JPH11167731A - 光ディスク装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明は、高精細ＤＶＤドライブ装置の光源の
波長より長い波長に設計されたＤＶＤ−ＲＯＭの再生を
可能とする光ディスク装置を提供する。 【解決手段】光源４からの光ビームを集束させて光ディ
スクに光ビームスポットを形成する光学系６と、光ディ
スクからの反射光を検出し、位相差法により生成された
トラッキングエラー信号に応じて光学系６をトラッキン
グ制御するトラッキングユニット(9,11,12,17a〜21)
と、 光ディスクから記録情報を再生する再生部(13 〜1
6) とにより構成され、高精細ＤＶＤとＤＶＤ−ＲＯＭ
との良好な再生互換を実現するために、ＤＶＤ−ＲＯＭ
の再生時に４分割光検出器１７ａの対角線上に位置する
２対の領域から得られる第１及び第２の和信号に相対的
に所定の遅延を与えることによって、光ビームスポット
の中心位置をピットの中心からディスク半径方向にシフ
トさせる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光ディスクにピッ
ト列として記録された情報を再生する光ディスク装置に
係り、特に高密度光ディスクと低密度光ディスクの再生
互換を特別な光学素子を必要とせずに実現できる光ディ
スク装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】コンピュータ用のストレージデバイス
や、オーディオ・ビデオ信号の記録媒体としての再生専
用光ディスクは、ＣＤ−ＲＯＭからＤＶＤ−ＲＯＭへと
高密度化を遂げた。ＤＶＤ−ＲＯＭはＤＶＤ規格に準拠
した光ディスクであり、このディスクに記録された情報
を再生するためのＤＶＤ−ＲＯＭドライブ装置は、下位
互換、つまり下位ディスクであるＣＤ−ＲＯＭに記録さ
れた情報も再生できる「ＣＤ−ＲＯＭ再生互換」を保っ
ており、ユーザのスムーズな上位装置への移行を推進し
ている。

【０００３】一方、最近では現行のＤＶＤ−ＲＯＭより
さらに高密度化させた再生専用光ディスク（以下、高精
細ＤＶＤという）とそれに対応したドライブ装置の開発
が既に進められている。高精細ＤＶＤドライブ装置で
は、ＤＶＤ−ＲＯＭドライブ装置が下位互換としてのＣ
Ｄ−ＲＯＭ再生互換を保っているのと同様に、高精細Ｄ
ＶＤに対して下位ディスクとなる現行ＤＶＤ−ＲＯＭに
記録された情報を再生できる「ＤＶＤ−ＲＯＭ再生互
換」を保つことがユーザの利便性を考慮すると重要ない
しは必須となると考えられる。

【０００４】光ディスクの高密度化は、一般に再生用光
ビームのビームスポット径の縮小を基本として達成され
る。ビームスポット径は、光源の波長に比例し、光源か
らの光ビームを光ディスク上に集束させるための対物レ
ンズの開口数（ＮＡ）に反比例する。ＣＤ−ＲＯＭから
ＤＶＤ−ＲＯＭへの高密度化に際しては、光源の波長は
７８０ｎｍから約６５０ｎｍへ短波長化され、対物レン
ズのＮＡは０．４５から０．６へと高められた。また、
同時にＣＤ−ＲＯＭ再生互換をとることに密接に関係す
る変化として、ディスクの基板厚が１．２ｍｍからＤＶ
Ｄ−ＲＯＭでは０．６ｍｍへと薄くなったことが挙げら
れる。

【０００５】このような仕様のＤＶＤ−ＲＯＭドライブ
装置において、ＣＤ−ＲＯＭ再生互換をとる方式として
は、光源や対物レンズをＣＤ−ＲＯＭとＤＶＤ−ＲＯＭ
とで個別に設けるか共用するかにより、２光源・１対物
レンズ、１光源・２対物レンズおよび２光源・２対物レ
ンズを用いる方式がある。また、このような方式の欠点
を補うべく、光源と対物レンズの両方を共用した１光源
・１対物レンズ構成とし、代わりに開口制限素子やホロ
グラム光学素子（ＨＯＥ）を使用して、両ディスクの基
板厚差に伴う収差を補正する方式も提案されている。

【０００６】前述した高精細ＤＶＤドライブ装置を開発
する際、ＤＶＤ−ＲＯＭとの再生互換をとるために、Ｄ
ＶＤ−ＲＯＭドライブ装置でＣＤ−ＲＯＭ再生互換をと
る際に用いた上記のような技術を利用することは可能で
ある。ＤＶＤ−ＲＯＭとＣＤ−ＲＯＭとでは基板厚が異
なることから、これに伴う収差補正のために、ＤＶＤ−
ＲＯＭドライブ装置ではＣＤ−ＲＯＭ再生互換を考慮し
ない場合には必要のない余分な光学素子（もう一つの光
源あるいは対物レンズ、開口制限素子、ＨＯＥ等）を新
たに必要としたという事情がある。

【０００７】高精細ＤＶＤの基板厚がＤＶＤ−ＲＯＭよ
りさらに薄くなる場合については、ＤＶＤ−ＲＯＭ再生
互換をとるに当たって上記の様な光学素子を用いて同様
な解決策をとることが考えられる。高精細ＤＶＤとＤＶ
Ｄ−ＲＯＭが同じ基板厚ならば、このような光学素子を
用いなくとも高精細ＤＶＤドライブ装置においてＤＶＤ
−ＲＯＭ再生互換をとることが原理的に可能である。こ
のような条件では、ＤＶＤ−ＲＯＭに記録された情報を
高精細ＤＶＤドライブ装置で再生する場合、高精細ＤＶ
ＤとＤＶＤ−ＲＯＭの基板厚が同じなので、ＤＶＤ−Ｒ
ＯＭの記録面上に大きな収差を生ずることなく、再生用
光ビームのビームスポットを形成することができると考
えられるからである。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところが、高精細ＤＶ
Ｄドライブ装置においてＤＶＤ−ＲＯＭの記録面上に再
生用光ビームのビームスポットが収差なく形成されたと
しても、ＤＶＤ−ＲＯＭのピット深さが高精細ＤＶＤド
ライブ装置で使用する再生用光ビームの波長に対して適
切でなかったり、ビームスポット径に対してピット幅が
広過ぎたりした場合には、良好な再生信号が得られない
ことがある。前者の場合は、再生信号振幅（変調度）が
低下することが考えられる。後者の場合は、長いピット
の再生信号にいわゆる「跳ね返り」が生じて結果的に再
生信号振幅が低下し、適正な信号再生の阻害要因とな
る。何らかの光学素子を追加すれば、これらの問題を回
避できると考えられるが、コスト面を考慮すると、その
ような光学素子の追加は避けたいところである。

【０００９】上述したように、高精細ＤＶＤドライブ装
置のような高密度光ディスク用のドライブ装置におい
て、ＤＶＤ−ＲＯＭのような相対的に低密度の光ディス
クに記録された情報を再生する場合、両光ディスクの基
板厚が同じであれば、特別な光学素子を用いなくとも、
低密度光ディスクの記録面上に大きな収差を生ぜずに再
生用光ビームのビームスポットを形成することができ
る。

【００１０】しかし、低密度光ディスクのピット深さが
再生用光ビームの波長に対して適切でなかったり、ビー
ムスポット径に対してピット幅が広過ぎたりした場合に
は、再生信号振幅の全体的な低下や長ピットの再生信号
振幅の低下が生じて、適正な信号再生が難しくなるとい
う問題点があった。

【００１１】本発明は、高密度光ディスク用のドライブ
装置が装備している光源の波長より長い波長に対して設
計された低密度光ディスクの再生を可能とする下位再生
互換を実現する際に、互換のために特別な光学素子の追
加を必要としなく、良好な信号再生を実現する光ディス
ク装置を提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、光ビームを照
射する光源と、光源からの光ビームを集束させてピット
の列により情報が記録された光ディスク上に光ビームス
ポットを形成する光学系と、該光ディスクからの反射光
を検出して位相差法に従ってトラッキングエラー信号を
生成し、このトラッキングエラー信号に応じて光ビーム
スポットを移動するトラッキングユニットと、光ビーム
スポットの中心位置をピットの中心からディスク半径方
向に所定量シフトさせるシフト処理部と、光ディスクか
ら記録情報を再生する再生部とで構成される光ディスク
装置を提供する。

【００１３】この発明は、光ビームを照射する光源と、
光源からの光ビームを集束させてピットの列により情報
が記録された光ディスク上に光ビームスポットを形成す
る光学系と、２×２に配列され、前記光ディスクからの
反射光を検出する４つの検出領域を有する４分割光検出
器と、４つの検出領域において対角線上に位置する２対
の領域からそれぞれ得られる第１若しくは第２の和信号
の一方に遅延を与える遅延器と、この遅延器により遅延
された第１若しくは第２の和信号の前記一方と第１若し
くは第２の和信号の他方との位相差を検出し、この位相
差に比例したトラッキングエラー信号を出力する位相差
検出部と、位相差検出部のトラッキングエラー信号に応
じて光ビームスポットの中心位置をピットの中心からデ
ィスク半径方向に所定量シフトさせた状態で前記光ビー
ムスポットを移動する駆動部と、光ディスクから記録情
報を再生する再生部とで構成される光ディスク装置を提
供する。

【００１４】この場合のシフト量は、第１および第２の
和信号に与える相対的な遅延量によって任意に設定する
ことが可能である。また、本発明は、ピットの列により
情報が記録され、相対的に高い記録密度を有する第１の
光ディスクと相対的に低い記録密度を有する第２の光デ
ィスクとを選択的に装填できるディスクユニットと、光
ビームを照射する光源と、光源からの光ビームを集束さ
せて光ディスク上に光ビームスポットを形成する対物レ
ンズと、光ディスクからの反射光を検出して位相差法に
従ってトラッキングエラー信号を生成し、このトラッキ
ングエラー信号に応じて前記対物レンズを駆動するトラ
ッキングユニットと、第２の光ディスクに対して前記光
ビームスポットの中心位置を前記ピットの中心からディ
スク半径方向に所定量シフトさせるシフト処理部と、光
ディスクから記録情報を再生する再生部とで構成される
光ディスク装置を提供する。

【００１５】光ビームスポットの中心位置をピットの中
心からディスク半径方向にシフトさせると、等価的にビ
ームスポット径が大きくなったのと同様の効果で、ビー
ムスポット径に対してピット幅が広過ぎたりした場合で
も、良好な再生信号を得ることができる。また、ピット
断面は台形形状で近似できるため、ビームスポットをデ
ィスク半径方向にシフトさせると、等価的にピットを浅
く見せる効果があり、使用する光源の波長に対してピッ
トの深さが深すぎる場合でも、十分な信号振幅が確保さ
れ、良好な再生信号を得ることができる。この場合、シ
フトの量はピット上端部のディスク半径方向の幅の１／
２〜１／４の範囲内が適当である。

【００１６】第１の光ディスクは具体的には例えば高精
細ＤＶＤであり、これに対して第２の光ディスクは現行
のＤＶＤ−ＲＯＭ、つまりＤＶＤ規格に準拠した光ディ
スクである。この場合、本発明の光ディスク装置はＤＶ
Ｄ−ＲＯＭ再生互換を持った高精細ＤＶＤドライブ装置
を構成する。ＤＶＤ−ＲＯＭドライブ装置では、使用す
る光源の波長λは通常、６５０ｎｍ、６３５ｎｍといっ
た値であり、少なくとも６００ｎｍ以下となることはな
い。一方、高精細ＤＶＤドライブ装置で使用する光源の
波長は４００〜４５０ｎｍの範囲内となると考えられ、
対物レンズの開口数ＮＡはＤＶＤ−ＲＯＭドライブ装置
と同様に、０．６であるか、あるいはそれ以上となる。
従って、本発明は特にλ／ＮＡ＜１．０（μｍ）である
ような高精細ＤＶＤドライブ装置に有効である。

【００１７】このように本発明では、光ビームスポット
の中心位置をピットの中心からディスク半径方向に所定
量シフトさせる手段を備えたことにより、特に波長λの
光源を使用する高精細ＤＶＤドライブ装置のような高密
度光ディスク装置において、より低密度で、かつλより
も長波長の光源を用いて再生を行うように設計されたＤ
ＶＤ−ＲＯＭのような低密度光ディスクに記録された情
報を再生する場合に、特別な光学素子を付加することな
く、すなわち低コストを保ちつつ良好な再生信号を得る
ことができる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を説明する。まず、最初に本発明の基本的な考
え方について述べる。ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、
高精細ＤＶＤといった再生専用光ディスクでは通常、情
報をディスクの記録面上に形成されたピットとして記録
している。この光ディスクに記録された情報の再生は、
記録面上にレーザ光源から出射された光ビームを対物レ
ンズにより集束させて照射し、その反射光を検出するこ
とによって行われる。より詳しくは、光ディスクの記録
面上のピット部とランド部での反射光の強弱の違いを利
用して、記録された情報を再生する。

【００１９】この反射光の強弱変化の度合は、ピットの
物理的形状（深さ、長さおよび幅）と再生に用いる光源
の波長に依存する。ピットの物理的形状のうち、ピット
長は記録情報に依存するため、どのような波長の光ビー
ムで再生する場合でも、適切な長さは大きくは変わらな
い。また、ピット幅は想定する光ビームスポットに対し
て再生信号振幅が小さくなりすぎない限りにおいては、
隣接トラックからの信号の漏れ込み（クロストーク）を
低減させる上で、狭い方がよい。

【００２０】これらに対して、ピット深さは光源の波長
を考慮して設定される。ピットによる反射光量はピット
深さに依存し、図１のような関係があるからである
（「光ディスク技術」（ラジオ技術社）、ｐ．ｐ．８６
−８７参照）。

【００２１】図１より、ピットからの再生信号の変調度
のみを優先するならば、ピット深さはおよそλ／４ｎ
（またはその奇数倍の３λ／４ｎ，５λ／４ｎ，…）近
辺にするのが最も良いことが分かる。但し、トラッキン
グ制御方式としてプッシュプル方式を採用する場合に
は、このようなピット深さでは逆に最も信号が出なくな
るため、ピット深さをλ／４ｎ（または３λ／４ｎ，５
λ／４ｎ，…）からずらす必要がある。

【００２２】以上のような条件を考慮して、ＤＶＤ−Ｒ
ＯＭ、高精細ＤＶＤといった記録密度の違う光ディスク
毎にピットの物理的形状は決められる。図２（ａ），
（ｂ）に、ＤＶＤ−ＲＯＭをＤＶＤ−ＲＯＭドライブ装
置で一般的に使用される波長６５０ｎｍ、ＮＡ＝０．６
の光学系で再生した場合と、高精細ＤＶＤドライブ装置
で使用されると想定される波長４１３ｎｍ、ＮＡ＝０．
６の光学系で再生した場合の再生信号の様子を示す。横
軸は光ディスク上のトラック方向の距離であり、縦軸は
それぞれの光学系による光ディスクのミラー面での反射
光量を１として規格化している。

【００２３】図２（ａ）では良好な再生信号が得られて
いるのに対して、図２（ｂ）では特に長ピットの再生信
号の太い両矢印で示した後半部分で信号レベルが盛り上
がっており、この盛り上がりの分だけ結果的に再生信号
振幅（前半部分と後半部分のレベル差）が低下する現象
がみられる。これは、ピット幅がビームスポット径に対
して広過ぎることが原因となって生ずる、いわゆる「跳
ね返り」と称される現象である。このような現象がある
と、適正な再生の阻害要因となる。

【００２４】図３（ａ）、（ｂ）は、それぞれ図２
（ａ）、（ｂ）に対応するピットと光ビームスポットの
関係を示した図である。図３中に示すピット３１は、例
えばＤＶＤ−ＲＯＭの記録面上のピットであるとする。
また、図３（ａ）中に示す光ビームスポット３２は、例
えばＤＶＤ−ＲＯＭドライブ装置で使用される波長６５
０ｎｍ、ＮＡ＝０．６の光学系によって形成される光ビ
ームスポットであり、図３（ｂ）中に示す光ビームスポ
ット３３は、高精細ＤＶＤドライブ装置で使用される波
長４１３ｎｍ、ＮＡ＝０．６の光学系によって形成され
る光ビームスポットであるとする。

【００２５】図３（ａ）ではＤＶＤ−ＲＯＭのピット３
１に対して適正なサイズ、すなわちピット３１の幅Ｗよ
りスポット径の大きな光ビームスポット３２が照射され
るため、反射光の回折が適切に生じて、図２（ａ）に示
したように良好な再生信号が得られる。これに対して、
図３（ｂ）ではピット３１に照射される光ビームスポッ
ト３２は、高精細ＤＶＤのより幅の狭いピットに適合し
ており、ＤＶＤ−ＲＯＭのピット３１の幅Ｗにスポット
径が近接している。このため、光ビームスポット３２が
ピット３１の中心を走査する通常のトラッキング状態で
は、特に長ピットの場合に図２（ｂ）に示したような
「跳ね返り」の現象が生じて、再生信号振幅が減少する
のである。

【００２６】別の観点からいうと、ＤＶＤ−ＲＯＭのピ
ット深さは、いうまでもなくＤＶＤ−ＲＯＭドライブ装
置で使用する光源の波長（例えば６５０ｎｍ）に対して
ほぼ最適化されており、高精細ＤＶＤのピット深さより
大きいため、高精細ＤＶＤドライブ装置で使用する光源
の波長（例えば４１３ｎｍ）に対しては深すぎることに
なる。このことからも、高精細ＤＶＤドライブ装置の光
学系でＤＶＤ−ＲＯＭの再生を行うと、良好な再生信号
が得られなくなるのである。

【００２７】本発明は、このように高精細ＤＶＤドライ
ブ装置の光学系に対してはＤＶＤ−ＲＯＭのピット幅お
よびピット深さが適合していないことが原因で、良好な
再生信号が得られないという問題を解決するために、光
ビームスポットの位置をディスク半径方向に意図的にシ
フトさせ、いわば等価的にピット深さを浅く見せるよう
にしたものである。

【００２８】この様子を示したのが図３（ｃ）であり、
図３（ｂ）と同様、ピット３１は例えばＤＶＤ−ＲＯＭ
の記録面上のピット、光ビームスポット３３は例えば高
精細ＤＶＤドライブ装置で使用される波長４１３ｎｍ、
ＮＡ＝０．６の光学系によって形成される光ビームスポ
ットである。同図に示されるように、光ビームスポット
３３の中心（光強度ピーク位置）は、一点鎖線で示すピ
ット３１のディスク半径方向（ピット幅方向、トラック
幅方向）の中心からディスク半径方向にΔＴＯなる量
（以下、オフトラック量という）だけずれている。

【００２９】ピット３１の形状は図３に示されるよう
に、光ディスクの製造に用いる原盤記録装置の工程上か
ら、台形断面のいわゆるサッカースタジアム型で近似さ
れ、ピット３１の内壁３１ａは下り勾配の傾斜をなして
おり、底部３１ｂはほぼ平坦となっている。

【００３０】ここで、図３（ｃ）に示したように光ビー
ムスポット３３の中心をディスク半径方向にΔＴＯだけ
シフトさせると、光ビームスポット３３は図のようにピ
ット３１の内側にほぼ入り込んだような図３（ｂ）の状
態から外れ、一部がミラー面にかかるようになるため、
いわば等価的にスポットサイズを大きく見せる効果が得
られ、先に説明した「跳ね返り」現象が緩和される。

【００３１】また、もう一つの効果として、光ビームス
ポット３３がピット３１の底部３１ｂの深さｄより浅い
内壁３１ａの領域により多くかかるようになり、光ビー
ムスポット３３から見ると総合的にＤＶＤ−ＲＯＭのピ
ット３１の深さは浅く見え、高精細ＤＶＤのピットに近
い状態に見えるようになるため、長ピットであっても再
生信号振幅を大きくとることができるのである。

【００３２】光ビームスポット３３のオフトラック量Δ
ＴＯは、ピット３１の幅Ｗの１／４〜１／２の範囲が適
当である。オフトラック量ΔＴＯがＷ／４に満たないと
上記の効果が十分に得られず、またＷ／２を越えるとピ
ット３１による反射光の回折効果が十分でなくなること
により、逆に再生信号振幅が減少するからである。

【００３３】以下、上述した原理に基づく本発明の具体
的な実施形態について説明する。図４に、本発明の第１
の実施形態に係る光ディスク装置の構成を示す。この光
ディスク装置は、いわゆる高精細ＤＶＤドライブ装置で
あり、高精細ＤＶＤに記録された情報を再生する機能を
有するほか、下位互換としてＤＶＤ−ＲＯＭに記録され
た情報も再生できる、いわゆるＤＶＤ−ＲＯＭ再生互換
をとることができる構成となっている。また、本実施形
態は、トラッキング誤差検出方法として公知のプッシュ
プル法を用いた光ディスク装置に適用した例である。

【００３４】図４において、光ディスク１は相対的に記
録密度の高い第１の光ディスク（以下、高精細ＤＶＤと
いう）または相対的に記録密度の低い第２の光ディスク
（以下、ＤＶＤ−ＲＯＭという）であり、これらが選択
的に装置にセットされ、スピンドルモータ２によって回
転させられる。

【００３５】光ディスク１に対向して設けられた光ピッ
クアップ３は、光源である半導体レーザ４と対物レンズ
６を含む光学系によって構成される。半導体レーザ４は
レーザドライバ５によって駆動され、レーザビームを出
射する。このレーザビームは図示しないコリメータやビ
ームスプリッタなどの光学素子を経て対物レンズ６に入
射し、この対物レンズ６により光ディスク１上のピット
が刻まれた記録面上に微小な光ビームスポットが形成さ
れる。

【００３６】光ディスク１からの反射光は、対物レンズ
６を逆方向に戻り、ビームスプリッタにより入射光と分
離された後、光ピックアップ３中の図示しない光学系に
よりトラッキング制御用のビームとＲＦ信号用およびフ
ォーカス制御用のビームに分けられる。トラッキング制
御用のビームは２分割光検出器７の受光面に入射し、光
量の強弱が電気信号に変換される。

【００３７】２分割光検出器７は、検出領域が二つの検
出要素７ａ，７ｂに分割されたもので、分割線が光ディ
スク１上のピット列方向（トラック接線方向）に平行に
なるよう配置され、光ビームスポットがピットの中心か
らディスク半径方向にずれた時に生ずる回折光のアンバ
ランスを検出するようになっている。すなわち、光ビー
ムスポットがピットの中心からディスク半径方向にずれ
ると、検出要素７ａ，７ｂの受光光量に差が生じ、これ
が電気信号の強弱となって差動増幅器８により光量差に
比例した信号、すなわちトラッキング誤差信号として検
出される。

【００３８】トラッキング誤差信号は、位相補償回路９
および加算器１０を経由して駆動回路１１に供給され
る。駆動回路１１は、トラッキング誤差信号に応じてト
ラッキングアクチュエータ１２に駆動電流を流すことに
より、アクチュエータ１２を駆動する。このトラッキン
グアクチュエータ１２により対物レンズ６がディスク半
径方向に移動制御され、これによって光ビームスポット
がピット列に追従するようにディスク半径方向に位置制
御されてトラッキング制御が行われる。

【００３９】ここで、加算器１０のトラッキング誤差信
号入力側でないもう一方の入力側には、再生モード選択
スイッチＳＷの出力が入力される。スイッチＳＷは
“０”が入力される入力端子Ｈと、ΔＶなる電圧が入力
される入力端子Ｎを有し、再生モードに応じて、つまり
再生対象の光ディスク１が高精細ＤＶＤかＤＶＤ−ＲＯ
Ｍかに応じて、高精細ＤＶＤの場合は入力端子Ｈ側に、
ＤＶＤ−ＲＯＭの場合は入力端子Ｎ側にそれぞれ切り替
えられる。

【００４０】従って、加算器１０では再生対象の光ディ
スク１がＤＶＤ−ＲＯＭの場合、位相補償回路９を介し
て入力されるトラッキング誤差信号の電圧に再生モード
選択スイッチＳＷを介して入力されるシフト電圧ΔＶを
加算する。一方、再生対象の光ディスク１が高精細ＤＶ
Ｄの場合は、加算器１０はトラッキング誤差信号にシフ
ト電圧を加算せず、入力されたトラッキング誤差信号を
そのまま駆動回路１１へ出力する。

【００４１】この結果、光ディスク１が高精細ＤＶＤの
場合は、通常通り光ビームスポットの中心位置がピット
の中心に位置するようにトラッキング制御されるが、光
ディスク１がＤＶＤ−ＲＯＭの場合は、トラッキング誤
差信号にシフト電圧ΔＶが加算されることにより、シフ
ト電圧ΔＶに対応した一定量だけディスク半径方向に対
物レンズ６がシフトし、光ビームスポットが図３（ｃ）
に示したようにΔＴＯなるオフトラック量だけシフトさ
れた状態にトラッキング制御されることになる。

【００４２】図５は、オフトラック量と加算器１０の出
力の関係を示した図である。通常、シフト電圧を印加し
ない場合は、両者の関係は図中の曲線i のようになる。
光学系にずれがない場合、図の原点０がピットの中心に
相当する。トラッキング制御は加算器１０の出力が０に
なるところで安定するので、光ビームスポットは中心位
置がピットの中心上に位置するように制御される。

【００４３】一方、トラッキング誤差信号にシフト電圧
ΔＶを印加した場合、オフトラック量ΔＴＯと加算器１
０の出力の関係は曲線iiのようになる。すなわち、曲線
i が上方にΔＶだけシフトしたものとなる。このとき、
加算器１０の出力が０となるのは、原点（ピットの中
心）から一定のオフトラック量ΔＴＯだけ離れた点とな
る。従って、光ビームスポットもその中心位置がピット
の中心からΔＴＯずれた位置に制御されるようになる。

【００４４】図４に説明を戻すと、もう一つの光検出器
１３はＲＦ信号検出用であり、ピットによる反射光量の
変化を電気信号の変化に変換して増幅器１４ヘ送る。増
幅器１４で増幅された信号は、必要に応じて図示しない
等化回路で等化処理が施された後、２値化回路１５で２
値データに変換される。この２値データに信号処理回路
１６で所定の変調方式に基づいた復号処理が施され、光
ディスク１に記録された情報に対応した再生データが出
力される。なお、ＲＦ信号検出用光検出器１３はトラッ
キング制御用光検出器７と共用してもよいし、図示しな
いフォーカス制御用光検出器と共用してもよい。

【００４５】図６に、本実施形態の光ディスク装置にお
いて、光ディスク１としてＤＶＤ−ＲＯＭをセットし、
光ビームスポットにΔＴＯ＝０．１５μｍのオフトラッ
クを与えた状態で、波長４１３ｎｍ、ＮＡ＝０．６の光
学系で再生を行った場合の再生信号の様子を示す。図２
（ｂ）と比べて、オフトラックを与えることにより「跳
ね返り」が格段に減少していることが分かる。さらに、
オフトラックを与えることによる短ピットの再生信号振
幅の低下も、ほとんど見られない。

【００４６】図７は、本発明の第２の実施形態に係る光
ディスク装置の構成であり、トラッキング制御方式にＤ
ＶＤ−ＲＯＭで用いられている位相差法を適用した場合
の例である。図７において、図４と同一機能の構成要素
については同一の参照符号を付して、相違点のみを説明
する。

【００４７】本実施形態が図４に示した第１の実施形態
と異なるのはトラッキング制御系であり、この場合は検
出領域を「田の字型」、即ち２×２に分割した４分割光
検出器１７ａを用いている。この４分割光検出器１７ａ
は、２本の分割線がそれぞれ光ディスク１の半径方向と
トラック接線方向になるように配置される。ここで、便
宜上、光ビームスポットの走査方向の前端に相当する検
出要素をＡ，Ｂとし、後端に相当する検出要素をＣ，Ｄ
とする。位相差法では、４分割光検出器１７ａの対角要
素（対角線上にある検出要素）ＡとＣ、ＢとＤの出力信
号についての和信号Ａ＋Ｃ（第１の和信号）、Ｂ＋Ｄ
（第２の和信号）の位相差を検出し、その位相差に比例
した信号をトラッキング誤差信号とする。

【００４８】ここで、本実施形態では光検出器１７の検
出要素Ａ，Ｃからの出力信号は、遅延器１８で一定の遅
延τが与えられた後、加算器１９で加算されて第１の和
信号Ａ＋Ｃとなる。一方、光検出器の検出要素Ｂ，Ｄか
らの出力信号は、そのまま加算器２０で加算されて第２
の和信号Ｂ＋Ｄとなる。位相差検出回路２１では第１の
和信号Ａ＋Ｃと第２の和信号Ｂ＋Ｄの位相差を検出し、
位相差に比例した電圧をトラッキング誤差信号として出
力する。このトラッキング誤差信号は、第１の実施形態
における加算器１０から出力されるトラッキング誤差信
号と同様に、位相補償回路９を経由して駆動回路１１に
供給される。

【００４９】本実施形態においては、遅延器１８を設け
て第１の和信号Ａ＋Ｃと第２の和信号Ｂ＋Ｄに相対的に
遅延τを与えることができるようにした点が特徴であ
る。また、加算器１９の二つの入力側には再生モード選
択スイッチＳＷ１，ＳＷ２が挿入されており、これらの
スイッチＳＷ１，ＳＷ２は光ディスク１が高精細ＤＶＤ
の場合は端子Ｈ側に、ＤＶＤ−ＲＯＭの場合は端子Ｎ側
にそれぞれ切り替えられる。

【００５０】スイッチＳＷ１，ＳＷ２を端子Ｈ側に切り
替えて加算器１９に遅延器１８を通さない信号を入力し
た場合や、遅延器１８を設けない従来の構成の場合は、
光ビームスポットがピットの中心にあるとき、二つの和
信号Ａ＋ＣとＢ＋Ｄの位相差が０となり、トラッキング
制御が安定する。

【００５１】これに対し、スイッチＳＷ１，ＳＷ２を端
子Ｎ側に切り替えて遅延器１８の出力を加算器１９に入
力した場合には、遅延量τに応じた一定量だけ光ビーム
スポットの中心位置がピットの中心からずれたディスク
半径位置において和信号Ａ＋ＣとＢ＋Ｄの位相差が０と
なり、ここでトラッキング制御が安定する。

【００５２】従って、本実施形態によれば光ディスク１
としてＤＶＤ−ＲＯＭをセットした場合、第１の実施形
態と同様にオフトラックを持たせて、同様の効果を得る
ことができる。この場合のオフトラック量ΔＴＯは、遅
延量τに依存することはいうまでもない。

【００５３】なお、上記実施形態においてはオフトラッ
ク量ΔＴＯを一定値として説明したが、これを再生対象
の個々の光ディスクのピット形状（特に深さ）に応じて
最適値に自動調整するように構成することも可能であ
る。また、遅延量τの絶対値とオフトラック量ΔＴＯと
の関係は、基準クロック周波数に依存するので、例えば
ＣＡＶ(constant angular velocity) 方式にてＤＶＤ−
ＲＯＭを再生する場合には、ディスクの内周と外周で遅
延量τを変える必要がある。

【００５４】また、上記の実施形態では高精細ＤＶＤド
ライブ装置においてＤＶＤ−ＲＯＭに記録された情報も
再生できるように構成した場合、つまり規格（記録密
度）の異なる二種類の光ディスクを再生できるように構
成した場合について述べたが、本発明は同一種類の光デ
ィスクの再生を行う光ディスク装置にも適用することが
可能である。

【００５５】すなわち、同一種類の光ディスクにおいて
もピットの形状、特に深さやピット内壁面の傾斜角など
については種々ばらつきがあり、常に同一条件では必ず
しも良好な再生が難しくなる場合がある。このような場
合には、再生対象の光ディスクに応じて適宜オフトラッ
クを与えたり、オフトラック量ΔＴＯを自動または手動
で調整することによって、常に最適な再生状態を得るよ
うにすることが可能となる。これら遅延量を条件により
調整する場合には、遅延器１８は、遅延量τを調整可能
な可変遅延器とすればよい。

【００５６】上記のようにオフトラック量は種々の条件
を考慮して決められるが、オフトラック制御はオフトラ
ック量に応じて遅延量τを調整することにより実現でき
る。オフトラック量ΔＴＯを一定とした制御を行う場合
でも基準クロック周波数に応じて遅延量τを調整する必
要がある。例えば、ＤＶＤ標準速度のＮ倍速の最適遅延
量τN としたときのＭ倍速の時の最適遅延量τM は次式
で表される。

【００５７】τM ＝ Ｎ／Ｍ・τN 遅延量τの調整に際しては、種々条件（再生線速度、ピ
ット形状等）を考慮して決められた遅延量τに関する情
報を含むテーブルを作成し、このテーブルから遅延量τ
の情報を読み取り、読み取り遅延量情報に応じて可変遅
延器１８が調整される。尚、外部ツマミ等により直接に
可変遅延器１８の遅延量を調整してもよい。このような
遅延量情報は、遅延量制御信号としてシステムコントロ
ーラ（図示せず）より可変遅延器１８に供給される。

【００５８】図８を参照して位相差法のトラッキング方
式を適用した具体的な光ディスク装置の実施形態を説明
する。図８において、図７と同一機能の構成要素につい
ては同一の参照符号を付して説明を省略し、相違点のみ
を説明する。

【００５９】４分割光検出器１７ａの対角要素（対角線
上にある検出要素）ＡとＣ、ＢとＤの出力信号について
の和信号Ａ＋Ｃ（第１の和信号）と和信号Ｂ＋Ｄ（第2
の和信号）の位相差が検出され、その位相差に応じた信
号がトラッキング誤差信号となる。

【００６０】ここで、本実施形態では、光検出器１７の
検出要素ＡおよびＣからの出力は電流加算され、Ｉ／Ｖ
アンプ２２により電庄値として増幅され、和信号（Ａ＋
Ｃ）となる。光検出器１７の検出要素ＢおよびＤからの
出力も同様に電流加算され、Ｉ／Ｖアンプ２３により電
庄値として増幅され、和信号（Ｂ＋Ｄ）となる。和信号
（Ａ＋Ｃ）は可変遅延器１８で一定の遅延量τが与えら
れた後、２値化器２５で２値化され、信号ａｌとなる。
一方、和信号（Ｂ＋Ｄ）はそのまま２値化器２６で２値
化され、信号ａ２となる。

【００６１】位相比較器２７では、信号ａｌ，ａ２の位
相差分に応じたパルス幅の信号ｂｌ，ｂ２を出力する。
このときの信号の流れを図９に示す。すなわち、信号ａ
ｌが信号ａ２より進んでいる場合には信号ｂｌに、信号
ａ２が信号ａｌより進んでいる場合には、信号ｂ２に信
号ａｌ，ａ２の位相差に相当した幅のパルス信号が出力
される。信号ｂｌ，ｂ２はパルス信号の帯域よりも、十
分にカットオフ周波数の低いローパスフィルタ（ＬＰ
Ｆ）２８，２９を通過して平均化され、差動増幅器３０
に入力される。この差動増幅器３０の出力がトラツキン
グ誤差信号となる。

【００６２】このトラツキング誤差信号は第１の実施形
態における加算器１０から出力されるトラッキング誤差
信号と同様に、位相補償回路９を経由して駆動回路１１
に供給される。

【００６３】本実施形態においては、２値化器２１の入
力側には再生モード選択スイッチＳＷｌが挿入されてお
り、このスイッチＳＷｌは光ディスク１が高精細ＤＶＤ
の場合は端子Ｈ側に、ＤＶＤ−ＲＯＭの場合は端子Ｎ側
にそれぞれ切り替えられる。

【００６４】スイッチＳＷｌを端子Ｈ側に切り替えて２
値化器２５に遅延器２４を通さない信号を入力した場合
や、遅延器２４を設けない従来の構成の場合は、光ビー
ムスポットがピットの中心にあるとき、二つの和信号Ａ
＋ＣとＢ＋Ｄの位相差が０となり、トラツキング制御が
安定する。

【００６５】これに対し、スイッチＳＷｌを端子Ｎ側に
切り替えて遅延器２４の出力を２値化器２５に入力した
場合は、遅延量τに応じた一定量だけ光ビームスポット
の中心位置がピットの中心からずれたディスク半径位置
において和信号（Ａ＋Ｃ）と（Ｂ＋Ｄ）の位相差が０と
なり、ここでトラツキング制御が安定する。

【００６６】したがって、本実施形態によれば光ディス
ク１としてＤＶＤ−ＲＯＭをセットした場合、第１の実
施形態と同様にオフトラックを持たせて、同様の効果を
得ることができる。この場合のオフトラック量△ＴＯ
は、遅延量τに依存することは言うまでもない。また、
第２の実施形態について述べたように遅延器２４を可変
遅延器として、オフトラック量に応じて遅延量τを調整
できるようにすることにより、第２の実施形態と同様に
様々な条件において最適な制御が可能となる。

【００６７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば特
に、波長λの光源を使用する高密度の光ディスクシステ
ムにおいて、より低密度でλよりも長波長の光源により
再生するように設計された光ディスクを再生する場合
に、特別な光学素子を付加することなく、すなわち、低
コストで良好な再生信号を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】光ディスクのピット深さと反射光量の関係を示
す図。

【図２】ＤＶＤ−ＲＯＭの再生信号を示す図。

【図３】本発明の基本的な考え方を説明するための光デ
ィスク上のピットと光ビームスポットの関係を示す図。

【図４】本発明の第１の実施形態に係る光ディスク装置
の構成を示すブロック図。

【図５】オフトラック量と加算器１０の出力との関係を
表す図。

【図６】本発明の光ディスク装置によるＤＶＤ−ＲＯＭ
の再生信号を表す図。

【図７】本発明の第２の実施形態に係る光ディスク装置
の構成を示すブロック図。

【図８】本発明の第２の実施例に係る光ディスク装置の
具体的構成を示すブロック図。

【図９】図８の回路の各部の信号を示すタイミングチャ
ート図。

【符号の説明】

１…光ディスク ３…光ピックアップ ４…半導体レーザ ５…レーザドライバ ６…対物レンズ ９…位相補償回路 １１…駆動回路 １３…光検出器 １４…増幅器 １５…２値化回路 １６…信号処理回路 １７ａ…４分割光検出器 １８…遅延器 １９、２０…加算器 ２１…位相差検出回路

Claims (15)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光ビームを照射する光源と、 前記光源からの光ビームを集束させてピットの列により
   情報が記録された光ディスク上に光ビームスポットを形
   成する光学系と、 該光ディスクからの反射光を検出して位相差法に従って
   トラッキングエラー信号を生成し、このトラッキングエ
   ラー信号に応じて前記光ビームスポットを移動するトラ
   ッキングユニットと、 前記光ビームスポットの中心位置を前記ピットの中心か
   らディスク半径方向に所定量シフトさせるシフト処理部
   と、 前記光ディスクから記録情報を再生する再生部と、 で構成される光ディスク装置。
2. 【請求項２】 前記トラッキングユニットは２×２に配
   列された４つの検出領域を有する４分割光検出器と、前
   記４つの検出領域において対角線上に位置する２対の領
   域からそれぞれ得られる第１及び第２和信号の位相差を
   検出し、この位相差に比例したトラッキングエラー信号
   を出力する位相差検出部と、この位相差検出部のトラッ
   キングエラー信号に応じて前記光ビームスポットを移動
   する駆動部とにより構成される請求項１記載の光ディス
   ク装置。
3. 【請求項３】 前記シフト処理部は、シフト量に応じて
   前記第１若しくは第２の和信号の一方に遅延を与える遅
   延器と、遅延された前記第１若しくは第２の和信号の前
   記一方と前記第１若しくは第２の和信号の他方とを前記
   位相差検出部に供給する手段とにより構成される請求項
   ２記載の光ディスク装置。
4. 【請求項４】 光ビームを照射する光源と、 前記光源からの光ビームを集束させてピットの列により
   情報が記録された光ディスク上に光ビームスポットを形
   成する光学系と、 ２×２に配列され、前記光ディスクからの反射光を検出
   する４つの検出領域を有する４分割光検出器と、 前記４つの検出領域において対角線上に位置する２対の
   領域からそれぞれ得られる第１若しくは第２の和信号の
   一方に遅延を与える遅延器と、 前記遅延器により遅延された第１若しくは第２の和信号
   の前記一方と前記第１若しくは第２の和信号の他方との
   位相差を検出し、この位相差に比例したトラッキングエ
   ラー信号を出力する位相差検出部と、 前記位相差検出部のトラッキングエラー信号に応じて前
   記光ビームスポットの中心位置を前記ピットの中心から
   ディスク半径方向に所定量シフトさせた状態で前記光ビ
   ームスポットを移動する駆動部と、 前記光ディスクから記録情報を再生する再生部と、 で構成される光ディスク装置。
5. 【請求項５】 前記遅延器は、使用される光ディスクに
   応じて遅延量を調整できる遅延器により構成される請求
   項３または４のいずれか１項記載の光ディスク装置。
6. 【請求項６】 前記遅延器は、半径方向に対する前記光
   ディスクのトラッキング位置に応じて遅延量を調整でき
   る遅延器により構成される請求項３または４のいずれか
   １項記載の光ディスク装置。
7. 【請求項７】 前記遅延器は、前記光ディスクを再生す
   るときの再生線速度に応じて遅延量を調整できる遅延器
   により構成される請求項３または４の光ディスク装置。
8. 【請求項８】 ピットの列により情報が記録され、相対
   的に高い記録密度を有する第１の光ディスクと相対的に
   低い記録密度を有する第２の光ディスクとを選択的に装
   填できるディスクユニットと、 光ビームを照射する光源と、 前記光源からの光ビームを集束させて光ディスク上に光
   ビームスポットを形成する対物レンズと、 該光ディスクからの反射光を検出して位相差法に従って
   トラッキングエラー信号を生成し、このトラッキングエ
   ラー信号に応じて前記対物レンズを駆動するトラッキン
   グユニットと、 前記第２の光ディスクに対して前記光ビームスポットの
   中心位置を前記ピットの中心からディスク半径方向に所
   定量シフトさせるシフト処理部と、 前記光ディスクから記録情報を再生する再生部と、 で構成される光ディスク装置。
9. 【請求項９】 前記トラッキングユニットは２×２に配
   列された４つの検出領域を有する４分割光検出器と、前
   記４つの検出領域において対角線上に位置する２対の領
   域からそれぞれ得られる第１及び第２和信号の位相差を
   検出し、この位相差に比例したトラッキングエラー信号
   を出力する位相差検出部と、この位相差検出部のトラッ
   キングエラー信号に応じて前記対物レンズをトラッキン
   グ駆動する駆動部とにより構成される請求項８記載の光
   ディスク装置。
10. 【請求項１０】 前記シフト処理部は、前記第１及び第
    ２の和信号に相対的に所定の遅延を与える手段を含む請
    求項８記載の光ディスク装置。
11. 【請求項１１】 前記第２の光ディスクがＤＶＤ規格に
    準拠した光ディスクであり、前記光源の波長をλ（μ
    ｍ）、前記対物レンズの開口数をＮＡとして、 λ／ＮＡ＜１．０（μｍ） の関係を満たす請求項８記載の光ディスク装置。
12. 【請求項１２】 前記第２の光ディスクがＤＶＤ規格に
    準拠した光ディスクであり、前記光源の波長が４００ｎ
    ｍ〜４５０ｎｍである請求項８記載の光ディスク装置。
13. 【請求項１３】 前記シフト処理部によるシフトの量が
    ピット上端部のディスク半径方向の幅の１／２〜１／４
    の範囲内である請求項８記載の光ディスク装置。
14. 【請求項１４】 前記トラッキングユニットは、前記ピ
    ットに対する前記光ビームスポットのディスク半径方向
    の位置ずれを示すトラッキング誤差信号を生成し、この
    トラッキング誤差信号に基づいて、該光ビームスポット
    を前記ピットの列に追従させる制御を行うトラッキング
    制御手段を有し、前記シフト処理部は、前記トラッキン
    グ誤差信号に所定のシフト電圧を印加する手段を含む請
    求項８記載の光ディスク装置。
15. 【請求項１５】 前記トラッキングユニットは、前記光
    ディスクからの反射光を検出するように配置された４分
    割光検出器の２対の対角光電領域の出力信号の和である
    第１および第２の和信号の位相差を検出する手段と、前
    記ピットに対する前記光ビームスポットのディスク半径
    方向の位置ずれを示すトラッキング誤差信号を生成する
    手段と、このトラッキング誤差信号に基づいて該光ビー
    ムスポットを前記ピットの列に追従させる制御を行うト
    ラッキング制御手段とを有し、前記シフト処理部は、前
    記第１および第２の和信号に相対的に所定の遅延を与え
    る請求項８記載の光ディスク装置。