値Ｔｈ１１とのレベル差及び閾値Ｔｈ１０と閾値Ｔｈ１２とのレベル差はいずれもＰで互いに等しく設定されている。レベル差Ｐは最小反転間隔における振幅Ｑよりも小さく設定されている。従って、これら３つの閾値Ｔｈ１０，Ｔｈ１１，Ｔｈ１２のいずれかが必ず正しいゼロクロス値を示すことになる。図２６の例では、閾値Ｔｈ１０がゼロクロス値である。
クロス抽出部１７５は、再生信号Ｓｒが閾値Ｔｈ１０，Ｔｈ１１，Ｔｈ１２をそれぞれ横切ったときの回数をそれぞれで独立に積算し、３つの積算値のいずれかが予め設定した設定値に到達したら、３つの積算値の全てをクリアして再び同じ動作を繰り返す。
クロス抽出部１７５は図２７に示すように構成される。図２７において、クロス検出器１７５１〜１７５３には利得制御回路１７４より出力された再生信号Ｓｒが入力される。クロス検出器１７５１，１７５２，１７５３には閾値Ｔｈ１０，Ｔｈ１１，Ｔｈ１２がそれぞれ設定されており、再生信号Ｓｒが閾値Ｔｈ１０，Ｔｈ１１，Ｔｈ１２を横切る毎にカウントした積算値（クロスカウント値）Ｃ０，Ｃ１，Ｃ２を出力する。クロス検出器１７５１，１７５２，１７５３より出力されたクロスカウント値Ｃ０，Ｃ１，Ｃ２は、比較器１７５４，１７５５，１７５６に入力される。比較器１７５４〜１７５６は入力されたクロスカウント値Ｃ０〜Ｃ２と共通の設定値とを比較して、比較結果を３入力のＯＲ回路１７５７に入力する。
比較器１７５４〜１７５６に入力する設定値は、最小反転間隔に対して十分に長い期間における平均ゼロクロスカウント値に設定されており、比較器１７５４〜１７５６はその設定値に一致したとき“Ｈ”の一致信号を出力するよう構成されている。
クロスカウント値Ｃ０〜Ｃ２の内、最も早く設定値に達したクロスカウント値が入力される比較器（１７５４〜１７５６のいずれか）から“Ｈ”の一致信号が出力され、これがリセットパルスとしてクロス検出器１７５１〜１７５３に共通に供給される。これにより、クロス検出器１７５１〜１７５３のクロスカウント値はリセットされる。
上記のように、３つの閾値Ｔｈ１０，Ｔｈ１１，Ｔｈ１２のいずれかが必ず正しいゼロクロス値を示すため、最も早く設定値に達したクロスカウント値が必ず最小反転間隔を含んでいることになる。そして、最も早く設定値に達したクロスカウント値をエラー検出部１７６におけるエラー演算に使用する。通常は、３つの閾値Ｔｈ１０，Ｔｈ１１，Ｔｈ１２の内、再生信号Ｓｒが中央の閾値Ｔｈ１０を横切る回数が最も多いはずであり、クロス検出器１７５２より出力されるクロスカウント値Ｃ０が最も早く設定値に達することとなる。
図２５に戻り、エラー検出部１７６にはクロス抽出部１７５よりクロスカウント値Ｃ０〜Ｃ２とリセットパルスが入力され、エラー検出部１７６は所定の単位時間におけるクロスカウント値Ｃ０がクロスカウント値Ｃ１，Ｃ２よりも多くなるように、また、クロスカウント値Ｃ１とＣ２とが略等しくなるように、ＤＣエラー信号を発生すると共に、クロスカウント値Ｃ１とＣ２とがクロスカウント値Ｃ０に対し一定の割合となるよう利得エラー信号を発生する。ＤＣエラー信号と利得エラー信号は利得制御回路１７４に供給される。利得制御回路１７４は利得エラー信号に応じてＡＴＣ回路１７２の出力を利得制御する。これによって、ＡＴＣ回路１７２の出力は、比較的短い反転間隔信号が一定の大きさになるように利得制御されることになる。
エラー検出部１７６における動作を図２８のフローチャートを用いてさらに説明する。図２８において、ステップＳ３０１にてクロス抽出部１７５より入力されたリセットパルスが“Ｈ”になったか否か判定し、“Ｈ”になったと判定されたら、ステップＳ３０２にてクロスカウント値Ｃ０とクロスカウント値Ｃ１，Ｃ２との関係が、Ｃ０≧Ｃ１かつＣ０≧Ｃ２であるかを判定する。この関係を満たすときは、再生信号が本来の振幅範囲にあることを意味する。
そして、ステップＳ３０３にてクロスカウント値Ｃ１，Ｃ２が所定値より大きいか否か判定し、大きいときは、ステップＳ３０４にて再生信号の振幅が大きいと判断して利得を下げる方向の利得エラー信号を出力する。なお、所定値とは、ノイズの影響を考慮して、クロスカウント値Ｃ０の７０％程度の値とする。
一方、ステップＳ３０３にてクロスカウント値Ｃ１，Ｃ２が所定値より大きくないときは、ステップＳ３０５にてクロスカウント値Ｃ１，Ｃ２が所定値より小さいか否か判定し、小さいときは、ステップＳ３０６にて再生信号の振幅が小さいと判断して利得を上げる方向の利得エラー信号を出力する。ステップＳ３０２にてＣ０≧Ｃ１かつＣ０≧Ｃ２でない場合、また、ステップＳ３０５にてクロスカウント値Ｃ１，Ｃ２が所定値より小さくない場合には、ステップＳ３０７にて利得エラー信号を出力しない。
以上の処理により、再生信号が一例として図２９Ａに示すような波形であった場合、図２９Ｂに示すように、比較的短い反転間隔信号である短周期の再生信号の振幅がほぼ一定の大きさに利得制御される。エンベロープ検波部１７７は、利得制御回路１７４より出力された図２９Ｂに示すような再生信号の上側のエンベロープＬａと下側のエンベロープＬｂとを検出する。フィルタリング部１７８は、第１実施形態と同様、対物レンズ７を合焦点位置から＋αだけ光軸方向に移動させた際のエンベロープ検波部１７７で検出されたエンベロープＬａ，Ｌｂに基づいて再生信号の振幅Ｇａを求め、対物レンズ７を合焦点位置から−αだけ光軸方向に移動させた際のエンベロープ検波部１７７で検出されたエンベロープＬａ，Ｌｂに基づいて再生信号の振幅Ｇｂを求める。
そして、収差調整部１７９は、（Ｇａ−Ｇｂ）をエラー値として収差補正部６を制御して対物レンズ７へ入射するレーザ光の発散角度または収束角度を変化させ、集光スポット１５の球面収差を補正する。
この第７実施形態によれば、短周期の再生信号の振幅をほぼ一定の大きさに利得制御することにより、長周期の再生信号と短周期の再生信号とを明確に分離して、長周期の再生信号のエンベロープＬａ，Ｌｂ及び振幅Ｇａ，Ｇｂを正確に検出することができる。よって、第５実施形態による波形等化処理を行うものと同等の利点がある。また、第７実施形態においては、ＰＬＬ回路を用いる必要がないため、トラッキング・サーボがかかっていない場合でも、正確な収差補正データを得ることができる。振幅Ｇａ，Ｇｂは実質的に最大振幅である。
第７実施形態によれば、光ディスク１１の条件を問わずに収差補正が可能であり、対物レンズ７を合焦点位置の前後に等量分αだけ移動させた状態でランダム信号の再生信号における特定部分としての最大振幅Ｇａ，Ｇｂを求めるだけで収差補正部６の制御データが得られるため、特許文献１に記載の収差補正方法と比較して、極めて短時間で収差補正を完了させることができる。
＜第８実施形態＞
第８実施形態は、全体構成は図５で説明した第１実施形態と同様であるが、収差補正制御部が図６，図１２，図１６，図１９，図２１，図２４，図２５に示すものと異なっている。第８実施形態の収差補正制御部１０ａ８はサーボ回路１０内に設けられており、光ディスク装置の信号処理において波形等化を行う際に求められるブースト量を制御データとして収差補正を実行させる点に特徴がある。光ディスク１１に記録されたランダム信号を再生して収差を補正する点は第１〜第７実施形態と同じである。
図３０において、信号処理回路は波形等化部（ブースト量演算回路）２０１を備えており、波形等化部２０１は、光ディスクによって異なる再生信号の特性に適応させて振幅の小さい信号帯域の利得を上げるためにブースト量を設定し、信号伝達特性を調整することにより後の信号処理過程でエラーが生じないようにするものである。波形等化部２０１により得られるブースト量はサーボ回路１０内の収差補正制御部１０ａ８に供給される。
図３１は第８実施形態による収差補正の手順を示している。図３１のステップＳ４０１〜Ｓ４０７は、図９のステップＳ１０１〜Ｓ１０７と同じであり、ステップＳ４０７以降の手順について説明する。図３１において、ステップＳ４０７にて記録情報の再生を開始し、サーボ回路１０はステップＳ４０８にて対物レンズ７の合焦点位置を検出する。次に、サーボ回路１０は、ステップＳ４０９にて、対物レンズ７を合焦点位置から＋αだけ光軸方向に移動させる。収差補正制御部１０ａ８は、ステップＳ４１０にて、波形等化部２０１からのブースト量Ｂａを検出する。
さらに、サーボ回路１０は、ステップＳ４１１にて、対物レンズ７を合焦点位置から−αだけ光軸方向に移動させる。収差補正制御部１０ａ８は、ステップＳ４１２にて、波形等化部２０１からのブースト量Ｂｂを検出する。
そして、収差補正制御部１０ａ８は、ステップＳ４１３にて、対物レンズ７の各位置で求められたブースト量の差（Ｂａ−Ｂｂ）を求め、ステップＳ４１４にてその差の絶対値｜Ｂａ−Ｂｂ｜が所定の閾値Ｔｈ３以下であるか否かを判定する。閾値Ｔｈ３は０に近い所定の値である。｜Ｂａ−Ｂｂ｜が閾値Ｔｈ３以下でなければ、収差補正制御部１０ａ８は、ステップＳ４１５にて、（Ｂａ−Ｂｂ）をエラー値として収差補正部６を制御して対物レンズ７へ入射するレーザ光の発散角度または収束角度を変化させ、集光スポット１５の球面収差を補正する。ステップＳ４１５による処理の後ステップＳ４０８に戻り、同様に繰り返す。
ところで、光ディスク１１の再生信号が通常のランレングス制限でランダム性を有している場合、光ディスク１１の透明基板１３の厚さｔが許容範囲を超えて球面収差が生じていると、前述のように、長周期と短周期の再生信号の各最大振幅は対物レンズ７の焦点ずれ量に対して図１５Ａ〜図１５Ｃに示すような関係で変化する。一方、波形等化部２０１によるブースト量は、振幅の小さい信号帯域の利得を上げて波形を等化するための制御値であり、長周期の信号に対する短周期の信号の振幅比率が小さいときにはブースト量が大きくなり、逆の場合にはブースト量が小さくなる。
図３２Ａ〜図３２Ｃは図１５Ａ〜図１５Ｃの各状態を示しており、この図３２Ａ〜図３２Ｃの各状態において、波形等化部２０１による波形等化処理によって長周期と短周期の各再生信号の最大振幅ＬＡ，ＳＡは図３２Ｄ〜図３２Ｆに示すように、球面収差や焦点ずれ量に関係なく一定となる。しかし、このように最大振幅ＬＡ，ＳＡを一定とするためのブースト量Ｂａ，Ｂｂは図３２Ｄ〜図３２Ｆで異なり、ブースト量Ｂａ，Ｂｂは長周期の信号に対する短周期の信号の振幅比率を示す値となる。
以上の根拠により、ブースト量の差（Ｂａ−Ｂｂ）を収差補正部６の制御データとして利用することによって球面収差を補正することが可能であり、第８実施形態は、図３１で説明したように、ブースト量の差（Ｂａ−Ｂｂ）を収差補正部６の制御データとして利用して球面収差を補正するものである。
図３３Ａは対物レンズ７の位置の切り換わり状態を、図３３Ｂは繰り返し制御によるブースト量Ｂａ，Ｂｂの変化を示している。図３３ＢのＢａ（１），Ｂａ（２），Ｂａ（３）…及びＢｂ（１），Ｂｂ（２），Ｂｂ（３）…における括弧の添字は、図３１のステップＳ４１０，Ｓ４１２によるブースト量Ｂａ，Ｂｂ検出の回数を示している。収差補正制御部１０ａ８による球面収差補正の繰り返し制御によって絶対値｜Ｂａ−Ｂｂ｜がほぼ０に収斂していくことが分かる。
この第８実施形態によれば、波形等化部２０１によって得られるブースト量Ｂａ，Ｂｂによって収差補正部６の制御データを生成できるので、収差補正制御部１０ａ８の回路構成が簡単になり、安価な構成で収差補正を実現できるという利点がある。
第８実施形態によれば、光ディスク１１の条件を問わずに収差補正が可能であり、対物レンズ７を合焦点位置の前後に等量分αだけ移動させた状態でブースト量Ｂａ，Ｂｂを求めるだけで収差補正部６の制御データが得られるため、特許文献１に記載の収差補正方法と比較して、極めて短時間で収差補正を完了させることができる。
以上説明した第１〜第８実施形態による収差補正は、通常の光ディスク１１からの情報信号の再生や光ディスク１１への情報信号の記録とは独立させて収差補正の処理のみ実行させてもよいし、通常の光ディスク１１からの情報信号の再生や光ディスク１１への情報信号の記録を行っている状態においても実行させることができる。
即ち、通常の光ディスク１１からの情報信号の再生や光ディスク１１への情報信号の記録は、情報信号の実時間よりも高速で行うことができるので、光ディスク１１をフォーマットで定められた基準の線速度よりも速く回転させ、光ディスク１１からの情報信号の再生や光ディスク１１への情報信号の記録を行っていない時間に収差補正の処理を実行させることができる。
光ディスク１１の透明基板１３の厚さｔは光ディスク１１の内周側と外周側とでばらつくことがあり、光ディスク１１における情報信号の記録再生の位置（トラック）によって球面収差発生の大小もばらつくことが考えられる。また、連続的な記録または再生時に温度変化に伴ってレーザ光の波長がずれることによって球面収差が発生することもある。
情報信号の記録または再生と収差補正の処理とを時分割で行うことにより、記録または再生中に球面収差を補正することができ、常にエラー発生のない記録再生を実現することが可能となる。

Claims (20)

1. 光ディスクの情報記録層に記録された情報を再生する再生手段を備える光ディスク装置において、
   レーザ光源と、
   前記レーザ光源から発せられるレーザ光の発散または収束角度を調整することにより球面収差を補正する収差補正部と、
   前記レーザ光を集光させて前記情報記録層上に集光スポットを形成する対物レンズと、
   前記対物レンズを前記レーザ光の光軸方向に移動させる移動機構を有し、前記集光スポットを前記情報記録層上で合焦させるよう前記対物レンズを移動させるフォーカス制御部と、
   前記対物レンズを前記フォーカス制御部によって合焦点位置から第１の方向に所定量だけ移動させた状態で、前記再生手段によって前記情報記録層の任意の領域に記録された複数の振幅及び複数の周期を有するランダム信号を再生し、このランダム信号の再生信号またはその補間信号における特定の振幅または周期部分である特定部分を抽出して前記特定部分の第１の振幅値を求めると共に、前記対物レンズを前記フォーカス制御部によって合焦点位置から前記第１の方向とは反対側の第２の方向に前記所定量だけ移動させた状態で、前記再生手段によって前記情報記録層の任意の領域に記録された複数の振幅及び複数の周期を有するランダム信号を再生し、このランダム信号の再生信号またはその補間信号における特定の振幅または周期部分である特定部分を抽出して前記特定部分の第２の振幅値を求める検出手段と、
   前記第１の振幅値と前記第２の振幅値との差が０に近付くよう前記収差補正部を制御する制御手段とを備えて構成したことを特徴とする光ディスク装置。
2. 前記情報記録層に前記検出手段にて再生すべきランダム信号が記録されているか否かを判定する判定手段と、
   前記判定手段により前記情報記録層に前記検出手段にて再生すべきランダム信号が記録されていないと判定されたとき、前記情報記録層の任意の領域に複数の振幅及び複数の周期を有するランダム信号を記録する記録手段とを備えて構成したことを特徴とする請求の範囲第１項記載の光ディスク装置。
3. 前記任意の領域はＯＰＣ領域であることを特徴とする請求の範囲第２項記載の光ディスク装置。
4. 前記検出手段は、前記特定部分をエンベロープ検波して前記第１及び第２の振幅値を求めるエンベロープ検波部であることを特徴とする請求の範囲第１項記載の光ディスク装置。
5. 光ディスクの情報記録層に記録された情報を再生する再生手段を備える光ディスク装置において、
   レーザ光源と、
   前記レーザ光源から発せられるレーザ光の発散または収束角度を調整することにより球面収差を補正する収差補正部と、
   前記レーザ光を集光させて前記情報記録層上に集光スポットを形成する対物レンズと、
   前記対物レンズを前記レーザ光の光軸方向に移動させる移動機構を有し、前記集光スポットを前記情報記録層上で合焦させるよう前記対物レンズを移動させるフォーカス制御部と、
   前記対物レンズを前記フォーカス制御部によって合焦点位置から第１の方向に所定量だけ移動させた状態で、前記再生手段によって前記情報記録層の任意の領域に記録された複数の振幅及び複数の周期を有するランダム信号を再生し、このランダム信号の再生信号またはその補間信号における第１の特定の振幅または周期部分である第１の特定部分と第２の特定の振幅または周期部分である第２の特定部分とを抽出して、前記第１の特定部分の振幅値と前記第２の特定部分の振幅値との第１の差分値を求めると共に、前記対物レンズを前記フォーカス制御部によって合焦点位置から前記第１の方向とは反対側の第２の方向に前記所定量だけ移動させた状態で、前記再生手段によって前記情報記録層の任意の領域に記録された複数の振幅及び複数の周期を有するランダム信号を再生し、このランダム信号の再生信号またはその補間信号における第３の特定の振幅または周期部分である第３の特定部分と第４の特定の振幅または周期部分である第４の特定部分とを抽出して、前記第３の特定部分の振幅値と前記第４の特定部分の振幅値との第２の差分値を求める検出手段と、
   前記第１の差分値と前記第２の差分値との差が０に近付くよう前記収差補正部を制御する制御手段とを備えて構成したことを特徴とする光ディスク装置。
6. 前記情報記録層に前記検出手段にて再生すべきランダム信号が記録されているか否かを判定する判定手段と、
   前記判定手段により前記情報記録層に前記検出手段にて再生すべきランダム信号が記録されていないと判定されたとき、前記情報記録層の任意の領域に複数の振幅及び複数の周期を有するランダム信号を記録する記録手段とを備えて構成したことを特徴とする請求の範囲第５項記載の光ディスク装置。
7. 前記任意の領域はＯＰＣ領域であることを特徴とする請求の範囲第６項記載の光ディスク装置。
8. 前記検出手段は、
   前記ランダム信号の再生信号またはその補間信号と予め設定されたゼロレベルとが交差するゼロクロスポイントを検出するゼロクロス検出手段と、
   隣接する２つのゼロクロスポイント間の時間間隔を検出する時間間隔検出手段と、
   前記時間間隔検出手段によって検出された時間間隔に基づいて前記第１〜第４の特定部分を抽出する抽出手段とを備えることを特徴とする請求の範囲第５項記載の光ディスク装置。
9. 前記検出手段は、
   前記ランダム信号の再生信号またはその補間信号と予め設定されたゼロレベルとが交差するゼロクロスポイントを検出するゼロクロス検出手段と、
   前記ゼロクロス検出手段によって検出されたゼロクロスポイントと前記ランダム信号の再生信号またはその補間信号とを用い、ランレングス制限とパーシャルレスポンス特性で定められる状態遷移に基づいて前記ランダム信号の再生信号またはその補間信号それぞれのサンプリングポイントに対する目標値を決定するパーシャルレスポンス判別手段と、
   前記パーシャルレスポンス判別手段によって決定された目標値に基づいて前記第１〜第４の特定部分を抽出する抽出手段とを備えることを特徴とする請求の範囲第５項記載の光ディスク装置。
10. 光ディスクの情報記録層に記録された情報を再生する再生手段を備える光ディスク装置において、
    レーザ光源と、
    前記レーザ光源から発せられるレーザ光の発散または収束角度を調整することにより球面収差を補正する収差補正部と、
    前記レーザ光を集光させて前記情報記録層上に集光スポットを形成する対物レンズと、
    前記対物レンズを前記レーザ光の光軸方向に移動させる移動機構を有し、前記集光スポットを前記情報記録層上で合焦させるよう前記対物レンズを移動させるフォーカス制御部と、
    前記情報記録層に記録された記録情報を前記再生手段によって再生した再生信号に対してブースト量を設定して波形等化する波形等化部と、
    前記対物レンズを前記フォーカス制御部によって合焦点位置から第１の方向に所定量だけ移動させた状態で、前記再生手段によって前記情報記録層の任意の領域に記録された複数の振幅及び複数の周期を有するランダム信号を再生した際の前記波形等化部における第１のブースト量を検出すると共に、前記対物レンズを前記フォーカス制御部によって合焦点位置から前記第１の方向とは反対側の第２の方向に前記所定量だけ移動させた状態で、前記再生手段によって前記情報記録層の任意の領域に記録された複数の振幅及び複数の周期を有するランダム信号を再生した際の前記波形等化部における第２のブースト量を検出する検出手段と、
    前記第１のブースト量と前記第２のブースト量との差が０に近付くよう前記収差補正部を制御する制御手段とを備えて構成したことを特徴とする光ディスク装置。
11. 光ディスク装置に用いる収差補正方法において、
    光ディスクの情報記録層の任意の領域に記録された複数の振幅及び複数の周期を有するランダム信号を再生する再生ステップと、
    レーザ光源から発せられるレーザ光を前記情報記録層上に集光させて集光スポットを形成する対物レンズを光軸方向に移動させて、前記集光スポットを前記情報記録層上で合焦させる合焦ステップと、
    前記対物レンズを前記合焦ステップにて合焦させた合焦点位置から光軸方向の第１の方向に所定量だけ移動させた状態で前記ランダム信号を再生し、このランダム信号の再生信号またはその補間信号における特定の振幅または周期部分である特定部分を抽出して前記特定部分の第１の振幅値を求める第１の検出ステップと、
    前記対物レンズを前記合焦ステップにて合焦させた合焦点位置から前記第１の方向とは反対側の第２の方向に前記所定量だけ移動させた状態で前記ランダム信号を再生し、このランダム信号の再生信号またはその補間信号における特定の振幅または周期部分である特定部分を抽出して前記特定部分の第２の振幅値を求める第２の検出ステップと、
    前記第１の振幅値と前記第２の振幅値との差が０に近付くよう、前記レーザ光の発散または収束角度を調整することにより球面収差を補正する収差補正部を制御する制御ステップとを含むことを特徴とする光ディスク装置に用いる収差補正方法。
12. 前記再生ステップの前段に、
    前記情報記録層に前記第１及び第２の検出ステップにて再生すべきランダム信号が記録されているか否かを判定する判定ステップと、
    前記判定ステップにより前記情報記録層に前記第１及び第２の検出ステップにて再生すべきランダム信号が記録されていないと判定されたとき、前記情報記録層の任意の領域に複数の振幅及び複数の周期を有するランダム信号を記録する記録ステップとを含むことを特徴とする請求の範囲第１１項記載の光ディスク装置に用いる収差補正方法。
13. 前記任意の領域はＯＰＣ領域であることを特徴とする請求の範囲第１２項記載の光ディスク装置に用いる収差補正方法。
14. 前記第１及び第２の検出ステップは、前記特定部分をエンベロープ検波して前記第１及び第２の振幅値を求めるエンベロープ検波ステップであることを特徴とする請求の範囲第１１項記載の光ディスク装置に用いる収差補正方法。
15. 光ディスク装置に用いる収差補正方法において、
    光ディスクの情報記録層の任意の領域に記録された複数の振幅及び複数の周期を有するランダム信号を再生する再生ステップと、
    レーザ光源から発せられるレーザ光を前記情報記録層上に集光させて集光スポットを形成する対物レンズを光軸方向に移動させて、前記集光スポットを前記情報記録層上で合焦させる合焦ステップと、
    前記対物レンズを前記合焦ステップにて合焦させた合焦点位置から光軸方向の第１の方向に所定量だけ移動させた状態で前記ランダム信号を再生し、このランダム信号の再生信号またはその補間信号における第１の特定の振幅または周期部分である第１の特定部分と第２の特定の振幅または周期部分である第２の特定部分とを抽出して、前記第１の特定部分の振幅値と前記第２の特定部分の振幅値との第１の差分値を求める第１の検出ステップと、
    前記対物レンズを前記合焦ステップにて合焦させた合焦点位置から前記第１の方向とは反対側の第２の方向に前記所定量だけ移動させた状態で前記ランダム信号を再生し、このランダム信号の再生信号またはその補間信号における第３の特定の振幅または周期部分である第３の特定部分と第４の特定の振幅または周期部分である第４の特定部分とを抽出して、前記第３の特定部分の振幅値と前記第４の特定部分の振幅値との第２の差分値を求める第２の検出ステップと、
    前記第１の差分値と前記第２の差分値との差が０に近付くよう、前記レーザ光の発散または収束角度を調整することにより球面収差を補正する収差補正部を制御する制御ステップとを含むことを特徴とする光ディスク装置に用いる収差補正方法。
16. 前記再生ステップの前段に、
    前記情報記録層に前記第１及び第２の検出ステップにて再生すべきランダム信号が記録されているか否かを判定する判定ステップと、
    前記判定ステップにより前記情報記録層に前記第１及び第２の検出ステップにて再生すべきランダム信号が記録されていないと判定されたとき、前記情報記録層の任意の領域に複数の振幅及び複数の周期を有するランダム信号を記録する記録ステップとを含むことを特徴とする請求の範囲第１５項記載の光ディスク装置に用いる収差補正方法。
17. 前記任意の領域はＯＰＣ領域であることを特徴とする請求の範囲第１６項記載の光ディスク装置に用いる収差補正方法。
18. 前記第１及び第２の検出ステップは、
    前記ランダム信号の再生信号またはその補間信号と予め設定されたゼロレベルとが交差するゼロクロスポイントを検出するゼロクロス検出ステップと、
    隣接する２つのゼロクロスポイント間の時間間隔を検出する時間間隔検出ステップと、
    前記時間間隔検出ステップにて検出された時間間隔に基づいて前記第１〜第４の特定部分を抽出する抽出ステップとを含むことを特徴とする請求の範囲第１５項記載の光ディスク装置に用いる収差補正方法。
19. 前記第１及び第２の検出ステップは、
    前記ランダム信号の再生信号またはその補間信号と予め設定されたゼロレベルとが交差するゼロクロスポイントを検出するゼロクロス検出ステップと、
    前記ゼロクロス検出ステップにて検出されたゼロクロスポイントと前記ランダム信号の再生信号またはその補間信号とを用い、ランレングス制限とパーシャルレスポンス特性で定められる状態遷移に基づいて前記ランダム信号の再生信号またはその補間信号それぞれのサンプリングポイントに対する目標値を決定するパーシャルレスポンス判別ステップと、
    前記パーシャルレスポンス判別ステップにて決定された目標値に基づいて前記第１〜第４の特定部分を抽出する抽出ステップとを含むことを特徴とする請求の範囲第１５項記載の光ディスク装置に用いる収差補正方法。
20. 光ディスク装置に用いる収差補正方法において、
    光ディスクの情報記録層の任意の領域に記録された複数の振幅及び複数の周期を有するランダム信号を再生する再生ステップと、
    レーザ光源から発せられるレーザ光を前記情報記録層上に集光させて集光スポットを形成する対物レンズを光軸方向に移動させて、前記集光スポットを前記情報記録層上で合焦させる合焦ステップと、
    前記対物レンズを前記合焦ステップにて合焦させた合焦点位置から光軸方向の第１の方向に所定量だけ移動させた状態で前記ランダム信号を再生する際に、前記ランダム信号の再生信号に対して第１のブースト量を設定して波形等化する第１の波形等化ステップと、
    前記第１の波形等化ステップにて設定した前記第１のブースト量を検出する第１の検出ステップと、
    前記対物レンズを前記合焦ステップにて合焦させた合焦点位置から前記第１の方向とは反対側の第２の方向に前記所定量だけ移動させた状態で前記ランダム信号を再生する際に、前記ランダム信号の再生信号に対して第２のブースト量を設定して波形等化する第２の波形等化ステップと、
    前記第２の波形等化ステップにて設定した前記第２のブースト量を検出する第２の検出ステップと、
    前記第１のブースト量と前記第２のブースト量との差が０に近付くよう、前記レーザ光の発散または収束角度を調整することにより球面収差を補正する収差補正部を制御する制御ステップとを含むことを特徴とする光ディスク装置に用いる収差補正方法。

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