JP3581941B2 - 光ディスク装置及び光ビームの投射位置調整方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は光ディスク装置及び光ディスク装置における光ビームの投射位置調整方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
光ディスク装置においては、フォーカスサーボ及びトラッキングサーボの２種類のサーボ動作によって、光ディスクに投射する光ビームの集光点を光ディスク上のデータ記録位置に保持させるようにしている。フォーカスサーボは、光ビームの集光点を光ディスク上に保持するものであり、トラッキングサーボは光ビームをトラックに沿わせて光ビームの集光点をデータ記録位置に保持するものである。
このトラッキングサーボには、プッシュプル法及び３ビーム法による２つの制御方法がある。
【０００３】
図９はプッシュプル法におけるトラッキングエラー信号検出回路の回路図、図10は光ディスクのトラックと光ビームとの相対位置によって変化する回折パターンを、トラッキングエラー信号とともに示した説明図である。図９において、図示しない光ディスクからの反射光を受光する２分割光検出器100 の一方 (他方) の出力信号α (β) は電流電圧変換するオペアンプ101(102)の正入力端子＋へ入力される。オペアンプ101(102)の正入力端子＋は抵抗Ｒ1 (Ｒ2 ) を介して接地される。オペアンプ101 の負入力端子−は、その出力端子と接続され、抵抗Ｒ3 を介して差動アンプ103 の負入力端子−と接続される。差動アンプ103 の負入力端子−は抵抗Ｒ4 を介して、その出力端子と接続される。オペアンプ102 の負入力端子−は、その出力端子と接続され、抵抗Ｒ5 を介して差動アンプ103 の正入力端子＋と接続される。差動アンプ103 の正入力端子＋は抵抗Ｒ6 を介して接地される。
【０００４】
このプッシュプル法に用いる光ディスクには図10(b) に示すように予めトラック溝が形成されている。そしてフォーカスサーボによって光ディスク上に集光した光ビームは、このトラック溝による回折作用によって、反射光には回折パターンが重畳され、その回折パターンは、トラック溝と光ビームとの相対位置によって図10(a) に示すように変化する。したがって、光ディスクからの反射光を２分割光検出器100 で受光して、オペアンプ101 で電圧に変換した後、差動アンプ103 により両出力信号α, βの差を求めれば、差動アンプ103 から図10(c) に示す− (α−β) のトラッキングエラー信号TES が得られる。そこでトラッキングエラー信号TES が正の場合は光ビームを例えば図10(b) において左側へ、負の場合は右側へ移動させるように制御して、光ビームをトラック溝に沿わせてデータ記録位置に保持させている。なお、２分割光検出器100 の両出力信号α, βの和を求めた場合には、図10(d) に示す和信号 DCSumが得られる。
【０００５】
図11は３ビーム法におけるトラッキングエラー信号検出回路の回路図、図12は回折格子によりメイン光ビームと、２つのサブ光ビームとを出射する状態の模式図、図13は光ディスクのトラック溝と、メイン光ビームの検出信号と、２つのサブ光ビームの検出信号と、トラッキングエラー信号との関係を示す波形図である。図12に示す如く光ビームの往路系に設けた回折格子２からメイン光ビームMBと、このメイン光ビームMBに対して±1/4 トラックずれたサブ光ビームSB1 、サブ光ビームSB2 を出射して光ディスク６へ投射される。
【０００６】
光ディスク６で反射したメイン光ビームMB、サブ光ビームSB1 , SB2 の反射光は図11に示す光検出器ＤM , ＤS1, ＤS2が受光する。第１ (第２) サブ光ビームを受光する光検出器ＤS1 (ＤS2) の出力信号はオペアンプOP1 (OP2 ) の正入力端子＋へ入力される。オペアンプOP1 (OP2 ) の正入力端子＋は抵抗Ｒ10 (Ｒ11) を介して接地される。メイン光ビームを受光する光検出器ＤM の検出出力はオペアンプOP3 の正入力端子＋へ入力される。オペアンプOP3 の正入力端子＋は抵抗Ｒ12を介して接地され、負入力端子−は、その出力端子と接続される。オペアンプOP1 (OP2 ) から出力される検出信号SS1 (SS2 ) は抵抗Ｒ13 (Ｒ14) を介して差動アンプDAP の正 (負) 入力端子＋ (−) へ入力される。オペアンプDAP の正入力端子＋は抵抗Ｒ15を介して接地され、負入力端子−は抵抗Ｒ16を介して、その出力端子と接続される。
【０００７】
この３ビーム法による場合は、光ビームの往路系に設けた回折格子２からメイン光ビームMBと２つのサブ光ビームSB1 , SB2 とが出射されて光ディスク６へ投射され、メイン光ビームの投射位置に対して２つのサブ光ビームは±1/4 トラックずれた位置に投射される。そして光ディスク６からの夫々の光ビームの反射光を各別に各別の光検出器ＤM , ＤS1, ＤS2が受光する。そうすると、光検出器ＤM の出力信号ＳM は図13(b) に示すように、光ビームの投射位置がトラックに対してずれていない０トラック位置の場合に出力信号ＳM のレベルが最大になり、０トラック位置からずれるにしたがい、出力信号ＳM のレベルが低下していく。そして±1/2 トラック位置にずれた場合に、出力信号ＳM のレベルが最小になる。このように出力信号ＳM はトラッキングサーボが適正であるときに最大レベルとなる。
【０００８】
一方、サブ光ビームSB1 , SB2 の反射光を受光した光検出器ＤS1, ＤS2の各出力信号SS1 , SS2 は、図13(a),(c) に示すようにメイン光ビームMBが０トラック位置から±1/4 トラックずれた場合に、そのレベルが正又は負の最大になる。つまり、光検出器ＤS1, ＤS2の出力信号SS1 , SS2 は光検出器ＤM の出力信号ＳM が±1/4 トラックシフトしたものと同様となる。
【０００９】
ところで、前述した光検出器ＤM の出力信号ＳM は、光ビームがトラックを横切る左, 右いずれの方向にずれても、そのレベルが小さくなるため、光ビームがいずれの方向にずれているかを検出し得ず、そのままトラッキングエラー信号として使用することができない。そこで、差動アンプDAP によりサブ光ビームSB1 及びSB2 に対応している出力信号SS1 , SS2 の差を求めると図13(d) に示す正弦波に近似したトラッキングエラー信号TES が得られる。そして、トラッキングエラー信号TES は図13(d) に示すようにメイン光ビームMBに対して±1/4 トラックずれた位置にあるときに最大になり、このトラッキングエラー信号TES により、プッシュプル法による場合と同様にして光ビームを移動させるように制御し、光ビームをトラック溝に沿わせてデータ記録位置に保持させている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
このようにして得られたトラッキングエラー信号によりトラッキングサーボを行なうと、光ディスクからデータを読み出すことができる。しかし光ビームにより所要のトラックをシークする場合、そのシーク時の光ビームの移動速度を早く求めようとする場合には、現在の光ビームの集光位置が１トラックを移動する以前に求めなければならない。その場合シークすべき目標トラックまでの残りトラック数は、通常トラッキングエラー信号のゼロクロス点をカウントすることにより得ているが、このようにして得られるトラック数は例えば８トラックのように整数値である。これは８トラック以上、９トラック未満であるトラック数情報であり、このとき、8.1 トラックであるのか、8.4 トラックであるのかは判らない。何故なら、前述したいずれの方法によるトラッキングエラー信号も正弦波状の信号であるため、トラッキングサーボを行ない得ても、光ビームの集光位置を正確に知ることができない。
【００１１】
例えばトラッキングエラー信号TES が零に近い値であった場合、その位置が記録データのすぐ近くかあるいは略1/2 トラックずれているかを区別することができない。また光ディスクへ投射した光ビームが、図10の点Ｑから右へ移動した場合と左へ移動した場合とでトラッキングエラー信号TES のレベル変化は同じであるから、光ビームがどの方向にトラックをシークしているのかを判別できないという問題がある。
【００１２】
一方、図10(d) に示す和信号 DCSumは図10(c) に示すトラッキングエラー信号TES に対して90°位相がずれた信号であるから、和信号 DCSumとトラッキングエラー信号TES とを用いると、光ビームの集光点位置を検出することができるが、和信号 DCSumは図10(d) に示したようにトラッキングエラー信号TES の零レベルに相当する基準レベルがない。また和信号 DCSumと、トラッキングエラー信号TES とはトラッキングエラー信号TES が差信号であり、夫々の求め方が異なるので、それらの信号全体が一致しない場合が起こり得て、光ビームの集光点を検出した場合に検出誤差が生じるという問題がある。
【００１３】
本発明は斯かる問題に鑑み、３つの光ビームを光記録媒体に投射して、トラックピッチが異なる光記録媒体においても光ビームがトラックをシークしている方向、及び光ビームを投射しているトラック位置を高精度に検出する光ディスク装置及び光ビームの投射位置調整方法を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
第１発明に係る光ディスク装置は、光記録媒体からの反射光を受光して得たトラッキングサーボ用の信号に基づいて前記光記録媒体のトラック位置を検出する光ディスク装置において、第２光ビームと第３光ビームとを、第１光ビームに対して対称となるよう前記光記録媒体の異なる位置に投射すべき第１，第２，第３光ビームを出射する回折格子と、光記録媒体からの第１光ビームを入射すべき第１の２分割光検出器と、光記録媒体からの第２光ビームを入射すべき第２の２分割光検出器と、光記録媒体からの第３光ビームを入射すべき第３の２分割光検出器と、第１の２分割光検出器の各出力信号の差を検出する第１差信号検出部と、第２の２分割光検出器の出力信号の差信号と、第３の２分割光検出器の出力信号の差信号との差を検出することにより前記第１差信号検出部の出力信号に対して位相が９０°ずれた信号を得る第２差信号検出部と、前記第１差信号検出部の出力信号に対し位相が９０°ずれており、かつ振幅が等しくなるようゲインを調整することにより第２差信号検出部の出力信号を補正する手段とを備え、該手段によって得た補正信号及び第１差信号検出部の出力信号を用いてトラック位置を検出するようにしてあることを特徴とする。
【００１５】
第２発明に係る光ディスク装置は、前記第１差信号検出部の出力信号と、前記第２差信号検出部の出力信号とが交差した時点の信号レベルを測定する手段を備え、前記測定する手段により得られた測定値と、第１差信号検出部の出力信号と、第２差信号検出部の出力信号とを用いて、トラック位置信号を出力する手段を有することを特徴とする。
【００１６】
第３発明に係る光ビームの投射位置調整方法は、請求項１記載の光ディスク装置の光ビームの投射位置調整方法であって、前記第１光ビームによる前記第１差信号検出部の出力信号に対する、第２，第３光ビームによる第２の２分割光検出器の出力信号の差信号、第３の２分割光検出器の出力信号の差信号の位相ずれを夫々（９０＋θ）°、−（９０＋θ）°又は（９０−θ）°、−（９０−θ）°になすことを特徴とする。
【００１７】
【作用】
本発明では、光記録媒体の異なる位置に第１, 第２, 第３光ビームを投射する。第１, 第２, 第３光ビームの反射光を各別に受光した第１, 第２, 第３の２分割光検出器において、夫々の各出力信号の差を求めると、正弦波に近似した差信号Ｍ, Ｓ1 , Ｓ2 が得られ、
Ｍ＝Ａ sin (Ｘ)
Ｓ1 ＝Ｂ sin (Ｘ−θ)
Ｓ2 ＝Ｂ sin (Ｘ＋θ)
となる。
【００１８】
Ｓ1 −Ｓ2 ＝Ｓとすると、
Ｓ＝Ｂ sin (Ｘ−θ) −Ｂ sin (Ｘ＋θ) であり、
Ｓ＝２Ｂ sin ( θ ) ・ sin ( Ｘ− 90 ° )
であるから、Ａ＝Ｇ×２Ｂ sin (θ) となるようにゲインＧを調整すれば、Ｍに対しＳはθに関係なく90°位相がずれた信号になる。このＳをＳ1 として用い、Ｓ1 ≧０でない場合は信号レベルをＭとし、Ｓ1 ≧０であり、Ｍ≧０でない場合は信号レベルを−Ｍ＋４Ｌとし、Ｓ1 ≧０であり、Ｍ≧０である場合は信号レベルを−Ｍ＋４Ｌとする。またＭ＜Ｓ1 でなく、Ｍ≧０である場合は信号レベルをＳ1 ＋２Ｌとし、Ｍ≧０でない場合は信号レベルを− (Ｓ1 ＋２Ｌ) とする。
これにより、トラックピッチが異なっても、トラックピッチに適合したトラック位置信号が得られる。
【００１９】
なお、ＬはＭとＳ1 −Ｓ2 ＝Ｓとが交差する時点のレベルを測定して得られる。また、対応すべきトラックピッチが２種類の場合、一方のトラックピッチに対しては、Ｍに対するＳ1 , Ｓ2 の位相ずれを夫々( 90＋θ )°, −( 90＋θ )°に、他方のトラックピッチに対しては( 90−θ )°、−( 90−θ )°になす。
この場合いずれのトラックピッチを有する光ディスクに対しても同じゲインで対処できる。
【００２０】
【実施例】
以下本発明をその実施例を示す図面により詳述する。
図１は本発明に係る光ディスク装置の実施例の構成を示すブロック図である。レーザダイオード１から出射した光ビームは回折格子２へ投射され、回折格子２からメイン光ビームMBと２つのサブ光ビームSB1 ，SB2 とが出射され、出射したメイン光ビームMB、サブ光ビームSB1 ，SB2 はビームスプリッタ３を通ってミラー４で反射した後、対物レンズ５通って光ディスク６上に投射される。２つのサブ光ビームSB1 ，SB2 はトラックTRを拡大表示している円Ｚ内に示すように、メイン光ビームMBに対して±1/4 トラックずれた位置に投射されるようになっている。光ディスク６で反射したメイン光ビームMB、サブ光ビームSB1 ，SB2 は、対物レンズ５を通った後、ミラー４で反射し、更にビームスプリッタ３で反射して、メイン光ビーム用の２分割光検出器７M 、サブ光ビーム用の２分割光検出器７S1，２分割光検出器７S2へ各別に投射される。
【００２１】
２分割光検出器７M の一方 (他方) の出力信号は、抵抗Ｒ20( Ｒ21) を介して接地されているオペアンプ8a(8b)の正入力端子＋へ入力される。オペアンプ8a(8b)の負入力端子−は、その出力端子ａ0 (ｂ0 ) は抵抗Ｒ22（Ｒ23）を介して差動アンプ９の負入力端子− (正入力端子＋) と接続される。差動アンプ９の正入力端子＋は抵抗Ｒ24を介して接地され、負入力端子−は抵抗Ｒ25を介して出力端子９0 と接続される。差動アンプ９の出力端子９0 は差動アンプ９の負入力端子−と抵抗Ｒ32を会して接続されるとともにアナログ／デジタルコンバータ10の入力側と接続され、アナログ／デジタルコンバータ10から出力されるディジタル信号はMPU 11へ入力される。サブ光ビーム用の２分割光検出器７S1の一方 (他方) の出力信号は、抵抗Ｒ26 (Ｒ27) を介して接地されているオペアンプ8c(8d)の正入力端子＋と接続される。オペアンプ8c(8d)の負入力端子は、出力端子ｃ0 (ｄ0 ) と接続される。オペアンプ8c(8d)の出力端子ｃ0 (ｄ0 ) は、抵抗Ｒ28 (Ｒ29) を介して差動アンプ90の負入力端子− (正入力端子＋) と接続される。差動アンプ90の正入力端子＋は抵抗Ｒ30を介して接地され、負入力端子−はゲイン調整用の可変抵抗部ＶＲを介して出力端子900 と接続される。差動アンプ90の出力端子900 はアナログ／デジタルコンバータ110 の入力側と接続されている。
【００２２】
光ディスク６で反射したサブ光ビームSB2 の反射光が入射する２分割光検出器７S2の２つの出力信号の一方 (他方) は、オペアンプ8e(8f)の正入力端子＋へ入力される。オペアンプ8e(8f)の正入力端子＋は抵抗Ｒ40 (Ｒ41) を介して接地される。オペアンプ8eの負入力端子−はその出力端子ｅ0 と接続され、抵抗Ｒ42を介して差動アンプ90の負入力端子−と接続される。オペアンプ8fの負入力端子−は、その出力端子ｆ0 と接続され、抵抗Ｒ43を介して差動アンプ90の正入力端子と接続される。
【００２３】
差動アンプ90の出力端子900 は抵抗Ｒ33を介して差動アンプ900 の正入力端子＋と接続され、この正入力端子＋は抵抗Ｒ34を介して接地される。
差動アンプ900 の負入力端子−は、抵抗Ｒ35を介して出力端子 9000 と接続され、出力端子 9000 はアナログ／デジタルコンバータ111 の入力側と接続される。アナログ／デジタルコンバータ111 から出力される差信号Ｓ1 −ＭはMPU 11へ入力される。
【００２４】
次にこのように構成した光ディスク装置の動作を各部信号のタイムチャートを示す図２により説明する。レーザダイオード１から光ビームを出射すると、その光ビームは回折格子２に投射されて、回折格子２からメイン光ビームMBと、このメイン光ビームMBに対して±1/4 トラックずれた位置に各別に投射する２つのサブ光ビームSB1 ，SB2 とを出射する。これらのメイン光ビームMB及びサブ光ビームSB1 ，SB2 はビームスプリッタ３を通って、ミラー４で反射し、対物レンズ５を通って光ディスク６上に投射され、円Ｚ内に示すようにメイン光ビームMBに対して±1/4 トラックずれた位置にサブ光ビームSB1 ，SB2 が集光する。
【００２５】
そして光ディスク６で反射したメイン光ビームMB、サブ光ビームSB1 ，SB2 の反射光は対物レンズ５を通ってミラー４で反射し、ビームスプリッタ３を通って２分割光検出器７M ，７S1，７S2へ各別に入射する。それにより各２分割光検出器７M ，７S1，７S2には、メイン光ビームMB、サブ光ビームSB1 ，SB2 の集光位置に応じた回折パターンが生じ、それに応じた出力信号たる検出電流が得られる。そして２分割光検出器７M の各検出電流はオペアンプ8a,8b により各別に電圧に変換されて差動アンプ９へ入力され差動増幅されて、差動アンプ９から２分割光検出器７M の各出力信号の差である図２(b) に示すメイン光ビームに関連する差信号、つまり前述したプッシュプル法によるトラッキングエラー信号TES が得られる。得られたトラッキングエラー信号TES はアナログ／デジタルコンバータ10でディジタル信号に変換され、MPU 11へ入力される。
【００２６】
一方、２分割光検出器７S1の各出力信号をオペアンプ8c,8d により、各別に電圧に変換したオペアンプ8c,8d の出力信号ＳS1a ，ＳS1b は、メイン光ビームMBに対しサブ光ビームが1/4 トラックずれているため図２(c) に示すようにトラッキングエラー信号TES に対し位相が±90°ずれたものになっている。
前述したようにして差動アンプ９からメイン光ビームに対応している出力信号の差信号たるトラッキングエラー信号TES が出力され、アナログ／デジタル変換されたメイン光ビームMBに対応している信号ＭがMPU 11へ入力される。一方サブ光ビームSB1 の反射光を受光した２分割光検出器７S1の各出力信号が差動アンプ90で差動増幅され、メイン光ビームに対応している信号Ｍと同じ振幅の差信号たる信号Ｓ1 にする。メイン光ビーム及びサブ光ビームは同じ回折原理によっており、信号Ｍ, Ｓ1 を発生させているので振幅を同じにすれば図２(d) に示すように位相が90°ずれている以外は全く同じ信号が得られる。
【００２７】
差動アンプ90の出力信号と、差動アンプ９の出力信号とが差動アンプ900 で差動増幅され、それをアナログ／デジタル変換した差信号Ｓ1 −ＭがMPU 11へ入力される。次にこの光ディスク装置において信号Ｍと信号Ｓ1 との交点のレベルＬを測定する動作を、その測定手順を示す図３のフローチャートにより説明する。
【００２８】
MPU 11により、まず信号Ｍを測定する(S21) 。続いて、MPU 11により信号Ｍの振幅と信号Ｓ1 の振幅とが一致するようにMPU 11により可変抵抗部VRを制御してゲインを調整する(S22) 。続いて、差動信号Ｓ1 −Ｍを図示しないトラックサーボ回路へ与えて、メイン光ビームのトラッキングサーボを行なう(S23) 。そうすると、メイン光ビームは図２に示す点Ｈ2 に追従することになる。点Ｈ2 においては信号Ｍと信号Ｓ1 とが交叉しているから、その点Ｈ2 における信号Ｍ又は信号Ｓ1 を測定すると(S24) 、その測定値が信号Ｍと信号Ｓ1 との交点のレベルＬとなる(S25) 。レベルＬを決めた後は、差信号Ｓ1 −Ｍによるトラッキングサーボを解除して(S26) レベルＬの測定動作を終了する。このようにしてレベルＬを測定できる。
【００２９】
なお、差信号Ｓ1 −Ｍをアナログ回路で求めてから、それをアナログ／デジタル変換してMPU 11へ入力しているが、アナログ／デジタルコンバータ10,110の性能が十分であれば、信号Ｍ、信号Ｓ1 を夫々アナログ／デジタル変換して、MPU 11内の図示しない演算部で信号Ｓと信号Ｍとの差の信号Ｓ1 −Ｍを求めてもよい。
【００３０】
次に２種類以上のトラックピッチに対応できるトラック位置信号を作成する方法を説明する。サブ光ビームSB1 とSB2 とは回折格子による回折光であるから、メイン光ビームMBに対しては対称になっている。即ち、一方のサブ光ビームSB1 がメイン光ビームMBに対し−θ°ずれていると、他方のサブ光ビームSB2 はメイン光ビームMBに対しθ°ずれている。また、通常トラッキングエラー信号TES は、図２に示すように正弦波で近似されるので、メイン光ビームMB、サブ光ビームSB1 , SB2 に各対応している信号をＭ, Ｓ1 ，Ｓ2 とすれば、
Ｍ＝Ａ sin (Ｘ) …(1)
Ｓ1 ＝Ｂ sin (Ｘ−θ) …(2)
Ｓ2 ＝Ｂ sin (Ｘ＋θ) …(3)
(但し、Ｘは１トラック内のトラック位置に相当する角度、Ａ, Ｂは実数)
となる。
【００３１】
ここで信号Ｓ＝Ｓ1 −Ｓ2 を考えると、
となるので、Ａ＝Ｇ×２Ｂsin(θ) となるように差動アンプ90のゲインＧを調整すれば、信号Ｓはサブ光ビームの出射角θに関係なく信号Ｍに対して位相が90°ずれた信号になる。
【００３２】
なお、ゲインＧは出射角θに応じて調整しなければならないが、回折格子において出射角を調整した後は、記録媒体のトラックピッチのみに依存するので、数種類のトラックピッチに基づいてゲインＧを調整することは容易である。
この信号Ｓを、前述した信号Ｓ1 に用いれば、トラックピッチが異なっても、光ビームを投射しているトラック位置を検出することができる。
【００３３】
図４はトラック位置信号Ｐを作成するためのMPU 11の制御内容を示すフローチャートであり、図５はトラック、信号Ｍ、信号Ｓ（Ｓ1 −Ｓ2 ）及びトラック位置信号Ｐの関係を示す説明図である。次にこの図４及び図５を用いてトラック位置信号を作成する動作を説明する。
【００３４】
図５(b) に示す信号Ｍ及び信号Ｓに対応するディジタル信号がMPU 11に入力されると、MPU 11により信号Ｍが信号Ｓより小か否かを判別し(S31) 、小であると判別すると続いて信号Ｓが正か否かを判別する(S32) 。正であると判別すると、信号レベルを４Ｌ−Ｍにする(S33) 。信号Ｓが負であると判別すると、続いて信号Ｍが正か否かを判別する(S34) 。信号Ｍが正であると判別すると信号レベルを信号Ｍにし(S35) 、負であると判別すると信号レベルを８Ｌ＋Ｍにする(S36) 。
【００３５】
また、ステップ(S31) において信号Ｍが信号Ｓより大であると判別すると、続いて信号Ｍが正か否かを判別する(S37) 。信号Ｍが正であると判別すると信号レベルを２Ｌ＋Ｓ1 にし(S38) 、負であると判別すると信号レベルを６Ｌ−Ｓ1 にする(S39) 。これにより、図５(c) に示す鋸歯状波のトラック位置信号Ｐが得られ、信号Ｍのゼロクロスとトラック位置信号Ｐのゼロクロスとを一致させることができる。
【００３６】
このようなトラック位置信号Ｐによる場合、図５に示す矢符方向に光ビームがトラックをシークするときは、残りトラック数はトラック位置信号Ｐのゼロクロスのカウンタ値にＰ／８Ｌを加えた値となる。これによって、メイン光ビームがトラックをシークするときの残りトラック数を演算する演算量を減少させることができる。反対に、矢符と逆方向にシーク動作するときは、前述したようにして得られたトラック位置信号Ｐに対して、改めてＰ＝８Ｌ−Ｐとすれば、残りトラック数はトラック位置信号Ｐのゼロクロスのカウンタ値にＰ／８Ｌを加えたものになる。あるいは信号Ｍの代わりに−Ｍを用いて前述した動作を行えば、それにより得られたトラック位置信号Ｐは残りトラック数の端数を示すことになる。
【００３７】
なお、図６(a) に示すようにランド部 (点Ｈ3)には、データの書き込みを示すための溝からなるID部が存在するから、ゼロクロスを検出した信号にノイズが混入する虞れがある。そこでランド部でなく、グルーブ部 (点Ｈ4)と対応しているゼロクロスをカウントする場合もある。
【００３８】
次に図６(b) に示すトラック位置信号Ｐを作成するためのMPU 11の制御内容を図７により説明する。先ず信号Ｍが信号Ｓより小か否かを判別し(S41) 、小であると判別すると、続いて信号Ｓが正か否かを判別する(S42) 。信号Ｓが負であると判別すると、信号レベルを４Ｌ＋Ｍにし(S43) 、正であると判別すると信号Ｍが正か否かを判別する(S44) 。信号Ｍが正であると判別すると信号レベルを８Ｌ−Ｍにし(S45) 、負けであると判別すると信号レベルを−Ｍにする(S46) 。またステップ(S41) において信号Ｍが信号Ｓより大と判別すると、続いて、信号Ｍが正か否かを判別する(S47) 。正と判別すると信号レベルを６Ｌ＋Ｓにし(S48) 、負と判別すると信号レベルを２Ｌ−Ｓにする(S49) 。これにより、図６(b) に示すようにトラック位置信号Ｐのゼロクロスが、ランド部LA及びグルーブGRと対応したトラック位置信号Ｐが得られる。
【００３９】
また、ランド部LAと対応するゼロクロス及びグルーブ部GRと対応するゼロクロスを両方カウントする場合は、図６(d) に示すようなトラック位置信号Ｐを作成すれば、対応できる。このトラック位置信号を作成するためのMPU 11の制御内容を図８により説明する。
【００４０】
まず、信号Ｍが信号Ｓより小か否かを判別し(S51) 、小であると判別すると、続いて信号Ｓが正か否かを判別する(S52) 。信号Ｓが負であると判別すると、信号Ｍが正か否かを判別する(S53) 。正であると判別すると信号レベルをＭにし(S54) 、負であると判別すると信号レベルを４Ｌ＋Ｍにする(S55) 。信号Ｓが正であると判別すると(S52) 、信号Ｍが正か否かを判別する(S56) 。信号Ｍが正と判別すると信号レベルを４Ｌ−Ｍにし(S57) 、負であると判別すると信号レベルを−Ｍにする(S58) 。また信号Ｍが信号Ｓより大と判別すると(S51) 、続いて、信号Ｍが正か否かを判別する(S59) 。信号Ｍが正であると判別すると信号レベルを２Ｌ＋Ｓにし(S60) 、負であると判別すると信号レベルを２Ｌ−Ｓにする(S61) 。これにより図６(d) に示すトラック位置信号Ｐが得られる。
【００４１】
なお図６(c) に示すトラック位置信号Ｐを作成すれば、ゼロクロスのカウンタ値が変化する時点で残りトラック数の端数を０にすることができる。ただし、図６(c) に示すように目標トラックの1/2 トラック手前のグルーブ部で、ゼロクロスのカウンタ値はトラック位置信号Ｐの端数も含めて０になる。
一方、これとは別にトラックピッチが２種類だけの場合、例えば1.6 μm と、1.39μm との場合は、サブ光ビームの集光点の位置を、メイン光ビームの集光点の位置に対して±0.372 μm ずれた位置に調整しておけば、トラックピッチが1.6 μm の記録媒体に対してメイン光ビームの信号に対するサブ光ビームの信号の位相θ＝83.7°、トラックピッチが1.39μm の記録媒体に対して前記位相θ＝96.3°になるから、 sin83.7°＝ sin96.3°となり、２種類の記録媒体のいずれに対しても同じゲインＧでよいことになる。
【００４２】
なお、回折格子から出射するサブ光ビームの出射角のずれ量Ｋは、２種類のトラックピッチTP1,TP2 から次式により求めることができる。
Ｋ＝(TP1・TP2)／｛２(TP1＋TP2)｝ …(10)
【００４３】
【発明の効果】
以上詳述したように第１発明は、光記録媒体からの第１, 第２光ビームを各別に受光する第１, 第２の２分割光検出器と、第１の２分割光検出器の各出力信号の差を検出する第１差信号検出部と、第２の２分割光検出器の各出力信号を大小比較する比較部とを備え、比較部の比較結果に基づいて第１差信号検出部の出力信号を補正することにより、１トラック内におけるトラック位置を一義的に検出できるトラック位置信号を得るようにしたので、光ビームがトラックをシークしているときの正確なトラック位置及びトラックのシーク方向を検出でき、そのトラック位置信号に基づいて高精度にシーク制御をなし得る光ディスク装置を提供できる。
【００４４】
第２発明は、光記録媒体からの第１, 第２光ビームを各別に受光する第１, 第２の２分割光検出器と、第１の２分割光検出器の各出力信号の差を検出する第１差信号検出部と、第２の２分割光検出器の各出力信号の差を検出する第２差信号検出部とを備え、第２差信号検出部の出力信号に基づいて、第１差信号検出部の出力信号を補正することにより、１トラック内におけるトラック位置を一義的に検出できるトラック位置信号を得るようにしたので、光ビームがトラックをシークしているときの正確なトラック位置及びトラックのシーク方向を検出でき、そのトラック位置信号に基づいて高精度にシーク制御をなし得る光ディスク装置を提供できる。
【００４５】
第３発明は、光記録媒体からの第１光ビーム、第２光ビーム及び第３光ビームを各別に受光する第１, 第２, 第３の２分割光検出器と、第１の２分割光検出器の各出力信号の差を検出する第１差信号検出部と、第２, 第３の２分割光検出器夫々の各出力信号の差を検出する第２差信号検出部と、第２差信号検出部のゲインを調整するゲイン調整部とを備え、第２差信号検出部の出力信号を、第１差信号検出部の出力信号と同一レベルになるようにゲインを調整することにより、１トラック内におけるトラック位置を一義的に検出でき、しかも異なるトラックピッチの光記録媒体にも対応できるトラック位置信号を得るようにしたので、トラックピッチに関係せずに、光ビームがトラックをシークする場合のシーク制御を高精度になし得る光ディスク装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る光ディスク装置の実施例の要部構成を示すブロック図である。
【図２】検出信号のタイムチャートである。
【図３】MPU によりレベルＬを測定する制御内容を示すフローチャートである。
【図４】トラック位置信号を得るための制御内容を示すフローチャートである。
【図５】トラック位置信号を作成する説明図である。
【図６】残りトラック数とトラック位置信号との整合性を示す図である。
【図７】MPU によりトラック位置信号を作成する制御内容を示すフローチャートである。
【図８】MPU によりトラック位置信号を作成する制御内容を示すフローチャートである。
【図９】プッシュプル法によるトラッキングエラー信号発生回路の回路図である。
【図１０】回折パターン及びトラッキングエラー信号の説明図である。
【図１１】３ビーム法によるトラッキングエラー信号発生回路の回路図である。
【図１２】メイン光ビーム、サブ光ビームの投射状態を示す模式図である。
【図１３】トラックと光ビームとの相対位置における、光ビームを受光した信号の波形図である。
【符号の説明】
１ レーザダイオード
２ 回折格子
３ ビームスプリッタ
４ ミラー
５ 対物レンズ
６ 光ディスク
７M ，７S1，７S2 ２分割光検出器
8a〜8f オペアンプ
９ 差動アンプ
11 MPU
90 差動アンプ
VR 可変抵抗部 (ゲイン調整用)
【産業上の利用分野】
本発明は光ディスク装置及び光ディスク装置における光ビームの投射位置調整方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
光ディスク装置においては、フォーカスサーボ及びトラッキングサーボの２種類のサーボ動作によって、光ディスクに投射する光ビームの集光点を光ディスク上のデータ記録位置に保持させるようにしている。フォーカスサーボは、光ビームの集光点を光ディスク上に保持するものであり、トラッキングサーボは光ビームをトラックに沿わせて光ビームの集光点をデータ記録位置に保持するものである。
このトラッキングサーボには、プッシュプル法及び３ビーム法による２つの制御方法がある。
【０００３】
図９はプッシュプル法におけるトラッキングエラー信号検出回路の回路図、図10は光ディスクのトラックと光ビームとの相対位置によって変化する回折パターンを、トラッキングエラー信号とともに示した説明図である。図９において、図示しない光ディスクからの反射光を受光する２分割光検出器100 の一方 (他方) の出力信号α (β) は電流電圧変換するオペアンプ101(102)の正入力端子＋へ入力される。オペアンプ101(102)の正入力端子＋は抵抗Ｒ1 (Ｒ2 ) を介して接地される。オペアンプ101 の負入力端子−は、その出力端子と接続され、抵抗Ｒ3 を介して差動アンプ103 の負入力端子−と接続される。差動アンプ103 の負入力端子−は抵抗Ｒ4 を介して、その出力端子と接続される。オペアンプ102 の負入力端子−は、その出力端子と接続され、抵抗Ｒ5 を介して差動アンプ103 の正入力端子＋と接続される。差動アンプ103 の正入力端子＋は抵抗Ｒ6 を介して接地される。
【０００４】
このプッシュプル法に用いる光ディスクには図10(b) に示すように予めトラック溝が形成されている。そしてフォーカスサーボによって光ディスク上に集光した光ビームは、このトラック溝による回折作用によって、反射光には回折パターンが重畳され、その回折パターンは、トラック溝と光ビームとの相対位置によって図10(a) に示すように変化する。したがって、光ディスクからの反射光を２分割光検出器100 で受光して、オペアンプ101 で電圧に変換した後、差動アンプ103 により両出力信号α, βの差を求めれば、差動アンプ103 から図10(c) に示す− (α−β) のトラッキングエラー信号TES が得られる。そこでトラッキングエラー信号TES が正の場合は光ビームを例えば図10(b) において左側へ、負の場合は右側へ移動させるように制御して、光ビームをトラック溝に沿わせてデータ記録位置に保持させている。なお、２分割光検出器100 の両出力信号α, βの和を求めた場合には、図10(d) に示す和信号 DCSumが得られる。
【０００５】
図11は３ビーム法におけるトラッキングエラー信号検出回路の回路図、図12は回折格子によりメイン光ビームと、２つのサブ光ビームとを出射する状態の模式図、図13は光ディスクのトラック溝と、メイン光ビームの検出信号と、２つのサブ光ビームの検出信号と、トラッキングエラー信号との関係を示す波形図である。図12に示す如く光ビームの往路系に設けた回折格子２からメイン光ビームMBと、このメイン光ビームMBに対して±1/4 トラックずれたサブ光ビームSB1 、サブ光ビームSB2 を出射して光ディスク６へ投射される。
【０００６】
光ディスク６で反射したメイン光ビームMB、サブ光ビームSB1 , SB2 の反射光は図11に示す光検出器ＤM , ＤS1, ＤS2が受光する。第１ (第２) サブ光ビームを受光する光検出器ＤS1 (ＤS2) の出力信号はオペアンプOP1 (OP2 ) の正入力端子＋へ入力される。オペアンプOP1 (OP2 ) の正入力端子＋は抵抗Ｒ10 (Ｒ11) を介して接地される。メイン光ビームを受光する光検出器ＤM の検出出力はオペアンプOP3 の正入力端子＋へ入力される。オペアンプOP3 の正入力端子＋は抵抗Ｒ12を介して接地され、負入力端子−は、その出力端子と接続される。オペアンプOP1 (OP2 ) から出力される検出信号SS1 (SS2 ) は抵抗Ｒ13 (Ｒ14) を介して差動アンプDAP の正 (負) 入力端子＋ (−) へ入力される。オペアンプDAP の正入力端子＋は抵抗Ｒ15を介して接地され、負入力端子−は抵抗Ｒ16を介して、その出力端子と接続される。
【０００７】
この３ビーム法による場合は、光ビームの往路系に設けた回折格子２からメイン光ビームMBと２つのサブ光ビームSB1 , SB2 とが出射されて光ディスク６へ投射され、メイン光ビームの投射位置に対して２つのサブ光ビームは±1/4 トラックずれた位置に投射される。そして光ディスク６からの夫々の光ビームの反射光を各別に各別の光検出器ＤM , ＤS1, ＤS2が受光する。そうすると、光検出器ＤM の出力信号ＳM は図13(b) に示すように、光ビームの投射位置がトラックに対してずれていない０トラック位置の場合に出力信号ＳM のレベルが最大になり、０トラック位置からずれるにしたがい、出力信号ＳM のレベルが低下していく。そして±1/2 トラック位置にずれた場合に、出力信号ＳM のレベルが最小になる。このように出力信号ＳM はトラッキングサーボが適正であるときに最大レベルとなる。
【０００８】
一方、サブ光ビームSB1 , SB2 の反射光を受光した光検出器ＤS1, ＤS2の各出力信号SS1 , SS2 は、図13(a),(c) に示すようにメイン光ビームMBが０トラック位置から±1/4 トラックずれた場合に、そのレベルが正又は負の最大になる。つまり、光検出器ＤS1, ＤS2の出力信号SS1 , SS2 は光検出器ＤM の出力信号ＳM が±1/4 トラックシフトしたものと同様となる。
【０００９】
ところで、前述した光検出器ＤM の出力信号ＳM は、光ビームがトラックを横切る左, 右いずれの方向にずれても、そのレベルが小さくなるため、光ビームがいずれの方向にずれているかを検出し得ず、そのままトラッキングエラー信号として使用することができない。そこで、差動アンプDAP によりサブ光ビームSB1 及びSB2 に対応している出力信号SS1 , SS2 の差を求めると図13(d) に示す正弦波に近似したトラッキングエラー信号TES が得られる。そして、トラッキングエラー信号TES は図13(d) に示すようにメイン光ビームMBに対して±1/4 トラックずれた位置にあるときに最大になり、このトラッキングエラー信号TES により、プッシュプル法による場合と同様にして光ビームを移動させるように制御し、光ビームをトラック溝に沿わせてデータ記録位置に保持させている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
このようにして得られたトラッキングエラー信号によりトラッキングサーボを行なうと、光ディスクからデータを読み出すことができる。しかし光ビームにより所要のトラックをシークする場合、そのシーク時の光ビームの移動速度を早く求めようとする場合には、現在の光ビームの集光位置が１トラックを移動する以前に求めなければならない。その場合シークすべき目標トラックまでの残りトラック数は、通常トラッキングエラー信号のゼロクロス点をカウントすることにより得ているが、このようにして得られるトラック数は例えば８トラックのように整数値である。これは８トラック以上、９トラック未満であるトラック数情報であり、このとき、8.1 トラックであるのか、8.4 トラックであるのかは判らない。何故なら、前述したいずれの方法によるトラッキングエラー信号も正弦波状の信号であるため、トラッキングサーボを行ない得ても、光ビームの集光位置を正確に知ることができない。
【００１１】
例えばトラッキングエラー信号TES が零に近い値であった場合、その位置が記録データのすぐ近くかあるいは略1/2 トラックずれているかを区別することができない。また光ディスクへ投射した光ビームが、図10の点Ｑから右へ移動した場合と左へ移動した場合とでトラッキングエラー信号TES のレベル変化は同じであるから、光ビームがどの方向にトラックをシークしているのかを判別できないという問題がある。
【００１２】
一方、図10(d) に示す和信号 DCSumは図10(c) に示すトラッキングエラー信号TES に対して90°位相がずれた信号であるから、和信号 DCSumとトラッキングエラー信号TES とを用いると、光ビームの集光点位置を検出することができるが、和信号 DCSumは図10(d) に示したようにトラッキングエラー信号TES の零レベルに相当する基準レベルがない。また和信号 DCSumと、トラッキングエラー信号TES とはトラッキングエラー信号TES が差信号であり、夫々の求め方が異なるので、それらの信号全体が一致しない場合が起こり得て、光ビームの集光点を検出した場合に検出誤差が生じるという問題がある。
【００１３】
本発明は斯かる問題に鑑み、３つの光ビームを光記録媒体に投射して、トラックピッチが異なる光記録媒体においても光ビームがトラックをシークしている方向、及び光ビームを投射しているトラック位置を高精度に検出する光ディスク装置及び光ビームの投射位置調整方法を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
第１発明に係る光ディスク装置は、光記録媒体からの反射光を受光して得たトラッキングサーボ用の信号に基づいて前記光記録媒体のトラック位置を検出する光ディスク装置において、第２光ビームと第３光ビームとを、第１光ビームに対して対称となるよう前記光記録媒体の異なる位置に投射すべき第１，第２，第３光ビームを出射する回折格子と、光記録媒体からの第１光ビームを入射すべき第１の２分割光検出器と、光記録媒体からの第２光ビームを入射すべき第２の２分割光検出器と、光記録媒体からの第３光ビームを入射すべき第３の２分割光検出器と、第１の２分割光検出器の各出力信号の差を検出する第１差信号検出部と、第２の２分割光検出器の出力信号の差信号と、第３の２分割光検出器の出力信号の差信号との差を検出することにより前記第１差信号検出部の出力信号に対して位相が９０°ずれた信号を得る第２差信号検出部と、前記第１差信号検出部の出力信号に対し位相が９０°ずれており、かつ振幅が等しくなるようゲインを調整することにより第２差信号検出部の出力信号を補正する手段とを備え、該手段によって得た補正信号及び第１差信号検出部の出力信号を用いてトラック位置を検出するようにしてあることを特徴とする。
【００１５】
第２発明に係る光ディスク装置は、前記第１差信号検出部の出力信号と、前記第２差信号検出部の出力信号とが交差した時点の信号レベルを測定する手段を備え、前記測定する手段により得られた測定値と、第１差信号検出部の出力信号と、第２差信号検出部の出力信号とを用いて、トラック位置信号を出力する手段を有することを特徴とする。
【００１６】
第３発明に係る光ビームの投射位置調整方法は、請求項１記載の光ディスク装置の光ビームの投射位置調整方法であって、前記第１光ビームによる前記第１差信号検出部の出力信号に対する、第２，第３光ビームによる第２の２分割光検出器の出力信号の差信号、第３の２分割光検出器の出力信号の差信号の位相ずれを夫々（９０＋θ）°、−（９０＋θ）°又は（９０−θ）°、−（９０−θ）°になすことを特徴とする。
【００１７】
【作用】
本発明では、光記録媒体の異なる位置に第１, 第２, 第３光ビームを投射する。第１, 第２, 第３光ビームの反射光を各別に受光した第１, 第２, 第３の２分割光検出器において、夫々の各出力信号の差を求めると、正弦波に近似した差信号Ｍ, Ｓ1 , Ｓ2 が得られ、
Ｍ＝Ａ sin (Ｘ)
Ｓ1 ＝Ｂ sin (Ｘ−θ)
Ｓ2 ＝Ｂ sin (Ｘ＋θ)
となる。
【００１８】
Ｓ1 −Ｓ2 ＝Ｓとすると、
Ｓ＝Ｂ sin (Ｘ−θ) −Ｂ sin (Ｘ＋θ) であり、
Ｓ＝２Ｂ sin ( θ ) ・ sin ( Ｘ− 90 ° )
であるから、Ａ＝Ｇ×２Ｂ sin (θ) となるようにゲインＧを調整すれば、Ｍに対しＳはθに関係なく90°位相がずれた信号になる。このＳをＳ1 として用い、Ｓ1 ≧０でない場合は信号レベルをＭとし、Ｓ1 ≧０であり、Ｍ≧０でない場合は信号レベルを−Ｍ＋４Ｌとし、Ｓ1 ≧０であり、Ｍ≧０である場合は信号レベルを−Ｍ＋４Ｌとする。またＭ＜Ｓ1 でなく、Ｍ≧０である場合は信号レベルをＳ1 ＋２Ｌとし、Ｍ≧０でない場合は信号レベルを− (Ｓ1 ＋２Ｌ) とする。
これにより、トラックピッチが異なっても、トラックピッチに適合したトラック位置信号が得られる。
【００１９】
なお、ＬはＭとＳ1 −Ｓ2 ＝Ｓとが交差する時点のレベルを測定して得られる。また、対応すべきトラックピッチが２種類の場合、一方のトラックピッチに対しては、Ｍに対するＳ1 , Ｓ2 の位相ずれを夫々( 90＋θ )°, −( 90＋θ )°に、他方のトラックピッチに対しては( 90−θ )°、−( 90−θ )°になす。
この場合いずれのトラックピッチを有する光ディスクに対しても同じゲインで対処できる。
【００２０】
【実施例】
以下本発明をその実施例を示す図面により詳述する。
図１は本発明に係る光ディスク装置の実施例の構成を示すブロック図である。レーザダイオード１から出射した光ビームは回折格子２へ投射され、回折格子２からメイン光ビームMBと２つのサブ光ビームSB1 ，SB2 とが出射され、出射したメイン光ビームMB、サブ光ビームSB1 ，SB2 はビームスプリッタ３を通ってミラー４で反射した後、対物レンズ５通って光ディスク６上に投射される。２つのサブ光ビームSB1 ，SB2 はトラックTRを拡大表示している円Ｚ内に示すように、メイン光ビームMBに対して±1/4 トラックずれた位置に投射されるようになっている。光ディスク６で反射したメイン光ビームMB、サブ光ビームSB1 ，SB2 は、対物レンズ５を通った後、ミラー４で反射し、更にビームスプリッタ３で反射して、メイン光ビーム用の２分割光検出器７M 、サブ光ビーム用の２分割光検出器７S1，２分割光検出器７S2へ各別に投射される。
【００２１】
２分割光検出器７M の一方 (他方) の出力信号は、抵抗Ｒ20( Ｒ21) を介して接地されているオペアンプ8a(8b)の正入力端子＋へ入力される。オペアンプ8a(8b)の負入力端子−は、その出力端子ａ0 (ｂ0 ) は抵抗Ｒ22（Ｒ23）を介して差動アンプ９の負入力端子− (正入力端子＋) と接続される。差動アンプ９の正入力端子＋は抵抗Ｒ24を介して接地され、負入力端子−は抵抗Ｒ25を介して出力端子９0 と接続される。差動アンプ９の出力端子９0 は差動アンプ９の負入力端子−と抵抗Ｒ32を会して接続されるとともにアナログ／デジタルコンバータ10の入力側と接続され、アナログ／デジタルコンバータ10から出力されるディジタル信号はMPU 11へ入力される。サブ光ビーム用の２分割光検出器７S1の一方 (他方) の出力信号は、抵抗Ｒ26 (Ｒ27) を介して接地されているオペアンプ8c(8d)の正入力端子＋と接続される。オペアンプ8c(8d)の負入力端子は、出力端子ｃ0 (ｄ0 ) と接続される。オペアンプ8c(8d)の出力端子ｃ0 (ｄ0 ) は、抵抗Ｒ28 (Ｒ29) を介して差動アンプ90の負入力端子− (正入力端子＋) と接続される。差動アンプ90の正入力端子＋は抵抗Ｒ30を介して接地され、負入力端子−はゲイン調整用の可変抵抗部ＶＲを介して出力端子900 と接続される。差動アンプ90の出力端子900 はアナログ／デジタルコンバータ110 の入力側と接続されている。
【００２２】
光ディスク６で反射したサブ光ビームSB2 の反射光が入射する２分割光検出器７S2の２つの出力信号の一方 (他方) は、オペアンプ8e(8f)の正入力端子＋へ入力される。オペアンプ8e(8f)の正入力端子＋は抵抗Ｒ40 (Ｒ41) を介して接地される。オペアンプ8eの負入力端子−はその出力端子ｅ0 と接続され、抵抗Ｒ42を介して差動アンプ90の負入力端子−と接続される。オペアンプ8fの負入力端子−は、その出力端子ｆ0 と接続され、抵抗Ｒ43を介して差動アンプ90の正入力端子と接続される。
【００２３】
差動アンプ90の出力端子900 は抵抗Ｒ33を介して差動アンプ900 の正入力端子＋と接続され、この正入力端子＋は抵抗Ｒ34を介して接地される。
差動アンプ900 の負入力端子−は、抵抗Ｒ35を介して出力端子 9000 と接続され、出力端子 9000 はアナログ／デジタルコンバータ111 の入力側と接続される。アナログ／デジタルコンバータ111 から出力される差信号Ｓ1 −ＭはMPU 11へ入力される。
【００２４】
次にこのように構成した光ディスク装置の動作を各部信号のタイムチャートを示す図２により説明する。レーザダイオード１から光ビームを出射すると、その光ビームは回折格子２に投射されて、回折格子２からメイン光ビームMBと、このメイン光ビームMBに対して±1/4 トラックずれた位置に各別に投射する２つのサブ光ビームSB1 ，SB2 とを出射する。これらのメイン光ビームMB及びサブ光ビームSB1 ，SB2 はビームスプリッタ３を通って、ミラー４で反射し、対物レンズ５を通って光ディスク６上に投射され、円Ｚ内に示すようにメイン光ビームMBに対して±1/4 トラックずれた位置にサブ光ビームSB1 ，SB2 が集光する。
【００２５】
そして光ディスク６で反射したメイン光ビームMB、サブ光ビームSB1 ，SB2 の反射光は対物レンズ５を通ってミラー４で反射し、ビームスプリッタ３を通って２分割光検出器７M ，７S1，７S2へ各別に入射する。それにより各２分割光検出器７M ，７S1，７S2には、メイン光ビームMB、サブ光ビームSB1 ，SB2 の集光位置に応じた回折パターンが生じ、それに応じた出力信号たる検出電流が得られる。そして２分割光検出器７M の各検出電流はオペアンプ8a,8b により各別に電圧に変換されて差動アンプ９へ入力され差動増幅されて、差動アンプ９から２分割光検出器７M の各出力信号の差である図２(b) に示すメイン光ビームに関連する差信号、つまり前述したプッシュプル法によるトラッキングエラー信号TES が得られる。得られたトラッキングエラー信号TES はアナログ／デジタルコンバータ10でディジタル信号に変換され、MPU 11へ入力される。
【００２６】
一方、２分割光検出器７S1の各出力信号をオペアンプ8c,8d により、各別に電圧に変換したオペアンプ8c,8d の出力信号ＳS1a ，ＳS1b は、メイン光ビームMBに対しサブ光ビームが1/4 トラックずれているため図２(c) に示すようにトラッキングエラー信号TES に対し位相が±90°ずれたものになっている。
前述したようにして差動アンプ９からメイン光ビームに対応している出力信号の差信号たるトラッキングエラー信号TES が出力され、アナログ／デジタル変換されたメイン光ビームMBに対応している信号ＭがMPU 11へ入力される。一方サブ光ビームSB1 の反射光を受光した２分割光検出器７S1の各出力信号が差動アンプ90で差動増幅され、メイン光ビームに対応している信号Ｍと同じ振幅の差信号たる信号Ｓ1 にする。メイン光ビーム及びサブ光ビームは同じ回折原理によっており、信号Ｍ, Ｓ1 を発生させているので振幅を同じにすれば図２(d) に示すように位相が90°ずれている以外は全く同じ信号が得られる。
【００２７】
差動アンプ90の出力信号と、差動アンプ９の出力信号とが差動アンプ900 で差動増幅され、それをアナログ／デジタル変換した差信号Ｓ1 −ＭがMPU 11へ入力される。次にこの光ディスク装置において信号Ｍと信号Ｓ1 との交点のレベルＬを測定する動作を、その測定手順を示す図３のフローチャートにより説明する。
【００２８】
MPU 11により、まず信号Ｍを測定する(S21) 。続いて、MPU 11により信号Ｍの振幅と信号Ｓ1 の振幅とが一致するようにMPU 11により可変抵抗部VRを制御してゲインを調整する(S22) 。続いて、差動信号Ｓ1 −Ｍを図示しないトラックサーボ回路へ与えて、メイン光ビームのトラッキングサーボを行なう(S23) 。そうすると、メイン光ビームは図２に示す点Ｈ2 に追従することになる。点Ｈ2 においては信号Ｍと信号Ｓ1 とが交叉しているから、その点Ｈ2 における信号Ｍ又は信号Ｓ1 を測定すると(S24) 、その測定値が信号Ｍと信号Ｓ1 との交点のレベルＬとなる(S25) 。レベルＬを決めた後は、差信号Ｓ1 −Ｍによるトラッキングサーボを解除して(S26) レベルＬの測定動作を終了する。このようにしてレベルＬを測定できる。
【００２９】
なお、差信号Ｓ1 −Ｍをアナログ回路で求めてから、それをアナログ／デジタル変換してMPU 11へ入力しているが、アナログ／デジタルコンバータ10,110の性能が十分であれば、信号Ｍ、信号Ｓ1 を夫々アナログ／デジタル変換して、MPU 11内の図示しない演算部で信号Ｓと信号Ｍとの差の信号Ｓ1 −Ｍを求めてもよい。
【００３０】
次に２種類以上のトラックピッチに対応できるトラック位置信号を作成する方法を説明する。サブ光ビームSB1 とSB2 とは回折格子による回折光であるから、メイン光ビームMBに対しては対称になっている。即ち、一方のサブ光ビームSB1 がメイン光ビームMBに対し−θ°ずれていると、他方のサブ光ビームSB2 はメイン光ビームMBに対しθ°ずれている。また、通常トラッキングエラー信号TES は、図２に示すように正弦波で近似されるので、メイン光ビームMB、サブ光ビームSB1 , SB2 に各対応している信号をＭ, Ｓ1 ，Ｓ2 とすれば、
Ｍ＝Ａ sin (Ｘ) …(1)
Ｓ1 ＝Ｂ sin (Ｘ−θ) …(2)
Ｓ2 ＝Ｂ sin (Ｘ＋θ) …(3)
(但し、Ｘは１トラック内のトラック位置に相当する角度、Ａ, Ｂは実数)
となる。
【００３１】
ここで信号Ｓ＝Ｓ1 −Ｓ2 を考えると、
【００３２】
なお、ゲインＧは出射角θに応じて調整しなければならないが、回折格子において出射角を調整した後は、記録媒体のトラックピッチのみに依存するので、数種類のトラックピッチに基づいてゲインＧを調整することは容易である。
この信号Ｓを、前述した信号Ｓ1 に用いれば、トラックピッチが異なっても、光ビームを投射しているトラック位置を検出することができる。
【００３３】
図４はトラック位置信号Ｐを作成するためのMPU 11の制御内容を示すフローチャートであり、図５はトラック、信号Ｍ、信号Ｓ（Ｓ1 −Ｓ2 ）及びトラック位置信号Ｐの関係を示す説明図である。次にこの図４及び図５を用いてトラック位置信号を作成する動作を説明する。
【００３４】
図５(b) に示す信号Ｍ及び信号Ｓに対応するディジタル信号がMPU 11に入力されると、MPU 11により信号Ｍが信号Ｓより小か否かを判別し(S31) 、小であると判別すると続いて信号Ｓが正か否かを判別する(S32) 。正であると判別すると、信号レベルを４Ｌ−Ｍにする(S33) 。信号Ｓが負であると判別すると、続いて信号Ｍが正か否かを判別する(S34) 。信号Ｍが正であると判別すると信号レベルを信号Ｍにし(S35) 、負であると判別すると信号レベルを８Ｌ＋Ｍにする(S36) 。
【００３５】
また、ステップ(S31) において信号Ｍが信号Ｓより大であると判別すると、続いて信号Ｍが正か否かを判別する(S37) 。信号Ｍが正であると判別すると信号レベルを２Ｌ＋Ｓ1 にし(S38) 、負であると判別すると信号レベルを６Ｌ−Ｓ1 にする(S39) 。これにより、図５(c) に示す鋸歯状波のトラック位置信号Ｐが得られ、信号Ｍのゼロクロスとトラック位置信号Ｐのゼロクロスとを一致させることができる。
【００３６】
このようなトラック位置信号Ｐによる場合、図５に示す矢符方向に光ビームがトラックをシークするときは、残りトラック数はトラック位置信号Ｐのゼロクロスのカウンタ値にＰ／８Ｌを加えた値となる。これによって、メイン光ビームがトラックをシークするときの残りトラック数を演算する演算量を減少させることができる。反対に、矢符と逆方向にシーク動作するときは、前述したようにして得られたトラック位置信号Ｐに対して、改めてＰ＝８Ｌ−Ｐとすれば、残りトラック数はトラック位置信号Ｐのゼロクロスのカウンタ値にＰ／８Ｌを加えたものになる。あるいは信号Ｍの代わりに−Ｍを用いて前述した動作を行えば、それにより得られたトラック位置信号Ｐは残りトラック数の端数を示すことになる。
【００３７】
なお、図６(a) に示すようにランド部 (点Ｈ3)には、データの書き込みを示すための溝からなるID部が存在するから、ゼロクロスを検出した信号にノイズが混入する虞れがある。そこでランド部でなく、グルーブ部 (点Ｈ4)と対応しているゼロクロスをカウントする場合もある。
【００３８】
次に図６(b) に示すトラック位置信号Ｐを作成するためのMPU 11の制御内容を図７により説明する。先ず信号Ｍが信号Ｓより小か否かを判別し(S41) 、小であると判別すると、続いて信号Ｓが正か否かを判別する(S42) 。信号Ｓが負であると判別すると、信号レベルを４Ｌ＋Ｍにし(S43) 、正であると判別すると信号Ｍが正か否かを判別する(S44) 。信号Ｍが正であると判別すると信号レベルを８Ｌ−Ｍにし(S45) 、負けであると判別すると信号レベルを−Ｍにする(S46) 。またステップ(S41) において信号Ｍが信号Ｓより大と判別すると、続いて、信号Ｍが正か否かを判別する(S47) 。正と判別すると信号レベルを６Ｌ＋Ｓにし(S48) 、負と判別すると信号レベルを２Ｌ−Ｓにする(S49) 。これにより、図６(b) に示すようにトラック位置信号Ｐのゼロクロスが、ランド部LA及びグルーブGRと対応したトラック位置信号Ｐが得られる。
【００３９】
また、ランド部LAと対応するゼロクロス及びグルーブ部GRと対応するゼロクロスを両方カウントする場合は、図６(d) に示すようなトラック位置信号Ｐを作成すれば、対応できる。このトラック位置信号を作成するためのMPU 11の制御内容を図８により説明する。
【００４０】
まず、信号Ｍが信号Ｓより小か否かを判別し(S51) 、小であると判別すると、続いて信号Ｓが正か否かを判別する(S52) 。信号Ｓが負であると判別すると、信号Ｍが正か否かを判別する(S53) 。正であると判別すると信号レベルをＭにし(S54) 、負であると判別すると信号レベルを４Ｌ＋Ｍにする(S55) 。信号Ｓが正であると判別すると(S52) 、信号Ｍが正か否かを判別する(S56) 。信号Ｍが正と判別すると信号レベルを４Ｌ−Ｍにし(S57) 、負であると判別すると信号レベルを−Ｍにする(S58) 。また信号Ｍが信号Ｓより大と判別すると(S51) 、続いて、信号Ｍが正か否かを判別する(S59) 。信号Ｍが正であると判別すると信号レベルを２Ｌ＋Ｓにし(S60) 、負であると判別すると信号レベルを２Ｌ−Ｓにする(S61) 。これにより図６(d) に示すトラック位置信号Ｐが得られる。
【００４１】
なお図６(c) に示すトラック位置信号Ｐを作成すれば、ゼロクロスのカウンタ値が変化する時点で残りトラック数の端数を０にすることができる。ただし、図６(c) に示すように目標トラックの1/2 トラック手前のグルーブ部で、ゼロクロスのカウンタ値はトラック位置信号Ｐの端数も含めて０になる。
一方、これとは別にトラックピッチが２種類だけの場合、例えば1.6 μm と、1.39μm との場合は、サブ光ビームの集光点の位置を、メイン光ビームの集光点の位置に対して±0.372 μm ずれた位置に調整しておけば、トラックピッチが1.6 μm の記録媒体に対してメイン光ビームの信号に対するサブ光ビームの信号の位相θ＝83.7°、トラックピッチが1.39μm の記録媒体に対して前記位相θ＝96.3°になるから、 sin83.7°＝ sin96.3°となり、２種類の記録媒体のいずれに対しても同じゲインＧでよいことになる。
【００４２】
なお、回折格子から出射するサブ光ビームの出射角のずれ量Ｋは、２種類のトラックピッチTP1,TP2 から次式により求めることができる。
Ｋ＝(TP1・TP2)／｛２(TP1＋TP2)｝ …(10)
【００４３】
【発明の効果】
以上詳述したように第１発明は、光記録媒体からの第１, 第２光ビームを各別に受光する第１, 第２の２分割光検出器と、第１の２分割光検出器の各出力信号の差を検出する第１差信号検出部と、第２の２分割光検出器の各出力信号を大小比較する比較部とを備え、比較部の比較結果に基づいて第１差信号検出部の出力信号を補正することにより、１トラック内におけるトラック位置を一義的に検出できるトラック位置信号を得るようにしたので、光ビームがトラックをシークしているときの正確なトラック位置及びトラックのシーク方向を検出でき、そのトラック位置信号に基づいて高精度にシーク制御をなし得る光ディスク装置を提供できる。
【００４４】
第２発明は、光記録媒体からの第１, 第２光ビームを各別に受光する第１, 第２の２分割光検出器と、第１の２分割光検出器の各出力信号の差を検出する第１差信号検出部と、第２の２分割光検出器の各出力信号の差を検出する第２差信号検出部とを備え、第２差信号検出部の出力信号に基づいて、第１差信号検出部の出力信号を補正することにより、１トラック内におけるトラック位置を一義的に検出できるトラック位置信号を得るようにしたので、光ビームがトラックをシークしているときの正確なトラック位置及びトラックのシーク方向を検出でき、そのトラック位置信号に基づいて高精度にシーク制御をなし得る光ディスク装置を提供できる。
【００４５】
第３発明は、光記録媒体からの第１光ビーム、第２光ビーム及び第３光ビームを各別に受光する第１, 第２, 第３の２分割光検出器と、第１の２分割光検出器の各出力信号の差を検出する第１差信号検出部と、第２, 第３の２分割光検出器夫々の各出力信号の差を検出する第２差信号検出部と、第２差信号検出部のゲインを調整するゲイン調整部とを備え、第２差信号検出部の出力信号を、第１差信号検出部の出力信号と同一レベルになるようにゲインを調整することにより、１トラック内におけるトラック位置を一義的に検出でき、しかも異なるトラックピッチの光記録媒体にも対応できるトラック位置信号を得るようにしたので、トラックピッチに関係せずに、光ビームがトラックをシークする場合のシーク制御を高精度になし得る光ディスク装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る光ディスク装置の実施例の要部構成を示すブロック図である。
【図２】検出信号のタイムチャートである。
【図３】MPU によりレベルＬを測定する制御内容を示すフローチャートである。
【図４】トラック位置信号を得るための制御内容を示すフローチャートである。
【図５】トラック位置信号を作成する説明図である。
【図６】残りトラック数とトラック位置信号との整合性を示す図である。
【図７】MPU によりトラック位置信号を作成する制御内容を示すフローチャートである。
【図８】MPU によりトラック位置信号を作成する制御内容を示すフローチャートである。
【図９】プッシュプル法によるトラッキングエラー信号発生回路の回路図である。
【図１０】回折パターン及びトラッキングエラー信号の説明図である。
【図１１】３ビーム法によるトラッキングエラー信号発生回路の回路図である。
【図１２】メイン光ビーム、サブ光ビームの投射状態を示す模式図である。
【図１３】トラックと光ビームとの相対位置における、光ビームを受光した信号の波形図である。
【符号の説明】
１ レーザダイオード
２ 回折格子
３ ビームスプリッタ
４ ミラー
５ 対物レンズ
６ 光ディスク
７M ，７S1，７S2 ２分割光検出器
8a〜8f オペアンプ
９ 差動アンプ
11 MPU
90 差動アンプ
VR 可変抵抗部 (ゲイン調整用)
Claims (3)
- 光記録媒体からの反射光を受光して得たトラッキングサーボ用の信号に基づいて前記光記録媒体のトラック位置を検出する光ディスク装置において、
第２光ビームと第３光ビームとを、第１光ビームに対して対称となるよう前記光記録媒体の異なる位置に投射すべき第１，第２，第３光ビームを出射する回折格子と、
光記録媒体からの第１光ビームを入射すべき第１の２分割光検出器と、
光記録媒体からの第２光ビームを入射すべき第２の２分割光検出器と、
光記録媒体からの第３光ビームを入射すべき第３の２分割光検出器と、
第１の２分割光検出器の各出力信号の差を検出する第１差信号検出部と、
第２の２分割光検出器の出力信号の差信号と、第３の２分割光検出器の出力信号の差信号との差を検出することにより前記第１差信号検出部の出力信号に対して位相が９０°ずれた信号を得る第２差信号検出部と、
前記第１差信号検出部の出力信号に対し位相が９０°ずれており、かつ振幅が等しくなるようゲインを調整することにより第２差信号検出部の出力信号を補正する手段と
を備え、
該手段によって得た補正信号及び第１差信号検出部の出力信号を用いてトラック位置を検出するようにしてあることを特徴とする光ディスク装置。 - 前記第１差信号検出部の出力信号と、前記第２差信号検出部の出力信号とが交差した時点の信号レベルを測定する手段を備え、前記測定する手段により得られた測定値と、第１差信号検出部の出力信号と、第２差信号検出部の出力信号とを用いて、トラック位置信号を出力する手段を有することを特徴とする請求項１に記載の光ディスク装置。
- 請求項１記載の光ディスク装置の光ビームの投射位置調整方法であって、前記第１光ビームによる前記第１差信号検出部の出力信号に対する、第２，第３光ビームによる第２の２分割光検出器の出力信号の差信号、第３の２分割光検出器の出力信号の差信号の位相ずれを夫々（９０＋θ）°、−（９０＋θ）°又は（９０−θ）°、−（９０−θ）°になすことを特徴とする光ビームの投射位置調整方法。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP05949095A JP3581941B2 (ja) | 1995-03-17 | 1995-03-17 | 光ディスク装置及び光ビームの投射位置調整方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP05949095A JP3581941B2 (ja) | 1995-03-17 | 1995-03-17 | 光ディスク装置及び光ビームの投射位置調整方法 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08255361A JPH08255361A (ja) | 1996-10-01 |
| JP3581941B2 true JP3581941B2 (ja) | 2004-10-27 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP05949095A Expired - Fee Related JP3581941B2 (ja) | 1995-03-17 | 1995-03-17 | 光ディスク装置及び光ビームの投射位置調整方法 |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3581941B2 (ja) |
-
1995
- 1995-03-17 JP JP05949095A patent/JP3581941B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08255361A (ja) | 1996-10-01 |
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