JP2011040129A

JP2011040129A - 光学ドライブ装置

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Publication number: JP2011040129A
Application number: JP2009185886A
Authority: JP
Inventors: Tetsuya Nishiyama; 哲哉西山; Takashi Kikukawa; 隆菊川
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 2009-08-10
Filing date: 2009-08-10
Publication date: 2011-02-24
Anticipated expiration: 2029-08-10
Also published as: JP4527184B1

Abstract

【課題】ＤＰＤ法によるトラッキングサーボを行うことでオントラック状態を維持しながら再生を行っている際、光ビームの照射位置が未記録領域に差し掛かった場合に、ＤＰＰ法によるトラッキングサーボに切り替えることのできる光学ドライブ装置を提供する。
【解決手段】ランドグルーブを有する光ディスクを再生する光学ドライブ装置であって、ＤＰＤ法を用いてトラッキング誤差信号ＴＥ_ＤＰＤを生成するトラッキング誤差信号生成部６１−１と、ＤＰＰ法を用いてトラッキング誤差信号ＴＥ_ＤＰＰを生成するトラッキング誤差信号生成部６１−２と、光学系を制御するトラッキングサーボ部６２と、光ビームの照射位置が未記録領域であると判定する判定部６３とを備え、トラッキングサーボ部６２は、トラッキング誤差信号ＴＥ_ＤＰＤに基づく制御を実行中の判定部６３の判定結果に応じて、トラッキング誤差信号ＴＥ_ＤＰＰに基づく制御に切り替える。
【選択図】図５

Description

本発明は光学ドライブ装置に関し、特にトラッキングサーボを行う光学ドライブ装置に関する。

光ディスクのトラッキングサーボの具体的方法として、差動プッシュプル法（ＤＰＰ法）と位相差検出法（ＤＰＤ法）が知られている。ＤＰＰ法は、光ディスクの表面に設けられたランドとグルーブの間の段差での回折を利用するもので、ランド又はグルーブの中心に光ビームの焦点を合わせることが可能になる。一方、ＤＰＤ法は、記録層に記録されている符号（ピットまたは記録マーク）による回折を利用するもので、符号列の中心に光ビームの焦点を合わせることが可能になる。

ＤＰＰ法では対物レンズのレンズシフトによるオフセットが生ずるため、これをキャンセルするために、光ビームを０次回折光及び±１次回折光に３分割して利用する３ビーム法が用いられる。一方、ＤＰＤ法では、位相差を検出して制御を行うため、対物レンズのレンズシフトによるオフセットはほとんど問題とならず、１ビーム法が用いられる。

ＲＯＭや記録済の記録用光ディスクを再生する場合、記録層にすでに符号が記録されていることから、少なくとも記録領域においては、ＤＰＤ法によるトラッキングサーボを行うことが可能である（例えば特許文献１，２を参照。）。ただし、ＤＰＤ法は未記録領域では使えず、再生時であっても光ビームの照射位置が未記録領域を跨ぐ場合もあるので、従来、ランドグルーブのある光ディスクを再生する場合にはＤＰＰ法が用いられる。

特開２００５−２９３６３７号公報特開２００２−７４６８７号公報

しかしながら、ＤＰＰ法には迷光（記録面以外での反射光。光ディスクが多層ディスクである場合には、アクセス対象層以外での反射光を含む。）の影響を強く受けるという難がある。これは、信号光の強度が比較的弱い±１次回折光を用いるためである。これに対し、±１次回折光を用いないＤＰＤ法は迷光の影響を受けにくいことから、可能な限りＤＰＤ法を使うことが好ましい。そこで、原則としてＤＰＤ法を用い、光ビームの照射位置が未記録領域に差し掛かった場合にＤＰＰ法に切り替えるようにすることが望まれる。

特許文献１，２には、記録領域ではＤＰＤ法を用い、未記録領域ではＤＰＰ法を用いる技術が記載されている。

しかしながら、特許文献１，２に記載の技術は、未記録領域を跨ぐトラックジャンプの際にＤＰＰ法を用いるようにするための技術であり、ＤＰＤ法によるトラッキングサーボを行うことでオントラック状態（トラッキングサーボオンとなりトラック中心にくるように制御されている状態）を維持しながら再生を行っている際、光ビームの照射位置が未記録領域に差し掛かったとしても、ＤＰＰ法に切り替わることはなく、ＤＰＤ法によるトラッキング誤差信号生成が継続される。このため、オントラック状態を維持できなくなってしまう場合がある。以下、詳しく説明する。

特許文献１の［００２３］段落に開示される技術は、トラックジャンプ時の振幅の大きさによりＤＰＤ法とＤＰＰ法とを切り替えるものである。したがって、ＤＰＤ法とＤＰＰ法の切り替えはトラックジャンプ時のみに行うことができ、基本的にトラッキング誤差信号に振幅が発生しないオントラック状態では、ＤＰＤ法とＤＰＰ法とを切り替えることはできない。

特許文献２の［００４５］段落及び図５に開示される技術は、トラックジャンプを行う際、光ディスクの特定エリアに記録されている編集情報（データの記録や削除に応じて保存される情報）を参照して未記録エリアを跨ぐことになるか否かを判定し、その結果に応じてＤＰＤ法とＤＰＰ法とを切り替えるものである。オントラック状態でのＤＰＤ法とＤＰＰ法との切り替えについては記載されていない。

したがって、本発明の目的の一つは、ＤＰＤ法によるトラッキングサーボを行うことでオントラック状態を維持しながら再生を行っている際、光ビームの照射位置が未記録領域に差し掛かった場合に、ＤＰＰ法によるトラッキングサーボに切り替えることのできる光学ドライブ装置を提供することにある。

また、光ディスクが多層ディスクである場合、迷光にアクセス対象層以外の層からの反射光が含まれることから、単層ディスクである場合に比べて特に迷光強度が強く、±１次回折光を用いるＤＰＰ法では複雑な迷光対策が必要となる。

したがって、本発明の他の目的の一つは、ランドグルーブを有する多層ディスクのトラッキングサーボにおいて、複雑な迷光対策を必要としない光学ドライブ装置を提供することにある。

上記目的を達成するための本発明による光学ドライブ装置は、ランドグルーブを有する光ディスクを再生する光学ドライブ装置であって、前記光ディスクの記録面に対して光ビームを照射する光学系と、前記光ビームの前記記録面からの反射光を受光する光検出器と、前記光検出器の受光量に基づき、ＤＰＤ法を用いて第１のトラッキング誤差信号を生成する第１のトラッキング誤差信号生成手段と、前記光検出器の受光量に基づき、ＤＰＰ法を用いて第２のトラッキング誤差信号を生成する第２のトラッキング誤差信号生成手段と、前記第１及び第２のトラッキング誤差信号のうちのいずれか一方に基づいて前記光学系を制御するトラッキングサーボ手段と、前記光ビームの照射位置が未記録領域であると判定する判定手段とを備え、前記トラッキングサーボ手段は、前記第１のトラッキング誤差信号に基づく制御を実行中の前記判定手段の判定結果に応じて、前記第２のトラッキング誤差信号に基づく制御に切り替えることを特徴とする。

本発明によれば、ＤＰＤ法によるトラッキングサーボを行うことでオントラック状態を維持しながら再生を行っている際、光ビームの照射位置が未記録領域に差し掛かった場合に、ＤＰＰ法によるトラッキングサーボに切り替えることが可能になる。

上記光学ドライブ装置において、前記判定手段は、前記第２のトラッキング誤差信号が第１の所定範囲を超えて変化したか否かに応じて、前記光ビームの照射位置が未記録領域であると判定することとしてもよい。これによれば、光ビームの照射位置が未記録領域に差し掛かったことを適切に判定できる。

この光学ドライブ装置においてさらに、前記トラッキングサーボ手段は、前記第１のトラッキング誤差信号に基づく制御を実行中に前記判定手段により前記光ビームの照射位置が未記録領域であると判定された場合に、前記第２のトラッキング誤差信号に基づく制御に切り替えるとともに、前記第２のトラッキング誤差信号に基づく制御を実行中に前記第２のトラッキング誤差信号が前記第１の所定範囲より狭い第２の所定範囲内に入ったか否かに応じて、前記第１のトラッキング誤差信号に基づく制御に切り替えることとしてもよい。また、前記光検出器の受光量に基づき、ＲＦ信号を生成するＲＦ信号生成手段をさらに備え、前記判定手段は、前記ＲＦ信号に応じて、前記光ビームの照射位置が記録領域であると判定し、前記トラッキングサーボ手段は、前記第１のトラッキング誤差信号に基づく制御を実行中に前記判定手段により前記光ビームの照射位置が未記録領域であると判定された場合に、前記第２のトラッキング誤差信号に基づく制御に切り替えるとともに、前記第２のトラッキング誤差信号に基づく制御を実行中に前記判定手段により前記光ビームの照射位置が記録領域であると判定された場合に、前記第１のトラッキング誤差信号に基づく制御に切り替えるとしてもよい。これらによれば、トラッキングサーボ手段は、未記録領域でも安定的に、制御の切り替えを行えるようになる。

また、上記光学ドライブ装置において、前記光検出器の受光量に基づき、ＲＦ信号を生成するＲＦ信号生成手段をさらに備え、前記判定手段は、前記ＲＦ信号に応じて、前記光ビームの照射位置が未記録領域であると判定することとしてもよい。これによっても、光ビームの照射位置が未記録領域に差し掛かったことを適切に判定できる。

また、この光学ドライブ装置において、前記判定手段は、前記ＲＦ信号に応じて、前記光ビームの照射位置が未記録領域であるか記録領域であるかを判定し、前記トラッキングサーボ手段は、前記第１のトラッキング誤差信号に基づく制御を実行中に前記判定手段により前記光ビームの照射位置が未記録領域であると判定された場合に、前記第２のトラッキング誤差信号に基づく制御に切り替えるとともに、前記第２のトラッキング誤差信号に基づく制御を実行中に前記判定手段により前記光ビームの照射位置が記録領域であると判定された場合に、前記第１のトラッキング誤差信号に基づく制御に切り替えることとしてもよい。

本発明の他の一側面による光学ドライブ装置は、ランドグルーブを有する多層ディスクを再生する光学ドライブ装置であって、前記多層ディスクの記録面に対して光ビームを照射する光学系と、前記光ビームの前記記録面からの反射光を受光する光検出器と、前記光検出器の受光量に基づき、ＤＰＤ法を用いてトラッキング誤差信号を生成するトラッキング誤差信号生成手段と、前記トラッキング誤差信号に基づいて前記光学系を制御するトラッキングサーボ手段とを備えることを特徴とする。

本発明によれば、ランドグルーブを有する多層ディスクのトラッキングサーボにおいてＤＰＰ法ではなくＤＰＤ法を用いるので、複雑な迷光対策が不要となる。

本発明の第１の実施の形態による光学ドライブ装置の模式図である。（ａ）は、本発明の第１の実施の形態による光ディスクの１つの記録層の平面図である。（ｂ）は、（ａ）のＡ−Ａ’線断面図である。本発明の第１の実施の形態によるセンサレンズによって付与される非点収差の説明図である。本発明の第１の実施の形態による光検出器の上面図である。本発明の第１の実施の形態による処理部の機能ブロックを示す図である。本発明の第１の実施の形態による光学ドライブ装置において、トラック中心付近を維持しながら再生を行う際の、トラッキング誤差信号ＴＥ_ＤＰＤ及びＴＥ_ＤＰＰの時間変化を示す図である。本発明の第１の実施の形態による判定部の内部回路を示す図である。本発明の第１の実施の形態による光学ドライブ装置において、トラック中心付近を維持しながら再生を行う際の判定部の出力信号Ｖ_ＯＵＴの時間変化を、トラッキング誤差信号ＴＥ_ＤＰＰの時間変化に並べて記載したものである。本発明の第１の実施の形態の変形例による光学ドライブ装置において、トラック中心付近を維持しながら再生を行う際の判定部の出力信号Ｖ_ＯＵＴの時間変化を、トラッキング誤差信号ＴＥ_ＤＰＰの時間変化に並べて記載したものである。本発明の第２の実施の形態による光学ドライブ装置の処理部の機能ブロックを示す図である。トラック中心付近を維持しながら再生を行う際に、本発明の第２の実施の形態による判定部が利用する各種信号の時間変化を示す図である。本発明の実施の形態の変形例による光学ドライブ装置において、トラック中心付近を維持しながら再生を行う際の判定部の出力信号Ｖ_ＯＵＴの時間変化を、トラッキング誤差信号ＴＥ_ＤＰＰの時間変化に並べて記載したものである。

以下、添付図面を参照しながら、本発明の好ましい実施の形態について詳細に説明する。

図１は、本発明の第１の実施の形態による光学ドライブ装置１の模式図である。

光学ドライブ装置１は光ディスク１１の再生及び記録を行う。光ディスク１１としてはＣＤ、ＤＶＤ、ＢＤ等の各種光記録媒体を用いることができるが、本実施の形態では特に、多層膜によって多層化された記録面を有する円盤状の光ディスクを用いる。また、光ディスクには、再生専用型（ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＢＤ−ＲＯＭなど。）、追記型（ＤＶＤ−Ｒ、ＤＶＤ＋Ｒ、ＢＤ−Ｒなど。）、書換型（ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＤＶＤ−ＲＷ、ＤＶＤ＋ＲＷ、ＢＤ−ＲＥなど。）など、記録方法によって分類されるいくつかの種類があるが、本実施の形態では追記型又は書換型を用いる。

図２（ａ）は、光ディスク１１の１つの記録層の平面図である。図２（ｂ）は、図２（ａ）のＡ−Ａ’線におけるこの記録層の断面図を示している。

図２に示すように、記録層には周期的に溝が設けられており、溝の凸部はランドＬ、凹部はグルーブＧと呼ばれる。ただし、溝の凸部と凹部は相対的なものであり、凸部と凹部のいずれをランドＬと呼ぶかについては、光ディスク１１の表面・裏面のいずれを下とするかによって変わってくる。なお、図２ではランドＬとグルーブＧを直線的に描いているが、実際には、半径方向にわずかに蛇行（ウォブル）している。

図２の例ではランドＬが情報書込ラインであり、ランドＬに情報を記憶するための符号（ピットまたは記録マーク）Ｍが設けられる。なお、なお、図２では、符号Ｍの横幅がランドの幅に比べてかなり小さいように描いているが、これは図面の見易さを優先したためであり、実際の符号Ｍの横幅はランドの幅より少し小さい程度である。符号Ｍは、光ビームの照射によって記録又は消去される。光ディスク１１の記録層の未記録領域は、この符号Ｍが記録されていない領域である。一方、記録領域は、符号Ｍが記録されている領域である。なお、情報書込ラインは、グルーブＧに設けられる場合もあれば、ランドＬとグルーブＧの両方に設けられる場合もある。

図１に戻る。図１に示すように、光学ドライブ装置１は、レーザ光源２、光学系３、光検出器５、及び処理部６を備えて構成される。これらのうち、レーザ光源２、光学系３、及び光検出器５は光ピックアップを構成する。

光学系３は、回折格子２１、ビームスプリッタ２２、コリメータレンズ２３、１／４波長板２４、センサレンズ（シリンドリカルレンズ）２５、及び対物レンズ４を有している。光学系３は、レーザ光源２が発した光ビームを光ディスク１１に導く往路光学系として機能するとともに、光ディスク１１からの戻りビームを光検出器５に導く復路光学系としても機能する。

まず、往路光学系では、回折格子２１は、レーザ光源２が発した光ビームを３ビーム（０次回折光及び±１次回折光）に分解しＰ偏光としてビームスプリッタ２２に入射させる。ビームスプリッタ２２は、入射されたＰ偏光を反射して、その進路を光ディスク１１方向に折り曲げる。コリメータレンズ２３は、ビームスプリッタ２２から入射される光ビームを平行光とする。１／４波長板２４は、コリメータレンズ２３を通過した光ビームを円偏光とする。１／４波長板２４を通過した光ビームは対物レンズ４に入射する。

対物レンズ４は、１／４波長板２４から入射される光ビーム（平行光状態の光ビーム）を光ディスク１１上に集光させるとともに、光ディスク１１の記録面で反射してきた戻り光ビームを平行光に戻す。この戻り光ビームは記録面のランド・グループで回折されており、０次回折光及び±１次回折光に分解されている。この０次回折光及び±１次回折光は、回折格子２１により生ずる０次回折光及び±１次回折光とは異なるもので、紛らわしいので、以下では回折格子２１により分解された０次回折光，＋１次回折光，−１次回折光をそれぞれメインビームＭＢ，サブビームＳＢ１，サブビームＳＢ２と称し、０次回折光及び±１次回折光という場合には記録面のランド・グループでの回折によって生じた回折光を指すことにする。メインビームＭＢ，サブビームＳＢ１，サブビームＳＢ２は、それぞれ独立して反射光を生ずる。

復路光学系では、対物レンズ４を通過し、１／４波長板２４を往復することによりＳ偏光となった光ビームがコリメータレンズ２３に入射する。コリメータレンズ２３を通過した光ビームは、集光しつつビームスプリッタ２２に入射する。ビームスプリッタ２２は、入射してきた光ビームを透過してセンサレンズ２５（シリンドリカルレンズ）に入射させる。センサレンズ２５は、ビームスプリッタ２２から入射された光ビームに非点収差を付与する。非点収差を付与された光ビームは光検出器５に入射する。

図３はセンサレンズ２５によって付与される非点収差の説明図である。同図に示すように、センサレンズ２５は一方方向（同図ＭＹ軸方向＝子線方向。）にのみレンズ効果を有している。そのため、コリメータレンズ２３（図１）とセンサレンズ２５によって構成される光学系の焦点の位置は、ＭＹ軸方向と、ＭＹ軸方向に垂直な方向であるＭＸ軸方向（母線方向）とで異なっている（図３に示すＭＹ軸焦点とＭＸ軸焦点）。なお、ＭＹ軸方向とＭＸ軸方向の光ビームの長さが等しい点を合焦点と称する。

光学ドライブ装置１では、焦点を合わせようとする層（アクセス対象層）で反射した光ビーム（信号光）の合掌点がちょうど光検出器５上に位置するようにするための、対物レンズ４の位置制御が行われる（フォーカスサーボ）。逆に言えば、アクセス対象層以外の層で反射した光ビーム（迷光）の合掌点は光検出器５上に位置しないこととなり、迷光が光検出器５上に形成するスポット（迷光スポット）は、信号光が光検出器５上に形成するスポット（信号光スポット）に比べ、ＭＹ軸方向とＭＸ軸方向の少なくとも一方に広がった形状を有することとなる。

図１に戻る。光検出器５は、光学系３から出射される戻り光ビームの光路に交差する平面上に設置される。光検出器５は３つの受光面を備えており、各受光面はそれぞれ複数の受光領域に分割されている。光学ドライブ装置１では、これらの受光領域を適宜組み合わせて用いることで、フォーカス誤差信号ＦＥ、全加算信号（プルイン信号ＰＩ、ＲＦ信号ＲＦ）、トラッキング誤差信号ＴＥ_ＤＰＤ、ＴＥ_ＤＰＰなどの各種信号を生成することが可能となっている。その具体的内容については後述する。

処理部６は、一例として多チャンネル分のアナログ信号をデジタルデータに変換するＡ／Ｄ変換機能を備えたＤＳＰ(Digital Signal Processor)で構成されており、光検出器５の出力信号を受け付けて、フォーカス誤差信号ＦＥ、全加算信号（プルイン信号ＰＩ、ＲＦ信号ＲＦ）、トラッキング誤差信号ＴＥ_ＤＰＤ、ＴＥ_ＤＰＰを生成する。処理部６の処理の詳細についても後述する。

ＣＰＵ７はコンピュータやＤＶＤレコーダー等に内臓される処理装置であり、図示しないインターフェイスを介し、処理部６に対して光ディスク１１上のアクセス位置を特定するための指示信号を送信する。この指示信号を受信した処理部６は、対物レンズ４を制御し、光ディスク１１の表面に平行に移動させる（この移動を「レンズシフト」という。）ことによりオントラック状態を実現する（トラッキングサーボ）。オントラック状態になると、ＣＰＵ７は処理部６が生成するＲＦ信号をデータ信号として取得する。

ここから、光検出器５の構成の詳細及び処理部６の処理の詳細について説明する。

図４は、本実施の形態による光検出器５の上面図である。同図には、信号光が受光面上に形成するスポットの例も示している。同図に示すＸ，Ｙ方向はそれぞれ、光ディスク接線方向，光ディスク半径方向に対応している。

図４に示すように、光検出器５は、いずれも正方形の３つの受光面５１〜５３を備えている。このうち受光面５１は、同一面積の４つの正方形（受光領域５１Ａ〜５１Ｄ）に分割されている。また、受光面５２及び５３は、上下２つに同一面積で分割されている（受光領域５２Ａ，５２Ｂ及び受光領域５３Ａ，５３Ｂ）。受光面５１〜５３はそれぞれ、メインビームＭＢ、サブビームＳＢ１、及びサブビームＳＢ２を受光できる位置に配置されている。

光ビームを受光した光検出器５は、受光領域ごとに、光ビームの強度を受光面で面積分して得られる値（受光量）の振幅を有する信号を出力する。以下では、受光領域Ｘに対応する出力信号をＩ_Ｘと表す。

図５は、処理部６の機能ブロックを示す図である。同図に示すように、処理部６はトラッキング誤差信号生成部６１−１（第１のトラッキング誤差信号生成手段），トラッキング誤差信号生成部６１−２（第２のトラッキング誤差信号生成手段）、トラッキングサーボ部６２（トラッキングサーボ手段）、判定部６３（判定手段）、全加算信号生成部６４（ＲＦ信号生成手段）、フォーカス誤差信号生成部６５、及びフォーカスサーボ部６６を備えている。

トラッキング誤差信号生成部６１−１は、光検出器５の出力信号に基づき、ＤＰＤ法を用いてトラッキング誤差信号ＴＥ_ＤＰＤ（第１のトラッキング誤差信号）を生成する。以下、トラッキング誤差信号ＴＥ_ＤＰＤの生成方法について詳しく説明する。

トラッキング誤差信号ＴＥ_ＤＰＤの生成にあたり、トラッキング誤差信号生成部６１−１は、光検出器５の出力信号から、２つの位相差信号Ｓ１ｐ＝Ｐ（Ｉ_５１Ａ，Ｉ_５１Ｂ）とＳ２ｐ＝Ｐ（Ｉ_５１Ｃ，Ｉ_５１Ｄ）とを取得する。なお、Ｐ（Ｘ，Ｙ）は信号Ｘと信号Ｙの位相差を示す関数である。そして、位相差信号Ｓ１ｐ，Ｓ２ｐを加算し、トラッキング誤差信号ＴＥ_ＤＰＤとして出力する。

位相差信号Ｓ１ｐ，Ｓ２ｐによって示される位相差は、光ビームが符号Ｍによって回折される結果として、記録面への入射光の焦点位置がトラックの中心にある状態では０となり、記録面への入射光の焦点位置がトラック中心から遠ざかるに連れて大きくなる。したがって、トラッキング誤差信号ＴＥ_ＤＰＤにより示される位相差の合計がゼロとなるように対物レンズ４を制御することにより、オントラック状態を実現することが可能になる。

ただし、位相差信号Ｓ１ｐ，Ｓ２ｐによって示される位相差は、オントラック状態である場合だけでなく、符号Ｍのない領域（未記録領域）に光ビームが照射される場合にも０となる。そのため、未記録領域では、ＤＰＤ法によってオントラック状態を実現することはできない。

トラッキング誤差信号生成部６１−２は、光検出器５の出力信号に基づき、ＤＰＰ法を用いてトラッキング誤差信号ＴＥ_ＤＰＰ（第２のトラッキング誤差信号）を生成する。以下、トラッキング誤差信号ＴＥ_ＤＰＰの生成方法について詳しく説明する。

トラッキング誤差信号ＴＥ_ＤＰＰの生成では、トラッキング誤差信号生成部６１−２は、次の式（１）により差動プッシュプル信号ＤＰＰを算出する。そして、この差動プッシュプル信号ＤＰＰを、トラッキング誤差信号ＴＥ_ＤＰＰとして出力する。ただし、ＭＰＰ，ＳＰＰはそれぞれメインプッシュプル信号，サブプッシュプル信号であり、それぞれ式（２），式（３）で表される。また、ｋは正の定数であり、メインプッシュプル信号ＭＰＰとサブプッシュプル信号ＳＰＰそれぞれに生じたレンズシフトオフセット（上述したレンズシフトに伴って生ずるオフセット）を相殺するように決定される。

図４に示すように、各ビームＭＢ，ＳＢ１，ＳＢ２は、プッシュプル領域Ｐ１及びＰ２を有している。これらは、上述した０次回折光と±１次回折光の干渉している領域であり、図４に示すように、メインビームＭＢとサブビームＳＢ１，ＳＢ２とでは、プッシュプル領域Ｐ１とプッシュプル領域Ｐ２の位置関係が逆になっている。

プッシュプル領域Ｐ１及びＰ２の相対的な強度は、記録面への入射光の焦点位置の光ディスク半径方向への移動（すなわち、トラックを横切る方向への移動）に伴って変化する。記録面への入射光の焦点位置がトラックの中心にある場合、プッシュプル領域Ｐ１及びＰ２の強度は等しくなる。したがって、メインプッシュプル信号ＭＰＰの値は、記録面への入射光の焦点位置がトラックの中心にある状態では０となり、そうでない場合には０以外となる。サブプッシュプル信号ＳＰＰについても同様である。ただし、上述したように、メインビームＭＢとサブビームＳＢ１，ＳＢ２とではプッシュプル領域Ｐ１とプッシュプル領域Ｐ２の位置関係が逆になっていることから、メインプッシュプル信号ＭＰＰとサブプッシュプル信号ＳＰＰとでは位相が１８０°異なり、符号が逆になっている。そのため、式（１）で示される差動プッシュプル信号ＤＰＰの値も、記録面への入射光の焦点位置がトラックの中心にある状態では０となり、そうでない場合には０以外となることになり、トラッキング誤差信号ＴＥ_ＤＰＰがゼロとなるように対物レンズ４を制御することにより、オントラック状態を実現することが可能になる。

トラッキングサーボ部６２は、トラッキング誤差信号ＴＥ_ＤＰＤ及びＴＥ_ＤＰＰのうちのいずれか一方に基づいて、光学系３（より具体的には対物レンズ４）を制御する（トラッキングサーボ）。以下、トラッキング誤差信号ＴＥ_ＤＰＤに基づいて光学系３を制御するモードをＤＰＤモード、トラッキング誤差信号ＴＥ_ＤＰＰに基づいて光学系３を制御するモードをＤＰＰモードと称する。

トラッキングサーボ部６２は、ＣＰＵ７から上述した指示信号が入力されると、まず初めにＤＰＤモードによりトラッキングサーボを開始し、オントラック状態を実現する。そしてＤＰＤモードによるトラッキングサーボを行っている間に判定部６３から光ビームの照射位置が未記録領域であるとの判定結果を通知されると、ＤＰＰモードに切り替えてトラッキングサーボを行う。逆に、ＤＰＰモードによるトラッキングサーボを行っている間に判定部６３から光ビームの照射位置が記録領域であるとの判定結果を通知されると、ＤＰＤモードに切り替えてトラッキングサーボを行う。これらの切り替え処理については、後に判定部６３の説明と併せて、より詳しく説明する。

判定部６３は、光ビームの照射位置（焦点位置）がアクセス対象層内の未記録領域又は記録領域のいずれにあるかを判定する。具体的には、トラッキング誤差信号生成部６１−２が生成するトラッキング誤差信号ＴＥ_ＤＰＰを監視し、所定範囲を超えて変化したか否かに応じて、上記判定を行う。以下、詳しく説明する。

図６は、トラック中心付近を維持しながら再生を行う際の、トラッキング誤差信号ＴＥ_ＤＰＤ及びＴＥ_ＤＰＰの時間変化を示す図である。トラッキング誤差信号ＴＥ_ＤＰＰの実線は本実施の形態によるモード切り替えを行った場合を示し、点線は本実施の形態によるＤＰＰモードへの切り替えを行わない場合を示している。

焦点位置が記録領域内にあり、かつ焦点位置がトラック中心にある場合、トラッキング誤差信号ＴＥ_ＤＰＤの値は０になる。一方、焦点位置がトラック中心から少しずれた位置にある場合には、トラッキング誤差信号ＴＥ_ＤＰＤの値は０以外となる。したがって、トラッキングサーボ部６２が、トラッキング誤差信号ＴＥ_ＤＰＤの値が０となるように対物レンズ４の制御を行うことにより、適切にオントラック状態が実現される。これにより、図６に示すように、トラッキング誤差信号ＴＥ_ＤＰＰの値も０を維持する。

一方、焦点位置が未記録領域内にある場合、光ビームの照射位置には符号Ｍがないので、焦点位置がトラックからずれてもトラッキング誤差信号ＴＥ_ＤＰＤの値は０のままである。したがって、トラッキングサーボ部６２がトラッキング誤差信号ＴＥ_ＤＰＤに基づく制御を行っていると、光ビームの照射位置は次第にトラックからずれていく。このずれに伴い、トラッキング誤差信号ＴＥ_ＤＰＰの値は、図６に示すように次第に０から遠ざかっていき、本実施の形態によるモード切り替えを行わなければ、最終的にはトラックジャンプ時と同様の振動を繰り返すようになる。

判定部６３は、このようなトラッキング誤差信号ＴＥ_ＤＰＰの値の変化を検出することにより、光ビームの照射位置がアクセス対象層内の未記録領域又は記録領域のいずれにあるかを判定する。つまり、判定部６３は予め所定のしきい値Δ１，Δ２（０≦Δ２＜Δ１）を記憶しており、トラッキングサーボ部６２がトラッキング誤差信号ＴＥ_ＤＰＤに基づく制御を実行中、トラッキング誤差信号ＴＥ_ＤＰＰの値が−Δ１〜Δ１の範囲を超えた場合に、光ビームの照射位置がアクセス対象層内の未記録領域に入ったと判定する（判定部６３がそのように判定するだけであり、未記録領域に入ったことが１００％保証されるわけではない。）。逆に、−Δ２〜Δ２の範囲内に入った場合には、光ビームの照射位置がアクセス対象層内の記録領域に入ったと判定する（判定部６３がそのように判定するだけであり、記録領域に入ったことが１００％保証されるわけではない。）。

判定部６３は、以上の判定の結果をトラッキングサーボ部６２に通知する。トラッキングサーボ部６２は、光ビームの照射位置がアクセス対象層内の未記録領域に入ったとの判定結果を通知されると、ＤＰＤモードでのトラッキングサーボを中止し、ＤＰＰモードでのトラッキングサーボに切り替える。一方、光ビームの照射位置がアクセス対象層内の記録領域に入ったとの判定結果が通知された場合には、ＤＰＰモードでのトラッキングサーボを中止し、ＤＰＤモードでのトラッキングサーボに切り替える。

図７は、判定部６３の内部回路を具体的に示す図である。同図に示すように、判定部６３はコンパレータ７０，７１及び出力信号生成部７２を有している。コンパレータ７０，７１はそれぞれ２つの入力端子を有し、それぞれにトラッキング誤差信号ＴＥ_ＤＰＰ及び基準電位Ｖ_ｒｅｆが入力される。基準電位Ｖ_ｒｅｆは、光ビームの焦点位置がトラック中心にあるトラッキング誤差信号ＴＥ_ＤＰＰの値が０である場合のトラッキング誤差信号ＴＥ_ＤＰＰの電位であり、回路の動作点などを考慮して任意に決められる。即ち、トラッキング誤差信号ＴＥ_ＤＰＰは基準電位Ｖｒｅｆ込みの値としている。出力信号生成部７２は、コンパレータ７０，７１の各出力信号Ｖ_１，Ｖ_２を受け、出力信号Ｖ_ＯＵＴを生成する。

図８は、トラック中心付近を維持しながら再生を行う際の信号Ｖ_１，Ｖ_２，及びＶ_ＯＵＴの時間変化を、トラッキング誤差信号ＴＥ_ＤＰＰの時間変化に並べて記載したものである。なお、図８での時間のスケールは、図６よりも短くしている。図８から理解されるように、コンパレータ７０は、トラッキング誤差信号ＴＥ_ＤＰＰの値が−Δ１〜Δ１の範囲内にある場合に信号Ｖ_１の値をローとし、それ以外の場合に信号Ｖ_１の値をハイとする。一方、コンパレータ７１は、トラッキング誤差信号ＴＥ_ＤＰＰの値が−Δ２〜Δ２の範囲内にある場合に信号Ｖ_２の値をローとし、それ以外の場合に信号Ｖ_２の値をハイとする。出力信号生成部７２は、信号Ｖ_１の立ち上がりで信号Ｖ_ＯＵＴをハイとし、信号Ｖ_２の立ち下がりで信号Ｖ_ＯＵＴをローとする。判定部６３は、光ビームの照射位置がアクセス対象層内の未記録領域又は記録領域のいずれにあるかの判定結果として、この信号Ｖ_ＯＵＴを、トラッキングサーボ部６２に通知する。

トラッキングサーボ部６２は、出力信号Ｖ_ＯＵＴに応じてモードの切り替えを行う。すなわち、Ｖ_ＯＵＴがローの時はＤＰＤモードとなり、ハイの時はＤＰＰモードとなる。その結果、トラッキング誤差信号ＴＥ_ＤＰＰは、図８に示すように変化する。

ここで注意しなければならないのは、光ビームの照射位置が未記録領域にある場合、図８に示すように、出力信号Ｖ_ＯＵＴが激しく振動する信号となる点である。この振動のため、トラッキングサーボ部６２が出力信号Ｖ_ＯＵＴに敏感に反応してモードの切り替えを行うこととすると、未記録領域ではモード切り替えが多発し、トラッキングサーボが不安定になってしまうおそれがある。そこで、ＤＰＰモードからＤＰＤモードへの切り替えの際には、ある程度の遅延を持って処理を行うようにすることが好ましい。具体的には、トラッキングサーボ部６２において処理を遅延させることとしてもよいし、判定部６３が判定結果の出力タイミングを遅らせることとしてもよい。

図９に、遅延処理の具体的な例を示す。図９は、図８と同様、トラック中心付近を維持しながら再生を行う際の信号Ｖ_１，Ｖ_２，及びＶ_ＯＵＴの時間変化を、トラッキング誤差信号ＴＥ_ＤＰＰの時間変化に並べて記載したものであるが、この例では、判定部６３の出力信号生成部７２により出力信号Ｖ_ＯＵＴがローとされるタイミングを、信号Ｖ_２の立ち下がり直後ではなく、信号Ｖ_２の立ち下がりから所定の遅延時間ｄの経過後としている。例えば、遅延時間ｄは、トラッキング誤差信号ＴＥ_ＤＰＰがゼロに戻る時間とする。この例によれば、図９に示すように、トラッキング誤差信号ＴＥ_ＤＰＰの値がゼロ付近まで戻るようにすることができるため、出力信号Ｖ_ＯＵＴの振動周期が長くなっている。したがって、ＤＰＤモードとＤＰＰモードの切りかえの頻度を低減できるので、トラッキングサーボを比較的安定的に行うことが可能になっている。

以上説明したように、本実施の形態による光学ドライブ装置１によれば、ＤＰＤ法によるトラッキングサーボを行うことでオントラック状態を維持しながら再生を行っている際、光ビームの照射位置が未記録領域に差し掛かった場合に、ＤＰＰ法によるトラッキングサーボに切り替えることが可能になる。

図５に戻る。全加算信号生成部６４は、メインビームＭＢを受光するための受光面５１を構成する各受光領域５１Ａ〜５１Ｄの受光量に基づいて、ＲＦ信号ＲＦ及びプルイン信号ＰＩを生成する。具体的には、次の式（４）の演算を行ってこれらの信号を生成する。式（４）から明らかなように、ＲＦ信号ＲＦとプルイン信号ＰＩとは同一の信号である。ただし、プルイン信号ＰＩは通常、ローパスフィルタを通すことにより帯域制限がなされた状態で出力される。帯域制限をするのは、符号Ｍの有無に応じた変動やノイズを除去するためである。

プルイン信号ＰＩはフォーカスサーボ部６６において層認識のために用いられる信号である。つまり、プルイン信号ＰＩは、光ビームの焦点位置が層間を移動する際、記録層の表面に焦点が合っているときに極大になるという性質を有している。そこで、フォーカスサーボ部６６は、プルイン信号ＰＩの値と所定のしきい値とを比較し、このしきい値より高くなっている部分を検出することで、光ビームの焦点位置が記録層近辺に合っていることを検出する。

ＲＦ信号ＲＦは、データ信号としてＣＰＵ７に入力される。ＣＰＵ７は、ＲＦ信号ＲＦに基づいて光ディスク１１に書き込まれている情報を取得する。

フォーカス誤差信号生成部６５は、メインビームＭＢを受光するための受光面５１を構成する各受光領域５１Ａ〜５１Ｄの受光量に基づいて、フォーカス誤差信号ＦＥを生成する。具体的には、次の式（５）の演算を行ってフォーカス誤差信号ＦＥを生成する。

フォーカスサーボ部６６は、対物レンズ４の位置を光ディスク１１の記録面と垂直な方向に制御し、上記フォーカス誤差信号ＦＥの値が０となるようにすることで、光ビームの焦点を記録層に合わせる（フォーカスサーボ）。

図１０は、本発明の第２の実施の形態による光学ドライブ装置１の処理部６の機能ブロックを示す図である。本実施の形態による光学ドライブ装置１は、判定部６３の処理が一部異なる点を除き、第１の実施の形態による光学ドライブ装置１と同様である。以下では、判定部６３の処理のみに着目して説明する。

図１０に示すように、本実施の形態による判定部６３には、トラッキング誤差信号ＴＥ_ＤＰＰではなく、ＲＦ信号ＲＦが入力される。判定部６３は、このＲＦ信号ＲＦに応じて、光ビームの照射位置がアクセス対象層内の未記録領域又は記録領域のいずれにあるかを検出する。以下、詳しく説明する。

図１１は、トラック中心付近を維持しながら再生を行う際の、判定部６３が利用する各種信号の時間変化を示す図である。

まず初めに、ＲＦ信号ＲＦは、図１１に示すように、記録領域では短い周期で激しく振動する信号である。この振動は符号Ｍによる反射率の変化に対応するものであるため、未記録領域ではＲＦ信号ＲＦの振動は生じない。図１１には一例を示しているが、ＲＦ信号ＲＦには、記録層の反射率不均一や共焦点クロストークによって変化するオフセットが現れる。また、ＲＦ信号ＲＦの振幅も記録層の反射率不均一や共焦点クロストークによって変動し得る。そこで、判定部６３はまず、ＲＦ信号ＲＦの下値を揃えるためのボトムクランプ処理を行い、図１１に示すクランプ信号ＲＦＣを得る。

クランプ信号ＲＦＣが得られたら、次に判定部６３は、所定のドループレートでクランプ信号ＲＦＣの最大値を包絡してなるトップエンベ信号ＥＮＶを取得する。そして、このトップエンベ信号ＥＮＶを、予め記憶している所定のスライスレベルＳＬでスライスすることにより、スライス信号ＳＳを取得する。なお、スライスレベルＳＬは、クランプ信号ＲＦＣの最大値と最小値の中間程度の値とすることが好ましい。

最後に、判定部６３は、スライス信号ＳＳに基づいて未記録領域検出信号ＮＲを生成する。具体的には、スライス信号ＳＳのハイが一定時間Ｄ以上継続した場合に未記録領域検出信号ＮＲをハイとし、スライス信号ＳＳがローが一定時間Ｄ以上継続した場合には未記録領域検出信号ＮＲをローとすることにより、未記録領域検出信号ＮＲを生成する。このように立ち上がり及び立ち下がりの遅延処理を行うのは、ＲＦ信号ＲＦはノイズに大きく影響される性質を有するところ、ノイズによって誤った未記録領域又は記録領域の判定がなされてしまうことを防ぐためである。

未記録領域検出信号ＮＲは、ローである場合に光ビームの照射位置がアクセス対象層内の記録領域に入ったことを示し、ハイである場合に光ビームの照射位置がアクセス対象層内の未記録領域に入ったことを示す信号である。判定部６３は、光ビームの照射位置がアクセス対象層内の未記録領域又は記録領域のいずれにあるかの判定結果として、この未記録領域検出信号ＮＲを、トラッキングサーボ部６２に通知する。トラッキングサーボ部６２は、入力された未記録領域検出信号ＮＲに応じて、モードの切り替えを行う。すなわち、トラッキングサーボ部６２は、未記録領域検出信号ＮＲがローのときにＤＰＤモードとなり、ハイのときにＤＰＰモードとなる。図１１は、ＲＦ信号ＲＦを処理することにより未記録領域検出信号ＮＲを生成する一例である。

以上説明したように、本実施の形態による光学ドライブ装置１によっても、ＤＰＤ法によるトラッキングサーボを行うことでオントラック状態を維持しながら再生を行っている際、光ビームの照射位置が未記録領域に差し掛かった場合に、ＤＰＰ法によるトラッキングサーボに切り替えることが可能になる。

以上、本発明の好ましい実施の形態について説明したが、本発明はこうした実施の形態に何等限定されるものではなく、本発明が、その要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施され得ることは勿論である。

例えば、判定部６３は、出力信号Ｖ_１と未記録領域検出信号ＮＲの両方を生成し、光ビームの照射位置が記録領域に入ったことの判定及び通知は未記録領域検出信号ＮＲに基づいて行い、光ビームの照射位置が未記録領域に入ったことの判定及び通知は出力信号Ｖ_１に基づいて行うこととしてもよい。上述したように、信号Ｖ_１，Ｖ_２を用いて生成した出力信号Ｖ_ＯＵＴは、光ビームの照射位置が未記録領域にある場合、激しく振動する。そこで、ＤＰＰモードからＤＰＤモードへの切り替えの際には、ある程度の遅延を持って処理を行うようにすることが好ましいと述べたが、この遅延は、出力信号Ｖ_１に未記録領域検出信号ＮＲを組み合わせることによっても実現できる。つまり、判定部６３は、光ビームの照射位置が記録領域に入ったことの判定及び通知を未記録領域検出信号ＮＲに基づいて行い、光ビームの照射位置が未記録領域に入ったことの判定及び通知を出力信号Ｖ_１に基づいて行うこととすればよい。こうすることで、トラッキングサーボ部６２は、未記録領域でも安定的に、モードの切り替えを行えるようになる。

図１２は、判定部６３が以上のような処理を行うと仮定し、図８や図９と同様に、トラック中心付近を維持しながら再生を行う際の信号Ｖ_１，ＮＲ，及びＶ_ＯＵＴの時間変化を、トラッキング誤差信号ＴＥ_ＤＰＰの時間変化に並べて記載したものである。この例によれば、図１２に示すように、出力信号Ｖ_ＯＵＴの値は、光ビームの焦点位置が未記録領域に入って一旦ハイとなった後、未記録領域内にある間、ハイの状態で維持される。したがって、ＤＰＤモードとＤＰＰモードの切り替えの頻度を大幅に低減できるので、トラッキングサーボをさらに安定的に行うことが可能になっている。

また、上記実施の形態で示した光検出器５の構成及び処理部６による差動プッシュプル信号ＤＰＰの算出式（１）は、最も基本的なものである。実際には、特に光ディスク１１が多層ディスクである場合、迷光対策のために光検出器５の受光面に迷光を受光するための受光領域を設け、該受光領域の受光量にも基づいて差動プッシュプル信号ＤＰＰを算出することとしてもよい。こうすることで、迷光によりトラッキング誤差信号ＴＥ_ＤＰＰに生ずるオフセットを軽減できる。

また、光ディスク１１としてランドグループを有する多層ディスクのみを用いる場合、トラッキングサーボ部６２は、記録領域では常にトラッキング誤差信号ＴＥ_ＤＰＤに基づいて光学系３を制御することとしてもよい。こうすれば、ランドグルーブを有する多層ディスクのトラッキングサーボにおいてＤＰＰ法ではなくＤＰＤ法を用いるので、複雑な迷光対策が不要となる。

１光学ドライブ装置
２レーザ光源
３光学系
４対物レンズ
５光検出器
６処理部
１１光ディスク
２１回折格子
２２ビームスプリッタ
２３コリメータレンズ
２４１／４波長板
２５センサレンズ
５１〜５３受光面
５１Ａ〜５１Ｄ，５２Ａ，５２Ｂ，５３Ａ，５３Ｂ受光領域
６１−１，６１−２トラッキング誤差信号生成部
６２トラッキングサーボ部
６３判定部
６４全加算信号生成部
６５フォーカス誤差信号生成部
６６フォーカスサーボ部
７０，７１コンパレータ
７２出力信号生成部

Claims

ランドグルーブを有する光ディスクを再生する光学ドライブ装置であって、
前記光ディスクの記録面に対して光ビームを照射する光学系と、
前記光ビームの前記記録面からの反射光を受光する光検出器と、
前記光検出器の受光量に基づき、ＤＰＤ法を用いて第１のトラッキング誤差信号を生成する第１のトラッキング誤差信号生成手段と、
前記光検出器の受光量に基づき、ＤＰＰ法を用いて第２のトラッキング誤差信号を生成する第２のトラッキング誤差信号生成手段と、
前記第１及び第２のトラッキング誤差信号のうちのいずれか一方に基づいて前記光学系を制御するトラッキングサーボ手段と、
前記光ビームの照射位置が未記録領域であると判定する判定手段とを備え、
前記トラッキングサーボ手段は、前記第１のトラッキング誤差信号に基づく制御を実行中の前記判定手段の判定結果に応じて、前記第２のトラッキング誤差信号に基づく制御に切り替えることを特徴とする記載の光学ドライブ装置。
前記判定手段は、前記第２のトラッキング誤差信号が第１の所定範囲を超えて変化したか否かに応じて、前記光ビームの照射位置が未記録領域であると判定することを特徴とする請求項１に記載の光学ドライブ装置。
前記トラッキングサーボ手段は、前記第１のトラッキング誤差信号に基づく制御を実行中に前記判定手段により前記光ビームの照射位置が未記録領域であると判定された場合に、前記第２のトラッキング誤差信号に基づく制御に切り替えるとともに、前記第２のトラッキング誤差信号に基づく制御を実行中に前記第２のトラッキング誤差信号が前記第１の所定範囲より狭い第２の所定範囲内に入ったか否かに応じて、前記第１のトラッキング誤差信号に基づく制御に切り替えることを特徴とする請求項２に記載の光学ドライブ装置。
前記光検出器の受光量に基づき、ＲＦ信号を生成するＲＦ信号生成手段をさらに備え、
前記判定手段は、前記ＲＦ信号に応じて、前記光ビームの照射位置が記録領域であると判定し、
前記トラッキングサーボ手段は、前記第１のトラッキング誤差信号に基づく制御を実行中に前記判定手段により前記光ビームの照射位置が未記録領域であると判定された場合に、前記第２のトラッキング誤差信号に基づく制御に切り替えるとともに、前記第２のトラッキング誤差信号に基づく制御を実行中に前記判定手段により前記光ビームの照射位置が記録領域であると判定された場合に、前記第１のトラッキング誤差信号に基づく制御に切り替えることを特徴とする請求項２に記載の光学ドライブ装置。
前記光検出器の受光量に基づき、ＲＦ信号を生成するＲＦ信号生成手段をさらに備え、
前記判定手段は、前記ＲＦ信号に応じて、前記光ビームの照射位置が未記録領域であると判定することを特徴とする請求項１に記載の光学ドライブ装置。
前記判定手段は、前記ＲＦ信号に応じて、前記光ビームの照射位置が未記録領域であるか記録領域であるかを判定し、
前記トラッキングサーボ手段は、前記第１のトラッキング誤差信号に基づく制御を実行中に前記判定手段により前記光ビームの照射位置が未記録領域であると判定された場合に、前記第２のトラッキング誤差信号に基づく制御に切り替えるとともに、前記第２のトラッキング誤差信号に基づく制御を実行中に前記判定手段により前記光ビームの照射位置が記録領域であると判定された場合に、前記第１のトラッキング誤差信号に基づく制御に切り替えることを特徴とする請求項５に記載の光学ドライブ装置。
ランドグルーブを有する多層ディスクを再生する光学ドライブ装置であって、
前記多層ディスクの記録面に対して光ビームを照射する光学系と、
前記光ビームの前記記録面からの反射光を受光する光検出器と、
前記光検出器の受光量に基づき、ＤＰＤ法を用いてトラッキング誤差信号を生成するトラッキング誤差信号生成手段と、
前記トラッキング誤差信号に基づいて前記光学系を制御するトラッキングサーボ手段とを備えることを特徴とする光学ドライブ装置。