JP3642038B2

JP3642038B2 - 光ディスク装置

Info

Publication number: JP3642038B2
Application number: JP2001130174A
Authority: JP
Inventors: 著明真下
Original assignee: Teac Corp
Current assignee: Teac Corp
Priority date: 2001-04-26
Filing date: 2001-04-26
Publication date: 2005-04-27
Anticipated expiration: 2021-04-26
Also published as: JP2002324329A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は光ディスク装置、特に差動プッシュプル法を用いてトラッキング制御する光ディスク装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より光ディスク装置、特にＣＤ−ＲやＣＤ−ＲＷ等において、差動プッシュプル法によりトラッキング制御を行っている。この差動プッシュプル（ＤＰＰ）法では、光ビームを回折格子などにより３つのビームに分割し、２つのサブビームをメインビームに対して光ディスクの半径方向にトラックピッチの半分だけずらせ、それぞれのビームのプッシュプル信号を検出してその差動をとることでオフセットを除去するものである。
【０００３】
図３には、ＤＰＰ法において光ディスク上にメインビーム及び２つのサブビームを照射した場合の、トラックと光スポットの関係が示されている。中央のメインビーム１００に対し、２つのサブビーム１０２、１０４がメインビーム１００を挟むように配置される。メインビーム１００とサブビーム１０２、あるいはメインビーム１００とサブビーム１０４はそれぞれトラックピッチの半分だけ半径方向にずれて配置される。図では、オントラックの状態が示されており、このときにはメインビーム１００はトラックｎ上に位置し、サブビーム１０２はトラックｎとトラックｎ＋１の中間、サブビーム１０４はトラックｎとトラックｎ−１の中間に位置する。メインビーム１００の位相を基準とすると、サブビーム１０２及びサブビーム１０４の位相はそれぞれ−１８０°及び＋１８０°ずつずれている。なお、図において、各ビームのスポットは半径方向に２つに分割されているが、これは各ビームの光ディスクからの反射光を受光して電気信号に変換する２分割ディテクタの構成に対応させたものである。
【０００４】
図４には、従来のＤＰＰ法によるトラッキングエラー信号生成回路の構成が示されている。メインビーム１００に対応する２分割ディテクタ（メインディテクタ）１０からの２つの信号（図中Ｐ信号及びＮ信号）は差分器１６に供給され、メインビーム１００に対応するプッシュプル信号（メインプッシュプル信号）として出力される。メインプッシュプル信号（メインＰＰ信号）は、差分器２４に供給される。
【０００５】
一方、サブビーム１０２に対応する２分割ディテクタ（第１サブディテクタ）１２からの２つの信号は差分器１８に供給され、サブビーム１０２（第１サブビーム）に対応するプッシュプル信号（第１サブプッシュプル信号）として出力される。また、サブビーム１０４に対応する２分割ディテクタ（第２サブディテクタ）１４からの２つの信号は差分器２０に供給され、サブビーム１０４（第２サブビーム）に対応するプッシュプル信号（第２サブプッシュプル信号）として出力される。第１サブプッシュプル信号（第１サブＰＰ信号）及び第２サブプッシュプル信号（第２サブＰＰ信号）はともに加算器２２に供給される。加算器２２では、２つのサブＰＰ信号の平均（＝（第１サブＰＰ信号＋第２サブＰＰ信号）／２）を算出して差分器２４に出力する。
【０００６】
したがって、差分器２４にはメインＰＰ信号及びサブＰＰ信号（２つのサブＰＰ信号の平均）が供給されることとなり、差分器２４では両信号の差分を演算する。光ディスクの半径方向の傾きや対物レンズのシフトにより生じるオフセットは各ＰＰ信号に等しく含まれているため、これらの差分を演算することでオフセットを除去することができる。オフセットが除去された信号は、増幅器２６で増幅された後、トラッキングエラー信号として図示しないトラッキングサーボ回路に供給され、トラッキング制御される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このようなＤＰＰ法をＤＶＤ−ＲやＤＶＤ−ＲＷなど、トラックピッチが非常に短い（約０．７４μｍ）光ディスクに適用する場合、光ディスクの偏心やスピンドルモータの中心ずれによりトラッキングエラー信号の振幅が変動してしまい、安定したトラッキングサーボ動作が困難になる問題があった。
【０００８】
なお、特開平７−３２０２７１号公報には、３ビーム方式の光ディスク装置において２つのサブビーム間の位相差を測定し、この位相差に基づいてトラッキングサーボのゲインを調整することが記載されているが、差動プッシュプル法に関するものではなく、また、どのように２つのサブビーム間の位相差を検出するかについても記載されておらず、位相差を検出するための構成が必須となって装置構成の複雑化を招く。
【０００９】
本発明は、上記従来技術の有する課題に鑑みなされたものであり、その目的は、構成を複雑化することなくトラッキングエラー信号の振幅変動を抑制し、安定したトラッキング制御を行うことができる装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、差動プッシュプル法によりトラッキングエラー信号を生成してトラッキング制御する光ディスク装置であって、メインビームに対し、光ディスクの半径方向に半トラックピッチだけ互いに反対方向にずらせた第１サブビーム及び第２サブビームにそれぞれ対応する第１サブプッシュプル信号と第２サブプッシュプル信号の差分を演算する差分演算手段と、前記差分演算手段で得られた信号に基づいて前記トラッキングエラー信号のゲインを調整するゲイン調整手段とを有し、前記メインビーム、第１サブビーム、第２サブビームを結ぶ直線とトラックの接線方向とのなす角度の変化による位相ずれ成分をｋとしたときに、前記ゲイン調整手段は、前記差分演算手段からの信号の振幅絶対値である｜ｓｉｎｋ｜を算出する手段と、前記振幅絶対値｜ｓｉｎｋ｜を｜ｃｏｓｋ｜に変換する手段と、前記｜ｃｏｓｋ｜に基づき前記トラッキングエラー信号のゲインを調整する可変増幅手段とを有する。
【００１３】
このように、本発明に係る光ディスク装置では、差動プッシュプル法における２つのサブプッシュプル信号を巧みに組み合わせる、具体的には２つのサブプッシュプル信号の差分を演算することで、トラッキングエラー信号の振幅変動を補償する。メインビーム及び２つのサブビームからなる３ビームを結ぶ直線とトラックの接線方向とのなす角度にずれが生じると、そのずれに応じてトラッキングエラー信号の振幅が変動する。一方、２つのサブプッシュプル信号の差分を演算すると、得られる信号の振幅も角度ずれに応じて変動することを本願出願人は見い出した。
【００１４】
そこで、２つのサブプッシュプル信号の振幅に基づいてトラッキングエラー信号のゲインを調整することで、トラッキングエラー信号の振幅変動を打ち消し、トラッキングサーボを安定して動作させることが可能となる。
【００１５】
このように、本発明に係る光ディスク装置では、差動プッシュプル法において既に存在する２つのプッシュプル信号の差分を演算するのみでトラッキングエラー信号の振幅変動がもたらす位相ずれを検出するので、徒に構成を複雑化することなく簡易に、かつ確実にトラッキング制御できる。
【００１６】
本発明の光ディスク装置は、ＣＤ−ＲやＣＤ−ＲＷ、ＤＶＤ等に適用可能である。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づき本発明の実施形態について説明する。
【００１８】
図１には、本実施形態に係る光ディスク装置のＤＰＰ法を用いたトラッキングエラー信号生成回路の構成図が示されている。なお、ＬＤからの光ビームをメインビーム及び２つのサブビームに分割する光学系や、その他の信号再生系については従来と同様であるためその説明を省略する。
【００１９】
メインビーム１００に対応するメインディテクタ１０からの２つの信号（図中Ｐ信号及びＮ信号）は差分器１６に供給され、メインビーム１００に対応するメインプッシュプル信号として出力される。メインプッシュプル信号（メインＰＰ信号）は、差分器２４に供給される。
【００２０】
サブビーム１０２に対応する第１サブディテクタ１２からの２つの信号は差分器１８に供給され、サブビーム１０２（第１サブビーム）に対応するプッシュプル信号（第１サブプッシュプル信号）として出力される。また、サブビーム１０４に対応する第２サブディテクタ１４からの２つの信号は差分器２０に供給され、サブビーム１０４（第２サブビーム）に対応する第２サブプッシュプル信号として出力される。第１サブプッシュプル信号（第１サブＰＰ信号）及び第２サブプッシュプル信号（第２サブＰＰ信号）はともに加算器２２に供給される。加算器２２では、２つのサブＰＰ信号の平均（＝（第１サブＰＰ信号＋第２サブＰＰ信号）／２）を算出して差分器２４に出力する。差分器２４では、メインＰＰ信号及びサブＰＰ信号（２つのサブＰＰ信号の平均）の差分を演算して可変増幅器２６に出力する。
【００２１】
以上の処理は図４に示された従来のトラッキングエラー信号生成回路と同様であるが、本実施形態では、さらに２つのサブプッシュプル信号を用いて差分器２４の出力信号（トラッキングエラー信号）の振幅変動に依存する信号を抽出し、この信号を用いてトラッキングエラー信号の振幅変動を補償する。
【００２２】
具体的には、差分器１８からの第１サブＰＰ信号は加算器２２に供給されるとともに差分器２８にも供給される。また、差分器２０からの第２サブＰＰ信号は加算器２２に供給されるとともに差分器２８にも供給される。差分器２８は、第１サブＰＰ信号と第２サブＰＰ信号の差分を演算することで差分器２４からのトラッキングエラー信号の振幅変動に依存する信号を生成する。
【００２３】
以下、これらについてより詳細に説明する。
【００２４】
いま、Ｙを対物レンズのシフトなどのオフセット成分、Ｘをグルーブ（及びピット）横断によるプッシュプル成分、ｋを偏心等による３ビームを結ぶ直線とトラックの接線方向とのなす角度の変化（図３におけるθ方向の変化）による位相ずれ成分とする。位相ずれがない場合には、２つのサブビームは互いに１８０゜ずれることになるが、角度にずれが生じると１８０゜±ｋのずれとなる。
【００２５】
オントラック状態でない場合、メインＰＰ信号は、
【数１】
メインＰＰ信号＝ｓｉｎＹ＋ｓｉｎＸ・・・（１）
であり、第１サブＰＰ信号及び第２サブＰＰ信号はそれぞれ
【数２】

【数３】

となる。したがって、差分器２４からの出力信号は、以下のように表される。
【００２６】
【数４】

すなわち、差分器２４からのトラッキングエラー信号の振幅は、３ビームのトラックに対する角度変化による位相ずれｋに依存して変動することになり、より詳しくは（１＋ｃｏｓｋ）で変動することになる。変動は偶関数のｃｏｓｋとして現れるため、ｋが正でも負でも同様の値を示すことになる。なお、（４）式にはＹが存在していないため、対物レンズシフトなどのオフセット成分が除去されていることもわかる。
【００２７】
一方、差分器２８からの出力は、以下のように表される。
【００２８】
【数５】
差分器２８の出力＝第２サブＰＰ信号−第１サブＰＰ信号
＝ｓｉｎＹ−ｓｉｎ（Ｘ−ｋ）−｛ｓｉｎＹ−ｓｉｎ（Ｘ＋ｋ）｝
＝ｓｉｎ（Ｘ＋ｋ）−ｓｉｎ（Ｘ−ｋ）
＝２ｓｉｎｋｃｏｓＸ・・・（５）
あるいは、差分器２８の出力を２で除算すると、
【数６】
差分器２８の出力＝ｓｉｎｋｃｏｓＸ・・・（６）
となる。すなわち、差分器２８の出力信号の振幅も、トラッキングエラー信号と同様に位相ずれｋに応じて変動することがわかる。
【００２９】
従って、差分器２８の出力信号の振幅を用いてトラッキングエラー信号のゲインを調整することで、トラッキングエラー信号の振幅変動を補償することができる。但し、ｓｉｎｋは奇関数であり、ｋが正と負では異なる値となるので、ｃｏｓｋで変動するトラッキングエラー信号の振幅変動を補償するためには、絶対値化あるいは２乗化により偶関数とする必要がある。
【００３０】
図２には、差分器２８からの出力信号が入力される検波回路３０の構成ブロック図が示されている。検波回路３０は、入力信号の振幅の大きさを検出する絶対値化部３０ａ及びｓｉｎをｃｏｓに変換するサインコサイン変換部３０ｂを有して構成される。
【００３１】
絶対値化部３０ａは、入力信号であるｓｉｎｋｃｏｓＸの振幅ｓｉｎｋの絶対値、すなわち｜ｓｉｎｋ｜を算出して出力する。
【００３２】
サインコサイン変換部３０ｂは、入力された｜ｓｉｎｋ｜をコサイン変換し、｜ｃｏｓｋ｜として出力する。コサイン変換するのは、上述したようにトラッキングエラー信号の振幅が位相ずれｋのコサインに応じて変動するからである。
【００３３】
以上のようにして、検波回路３０から｜ｃｏｓｋ｜が出力され、加算器３２に供給される。加算器３２では、基準ゲイン電圧と検波回路３０からの｜ｃｏｓｋ｜を加算して制御電圧１＋｜ｃｏｓｋ｜を生成して可変増幅器２６に出力する。可変増幅器２６では、加算器３２から入力した電圧信号をゲイン調整用の制御信号として用いてゲインを調整し、トラッキングエラー信号の振幅変動（１＋ｃｏｓｋ）を打ち消す。具体的には、可変増幅器２６は、トラッキングエラー信号に対して１／（１＋｜ｃｏｓｋ｜）なるゲインで増幅する。これにより、位相ずれｋによるトラッキングエラー信号の振幅変動を抑制することができる。
【００３４】
なお、サインコサイン変換部３０ｂにて入力信号をコサイン変換する際、第１サブＰＰ信号あるいは第２サブＰＰ信号のレベルに応じて適宜係数を乗じて（１＋｜ｃｏｓｋ｜）のレベルをトラッキングエラー信号のレベルに合わせることも好適である。
【００３５】
また、本実施形態において、トラッキングサーボが正常に動作してオントラック状態にあるときには、Ｘは０度あるいは１８０度となるので、差分器２４からの出力はｓｉｎＸ＝０より０（トラッキングエラーなし）となり、差分器２８からの出力はｃｏｓｋ＝１及びｓｉｎｋ〜ｋより２ｋ近傍となることを付言しておく。
【００３６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によればトラッキングエラー信号の振幅変動を抑制し、安定したトラッキングサーボが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態の構成ブロック図である。
【図２】検波回路の構成ブロック図である。
【図３】ＤＰＰの光スポットとトラックの関係を示す説明図である。
【図４】従来のＤＰＰの回路構成図である。
【符号の説明】
１０メインディテクタ、１２第１サブディテクタ、１４第２サブディテクタ、１６〜２０差分器、２２加算器、２４差分器、２６可変増幅器、２８差分器、３０検波回路、３２加算器。

Claims

差動プッシュプル法によりトラッキングエラー信号を生成してトラッキング制御する光ディスク装置であって、
メインビームに対し、光ディスクの半径方向に半トラックピッチだけ互いに反対方向にずらせた第１サブビーム及び第２サブビームにそれぞれ対応する第１サブプッシュプル信号と第２サブプッシュプル信号の差分を演算する差分演算手段と、
前記差分演算手段で得られた信号に基づいて前記トラッキングエラー信号のゲインを調整するゲイン調整手段と、
を有し、
前記メインビーム、第１サブビーム、第２サブビームを結ぶ直線とトラックの接線方向とのなす角度の変化による位相ずれ成分をｋとしたときに、
前記ゲイン調整手段は、前記差分演算手段からの信号の振幅絶対値である｜ｓｉｎｋ｜を算出する手段と、
前記振幅絶対値｜ｓｉｎｋ｜を｜ｃｏｓｋ｜に変換する手段と、
前記｜ｃｏｓｋ｜に基づき前記トラッキングエラー信号のゲインを調整する可変増幅手段と、
を有することを特徴とする光ディスク装置。