JP4171378B2 - 記録用光ディスクの球面収差補正方法，光ディスク記録再生方法及び光ディスク装置 - Google Patents

Description

本発明は、光ディスクに係り、特に、光ディスクの基板厚ずれなどによって発生する球面収差を補正可能とした光ディスク記録再生方法及び光ディスク装置に関する。

光ディスク装置は、非接触，大容量，可換かつ低コストで、高速アクセスを可能とすることを特徴とする情報記録再生装置であって、これらの特徴を生かしてディジタルオーディオ信号やディジタル映像信号の記録再生装置として、あるいはコンピュータの外部記憶装置として利用されている。

かかる光ディスクに使用される光ピックアップは、光ディスクに対応した波長のレーザ光源と、このレーザ光源から出射された光束を３本の光束に分離する回折格子と、これら３本の光束を光ディスクの情報記録面に所定のＮＡ（開口数）で集光させるための対物レンズと、光ディスクからの反射光束を受光して電気信号に変換する光検出器と、反射光束をこの光検出器に導くための光束分離素子とを備え、これら３本の反射光束のうち、０次回折光束にあたるメイン光束に基づいて情報再生信号とフォーカス誤差信号を検出し、このメイン光束と他の２つの±１次回折光束にあたるサブ光束とに基づいてトラッキング誤差信号を検出する構成が一般に採られている。特に、記録用の光ピックアップでは、光ディスク上でサブ光束による光スポットをトラックピッチに対して所定の位置関係で配置し、差動プッシュプル方式によってトラッキング誤差信号を検出することが一般的である。

ところで、近年、光ディスクは、取り扱うデータ量の増大化に伴って高密度化の一途をたどっている。約７００ＭＢ（メガバイト）の容量のＣＤに対し、約４．７ＧＢ（ギガバイト）のＤＶＤが製品化されて広く利用されており、さらには、高精細映像信号を２時間記録可能な２０ＧＢ以上の容量の大容量ディスク（Blu-ray Disc：ブルー・レイ・ディスク）が実用化されてきている。

光ディスクの記録密度は、その情報記録面に集光される光スポットの大きさによって制約される。また、光スポットの大きさは、その光束の波長に比例し、ＮＡに反比例するため、光ディスクの高密度化を実現するためには、光束の波長を短くし、ＮＡを大きくすることが必要となる。

ところで、一般に、光束の波長を短くし、ＮＡを大きくすると、光ディスクの傾き（以下、ディスク傾きという）や光ディスクの基板厚（以下、ディスク基板厚という）の誤差により、収差が急激に増大する。ディスク傾きに対しては、ＮＡの３乗，光束の波長の逆数及びディスク基板厚に比例してコマ収差が増加する。このため、ＮＡの増大や短波長化に応じてディスク基板厚を薄くする技術が知られている。例えば、Blu-ray Discでは、ディスク基板厚を、ＤＶＤの０．６ｍｍに対し、０．１ｍｍまで薄くしており、これにより、ディスク傾きに対して許容マージンをＤＶＤと同程度にしている。

一方、ディスク基板厚の誤差については、このディスク基板厚の誤差，ＮＡの４乗及び光束の波長の逆数に比例して球面収差が増加する。上記のBlu-ray Discを例にすると、ディスク基板厚の誤差の許容値はＤＶＤの１／１０程度まで減少する。また、情報記録層が２層の構造の光ディスクでは、これら情報記録層間の間隔が、ディスク基板厚の誤差と同様、球面収差を発生させる。このため、高ＮＡの大容量高密度の光ディスクでは、その記録層に応じても、球面収差を補正することが必要となる。

かかる球面収差を補正可能な光ピックアップとしては、光束の光路中に所定の球面収差を与えるビームエキスパンダを備える構成、所定の球面収差を与える液晶素子を備える構成、あるいは２枚組み合わせた対物レンズの間隔をフォーカシング方向に変化させることにより、球面収差を与える構成とし、このようにして得られる球面収差でディスク基板厚の誤差や情報記録層の間隔によって生ずる球面収差を相殺するようにした技術が知られている。

一方、球面収差を補正するための制御信号の検出方法及び補正手順の一例が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１に記載の技術は、所定の周波数でフォーカスオフセットをウォーブリングし、あるいはこの周波数よりも低い所定の周波数で２枚組み合わせの対物レンズの間隔をウォーブリングし、光ディスクから再生される情報信号ＲＦのこれらウォーブリングのピーク（最大点と最小点）における振幅差に基づいて、フォーカスオフセット量と対物レンズの間隔、即ち、球面収差を調整するものである。

また、他の方法として、光ディスクからの反射光束を分割して光検出器の内外受光領域で夫々を受光し、これら内外の受光領域の受光量の差動信号として球面収差に応じた信号を検出し、かかる信号に基づいて球面収差を補正する方法が提案されている（例えば、特許文献２参照）。

この特許文献２に記載の技術は、所謂非点収差法による検出光学系において、一般的な４分割光検出器の内側と外側とをさらに分割した８分割受光素子を備え、光ディスクからの反射光束をかかる光検出器で内外に分割して受光し、球面収差を補正するための制御信号を得るものである。

さらに他の方法としては、光ディスクからの反射光束を２つの光束に分離する回折格子を備え、分離された夫々の光束を光検出器の内外の受光領域で独立に受光する構成をなすものであり、この光検出器の出力から球面収差を補正するための制御信号を得るものである（例えば、特許文献３参照）。
特開２０００ー１１３８８ 特開２０００ー５７６１６ 特開２００１ー３０７３４９

ところで、上記特許文献１に記載の技術は、光ディスクから再生される振幅のウォーブリングによる変化を利用して球面収差を検出するものであるから、未記録状態にある追記型ディスクのような情報信号ＲＦが記録されていない光ディスクには、用いることができない。また、ウォーブリングさせることによって球面収差を検出するものであるから、球面収差量を検出しながらかかるデフォーカスや球面収差を調整しようとすると、ウォーブリング中にかかる調整が行なわれることになり、最適な調整が行なわれないことになる。このため、記録／再生の動作中に球面収差量を検出することはできず、記録／再生の動作中にリアルタイムで球面収差の検出をしながら、これに基づいて球面収差の補正を行なうことは困難である。

また、上記特許文献２に記載の技術では、８分割光検出器の、特に、内側４個の受光領域からの信号線の引き出しが困難であった。また、独立した信号数がメイン受光領域のみで８本と多いため、必要とする増幅器の個数が多くなり、アンプ内蔵型光検出器（ＯＥＩＣ）を構成する際、サイズ面やコスト面で問題となる。また、周囲温度の変化などによっては、反射光束と光検出器の受光面との間で相対的な位置ずれが生ずることもあり、この場合には、球面収差の検出信号がオフセットを持つことになり、精度の良い球面収差の補正が困難となる。即ち、環境の変化に対する信頼性の面で問題となる。

さらに、上記特許文献３に記載の技術では、４個以上の光スポットを１個の光検出器で受光する構成をなしているため、光検出器の受光パターンが複雑となり、その面積も大きくなる。また、独立の信号数が多いため、必要な増幅器の個数も大きくなり、アンプ内蔵型光検出器（ＯＥＩＣ）を構成する際、サイズ面やコスト面で問題となる。また、複数の光スポットを夫々受光面の該当する位置に精度良く受光させるための調整が必要となるし、その調整が困難であるとともに、調整に長時間を要するという問題もある。

本発明の目的は、かかる問題を解消し、未記録の追記型光ディスクに対しても、精度の良い安定した球面収差の補正を可能として記録品質，再生品質が向上した光ディスク記録再生方法及び光ディスク装置を提供することにある。

本発明の他の目的は、簡便な部品構成でもって、記録／再生時にリアルタイムで球面収差の検出及び補正を行なうことができるようにして記録品質，再生品質が向上した光ディスク記録再生方法及び光ディスク装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明は、光ピックアップを用いることにより、光ディスク上に光束を集光し、光ディスクからの反射光束を光検出器で検出し、光検出器の出力信号からフォーカス誤差信号と、プッシュプル法により、トラッキング誤差信号を検出する光ディスク記録再生方法であって、インフォーカス状態とアウトフォーカス状態とでのプッシュプル信号と再生情報信号とを夫々検出し、インフォーカス状態とアウトフォーカス状態とでのプッシュプル信号の振幅に応じた第１の球面収差誤差信号を検出し、インフォーカス状態とアウトフォーカス状態とでの再生情報信号の振幅に応じた第２の球面収差誤差信号を検出し、第１及び第２の球面収差誤差信号に基づいて球面収差を補正することを特徴とするものである。
また、光ディスクが未記録の状態である場合には、第１及び第２の球面収差誤差信号に基づいて球面収差を補正し、光ディスクが記録済みである場合には、第２の球面収差誤差信号に基づいて球面収差を補正することを特徴とするものである。

上記目的を達成するために、本発明による記録用光ディスクの球面収差補正方法は、光ピックアップを用いて、レーザ光を未記録の記録用光ディスクに照射し、インフォーカス状態とアウトフォーカス状態とでのプッシュプル信号を夫々検出し、インフォーカス状態とアウトフォーカス状態とでのプッシュプル信号の振幅に応じた第１の球面収差誤差信号を検出し、第１の球面収差誤差信号に基づいて球面収差を制御し、未記録の記録用光ディスクに記録し、インフォーカス状態とアウトフォーカス状態とでの再生情報信号を夫々検出し、インフォーカス状態とアウトフォーカス状態とでの該再生情報信号の振幅に応じた第２の球面収差誤差信号を検出し、該第２の球面収差誤差信号に基づいて球面収差を制御することを特徴とするものである。

上記目的を達成するために、本発明は、光ピックアップを用いることにより、光ディスク上に０次回折光束と収束発散状態が互いに異なる±１次回折光束との３本の光束を集光し、光ディスクからの３本の反射光束を光検出器での該当する夫々の受光領域で検出し、光検出器の出力信号からフォーカス誤差信号とトラッキング誤差信号を検出する光ディスク記録再生方法であって、光検出器における±１次回折光束の夫々の受光領域でのカットオフ周波数ｆｃが
ｆｃ＞ｆｎ
（但し、ｆｎは光ディスクに記録されている最長マークと最長
スペースの組み合わせに対応する周波数）
であって、＋１次回折光束の光検出器での受光によるプッシュプル信号の振幅と−１次回折光束の光検出器での受光によるプッシュプル信号の振幅との差に応じた第１の球面収差誤差信号と、＋１次回折光束の光検出器での受光による再生信号の振幅と−１次回折光束の光検出器での受光による再生信号の振幅との差に応じた第２の球面収差誤差信号とを生成し、第１及び第２の球面収差誤差信号に基づいて球面収差を補正するものである。

上記目的を達成するために、本発明による光ディスク装置は、光源と、光源から放射された光束を光ディスクの情報記録層に集光する対物レンズと、対物レンズアクチュエータと、対物レンズに入射する光束の球面収差を所定の値に調整可能とする球面収差補正素子と、光ディスクからの反射光束を受光し、フォーカス誤差信号と、プッシュプル法により、トラッキング誤差信号とを検出可能とする光検出器とを有する光ピックアップと、該対物レンズアクチュエータを駆動してインフォーカス状態とアウトフォーカス状態とに設定するための駆動回路と、設定されたインフォーカス状態とアウトフォーカス状態毎に、光検出器の出力からプッシュプル信号と再生情報信号とを検出する手段と、インフォーカス状態とアウトフォーカス状態毎に検出されたプッシュプル信号夫々の振幅に応じた第１の球面収差誤差信号を生成し、インフォーカス状態とアウトフォーカス状態毎に検出された再生情報信号夫々の振幅に応じた第２の球面収差誤差信号を生成する手段と、第１及び第２の球面収差誤差信号に応じて球面収差補正素子を制御し、光スポットの球面収差を補正する手段とを備えたものである。
また、光ディスクが未記録の状態である場合には、第１及び第２の球面収差誤差信号に基づいて球面収差を補正し、光ディスクが記録済みである場合には、第２の球面収差誤差信号に基づいて球面収差を補正することを特徴とするものである。

上記目的を達成するために、本発明による光ディスク装置は、光源と、光源から放射された光束を０次回折光束と互いに異なるレンズパワーで、収束発散状態が互いに異なる±１次回折光束との３本の光束に分離するホログラム素子と、３本の光束を光ディスクの情報記録層に集光する対物レンズと、対物レンズに入射する光束の球面収差を所定の値に調整可能とする球面収差補正素子と、光ディスクからの反射光束を受光し、フォーカス誤差信号と、プッシュプル法によるトラッキング誤差信号とを検出可能であって、±１次回折光束の夫々の受光領域でのカットオフ周波数ｆｃが
ｆｃ＞ｆｎ
（但し、ｆｎは光ディスクに記録されている最長マークと最長
スペースの組み合わせに対応する周波数）
である光検出器とを備えた光ピックアップと、＋１次回折光束の光検出器での受光によるプッシュプル信号の振幅と−１次回折光束の光検出器での受光によるプッシュプル信号の振幅との差に応じた第１の球面収差誤差信号を生成する手段と、＋１次回折光束の光検出器での受光による再生信号の振幅と−１次回折光束の光検出器での受光による再生信号の振幅との差に応じた第２の球面収差誤差信号とを生成する手段と、第１及び第２の球面収差誤差信号に応じて球面収差補正素子を制御し、光スポットの球面収差を補正する手段とを備えたものである。

本発明よる光ディスク記録再生方法によれば、光ディスクから情報信号を再生するときのみならず、未記録の追記型ディスクに対しても、精度の良い安定な球面収差補正が可能とし、記録品質及び再生品質が向上する。

また、本発明よる光ピックアップによれば、従来の一般的な光ピックアップとほぼ同様の簡便な部品構成で、リアルタイムに球面収差誤差信号を検出することが可能であり、組立て性及び対環境信頼性が向上する。

さらに、本発明による光ディスク装置によると、記録・再生動作時にリアルタイムで球面収差が補正可能となり、記録品質及び再生品質が向上する。

以下、本発明の実施形態を図面により説明する。
図１は本発明による光ディスク記録再生方法，光ディスク装置及び光ピックアップの第１の実施形態を示すブロック図であって、１は光ピックアップ、２はレーザ光源、４はコリメートレンズ、５は偏光ビームスプリッタ、６は１／４波長板、７は球面収差補正素子、８は全反射ミラー、９は対物レンズ、１０は対物レンズアクチュエータ、１１は検出レンズ、１２，１３は光検出器、２０は光ディスク、２１はスピンドルモータ、３０はシステム制御回路、３１は球面収差誤差検出回路、３２は再生信号生成回路、３３はサーボ信号生成回路、３４はプッシュプル信号生成回路、３５は球面収差補正素子駆動回路、３６はレーザ駆動回路、３７はアクチュエータ駆動回路、３８は送りモータ駆動回路、３９はスピンドルモータ駆動回路、４０は光スポットである。

同図において、光ピックアップ１は、装着された光ディスク２０に対して、情報信号の再生または記録再生を行なうために、この光ディスク２０に対応した波長λのレーザ光の光束を放射するレーザ光源１と、このレーザ光源１から放射された光束を平行光束に変換するコリメートレンズ４と、所定の直線偏光を略１００％透過し、この直線偏光と直交する直線偏光を略１００％反射する偏光ビームスプリッタ５と、直線偏光を円偏光に変換し、また、円偏光を直線偏光に変換する１／４波長板６と、全反射ミラー８と、この全反射ミラー８からの光束を光ディスク２０の所定の情報記録層に所定のＮＡで収差良く光スポット４０を形成するための対物レンズ９と、この対物レンズ９をフォーカシング方向及びトラッキング方向に変位させるための対物レンズアクチュエータ１０と、対物レンズ９に入射する光束の球面収差を調整し、光ディスク２０の基板厚誤差などによって生じる光ディスク２０上での光スポット４０の球面収差を補正するための球面収差補正素子７とを備える。

レーザ光源２から放射された直線偏光の光束は、コリメートレンズ４で平行光束に変換される。偏光ビームスプリッタ５は所定の直線偏光を略１００％透過し、この直線偏光と直交する直線偏光を略１００％反射する機能を備える。この第１の実施形態では、レーザ光源２から出射される直線偏光の光束を略１００％透過し、一部を反射するように構成されている。偏光ビームスプリッタ５を透過した光束は、次いで、１／４波長板６で円偏光に変換され、球面収差補正素子７で所定の球面収差が付与された後、全反射ミラー８で反射されて対物レンズ９に導かれる。対物レンズ９は、入射した光束に対応して、光ディスク２０の情報記録層に光スポット４０を形成する。

光ディスク２０からの反射光束は再び対物レンズ９，全反射ミラー８，球面収差補正素子７を通り、１／４波長板６でレーザ光源２から出射される直線偏光と直交する直線偏光に変換される。このため、この反射光束は偏光ビームスプリッタ５で略１００％反射され、検出レンズ１１で所定の収束光束に変換されて光検出器１２に導かれる。

この球面収差補正素子７は、レンズ間距離が可変の２枚組合せレンズからなり、このレンズ間距離を変化させることにより、透過光束の球面収差を調整可能なビームエキスパンダーとする。但し、本発明は、これに限るものではなく、例えば、同心円状パターンを有し、光束の内部と外周部との間に位相差を与えることにより、球面収差を補正可能な液晶素子であってもよい。

光ピックアップ１は、光ディスク２０からの反射光束を受光して光ディスク２０からの反射光束の強度変化に応じた電気信号に変換する光検出器１２と、さらに、レーザ光源２から放射された光束の一部を受光して電気信号に変換する光検出器１３とを備えている。光検出器１２から出力される電気信号は再生信号生成回路３２とサーボ信号生成回路３３に供給され、再生信号生成回路３２では、光ディスク２０に記録された情報の再生信号（再生情報信号）が得られ、サーボ信号生成回路３３では、フォーカス誤差信号，トラッキング誤差信号などの各種サーボ信号が検出される。特に、トラッキング誤差信号は、サーボ信号生成回路３３でのプッシュプル信号生成回路３４により、プッシュプル法でもって検出が可能な構成としている。

このため、光検出器１２としては、例えば、受光面が光ディスク２０の接線方向及び半径方向に平行な２つの分割線によって分割されてなる４個の受光領域を備えた４分割光検出器が用いられ、一般的には、この接線方向の分割線に関して一方側の２つの受光領域の受光量に応じた出力信号と他方側の２つの受光領域の受光量に応じた出力信号との差分信号（以下、プッシュプル信号という）として、トラッキング誤差信号が得られる。かかる４分割光検出器を用いて、検出レンズ１１と光検出器１２との間にシリンドリカルレンズを設けることにより、非点収差法によってフォーカス誤差信号を検出することができる。

システム制御回路３０は、この光ディスク装置全体の動作を制御する機能を備えている。即ち、スピンドルモータ駆動回路３９を介してスピンドルモータ２１に装着された光ディスク２０の回転制御を行ない、送りモータ駆動回路３８を介して光ピックアップ１を光ディスク２０の半径方向に駆動してアクセス制御及び送り制御を行ない、アクチュエータ駆動回路３７を介して対物レンズアクチュエータ１０を駆動することにより、フォーカス制御，トラッキング制御を行ない、さらには、球面収差補正素子駆動回路３５を介して光ピックアップ１の球面収差補正素子７を駆動することにより、球面収差を補正する。なお、球面収差の検出の原理及びその補正手順については、後に詳述する。

また、システム制御回路３０は、光ピックアップ１にレーザ光源２の出力をモニタするために組み込まれた光検出器１３の出力に基づいて、レーザ光源２の出射光量が所定の光量となるように、レーザ駆動回路３６を介してこのレーザ光源２を駆動する。これにより、記録時には、システム制御回路３０が記録情報信号をレーザ駆動回路３６に供給し、このレーザ駆動回路３６がこの記録情報信号をもとにレーザ光源２を駆動するが、この記録情報信号に対応した光強度及びパルス幅（ストラテジ）でレーザ光源２がレーザ光束を発光する。

光ディスク２０からの反射光束は光検出器１２で受光されて電気信号に変換され、再生信号生成回路３２及びサーボ信号生成回路３３とに送られる。サーボ信号生成回路３３では、装着された光ディスク２０に応じて好適な検出方法によって各種のサーボ信号を選択・生成し、システム制御回路３０に供給する。システム制御回路３０では、供給されたこれらサーボ信号に基づき、アクチュエータ駆動回路３７を介して対物レンズアクチュエータ１０を駆動し、フォーカスサーボ及びトラッキングサーボを動作させる。

サーボ信号生成回路３３にプッシュプル信号生成回路３４が設けられており、特に、トラッキングサーボの非動作時のプッシュプル信号の振幅が検知されて、その振幅情報がシステム制御回路３０に備えられた球面収差誤差検出回路３１に供給される。このプッシュプル信号は、光検出器１２が４分割光検出器の場合、上記のように検出されるものである。また、再生信号生成回路３２は、光ディスク２０からの再生情報信号を生成するとともに、この再生情報信号の、特に、トラッキングサーボ動作時の振幅を検知し、この振幅情報を球面収差誤差検出回路３１に供給する。球面収差誤差検出回路３１は、供給されたこれらプッシュプル信号と再生情報信号との振幅情報に基づいて球面収差量の予め設定された基準量からの誤差（以下、球面収差誤差という）を検知する。システム制御回路３０は、この球面収差誤差に基づいて、球面収差補正素子駆動回路３５を介し球面収差補正素子７を駆動して、この球面収差誤差がなくなるように、光ピックアップ１の球面収差を補正する。

ここで、図２及び図３により、球面収差の検出原理について説明する。なお、図２は球面収差と上記のプッシュプル信号の振幅との関係の一具体例を示す特性図であり、図３は球面収差と特定パターンの再生情報信号の振幅との関係の一具体例を示す特性図である。いずれもシミュレーションによる計算結果を示している。

図２では、横軸が球面収差量を表わし、ディスク基板厚が増大する方向に対応する球面収差を正とする。縦軸が理想状態（無収差かつ合焦状態）におけるプッシュプル信号の振幅を１として規格化したプッシュプル信号の振幅を表わす。なお、ここでは、対物レンズアクチュエータ１０を駆動することにより、対物レンズ９が光ディスク２０に近づく方向にデフォーカスした状態をインフォーカスといい、逆に、光ディスク２０から遠ざかる方向にデフォーカスした状態をアウトフォーカスといい、また、合焦状態をジャストフォーカスという。

図２に示すように、ジャストフォーカス状態では、プッシュプル信号の振幅が最大となる球面収差量は０であるが、インフォーカス時（ここでは、０．２μｍ）には、ある所定の正の球面収差量で、また、アウトフォーカス時（ここでは、０．２μｍ）には、ある所定の負の球面収差量で夫々プッシュプル信号の振幅が最大となる。ここで、インフォーカス時のプッシュプル信号の振幅とアウトフォーカス時のプッシュプル信号の振幅との差分を演算すると、点線で示すような特性が得られる。この特性は、球面収差が正の範囲で正の値を取り、球面収差が負の範囲で負の値をとり、かつゼロクロス点を含む所定の領域で線形性を有するものであり、この差分はサーボ信号として好適な信号となる。以下、このイン／アウトフォーカス時のプッシュプル信号の振幅の差分信号を球面収差誤差信号Ａという。この球面収差誤差信号Ａが０のとき、球面収差量がほぼ０となる。

図３では、横軸が、図２と同様、球面収差量を表わし、その符号も図２と同様である。縦軸が上記の理想状態における再生情報信号の振幅を１として規格化した再生情報信号の振幅を表わす。但し、ここでは、再生情報信号としては、光スポット径に対して充分長い８Ｔ固定パターンの情報信号とした。

図３に示すように、ジャストフォーカス状態では、再生情報信号の振幅が最大となる球面収差量は０であるが、インフォーカス時（ここでは、０．２μｍ）には、ある所定の負の球面収差量で、また、アウトフォーカス時（ここでは、０．２μｍ）には、ある所定の正の球面収差量で夫々再生情報信号の振幅が最大となる。ここで、インフォーカス時の再生情報信号の振幅とアウトフォーカス時の再生情報信号の振幅との差分を演算すると、点線で示すようなゼロクロス点を含む所定の領域で線形性を有するサーボに適した信号となる。以下、イン／アウトフォーカス時の再生情報信号の振幅の差分信号を球面収差誤差信号Ｂという。この球面収差誤差信号Ｂが０のとき、球面収差量がほぼ０となる。

ところで、球面収差誤差信号Ａ，Ｂともにデフォーカス時の信号の振幅変化に因っていることから、光ピックアップ１の組立てのバラツキに起因してフォーカス誤差信号にオフセットがあると、これら球面収差誤差信号Ａ，Ｂにも、オフセットを生じる。そこで、次に、かかるオフセットを除くための未記録の追記型ディスクに対する球面収差及びフォーカスオフセットの初期調整手順について説明する。

図４は未記録追記型ディスクに対する球面収差及びフォーカスオフセットのかかる初期調整の一具体例を示すフローチャートである。

同図において、まず、ステップ１００において、フォーカスサーボの目標点をプリセット値（ここでは、０とする）にセットする。また、装着された光ディスク２０の情報記録層に応じて球面収差補正素子７を駆動し、球面収差量をプリセット値に設定する。例えば、情報記録層がＬ０層，Ｌ１層の２層からなる場合、情報信号を記録／再生する情報記録層をＬ０層とするか、Ｌ１層にするかに応じて異なる位置に球面収差補正素子７を設定する。さらに、この情報信号の記録／再生を光ディスク２０での所定の試し書き領域で行なうように、光ピックアップ１の位置を設定する。なお、トラッキングサーボの目標点やレーザ記録パワー及び記録ストラテジなどについては、説明を簡略するため、予めプリセット値に設定されているものとする。

かかる初期値のプリセットが終了すると、光ピックアップ１で検出されたフォーカス誤差信号に基づいてフォーカスサーボを動作させ（ステップ１０１）、上記のように、トラッキングサーボの非動作時に得られるプッシュプル信号の振幅から球面収差誤差信号Ａを検出する（ステップ１０２）。このために、フォーカスサーボの目標点から所定量（例えば、０．２μｍ相当）インフォーカスさせて、プッシュプル信号生成回路３４により、プッシュプル信号の振幅を検出し、また、同様にして、同じ量だけアウトフォーカスさせてプッシュプル信号の振幅を検出し、それら振幅の差分を演算することにより、球面収差誤差信号Ａを生成する。

なお、この実施形態では、フォーカスサーボの目標点を設定可能な構成としているが、フォーカス誤差信号にバイアスを印加する構成としてもよい。

次に、この球面収差誤差信号Ａに基づいて、この球面収差誤差信号Ａが所定の値以下となるように（ここでは、０となるようにする）、球面収差補正素子７を駆動する（ステップ１０３）。

なお、このステップ１０２，１０３の処理としては、球面収差誤差信号Ａの検出処理ステップと、この検出した球面収差誤差信号Ａに基づいて球面収差補正素子７を駆動し、球面収差の補正を行なう処理ステップとが、この球面収差誤差信号Ａに基づく補正終了の判断処理ステップを介して、繰り返すループで構成してもよい。

次に、トラッキングサーボを動作させ、試し書き領域での割当てられて所定のトラックに光スポット４０を位置決めし（ステップ１０４）、所定の記録パワー及び所定の記録ストラテジで情報信号の試し書きを行なう（ステップ１０５）。ここで、記録する情報信号は、一例として、変調度を充分確保できる長マーク・長スペースの固定パターン信号とする。但し、本発明は、これに限るものではなく、短いマーク・スペースの固定パターンでもよいし、種々の長さのマーク・スペースからなるランダム信号であってもよい。

次に、試し書きした情報信号を再生し、図３で説明した球面収差誤差信号Ｂを検出する（ステップ１０６）。球面収差誤差信号Ｂは、先に説明したように、また、球面収差誤差信号Ａの場合と同様に、トラッキングサーボを動作させながら所定量インフォーカス及びアウトフォーカスさせ、夫々の状態で再生情報信号の振幅を検出し、検出されたこれら振幅を演算してその差分を検出することにより、生成される。

次に、予め設定された閾値＋ε，−εをもとに、球面収差誤差信号Ｂの判定処理を行なう（ステップ１０７）。

この判定処理において、−ε＜Ｂ＜＋ε（即ち、｜Ｂ｜＜｜ε｜）であるときには、球面収差誤差信号Ｂが０となるように、球面収差補正素子駆動回路３５を介して対物レンズアクチュエータ１０を制御し（ステップ１０８）、初期設定の処理を終了する。なお、このステップ１０８としては、球面収差誤差信号Ｂの検出処理ステップと、この検出した球面収差誤差信号Ｂに基づいて球面収差補正素子７を駆動し、球面収差の補正を行なう処理ステップとが、この球面収差誤差信号Ｂに基づく補正終了の判断処理ステップを介して、繰り返すループで構成してもよい。

また、ステップ１０７の判定処理において、球面収差誤差信号Ｂが閾値−ε以下、即ち、Ｂ≦−εであれば、フォーカス目標点を現在設定されているフォーカス目標点（＝０）よりも所定量（例えば、０．０５μｍ）だけアウトフォーカスさせ（ステップ１１０）、球面収差誤差信号Ｂが閾値＋ε以上、即ち、＋ε≦Ｂであれば、現在設定されているフォーカス目標点（＝０）よりも所定量（例えば、０．０５μｍ）だけインフォーカスさせる（ステップ１０９）。そして、これらデフォーカスの状態でトラッキングサーボを再び非動作にし（ステップ１１１）、ステップ１０２からの動作を繰り返す。かかる動作は｜ε｜≦｜Ｂ｜である限り繰り返され、その繰り返し毎にフォーカス目標点が上記のように変更され（ステップ１０９，１１０）、この変更されたフォーカス目標点に対して｜Ｂ｜＜｜ε｜が満たされると（ステップ１０７）、球面収差誤差信号Ｂが０となるように、球面収差補正素子駆動回路３５を介して対物レンズアクチュエータ１０を制御し（ステップ１０８）、この変更されたフォーカス目標点で初期調整処理を終了する。

ここで、光ピックアップ１の組立て調整ばらつきに起因してフォーカス誤差信号にオフセットがある場合の動作について説明する。

図５は光ピックアップ１のフォーカス誤差信号にオフセットがあり、初期状態（フォーカス誤差信号＝０）で０．２μｍアウトフォーカスしている（即ち、０．２μｍアウトフォーカスしているにも拘らず、フォーカス誤差信号＝０となっている）場合の球面収差とプッシュプル信号の振幅との関係及び球面誤差信号Ａを示す特性図である。図６は、同様に、初期状態（フォーカス誤差信号＝０）で０．２μｍアウトフォーカスしている場合における球面収差と再生情報信号の振幅との関係及び球面誤差信号Ｂを示す特性図である。

フォーカス誤差信号にオフセットがある場合、図４のステップ１０３で球面収差誤差信号Ａが０となるように球面収差補正素子７を駆動すると、実際には、図５に示すように、−０．０６λ_rms程度の球面収差量に調整されてしまう。かかる球面収差の状態で、図４のステップ１０６で球面収差誤差信号Ｂを検出すると、図６に示すように、この球面収差誤差信号Ｂは０．４程度の値となり、球面収差及びフォーカスオフセットがずれていることが判る。そこで、図４のステップ１０７では、球面収差誤差信号ＢがＢ≧εと判定され、図４のステップ１０９でフォーカス目標点をインフォーカス方向に再設定する。

ここで、例えば、０．１μｍインフォーカス側にフォーカス目標点を動かすと、次の図４のステップ１０２で球面収差誤差信号Ａが検出されるが、この球面収差誤差信号Ａの特性曲線は、図２及び図５に示す球面収差誤差信号Ａの特性曲線の中間程度の新たな特性曲線となる。このため、図４の次のステップ１０３で球面収差補正素子７を駆動させると、この新たな特性曲線により、球面収差量は−０．０３λ_rms 程度に調整される。

以下、同様の手順を繰り返すことにより、球面収差量を０近傍に追い込むことが可能である。即ち、この第１の実施形態では、光ピックアップ１のフォーカス誤差信号にオフセットがある場合でも、フォーカスオフセット及び球面収差を正しく補正することができ、その結果、装着された光ディスク２０やその情報記録層に応じて適宜球面収差の小さい良好な光スポット４０を形成することが可能となり、記録品質を向上させることができる。

ところで、光ピックアップ１に非点収差がある場合には、プッシュプル信号の振幅が最大となるフォーカス位置と、再生情報信号の振幅が最大となるフォーカス位置とがずれるという問題がある。

この第１の実施形態では、図４のステップ１０８において、球面収差誤差信号Ｂに基づいて最終的な球面収差を決定している。特に、この第１の実施形態では、再生情報信号として長マーク・スペースに基づく情報信号を用いているが、これは短マーク・スペースに基づく情報信号に比較して非点収差の影響を受け難くするものである。これは、球面収差の最適状態で再生情報信号の振幅が最大となるフォーカスオフセット量を小さくすることが可能だからである。短マーク・スペースに基づく再生情報信号の振幅に基づいて補正を行なう場合には、光ディスク２０上の光スポット４０はディスク接線方向に最も絞られた形状となるが、一方、ディスク半径方向には広がってしまう。このため、隣接トラック間のクロストークが増大し、再生性能が最適条件より劣化するとともに、クロスイレースが発生することもあり、注意を要するものである。

なお、本発明は、上記の球面収差補正手順に限るものではない。プッシュプル信号の振幅に基づく球面収差誤差信号Ａを用いてフォーカスオフセット及び球面収差を粗調整し、しかる後、試し書きを実行して、再生情報信号の振幅に基づく球面収差誤差信号Ｂを用いることにより、フォーカスオフセット及び球面収差を精調整するようにしてもよい。

以上は、未記録追記型の光ディスクの記録の際に関するものであったが、次に、光ディスク２０から記録されている情報を再生する際の球面収差及びフォーカスオフセットの初期調整手順について説明する。図７はかかる情報再生の際の球面収差及びフォーカスオフセットの初期調整手順の一具体例を示すフローチャートであり、図４に対応するステップには同一符号をつけて重複する説明を省略する。

図７において、光ディスク２０から情報信号を再生する場合には、未記録追記型の光ディスクの場合とは異なり、ステップ１００におけるピックアップ位置設定を、試し書き領域ではなく、再生する情報信号が記録された所定の領域に位置決めするものであり、また、図４でのステップ１０５が除かれている。

また、ステップ１０６で検出される球面収差誤差信号Ｂは、光ディスク２０に既に記録されているランダムデータの再生情報信号の振幅に基づくものであり、長マーク・スペース固定パターンの再生情報信号の振幅に基づいて検出するのと同等である。

その他の点については、未記録追記型の光ディスクの記録の際の調整と同様であり、光ピックアップ１のフォーカス誤差信号にオフセットがある場合でも、フォーカスオフセット及び球面収差を正しく補正することができる。その結果、装着された光ディスク２０やその情報記録層に応じて適宜球面収差の小さい良好な光スポットを形成することが可能となり、再生品質を向上させることができる。

なお、上述の初期調整としては、光ディスク２０の内周部，外周部夫々の所定の位置で初期調整を実行し、内周部と外周部との間の領域については、これら初期調整で求めた球面収差及びフォーカスオフセットの補正条件に基づいて補完するように構成してもよい。

また、２層の情報記録層を有する追記型の光ディスクでの、もしくは既に情報信号が記録されている２層の情報記録層を有する光ディスクからの情報信号再生に際しての層間ジャンプの手順についても、上述の初期調整手順に準じて実現可能である。例えば、光ディスク２０のＬ０層からＬ１層にジャンプする場合には、図７において、フォーカスサーボを非動作にしてから初期調整を開始する。まず、ステップ１００でＬ１層に対応するプリセット値に球面収差補正素子７を設定し、ステップ１０１でＬ１層についてフォーカスサーボを動作させ、以下、ステップ１０２から図４もしくは図７と同様の手順に従えばよい。

以上説明したように、第１の実施形態では、プッシュプル信号と再生情報信号との間の球面収差に起因するデフォーカスに対する振幅劣化の違いを利用することにより、光ディスクから情報信号を再生する場合のみならず、未記録の追記型光ディスクに対しても、精度の良い安定した球面収差の補正が可能であり、記録品質及び再生品質の優れた光ディスク装置を提供することができる。

図８は本発明による光ピックアップの第２の実施形態を示す構成図であって、３はホログラム素子であり、図１に対応する部分には同一符号を付けて重複する説明を省略する。また、かかる光ピックアップを用いた光ディスク装置の構成は、図１に示す光ディスク装置の第１の実施形態と同様である。

同図において、レーザ光源２から放射された直線偏光の光束は、ホログラム素子３で０次回折光束と±１次回折光束との３本の光束に分離される。

図９はこのホログラム素子３の一具体例を示す平面図であり、図示するように、一般的な光ピックアップに用いられる３スポット用回折格子と同様、ガラスなどの平行平板３ａの片面に回折角に応じて設定された格子ピッチで回折格子３ｂが刻まれた構成をなしているが、ここでは、所定の同心円の円弧状の回折格子とし、±１次回折光束に対して所定のレンズパワーを与えるようにしている。但し、＋１次回折光束と−１次回折光束とでは、与えられるレンズパワーの符号が逆転し、例えば、＋１次回折光束に対しては、φのパワーが与えられるとすると、−１次回折光束に対しては、−φのパワーが与えられる。即ち、０次回折光束を基準にして、＋１次回折光束は収束する光束であり、−１次回折光束は発散する光束である。

図８に戻って、ホログラム素子３で分離された３本の光束は、コリメートレンズ４で平行光束に変換される。但し、この第２の実施形態では、０次回折光束と＋１次回折光束と−１次回折光束とでコリメートレンズ４に入射する際の発散角が僅かに異なるために、０次回折光束が厳密に平行光束に変換されるようにすると、＋１次回折光束は僅かに収束する光束となり、−１次回折光束は僅かに発散する光束になる。

偏光ビームスプリッタ５は、上記の第１の実施形態と同様、所定の直線偏光を略１００％透過し、この直線偏光と直交する直線偏光を略１００％反射する機能を備えており、レーザ光源２から出射される直線偏光の光束を略１００％透過するように配置されている。この偏光ビームスプリッタ５を透過した光束は、次に、１／４波長板６で円偏光に変換され、球面収差補正素子７で所定の球面収差が付与された後、全反射ミラー８を反射して対物レンズ９に導かれる。

対物レンズ９は、入射された３本の光束に対応して光ディスク２０の対象とする情報記録層に３つの光スポットを形成する。但し、上記のように、３本の光束は僅かに収束・発散状態が異なるため、形成される３つのスポットはフォーカス方向に集光点が互いにわずかに異なる。即ち、０次回折光束によるメインスポットを基準にすると、＋１次回折光束による＋１次サブスポットはインフォーカス方向に僅かにデフォーカスしており、−１次回折光束による−１次サブスポットはアウトフォーカス方向に僅かにデフォーカスしている。これらのデフォーカス量はホログラム素子３のホログラム形状によって任意に設定可能であり、例えば、夫々０．２μｍとする。

光ディスク２０からの反射光束は、再び対物レンズ９，全反射ミラー８及び球面収差補正素子７を通り、１／４波長板６でレーザ光源２から出射される直線偏光に直交する直線偏光に変換される。かかる直線偏光の反射光束は偏光ビームスプリッタ５で略１００％反射され、検出レンズ１１で所定の収束光束に変換されるとともに、例えば、シリンドリカルレンズにより、非点収差法によるフォーカス誤差検出に適した非点収差が付与されて光検出器１２に導かれる。

図１０はかかる光検出器１２の受光面の一具体例を示す構成図であって、５０〜５２は受光領域、６０はメインスポット、６１は＋１次サブスポット、６２は−１次サブスポット、７０は加算回路である。

同図において、光検出器１２の受光面は受光領域５０，５１及び５２の３つの受光領域からなり、さらに、受光領域５０は光ディスク２０の接線方向及び半径方向の分割線によって４分割され、受光領域５１，５２は夫々光ディスク２０の接線方向の分割線によって２分割されている。受光領域５０は０次回折光束のメインスポット６０を受光し、その４分割された夫々の領域から夫々信号Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄが出力される。また、受光領域５１は＋１次回折光束の＋１次サブスポット６１を受光し、その２分割された夫々の領域から夫々信号Ｅ，Ｆが出力される。さらに、受光領域５２は−１次回折光束の−１次サブスポット６２を受光し、２分割された夫々の領域から夫々信号Ｇ，Ｈが出力される。

受光領域５０の出力信号Ａ〜Ｄは、再生信号生成回路３２（図１）における加算回路７０で加算され、再生情報信号ＲＦが得られる。また、受光領域５１，５２では、カットオフ周波数ｆｃが下記条件を満たしている。
ｆｃ＞ｆｎ ……（１）
但し、ｆｎは光ディスク２０に記録された最長マークと最長スペースとの組み合わせに対応する周波数である。

また、光検出器１２の出力信号Ａ〜Ｈはサーボ信号生成回路３３（図１）に供給され、各種サーボ信号が生成される。フォーカス誤差信号は、非点収差法により、次の式（２）、即ち、
（Ａ＋Ｃ）−（Ｂ＋Ｄ） ……（２）
の演算処理によって生成される（なお、この非点収差法を利用する場合には、図８において、検出レンズ１１と光検出器１２との間にシリンドリカルレンズが配置される）。第１のトラッキング誤差信号は、位相差検出法（ＤＰＤ法）により、出力信号Ａ〜Ｄの各信号出力の位相差に基づいて生成される。また、第２のトラッキング誤差信号は、差動プッシュプル法により、次の式（３）、即ち、
｛（Ａ＋Ｂ）−（Ｃ＋Ｄ）｝−ｋ｛（Ｅ−Ｆ）＋（Ｇ−Ｈ）｝…（３）
の演算処理によって生成される。但し、ｋはメインスポット６０による受光領域５０の出力信号の総和と＋１サブスポット６１及び−１次サブスポット６２による受光領域５１及び５２の出力信号の総和とのレベル比に応じた所定の定数である。

この第２の実施形態では、受光領域５１，５２からの出力信号を互いに独立に構成したことにより、メインスポット６０，＋１次サブスポット６１及び−１次サブスポット６２の夫々のプッシュプル信号及び和信号（再生信号）を検出可能としている。特に、これらサブスポット６１，６２の受光領域５１，５２が式（１）に示す周波数特性を満たすよう構成したことにより、サブスポット６１，６２による再生信号を検出可能とした。

ところで、この第２の実施形態では、上記のように、メインスポット６０に対して±１次サブスポット６１，６２が互いに反対方向に所定量デフォーカスするようにしている。これにより、上記の第１の実施形態で説明したプッシュプル信号の振幅に基づく球面収差誤差信号Ａを、＋１次サブスポット６１及び−１次サブスポット６２の各プッシュプル信号（即ち、＋１次サブスポット６１のプッシュプル信号は、受光領域５１の出力信号Ｅから出力信号Ｆの差信号、−１次サブスポット６２のプッシュプル信号は、受光領域５２の出力信号Ｇから出力信号Ｈの差信号）の振幅の差分として検出する構成とした。また、同様にして、再生信号（即ち、＋１次サブスポット６１の再生信号は、受光領域５１の出力信号Ｅ，Ｆの和信号、−１次サブスポット６２の再生信号は、受光領域５２の出力信号Ｇ，Ｈの和信号）の振幅に基づく球面収差誤差信号Ｂを、＋１次サブスポット６１及び−１次サブスポット６２の各プッシュプル信号の振幅の差分として検出する構成とした。

以上のように光ピックアップ１を構成することにより、上記第１の実施形態の場合のようなフォーカスオフセットを注入することなく、球面収差誤差信号Ａ，Ｂの検出が可能であり、特に、球面収差誤差信号Ｂについては、トラッキングサーボ動作中にも検出可能な信号であることから、記録再生動作中にリアルタイムで球面収差を検出することが可能となる。また、従来の一般的な光ピックアップと構成部品がほぼ同等であり、僅かな部品変更のみで実現可能であることから、組立て性及び対環境信頼性に関しても、従来の一般的な光ピックアップと同等に優れている。

次に、図８に示す光ピックアップ１を用いた本発明による光ディスク記録再生方法及び光ディスク装置の第２の実施形態について説明する。なお、この第２の実施形態の光ディスク装置は、光ピックアップ１を除いて第１の実施形態と同様の図１で示す構成をなすものであって、ここでは、その構成についての説明を省略する。

まず、この第２の実施形態の未記録追記型光ディスクに対する球面収差及びフォーカスオフセットの初期調整手順について説明するが、基本的な初期調整手順は第１の実施形態と同様であるので、先の図４及び図１０を用いて、主に第１の実施形態の場合との違いを説明する。

図４において、ステップ１００，ステップ１０１は、第１の実施形態と同様である。

ステップ１０２では、＋１次サブスポット６１のプッシュプル信号（Ｅ−Ｆ）の振幅と−１次サブスポット６２のプッシュプル信号（Ｇ−Ｈ）の振幅とが検出され、これらの差分演算から球面収差誤差信号Ａが生成される。設定されている現状のフォーカス目標点を変えることなく、この球面収差誤差信号Ａを検出する点が第１の実施形態と異なる。なお、上記のように、＋１次サブスポット６１のプッシュプル信号（Ｅ−Ｆ）は、光検出器１２の受光領域５１の出力信号Ｅ，Ｆの差信号であり、−１次サブスポット６２のプッシュプル信号（Ｇ−Ｈ）は、同じく光検出器１２の受光領域５２の出力信号Ｇ，Ｈの差信号である。このことは、以下の説明においても、同様である。

ステップ１０３〜１０５は、第１の実施形態と同様である。

ステップ１０６では、＋１次サブスポット６１による再生信号（Ｅ＋Ｆ）の振幅と−１次サブスポット６２による再生信号（Ｇ＋Ｈ）の振幅とを夫々検出し、これらの差分演算から球面収差誤差信号Ｂを生成する。設定されている現状のフォーカス目標点を変えることなく、この球面収差誤差信号Ｂを検出する点が第１の実施形態と異なる。なお、上記のように、＋１次サブスポット６１による再生信号（Ｅ＋Ｆ）は、光検出器１２の受光領域５１の出力信号Ｅ，Ｆの和信号であり、−１次サブスポット６２による再生信号（Ｇ＋Ｈ）は、同じく光検出器１２の受光領域５２の出力信号Ｇ，Ｈの和信号である。このことは、以下の説明においても、同様である。

ステップ１０７，１０８及び１１１は、第１の実施形態と同様である。また、この第２の実施形態の光ピックアップ１に組み立て調整バラツキに起因するフォーカス誤差信号のオフセットがある場合でも、第１の実施形態と同様、フォーカスオフセット及び球面収差を正しく補正することが可能である。

以上、この第２の実施形態においても、装着された光ディスク２０やその情報記録層に応じて適宜球面収差の小さい良好な光スポットを形成することが可能であり、記録品質を向上させることができる。

光ディスク２０から情報信号を再生する際の球面収差及びフォーカスオフセットの初期調整手順についても、その基本的な手順は図７に示す第１の実施形態における初期調整手順と同様であり、また、球面収差誤差信号Ａ，Ｂの検出に関しては、上記の未記録追記型光ディスクに対する場合と同様ある。従って、この第２の実施形態においても、装着された光ディスク２０やその情報記録層に応じて適宜球面収差の小さい良好な光スポットを形成することが可能であり、再生品質を向上させることができる。

さらに、２層の情報記録層を備えた光ディスクでの層間ジャンプの手順についても、第１の実施形態と同様の手順に従って、上記の初期調整と同様に球面収差誤差信号Ａ，Ｂをサブスポットによる信号に基づいて生成することで実現可能である。

次に、図１１により、この第２の実施形態の情報信号再生中での球面収差の補正手順の一具体例について説明する。なお、この場合、情報信号の再生動作中であるから、所定のフォーカス目標点でフォーカスサーボが動作しており、同じく所定のトラッキング目標点でトラッキングサーボが動作している。

図１１において、＋１次サブスポット６１の再生信号（Ｅ＋Ｆ）の振幅と−１次サブスポット６２の再生信号（Ｇ＋Ｈ）の振幅とを検出し、これら振幅を差分演算して球面収差誤差信号Ｂを生成する（ステップ２００）。次に、予め設定された所定の閾値＋ε，−εをもとに、この球面収差誤差信号Ｂの判定処理を行なう（ステップ２０１）。この判定処理において、−ε＜Ｂ＜＋ε（即ち、｜Ｂ｜＜｜ε｜）であるときには、球面収差は良好に調整されているものとして、調整動作を終了する。また、ステップ２０１の判定処理において、球面収差誤差信号Ｂの絶対値が｜ε｜≦｜Ｂ｜であれば、球面収差補正素子７（図８）を球面収差誤差信号Ｂの符号に応じた方向に、この球面収差誤差信号Ｂの絶対値に応じた距離だけ駆動し、球面収差を補正する（ステップ２０２）。この補正により、球面収差誤差信号Ｂの絶対値が｜ε｜＞｜Ｂ｜となると、球面収差誤差が補正されたとして、調整動作を終了する。なお、このステップ２０２としては、球面収差誤差信号Ｂの検出処理ステップと、この検出した球面収差誤差信号Ｂに基づいて球面収差補正素子７（図８）を駆動し、球面収差の補正を行なう処理ステップとが、この球面収差誤差信号Ｂに基づく補正終了の判断処理ステップを介して、繰り返すループで構成してもよい。

以上の調整処理動作は、情報再生動作中一定の時間間隔で繰り返し行なうようにしてもよいが、光ディスク２０から所定の位置情報が再生される毎に調整処理を開始するようにしてもよいし、光ディスク装置内の温度変化量に基づいて調整処理を開始するようにしてもよい。

ここで、以上の球面収差誤差信号Ａ，Ｂの違いについて説明する。

球面収差誤差信号Ａは、プッシュプル信号の振幅に基づいた信号であることから、未記録の光ディスクに対して球面収差を検出することを可能とするが、トラッキングサーボが非動作状態でなければ検出できないため、連続記録再生時にリアルタイムに球面収差誤差を検出するには不向きである。これとは逆に、球面収差誤差信号Ｂは、光ディスクの再生情報信号に基づいた信号であることから、光ディスクに何らかの信号が記録されていないと、球面収差が検出され得ないが、トラッキングサーボ動作状態で球面収差の検出を可能とすることから、リアルタイムで球面収差を検出するのに適している。本発明は、両者を補完的に用いることにより、未記録ディスクへの対応及びリアルタイム検出を可能としている。

本発明による光ディスク記録再生方法，光ディスク装置及び光ピックアップの第１の実施形態を示すブロック図である。 図１に示す第１の実施形態での球面収差とプッシュプル信号の振幅との関係及び球面収差誤差信号を示す特性図である。 図１に示す第１の実施形態での球面収差と再生情報信号の振幅との関係及び球面誤差信号を示す特性図である。 図１に示す第１の実施形態の未記録追記型光ディスクに対する球面収差及びフォーカスオフセットの初期調整動作の一具体例を示すフローチャートである。 図１に示す第１の実施形態での光ピックアップに初期フォーカスオフセットがある場合の球面収差とプッシュプル信号の振幅との関係及び球面誤差信号を示す特性図である。 図１に示す第１の実施形態での光ピックアップに初期フォーカスオフセットがある場合の球面収差と再生情報信号の振幅との関係及び球面誤差信号を示す特性図である。 図１に示す第１の実施形態の光ディスクからの情報再生時の球面収差及びフォーカスオフセットの初期調整動作の一具体例を示すフローチャートである。 本発明による光ピックアップの第２の実施形態を示すブロック図である。 図８におけるホログラム素子の一具体例を示す平面図である。 図８における光検出器の一具体例を示す構成図である。 図８に示す光ピックアップを用いた本発明による光ディスク記録再生方法及び光ディスク装置での再生動作中の球面収差補正手順の一具体例を示すフローチャートである。

符号の説明

１ 光ピックアップ
２ レーザ光源
３ ホログラム素子
４ コリメートレンズ
５ 偏光ビームスプリッタ
６ １／４波長板
７ 球面収差補正素子
８ 全反射ミラー
９ 対物レンズ
１０ 対物レンズアクチュエータ
１１ 検出レンズ
１２ 光検出器
１３ 光検出器
２０ 光ディスク
２１ スピンドルモータ
３０ システム制御回路
３１ 球面収差誤差検出回路
３２ 再生信号生成回路
３３ サーボ信号生成回路
３４ プッシュプル信号生成回路
３５ 球面収差補正素子駆動回路
３６ レーザ駆動回路
３７ アクチュエータ駆動回路
３８ 送りモータ駆動回路
３９ スピンドルモータ駆動回路
５０ メインスポット受光領域
５１ ＋１次サブスポット受光領域
５２ −１次サブスポット受光領域
６０ メインスポット
６１ ＋１次サブスポット
６２ −１次サブスポット

Claims (7)

1. 光ピックアップを用いることにより、光ディスク上に光束を集光し、該光ディスクからの反射光束を光検出器で検出し、該光検出器の出力信号からフォーカス誤差信号と、プッシュプル法により、トラッキング誤差信号を検出する光ディスク記録再生方法において、
   インフォーカス状態とアウトフォーカス状態とでのプッシュプル信号と再生情報信号とを夫々検出し、
   インフォーカス状態とアウトフォーカス状態とでの該プッシュプル信号の振幅に応じた第１の球面収差誤差信号を検出し、インフォーカス状態とアウトフォーカス状態とでの該再生情報信号の振幅に応じた第２の球面収差誤差信号を検出し、該第１及び第２の球面収差誤差信号に基づいて球面収差を補正することを特徴とする光ディスク記録再生方法。
2. 請求項１において、
   前記光ディスクが未記録の状態である場合には、前記第１及び第２の球面収差誤差信号に基づいて球面収差を補正し、
   前記光ディスクが記録済みである場合には、前記第２の球面収差誤差信号に基づいて球面収差を補正することを特徴とする光ディスク記録再生方法。
3. 光ピックアップを用いて、
   レーザ光を未記録の記録用光ディスクに照射し、
   インフォーカス状態とアウトフォーカス状態とでのプッシュプル信号を夫々検出し、
   インフォーカス状態とアウトフォーカス状態とでの該プッシュプル信号の振幅に応じた第１の球面収差誤差信号を検出し、該第１の球面収差誤差信号に基づいて球面収差を制御し、
   該未記録の記録用光ディスクに記録し、
   インフォーカス状態とアウトフォーカス状態とでの再生情報信号を夫々検出し、インフォーカス状態とアウトフォーカス状態とでの該再生情報信号の振幅に応じた第２の球面収差誤差信号を検出し、該第２の球面収差誤差信号に基づいて球面収差を制御することを特徴とする記録用光ディスクの球面収差補正方法。
4. 光ピックアップを用いることにより、光ディスク上に０次回折光束と収束発散状態が互いに異なる±１次回折光束との３本の光束を集光し、該光ディスクからの３本の反射光束を光検出器での該当する夫々の受光領域で検出し、該光検出器の出力信号からフォーカス誤差信号とトラッキング誤差信号を検出する光ディスク記録再生方法において、
   該光検出器における±１次回折光束の夫々の受光領域でのカットオフ周波数ｆｃが
   ｆｃ＞ｆｎ
   （但し、ｆｎは該光ディスクに記録されている最長マークと最長
   スペースの組み合わせに対応する周波数）
   であって、
   ＋１次回折光束の該光検出器での受光によるプッシュプル信号の振幅と−１次回折光束の該光検出器での受光によるプッシュプル信号の振幅との差に応じた第１の球面収差誤差信号と、＋１次回折光束の該光検出器での受光による再生信号の振幅と−１次回折光束の該光検出器での受光による再生信号の振幅との差に応じた第２の球面収差誤差信号とを生成し、該第１及び第２の球面収差誤差信号に基づいて球面収差を補正することを特徴とする光ディスク記録再生方法。
5. 光源と、該光源から放射された光束を光ディスクの情報記録層に集光する対物レンズと、対物レンズアクチュエータと、該対物レンズに入射する光束の球面収差を所定の値に調整可能とする球面収差補正素子と、該光ディスクからの反射光束を受光し、フォーカス誤差信号と、プッシュプル法により、トラッキング誤差信号とを検出可能とする光検出器とを有する光ピックアップと、
   該対物レンズアクチュエータを駆動してインフォーカス状態とアウトフォーカス状態とに設定するための駆動回路と、
   設定された該インフォーカス状態と該アウトフォーカス状態毎に、該光検出器の出力からプッシュプル信号と再生情報信号とを検出する手段と、
   該インフォーカス状態と該アウトフォーカス状態毎に検出された該プッシュプル信号夫々の振幅に応じた第１の球面収差誤差信号を生成し、該インフォーカス状態と該アウトフォーカス状態毎に検出された該再生情報信号夫々の振幅に応じた第２の球面収差誤差信号を生成する手段と、
   該第１及び第２の球面収差誤差信号に応じて該球面収差補正素子を制御し、光スポットの球面収差を補正する手段と
   を備えたことを特徴とする光ディスク装置。
6. 請求項５において、
   前記光ディスクが未記録の状態である場合には、前記第１及び第２の球面収差誤差信号に基づいて球面収差を補正し、該光ディスクが記録済みである場合には、前記第２の球面収差誤差信号に基づいて球面収差を補正することを特徴とする光ディスク装置。
7. 光源と、該光源から放射された光束を０次回折光束と互いに異なるレンズパワーで、収束発散状態が互いに異なる±１次回折光束との３本の光束に分離するホログラム素子と、該３本の光束を光ディスクの情報記録層に集光する対物レンズと、該対物レンズに入射する光束の球面収差を所定の値に調整可能とする球面収差補正素子と、該光ディスクからの反射光束を受光し、フォーカス誤差信号と、プッシュプル法によるトラッキング誤差信号とを検出可能であって、±１次回折光束の夫々の受光領域でのカットオフ周波数ｆｃが
   ｆｃ＞ｆｎ
   （但し、ｆｎは該光ディスクに記録されている最長マークと最長
   スペースの組み合わせに対応する周波数）
   である光検出器とを備えた光ピックアップと、
   該＋１次回折光束の該光検出器での受光によるプッシュプル信号の振幅と該−１次回折光束の該光検出器での受光によるプッシュプル信号の振幅との差に応じた第１の球面収差誤差信号を生成する手段と、
   該＋１次回折光束の該光検出器での受光による再生信号の振幅と該−１次回折光束の該光検出器での受光による再生信号の振幅との差に応じた第２の球面収差誤差信号とを生成する手段と、
   該第１及び第２の球面収差誤差信号に応じて該球面収差補正素子を制御し、光スポットの球面収差を補正する手段と
   を備えたことを特徴とする光ディスク装置。

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