JP2008052845A - Optical disk device and optical pickup - Google Patents
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Description
本発明は光ディスク装置及び光ピックアップに関し、詳しくはフォーカスエラー信号の生成に適用して好適なものである。 The present invention relates to an optical disc apparatus and an optical pickup, and more specifically, is suitable for application to generation of a focus error signal.
従来、光ディスク装置は、光ディスクの記録面における所望のトラックに対する光ビームの照射位置ずれを示すトラッキングエラー信号を生成し、当該トラッキングエラー信号に基づいて照射位置ずれが小さくなるよう光ピックアップを駆動するトラッキング制御を行うとともに、当該記録面に対する光ビームの焦点位置ずれを示すフォーカシングエラー信号を生成し、当該フォーカシングエラー信号に基づいて焦点位置ずれが小さくなるよう対物レンズを駆動するフォーカシング制御を行っている。 2. Description of the Related Art Conventionally, an optical disc apparatus generates a tracking error signal indicating an irradiation position deviation of a light beam with respect to a desired track on a recording surface of an optical disc, and tracking that drives an optical pickup so that the irradiation position deviation is reduced based on the tracking error signal. In addition to performing the control, a focusing error signal indicating the focal position deviation of the light beam with respect to the recording surface is generated, and focusing control is performed to drive the objective lens so as to reduce the focal position deviation based on the focusing error signal.
光ディスク装置におけるトラッキングサーボ方法としては、プッシュプル法が広く用いられている。図1(A)に示すように光ディスク100の記録面には、データの記録される凸状のグルーブGと、案内溝であるランドLとが交互に配置されており、この一対のグルーブG及びランドLで1つのトラックを形成している。ここで、光ビームが記録面に照射されると、このグルーブG及びランドLが光ビームに対して回折格子として作用する。従って、光ディスク装置1が光ビームをスポットPとして光ディスク100に照射すると、グルーブG及びランドLによる回折によって反射光ビームが0次光ビームでなる主光領域AR0及び±1次光ビームでなる副光領域AR±1に分割され、当該反射光ビームの両端には主光領域AR0及び副光領域AR±1が重なる2つの重複領域Wがそれぞれ形成される。
A push-pull method is widely used as a tracking servo method in an optical disc apparatus. As shown in FIG. 1A, convex grooves G on which data is recorded and lands L as guide grooves are alternately arranged on the recording surface of the
この2つの重複領域Wでは主光領域AR0及び副光領域AR±1が互いに干渉するが、このときのグルーブG及びランドLに対するスポットPの位置に応じて副光領域AR±1の位相が変化するため、この主光領域AR0に対する副光領域AR±1の位相差に応じて当該2つの重複領域Wにおける光量がそれぞれ変化する。 In the two overlapping regions W, the main light region AR0 and the sub light region AR ± 1 interfere with each other, but the phase of the sub light region AR ± 1 changes according to the position of the spot P with respect to the groove G and the land L at this time. Therefore, the amount of light in the two overlapping regions W changes according to the phase difference of the sub-light region AR ± 1 with respect to the main light region AR0.
従って図1(B)に示すように、2分割された受光領域1A及び1Bを有する光検出器1によって反射光スポットQを検出した場合、当該反射光スポットQに応じた受光領域1A及び1Bの検出光量差から、2つの重複領域Wの光量差を表すプッシュプル信号を生成することができる。このプッシュプル信号は、グルーブGの中心に対するスポットPの照射位置ずれを表しており、スポットPがグルーブGの中心に照射されたときにゼロとなり、トラックピッチに対応した波長を有する正弦波を示す。
Accordingly, as shown in FIG. 1B, when the reflected light spot Q is detected by the
ところで光ディスク装置では、光ピックアップを固定したまま対物レンズのみをトラッキング方向に駆動させて照射位置を微調整する場合があり(いわゆるレンズシフト)、このとき対物レンズと光検出器1との位置関係がずれるため、反射光スポットQの中心(以下、これをスポット中心と呼ぶ)が受光領域1A及び1Bの分割線からずれてしまう。そしてプッシュプル法では、この受光領域1A及び1Bの検出光量差がレンズシフトによるものなのか、光ビームの照射位置ずれによるものなのかを判別することができない。
By the way, in the optical disk apparatus, there are cases where only the objective lens is driven in the tracking direction while the optical pickup is fixed to finely adjust the irradiation position (so-called lens shift). At this time, the positional relationship between the objective lens and the
そこで光ディスク装置では、光ビームを0次光ビームでなるメインビームと±1次光ビームでなるサブビームとに分割して光ディスク100に照射し、これらの反射光光量に基づいてトラッキングエラー信号を生成する、いわゆるDPP(Differential Push Pull:差動プッシュプル)法が用いられている。実際上、このDPP法では、レーザダイオードから出射した光ビームを回折格子によってメインビームと2つのサブビームとに分割し、図2(A)に示すように、光ディスク100に対して、メインビームを集光してなるメインスポットPAを所望のトラックにおけるグルーブGの中心に位置するように照射すると共に、サブビームを集光してなるサブスポットPB及びPCを当該グルーブGから互いに反対方向へ1/2トラック分ずつずれたランドLに位置するよう照射する。
Therefore, in the optical disc apparatus, the optical beam is divided into a main beam composed of a zero order light beam and a sub beam composed of ± first order light beams and irradiated onto the
この場合光ディスク装置では、図2(B)に示すように、メインスポットPA、サブスポットPB及びPCに対応するメイン反射光スポットQA、サブ反射光スポットQB及びQCを光検出器2によって受光する。
In this case, in the optical disc apparatus, as shown in FIG. 2B, the main reflected light spot QA, the sub reflected light spots QB, and QC corresponding to the main spot PA, the sub spot PB, and the PC are received by the
この光検出器2は、受光領域3A、3B、3C及び3Dを有するメインスポット検出器3と、受光領域4E、4F、4G及び4Hを有するサブスポット検出器4と、受光領域5I、5J、5K及び5Lを有するサブスポット検出器5とで構成され、メインスポット検出器3がメイン反射光スポットQAを、サブスポット検出器4がサブ反射光スポットQBを、サブスポット検出器5がサブ反射光スポットQCをそれぞれ受光する。そして光検出器2は、各受光領域3A〜3D、4E〜4H、5I〜5Lの受光量に応じた検出信号a〜d、e〜h、i〜lを生成する。
The
なお、サブビームによるサブ反射光スポットQB及びQCの光量は、メインビームによるメイン反射光スポットQAの光量と比較して小さくなるようになされており、これによりメインスポットPAの光利用効率を高めている。 The light quantity of the sub reflected light spots QB and QC by the sub beam is made smaller than the light quantity of the main reflected light spot QA by the main beam, thereby improving the light utilization efficiency of the main spot PA. .
光ディスク装置の信号処理部は、受光領域3A、3B、3C及び3Dの受光量に応じた検出信号a、b、c及びdを用いて、所望のトラックと平行な中心線を挟んだ両側の領域における受光量の差をメインプッシュプル信号MPPとして次式に従って算出する。
The signal processing unit of the optical disc apparatus uses detection signals a, b, c, and d corresponding to the amounts of light received in the
MPP=a+d−b−c ……(1) MPP = a + d−b−c (1)
さらに信号処理部は、受光領域4E、4F、4G及び4Hの受光量に応じた検出信号e、f、g及びh、並びに受光領域5I、5J、5K及び5Lの受光量に応じた検出信号i、j、k及びlを用いて、サブプッシュプル信号SPPを次式により算出する。ただし、Kはメインビームとサブビームの光量差を補正してサブプッシュプル信号SPPの信号レベルをメインプッシュプル信号MPPと同等に高めるための係数である。
Further, the signal processing unit detects detection signals e, f, g, and h corresponding to the received light amounts of the
SPP=K{(e+h−f−g)+(i+l−j−k)} ……(2) SPP = K {(e + hf−g) + (i + 1−j−k)} (2)
このとき、DPP法では、メインビームによるメインスポットPAをグルーブG上に位置するように照射しているのに対し、サブビームによるサブスポットPB及びPCを半トラック分ずらしてランドLに位置するよう照射している。 At this time, in the DPP method, the main spot PA by the main beam is irradiated so as to be positioned on the groove G, while the sub spots PB and PC by the sub beam are shifted by a half track so as to be positioned on the land L. is doing.
このため、メイン反射光スポットQAとサブ反射光スポットQB及びQCの重複領域Wに生じる明暗が互いに反転すると共に、サブプッシュプル信号SPPの位相はメインプッシュプル信号MPPに対して180度位相がずれる。 For this reason, the light and darkness generated in the overlapping region W of the main reflected light spot QA and the sub reflected light spots QB and QC are reversed, and the phase of the sub push-pull signal SPP is 180 degrees out of phase with the main push-pull signal MPP. .
ここで、対物レンズが基準位置にある場合、反射光スポットQA、QB及びQC(はそれぞれメインスポット検出器3並びにサブスポット検出器4及び5の中心で受光され、各スポット中心はメインスポット検出器3並びにサブスポット検出器4及び5の受光領域分割線上に位置する。
Here, when the objective lens is at the reference position, the reflected light spots QA, QB, and QC are received at the centers of the
これに対して、対物レンズがトラッキング方向にシフトしたことにより反射光スポットQA、QB及びQCのスポット中心がメインスポット検出器3並びにサブスポット検出器4及び5の中心から移動すると、メインプッシュプル信号MPP及びサブプッシュプル信号SPPには、それぞれスポットの移動量に応じたDCオフセットが発生する。
On the other hand, if the spot centers of the reflected light spots QA, QB, and QC move from the centers of the
そこでDPP法を適用した光ディスク装置では、メインプッシュプル信号MPPとサブプッシュプル信号SPPとの差分を次式に従って算出することにより、DCオフセットを相殺したトラッキングエラー信号TEを得るようになされている。 Therefore, in an optical disc apparatus to which the DPP method is applied, a tracking error signal TE in which the DC offset is canceled is obtained by calculating a difference between the main push-pull signal MPP and the sub push-pull signal SPP according to the following equation.
TE=MPP−SPP
=(a+d−b−c)−K{(e+h−f−g)+(i+l−j−k)} ……(3)
TE = MPP-SPP
= (A + d-b-c) -K {(e + hf-g) + (i + l-j-k)} (3)
一方、光ディスク装置におけるフォーカシングサーボ方法としては、非点収差法が広く用いられている。かかる非点収差法は、対物レンズで集光された光ビームの焦点と光ディスクの記録面との位置関係に応じて、当該記録面で反射された反射光ビームのスポット形状が変化することを利用し、受光領域が4分割された受光素子における2組の対角和信号の差からフォーカスエラー信号を生成するものであり、プッシュプル法によるトラッキングサーボ方法との融合が容易であるという利点を有している。 On the other hand, the astigmatism method is widely used as a focusing servo method in an optical disc apparatus. This astigmatism method utilizes the fact that the spot shape of the reflected light beam reflected by the recording surface changes according to the positional relationship between the focal point of the light beam collected by the objective lens and the recording surface of the optical disk. The focus error signal is generated from the difference between the two diagonal sum signals in the light receiving element in which the light receiving area is divided into four parts, and has the advantage that it can be easily integrated with the tracking servo method by the push-pull method. is doing.
すなわち非点収差法では、メイン反射光スポットを受光するメインスポット検出器3(図2)において、対角上に位置する受光領域3A及び3Cから出力される検出信号a及びcの対角和信号a+cと、同じく対角上に位置する受光領域3B及び3Dから出力される検出信号b及びdの対角和信号b+dとの差分でなる対角和差分信号を次式に従って算出することにより、光ディスクの記録面に対する光ビームの焦点位置ずれを示すフォーカスエラー信号FEを得る。
That is, in the astigmatism method, in the main spot detector 3 (FIG. 2) that receives the main reflected light spot, a diagonal sum signal of the detection signals a and c output from the
FE=(a+c)−(b+d) ……(4) FE = (a + c) − (b + d) (4)
ところが、フォーカシングサーボ方式として非点収差法を用いた場合、プッシュプル信号の振幅が大きい光ディスクに対する読み書きの際に、フォーカスリークと呼ばれる現象が発生する。このフォーカスリークは、トラッキングサーボ方式として上述したプッシュプル法を用いる場合において、トラックに対するスポットの照射位置がずれた際に生じる当該スポット内の明暗パターンの変化がフォーカスエラー信号に影響して、上述した2組の対角和信号がアンバランスになることにより、フォーカスサーボの誤動作を引き起こすものである。 However, when the astigmatism method is used as a focusing servo system, a phenomenon called a focus leak occurs when reading / writing from / to an optical disk having a large push-pull signal amplitude. In the case of using the above-described push-pull method as the tracking servo method, this focus leak is caused by the change in the light / dark pattern in the spot that occurs when the irradiation position of the spot with respect to the track shifts. When the two sets of diagonal sum signals are unbalanced, the focus servo malfunctions.
かかる問題に対処するため、差動非点収差法と呼ばれるフォーカシングサーボ方法が提案されている(例えば、特許文献1参照)。この差動非点収差法では、次式に従って、上述したメインスポット検出器3における対角和差分信号に対し、サブ反射光スポットを受光するサブスポット検出器4及び5それぞれについての対角和差分信号(e+g)−(f+h)及び(i+k)−(j+l)を所定の係数αをかけて加算することで、フォーカスリークの少ないフォーカスエラー信号FEを得ることができる。
In order to cope with such a problem, a focusing servo method called a differential astigmatism method has been proposed (see, for example, Patent Document 1). In this differential astigmatism method, the diagonal sum difference for each of the
FE=(a+c)−(b+d)+α{(e+g)−(f+h)+(i+k)−(j+l)}
……(5)
...... (5)
上述した差動非点収差法を用いてフォーカスサーボを行うためには、メインプッシュプル信号MPP及びサブプッシュプル信号SPPの位相が180度ずれている必要がある。 In order to perform focus servo using the differential astigmatism method described above, the phases of the main push-pull signal MPP and the sub push-pull signal SPP need to be shifted by 180 degrees.
ここで、複数種類の光ディスクに対応した光ディスク装置の光ピックアップにおいては、レーザ光の波長に応じた複数の対物レンズを、光ディスクのトラック方向に並列配置することが考えられるが、この場合、少なくとも一つの対物レンズは光ディスクの半径上から離れた位置に配置されることになる(これをオフセット配置と呼ぶ)。 Here, in an optical pickup of an optical disc apparatus corresponding to a plurality of types of optical discs, it is conceivable to arrange a plurality of objective lenses according to the wavelength of the laser beam in parallel in the track direction of the optical disc. One objective lens is arranged at a position away from the radius of the optical disk (this is called an offset arrangement).
このオフセット配置された対物レンズは、ディスク半径に対してレンズ間隔だけ離れた線上を移動することになるが、当該対物レンズから照射される2つのサブビームとトラックの位置関係は、対物レンズのディスク中心からの距離に応じて変化し、この影響によってメインプッシュプル信号MPPとサブプッシュプル信号SPPとの位相差が180度から変化してしまい、これにより上述した差動非点収差法を適用できなくなるとともに、正常なDPP信号を得られなくなる。 The objective lens arranged offset moves on a line separated by the lens interval with respect to the disk radius. The positional relationship between the two sub beams irradiated from the objective lens and the track depends on the disk center of the objective lens. The phase difference between the main push-pull signal MPP and the sub push-pull signal SPP changes from 180 degrees due to this influence, and the differential astigmatism method described above cannot be applied. At the same time, a normal DPP signal cannot be obtained.
このような構成の光ピックアップから正常なDPP信号を得るためには、サブプッシュプル信号の振幅を抑えることが考えられる。例えば、位相シフトDPP法とよばれる方法では、図3に示すように、サブビームを生成するための回折格子6に対し、通過光の位相を180°遅延させる帯状の遅延部6Aと、遅延を生じさせない非遅延部6Bとを、光ディスクのトラック方向に対して所定角度(例えば45°)傾けた状態で周期的に設けることにより、当該回折格子6を通過して光ディスクに照射される光ビームに縞状の位相遅延を生じさせ、この干渉によって図4に示すように、サブスポット検出器4及び5上のサブ反射光スポットQB及びQCにおける重複領域Wに、トラック方向に対して傾いた市松模様状の明暗パターンを生じさせる。
In order to obtain a normal DPP signal from the optical pickup having such a configuration, it is conceivable to suppress the amplitude of the sub push-pull signal. For example, in a method called the phase shift DPP method, as shown in FIG. 3, a band-
このサブ反射光スポットQB及びQCにおける重複領域Wは、上述した明暗パターンの影響によって、サブビームの照射位置が移動したとしても明度があまり変化せず、これによりサブプッシュプル信号の振幅を抑えることができる。このため、オフセット配置された対物レンズを用いる光学系においても、サブビームの照射位置ずれに影響されることなく直流成分のオフセットを相殺したトラッキングエラー信号TEを得ることができる。 The overlapping region W in the sub reflected light spots QB and QC does not change much in lightness even if the irradiation position of the sub beam is moved due to the above-described influence of the light / dark pattern, thereby suppressing the amplitude of the sub push-pull signal. it can. For this reason, even in an optical system using an objective lens arranged offset, it is possible to obtain the tracking error signal TE in which the offset of the DC component is canceled without being affected by the displacement of the irradiation position of the sub beam.
しかしながら、このような回折格子6を用いた場合、サブプッシュプル信号振幅が抑えられるため、差動非点収差によるフォーカスリーク低減効果は大幅に減少する。またメインプッシュプル信号MPPとサブプッシュプル信号SPPとの位相差が180度から変化することを避け得ず、依然として、オフセット配置された対物レンズを用いる光学系では、差動非点収差法を用いたフォーカシング制御を行い得ないという問題があった。
However, when such a
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、簡易な構成で、確実なフォーカシング制御を行い得る光ディスク装置及び光ピックアップを提案しようとするものである。 The present invention has been made in consideration of the above points, and intends to propose an optical disc apparatus and an optical pickup capable of performing reliable focusing control with a simple configuration.
かかる課題を解決するため本発明の光ディスク装置においては、光源から出射された光ビームを回折してメインビーム及びサブビームを生成する回折素子と、サブビームの光束の一部領域の位相を略180°変化させる位相変化手段と、受光面が光ディスクのトラックに対して平行な分割線及び直角な分割線によって4個の受光領域に分割され、サブビームが光ディスクで反射されてなる反射サブビームを各受光領域で光電変換してそれぞれ検出信号を出力する光検出器と、対角上に位置する受光領域の一方の対の検出信号の和と、他方の対の検出信号の和との差に基づいてフォーカスエラー信号を生成する信号処理手段とを設けるようにした。 In order to solve this problem, in the optical disk apparatus of the present invention, the diffraction element that diffracts the light beam emitted from the light source to generate the main beam and the sub beam, and the phase of the partial region of the sub beam change by approximately 180 °. And a phase change means for causing the light receiving surface to be divided into four light receiving regions by a dividing line parallel to the track of the optical disk and a dividing line perpendicular to the track, and a reflected sub beam reflected by the optical disk is photoelectrically generated in each light receiving region. A focus error signal based on a difference between a photodetector that converts and outputs a detection signal, and a sum of detection signals of one pair of light receiving areas located diagonally and a sum of detection signals of the other pair And a signal processing means for generating.
位相変化手段によってサブビームの光束の一部領域の位相を略180°変化させることにより、当該サブビームが光ディスクのトラックで回折及び反射された反射サブビームにおける0次光と±1次光の重複領域に、トラックに対するサブビームの照射位置移動に応じて明部及び暗部の明度が互いに逆に増減する明暗パターンを生じさせ、当該明部及び暗部が相殺しあうことで、照射位置移動に伴う重複領域全体及び上記光検出器の分割線近傍の局所的な明度変化を小さく抑え、この反射サブビームを用いて非点収差法によってフォーカスエラー信号を生成することにより、トラックに対するサブビームの照射位置変化に影響されにくいフォーカスエラー信号を得ることができる。 By changing the phase of a partial region of the sub-beam light beam by the phase changing means by approximately 180 °, the sub-beam is diffracted and reflected by the track of the optical disc in the overlapping region of the zero-order light and the ± first-order light. A bright / dark pattern in which the brightness of the bright part and the dark part increase or decrease in reverse with each other according to the movement of the irradiation position of the sub beam with respect to the track is generated, and the bright part and the dark part cancel each other. Focus error that is less susceptible to changes in the irradiation position of the sub-beam on the track by suppressing the local brightness change near the dividing line of the photodetector and generating a focus error signal by the astigmatism method using this reflected sub-beam A signal can be obtained.
また本発明の光ピックアップにおいては、光源から出射された光ビームを回折してメインビーム及びサブビームを生成する回折素子と、サブビームの光束の一部領域の位相を略180°変化させる位相変化手段と、受光面が光ディスクのトラックに対して平行な分割線及び直角な分割線によって4個の受光領域に分割され、サブビームが光ディスクで反射されてなる反射サブビームを各受光領域で光電変換してそれぞれ検出信号を出力する光検出器とを設けるようにした。 In the optical pickup of the present invention, a diffraction element that diffracts a light beam emitted from a light source to generate a main beam and a sub beam, and a phase change unit that changes a phase of a partial region of the sub beam by approximately 180 °. The light-receiving surface is divided into four light-receiving areas by a dividing line parallel to the optical disc track and a perpendicular dividing line, and the sub-beams reflected by the optical disk are photoelectrically converted in each light-receiving area and detected respectively. And a photodetector for outputting a signal.
位相変化手段によってサブビームの光束の一部領域の位相を略180°変化させることにより、当該サブビームが光ディスクのトラックで回折及び反射された反射サブビームにおける0次光と±1次光の重複領域に、トラックに対するサブビームの照射位置移動に応じて明部及び暗部の明度が互いに逆に増減する明暗パターンを生じさせ、当該明部及び暗部が相殺しあうことで、照射位置移動に伴う重複領域全体及び上記光検出器の分割線近傍の局所的な明度変化を小さく抑えることにより、この反射サブビームを用いて非点収差法によってフォーカスエラー信号を生成することで、サブビームの照射位置変化に影響されにくいフォーカスエラー信号を得ることができる。 By changing the phase of a partial region of the sub-beam light beam by the phase changing means by approximately 180 °, the sub-beam is diffracted and reflected by the track of the optical disc in the overlapping region of the zero-order light and the ± first-order light. A bright / dark pattern in which the brightness of the bright part and the dark part increase or decrease in reverse with each other according to the movement of the irradiation position of the sub beam with respect to the track is generated, and the bright part and the dark part cancel each other. A focus error signal that is less susceptible to changes in the irradiation position of the sub beam by generating a focus error signal by the astigmatism method using this reflected sub beam by suppressing the local brightness change near the dividing line of the photodetector. A signal can be obtained.
本発明によれば、位相変化手段によってサブビームの光束の一部領域の位相を略180°変化させることにより、当該サブビームが光ディスクのトラックで回折及び反射された反射サブビームにおける0次光と±1次光の重複領域に、トラックに対するサブビームの照射位置移動に応じて明部及び暗部の明度が互いに逆に増減する明暗パターンを生じさせ、当該明部及び暗部が相殺しあうことで、照射位置移動に伴う重複領域全体及び上記光検出器の分割線近傍の局所的な明度変化を小さく抑えることにより、この反射サブビームを用いて非点収差法によってフォーカスエラー信号を生成することで、サブビームの照射位置変化に影響されにくいフォーカスエラー信号を得ることができ、かくして、簡易な構成で、確実なフォーカシング制御を行い得る光ディスク装置及び光ピックアップを実現することができる。 According to the present invention, the phase change means changes the phase of a partial region of the sub-beam light by approximately 180 °, so that the sub-beam is diffracted and reflected by the track of the optical disc and the zero-order light and the ± first-order light in the reflected sub-beam. In the overlapping area of light, a bright and dark pattern in which the brightness of the bright part and the dark part increase or decrease in reverse according to the movement of the irradiation position of the sub beam to the track is generated, and the bright part and the dark part cancel each other, thereby moving the irradiation position. By reducing the local brightness change in the entire overlapping area and in the vicinity of the dividing line of the above-mentioned photodetector, the focus error signal is generated by the astigmatism method using this reflected sub-beam, thereby changing the irradiation position of the sub-beam. A focus error signal that is not easily affected by noise can be obtained. Thus, reliable focusing control can be achieved with a simple configuration. An optical disk device and an optical pickup that can be performed can be realized.
以下図面について、本発明の一実施の形態を詳述する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
(1)光ディスク装置の全体構成
図5において、10は全体として光ディスク装置を示し、制御部12によって全体を統括制御するようになされている。この光ディスク装置10は、CD(Compact Disc)、DVD(Digital Versatile Disc)及びブルーレイディスク(登録商標、以下BDと呼ぶ)に対応しており、これら3種類の何れかでなる光ディスク100が装着されると、図示しない外部機器からの再生指示等に応じて、制御部12から駆動部13及び信号処理部14を制御することにより、光ディスク100に記録された情報を読み出すようになされている。
(1) Overall Configuration of Optical Disc Device In FIG. 5,
実際上、駆動部13は制御部12の制御に応じて、スピンドルモータ15により光ディスク100を所望の回転速度で回転させるとともに、スレッドモータ16により光ピックアップ17を光ディスク100の半径方向であるトラッキング方向へ大きく移動させる。
In practice, the
これと並行して信号処理部14は、装着されている光ディスク100の種類に応じた波長の光ビームを、光ピックアップ17から光ディスク100の所望トラックに対して照射させ、その反射光の検出結果を基に再生信号を生成し、制御部12を介してこの再生信号を図示しない外部機器へ送出させる。
In parallel with this, the
すなわち光ピックアップ17は、装着された光ディスク100の種別に応じた波長の出射ビームを対物レンズで集光し、当該光ディスク100の記録層に焦点を合致させて照射するとともに、当該合焦記録層で反射された反射ビームを対物レンズでコレクトした後、光検出器で光電変換し、各種検出信号を生成して信号処理部14に供給する。
In other words, the
このとき駆動部13は、信号処理部14から供給されるフォーカスエラー信号やトラッキングエラー信号に基づいて対物レンズを微小に駆動し、光ビームの焦点を光ディスク100の記録層における所望のトラックに合致させる。また信号処理部14は、光ピックアップ17から供給される再生信号に対して所定の信号処理を施した後、制御部12を介して外部に出力する。
At this time, the
(2)光ピックアップの構成
図6に光ピックアップ17の構成を示す。この図6では、波長板及び収差補正素子は省略している。上述したように光ディスク装置10はCD、DVD及びBDの3種の光ディスクに対応しており、このため当該光ピックアップ17は、ブルーレイディスクに対するアクセスを行うBD用光学系20と、CD及びDVDに対するアクセスを行うCD/DVD共用光学系30の独立した2つの光学系を有しており、光ディスク装置の制御部12は装着された光ディスク100の種別に応じてBD用光学系20又はCD/DVD共用光学系30の一方を選択して使用する。
(2) Configuration of Optical Pickup FIG. 6 shows the configuration of the
光ピックアップ17のBD用光学系20は、BD用レーザダイオード21からBD対応の波長約405nmでなる光ビームを出射し、当該光ビームをBD用回折素子22によって回折させて、0次光でなるメインビーム及び±1次光でなる2本のサイドビームを生成し、これら計3本の光ビームをビームスプリッタ23に入射させる。
The BD
ビームスプリッタ23は、回折格子22からの光ビーム(メインビーム及び2本のサイドビーム)をその偏光方向に基づいて反射し、コリメータレンズ24に入射させる。コリメータレンズ24は、発散光でなる光ビームを平行光に変換し、立上ミラー25を介してBD用対物レンズ26に入射させる。
The
そしてBD用対物レンズ26は、光ビームのメインビーム及び2本のサイドビームを集光し、光ディスク100の記録面に所定間隔で照射する。
The BD objective lens 26 condenses the main beam and the two side beams of the light beam and irradiates the recording surface of the
さらにBD用光学系20は、光ディスク100の記録層で反射された反射光ビームを対物レンズ26でコレクトし、立上ミラー25及びコリメータレンズ24を順次介して偏光ビームスプリッタ23に再入射する。偏光ビームスプリッタ23は、反射光ビームを偏光方向に基づいて透過し、シリンドリカルレンズ27を介してBD用光検出器28上に結像する。そしてBD用光検出器28は、受光した反射光ビームの光量に応じて各種検出信号を生成し、信号処理部14(図1)に供給する。
Further, the BD
信号処理部14は、BD用光検出器28から供給された検出信号を用いてトラッキングエラー信号及びフォーカスエラー信号を生成し、これらを用いてトラッキング及びフォーカシング制御を行う。
The
一方、光ピックアップ17のCD/DVD用光学系30は、CD/DVD用レーザダイオード31からCD対応の波長約780nm又はDVD対応の波長約650nmでなる光ビームを出射し、当該光ビームをCD/DVD用回折素子32によって回折させ、0次光でなるメインビーム及び±1次光でなる2本のサイドビームを生成し、これら計3本の光ビームをビームスプリッタ33に入射させる。
On the other hand, the CD / DVD
ビームスプリッタ33は、CD/DVD用回折格子32からの光ビームをその偏光方向に基づいて反射し、コリメータレンズ34に入射させる。コリメータレンズ34は、発散光でなる光ビームを平行光に変換し、立上ミラー35を介してCD/DVD用対物レンズ36に入射させる。
The
そしてCD/DVD用対物レンズ36は、光ビームのメインビーム及び2本のサイドビームを集光し、光ディスク100の記録面に所定間隔で照射する。
The CD /
さらにCD/DVD用光学系30は、光ディスク100の記録層で反射された反射光ビームを対物レンズ36でコレクトし、立上ミラー35及びコリメータレンズ34を順次介して偏光ビームスプリッタ33に再入射する。偏光ビームスプリッタ33は、反射光ビームを偏光方向に基づいて透過し、CDからの反射光ビーム及びDVDからの反射光ビームの光軸を光軸合成素子37によって一致させた後、シリンドリカルレンズ38を介してCD/DVD用光検出器39上に結像する。そしてCD/DVD用光検出器39は、受光した反射光ビームの光量に応じて各種検出信号を生成し、信号処理部14(図5)に供給する。
Further, the
信号処理部14は、CD/DVD用光検出器39から供給された検出信号を用いてトラッキングエラー信号及びフォーカスエラー信号を生成し、これらを用いてトラッキング及びフォーカシング制御を行う。
The
ところで、上述したように光ピックアップ17は、BD用光学系20及びCD/DVD共用光学系30それぞれに個別のBD用対物レンズ26及びCD/DVD用対物レンズ36を有しているが、これら2個の対物レンズは、共通のレンズホルダ29上に光ディスク100のトラック方向に並列配置して取り付けられており、図示しない2軸アクチュエータによってフォーカス方向及びトラッキング方向に駆動される。
Incidentally, as described above, the
ここで、光ピックアップ17の対物レンズ配置の構成としては、CD/DVD用対物レンズ36を光ディスクの半径上に配置してBD用対物レンズ26をオフセット配置する場合と、BD用対物レンズ26を光ディスクの半径上に配置してCD/DVD用対物レンズ36をオフセット配置する場合とが考えられる。ここではBD用対物レンズ26を光ディスクの半径上に配置する場合を例にして説明するが、本発明はCD/DVD用対物レンズ36を光ディスクの半径上に配置する場合にも適用できる。
Here, as the configuration of the objective lens arrangement of the
BD用対物レンズ26を光ディスクの半径上に配置したことから、CD/DVD用対物レンズ36は、ディスク半径に対してレンズ間隔だけ離れた線上をスレッド移動することになるが、当該CD/DVD用対物レンズ36から照射される2つのサブビームとトラックの位置関係は、CD/DVD用対物レンズ36のディスク中心からの距離に応じて変化し、この影響によってメインプッシュプル信号MPPとサブプッシュプル信号SPPとの位相差が180度から変化してしまい、これによりCD/DVD共用光学系30については、フォーカスサーボ方法として、メイン反射光スポットの対角和差分信号にサブ反射光スポットの対角和差分信号を加算してフォーカスエラー信号FEを生成する差動非点収差法(式(5))を適用することができない。
Since the BD objective lens 26 is arranged on the radius of the optical disk, the CD /
このため本発明の光ディスク装置10では、トラックに対する照射位置が変化してもサブ反射光スポットの明度変化が少ない特性を持つサブビームをCD/DVD用回折素子32によって生成するとともに、サブ反射光スポットのみを用いてフォーカスエラー信号FEを生成することにより、対物レンズがオフセット配置されたCD/DVD共用光学系30においても、非点収差法を用いた確実なフォーカシング制御を行い得るようにした。
For this reason, in the
図7に示すようにCD/DVD用回折素子32には、当該CD/DVD用回折素子32を通過する光ビームの光束中心を通り光ディスクのトラック方向に平行でなる分割線32Xで区分された一方の領域に、通過光の位相を180°遅延させる位相変化手段としての遅延部32Aが、トラック方向と平行な市松模様状に形成され、当該遅延部32A以外の部分は通過光の位相を遅延させない非遅延部32Bが形成されている。
As shown in FIG. 7, the CD /
遅延部32Aと非遅延部32Bでは、周期構造の位相が180度異なっており、このような領域を持つ回折素子は、例えば特開2004-145915号公報の発明で用いられている。この構造により、遅延部32Aの領域を通過した+1次回折光は非遅延部32Bの領域を通過した+1次回折光と比べて波面の位相が180度シフトしている。このシフトの極性をプラスにとると、遅延部32Aの領域を通過した−1次回折光は非遅延部32Bの領域を通過した−1次回折光と比べて波面の位相が−180度シフトしている。この±1次回折光の位相変化のことを、以下「位相が180度遅延する」と表現する。
The
これにより、光ビームが当該CD/DVD用回折素子32を通過することで生成される2本のサブビームには、トラック方向に平行な分割線で区分される一方の光束領域には、位相が180°遅延した遅延領域が当該トラック方向と平行な市松模様状に形成され、他方の光束領域は全部分で位相遅延の無い状態となる。なお、0次光であるメインビームの波面の位相は影響を受けない。
As a result, the two sub-beams generated when the light beam passes through the CD /
このメインビーム及び2本のサブビームはCD/DVD用対物レンズ36で集光され、メインスポット及び2つのサブスポットとして光ディスク100の記録面に照射される。メインビーム及び2本のサブビームは記録面で反射される際に回折するため、反射メインビーム及び2本の反射サブビームにはそれぞれ0次光及び±1次光が含まれる。そして反射メインビーム及び2本の反射サブビームは、それぞれの0次光及び±1次光が重なった状態でCD/DVD用光検出器39に受光される。
The main beam and the two sub beams are condensed by the CD /
すなわち図8はCD/DVD用光検出器39を示し、受光領域41A、41B、41C及び41Dを有するメインスポット検出器41と、受光領域42E、42F、42G及び42Hを有するサブスポット検出器42と、受光領域43I、43J、43K及び43Lを有するサブスポット検出器43とで構成され、メインスポット検出器41がメイン反射光スポットQAを、サブスポット検出器42がサブ反射光スポットQBを、サブスポット検出器43がサブ反射光スポットQCをそれぞれ受光する。そしてCD/DVD用光検出器39は、各受光領域41A〜41D、42E〜42H、43I〜43Lの受光量に応じた検出信号a〜d、e〜h、i〜lを生成する。
That is, FIG. 8 shows a CD /
サブ反射光スポットQB及びQCにおける重複領域Wは、記録面で回折された0次光及び±1次光が重なって形成されるものであるから、上述した市松模様状の遅延領域を有する光束領域と位相遅延の無い光束領域とが干渉して、トラック方向に平行な市松模様状の明暗が形成される。 Since the overlapping region W in the sub-reflected light spots QB and QC is formed by overlapping the 0th order light and the ± 1st order light diffracted on the recording surface, the light flux region having the checkered pattern-like delay region described above. And a light flux region having no phase delay interfere to form a checkered pattern of light and dark parallel to the track direction.
この重複領域Wに形成された市松模様状の明暗は、トラックに対するサブビームの照射位置移動に応じて明部及び暗部の明度がそれぞれ増減する(一方の明度が増加する際には他方は減少する)ものの、当該明部及び暗部が相殺しあうことによって、重複領域W全体での平均明度の変化は小さいものとなる。 In the checkered pattern of light and darkness formed in the overlapping region W, the lightness of the bright part and the dark part respectively increase or decrease in accordance with the movement of the irradiation position of the sub beam with respect to the track (when one lightness increases, the other decreases). However, when the bright part and the dark part cancel each other, the change in the average brightness in the entire overlapping region W becomes small.
そして、サブスポット検出器42及び43がサブ反射光スポットQB及びQCを受光することにより得られる各検出信号e〜h及び検出信号i〜lの変化は、そのほとんどが、光ビームの焦点位置ずれによって生じるスポット形状の変化と、対物レンズ36がトラッキング方向にシフトしたことによるサブ反射光スポットQB及びQCの移動とに起因するものとなる。
Most of the changes in the detection signals e to h and the detection signals i to l obtained when the
このため、サブ反射光スポットQB及びQCの受光光量に基づく検出信号e〜h及び検出信号i〜lのみを用いて、フォーカスリークの少ないフォーカスエラー信号FEを得ることができる。 For this reason, the focus error signal FE with less focus leak can be obtained using only the detection signals e to h and the detection signals i to l based on the received light amounts of the sub reflected light spots QB and QC.
すなわち信号処理部14は、次式を用いて、サブスポット検出器42及び43それぞれについての対角和差分信号(e+g)−(f+h)及び(i+k)−(j+l)を加算することでフォーカスエラー信号FEを生成する。
That is, the
FE=(e+g)−(f+h)+(i+k)−(j+l) ……(6) FE = (e + g) − (f + h) + (i + k) − (j + l) (6)
図9は、トラックに対するスポット照射位置変移に対するフォーカスエラー信号FEの変化を示し、本発明の回折素子32及び式(6)を用いて生成したフォーカスエラー信号FE(実線で示す)におけるフォーカスリークが、従来の回折素子及び式(5)を用いて生成したフォーカスエラー信号FE(破線で示す)に比べて大幅に抑制されていることがわかる。
FIG. 9 shows the change of the focus error signal FE with respect to the spot irradiation position shift with respect to the track. The focus leak in the focus error signal FE (shown by a solid line) generated by using the
さらに本発明の光ピックアップ17では、回折素子32を図7のように構成したことで、特開2004-145915号公報の発明とは異なり、重複領域Wの市松模様状の明暗がトラック方向と平行に形成されることから、従来の回折格子6(図3)による傾いた市松模様状の明暗パターン(図4)に比べ、サブスポット検出器42及び43に対するサブ反射光スポットQB及びQCの照射位置がトラック方向に変移した際における信号e−h、f−g、i−l及びj−kの変動が小さくなり、これによって更にフォーカスリークを抑制することができる。
Furthermore, in the
なお信号処理部14は、従来の位相シフトDPP法と同様に上述した式(3)を用いてDCオフセットを相殺したトラッキングエラー信号TEを生成するが、これについても、サブ反射光スポットQB及びQCの重複領域Wの明度変化が小さいことから、サブビームの照射位置ずれに影響されることなく直流成分のオフセットを相殺したトラッキングエラー信号TEを得ることができる。
Note that the
(3)動作及び効果
以上の構成において、この光ディスク装置10では、対物レンズ36がディスク半径上からオフセット配置されたCD/DVD共用光学系30のCD/DVD用回折素子32における、トラック方向に平行な分割線で区分される一方の光束領域に、通過光の位相を180°遅延させる遅延部32Aをトラック方向と平行な市松模様状に形成した。
(3) Operation and Effect In the above configuration, in the
これにより、サブ反射光スポットQB及びQCにおける0次光と±1次光との重複領域Wには、市松模様状の遅延領域の干渉によって、トラック方向に平行な市松模様状の明暗が形成される。 As a result, checkered light and darkness parallel to the track direction is formed in the overlapping region W of the zero-order light and the ± first-order light in the sub reflected light spots QB and QC due to interference of the checkered delay region. The
この市松模様状の明部及び暗部は、トラックに対するサブビームの照射位置移動に応じて明度がそれぞれ増減するため、当該明部及び暗部が相殺しあうことによって、当該照射位置移動によって生じる重複領域Wの明度変化を従来に比して大幅に抑えることができる。 The brightness of the checkered pattern and the dark part increase or decrease according to the movement of the irradiation position of the sub beam with respect to the track. Therefore, when the bright part and the dark part cancel each other, the overlapping area W generated by the movement of the irradiation position is reduced. The brightness change can be greatly suppressed as compared with the conventional case.
そしてこの光ディスク装置10では、重複領域Wの明度変化が少ないサブ反射光スポットQB及びQCのみを用いて、非点収差法によってフォーカスエラー信号FEを生成することにより、トラックに対するサブビームの照射位置変化に影響されない、フォーカスリークを大幅に抑えたフォーカスエラー信号FEを得ることができる。
In this
このため、対物レンズ36がオフセット配置されていることによりトラックに対するサブビームの照射位置がディスク内周と外周とで変化してしまうCD/DVD共用光学系30においても、常に良好なフォーカスエラー信号FEを得ることができる。
For this reason, even in the CD / DVD shared
また、フォーカスエラー信号FEがトラックに対するサブビームの照射位置変化に影響されないことから、トラックピッチの異なる種々の光ディスク100から良好なフォーカスエラー信号FEを得ることができる。
Further, since the focus error signal FE is not affected by the change of the irradiation position of the sub beam on the track, a good focus error signal FE can be obtained from various
以上の構成によれば、サブ反射光スポットQB及びQCの重複領域Wの明度変化が少ないサブビームをCD/DVD用回折素子32によって生成し、当該サブ反射光スポットQB及びQCのみを用いて非点収差法によってフォーカスエラー信号FEを生成することにより、トラックに対するサブビームの照射位置の変化に影響されない良質なフォーカスエラー信号FEを生成して、確実なフォーカシング制御を行うことができる。
According to the above configuration, the sub-beam having a small change in brightness in the overlapping region W of the sub-reflected light spots QB and QC is generated by the CD /
(4)他の実施の形態
なお、上述した実施の形態においては、対物レンズ36が光ディスクの半径上からオフセット配置されたCD/DVD共用光学系30に本発明を適用した場合について述べたが、本発明はこれに限らず、対物レンズ26が光ディスクの半径上に配置されたBD用光学系20にも本発明を適用して、重複領域の明度変化が少ないサブビームを生成するようにしてもよい。この場合でも、トラックに対するサブビームの照射位置の変化に影響されない良質なフォーカスエラー信号FEを生成して、確実なフォーカシング制御を行うことができる。
(4) Other Embodiments In the above-described embodiment, the case where the present invention is applied to the CD / DVD shared
さらには、CD、DVD及びBD以外の種々の光ディスクや、これらのうちの複数を使用する種々の光ディスク装置に本発明を適用することができる。 Furthermore, the present invention can be applied to various optical discs other than CD, DVD and BD, and various optical disc apparatuses using a plurality of them.
また上述の実施の形態においては、CD/DVD用回折素子32における分割線32Xで区分された一方の領域に、トラック方向と平行な市松模様状の遅延部32Aを形成することで、サブ反射光スポットQB及びQCの重複領域Wにトラック方向に平行な市松模様状の明暗を形成するようにしたが、本発明はこれに限らず、図10に示した回折素子42のように、分割線42Xで区分された一方の領域に、トラック方向と平行な帯状の遅延部42Aを周期的に設けるとともに、他方の領域にはトラック方向と直角な帯状の遅延部42Aを周期的に設けるようにしても、図7に示したような重複領域Wの明度変化が少ないサブ反射光スポットQB及びQCを形成することができる。
In the above-described embodiment, the sub-reflected light is formed by forming the checkered pattern-
さらに上述した実施の形態においては、光ディスク装置10の光ピックアップ17に本発明を適用した場合について述べたが、これに限らず、他の種々の構成の光ピックアップに本発明を適用しても良い。すなわち、光ピックアップ17は光ディスク装置10に組み込まれるもの以外でも良い。
Further, in the above-described embodiment, the case where the present invention is applied to the
本発明は、種々の光ディスク装置に広く適用することができる。 The present invention can be widely applied to various optical disk devices.
10……光ディスク装置、12……制御部、13……駆動部、14……信号処理部、15……スピンドルモータ、16……スレッドモータ、17……光ピックアップ、20……BD用光学系、21……BD用レーザダイオード、22……BD用回折素子、23……ビームスプリッタ、24……コリメータレンズ、25……立上ミラー、26……BD用対物レンズ、27……シリンドリカルレンズ、28……BD用光検出器、29……レンズホルダ、30……CD/DVD用光学系、31……CD/DVD用レーザダイオード、32……CD/DVD用回折素子、33……ビームスプリッタ、34……コリメータレンズ、35……立上ミラー、36……CD/DVD用対物レンズ、37……光軸合成素子、38……シリンドリカルレンズ、39……CD/DVD用光検出器。
DESCRIPTION OF
Claims (4)
上記サブビームの光束の一部領域の位相を略180°変化させる位相変化手段と、
受光面が光ディスクのトラックに対して平行な分割線及び直角な分割線によって4個の受光領域に分割され、上記サブビームが上記光ディスクで反射されてなる反射サブビームを各上記受光領域で光電変換してそれぞれ検出信号を出力する光検出器と、
対角上に位置する上記受光領域の一方の対の検出信号の和と、他方の対の検出信号の和との差に基づいてフォーカスエラー信号を生成する信号処理手段と
を具えることを特徴とする光ディスク装置。 A diffraction element that diffracts a light beam emitted from a light source to generate a main beam and a sub beam;
Phase changing means for changing the phase of a partial region of the sub-beam luminous flux by approximately 180 °;
The light receiving surface is divided into four light receiving regions by a dividing line parallel to the track of the optical disk and a dividing line perpendicular to the track, and a reflected sub beam obtained by reflecting the sub beam on the optical disk is photoelectrically converted in each light receiving region. A photodetector for outputting detection signals,
Signal processing means for generating a focus error signal based on a difference between a sum of the detection signals of one pair of the light receiving regions located on the diagonal and a sum of the detection signals of the other pair. An optical disk device.
ことを特徴とする請求項1に記載の光ディスク装置。 The phase changing means is formed in a checkered pattern parallel to the track in one region divided by a dividing line parallel to the track in the diffraction element. 1. An optical disc device according to 1.
ことを特徴とする請求項1に記載の光ディスク装置。 The optical disc apparatus according to claim 1, wherein the objective lens that collects the main beam and the sub beam and irradiates the track of the optical disc is disposed at a position away from the radius of the optical disc.
上記サブビームの光束の一部領域の位相を略180°変化させる位相変化手段と、
受光面が光ディスクのトラックに対して平行な分割線及び直角な分割線によって4個の受光領域に分割され、上記サブビームが上記光ディスクで反射されてなる反射サブビームを各上記受光領域で光電変換してそれぞれ検出信号を出力する光検出器と
を具えることを特徴とする光ピックアップ。 A diffraction element that diffracts a light beam emitted from a light source to generate a main beam and a sub beam;
Phase changing means for changing the phase of a partial region of the sub-beam luminous flux by approximately 180 °;
The light receiving surface is divided into four light receiving regions by a dividing line parallel to the track of the optical disk and a dividing line perpendicular to the track, and a reflected sub beam obtained by reflecting the sub beam on the optical disk is photoelectrically converted in each light receiving region. An optical pickup comprising: a photodetector that outputs a detection signal.
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