JP2005203010A - トラッキング信号検出方法及び光ディスクドライブ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 光検出器の受光パターンの変更などを要せず、２層光記録媒体でも良好な差動プッシュプル信号ＤＰＰを生成でき、正常にトラッキング制御できるようにする
【解決手段】 ３ビームを用いた差動プッシュプル法によるトラッキング信号検出を２層光記録媒体に適用した場合、例えば、記録又は再生を行う対象層（第１層）ではない他層（第２層）からの反射光があっても、一方のサブビームによるプッシュプル信号Ｇ−Ｈのみを選択使用することで、サブビームにおけるプッシュプル信号のバイアスが変動せず、良好な差動プッシュプル信号ＤＰＰ１＝（Ｃ−Ｄ）−ｋ１・（Ｇ−Ｈ）を生成することで、安定したトラッキング制御を可能にした。第２層を対象層とする場合には、サブビームによるプッシュプル信号Ｅ−Ｆのみを選択使用し差動プッシュプル信号ＤＰＰ２＝（Ｃ−Ｄ）−ｋ２・（Ｅ−Ｆ）を生成すればよい。
【選択図】 図６

Description

本発明は、３ビームによる差動プッシュプル法を用いたトラッキング信号検出方法及び光ディスクドライブ装置に関する。

従来、トラッキング信号の検出方式としては、プッシュプル法、３ビーム法、ＤＰＰ法（差動プッシュプル法）が知られている。

プッシュプル法の欠点は、対物レンズのトラックサーボ動作による移動や、ディスクの傾きにより信号にオフセットが発生してしまうことである。３ビーム法の欠点は、ＲＯＭ以外の追記可能な光ディスクでは、記録ピットの有無によりオフセットが発生することである。ＤＰＰ法は、プッシュプル法と３ビーム法とを合わせてそれらの欠点を改善したものである。

このような３ビームを用いた差動プッシュプル法（ＤＰＰ法）に関しては、例えば、特許文献１に示されるように、ホログラムを用いた差動プッシュプル信号ＤＰＰの検出においてトラックオフセットの発生を抑えるために、３ビーム回折格子の±１次回折効率を不均衡にし、又は、分割ホログラムの同じ領域から回折されたサブビームの受光器出力は接続してしまうという改良提案例がある。

特開２００２−２３７０８０公報

しかしながら、このような特許文献１を含めて、従来のＤＰＰ法では、２層光記録媒体についてのＤＰＰ信号検出時の問題点及びその対策については何ら言及されていないものである。

この点について、図面を参照して説明する。まず、図１は回折格子（ホログラム）を用いた一般的な光ピックアップ装置１の光学系を示す原理的構成図である。８は光源である半導体レーザ、７は偏光性回折格子、１０はコリメートレンズ、１１は１／４波長板、１２は対物レンズ、１３は光記録媒体、９は光検出器である。

光源８からの出射光は偏光性回折格子７をほとんど全透過して、コリメートレンズ１０でコリメートした後、１／４波長板１１により円偏光となり、対物レンズ１２で光記録媒体１３に集光される。光記録媒体１３からの反射光は１／４波長板で往路とは直交する偏光方向に変換されてコリメートレンズ１０により集束光となり、偏光性回折格子７に入射する。この場合、往路とは直交する偏光なので偏光性回折格子７によりほとんど回折し、＋１次回折光が光検出器９に入射して信号検出される。このとき、光記録媒体１３のトラック方向が図示のように紙面表裏方向にあるとする。トラッキング信号はDifferential Push-Pull信号(ＤＰＰ信号：差動プッシュプル信号)として検出される。

図２は偏光性回折格子７の構成例を示す断面図である。素子の光源８側にはトラッキング検出のためのメインビームと２つのサブビームとの３ビームを発生させるための回折格子１５が配置され、その上方、即ち光記録媒体１３側に光検出器９上に検出用の所定の集光ビームを発生させる偏光性回折格子パターン１６が配置されている。

図３は回折格子１５により発生した光記録媒体１３上の３ビームを示す。回折格子１５からの０次光はメインビームとなり、記録又は再生を行うグルーブＧ上に入射し、±１次回折光はサブビーム１，２となってグルーブＧに隣接するランドＬ上に入射する。

光記録媒体１３で反射した３ビームは光ピックアップ光学系に戻り、偏光性回折格子パターン１６により回折されて光検出器９に入射して受光される。

図４に偏光性回折格子パターン１６のホログラム分割パターンと光検出器９の受光パターンとの対応関係を示す。ホログラム分割パターンは３つのホログラム領域Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３から構成される。ホログラム領域Ｈ１はフォーカス信号を得るための回折光を発生し、ホログラム領域Ｈ２，Ｈ３はトラッキング信号を得るための回折光を発生する。また、光検出器９は８つの受光領域Ａ〜Ｈから構成され、このうち、受光領域Ａ，Ｂは隣接した２分割フォトダイオードである。

光記録媒体１３からの反射戻り光のうち、ホログラム分割領域Ｈ１に入射した３ビーム中のメインビームはホログラム分割領域Ｈ１で回折されて受光領域Ａ，Ｂの境界の分割線上に集光される。サブビームは受光領域Ａ〜Ｈの受光領域外に集光し影響がないので、図４では省略されている。

ホログラム分割領域Ｈ２に入射した３ビームはメインビームが受光領域Ｃ、サブビーム１が受光領域Ｇ、サブビーム２が受光領域Ｅに各々集光される。また、ホログラム分割領域Ｈ３に入射した３ビームはメインビームが受光領域Ｄ、サブビーム１が受光領域Ｈ、サブビーム２が受光領域Ｆに各々集光される。

いま、各受光領域Ａ〜Ｈからの光電変換出力をＡ〜Ｈとすると、フォーカス信号Ｆｏはナイフエッジ法を適用して
Ｆｏ＝Ａ−Ｂ
なる演算により生成され、トラッキング信号はメインビームのプッシュプル信号ＭＰＰ＝Ｃ−Ｄとサブビームのプッシュプル信号ＳＰＰ＝Ｅ＋Ｇ−(Ｆ＋Ｈ)とより差動プッシュプル信号ＤＰＰ(Differential Push-Pull）
ＤＰＰ＝ＭＰＰ−ｋ・ＳＰＰ
なる演算により生成される。ｋは定数である。ＭＰＰ信号とＳＰＰ信号はプッシュプル信号が互いに逆相であり、かつ、対物レンズ１２の光軸ずれによるプッシュプル信号のオフセット発生は同相で発生する。よって、両者の差動演算により、このＤＰＰ信号は対物レンズ１２がトラックアクセス動作により光軸ずれが生じても同相であるオフセットがキャンセルされてなくなり、トラッキング信号にオフセットが発生せずに安定なトラッキングが可能になる特徴を有している。

このような一般的な回折格子７を用いた光ピックアップ装置１で２層の光記録媒体を記録再生するときに一つの問題が生じる。２層光記録媒体は媒体の厚さ方向に２層の記録層があり、光ピックアップ装置１に近い第１の記録層は半透明の記録層で構成され、光ピックアップ装置１により第１の記録層と第２の記録層とでフォーカスを変えることにより両層について記録又は再生を行えるものである。

このような２層光記録媒体のトラッキング信号を検出するときに問題が発生する。図５に２層光記録媒体の一方の記録層にフォーカス制御を行って集光しながらトラッキング制御は行わずに多くのトラックを横切っているときのＭＰＰ信号（下側）とＳＰＰ信号（上側）との時間波形を示す。ＭＰＰ信号は振幅、バイアスとも一定なのに対し、ＳＰＰ信号は変化の振幅はほぼ一定であるがバイアスが時間とともに大きくうねって変化している。このような乱れたＳＰＰ信号からＤＰＰ信号を生成すると良好なトラッキング信号は発生できずトラッキング制御を行うことができなくなる。

以上のように、２層光記録媒体のトラッキング用ＳＰＰ信号が乱れる原因は、合焦されていない他方の記録層からの反射光がデフォーカス光となって光検出器９の受光領域にかぶさってくることによることが判明している。

図６にその様子を示す。図６は２層光記録媒体のうち、光ピックアップ装置１に近い第１の記録層に合焦しているときの様子を示す。光検出器９上には図４で説明した合焦された第１の記録層からの集光ビームの他に、合焦されていない他方のオフフォーカス層（第２の記録層）からのデフォーカス光が受光領域に入射する。影響が強いのが３ビームのうちのメインビームのデフォーカス光である。図６ではフォーカス用メインビームのデフォーカス光とトラッキング用のメインビームのデフォーカス光が各受光領域を跨いで入射していることがわかる。ＳＰＰ信号を生成する受光領域のうち、受光領域Ｅ，Ｆにデフォーカス光が多く入射している。

ここに、デフォーカス光は合焦されている層からの集光ビームより強度は弱い。しかし、３ビームは、メインビームの強度：サブビーム強度＝１０：１程度であるため、メインビームのデフォーカス光はサブビームの合焦光に対して無視できない光強度となっている。

このような状態で２層光記録媒体を検出するとき、２層の層間隔が媒体の１周内或いは面内で変動するとデフォーカス光の大きさ及び光強度が変動するようになる。層間隔が小さい方がデフォーカス光の大きさが小さくなり、光検出器９上のパワー密度が上がる。層間隔の変動によるメインビームのデフォーカス光の変動が受光領域Ｆ，Ｅでは変動の仕方が違ってきて、ＳＰＰ信号の演算として、
ＳＰＰ＝Ｅ＋Ｇ−（Ｆ＋Ｈ）
を行うとバイアスの変動が生じてしまうのである。

以上のような原因で、２層光記録媒体を検出するときにはＤＰＰ信号が不安定になり、適正なトラッキング制御ができなくなる。

本発明の目的は、光検出器の受光パターンの変更などの大きな変更を行うことなく、２層光記録媒体でも良好な差動プッシュプル信号ＤＰＰを生成でき、正常にトラッキング制御できるようにすることである。

請求項１記載の発明は、メインビームと２つのサブビームとの３ビームを用いた差動プッシュプル法によるトラッキング信号検出方法であって、２層光記録媒体に対して記録又は再生を行う際、前記２層光記録媒体の２層の記録層のうちで記録又は再生を行う対象層に応じて前記３ビーム中の２つのサブビームにおけるプッシュプル信号のうちの一方のみを選択して前記メインビームによるプッシュプル信号との差動プッシュプル信号を生成するようにした。

請求項２記載の発明は、請求項１記載のトラッキング信号検出方法において、回折格子により３ビームを発生させたときの０次光であるメインビームのプッシュプル信号をＭＰＰ、＋１次回折光であるサブビーム１におけるプッシュプル信号をＳＰＰ１、−１次回折光であるサブビーム２におけるプッシュプル信号をＳＰＰ２とし、ｋ１，ｋ２を定数とするとき、前記２層光記録媒体のうちで一方の記録層を対象層として記録又は再生を行う際の差動プッシュプル信号ＤＰＰ１は、ＤＰＰ１＝ＭＰＰ−ｋ１・ＳＰＰ１なる演算により生成し、他方の記録層を対象層として記録又は再生を行う際の差動プッシュプル信号ＤＰＰ２は、ＤＰＰ２＝ＭＰＰ−ｋ２・ＳＰＰ２なる演算により生成するようにした。

請求項３記載の発明は、請求項２記載のトラッキング信号検出方法において、光源と対物レンズとの間に回折格子を配置し光記録媒体からの戻り光を回折させて光検出器により信号検出する光ピックアップ装置を用いて前記２層光記録媒体の前記光ピックアップ装置側の第１の記録層に合焦しているとき、第２の記録層からのデフォーカス光が前記光ピックアップ装置の光学系により集光する集光点は、前記光源と前記回折格子との中間位置となるように設定されている。

請求項４記載の発明は、メインビームと２つのサブビームとの３ビームを用いた差動プッシュプル法によりトラッキング信号を検出してトラッキング制御を行いながら情報の記録又は再生を行う光ディスクドライブ装置であって、前記３ビーム中の２つのサブビームによるプッシュプル信号と前記メインビームによるプッシュプル信号とにより通常の差動プッシュプル信号を生成するとともに、前記３ビーム中の２つのサブビームにおけるプッシュプル信号のうちの一方のみを選択して前記メインビームによるプッシュプル信号とにより各々第１，第２の差動プッシュプル信号を生成する差動プッシュプル信号生成手段と、記録又は再生を行う対象が、単層光記録媒体であるか、２層光記録媒体の第１層であるか、或いは、２層光記録媒体の第２層であるかを認識する媒体認識手段と、この認識の結果、単層光記録媒体に対して記録又は再生を行う際には前記差動プッシュプル信号生成手段から得られる通常の差動プッシュプル信号を選択し、２層光記録媒体に対して記録又は再生を行う際には、前記２層光記録媒体の２層の記録層のうちで記録又は再生を行う対象層に応じて前記差動プッシュプル信号生成手段から得られる第１又は第２の差動プッシュプル信号を選択する選択手段と、を備える。

請求項５記載の発明は、請求項４記載の光ディスクドライブ装置において、光源からの出射光に基づきメインビームと２つのサブビームとの３ビームを生成する３ビーム形成用回折格子を備え、前記３ビーム形成用回折格子により３ビームを発生させたときの０次光であるメインビームのプッシュプル信号をＭＰＰ、＋１次回折光であるサブビーム１におけるプッシュプル信号をＳＰＰ１、−１次回折光であるサブビーム２におけるプッシュプル信号をＳＰＰ２とし、ｋ，ｋ１，ｋ２を定数とするとき、前記差動プッシュプル信号生成手段は、通常の差動プッシュプル信号ＤＰＰは、ＤＰＰ＝ＭＰＰ−ｋ（ＳＰＰ１＋ＳＰＰ２）なる演算により生成し、第１の差動プッシュプル信号ＤＰＰ１は、ＤＰＰ１＝ＭＰＰ−ｋ１・ＳＰＰ１なる演算により生成し、第２の差動プッシュプル信号ＤＰＰ２は、ＤＰＰ２＝ＭＰＰ−ｋ２・ＳＰＰ２なる演算により生成する。

請求項６記載の発明は、請求項５記載の光ディスクドライブ装置において、光源と対物レンズとの間に戻り光回折用回折格子を配置し光記録媒体からの戻り光を回折させて光検出器により信号検出する光ピックアップ装置を備え、前記２層光記録媒体の前記光ピックアップ装置側の第１の記録層に合焦しているとき、第２の記録層からのデフォーカス光が前記光ピックアップ装置の光学系により集光する集光点が、前記光源と前記回折格子との中間位置となるように前記回折格子が配設されている。

請求項７記載の発明は、請求項６記載の光ディスクドライブ装置において、前記光ピックアップ装置は、前記光源と前記光検出器と前記３ビーム形成用回折格子と前記戻り光回折用回折格子とが一体化されている。

請求項１記載の発明によれば、３ビームを用いた差動プッシュプル法によるトラッキング信号検出を２層光記録媒体に適用した場合、記録又は再生を行う対象層ではない他層からの反射光があっても、一方のサブビームによるプッシュプル信号のみを選択使用することで、サブビームにおけるプッシュプル信号のバイアスが変動せず、良好な差動プッシュプル信号を生成することができ、安定したトラッキング制御を可能にすることができ、このためにも、光検出器の受光パターンの変更などの大きな変更を要することなく実現することができる。

請求項２記載の発明によれば、請求項１記載の発明を実現する上で、３ビームを用いた差動プッシュプル法によるトラッキング信号検出を２層光記録媒体に適用する上で、良好な差動プッシュプル信号を生成するための演算式を明らかにすることができる。

請求項３記載の発明によれば、２層光記録媒体に関して請求項１，２記載の方法で差動プッシュプル信号を生成するための前提条件を規定しており、第１の記録層を対象とする場合と第２の記録層を対象とする場合とで光検出器の面内に生ずるデフォーカス光を１８０°反転したパターンとすることができ、対象層ではない他層からのデフォーカス光の影響を受けない差動プッシュプル信号の生成が確実に可能となる。

請求項４記載の発明によれば、請求項１記載の方法を実現する手段を搭載して上に、光記録媒体の種類を認識してそれに応じて差動プッシュプル信号を選択させることにより、単層光記録媒体と２層光記録媒体との２種類の光記録媒体の各々に対して適正なトラッキング制御の対応可能な光ディスクドライブ装置を提供することができる。

請求項５記載の発明によれば、請求項４記載の発明を実現する上で、３ビームを用いた差動プッシュプル法によるトラッキング信号検出を単層光記録媒体と２層光記録媒体とに適用する上で、良好な差動プッシュプル信号を生成するための演算式を明らかにすることができる。

請求項６記載の発明によれば、２層光記録媒体に関して請求項５記載の装置で差動プッシュプル信号を生成するための前提条件を規定しており、第１の記録層を対象とする場合と第２の記録層を対象とする場合とで光検出器の面内に生ずるデフォーカス光を１８０°反転したパターンとすることができ、対象層ではない他層からのデフォーカス光の影響を受けない差動プッシュプル信号の生成が確実に可能となる。

請求項７記載の発明によれば、光源、光検出器、３ビーム形成用回折格子及び戻り光回折用回折格子を一体化して光ピックアップ装置を構成したので、光ピックアップ装置の組立てを行う際に光源、光検出器、３ビーム形成用回折格子及び戻り光回折用回折格子が一体化されているので、組立て時間を短縮でき、光学系調整も簡単になり量産性を向上させることができる。

本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説明する。図８は本実施の形態のトラッキング信号検出方法が適用される光ディスクドライブ装置２１の構成例を示す概略ブロック図である。

この光ディスクドライブ装置２１は、光記録媒体１３を回転駆動するための駆動源としてのスピンドルモータ２２、光ピックアップ装置１、レーザコントロール回路２３、モータドライバ２４、信号処理手段として機能する再生信号処理回路２５、サーボコントローラ２６、バッファＲＡＭ２７、バッファマネージャ２８、インターフェース２９、ＲＯＭ３０、ＣＰＵ３１及びＲＡＭ３２などを備えて構成されている。なお、図８中に示す矢印は代表的な信号や情報の流れを示すものであり、各ブロックの接続関係の全てを表すものではない。

光ピックアップ装置１は、例えば図１で前述したような一般的な構成のものであり、トラッキング信号の検出には３ビームを用いた差動プッシュプル法が用いられている。なお、図１では特に説明しなかったが、駆動系（フォーカシングアクチュエータ、トラッキングアクチュエータ、シークモータ等）（何れも図示せず）などを含んで構成されている。光検出器からは、受光量に応じた電流（電流信号）が再生信号処理回路２５に出力される。

サーボコントローラ２６では、フォーカスエラー信号に基づいて光ピックアップ装置１のフォーカシングアクチュエータを制御する制御信号を生成するとともに、トラッキング信号に基づいて光ピックアップ装置１のトラッキングアクチュエータを制御する制御信号を生成する。これらの制御信号はサーボコントローラ２６からモータドライバ２４に出力される。

モータドライバ２４では、サーボコントローラ２６からの制御信号に基づいて光ピックアップ装置１のフォーカシングアクチュエータ及びトラッキングアクチュエータを駆動する。また、モータドライバ２４では、ＣＰＵ３１の指示に基づいて、光記録媒体１３の線速度が一定となるようにスピンドルモータ２２を制御する。さらに、モータドライバ２４では、ＣＰＵ３１の指示に基づいて、光ピックアップ装置１用のシークモータを駆動し、光ピックアップ装置１を光記録媒体１３の目標トラックに向けて半径方向に移動させる。

インターフェース２９は、外部装置となるホスト（例えば、ＰＣ）と双方向の通信インターフェースである。

ＣＰＵ３１は、ＲＯＭ３０、ＲＡＭ３２とともに当該光ディスクドライブ装置２１が備えるマイクロコンピュータ（コンピュータ）を構成している。記憶媒体としても機能するＲＯＭ３０には、ＣＰＵ３１により解読可能なコードで記述されたプログラムが格納されている。ＣＰＵ３１は、ＲＯＭ３０に格納されているプログラムに従って上述の各部の動作を制御するとともに、制御に必要なデータ等を一時的にＲＡＭ３２に保存する。なお、当該光ディスクドライブ装置２１の電源が投入されると、ＲＯＭ３０に格納されているプログラムは、ＣＰＵ３１のメインメモリ（図示せず）にロード（インストール）される。

このような構成において、光記録媒体１３が２層光記録媒体の場合の本実施の形態のトラッキング信号検出方法について説明する。

まず、２層光記録媒体について３ビームを用いた差動プッシュプル法でトラッキング信号を検出するときに問題となるサブビームのプッシュプル信号ＳＰＰのバイアス変動は合焦されていない記録層からのデフォーカス光であることは前述した。図６は前述したように２層光記録媒体の光ピックアップ装置１に近い第１の記録層に合焦させたときの光検出器９の受光面における合焦スポット（各々黒丸で示している）とメインビームのオフフォーカス層（第２の記録層）からのデフォーカス光の様子を示している。

これに対して、図７は、逆に、２層光記録媒体の光ピックアップ装置１から遠い第２の記録層に合焦させたときの光検出器９の受光面における合焦スポット（各々黒丸で示している）とメインビームのオフフォーカス層（第１の記録層）からのデフォーカス光の様子を示している。

これらの図６及び図７を見比べると、サブビームのプッシュプル信号ＳＰＰを生成するための受光領域Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈへのデフォーカス光の入射状態に規則性があることが判る。即ち、２層の記録層のうち、光ピックアップ装置１に近い第１の記録層に合焦したときには第２の記録層からのデフォーカス光は受光領域Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈのうち受光領域Ｅ，Ｆに入射し受光領域Ｇ，Ｈには入射しないのに対して、光ピックアップ装置１から遠い第２の記録層に合焦したときはデフォーカス光は受光領域Ｇ，Ｈに入射し受光領域Ｅ，Ｆには入射しないという規則性である。

このような規則性に着目すると、２層光記録媒体の各層を記録又は再生する際には、サブビームのプッシュプル信号ＳＰＰはデフォーカス光が入射しない受光領域のみを使って生成させれば良い。

即ち、図６に示す例のように、光ピックアップ装置１に近い第１の記録層を記録又は再生する際にはサブビームによるプッシュプル信号は受光領域Ｇ，Ｈの出力信号のみから生成させればよい。これは、図３に示す３ビームのうちサブビーム１の左右のプッシュプル信号を検出することになる。また、図７に示す例のように、光ピックアップ装置１から遠い第２の記録層を記録又は再生する際にはサブビームによるプッシュプル信号は受光領域Ｅ，Ｆの出力信号のみから生成させれば良い。これは、図３に示す３ビームのうちサブビーム２の左右のプッシュプル信号を検出することになる。

つまり、２層光記録媒体を記録又は再生するときは各層に対応させて２つあるサブビームのうちの一方のプッシュプル信号のみを用いて差動プッシュプル信号ＤＰＰを生成すれば他層からのデフォーカス光の影響を受けることなくトラッキング信号を検出できることとなる。このような方法により、光記録媒体１３が２層光記録媒体の場合でも差動プッシュプル信号ＤＰＰを安定して生成することができ、安定なトラッキングが可能となる。

ここに、より具体的な演算式を説明する。まず、２層光記録媒体の光ピックアップ装置１に近い第１の記録層の記録又は再生を行う際の差動プッシュプル信号ＤＰＰ１の生成は以下のように行う。回折格子１５により３ビームを発生させたときの０次光であるメインビームのプッシュプル信号をＭＰＰとすると、図４、図６において
ＭＰＰ＝Ｃ−Ｄ
ｕ．演算により生成される。また、＋１次回折光であるサブビーム１におけるプッシュプル信号をＳＰＰ１とすると、
ＳＰＰ１＝Ｇ−Ｈ
なる演算により生成される。このときの差動プッシュプル信号ＤＰＰ１は、
ＤＰＰ１＝ＭＰＰ−ｋ１・ＳＰＰ１
＝（Ｃ−Ｄ）−ｋ１（Ｇ−Ｈ）
なる演算により生成される。

一方、光ピックアップ装置１から遠い第２の記録層に記録又は再生する際は、−１次回折光であるサブビーム２におけるプッシュプル信号をＳＰＰ２として、
ＳＰＰ２＝Ｅ−Ｆ
なる演算により生成される。このときの差動プッシュプル信号ＤＰＰ２は、
ＤＰＰ２＝ＭＰＰ−ｋ２・ＳＰＰ２
＝（Ｃ−Ｄ）−ｋ２（Ｅ−Ｆ）
なる演算により生成される。

以上のように２層光記録媒体の各層を記録又は再生する際には、対象となる記録層に対応してサブビーム１とサブビーム２との何れか一方のみを選択して、差動プッシュプル信号を生成させれば、他層からのデフォーカス光の影響を回避することができる。このためにも、本実施の形態で説明したように、光ピックアップ装置１の構成には特に変更等を要しない。

ところで、上述したような回折格子７を有する光ピックアップ装置１を用いた２層光記録媒体のトラッキング信号の検出において、戻り光を回折させて信号検出させる回折格子７の配置に関して、上述の方法を成立させるためには、以下のような条件が必要となる。

即ち、２層光記録媒体の光ピックアップ装置１に近い第１の記録層に合焦させて情報の記録又は再生を行うとき、光ピックアップ装置１から遠い第２の記録層から反射するデフォーカス光は光ピックアップ装置１の光学系である対物レンズ１２とコリメートレンズ１０とにより集光されるが、その集光点が光源８と回折格子７との間に集光するように、回折格子７を配置させる。

例えば、光源８として赤色半導体レーザを用いてＤＶＤ２層メディア（２層光記録媒体）のトラッキング信号を検出する場合の例を図９に示す。ＤＶＤ２層メディアは、２層の間隔として５５±１５μｍと規格化されている。つまり、２層間隔は４０〜７０μｍの間で設定されている。図９に示すように、４０〜７０μｍの層間隔の何れにおいても、対物レンズ１２とコリメートレンズ１０とによる第２の記録層からの反射光の集光点は光源８と回折格子７との中間にあり、回折格子７面では集光しないでデフォーカス状態となっている。図９の例では＋８５μｍの面からの反射光が丁度回折格子７面に集光するように設定されている。

このように第２の記録層からの反射光の集光点を光源８と回折格子７との中間に設定しないと図６及び図７に示したようにデフォーカス光が第１の記録層と第２の記録層とで光検出器９面内で１８０°反転したパターンにならず、前述の検出方法が成立しないことになるからである（第１の記録層に合焦していても、光検出器９上のデフォーカスパターンが第２の記録層に合焦しているときの図７のデフォーカスパターンと同方向に生じてしまい、記録層毎にサブビームを選択してプッシュプル信号を生成する検出法が成立しなくなる）。

また、本実施の形態を適用する上で、図１に示した偏光性回折格子７は必須ではなく、無偏光回折格子を用いた光ピックアップ装置の場合にも同様に適用することができ、回折格子の種類には依らない。

ところで、上述したような２層光記録媒体に対するトラッキング信号検出方法を実際の光ディスクドライブ装置２１に適用する際には、このような２層光記録媒体だけでなく、従来からの単層光記録媒体への適用も可能にしておく必要がある。そこで、基本的には、記録又は再生を行う対象が、単層光記録媒体であるか、２層光記録媒体の第１層であるか、或いは、２層光記録媒体の第２層であるかを認識する媒体認識手段と、この認識結果に応じて差動プッシュプル信号を選択する選択手段と、を備え、トラッキング制御を行わせるようにすればよい。

光ディスクドライブ装置２１としての動作は、まず、記録又は再生しようとする光記録媒体１３の種類を認識する。単層光記録媒体の場合であれば、今回のような問題は生じないので、トラッキング信号は従来の差動プッシュプル信号を生成・選択してトラッキング制御を行わせる。つまり、３ビームのうちの２つのサブビームのプッシュプル信号を使って差動プッシュプル信号を生成する。

光記録媒体１３の種類が２層光記録媒体の場合は、記録又は再生する対象層が光ピックアップ装置１に近い第１の記録層か、遠い第２の記録層かを認識する。第１の記録層、第２の記録層の違いにより、３ビーム中の２つのサブビームプッシュプル信号のうち何れか１つを選択して差動プッシュプル信号を生成させてトラッキング制御する。

光ディスクドライブ装置２１側で、このような光記録媒体１３の種類の認識とそれに対応した差動プッシュプル信号の選択とを行うことにより、２層光記録媒体における他層からのデフォーカス光の影響を受けない差動プッシュプル信号が得られる。

より具体的な演算方法について説明すると、光ディスクドライブ装置２１において、回折格子１５により３ビームを発生させたときの０次光であるメインビームのプッシュプル信号をＭＰＰ、＋１次回折光であるサブビーム１におけるプッシュプル信号をＳＰＰ１、−１次回折光であるサブビーム２におけるプッシュプル信号をＳＰＰ２として、ｋ，ｋ１，ｋ２を定数とするとき、記録又は再生する光記録媒体１３の種類（単層／２層の第１の記録層／２層の第２の記録層）を認識し、単層光記録媒体の場合であれば、差動プッシュプル信号ＤＰＰは、
ＤＰＰ＝ＭＰＰ−ｋ（ＳＰＰ１＋ＳＰＰ２）
なる演算で生成してトラッキング制御する。これは、単層の場合は２つのサブビームを用いたサブプッシュプル信号ＳＰＰを用いて
ＳＰＰ＝（Ｇ−Ｈ）＋（Ｅ−Ｆ）
＝ＳＰＰ１＋ＳＰＰ２
となるからである。

２層光記録媒体のうちの第１の記録層を記録又は再生するときの差動プッシュプル信号ＤＰＰ１は、
ＤＰＰ１＝ＭＰＰ−ｋ１・ＳＰＰ１
なる演算により生成し、他方の第２の記録層を記録又は再生するときの差動プッシュプル信号ＤＰＰ２は、
ＤＰＰ２＝ＭＰＰ−ｋ２・ＳＰＰ２
なる演算により生成して２層光記録媒体のトラッキング制御を行う。

図１０にトラッキング用サブビームの光検出器９で光電変換後の再生信号処理回路２５における増幅、演算方法例を示す。トラッキング用サブビームの検出を行う受光領域Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈ（図４参照）の光電変換出力は個々にアンプ４１ａ〜４１ｄで電流−電圧変換された後、アンプ４２により差動増幅が行われてサブビーム１に対するサブプッシュプル信号ＳＰＰ１としてＶG-Hが出力される。この出力をａとする。また、アンプ４３により差動増幅が行われてサブビーム２に対するサブプッシュプル信号ＳＰＰ２としてVE-Fが出力される。この出力をｂとする。ａとｂの出力は抵抗Ｒ２を介して接続され、アンプ４４により両サブビーム（サブビーム１，２）に対するサブプッシュプル信号ＳＰＰ＝ＳＰＰ１＋ＳＰＰ２としてＶEG-FHが出力される。この出力をｃとする。このようにして、差動プッシュプル信号生成手段中のサブビームに関するプッシュプル信号生成手段４５が構成されている。なお、メインビームに関するプッシュプル信号ＶC-Dも同様に生成出力される。

なお、図１０では以上の出力の他にアンプ４１ａ〜４１ｄの各出力を抵抗Ｒ１を介して接続してアンプ４６によりトラッキング用サブビームの出力の加算信号ＶE+F+G+Hがｄとして出力される。

このような構成において、図１１に示す概略フローチャートを参照して光ディスクドライブ装置２１のＣＰＵ３１により実行される記録又は再生動作時のトラッキング制御例について説明する。

まず、記録又は再生動作に先立ち、対象となる光記録媒体１３の種類を認識する（ステップＳ１，Ｓ２）。この認識処理は、光記録媒体１３にフォーマットされているディスク構造（単層メディア／２層メディア）に関する情報やホストからの命令に対応する記録層番号等を参照して判定すればよい。

単層の光記録媒体の場合であれば（Ｓ１のＹ）、トラッキング信号は従来の差動プッシュプル信号を生成してトラッキング制御を行う。即ち、図１０中に示した出力ｃをサブプッシュプル信号として選択し、メインプッシュプル信号との差動演算に供して通常の差動プッシュプル信号ＤＰＰを生成するようにすればよい（Ｓ３）。

光記録媒体１３が２層光記録媒体であって、光ピックアップ装置１に近い第１の記録層を対象とする場合であれば（Ｓ２のＹ）、図１０中に示した出力ａをサブプッシュプル信号として選択し、メインプッシュプル信号との差動演算に供して第１の差動プッシュプル信号ＤＰＰ１を生成するようにすればよい（Ｓ４）。

光記録媒体１３が２層光記録媒体であって、光ピックアップ装置１から遠い第２の記録層を対象とする場合であれば（Ｓ２のＮ）、図１０中に示した出力ｂをサブプッシュプル信号として選択し、メインプッシュプル信号との差動演算に供して第２の差動プッシュプル信号ＤＰＰ２を生成するようにすればよい（Ｓ５）。

ステップＳ１，Ｓ２の処理が媒体認識手段の機能として実行され、ステップＳ３〜Ｓ５が選択手段の機能として実行される。

なお、図１０中の和信号ｄはトラッキング信号やフォーカス信号の出力レベルを制御する自動利得制御ＡＧＣを行うための信号として用いられる。

なお、本実施の形態の光ピックアップ装置１を構成する上で、例えば図１２に示すように、光源８と光検出器９と回折格子７（３ビーム形成用回折格子１５及び戻り光回折用回折格子１６…図２参照）がパッケージ１７により一体化された構造としてもよい。このような一体化構造によれば、光ピックアップ装置１の組立てを行う際に光源８、光検出器９、３ビーム形成用回折格子１５及び戻り光回折用回折格子１６が一体化されているので、組立て時間を短縮でき、光学系調整も簡単になり量産性を向上させることができる。

一般的かつ本発明の一実施の形態で使用される光ピックアップ装置の光学系を示す原理的構成図である。 その偏光性回折格子の構成例を示す断面図である。 ３ビームの媒体上での位置関係を示す説明図である。 ホログラム分割パターンと光検出器の受光パターンとの関係を示す模式図である。 ２層光記録媒体のトラッキング信号を検出するときの問題点を説明するためのＳＰＰ信号とＭＰＰ信号との時間波形図である。 第１の記録層に合焦時の光検出器面内でのデフォーカス光の様子を示す説明図である。 第２の記録層に合焦時の光検出器面内でのデフォーカス光の様子を示す説明図である。 光ディスクドライブ装置の構成例を示す概略ブロック図である。 回折格子の配設位置を説明するためのビームの集光状態を示す説明図である。 サブビーム用のプッシュプル信号生成手段の構成例を示す回路図である。 記録又は再生動作時のトラッキング制御例に示す概略フローチャートである。 光ピックアップ装置の変形例の光学系を示す原理的構成図である。

符号の説明

１ 光ピックアップ装置
８ 光源
９ 光検出器
１２ 対物レンズ
１３ 光記録媒体
１５ ３ビーム生成用回折格子
１６ 戻り光回折用回折格子
４５ サブビーム用プッシュプル信号生成手段（差動プッシュプル信号生成手段の一部）

Claims (7)

1. メインビームと２つのサブビームとの３ビームを用いた差動プッシュプル法によるトラッキング信号検出方法であって、
   ２層光記録媒体に対して記録又は再生を行う際、前記２層光記録媒体の２層の記録層のうちで記録又は再生を行う対象層に応じて前記３ビーム中の２つのサブビームにおけるプッシュプル信号のうちの一方のみを選択して前記メインビームによるプッシュプル信号との差動プッシュプル信号を生成するようにしたトラッキング信号検出方法。
2. 回折格子により３ビームを発生させたときの０次光であるメインビームのプッシュプル信号をＭＰＰ、＋１次回折光であるサブビーム１におけるプッシュプル信号をＳＰＰ１、−１次回折光であるサブビーム２におけるプッシュプル信号をＳＰＰ２とし、ｋ１，ｋ２を定数とするとき、前記２層光記録媒体のうちで一方の記録層を対象層として記録又は再生を行う際の差動プッシュプル信号ＤＰＰ１は、ＤＰＰ１＝ＭＰＰ−ｋ１・ＳＰＰ１なる演算により生成し、他方の記録層を対象層として記録又は再生を行う際の差動プッシュプル信号ＤＰＰ２は、ＤＰＰ２＝ＭＰＰ−ｋ２・ＳＰＰ２なる演算により生成するようにした請求項１記載のトラッキング信号検出方法。
3. 光源と対物レンズとの間に回折格子を配置し光記録媒体からの戻り光を回折させて光検出器により信号検出する光ピックアップ装置を用いて前記２層光記録媒体の前記光ピックアップ装置側の第１の記録層に合焦しているとき、第２の記録層からのデフォーカス光が前記光ピックアップ装置の光学系により集光する集光点は、前記光源と前記回折格子との中間位置となるように設定されている請求項２記載のトラッキング信号検出方法。
4. メインビームと２つのサブビームとの３ビームを用いた差動プッシュプル法によりトラッキング信号を検出してトラッキング制御を行いながら情報の記録又は再生を行う光ディスクドライブ装置であって、
   前記３ビーム中の２つのサブビームによるプッシュプル信号と前記メインビームによるプッシュプル信号とにより通常の差動プッシュプル信号を生成するとともに、前記３ビーム中の２つのサブビームにおけるプッシュプル信号のうちの一方のみを選択して前記メインビームによるプッシュプル信号とにより各々第１，第２の差動プッシュプル信号を生成する差動プッシュプル信号生成手段と、
   記録又は再生を行う対象が、単層光記録媒体であるか、２層光記録媒体の第１層であるか、或いは、２層光記録媒体の第２層であるかを認識する媒体認識手段と、
   この認識の結果、単層光記録媒体に対して記録又は再生を行う際には前記差動プッシュプル信号生成手段から得られる通常の差動プッシュプル信号を選択し、２層光記録媒体に対して記録又は再生を行う際には、前記２層光記録媒体の２層の記録層のうちで記録又は再生を行う対象層に応じて前記差動プッシュプル信号生成手段から得られる第１又は第２の差動プッシュプル信号を選択する選択手段と、
   を備える光ディスクドライブ装置。
5. 光源からの出射光に基づきメインビームと２つのサブビームとの３ビームを生成する３ビーム形成用回折格子を備え、
   前記３ビーム形成用回折格子により３ビームを発生させたときの０次光であるメインビームのプッシュプル信号をＭＰＰ、＋１次回折光であるサブビーム１におけるプッシュプル信号をＳＰＰ１、−１次回折光であるサブビーム２におけるプッシュプル信号をＳＰＰ２とし、ｋ，ｋ１，ｋ２を定数とするとき、前記差動プッシュプル信号生成手段は、通常の差動プッシュプル信号ＤＰＰは、ＤＰＰ＝ＭＰＰ−ｋ（ＳＰＰ１＋ＳＰＰ２）なる演算により生成し、第１の差動プッシュプル信号ＤＰＰ１は、ＤＰＰ１＝ＭＰＰ−ｋ１・ＳＰＰ１なる演算により生成し、第２の差動プッシュプル信号ＤＰＰ２は、ＤＰＰ２＝ＭＰＰ−ｋ２・ＳＰＰ２なる演算により生成する、請求項４記載の光ディスクドライブ装置。
6. 光源と対物レンズとの間に戻り光回折用回折格子を配置し光記録媒体からの戻り光を回折させて光検出器により信号検出する光ピックアップ装置を備え、
   前記２層光記録媒体の前記光ピックアップ装置側の第１の記録層に合焦しているとき、第２の記録層からのデフォーカス光が前記光ピックアップ装置の光学系により集光する集光点が、前記光源と前記回折格子との中間位置となるように前記回折格子が配設されている請求項５記載の光ディスクドライブ装置。
7. 前記光ピックアップ装置は、前記光源と前記光検出器と前記３ビーム形成用回折格子と前記戻り光回折用回折格子とが一体化されている、請求項６記載の光ディスクドライブ装置。
   

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