光学式情報記録再生装置
【課題】 多層記録媒体の各記録層に対し、良好な収差補正を可能とし、安定な記録又は再生を実現可能な光学式情報記録再生装置を提供する。
【解決手段】 対物レンズ１０への入射光の発散角ないし収束角を変化させることによって光ディスク１１の複数の記録層にフォーカスする際に発生する球面収差を補正するビームエキスパンダー６と、光ディスク１１の傾きによって発生するコマ収差を補正する補正手段を具備する。コマ収差補正手段を駆動する場合には、光ディスクの記録層に応じて駆動信号の大きさを異ならせて駆動する。そうすることで、多層記録媒体において透過層厚が異なる場合でも、いずれかの記録層でコマ収差が残留することがない。
【解決手段】 対物レンズ１０への入射光の発散角ないし収束角を変化させることによって光ディスク１１の複数の記録層にフォーカスする際に発生する球面収差を補正するビームエキスパンダー６と、光ディスク１１の傾きによって発生するコマ収差を補正する補正手段を具備する。コマ収差補正手段を駆動する場合には、光ディスクの記録層に応じて駆動信号の大きさを異ならせて駆動する。そうすることで、多層記録媒体において透過層厚が異なる場合でも、いずれかの記録層でコマ収差が残留することがない。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学的情報記録媒体に情報を記録又は再生する光学式情報記録再生装置、特に、複数の記録層を有する情報記録媒体に情報を記録又は再生する場合のコマ収差の補正技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、光ディスクの大容量化への要求は益々大きくなっている。光ディスクの記録密度を向上させるには、例えば、対物レンズのＮＡ（開口数）を上げることにより、ビームスポットを小径化することが有効である。近年においては、対物レンズのＮＡが０．８５のシステムが実用化されるに至っている。
【０００３】
また、光ディスクの記録層を多層化することも、光学系をほとんど変えずに容量が倍増するため、大容量化に非常に有効である。しかし、基板厚の違いによる球面収差の発生量はＮＡ４に比例するため、高ＮＡ化に伴ってその影響は著しく増大する。例えば、波長４０５ｎｍ、ＮＡ０．８５の光学系の場合、基板厚誤差は数μｍで回折限界を超えてしまうため、単層ディスクであっても球面収差の補正が必要となっている。
【０００４】
光ディスクの記録層を多層化した場合、層間距離は１０μｍ以上必要とされ、球面収差の補正量は更に増大する。球面収差の補正手段には、対物レンズへの入射光の発散角ないし収束角を変化させるビームエキスパンダーが実用化されている。
【０００５】
更に、最近では、システムマージンの向上のため、記録系ＤＶＤを始めとして、コマ収差の補正機構を設けることも主流となってきている。コマ収差の補正には、光ピックアップ全体を傾ける方法が従来から用いられている。しかし、傾ける部分が大きく重いため、その駆動機構及び駆動源を設けるためのスペースが必要となり、装置が大型化するという問題がある。
【０００６】
それに対し、対物レンズのみを傾ける方式、或いは液晶によるコマ補正方式が実用化されてきている。対物レンズのみを傾ける方式の場合には、チルトアクチュエータ上に対物レンズを搭載し、ディスクチルトの量に応じて対物レンズを傾けることによりコマ収差を補正する。
【０００７】
一般的な対物レンズ及び無限系の光学系の場合、特開２００５−１０８３９８号公報にはディスクのチルトによって発生するコマ収差量と、対物レンズのチルトによって発生するコマ収差量はほぼ等しいことが記載されている（特許文献１）。そのため、ディスクと対物レンズを平行となるように駆動すれば、コマ収差はほぼ最適に補正することが可能となる。
【０００８】
液晶によるコマ補正方式には、例えば、特開２０００−０９０４７９号公報に記載されたものがある（特許文献２）。同公報のものでは、液晶素子はディスクチルトによって発生するコマ収差の分布の形状に対応した形状を有する複数のパターン電極を有し、ディスクチルトの量に応じて液晶素子への印加電圧を変えて逆符号のコマ収差を発生させて、コマ収差を補正する。
【０００９】
以上のように、近年の対物レンズの高ＮＡ化と光ディスクの多層化の流れにより、今後コマ収差と球面収差を同時に補正する機構を有することが光ピックアップにとって必要な機能となってくると予想される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００５−１０８３９８号公報
【特許文献２】特開２０００−０９０４７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
上述のようにビームエキスパンダー等により非平行光とすることで球面収差を補正する場合には、ディスクの透過層厚に応じてディスクのチルトによって発生するコマ収差量と、対物レンズのチルトによって発生するコマ収差量の比率が変化してしまう。
【００１２】
このため、多層ディスクを読み書きする時異なる透過層厚の条件となる場合、最適なレンズチルト量或いは液晶素子への印加電圧は層によって異なり、同じレンズチルト量或いは液晶素子への印加電圧でコマ収差を補正しようとすると、いずれかの層でコマ収差が残留してしまう。このため、結像性能が低下し、安定な記録再生が困難になる。
【００１３】
本発明の目的は、多層記録媒体の各記録層に対し、対物レンズを傾けることによって収差を補正する場合でも、全ての層で良好な収差補正を可能とし、安定な記録又は再生を実現可能な光学式情報記録再生装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は、上記目的を達成するため、光源からの出射光を対物レンズにより情報記録媒体の複数の記録層上にそれぞれ集光することによって前記複数の記録層に情報を記録又は記録情報を再生する光学式情報記録再生装置において、前記記録媒体の複数の記録層に前記出射光をフォーカスする際に発生する球面収差を補正する球面収差補正手段と、前記記録媒体の傾きによって発生するコマ収差を補正するコマ収差を発生させるために、前記対物レンズを傾動させることによりコマ収差を発生させる手段、或いは、前記記録媒体の傾きによって発生するコマ収差と類似の形状の電極パターンを備える液晶素子を有し、前記電極へ印加する電圧を変化させることによりコマ収差を発生させる手段からなるコマ収差補正手段と、前記記録媒体の記録層に応じて前記コマ収差補正手段を駆動信号の大きさを異ならせて駆動する駆動手段と、予め前記記録媒体の記録層毎に前記コマ収差補正手段の駆動信号を検出する手段と、前記記録媒体の記録層毎の駆動信号を記憶手段と、を含み、
前記駆動手段は、前記記録媒体の記録層毎に、前記記憶手段に記憶している駆動信号により前記コマ収差補正手段を駆動し、前記検出する手段は、前記球面収差補正手段により球面収差が補正された後に、前記コマ収差補正手段の駆動信号を変化させながら、前記対物レンズの傾動量、或いは前記コマ収差補正手段の液晶素子の電極に印加する電圧と相関のある所定指標を測定し、前記所定指標の測定結果に基づいて前記記録媒体の記録層毎の駆動信号を検出することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、記録媒体の記録層に応じてコマ収差補正手段の駆動信号の大きさを変化させて駆動することにより、記録媒体の全ての記録層で良好な収差補正が可能となり、安定した記録又は再生を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係る光学式情報記録再生装置の第１の実施形態を示すブロック図である。
【図２】ＲＦ・サーボセンサの受光面を示す図である。
【図３】光ディスクの第１層に光ビームを集光し、ビームエキスパンダーよって球面収差を最適化した場合のディスクチルトに対する収差の変化を示す図である。
【図４】光ディスクの第１層に光ビームを集光し、ビームエキスパンダーによって球面収差を最適化した場合の対物レンズチルトに対する収差の変化を示す図である。
【図５】光ディスクの第２層に光ビームを集光し、ビームエキスパンダーによって球面収差を最適化した場合のディスクチルトに対する収差の変化を示す図である。
【図６】光ディスクの第２層に光ビームを集光し、ビームエキスパンダーによって球面収差を最適化した場合の対物レンズチルトに対する収差の変化を示す図である。
【図７】光ディスクの第２層に光ビームを集光し、ビームエキスパンダーによって球面収差を最適化した場合のディスクチルトと同量の対物レンズチルト与えた時の収差の変化を示す図である。
【図８】光ディスクの第２層に光ビームを集光し、ビームエキスパンダーによって球面収差を最適化した場合の収差の変化を示す図である。
【図９】本発明の第４の実施形態を示すブロック図である。
【図１０】液晶コマ補正素子の電極パターンを示す図である。
【図１１】コマ収差による波面収差及び液晶コマ補正素子によって発生する位相差を示す図である。
【図１２】液晶コマ補正素子による補正後の波面収差を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
次に発明を実施するための最良の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００１８】
（第１の実施形態）
図１は本発明に係る光学式情報記録再生装置の第１の実施形態を示すブロック図である。図中１は光源である半導体レーザであり、例えば、波長は４０５ｎｍである。１１は情報記録媒体である光ディスクであり、図１に示すように第１層１１ａと第２層１１ｂの記録層を有する２層ディスクである。第２層１１ｂは光入射側とし、透過層厚は７０μｍとする。第２層１１ａは光入射側の反対側の記録層とし、透過厚層は１００μｍとする。
【００１９】
また、２は回折格子、３は偏光ビームスプリッター、４はフロントモニター用センサ、５はコリメータレンズである。６は球面収差を補正するためのビームエキスパンダーであり、凹レンズ６ａと凸レンズ６ｂから構成されている。
【００２０】
２つのレンズのうち凸レンズ６ｂは駆動機構１９の駆動により光軸方向に可動し、凹レンズ６ａと凸レンズ６ｂのレンズ間隔を可変することができる。光軸方向に可動するレンズとしては、他方の凹レンズ６ａでも良い。
【００２１】
駆動機構１９はステッピングモータ等の駆動源及びその駆動力を凸レンズ６ｂの光軸方向の直線運動に変換するギア機構等から構成されている。コントローラ２１はＳＡ駆動回路２０を制御し、駆動機構１９の駆動により凸レンズ６ｂの光軸方向の位置を調整することで光ディスク１１の各記録層での球面収差を補正する。
【００２２】
７は１／４波長板、８は跳ね上げミラー、９は対物レンズアクチュエータ、１０は対物レンズである。対物レンズ１０のＮＡは０．８５で、透過層厚１００μｍのとき無限系で無収差となるように設計されている。
【００２３】
また、対物レンズアクチュエータ９は、フォーカス方向と、光ディスク１１の半径方向への２軸並進と、光ディスク１１の半径方向への傾動の計３軸の駆動機構を有するアクチュエータであり、対物レンズ１０は対物レンズアクチュエータ９上に搭載されている。対物レンズアクチュエータ９のチルトコイルにはコントローラ２１の制御に基づいてチルト駆動回路２２から駆動信号が供給され、対物レンズ１０を傾動させることでコマ収差の補正を行う。
【００２４】
更に、１２はセンサレンズ、１３はＲＦ・サーボセンサを示す。ＲＦ生成回路２３は後述するようにＲＦ・サーボセンサ１３の出力からＲＦ再生信号を生成する。サーボエラー生成回路２４は同様にＲＦ・サーボセンサ１３の出力からフォーカスエラー信号とトラッキングエラー信号を生成する。
【００２５】
コントローラ２１は装置内の各部を制御する制御回路であり、光ディスク１１の各記録層に情報を記録又は情報を読み出すための制御を行う。また、詳しく後述するように球面収差の補正制御或いはコマ収差の補正制御等を行う。メモリ２５は光ディスク１１の各記録層毎にコマ収差を補正するための最適駆動信号値を記憶する。
【００２６】
更に、コントローラ２１は上述のフォーカスエラー信号とトラッキングエラー信号に基づいて対物レンズアクチュエータ９のフォーカスアクチュエータとトラッキングアクチュエータを駆動し、フォーカス制御とトラッキング制御を行う。図１ではこれらのサーボ制御の詳しい構成に関しては省略している。
【００２７】
また、図１では記録データを所定の変調方式によって変調する変調回路、その変調回路からの記録信号に応じて半導体レーザ１を駆動するレーザ駆動回路、或いは復調処理を行う復調回路等については省略している。更に、光ディスク１１を回転駆動するスピンドルモータ等の機構についても省略している。
【００２８】
半導体レーザ１から出射した光束は、回折格子２を透過して３ビームに分割され、偏光ビームスプリッター３に入射する。偏光ビームスプリッター３に入射した光束は一部が反射され、フロントモニター用センサ４に入射する。このフロントモニター用センサ４の出力に基づいて半導体レーザ１の出力のＡＰＣ制御が行われる。
【００２９】
偏光ビームスプリッター３を透過した光束は、コリメータレンズ５によって平行光束にされ、コリメータレンズ５を透過した平行光束は凹レンズ６ａと凸レンズ６ｂからなるビームエキスパンダー６に入射する。ビームエキスパンダー６は上述のように凸レンズ６ｂが光軸方向に可動となっており、対物レンズ１０への入射光束の発散角ないし収束角を変えることが出来る。
【００３０】
ビームエキスパンダー６を透過した光束は、１／４波長板７を透過し、跳ね上げミラー８で反射され、更に対物レンズ１０によって光ディスク１１の情報記録面に集光される。光ディスク１１からの反射光は、対物レンズ１０、１／４波長板７、跳ね上げミラー８、ビームエキスパンダー６を経由して偏光ビームスプリッター３に入射する。
【００３１】
その入射光は、偏光ビームスプリッター３により反射され、センサレンズ１２を介してＲＦ・サーボセンサ１３に集光される。上述のようにＲＦ・サーボセンサ１３の出力からＲＦ再生信号、フォーカスエラー信号、トラッキングエラー信号等が得られる。
【００３２】
図２はＲＦ・サーボセンサ１３の受光面を示す。ＲＦ・サーボセンサ１３は中央の４分割センサとその両側の２分割センサから構成されている。ＲＦ・サーボセンサ１３の受光面をａ〜ｈとし、各受光面からの出力をそれぞれＡ〜Ｈとすると、フォーカスエラー信号ＦＥは非点収差法により、
ＦＥ＝（Ａ＋Ｃ）−（Ｂ＋Ｄ） …（１）
なる演算により得られる。
【００３３】
また、トラッキングエラー信号ＴＥはディファレンシャル・プッシュプル法により、
ＴＥ＝｛（Ａ＋Ｄ）−（Ｂ＋Ｃ）｝−ｋ｛（Ｆ−Ｅ）＋（Ｈ−Ｇ）｝ …（２）
なる演算により得られる。これらフォーカスエラー信号とトラッキングエラー信号はサーボエラー生成回路２４にて生成され、コントローラ２１に出力される。なお、（２）式のトラッキングエラー信号はプッシュプル信号と呼び、そのプッシュプル信号振幅に基づいて光ディスク１１の各記録層でのコマ収差の補正を行う。
【００３４】
更に、ＲＦ再生信号は４分割センサの総和により、
ＲＦ再生信号＝Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄ …（３）
なる演算により得られる。このＲＦ再生信号は上述のようにＲＦ生成回路２３により生成され、コントローラ２１に出力される。
【００３５】
コントローラ２１は、詳しく後述するように電源投入時等のチルト量最適化動作時にプッシュプル信号の振幅を検出し、光ディスク１１の各記録層でプッシュプル信号振幅が最大となる最適駆動信号を検索する。そして、記録又は再生時には各記録層でチルトコイルに最適駆動信号を印加することでコマ収差の補正を行う。
【００３６】
また、コントローラ２１は後述するようにＲＦ再生信号振幅を検出し、ＲＦ再生信号振幅が最大となるように凸レンズ６ｂの位置を調整することで光ディスク１１の各記録層で球面収差の補正を行う。
【００３７】
ここで、半導体レーザ１からの光ビームを光ディスク１１の第１層１１ａに集光し、ビームエキスパンダー６によって球面収差を最適化した場合のディスクチルトに対する収差の変化、及び対物レンズチルトに対する収差の変化を図３、図４に示す。
【００３８】
凡例のｒｍｓは、波面収差の最小二乗誤差値で、ＣＯＭＡ、ＡＳはそれぞれ３次のコマ収差、非点収差成分の最小二乗誤差値を示す。図３、図４よりディスクチルト量にほぼ等しい量が、最適な対物レンズチルト量となる。
【００３９】
同様に、半導体レーザ１からの光ビームを光ディスク１１の第２層１１ｂに集光し、エキスパンダーレンズ６によって球面収差を最適化した場合のディスクチルトに対する収差の変化、及び対物レンズチルトに対する収差の変化を図５、図６に示す。
【００４０】
図５、図６によれば、例えば、対物レンズを０．５５度傾けた場合、８１ｍλｒｍｓのコマ収差が発生するが、光ディスク１１を０．５度傾けた場合には、３７ｍλｒｍｓのコマ収差しか発生しないことが分かる。
【００４１】
図７は光ディスク１１の第２層１１ｂにおいてディスクチルトと同量の対物レンズチルトを与えた場合の収差の変化を示す。図７より分かるように、光ディスク１１の第２層１１ｂでは、０．５度のディスクチルトを同量の対物レンズチルトで補正した場合、４４ｍλｒｍｓのコマ収差が残留してしまう。
【００４２】
次に、光ディスク１１のチルトに対し、０．４５倍の対物レンズチルトを与えた場合の収差の変化を図８に示す。図８から分かるように第２層１１ｂでの対物レンズ１０の傾動量を、第１層１１ａの０．４５倍とすることによりコマ収差をほぼ完全に補正でき、０．６度以上光ディスク１１がチルトした場合でも８ｍλｒｍｓに収まっている。本実施形態では対物レンズ１０を傾動させることでコマ収差の補正を行う。
【００４３】
このように、本発明では、光ディスク１１の第２層１１ｂでの対物レンズ１０の傾動量を、第１層１１ａの０．４５倍とすることにより対物レンズチルト量の最適化を行っている。
【００４４】
次に、本実施形態の動作について説明する。電源投入時或いはディスク交換時等に対物レンズチルト量の最適化動作を行う。まず、コントローラ２１はＳＡ駆動回路２０を制御し、光ディスク１１の第１層１１ａでの球面収差を補正するようにビームエキスパンダー６の凸レンズ６ｂの位置を合わせ、第１層１１ａにフォーカスを引き込む。
【００４５】
具体的には、コントローラ２１は駆動回路２０を制御して駆動機構１９の駆動により凸レンズ６ｂを光軸方向に可動し、その際のＲＦ再生信号をＲＦ生成回路２３から取り込み、ＲＦ再生信号振幅を検出する。そして、コントローラ２１はＲＦ再生信号振幅が最大となるように凸レンズ６ｂの位置を調整し、第１層１１ａでの球面収差の補正を行う。以下の説明において光ディスク１１の各記録層における球面収差の補正は同様の方法で行う。
【００４６】
また、コントローラ２１はチルト駆動回路２２を制御し、対物レンズアクチュエータ９のチルトコイルに駆動電圧を印加する。そして、その駆動電圧を変化させてチルト量を変化させながらサーボエラー生成回路２４からプッシュプル信号を取り込み、プッシュプル信号振幅を検出して最適駆動電圧を検索する。即ち、コントローラ２１はプッシュプル信号振幅が最大となる時の駆動電圧値を検出し、最適駆動信号値とする。
【００４７】
次に、コントローラ２１は光ディスク１１の第２層１１ｂにビームエキスパンダー６の凸レンズ６ｂの位置を合わせ、第２層１１ｂにフォーカスを引き込む。その場合も、同様にＲＦ再生信号振幅値が最大となるように凸レンズ６ｂの位置調整を行う。
【００４８】
また、コントローラ２１は、同様にチルト駆動回路２２を制御し、チルト量を変化させながらプッシュプル信号振幅を検出し、プッシュプル信号振幅が最大となる時の駆動電圧を最適駆動信号として検出する。光ディスク１１の第１層１１ａ、第２層１１ｂそれぞれの最適駆動信号値はメモリ２５に蓄えておく。
【００４９】
次に、光ディスク１１にデータを書き込み或いは読み出す場合には、光ディスク１１のフォーカスする記録層に合わせて、メモリ２５に記憶している最適駆動信号を対物レンズアクチュエータ９のチルトコイルに印加する。
【００５０】
まず、光ディスク１１の第１層１１ａに読み書きする場合には、コントローラ２１はチルト駆動回路２２を制御して、メモリ２５に記憶している第１層１１ａに対応する最適駆動信号を対物レンズアクチュエータ９のチルトコイルに印加する。続いて、コントローラ２１は光ディスク１１の第１層１１ａに対して球面収差を補正するためビームエキスパンダー６の凸レンズ６ｂの位置調整を行い、第１層１１ａにフォーカスを引き込む。その後、目的のトラックにトラッキング制御を行い、データの読み書きを行う。
【００５１】
次に、光ディスク１１の第２層１１ｂに読み書きする場合には、同様にメモリ２５に記憶している第２層１１ｂに対応する最適駆動信号をチルト駆動回路２２から対物レンズアクチュエータ９のチルトコイルに印加する。続いて、光ディスク１１の第２層１１ｂに対して球面収差を補正するためビームエキスパンダー６の凸レンズ６ｂの位置調整を行い、第２層１１ｂにフォーカスを引き込む。また、目的のトラックにトラッキング制御を行い、データの読み書きを行う。
【００５２】
なお、本実施形態では、チルトの最適化の指標としてプッシュプル信号を用いたが、チルト量と相関のある信号であれば、例えば、ＲＦ再生信号振幅等の他の指標でも構わない。また、２層媒体を用いているが、３層以上の多層媒体の場合でも本発明は使用可能である。更に、球面収差補正のため、ビームエキスパンダーを用いて有限系としているが、液晶素子等その他の方法を用いる場合でも効果は同様である。
【００５３】
本実施形態では、光ディスク１１の複数の記録層に対してそれぞれ異なる対物レンズチルト量を与えるようにしたので、大きな球面収差補正時も有限光束入射によるコマ発生量変動の影響を受けず、多層媒体の全ての層に対して安定な記録再生が可能となる。
【００５４】
（第２の実施形態）
図９は本発明の第２の実施形態の構成を示すブロック図である。図９では図１と同一部分には同一符号を付して説明を省略する。本実施形態では、ビームエキスパンダー６と跳ね上げミラー８の間に液晶コマ補正素子１７を設けている点が図１と異なっている。２７は液晶コマ補正素子１７に駆動電圧を印加する液晶駆動回路である。
【００５５】
また、対物レンズアクチュエータ１８には、フォーカス方向と光ディスク１１の半径方向への２軸並進の駆動機構を有するものを用いている。対物レンズ１０はその対物レンズアクチュエータ１８に搭載されている。
【００５６】
半導体レーザ１の波長は４０５ｎｍ、光ディスク１１の透過層厚は第１層１１ａが１００μｍ、第２層１１ｂが７０μｍである。対物レンズ１０のＮＡは０．８５で、透過層厚１００μｍのとき無限系で無収差となるように設計されている。
【００５７】
液晶コマ補正素子１７の電極パターンを図１０に示す。電極パターンはディスクチルトによって発生するコマ収差と類似の形状としており、電極に印加する電圧に応じて位相差を発生させることができる。
【００５８】
ディスクラジアル方向を軸にとった時のマ収差による波面収差及び液晶コマ補正素子１７によって発生する位相差を図１１に示す。同様に補正後の波面収差の様子を図１２に示す。発生したコマ収差の逆符号の位相差を与えることによってコマ収差を補正することが可能となる。なお、液晶コマ補正素子１７については、例えば、特開２０００−０９０４７９号公報、特開２０００−３５２６号公報等に詳述されている。
【００５９】
次に、対物レンズ１０への入射光軸が調整誤差により０．５度傾いた場合について説明する。対物レンズ１０の傾きは、ディスク面と平行になるように調整されている。
【００６０】
まず、ディスクチルトが無い場合について説明する。半導体レーザ１からの光ビームを光ディスク１１の第１層１１ａに集光し、ビームエキスパンダー６によって球面収差を最適化した状態及び第２層１１ｂに集光し、ビームエキスパンダー６によって球面収差を最適化した状態で比較する。その場合、第１層１１ａではコマ収差の発生量がほぼ０なのに対し、第２層１１ｂでは４４ｍλｒｍｓのコマ収差が発生する。
【００６１】
次に、ディスクチルトが０．３度の場合について説明する。同様に光ディスク１１の第１層１１ａに光ビームを集光し、ビームエキスパンダー６によって球面収差を最適化した状態、及び第２層１１ｂに光ビームを集光し、ビームエキスパンダー６によって球面収差を最適化した状態で比較する。その場合、第１層１１ａでは３２ｍλｒｍｓのコマ収差が発生するのに対し、第２層１１ｂでは６６ｍλｒｍｓのコマ収差が発生する。
【００６２】
次に、本実施形態の動作について説明する。同様に電源投入時或いはディスク交換時等に液晶コマ補正素子１７への印加電圧の最適化動作を行う。まず、コントローラ２１は光ディスク１１の第１層１１ａでの球面収差を補正するようにビームエキスパンダー６の凸レンズ６ｂの位置を合わせ、第１層１１ａにフォーカスを引き込む。その場合も、上述のようにＲＦ再生信号振幅が最大となるように凸レンズ６ｂの位置調整を行う。
【００６３】
また、コントローラ２１は液晶コマ補正素子１７を駆動する液晶駆動回路２７を制御し、液晶コマ補正素子１７に印加する電圧を変化させながらプッシュプル信号振幅を検出する。そして、プッシュプル信号振幅が最大となる時の液晶コマ補正素子１７への駆動電圧を第１層１１ａの最適駆動信号として検出する。
【００６４】
次に、光ディスク１１の第２層１１ｂに対してビームエキスパンダー６の凸レンズ６ｂの位置調整を行い、第２層１１ｂにフォーカスを引き込む。また、同様に液晶コマ補正素子１７に印加する電圧を変化させながらプッシュプル信号振幅を検出し、プッシュプル信号振幅が最大となる時の液晶コマ補正素子１７への印加電圧を第２層１１ｂの最適駆動信号として検出する。第１層、第２層それぞれの最適駆動信号はメモリ２５に蓄えておく。
【００６５】
例えば、ディスクチルトがほとんど無い場合には、第１層１１ａでの印加電圧はほぼ０となり、第２層１１ｂでの印加電圧は４４ｍλｒｍｓのコマ収差を補正するように最適化される。また、ディスクチルトが０．３度の場合には、第１層１１ａでの印加電圧は３２ｍλｒｍｓのコマ収差を補正するように最適化され、第２層１１ｂでの印加電圧は６６ｍλのコマ収差を補正するように最適化される。
【００６６】
次に、光ディスク１１にデータを書き込み或いは読み出す場合には、光ディスク１１の記録又は再生する記録層に応じてメモリ２５に記憶している最適駆動電圧を液晶駆動回路２７から液晶コマ補正素子１７に印加する。
【００６７】
まず、光ディスク１１の第１層１１ａに読み書きする場合について説明する。コントローラ２１は液晶駆動回路２７を制御し、メモリ２５に記憶している第１層１１ａに対応する最適駆動信号を液晶コマ補正素子１７に印加する。続いて、光ディスク１１の第１層１１ａに対してビームエキスパンダー６の凸レンズ６ｂの位置調整を行い、第１層１１ａにフォーカスを引き込み、情報の読み書きを行う。
【００６８】
また、光ディスク１１の第２層１１ｂに読み書きする場合には、同様にメモリ２５に記憶している第２層１１ｂに対応する最適駆動信号を液晶駆動回路２７から液晶コマ補正素子１７に印加する。続いて、第２層１１ｂに対してビームエキスパンダー６の凸レンズ６ｂの位置調整を行い、第２層１１ｂにフォーカスを引き込み、情報の読み書きを行う。
【００６９】
なお、本実施形態では、チルトの最適化の指標としてプッシュプル信号を用いたが、チルト量と相関のある信号であれば、例えば、ＲＦ信号振幅等の他の指標でも構わない。また、２層媒体を用いているが、３層以上の多層媒体の場合でも適用は可能である。更に、球面収差補正のため、エキスパンダーを用いて有限系としているが、対物レンズへの入射光のパワーを変えて補正する系であれば液晶素子等その他の方法を用いても効果は同様である。
【００７０】
以上のように本実施形態によれば、光ディスクの読み書きを行う記録層に対してそれぞれ異なる駆動電圧を液晶コマ補正素子に与えている。そのため、液晶素子でコマ収差を補正する場合でも大きな球面収差補正時での有限光束入射によるコマ発生量変動の影響を受けず、多層媒体の全ての層に対して安定な記録再生を行うことが可能となる。
【符号の説明】
【００７１】
１ 半導体レーザ
２ 回折格子
３ 偏光ビームスプリッター
４ フロントモニタ用センサ
５ コリメータレンズ
６ ビームエキスパンダー
６ａ 凹レンズ
６ｂ 凸レンズ
７ １／４波長板
８ 跳ね上げミラー
９ 対物レンズアクチュエータ
１０ 対物レンズ
１１ 光ディスク
１１ａ 第１層
１１ｂ 第２層
１２ センサレンズ
１３ サーボ・ＲＦセンサ１７ 液晶コマ補正素子
１８ ２軸対物レンズアクチュエータ
１９ 駆動機構
２０ ＳＡ駆動回路
２１ コントローラ
２２ チルト駆動回路
２３ ＲＦ生成回路
２４ サーボエラー生成回路
２５ メモリ
２７ 液晶駆動回路
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学的情報記録媒体に情報を記録又は再生する光学式情報記録再生装置、特に、複数の記録層を有する情報記録媒体に情報を記録又は再生する場合のコマ収差の補正技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、光ディスクの大容量化への要求は益々大きくなっている。光ディスクの記録密度を向上させるには、例えば、対物レンズのＮＡ（開口数）を上げることにより、ビームスポットを小径化することが有効である。近年においては、対物レンズのＮＡが０．８５のシステムが実用化されるに至っている。
【０００３】
また、光ディスクの記録層を多層化することも、光学系をほとんど変えずに容量が倍増するため、大容量化に非常に有効である。しかし、基板厚の違いによる球面収差の発生量はＮＡ４に比例するため、高ＮＡ化に伴ってその影響は著しく増大する。例えば、波長４０５ｎｍ、ＮＡ０．８５の光学系の場合、基板厚誤差は数μｍで回折限界を超えてしまうため、単層ディスクであっても球面収差の補正が必要となっている。
【０００４】
光ディスクの記録層を多層化した場合、層間距離は１０μｍ以上必要とされ、球面収差の補正量は更に増大する。球面収差の補正手段には、対物レンズへの入射光の発散角ないし収束角を変化させるビームエキスパンダーが実用化されている。
【０００５】
更に、最近では、システムマージンの向上のため、記録系ＤＶＤを始めとして、コマ収差の補正機構を設けることも主流となってきている。コマ収差の補正には、光ピックアップ全体を傾ける方法が従来から用いられている。しかし、傾ける部分が大きく重いため、その駆動機構及び駆動源を設けるためのスペースが必要となり、装置が大型化するという問題がある。
【０００６】
それに対し、対物レンズのみを傾ける方式、或いは液晶によるコマ補正方式が実用化されてきている。対物レンズのみを傾ける方式の場合には、チルトアクチュエータ上に対物レンズを搭載し、ディスクチルトの量に応じて対物レンズを傾けることによりコマ収差を補正する。
【０００７】
一般的な対物レンズ及び無限系の光学系の場合、特開２００５−１０８３９８号公報にはディスクのチルトによって発生するコマ収差量と、対物レンズのチルトによって発生するコマ収差量はほぼ等しいことが記載されている（特許文献１）。そのため、ディスクと対物レンズを平行となるように駆動すれば、コマ収差はほぼ最適に補正することが可能となる。
【０００８】
液晶によるコマ補正方式には、例えば、特開２０００−０９０４７９号公報に記載されたものがある（特許文献２）。同公報のものでは、液晶素子はディスクチルトによって発生するコマ収差の分布の形状に対応した形状を有する複数のパターン電極を有し、ディスクチルトの量に応じて液晶素子への印加電圧を変えて逆符号のコマ収差を発生させて、コマ収差を補正する。
【０００９】
以上のように、近年の対物レンズの高ＮＡ化と光ディスクの多層化の流れにより、今後コマ収差と球面収差を同時に補正する機構を有することが光ピックアップにとって必要な機能となってくると予想される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００５−１０８３９８号公報
【特許文献２】特開２０００−０９０４７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
上述のようにビームエキスパンダー等により非平行光とすることで球面収差を補正する場合には、ディスクの透過層厚に応じてディスクのチルトによって発生するコマ収差量と、対物レンズのチルトによって発生するコマ収差量の比率が変化してしまう。
【００１２】
このため、多層ディスクを読み書きする時異なる透過層厚の条件となる場合、最適なレンズチルト量或いは液晶素子への印加電圧は層によって異なり、同じレンズチルト量或いは液晶素子への印加電圧でコマ収差を補正しようとすると、いずれかの層でコマ収差が残留してしまう。このため、結像性能が低下し、安定な記録再生が困難になる。
【００１３】
本発明の目的は、多層記録媒体の各記録層に対し、対物レンズを傾けることによって収差を補正する場合でも、全ての層で良好な収差補正を可能とし、安定な記録又は再生を実現可能な光学式情報記録再生装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は、上記目的を達成するため、光源からの出射光を対物レンズにより情報記録媒体の複数の記録層上にそれぞれ集光することによって前記複数の記録層に情報を記録又は記録情報を再生する光学式情報記録再生装置において、前記記録媒体の複数の記録層に前記出射光をフォーカスする際に発生する球面収差を補正する球面収差補正手段と、前記記録媒体の傾きによって発生するコマ収差を補正するコマ収差を発生させるために、前記対物レンズを傾動させることによりコマ収差を発生させる手段、或いは、前記記録媒体の傾きによって発生するコマ収差と類似の形状の電極パターンを備える液晶素子を有し、前記電極へ印加する電圧を変化させることによりコマ収差を発生させる手段からなるコマ収差補正手段と、前記記録媒体の記録層に応じて前記コマ収差補正手段を駆動信号の大きさを異ならせて駆動する駆動手段と、予め前記記録媒体の記録層毎に前記コマ収差補正手段の駆動信号を検出する手段と、前記記録媒体の記録層毎の駆動信号を記憶手段と、を含み、
前記駆動手段は、前記記録媒体の記録層毎に、前記記憶手段に記憶している駆動信号により前記コマ収差補正手段を駆動し、前記検出する手段は、前記球面収差補正手段により球面収差が補正された後に、前記コマ収差補正手段の駆動信号を変化させながら、前記対物レンズの傾動量、或いは前記コマ収差補正手段の液晶素子の電極に印加する電圧と相関のある所定指標を測定し、前記所定指標の測定結果に基づいて前記記録媒体の記録層毎の駆動信号を検出することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、記録媒体の記録層に応じてコマ収差補正手段の駆動信号の大きさを変化させて駆動することにより、記録媒体の全ての記録層で良好な収差補正が可能となり、安定した記録又は再生を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係る光学式情報記録再生装置の第１の実施形態を示すブロック図である。
【図２】ＲＦ・サーボセンサの受光面を示す図である。
【図３】光ディスクの第１層に光ビームを集光し、ビームエキスパンダーよって球面収差を最適化した場合のディスクチルトに対する収差の変化を示す図である。
【図４】光ディスクの第１層に光ビームを集光し、ビームエキスパンダーによって球面収差を最適化した場合の対物レンズチルトに対する収差の変化を示す図である。
【図５】光ディスクの第２層に光ビームを集光し、ビームエキスパンダーによって球面収差を最適化した場合のディスクチルトに対する収差の変化を示す図である。
【図６】光ディスクの第２層に光ビームを集光し、ビームエキスパンダーによって球面収差を最適化した場合の対物レンズチルトに対する収差の変化を示す図である。
【図７】光ディスクの第２層に光ビームを集光し、ビームエキスパンダーによって球面収差を最適化した場合のディスクチルトと同量の対物レンズチルト与えた時の収差の変化を示す図である。
【図８】光ディスクの第２層に光ビームを集光し、ビームエキスパンダーによって球面収差を最適化した場合の収差の変化を示す図である。
【図９】本発明の第４の実施形態を示すブロック図である。
【図１０】液晶コマ補正素子の電極パターンを示す図である。
【図１１】コマ収差による波面収差及び液晶コマ補正素子によって発生する位相差を示す図である。
【図１２】液晶コマ補正素子による補正後の波面収差を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
次に発明を実施するための最良の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００１８】
（第１の実施形態）
図１は本発明に係る光学式情報記録再生装置の第１の実施形態を示すブロック図である。図中１は光源である半導体レーザであり、例えば、波長は４０５ｎｍである。１１は情報記録媒体である光ディスクであり、図１に示すように第１層１１ａと第２層１１ｂの記録層を有する２層ディスクである。第２層１１ｂは光入射側とし、透過層厚は７０μｍとする。第２層１１ａは光入射側の反対側の記録層とし、透過厚層は１００μｍとする。
【００１９】
また、２は回折格子、３は偏光ビームスプリッター、４はフロントモニター用センサ、５はコリメータレンズである。６は球面収差を補正するためのビームエキスパンダーであり、凹レンズ６ａと凸レンズ６ｂから構成されている。
【００２０】
２つのレンズのうち凸レンズ６ｂは駆動機構１９の駆動により光軸方向に可動し、凹レンズ６ａと凸レンズ６ｂのレンズ間隔を可変することができる。光軸方向に可動するレンズとしては、他方の凹レンズ６ａでも良い。
【００２１】
駆動機構１９はステッピングモータ等の駆動源及びその駆動力を凸レンズ６ｂの光軸方向の直線運動に変換するギア機構等から構成されている。コントローラ２１はＳＡ駆動回路２０を制御し、駆動機構１９の駆動により凸レンズ６ｂの光軸方向の位置を調整することで光ディスク１１の各記録層での球面収差を補正する。
【００２２】
７は１／４波長板、８は跳ね上げミラー、９は対物レンズアクチュエータ、１０は対物レンズである。対物レンズ１０のＮＡは０．８５で、透過層厚１００μｍのとき無限系で無収差となるように設計されている。
【００２３】
また、対物レンズアクチュエータ９は、フォーカス方向と、光ディスク１１の半径方向への２軸並進と、光ディスク１１の半径方向への傾動の計３軸の駆動機構を有するアクチュエータであり、対物レンズ１０は対物レンズアクチュエータ９上に搭載されている。対物レンズアクチュエータ９のチルトコイルにはコントローラ２１の制御に基づいてチルト駆動回路２２から駆動信号が供給され、対物レンズ１０を傾動させることでコマ収差の補正を行う。
【００２４】
更に、１２はセンサレンズ、１３はＲＦ・サーボセンサを示す。ＲＦ生成回路２３は後述するようにＲＦ・サーボセンサ１３の出力からＲＦ再生信号を生成する。サーボエラー生成回路２４は同様にＲＦ・サーボセンサ１３の出力からフォーカスエラー信号とトラッキングエラー信号を生成する。
【００２５】
コントローラ２１は装置内の各部を制御する制御回路であり、光ディスク１１の各記録層に情報を記録又は情報を読み出すための制御を行う。また、詳しく後述するように球面収差の補正制御或いはコマ収差の補正制御等を行う。メモリ２５は光ディスク１１の各記録層毎にコマ収差を補正するための最適駆動信号値を記憶する。
【００２６】
更に、コントローラ２１は上述のフォーカスエラー信号とトラッキングエラー信号に基づいて対物レンズアクチュエータ９のフォーカスアクチュエータとトラッキングアクチュエータを駆動し、フォーカス制御とトラッキング制御を行う。図１ではこれらのサーボ制御の詳しい構成に関しては省略している。
【００２７】
また、図１では記録データを所定の変調方式によって変調する変調回路、その変調回路からの記録信号に応じて半導体レーザ１を駆動するレーザ駆動回路、或いは復調処理を行う復調回路等については省略している。更に、光ディスク１１を回転駆動するスピンドルモータ等の機構についても省略している。
【００２８】
半導体レーザ１から出射した光束は、回折格子２を透過して３ビームに分割され、偏光ビームスプリッター３に入射する。偏光ビームスプリッター３に入射した光束は一部が反射され、フロントモニター用センサ４に入射する。このフロントモニター用センサ４の出力に基づいて半導体レーザ１の出力のＡＰＣ制御が行われる。
【００２９】
偏光ビームスプリッター３を透過した光束は、コリメータレンズ５によって平行光束にされ、コリメータレンズ５を透過した平行光束は凹レンズ６ａと凸レンズ６ｂからなるビームエキスパンダー６に入射する。ビームエキスパンダー６は上述のように凸レンズ６ｂが光軸方向に可動となっており、対物レンズ１０への入射光束の発散角ないし収束角を変えることが出来る。
【００３０】
ビームエキスパンダー６を透過した光束は、１／４波長板７を透過し、跳ね上げミラー８で反射され、更に対物レンズ１０によって光ディスク１１の情報記録面に集光される。光ディスク１１からの反射光は、対物レンズ１０、１／４波長板７、跳ね上げミラー８、ビームエキスパンダー６を経由して偏光ビームスプリッター３に入射する。
【００３１】
その入射光は、偏光ビームスプリッター３により反射され、センサレンズ１２を介してＲＦ・サーボセンサ１３に集光される。上述のようにＲＦ・サーボセンサ１３の出力からＲＦ再生信号、フォーカスエラー信号、トラッキングエラー信号等が得られる。
【００３２】
図２はＲＦ・サーボセンサ１３の受光面を示す。ＲＦ・サーボセンサ１３は中央の４分割センサとその両側の２分割センサから構成されている。ＲＦ・サーボセンサ１３の受光面をａ〜ｈとし、各受光面からの出力をそれぞれＡ〜Ｈとすると、フォーカスエラー信号ＦＥは非点収差法により、
ＦＥ＝（Ａ＋Ｃ）−（Ｂ＋Ｄ） …（１）
なる演算により得られる。
【００３３】
また、トラッキングエラー信号ＴＥはディファレンシャル・プッシュプル法により、
ＴＥ＝｛（Ａ＋Ｄ）−（Ｂ＋Ｃ）｝−ｋ｛（Ｆ−Ｅ）＋（Ｈ−Ｇ）｝ …（２）
なる演算により得られる。これらフォーカスエラー信号とトラッキングエラー信号はサーボエラー生成回路２４にて生成され、コントローラ２１に出力される。なお、（２）式のトラッキングエラー信号はプッシュプル信号と呼び、そのプッシュプル信号振幅に基づいて光ディスク１１の各記録層でのコマ収差の補正を行う。
【００３４】
更に、ＲＦ再生信号は４分割センサの総和により、
ＲＦ再生信号＝Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄ …（３）
なる演算により得られる。このＲＦ再生信号は上述のようにＲＦ生成回路２３により生成され、コントローラ２１に出力される。
【００３５】
コントローラ２１は、詳しく後述するように電源投入時等のチルト量最適化動作時にプッシュプル信号の振幅を検出し、光ディスク１１の各記録層でプッシュプル信号振幅が最大となる最適駆動信号を検索する。そして、記録又は再生時には各記録層でチルトコイルに最適駆動信号を印加することでコマ収差の補正を行う。
【００３６】
また、コントローラ２１は後述するようにＲＦ再生信号振幅を検出し、ＲＦ再生信号振幅が最大となるように凸レンズ６ｂの位置を調整することで光ディスク１１の各記録層で球面収差の補正を行う。
【００３７】
ここで、半導体レーザ１からの光ビームを光ディスク１１の第１層１１ａに集光し、ビームエキスパンダー６によって球面収差を最適化した場合のディスクチルトに対する収差の変化、及び対物レンズチルトに対する収差の変化を図３、図４に示す。
【００３８】
凡例のｒｍｓは、波面収差の最小二乗誤差値で、ＣＯＭＡ、ＡＳはそれぞれ３次のコマ収差、非点収差成分の最小二乗誤差値を示す。図３、図４よりディスクチルト量にほぼ等しい量が、最適な対物レンズチルト量となる。
【００３９】
同様に、半導体レーザ１からの光ビームを光ディスク１１の第２層１１ｂに集光し、エキスパンダーレンズ６によって球面収差を最適化した場合のディスクチルトに対する収差の変化、及び対物レンズチルトに対する収差の変化を図５、図６に示す。
【００４０】
図５、図６によれば、例えば、対物レンズを０．５５度傾けた場合、８１ｍλｒｍｓのコマ収差が発生するが、光ディスク１１を０．５度傾けた場合には、３７ｍλｒｍｓのコマ収差しか発生しないことが分かる。
【００４１】
図７は光ディスク１１の第２層１１ｂにおいてディスクチルトと同量の対物レンズチルトを与えた場合の収差の変化を示す。図７より分かるように、光ディスク１１の第２層１１ｂでは、０．５度のディスクチルトを同量の対物レンズチルトで補正した場合、４４ｍλｒｍｓのコマ収差が残留してしまう。
【００４２】
次に、光ディスク１１のチルトに対し、０．４５倍の対物レンズチルトを与えた場合の収差の変化を図８に示す。図８から分かるように第２層１１ｂでの対物レンズ１０の傾動量を、第１層１１ａの０．４５倍とすることによりコマ収差をほぼ完全に補正でき、０．６度以上光ディスク１１がチルトした場合でも８ｍλｒｍｓに収まっている。本実施形態では対物レンズ１０を傾動させることでコマ収差の補正を行う。
【００４３】
このように、本発明では、光ディスク１１の第２層１１ｂでの対物レンズ１０の傾動量を、第１層１１ａの０．４５倍とすることにより対物レンズチルト量の最適化を行っている。
【００４４】
次に、本実施形態の動作について説明する。電源投入時或いはディスク交換時等に対物レンズチルト量の最適化動作を行う。まず、コントローラ２１はＳＡ駆動回路２０を制御し、光ディスク１１の第１層１１ａでの球面収差を補正するようにビームエキスパンダー６の凸レンズ６ｂの位置を合わせ、第１層１１ａにフォーカスを引き込む。
【００４５】
具体的には、コントローラ２１は駆動回路２０を制御して駆動機構１９の駆動により凸レンズ６ｂを光軸方向に可動し、その際のＲＦ再生信号をＲＦ生成回路２３から取り込み、ＲＦ再生信号振幅を検出する。そして、コントローラ２１はＲＦ再生信号振幅が最大となるように凸レンズ６ｂの位置を調整し、第１層１１ａでの球面収差の補正を行う。以下の説明において光ディスク１１の各記録層における球面収差の補正は同様の方法で行う。
【００４６】
また、コントローラ２１はチルト駆動回路２２を制御し、対物レンズアクチュエータ９のチルトコイルに駆動電圧を印加する。そして、その駆動電圧を変化させてチルト量を変化させながらサーボエラー生成回路２４からプッシュプル信号を取り込み、プッシュプル信号振幅を検出して最適駆動電圧を検索する。即ち、コントローラ２１はプッシュプル信号振幅が最大となる時の駆動電圧値を検出し、最適駆動信号値とする。
【００４７】
次に、コントローラ２１は光ディスク１１の第２層１１ｂにビームエキスパンダー６の凸レンズ６ｂの位置を合わせ、第２層１１ｂにフォーカスを引き込む。その場合も、同様にＲＦ再生信号振幅値が最大となるように凸レンズ６ｂの位置調整を行う。
【００４８】
また、コントローラ２１は、同様にチルト駆動回路２２を制御し、チルト量を変化させながらプッシュプル信号振幅を検出し、プッシュプル信号振幅が最大となる時の駆動電圧を最適駆動信号として検出する。光ディスク１１の第１層１１ａ、第２層１１ｂそれぞれの最適駆動信号値はメモリ２５に蓄えておく。
【００４９】
次に、光ディスク１１にデータを書き込み或いは読み出す場合には、光ディスク１１のフォーカスする記録層に合わせて、メモリ２５に記憶している最適駆動信号を対物レンズアクチュエータ９のチルトコイルに印加する。
【００５０】
まず、光ディスク１１の第１層１１ａに読み書きする場合には、コントローラ２１はチルト駆動回路２２を制御して、メモリ２５に記憶している第１層１１ａに対応する最適駆動信号を対物レンズアクチュエータ９のチルトコイルに印加する。続いて、コントローラ２１は光ディスク１１の第１層１１ａに対して球面収差を補正するためビームエキスパンダー６の凸レンズ６ｂの位置調整を行い、第１層１１ａにフォーカスを引き込む。その後、目的のトラックにトラッキング制御を行い、データの読み書きを行う。
【００５１】
次に、光ディスク１１の第２層１１ｂに読み書きする場合には、同様にメモリ２５に記憶している第２層１１ｂに対応する最適駆動信号をチルト駆動回路２２から対物レンズアクチュエータ９のチルトコイルに印加する。続いて、光ディスク１１の第２層１１ｂに対して球面収差を補正するためビームエキスパンダー６の凸レンズ６ｂの位置調整を行い、第２層１１ｂにフォーカスを引き込む。また、目的のトラックにトラッキング制御を行い、データの読み書きを行う。
【００５２】
なお、本実施形態では、チルトの最適化の指標としてプッシュプル信号を用いたが、チルト量と相関のある信号であれば、例えば、ＲＦ再生信号振幅等の他の指標でも構わない。また、２層媒体を用いているが、３層以上の多層媒体の場合でも本発明は使用可能である。更に、球面収差補正のため、ビームエキスパンダーを用いて有限系としているが、液晶素子等その他の方法を用いる場合でも効果は同様である。
【００５３】
本実施形態では、光ディスク１１の複数の記録層に対してそれぞれ異なる対物レンズチルト量を与えるようにしたので、大きな球面収差補正時も有限光束入射によるコマ発生量変動の影響を受けず、多層媒体の全ての層に対して安定な記録再生が可能となる。
【００５４】
（第２の実施形態）
図９は本発明の第２の実施形態の構成を示すブロック図である。図９では図１と同一部分には同一符号を付して説明を省略する。本実施形態では、ビームエキスパンダー６と跳ね上げミラー８の間に液晶コマ補正素子１７を設けている点が図１と異なっている。２７は液晶コマ補正素子１７に駆動電圧を印加する液晶駆動回路である。
【００５５】
また、対物レンズアクチュエータ１８には、フォーカス方向と光ディスク１１の半径方向への２軸並進の駆動機構を有するものを用いている。対物レンズ１０はその対物レンズアクチュエータ１８に搭載されている。
【００５６】
半導体レーザ１の波長は４０５ｎｍ、光ディスク１１の透過層厚は第１層１１ａが１００μｍ、第２層１１ｂが７０μｍである。対物レンズ１０のＮＡは０．８５で、透過層厚１００μｍのとき無限系で無収差となるように設計されている。
【００５７】
液晶コマ補正素子１７の電極パターンを図１０に示す。電極パターンはディスクチルトによって発生するコマ収差と類似の形状としており、電極に印加する電圧に応じて位相差を発生させることができる。
【００５８】
ディスクラジアル方向を軸にとった時のマ収差による波面収差及び液晶コマ補正素子１７によって発生する位相差を図１１に示す。同様に補正後の波面収差の様子を図１２に示す。発生したコマ収差の逆符号の位相差を与えることによってコマ収差を補正することが可能となる。なお、液晶コマ補正素子１７については、例えば、特開２０００−０９０４７９号公報、特開２０００−３５２６号公報等に詳述されている。
【００５９】
次に、対物レンズ１０への入射光軸が調整誤差により０．５度傾いた場合について説明する。対物レンズ１０の傾きは、ディスク面と平行になるように調整されている。
【００６０】
まず、ディスクチルトが無い場合について説明する。半導体レーザ１からの光ビームを光ディスク１１の第１層１１ａに集光し、ビームエキスパンダー６によって球面収差を最適化した状態及び第２層１１ｂに集光し、ビームエキスパンダー６によって球面収差を最適化した状態で比較する。その場合、第１層１１ａではコマ収差の発生量がほぼ０なのに対し、第２層１１ｂでは４４ｍλｒｍｓのコマ収差が発生する。
【００６１】
次に、ディスクチルトが０．３度の場合について説明する。同様に光ディスク１１の第１層１１ａに光ビームを集光し、ビームエキスパンダー６によって球面収差を最適化した状態、及び第２層１１ｂに光ビームを集光し、ビームエキスパンダー６によって球面収差を最適化した状態で比較する。その場合、第１層１１ａでは３２ｍλｒｍｓのコマ収差が発生するのに対し、第２層１１ｂでは６６ｍλｒｍｓのコマ収差が発生する。
【００６２】
次に、本実施形態の動作について説明する。同様に電源投入時或いはディスク交換時等に液晶コマ補正素子１７への印加電圧の最適化動作を行う。まず、コントローラ２１は光ディスク１１の第１層１１ａでの球面収差を補正するようにビームエキスパンダー６の凸レンズ６ｂの位置を合わせ、第１層１１ａにフォーカスを引き込む。その場合も、上述のようにＲＦ再生信号振幅が最大となるように凸レンズ６ｂの位置調整を行う。
【００６３】
また、コントローラ２１は液晶コマ補正素子１７を駆動する液晶駆動回路２７を制御し、液晶コマ補正素子１７に印加する電圧を変化させながらプッシュプル信号振幅を検出する。そして、プッシュプル信号振幅が最大となる時の液晶コマ補正素子１７への駆動電圧を第１層１１ａの最適駆動信号として検出する。
【００６４】
次に、光ディスク１１の第２層１１ｂに対してビームエキスパンダー６の凸レンズ６ｂの位置調整を行い、第２層１１ｂにフォーカスを引き込む。また、同様に液晶コマ補正素子１７に印加する電圧を変化させながらプッシュプル信号振幅を検出し、プッシュプル信号振幅が最大となる時の液晶コマ補正素子１７への印加電圧を第２層１１ｂの最適駆動信号として検出する。第１層、第２層それぞれの最適駆動信号はメモリ２５に蓄えておく。
【００６５】
例えば、ディスクチルトがほとんど無い場合には、第１層１１ａでの印加電圧はほぼ０となり、第２層１１ｂでの印加電圧は４４ｍλｒｍｓのコマ収差を補正するように最適化される。また、ディスクチルトが０．３度の場合には、第１層１１ａでの印加電圧は３２ｍλｒｍｓのコマ収差を補正するように最適化され、第２層１１ｂでの印加電圧は６６ｍλのコマ収差を補正するように最適化される。
【００６６】
次に、光ディスク１１にデータを書き込み或いは読み出す場合には、光ディスク１１の記録又は再生する記録層に応じてメモリ２５に記憶している最適駆動電圧を液晶駆動回路２７から液晶コマ補正素子１７に印加する。
【００６７】
まず、光ディスク１１の第１層１１ａに読み書きする場合について説明する。コントローラ２１は液晶駆動回路２７を制御し、メモリ２５に記憶している第１層１１ａに対応する最適駆動信号を液晶コマ補正素子１７に印加する。続いて、光ディスク１１の第１層１１ａに対してビームエキスパンダー６の凸レンズ６ｂの位置調整を行い、第１層１１ａにフォーカスを引き込み、情報の読み書きを行う。
【００６８】
また、光ディスク１１の第２層１１ｂに読み書きする場合には、同様にメモリ２５に記憶している第２層１１ｂに対応する最適駆動信号を液晶駆動回路２７から液晶コマ補正素子１７に印加する。続いて、第２層１１ｂに対してビームエキスパンダー６の凸レンズ６ｂの位置調整を行い、第２層１１ｂにフォーカスを引き込み、情報の読み書きを行う。
【００６９】
なお、本実施形態では、チルトの最適化の指標としてプッシュプル信号を用いたが、チルト量と相関のある信号であれば、例えば、ＲＦ信号振幅等の他の指標でも構わない。また、２層媒体を用いているが、３層以上の多層媒体の場合でも適用は可能である。更に、球面収差補正のため、エキスパンダーを用いて有限系としているが、対物レンズへの入射光のパワーを変えて補正する系であれば液晶素子等その他の方法を用いても効果は同様である。
【００７０】
以上のように本実施形態によれば、光ディスクの読み書きを行う記録層に対してそれぞれ異なる駆動電圧を液晶コマ補正素子に与えている。そのため、液晶素子でコマ収差を補正する場合でも大きな球面収差補正時での有限光束入射によるコマ発生量変動の影響を受けず、多層媒体の全ての層に対して安定な記録再生を行うことが可能となる。
【符号の説明】
【００７１】
１ 半導体レーザ
２ 回折格子
３ 偏光ビームスプリッター
４ フロントモニタ用センサ
５ コリメータレンズ
６ ビームエキスパンダー
６ａ 凹レンズ
６ｂ 凸レンズ
７ １／４波長板
８ 跳ね上げミラー
９ 対物レンズアクチュエータ
１０ 対物レンズ
１１ 光ディスク
１１ａ 第１層
１１ｂ 第２層
１２ センサレンズ
１３ サーボ・ＲＦセンサ１７ 液晶コマ補正素子
１８ ２軸対物レンズアクチュエータ
１９ 駆動機構
２０ ＳＡ駆動回路
２１ コントローラ
２２ チルト駆動回路
２３ ＲＦ生成回路
２４ サーボエラー生成回路
２５ メモリ
２７ 液晶駆動回路
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源からの出射光を対物レンズにより情報記録媒体の複数の記録層上にそれぞれ集光することによって前記複数の記録層に情報を記録又は記録情報を再生する光学式情報記録再生装置において、
前記記録媒体の複数の記録層に前記出射光をフォーカスする際に発生する球面収差を補正する球面収差補正手段と、
前記記録媒体の傾きによって発生するコマ収差を補正するコマ収差を発生させるために、前記対物レンズを傾動させることによりコマ収差を発生させる手段、或いは、前記記録媒体の傾きによって発生するコマ収差と類似の形状の電極パターンを備える液晶素子を有し、前記電極へ印加する電圧を変化させることによりコマ収差を発生させる手段からなるコマ収差補正手段と、
前記記録媒体の記録層に応じて前記コマ収差補正手段を駆動信号の大きさを異ならせて駆動する駆動手段と、
予め前記記録媒体の記録層毎に前記コマ収差補正手段の駆動信号を検出する手段と、
前記記録媒体の記録層毎の駆動信号を記憶手段と、を含み、
前記駆動手段は、前記記録媒体の記録層毎に、前記記憶手段に記憶している駆動信号により前記コマ収差補正手段を駆動し、
前記検出する手段は、前記球面収差補正手段により球面収差が補正された後に、前記コマ収差補正手段の駆動信号を変化させながら、前記対物レンズの傾動量、或いは前記コマ収差補正手段の液晶素子の電極に印加する電圧と相関のある所定指標を測定し、前記所定指標の測定結果に基づいて前記記録媒体の記録層毎の駆動信号を検出することを特徴とする光学式情報記録再生装置。
【請求項１】
光源からの出射光を対物レンズにより情報記録媒体の複数の記録層上にそれぞれ集光することによって前記複数の記録層に情報を記録又は記録情報を再生する光学式情報記録再生装置において、
前記記録媒体の複数の記録層に前記出射光をフォーカスする際に発生する球面収差を補正する球面収差補正手段と、
前記記録媒体の傾きによって発生するコマ収差を補正するコマ収差を発生させるために、前記対物レンズを傾動させることによりコマ収差を発生させる手段、或いは、前記記録媒体の傾きによって発生するコマ収差と類似の形状の電極パターンを備える液晶素子を有し、前記電極へ印加する電圧を変化させることによりコマ収差を発生させる手段からなるコマ収差補正手段と、
前記記録媒体の記録層に応じて前記コマ収差補正手段を駆動信号の大きさを異ならせて駆動する駆動手段と、
予め前記記録媒体の記録層毎に前記コマ収差補正手段の駆動信号を検出する手段と、
前記記録媒体の記録層毎の駆動信号を記憶手段と、を含み、
前記駆動手段は、前記記録媒体の記録層毎に、前記記憶手段に記憶している駆動信号により前記コマ収差補正手段を駆動し、
前記検出する手段は、前記球面収差補正手段により球面収差が補正された後に、前記コマ収差補正手段の駆動信号を変化させながら、前記対物レンズの傾動量、或いは前記コマ収差補正手段の液晶素子の電極に印加する電圧と相関のある所定指標を測定し、前記所定指標の測定結果に基づいて前記記録媒体の記録層毎の駆動信号を検出することを特徴とする光学式情報記録再生装置。
【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２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１１−１０８３５９（Ｐ２０１１−１０８３５９Ａ）
【公開日】平成２３年６月２日（２０１１．６．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−４９１４３（Ｐ２０１１−４９１４３）
【出願日】平成２３年３月７日（２０１１．３．７）
【分割の表示】特願２００５−３２６１００（Ｐ２００５−３２６１００）の分割
【原出願日】平成１７年１１月１０日（２００５．１１．１０）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年６月２日（２０１１．６．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月７日（２０１１．３．７）
【分割の表示】特願２００５−３２６１００（Ｐ２００５−３２６１００）の分割
【原出願日】平成１７年１１月１０日（２００５．１１．１０）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]