JP2011044206A - 光ピックアップ及び光ディスク装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】非回転光学系において高精度にトラッキング制御を行い得るようにする。
【解決手段】光ディスク装置1は、ホログラム板17により反射光ビームLRの像を回転させずに複数に分離し、受光領域群18B及び18Cの中心点Q2側及びその反対側に迷光受光領域群18P及び18Q並びに18R及び18Sをそれぞれ設けたフォトディテクタ18に照射する。信号処理部4は、各受光領域Rにより正の反射光ビームLRにおける2本のサブビームを基に生成した受光信号Uを、各迷光受光領域Rにより迷光パターンWを基に生成した各迷光受光信号Uの加算値によって補正する。これにより光ディスク装置1は、迷光成分を相殺することにより反射光ビームLRにおけるサブビームの光量に相当するサブ受光値SE及びSFを算出でき、高品質なトラッキングエラー信号STEを算出することができる。
【選択図】図8
【解決手段】光ディスク装置1は、ホログラム板17により反射光ビームLRの像を回転させずに複数に分離し、受光領域群18B及び18Cの中心点Q2側及びその反対側に迷光受光領域群18P及び18Q並びに18R及び18Sをそれぞれ設けたフォトディテクタ18に照射する。信号処理部4は、各受光領域Rにより正の反射光ビームLRにおける2本のサブビームを基に生成した受光信号Uを、各迷光受光領域Rにより迷光パターンWを基に生成した各迷光受光信号Uの加算値によって補正する。これにより光ディスク装置1は、迷光成分を相殺することにより反射光ビームLRにおけるサブビームの光量に相当するサブ受光値SE及びSFを算出でき、高品質なトラッキングエラー信号STEを算出することができる。
【選択図】図8
Description
本発明は光ピックアップ及び光ディスク装置に関し、例えば光ディスクに情報を記録する光ディスク装置に適用して好適なものである。
従来、光ディスク装置においては、CD(Compact Disc)、DVD(Digital Versatile Disc)及びBlu−ray Disc(登録商標、以下BDと呼ぶ)等の光ディスクに対して情報を記録し、また当該光ディスクから当該情報を読み出すようになされたものが広く普及している。
光ディスク装置は、光ディスクの記録層に螺旋状又は同心円状に形成されているトラックに対し、対物レンズにより光ビームを集光してその焦点を追従させるようになされている。
このとき光ディスク装置は、光ディスクにより光ビームが反射されてなる反射光ビームを、フォトディテクタに設けられた受光領域により受光する。光ディスク装置は、その受光結果を基に、光ビームの焦点を合わせるべきトラックと光ビームの焦点との、フォーカス方向及びトラッキング方向に関するずれ量を表すフォーカスエラー信号及びトラッキングエラー信号をそれぞれ算出する。その後光ディスク装置は、フォーカスエラー信号及びトラッキングエラー信号を基に、対物レンズのフォーカス制御及びトラッキング制御を行う。
ところでDVD方式やBD方式等の光ディスクのなかには、情報を記録する記録層を複数設けることにより、1枚の光ディスクに記録可能な情報量を増加させたものも実用化されている。以下、複数の記録層を有する光ディスクを多層光ディスクと呼ぶ。
この多層光ディスクは、光ディスク装置から光ビームが照射される場合、その原理上、当該光ディスク装置が光ビームの焦点を合わせようとしている記録層(以下これを対象記録層とも呼ぶ)以外の他の記録層においても当該光ビームの一部を反射することになる。
このように他の記録層において反射された光ビームは、他層迷光や層間迷光等と呼ばれており、フォトディテクタに到達した際にデフォーカスした状態となり比較的広い範囲に渡って照射されるため、受光領域にかかる場合もある。この場合光ディスク装置では、受光信号に不要な成分(迷光成分)が含まれるため、トラッキング制御の精度が低下する恐れがある。
そこで光ディスク装置のなかには、受光領域の近傍に他層迷光を検出するための迷光受光領域を設け、当該迷光受光領域における受光量に応じた迷光受光信号を用いて受光領域による受光信号を補正するようになされたものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。
ところで反射光ビームについては、フォトディテクタ上に形成される照射スポット内に、光ビームの焦点におけるトラッキング方向へのずれ量に応じて光強度が変化する領域、いわゆるプッシュプル領域を有することが知られている。
そこで、このプッシュプル領域の光強度を基にトラッキングエラー信号を算出するプッシュプル法が提案されている。また、プッシュプル領域の光強度を利用したトラッキングエラー信号の生成手法の一つとして、差動プッシュプル(DPP)法も提案されている。
この差動プッシュプル法を用いる場合、光ディスク装置は、光ビームを回折させてメインビーム及び2本のサブビームを生成し、それぞれを光ディスクの記録層に照射して反射させる。また光ディスク装置は、フォトディテクタにメイン受光領域及び2箇所のサブ受光領域が設けられており、メインビーム及び2本のサブビームをそれぞれ受光してメイン受光信号及びサブ受光信号を生成する。その後光ディスク装置は、メイン受光信号及びサブ受光信号を用いた所定の演算処理に従い、トラッキングエラー信号を生成する。
さらに光ディスク装置は、特に光ディスクに情報を記録する際に所望の箇所にエネルギーを集中させる観点から、メインビームの光量比率を高めると共にサブビームの光量比率を相対的に低くするようになされている。
すると、光ディスク装置のフォトディテクタ上では、メインビームによる迷光の光強度と、サブビームの光強度とが比較的近い値となってしまう。このため光ディスク装置は、迷光受光信号を用いたとしても、受光信号に含まれる他層迷光の成分を必ずしも適切に補正することができず、トラッキング制御の精度を低下させてしまう恐れがあった。
ところで、フォーカスエラー信号の生成手法としては種々の手法があるが、代表的なものとして非点収差法が知られている。この非点収差法を用いる場合、光ディスク装置は、例えばシリンドリカルレンズにより反射光ビームに非点収差を付与する。
この非点収差法を用いる場合、光ディスク装置では、シリンドリカルレンズの作用により、当該シリンドリカルレンズに入射された段階とフォトディテクタ上に照射される段階との間で、反射光ビームの像が回転することになる。以下、このような光ディスク装置の光学系を回転光学系と呼ぶ。
回転光学系では、シリンドリカルレンズの作用により、他層迷光の光強度分布が一般的なガウシアン分布から複雑に変形してしまい、当該他層迷光の受光結果を用いて適切に補正することが困難となる。
またフォーカスエラー信号の一生成手法として、スポットサイズディテクト(SSD)法がある。このSSD法では、ホログラム等により、反射光ビームを正及び負の1次光に回折させると共にいずれか一方の焦点を近づけると同時に他方の焦点を遠ざけ、両者がフォトディテクタ上に形成するスポットの大きさの差異を基にフォーカスエラー信号を生成する。
SSD法を用いる場合、光ディスク装置では、反射光ビームの像は回転しない。以下、このような光ディスク装置の光学系を非回転光学系と呼ぶ。
この非回転光学系を用いる光ディスク装置では、回転光学系を用いる場合と比較して、受光信号において他層迷光による影響が顕著に表れてしまうため、トラッキング制御の精度が格段に低下してしまう恐れがあった。
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、非回転光学系において高品質なトラッキングエラー信号を生成可能な受光信号を供給し得る光ピックアップ並びに非回転光学系において高精度にトラッキング制御を行い得る光ディスク装置を提案しようとするものである。
かかる課題を解決するため本発明の光ピックアップにおいては、光ビームを出射する光源と、光ビームを回折させることにより0次光でなるメインビーム及び回折光でなる1本以上のサブビームに分離する回折素子と、光ディスクに1層又は2層以上設けられ螺旋状又は同心円状のトラックが形成された記録層のうち、所望の記録層に光ビームのメインビーム及びサブビームをそれぞれ集光する対物レンズと、対物レンズを、光ディスクに離接するフォーカス方向と、光ディスクの内周側又は外周側へ向かうトラッキング方向とに移動させるレンズ移動部と、光ビームのメインビーム及びサブビームが記録層によりそれぞれ反射されてなる反射光ビームを、メインビーム及びサブビームそれぞれについて、複数に分離すると共に、当該反射光ビームの像を回転させずに進行させる光分離素子と、反射光ビームを複数の受光領域によりそれぞれ受光し、その受光量に応じた受光信号を生成することにより、所定の信号処理部により、当該受光信号を基にフォーカス方向及びトラッキング方向に関する光ビームの焦点と所望のトラックとのずれ量を表すフォーカスエラー信号及びトラッキングエラー信号を生成させる受光素子とを設け、受光素子は、反射光ビームのメインビームのうち光分離素子により分離された光ビームを受光し、その受光量に応じたメイン受光信号を生成するメイン受光領域と、反射光ビームの像においてトラックの走行方向に対応するタンジェンシャル方向に関し、メイン受光領域と並んで配置され、反射光ビームのサブビームを受光し、その受光量に応じたサブ受光信号を生成するサブ受光領域と、メイン受光領域及びサブ受光領域の間に設けられ、所望の記録層以外において光ビームが反射されてなる層間迷光ビームを受光し、その受光量に応じた内側迷光受光信号をそれぞれ生成する内側迷光受光領域と、タンジェンシャル方向に関しサブ受光領域を挟んで内側迷光受光領域の反対側に設けられ、層間迷光ビームを受光し、その受光量に応じた外側迷光受光信号を生成する外側迷光受光領域とをさらに設け、メイン受光信号、サブ受光信号、内側迷光受光信号及び外側迷光受光信号を信号処理部へ供給することにより、信号処理部により、メイン受光信号を基にフォーカスエラー信号を生成させると共に、内側迷光受光信号及び外側迷光受光信号の加算平均値により補正したサブ受光信号とメイン受光信号とを基にトラッキングエラー信号を生成させるようにした。
本発明の光ピックアップでは、光分離素子により他層迷光の像が回転若しくは複雑な変形等されることなく内側迷光受光領域、サブ受光領域及び外側迷光受光領域に渡って照射される。このため本発明の光ピックアップは、信号処理部において、内側迷光受光信号及び外側迷光受光信号の加算平均値を用いさせることにより、サブ受光信号に含まれる迷光成分を適切に補正させることができる。
また本発明の光ディスク装置においては、光ビームを出射する光源と、光ビームを回折させることにより0次光でなるメインビーム及び回折光でなる1本以上のサブビームに分離する回折素子と、光ディスクに1層又は2層以上設けられ螺旋状又は同心円状のトラックが形成された記録層のうち、所望の記録層に光ビームのメインビーム及びサブビームをそれぞれ集光する対物レンズと、対物レンズを、光ディスクに離接するフォーカス方向と、光ディスクの内周側又は外周側へ向かうトラッキング方向とに移動させるレンズ移動部と、光ビームのメインビーム及びサブビームが記録層によりそれぞれ反射されてなる反射光ビームを、メインビーム及びサブビームそれぞれについて、複数に分離すると共に、当該反射光ビームの像を回転させずに進行させる光分離素子と、反射光ビームを複数の受光領域によりそれぞれ受光し、それぞれ受光量に応じた受光信号を生成する受光素子と、受光信号を基にフォーカス方向及びトラッキング方向に関する光ビームの焦点と所望のトラックとのずれ量を表すフォーカスエラー信号及びトラッキングエラー信号をそれぞれ生成する信号処理部とを設け、受光素子は、反射光ビームのメインビームのうち光分離素子により分離された光ビームを受光し、その受光量に応じたメイン受光信号を生成するメイン受光領域と、反射光ビームの像においてトラックの走行方向に対応するタンジェンシャル方向に関し、メイン受光領域と並ぶように配置され、反射光ビームのサブビームを受光し、その受光量に応じたサブ受光信号を生成するサブ受光領域と、メイン受光領域及びサブ受光領域の間に設けられ、所望の記録層以外において光ビームが反射されてなる層間迷光ビームを受光し、その受光量に応じた内側迷光受光信号をそれぞれ生成する内側迷光受光領域と、タンジェンシャル方向に関しサブ受光領域を挟んで内側迷光受光領域の反対側に設けられ、層間迷光ビームを受光し、その受光量に応じた外側迷光受光信号を生成する外側迷光受光領域とをさらに設け、信号処理部は、メイン受光信号、サブ受光信号、内側迷光受光信号及び外側迷光受光信号を所定の信号処理部へ供給することにより、メイン受光信号を基にフォーカスエラー信号を生成すると共に、内側迷光受光信号及び外側迷光受光信号の加算平均値により補正したサブ受光信号とメイン受光信号とを基にトラッキングエラー信号を生成するようにした。
本発明の光ディスク装置では、光分離素子により他層迷光の像が回転若しくは複雑な変形等されることなく内側迷光受光領域、サブ受光領域及び外側迷光受光領域に渡って照射される。このため本発明の光ディスク装置は、内側迷光受光信号及び外側迷光受光信号の加算平均値を用いることにより、サブ受光信号に含まれる迷光成分を適切に補正することができる。
本発明によれば、光分離素子により他層迷光の像が回転若しくは複雑な変形等されることなく内側迷光受光領域、サブ受光領域及び外側迷光受光領域に渡って照射される。このため本発明は、信号処理部において、内側迷光受光信号及び外側迷光受光信号の加算平均値を用いさせることにより、サブ受光信号に含まれる迷光成分を適切に補正させることができる。かくして本発明は、非回転光学系において高品質なトラッキングエラー信号を生成可能な受光信号を供給し得る光ピックアップを実現できる。
また本発明によれば、光分離素子により他層迷光の像が回転若しくは複雑な変形等されることなく内側迷光受光領域、サブ受光領域及び外側迷光受光領域に渡って照射される。このため本発明は、内側迷光受光信号及び外側迷光受光信号の加算平均値を用いることにより、サブ受光信号に含まれる迷光成分を適切に補正することができる。かくして本発明は、非回転光学系において高精度にトラッキング制御を行い得る光ディスク装置を実現できる。
以下、発明を実施するための形態(以下実施の形態とする)について、図面を用いて説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
1.第1の実施の形態(SSD法によりフォーカスエラー信号を生成する例)
2.第2の実施の形態(フーコー法によりフォーカスエラー信号を生成する例)
2.第3の実施の形態(光集積素子を用いた例)
4.他の実施の形態
1.第1の実施の形態(SSD法によりフォーカスエラー信号を生成する例)
2.第2の実施の形態(フーコー法によりフォーカスエラー信号を生成する例)
2.第3の実施の形態(光集積素子を用いた例)
4.他の実施の形態
<1.第1の実施の形態>
[1−1.光ディスク装置の構成]
図1に示すように、光ディスク装置1は、例えばBD方式の光ディスク100に情報を記録し、また当該光ディスク100から情報を再生するようになされている。この光ディスク100は、図2(A)に示すように、2層の記録層Y0及びY1が設けられている。
[1−1.光ディスク装置の構成]
図1に示すように、光ディスク装置1は、例えばBD方式の光ディスク100に情報を記録し、また当該光ディスク100から情報を再生するようになされている。この光ディスク100は、図2(A)に示すように、2層の記録層Y0及びY1が設けられている。
光ディスク装置1は、制御部2により全体を統括制御するようになされている。制御部2は、図示しないCPU(Central Processing Unit)を中心に構成されており、図示しないROM(Read Only Memory)から各種プログラムを読み出し、これらを図示しないRAM(Random Access Memory)に展開する。これにより制御部2は、情報記録処理及び情報再生処理等の各種処理を実行するようになされている。
例えば制御部2は、光ディスク100に情報を記録する場合、図示しない外部機器等から情報記録命令、記録情報及び記録アドレス情報を受け付け、記録アドレス情報及び駆動命令を駆動制御部3へ供給すると共に、記録情報を信号処理部4へ供給する。因みに記録アドレス情報は、記録情報を記録すべきアドレスを示す情報である。
駆動制御部3は、駆動命令に従い、スピンドルモータ5を駆動制御することにより、ターンテーブル5Tに装着された光ディスク100を所定の回転速度で回転させる。また駆動制御部3は、スレッドモータ6を駆動制御することにより、光ピックアップ7を移動軸Gに沿って光ディスク100の半径方向(すなわち内周方向又は外周方向)における記録アドレス情報に対応した位置へ移動させる。
信号処理部4は、供給された記録情報に対して所定の符号化処理や変調処理等の各種信号処理を施すことにより記録信号を生成し、これを光ピックアップ7へ供給する。
光ピックアップ7は、後述するフォーカス制御及びトラッキング制御を行うことにより、光ディスク100における所望の記録層Y(以下これを対象記録層YTと呼ぶ)に光ビームLの焦点Fを合わせる。これと共に光ピックアップ7は、信号処理部4からの記録信号に応じて光ビームLの光強度を調整することにより、光ディスク100の記録層に情報を記録するようになされている。
また制御部2は、光ディスク100から情報を再生する場合、例えば外部機器(図示せず)から情報再生命令等を受け付けると、駆動制御部3に対して駆動命令を供給すると共に、再生処理命令を信号処理部4へ供給する。
駆動制御部3は、情報を記録する場合と同様、光ディスク100を所定の回転速度で回転させ、光ピックアップ7を情報再生命令に対応した位置へ移動させる。
光ピックアップ7は、後述するフォーカス制御及びトラッキング制御を行うことにより、光ディスク100における対象記録層YTに当該光ビームLの焦点Fを合わせると共に、光ビームLの光強度を再生用に調整する。
光ビームLは、記録層により反射され反射光ビームLRとなる。光ピックアップ7は、この反射光ビームLRを検出し、その光量に応じた受光信号を信号処理部4へ供給する。
信号処理部4は、供給された受光信号に対して所定の復調処理や復号化処理等の各種信号処理を施すことにより再生情報を生成し、この再生情報を制御部2へ供給する。制御部2は、この再生情報を外部機器(図示せず)へ送出するようになされている。
このように光ディスク装置1は、制御部2によって光ピックアップ7を制御することにより、光ディスク100に情報を記録し、また当該光ディスク100から情報を再生するようになされている。
[1−2.光ピックアップの構成]
次に、光ピックアップ7の構成について説明する。光ピックアップ7は、図3に示すように、多くの光学部品が組み合わされている。
次に、光ピックアップ7の構成について説明する。光ピックアップ7は、図3に示すように、多くの光学部品が組み合わされている。
[1−2−1.光ピックアップの全体構成]
レーザダイオード11は、制御部2及び信号処理部4(図1)の制御に基づき波長約405[nm]でなる光ビームLを出射し、グレーティング12に入射させる。
レーザダイオード11は、制御部2及び信号処理部4(図1)の制御に基づき波長約405[nm]でなる光ビームLを出射し、グレーティング12に入射させる。
因みにレーザダイオード11は、光ビームLがP偏光となるように取付位置や取付角度等が調整されている。またレーザダイオード11の一般的な特性により、光ビームLの光強度分布はいわゆるガウシアン分布となる。
グレーティング12は、光ビームLをメインビーム及び2本のサブビームに分光し、それぞれ偏光ビームスプリッタ(PBS)13に入射させる。なお説明の都合上、以下ではメインビーム及び2本のサブビームをまとめて単に光ビームLと呼ぶ。
偏光ビームスプリッタ13は、偏光面13Sにより光ビームの偏光方向に応じた割合で当該光ビームを反射又は透過させるようになされている。実際上偏光ビームスプリッタ13は、入射された光ビームLのうちP偏光の成分、すなわちほぼ全てを透過させ、
コリメータレンズ14へ入射させる。
コリメータレンズ14へ入射させる。
コリメータレンズ14は、光ビームLを発散光から平行光に変換し、1/4波長板15へ入射させる。1/4波長板15は、光ビームを直線偏光と円偏光との間で相互変換させるようになされており、P偏光でなる光ビームLを例えば左円偏光に変換し、対物レンズ8へ入射させる。
対物レンズ8は、駆動制御部3の制御に基づき、アクチュエータ8Aによりフォーカス方向及びトラッキング方向へ移動されるように、すなわちフォーカス制御及びトラッキング制御されるようになされている。
因みにフォーカス方向とは、光ディスク100に対し近接又は離隔する方向(すなわち図3の上下方向)を表し、トラッキング方向とは光ディスク100の内周側又は外周側へ向かう方向(すなわち図3の左右方向)を表す。
対物レンズ8は、光ビームLを集光して光ディスク100に照射する。このとき対物レンズ8は、図2(A)に示したように、光ビームLの焦点Fを対象記録層YT(この場合は記録層Y0)に合わせる。
このとき光ディスク100の対象記録層YTには、図4に示すように、メインビームによるスポットTD0、並びにサブビームによるスポットTD1及びTD2がそれぞれ形成される。
スポットTD1及びTD2は、トラッキング方向に関し、スポットTD0から互いに反対方向へスポット間隔dsずつ離れた位置に形成される。光ピックアップ7では、このスポット間隔dsがトラックピッチdtの1/4となるよう、グレーティング12等の光学特性が調整されている。
光ビームLのメインビーム及び2本のサブビームは、対象記録層YTにおいてそれぞれの一部が反射される。以下、反射されたメインビーム及び2本のサブビームをまとめて反射光ビームLRと呼ぶ。因みに反射光ビームLRは、反射時に円偏光の旋回方向が反転されるため、右円偏光となる。
反射光ビームLRは、対物レンズ8(図3)により発散光から平行光に変換され、1/4波長板15により右円偏光からS偏光に変換され、コリメータレンズ14により収束光に変換されて、偏光ビームスプリッタ13に入射させる。
偏光ビームスプリッタ13は、S偏光でなる反射光ビームLRを偏光面13Sにより反射し、レンズ16へ入射させる。レンズ16は、反射光ビームLRを集光し、ホログラム板17へ入射させる。
ホログラム板17は、反射光ビームLRに対し回折作用等を呈することにより複数に分離させてフォトディテクタ18へ照射する(詳しくは後述する)。
フォトディテクタ18は、照射された反射光ビームLRを複数の受光領域Rにより受光し、それぞれの受光量に応じた受光信号Uを生成して信号処理部4へ供給する(詳しくは後述する)。
信号処理部4は、受光信号Uに基づいた演算処理を行うことにより、フォーカスエラー信号及びトラッキングエラー信号並びに再生RF信号を生成するようになされている(詳しくは後述する)。
[1−2−2.ホログラム板の構成]
ホログラム板17は、図5に示すように、互いにほぼ同等の大きさでなる2つの領域17X及び17Yに2分割されている。
ホログラム板17は、図5に示すように、互いにほぼ同等の大きさでなる2つの領域17X及び17Yに2分割されている。
図5では、反射光ビームLRの像に関して、光ディスク100の対象記録層YTに形成されているトラックの走行方向(すなわちタンジェンシャル方向)が図の縦方向となっており、内周側及び外周側がそれぞれ図の左側及び右側となっている。
図5からわかるように、反射光ビームLRの像におけるプッシュプル領域PPX及びPPYは、ラジアル方向に分かれて分布している。
この分布に応じて領域17X及び17Yは、タンジェンシャル方向に沿った境界線(すなわち分割線)により、ラジアル方向に2分割されており、互いに異なる性質を有するホログラムが形成されている。
領域17Xは、反射光ビームLRのうち当該領域17Xに照射された部分を回折させることにより、図6に示すように、正負それぞれの1次光でなる反射光ビームLRPX及びLRMXを生成し、それぞれをフォトディテクタ18へ照射する。
このとき領域17Xは、反射光ビームLRPXを内周側へ、反射光ビームLRMXを外周側へそれぞれ回折させるものの、反射光ビームLRMXの回折角度を反射光ビームLRPXの回折角度よりも大きくし、やや外周側寄りに(図6の右寄りに)進行させるようになされている。
領域17Yは、反射光ビームLRのうち当該領域17Yに照射された部分を回折させることにより、図6に示したように、正負それぞれの1次光でなる反射光ビームLRPY及びLRMYを生成し、それぞれをフォトディテクタ18へ照射する。
このとき領域17Yは、反射光ビームLRPYを内周側へ、反射光ビームLRMYを外周側へそれぞれ回折させるものの、反射光ビームLRPYの回折角度を反射光ビームLRMYの回折角度よりも大きくし、やや内周側寄りに(図6の左寄りに)進行させるようになされている。
この結果反射光ビームLRPX及びLRPY(以下これらをまとめて正の反射光ビームLRPと呼ぶ)は、いずれも内周側に回折されるものの、ラジアル方向に関し互いに離れながら進行する。これと同様に反射光ビームLRMX及びLRMY(以下これらをまとめて負の反射光ビームLRMと呼ぶ)は、いずれも外周側に回折されるものの、ラジアル方向に関し互いに離れながら進行する。
さらにホログラム板17の領域17X及び17Yは、SSD(Spot Size Detecting)法に従ったフォーカス制御に対応するべく、正の反射光ビームLRPと負の反射光ビームLRMとの焦点を互いに相違させるようになされている。
具体的に領域17X及び17Yは、図7(A)に示すように、形成されているホログラムの作用により、正の反射光ビームLRP(LRPX及びLRPY)のタンジェンシャル方向に関する焦点FPをフォトディテクタ18の手前側(図の上方)に形成させる。
これと共に領域17X及び17Yは、図7(B)に示すように、形成されているホログラムの作用により、負の反射光ビームLRM(LRMX及びLRMY)のタンジェンシャル方向に関する焦点FMをフォトディテクタ18の奥側(図の下方)に形成させる。
また光ピックアップ7は、光ビームLの焦点F(図2(A))が対象記録層YTに合焦しているときに、正の反射光ビームLRP及び負の反射光ビームLRMによりフォトディテクタ18上に形成されるスポットにおけるタンジェンシャル方向の長さdp及びdmを、互いにほぼ同等とするように、各光学部品の特性や取付位置等が調整されている。
因みにホログラム板17は、反射光ビームLRのメインビーム及び2本のサブビームそれぞれについて、領域毎に分割すると共に回折させ、さらに焦点位置を相違させるようになされている。
このようにホログラム板17は、反射光ビームLRを外周側及び内周側に2分割して互いに離隔させると共に、それぞれを回折させることにより、複数の反射光ビームLRに分離させて進行させるようになされている。
[1−2−3.フォトディテクタの構成]
[1−2−3−1.受光領域の構成]
フォトディテクタ18は、図8に示すように、反射光ビームLRを受光するための複数の受光領域群18A、18B、18C及び18Dが設けられている。
[1−2−3−1.受光領域の構成]
フォトディテクタ18は、図8に示すように、反射光ビームLRを受光するための複数の受光領域群18A、18B、18C及び18Dが設けられている。
フォトディテクタ18上には、正の反射光ビームLRPX及びLRPYそれぞれのメインビームによりビームスポットT0PX及びT0PYが形成され、正の反射光ビームLRPX及びLRPYそれぞれの2本のサブビームによりビームスポットT1PX及びT1PY並びにT2PX及びT2PYがそれぞれ形成される。
またフォトディテクタ18上には、負の反射光ビームLRMX及びLRMYそれぞれのメインビームによりビームスポットT0MX及びT0MYが形成され、負の反射光ビームLRMX及びLRMYそれぞれの2本のサブビームによりビームスポットT1MX及びT1MY並びにT2MX及びT2MYがそれぞれ形成される。
因みに光ピックアップ7は、上述した非回転光学系に相当する。このため光ピックアップ7では、ホログラム板17に入射される反射光ビームLRの像と、フォトディテクタ18上に形成される各ビームスポットTとのいずれにおいても、プッシュプル領域PPX及びPPY(図5)がラジアル方向に広がることになる。
受光領域群18A、18B及び18Cは、正の反射光ビームLRPX及びLRPYに起因するビームスポットT0PX及びT0PY、T1PX及びT1PY並びにT2PX及びT2PYにそれぞれ対応する箇所に配置されている。
また受光領域群18A、18B及び18Cは、ラジアル方向に関しそれぞれ内周側及び外周側に分割されており、ラジアル方向に関し互いに離れて形成される各ビームスポットT0PX及びT0PY、T1PX及びT1PY並びにT2PX及びT2PYの光量をそれぞれ独立して検出できるようになされている。
受光領域群18Aは、ラジアル方向に2分割されると共にタンジェンシャル方向に4分割されることにより、外周側の受光領域RNA、RZA、RZD及びRMDと、内周側の受光領域RNB、RZB、RZC及びRMCとが設けられている。以下、受光領域群18Aの各受光領域Rをメイン受光領域とも呼ぶ。
メイン受光領域のうち外周側の受光領域RNA、RZA、RZD及びRMDには、正の反射光ビームLRPXのメインビームによるビームスポットT0PXが形成される。またメイン受光領域のうち内周側の受光領域RNB、RZB、RZC及びRMCには、正の反射光ビームLRPYのメインビームによるビームスポットT0PYが形成される。
ここで、受光領域RNA及びRZA、受光領域RNB及びRZB、受光領域RMC及びRZC、並びに受光領域RMD及びRZDをそれぞれ組み合わせることにより、仮想的な受光領域RA、RB、RC及びRDを想定する。受光領域群18Aは、この仮想的な受光領域RA、RB、RC及びRDが、当該受光領域群18A全体を格子状に4等分した場合と同様の形状となるよう、各受光領域の形状が定められている。
また、受光領域RMC及びRMD、受光領域RNA及びRNB、並びに受光領域RZA、RZB、RZC及びRZDをそれぞれ組み合わせることにより、仮想的な受光領域RM、RN及びRZを想定する。受光領域群18Aは、この仮想的な受光領域RM、RN及びRZが、当該受光領域群18A全体をタンジェンシャル方向に所定の比率で3分割した場合と同様の形状となるよう、各受光領域の形状が定められている。
受光領域RNA、RZA、RZD、RMD、RNB、RZB、RZC及びRMCは、それぞれの受光量に応じて受光信号UNA、UZA、UZD、UMD、UNB、UZB、UZC及びUMCをそれぞれ生成し、これらを信号処理部4(図1)へ供給する。
受光領域群18B(図8)は、外周側の受光領域RE1及び内周側の受光領域RF1に分割されている。受光領域RE1及び受光領域RF1には、正の反射光ビームLRPX及びLRPYのサブビームによるビームスポットT1PX及びT1PYがそれぞれ形成される。
受光領域RE1及び受光領域RF1は、それぞれの受光量に応じて受光信号UE1及びUF1を生成し、これらを信号処理部4(図1)へ供給する。
受光領域群18C(図8)は、外周側の受光領域RE2及び内周側の受光領域RF2に分割されている。受光領域RE2及び受光領域RF2には、正の反射光ビームLRPX及びLRPYのサブビームによるビームスポットT2PX及びT2PYがそれぞれ形成される。
受光領域RE2及び受光領域RF2は、それぞれの受光量に応じて受光信号UE2及びUF2を生成し、これらを信号処理部4(図1)へ供給する。以下、受光領域群18B及び18Cの各受光領域Rをサブ受光領域とも呼ぶ。
受光領域群18D(図8)は、タンジェンシャル方向に関し、受光領域RK、RW及びRLに3分割されている。受光領域RK、RW及びRLの分割比率は、受光領域群18Aの仮想的な受光領域RM、RN及びRZと同様の分割比率となっている。
受光領域群18Dには、負の反射光ビームLRMX及びLRMYのメインビームによるビームスポットT0MX及びT0MYがそれぞれ形成される。
受光領域RK、RW及びRLは、それぞれの受光量に応じて受光信号UK、UW及びULを生成し、これらを信号処理部4(図1)へ供給する。
[1−2−3−2.迷光受光領域の構成]
ところで光ディスク100(図2(A))では、対象記録層YTと異なる記録層Y1において光ビームLの一部が反射されることにより、他層迷光ビームLNが生成される。
ところで光ディスク100(図2(A))では、対象記録層YTと異なる記録層Y1において光ビームLの一部が反射されることにより、他層迷光ビームLNが生成される。
この他層迷光ビームLNは、光ピックアップ7内で反射光ビームLRと同様の光路を辿り、ホログラム板17により領域毎に回折された上で、フォトディテクタ18に照射される。
ここで他層迷光ビームLNは、対象記録層YTで反射された反射光ビームLRと光路長が異なるため、フォトディテクタ18上にデフォーカスした状態で照射され、比較的広い範囲に広がる迷光パターンWPX、WPY、WMX及びWMYを形成する。
因みにフォトディテクタ18上には、原理的にはサブビームに対応する迷光ビームスポットも形成されるが、光強度が弱く各受光信号への影響が極めて小さい。このため図8には、メインビームに対応する迷光パターンWPX、WPY、WMX及びWMY(以下、これらをまとめて迷光パターンWと呼ぶ)のみを示している。
フォトディテクタ18には、この迷光パターンWに対応するべく、上述した受光領域群18A、18B及び18Cの近傍に迷光受光領域群18P、18Q、18R及び18Sが設けられている。
迷光受光領域群18Pは、受光領域群18A及び18Bの間に配置され、迷光受光領域群18Qは、受光領域群18A及び18Cの間に配置されている。迷光受光領域群18Rは、タンジェンシャル方向に関し、受光領域群18Bを挟んで迷光受光領域群18Pの反対側に設けられている。迷光受光領域群18Sは、受光領域群18Cを挟んで迷光受光領域群18Qの反対側に設けられている。
すなわち迷光受光領域群18P及び18Qは、迷光パターンWPX及びWPYの中心である受光領域群18Aの中心点Q2から見て、受光領域群18B及び18Cよりも近い箇所に配置されている。以下、迷光受光領域群18P及び18Qの各迷光受光領域Rを内側迷光受光領域とも呼ぶ。
一方、迷光受光領域群18R及び18Sは、受光領域群18Aの中心点Q2から見て、受光領域群18B及び18Cよりも遠い箇所に配置されている。以下、迷光受光領域群18R及び18Sの各迷光受光領域Rを外側迷光受光領域とも呼ぶ。
また迷光受光領域群18P、18Q、18R及び18Sは、それぞれラジアル方向に2分割されることにより、それぞれ迷光受光領域RPX及びRPY、RQX及びRQY、RRX及びRRY並びにRSX及びRSYにより構成されている。
迷光受光領域RPX、RQX、RRX、及びRSXは、ラジアル方向に関する長さ及び位置がいずれも受光領域RE1及びRE2と揃えられている。また迷光受光領域RPY、RQY、RRY及びRSYは、ラジアル方向に関する長さ及び位置がいずれも受光領域RF1及びRF2と揃えられている。
また迷光受光領域RPX、RPY、RQX、RQY、RRX、RRY、RSX及びRSYは、タンジェンシャル方向の長さがほぼ同等に揃えられており、このため互いの面積もほぼ同等に揃えられている。因みに各迷光受光領域は、ラジアル方向の長さに比べてタンジェンシャル方向の長さが極めて短い短冊状に形成されている。
迷光受光領域RPX、RPY、RQX、RQY、RRX、RRY、RSX及びRSYは、それぞれの受光量に応じて迷光受光信号UPX、UPY、UQX、UQY、URX、URY、USX及びUSYを生成し、これらを信号処理部4(図1)へ供給する。
このようにフォトディテクタ18は、複数の受光領域R及び迷光受光領域Rによりそれぞれ受光量に応じた受光信号U及び迷光受光信号Uをそれぞれ生成し、これらを信号処理部4(図1)へ供給するようになされている。
[1−3.他層迷光成分の補正]
[1−3−1.各種信号の生成]
信号処理部4(図1)は、受光信号Uを基に、SSD法に基づいたフォーカスエラー信号、DPP法又はDPD法に基づいたトラッキングエラー信号、並びに再生RF信号を生成するようになされている。
[1−3−1.各種信号の生成]
信号処理部4(図1)は、受光信号Uを基に、SSD法に基づいたフォーカスエラー信号、DPP法又はDPD法に基づいたトラッキングエラー信号、並びに再生RF信号を生成するようになされている。
まず信号処理部4は、受光信号Uを基に、次の(1)及び(2)式に従い、サブ受光領域の内周側及び外周側それぞれについての受光信号の合計値として原受光値SE0及びSF0を算出する。
この原受光値SE0及びSF0は、2本のサブビームそのものの光強度に他層迷光の光強度が加算された値に相当する。
また信号処理部4は、受光信号Uを基に、次の(3)及び(4)式に従い、迷光の光量に相当する迷光値SX及びSYを算出する。
すなわち信号処理部4は、受光領域群18Aの中心点Q2から見て、受光領域群18B及び18Cよりも近い箇所及び遠い箇所それぞれにおける迷光の光強度を加算し平均化することにより、外周側及び内周側それぞれの迷光値SX及びSYを算出する。
さらに信号処理部4は、次の(5)式及び(6)式に従い、原受光値SE0及びSF0を迷光値SX及びSY並びに所定の係数αを用いて補正することにより、サブ受光値SE及びSFをそれぞれ算出する。
ここで係数αは、受光領域RE1等及び迷光受光領域RPX等の面積比や事前に得られた測定値等を基に定められる値である。このためサブ受光値SE及びSFは、(5)式及び(6)式の演算により、原受光値SE0及びSF0から迷光パターンWPX及びWPYに起因する成分を相殺した値、すなわち2本のサブビームの光強度そのものに相当する値となる。
また信号処理部4は、次の(7)〜(10)式に従い、メインビームの受光結果に相当するメイン受光値SA、SB、SC及びSDをそれぞれ算出する。
ここで信号処理部4は、光ディスク100の種類に応じてトラッキングエラー信号の算出手法を切り替えるようになされている。例えば信号処理部4は、光ディスク100がピット構造を有するDVD−ROMメディアであった場合、DPD(Differential Phase Detect)法によりトラッキングエラー信号を算出する。
具体的に信号処理部4は、まずメイン受光値SA、SB、SC及びSDを基に、それぞれの位相を表す位相信号φA、φB、φC及びφDを算出する。続いて信号処理部4は、次の(11)式に従ってトラッキングエラー信号STEを算出し、これを駆動制御部3へ供給する。
また信号処理部4は、光ディスク100が他の種類のメディアであった場合、DPP(Differential Push Pull)法によりトラッキングエラー信号を算出する。
具体的に信号処理部4は、メイン受光値SA、SB、SC及びSDと、サブ受光値SE及びSFと、所定の係数kとを用いて、次の(12)式に従ってトラッキングエラー信号STEを算出し、これを駆動制御部3へ供給する。
さらに信号処理部4は、SSD法によりフォーカスエラー信号を算出する。具体的に信号処理部4は、受光領域群18A及び18D(図8)から得られた受光信号を用いて、次に示す(13)式及び(14)式に従い、中間値SPD1及びSPD2をそれぞれ算出する。
続いて信号処理部4は、中間値SPD1及びSPD2を基に、次の(15)式に従ってフォーカスエラー信号SFEを算出し、これを駆動制御部3へ供給する。
これに応じて駆動制御部3は、フォーカスエラー信号SFE及びトラッキングエラー信号STEに基づいてアクチュエータ8Aを制御し、対物レンズ8を移動させことにより、光ビームLの焦点Fを所望の位置に合わせる、いわゆるサーボ制御を行う。
また信号処理部4は、(7)〜(10)式により算出したメイン受光値SA、SB、SC及びSDを基に、次の(16)式に従って再生RF信号SRFを算出する。
その後信号処理部4は、再生RF信号SRFに対し所定の復調処理や復号化処理等を施すことにより、記録されている情報を再生し、制御部2へ供給する。制御部2は、再生された情報を図示しない外部機器へ送出する。
このように信号処理部4は、DPP法を用いる場合、迷光値SX及びSYを用いて原受光値SE0及びSF0を補正することによりサブ受光値SE及びSFを算出し、これを用いてトラッキングエラー信号STEを算出するようになされている。
[1−3−2.他層迷光の変化]
ところで光ディスク100は、CD方式、DVD方式及びBD方式等それぞれの規格により、トラック幅やトラックピッチdt(図4)、或いは層間隔dn(図2(A))等がある程度の許容誤差を含めて規定されている。
ところで光ディスク100は、CD方式、DVD方式及びBD方式等それぞれの規格により、トラック幅やトラックピッチdt(図4)、或いは層間隔dn(図2(A))等がある程度の許容誤差を含めて規定されている。
一方、他層迷光ビームLN(図2(A))は、上述したようにフォトディテクタ18に照射されるまでの光路長が光ビームLと異なるため、図8に示したような迷光パターンWを形成する。
このため光ピックアップ7では、層間隔dn(図2(A))が相違すると、フォトディテクタ18上に形成される迷光パターンWの大きさも相違することになる。
例えば図8と対応する図9(B)に示すように、層間隔dnが比較的大きい場合、迷光パターンWは比較的広い範囲に広がる。また、図9(B)の迷光パターンWPX及びWPYについてタンジェンシャル方向の光強度分布を表すと、図9(A)に示すようなガウシアン分布となる。
一方、層間隔dnが比較的小さい場合、迷光パターンWは、図9(B)と対応する図10(B)に示すように、比較的狭い範囲に広がることになる。また、図9(A)の場合と同様に、図10(B)の迷光パターンWPX及びWPYについてタンジェンシャル方向の光強度分布を表すと、図10(A)に示すようなガウシアン分布となる。
図10(A)の分布曲線は、図9(A)の分布曲線よりも急峻な曲線を描いている。このため、迷光受光領域群18P及び18Rそれぞれの位置における他層迷光ビームLNの光強度の差分値ΔEは、図9(A)の場合と図10(A)の場合とでは大きく相違している。
すなわち、サブ受光領域(受光領域群18B)と、内側迷光受光領域(迷光受光領域群18P)と、外側迷光受光領域(迷光受光領域群18R)との間における、迷光パターンWによる光強度の比率は、図9(B)の場合と図10(B)の場合とで互いに相違することになる。
ここで図11に示すように、内側迷光受光領域(迷光受光領域群18P及び18Q)を省略したフォトディテクタ28を想定する。このフォトディテクタ28を用いた場合、サブ受光値SE及びSFを算出するには、迷光受光領域群18R及び18Sの各迷光受光領域Rから得られた迷光受光信号URX、URY、USX及びUSYを用いて、(3)〜(6)式により原受光値SE0及びSF0を補正することになる。
これを換言すれば、フォトディテクタ28を用いた場合、原受光値SE0及びSF0から迷光受光信号URX、URY、USX及びUSYを固定比率で減算することにより、当該原受光値SE0及びSF0を補正することになる。
このことは、図9(B)及び図10(B)に示したように、受光領域群18B及び迷光受光領域群18Rに照射される迷光パターンWの光強度の比率が、層間隔dn(図2(A))に応じて相違する場合、その迷光成分を適切に補正できないことを意味する。
この点において、フォトディテクタ18を用いる光ピックアップ7は、中心点Q2から比較的遠く光強度が弱い箇所(迷光受光領域群18R及び18S)と、中心点Q2に近く光強度が強い箇所(迷光受光領域群18P及び18Q)との双方について、迷光パターンWの光強度を検出することができる。
これに応じて信号処理部4は、(3)式及び(4)式に示したように、各迷光受光信号Uを加算し平均化することにより、内側迷光受光領域及び外側迷光受光領域の間に位置するサブ受光領域における迷光成分を適切に算出することができる。
このため信号処理部4は、層間隔dn(図2(A))が相違し光強度分布が相違する場合であっても(図9(A)及び図10(A))、(5)式及び(6)式の演算により、原受光値SE0及びSF0に含まれる迷光成分をそれぞれ適切に相殺することができる。
次に、対物レンズ8がトラッキング方向に移動された場合、いわゆるレンズシフト又は視野振りが生じた場合について検討する。ここでは、外周側へ向かう方向を正、内周側へ向かう方向を負と定義して、対物レンズ8のトラッキング方向への移動量をdr[mm]とする。
まず、層間隔dn(図2(A))が50[μm]の場合に、移動量drを−0.1[mm]、0[mm]及び+0.1[mm]とした場合についてシミュレートしたところ、それぞれ図12(A)、(B)及び(C)に示すような迷光パターンWが得られた。
移動量dr=0[mm]の場合(図12(B))、迷光パターンWPXの内周側の境界線BXと、迷光パターンWPYの内周側の境界線BYとは、いずれもほぼタンジェンシャル方向に沿った直線状となっている。
この場合、各受光領域及び各迷光受光領域において、迷光パターンWが照射される面積の割合は、互いにほぼ同等となっている。このことは、上述した(3)式及び(4)式により算出される迷光値SX及びSYが、原受光値SE0及びSF0に含まれる迷光成分と一定の比率を有することを表している。このため信号処理部4は、上述した(5)式及び(6)式により、迷光パターンWによる迷光成分を適切に補正することができる。
これに対し移動量dr=−0.1[mm]の場合(図12(A))、境界線BX及びBYは、いずれも外周側へ湾曲したような形状となる。
ここで、内側迷光受光領域、サブ受光領域及び外側迷光受光領域として、例えば迷光受光領域RPX、受光領域RE1及び迷光受光領域RRXに着目すると、迷光パターンWが照射される面積の割合は、互いに同等ではないものの、中心点Q2からタンジェンシャル方向へ遠ざかるに連れて徐々に減少している。
このことは、上述した(3)式及び(4)式により算出される迷光値SX及びSYが、原受光値SE0及びSF0に含まれる迷光成分と一定の比率を有することを表している。このため信号処理部4は、上述した(5)式及び(6)式により、迷光パターンWによる迷光成分を適切に補正することができる。
また移動量dr=+0.1[mm]の場合(図12(C))、境界線BX及びBYは、いずれも内周側へ湾曲したような形状となる。この場合、迷光パターンWは、移動量dr=−0.1[mm]の場合(図12(A))とラジアル方向に関しほぼ対称となっている。このため信号処理部4は、やはり上述した(5)式及び(6)式により、迷光パターンWによる迷光成分を適切に補正することができる。
次に、層間隔dn(図2(A))が45[μm]の場合に、移動量drを−0.1[mm]、0[mm]及び+0.1[mm]とした場合についてシミュレートしたところ、それぞれ図13(A)、(B)及び(C)に示すような迷光パターンWが得られた。
境界線BX及びBYについては、移動量dr=0[mm]のときに直線状になり、移動量dr=−0.1[mm]のときに外周側へ湾曲し、移動量dr=+0.1[mm]のときに内周側へ湾曲する点は共通であるものの、図12の場合と比較して湾曲の度合いが大きくなっている。
ここで、図13(A)について内側迷光受光領域、サブ受光領域及び外側迷光受光領域として迷光受光領域RPX、受光領域RE1及び迷光受光領域RRXに着目すると、迷光パターンWが照射される面積の割合は、図12(A)の場合と同様、中心点Q2からタンジェンシャル方向へ遠ざかるに連れて徐々に減少している。
このため、上述した(3)式及び(4)式により算出される迷光値SX及びSYは、原受光値SE0及びSF0に含まれる迷光成分と一定の比率を有する。このため信号処理部4は、上述した(5)式及び(6)式により、迷光パターンWによる迷光成分を適切に補正することができる。図13(C)の場合も同様である。
このように光ディスク装置1は、層間隔dnが変化した場合、及び対物レンズ8のレンズシフトが生じた場合であっても、(3)〜(6)式の演算を行うことにより、原受光値SE0及びSF0に含まれる迷光成分を適切に補正することができる。
[1−4.動作及び効果]
以上の構成において、フォトディテクタ18には、受光領域群18A及び18Bとの間、受光領域群18A及び18Cの間にそれぞれ内側迷光受光領域としての迷光受光領域群18P及び18Qを設けた。またフォトディテクタ18には、受光領域群18B及び18Cを挟んで迷光受光領域群18P及び18Qの反対側に、外側迷光受光領域としての迷光受光領域群18R及び18Sをそれぞれ設けた(図8)。
以上の構成において、フォトディテクタ18には、受光領域群18A及び18Bとの間、受光領域群18A及び18Cの間にそれぞれ内側迷光受光領域としての迷光受光領域群18P及び18Qを設けた。またフォトディテクタ18には、受光領域群18B及び18Cを挟んで迷光受光領域群18P及び18Qの反対側に、外側迷光受光領域としての迷光受光領域群18R及び18Sをそれぞれ設けた(図8)。
光ディスク装置1の光ピックアップ7は、光ビームLを光ディスク100の対象記録層YTに集光し(図2(A))、当該対象記録層YTにおいて当該光ビームLが反射されてなる反射光ビームLRをホログラム板17へ入射させる。
ホログラム板17は、反射光ビームLRを領域17X及び17Yそれぞれにおいて回折させることにより、正の反射光ビームLRPX及びLRPY並びに負の反射光ビームLRMX及びLRMYに分離し、その像を回転させることなくフォトディテクタ18に照射する。
またホログラム板17は、正の反射光ビームLRPX及びLRPYの焦点FPと負の反射光ビームLRMX及びLRMYの焦点FMとを相違させる(図7)。
フォトディテクタ18は、受光領域群18A、18B及び18Cの各受光領域Rにより、正の反射光ビームLRにおけるメインビーム及び2本のサブビームをそれぞれ受光し、その受光量に応じた受光信号Uを生成して信号処理部4へ供給する。
またフォトディテクタ18は、迷光受光領域群18P、18Q、18R及び18Sの各迷光受光領域Rにより迷光パターンWをそれぞれ受光し、その受光量に応じた迷光受光信号Uを生成して信号処理部4へ供給する。
信号処理部4は、DPP法によりトラッキングエラー信号を生成する場合、(1)式及び(2)式に従い原受光値SE0及びSF0を算出し、(3)式及び(4)式に従い迷光値SX及びSYを算出して、(5)式及び(6)式に従いサブ受光値SE及びSFを算出する。
さらに信号処理部4は、(7)〜(10)式に従い算出したメイン受光値SA〜SDとサブ受光値SE及びSFとを基に、(12)式に従ってトラッキングエラー信号STEを算出する。
また信号処理部4は、(13)式及び(14)式に従い中間値SPD1及びSPD2を算出した上で、(15)式に従いフォーカスエラー信号SFEを算出する。さらに信号処理部4は、(16)式に従い再生RF信号SRFを算出する。
従って光ディスク装置1は、信号処理部4により、原受光値SE0及びSF0から迷光成分を適切に相殺できるので、反射光ビームLR0におけるサブビームの光量に相当するサブ受光値SE及びSFを算出でき、高品質なトラッキングエラー信号STEを算出することができる。これに伴い光ディスク装置1は、駆動制御部3により、このトラッキングエラー信号STEを用いた高精度なトラッキング制御を行うことができる。
このときフォトディテクタ18に照射される迷光パターンWは、光ディスク100における層間隔dn(図2(A))の相違や対物レンズ8のレンズシフト等に起因して、様々に変化する(図9、図10、図12及び図13)。このため、内側迷光受光領域、サブ受光領域及び外側迷光受光領域にそれぞれ照射される迷光パターンWの光強度の比率も、様々に変化する。
これに対しフォトディテクタ18は、サブ受光領域(受光領域群18B及び18C)に対し、中心点Q2側である内側に配置した内側迷光受光領域(迷光受光領域群18P及び18Q)と、それぞれの反対側である外側に配置した外側迷光受光領域(迷光受光領域群18R及び18S)により、それぞれ迷光パターンWを受光する。
特に光ピックアップ7は非回転光学系である。このため迷光パターンWの光強度は、中心点Q2の近傍が最も高いガウシアン分布におおよそ従い(図9(A)、図10(A))、当該中心点Q2から離れるに従って単調に減少する。
またホログラム板17の領域17X及び17Yは、反射光ビームLRをタンジェンシャル方向に沿った分割線によりラジアル方向に2分割している(図5)。このため、対物レンズ8のレンズシフトにより迷光パターンWの境界線BX及びBYが内周側又は外周側へ湾曲したとしても(図12、図13)、当該境界線BX又はBYは、内側迷光受光領域、サブ受光領域及び外側迷光受光領域に渡ってほぼ直線を描く。
このため、例えば内側迷光受光領域及び外側迷光受光領域による迷光受光信号同士を加算した値は、その間に位置するサブ受光領域における受光信号に含まれる迷光成分と比例関係を有する。
すなわち信号処理部4は、(3)式及び(4)式のように各迷光受光信号Uを加算し平均化することにより、原受光値SE0及びSF0に含まれる迷光成分とほぼ比例関係を有する迷光値SX及びSYを算出することができる。この結果信号処理部4は、(5)式及び(6)式において、当該迷光値SXおよびSYに所定の係数αを乗じて原受光値SE0及びSF0から減じることにより、当該原受光値SE0及びSF0の迷光成分を極めて精度良く補正することができる。
ところで、フォーカスエラー信号の生成手法としては、上述したように、非点収差法が広く用いられている。ここで、光ピックアップ7との比較のために、図3と対応する図14に示すように、非点収差法に対応した光ピックアップ30を想定する。すなわち光ピックアップ30は回転光学系となる。
光ピックアップ30は、光ピックアップ7(図3)と比較して、レンズ16及びホログラム板17に代わるマルチレンズ37が設けられ、フォトディテクタ18に代わるフォトディテクタ38が設けられている点が相違するものの、他の点については同様に構成されている。
マルチレンズ37は、反射光ビームLRに非点収差を与え、フォトディテクタ38に照射する。フォトディテクタ38は、図8と対応する図15に示すように、複数の受光領域群38A、38B及び38Cにより構成されている。
ここで反射光ビームLRにより形成されるスポットT0、T1及びT2は、マルチレンズ37の作用により、光ピックアップ7の場合と比較して像が約90度回転している。すなわちスポットT0、T1及びT2では、プッシュプル領域がタンジェンシャル方向に分かれて分布している。
また光ディスク100の記録層Y0を対象記録層としている場合(図2(A))、フォトディテクタ38には図16(A)に示すような迷光パターンWが形成される。一方、図2(B)に示すように光ディスク100の記録層Y1を対象記録層としている場合、フォトディテクタ38には図16(B)に示すような迷光パターンWが形成される。
すなわち非点収差法を利用する回転光学系の場合、対象記録層YTの相違により迷光パターンWの形状が大きく相違し、また光強度の分布も相違する。このため、フォトディテクタ38にフォトディテクタ18と同様の各迷光受光領域群を設けたとしても、迷光受光領域群による迷光受光信号Uの値と、受光領域群38B及び38Cによる受光信号Uに含まれる迷光成分とが必ずしも比例関係にならない。この結果、信号処理部4において(3)〜(6)式の演算を行ったとしても、原受光値SE0及びSF0に含まれる迷光成分を相殺することが極めて困難となる。
これに対し非回転光学系である光ディスク装置1では、非点収差法を利用せず、SSD法によりフォーカスエラー信号SFEを生成する。すなわち光ピックアップ7は、反射光ビームLRに対しマルチレンズやエキスパンダレンズにより非点収差を与えていないため、当該反射光ビームLRの像を歪ませ又は回転させることなく、フォトディテクタ18に照射することができる。
この結果、光ピックアップ7では、迷光パターンWにおける光強度分布についても、ガウシアン分布が大きく歪むことが無い(図9(A)、図10(A))。このため信号処理部4では、迷光受光信号Uを利用することにより、対象記録層YTに拘わらず、原受光値SE0及びSF0に含まれる迷光成分を適切に相殺することができる。
また光ピックアップ7では、ホログラム板17により、プッシュプル領域PPX及びPPY(図5)をラジアル方向に分離してフォトディテクタ18上に照射することができる(図8)。
さらに、SSD法ではタンジェンシャル方向に関するビームスポットの大きさを検出できれば良い。このためフォトディテクタ18については、各ビームスポットの検出範囲を制限する必要が低くなり、各受光領域をラジアル方向に長く形成することができる。
これに伴い光ピックアップ7では、ラジアル方向(図8の左右方向)に関し、反射光ビームLRの照射位置が多少ずれたとしても、受光信号Uを基に生成するメイン受光信号SA等を高精度に生成することができる。別の観点から見れば、光ピックアップ7については、ラジアル方向に関して各種光学部品の位置精度を必ずしも高める必要が無く、組立工程や調整工程の簡素化を図ることができる。
以上の構成によれば、光ディスク装置1は、ホログラム板17により反射光ビームLRの像を回転させずに複数に分離し、受光領域群18B及び18Cの中心点Q2側及びその反対側に迷光受光領域群18P及び18Q並びに18R及び18Sをそれぞれ設けたフォトディテクタ18に照射する。信号処理部4は、各受光領域Rにより正の反射光ビームLRにおける2本のサブビームを基に生成した受光信号Uを、各迷光受光領域Rにより迷光パターンWを基に生成した各迷光受光信号Uの加算値によって補正する。これにより光ディスク装置1は、迷光成分を相殺することにより反射光ビームLRにおけるサブビームの光量に相当するサブ受光値SE及びSFを算出でき、高品質なトラッキングエラー信号STEを算出することができる。
<2.第2の実施の形態>
[2−1.光ディスク装置及び光ピックアップの構成]
第2の実施の形態は、第1の実施の形態と比較して、フォーカスエラー信号SFEの生成手法としてSSD法に代えてフーコー法を用いる点が大きく異なっている。
[2−1.光ディスク装置及び光ピックアップの構成]
第2の実施の形態は、第1の実施の形態と比較して、フォーカスエラー信号SFEの生成手法としてSSD法に代えてフーコー法を用いる点が大きく異なっている。
第2の実施の形態による光ディスク装置50(図1)は、信号処理部4及び光ピックアップ7に代えて信号処理部54及び光ピックアップ57が設けられている点が相違するものの、他の点については光ディスク装置1と同様に構成されている。
光ピックアップ57は、図3との対応部分に同一符号を付した図17に示すように、光ピックアップ7と比較して、ホログラム板17及びフォトディテクタ18に代わるホログラム板67及びフォトディテクタ68が設けられている点が相違するものの、他は同様に構成されている。
ホログラム板67は、図5と対応する図18に示すように、第1の実施の形態とは異なりフーコー法に対応した分割パターンにより、複数の領域67X、67Y及び67Zに分割されている。
領域67X、67Y及び67Zは、それぞれブレーズ型のホログラムが形成されており、反射光ビームLRのうち照射された部分をそれぞれ一方向へ回折させるようになされている。
領域67Zは、図18及び図19に示すように、反射光ビームLRのうち照射された部分である反射光ビームLRZを外周側へ回折させる。一方領域67X及び67Yは、それぞれ反射光ビームLRのうち照射された部分である反射光ビームLRX及びLRZをそれぞれ内周側へ回折させる。
また領域67Yは、67Xよりも回折角度が大きくなるよう、すなわちラジアル方向に関し、反射光ビームLRYを反射光ビームLRXから離隔させながら進行させるよう、ホログラムが設計されている。
フォトディテクタ68は、図8と対応する図20に示すように、全体としてフーコー法によるフォーカスエラー信号の生成に用いる受光信号及びDPP法によるトラッキングエラー信号の生成に用いる受光信号を生成し得るようになされている。
フォトディテクタ68の受光領域群68A、68B及び68Cの各受光領域は、反射光ビームLRX及びLRY(図19)のメインビーム及び2本のサブビームをそれぞれ受光するようになされている。
因みに受光領域群68A、68B及び68Cの各受光領域Rは、受光領域群18A、18B及び18Cの各受光領域R(図8)と比較して、受光領域群68Aのタンジェンシャル方向に関する分割数が4から2に削減されている点以外は同様の構成となっている。
具体的にメイン受光領域としての受光領域群68Aは、全体が格子状に4分割されることにより、受光領域RA、RB、RC及びRDが設けられている。因みに受光領域RA、RB、RC及びRDは、フォトディテクタ18における受光領域RNA及びRZA、RNB及びRZB、RMC及びRZC、並びにRMD及びRNDをそれぞれ一体化した構成に相当する。
受光領域RA、RB、RC及びRDは、それぞれの受光量に応じて受光信号UA、UB、UC及びUDを生成し、これらを信号処理部54(図1)へ供給する。
サブ受光領域としての受光領域群68Bは、受光領域群18B(図8)と同様に外周側の受光領域RE1及び内周側の受光領域RF1に分割されている。またサブ受光領域としての受光領域群68Cは、受光領域群18B(図8)と同様に外周側の受光領域RE2及び内周側の受光領域RF2に分割されている。
受光領域RE1、RF1、RE2及びRF2は、それぞれの受光量に応じて受光信号UE1、UF1、UE2及びUF2を生成し、これらを信号処理部54(図1)へ供給する。
またフォトディテクタ68には、受光領域群18Dと対応し、反射光ビームLRZのメインビームを受光する受光領域群68Dが設けられている。受光領域群68Dは、タンジェンシャル方向に2分割されることにより受光領域RK及びRLを有している。受光領域RK及びRLは、それぞれの受光量に応じた受光信号UK及びULを生成し、それぞれを信号処理部54(図1)へ供給する。
ところでフォトディテクタ68には、ホログラム板67における分割パターンに応じて、迷光パターンWX、WY及びWZが形成される。
そこでフォトディテクタ68には、迷光受光領域群18P、18Q、18R及び18S(図8)とそれぞれ対応する迷光受光領域群68P、68Q、68R及び68Sがそれぞれ設けられている。
内側迷光受光領域としての迷光受光領域群68P及び68Qは、迷光受光領域群18P及び18Qと同様、迷光受光領域RPX及びRPY並びにRQX及びRQYがそれぞれ設けられている。
また外側迷光受光領域としての迷光受光領域群68R及び68Sは、迷光受光領域群18R及び18Sと同様、迷光受光領域RRX及びRRY並びにRSX及びRSYがそれぞれ設けられている。
迷光受光領域RPX、RPY、RQX、RQY、RRX、RRY、RSX及びRSYは、それぞれの受光量に応じて迷光受光信号UPX、UPY、UQX、UQY、URX、URY、USX及びUSYを生成し、これらを信号処理部54(図1)へ供給する。
[2−2.各種信号の生成]
信号処理部54は、第1の実施の形態と同様、(1)式及び(2)式に従い原受光値SE0及びSF0を算出し、(3)及び(4)式に従い迷光値SX及びSYを算出する。
信号処理部54は、第1の実施の形態と同様、(1)式及び(2)式に従い原受光値SE0及びSF0を算出し、(3)及び(4)式に従い迷光値SX及びSYを算出する。
また信号処理部54は、(5)式及び(6)式に従い原受光値SE0及びSF0を迷光値SX及びSY並びに所定の係数αを用いて補正することにより、サブ受光値SE及びSFをそれぞれ算出する。
光ピックアップ57は、光ピックアップ7と同様に非回転光学系である。このため信号処理部54は、第1の実施の形態と同様、原受光値SE0及びSF0に含まれる迷光成分を適切に相殺することができる。
信号処理部54は、DPP法によりトラッキングエラー信号を生成する場合、(12)式に代わる(17)式に従ってトラッキングエラー信号STEを生成する。
また信号処理部54は、受光信号UA、UB、UC及びUD並びにUK及びULを基に、フーコー法に従った所定の演算処理によりフォーカスエラー信号SFEを生成する。
これに応じて駆動制御部3(図1)は、第1の実施の形態と同様に、フォーカスエラー信号SFEに基づいたフォーカス制御及びトラッキングエラー信号STEに基づいたトラッキング制御を行うようになされている。
[2−3.動作及び効果]
以上の構成において、フォトディテクタ68には、受光領域群68Aと68B及び68Cとの間にそれぞれ内側迷光受光領域としての迷光受光領域群68P及び68Qを設けた。またフォトディテクタ68には、受光領域群68B及び68Cを挟んでそれぞれ反対側に外側迷光受光領域としての迷光受光領域群68R及び68Sを設けた(図20)。
以上の構成において、フォトディテクタ68には、受光領域群68Aと68B及び68Cとの間にそれぞれ内側迷光受光領域としての迷光受光領域群68P及び68Qを設けた。またフォトディテクタ68には、受光領域群68B及び68Cを挟んでそれぞれ反対側に外側迷光受光領域としての迷光受光領域群68R及び68Sを設けた(図20)。
光ディスク装置50の光ピックアップ57は、反射光ビームLRをホログラム板67へ入射させる。ホログラム板67は、反射光ビームLRを領域67X、67Y及び67Zそれぞれにおいて回折させることにより、メインビーム及び2本のサブビームそれぞれを反射光ビームLRX、LRY及びLRZに分離する。
フォトディテクタ68は、受光領域群68A、68B及び68Cの各受光領域Rにより、メインビーム及び2本のサブビームそれぞれの反射光ビームLRX及びLRYをそれぞれ受光し、その受光量に応じた受光信号Uを生成して信号処理部54へ供給する。
またフォトディテクタ68は、迷光受光領域群68P、68Q、68R及び68Sの各迷光受光領域Rにより迷光パターンWをそれぞれ受光し、その受光量に応じた迷光受光信号Uを生成して信号処理部54へ供給する。
信号処理部54は、(1)式及び(2)式に従い原受光値SE0及びSF0を算出し、(3)式及び(4)式に従い迷光値SX及びSYを算出して、(5)式及び(6)式に従いサブ受光値SE及びSFを算出する。
また信号処理部54は、受光信号UA〜UDとサブ受光値SE及びSFとを基に、(17)式に従ってトラッキングエラー信号STEを算出する。さらに信号処理部4は、フーコー法に従ってフォーカスエラー信号SFEを算出する。
従って光ディスク装置50は、第1の実施の形態と同様、原受光値SE0及びSF0から迷光成分を適切に相殺できるので、反射光ビームLRX及びLRYのサブビームにおける光量に相当するサブ受光値SE及びSFを算出でき、高品質なトラッキングエラー信号STEを算出することができる。これに伴い光ディスク装置50は、駆動制御部3により、このトラッキングエラー信号STEを用いた高精度なトラッキング制御を行うことができる。
特に光ディスク装置50は、フーコー法を用いてフォーカスエラー信号を生成しており、フォトディテクタ68に照射される反射光ビームLRの像を回転させない点で、SSD法を用いる第1の実施の形態による光ディスク装置1と共通している。
このため信号処理部54は、第1の実施の形態と同様、各迷光受光信号Uを加算し平均化することにより、原受光値SE0及びSF0に含まれる迷光成分とほぼ比例関係を有する迷光値SX及びSYを算出することができる。この結果信号処理部54は、(5)式及び(6)式の演算により、原受光値SE0及びSF0の迷光成分を極めて精度良く補正することができる。
また光ディスク装置50は、その他の点についても、第1の実施の形態と同様の作用効果を奏し得る。
以上の構成によれば、光ディスク装置50は、ホログラム板67により反射光ビームLRの像を回転させずに複数に分離し、受光領域群68B及び68Cの中心点Q2側及びその反対側に迷光受光領域群68P及び68Q並びに68R及び68Sをそれぞれ設けたフォトディテクタ68に照射する。信号処理部54は、各受光領域Rにより反射光ビームLRX及びLRYにおける2本のサブビームを基に生成した受光信号Uを、各迷光受光領域Rにより迷光パターンWを基に生成した各迷光受光信号Uの加算値によって補正する。従って光ディスク装置50は、迷光成分を相殺することにより反射光ビームLRX及びLRYにおけるサブビームの光量に相当するサブ受光値SE及びSFを算出でき、高品質なトラッキングエラー信号STEを算出することができる。
<3.第3の実施の形態>
[3−1.光ディスク装置及び光ピックアップの構成]
第3の実施の形態による光ディスク装置70(図1)は、第1の実施の形態における光ディスク装置50と比較して、光ピックアップ7に代えて光ピックアップ77が設けられている点が相違するものの、他の点については光ディスク装置1と同様に構成されている。
[3−1.光ディスク装置及び光ピックアップの構成]
第3の実施の形態による光ディスク装置70(図1)は、第1の実施の形態における光ディスク装置50と比較して、光ピックアップ7に代えて光ピックアップ77が設けられている点が相違するものの、他の点については光ディスク装置1と同様に構成されている。
光ピックアップ77は、図3との対応部分に同一符号を付した図21に示すように、光ピックアップ7における複数の光学部品が一体化されて光集積素子80を構成している点が大きく異なっている。
光集積素子80は、板状でなる基板81の一面にレンズホルダ82が取り付けられ、その反対面にスペーサ83、複合レンズ84及び積層プリズム85が順次積層された構成となっている。
レーザホルダ82は、基板81に対しレーザダイオード11を固定するようになされている。レーザダイオード11は、制御部2(図1)の制御に基づいて光ビームLを出射し、基板81に設けられた孔部81Hを介して当該光ビームLを基板81の反対側へ進行させる。
スペーサ83は、内部に空間が形成されていると共に、グレーティング12が取り付けられている。グレーティング12は、第1の実施の形態と同様、光ビームLをメインビーム及び2本のサブビームに分光する。
複合レンズ84には、カップリングレンズ84A及びホログラム部84Bが設けられている。カップリングレンズ84Aは、光ビームLの発散角を変換し、積層プリズム85へ入射させる。
積層プリズム85には、偏光ビームスプリッタ13の偏光面13Sと同様の機能を有する偏光面85Aとミラー面85Bとが設けられている。偏光面85Aは、P偏光でなる光ビームLを透過し、コリメータレンズ14へ入射させる。
その後光ピックアップ77は、光ピックアップ7(図3)の場合と同様に、コリメータレンズ14、1/4波長板15及び対物レンズ8により、光ビームLに対し適宜光学的作用を施して光ディスク100に照射させる。このとき光ディスク100の対象記録層YT(図2(A))では、光ビームLが反射されることにより反射光ビームLRが生成される。
光ピックアップ77は、光ピックアップ7の場合と同様に、反射光ビームLRに対し、対物レンズ8、1/4波長板15及びコリメータレンズ14により所定の光学的作用を施し、光集積素子80の積層プリズム85へ入射させる。
積層プリズム85は、S偏光でなる反射光ビームLRを偏光面85A及びミラー面85Bにおいて順次反射し、複合レンズ84のホログラム部84Bに入射させる。
ホログラム部84Bは、第1の実施の形態におけるホログラム板17と同様の光学的特性を有しており、反射光ビームLRを複数の反射光ビームLRPX、LRPY、LRMX及びLRMYに分割し(図6)、これらの像を回転させることなくフォトディテクタ18へ照射する。
フォトディテクタ18は、スペーサ83の空間内における基板81の表面に取り付けられており、第1の実施の形態と同様に複数の受光領域R及び迷光受光領域Rが設けられている(図8)。
すなわちフォトディテクタ18は、受光領域群18A及び18Bとの間、受光領域群18A及び18Cの間にそれぞれ迷光受光領域群18P及び18Qが設けられ、さらに受光領域群18B及び18Cを挟んで迷光受光領域群18P及び18Qの反対側に迷光受光領域群18R及び18Sがそれぞれ設けられている。
フォトディテクタ18は、第1の実施の形態と同様、受光信号U及び迷光受光信号Uを生成し、それぞれ信号処理部4へ供給する。
信号処理部4は、第1の実施の形態と同様、DPP法によりトラッキングエラー信号を生成する場合には、(1)式及び(2)式に従って原受光値SE0及びSF0を算出し、(3)式及び(4)式に従って迷光値SX及びSYを算出する。
また信号処理部4は、(5)式及び(6)式に従い、原受光値SE0及びSF0を迷光値SX及びSY並びに所定の係数αを用いて補正することにより、サブ受光値SE及びSFをそれぞれ算出する。
さらに信号処理部4は、(7)〜(10)式に従ってメイン受光値SA、SB、SC及びSDをそれぞれ算出した上で、(12)式に従ってトラッキングエラー信号STEを算出する。
これに加えて信号処理部4は、第1の実施の形態と同様、SSD法に従い(13)〜(15)式の演算によりフォーカスエラー信号SFEを算出するようになされている。
このように第3の実施の形態による光ディスク装置70は、光ピックアップ77において光集積素子80を構成しているものの、第1の実施の形態と同様に迷光成分の補正処理を行いトラッキングエラー信号STEを生成するようになされている。
[3−2.動作及び効果]
以上の構成において、フォトディテクタ18には、第1の実施の形態と同様、内側迷光受光領域としての迷光受光領域群18P及び18Q及び外側迷光受光領域としての迷光受光領域群18R及び18Sを設けた(図8)。
以上の構成において、フォトディテクタ18には、第1の実施の形態と同様、内側迷光受光領域としての迷光受光領域群18P及び18Q及び外側迷光受光領域としての迷光受光領域群18R及び18Sを設けた(図8)。
光ディスク装置70の光ピックアップ77は、反射光ビームLRをホログラム部84Bへ入射させてその像を回転させることなく複数に分離する。フォトディテクタ18は、受光領域群18A、18B及び18Cの各受光領域Rにより各反射光ビームLRをそれぞれ受光させ、その受光量に応じた受光信号Uを生成して信号処理部4へ供給する。
またフォトディテクタ18は、迷光受光領域群18P、18Q、18R及び18Sの各迷光受光領域Rにより迷光パターンWをそれぞれ受光し、その受光量に応じた迷光受光信号Uを生成して信号処理部4へ供給する。
信号処理部4は、DPP法によりトラッキングエラー信号を生成する場合、(1)式及び(2)式に従い原受光値SE0及びSF0を算出し、(3)式及び(4)式に従い迷光値SX及びSYを算出して、(5)式及び(6)式に従いサブ受光値SE及びSFを算出する。
さらに信号処理部4は、(7)〜(10)式に従い算出したメイン受光値SA〜SDとサブ受光値SE及びSFとを基に、(12)式に従ってトラッキングエラー信号STEを算出する。
従って光ディスク装置70は、第1の実施の形態と同様、原受光値SE0及びSF0から迷光成分を適切に相殺できるので、反射光ビームLR0におけるサブビームの光量に相当するサブ受光値SE及びSFを算出でき、高品質なトラッキングエラー信号STEを算出することができる。これに伴い光ディスク装置70は、駆動制御部3により、このトラッキングエラー信号STEを用いた高精度なトラッキング制御を行うことができる。
この場合、光ピックアップ77は、光集積素子80を用いることにより、第1の実施の形態よりも、光ピックアップ77及び光ディスク装置70全体を小型化することができる。
また光ディスク装置70は、その他の点についても、第1の実施の形態と同様の作用効果を奏し得る。
以上の構成によれば、第3の実施の形態による光ディスク装置70は、ホログラム部84Bにより反射光ビームLRの像を回転させずに複数に分離し、受光領域群18B及び18Cの中心点Q2側及びその反対側に迷光受光領域群18P及び18Q並びに18R及び18Sをそれぞれ設けたフォトディテクタ18に照射する。信号処理部4は、各受光領域Rにより正の反射光ビームLRにおける2本のサブビームを基に生成した受光信号Uを、各迷光受光領域Rにより迷光パターンWを基に生成した各迷光受光信号Uの加算値によって補正する。従って光ディスク装置70は、迷光成分を相殺することにより反射光ビームLRにおけるサブビームの光量に相当するサブ受光値SE及びSFを算出でき、高品質なトラッキングエラー信号STEを算出することができる。
<4.他の実施の形態>
なお上述した第1及び第3の実施の形態においては、SSD法によりフォーカスエラー信号SFEを生成し、第2の実施の形態においては、フーコー法によりフォーカスエラー信号SFEを生成するようにした場合について述べた。
なお上述した第1及び第3の実施の形態においては、SSD法によりフォーカスエラー信号SFEを生成し、第2の実施の形態においては、フーコー法によりフォーカスエラー信号SFEを生成するようにした場合について述べた。
本発明はこれに限らず、フォトディテクタに照射する際に反射光ビームLRの像を回転させずに投影する種々の手法によりフォーカスエラー信号を生成するようにしても良い。別の観点から見れば、フォトディテクタ上でプッシュプル成分の分布が広がる方向と、対物レンズ8のレンズシフトによりビームスポットTが移動する方向とが、ほぼ一致していれば良い。
また上述した実施の形態においては、(3)式及び(4)式において、各迷光受光信号Uを単純に加算するようにした場合について述べた。
本発明はこれに限らず、例えば迷光受光領域群18P及び18Qの各迷光受光領域Rから得られた迷光受光信号Uに所定の係数を乗じて加算するようにしても良い。要は、加算結果が、原受光値SE0及びSF0に含まれる迷光成分とほぼ比例関係を持つことにより、(5)式及び(6)式により当該迷光成分を適切に補正できれば良い。
さらに上述した実施の形態においては、(5)式及び(6)式において、常に一定の係数αを用いるようにした場合について述べた。
本発明はこれに限らず、例えば対象記録層YT(図2(A)及び(B))に応じてそれぞれ最適な係数に切り替えるようにしても良い。これにより、原受光値SE0及びSF0に含まれる迷光成分をさらに精度良く相殺することが可能となる。
さらに上述した第1の実施の形態においては、ホログラム板17の領域17X及び17Yで回折角度を相違させ、正負それぞれの反射光ビームLRをラジアル方向に2分割するようにした場合について述べた。
本発明はこれに限らず、ホログラム板17の領域を分割せず、正負それぞれの反射光ビームLRをそのままフォトディテクタ18に照射するようにしても良い。但しこの場合、正の反射光ビームLRの像における中心を、フォトディテクタ18の中心点Q2に一致させるよう、各光学部品の取付位置を高精度に調整する必要がある。第3の実施の形態についても同様である。
さらに上述した第1の実施の形態においては、ラジアル方向に関し、内側迷光受光領域、サブ受光領域及び外側迷光受光領域の幅を同等とする場合について述べた(図8)。
本発明はこれに限らず、内側迷光受光領域、サブ受光領域及び外側迷光受光領域の幅を互いに相違させても良い。この場合、(3)式及び(4)式において各迷光受光信号を加算する際に所定の係数を乗じる等することにより、迷光値SX及びSYが原受光値SE0及びSF0に含まれる迷光成分とほぼ比例関係を呈するようにすれば良い。第2及び第3の実施の形態についても同様である。
さらに上述した第1の実施の形態では、グレーティング12により2本のサブビームを生成し、フォトディテクタ18に2つのサブ受光領域である受光領域群18B及び18Cを設けるようにした場合について述べた。
本発明はこれに限らず、例えばグレーティング12によりサブビームを1本又は3本以上生成するようにしても良い。この場合、フォトディテクタ18に当該サブビームの数に応じたサブ受光領域を設けると共にサブ受光領域に対応させて内側迷光受光領域及び外側迷光受光領域をそれぞれ設け、それぞれの迷光受光信号Uを用いて受光信号Uを補正するようにすれば良い。第2及び第3の実施の形態についても同様である。
さらに上述した第1の実施の形態においては、光ピックアップ7に1群1枚のコリメータレンズ14を用いる場合について述べた。
本発明はこれに限らず、例えば2群2枚等、複数のレンズの組み合わせでなるコリメータレンズを用いるようにしても良い。この場合、複数のレンズによるコリメータレンズの焦点距離がコリメータレンズ14の焦点距離よりも短くなるため、光ピックアップ7を小型化することが可能となる。
その一方で、この場合、図12及び図13に示したような境界線BX及びBYの湾曲率がさらに高まることになる。この点については、内側迷光受光領域及び外側迷光受光領域の各迷光受光領域Rによる迷光受光信号Uを用いることにより、原受光値SE0及びSF0に含まれる迷光成分を適切に補正することが可能である。第3の実施の形態についても同様である。
さらに上述した第1の実施の形態においては、光ディスク装置1が2層の記録層Yを有する光ディスク100に光ビームLを照射する場合について述べた。
本発明はこれに限らず、光ディスク装置1が3層以上の記録層Yを有する光ディスクに光ビームLを照射するようにしても良い。この場合、受光領域群18B及び18Cには、複数種類の他層迷光が重畳して照射される可能性があるが、(3)式及び(4)式により算出する迷光値SX及びSYが原受光値SE0及びSF0に含まれる迷光成分の合計値とほぼ比例関係にあり、(5)式及び(6)式により当該迷光成分の全てを相殺できれば良い。さらにこの場合、所定の層数判別処理によって光ディスク100に設けられた記録層Yの数を判別し、その層数に応じて係数αを適宜切り替える等しても良い。第2及び第3の実施の形態についても同様である。
さらに上述した第1の実施の形態においては、光ディスク100に情報を記録し、また当該光ディスク100から情報を再生する光ディスク装置1に本発明を適用する場合について述べた。
本発明はこれに限らず、例えば光ディスク100から情報を再生する光ディスク再生装置に本発明を適用しても良い。第2及び第3の実施の形態についても同様である。
さらに上述した実施の形態においては、光源としてのレーザダイオード11と、回折素子としてのグレーティング12と、対物レンズとしての対物レンズ8と、レンズ移動部としての駆動制御部3及びアクチュエータ8Aと、光分離素子としてのホログラム板17と、受光素子としてのフォトディテクタ18とによって光ピックアップとしての光ピックアップ7を構成する場合について述べた。
しかしながら本発明はこれに限らず、その他種々の構成でなる光源と、回折素子と、対物レンズと、レンズ移動部と、光分離素子と、受光素子とによって光ピックアップを構成するようにしても良い。
さらに上述した実施の形態においては、光源としてのレーザダイオード11と、回折素子としてのグレーティング12と、対物レンズとしての対物レンズ8と、レンズ移動部としての駆動制御部3及びアクチュエータ8Aと、光分離素子としてのホログラム板17と、受光素子としてのフォトディテクタ18と、信号処理部としての信号処理部4とによって光ディスク装置としての光ディスク装置1を構成する場合について述べた。
しかしながら本発明はこれに限らず、その他種々の構成でなる光源と、回折素子と、対物レンズと、レンズ移動部と、光分離素子と、受光素子と、信号処理部とによって光ディスク装置を構成するようにしても良い。
本発明は、種々の光ディスクに映像や音声或いは種々のデータ等の情報を記録し、また当該光ディスクから当該情報を再生する光ディスク装置でも利用できる。
1、50、70……光ディスク装置、2……制御部、3……駆動制御部、4、54……信号処理部、7、57、77……光ピックアップ、8……対物レンズ、8A……アクチュエータ、11……レーザダイオード、12……グレーティング、14……コリメータレンズ、17、67……ホログラム板、18、68……フォトディテクタ、80……光集積素子、84B……ホログラム部、18A、18B、18C、18D、68A、68B、68C、68D……受光領域群、18P、18Q、18R、18S、68P、68Q、68R、68S……迷光受光領域群、RNA、RZA、RZD、RMD、RNB、RZB、RZC、RMC、RE1、RF1、RE2、RF2、RK、RW、RL……受光領域、RPX、RPY、RQX、RQY、RRX、RRY、RSX、RSY……迷光受光領域、100……光ディスク、Y……記録層、YT……対象記録層、L……光ビーム、LR……反射光ビーム、UNA、UZA、UZD、UMD、UNB、UZB、UZC、UMC、UK、UW、UL……迷光受光信号、UPX、UPY、UQX、UQY、URX、URY、USX、USY……迷光受光信号、SE0、SF0……原受光値、SX、SY……迷光値、SE、SF……サブ受光値、SA、SB、SC、SD……メイン受光値、STE……トラッキングエラー信号、SFE……フォーカスエラー信号。
Claims (5)
- 光ビームを出射する光源と、
上記光ビームを回折させることにより0次光でなるメインビーム及び回折光でなる1本以上のサブビームに分離する回折素子と、
光ディスクに1層又は2層以上設けられ螺旋状又は同心円状のトラックが形成された記録層のうち、所望の記録層に上記光ビームの上記メインビーム及び上記サブビームをそれぞれ集光する対物レンズと、
上記対物レンズを、上記光ディスクに離接するフォーカス方向と、上記光ディスクの内周側又は外周側へ向かうトラッキング方向とに移動させるレンズ移動部と、
上記光ビームの上記メインビーム及び上記サブビームが上記記録層によりそれぞれ反射されてなる反射光ビームを、上記メインビーム及び上記サブビームそれぞれについて、複数に分離すると共に、当該反射光ビームの像を回転させずに進行させる光分離素子と、
上記反射光ビームを複数の受光領域によりそれぞれ受光し、その受光量に応じた受光信号を生成することにより、所定の信号処理部により、当該受光信号を基に上記フォーカス方向及び上記トラッキング方向に関する上記光ビームの焦点と所望の上記トラックとのずれ量を表すフォーカスエラー信号及びトラッキングエラー信号を生成させる受光素子と
を有し、
上記受光素子は、
上記反射光ビームの上記メインビームのうち上記光分離素子により分離された光ビームを受光し、その受光量に応じたメイン受光信号を生成するメイン受光領域と、
上記反射光ビームの像において上記トラックの走行方向に対応するタンジェンシャル方向に関し、上記メイン受光領域と並んで配置され、上記反射光ビームの上記サブビームを受光し、その受光量に応じたサブ受光信号を生成するサブ受光領域と、
上記メイン受光領域及び上記サブ受光領域の間に設けられ、上記所望の記録層以外において上記光ビームが反射されてなる層間迷光ビームを受光し、その受光量に応じた内側迷光受光信号をそれぞれ生成する内側迷光受光領域と、
上記タンジェンシャル方向に関し上記サブ受光領域を挟んで上記内側迷光受光領域の反対側に設けられ、上記層間迷光ビームを受光し、その受光量に応じた外側迷光受光信号を生成する外側迷光受光領域と
をさらに有し、
上記メイン受光信号、上記サブ受光信号、上記内側迷光受光信号及び上記外側迷光受光信号を上記信号処理部へ供給することにより、上記信号処理部により、上記メイン受光信号を基に上記フォーカスエラー信号を生成させると共に、上記内側迷光受光信号及び上記外側迷光受光信号の加算平均値により補正した上記サブ受光信号と上記メイン受光信号とを基に上記トラッキングエラー信号を生成させる
光ピックアップ。 - 上記光分離素子は、
上記タンジェンシャル方向と直交するラジアル方向に関し上記反射光ビームのメインビーム及び2本のサブビームそれぞれを2分割して互いに離れる方向へ進行させ、
上記受光素子は、
上記メイン受光領域、上記サブ受光領域、上記内側迷光受光領域及び上記外側迷光受光領域が上記ラジアル方向に関しそれぞれ分割されている
請求項1に記載の光ピックアップ。 - 上記光分離素子は、
上記反射光ビームを回折させて正及び負の回折光に分離すると共に互いの焦点距離を相違させ、
上記受光素子は、
上記メイン受光領域を2組有すると共にそれぞれのメイン受光領域が上記タンジェンシャル方向に関してそれぞれ3分割され、
上記信号処理部に対し、スポットサイズディテクト法により上記フォーカスエラー信号を生成させる
請求項1に記載の光ピックアップ。 - 上記内側迷光受光領域及び上記外側迷光受光領域は、上記ラジアル方向の長さが、上記サブ受光領域と同等である
請求項1に記載の光ピックアップ。 - 光ビームを出射する光源と、
上記光ビームを回折させることにより0次光でなるメインビーム及び回折光でなる1本以上のサブビームに分離する回折素子と、
光ディスクに1層又は2層以上設けられ螺旋状又は同心円状のトラックが形成された記録層のうち、所望の記録層に上記光ビームの上記メインビーム及び上記サブビームをそれぞれ集光する対物レンズと、
上記対物レンズを、上記光ディスクに離接するフォーカス方向と、上記光ディスクの内周側又は外周側へ向かうトラッキング方向とに移動させるレンズ移動部と、
上記光ビームの上記メインビーム及び上記サブビームが上記記録層によりそれぞれ反射されてなる反射光ビームを、上記メインビーム及び上記サブビームそれぞれについて、複数に分離すると共に、当該反射光ビームの像を回転させずに進行させる光分離素子と、
上記反射光ビームを複数の受光領域によりそれぞれ受光し、それぞれ受光量に応じた受光信号を生成する受光素子と、
上記受光信号を基に上記フォーカス方向及び上記トラッキング方向に関する上記光ビームの焦点と所望の上記トラックとのずれ量を表すフォーカスエラー信号及びトラッキングエラー信号をそれぞれ生成する信号処理部と
を有し、
上記受光素子は、
上記反射光ビームの上記メインビームのうち上記光分離素子により分離された光ビームを受光し、その受光量に応じたメイン受光信号を生成するメイン受光領域と、
上記反射光ビームの像において上記トラックの走行方向に対応するタンジェンシャル方向に関し、上記メイン受光領域と並ぶように配置され、上記反射光ビームの上記サブビームを受光し、その受光量に応じたサブ受光信号を生成するサブ受光領域と、
上記メイン受光領域及び上記サブ受光領域の間に設けられ、上記所望の記録層以外において上記光ビームが反射されてなる層間迷光ビームを受光し、その受光量に応じた内側迷光受光信号をそれぞれ生成する内側迷光受光領域と、
上記タンジェンシャル方向に関し上記サブ受光領域を挟んで上記内側迷光受光領域の反対側に設けられ、上記層間迷光ビームを受光し、その受光量に応じた外側迷光受光信号を生成する外側迷光受光領域と
をさらに有し、
上記信号処理部は、
上記メイン受光信号、上記サブ受光信号、上記内側迷光受光信号及び上記外側迷光受光信号を所定の信号処理部へ供給することにより、上記メイン受光信号を基に上記フォーカスエラー信号を生成すると共に、上記内側迷光受光信号及び上記外側迷光受光信号の加算平均値により補正した上記サブ受光信号と上記メイン受光信号とを基に上記トラッキングエラー信号を生成する
光ディスク装置。
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