WO2006013927A1 - 記録再生装置、球面収差補正方法 - Google Patents

記録再生装置、球面収差補正方法 Download PDF

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WO2006013927A1
WO2006013927A1 PCT/JP2005/014306 JP2005014306W WO2006013927A1 WO 2006013927 A1 WO2006013927 A1 WO 2006013927A1 JP 2005014306 W JP2005014306 W JP 2005014306W WO 2006013927 A1 WO2006013927 A1 WO 2006013927A1
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spherical aberration
value
aberration correction
recording
control unit
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PCT/JP2005/014306
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Kazuo Takahashi
Ichiro Sugai
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Pioneer Corporation
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    • G11B7/12Heads, e.g. forming of the optical beam spot or modulation of the optical beam
    • G11B7/135Means for guiding the beam from the source to the record carrier or from the record carrier to the detector
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    • G11B7/13925Means for controlling the beam wavefront, e.g. for correction of aberration active, e.g. controlled by electrical or mechanical means
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    • G11B7/0948Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers with provision for moving the light beam or focus plane for the purpose of maintaining alignment of the light beam relative to the record carrier during transducing operation, e.g. to compensate for surface irregularities of the latter or for track following specially adapted for detection and avoidance or compensation of imperfections on the carrier, e.g. dust, scratches, dropouts

Definitions

  • the present invention relates to an optical recording medium recording / reproducing apparatus and spherical aberration correction method, and more particularly, to a recording / reproducing apparatus having a control unit such as aberration correction, focus servo, tracking servo, and spherical aberration correction. It is about the method.
  • Optical discs such as CD (Compact disc), DVD (Digital Video Disc, Digital Versatile Disc) and Blu-ray Disc are known as information recording media on which information is recorded or reproduced optically.
  • Different types of optical discs have been developed, such as a read-only optical disc, a write-once optical disc capable of additionally recording information, and a rewritable optical disc capable of erasing and re-recording information.
  • the influence of the aberration of the light beam caused by the optical disk increases, and the accuracy of information recording and information reproduction can be improved.
  • the problem becomes difficult.
  • the influence of aberration due to the warp of the optical disk or the error in the thickness of the cover layer that protects the disk recording surface increases.
  • the aberration due to the disc cover layer thickness error is called spherical aberration.
  • a correction element in correcting spherical aberration a collimator lens, a beam expander, or a liquid crystal of an optical pickup is used.
  • a spherical convergence detection signal (error signal) is required to correct spherical aberration.
  • the generation of an error signal that is linear with respect to spherical aberration complicates the configuration of the pickup because it is necessary to add a detection system.
  • spherical aberration correction is usually performed to maximize the RF signal amplitude wobble amplitude, focus error signal sensitivity, amplitude balance, or tracking error signal sensitivity, amplitude, balance, or the RF signal Jitter value ⁇ This is done by so-called optimum value search, which drives the correction element to minimize the error rate.
  • the spherical aberration correction value and the focus target value interfere with each other. That is, when spherical aberration correction is performed, the optimum value of the focus target value varies. For example, assuming that the optimum value of the target value of the focus servo on the disc with the appropriate cover layer thickness is the center of the S-shaped signal, if the spherical aberration is corrected when recording / reproducing discs with different thicknesses, the focus target value Has an optimum value at a position shifted from the center of the S-shaped signal.
  • FIG. 10 is a diagram for explaining the interference between the spherical aberration correction value and the focus target value in correcting the spherical aberration.
  • Figure 10 shows the contour of the jitter value of the read signal with respect to the spherical aberration correction value and the focus target value, and X represents the optimum value (jitter best or system margin center value). Also, if the contour line is an axis object, there is no interference, but if the contour line extends in an oblique direction, it indicates that there is interference.
  • Patent Document 1 A conventional aberration correction apparatus is disclosed in Patent Document 1, for example.
  • This device changes the spherical aberration correction value and the focus target value independently, and searches for the optimum value two-dimensionally based on the tracking error amplitude that is the reference for correction.
  • the spherical aberration correction element is driven from a certain initial value to obtain the optimum value A.
  • This optimum value A is far from the true optimum value X if the initial focus target value is not appropriate.
  • the focus target value is driven to obtain the optimum value B. That is, a two-dimensional search that searches in two directions is performed.
  • Patent Document 2 As another conventional aberration correction apparatus, there is one disclosed in Patent Document 2. This device applies a disturbance to the spherical aberration correction value and the focus target value alternately or simultaneously, calculates the direction of change from the change in the reference signal, and searches for the optimum value in two dimensions.
  • the device of Patent Document 2 is a method that attempts to reach the optimum value in the shortest path possible while detecting the direction approaching the optimum value (sensitivity analysis) as shown in Fig. 11. A dimension search is performed.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-95106
  • Patent Document 2 Japanese Patent Laid-Open No. 2002-342952
  • Patent Document 1 and Patent Document 2 described above a two-dimensional search is performed to obtain the optimum values of the spherical aberration correction value and the focus target value. There is a problem that it takes a long time and the correction operation cannot be performed at high speed.
  • the present invention has been made in view of the above, and has a simple configuration and a correction time when correcting spherical aberration due to variation in the thickness of the light transmission protective layer of the optical recording medium. It is an object of the present invention to provide a recording / reproducing apparatus and a spherical aberration correction method that can be shortened.
  • the present invention provides a recording / reproducing apparatus that records and / or reproduces data by irradiating an optical recording medium with an optical beam.
  • a detector that generates a detection signal in response to an optical pickup, a servo control unit that performs focus servo control by driving the actuator according to a focus target value and a focus error signal, and a spherical aberration correction value.
  • the characteristic value detecting means for detecting the characteristic value of the read signal, the film thickness of the light transmission protective layer formed on the recording layer of the optical storage medium, and the optimum A correlation between the spherical aberration correction value and the focus target value is stored, and based on the correlation, the corresponding spherical aberration correction value and the focus target value corresponding to the film thickness of the light transmission protective layer as a parameter are stored in the spherical aberration.
  • the spherical aberration correction value and the optimum value of the focus target value are set to the spherical aberration correction control unit and the servo based on the characteristic value of the read signal detected while being set in the correction control unit and the servo control unit. And a control means for executing a correction operation set in the control unit.
  • the characteristic value of the read signal is: RF signal 'wobble signal ⁇ focus error signal amplitude ⁇ sensitivity, tracking error signal amplitude ⁇ sensitivity' balance, or RF
  • the signal jitter value should be at least one of the 'error rates'.
  • the control means stores an optimal spherical aberration correction value and focus target value in correspondence with a plurality of film thicknesses of the light transmission protective layer.
  • the film thickness of the light transmission protective layer is selected with reference to the correction table, and the spherical aberration correction value and the focus target value corresponding to the selected film thickness are set to the spherical aberration correction control unit and It is desirable to set in the servo control unit.
  • control means is based on an arithmetic expression that defines a correlation between the film thickness of the light transmission protective layer and the optimum spherical aberration correction value and the focus target value. Then, the spherical aberration correction value and the force target value corresponding to the selected film thickness are calculated, and the calculated spherical aberration correction value and the focus target value are calculated as the spherical aberration correction control unit and the servo. It is desirable to set in the control unit.
  • control means sets the spherical aberration correction value and the focus target value when the characteristic value of the read signal is minimum or maximum as the optimum value. It is desirable to set the spherical aberration correction control unit and the servo control unit.
  • control means execute the correction operation at the time of loading, before recording, or during reproduction.
  • the light transmission protective layer is a Blu-ray Disc.
  • the cover layer or DVD substrate, or the intermediate layer of Blu-ray or DVD multilayer discs is desirable.
  • the present invention performs irradiation of a light beam to an optical recording medium and detection of reflected light for data writing and Z or reading,
  • a spherical aberration correction method for a recording / reproducing apparatus having a beam focus servo mechanism and a spherical aberration correction mechanism, and the corresponding spherical aberration correction value and focus target value with the film thickness of the light transmission protective layer of the optical recording medium as a parameter.
  • a characteristic value of the read signal is detected. Based on the detected characteristic value, the spherical aberration correction value and the optimum value of the focus target value are detected. It is desirable to include a step of setting the spherical aberration correction mechanism and the focus servo mechanism.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a recording / reproducing apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram showing an example of a correction table.
  • Fig. 3-1 shows the structure of Blu-ray Disc.
  • Fig. 3-2 shows the structure of a DVD.
  • FIG. 4 is a schematic diagram for explaining the principle of spherical aberration correction optimum value search processing according to the present embodiment.
  • FIG. 5 is a characteristic diagram showing an example of a relationship between a characteristic value of a read signal, a spherical aberration correction value, and a focus target value.
  • Fig. 6-1 is a flowchart for explaining the operation when loading a disc.
  • Fig. 6-2 is a flowchart for explaining the operation before recording or during playback.
  • FIG. 7 is a flowchart for explaining the operation of the spherical aberration correction optimum value search processing according to the first embodiment.
  • FIG. 8 is a flowchart for explaining the operation of the spherical aberration correction optimum value search processing according to the second embodiment.
  • FIG. 9 is a flowchart for explaining the operation of the spherical aberration correction optimum value search processing according to the third embodiment.
  • FIG. 10 is a diagram for explaining the prior art.
  • FIG. 11 is a diagram for explaining the prior art.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a recording / reproducing apparatus 1 according to Embodiment 1 of the present invention.
  • the recording / reproducing apparatus 1 shown in FIG. 1 includes an objective lens 11 that condenses the light beam, an actuator (not shown) that drives the objective lens 11, and a spherical difference correction unit 12 that corrects the spherical aberration generated in the reflected light beam.
  • an optical pickup 10 including a detector 13 that receives a reflected light beam from the optical disc 100 and generates a detection signal, a spindle motor 20 that rotates the optical disc 100, and a spindle control unit 30 that drives the spindle motor 20.
  • An error detection unit 40 that generates an error signal (FE, TE, CE, etc.) based on the detection signal, a read signal detection unit 50 that generates a read signal based on the detection signal, and a characteristic value of the read signal are detected Characteristic value detection unit 60, servo control unit 70 that performs servo control such as focusing, tracking, and tilt control, and spherical aberration compensation that drives the spherical aberration correction unit 12.
  • a control unit 80 and a controller 90 for setting the optimum values of the spherical aberration correction value and the focus target value in the spherical aberration correction control unit 80 and the servo control unit 70 based on the characteristic value of the read signal.
  • a laser light source (not shown) provided in the optical pickup 10 has a wavelength of 405 nanometers (nm) or 650 nanometers (nm), for example. Emits the light.
  • Laser light source power The emitted light beam is converted into a parallel light beam, condensed by the objective lens 11, and applied to the optical disc 100 (Blu-ray Disc or DVD).
  • the irradiated light beam is reflected by the optical disc 100, and the reflected light is collected by the objective lens 11 and detected by the detector 13 through the spherical aberration correction unit 12.
  • the optical disc 100 is driven to rotate by the spindle motor 20.
  • the photodetector 13 converts the reflected light into an electric signal and generates a detection signal.
  • the detection signal is supplied to the error detection unit 40, and error signals such as a focus error signal (FE), a tracking error signal (TE), and a tilt error signal (CE) are generated.
  • error signals FE, TE, CE, etc.
  • the servo control unit 70 drives the optical pickup 10 by sending a drive signal to an actuator (not shown) provided in the optical pickup 10. That is, the servo control unit 70 operates the actuator with the error signal and drives the objective lens 11 and the optical pickup 10 to form a servo loop such as focusing, tracking, and tilt control, and execute the servo control. Is done.
  • the servo control unit 70 supplies the focus error signal (FE) and a drive signal corresponding to the focus target value set by the controller 90 to the actuator, and activates the objective lens 11 by operating the actuator. Drive.
  • the read signal detection unit 50 generates a read signal based on the detection signal detected by the detector 13 and supplies the read signal to the characteristic value detection unit 60.
  • the characteristic value detector 60 detects the characteristic value of the read signal and supplies it to the controller 90.
  • an RF signal a wobble signal, a focus error signal, a tracking error signal, and the like can be used as the read signal.
  • the read signal characteristics include RF signal 'wobble signal' focus error signal amplitude 'sensitivity, tracking error signal amplitude, sensitivity, balance, RF signal jitter value, spherical aberration amount such as error rate, etc.
  • Various characteristic values that change can be used.
  • the spherical aberration correction control unit 80 supplies the drive signal corresponding to the spherical aberration correction value set by the controller 90 to the aberration correction unit 12, and executes the spherical aberration correction.
  • the spherical aberration correction unit 12 various types such as a collimator lens, a beam expander, or an aberration correction element including a liquid crystal element can be used.
  • the controller 90 controls the entire recording / reproducing apparatus 1, and includes digital signal processing including a microprocessor, ROM (Read Only Memory), RAM (Random Access Memory), and DSP (Digital Signal Processor). Circuit.
  • the controller 90 includes a correction table 91 that stores a relationship between a plurality of film thicknesses D of the light transmission protective layer of the optical disc 100 and spherical aberration correction values CT and focus target values FT that are optimal for the film thicknesses D.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating an example of the correction table 91.
  • the correction table 91 corresponds to a plurality of film thicknesses (Dl, D2, D3, ...-) of the light transmission protective layer of the optical disc 100.
  • the optimum spherical aberration correction values (CT1, CT2, CT3, etc.) and the focus target values (F Tl, FT2, FT3, ...) are stored in the correction table 91.
  • CT1 the optimal spherical aberration correction value CT1 and the optimal focus target value FT1 are read in.
  • This correction table 91 is stored in advance in the recording / reproducing apparatus 1 with the light transmission protective layer.
  • a plurality of optical discs 100 having different film thicknesses D are prepared as samples, and the optimum value of the spherical aberration correction value and the optimum value of the focus target value are measured and stored for each film thickness.
  • the controller 90 refers to the correction table 91, determines the corresponding spherical aberration correction value and focus target value using the film thickness D of the light transmission protective layer as a parameter, and determines the spherical aberration. While setting the correction control unit 80 and the servo control unit 70, the optimum values of the spherical aberration correction value and the focus target value are searched based on the characteristic value of the detected read signal. Then, the controller 90 sets the searched spherical aberration correction value and the optimum focus target value in the spherical aberration correction control unit 80 and the servo control unit 70.
  • FIG. 3A and FIG. 3B are explanatory diagrams for explaining the light transmission protective layer of the optical disc.
  • the light transmission protective layer of an optical disk refers to a portion on the recording layer on the light beam irradiation side of the optical disk.
  • Figure 3-1 shows the structure of Blu-ray Disc 200.
  • a recording layer 202 and a cover layer 203 are formed on a substrate 201, and the light transmission protective layer refers to the cover layer 203.
  • Fig. 3-2 shows the structure of DVD (double-sided type) 300.
  • the DVD 300 has a substrate 301 formed on both sides of the recording layer 302, and the light transmission protective layer refers to the substrate 301.
  • the light transmission protective layer means an intermediate layer.
  • FIG. 4 is a schematic diagram for explaining the principle of the spherical aberration correction optimum value search processing according to the present embodiment.
  • the horizontal axis represents the spherical aberration correction value
  • the vertical axis represents the focus target value.
  • the optimal values of the spherical aberration correction value and the focus target value are searched one-dimensionally.
  • the correlation A between the spherical aberration correction value and the optimum value of the focus target value with respect to the film thickness D of the light transmission protective layer is stored in advance (in this embodiment, correction A (Table 91)
  • correction A Table 91
  • the corresponding spherical aberration correction value and focus target value should be changed to 1 set according to correlation A, that is, using the film thickness D of the light transmission protective layer as a parameter.
  • FIG. 5 is a characteristic diagram showing an example of the relationship between the characteristic value of the read signal, the spherical aberration correction value, and the focus target value.
  • the horizontal axis represents a set of spherical aberration correction values and focus target values
  • the vertical axis represents the characteristic values of the read signal to be detected.
  • the characteristic diagram of the figure shows the case where the characteristic value is the jitter value of the RF signal, such as the error rate.
  • the characteristic value function has a downward convex characteristic, and the minimum value is the optimum value.
  • the function of the characteristic value is less sensitive near the optimum point, and the sensitivity increases as the optimum point force moves away.
  • the function of the characteristic value is spherical
  • the aberration correction value and focus target value are convex upward, and the maximum value is the optimum value.
  • the controller 90 is configured to maximize the characteristic value when the read signal characteristic value RF signal 'wobble signal' focus error signal amplitude'sensitivity or tracking error signal amplitude 'sensitivity' balance.
  • the spherical aberration correction unit 12 and the objective lens 11 are controlled via the spherical aberration correction control unit 80 and the servo control unit 70.
  • the controller 90 is connected to the spherical aberration correction unit via the spherical aberration correction control unit 80 and the servo control unit 70 so that the characteristic value is minimized when the jitter value of the RF signal is an error rate. And control the objective lens.
  • FIGS. 6A and 6B are flowcharts for explaining the execution timing of the spherical aberration correction optimum value search process.
  • Fig. 6-1 in disc loading, disc discrimination (step S1), spindle servo ON (step S2), various controls.
  • Disc playback is performed after control signal adjustment (step S3), focus servo ON (step S4), spherical aberration correction optimum value search processing (step S5), and tracking servo ON (step S6).
  • the spherical aberration correction optimum value search process (step S5) is performed during playback or before recording of the disc, as shown in FIG. 6-2.
  • the spherical aberration correction optimum value search process (step S5) is preferably executed at least after the start (ON) of focus servo control.
  • FIG. 7 is a flowchart for explaining the operation of the spherical aberration correction optimum value search process.
  • the spherical aberration correction optimum value search process shown in FIG. 7 is performed by sequentially selecting the thickness D of the light transmission protective layer in the correction table 91 (see FIG. 2) in order, and the corresponding spherical aberration correction value CT and focus target value. Are set in the spherical aberration correction control unit 80 and the servo control unit 70 until the characteristic value of the read signal becomes the optimum value.
  • the controller 90 selects the film thickness D1 of the first light transmission protective layer in the correction table 91 (see FIG. 2) (step S101), and the corresponding spherical aberration correction value CT1 and the focus are selected.
  • the target value FT1 is read (step S102).
  • the controller 90 sets the spherical aberration correction value CT1 and the force target value FT1 in the spherical aberration correction control unit 80 and the servo control unit 70, respectively (step S103).
  • the servo control unit 70 drives the objective lens 11 by supplying a focus error signal and a drive signal corresponding to the set focus target value FT1 to the actuator in the optical pickup 10. Further, the spherical aberration correction control unit 80 supplies a drive signal corresponding to the set spherical aberration correction value CT1 to the spherical aberration correction unit 12 for driving (step S104).
  • the characteristic value detection unit 60 detects the characteristic value of the read signal input from the read signal detection unit 50 and supplies it to the controller 90 (step S105).
  • the controller 90 determines whether or not the characteristic value is the optimum value (step S106).
  • the characteristic value is the jitter value of the RF signal 'error rate' when the characteristic value starts to decrease (see Fig. 5 above). If the characteristic value is RF signal, wobble signal-focus error signal amplitude ⁇ sensitivity or tracking error signal amplitude ⁇ sensitivity ⁇ balance, the optimum value is determined at the point when the increase in calorific value decreases. can do.
  • step S 106 If it is determined that the characteristic value is not the optimum value (“No” in step S 106), the process returns to step SI 01, and the film thickness D2 of the next light transmission protective layer is set in the correction table 91 and handled accordingly.
  • Spherical aberration correction value CT2 and focus target value FT2 is read, spherical aberration correction value CT2 and focus target value FT2 are set in spherical aberration correction control unit 80 and servo control unit 70, respectively, and the characteristic value is the optimum value
  • the same processing is repeatedly executed until it becomes (Step S101 to Step S106).
  • the spherical difference correction optimum value search process ends.
  • a spherical aberration correction value and a focus target value that are optimal for the thickness of the light transmission protective layer of the inserted optical disc 100 are set.
  • the controller 90 refers to the correction table 91 to determine the film thickness D of the light transmission protective layer. While setting the corresponding spherical aberration correction value CT and focus target value FT as parameters in the spherical aberration correction control unit 80 and servo control unit 70, the spherical aberration correction value based on the characteristic value of the detected read signal Since the optimal value of the focus target value is one-dimensionally searched, the spherical aberration caused by the variation in the thickness of the optically transparent protective layer of the optical disk can be corrected with a simple configuration, and the spherical surface can be corrected. Compared to the two-dimensional search method in which the aberration correction value and the focus target value are independently changed, the optimal value search order can be greatly reduced, and the correction time (search time) is significantly reduced. Can be shortened .
  • Example 1 since the correlation between the spherical aberration correction value and the optimum value of the focus target value with respect to the film thickness D of the light transmission protective layer of the optical disc is held in a table format, The correlation between the spherical aberration correction value and the optimum force target value with respect to the thickness D of the light transmission protective layer can be maintained in a simple form.
  • the characteristic value of the read signal is determined by changing the RF signal, the wobble signal, the focus error signal amplitude 'sensitivity, the tracking error signal amplitude' sensitivity 'balance, or the RF signal jitter value' Since at least one of the error rates is set, the optimum value search can be performed based on the characteristic values of various read signals, and the degree of freedom in design can be improved. Further, according to the first embodiment, the spherical aberration correction value and the focus target value when the characteristic value of the read signal is minimum or maximum are set as the optimum values! It becomes possible to easily search for the optimum value of the focus target value.
  • the spherical aberration correction optimum value search process is executed at the time of loading, before recording, or during reproduction, so that spherical aberration and focus deviation during recording or reproduction are reduced. It becomes possible to correct.
  • Example 1 the power of maintaining the correlation between the spherical aberration correction value and the optimum value of the focus target value with respect to the film thickness D of the light transmission protective layer of the optical disk in a table format.
  • the correlation between the spherical aberration correction value and the optimum value of the focus target value for the film thickness D is held as an arithmetic expression, and the spherical aberration correction corresponding to the film thickness of the selected light transmission protective layer is performed using the arithmetic expression.
  • the spherical aberration correction optimum value search process may be executed by calculating the value and the focus target value.
  • the interval of the film thickness D of the light transmission protective layer is made smaller than when performing processing during recording or during playback. Also good.
  • the light transmission protective layer thicknesses D1, D2, D3, D4, ..., DN are selected.
  • the thickness of the transparent protective layer Dl, D3, D5, D7,..., DN may be selected.
  • the optimum value of the characteristic value of the read signal is not limited to the case where the characteristic value is minimized or maximized, and tolerance of deterioration of the read signal when the spherical aberration correction value and the focus target value are deviated. You may decide to choose a so-called margin center value that is far from the limit force.
  • the spherical aberration correction optimum value search process be performed with the tracking servo closed as well as the focus servo.
  • the quality of the read signal is improved compared to when correction is performed with tracking servo open, so that the correction of the optimum value search can be improved.
  • FIG. 8 is a flowchart for explaining the spherical aberration correction optimum value search processing according to the second embodiment.
  • the force at which the correction operation is completed when the optimum value of the characteristic value of the read signal is detected.
  • all the data in the correction table 91 is used to determine the characteristic value of the read signal. Find the optimal value.
  • the thickness D of the light transmission protective layer in the correction table 91 is sequentially selected, and the characteristic value is detected while changing the corresponding spherical aberration correction value and the focus target value.
  • the optimum value is selected from the stored characteristic values, and the spherical aberration correction value and the focus target value corresponding to the optimum value of the characteristic value are set as the optimum values.
  • the controller 90 selects the film thickness D1 of the first light transmission protective layer in the correction table 91 (see FIG. 2) (step S201), and the corresponding spherical aberration correction value CT1 and the corresponding one.
  • the target waste value FT1 is read (step S202).
  • the controller 90 sets the spherical aberration correction value CT1 and the force target value FT1 in the spherical aberration correction control unit 80 and the servo control unit 70, respectively (step S203).
  • the servo control unit 70 drives the objective lens 11 by supplying a focus error signal and a drive signal corresponding to the set spherical convergence correction value CT 1 to the actuator in the optical pickup 10. Further, the spherical aberration correction control unit 80 supplies a drive signal corresponding to the set spherical aberration correction value CT1 to the aberration correction unit 12 to drive it (step S204).
  • the characteristic value detector 60 detects the characteristic value of the read signal input from the read signal detector 50 and supplies it to the controller 90 (step S205).
  • the controller 90 stores the characteristic value of the read signal detected corresponding to the set spherical aberration correction value CT and the focus target value FT (step S206). After that, the controller 90 determines whether or not the change of the parameter (the light transmission protective layer thickness D) in the correction table 91 has been completed (step S207), and all the parameters have been completed. If not (“No” in step S 207), the process returns to step S 201, referring to the correction table 91 (see FIG. 2), and the thickness of the next light transmission protective layer.
  • step S201 to step S207 The same processing is repeatedly executed until all the parameters of 91 (thickness D of the light transmission protective layer) are completed.
  • the controller 90 selects the optimum value from the stored characteristic values, and The spherical aberration correction value and the focus target value corresponding to the optimal value are set as the optimal values in the spherical aberration correction control unit 80 and the servo control unit 70 (step S208).
  • the spherical aberration correction value and the focus target value may be changed.
  • the optimum value of the characteristic value of the read signal is not limited to the case where the characteristic value is minimum or maximum, but the allowable limit of deterioration of the read signal when the spherical aberration correction value and the focus target value are deviated.
  • a so-called margin center value may be selected which is further away from the center.
  • FIG. 9 is a flowchart for explaining the spherical aberration correction optimum value search processing according to the third embodiment.
  • Example 3 several (at least 3 or more) film thicknesses D of the light transmission protection layer in the correction table 91 are selected (for example, Dl, D5, D10, D15, DN), and the light transmission protection layer of the selected light transmission protection layer is selected.
  • the characteristic value is detected, and the set spherical aberration correction value CT and focus target value FT and the data string of the detected characteristic value are stored. To do.
  • the spherical aberration correction value CT and the focus target value FT where the characteristic value is the optimum value (for example, interpolation calculation, approximation calculation, multivariate analysis, etc.) and calculate Set spherical aberration correction value CT and focus target value FT as optimum values.
  • the controller 90 selects the light transmission protective layer thickness D1 of the correction table 91 (see FIG. 2) (step S301), and reads the corresponding spherical aberration correction value CT1 and focus target value FT1. (Step S302). Controller 90 then sends spherical aberration correction value CT1 and focus target to spherical aberration correction control unit 80 and servo control unit 70. Each value FT1 is set (step S303).
  • the servo control unit 70 drives the objective lens 11 by supplying a focus error signal and a drive signal corresponding to the set spherical convergence correction value CT 1 to the actuator in the optical pickup 10. Further, the spherical aberration correction controller 80 supplies a drive signal corresponding to the set spherical aberration correction value CT1 to the aberration correction unit 12 to drive it (step S304).
  • the characteristic value detector 60 detects the characteristic value of the read signal input from the read signal detector 50 and supplies it to the controller 90 (step S305).
  • the controller 90 stores the set spherical aberration correction value CT1, the focus target value FT1, and the characteristic value of the detected read signal as a data string (step S306).
  • the controller 90 determines whether or not the parameter (e.g., the light transmission protection layer thickness (Dl, D5, D10, D15, DN)) has been changed (step S307). If it is determined that the change has not been completed (“No” in step S 307), the process returns to step S301, and the thickness D5 of the light transmission protective layer in the correction table 91 (see FIG. 2) is set.
  • the parameter e.g., the light transmission protection layer thickness (Dl, D5, D10, D15, DN)
  • step S307 the controller 90 determines whether or not the stored data string (spherical aberration correction value CT, focus target value FT, read signal characteristic value). No! Then, calculate the spherical aberration correction value and focus target value at which the characteristic value is the optimum value (for example, interpolation calculation, approximation calculation, multivariate analysis, etc.) (step S308), and calculate the spherical aberration correction value and focus target value.
  • the controller 90 determines whether or not the stored data string (spherical aberration correction value CT, focus target value FT, read signal characteristic value). No! Then, calculate the spherical aberration correction value and focus target value at which the characteristic value is the optimum value (for example, interpolation calculation, approximation calculation, multivariate analysis, etc.) (step S308), and calculate the spherical aberration correction value and focus target value.
  • the spherical aberration correction control unit 80 and the servo control unit 70 are set as optimum values
  • the optimum value of the characteristic value of the read signal is not limited to the case where the characteristic value is minimum or maximum, but the allowable limit of deterioration of the read signal when the spherical aberration correction value and the focus target value are deviated.
  • the so-called margin, away from force The central value may be selected.
  • the present invention can be easily extended to an apparatus having a servo control mechanism including a tracking servo, a tilt servo, a sled servo, a spindle servo, etc. in addition to the focus servo control, and an optimum value search can be performed.
  • a servo control mechanism including a tracking servo, a tilt servo, a sled servo, a spindle servo, etc. in addition to the focus servo control, and an optimum value search can be performed.
  • the numerical values shown in the above-described embodiments are examples.
  • the recording / reproducing apparatus and the spherical aberration method according to the present invention are useful when performing spherical aberration correction of a light beam of a recording / reproducing apparatus that performs recording and Z or reproduction of an optical recording medium.

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Abstract

コントローラは、補正テーブルを参照して、光透過保護層の膜厚をパラメータとして対応する球面収差補正値およびフォーカス目標値を、球面収差補正制御部およびサーボ制御部に設定しながら、検出された読取信号の特性値に基づいて、球面収差補正値およびフォーカス目標値の最適値を1次元探索する。これにより、光記録媒体における光透過保護層の膜厚のバラツキに起因する球面収差を補正する場合に、簡単な構成でかつ補正時間を短縮する。

Description

明 細 書
記録再生装置、球面収差補正方法
技術分野
[0001] 本発明は、光学式記録媒体の記録再生装置および球面収差補正方法に関し、さら に詳しくは、収差補正及びフォーカスサーボ、トラッキングサーボ等の制御部を有す る記録再生装置および球面収差補正方法に関するものである。
背景技術
[0002] 光学的に情報記録または情報再生が行われる情報記録媒体として、 CD (Compact disc)、 DVD (Digital Video Discま 7こ ίま Digital Versatile Disc)、 Blu— ray Disc 等の光ディスクが知られており、再生専用の光ディスク、情報を追記録することが可 能な追記型光ディスク、情報の消去及び再記録が可能な書き換え型光ディスク等、 種類の異なる光ディスクが開発されている。
[0003] また、光ディスクの高密度化と、その高密度化に対応する光ピックアップ装置及び 記録再生装置の研究開発が進められて 、る。光ディスクの記録再生を行うにあたり、 光がディスクの信号面で焦点を結ぶように光ピックアップを制御するフォーカスサー ボゃ、焦点がディスク上のトラックをトレースするように制御するトラッキングサーボが 行われる。光ディスクの高密度化に対応するため、光ピックアップ装置に備えられて いる対物レンズの開口数(Numerical Aperture:NA)を大きくすることにより、照射径 の小さな光ビームを光ディスクに照射することが考えられている。また、短波長の光ビ ームを用いることで、高密度化への対応が図られている。
[0004] ところが、対物レンズの開口数 NAを大きくしたり、短波長の光ビームを用いると、光 ディスクによる光ビームの収差の影響が大きくなり、情報記録及び情報再生の精度を 向上させることが困難になるという問題が生じる。例えば、光ディスクが反っていたり、 ディスク記録面を保護するカバー層厚みの誤差による収差の影響も大きくなる。特に 、ディスクカバー層の厚み誤差による収差は球面収差と呼ばれ、 Blu— ray Disc等 の高密度ディスクを記録再生する場合は、その影響が大き ヽため球面収差補正を行 う必要がある。 [0005] 球面収差補正における補正素子として、光ピックアップのコリメータレンズまたはビ ームエキスパンダまたは液晶が用いられる。また、球面収差補正を行うために球面収 差検出信号 (エラー信号)が必要である。し力しながら、球面収差に対して線形なエラ 一信号の生成は、検出系を付加する必要があるためピックアップの構成を複雑にす る。したがって、通常、球面収差補正は、 RF信号の振幅'ゥォブル振幅、フォーカス エラー信号の感度 ·振幅 ·バランス、若しくはトラッキングエラー信号の感度 ·振幅 ·バ ランスが最大になるように、または、 RF信号のジッタ値 ·エラー率が最小になるように 補正素子を駆動する、いわゆる最適値探索によって行われる。
[0006] ところで、球面収差補正値とフォーカス目標値は、互いに干渉することが知られて いる。すなわち、球面収差補正を行うとフォーカス目標値の最適値が変動する。例え ば、適正なカバー層厚のディスクにおけるフォーカスサーボの目標値の最適値が S 字信号の中心であるとすると、厚みの異なるディスクを記録再生する場合に球面収差 補正を行うと、フォーカス目標値は S字信号の中心に対してずれたところに最適値を もつ。
[0007] 図 10は、球面収差補正にお!、て球面収差補正値とフォーカス目標値の干渉を説 明するための図である。図 10は、球面収差補正値とフォーカス目標値に対する読取 信号のジッタ値を等高線で示したものであり、 Xが最適値 (ジッタベストまたはシステ ムマージン中心値)を示す。また、等高線が軸対象であれば干渉はないが、等高線 が斜め方向に伸びて 、る場合は干渉があることを示して 、る。
[0008] 従来の収差補正装置としては、例えば、特許文献 1に開示されているものがある。こ の装置は、球面収差補正値とフォーカス目標値を独立に変更し、補正の基準となるト ラッキングエラー振幅に基づ 、て最適値を 2次元探索するものである。特許文献 1の 装置では、図 10において、例えば、ある初期値から球面収差補正素子を駆動して最 適値 Aを得る。この最適値 Aはフォーカス目標値の初期値が適当でない場合には、 真の最適値 Xからは大きく外れた値となる。次に、フォーカス目標値を動力して最適 値 Bを得るという操作を行う。すなわち、 2方向に探索する 2次元探索を行うことになる 。そして、最適値 Xに到達するまで、球面収差補正値の最適値探索とフォーカス目 標値の最適値探索とを交互に繰り返し実行する。 [0009] 他の従来の収差補正装置としては、特許文献 2に開示されて 、るものがある。この 装置は、球面収差補正値とフォーカス目標値を交互または同時に外乱を与えて、基 準信号の変化から変更する方向を算出し、 2次元的に最適値を探索するものである。 特許文献 2の装置では、図 11のように最適値に近づく方向を検出 (感度解析)しなが ら、なるべく最短経路で最適値に到達しょうとする方法である力 特許文献 1と同様に 2次元探索を行うものである。
[0010] 特許文献 1 :特開 2004— 95106号公報
特許文献 2:特開 2002— 342952号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0011] し力しながら、上記特許文献 1および特許文献 2にあっては、球面収差補正値とフ オーカス目標値の最適値を得るために 2次元探索を行って 、るので、探索時間が長 くかかり、補正動作を高速に行うことができないという問題がある。
[0012] 本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、光記録媒体の光透過保護層の膜 厚のバラツキに起因する球面収差を補正する場合に、簡単な構成でかつ補正時間 を短縮することが可能な記録再生装置、球面収差補正方法を提供することを目的と する。
課題を解決するための手段
[0013] 上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、光記録媒体に光ビー ムを照射してデータの記録および Zまたは再生を行う記録再生装置であって、前記 光ビームを集光する対物レンズと、前記対物レンズを駆動するァクチユエータと、反 射光ビームに生じた球面収差を補正するための球面収差補正素子と、および前記光 記録媒体からの反射光ビームを受光して検出信号を生成する検出器と、を含む光ピ ックアップと、フォーカス目標値およびフォーカスエラー信号に従って、前記ァクチュ エータを駆動してフォーカスサーボ制御を実行するサーボ制御部と、球面収差補正 値に従って、前記球面収差補正素子を駆動して球面収差補正を実行する球面収差 補正制御部と、前記検出信号に基づ!、て読取信号の特性値を検出する特性値検出 手段と、光記憶媒体の記録層上に形成された光透過保護層の膜厚と、最適な前記 球面収差補正値および前記フォーカス目標値との相関を記憶しており、当該相関に 基づき前記光透過保護層の膜厚をパラメータとして対応する前記球面収差補正値 および前記フォーカス目標値を、前記球面収差補正制御部および前記サーボ制御 部に設定しながら、検出される前記読取信号の特性値に基づいて、前記球面収差補 正値および前記フォーカス目標値の最適値を前記球面収差補正制御部および前記 サーボ制御部に設定する補正動作を実行する制御手段と、を備えたことを特徴とす る。
[0014] また、本発明の好ましい態様によれば、前記読取信号の特性値は、 RF信号'ゥォ ブル信号 ·フォーカスエラー信号の振幅 ·感度、トラッキングエラー信号の振幅 ·感度 'バランス、または RF信号のジッタ値 'エラー率のうちの少なくとも 1つであることが望 ましい。
[0015] また、本発明の好ましい態様によれば、前記制御手段は、前記光透過保護層の複 数の膜厚に対応させて、最適な球面収差補正値およびフォーカス目標値を記憶した 補正テーブルを有し、当該補正テーブルを参照して、光透過保護層の膜厚を選択し 、選択した膜厚に対応する前記球面収差補正値および前記フォーカス目標値を、前 記球面収差補正制御部および前記サーボ制御部に設定することが望ましい。
[0016] また、本発明の好ましい態様によれば、前記制御手段は、光透過保護層の膜厚と、 最適な前記球面収差補正値および前記フォーカス目標値との相関を規定する演算 式に基づ 、て、選択した膜厚に対応する前記球面収差補正値および前記フォー力 ス目標値を演算し、演算した前記球面収差補正値および前記フォーカス目標値を前 記球面収差補正制御部および前記サーボ制御部に設定することが望ましい。
[0017] また、本発明の好ま ヽ態様によれば、前記制御手段は、前記読取信号の特性値 が最小または最大となったときの前記球面収差補正値および前記フォーカス目標値 を前記最適値として、前記球面収差補正制御部および前記サーボ制御部に設定す ることが望ましい。
[0018] また、本発明の好ましい態様によれば、前記制御手段は、前記補正動作をローディ ング時、記録前、または再生中に実行することが望ましい。
[0019] また、本発明の好ましい態様によれば、前記光透過保護層は、 Blu— ray Discの カバー層もしくは DVDの基板、または Blu— rayや DVDの多層ディスクの中間層で あることが望ましい。
[0020] 上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、データの書込および Z または読出のために、光記録媒体に対する光ビームの照射および反射光検出を行う とともに、光ビームのフォーカスサーボ機構および球面収差補正機構を有する記録 再生装置の球面収差補正方法であって、光記録媒体の光透過保護層の膜厚をパラ メータとして、対応する球面収差補正値およびフォーカス目標値を、前記球面収差補 正機構および前記フォーカスサーボ機構に設定する工程と、読取信号の特性値を検 出し、当該検出した特性値に基づいて、前記球面収差補正値および前記フォーカス 目標値の最適値を前記球面収差補正機構および前記フォーカスサーボ機構に設定 する工程と、を含むことが望ましい。
図面の簡単な説明
[0021] [図 1]図 1は、本発明の実施の形態に係る記録再生装置の構成を示すブロック図であ る。
[図 2]図 2は、補正テーブルの一例を示す図である。
[図 3-1]図 3— 1は、 Blu -ray Discの構造を示す図である。
[図 3- 2]図 3— 2は、 DVDの構造を示す図である。
[図 4]図 4は、本実施の形態に係る球面収差補正最適値探索処理の原理を説明する ための模式図である。
[図 5]図 5は、読取信号の特性値と球面収差補正値およびフォーカス目標値との関係 の一例を示す特性図である。
[図 6-1]図 6— 1は、ディスクロード時の動作を説明するためのフローチャートである。
[図 6-2]図 6— 2は、記録前または再生時の動作を説明するためのフローチャートであ る。
[図 7]図 7は、実施の形態 1に係る球面収差補正最適値探索処理の動作を説明する ためのフローチャートである。
[図 8]図 8は、実施の形態 2に係る球面収差補正最適値探索処理の動作を説明する ためのフローチャートである。 [図 9]図 9は、実施の形態 3に係る球面収差補正最適値探索処理の動作を説明する ためのフローチャートである。
[図 10]図 10は、従来技術を説明するための図である。
[図 11]図 11は、従来技術を説明するための図である。
符号の説明
[0022] 1 記録再生装置
10 光ピックアップ
11 対物レンズ
12 球面収差補正ユニット
13 検出器
20 スピンドノレモータ
30 スピンドル制御部
40 誤差検出部
50 読取信号検出部
60 特性値検出部
70 サーボ制御部
80 球面収差補正制御部
90 コントローラ
100 光ディスク
200 Blu-ray Disc
201 基板
202 記録層
203 カバー層 (光透過保護層)
300 DVD
301 基板 (光透過保護層)
302 記録層
発明を実施するための最良の形態
[0023] 以下に、本発明に係る記録再生装置、球面収差補正方法の最良の形態を図面を 参照して説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。また 、下記実施例における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの或いは実質的 に同一のものが含まれる。
実施例 1
[0024] 図 1は本発明の実施例 1に係る記録再生装置 1の構成を示すブロック図である。図 1に示す記録再生装置 1は、光ビームを集光する対物レンズ 11、対物レンズ 11を駆 動するァクチユエータ (不図示)、反射光ビームに生じた球面収差を補正する球面収 差補正ユニット 12、および光ディスク 100からの反射光ビームを受光して検出信号を 生成する検出器 13を含む光ピックアップ 10と、光ディスク 100を回転駆動するスピン ドルモータ 20と、スピンドルモータ 20を駆動するスピンドル制御部 30と、検出信号に 基づいて誤差信号 (FE、 TE、 CE等)を生成する誤差検出部 40と、検出信号に基づ いて読取信号を生成する読取信号検出部 50と、読取信号の特性値を検出する特性 値検出部 60と、フォーカシング、トラッキング、およびチルト制御等のサーボ制御を実 行するサーボ制御部 70と、球面収差補正ユニット 12を駆動する球面収差補正制御 部 80と、読取信号の特性値に基づいて、球面収差補正値およびフォーカス目標値 の最適値を球面収差補正制御部 80およびサーボ制御部 70に設定するコントローラ 90とを有して!/ヽる。
[0025] 図 1に示す記録再生装置 1は、光ピックアップ 10内に設けられたレーザ光源(図示 しない)は、例えば、波長え =405ナノメートル (nm)または 650ナノメートル (nm)のレ 一ザ光を発する。レーザ光源力 射出された光ビームは平行光ビームにされ、対物 レンズ 11により集光されて光ディスク 100 (Blu— ray Discまたは DVD)に照射され る。照射された光ビームは光ディスク 100により反射され、反射光は対物レンズ 11で 集光され、球面収差補正ユニット 12を経て検出器 13で検出される。また、光ディスク 100はスピンドルモータ 20により回転駆動される。
[0026] 光検出器 13は、反射光を電気信号に変換して検出信号を生成する。当該検出信 号は、誤差検出部 40に供給され、フォーカスエラー信号 (FE)、トラッキングエラー信 号 (TE)、チルトエラー信号 (CE)等の誤差信号が生成される。これら誤差信号 (FE 、 TE、 CE等)はサーボ制御部 70に供給され、位相補償等がなされる。 [0027] サーボ制御部 70は、光ピックアップ 10に設けられたァクチユエータ(図示しない)に 駆動信号を送出し、光ピックアップ 10を駆動する。すなわち、サーボ制御部 70は、上 記誤差信号によりァクチユエータを作動させ、対物レンズ 11および光ピックアップ 10 を駆動することによって、フォーカシング、トラッキング、およびチルト制御等のサーボ ループが形成され、サーボ制御が実行される。フォーカス制御を行う場合は、サーボ 制御部 70は、フォーカスエラー信号 (FE)およびコントローラ 90によって設定される フォーカス目標値に応じた駆動信号をァクチユエータに供給して、ァクチユエータを 作動させることにより対物レンズ 11を駆動する。
[0028] 読取信号検出部 50は、検出器 13で検出された検出信号に基づいて読取信号を 生成して特性値検出部 60に供給する。特性値検出部 60は、読取信号の特性値を 検出して、コントローラ 90に供給する。
[0029] ここで、読取信号としては、 RF信号、ゥォブル信号、フォーカスエラー信号、および トラッキングエラー信号等の 1または複数を使用することができる。また、読取信号の 特性値としては、 RF信号'ゥォブル信号'フォーカスエラー信号の振幅'感度、トラッ キングエラー信号の振幅.感度 ·バランス、または RF信号のジッタ値 ·エラー率等の 球面収差量に従って変化する各種の特性値を使用することができる。
[0030] 球面収差補正制御部 80は、コントローラ 90により設定される球面収差補正値に応 じた駆動信号を収差補正ユニット 12に供給して球面収差補正を実行する。球面収差 補正ユニット 12は、コリメータレンズ、ビームエキスパンダ、または液晶素子を備えた 収差補正素子等、種々のものを用いることができる。
[0031] コントローラ 90は、記録再生装置 1の全体を制御するものであり、マイクロプロセッ サ、 ROM (Read Only Memory)、 RAM (Random Access Memory)、および DSP ( Digital Signal Processor)を含むデジタル信号処理回路である。コントローラ 90は、 光ディスク 100の光透過保護層の複数の膜厚 Dと、当該膜厚 Dに最適な球面収差補 正値 CTおよびフォーカス目標値 FTとの関係を記憶した補正テーブル 91を備えて ヽ る。
[0032] 図 2は、補正テーブル 91の一例を示す図である。補正テーブル 91は、図 2に示す ように、光ディスク 100の光透過保護層の複数の膜厚 (Dl、 D2、 D3、 · · -)に対応さ せて、最適な球面収差補正値 (CT1、 CT2、 CT3、 · · およびフォーカス目標値 (F Tl、 FT2、 FT3、 · · ·)を記憶している。かかる補正テーブル 91では、光透過保護層 の厚さ D1が選択された場合には、球面収差補正値の最適値 CT1およびフォーカス 目標値の最適値 FT1がリードされる。この補正テーブル 91は、予め記録再生装置 1 において、光透過保護層の膜厚 Dの異なる複数の光ディスク 100をサンプルとして用 意し、各膜厚毎に、球面収差補正値の最適値およびフォーカス目標値の最適値を測 定して記憶したものである。
[0033] コントローラ 90は、球面収差補正最適値探索処理において、補正テーブル 91を参 照して、光透過保護層の膜厚 Dをパラメータとして対応する球面収差補正値および フォーカス目標値を、球面収差補正制御部 80およびサーボ制御部 70に設定しなが ら、検出された読取信号の特性値に基づいて、球面収差補正値およびフォーカス目 標値の最適値を探索する。そして、コントローラ 90は、探索した球面収差補正値およ びフォーカス目標値の最適値を球面収差補正制御部 80およびサーボ制御部 70に 設定する。
[0034] 図 3— 1および図 3— 2は、光ディスクの光透過保護層を説明するための説明図で ある。本明細書においては、光ディスクの光透過保護層とは、光ディスクにおいて光 ビーム照射側の記録層上の部位をいう。図 3— 1は、 Blu— ray Disc200の構造を 示す図である。 Blu -ray Disc200は、図 3—1に示すように、基板 201上に、記録 層 202、カバー層 203が形成されており、光透過保護層とはカバー層 203のことをい う。図 3— 2は、 DVD (両面タイプ) 300の構造を示す図である。 DVD300は、図 3— 2に示すように、記録層 302の両側に基板 301が形成されており、光透過保護層とは 基板 301のことをいう。また、図示は省略するが、 Blu -ray DISCや DVDの多層デ イスクの場合には、光透過保護層とは中間層のことをいう。
[0035] 図 4は、本実施の形態に係る球面収差補正最適値探索処理の原理を説明するた めの模式図である。図 4において、横軸は球面収差補正値、縦軸はフォーカス目標 値を示している。本実施の形態では、球面収差補正値およびフォーカス目標値の最 適値を一次元探索している。予め光透過保護層の膜厚 Dに対する球面収差補正値 およびフォーカス目標値の最適値の相関 Aを記憶しておき (本実の形態では、補正 テーブル 91)、最適値探索の際には、相関 Aに従って、すなわち、光透過保護層の 膜厚 Dをパラメータとして、対応する球面収差補正値およびフォーカス目標値を 1セ ットにして変更することにより一次元探索を行う。力かる一次元探索を行うことにより、 球面収差補正値とフォーカス目標値をそれぞれ独立に変更する方法に比して大幅 に最適値探索の次数を下げることができ、補正時間 (探索時間)を格段に短縮するこ とがでさる。
[0036] 図 5は、読取信号の特性値と球面収差補正値およびフォーカス目標値との関係の 一例を示す特性図である。同図において、横軸は、球面収差補正値とフォーカス目 標値との組、縦軸は、検出される読取信号の特性値を示している。同図の特性図は、 特性値が RF信号のジッタ値 'エラー率等の場合を示している。同図に示すように、特 性値の関数は、下に凸の特性を有しており、その最小値が最適値となる。また、特性 値の関数は、最適点近傍では感度が小さぐ最適点力 離れるにつれて感度が大き くなつている。
[0037] なお、読取信号の特性値として、 RF信号'ゥォブル信号'フォーカスエラー信号の 振幅 ·感度またはトラッキングエラー信号の振幅 ·感度 ·バランス等を使用した場合に は、特性値の関数は、球面収差補正値およびフォーカス目標値に対して上に凸の特 性となり、その最大値が最適値となる。
[0038] 上記コントローラ 90は、読取信号の特性値力 RF信号'ゥォブル信号'フォーカス エラー信号の振幅'感度またはトラッキングエラー信号の振幅 '感度'バランスの場合 には、特性値が最大となるように、球面収差補正制御部 80およびサーボ制御部 70を 介して、球面収差補正ユニット 12および対物レンズ 11を制御する。また、上記コント ローラ 90は、 RF信号のジッタ値 'エラー率の場合には、特性値が最小となるように、 球面収差補正制御部 80およびサーボ制御部 70を介して、球面収差補正ユニットお よび対物レンズを制御する。
[0039] 上記した記録再生装置 1の球面収差補正最適値探索処理を図 6および図 7を参照 して、具体的に説明する。図 6— 1および図 6— 2は、球面収差補正最適値探索処理 の実行タイミングを説明するためのフローチャートである。図 6—1において、ディスク ロードでは、ディスク判別(ステップ S1)、スピンドルサーボ ON (ステップ S2)、各種制 御信号調整 (ステップ S3)、フォーカスサーボ ON (ステップ S4)、球面収差補正最適 値探索処理 (ステップ S5)、トラッキングサーボ ON (ステップ S6)の後にディスク再生 が行われる。また、球面収差補正最適値探索処理 (ステップ S5)は、図 6— 2に示す ように、ディスクの再生中または記録前にも行われる。球面収差補正最適値探索処 理 (ステップ S5)は、少なくともフォーカスサーボの制御の開始 (ON)後に実行するの が望ましい。
[0040] 図 7は、球面収差補正最適値探索処理の動作を説明するためのフローチャートで ある。図 7に示す球面収差補正最適値探索処理は、補正テーブル 91 (図 2参照)の 光透過保護層の膜厚 Dを順番に順次選択しながら、対応する球面収差補正値 CTお よびフォーカス目標値を球面収差補正制御部 80およびサーボ制御部 70に設定し、 読取信号の特性値が最適値となるまで行われる。
[0041] 図 7において、コントローラ 90は、補正テーブル 91 (図 2参照)の最初の光透過保 護層の膜厚 D1を選択し (ステップ S101)、対応する球面収差補正値 CT1およびフォ 一カス目標値 FT1をリードする(ステップ S102)。そして、コントローラ 90は、球面収 差補正制御部 80およびサーボ制御部 70に、球面収差補正値 CT1およびフォー力 ス目標値 FT1をそれぞれ設定する (ステップ S103)。
[0042] これに応じて、サーボ制御部 70は、フォーカスエラー信号および設定されたフォー カス目標値 FT1に応じた駆動信号を光ピックアップ 10内のァクチユエータに供給し て対物レンズ 11を駆動する。また、球面収差補正制御部 80は、設定された球面収 差補正値 CT1に応じた駆動信号を球面収差補正ユニット 12に供給して駆動する (ス テツプ S 104)。
[0043] そして、特性値検出部 60は、読取信号検出部 50から入力される読取信号の特性 値を検出して、コントローラ 90に供給する (ステップ S105)。コントローラ 90は、特性 値が最適値である力否かを判断する (ステップ S 106)。ここで、特性値が最適値であ るカゝ否かの判断は、特性値が RF信号のジッタ値'エラー率の場合には、特性値が減 少から増加に転じた時点 (上記図 5参照)、または、特性値が RF信号,ゥォブル信号- フォーカスエラー信号の振幅 ·感度またはトラッキングエラー信号の振幅 ·感度 ·バラ ンスの場合には、増カロから減少に転じた時点を最適値と判断することができる。 [0044] 特性値が最適値でないと判断した場合には (ステップ S 106の「No」)、ステップ SI 01に戻り、補正テーブル 91に次の光透過保護層の膜厚 D2を設定し、対応する球面 収差補正値 CT2およびフォーカス目標値 FT2をリードして、球面収差補正制御部 8 0およびサーボ制御部 70に、球面収差補正値 CT2およびフォーカス目標値 FT2を それぞれ設定し、特性値が最適値となるまで、同様の処理を繰り返し実行する (ステ ップ S 101〜ステップ S 106)。
[0045] 特性値が最適値であると判断した場合には (ステップ S 106の「Yes」 )、当該球面収 差補正最適値探索処理を終了する。これにより、投入された光ディスク 100の光透過 保護層の膜厚に最適な球面収差補正値およびフォーカス目標値が設定されることに なる。
[0046] 以上説明したように、実施例 1によれば、球面収差補正最適値探索処理にお!、て、 コントローラ 90は、補正テーブル 91を参照して、光透過保護層の膜厚 Dをパラメータ として対応する球面収差補正値 CTおよびフォーカス目標値 FTを、球面収差補正制 御部 80およびサーボ制御部 70に設定しながら、検出された読取信号の特性値に基 づいて、球面収差補正値およびフォーカス目標値の最適値を 1次元探索することとし たので、光ディスクの光透過保護層の膜厚のバラツキに起因する球面収差を簡単な 構成で高精度に補正することができ、また、球面収差補正値とフォーカス目標値をそ れぞれ独立に変更して 2次元探索する方法に比して大幅に最適値探索の次数を下 げることができ、補正時間 (探索時間)を格段に短縮することが可能となる。
[0047] また、実施例 1によれば、光ディスクの光透過保護層の膜厚 Dに対する球面収差補 正値およびフォーカス目標値の最適値の相関をテーブル形式で保持することとした ので、光ディスクの光透過保護層の膜厚 Dに対する球面収差補正値およびフォー力 ス目標値の最適値の相関を簡単な形態で保持することが可能となる。
[0048] また、実施例 1によれば、読取信号の特性値を、 RF信号 ·ゥォブル信号 ·フォーカス エラー信号の振幅'感度、トラッキングエラー信号の振幅 '感度'バランス、または RF 信号のジッタ値 'エラー率のうちの少なくとも 1つとしているので、各種の読取信号の 特性値に基づいて、最適値探索を行うことができ、設計の自由度を向上させることが 可能となる。 [0049] また、実施例 1によれば、読取信号の特性値が最小または最大となったときの球面 収差補正値およびフォーカス目標値を最適値として!、るので、球面収差補正値およ びフォーカス目標値の最適値を簡易に探索することが可能となる。
[0050] また、実施例 1によれば、球面収差補正最適値探索処理をローデイング時、記録前 、または再生中に実行することとしたので、記録または再生中の球面収差およびフォ 一カスずれを補正することが可能となる。
[0051] なお、実施例 1では、光ディスクの光透過保護層の膜厚 Dに対する球面収差補正 値およびフォーカス目標値の最適値の相関をテーブル形式で保持することとした力 光ディスクの光透過保護層の膜厚 Dに対する球面収差補正値およびフォーカス目標 値の最適値の相関を演算式として保持しておき、当該演算式を使用して、選択した 光透過保護層の膜厚に対応する球面収差補正値およびフォーカス目標値を演算し て、球面収差補正最適値探索処理を実行することにしても良い。
[0052] また、球面収差補正最適値探索処理を記録前に行う場合は、ローデイング時や再 生中に行う場合に比して、光透過保護層の膜厚 Dの間隔を小さくすることにしても良 い。例えば、補正テーブル 91において、記録前に行う場合は、光透過保護層の膜厚 Dl、 D2、 D3、 D4、 · · ·、 DNを選択する一方、再生中や記録前に行う場合は、光透 過保護層の膜厚 Dl、 D3、 D5、 D7、 · · ·、 DNを選択することにしても良い。これによ り、記録時は、球面収差およびフォーカスずれを高精度に補正し、他方、ローデイン グ時ゃ再生中は、より高速に補正動作を行うことができる。
[0053] また、読取信号の特性値の最適値は、特性値が最小または最大となった場合に限 られるものではなぐ球面収差補正値とフォーカス目標値がずれた場合の読取信号 の劣化の許容限界力 より離れた、いわゆるマージン中心値を選ぶことにしても良い
[0054] また、球面収差補正最適値探索処理は、フォーカスサーボだけでなくトラッキングサ ーボをクローズした状態で行うことが望まし 、。トラッキングサーボクローズで補正を行 つた場合は、トラッキングサーボオープンで補正を行う場合に比して、読取信号の品 質が向上するため最適値探索の補正を向上させることができる。
[0055] また、読取信号は光ディスクの再生する場所によってバラツキを有するため、スティ ル再生で同じ場所で球面収差補正を行うことが望ましい。これにより読取信号のバラ ツキを軽減でき、補正精度を向上させることができる。
実施例 2
[0056] 図 8は、実施例 2に係る球面収差補正最適値探索処理を説明するためのフローチ ヤートである。上記実施例 1では、読取信号の特性値の最適値を検出した時点で補 正動作を終了している力 実施例 2では、補正テーブル 91内の全データを使用して 読取信号の特性値の最適値を検出する。具体的には、実施例 2では、補正テーブル 91の光透過保護層の厚さ Dを順次選択して、対応する球面収差補正値およびフォ 一カス目標値を変更しながら特性値を検出して記憶し、記憶した特性値の中から最 適値を選択し、当該特性値の最適値に対応する球面収差補正値およびフォーカス 目標値を最適値として設定する。
[0057] 図 8において、コントローラ 90は、補正テーブル 91 (図 2参照)の最初の光透過保 護層の膜厚 D1を選択し (ステップ S 201)、対応する球面収差補正値 CT1およびフォ 一カス目標値 FT1をリードする(ステップ S202)。そして、コントローラ 90は、球面収 差補正制御部 80およびサーボ制御部 70に、球面収差補正値 CT1およびフォー力 ス目標値 FT1をそれぞれ設定する (ステップ S203)。
[0058] これに応じて、サーボ制御部 70は、フォーカスエラー信号および設定された球面収 差補正値 CT1に応じた駆動信号を光ピックアップ 10内のァクチユエータに供給して 対物レンズ 11を駆動する。また、球面収差補正制御部 80は、設定された球面収差 補正値 CT1に応じた駆動信号を収差補正ユニット 12に供給して駆動する (ステップ S204)。
[0059] 特性値検出部 60は、読取信号検出部 50から入力される読取信号の特性値を検出 して、コントローラ 90に供給する(ステップ S205)。コントローラ 90は、設定した球面 収差補正値 CTおよびフォーカス目標値 FTに対応させて検出した読取信号の特性 値を記憶する(ステップ S206)。この後、コントローラ 90は、補正テーブル 91のパラメ ータ (光透過保護層の膜厚 D)の変更が全て終了したカゝ否かを判断し (ステップ S 20 7)、パラメータが全て終了していないと判断した場合 (ステップ S 207の「No」)、ステ ップ S201に戻り、補正テーブル 91 (図 2参照)を参照して、次の光透過保護層の厚 さ D2を設定し、当該設定した光透過保護層の厚さ D2に対応する球面収差補正値 C T2およびフォーカス目標値 FT2を設定して、同様に読取信号の特性値を検出し、補 正テーブル 91のパラメータ(光透過保護層の膜厚 D)が全て終了するまで同様の処 理を繰り返し実行する(ステップ S201〜ステップ S207)。
[0060] 他方、補正テーブル 91のパラメータ (光透過保護層の膜厚 D)の変更が終了した場 合には、コントローラ 90は、記憶した特性値の中から最適値を選択し、当該特性値の 最適値に対応する球面収差補正値およびフォーカス目標値を球面収差補正制御部 80およびサーボ制御部 70に最適値として設定する (ステップ S208)。
[0061] なお、実施例 2では、補正テーブル 91の全てのパラメータを使用することとしたが、 予想される光透過保護層の膜厚 Dのバラツキの範囲内(例えば、 D5〜DN— 5)で、 球面収差補正値およびフォーカス目標値を変更することにしても良い。また、読取信 号の特性値の最適値は、特性値が最小または最大となった場合に限られるものでは なぐ球面収差補正値とフォーカス目標値がずれた場合の読取信号の劣化の許容限 界カもより離れた、いわゆるマージン中心値を選ぶことにしても良い。
実施例 3
[0062] 図 9は、実施例 3にかかる球面収差補正最適値探索処理を説明するためのフロー チャートである。実施例 3では、補正テーブル 91内の光透過保護層の膜厚 Dを数点( 少なくとも 3点以上)選択し (例えば、 Dl、 D5、 D10、 D15、 DN)、選択した光透過 保護層の膜厚 Dに対応する球面収差補正値 CTおよびフォーカス目標値 FTを設定 しながら、特性値を検出し、設定した球面収差補正値 CTおよびフォーカス目標値 F T、並びに検出した特性値のデータ列を記憶する。そして、記憶したデータ列に基づ V、て特性値が最適値となる球面収差補正値 CTおよびフォーカス目標値 FTを演算し (例えば、補間演算、近似演算、多変量解析等)し、演算した球面収差補正値 CTお よびフォーカス目標値 FTを最適値として設定する。
[0063] 図 9において、コントローラ 90は、補正テーブル 91 (図 2参照)の光透過保護層の 膜厚 D1を選択し (ステップ S301)、対応する球面収差補正値 CT1およびフォーカス 目標値 FT1をリードする (ステップ S302)。そして、コントローラ 90は、球面収差補正 制御部 80およびサーボ制御部 70に、球面収差補正値 CT1およびフォーカス目標 値 FT1をそれぞれ設定する (ステップ S303)。
[0064] これに応じて、サーボ制御部 70は、フォーカスエラー信号および設定された球面収 差補正値 CT1に応じた駆動信号を光ピックアップ 10内のァクチユエータに供給して 対物レンズ 11を駆動する。また、球面収差補正制御部 80は、設定された球面収差 補正値 CT1に応じた駆動信号を収差補正ユニット 12に供給して駆動する (ステップ S304)。
[0065] 特性値検出部 60は、読取信号検出部 50から入力される読取信号の特性値を検出 して、コントローラ 90に供給する(ステップ S305)。コントローラ 90は、設定した球面 収差補正値 CT1およびフォーカス目標値 FT1、検出した読取信号の特性値をデー タ列として記憶する (ステップ S306)。この後、コントローラ 90は、パラメータ (例えば、 光透過保護層の膜厚 (Dl、 D5、 D10、 D15、 DN) )の変更が終了したカゝ否かを判 断し (ステップ S307)、パラメータの変更が終了していないと判断した場合 (ステップ S 307の「No」)、ステップ S301に戻り、補正テーブル 91 (図 2参照)の光透過保護層 の厚さ D5を設定し、当該設定した光透過保護層の厚さ D5に対応する球面収差補 正値 CT5およびフォーカス目標値 FT5を設定して、同様に読取信号の特性値を検 出し、補正テーブル 91のパラメータ (光透過保護層の膜厚 D)の変更が終了するまで 同様の処理を繰り返し実行する (ステップ S 301〜ステップ S 307)。
[0066] 他方、パラメータの変更が終了した場合 (ステップ S307の「Yes」 )、コントローラ 90 は、記憶したデータ列(球面収差補正値 CT、フォーカス目標値 FT、読取信号の特 性値)に基づ!、て、特性値が最適値となる球面収差補正値およびフォーカス目標値 を演算 (例えば、補間演算、近似演算、多変量解析等)し (ステップ S308)、演算した 球面収差補正値およびフォーカス目標値を球面収差補正制御部 80およびサーボ制 御部 70に最適値として設定する (ステップ S309)。
[0067] 実施例 3によれば、補正テーブル 91内のパラメータ (光透過保護層の膜厚 D)を数 点選択して、球面収差補正値およびフォーカス目標値の最適値を演算して!/、るので 、高速な補正動作が可能となる。また、読取信号の特性値の最適値は、特性値が最 小または最大となった場合に限られるものではなぐ球面収差補正値とフォーカス目 標値がずれた場合の読取信号の劣化の許容限界力 より離れた、いわゆるマージン 中心値を選ぶことにしても良い。
[0068] なお、本発明では、フォーカスサーボ制御以外にトラッキングサーボ、チルトサーボ 、スレッドサーボまたはスピンドルサーボ等を含むサーボ制御機構を有した装置にも 容易に拡張して、最適値探索が可能である。なお、上記した実施例において示した 数値等は例示である。
産業上の利用可能性
[0069] 本発明に係る記録再生装置および球面収差方法は、光学式記録媒体の記録およ び Zまたは再生を行う記録再生装置の光ビームの球面収差補正を行う場合に有用 であり、特に、対物レンズの開口数 NAが大きぐかつ短波長の光ビームが使用され る高密度記録媒体である Blu— ray Discや DVDを使用するシステムに適して ヽる。

Claims

請求の範囲
[1] 光記録媒体に光ビームを照射してデータの記録および Zまたは再生を行う記録再 生装置であって、
前記光ビームを集光する対物レンズと、前記対物レンズを駆動するァクチユエータ と、反射光ビームに生じた球面収差を補正するための球面収差補正素子と、および 前記光記録媒体からの反射光ビームを受光して検出信号を生成する検出器と、を含 む光ピックアップと、
フォーカス目標値およびフォーカスエラー信号に従って、前記ァクチユエ一タを駆 動してフォーカスサーボ制御を実行するサーボ制御部と、
球面収差補正値に従って、前記球面収差補正素子を駆動して球面収差補正を実 行する球面収差補正制御部と、
前記検出信号に基づいて読取信号の特性値を検出する特性値検出手段と、 光記憶媒体の記録層上に形成された光透過保護層の膜厚と、最適な前記球面収 差補正値および前記フォーカス目標値との相関を記憶しており、当該相関に基づき 前記光透過保護層の膜厚をパラメータとして対応する前記球面収差補正値および 前記フォーカス目標値を、前記球面収差補正制御部および前記サーボ制御部に設 定しながら、検出される前記読取信号の特性値に基づいて、前記球面収差補正値 および前記フォーカス目標値の最適値を前記球面収差補正制御部および前記サー ボ制御部に設定して補正動作を実行する制御手段と、
を備えたことを特徴とする記録再生装置。
[2] 前記読取信号の特性値は、 RF信号 ·ゥォブル信号 ·フォーカスエラー信号の振幅 · 感度、トラッキングエラー信号の振幅 '感度'バランス、または RF信号のジッタ値 'エラ 一率のうちの少なくとも 1つであることを特徴とする請求項 1に記載の記録再生装置。
[3] 前記制御手段は、前記光透過保護層の複数の膜厚に対応させて、最適な球面収 差補正値およびフォーカス目標値を記憶した補正テーブルを有し、当該補正テープ ルを参照して、前記光透過保護層の膜厚を選択し、選択した膜厚に対応する前記球 面収差補正値および前記フォーカス目標値を、前記球面収差補正制御部および前 記サーボ制御部に設定することを特徴とする請求項 1に記載の記録再生装置。
[4] 前記制御手段は、光透過保護層の膜厚と、最適な前記球面収差補正値および前 記フォーカス目標値との相関を規定する演算式に基づいて、選択した膜厚に対応す る前記球面収差補正値および前記フォーカス目標値を演算し、演算した前記球面収 差補正値および前記フォーカス目標値を前記球面収差補正制御部および前記サー ボ制御部に設定することを特徴とする請求項 1に記載の記録再生装置。
[5] 前記制御手段は、前記読取信号の特性値が最小または最大となったときの前記球 面収差補正値および前記フォーカス目標値を前記最適値として、前記球面収差補 正制御部および前記サーボ制御部に設定することを特徴とする請求項 1に記載の記 録再生装置。
[6] 前記制御手段は、前記補正動作をローデイング時、記録前、または再生中に実行 することを特徴とする請求項 1に記載の記録再生装置。
[7] 前記光透過保護層は、 Blu— ray Discのカバー層もしくは DVDの基板、または Bl u— rayや DVDの多層ディスクの中間層であることを特徴とする請求項 1に記載の記 録再生装置。
[8] データの書込および Zまたは読出のために、光記録媒体に対する光ビームの照射 および反射光検出を行うとともに、光ビームのフォーカスサーボ機構および球面収差 補正機構を有する記録再生装置の球面収差補正方法であって、
光記録媒体の光透過保護層の膜厚をパラメータとして、対応する球面収差補正値 およびフォーカス目標値を、前記球面収差補正機構および前記フォーカスサーボ機 構に設定する工程と、
読取信号の特性値を検出し、当該検出した特性値に基づいて、前記球面収差補 正値および前記フォーカス目標値の最適値を前記球面収差補正機構および前記フ オーカスサーボ機構に設定する工程と、
を含むことを特徴とする球面収差補正方法。
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