JP2011227946A - 光ディスク装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 複数の信号記録層が設けられている光ディスクに記録されている信号の読み出し動作を行うことが出来る光ディスク装置を提供する。
【解決手段】 複数の信号記録層が設けられている光ディスクに記録されている信号の読み出し動作を行う光ピックアップ装置のフォーカス制御動作をメインビームが照射されるとともに４分割センサーにて構成されたメインビーム用受光部から得られるメインフォーカスエラー信号及びサブビームが照射されるとともに４分割センサーにて構成されたサブビーム用受光部から得られるサブフォーカスエラー信号とを利用して行い、フォーカス制御動作開始時サブフォーカスエラー信号の利得を低下させる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、光ピックアップ装置から照射されるレーザー光によって光ディスクに記録されている信号の読み出し動作を行うように構成された光ディスク装置に関する。

光ピックアップ装置から照射されるレーザー光を光ディスクに設けられている信号記録層に照射することによって信号の読み出し動作を行うことが出来る光ディスク装置が普及している。

信号記録層に記録されている信号の光ピックアップ装置による読み出し動作は、レーザーダイオードから放射されるレーザー光を信号記録層に照射させ、該信号記録層から反射されるレーザー光の変化を光検出器によって検出することによって行われている。

レーザー光によって信号記録層に記録されている信号を読み出すためには、レーザー光を信号記録層に集光させるフォーカス制御動作を正確に行う必要がある。

斯かるフォーカス制御動作を行う方法としては、種々あるが非点収差の発生を利用した非点収差法が一般的に行われている。しかしながらＤＶＤ規格の光ディスクのようにグルーブと呼ばれる溝が設けられている光ディスクに対して非点収差法によるフォーカス制御動作をしようすると、グルーブからの信号成分がフォーカスエラー信号に漏れこむことに起因してフォーカスエラー信号のゼロクロス位置とオンフォーカスの位置の間にずれが生じるという問題がある。

斯かる問題を解決することが出来るフォーカス制御方法としてメインビームだけでなくサブビームも使用する差動非点収差法が採用されている。斯かるフォーカス制御動作に利用される差動非点収差法は、２つのサブビームが各々照射される２つのサブビーム用受光部とメインビームが照射されるメインビーム用受光部が組み込まれている光検出器を設け、この光検出器から得られる信号によりフォーカスエラー信号を生成させることによってフォーカス制御動作を行うように構成されているが、斯かる技術は、特許文献１に記載されている。

また、最近では、信号記録層が１層ではなく２層設けられている光ディスクが製品化されており、斯かる光ディスクに設けられている信号記録層に記録されている信号の読み出し動作を行うことが出来る光ピックアップ装置も製品化されている。

２層式の光ディスクに記録されている信号の読み出し動作を行う場合、読み出し動作が行われている方の信号記録層へのフォーカス制御動作が行われるが、読み出し動作が行われていない方の信号記録層からもレーザー光が反射されることになる。読み出し動作が行われていない方の信号記録層から反射されるレーザー光は、一般に迷光と呼ばれており、斯かる迷光が差動非点収差法によるフォーカス制御動作に使用されるフォーカスエラー信号を生成する光検出器に照射され、この迷光によってフォーカス制御動作を正確に行うことが出来ないという問題がある。

特開２００６−３０９８５８号公報

図２は一般的な光ピックアップ装置の構成を示す要部の斜視図であり、同図を参照にして説明する。

まず、光ピックアップ装置の構成について図１を参照して説明する。図２において、１はレーザー駆動回路から供給される駆動信号に対応した出力のレーザー光Ｌ１を放射するレーザーダイオードであり、レーザー光Ｌ１は断面が楕円状のレーザー光である。

２は前記レーザーダイオード１から放射されるレーザー光Ｌ１が入射される回折格子であり、メインビームである０次光とサブビームである＋１次光及び−１次光より成るレーザー光Ｌ２を生成出射する作用を成すものである。

３は前記回折格子２から出射されるレーザー光Ｌ２が入射される偏光ビームスプリッタであり、光ディスクＤに照射されるレーザー光Ｌ３を透過させるとともにレーザー光の出力を制御するべく設けられているフロントモニター用ダイオード４へ照射されるモニター用レーザー光Ｌ４を反射させる反射膜３ａが設けられている。また、前記反射膜３ａは後述するように光ディスクＤから反射される戻り光を制御用レーザー光として反射させる作用も成すように構成されている。

５は前記偏光ビームスプリッタ３の反射膜３ａを透過したレーザー光Ｌ３が入射されるコリメートレンズであり、入射されるレーザー光Ｌ３を平行光であるレーザー光Ｌ５に変更する作用を成すものである。６は前記レーザー光Ｌ５が入射される反射ミラーであり、前記レーザー光Ｌ５の全てをレーザー光Ｌ６として光ディスクＤ方向へ反射させる作用を成すものである。斯かる反射ミラー６は、一般的には立ち上げミラーと呼ばれている。

７は前記反射ミラー６から反射されたレーザー光Ｌ６が入射される１／４波長板であり、レーザー光Ｌ６の位相を１／４波長ずらせる作用を成すものである。８は前記１／４波長板７を透過したレーザー光Ｌ７が入射される対物レンズであり、光ディスクＤに設けられている信号記録層に絞ったレーザー光Ｌ８として集光させる作用を成すものである。また、前記対物レンズ８は、光ディスクＤの信号面に対して垂直方向への変位動作によってフォーカス制御動作を行うとともに光ディスクＤの径方向への変位動作によってトラッキング制御動作を行うように構成されている。斯かる動作を行う対物レンズは、例えば４本の支持ワイヤーにてフォーカス制御方向及びトラッキング制御方向へ変位可能に設けられているが、斯かる構成は周知であるので、その説明は省略する。

前記対物レンズ８によって光ディスクＤの信号記録層に照射されたレーザー光Ｌ８は前記信号記録層から反射された戻り光として前記対物レンズ８に入射される。前記対物レンズ８に入射される戻り光は、前記１／４波長板７、反射ミラー６及びコリメートレンズ５を通して前記偏光ビームスプリッタ３に入射される。

このようにして、前記偏光ビームスプリッタ３に入射される戻り光の位相は前記１／４波長板７を往復透過するため、即ち２回透過するため、周知のように１／２波長だけずれることになる。このようにして位相がずれた戻り光が前記偏光ビームスプリッタ３に入射されると、該偏光ビームスプリッタ３に形成されている反射膜３ａによって制御用レーザー光Ｌ９として反射される。

９は前記偏光ビームスプリッタ３の反射膜３ａにて反射された制御用レーザー光Ｌ９が入射されるセンサーレンズであり、該制御用レーザー光Ｌ９をＰＤＩＣと呼ばれる光検出器１０に設けられている受光部に集光レーザー光Ｌ１０として照射させる作用を有してい
る。また、前記センサーレンズ９にはシリンドリカルレンズ等が組み込まれており、非点収差法によるフォーカス制御動作を行うために非点収差を発生させるように構成されているが、斯かる点は周知であるので、その説明は省略する。

図２に示した光ピックアップ装置において、レーザーダイオード１から放射されるレーザー光Ｌ１は、回折格子２、偏光ビームスプリッタ３、コリメートレンズ５、反射ミラー６及び１／４波長板７を通して対物レンズ８に入射され、該対物レンズ８の集光動作によって光ディスクＤの信号記録層に照射されることになる。

前記信号記録層に照射されたレーザー光Ｌ８は該信号記録層から反射されて戻り光として対物レンズ８に入射される。前記対物レンズ８に入射された戻り光は、１／４波長板７、反射ミラー６及びコリメートレンズ５を介して偏光ビームスプリッタ３に入射される。

前記偏光ビームスプリッタ３に入射された戻り光は、該偏光ビームスプリッタ３に設けられている反射膜３ａによって制御用レーザー光Ｌ９として反射される。このようにして得られる制御用レーザー光Ｌ９はセンサーレンズ９に入射されるとともに集光レーザー光Ｌ１０として光検出器１０に設けられている受光部に照射される。

前記光検出器１０に設けられている受光部としては、図３に示すように０次光であるメインビームＭが照射されるとともに信号再生動作やフォーカス制御動作に使用されるメインビーム用受光部ＭＤ、＋1次光である先行サブビームＳ１が照射されるとともにトラッキング制御動作に使用される先行サブビーム用受光部ＳＤ１及び−1次光である後行サブビームＳ２が照射されるとともにトラッキング制御動作に使用される後行サブビーム用受光部ＳＤ２にて構成されている。

前記光検出器１０には、前述したようにメインビーム用受光部ＭＤ、先行サブビーム用受光部ＳＤ１及び後行サブビーム用受光部ＳＤ２が設けられているが、その配列方向はトラッキング制御方向、即ち対物レンズ８にて集光されるスポットが光ディスクＤの径方向に変位するとメインビーム用受光部ＭＤ、先行サブビーム用受光部ＳＤ１及び後行サブビーム用受光部ＳＤ２に照射されるメインビームＭ、先行サブビームＳ１及び後行サブビームＳ２が変位する方向と一致するように構成されている。

また、前記メインビーム用受光部ＭＤ、先行サブビーム用受光部ＳＤ１及び後行サブビーム用受光部ＳＤ２は、図示したように各々４分割されたセンサーにて構成されている。そして、前記メインビーム用受光部ＭＤを構成する全センサーＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄに照射されるメインビームの光量に応じた信号を加算することによって光ディスクＤに記録されている信号を再生信号として読み出すように構成されているが、斯かる動作は周知であり、その説明は省略する。

そして、前記メインビーム用受光部ＭＤを構成する４分割センサーの中の対角関係にあるセンサーから得られる信号を加算するとともにこの加算信号から他方の対角関係にあるセンサーから得られる信号を加算信号した信号を減算することによってフォーカスエラー信号を生成させ、このフォーカスエラー信号を利用してフォーカス制御動作を行うように構成されているが、斯かるフォーカス制御動作は非点収差法と呼ばれるフォーカス制御方法であり、その説明は省略する。

斯かる非点収差法に対して、先行サブビーム用受光部ＳＤ１及び後行サブビーム用受光部ＳＤ２を各々構成する４分割センサーの中の対角関係にあるセンサーを加算するとともにこの加算信号から他方の対角関係にあるセンサーから得られる信号を加算した信号を減算することによってサブフォーカスエラー信号を生成し、これらのサブフォーカスエラー
信号と前記メインビーム用受光部ＭＤを構成する４分割センサーから得られるメインフォーカスエラー信号とからフォーカスエラー信号を演算生成してフォーカス制御動作を行うように構成されている。斯かるフォーカス制御動作は差動非点収差法と呼ばれる制御方法である。

次に前述した差動非点収差法によるフォーカス制御動作について説明する。斯かるフォーカス制御動作は、前述したようにメインビーム用受光部ＭＤ、先行サブビーム用受光部ＳＤ１及び後行サブビーム用受光部ＳＤ２から生成されるメインフォーカスエラー信号及びサブフォーカスエラー信号を使用して行われる。

前記メインビーム用受光部ＭＤを構成する４分割センサーの中の２つのセンサーＡ、Ｃから得られる信号を加算するとともにこの加算信号から２つのセンサーＢ、Ｄから得られる信号を加算した信号を減算させてメインのフォーカスエラー信号を得る。

そして、先行サブビーム用受光部ＳＤ１を構成する４分割センサーの中の２つのセンサーＩ、Kから得られる信号を加算するとともにこの加算信号から２つのセンサーＪ、Ｌから得られる信号を加算した信号を減算させて第１制御信号を得、また、後行サブビーム用受光部ＳＤ２を構成する４分割センサーの中の２つのセンサーＥ、Ｇから得られる信号を加算するとともにこの加算信号から２つのセンサーＦ、Ｈから得られる信号を加算した信号を減算させて第２制御信号を得、このようにして得られた第１制御信号と第２制御信号とを演算処理することによってサブのフォーカスエラー信号を得る。

差動非点収差法におけるフォーカスエラー信号は、メインビーム用受光部ＭＤから得られるメインフォーカスエラー信号から先行サブビーム用受光部ＳＤ１及び後行サブビーム用受光部ＳＤ２から得られるサブフォーカスエラー信号を減算することによって得るように構成されている。

次に、斯かるフォーカスエラー信号の生成動作について図３に示した各センサー部の符号を参照にして説明する。メインのフォーカスエラー信号をＭＦＥとすると、ＭＦＥ＝（Ａ＋Ｃ）−（Ｂ＋Ｄ）となり、サブのフォーカスエラー信号をＳＦＥとすると、ＳＦＥ＝｛（Ｅ＋Ｇ）−（Ｆ＋Ｈ）｝＋｛（Ｉ＋Ｋ）−（Ｊ＋Ｌ）｝と表される。

そして、斯かる差動非点収差法におけるフォーカス制御動作は、差動プッシュプル信号ＤＰＰに基づいて行われるが、このＤＰＰ信号は、ＤＰＰ＝ＭＦＥ−ｋ×ＳＦＥとして得られる。ここで、ｋはメインビームの光強度とサブビームの光強度に基づいて決定される定数である。

このようにサブビームとメインビームとを組み合わせたフォーカス制御動作を行う光ピックアップ装置が開発されている。

また、前記レーザーダイオード１から放射されたレーザー光Ｌ１は、回折格子２によって回折されたレーザー光Ｌ２として偏光ビームスプリッタ３に入射されるが、その一部は反射膜３ａによって反射されてモニター用レーザー光Ｌ４としてフロントモニター用ダイオード４へ照射される。

前記フロントモニター用ダイオード４に照射されるモニター用レーザー光Ｌ４は、前記レーザーダイオード１から放射されるレーザー光Ｌ１の出力レベルに応じて変化することになる。従って、前記フロントモニター用ダイオード４によって生成されるモニター信号をレーザーダイオード１に駆動信号を供給するべく設けられている駆動回路に帰還させることによってレーザーダイオード１から放射されるレーザー光Ｌ１の出力を所定値になる
ように制御するレーザーサーボ動作を行うことが出来る。斯かるレーザーサーボ動作は、周知であり、その説明は省略する。

前述したようにメインビーム用受光部ＭＤ、先行サブビーム用受光部ＳＤ１及び後行サブビーム用受光部ＳＤ２から得られる信号からフォーカスエラー信号を生成させ、このフォーカスエラー信号に基づいてフォーカス制御動作は行われるが、斯かるフォーカス制御動作は対物レンズ８を光ディスクＤの信号面に対して垂直方向に変位させることによって行われる。

図４は光ディスクＤに設けられている第１信号記録層Ｌ０と第２信号記録層Ｌ１と対物レンズ８との関係を示すものであり、図示した状態は第１信号記録層Ｌ０にレーザー光Ｌ８をフォーカス制御動作によって集光させた状態を示すものである。即ち、斯かる状態では、第１信号記録層Ｌ０にレーザー光Ｌ８が集光されており、該第１信号記録層Ｌ０に設けられている信号トラックに対するトラッキング制御動作が行われて該第１信号記録層Ｌ０に記録されている信号の再生動作が行われることになる。

第２信号記録層Ｌ１に記録されている信号の再生動作を行う場合には、対物レンズ８を図４に示した位置より下方へ変位させることによってレーザー光Ｌ８を該第２信号記録層Ｌ１に集光させることによって行われるが、斯かる各信号記録層に対するフォーカス制御動作は周知であるので、その説明は省略する。

以上に説明したように光ピックアップ装置は構成されているが、次にフォーカス制御動作に対する迷光対策について説明する。

従来の光ピックアップ装置における迷光による悪影響動作について説明する。図４に示すように第１信号記録層Ｌ０に記録されている信号の再生動作を行っているとき、該第１信号記録層Ｌ０には、回折格子２にて生成されたメインビームＭ、先行サブビームＳ１及び後行サブビームＳ２より成るレーザー光Ｌ８が照射された状態にある。

そして、斯かるメインビームＭ、先行サブビームＳ１及び後行サブビームＳ２は、各々前記第１信号記録層Ｌ０から反射された後、対物レンズ８、１／４波長板７、反射ミラー６及びコリメートレンズ５を通して偏光ビームスプリッタ３の反射膜３ａに入射される。このようにして入射されたレーザー光は、前述したように前記偏光ビームスプリッタ３の反射膜３ａにて反射され、制御用レーザー光Ｌ９としてセンサーレンズ９に入射される。

前記センサーレンズ９に入射された制御用レーザー光Ｌ９は、該センサーレンズ９の集光作用によって集光レーザー光Ｌ１０として光検出器１０に設けられている受光部に照射される。図３は、このようにして照射される集光レーザー光Ｌ１０と受光部との関係を示すものであり、同図より明らかなようにメインビームＭ、先行サブビームＳ１及び後行サブビームＳ２が各々メインビーム用受光部ＭＤ、先行サブビーム用受光部ＳＤ１及び後行サブビーム用受光部ＳＤ２上に照射されることになる。

このようにメインビームＭ、先行サブビームＳ１及び後行サブビームＳ２が各々メインビーム用受光部ＭＤ、先行サブビーム用受光部ＳＤ１及び後行サブビーム用受光部ＳＤ２上に照射される結果、第１信号記録層Ｌ０へのフォーカス制御動作及び該第１信号記録層Ｌ０に設けられている信号トラックに対するトラッキング制御動作が行われる。従って、前記第１信号記録層Ｌ０に記録されている信号の再生動作を行うことが出来る。

前述したように対物レンズ８の集光動作によって光ディスクＤの第１信号記録層Ｌ０にレーザー光Ｌ８が照射されるが、このレーザー光Ｌ８の中のメインビームＭは、第２信号
記録層Ｌ１から迷光として、図４の破線で示すように反射される。このようにして、第２信号記録層Ｌ１から反射される迷光は、第１信号記録層Ｌ０から反射されるレーザー光と同様に対物レンズ８、１／４波長板７、反射ミラー６、コリメートレンズ５を通して偏光ビームスプリッタ３の反射膜３ａに入射される。

このようにして偏光ビームスプリッタ３の反射膜３ａに入射された迷光は、該反射膜３ａにて反射された後、センサーレンズ９を通して光検出器１０に設けられている受光部に照射される。斯かる迷光は、第１信号記録層Ｌ０からの反射光のように集光されたレーザー光ではないので、該センサーレンズ９によって受光部に集光されることはない。

図３は、前述したメインビーム用受光部ＭＤ、先行サブビーム用受光部ＳＤ１及び後行サブビーム用受光部ＳＤ２と迷光との関係を示すものであり、破線で示す輪Ｐの内側の部分が迷光ビームの照射部分である。

この図より明らかなように迷光ビームが光検出器１０に設けられているメインビーム用受光部ＭＤ、先行サブビーム用受光部ＳＤ１及び後行サブビーム用受光部ＳＤ２上に照射されることになる。

メインビームである０次光とサブビームである＋１次光及び−１次光は、回折格子２によって生成されるが、その光量比、即ち１つのサブビームとメインビームの光量比は、一般に１対１５程度に設定されている。従って、第２信号記録層Ｌ１から迷光として反射されるサブビームの光量は、迷光として反射されるメインビームの光量と比較して十分に小さいので、フォーカス制御動作等に与える影響は無視することが出来る。

また、メインビーム用受光部ＭＤに照射されるメインビームＭの光量は、迷光ビームの光量よりも十分大きいので、メインビーム用受光部ＭＤによる信号生成動作、即ち第１信号記録層Ｌ０に記録されている信号の再生動作及びフォーカスエラー信号の生成動作等に悪影響を与えることはない。

一方、前述したように先行サブビーム用受光部ＳＤ１及び後行サブビーム用受光部ＳＤ２にフォーカスエラー信号を生成するために照射される先行サブビームＳ１及び後行サブビームＳ２の光量は、メインビームＭの光量より小さくなるように設定されている。そのため先行サブビーム用受光部ＳＤ１及び後行サブビーム用受光部ＳＤ２から得られる信号を増幅するべく設けられている増幅器の利得は、メインビーム用受光部ＭＤから得られる信号を増幅するべく設けられている増幅器の利得より一般的には高くなるように設定されている。

その結果、第２信号記録層Ｌ１から反射されるメインビームＭから生成される迷光が先行サブビーム用受光部ＳＤ１及び後行サブビーム用受光部ＳＤ２上に照射されることによって受ける影響が大きくなる。即ち、先行サブビーム用受光部ＳＤ１及び後行サブビーム用受光部ＳＤ２から得られるフォーカスエラー信号に迷光の光強度に応じた信号が作用するので、正確なフォーカスエラー信号を得ることが出来ず、その結果フォーカス制御動作が不安定になるという問題がある。

斯かる問題を解決する技術として特開平２００７−４２２３６号に記載されているように光検出器の形状等を変更して対応する方法が採用されている。

次に差動非点収差法にてフォーカス制御動作を行うように構成された光ピックアップ装置におけるフォーカス制御開始動作について説明する。

フォーカス制御動作は、対物レンズ８を例えば光ディスクＤの表面から離れた位置から近づけながら行われるが、斯かるフォーカス開始のための制御動作はフォーカスエラー信号として検出されるＳ字カーブを利用して行われる。

図５はフォーカス制御動作を行うために対物レンズ８を光ディスクＤの信号面に対して垂直方向に変位させた場合に得られるフォーカスエラー信号を示す特性図である。図５において、(Ｂ)はメインビームＭが照射されるメインビーム用受光部ＭＤから得られるメインフォーカスエラー信号ＭＦＥを示す特性図である。また、(Ｃ)は先行サブビームＳ１及び後行サブビームＳ２が照射される先行サブビーム用受光部ＳＤ１及び後行サブビーム用受光部ＳＤ２から得られるサブフォーカスエラー信号ＳＦＥを示す特性図である。そして、(Ａ)は前記メインフォーカスエラー信号ＭＦＥとサブフォーカスエラー信号ＳＦＥとから演算して得られる差動プッシュプル信号ＤＰＰを示す特性図である。

図５に示す特性図は、２層式の光ディスクを使用した場合に得られる差動プッシュプル信号ＤＰＰ、メインビーム用受光部ＭＤから得られるメインフォーカスエラー信号ＭＦＥ及び先行サブビーム用受光部ＳＤ１及び後行サブビーム用受光部ＳＤ２から得られるサブフォーカスエラー信号ＳＦＥを示すものである。

これらの特性図より明らかなようにメインビーム用受光部ＭＤから得られるメインフォーカスエラー信号ＭＦＥに現れるＳ字カーブは、ＭＳ１及びＭＳ２の２つであるのに対し、先行サブビーム用受光部ＳＤ１及び後行サブビーム用受光部ＳＤ２から得られるサブフォーカスエラー信号ＳＦＥに現れるＳ字カーブは、ＳＳ１及びＳＳ２に加えてＳＳ３の３つになる。

斯かるＳ字カーブＳＳ３は、前述した迷光によって発生するものであり、斯かるサブフォーカスエラー信号ＳＦＥに現れるＳ字カーブＳＳ３に起因して差動プッシュプル信号ＤＰＰに現れるＳ字カーブは、ＤＳ１、ＤＳ２及びＤＳ３の３つになる。

多層の光ディスクに設けられている各信号記録層に記録されている信号の読み出し動作を行うことが出来るように構成された光ピックアップ装置では、信号の読み出し動作を行う信号記録層をフォーカス制御動作開始時に得られるＳ字カーブの数を数えることによって行うように構成されている。

そして、差動非点収差法によるフォーカス制御動作を行うように構成された光ピックアップ装置では、図５の(Ａ)に示す差動プッシュプル信号ＤＰＰから得られるＳ字カーブの数を利用してフォーカス制御動作を開始させるようにされているが、前述したように迷光に起因するＳ字カーブが生成されるのでフォーカス制御動作を正常に開始させることが出来ないという問題が発生している。

斯かる問題を解決する方法として特許文献１に記載されているようにフォーカス制御動作の開始時は非点収差法を用いて所望の信号記録層を検出し、信号記録層が検出されると差動非点収差法によるフォーカス制御動作を開始させる技術が開発されている。しかしながら、斯かる技術はフォーカス制御方法を切り換える必要があるので、フォーカス制御システムが複雑になるという問題がある。

本発明は、斯かる問題を解決することが出来る光ディスク装置を提供しようとするものである。

本発明は、複数の信号記録層が設けられている光ディスクに記録されている信号の読み
出し動作を行う光ピックアップ装置のフォーカス制御動作をメインビームが照射されるとともに４分割センサーにて構成されたメインビーム用受光部から得られるメインフォーカスエラー信号及びサブビームが照射されるとともに４分割センサーにて構成されたサブビーム用受光部から得られるサブフォーカスエラー信号とを利用して行うように構成し、フォーカス制御動作開始時サブフォーカスエラー信号の利得を低下させるようにしたことを特徴とするものである。

また、本発明は、光ディスクの信号記録層に対応して検出されるメインフォーカスエラー信号に含まれるＳ字信号の数とサブフォーカスエラー信号に含まれるＳ字信号の数とが一致するまでサブフォーカスエラー信号の利得を低下させるようにしたことを特徴とするものである。

そして、本発明は、所望の信号記録層に対するフォーカス制御動作を行う状態になったとき、サブフォーカスエラー信号の利得を定常値に変更するようにしたことを特徴とするものである。

本発明の光ディスク装置は、光ピックアップ装置のフォーカス制御動作をメインビームが照射されるとともに４分割センサーにて構成されたメインビーム用受光部から得られるメインフォーカスエラー信号及びサブビームが照射されるとともに４分割センサーにて構成されたサブビーム用受光部から得られるサブフォーカスエラー信号とを利用して行うように構成された差動非点収差法によるフォーカス制御動作開始時サブフォーカスエラー信号の利得を低下させるようにしたので、迷光による影響を受けることなく所望の信号記録層に対するフォーカス制御動作を正確に開始させることが出来る。

本発明に係る光ディスク装置に組み込まれるフォーカスエラー信号の生成回路の一実施例を示す説明図である。 本発明に係る光ピックアップ装置の構成を示す要部の斜視図である。 光ピックアップ装置に組み込まれる光検出器とレーザー光との関係を説明するための図である。 光ディスクとレーザー光との関係を示す図である。 フォーカスエラー信号を説明するための特性図である。

レーザーダイオードから放射されるレーザー光を光ディスクに設けられている複数の信号記録層に集光させるフォーカス制御動作を正確に開始させることが出来る装置を提供するものである。

図１は本発明の光ピックアップ装置を構成する光検出器１０に組み込まれているメインビーム用受光部ＭＤ、先行サブビーム用受光部ＳＤ１及び後行サブビーム用受光部ＳＤ２から得られる信号に基づいてフォーカス制御動作を行うためのフォーカスエラー信号を生成するフォーカスエラー信号生成回路の一実施例である。

図１において、１１は４分割センサーにて構成されたメインビーム用受光部ＭＤを構成するセンサーＡ及びＣから得られる信号を加算するメインビーム用第１加算回路、１２は前記メインビーム用受光部ＭＤを構成するセンサーＢ及びＤから得られる信号を加算するメインビーム用第２加算回路、１３は前記第１加算回路１１の出力信号から第２加算回路１２の出力信号を減算するメインビーム用減算回路であり、メインフォーカスエラー信号
ＭＦＥを出力するように構成されている。

１４は４分割センサーにて構成された先行サブビーム用受光部ＳＤ１を構成するセンサーＩ及びＫから得られる信号を加算する先行サブビーム用第１加算回路、１５は前記先行サブビーム用受光部ＳＤ１を構成するセンサーＪ及びＬから得られる信号を加算する先行サブビーム用第２加算回路、１６は前記先行サブビーム用第１加算回路１４の出力信号から先行サブビーム用第２加算回路１５の出力信号を減算する先行サブビーム用減算回路である。

１７は４分割センサーにて構成された後行サブビーム用受光部ＳＤ２を構成するセンサーＥ及びＧから得られる信号を加算する後行サブビーム用第１加算回路、１８は前記後行サブビーム用受光部ＳＤ２を構成するセンサーＦ及びＨから得られる信号を加算する後行サブビーム用第２加算回路、１９は前記後行サブビーム用第１加算回路１７の出力信号から後行サブビーム用第２加算回路１８の出力信号を減算する後行サブビーム用減算回路である。

２０は前記先行サブビーム用減算回路１６の出力信号と後行サブビーム用減算回路１９の出力信号とを加算するサブビーム用加算回路であり、サブフォーカスエラー信号ＳＦＥを出力するように構成されている。２１は前記サブビーム用加算回路２０の出力信号であるサブフォーカスエラー信号ＳＦＥが入力される利得制御回路であり、該サブフォーカスエラー信号ＳＦＥのレベルを制御するべく利得が可変設定されるように構成されている。

２２は前記メインビーム用減算回路１３の出力信号であるメインフォーカスエラー信号ＭＦＥから前記利得制御回路２１を介して得られるサブフォーカスエラー信号ＳＦＥを減算するとともにその信号レベル差に応じたフォーカスエラー信号を差動プッシュプル信号ＤＰＰとして出力するフォーカスエラー信号生成用減算回路である。

斯かる回路構成によれば、メインフォーカスエラー信号ＭＦＥは、ＭＦＥ＝（Ａ＋Ｃ）−（Ｂ＋Ｄ）として前記メインビーム用減算回路１３から生成されるとともにフォーカスエラー信号生成用減算回路２２の＋側入力端子に入力される。また、サブフォーカスエラー信号ＳＦＥは、ＳＦＥ＝｛（Ｅ＋Ｇ）−（Ｆ＋Ｈ）｝＋｛（Ｉ＋Ｋ）−（Ｊ＋Ｌ）｝として前記サブビーム用加算回路２０から生成されるとともに利得制御回路２１によって増幅された後にフォーカスエラー信号生成用減算回路２２の−側入力端子に入力される。

前記利得制御回路２１の利得をｋとすると、前記フォーカスエラー信号生成用減算回路２２からフォーカスエラー信号として出力される差動プッシュプル信号ＤＰＰは、ＤＰＰ＝ＭＦＥ−ｋ×ＳＦＥの演算処理に基づいて出力されることになる。

２３は光ピックアップ装置に組み込まれている対物レンズ８をフォーカス方向へ変位させるフォーカシングコイル、２４は前記フォーカシングコイル２３に対して駆動信号を供給するフォーカシングコイル駆動回路である。２５は前記フォーカスエラー信号生成用減算回路２２からフォーカスエラー信号として出力される差動プッシュプル信号ＤＰＰが入力されるピックアップ制御回路であり、前記フォーカシングコイル駆動回路２４に制御信号を供給するように構成されている。

斯かる構成によれば、光検出器１０に組み込まれているとともに４分割センサーにて構成されたメインビーム用受光部ＭＤから得られる信号に基づいてメインフォーカスエラー信号ＭＦＥが生成され、４分割センサーにて構成された先行サブビーム用受光部ＳＤ１及び後行サブビーム用受光部ＳＤ２から得られる信号に基づいてサブフォーカスエラー信号ＳＦＥが生成される。

そして、前記メインフォーカスエラー信号ＭＦＥからサブフォーカスエラー信号ＳＦＥをｋ倍した信号を減算処理することによってフォーカスエラー信号である差動プッシュプル信号ＤＰＰがピックアップ制御回路２５に入力され、その入力される信号に基づいて生成されるフォーカス制御信号がフォーカシングコイル駆動回路２４に供給される。

その結果、前記フォーカシングコイル駆動回路２４から供給される駆動信号に基づいてフォーカシングコイル２３による対物レンズ８の駆動制御動作が行われるので、差動非点収差法によるフォーカス制御動作を行うことが出来る。

前述したように差動非点収差法によるフォーカス制御動作を行うことが出来るが、次に本発明の要旨について説明する。

差動非点収差法によるフォーカス制御動作を行うように構成された光ピックアップ装置において、所望の信号記録層に対するフォーカス制御動作を行う場合、例えば２層目の信号記録層にレーザー光を集光させる場合に対物レンズ８を変位させると、図５の(Ｂ)に示すメインビームＭにて生成されるメインフォーカスエラー信号ＭＦＥが得られるとともに図５の(Ｃ)に示すサブビームＳ１及びＳ２にて生成されるサブフォーカスエラー信号ＳＦＥが得られる。

図５の(Ｂ)に示すメインフォーカスエラー信号ＭＦＥから図５の(Ｃ)に示すサブフォーカスエラー信号ＳＦＥを減算処理すると図５の(Ａ)に示すフォーカスエラー信号である差動プッシュプル信号ＤＰＰが得られる。

このように図５の(Ａ)に示すフォーカスエラー信号である差動プッシュプル信号ＤＰＰ信号には、ＤＳ１、ＤＳ２及びＤＳ３の３つのＳ字カーブが現れる。この中のＤＳ３で示されるＳ字カーブは、前述したように他の信号記録層から反射されるメインビームである迷光と呼ばれるレーザー光によって生成されるものであり、フォーカス制御動作を行うことが出来ないという問題が発生することになる。

サブフォーカスエラー信号ＳＦＥは図５の(Ｃ)に示すような波形の信号として得られるが、迷光によって生成されるＳ字カーブＳＳ３のレベルは、サブビームによって生成されるＳ字カーブＳＳ１及びＳＳ２のレベルより小さくなるという特性がある。

本発明は、斯かる特性を利用して前述した問題を解決するものであり、フォーカス制御動作を開始させるときに利得制御回路２１の利得を制御することが出来るようにしたことを特徴とするものである。

即ち、ピックアップ制御回路２５にメインビーム用減算回路１３の出力信号であるメインフォーカスエラー信号ＭＦＥ及び利得制御回路２１の出力信号であるサブフォーカスエラー信号ＳＦＥをｋ倍した信号を入力させ、両信号から得られるＳ字カーブの数が一致するように利得制御回路２１の利得を低下させるように構成されている。

サブフォーカスエラー信号ＳＦＥをｋ倍するべく設けられている利得制御回路２１の利得を低下させると該利得制御回路２１の出力信号のレベルが低下することになる。その結果、ピックアップ制御回路２５に入力されるサブフォーカスエラー信号ＳＦＥをｋ倍した信号のレベルが低下することになる。

このようにして信号レベルが低下されたサブフォーカスエラー信号ＳＦＥが入力されるピックアップ制御回路２５は、迷光によって生成されるＳ字カーブＳＳ３のレベルが検出
されないレベルまで低下するように利得制御回路２１の利得を低下させる制御動作を行うように構成されている。

斯かるピックアップ制御回路２５による利得制御回路２１に対する利得制御動作を行うと、利得制御回路２１から出力されるサブフォーカスエラー信号ＳＦＥからは、２つのＳ字カーブ、即ちＳＳ１及びＳＳ２のみが検出されることになる。斯かる動作が行われる結果、フォーカスエラー信号生成用減算回路２２の出力信号である差動プッシュプル信号ＤＰＰの特性を示す図５の(Ａ)に示すＳ字カーブＤＳ３のレベルが低下せしめられる。

前記Ｓ字カーブＤＳ３は、前述したように迷光に起因して生成されるものであり、利得制御回路２１に対する利得制御動作を行うことによってＳ字カーブＤＳ３を削除することが出来る。

差動非点収差法によるフォーカス制御動作を開始させる場合に前述した利得制御回路２１に対する利得制御動作を行うとフォーカスエラー信号である差動プッシュプル信号ＤＰＰに迷光に起因するＳ字カーブが生成されないので、信号記録層の数に合致した数のＳ字カーブを得ることが出来る。従って、フォーカス制御動作の開始時に所望の信号記録層を検出することが出来るのでフォーカス制御動作を開始させることが出来る。

前述した制御動作によって所望の信号記録層へのフォーカス制御動作を開始させることが出来るが、斯かる状態になったときピックアップ制御回路２５によって利得制御回路２１に対する利得復帰制御動作が行われる。即ち、利得制御回路２１の利得を差動非点収差法によるフォーカス制御動作を行うために適した値に復帰させるための制御動作が行われる。

このようにフォーカス制御動作開始に伴う所望の信号記録層に対するフォーカス制御動作開始時に低下されていた利得制御回路２１の利得を復帰させるようにしたので、差動非点収差法によるフォーカス制御動作を支障なく行うことが出来る。

尚、本実施例では、利得制御回路２１の出力信号であるサブフォーカスエラー信号ＳＦＥに含まれる迷光に起因して生成されるＳ字カーブが検出されないレベルになるように前記利得制御回路２１の利得を制御するようにしたが、フォーカスエラー信号生成用減算回路２２の出力信号である差動プッシュプル信号ＤＰＰに現れる迷光に起因して生成されるＳ字カーブＤＳ３が検出されないレベルになるように前記利得制御回路２１の利得を制御するように構成することも出来る。

本発明の実施例では、２つの信号記録層が設けられている光ディスクについて説明したが、更に多くの信号記録層が設けられている光ディスクを使用する光ディスク装置に実施することも出来る。

１ レーザーダイオード
２ 回折格子
８ 対物レンズ
１０ 光検出器
２１ 利得制御回路
２３ フォーカシングコイル
２４ フォーカシングコイル駆動回路
２５ ピックアップ制御回路

Claims (3)

1. 複数の信号記録層が設けられている光ディスクに記録されている信号の読み出し動作を行う光ピックアップ装置のフォーカス制御動作をメインビームが照射されるとともに４分割センサーにて構成されたメインビーム用受光部から得られるメインフォーカスエラー信号及びサブビームが照射されるとともに４分割センサーにて構成されたサブビーム用受光部から得られるサブフォーカスエラー信号とを利用して行うように構成された光ディスク装置において、フォーカス制御動作開始時サブフォーカスエラー信号の利得を低下させるようにしたことを特徴とする光ディスク装置。
2. 光ディスクの信号記録層に対応して検出されるメインフォーカスエラー信号に含まれるＳ字信号の数とサブフォーカスエラー信号に含まれるＳ字信号の数とが一致するまでサブフォーカスエラー信号の利得を低下させるようにしたことを特徴とする請求項１に記載の光ディスク装置。
3. 所望の信号記録層に対するフォーカス制御動作を行う状態になったとき、サブフォーカスエラー信号の利得を定常値に変更するようにしたことを特徴とする請求項１に記載の光ディスク装置。

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