JP2009187648A - 光ピックアップ装置、再生装置、記録装置およびトラッキングエラー信号生成方法 - Google Patents

光ピックアップ装置、再生装置、記録装置およびトラッキングエラー信号生成方法 Download PDF

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Abstract


【課題】 ２次元的に拡がる迷光成分によって複数の記録層からなる光ディスクの記録時または再生時にトラッキングエラー信号の計算が不正確となる現象を軽減し、トラッキング制御を安定化させることができる光ピックアップ装置、再生装置、記録装置およびトラッキングエラー信号生成方法を提供する。
【解決手段】 ４つの受光素子２０４〜２０７は、光ディスク２の複数の記録層のうち記録あるいは再生を行う記録層でない記録層で反射される主ビームおよび副ビームの迷光を受光するための受光素子である。４つの受光素子２０４〜受光素子２０７は、４分割受光素子２０１の近傍の四方に配置され、そのうちの受光素子２０４および受光素子２０６は、２分割受光素子２０２および２分割受光素子２０３との間にそれぞれ配置される。４つの受光素子２０４〜２０７によって検出される迷光の強度に基づいて強度分布を計算し、トラッキングエラー信号を補正する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、複数の記録層から成る光記録媒体に対して好適な光ピックアップ装置、再生装置、記録装置およびトラッキングエラー信号生成方法に関する。
光ディスク記録再生装置は、予め光ディスクなどの光記録媒体上にスパイラル状に形成されたトラック、たとえば案内溝あるいはピット列からなる信号トラックに対して、レーザ光源からの光ビームの集光スポットを追従させて、情報の記録あるいは再生を行う。集光スポットを信号トラックに追従させる追従制御を行うための方法としては、一般にプッシュプル誤差信号を検出する方法（以下「プッシュプル検出法」という）が用いられる。
プッシュプル検出法は、案内溝の形状によって回折を受けた反射光を、光ディスクのトラック接線方向および法線方向にそれぞれ２分割された４つの受光領域を有する４分割受光素子を用いて検出し、０次回折光（以下「主ビーム」という）と±１次回折光（以下「副ビーム」という）との干渉強度分布を検出することによって、トラッキングエラー信号を生成する。
たとえば第１の従来の技術である光学式ヘッドのトラッキング誤差検出方式は、３つの２分割検出器を用いる。すなわち、３つの２分割検出器は、主ビームが光ディスクで反射された反射ビーム（以下「戻り光」という）を検出する１つの２分割検出器と、副ビームの戻り光を検出する２つの２分割検出器とで構成される。主ビームの２分割検出器の両出力の差が差動増幅器で増幅された差出力が、２つの副ビームのそれぞれの２分割検出器の両出力の差が、それぞれの差動増幅器で増幅された差出力によって補正され、プッシュプル誤差信号つまりトラッキングエラー信号として検出される（たとえば特許文献１参照）。
第１の従来の技術で用いられるプッシュプル誤差信号を検出する方法は、差動プッシュプル検出法であり、主ビームよって検出される差出力（以下「プッシュプル信号という）から、２つの副ビームによって検出される各プッシュプル信号の和に係数を乗じて減算することによって、差動プッシュプル誤差信号を検出する。差動プッシュプル検出法は、プッシュプル誤差信号における光量変動、レンズのオフセットおよびディスクの傾きによる影響を軽減することができる。
図７は、第２の従来の技術による光検出器９０の構成を示す図である。第２の従来の技術では、主ビームの戻り光を検出する４分割受光素子９０１、および副ビームの戻り光を検出する２つの２分割受光素子９０２，９０３の３つの受光素子を含んで構成される。４分割受光素子９０１は、４つの領域Ａ〜Ｄからなり、２分割受光素子９０２は、２つの領域Ｅ，Ｆからなり、２分割受光素子９０３は、２つの領域Ｇ，Ｈからなる。
図７に示した例では、主ビームから検出されるプッシュプル信号「（領域Ａの出力＋領域Ｂの出力）−（領域Ｃの出力＋領域Ｄの出力）」から、２つの副ビームによって検出される各プッシュプル信号「（領域Ｅの出力−領域Ｆの出力）」および「（領域Ｇの出力−領域Ｈの出力）」の和である「（領域Ｅの出力−領域Ｆの出力）＋（領域Ｇの出力−領域Ｈの出力）」に、係数を乗じて減算することによって、差動プッシュプル誤差信号を検出する。
主ビームおよび副ビームを用いる光ディスク記録再生装置は、一般に、主ビームと副ビームとの強度比が１０：１程度となるように設定される。主ビームと副ビームとの強度比が１０：１程度となるように設定する場合、２層ディスクなど記録層が複数設けられている光ディスクに記録または再生するとき、次の問題が生ずる。たとえば２層ディスクで、アクセス対象の記録層つまり記録または再生を行う記録層に集光スポットを照射し、その戻り光を用いて信号の再生を行う場合、アクセス対象となっていない他方の記録層からの反射光（以下「迷光」という）を受光素子によって検出してしまう。
したがって、差動プッシュプル誤差信号を生成するとき、差動プッシュプル誤差信号をディスク反射率、および記録時あるいは再生時の照射パワーによって変換するＡＧＣ（
Automatic Gain Control）回路において、主ビームの迷光が副ビームの受光素子によって検出され、差動プッシュプル誤差信号を不正確なものとしてしまう。差動プッシュプル誤差信号が不正確であると、適切なトラッキング制御を行うことができず、サーボ性能が低下するという問題がある。
第３の従来の技術である光ディスク装置は、一の情報記録層からの反射光を検出するための第１の光検出部に加えて、他の情報記録層からの迷光を検出するための１以上の受光面からなる第２の光検出部を受光素子上に実装する。第２の光検出部によって検出された迷光の強度に基づいて、光ディスクに積層されている情報記録層の数を判別し、判別した情報記録層の数に応じて光ピックアップの制御をフォーカスサーボ制御前に実行する（たとえば特許文献２参照）。
第４の従来の技術である光ヘッド装置は、０次回折光のプッシュプル信号を得るための第１の受光素子部、±１次回折光のプッシュプル信号を得るための第２の受光素子部を設けることに加え、第３の受光素子部として層間迷光成分つまり迷光成分を検出する受光素子部が設けられる。第１の受光素子部は４分割検出素子、および第２の受光素子部は２つの２分割検出素子であり、図７に示した構成と同じ構成である。第３の受光素子部は、２つの２分割検出素子のそれぞれの近傍の両側に配置される２組の２つの検出素子である。第２の受光素子部の和信号から、第３の受光素子部の検出信号つまり迷光成分の信号に係数を乗じた信号を減算した信号を生成し、生成した信号を用いて、第２の受光素子部のプッシュプル信号に含まれる迷光成分を除去することによって、差動プッシュプル誤差信号の演算が不正確となる現象を軽減する（たとえば特許文献３参照）。
特開昭６１−９４２４６号公報 特開２００６−３１７７３号公報 特開２００５−３４６８８２号公報
しかしながら、第２の従来の技術は、第２の光検出部によって迷光を検出するものであるが、検出した迷光が主ビームの戻り光および副ビームの戻り光に与える影響を修正するものではない。
第３の従来の技術は、層間迷光の強度が一様であるとして、差動プッシュプル誤差信号つまりトラッキングエラー信号を生成している。すなわち、第３の受光素子部上および第２の受光素子部上で、同一の強度を有する迷光があるとしている。しかしながら、実際には、層間迷光は全領域で同一の強度ではなく、位置によって迷光の強度は異なっているので、副ビームの戻り光に含まれる迷光成分を正確に除去することができず、差動プッシュプル誤差信号つまりトラッキングエラー信号の計算が不正確となるという問題がある。
本発明の目的は、複数の記録層からなる光ディスクの記録時または再生時に、２次元的に拡がる迷光成分に起因してトラッキングエラー信号の計算が不正確となる現象を軽減し、トラッキング制御を安定化させることができる光ピックアップ装置、再生装置、記録装置およびトラッキングエラー信号生成方法を提供することである。
本発明は、光を出射する光源と、
光を受光し、受光した光に含まれる光信号を電気信号に変換する受光手段と、
光源から出射される光を回折させて０次回折光から成る主ビーム、ならびに＋１次回折光および−１次回折光からなる副ビームを生成し、生成した主ビームおよび副ビームを、複数の記録層から成る光記録媒体の前記複数の記録層のうちのいずれか１つの記録層に照射し、その光記録媒体で反射される反射光を前記受光手段に導く光学系手段とを含み、
前記受光手段は、
光記録媒体に形成されるトラックの接線方向の直線および法線方向の直線によって４つの領域に分割され、主ビームの反射光を受光する第１の受光素子と、
第１の受光素子の前記法線方向の両側のそれぞれに配置され、前記接線方向の直線によって２つの領域に分割され、かつ副ビームの反射光を受光する第２の受光素子および第３の受光素子と、
第１の受光素子と第２の受光素子との間に配置され、前記複数の記録層のうち前記主ビームおよび副ビームが照射される記録層と異なる他の記録層で反射される迷光を受光する第４の受光素子と、
第１の受光素子と第３の受光素子との間に配置され、前記迷光を受光する第５の受光素子と、
第１の受光素子の前記接線方向の両側のそれぞれに配置され、前記迷光を受光する第６の受光素子および第７の受光素子とを含むことを特徴とする光ピックアップ装置である。
また本発明は、前記第４の受光素子および前記第５の受光素子は、前記第１の受光素子と前記第４の受光素子との距離と、前記第１の受光素子と前記第５の受光素子との距離とが異なる距離となる位置に配置されることを特徴とする。
また本発明は、前記第６の受光素子および前記第７の受光素子は、前記第１の受光素子と前記第６の受光素子との距離と、前記第１の受光素子と前記第７の受光素子との距離とが異なる距離となる位置に配置されることを特徴とする。
また本発明は、前記第４の受光素子〜前記第７の受光素子は、光を受光する受光面の面積が同じであることを特徴とする。
また本発明は、複数の記録層から成る光記録媒体に記録されている情報を再生する再生装置であって、
前記光ピックアップ装置と、
前記光ピックアップ装置の受光手段によって変換された電気信号に基づいて、光記録媒体に照射する光の焦点を記録層に合わせるためのフォーカスエラー信号、光記録媒体に照射する光の焦点の位置をトラックの位置に合わせるためのトラッキングエラー信号、および光記録媒体から読み取った情報を表す情報信号とを生成する信号生成手段と、
前記信号生成手段によって生成された情報信号を、デジタル情報に変換する再生処理手段と、
前記信号生成手段によって生成されたフォーカスエラー信号およびトラッキングエラー信号に基づいて、前記光ピックアップ装置が光記録媒体に照射する光の焦点を記録層に合わせ、かつその光の焦点の位置をトラックの位置に合うように、前記光ピックアップ装置の位置を移動させる移動手段とを含み、
前記信号生成手段は、前記受光手段の第１〜第７の受光素子によって変換された電気信号に基づいて、差動プッシュプル検出法を用いて前記トラッキングエラー信号を生成することを特徴とする再生装置である。
また本発明は、前記信号生成手段は、
前記第１の受光素子の４つの領域のそれぞれの領域で受光して変換された４つの電気信号に基づいて主ビームの反射光についての第１のプッシュプル信号を生成し、
前記第２の受光素子および前記第３の受光素子のそれぞれの２つの領域受光して変換されたそれぞれの２つの電気信号に基づいて、副ビームの反射光の第２のプッシュプル信号および第３のプッシュプル信号を生成し、
前記第４の受光素子〜第７の受光素子で受光して変換された４つの電気信号に基づいて、第２のプッシュプル信号および第３のプッシュプル信号をそれぞれ補正する補正信号を生成し、
生成したそれぞれの補正信号で、第２のプッシュプル信号および第３のプッシュプル信号をそれぞれ補正し、補正後の第２のプッシュプル信号および第３のプッシュプル信号に基づいて、前記トラッキングエラー信号を生成することを特徴とする。
また本発明は、前記信号生成手段は、前記第４の受光素子〜第７の受光素子で受光して変換された４つの電気信号に基づいて、前記迷光の強度分布を計算し、計算した強度分布に基づいて、前記第２の受光素子および第３の受光素子の位置における補正信号をそれぞれ生成することを特徴とする。
また本発明は、複数の記録層から成る光記録媒体に情報を記録する記録装置であって、
前記光ピックアップ装置と、
前記光ピックアップ装置の受光手段によって変換された電気信号に基づいて、光記録媒体に照射する光の焦点を記録層に合わせるためのフォーカスエラー信号、光記録媒体に照射する光の焦点の位置をトラックの位置に合わせるためのトラッキングエラー信号、および光記録媒体から読み取った情報を表す情報信号とを生成する信号生成手段と、
前記信号生成手段によって生成された情報信号を、デジタル情報に変換する再生処理手段と、
前記信号生成手段によって生成されたフォーカスエラー信号およびトラッキングエラー信号に基づいて、前記光ピックアップ装置が光記録媒体に照射する光の焦点を記録層に合わせ、かつその光の焦点の位置をトラックの位置に合うように、前記光ピックアップ装置の位置を移動させる移動手段とを含み、
前記信号生成手段は、前記受光手段の第１〜第７の受光素子によって変換された電気信号に基づいて、差動プッシュプル検出法を用いて前記トラッキングエラー信号を生成することを特徴とする記録装置である。
また本発明は、前記信号生成手段は、
前記第１の受光素子の４つの領域のそれぞれの領域で受光して変換された４つの電気信号に基づいて主ビームの反射光についての第１のプッシュプル信号を生成し、
前記第２の受光素子および前記第３の受光素子のそれぞれの２つの領域受光して変換されたそれぞれの２つの電気信号に基づいて、副ビームの反射光の第２のプッシュプル信号および第３のプッシュプル信号を生成し、
前記第４の受光素子〜第７の受光素子で受光して変換された４つの電気信号に基づいて、第２のプッシュプル信号および第３のプッシュプル信号をそれぞれ補正する補正信号を生成し、
生成したそれぞれの補正信号で、第２のプッシュプル信号および第３のプッシュプル信号をそれぞれ補正し、補正後の第２のプッシュプル信号および第３のプッシュプル信号に基づいて、前記トラッキングエラー信号を生成することを特徴とする。
また本発明は、前記信号生成手段は、前記第４の受光素子〜第７の受光素子で受光して変換された４つの電気信号に基づいて、前記迷光の強度分布を計算し、計算した強度分布に基づいて、前記第２の受光素子および第３の受光素子の位置における補正信号をそれぞれ生成することを特徴とする。
また本発明は、前記再生装置または前記記録装置で用いるトラッキングエラー信号を生成するトラッキングエラー信号生成方法であって、
前記第１の受光素子の４つの領域のそれぞれの領域で受光して変換された４つの電気信号に基づいて主ビームの反射光についての第１のプッシュプル信号を生成する第１プッシュプル信号生成ステップと、
前記第２の受光素子および前記第３の受光素子の２つの領域のそれぞれの領域で受光して変換されたそれぞれの２つの電気信号に基づいて、副ビームの反射光の第２のプッシュプル信号および第３のプッシュプル信号を生成する第２および第３プッシュプル信号生成ステップと、
前記第４の受光素子〜第７の受光素子で受光して変換された４つの電気信号に基づいて、第２のプッシュプル信号および第３のプッシュプル信号をそれぞれ補正する補正信号を生成する補正信号生成ステップと、
前記補正信号生成ステップで生成されたそれぞれの補正信号で、第２および第３プッシュプル信号生成ステップで生成された第２のプッシュプル信号および第３のプッシュプル信号をそれぞれ補正する補正ステップと、
前記補正ステップで補正された第２のプッシュプル信号および第３のプッシュプル信号に基づいて、差動プッシュプル検出法を用いて前記トラッキングエラー信号を生成する生成ステップとを含むことを特徴とするトラッキングエラー信号生成方法である。
本発明によれば、光源によって、光が出射され、受光手段によって、光が受光され、受光された光に含まれる光信号が電気信号に変換され、光学系手段によって、光源から出射される光を回折させて０次回折光から成る主ビーム、ならびに＋１次回折光および−１次回折光からなる副ビームが生成され、生成された主ビームおよび副ビームが、複数の記録層から成る光記録媒体の前記複数の記録層のうちのいずれか１つの記録層に照射され、その光記録媒体で反射される反射光が前記受光手段に導かれる。
前記受光手段は、第１の受光素子〜第７の受光素子を含み、光記録媒体に形成されるトラックの接線方向の直線および法線方向の直線によって４つの領域に分割される第１の受光素子によって、主ビームの反射光が受光され、第１の受光素子の前記法線方向の両側のそれぞれに配置され、前記接線方向の直線によって２つの領域に分割される第２の受光素子および第３の受光素子によって、副ビームの反射光が受光される。
そして、第１の受光素子と第２の受光素子との間に配置される第４の受光素子によって、前記複数の記録層のうち前記主ビームおよび副ビームが照射される記録層と異なる他の記録層で反射される迷光が受光され、第１の受光素子と第３の受光素子との間に配置される第５の受光素子によって、前記迷光が受光され、第１の受光素子の前記接線方向の両側のそれぞれに配置される第６の受光素子および第７の受光素子によって、前記迷光が受光される。
したがって、本発明に係る光ピックアップ装置を用いれば、第４〜第７の受光素子によって迷光を受光して変換された電気信号を出力することができ、これらの電気信号に基づいて、第２の受光素子および第３の受光素子で受光して変換される電気信号から、迷光成分を除去することができる。すなわち、迷光成分が除去された副ビームについてのプッシュプル信号からトラッキングエラー信号を生成することができる。換言すると、複数の記録層からなる光ディスクの記録時または再生時に、２次元的に拡がる迷光成分に起因してトラッキングエラー信号の計算が不正確となる現象を軽減し、トラッキング制御を安定化させることができる。
また本発明によれば、複数の記録層から成る光記録媒体に記録されている情報を再生するにあたって、信号生成手段によって、前記光ピックアップ装置の受光手段によって変換された電気信号に基づいて、光記録媒体に照射する光の焦点を記録層に合わせるためのフォーカスエラー信号、光記録媒体に照射する光の焦点の位置をトラックの位置に合わせるためのトラッキングエラー信号、および光記録媒体から読み取った情報を表す情報信号とが生成され、再生処理手段によって、前記信号生成手段によって生成された情報信号が、デジタル情報に変換される。
そして、移動手段によって、前記信号生成手段によって生成されたフォーカスエラー信号およびトラッキングエラー信号に基づいて、前記光ピックアップ装置が光記録媒体に照射する光の焦点を記録層に合わせ、かつその光の焦点の位置をトラックの位置に合うように、前記光ピックアップ装置の位置が移動され、前記信号生成手段によって、前記受光手段の第１〜第７の受光素子によって変換された電気信号に基づいて、差動プッシュプル検出法を用いて前記トラッキングエラー信号が生成される。
したがって、第４〜第７の受光素子によって迷光を受光して変換された電気信号を出力することができ、これらの電気信号に基づいて、第２の受光素子および第３の受光素子で受光して変換される電気信号から、迷光成分を除去することができる。すなわち、迷光成分が除去された副ビームについてのプッシュプル信号からトラッキングエラー信号を生成することができる。換言すると、複数の記録層からなる光ディスクの再生時に、２次元的に拡がる迷光成分に起因してトラッキングエラー信号の計算が不正確となる現象を軽減し、トラッキング制御を安定化させることができる。
また本発明によれば、複数の記録層から成る光記録媒体に情報を記録するにあたって、信号生成手段によって、前記光ピックアップ装置の受光手段によって変換された電気信号に基づいて、光記録媒体に照射する光の焦点を記録層に合わせるためのフォーカスエラー信号、光記録媒体に照射する光の焦点の位置をトラックの位置に合わせるためのトラッキングエラー信号、および光記録媒体から読み取った情報を表す情報信号とが生成され、再生処理手段によって、前記信号生成手段によって生成された情報信号が、デジタル情報に変換される。
そして、移動手段によって、前記信号生成手段によって生成されたフォーカスエラー信号およびトラッキングエラー信号に基づいて、前記光ピックアップ装置が光記録媒体に照射する光の焦点を記録層に合わせ、かつその光の焦点の位置をトラックの位置に合うように、前記光ピックアップ装置の位置が移動され、前記信号生成手段によって、前記受光手段の第１〜第７の受光素子によって変換された電気信号に基づいて、差動プッシュプル検出法を用いて前記トラッキングエラー信号が生成される。
したがって、第４〜第７の受光素子によって迷光を受光して変換された電気信号を出力することができ、これらの電気信号に基づいて、第２の受光素子および第３の受光素子で受光して変換される電気信号から、迷光成分を除去することができる。すなわち、迷光成分が除去された副ビームについてのプッシュプル信号からトラッキングエラー信号を生成することができる。換言すると、複数の記録層からなる光ディスクの記録時に、２次元的に拡がる迷光成分に起因してトラッキングエラー信号の計算が不正確となる現象を軽減し、トラッキング制御を安定化させることができる。
また本発明によれば、前記再生装置または前記記録装置で用いるトラッキングエラー信号を生成するにあたって、第１プッシュプル信号生成ステップでは、前記第１の受光素子の４つの領域のそれぞれの領域で受光して変換された４つの電気信号に基づいて主ビームの反射光についての第１のプッシュプル信号を生成する。第２および第３プッシュプル信号生成ステップでは、前記第２の受光素子および前記第３の受光素子の２つの領域のそれぞれの領域で受光して変換されたそれぞれの２つの電気信号に基づいて、副ビームの反射光の第２のプッシュプル信号および第３のプッシュプル信号を生成する。
補正信号生成ステップでは、前記第４の受光素子〜第７の受光素子で受光して変換された４つの電気信号に基づいて、第２のプッシュプル信号および第３のプッシュプル信号をそれぞれ補正する補正信号を生成する。補正ステップでは、前記補正信号生成ステップで生成されたそれぞれの補正信号で、第２および第３プッシュプル信号生成ステップで生成された第２のプッシュプル信号および第３のプッシュプル信号をそれぞれ補正する。
そして、生成ステップでは、前記補正ステップで補正された第２のプッシュプル信号および第３のプッシュプル信号に基づいて、差動プッシュプル検出法を用いて前記トラッキングエラー信号を生成する。
したがって、本発明に係るトラッキングエラー信号生成方法を適用すれば、第４〜第７の受光素子によって迷光を受光して変換された電気信号を出力することができ、これらの電気信号に基づいて、第２の受光素子および第３の受光素子で受光して変換される電気信号から、迷光成分を除去することができる。すなわち、迷光成分が除去された副ビームについてのプッシュプル信号からトラッキングエラー信号を生成することができる。換言すると、複数の記録層からなる光ディスクの記録時または再生時に、２次元的に拡がる迷光成分に起因してトラッキングエラー信号の計算が不正確となる現象を軽減し、トラッキング制御を安定化させることができる。
図１は、本発明の実施の一形態である光ピックアップ装置１の構成を示すブロック図である。光ピックアップ装置１は、半導体レーザ１１、λ／２波長板１２、回折格子１３、回折ビームスプリッタ（Diffractive Beam Splitter；以下「ＤＢＳ」という）１４、偏光ビームスプリッタ（Polarized Beam Splitter；以下「ＰＢＳ」という）１５、コリメートレンズ１６、λ／４波長板１７、対物レンズ１８、シリンドリカルレンズ１９、光検出器２０およびモニタ用フォトダイオード（以下「ＰＤ」という）２１を含んで構成される。
光ディスク２は、光を用いて複数の記録層に情報を記録することができる光記録媒体であり、たとえば、ＤＶＤ−ＲＯＭ（Digital Versatile Disk-Read Only Memory）、ＤＶＤ−Ｒ（Digital Versatile Disk-Recordable）、ＤＶＤ−ＲＷ（Digital Versatile
Disk-ReWritable）、ＤＶＤ＋Ｒ（Digital Versatile Disk+Recordable）、ＤＶＤ＋ＲＷ（Digital Versatile Disk+ReWritable）、ＢＤ（Blu-ray Disc）、あるいはＨＤ−ＤＶＤ（High Definition-Digital Versatile Disk）である。
光源である半導体レーザ１１は、レーザ光を出射する。λ／２波長板１２は、半導体レーザ１１から出射されるレーザ光の偏光方向を９０度回転する。回折格子１３は、λ／２波長板１２を透過してくるレーザ光を回折し、０次回折光である主ビームと、±１次回折光である２つの副ビームとに分離する。２つの副ビームは、トラッキングエラー信号生成のために用いられる。
ＤＢＳ１４は、回折格子１３によって回折されるレーザ光の一部を反射することなく透過して、モニタ用ＰＤ２１の方向に出射し、かつ残余のレーザ光を反射し、レーザ光の進行方向を９０度変えてＰＢＳ１５の方向に出射する。ＰＢＳ１５は、ＤＢＳ１４からくるレーザ光を反射することなく透過し、かつコリメートレンズ１６を透過してくる光を反射し、光の進行方向を９０度変えてシリンドリカルレンズ１９の方向に出射する。
コリメートレンズ１６は、ＰＢＳ１５を透過してくるレーザ光を平行光にし、かつλ／４波長板１７を透過してくる平行光を光検出器２０の受光面に集光して集光スポットを形成する。λ／４波長板１７は、コリメートレンズ１６を透過してくる平行光を円偏光に変換し、かつ対物レンズを透過してくる平行光を直線偏光に変換する。対物レンズ１８は、λ／４波長板１７を透過してくる平行光を、光ディスク２の記録層に集光して記録層に集光スポットを形成し、かつ光ディスク２で反射されてくる反射光を平行光にする。
シリンドリカルレンズ１９は、ＰＢＳ１５で反射されてくる反射光の非点収差を補正する。受光手段である光検出器２０は、図２で詳述する複数の受光素子によって構成され、各受光素子は、シリンドリカルレンズ１９を透過してくる反射光を受光し、反射光に含まれる光信号を電気信号に変換する。モニタ用ＰＤ２１は、レーザパワーを制御するために光信号を電気信号に変換する。
λ／２波長板１２、回折格子１３、ＤＢＳ１４、ＰＢＳ１５、コリメートレンズ１６、λ／４波長板１７、対物レンズ１８およびシリンドリカルレンズ１９は、光学系手段である。
図２は、光検出器２０の構成を模式的に示す図である。光検出器２０は、１つの４分割受光素子２０１、２つの２分割受光素子２０２，２０３、および４つの受光素子２０４〜２０７を含んで構成される。これらの受光素子は、たとえばフォトダイオードによって構成される。
第１の受光素子である４分割受光素子２０１は、光ディスク２のトラックの接線方向の直線および法線方向の直線によって分割される４つの領域Ａ〜Ｄからなる。各領域は、それぞれ広帯域特性を有し、それぞれ受光する光を電気信号に変換する。領域Ａと領域Ｄと、および領域Ｂと領域Ｃとは、それぞれトラックの法線方向に隣接し、領域Ａと領域Ｂと、および領域Ｃと領域Ｄとは、それぞれトラックの接線方向に隣接する。
第２の受光素子である２分割受光素子２０２は、光ディスク２のトラックの接線方向の直線で分割される２つの領域Ｅ，Ｆからなり、それぞれの領域で受光する光を電気信号に変換する。第３の受光素子である２分割受光素子２０３は、光ディスク２のトラックの接線方向の直線で分割される２つの領域Ｇ，Ｈからなり、それぞれの領域で受光する光を電気信号に変換する。２分割受光素子２０２，２０３は、４分割受光素子２０１を挟んで、光ディスク２のトラックの法線方向に、４分割受光素子２０１の両側近傍に配置される。
第４の受光素子である受光素子２０４は、４分割受光素子２０１と２分割受光素子２０２との間に配置され、第５の受光素子である受光素子２０６は、４分割受光素子２０１と２分割受光素子２０３との間に配置される。受光素子２０４および受光素子２０６は、受光素子２０４と４分割受光素子２０１との距離が、受光素子２０６と４分割受光素子２０１との距離と異なる距離になる位置に配置される。図２に示した例では、受光素子２０４および受光素子２０６の位置は、受光素子２０４と４分割受光素子２０１との距離よりも、受光素子２０６と４分割受光素子２０１との距離のほうが遠い位置である。
第６の受光素子である受光素子２０５および第７の受光素子である受光素子２０７は、４分割受光素子２０１を挟んで、光ディスク２のトラックの接線方向に４分割受光素子２０１の両側近傍に配置される。受光素子２０５および受光素子２０７は、受光素子２０５と４分割受光素子２０１との距離が、受光素子２０７と４分割受光素子２０１との距離と異なる距離になる位置に配置される。図２に示した例では、受光素子２０５および受光素子２０７の位置は、受光素子２０７と４分割受光素子２０１との距離よりも、受光素子２０５と４分割受光素子２０１との距離のほうが遠い位置である。
４つの受光素子２０４〜２０７は、光ディスク２の複数の記録層のうち記録あるいは再生を行う記録層でない記録層で反射される主ビームおよび副ビームの反射光（以下「迷光」あるいは「層間迷光」という）を受光するための受光素子である。４つの受光素子２０４〜２０７の受光面の面積は、同じ広さである。
光スポットＳ１は、主ビームの反射光の集光スポットであり、光スポットＳ２は、＋１次回折光の副ビームの反射光の集光スポットであり、光スポットＳ３は、−１次回折光の副ビームの反射光の集光スポットである。すなわち、主ビームの反射光は、４分割受光素子２０１の４つの領域Ａ〜Ｄで受光され、＋１次回折光の副ビームの反射光は、２分割受光素子２０２の２つの領域Ｅ，Ｆで受光され、−１次回折光の副ビームの反射光は、２分割受光素子２０３の２つの領域Ｇ，Ｈで受光される。
図３は、光検出器２０に対する迷光の範囲Ｓ４を示す図である。光ディスク２が、たとえばＬ０層およびＬ１層の２層の記録層からなり、記録あるいは再生を行おうとする記録層をＬ０層とすると、光検出器２０には、Ｌ０層からの主ビームの反射光が光スポットＳ１として、およびＬ０層からの２つの副ビームの反射光がそれぞれ光スポットＳ２，Ｓ３として集光されるとともに、Ｌ１層からの主ビームの反射光および副ビームの反射光が迷光として広い範囲Ｓ４に照射される。すなわち、４分割受光素子２０１で受光する主ビームの反射光および２つの２分割受光素子２０２，２０３で受光する副ビームの反射光には、Ｌ１層からの迷光が重畳されている。
迷光は、記録または再生を行うＬ０層で反射される反射光に比して強度は低いので、Ｌ１層で反射される主ビームの迷光がＬ０層で反射される主ビームの反射光に与える影響、およびＬ１層で反射される副ビームの迷光が、Ｌ０層で反射される主ビームの反射光およびＬ０層で反射される副ビームの反射光に与える影響は無視することができる。しかし、主ビームと副ビームとの強度比を１０：１とする場合、Ｌ１層で反射される主ビームの迷光がＬ０層で反射される副ビームの反射光に与える影響は、Ｌ０層で反射される主ビームの反射光に与える影響の１０倍になり、無視することはできない。さらに、Ｌ１層に情報が記録されていない場合は、迷光の強度が増し、より大きな影響を与える。
迷光の範囲Ｓ４は、４分割受光素子２０１を中心とする楕円形の形状である。一般に、レーザ光の強度分布は、ガウシアン分布であり、迷光の強度分布もガウシアン分布である。したがって、４分割受光素子２０１、２つの２分割受光素子２０２，２０３、および４つの受光素子２０４〜２０７の位置関係が分っているので、４つの受光素子２０４〜２０７によって変換した電気信号の大きさから、４つの受光素子２０４〜２０７の位置での迷光の強度を検出することによって、４分割受光素子２０１および２つの２分割受光素子２０２，２０３の位置での迷光の強度を計算することができる。
この場合、トラックの接線方向の迷光の強度分布を受光素子２０５および受光素子２０７で検出される電気信号に基づいて計算し、トラックの法線方向の迷光の強度分布を受光素子２０４および受光素子２０６で検出される電気信号に基づいて計算する。
４分割受光素子２０１の中心を原点（０，０）、トラックの接線方向をＸ軸方向、およびトラックの法線方向をＹ軸方向とするとき、迷光の強度分布ＩＭは、式（１）によって計算することができる。
Figure 2009187648
ここで、ＩＭｘ０は、４分割受光素子２０１の中心を通るＹ軸方向つまりトラックの法線方向の迷光の強度分布であり、ＩＭｙ０は、分割受光素子２０１の中心を通るＸ軸方向つまりトラックの接線方向の迷光の強度分布である。ωｘは、迷光のＹ軸方向のビームウエストの大きさであり、ωｙは、迷光のＸ軸方向のビームウエストの大きさである。ビームウエストは、基本モードのガウスビームで、曲率がゼロの波面で、かつビーム径が最小であるスポットである。ＩＭｘ０、ＩＭｙ０、ωｘおよびωｙを決定することによって、任意の位置の迷光の強度を計算することができる。
受光素子２０４〜２０７によって検出されるそれぞれの迷光の強度を、Ｉ４、Ｉ５、Ｉ６およびＩ７とすると、ωｘおよびωｙは、それぞれ式（２）および（３）によって計算することができる。
Figure 2009187648
Figure 2009187648
ここで、ａは、原点から受光素子２０４の中心までの距離であり、ｂは、原点から受光素子２０６の中心までの距離であり、ｃは、原点から受光素子２０５の中心までの距離であり、ｄは、原点から受光素子２０７の中心までの距離である。したがって、ωｘおよびωｙは、受光素子２０４〜２０７で検出される迷光の強度から計算することができる。
原点での迷光の強度ＩＭ０は、式（１）でｘ＝０およびｙ＝０を代入して、式（４）から計算することができる。すなわち、原点での迷光の強度ＩＭ０は、式（１）でｘ＝０およびｙ＝０を代入すると、
Figure 2009187648
となる。ここで式（１）にＩＭ＝Ｉ１、ｘ＝ａ、ｙ＝０を代入すると
Figure 2009187648
となる。ここで、この式を変形すると、
Figure 2009187648
となる。
式（２）〜（４）で求めたＩＭ０、ωｘおよびωｙを、式（１）に代入することによって、任意の位置の迷光の強度ＩＭを計算することができる。すなわち
Figure 2009187648
となる。
２つの２分割受光素子２０２，２０３の各領域Ｅ〜Ｈの位置における迷光の強度つまり補正信号は、式（１）に基づいて、それぞれ式（５）〜（８）によって計算することができる。
Figure 2009187648
Figure 2009187648
Figure 2009187648
Figure 2009187648
図４は、式（５）〜（８）に用いられる変数「ｅ」〜「ｇ」を説明するための図である。４分割受光素子２０１を４つの領域Ａ〜Ｄに分割する光ディスク２のトラックの接線方向の直線をＸ軸、および法線方向の直線をＹ軸とするとき、変数「ｅ」は、領域Ａおよび領域ＢのＸ軸方向の幅である。領域ＢのＹ軸方向の２辺のうち受光素子２０７に近い辺のＸ座標の位置が「ｅ］であり、領域ＡのＹ軸方向の２辺のうち受光素子２０５に近い辺のＸ座標の位置が「−ｅ］である。変数「ｆ」は、２分割受光素子２０２の領域Ｅおよび領域ＦのＹ軸方向の幅であり、変数「ｇ」は、Ｘ軸から２分割受光素子２０２の領域Ｅと領域Ｆとの境界までの距離である。したがって、領域ＥのＸ軸方向の２辺のうちＸ軸から最も遠い位置にある辺のＹ座標の位置が「ｇ＋ｆ］であり、領域ＦのＸ軸方向の２辺のうち受光素子２０４に近い辺のＹ座標の位置が「ｇ−ｆ］である。
このように、半導体レーザ１１によって、光が出射され、光検出器２０によって、光が受光され、受光された光に含まれる光信号が電気信号に変換され、λ／２波長板１２、回折格子１３、ＤＢＳ１４、ＰＢＳ１５、コリメートレンズ１６、λ／４波長板１７、対物レンズ１８およびシリンドリカルレンズ１９によって、半導体レーザ１１から出射される光を回折させて０次回折光から成る主ビーム、ならびに＋１次回折光および−１次回折光からなる副ビームが生成され、生成された主ビームおよび副ビームが、複数の記録層から成る光ディスク２の前記複数の記録層のうちのいずれか１つの記録層に照射され、その光記録媒体で反射される反射光が光検出器２０に導かれる。
光検出器２０は、４分割受光素子２０１、２分割受光素子２０２，２０３、および受光素子２０４〜受光素子２０７を含み、光ディスク２に形成されるトラックの接線方向の直線および法線方向の直線によって４つの領域に分割される４分割受光素子２０１によって、主ビームの反射光が受光され、４分割受光素子２０１の前記法線方向の両側のそれぞれに配置され、前記接線方向の直線によって２つの領域に分割される２分割受光素子２０２，２０３によって、副ビームの反射光が受光される。
そして、４分割受光素子２０１と２分割受光素子２０２との間に配置される受光素子２０４によって、前記複数の記録層のうち前記主ビームおよび副ビームが照射される記録層と異なる他の記録層で反射される迷光が受光され、４分割受光素子２０１と２分割受光素子２０３との間に配置される受光素子２０６によって、前記迷光が受光され、４分割受光素子２０１の前記接線方向の両側のそれぞれに配置される受光素子２０５および受光素子２０７によって、前記迷光が受光される。
したがって、本発明に係る光ピックアップ装置１を用いれば、受光素子２０４〜受光素子２０７の受光素子によって迷光を受光して変換された電気信号を出力することができ、これらの電気信号に基づいて、２分割受光素子２０２，２０３で受光して変換される電気信号から、迷光成分を除去することができる。すなわち、迷光成分が除去された副ビームについてのプッシュプル信号からトラッキングエラー信号を生成することができる。換言すると、複数の記録層からなる光ディスク２の記録時または再生時に、２次元的に拡がる迷光成分に起因してトラッキングエラー信号の計算が不正確となる現象を軽減し、トラッキング制御を安定化させることができる。
さらに、受光素子２０４および受光素子２０６は、４分割受光素子２０１と受光素子２０４との距離と、４分割受光素子２０１と受光素子２０６との距離とが異なる距離となる位置に配置されるので、迷光の強度分布がガウシアン分布であることを用いて、トラックの法線方向の強度分布を計算することができる。
さらに、受光素子２０５および受光素子２０７は、４分割受光素子２０１と受光素子２０５との距離と、４分割受光素子２０１と受光素子２０７との距離とが異なる距離となる位置に配置されるので、迷光の強度分布がガウシアン分布であることを用いて、トラックの接線方向の強度分布を計算することができる。
さらに、受光素子２０４〜受光素子２０７は、光を受光する受光面の面積が同じであるので、副ビームについてのプッシュプル信号を補正するための補正信号を計算するとき、受光素子２０４〜受光素子２０７によって迷光を受光して変換された電気信号に対して、面積の差を変換する必要がなくそのまま用いることができ、計算を簡単にすることができる。
図５は、本発明の実施の一形態である再生装置１００の概略の構成を示すブロック図である。本発明に係るトラッキングエラー信号生成方法は、再生装置１００で実行される。再生装置１００は、光ディスク２に記録されている情報を再生する装置であり、光ピックアップ装置１、信号生成回路３１、再生処理回路３２およびサーボ回路３３を含んで構成される。
光ピックアップ装置１は、図１に示した光ピックアップ装置である。信号生成手段である信号生成回路３１は、光ピックアップ装置１の光検出器２０によって変換された電気信号に基づいて、光ディスク２に照射するレーザ光の焦点を記録層に合わせるためのフォーカスエラー信号、光ディスク２に照射するレーザ光の焦点の位置をトラックの位置に合わせるためのトラッキングエラー信号、および光ディスク２から読み取った情報を表す情報信号を生成する。
再生処理手段である再生処理回路３２は、信号生成回路３１によって生成された情報信号を、デジタル情報に変換する。再生処理手段であるサーボ回路３３は、信号生成回路３１によって生成されたフォーカスエラー信号およびトラッキングエラー信号に基づいて、光ピックアップ装置１が光ディスク２に照射するレーザ光の焦点を記録層に合わせ、かつそのレーザ光の焦点の位置をトラックの位置に合うように、光ピックアップ装置１の位置を移動させる。
信号生成回路３１は、非点収差法を用いてフォーカスエラー信号を生成し、位相差法および差動プッシュプル検出法を用いてトラッキングエラー信号（以下、「差動プッシュプル誤差信号」ともいう）を生成する。位相差法は、たとえば特開昭５８−１５０１４５号公報に記載される光学式ディジタルディスクプレーヤのトラッキング制御回路で用いられる方法であり、差動プッシュプル検出法は、たとえば特開昭６１−９４２４６号公報に記載される光学式ヘッドのトラッキング誤差検出方式で用いられる方法である。
信号生成回路３１は、光検出器２０の各受光素子によって変換された電気信号を増幅し、増幅した電気信号に基づいて、主ビームの反射光のプッシュプル信号ＭＰＰ、＋１次回折光の副ビームの反射光のプッシュプル信号ＳＰＰ１、および−１次回折光の副ビームの反射光のプッシュプル信号ＳＰＰ２を計算する。
第１のプッシュプル信号であるプッシュプル信号ＭＰＰ、第２のプッシュプル信号であるプッシュプル信号ＳＰＰ１、および第３のプッシュプル信号であるプッシュプル信号ＳＰＰ２は、それぞれ式（９）〜（１１）から計算することができる。
ＭＰＰ＝（Ａ＋Ｂ）−（Ｃ＋Ｄ） …（９）
ＳＰＰ１＝Ｅ−Ｆ …(10)
ＳＰＰ２＝Ｇ−Ｈ …(11)
ここで、式（９）〜（１１）中のＡ〜Ｈは、それぞれ４分割受光素子の領域Ａ〜Ｄ，２分割受光素子２０２の領域Ｅ，Ｆ、および２分割受光素子２０３の領域Ｇ，Ｈで変換された電気信号が、信号生成回路３１で増幅された出力の値である。
差動プッシュプル誤差信号ＤＰＰは、式（１２）によって計算される。ここに、ｋは係数である。
ＤＰＰ＝ＭＰＰ−ｋ×（ＳＰＰ１＋ＳＰＰ２） …(12)
差動プッシュプル誤差信号ＤＰＰは、光ディスク２上に形成されるトラック、たとえば案内溝、あるいはピット列によって、記録層に照射される集光スポットが回折反射を受けることによって生じる。
式（１０），（１１）に示したプッシュプル信号ＳＰＰ１およびプッシュプル信号ＳＰＰ２は、迷光の影響を考慮しない場合の計算式であり、迷光の影響を考慮し、迷光成分を除去する場合は、式（５）〜（８）で算出された補正信号ＩＭE,ＩＭF,ＩＭG,ＩＭHを式（１３），（１４）に代入して、プッシュプル信号ＳＰＰ１およびプッシュプル信号ＳＰＰ２を算出する。
Figure 2009187648
Figure 2009187648
信号生成回路３１によって生成された差動プッシュプル誤差信号ＤＰＰは、サーボ回路３３に送られる。サーボ回路３３は、信号生成回路３１から受け取るトラッキングエラー信号に基づいて、光ディスク２の記録層に照射する光ビームの光スポットの位置をトラックの位置に合うように、光ピックアップ装置１の位置を移動する。
この差動プッシュプル誤差信号ＤＰＰつまりトラッキングエラー信号は、迷光成分が除去されているので、複数の記録層からなる光ディスク２への情報の再生時に迷光によって生じるトラッキングエラー信号の誤差を軽減することができる。２層以上の記録層からなる光ディスク２に対して、差動プッシュプル検出法を用いた正確なトラッキング制御が可能となり、対物レンズ１８の視野振りに対して、すなわち対物レンズ１８が光ディスク２の半径方向にシフトすることに対して、堅牢なトラッキング制御を実現することができる。従来の技術においては、２層以上の記録層からなる光ディスク２では、迷光に起因して正確な差動プッシュプル法を利用することができないが、本発明によれば、２層以上の記録層からなる光ディスク２についても、正確な差動プッシュプル信号を生成することができ、よって堅牢なトラッキング制御を可能にすることができる。
このように、複数の記録層から成る光ディスク２に記録されている情報を再生するにあたって、信号生成回路３１によって、光ピックアップ装置１の光検出器２０によって変換された電気信号に基づいて、光ディスク２に照射する光の焦点を記録層に合わせるためのフォーカスエラー信号、光ディスク２に照射する光の焦点の位置をトラックの位置に合わせるためのトラッキングエラー信号、および光ディスク２から読み取った情報を表す情報信号とが生成され、再生処理回路３２によって、信号生成回路３１によって生成された情報信号が、デジタル情報に変換される。
そして、サーボ回路３３によって、信号生成回路３１によって生成されたフォーカスエラー信号およびトラッキングエラー信号に基づいて、光ピックアップ装置１が光ディスク２に照射する光の焦点を記録層に合わせ、かつその光の焦点の位置をトラックの位置に合うように、光ピックアップ装置１の位置が移動され、信号生成回路３１によって、光検出器２０の４分割受光素子２０１、２分割受光素子２０２，２０３、および受光素子２０４〜受光素子２０７によって変換された電気信号に基づいて、差動プッシュプル検出法を用いて前記トラッキングエラー信号が生成される。
したがって、受光素子２０４〜受光素子２０７によって迷光を受光して変換された電気信号を出力することができ、これらの電気信号に基づいて、２分割受光素子２０２，２０３で受光して変換される電気信号から、迷光成分を除去することができる。すなわち、迷光成分が除去された副ビームについてのプッシュプル信号からトラッキングエラー信号を生成することができる。換言すると、複数の記録層からなる光ディスク２の再生時に、２次元的に拡がる迷光成分に起因してトラッキングエラー信号の計算が不正確となる現象を軽減し、トラッキング制御を安定化させることができる。
さらに、信号生成回路３１によって、４分割受光素子２０１の４つの領域のそれぞれの領域で受光して変換された４つの電気信号に基づいて主ビームの反射光についてのプッシュプル信号ＭＰＰが生成され、２分割受光素子２０２，２０３のそれぞれの２つの領域受光して変換されたそれぞれの２つの電気信号に基づいて、副ビームの反射光のプッシュプル信号ＳＰＰ１およびプッシュプル信号ＳＰＰ２が生成される。
そして、受光素子２０４〜受光素子２０７で受光して変換された４つの電気信号に基づいて、プッシュプル信号ＳＰＰ１およびプッシュプル信号ＳＰＰ２をそれぞれ補正する補正信号が生成され、生成されたそれぞれの補正信号で、プッシュプル信号ＳＰＰ１およびプッシュプル信号ＳＰＰ２がそれぞれ補正され、補正後のプッシュプル信号ＳＰＰ１およびプッシュプル信号ＳＰＰ２に基づいて、前記トラッキングエラー信号が生成される。
したがって、受光素子２０４〜受光素子２０７で受光して変換された４つの電気信号に基づいて、プッシュプル信号ＳＰＰ１およびプッシュプル信号ＳＰＰ２から迷光成分を除去するための補正信号を生成することができる。
さらに、信号生成回路３１によって、受光素子２０４〜受光素子２０７で受光して変換された４つの電気信号に基づいて、前記迷光の強度分布が計算され、計算された強度分布に基づいて、２分割受光素子２０２，２０３の位置における補正信号がそれぞれ生成される。
すなわち、迷光の強度分布がガウシアン分布であることを用いて２分割受光素子２０２，２０３の位置での迷光の強度を補正信号として計算することができ、迷光成分を除いた副ビームの反射光のプッシュプル信号を計算することができる。したがって、本発明に係る再生装置１００は、トラッキングエラー信号の計算が不正確となる現象を軽減し、トラッキング制御を安定化させることができる。
図５に示した実施の形態では、光ディスク２に記録される情報を再生する再生装置１００についての例を示したが、本発明は、再生だけでなく、光ディスク２への情報の記録の際にも適用可能であり、光ディスク２に情報を記録する記録装置、あるいは光ディスク２に情報を記録および再生する記録再生装置にも適用可能である。この場合は、本発明に係るトラッキングエラー信号生成方法は、記録装置または記録再生装置で実行される。
このように、複数の記録層から成る光ディスク２に情報を記録するにあたって、信号生成回路３１によって、光ピックアップ装置１の光検出器２０によって変換された電気信号に基づいて、光ディスク２に照射する光の焦点を記録層に合わせるためのフォーカスエラー信号、光ディスク２に照射する光の焦点の位置をトラックの位置に合わせるためのトラッキングエラー信号、および光ディスク２から読み取った情報を表す情報信号とが生成され、再生処理回路３２によって、信号生成回路３１によって生成された情報信号が、デジタル情報に変換される。
そして、サーボ回路３３によって、信号生成回路３１によって生成されたフォーカスエラー信号およびトラッキングエラー信号に基づいて、光ピックアップ装置１が光ディスク２に照射する光の焦点を記録層に合わせ、かつその光の焦点の位置をトラックの位置に合うように、光ピックアップ装置１の位置が移動され、信号生成回路３１によって、光検出器２０の４分割受光素子２０１、２分割受光素子２０２，２０３、および受光素子２０４〜受光素子２０７によって変換された電気信号に基づいて、差動プッシュプル検出法を用いて前記トラッキングエラー信号が生成される。
したがって、受光素子２０４〜受光素子２０７によって迷光を受光して変換された電気信号を出力することができ、これらの電気信号に基づいて、２分割受光素子２０２，２０３で受光して変換される電気信号から、迷光成分を除去することができる。すなわち、迷光成分が除去された副ビームについてのプッシュプル信号からトラッキングエラー信号を生成することができる。換言すると、複数の記録層からなる光ディスク２の記録時に、２次元的に拡がる迷光成分に起因してトラッキングエラー信号の計算が不正確となる現象を軽減し、トラッキング制御を安定化させることができる。
さらに、信号生成回路３１によって、４分割受光素子２０１の４つの領域のそれぞれの領域で受光して変換された４つの電気信号に基づいて主ビームの反射光についてのプッシュプル信号ＭＰＰが生成され、２分割受光素子２０２，２０３のそれぞれの２つの領域受光して変換されたそれぞれの２つの電気信号に基づいて、副ビームの反射光のプッシュプル信号ＳＰＰ１およびプッシュプル信号ＳＰＰ２が生成される。
そして、受光素子２０４〜受光素子２０７で受光して変換された４つの電気信号に基づいて、プッシュプル信号ＳＰＰ１およびプッシュプル信号ＳＰＰ２をそれぞれ補正する補正信号が生成され、生成されたそれぞれの補正信号で、プッシュプル信号ＳＰＰ１およびプッシュプル信号ＳＰＰ２がそれぞれ補正され、補正後のプッシュプル信号ＳＰＰ１およびプッシュプル信号ＳＰＰ２に基づいて、前記トラッキングエラー信号が生成される。
したがって、受光素子２０４〜受光素子２０７で受光して変換された４つの電気信号に基づいて、プッシュプル信号ＳＰＰ１およびプッシュプル信号ＳＰＰ２から迷光成分を除去するための補正信号を生成することができる。
さらに、信号生成回路３１によって、受光素子２０４〜受光素子２０７で受光して変換された４つの電気信号に基づいて、前記迷光の強度分布が計算され、計算された強度分布に基づいて、２分割受光素子２０２，２０３の位置における補正信号がそれぞれ生成される。
すなわち、迷光の強度分布がガウシアン分布であることを用いて２分割受光素子２０２，２０３の位置での迷光の強度を補正信号として計算することができ、迷光成分を除いた副ビームの反射光のプッシュプル信号を計算することができる。したがって、本発明に係る記録装置は、トラッキングエラー信号の計算が不正確となる現象を軽減し、トラッキング制御を安定化させることができる。
図６は、信号生成回路３１によって実行されるトラッキングエラー信号生成処理の処理手順を示すフローチャートである。光ディスク２を回転させ、情報の記録あるいは再生を開始すると、ステップＡ１に移る。
第１プッシュプル信号生成ステップであるステップＡ１では、４分割受光素子２０１の４つの領域で検出される電気信号に基づいて、式（９）によって主ビームの反射光のプッシュプル信号ＭＰＰを計算して生成する。第２および第３プッシュプル信号生成ステップであるステップＡ２では、２つの２分割受光素子２０２，２０３のそれぞれの２つの領域で検出される電気信号に基づいて、式（１０），（１１）によって２つの副ビームの反射光のプッシュプル信号ＳＰＰ１およびプッシュプル信号ＳＰＰ２を計算して生成する。
補正信号生成ステップであるステップＡ３では、受光素子２０４〜２０７によって検出される迷光の電気信号から補正信号を、式（１）によって計算して生成する。具体的には、２分割受光素子の各領域の位置での迷光の強度を補正信号として、式（５）〜（８）によってＩＭE,ＩＭF,ＩＭG,ＩＭHを計算して生成する。補正ステップであるステップＡ４では、２つの副ビームの反射光のプッシュプル信号ＳＰＰ１およびプッシュプル信号ＳＰＰ２を、式（１３），（１４）によって補正信号ＩＭE,ＩＭF,ＩＭG,ＩＭHで補正する。
生成ステップであるステップＡ５では、主ビームの反射光のプッシュプル信号ＭＰＰ、ならびに２つの副ビームの反射光について補正されたプッシュプル信号ＳＰＰ１およびプッシュプル信号ＳＰＰ２に基づいて、式（１１）によって、トラッキングエラー信号ＤＰＰを計算して生成し、トラッキングエラー信号生成処理を終了する。
このように、図６に示したフローチャートにおいて、再生装置１００または前記記録装置で用いるトラッキングエラー信号を生成するにあたって、ステップＡ１では、４分割受光素子２０１の４つの領域のそれぞれの領域で受光して変換された４つの電気信号に基づいて主ビームの反射光についてのプッシュプル信号ＭＰＰを生成する。ステップＡ２では、２分割受光素子２０２，２０３の２つの領域のそれぞれの領域で受光して変換されたそれぞれの２つの電気信号に基づいて、副ビームの反射光のプッシュプル信号ＳＰＰ１およびプッシュプル信号ＳＰＰ２を生成する。
ステップＡ３では、受光素子２０４〜受光素子２０７で受光して変換された４つの電気信号に基づいて、プッシュプル信号ＳＰＰ１およびプッシュプル信号ＳＰＰ２をそれぞれ補正する補正信号を生成する。ステップＡ４では、ステップＡ３で生成されたそれぞれの補正信号で、ステップＡ２で生成されたプッシュプル信号ＳＰＰ１およびプッシュプル信号ＳＰＰ２をそれぞれ補正する。
そして、ステップＡ５では、ステップＡ４で補正されたプッシュプル信号ＳＰＰ１およびプッシュプル信号ＳＰＰ２に基づいて、差動プッシュプル検出法を用いて前記トラッキングエラー信号を生成する。
したがって、本発明に係るトラッキングエラー信号生成方法を適用すれば、受光素子２０４〜受光素子２０７によって迷光を受光して変換された電気信号を出力することができ、これらの電気信号に基づいて、２分割受光素子２０２，２０３で受光して変換される電気信号から、迷光成分を除去することができる。すなわち、迷光成分が除去された副ビームについてのプッシュプル信号からトラッキングエラー信号を生成することができる。換言すると、複数の記録層からなる光ディスク２の記録時または再生時に、２次元的に拡がる迷光成分に起因してトラッキングエラー信号の計算が不正確となる現象を軽減し、トラッキング制御を安定化させることができる。
本発明の実施の一形態である光ピックアップ装置１の構成を示すブロック図である。 光検出器２０の構成を模式的に示す図である。 光検出器２０に対する迷光の範囲Ｓ４を示す図である。 式（５）〜（８）に用いられる変数「ｅ」〜「ｇ」を説明するための図である。 本発明の実施の一形態である再生装置１００の概略の構成を示すブロック図である。 信号生成回路３１によって実行されるトラッキングエラー信号生成処理の処理手順を示すフローチャートである。 第２の従来の技術による光検出器９０の構成を示す図である。
符号の説明
１ 光ピックアップ装置
２ 光ディスク
１１ 半導体レーザ
１２ λ／２波長板
１３ 回折格子
１４ ＤＢＳ
１５ ＰＢＳ
１６ コリメートレンズ
１７ λ／４波長板
１８ 対物レンズ
１９ シリンドリカルレンズ
２０，９０ 光検出器
２１ モニタ用ＰＤ
３１ 信号生成回路
３２ 再生処理回路
３３ サーボ回路
１００ 再生装置
２０１，９０１ ４分割受光素子
２０２，２０３，９０２，９０３ ２分割受光素子
２０４〜２０７ 受光素子
Ｓ１〜Ｓ３ 光スポット
Ｓ４ 迷光の範囲

Claims (11)

  1. 光を出射する光源と、
    光を受光し、受光した光に含まれる光信号を電気信号に変換する受光手段と、
    光源から出射される光を回折させて０次回折光から成る主ビーム、ならびに＋１次回折光および−１次回折光からなる副ビームを生成し、生成した主ビームおよび副ビームを、複数の記録層から成る光記録媒体の前記複数の記録層のうちのいずれか１つの記録層に照射し、その光記録媒体で反射される反射光を前記受光手段に導く光学系手段とを含み、
    前記受光手段は、
    光記録媒体に形成されるトラックの接線方向の直線および法線方向の直線によって４つの領域に分割され、主ビームの反射光を受光する第１の受光素子と、
    第１の受光素子の前記法線方向の両側のそれぞれに配置され、前記接線方向の直線によって２つの領域に分割され、かつ副ビームの反射光を受光する第２の受光素子および第３の受光素子と、
    第１の受光素子と第２の受光素子との間に配置され、前記複数の記録層のうち前記主ビームおよび副ビームが照射される記録層と異なる他の記録層で反射される迷光を受光する第４の受光素子と、
    第１の受光素子と第３の受光素子との間に配置され、前記迷光を受光する第５の受光素子と、
    第１の受光素子の前記接線方向の両側のそれぞれに配置され、前記迷光を受光する第６の受光素子および第７の受光素子とを含むことを特徴とする光ピックアップ装置。
  2. 前記第４の受光素子および前記第５の受光素子は、前記第１の受光素子と前記第４の受光素子との距離と、前記第１の受光素子と前記第５の受光素子との距離とが異なる距離となる位置に配置されることを特徴とする請求項１に記載の光ピックアップ装置。
  3. 前記第６の受光素子および前記第７の受光素子は、前記第１の受光素子と前記第６の受光素子との距離と、前記第１の受光素子と前記第７の受光素子との距離とが異なる距離となる位置に配置されることを特徴とする請求項１または２に記載の光ピックアップ装置。
  4. 前記第４の受光素子〜前記第７の受光素子は、光を受光する受光面の面積が同じであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の光ピックアップ装置。
  5. 複数の記録層から成る光記録媒体に記録されている情報を再生する再生装置であって、
    請求項１〜４のいずれか１つに記載の光ピックアップ装置と、
    前記光ピックアップ装置の受光手段によって変換された電気信号に基づいて、光記録媒体に照射する光の焦点を記録層に合わせるためのフォーカスエラー信号、光記録媒体に照射する光の焦点の位置をトラックの位置に合わせるためのトラッキングエラー信号、および光記録媒体から読み取った情報を表す情報信号とを生成する信号生成手段と、
    前記信号生成手段によって生成された情報信号を、デジタル情報に変換する再生処理手段と、
    前記信号生成手段によって生成されたフォーカスエラー信号およびトラッキングエラー信号に基づいて、前記光ピックアップ装置が光記録媒体に照射する光の焦点を記録層に合わせ、かつその光の焦点の位置をトラックの位置に合うように、前記光ピックアップ装置の位置を移動させる移動手段とを含み、
    前記信号生成手段は、前記受光手段の第１〜第７の受光素子によって変換された電気信号に基づいて、差動プッシュプル検出法を用いて前記トラッキングエラー信号を生成することを特徴とする再生装置。
  6. 前記信号生成手段は、
    前記第１の受光素子の４つの領域のそれぞれの領域で受光して変換された４つの電気信号に基づいて主ビームの反射光についての第１のプッシュプル信号を生成し、
    前記第２の受光素子および前記第３の受光素子のそれぞれの２つの領域受光して変換されたそれぞれの２つの電気信号に基づいて、副ビームの反射光の第２のプッシュプル信号および第３のプッシュプル信号を生成し、
    前記第４の受光素子〜第７の受光素子で受光して変換された４つの電気信号に基づいて、第２のプッシュプル信号および第３のプッシュプル信号をそれぞれ補正する補正信号を生成し、
    生成したそれぞれの補正信号で、第２のプッシュプル信号および第３のプッシュプル信号をそれぞれ補正し、補正後の第２のプッシュプル信号および第３のプッシュプル信号に基づいて、前記トラッキングエラー信号を生成することを特徴とする請求項５に記載の再生装置。
  7. 前記信号生成手段は、前記第４の受光素子〜第７の受光素子で受光して変換された４つの電気信号に基づいて、前記迷光の強度分布を計算し、計算した強度分布に基づいて、前記第２の受光素子および第３の受光素子の位置における補正信号をそれぞれ生成することを特徴とする請求項６に記載の再生装置。
  8. 複数の記録層から成る光記録媒体に情報を記録する記録装置であって、
    請求項１〜４のいずれか１つに記載の光ピックアップ装置と、
    前記光ピックアップ装置の受光手段によって変換された電気信号に基づいて、光記録媒体に照射する光の焦点を記録層に合わせるためのフォーカスエラー信号、光記録媒体に照射する光の焦点の位置をトラックの位置に合わせるためのトラッキングエラー信号、および光記録媒体から読み取った情報を表す情報信号とを生成する信号生成手段と、
    前記信号生成手段によって生成された情報信号を、デジタル情報に変換する再生処理手段と、
    前記信号生成手段によって生成されたフォーカスエラー信号およびトラッキングエラー信号に基づいて、前記光ピックアップ装置が光記録媒体に照射する光の焦点を記録層に合わせ、かつその光の焦点の位置をトラックの位置に合うように、前記光ピックアップ装置の位置を移動させる移動手段とを含み、
    前記信号生成手段は、前記受光手段の第１〜第７の受光素子によって変換された電気信号に基づいて、差動プッシュプル検出法を用いて前記トラッキングエラー信号を生成することを特徴とする記録装置。
  9. 前記信号生成手段は、
    前記第１の受光素子の４つの領域のそれぞれの領域で受光して変換された４つの電気信号に基づいて主ビームの反射光についての第１のプッシュプル信号を生成し、
    前記第２の受光素子および前記第３の受光素子のそれぞれの２つの領域受光して変換されたそれぞれの２つの電気信号に基づいて、副ビームの反射光の第２のプッシュプル信号および第３のプッシュプル信号を生成し、
    前記第４の受光素子〜第７の受光素子で受光して変換された４つの電気信号に基づいて、第２のプッシュプル信号および第３のプッシュプル信号をそれぞれ補正する補正信号を生成し、
    生成したそれぞれの補正信号で、第２のプッシュプル信号および第３のプッシュプル信号をそれぞれ補正し、補正後の第２のプッシュプル信号および第３のプッシュプル信号に基づいて、前記トラッキングエラー信号を生成することを特徴とする請求項８に記載の記録装置。
  10. 前記信号生成手段は、前記第４の受光素子〜第７の受光素子で受光して変換された４つの電気信号に基づいて、前記迷光の強度分布を計算し、計算した強度分布に基づいて、前記第２の受光素子および第３の受光素子の位置における補正信号をそれぞれ生成することを特徴とする請求項９に記載の記録装置。
  11. 請求項５〜７のいずれか１つに記載の再生装置または請求項８〜１０のいずれか１つに記載の記録装置で用いるトラッキングエラー信号を生成するトラッキングエラー信号生成方法であって、
    前記第１の受光素子の４つの領域のそれぞれの領域で受光して変換された４つの電気信号に基づいて主ビームの反射光についての第１のプッシュプル信号を生成する第１プッシュプル信号生成ステップと、
    前記第２の受光素子および前記第３の受光素子の２つの領域のそれぞれの領域で受光して変換されたそれぞれの２つの電気信号に基づいて、副ビームの反射光の第２のプッシュプル信号および第３のプッシュプル信号を生成する第２および第３プッシュプル信号生成ステップと、
    前記第４の受光素子〜第７の受光素子で受光して変換された４つの電気信号に基づいて、第２のプッシュプル信号および第３のプッシュプル信号をそれぞれ補正する補正信号を生成する補正信号生成ステップと、
    前記補正信号生成ステップで生成されたそれぞれの補正信号で、第２および第３プッシュプル信号生成ステップで生成された第２のプッシュプル信号および第３のプッシュプル信号をそれぞれ補正する補正ステップと、
    前記補正ステップで補正された第２のプッシュプル信号および第３のプッシュプル信号に基づいて、差動プッシュプル検出法を用いて前記トラッキングエラー信号を生成する生成ステップとを含むことを特徴とするトラッキングエラー信号生成方法。
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