(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ビームを記録媒体の記録面上のトラックに追随させるトラッキング制御用のトラッキングエラー信号を生成するトラッキングエラー信号生成装置であって、
前記トラックを横切る方向に対応する方向に伸びる第１分割線と前記トラックに沿う方向に対応する方向に伸びる第２分割線とによって分割された４個の受光部を有し、前記記録面からの前記光ビームの反射光を前記４個の受光部により受け、これら受光部により受けた前記反射光に対応する検出信号をそれぞれ出力する検出手段と、
前記４個の受光部のうち、前記第１分割線を境にして一方の側に位置する第１受光部および第２受光部からそれぞれ出力される前記検出信号を相互に加算し、この結果を加算信号として出力する加算手段と、
前記第１受光部から出力される検出信号と前記加算信号との位相差を示す第１位相差信号を出力する第１位相比較手段と、
前記第２受光部から出力される検出信号と前記加算信号との位相差を示す第２位相差信号を出力する第２位相比較手段と、
前記第１位相差信号から前記第２位相差信号を減算する減算手段と
を備えていることを特徴とするトラッキングエラー信号生成装置。
【請求項２】
前記第１位相比較手段は、前記第１受光部から出力される検出信号と前記加算信号との位相差に対応する振幅を有する信号を生成し、これを前記第１位相差信号として出力する第１信号変換手段を有し、前記第２位相比較手段は、前記第２受光部から出力される検出信号と前記加算信号との位相差に対応する振幅を有する信号を生成し、これを前記第２位相差信号として出力する第２信号変換手段を有することを特徴とする請求項１に記載のトラッキングエラー信号生成装置。
【請求項３】
光ビームを記録媒体の記録面上のトラックに追随させるトラッキング制御用のトラッキングエラー信号を生成するトラッキングエラー信号生成方法であって、
前記トラックを横切る方向に対応する方向に伸びる第１分割線と前記トラックに沿う方向に対応する方向に伸びる第２分割線とによって分割された４個の受光部を有する検出手段を用い、前記記録面からの前記光ビームの反射光を前記４個の受光部により受け、これら受光部により受けた前記反射光に対応する検出信号をそれぞれ取得する光検出工程と、
前記４個の受光部のうち、前記第１分割線を境にして一方の側に位置する第１受光部および第２受光部からそれぞれ取得される前記検出信号を相互に加算し、この結果を加算信号として出力する加算工程と、
前記第１受光部から取得される検出信号と前記加算信号との位相差を示す第１位相差信号を出力する第１位相比較工程と、
前記第２受光部から取得される検出信号と前記加算信号との位相差を示す第２位相差信号を出力する第２位相比較工程と、
前記第１位相差信号から前記第２位相差信号を減算する減算工程と
を備えていることを特徴とするトラッキングエラー信号生成方法。
【請求項４】
光ビームを記録媒体の記録面上のトラックに追随させるトラッキング制御用のトラッキングエラー信号を生成するトラッキングエラー信号生成装置であって、
前記トラックを横切る方向に対応する方向に伸びる第１分割線と前記トラックに沿う方向に対応する方向に伸びる第２分割線とによって分割された４個の受光部を有し、前記記録面からの前記光ビームの反射光を前記４個の受光部により受け、これら受光部により受けた前記反射光に対応する検出信号をそれぞれ出力する検出手段と、
前記４個の受光部のうち、前記第１分割線を境にして一側に位置する第１受光部および第２受光部からそれぞれ出力される前記検出信号を相互に加算し、この結果を第１加算信号として出力する第１加算手段と、
前記４個の受光部のうち、前記第１分割線を境にして他側に位置する第３受光部および第４受光部からそれぞれ出力される前記検出信号を相互に加算し、この結果を第２加算信号として出力する第２加算手段と、
前記第１受光部から出力される検出信号と前記第１加算信号との位相差を示す第１位相差信号を出力する第１位相比較手段と、
前記第１受光部と対角方向に隣り合う前記第３受光部から出力される検出信号と前記第２加算信号との位相差を示す第２位相差信号を出力する第２位相比較手段と、
前記第１位相差信号と前記第２位相差信号とを相互に加算する第３加算手段と
を備えていることを特徴とするトラッキングエラー信号生成装置。
【請求項５】
前記第1位相比較手段は、前記第1受光部から出力される検出信号と前記第１加算信号との位相差に対応する振幅を有する信号を生成し、これを前記第１位相差信号として出力する第１信号変換手段を有し、前記第２位相比較手段は、前記第３受光部から出力される検出信号と前記第２加算信号との位相差に対応する振幅を有する信号を生成し、これを前記第２位相差信号として出力する第２信号変換手段を有することを特徴とする請求項４に記載のトラッキングエラー信号生成装置。
【請求項６】
前記第２受光部から出力される検出信号と前記第１加算信号との位相差を示す第３位相差信号を出力する第３位相比較手段と、
前記第２受光部と対角方向に隣り合う前記第４受光部から出力される検出信号と前記第２加算信号との位相差を示す第４位相差信号を出力する第４位相比較手段と、
前記第３位相差信号と前記第４位相差信号とを相互に加算する第４加算手段と、
前記第３加算手段による加算結果を示す第３加算信号から前記第４加算手段による加算結果を示す第４加算信号を減算する減算手段と、
を備えていることを特徴とする請求項４に記載のトラッキングエラー信号生成装置。
【請求項７】
前記第３位相比較手段は、前記第２受光部から出力される検出信号と前記第１加算信号との位相差に対応する振幅を有する信号を生成し、これを前記第３位相差信号として出力する第３信号変換手段を有し、前記第４位相比較手段は、前記第４受光部から出力される検出信号と前記第２加算信号との位相差に対応する振幅を有する信号を生成し、これを前記第４位相差信号として出力する第４信号変換手段を有することを特徴とする請求項６に記載のトラッキングエラー信号生成装置。
【請求項８】
光ビームを記録媒体の記録面上のトラックに追随させるトラッキング制御用のトラッキングエラー信号を生成するトラッキングエラー信号生成方法であって、
前記トラックを横切る方向に対応する方向に伸びる第１分割線と前記トラックに沿う方向に対応する方向に伸びる第２分割線とによって分割された４個の受光部を有する検出手段を用い、前記記録面からの反射光を前記４個の受光部により受け、これら受光部により受けた反射光に対応する検出信号をそれぞれ取得する光検出工程と、
前記４個の受光部のうち、前記第１分割線を境にして一側に位置する第１受光部および第２受光部からそれぞれ取得される前記検出信号を相互に加算し、この結果を第１加算信号として出力する第１加算工程と、
前記４個の受光部のうち、前記第１分割線を境にして他側に位置する第３受光部および第４受光部からそれぞれ取得される前記検出信号を相互に加算し、この結果を第２加算信号として出力する第２加算工程と、
前記第１受光部から取得される検出信号と前記第１加算信号との位相差を示す第１位相差信号を出力する第１位相比較工程と、
前記第１受光部と対角方向に隣り合う前記第３受光部から取得される検出信号と前記第２加算信号との位相差を示す第２位相差信号を出力する第２位相比較工程と、
前記第１位相差信号と前記第２位相差信号とを相互に加算する第３加算工程と
を備えていることを特徴とするトラッキングエラー信号生成方法。
【請求項９】
前記第２受光部から取得される検出信号と前記第１加算信号との位相差を示す第３位相差信号を出力する第３位相比較工程と、
前記第２受光部と対角方向に隣り合う前記第４受光部から取得される検出信号と前記第２加算信号との位相差を示す第４位相差信号を出力する第４位相比較工程と、
前記第３位相差信号と前記第４位相差信号とを相互に加算する第４加算工程と、
前記第３加算工程による加算結果を示す第３加算信号から前記第４加算工程による加算結果を示す第４加算信号を減算する減算工程と、
を備えていることを特徴とする請求項８に記載のトラッキングエラー信号生成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ビームを記録媒体の記録面上のトラックに追随させるトラッキング制御用のトラッキングエラー信号を生成するトラッキングエラー信号生成装置およびトラッキングエラー信号生成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＤＶＤ、ＣＤ（Compact Disc）などの記録媒体には、その記録面上に情報がピット列として記録されている。例えば、記録ディスクの場合には、情報は、螺旋状または同心円状に形成されたトラック上に記録されている。【０００３】
光記録媒体または光磁気記録媒体などの場合、情報を記録媒体に記録し、または記録媒体に記録された情報を読み取るときには、ピックアップから照射される光ビームのスポットをトラック上に正確に位置させる必要がある。これを実現するために、記録装置または再生装置には、光ビームをトラックに追随させるトラッキング制御を行うためのトラッキング制御回路が備えられている。【０００４】
トラッキング制御回路は、一般に、記録媒体の記録面からの光ビームの反射光を受光し、これを電気信号に変換する受光素子と、受光素子から出力された電気信号に基づいて、光ビームのスポットとトラックとの間のずれ量を示すトラッキングエラー信号を生成する信号処理回路と、トラッキングエラー信号に従ってピックアップ内に設けられた対物レンズの位置またはピックアップ自体の位置を移動させる駆動回路とを備えている。【０００５】
このようなトラッキング制御回路において行われるトラッキング制御の方法として、一般に、位相差法（Differential Phase Detection）が知られている。位相差法では、トラックを横切る方向に伸びる第１分割線とトラックに沿う方向に伸びる第２分割線とによって分割された４個の受光部を有する４分割受光素子を用いる。そして、これら４個の受光部のうち、対角線上に位置する２つの受光部から得られる信号の和信号と、別の対角線上に位置する２つの受光部から得られる信号の和信号とを得て、これら和信号の位相差に基づいてトラッキングエラー信号を生成する。【０００６】
しかし、位相差法では、記録媒体の記録面に形成されたピット深さがλ／４ｎからずれた場合、トラッキングエラー信号にオフセットが生じ、このオフセットがトラッキング制御の実現の妨げになるという問題がある。なお、λとは光ビームの波長であり、ｎとは記録媒体のカバー層の屈折率である。【０００７】
また、特開２００１−３３８４２５号公報（特許文献１）には、位相差法の場合と同様に、４分割受光素子を用いたトラッキング制御方法（以下、これを「従来のトラッキング制御方法」という。）が開示されている。この従来のトラッキング制御方法では、４分割受光素子の４個の受光部のうち、トラックを横切る方向に伸びる第１分割線を境にして一方の側に位置する２個の受光部からそれぞれ出力される信号の位相を比較し、これら信号相互間の位相差に対応する振幅を有する位相差信号を生成し、この位相差信号をトラッキングエラー信号として用いる。【０００８】
この従来のトラッキング制御方法によれば、記録媒体のピット深さがλ／４ｎからずれても、オフセットがトラッキングエラー信号に現れることはない。そのため、この従来のトラッキング制御方法によれば、上述した位相差法の問題を一応解消することができる。【０００９】
また、特許第２７１６５６９号公報（特許文献２）には、位相差法と同様に、４分割受光素子を用いたトラッキング制御方法（以下、これを「従来のトラッキング制御方法」という。）が開示されている。この従来のトラッキング制御方法では、４分割受光素子の４個の受光部のうち、対角位置にある一対の受光部の一方から出力される第１電気信号と、４個の受光部からそれぞれ出力される電気信号の総和信号との位相を比較して、両者の位相差に対応した振幅を有する第１位相差信号を得る。さらに、前記一対の受光部の他方から出力される第２電気信号と、４個の受光部からそれぞれ出力される電気信号の総和信号との位相を比較して、両者の位相差に対応した振幅を有する第２位相差信号を得る。そして、第１位相差信号と、第２位相差信号とを相互に加算して、その結果得られた信号をトラッキングエラー信号として用いる。【００１０】
この従来のトラッキング制御方法によれば、記録媒体のピットの深さがλ／４ｎからずれても、これによって生じるオフセットをトラッキングエラー信号生成の過程で除去することができる。以下、従来のトラッキング制御方法によるオフセット成分の除去について概説する。すなわち、ピット深さがλ／４ｎからずれると、総和信号の位相に対して、第１電気信号の位相がピット深さのずれ量に応じて進み、その結果、ピット深さのずれ量に対応したオフセット成分（例えばマイナスの振幅成分）が、第１位相差信号中に現れる。また、ピット深さがλ／４ｎからずれると、総和信号の位相に対して、第２電気信号の位相はピット深さのずれ量に応じて遅れ、その結果、ピット深さのずれ量に対応したオフセット成分（例えばプラスの振幅成分）が、第２位相差信号中に現れる。そして、第１位相差信号と第２位相差信号とを相互に加算すると、ピット深さのずれ量に対応した２個のオフセット成分が互いに打ち消し合う。このように、従来のトラッキング制御方法によれば、トラッキングエラー信号生成の過程で、ピット深さのずれによるオフセットを除去することができ、上述した位相差法の問題を解決することができる。【００１１】
【特許文献１】特開２００１−３３８４２５号公報（図３）
【特許文献２】特許第２７１６５６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
ところで、従来のトラッキング制御方法では、４分割受光素子の４個の受光部のうち、トラックを横切る方向に伸びる第１分割線を境にして一方の側に位置する２個の受光部（この欄において、これらをそれぞれ「第１受光部」、「第２受光部」という。）からそれぞれ出力される信号の位相を比較し、これら信号相互間の位相差に対応する振幅を有する位相差信号を生成する。より具体的に説明すると、例えば、光ビームのスポットがトラックからずれたとき、第１受光部から出力される信号の位相は、光ビームのスポットとトラックとの間のずれ量に応じてΦ進み、一方、第２受光部から出力される信号の位相は、光ビームのスポットとトラックとの間のずれ量に応じてΦ遅れる。このため、第１受光部から出力される信号と第２受光部から出力される信号との位相を比較すると、これら信号相互間の位相差は２Φとなる。この結果、位相差信号の振幅が大きくなる。【００１３】
位相差信号の振幅が大きいと、位相差信号の生成に用いる位相比較回路または積分回路（時間軸上の位相差を振幅に変換するための積分回路）などのダイナミックレンジを大きく設定しなければならない。位相比較回路または積分回路のダイナミックレンジを大きく設定すると、トラッキング制御の安定性が悪くなるといった不都合が生じる。【００１４】
他方、上述した従来のトラッキング制御方法によれば、ピット深さがλ／４ｎからずれたことに起因してトラッキングエラー信号中に現れるオフセットを除去することができる。しかし、上述した従来のトラッキング制御方法には、以下に示すような、別の問題がある。【００１５】
すなわち、ピット深さがλ／４ｎからずれると、例えば、総和信号の位相に対して、第１電気信号の位相がピット深さのずれ量に応じて進み、その結果、ピット深さのずれ量に対応したオフセット成分（例えばマイナスの振幅成分）が第１位相差信号中に現れる。また、ピット深さがλ／４ｎからずれると、総和信号の位相に対して、第２電気信号の位相はピット深さのずれ量に応じて遅れ、その結果、ピット深さのずれ量に対応したオフセット成分（例えばプラスの振幅成分）が第２位相差信号中に現れる。そして、ピット深さがλ／４ｎからずれたことに起因して生じるオフセット成分は、ピット深さのλ／４ｎからのずれ量が大きくなればなるほど、大きくなる。このため、例えば、ピット深さがλ／６ｎの記録媒体に対して従来のトラッキング制御方法を適用すると、第１位相差信号および第２位相差信号のそれぞれに現れるオフセット成分が大きくなり、これにより、第１位相差信号および第２位相差信号のそれぞれの振幅変動幅が大きくなる。この結果、第１位相差信号および第２位相差信号の生成に用いる位相比較回路または積分回路（時間軸上の位相差を振幅に変換するための積分回路）などのダイナミックレンジを大きく設定しなければならなくなる。位相比較回路または積分回路のダイナミックレンジを大きく設定すると、例えば、トラッキング制御の安定性が悪くなるという不都合が生じる。【００１６】
なお、ＤＶＤは、一般にピット深さがλ／４ｎである。また、量産過程でピット深さにバラツキが生じることもあるが、バラツキが生じたとしても、ＤＶＤのピット深さがλ／４ｎから大きくずれることはない。このため、従来のトラッキング制御方法をＤＶＤに対して適用する限りにおいては、トラッキングエラー信号生成の過程で大きなオフセット成分が生じることはなく、このため、位相比較回路または積分回路のダイナミックレンジを大きく設定しなければならないといった問題や、トラッキング制御の安定性が悪くなるといった問題が深刻化することはない。ところが、従来のトラッキング制御方法を、ＤＶＤではなく、例えばピット深さがλ／６ｎの記録媒体に適用すると、トラッキングエラー信号生成の過程で大きなオフセット成分が生じ、位相比較回路または積分回路のダイナミックレンジを大きく設定しなければならないといった問題や、このダイナミックレンジの拡張によってトラッキング制御の安定性が悪くなるといった問題が深刻化するのである。【００１７】
本発明は上記に例示したような問題点に鑑みなされたものであり、本発明の第１の課題は、トラッキング制御の安定性を確保することができるトラッキングエラー信号生成装置およびトラッキングエラー信号生成方法を提供することにある。【００１８】
更に本発明の第２の課題は、記録媒体のピット深さがλ／４ｎ以外であっても、トラッキング制御の安定性を確保することができるトラッキングエラー信号生成装置およびトラッキングエラー信号生成方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
上記課題を解決するために請求の範囲第１項に記載のトラッキングエラー信号生成装置は、光ビームを記録媒体の記録面上のトラックに追随させるトラッキング制御用のトラッキングエラー信号を生成するトラッキングエラー信号生成装置であって、前記トラックを横切る方向に対応する方向に伸びる第１分割線と前記トラックに沿う方向に対応する方向に伸びる第２分割線とによって分割された４個の受光部を有し、前記記録面からの前記光ビームの反射光を前記４個の受光部により受け、これら受光部により受けた前記反射光に対応する検出信号をそれぞれ出力する検出手段と、前記４個の受光部のうち、前記第１分割線を境にして一方の側に位置する第１受光部および第２受光部からそれぞれ出力される前記検出信号を相互に加算し、この結果を加算信号として出力する加算手段と、前記第１受光部から出力される検出信号と前記加算信号との位相差を示す第１位相差信号を出力する第１位相比較手段と、前記第２受光部から出力される検出信号と前記加算信号との位相差を示す第２位相差信号を出力する第２位相比較手段と、前記第１位相差信号から前記第２位相差信号を減算する減算手段とを備えている。【００２０】
上記課題を解決するために請求の範囲第３項に記載のトラッキングエラー信号生成方法は、光ビームを記録媒体の記録面上のトラックに追随させるトラッキング制御用のトラッキングエラー信号を生成するトラッキングエラー信号生成方法であって、前記トラックを横切る方向に対応する方向に伸びる第１分割線と前記トラックに沿う方向に対応する方向に伸びる第２分割線とによって分割された４個の受光部を有する検出手段を用い、前記記録面からの前記光ビームの反射光を前記４個の受光部により受け、これら受光部により受けた前記反射光に対応する検出信号をそれぞれ取得する光検出工程と、前記４個の受光部のうち、前記第１分割線を境にして一方の側に位置する第１受光部および第２受光部からそれぞれ取得される前記検出信号を相互に加算し、この結果を加算信号として出力する加算工程と、
前記第１受光部から取得される検出信号と前記加算信号との位相差を示す第１位相差信号を出力する第１位相比較工程と、前記第２受光部から取得される検出信号と前記加算信号との位相差を示す第２位相差信号を出力する第２位相比較工程と、前記第１位相差信号から前記第２位相差信号を減算する減算工程とを備えている。【００２１】
上記課題を解決するために請求の範囲第４項に記載のトラッキングエラー信号生成装置は、光ビームを記録媒体の記録面上のトラックに追随させるトラッキング制御用のトラッキングエラー信号を生成するトラッキングエラー信号生成装置であって、前記トラックを横切る方向に対応する方向に伸びる第１分割線と前記トラックに沿う方向に対応する方向に伸びる第２分割線とによって分割された４個の受光部を有し、前記記録面からの反射光を前記４個の受光部により受け、これら受光部により受けた反射光に対応する検出信号をそれぞれ出力する検出手段と、前記４個の受光部のうち、前記第１分割線を境にして一側に位置する第１受光部および第２受光部からからそれぞれ出力される前記検出信号を相互に加算し、この結果を第１加算信号として出力する第１加算手段と、前記４個の受光部のうち、前記第１分割線を境にして他側に位置する第３受光部および第４受光部からそれぞれ出力される前記検出信号を相互に加算し、この結果を第２加算信号として出力する第２加算手段と、前記第１受光部から出力される検出信号と前記第１加算信号との位相差を示す第１位相差信号を出力する第１位相比較手段と、前記第１受光部と対角方向に隣り合う前記第３受光部から出力される検出信号と前記第２加算信号との位相差を示す第２位相差信号を出力する第２位相比較手段と、前記第１位相差信号と前記第２位相差信号とを相互に加算する第３加算手段とを備えている。【００２２】
上記課題を解決するために請求の範囲第８項に記載のトラッキングエラー信号生成方法は、光ビームを記録媒体の記録面上のトラックに追随させるトラッキング制御用のトラッキングエラー信号を生成するトラッキングエラー信号生成方法であって、前記トラックを横切る方向に対応する方向に伸びる第１分割線と前記トラックに沿う方向に対応する方向に伸びる第２分割線とによって分割された４個の受光部を有する検出手段を用い、前記記録面からの反射光を前記４個の受光部により受け、これら受光部により受けた反射光に対応する検出信号をそれぞれ取得する光検出工程と、前記４個の受光部のうち、前記第１分割線を境にして一側に位置する第１受光部および第２受光部からからそれぞれ取得される前記検出信号を相互に加算し、この結果を第１加算信号として出力する第１加算工程と、前記４個の受光部のうち、前記第１分割線を境にして他側に位置する第３受光部および第４受光部からそれぞれ取得される前記検出信号を相互に加算し、この結果を第２加算信号として出力する第２加算工程と、前記第１受光部から取得される検出信号と前記第１加算信号との位相差を示す第１位相差信号を出力する第１位相比較工程と、前記第１受光部と対角方向に隣り合う前記第３受光部から取得される検出信号と前記第２加算信号との位相差を示す第２位相差信号を出力する第２位相比較工程と、前記第１位相差信号と前記第２位相差信号とを相互に加算する第３加算工程とを備えている。【００２３】
本発明のこのような作用及び他の利得は次に説明する実施の形態から明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の第１実施形態であるトラッキングエラー信号生成装置を示すブロック図である。
【図２】図１中に示すトラッキングエラー信号生成装置の動作を示す波形図である。
【図３】図１中に示すトラッキングエラー信号生成装置の動作を示す波形図である。
【図４】図１中に示すトラッキングエラー信号生成装置の動作を示す波形図である。
【図５】図１中に示すトラッキングエラー信号生成装置が生成するトラッキングエラー信号の波形図である。
【図６】本発明の第１実施例であるトラッキングエラー信号生成装置を、光ディスク、ピックアップ、駆動回路など共に示すブロック図である。
【図７】図６中のトラッキングエラー信号生成装置を示すブロック図である。
【図８】図７中の位相比較回路の内部構成を示す回路図である。
【図９】図８中の位相比較回路の動作を示す波形図である。
【図１０】従来のトラッキングエラー信号生成装置を示すブロック図である。
【図１１】図１０中の従来のトラッキングエラー信号生成装置の動作を示す波形図である。
【図１２】図１０中の従来のトラッキングエラー信号生成装置の動作を示す波形図である。
【図１３】本発明の第３実施形態であるトラッキングエラー信号生成装置を示すブロック図である。
【図１４】図１３中に示すトラッキングエラー信号生成装置の動作を示す波形図である。
【図１５】図１３中に示すトラッキングエラー信号生成装置の動作を示す波形図である。
【図１６】図１３中に示すトラッキングエラー信号生成装置の動作を示す波形図である。
【図１７】本発明の第４実施形態であるトラッキングエラー信号生成装置を示すブロック図である。
【図１８】本発明の第２実施例であるトラッキングエラー信号生成装置を、光ディスク、ピックアップ、駆動回路など共に示すブロック図である。
【図１９】図１８中のトラッキングエラー信号生成装置を示すブロック図である。
【図２０】従来のトラッキングエラー信号生成装置を示すブロック図である。
【図２１】図２０中の従来のトラッキングエラー信号生成装置の動作を示す波形図である。
【図２２】図２０中の従来のトラッキングエラー信号生成装置の動作を示す波形図である。
【符号の説明】
【００２５】
１０、６０、１１０、１２０、１６０…トラッキングエラー信号生成装置
１１…検出手段
１２、１３、１１６、１２３…加算手段
１３、１４、１１４、１１５、１２１、１２２…位相比較手段
１５、１２４…減算手段
５７…４分割受光素子
６２、６３、７０、１６８、１６９…加算器
６４、６５、６６、６７、１６４、１６５、１６６、１６７…位相比較回路
６８、６９、１７０…減算器
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。なお、本発明の実施形態の説明に用いる図面の内容は、本発明の構成要素等を、本発明の技術思想を説明する限りにおいて具体化したものであり、各構成要素等の形状、大きさ、位置、接続関係などは、これに限定されるものではない。また、本発明を実施するためのより具体的な例は、「実施例」という項目の下に記載する。
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態であるトラッキングエラー信号生成装置１０の構成を示している。トラッキングエラー信号生成装置１０は、光ビームを記録媒体の記録面上のトラックに追随させるトラッキング制御用のトラッキングエラー信号を生成する装置である。トラッキングエラー信号生成装置１０は、主として、ＤＶＤ、ＣＤ、ＭＯ（Magneto-Optical）ディスク、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＡＭまたはブルーレイ（Blu-ray）ディスクなどの光学式または光磁気式の記録媒体に対するトラッキング制御を実現するために用いることができる。例えば、トラッキングエラー信号生成装置１０は、ブルーレイディスクプレーヤ／レコーダや、コンピュータなどに搭載されまたは接続されるディスクドライブなどに設けることができる。なお、トラッキングエラー信号生成装置１０を、回転式でない記録媒体、例えば、記録媒体またはピックアップ（ヘッド）を記録平面上でＸ方向およびＹ方向に直線移動させて情報を記録または再生するタイプの記録／再生装置に適用することも可能である。【００２７】
トラッキングエラー信号生成装置１０は、検出手段１１、加算手段１２、位相比較手段１３、位相比較手段１４、減算手段１５を備えている。【００２８】
検出手段１１は、受光面を有し、受光面には、分割線ＤＬ１と分割線ＤＬ２とによって分割された４個の受光部１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ、１１Ｄが設けられている。そして、検出手段１１は、記録媒体の記録面からの反射光Ｒをこれら４個の受光部１１Ａ〜１１Ｄにより受け、これら受光部１１Ａ〜１１Ｄにより受けた反射光Ｒに対応する検出信号Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４をそれぞれ出力する。【００２９】
分割線ＤＬ１は、記録媒体のトラックを横切る方向に対応する方向に伸びている。例えば、記録媒体が光ディスクの場合には、分割線ＤＬ１は、光ディスクの半径方向に対応する方向に伸びている。一方、分割線ＤＬ２は、トラックに沿う方向（トラック方向）に対応する方向に伸びている。記録媒体の記録面上の光ビームのスポットがトラックを横切る方向（例えば光ディスクの半径方向）に移動すると、受光部１１Ａ〜１１Ｄに照射された反射光Ｒの像は、分割線ＤＬ１に沿った方向に移動する。【００３０】
検出手段１１として、４分割受光素子を用いることができる。４分割受光素子によれば、４個の受光部で受けた反射光Ｒを受光部ごとに光電変換し、これにより４つに分割された反射光Ｒのそれぞれの部分の光量（強度分布）に応じた４個の電気信号を得ることができる。そして、これら電気信号を、検出信号Ｓ１〜Ｓ４として用いることができる。なお、４分割受光素子は、通常、半導体レーザ、ビームスプリッタおよび検出用の各種レンズなどの光学システムと共に、ピックアップ内に配置される。【００３１】
加算手段１２は、受光部１１Ａ〜１１Ｄのうち、分割線ＤＬ１を境にして一側に位置する受光部１１Ａおよび１１Ｄからそれぞれ出力される検出信号Ｓ１およびＳ４を相互に加算し、この結果を加算信号Ｓ１４として出力する。加算手段１２として、例えば加算器および波形成形回路を用いることができる。【００３２】
位相比較手段１３は、受光部１１Ａから出力される検出信号Ｓ１と加算信号Ｓ１４との位相差を示す位相差信号Ｐ１を出力する。位相比較手段１３には、検出信号Ｓ１と加算信号Ｓ１４との位相差に対応する振幅を有する信号を生成し、これを位相差信号Ｐ１として出力する信号変換手段１６を備えることが望ましい。位相比較手段１３として、（i）２個の交流信号の位相を相互に比較し、両信号間の位相差に応じた振幅（電圧）を有する信号を出力する位相比較器、または、（ii）２個の交流信号の位相を相互に比較し、両信号間の位相差に応じたパルス幅を有するパルス信号を出力する位相比較器とこのパルス信号を積分する積分器とを組み合わせた位相比較回路などを用いることができる。【００３３】
位相比較手段１４は、受光部１１Ｄから出力される検出信号Ｓ４と加算信号Ｓ１４との位相差を示す位相差信号Ｐ４を出力する。位相比較手段１４には、検出信号Ｓ４と加算信号Ｓ１４との位相差に対応する振幅を有する信号を生成し、これを位相差信号Ｐ４として出力する信号変換手段１７を備えることが望ましい。位相比較手段１４として、位相比較手段１３と同様の位相比較器ないし位相比較回路を用いることができる。【００３４】
減算手段１５は、位相差信号Ｐ１から位相差信号Ｐ４を減算する。減算手段１５として、例えば減算器を用いることができる。そして、減算手段１５から出力された信号は、トラッキングエラー信号ＴＥ１である。なお、減算手段１５を、位相差信号Ｐ４から位相差信号Ｐ１を減算する構成としてもよい。【００３５】
以下、トラッキングエラー信号生成装置１０を光ディスクのトラッキング制御に用いた場合を例にあげ、トラッキングエラー信号生成装置１０の具体的な動作を説明する。【００３６】
まず、反射光Ｒが検出手段１１の受光部１１Ａないし１１Ｄに照射されたとき、受光部１１Ａおよび１１Ｄからそれぞれ出力される検出信号Ｓ１およびＳ４は、スカラー回折理論より、以下の数式（１）および（２）で表される。【００３７】
Ｓ１＝Ａｃｏｓ（ωｔ＋Ψ＋Φ）…（１）
Ｓ４＝Ａ'ｃｏｓ（ωｔ＋Ψ−Φ）…（２）
なお、ωはピット周波数を示し、Ψはピット深さがλ／４ｎよりずれたことにより生じる位相成分を示し、Φは光ビームのスポットとトラックとの間のずれに依存した位相成分を示す。また、Ａ、Ａ'は、光ディスクの半径方向の光軸ずれに依存し、光軸ずれがなければ両者は等しくなる。なお、「光軸ずれ」とは、光ピックアップ内の光学システムの取付誤差・調整不良（例えば対物レンズの位置ずれ）または記録媒体の記録面の傾きなどに起因して、光ビームの反射光の光軸が４分割受光素子の受光面の中央からずれることをいう。【００３８】
次に、加算手段１２から出力される加算信号Ｓ１４、以下の数式（３）で表される。【００３９】
Ｓ１４＝Ｓ１＋Ｓ４＝Ｄｃｏｓ（ωｔ＋Ψ＋σ）…（３）
なお、σは、光ディスクの半径方向の光軸ずれが生じ、ＡとＡ'とが等しくないときに生じる位相成分である。【００４０】
次に、位相比較手段１３から出力される位相比較信号Ｐ１、および、位相比較手段１４から出力される位相比較信号Ｐ４は、それぞれ以下の数式（４）および（５）で表される。【００４１】
Ｐ１＝Φ−σ  …（４）
Ｐ４＝−Φ−σ  …（５）
次に、減算手段１５から出力されるトラッキングエラー信号ＴＥ１は、以下の数式（６）で表される。【００４２】
ＴＥ１＝Ｐ１−Ｐ４＝２Φ  …（６）
続いて、トラッキングエラー信号生成装置１０内で生成される信号の波形に基づいて、トラッキングエラー信号生成装置１０の動作をさらに説明する。【００４３】
まず、図２は、トラッキングエラー信号生成装置１０における検出信号Ｓ１、加算信号Ｓ１４および検出信号Ｓ４のそれぞれの波形を示している。図２および上記数式からわかるように、検出信号Ｓ１と加算信号Ｓ１４との位相差は、Φ−σであり、検出信号Ｓ４と加算信号Ｓ１４との位相差は、Φ＋σである。これらの位相差は、光ビームのスポットとトラックとの間のずれまたは半径方向の光軸ずれによって生じ、これらのずれの量に応じて変化する。ところが、検出信号Ｓ１と加算信号Ｓ１４との間の位相差も、検出信号Ｓ４と加算信号Ｓ１４との間の位相差も、ピット深さがλ／４ｎからずれることによって生じるΨによっては変化しない。すなわち、これらの位相差はΨの影響を受けない。なぜなら、上記数式からわかるように、検出信号Ｓ１、検出信号Ｓ４および加算信号Ｓ１４はいずれも位相がΨ進むため、検出信号Ｓ１および加算信号Ｓ１４との間、および検出信号Ｓ４および加算信号Ｓ１４との間に、Ψによる位相差は生じないからである。【００４４】
次に、図３は、光ビームのスポットとトラックとの間のずれ量に対する、位相差信号Ｐ１の振幅変化を示している。図３からわかるように、光ディスクの半径方向の光軸ずれに起因する位相成分σは、位相差信号Ｐ１においてマイナスのオフセット成分ofsσとなって現れている。また、図４は、光ビームのスポットとトラックとの間のずれ量に対する、位相差信号Ｐ４の振幅変化を示している。図４からわかるように、位相成分σは、位相差信号Ｐ４においてマイナスのオフセット成分ofsσとなって現れている。【００４５】
次に、図５は、光ビームのスポットとトラックとの間のずれ量に対する、トラッキングエラー信号ＴＥ１の振幅変化を示している。このトラッキングエラー信号ＴＥ１は、図３に示す位相差信号Ｐ１から、図４に示す位相差信号Ｐ４を減算することにより得られるが、この減算処理により、位相差信号Ｐ１および位相差信号Ｐ４にそれぞれ含まれるオフセット成分ofsσが互いに打ち消しあって、除去されている。この結果、トラッキングエラー信号ＴＥ１の振幅は、光ビームのスポットとトラックとの間のずれ量（Φ）に対応しており、光ディスクの半径方向における光軸ずれ量に関する成分（σ）も、ピット深さのλ／４ｎからのずれ量に関する成分（Ψ）も含まれていない。【００４６】
以上より、トラッキングエラー信号生成装置１０では、分割線ＤＬ１を境にして一方の側に位置する受光部１１Ａおよび１１Ｄからそれぞれ出力される検出信号Ｓ１およびＳ４を相互に加算し、この結果得られた加算信号Ｓ１４と検出信号Ｓ１とを位相比較し、また、加算信号Ｓ１４と検出信号Ｓ４とを位相比較する。このような構成によれば、加算信号Ｓ１４と検出信号Ｓ１との位相差はΦ−σとなり、位相差信号Ｐ１の振幅もΦ−σに対応する値となる。この結果、位相差信号Ｐ１の振幅は比較的小さくなる。したがって、位相比較手段１３または信号変換手段１６のダイナミックレンジを小さくすることができる。これと同様に、加算信号Ｓ１４と検出信号Ｓ４との位相差はΦ＋σとなり、位相差信号Ｐ４の振幅もΦ＋σに対応する値となる。そして、半径方向の光軸ずれにより生じる位相成分σは光ビームのスポットとトラックとのずれにより生じる位相成分Φよりも大幅に小さい。この結果、位相差信号Ｐ４の振幅も比較的小さくなる。したがって、位相比較手段１４または信号変換手段１７のダイナミックレンジを小さくすることができる。これにより、例えば、記録媒体の記録面上に存するゴミ、傷などのノイズに対する応答性などを考慮しながら、位相比較手段１３（信号変換手段１６）および位相比較手段１４（信号変換手段１７）のそれぞれのダイナミックレンジを適切な範囲に制限することができる。したがって、本発明の第１実施形態であるトラッキングエラー信号生成装置１０によれば、安定したトラッキングエラー信号を生成することができ、トラッキング制御の安定性、信頼性または感度を高めることができる。【００４７】
また、トラッキングエラー信号生成装置１０によれば、半径方向の光軸ずれに起因する位相成分σ（オフセット成分ofsσ）を、トラッキングエラー信号の生成過程で除去することができる。したがって、半径方向の光軸ずれに強いトラッキング制御を実現することができる。【００４８】
さらに、トラッキングエラー信号生成装置１０によれば、一方で、検出信号Ｓ１の位相と加算信号Ｓ１４の位相とを比較し、一方で、検出信号Ｓ４の位相と加算信号Ｓ１４の位相とを比較する。そして、例えば加算信号Ｓ１４の振幅は検出信号Ｓ１、Ｓ４のおよそ２倍である。このように位相比較の基準となる信号に、比較的大きい振幅を有する加算信号を用いることにより、位相比較を確実に実現することができる。したがって、トラッキング制御における誤検出やドロップアウトなどのトラブルを防止することができる。【００４９】
ここで、本発明の第１実施形態であるトラッキングエラー信号生成装置１０の作用効果をより一層明らかにするために、上述した特許文献１に記載された従来のトラッキング制御方法を採用したトラッキングエラー信号生成回路の問題点を概説しておく。図１０は上述した特許文献１に記載された従来のトラッキング制御方法を採用したトラッキングエラー信号生成回路２００を示しており、図１１および図１２は、従来のトラッキングエラー信号生成回路２００内における信号の波形を示している。従来のトラッキングエラー信号生成回路２００では、検出信号Ｓ１と検出信号Ｓ４とを位相比較手段２０１によって比較する。図１１に示すように、検出信号Ｓ１と検出信号Ｓ４との間の位相差は２Φであるので、位相差信号ＰＴの振幅も２Φに対応する値となる。この結果、位相差信号ＰＴの振幅は、比較的大きくなる。このため、位相比較手段２０１のダイナミックレンジを大きく設定しないと、図１２に示すように、位相差信号ＰＴの波形が崩れ（図１２中の破線部分参照）、適切なトラッキングエラー信号２を生成することができず、光ビームのスポットとトラックとの間のずれ量を正確に検出することができなくなってしまう。一方、位相差信号ＰＴの波形の崩れを防止するため、位相比較手段２０１のダイナミックレンジを大きくすると、記録媒体の記録面上に存するゴミ、傷などのノイズに対する応答性を適切に調整することができなくなり、トラッキング制御の安定性を確保できなくなる。トラッキング制御の安定性が悪いと、記録面上に存するゴミ、傷などのために、誤検出が生じたり、トラッキング制御がドロップアウトするといった不具合を招く危険がある。【００５０】
一方、図１に示す、本発明の第１実施形態であるトラッキングエラー信号生成装置１０によれば、位相差信号Ｐ１およびＰ４のそれぞれの振幅が、図１０中の位相差信号ＰＴの振幅と比較して、およそ２分の１である。したがって、位相比較手段１３および１４のダイナミックレンジをそれぞれ小さくすることができ、トラッキング制御の安定性を確保でき、誤検出およびドロップアウトを防止することができる。【００５１】
なお、図１に示すトラッキングエラー信号生成装置１０では、分割線ＤＬ１の一方の側に位置する受光部１１Ａおよび１１Ｄからそれぞれ出力される検出信号Ｓ１およびＳ４を用いてトラッキングエラー信号を生成する場合を例にあげたが、本発明はこれに限らない。分割線ＤＬ１の他方の側に位置する受光部１１Ｂおよび１１Ｃからそれぞれ出力される検出信号Ｓ２およびＳ３に対して、検出信号Ｓ１およびＳ４と同様に、加算処理、位相比較処理および減算処理を行い、トラッキングエラー信号を生成する構成としてもよい。【００５２】
また、検出信号Ｓ１およびＳ４を用いて生成されたトラッキングエラー信号と、検出信号Ｓ２およびＳ３を用いて生成されたトラッキングエラー信号とを、相互に加算し、その結果得られた信号を最終的なトラッキングエラー信号として用いる構成としてもよい。この構成によれば、４分割受光素子の受光面における反射光の２方向の光軸ずれをそれぞれなくすことができる。すなわち、記録媒体のトラックを横切る方向（光ディスクの半径方向）の光軸ずれだけでなく、トラックに沿う方向の光軸ずれをもなくすことができる。
（第２実施形態）
また、本発明に係る技術思想は、トラッキングエラー信号生成方法としても具現化することができる。すなわち、本発明の第２実施形態であるトラッキングエラー信号生成方法は、光ビームを記録媒体の記録面上のトラックに追随させるトラッキング制御用のトラッキングエラー信号を生成するトラッキングエラー信号生成方法であって、トラックを横切る方向に対応する方向に伸びる第１分割線とトラックに沿う方向に対応する方向に伸びる第２分割線とによって分割された４個の受光部を有する検出手段を用い、記録面からの光ビームの反射光を４個の受光部により受け、これら受光部により受けた反射光に対応する検出信号をそれぞれ取得する光検出工程と、４個の受光部のうち、第１分割線を境にして一方の側に位置する第１受光部および第２受光部からそれぞれ取得される検出信号を相互に加算し、この結果を加算信号として出力する加算工程と、第１受光部から取得される検出信号と加算信号との位相差を示す第１位相差信号を出力する第１位相比較工程と、第２受光部から取得される検出信号と加算信号との位相差を示す第２位相差信号を出力する第２位相比較工程と、第１位相差信号から第２位相差信号を減算する減算工程とを備えている。このような構成を有するトラッキングエラー信号生成方法によっても、トラッキングエラー信号生成装置１０と同様の作用効果を実現することができる。【００５３】
（第３実施形態）
本発明の第３実施形態について説明する。図１３は、本発明の第３実施形態であるトラッキングエラー信号生成装置１１０の構成を示している。トラッキングエラー信号生成装置１１０は、光ビームを記録媒体の記録面上のトラックに追随させるトラッキング制御用のトラッキングエラー信号を生成する装置である。トラッキングエラー信号生成装置１１０は、主として、ＤＶＤ、ＣＤ、ＭＯ（Magneto-Optical）ディスク、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＡＭまたはブルーレイ（Blu-ray）ディスクなどの光学式または光磁気式の記録媒体に対するトラッキング制御を実現するために用いることができる。例えば、トラッキングエラー信号生成装置１１０は、ブルーレイディスクプレーヤ／レコーダや、コンピュータなどに搭載されまたは接続されるディスクドライブなどに設けることができる。なお、トラッキングエラー信号生成装置１１０を、回転式でない記録媒体、例えば、記録媒体またはピックアップ（ヘッド）を記録平面上でＸ方向およびＹ方向に直線移動させて情報を記録または再生するタイプの記録／再生装置に適用することも可能である。【００５４】
トラッキングエラー信号生成装置１１０は、検出手段１１、加算手段１２、加算手段１３、位相比較手段１１４、位相比較手段１１５、加算手段１１６を備えている。【００５５】
検出手段１１は、分割線ＤＬ１と分割線ＤＬ２とによって分割された４個の受光部１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ、１１Ｄを有する。そして、検出手段１１は、記録媒体の記録面からの反射光Ｒをこれら４個の受光部１１Ａ〜１１Ｄにより受け、これら受光部１１Ａ〜１１Ｄにより受けた反射光Ｒに対応する検出信号Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４をそれぞれ出力する。【００５６】
分割線ＤＬ１は、記録媒体のトラックを横切る方向に対応する方向に伸びている。すなわち、記録媒体の記録面上の光ビームのスポットがトラックを横切る方向（例えばディスクの半径方向）に位置ずれすると、受光部１１Ａ〜１１Ｄに照射された反射光Ｒの像は、分割線ＤＬ１に沿った方向に移動する。一方、分割線ＤＬ２は、トラックに沿う方向に対応する方向に伸びている。すなわち、記録面上の光ビームのスポットがトラックに沿う方向に位置ずれすると、受光部１１Ａ〜１１Ｄに照射された反射光Ｒの像は、分割線ＤＬ２に沿った方向に移動する。【００５７】
検出手段１１として、４分割受光素子を用いることができる。４分割受光素子によれば、４個の受光部で受けた反射光Ｒを受光部ごとに光電変換し、これにより４つに分割された反射光Ｒのそれぞれの部分の光量（強度分布）に応じた４個の電気信号を得ることができる。そして、これら電気信号を、検出信号Ｓ１〜Ｓ４として用いることができる。なお、４分割受光素子は、通常、半導体レーザ、ビームスプリッタおよび検出用の各種レンズなどの光学システムと共に、ピックアップ内に配置される。【００５８】
加算手段１２は、受光部１１Ａ〜１１Ｄのうち、分割線ＤＬ１を境にして一側に位置する受光部１１Ａおよび１１Ｄからそれぞれ出力される検出信号Ｓ１およびＳ４を相互に加算し、この結果を加算信号Ｓ１４として出力する。加算手段１２として、例えば加算器および波形成形回路を用いることができる。【００５９】
加算手段１３は、受光部１１Ａ〜１１Ｄのうち、分割線ＤＬ１を境にして他側に位置する受光部１１Ｂおよび１１Ｃからそれぞれ出力される検出信号Ｓ２およびＳ３を相互に加算し、この結果を加算信号Ｓ２３として出力する。加算手段１３として、例えば加算器および波形成形回路を用いることができる。【００６０】
位相比較手段１１４は、受光部１１Ａから出力される検出信号Ｓ１と加算信号Ｓ１４との位相差を示す位相差信号Ｐ１を出力する。位相比較手段１１４には、受光部１１Ａから出力される検出信号Ｓ１と加算信号Ｓ１４との位相差に対応する振幅を有する信号を生成し、これを位相差信号Ｐ１として出力する信号変換手段１１７を備えることが望ましい。位相比較手段１１４として、（i）２個の交流信号の位相を相互に比較し、両信号間の位相差に応じた振幅（電圧）を有する信号を出力する位相比較器、または、（ii）２個の交流信号の位相を相互に比較し、両信号間の位相差に応じたパルス幅を有するパルス信号を出力する位相比較器とこのパルス信号を積分する積分器とを組み合わせた位相比較回路などを用いることができる。【００６１】
位相比較手段１１５は、受光部１１Ａと対角方向に隣り合う受光部１１Ｃから出力される検出信号Ｓ３と加算信号Ｓ２３との位相差を示す位相差信号Ｐ３を出力する。位相比較手段１１５には、受光部１１Ｃから出力される検出信号Ｓ３と加算信号Ｓ２３との位相差に対応する振幅を有する信号を生成し、これを位相差信号Ｐ３として出力する信号変換手段１１８を備えることが望ましい。位相比較手段１１５として、位相比較手段１１４と同様の位相比較器ないし位相比較回路を用いることができる。【００６２】
加算手段１１６は、位相差信号Ｐ１と位相差信号Ｐ３とを相互に加算する。加算手段１１６として、例えば加算器を用いることができる。そして、加算手段１１６から出力された信号は、トラッキングエラー信号ＴＥ１である。【００６３】
以下、トラッキングエラー信号生成装置１１０を光ディスクのトラッキング制御に用いた場合を例にあげ、トラッキングエラー信号生成装置１１０の具体的な動作を説明する。【００６４】
まず、反射光Ｒが検出手段１１の受光部１１Ａ〜１１Ｄに照射されたとき、受光部１１Ａ〜１１Ｄからそれぞれ出力される検出信号Ｓ１〜Ｓ４は、スカラー回折理論より、以下の数式（７）〜（１０）で表される。【００６５】
Ｓ１＝Ａｃｏｓ（ωｔ＋Ψ＋Φ）…（７）
Ｓ２＝Ａｃｏｓ（ωｔ−Ψ−Φ）…（８）
Ｓ３＝Ａ'ｃｏｓ（ωｔ−Ψ＋Φ）…（９）
Ｓ４＝Ａ'ｃｏｓ（ωｔ＋Ψ−Φ）…（１０）
なお、ωはピット周波数を示し、Ψはピット深さがλ／４ｎよりずれたことにより生じる位相成分を示し、Φは光ビームのスポットとトラックとの間のずれに依存した位相成分を示す。また、Ａ、Ａ'は、光ディスクの半径方向の光軸ずれに依存し、光軸ずれがなければ両者は等しくなる。なお、ここでいう「光軸ずれ」とは、光ピックアップ内の光学システムの取付誤差または調整不良（例えば対物レンズの位置ずれ）または記録媒体の記録面の傾きなどに起因して、光ビームの反射光が４分割受光素子の受光面上で位置ずれすることをいう。【００６６】
次に、加算手段１２から出力される加算信号Ｓ１４、および、加算手段１３から出力される加算信号Ｓ２３は、それぞれ以下の数式（１１）および（１２）で表される。【００６７】
Ｓ１４＝Ｓ１＋Ｓ４＝Ｄｃｏｓ（ωｔ＋Ψ＋σ）…（１１）
Ｓ２３＝Ｓ２＋Ｓ３＝Ｄｃｏｓ（ωｔ−Ψ−σ）…（１２）
なお、σは、光ディスクの半径方向の光軸ずれが生じ、ＡとＡ'とが等しくないときに生じる位相成分である。【００６８】
次に、位相比較手段１１４から出力される位相比較信号Ｐ１、および、位相比較手段１１５から出力される位相比較信号Ｐ３は、それぞれ以下の数式（１３）および（１４）で表される。【００６９】
Ｐ１＝Φ−σ  …（１３）
Ｐ３＝Φ＋σ  …（１４）
次に、加算手段１１６から出力されるトラッキングエラー信号ＴＥ１は、以下の数式（１５）で表される。【００７０】
ＴＥ１＝Ｐ１＋Ｐ２＝２Φ  …（１５）
続いて、トラッキングエラー信号生成装置１１０内で生成される信号の波形に基づいて、トラッキングエラー信号生成装置１１０の動作をさらに説明する。【００７１】
まず、図１４は、トラッキングエラー信号生成装置１１０における検出信号Ｓ１、加算信号Ｓ１４、検出信号Ｓ３および加算信号Ｓ２３のそれぞれの波形を示している。図１４および上記数式からわかるように、検出信号Ｓ１と加算信号Ｓ１４との位相差は、Φ−σであり、検出信号Ｓ３と加算信号Ｓ２３との位相差は、Φ＋σである。これらの位相差は、光ビームのスポットとトラックとの間のずれまたは光軸ずれによって生じ、これらのずれの量に応じて変化する。ところが、検出信号Ｓ１と加算信号Ｓ１４との間の位相差も、検出信号Ｓ３と加算信号Ｓ２３との間の位相差も、ピット深さがλ／４ｎからずれることによって生じるΨによっては変化しない。すなわち、これらの位相差はΨの影響を受けない。なぜなら、上記数式からわかるように、検出信号Ｓ１および加算信号Ｓ１４はいずれもΨ位相が進むため、両者間にΨによる位相差は生じないからである。同様に、検出信号Ｓ３および加算信号Ｓ２３は、いずれもΨ位相が遅れるため、両者間にΨによる位相差は生じないからである。【００７２】
次に、図１５は、光ビームのスポットとトラックとの間のずれ量に対する、位相差信号Ｐ１の振幅変化を示している。図１５からわかるように、光ディスクの半径方向の光軸ずれに起因する位相成分σは、位相差信号Ｐ１においてマイナスのオフセット成分−ofsσとなって現れている。また、図１６は、光ビームのスポットとトラックとの間のずれ量に対する、位相差信号Ｐ３の振幅変化を示している。図１６からわかるように、位相成分σは、位相差信号Ｐ３においてプラスのオフセット成分＋ofsσとなって現れている。【００７３】
以上より、トラッキングエラー信号生成装置１１０によれば、ピット深さがλ／４ｎよりずれたことにより生じる位相成分Ψが、位相比較手段１１４の比較対象となる２個の信号間の位相差となって現れるのを防止できる。これにより、位相差信号Ｐ１の振幅幅ないしピークからピークまでの幅を小さくすることができる。これにより、位相比較手段１１４のダイナミックレンジを小さくすることができる。これと同様に、位相比較手段１１５のダイナミックレンジも小さくすることができる。例えば、記録媒体の記録面上に存するゴミ、傷などのノイズに対する応答性などを考慮しながら、位相比較手段１１４および位相比較手段１１５のそれぞれのダイナミックレンジを適切な範囲に制限することができる。したがって、本発明の第３実施形態であるトラッキングエラー信号生成装置１１０によれば、安定したトラッキングエラー信号を生成することができ、トラッキング制御の安定性、信頼性または感度を高めることができる。【００７４】
また、トラッキングエラー信号生成装置１１０によれば、光軸ずれに起因する位相成分σ（オフセット成分ofsσ）を、トラッキングエラー信号の生成過程で除去することができる。したがって、光軸ずれに強いトラッキング制御を実現することができる。【００７５】
さらに、トラッキングエラー信号生成装置１１０によれば、一方で、検出信号Ｓ１の位相と加算信号Ｓ１４の位相とを比較し、一方で、検出信号Ｓ３の位相と加算信号Ｓ２３の位相とを比較する。そして、例えば加算信号Ｓ１４の振幅は検出信号Ｓ１のおよそ２倍であり、加算信号Ｓ２３の振幅も検出信号Ｓ３のおよそ２倍である。このように位相比較の基準となる信号に、比較的大きい振幅を有する加算信号を用いることにより、位相比較を確実に実現することができる。したがって、トラッキング制御における誤検出やドロップアウトなどのトラブルを防止することができる。【００７６】
ここで、本発明の第３実施形態であるトラッキングエラー信号生成装置１１０の作用効果をより一層明らかにするために、上述した特許文献１に記載された従来のトラッキング制御方法を採用したトラッキングエラー信号生成回路の問題点を概説しておく。図２０は上述した特許文献１に記載された従来のトラッキング制御方法を採用したトラッキングエラー信号生成回路１２００を示しており、図２１および図２２は、従来のトラッキングエラー信号生成回路１２００内における信号の波形を示している。従来のトラッキングエラー信号生成回路１２００では、検出信号Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４のすべてを加算した総和信号ＳＴと検出信号Ｓ１とを比較する。このため、図２１に示すように、ピット深さがλ／４ｎよりずれたことにより生じる位相成分Ψが、位相比較手段１２１４の比較対象となる２個の信号間の位相差、すなわち検出信号Ｓ１と総和信号ＳＴとの間の位相差ＤＰとなって現れる。この結果、図２２に示すように、位相成分Ψに対応するオフセット成分ofsΨが位相差信号ＰＴ１中に現れる。このため、位相差信号ＰＴ１の振幅ないしピークからピークまでの振幅が大きくなる。しかも、位相成分Ψは、光軸ずれに起因する位相成分σよりも大きいため、例えば、ピット深さがλ／６ｎの光ディスクに対してトラッキング制御を行おうとすると、位相差信号ＰＴ１の振幅ないしピークからピークまでの幅は大幅に大きくなる。この結果、位相比較手段１２１４のダイナミックレンジをかなり大きくとらないと、位相差信号ＰＴ１の波形がつぶれた形になってしまう（図２２の点線部分参照）。これでは、トラッキングエラー信号ＴＥ３の波形が崩れ、光ビームのスポットとトラックとの間のずれ量を正常に検出することができなくなってしまう。一方、トラッキングエラー信号ＴＥ３の波形の崩れを防止するため、位相比較手段１２１４のダイナミックレンジを大きくとると、記録媒体の記録面上に存するゴミ、傷などのノイズに対する応答性を適切に調整することができなくなり、トラッキング制御の安定性を確保できなくなる。トラッキング制御の安定性が悪いと、記録面上に存するゴミ、傷などのために、誤検出が生じたり、トラッキング制御がドロップアウトするといった不具合を招く危険がある。【００７７】
一方、図１３に示す、本発明の第３実施形態であるトラッキングエラー信号生成装置１１０によれば、例えばピット深さがλ／６ｎの光ディスクに対してトラッキング制御を行う場合でも、このような不具合が生じる危険をなくすことができる。【００７８】
（第４実施形態）
本発明の第４実施形態について説明する。図１７は、本発明の第４実施形態であるトラッキングエラー信号生成装置１２０の構成を示している。なお、図１７中のトラッキングエラー信号生成装置１２０において、図１３中のトラッキングエラー信号生成装置１１０と同一の構成要素に同一の符号を付し、それらの説明を省略する。【００７９】
図１７に示すように、トラッキングエラー信号生成装置１２０は、トラッキングエラー信号生成装置１１０と同様に、検出手段１１、加算手段１２、加算手段１３、位相比較手段１１４、位相比較手段１１５および加算手段１１６を備えている。さらに、トラッキングエラー信号生成装置１２０は、位相比較手段１２１、位相比較手段１２２、加算手段１２３および減算手段１２４を備えている。【００８０】
位相比較手段１２１は、受光部１１Ｄから出力される検出信号Ｓ４と加算信号Ｓ１４との位相差を示す位相差信号Ｐ４を出力する。位相比較手段１２１には、受光部１１Ｄから出力される検出信号Ｓ４と加算信号Ｓ１４との位相差に対応する振幅を有する信号を生成し、これを位相差信号Ｐ４として出力する信号変換手段１２５を備えることが望ましい。位相比較手段１２１として、位相比較手段１１４と同様の位相比較器ないし位相比較回路をそれぞれ用いることができる。【００８１】
位相比較手段１２２は、受光部１１Ｄと対角方向に隣り合う受光部１１Ｂから出力される検出信号Ｓ２と加算信号Ｓ２３との位相差を示す位相差信号Ｐ２を出力する。位相比較手段１２２には、受光部１１Ｂから出力される検出信号Ｓ２と加算信号Ｓ２３との位相差に対応する振幅を有する信号を生成し、これを位相差信号Ｐ２として出力する信号変換手段２６を備えることが望ましい。位相比較手段１２２として、位相比較手段１１４と同様の位相比較器ないし位相比較回路をそれぞれ用いることができる。【００８２】
加算手段１２３は、位相差信号Ｐ４と位相差信号Ｐ２とを相互に加算する。加算手段１２３として、例えば加算器を用いることができる。【００８３】
減算手段１２４は、加算手段１１６による加算結果を示す位相差加算信号Ｐ１３から加算手段１２３による加算結果を示す位相差加算信号Ｐ２４を減算する。減算手段１２４として、例えば減算器を用いることができる。そして、減算手段１２４による減算の結果、トラッキングエラー信号ＴＥ２が得られる。【００８４】
このような構成を備えたトラッキングエラー信号生成装置１２０によれば、上述したトラッキングエラー信号生成装置１１０の作用効果に加え、トラッキングエラー信号ＴＥ２から、記録媒体のトラックに沿った方向の光軸ずれをも除去することができる。すなわち、トラックに沿った方向の光軸ずれに起因するオフセット成分は、位相差加算信号Ｐ１３およびＰ２４に等しく現れる。したがって、減算手段１２４によって、位相差加算信号Ｐ１３とＰ２４とを互いに減算することにより、トラックに沿った方向の光軸ずれに起因するオフセット成分を互いに打ち消し、トラッキングエラー信号ＴＥ２から当該オフセット成分が除去することができる。したがって、トラッキング制御の精度を高めることができる。【００８５】
（第５実施形態）
本発明の第５実施形態について説明する。本発明に係る技術思想は、トラッキングエラー信号生成方法としても具現化することができる。すなわち、本発明の第５実施形態であるトラッキングエラー信号生成方法は、光ビームを記録媒体の記録面上のトラックに追随させるトラッキング制御用のトラッキングエラー信号を生成するトラッキングエラー信号生成方法であって、トラックを横切る方向に対応する方向に伸びる第１分割線とトラックに沿う方向に対応する方向に伸びる第２分割線とによって分割された４個の受光部を有する検出手段を用い、記録面からの反射光を４個の受光部により受け、これら受光部により受けた反射光に対応する検出信号をそれぞれ取得する光検出工程と、４個の受光部のうち、第１分割線を境にして一側に位置する第１受光部および第２受光部からからそれぞれ取得される検出信号を相互に加算し、この結果を第１加算信号として出力する第１加算工程と、４個の受光部のうち、第１分割線を境にして他側に位置する第３受光部および第４受光部からそれぞれ取得される検出信号を相互に加算し、この結果を第２加算信号として出力する第２加算工程と、第１受光部から取得される検出信号と第１加算信号との位相差を示す第１位相差信号を出力する第１位相比較工程と、第１受光部と対角方向に隣り合う第３受光部から取得される検出信号と第２加算信号との位相差を示す第２位相差信号を出力する第２位相比較工程と、第１位相差信号と第２位相差信号とを相互に加算する第３加算工程とを備えている。このような構成を有するトラッキングエラー信号生成方法によっても、トラッキングエラー信号生成装置１１０と同様の作用効果を実現することができる。【００８６】
さらに、このトラッキングエラー信号生成方法に、以下の工程を追加してもよい。すなわち、第２受光部から取得される検出信号と第１加算信号との位相差を示す第３位相差信号を出力する第３位相比較工程と、第２受光部と対角方向に隣り合う第４受光部から取得される検出信号と第２加算信号との位相差を示す第４位相差信号を出力する第４位相比較工程と、第３位相差信号と第４位相差信号とを相互に加算する第４加算工程と、第３加算手段による加算結果を示す第３加算信号から第４加算手段による加算結果を示す第４加算信号を減算する減算工程とを追加してもよい。これら追加された工程を含むトラッキングエラー信号生成方法によれば、トラッキングエラー信号生成装置１２０と同様の作用効果を実現することができる。
【実施例】
【００８７】
以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。以下の実施例は、本発明のトラッキングエラー信号生成装置を光ディスクプレーヤのトラッキング制御システムに適用した例であり、本発明を実施するための好適な一例である。【００８８】
図６は、本発明の実施例であるトラッキングエラー信号生成装置を、光ディスク、ピックアップおよびトラッキング制御用の対物レンズ駆動回路と共に示している。図６において、ピックアップ５１は、光ディスク５２に向けて光ビームを出力する半導体レーザ５３、光ビームを光ディスク５２上に集光する対物レンズ５４、駆動回路５５から出力される駆動信号に従って対物レンズ５４を駆動するアクチュエータ５６、４分割受光素子５７、光ディスク５２からの光ビームの反射光を４分割受光素子５７に導くビームスプリッタ５８その他一般の光ピックアップを構成するのに必要な要素を備えている。トラッキングエラー信号生成装置６０は、ピックアップ５１内の４分割受光素子５７と信号処理回路６１とから構成される。【００８９】
図７は、トラッキングエラー信号生成装置６０の構成を示している。４分割受光素子５７は、光ディスク５２のトラックを横切る方向（光ディスク５２の半径方向）に対応する方向に伸びる分割線ＤＬ１とトラックに沿う方向（トラック方向）に対応する方向に伸びる分割線ＤＬ２とによって分割された４個の受光部５７Ａ〜５７Ｄを有し、光ディスク５２からの反射光をこれら受光部５７Ａ〜５７Ｄにより受け、これら受光部５７Ａ〜５７Ｄにより受けた反射光に対応する検出信号Ｓ１〜Ｓ４をそれぞれ出力する。【００９０】
信号処理回路６１は、入力側に位置する２個の加算器６２、６３、４個の位相比較回路６４、６５、６６、６７、出力側に位置する２個の減算器６８、６９、および加算器７０を備えている。【００９１】
加算器６２は、受光部５７Ａおよび５７Ｄからそれぞれ出力される検出信号Ｓ１およびＳ４を相互に加算し、この結果を加算信号Ｓ１４として出力する。加算器６３は、受光部５７Ｂおよび５７Ｃからそれぞれ出力される検出信号Ｓ２およびＳ３を相互に加算し、この結果を加算信号Ｓ２３として出力する。【００９２】
位相比較回路６４は、検出信号Ｓ１と加算信号Ｓ１４との位相差を示す位相差信号Ｐ１を出力する。位相比較回路６５は、検出信号Ｓ４と加算信号Ｓ１４との位相差を示す位相差信号Ｐ４を出力する。位相比較回路６６は、検出信号Ｓ３と加算信号Ｓ２３との位相差を示す位相差信号Ｐ３を出力する。位相比較回路６７は、検出信号Ｓ２と加算信号Ｓ２３との位相差を示す位相差信号Ｐ２を出力する。【００９３】
減算器６８は、位相差信号Ｐ１から位相差信号Ｐ４を減算し、その結果を位相差減算信号Ｐ１４として出力する。減算器６９は、位相差信号Ｐ３から位相差信号Ｐ２を減算し、その結果を位相差減算信号Ｐ３２として出力する。【００９４】
加算器７０は、位相差減算信号Ｐ１４と位相差減算信号Ｐ３２とを相互に加算し、その結果をトラッキングエラー信号ＴＥ３として出力する。トラッキングエラー信号ＴＥ３は、駆動回路５５に供給される。【００９５】
図８は、位相比較回路６４の内部構成を示している。図８に示すように、位相比較回路６４は、入力側に位置する２個の波形成形回路７１、７２、パルス信号処理回路７３および積分器７４を備えている。【００９６】
以下、位相比較回路６４の動作を、図８および図９を参照しながら説明する。なお、図９は位相比較回路６４内における各信号の波形を示している。図９の左側は、検出信号Ｓ１の位相が加算信号Ｓ１４の位相よりも進んでいるときの各信号波形を示しており、右側は、検出信号Ｓ１の位相が加算信号Ｓ１４の位相よりも遅れているときの各信号波形を示している。【００９７】
検出信号Ｓ１は、位相比較回路６４の一方の入力端子に入力され、まず、波形成形回路７１に供給される。波形成形回路７１において、検出信号Ｓ１は、パルス変換器８１により、波形のゼロクロスポイントを基準にパルス信号Ｓａに変換される。続いて、インバータ８２により、パルス信号Ｓａのパルスレベルが反転したパルス信号Ｓｂが生成される。一方、加算信号Ｓ１４は、位相比較回路６４の他方の入力端子に入力され、まず、波形成形回路７２に供給される。波形成形回路７２において、加算信号Ｓ１４は、パルス変換器８３により、波形のゼロクロスポイントを基準にパルス信号Ｓｃに変換される。続いて、インバータ８４により、パルス信号Ｓｃのパルスレベルが反転したパルス信号Ｓｄが生成される。【００９８】
続いて、パルス信号ＳａおよびＳｃは、Ｄ型フリップフロップ８５のパルス入力端子ＣＫおよびクリアパルス端子ＣＬにそれぞれ入力される。この結果、Ｄ型フリップフロップ８５の出力端子Ｑからは、パルス信号Ｓｅが得られる。一方、パルス信号ＳｂおよびＳｄは、Ｄ型フリップフロップ８６のパルス入力端子ＣＫおよびクリアパルス端子ＣＬにそれぞれ入力される。この結果、Ｄ型フリップフロップ８６の出力端子Ｑからは、パルス信号Ｓｆが得られる。【００９９】
また、パルス信号ＳｃおよびＳａは、Ｄ型フリップフロップ８７のパルス入力端子ＣＫおよびクリアパルス端子ＣＬにそれぞれ入力される。この結果、Ｄ型フリップフロップ８７の出力端子Ｑからは、パルス信号Ｓｇが得られる。一方、パルス信号ＳｄおよびＳｂは、Ｄ型フリップフロップ８８のパルス入力端子ＣＫおよびクリアパルス端子ＣＬにそれぞれ入力される。この結果、Ｄ型フリップフロップ８８の出力端子Ｑからは、パルス信号Ｓｈが得られる。【０１００】
続いて、パルス信号ＳｅおよびＳｆは加算器８９により相互に加算され、その結果得られた信号は、差動増幅器９１のプラス入力端子に供給される。一方、パルス信号ＳｇおよびＳｈは相互に加算され、その結果得られた信号は、差動増幅器９１のマイナス入力端子に供給される。この結果、差動増幅器９１からパルス信号Ｓｉが得られる。このパルス信号Ｓｉは、検出信号Ｓ１の位相が加算信号Ｓ１４の位相よりも進んでいるときには、両信号の位相差に対応したパルス幅を有するプラスレベルのパルス信号となり、検出信号Ｓ１の位相が加算信号Ｓ１４の位相よりも遅れているときには、両信号の位相差に対応したパルス幅を有するマイナスレベルのパルス信号となる。【０１０１】
続いて、パルス信号Ｓｉは、積分器７４に供給される。積分器７４では、パルス信号Ｓｉが積分され、パルス信号Ｓｉのパルス幅およびパルスレベルのプラス／マイナスに応じた振幅を有する位相差信号Ｐ１が得られる（図３参照）。【０１０２】
位相比較回路６５、６６、６７もそれぞれ位相比較回路６４と同様な構成を有し、かつ、同様に動作する。【０１０３】
図１８は、本発明の第２実施例であるトラッキングエラー信号生成装置を、光ディスク、ピックアップおよびトラッキング制御用の対物レンズ駆動回路と共に示している。図１８において、ピックアップ５１は、光ディスク５２に向けて光ビームを出力する半導体レーザ５３、光ビームを光ディスク５２上に集光する対物レンズ５４、駆動回路５５から出力される駆動信号に従って対物レンズ５４を駆動するアクチュエータ５６、４分割受光素子５７、光ディスク５２からの光ビームの反射光を４分割受光素子５７に導くビームスプリッタ５８その他一般の光ピックアップを構成するのに必要な要素を備えている。トラッキングエラー信号生成装置１６０は、ピックアップ５１内の４分割受光素子５７と信号処理回路１６１とから構成される。【０１０４】
図１９は、トラッキングエラー信号生成装置１６０の構成を示している。４分割受光素子５７は、光ディスク５２のトラックを横切る方向に対応する方向に伸びる分割線ＤＬ１とトラックに沿う方向に対応する方向に伸びる分割線ＤＬ２とによって分割された４個の受光部５７Ａ〜５７Ｄを有し、光ディスク５２からの反射光をこれら受光部５７Ａ〜５７Ｄにより受け、これら受光部５７Ａ〜５７Ｄにより受けた反射光に対応する検出信号Ｓ１〜Ｓ４をそれぞれ出力する。【０１０５】
信号処理回路１６１は、入力側に位置する２個の加算器６２、６３、４個の位相比較回路１６４、１６５、１６６、１６７、出力側に位置する２個の加算器１６８、１６９、および減算回路１７０を備えている。【０１０６】
加算器６２は、受光部５７Ａおよび５７Ｄからそれぞれ出力される検出信号Ｓ１およびＳ４を相互に加算し、この結果を加算信号Ｓ１４として出力する。加算器６３は、受光部５７Ｂおよび５７Ｃからそれぞれ出力される検出信号Ｓ２およびＳ３を相互に加算し、この結果を加算信号Ｓ２３として出力する。【０１０７】
位相比較回路１６４は、検出信号Ｓ１と加算信号Ｓ１４との位相差を示す位相差信号Ｐ１を出力する。位相比較回路１６５は、検出信号Ｓ３と加算信号Ｓ２３との位相差を示す位相差信号Ｐ３を出力する。位相比較回路１６６は、検出信号Ｓ２と加算信号Ｓ２３との位相差を示す位相差信号Ｐ２を出力する。位相比較回路１６７は、検出信号Ｓ４と加算信号Ｓ１４との位相差を示す位相差信号Ｐ４を出力する。【０１０８】
加算器１６８は、位相差信号Ｐ１と位相差信号Ｐ３とを相互に加算し、その結果を位相差加算信号Ｐ１３として出力する。加算器１６９は、位相差信号Ｐ２と位相差信号Ｐ４とを相互に加算し、その結果を位相差加算信号Ｐ２４として出力する。【０１０９】
減算器１７０は、位相差加算信号Ｐ１３から位相差加算信号Ｐ２４を減算し、その結果をトラッキングエラー信号ＴＥ４として出力する。トラッキングエラー信号ＴＥ４は、駆動回路５５に供給される。【０１１０】
このような構成を有するトラッキングエラー信号生成装置１６０は、図１７に示すトラッキングエラー信号生成装置１２０と同様の作用効果を奏する。【０１１１】
なお、本発明は、請求の範囲および明細書全体から読み取るこのできる発明の要旨または思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴うトラッキングエラー信号生成装置およびトラッキングエラー信号生成方法もまた本発明の技術思想に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【０１１２】
本発明に係るトラッキングエラー信号生成装置およびトラッキングエラー信号生成方法は、例えば、ＤＶＤ、ＣＤ（Compact Disc）などの記録媒体、記録装置または再生装置に利用可能である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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