JP2011034617A - 光記録再生装置における対物レンズのコマ収差補正方法、及び光記録再生装置 - Google Patents

Abstract

【課題】記録層が複数層設けられている光記録媒体において、同一方向にレンズシフトしたときに一の記録層と他の記録層とでコマ収差の分布ないし位相が逆転する場合でも、コマ収差を適切に補正する。
【解決手段】対物レンズ１４を光記録媒体２の径方向に、光ピックアップの光軸に対してレンズシフトさせ、レンズシフトによって生じたコマ収差を補正するために、対物レンズ１４を光記録媒体２に対してチルトさせる。対物レンズ１４をチルトさせる際には、レーザー光を合焦させるべき記録層について、対物レンズ１４のレンズ開口半径位置とトラッキングにより生じるコマ収差との関係が正極性であるか負極性であるかを求め、上記関係に基づいて、レンズシフトの結果生じたコマ収差を抑えるようにチルト方向を変える。
【選択図】図２

Description

本発明は、光記録再生装置における対物レンズのコマ収差補正方法、及び光記録再生装置に関し、特に、記録層が複数層設けられた光記録媒体に記録または再生を行う際の対物レンズのコマ収差補正方法に関する。

光記録再生装置の光ピックアップは、光記録媒体の所定の位置に精度よくレーザー光を照射できることが要求される。レーザー光の照射精度を高めるためには、光記録媒体に最も近接した位置に設けられたレンズである対物レンズの位置及び姿勢を高精度で制御することが必要である。

対物レンズの光記録媒体の径方向位置は、トラッキングサーボによって常に補正される。トラッキングサーボの作用によって対物レンズがレンズシフトすると、対物レンズに入射するレーザー光の光軸が対物レンズの中心軸と一致しなくなり、これによってコマ収差が発生する。レンズシフトによって発生するコマ収差を補正する方法として、対物レンズの位置制御を行うアクチュエータのサスペンションワイヤの弾性特性を利用し、対物レンズのレンズシフト量に応じた電圧をチルトコイルに与えて、対物レンズをチルトさせる方式が提案されている（特許文献１）。具体的には、コマ収差は対物レンズのレンズシフト量と略比例する関係にあることから、対物レンズのレンズシフト量に応じてコマ収差を補正するための補正データが所定のメモリー回路に記憶される。対物レンズのレンズシフトが検出されると、この補正データに基づいて対物レンズがチルトされ、レンズシフト量に見合ったコマ収差の補正が行われる。規格の異なる光記録媒体ではコマ収差の大きさと対物レンズのレンズシフト量との関係が異なるため、光記録媒体毎に適切な補正データが記憶される。

特開２００８−９７６６１号公報 特開２００７−２７３０４５号公報 特開２００７−８０４３２号公報

近年の光記録媒体では記録層が複数層設けられている場合があり、各記録層に対して適切なコマ収差補正を行う必要がある。コマ収差が対物レンズのレンズシフトによって発生する場合、コマ収差の大きさは対物レンズのレンズシフト量と略比例する関係にあることから、コマ収差を補正するには、どの記録層についても、レンズシフトの向きに応じて一律にチルト方向を変え、レンズシフト量に応じてチルト角度を変えることが考えられる。しかし、本願発明者は、同一方向にレンズシフトしても、一の記録層と他の記録層とでコマ収差の分布ないし位相が逆転する場合があることを見出した。このため、記録層によっては対物レンズのチルト方向が本来向くべき方向とは逆になってしまい、補正効果が得られないという問題があった。コマ収差は、球面収差補正が不可欠のブルーレイディスク（登録商標）では特に大きく、無視できない問題である。

本発明は、記録層が複数層設けられている光記録媒体において、同一方向にレンズシフトしたときに一の記録層と他の記録層とでコマ収差の分布ないし位相が逆転する場合でも、コマ収差を適切に補正できるコマ収差補正方法及び光記録再生装置を提供することを目的とする。

本発明の一実施態様に係る対物レンズのコマ収差補正方法は、複数の記録層を有する光記録媒体にレーザー光を照射して情報の記録または再生を行う際の、レンズシフトによって生じる対物レンズのコマ収差の補正方法である。本方法は、対物レンズを光記録媒体の径方向に、光ピックアップの光軸に対してレンズシフトさせることと、レンズシフトによって生じたコマ収差を補正するために、対物レンズを光記録媒体に対してチルトさせることと、を有している。対物レンズをチルトさせることは、レーザー光を合焦させるべき記録層について、対物レンズのレンズ開口半径位置とレンズシフトにより生じるコマ収差との関係が正極性であるか負極性であるかを求めることと、上記関係に基づいて、レンズシフトの結果生じたコマ収差を抑えるようにチルト方向を変えることと、を含んでいる。

対物レンズを光記録媒体の径方向に、光記録媒体に対してレンズシフトさせると、コマ収差が生じる。このとき、対物レンズのレンズ開口半径位置とレンズシフトにより生じるコマ収差の極性との関係は、正極性である場合もあるし、負極性である場合もある。すなわち、一の記録層と他の記録層とで、コマ収差の分布ないし位相の逆転が生じることがある。前者の場合は、仮に対物レンズのレンズ開口半径位置を横軸に、コマ収差量を縦軸にとってグラフを描けば、右上がりのグラフとなり、後者の場合は逆に右下がりのグラフとなる。本発明のコマ収差補正方法によれば、この関係をあらかじめ求めることで、いわばグラフの傾きが０に近づくようにチルト方向を選択することが可能となり、どの記録層に対しても有効にコマ収差を抑制することができる。

本発明の他の実施態様によれば、複数の記録層を有する光記録媒体が装着可能な光記録再生装置は、レーザー光を出射する光源と、光源から出射されたレーザー光を光記録媒体の特定の記録層に合焦させる、光ピックアップの光軸に対するレンズシフト及び前記光記録媒体に対するチルトが可能な対物レンズと、レーザー光を合焦させるべき記録層について、対物レンズのレンズ開口半径位置とレンズシフトにより生じるコマ収差量との関係が正極性であるか負極性であるかを求める手段と、上記関係に基づいて、レンズシフトの結果生じたコマ収差を抑えるように対物レンズのチルト方向の極性を変えるチルト方向制御手段と、を有している。

このように、本発明によれば、記録層が複数層設けられている光記録媒体において、同一方向にレンズシフトしたときに一の記録層と他の記録層とでコマ収差の分布ないし位相が逆転する場合でも、コマ収差を適切に補正できるコマ収差補正方法及び光記録再生装置を提供することができる。

本発明の一実施形態に係る光記録再生装置の構成を概略的に示すブロック図である。 光ピックアップの光学系の構成を示す概略図である。 コマ収差の発生原理を示す概念図である。 深さ位置ｄ１における対物レンズのレンズ開口半径位置と球面収差との関係を示すグラフである。 深さ位置ｄ２における対物レンズのレンズ開口半径位置と球面収差との関係を示すグラフである。 チルト角度制御を行う制御機構の一例を示すブロック図である。 チルト角度制御を行う制御機構の他の例を示すブロック図である。

以下、図面を参照して本発明のコマ収差補正方法及び光記録再生装置の実施形態について説明する。

まず、本発明の一実施形態に係る光記録再生装置について説明する。図１は、一実施形態に係る光記録再生装置の構成を概略的に示すブロック図である。

光記録再生装置１０１は、光ピックアップ１と、光記録媒体２を回転させるためのスピンドルモータ１１２と、スピンドルモータ１１２および光ピックアップ１の動作を制御するコントローラ１１３と、光ピックアップ１にレーザー駆動信号を供給するレーザー駆動回路１１４と、光ピックアップ１にレンズ駆動信号を供給するレンズ駆動回路１１５と、を備えている。後述するように、本実施形態の光記録再生装置１０１に装着可能な光記録媒体は、複数の記録層を備えた光記録媒体２を含んでいる。本実施形態の光記録再生装置１０１は光記録媒体に対する記録と再生の両方の機能を有しているが、いずれか一方の機能だけを有する装置も本発明の光記録再生装置に含まれる。

コントローラ１１３にはフォーカスサーボ追従機能、トラッキングサーボ追従機能、チルト機能、レーザーコントロール機能、及び記録層管理機能が含まれている。フォーカスサーボ追従機能が作動すると、回転している光記録媒体２の情報記録面にフォーカスがかかった状態となる。トラッキングサーボ追従機能が作動すると、光記録媒体２の偏芯している信号トラックに対して、レーザー光のスポットが自動追従状態となる。チルト機能が作動すると、対物レンズ１４（後述）の光軸方向が光記録媒体２の法線方向を向くように、対物レンズ１４のチルト角が自動制御される。フォーカスサーボ追従機能、トラッキングサーボ追従機能、およびチルト機能によって生成された制御信号はレンズ駆動回路１１５に送られ、レンズ駆動回路１１５によってフォーカス制御、トラッキング制御、およびチルト制御がおこなわれる。レーザーコントロール機能は、光記録媒体２に記録されている記録条件設定情報に基づいて、適切なレーザー駆動信号の生成をおこない、レーザー駆動回路１１４に供給する。記録層管理機能は複数の記録層のうち、どの記録層に記録再生を行うかを管理する。記録層管理機能は、後述するように、対物レンズ１４のレンズ開口半径位置とレンズシフトにより生じるコマ収差量との関係が正極性であるか負極性かを求めることができる。コントローラ１１３は、チルト方向制御手段として、後述するように、レンズシフトの結果生じたコマ収差を抑えるように対物レンズ１４のチルト方向の極性及びチルト角度を制御する機能も備えている。これらの機能は、コントローラ１１３内に組み込まれた回路として実現されてもよいし、コントローラ１１３内で実行されるソフトウェアとして実現されても構わない。

図２は、光ピックアップの光学系の構成を示す概略図である。光ピックアップ１は、光記録媒体２にデジタル情報の記録または再生を行うことができるように構成されている。光記録媒体２は、ＤＶＤ(Digital Versatile Disc)−ＲＯＭ、ＤＶＤ±Ｒ／ＲＷ及びこれらと同等の構造及び記憶容量を備えた光記録媒体であってもよく、ＣＤ(Compact Disc)−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ／ＲＷ及びこれらと同等の構造及び記憶容量を備えた光記録媒体でもよく、波長４０５ｎｍ付近の青色レーザー光を用いて高密度の記録再生を行うＢＤ（ブルーレイディスク（登録商標））あるいはＣＢ−ＨＤ（中国高密度光記録媒体規格）などの再生専用または記録・再生兼用の光記録媒体であってもよい。

光ピックアップ１は、所定波長のレーザー光を出射する光源である半導体レーザー３，４を有している。半導体レーザー３は、ＤＶＤを記録再生するための波長６５０ｎｍのレーザー光（第１のレーザー光）を発光する第１の発光領域と、ＣＤを記録再生するための波長７８０ｎｍのレーザー光（第２のレーザー光）を発光する第２の発光領域と、を有している。これらの発光領域は所定距離を隔てて形成され、１つのパッケージに収容されている。一方、半導体レーザー４は、ＢＤまたはＣＢ−ＨＤなどの高密度光記録媒体を記録再生するための波長４０５ｎｍのレーザー光（第３のレーザー光）を発光する。

半導体レーザー３及び半導体レーザー４は、半導体レーザー３から出射された第１または第２のレーザー光の光軸と、半導体レーザー４から出射された第３のレーザー光の光軸とが互いに直交するように設けられている。

半導体レーザー３の光出射側の所定位置には、回折格子５が配置されている。回折格子５の片面には、半導体レーザー３から出射された、第１及び第２のレーザー光をそれぞれ３本の光ビーム（０次の主ビームと±１次の副ビーム；図示せず）に分割するように最適化された回折格子パターンが形成されている。回折格子５は、光記録媒体２の表面（情報記録面）において、主ビームの集光位置を中心にトラック線方向に所定距離隔てた対称位置に±１次の副ビームが集光されるように、半導体レーザー３から出射された第１及び第２のレーザー光をそれぞれ分割する。

半導体レーザー４の光出射側の所定位置にも、回折格子６が配置されている。回折格子６の片面には、半導体レーザー４から出射された、第３のレーザー光を３本の光ビーム（０次の主ビームと±１次の副ビーム；図示せず）に分割するように最適化された回折格子パターンが形成されている。回折格子６は、光記録媒体２の表面（情報記録面）において、主ビームの集光位置を中心にトラック線方向に所定距離隔てた対称位置に±１次の副ビームが集光されるように、半導体レーザー４から出射された第３のレーザー光を分割する。

半導体レーザー３からのレーザー光と半導体レーザー４からのレーザー光とが交差する位置には、ほぼ立方体形状のダイクロイックプリズム７が設けられている。ダイクロイックプリズム７は、第１及び第２のレーザー光をほぼ全通過させ、第３のレーザー光をほぼ全反射させる。

ダイクロイックプリズム７を通過または反射したレーザー光は偏光ビームスプリッタ８に入射する。偏光ビームスプリッタ８に入射したレーザー光の９０％程度は偏光ビームスプリッタ８で反射し、立ち上げミラー１１に入射する。偏光ビームスプリッタ８に入射したレーザー光の残りの１０％程度は通過して、フロントモニタ用光検出器１５に入射する。フロントモニタ用光検出器１５は、半導体レーザー３，４から出射された第１〜第３のレーザー光の光強度を計測する。半導体レーザー３，４の出力は、フロントモニタ用光検出器１５の出力に基づいて調整される。

立ち上げミラー１１に入射したレーザー光は、立ち上げミラー１１で反射し、コリメートレンズ９に入射する。レーザー光は、半導体レーザー３，４を出射した後コリメートレンズ９に入射するまでは発散ビームであるが、コリメートレンズ９によって、概ね平行ビーム光に変換させられる。

コリメートレンズ９を通過したレーザー光は、液晶素子１０に入射する。液晶素子１０は、所定の形状に分割された透明電極（図示せず）を備えている。透明電極は、例えば、錫ドープ酸化インジウム（ＩＴＯ：Indium Tin Oxide）や酸化錫等からなる。液晶素子１０の各領域に電圧が印加されると、通過するレーザー光に適切な位相差が与えられ、光路上に生じる球面収差等の各種の波面収差を補正および最適化することができる。

液晶素子１０を通過したレーザー光は４分の１波長板１２に入射し、レーザー光の主ビーム及び±１次の副ビーム（以下、「往路レーザー光」という。）が直線偏光から円偏光に変換させられる。また、可動部には温度補償素子１３が取付けられ、エキスパンダーレンズ１３’が一体的に形成されている。エキスパンダーレンズ１３’は、使用する光源の波長に応じて、各々特定のレンズパワーを有し、対物レンズ１４への入射光の波面（角度）を変化させ、対物レンズ１４の倍率を変換させる。温度補正素子１３は、対物レンズ１４の温度変化によって生じる球面収差に対して、これを打ち消す方向に球面収差を発生させて、全体としての球面収差量を均一な値に保つ。本実施形態では、温度補正素子１３は独立した素子として対物レンズ１４よりも光源に近い側に設けられているが、対物レンズ１４そのものがこの機能を有していてもよい。４分の１波長板１２を通過したレーザー光は対物レンズ１４に入射し、光記録媒体２の情報記録面に集光される。記録時には、集光されたレーザー光が情報記録面の所定のビットに記録を書き込み、記録動作が終了する。

再生時には、光記録媒体２に集光したレーザー光は情報記録面で反射し、逆方向にさらに進行する。まず、光記録媒体２で反射したレーザー光は、対物レンズ１４で略平行ビームに変換させられる。レーザー光は引き続き４分の１波長板１２に入射し、円偏光から往路レーザー光の偏光方位と直交する方向の直線偏光に変換させられる。４分の１波長板１２を通過したレーザー光は液晶素子１０を通ってコリメートレンズ９に入射し、収束ビームに変換させられる。コリメートレンズ９を通過したレーザー光は立ち上げミラー１１で反射し、偏光ビームスプリッタ８に入射する。偏光ビームスプリッタ８は、コリメートレンズ９からの戻り光を内部の接合面で通過させて、アナモフィックレンズ１６に入射させる。アナモフィックレンズ１６は、偏光ビームスプリッタ８から入射したレーザー光に焦点ずれ誤差検出のための非点収差を与え、受光素子１７上に結像させる。受光素子１７は、受光したレーザー光を分割された受光領域（図示せず）毎に独立に光電変換して、電気信号を出力する。

対物レンズ１４は、コントローラ１１３に接続されたフォーカスコイル（図示せず）によって光軸方向に移動可能であり、コントローラ１１３に接続されたトラッキングコイル２１によって光記録媒体２の径方向に、光ピックアップ１の光軸に対して移動（トラッキング）可能であり、コントローラ１１３に接続されたチルトコイル２２によって光記録媒体２に対してチルト可能である。 次に、コマ収差の補正方法について説明する。本発明は複数の記録層を有する光記録媒体に広く適用することができるが、説明を簡単にするため、光記録媒体が２層の記録層を有する場合について説明する。

前述のように、同一方向に対物レンズをレンズシフトしても、一の記録層と他の記録層とでコマ収差の分布ないし位相が逆転する場合がある。そのような場合の一例として、球面収差の補正を行う場合がある。すなわち、コマ収差の分布ないし位相の逆転は、（１）複数の記録層を有する光記録媒体において、一の記録層と他の記録層とで球面収差の位相が反転する場合であって、（２）球面収差の補正を行い、（３）さらにその状態でトラッキングを行ったときに発生する。そこでまずこの現象について説明する。

（１）の現象については以下のとおりである。まず、図３（ａ）に示すように、対物レンズ１４が、光記録媒体２が備える２つの記録層２ａ，２ｂの中間の深さ位置ｄ３で合焦している場合を考える。なお、光記録媒体２の表面から記録層２ａまでの部分は保護層２ｘであり、記録層２ａと記録層２ｂの間も保護層２ｙとなっている。記録層２ａ，２ｂは金属の薄い膜であるため、深さ位置ｄ１と記録層２ａは図面上同視することができる。同様に、深さ位置ｄ２と記録層２ｂも図面上同視することができる。＊対物レンズ１４のレンズ開口外周側に入射したレーザー光は、中心付近に入射したレーザー光と比べて屈折角が大きいため、深さ位置ｄ３の手前で合焦する。このため、対物レンズ１４には球面収差が生じる。

そこで、図３（ｂ）に示すように、深さ位置ｄ３で球面収差が最小となるように対物レンズ１４を設計しておく。実際に記録層２ａ，２ｂに対して記録再生を行う際には、深さ位置ｄ１，ｄ２が合焦位置となるため、改めて球面収差の補正が必要となるが、深さ位置ｄ３で球面収差が最小となるように球面収差補正を行っておくことで、深さ位置ｄ１，ｄ２に合焦させる際の球面収差の補正量が少なくて済む。

図３（ｃ）は、図３（ｂ）中のＡ部の拡大図であり、記録層２ａ，２ｂに対して記録再生を行う場合の状況を示している。同図にはレンズ開口外周側に入射したレーザー光だけを表示している。深さ位置ｄ３で球面収差が最小となるように球面収差補正を行った状態（図３（ｂ））でも、実際には光記録媒体２の表面（保護層２ｘの表面）でレーザー光の屈折が生じていることに注意すべきである（光路Ｂ３）。記録層２ａに対して記録再生を行うときは、フォーカスサーボを作動させて、対物レンズ１４を光記録媒体２から離すように移動させる（光路Ｂ１）。光路Ｂ１に示すように、レーザー光は深さ位置ｄ１よりも手前側で合焦し、再び拡散して深さ位置ｄ１に入射する。この結果、深さ位置ｄ１に合焦されたビームスポットには球面収差が生じる。一方、記録層２ｂに対して記録再生を行うときは、フォーカスサーボを働かせて、対物レンズ１４を光記録媒体２に近づけるように移動させる。この結果、同図の光路Ｂ２に示すように、レーザー光は光記録媒体２の表面で屈折し、合焦しないまま深さ位置ｄ２に到達する（合焦点がレーザー光の進行方向に関して深さ位置ｄ２よりも前方となる。）。この場合でも、対物レンズ１４には球面収差が生じるが、光路Ｂ１は一旦収束しているのに対し、光路Ｂ２は収束していない。このため、光路Ｂ１と光路Ｂ２とでは球面収差の位相が反転している。

このことをさらに図４，５を参照して説明する。図４（ａ）は、深さ位置ｄ１における対物レンズ１４のレンズ開口半径位置と球面収差との関係を示すグラフである。横軸は対物レンズ１４の外周位置を基準に規準化している。縦軸の波面収差は位相差のない理想的な波面（位相の等しい点をつないだ面）からの波高値として示し、波長を１として規準化している。波面収差は対物レンズ１４の中心軸に関して点対称もしくは同心円状に生じており、この波面収差が球面収差であることがわかる。図４（ａ）に示した球面収差のパターン（レンズ中心位置で上向きに凸）を以降の説明では「正」の球面収差と呼ぶ。同様に、図５（ａ）は、深さ位置ｄ２における対物レンズ１４のレンズ開口半径位置と球面収差との関係を示すグラフである。図５（ａ）に示した球面収差のパターンは図４（ａ）のパターンと位相が逆転している（レンズ中心位置で上向きに凸）。図５（ａ）に示した球面収差のパターン以降の説明では「負」の球面収差と呼ぶ。このように、記録層２ａと記録層２ｂとでは球面収差の位相が逆転している。以上が、（１）についての説明である。

次に、（２）の球面収差の補正について説明する。まず、「正」の球面収差が生じている場合は、図４（ａ）に細線で示したような階段状の補正パターンが重畳されるように、レーザー光の位相を液晶素子１０で調整する。この結果、図４（ｂ）に示したように球面収差が補正される。「負」の球面収差が生じている場合も同様であり、図５（ａ）に細線で示したような階段状の補正パターンが重畳されるように、レーザー光の位相を液晶素子１０で調整する。この結果、図５（ｂ）に示したように球面収差が補正される。

次に、（３）の現象について説明する。まず、記録層２ａに対して記録再生を行う場合を考える。上述のように球面収差が補正された状態で、対物レンズ１４が記録層２ａの記録対象ビットまたは再生対象ビットに追従するために光記録媒体２の径方向にレンズシフトしたとする。このとき液晶素子１０の補正パターンは図４（ａ）の細線のままであり、一方、対物レンズ１４の球面収差パターンは対物レンズ１４のレンズシフトに伴い、径方向に平行移動する。この結果、図４（ｃ）に示すように波面収差の点対称性ないし同心円性が崩れ、対物レンズ１４のレンズ開口半径位置とレンズシフトにより生じるコマ収差量との関係が１次直線状となる。これはコマ収差が生じていることを意味している。つまり、球面収差の補正をした状態でレンズシフトを行うと、コマ収差が生じることがわかる。この図では、対物レンズ１４のレンズ開口半径位置とレンズシフトにより生じるコマ収差量との関係が正極性の関係、すなわち、右上がりのグラフとなっている。この場合を以降の説明では「正」のコマ収差と呼ぶ。なお、図４（ｃ）では、＋０．１ｍｍの対物レンズシフトを想定した場合の収差曲線を示しており、発生したコマ収差量は−０．０８１［ｍλｒｍｓ］相当であった。これはブルーレイディスクの傾き量に換算して−０．９２[ｄｅｇ］相当となる。

記録層２ｂに対して記録再生を行う場合も同様である。この場合も、図５（ｃ）に示すように波面収差の点対称性が崩れ、対物レンズ１４のレンズ開口半径位置とレンズシフトにより生じるコマ収差量との関係が１次直線状となる。ただし、対物レンズ１４のレンズ開口半径位置とレンズシフトにより生じるコマ収差量との関係は負極性の関係、すなわち、右下がりのグラフとなっている。この場合を以降の説明では「負」のコマ収差と呼ぶ。図５（ｃ）では、＋０．１ｍｍの対物レンズシフトを想定した場合の収差曲線を示しており、発生したコマ収差量は＋０．０８１［ｍλｒｍｓ］相当であった。これはブルーレイディスクの傾き量に換算して＋０．９２［ｄｅｇ］相当となる。

このように、球面収差の補正をした状態でレンズシフトを行うとコマ収差が生じるが、その位相は球面収差の位相の正負と相関関係にあり、球面収差の位相が正であるときにはコマ収差も正となり、球面収差の位相が負であるときにはコマ収差も負となる。

以上の現象に基づき、本実施形態では、コマ収差を補正するために対物レンズ１４を光記録媒体２に対してチルトさせる際に、対物レンズ１４のレンズ開口半径位置とレンズシフトにより生じるコマ収差量との関係が正極性であるか負極性であるかをあらかじめ検出している。検出は、実際にはどの記録層に対して記録再生を行うかの情報が分かれば足りる。なぜなら、本実施形態では、記録層２ａが記録再生の対象となっている場合は正極性の関係であり、記録層２ｂが記録再生の対象となっている場合は負極性の関係になっているからである。なお、上記の検出はコントローラ１１３の記録層管理機能によって実行される。

そして、本実施形態では、上記の関係に基づいて、レンズシフトの結果生じたコマ収差を抑えるようにチルト方向の極性を変えている。具体的には、レーザー光を合焦させるべき記録層が中間の深さ位置ｄ３よりも対物レンズ１４側にあるときと、対物レンズ１４とは反対側にあるときとで、チルト方向の極性を変える。すなわち、記録層２ａが記録再生の対象となっている場合は、図４（ｃ）のレンズ開口半径位置０付近の右上がりのグラフの傾きを０に近づける向き（同図に矢印で示す。）にチルトさせ、記録層２ｂが記録再生の対象となっている場合は図５（ｃ）のレンズ開口半径位置０付近の右下がりのグラフの傾きを０に近づける向き（同図に矢印で示す。）にチルトさせる。

対物レンズ１４のチルト角度は、球面収差の補正量に応じて変化させることが望ましい。コマ収差の大きさは球面収差の補正量と略比例関係にあるためである。ここで、コマ収差の大きさは収差の最大値と最小値の差分（図４（ａ），５（ｃ）における“ｃ”）を意味し、球面収差の補正量は補正パターンの収差換算値（図４（ａ），５（ｃ）における“Ｈ”）を意味する。

図６には、コントローラ１１３に含まれる、このようなチルト角度制御を行う制御機構のブロック図を示している。正負の両端子からトラッキングコイル２１に印加されている駆動電圧を検出し、それぞれにＧ１のゲインを乗じて、チルトコイル２２の駆動電圧に加算重畳する。チルトコイル２２には、通常は光記録媒体２の傾き量に応じた駆動電圧が印加されている。ゲインＧ１は、トラッキングコイル２１の感度によって定まる、規準移動量の電圧換算値V(Trk)に対する、チルトコイルの感度によって定まる、（その規準移動量によって発生したコマ収差の）補正に必要なチルトコイル電圧V(Tilt)の比率(V(Tilt)/V(Trk)として得ることができる。補正に必要なチルト角度は、レンズシフト量に対する、レンズシフトによって発生するコマ収差量から算出される。コマ収差量は球面収差の補正量とレンズシフト量から計算で見積もることができる。このようにして算出されるゲインＧ１は、使用する光ピックアップ、再生する光ディスク、およびその再生環境（例えば周囲の温度など）によって変化する球面収差補正量に応じて、異なった値をとるため、必要に応じて適宜アップデートされる。また、球面収差を補正する方向に応じてゲインの極性を変更できるように、増幅回路Ｇ１の両端にスイッチＳを設けている。

このように本実施形態では、対物レンズ１４をチルトさせる際には、対物レンズ１４のチルト角度を制御するチルトコイル２２の駆動電圧に、コマ収差の大きさに比例しかつ球面収差の補正方向に応じて極性の異なるゲインを乗じた電圧を、対物レンズ１４のトラッキング量を制御するトラッキングコイルの駆動電圧に重畳する。球面収差の補正方向とは、液晶素子１０による補正パターンの向きを意味する。具体的には、図４（ａ）に示す正の球面収差を補正する場合の球面収差の補正方向はレンズ開口半径位置０付近で下向きとなり、図５（ａ）に示す負の球面収差を補正する場合の球面収差の補正方向はレンズ開口半径位置０付近で上向きとなる。この補正パターンのいずれが適用されているかが分かれば、コマ収差の位相が予測できる。具体的には、下向きの補正パターンの場合には正のコマ収差が（図４のパターン）、上向きの補正パターンの場合には負のコマ収差が（図５のパターン）予測され、それによって、ゲインの正負が決定されることになる。

図７には、コントローラ１１３に含まれる、他の実施形態に係る制御機構のブロック図を示している。正負の両端子からトラッキングコイル２１に印加されている駆動電圧を検出し、それぞれにＧ２のゲインを乗じて、チルトコイル２２の駆動電圧に加算重畳する。ゲインＧ２は、上述したV(Tilt)/V(Trk)）と、液晶素子１０における球面収差補正量ＳＡ（（図７の式中のＳＡ）から算出され、球面収差補正量ＳＡは正負の極性を含み、正負いずれかの値が設定される。液晶素子による球面収差の補正量が大きいほど、レンズシフト時に発生するコマ収差の量も大きくなる。

このように本実施形態では、対物レンズ１４をチルトさせる際には、対物レンズ１４のチルト角度を制御するチルトコイルの駆動電圧に、球面収差の補正量に比例したゲインを乗じた電圧を、対物レンズ１４のレンズシフト量を制御するトラッキングコイルの駆動電圧に重畳する。この方法によれば、球面収差の補正量の正負でチルト方向が決定されるので、図６に示す実施形態のようなスイッチＳは不要である。アクチュエータの入力電圧をデジタル制御で実施する場合、本実施形態のような演算が有効である。

なお、以上説明した実施形態では、球面収差補正手段として液晶素子を用いていたが、エキスパンダーレンズを光軸方向に動かして補正する、あるいはコリメートレンズを光軸方向に動かして補正するといった方法でも球面収差の補正は可能であり、これらの手段を用いた場合でも上述の実施形態と同様の効果を奏することができる。

また、本発明は記録層が３層以上ある光記録媒体に対しても適用可能である。その場合、あらかじめ実行する球面収差の補正は、３層以上の記録層の中間位置を基準として行えばよい。

１ 光ピックアップ
２ 光記録媒体
２ａ，２ｂ 記録層
３，４ 半導体レーザー
５，６ 回折格子
７ ダイクロイックプリズム
８ 偏光ビームスプリッタ
９ コリメートレンズ
１０ 液晶素子
１１ 立ち上げミラー
１２ ４分の１波長板
１４ 対物レンズ
１５ フロントモニタ用光検出器
１６ アナモフィックレンズ
１７ 受光素子
２１ トラッキングコイル
２２ チルトコイル
１０１ 光記録再生装置
１１３ コントローラ
ｄ１，ｄ２，ｄ３ 深さ位置

Claims (10)

1. 複数の記録層を有する光記録媒体にレーザー光を照射して情報の記録または再生を行う際の、レンズシフトによって生じる対物レンズのコマ収差の補正方法であって、
   対物レンズを光記録媒体の径方向に、光ピックアップの光軸に対してレンズシフトさせることと、
   前記レンズシフトによって生じたコマ収差を補正するために、前記対物レンズを前記光記録媒体に対してチルトさせることと、
   を有し、
   前記対物レンズをチルトさせることは、レーザー光を合焦させるべき前記記録層について、前記対物レンズのレンズ開口半径位置と前記レンズシフトにより生じるコマ収差との関係が正極性であるか負極性であるかを求めることと、前記関係に基づいて、前記レンズシフトの結果生じたコマ収差を抑えるようにチルト方向の極性を制御することと、を含む、対物レンズのコマ収差補正方法。
2. あらかじめ、前記対物レンズの球面収差を、複数の前記記録層の中間の深さ位置で最小となるように補正することを有し、
   前記対物レンズをチルトさせることは、レーザー光を合焦させるべき記録層が前記中間の深さ位置よりも前記対物レンズ側にあるときと、前記対物レンズとは反対側にあるときとで、前記チルト方向の極性を変えることを含む、請求項１に記載のコマ収差補正方法。
3. 前記対物レンズをチルトさせることは、前記球面収差の補正量に応じて前記チルト角度を変化させることを含む、請求項２に記載のコマ収差補正方法。
4. 前記対物レンズをチルトさせることは、前記対物レンズのレンズシフト量に相当するトラッキングコイルの駆動電圧に、前記球面収差の補正方向に応じて極性の異なるゲインを乗じた電圧を、前記対物レンズのチルト量を制御するチルトコイルの駆動電圧に加算重畳することを含む、請求項３に記載のコマ収差補正方法。
5. 前記対物レンズをチルトさせることは、前記対物レンズのレンズシフト量に相当するトラッキングコイルの駆動電圧に、正負の極性を含む球面収差の補正量に比例したゲインを乗じた電圧を、前記対物レンズの前記チルト量を制御するチルトコイルの駆動電圧に加算重畳することを含む、請求項３に記載のコマ収差補正方法。
6. 複数の記録層を有する光記録媒体が装着可能な光記録再生装置であって、
   レーザー光を出射する光源と、
   前記光源から出射されたレーザー光を前記光記録媒体の特定の記録層に合焦させる、前記光ピックアップの光軸に対するレンズシフト及び前記光記録媒体に対するチルトが可能な対物レンズと、
   レーザー光を合焦させるべき前記記録層について、前記対物レンズのレンズ開口半径位置と前記レンズシフトにより生じるコマ収差量との関係が正極性であるか負極性であるかを求める手段と、
   前記関係に基づいて、前記レンズシフトの結果生じたコマ収差を抑えるように前記対物レンズのチルト方向の極性を変えるチルト方向制御手段と、
   を有する、
   光記録再生装置。
7. 前記対物レンズの球面収差を、前記複数の記録層の中間の深さ位置で最小となるように補正する球面収差補正手段を有し、
   前記チルト方向制御手段は、レーザー光を合焦させるべき前記記録層が前記中間の深さ位置よりも前記対物レンズ側にあるときと、前記対物レンズとは反対側にあるときとで、前記チルト方向の極性を変える、請求項６に記載の光記録再生装置。
8. 前記チルト方向制御手段は、前記球面収差の補正量に応じて前記対物レンズの前記チルト角度を変化させる、請求項７に記載の光記録再生装置。
9. 前記対物レンズの前記チルト角度を制御するチルトコイルと、
   前記対物レンズの前記レンズシフト量を制御するトラッキングコイルと、
   を有し、
   前記チルト方向制御手段は、前記対物レンズのレンズシフト量に相当するトラッキングコイルの駆動電圧に、前記球面収差の補正方向に応じて極性の異なるゲインを乗じた電圧を、前記対物レンズのチルト量を制御するチルトコイルの駆動電圧に加算重畳する、請求項８に記載の光記録再生装置。
10. 前記対物レンズの前記チルト角度を制御するチルトコイルと、
    前記対物レンズの前記トラッキング量を制御するトラッキングコイルと、
    を有し、
    前記チルト方向制御手段は、前記対物レンズのレンズシフト量に相当するトラッキングコイルの駆動電圧に、正負の極性を含む球面収差の補正量に比例したゲインを乗じた電圧を、前記対物レンズの前記チルト量を制御するチルトコイルの駆動電圧に加算重畳する、請求項８に記載の光記録再生装置。

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