JP4454488B2 - Optical pickup tracking control device and tracking error detection method - Google Patents
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Description
本発明は、光ディスク装置におけるトラッキングのエラーを検出するためのトラッキング制御装置及びトラッキングエラー検出方法に関する。 The present invention relates to a tracking control device and a tracking error detection method for detecting a tracking error in an optical disk device.
光ディスクに対して光学的な信号の読み出し又は書き込みを行う光ディスク装置では、半導体レーザー等の発光素子から出射されるビームを用いて信号トラックへビームを合わせるトラッキング処理が行われている。 In an optical disc apparatus that reads or writes optical signals from or on an optical disc, a tracking process for matching a beam to a signal track using a beam emitted from a light emitting element such as a semiconductor laser is performed.
トラッキング方法としては差動プッシュプル法が広く知られている。差動プッシュプル法では、発光素子から出射されたビームを回折格子により回折させ、0次光ビームの他に±1次回折ビームを形成し、これら3つのビームを利用してディスクの信号トラックにビームを追従させる。 As a tracking method, a differential push-pull method is widely known. In the differential push-pull method, a beam emitted from a light emitting element is diffracted by a diffraction grating to form a ± 1st-order diffracted beam in addition to a 0th-order light beam, and these three beams are used to form a signal track on a disk. Follow the beam.
このとき、図12に示すように、ディスクに照射される3つのビームのうち、メインビームαとなる0次光を追従対象となる信号トラックのちょうど真上に照射した際に、2つのサブビーム+β,−βとなる±1次回折ビームを追従対象となる信号トラックとその両側にピッチpだけ離れて隣接する2つの隣接信号トラックとのちょうど中央に位置するように照射させる。 At this time, as shown in FIG. 12, when the 0th-order light that is the main beam α among the three beams irradiated to the disk is irradiated just above the signal track to be tracked, the two sub beams + β , -Β is irradiated so as to be positioned at the exact center between the signal track to be followed and two adjacent signal tracks adjacent to each other by a pitch p on both sides thereof.
光検出器52は、図13に示すように、それぞれ2分割された光検出素子52A〜52Fを備える。反射されたメインビームαが光検出素子52A及び52Bの中央に位置するときに、信号トラック(溝)がピッチpであるディスクの信号層で反射された第1の先行サブビーム+βが光検出素子52C及び52Dの中央に位置する。信号トラック(溝)がピッチpであるディスクの信号層で反射された第1の遅行サブビーム−βが光検出素子52E及び52Fの中央に位置する。演算部54では、それぞれのビームの反射光に対して設けられた光検出器からの受光出力に基づいて、メインビームに対するメインプッシュプル信号(A−B)とサブビームに対するサブプッシュプル信号(E−F),(G−H)とをそれぞれ演算する。そして、数式(1)のように、2つのサブプッシュプル信号を加算した加算プッシュプル信号を増幅率Kでメインプッシュプル信号と同等の信号レベルに増幅した後、メインプッシュプル信号と加算プッシュプル信号との差分を演算してトラッキングエラー信号TEを生成する。
As shown in FIG. 13, the
TE=(A-B)-K×{(E-F)+(G-H)} (1) TE = (A-B) -K × {(E-F) + (G-H)} (1)
メインビームαとサブビーム+β,−βとのラジアル方向に沿った間隔をdとすると、差動プッシュプル法によるトラッキングエラー信号TEの信号強度は1−cos(2πd/p)に比例する。従って、間隔dがピッチpの1/2に相当するときにトラッキングエラー信号TEの信号強度が最大となる。すなわち、差動プッシュプル法では、メインビームを追従対象となる信号トラックのちょうど真上に照射し、2つのサブビームを追従対象となる信号トラックとその両側に隣接する2つの隣接信号トラックとのちょうど中央に照射するアライメントにおいて最も効率良くトラッキングエラーを検出することができる。 If the distance along the radial direction between the main beam α and the sub beams + β, −β is d, the signal intensity of the tracking error signal TE by the differential push-pull method is proportional to 1-cos (2πd / p). Therefore, the signal strength of the tracking error signal TE is maximized when the interval d corresponds to ½ of the pitch p. That is, in the differential push-pull method, the main beam is irradiated just above the signal track to be tracked, and the two sub beams are just tracked between the signal track to be tracked and two adjacent signal tracks on both sides thereof. The tracking error can be detected most efficiently in the alignment that irradiates the center.
差動プッシュプル法では、メインビームとサブビームとのアライメントが最適化された光ディスクとは信号トラック間のピッチが異なる光ディスクに対しては、トラッキングエラー信号TEの信号強度が弱くなる。その結果、安定したトラッキングサーボが行えない。 In the differential push-pull method, the signal strength of the tracking error signal TE is weak for an optical disc having a different pitch between signal tracks from the optical disc in which the alignment of the main beam and the sub beam is optimized. As a result, stable tracking servo cannot be performed.
例えば、信号トラック(溝)のピッチpが0.74μmのDVD−R/RWに対してビーム間隔dを0.37μmとして最適化されたビームのアライメントを、信号トラック(溝)のピッチpが1.23μmのDVD−RAM2に適用すると、トラッキングエラー信号TEは40%以上も小さくなってしまう。なお、DVD−RAM2は、データ容量4.7GBタイプのディスクである。
For example, with respect to a DVD-R / RW with a signal track (groove) pitch p of 0.74 μm, beam alignment d optimized with a beam interval d of 0.37 μm is used. When applied to a .23 μm DVD-
本発明は、上記従来技術の問題を鑑み、信号トラックのピッチが互いに異なるディスクにおいて確実にトラッキングエラーを検出し、トラッキングをより確実に行わせるトラッキング制御装置及びトラッキングエラー検出方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems of the prior art, and it is an object of the present invention to provide a tracking control device and a tracking error detection method for reliably detecting a tracking error in discs having different signal track pitches and performing tracking more reliably. And
本発明は、ディスクに対する情報の読み出し又は書き込みを行う際に、光源から出射されたメインビームと、前記メインビームを回折させることによって得られたサブビームと、を使用してディクス上の信号トラックへのトラッキングを制御するトラッキング制御装置であって、格子のピッチ又は角度が互いに異なる少なくとも2つの格子が重ね合わせられた構造を有し、前記メインビームを回折させることによって、前記メインビームに先行するサブビームであって、前記ディスクのラジアル方向における前記メインビームとの間隔及び角度が互いに異なる少なくとも2つの先行サブビームと、前記メインビームに遅行するサブビームであって、前記ディスクのラジアル方向における前記メインビームとの間隔及び角度が互いに異なる少なくとも2つの遅行サブビームと、を発生させることが可能な回折格子を含むことを特徴とする。 The present invention uses a main beam emitted from a light source and a sub-beam obtained by diffracting the main beam when reading or writing information to / from a disc, to a signal track on a disk. A tracking control device for controlling tracking, which has a structure in which at least two gratings having different grating pitches or angles are overlapped with each other, and diffracts the main beam, thereby sub-beams preceding the main beam. And at least two preceding sub-beams having different distances and angles with respect to the main beam in the radial direction of the disk, and sub-beams lagging on the main beam, the distance between the main beam in the radial direction of the disk and angle are different from each other small Both characterized in that it comprises a diffraction grating capable of generating two lagging sub-beams, the.
ここで、前記第1の透明基板は屈折率n1であり、前記第2の透明基板は屈折率n1とは異なる屈折率n2であり、前記液晶に電圧V1を印加することによって前記液晶を屈折率n2として、前記第1の透明基板の前記第1の格子のみによって回折を生じさせ、前記液晶に電圧V1とは異なる電圧V2を印加することによって前記液晶を屈折率n1として、前記第2の透明基板の前記第2の格子のみによって回折を生じさせることが好適である。 Here, the first transparent substrate has a refractive index n1, the second transparent substrate has a refractive index n2 different from the refractive index n1, and the liquid crystal is made to have a refractive index by applying a voltage V1 to the liquid crystal. As n2, diffraction is generated only by the first grating of the first transparent substrate, and a voltage V2 different from the voltage V1 is applied to the liquid crystal so that the liquid crystal has a refractive index n1, and the second transparent It is preferred that diffraction be generated only by the second grating of the substrate.
また、前記回折格子は、格子のピッチ又は角度が互いに異なる第1の格子と第2の格子とがそれぞれ形成された第1の透明基板と第2の透明基板を含み、格子が形成された面が互いに向かい合うように前記第1の透明基板と前記第2の透明基板とが配置され、前記第1の透明基板と前記第2の透明基板との間に液晶が封入されていることも好適である。このとき、液晶に印加される電圧を変更することによって、第1の格子又は第2の格子のいずれか一方によりメインビームを回折させ、前記ディスクのラジアル方向において前記メインビームとの間隔が互いに異なる少なくとも2つの先行サブビーム及び遅行サブビームを発生させることができる。 The diffraction grating includes a first transparent substrate and a second transparent substrate on which a first grating and a second grating having different grating pitches or angles are formed, and a surface on which the grating is formed. It is also preferable that the first transparent substrate and the second transparent substrate are arranged so as to face each other, and liquid crystal is sealed between the first transparent substrate and the second transparent substrate. is there. At this time, by changing the voltage applied to the liquid crystal, the main beam is diffracted by either the first grating or the second grating, and the distance from the main beam is different in the radial direction of the disk. At least two preceding and late sub-beams can be generated.
このとき、前記第1の格子と前記第2の格子とは、ピッチが互いに等しく、角度が互いに異なることがより好適である。これにより、前記第1の格子を利用した際の前記メインビームと前記先行サブビーム又は前記遅行サブビームとの間隔と、前記第2の格子を利用した際の前記メインビームと前記先行サブビーム又は前記遅行サブビームとの間隔とが等しく、ディスクの信号トラックの延伸方向に対する傾きが異なるビーム群を生成することができる。このとき、前記第1の格子によって発生させた先行サブビーム及び遅行サブビームの少なくとも一方と、前記第2の格子によって発生させた先行サブビーム及び遅行サブビームの少なくとも一方と、を同一の光検出器によって検出することができる。 At this time, it is more preferable that the first grating and the second grating have the same pitch and different angles. Accordingly, an interval between the main beam and the preceding sub-beam or the delayed sub-beam when the first grating is used, and the main beam and the preceding sub-beam or the delayed sub-beam when the second grating is used. And a beam group having different inclinations with respect to the extending direction of the signal track of the disk can be generated. At this time, at least one of the preceding sub-beam and the delayed sub-beam generated by the first grating and at least one of the preceding sub-beam and the delayed sub-beam generated by the second grating are detected by the same photodetector. be able to.
このような、回折格子を用いることによって、前記メインビームに対応する光検出器から得られる出力信号からメインプッシュプル信号を生成し、前記先行サブビームのいずれか1つに対応する光検出器から得られる出力信号から先行サブプッシュプル信号を生成し、前記遅行サブビームのいずれか1つに対応する光検出器から得られる出力信号から遅行サブプッシュプル信号を生成し、前記メインプッシュプル信号と、前記先行サブプッシュプル信号と前記遅行サブプッシュプル信号との加算信号と、に基づいてディスクの信号トラックからのずれを示すトラッキングエラー信号を算出する。 By using such a diffraction grating, a main push-pull signal is generated from an output signal obtained from the photodetector corresponding to the main beam, and obtained from the photodetector corresponding to any one of the preceding sub beams. A preceding sub push-pull signal is generated from the output signal generated, a delayed sub push-pull signal is generated from an output signal obtained from a photodetector corresponding to any one of the delayed sub-beams, the main push-pull signal, and Based on the sum signal of the preceding sub push-pull signal and the delayed sub push-pull signal, a tracking error signal indicating a deviation from the signal track of the disk is calculated.
本発明は、ディスクに対する情報の読み出し又は書き込みを行う際に、光源から出射されたメインビームと、前記メインビームを回折させることによって得られたサブビームと、を使用してディクス上の信号トラックへのトラッキングを制御するトラッキングエラー検出方法であって、格子のピッチ又は角度が互いに異なる少なくとも2つの格子が重ね合わせられている回折格子により、前記メインビームを回折させることによって、前記メインビームに先行するサブビームであって、前記ディスクのラジアル方向における前記メインビームとの間隔及び角度が互いに異なる少なくとも2つの先行サブビームと、前記メインビームに遅行するサブビームであって、前記ディスクのラジアル方向における前記メインビームとの間隔及び角度が互いに異なる少なくとも2つの遅行サブビームと、を発生させ、
前記メインビームに対応する光検出器から得られる出力信号からメインプッシュプル信号を生成し、前記先行サブビームのいずれか1つに対応する光検出器から得られる出力信号から先行サブプッシュプル信号を生成し、前記遅行サブビームのいずれか1つに対応する光検出器から得られる出力信号から遅行サブプッシュプル信号を生成し、前記メインプッシュプル信号と、前記先行サブプッシュプル信号と前記遅行サブプッシュプル信号との加算信号と、に基づいてディスクの信号トラックからのずれを示すトラッキングエラーを検出することを特徴とする。
The present invention uses a main beam emitted from a light source and a sub-beam obtained by diffracting the main beam when reading or writing information to / from a disc, to a signal track on a disk. A tracking error detection method for controlling tracking, wherein a sub beam preceding the main beam is diffracted by diffracting the main beam by a diffraction grating in which at least two gratings having different grating pitches or angles are overlapped with each other. And at least two preceding sub-beams having different distances and angles with the main beam in the radial direction of the disk, and sub-beams lagging the main beam, the main beam in the radial direction of the disk spacing and angle of each other And at least two different lagging sub-beams, to generate,
A main push-pull signal is generated from an output signal obtained from a photodetector corresponding to the main beam, and a preceding sub push-pull signal is generated from an output signal obtained from a photodetector corresponding to any one of the preceding sub beams. And generating a delayed sub push-pull signal from an output signal obtained from a photodetector corresponding to any one of the delayed sub beams, the main push-pull signal, the preceding sub push-pull signal, and the delayed sub-push pull. A tracking error indicating a deviation from the signal track of the disk is detected based on the signal added to the signal.
ここで、前記第1の透明基板は屈折率n1であり、前記第2の透明基板は屈折率n1とは異なる屈折率n2であり、前記液晶に電圧V1を印加することによって前記液晶を屈折率n2として、前記第1の透明基板の前記第1の格子のみによって回折を生じさせ、前記液晶に電圧V1とは異なる電圧V2を印加することによって前記液晶を屈折率n1として、前記第2の透明基板の前記第2の格子のみによって回折を生じさせることが好適である。
Here, the first transparent substrate has a refractive index n1, the second transparent substrate has a refractive index n2 different from the refractive index n1, and the liquid crystal is made to have a refractive index by applying a voltage V1 to the liquid crystal. As n2, diffraction is generated only by the first grating of the first transparent substrate, and a voltage V2 different from the voltage V1 is applied to the liquid crystal so that the liquid crystal has a refractive index n1, and the second transparent It is preferred that diffraction be generated only by the second grating of the substrate .
また、格子のピッチ又は角度が互いに異なる第1の格子と第2の格子とがそれぞれ形成された第1の透明基板と第2の透明基板を含み、格子が形成された面が互いに向かい合うように前記第1の透明基板と前記第2の透明基板とが配置され、前記第1の透明基板と前記第2の透明基板との間に液晶が封入されている回折格子により前記メインビームの回折が行われることが好適である。 In addition, the first and second transparent substrates each having a first grating and a second grating having different grating pitches or angles are included, and the surfaces on which the gratings are formed face each other. The first transparent substrate and the second transparent substrate are arranged, and the diffraction of the main beam is diffracted by a diffraction grating in which liquid crystal is sealed between the first transparent substrate and the second transparent substrate. It is preferred that this is done.
さらに、前記第1の格子と前記第2の格子とは、ピッチが互いに等しく、角度が互いに異なることが好適である。これによって、前記第1の格子によって発生させた先行サブビーム及び遅行サブビームの少なくとも一方と、前記第2の格子によって発生させた先行サブビーム及び遅行サブビームの少なくとも一方と、を同一の光検出器によって検出することができる。 Furthermore, it is preferable that the first grating and the second grating have the same pitch and different angles. Accordingly, at least one of the preceding sub-beam and the delayed sub-beam generated by the first grating and at least one of the preceding sub-beam and the delayed sub-beam generated by the second grating are detected by the same photodetector. be able to.
本発明によれば、信号トラックのピッチが互いに異なるディスクに対して確実にトラッキングを行うことができる。 According to the present invention, it is possible to reliably perform tracking on discs having different signal track pitches.
本発明の実施の形態における光ディスク装置は、図1に示すように、トラッキング制御回路100、半導体レーザー10、回折格子12、ビームスプリッタ14、コリメータレンズ16、対物レンズ18、センサーレンズ20を含んで構成される。トラッキング制御回路100は、光検出器22、演算部24及び駆動部26を含んで構成される。
As shown in FIG. 1, the optical disk apparatus according to the embodiment of the present invention includes a
半導体レーザー10は、光ディスクの読み出し/書き込みに適した所定の波長の光を放射する。半導体レーザー10から放射された光は、回折格子12により回折されてメインビームとサブビームとに分離される。回折格子12から出射された光は、ビームスプリッタ14を透過し、コリメータレンズ16によって平行光に変換されて対物レンズ18に入る。対物レンズ18は、受けた光をディスク200の信号層に収束させる。
The
ディスク200に照射された光は、ディスク200の信号層により反射され、対物レンズ18及びコリメータレンズ16を通してビームスプリッタ14に戻される。そして、ビームスプリッタ14によりセンサーレンズ20の方向へ反射され、センサーレンズ20を通して光検出器22に入射される。光検出器22は、入射された光に応じた検出信号を演算部24へ出力する。演算部24は、検出信号を受けて、検出信号に基づいてトラッキングエラー信号TEを算出する。さらに、トラッキングエラー信号TEに基づいて駆動部26へ制御信号を出力し、駆動部(ドライバ)26により対物レンズアクチュエータを駆動して対物レンズ18をトラッキング方向へ位置調整する。
The light irradiated on the
本実施の形態において、回折格子12は、図2に示すように、ピッチと角度(方向)が異なる2つの格子X及び格子Yが組み合わされた格子Zの構造を有する。このような回折格子12を用いた場合、半導体レーザー10から出射された光は、図3に示すように、ディスク200の信号層上にビームスポットを形成するメインビームαと4つのサブビーム+β,−β,+σ,−σに分離される。メインビームαは0次ビームであり、4つのサブビーム+β,−β,+σ,−σは1次回折ビームである。第1の先行サブビーム+β及び第1の遅行サブビーム−βは、格子Xによりメインビームαが回折されたものである。第2の先行サブビーム+σ及び第2の遅行サブビーム−σは、格子Yによりメインビームαが回折されたものである。これら5つのビームは、ビームスプリッタ14、コリメータレンズ16及び対物レンズ18により、ディスク200の信号層上に所定の形状及びサイズのビームスポットを形成するように調整される。
In this embodiment, as shown in FIG. 2, the
ここで、回折格子12の格子Xのピッチ及び角度は、図4に示すように、信号トラック(溝)がピッチp1であるディスクに対して第1の先行サブビーム+β及び第1の遅行サブビーム−βのビームスポットが差動プッシュプル法のトラッキングエラー検出用として最適のアライメントとなるように設定される。すなわち、メインビームαと第1の先行サブビーム+β及びメインビームαと第1の遅行サブビーム−βとのラジアル方向に沿った間隔d1が、信号トラック(溝)のピッチp1の1/2となるように格子Xのピッチ及び角度を設定する。
Here, as shown in FIG. 4, the pitch and angle of the grating X of the
一方、回折格子12の格子Yのピッチ及び角度は、図5に示すように、信号トラック(溝)がピッチp1とは異なるピッチp2であるディスクに対して第2の先行サブビーム+σ及び第2の遅行サブビーム−σのビームスポットが最適のアライメントとなるように設定される。すなわち、メインビームαと第2の先行サブビーム+σ及びメインビームαと第2の遅行サブビーム−σとのラジアル方向に沿った間隔d2が、信号トラック(溝)のピッチp2の1/2となるように格子Yのピッチ及び角度を設定する。
On the other hand, as shown in FIG. 5, the pitch and angle of the grating Y of the
例えば、信号トラック(溝)のピッチが0.74μmのDVD−R/RWに対してビーム間隔d1を0.37μmとし、信号トラック(溝)のピッチが1.23μmのDVD−RAM2に対してビーム間隔d2を0.615μmとする。
For example, a beam interval d1 is set to 0.37 μm for a DVD-R / RW with a signal track (groove) pitch of 0.74 μm, and a beam is applied to a DVD-
光検出器22は、図6に示すように、それぞれ2分割された光検出素子22A〜22Jを備える。
As shown in FIG. 6, the
反射されたメインビームαが光検出素子22A及び22Bの中央に位置するときに、信号トラック(溝)がピッチp1であるディスクの信号層で反射された第1の先行サブビーム+βが光検出素子22C及び22Dの中央に位置する。また、反射されたメインビームαが光検出素子22A及び22Bの中央に位置するときに、信号トラック(溝)がピッチp1であるディスクの信号層で反射された第1の遅行サブビーム−βが光検出素子22E及び22Fの中央に位置する。
When the reflected main beam α is positioned at the center of the
一方、反射されたメインビームαが光検出素子22A及び22Bの中央に位置するときに、信号トラック(溝)がピッチp2であるディスクの信号層で反射された第2の先行サブビーム+σが光検出素子22G及び22Hの中央に位置する。また、反射されたメインビームαが光検出素子22A及び22Bの中央に位置するときに、信号トラック(溝)がピッチp2であるディスクの信号層で反射された第2の遅行サブビーム−σが光検出素子22I及び22Jの中央に位置する。
On the other hand, when the reflected main beam α is positioned at the center of the
演算部24は、図6に示すように、5つの差動アンプ30A〜30E、2つの加算器32A,32B、2つの増幅アンプ34A,34B、切替スイッチ36及び差動アンプ38を含んで構成される。
As shown in FIG. 6, the
差動アンプ30Aは、ペアとなる光検出素子22A及び22Bからの出力信号A,Bの差分(A−B)を演算する。同様に、差動アンプ30B〜30Eは、それぞれペアとなる光検出素子22C及び22Dからの出力信号C,D、光検出素子22E及び22Fからの出力信号E,F、光検出素子22G及び22Hからの出力信号G,H、光検出素子22I及び22Jからの出力信号I,Jの差分(C−D),(E−F),(G−H),(I−J)を演算する。
The
加算器32Aには、差動アンプ30B,30Cの出力信号が入力され、差分(C−D)と差分(E−F)が加算される。同様に、加算器32Bには、差動アンプ30D,30Eの出力信号が入力され、差分(G−H)と差分(I−J)が加算される。加算器32Aからの出力信号は、増幅アンプ34Aにおいて増幅率K1で増幅され、切替スイッチ36の一方の入力端子IN1に入力される。同様に、加算器32Bからの出力信号は、増幅アンプ34Bにおいて増幅率K2で増幅され、切替スイッチ36の他端の入力端子IN2に入力される。差動アンプ38は、切替スイッチ36からの出力信号と差動アンプ30Aからの出力信号との差分を演算してトラッキングエラー信号TEとして出力する。
The
このような回路構成において、信号トラック(溝)がピッチp1であるディスクを対象とした場合、切替スイッチ36を入力端子IN1に繋ぐ。そうすると、トラッキングエラー信号TEは数式(2)のように演算される。
In such a circuit configuration, when a disk whose signal track (groove) has a pitch p1 is targeted, the
TE=(A-B)-K1×{(C-D)+(E-F)} (2) TE = (A-B) -K1 × {(C-D) + (E-F)} (2)
出力信号(C−D)は第1の先行サブビーム+βのプッシュプル信号であり、出力信号(E−F)は第1の遅行サブビーム−βのプッシュプル信号である。すなわち、トラッキングエラー信号TEは、信号トラック(溝)のピッチp1に対して最適にアライメントされたメインビームα、第1の先行サブビーム+β及び第1の遅行サブビーム−βを用いて生成される。従って、トラッキングエラー信号TEの信号強度の劣化は生じない。 The output signal (C−D) is a push-pull signal of the first preceding sub-beam + β, and the output signal (E−F) is a push-pull signal of the first delayed sub-beam −β. That is, the tracking error signal TE is generated using the main beam α, the first preceding sub-beam + β, and the first slowing sub-beam −β that are optimally aligned with respect to the pitch p1 of the signal track (groove). Therefore, the signal strength of the tracking error signal TE does not deteriorate.
ここで、増幅率K1は、メインビームαのプッシュプル信号(A−B)と、サブビームのプッシュプル信号の和{(C−D)+(E−F)}との間に発生するオフセットを打ち消すように設定する。これにより、溝ピッチp1のディスクの場合において、対物レンズ18がトラッキング方向にシフトしている状態であってもトラッキングエラー信号TEにはオフセットが発生しない。
Here, the amplification factor K1 is an offset generated between the push-pull signal (A−B) of the main beam α and the sum {(C−D) + (E−F)} of the push-pull signal of the sub beam. Set to cancel. Thereby, in the case of the disk having the groove pitch p1, no offset is generated in the tracking error signal TE even when the
一方、信号トラック(溝)がピッチp2であるディスクを対象とした場合、切替スイッチ36を入力端子IN2に繋ぐ。そうすると、トラッキングエラー信号TEは数式(3)のように演算される。
On the other hand, in the case of a disk whose signal track (groove) has a pitch p2, the
TE=(A-B)-K2×{(G-H)+(I-J)} (3) TE = (A-B) -K2 x {(G-H) + (I-J)} (3)
出力信号(G−H)は第2の先行サブビーム+σのプッシュプル信号であり、出力信号(I−J)は第2の遅行サブビーム−σのプッシュプル信号である。すなわち、トラッキングエラー信号TEは、信号トラック(溝)のピッチp2に対して最適にアライメントされたメインビームα、第2の先行サブビーム+σ及び第2の遅行サブビーム−σを用いて生成される。従って、トラッキングエラー信号TEの信号強度の劣化は生じない。 The output signal (GH) is a push-pull signal of the second preceding sub-beam + σ, and the output signal (I-J) is a push-pull signal of the second delayed sub-beam -σ. That is, the tracking error signal TE is generated using the main beam α, the second preceding sub-beam + σ, and the second retarding sub-beam −σ that are optimally aligned with respect to the pitch p2 of the signal track (groove). Therefore, the signal strength of the tracking error signal TE does not deteriorate.
ここで、増幅率K2は、メインビームαのプッシュプル信号(A−B)と、サブビームのプッシュプル信号の和{(G−H)+(I−J)}との間に発生するオフセットを打ち消すように設定する。これにより、溝ピッチp2のディスクの場合において、対物レンズ18がトラッキング方向にシフトしている状態であってもトラッキングエラー信号TEにはオフセットが発生しない。
Here, the amplification factor K2 is an offset generated between the push-pull signal (A−B) of the main beam α and the sum ((G−H) + (I−J)) of the push-pull signals of the sub beams. Set to cancel. Thereby, in the case of the disk having the groove pitch p2, no offset occurs in the tracking error signal TE even when the
切替スイッチ36の切り替えは、入力端子IN1に切り替えたときのトラッキングエラー信号TEと入力端子IN2に切り替えたときのトラッキングエラー信号TEとの信号強度を比較して、その比較結果に基づいて自動的に行うことも好適である。例えば、より大きな信号強度が得られる側の入力端子に繋ぐことが好適である。
The
以上のように、本実施の形態によれば、複数組のサブビームを1つの回折格子で発生させることによって、信号トラック(溝)のピッチが互いに異なるディスクに対してそれぞれに適したトラッキングエラー信号を得ることができる。従って、信号トラック(溝)のピッチが互いに異なるディスクに対して確実にトラッキング処理を行うことができる。 As described above, according to the present embodiment, by generating a plurality of sets of sub-beams with one diffraction grating, tracking error signals suitable for respective discs having different pitches of signal tracks (grooves) are generated. Obtainable. Therefore, it is possible to reliably perform the tracking process on the disks having different signal track (groove) pitches.
なお、本実施の形態では、回折格子に2種類の格子を重ね合わせた構成としたが、さらに重ね合わせる格子の種類を増やした構成とすることも好適である。この場合、サブビームについてそれぞれ光検出素子等を設け、信号トラック(溝)のピッチが異なる3つ以上のディスクに対して信号を切り替えることによって、それぞれのディスクに対してトラッキングエラー信号を得ることができる。 In this embodiment, two types of gratings are superimposed on the diffraction grating, but it is also preferable to further increase the number of types of gratings to be superimposed. In this case, a tracking error signal can be obtained for each of the sub-beams by providing a light detection element or the like and switching the signals for three or more disks having different signal track (groove) pitches. .
<変形例1>
上記実施の形態では、回折格子12に2種類の格子X,Yを設けており、常時4つのサブビームがディスク上に照射されることとなる。このとき、半導体レーザー10から出射されたビームは、メインビームと合わせて5つに分離されることとなるが、実際に使用されるビームはいずれか3つであるので光の利用効率が悪くなる。そこで、変形例1では、より光の利用効率を高める構成を用いる。
<Modification 1>
In the above embodiment, the
変形例1のトラッキング制御回路は、図1に示す上記実施の形態とほぼ同様の構成を有するが、回折格子12が回折格子40に置換されている点で異なる。
The tracking control circuit of Modification 1 has substantially the same configuration as that of the above-described embodiment shown in FIG. 1 except that the
回折格子40は、図7に示すように、格子Xが形成されたガラス基板42Aと格子Yが形成されたガラス基板42Bとを互いに格子面を向かい合わせて配置し、ガラス基板42Aとガラス基板42Bとの間に液晶44を封入した構成を有する。ガラス基板42A,42Bには電極を設け、封入された液晶44に任意の電圧を印加できる構成とする。
As shown in FIG. 7, in the
格子Xは、上記実施の形態と同様に、信号トラック(溝)のピッチp1を有するディスクに対して最適なサブビームが得られるようにピッチと角度(方向)が設定されたものであり、格子Yは、信号トラック(溝)のピッチp2を有するディスクに対して最適なサブビームが得られるようにピッチと角度(方向)が設定されたものである。 As in the above embodiment, the grating X has a pitch and an angle (direction) set so that an optimum sub-beam can be obtained for a disk having a signal track (groove) pitch p1. The pitch and angle (direction) are set so that an optimal sub beam can be obtained for a disk having a signal track (groove) pitch p2.
ここで、ガラス基板42A,42Bは、半導体レーザー10から出射される光の波長に対してその屈折率が互いに異なるものとし、それぞれ屈折率をn1,n2とする。また、液晶44は電圧を印加すると分子の配向が変わり、実効屈折率が変化する特性を有する。ここで、液晶44の実効屈折率がn1となる印加電圧をV1、実効屈折率がn2となる印加電圧をV2とする。
Here, the
このような回折格子40を用い、信号トラック(溝)がピッチp1であるディスクを対象とした場合、液晶44に電圧V2を印加する。このとき、液晶44の実効屈折率はn2となり、ガラス基板42Bの屈折率n2と等しくなる。そうすると、格子Yでの屈折率の差がなくなるので、格子Yでの回折は生じなくなる。一方、ガラス基板42Aの屈折率n1と液晶44の実効屈折率n2とは異なるので、格子Xでは回折を生じ、第1の先行サブビーム+βと第1の遅行サブビーム−βがディスク200に照射される。すなわち、メインビームαと第1の先行サブビーム+βと第1の遅行サブビーム−βの3つのビームのみがディスクに照射される。
When such a
以下、上記実施の形態と同様に、光検出器22及び演算部24を用いてディスク200からの反射光を検出し、数式(2)に従ってトラッキングエラー信号TEを生成する。このとき、切替スイッチ36は入力端子IN1に接続する。なお、この場合、光検出素子22G〜22Jにはビームは集光されない。
Thereafter, similarly to the above-described embodiment, the reflected light from the
一方、信号トラック(溝)がピッチp2であるディスクを対象とした場合、液晶44に電圧V1を印加する。このとき、液晶44の実効屈折率はn1となり、ガラス基板42Aの屈折率n1と等しくなる。そうすると、格子Xでの屈折率の差がなくなるので、格子Xでの回折は生じなくなる。一方、ガラス基板42Bの屈折率n2と液晶44の実効屈折率n1とは異なるので、格子Yでは回折を生じ、第2の先行サブビーム+σと第2の遅行サブビーム−σがディスク200に照射される。すなわち、メインビームαと第2の先行サブビーム+σと第2の遅行サブビーム−σの3つのビームのみがディスクに照射される。
On the other hand, when a disk whose signal tracks (grooves) have a pitch p2 is targeted, the voltage V1 is applied to the
以下、光検出器22及び演算部24を用いてディスク200からの反射光を検出し、数式(3)に従ってトラッキングエラー信号TEを生成する。このとき、切替スイッチ36は入力端子IN2に接続する。なお、この場合、光検出素子22C〜22Fにはビームは集光されない。
Hereinafter, the reflected light from the
以上のように、本変形例1では、液晶44を用いて格子Xと格子Yとによる回折の発現を切り替えることにより、光の利用効率を高めた状態で信号トラック(溝)のピッチが互いに異なるディスクに対してそれぞれに適したトラッキングエラー信号を得ることができる。従って、信号トラック(溝)のピッチが互いに異なるディスクに対してより確実にトラッキング処理を行うことができる。
As described above, in the first modification, the pitch of the signal tracks (grooves) is different from each other in a state where the light utilization efficiency is increased by switching the expression of diffraction by the grating X and the grating Y using the
<変形例2>
上記変形例1において、図8に示すように、回折格子40の格子Xと格子Yとのピッチを略等しくして角度(方向)のみを異なるように構成する。このように、格子Xと格子Yとのピッチを略等しくすることによって、格子Xを利用した際のメインビームαと第1の先行サブビーム+β又は第1の遅行サブビーム−βとの間隔w1と、格子Yを利用した際のメインビームαと第2の先行サブビーム+σ又は第2の遅行サブビーム−σとの間隔w2とが等しく、ディスクの信号トラックの延伸方向に対する傾きθ1とθ2とが異なるビーム群を生成することができる。例えば、電圧V1を印加した場合には、図9(a)に示すように、メインスポットαとラジアル方向へ幅d1だけ離れ、信号トラック(溝)に平行な方向には幅y1=w1cosθ1だけ離れた第1の先行サブビーム+βと第1の遅行サブビーム−βが回折によって得られる。一方、電圧V2を印加した場合には、図9(b)に示すように、メインスポットαとラジアル方向へ幅d2だけ離れ、信号トラック(溝)に平行な方向には幅y2=w2cosθ2だけ離れた第2の先行サブビーム+σと第2の遅行サブビーム−σが回折によって得られる。
<
In the first modification, as shown in FIG. 8, the pitches of the grating X and the grating Y of the
さらに、本変形例2では、図10に示すように、光検出器22に含まれるサブビーム用の光検出素子を2組にする。それぞれペアとなる光検出素子22C及び22D、22E及び22Fは、格子Yで回折された第2の先行サブビーム+σと第2の遅行サブビーム−σが信号トラック(溝)のピッチp2を有するディスクで反射された場合にサブビームのスポットが中心で分割されるように配設する。
Further, in the second modification, as shown in FIG. 10, two sets of sub-beam photodetectors included in the
信号トラック(溝)がピッチp2であるディスクを対象とした場合、液晶44に電圧V1を印加することによって、メインビームαと第2の先行サブビーム+σと第2の遅行サブビーム−σの3つのビームがディスクに照射され、数式(3)に従ってトラッキングエラー信号TEが算出される。
In the case of a disk whose signal track (groove) has a pitch p2, by applying a voltage V1 to the
一方、信号トラック(溝)がピッチp1であるディスクを対象とした場合、液晶44に電圧V2を印加することによって、メインビームαと第1の先行サブビーム+βと第1の遅行サブビーム−βの3つのビームがディスクに照射される。このとき、図11に示すように、第1の先行サブビーム+βと第1の遅行サブビーム−βとの反射光のビームスポットは、それぞれ光検出素子22C及び22D、22E及び22Fの中心からずれる。このとき、図9に示すように、第1の先行サブビーム+βと第1の遅行サブビーム−βとにおいてずれる方向が逆であり、ずれる幅が等しくなる。従って、数式(2)において、{(C−D)+(E−F)}の演算ではずれの影響が互いに打ち消し合う。従って、数式(2)に従って、トラッキングエラー信号TEを算出することができる。
On the other hand, in the case of a disk whose signal track (groove) has a pitch p1, by applying a voltage V2 to the
なお、本変形例2において、増幅アンプ34は、利得可変とし、異なる種類のディスクに対してメインビームαのプッシュプル信号と、サブビームのプッシュプル信号の和との間に発生するオフセットを打ち消すように増幅率Kを設定できるようにすることが好適である。
In the second modification, the amplifying
以上のように、本変形例2によれば、光検出器の光検出素子の数を従来技術と同数に維持したまま、信号トラック(溝)のピッチが互いに異なるディスクに対してより確実にトラッキングを行うことが可能となる。 As described above, according to the second modification, tracking is more reliably performed on disks having different signal track (groove) pitches while maintaining the same number of photodetectors as that of the prior art. Can be performed.
10 半導体レーザー、12 回折格子、14 ビームスプリッタ、16 コリメータレンズ、18 対物レンズ、20 センサーレンズ、22 光検出器、22A〜22J 光検出素子、24 演算部、26 駆動部、30A〜30E 差動アンプ、32,32A,32B 加算器、34,34A,34B 増幅アンプ、36 切替スイッチ、38 差動アンプ、40 回折格子、42A,42B ガラス基板、44 液晶、52 光検出器、52A〜52F 光検出素子、54 演算部、100 トラッキング制御回路、200 ディスク。
DESCRIPTION OF
Claims (11)
格子のピッチ又は角度が互いに異なる少なくとも2つの格子が重ね合わせられた構造を有し、
前記メインビームを回折させることによって、
前記メインビームに先行するサブビームであって、前記ディスクのラジアル方向における前記メインビームとの間隔及び角度が互いに異なる少なくとも2つの先行サブビームと、
前記メインビームに遅行するサブビームであって、前記ディスクのラジアル方向における前記メインビームとの間隔及び角度が互いに異なる少なくとも2つの遅行サブビームと、を発生させることが可能な回折格子を含むことを特徴とするトラッキング制御装置。 When reading or writing information on the disc, the tracking to the signal track on the disk is controlled using the main beam emitted from the light source and the sub beam obtained by diffracting the main beam. A tracking control device,
Having a structure in which at least two gratings having different pitches or angles of the gratings are superposed,
By diffracting the main beam,
A sub-beam preceding the main beam, wherein at least two preceding sub-beams differing in distance and angle from the main beam in a radial direction of the disc;
And a diffraction grating capable of generating at least two slow sub-beams that are delayed with respect to the main beam and that are different in distance and angle from the main beam in the radial direction of the disc. Tracking controller.
前記第1の透明基板は屈折率n1であり、前記第2の透明基板は屈折率n1とは異なる屈折率n2であり、
前記液晶に電圧V1を印加することによって前記液晶を屈折率n2として、前記第1の透明基板の前記第1の格子のみによって回折を生じさせ、
前記液晶に電圧V1とは異なる電圧V2を印加することによって前記液晶を屈折率n1として、前記第2の透明基板の前記第2の格子のみによって回折を生じさせることを特徴とするトラッキング制御装置。 The tracking control device according to claim 1,
The first transparent substrate has a refractive index n1, and the second transparent substrate has a refractive index n2 different from the refractive index n1,
Applying voltage V1 to the liquid crystal causes the liquid crystal to have a refractive index n2, causing diffraction only by the first grating of the first transparent substrate,
A tracking control device , wherein a voltage V2 different from the voltage V1 is applied to the liquid crystal so that the liquid crystal has a refractive index n1, and diffraction is generated only by the second grating of the second transparent substrate .
前記回折格子は、格子のピッチ又は角度が互いに異なる第1の格子と第2の格子とがそれぞれ形成された第1の透明基板と第2の透明基板を含み、
格子が形成された面が互いに向かい合うように前記第1の透明基板と前記第2の透明基板とが配置され、前記第1の透明基板と前記第2の透明基板との間に液晶が封入されていることを特徴とするトラッキング制御装置。 The tracking control device according to claim 1,
The diffraction grating includes a first transparent substrate and a second transparent substrate on which a first grating and a second grating having different grating pitches or angles are respectively formed,
The first transparent substrate and the second transparent substrate are arranged so that the surfaces on which the lattices are formed face each other, and liquid crystal is sealed between the first transparent substrate and the second transparent substrate. A tracking control device.
前記第1の格子と前記第2の格子とは、ピッチが互いに等しく、角度が互いに異なることを特徴とするトラッキング制御装置。 The tracking control device according to claim 3,
The tracking control device according to claim 1, wherein the first grating and the second grating have the same pitch and different angles.
前記第1の格子によって発生させた先行サブビーム及び遅行サブビームの少なくとも一方と、前記第2の格子によって発生させた先行サブビーム及び遅行サブビームの少なくとも一方と、を同一の光検出器によって検出することを特徴とするトラッキング制御装置。 The tracking control device according to claim 4,
At least one of the preceding sub-beam and the delayed sub-beam generated by the first grating and at least one of the preceding sub-beam and the delayed sub-beam generated by the second grating are detected by the same photodetector. Tracking control device.
前記メインビームに対応する光検出器から得られる出力信号からメインプッシュプル信号を生成し、前記先行サブビームのいずれか1つに対応する光検出器から得られる出力信号から先行サブプッシュプル信号を生成し、前記遅行サブビームのいずれか1つに対応する光検出器から得られる出力信号から遅行サブプッシュプル信号を生成し、
前記メインプッシュプル信号と、前記先行サブプッシュプル信号と前記遅行サブプッシュプル信号との加算信号と、に基づいてディスクの信号トラックからのずれを示すトラッキングエラー信号を算出することを特徴とするトラッキング制御装置。 In the tracking control device according to any one of claims 1 to 5,
A main push-pull signal is generated from an output signal obtained from a photodetector corresponding to the main beam, and a preceding sub push-pull signal is generated from an output signal obtained from a photodetector corresponding to any one of the preceding sub beams. A delayed sub push-pull signal is generated from an output signal obtained from a photodetector corresponding to any one of the delayed sub beams;
A tracking error signal indicating a deviation from a signal track of a disk is calculated based on the main push-pull signal and an addition signal of the preceding sub push-pull signal and the delayed sub push-pull signal. Control device.
格子のピッチ又は角度が互いに異なる少なくとも2つの格子が重ね合わせられている回折格子により、前記メインビームを回折させることによって、前記メインビームに先行するサブビームであって、前記ディスクのラジアル方向における前記メインビームとの間隔及び角度が互いに異なる少なくとも2つの先行サブビームと、前記メインビームに遅行するサブビームであって、前記ディスクのラジアル方向における前記メインビームとの間隔及び角度が互いに異なる少なくとも2つの遅行サブビームと、を発生させ、
前記メインビームに対応する光検出器から得られる出力信号からメインプッシュプル信号を生成し、前記先行サブビームのいずれか1つに対応する光検出器から得られる出力信号から先行サブプッシュプル信号を生成し、前記遅行サブビームのいずれか1つに対応する光検出器から得られる出力信号から遅行サブプッシュプル信号を生成し、
前記メインプッシュプル信号と、前記先行サブプッシュプル信号と前記遅行サブプッシュプル信号との加算信号と、に基づいてディスクの信号トラックからのずれを示すトラッキングエラーを検出することを特徴とするトラッキングエラー検出方法。 When reading or writing information on the disc, the tracking to the signal track on the disk is controlled using the main beam emitted from the light source and the sub beam obtained by diffracting the main beam. A tracking error detection method,
The main beam is diffracted by diffracting the main beam with a diffraction grating in which at least two gratings having different grating pitches or angles are overlapped, and the main beam in the radial direction of the disk. At least two preceding sub-beams that are different in distance and angle from the beam, and sub-beams that are delayed in the main beam, wherein at least two delayed sub-beams that are different in distance and angle from the main beam in the radial direction of the disk; , And
A main push-pull signal is generated from an output signal obtained from a photodetector corresponding to the main beam, and a preceding sub push-pull signal is generated from an output signal obtained from a photodetector corresponding to any one of the preceding sub beams. A delayed sub push-pull signal is generated from an output signal obtained from a photodetector corresponding to any one of the delayed sub beams;
A tracking error that detects a deviation from a signal track of a disk based on the main push-pull signal and an addition signal of the preceding sub push-pull signal and the delayed sub push-pull signal. Detection method.
前記第1の透明基板は屈折率n1であり、前記第2の透明基板は屈折率n1とは異なる屈折率n2であり、
前記液晶に電圧V1を印加することによって前記液晶を屈折率n2として、前記第1の透明基板の前記第1の格子のみによって回折を生じさせ、
前記液晶に電圧V1とは異なる電圧V2を印加することによって前記液晶を屈折率n1として、前記第2の透明基板の前記第2の格子のみによって回折を生じさせることを特徴とするトラッキングエラー検出方法。 The tracking error detection method according to claim 7,
The first transparent substrate has a refractive index n1, and the second transparent substrate has a refractive index n2 different from the refractive index n1,
Applying voltage V1 to the liquid crystal causes the liquid crystal to have a refractive index n2, causing diffraction only by the first grating of the first transparent substrate,
As the refractive index n1 of the liquid crystal by applying different voltages V2 from the voltage V1 to the liquid crystal, a tracking error detection method characterized by causing diffraction only by the second grating of the second transparent substrate .
格子のピッチ又は角度が互いに異なる第1の格子と第2の格子とがそれぞれ形成された第1の透明基板と第2の透明基板を含み、格子が形成された面が互いに向かい合うように前記第1の透明基板と前記第2の透明基板とが配置され、前記第1の透明基板と前記第2の透明基板との間に液晶が封入されている回折格子により前記メインビームの回折が行われることを特徴とするトラッキングエラー検出方法。 The tracking error detection method according to claim 7,
The first transparent substrate and the second transparent substrate on which the first and second gratings having different pitches or angles of the gratings are formed, respectively, and the surfaces on which the gratings are formed face each other. The main beam is diffracted by a diffraction grating in which one transparent substrate and the second transparent substrate are arranged, and liquid crystal is sealed between the first transparent substrate and the second transparent substrate. A tracking error detection method characterized by the above.
前記第1の格子と前記第2の格子とは、ピッチが互いに等しく、角度が互いに異なることを特徴とするトラッキングエラー検出方法。 The tracking error detection method according to claim 9,
The tracking error detection method, wherein the first grating and the second grating have the same pitch and different angles.
前記第1の格子によって発生させた先行サブビーム及び遅行サブビームの少なくとも一方と、前記第2の格子によって発生させた先行サブビーム及び遅行サブビームの少なくとも一方と、を同一の光検出器によって検出することを特徴とするトラッキングエラー検出方法。 The tracking error detection method according to claim 10,
At least one of the preceding sub-beam and the delayed sub-beam generated by the first grating and at least one of the preceding sub-beam and the delayed sub-beam generated by the second grating are detected by the same photodetector. Tracking error detection method.
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