JP4410177B2 - 情報記録再生方法及び情報記録再生装置 - Google Patents

Description

本発明は，光を照射することにより情報の記録又は再生を行う情報記録再生システムにおいて，情報の記録又は再生を，誤り無く行えるように，フォーカスオフセット量及び球面収差量を適切に調整することを可能にする，情報記録再生方法及び情報記録再生装置に関する。

ＣＤ・ＤＶＤなどで知られる光ディスクは，大容量・低価格でランダムアクセス可能な情報記録媒体として消費者に支持され，広く普及している。最近では，パーソナルコンピュータやオーディオビジュアル機器の高機能化に伴って，ユーザが取り扱う情報量は飛躍的に増大しており，これを受けて，光ディスクには，大量の情報記録媒体として更なる大容量化が要求されている。

光ディスクでは，レーザ光を対物レンズで集光することで記録媒体上に光スポットを形成し，その光スポットによって，情報記録面に記録マークを形成することで記録がなされる。一方，情報の再生は，記録マークとそれ以外の部分の反射率の違いを，光スポットで読み取ることで情報を再生する。

このように，光ディスクでは光スポットを用いて情報の記録再生が行われるため，情報の記録密度は光スポットのサイズで制限される。従って，光スポットのサイズを微小化することで，光ディスクの情報記録密度を向上することができ，ディスク１枚当たりの記録容量を増大させることができる。情報記録面上に形成される光スポットの直径は，レーザ光の波長をλ，対物レンズの開口数をＮＡとすると，λ／ＮＡに比例することが知られている。このため，光ディスクの情報記録密度の向上に対しては，レーザ光の短波長化と対物レンズの高開口数化が有効である。

最近では，ＤＶＤ（情報記録面当たりの記録容量＝４．７ＧＢ）で用いられていた波長λ＝６５０ｎｍの赤色半導体レーザと開口数ＮＡ＝０．６の対物レンズに替えて，λ＝４０５ｎｍの青色半導体レーザとＮＡ＝０．８５の対物レンズを用いて，光スポットを微小化する技術によって，情報記録面当たり約２５ＧＢの記録容量を有する高密度光ディスクが開発された。

光ディスクにおける情報記録面と焦点の間の距離の調整は，フォーカスサーボの目標位置を変化させることで行われる。フォーカスサーボは，フォーカス誤差信号がゼロになるように焦点位置を制御することにより，焦点を常に記録面上に追従させる。記録面と焦点の間の距離を調整する場合には，フォーカス誤差信号にオフセット（フォーカスオフセット）を付加する。これにより，フォーカスサーボの目標位置を変化させることで，記録面と焦点の間の平均的な距離を調整することができる。

ところで，記録密度の高密度化のために対物レンズのＮＡを増大させるに伴って，球面収差による光スポットの歪みが問題となる。球面収差は，ディスクのカバー層厚誤差をｄとすると，近似的に，ＮＡ^４×ｄに比例するため，高ＮＡの対物レンズを用いる光ディスクシステムでは，僅かなカバー層厚誤差に対しても大きな球面収差が発生し，再生信号品質が著しく劣化する。このため，ディスク製造工程において，カバー層厚さを，従来のＤＶＤ等と比較して，より高精度に制御する必要があり，製造コストが増加してしまうという課題があった。

以上の理由から，高ＮＡの対物レンズを用いる光ディスクシステムでは，従来のＤＶＤのように，フォーカスオフセット量を調整するだけでは不十分であり，ディスク毎のカバー層厚さ誤差に対応するために，球面収差を補正する手段も必須である。

球面収差を補正する技術として，光ピックアップの光学系において，レーザ光の光路中に球面収差補正手段を設け，通過する光束に予め所定量の球面収差を付加しておくことで，対物レンズによって記録面上に集光される際にディスクカバー層厚の誤差によって発生する球面収差と，球面収差補正手段によって予め付加した球面収差が相殺されるようにする技術が用いられている。ここで用いられる球面収差補正手段としては，
(1) ２群の対物レンズからなり，アクチュエータによってそれぞれの対物レンズの間の距離を変化させる球面収差補正手段，あるいは，
(2) 複数の領域に分割された液晶素子からなり，電圧を印可することによって，個々の領域の屈折率を制御する球面収差補正手段
等が知られており，それぞれ，例えば特許文献１及び２に記載されている。

球面収差補正手段によって予め付加する球面収差量（以降，単に球面収差量と言う）を決定するための指標としては，種々の公知例がある。例えば，特許文献１に記載されている技術では，フォーカスオフセット量及び球面収差量の調整は，光ディスクに記録されているデータを再生する際に得られる再生信号（ＲＦ信号）の振幅の変化によってこれを実施している。しかしながら，データが何も記録されていない（記録マークが無い），いわゆる未記録ディスクに対しては，フォーカスオフセット量及び球面収差量を最適化しようとしても，再生信号が得られないために，これを実施できないという課題があった。

また，特許文献２に記載されている技術も，データの再生信号振幅，又は，このデータの再生信号振幅とトラッキングエラー信号振幅の両方を用いることによりフォーカスオフセット量及び球面収差量の調整を実施するため，光ディスクの情報記録面に何等かのデータが記録されている必要がある。すなわち，全くデータが記録されていない光ディスクでは必要な再生信号が得られず，そのため，球面収差量の調整を実施することができないという問題があった。

この課題を解決する技術として，未記録ディスクからでも取得することができる，トラッキング誤差信号，あるいはウォブル信号に基づいて，フォーカスオフセット量及び球面収差量の調整を行う技術が知られており，これらは，例えば下記の文献に記載されている。
特開２０００−１１３８８号公報 特開２００１−２２２８３８号公報 特開２００３−２３３９１７号公報 特開２００３−１６８２２５号公報 特開２００４−１７１６３０号公報 特開２００４−２４１０８１号公報 特開２００４−２４１１０２号公報

図１は，光学回折シミュレータを用いて，フォーカスオフセット量及び球面収差量を変化させた時のトラッキング誤差信号振幅を計算し，その等高線を示したものである。ここで，トラッキング誤差信号は，プッシュプル信号である。トラッキング誤差信号振幅は，その最大値で規格化されており，等高線の間隔は１％，最外周の等高線は８０％を示している。

フォーカスオフセット量の大きさは，フォーカス誤差信号振幅（０−ｐ）で規格化している。また，球面収差量の大きさは，便宜的に，ディスクカバー層厚誤差（単位：μｍ）に換算して表示している。以降の本文中でも，フォーカスオフセット量及び球面収差量の大きさを表す場合には，これらの表し方に従う。

計算条件として，光学系に非点収差が無い場合（図１（Ａ））と，０．２９４λ（０．０６λｒｍｓ）の大きさの非点収差がある場合に分けた。更に非点収差がある場合に関しては，非点収差の方向について，０°，４５°，９０°及び１３５°の４種類（図１（Ｂ）〜（Ｅ））に分けた。ここで，非点収差の方向の定義としては，対物レンズがディスクに近い側に移動した時（in focus）に，光スポットが記録トラック方向に伸びる方向を０°とした。計算に用いたパラメータは，表１の通りである。

図２は，光学シミュレータと信号処理シミュレータを用いて，フォーカスオフセット量及び球面収差量を変化させた時の再生信号のジッタを計算し，その等高線をプロットしたものである。光学計算に用いたパラメータは，表１と同じである。ジッタは，二値化された再生信号と，それを用いて生成されたチャネルクロック信号の間の位相差の標準偏差を，チャネルクロック周期で規格化したものと定義される。ジッタを算出する前の再生信号処理として，リミットイコライザによる波形等化を施した。リミットイコライザの詳細については，例えばS.Miyanabe et al.:Jpn.J.Appl.Phys.Vol.38 pp.1715に記載されている。

ここで，図１のトラッキング誤差信号振幅の等高線と，図２のジッタの等高線を重ねたものを図３に示す。図３には更に，光スポットの中心強度が最大になる点もプロットした。図３から分かるように，トラッキング誤差信号振幅の分布は，ジッタの分布と比較して，図の斜め方向に長く広がっている。すなわち，フォーカスオフセット及び球面収差量の変化に対して，トラッキング誤差信号振幅の変化率が非常に小さい方向がある。このため，トラッキング誤差信号振幅が最大になるようにフォーカスオフセット及び球面収差量を調整しようとすると，調整誤差が大きいために，トラッキング誤差信号振幅の変化率が小さい方向にずれやすい。その結果，データを再生する時にジッタが大きくなってしまう場合があった。

なお，未記録ディスク，すなわちデータが全く記録されていないディスクに対しては，まずトラッキング誤差信号振幅が最大になるように調整し，その後にデータを記録し，データの再生信号のジッタ等を用いて微調整をするという手順も考えられる。しかしながら，上記のような理由で調整ずれが大きくなると，光スポットの中心強度が低下することにより，記録パワーが実効的に低下してしまい，記録する時に十分な記録品質が得られず，再生信号を用いた微調整に移行できない場合があった。

更に，図３の（Ｂ）及び（Ｄ）で顕著なように，トラッキング誤差信号振幅が最大になる点とジッタが最小になる点の乖離が大きい場合があるため，トラッキング誤差信号振幅が最大になるようにフォーカスオフセット及び球面収差量を調整しても，ジッタが小さくならない場合があった。

ところで，ディスクカバー層厚は個々のディスク毎にばらつくから，球面収差量はディスクに合わせて調整しなければならないが，フォーカスオフセット量はディスク毎には，さほど大きく変わらないと考えられる。それにも拘わらず，フォーカスオフセット量と球面収差量を２次元的に調整することで，トラッキング誤差信号振幅を用いて調整する場合のように調整誤差が大きい場合に，フォーカスオフセット量を適切な値から不要にずらしてしまうことがあった。

このため，収差補正を行う際には，フォーカスオフセット量は変化させず，球面収差量だけを調整することが望ましい。そのためには，予めフォーカスオフセット量の適切な値が分かっている必要がある。

以上の課題を考慮して，本発明の創生に当たっては，高ＮＡ対物レンズを用いる高密度光ディスクにおいて，トラッキング誤差信号振幅を用いる収差補正処理を高精度に実施するための手段を提供することを目的とした。

本発明では，光ディスクドライブ装置において，カバー層厚の異なる種々のディスクに対して，フォーカスオフセット量及び球面収差量を高精度に調整するために，以下の学習を，例えばドライブ装置の出荷前に実施する。
(1) 予めデータを記録しておいた調整用ディスクに対して，再生信号のジッタが最小になるように，フォーカスオフセット量及び球面収差量を調整し，その時のフォーカスオフセット量（ＦＥ０）の値をドライブ装置内のメモリに格納する。
(2) 上と同じ調整用ディスクに対して，再生信号のジッタが最小になる時のフォーカスオフセット量を保持した状態で，再生信号のジッタが最小になる時の球面収差量ＳＡ０とトラッキング誤差信号振幅が最大になる時の球面収差量ＳＡ１の差分（ΔＳＡ＝ＳＡ０−ＳＡ１）を測定し，ドライブ装置内のメモリに格納する。

ドライブ装置の動作時に収差補正を実施する場合には以下のようにする。まずフォーカスオフセット量をＦＥ０とし，そのフォーカスオフセット量を保持して，トラッキング誤差信号振幅が最大になるように球面収差量を調整する。このように，フォーカスオフセット量を適切な値に固定して収差補正を行うことで，フォーカスオフセット量が調整誤差によって大きくずれてしまう問題を解決できる。

次に，球面収差量をΔＳＡだけ変化させる。この工程により，球面収差量は，再生信号のジッタが概ね最小になるように調整される。このため，再生信号を見ることなく，再生品質が良好な条件に調整することが可能となる。加えて，ジッタが最小になる条件では，光スポットの中心強度が大きくなる，すなわち実効的な記録パワーが高くなるため，記録の前にこの工程を実施することにより，記録時の品質も高めることができる。

続いて記録を行い，再生信号のジッタが最小になるように，球面収差量を調整する。記録の際には，少なくとも３本の隣接するトラックにデータを記録し，ジッタを測定するトラックの両隣のトラックにもデータが記録されている状態にする。これは，隣接トラックからのクロストークの影響を含む条件にすることで，より正確に調整できるようにするためである。

本発明によれば，未記録ディスク，すなわち記録マークが存在せず，再生信号に基づいてフォーカスオフセット量及び球面収差量の調整を実施できないようなディスクに対しても，最適なフォーカスオフセット量及び球面収差量を決定することができるため，情報の記録再生の信頼性を向上させることができる。

以下，図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
図９は，本発明による情報記録再生装置の構成を模式的に示すものである。
レーザダイオード９０１から直線偏光のレーザ光９０２が出射し，コリメートレンズ９０３によって平行光束となる。続いて，レーザ光９０２は偏光ビームスプリッタ９０４を通過する。偏光ビームスプリッタ９０４は，レーザダイオード９０１から出射したレーザ光９０２をほぼ損失無く透過させるように配置されている。偏光ビームスプリッタ９０４を通過したレーザ光９０２は，球面収差補正素子９０５によって所定の球面収差を付加され，立ち上げミラー９０６で反射し，スピンドルモータ９０９によって回転駆動されている光ディスク媒体９１０の方向に進路を変える。続いて，レーザ光９０２は，λ／４板９０７を通過することで，その偏光状態が直線偏光から円偏光に変化する。その後，レーザ光９０２は対物レンズ９０８によって集光され，情報記録面を保護するためのカバー層９１１を通して情報記録面９１２に到達し，そこに光スポットを形成する。

情報の記録は，データに基づいて変調されたレーザ光を情報記録面に集光して照射し，形成された光スポットによって発生した熱によって，情報記録面の状態を変化させることで行われる。一方，情報の再生は，情報記録面の状態の変化によって生じる反射率の変化を検出することで行われる。再生専用光ディスクの場合には，予めディスク製造工程において，情報記録面に，凹凸ピットが形成されており，この凹凸ピットによる光の反射率の変化を検出することで，情報が再生される。

情報記録面で反射したレーザ光９０２は，対物レンズ９０８を通り，続いてλ／４板９０７を通過することで再び直線偏光に戻り，更に立ち上げミラー９０６で反射して，偏光ビームスプリッタ９０４の方向に向かう。レーザ光９０２は，続く偏光ビームスプリッタ９０４で反射し，直角方向に進路を変える。続いて，レーザ光９０２は，検出レンズ９１３と，フォーカス誤差信号検出用のシリンドリカルレンズ９１４によって，光検出器９１５上に集光される。光検出器９１５は，図１０のように，ディスクの半径方向に２分割，トラック方向にも２分割，計４分割されている。分割された各々の検出器Ａ，Ｂ，Ｃ及びＤは，それぞれ出力信号Ｉ_Ａ，Ｉ_Ｂ，Ｉ_Ｃ及びＩ_Ｄを出力する。これらの出力信号を用いて，再生信号，トラッキング誤差信号及びフォーカス誤差信号が，図９の再生信号生成回路９１６，トラッキング誤差信号生成回路９１７及びフォーカス誤差信号生成回路９１８によって，下記の演算式に従って生成される。
（再生信号）＝（Ｉ_Ａ＋Ｉ_Ｂ＋Ｉ_Ｃ＋Ｉ_Ｄ）
（トラッキング誤差信号）＝（Ｉ_Ａ＋Ｉ_Ｄ）−（Ｉ_Ｃ＋Ｉ_Ｂ）
（フォーカス誤差信号）＝（Ｉ_Ａ＋Ｉ_Ｃ）−（Ｉ_Ｂ＋Ｉ_Ｄ）

再生信号は，データ信号であり，図９の信号処理回路９１９において，波形等化処理等の信号処理が施された後，復調回路９２０において，２値信号に変換される。２値信号は，マイクロプロセッサ９２１においてデータに変換され，上位装置に送られる。また，マイクロプロセッサ９２１は，データが所定の速度で再生されるように，スピンドルモータ駆動回路９２２を制御し，スピンドルモータ９０９の回転数を制御する。

トラッキング誤差信号は，プッシュプル信号とも呼ばれる，トラックに対する光スポットのディスク半径方向の位置ずれによって生じる信号であり，光スポットをトラックに追従させるトラッキングサーボに用いられる。ここでは，トラッキングサーボはプッシュプル法によって行われる。マイクロプロセッサ９２１は，送られてきたトラッキング誤差信号に基づいて，アクチュエータ駆動回路９２３に指令を送り，アクチュエータ駆動回路９２３は，その指令に基づいてアクチュエータ９２４を制御し，対物レンズ９０８をディスク半径方向に駆動し，位置決めする。

フォーカス誤差信号は，情報記録面９１２に対する光スポットのディスク回転軸方向のずれによって生じる信号であり，光スポットを情報記録面９１２に追従させるフォーカスサーボに用いられる。ここでは，フォーカスサーボは非点収差法によって行われる。マイクロプロセッサ９２１は，送られてきたフォーカス誤差信号に基づいて，アクチュエータ駆動回路９２３に指令を送り，アクチュエータ駆動回路９２３は，その指令に基づいてアクチュエータ９２４を制御し，対物レンズ９０８をディスク回転軸方向に駆動し，位置決めする。

データの記録の際には，マイクロプロセッサ９２１で，上位装置から送られたデータが符号化され，記録信号が生成される。記録信号は，レーザ駆動回路９２５に送られ，記録信号に基づいてレーザダイオードが駆動される。

フォーカスオフセット量の調整は，次のように実施する。マイクロプロセッサ９２１は，アクチュエータ駆動回路に指令を送ることにより，アクチュエータ９２４を駆動し，フォーカスオフセット量を順次変化させながら，トラッキング誤差信号振幅を取得し，フォーカスオフセット量と共にメモリ９２７に格納していく。メモリ９２７に格納されたトラッキング誤差信号振幅が最大であるときの，フォーカスオフセット量を採用し，これをアクチュエータ駆動回路９２３に設定する。

球面収差量の調整は，次のように実施する。マイクロプロセッサ９２１は，球面収差補正素子駆動回路９２６に指令を送ることにより，球面収差補正素子９０５を駆動して，レーザ光９０２に付加する球面収差量（球面収差量）を順次変化させながら，フォーカス誤差信号振幅を取得し，球面収差量と共にメモリ９２７に格納していく。メモリ９２７に格納されたフォーカス誤差信号振幅が最大であるときの，球面収差量を採用し，これを球面収差補正素子駆動回路９２６に設定する。

ここで，フォーカスオフセット量及び球面収差量の調整手順の例を，図４のフローチャートを用いて，より詳細に示す。調整手順は，ドライブ装置の出荷前と動作時に分けて説明する。まず，ドライブ装置出荷前の学習処理について説明する。
(1) ステップ４０１：開始
学習を開始する。
(2) ステップ４０２：初期設定
ドライブ装置にフォーカスオフセット量の初期値を設定する。ここで設定するフォーカスオフセット量はゼロとする。
(3) ステップ４０３：フォーカスオフセット量の学習
ドライブ装置に，予めデータが記録された調整用ディスクを装填し，記録再生が可能な状態にしておく。次にフォーカスオフセット量及び球面収差量を調整し，再生信号のジッタが最小になる条件を探索し，この時のフォーカスオフセット量ＦＥ０を学習する。これは，ドライブ装置毎の電気回路オフセット等のばらつきを吸収し，そのドライブ装置に対して適切なフォーカスオフセット量を学習し，ドライブ動作時の調整の際の初期値にすることを目的とする。
更に，再生信号のジッタが最小になる時のフォーカスオフセット量を保持して，ジッタが最小になる時の球面収差量ＳＡ０と，トラッキング誤差信号振幅が最大になる時の球面収差量ＳＡ１を測定する。
(4) ステップ４０４：ヘッド／ドライブデータの記憶
ステップ４０３で取得したフォーカスオフセット量（ＦＥ０）の値をドライブ装置のメモリに格納する。ジッタが最小になる時の球面収差量ＳＡ０と，トラッキング誤差信号振幅が最大になる時の球面収差量ＳＡ１の差分ΔＳＡ（＝ＳＡ０−ＳＡ１）の値をドライブ装置のメモリに格納する。
(5) ステップ４０５：終了
ドライブ装置出荷前の学習を終了する。

次に，ドライブ装置の動作時の学習処理を説明する。
(6) ステップ４０６：開始
学習を開始する。
(7) ステップ４０７：初期設定
フォーカスオフセット量及び球面収差量の初期設定を行う。フォーカスオフセット量としては，ステップ４０４でドライブ装置のメモリに格納したフォーカスオフセット量（ＦＥ０）を読み出し，その値を用いる。球面収差量としては，ディスクカバー層厚の設計中心値に対して適切な値を設定する。
(8) ステップ４０８：球面収差量の学習（粗調整）
フォーカスオフセット量をＦＥ０に保った状態で，球面収差量をスキャンし，トラッキング誤差信号振幅が最大になるように球面収差量を調整する。この時の球面収差量をＳＡ１とする。
(9) ステップ４０９：球面収差量の補正
ステップ４０４でドライブ装置のメモリに格納した球面収差量の差分（ΔＳＡ）を読み出し，これに所定の値α（０≦α≦１）を乗じた量α×ΔＳＡだけ球面収差量シフトさせる。ここで，球面収差量をシフトさせるとトラッキング誤差信号振幅が小さくなってしまうため，αはトラッキングサーボの安定性と再生信号品質のバランスを考慮して決定する。
このステップにより，球面収差量を，概ねジッタが最小になる値にすることができる。また，図３から分かるように，ジッタが最小になる点は，光スポットの中心強度が最大になる点に近い。このため，ジッタが最小になる球面収差量とトラッキング誤差信号振幅が最大となる球面収差量の間の乖離が大きい場合にも，実効記録パワーの低下を防ぐことができ，後の記録のステップ４１２において，良好な記録品質を得ることが可能となる。なお，このステップは省略しても良い。

(10) ステップ４１０：記録済み判定
当該ディスクに既にデータが記録されているか否かの判定を行う。データが記録されていれば（Yes）ステップ４１３へ移行し，記録されているデータの再生信号を用いて，球面収差量の学習（微調整）を行う。データが記録されていなければ（No）ステップ４１１へ移行し，球面収差量の学習（微調整）に用いる記録マークを記録する。
なお，データが記録されている場合でも，ステップ４１１へ移行して改めて記録をしても構わない。
(11) ステップ４１１：記録パワーの調整
良好な記録品質を得るために，記録パワーを調整する。記録パワー調整専用の領域を用いる。このステップは，何らかの原因で十分な記録品質が得られなかった場合に，記録パワーを調整することでそれを補償することを目的とする。なお，このステップは省略しても良い。
(12) ステップ４１２：記録
ディスクにデータを記録する。このとき，連続する少なくとも３本の記録トラックに記録する。これは，後の球面収差量の学習のステップ４１３で，再生信号のジッタに基づいて球面収差量を調整する際に，隣接トラックからのクロストークの影響を含むようにすることで，より正確な調整が行えるようにするためである。
(13) ステップ４１３：球面収差量の学習（微調整）
ステップ４１２で作成した記録済みトラックの内，両隣の記録トラックが共に記録済みであるトラックにおいて，再生信号のジッタが最小になるように，球面収差量を調整する。
(14) ステップ４１４：フォーカスオフセット量の学習
球面収差量を保持して，ジッタが最小になるように，フォーカスオフセット量を調整する。このステップは，適切なフォーカスオフセット量が，ステップ４０３で学習した時からずれている場合を想定して，それを補償するために行う。
(15) ステップ４１５：終了
学習を終了する。

以上の手順によれば，未記録ディスクに対しても，フォーカスオフセット量及び球面収差量の調整を，高精度に実施できる。

上記の実施例において，再生信号のジッタが最小になるように，フォーカスオフセット量及び球面収差量を調整するステップがあるが，その代わりに，再生信号の振幅が最大になるように，フォーカスオフセット量及び球面収差量を調整しても良い。

上記の実施例では，プッシュプル法によってトラッキングサーボを行うとしたが，他の方法を用いても良い。例えば，差動プッシュプル法（ＤＰＰ法）によってトラッキングサーボを行っても良い。この場合，レーザ光の光束を，メイン光及び２つのサブ光の，合計３つに分割するための回折格子を，光路中に設け，サブ光専用の光検出器を新たに設け，サブ光に対するプッシュプル信号を取得できるようにする。

また，再生専用ディスクを用いる場合には，位相差検出法（ＤＰＤ法）によるトラッキングサーボを行っても良い。但し，トラッキング誤差信号振幅による収差学習処理には，プッシュプル信号又は差動プッシュプル信号から生成したトラッキング誤差信号を用いることとする。

上記の実施例では，非点収差法によってフォーカスサーボを行うとしたが，他の方法を用いても良い。例えば，ナイフエッジ法，あるいはスポットサイズ検出法によってフォーカスサーボを行っても良い。この場合，フォーカス誤差信号取得用の光検出器を新たに設ける必要がある。

次に，本発明による収差補正方法の効果の検証を目的として行った実験の結果を示す。この実験では，本発明による収差補正方法の手順に従って，フォーカスオフセット量及び球面収差量を調整した。以下に手順と結果を示す。

以下，フォーカスオフセット量はＳ字信号の０−ｐ値で規格化した形で表す。一方，球面収差量については，収差量をディスクカバー層厚ずれ（単位：μｍ）に換算した形で表す。これらの値は，初期値を原点とした相対値である。
(1) ステップ０１：開始
学習を開始した。
(2) ステップ０２：初期設定
新しいディスクをドライブ装置に装填し，各種初期設定を行った。
(3) ステップ０３：フォーカスオフセット量の学習
フォーカスオフセット量及び球面収差量を，２次元的に詳細に変化させ，再生信号のジッタが最小になるようにした。この時のフォーカスオフセット量ＦＥ０は，ＦＥ０＝０．０であった。
また，フォーカスオフセット量をＦＥ０（＝０．０）に保持し，再生信号のジッタが最小になる球面収差量とトラッキング誤差信号振幅が最大になる球面収差量の差ΔＳＡを測定したところ，ΔＳＡ＝−１．０μｍであった。
(4) ステップ０４：データの記憶
ステップ０３で得られたフォーカスオフセット量ＦＥ０の値（＝０．０），及び球面収差量の差分ΔＳＡの値（＝−１．０μｍ）を，ドライブ装置のメモリに格納した。
(5) ステップ０５：終了
学習を終了した。

以降は，ドライブ装置動作時の収差補正ステップである。
(6) ステップ０６：開始
調整を開始した。
(7) ステップ０７：初期設定
フォーカスオフセット量として，ＦＥ０（＝０．０）を設定した。
(8) ステップ０８：球面収差量の学習（粗調整）
フォーカスオフセット量を保持した状態で，球面収差量を変化させながらトラッキング誤差信号振幅を測定した。その結果を図５のグラフに示す。この測定結果より，トラッキング誤差信号振幅が最大となる球面収差量として＋０．８５μｍを選択し，設定した。
(9) ステップ０９：球面収差量のシフト
球面収差量をΔＳＡ（＝−１．０μｍ）だけ変化させた。
(10) ステップ１０：記録済み判定
記録済み判定を行った。ディスクにデータは記録されていなかった。
(11) ステップ１１：記録パワーの調整
ディスク上の記録パワー調整用領域において，記録パワーを変化させながら記録を行い，再生信号の変調度を測定し，所望の変調度が得られる記録パワーを選択して，設定した。
(12) ステップ１２：記録
ディスクにデータを記録した。この際，連続する５本の記録トラックに対してデータを記録した。
(13) ステップ１３：球面収差量の再学習（微調整）
ステップ１２で記録した，連続する５本の記録トラックの内，中央の記録トラックに移動し，球面収差量を変化させながらジッタを測定した。その結果を図６のグラフに示す。この測定結果より，ジッタが最小になる時の球面収差量として＋０．８５μｍを選択し，設定した。
(14) ステップ１４：フォーカス微調整
ステップ７と同一の記録トラックにおいて，フォーカスオフセット量を変化させながらジッタを測定した。その結果を図７のグラフに示す。この測定結果より，ジッタが最小になるフォーカスオフセット量として＋０．０６８を選択し，設定した。
(15) ステップ１５：終了
調整を終了した。

以上の手順により，最終的に，フォーカスオフセット量＝＋０．０６８，球面収差量＝＋０．８５μｍに調整された。そして，この時の再生信号のジッタは５．３％であった。

次に，本発明による収差補正手順の精度を検証する。図８は，フォーカスオフセット量及び球面収差量を２次元的に詳細に変化させ，再生信号のジッタを測定し，その等高線をプロットしたものである。この測定結果より，再生信号のジッタが最小になる条件は，フォーカスオフセット量＝＋０．０６８，球面収差量＝＋１．８５μｍであり，この時のジッタは５．２％であった。

このように，本発明による収差補正手順に従ってフォーカスオフセット量及び球面収差量を調整した結果，ジッタが最小になる条件からのずれは，フォーカスオフセット量で０．０，球面収差量で−１．０μｍと小さく，ジッタの最小値から増加分も＋０．１％と非常に小さかった。以上のように，本発明の収差補正手順に依れば，フォーカスオフセット量及び球面収差量を高精度で調整できることが確認された。

フォーカスオフセット量及び球面収差量とトラッキング誤差信号振幅の関係を示す図（計算）。 フォーカスオフセット量及び球面収差量とジッタの関係を示す図（計算）。 フォーカスオフセット量及び球面収差量とトラッキング誤差信号振幅及びジッタの関係を示す図（計算）。 本発明による収差補正の手順を示す図。 球面収差量とトラッキング誤差信号の関係を示す図（実験）。 球面収差量とジッタの関係を示す図（実験）。 フォーカスオフセット量とジッタの関係を示す図（実験）。 フォーカスオフセット量及び球面収差量とジッタの関係を示す図（実験）。 本発明の実施例による情報記録再生装置の構成を示す図。 光検出器の構成と，再生信号，トラッキング誤差信号及びフォーカス誤差信号の生成方法を示す図。

符号の説明

９０１：レーザダイオード，９０２：レーザ光，９０３：コリメートレンズ，９０４：偏光ビームスプリッタ，９０５：球面収差補正素子，９０６：立ち上げミラー，９０７：λ／４板，９０８：対物レンズ，９０９：スピンドルモータ，９１０：光ディスク媒体，９１１：カバー層，９１２：情報記録面，９１３：検出レンズ，９１４：シリンドリカルレンズ，９１５：光検出器，９１６：再生信号生成回路，９１７：トラッキング誤差信号生成回路，９１８：フォーカス誤差信号生成回路，９１９：信号処理回路，９２０：復調回路，９２１：マイクロプロセッサ，９２２：スピンドルモータ駆動回路，９２３：アクチュエータ駆動回路，９２４：アクチュエータ，９２５：レーザ駆動回路，９２６：球面収差補正素子駆動回路，９２７：メモリ，９２８：不揮発メモリ

Claims (13)

1. スパイラル状あるいは同心円状の記録トラックを有する情報記録媒体に，球面収差を付加した光を対物レンズで集光して照射するステップと，
   前記情報記録媒体で反射した光を電気信号に変換するステップと，
   前記電気信号から，再生信号，トラッキング誤差信号及びフォーカス誤差信号を生成するステップと，
   前記トラッキング誤差信号及びフォーカス誤差信号に基づいて，前記対物レンズの位置を制御するステップとを有する情報記録再生方法において，
   予めデータを記録しておいた調整用媒体を用いて，前記再生信号のジッタが最小になる時の，フォーカス誤差信号のオフセット量を求め，それをメモリに記憶するステップと，
   データが記録されていない未記録媒体に対する動作時に，前記メモリから前記記憶したオフセット量を読み出すステップと，
   前記読み出したオフセット量を付加したフォーカス誤差信号により前記対物レンズの位置を制御しながら，前記トラッキング誤差信号の振幅が最大になるように前記球面収差の量を調整するステップと，
   を有することを特徴とする情報記録再生方法。
2. 請求項１記載の情報記録再生方法において，
   前記読み出したオフセット量を付加したフォーカス誤差信号により前記対物レンズの位置を制御しながら，前記再生信号のジッタが最小になるように前記球面収差の量を調整するステップと，
   前記調整された球面収差の量を保持しながら，前記再生信号のジッタが最小になるように前記オフセット量を調整するステップと，
   を有することを特徴とする情報記録再生方法。
3. 請求項２記載の情報記録再生方法において，
   前記調整用媒体を用いて，前記再生信号のジッタが最小になる時のオフセット量を付加したフォーカス誤差信号により前記対物レンズの位置を制御しながら，前記再生信号のジッタが最小になる時の前記球面収差の量と前記トラッキング誤差信号の振幅が最大になる時の前記球面収差の量の差分を求め，それを記憶するステップと，
   前記動作時に，前記記憶した差分を読み出すステップと，
   前記球面収差の量を，前記差分に定数α（０≦α≦１）を乗じた量だけ変化させるステップと，
   を有することを特徴とする情報記録再生方法。
4. 請求項１記載の情報記録再生方法において，
   少なくとも連続する３本の前記記録トラックにデータを記録するステップと，
   前記読み出したオフセット量を付加したフォーカス誤差信号により前記対物レンズの位置を制御しながら，前記記録されたデータの再生信号のジッタが最小になるように前記球面収差の量を調整するステップと，
   前記調整された前記球面収差の量を保持しながら，前記記録されたデータの前記再生信号のジッタが最小になるように前記オフセット量を調整するステップと，
   を有することを特徴とする情報記録再生方法。
5. 請求項１記載の情報記録再生方法において，前記トラッキング誤差信号はプッシュプル信号から生成されることを特徴とする情報記録再生方法。
6. 請求項１記載の情報記録再生方法において，前記トラッキング誤差信号はＤＰＰ（差動プッシュプル）信号から生成されることを特徴とする情報記録再生方法。
7. スパイラル状あるいは同心円状の記録トラックを有する情報記録媒体に，球面収差を付加した光を対物レンズで集光して照射するステップと，
   前記情報記録媒体で反射した光を電気信号に変換するステップと，
   前記電気信号から，再生信号，トラッキング誤差信号及びフォーカス誤差信号を生成するステップと，
   前記トラッキング誤差信号及びフォーカス誤差信号に基づいて，前記対物レンズの位置を制御するステップとを有する情報記録再生方法において，
   予めデータを記録しておいた調整用媒体を用いて，前記再生信号の振幅が最大になる時の，フォーカス誤差信号のオフセット量を求め，それをメモリに記憶するステップと，
   データが記録されていない未記録媒体に対する動作時に，前記メモリから前記記憶したオフセット量を読み出すステップと，
   前記読み出したオフセット量を付加したフォーカス誤差信号により前記対物レンズの位置を制御しながら，前記トラッキング誤差信号の振幅が最大になるように，前記球面収差の量を調整するステップと，
   前記記録された前記オフセット量を保持しながら，前記再生信号の振幅が最大になるように，前記球面収差の量を調整するステップと，
   前記調整された前記球面収差の量を保持しながら，前記再生信号の振幅が最大になるように，前記オフセット量を調整するステップと，
   を有することを特徴とする情報記録再生方法。
8. 請求項７記載の情報記録再生方法において，
   前記調整用媒体を用いて，前記再生信号の振幅が最大になる時のオフセット量を付加したフォーカス誤差信号により前記対物レンズの位置を制御しながら，前記再生信号の振幅が最大になる時の前記球面収差の量と前記トラッキング誤差信号の振幅が最大になる時の前記球面収差の量の差分を求め，それを記憶するステップと，
   前記動作時に，前記記憶された前記差分を読み出すステップと，
   前記球面収差の量を，前記差分に定数α（０≦α≦１）を乗じた量だけ変化させるステップと，
   を有することを特徴とする情報記録再生方法。
9. 請求項７記載の情報記録再生方法において，
   少なくとも連続する３本の前記記録トラックにデータを記録するステップと，
   前記読み出したオフセット量を付加したフォーカス誤差信号により前記対物レンズの位置を制御しながら，前記記録されたデータの前記再生信号の振幅が最大になるように，前記球面収差の量を調整するステップと，
   前記調整された前記球面収差の量を保持しながら，前記記録されたデータの前記再生信号の振幅が最大になるように，前記オフセット量を調整するステップと，
   を有することを特徴とする情報記録再生方法。
10. 請求項７記載の情報記録再生方法において，前記トラッキング誤差信号はプッシュプル信号から生成されることを特徴とする情報記録再生方法。
11. 請求項７記載の情報記録再生方法において，前記トラッキング誤差信号は，ＤＰＰ（差動プッシュプル）信号から生成されることを特徴とする情報記録再生方法。
12. 光ディスクを保持して回転駆動する光ディスク駆動部と，
    レーザ光源と，
    前記レーザ光源から発生したレーザ光に可変量の球面収差を付加する球面収差補正部と，
    前記光ディスクに前記球面収差が付加されたレーザ光を集光する対物レンズと，
    前記対物レンズをディスク回転軸方向に駆動するアクチュエータと，
    前記光ディスクで反射したレーザ光を受光する光検出器と，
    前記光検出器の出力からフォーカス誤差信号を生成するフォーカス誤差信号生成部と，
    前記光検出器の出力からトラッキング誤差信号を生成するトラッキング誤差信号生成部と，
    前記光検出器の出力から再生信号を生成する再生信号生成部と，
    前記フォーカス誤差信号及びトラッキング誤差信号が入力され，前記アクチュエータの駆動量及び前記球面収差補正部により付加される球面収差の量を制御する制御部と，
    予めデータを記録しておいた調整用媒体を用いて決定された，フォーカス誤差信号のオフセット量を記憶したメモリとを備え，
    前記制御部は，データが記録されていない未記録媒体に対する動作時に，前記メモリから読み出したオフセット量を初期値として付加したフォーカス誤差信号に基づいて前記アクチュエータの駆動量を制御しながら，前記トラッキング誤差信号の振幅が最大になるように前記球面収差の量を調整する制御を行うことを特徴とする情報記録再生装置。
13. 請求項１２記載の情報記録再生装置において，前記制御部は，前記トラッキング誤差信号の振幅に代えて，前記再生信号の振幅が最大になるように前記球面収差の量を調整する制御を行うことを特徴とする情報記録再生装置。

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