拾光器球面像差补偿方法和拾光装置的制作方法

专利名称：拾光器球面像差补偿方法和拾光装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及对袖珍光盘(CD)、激光盘(LD)、数字多用途光盘(DVD)等光记录媒体进行录放用的拾光器的球面像差补偿方法、拾光器的球面像差聚焦偏移补偿方法和拾光装置。
背景技术：
历来，进行CD、LCD、DVD等专放型光盘的放像的光单放装置和对CD-R、CD-RW、DVD-R、DVD-RW、DVD-RAM、小光盘(MD)等添录型、可改写型等光盘进行录放的光录放机中，将拾光装置用于录放。
作为光记录媒体的光盘，为了保护其记录面，形成规定厚度的透射基片，以覆盖所述记录面。作为信息读取装置的拾光器，利用通过此透射基片将读取光照射到记录面时的反射光量，从该光盘读取记录的信息。
然而，在制造上难以将全部光盘透射基片的厚度形成为规定值，通常产生几十微米或几微米的误差。因此，该透射基片厚度误差引起球面像差。产生球面像差，则有时信息读取信号和跟踪误差信号的振幅电平显著减小，使信息读取精度降低。发生问题。也就是说，替换光盘时，由于所述透射基片的厚度变化，所述球面像差改变，保持该状态会使信息读取精度下降。存在问题。
对此问题，例如专利文献1(日本国公开专利公报“专利公开2001-222838公报”，
公开日期2001年08月17日)已揭示对适应光学系统产生的球面像差量的份额的该球面像差进行校正的球面像差校正装置和一面改变所述校正量一面检测出所述跟踪误差信号的振幅电平，并且将该振幅电平最大时的所述校正量作为最终球面像差校正量供给球面像差校正装置校正像差的球面像差校正方法。
作为上述球面像差校正装置，使用在填充具有双折射特性的液晶的液晶层上形成圆环状透明电极，并根据透明电极上施加的电位改变校正量。作为球面像差校正装置的液晶板，配置在激光发生元件的光轴上，使激光发生元件产生的激光束的波面具有相位差，并透射输出后，让该激光束会聚在光盘的记录面。
专利文献2(日本国公开专利公报“专利公开2000-11388公报”，
公开日期2000年1月14日)揭示的方法将光盘上预先记录的前置凹坑数据作为参考信号，对适应光学系统产生的球面像差量的份额的该球面像差进行校正，一面改变所述校正量，一面检测出所述参考信号的振幅电平，并且将该振幅电平最大时的所述校正量作为最终球面像差校正量供给球面像差校正装置，以校正像差。
专利文献2记载的已有技术存在不能用于没有前置凹坑的盘片的问题。所述前置凹坑信号，诸如扇区标记等，作为数据量一般不多，仅在该数据不多的区域可能不能准确检测出球面像差。所述添录型和可改写型等可写入光盘中，所述前置凹坑区域按光在凹坑部衍射后反射光量减小或不减小的差别，受到记录。与此相反，记录区域按记录部的吸收是否增加(浓淡信号)进行记录。因此，严格而言，两者记录机构不同，即使将上述前置凹坑信号获得的数据用于记录区校正，不能进行准确校正的可能性也高。
因此，作为对上述可写入光盘的偏移校正的代表，专利文献3(日本国公开专利公报“专利公开昭64-27030公报”，
公开日期1989年1月30日)中，作为校正对光盘的最佳记录功率、聚焦偏移的方法，将信息读取信号作为参考信号，每一扇区改变记录功率并进行记录，然后进行一次再现，检测出能最佳再现的扇区，将该扇区的记录功率作为最佳值。
然而，上述专利文献1揭示的方法为了检测出跟踪误差信号振幅电平最大时的校正量，需要用球面像差校正装置查找整个范围的可变校正量，因而确定校正量前，花费时间。存在课题。而且，球面像差变小到某程度以上时，跟踪误差信号振幅电平的变化变小，因而存在由于噪声、干扰等的影响不能高精度检测出振幅最大值的课题。
专利文献3记载的已有技术中，用多种记录功率在多个扇区进行记录，并对全部该扇区进行再现，以求出最佳校正量，因而存在花费时间的问题。
另一方面，作为所述前置凹坑信号以外的信号，可考虑将拾光器横越纹道时所得的穿道信号用作上述参考信号。然而，这种办法即使在球面像差和聚焦偏移残留的状态下，信号电平也最大，存在不能收敛到最佳状态的问题。
用图18详细说明这点。图18的图形示出本案发明人测量对球面像差和聚焦偏移2种参数的参考信号的信号电平的结果。作为光盘，上述透射基片的厚度为0.1mm、材料为聚碳酸酯的盘片，纹道间距为0.32μm，盘片槽深21nm；作为测量拾光器，采用激光波长405nm、物镜的NA为0.85的器件。
图18是2维图，使横轴为球面像差量，在-80mλ～+80mλ的范围有6点，纵轴为聚焦偏移量，在-0.22μm～+0.22μm的范围有11点，共计有66个数据点，从而示出穿道信号的最大振幅值。mλ是一般表示像差量的单位，λ表示激光振荡的波长，1mλ＝0.001λ，例如在典型的蓝激光的情况下，该单位为405nm。
从该图18可知，对球面像差和聚焦偏移，即使0以外的数据点，参考信号也都为最大电平。即，均为包含0点的右下区。这表示即使透镜间距离非最佳，而且焦点不对准，参考信号也为最大电平。因此，用这种穿道信号不能准确测量球面像差和聚焦偏移。
本发明的目的是提供一种拾光器球面像差补偿方法和拾光装置，能在短时间内完成用最佳像差校正量的准确校正，不受噪声、干扰等的影响。
本发明的另一目的是提供一种拾光器球面像差聚焦偏移补偿方法和具有该补偿功能的拾光装置，能在短时间内正确地完成对可写入光盘的球面像差和聚焦偏移的校正。

发明内容
本发明的拾光装置，对光记录媒体的记录面照射会聚光束，利用该记录面的反射光量进行记录信息的读取，同时还用校正装置对光学系统产生的第1球面像差产生抵消该像差的第2球面像差并进行校正，所述校正装置在光学记录媒体的记录面上的会聚光斑具有的球面像差量按P-V值为波长λ的1/4以上或标准偏差为波长λ的1/14以上的范围可产生至少2个不同量的第2球面像差，并且包含控制装置，该控制装置进行控制，使所述校正装置产生该至少2个不同量的第2球面像差，并用基于对这些球面像差的反射光量分别感光所得的参考信号的评价值的数值运算来计算校正第1球面像差用的最佳像差校正量，所述校正装置用该最佳像差校正量进行校正。
本发明的拾光器球面像差补偿方法，补偿拾光器球面像差聚焦偏移，对光记录媒体的记录面照射会聚光束，利用该记录面的反射光量进行记录信息的读取，同时还用校正装置对光学系统产生的第1球面像差产生抵消该像差的第2球面像差并进行校正，包含在光学记录媒体的记录面上的会聚光斑具有的球面像差量按P-V值为波长λ的1/4以上或标准偏差为波长λ的1/14以上的范围，产生至少2个不同量的第2球面像差的步骤、用基于对这些球面像差的反射光量分别感光所得的参考信号的评价值的数值运算计算校正第1球面像差用的最佳像差校正量的步骤、以及用该最佳像差校正量校正第1球面像差的步骤。
根据本发明，校正装置产生的第2球面像差的值在按P-V值为波长λ的1/4以上的范围或在标准偏差为波长λ的1/14以上的范围，因而作为用这些第2球面像差进行校正，对来自光记录媒体的记录面的反射光量进行感光后获得的参考信号，能利用参考信号评价值变化特性上对校正量变化的评价值变化灵敏度高的部分。
又由于最佳像差校正量的计算利用数值运算进行，不采用检测峰值或谷值的方法，用各第2球面像差和当时的各参考信号按数值运算进行计算最佳像差校正量不受噪声、干扰等的影响，可规定单一的值，能检测出较准确的最佳像差校正量。
又由于产生第2球面像差量后，进行基于参考信号的数值运算用的点可至少为2点，不必如以往那样对整个范围的可变球面像差进行测量，能谋求缩短球面像差测量时间。
本发明中，结构上可做成所述控制装置在所述数值运算中，根据所述校正装置产生的至少2个的不同量的第2球面像差和对这些第2球面像差的所述评价值计算近似曲线，将该近似曲线的峰或谷的位置作为所述最佳像差校正量。
根据本发明，实际参考信号评价值即使在对球面像差校正量变化的峰或谷不清楚地情况下，也能计算近似曲线，唯一地规定虚拟的峰或谷，因而能唯一地决定最佳像差校正量。
本发明中，结构上也可做成所述近似曲线为多项式近似曲线。
根据本发明，由于近似曲线是多项式近似曲线，运算式比较简单，能以比较小的量实现运算规模或运算用的软件。
本发明中，结构上也可做成所述控制装置使所述校正装置将2个不同量的第2球面像差产生得按P-V值分开波长λ的1/2以上而且对各第2球面像差的所述评价值实质上相等，还进行对所述2个球面像差量的平均值运算，作为所述数值运算，并且将该平均值运算获得的平均值用作所述最佳像差校正量。
根据本发明，校正装置使2个不同量的第2球面像差产生得对应于各球面像差量获得的参考信号的评价值实质上相等。数值运算是2个不同量的第2球面像差的平均值运算，最佳像差校正量为2个不同量的第2球面像差的平均值，因而能算出准确的最佳像差校正量。
本发明中，结构上也可做成所述控制装置使所述校正装置产生第1量的第2球面像差，进而取得与这时获得的参考信号的评价值实质上相等的评价值，并产生与该第1量的第2球面像差按P-V值分开波长λ的1/2以上的第2量的第2球面像差，还进行对第1和第2量的第2球面像差量的平均值运算，作为所述数值运算，并且将该平均值运算获得的平均值用作所述最佳像差校正量。
根据本发明，校正装置产生第1量的第2球面像差，进而取得与这时获得的参考信号的评价值实质上相等的评价值，并产生与该第1量的第2球面像差按P-V值分开波长λ的1/2以上的第2量的第2球面像差。数值运算为基于2个量的第2球面像差量的平均值运算，并且将该平均值运算获得的平均值用作所述最佳像差校正量。
其特征为参考信号是从光记录媒体的记录面读出的信息信号，其评价值是振幅电平；则使作为拾光装置必须确保质量的信息信号直接成为参考信号，因而能实现较准确的球面像差校正。
其特征为参考信号是跟踪误差信号，其评价值是振幅电平；则使信号振幅大且灵敏度高的跟踪误差信号成为参考信号，因而能做到不容易受噪声、干扰影响。
其特征为参考信号是信息信号，其评价值是抖动；则使与信息信号相关性大的抖动成为评价值，因而能实现准确的球面像差校正。
其特征为参考信号是信息信号，其评价值是差错率；则使与信息信号相关性大的差错率成为评价值，因而能实现准确的球面像差校正。
本发明中，结构上也可做成所述校正装置包含在填充具有双折射特性的液晶的液晶层上形成圆环状透明电极的液晶板、以及对该透明电极施加与所述至少2个不同量的第2球面像差对应的电位的液晶驱动电路。
根据本发明，在液晶层形成电场，依据液晶具有的双折射特性，能够立即产生希望的球面像差，无机械性动作，因而能正确管理球面像差量。
本发明中，结构上也可做成所述校正装置是包含1组透镜的光束扩大器，可通过改变该1组透镜的透镜间隔产生第2球面像差。
根据本发明，作为校正装置的光束扩大器，其与会聚光束的物镜的相对位置的影响小，因而能比较方便地进行对拾光装置的插入调整。
本发明中，结构上也可做成将所述校正装置配置在照射到所述光记录媒体的记录面的光束和从该记录面的反射光进行透射的光路上。
根据本发明，在照射到所述光记录媒体的记录面的光束和从该记录面的反射光进行透射的光路上进行用校正装置产生的球面像差的校正，因而能对照射光和反射光进行双重校正，可用各球面像差量进行相当于2倍球面像差的校正。
本发明中，结构上也可做成所述控制装置使所述校正装置产生第1量的第2球面像差，进而产生第2量的第2球面像差，以取得与这时获得的参考信号的评价值实质上相等的评价值的参考信号，还进行对第1和第2量的第2球面像差量的平均值运算，作为所述数值运算，并且将该平均值运算获得的平均值用作所述最佳像差校正量，第1和第2量比最大信号振幅小5％以上。
根据本发明，使第1和第2量的第2球面像差产生得比峰振幅(即最大信号振幅)小5％以上，参考信号的评价值实质上相等，并且用平均值运算对最佳像差校正量进行计算，因而能进行准确的校正。
本发明中，结构上还可做成所述控制装置在调整聚焦偏移前的阶段，使所述校正装置产生第1量的第2球面像差，进而产生第2量的第2球面像差，以取得与这时获得的参考信号的评价值实质上相等的评价值的参考信号，还进行对第1和第2量的第2球面像差量的平均值运算，作为所述数值运算，并且将该平均值运算获得的平均值用作所述最佳像差校正量，第1和第2量比最大信号振幅小10％以上。
根据本发明，使第1和第2量的第2球面像差比峰振幅(即最大信号振幅)小10％以上，参考信号的评价值实质上相等，并且用平均值运算对最佳像差校正量进行计算，因而能高精度计算最佳像差校正量，进行准确的校正。
本发明的拾光器球面像差聚焦偏移补偿方法，在对光记录媒体的记录面照射会聚光束，利用该记录面的反射光量读取记录信息时，对光学系统产生的球面像差和聚焦偏移进行补偿，用预定的记录功率在所述记录媒体上记录信号的步骤、从所述反射光再现所述记录信息的步骤、将聚焦偏移和球面像差中的任一方作为第1校正对象而另一方作为第2校正对象时在具有预定的第2校正对象的状态下产生第1校正对象并使该第1校正对象变化的步骤、检测出所述第1校正对象变成最小时的第1校正对象产生状态的最佳第1校正对象检测步骤、在所述最小的第1校正对象的产生状态下产生第2校正对象并使该第2校正对象量变化的步骤、检测出所述第2校正对象变成最小时的第2校正对象产生状态的最佳第2校正对象检测步骤、以及用所述第1校正对象检测步骤和最佳第2校正对象检测步骤获得的球面像差量和聚焦偏移量补偿球面像差和聚焦偏移的步骤。
本发明的拾光器球面像差聚焦偏移补偿方法，在对光记录媒体的记录面照射会聚光束，利用该记录面的反射光量读取记录信息时，对光学系统产生的球面像差和聚焦偏移进行补偿，用预定的记录功率在所述记录媒体上记录信号的步骤、从所述反射光再现所述记录信息的步骤、在具有预定的聚焦偏移的状态下产生球面像差并使该球面像差量变化的步骤、检测出所述球面像差变成最小时的球面像差产生状态的最佳球面像差检测步骤、在所述最小球面像差状态下产生聚焦偏移并使该聚焦偏移量变化的步骤、检测出所述聚焦偏移变成最小时的聚焦偏移产生状态的最佳聚焦偏移检测步骤、以及用所述最佳球面像差检测步骤和最佳聚焦偏移检测步骤获得的球面像差量和聚焦偏移量补偿球面像差和聚焦偏移。
本发明的拾光器球面像差聚焦偏移补偿方法，在对光记录媒体的记录面照射会聚光束，利用该记录面的反射光量读取记录信息时，对光学系统产生的球面像差和聚焦偏移进行补偿，用预定的记录功率在所述记录媒体上记录信号的步骤、从所述反射光再现所述记录信息的步骤、在具有预定的球面像差的状态下产生聚焦偏移并使该聚焦偏移量变化的步骤、检测出所述球聚焦偏移变成最小时的聚焦偏移产生状态的最佳聚焦偏移检测步骤、在所述最小聚焦偏移产生状态下使球面像差变化并使球面像差量变化的步骤、检测出所述球面像差变成最小时的球面像差产生状态的最佳球面像差检测步骤、以及用所述最佳聚焦偏移检测步骤和最佳球面像差检测步骤获得的球面像差量和聚焦偏移量补偿球面像差和聚焦偏移。
根据上述结构，本案发明人注意到补偿拾光器球面像差和聚焦偏移时，将球面像差和聚焦偏移这2个作为参数，分别使其变化，即使任何一方不为最佳值，也能求出另一方的最佳值，不受影响。
因此，一面进行再现，一面首先扫描球面像差，检测出最佳球面像差量，接着用该最佳球面像差量，扫描聚焦偏移，检测出最佳聚焦偏移量。或者一面进行再现，一面首先扫描聚焦偏移，检测出最佳聚焦偏移量，接着用该最佳聚焦偏移量，扫描球面像差，检测出最佳球面像差量。
这样，对可写入光盘，能短时间且准确地完成球面像差和聚焦偏移的补偿。
本发明的拾光器球面像差聚焦偏移补偿方法，产生再现信号的振幅变成最大的球面像差和/或聚焦偏移。
根据上述结构，使作为拾光装置必须确保质量的记录信息的再现信号直接成为参考信号，因而能进行准确的补偿，同时还能用简单的电路实现该补偿，不需要复杂的信号处理。
本发明的拾光器球面像差聚焦偏移补偿方法，产生再现信号的抖动变成最小的球面像差和/或聚焦偏移。
根据上述结构，使与作为拾光装置必须确保质量的记录信息的质量的相关性高的抖动成为参考信号，因而信号处理比较简单，而且能进行高精度的补偿。
本发明的拾光器球面像差聚焦偏移补偿方法，产生再现信号的差错率变成最小的球面像差和/或聚焦偏移。
根据上述结构，使与作为拾光装置必须确保质量记录信息的质量的相关性高的差错率成为参考信号，因而能进行精度最高且灵敏度高的补偿。
本发明的拾光装置，具有补偿装置，在对光记录媒体的记录面照射会聚光束，并利用该记录面的反射光量读取记录信息时，产生抵消光学系统产生的球面像差和聚焦偏移的球面像差和聚焦偏移，所述补偿装置包含检测出预先记录在所述光记录媒体的记录条件的记录条件检测装置、按照所述记录检测装置检测出的记录条件在光记录媒体的测试写入区对预定信号进行测试写入的测试写入装置、以及补偿装置，该补偿装置用来自所述测试写入区的再现信号，进行将球面像差和聚焦偏移中的任一方作为第1校正对象而另一方作为第2校正对象时在具有预定的第2校正对象的状态下产生第1校正对象并使第1校正对象变化的处理、检测出所述第1校正对象变成最小时的第1校正对象的产生状态的最佳第1校正对象检测处理、产生第2校正对象并使第2校正对象变化的处理、检测出所述第2校正对象变成最小时的第2校正对象的产生状态的最佳第2校正对象检测处理、以及用所述第1校正对象检测处理和最佳第2校正对象检测处理获得的球面像差量和聚焦偏移量补偿球面像差和聚焦偏移的处理。
根据上述结构，进行所述球面像差和聚焦偏移的校正时，首先记录条件检测装置从读入信息等检测出光记录媒体的记录条件，接着测试写入装置按照该记录条件在测试写入区对数据进行测试写入，补偿装置用来自该测试写入区的再现信号，按照上述方法进行所述球面像差和聚焦偏移的补偿。
因此，能实现可在短时间内且准确地对可写入光盘进行球面像差和聚焦偏移的偏移补偿的拾光装置。
本发明的拾光装置，所述补偿装置是包含1组透镜的光束扩大器，并且使该1组透镜的透镜间隔对应于所述最佳球面像差检测处理获得的球面像差量。
根据上述机构，能使装配调整精度比较宽松，容易组装，同时所述球面像差补偿中不必经常连续加电压，可谋求降低耗电。
本发明的拾光装置，所述补偿装置包含在填充具有双折射特性的液晶的液晶层上形成圆环状透明电极的液晶板、以及对该透明电极施加与所述最佳球面像差检测步骤获得的球面像差量对应的电位的液晶驱动电路。
根据上述结构，由于没有活动部，干扰不会传到拾光器。
由下文所示的记述会充分理解本发明的其它目的、特征和优点。下面参照附图的说明中，会明白本发明的利点。


图1是示出作为一本发明实施方式的拾光装置的概略组成的框图。
图2是示出图1的实施方式中用作像差校正装置的液晶板的结构的俯视图。
图3是示出图1的光检测器的感光面的结构的图。
图4是示出图1的实施方式中球面像差量与RF电平的关系的图形。
图5是示出图1的实施方式中球面像差校正子程序的运作步骤地流程图。
图6是示出作为另一本发明实施方式的拾光装置的概略组成的框图。
图7是示出图6的实施方式中球面像差量与RF电平的关系的图形。
图8是示出图6的实施方式中使用作为像差校正装置的光束扩大器的球面像差校正子程序的运作步骤的流程图。
图9是示出存在基片厚度偏差时产生的波面像差的计算结果的图形。
图10是示出再现按6种记录条件的RF随机数据时测量RF最大信号振幅的变化的结果的图形。
图11是示出聚焦偏移残留+0.14μm的状态下再现按6种记录条件的RF随机数据时测量RF最大信号振幅的变化的结果的图形。
图12是示出本发明实施方式3中球面像差量与RF电平的关系的图形。
图13是根据图12的关系示出使用光束扩展其的球面像差校正子程序的运作步骤地流程图。
图14(a)、(b)是示出对又一本发明实施方式的拾光装置在没有球面像差和聚焦偏移的状态下进行测试写入并测量两者在再现信号中的关系的结果的图。
图15(a)、(b)是示出一例对又一本发明实施方式的拾光装置在有球面像差和聚焦偏移的状态下进行测试写入并测量两者在再现信号中的关系的结果的图。
图16(a)、(b)是示出另一例对又一本发明实施方式的拾光装置在有球面像差和聚焦偏移的状态下进行测试写入并测量两者在再现信号中的关系的结果的图。
图17是一例又一本发明实施方式的拾光装置中校正球面像差和聚焦偏移的流程图。
图18是测量球面像差与聚焦偏移的关系所得的图形。
具体实施例方式
下面，参照附图详细说明本发明的实施方式。各实施方式中，相互对应的部分带有相同的参考标号，有时省略重复的说明。
实施方式1图1示出作为本发明实施方式1的拾光装置的组成。图1中，拾光器20将读取光束照射到作为由主轴电机30进行旋转驱动的光记录媒体的光盘40上，并接收其反射光。这时，主轴电机30每上述光盘40旋转一周，产生旋转信号RT供给控制电路50。拾光器20如上所述，接收对光盘40照射读取光束时的反射光，将其变换成电信号后，分别供给聚焦误差产生电路1、跟踪误差产生电路2和RF信号产生电路3。
拾光器20由激光发生元件21、准直透镜22、分光器23、λ/4板24、液晶板25、物镜26、聚焦跟踪促动器27、会聚透镜28、圆柱透镜29和光检测器31构成。激光发生元件21产生具有规定的光功率的激光束。该激光束在为校正光盘40的透射基片厚度误差带来的球面像差(第1球面像差)而设置的液晶板25上透射后，被引导到物镜26。液晶板25作为校正装置起作用，根据起控制装置作用的控制电路50供给液晶驱动器4的球面像差校正信号SA对其进行驱动。
图2示出从所述激光束的光轴方向看的液晶板25的结构。如图2所示，液晶板25由圆形透明电极E1、圆环状透明电极E2和填充具有双折射特性的液晶分子的液晶层CL组成。在物镜26的透镜直径为3000μm时，透明电极E1的直径例如为约1600μm，透明电极E2的外径为约2800μm。将透明电极E1和E2的中心轴配置成都在激光光束的光轴的中心上。透明电极E1上固定施加例如2伏，作为规定的电位；透明电极E2上施加来自液晶驱动器4的液晶驱动电位CV。这时，液晶层CL内填充的液晶分子中，处在透明电极E2覆盖的圆环状区域的液晶分子，其扭转角移动与液晶驱动电路CV相适应的份额。于是，由图2所示，在液晶板25照射激光束的光斑SPT时，透明电极E2覆盖的区域上透射的光和其他区域上透射的光产生与液晶驱动电路CV相适应的份额的相位差。即，液晶板25使激光发生元件21供给的激光束的波面具有上述相位差后，透射输出。
利用上述运作，液晶板25进行光盘40的透射基片厚度偏差造成的球面像差(第1球面像差)的校正。这样，液晶板25的球面像差校正能立即产生可抵消透射基片厚度偏差造成的球面像差的所希望球面像差量(第2球面像差)，没有机械动作，因而能正确管理用于校正的球面像差量。物镜26将液晶板25供给的激光束作为所述读取光束，会聚到形成在光盘40的记录面的记录纹道上。
关于聚焦，聚焦跟踪促动器27使物镜26在“聚焦调整轨道”上对光盘40的记录面垂直的方向移动与通过伺服环路开关5供给的聚焦驱动信号F相适应的份额。
关于跟踪，聚焦跟踪促动器27使物镜24的光轴往光盘40的盘片的半径方向转移与通过伺服环路开关6供给的跟踪驱动信号T相适应的份额。
图3示出光检测器31的感光面。使读取光束照射到光盘40的记录纹道上所获得的反射光透射穿过物镜26、液晶板25和λ/4板24后，在分光器23改变方向，通过会聚透镜28和圆柱透镜29照射到光检测器31。光检测器31具有对纹道方向如图中所示那样排列的4个独立感光元件A～D。各感光元件A～D接收光盘40的反射光，将其变换成电信号，作为光电变换信号RA～RD，分别输出。
聚焦误差产生电路1分别求出光检测器31的感光元件A～D中相互配置成对角的感光元件的输出之和，将两者的差值作为聚焦误差信号FE供给减法器7。即，聚集误差产生电路1供给减法器7的聚焦误差信号FE为FE＝(RA+RC)-(RB+RD)减法器7把从该聚焦误差信号FE减去控制电路50供给的聚焦调整轨道上位置信号FP后得到的聚焦误差信号FE’供给伺服环路开关5。伺服环路开关5根据控制电路50供给的聚焦伺服信号FS，变成导通状态或阻断状态。
例如，伺服环路开关5在供给表示聚焦伺服阻断的逻辑电平“0”的聚焦伺服开关信号FS时，变成阻断状态。反之，在供给表示聚焦伺服导通的逻辑电平“1”的聚焦伺服开关信号FS时，变成导通状态，将与所述聚焦误差信号FE’相适应的聚焦驱动信号F供给聚焦跟踪促动器27。即，由拾光器20、聚焦误差产生电路1、减法器7和伺服环路开关5所成的系统形成“聚焦伺服环路”。该聚焦伺服环路使物镜26保持在适应聚焦调整轨道上位置信号FP的聚焦调整轨道上的位置。
跟踪误差产生电路2分别求出光检测器31的感光元件A～D中在纹道方向相邻配置的感光元件的输出之和，将两者的差值作为跟踪误差信号供给伺服环路开关6。即，求出(RA+RD)与(RB+RC)之差，作为跟踪误差信号。伺服环路开关6根据控制电路50供给的跟踪伺服信号TS，变成导通状态或阻断状态。
例如，伺服环路开关6在供给表示跟踪伺服导通的逻辑电平“1”的跟踪伺服开关信号TS时，变成导通状态，将与跟踪误差信号相适应的跟踪驱动信号T供给聚焦跟踪促动器27。反之，在供给表示跟踪伺服阻断的逻辑电平“0”的跟踪伺服开关信号TS时，变成阻断状态。这时，不将跟踪驱动信号T供给聚焦跟踪促动器27。
RF信号产生电路3求出将光电转换信号RA～RD相加所得的加法运算结果，作为与光盘40记录的信息数据对应的信息读取信号，并将其分别供给信息数据解调用的RF解调电路10和控制电路50。RF解调电路10对该信息读取信号施加规定的解调处理，从而再现信息数据，将其作为再现信息数据(即RF数据)输出。
图4示出图1所示拾光装置残留球面像差的情况下，校正球面像差时的信息读取信号的RF电平变化。图中，横轴取装置具有的球面像差量的P-V值，纵轴取信息读取信号的RF电平，则球面像差为0时，RF电平变成最大。但是，在该球面像差量是光学特性评价基准值以下的区域，该电平相对球面像差为0的位置，其变化量极小。作为此评价基准值，已熟知的有光源波长为λ、波面像差最大值为λ/4以下的瑞利(Rayleigh)极限或波面像差的标准偏差为λ/14以下的SD(Strehl Definition休特勒定义)，可将这些情况下的会聚光束判断为实质上理想光束。“P-V值”意指符号为正时的最大值或符号为负时的最小值，即绝对值的最大值。
本实施方式中，为了检测出所述RF电平最大时的像差校正量，设定按电平变化大的区域的球面像差校正量检测出RF电平的例如4个取样点(SA1～SA4)，在运算电路运算近似曲线L1，并将相当于近似曲线L1的顶点位置的像差校正量定为最佳像差校正量SABEST。这样，实际RF信号的峰和谷不清楚时，也能唯一地规定虚拟的峰和谷，从而唯一地决定最佳像差校正量SABEST。
这种情况下，取样点不限于4个，至少2个点以上就能运算近似曲线L1，取样点越少，运算越简单，具有电路能简化，同时还能缩短导出校正量前的时间的效果。取样点越多，近似曲线L1的精度越高，能检测出较准确的像差校正量。
使近似曲线L1为多项式近似时，运算式较简单，运算电路规模或运算软件可用较小的量实现。或者，也可设想进一步减小误差的仿样插补等各种插补法。计算所述近似曲线L1并导出像差校正量的运算电路，其实现方法有将该功能编程到微计算机的方法或将专用运算功能编入DSP(数字信号处理器)的方法或用模拟电路实现的方法等。
作为决定取样点的方法，有预先存储设想的校正量的方法、或者预先存储应取样的RF电平并改变校正量以对变成已存储的RF电平的校正量进行取样的方法等。
上述的说明是以RF电平为基准时的例子，使作为拾光器必须确保质量的信号电平直接成为参考信号的评价值，因而能实现较准确的像差校正，但该信号电平也可以是跟踪误差电平。这时，将信号振幅大且灵敏度高的跟踪误差信号作为参考信号，因而能不容易受噪声和干扰等的影响。还可将信息信号作为参考信号，将与信息信号相关性大的抖动和BER(位差错率)作为参考信号的评价值。这时也能实现准确的球面像差校正。
图5示出本实施方式中决定球面像差校正量前的具体步骤的例子。作为控制装置的控制电路50为了实现光信息再现装置的各种记录再现运作，进行遵照省略图示的主程序的控制。这时，在执行该主程序的过程中，将光盘40装到该光信息再现装置，则控制电路50转移到执行如图5所示那样的步骤组成的球面像差校正子程序。控制电路50在内置的寄存器预先存放与上述4个点的取样位置上的球面像差量对应的球面像差校正信号SA(1)～SA(4)。
首先，步骤S1中，控制电路50为了使聚焦伺服为导通状态，将逻辑电平“1”的聚焦伺服开关信号FS供给伺服环路开关5。接着，步骤S2中，控制电路50为了使跟踪伺服为阻断状态，将逻辑电平“0”的跟踪伺服开关信号TS供给伺服环路开关6。在变数N上存放1，进行初始化。
步骤S3中，控制电路50读出内置寄存器存储的球面像差校正信号SA(N)，供给液晶驱动器4。通过执行该步骤S3，液晶驱动器4产生具有适应球面像差校正信号SA(N)的值的电位的液晶驱动电位CV，将其施加到液晶板25。因此，对液晶板25照射激光束时，透射通过如图2所示的圆环状透明电机E2覆盖的区域的光与投射通过其他区域的光中，根据球面像差校正信号SA(N)产生像位差。由此，完成球面像差的虚拟校正。
下一步骤S4中，控制电路50根据主轴电机30供给的旋转信号RT判断光盘是否转1周。重复进行该判断，直到光盘40转1周。判断为光盘40转1周时，控制电路50在步骤S5将RF信号作为RF(N)输入。接着，步骤S6中控制电路50判断N的值是否为“4”。在该步骤判断为N不是“4”时，进到步骤S7，控制电路50使N＝N+1后，返回步骤S3，读出内置寄存器存储的球面像差校正信号SA(N)。其后，重复执行步骤S3～S7。
这期间，每实施一系列动作，液晶板25的球面像差校正使其校正量从SA(1)至SA(4)，反复进行4次更新。最好作为此校正量的球面像差校正信号SA(1)、SA(2)、SA(3)、SA(4)的值是RF电平变化大的区域中的值。例如，设想取2个的最大校正量邻近值和2个的最小校正量邻近值的情况，则将最大校正量分为16级时，SA(1)、SA(2)、SA(3)、SA(4)分别相当于1级部分、2级部分、15级部分、16级部分的校正量。
接着，步骤S6中，控制电路50判断为N的值变成“4”时，进到步骤S8。控制电路50在步骤S8将SA(1)～SA(4)的球面像差校正信号所对应的4种球面像差量和用各球面像差校正量进行校正时各级输入的RF信号RF(1)～RF(4)的数据作为取样数据，运算近似曲线，求出成为该近似曲线的最大RF信号电平RFMAX的最佳球面像差校正量SABEST。下一步骤S9中，控制电路50将表示该最佳球面像差校正量SABEST的信号作为最终球面像差补偿信号供给液晶驱动器4。
即，利用执行步骤S9，将最佳球面像差校正量SABEST作为最终球面像差校正量，驱动液晶板25，使图2所示的透明电极E2覆盖的区域具有适应该校正量份额的相位差。由该驱动完成最终球面像差校正。步骤S9结束后，控制电路50退出此球面像差校正子程序，返回执行主程序。利用以上的程序，可用短的搜索时间准确检测出最佳球面像差校正量，以进行校正。
图5所示的运作，读出4次球面像差校正信号SA，并进行调整，但该调整次数不限于4次。本实施方式中，用RF信号的振幅电平实施各种处理，但也可用跟踪误差信号振幅或跟踪伺服的伺服增益代替该RF信号振幅。
图2中，在液晶板25的液晶层CL上形成1个圆环状透明电极E2，但也可按同心圆状形成多个圆环透明电极。即，聚束点的外周区与内周区中球面像差的程度不同，因而使各区具有与该程度对应的相位差，能进行较细的球面像差校正。这时，根据球面像差的模式对这些圆环状透明电极分别加权。
实施方式2下面，参照附图详细说明本发明实施方式2。图6示出作为本发明实施方式2的拾光装置的组成。图6中，拾光器20将读取光束照射到作为由主轴电机30进行旋转驱动的光记录媒体的光盘40上，并接收其反射光。这时，主轴电机30每上述光盘40旋转一周，产生旋转信号RT供给控制电路50。拾光器20如上所述，接收对光盘40照射读取光束时的反射光，将其变换成电信号后，分别供给聚焦误差产生电路1、跟踪误差产生电路2和RF信号产生电路3。
拾光器20由激光发生元件21、准直透镜22、分光器23、λ/4板24、光束扩大器35、光束扩大器用促动器34、物镜26、聚焦跟踪促动器27、会聚透镜28、圆柱透镜29和光检测器31构成。激光发生元件21产生具有规定光功率的激光束。该激光束入射到为校正光盘40透射基片厚度误差带来的球面像差而设置的光束扩大器35。
光束扩大器35是例如由凹透镜33和凸透镜32对构成的光束扩大型中继透镜。通常构成出射光束直径相对于入射的平行光扩大的平行光。通过改变凹透镜33和凸透镜32的透镜间隔，使入射到物镜26的光变换成发散光或会聚光，从而能使物镜26产生球面像差。因此，能使入射到物镜26的光变换成发散光或会聚光，由物镜26产生球面像差。利用该运作，光束扩大器35可作为对光盘40的透射基片厚度造成的球面像差进行校正的校正装置起作用。这时，由于光束扩大器35和物镜26对基于相对位置偏移的球面像差发生性能的影响小，能较容易进行对拾光装置的插入调整。
物镜26将光束扩大器35供给的激光束作为读取光束，汇聚到光盘40的记录面上形成的记录纹道上。关于聚焦，聚焦跟踪促动器27使物镜26在“聚焦调整轨道”上对光盘40的记录面的垂直方向移动与通过伺服环路开关5供给的聚焦驱动信号F相适应的份额。关于跟踪，聚焦跟踪促动器27使物镜24的光轴往光盘40的盘片的半径方向转移与通过伺服环路开关6供给的跟踪驱动信号T相适应的份额。
这里，使读取光束照射到光盘40的记录纹道上所获得的反射光透射穿过物镜26、光束扩大器35和λ/4板24后，在分光器23改变方向，通过会聚透镜28和圆柱透镜29照射到光检测器31。光检测器31具有图3所示的感光面。
如图3所示，光检测器31具有对纹道方向如图中所示那样排列的4个独立感光元件A～D。各感光元件A～D接收光盘40的反射光，将其变换成电信号，作为光电转换信号RA～RD，分别输出。聚焦误差产生电路1分别求出光检测器31的感光元件A～D中相互配置成对角的感光元件的输出之和，将两者的差值作为聚焦误差信号FE供给减法器7。即，聚集误差产生电路1供给减法器7的聚焦误差信号FE为FE＝(RA+RC)-(RB+RD)减法器7把从该聚焦误差信号FE减去控制电路50供给的聚焦调整轨道上位置信号FP后得到的聚焦误差信号FE’供给伺服环路开关5。伺服环路开关5根据控制电路50供给的聚焦伺服信号FS，变成导通状态或阻断状态。
例如，伺服环路开关5在供给表示聚焦伺服阻断的逻辑电平“0”的聚焦伺服开关信号FS时，变成阻断状态。反之，在供给表示聚焦伺服导通的逻辑电平“1”的聚焦伺服开关信号FS时，变成导通状态，开始将与所述聚焦误差信号FE’相适应的聚焦驱动信号F供给聚焦跟踪促动器27。即，由包含拾光器20、聚焦误差产生电路1、减法器7和伺服环路开关5的系统形成“聚焦伺服环路”。该聚焦伺服环路使物镜26保持在适应聚焦调整轨道上位置信号FP的聚焦调整轨道上的位置。
跟踪误差产生电路2分别求出光检测器31的感光元件A～D中在纹道方向相邻配置的感光元件的输出之和，将两者的差值作为跟踪误差信号供给伺服环路开关6。即，求出(RA+RD)与(RB+RC)之差，作为跟踪误差信号。伺服环路开关6根据控制电路50供给的跟踪伺服信号TS，变成导通状态或阻断状态。
例如，伺服环路开关6在供给表示跟踪伺服导通的逻辑电平“1”的跟踪伺服开关信号TS时，变成导通状态，将与跟踪误差信号相适应的跟踪驱动信号T供给聚焦跟踪促动器27。反之，在供给表示跟踪伺服阻断的逻辑电平“0”的跟踪伺服开关信号TS时，变成阻断状态。这时，不将跟踪驱动信号T供给聚焦跟踪促动器27。
RF信号产生电路3求出将光电转换信号RA～RD相加所得的加法运算结果，作为与光盘40记录的信息数据对应的信息读取信号，将其分别供给RF解调电路10和控制电路50。RF解调电路10通过对该信息读取信号施加规定的解调处理，再现信息数据，将其作为表示再现信息的RF数据输出。
图7示出图6所示拾光装置残留球面像差的情况下，改变光束扩大器35的透镜间隔以校正球面像差时的信息读取信号RF电平变化。图中，横轴用P-V值表示装置具有的球面像差量，纵轴取信息信号的RF电平。球面像差为0时，RF电平最大，但在该像差量是光学特性的评价基准值以下的区域，RF电平的变化量非常小。作为此评价基准值，已熟知的有光源波长为λ、波面像差最大值为λ/4以下的瑞利(Rayleigh)极限或波面像差的标准偏差为λ/14以下的SD(Strehl Definition休特勒定义)，可将这些情况下的会聚光束判断为实质上理想光束。
本实施方式中，为了检测出所述RF电平最大时的透镜间隔，设定按电平变化大的区域的球面像差校正量检测出RF电平的例如4个取样点(SA1～SA4)，在运算电路运算近似曲线L2，并将相当于近似曲线L2的顶点位置的像差校正量定为最佳透镜间隔SPBEST。这种情况下，取样点不限于4个，至少2个点以上就能运算近似曲线L2，取样点越少，运算越简单，具有电路能简化，同时还能缩短导出校正量前的时间的效果。取样点越多，近似曲线L2的精度越高，能检测出较准确的透镜间隔。
近似曲线L2也可设想多项式近似或仿样插补等各种插补法。计算所述近似曲线L2并导出透镜间隔的运算电路，其实现方法有将该功能编程到微计算机的方法或将专用运算功能编入DSP(数字信号处理器)的方法或用模拟电路实现的方法等。
作为决定取样点的方法，有预先存储设想的校正量的方法、或者预先存储应取样的RF电平并改变透镜间隔以对变成已存储的RF电平的透镜间隔进行取样的方法等。
除将上述RF电平作为评价基准时的例子外，也可将跟踪误差电平、抖动或BER(位差错率)作为评价基准。
图8示出本实施方式中决定球面像差用的透镜间隔前的具体步骤的例子。作为控制装置的控制电路50为了实现光信息再现装置的各种记录再现运作，进行遵照省略图示的主程序的控制。这时，在执行该主程序的过程中，将光盘40装到该光信息再现装置，则控制电路50转移到执行如图8所示那样的步骤组成的球面像差校正子程序。控制电路50在内置的寄存器预先存放与上述4个点的取样位置上的透镜间隔SP1～SP4对应的透镜间隔信号SP(1)～SP(4)。
首先，步骤S11中，控制电路50为了使聚焦伺服为导通状态，将逻辑电平“1”的聚焦伺服开关信号FS供给伺服环路开关5。接着，步骤S12中，控制电路50为了使跟踪伺服为阻断状态，将逻辑电平“0”的跟踪伺服开关信号TS供给伺服环路开关6。在变数N上存放1，进行初始化。
步骤S13中，控制电路50读出内置寄存器存储的透镜间隔信号SP(N)，供给光束扩大器驱动促动器34。通过执行该步骤S13，光束扩大器驱动促动器34驱动光束扩大器35，使透镜间隔变成适应透镜间隔信号SP(N)的值。由此，对物镜26入射非平行光，并产生适应透镜间隔信号SP(N)的球面像差，从而完成球面像差的虚拟校正。
下一步骤S14中，控制电路50根据主轴电机30供给的旋转信号RT重复判断光盘是否转1周，直到此光盘40转1周。下一步骤S15中，控制电路50将RF信号电平作为RF(N)输入。接着，步骤S16中控制电路50判断N的值是否为“4”。在该步骤判断为N不是“4”时，进到步骤S17，控制电路50使N＝N+1后，返回步骤S13，读出内置寄存器存储的透镜间隔信号SP(N)，进行球面像差虚拟校正。其后，重复执行步骤S13～S17。
这期间，每实施一系列动作，光束扩大器35的球面像差校正使该透镜间隔例如与透镜间隔信号SP(1)至SP(4)，反复进行4次更新。这时，最好作为校正量的透镜间隔信号SP(1)、SP(2)、SP(3)、SP(4)的值是RF电平变化大的区域中的值。例如，设想取2个的最大透镜间隔邻近值和2个的最小透镜间隔邻近值的情况，则将最大校正量分为16级时，SP(1)、SP(2)、SP(3)、SP(4)分别相当于1级部分、2级部分、15级部分、16级部分的透镜间隔。
接着，步骤S16中，判断为N的值变成“4”时，控制电路50进到步骤S18，将透镜间隔信号SP(1)～SP(4)所对应的4种透镜间隔SP1～SP4和按各透镜间隔输入的RF信号电平RF(1)～RF(4)的数据作为取样数据，运算近似曲线，求出成为该近似曲线的最大RF信号电平RFMAX对应的最佳透镜间隔SPBEST。步骤S19中，控制电路50将表示该最佳透镜间隔量SPBEST的信号作为进行最终球面像差补偿的透镜间隔信号供给光束扩大器驱动促动器34。即，利用执行步骤S19，将最佳透镜间隔SPBEST所对应的透镜间隔作为最终球面透镜间隔，使物镜26具有适应该透镜间隔的球面像差，抵消因光盘的透明基片厚度误差而产生的球面像差，完成最终球面像差校正。步骤S19结束后，控制电路50退出此球面像差校正子程序，返回执行主程序。
利用以上的程序，可用短的搜索时间准确检测出最佳球面像差校正量，以进行校正。图8所示的运作调整4次透镜间隔信号SP(N)，但该调整次数不限于4次。本实施方式中，用RF信号的振幅电平实施各种处理，但也可用跟踪误差信号振幅或跟踪伺服的伺服增益代替该RF信号的振幅电平。
图6中，利用使光束扩大器35的驱动透镜为凹透镜33并且小的一方的透镜活动的结构，获得结构上能做成光束扩大器驱动促动器34的推力和规模较小的效果。活动透镜也可以是凸透镜32方或双方。光束扩大器35为凹透镜33，凸透镜32顺序的扩大光学系统，但也可以是凸透镜32、凹透镜33顺序的缩小光学系统。
拾光装置的波面像差(标准偏差)的容许值为λ/14，但作为产生波面像差的因素，除了由于透射基片厚度误差而产生的球面像差外，还增加拾光器20本身的光学部件具有的波面像差、因盘片倾斜产生的像差、读取光盘40中施加聚焦伺服时残留的聚焦偏移产生的散焦的情况下的像差等各产生的像差部分，则最好本实施例的球面像差容许量为35mλ左右。
下面，说明其具体实施例。图9示出在物镜的数值孔径(NA)为0.85、理想盘片的透射基片厚度为0.1mm、光束扩大器35的光束扩大率为1.5倍的情况下，存在基片厚度偏差、聚焦偏移时产生的波面像差计算结果。即，用将波长λ作为基准的r m s值示出横轴取基片厚度偏差(μm)、纵轴取F(聚焦)偏移(μm)时的波面像差。由该图可知，能容许聚焦偏移为0时的波面像差35mλ以下的厚度偏差量为-3.5μm～3μm左右。
图10是测量再现按以下所示6种记录条件记录的RF随机数据时的RF最大信号振幅变化的结果，横轴示出将再现时光束扩大器(BE)35产生的波面像差量换算并改成相当于基片厚度偏差的量。取样间隔相当于约1.5μm的基片厚度偏差。(例如CG厚度误差1μm的位置表示在使光束扩大器35产生与基片厚度比设计值大1μm时发生的像差同等的波面像差的状态下进行再现的情况。)记录条件(1)无像差、无F偏移(B0F0)下的最佳记录功率(2)无像差、无F偏移(B0F0)下的记录功率偏移+20％(3)无像差、无F偏移(B0F0)下的记录功率偏移-20％(4)相当于7μm的透射基片厚度误差的像差、F偏移-0.1μm(B7F1)下的最佳记录功率(5)相当于7μm的透射基片厚度误差的像差、F偏移-0.1μm(B7F1)下的记录功率偏移+20％(6)相当于7μm的透射基片厚度误差的像差、F偏移-0.1μm(B7F1)下的记录功率偏移-20％这时，如上文所述，在可容许的厚度偏差量为-3.5μm～3μm，光盘40的个体差造成的厚度偏差为±2μm的情况下，相当于作为拾光装置可容许的球面像差-1μm～1.5μm的厚度偏差量。而且，作为光束扩大器35的控制位置误差，取相当于±0.5μm厚度偏差的余量时，光束扩大器35的调制误差容许量为-1μm～0.5μm。
这时，如图所示，对上述6种记录条件的数据判明在表示峰振幅的取样点两侧振幅比峰振幅首先降低3％的取样点的中点为○标定点、在表示峰振幅的取样点两侧振幅比峰振幅首先降低5％的取样点的中点为△标定点、在表示峰振幅的取样点两侧振幅比峰振幅首先降低10％的取样点的中点为标定点□时，○标定点下有时偏离光束扩大器35的调整误差容许量-1μm～0.5μm，其外的△点和□点进入容许范围。即，最好应取样的RF电平降低峰振幅的5％以上，这时可较准确调整光束扩大器35，不拘再现数据的记录条件。
接着，图11示出在聚焦偏移残留+0.14μm的状态下再现按上述6种记录条件记录的RF随机数据时测量最大信号振幅变化的结果(设想在聚焦偏移调整前调整光束扩大器(BE)间隔)。同样，判明在表示峰振幅的取样点两侧振幅比峰振幅首先降低5％的取样点的中点为△标定点、在表示峰振幅的取样点两侧振幅比峰振幅首先降低10％的取样点的中点为标定点□时，△标定点下有时偏离光束扩大器35的调整误差容许量-1μm～0.5μm，其外的□点进入容许范围。即，最好应取样的RF电平降低峰振幅的10％以上，这时可较准确调整光束扩大器35，不拘再现数据的记录条件。
实施方式3下面，参照附图详细说明本发明实施方式3。
图12示出作为本实施方式，在结构与图6的实施方式相同的拾光装置中，拾光装置残留球面像差(第1球面像差)的状态下，改变该装置的光束扩大器35的透镜间隔以校正球面像差时的RF电平变化。图12中，与图7相同，横轴取装置具有的球面像差量，纵轴取信息信号的RF电平。球面像差为0时，RF电平最大，但在该像差量是光学特性的评价基准值以下的区域，RF电平的变化量非常小。作为此评价基准值，已熟知的有光源波长为λ、波面像差最大值为λ/4以下的瑞利(Rayleigh)极限或波面像差的标准偏差为λ/14以下的SD(StrehlDefinition休特勒定义)，可将这些情况下的会聚光束判断为实质上理想光束。
本实施方式中，为了检测出所述RF电平最大时的透镜间隔，首先将透镜间隔挪动到活动范围内的设定最小位置附近的透镜间隔SP1。设这时的RF电平为P，则通过逐渐扩大透镜间隔，检测出RF电平再次为P的透镜间隔SP2。按上述瑞利极限将透镜间隔SP1和透镜间隔SP2保持在λ/4的区域范围外，从而透镜间隔为λ/2以上。将(SP1+SP2)/2的透镜间隔确定为最佳像差校正时的最佳透镜间隔SPBEST。利用此方法，则2个取样点的中点成为最佳透镜间隔SPBEST，因而运算电路非常简单，具有能减小电路规模的效果。
上述方法中，是透镜间隔SP1为预先确定的已定值时的例子，但也可以是将RF电平P作为已定植，并检测出RF电平成为P的透镜间隔SP1和SP2的方法。这时，即使由于装置的个体差异而RF电平检测灵敏度存在偏差，也能正确检测出透镜间隔。
不仅可将RF电平作为评价基准，而且可将跟踪误差电平、抖动或BER(位差错率)作为评价基准。
图13示出，本实施方式中决定透镜间隔前的预定步骤的例子。控制电路50为了实现拾光装置的各种记录再现运作，进行遵照省略图示的主程序的控制。这时，执行该主程序的过程中，将光盘40装到该拾光装置，则控制电路50转移到执行由如图3所示的步骤组成并且基于光束扩大器35的球面像差校正子程序。
图13中，首先，步骤S21中，控制电路50为了使聚焦伺服为导通状态，将逻辑电平“1”的聚焦伺服开关信号FS供给伺服环路开关5。接着，步骤S22中，控制电路50为了使跟踪伺服为阻断状态，将逻辑电平“0”的跟踪伺服开关信号TS供给伺服环路开关6。在变数N上存放1，进行初始化。
步骤S23中，控制电路50利用光束扩大器驱动促动器34输出驱动信号，使光束扩大器35的透镜间隔变成适应透镜间隔信号SP(N)的值的间隔。通过执行该步骤S23，对物镜26入射非平行光，并产生适应透镜间隔信号SP(N)的球面像差，从而完成球面像差的虚拟校正。下一步骤S24中，控制电路50根据主轴电机30供给的旋转信号RT重复判断光盘是否转1周，直到此光盘40转1周。下一步骤S25中，控制电路50将RF信号电平作为RF(N)输入。接着，步骤S26中控制电路50判断RF(N)的值是否已定值P。在该步骤判断为RF(N)不是P时，进到步骤S27，控制电路50使N＝N+1后，返回步骤S23，读出内置寄存器存储的透镜间隔信号SP(N)，进行取样。其后，重复执行如上文所述的步骤S23～S27。
在步骤S26判断为RF(N)＝P，则进到步骤S28，控制电路50判断RF(N)的值是否首次变成P。步骤S28中判断为RF(N)的值首次变成P时，进到步骤S29，将SP(N)的透镜间隔作为SP1加以存储，同时控制电路50还在步骤30使N＝N+1，并返回步骤S23读出内置寄存器存储的透镜间隔信号SP(N)，重复执行如上文所述的步骤S23～S27的运作。
步骤S28中，判断为第2次变成P时，控制电路50进到步骤S31，将SP(N)的间隔作为SP2加以存储。下一步骤S32中，求出最佳透镜间隔SPBEST＝(SP1+SP2)/2。然后，步骤S33中，控制电路50将该最佳透镜间隔信号SPBEST作为进行最终球面像差校正的透镜间隔信号，供给光束扩大器促动器34。即，通过执行步骤S33，将最佳透镜间隔信号SPBEST所对应的透镜间隔作为最终透镜间隔，使物镜26具有适应该透镜间隔的份额的球面像差，以抵消光盘的透射基片厚度误差引起的球面像差，完成最终的球面像差校正。步骤S33结束后，控制电路50退出此球面像差校正子程序，返回执行主程序。利用以上的程序，能用短的搜索时间准确检测出最佳球面像差校正量，进行校正。
图13所示的运作在最小间隔至最大间隔之间调整透镜间隔信号，但也可在能设定光束扩大器的透镜的分辨率内，使其调整次数例如为16次，并且以等分最小间隔至最大间隔的方式，在该次数以内搜索SP1和SP2。这时，限定搜索次数，因而能在该次数以内退出球面像差子程序，缩短球面像差校正所需的时间。
本实施方式中，用RF信号的振幅电平实施各种处理，但也可用跟踪误差信号振幅或跟踪伺服的伺服的伺服增益代替该RF信号的振幅电平。
上述各实施方式中，如图4、图7和图12所示，用RF信号的振幅电平那样产生峰的评价值，使该峰的位置对应于最佳校正量，但也可用产生谷的评价值，使该谷的位置对应于最佳校正量。
实施方式4本实施方式涉及用于以高密度对添写型和可改写型光盘进行记录再现的光记录再现装置的拾光器球面像差聚焦偏移补偿方法和具有该补偿功能的拾光装置的发明。下面，根据

本发明的实施方式。
与上述拾光装置相同，本实施方式的拾光装置具有图6所示框图的结构。因此，各部的功能如上文所述。
拾光器20中，光束扩大器35作为校正光盘40的透射基片厚度偏差造成的球面像差的校正装置起作用。
用于从聚焦误差信号FE减去以获得聚焦误差信号FE’的聚焦轨道上位置信号FP是当前驱动聚焦跟踪促动器27的信号，通过从所述聚焦误差信号FE减去该聚焦调整轨道上位置信号FP，能获得为聚焦误差信号从目前状态变成0而驱动促动器的信号。此信号为0时，判断为没有聚集误差，聚集跟踪促动器27不动作，保持相同的状态。
由聚焦伺服环路对物镜26进行驱动，使其在聚焦调整轨道上，以适应聚焦调整轨道上位置信号FP的位置为基准，产生适应聚焦误差信号FE的份额的位移。
下面，在图14(a)、(b)～图16(a)、(b)示出本案发明人的实验结果。图14(a)、(b)是测量结果，在拾光器的球面像差和聚焦偏移都没有的状态下，用最佳记录功率记录(测试写入)RF信号，并且对该记录信号以横轴为球面像差量，纵轴为聚焦偏移量，用2维图形表示RF信号的抖动(图14(a))和最大振幅值(图14(b))，分别作为参考信号。
与上述图18相同，作为光盘4，所述透射基片的厚度为0.1mm，材料采用聚碳酸酯，纹道间距为0.32μm，盘片槽深21nm；作为测量拾光器，采用激光波长405nm、内径21的NA为0.85的器件。作为球面像差量，在-80mλ～+80mλ的范围有6个点；作为聚焦偏移量，在-0.22μm～+0.22μm的范围有11个点；形成共计66个数据点的2维图形。
从这些图14(a)和图14(b)可理解，抖动在原点最小，最大振幅值在原点最大，都是以原点为中心的同心圆的特性。存在所述球面像差或聚焦偏移时，光束在光盘40上仅为散焦状态，不能聚焦，因而析像度下降，光束漏入相邻纹道，甚至前后记录数据渗漏，使感光元件A～D成像不清晰，呈现抖动。
反之，图15(a)、(b)示出的测量结果在作为拾光器20的球面像差存在相当于CG厚度+7μm的状态而且聚焦偏移存在0.1μm的状态下，用最佳记录功率记录RF信号，并且对该记录信号以横轴为球面像差量，纵轴为聚焦偏移量，用2维图形表示RF信号的抖动(图15(a))和最大振幅值(图15(b))，分别作为参考信号。所述CG厚度是指处在盘片记录面上的所述透射基片(玻璃盖片)的厚度，所述CG厚度+7μm是指设计玻璃盖片厚度+7μm，在设计玻璃盖片厚度为0.1mm时等于0.107mm。
与上述图14(a)、14(b)相同，该图15(a)和图15(b)中也可理解，抖动在原点最小，最大振幅在原点最大，都是均为以原点为中心的同心圆的特性。因此，可知球面像差和聚焦偏移均非最佳状态时，也能收敛到原点。即，作聚焦偏移补偿时的球面像差量和作球面像差补偿时的聚焦偏移量为任何值，都能利用一次补偿步骤检测出各自的最佳值。
图16(a)、(b)示出的测量结果在作为拾光器20的球面像差存在相当于CG厚度+7μm的状态而且聚焦偏移存在0.1μm的状态下，以大于最佳记录功率+20％的状态记录RF信号，并且对该记录信号以横轴为球面像差量，纵轴为聚焦偏移量，用2维图形表示RF信号的抖动(图16(a))和最大振幅值(图16(b))，分别作为参考信号。
从该图16(a)、(b)可知，即使测试写入的记录功率变动，也不影响球面像差和聚焦偏移的关系。
根据上文，首先从图14(a)、(b)可知，使按最佳状态记录的RF信号为参考信号时，抖动最小和RF信号振幅最大都仅为球面像差等于0而且聚焦偏移等于0的状态。其次，从图15(a)、(b)可知，使在球面像差和聚焦偏移残留的状态下记录的RF信号为参考信号时，抖动最小和RF信号振幅最大也都仅为球面像差等于0而且聚焦偏移等于0的状态。接着，从图16(a)、(b)可知，使在球面像差和聚焦偏移残留的状态而且记录功率非最佳的状态下记录的RF信号为参考信号时，抖动最小和RF信号振幅最大也都仅为球面像差等于0而且聚焦偏移等于0的状态。
因此，作为调整球面像差和聚焦偏移的参考信号可用在记录功率未调整的阶段记录的RF信号，并且能分别独立调整球面像差和聚焦偏移，不根据记录状态。根据此结果，下面示出球面像差和聚焦偏移的调整步骤。
图17是说明校正所述球面像差的步骤用的流程图。控制电路50为了实现拾光装置的各种记录再现运作，进行遵照省略图示的主程序的控制。这时，执行该主程序的过程中，将光盘40装到该拾光装置，则控制电路50转移到执行由该图17所示的步骤组成的球面像差校正子程序，直至启动实际的记录再现。
首先，步骤S51中，控制电路50使拾光器20移动到盘片最内周的位置，将逻辑电平“1”的聚焦伺服开关信号FS供给伺服环路开关5，以便使聚焦伺服为导通状态，而且将逻辑电平“1”的跟踪伺服开关信号TS供给伺服环路开关6，以便使跟踪伺服为导通状态。
步骤S52中，再现地址信息，使用再现的地址信息移动到记录盘片信息的纹道，读出作为对盘片的记录结构信息的记录功率、记录脉冲产生定时等。这里，所述地址信息和盘片信息在盘片制作阶段利用对纹道进行摆频调制加以记录，其再现可根据(RA+RD)与(RB+RC)的差信号进行，和上述跟踪误差信号TE’相同。
然后，步骤S53中，移动到测试写入区，依据读出的记录条件，对数据进行测试写入。接着，步骤S54中，转移到球面像差校正程序，校正光束扩大器35的透镜32、33的间隔，使测试写入的RF信号的信号振幅最大。步骤S55中，转移到聚焦偏移校正程序，调整聚焦偏移，也使测试写入的RF信号的信号振幅最大。步骤S55结束后，控制电路50在步骤56转移到执行记录功率校正子程序，决定最佳记录功率，从而完成数据记录再现准备。
用图16(a)、(b)说明上述校正程序，则步骤S53的测试写入中，在聚焦偏移0.1μm、作为球面像差存在相当于CG厚度+7μm的量而且以大于最佳记录功率+20％的状态记录RF信号时，在步骤S54校正成仅球面像差为0，在步骤S55校正成聚焦偏移为0，从而收敛到图16(a)、(b)的同心圆的中心。
以相反的顺序进行上述步骤S54的球面像差校正程序和步骤S55的聚焦偏移校正程序，也同样能收敛到图16的同心圆的中心。
上述步骤S54的球面像差校正程序的具体步骤的例子如根据图8所说明，上文已阐述。在图6所示的拾光装置残留球面像差的状态下改变光束扩大器35的透镜间隔以校正像差时的RF信号电平的变化如图7所示，上文已阐述。图7中，所述P-V值是指像差的最大值-最小值，带±符号。
图8所示的运作中，用RF信号的振幅电平实现各种处理，但也可用所述抖动和差错率代替该RF信号振幅。
产生最佳球面像差时的球面像差补偿装置的位置信息，例如在光束扩大器35的情况下，可在存储器等存储装置存储该光束扩大器35的位置，作为下次球面像差和聚焦偏移补偿步骤的球面像差状态，并使用该状态。据此，与使用全无根据的值作为球面像差量相比，具有能缩短最佳值检测步骤的工作时间的效果。
本拾光装置中，如上文所述，能在短时间内准确地对可写入光盘完成球面像差和聚焦偏移的补偿。也就是说，上述专利公开昭64-27030号中，用多种记录功率在多个扇区进行记录，并再现全部该扇区，以求出最佳校正量；与此相反，本拾光装置用1种记录功率仅进行1次写入即可，能用短时间进行校正。
上述的说明中，作为校正用的参考信号，使用作为拾光装置必须确保质量的RF信号的信号振幅，能进行准确的补偿，同时还能用简单的电路实现，不需要复杂的信号处理。然而，如上文上述，此外还可用RF信号的抖动和差错率。
将与所述RF信号相关性大的抖动作为参考信号，校正成该抖动变成最小的球面像差和聚焦偏移，从而虽然不像振幅检测那样，但信号处理比较简单，而且能进行精度较高的补偿。
将与所述RF信号相关性大的差错率作为参考信号，校正成该差错率变成最小的球面像差和聚焦偏移，从而电路规模大，噪声影响削弱，但能进行精度最高、灵敏度最高的补偿，尤其作聚焦偏移微调时有效。
作为所述参考信号，还可组合使用上述RF信号的信号振幅、抖动和差错率。即，可以例如在球面像差校正中使用上述RF信号的信号振幅，在聚焦偏移校正中使用上述抖动。
本实施方式的拾光装置不限于图6所示的组成，也可以是图1所示的组成。图1所示的拾光装置在所述λ/4板24与物镜26之间设置液晶板25，以代替光束扩大器35。聚焦跟踪促动器27将这些物镜26和液晶板25合为一体地加以移位驱动。该拾光装置的细节如上文所述。
液晶板25的球面像差校正，如上文所述，能立即产生可抵消透射基片厚度偏差造成的球面像差的球面像差量，无机械动作，因而干扰不传到拾光器，能正确管理校正用的球面像差量。然而，与光束扩大器35相比，需要装配调整精度，还需要在像差校正中经常连续对液晶加电压，耗电大。
本实施方式在对可写入光盘进行记录/再现的拾光装置中，在短时间内校正因光盘盖片厚度误差而产生的球面像差和聚焦偏移。
因此，本实施方式具有以下的结构。即，图16(a)、(b)示出的测量结果在存在球面像差而且存在聚集偏移、不是最佳功率的状态下，对RF信号作测试写入，使横轴为球面像差量，纵轴为聚焦偏移量，用2维图形分别表示RF信号的抖动和最大振幅值。抖动在原点最小，最大振幅值在原点最大，都是以原点为中心的同心圆特性，任何一方不是最佳值都不影响该特性，都能求出另一方的最佳值。因此，用一次测试写入就能分别独立进行球面像差校正和偏移调整。
综上所述，本发明的拾光器球面像差聚焦偏移补偿方法的组成部分为用预定的记录功率在所述记录媒体上记录信号的步骤、从所述反射光再现所述记录信息的步骤、在具有预定的聚焦偏移的状态下产生球面像差并使该球面像差变化的步骤、检测出所述球面像差变成最小时的球面像差产生状态的最佳球面像差检测步骤、在所述最小球面像差状态下产生聚焦偏移并使该聚焦偏移量变化的步骤、检测出所述聚焦偏移变成最小时的聚焦偏移产生状态的最佳聚焦偏移检测步骤、以及用所述最佳球面像差检测步骤和最佳聚焦偏移检测步骤获得的球面像差量和聚焦偏移量补偿球面像差和聚焦偏移。
本发明的拾光器球面像差聚焦偏移补偿方法的组成部分又为用预定的记录功率在所述记录媒体上记录信号的步骤、从所述反射光再现所述记录信息的步骤、在具有预定的球面像差的状态下产生聚焦偏移并使该聚焦偏移变化的步骤、检测出所述球聚焦偏移变成最小时的聚焦偏移产生状态的最佳聚焦偏移检测步骤、在所述最小聚焦偏移产生状态下使球面像差变化并使球面像差量变化的步骤、检测出所述球面像差变成最小时的球面像差产生状态的最佳球面像差检测步骤、以及用所述最佳聚焦偏移检测步骤和最佳球面像差检测步骤获得的球面像差量和聚焦偏移量补偿球面像差和聚焦偏移。
本实施方式中，控制电路50作为记录条件检测装置、测试写入装置和补偿装置起作用，RF信号产生电路3作为补偿装置起作用，激光发生元件21作为测试写入装置起作用，光束扩大器25作为补偿装置起作用，光束扩大器用促动器34作为补偿装置起作用，液晶板25作为补偿装置起作用，液晶驱动器4作为补偿装置和液晶驱动电路起作用。
综上所述，本发明的拾光装置结构上做成具有校正装置，该装置在对光记录媒体的记录面照射会聚光束，利用该记录面的反射光量进行记录信息的读取时，抵消光学系统产生的球面像差的球面像差并进行校正，所述校正装置可按至少2个不同的量产生在光学记录媒体的记录面上的会聚光斑具有的球面像差量按P-V值为波长λ的1/4以上或标准偏差为波长λ的1/14以上的范围的球面像差，并且包含控制装置，该控制装置进行控制，使所述校正装置按该至少2个不同量产生球面像差，用基于以各球面像差进行校正时的反射光量分别感光所得的参考信号的评价值的数值运算，计算最佳像差校正量，所述校正装置用该最佳像差校正量进行校正。
工业上的实用性根据本发明的拾光装置和拾光器球面像差补偿方法，校正装置产生的球面像差量为按P-V值为波长λ的1/4以上的范围或标准偏差为波长λ的1/14以上的范围，因而作为对应于这些球面像差量获得的参考信号，能利用参考信号评价值变化对球面像差量灵敏度高的部分。
因此，由使用对应于各球面像差量获得的参考信号的评价值的数值运算计算的最佳像差校正量可规定为单一值，不受噪声、干扰等影响，从而能在短时间内完成用准确的最佳像差校正量的球面像差校正。
本发明的拾光器球面像差聚焦偏移校正方法和拾光装置中，补偿拾光器球面像差和聚焦偏移时，本案发明人注意到将球面像差和聚焦偏移两者作为参数，分别使其变化，即使任何一方不是最佳值，也能求出任何另一方的最佳值，不受影响。因此，一面进行再现，一面首先扫描球面像差，检测出最佳球面像差量，接着用该最佳球面像差量扫描聚焦偏移，检测出最佳聚焦偏移量。或者首先扫描聚焦偏移，检测出最佳聚焦偏移量，接着用该最佳聚焦偏移量扫描球面像差，检测出最佳球面像差量。
因此，能对可写入光盘在短时间内且准确地完成球面像差和聚焦偏移的补偿。
权利要求
1.一种拾光器球面像差聚焦偏移补偿方法，在对光记录媒体的记录面照射会聚光束，利用该记录面的反射光量读取记录信息时，对光学系统产生的球面像差和聚焦偏移进行补偿，其特征在于，包括用预定的记录功率在所述记录媒体上记录信号的步骤，从所述反射光再现所述记录信息的步骤，将聚焦偏移和球面像差中的任一方作为第1校正对象而另一方作为第2校正对象时、在具有预定的第2校正对象的状态下产生第1校正对象并使该第1校正对象变化的步骤，检测出所述第1校正对象变成最小时的第1校正对象产生状态的最佳第1校正对象检测步骤，在所述最小的第1校正对象的产生状态下产生第2校正对象、并使该第2校正对象量变化的步骤，检测出所述第2校正对象变成最小时的第2校正对象产生状态的最佳第2校正对象检测步骤，以及用所述第1校正对象检测步骤和最佳第2校正对象检测步骤获得的球面像差量和聚焦偏移量，补偿球面像差和聚焦偏移。
2.一种拾光器球面像差聚焦偏移补偿方法，在对光记录媒体的记录面照射会聚光束，利用该记录面的反射光量读取记录信息时，对光学系统产生的球面像差和聚焦偏移进行补偿，其特征在于，包括用预定的记录功率在实施记录媒体上记录信号的步骤，从所述反射光再现所述记录信息的步骤，在具有预定的聚焦偏移的状态下，产生球面像差并使该球面像差量变化的步骤，检测出所述球面像差变成最小时的球面像差产生状态的最佳球面像差检测步骤，在所述最小球面像差状态下产生聚焦偏移、并使该聚焦偏移量变化的步骤，检测出所述聚焦偏移变成最小时的聚焦偏移产生状态的最佳聚焦偏移检测步骤、以及用所述最佳球面像差检测步骤和最佳聚焦偏移检测步骤获得的球面像差量和聚焦偏移量补偿球面像差和聚焦偏移。
3.一种拾光器球面像差聚焦偏移补偿方法，在对光记录媒体的记录面照射会聚光束，利用该记录面的反射光量读取记录信息时，对光学系统产生的球面像差和聚焦偏移进行补偿，其特征在于，包括用预定的记录功率在所述记录媒体上记录信号的步骤，从所述反射光再现所述记录信息的步骤，在具有预定的球面像差的状态下、产生聚焦偏移并使该聚焦偏移量变化的步骤，检测出所述球聚焦偏移变成最小时的聚焦偏移产生状态的最佳聚焦偏移检测步骤，在所述最小聚焦偏移产生状态下使球面像差变化并使球面像差量变化的步骤，检测出所述球面像差变成最小时的球面像差产生状态的最佳球面像差检测步骤，以及用所述最佳聚焦偏移检测步骤和最佳球面像差检测步骤获得的球面像差量和聚焦偏移量，补偿球面像差和聚焦偏移。
4.如权利要求1中所述的拾光器球面像差聚焦偏移补偿方法，其特征在于，产生再现信号的振幅变成最大的球面像差或聚焦偏移中的至少之一。
5.如权利要求1中所述的拾光器球面像差聚焦偏移补偿方法，其特征在于，产生再现信号的抖动变成最小的球面像差或聚焦偏移中的至少之一。
6.如权利要求1中所述的拾光器球面像差聚焦偏移补偿方法，其特征在于，产生再现信号的差错率变成最小的球面像差或聚焦偏移中的至少之一。
7.一种拾光装置，具有补偿装置，在对光记录媒体的记录面照射会聚光束，并利用该记录面的反射光量读取记录信息时，产生抵消光学系统产生的球面像差和聚焦偏移的球面像差和聚焦偏移，其特征在于，所述补偿装置包括检测出预先记录在所述光记录媒体的记录条件的记录条件检测装置，按照所述记录检测装置检测出的记录条件，在光记录媒体的测试写入区对预定信号进行测试写入的测试写入装置，以及补偿装置，该补偿装置用来自所述测试写入区的再现信号、进行将球面像差和聚焦偏移中的任一方作为第1校正对象而另一方作为第2校正对象时，在具有预定的第2校正对象的状态下产生第1校正对象并使第1校正对象变化的处理、检测出所述第1校正对象变成最小时的第1校正对象的产生状态的最佳第1校正对象检测处理、产生第2校正对象并使第2校正对象变化的处理、检测出所述第2校正对象变成最小时的第2校正对象的产生状态的最佳第2校正对象检测处理、以及用所述第1校正对象检测处理和最佳第2校正对象检测处理获得的球面像差量和聚焦偏移量，补偿球面像差和聚焦偏移的处理。
8.如权利要求7中所述的拾光装置，其特征在于，所述补偿装置是包括1组透镜的光束扩大器，并且使该1组透镜的透镜间隔对应于所述最佳球面像差检测处理获得的球面像差量。
9.如权利要求7中所述的拾光装置，其特征在于，所述补偿装置包括在填充具有双折射特性的液晶的液晶层上形成圆环状透明电极的液晶板，以及对该透明电极施加与所述最佳球面像差检测处理获得的球面像差量对应的电位的液晶驱动电路。
全文摘要
拾光器(22)将读取光束照射到靠主轴电机(30)旋转的光盘(40)，并接收其反射光。激光发生元件(21)产生的激光束透射穿过为校正光盘透射基片的厚度误差带来的球面像差而设置的液晶板(25)后，被引导到物镜(26)。控制电路(50)使球面像差校正信号(SA)变化，在光检测器(31)的输出变化大的区域进行多个取样，并且用运算处理求出近似曲线上的顶点位置，作为校正量。由此，能在短时间内准确检测出校正因光盘厚度误差而产生的球面像差用的校正量。
文档编号G11B7/09GK101086864SQ20071010130
公开日2007年12月12日 申请日期2003年6月20日 优先权日2002年6月21日
发明者三宅隆浩, 堀山真 申请人:夏普株式会社