光ディスク装置
【課題】複数の記録層をもつ多層光ディスクにおいて、従来よりも短時間で安定したトラッキング制御を行いながら再生信号品質が最良となるデフォーカス量および球面収差補正量の調整方法を提供すること。
【解決手段】３層以上の記録層を有する光ディスクを用いて、トラッキングがオフ状態にある間にフォーカス方向の深度のずれ量を変更し、かつ球面収差補正量を変更し、より大きなトラッキングエラー信号の振幅が得られる稜線の傾きの探索を各記録層で実行、得られた稜線の傾きを基に光学的基準点から記録層までの距離に対する所定の関数を作成、稜線の傾きの実測を行わない光ディスクについても、関数から稜線の傾きを導出する。
【解決手段】３層以上の記録層を有する光ディスクを用いて、トラッキングがオフ状態にある間にフォーカス方向の深度のずれ量を変更し、かつ球面収差補正量を変更し、より大きなトラッキングエラー信号の振幅が得られる稜線の傾きの探索を各記録層で実行、得られた稜線の傾きを基に光学的基準点から記録層までの距離に対する所定の関数を作成、稜線の傾きの実測を行わない光ディスクについても、関数から稜線の傾きを導出する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は複数の記録面を有する多層光ディスクについて光スポットの収束位置および球面収差を精度よく調整し、高密度の記録または再生を行うことを可能にする球面収差補正およびデフォーカス補正方法を制御する処理に係り、当該多層光ディスクに情報を記録または再生する光ディスク装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
光ディスクの記録密度を高める手段として光ディスクの記録面に形成する光スポットの径を小さくする方法がある。光スポットの大きさは光束の波長に比例し、対物レンズのＮＡ（開口数）に反比例する。そのため、光スポットの高記録密度の実現には対物レンズのＮＡを大きくする必要がある。
【０００３】
しかし、一般に光束の波長を短くし、対物レンズのＮＡを大きくすると球面収差の影響が大きくなる。球面収差の影響をうけると、光束の内周部と外周部の焦点位置が離間し、光スポットが収束されるべきフォーカス方向の深度がずれた状態（デフォーカス状態）になる。このフォーカス方向の深度のずれをデフォーカス量という。球面収差量ＳＡは次式で表される。
（式１） ＳＡ∝（ΔＴ×ＮＡ４）／λ
ここで、ΔＴは光ディスクの基板厚さの誤差（以下、基板厚誤差とする）、λは光束の波長をそれぞれ表す。上記の式から球面収差量は対物レンズのＮＡの４乗とディスクの基板厚誤差ΔＴに比例し、光束の波長λに反比例することが分かる。光ディスクの製造上、基板厚にはばらつきが生じるため、球面収差が生じる。また、複数の記録層をもつ光ディスクにおいても記録層間の距離にばらつきをもつため、同様に球面収差が生じる。このため、複数の記録層をもつ光ディスクでは各記録層における球面収差を補正する必要がある。かかる球面収差を補正可能な光ピックアップとしては、光束の光路中に所定の球面収差を与えるビームエキスパンダを備える構成、所定の球面収差を与える液晶素子を備える構成、あるいは２枚組み合わせた対物レンズの間隔をフォーカシング方向に変化させることで、球面収差を与える構成とし、このようにして得られる球面収差でディスク基板厚の誤差や記録層の間隔によって生じる球面収差を相殺するようにした技術が特許文献１に記載されている。
【０００４】
光スポットのデフォーカス量および球面収差補正量の調整方法として、特許文献２ではデフォーカス量と球面収差補正量を調整するために多次元の探索ルーチンを実行する。フォーカス外乱信号と並行して球面収差補正外乱信号を供給し、デフォーカス量および球面収差補正量を揺動する。この探索は多次元に行われ、ＲＦ信号のエンベロープ信号が増大する方向にデフォーカス量および球面収差補正量を調整していく。また、図１６は特許文献３に記載のデフォーカス量および球面収差補正量の調整方法の手順を示す。ステップＳ１では光ディスクを回転させ、フォーカス制御が動作している状態にする。ステップＳ２ではトラッキング制御が動作していない状態でトラッキングエラー（ＴＥ）信号の振幅の稜線の傾きを探索する第１の探索を実行する。ここで、稜線の傾きとは稜線のデフォーカス軸変化量に対する球面収差補正量軸の変化量の比率を意味する。ステップＳ３ではトラッキング制御が動作している状態とし、記録部へ移動する。ステップＳ４では第１の探索で探索されたＴＥ信号の振幅の稜線上で再生信号品質が最良になるデフォーカス量および球面収差補正量を決定する第２の探索を実行する。稜線上で第２の探索を行うことで、安定したトラッキング制御を行いながら再生信号を得ることを可能にしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−１１３８８号公報
【特許文献２】特開２００２−３４２９５２号公報
【特許文献３】特開２００５−１９６９４７号公報
【特許文献４】特開２００６−１３９８４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、前記特許文献３に記載の技術では、第１の探索で求めるＴＥ信号振幅の稜線の傾きを、光ディスクの記録層で実際に測定することで求めている。稜線の傾きを求めるには、ＴＥ信号の振幅の最大値を知るための測定点を、デフォーカス量に対してａ個、球面収差補正量に対してｂ個、それぞれ設けると二次元ではａ×ｂ個の測定点を必要とするため、ＴＥ信号振幅の稜線の傾きの導出には時間を要する。また、記録層が単一でなく複数の記録層を有する光ディスクにおいて、全記録層の数ｎの場合、ＴＥ信号振幅の稜線の傾きの導出に要する測定時間は単層ディスクのｎ倍になる。さらに、特許文献４における請求項７では、あらかじめ実施した探索結果を記憶して、他の調整手段による探索に使用する。この場合、単層ディスクからｎ層ディスクまでの全ディスクの稜線の傾きの測定を考えると、あらかじめ実施する測定時間は単層ディスクに要する測定時間のｎ×（ｎ＋１）／２倍になる。また、実際には作業者による各種ディスクの入れ替え時間も要する為、ＴＥ信号振幅の稜線の傾きの導出に大幅な遅延が生じる。本発明は、複数の記録層を有する光ディスクにおけるＴＥ信号振幅の稜線の傾きの測定を短縮化し、従来よりも短時間で安定したトラッキング制御を行いながら再生信号品質が最良となるデフォーカス量および球面収差補正量を導出することが可能な調整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】
【０００７】
本発明の光ディスク装置は、光スポットのデフォーカス量を変更するように動作可能なデフォーカス量変更手段と、前記光ディスク上の光スポットにおいて発生する球面収差補正量を変更するように動作可能な球面収差補正量変更手段と、前記光ディスクの反射光から記録層のトラックとのトラッキングエラー信号と記録層の再生信号を生成する手段と、前記トラッキングエラー信号に応じてトラッキング制御を実行するトラッキング制御手段と、前記光ディスクの記録層の再生信号の品質を示す再生信号品質指標を生成する再生信号品質指標生成手段と、前記デフォーカス量変更手段と前記球面収差補正量変更手段と前記トラッキング制御手段を備え、前記制御手段は前記トラッキング制御のオン／オフ状態を切り替えるように動作可能であり、前記制御手段は前記トラッキング制御がオフ状態にある場合に、前記トラッキングエラー信号の振幅がより大きくなる複数の組のデフォーカス量および球面収差補正量を探索する第１の探索手段と、前記制御手段は、前記トラッキング制御がオン状態にある場合に、前記デフォーカス量変更手段と前記球面収差補正量変更手段の少なくとも一方を制御して前記第１の探索により得られた複数の組を基に、所定の関係式に基づいて導出したデフォーカス量および球面収差補正量の中から前記再生信号品質指標が実質的に最良となる１組のデフォーカス量および球面収差補正量を選択する第２の探索を実施し、上記目的が達成される。
【０００８】
本発明の光ディスク装置は、光スポットのデフォーカス量を変更するように動作可能なデフォーカス量変更手段と、前記光ディスク上の光スポットにおいて発生する球面収差補正量を変更するように動作可能な球面収差補正量変更手段と、前記光ディスクの反射光から記録層のトラックとのトラッキングエラー信号と記録層の再生信号を生成する手段と、前記トラッキングエラー信号に応じてトラッキング制御を実行するトラッキング制御手段と、前記光ディスクの記録層の再生信号の品質を示す再生信号品質指標を生成する再生信号品質指標生成手段と、前記デフォーカス量変更手段と前記球面収差補正量変更手段と前記トラッキング制御手段を制御する制御手段を備え、前記制御手段は前記トラッキング制御がオン状態である間に前記光スポットのデフォーカス量を固定に制御した状態で、前記球面収差量を変更するように前記球面収差補正量変更手段を制御することにより、前記再生信号品質指標が最良となる球面収差を決定し、上記目的が達成される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、少なくとも３つ以上の記録層を有する多層光ディスクについて、トラッキング制御がオフ状態にある間にデフォーカス量と球面収差補正量の２次元での第１の探索を実行し、トラッキングエラー信号の振幅特性の稜線の傾きを、少なくとも３つ以上の各記録層それぞれにおいて探索し、その稜線の傾きの値を基に、第１の探索を実施しない他の記録層の稜線の傾きや、探索を実施した多層光ディスクとは別の光ディスクの各記録層における稜線の傾きを求めることが可能になる。これにより、第１の探索を行わない記録層や光ディスクについても、トラッキング制御がオン状態にある間に実施する、２次元での第２の探索を実行することができ、従来よりも短時間で、安定したトラッキング制御を行いながら再生信号品質が最良となる光スポットのデフォーカス量および球面収差補正量の調整を行うことが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施形態になる光ディスク装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】本発明に係る光ディスク装置における再生信号の振幅を示した説明図である。
【図３】本発明にかかる光ディスクの構造を示した説明図である。
【図４】光スポットのデフォーカス量および球面収差補正量に対する再生信号振幅の特性を示した図である。
【図５】光スポットのデフォーカス量および球面収差補正量に対するＴＥ信号振幅の特性を示した図である。
【図６】光スポットのデフォーカス量および球面収差補正量に対する再生信号振幅の特性を示した図である。
【図７】ＴＥ信号振幅の稜線を利用した信号品質の探査を実行する方法の手順を示したフローチャートである。
【図８】第１の探索を実行する方法の手順を示したフローチャートである。
【図９】第２の探索を実行する方法の手順を示したフローチャートである。
【図１０】デフォーカス量に対するＴＥ信号振幅の特性を示した図である。
【図１１】Ａ方向に対するＴＥ信号振幅の特性を示した図である。
【図１２】Ａ方向に対する再生信号振幅の特性を示した図である。
【図１３】光学基準点から記録層までの距離に対する３層ディスクの各記録層におけるＴＥ信号振幅の稜線の傾きの特性を示した図である。
【図１４】３層ディスクの光学基準点から記録層までの距離に対する特性を示す二次関数を基に４層ディスクの各記録層におけるＴＥ信号振幅の稜線の傾きの特性を示した図である。
【図１５】３層ディスクのＴＥ信号振幅の稜線の傾きの実測からｎ層ディスクの各記録層におけるＴＥ信号振幅の稜線の傾きの導出を実行するための方法の手順を示したフローチャートである。
【図１６】従来技術におけるデフォーカス量および球面収差補正量の調整方法の手順を示したフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の形態について、添付の図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１２】
図１は本発明になる光ディスク装置およびその光ピックアップの構成を示すブロック図である。図において符号１００は光ディスクを表す。光ディスク１００はレーザ光の入射側表面が透明な保護層で覆われている。また、光ディスク２００は少なくとも３つ以上の記録層を有する。この光ディスク装置において、１０１は光ピックアップ、１０２はレーザ光源、１０３はコリメートレンズ、１０４は偏光ビームスプリッタ、１０５は１／４波長板、１０６は球面収差補正素子、１０７は全反射ミラー、１０８は対物レンズ、１０９はアクチュエータ、１１０はシリンドリカルレンズ、１１１は集光レンズ、１１２は光検出器、１１３はスピンドルモータ、１２１はスピンドルモータ駆動回路、１２２はアクチュエータ駆動回路、１２３は球面収差補正素子駆動回路、１２４は信号品質評価回路、１２５は再生信号生成回路、１２６はＷｏｂｂｌｅ信号生成回路、１２７はサーボ信号生成回路、１２８はレーザ駆動回路、１２９はシステム制御回路をそれぞれ示している。
【００１３】
上記光ピックアップ１０１の構成によれば、上記レーザ光源１０２から放射された光束は、コリメートレンズ１０３は平行光束に変換され、偏光ビームスプリッタ１０４を透過し、１／４波長板１０５で円偏光に変換される。この円偏光は球面収差補正素子１０６により、所定の球面収差が付加されたのち、全反射ミラー１０７上で反射され、対物レンズ１０８に導かれる。この対物レンズ１０８は入射した光束に対応して光ディスク１００の記録層に光スポットを形成する。
【００１４】
球面収差補正素子１０６は、例えば凹レンズと凸レンズとを含むビームエキスパンダによって構成され得る。ビームエキスパンダは凹レンズと凸レンズとの間隔を変化させることにより、対物レンズ１０８に対する光束の発散度合いを変化させる。これにより、光スポットにおける球面収差量を変化させる。なお、球面収差補正素子１０６の一例としてビームエキスパンダを挙げたが、球面収差補正素子１０６はビームエキスパンダのみに限定されない。球面収差を補正するという機能をもつ限り、任意の構成を有し得る。例えば、球面収差補正素子１０６は液晶素子による屈折率変化による光スポットの球面収差を補正する素子であってもよい。
【００１５】
一方、光ディスク１００からの反射光束は、対物レンズ１０８、全反射ミラー１０７、球面収差補正素子１０６、１／４波長板１０５を透過し、偏光ビームスプリッタ１０４において、反射される。そして、この反射光束がシリンドリカルレンズ１１０を透過し、集光レンズ１１１によって光検出器１１２に集光される。
【００１６】
光検出器１１２から出力される電気信号は再生信号生成回路１２５、Ｗｏｂｂｌｅ信号生成回路、サーボ信号生成回路１２７に供給される。再生信号生成回路１２５では、光ディスク１００に記録された再生情報信号が得られ、Ｗｏｂｂｌｅ信号生成回路２２６ではフォーカスエラー信号（以下、ＦＥ信号とする）やトラッキングエラー信号（以下ＴＥ信号とする）、ディスク１００からの反射光量に対応したプルインエラー信号などの各種サーボ信号が生成され、システム制御回路１２９に出力される。ここで、トラッキングエラーは光スポットと光ディスク１００の記録層上のトラックとの位置ずれを示すエラーを意味する。ＴＥ信号は、一般にプッシュプル法と呼ばれるトラッキングエラー検出方式によって生成する。再生信号生成回路１２５は光検出器１１２の出力により再生信号を生成する。再生信号は信号品質評価回路１２４とシステム制御回路に供給される。
【００１７】
信号品質評価回路１２４は評価指標として、例えば再生信号から再生信号振幅を生成する。図２に再生信号におけるエンベロープを示す。ここで、再生信号振幅とは図２における再生信号のエンベロープであるＥｎｖＲＦを表す。信号品質評価回路１２４により生成された再生信号振幅はシステム制御回路１２９に供給される。なお、信号品質評価回路１２４の生成する評価指標の一例として再生信号振幅を挙げたが、評価指標は再生信号振幅のみに限定されない。再生信号を評価可能という機能をもつ限り、任意の回路となし得る。例えば、信号品質評価回路１２４は再生信号からｉ−ＭＬＳＥ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｍａｘｉｍｕｍ Ｌｉｋｅｌｉｈｏｏｄ Ｓｅｑｕｅｎｃｅ Ｅｒｒｏｒ）やＭＬＳＥ（Ｍａｘｉｍｕｍ Ｌｉｋｅｌｉｈｏｏｄ Ｓｅｑｕｅｎｃｅ Ｅｒｒｏｒ）を生成する回路であってもよい。信号品質評価回路１２４によって生成されたｉ−ＭＬＳＥまたはＭＬＳＥはシステム制御回路１２９に供給される。
【００１８】
システム制御回路１２９は、この光ディスク装置全体を制御する機能を備えている。すなわち、スピンドルモータ駆動回路１２１を介してスピンドルモータ１１３に装着された光ディスク１００の回転制御を行い、アクチュエータ駆動回路１２２を介して対物レンズ１０８を搭載したアクチュエータ１０９を駆動することによりフォーカスやトラッキングなどのサーボ制御を行い、また信号品質評価回路１２４により生成された評価指標を基に球面収差補正素子駆動回路１２３を介して光ピックアップ１０１の球面収差量の検出及び補正を行う。
【００１９】
システム制御回路１２９は、光ディスク１００の記録層に集光する光スポットの光量が所定の光量になるようにレーザ駆動回路１２８を介してレーザ光源１０２を駆動する。
【００２０】
システム制御回路１２９は対物レンズ１０８のディスク深度に対する焦点位置を変更するためのデフォーカス量を生成してアクチュエータ駆動回路１０９に送る。アクチュエータ駆動回路１０９はサーボ信号生成回路１２７からの出力信号であるフォーカスエラー信号にシステム制御回路１２９からのデフォーカス量を加算して、アクチュエータ駆動回路１０９に出力する。アクチュエータ駆動回路１０９はシステム制御回路１２９からの出力信号であるデフォーカス量補正後のフォーカスエラー信号に応じて対物レンズ１０８の焦点位置を変更する。
【００２１】
システム制御回路１２９は球面収差量を変更する為の制御信号を生成して球面収差補正素子駆動回路１２３に送る。球面収差補正素子駆動回路１２３はシステム制御回路１２９からの制御信号に応じて球面収差補正素子１０６を駆動する。これにより、球面収差量が変更され、球面収差の補正が実行される。光スポットのデフォーカス量および球面収差量を調整する前は、球面収差補正素子１０６は、例えば光ディスク１００の最も奥の記録層までの厚みに対して光スポットの球面収差が最小になるように設定されている。
【００２２】
図３は光ディスク１００の構造を示す。光ディスク１００は少なくとも３層以上の記録層を有する多層光ディスクである。レーザ照射面を表面とした場合に、表面から最も遠い奥の層をＬ０層とし、全部でｎ層の記録層をもつ場合、最も表面の記録層はＬ（ｎ−１）層となる。また、上記のように、レーザ入射側表面から保護層、情報層、基材層の順による積層が記録層の数だけ繰り返されている。
【００２３】
次に、レーザのデフォーカス量と球面収差補正量とに対する再生信号の再生信号振幅とＴＥ信号の振幅特性について説明する。
【００２４】
図４は光スポットのデフォーカス量と球面収差補正量の２軸に対して、紙面垂直軸の調整指標として再生信号振幅を用いた際の特性を示す。同心円状の複数の楕円による等高線マップによって再生信号振幅の値が示されている。各楕円の線上において再生信号振幅の値は等しく、各楕円の中心点Ｐ１に近づくほど再生信号振幅の値は大きくなっていく。各楕円の中心点Ｐ１において再生信号振幅の値は略最大になる。すなわち、再生信号振幅が最大になるデフォーカス量Ｄ１と球面収差補正量Ｓ１において、最適に信号の再生を行うことができる。
【００２５】
図５は光ピックアップ１０１のデフォーカス量と球面収差補正量の２軸に対して、紙面垂直軸の調整指標としてＴＥ信号振幅を用いた際の特性を示す。同心円状の複数の楕円による等高線マップによってＴＥ信号振幅の値が示されている。各楕円の線上においてＴＥ信号振幅の値は等しく、各楕円の中心に近づくほどＴＥ信号振幅の値は大きくなっていく。したがって、各楕円の中心においてＴＥ信号振幅の値は略最大になる。
【００２６】
再生信号振幅が最大となるように光スポットのデフォーカス量と球面収差補正量の２軸をそれぞれ独立に調整しようとした場合、調整の途中でトラッキング制御に対して十分なＴＥ信号振幅が確保できず、トラッキング制御が不安定になる場合がある。この課題を解決するためには、ＴＥ信号の振幅が十分大きく、かつＴＥ信号振幅の低下が緩やかな各軸の値の領域で再生信号振幅が最大となる点を探索する必要がある。
【００２７】
図５に示すように、光スポットのデフォーカス量と球面収差補正量とにはＴＥ信号振幅が十分大きく、かつＴＥ信号振幅の低下が緩やかとなる２軸の関係が存在する。図５における、破線で示した直線５００上はＴＥ信号振幅が十分に大きく、かつＴＥ信号振幅の低下が緩やかとなる２軸の値の組み合わせを示している。以降、ＴＥ信号振幅の稜線とは直線５００を、ＴＥ信号振幅の稜線の傾きＧ１とは、直線５００上における、
（式２） Ｇ１＝（球面収差補正量の変化量）／（デフォーカス量の変化量）
を表す。
【００２８】
図６に図４と同じく、光スポットのデフォーカス量と球面収差補正量の２軸に対して、紙面垂直軸の調整指標として再生信号振幅を用いた際の特性を示す。図６において、直線５００は図５におけるＴＥ信号振幅の稜線を表す。トラッキング制御をオフにした状態で、ＴＥ信号振幅の特性からＴＥ信号振幅の稜線５００およびその傾きＧ１を検出し、記憶する。その後、トラッキング制御をオンにした状態で図６に示したようにＴＥ信号振幅の稜線５００上で光スポットのデフォーカス量と球面収差補正量の２軸の値を同時に変え、再生信号振幅が最大となる点Ｐ２を探索する。
【００２９】
図７は再生信号振幅の値が最大となる点Ｐ２を探索する方法の手順を示している。この方法は、例えばシステム制御回路１２９によって実行される。同図のステップ７０１では光ディスク１００を回転させるようにスピンドルモータ１１３をスピンドルモータ駆動回路１２１が駆動信号を送る。ステップ７０２ではＴＥ信号振幅の稜線を測定する記録層に対してフォーカス制御が動作している状態となるよう、アクチュエータ１０９をアクチュエータ駆動回路１２２が駆動信号を送信する。ステップ７０３ではトラッキング制御をオフにした状態でＴＥ信号振幅の稜線を探索する第１の探索を実行する。ステップ７０４ではステップ７０３での第１の探索結果から算出したＴＥ信号振幅の稜線の傾きＧ１を記憶する。ステップ７０５ではトラッキング制御をオンにした状態になるようにアクチュエータ１０９を制御した後、ステップ７０６では記録済み領域に移動する。また、ステップ７０７では第１の探索によって判明したＴＥ信号振幅の稜線５００の傾きＧ１を基に再生信号振幅が最大となる１組の光スポットのデフォーカス量および球面収差補正量を決定する第２の探索を実行する。
【００３０】
以下、第１の探索である図７のステップ７０３について図５、図８および図１０を用いて説明する。
図８はＴＥ信号振幅の稜線を導出する第１の探索（図７のステップ７０３）の方法の手順について説明する。この方法はシステム制御回路１２９によって実行される。同図のステップ８０１では球面収差補正量が所定の初期値Ｄ２に、球面収差補正量が所定の初期値Ｓ２に設定される。ここで、球面収差補正量の初期値Ｓ２は標準的な光ディスク１００における最適な所定値である。また、ステップ８０２ではデフォーカス量の初期値は後述する図１０の二次近似の正確な実施に最適な所定値でもＦＥ信号の最大値が得られる値としてもよい。なお、初期値Ｄ２およびＳ２は光ピックアップ１０１固有の特性でもあるので、光ピックアップ１０１ごとに異なる最適値を所定値としてもよい。以降、ステップ８０５でＹＥＳが選択されるまで球面収差補正量は固定したままＴＥ振幅最大のデフォーカス量を探索する。ステップ８０３では現在の球面収差補正量およびデフォーカス量に固定した状態でＴＥ信号振幅を取得する。ＴＥ信号振幅取得時のデフォーカス量およびＴＥ信号振幅は、メモリに記憶される。メモリは例えばシステム制御回路１２９に内蔵されている。ステップ８０４ではデフォーカス量の値を現在値からデフォーカス量に対する測定時のステップ量Ｄｗだけ変化させた値（現在値がＤ２であった場合はＤ２’）に変更する。ここで、ステップ量Ｄｗは後述する図１０の二次近似の正確な実施に最適な所定値である。また、Ｄｗは光ピックアップ１０１固有の値であるので、光ピックアップ１０１ごとに異なる最適値を所定値としてもよい。ステップ８０５ではデフォーカス量が終了値Ｄ３よりも大きいか否かを判定する。デフォーカス量がＤ３よりも大きい場合はステップ８０６に移行し、Ｄ３よりも小さい場合はステップ８０３に移行する。すなわち、デフォーカス量がＤ３よりも大きい値になるまで、ステップ８０３とステップ８０４が繰り返され、ある固定の球面収差補正量におけるデフォーカス量に対するＴＥ信号振幅の特性が測定される。ここで、ステップ８０１からステップ８０５において、固定した球面収差補正量におけるデフォーカス量に対するＴＥ信号振幅の値は、例えば図１０の黒点の分布のようにデフォーカス量に対して略二次的な特性が得られる。そこで、この測定結果に対して最小二乗法により二次近似曲線１０００が得られる。この近似曲線１０００の頂点におけるデフォーカス量ＤＰ１は、固定した球面収差補正量におけるＴＥ信号振幅が最大になるデフォーカス量を表す。測定点に対する近似曲線の計算および頂点におけるデフォーカス量ＤＰ１の計算は、例えばシステム制御回路１２９によって実行される。また、計算時の球面収差補正量の値およびＤＰ１の値はメモリに記憶される。メモリは例えば、システム制御回路１２９に内蔵されている。次に、ステップ８０６では球面収差補正量の値を現在値から球面収差補正量に対する測定時のステップ量Ｓｗだけ変化させた値（現在値がＳ２であった場合はＳ２’）に変更する。ここで、ステップ量Ｓｗは後述する図５の一次近似の正確な実施に最適な所定値である。また、Ｓｗは光ピックアップ１０１固有の値であるので、光ピックアップ１０１ごとに異なる最適値を所定値としてもよい。ステップ８０７では球面収差補正量が終了値Ｓ３よりも大きいか否かを判定する。球面収差補正量がＳ３よりも大きい場合はステップ８０８に移行し、Ｓ３よりも小さい場合はステップ８０２に移行する。すなわち、球面収差補正量がＳ３よりも大きい値になるまで、ステップ８０２から８０６が繰り返され、各球面収差補正量におけるデフォーカス量に対するＴＥ信号振幅特性が測定される。ステップ８０８ではステップ８０７までの測定結果からＴＥ信号振幅の稜線５００が導出される。各球面収差補正量におけるデフォーカス量に対するＴＥ信号振幅の二次近似曲線の頂点は、例えば図５の白点の分布のようにデフォーカス量に対して略線形的な特性が得られる。そこで、この測定結果に対して最小二乗法により線形近似直線が得られる。本発明では、この近似直線をＴＥ信号振幅の稜線５００とする。上記のように、このＴＥ信号振幅の稜線のデフォーカス量の変化量に対する球面収差補正量の変化量がＴＥ信号振幅の稜線の傾きＧ１となる。なお、上記には各球面収差補正量において、デフォーカス量に対してＴＥ信号振幅を二次近似した後に、二次近似曲線の頂点を線形近似してＴＥ信号振幅の稜線を求める方法を挙げたが、各デフォーカス量において、球面収差補正量に対してＴＥ信号振幅を二次近似した後に、二次近似曲線の頂点を線形近似してＴＥ信号振幅の稜線を求めてもよい。
【００３１】
ＴＥ信号振幅が最大となるデフォーカス量および球面収差補正量の組み合わせの探索について、図５と図１１を用いて説明する。図１１は図５において白点で示した、各球面収差補正量における、ＴＥ信号振幅の稜線に平行なＡ方向に対するＴＥ信号振幅の二次近似曲線の頂点をデフォーカス量に対してプロットしたものである。曲線１１００は各点を最小二乗法により二次近似した曲線である。この近似曲線の頂点におけるデフォーカス量Ｄ４は、ＴＥ信号振幅が最大となるデフォーカス量を意味する。このＤ４を基に、ＴＥ信号振幅の稜線上のデフォーカス量Ｄ４に対する点Ｐ２における球面収差補正量Ｓ４を導出する。Ｄ４およびＳ４の値はメモリに記憶される。メモリは例えば、システム制御回路１２９に内蔵されている。近似曲線１１００の計算およびＤ４およびＳ４の導出は、例えばシステム制御回路１２９によって実行される。
【００３２】
次に、１枚の光ディスク１００の記録層のうち３層分のＴＥ信号振幅の稜線の傾きの実測値から、実測を行わない光ディスク１００の他の記録層および、１層も実測を行わない光ディスク１００のＴＥ信号振幅の稜線の傾きを導出する方法について説明する。
【００３３】
図１３および図１４を用いて、光ディスク１００の例として、全３層の記録層をもつ光ディスクについて、レーザ照射面を表面とした場合、最も表面に近い記録層であるＬ０、Ｌ０の次に表面に近い記録層であるＬ１、Ｌ１の次に表面に近い記録層であるＬ２の３層分のＴＥ信号振幅の稜線の傾きの実測値から、光ディスク１００の例として、記録層間隔が３層ディスクと全層において異なる４層ディスクの全４層分のＴＥ信号振幅の稜線の傾きを導出する方法を示す。
【００３４】
まず、３層ディスクのＬ０，Ｌ１，Ｌ２の各記録層において、上記手順によりＴＥ信号振幅の稜線の傾きＧＴＬ０、ＧＴＬ１、ＧＴＬ２を導出する。これら各記録層におけるＴＥ信号振幅の稜線の傾きを、規格で定められた３層ディスクの表面から各記録層までの距離に、表面から光学基準点までの距離をオフセットさせた値であるｄＴＬ０、ｄＴＬ１、ｄＴＬ２に対してプロットすると、図１３の黒点のように、略二次的に変化する特性が得られる。そこで、この測定結果に対して最小二乗法を用いることによって二次近似曲線１３００が得られる。ここで、上記光学基準点とは、例えば、球面収差補正素子１０６による球面収差の付加がない状態、すなわち対物レンズ１０８に対して平行光が入射する状態における光束のデフォーカス量とする。また、光学基準点は光ピックアップ１０１固有の値であるので、光ピックアップ１０１ごとに異なる最適値を所定値としてもよい。最小二乗法による二次近似曲線の計算は、例えばシステム制御回路１２９によって実行される。また、導出された二次近似曲線の式はメモリに記憶される。メモリは例えば、システム制御回路１２９に内蔵されている。二次近似曲線１３００は上記のように、光ピックアップ固有であり、測定した光ディスク１００の種類に依らず、光学基準点から各記録層までの距離に対して一意に求まる。したがって、図１４に示すように、ＴＥ信号振幅の稜線の傾きが光学基準点から各記録層までの距離に対して近似曲線１３００を用いて一意に求まる特性を利用して、先に３層ディスクの実測で求めた近似曲線１３００から４層ディスクのＴＥ信号振幅の稜線の傾きを導出することができる。すなわち、近似曲線１３００に対して、規格で定められた４層ディスクの表面から各記録層までの距離に、表面から光学基準点までの距離をオフセットさせた値であるｄＱＬ０、ｄＱＬ１，ｄＱＬ２，ｄＱＬ３に対する近似曲線１３００上のＴＥ信号振幅の稜線の傾きＧＱＬ０，ＧＱＬ１，ＧＱＬ２，ＧＱＬ３が４層ディスクの各記録層におけるＴＥ信号振幅の稜線の傾きとして導出できる。ここで、近似曲線１３００を利用して導出した各記録層におけるＴＥ信号振幅の稜線の傾きはメモリに記憶される。メモリは例えば、システム制御回路１２９に内蔵されている。
【００３５】
図１５はｎ層の記録層をもつ光ディスク１００の各記録層におけるＴＥ信号振幅の稜線の傾き導出を実行する手順を示す。この方法は、例えばシステム制御回路１２９によって実行される。以降、実行手順を説明するに当たり、ｘ軸とｙ軸の２軸で考える場合、ｘ軸を光学基準点から各記録層までの距離とし、ｙ軸をＴＥ信号振幅の稜線の傾きとする。ステップ１５０１では光ディスク１００の例として３層ディスクの各記録層におけるＴＥ信号振幅の稜線が測定される。ここで、ｎ層ディスクのＴＥ信号振幅の稜線の傾き導出のために実際に測定する光ディスク１００は必ずしも３層ディスクに限定されない。３層以上の記録層数をもつ光ディスクを用いてもよい。また、ＴＥ信号振幅の稜線の傾きを導出する記録層数は必ずしも３層に限定されない。３層以上の記録層におけるＴＥ信号振幅の稜線の傾きを導出してもよい。これにより、後述する二次近似曲線１３００の近似精度の向上を望むことができる。ステップ１５０１の測定は図８に示した手順に基づいて実行される。ステップ１５０２では３層分のＴＥ信号振幅稜線の測定が終了したか否かが判断される。３層分のＴＥ信号振幅の稜線の測定が終了したと判断された場合はステップ１５０３に移行し、３層分のＴＥ信号振幅の稜線の測定が未終了と判断された場合は、ステップ１５０１に移行し、３層分のＴＥ信号振幅の稜線の測定が終了するまで、各記録層での実測が実行される。ステップ１５０３ではステップ１５０２までに導出した、Ｌ０，Ｌ１，Ｌ２におけるＴＥ信号振幅の稜線の傾きＧＴＬ０，ＧＴＬ１，ＧＴＬ２を記憶する。ＴＥ信号振幅の稜線の傾きは各記録層の光学基準点から各記録層までの距離に対応して（ｄＴＬ０，ＧＴＬ０），（ｄＴＬ１，ＧＴＬ１），（ｄＴＬ２，ＧＴＬ２）の二次元座標として記憶される。メモリは例えば、システム制御回路１２９に内蔵されている。次に、ステップ１５０４では、記憶した各記録層における二次元座標を基に二次近似曲線１３００を表す二次関数ｙ＝ａｘ２＋ｂｘ＋ｃの係数ａ，ｂ，ｃを方程式から算出する。方程式の計算は、例えばシステム制御回路１２９により実行される。ステップ１５０５ではステップ１５０４で算出された係数ａ，ｂ，ｃをメモリに記憶する。メモリは例えば、システム制御回路１２９に内蔵されている。また、導出する近似式は必ずしも二次近似には限定されない。例えば、光ピックアップ１０１によって、光学基準点から各記録層までの距離に対して、ＴＥ信号振幅の稜線の傾きが略一次であると見なせる場合は、上記ステップ１５０１からステップ１５０３のＴＥ信号振幅の稜線の傾きの測定を２層のみで実施し、線形の近似式を用いて、以下の導出を実施してもよい。次に、ステップ１５０６では導出した二次近似曲線１３００を表す二次関数ｙ＝ａｘ２＋ｂｘ＋ｃに対して、規格で定められたｎ層ディスクの表面から各記録層までの距離に、表面から光学基準点までの距離をオフセットさせた値を代入し、ｎ層ディスクの各記録層におけるＴＥ信号振幅の稜線の傾きＢ０，Ｂ１，Ｂ２，．．．Ｂｎ−１，Ｂｎが算出される。算出によるＴＥ信号振幅の稜線の傾きは、例えばシステム制御回路１２９により実行される。ステップ１５０７ではステップ１５０６で算出された、ｎ層ディスクの各記録層におけるＴＥ信号振幅の稜線の傾きの値がメモリに記憶される。メモリは例えば、システム制御回路１２９に内蔵されている。
【００３６】
以下、図７のステップ７０７の第２の探索の実行について説明する。第２の探索が実行される前に、トラッキング制御の状態が、トラッキング制御がオフの状態からトラッキング制御がオンの状態に切り替えられる（図７のステップ７０５）。次に、光ディスク１００が未記録の場合、光スポットのデフォーカス量を所定値Ｄ４に固定し、かつ球面収差補正量を所定値Ｓ４に固定した状態で、光ディスク１００の所定の連続した複数のトラックに情報の記録が行われる。なお、記録時の球面収差補正量の固定値はＳ４に限らず、再度デフォーカス量Ｄ４に固定した状態で、球面収差補正量のみを変化させることで、ＴＥ信号振幅が最大となる点を探索した結果を用いてもよい。第２の探索はトラッキング制御が動作している状態において情報が記録されたトラックを用いて実施される。第２の探索はＴＥ信号振幅が最大となるデフォーカス量Ｄ４および球面収差補正量Ｓ４から始める。探索は図６に示したＡ方向のように、ＴＥ信号振幅の稜線に平行に実施される。図１２は図６に示したＡ方向に沿って実施する探索が実行中である場合における再生信号振幅の変化を示す。再生信号振幅が最大となるＡ方向に平行な探索をすることは、例えば図１２に示すように、複数の測定点から再生信号振幅とＡ方向に対する二次近似曲線１２００を作成し、二次近似曲線１２００に基づいて再生信号振幅が最大となる頂点におけるデフォーカス量Ｄ５を求め、Ｄ５を基に、ＴＥ信号振幅の稜線上のデフォーカス量Ｄ５に対する点Ｐ３における球面収差補正量Ｓ５を導出することにより達成される。次に、再生信号振幅が最大となる点Ｐ１の導出を実施する。点Ｐ１の導出は点Ｐ３から始め、点Ｐ３を通り、かつＴＥ信号振幅の稜線に対して垂直な直線６００に沿って実施される。そのため、直線６００の傾きＧ２はＴＥ信号振幅の傾きＧ１を用いて、
（式３） Ｇ２＝−１／Ｇ１
で表される。探索は図６に示したＢ方向に沿って実施され、図１２と同様に、複数の測定点から再生信号振幅とＢ方向に対する二次近似曲線を作成し、当該二次近似曲線に基づいて再生信号振幅が最大となる頂点におけるデフォーカス量および球面収差補正量をそれぞれ、Ｄ１およびＳ１として導出することにより達成される。
【００３７】
図９は第２の探索（図７のステップ７０７）を実行する方法の手順を示す。この方法は、例えばシステム制御回路１２９によって実行される。ステップ９０１では第２の探索を開始時のデフォーカス量および球面収差補正量（図６におけるＤ４およびＳ４）における再生信号振幅を測定する。測定された再生信号振幅ＲＦ１はメモリに記憶される。メモリは例えばシステム制御回路１２９に内蔵される。次にステップ９０２ではＡ方向の正方向と平行に所定のデフォーカス量および球面収差補正量がオフセットされる。その後、再生信号振幅ＲＦ２が測定される。測定された再生信号振幅ＲＦ２はメモリに記憶される。メモリは例えばシステム制御回路１２９に内蔵される。ステップ９０３ではＲＦ１とＲＦ２の値が比較される。ＲＦ１がＲＦ２以下の場合は、ステップ９０４に移行し、ＲＦ１がＲＦ２よりも大きい場合はステップ９０５に移行する。ステップ９０４では今後、Ａ方向に移動する際に正方向に移動するよう、所定のデフォーカス量および球面収差補正量がオフセットされる。一方、ステップ９０５では今後、Ａ方向に移動する際に負方向に移動するよう、所定のデフォーカス量および球面収差補正量がオフセットされる。ステップ９０６ではＡ方向に移動するよう、所定のデフォーカス量および球面収差補正量がオフセットされる。その後、再生信号振幅ＲＦｎｅｗが測定される。ステップ９０７ではＲＦｎｅｗ測定前の再生信号振幅を再生信号振幅現在値としてＲＦｎｅｗと比較される。再生信号振幅現在値がＲＦｎｅｗと比較して小さい場合はステップ９０８へ移行し、再生信号振幅現在地がＲＦｎｅｗと比較して大きい場合は、ステップ９０８へ移行する。ステップ９０８ではＲＦｎｅｗを再生信号振幅現在値に設定した後、ステップ９０６に移行する。ステップ９０９ではＡ方向に移動するよう、所定のデフォーカス量および球面収差補正量がオフセットされる。ここで、ステップ９０９はステップ９１０で作成する二次近似曲線を十分精度よく導出するために、再生信号振幅の極性変化後の測定をする必要があるために設けている。したがって、二次近似曲線の精度を上げるために、測定点がさらに必要な場合はステップ９０９に相当するシーケンスを複数回設けるものとする。次に、ステップ９１０では方向Ａに対する再生信号振幅について最小二乗法による二次近似曲線（図１２における曲線１２００）を作成し、さらに近似曲線の頂点におけるデフォーカス量および球面収差補正量を導出する。ステップ９１１ではステップ９１０で導出したデフォーカス量および球面収差補正量をメモリに記憶する。メモリは例えばシステム制御回路１２９に内蔵される。
【００３８】
図６における点Ｐ３におけるデフォーカス量Ｄ５および球面収差補正量Ｓ５が導出された後は、さらに、点Ｐ３を通り、かつ直線５００に垂直な直線６００のＢ方向について同様に図９に示した手順を実行し、再生信号振幅が最大となる点Ｐ１におけるデフォーカス量Ｄ１および球面収差補正量Ｓ１を導出する。
【００３９】
なお、本実施例として、光スポットのデフォーカス量および球面収差補正量の探索において、信号品質指標として再生信号振幅を用いる例を示したが、本発明はこれに限定されない。信号品質指標として、ｉ−ＭＬＳＥ、ＭＬＳＥ、エラーレート、ジッタを用いてもよい。ｉ−ＭＬＳＥ、ＭＬＳＥ、ジッタおよびエラーレートはアドレスおよびデータが記録されているトラックを光ピックアップによって再生することにより得られる。ここで、ジッタとは再生信号における時間的なずれやゆらぎを表す物理量である。ジッタは、光ディスクから情報を読み取る際の誤りが生じる確率であるエラーレートと密接な関係にある。
【符号の説明】
【００４０】
１００ 光ディスク
１０１ 光ピックアップ
１０２ レーザ光源
１０３ コリメートレンズ
１０４ 偏光ビームスプリッタ
１０５ １／４波長板
１０６ 球面収差補正素子
１０７ 全反射ミラー
１０８ 対物レンズ
１０９ アクチュエータ
１１０ シリンドリカルレンズ
１１１ 集光レンズ
１１２ 光検出器
１１３ スピンドルモータ
１２１ スピンドルモータ駆動回路
１２２ アクチュエータ駆動回路
１２３ 球面収差補正素子駆動回路
１２４ 信号品質評価回路
１２５ 再生信号生成回路
１２６ Ｗｏｂｂｌｅ信号生成回路
１２７ サーボ信号生成回路
１２８ レーザ駆動回路
１２９ システム制御回路
５００ ＴＥ信号振幅の稜線
６００ ＴＥ信号振幅の稜線上で最もＴＥ信号振幅が大きい点を通りかつＴＥ
信号振幅の稜線に垂直な直線
１０００ デフォーカス量に対するＴＥ信号振幅の二次近似曲線
１１００ Ａ方向に対するＴＥ信号振幅の二次近似曲線
１２００ Ａ方向に対する再生信号振幅の二次近似曲線
１３００ 光学基準点から記録層までの距離に対するＴＥ信号振幅の稜線の傾き
の二次近似曲線
【技術分野】
【０００１】
本発明は複数の記録面を有する多層光ディスクについて光スポットの収束位置および球面収差を精度よく調整し、高密度の記録または再生を行うことを可能にする球面収差補正およびデフォーカス補正方法を制御する処理に係り、当該多層光ディスクに情報を記録または再生する光ディスク装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
光ディスクの記録密度を高める手段として光ディスクの記録面に形成する光スポットの径を小さくする方法がある。光スポットの大きさは光束の波長に比例し、対物レンズのＮＡ（開口数）に反比例する。そのため、光スポットの高記録密度の実現には対物レンズのＮＡを大きくする必要がある。
【０００３】
しかし、一般に光束の波長を短くし、対物レンズのＮＡを大きくすると球面収差の影響が大きくなる。球面収差の影響をうけると、光束の内周部と外周部の焦点位置が離間し、光スポットが収束されるべきフォーカス方向の深度がずれた状態（デフォーカス状態）になる。このフォーカス方向の深度のずれをデフォーカス量という。球面収差量ＳＡは次式で表される。
（式１） ＳＡ∝（ΔＴ×ＮＡ４）／λ
ここで、ΔＴは光ディスクの基板厚さの誤差（以下、基板厚誤差とする）、λは光束の波長をそれぞれ表す。上記の式から球面収差量は対物レンズのＮＡの４乗とディスクの基板厚誤差ΔＴに比例し、光束の波長λに反比例することが分かる。光ディスクの製造上、基板厚にはばらつきが生じるため、球面収差が生じる。また、複数の記録層をもつ光ディスクにおいても記録層間の距離にばらつきをもつため、同様に球面収差が生じる。このため、複数の記録層をもつ光ディスクでは各記録層における球面収差を補正する必要がある。かかる球面収差を補正可能な光ピックアップとしては、光束の光路中に所定の球面収差を与えるビームエキスパンダを備える構成、所定の球面収差を与える液晶素子を備える構成、あるいは２枚組み合わせた対物レンズの間隔をフォーカシング方向に変化させることで、球面収差を与える構成とし、このようにして得られる球面収差でディスク基板厚の誤差や記録層の間隔によって生じる球面収差を相殺するようにした技術が特許文献１に記載されている。
【０００４】
光スポットのデフォーカス量および球面収差補正量の調整方法として、特許文献２ではデフォーカス量と球面収差補正量を調整するために多次元の探索ルーチンを実行する。フォーカス外乱信号と並行して球面収差補正外乱信号を供給し、デフォーカス量および球面収差補正量を揺動する。この探索は多次元に行われ、ＲＦ信号のエンベロープ信号が増大する方向にデフォーカス量および球面収差補正量を調整していく。また、図１６は特許文献３に記載のデフォーカス量および球面収差補正量の調整方法の手順を示す。ステップＳ１では光ディスクを回転させ、フォーカス制御が動作している状態にする。ステップＳ２ではトラッキング制御が動作していない状態でトラッキングエラー（ＴＥ）信号の振幅の稜線の傾きを探索する第１の探索を実行する。ここで、稜線の傾きとは稜線のデフォーカス軸変化量に対する球面収差補正量軸の変化量の比率を意味する。ステップＳ３ではトラッキング制御が動作している状態とし、記録部へ移動する。ステップＳ４では第１の探索で探索されたＴＥ信号の振幅の稜線上で再生信号品質が最良になるデフォーカス量および球面収差補正量を決定する第２の探索を実行する。稜線上で第２の探索を行うことで、安定したトラッキング制御を行いながら再生信号を得ることを可能にしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−１１３８８号公報
【特許文献２】特開２００２−３４２９５２号公報
【特許文献３】特開２００５−１９６９４７号公報
【特許文献４】特開２００６−１３９８４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、前記特許文献３に記載の技術では、第１の探索で求めるＴＥ信号振幅の稜線の傾きを、光ディスクの記録層で実際に測定することで求めている。稜線の傾きを求めるには、ＴＥ信号の振幅の最大値を知るための測定点を、デフォーカス量に対してａ個、球面収差補正量に対してｂ個、それぞれ設けると二次元ではａ×ｂ個の測定点を必要とするため、ＴＥ信号振幅の稜線の傾きの導出には時間を要する。また、記録層が単一でなく複数の記録層を有する光ディスクにおいて、全記録層の数ｎの場合、ＴＥ信号振幅の稜線の傾きの導出に要する測定時間は単層ディスクのｎ倍になる。さらに、特許文献４における請求項７では、あらかじめ実施した探索結果を記憶して、他の調整手段による探索に使用する。この場合、単層ディスクからｎ層ディスクまでの全ディスクの稜線の傾きの測定を考えると、あらかじめ実施する測定時間は単層ディスクに要する測定時間のｎ×（ｎ＋１）／２倍になる。また、実際には作業者による各種ディスクの入れ替え時間も要する為、ＴＥ信号振幅の稜線の傾きの導出に大幅な遅延が生じる。本発明は、複数の記録層を有する光ディスクにおけるＴＥ信号振幅の稜線の傾きの測定を短縮化し、従来よりも短時間で安定したトラッキング制御を行いながら再生信号品質が最良となるデフォーカス量および球面収差補正量を導出することが可能な調整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】
【０００７】
本発明の光ディスク装置は、光スポットのデフォーカス量を変更するように動作可能なデフォーカス量変更手段と、前記光ディスク上の光スポットにおいて発生する球面収差補正量を変更するように動作可能な球面収差補正量変更手段と、前記光ディスクの反射光から記録層のトラックとのトラッキングエラー信号と記録層の再生信号を生成する手段と、前記トラッキングエラー信号に応じてトラッキング制御を実行するトラッキング制御手段と、前記光ディスクの記録層の再生信号の品質を示す再生信号品質指標を生成する再生信号品質指標生成手段と、前記デフォーカス量変更手段と前記球面収差補正量変更手段と前記トラッキング制御手段を備え、前記制御手段は前記トラッキング制御のオン／オフ状態を切り替えるように動作可能であり、前記制御手段は前記トラッキング制御がオフ状態にある場合に、前記トラッキングエラー信号の振幅がより大きくなる複数の組のデフォーカス量および球面収差補正量を探索する第１の探索手段と、前記制御手段は、前記トラッキング制御がオン状態にある場合に、前記デフォーカス量変更手段と前記球面収差補正量変更手段の少なくとも一方を制御して前記第１の探索により得られた複数の組を基に、所定の関係式に基づいて導出したデフォーカス量および球面収差補正量の中から前記再生信号品質指標が実質的に最良となる１組のデフォーカス量および球面収差補正量を選択する第２の探索を実施し、上記目的が達成される。
【０００８】
本発明の光ディスク装置は、光スポットのデフォーカス量を変更するように動作可能なデフォーカス量変更手段と、前記光ディスク上の光スポットにおいて発生する球面収差補正量を変更するように動作可能な球面収差補正量変更手段と、前記光ディスクの反射光から記録層のトラックとのトラッキングエラー信号と記録層の再生信号を生成する手段と、前記トラッキングエラー信号に応じてトラッキング制御を実行するトラッキング制御手段と、前記光ディスクの記録層の再生信号の品質を示す再生信号品質指標を生成する再生信号品質指標生成手段と、前記デフォーカス量変更手段と前記球面収差補正量変更手段と前記トラッキング制御手段を制御する制御手段を備え、前記制御手段は前記トラッキング制御がオン状態である間に前記光スポットのデフォーカス量を固定に制御した状態で、前記球面収差量を変更するように前記球面収差補正量変更手段を制御することにより、前記再生信号品質指標が最良となる球面収差を決定し、上記目的が達成される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、少なくとも３つ以上の記録層を有する多層光ディスクについて、トラッキング制御がオフ状態にある間にデフォーカス量と球面収差補正量の２次元での第１の探索を実行し、トラッキングエラー信号の振幅特性の稜線の傾きを、少なくとも３つ以上の各記録層それぞれにおいて探索し、その稜線の傾きの値を基に、第１の探索を実施しない他の記録層の稜線の傾きや、探索を実施した多層光ディスクとは別の光ディスクの各記録層における稜線の傾きを求めることが可能になる。これにより、第１の探索を行わない記録層や光ディスクについても、トラッキング制御がオン状態にある間に実施する、２次元での第２の探索を実行することができ、従来よりも短時間で、安定したトラッキング制御を行いながら再生信号品質が最良となる光スポットのデフォーカス量および球面収差補正量の調整を行うことが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施形態になる光ディスク装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】本発明に係る光ディスク装置における再生信号の振幅を示した説明図である。
【図３】本発明にかかる光ディスクの構造を示した説明図である。
【図４】光スポットのデフォーカス量および球面収差補正量に対する再生信号振幅の特性を示した図である。
【図５】光スポットのデフォーカス量および球面収差補正量に対するＴＥ信号振幅の特性を示した図である。
【図６】光スポットのデフォーカス量および球面収差補正量に対する再生信号振幅の特性を示した図である。
【図７】ＴＥ信号振幅の稜線を利用した信号品質の探査を実行する方法の手順を示したフローチャートである。
【図８】第１の探索を実行する方法の手順を示したフローチャートである。
【図９】第２の探索を実行する方法の手順を示したフローチャートである。
【図１０】デフォーカス量に対するＴＥ信号振幅の特性を示した図である。
【図１１】Ａ方向に対するＴＥ信号振幅の特性を示した図である。
【図１２】Ａ方向に対する再生信号振幅の特性を示した図である。
【図１３】光学基準点から記録層までの距離に対する３層ディスクの各記録層におけるＴＥ信号振幅の稜線の傾きの特性を示した図である。
【図１４】３層ディスクの光学基準点から記録層までの距離に対する特性を示す二次関数を基に４層ディスクの各記録層におけるＴＥ信号振幅の稜線の傾きの特性を示した図である。
【図１５】３層ディスクのＴＥ信号振幅の稜線の傾きの実測からｎ層ディスクの各記録層におけるＴＥ信号振幅の稜線の傾きの導出を実行するための方法の手順を示したフローチャートである。
【図１６】従来技術におけるデフォーカス量および球面収差補正量の調整方法の手順を示したフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の形態について、添付の図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１２】
図１は本発明になる光ディスク装置およびその光ピックアップの構成を示すブロック図である。図において符号１００は光ディスクを表す。光ディスク１００はレーザ光の入射側表面が透明な保護層で覆われている。また、光ディスク２００は少なくとも３つ以上の記録層を有する。この光ディスク装置において、１０１は光ピックアップ、１０２はレーザ光源、１０３はコリメートレンズ、１０４は偏光ビームスプリッタ、１０５は１／４波長板、１０６は球面収差補正素子、１０７は全反射ミラー、１０８は対物レンズ、１０９はアクチュエータ、１１０はシリンドリカルレンズ、１１１は集光レンズ、１１２は光検出器、１１３はスピンドルモータ、１２１はスピンドルモータ駆動回路、１２２はアクチュエータ駆動回路、１２３は球面収差補正素子駆動回路、１２４は信号品質評価回路、１２５は再生信号生成回路、１２６はＷｏｂｂｌｅ信号生成回路、１２７はサーボ信号生成回路、１２８はレーザ駆動回路、１２９はシステム制御回路をそれぞれ示している。
【００１３】
上記光ピックアップ１０１の構成によれば、上記レーザ光源１０２から放射された光束は、コリメートレンズ１０３は平行光束に変換され、偏光ビームスプリッタ１０４を透過し、１／４波長板１０５で円偏光に変換される。この円偏光は球面収差補正素子１０６により、所定の球面収差が付加されたのち、全反射ミラー１０７上で反射され、対物レンズ１０８に導かれる。この対物レンズ１０８は入射した光束に対応して光ディスク１００の記録層に光スポットを形成する。
【００１４】
球面収差補正素子１０６は、例えば凹レンズと凸レンズとを含むビームエキスパンダによって構成され得る。ビームエキスパンダは凹レンズと凸レンズとの間隔を変化させることにより、対物レンズ１０８に対する光束の発散度合いを変化させる。これにより、光スポットにおける球面収差量を変化させる。なお、球面収差補正素子１０６の一例としてビームエキスパンダを挙げたが、球面収差補正素子１０６はビームエキスパンダのみに限定されない。球面収差を補正するという機能をもつ限り、任意の構成を有し得る。例えば、球面収差補正素子１０６は液晶素子による屈折率変化による光スポットの球面収差を補正する素子であってもよい。
【００１５】
一方、光ディスク１００からの反射光束は、対物レンズ１０８、全反射ミラー１０７、球面収差補正素子１０６、１／４波長板１０５を透過し、偏光ビームスプリッタ１０４において、反射される。そして、この反射光束がシリンドリカルレンズ１１０を透過し、集光レンズ１１１によって光検出器１１２に集光される。
【００１６】
光検出器１１２から出力される電気信号は再生信号生成回路１２５、Ｗｏｂｂｌｅ信号生成回路、サーボ信号生成回路１２７に供給される。再生信号生成回路１２５では、光ディスク１００に記録された再生情報信号が得られ、Ｗｏｂｂｌｅ信号生成回路２２６ではフォーカスエラー信号（以下、ＦＥ信号とする）やトラッキングエラー信号（以下ＴＥ信号とする）、ディスク１００からの反射光量に対応したプルインエラー信号などの各種サーボ信号が生成され、システム制御回路１２９に出力される。ここで、トラッキングエラーは光スポットと光ディスク１００の記録層上のトラックとの位置ずれを示すエラーを意味する。ＴＥ信号は、一般にプッシュプル法と呼ばれるトラッキングエラー検出方式によって生成する。再生信号生成回路１２５は光検出器１１２の出力により再生信号を生成する。再生信号は信号品質評価回路１２４とシステム制御回路に供給される。
【００１７】
信号品質評価回路１２４は評価指標として、例えば再生信号から再生信号振幅を生成する。図２に再生信号におけるエンベロープを示す。ここで、再生信号振幅とは図２における再生信号のエンベロープであるＥｎｖＲＦを表す。信号品質評価回路１２４により生成された再生信号振幅はシステム制御回路１２９に供給される。なお、信号品質評価回路１２４の生成する評価指標の一例として再生信号振幅を挙げたが、評価指標は再生信号振幅のみに限定されない。再生信号を評価可能という機能をもつ限り、任意の回路となし得る。例えば、信号品質評価回路１２４は再生信号からｉ−ＭＬＳＥ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｍａｘｉｍｕｍ Ｌｉｋｅｌｉｈｏｏｄ Ｓｅｑｕｅｎｃｅ Ｅｒｒｏｒ）やＭＬＳＥ（Ｍａｘｉｍｕｍ Ｌｉｋｅｌｉｈｏｏｄ Ｓｅｑｕｅｎｃｅ Ｅｒｒｏｒ）を生成する回路であってもよい。信号品質評価回路１２４によって生成されたｉ−ＭＬＳＥまたはＭＬＳＥはシステム制御回路１２９に供給される。
【００１８】
システム制御回路１２９は、この光ディスク装置全体を制御する機能を備えている。すなわち、スピンドルモータ駆動回路１２１を介してスピンドルモータ１１３に装着された光ディスク１００の回転制御を行い、アクチュエータ駆動回路１２２を介して対物レンズ１０８を搭載したアクチュエータ１０９を駆動することによりフォーカスやトラッキングなどのサーボ制御を行い、また信号品質評価回路１２４により生成された評価指標を基に球面収差補正素子駆動回路１２３を介して光ピックアップ１０１の球面収差量の検出及び補正を行う。
【００１９】
システム制御回路１２９は、光ディスク１００の記録層に集光する光スポットの光量が所定の光量になるようにレーザ駆動回路１２８を介してレーザ光源１０２を駆動する。
【００２０】
システム制御回路１２９は対物レンズ１０８のディスク深度に対する焦点位置を変更するためのデフォーカス量を生成してアクチュエータ駆動回路１０９に送る。アクチュエータ駆動回路１０９はサーボ信号生成回路１２７からの出力信号であるフォーカスエラー信号にシステム制御回路１２９からのデフォーカス量を加算して、アクチュエータ駆動回路１０９に出力する。アクチュエータ駆動回路１０９はシステム制御回路１２９からの出力信号であるデフォーカス量補正後のフォーカスエラー信号に応じて対物レンズ１０８の焦点位置を変更する。
【００２１】
システム制御回路１２９は球面収差量を変更する為の制御信号を生成して球面収差補正素子駆動回路１２３に送る。球面収差補正素子駆動回路１２３はシステム制御回路１２９からの制御信号に応じて球面収差補正素子１０６を駆動する。これにより、球面収差量が変更され、球面収差の補正が実行される。光スポットのデフォーカス量および球面収差量を調整する前は、球面収差補正素子１０６は、例えば光ディスク１００の最も奥の記録層までの厚みに対して光スポットの球面収差が最小になるように設定されている。
【００２２】
図３は光ディスク１００の構造を示す。光ディスク１００は少なくとも３層以上の記録層を有する多層光ディスクである。レーザ照射面を表面とした場合に、表面から最も遠い奥の層をＬ０層とし、全部でｎ層の記録層をもつ場合、最も表面の記録層はＬ（ｎ−１）層となる。また、上記のように、レーザ入射側表面から保護層、情報層、基材層の順による積層が記録層の数だけ繰り返されている。
【００２３】
次に、レーザのデフォーカス量と球面収差補正量とに対する再生信号の再生信号振幅とＴＥ信号の振幅特性について説明する。
【００２４】
図４は光スポットのデフォーカス量と球面収差補正量の２軸に対して、紙面垂直軸の調整指標として再生信号振幅を用いた際の特性を示す。同心円状の複数の楕円による等高線マップによって再生信号振幅の値が示されている。各楕円の線上において再生信号振幅の値は等しく、各楕円の中心点Ｐ１に近づくほど再生信号振幅の値は大きくなっていく。各楕円の中心点Ｐ１において再生信号振幅の値は略最大になる。すなわち、再生信号振幅が最大になるデフォーカス量Ｄ１と球面収差補正量Ｓ１において、最適に信号の再生を行うことができる。
【００２５】
図５は光ピックアップ１０１のデフォーカス量と球面収差補正量の２軸に対して、紙面垂直軸の調整指標としてＴＥ信号振幅を用いた際の特性を示す。同心円状の複数の楕円による等高線マップによってＴＥ信号振幅の値が示されている。各楕円の線上においてＴＥ信号振幅の値は等しく、各楕円の中心に近づくほどＴＥ信号振幅の値は大きくなっていく。したがって、各楕円の中心においてＴＥ信号振幅の値は略最大になる。
【００２６】
再生信号振幅が最大となるように光スポットのデフォーカス量と球面収差補正量の２軸をそれぞれ独立に調整しようとした場合、調整の途中でトラッキング制御に対して十分なＴＥ信号振幅が確保できず、トラッキング制御が不安定になる場合がある。この課題を解決するためには、ＴＥ信号の振幅が十分大きく、かつＴＥ信号振幅の低下が緩やかな各軸の値の領域で再生信号振幅が最大となる点を探索する必要がある。
【００２７】
図５に示すように、光スポットのデフォーカス量と球面収差補正量とにはＴＥ信号振幅が十分大きく、かつＴＥ信号振幅の低下が緩やかとなる２軸の関係が存在する。図５における、破線で示した直線５００上はＴＥ信号振幅が十分に大きく、かつＴＥ信号振幅の低下が緩やかとなる２軸の値の組み合わせを示している。以降、ＴＥ信号振幅の稜線とは直線５００を、ＴＥ信号振幅の稜線の傾きＧ１とは、直線５００上における、
（式２） Ｇ１＝（球面収差補正量の変化量）／（デフォーカス量の変化量）
を表す。
【００２８】
図６に図４と同じく、光スポットのデフォーカス量と球面収差補正量の２軸に対して、紙面垂直軸の調整指標として再生信号振幅を用いた際の特性を示す。図６において、直線５００は図５におけるＴＥ信号振幅の稜線を表す。トラッキング制御をオフにした状態で、ＴＥ信号振幅の特性からＴＥ信号振幅の稜線５００およびその傾きＧ１を検出し、記憶する。その後、トラッキング制御をオンにした状態で図６に示したようにＴＥ信号振幅の稜線５００上で光スポットのデフォーカス量と球面収差補正量の２軸の値を同時に変え、再生信号振幅が最大となる点Ｐ２を探索する。
【００２９】
図７は再生信号振幅の値が最大となる点Ｐ２を探索する方法の手順を示している。この方法は、例えばシステム制御回路１２９によって実行される。同図のステップ７０１では光ディスク１００を回転させるようにスピンドルモータ１１３をスピンドルモータ駆動回路１２１が駆動信号を送る。ステップ７０２ではＴＥ信号振幅の稜線を測定する記録層に対してフォーカス制御が動作している状態となるよう、アクチュエータ１０９をアクチュエータ駆動回路１２２が駆動信号を送信する。ステップ７０３ではトラッキング制御をオフにした状態でＴＥ信号振幅の稜線を探索する第１の探索を実行する。ステップ７０４ではステップ７０３での第１の探索結果から算出したＴＥ信号振幅の稜線の傾きＧ１を記憶する。ステップ７０５ではトラッキング制御をオンにした状態になるようにアクチュエータ１０９を制御した後、ステップ７０６では記録済み領域に移動する。また、ステップ７０７では第１の探索によって判明したＴＥ信号振幅の稜線５００の傾きＧ１を基に再生信号振幅が最大となる１組の光スポットのデフォーカス量および球面収差補正量を決定する第２の探索を実行する。
【００３０】
以下、第１の探索である図７のステップ７０３について図５、図８および図１０を用いて説明する。
図８はＴＥ信号振幅の稜線を導出する第１の探索（図７のステップ７０３）の方法の手順について説明する。この方法はシステム制御回路１２９によって実行される。同図のステップ８０１では球面収差補正量が所定の初期値Ｄ２に、球面収差補正量が所定の初期値Ｓ２に設定される。ここで、球面収差補正量の初期値Ｓ２は標準的な光ディスク１００における最適な所定値である。また、ステップ８０２ではデフォーカス量の初期値は後述する図１０の二次近似の正確な実施に最適な所定値でもＦＥ信号の最大値が得られる値としてもよい。なお、初期値Ｄ２およびＳ２は光ピックアップ１０１固有の特性でもあるので、光ピックアップ１０１ごとに異なる最適値を所定値としてもよい。以降、ステップ８０５でＹＥＳが選択されるまで球面収差補正量は固定したままＴＥ振幅最大のデフォーカス量を探索する。ステップ８０３では現在の球面収差補正量およびデフォーカス量に固定した状態でＴＥ信号振幅を取得する。ＴＥ信号振幅取得時のデフォーカス量およびＴＥ信号振幅は、メモリに記憶される。メモリは例えばシステム制御回路１２９に内蔵されている。ステップ８０４ではデフォーカス量の値を現在値からデフォーカス量に対する測定時のステップ量Ｄｗだけ変化させた値（現在値がＤ２であった場合はＤ２’）に変更する。ここで、ステップ量Ｄｗは後述する図１０の二次近似の正確な実施に最適な所定値である。また、Ｄｗは光ピックアップ１０１固有の値であるので、光ピックアップ１０１ごとに異なる最適値を所定値としてもよい。ステップ８０５ではデフォーカス量が終了値Ｄ３よりも大きいか否かを判定する。デフォーカス量がＤ３よりも大きい場合はステップ８０６に移行し、Ｄ３よりも小さい場合はステップ８０３に移行する。すなわち、デフォーカス量がＤ３よりも大きい値になるまで、ステップ８０３とステップ８０４が繰り返され、ある固定の球面収差補正量におけるデフォーカス量に対するＴＥ信号振幅の特性が測定される。ここで、ステップ８０１からステップ８０５において、固定した球面収差補正量におけるデフォーカス量に対するＴＥ信号振幅の値は、例えば図１０の黒点の分布のようにデフォーカス量に対して略二次的な特性が得られる。そこで、この測定結果に対して最小二乗法により二次近似曲線１０００が得られる。この近似曲線１０００の頂点におけるデフォーカス量ＤＰ１は、固定した球面収差補正量におけるＴＥ信号振幅が最大になるデフォーカス量を表す。測定点に対する近似曲線の計算および頂点におけるデフォーカス量ＤＰ１の計算は、例えばシステム制御回路１２９によって実行される。また、計算時の球面収差補正量の値およびＤＰ１の値はメモリに記憶される。メモリは例えば、システム制御回路１２９に内蔵されている。次に、ステップ８０６では球面収差補正量の値を現在値から球面収差補正量に対する測定時のステップ量Ｓｗだけ変化させた値（現在値がＳ２であった場合はＳ２’）に変更する。ここで、ステップ量Ｓｗは後述する図５の一次近似の正確な実施に最適な所定値である。また、Ｓｗは光ピックアップ１０１固有の値であるので、光ピックアップ１０１ごとに異なる最適値を所定値としてもよい。ステップ８０７では球面収差補正量が終了値Ｓ３よりも大きいか否かを判定する。球面収差補正量がＳ３よりも大きい場合はステップ８０８に移行し、Ｓ３よりも小さい場合はステップ８０２に移行する。すなわち、球面収差補正量がＳ３よりも大きい値になるまで、ステップ８０２から８０６が繰り返され、各球面収差補正量におけるデフォーカス量に対するＴＥ信号振幅特性が測定される。ステップ８０８ではステップ８０７までの測定結果からＴＥ信号振幅の稜線５００が導出される。各球面収差補正量におけるデフォーカス量に対するＴＥ信号振幅の二次近似曲線の頂点は、例えば図５の白点の分布のようにデフォーカス量に対して略線形的な特性が得られる。そこで、この測定結果に対して最小二乗法により線形近似直線が得られる。本発明では、この近似直線をＴＥ信号振幅の稜線５００とする。上記のように、このＴＥ信号振幅の稜線のデフォーカス量の変化量に対する球面収差補正量の変化量がＴＥ信号振幅の稜線の傾きＧ１となる。なお、上記には各球面収差補正量において、デフォーカス量に対してＴＥ信号振幅を二次近似した後に、二次近似曲線の頂点を線形近似してＴＥ信号振幅の稜線を求める方法を挙げたが、各デフォーカス量において、球面収差補正量に対してＴＥ信号振幅を二次近似した後に、二次近似曲線の頂点を線形近似してＴＥ信号振幅の稜線を求めてもよい。
【００３１】
ＴＥ信号振幅が最大となるデフォーカス量および球面収差補正量の組み合わせの探索について、図５と図１１を用いて説明する。図１１は図５において白点で示した、各球面収差補正量における、ＴＥ信号振幅の稜線に平行なＡ方向に対するＴＥ信号振幅の二次近似曲線の頂点をデフォーカス量に対してプロットしたものである。曲線１１００は各点を最小二乗法により二次近似した曲線である。この近似曲線の頂点におけるデフォーカス量Ｄ４は、ＴＥ信号振幅が最大となるデフォーカス量を意味する。このＤ４を基に、ＴＥ信号振幅の稜線上のデフォーカス量Ｄ４に対する点Ｐ２における球面収差補正量Ｓ４を導出する。Ｄ４およびＳ４の値はメモリに記憶される。メモリは例えば、システム制御回路１２９に内蔵されている。近似曲線１１００の計算およびＤ４およびＳ４の導出は、例えばシステム制御回路１２９によって実行される。
【００３２】
次に、１枚の光ディスク１００の記録層のうち３層分のＴＥ信号振幅の稜線の傾きの実測値から、実測を行わない光ディスク１００の他の記録層および、１層も実測を行わない光ディスク１００のＴＥ信号振幅の稜線の傾きを導出する方法について説明する。
【００３３】
図１３および図１４を用いて、光ディスク１００の例として、全３層の記録層をもつ光ディスクについて、レーザ照射面を表面とした場合、最も表面に近い記録層であるＬ０、Ｌ０の次に表面に近い記録層であるＬ１、Ｌ１の次に表面に近い記録層であるＬ２の３層分のＴＥ信号振幅の稜線の傾きの実測値から、光ディスク１００の例として、記録層間隔が３層ディスクと全層において異なる４層ディスクの全４層分のＴＥ信号振幅の稜線の傾きを導出する方法を示す。
【００３４】
まず、３層ディスクのＬ０，Ｌ１，Ｌ２の各記録層において、上記手順によりＴＥ信号振幅の稜線の傾きＧＴＬ０、ＧＴＬ１、ＧＴＬ２を導出する。これら各記録層におけるＴＥ信号振幅の稜線の傾きを、規格で定められた３層ディスクの表面から各記録層までの距離に、表面から光学基準点までの距離をオフセットさせた値であるｄＴＬ０、ｄＴＬ１、ｄＴＬ２に対してプロットすると、図１３の黒点のように、略二次的に変化する特性が得られる。そこで、この測定結果に対して最小二乗法を用いることによって二次近似曲線１３００が得られる。ここで、上記光学基準点とは、例えば、球面収差補正素子１０６による球面収差の付加がない状態、すなわち対物レンズ１０８に対して平行光が入射する状態における光束のデフォーカス量とする。また、光学基準点は光ピックアップ１０１固有の値であるので、光ピックアップ１０１ごとに異なる最適値を所定値としてもよい。最小二乗法による二次近似曲線の計算は、例えばシステム制御回路１２９によって実行される。また、導出された二次近似曲線の式はメモリに記憶される。メモリは例えば、システム制御回路１２９に内蔵されている。二次近似曲線１３００は上記のように、光ピックアップ固有であり、測定した光ディスク１００の種類に依らず、光学基準点から各記録層までの距離に対して一意に求まる。したがって、図１４に示すように、ＴＥ信号振幅の稜線の傾きが光学基準点から各記録層までの距離に対して近似曲線１３００を用いて一意に求まる特性を利用して、先に３層ディスクの実測で求めた近似曲線１３００から４層ディスクのＴＥ信号振幅の稜線の傾きを導出することができる。すなわち、近似曲線１３００に対して、規格で定められた４層ディスクの表面から各記録層までの距離に、表面から光学基準点までの距離をオフセットさせた値であるｄＱＬ０、ｄＱＬ１，ｄＱＬ２，ｄＱＬ３に対する近似曲線１３００上のＴＥ信号振幅の稜線の傾きＧＱＬ０，ＧＱＬ１，ＧＱＬ２，ＧＱＬ３が４層ディスクの各記録層におけるＴＥ信号振幅の稜線の傾きとして導出できる。ここで、近似曲線１３００を利用して導出した各記録層におけるＴＥ信号振幅の稜線の傾きはメモリに記憶される。メモリは例えば、システム制御回路１２９に内蔵されている。
【００３５】
図１５はｎ層の記録層をもつ光ディスク１００の各記録層におけるＴＥ信号振幅の稜線の傾き導出を実行する手順を示す。この方法は、例えばシステム制御回路１２９によって実行される。以降、実行手順を説明するに当たり、ｘ軸とｙ軸の２軸で考える場合、ｘ軸を光学基準点から各記録層までの距離とし、ｙ軸をＴＥ信号振幅の稜線の傾きとする。ステップ１５０１では光ディスク１００の例として３層ディスクの各記録層におけるＴＥ信号振幅の稜線が測定される。ここで、ｎ層ディスクのＴＥ信号振幅の稜線の傾き導出のために実際に測定する光ディスク１００は必ずしも３層ディスクに限定されない。３層以上の記録層数をもつ光ディスクを用いてもよい。また、ＴＥ信号振幅の稜線の傾きを導出する記録層数は必ずしも３層に限定されない。３層以上の記録層におけるＴＥ信号振幅の稜線の傾きを導出してもよい。これにより、後述する二次近似曲線１３００の近似精度の向上を望むことができる。ステップ１５０１の測定は図８に示した手順に基づいて実行される。ステップ１５０２では３層分のＴＥ信号振幅稜線の測定が終了したか否かが判断される。３層分のＴＥ信号振幅の稜線の測定が終了したと判断された場合はステップ１５０３に移行し、３層分のＴＥ信号振幅の稜線の測定が未終了と判断された場合は、ステップ１５０１に移行し、３層分のＴＥ信号振幅の稜線の測定が終了するまで、各記録層での実測が実行される。ステップ１５０３ではステップ１５０２までに導出した、Ｌ０，Ｌ１，Ｌ２におけるＴＥ信号振幅の稜線の傾きＧＴＬ０，ＧＴＬ１，ＧＴＬ２を記憶する。ＴＥ信号振幅の稜線の傾きは各記録層の光学基準点から各記録層までの距離に対応して（ｄＴＬ０，ＧＴＬ０），（ｄＴＬ１，ＧＴＬ１），（ｄＴＬ２，ＧＴＬ２）の二次元座標として記憶される。メモリは例えば、システム制御回路１２９に内蔵されている。次に、ステップ１５０４では、記憶した各記録層における二次元座標を基に二次近似曲線１３００を表す二次関数ｙ＝ａｘ２＋ｂｘ＋ｃの係数ａ，ｂ，ｃを方程式から算出する。方程式の計算は、例えばシステム制御回路１２９により実行される。ステップ１５０５ではステップ１５０４で算出された係数ａ，ｂ，ｃをメモリに記憶する。メモリは例えば、システム制御回路１２９に内蔵されている。また、導出する近似式は必ずしも二次近似には限定されない。例えば、光ピックアップ１０１によって、光学基準点から各記録層までの距離に対して、ＴＥ信号振幅の稜線の傾きが略一次であると見なせる場合は、上記ステップ１５０１からステップ１５０３のＴＥ信号振幅の稜線の傾きの測定を２層のみで実施し、線形の近似式を用いて、以下の導出を実施してもよい。次に、ステップ１５０６では導出した二次近似曲線１３００を表す二次関数ｙ＝ａｘ２＋ｂｘ＋ｃに対して、規格で定められたｎ層ディスクの表面から各記録層までの距離に、表面から光学基準点までの距離をオフセットさせた値を代入し、ｎ層ディスクの各記録層におけるＴＥ信号振幅の稜線の傾きＢ０，Ｂ１，Ｂ２，．．．Ｂｎ−１，Ｂｎが算出される。算出によるＴＥ信号振幅の稜線の傾きは、例えばシステム制御回路１２９により実行される。ステップ１５０７ではステップ１５０６で算出された、ｎ層ディスクの各記録層におけるＴＥ信号振幅の稜線の傾きの値がメモリに記憶される。メモリは例えば、システム制御回路１２９に内蔵されている。
【００３６】
以下、図７のステップ７０７の第２の探索の実行について説明する。第２の探索が実行される前に、トラッキング制御の状態が、トラッキング制御がオフの状態からトラッキング制御がオンの状態に切り替えられる（図７のステップ７０５）。次に、光ディスク１００が未記録の場合、光スポットのデフォーカス量を所定値Ｄ４に固定し、かつ球面収差補正量を所定値Ｓ４に固定した状態で、光ディスク１００の所定の連続した複数のトラックに情報の記録が行われる。なお、記録時の球面収差補正量の固定値はＳ４に限らず、再度デフォーカス量Ｄ４に固定した状態で、球面収差補正量のみを変化させることで、ＴＥ信号振幅が最大となる点を探索した結果を用いてもよい。第２の探索はトラッキング制御が動作している状態において情報が記録されたトラックを用いて実施される。第２の探索はＴＥ信号振幅が最大となるデフォーカス量Ｄ４および球面収差補正量Ｓ４から始める。探索は図６に示したＡ方向のように、ＴＥ信号振幅の稜線に平行に実施される。図１２は図６に示したＡ方向に沿って実施する探索が実行中である場合における再生信号振幅の変化を示す。再生信号振幅が最大となるＡ方向に平行な探索をすることは、例えば図１２に示すように、複数の測定点から再生信号振幅とＡ方向に対する二次近似曲線１２００を作成し、二次近似曲線１２００に基づいて再生信号振幅が最大となる頂点におけるデフォーカス量Ｄ５を求め、Ｄ５を基に、ＴＥ信号振幅の稜線上のデフォーカス量Ｄ５に対する点Ｐ３における球面収差補正量Ｓ５を導出することにより達成される。次に、再生信号振幅が最大となる点Ｐ１の導出を実施する。点Ｐ１の導出は点Ｐ３から始め、点Ｐ３を通り、かつＴＥ信号振幅の稜線に対して垂直な直線６００に沿って実施される。そのため、直線６００の傾きＧ２はＴＥ信号振幅の傾きＧ１を用いて、
（式３） Ｇ２＝−１／Ｇ１
で表される。探索は図６に示したＢ方向に沿って実施され、図１２と同様に、複数の測定点から再生信号振幅とＢ方向に対する二次近似曲線を作成し、当該二次近似曲線に基づいて再生信号振幅が最大となる頂点におけるデフォーカス量および球面収差補正量をそれぞれ、Ｄ１およびＳ１として導出することにより達成される。
【００３７】
図９は第２の探索（図７のステップ７０７）を実行する方法の手順を示す。この方法は、例えばシステム制御回路１２９によって実行される。ステップ９０１では第２の探索を開始時のデフォーカス量および球面収差補正量（図６におけるＤ４およびＳ４）における再生信号振幅を測定する。測定された再生信号振幅ＲＦ１はメモリに記憶される。メモリは例えばシステム制御回路１２９に内蔵される。次にステップ９０２ではＡ方向の正方向と平行に所定のデフォーカス量および球面収差補正量がオフセットされる。その後、再生信号振幅ＲＦ２が測定される。測定された再生信号振幅ＲＦ２はメモリに記憶される。メモリは例えばシステム制御回路１２９に内蔵される。ステップ９０３ではＲＦ１とＲＦ２の値が比較される。ＲＦ１がＲＦ２以下の場合は、ステップ９０４に移行し、ＲＦ１がＲＦ２よりも大きい場合はステップ９０５に移行する。ステップ９０４では今後、Ａ方向に移動する際に正方向に移動するよう、所定のデフォーカス量および球面収差補正量がオフセットされる。一方、ステップ９０５では今後、Ａ方向に移動する際に負方向に移動するよう、所定のデフォーカス量および球面収差補正量がオフセットされる。ステップ９０６ではＡ方向に移動するよう、所定のデフォーカス量および球面収差補正量がオフセットされる。その後、再生信号振幅ＲＦｎｅｗが測定される。ステップ９０７ではＲＦｎｅｗ測定前の再生信号振幅を再生信号振幅現在値としてＲＦｎｅｗと比較される。再生信号振幅現在値がＲＦｎｅｗと比較して小さい場合はステップ９０８へ移行し、再生信号振幅現在地がＲＦｎｅｗと比較して大きい場合は、ステップ９０８へ移行する。ステップ９０８ではＲＦｎｅｗを再生信号振幅現在値に設定した後、ステップ９０６に移行する。ステップ９０９ではＡ方向に移動するよう、所定のデフォーカス量および球面収差補正量がオフセットされる。ここで、ステップ９０９はステップ９１０で作成する二次近似曲線を十分精度よく導出するために、再生信号振幅の極性変化後の測定をする必要があるために設けている。したがって、二次近似曲線の精度を上げるために、測定点がさらに必要な場合はステップ９０９に相当するシーケンスを複数回設けるものとする。次に、ステップ９１０では方向Ａに対する再生信号振幅について最小二乗法による二次近似曲線（図１２における曲線１２００）を作成し、さらに近似曲線の頂点におけるデフォーカス量および球面収差補正量を導出する。ステップ９１１ではステップ９１０で導出したデフォーカス量および球面収差補正量をメモリに記憶する。メモリは例えばシステム制御回路１２９に内蔵される。
【００３８】
図６における点Ｐ３におけるデフォーカス量Ｄ５および球面収差補正量Ｓ５が導出された後は、さらに、点Ｐ３を通り、かつ直線５００に垂直な直線６００のＢ方向について同様に図９に示した手順を実行し、再生信号振幅が最大となる点Ｐ１におけるデフォーカス量Ｄ１および球面収差補正量Ｓ１を導出する。
【００３９】
なお、本実施例として、光スポットのデフォーカス量および球面収差補正量の探索において、信号品質指標として再生信号振幅を用いる例を示したが、本発明はこれに限定されない。信号品質指標として、ｉ−ＭＬＳＥ、ＭＬＳＥ、エラーレート、ジッタを用いてもよい。ｉ−ＭＬＳＥ、ＭＬＳＥ、ジッタおよびエラーレートはアドレスおよびデータが記録されているトラックを光ピックアップによって再生することにより得られる。ここで、ジッタとは再生信号における時間的なずれやゆらぎを表す物理量である。ジッタは、光ディスクから情報を読み取る際の誤りが生じる確率であるエラーレートと密接な関係にある。
【符号の説明】
【００４０】
１００ 光ディスク
１０１ 光ピックアップ
１０２ レーザ光源
１０３ コリメートレンズ
１０４ 偏光ビームスプリッタ
１０５ １／４波長板
１０６ 球面収差補正素子
１０７ 全反射ミラー
１０８ 対物レンズ
１０９ アクチュエータ
１１０ シリンドリカルレンズ
１１１ 集光レンズ
１１２ 光検出器
１１３ スピンドルモータ
１２１ スピンドルモータ駆動回路
１２２ アクチュエータ駆動回路
１２３ 球面収差補正素子駆動回路
１２４ 信号品質評価回路
１２５ 再生信号生成回路
１２６ Ｗｏｂｂｌｅ信号生成回路
１２７ サーボ信号生成回路
１２８ レーザ駆動回路
１２９ システム制御回路
５００ ＴＥ信号振幅の稜線
６００ ＴＥ信号振幅の稜線上で最もＴＥ信号振幅が大きい点を通りかつＴＥ
信号振幅の稜線に垂直な直線
１０００ デフォーカス量に対するＴＥ信号振幅の二次近似曲線
１１００ Ａ方向に対するＴＥ信号振幅の二次近似曲線
１２００ Ａ方向に対する再生信号振幅の二次近似曲線
１３００ 光学基準点から記録層までの距離に対するＴＥ信号振幅の稜線の傾き
の二次近似曲線
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも３つ以上の記録層を有する多層光ディスク上に光束を集光し、光スポットのデフォーカス量を変更するように動作可能な収束位置変更（デフォーカス量変更）手段と、前記光ディスク上の光スポットにおいて発生する球面収差補正量を変更するように動作可能な球面収差補正量変更手段と、前記光ディスクの反射光から記録層のトラックとのトラッキングエラー信号と記録層の再生信号を生成する手段と、前記トラッキングエラー信号に応じてトラッキング制御を実行するトラッキング制御手段と、前記光ディスクの記録層の再生信号の品質を示す再生信号品質指標を生成する再生信号品質指標生成手段と、前記デフォーカス量変更手段と前記球面収差補正量変更手段と前記トラッキング制御手段を備え、前記制御手段は前記トラッキング制御のオン／オフ状態を切り替えるように動作可能であり、
前記制御手段は前記トラッキング制御がオフ状態にある場合に、前記トラッキングエラー信号の振幅がより大きくなる複数の組のデフォーカス量および球面収差補正量を探索する第１の探索と、
前記トラッキング制御がオン状態にある場合に、前記デフォーカス量変更手段と前記球面収差補正量変更手段の少なくとも一方を制御して前記第１の探索により得られた複数の組を基に、所定の関係式に基づいて導出したデフォーカス量および球面収差補正量の中から前記再生信号品質指標が実質的に最良となる１組のデフォーカス量および球面収差補正量を選択する第２の探索とを実施する光ディスク装置。
【請求項２】
請求項１に記載の光ディスク装置であって、
前記制御手段は、前記第１の探索において、前記トラッキングエラー信号の振幅特性の稜線およびその傾きを探索する光ディスク装置。
【請求項３】
請求項１に記載の光ディスク装置であって、
前記所定の関係式は、前記球面収差補正量がゼロの際の前記デフォーカス量から前記光ディスクの各記録層までの距離の二次関数であることを特徴とする光ディスク装置。
【請求項４】
請求項１に記載の光ディスク装置であって、
前記所定の関係式は、ある前記多層光ディスクＡの特定の記録層における第１の探索から決定した後に、前記多層光ディスクＡとは記録層の数や記録層間隔の異なる前記多層光ディスクＢの第２の探索における前記デフォーカス量および球面収差補正量の組を関係式から導出することを特徴とする光ディスク装置。
【請求項５】
請求項１に記載の光ディスク装置であって、
前記制御手段は、前記光スポットの球面収差補正量をＳ１に固定した状態で前記光スポットのデフォーカス量を変更するように前記デフォーカス量変更手段を制御することにより、前記トラッキングエラー信号の振幅が最大になるようにデフォーカス量Ｄｐ１を決定し、次に球面収差補正量をＳ１に所定の刻み量を足したＳ１＋Ｓｗに固定した状態で前記デフォーカス量を変更するように前記デフォーカス量変更手段を制御することにより、前記トラッキングエラー信号の振幅が最大になるようにデフォーカス量Ｄｐ２を決定し、球面収差補正量が終了値Ｓ３になるまで同様に前記デフォーカス量変更手段を制御することで各球面収差補正量におけるトラッキングエラー最大のデフォーカス量を決定し、各デフォーカス量の線形近似直線を前記稜線として決定することを特徴とする光ディスク装置。
【請求項６】
請求項１に記載の光ディスク装置であって、
前記制御手段は、前記光スポットのデフォーカス量をＤ１に固定した状態で前記光スポットの球面収差補正量を変更するように前記補正量変更手段を制御することにより、前記トラッキングエラー信号の振幅が最大になるように球面収差補正量Ｓｐ１を決定し、次にデフォーカス量Ｄ１に所定の刻み量を足したＤ１＋Ｄｗに固定した状態で前記球面収差補正量を変更するように前記球面収差補正量制御手段を制御することにより、前記トラッキングエラー信号の振幅が最大になるように球面収差補正量Ｓｐ２を決定し、デフォーカス量が終了値Ｄ３になるまで同様に前記デフォーカス量変更手段を制御することで各デフォーカス量におけるトラッキングエラー最大の球面収差補正量を決定し、各球面収差補正量の線形近似直線を前記稜線として決定することを特徴とする光ディスク装置。
【請求項７】
請求項５に記載の光ディスク装置であって、
前記稜線が当該装置の記憶領域に予め記憶されていることを特徴とする光ディスク装置。
【請求項８】
請求項６に記載の光ディスク装置であって、
前記稜線を当該装置の記憶領域に予め記憶されていることを特徴とする光ディスク装置。
【請求項１】
少なくとも３つ以上の記録層を有する多層光ディスク上に光束を集光し、光スポットのデフォーカス量を変更するように動作可能な収束位置変更（デフォーカス量変更）手段と、前記光ディスク上の光スポットにおいて発生する球面収差補正量を変更するように動作可能な球面収差補正量変更手段と、前記光ディスクの反射光から記録層のトラックとのトラッキングエラー信号と記録層の再生信号を生成する手段と、前記トラッキングエラー信号に応じてトラッキング制御を実行するトラッキング制御手段と、前記光ディスクの記録層の再生信号の品質を示す再生信号品質指標を生成する再生信号品質指標生成手段と、前記デフォーカス量変更手段と前記球面収差補正量変更手段と前記トラッキング制御手段を備え、前記制御手段は前記トラッキング制御のオン／オフ状態を切り替えるように動作可能であり、
前記制御手段は前記トラッキング制御がオフ状態にある場合に、前記トラッキングエラー信号の振幅がより大きくなる複数の組のデフォーカス量および球面収差補正量を探索する第１の探索と、
前記トラッキング制御がオン状態にある場合に、前記デフォーカス量変更手段と前記球面収差補正量変更手段の少なくとも一方を制御して前記第１の探索により得られた複数の組を基に、所定の関係式に基づいて導出したデフォーカス量および球面収差補正量の中から前記再生信号品質指標が実質的に最良となる１組のデフォーカス量および球面収差補正量を選択する第２の探索とを実施する光ディスク装置。
【請求項２】
請求項１に記載の光ディスク装置であって、
前記制御手段は、前記第１の探索において、前記トラッキングエラー信号の振幅特性の稜線およびその傾きを探索する光ディスク装置。
【請求項３】
請求項１に記載の光ディスク装置であって、
前記所定の関係式は、前記球面収差補正量がゼロの際の前記デフォーカス量から前記光ディスクの各記録層までの距離の二次関数であることを特徴とする光ディスク装置。
【請求項４】
請求項１に記載の光ディスク装置であって、
前記所定の関係式は、ある前記多層光ディスクＡの特定の記録層における第１の探索から決定した後に、前記多層光ディスクＡとは記録層の数や記録層間隔の異なる前記多層光ディスクＢの第２の探索における前記デフォーカス量および球面収差補正量の組を関係式から導出することを特徴とする光ディスク装置。
【請求項５】
請求項１に記載の光ディスク装置であって、
前記制御手段は、前記光スポットの球面収差補正量をＳ１に固定した状態で前記光スポットのデフォーカス量を変更するように前記デフォーカス量変更手段を制御することにより、前記トラッキングエラー信号の振幅が最大になるようにデフォーカス量Ｄｐ１を決定し、次に球面収差補正量をＳ１に所定の刻み量を足したＳ１＋Ｓｗに固定した状態で前記デフォーカス量を変更するように前記デフォーカス量変更手段を制御することにより、前記トラッキングエラー信号の振幅が最大になるようにデフォーカス量Ｄｐ２を決定し、球面収差補正量が終了値Ｓ３になるまで同様に前記デフォーカス量変更手段を制御することで各球面収差補正量におけるトラッキングエラー最大のデフォーカス量を決定し、各デフォーカス量の線形近似直線を前記稜線として決定することを特徴とする光ディスク装置。
【請求項６】
請求項１に記載の光ディスク装置であって、
前記制御手段は、前記光スポットのデフォーカス量をＤ１に固定した状態で前記光スポットの球面収差補正量を変更するように前記補正量変更手段を制御することにより、前記トラッキングエラー信号の振幅が最大になるように球面収差補正量Ｓｐ１を決定し、次にデフォーカス量Ｄ１に所定の刻み量を足したＤ１＋Ｄｗに固定した状態で前記球面収差補正量を変更するように前記球面収差補正量制御手段を制御することにより、前記トラッキングエラー信号の振幅が最大になるように球面収差補正量Ｓｐ２を決定し、デフォーカス量が終了値Ｄ３になるまで同様に前記デフォーカス量変更手段を制御することで各デフォーカス量におけるトラッキングエラー最大の球面収差補正量を決定し、各球面収差補正量の線形近似直線を前記稜線として決定することを特徴とする光ディスク装置。
【請求項７】
請求項５に記載の光ディスク装置であって、
前記稜線が当該装置の記憶領域に予め記憶されていることを特徴とする光ディスク装置。
【請求項８】
請求項６に記載の光ディスク装置であって、
前記稜線を当該装置の記憶領域に予め記憶されていることを特徴とする光ディスク装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２０１２−９４２２５（Ｐ２０１２−９４２２５Ａ）
【公開日】平成２４年５月１７日（２０１２．５．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２４２９６１（Ｐ２０１０−２４２９６１）
【出願日】平成２２年１０月２９日（２０１０．１０．２９）
【出願人】（５０１００９８４９）株式会社日立エルジーデータストレージ (646)
【出願人】（５０９１８９４４４）日立コンシューマエレクトロニクス株式会社 (998)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年５月１７日（２０１２．５．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１０月２９日（２０１０．１０．２９）
【出願人】（５０１００９８４９）株式会社日立エルジーデータストレージ (646)
【出願人】（５０９１８９４４４）日立コンシューマエレクトロニクス株式会社 (998)
【Ｆターム（参考）】
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