JP2005078747A - 光学的情報記録再生装置及びこれに搭載する光ピックアップ - Google Patents

Abstract

【課題】 光ディスク種別毎のトラック間隔に依存せずに、常に高精度なフォーカス誤差信号を検出すること。
【解決手段】 光ディスクの信号を検出又は記録する光ピックアップと、検出信号から複数のフォーカス誤差信号を生成するサーボ信号生成回路０５０と、を備えた光ディスク装置において、光ディスクの合焦点状態における複数のフォーカス誤差信号Ｍ、Ｄ、ＳＦＥＳの振幅を各々検出する振幅信号処理回路０５１と、各々検出された振幅の比較結果を制御出力とするコントロール回路０５３と、振幅信号処理回路から出力された複数のフォーカス誤差信号の中から１つのフォーカス誤差信号を出力するように切り替えるサーボ信号切り替え回路０５２と、を有し、コントロール回路は検出された振幅が最小のものを制御出力とすることによって、サーボ信号切り替え回路から振幅最小のフォーカス誤差信号を選択して出力すること。
【選択図】図５

Description

本発明は、光学的情報記録媒体（以下、光ディスクと記す）の光学的情報記録再生装置（以下光ディスク装置と記す）およびそれに搭載する光ピックアップに係り、特に、案内溝（以下、トラックと記す）の間隔が異なる光ディスクの位置制御に関するものである。

光ディスク上に記録された情報信号を再生するためには、高速に回転する光ディスクの面ぶれと偏心に対して光ビームを正確に追従しなければならない。光ディスクの偏心に対して光ビームを追従させるには、トラック誤差信号（以下、ＴＥＳと記す）と、光ディスクの面ぶれに対して光ビームを追従させるにはフォーカス誤差信号（以下、ＦＥＳと記す）と、を検出する必要がある。

さて、記録型の光ディスクに対応した光ピックアップでは、ＴＥＳの検出にＤＰＰ法（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ Ｐｕｓｈ Ｐｕｌｌ）、ＦＥＳの検出に非点収差法を用いるのが最も一般的である。

このＤＰＰ法（例えば、特許文献１を参照）は、回折格子により１本のメインビームと、２本のサブビームの３本に分岐された各ビームを対物レンズにより光ディスク上に各々集光し、光ディスク上のメインビームの照射位置に対し２本のサブビームの照射位置を光ディスク半径方向に各々略±１／２トラック間隔開けて配置し、光ディスクから反射した３本のビームを夫々一対の２分岐された受光領域から各プッシュプル信号を検出し、メインビームから生成されるプッシュプル信号（以下、ＭＰＰと記す）と、２本のサブビームから各々生成されるプッシュプル信号を加算した信号（以下、ＳＰＰと記す）との差からＴＥＳを生成する検出法である。

また、非点収差法はメインビームに与えられた非点収差を田の字型に４分岐された受光領域の対角成分の差を取ることによりＦＥＳを生成する検出法である。

しかし、この非点収差法は、光ディスク上に照射される光スポットが光ディスクの記録トラックをよぎる際にノイズが発生しやすいという課題がある。このノイズのことを以下では、漏れ込みと記す。この漏れ込みは、特にＤＶＤ−ＲＡＭなどに代表されるランドグルーブ型の光ディスクにおいて顕著に発生する。これは、ランドグルーブ型の光ディスクでは、光ディスクに設けられているトラック（グルーブ）の幅とトラック間（ランド）の幅がほぼ等しく、また、トラックの溝深さが再生用レーザ光の波長（６５０ｎｍ）に対して１／６〜１／７程度に設定されているため、トラックによる回折によって生じるプッシュプル信号の振幅が大きくなることが主な原因である。

これに対して、ＴＥＳの検出にＤＰＰ法、ＦＥＳの検出に差動非点収差法（以下、ＤＡＤ法と記す）を併用した光ピックアップが提案されている（例えば、特許文献２を参照）。このＤＡＤ法はメインビームから非点収差法にて検出するＦＥＳ（以下、Ｍ−ＦＥＳと記す）と、サブビームから非点収差法にて検出するＦＥＳ（以下、Ｓ−ＦＥＳと記す）への漏れ込みの位相差が１８０度であることを利用し、Ｍ−ＦＥＳとＳ−ＦＥＳの和をとることで、漏れ込みを除去する方法である。尚、ＤＡＤ法にて検出したＦＥＳのことをＤ−ＦＥＳと記す。

また、ＴＥＳの検出にプッシュプル法、ＦＥＳの検出にＳ−ＦＥＳ用いる検出法（以下、ＳＡＤ法と記す）を併用した光ピックアップが提案されている（例えば、特許文献３を参照）。このＳＡＤ法は、回折格子により１本のメインビームと、２本のサブビームの３本に分岐された各ビームを対物レンズにより光ディスク上に各々集光し、光ディスク上のメインビームの照射位置に対し２本のサブビームの照射位置を光ディスク半径方向に各々略±１／４トラック間隔開け配置し、光ディスクから反射した２本のサブビームの和からＦＥＳを検出する方法である。

ＳＡＤ法では、ＤＰＰ法と異なりメインビームと２本のサブビームの照射位置を光ディスク半径方向に各々略±１／４トラック間隔開けて配置するため、ＦＥＳに漏れ込みが発生しないことを利用している。
特公平４−３４２１２号公報（第７項、第８図） 特開平４−１６８６３１（第４項、第１図） 特開平１０−６４１０４（第１０項、第１１図）

近年大容量の情報メディアとして急速に普及しているＤＶＤのうち、記録型ＤＶＤは、ＤＶＤ−Ｒ／ＲＷ（トラック間隔＝０．７４μｍ）、ＤＶＤ−ＲＡＭ１（トラック間隔＝１．４８μｍ）などトラック間隔の異なる規格が乱立している。このため、１台の装置でこれらトラック間隔の異なる複数の光ディスクに対応した光ディスク装置ならびにそれに搭載する光ピックアップが強く求められている。

ところが、上述した特許文献２に示す光ピックアップでは下記に示すような課題が生じる。ＤＰＰ法は、例えばトラック間隔０．７４μｍのＤＶＤ−Ｒを想定した場合、光ディスク上の０次回折光ビームの照射位置に対し、メインビームと２本のサブビームのトラックに直交する方向の照射位置を各々略１／２トラック間隔、すなわち０．３７μｍを開け配置するため、トラック間隔１．４８μｍのＤＶＤ―ＲＡＭ１にとっては、光ディスク上のメインビームの照射位置に対し２本のサブビームのトラックに直交する方向の照射位置が各々略１／４トラック間隔になってしまう。このため、ＳＰＰの振幅がほぼ０になることにより、Ｓ−ＦＥＳには漏れ込みがなくなり、Ｍ−ＦＥＳの漏れ込みをキャンセルできなくなるという課題がある。

また、上述した特許文献３に示す光ピックアップでは下記に示すような課題が生じる。プッシュプル法は、トラック間隔０．７４μｍのＤＶＤ−Ｒのように対物レンズ並進により発生するオフセットが大きい光ディスクには対応できないという課題がある。また、ＳＡＤ法は、例えばトラック間隔１．４８μｍのＤＶＤ−ＲＡＭ１を想定した場合、光ディスク上のメインビームの照射位置に対し２本のサブビームのトラックに直交する方向の照射位置を各々略１／４トラック間隔、すなわち０．３７μｍを開け配置するため、トラック間隔０．７４μｍのＤＶＤ―Ｒ／ＲＷにとっては、光ディスク上のメインビームの照射位置に対し２本のサブビームのトラックに直交する方向の照射位置が各々略１／２トラック間隔になってしまう。このため、ＦＥＳには漏れ込みが発生してしまうという課題がある。

このように、先述した従来の光ピックアップでは、トラック間隔の異なる複数の光ディスクから漏れ込みの無い高精度なＦＥＳを１台の装置で検出することが困難であった。

本発明の目的は、上述したような課題に鑑みなされたもので、ＤＶＤ−Ｒ／ＲＷやＤＶＤ−ＲＡＭなどの異なるトラック間隔に依存せず、ＦＥＳの漏れ込みをキャンセルできる低コストな光ディスク装置およびそれに搭載する光ピックアップを提供することある。

前記課題を解決するために、本発明は次のような構成を採用する。
光学的情報記録媒体からの信号を検出または光学的情報記録媒体に信号を記録する光ピックアップと、前記光ピックアップが検出した検出信号から複数のフォーカス誤差信号を生成するサーボ信号生成回路と、を備えた光学的情報記録再生装置において、
前記光学的情報記録媒体の合焦点位置に引き込まれた状態における前記複数のフォーカス誤差信号に残留しているノイズ成分の振幅を各々検出する振幅信号処理回路と、前記振幅信号処理回路で各々検出された前記振幅の比較結果を制御出力とするコントロール回路と、前記振幅信号処理回路から出力された前記複数のフォーカス誤差信号の中から１つのフォーカス誤差信号を出力するように切り替えるサーボ信号切り替え回路と、を有し、
前記コントロール回路の制御出力によって前記サーボ信号切り替え回路から１つのフォーカス誤差信号を選択して出力する構成とする。

また、前記光学的情報記録再生装置において、前記コントロール回路は前記検出された振幅が最小のものを制御出力とすることによって、前記サーボ信号切り替え回路から振幅最小のフォーカス誤差信号を選択して出力する構成とする。

また、光学的情報記録媒体からの信号を検出または光学的情報記録媒体に信号を記録する光ピックアップと、前記光ピックアップが検出した検出信号から複数のフォーカス誤差信号を生成するサーボ信号生成回路と、を備えた光学的情報記録再生装置において、
前記光学的情報記録媒体の合焦点位置に引き込む以前における前記複数のフォーカス誤差信号の振幅であるフォーカスオフ振幅を各々検出する比較振幅信号処理回路と、前記光学的情報記録媒体の合焦点位置に引き込まれた状態における前記複数のフォーカス誤差信号に残留しているノイズ成分の振幅であるフォーカスオン振幅を各々検出する振幅信号処理回路と、前記フォーカスオフ振幅と前記フォーカスオン振幅を入力としこれらの振幅を比較するコントロール回路と、前記振幅信号処理回路から出力された前記複数のフォーカス誤差信号の中から１つのフォーカス誤差信号を出力するように切り替えるサーボ信号切り替え回路と、を有し、
前記コントロール回路は、前記サーボ信号生成回路から適宜の１つのフォーカス誤差信号を選択して前記比較振幅信号処理回路に導き、前記選択されたフォーカス誤差信号のフォーカスオフ振幅とフォーカスオン振幅とを比較し比較結果に基づいて前記サーボ信号切り替え回路から前記選択されたフォーカス誤差信号を出力するか否かを制御する構成とする。

また、前記光学的情報記録再生装置において、前記コントロール回路は、前記フォーカスオン振幅が前記フォーカスオフ振幅の所定割合値よりも小さい場合に、当該フォーカス誤差信号を前記サーボ信号切り替え回路から出力し、大きい場合には、前記複数のフォーカス誤差信号の中の他の１つのフォーカス誤差信号を前記比較振幅信号処理回路に導く構成とする。

また、前記光学的情報記録再生装置に搭載される光ピックアップであって、
前記光ピックアップは、レーザ光源と、前記レーザ光源から出射した光ビームをメインビームとサブビームの少なくとも２本の光ビームに分岐する回折格子と、前記２本の光ビームを光学的情報記録媒体内の所定の記録面に各々独立に集光する対物レンズと、前記２本の光ビームの前記光学的情報記録媒体からの反射光ビームに所定の非点収差を与える光学部品と、前記２本の光ビームの前記光学的情報記録媒体からの２本の反射光ビームを各々受光する少なくとも２個の受光領域をもつ光検出器と、を備え、
前記メインビームとサブビームを受光する前記光検出器の各受光領域からそれぞれ非点収差法によるフォーカス誤差信号に必要な検出信号を出力する構成とする。

このような構成を採用することによって、ＤＶＤ−Ｒ／ＲＷやＤＶＤ−ＲＡＭなどの異なるトラック間隔に影響されずにＦＥＳの漏れ込みを打ち消して高精度なＦＥＳを検出することができる。

本発明の光ピックアップでは、従来の低コストな光ピックアップの光学系構成を踏襲したまま、回路構成にＦＥＳの比較および切り替えの処理機能を持たせることで、ＤＶＤ−Ｒ／ＲＷやＤＶＤ−ＲＡＭなどの異なるトラック間隔に依存せず、漏れ込みがキャンセルされた高精度なＦＥＳが検出できる光ディスク装置およびそれを用いた光ピックアップを実現できる。

本発明の実施形態に係る光学的情報記録再生装置（光ディスク装置）について、図面を参照しながら以下説明する。まず、本発明の第１の実施形態に係る光ディスク装置を図１〜図９を用いて説明するが、最初に、ＤＶＤ−Ｒ／ＲＷ（トラック間隔０．７４μｍ）、ＤＶＤ−ＲＡＭ１（トラック間隔１．４８μｍ）、ＤＶＤ−ＲＡＭ２（トラック間隔１．２３μｍ）のようにトラック間隔の異なる光ディスクの記録または再生に対応したマルチ光ディスク装置について説明する。

図１は第１の実施形態に係る光ディスク装置に搭載する光ピックアップの光学系の構成を示す図である。図１における光ピックアップ２００の光学系について説明すると、図１の１点鎖線０１０は光ビームの光路を示したものである。半導体レーザ００１からは、波長約６６０ｎｍの光ビームが発散光として出射される。複数の規格が混在しているＤＶＤでは、波長６６０ｎｍ帯の半導体レーザを用いるのが一般的である。半導体レーザ００１から出射した光ビームは回折格子００２に入射する。回折格子００２により光ビームは３本に分岐される。回折格子００２を透過した光ビームはハーフミラー００３を反射し、コリメートレンズ００４により略平行な光ビームに変換される。

コリメートレンズ００４を出射した光ビームは、アクチュエータ００６に搭載された対物レンズ００５により光ディスク００７上に各々集光され、光ディスク００７上に３個の光スポットを形成する。光ディスク００７により光ビームは反射され、対物レンズ００５、コリメートレンズ００４、ハーフミラー００３、検出レンズ００８を透過し、光検出器００９に到達する。光ビームにはハーフミラー００３を透過するとき非点収差が与えられ、ＦＥＳの検出に使用される。検出レンズ００８は非点収差の方向を任意の方向に回転させると同時に光検出器００９上での光スポットの大きさを決める働きがある。光検出器００９に導かれた光ビームは、光ディスク００７上に記録されている情報信号の検出と、ＴＥＳおよびＦＥＳなど光ディスク上に集光された光スポットの位置制御信号の検出に使用される。

図２は光ディスク上の光スポットの配置を示す図である。記録型の光ディスクはグルーブ０２０とランド０２１から構成される。各規格の記録型ＤＶＤは記録トラックや、光ディスク容量によってトラック間隔が異なっており、図に示すようにＤＶＤ−Ｒ／ＲＷは０．７４μｍ、ＤＶＤ−ＲＡＭ１は１．４８μｍ、ＤＶＤ−ＲＡＭ２は、１．２３μｍとなっている。

回折格子２により分岐されたメインビームと２本のサブビームは各々光ディスク上に集光され、各々光ディスク００７上にメインスポット０２２と２個のサブスポット０２３、０２４を形成する。図２に示すようにメインスポット０２２とサブスポット０２３、０２４は光ディスク半径方向に各々略０．３７μｍずらして配置する。０．３７μｍは、ＤＶＤ−Ｒ／ＲＷにとって略１／２トラック間隔、ＤＶＤ−ＲＡＭ１にとって略１／４トラック間隔、ＤＶＤ−ＲＡＭ２にとって略３／１０トラック間隔に相当するものである。

図３は光検出器から信号処理にてサーボ信号の生成方法の概略を示す図である。光検出器００９は田の字型に４分岐された３個の受光領域０３０、０３１、０３２から構成されており、受光領域０３０の各検出面Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄと、受光領域０３１の各検出面Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３、Ｅ４と、受光領域０３２の各検出面はＦ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４はそれぞれ独立に信号を検出することができる。

受光領域０３０、０３１、０３２には、メインビームと２本のサブビームが光ディスク００７を各々反射して各々形成されるメインスポット０３３と２個のサブスポット０３４、０３５が照射される。

ＦＥＳは光検出器の対角成分の出力信号差からハーフミラー００３により与えられた非点収差を検出することで生成することができる。ここで、メインスポットから得られるＦＥＳをＭ−ＦＥＳとし、２個のサブスポットから得られるＦＥＳの和をＳ−ＦＥＳとし、ＤＡＤ法によるＦＥＳをＤ−ＦＥＳとすると、Ｄ−ＦＥＳは、Ｍ−ＦＥＳとＳ−ＦＥＳの和を取ることで検出される。すなわち、Ｍ−ＦＥＳ、Ｓ−ＦＥＳ、Ｄ−ＦＥＳは光検出器００９の各検出面からサーボ信号生成回路０５０により数１〜数３の演算を施され生成される。

ここで、Ａなどは検出面Ａから生成される電圧信号、また、ＥＦ１などはＥ１とＦ１を加算された電圧信号を示すものとする。なお、ｋは補正係数である。

（数１） ＜Ｍ−ＦＥＳ＞＝（Ａ＋Ｃ）−（Ｂ＋Ｄ）
（数２） ＜Ｓ−ＦＥＳ＞＝ｋ・｛（ＥＦ１＋ＥＦ３）−（ＥＦ２＋ＥＦ４）｝
（数３） ＜Ｄ−ＦＥＳ＞＝＜Ｍ−ＦＥＳ＞＋＜Ｓ−ＦＥＳ＞
また、光スポットは光ディスクのトラックにより回折されており、２分割の光検出器の差出力をとることにより、光ディスクの偏心に対するプッシュプル信号が得られる。ＤＰＰ法のＴＥＳはメインスポットから得られるプッシュプル成分をＭＰＰ、２個のサブスポットから得られる２個のプッシュプル信号を加算した信号をＳＰＰとすると、ＭＰＰとＳＰＰの差から検出される。すなわち、ＭＰＰ、ＳＰＰ、ＴＥＳは、光検出器００９の各検出面からサーボ信号生成回路０５０により光検出器の各検出面から数４〜数６の演算により生成される。

（数４）ＭＰＰ＝（Ａ＋Ｄ）−（Ｂ＋Ｃ）
（数５）ＳＰＰ＝ｋ・｛（ＥＦ１＋ＥＦ４）−（ＥＦ２＋ＥＦ３）｝
（数６）ＴＥＳ（ＤＰＰ）＝ＭＰＰ−ＳＰＰ
また、出力信号Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄには位相差検出回路０５４が接続されており、この回路によっていわゆる位相差検出方式（ディファレンシャル・フェーズ・ディテクション方式）による光ディスク上の光スポットのＴＥＳも検出されるようになっている。なお、この位相差検出方式については、既に公知の技術なので、詳細な説明は省略する。ＤＶＤ−ＲＯＭか、それ以外の光ディスクかを判断し、ＤＶＤ−ＲＯＭならＤＰＤ法、それ以外の光ディスクならＤＰＰ法を選択する。

また、本発明では、ＴＥＳおよびＦＥＳを検出するため、内部で結線する光検出器を想定したが、必要な信号が得られるならば、どのように内部で、結線しても構わない。

図４はフォーカス誤差信号を示す図である。（Ａ）は合焦点位置に引き込む前の状態（以下、フォーカスＯＦＦと記す）のＦＥＳ、（Ｂ）は合焦点位置に引き込んだ状態（以下、フォーカスＯＮと記す）のＦＥＳを示す。ここでＺ方向はディスクに垂直な方向に相当する。

フォーカスＯＦＦの場合、光ディスクの面ぶれに対して（Ａ）に示すようなＦＥＳ０４０が検出される。このＦＥＳ０４０の合焦点位置付近にはＦＥＳが乱れる漏れ込みが発生する（合焦点位置付近でのギザギザ波形が漏れ込み現象を示している）。このため、フォーカスＯＮにした時、ＦＥＳ０４１に漏れ込みが残留する。ＦＥＳ０４０の振幅Ｐ１すなわちフォーカスＯＦＦ時の振幅のことを以下においては振幅ＯＦＦ、ＦＥＳ０４１の振幅Ｐ２すなわちフォーカスＯＮ時の振幅のことを以下においては振幅ＯＮと記す（フォーカスＯＮのときに、（Ａ）のギザギザ波形が（Ｂ）の振幅ＯＮ即ちＰ２の波形で残ることとなる）。

図５は第１の実施形態におけるＦＥＳの切り替えの概要を示す図である。図５において、サーボ信号生成回路０５０にて生成されたＭ−ＦＥＳ、Ｓ−ＦＥＳ、Ｄ−ＦＥＳは、振幅信号処理回路０５１に導かれる。振幅信号処理回路０５１は、フォーカスＯＮ時におけるＭ−ＦＥＳ、Ｓ−ＦＥＳ、Ｄ−ＦＥＳ各々の振幅ＯＮ（図４のＰ２）を検出する。Ｍ−ＦＥＳ、Ｓ−ＦＥＳ、Ｄ−ＦＥＳはトラック間隔によりＦＥＳへの漏れ込みが大きい場合、漏れ込みが小さい場合、によりその振幅ＯＮが変化することになる。振幅信号処理回路０５１にて検出された各振幅ＯＮの信号はコントロール回路０５３に導かれる。コントロール回路０５３では各振幅ＯＮの大小を比較し、そのうち最も振幅ＯＮの小さいものをコントロール回路０５３が選択しサーボ信号切り替え回路０５２を動作させる。このようにすることで最も漏れ込みの少ないＦＥＳ信号を検出することができる。

図６はフォーカスＯＮ時のＭ−ＦＥＳ、Ｓ−ＦＥＳ、Ｄ−ＦＥＳをトラック間隔の異なる光ディスクごとに記載したものである。図６において、ＤＶＤ−ＲＯＭはトラックが無いため、Ｍ−ＦＥＳ０７０、Ｓ−ＦＥＳ０７１、Ｄ−ＦＥＳ０７２に漏れ込みがなく振幅ＯＮはほぼ０になる。コントロール回路０５３では、Ｍ−ＦＥＳ、Ｓ−ＦＥＳ、Ｄ−ＦＥＳの振幅ＯＮが等しい場合、優先順位としてＭ−ＦＥＳ、Ｄ−ＦＥＳ、Ｓ−ＦＥＳと決めており、Ｍ−ＦＥＳ０７０が選択されるようにサーボ信号切り替え回路０５２を動作させる。

ＤＶＤ−Ｒ／ＲＷ（トラック間隔＝０．７４μｍ）の場合、サブスポットがメインスポットに対し１／２トラック（０．３７μｍ）だけずれているため、Ｍ−ＦＥＳ０７３とＳ−ＦＥＳ０７４には位相が反転した漏れ込みが発生するため、その和を取ったＤ−ＦＥＳ０７５からは漏れ込みのキャンセルされた信号が得られる。コントロール回路０５３は最も振幅ＯＮの小さいＤ−ＦＥＳ０７５が選択されるようにサーボ信号切り替え回路０５２を動作させる。

ＤＶＤ−ＲＡＭ１（トラック間隔＝１．４８μｍ）の場合、サブスポットがメインスポットに対し１／４トラック（０．３７μｍ）だけずれているため、Ｍ−ＦＥＳ０７６に対し、Ｓ−ＦＥＳ０７７には漏れ込みがほとんど無い信号が得られる。Ｄ−ＦＥＳ０７８はＭ−ＦＥＳ０７６の漏れ込みがそのまま残る。このため、コントロール回路０５３は最も振幅ＯＮの小さいＳ−ＦＥＳ０７７が選択されるようにサーボ信号切り替え回路０５２を動作させる。

ＤＶＤ−ＲＡＭ２（トラック間隔＝１．２３μｍ）の場合、サブスポットがメインスポットに対し略３／１０トラック間隔（０．３７μｍ）だけずれているため、Ｍ−ＦＥＳ０７９、Ｓ−ＦＥＳ０８０、Ｄ−ＦＥＳ０８１に漏れ込みが発生するが、Ｓ−ＦＥＳ０８０にはＭ−ＦＥＳ０７９に対して１／４程度の漏れ込みだけに抑えられる。このため、コントロール回路０５３は最も振幅ＯＮの小さいＳ−ＦＥＳ０８０が選択されるようにサーボ信号切り替え回路０５２を動作させる。Ｍ−ＦＥＳ、Ｄ−ＦＥＳよりも漏れ込みの影響を除去することが出来る。

このように常に最も漏れ込みの影響が少ない信号を選択することにより高精度なフォーカスサーボを実現できる。

図７は、ＭＰＰ、ＳＰＰ、ＴＥＳ（ＤＰＰ）信号（数４〜数６を参照）をトラック間隔の異なる光ディスクごとに記載したものである。図７において、ＤＶＤ−Ｒ／ＲＷ（トラック間隔＝０．７４μｍ）の場合、サブスポットがメインスポットに対し１／２トラック（０．３７μｍ）だけずれており、ＭＰＰ１００とＳＰＰ１０２は位相が反転しているため、その差を取ったＴＥＳ１０３は、振幅が２倍になり、対物レンズシフトによるオフセットδ１をキャンセルされたものになる。尚、サブスポットがメインに対して１／２トラックずれているため、通常のＤＰＰ法と同じ検出信号が得られる。

ＤＶＤ−ＲＡＭ１（トラック間隔＝１．４８μｍ）の場合、サブスポットがメインスポットに対し１／４トラック（０．３７μｍ）だけずれているため、ＳＰＰ１０５にはその振幅がほとんどなくなってしまう。しかし振幅はなくなってしまうが、ＳＰＰ１０５にはＭＰＰ１０４と同じだけオフセットδ２が発生するため、ＴＥＳ１０６はＭＰＰ１０４からオフセットδ２だけ除去された信号となる。

ＤＶＤ−ＲＡＭ２（トラック間隔＝１．２３μｍ）の場合、サブスポットがメインスポットに対し略３／１０トラック間隔（０．３７μｍ）だけずれているため、ＳＰＰ１０８の振幅が小さくなってしまうが、ＲＡＭ１同様にＭＰＰ１０７からオフセットがキャンセルされたＴＥＳ１０９が検出できる。

このようにトラック間隔の異なる光ディスクからオフセットを除去したＴＥＳが検出できる。以上説明してきたように、本発明の検出法を用いることで、トラック間隔の異なる光ディスクにおいても、１台の装置で高精度なＴＥＳとＦＥＳを検出することができる。

図８はサブスポット位置に対するＴＥＳ相対振幅をトラック間隔の異なる光ディスクごとに計算したものである。横軸はメインスポット位置に対してサブスポットの半径方向のずれ量を表し、縦軸はＴＥＳ相対振幅を示す。ＴＥＳ相対振幅は光ディスク上のメインスポット位置に対してサブスポット位置が０．３７μｍの位置にある場合の振幅値を１とした。

光ピックアップの部品組み立ての誤差などによりサブスポット位置がずれた場合のＴＥＳの振幅変動量は中心値から±２０％まで一般的に許容されている。サブスポット位置は０．３７μｍ位置を中心に用いるため、ＤＶＤ−ＲＡＭ１（トラック間隔＝１．４８μｍ）１２０では、ＴＥＳ振幅変動量±２０％以内で使用するには０．３３μｍないし０．４１μｍの範囲内に抑える必要がある。

ＤＶＤ−ＲＡＭ２（トラック間隔＝１．２３μｍ）１２１では、ＴＥＳ振幅変動量±２０％以内で使用するには０．２９μｍないし０．４５μｍの範囲内に抑える必要がある。

ＤＶＤ−Ｒ／ＲＷ（トラック間隔＝０．７４μｍ）１２２では、ＴＥＳ振幅変動量±２０％以内で使用するには０．２９μｍないし０．４８μｍの範囲内に抑える必要がある。

最も振幅変動の大きいＤＶＤ−ＲＡＭ１に基づいて、メインスポットとサブスポットの半径方向のずれ量は０．３３μｍないし０．４１μｍの範囲内に抑えなければならない。

図９に記録および再生用の光ディスク装置の概略ブロック図を示す。光ピックアップ２００から検出された信号は信号処理回路内のサーボ信号生成回路０５０および情報信号再生回路２０２に送られる。サーボ信号生成回路０５０では、これら検出信号から各光ディスクのＭ−ＦＥＳ、Ｓ−ＦＥＳ、Ｄ−ＦＥＳ、およびＴＥＳが生成され、振幅信号処理回路０５１、サーボ信号切り替え回路０５２、アクチュエータ駆動回路２０３を経て光ピックアップ２００内の対物レンズアクチュエータを駆動し、対物レンズの位置制御を行う。振幅信号処理回路０５１では、Ｍ−ＦＥＳ、Ｓ−ＦＥＳ、Ｄ−ＦＥＳの振幅ＯＮが検出され、その信号がコントロール回路０５３に送られる。コントロール回路０５３では、振幅ＯＮが最も小さいＦＥＳが出力されるようサーボ信号切り替え回路０５２の制御が行われる。また、情報信号再生回路２０２では前記検出信号から光ディスク００７に記録された情報信号が再生され、その情報信号は情報信号出力端子２１１へ出力される。

また、記録情報が記録情報入力端子２１２から入力されると、記録情報信号変換回路２０７で所定のレーザ駆動用記録信号に変換される。このレーザ駆動用記録信号はコントロール回路０５３に送られ、レーザ光源点灯回路２０５を駆動させレーザパワー制御を行い、光ディスク００７に記録信号を記録する。なお、このコントロール回路０５３にはアクセス制御回路２０８とスピンドルモータ駆動回路２０９が接続されており、それぞれ光ピックアップ２００のアクセス方向の位置制御や光ディスク００７のスピンドルモータ２１０の回転制御が行われる。

次に、図１０を用いて、本発明の第２の実施形態に係る光ディスク装置について説明する。ＦＥＳの切り替えの判断基準の手段が第１の実施形態と異なる。

図１０は第２の実施形態におけるＦＥＳの切り替えの概要を示す図である。図１０において、サーボ信号生成回路０５０にて生成されたＭ−ＦＥＳ、Ｓ−ＦＥＳ、Ｄ−ＦＥＳのうち最初にＭ−ＦＥＳが選択され、比較振幅信号処理回路２５０に導かれる。比較振幅信号処理回路２５０は、フォーカスＯＦＦ時におけるＭ−ＦＥＳの振幅ＯＦＦを検出する。比較振幅信号処理回路２５０にて検出された振幅ＯＦＦの信号はコントロール回路０５３に送られる。

比較振幅信号処理回路２５０を経てＭ−ＦＥＳは、振幅信号処理回路０５１に導かれる。振幅信号処理回路０５１は、フォーカスＯＮ時におけるＭ−ＦＥＳの振幅ＯＮを検出する。振幅信号処理回路０５１にて検出された振幅ＯＮの信号はコントロール回路０５３に送られる。

ＦＥＳの漏れ込み、すなわち振幅ＯＮは、一般的に振幅ＯＦＦの１０％以内が許容されている。このためコントロール回路０５３では、振幅ＯＦＦの１０％の値Ｐ１と振幅ＯＮの値Ｐ２とを比較し、Ｐ１＞Ｐ２ならば、コントロール回路０５３は、Ｍ−ＦＥＳを選択し、サーボ信号切り替え回路０５２を動作させＦＥＳの選択を終了する。しかしＰ１＜Ｐ２ならば、コントロール回路０５３は、Ｄ−ＦＥＳを選択し、サーボ信号切り替え回路０５２を動作させる。

そして、Ｍ−ＦＥＳと同様に、比較振幅信号処理回路２５０にて検出される振幅ＯＦＦの信号Ｐ１と、振幅信号処理回路０５１にて検出される振幅ＯＮの信号Ｐ２がコントロール回路０５３に送られる。また同様にＰ１＞Ｐ２ならば、コントロール回路０５３は、Ｄ−ＦＥＳを選択し、サーボ信号切り替え回路０５２を動作させＦＥＳの選択を終了する。しかし、Ｐ１＜Ｐ２ならば、コントロール回路０５３は、Ｓ−ＦＥＳを選択し、サーボ信号切り替え回路０５２を動作させＦＥＳの選択を終了する。

以上のように、本発明の第２の実施形態においては、順番を決めて使用するＦＥＳ信号を判断するため、第１の実施形態のように全てのＦＥＳ信号の振幅を検出する必要がなく、少ない信号処理で早くＦＥＳを選択することができる。また、第２の実施形態においては、Ｍ−ＦＥＳ、Ｄ−ＦＥＳ、Ｓ−ＦＥＳの順番としたが、Ｄ−ＦＥＳ、Ｓ−ＦＥＳ、Ｍ−ＦＥＳなどのようにどのような順番にしてもなんら構わない。

以上説明したように、本発明の実施形態は、次のような構成、機能乃至作用を奏するものを含むものである。即ち、光ディスクからの信号を検出または光ディスクに信号を記録する光ピックアップと、その光ピックアップが検出した検出信号から複数のフォーカス誤差信号を生成するサーボ信号生成回路と、を備えた光ディスク装置において、
光ディスクの合焦点位置に引き込まれた状態における複数のフォーカス誤差信号に残留しているノイズ成分の振幅を各々検出する振幅信号処理回路と、その振幅信号処理回路から検出した信号に基づき１個のフォーカス誤差信号を選択するコントロール回路と、複数のフォーカス誤差信号の中から１個のフォーカス誤差信号を出力するように切り替えるサーボ信号切り替え回路と、を備え、サーボ信号切り替え回路から出力されるフォーカス誤差信号はコントロール回路により選択されたフォーカス誤差信号とするものである。

また、前記光ディスク装置において、コントロール回路は、信号振幅処理回路から検出した信号が最小となるフォーカス誤差信号を選択するようにする。更に、前記光ディスク装置において、コントロール回路は、選択されたフォーカス誤差信号における振幅信号処理回路から検出した信号が所定の値を超えた場合に、他のフォーカス誤差信号を順次に選択するようにするものである。

また、上述した光ディスク装置に搭載される光ピックアップであって、レーザ光源と、そのレーザ光源から出射した光ビームをメインビームとサブビームの少なくとも２本の光ビームに分岐する回折格子と、２本の光ビームを光ディスク内の所定の記録面に各々独立に集光する対物レンズと、２本の光ビームの光ディスクからの反射光ビームに所定の非点収差を与える光学部品と、２本の光ビームの光ディスクからの２本の反射光ビームを各々受光する少なくとも２個の受光領域をもつ光検出器と、を備え、メインビームとサブビームを受光する光検出器の各受光領域からそれぞれ非点収差法によるフォーカス誤差信号に必要な検出信号を出力するものである。

また、前記光ピックアップを搭載する光ディスク装置であって、サーボ信号生成回路は、メインビームを受光する受光領域から検出した信号から所定の演算によって生成される非点収差法による第１のフォーカス誤差信号と、サブビームを受光する受光領域から検出した信号から所定の演算によって生成される非点収差法による第２のフォーカス誤差信号と、第１と第２のフォーカス誤差信号の和から生成される第３のフォーカス誤差信号の少なくとも３個のフォーカス誤差信号を生成するものである。

また、光ディスクからの信号を検出または光ディスクに信号を記録する光ピックアップと、その光ピックアップが検出した検出信号から第１及び第２及び第３のフォーカス誤差信号を生成するサーボ信号生成回路と、を備えた光ディスク装置において、前記光ディスクの合焦点位置に引き込まれた状態における３個のフォーカス誤差信号に残留しているノイズ成分の振幅を各々検出する振幅信号処理回路と、前記振幅信号処理回路から検出した信号に基づき１個のフォーカス誤差信号を選択するコントロール回路と、３個のフォーカス誤差信号の中から１個のフォーカス誤差信号を出力するように切り替えるサーボ信号切り替え回路と、を備え、前記コントロール回路は、信号振幅処理回路から検出した第１のフォーカス誤差信号が所定の値を超えた場合に第２のフォーカス誤差信号を選択するようにするものである。また、前記光ディスク装置であって、コントロール回路は、振幅信号処理回路から検出した第２のフォーカス誤差信号が所定の値を超えた場合に第３のフォーカス誤差信号を選択するようにするものである。

また、前記光ディスク装置であって、光ピックアップは、レーザ光源と、そのレーザ光源から出射した光ビームをメインビームとサブビームの少なくとも２本の光ビームに分岐する回折格子と、２本の光ビームを光ディスク内の所定の記録面に各々独立に集光する対物レンズと、２本の光ビームの光ディスクからの反射光ビームに所定の非点収差を与える光学部品と、２本の光ビームの光ディスクからの２本の反射光ビームを各々受光する少なくとも２個の受光領域をもつ光検出器と、を備え、光検出器のメインビームとサブビームを受光する受光領域から非点収差法によるフォーカス誤差信号に必要な信号を少なくとも出力し、
サーボ信号生成回路が生成する第１および第２および第３のフォーカス誤差信号は、メインビームを受光する受光領域から検出した信号から所定の演算によって生成される非点収差法によるフォーカス誤差信号と、サブビームを受光する受光領域から検出した信号から所定の演算によって生成される非点収差法によるフォーカス誤差信号と、それら２個のフォーカス誤差信号の和から生成されるフォーカス誤差信号と、から構成されるものである。

また、前記光ディスク装置であって、光ディスクにレーザ光を集光する対物レンズが光軸方向に移動した場合においてコントロール回路が選択したフォーカス誤差信号の振幅を検出する比較振幅信号処理回路を備え、コントロール回路がフォーカス誤差信号の切り替えを行う時の所定の値は比較振幅信号処理回路から検出された振幅値の略１０％の値とするものである。また、上述したピックアップであって、前記メインビームの光ディスク上の照射位置に対し、前記サブビームの照射位置を前記光ディスクの情報記録列に直交する方向に０．３３μｍないし０．４１μｍの範囲内でずらして配置するものである。また、前記光ピックアップにおいて、光ピックアップは、波長が６２０ｎｍないし６８０ｎｍの範囲内であるレーザ光源を備えるものである。

本発明の第１の実施形態に係る光ディスク装置に搭載する光ピックアップの光学系の構成を示す図である。 本発明の第１の実施形態に関する光ディスク上の光スポットの配置を示す図である。 本発明の第１の実施形態に関する光検出器からの信号処理でサーボ信号を生成する生成方法の概略を示す図である。 フォーカスオフ時とフォーカスオン時のフォーカス誤差信号の波形を示す図である。 第１の実施形態におけるＦＥＳの切り替えの概要構成を示す図である。 第１の実施形態におけるフォーカスＯＮ時のＭ−ＦＥＳ、Ｓ−ＦＥＳ、Ｄ−ＦＥＳをトラック間隔の異なる光ディスクごとに示した図である。 第１の実施形態におけるＭＰＰ、ＳＰＰ、ＴＥＳ（ＤＰＰ）信号をトラック間隔の異なる光ディスクごとに示した図である。 第１の実施形態におけるサブスポット位置に対するＴＥＳ相対振幅をトラック間隔の異なる光ディスクごとに計算した図である。 第１の実施形態における記録および再生用の光ディスク装置の全体構成を示すブロック図である。 本発明の第２の実施形態におけるＦＥＳの切り替えの概要構成を示す図である。

符号の説明

００１ 半導体レーザ
００２ 回折格子
００３ ハーフミラー
００４ コリメートレンズ
００５ 対物レンズ
００６ アクチュエータ
００７ 光ディスク
００８ 検出レンズ
００９ 光検出器
０５０ サーボ信号生成回路
０５１ 振幅信号処理回路
０５２ サーボ信号切り替え回路
０５３ コントロール回路
２００ 光ピックアップ
２０３ アクチュエータ駆動回路
２０９ スピンドルモータ駆動回路
２１０ スピンドルモータ
２５０ 比較振幅信号処理回路

Claims (5)

1. 光学的情報記録媒体からの信号を検出または光学的情報記録媒体に信号を記録する光ピックアップと、前記光ピックアップが検出した検出信号から複数のフォーカス誤差信号を生成するサーボ信号生成回路と、を備えた光学的情報記録再生装置において、
   前記光学的情報記録媒体の合焦点位置に引き込まれた状態における前記複数のフォーカス誤差信号に残留しているノイズ成分の振幅を各々検出する振幅信号処理回路と、前記振幅信号処理回路で各々検出された前記振幅の比較結果を制御出力とするコントロール回路と、前記振幅信号処理回路から出力された前記複数のフォーカス誤差信号の中から１つのフォーカス誤差信号を出力するように切り替えるサーボ信号切り替え回路と、を有し、
   前記コントロール回路の制御出力によって前記サーボ信号切り替え回路から１つのフォーカス誤差信号を選択して出力する
   ことを特徴とする光学的情報記録再生装置。
2. 請求項１において、前記コントロール回路は前記検出された振幅が最小のものを制御出力とすることによって、前記サーボ信号切り替え回路から振幅最小のフォーカス誤差信号を選択して出力することを特徴とする光学的情報記録再生装置。
3. 光学的情報記録媒体からの信号を検出または光学的情報記録媒体に信号を記録する光ピックアップと、前記光ピックアップが検出した検出信号から複数のフォーカス誤差信号を生成するサーボ信号生成回路と、を備えた光学的情報記録再生装置において、
   前記光学的情報記録媒体の合焦点位置に引き込む以前における前記複数のフォーカス誤差信号の振幅であるフォーカスオフ振幅を各々検出する比較振幅信号処理回路と、前記光学的情報記録媒体の合焦点位置に引き込まれた状態における前記複数のフォーカス誤差信号に残留しているノイズ成分の振幅であるフォーカスオン振幅を各々検出する振幅信号処理回路と、前記フォーカスオフ振幅と前記フォーカスオン振幅を入力としこれらの振幅を比較するコントロール回路と、前記振幅信号処理回路から出力された前記複数のフォーカス誤差信号の中から１つのフォーカス誤差信号を出力するように切り替えるサーボ信号切り替え回路と、を有し、
   前記コントロール回路は、前記サーボ信号生成回路から適宜の１つのフォーカス誤差信号を選択して前記比較振幅信号処理回路に導き、前記選択されたフォーカス誤差信号のフォーカスオフ振幅とフォーカスオン振幅とを比較し比較結果に基づいて前記サーボ信号切り替え回路から前記選択されたフォーカス誤差信号を出力するか否かを制御する
   ことを特徴とする光学的情報記録再生装置。
4. 請求項３において、前記コントロール回路は、前記フォーカスオン振幅が前記フォーカスオフ振幅の所定割合値よりも小さい場合に、当該フォーカス誤差信号を前記サーボ信号切り替え回路から出力し、大きい場合には、前記複数のフォーカス誤差信号の中の他の１つのフォーカス誤差信号を前記比較振幅信号処理回路に導くことを特徴とする光学的情報記録再生装置。
5. 請求項１ないし４のいずれか１つの請求項に記載の光学的情報記録再生装置に搭載される光ピックアップであって、
   前記光ピックアップは、レーザ光源と、前記レーザ光源から出射した光ビームをメインビームとサブビームの少なくとも２本の光ビームに分岐する回折格子と、前記２本の光ビームを光学的情報記録媒体内の所定の記録面に各々独立に集光する対物レンズと、前記２本の光ビームの前記光学的情報記録媒体からの反射光ビームに所定の非点収差を与える光学部品と、前記２本の光ビームの前記光学的情報記録媒体からの２本の反射光ビームを各々受光する少なくとも２個の受光領域をもつ光検出器と、を備え、
   前記メインビームとサブビームを受光する前記光検出器の各受光領域からそれぞれ非点収差法によるフォーカス誤差信号に必要な検出信号を出力する
   ことを特徴とする光ピックアップ。

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