JP2001338425A - 光ピックアップのトラッキング・オフセット補正方法 - Google Patents
光ピックアップのトラッキング・オフセット補正方法Info
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- JP2001338425A JP2001338425A JP2000152611A JP2000152611A JP2001338425A JP 2001338425 A JP2001338425 A JP 2001338425A JP 2000152611 A JP2000152611 A JP 2000152611A JP 2000152611 A JP2000152611 A JP 2000152611A JP 2001338425 A JP2001338425 A JP 2001338425A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 2PDを用いたDPD方式を適用した光ピッ
クアップにおいて、対物レンズを光ディスクの径方向に
シフトした時に発生するトラッキング・オフセットを改
善する。 【解決手段】 2PDを用いたDPD方式を適用した光
ピックアップにおいて、ピックアップ内の光学系に含ま
れる非点収差によって生じるトラッキング・オフセット
と、ピックアップ内の光学系に含まれる球面収差によっ
て生じるトラッキング・オフセットとが互いに相殺され
る関係に設定することにより、対物レンズの中心を光学
系の光軸から光ディスクの径方向にシフトした時に発生
するトラッキング・オフセットを零(0)又は一定値に
改善したことを特徴とする光ピックアップのトラッキン
グ・オフセット補正方法を提供する。
クアップにおいて、対物レンズを光ディスクの径方向に
シフトした時に発生するトラッキング・オフセットを改
善する。 【解決手段】 2PDを用いたDPD方式を適用した光
ピックアップにおいて、ピックアップ内の光学系に含ま
れる非点収差によって生じるトラッキング・オフセット
と、ピックアップ内の光学系に含まれる球面収差によっ
て生じるトラッキング・オフセットとが互いに相殺され
る関係に設定することにより、対物レンズの中心を光学
系の光軸から光ディスクの径方向にシフトした時に発生
するトラッキング・オフセットを零(0)又は一定値に
改善したことを特徴とする光ピックアップのトラッキン
グ・オフセット補正方法を提供する。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、対物レンズからの
スポット光を光ディスクの信号面に照射して、このスポ
ット光が信号面で反射した戻り光を光検出器(PD…P
hoto Detector)上で分割した2つの受光
部(2PD)で受光して、2つの受光部からの信号の位
相差によりトラッキングエラー信号を得る位相差方式
(DPD…Differential Phase D
etection)において、とくに、スポット光がト
ラックを横切る方向にシフト(移動)したときに発生す
るトラッキング・オフセットを良好に補正する光ピック
アップのトラッキング・オフセット補正方法に関するも
のである。
スポット光を光ディスクの信号面に照射して、このスポ
ット光が信号面で反射した戻り光を光検出器(PD…P
hoto Detector)上で分割した2つの受光
部(2PD)で受光して、2つの受光部からの信号の位
相差によりトラッキングエラー信号を得る位相差方式
(DPD…Differential Phase D
etection)において、とくに、スポット光がト
ラックを横切る方向にシフト(移動)したときに発生す
るトラッキング・オフセットを良好に補正する光ピック
アップのトラッキング・オフセット補正方法に関するも
のである。
【0002】
【従来の技術】近年、大容量の映像情報,音声情報,デ
ータ情報を保存する情報記録媒体として、CD(Com
pact Disc),DVD(Digital Ve
rsatile Disc)など光学的に情報を記録・
再生する光ディスクが多用されており、この種の光ディ
スクは目的の情報を迅速にアクセスできる点から注目さ
れている。この光ディスクには凹凸状のピットを多数連
ねて同心円状又は螺旋状に形成したトラックが径方向に
所定のピッチ(1um前後のピッチ)で記録されてい
る。
ータ情報を保存する情報記録媒体として、CD(Com
pact Disc),DVD(Digital Ve
rsatile Disc)など光学的に情報を記録・
再生する光ディスクが多用されており、この種の光ディ
スクは目的の情報を迅速にアクセスできる点から注目さ
れている。この光ディスクには凹凸状のピットを多数連
ねて同心円状又は螺旋状に形成したトラックが径方向に
所定のピッチ(1um前後のピッチ)で記録されてい
る。
【0003】そして、上記光ディスクは、径方向(ラジ
アル方向)に移動自在な光ピックアップにより映像情
報,音声情報,データ情報などを記録したり、記録済み
の情報を再生している。
アル方向)に移動自在な光ピックアップにより映像情
報,音声情報,データ情報などを記録したり、記録済み
の情報を再生している。
【0004】図1は光ディスクの記録及び/又は再生に
適用される光ピックアップの構成を示した図、図2は4
PDを用いたDPD方式によるトラッキッングエラー信
号を演算する方法を説明するための図、図3は2PDを
用いたDPD方式によるトラッキッングエラー信号を演
算する方法を説明するための図、図4は4PDを用いた
DPD方式、又は、2PDを用いたDPD方式によりト
ラッキングエラー信号を生成する際に、対物レンズが光
ディスクの径方向にシフト(移動)したときの状態を示
した図である。
適用される光ピックアップの構成を示した図、図2は4
PDを用いたDPD方式によるトラッキッングエラー信
号を演算する方法を説明するための図、図3は2PDを
用いたDPD方式によるトラッキッングエラー信号を演
算する方法を説明するための図、図4は4PDを用いた
DPD方式、又は、2PDを用いたDPD方式によりト
ラッキングエラー信号を生成する際に、対物レンズが光
ディスクの径方向にシフト(移動)したときの状態を示
した図である。
【0005】図1に示した如く、光ピックアップ10
は、周知のように、波長λ(nm)のレーザ光Lを出射
するレーザ素子11と、レーザ素子11から出射したレ
ーザ光Lを平行光束にするコリメータレンズ12と、コ
リメータレンズ12を通過したレーザ光Lを通過させ且
つ下記するように光ディスク1からの戻り光Lmをレー
ザ光Lに対して直交する方向に反射させる偏光プリズム
13と、1/4波長板14と、光ディスク1の信号面1
aにスポット光Lsを集光させる対物レンズ15と、光
ディスク1に照射したスポット光Lsが反射した戻り光
Lmを対物レンズ15,1/4波長板14,偏光プリズ
ム13を経て集光させる集光レンズ16と、集光した戻
り光Lmを単一方向のみレンズとして作用させ且つ単一
方向に対して直角な方向ではレンズ作用がなく非点収差
法によるフォーカスエラー信号を得るために用いたシリ
ンドリカルレンズ17と、シリンドリカルレンズ17を
通過した戻り光Lmを検出するために複数の受光部を形
成した光検出器20と、この光検出器20で受光した複
数の受光部からの信号を演算して情報信号,フォーカス
エラー信号,トラッキングエラー信号(DPD信号)な
どを生成する信号処理手段30とにより主に構成されて
いる。
は、周知のように、波長λ(nm)のレーザ光Lを出射
するレーザ素子11と、レーザ素子11から出射したレ
ーザ光Lを平行光束にするコリメータレンズ12と、コ
リメータレンズ12を通過したレーザ光Lを通過させ且
つ下記するように光ディスク1からの戻り光Lmをレー
ザ光Lに対して直交する方向に反射させる偏光プリズム
13と、1/4波長板14と、光ディスク1の信号面1
aにスポット光Lsを集光させる対物レンズ15と、光
ディスク1に照射したスポット光Lsが反射した戻り光
Lmを対物レンズ15,1/4波長板14,偏光プリズ
ム13を経て集光させる集光レンズ16と、集光した戻
り光Lmを単一方向のみレンズとして作用させ且つ単一
方向に対して直角な方向ではレンズ作用がなく非点収差
法によるフォーカスエラー信号を得るために用いたシリ
ンドリカルレンズ17と、シリンドリカルレンズ17を
通過した戻り光Lmを検出するために複数の受光部を形
成した光検出器20と、この光検出器20で受光した複
数の受光部からの信号を演算して情報信号,フォーカス
エラー信号,トラッキングエラー信号(DPD信号)な
どを生成する信号処理手段30とにより主に構成されて
いる。
【0006】上記した光ピックアップ10内の各構成部
材のうちでコリメータレンズ12,偏光プリズム13,
1/4波長板14,対物レンズ15,集光レンズ16,
シリンドリカルレンズ17が光学系を構成する光学部品
であり、こらの光学部品は光学系の光軸K上に上記順で
それぞれれ設置されている。
材のうちでコリメータレンズ12,偏光プリズム13,
1/4波長板14,対物レンズ15,集光レンズ16,
シリンドリカルレンズ17が光学系を構成する光学部品
であり、こらの光学部品は光学系の光軸K上に上記順で
それぞれれ設置されている。
【0007】そして、光ディスク1を高速に回転させ
て、光ピックアップ10内の対物レンズ15を介して光
ディスク1の信号面1aに照射したスポット光Lsが合
焦状態で多数のピットで形成したトラックに沿って移動
し、且つ、対物レンズ24を光ディスク1の径方向(ラ
ジアル方向)に順次移動させることで、映像情報,音声
情報,データ情報などを記録したり、記録済みの情報を
再生している。
て、光ピックアップ10内の対物レンズ15を介して光
ディスク1の信号面1aに照射したスポット光Lsが合
焦状態で多数のピットで形成したトラックに沿って移動
し、且つ、対物レンズ24を光ディスク1の径方向(ラ
ジアル方向)に順次移動させることで、映像情報,音声
情報,データ情報などを記録したり、記録済みの情報を
再生している。
【0008】ここで、光ディスク1からの戻り光Lmを
光検出器20で受光して情報信号,フォーカスエラー信
号,トラッキングエラー信号(DPD信号)などを生成
するにあたって、以下の説明では情報信号,フォーカス
エラー信号を演算する場合を省略し、トラッキングエラ
ー信号を演算する場合についてのみ詳述する。
光検出器20で受光して情報信号,フォーカスエラー信
号,トラッキングエラー信号(DPD信号)などを生成
するにあたって、以下の説明では情報信号,フォーカス
エラー信号を演算する場合を省略し、トラッキングエラ
ー信号を演算する場合についてのみ詳述する。
【0009】図2及び図3に示した如く、上記した光検
出器(PD…Photo Detector)20は、
複数の受光部として例えば4分割した受光部20a〜2
0dで光ディスク1からの戻り光Lmを受光しており、
即ち、光ディスク1からの戻り光Lmのファーフィール
ドパターンをトラック方向及び径方向(ラジアル方向)
の分割線で4分割した各領域20a〜20dで受光して
A〜D信号を得ている。 そして、光ディスク1からの
戻り光Lmを光検出器20で受光してフォーカスエラー
信号を演算する場合には、図2に示した4PDを用いた
DPD方式と、図3に示した2PDを用いたDPD方式
のいずれかの方式が採用されている。
出器(PD…Photo Detector)20は、
複数の受光部として例えば4分割した受光部20a〜2
0dで光ディスク1からの戻り光Lmを受光しており、
即ち、光ディスク1からの戻り光Lmのファーフィール
ドパターンをトラック方向及び径方向(ラジアル方向)
の分割線で4分割した各領域20a〜20dで受光して
A〜D信号を得ている。 そして、光ディスク1からの
戻り光Lmを光検出器20で受光してフォーカスエラー
信号を演算する場合には、図2に示した4PDを用いた
DPD方式と、図3に示した2PDを用いたDPD方式
のいずれかの方式が採用されている。
【0010】まず、図2に示した如くにトラッキングエ
ラー信号を演算する方式では、光検出器20の4分割し
た4つの受光部20a〜20d(4PD…4 Phot
oDetector)で受光したA〜D信号を全て用い
ているので、この方式を4PDを用いたDPD方式と称
している。即ち、信号処理手段30は、光検出器20上
で対角方向のA信号とC信号と、これとは異なる対角方
向のB信号とD信号とを足算器31,32でそれぞれ加
算して(A+C)信号,(B+D)信号を得て、更に、
(A+C)信号と(B+D)信号とを位相比較器33で
位相比較して(A+C)と(B+D)の位相差信号を得
ることで、光ディスク1上のトラックに対してトラッキ
ングをかけるためのトラッキングエラー信号を生成して
いる。
ラー信号を演算する方式では、光検出器20の4分割し
た4つの受光部20a〜20d(4PD…4 Phot
oDetector)で受光したA〜D信号を全て用い
ているので、この方式を4PDを用いたDPD方式と称
している。即ち、信号処理手段30は、光検出器20上
で対角方向のA信号とC信号と、これとは異なる対角方
向のB信号とD信号とを足算器31,32でそれぞれ加
算して(A+C)信号,(B+D)信号を得て、更に、
(A+C)信号と(B+D)信号とを位相比較器33で
位相比較して(A+C)と(B+D)の位相差信号を得
ることで、光ディスク1上のトラックに対してトラッキ
ングをかけるためのトラッキングエラー信号を生成して
いる。
【0011】一方、図3に示した如くにトラッキングエ
ラー信号を演算する方式では、光検出器20の4分割し
た受光部20a〜20dのうちの2つの受光部20a,
20b(2PD…2 Photo Detecto
r)、又は、2つの受光部20c,20d(2PD)で
受光した2つのA信号,B信号、又は、2つのC信号,
D信号を用いているので、この方式を2PDを用いたD
PD方式と称している。即ち、信号処理手段30は、光
検出器20上でトラック方向に対して左右に分割した前
方側のA信号とB信号、又は、検出器20上でトラック
方向に対して左右に分割した後方側のC信号とD信号を
位相比較器34で位相比較してA信号とB信号の位相差
信号、又は、C信号とD信号の位相差信号を得ること
で、光ディスク1上のトラックに対してトラッキングを
かけるためのトラッキングエラー信号を生成している。
ラー信号を演算する方式では、光検出器20の4分割し
た受光部20a〜20dのうちの2つの受光部20a,
20b(2PD…2 Photo Detecto
r)、又は、2つの受光部20c,20d(2PD)で
受光した2つのA信号,B信号、又は、2つのC信号,
D信号を用いているので、この方式を2PDを用いたD
PD方式と称している。即ち、信号処理手段30は、光
検出器20上でトラック方向に対して左右に分割した前
方側のA信号とB信号、又は、検出器20上でトラック
方向に対して左右に分割した後方側のC信号とD信号を
位相比較器34で位相比較してA信号とB信号の位相差
信号、又は、C信号とD信号の位相差信号を得ること
で、光ディスク1上のトラックに対してトラッキングを
かけるためのトラッキングエラー信号を生成している。
【0012】また、上記した4PDを用いたDPD方
式、又は、2PDを用いたDPD方式によりトラッキン
グエラー信号を得る際に、図4に示すように対物レンズ
15からのスポット光Lsが光ディスク1の信号面1a
に合焦している状態で、対物レンズ15の中心を光学系
の光軸Kから光ディスク1の径方向にシフト(移動)さ
せた時、光ディスク1からの戻り光Lmの強度分布の中
心が光検出器20の分割線からたとえば距離ΔXだけ離
れる。この際、光ディスク1に照射したスポット光Ls
の中心部がトラックの中心上にあれば、戻り光Lmの中
心部は対物レンズ15の中心を通って光学系の光軸Kに
沿いながら4分割した受光部20a〜20dの分割中心
点O(図2)に向かうものである。
式、又は、2PDを用いたDPD方式によりトラッキン
グエラー信号を得る際に、図4に示すように対物レンズ
15からのスポット光Lsが光ディスク1の信号面1a
に合焦している状態で、対物レンズ15の中心を光学系
の光軸Kから光ディスク1の径方向にシフト(移動)さ
せた時、光ディスク1からの戻り光Lmの強度分布の中
心が光検出器20の分割線からたとえば距離ΔXだけ離
れる。この際、光ディスク1に照射したスポット光Ls
の中心部がトラックの中心上にあれば、戻り光Lmの中
心部は対物レンズ15の中心を通って光学系の光軸Kに
沿いながら4分割した受光部20a〜20dの分割中心
点O(図2)に向かうものである。
【0013】ここで、上記した4PDを用いたDPD方
式により得られたトラッキングエラー信号は、光ディス
ク1に形成したピットの深さに依存してトラッキング・
オフセットが発生することが知られており、この現象を
図5及び図6を用いて説明する。
式により得られたトラッキングエラー信号は、光ディス
ク1に形成したピットの深さに依存してトラッキング・
オフセットが発生することが知られており、この現象を
図5及び図6を用いて説明する。
【0014】図5は対物レンズを光ディスクの径方向に
シフトした時に、光ディスクのピット深さがλ/4の場
合と、ピット深さがλ/4でない場合とで光検出器上の
パターンを示した図、図6は4PDを用いたDPD方式
によるトラッキング・オフセットの発生原理を説明する
ための波形図である。
シフトした時に、光ディスクのピット深さがλ/4の場
合と、ピット深さがλ/4でない場合とで光検出器上の
パターンを示した図、図6は4PDを用いたDPD方式
によるトラッキング・オフセットの発生原理を説明する
ための波形図である。
【0015】図5に示した如く、対物レンズ15の中心
を光学系の光軸Kから光ディスク1の径方向(ラジアル
方向)にシフトした時(以下、この動作をレンズシフト
と呼称する)に、光検出器20上では、光ディスク1に
形成したピットPの深さ(以下、ピット深さと記す)に
よって、回折パターンの前後方向での分布が影響を受け
る。例えば、光ディスク1のピット深さがλ/4(但
し、λは読み取りレーザ光の波長)の場合には、戻り光
Lmのパターンは光検出器20上で4分割した分割中心
点O(図2)に対して点対称となるため、対角方向の和
信号を生成している4PDを用いたDPD方式では光検
出器20の分割線とパターンの中心に不一致が発生して
も相補関係で補正されるため、トラッキングエラー信号
は戻り光Lmのパターンと分割線が一致している場合と
変化なく、トラッキング・オフセットが発生しない。
を光学系の光軸Kから光ディスク1の径方向(ラジアル
方向)にシフトした時(以下、この動作をレンズシフト
と呼称する)に、光検出器20上では、光ディスク1に
形成したピットPの深さ(以下、ピット深さと記す)に
よって、回折パターンの前後方向での分布が影響を受け
る。例えば、光ディスク1のピット深さがλ/4(但
し、λは読み取りレーザ光の波長)の場合には、戻り光
Lmのパターンは光検出器20上で4分割した分割中心
点O(図2)に対して点対称となるため、対角方向の和
信号を生成している4PDを用いたDPD方式では光検
出器20の分割線とパターンの中心に不一致が発生して
も相補関係で補正されるため、トラッキングエラー信号
は戻り光Lmのパターンと分割線が一致している場合と
変化なく、トラッキング・オフセットが発生しない。
【0016】しかしながら、ピット深さがλ/4からは
ずれたときには、光検出器20上で強度パターンの前後
が不一致となり、この状態で対物レンズ15をシフトさ
せると強度パターンの中心が光検出器20の分割線から
はずれ、対角和をとって信号を生成しても前後の分布が
一致していないと相補関係とはならないため、信号はア
ンバランスとなり、信号の位相ずれが発生し、スポット
光がトラックの中心をトレースしていてもトラッキング
エラー信号が零(0)とならないでトラッキング・オフ
セットが発生しする。
ずれたときには、光検出器20上で強度パターンの前後
が不一致となり、この状態で対物レンズ15をシフトさ
せると強度パターンの中心が光検出器20の分割線から
はずれ、対角和をとって信号を生成しても前後の分布が
一致していないと相補関係とはならないため、信号はア
ンバランスとなり、信号の位相ずれが発生し、スポット
光がトラックの中心をトレースしていてもトラッキング
エラー信号が零(0)とならないでトラッキング・オフ
セットが発生しする。
【0017】より具体的に4PDを用いたDPD方式に
よるトラッキング・オフセットの発生原理を波形パター
ンにより説明すると、図6は4PDを用いたDPD方式
によるトラッキング・オフセットの発生原理を説明する
際に、スポット光がトラック中心上でピット端に位置し
ている時に、光ディスク1のピット深さ及び対物レンズ
によるレンズシフトの有無をパラメータとしている。
よるトラッキング・オフセットの発生原理を波形パター
ンにより説明すると、図6は4PDを用いたDPD方式
によるトラッキング・オフセットの発生原理を説明する
際に、スポット光がトラック中心上でピット端に位置し
ている時に、光ディスク1のピット深さ及び対物レンズ
によるレンズシフトの有無をパラメータとしている。
【0018】光ディスク1のピット深さがλ/4の場合
には、光検出器20から得られる(A+C)信号と(B
+D)信号に現れる波形パターンは同じになり、たとえ
対物レンズ15が光ディスク1の径方向にシフトして光
検出器20の各受光部上で戻り光Lmが移動したとして
も、スポット光Lsがトラック中心上にあるときは(A
+C)信号と(B+D)信号の間に発生する位相差は零
(0)となる。
には、光検出器20から得られる(A+C)信号と(B
+D)信号に現れる波形パターンは同じになり、たとえ
対物レンズ15が光ディスク1の径方向にシフトして光
検出器20の各受光部上で戻り光Lmが移動したとして
も、スポット光Lsがトラック中心上にあるときは(A
+C)信号と(B+D)信号の間に発生する位相差は零
(0)となる。
【0019】これに対し、光ディスク1のピット深さが
λ/4と異なる場合には、(A+C)信号と(B+D)
信号にレベル差が生ずる。光検出器20の各受光部上で
戻り光Lmが移動していない場合には、(A+C)信号
と(B+D)信号の間にレベル差はなく、トラッキング
エラー信号は零(0)になる。しかし、対物レンズ15
が光ディスク1の径方向にシフトした場合には(A+
C)信号と(B+D)信号の間にアンバランスが発生す
る。これにより、位相差が生じてトラッキングエラー信
号にトラッキング・オフセットが生ずる。
λ/4と異なる場合には、(A+C)信号と(B+D)
信号にレベル差が生ずる。光検出器20の各受光部上で
戻り光Lmが移動していない場合には、(A+C)信号
と(B+D)信号の間にレベル差はなく、トラッキング
エラー信号は零(0)になる。しかし、対物レンズ15
が光ディスク1の径方向にシフトした場合には(A+
C)信号と(B+D)信号の間にアンバランスが発生す
る。これにより、位相差が生じてトラッキングエラー信
号にトラッキング・オフセットが生ずる。
【0020】そこで、4PDを用いたDPD方式による
トラッキング・オフセットの発生に対しての対策の一例
として、特公平6−3648号公報に述べられているよ
うに4PDの信号位相を遅延させて位相差を打ち消す方
式がある。この対策例の電気回路ブロックは図7に示す
ように電気回路部に遅延線を用いた補正方式が使われて
いた。
トラッキング・オフセットの発生に対しての対策の一例
として、特公平6−3648号公報に述べられているよ
うに4PDの信号位相を遅延させて位相差を打ち消す方
式がある。この対策例の電気回路ブロックは図7に示す
ように電気回路部に遅延線を用いた補正方式が使われて
いた。
【0021】また、4PDを用いたDPD方式によるト
ラッキング・オフセットの発生に対する対策の他例とし
て、特開平11−203693号公報のように4PD信
号に遅延線を挿入して、トラッキング・オフセットを学
習し打ち消す方法が示されている。
ラッキング・オフセットの発生に対する対策の他例とし
て、特開平11−203693号公報のように4PD信
号に遅延線を挿入して、トラッキング・オフセットを学
習し打ち消す方法が示されている。
【0022】これらは4PD方式でトラックの進行方向
の前に位置する2つのPDの信号の遅延量を制御し、ト
ラッキング・オフセットが零(0)になるように初期制
御するものである。このように4PD方式の場合は遅延
線又は可変遅延回路や制御プログラムが必要であった。
の前に位置する2つのPDの信号の遅延量を制御し、ト
ラッキング・オフセットが零(0)になるように初期制
御するものである。このように4PD方式の場合は遅延
線又は可変遅延回路や制御プログラムが必要であった。
【0023】これに対して図5の下段に示すように2P
Dを用いたDPD方式の場合には、対物レンズ15によ
るレンズシフト時のトラッキング・オフセット変動が4
PDを用いたDPD方式よりは光ディスク1のピット深
さに依存するのが少ない利点を有する{応用物理学会’
97秋4P−ZE−7(2PDを用いたDPDトラッキ
ング制御法の解析)を参照されたい}。
Dを用いたDPD方式の場合には、対物レンズ15によ
るレンズシフト時のトラッキング・オフセット変動が4
PDを用いたDPD方式よりは光ディスク1のピット深
さに依存するのが少ない利点を有する{応用物理学会’
97秋4P−ZE−7(2PDを用いたDPDトラッキ
ング制御法の解析)を参照されたい}。
【0024】このように、2PDを用いたDPD方式は
原理的(収差が少ない光学系の場合)には図3に示した
ように、光検出器20からのA,B信号、又は、C,D
信号を信号手段30の位相比較器34で演算しているた
め、検出回路構成がきわめて簡単で、且つ、光ディスク
1のピット深さに依存したトラッキング・オフセットが
発生しない良好な方式であり、4PD方式で必要なオフ
セット補正回路を用いる必要はなく電気回路の構成を含
めて、コストでも有利な方式である。
原理的(収差が少ない光学系の場合)には図3に示した
ように、光検出器20からのA,B信号、又は、C,D
信号を信号手段30の位相比較器34で演算しているた
め、検出回路構成がきわめて簡単で、且つ、光ディスク
1のピット深さに依存したトラッキング・オフセットが
発生しない良好な方式であり、4PD方式で必要なオフ
セット補正回路を用いる必要はなく電気回路の構成を含
めて、コストでも有利な方式である。
【0025】しかし、「SPIE Vol3401 S
ignal and Servoissues in
DVD/CD and CD/R/RW Compat
ible Optical Pick−Up」の論文に
記載されているように、光ピックアップ10内の光学系
に収差がある場合には、光ディスク1のピット深さや光
ピックアップ10内の光学系の収差量に依存して対物レ
ンズ15によるレンズシフトでトラッキング・オフセッ
トが変動するという問題がある。
ignal and Servoissues in
DVD/CD and CD/R/RW Compat
ible Optical Pick−Up」の論文に
記載されているように、光ピックアップ10内の光学系
に収差がある場合には、光ディスク1のピット深さや光
ピックアップ10内の光学系の収差量に依存して対物レ
ンズ15によるレンズシフトでトラッキング・オフセッ
トが変動するという問題がある。
【0026】特に、前記論文に記載されているように、
2PDを用いたDPD方式において、光ピックアップ1
0内の光学系による非点収差がトラックに対して45゜
方向にある場合には、対物レンズ15によるレンズシフ
トが零(0)の時でも大きなトラッキング・オフセット
を発生する。
2PDを用いたDPD方式において、光ピックアップ1
0内の光学系による非点収差がトラックに対して45゜
方向にある場合には、対物レンズ15によるレンズシフ
トが零(0)の時でも大きなトラッキング・オフセット
を発生する。
【0027】図8には、光ピックアップ10内の非点収
差の方向θを形成されたスポット光の角度にして示して
おり、トラッキング・オフセットの大きさは、非点収差
ASの大きさと、非点収差の方向θによって決まり、即
ち、AS×SIN(2θ)の関係である。
差の方向θを形成されたスポット光の角度にして示して
おり、トラッキング・オフセットの大きさは、非点収差
ASの大きさと、非点収差の方向θによって決まり、即
ち、AS×SIN(2θ)の関係である。
【0028】また、トラッキング・オフセットは、対物
レンズ15によるレンズシフトによって変動する。これ
も非点収差の方向θによって変わる特性がある。
レンズ15によるレンズシフトによって変動する。これ
も非点収差の方向θによって変わる特性がある。
【0029】また、光ピックアップ10内の光学系に球
面収差がある場合は、この球面収差の大きさと、対物レ
ンズ15によるレンズシフトの大きさに比例して変わる
トラッキング・オフセットがある。
面収差がある場合は、この球面収差の大きさと、対物レ
ンズ15によるレンズシフトの大きさに比例して変わる
トラッキング・オフセットがある。
【0030】このように光ピックアップ10内の光学系
に含まれる非点収差及び球面収差によって発生するトラ
ッキング・オフセットが異なり、光ピックアップ10内
の光学系全体でトラッキング・オフセットが発生しない
ように非点収差及び球面収差を最適化する必要があっ
た。
に含まれる非点収差及び球面収差によって発生するトラ
ッキング・オフセットが異なり、光ピックアップ10内
の光学系全体でトラッキング・オフセットが発生しない
ように非点収差及び球面収差を最適化する必要があっ
た。
【0031】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記したよ
うに、2PDを用いたDPD方式は、対物レンズ15に
よるレンズシフト時のトラッキング・オフセット変動が
4PDを用いたDPD方式よりは光ディスク1のピット
深さに依存するのが少ない利点を有するものの、2PD
を用いたDPD方式を適用した光ピックアップ10内の
光学系に含まれる非点収差及び球面収差によってトラッ
キング・オフセットが発生している。
うに、2PDを用いたDPD方式は、対物レンズ15に
よるレンズシフト時のトラッキング・オフセット変動が
4PDを用いたDPD方式よりは光ディスク1のピット
深さに依存するのが少ない利点を有するものの、2PD
を用いたDPD方式を適用した光ピックアップ10内の
光学系に含まれる非点収差及び球面収差によってトラッ
キング・オフセットが発生している。
【0032】とくに、2PDを用いたDPD方式を適用
した光ピックアップ10の組立上で使用する光学部品は
量産され、生産の工程で発生する収差を実使用上問題な
い程度に許容しており、理想的な状態である収差がない
光学系と違ってある程度の収差を残存した状態で、光ピ
ックアップ10が組み立てられている。
した光ピックアップ10の組立上で使用する光学部品は
量産され、生産の工程で発生する収差を実使用上問題な
い程度に許容しており、理想的な状態である収差がない
光学系と違ってある程度の収差を残存した状態で、光ピ
ックアップ10が組み立てられている。
【0033】このような2PDを用いたDPD方式を適
用した光ピックアップ10で光ディスク1を再生し、読
み取りトラックに追従して対物レンズ15の中心を光学
系の光軸Kから光ディスク1の径方向にシフトした時
に、光ピックアップ10内の光学系に含まれる非点収差
及び球面収差によって発生するトラッキング・オフセッ
トを出来るだけ少なくなるようにし、更に、対物レンズ
15によるレンズシフトに依存したオトラッキング・フ
セット変動を少なくすることが望まれている。
用した光ピックアップ10で光ディスク1を再生し、読
み取りトラックに追従して対物レンズ15の中心を光学
系の光軸Kから光ディスク1の径方向にシフトした時
に、光ピックアップ10内の光学系に含まれる非点収差
及び球面収差によって発生するトラッキング・オフセッ
トを出来るだけ少なくなるようにし、更に、対物レンズ
15によるレンズシフトに依存したオトラッキング・フ
セット変動を少なくすることが望まれている。
【0034】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題に鑑み
てなされたものであり、凹凸状のピットを多数連ねて同
心円状又は螺旋状に形成したトラックを径方向に所定の
ピッチで記録した光ディスクの信号面に、光ピックアッ
プ内の対物レンズからスポット光を照射し、このスポッ
ト光が前記信号面で反射した戻り光を前記光ピックアッ
プ内の光検出器上でトラック方向に対して左右に分割し
た2つの受光部(2PD)で受光して、前記2つの受光
部からの信号の位相差によりトラッキングエラー信号を
得るために前記2つの受光部(2PD)を用いた位相差
方式(DPD)において、前記ピックアップ内の光学系
に含まれる非点収差によって生じるトラッキング・オフ
セットと、前記ピックアップ内の光学系に含まれる球面
収差によって生じるトラッキング・オフセットとが互い
に相殺される関係に設定することにより、前記対物レン
ズの中心を前記光学系の光軸から前記光ディスクの径方
向にシフトした時に発生するトラッキング・オフセット
を零(0)又は一定値に改善したことを特徴とする光ピ
ックアップのトラッキング・オフセット補正方法を提供
するものである。
てなされたものであり、凹凸状のピットを多数連ねて同
心円状又は螺旋状に形成したトラックを径方向に所定の
ピッチで記録した光ディスクの信号面に、光ピックアッ
プ内の対物レンズからスポット光を照射し、このスポッ
ト光が前記信号面で反射した戻り光を前記光ピックアッ
プ内の光検出器上でトラック方向に対して左右に分割し
た2つの受光部(2PD)で受光して、前記2つの受光
部からの信号の位相差によりトラッキングエラー信号を
得るために前記2つの受光部(2PD)を用いた位相差
方式(DPD)において、前記ピックアップ内の光学系
に含まれる非点収差によって生じるトラッキング・オフ
セットと、前記ピックアップ内の光学系に含まれる球面
収差によって生じるトラッキング・オフセットとが互い
に相殺される関係に設定することにより、前記対物レン
ズの中心を前記光学系の光軸から前記光ディスクの径方
向にシフトした時に発生するトラッキング・オフセット
を零(0)又は一定値に改善したことを特徴とする光ピ
ックアップのトラッキング・オフセット補正方法を提供
するものである。
【0035】
【発明の実施の形態】以下に本発明に係る光ピックアッ
プのトラッキング・オフセット補正方法の一実施例を図
1,図3,図8〜図16を参照して詳細に説明する。
プのトラッキング・オフセット補正方法の一実施例を図
1,図3,図8〜図16を参照して詳細に説明する。
【0036】本発明に係る光ピックアップのトラッキン
グ・オフセット補正方法では、先に図1で説明した光ピ
ックアップ10に、図3で説明した2PDを用いたDP
D方式を適用した際に、光ピックアップ10内の光学系
に非点収差と球面収差が残存する場合でも、非点収差で
発生するトラッキング・オフセット変動と、球面収差で
発生するトラッキング・オフセット変動とが互い相殺さ
れる関係になるように設定することにより、対物レンズ
15によるレンズシフト時でもトラッキング・オフセッ
トの発生を零(0)又は一定値に改善したことを特徴と
するものである。
グ・オフセット補正方法では、先に図1で説明した光ピ
ックアップ10に、図3で説明した2PDを用いたDP
D方式を適用した際に、光ピックアップ10内の光学系
に非点収差と球面収差が残存する場合でも、非点収差で
発生するトラッキング・オフセット変動と、球面収差で
発生するトラッキング・オフセット変動とが互い相殺さ
れる関係になるように設定することにより、対物レンズ
15によるレンズシフト時でもトラッキング・オフセッ
トの発生を零(0)又は一定値に改善したことを特徴と
するものである。
【0037】この際、光ピックアップ10内の光学系
は、図1で説明したように光軸K上にそれれぞれ順に設
置したコリメータレンズ12,偏光プリズム13,1/
4波長板14,対物レンズ15,集光レンズ16,シリ
ンドリカルレンズ17などの光学部品を総括するものと
する。
は、図1で説明したように光軸K上にそれれぞれ順に設
置したコリメータレンズ12,偏光プリズム13,1/
4波長板14,対物レンズ15,集光レンズ16,シリ
ンドリカルレンズ17などの光学部品を総括するものと
する。
【0038】図9(a)はトラッキング・オフセットの
単位を定義するための図であり、(b)はトラッキング
エラー信号の波形を説明するための図、図10は非点収
差の角度をパラメータとして、レンズシフトに対するト
ラッキング・オフセットの変動特性を示した第1態様図
であり、(a)はピット深さλ/4,(b)はピット深
さλ/5,(c)はピット深さλ/3を示した図、図1
1はレンズシフトをパラメータとして、非点収差の角度
に対するトラッキング・オフセットの変動特性を示した
第2態様図であり、(a)はピット深さλ/4,(b)
はピット深さλ/5,(c)はピット深さλ/3を示し
た図、図12は図10と図11の2つの表示結果をまと
めて、非点収差によるトラッキング・オフセットのまと
めを示した第3態様図、図13は非点収差によるトラッ
キング・オフセットの変動動特性を示した第4態様図で
あり、(a)は非点収差の大きさをパラメータとして、
レンズシフトに対するオフセットの変動特性を示し、
(b)はレンズシフト±520μmの時に発生する非点
収差によるトラッキング・オフセットの変動を示した
図、図14は球面収差によるトラッキング・オフセット
の変動特性を示した第5態様図であり、(a)は球面収
差の大きさをパラメータとして、レンズシフトに対する
オフセットの変動特性を示し、(b)はレンズシフト±
520μmの時に発生する球面収差によるトラッキング
・オフセットの変動を示した図、図15は非点収差の角
度θが0°付近のトラッキング・オフセットの変動特性
を示した第6態様図であり、(a)は非点収差のみの場
合のトラッキング・オフセットを示し、(b)は非点収
差と球面収差を混合した場合のトラッキング・オフセッ
トを示した図、図16は非点収差の角度θが0°付近に
おいて、非点収差のみの場合と、非点収差と球面収差を
混合した場合のトラッキング・オフセットのまとめを示
した第7態様図である。
単位を定義するための図であり、(b)はトラッキング
エラー信号の波形を説明するための図、図10は非点収
差の角度をパラメータとして、レンズシフトに対するト
ラッキング・オフセットの変動特性を示した第1態様図
であり、(a)はピット深さλ/4,(b)はピット深
さλ/5,(c)はピット深さλ/3を示した図、図1
1はレンズシフトをパラメータとして、非点収差の角度
に対するトラッキング・オフセットの変動特性を示した
第2態様図であり、(a)はピット深さλ/4,(b)
はピット深さλ/5,(c)はピット深さλ/3を示し
た図、図12は図10と図11の2つの表示結果をまと
めて、非点収差によるトラッキング・オフセットのまと
めを示した第3態様図、図13は非点収差によるトラッ
キング・オフセットの変動動特性を示した第4態様図で
あり、(a)は非点収差の大きさをパラメータとして、
レンズシフトに対するオフセットの変動特性を示し、
(b)はレンズシフト±520μmの時に発生する非点
収差によるトラッキング・オフセットの変動を示した
図、図14は球面収差によるトラッキング・オフセット
の変動特性を示した第5態様図であり、(a)は球面収
差の大きさをパラメータとして、レンズシフトに対する
オフセットの変動特性を示し、(b)はレンズシフト±
520μmの時に発生する球面収差によるトラッキング
・オフセットの変動を示した図、図15は非点収差の角
度θが0°付近のトラッキング・オフセットの変動特性
を示した第6態様図であり、(a)は非点収差のみの場
合のトラッキング・オフセットを示し、(b)は非点収
差と球面収差を混合した場合のトラッキング・オフセッ
トを示した図、図16は非点収差の角度θが0°付近に
おいて、非点収差のみの場合と、非点収差と球面収差を
混合した場合のトラッキング・オフセットのまとめを示
した第7態様図である。
【0039】まず、以下の説明で用いる図10〜図16
中に記載したトラッキング・オフセットの単位につい
て、図9を用いて説明する。
中に記載したトラッキング・オフセットの単位につい
て、図9を用いて説明する。
【0040】図9(a)に示した如く、トラッキング・
オフセットの単位は、図10〜図16中でオフセット
deg/5Tとして表示しているものである。この表示
の定義は、光ディスク1に形成されたピットPの平均長
を5Tと仮定して、2PDによるトラッキングエラー信
号(DPD信号)を計算したものである。ここでは、5
Tの平均長を有する凹状のピットPと、このピットPと
繋がって5Tの長さを有する平坦部Hとを合わせて1周
期とし、この1周期の期間を360°とした時に、0°
を基準としてプラス方向の角度表示は位相が進んだ方向
を示し、一方、マイナス方向の角度表示は位相が遅れた
方向を示しているものである。
オフセットの単位は、図10〜図16中でオフセット
deg/5Tとして表示しているものである。この表示
の定義は、光ディスク1に形成されたピットPの平均長
を5Tと仮定して、2PDによるトラッキングエラー信
号(DPD信号)を計算したものである。ここでは、5
Tの平均長を有する凹状のピットPと、このピットPと
繋がって5Tの長さを有する平坦部Hとを合わせて1周
期とし、この1周期の期間を360°とした時に、0°
を基準としてプラス方向の角度表示は位相が進んだ方向
を示し、一方、マイナス方向の角度表示は位相が遅れた
方向を示しているものである。
【0041】また、図9(b)に示した如く、トラッキ
ングエラー信号(DPD信号)は、スポット光Lsの中
心部がトラック中心上にあるオントラック時に位相差が
零(0)であり、一方、スポット光Lsがトラック中心
から外れているオフトラック時に位相差を発生し、およ
そ±90°程度の位相差が出る鋸波信号である。この
際、実線で示した鋸波信号と点線で示した鋸波信号のオ
ントラック線上でのずれ量がトラッキング・オフセット
となる。
ングエラー信号(DPD信号)は、スポット光Lsの中
心部がトラック中心上にあるオントラック時に位相差が
零(0)であり、一方、スポット光Lsがトラック中心
から外れているオフトラック時に位相差を発生し、およ
そ±90°程度の位相差が出る鋸波信号である。この
際、実線で示した鋸波信号と点線で示した鋸波信号のオ
ントラック線上でのずれ量がトラッキング・オフセット
となる。
【0042】次に、図3に示したような2PDを用いた
DPD方式を適用した光ピックアップ10内の光学系に
非点収差がある時に、この非点収差によって発生するト
ラッキング・オフセットについて図10〜図13を用い
て説明する。
DPD方式を適用した光ピックアップ10内の光学系に
非点収差がある時に、この非点収差によって発生するト
ラッキング・オフセットについて図10〜図13を用い
て説明する。
【0043】図10では、非点収差ASの角度θをパラ
メータとして、レンズシフト(単位…μm)を横軸に、
トラッキング・オフセット(単位…deg/5T)を縦
軸に表示してグラフ化している。ここでは、光ディスク
1のピット深さ{単位…λ(但し、λは以下の説明中全
て読み取りレーザ光の波長)}が、(a)でλ/4の場
合,(b)でλ/5の場合、(c)でλ/3の場合に、
光ピックアップ1の読み取りスポットに非点収差ASが
あり、その非点収差ASの角度θが光ディスク1の読み
取りトラックに対して−20°,0°〜180°と変化
した時、対物レンズ15の中心が光学系の光軸Kから光
ディスク1の径方向(ラジアル方向)にシフトした時に
発生するトラッキング・オフセットがどのように変化す
るかを計算した。この際、パラメータとなる非点収差A
Sの角度θは、−20゜から180゜まで適宜なステッ
プで段階的に振り、レンズシフトも−520〜520μ
mまで適宜なステップで段階的に振っている。
メータとして、レンズシフト(単位…μm)を横軸に、
トラッキング・オフセット(単位…deg/5T)を縦
軸に表示してグラフ化している。ここでは、光ディスク
1のピット深さ{単位…λ(但し、λは以下の説明中全
て読み取りレーザ光の波長)}が、(a)でλ/4の場
合,(b)でλ/5の場合、(c)でλ/3の場合に、
光ピックアップ1の読み取りスポットに非点収差ASが
あり、その非点収差ASの角度θが光ディスク1の読み
取りトラックに対して−20°,0°〜180°と変化
した時、対物レンズ15の中心が光学系の光軸Kから光
ディスク1の径方向(ラジアル方向)にシフトした時に
発生するトラッキング・オフセットがどのように変化す
るかを計算した。この際、パラメータとなる非点収差A
Sの角度θは、−20゜から180゜まで適宜なステッ
プで段階的に振り、レンズシフトも−520〜520μ
mまで適宜なステップで段階的に振っている。
【0044】次に、図11では、レンズシフトをパラメ
ータとして、非点収差ASの角度θ(単位…deg)を
横軸に、トラッキング・オフセットを縦軸に表示してグ
ラフ化している。ここでも、図10と同様に、光ディス
ク1のピット深さが(a)でλ/4の場合,(b)でλ
/5の場合、(c)でλ/3の場合を計算で求めてお
り、それぞれの非点収差ASの角度θでトラッキング・
オフセットの発生量と変化量が異なっていることが見ら
れる。
ータとして、非点収差ASの角度θ(単位…deg)を
横軸に、トラッキング・オフセットを縦軸に表示してグ
ラフ化している。ここでも、図10と同様に、光ディス
ク1のピット深さが(a)でλ/4の場合,(b)でλ
/5の場合、(c)でλ/3の場合を計算で求めてお
り、それぞれの非点収差ASの角度θでトラッキング・
オフセットの発生量と変化量が異なっていることが見ら
れる。
【0045】次に、図10と図11の2つの表示結果を
まとめて図12で示しており、図12では変動pp及び
オフセットをパラメータとして、非点収差ASの角度θ
を横軸に、トラッキング・オフセットを縦軸に表示して
グラフ化している。ここでは、レンズシフト=0の状態
の対物レンズ15が中心に位置する場合に発生している
トラッキング・オフセットと、その後、対物レンズ15
によるレンズシフトでどのような大きさでトラッキング
・オフセットが変動しているかに注目して、トラッキン
グ・オフセットの中心値と変動分としてまとめたものが
図12のグラフである。
まとめて図12で示しており、図12では変動pp及び
オフセットをパラメータとして、非点収差ASの角度θ
を横軸に、トラッキング・オフセットを縦軸に表示して
グラフ化している。ここでは、レンズシフト=0の状態
の対物レンズ15が中心に位置する場合に発生している
トラッキング・オフセットと、その後、対物レンズ15
によるレンズシフトでどのような大きさでトラッキング
・オフセットが変動しているかに注目して、トラッキン
グ・オフセットの中心値と変動分としてまとめたものが
図12のグラフである。
【0046】この図12のグラフの結果を見ると、非点
収差ASによって発生するトラッキング・オフセットは
レンズシフト=0では光ディスク1のピット深さにあま
り依らず、非点収差ASの大きさと非点収差ASの方向
θとによって決まり、AS×SIN(2θ)の関係によ
ってトラッキング・オフセットが発生していることが言
える。また、レンズシフトでのトラッキング・オフセッ
ト変動分は光ディスク1のピット深さや、非点収差AS
の角度θによって変化していることが見られる。
収差ASによって発生するトラッキング・オフセットは
レンズシフト=0では光ディスク1のピット深さにあま
り依らず、非点収差ASの大きさと非点収差ASの方向
θとによって決まり、AS×SIN(2θ)の関係によ
ってトラッキング・オフセットが発生していることが言
える。また、レンズシフトでのトラッキング・オフセッ
ト変動分は光ディスク1のピット深さや、非点収差AS
の角度θによって変化していることが見られる。
【0047】これまでは計算の都合で実際の光学部品に
残存する収差より相当大きな非点収差で図10〜図12
を示したが、実際的な非点収差ASの大きさの場合どう
かを見るために、図13(a)では非点収差ASの大き
さ(単位…λ)をパラメータにして、レンズシフトでの
トラッキング・オフセットの変動を計算した結果を示し
ており、ここではレンズシフトを横軸に、トラッキング
・オフセットを縦軸に表示してグラフ化している。この
際、非点収差ASの大きさは、0.25λから−0.1
λまで適宜なステップで段階的に振っている。
残存する収差より相当大きな非点収差で図10〜図12
を示したが、実際的な非点収差ASの大きさの場合どう
かを見るために、図13(a)では非点収差ASの大き
さ(単位…λ)をパラメータにして、レンズシフトでの
トラッキング・オフセットの変動を計算した結果を示し
ており、ここではレンズシフトを横軸に、トラッキング
・オフセットを縦軸に表示してグラフ化している。この
際、非点収差ASの大きさは、0.25λから−0.1
λまで適宜なステップで段階的に振っている。
【0048】また、図13(b)では、レンズシフト±
520μmの時に発生する非点収差ASによるトラッキ
ング・オフセットの変動に対して、非点収差の振幅(単
位…λ)を横軸に、トラッキング・オフセットを縦軸に
表示してグラフ化している。この図13(b)では、図
13(a)において対物レンズ15によるレンズシフト
を−520μmから+520μmまで変化させた時の各
非点収差ASの大きさによるトラッキング・オフセット
の変動の傾斜がマイナス傾斜方向か、変化なしか、プラ
ス傾斜方向かを−520μmと+520μmとのオフセ
ット差値で±表示している。そして、図13(b)の結
果によれば、トラッキング・オフセットの変動分は非点
収差ASの振幅とほぼ比例的な関係が見られた。また、
非点収差ASが正の場合、トラッキング・オフセット変
動は−になる関係である。
520μmの時に発生する非点収差ASによるトラッキ
ング・オフセットの変動に対して、非点収差の振幅(単
位…λ)を横軸に、トラッキング・オフセットを縦軸に
表示してグラフ化している。この図13(b)では、図
13(a)において対物レンズ15によるレンズシフト
を−520μmから+520μmまで変化させた時の各
非点収差ASの大きさによるトラッキング・オフセット
の変動の傾斜がマイナス傾斜方向か、変化なしか、プラ
ス傾斜方向かを−520μmと+520μmとのオフセ
ット差値で±表示している。そして、図13(b)の結
果によれば、トラッキング・オフセットの変動分は非点
収差ASの振幅とほぼ比例的な関係が見られた。また、
非点収差ASが正の場合、トラッキング・オフセット変
動は−になる関係である。
【0049】次に、2PDを用いたDPD方式を適用し
た光ピックアップ10内の光学系に球面収差がある時
に、この球面収差によって発生するトラッキング・オフ
セットについて図14を用いて説明する。
た光ピックアップ10内の光学系に球面収差がある時
に、この球面収差によって発生するトラッキング・オフ
セットについて図14を用いて説明する。
【0050】図14(a)では、球面収差SAの大きさ
(単位…λ)をパラメータにして、レンズシフトでのト
ラッキング・オフセットの変動を計算した結果を示して
おり、ここではレンズシフトを横軸に、トラッキング・
オフセットを縦軸に表示してグラフ化している。この
際、球面収差SAの大きさは、0.25λから−0.1
λまで適宜なステップで段階的に振っている。
(単位…λ)をパラメータにして、レンズシフトでのト
ラッキング・オフセットの変動を計算した結果を示して
おり、ここではレンズシフトを横軸に、トラッキング・
オフセットを縦軸に表示してグラフ化している。この
際、球面収差SAの大きさは、0.25λから−0.1
λまで適宜なステップで段階的に振っている。
【0051】また、図14(b)では、レンズシフト±
520μmの時に発生する球面収差SAによるトラッキ
ング・オフセットの変動に対して、球面収差の振幅(単
位…λ)を横軸に、トラッキング・オフセットを縦軸に
表示してグラフ化している。この図14(b)では、図
14(a)において対物レンズ15によるレンズシフト
を−520μmから+520μmまで変化させた時の各
球面収差SAの大きさによるトラッキング・オフセット
の変動の傾斜がマイナス傾斜方向か、変化なしか、プラ
ス傾斜方向かを−520μmと+520μmとのオフセ
ット差値で±表示している。
520μmの時に発生する球面収差SAによるトラッキ
ング・オフセットの変動に対して、球面収差の振幅(単
位…λ)を横軸に、トラッキング・オフセットを縦軸に
表示してグラフ化している。この図14(b)では、図
14(a)において対物レンズ15によるレンズシフト
を−520μmから+520μmまで変化させた時の各
球面収差SAの大きさによるトラッキング・オフセット
の変動の傾斜がマイナス傾斜方向か、変化なしか、プラ
ス傾斜方向かを−520μmと+520μmとのオフセ
ット差値で±表示している。
【0052】上記図14(a),(b)の結果によれ
ば、球面収差SAで発生するトラッキング・オフセット
はレンズシフトが無い時には零(0)であり、レンズシ
フトで略比例的に変化するものである。この際、極性の
関係は球面収差SAの振幅が+の場合にオフセット変動
は増加している。逆に球面収差SAの振幅が−の極性の
場合は+のレンズシフトでオフセットが−に変化する極
性関係である。
ば、球面収差SAで発生するトラッキング・オフセット
はレンズシフトが無い時には零(0)であり、レンズシ
フトで略比例的に変化するものである。この際、極性の
関係は球面収差SAの振幅が+の場合にオフセット変動
は増加している。逆に球面収差SAの振幅が−の極性の
場合は+のレンズシフトでオフセットが−に変化する極
性関係である。
【0053】このような図13と図14の関係より、た
とえば非点収差ASの角度を0°にした場合、非点収差
ASが+であるとトラッキング・オフセット変動は−と
なるが、逆に、球面収差SAでの変動は球面収差SAが
+であるとトラッキング・オフセット変動が+となるも
のである。
とえば非点収差ASの角度を0°にした場合、非点収差
ASが+であるとトラッキング・オフセット変動は−と
なるが、逆に、球面収差SAでの変動は球面収差SAが
+であるとトラッキング・オフセット変動が+となるも
のである。
【0054】従って、非点収差量ASと球面収差量SA
を併存させ、その収差量の関係を制御すればレンズシフ
トで発生するトラッキング・オフセット変動が相殺され
ることが想定される。これを言い換えると、ピックアッ
プ10内の光学系に含まれる非点収差ASによって生じ
るトラッキング・オフセットと、ピックアップ10内の
光学系に含まれる球面収差SAによって生じるトラッキ
ング・オフセットとが互いに相殺される関係に設定する
ことにより、対物レンズ15の中心を光学系の光軸Kか
ら光ディスク1の径方向にシフトした時に発生するトラ
ッキング・オフセットを零(0)又は一定値にすること
が可能となる。
を併存させ、その収差量の関係を制御すればレンズシフ
トで発生するトラッキング・オフセット変動が相殺され
ることが想定される。これを言い換えると、ピックアッ
プ10内の光学系に含まれる非点収差ASによって生じ
るトラッキング・オフセットと、ピックアップ10内の
光学系に含まれる球面収差SAによって生じるトラッキ
ング・オフセットとが互いに相殺される関係に設定する
ことにより、対物レンズ15の中心を光学系の光軸Kか
ら光ディスク1の径方向にシフトした時に発生するトラ
ッキング・オフセットを零(0)又は一定値にすること
が可能となる。
【0055】このような観点より、たとえば非点収差A
Sの大きさが0.25λ/(角度−20,0,+20
゜)であり、球面収差SAの大きさが0.16λのスポ
ットでレンズシフトが±520μmの時のトラッキング
・オフセットを計算した結果を図15のグラフで示す。
Sの大きさが0.25λ/(角度−20,0,+20
゜)であり、球面収差SAの大きさが0.16λのスポ
ットでレンズシフトが±520μmの時のトラッキング
・オフセットを計算した結果を図15のグラフで示す。
【0056】図15(a)では、レンズシフトをパラメ
ータにして、非点収差Asに対するトラッキング・オフ
セットの変動を示している。一方、図15(b)では、
レンズシフトをパラメータにして、非点収差AS+球面
収差SAに対するトラッキング・オフセットの変動を示
している。ここで、図15(a)の場合は非点収差AS
のみであるので改善前の状態を示し、一方、図15
(b)の場合は非点収差ASと球面収差SAの両方を考
慮しているので本発明による改善後の状態を示してい
る。
ータにして、非点収差Asに対するトラッキング・オフ
セットの変動を示している。一方、図15(b)では、
レンズシフトをパラメータにして、非点収差AS+球面
収差SAに対するトラッキング・オフセットの変動を示
している。ここで、図15(a)の場合は非点収差AS
のみであるので改善前の状態を示し、一方、図15
(b)の場合は非点収差ASと球面収差SAの両方を考
慮しているので本発明による改善後の状態を示してい
る。
【0057】この結果では非点収差ASの角度が0゜の
ところでは収束し、レンズシフトによってトラッキング
・オフセットが発生しないように補正されている。
ところでは収束し、レンズシフトによってトラッキング
・オフセットが発生しないように補正されている。
【0058】また、非点収差ASの方向角が±20゜の
ところでも非点収差ASのみである場合より、非点収差
ASと球面収差SAとが混在したときの方がトラッキン
グ・オフセットの変動は収束して少なくなっている。こ
こでは対物レンズ15が中心にある場合でもトラッキン
グ・オフセットが発生しているが、レンズシフトによっ
て変動しないで、一定値のトラッキング・オフセットに
保たれる状態になる。
ところでも非点収差ASのみである場合より、非点収差
ASと球面収差SAとが混在したときの方がトラッキン
グ・オフセットの変動は収束して少なくなっている。こ
こでは対物レンズ15が中心にある場合でもトラッキン
グ・オフセットが発生しているが、レンズシフトによっ
て変動しないで、一定値のトラッキング・オフセットに
保たれる状態になる。
【0059】次に、図16では、非点収差ASの角度θ
が0゜付近において、トラッキング・オフセットとレン
ズシフトでの変動分の関係でグラフ化した。この結果、
非点収差ASが−20゜から+20゜のところでは非点
収差ASと球面収差SAを混在させることでトラッキン
グ・オフセットの変動分が少なくなっている。また、非
点収差ASの角度θ=0では中心値が0となり、トラッ
キング・オフセットの変動分が0になっている。更に、
非点収差ASの角度θが±20゜ではトラッキング・オ
フセットは残っているもののレンズシフトによる変動分
が少なくなっている 実際上、光ピックアップ10の組み立て時に、光学系を
構成する全てのレンズの収差を測定し、その結果に基づ
いて組み立てるようなことはできないため、ロットより
抜き取られたサンプルより、非点収差の量と角度を求め
ると測定の誤差等で±20゜はあり得る角度誤差であ
る。このような場合でも前記各グラフに示すように、ト
ラッキング・オフセットの変動が圧縮できている。
が0゜付近において、トラッキング・オフセットとレン
ズシフトでの変動分の関係でグラフ化した。この結果、
非点収差ASが−20゜から+20゜のところでは非点
収差ASと球面収差SAを混在させることでトラッキン
グ・オフセットの変動分が少なくなっている。また、非
点収差ASの角度θ=0では中心値が0となり、トラッ
キング・オフセットの変動分が0になっている。更に、
非点収差ASの角度θが±20゜ではトラッキング・オ
フセットは残っているもののレンズシフトによる変動分
が少なくなっている 実際上、光ピックアップ10の組み立て時に、光学系を
構成する全てのレンズの収差を測定し、その結果に基づ
いて組み立てるようなことはできないため、ロットより
抜き取られたサンプルより、非点収差の量と角度を求め
ると測定の誤差等で±20゜はあり得る角度誤差であ
る。このような場合でも前記各グラフに示すように、ト
ラッキング・オフセットの変動が圧縮できている。
【0060】また、トラッキング・オフセットの対物レ
ンズ15の中心での成分は光ピックアップ10を動作さ
せる初期段階でトラッキング・フセットの自動調整をす
れば、トラッキング・オフセットを消去できる。また、
レンズシフトによる変動分はトラッキングを掛けた状態
で対物レンズ15が中心より移動した場合にレンズシフ
トによるトラッキング・オフセットの変動を補正する必
要がないのでサーボ系の自動調整が初期の設定だけです
み、追加の補正を不要としても動作が安定化できること
であり、構成の簡略化を測ることができるメリットがあ
る。
ンズ15の中心での成分は光ピックアップ10を動作さ
せる初期段階でトラッキング・フセットの自動調整をす
れば、トラッキング・オフセットを消去できる。また、
レンズシフトによる変動分はトラッキングを掛けた状態
で対物レンズ15が中心より移動した場合にレンズシフ
トによるトラッキング・オフセットの変動を補正する必
要がないのでサーボ系の自動調整が初期の設定だけです
み、追加の補正を不要としても動作が安定化できること
であり、構成の簡略化を測ることができるメリットがあ
る。
【0061】
【発明の効果】以上詳述した本発明に係る光ピックアッ
プのトラッキング・オフセット補正方法によると、2P
Dを用いたDPD方式を適用した光ピックアップにおい
て、とくに、ピックアップ内の光学系に含まれる非点収
差によって生じるトラッキング・オフセットと、光学系
に含まれる球面収差によって生じるトラッキング・オフ
セットとが互いに相殺される関係に設定することによ
り、対物レンズの中心を光学系の光軸から光ディスクの
径方向にシフトした時に発生するトラッキング・オフセ
ットを零(0)又は一定値に改善しているため、トラッ
クに追従して信号を読み取る時、常に対物レンズが中心
に位置できないようなアクセスやフィード送り動作状態
でも、トラッキングサーボがトラックの上にスポットを
制御でき、良好な信号を再生でき、また、サーボがはず
れる等の問題を回避でき、サーボ動作が安定化する。
プのトラッキング・オフセット補正方法によると、2P
Dを用いたDPD方式を適用した光ピックアップにおい
て、とくに、ピックアップ内の光学系に含まれる非点収
差によって生じるトラッキング・オフセットと、光学系
に含まれる球面収差によって生じるトラッキング・オフ
セットとが互いに相殺される関係に設定することによ
り、対物レンズの中心を光学系の光軸から光ディスクの
径方向にシフトした時に発生するトラッキング・オフセ
ットを零(0)又は一定値に改善しているため、トラッ
クに追従して信号を読み取る時、常に対物レンズが中心
に位置できないようなアクセスやフィード送り動作状態
でも、トラッキングサーボがトラックの上にスポットを
制御でき、良好な信号を再生でき、また、サーボがはず
れる等の問題を回避でき、サーボ動作が安定化する。
【0062】また、上記のように設定することで、対物
レンズによるレンズシフトによるトラッキング・オフセ
ットの変動分が相殺されるので、対物レンズによるレン
ズシフトで発生したオフトラックのレンズ位置を検出す
ることによって補正する構成が不要となり、制御系を簡
略化できる。この際、対物レンズの位置が0の初期での
オフセットは自動調整によって補正できるため、その後
の対物レンズのシフトで発生する成分がなくなれば制御
系が簡単化される。
レンズによるレンズシフトによるトラッキング・オフセ
ットの変動分が相殺されるので、対物レンズによるレン
ズシフトで発生したオフトラックのレンズ位置を検出す
ることによって補正する構成が不要となり、制御系を簡
略化できる。この際、対物レンズの位置が0の初期での
オフセットは自動調整によって補正できるため、その後
の対物レンズのシフトで発生する成分がなくなれば制御
系が簡単化される。
【図1】光ディスクの記録及び/又は再生に適用される
光ピックアップの構成を示した図である。
光ピックアップの構成を示した図である。
【図2】4PDを用いたDPD方式によるトラッキッン
グエラー信号を演算する方法を説明するための図であ
る。
グエラー信号を演算する方法を説明するための図であ
る。
【図3】2PDを用いたDPD方式によるトラッキッン
グエラー信号を演算する方法を説明するための図であ
る。
グエラー信号を演算する方法を説明するための図であ
る。
【図4】4PDを用いたDPD方式、又は、2PDを用
いたDPD方式によりトラッキングエラー信号を生成す
る際に、対物レンズが光ディスクの径方向に移動(レン
ズシフト)したときの状態を示した図である。
いたDPD方式によりトラッキングエラー信号を生成す
る際に、対物レンズが光ディスクの径方向に移動(レン
ズシフト)したときの状態を示した図である。
【図5】対物レンズによるレンズシフト時に、光ディス
クのピット深さがλ/4の場合と、ピット深さがλ/4
でない場合とで光検出器上のパターンを示した図であ
る。
クのピット深さがλ/4の場合と、ピット深さがλ/4
でない場合とで光検出器上のパターンを示した図であ
る。
【図6】4PDを用いたDPD方式によるトラッキング
・オフセットの発生原理を説明するための波形図であ
る。
・オフセットの発生原理を説明するための波形図であ
る。
【図7】4PDを用いたDPD方式によるトラッキング
・オフセットの発生に対しての対策例を説明するための
電気回路ブロックである。
・オフセットの発生に対しての対策例を説明するための
電気回路ブロックである。
【図8】光ピックアップのシリンドリカルレンズによる
非点収差を説明するための図である。
非点収差を説明するための図である。
【図9】(a)はトラッキング・オフセットの単位を定
義するための図であり、(b)はトラッキングエラー信
号の波形を説明するための図である。
義するための図であり、(b)はトラッキングエラー信
号の波形を説明するための図である。
【図10】非点収差の角度をパラメータとして、レンズ
シフトに対するトラッキング・オフセットの変動特性を
示した第1態様図である。
シフトに対するトラッキング・オフセットの変動特性を
示した第1態様図である。
【図11】レンズシフトをパラメータとして、非点収差
の角度に対するトラッキング・オフセットの変動特性を
示した第2態様図である。
の角度に対するトラッキング・オフセットの変動特性を
示した第2態様図である。
【図12】図10と図11の2つの表示結果をまとめ
て、非点収差によるトラッキング・オフセットのまとめ
を示した第3態様図である。
て、非点収差によるトラッキング・オフセットのまとめ
を示した第3態様図である。
【図13】非点収差によるトラッキング・オフセットの
変動動特性を示した第4態様図である。
変動動特性を示した第4態様図である。
【図14】球面収差によるトラッキング・オフセットの
変動特性を示した第5態様図である。
変動特性を示した第5態様図である。
【図15】非点収差の角度θが0°付近のトラッキング
・オフセットの変動特性を示した第6態様図である。
・オフセットの変動特性を示した第6態様図である。
【図16】非点収差の角度θが0°付近において、非点
収差のみの場合と、非点収差と球面収差を混合した場合
のトラッキング・オフセットのまとめを示した第7態様
図である。
収差のみの場合と、非点収差と球面収差を混合した場合
のトラッキング・オフセットのまとめを示した第7態様
図である。
1…光ディスク、1a…信号面、10…光ピックアッ
プ、11…レーザ素子、12…コリメータレンズ、13
…偏光プリズム、14…1/4波長板、15…対物レン
ズ、16…集光レンズ、17…シリンドリカルレンズ、
12〜17…光学系、20…光検出器、20a,20b
…受光部(2PD)、20c,20d…受光部(2P
D)、34…位相比較器、L…レーザ光、Ls…スポッ
ト光、Lm…戻り光、AS…非点収差、SA…球面収
差、K…光軸。
プ、11…レーザ素子、12…コリメータレンズ、13
…偏光プリズム、14…1/4波長板、15…対物レン
ズ、16…集光レンズ、17…シリンドリカルレンズ、
12〜17…光学系、20…光検出器、20a,20b
…受光部(2PD)、20c,20d…受光部(2P
D)、34…位相比較器、L…レーザ光、Ls…スポッ
ト光、Lm…戻り光、AS…非点収差、SA…球面収
差、K…光軸。
Claims (1)
- 【請求項1】凹凸状のピットを多数連ねて同心円状又は
螺旋状に形成したトラックを径方向に所定のピッチで記
録した光ディスクの信号面に、光ピックアップ内の対物
レンズからスポット光を照射し、このスポット光が前記
信号面で反射した戻り光を前記光ピックアップ内の光検
出器上でトラック方向に対して左右に分割した2つの受
光部(2PD)で受光して、前記2つの受光部からの信
号の位相差によりトラッキングエラー信号を得るために
前記2つの受光部(2PD)を用いた位相差方式(DP
D)において、 前記ピックアップ内の光学系に含まれる非点収差によっ
て生じるトラッキング・オフセットと、前記ピックアッ
プ内の光学系に含まれる球面収差によって生じるトラッ
キング・オフセットとが互いに相殺される関係に設定す
ることにより、前記対物レンズの中心を前記光学系の光
軸から前記光ディスクの径方向にシフトした時に発生す
るトラッキング・オフセットを零(0)又は一定値に改
善したことを特徴とする光ピックアップのトラッキング
・オフセット補正方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000152611A JP2001338425A (ja) | 2000-05-24 | 2000-05-24 | 光ピックアップのトラッキング・オフセット補正方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000152611A JP2001338425A (ja) | 2000-05-24 | 2000-05-24 | 光ピックアップのトラッキング・オフセット補正方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001338425A true JP2001338425A (ja) | 2001-12-07 |
Family
ID=18658009
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000152611A Pending JP2001338425A (ja) | 2000-05-24 | 2000-05-24 | 光ピックアップのトラッキング・オフセット補正方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2001338425A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7440364B2 (en) | 2004-03-01 | 2008-10-21 | Pioneer Corporation | Tracking error signal generation device and tracking error signal generation method |
US8477576B2 (en) | 2011-03-30 | 2013-07-02 | Hitachi-Lg Data Storage, Inc. | Optical disc apparatus |
WO2014045411A1 (ja) * | 2012-09-21 | 2014-03-27 | 株式会社 東芝 | 情報記録再生装置および情報記録再生方法 |
-
2000
- 2000-05-24 JP JP2000152611A patent/JP2001338425A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7440364B2 (en) | 2004-03-01 | 2008-10-21 | Pioneer Corporation | Tracking error signal generation device and tracking error signal generation method |
US8477576B2 (en) | 2011-03-30 | 2013-07-02 | Hitachi-Lg Data Storage, Inc. | Optical disc apparatus |
WO2014045411A1 (ja) * | 2012-09-21 | 2014-03-27 | 株式会社 東芝 | 情報記録再生装置および情報記録再生方法 |
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