JP3998895B2 - 光ピックアップ装置及びチルト量検出方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、記録媒体を用いて情報の記録及び／又は再生を行う光ピックアップ装置、特に、当該記録媒体のチルト量を検出する光ピックアップ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、数ギガバイト（Ｇbyte）の記録容量を有する追記型のＤＶＤ−Ｒ(Digital Versatile Disc - Recordable)、及び書換可能なＤＶＤ−ＲＷ（DVD - Rewritable）、ＤＶＤ−ＲＡＭ（DVD - Random Access Memory）等、種々の大容量デジタル光学式記録媒体の開発が進められている。このような光ディスクの記録再生装置では、一般に、記録又は再生時において光ディスクを回転させた際、光ディスクの反りなどによって光ピックアップから照射された光ビームの光軸と照射位置における光ディスクの法線とにずれが生じる。このずれの角度はチルト角と呼ばれ、主に光ディスクの半径方向（以下、「ラジアル方向」と称する）で発生し、光学系のコマ収差などの要因となる。従って、チルト角が生じることにより、隣接するトラックとのクロストークやジッターなどの信号劣化が引き起こされ、光ディスクの再生品質に悪影響を与える。また、特にＤＶＤのように高密度記録を行う場合では、レーザビームのスポット径を小さくするために、レーザ光の波長を短くし、対物レンズの開口数ＮＡを大きくする必要があるため、チルト角に対するマージンが小さくなる。すなわち、高密度記録化によって、光ディスクが僅かに傾いていても隣接ピットからの影響が無視できなくなり再生品質の大きな劣化を招く。
【０００３】
ラジアルチルトサーボを行う場合には、ラジアルチルト量をモニタするためのチルト信号が必要であるが、情報記録再生用の光学系とは別個にチルト量を検出するためのチルトセンサを設けた場合では、光ピックアップの焦点位置と当該チルトセンサによるチルト検出位置が異なるために、正確なチルト量が得られない、製造上のコストが嵩むと共に重くまた小型化が困難であるという欠点がある。また、当該チルトセンサの経年変化等に起因して検出精度が低下するなど、種々の欠点を有する。これらの欠点を回避するため、チルトセンサを別途設けずにチルトを検出する種々の方法が開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来の、チルトセンサを別途設けずにチルトを検出するチルトサーボ装置としては、例えば、特開平１１−１１０７６９号公報に開示されたものがある。当該チルトサーボにおいては、左右の隣接トラックからのクロストーク量の差分をとることでラジアルチルト信号を生成している。しかしながら、クロストーク量を検出するための複雑な回路が必要である。また、１ビーム系の光ピックアップで実現するためには、クロストーク量を検出するためにディスクが３周する間のデータをバッファに保存しておく必要がある。さらに、データが既に記録されていることが必要であるため、再生専用ディスク、あるいは書換可能ディスクの場合では記録後の再生時にしか適用できない。
【０００５】
また、特開２０００−１４９２９８号公報に開示されたチルト検出方法においては、ＤＰＰ（Differential Push-Pull）トラッキング信号とＤＰＤ（Differential Phase Detection）トラッキング信号との差分をとることでラジアルチルト信号を生成している。しかしながら、ＣＤ−ＲやＤＶＤ−ＲＷのグルーブ記録の場合には３ビーム光学系が必須である。また、ＤＰＤトラッキング信号を得る必要があるため、記録時に適用するためにはディスクにアドレス等のプリピット部が存在しなければならない。
【０００６】
さらに、特開２０００−１３７９２３号公報に開示されたチルト検出方法においては、ＤＶＤ−ＲＡＭディスクのＣＡＰＡ（Complimentary Allocated Pit Address）のように、トラック中心から左右に偏倚して配置された同一のプリピット列を再生した場合の信号の変化量をモニタすることでラジアルチルト信号を生成している。しかしながら、当該同一のプリピット列が存在する場合にしか適用できない。従って、再生専用ディスクには適用できない。
【０００７】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、種々のディスク及び光学系に適用できる広範囲な適用可能性を有すると共に、高精度にチルト量を検出可能な高性能かつ小型化にも適した光ピックアップ装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明による光ピックアップ装置は、回転型の記録媒体の記録面に光ビームを照射して情報の記録及び／又は再生を行う光ピックアップ装置であって、記録媒体から反射された回折光を受光する受光手段と、受光手段による受光信号に基づいて、ラジアルプッシュプル信号及び前記記録媒体のラジアル方向に関する少なくとも２つのタンジェンシャルプッシュプル信号のうち少なくともいずれかを生成するプッシュプル信号生成手段と、受光手段において受光した反射光のうち、０次回折光と０次回折光以外の回折光のうち少なくとも１つの回折光との干渉領域の光強度に基づいて記録媒体のラジアルチルト量を検出する検出手段と、プッシュプル信号生成手段により生成されたプッシュプル信号に基づいて、ラジアルチルト量を補正する補正手段と、を有することを特徴としている。
【０００９】
本発明によるチルト量検出方法は、記録面に光ビームを照射して情報の記録及び／又は再生を行う回転型の記録媒体のチルト量を検出する方法であって、記録媒体から反射された回折光を受光するステップと、受光するステップにおける受光信号に基づいて、ラジアルプッシュプル信号及び記録媒体のラジアル方向に関する少なくとも２つのタンジェンシャルプッシュプル信号のうち少なくともいずれかを生成するプッシュプル信号生成ステップと、受光するステップにおいて受光した反射光のうち、０次回折光と０次回折光以外の回折光のうち少なくとも１つの回折光との干渉領域の光強度に基づいて記録媒体のラジアルチルト量を表すチルト信号を生成するステップと、プッシュプル信号生成ステップにおいて生成されたプッシュプル信号に基づいて、ラジアルチルト量を補正する補正ステップと、を有することを特徴としている。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の実施例を図面を参照しつつ詳細に説明する。尚、以下に説明する図において、実質的に同等な構成要素には同一の参照符を付している。
［第１の実施例］
図１は、本発明による光ピックアップ装置の構成を概略的に示す図である。光源２から射出されたレーザ光はコリメータレンズ３により平行光とされ、回折格子４に入射される。回折格子４は、レーザ光ビームを主ビームＢＭ及び第１、第２の副ビームＢＳ１、ＢＳ２に分離する。すなわち、３ビーム構成の光ピックアップ装置である。これらのビームＢＭ、ＢＳ１、ＢＳ２はビームスプリッタ５を透過し、λ／４波長板６を通過して円偏光ビームとして対物レンズ７により集光され、光ディスク８に照射される。光ディスク８の記録面により反射された反射光ビームは、対物レンズ７、λ／４波長板６及びビームスプリッタ５を経て集光レンズ９により集光されて受光部（ディテクタ）１０で検出される。ディテクタ１０で検出された上記ビームＢＭ、ＢＳ１、ＢＳ２の各受光信号は図示しない信号処理部に供給されると共に、後述するように、光ディスク８の反射光ビームからチルト量を検出してチルト信号をするチルト信号生成部１１に供給される。なお、上記信号処理部においては、読み取りデータ信号が生成されると共に、トラッキング及びフォーカス制御のための信号処理がなされる。
【００１１】
図２は、ディテクタ１０の構成を示す図である。ディテクタ１０は、主ビーム用のセンタディテクタ１２、及び副ビーム用の２つのサイドディテクタ１３、１４から構成されている。センタディテクタ１２は、光ディスク８のラジアル方向に沿って２分割し更にタンジェンシャル方向に沿って３分割して得られた領域の各々に配された６個の受光素子を含む６分割ディテクタであり、ビームスポット１５を受光する。
【００１２】
図２に示すように、ラジアル方向に対向する２組の受光素子のうち１組をタンジェンシャル方向に沿って順にＬ１，Ｌ２，Ｌ３とし、他の１組をＲ１，Ｒ２，Ｒ３とする。なお、以下においては説明の便宜のため、上記受光素子による検出信号についても同一の参照符Ｌ１〜Ｌ３、Ｒ１〜Ｒ３を用いて説明する。センタディテクタ１２の分割幅に関しては、中央部に位置する受光素子Ｌ２及びＲ２の幅（Ｗ）が、ビームスポットの直径を１としたときに、０．６（すなわち、Ｗ＝０．６）となるように分割されている。この値Ｗは、対物レンズ７の開口数ＮＡ、光源の波長λ及びトラックピッチ（グルーブピッチ）等によって変化するので、用いられる装置に対して最適な値を選択すればよい。
【００１３】
一般的な光ディスクにおいては、グルーブピッチ若しくはトラックピッチはλ／(２×ＮＡ)以上である。この場合には、図３に示すように、光ディスクに照射された光ビームはグルーブ１７若しくはデータ記録領域において回折され、少なくとも０次回折光２１、＋１次回折光２２及び−１次回折光２３に分かれる。これらの回折光は光路中においてそれらの一部が互いに重なり干渉領域２５が生じる。すなわち、０次回折光２１と＋１次回折光２２との干渉領域２５Ａ、及び０次回折光２１と−１次回折光２３との干渉領域２５Ｂが生じる。
【００１４】
再生又は記録時において、照射光ビームがグルーブ１７上にあり、ラジアルチルトが生じた場合のセンタディテクタ１２上のスポット光強度分布を、ラジアルチルトが０．２°、０．４°、及び０．６°、また、ラジアルチルトが０°の場合を図４に示す。また、破線で示すようにディテクタ中心を通り、ラジアル方向に平行な断面における光強度分布をスポット径を１に規格化した相対スポット径に対して図５に示す。図５から分かるように、ラジアルチルトが大きくなる程、回折光の干渉領域の内周部２７と外周部２８との光強度差が大きくなる。つまり、この内周部２７と外周部２８との光強度差をモニタすればラジアルチルト量がわかる。あるいは、内周部２７及び外周部２８の何れかと他の領域、例えば、スポット中央部２９との光強度差を検出することによってラジアルチルト量を知ることができる。
【００１５】
図６は、ディテクタ１２及びチルト信号生成部１１の構成の一例を示すブロック図である。ディテクタ１２は、上記した６分割ディテクタであり、光ディスク８のタンジェンシャル方向に沿って配された３個の受光素子Ｒ１〜Ｒ３によって検出された信号のうち検出信号Ｒ１及びＲ３は加算器３１に供給されて加算される。加算信号（Ｒ１＋Ｒ３）及び検出信号Ｒ２は減算器３２に供給され、加算信号（Ｒ１＋Ｒ３）から検出信号Ｒ２が減算されて、減算信号（Ｒ１−Ｒ２＋Ｒ３）が減算器３３に供給される。一方、もう１組の検出信号Ｌ１〜Ｌ３も同様な演算を施され、減算信号（Ｌ１−Ｌ２＋Ｌ３）が減算器３３に供給される。減算器３３において、減算信号（Ｌ１−Ｌ２＋Ｌ３）から減算信号（Ｒ１−Ｒ２＋Ｒ３）が減算され、ラジアルチルト信号として、
Ｓ＝（Ｌ１−Ｌ２＋Ｌ３）−（Ｒ１−Ｒ２＋Ｒ３） （１）
が得られる。すなわち、この場合では、干渉領域２５の内周部２７と外周部２８との光強度差に基づいてラジアルチルト量を検出している。
【００１６】
図７に、ラジアルチルト角を変えてラジアルチルト信号Ｓをプロットした結果を示す。ラジアルチルト角に応じてラジアルチルト信号Ｓは単調に変化している。従って、上記した方法によって得られるラジアルチルト信号Ｓを用いることにより、良好なチルトサーボ制御が可能であることがわかる。ここで、この際行ったトラッキングサーボ制御においては、ラジアルプッシュプル信号ＰｒとしてＰｒ＝（Ｌ１＋Ｌ２＋Ｌ３）−（Ｒ１＋Ｒ２＋Ｒ３）を用いた。また、光ディスクにはデータを未記録の状態とした。なお、データが記録された光ディスクの場合では、検出信号にＲＦ信号成分が含まれるが、ローパスフィルタによってＲＦ信号成分を除去できるので、上記したのと同様なラジアルチルト信号Ｓを得ることが可能である。
【００１７】
なお、本実施例においては、Ｌ１〜Ｌ３及びＲ１〜Ｒ３の両方を用いたが、どちらか一方のみ、すなわち、Ｓ＝Ｌ１−Ｌ２＋Ｌ３、もしくはＳ＝Ｒ１−Ｒ２＋Ｒ３としてもよい。
［第２の実施例］
本発明の第２の実施例であるチルト検出方法について述べる前に、本実施例が特に有効に働く、光軸ずれがある場合のラジアルチルト信号について以下に説明する。
【００１８】
通常の光ピックアップ装置では、ディスクが偏心していると、トラッキングサーボにより対物レンズがラジアル方向に振られ、その結果、ディテクタ上のスポットがラジアル方向にシフトする。すなわち、光軸ずれ（δ）が生じる。光軸ずれ（δ）がある場合の、ラジアルチルト信号強度のシミュレーション結果を図８に示す。なお、この際、光軸ずれによるトラッキングオフセットをキャンセルするためにトラッキングサーボではＤＰＰ（Differential Push-Pull）トラッキング信号を用いた。
【００１９】
図８は、光軸ずれ（δ）が０，３，６％の場合を示すが、ラジアルチルトがゼロであるにも拘わらずラジアルチルト信号がゼロにならないことがわかる。すなわち、ラジアルチルト信号にオフセットが生じることになる。
図９は、光軸ずれ（δ）が０，３，６％に対するラジアルプッシュプル信号Ｐｒのシミュレーション結果を示している。図８及び図９から、ラジアルチルト信号のオフセット量とラジアルプッシュプル信号Ｐｒの大きさとは略比例していることがわかる。従って、第１の実施例において説明したラジアルチルト信号Ｓ＝（Ｌ１−Ｌ２＋Ｌ３）−（Ｒ１−Ｒ２＋Ｒ３）をラジアルプッシュプル信号Ｐｒ＝（Ｌ１＋Ｌ２＋Ｌ３）−（Ｒ１＋Ｒ２＋Ｒ３）で補正することによって、光軸ずれ（δ）によってラジアルチルト信号に生じるオフセットを補正することができる。すなわち、当該補正を行った後の補正ラジアルチルト信号Ｓ’は次式で表される。
Ｓ’＝（Ｌ１−Ｌ２＋Ｌ３）−（Ｒ１−Ｒ２＋Ｒ３）−α×Ｐｒ （２）
ここで、αは所定の補正係数である。
【００２０】
次に、上記した本発明の第２の実施例であるチルト検出方法を実行するためのディテクタ１２及びチルト信号生成部１１の構成の一例を図１０のブロック図に示す。なお、ディテクタ１２の構成は第１の実施例の場合と同様である。
光ディスク８のタンジェンシャル方向に沿って配された３個の受光素子Ｒ１〜Ｒ３によって検出された検出信号Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３は、第１の実施例の場合と同様に、加算器３１及び減算器３２によって演算され、得られた信号（Ｒ１−Ｒ２＋Ｒ３）は減算器３３に供給される。また、タンジェンシャル方向に沿ったもう１組の受光素子Ｌ１〜Ｌ３によって検出された検出信号Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３もまた加算器３１及び減算器３２によって演算され、得られた信号（Ｌ１−Ｌ２＋Ｌ３）は減算器３３に供給される。減算器３３においてラジアルチルト信号Ｓ＝（Ｌ１−Ｌ２＋Ｌ３）−（Ｒ１−Ｒ２＋Ｒ３）が得られる。
【００２１】
一方、検出信号Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３は、加算器３５，３６及び減算器３７によって演算され、ラジアルプッシュプル信号Ｐｒ＝（Ｌ１＋Ｌ２＋Ｌ３）−（Ｒ１＋Ｒ２＋Ｒ３）が減算器３７から係数演算器３８に供給される。係数演算器３８においてラジアルプッシュプル信号Ｐｒに補正係数（α）が乗算される。減算器３９においてラジアルチルト信号Ｓから補正値α×Ｐｒが減算され、補正ラジアルチルト信号Ｓ’＝｛（Ｌ１−Ｌ２＋Ｌ３）−（Ｒ１−Ｒ２＋Ｒ３）｝−α×Ｐｒが得られる。
【００２２】
図１１に、上記したチルト検出方法を実行した場合におけるラジアルチルトに対する補正ラジアルチルト信号Ｓ’を、光軸ずれδ＝０，３，６％をパラメータとしてプロットした結果を示す。光軸ずれ（δ）が生じた場合であっても補正ラジアルチルト信号Ｓ’にはオフセットが生じていない。従って、上記した方法によって得られる補正ラジアルチルト信号Ｓ’を用いることにより、良好なチルトサーボ制御が可能であることがわかる。
【００２３】
なお、ＤＰＰ信号を用いたトラッキングサーボを行った場合を示したが、３ビーム法でも同様な効果が得られる。また、ここでは補正係数α＝０．２としたが、用いられる光学系のデザイン、ディスクの種類等に応じて適宜定めるようにすればよい。さらに、再生時でれば、ＤＰＤ信号でトラッキングサーボを行うことができるので、１ビーム構成の光ピックアップに対しても本方法を適用することが可能である。
［第３の実施例］
上記した実施例に加え、さらに別の方法で光軸ずれによるラジアルチルト信号のオフセットをキャンセルするすることも可能である。本発明の第３の実施例においては、タンジェンシャルプッシュプル信号を用いてラジアルチルト信号を得ている。本発明の第３の実施例であるチルト検出装置について述べる前に、タンジェンシャルプッシュプル信号及び光軸ずれの関係について以下に詳細に説明する。
【００２４】
図１２に、光ディスク８の記録領域におけるランド（Ｌ）、グルーブ（Ｇ）及び照射光ビームのスポットを、ディテクタと共に示す。ディテクタとしては、説明の簡便さのため、４分割ディテクタを例に説明する。図に示すように、光ビームがランド・プリピット（ＬＰＰ）を走査すると、タンジェンシャルプッシュプル信号の振幅ＴＰＰ１４（すなわち、TPP14＝DET1−DET4）及びＴＰＰ２３（TPP23＝DET2−DET3）を得ることができる。しかしながら、光軸ずれ（δ）がある場合には、図１３に示すように、タンジェンシャルプッシュプル信号振幅ＴＰＰ１４及びＴＰＰ２３の振幅は異なる。本実施例においては、タンジェンシャルプッシュプル信号を用いて光軸ずれの影響を除去している。
【００２５】
図１４は、本発明の第３の実施例であるディテクタ１２及びチルト信号生成部１１の構成の一例を示すブロック図である。ディテクタ１２は、光ディスク８のラジアル方向に沿って２分割し更にタンジェンシャル方向に沿って４分割して得られた領域の各々に配された８個の受光素子を含む８分割ディテクタである。
光ディスク８のタンジェンシャル方向に沿って配された４個の受光素子Ｒ１〜Ｒ４によって検出された検出信号Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４は増幅利得ＧRを有する増幅器４１によって増幅される。増幅された信号は、第１の実施例の場合と同様に、加算器３１及び減算器３２によって演算され、得られた信号ＧR×（Ｒ１−Ｒ２−Ｒ３＋Ｒ４）は減算器３３に供給される。また、当該増幅された信号は、加算器３７及び減算器３８によって演算され、得られた信号ＧR×（Ｒ１＋Ｒ２−Ｒ３−Ｒ４）は振幅コンパレータ４３に供給される。
【００２６】
一方、もう１組の検出信号Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４もまた、増幅利得ＧLを有する増幅器４２によって増幅された後、上記したのと同様な処理を施される。すなわち、得られた信号ＧL×（Ｌ１−Ｌ２−Ｌ３＋Ｌ４）は減算器３３に供給され、また、信号ＧL×（Ｌ１＋Ｌ２−Ｌ３−Ｌ４）は振幅コンパレータ４３に供給される。
【００２７】
振幅コンパレータ４３は、２つのタンジェンシャルプッシュプル信号振幅ＰＴR（＝Ｒ１＋Ｒ２−Ｒ３−Ｒ４）及びＰＴL（＝Ｌ１＋Ｌ２−Ｌ３−Ｌ４）の増幅利得ＧR及びＧLを調整する信号を増幅器４１及び増幅器４２に送り、ＧR×（Ｒ１＋Ｒ２−Ｒ３−Ｒ４）及びＧL×（Ｌ１＋Ｌ２−Ｌ３−Ｌ４）が実質的に等しくなるように制御する。これにより、光軸ずれ（δ）によってラジアルチルト信号に生じるオフセットを補正することができる。すなわち、当該補正を行った後の補正ラジアルチルト信号Ｓ’は次式で表される。
なお、ここで、タンジェンシャルプッシュプル信号振幅ＰＴR及びＰＴLは、受光素子Ｌ１〜Ｌ４及びＲ１〜Ｒ４の各々の信号振幅のピーク−トゥ−ピーク値をホールドし、これらの演算により求めている。
【００２８】
本発明のチルト検出による効果を、上記した利得制御を行わなかった場合と行った場合についてそれぞれ図１５、図１６に示す。なお、光軸ずれ（δ）は６％とした。図１５に示すように、利得制御を行わない場合には、２つのタンジェンシャルプッシュプル信号振幅ＰＴR及びＰＴLは異なり、ラジアルチルト信号にはオフセットが生じている。一方、利得制御を行った場合には、ラジアルチルト信号のオフセットは補正されている。従って、上記した方法によって得られる補正ラジアルチルト信号Ｓ’を用いることにより、良好なチルトサーボ制御が可能であることがわかる。
［その他の実施例］
上記した第３の実施例においては、ディテクタとして８分割ディテクタを用いた場合を例に説明したが、例えば、図１７に示すように、６分割ディテクタを用い、第３の実施例と同様なチルト信号生成処理を行ってもよい。この場合、補正ラジアルチルト量を表す補正ラジアルチルト信号Ｓ’は、Ｓ’＝ＧL×（Ｌ１−Ｌ２＋Ｌ３）−ＧR×（Ｒ１−Ｒ２＋Ｒ３）で表され、また、タンジェンシャルプッシュプル信号振幅ＰＴR及びＰＴLは、ＰＴL＝Ｌ１−Ｌ３、ＰＴR＝Ｒ１−Ｒ３で表される。
【００２９】
また、上記した種々の実施例において、ディテクタの分割形状は、回折光の干渉領域における内周部と外周部との光強度の差を検出可能な形状であれば、任意の形状であってもよい。例えば、図１８，１９，２０に示すように、干渉領域の内周部及び外周部の光強度分布に応じた形状とすることができる。なお、これらの図において、破線は光強度分布、実線は分割区画を示している。
【００３０】
また、ディテクタは、干渉領域のうち少なくとも１の干渉領域内の光強度差を検出可能であればよい。例えば、図２１に示すように、１つの干渉領域（Ｒ側及びＬ側のうち１つ）に対応するディテクタ部分が分割された形状となっていてもよい。
さらに、上記した種々の実施例においては、＋１次回折光又は−１次回折光との干渉領域の場合について説明したが、これに限定されない。２次以上の回折光の干渉領域の光強度分布を利用してもよい。
【００３１】
上記した実施例においては、ＤＰＰ信号を用いたトラッキングサーボを行った場合を示したが、３ビーム法や一般的なプッシュプル法でも同様な効果が得られる。なお、一般的なプッシュプル法を用いる場合には、１ビーム構成の光ピックアップでよい。
また、上記した実施例は例示であり、光記録媒体の種類、用いられる光ピックアップ光学系等に応じて適宜改変して、または組み合わせて適用することができる。
【００３２】
以上、詳細に説明したように、本発明はプリピットの有無に関わらず、グルーブ若しくはピット列が存在するディスクであれば適用可能である。すなわち、プッシュプル信号が得られる全てのディスク、例えば、ＤＶＤ−Ｒ、ＤＶＤ−ＲＷ、及びＤＶＤ−ＲＡＭ等のディスクに対して適用することができる。また、いずれのディスクの場合であっても１ビーム構成で実現できるため、光ピックアップの光学系、及び信号処理回路等も非常に簡単である。
【００３３】
【発明の効果】
上記したことから明らかなように、本発明によれば、プリピットが存在しないディスクのデータ記録時や１ビーム構成の光ピックアップなど種々のディスク及び光学系に適用できる広範囲な適用可能性を有すると共に、高精度にチルト量を検出可能な高性能かつ小型化にも適した光ピックアップ装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による光ピックアップ装置の構成を概略的に示す図である。
【図２】図１に示す光ピックアップ装置のディテクタ１０の構成を示す図である。
【図３】光ディスクに照射された光ビームの０次回折光及び±１次回折光を模式的に示す斜視図である。
【図４】ラジアルチルトが生じた場合のセンタディテクタ上のスポット光強度分布を示す図である。
【図５】図４に示す光強度分布において破線で示す、ディテクタ中心を通り、ラジアル方向に平行な断面における光強度分布をスポット径を規格化した相対スポット径に対して示す図である。
【図６】ディテクタ１２及びチルト信号生成部１１の構成の一例を示すブロック図である。
【図７】本発明の第１の実施例において、ラジアルチルト角に対してラジアルチルト信号Ｓをプロットした図である。
【図８】光軸ずれ（δ）がある場合の、ラジアルチルト信号強度のシミュレーション結果を示す図である。
【図９】光軸ずれ（δ）が０，３，６％に対するラジアルプッシュプル信号Ｐｒのシミュレーション結果を示す図である。
【図１０】本発明の第２の実施例であるディテクタ１２及びチルト信号生成部１１の構成の一例を示すブロック図である。
【図１１】本発明の第２の実施例において、ラジアルチルトに対する補正ラジアルチルト信号Ｓ’を、光軸ずれδ＝０，３，６％をパラメータとしてプロットした図である。
【図１２】光ディスクの記録領域におけるランド（Ｌ）、グルーブ（Ｇ）及び照射光ビームのスポット、及びディテクタを示す図である。
【図１３】図１２に示す場合において、光軸ずれ（δ）がある場合のタンジェンシャルプッシュプル信号ＴＰＰ１４及びＴＰＰ２３の振幅を示す図である。
【図１４】本発明の第３の実施例であるディテクタ１２及びチルト信号生成部１１の構成の一例を示すブロック図である。
【図１５】本発明の第３の実施例に関して、利得制御を行わなかった場合の、ラジアルチルト信号強度及びタンジェンシャルプッシュプル信号振幅をラジアルチルト角に対して示す図である。
【図１６】本発明の第３の実施例において、利得制御を行なった場合の、ラジアルチルト信号強度及びタンジェンシャルプッシュプル信号振幅をラジアルチルト角に対して示す図である。
【図１７】第３の実施例の改変例であって、６分割ディテクタを用いたチルト信号生成部１１の構成の一例を示すブロック図である。
【図１８】本発明によるディテクタの分割形状の改変例の一例を示す図である。
【図１９】本発明によるディテクタの分割形状の改変例の一例を示す図である。
【図２０】本発明によるディテクタの分割形状の改変例の一例を示す図である。
【図２１】本発明による、１つの干渉領域内の光強度差を検出するディテクタの分割形状の改変例の一例を示す図である。
【主要部分の符号の説明】
２ 光源
４ 回折格子
６ λ／４波長板
８ 光ディスク
１０ ディテクタ
１１ チルト信号生成部
１２ センタディテクタ
１３，１４ サイドディテクタ
１５ ビームスポット
１７ グルーブ
２１ ０次回折光
２２ ＋１次回折光
２３ −１次回折光
２５，２５Ａ、２５Ｂ 干渉領域
２７ 干渉領域の内周部
２８ 干渉領域の外周部
２９ スポット中央部
３１，３５，３６ 加算器
３２，３３，３７，３９ 減算器
３８ 係数演算器
４１，４２ 増幅器
４３ コンパレータ
【発明の属する技術分野】
本発明は、記録媒体を用いて情報の記録及び／又は再生を行う光ピックアップ装置、特に、当該記録媒体のチルト量を検出する光ピックアップ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、数ギガバイト（Ｇbyte）の記録容量を有する追記型のＤＶＤ−Ｒ(Digital Versatile Disc - Recordable)、及び書換可能なＤＶＤ−ＲＷ（DVD - Rewritable）、ＤＶＤ−ＲＡＭ（DVD - Random Access Memory）等、種々の大容量デジタル光学式記録媒体の開発が進められている。このような光ディスクの記録再生装置では、一般に、記録又は再生時において光ディスクを回転させた際、光ディスクの反りなどによって光ピックアップから照射された光ビームの光軸と照射位置における光ディスクの法線とにずれが生じる。このずれの角度はチルト角と呼ばれ、主に光ディスクの半径方向（以下、「ラジアル方向」と称する）で発生し、光学系のコマ収差などの要因となる。従って、チルト角が生じることにより、隣接するトラックとのクロストークやジッターなどの信号劣化が引き起こされ、光ディスクの再生品質に悪影響を与える。また、特にＤＶＤのように高密度記録を行う場合では、レーザビームのスポット径を小さくするために、レーザ光の波長を短くし、対物レンズの開口数ＮＡを大きくする必要があるため、チルト角に対するマージンが小さくなる。すなわち、高密度記録化によって、光ディスクが僅かに傾いていても隣接ピットからの影響が無視できなくなり再生品質の大きな劣化を招く。
【０００３】
ラジアルチルトサーボを行う場合には、ラジアルチルト量をモニタするためのチルト信号が必要であるが、情報記録再生用の光学系とは別個にチルト量を検出するためのチルトセンサを設けた場合では、光ピックアップの焦点位置と当該チルトセンサによるチルト検出位置が異なるために、正確なチルト量が得られない、製造上のコストが嵩むと共に重くまた小型化が困難であるという欠点がある。また、当該チルトセンサの経年変化等に起因して検出精度が低下するなど、種々の欠点を有する。これらの欠点を回避するため、チルトセンサを別途設けずにチルトを検出する種々の方法が開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来の、チルトセンサを別途設けずにチルトを検出するチルトサーボ装置としては、例えば、特開平１１−１１０７６９号公報に開示されたものがある。当該チルトサーボにおいては、左右の隣接トラックからのクロストーク量の差分をとることでラジアルチルト信号を生成している。しかしながら、クロストーク量を検出するための複雑な回路が必要である。また、１ビーム系の光ピックアップで実現するためには、クロストーク量を検出するためにディスクが３周する間のデータをバッファに保存しておく必要がある。さらに、データが既に記録されていることが必要であるため、再生専用ディスク、あるいは書換可能ディスクの場合では記録後の再生時にしか適用できない。
【０００５】
また、特開２０００−１４９２９８号公報に開示されたチルト検出方法においては、ＤＰＰ（Differential Push-Pull）トラッキング信号とＤＰＤ（Differential Phase Detection）トラッキング信号との差分をとることでラジアルチルト信号を生成している。しかしながら、ＣＤ−ＲやＤＶＤ−ＲＷのグルーブ記録の場合には３ビーム光学系が必須である。また、ＤＰＤトラッキング信号を得る必要があるため、記録時に適用するためにはディスクにアドレス等のプリピット部が存在しなければならない。
【０００６】
さらに、特開２０００−１３７９２３号公報に開示されたチルト検出方法においては、ＤＶＤ−ＲＡＭディスクのＣＡＰＡ（Complimentary Allocated Pit Address）のように、トラック中心から左右に偏倚して配置された同一のプリピット列を再生した場合の信号の変化量をモニタすることでラジアルチルト信号を生成している。しかしながら、当該同一のプリピット列が存在する場合にしか適用できない。従って、再生専用ディスクには適用できない。
【０００７】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、種々のディスク及び光学系に適用できる広範囲な適用可能性を有すると共に、高精度にチルト量を検出可能な高性能かつ小型化にも適した光ピックアップ装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明による光ピックアップ装置は、回転型の記録媒体の記録面に光ビームを照射して情報の記録及び／又は再生を行う光ピックアップ装置であって、記録媒体から反射された回折光を受光する受光手段と、受光手段による受光信号に基づいて、ラジアルプッシュプル信号及び前記記録媒体のラジアル方向に関する少なくとも２つのタンジェンシャルプッシュプル信号のうち少なくともいずれかを生成するプッシュプル信号生成手段と、受光手段において受光した反射光のうち、０次回折光と０次回折光以外の回折光のうち少なくとも１つの回折光との干渉領域の光強度に基づいて記録媒体のラジアルチルト量を検出する検出手段と、プッシュプル信号生成手段により生成されたプッシュプル信号に基づいて、ラジアルチルト量を補正する補正手段と、を有することを特徴としている。
【０００９】
本発明によるチルト量検出方法は、記録面に光ビームを照射して情報の記録及び／又は再生を行う回転型の記録媒体のチルト量を検出する方法であって、記録媒体から反射された回折光を受光するステップと、受光するステップにおける受光信号に基づいて、ラジアルプッシュプル信号及び記録媒体のラジアル方向に関する少なくとも２つのタンジェンシャルプッシュプル信号のうち少なくともいずれかを生成するプッシュプル信号生成ステップと、受光するステップにおいて受光した反射光のうち、０次回折光と０次回折光以外の回折光のうち少なくとも１つの回折光との干渉領域の光強度に基づいて記録媒体のラジアルチルト量を表すチルト信号を生成するステップと、プッシュプル信号生成ステップにおいて生成されたプッシュプル信号に基づいて、ラジアルチルト量を補正する補正ステップと、を有することを特徴としている。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の実施例を図面を参照しつつ詳細に説明する。尚、以下に説明する図において、実質的に同等な構成要素には同一の参照符を付している。
［第１の実施例］
図１は、本発明による光ピックアップ装置の構成を概略的に示す図である。光源２から射出されたレーザ光はコリメータレンズ３により平行光とされ、回折格子４に入射される。回折格子４は、レーザ光ビームを主ビームＢＭ及び第１、第２の副ビームＢＳ１、ＢＳ２に分離する。すなわち、３ビーム構成の光ピックアップ装置である。これらのビームＢＭ、ＢＳ１、ＢＳ２はビームスプリッタ５を透過し、λ／４波長板６を通過して円偏光ビームとして対物レンズ７により集光され、光ディスク８に照射される。光ディスク８の記録面により反射された反射光ビームは、対物レンズ７、λ／４波長板６及びビームスプリッタ５を経て集光レンズ９により集光されて受光部（ディテクタ）１０で検出される。ディテクタ１０で検出された上記ビームＢＭ、ＢＳ１、ＢＳ２の各受光信号は図示しない信号処理部に供給されると共に、後述するように、光ディスク８の反射光ビームからチルト量を検出してチルト信号をするチルト信号生成部１１に供給される。なお、上記信号処理部においては、読み取りデータ信号が生成されると共に、トラッキング及びフォーカス制御のための信号処理がなされる。
【００１１】
図２は、ディテクタ１０の構成を示す図である。ディテクタ１０は、主ビーム用のセンタディテクタ１２、及び副ビーム用の２つのサイドディテクタ１３、１４から構成されている。センタディテクタ１２は、光ディスク８のラジアル方向に沿って２分割し更にタンジェンシャル方向に沿って３分割して得られた領域の各々に配された６個の受光素子を含む６分割ディテクタであり、ビームスポット１５を受光する。
【００１２】
図２に示すように、ラジアル方向に対向する２組の受光素子のうち１組をタンジェンシャル方向に沿って順にＬ１，Ｌ２，Ｌ３とし、他の１組をＲ１，Ｒ２，Ｒ３とする。なお、以下においては説明の便宜のため、上記受光素子による検出信号についても同一の参照符Ｌ１〜Ｌ３、Ｒ１〜Ｒ３を用いて説明する。センタディテクタ１２の分割幅に関しては、中央部に位置する受光素子Ｌ２及びＲ２の幅（Ｗ）が、ビームスポットの直径を１としたときに、０．６（すなわち、Ｗ＝０．６）となるように分割されている。この値Ｗは、対物レンズ７の開口数ＮＡ、光源の波長λ及びトラックピッチ（グルーブピッチ）等によって変化するので、用いられる装置に対して最適な値を選択すればよい。
【００１３】
一般的な光ディスクにおいては、グルーブピッチ若しくはトラックピッチはλ／(２×ＮＡ)以上である。この場合には、図３に示すように、光ディスクに照射された光ビームはグルーブ１７若しくはデータ記録領域において回折され、少なくとも０次回折光２１、＋１次回折光２２及び−１次回折光２３に分かれる。これらの回折光は光路中においてそれらの一部が互いに重なり干渉領域２５が生じる。すなわち、０次回折光２１と＋１次回折光２２との干渉領域２５Ａ、及び０次回折光２１と−１次回折光２３との干渉領域２５Ｂが生じる。
【００１４】
再生又は記録時において、照射光ビームがグルーブ１７上にあり、ラジアルチルトが生じた場合のセンタディテクタ１２上のスポット光強度分布を、ラジアルチルトが０．２°、０．４°、及び０．６°、また、ラジアルチルトが０°の場合を図４に示す。また、破線で示すようにディテクタ中心を通り、ラジアル方向に平行な断面における光強度分布をスポット径を１に規格化した相対スポット径に対して図５に示す。図５から分かるように、ラジアルチルトが大きくなる程、回折光の干渉領域の内周部２７と外周部２８との光強度差が大きくなる。つまり、この内周部２７と外周部２８との光強度差をモニタすればラジアルチルト量がわかる。あるいは、内周部２７及び外周部２８の何れかと他の領域、例えば、スポット中央部２９との光強度差を検出することによってラジアルチルト量を知ることができる。
【００１５】
図６は、ディテクタ１２及びチルト信号生成部１１の構成の一例を示すブロック図である。ディテクタ１２は、上記した６分割ディテクタであり、光ディスク８のタンジェンシャル方向に沿って配された３個の受光素子Ｒ１〜Ｒ３によって検出された信号のうち検出信号Ｒ１及びＲ３は加算器３１に供給されて加算される。加算信号（Ｒ１＋Ｒ３）及び検出信号Ｒ２は減算器３２に供給され、加算信号（Ｒ１＋Ｒ３）から検出信号Ｒ２が減算されて、減算信号（Ｒ１−Ｒ２＋Ｒ３）が減算器３３に供給される。一方、もう１組の検出信号Ｌ１〜Ｌ３も同様な演算を施され、減算信号（Ｌ１−Ｌ２＋Ｌ３）が減算器３３に供給される。減算器３３において、減算信号（Ｌ１−Ｌ２＋Ｌ３）から減算信号（Ｒ１−Ｒ２＋Ｒ３）が減算され、ラジアルチルト信号として、
Ｓ＝（Ｌ１−Ｌ２＋Ｌ３）−（Ｒ１−Ｒ２＋Ｒ３） （１）
が得られる。すなわち、この場合では、干渉領域２５の内周部２７と外周部２８との光強度差に基づいてラジアルチルト量を検出している。
【００１６】
図７に、ラジアルチルト角を変えてラジアルチルト信号Ｓをプロットした結果を示す。ラジアルチルト角に応じてラジアルチルト信号Ｓは単調に変化している。従って、上記した方法によって得られるラジアルチルト信号Ｓを用いることにより、良好なチルトサーボ制御が可能であることがわかる。ここで、この際行ったトラッキングサーボ制御においては、ラジアルプッシュプル信号ＰｒとしてＰｒ＝（Ｌ１＋Ｌ２＋Ｌ３）−（Ｒ１＋Ｒ２＋Ｒ３）を用いた。また、光ディスクにはデータを未記録の状態とした。なお、データが記録された光ディスクの場合では、検出信号にＲＦ信号成分が含まれるが、ローパスフィルタによってＲＦ信号成分を除去できるので、上記したのと同様なラジアルチルト信号Ｓを得ることが可能である。
【００１７】
なお、本実施例においては、Ｌ１〜Ｌ３及びＲ１〜Ｒ３の両方を用いたが、どちらか一方のみ、すなわち、Ｓ＝Ｌ１−Ｌ２＋Ｌ３、もしくはＳ＝Ｒ１−Ｒ２＋Ｒ３としてもよい。
［第２の実施例］
本発明の第２の実施例であるチルト検出方法について述べる前に、本実施例が特に有効に働く、光軸ずれがある場合のラジアルチルト信号について以下に説明する。
【００１８】
通常の光ピックアップ装置では、ディスクが偏心していると、トラッキングサーボにより対物レンズがラジアル方向に振られ、その結果、ディテクタ上のスポットがラジアル方向にシフトする。すなわち、光軸ずれ（δ）が生じる。光軸ずれ（δ）がある場合の、ラジアルチルト信号強度のシミュレーション結果を図８に示す。なお、この際、光軸ずれによるトラッキングオフセットをキャンセルするためにトラッキングサーボではＤＰＰ（Differential Push-Pull）トラッキング信号を用いた。
【００１９】
図８は、光軸ずれ（δ）が０，３，６％の場合を示すが、ラジアルチルトがゼロであるにも拘わらずラジアルチルト信号がゼロにならないことがわかる。すなわち、ラジアルチルト信号にオフセットが生じることになる。
図９は、光軸ずれ（δ）が０，３，６％に対するラジアルプッシュプル信号Ｐｒのシミュレーション結果を示している。図８及び図９から、ラジアルチルト信号のオフセット量とラジアルプッシュプル信号Ｐｒの大きさとは略比例していることがわかる。従って、第１の実施例において説明したラジアルチルト信号Ｓ＝（Ｌ１−Ｌ２＋Ｌ３）−（Ｒ１−Ｒ２＋Ｒ３）をラジアルプッシュプル信号Ｐｒ＝（Ｌ１＋Ｌ２＋Ｌ３）−（Ｒ１＋Ｒ２＋Ｒ３）で補正することによって、光軸ずれ（δ）によってラジアルチルト信号に生じるオフセットを補正することができる。すなわち、当該補正を行った後の補正ラジアルチルト信号Ｓ’は次式で表される。
Ｓ’＝（Ｌ１−Ｌ２＋Ｌ３）−（Ｒ１−Ｒ２＋Ｒ３）−α×Ｐｒ （２）
ここで、αは所定の補正係数である。
【００２０】
次に、上記した本発明の第２の実施例であるチルト検出方法を実行するためのディテクタ１２及びチルト信号生成部１１の構成の一例を図１０のブロック図に示す。なお、ディテクタ１２の構成は第１の実施例の場合と同様である。
光ディスク８のタンジェンシャル方向に沿って配された３個の受光素子Ｒ１〜Ｒ３によって検出された検出信号Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３は、第１の実施例の場合と同様に、加算器３１及び減算器３２によって演算され、得られた信号（Ｒ１−Ｒ２＋Ｒ３）は減算器３３に供給される。また、タンジェンシャル方向に沿ったもう１組の受光素子Ｌ１〜Ｌ３によって検出された検出信号Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３もまた加算器３１及び減算器３２によって演算され、得られた信号（Ｌ１−Ｌ２＋Ｌ３）は減算器３３に供給される。減算器３３においてラジアルチルト信号Ｓ＝（Ｌ１−Ｌ２＋Ｌ３）−（Ｒ１−Ｒ２＋Ｒ３）が得られる。
【００２１】
一方、検出信号Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３は、加算器３５，３６及び減算器３７によって演算され、ラジアルプッシュプル信号Ｐｒ＝（Ｌ１＋Ｌ２＋Ｌ３）−（Ｒ１＋Ｒ２＋Ｒ３）が減算器３７から係数演算器３８に供給される。係数演算器３８においてラジアルプッシュプル信号Ｐｒに補正係数（α）が乗算される。減算器３９においてラジアルチルト信号Ｓから補正値α×Ｐｒが減算され、補正ラジアルチルト信号Ｓ’＝｛（Ｌ１−Ｌ２＋Ｌ３）−（Ｒ１−Ｒ２＋Ｒ３）｝−α×Ｐｒが得られる。
【００２２】
図１１に、上記したチルト検出方法を実行した場合におけるラジアルチルトに対する補正ラジアルチルト信号Ｓ’を、光軸ずれδ＝０，３，６％をパラメータとしてプロットした結果を示す。光軸ずれ（δ）が生じた場合であっても補正ラジアルチルト信号Ｓ’にはオフセットが生じていない。従って、上記した方法によって得られる補正ラジアルチルト信号Ｓ’を用いることにより、良好なチルトサーボ制御が可能であることがわかる。
【００２３】
なお、ＤＰＰ信号を用いたトラッキングサーボを行った場合を示したが、３ビーム法でも同様な効果が得られる。また、ここでは補正係数α＝０．２としたが、用いられる光学系のデザイン、ディスクの種類等に応じて適宜定めるようにすればよい。さらに、再生時でれば、ＤＰＤ信号でトラッキングサーボを行うことができるので、１ビーム構成の光ピックアップに対しても本方法を適用することが可能である。
［第３の実施例］
上記した実施例に加え、さらに別の方法で光軸ずれによるラジアルチルト信号のオフセットをキャンセルするすることも可能である。本発明の第３の実施例においては、タンジェンシャルプッシュプル信号を用いてラジアルチルト信号を得ている。本発明の第３の実施例であるチルト検出装置について述べる前に、タンジェンシャルプッシュプル信号及び光軸ずれの関係について以下に詳細に説明する。
【００２４】
図１２に、光ディスク８の記録領域におけるランド（Ｌ）、グルーブ（Ｇ）及び照射光ビームのスポットを、ディテクタと共に示す。ディテクタとしては、説明の簡便さのため、４分割ディテクタを例に説明する。図に示すように、光ビームがランド・プリピット（ＬＰＰ）を走査すると、タンジェンシャルプッシュプル信号の振幅ＴＰＰ１４（すなわち、TPP14＝DET1−DET4）及びＴＰＰ２３（TPP23＝DET2−DET3）を得ることができる。しかしながら、光軸ずれ（δ）がある場合には、図１３に示すように、タンジェンシャルプッシュプル信号振幅ＴＰＰ１４及びＴＰＰ２３の振幅は異なる。本実施例においては、タンジェンシャルプッシュプル信号を用いて光軸ずれの影響を除去している。
【００２５】
図１４は、本発明の第３の実施例であるディテクタ１２及びチルト信号生成部１１の構成の一例を示すブロック図である。ディテクタ１２は、光ディスク８のラジアル方向に沿って２分割し更にタンジェンシャル方向に沿って４分割して得られた領域の各々に配された８個の受光素子を含む８分割ディテクタである。
光ディスク８のタンジェンシャル方向に沿って配された４個の受光素子Ｒ１〜Ｒ４によって検出された検出信号Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４は増幅利得ＧRを有する増幅器４１によって増幅される。増幅された信号は、第１の実施例の場合と同様に、加算器３１及び減算器３２によって演算され、得られた信号ＧR×（Ｒ１−Ｒ２−Ｒ３＋Ｒ４）は減算器３３に供給される。また、当該増幅された信号は、加算器３７及び減算器３８によって演算され、得られた信号ＧR×（Ｒ１＋Ｒ２−Ｒ３−Ｒ４）は振幅コンパレータ４３に供給される。
【００２６】
一方、もう１組の検出信号Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４もまた、増幅利得ＧLを有する増幅器４２によって増幅された後、上記したのと同様な処理を施される。すなわち、得られた信号ＧL×（Ｌ１−Ｌ２−Ｌ３＋Ｌ４）は減算器３３に供給され、また、信号ＧL×（Ｌ１＋Ｌ２−Ｌ３−Ｌ４）は振幅コンパレータ４３に供給される。
【００２７】
振幅コンパレータ４３は、２つのタンジェンシャルプッシュプル信号振幅ＰＴR（＝Ｒ１＋Ｒ２−Ｒ３−Ｒ４）及びＰＴL（＝Ｌ１＋Ｌ２−Ｌ３−Ｌ４）の増幅利得ＧR及びＧLを調整する信号を増幅器４１及び増幅器４２に送り、ＧR×（Ｒ１＋Ｒ２−Ｒ３−Ｒ４）及びＧL×（Ｌ１＋Ｌ２−Ｌ３−Ｌ４）が実質的に等しくなるように制御する。これにより、光軸ずれ（δ）によってラジアルチルト信号に生じるオフセットを補正することができる。すなわち、当該補正を行った後の補正ラジアルチルト信号Ｓ’は次式で表される。
【００２８】
本発明のチルト検出による効果を、上記した利得制御を行わなかった場合と行った場合についてそれぞれ図１５、図１６に示す。なお、光軸ずれ（δ）は６％とした。図１５に示すように、利得制御を行わない場合には、２つのタンジェンシャルプッシュプル信号振幅ＰＴR及びＰＴLは異なり、ラジアルチルト信号にはオフセットが生じている。一方、利得制御を行った場合には、ラジアルチルト信号のオフセットは補正されている。従って、上記した方法によって得られる補正ラジアルチルト信号Ｓ’を用いることにより、良好なチルトサーボ制御が可能であることがわかる。
［その他の実施例］
上記した第３の実施例においては、ディテクタとして８分割ディテクタを用いた場合を例に説明したが、例えば、図１７に示すように、６分割ディテクタを用い、第３の実施例と同様なチルト信号生成処理を行ってもよい。この場合、補正ラジアルチルト量を表す補正ラジアルチルト信号Ｓ’は、Ｓ’＝ＧL×（Ｌ１−Ｌ２＋Ｌ３）−ＧR×（Ｒ１−Ｒ２＋Ｒ３）で表され、また、タンジェンシャルプッシュプル信号振幅ＰＴR及びＰＴLは、ＰＴL＝Ｌ１−Ｌ３、ＰＴR＝Ｒ１−Ｒ３で表される。
【００２９】
また、上記した種々の実施例において、ディテクタの分割形状は、回折光の干渉領域における内周部と外周部との光強度の差を検出可能な形状であれば、任意の形状であってもよい。例えば、図１８，１９，２０に示すように、干渉領域の内周部及び外周部の光強度分布に応じた形状とすることができる。なお、これらの図において、破線は光強度分布、実線は分割区画を示している。
【００３０】
また、ディテクタは、干渉領域のうち少なくとも１の干渉領域内の光強度差を検出可能であればよい。例えば、図２１に示すように、１つの干渉領域（Ｒ側及びＬ側のうち１つ）に対応するディテクタ部分が分割された形状となっていてもよい。
さらに、上記した種々の実施例においては、＋１次回折光又は−１次回折光との干渉領域の場合について説明したが、これに限定されない。２次以上の回折光の干渉領域の光強度分布を利用してもよい。
【００３１】
上記した実施例においては、ＤＰＰ信号を用いたトラッキングサーボを行った場合を示したが、３ビーム法や一般的なプッシュプル法でも同様な効果が得られる。なお、一般的なプッシュプル法を用いる場合には、１ビーム構成の光ピックアップでよい。
また、上記した実施例は例示であり、光記録媒体の種類、用いられる光ピックアップ光学系等に応じて適宜改変して、または組み合わせて適用することができる。
【００３２】
以上、詳細に説明したように、本発明はプリピットの有無に関わらず、グルーブ若しくはピット列が存在するディスクであれば適用可能である。すなわち、プッシュプル信号が得られる全てのディスク、例えば、ＤＶＤ−Ｒ、ＤＶＤ−ＲＷ、及びＤＶＤ−ＲＡＭ等のディスクに対して適用することができる。また、いずれのディスクの場合であっても１ビーム構成で実現できるため、光ピックアップの光学系、及び信号処理回路等も非常に簡単である。
【００３３】
【発明の効果】
上記したことから明らかなように、本発明によれば、プリピットが存在しないディスクのデータ記録時や１ビーム構成の光ピックアップなど種々のディスク及び光学系に適用できる広範囲な適用可能性を有すると共に、高精度にチルト量を検出可能な高性能かつ小型化にも適した光ピックアップ装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による光ピックアップ装置の構成を概略的に示す図である。
【図２】図１に示す光ピックアップ装置のディテクタ１０の構成を示す図である。
【図３】光ディスクに照射された光ビームの０次回折光及び±１次回折光を模式的に示す斜視図である。
【図４】ラジアルチルトが生じた場合のセンタディテクタ上のスポット光強度分布を示す図である。
【図５】図４に示す光強度分布において破線で示す、ディテクタ中心を通り、ラジアル方向に平行な断面における光強度分布をスポット径を規格化した相対スポット径に対して示す図である。
【図６】ディテクタ１２及びチルト信号生成部１１の構成の一例を示すブロック図である。
【図７】本発明の第１の実施例において、ラジアルチルト角に対してラジアルチルト信号Ｓをプロットした図である。
【図８】光軸ずれ（δ）がある場合の、ラジアルチルト信号強度のシミュレーション結果を示す図である。
【図９】光軸ずれ（δ）が０，３，６％に対するラジアルプッシュプル信号Ｐｒのシミュレーション結果を示す図である。
【図１０】本発明の第２の実施例であるディテクタ１２及びチルト信号生成部１１の構成の一例を示すブロック図である。
【図１１】本発明の第２の実施例において、ラジアルチルトに対する補正ラジアルチルト信号Ｓ’を、光軸ずれδ＝０，３，６％をパラメータとしてプロットした図である。
【図１２】光ディスクの記録領域におけるランド（Ｌ）、グルーブ（Ｇ）及び照射光ビームのスポット、及びディテクタを示す図である。
【図１３】図１２に示す場合において、光軸ずれ（δ）がある場合のタンジェンシャルプッシュプル信号ＴＰＰ１４及びＴＰＰ２３の振幅を示す図である。
【図１４】本発明の第３の実施例であるディテクタ１２及びチルト信号生成部１１の構成の一例を示すブロック図である。
【図１５】本発明の第３の実施例に関して、利得制御を行わなかった場合の、ラジアルチルト信号強度及びタンジェンシャルプッシュプル信号振幅をラジアルチルト角に対して示す図である。
【図１６】本発明の第３の実施例において、利得制御を行なった場合の、ラジアルチルト信号強度及びタンジェンシャルプッシュプル信号振幅をラジアルチルト角に対して示す図である。
【図１７】第３の実施例の改変例であって、６分割ディテクタを用いたチルト信号生成部１１の構成の一例を示すブロック図である。
【図１８】本発明によるディテクタの分割形状の改変例の一例を示す図である。
【図１９】本発明によるディテクタの分割形状の改変例の一例を示す図である。
【図２０】本発明によるディテクタの分割形状の改変例の一例を示す図である。
【図２１】本発明による、１つの干渉領域内の光強度差を検出するディテクタの分割形状の改変例の一例を示す図である。
【主要部分の符号の説明】
２ 光源
４ 回折格子
６ λ／４波長板
８ 光ディスク
１０ ディテクタ
１１ チルト信号生成部
１２ センタディテクタ
１３，１４ サイドディテクタ
１５ ビームスポット
１７ グルーブ
２１ ０次回折光
２２ ＋１次回折光
２３ −１次回折光
２５，２５Ａ、２５Ｂ 干渉領域
２７ 干渉領域の内周部
２８ 干渉領域の外周部
２９ スポット中央部
３１，３５，３６ 加算器
３２，３３，３７，３９ 減算器
３８ 係数演算器
４１，４２ 増幅器
４３ コンパレータ
Claims (22)
- 回転型の記録媒体の記録面に光ビームを照射して情報の記録及び／又は再生を行う光ピックアップ装置であって、
前記記録媒体から反射された回折光を受光する受光手段と、
前記受光手段による受光信号に基づいて、ラジアルプッシュプル信号及び前記記録媒体のラジアル方向に関する少なくとも２つのタンジェンシャルプッシュプル信号のうち少なくともいずれかを生成するプッシュプル信号生成手段と、
前記受光手段において受光した反射光のうち、０次回折光と前記０次回折光以外の回折光のうち少なくとも１つの回折光との干渉領域の光強度に基づいて前記記録媒体のラジアルチルト量を検出する検出手段と、
前記プッシュプル信号生成手段により生成されたプッシュプル信号に基づいて、前記ラジアルチルト量を補正する補正手段と、を有することを特徴とする光ピックアップ装置。 - 前記検出手段は、前記干渉領域の外周部及び内周部の光強度差に基づいて前記記録媒体のラジアルチルト量を検出することを特徴とする請求項１に記載の光ピックアップ装置。
- 前記検出手段は、前記干渉領域のうち少なくとも１の干渉領域の光強度に基づいて前記ラジアルチルト量を検出することを特徴とする請求項１又は２記載の光ピックアップ装置。
- 前記受光手段は、前記記録媒体のタンジェンシャル方向に沿って３分割して得られた領域の各々に配された３個の受光素子を含む３分割ディテクタであり、前記受光素子の受光信号を前記タンジェンシャル方向に沿って順にＬ１，Ｌ２，Ｌ３としたとき、前記ラジアルチルト量を表すラジアルチルト信号Ｓは、Ｓ＝Ｌ１−Ｌ２＋Ｌ３で表されることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１に記載の光ピックアップ装置。
- 前記少なくとも１つの回折光は、＋１次回折光及び−１次回折光のうちいずれか１を含むことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１に記載の光ピックアップ装置。
- 前記検出手段は、前記記録媒体のラジアル方向における回折光干渉領域の光強度に基づいて前記記録媒体のラジアルチルト量を検出することを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１に記載の光ピックアップ装置。
- 前記プッシュプル信号生成手段は、前記ラジアルプッシュプル信号を生成し、前記補正手段は、前記ラジアルチルト量を表すチルト信号強度から前記ラジアルプッシュプル信号に所定係数を乗じた値を減じて補正ラジアルチルト量を算出することを特徴とする請求項１に記載の光ピックアップ装置。
- 前記プッシュプル信号生成手段は、前記記録媒体のラジアル方向に関する少なくとも２つのタンジェンシャルプッシュプル信号を生成し、前記補正手段は、前記少なくとも２つのタンジェンシャルプッシュプル信号の振幅が実質的に等しくなるように前記ラジアルチルト量を表すチルト信号を補正することを特徴とする請求項１に記載の光ピックアップ装置。
- 前記補正手段は前記タンジェンシャルプッシュプル信号の各々を増幅する増幅手段と、前記タンジェンシャルプッシュプル信号振幅が実質的に等しくなるように前記増幅手段の利得を調整する手段と、を有することを特徴とする請求項８に記載の光ピックアップ装置。
- 前記記録媒体の記録領域はランド部及びグルーブ部からなることを特徴とする請求項１ないし９のいずれか１に記載の光ピックアップ装置。
- 前記受光手段は、前記記録媒体のラジアル方向に沿って２分割し更に前記記録媒体のタンジェンシャル方向に沿って３分割して得られた領域の各々に配された６個の受光素子を含む６分割ディテクタであることを特徴とする請求項１ないし３及び５ないし１０のいずれか１に記載の光ピックアップ装置。
- 前記受光手段は、前記記録媒体のラジアル方向に沿って２分割し更に前記記録媒体のタンジェンシャル方向に沿って３分割して得られた領域の各々に配された６個の受光素子を含む６分割ディテクタであり、前記記録媒体のラジアル方向に対向する受光素子の各対の受光信号を前記タンジェンシャル方向に沿って順に（Ｌ１，Ｒ１）、（Ｌ２，Ｒ２）及び（Ｌ３，Ｒ３）としたとき、前記ラジアルチルト量を表すラジアルチルト信号Ｓは、Ｓ＝（Ｌ１−Ｌ２＋Ｌ３）−（Ｒ１−Ｒ２＋Ｒ３）
で表されることを特徴とする請求項１１に記載の光ピックアップ装置。 - 前記受光手段は、前記記録媒体のラジアル方向に沿って２分割し更に前記記録媒体のタンジェンシャル方向に沿って３分割して得られた領域の各々に配された６個の受光素子を含む６分割ディテクタであり、前記ラジアル方向に対向する受光素子の各組の受光信号を前記タンジェンシャル方向に沿って順に（Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３）及び（Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３）とし、前記所定係数をαとしたとき、前記ラジアルチルト量を表すラジアルチルト信号Ｓ、前記ラジアルプッシュプル信号Ｐｒ、及び前記補正ラジアルチルト量を表す補正ラジアルチルト信号Ｓ'は、
Ｓ’＝Ｓ−α×Ｐｒ，
Ｓ＝（Ｌ１−Ｌ２＋Ｌ３）−（Ｒ１−Ｒ２＋Ｒ３），
Ｐｒ＝（Ｌ１＋Ｌ２＋Ｌ３）−（Ｒ１＋Ｒ２＋Ｒ３），
で表されることを特徴とする請求項７に記載の光ピックアップ装置。 - 前記受光手段は、前記記録媒体のラジアル方向に沿って２分割し更に前記記録媒体のタンジェンシャル方向に沿って３分割して得られた領域の各々に配された６個の受光素子を含む６分割ディテクタであり、前記増幅手段は前記受光信号の各組を増幅する２つの増幅器を含み、前記ラジアル方向に対向する受光素子の各組の受光信号を前記タンジェンシャル方向に沿って順に（Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３）及び（Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３）とし、前記各組の受光信号を増幅する増幅手段の利得をそれぞれＧL及びＧRとしたとき、前記タンジェンシャルプッシュプル信号の振幅ＰＴL，ＰＴR、及び当該補正ラジアルチルト量を表す補正ラジアルチルト信号Ｓ'は、
Ｓ'＝ＧL×（Ｌ１−Ｌ２＋Ｌ３）−ＧR×（Ｒ１−Ｒ２＋Ｒ３），
ＰＴL＝Ｌ１−Ｌ３，
ＰＴR＝Ｒ１−Ｒ３，
ＧL×ＰＴL≒ＧR×ＰＴR ，
で表されることを特徴とする請求項９に記載の光ピックアップ装置。 - 前記受光手段は、前記記録媒体のラジアル方向に沿って２分割し更に前記記録媒体のタンジェンシャル方向に沿って４分割して得られた領域の各々に配された８個の受光素子を含む８分割ディテクタであり、前記増幅手段は前記受光信号の各組を増幅する２つの増幅器を含み、前記ラジアル方向に対向する受光素子の各組の受光信号を前記タンジェンシャル方向に沿って順に（Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４）及び（Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４）とし、前記各組の受光信号を増幅する増幅手段の利得をそれぞれＧL及びＧRとしたとき、前記タンジェンシャルプッシュプル信号の振幅ＰＴL，ＰＴR、及び当該補正ラジアルチルト量を表す補正ラジアルチルト信号Ｓ'は、
Ｓ'＝ＧL×（Ｌ１−Ｌ２−Ｌ３＋Ｌ４）−ＧR×（Ｒ１−Ｒ２−Ｒ３＋Ｒ４），
ＰＴL＝Ｌ１＋Ｌ２−Ｌ３−Ｌ４，
ＰＴR＝Ｒ１＋Ｒ２−Ｒ３−Ｒ４，
ＧL×ＰＴL≒ＧR×ＰＴR ，
で表されることを特徴とする請求項９に記載の光ピックアップ装置。 - 記録面に光ビームを照射して情報の記録及び／又は再生を行う回転型の記録媒体のチルト量を検出する方法であって、
前記記録媒体から反射された回折光を受光するステップと、
前記受光するステップにおける受光信号に基づいて、ラジアルプッシュプル信号及び前記記録媒体のラジアル方向に関する少なくとも２つのタンジェンシャルプッシュプル信号のうち少なくともいずれかを生成するプッシュプル信号生成ステップと、
前記受光するステップにおいて受光した反射光のうち、０次回折光と前記０次回折光以外の回折光のうち少なくとも１つの回折光との干渉領域の光強度に基づいて前記記録媒体のラジアルチルト量を表すチルト信号を生成するステップと、
前記プッシュプル信号生成ステップにおいて生成されたプッシュプル信号に基づいて、前記ラジアルチルト量を補正する補正ステップと、を有することを特徴とする方法。 - 前記チルト信号を生成するステップは、前記干渉領域の外周部及び内周部の光強度差に基づいて前記チルト信号を生成することを特徴とする請求項１６に記載の方法。
- 前記チルト信号を生成するステップは、前記干渉領域のうち少なくとも１の干渉領域の光強度に基づいて前記ラジアルチルト量を生成することを特徴とする請求項１６又は１７記載の方法。
- 前記少なくとも１つの回折光は、＋１次回折光及び−１次回折光のうちいずれか１を含むことを特徴とする請求項１６ないし１８いずれか１に記載の方法。
- 前記チルト信号を生成するステップは、前記記録媒体のラジアル方向における回折光干渉領域の光強度に基づいて前記記録媒体のラジアルチルト信号を生成することを特徴とする請求項１６ないし１９のいずれか１に記載の方法。
- 前記プッシュプル信号生成ステップは、前記ラジアルプッシュプル信号を生成し、前記補正ステップは、前記ラジアルチルト量を表すラジアルチルト信号強度から前記ラジアルプッシュプル信号に所定係数を乗じた値を減じて補正ラジアルチルト量を算出することを特徴とする請求項１６に記載の方法。
- 前記プッシュプル信号生成ステップは、前記少なくとも２つのタンジェンシャルプッシュプル信号を生成し、前記補正ステップは、前記少なくとも２つのタンジェンシャルプッシュプル信号の振幅が実質的に等しくなるように前記ラジアルチルト量を表すチルト信号を補正することを特徴とする請求項１６に記載の方法。
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