JP4494683B2

JP4494683B2 - Aberration detection method, optical information processing method and apparatus

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Publication number: JP4494683B2
Application number: JP2001264362A
Authority: JP
Inventors: 道雄松浦
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 2001-08-31
Filing date: 2001-08-31
Publication date: 2010-06-30
Anticipated expiration: 2021-08-31
Also published as: JP2003077168A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本願発明は、ＣＤやＤＶＤに代表される光ディスクなどの光記録媒体へのデータ記録または再生を行なう際に適用される技術、さらに詳しくは、非点収差やその他の所定の収差に起因してデータの記録・再生処理に不具合を生じないようにするための技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
周知のとおり、光ディスクにデータを記録し、あるいはデータの再生を行なうときには、レーザ光を対物レンズによって集束させることにより光ディスクの記録層上に光スポットを形成している。このとき、基板の厚みに原因する収差、フォーカスエラーに原因する収差、非点収差、光ディスクとレーザ光の光軸とのチルトに起因するコマ収差、またはその他の収差を生じる場合がある。このような収差が発生すると、光スポットのピーク強度が低下する。ここで、本明細書でいう光スポットのピーク強度とは、一定の広さをもつ光スポットの各部のうち、最も光束密度が高くなっている箇所の光の強度、すなわち、光スポットがもつ最大の光の強度を意味している。たとえば、ＭＳＲ（Magnetically Induced Super Resolution:磁気超解像）による光磁気媒体（以下「ＭＳＲ媒体」という）においては、情報の再生が光スポットの中心の高温部分においてのみ行なわれる。したがって、上記したような収差に起因して光のピーク強度が低下することは、データ再生を適正に行なう上で好ましくない。そこで、従来においては、所定の収差を検出するための手段として、次に述べるような手段がある（たとえば、特開２０００−２１０１４号、特開２０００−５７６１６号）。
【０００３】
すなわち、光ディスクのデータ記録方式としては、図２１（ａ）に示すように、複数のランドＬおよびグルーブＧをトラッキング方向（トラック方向と直交する方向であり、光ディスクの場合のラジアル方向と同意である。トラック方向は、トラックが延びる方向であり、光ディスクの場合のタンジェンシャル方向と同意である）に交互に並べて設けたランド／グルーブ方式が採用される場合がある。このような場合において、対物レンズ（図示略）によって集束されるレーザ光を、ランドＬまたはグループＧに照射すると、その反射光としては、０次光Ｒo と２つの１次光Ｒｅ，Ｒｆとが干渉し合う干渉光Ｉｅ，Ｉｆが発生し得る。０次光Ｒo は、ランドＬまたはグルーブＧへの光の照射光路をたどるように反射される非回折光である。これに対し、２つの１次光Ｒｅ，Ｒｆは、ランドＬおよびグループＧがトラッキング方向に並んでいることに起因して生じる１次の回折光であり、トラッキング方向に並ぶ。
【０００４】
従来においては、上記反射光に含まれている２つの干渉光Ｉｅ，Ｉｆに基づいて収差を検出している。たとえば、同図（ｂ）に示すように、光検出器９としては、干渉光Ｉｅ，Ｉｆに対応した全体形状をもつ複数の光検知領域９０ａ〜９０ｄを備えたものを使用し、この光検出器９によって上記反射光を受光させる。一方、たとえば収差が発生している場合には、同図（ａ）に示した干渉光Ｉｅ，１ｆの各部の強度は一様ではなくなる。その際の、光の強度分布は、収差の種類に特有の分布となる。したがって、光検出器９をそのような強度分布に対応する複数のグループ（たとえば同図の符号Ａａ，Ｂａで示す２つのグループ）に区分し、かつそれらのグループで受けた光の量の差分をとれば、これにより所定の種類の収差を検出することが可能となる。
【０００５】
従来においては、上記した手段を用いて収差を検出したときには、光学的な手段を用いることによって、その収差を無くし、または少なくするための補正処理を行なっていた。たとえば、特開２０００−５７６１６号においては、光ディスクに対向する箇所に液晶パネルを設けて、この液晶パネルを利用してレーザ光の位相に変更を加えることにより、収差を少なくしている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来技術では、次に述べるような問題点があった。
【０００７】
すなわち、従来においては、トラッキング方向に並ぶ２つの干渉光Ｉｅ，Ｉｆに基づいて収差の判断を行なうにとどまっている。このため、たとえばデフォーカスに起因する収差、基板の厚み変動に起因する収差、チルトエラーに起因するコマ収差、およびその他の所定の収差については検出することが可能ではあるものの、これらとは別のたとえば非点収差を正確に検出することはできない。レーザ光源としては、半導体レーザが用いられるのが通例であるが、この半導体レーザから発せられるレーザ光には、非点隔差（レーザ光の放射波面の互いに直交するｘ方向とｙ方向とでは光の広がり角度が異なることにより、仮想放射原点がずれて見える）があり、光ディスク上に形成される光スポットには非点収差が発生する場合がある。この非点収差は、２つの焦点をもち、これら２つの焦点の中間部分が最も光の強度が高い部分となる。ところが、従来技術においては、そのような非点収差を的確に判断することは難しいものとなっていた。また、従来技術においては、たとえばチルトエラーに起因する収差として、ラジアルチルトエラーとタンジェンシャルチルトエラーとを検出することはできるものの、これらの検出もトラッキング方向に並ぶ２つの干渉光に基づいて行なわれるに過ぎない。したがって、その検出精度を高める観点からすれば、改善の余地があった。
【０００８】
さらに、上記従来技術においては、収差を検出した場合には、この収差を光学的手段によって無くそうとしているが、光学的手段によって収差を充分に無くすことが難しい場合がある。また、仮に収差を充分に無くすことができるとしても、そのためには高価な光学機器を用いなければならない場合もあり、この場合にはコスト的な不利を招いてしまう。
【０００９】
本願発明は、このような事情のもとで考え出されたものであって、従来において検出が困難であった収差を高価な光学機器を別途用いるようなことなく適切に検出できるようにすることをその課題としている。また、本願発明は、収差に原因して光記録媒体へのデータの記録や再生処理に不具合が発生することを簡易な手段によって適切に解消することができるようにすることを他の課題としている。
【００１０】
【発明の開示】
上記の課題を解決するため、本願発明では、次の技術的手段を講じている。
【００１１】
本願発明の第１の側面によって提供される収差検出方法は、光記録媒体の記録層に光ビームを照射したときの反射光中に含まれている干渉光に基づいて非点収差を検出する方法であって、上記光記録媒体の記録層には、マトリクス状に配列された複数のピットを設けておくことにより、上記反射光中にはトラック方向およびトラッキング方向に分かれた４つの干渉光を発生させ、かつ、これら４つの干渉光の強度分布に基づいて上記非点収差を検出することを特徴としている。
【００１２】
このような構成によれば、トラック方向およびトラッキング方向に分かれた４つの干渉光に基づいて収差を検出するために、従来のトラッキング方向に分かれた２つの干渉光のみに基づいて収差を検出する場合と比較すると、干渉光の強度分布をより精密に、かつ正確に分析することが可能となる。このため、従来技術では検出が困難であった非点収差の検出が可能となるといった効果が得られる。
【００１３】
本願発明の好ましい実施の形態においては、上記複数のピットは、トラック方向およびトラッキング方向に対して傾きをもって互いに直交する２方向に列状に並ぶ配列とする。このような構成によれば、上記複数のピットのトラック方向における配列ピッチは、上記２方向における配列ピッチよりも小さくなる。したがって、上記構成によれば、光記録媒体のトラックピッチを小さくするのに有利となる。
【００１４】
本願発明の第２の側面によって提供される光情報処理方法は、光記録媒体の記録層に光ビームを照射することにより、上記記録層への情報の記録または再生を行なうための光情報処理方法であって、上記光記録媒体の記録層には、マトリクス状に配列された複数のピットを設けておくことにより、上記複数のピットに光ビームを照射したときに、その反射光中にトラック方向およびトラッキング方向に分かれて発生した４つの干渉光の強度分布に基づいて非点収差を検出し、かつ、この非点収差に基づいて上記光ビームの強度を調整することにより、上記記録層上に形成される光スポットのピーク強度を一定以上に維持することを特徴としている。
【００１５】
このような構成によれば、本願発明の第１の側面によって提供される収差検出方法と同様な原理により、非点収差を適切に検出できるのに加え、収差に起因して光スポットのピーク強度に不足を生じないようにすることができる。したがって、非点収差が存在する場合であっても、光記録媒体の記録層の発熱温度を補償することが可能となり、データの書き込みや読み出し処理に不具合を生じないようにすることができる。また、上記構成においては、光スポットのピーク強度を一定以上に維持する手段として、光記録媒体に導かれる光ビームの強度を調整する手段を採用しているために、従来とは異なり、非点収差を無くすための高価な光学機器を用いるといった必要を無くし、装置のコストを低く抑えることが可能となる。また、従来とは異なり、非点収差を無くすための複雑なデータ処理を行なう必要も無くなる。
【００１６】
本願発明の好ましい実施の形態においては、上記記録層に光ビームを照射するときには、上記光スポットのピーク強度が最大となる位置に上記光記録媒体の記録層を配置させるフォーカス制御を行なう。このような構成によれば、非点収差に起因して光ビームの強度が低下するときの低下量を最小限に抑えることが可能となり、光ビームのエネルギロスを少なくするのに好ましいものとなる。
【００１７】
本願発明の第３の側面によって提供される光情報処理装置は、光源を有し、かつこの光源から発せられた光ビームを、光記録媒体の記録層にマトリクス状に配列された複数のピットに照射させる光ビーム照射手段と、上記光記録媒体からの反射光を受ける光検出器と、を有している、光情報処理装置であって、上記光検出器は、上記反射光中にトラック方向とトラッキング方向とに分かれた４つの干渉光を個別に受光可能な複数の光検知領域を有しており、上記複数の光検知領域で受光された干渉光の強度差に基づいて非点収差を検出可能な収差検出手段を備えていることを特徴としている。
【００１８】
このような構成によれば、本願発明の第１の側面によって提供される収差検出方法を適切に実施することができ、第１の側面によって得られるのと同様な効果が期待できる。
【００１９】
本願発明の好ましい実施の形態においては、上記収差検出手段によって検出された非点収差に基づいて、上記光源の出力を調整する光ビーム出力調整手段を備えている。このような構成によれば、本願発明の第２の側面によって提供される光情報処理方法を適切に実施することができ、第２の側面によって得られるのと同様な効果が期待できる。
【００２０】
本願発明の他の好ましい実施の形態においては、上記光ビームを集束させるための対物レンズをフォーカス方向に移動自在なフォーカス制御手段を具備しており、かつこのフォーカス制御手段は、上記光記録媒体の記録層上に形成される光スポットのピーク強度が最大となる位置に上記光記録媒体の記録層を配置させる制御を行なうように構成されている。このような構成によれば、光ビームのエネルギロスを少なくすることができる。
【００２１】
本願発明の他の好ましい実施の形態においては、上記光検出器の複数の光検出領域は、互いに異なる第１のパターンおよび第２のパターンで２つずつのグループに分けられており、かつ上記収差検出手段は、上記第１のパターンにおける２つのグループの受光量の差と、上記第２のパターンにおける２つのグループの受光量の差とに基づいて、非点収差の有無および非点収差に起因する光量の低下度合いを判断できるように構成されている。
【００２２】
上記非点収差に起因する光量の低下度合いは、上記光検出器から出力される所定の信号に基づいて一定の演算処理を行なうことにより求められるように構成されている。このような構成によれば、上記光量の低下度合いを求める処理が容易化される。
【００２３】
本願発明の他の好ましい実施の形態においては、上記光検出器の複数の光検知領域は、上記反射光の周縁部に位置する第１のグループと、この第１グループよりも上記反射光の中心部寄りに位置する第２のグループとに分けられ、かつこれら第１および第２のグループのそれぞれによる受光量が等しいときに上記光スポットのピーク強度が最大となるように構成されている。このような構成によれば、上記第１および第２のグループのそれぞれによる受光量が等しくなるようにフォーカス制御を行なえば、光スポットのピーク強度を最大にすることが可能となり、その制御が容易化される。
【００２４】
本願発明の他の好ましい実施の形態においては、上記少なくとも４つの干渉光のトラック方向における光の強度差に対応するタンジェンシャルプシュプル信号を生成するとともに、このタンジェンシャルプシュプル信号からクロック信号を生成する手段を有している。このような構成によれば、上記クロック信号を利用して種々のデータ処理を行なうことが可能となる。
【００２５】
本願発明のその他の特徴および利点については、以下に行う発明の実施の形態の説明から、より明らかになるであろう。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本願発明の好ましい実施の形態について、図面を参照しつつ具体的に説明する。
【００２７】
図１および図２は、本願発明に係る収差検出方法および光情報処理方法の適用対象となる光記録媒体の一例としての光ディスクを示している。図１以降の図面において、矢印Ｔｃはトラック方向、矢印Ｔｇはトラッキング方向、矢印Ｆｃはフォーカス方向をそれぞれ示している。
【００２８】
図１に示す光ディスクＤは、たとえば光磁気ディスクとして構成されており、その両面または片面には記録層Ｋが設けられ、螺旋状のトラックＴが形成されている。記録層Ｋは、光ディスクＤの厚み方向に高低差を有する複数ずつのランドＬおよびグルーブＧが形成されたランド・グルーブ領域Ｚａと、複数のピット１がマトリクス状に配されたピット形成領域Ｚｂとに大別される。符号Ｍは、ランド・グルーブ領域Ｚａに磁界変調方式によって記録されたマークを示している。ピット形成領域Ｚｂは、後述するように収差を検出するのに利用される４つの干渉光を発生させるための領域であるとともに、トラッキング制御やクロック信号の生成の基準となるデータを得るための領域でもある。
【００２９】
各ピット１は、たとえばその周辺部に対して段差を有する平面視略円形状の凸状である。ただし、各ピット１の形状はこれに限定されず、たとえば矩形状でもよい。各ピット１を凹状に形成することも可能である。複数のピット１の配列に関する構成は、本実施形態において重要であり、この点に関し、より詳細に説明する。
【００３０】
まず、図２（a1）に示すように、トラッキング方向に微細ピッチで並べられ、かつトラック方向に長細に形成されたピット１Ａについて考察する。このピット１Ａ上に対物レンズ（図示略）によって集束されるレーザ光を照射した場合には、図３（ａ）に示すように、ピット１Ａからの反射光としては、０次光Ｒo と２つの１次光Ｒｂ，Ｒｃとが干渉し合う干渉光Ｉｂ，Ｉｃがトラッキング方向に並ぶようにして発生し得る。これらの干渉光Ｉｂ，Ｉｃが発生する原理は、図２１を参照して先に説明した内容と同様である。
【００３１】
図２（a1）に示すピット１Ａの配列ピッチＰａを、Ｐａ＝λ／ＮＡとすると（λはレーザ光の波長であり、ＮＡは対物レンズの開口数である) 、同図（b1）に示すように、２つの１次光Ｒｂ，Ｒｃは互いに接触する位置関係となる。これに対し、同図（a2）に示すように、ピット１Ａの配列ピッチを上記よりも小さい寸法Ｐｂにすると、同図（b2）に示すように、２つの１次光Ｒｂ, Ｒｃどうしは互いに離れ、２つの干渉光Ｉｂ, Ｉｃのエリアが縮小化される。
【００３２】
次に、同図（a3) に示すように、同図（a2) に示されていたピット１Ａをトラッキング方向に並ぶ複数のピット１A'として分断し、かつこれらをトラック方向およびトラッキング方向にピッチＰｂで等間隔に並ぶマトリクス状に配列させた場合を考察する。この場合には、図３（ｂ）に示すように、複数のピット１A'にレーザ光を照射させると、トラック方向に並ぶ２つの１次光Ｒａ, Ｒｄがさらに発生する。したがって、図２（b3) に示すように、反射光中には、０次光Ｒo と４つの１次光Ｒａ〜Ｒｄとが干渉し合う４つの干渉光Ｉａ〜Ｉｄが０次光Ｒo の周縁部においてトラック方向およびトラッキング方向に分かれて発生する。
【００３３】
図２（a4) に示す複数のピット１A'は、同図（a3) に示した複数のピット１A'の全体を矢印Ｎ１方向に４５°回転させた配列となっている。このような構成によれば、同図（b4) に示すように、４つの干渉光Ｉａ〜Ｉｄも、同図（b3) に示した配置に対して４５°だけ回転した配置となる。干渉光Ｉａ，Ｉｂと干渉光Ｉｃ，ｄとは互いにトラッキング方向に分かれている一方、干渉光Ｉａ，Ｉｃと干渉光Ｉｂ，Ｉｄとはトラック方向に分かれている。
【００３４】
図１に示した複数のピット１の配列は、図２（a4) に示したピット１A'の配列と同様な配列であり、各ピット１は、トラック方向およびトラッキング方向に対して４５°の傾きをもって互いに直交する２種類の複数の直線Ｌ１，Ｌ２の各交点上に位置するように並んでいる。したがって、複数のピット１のそれぞれに対してレーザ光を照射させたときには、その反射光のなかに、同図（b4) に示されたのと同様な位置関係を有する４つの干渉光Ｉａ〜Ｉｄが含まれることとなる。
【００３５】
図２（a4) における複数のピット１A'のトラッキング方向における配列ピッチＰｃは、同図（a3) に示した配列ピッチＰｂの１／（２^1/2)であり、Ｐｂ＞Ｐｃの関係となる。このことは、複数のピット１の配列を図２（a4) に示すような配列とすれば、光ディスクＤのトラックＴのピッチを小さくできることを意味し、このことによって光ディスクＤの記録容量を大きくすることが可能となる。ただし、本願発明はこれに限定されず、複数のピット１の配列を、図２（a3) に示したピット１A'と同様な配列にすることもできる。
【００３６】
図４は、本願発明に係る光情報処理装置の一実施形態を示している。
【００３７】
本実施形態の光情報処理装置Ｘは、上記した光ディスクＤを支持して高速回転させるスピンドルモータＳＭ、光学系６、信号生成系２、アクチュエータ駆動回路４、およびレーザパワー調整回路５を有している。
【００３８】
光学系６は、レーザ光源６０から発せられた光がコリメータレンズ６１によって平行化され、かつその後ハーフミラー６２を通過して対物レンズ６３に入射するように構成されている。対物レンズ６３に入射したレーザ光は、光ディスクＤの記録層Ｋ上に光スポットが形成されるように集束される。記録層Ｋによって反射された反射光は、ハーフミラー６２を介して信号生成系２に入射するように構成されている。
【００３９】
信号生成系２は、光検出器２０、データ信号生成部２１、Ａ／Ｄ変換回路２２、ＰＬＬ回路２３、サンプルホールド回路２４ａ〜２４ｃ、および補正データ生成回路２５を備えている。
【００４０】
光検出器２０は、たとえば光電変換素子により構成されており、図５に示すように、上記反射光を受けるための受光面２０ａを有している。この受光面２０ａは、たとえば上記反射光と略同一径の円形状であり、略楕円状の４つのブロックＢａ〜Ｂｄに分けることができ、さらにそれらを４分割した計１６箇所の光検知領域ａ〜ｐを有している。これらの光検知領域ａ〜ｐは、互いに同一または対称な形状であって、それらの面積は同一に揃えられており、また干渉光Ｉａ〜Ｉｄ以外の光（非干渉光）をできる限り受けないようにしてその検出感度を高める観点から、受光面２０ａの中心部を避けるようにして設けられている。ブロックＢａの光検知領域ａ〜ｄは、干渉光Ｉａを受けるようになっている。同様に、ブロックＢｂ〜Ｂｄのそれぞれの光検知領域ｅ〜ｈ、光検知領域ｉ〜ｌ、および光検知領域ｍ〜ｐは、干渉光Ｉｂ〜Ｉｄをそれぞれ受けるようになっている。光検知領域ａ〜ｐが光を受けたときには、それらの光検知領域ａ〜ｐごとにその受光量に対応した電圧レベルの信号Ｓａ〜Ｓｐが出力されるように構成されている。
【００４１】
データ信号生成部２１は、光検出器２０から出力される信号Ｓａ〜Ｓｐに基づいて、次に述べるような信号Ｓ１〜Ｓ３、タンジェンシャルプシュプル信号（以下「ＴＰＰ信号」という）、およびその他の信号を生成する。
【００４２】
信号Ｓ１は、光検出器２０の光検知領域ａ〜ｐを、図６に示すように、受光面２０ａの外周寄りのグループＡ１（クロスハッチング部分）と、中心寄りのグループＢ１（網点模様部分）とに分けた場合において、それら２つのグループＡ１，Ｂ１のそれぞれの受光量の差分に相当する出力ベルを有する信号である。すなわち、Ｓ１＝Ａ１−Ｂ１の関係にある（ただし、この式において、Ｓ１は信号Ｓ１のレベルであり、Ａ１，Ｂ１はグループＡ１，Ｂ１のそれぞれから出力される信号のレベルである）。
【００４３】
この信号Ｓ１を利用すれば、光ディスクＤに照射されるレーザ光が、図９に示すような非点光線束である場合に、２つの焦点ｆ１，ｆ２（ｆ１：子午像点，ｆ２：球欠像点）の中間点Ｐ０が光ディスクＤの記録層に合っているか否か、および合っていない場合のズレ量およびそのズレの方向を検出することができる。すなわち、非点光線束の場合、焦点ｆ１における光スポットはｘ−ｘ'方向に延びた線状または楕円状となる一方、焦点ｆ２における光スポットは上記方向に交差するｙ−ｙ'方向に延びた線状または楕円状となる。このため、光ディスクＤの記録層に焦点ｆ１または焦点ｆ２を合わせた場合には、図６に示した光検出器２０の光検知領域ａ〜ｐの２つのグループＡ１，Ｂ１の受光量に大きな差を生じる。これに対し、レーザ光の波面形状は、焦点ｆ１，ｆ２からそれらの中間点Ｐ０に近づくほど円形に近くなり、中間点Ｐ０においては略真円状となる。したがって、光ディスクＤの記録層にこの中間点Ｐ０を合わせた場合には、光検出器２０のグループＡ１，Ｂ１のそれぞれの受光量に大きな差が生じないこととなり、信号Ｓ１の出力レベルがたとえばゼロとなる。この信号Ｓ１は、フォーカスエラー信号としての性質をもつ。
【００４４】
図１０は、レーザ光に非点収差が存在する場合の光スポットの強度分布をシミュレーションし、その結果を適当なスケールで模式的に示している。同図（ａ）においては、光の強度を高さの度合いで表わしている。同図（ｂ）においては、光の強度が同一の部分どうしを線で結んでおり、中央部になるほど光の強度は強くなっている。同図（ａ），（ｂ）に示す光スポットは、図９に示した中間点Ｐ０に相当する箇所において形成される光スポットである。この光スポットは、同図（ｂ）に示すように、その中心部分のピーク強度が最大となる部分は真円状を呈する。また、同図（ａ）に示すように、この光スポットのピーク強度は、レーザ光に非点収差および他の収差が無いものと仮定した場合に得られるピーク強度の８２％となる。
【００４５】
図１１は、図１０に示した光スポットを形成するレーザ光のうち、中間点Ｐ０よりも適当量（具体的には０．６μｍ）だけ図９の上方に位置ずれした箇所において形成される光スポットの強度分布をシミュレーションし、その結果を模式的に示している。この場合には、図１１（ｂ）に示すように、ピーク強度が最大となる中心部分は、楕円状またはそれに近い形状となっており、図１０の場合と比べて真円度が劣っている。このことからも、レーザ光の中心に対して偏りのない形状、すなわち真円状またはそれに近い形状の光スポットを光ディスクＤの記録層上に得るためには、この記録層上に中間点Ｐ０を合わせればよいことが理解できる。また、図１１（ａ）に示すように、同図に示す光スポットのピーク強度は、レーザ光に非点収差および他の収差が無いものと仮定した場合に得られるピーク強度の７３％となり、図１０の場合よりも低い強度となることが判る。
【００４６】
図１２は、レーザ光に所定の非点収差が存在する場合のデフォーカス量と信号Ｓ１の出力レベルおよび光ディスクＤの記録層上に形成される光スポットのピーク強度との関係を示している。ただし、同図のデフォーカス量とは、中間点Ｐ０を光ディスクＤの記録層上に合わせた場合をデフォーカス量ゼロとした場合の値である。信号Ｓ１の出力レベルおよびピーク強度の値は、無次元化している。また、同図に示された信号Ｓ１は、マトリクス状に配列されたピット１にレーザ光を照射したときに得られる信号である。
【００４７】
同図から理解されるように、信号Ｓ１の出力レベルとデフォーカス量とは略正比例の関係にあり、信号Ｓ１のレベルがゼロのときはデフォーカス量もゼロである。また、光スポットのピーク強度は、デフォーカス量がゼロのときに最大となる。したがって、光ディスクＤの記録層上に形成される光スポットのピーク強度を高めるためには、中間点Ｐ０が記録層上に合うようにフォーカス制御を行なえばよいこととなり、その制御は、信号Ｓ１に基づいて行なうことが可能である。また、図１２や図１０に示された内容から理解されるように、デフォーカス量をゼロにしても、それだけでは光スポットのピーク強度を、非点収差がない場合と同等にすることはできず、所定量（図１２の符号ｎ２で示す量）だけ不足する。この不足分は、後述するように、レーザ光源６０の出力を高めることにより補填される。
【００４８】
レーザ光を光ディスクＤのランド・グルーブ領域Ｚａに照射したときには、信号Ｓ１は上記とは異なり、図１２において信号Ｓ１’として示したような出力レベルとなる。ランド・グループ領域Ｚａにレーザ光を照射したときには、反射光中には、図２（a2),(b2)に示したような２つの干渉光Ｉｂ，Ｉｃが含まれるに過ぎない。このため、レーザ光の中間点Ｐ０を光ディスクＤの記録層に合わせたとしても、干渉光Ｉｂ，Ｉｃは、図６に示した光検出器２０のグループＡ１，Ｂ１に対して均等には照射されない。その結果、図１２の符号ｎ３で示すように、デフォーカス量をゼロにした場合であっても、信号Ｓ１’の出力はゼロにはならない。ただし、このような信号Ｓ１’の特性は予めシミュレーションなどによって求めておく。そうすれば、ランド・グループ領域にレーザ光を照射する場合においては、信号Ｓ１’を符号ｎ３で示すレベルにするようにフォーカス制御を行なえば、デフォーカス量をゼロにすることが可能となる。
【００４９】
図７（ａ），（ｂ）に示すように、データ信号生成部２１において生成される信号Ｓ２，Ｓ３は、光検出器２０の光検知領域ａ〜ｐを、所定の配置関係にあるグループＡ２，Ｂ２どうし、およびグループＡ３，Ｂ３どうし（クロスハッチング部分と網点模様部分）に分けた場合において、それらのグループのそれぞれの受光量の差分に相当する出力レベルを有する信号である。すなわち、Ｓ２＝Ａ２−Ｂ２、Ｓ３＝Ａ３−Ｂ３である（ただし、これらの式において、Ｓ２，Ｓ３は信号Ｓ２，Ｓ３のレベルであり、Ａ２，Ａ３，Ｂ２，Ｂ３は、グループＡ２，Ａ３，Ｂ２，Ｂ４のそれぞれから出力される信号のレベルである）。これらの信号Ｓ２，Ｓ３を利用すれば、次に述べるように、レーザ光に発生している非点収差の量を知ることができる。
【００５０】
図１３〜図１７は、図９に示した非点光線束の非点収差量（同図の寸法ｓに相当）を一定（具体的にはｓ＝０．５μｍ）とし、かつ光ディスクＤの記録層に中間点Ｐ０を合わせた状態において、ｙ−ｙ’軸を固定させたまま、トラック方向に延びる直線Ｌｔとｘ−ｘ’軸とが交差する角度θを順次変化させていくときに得られる反射光の強度分布を模式的に示している。図７（ｂ）に示す光検知領域ａ〜ｐの２つのグループＡ３，Ｂ３は、図１３および図１７に示された角度θが０°または９０°のときの光の強度分布に対応した配置とされている。より具体的には、角度θが０°および９０°のときに、グループＡ３の受光量とグループＢ３の受光量との差分が最大となって、信号Ｓ３のレベルも最大となる配置とされている。一方、図７（ａ）に示す光検知領域ａ〜ｐの２つのグループＡ２，Ｂ２は、図１５に示された角度θが４５°のときの光の強度分布に対応した配置とされており、角度θが４５°のときに、グループＡ２，Ｂ２のそれぞれの受光量の差分が最大となって、信号Ｓ２のレベルも最大となる配置とされている。
【００５１】
本実施形態においては、上記した２つの信号Ｓ２，Ｓ３が種々の値をとるときのレーザ光の非点収差量を予めシミュレーションなどによって求めている。また、非点収差量が種々の値をとるときの中間点Ｐ０におけるピーク強度の具体的な値、あるいは非点収差が無い場合と比較してのピーク強度の低下量も予め求めている。このようにすることにより、上記した２つの信号Ｓ２，Ｓ３の出力レベルに基づいて、実際のレーザ光の非点収差量、あるいはピーク強度の低下量などを求めることが可能となる。なお、概念的には、２つの信号Ｓ２，Ｓ３に基づいて、実際のレーザ光についての角度θを求めることが可能となるが、この角度θ自体のデータは、レーザ光のピーク強度補正に直接利用する価値をもたない。また、本明細書でいう非点収差量とは、図９に示した２つの焦点ｆ１，ｆ２間の距離の値に限定されるものではなく、それ以外の種々の側面から捉えることが可能である。たとえば、非点収差に原因して光スポットのピーク強度が低下した場合には、その低下量も非点収差の度合いを示す１つのパラメータとなるため、非点収差量の概念に含めることができる。
【００５２】
図８において、データ信号生成部２１において生成されるＴＰＰ信号は、光検出器２０の光検知領域ａ〜ｐを、トラック方向に離れた２つのグループＡ４，Ｂ４（クロスハッチング部分と網点部分）に分けた場合において、これら２つのグループＡ４，Ｂ４の受光量の差分に相当する出力レベルを有する信号である。すなわち、ＴＰＰ＝Ａ４−Ｂ４である（ただし、この式において、ＴＰＰはＴＰＰ信号のレベルであり、Ａ４，Ｂ４はグループＡ４，Ｂ４からそれぞれ出力される信号のレベルである）。このＴＰＰ信号の波形は、光ディスクＤのピット形成領域Ｚｂにレーザ光をトラック方向に相対移動させながら照射させるときに、一定周期をもつ正弦波となる。このＴＰＰ信号は、図４に示すように、Ａ／Ｄ変換回路２２に入力されることによりＡ／Ｄ変換されてから、ＰＬＬ回路２３に入力される。このことにより、一定周期をもつクロック信号が生成される。このクロック信号は、データの読み書きチャンネル用のクロックとして利用することもできる。
【００５３】
上記した信号Ｓ１〜Ｓ３は、サンプルホールド回路２４ａ〜２４ｃにそれぞれ入力され、かつ上記クロック信号に同期してサンプリングされる。このサンプリングは、たとえば各ピット１の中央部とレーザ光の中心とが一致するタイミングで行なわれる。補正データ生成回路２５は、サンプルホールド回路２４ｂ，２４ｃにおいてサンプリングされた信号Ｓ２，Ｓ３に基づいて、レーザ出力調整用の補正データを生成するように構成されている。補正データは、次のような手順で生成される。
【００５４】
すなわち、既述したとおり、非点収差に起因する光スポットのピーク強度の低下量と信号Ｓ２，Ｓ３との関係は予めシミュレーションなどによって求められている。補正データ生成回路２５は、そのような関係を示すデータを有しており、そのデータおよびサンプリングされた信号Ｓ２，Ｓ３に基づいて、光スポットのピーク強度の低下量の値を示す信号をつくるようになっている。より具体的には、たとえば信号Ｓ２，Ｓ３のいずれか一方のゲインを適当な係数を用いて補正することにより、これらの信号Ｓ２，Ｓ３の出力レベルの自乗平均をとれば、予めシミュレーションなどによって確認されているとおりのピーク強度の低下量が算出されるようになっている。このように一定の計算式によってピーク強度の低下量を算出できるようにすれば、補正データ生成回路２５に莫大なデータを記憶させる必要がなくなり、データ処理が容易となる。また、そのようなデータ処理を行なう場合、たとえばサンプリングされた信号Ｓ２，Ｓ３をデジタルデータに変換してから、ＣＰＵなどを利用して演算処理を行なうにすれば、補正データの作成がより容易化される。ただし、本願発明はこれに限定されない。たとえば、信号Ｓ２，Ｓ３が種々の値をとる場合にそれに対応するピーク強度の低下量を示すデータテーブルを補正データ生成回路２５に具備させておき、そのデータテーブルを参照することによりピーク強度の低下量を特定するといった手法を採用することもできる。
【００５５】
アクチュエータ駆動回路４は、アクチュエータ６４を駆動させて対物レンズ６３をフォーカス方向に移動させる制御を行なうものである。より具体的には、サンプルホールド回路２４ａでサンプリングされた信号Ｓ１は、既述したとおり、フォーカスエラー信号としての性質をもち、アクチュエータ駆動回路４は、この信号Ｓ１の出力レベルをゼロにする方向に対物レンズ６３を移動させるフォーカス制御を実行するように構成されている。むろん、本実施形態でいうフォーカス制御とは、レーザ光に非点収差がある場合、そのレーザ光の中間点Ｐ０を光ディスクＤの記録層上に合わせる制御を意味しており、焦点ｆ１，ｆ２のいずれかに合わせる制御を意味するのではない。
【００５６】
レーザパワー調整回路５は、補正データ生成回路２５で生成された補正データに対応する分だけ、レーザ光源６０の出力を調整するように構成されている。より具体的には、たとえば上記補正データの内容が、たとえば非点収差に起因する光スポットのピーク強度の低下量が２０％である旨の内容であるとすると、このレーザパワー調整回路５は、２０％に相当する分だけレーザ出力を高める制御を行なうように構成されている。
【００５７】
この光情報処理装置Ｘにおいては、レーザ光に非点収差がある場合に、次のような処理がなされる。すなわち、光ディスクＤのピット形成領域にレーザ光を照射するときには、信号Ｓ１がゼロとなるようにフォーカス制御がなされ、レーザ光の中間点Ｐ０が光ディスクＤの記録層上に合わされる。一方、補正データ生成回路２５は、サンプリングされた信号Ｓ２，Ｓ３に基づいて非点収差に原因する光スポットのピーク強度の低下量を算出する。仮に非点収差が無い場合には、ピーク強度の低下量がゼロとなるため、上記ピーク強度の低下量を算出すること自体が、非点収差の検出に相当する。レーザパワー調整回路５は、上記低下量に見合う分だけレーザ光源６０の出力を高める。この結果、非点収差によるピーク強度を非点収差が存在しない場合と同等の強度にすることが可能となり、ランド・グループ領域へのデータの書き込みまたは読み出しを行なう際に、光スポットによる加熱温度に不足を生じないようにすることができる。また、レーザ光源６０の出力を高めるときには、非点収差が存在する場合においてピーク強度が最も高くなるように中間点Ｐ０を記録層上に合わせるために、レーザ光源６０の出力増加量を最小限に抑えることも可能となる。
【００５８】
光ディスクＤのランド・グループ領域Ｚａにレーザ光を照射してデータの書き込みや読み出しを行なうときには、信号Ｓ１（Ｓ１’）が図１２の符号ｎ３で示したレベルとなるようにフォーカス制御を行なう。このようにすれば、レーザ光の中間点Ｐ０を継続して光ディスクＤの記録層上に合わせておくことができ、真円状またはそれに近い形状の小径の光スポットをランドＬまたはグループＧ上に形成することができる。また、上記光スポットのピーク強度を一定に維持することもできる。
【００５９】
非点収差は、光学系６の部品精度などに起因して定まり、変化が少ない。したがって、非点収差の検出処理やレーザ光源６０の出力調整は、理論的には一回行なえば充分である。ただし、光学系６の各部の経時的な劣化などに対処するため、たとえば光ディスクＤへの記録・再生処理の開始の都度実行するなど、適当な間隔で行なわせることが好ましい。また、非点収差を検出するためのピット形成領域Ｚｂの数は、多くする必要はなく、たとえばトラック１周に付き１箇所あれば足りる。
【００６０】
図１８（ａ）〜（ｅ）は、チルトエラーが存在する場合と存在しない場合とにおいて、マトリクス状に配列されたピット１にレーザ光を照射したときの反射光の強度分布をシミュレーションして得られた結果を模式的に示している。線（格子状の目盛線を除く）で結ばれた部分は、光の強度が同一の部分である。同図（ｃ）は、トラッキング方向およびトラック方向ともにチルト角度がゼロの場合を示している。同図（ａ），（ｅ）は、トラッキング方向のみに±５mradのチルトがある場合を示し、同図（ｂ），（ｄ）はトラック方向のみに±５mradのチルトがある場合を示している。
【００６１】
図１９（ａ），（ｂ）は、光検出器の他の例を示している。同図に示す光検出器２０Ａは、チルトエラーに起因するコマ収差を検出するためのものであり、その受光面２０ａには、図２（b4) に示したような反射光に含まれる４つの干渉光Ｉａ〜Ｉｄを受光可能な計８つの光検知領域ａ１〜ｈ１が設けられている。これらの光検知領域ａ１〜ｈ１は、図１８に示したようにチルトエラーがあるときの反射光の強度分布に対応する形状および配置となっている。図１９（ａ），（ｂ）に示すように、この光検出器２０Ａによれば、データ信号生成部２１を介して次のような信号Ｓ４，Ｓ５が得られる。
【００６２】
すなわち、信号Ｓ４は、光検知領域ａ１〜ｈ１を同図（ａ）図に示すような所定の２つのグループＡ４，Ｂ４に分けた場合において、それら２つのグループＡ４，Ｂ４の受光量の差分に相当する出力レベルである。この信号Ｓ４によれば、図１８（ａ），（ｅ）に示すようなトラッキング方向のチルト（ラジアルチルト）の値を判断することができる。信号Ｓ５は、光検知領域ａ１〜ｈ１を図１９（ｂ）に示すような所定の２つのグループＡ５，Ｂ５に分けた場合において、これら２つのグループＡ５，Ｂ５の受光量の差分に相当する出力レベルを有する。この信号Ｓ５によれば、図１８（ｂ），（ｄ）に示すようなトラック方向のチルト（タンジェンシャルチルト）の値を判断することができる。
【００６３】
図４に示した光情報処理装置Ｘにおいて、チルトエラーを解消するための手段としては、従来において行なわれていた方法と同様に、フォーカス制御用のアクチュエータとは別のたとえば圧電素子などを利用したアクチュエータ（図示略）を利用して対物レンズ６３の所定方向の傾き角度を変更する手段を用いることが可能である。この場合において、対物レンズ６３の傾きを変更する方向やその量は、上記した信号Ｓ４，Ｓ５に基づいて決定することができる。
【００６４】
従来技術の一例として挙げた特開２０００−２１０１４号においても、トラッキング方向およびトラック方向の傾きを検出することができるが、この従来技術では、２つの干渉光の強度分布に基づいてチルト量を検出している。これに対し、本実施形態においては、従来技術よりも多い数の干渉光の強度分布に基づいてチルト量を検出している。したがって、その分だけ、チルト量の検出精度を高めることができ、チルトに起因するコマ収差を無くすのに好適となる。光ディスクＤのピット形成領域Ｚｂの数を多くして、それらの領域Ｚｂの間隔を小さくするほど、よりきめ細かなチルトエラー検出が行なえることとなる。ただし、ピット形成領域Ｚｂの具体的な数は限定されるものではない。
【００６５】
本願発明は、上述した実施形態の内容に限定されない。本願発明に係る収差検出方法および光情報処理方法のそれぞれの具体的な工程は、種々に変更自在である。本願発明に係る光情報処理装置の各部の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。
【００６６】
たとえば、光記録媒体に設けられる複数のピットの配列構造は、図２０に示すような構造にしてもかまわない。すなわち、同図においては、複数のピット１が市松模様状の配列とされている。このような構造は、たとえばランドＬのトラックにはピット１となる凸状部を形成するとともに、グループＧのトラックにはピット１となる凹状部を形成することにより設けることができる。同図に示す複数のピット１は、トラッキング方向およびトラック方向のそれぞれにおいて、奇数列と偶数列とが互い違い状となっているが、このような配列は、図２（a4) に示した配列と比べて本質的に相違するものではなく、本願発明でいうマトリクス状の配列に含まれる。また、図１９においては、互いに隣り合うピット１の一部分どうしが接触した構造となっているが、このような構造も、本願発明でいうマトリクス状の配列に含まれる。本願発明でいうマトリクス状の配列とは、本願発明が意図する少なくとも４つの干渉光を発生させることが可能に複数のピットが交差する２方向に並んで設けられている場合の全てを含む広い概念である。
【００６７】
本願発明に係る光記録媒体は、ＣＤであるか、あるいはＤＶＤであるかなどの具体的な種類も限定されるものではなく、光磁気ディスクも本願発明でいう光記録媒体に含まれる。また、光記録媒体は、ディスク状ではなく、カード状の形態を有するものとして構成されていてもかまわない。
【００６８】
〔付記１〕光記録媒体の記録層に光ビームを照射したときの反射光中に含まれている干渉光に基づいて所定の収差を検出する方法であって、
上記光記録媒体の記録層には、マトリクス状に配列された複数のピットを設けておくことにより、上記反射光中にはトラック方向およびトラッキング方向に分かれた４以上の干渉光を発生させ、かつ、
これら４以上の干渉光の強度分布に基づいて上記収差を検出することを特徴とする、収差検出方法。
〔付記２〕上記複数のピットは、トラック方向およびトラッキング方向に対して傾きをもって互いに直交する２方向に列状に並ぶ配列とする、付記１に記載の収差検出方法。
〔付記３〕光記録媒体の記録層に光ビームを照射することにより、上記記録層への情報の記録または再生を行なうための光情報処理方法であって、
上記光記録媒体の記録層には、マトリクス状に配列された複数のピットを設けておくことにより、上記複数のピットに光ビームを照射したときに、その反射光中にトラック方向およびトラッキング方向に分かれて発生した４以上の干渉光の強度分布に基づいて所定の収差を検出し、かつ、
この収差の内容に基づいて上記光ビームの強度を調整することにより、上記記録層上に形成される光スポットのピーク強度を一定以上に維持することを特徴とする、光情報処理方法。
〔付記４〕上記記録層に光ビームを照射するときには、上記光スポットのピーク強度が最大となる位置に上記光記録媒体の記録層を配置させるフォーカス制御を行なう、付記３に記載の光情報処理方法。
〔付記５〕光源を有し、かつこの光源から発せられた光ビームを複数のピットを備えた光記録媒体に照射させる光ビーム照射手段と、上記光記録媒体からの反射光を受ける光検出器と、を有している、光情報処理装置であって、
上記光検出器は、上記反射光中にトラック方向とトラッキング方向とに分かれた４以上の干渉光が含まれているときにこれらのうちの少なくとも４つの干渉光を個別に受光可能な複数の光検知領域を有しており、
上記複数の光検知領域で受光された干渉光の強度差に基づいて所定の収差を検出可能な収差検出手段を備えていることを特徴とする、光情報処理装置。
〔付記６〕上記収差検出手段によって検出された収差に基づいて、上記光源の出力を調整する光ビーム出力調整手段を備えている、付記５に記載の光情報処理装置。
〔付記７〕上記光ビームを集束させるための対物レンズをフォーカス方向に移動自在なフォーカス制御手段を具備しており、かつ、
このフォーカス制御手段は、上記光記録媒体の記録層上に形成される光スポットのピーク強度が最大となる位置に上記光記録媒体の記録層を配置させる制御を行なうように構成されている、付記６に記載の光情報処理装置。
〔付記８〕上記光検出器の複数の光検出領域は、互いに異なる第１のパターンおよび第２のパターンで２つずつのグループに分けられており、かつ、
上記収差検出手段は、上記第１のパターンにおける２つのグループの受光量の差と、上記第２のパターンにおける２つのグループの受光量の差とに基づいて、非点収差の有無および非点収差に起因する光量の低下度合いを判断できるように構成されている、付記５ないし７のいずれかに記載の光情報処理装置。
〔付記９〕上記非点収差に起因する光量の低下度合いは、上記光検出器から出力される所定の信号に基づいて一定の演算処理を行なうことにより求められるように構成されている、付記８に記載の光情報処理装置。
〔付記１０〕上記光検出器の複数の光検知領域は、上記反射光の周縁部に位置する第１のグループと、この第１グループよりも上記反射光の中心部寄りに位置する第２のグループとに分けられ、かつこれら第１および第２のグループのそれぞれによる受光量が等しいときに上記光スポットのピーク強度が最大となるように構成されている、付記５ないし９のいずれかに記載の光情報処理装置。
〔付記１１〕上記少なくとも４つの干渉光のトラック方向における光の強度差に対応するタンジェンシャルプシュプル信号を生成するとともに、このタンジェンシャルプシュプル信号からクロック信号を生成する手段を有している、付記５ないし１０のいずれかに記載の光情報処理装置。
【００６９】
【発明の効果】
以上の説明から理解されるように、本願発明によれば、従来では検出が困難となっていた収差の検出を適切に行なうことができたり、あるいは従来よりも精度よく所定の収差の検出を行なうことができるといった効果が得られる。また、収差に原因して光記録媒体へのデータの記録や再生処理に不具合が発生することを、高価な光学機器を用いることなく、簡易な手段によって適切に解消することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願発明が適用される光ディスクの一例を示す説明図である。
【図２】（a1) 〜（a4) および（b1) 〜（b4) は、ピットの形態の具体例とそれに対応する反射光とを示す説明図である。
【図３】（ａ），（ｂ）は、反射光の説明図である。
【図４】本願発明に係る光情報処理装置の概略構成の一例を示す説明図である。
【図５】光検出器の一例を示す説明図である。
【図６】生成される信号の具体例を示す説明図である。
【図７】（ａ），（ｂ）は、生成される信号の具体例を示す説明図である。
【図８】生成される信号の具体例を示す説明図である。
【図９】非点光線束の説明図である。
【図１０】（ａ）は、レーザ光の所定の中間点における光スポットの強度分布の一例を立体的に示す図であり、（ｂ）は、同図（ａ）の強度分布を平面的に示した図である。
【図１１】（ａ）は、レーザ光の所定の中間点から位置ずれした部分における光スポットの強度分布の一例を立体的に示す図であり、（ｂ）は、同図（ａ）の強度分布を平面的に示した図である。
【図１２】非点収差が存在する場合のデフォーカス量、所定の信号の出力レベル、および光スポットのピーク強度の関係の一例を示す図である。
【図１３】反射光の強度分布を示す模式図である。
【図１４】反射光の強度分布を示す模式図である。
【図１５】反射光の強度分布を示す模式図である。
【図１６】反射光の強度分布を示す模式図である。
【図１７】反射光の強度分布を示す模式図である。
【図１８】（ａ）〜（ｅ）は、反射光の強度分布を示す模式図である。
【図１９】（ａ），（ｂ）は、光検出器の他の例を示す説明図である。
【図２０】ピットの配列構造の他の例を示す説明図である。
【図２１】（ａ），（ｂ）は、従来技術を示す説明図である。
【符号の説明】
Ｄ光ディスク（光記録媒体）
Ｔトラック
Ｘ光情報処理装置
ａ〜ｐ光検知領域（光検出器の）
１ピット
Ｉａ〜Ｉｄ干渉光
２信号生成系
４アクチュエータ駆動回路
５レーザパワー調整回路
６光学系
２０光検出器
２１データ信号生成部
２３ＰＬＬ回路
２５補正データ生成回路
６０レーザ光源[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a technique applied when recording or reproducing data on an optical recording medium such as an optical disk represented by CD or DVD, and more specifically, data resulting from astigmatism or other predetermined aberration. The present invention relates to a technique for preventing a problem in recording / reproducing processing.
[0002]
[Prior art]
As is well known, when data is recorded on or reproduced from an optical disk, a light spot is formed on the recording layer of the optical disk by focusing laser light with an objective lens. At this time, an aberration caused by the thickness of the substrate, an aberration caused by a focus error, astigmatism, a coma aberration caused by a tilt between the optical disk and the optical axis of the laser beam, or other aberrations may occur. When such aberration occurs, the peak intensity of the light spot decreases. Here, the peak intensity of the light spot referred to in this specification is the intensity of light at the point where the light flux density is the highest among the parts of the light spot having a certain area, that is, the maximum of the light spot. Means the intensity of light. For example, in a magneto-optical medium (hereinafter referred to as “MSR medium”) by MSR (Magnetically Induced Super Resolution), information is reproduced only at a high temperature portion at the center of the light spot. Therefore, a decrease in the peak intensity of light due to the aberration as described above is not preferable for proper data reproduction. Therefore, conventionally, as means for detecting a predetermined aberration, there are the following means (for example, Japanese Patent Laid-Open Nos. 2000-21014 and 2000-57616).
[0003]
That is, as the data recording method of the optical disc, as shown in FIG. 21A, a plurality of lands L and grooves G are in the tracking direction (a direction orthogonal to the track direction, which is the same as the radial direction in the case of the optical disc). The track direction is a direction in which the track extends, which is the same as the tangential direction in the case of an optical disc), and a land / groove system provided alternately may be employed. In such a case, when the laser beam focused by the objective lens (not shown) is irradiated onto the land L or the group G, the reflected light includes zero-order light Ro and two primary lights Re and Rf. Interfering light beams Ie and If can interfere with each other. The 0th-order light Ro is non-diffracted light that is reflected so as to follow an irradiation light path of light to the land L or the groove G. On the other hand, the two first-order lights Re and Rf are the first-order diffracted lights caused by the land L and the group G being arranged in the tracking direction, and are arranged in the tracking direction.
[0004]
Conventionally, the aberration is detected based on the two interference lights Ie and If included in the reflected light. For example, as shown in FIG. 6B, a photodetector 9 having a plurality of light detection regions 90a to 90d having an overall shape corresponding to the interference light Ie and If is used. The reflected light is received by the device 9. On the other hand, for example, when aberration occurs, the intensity of each part of the interference light Ie, 1f shown in FIG. At this time, the light intensity distribution is a distribution specific to the type of aberration. Therefore, the photodetector 9 is divided into a plurality of groups (for example, two groups indicated by reference symbols Aa and Ba in the figure) corresponding to such an intensity distribution, and the difference in the amount of light received by these groups is determined. This makes it possible to detect a predetermined type of aberration.
[0005]
Conventionally, when aberration is detected using the above-described means, correction processing is performed to eliminate or reduce the aberration by using optical means. For example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-57616, a liquid crystal panel is provided at a location facing an optical disk, and the aberration is reduced by changing the phase of laser light using this liquid crystal panel.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, the above prior art has the following problems.
[0007]
That is, conventionally, the determination of aberration is limited based on the two interference lights Ie and If aligned in the tracking direction. For this reason, it is possible to detect, for example, aberrations caused by defocusing, aberrations caused by substrate thickness fluctuations, coma aberrations caused by tilt errors, and other predetermined aberrations. For example, astigmatism cannot be accurately detected. As a laser light source, a semiconductor laser is usually used. However, a laser beam emitted from the semiconductor laser has an astigmatic difference (in the x direction and the y direction perpendicular to each other in the radiation wave front of the laser beam) As the divergence angle is different, the virtual radiation origin appears to be shifted), and astigmatism may occur in the light spot formed on the optical disk. This astigmatism has two focal points, and the middle part of these two focal points is the part with the highest light intensity. However, in the prior art, it has been difficult to accurately determine such astigmatism. In the related art, for example, a radial tilt error and a tangential tilt error can be detected as aberrations caused by a tilt error, but these detections are also performed based on two interference lights arranged in the tracking direction. Only. Therefore, there is room for improvement from the viewpoint of improving the detection accuracy.
[0008]
Further, in the above prior art, when aberration is detected, it is attempted to eliminate this aberration by optical means, but it may be difficult to sufficiently eliminate the aberration by optical means. Even if aberrations can be sufficiently eliminated, an expensive optical device may have to be used for this purpose, which incurs a cost disadvantage.
[0009]
The present invention has been conceived under such circumstances, and enables aberrations that have been difficult to detect in the past to be appropriately detected without separately using expensive optical equipment. Is the issue. Another object of the present invention is to enable a simple means to appropriately eliminate the occurrence of problems in data recording and reproduction processing on optical recording media due to aberrations. .
[0010]
DISCLOSURE OF THE INVENTION
In order to solve the above problems, the present invention takes the following technical means.
[0011]
The aberration detection method provided by the first aspect of the present invention is based on interference light contained in reflected light when a recording layer of an optical recording medium is irradiated with a light beam. Astigmatism A method for detecting aberration, wherein a plurality of pits arranged in a matrix are provided in the recording layer of the optical recording medium, so that the reflected light is divided into a track direction and a tracking direction. One Of interference light, and these 4 One Based on the intensity distribution of interference light Astigmatism It is characterized by detecting aberrations.
[0012]
According to such a configuration, 4 divided into a track direction and a tracking direction. One Compared to the conventional case where aberration is detected based on only two interference lights separated in the tracking direction, the intensity distribution of the interference light is more accurately and accurately detected. It becomes possible to analyze. For this reason, it is difficult to detect with the prior art. Non Can detect point aberrations Become The effect is obtained.
[0013]
In a preferred embodiment of the present invention, the plurality of pits are arranged in a row in two directions perpendicular to each other with an inclination with respect to the track direction and the tracking direction. According to such a configuration, the arrangement pitch of the plurality of pits in the track direction is smaller than the arrangement pitch in the two directions. Therefore, the above configuration is advantageous in reducing the track pitch of the optical recording medium.
[0014]
An optical information processing method provided by the second aspect of the present invention is an optical information processing method for recording or reproducing information on the recording layer by irradiating the recording layer of the optical recording medium with a light beam. The recording layer of the optical recording medium is provided with a plurality of pits arranged in a matrix so that when the light beams are irradiated to the plurality of pits, the track direction is reflected in the reflected light. 4 that occurred separately in the tracking direction One Based on the interference light intensity distribution Astigmatism Detecting aberrations and Astigmatism Yield To the difference The peak intensity of the light spot formed on the recording layer is maintained above a certain level by adjusting the intensity of the light beam based on the above.
[0015]
According to such a configuration, according to the same principle as the aberration detection method provided by the first aspect of the present invention, Astigmatism In addition to being able to detect the aberration appropriately, it is possible to prevent the peak intensity of the light spot from being insufficient due to the aberration. Therefore, Astigmatism Even in the presence of aberration, it is possible to compensate for the heat generation temperature of the recording layer of the optical recording medium, and to prevent problems in data writing and reading processing. In the above configuration, as means for maintaining the peak intensity of the light spot above a certain level, means for adjusting the intensity of the light beam guided to the optical recording medium is employed. Astigmatism The need for using an expensive optical device for eliminating aberration can be eliminated, and the cost of the apparatus can be kept low. Also, unlike the past, Astigmatism There is no need to perform complicated data processing to eliminate aberrations.
[0016]
In a preferred embodiment of the present invention, when the recording layer is irradiated with a light beam, focus control is performed so that the recording layer of the optical recording medium is disposed at a position where the peak intensity of the light spot is maximized. According to such a configuration, Astigmatism It is possible to minimize the amount of decrease when the intensity of the light beam decreases due to aberration, which is preferable for reducing the energy loss of the light beam.
[0017]
An optical information processing apparatus provided by the third aspect of the present invention has a light source and emits a light beam emitted from the light source. A plurality of pits arranged in a matrix on the recording layer of the optical recording medium A light beam irradiating means for irradiating the optical recording medium and a photodetector for receiving the reflected light from the optical recording medium, wherein the photodetector is a track in the reflected light. Divided into direction and tracking direction 4 Based on the difference in intensity of the interference light received in the plurality of light detection areas. Astigmatism An aberration detecting means capable of detecting aberration is provided.
[0018]
According to such a configuration, the aberration detection method provided by the first aspect of the present invention can be appropriately implemented, and the same effect as that obtained by the first aspect can be expected.
[0019]
In a preferred embodiment of the present invention, it is detected by the aberration detecting means. Astigmatism A light beam output adjusting means for adjusting the output of the light source based on the aberration is provided. According to such a configuration, the optical information processing method provided by the second aspect of the present invention can be appropriately implemented, and the same effect as that obtained by the second aspect can be expected.
[0020]
In another preferred embodiment of the present invention, the objective lens for focusing the light beam is provided with a focus control means that is movable in the focus direction, and the focus control means is provided on the optical recording medium. Control is made so that the recording layer of the optical recording medium is arranged at a position where the peak intensity of the light spot formed on the recording layer is maximized. According to such a configuration, the energy loss of the light beam can be reduced.
[0021]
In another preferred embodiment of the present invention, the plurality of light detection regions of the light detector are divided into two groups each having a first pattern and a second pattern different from each other, and the aberration is described above. The detection means is caused by the presence or absence of astigmatism and astigmatism based on the difference in received light amount between the two groups in the first pattern and the difference in received light amount between the two groups in the second pattern. It is comprised so that the fall degree of the light quantity to perform can be judged.
[0022]
The degree of decrease in the amount of light caused by the astigmatism is configured to be obtained by performing a certain calculation process based on a predetermined signal output from the photodetector. According to such a structure, the process which calculates | requires the fall degree of the said light quantity is facilitated.
[0023]
In another preferred embodiment of the present invention, the plurality of light detection regions of the light detector include a first group located at a peripheral portion of the reflected light, and a center of the reflected light more than the first group. The light spot is divided into a second group located closer to the portion, and the peak intensity of the light spot is maximized when the received light amounts of the first and second groups are equal. According to such a configuration, if focus control is performed so that the received light amounts by the first and second groups are equal, the peak intensity of the light spot can be maximized, and the control is easy. It becomes.
[0024]
In another preferred embodiment of the present invention, means for generating a tangential pushpull signal corresponding to the light intensity difference in the track direction of the at least four interference lights and generating a clock signal from the tangential pushpull signal have. According to such a configuration, various data processing can be performed using the clock signal.
[0025]
Other features and advantages of the present invention will become more apparent from the following description of embodiments of the invention.
[0026]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention will be specifically described with reference to the drawings.
[0027]
1 and 2 show an optical disc as an example of an optical recording medium to which the aberration detection method and the optical information processing method according to the present invention are applied. 1 and the subsequent drawings, arrow Tc indicates the track direction, arrow Tg indicates the tracking direction, and arrow Fc indicates the focus direction.
[0028]
An optical disk D shown in FIG. 1 is configured as a magneto-optical disk, for example, and a recording layer K is provided on both sides or one side, and a spiral track T is formed. The recording layer K includes a land / groove area Za in which a plurality of lands L and grooves G each having a height difference in the thickness direction of the optical disk D are formed, and a pit formation area Zb in which a plurality of pits 1 are arranged in a matrix. It is divided roughly into. A symbol M indicates a mark recorded in the land / groove area Za by the magnetic field modulation method. The pit formation area Zb is an area for generating four interference lights used for detecting aberration as described later, and an area for obtaining data serving as a reference for tracking control and clock signal generation. But there is.
[0029]
Each pit 1 is, for example, a convex shape having a substantially circular shape in a plan view having a step with respect to its peripheral portion. However, the shape of each pit 1 is not limited to this, and may be a rectangular shape, for example. It is also possible to form each pit 1 in a concave shape. The configuration related to the arrangement of the plurality of pits 1 is important in the present embodiment, and this point will be described in more detail.
[0030]
First, as shown in FIG. 2 (a1), the pits 1A arranged at a fine pitch in the tracking direction and formed long in the track direction will be considered. When the pit 1A is irradiated with laser light focused by an objective lens (not shown), as shown in FIG. 3A, the reflected light from the pit 1A includes zero-order light Ro and two The interference lights Ib and Ic that interfere with the primary lights Rb and Rc can be generated so as to be aligned in the tracking direction. The principle that these interference lights Ib and Ic are generated is the same as that described above with reference to FIG.
[0031]
If the arrangement pitch Pa of the pits 1A shown in FIG. 2 (a1) is Pa = λ / NA (λ is the wavelength of the laser beam, and NA is the numerical aperture of the objective lens), it is shown in FIG. 2 (b1). As described above, the two primary lights Rb and Rc are in a positional relationship in contact with each other. On the other hand, when the arrangement pitch of the pits 1A is set to a dimension Pb smaller than the above as shown in (a2) of the figure, the two primary lights Rb and Rc are mutually connected as shown in (b2) of the figure. The areas of the two interference lights Ib and Ic are reduced, and the area is reduced.
[0032]
Next, as shown in (a3) of the figure, the pit 1A shown in (a2) of the figure is divided into a plurality of pits 1A 'arranged in the tracking direction, and these are divided into pitches Pb in the track direction and the tracking direction. Let us consider the case where they are arranged in a matrix arranged at regular intervals. In this case, as shown in FIG. 3B, when the plurality of pits 1A ′ are irradiated with laser light, two primary lights Ra and Rd arranged in the track direction are further generated. Therefore, as shown in FIG. 2 (b3), in the reflected light, the four interference lights Ia to Id where the zero order light Ro and the four primary lights Ra to Rd interfere with each other are the peripheral edges of the zero order light Ro. This occurs separately in the track direction and the tracking direction.
[0033]
The plurality of pits 1A ′ shown in FIG. 2 (a4) are arranged by rotating the whole of the plurality of pits 1A ′ shown in FIG. 2 (a3) by 45 ° in the direction of arrow N1. According to such a configuration, as shown in FIG. 4B4, the four interference lights Ia to Id are also rotated by 45 ° with respect to the arrangement shown in FIG. The interference lights Ia and Ib and the interference lights Ic and d are separated from each other in the tracking direction, while the interference lights Ia and Ic and the interference lights Ib and Id are separated in the track direction.
[0034]
The arrangement of the plurality of pits 1 shown in FIG. 1 is the same as the arrangement of the pits 1A ′ shown in FIG. 2 (a4), and each pit 1 is inclined at 45 ° with respect to the track direction and the tracking direction. Are arranged so as to be positioned on each intersection of two types of straight lines L1 and L2 orthogonal to each other. Therefore, when each of the plurality of pits 1 is irradiated with laser light, the four interference lights Ia to Id having the same positional relationship as shown in FIG. Will be included.
[0035]
The arrangement pitch Pc in the tracking direction of the plurality of pits 1A ′ in FIG. 2 (a4) is 1 / (2 of the arrangement pitch Pb shown in FIG. 2 (a3). ^1/2 And Pb> Pc. This means that if the arrangement of the plurality of pits 1 is as shown in FIG. 2 (a4), the pitch of the track T of the optical disk D can be reduced, thereby increasing the recording capacity of the optical disk D. It becomes possible. However, the present invention is not limited to this, and the arrangement of the plurality of pits 1 may be the same as the arrangement of the pits 1A ′ shown in FIG.
[0036]
FIG. 4 shows an embodiment of an optical information processing apparatus according to the present invention.
[0037]
The optical information processing apparatus X of the present embodiment includes a spindle motor SM that supports the optical disk D and rotates at high speed, an optical system 6, a signal generation system 2, an actuator drive circuit 4, and a laser power adjustment circuit 5. Yes.
[0038]
The optical system 6 is configured such that light emitted from the laser light source 60 is collimated by the collimator lens 61 and then passes through the half mirror 62 and enters the objective lens 63. The laser light incident on the objective lens 63 is focused so that a light spot is formed on the recording layer K of the optical disc D. The reflected light reflected by the recording layer K is configured to enter the signal generation system 2 via the half mirror 62.
[0039]
The signal generation system 2 includes a photodetector 20, a data signal generation unit 21, an A / D conversion circuit 22, a PLL circuit 23, sample hold circuits 24a to 24c, and a correction data generation circuit 25.
[0040]
The photodetector 20 is constituted by, for example, a photoelectric conversion element, and has a light receiving surface 20a for receiving the reflected light as shown in FIG. The light receiving surface 20a is, for example, a circular shape having substantially the same diameter as the reflected light, and can be divided into four substantially elliptical blocks Ba to Bd. ~ P. These light detection regions a to p have the same or symmetric shape with each other, and their areas are the same, and receive light (non-interference light) other than the interference lights Ia to Id as much as possible. Thus, from the viewpoint of increasing the detection sensitivity, it is provided so as to avoid the central portion of the light receiving surface 20a. The light detection areas a to d of the block Ba receive the interference light Ia. Similarly, the light detection areas e to h, the light detection areas i to l, and the light detection areas m to p of the blocks Bb to Bd receive the interference lights Ib to Id, respectively. When the light detection areas a to p receive light, signals Sa to Sp having voltage levels corresponding to the received light amounts are output for the respective light detection areas a to p.
[0041]
Based on the signals Sa to Sp output from the photodetector 20, the data signal generator 21 performs signals S1 to S3, a tangential push-pull signal (hereinafter referred to as “TPP signal”), and other signals as described below. Is generated.
[0042]
As shown in FIG. 6, the signal S <b> 1 is divided into groups A <b> 1 (cross-hatched portion) near the outer periphery of the light receiving surface 20 a and group B <b> 1 (halftone pattern portion) near the center as shown in FIG. ), The signal has an output bell corresponding to the difference between the received light amounts of the two groups A1 and B1. That is, S1 = A1-B1 (where, S1 is the level of the signal S1, and A1 and B1 are groups A1, B1). B1 Is the level of the signal output from each).
[0043]
If this signal S1 is used, when the laser light applied to the optical disk D is an astigmatism beam bundle as shown in FIG. 9, two focal points f1, f2 (f1: meridional point, f2: sphere missing) It is possible to detect whether or not the intermediate point P0 of the image point) matches the recording layer of the optical disc D, and the amount of deviation and the direction of the deviation when it does not. That is, in the case of the astigmatic beam, the light spot at the focal point f1 is linear or elliptical extending in the xx ′ direction, while the light spot at the focal point f2 extends in the yy ′ direction intersecting the above direction. It becomes a linear or elliptical shape. For this reason, when the focal point f1 or the focal point f2 is adjusted to the recording layer of the optical disc D, the two groups A1 and A2 of the light detection areas a to p of the photodetector 20 shown in FIG. B1 There is a large difference in the amount of received light. On the other hand, the wavefront shape of the laser light becomes closer to a circle as it approaches the intermediate point P0 from the focal points f1 and f2, and becomes substantially circular at the intermediate point P0. Therefore, when the intermediate point P0 is set to the recording layer of the optical disc D, the groups A1, B1 Thus, there is no significant difference in the amount of received light, and the output level of the signal S1 becomes, for example, zero. This signal S1 has a property as a focus error signal.
[0044]
FIG. 10 simulates the intensity distribution of a light spot when astigmatism is present in the laser light, and schematically shows the result on an appropriate scale. In FIG. 5A, the intensity of light is expressed as a degree of height. In FIG. 5B, the portions having the same light intensity are connected by a line, and the light intensity increases as the center portion is reached. The light spots shown in FIGS. 9A and 9B are light spots formed at locations corresponding to the intermediate point P0 shown in FIG. As shown in FIG. 5B, the light spot has a perfect circle at the center where the peak intensity is maximum. Further, as shown in FIG. 6A, the peak intensity of this light spot is 82% of the peak intensity obtained when it is assumed that the laser beam is free of astigmatism and other aberrations.
[0045]
FIG. 11 shows the light formed at a position displaced from the intermediate point P0 by an appropriate amount (specifically, 0.6 μm) from the laser beam forming the light spot shown in FIG. The intensity distribution of the spot is simulated, and the result is schematically shown. In this case, as shown in FIG. 11 (b), the central portion where the peak intensity is maximum has an elliptical shape or a shape close thereto, and the roundness is inferior to the case of FIG. . Also from this fact, in order to obtain a light spot having a shape that is not biased with respect to the center of the laser beam, that is, a perfect circular shape or a shape close thereto, on the recording layer of the optical disc D, an intermediate point P0 is formed on the recording layer. It can be understood that they should be combined. Further, as shown in FIG. 11A, the peak intensity of the light spot shown in FIG. 11 is 73% of the peak intensity obtained when the laser beam is assumed to have no astigmatism and other aberrations. It can be seen that the strength is lower than in the case of FIG.
[0046]
FIG. 12 shows the relationship between the defocus amount, the output level of the signal S1, and the peak intensity of the light spot formed on the recording layer of the optical disc D when the laser beam has a predetermined astigmatism. However, the defocus amount in the figure is a value when the defocus amount is zero when the intermediate point P0 is set on the recording layer of the optical disc D. The output level and peak intensity value of the signal S1 are dimensionless. The signal S1 shown in the figure is a signal obtained when the pits 1 arranged in a matrix are irradiated with laser light.
[0047]
As can be seen from the figure, the output level of the signal S1 and the defocus amount are in a substantially proportional relationship, and when the level of the signal S1 is zero, the defocus amount is also zero. Further, the peak intensity of the light spot becomes maximum when the defocus amount is zero. Therefore, in order to increase the peak intensity of the light spot formed on the recording layer of the optical disc D, it is only necessary to perform focus control so that the intermediate point P0 is aligned with the recording layer, and the control is applied to the signal S1. Can be done on the basis. As can be understood from the contents shown in FIGS. 12 and 10, even if the defocus amount is zero, the peak intensity of the light spot can be made equivalent to that without astigmatism. In other words, it is insufficient by a predetermined amount (the amount indicated by the symbol n2 in FIG. 12). This shortage is compensated by increasing the output of the laser light source 60, as will be described later.
[0048]
When the laser beam is irradiated onto the land / groove area Za of the optical disc D, the signal S1 is different from the above and has an output level as shown as signal S1 ′ in FIG. When the land / group region Za is irradiated with laser light, the reflected light includes only two interference lights Ib and Ic as shown in FIGS. 2 (a2) and (b2). For this reason, even if the intermediate point P0 of the laser beam is matched with the recording layer of the optical disc D, the interference lights Ib and Ic are not evenly applied to the groups A1 and B1 of the photodetector 20 shown in FIG. . As a result, the output of the signal S1 ′ does not become zero even when the defocus amount is zero as indicated by the symbol n3 in FIG. However, such characteristics of the signal S1 ′ are obtained in advance by simulation or the like. In this case, in the case of irradiating the laser light onto the land / group region, the defocus amount can be reduced to zero by performing the focus control so that the signal S1 ′ is at the level indicated by the symbol n3.
[0049]
As shown in FIGS. 7A and 7B, the signals S2 and S3 generated in the data signal generation unit 21 indicate that the light detection areas a to p of the photodetector 20 are in a group A2 having a predetermined arrangement relationship. , B2 and groups A3, B3 (cross-hatched portion and halftone dot pattern portion), the signal has an output level corresponding to the difference in the received light amount of each group. That is, S2 = A2-B2 and S3 = A3-B3 (where, S2 and S3 are the levels of the signals S2 and S3, and A2, A3, B2, and B3 are groups A2, A3, This is the level of the signal output from each of B2 and B4). By using these signals S2 and S3, the amount of astigmatism generated in the laser light can be known as described below.
[0050]
13 to 17 show that the astigmatism amount of the astigmatic beam bundle shown in FIG. 9 (corresponding to the dimension s in FIG. 9) is constant (specifically, s = 0.5 μm), and recording on the optical disk D. This is obtained when the angle θ at which the straight line Lt extending in the track direction and the xx ′ axis intersect is sequentially changed while the yy ′ axis is fixed while the intermediate point P0 is aligned with the layer. The intensity distribution of reflected light is typically shown. The two groups A3 and B3 of the light detection regions a to p shown in FIG. 7B are arranged corresponding to the light intensity distribution when the angle θ shown in FIGS. 13 and 17 is 0 ° or 90 °. It is said that. More specifically, when the angle θ is 0 ° and 90 °, the difference between the received light amount of the group A3 and the received light amount of the group B3 is maximized, and the level of the signal S3 is also maximized. Yes. On the other hand, the two groups A2 and B2 of the light detection regions a to p shown in FIG. 7A are arranged corresponding to the light intensity distribution when the angle θ shown in FIG. 15 is 45 °. When the angle θ is 45 °, the difference between the received light amounts of the groups A2 and B2 is maximized, and the level of the signal S2 is also maximized.
[0051]
In the present embodiment, the astigmatism amount of the laser light when the two signals S2 and S3 take various values is obtained in advance by simulation or the like. Further, the specific value of the peak intensity at the intermediate point P0 when the astigmatism amount takes various values, or the decrease amount of the peak intensity as compared with the case where there is no astigmatism is obtained in advance. By doing so, it is possible to obtain the actual astigmatism amount of the laser light or the reduction amount of the peak intensity based on the output levels of the two signals S2 and S3. Conceptually, the angle θ for the actual laser beam can be obtained based on the two signals S2 and S3, but the data of the angle θ itself is directly used for correcting the peak intensity of the laser beam. There is no value to use. Further, the amount of astigmatism referred to in this specification is not limited to the value of the distance between the two focal points f1 and f2 shown in FIG. 9, but can be understood from various other aspects. is there. For example, when the peak intensity of a light spot decreases due to astigmatism, the amount of decrease is also one parameter indicating the degree of astigmatism, and can be included in the concept of astigmatism. .
[0052]
In FIG. 8, the TPP signal generated in the data signal generation unit 21 is divided into two groups A4 and B4 (cross-hatched portion and halftone dot portion) separated from the light detection regions a to p of the photodetector 20 in the track direction. In this case, the signal has an output level corresponding to the difference between the received light amounts of these two groups A4 and B4. That is, TPP = A4-B4 (where TPP is the level of the TPP signal, and A4 and B4 are the levels of the signals output from the groups A4 and B4, respectively). The waveform of the TPP signal becomes a sine wave having a fixed period when the pit formation region Zb of the optical disc D is irradiated with the laser light while being relatively moved in the track direction. As shown in FIG. 4, the TPP signal is A / D converted by being input to the A / D conversion circuit 22 and then input to the PLL circuit 23. As a result, a clock signal having a fixed period is generated. This clock signal can also be used as a clock for a data read / write channel.
[0053]
The signals S1 to S3 described above are input to the sample hold circuits 24a to 24c, respectively, and sampled in synchronization with the clock signal. This sampling is performed, for example, at the timing when the center of each pit 1 coincides with the center of the laser beam. The correction data generation circuit 25 is configured to generate correction data for laser output adjustment based on the signals S2 and S3 sampled by the sample hold circuits 24b and 24c. The correction data is generated by the following procedure.
[0054]
That is, as described above, the relationship between the amount of decrease in the peak intensity of the light spot caused by astigmatism and the signals S2 and S3 is obtained in advance by simulation or the like. The correction data generation circuit 25 has data indicating such a relationship, and generates a signal indicating the value of the decrease in the peak intensity of the light spot based on the data and the sampled signals S2 and S3. It has become. More specifically, for example, by correcting the gain of one of the signals S2 and S3 using an appropriate coefficient and taking the root mean square of the output levels of these signals S2 and S3, it is confirmed by simulation or the like in advance. The amount of decrease in peak intensity as calculated is calculated. By making it possible to calculate the amount of decrease in peak intensity with a constant calculation formula in this way, it is not necessary to store a huge amount of data in the correction data generation circuit 25 and data processing is facilitated. When such data processing is performed, for example, if the sampled signals S2 and S3 are converted into digital data and then arithmetic processing is performed using a CPU or the like, the creation of correction data becomes easier. Is done. However, the present invention is not limited to this. For example, when the signals S2 and S3 take various values, the correction data generation circuit 25 is provided with a data table indicating the amount of decrease in peak intensity corresponding to the values, and the peak intensity is reduced by referring to the data table. It is also possible to adopt a method of specifying the amount.
[0055]
The actuator drive circuit 4 controls the actuator 64 to be driven to move the objective lens 63 in the focus direction. More specifically, the signal S1 sampled by the sample and hold circuit 24a has the property as a focus error signal as described above, and the actuator drive circuit 4 is directed to make the output level of the signal S1 zero. Focus control for moving the objective lens 63 is executed. Of course, the focus control referred to in the present embodiment means control for aligning the intermediate point P0 of the laser beam on the recording layer of the optical disc D when the laser beam has astigmatism. It does not mean control to match either.
[0056]
The laser power adjustment circuit 5 is configured to adjust the output of the laser light source 60 by an amount corresponding to the correction data generated by the correction data generation circuit 25. More specifically, for example, if the content of the correction data is that the amount of decrease in the peak intensity of the light spot due to astigmatism is 20%, for example, the laser power adjustment circuit 5 Control is performed to increase the laser output by an amount corresponding to 20%.
[0057]
In the optical information processing apparatus X, when the laser beam has astigmatism, the following processing is performed. That is, when irradiating the pit formation area of the optical disc D with laser light, focus control is performed so that the signal S1 becomes zero, and the intermediate point P0 of the laser light is set on the recording layer of the optical disc D. On the other hand, the correction data generation circuit 25 calculates the amount of decrease in the peak intensity of the light spot caused by astigmatism based on the sampled signals S2 and S3. If there is no astigmatism, the amount of decrease in peak intensity is zero, so calculating the amount of decrease in peak intensity itself corresponds to detection of astigmatism. The laser power adjustment circuit 5 increases the output of the laser light source 60 by an amount corresponding to the amount of decrease. As a result, the peak intensity due to astigmatism can be set to the same intensity as when there is no astigmatism, and when the data is written to or read from the land / group area, the heating temperature by the light spot is set. It is possible to prevent shortage. Further, when the output of the laser light source 60 is increased, the output increase amount of the laser light source 60 is minimized in order to align the intermediate point P0 on the recording layer so that the peak intensity becomes the highest in the presence of astigmatism. It can also be suppressed.
[0058]
When data is written or read by irradiating the land / group area Za of the optical disc D with the laser beam, the focus control is performed so that the signal S1 (S1 ′) is at the level indicated by the symbol n3 in FIG. In this way, the intermediate point P0 of the laser beam can be continuously adjusted on the recording layer of the optical disc D, and a small-diameter light spot having a perfect circle shape or a shape close thereto can be placed on the land L or the group G. Can be formed. In addition, the peak intensity of the light spot can be kept constant.
[0059]
Astigmatism is determined due to the component accuracy of the optical system 6 and the like, and has little change. Therefore, it is theoretically sufficient to perform astigmatism detection processing and output adjustment of the laser light source 60 once. However, in order to cope with the deterioration of each part of the optical system 6 with the passage of time, it is preferable to execute the recording at an appropriate interval, for example, every time recording / reproducing processing on the optical disc D is started. Further, the number of pit formation regions Zb for detecting astigmatism does not need to be increased. For example, only one location per track circumference is sufficient.
[0060]
FIGS. 18A to 18E are obtained by simulating the intensity distribution of the reflected light when the pits 1 arranged in a matrix are irradiated with laser light in the presence and absence of a tilt error. The obtained results are schematically shown. Portions connected by lines (excluding grid-like scale lines) are portions having the same light intensity. FIG. 3C shows a case where the tilt angle is zero in both the tracking direction and the track direction. FIGS. 9A and 9E show a case where there is a tilt of ± 5 mrad only in the tracking direction, and FIGS. 9B and 9D show a case where there is a tilt of ± 5 mrad only in the track direction. .
[0061]
FIGS. 19A and 19B show other examples of the photodetector. The photodetector 20A shown in the figure is for detecting coma aberration caused by a tilt error, and the light receiving surface 20a has four light beams included in the reflected light as shown in FIG. 2 (b4). A total of eight light detection areas a1 to h1 capable of receiving the interference lights Ia to Id are provided. These light detection areas a1 to h1 have shapes and arrangements corresponding to the intensity distribution of reflected light when there is a tilt error as shown in FIG. As shown in FIGS. 19A and 19B, according to the photodetector 20A, the following signals S4 and S5 are obtained via the data signal generator 21.
[0062]
That is, when the light detection areas a1 to h1 are divided into two predetermined groups A4 and B4 as shown in FIG. 5A, the signal S4 is obtained by the difference in the received light amount between the two groups A4 and B4. The corresponding output level. According to this signal S4, it is possible to determine the value of the tilt (radial tilt) in the tracking direction as shown in FIGS. 18 (a) and 18 (e). The signal S5 is an output corresponding to the difference between the received light amounts of the two groups A5 and B5 when the light detection areas a1 to h1 are divided into two predetermined groups A5 and B5 as shown in FIG. Has a level. According to this signal S5, it is possible to determine the value of the tilt (tangential tilt) in the track direction as shown in FIGS. 18 (b) and 18 (d).
[0063]
In the optical information processing apparatus X shown in FIG. 4, as a means for eliminating the tilt error, a piezoelectric element, for example, other than the focus control actuator is used as in the conventional method. It is possible to use means for changing the tilt angle of the objective lens 63 in a predetermined direction by using an actuator (not shown). In this case, the direction and the amount of changing the inclination of the objective lens 63 can be determined based on the signals S4 and S5 described above.
[0064]
Japanese Patent Laid-Open No. 2000-21014 cited as an example of the prior art can detect the tilt in the tracking direction and the track direction, but in this prior art, the tilt amount is detected based on the intensity distribution of the two interference lights. is doing. On the other hand, in the present embodiment, the tilt amount is detected based on the intensity distribution of a larger number of interference lights than in the prior art. Therefore, the detection accuracy of the tilt amount can be increased by that amount, which is suitable for eliminating the coma caused by the tilt. As the number of the pit formation areas Zb of the optical disk D is increased and the interval between the areas Zb is reduced, finer tilt error detection can be performed. However, the specific number of pit formation areas Zb is not limited.
[0065]
The present invention is not limited to the contents of the above-described embodiment. The specific steps of the aberration detection method and the optical information processing method according to the present invention can be changed variously. The specific configuration of each part of the optical information processing apparatus according to the present invention can be varied in design in various ways.
[0066]
For example, the arrangement structure of a plurality of pits provided on the optical recording medium may be a structure as shown in FIG. That is, in the figure, the plurality of pits 1 are arranged in a checkered pattern. Such a structure can be provided, for example, by forming a convex portion that becomes the pit 1 on the track of the land L and forming a concave portion that becomes the pit 1 on the track of the group G. In the plurality of pits 1 shown in the figure, the odd and even columns are staggered in each of the tracking direction and the track direction. Such an arrangement is similar to the arrangement shown in FIG. 2 (a4). They are not essentially different from each other and are included in the matrix-like arrangement in the present invention. In FIG. 19, a part of adjacent pits 1 are in contact with each other. Such a structure is also included in the matrix-like arrangement in the present invention. The matrix-like arrangement in the present invention is a broad concept including all cases where a plurality of pits are arranged side by side so that at least four interference lights intended by the present invention can be generated. It is.
[0067]
The specific type of the optical recording medium according to the present invention, such as whether it is a CD or a DVD, is not limited, and a magneto-optical disk is also included in the optical recording medium referred to in the present invention. Further, the optical recording medium may be configured to have a card shape instead of a disk shape.
[0068]
[Supplementary Note 1] A method for detecting a predetermined aberration based on interference light included in reflected light when a recording layer of an optical recording medium is irradiated with a light beam,
In the recording layer of the optical recording medium, by providing a plurality of pits arranged in a matrix, four or more interference lights separated in the track direction and the tracking direction are generated in the reflected light, and ,
An aberration detection method, wherein the aberration is detected based on an intensity distribution of four or more interference lights.
[Supplementary Note 2] The aberration detection method according to Supplementary Note 1, wherein the plurality of pits are arranged in a line in two directions orthogonal to each other with an inclination with respect to the track direction and the tracking direction.
[Appendix 3] An optical information processing method for recording or reproducing information on the recording layer by irradiating the recording layer of the optical recording medium with a light beam,
The recording layer of the optical recording medium is provided with a plurality of pits arranged in a matrix so that when the plurality of pits are irradiated with a light beam, the reflected light is reflected in the track direction and the tracking direction. Detecting a predetermined aberration based on the intensity distribution of four or more interference lights generated separately; and
An optical information processing method characterized in that the peak intensity of a light spot formed on the recording layer is maintained at a certain level or more by adjusting the intensity of the light beam based on the content of the aberration.
[Supplementary Note 4] The optical information processing according to Supplementary Note 3, wherein when the recording layer is irradiated with a light beam, focus control is performed so that the recording layer of the optical recording medium is disposed at a position where the peak intensity of the light spot is maximized. Method.
[Supplementary Note 5] A light beam irradiation means for irradiating an optical recording medium having a plurality of pits with a light beam emitted from the light source, and a photodetector for receiving reflected light from the optical recording medium And an optical information processing apparatus comprising:
The photodetector includes a plurality of lights capable of individually receiving at least four of the interference lights when the reflected light includes four or more interference lights separated into a track direction and a tracking direction. Has a detection area,
An optical information processing apparatus, comprising: an aberration detecting unit capable of detecting a predetermined aberration based on an intensity difference of interference light received in the plurality of light detection regions.
[Supplementary note 6] The optical information processing apparatus according to supplementary note 5, further comprising: a light beam output adjusting unit that adjusts an output of the light source based on the aberration detected by the aberration detecting unit.
[Supplementary Note 7] A focus control unit is provided which can move the objective lens for focusing the light beam in the focus direction, and
The focus control means is configured to perform control to dispose the recording layer of the optical recording medium at a position where the peak intensity of the light spot formed on the recording layer of the optical recording medium is maximum. 6. The optical information processing apparatus according to 6.
[Appendix 8] The plurality of light detection regions of the light detector are divided into two groups of a first pattern and a second pattern different from each other, and
The aberration detection means determines whether or not there is astigmatism and astigmatism based on a difference in received light amount between the two groups in the first pattern and a difference in received light amount between the two groups in the second pattern. The optical information processing apparatus according to any one of appendices 5 to 7, wherein the optical information processing apparatus is configured to be able to determine a degree of decrease in the amount of light caused by.
[Supplementary Note 9] The degree of decrease in the amount of light due to the astigmatism is configured to be obtained by performing a certain calculation process based on a predetermined signal output from the photodetector. An optical information processing apparatus according to 1.
[Supplementary Note 10] The plurality of light detection regions of the photodetector include a first group located at a peripheral edge of the reflected light, and a second group located closer to the center of the reflected light than the first group. Any one of appendices 5 to 9, wherein the peak intensity of the light spot is maximized when the received light amount by each of the first and second groups is equal. Optical information processing equipment.
[Supplementary note 11] The tangential pushpull signal corresponding to the light intensity difference in the track direction of the at least four interference lights is generated, and a clock signal is generated from the tangential pushpull signal. Or an optical information processing apparatus according to any one of 10 to 10.
[0069]
【The invention's effect】
As can be understood from the above description, according to the present invention, it is possible to appropriately detect aberrations that have been difficult to detect in the past, or to detect predetermined aberrations more accurately than in the past. The effect that it can be obtained. In addition, it is possible to appropriately eliminate the occurrence of problems in data recording and reproduction processing on the optical recording medium due to aberrations by simple means without using expensive optical equipment.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram showing an example of an optical disc to which the present invention is applied.
FIGS. 2 (a1) to (a4) and (b1) to (b4) are explanatory diagrams showing specific examples of pit forms and reflected light corresponding thereto.
FIGS. 3A and 3B are explanatory diagrams of reflected light. FIGS.
FIG. 4 is an explanatory diagram showing an example of a schematic configuration of an optical information processing apparatus according to the present invention.
FIG. 5 is an explanatory diagram showing an example of a photodetector.
FIG. 6 is an explanatory diagram illustrating a specific example of a signal to be generated.
FIGS. 7A and 7B are explanatory diagrams showing specific examples of generated signals. FIGS.
FIG. 8 is an explanatory diagram showing a specific example of a generated signal.
FIG. 9 is an explanatory diagram of an astigmatic ray bundle.
10A is a diagram three-dimensionally showing an example of the intensity distribution of a light spot at a predetermined intermediate point of laser light, and FIG. 10B is a plan view showing the intensity distribution of FIG. FIG.
FIG. 11A is a diagram three-dimensionally showing an example of the intensity distribution of a light spot in a portion displaced from a predetermined intermediate point of laser light, and FIG. 11B is an intensity diagram of FIG. It is the figure which showed distribution planarly.
FIG. 12 is a diagram illustrating an example of a relationship among a defocus amount, an output level of a predetermined signal, and a peak intensity of a light spot when astigmatism exists.
FIG. 13 is a schematic diagram showing an intensity distribution of reflected light.
FIG. 14 is a schematic diagram showing an intensity distribution of reflected light.
FIG. 15 is a schematic diagram showing an intensity distribution of reflected light.
FIG. 16 is a schematic diagram showing an intensity distribution of reflected light.
FIG. 17 is a schematic diagram showing an intensity distribution of reflected light.
FIGS. 18A to 18E are schematic diagrams showing the intensity distribution of reflected light.
FIGS. 19A and 19B are explanatory views showing another example of the photodetector. FIGS.
FIG. 20 is an explanatory diagram showing another example of the arrangement structure of pits.
FIGS. 21A and 21B are explanatory diagrams showing a conventional technique. FIGS.
[Explanation of symbols]
D Optical disc (optical recording medium)
T track
X Optical information processing equipment
a to p light detection region (of the light detector)
1 pit
Ia to Id interference light
2 Signal generation system
4 Actuator drive circuit
5 Laser power adjustment circuit
6 Optical system
20 Photodetector
21 Data signal generator
23 PLL circuit
25 Correction data generation circuit
60 Laser light source

Claims

A method of detecting the astigmatism based on the interference light contained in the reflected light when irradiated with a light beam to the recording layer of the optical recording medium,
The recording layer of the optical recording medium is provided with a plurality of pits arranged in a matrix, thereby generating four interference lights separated in the track direction and the tracking direction in the reflected light, and ,
And detecting the astigmatism based on the intensity distribution of the four interference light, the aberration detection method.

An optical information processing method for recording or reproducing information on the recording layer by irradiating the recording layer of the optical recording medium with a light beam,
The recording layer of the optical recording medium is provided with a plurality of pits arranged in a matrix so that when the plurality of pits are irradiated with a light beam, the reflected light is reflected in the track direction and the tracking direction. divided detecting astigmatism based on the intensity distribution of the four interference light generated by, and,
By adjusting the intensity of the light beam on the basis of the astigmatism yield difference, and maintains the peak intensity of the light spot formed on the recording layer constant above, the optical information processing method.

The optical information processing method according to claim 2, wherein when the recording layer is irradiated with a light beam, focus control is performed such that the recording layer of the optical recording medium is disposed at a position where the peak intensity of the light spot is maximized.

A light beam irradiating means for irradiating a plurality of pits arranged in a matrix on the recording layer of the optical recording medium with a light beam emitted from the light source; and reflected light from the optical recording medium. An optical information processing apparatus comprising:
The photodetector has a plurality of light detection areas capable of individually receiving four interference lights separated into a track direction and a tracking direction in the reflected light,
Characterized in that it comprises a plurality of detectable aberration detection means astigmatism based on the intensity difference of the received interference light by an optical detection area, the optical information processing apparatus.

It said aberration on the basis of the astigmatism detected by the detection means, and a light beam output adjustment means for adjusting the output of the light source, an optical information processing apparatus according to claim 4.