WO2004090879A1

WO2004090879A1 - 光ピックアップ装置および光ディスク装置

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Publication number: WO2004090879A1
Application number: PCT/JP2004/004975
Authority: WO
Inventors: Hiroaki Matsumiya; Seiji Nishiwaki; Kazuo Momoo
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.
Priority date: 2003-04-09
Filing date: 2004-04-06
Publication date: 2004-10-21
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Description

明細書

光ピックアップ装置および光ディスク装置

技術分野

本発明は、レーザ光源を用いて光ディスク等の情報記録媒体に対して情報 (データ）を光学的に記録し、あるいは前記情報記録媒体に記録されている情報 (データ）を再生することができるピックァップ装置、および前記ピックアップ装置を備え 7£光ディスク装置に関する。背景技術

円盤状の光ディスクに対して光学的に情報の記録/再生を行ことができるドライブ装置（光ディスク装置）では、スピンドルモータなどによって回転させられる光ディスクの記録面上で所望の位置に光ビームの焦点を位置させるようにフォーカシング制御とトラッキング制御が実行される。 C D— Rゆ C D— R Wなどの光ディスクに対して情報の記録 Z再生を行ことができる光ディスク装置では，ディファレンシャルプッシュプル（Differential Push-Pull： D P P ) 法による卜ラッキング制御が行われている。 D P P法は、メインビームおよび 2つのサブビームからそれぞれ得られる各光検出器の出力信号を演算することにより、卜ラッキングエラー信号を生成する。

以下、図 1 を参照しながら、上記のような光ディスク装置で行われている D P P法を詳細に説明する。図 1 は、光ディスク装置における光ピックアップ内の光学系 1 0の構成を示している。この光学系 1 〇では、レーザ光源 2 0 1から出射された光ビームの往路中に回折格子 2 0 2が設置されており、回折格子 2 0 2がレーザ光源 2 0 1 から出射された光ビームを回折し、 0次回折光（メインビーム）と 2つの 1次回折光（サブビーム）の 3つのビーム光を生成する。回折格子 2 0 2による回折によって生成された上記 3つのビー厶光は、ビ一厶スプリッタ 2〇 3、コリメ一トレンズ 2 0 4、および対物レンズ 2〇 5を介して光ディスク 2 0 6上に 3つの光スポッ卜を形成する。光ディスク 2 0 6によって反射された光は、ビームスプリッタ 2 0 3および検出レンズ 2〇 7を介して、光検出器 2 0 8が受け取る。

ここで図 8を参照して、光ディスク 2 0 6上に形成される 3つのビーム光のスポッ卜位置の関係を説明する。図 8 ( a ) は、図 1の光学系 1 0に対して光ディスク 2 0 6が傾斜していない状態におけるスポッ卜位置関係を模式的に示す平面図である。参考のため、平面図の下方に光ディスクの部分断面を記載している。

図 8 ( a ) からわかるように、複数本の記録卜ラックのうちの所定の記録トラック上にメインビーム 3〇のスポッ卜が形成されてし、る。メインビーム 3 0が追従する記録卜ラックの両側にサブビーム 3 2、 3 3のスポッ卜が形成されている。より具体的には、メインビーム 3〇のスポッ卜が位置する記録卜ラックの両側のガイド卜ラックの中心付近にサブビーム 3 2、 3 3のスポッ卜が位置している _c このため、サブビーム 3 2、 3 3のスポットの光ディスク上における半径方向位置は、メインビーム 3〇のスポッ卜の対 J¾する位置に対して ± 0. 5卜ラックピッチだけシフ卜してし、る。

図 2は、光検出器 2 0 8の詳細な構成を示している。図 2に示すように、光検出器 2 0 8は、光ディスク 2 0 6で反射されメインビ一厶 30の照射を受けるメインビーム用光検出器 301と、光ディスク 206で反射されたサブビーム 33、 32の照射をそれぞれ受けるサブビーム用光検出器 302、 303を有しており、光電変換により、各の検出部が受けた光の強さに麻じ電気信号を出力する。

メインビーム用光検出器 301は、検出部 301 a、 301 b、 301 c、 301 dの 4つに分割されている。サブビーム用光検出器 3〇2は、検出部 3〇2e、 302 f の 2つに分割され、サブビ一ム用光検出器 3〇3は、検出部 303 g、 3〇3hの 2つに分割されてし、る。

なお、分割された各検出部 301 a、 301 b、 3 CM c、 30 1 d、 302 θ 302 f 、 303 g 303hは、それぞれ、信号 A、 B、 C、 D、 E、 F、 G、 Hを出力する。これらの信号 A〜 Hを演算することにより、卜ラッキングサ一ボエラー信号が生成される。すなわち、メインビー厶用光検出器 3〇 1から出力される信号八〜 Dに基づいて MP P演算回路 304がメインプッシュプル信号（MPP) を生成する。各サブビーム用光検出器 302、 303 から出力される信号 E〜Hに基づいて S P P演算回路 305がサブプッシュプル信号（SP P) を生成し、 DPP演算回路 306がディファレンシャルプッシュプル信号（DPP) を生成する。

MP P演算回路 304、 3 演算回路305、 DPP演算回路 306で行われる上記の演算は、それぞれ、以下に示す（式 1 ) 、 (式 2) 、（式 3) に従って実行される。

MPP二（A + D) — (B + C) (式 1 ) SPP二 SPP 1 +SP P2二（F— E) + (H— G) (式 2) DPP二 MP P— o XSPP 二 (A + D) 一 (B + C) - aX{ (F— E) + (H— G) } • · · (式 3)

ここで、 'は O次回折光、 + 1次回折光、一 1次回折光の強度によって決められる定数である。式 3には係数が存在するが、ディファレンシャルプッシュプル信号 (D P P) は、広い意味で、メインプッシュプル信号（MP P) とサブプッシュプル信号（S P P) との差信号である。

上述し卜ラッキングサーボ方法によれば、図 2に示すように、各ビームがそれぞれの光検出器 301 、 302、 303の分割線の中心に配置されるように、回折格子 202、レーザ光源 201、および光検出器 2〇 8などの光学部品の配置が設定されている。

図 3は、上記の理想的な配置が達成されている場合のメインプッシュプル信号（M P P) 、サブプッシュプル信号（S P P) 、およびディファレンシャルプッシュプル信号（D P P) の信号波形 40 1 、 402、 403を示している。

図 3から明らかなように、 S P P波形 402の位相は、 MP P波形 401 の位相に対して πラジアン（1 80° ) だけシフ卜し、 2 つの波形は反転した関係にある。このよラな関係は、図 8 (a) に示すように、サブビーム 32、 33のスポットが記録トラックではなく、ガイドトラック上に位置するため、信号の極性が反転するために得られる。

S P P波形 402の極性と MP P波形 401 の極性が反対にあるだめ、式 (3) に従って得られる D P P波形 403の位相は、 MP P波形 401 と同一の位相を有している。

囡8 (a) に示すように光ディスク 206が傾斜していない場合、図 3の参照符号「4〇」で示す位置では、光ディスク 2〇6上のメインビー厶 30の光スポッ卜が卜ラック中心上にある。このとき、

D P P波形 403はゼロの値を示すよに校正され、設定されている。

D P P法では、 D P P波形 403がゼロの値を示すように対物レンズまたは光ピックアップ装置の全体を光ディスク 206の径方向へ移動させるトラッキング制御が実行される。卜ラッキング制御の対象となる光スポッ卜は、メインビームの光スポッ卜であるため、以下の説明では、簡単のめ、メインビームの光スポットを「光スポット」と略称することとする。

上述した従来の光ピックアップ装置は、例えぱ特開 2001— 3

07351号公報に開示されている。

光ディスク 206ゆ対物レンズ 205が光ディスクの径方向に傾いた揚合、 MPP、 SP P、 DPPの信号波形は、それぞれ、図 4 に示す MPP波形 501、 SPP波形 502、 DPP波形 503のように変化する。これは、図 8 (b) に示すように光ディスク 20 6が傾斜すると、メインビ一厶 30およびサブビーム 32、 33が光ディスク 206上の記録トラック/ガイド卜ラックに傾斜して入射するめである。この結果、 MP P波形 5〇 1 と S P P波形 50 2との間に位相差が発生してしまう。 MP P波形 501と S P P波形 502との間に形成される位相差を^とする。この場合、 DPP 波形 503の位相は、光スポッ卜が卜ラック中心上にあるときにゼ口の値を示す理想的な信号波形の位相からシフ卜し、その位相差は「ζ6」の大きさを持つ。このめ、このよ 5な D Ρ Ρ波形 503に基づいて卜ラッキング制御を行 oと、図 4において参照符号「5 1」で示す位置で D Ρ Ρ波形 503はゼロの値を示すため、実際の光スポットは、卜ラック中心（参照符号「5〇」で示される位置）から位相差に相当する距離△だけシフ卜した位置に制御される。この距離 Δを光スポット位置の「オフ卜ラック量」を称することとする。図 4では、オフ卜ラック衋△を D P P波形 5 0 3に関連付けて記載しているが、実際のオフ卜ラック量は、光ディスク上におけるメインビームの光スポッ卜位置と記録卜ラック中心との距離であこのようにして位相シフ卜が発生した D P P信号（トラッキングエラー信号）によれば、光スポッ卜の位置を正確に卜ラック中心上に制御することができず、卜ラッキング制御が不安定になる。そして、光ディスク上の光スポットがトラック中心上から外れてしまろオフ卜ラックが発生し、光ディスク装置の記録再生特性を悪化させる。

本発明は、上記問題を解決する; άめになされだちのであり、その目的は、光ディスクゆ対物レンズが光ディスクの径方向に傾い場合でち、 D P Ρ信号波形の位相シフトに起因するオフ卜ラックを補正することができ、安定しだトラッキング制御を行 5ことができる光ピックアップ装置、および、このよな光ピックアップ装置を備えた光ディスク装置を提供することにある。発明の開示本発明の光ディスク装置は、光ディスクを回転させるモータと、光源と、前記光源から出光の一部を回折することにより、 0次光のメインビームと、前記 0次光を挾んで両側に形成される + 1次光および一 1次光から構成される一対のサブビームとを形成する回折手段と、前記メインビ一厶および一対のサブビームを前記光デイスクへ集光する対物レンズと、前記光ディスクで反射されたメインビ —厶およびサブビームを受け、光電変換によって電気信号を出力する受光手段と、前記受光手段から出力される電気信号に基づいて、メインプッシュプル信号 M P P、サブプッシュプル信号 S P P、ならびに、前記メインプッシュプル信号 M P Pおよびサブプッシュプル信号 S P Pの差信号を求める演算部と、前記メインプッシュプル信号 M P Pと前記差信号との間にある位相差を検出する位相差検出手段とを備え、前記位相差検出手段の出力に麻じて前記メインビー厶の前記光ディスクに対する卜ラッキング制御にオフセッ卜を与えることにより、前記差信号の位相シフ卜に起因するオフ卜ラックを補償する。

好ましい実施形態において、前記差信号は、ディファレンシャルプッシュプル信号 D P Pである請求項 1 に記載の光ディスク装置。好ましい実施形態において、前記受光手段は、前記光ディスクで反射された前記メインビー厶を受光する 4分割された光電変換部を有するメインビーム用光検出器と、前記一対のサブビームの一方を受光する 2分割され光電変化部を有する第 1サブビー厶用光検出器と、前記一対のサブビームの他方を受光する 2分割されだ光電変化部を有する第 2サブビーム甩光検出器とを備えており、前記演算部は、前記メインビー厶用光検出器の 4分割され光電変化部の各から得られる信号 A、 B、 C、 Dに基づいて、前記メインプッシュプル信号 M P P二（A + D ) — ( B + C ) を求める第 1 の演算手段と、前記第 1サブビーム用光検出器の 2分割された光電変化部の各から得られる信号 E、 Fと、および前記第 2サブビーム用光検出器の 2分割され光電変化部の各々から得られる信号 G、 Hに基づいて、前記サブプッシュプル信号 S P P二 ( F - E ) + ( H— G ) を求める第 2の演算手段と、前記第 1の演算手段および前記第 2の演算手段の出力に基づいて、前記ディファレンシャルプッシュプル信号 D P P二 M P P— X S P P ( α'は定数）を求める第 3の演算手段とを更に備えている。

好ましい実施形態において、前記メインプッシュプル信号 M P Ρ の波形振幅と前記サブプッシュプル信号 S P Pの波形振幅とが等しくなるように、前記メインプッシュプル信号 M P Pおよび/まだは前記サブプッシュプル信号 S P Pの振幅を調整する信号振幅演算手段と、前記信号振幅演算手段から出力される前記メインプッシュプル信号 M P Pおよび前記サブプッシュプル信号 S P Pの和を算出する信号加算手段と、前記信号加算手段の出力に基づいて、前記メインプッシュプル信号 M P Pと前記サブプッシュプル信号 S P Pとの間にある位相差を算出する位相差演算手段とを備えている。

本発明の光ピックアップ装置は、光源と、前記光源から出だ光の一部を回折することにより、〇次光のメインビームと、前記〇次光を挟んで両側に形成される + 1次光および一 1次光から構成される一対のサブビームとを形成する回折手段と、前記メインビームおよび一対のサブビームを光ディスクへ集光する対物レンズと、前記光ディスクで反射されたメインビームおよびサブビームを受け、光電変換によって電気信号を出力する受光手段と、前記受光手段から出力される電気信号に基づいて、メインプッシュプル信号 M P P、サブプッシュプル信号 S P P、ならびに、前記メインプッシュプル信号 M P Pおよびサブプッシュプル信号 S P Pの差信号を求める演算部と、前記メインプッシュプル信号 M P Pと前記サブプッシュプル信号 S P Pとの間にある位相差を検出する位相差検出手段とを備え、前記位相差検出手段の出力に麻じて前記メインビームの前記光ディスクに対するトラッキング制御にオフセッ卜を与えることにより、前記差信号の位相シフトに起因するオフトラックを補償する。

本発明による光ディスクの駆動方法は、メインビームおよび一対のサプビームを光ディスクへ集光し、前記光ディスクで反射されたメインビームおよびサブビー厶を受に基づいて電気信号を出力するステップと、前記電気信号に基づいて、メインプッシュプル信号 M PP、サブプッシュプル信号 S P P、ならびに、前記メインプッシュプル信号 M P Pおよびサブプッシュプル信号 S P Pの差信号を求めるステップと、前記メインプッシュプル信号 MP Pと前記差信号との間にある位相差を検出するステップと、前記位相差に基づいて，前記メインビームの前記光ディスクに対する卜ラッキング制御にォフセッ卜を与えることにより、前記差信号の位相シフ卜に起因するオフ卜ラックを補償する。

好ましい実施形態において、前記差信号は、ディファレンシャルプッシュプル信号 D P Pである。

好ましい実施形態において、前記差信号を求めるステップは、メインビーム用光検出器の 4分割された光電変化部の各から得られる信号 A、 B、 C、 Dに基づいて、メインプッシュプル信号 MP P = (A + D) 一 (B + C) を求めるステップと、第 1サブビーム用光検出器の 2分割された光電変化部の各々から得られる信号 E、 F と、および第 2サブビー厶用光検出器の 2分割された光電変化部の各々から得られる信号 G、 Hに基づいて、サブプッシュプル信号 S PP二 (F-E) + (H-G) を求めるステップと、前記ディファレンシャルプッシュプル信号 D PP二 MPP— aXSPP ( は定数）を求めるステップとを含。図面の簡単な説明

図 1は、光ピックアップ装置に用いられる光学系の構成を示す囡

図 2は、光ピックアップ装置に用いられる光検出器の構成を示す図である。

図 3は、 D P P法よつて得られる信号波形を示す図である。

図 4は、位相差を持つ M P P波形と S P P波形、 D P P波形を示す図である。

図 5は、本発明による光ディスク装置における光ピックアップ装置（第 1の実施形態）の構成を示す図である。

図 6は、位相ずれを持つ D P P波形とオフ卜ラック補正されだ D P P波形を示す図である。

図 7 ( a ) は、本発明による光ディスク装置における光ピックァップ装置（第 2の実施形態）内の位相差検出回路の構成を示す図であり、図 7 ( b ) は、第 2の実施形態における演算で生成されだ信号の波形を示す図である。

図 8 ( a ) および ( b ) は、光ディスク上における 3つのビーム 3 0、 3 2および 3 3光スポットの配置関係を模式的に示す図面である。

図 9は、本発明の光ディスク装置の概略構成を示す図である。発明を実施するだめの最良の形態以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。

(実施形態 1 )

まず、図 9を参照する。図 9は、本実施形態にかかる光ディスク装置の概略構成を示す図である。

図示されている光ディスク装置は、光ディスク 2〇 6を回転させるスピンドルモータ 902と、光ディスク 206の所望のトラックに光学的にアクセスする光ピックアップ装置 904と、スピンドルモータ 902の回転数およびピックアップ装置 904の位置を制御するサ一ボシステム 906とを備えている。また、この光ディスク装置は、光ピックアップ装置 904から出力される信号を処理する信号処理部 908と、信号処理部 908から出力されるビデオ信号およびオーディオ信号をそれぞれデコードするビデオデコーダ 91 0およびオーディオデコーダ 91 2とを備えている。信号処理部 9 08、ビデオデコーダ 91 0、およびオーディオデコーダ 91 2の具体的構成は、公知の構成と同一である。

図 9では、光ディスク 206に記録されているデータを読み出す再生動作に必要な構成要素を記載しているが、光ディスク 206にデ一夕を記録するため構成要素（不図示）を備えていてもよい。

次に、図 5を参照する。図 5は、本実施形態における光ピックァップ装置 904の構成を示している。

図 5に示される光ピックアップ装置 904は、光学系 1 0、位相差検出回路 1 〇 1、オフ卜ラック補正鼉算出回路 1 02、および対物レンズ駆動回路 1 03を備えている。本実施形態の光学系 1 0は、図 1に示す従来の光学系と同様であるが、図 1に示していない対物レンズ駆動装置 1 04を図 5では図示している。对物レンズ駆動装置 1 04は、対物レンズ 205を光ディスク 206の径方向へ駆動するが、光学系 1 0の構成および動作は、図 1に示す光学系 1 0と同様であり、ま、光検出器 208の構成も図 2に示す構成と同様であるため、それらの構成および動作の詳細な説明は、ここでは繰り返さなし、こととする。

本実施形態では、前述しオフ卜ラックを解消するめに、光ピックアップ装置 904が、位相差検出回路 1 01およびオフ卜ラック補正量算出回路 1 02を備え、対物レンズ駆動回路 1 03によつて対物レンズ 205の駆動を適切に制御している。

以下、図 5を参照しながら、位相差検出回路 1 01、オフ卜ラック補正量算出回路 1 02、および対物レンズ駆動回路 1 03を説明する。

本実施形態の位相差検出回路 1 0 "Iは、光ピックアップ装置 9〇 4の光学系 1 0における光検出器 208から得られた MPP信号の波形と S P P信号の波形との位相の差を検出する位相差検出手段として機能する。位相差検出回路 1 01は、 MP P信号波形と SPP 信号波形とを時間的に同時に観測し、それらを比較することによつて位相の差異を検出する。このような位相差検出回路 1 01は、例えば、 MP P信号および S P P信号において、それぞれの出力がゼ口となる時間を観測し、その時間の差を検出する回路と、 MPP信号波形および S P P信号波形の周波数を観測し、その時間差に相当する位相の差の量を算出する回路を備えることによって実現することができる。このような回路は、八一ドウエア、ソフ卜ウェア、または八一ドウエアおよびソフ卜ウェアの組み合わせによって実現できる。例えば、 DVDのプレーヤゆレコーダに組み込まれているサーボプロセッサ ( I Cチップ) は、信号波形の位相を測定する機能を有するめ、このサーポプロセッサの少なくとも一部を利用して位相差検出回路 1 01を実現することができる。

位相差検出回路 1 01は、検出した位相差を示す信号を出力し、オフトラック補正量算出回路 1 02に送出する。オフ卜ラック補正量算出回路 1 0 2は、位相差検出回路 1 0 1 によって換出され「位相差」に基づき、発生するオフ卜ラック量を算出し、補正すべきオフ卜ラック量を示す信号を出力する。この信号は、対物レンズ駆動回路 1 0 3へ送出される。上記の「位相差」とは、前述し M P P信号と S P P信号との間にある位相差であり，光ディスクゆ対物レンズが光ディスクの径方向に傾し、たときなどに発生する。検出し「位相差」に基づ Ι てオフ卜ラック量を算出する方法は、後述する。

対物レンズ駆動回路 1 0 3は、オフ卜ラック補正量算出回路 1 〇 2が出力する信号に基づいて対物レンズ駆動装置 1 0 4を駆動し、対物レンズ 2 0 5を光ディスクの径方向へ移動させることができる _t このように本実施形態では、位相差検出回路 1 0 1 から出力される位相差を示す信号にじて、対物レンズ 2 0 5の卜ラッキング制御にオフセッ卜を与えることにより、図 4に示す D P P信号の位相シフ卜に起因するオフ卜ラックを補償することができる。

以下、この卜ラッキング制御の補正の動作をより詳細に説明する _c 図 5に示すオフトラック量補正算出回路 1 〇 2は、図 4に示すような M P P信号波形 5 0 1 と S P P信号波形 5 0 2との間で検出され位相差（二 D P P信号の位相ずれ量）を示す信号を位相差検出回路 1 〇 1 から受け取ると、オフ卜ラック衋△を以下の式で算出する。

△二

(式 4 ) ここで、 Tは、光ディスクの卜ラックピッチである。

オフ卜ラック量補正算出回路 1 0 2は、（式 4 ) に基づいて算出したオフ卜ラック量△を示す信号を出力し、図 5の対物レンズ駆動回路 1 0 3に送出する。対物レンズ駆動回路 1 0 3は、対物レンズ駆動装置 1 0 4を駆動し、対物レンズ 2〇 5を光ディスクの径方向に移動させる。このとき、移動の方向が光ディスクの外周側かあるいは内周側かは、オフ卜ラックをキャンセルするように決定される。具体的には、卜ラッキング制御時に出力される M P P信号の D Cレベルでの正負に^じて、オフ卜ラック纛を減少させるよ o移動の向きが予め求められており、 M P P信号の D Cレベルでの正負に麻じて移動の方向が決定される。

次に、図 6を参照しながら、オフ卜ラック量の大きさを説明する _c 図 6は、光ディスクゆ対物レンズが光ディスクの径方向に傾いていない理想的な状態における D P P信号波形 6 0 1 と、光ディスクゆ対物レンズが光ディスクの径方向に傾い 7£状態における D P P信号波形 5〇3を示している。

光ディスクの傾きなどに起因して D P P信号波形 5 0 3のよに位相差^が発生した場合、従来の卜ラッキング制御をそのまま実行すると、 D P P信号波形 5 0 3がゼロクロスする点 Xに対する位置に光ビームスポットの位置が制御される。その結果、光スポッ卜は、卜ラック中心からシフ卜（オフ卜ラック）した位置 6 1 に制御される。しかし、本実施形態では、才フ卜ラック量 Δの補正をすることにより、 D P P信号波形 5 0 3の Y点に対 J する位置 6 0に光ビームスポットを保持するように卜ラッキング制御を行う。

位相差に対するオフトラック量△が式 4で示される理由は、図 6に示すように、 0 信号波形5 0 3、 6 0 1 の径方向周期に対する卜ラックピッチが Tであるとき、 Δ Ζ Τ二ノ 2 7Γが成立するからである。

位相差検出回路 1 0 1で挨出された位相差が、例えば^二 7Γ Ζ 4 (ラジアン）で表される大きさを持つと仮定する。このとき、記録再生の対象となる光ディスクが DVD—Rである場合、卜ラックピツチが T二 0. 了 4 m) となるめ、 (式 4) で算出される才フ卜ラック璗△は、 (〇. 74 X π / 4 ) /2兀ニ〇. 0925 〃 ιτυ となる。

この場合、位相差検出回路 1 01は、上記の位相差の正負に基づき、補正オフトラックの方向を決定し、上記の補正オフ卜ラック量と補正方向を示す信号を対物レンズ駆動回路 1 03へ出力する。対物レンズ駆動回路 103は、この信号に基づいて、対物レンズ駆動装置 1 04を駆動し、対物レンズ 2〇5を光ディスクの径方向に沿つて適切な方向に補正オフトラック量だけ移動させる。このようにして、本実施形態では、光ディスク 206ゆ対物レンズ 205が光ディスクの径方向に傾くなどして MP Ρ信号と S Ρ Ρ信号との間に位相差が発生しても、この位相差に起因して生じ得る DP P信号の位相ずれを補償することができる。このため、安定したトラツキング制御が可能となり、光ピックアップ装置 904の記録再生性能を改善することができる。

なお、本実施形態における上記構成を採用する代わりに、位相差検出回路 1 〇 1の出力に施じて D P P信号の位相シフトを補正する DP P位相演算手段を用いてもよい。この場合、 DPP位相演算手段は、図 6に示す D P P信号波形 503に対して矢印 62の方向に位相のオフセットを与える。これにより、位相シフ卜のない理想的な DPP信号波形 601を出力することができる。この場合、 D P P信号波形 601がゼロクロスする Z点を中心とする通常の卜ラッキング制御が行われるため、簡素な回路構成で、光ピックアップ装置の記録再生性能を改善することができる。なお、このよな補償のためのオフセッ卜は、定常値ではなく、測定される位相シフ卜 ώに麻じて変化させられる。

ま、本実施形態における受光手段は、メインビーム用光検出器に 4分割の光検出器と、サブビー厶用光検出器にそれぞれ 2分割の光検出器とによって構成されているが、本発明の受光手段は、上記の光検出器に限定されない。例えば、サブビー厶用光検出器の分割数を 2個から 4個に増ゆしてもよい。その場合、 2つのサブビーム用光検出器から出力される信号を用いてフォーカスエラー信号を生成することも可能になる。

また、本発明は、トラッキング方法としてディファレンシャルプッシュプル（DPP) 法を用いる光ディスク装置に広く適用できるちのであり、光検出器の具体的構成、例えば、分割数ゆ分割の形態は、本実施形態におけるものに限定されなし、。更に、 3ビーム法を用いる光ディスク装置に適用することも可能である。

本実施形態では、卜ラッキング制御を行ラために対物レンズ 20

5 (図 5) を駆動しているが、そのようにする代わりに、光ピックアップ装置 904を駆動する機構を用いて光ピックアップ装置自体を光ディスク 2〇 6の径方向へ沿って移動させてもよい。光ピックアップの光学系 1 〇の構成も、図 1に示すものに限定されない。光検出器 208の出力に基づいて、図 2に示す MP Ρ演算回路 3〇4， S P P演算回路 305、および DP P演算回路 306が行演算と同様の演算を、光検出器 208の外部で行ない、 MP P信号、 SP P信号、および DP P信号をそれぞれ生成するよにしてもよい。

(実施形態 2)

次に、図了（a) および（b) を参照しながら、本発明による光ディスク装置の第 2の実施形態を説明する。図了（a) は、位相差検出回路 1 O 1の内部構成例を示している。本実施形態の光ピックアップ装置における位相差検出回路 1 01以外の構成は、実施形態 1における光ピックアップ装置 904の構成と同一である。

本実施形態の位相差検出回路 1 01は、信号振幅演算回路ァ 01、信号加算回路了 02、および位相差演算回路了 03を備えている。信号振幅演算回路了 01は、！\/!? 信号波形ぉょび3 信号波形の振幅が相互に電気的に等しくなるように、 MP P信号およびまたは SP P信号に対する演算（変換）を行い、波形振幅が等しくなっ MP P信号および S P P信号を出力する。

信号加算手回路 702は、信号振幅演算回路了〇 1から出力される MP P信号および S P P信号を受け取り、両信号の和を演算し、和信号 SumPPとして出力する。位相差演算回路了〇3は、信号加算手回路 702から出力される和信号 S umP Pを受け取り、和信号 S umP Pの振幅に基づき、特定の演算式により、 MPP信号および S P P信号の位相差を求める。

図了（b) を参照しながら、位相差の検出の具体的手順を説明する。図了（b) は、上記の各演算回路で生成される MP P信号、 S PP信号、および和信号 SumPPの各の波形 704、 705、了〇6を示している。

図 2に示す DP P演算回路 306から出力された MP P信号および SP P信号は、まず、信号振幅演算回路 701へ入力される。そして、信号振幅演算回路 701は、振幅を電気的に互いに等しく変換した MP P信号および S P P信号を出力する。このとき、 MPP 信号と S P P信号との間に発生している位相差、時間 t (s) 、信号の角速度 ω (1 /s) を用いて、 MPP信号および SPP信号を以下の式で表すことができる。 MP P二 A · s i n (ω · t ) (式 5) S P P =— A ' s i n d t φ ) (式 6 ) ここで、 Aは振幅を表す定数である。

変換後の MP P信号および S P P信号は、信号加算回路 702へ入力され、信号加算回路ァ 02は、 MP P信号と S P P信号とを加算した和信号 S u m P Pを算出し、算出した結果を位相差演算回路 7〇 3へ出力する。

和信号 S umP Pは、（式 5) および（式 6) に基づいて以下の (式了）で表される。

S u mP P = MP P + S P P = A - s i η (ω · t ) -A * s i n (ω · t - 二 Α · (Z- 2 c o s ) ^{1 /2} - s i n (ω · t + δ) · · · (式了）

ここで、 3は位相を表す定数である。

(式了）より、信号加算回路 7〇 3へ入力される和信号 S u mP Pの信号波形の振幅は、 A · (2— 2 c o s <ji)) ^{1 /2}で表されるの関数となる。

したがって、位相差演算回路 703へ入力される和信号 S umP Pの信号波形の振幅を接出し、演算することにより位相差^を求めることができる。すなわち、位相差演算回路了〇 3において、観測される S umP Pの信号波形の振幅を Bとすると、以下の（式 8) で表される。

B二 A · (2-2 c o s ^{1 /2} (式 8)

(式 8) から明らかなように、各信号波形の振幅 Aおよび振幅 B の値（大きさ）を観測すれば、位相差の値が求まる。このようにして算出した位相差の値を示す信号（アナログまはディジタルなどの形式は任意）を図 5のオフセヅ卜補正曇算出回路 1 02へ送出し、オフセット量の補正を行ラ。具体的には、実施形態 1 の光ピックアップ装置について説明した動作と同様に、オフ卜ラック璗補正算出回路 1 0 2が（式 4 ) にしたがって補正オフ卜ラック量を算出し、このオフトラック量を示す信号 (アナログまたはディジタルなどの形式は任意）を対物レンズ駆動回路 1 0 3へ送出する。この信号に基づいて、対物レンズ駆動回路 1 0 3は対物レンズ駆動装置 1 0 4を駆動し、対物レンズ 2 0 5をディスク径方向に移動し、ォフ卜ラックを補正する。

このよろに本実施形態の構成によれば、光ディスクゆ対物レンズが光ディスクの径方向において傾いた場合に生じる M P P信号および S P P信号の間に位相差に起因するオフ卜ラックが生じると、位相差^を検出し、検出した位相差を用いて算出した才フ卜ラック量をキャンセルするように、トラッキング制御を補正して実行する。このめ、安定し卜ラッキング制御が可能となり、光ピックアップ装置の記録再生性能を改善することができる。

上述し位相差 ^を算出するめに行う M P P信号および S P P 信号の演算は、通常の光ピックアップ装置が備えている演算回路 (光ディスクからの信号の処理やサーポ制御などのめの演算回路）を用いて容易に行ろことができる。このため、新たに信号波形の位相検出回路を設ける必要がなく、簡素な回路構成によって実現することができ、安定し卜ラッキング制御を低いコス卜で達成することができる。

図 8 ( b ) に示すような光ディスクの径方向傾きの角度は、光デイスクと光ピックアップとの配置関係によって変化する。ま、光ディスクがモータによって回転している間に上記の傾き角度が周期的に高速で変動する場合もある。本発明によれば、そのような傾き角度の動的な変動に応答して、卜ラッキング制御に与えるオフ卜セッ卜を速' 'Φかに変化させることができるため、才フ卜ラックを動的 ·適^的に減少させることが可能である。このよ οに動的な補償が可能になるのは、本発明の光ディスク装置が信号波形の位相シフ卜を演算によって補償しているからである。

なお、本発明で検出する位相差の変化が周期的である場合、その周期が求まれば、位相差の測定動作をリアルタイムで常に実行する必要はなく、周期的に変化する大きさを予測してオフ卜ラックを補償しても良い。そのようにすることにより、演算量を減少させることが可能である。

更に、上記の各実施形態では、オフ卜ラックの補償に必要な演算処理を光ピックアップ装置の内部で行っているが、この演算の一部または全部を光ディスク装置内における光ピックアップ装置以外の部分（例えばサーボプロセッサなどの I Cチップにおける演算部）で行っても良い。このようなサーポプロセッサは、例えば図 9に示すサ一ボシステム 9〇 6内に設けられている。

上記の構成を有する本発明の光ディスク装置によれば、データの記録/再生動作時において、メインビームおよび一対のサブビームを光ディスクへ集光し、光ディスクで反射されたメインビームおよびサブビームに基づいて、メインプッシュプル信号 M P Ρ、サブプッシュプル信号 S Ρ Ρ、およびディファレンシャルプッシュプル信号 D P Ρを求めるステップを実行する。そして、メインプッシュプル信号 M P Pとディファレンシャルプッシュプル信号 D P Pとの間にある位相差を検出するステップを実行する。更に、この位相差に基づいて、メインビームの光ディスクに対する卜ラッキング制御にオフセッ卜を与え、ディファレンシャルプッシュプル信号 D P Pの位相シフトに起因するオフ卜ラックを補償する。産業上の利用可能性

本発明によれば、光ディスクや対物レンズが光ディスクの径方向に傾いた場合でも、 M P P信号と S P P信号との間の位相差に起因して生じるオフ卜ラックを補正することができ、安定し卜ラツキング制御が可能となる。このため、光ピックアップ装置の記録再生性能を改善することができる。

Claims

請求の範囲

1 . 光ディスクを回転させるモータと、

光源と、

前記光源から出た光の一部を回折することにより、 0次光のメインビームと、前記 0次光を挟んで両側に形成される + 1 次光および一 1次光から構成される一対のサブビームとを形成する回折手段と、前記メインビームおよび一対のサブビームを前記光ディスクへ集光する対物レンズと、

前記光ディスクで反射され^メインビームおよびサブビームを受け、光電変換によって電気信号を出力する受光手段と、

前記受光手段から出力される電気信号に基づいて、メインプッシュプル信号 M P P、サブプッシュプル信号 S P P、ならびに、前記メインプッシュプル信号 M P Pおよびサブプッシュプル信号 S P P の差信号を求める演算部と、

前記メインプッシュプル信号 M P Pと前記差信号との間にある位相差を検出する位相差検出手段と

を備え、前記位相差検出手段の出力に^じて前記メインビームの前記光ディスクに対する卜ラッキング制御にオフセッ卜を与えることにより、前記差信号の位相シフ卜に起因するオフ卜ラックを補償する光ディスク装置。

2. 前記差信号は、ディファレンシャルプッシュプル信号 D P Pである請求項 1 に記載の光ディスク装置。

3. 前記受光手段は、

前記光ディスクで反射された前記メインビームを受光する 4分割された光電変換部を有するメインビーム用光検出器と、

前記一対のサブビームの一方を受光する 2分割された光電変化部を有する第 1サブビーム用光検出器と、

前記一対のサブビームの他方を受光する 2分割された光電変化部を有する第 2サブビーム用光検出器と、

を備えており、前記演算部は、

前記メインビーム用光検出器の 4分割された光電変化部の各から得られる信号 A、 B、 C、 Dに基づいて、前記メインプッシュプル信号 MPP二（A + D) — (B + C) を求める第 1の演算手段と、前記第 1サブビーム用光検出器の 2分割され^光電変化部の各から得られる信号 E、 Fと、および前記第 2サブビーム用光検出器の 2分割され光電変化部の各から得られる信号 G、 Hに基づ ( て、前記サブプッシュプル信号 S P P二 (F-E) + (H-G) を求める第 2の演算手段と、

前記第 1の演算手段および前記第 2の演算手段の出力に基づいて、前記ディファレンシャルプッシュプル信号 DP P二 MP P— XS PP (αは定数）を求める第 3の演算手段と、

を更に備えている、請求項 2に記載の光ディスク装置。

4. 前記メインプッシュプル信号 MP Ρの波形振幅と前記サブプッシュプル信号 S P Pの波形振幅とが等しくなるよろに、前記メインプッシュプル信号 M P Pおよび/まは前記サブプッシュプル信号 S P Pの振幅を調整する信号振幅演算手段と、前記信号振幅演算手段から出力される前記メインプッシュプル信号 M P Pおよび前記サブプッシュプル信号 S P Pの和を算出する信号加算手段と、

前記信号加算手段の出力に基づいて、前記メインプッシュプル信号 M P Pと前記サブプッシュプル信号 S P Pとの間にある位相差を算出する位相差演算手段と、を備える請求項 1 から 3のいずれかに記載の光ディスク装置。

5. 光源と、

前記光源から出光の一部を回折することにより、〇次光のメインビームと、前記 0次光を挟んで両側に形成される + 1次光および一 1次光から構成される一対のサブビームとを形成する回折手段と、前記メインビームおよび一対のサブビームを光ディスクへ集光する対物レンズと、前記光ディスクで反射されメインビームおよびサブビームを受け、光電変換によって電気信号を出力する受光手段と、

前記メインプッシュプル信号 M P Pと前記サブプッシュプル信号 S P Pとの間にある位相差を検出する位相差検出手段と

を備え

前記位相差検出手段の出力に ¾じて前記メインビームの前記光ディスクに対する卜ラッキング制御にオフセッ卜を与えることにより、前記差信号の位相シフ卜に起因するオフ卜ラックを補償する光ピックアップ装置。

6 . メインビームおよび一対のサブビームを光ディスクへ集光し、前記光ディスクで反射されたメインビームおよびサブビームを受に基づいて電気信号を出力するステップと、

前記電気信号に基づいて、メインプッシュプル信号 M P P、サブプッシュプル信号 S P P、ならびに、前記メインプッシュプル信号 M P Pおよびサブプッシュプル信号 S P Pの差信号を求めるステツプと、

前記メインプッシュプル信号 M P Pと前記差信号との間にある位相差を検出するステップと、

前記位相差に基づいて、前記メインビームの前記光ディスクに対する卜ラッキング制御にオフセッ卜を与えることにより、前記差信号の位相シフ卜に起因するオフトラックを補償する光ディスクの駆動方法。

7 . 前記差信号は、ディファレンシャルプッシュプル信号 D P Pである請求項 6に記載のディスクの駆動方法。

8. 前記差信号を求めるステップは、

メインビーム用光検出器の 4分割された光電変化部の各から得られる信号 A、 B、 C、 Dに基づいて、メインプッシュプル信号 M P P二（A + D ) — （B + C ) を求めるステップと、

第 1サブビーム用光検出器の 2分割され光電変化部の各から得られる信号 E、 Fと、および第 2サブビーム用光検出器の 2分割された光電変化部の各々から得られる信号 <3、 Hに基づいて、サブプッシュプル信号 SPP二 (F-E) + (H-G) を求めるステツプと、

前記ディファレンシャルプッシュプル信号 D P P二 MPP—《X SPP ( 'は定数）を求めるステップと

を含請求項 6に記載のディスクの駆動方法。