WO2007111114A1 - 光学式記録再生装置 - Google Patents

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liquid crystal
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optical recording
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Shinichi Fujinoki
Hisao Tanaka
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    • G11B7/0908—Disposition 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 for focusing only
    • G11B7/0909—Disposition 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 for focusing only by astigmatic methods

Definitions

  • the present invention relates to a technique for correcting wavefront aberration generated by an optical pickup that records or reads information on an optical recording medium such as an optical disk, and in particular, a liquid crystal optical element having a birefringent liquid crystal layer.
  • the present invention relates to a technique for correcting wavefront aberrations using the.
  • An optical pickup is a device that collects a light beam on a signal recording surface of an optical recording medium such as an optical disc and detects a return light beam reflected by the signal recording surface.
  • Wavefront aberrations that occur during optical pick-up include, for example, astigmatism caused by deviations from the shape of the optical component that directs the light beam to the optical recording medium or from its design position, and the optical axis of the signal recording surface normal. Examples include coma due to force gradient and spherical aberration due to variations in the thickness of the cover layer covering the signal recording surface. These wavefront aberrations, for example, cause distortion of the spot shape of the light beam irradiated on the signal recording surface, thereby reducing the reproduction characteristics and recording characteristics.
  • liquid crystal correction element a liquid crystal optical element having a birefringent liquid crystal layer
  • Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 2005-122828
  • Patent Document 2 US Patent Application Publication No. 2005Z083824 disclose conventional techniques related to liquid crystal correction elements.
  • a general liquid crystal correction element has two electrode layers facing each other and a liquid crystal layer sealed between these electrode layers. At least one of these two electrode layers has an electrode pattern composed of a plurality of electrode segments in order to correct the wavefront aberration component.
  • the drive circuit can give a desired electric field distribution to the liquid crystal layer between the electrode layers by individually applying a drive voltage to these electrode segments.
  • the liquid crystal molecules in the liquid crystal layer are aligned according to this electric field distribution. Accordingly, a light transmission medium having a locally different refractive index distribution is obtained. Since the optical path length of the light beam is proportional to the product of the refractive index and the geometric distance of the light transmission medium, it is possible to obtain a refractive index distribution that can cancel the wavefront aberration.
  • the drive circuit calls a correction data set stored in advance in the nonvolatile memory, and generates a drive voltage to be applied to each electrode segment according to the value of the correction data set.
  • the value of the correction data set is, for example, a refractive index distribution that properly corrects astigmatism components and spherical aberration components. Set to occur in layers. If the wavefront aberration is properly corrected, the distortion of the spot shape of the optical beam applied to the optical recording medium is corrected, and the RF signal level increases, resulting in an improvement in the utilization efficiency of the light beam.
  • Patent Document 1 JP-A-2005-122828
  • Patent Document 2 US Patent Application Publication No. 2005Z083824 (corresponding to Patent Document 1 corresponding to US Application)
  • a main object of the present invention is to provide an optical recording / reproducing apparatus capable of suppressing the generation of noise components in a servo signal while preventing a decrease in the utilization efficiency of the light beam. is there.
  • An optical recording / reproducing apparatus includes a light source that emits a light beam and a liquid crystal layer disposed between two electrode layers facing each other, and changes the phase of the light beam. Liquid crystal correction element to be adjusted and the modulated light beam on the signal recording surface of the optical recording medium
  • An optical recording / reproducing apparatus including an optical pickup having an objective lens for condensing and an optical system for guiding the light beam to the liquid crystal correction element, wherein a plurality of refractive indexes to be formed by the liquid crystal correction element
  • a memory for storing a plurality of correction data sets each corresponding to a distribution, an operation mode control unit for specifying an operation mode of the optical pickup, and correction data corresponding to the operation mode specified by the operation mode control unit A set is selectively read from the memory, a liquid crystal element control unit that applies a drive voltage corresponding to the read correction data set to the electrode layer, and a return light beam reflected by the signal recording surface
  • a signal detection unit that generates a servo signal and an
  • FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an optical recording / reproducing apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing the structure of a liquid crystal element.
  • FIG. 3 is a graph schematically showing the relationship between drive voltage and optical path length.
  • FIG. 4 is a diagram schematically showing an example of an electrode structure.
  • FIG. 5 (A) and FIG. 5 (B) are diagrams schematically showing an example of an electrode structure.
  • FIG. 6 is a graph showing the measurement level of the crosstalk component (noise component) with respect to the ⁇ 45 degree component of astigmatism.
  • FIG. 7 is a flowchart schematically showing the procedure of seek control processing.
  • FIG. 8 is a flow chart schematically showing a procedure of control processing in the OPC operation mode.
  • FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an optical recording / reproducing apparatus 1 according to an embodiment of the present invention.
  • the recording / reproducing apparatus 1 includes an optical pickup 3, a spindle motor 24, a motor control unit 23, light source drivers 25A and 25B, a signal detection unit 30, a controller 31, a liquid crystal element control unit 32, an amplification circuit 33, a temperature sensor 34, and a drive. Means 35 are provided.
  • the controller 31 has a function of controlling the operation of each of these components 32, 25A, 25B, 30, 32, 33, and 34, and can be realized by a microcomputer, for example.
  • the controller 31 and the liquid crystal element control unit 32 have forces that are independent from each other. These can be realized by a single microcomputer.
  • the optical pickup 3 includes a first laser light source 11A, a second laser light source 11B, a synthesis prism (dichroic prism) 13, a beam splitter 14, a collimator lens 15, a liquid crystal element (liquid crystal correction element) 16, and a 1Z4 wavelength plate 17, selection filter 18A, objective lens 18, sensor lens 21 and photodetector 22 are included.
  • the objective lens 18 is fixed to a lens holder 19, and the lens holder 19 is attached to a two-axis driving or three-axis driving actuator 20.
  • the “aberration correction apparatus” of the present invention can be composed of the liquid crystal element 16 and the liquid crystal element control unit 32.
  • the optical recording medium 2 is placed on a turntable (not shown) of the disk mounting portion. ing.
  • the spindle motor 24 rotates the optical recording medium 2 around the central axis according to the drive signal supplied from the motor control unit 23.
  • Examples of the optical recording medium 2 include, but are not limited to, CD (Compact Disc), DVD (Digital Versatile Disc) ⁇ BD (Blu-ray Disc), or AOD (Advanced Optical Disc). is not.
  • the first laser light source 11A generates a light beam having a first oscillation wavelength (eg, about 785 nm) according to the standard of the optical disc in accordance with the drive signal supplied from the first light source driver 25A.
  • This light beam is emitted from the laser light source 11A and then enters the combining prism 13.
  • the light beam reflected by the combining prism 13 enters the collimator lens 15 through the beam splitter 14.
  • the collimator lens 15 converts the incident light into parallel light and then emits it to the liquid crystal element 16.
  • the liquid crystal element 16 modulates the phase of the incident light beam and emits the modulated light beam to the 1Z4 wavelength plate 17.
  • the modulated light beam is converted from linearly polarized light into circularly polarized light by the 1Z4 wavelength plate 17, and then enters the objective lens 18 through the selection filter 18A. Then, the objective lens 18 focuses the incident light from the selection filter 18A on the signal recording surface of the optical recording medium 2.
  • the second laser light source 11B generates a light beam having a second oscillation wavelength (eg, about 660 nm) in accordance with the optical disc standard in accordance with the drive signal supplied from the second light source driver 25B.
  • This light beam is emitted from the laser light source 11B, passes through the combining prism 13 and the beam splitter 14 in this order, is converted into parallel light by the collimator lens 15, and then enters the liquid crystal element 16.
  • the liquid crystal element 16 modulates the phase of the incident light beam and emits the modulated light beam to the 1Z4 wavelength plate 17.
  • the modulated light beam is converted from linearly polarized light into circularly polarized light by the 1Z4 wavelength plate 17, and then enters the objective lens 18 through the selection filter 18A.
  • the objective lens 18 focuses the incident light from the selection filter 18A on the signal recording surface of the optical recording medium 2.
  • the force that constitutes an optical system having an optical path for guiding laser light to the liquid crystal element 15 by the combining prism 13, the beam splitter 14, and the collimator lens 15 is not limited to this.
  • the selection filter 18A is an optical element having an annular diffractive structure, and realizes a numerical aperture corresponding to the light source wavelength corresponding to the optical disc 2.
  • the light source wavelength can be set to about 780 nm and the numerical aperture can be set to 0.45.
  • the light source wavelength can be set to about 650 nm and the numerical aperture can be set to 0.60.
  • the light source wavelength can be set to about 407 nm and the numerical aperture can be set to 0.85.
  • the selection filter 18A and an objective lens having a diffractive lens structure are disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-362732 (or corresponding US Application Publication No. 2004Z223442).
  • the recording / reproducing apparatus 1 may use three or more types of laser light sources that use two types of laser light sources 11A and 1 IB.
  • three types of laser light sources that can output light beams having oscillation wavelengths of about 405 nm, about 660 nm, and about 785 nm can be used.
  • the return light beam reflected by the signal recording surface of the optical recording medium 2 sequentially passes through the objective lens 18, the selection filter 18 A, the 1Z4 wavelength plate 17, the liquid crystal element 16 and the collimator lens 15, and is reflected by the beam splitter 14. Guided to center lens 21.
  • the return light beam emitted from the center lens 21 is detected by the photodetector 22.
  • the light detector 22 converts the return light beam into an electric signal, and gives this electric signal to the signal detector 30.
  • the collimator lens 15, the beam splitter 14, and the sensor lens 21 constitute an optical system having an optical path that guides the return light beam to the photodetector 22.
  • the present invention is not limited to this.
  • the signal detection unit 30 is based on an RF signal, a tracking error signal for tracking servo control, a focus error signal for focus servo control, a wobble signal, a prepit signal, etc. Are generated and supplied to the controller 31.
  • the controller 31 can reproduce the information recorded on the optical recording medium 2 from the RF signal from the signal detection unit 30.
  • the servo control unit 31B of the controller 31 performs servo control using the tracking error signal, the focus error signal, and the preformat signal, and generates a drive signal to drive the objective lens 18.
  • the amplifier circuit 33 amplifies the drive signal supplied from the controller 31 and supplies the amplified drive signal to the actuator 20.
  • the actuator 20 moves the lens holder 19 in the focus direction (close to the signal recording surface of the optical recording medium 2) according to the amplified signal.
  • the moving means 35 can move the optical pickup 3 along the radial direction Rd, for example, during a seek operation (search operation).
  • the moving means 35 may be composed of, for example, a guide shaft that supports the optical pickup 3 so as to be movable in the radial direction Rd, and a carriage motor that engages with the guide shaft and rotationally drives the guide shaft.
  • the liquid crystal element 16 has a liquid crystal layer made of liquid crystal molecules having a birefringence between two electrode layers. It is known that liquid crystal molecules having a birefringence index are aligned along an electric field and have different refractive indexes depending on the alignment state.
  • the liquid crystal layer forms locally different refractive index distributions according to the voltage distribution formed in these electrode layers and generates locally different optical path length differences. Therefore, the light beam transmitted through the liquid crystal layer has Wavefront modulation is performed according to the optical path length difference.
  • the liquid crystal element 16 includes first and second light-transmitting substrates 40A and 40B that face each other at an interval, and a first surface formed on the inner surface of the first light-transmitting substrate 40A.
  • the first electrode layer 41A and the second electrode layer 41B can be made of a metal oxide such as ITO (Indium Tin Oxide: indium oxide added with tin).
  • the layer 43B can be made of a light-transmitting insulating material such as polyimide.
  • the liquid crystal layer 42 includes liquid crystal molecules having a birefringence, and these liquid crystal molecules are aligned by alignment films (not shown) formed on the inner surfaces of the insulating layers 43A and 43B, respectively.
  • the liquid crystal element control unit 32 supplies the drive voltage 43A to the first electrode layer 41A, and supplies the drive voltage 43B to the drive voltage 43B, thereby providing the first electrode layer 41A and the second electrode layer 41B.
  • a desired electric field distribution can be given to the liquid crystal layer 42 between the two.
  • the liquid crystal molecules in the liquid crystal layer 42 are aligned according to the electric field distribution and form locally different refractive index distributions.
  • the optical path length of the light beam is proportional to the product of the refractive index and the geometric distance of the light transmission medium, the light beam transmitted to the liquid crystal element 15 is spatially dependent on the refractive index distribution in the liquid crystal layer 42. It will be subjected to the correct phase modulation or wavefront modulation.
  • Vmin to Vmax there is a voltage range (Vmin to Vmax) in which the optical path length changes approximately linearly with changes in the amplitude of the drive voltage.
  • the liquid crystal element control unit 32 uniformly generates the optical path length LO throughout the liquid crystal layer 42 by supplying a reference voltage having an amplitude VO in the initial state.
  • the liquid crystal element control unit 32 can reduce or increase the optical path length locally from the reference optical path length LO by supplying a drive voltage having a positive or negative voltage polarity with respect to the reference voltage.
  • OPD optical path difference
  • FIG. 4 is a diagram schematically showing an example of the electrode structure 50 of the liquid crystal element 16.
  • This electrode structure 50 is composed of a plurality of electrode segments 52A, 52B, 52C, 52D, 52E, 52F, 52G, 52H, 53R, 53L, 54 that are electrically insulated from each other. Are formed in a plane region 51 corresponding to the effective diameter of the objective lens 18.
  • the electrode segments 52A, 52B, 52C, 52D, 52E, 52F, 52G, and 52H arranged concentrically form an electrode pattern for correcting astigmatism components, and a pair arranged in the radial direction Rd.
  • the electrode segments 53R and 53L constitute an electrode pattern for correcting coma aberration components. Using this electrode structure 50, both coma and astigmatism components can be corrected.
  • the drive voltage VI is applied to the electrode segment 53R with reference to the voltage V0 applied to the electrode segment 54, and A drive voltage V2 having a polarity opposite to that of the voltage VI is applied to the electrode segment 53L.
  • astigmatism is mainly in the radial direction Rd and the tangential direction Td. Can be broken down into components.
  • the electrode segments 52 A, 52B, 52F, and 52E are subjected to horse motion voltage V3 force S, and a drive voltage V4 having a polarity opposite to that of voltage V3 is applied to electrode segments 52C, 52D, 52G, and 52H.
  • the drive voltage V5 is applied to the electrode segments 52B, 52C, 52F, 52G as shown in Fig. 5 (B), and the electrode segments 52A, 52H , 52D and 52E are applied with a driving voltage V6 having a polarity opposite to that of the voltage V5.
  • the liquid crystal element control unit 32 generates a combination of the voltage distribution of FIG. 4 and the voltage distributions of FIGS. 5 (A) and 5 (B), thereby producing a 0 degree component, a 90 degree component, and a ⁇ 45 degree component. Can be corrected simultaneously.
  • the recording / reproducing apparatus 1 of the present embodiment incorporates two types of laser light sources 11A and 11B. Since different wavefront aberrations occur for each wavelength of the laser light, it is necessary to separately correct aberrations when the first laser light source 11A is used and when the second laser light source 11B is used. Further, different wavefront aberrations occur depending on the type of the optical recording medium 2 to be mounted, and further different wavefront aberrations occur depending on the internal temperature of the recording / reproducing apparatus 1. For this reason, the nonvolatile memory 32A stores a plurality of correction data sets respectively corresponding to a plurality of refractive index distributions to be generated in the liquid crystal element 16 depending on the situation.
  • the liquid crystal element control unit 32 selectively reads out the correction data set from the nonvolatile memory 32A according to the control of the operation mode control unit 31A, and supplies the driving voltage corresponding to the read correction data set to the liquid crystal element 16. Can be supplied. Then, the liquid crystal element 16 generates a refractive index distribution corresponding to the drive voltage from the liquid crystal element control unit 32 to modulate the phase of the incident light beam.
  • a noise component included in the servo signal may be manifested and the servo may become unstable.
  • the manifested noise component leaks into the focus error signal, for example, and causes the actuator 20 to generate heat, which may cause the antireflection film of the objective lens 18 to peel off or the objective lens 18 to melt.
  • One of the causes of the appearance of noise components in this way is that the aberration correction state that minimizes the noise component contained in the servo signal does not necessarily match the aberration correction state that minimizes the amount of wavefront aberration. is there.
  • Figure 6 shows the crosstalk component of the focus error signal for the ⁇ 45 degree component of astigmatism. It is a graph showing the measurement level of (noise component). In this graph, ⁇ is the wavelength of the light beam
  • curve 55 represents the regression curve from which the measured force was also obtained.
  • the force that minimizes the amount of crosstalk component in the focus error signal when the value of the 45-degree component of astigmatism is about 0.74.
  • the 45-degree component of astigmatism It can be seen that as the value of is reduced to about 0.74 ⁇ force to about ⁇ ⁇ , the measured level of the crosstalk component increases. Therefore, if the wavefront aberration is appropriately corrected so that the amount of ⁇ 45 degree component generated is substantially zero, the crosstalk component contained in the focus error signal becomes obvious and the operation of the actuator 20 may become unstable. obtain.
  • the focused spot crosses the recording track of the optical recording medium 2 and a crosstalk component (noise component) is generated in the focus error signal.
  • a crosstalk component noise component
  • the signal level of the crosstalk component may exceed the allowable value.
  • the liquid crystal element control unit 32 can selectively read out a correction data set corresponding to the operation mode designated by the operation mode control unit 31A from the nonvolatile memory 32A.
  • a drive voltage is generated according to the read correction data set. For this reason, a different refractive index profile can be formed in the liquid crystal element 16 for each operation mode.
  • the non-volatile memory 32A has a refractive index distribution that minimizes the generation amount of wavefront aberration components such as astigmatism components or spherical aberration components under predetermined conditions.
  • a correction data set A set to be formed at 16 and a refractive index distribution that minimizes the amount of noise components included in the focus error signal during a seek operation under a predetermined condition are formed on the liquid crystal element 16.
  • the set correction data set B can be stored. In such a case, in the operation mode in which normal tracking servo control is executed, the correction data set A can be selected so that the refractive index distribution that maximizes the utilization efficiency of the light beam is formed in the liquid crystal element 16.
  • the correction data set B is set so that the refractive index distribution for correcting the wavefront aberration is formed in the liquid crystal element 16 so that the crosstalk component included in the focus error signal does not become obvious. It is possible to select.
  • FIG. 7 is a flowchart schematically showing a seek control processing procedure according to the present embodiment.
  • the operation mode control unit 31A designates the seek operation mode, and the servo control unit 31B turns off the tracking servo in response to this designation (step S10).
  • the liquid crystal element control unit 32 selectively reads out the correction data set B from the nonvolatile memory 32A according to the seek operation mode (step Sl l), and generates a drive voltage according to the correction data set B. Then, this is supplied to the liquid crystal element 16 (step S12).
  • a refractive index distribution that minimizes the amount of noise components included in the focus error signal during a seek operation is formed.
  • the controller 31 controls the moving means 35 to start the movement of the optical pickup 3 toward the target position (step S13).
  • the controller 31 causes the moving means 35 to stop the movement of the optical pickup 3 (step S15).
  • the liquid crystal element control unit 32 selectively reads out the original correction data set A from the non-volatile memory 32A (step S16), generates a drive voltage corresponding to the correction data set A, and generates the drive voltage based on the correction data set A. (Step S17).
  • a refractive index distribution that maximizes the utilization efficiency of the light beam is formed in the liquid crystal element 16 in the liquid crystal layer of the liquid crystal element 16.
  • the operation mode control unit 31A cancels the seek operation mode, and in response to the cancellation, the servo control unit 31B turns on the tracking servo (step S18). This completes the seek control process.
  • the liquid crystal element control unit 32 switches the correction data set used for generating the drive voltage to the correction data set B. Therefore, even during the seek operation, the liquid crystal element control unit 32 outputs the focus error signal.
  • the included noise component does not become apparent, and a stable focus servo can be realized.
  • FIG. 8 is a flowchart schematically showing the procedure of this control process. Generally, it depends on the ambient environment such as the characteristics of optical recording medium 2 and the ambient temperature. Therefore, the output power of the laser light sources 11A and 1IB varies. OPC is a method of optimizing the output power of the laser light sources 11A and 11B according to the surrounding environment.
  • the operation mode control unit 31 A designates an OPC operation mode, and a disk discriminating unit (medium discriminating unit) according to this designation.
  • 31C determines the type of the optical recording medium 2 loaded (step S20).
  • the controller 31 selects the recording power of the light beam to be irradiated onto the adjustment area called PCA (Power Calibration Area) of the optical recording medium 2 (step S22).
  • the liquid crystal element control unit 32 selectively reads out the correction data set B also in the nonvolatile memory 32A according to the OPC operation mode (step S22), and generates a drive voltage corresponding to the correction data set B. This is supplied to the liquid crystal element 16 (step S22).
  • the correction data set B a data set corresponding to the type of the optical recording medium 2 is selected.
  • a refractive index distribution that minimizes the amount of noise components included in the servo signal when a test signal is recorded on the PCA is formed.
  • the controller 31 controls the light source driver 25A or 25B to irradiate the PCA with the recording light beam and record the test signal on the PCA (step S24).
  • a test pattern consisting of a predetermined number of consecutive first pit length marks and a continuous predetermined number of second pit length marks is recorded in a predetermined area in the PCA.
  • a 3T mark may be recorded as the first pit length mark
  • an 8T mark may be recorded as the second pit length mark.
  • the liquid crystal element control unit 32 selectively reads the correction data set A from the non-volatile memory 32A (step S25), generates a drive voltage corresponding to the correction data set A, and outputs the drive voltage to the liquid crystal Supply to element 16 (step S26).
  • step S25 the liquid crystal layer of the liquid crystal element 16
  • step S26 the drive voltage to the liquid crystal Supply to element 16
  • the test signal recorded from the optical recording medium 2 is reproduced (step S27).
  • the light beam for reproduction is irradiated on the PCA, and the reflected light is detected by the photodetector 22.
  • the signal detection unit 30 generates a reproduction RF signal based on the electric signal from the photodetector 22 and supplies the reproduction RF signal to the controller 31.
  • the controller 31 stores the asymmetry value and the corresponding recording power value (step S29). Thereafter, it is determined whether or not the test signal recording is completed (step S30) . If the recording is not completed, the recording power is changed (step S31), and then the processes of steps S22 to S30 are repeatedly executed.
  • step S30 the controller 31 determines the recording power whose asymmetry value is closest to the predetermined target value among the recording powers stored in step S29 as the optimum recording power. (Step S32) This completes the OPC operation mode control process.
  • the liquid crystal element control unit 32 uses the correction data set B when recording the test signal on the optical recording medium 2, and uses the correction data set B to record the test signal recorded on the optical recording medium 2.
  • the liquid crystal element control unit 32 selects the correction data set B in the operation mode in which the focus servo control based on the astigmatism method is executed, and the operation mode in which the focus servo control based on the differential astigmatism method is executed.
  • the above correction data set It is also possible to select A.
  • the signal detection unit 30 generates a focus error signal based on the astigmatism method and a focus error signal based on the differential astigmatism method, and supplies these focus error signals to the servo control unit 31B.
  • the servo control unit 31B can selectively use one of the focus error signals depending on the operation mode specified by the operation mode control unit 31A. Compared with the differential astigmatism method, a crosstalk component is likely to occur in the focus error signal generated based on the astigmatism method. Therefore, when the focus servo control based on the astigmatism method is executed, the liquid crystal element control unit 32 uses the correction data set B to suppress the occurrence of crosstalk components, stabilize the focus servo, and the object lens. It is possible to prevent damage to 18 (peeling of the antireflection film and dissolution of the lens material).
  • the temperature sensor 34 can measure the temperature of the optical pickup 3.
  • the liquid crystal element control unit 32 generates a correction data set that is set to form a refractive index distribution in the liquid crystal element 16 that can suppress the generation of noise components in the servo signal when the measured temperature exceeds the specified temperature. You may read from the non-volatile memory 32A.

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Abstract

　光ビームの利用効率の低下を防止しつつサーボ信号中のノイズ成分の発生を抑制する光学式記録再生装置を提供する。光学式記録再生装置は、液晶補正素子を含む光ピックアップと液晶素子制御部とメモリと動作モード制御部とを有する。メモリは、液晶補正素子で形成されるべき複数の屈折率分布にそれぞれ対応する複数セットの補正データセットを記憶する。液晶素子制御部は、動作モード制御部により指定された動作モードに対応した補正データセットをメモリから選択的に読み出し、当該読み出された補正データセットに応じた駆動電圧を液晶補正素子に供給する。

Description

明 細 書
光学式記録再生装置
技術分野
[0001] 本発明は、光ディスクなどの光学記録媒体に対して情報の記録または読み出しを 行う光ピックアップで発生する波面収差を補正する技術に関し、特に、複屈折性の液 晶層を持つ液晶光学素子を用いて波面収差を補正する技術に関する。
背景技術
[0002] 光ピックアップは、光ディスクなどの光学記録媒体の信号記録面に光ビームを集光 させ、当該信号記録面で反射した戻り光ビームを検出する装置である。光ピックアツ プで発生する波面収差としては、たとえば、光ビームを光学記録媒体に導く光学部 品の形状またはその設計位置からのズレに起因する非点収差や、信号記録面の法 線の光軸力 の傾きに起因するコマ収差や、信号記録面を被覆するカバー層の厚 みのバラツキに起因する球面収差などが挙げられる。これら波面収差は、たとえば、 信号記録面に照射される光ビームのスポット形状を歪ませて再生特性および記録特 性を低下させる一因となる。特に、近年の光ビームの短波長化と対物レンズの高分解 能化とにより光学記録媒体の記録密度の向上が可能になる反面、収差発生量が大 きくなるので、波面収差を高いレベルで補正することが要求されている。この種の波 面収差を補正する素子としては、複屈折性の液晶層を有する液晶光学素子 (以下、「 液晶補正素子」という。）が使用されている。液晶補正素子に関する従来技術は、たと えば、特許文献 1 (特開 2005— 122828号公報）および特許文献 2 (米国特許出願 公開第 2005Z083824号公報）に開示されている。
[0003] 一般的な液晶補正素子は、互いに対向する 2枚の電極層と、これら電極層の間に 封入された液晶層とを有するものである。これら 2枚の電極層のうち少なくとも一方の 電極層は、波面収差成分を補正するために複数個の電極セグメントで構成された電 極パターンを有する。駆動回路は、これら電極セグメントに個別に駆動電圧を印加す ることによって電極層間の液晶層に所望の電界分布を与えることができる。この電界 分布に応じて液晶層内の液晶分子は配向するので、この液晶分子の配向状態に応 じて局所的に異なる屈折率分布を持つ光透過媒体が得られることとなる。光ビームの 光路長は、光透過媒体の屈折率と幾何学的距離との積に比例するので、波面収差 を相殺し得る屈折率分布を得ることが可能である。
[0004] 液晶補正素子を駆動するとき、駆動回路は、不揮発性メモリに予め記憶された補正 データセットを呼び出し、この補正データセットの値に従って各電極セグメントに印加 すべき駆動電圧を発生する。光ピックアップの設計段階にぉ 、て波面収差の発生量 はある程度予測できるので、補正データセットの値は、たとえば非点収差成分や球面 収差成分を適正に補正させる屈折率分布が液晶補正素子の液晶層に発生するよう に設定される。波面収差が適正に補正されれば、光学記録媒体に照射される光ビー ムのスポット形状の歪みが補正され、 RF信号のレベルは大きくなるので、光ビームの 利用効率が向上する結果となる。
[0005] し力しながら、波面収差を適正に補正することが、逆に、サーボを不安定にする場 合がある。波面収差を適正に補正すると、たとえばフォーカスエラー信号に含まれる ノイズ成分が顕在化する場合があり、高周波成分のノイズは、対物レンズを駆動する ァクチユエータを発熱させ、その熱が対物レンズの反射防止膜の剥離や、対物レン ズの溶解を引き起こすことがある。一方、フォーカスエラー信号に含まれるノイズ成分 が顕在化しない程度に波面収差が補正されたときは、光ビームの利用効率が低下し てしまう。
特許文献 1 :特開 2005— 122828号公報
特許文献 2：米国特許出願公開第 2005Z083824号公報 (特許文献 1の対応米国 出願に係る公開公報）
発明の開示
[0006] 上記に鑑みて本発明の主な目的は、光ビームの利用効率の低下を防止しつつサ ーボ信号中のノイズ成分の発生を抑制し得る光学式記録再生装置を提供することで ある。
[0007] 本発明の一態様による光学式記録再生装置は、光ビームを出射する光源と、互い に対向する 2層の電極層の間に配置された液晶層を含み前記光ビームの位相を変 調する液晶補正素子と、当該変調された光ビームを光学記録媒体の信号記録面に 集光させる対物レンズと、前記液晶補正素子へ前記光ビームを導く光学系とを有す る光ピックアップを備える光学式記録再生装置であって、前記液晶補正素子で形成 されるべき複数の屈折率分布にそれぞれ対応する複数セットの補正データセットを記 憶するメモリと、前記光ピックアップの動作モードを指定する動作モード制御部と、前 記動作モード制御部により指定された動作モードに対応した補正データセットを前記 メモリから選択的に読み出し、当該読み出された補正データセットに応じた駆動電圧 を前記電極層に印加する液晶素子制御部と、前記信号記録面で反射した戻り光ビ ームに基づいてサーボ信号を生成する信号検出部と、前記動作モード制御部により 指定された動作モード下で前記サーボ信号に基づいて前記光ピックアップの動作を 制御するサーボ制御部と、を備えたものである。
図面の簡単な説明
[0008] [図 1]図 1は、本発明の一実施例である光学式記録再生装置の概略構成を示す図で ある。
[図 2]図 2は、液晶素子の構造を示す概略断面図である。
[図 3]図 3は、駆動電圧と光路長との関係を概略的に示すグラフである。
[図 4]図 4は、電極構造の一例を概略的に示す図である。
[図 5]図 5 (A)および図 5 (B)は、電極構造の一例を概略的に示す図である。
[図 6]図 6は、非点収差の ±45度成分に対するクロストーク成分 (ノイズ成分)の測定 レベルを表すグラフである。
[図 7]図 7は、シーク制御処理の手順を概略的に示すフローチャートである。
[図 8]図 8は、 OPC動作モード時における制御処理の手順を概略的に示すフローチ ヤートである。
符号の説明
[0009] 1 光学式記録再生装置
2 光学記録媒体
3 光ピックアップ
16 液晶素子 (液晶補正素子）
18 対物レンズ 19 レンズホルダー
20 ァクチユエータ
22 光検出器
30 信号検出部
31 コントローラ
32 液晶素子制御部
32 A 不揮発性メモリ
34 温度センサ
発明を実施するための形態
[0010] 本出願は、日本国特許出願第 2006— 090931号を優先権主張の基礎とするもの であり、当該基礎出願の内容は本願に援用されるものとする。
[0011] 以下、本発明に係る種々の実施例について説明する。
[0012] 図 1は、本発明の一実施例である光学式記録再生装置 1の概略構成を示す図であ る。この記録再生装置 1は、光ピックアップ 3、スピンドルモータ 24、モータ制御部 23 、光源ドライバ 25A, 25B、信号検出部 30、コントローラ 31、液晶素子制御部 32、増 幅回路 33、温度センサ 34および駆動手段 35を有する。コントローラ 31は、これら構 成 32, 25A, 25B, 30, 32, 33, 34の各々の動作を制御する機能を有し、たとえば マイクロコンピュータで実現され得る。本実施例では、コントローラ 31と液晶素子制御 部 32とは互いに独立した構成である力 これらを単一のマイクロコンピュータで実現 することも可會である。
[0013] 光ピックアップ 3は、第 1レーザ光源 11A、第 2レーザ光源 11B、合成プリズム (ダイ クロイツクプリズム） 13、ビームスプリッタ 14、コリメータレンズ 15、液晶素子（液晶補正 素子） 16、 1Z4波長板 17、選択フィルタ 18A、対物レンズ 18、センサーレンズ 21お よび光検出器 22を含む。対物レンズ 18は、レンズホルダー 19に固定されており、こ のレンズホルダー 19は、 2軸駆動用或いは 3軸駆動用のァクチユエータ 20に取り付 けられている。本発明の「収差補正装置」は、液晶素子 16と液晶素子制御部 32とで 構成され得る。
[0014] 光学記録媒体 2は、ディスク装着部のターンテーブル（図示せず)の上に載置され ている。スピンドルモータ 24は、モータ制御部 23から供給される駆動信号に応じて光 学記録媒体 2を中心軸回りに回転駆動させる。光学記録媒体 2の種類としては、たと えば、 CD (Compact Disc)、 DVD (Digital Versatile Disc)ゝ BD (Blu— ray Disc)または AOD (Advanced Optical Disc)が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
[0015] 第 1レーザ光源 11Aは、第 1光源ドライバ 25Aから供給される駆動信号に応じて、 光ディスクの規格に応じた第 1発振波長 (たとえば、約 785nm)の光ビームを発生す る。この光ビームは、レーザ光源 11Aから出射された後に、合成プリズム 13に入射す る。合成プリズム 13で反射した光ビームは、ビームスプリッタ 14を介してコリメータレン ズ 15に入射する。コリメータレンズ 15は、入射光を平行光に変換した後に液晶素子 1 6に出射する。液晶素子 16は、入射した光ビームの位相を変調し、当該変調された 光ビームを 1Z4波長板 17に出射する。当該変調された光ビームは、 1Z4波長板 17 で直線偏光から円偏光の光に変換された後に選択フィルタ 18Aを介して対物レンズ 18に入射する。そして、対物レンズ 18は、選択フィルタ 18Aからの入射光を光学記 録媒体 2の信号記録面上に集光させる。
[0016] 一方、第 2レーザ光源 11Bは、第 2光源ドライバ 25Bから供給される駆動信号に応 じて、光ディスクの規格に応じた第 2発振波長（たとえば、約 660nm)の光ビームを発 生する。この光ビームは、レーザ光源 11Bから出射された後、合成プリズム 13および ビームスプリッタ 14をこの順番で通過し、コリメータレンズ 15で平行光に変換された 後に液晶素子 16に入射する。液晶素子 16は、入射した光ビームの位相を変調し、 当該変調された光ビームを 1Z4波長板 17に出射する。当該変調された光ビームは 、 1Z4波長板 17で直線偏光から円偏光に変換された後に選択フィルタ 18Aを介し て対物レンズ 18に入射する。そして、対物レンズ 18は、選択フィルタ 18Aからの入射 光を光学記録媒体 2の信号記録面上に集光させる。なお、合成プリズム 13、ビームス プリッタ 14およびコリメータレンズ 15によって、レーザ光を液晶素子 15に導く光路を 持つ光学系が構成される力 これに限定されるものではない。
[0017] 選択フィルタ 18Aは、輪帯状の回折構造を持つ光学素子であり、光ディスク 2に対 応する光源波長に応じた開口数を実現するものである。たとえば、 CD規格では、光 源波長を約 780nmに、開口数を 0. 45にそれぞれ定めることができ、 DVD規格では 、光源波長を約 650nmに、開口数を 0. 60にそれぞれ定めることができ、 BD規格で は、光源波長を約 407nmに、開口数を 0. 85にそれぞれ定めることができる。選択フ ィルタ 18Aの代わりに、一方の面に輪帯状段差が形成された回折レンズ構造を持つ 対物レンズ 18を使用することも可能である。選択フィルタ 18Aや回折レンズ構造を持 つ対物レンズについては、たとえば、特開 2004— 362732号公報（または、対応米 国出願公開第 2004Z223442号明細書）に開示されている。
[0018] 本実施例では、記録再生装置 1は、 2種類のレーザ光源 11A、 1 IBを使用する力 3種類以上のレーザ光源を使用してもよい。たとえば、約 405nm,約 660nmおよび 約 785nmの発振波長の光ビームをそれぞれ出力し得る 3種類のレーザ光源を使用 することができる。
[0019] 光学記録媒体 2の信号記録面で反射した戻り光ビームは、対物レンズ 18、選択フィ ルタ 18A、 1Z4波長板 17、液晶素子 16およびコリメータレンズ 15を順番に通過し、 ビームスプリッタ 14によってセンターレンズ 21に導かれる。センターレンズ 21から出 射された戻り光ビームは、光検出器 22によって検出される。光検出器 22は、戻り光ビ ームを電気信号に変換し、この電気信号を信号検出部 30に与える。なお、コリメータ レンズ 15、ビームスプリッタ 14およびセンサーレンズ 21によって、戻り光ビームを光 検出器 22に導く光路を持つ光学系が構成されるが、これに限定されるものではない
[0020] 信号検出部 30は、光検出器 22からの電気信号に基づいて、 RF信号、トラッキング サーボ制御用のトラッキングエラー信号、フォーカスサーボ制御用のフォーカスエラ 一信号、並びにゥォブル信号やプリピット信号などのプリフォーマット信号を生成し、 これらの信号をコントローラ 31に供給する。コントローラ 31は、信号検出部 30からの RF信号から、光学記録媒体 2に記録されている情報を再生することができる。また、 コントローラ 31のサーボ制御部 31Bは、トラッキングエラー信号，フォーカスエラー信 号およびプリフォーマット信号を用いたサーボ制御を実行して、対物レンズ 18を駆動 させるべく駆動信号を生成する。増幅回路 33は、コントローラ 31から供給された駆動 信号を増幅してァクチユエータ 20に供給し、ァクチユエータ 20は、その増幅信号に 応じてレンズホルダー 19をフォーカス方向（光学記録媒体 2の信号記録面に近接す る方向またはその逆方向） Fd、ラジアル方向（フォーカス方向に直交する光学記録媒 体 2の径方向 ) Rdおよびタンジュンシャル方向（フォーカス方向とラジアル方向とに直 交する方向) Tdにそれぞれ駆動させることができる。
[0021] 移動手段 35は、コントローラ 31の制御を受けて、たとえばシーク動作 (サーチ動作） のときに光ピックアップ 3をラジアル方向 Rdに沿って移動させることができる。移動手 段 35は、たとえば、光ピックアップ 3をラジアル方向 Rdに移動自在に支持するガイド シャフトと、このガイドシャフトと係合してガイドシャフトを回転駆動するキャリッジモータ とで構成すればよい。
[0022] 液晶素子 16は、 2枚の電極層の間に複屈折率を持つ液晶分子からなる液晶層を 有する。複屈折率を持つ液晶分子は、電界に沿って配向し、この配向状態に応じて 異なる屈折率を持つことが知られている。液晶層は、これら電極層に形成される電圧 分布に応じて局所的に異なる屈折率分布を形成して局所的に異なる光路長差を発 生させるので、液晶層を透過した光ビームには、その光路長差に応じた波面変調が 施されることになる。この液晶素子 16は、図 2に示すように、間隔をおいて互いに対 向する第 1および第 2透光性基板 40A, 40Bと、第 1透光性基板 40Aの内面に形成 された第 1電極層 41Aと、この第 1電極層 41Aの内面に形成された絶縁層 43Aと、 第 1電極層 41Aと対向するように第 2透光性基板 40Bの内面に形成された第 2電極 層 41Bと、この第 2電極層 41Bの内面に形成された絶縁層 43Bと、これら絶縁層 43 A, 43Bを介して第 1および第 2電極層 41A, 41Bの間に配置された液晶層 42とを 有している。第 1電極層 41Aおよび第 2電極層 41Bは、 ITO (Indium Tin Oxide :スズ を添加した酸化インジウム)などの金属酸ィ匕物で構成することができ、第 1絶縁層 43 Aおよび第 2絶縁層 43Bは、ポリイミドなどの透光性絶縁材料で構成することができる 。液晶層 42は複屈折率を持つ液晶分子を含み、これら液晶分子は、絶縁層 43A, 4 3Bの内面にそれぞれ形成された配向膜 (図示せず）によって配向させられている。
[0023] 液晶素子制御部 32は、第 1電極層 41Aに駆動電圧 43Aを供給する一方、駆動電 圧 43Bに駆動電圧 43Bを供給することにより、第 1電極層 41Aと第 2電極層 41Bとの 間の液晶層 42に所望の電界分布を与えることができる。液晶層 42の中の液晶分子 は、この電界分布に応じて配向し、局所的に異なる屈折率分布を形成する。上述し た通り、光ビームの光路長は光透過媒体の屈折率と幾何学的距離との積に比例する ので、液晶素子 15に透過した光ビームは、液晶層 42における屈折率分布に応じて 空間的な位相変調または波面変調を受けることとなる。図 3は、電極層 41A, 41Bの 一方に基準電圧が印加され、その他方に駆動電圧が印加されたときの駆動電圧の 振幅（=V)と光路長との関係を概略的に示すグラフである。図 3のグラフに示される ように、駆動電圧の振幅の変化に対して光路長が略線形に変化する電圧範囲 (Vmi n〜Vmax)が存在する。液晶素子制御部 32は、初期状態において振幅 VOの基準 電圧を供給することで液晶層 42の全体に一様に光路長 LOを発生させる。液晶素子 制御部 32は、当該基準電圧に対して正または負の電圧極性の駆動電圧を供給する こと〖こよって、基準となる光路長 LOから局所的に光路長を減少または増大させること ができ、これにより波面収差を相殺し得る光路長差（OPD ; Optical Path Difference) を発生させることができる。
[0024] 図 4は、液晶素子 16の電極構造 50の一例を概略的に示す図である。この電極構 造 50は、互いに電気的に絶縁された複数個の電極セグメント 52A, 52B, 52C, 52 D, 52E, 52F, 52G, 52H, 53R, 53L, 54で構成されており、これら電極セグメント は、対物レンズ 18の有効径に対応する平面領域 51内に配置されるように形成される 。同心円状に配置された電極セグメント 52A, 52B, 52C, 52D, 52E, 52F, 52G, 52Hによって、非点収差成分を補正するための電極パターンが構成され、ラジアル 方向 Rdに亘つて配置された一対の電極セグメント 53R, 53Lによって、コマ収差成 分を補正するための電極パターンが構成されて 、る。この電極構造 50を用いてコマ 収差成分と非点収差成分との双方を補正することができる。
[0025] 波面収差のうちのコマ収差成分のみを補正するときは、図 4に示されるように、電極 セグメント 54に印加される電圧 V0を基準として、電極セグメント 53Rに駆動電圧 VI が印加され、電極セグメント 53Lには電圧 VIとは逆極性の駆動電圧 V2が印加され る。一方、非点収差は、主にラジアル方向 Rdおよびタンジェンシャル方向 Tdに現れ る 0度成分および 90度成分と、タンジュンシャル方向 Tdからラジアル方向 Rdへ ±45 度傾 、た方向に現れる ±45度成分とに分解することができる。非点収差の 0度成分 および 90度成分のみを補正するときは、図 5 (A)に示されるように、電極セグメント 52 A, 52B, 52F, 52Eに馬区動電圧 V3力 S印カロされ、電極セグメント 52C, 52D, 52G, 52Hには電圧 V3とは逆極性の駆動電圧 V4が印加される。また、非点収差の ±45 度成分のみを補正するときは、図 5 (B)に示されるように、電極セグメント 52B, 52C, 52F, 52Gに駆動電圧 V5が印加され、電極セグメント 52A, 52H, 52D, 52Eには 電圧 V5とは逆極性の駆動電圧 V6が印加される。
[0026] 液晶素子制御部 32は、図 4の電圧分布と図 5 (A) , (B)の電圧分布との組み合わ せを発生させることで、 0度成分、 90度成分および ±45度成分を同時に補正するこ とがでさる。
[0027] 本実施例の記録再生装置 1には、 2種類のレーザ光源 11 A, 11Bが組み込まれて いる。レーザ光の波長毎に異なる波面収差が発生するので、第 1レーザ光源 11Aを 使用する場合と、第 2レーザ光源 11Bを使用する場合とで個別に収差補正を行う必 要がある。また、装着される光学記録媒体 2の種類に応じて異なる波面収差が発生し 、さらに、記録再生装置 1の内部温度に応じて異なる波面収差が発生する。このため 、不揮発性メモリ 32Aには、状況に応じて液晶素子 16で発生させるべき複数の屈折 率分布にそれぞれ対応する複数の補正データセットが記憶されて!、る。液晶素子制 御部 32は、動作モード制御部 31Aの制御に従って、不揮発性メモリ 32A力も補正デ ータセットを選択的に読み出し、当該読み出された補正データセットに応じた駆動電 圧を液晶素子 16に供給することができる。そして、液晶素子 16は、液晶素子制御部 32からの駆動電圧に応じた屈折率分布を発生して入射光ビームの位相を変調する こととなる。
[0028] 上述した通り、波面収差を適正に補正すれば、サーボ信号に含まれるノイズ成分が 顕在化してサーボを不安定にする状況が発生することがある。顕在化したノイズ成分 は、たとえばフォーカスエラー信号に漏れ込み、ァクチユエータ 20を発熱させ、その 熱が対物レンズ 18の反射防止膜の剥離や、対物レンズ 18の溶解を引き起こしかね ない。このようにノイズ成分が顕在化する原因の 1つは、サーボ信号に含まれるノイズ 成分を最小にする収差補正状態と、波面収差の発生量を最小にする収差補正状態 とが必ずしも一致しない点にある。
[0029] 図 6は、非点収差の ±45度成分に対するフォーカスエラー信号のクロストーク成分 (ノイズ成分)の測定レベルを表すグラフである。このグラフ中、 λは、光ビームの波長
(約 660nm)を表し、曲線 55は、測定値力も得られた回帰曲線を表している。この回 帰曲線 55によれば、非点収差の 45度成分の値が約 0. 74えのときにフォーカスエラ 一信号のクロストーク成分の発生量は最小になる力 非点収差の 45度成分の値を約 0. 74 λ力 約 Ο λへ減少させるにつれて、クロストーク成分の測定レベルは増大す ることが分かる。したがって、 ±45度成分の発生量が略ゼロになるように波面収差を 適正に補正すれば、フォーカスエラー信号に含まれるクロストーク成分が顕在化して ァクチユエータ 20の動作を不安定にする場合が起こり得る。
[0030] たとえば、光ピックアップ 3がラジアル方向 Rdに沿って移動するシーク動作時には、 集光スポットが光学記録媒体 2の記録トラックを横断してフォーカスエラー信号にクロ ストーク成分 (ノイズ成分)が発生する。このとき、非点収差の ±45度成分の発生量が 略ゼロになるように波面収差を適正に補正すれば、そのクロストーク成分の信号レべ ルが許容値を超える場合がある。
[0031] 本実施例の記録再生装置 1では、液晶素子制御部 32は、動作モード制御部 31A が指定する動作モードに対応した補正データセットを不揮発性メモリ 32Aから選択的 に読み出すことができ、当該読み出された補正データセットに従って駆動電圧を発 生する。このため、動作モード毎に異なる屈折率分布を液晶素子 16に形成すること ができる。
[0032] たとえば、記録再生装置 1の製造時に、不揮発性メモリ 32Aには、所定条件下で非 点収差成分または球面収差成分などの波面収差成分の発生量を最小にする屈折率 分布を液晶素子 16に形成するように設定された補正データセット Aと、所定条件下 でシーク動作時にフォーカスエラー信号に含まれるノイズ成分の発生量を最小にす る屈折率分布を液晶素子 16に形成するように設定された補正データセット Bとを記憶 させることができる。かかる場合、通常のトラッキングサーボ制御が実行される動作モ ード時には、光ビームの利用効率を最大にする屈折率分布が液晶素子 16に形成さ れるように補正データセット Aを選択することができ、光ピックアップ 3のシーク動作時 には、フォーカスエラー信号に含まれるクロストーク成分が顕在化しな 、程度に波面 収差を補正する屈折率分布が液晶素子 16に形成されるように補正データセット Bを 選択することが可能である。
[0033] 図 7は、本実施例のシーク制御処理の手順を概略的に示すフローチャートである。
ホスト装置（図示せず)力もシーク命令を受けると、動作モード制御部 31Aはシーク動 作モードを指定し、この指定に応じてサーボ制御部 31Bはトラッキングサーボをオフ にする (ステップ S10)。また、液晶素子制御部 32は、シーク動作モードに応じて、不 揮発性メモリ 32Aから前記補正データセット Bを選択的に読み出し (ステップ Sl l)、 この補正データセット Bに応じた駆動電圧を生成してこれを液晶素子 16に供給する（ ステップ S12)。この結果、液晶素子 16の液晶層には、シーク動作時にフォーカスェ ラー信号に含まれるノイズ成分の発生量を最小にする屈折率分布が形成される。
[0034] 続けて、コントローラ 31は、移動手段 35を制御することにより光ピックアップ 3の目 標位置に向けた移動を開始させる (ステップ S13)。光ピックアップ 3が目標位置に到 達すれば (ステップ S14)、コントローラ 31は、移動手段 35に光ピックアップ 3の移動 を停止させる (ステップ S15)。次いで、液晶素子制御部 32は、不揮発性メモリ 32A 力も元の補正データセット Aを選択的に読み出し (ステップ S16)、この補正データセ ット Aに応じた駆動電圧を生成してこれを液晶素子 16に供給する (ステップ S17)。こ の結果、液晶素子 16の液晶層には、光ビームの利用効率を最大にする屈折率分布 が液晶素子 16に形成される。その後、動作モード制御部 31Aは、シーク動作モード を解除し、この解除に応じてサーボ制御部 31Bはトラッキングサーボをオンにする (ス テツプ S18)。以上でシーク制御処理は終了する。
[0035] このようにシーク動作モードでは、液晶素子制御部 32は、駆動電圧の生成のため に使用する補正データセットを補正データセット Bに切り替えるので、シーク動作時に おいても、フォーカスエラー信号に含まれるノイズ成分は顕在化せず、安定したフォ 一カスサーボの実現が可能になる。また、フォーカスエラー信号の波形を歪ませるノ ィズ成分の顕在化に起因してァクチユエータ 20が発熱し、対物レンズ 18の反射防止 膜の剥離や、対物レンズ 18の溶解が発生することの防止が可能である。
[0036] 次に、 OPC (最適記録パワー調整； Optimum Power Calibration)の動作モード時に おける制御処理について説明する。図 8は、この制御処理の手順を概略的に示すフ ローチャートである。一般に、光学記録媒体 2の特性や周辺温度等の周辺環境によ つてレーザ光源 11A, 1 IBの出力パワーは変動する。 OPCは、周辺環境に合わせ てレーザ光源 11 A, 11Bの出力パワーを最適化する方法である。
[0037] 図 8を参照すると、ホスト装置（図示せず)力 OPC命令を受けると、動作モード制 御部 31 Aは OPC動作モードを指定し、この指定に応じてディスク判別部（媒体判別 部） 31Cは、装着された光学記録媒体 2の種別を判別する (ステップ S20)。次に、コ ントローラ 31は、光学記録媒体 2の PCA (Power Calibration Area)と呼ばれる調整領 域に照射すべき光ビームの記録パワーを選択する (ステップ S22)。また、液晶素子 制御部 32は、 OPC動作モードに応じて、不揮発性メモリ 32A力も前記補正データセ ット Bを選択的に読み出し (ステップ S22)、この補正データセット Bに応じた駆動電圧 を生成してこれを液晶素子 16に供給する (ステップ S22)。このとき、補正データセッ ト Bとしては、光学記録媒体 2の種別に対応したデータセットが選択される。この結果 、液晶素子 16の液晶層には、 PCAにテスト信号が記録される際にサーボ信号に含 まれるノイズ成分の発生量を最小にする屈折率分布が形成される。
[0038] その後、コントローラ 31は、光源ドライバ 25Aまたは 25Bを制御することにより記録 用光ビームを PCAに照射してテスト信号を PCAに記録する (ステップ S24)。具体的 には、 PCAの中の所定領域に、連続する所定数の第 1ピット長のマークと、連続する 所定数の第 2ピット長のマークとからなるテストパターンが記録される。たとえば、第 1 ピット長のマークとして 3Tマークを、第 2ピット長のマークとして 8Tマークをそれぞれ 記録すればよい。
[0039] 続、て、液晶素子制御部 32は、不揮発性メモリ 32Aから補正データセット Aを選択 的に読み出し (ステップ S25)、この補正データセット Aに応じた駆動電圧を生成して これを液晶素子 16に供給する (ステップ S26)。この結果、液晶素子 16の液晶層に は、光ビームの利用効率を最大にする屈折率分布が液晶素子 16に形成される。そ の後、光学記録媒体 2から記録されたテスト信号が再生される (ステップ S27)。すな わち、再生用の光ビームが PCAに照射され、その反射光が光検出器 22で検出され る。信号検出部 30は、光検出器 22からの電気信号に基づいて再生 RF信号を生成 し、この再生 RF信号をコントローラ 31に供給する。
[0040] コントローラ 31は、上記第 1ピット長のマーク力 再生された再生 RF信号と、第 2ピ ット長のマークから再生された再生 RF信号とに基づ!/、て「アシンメトリー値 (Asymmetr y value)」を算出する (ステップ S28)。具体的には、コントローラ 31は、第 1ピット長の マークから再生された再生 RF信号のエンベロープのピーク値（=Vpl)およびボトム 値（=Vbl)を検出し、これらピーク値とボトム値とから再生 RF信号の振幅中心電圧 Vcl (= (Vpl +Vbl)Z2)を算出する。また、コントローラ 31は、第 2ピット長のマー タカ 再生された再生 RF信号のエンベロープのピーク値（ =Vp2)およびボトム値（ =Vb2)を検出し、これらピーク値とボトム値と力 再生 RF信号の振幅中心電圧 Vc2 (= (Vp2+Vb2)Z2)を算出する。第 2ピット長のマークから再生された再生 RF信 号のエンベロープの振幅を Ipp (=Vp2— Vb2)で表せば、アシンメトリー値は、たと えば、（Vc2— Vcl) Zlpp、と定義することができる。
[0041] 続いてコントローラ 31は、アシンメトリー値とこれに対応する記録パワーの値とを記 憶する (ステップ S29)。その後、テスト信号の記録を終了する力否かを判定し (ステツ プ S30)、記録が終了しない場合は、記録パワーが変更され (ステップ S31)、その後 、ステップ S22〜S30の処理が繰り返し実行される。
[0042] テスト信号の記録が終了したとき (ステップ S30)、コントローラ 31は、ステップ S29 で記憶された記録パワーのうち、アシンメトリー値が所定の目標値に最も近い記録パ ヮーを最適記録パワーに決定する (ステップ S32)。以上で、 OPC動作モードの制御 処理は終了する。
[0043] このように OPC動作モードでは、液晶素子制御部 32は、光学記録媒体 2へのテス ト信号の記録時には補正データセット Bを使用し、光学記録媒体 2に記録されたテス ト信号の再生時には補正データセット Aを使用する。このため、光学記録媒体 2への テスト信号の記録時にサーボ信号に含まれるノイズ成分が顕在化せず、フォーカスサ ーボおよびトラッキングサーボの安定ィ匕を実現することができる。
[0044] ところで、記録再生装置 1が、非点収差法に基づくフォーカスサーボ制御と、差動 非点収差法に基づくフォーカスサーボ制御とのうちのいずれか一方を選択的に実行 し得る場合には、液晶素子制御部 32は、非点収差法に基づくフォーカスサーボ制御 が実行される動作モード時には上記補正データセット Bを選択し、差動非点収差法 に基づくフォーカスサーボ制御が実行される動作モード時には上記補正データセット Aを選択することも可能である。
[0045] この場合、信号検出部 30は、非点収差法に基づくフォーカスエラー信号と、差動非 点収差法に基づくフォーカスエラー信号とを生成し、これらフォーカスエラー信号を サーボ制御部 31Bに供給する。サーボ制御部 31Bは、動作モード制御部 31Aが指 定する動作モードに応じていずれか一方のフォーカスエラー信号を選択的に使用す ることができる。差動非点収差法と比べると、非点収差法に基づいて生成されるフォ 一カスエラー信号にはクロストーク成分が発生しやすい。よって、非点収差法に基づ くフォーカスサーボ制御の実行時に液晶素子制御部 32が上記補正データセット Bを 使用することでクロストーク成分の発生の抑制、フォーカスサーボの安定ィ匕および対 物レンズ 18の破損 (反射防止膜の剥離やレンズ材料の溶解)の防止が可能になる。
[0046] なお、温度センサ 34は、光ピックアップ 3の温度を測定することができる。液晶素子 制御部 32は、その測定温度が規定温度を超えたときには、サーボ信号中のノイズ成 分の発生を抑制し得る屈折率分布を液晶素子 16に形成するように設定された補正 データセットを不揮発性メモリ 32Aから読み出してもよい。

Claims

請求の範囲
[1] 光ビームを出射する光源と、互いに対向する 2層の電極層の間に配置された液晶 層を含み前記光ビームの位相を変調する液晶補正素子と、当該変調された光ビーム を光学記録媒体の信号記録面に集光させる対物レンズと、前記液晶補正素子へ前 記光ビームを導く光学系とを有する光ピックアップを備える光学式記録再生装置であ つて、
前記液晶補正素子で形成されるべき複数の屈折率分布にそれぞれ対応する複数 セットの補正データセットを記憶するメモリと、
前記光ピックアップの動作モードを指定する動作モード制御部と、
前記動作モード制御部により指定された動作モードに対応した補正データセットを 前記メモリから選択的に読み出し、当該読み出された補正データセットに応じた駆動 電圧を前記電極層に印加する液晶素子制御部と、
前記信号記録面で反射した戻り光ビームに基づいてサーボ信号を生成する信号 検出部と、
前記動作モード制御部により指定された動作モード下で前記サーボ信号に基づい て前記光ピックアップの動作を制御するサーボ制御部と、
を備えることを特徴とする光学式記録再生装置。
[2] 請求項 1記載の光学式記録再生装置であって、前記動作モード制御部がシーク動 作モードを指定したときは、前記液晶素子制御部は、前記光ピックアップのシーク動 作時にフォーカスエラー信号に含まれるノイズ成分の発生量を最小にする屈折率分 布が前記液晶層に形成されるように設定された補正データセットを前記メモリから選 択的に読み出すことを特徴とする光学式記録再生装置。
[3] 請求項 2記載の光学式記録再生装置であって、前記動作モード制御部がトラッキン ダサーボ制御を実行させる動作モードを指定したときは、前記液晶素子制御部は、 所定の波面収差成分の発生量を最小にする屈折率分布が前記液晶層に形成される ように設定された補正データセットを前記メモリから選択的に読み出すことを特徴とす る光学式記録再生装置。
[4] 請求項 1から 3のうちのいずれか 1項に記載の光学式記録再生装置であって、前記 光ビームの最適記録パワー調整 (OPC)用のテスト信号が前記光学記録媒体に記録 される動作モードを前記動作モード制御部が指定したときは、前記液晶素子制御部 は、テスト信号の記録時に前記サーボ信号に含まれるノイズ成分の発生量を最小に する屈折率分布が前記液晶層に形成されるように設定された補正データセットを前 記メモリから選択的に読み出すことを特徴とする光学式記録再生装置。
[5] 請求項 4記載の光学式記録再生装置であって、前記テスト信号が前記光学記録媒 体力 読み出される動作モードを前記動作モード制御部が指定したときは、前記液 晶素子制御部は、テスト信号の読み出し時に所定の波面収差成分の発生量を最小 にする屈折率分布が前記液晶層に形成されるように設定された補正データセットを 前記メモリから選択的に読み出すことを特徴とする光学式記録再生装置。
[6] 請求項 1から 5のうちのいずれか 1項に記載の光学式記録再生装置であって、前記 動作モード制御部が非点収差法に基づくフォーカスサーボ制御を実行させる動作モ ードを指定したときは、前記液晶素子制御部は、非点収差法に基づいて生成される フォーカスエラー信号に含まれるノイズ成分の発生量を最小にする屈折率分布が前 記液晶層に形成されるように設定された補正データセットを前記メモリから選択的に 読み出すことを特徴とする光学式記録再生装置。
[7] 請求項 6記載の光学式記録再生装置であって、前記動作モード制御部が差動非 点収差法に基づくフォーカスサーボ制御を実行させる動作モードを指定したときは、 前記液晶素子制御部は、所定の波面収差成分の発生量を最小にする屈折率分布 が前記液晶層に形成されるように設定された補正データセットを前記メモリから選択 的に読み出すことを特徴とする光学式記録再生装置。
[8] 請求項 2から 7のうちのいずれか 1項に記載の光学式記録再生装置であって、前記 光学記録媒体の種類を判別する媒体判別部をさらに備え、前記液晶素子制御部は 、前記判別結果に応じて、前記光学記録媒体の種類に対応した補正データセットを 前記メモリから選択的に読み出すことを特徴とする光学式記録再生装置。
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