(57)【要約】      （修正有）【課題】サブプッシュプル信号に漏れ込む溝横断信号を効果的に抑制し、安定したトラッキング制御を行うことのできる光ディスク装置を提供する。【解決手段】光ディスクによる反射光を検出するフォトディテクター１０１の第１の受光素子c,dおよび第２の受光素子a,bは光ディスクのトラックを横断する方向にそれぞれ分割されており、第１の受光素子は第２の受光素子よりも±１次光が多く受け取るように配置されており、光ディスクの回転に関連した情報に応じてカットオフ周波数が調整可能な低域通過フィルタを備えている。第１の受光素子の分割された受光領域c,dにおいて得られる第１の差動信号と、第２の受光素子の分割された受光領域a,bにおいてそれぞれ得られる信号の第２の差動信号とを求め、低域通過フィルタを用いて、第２の差動信号から高周波成分を抑制した信号と第１の差動信号との演算によりトラッキングエラー信号を生成する。【選択図】図２
2009223958.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ディスクを載置し、回転駆動する回転駆動部と、
光源と、
前記光源からの光を前記回転駆動部に載置された光ディスクに向けて集光する対物レンズと、
前記対物レンズを前記光ディスクのトラックを横断する方向に移動させるアクチュエータと、
前記光ディスクによる前記光の反射光を検出する第１および第２の受光素子であって、前記第１および第２の受光素子の受光領域は前記光ディスクのトラックを横断する方向にそれぞれ分割されており、前記第１の受光素子は前記第２の受光素子よりも±１次の反射光が多く受け取るように配置された第１および第２の受光素子と、
カットオフ周波数が調整可能な低域通過フィルタを含み、前記第１の受光素子の分割された受光領域においてそれぞれ得られる信号の第１の差動信号と、前記第２の受光素子の分割された受光領域においてそれぞれ得られる信号の第２の差動信号とを求め、前記低域通過フィルタを用いて、前記第２の差動信号から高周波成分を抑制した信号と前記第１の差動信号との演算により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部と、
前記トラッキングエラー信号に基づいて、前記アクチュエータを駆動する駆動信号を生成するトラッキング駆動部と、
前記低域通過フィルタのカットオフ周波数を前記光ディスクの回転に関連した情報に応じて変化させる制御部と、
を備えた光ディスク装置。
【請求項２】
前記トラッキングエラー信号生成部は、
前記第１の受光素子の分割された受光領域においてそれぞれ得られる信号の差を求め、前記第１の差動信号として出力する第１の差動器と、
前記第２の受光素子の分割された受光領域においてそれぞれ得られる信号の差を求め、前記第２の差動信号として出力する第２の差動器と、
前記低域通過フィルタを通過した第２の差動信号と前記第１の差動信号との差を求め、前記トラッキングエラー信号として出力する第３の差動器と、
を含む請求項１に記載の光ディスク装置。
【請求項３】
前記光ディスクの回転に関連した情報は光ディスクの回転周波数である請求項１に記載の光ディスク装置。
【請求項４】
前記光ディスクの回転周波数をＮとしたとき、前記低域通過フィルタのカットオフ周波数は２Ｎ以上である請求項１に記載の光ディスク装置。
【請求項５】
前記光ディスクの回転に関連した情報は、前記対物レンズのフォーカス制御を行い、トラッキング制御は行わない状態において、前記第１の差動信号に重畳されている前記光ディスクのトラックを横断することにより生じる周波数成分である請求項１に記載の光ディスク装置。
【請求項６】
光ディスクを載置し、回転駆動する回転駆動部と、
光源と、
前記光源からの光を前記回転駆動部に載置された光ディスクに向けて集光する対物レンズと、
前記対物レンズを前記光ディスクのトラックを横断する方向に移動させるアクチュエータと、
前記光ディスクより得られる前記光の反射光を検出する第１および第２の受光素子であって、前記第１および第２の受光素子の受光領域は前記光ディスクのトラックを横断する方向にそれぞれ分割されており、前記第１の受光素子は前記第２の受光素子よりも±１次の反射光が多く受け取るように配置された第１および第２の受光素子と、
前記第１の受光素子の分割された受光領域においてそれぞれ得られる信号の第１の差動信号と、前記第２の受光素子の分割された受光領域においてそれぞれ得られる信号の第２の差動信号とを求め、前記光ディスクの偏心量が所定の値以下である場合には、前記第１の差動信号のみからトラッキングエラー信号を生成し、前記偏心量が所定の値より大きい場合には、前記第１および第２の差動信号を用いて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部と、
前記トラッキングエラー信号に基づいて、前記アクチュエータを駆動する駆動信号を生成するトラッキング駆動部と、
を備えた光ディスク装置。
【請求項７】
前記トラッキングエラー信号生成部は、
前記第１の受光素子の分割された受光領域においてそれぞれ得られる信号の差を求め、第１の差動信号として出力する第１の差動器と、
前記第２の受光素子の分割された受光領域においてそれぞれ得られる信号の差を求め、第２の差動信号として出力する第２の差動器と、
前記第２の差動信号の所定の周波数成分を抑制するカットオフ周波数が調整可能な低域通過フィルタと、
前記フィルタを通過した第２の差動信号と前記第１の差動信号との差を求め、トラッキングエラー信号として出力する第３の差動器と、
前記低域通過フィルタと前記第３の差動器との間に設けられたスイッチと、
を含む
請求項６に記載の光ディスク装置。
【請求項８】
前記光ディスクの偏心量に基づいて前記スイッチの制御を行う制御部をさらに備えた請求項７に記載の光ディスク装置。
【請求項９】
前記制御部は、前記対物レンズのフォーカス制御を行い、トラッキング制御は行わない状態において、前記第１の差動信号に重畳されており、前記光ディスクのトラックを横断することにより生じる波の数を計測し、前記波の数が所定の値以下である場合には、前記スイッチが前記低域通過フィルタと前記第３の差動器との接続を切断し、前記波の数が所定の値より大きい場合には、前記スイッチが前記低域通過フィルタと前記第３の差動器とを接続する請求項８に記載の光ディスク装置。
【請求項１０】
前記制御部は、前記波の数が所定の値より大きい場合に、前記低域通過フィルタのカットオフ周波数を前記光ディスクの回転周波数の２倍以上に設定する請求項９に記載の光ディスク装置。
【請求項１１】
光ディスクを載置し、回転駆動する回転駆動部と、光源と、光源からの光を前記回転駆動部に載置された光ディスクに向けて集光する対物レンズと、対物レンズを前記光ディスクのトラックを横断する方向に移動させるアクチュエータと、前記光ディスクより得られる前記光の反射光を検出する第１および第２の受光素子であって、前記第１および第２の受光素子の受光領域は前記光ディスクのトラックを横断する方向にそれぞれ分割されており、前記第１の受光素子は前記第２の受光素子よりも±１次の反射光が多く受け取るように配置された第１および第２の受光素子とを備えた光ディスク装置のトラッキング制御方法であって、
前記第１の受光素子の分割された受光領域においてそれぞれ得られる信号の第１の差動信号と、前記第２の受光素子の分割された受光領域においてそれぞれ得られる信号の第２の差動信号とを求め、前記光ディスクの回転に関連した情報に応じて前記第２の差動信号の高周波成分を抑制し、前記第１の差動信号と前記高周波成分が抑制された第２の差動信号との演算によりトラッキングエラー信号を生成するステップと、
前記トラッキングエラー信号に基づいて、前記アクチュエータを駆動するステップと、
を包含する光ディスク装置のトラッキング制御方法。
【請求項１２】
光ディスクを載置し、回転駆動する回転駆動部と、光源と、光源からの光を前記回転駆動部に載置された光ディスクに向けて集光する対物レンズと、対物レンズを前記光ディスクのトラックを横断する方向に移動させるアクチュエータと、前記光ディスクより得られる前記光の反射光を検出する第１および第２の受光素子であって、前記第１および第２の受光素子の受光領域は前記光ディスクのトラックを横断する方向にそれぞれ分割されており、前記第１の受光素子は前記第２の受光素子よりも±１次の反射光が多く受け取るように配置された第１および第２の受光素子とを備えた光ディスク装置のトラッキング制御方法であって、
前記第１の受光素子の分割された受光領域においてそれぞれ得られる信号の第１の差動信号と、前記第２の受光素子の分割された受光領域においてそれぞれ得られる信号の第２の差動信号とを求め、前記光ディスクの偏心量が所定の値以下である場合には、前記第１の差動信号のみからトラッキングエラー信号を生成し、前記偏心量が所定の値より大きい場合には、前記第１および第２の差動信号を用いてトラッキングエラー信号を生成するステップと、
前記トラッキングエラー信号に基づいて、前記アクチュエータを駆動するステップと、
を包含する光ディスク装置のトラッキング制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は光ディスク装置およびトラッキング制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
光ディスク装置では、記録あるいは再生に用いる光ビームが、光ディスクに設けられたトラックを追随するように制御する必要がある。この制御はトラッキング制御と呼ばれている。図面を参照しながら、従来のトラッキング制御方法を説明する。
【０００３】
図５は、従来の一般的な光ディスク装置の構造の一部を模式的に示している。光ディスク装置は、記録あるいは再生に用いる光ビームをスピンドルモータ３０７によって回転駆動される光ディスク３０１の半径方向に移動させる光ピックアップ３００を備えている。図５に示すように、光ピックアップ３００において、レーザーダイオードユニット（以下、ＬＤＵと略す）３０２のレーザ３０３から出射した光は、コリメートレンズ３０４により集光状態が変えられ、対物レンズ３０５によって、光ディスク３０１のデータ記録面に向けて集光される。対物レンズ３０５はアクチュエータ３０６によって光ディスク３０１のトラックを横断する方向に駆動される。光ディスク３０１のデータ記録面において反射した光は、対物レンズ３０５およびコリメートレンズ３０４を経て、図示しないホログラムなどにより回折され、ＬＤＵ３０２上に設けられたフォトディテクター４０１に入射する。
【０００４】
図６に示すように、ＬＤＵ３０２上のフォトディテクター４０１の受光領域は６つに分割されている。フォトディテクター４０１には、光ディスク３０１からの０次反射光４０２および±１次の反射光４０３が入射する。領域ｃおよびｄは領域ａおよびｂに比べて±１次反射光４０３が多く照射される。差動器４０６は、フォトディテクター４０１の領域ｃと領域ｄとから得られる検出信号の差を求め、出力する。差動器４０６の出力はメインプッシュプル信号（以下、ＭＰＰ信号と略す）と呼ばれる。
【０００５】
また、差動器４０４は、領域ａと領域ｂとから得られる検出信号の差を求め、出力する。この出力は、サブプッシュプル信号（以下、ＳＰＰ信号と略す）と呼ばれる。ＳＰＰ信号は増幅器４０５によりｋ倍に増幅され、差動器４０７でＭＰＰ信号との差動が求められる。差動器４０７からの出力はアドバンストプッシュプル信号（以下、ＡＰＰ信号と略す）と呼ばれる。この信号がトラッキング制御信号となる。
【０００６】
フォトディテクター４０１の各領域から得られる信号をａ〜ｄとし、アドバンストプッシュプル信号をＡＰＰとすれば、ＡＰＰは以下の式（１）で表される。
ＡＰＰ＝（ｃ−ｄ）−ｋ＊（ａ−ｂ）            （1）
【０００７】
図７（ａ）は、ＭＰＰ信号８０６およびＳＰＰ信号８０７の一例を示している。また、図８は、フォトディテクター４０１に照射される０次反射光８０２の位置を模式的に示している。対物レンズ３０５がレーザ３０３の光軸に対して基準位置にある場合、０次反射光は、フォトディテクター４０１をトラックの横断する方向に分割する境界線Ｌ１に対して、対称に位置する。このとき、フォーカス制御のみを行い、トラッキング制御は行わないようにして光ピックアップ３００を移動させた場合、図７（ａ）に示すＭＰＰ信号８０４およびＳＰＰ信号８０５が得られる。
【０００８】
反射光における±１次光は、光ピックアップ３００から出射する光ビームがトラックの中心から外れることによって大きく変化する。このため、フォトディテクター４０１領域ｃおよび領域ｄで検出する光量は、トラックを横切るたびに変動し、ＭＰＰ信号の出力もトラックの横断に応じて変化する。このようなＭＰＰ信号に見られるＡＣ成分を以下、溝横断信号と呼ぶことにする。溝横断信号の一周期はトラックの周期と一致するため、溝横断の山の数（以下、溝横断数）により光ディスクの偏心量が分かる。この光ディスクの偏心には光ディスク自体の中心の位置に対するトラックの偏心と、スピンドルモータへの取り付け誤差が含まれる。０次反射光８０２が基準位置にある場合、トラックの横断によるＭＰＰ信号８０４の出力の変動は基準電位に対して対称となる。
【０００９】
一方、領域ａと領域ｂとでは±１次光はほとんど含まれない。このため、ＳＰＰ信号にはトラックの横断による出力の変動が生じない。また、図６から明らかなように、対物レンズ３０５がレーザ３０３の光軸に対して基準位置にある場合、領域ａと領域ｂとが受け取る０次光の光量は等しい。このため、ＳＰＰ信号８０５はゼロとなる。
【００１０】
図８に示すように、対物レンズのシフトによって、図に示すように０次反射光８０３が基準位置からずれた場合、図７（ｂ）に示すように、ＭＰＰ信号８０６およびＳＰＰ信号８０７は基準電位（ＧＮＤ）に対してオフセットする。
【００１１】
図９はフォーカス制御を行いながらアクチュエータ３０６のトラッキングコイルに駆動信号４０１で示される波形（ノコギリ波）を入力したときの、理想的なＭＰＰ信号４０２、ＳＰＰ信号４０３、およびＡＰＰ信号４０４を示している。トラッキングコイルにノコギリ波を入力することにより対物レンズが基準位置に対してシフトし、ＭＰＰ信号４０２およびＳＰＰ信号４０３にＤＣ変動（対称性ずれ）が発生するが、式１においてＭＰＰ信号５０２におけるＤＣ変動をキャンセルするようにＳＰＰ信号４０３に乗算する係数ｋを設定することにより、対物レンズシフトが発生しても、ＡＰＰ信号４０４にＤＣ変動成分重畳するのを防止することができる。
【００１２】
特許文献１は、このような従来の光ディスク装置において、光ディスクの表面のキズや媒体内部の異常などにより、ＳＰＰ信号に高周波ノイズ成分が重畳するのを防止するために、低域通過フィルタを用いてＳＰＰ信号の高周波成分を除去することを開示している。
【００１３】
また、特許文献２は、プッシュプル号の内周側と外周側のフォトディテクターから得られる信号の上包絡線と下包絡線とを利用して対物レンズシフトをキャンセルする技術や、ＡＰＰ信号により、同等の効果を得る技術を開示している。
【特許文献１】特許第３４３８１６０号明細書
【特許文献２】特許第３２３１６１４号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
ＳＰＰ信号には溝横断信号が漏れ込まないのが理想的である。しかし、図１０に示すようにＳＰＰ信号６０３には溝横断信号が漏れ込むと、演算後のＡＰＰ信号６０４ではＭＰＰ信号６０２に比べて振幅が変化（図１０の場合は減少）し、ＭＰＰ信号に比べＡＰＰ信号のトラッキングサーボゲインは低くなるという問題が生じる。
【００１５】
また、光ディスクの傾きや、基材による複屈折、基材厚さのばらつきなどは光ディスクの面内で不均一に生じる。このため、図１１に示すようにＳＰＰ信号７０３に漏れ込む溝横断信号の振幅も変化し、ＡＰＰ信号７０４の包絡線がうねる。このため、他の要因が重なると、トラッキング制御が不安定になる場合があるという課題がある。
【００１６】
さらに、光ディスクのトラックの幅や深さ、複屈折やチルトの影響、トラックが記録領域か未記録領域であるかどうかによって、上述したＤＣ変動を抑制することのできる最適な係数ｋは変化する。このため、光ディスクの半径方向の位置によって、係数ｋを設定することが好ましい。例えば、内周、中周および外周において係数ｋを決定すれば、安定したＡＰＰ信号を生成することが可能となり、より正確にトラッキング制御を行うことができる。しかし、上述した理由によりＡＰＰ信号が変動する場合、ＡＰＰ信号の変動による影響を低減するためには、光ディスクの半径方向における各位置においてＡＰＰ信号を取得する必要がある。このため、係数ｋを決定するための学習時間が長くなるという問題も生じる。
【００１７】
本発明は、このような従来技術の課題を解決し、ＳＰＰ信号に漏れ込む溝横断信号を効果的に抑制し、安定したトラッキング制御を行うことのできる光ディスク装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明の光ディスク装置は、光ディスクを載置し、回転駆動する回転駆動部と、光源と、前記光源からの光を前記回転駆動部に載置された光ディスクに向けて集光する対物レンズと、前記対物レンズを前記光ディスクのトラックを横断する方向に移動させるアクチュエータと、前記光ディスクによる前記光の反射光を検出する第１および第２の受光素子であって、前記第１および第２の受光素子の受光領域は前記光ディスクのトラックを横断する方向にそれぞれ分割されており、前記第１の受光素子は前記第２の受光素子よりも±１次の反射光が多く受け取るように配置された第１および第２の受光素子と、カットオフ周波数が調整可能な低域通過フィルタを含み、前記第１の受光素子の分割された受光領域においてそれぞれ得られる信号の第１の差動信号と、前記第２の受光素子の分割された受光領域においてそれぞれ得られる信号の第２の差動信号とを求め、前記低域通過フィルタを用いて、前記第２の差動信号から高周波成分を抑制した信号と前記第１の差動信号との演算により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部と、前記トラッキングエラー信号に基づいて、前記アクチュエータを駆動する駆動信号を生成するトラッキング駆動部と、前記低域通過フィルタのカットオフ周波数を前記光ディスクの回転に関連した情報に応じて変化させる制御部とを備える。
【００１９】
ある好ましい実施形態において、前記トラッキングエラー信号生成部は、前記第１の受光素子の分割された受光領域においてそれぞれ得られる信号の差を求め、前記第１の差動信号として出力する第１の差動器と、前記第２の受光素子の分割された受光領域においてそれぞれ得られる信号の差を求め、前記第２の差動信号として出力する第２の差動器と、前記低域通過フィルタを通過した第２の差動信号と前記第１の差動信号との差を求め、前記トラッキングエラー信号として出力する第３の差動器とを含む。
【００２０】
ある好ましい実施形態において、前記光ディスクの回転に関連した情報は光ディスクの回転周波数である。
【００２１】
ある好ましい実施形態において、前記光ディスクの回転周波数をＮとしたとき、前記低域通過フィルタのカットオフ周波数は２Ｎ以上である。
【００２２】
ある好ましい実施形態において、前記光ディスクの回転に関連した情報は、前記対物レンズのフォーカス制御を行い、トラッキング制御は行わない状態において、前記第１の差動信号に重畳されている前記光ディスクのトラックを横断することにより生じる周波数成分である。
【００２３】
本発明の光ディスク装置は、光ディスクを載置し、回転駆動する回転駆動部と、光源と、前記光源からの光を前記回転駆動部に載置された光ディスクに向けて集光する対物レンズと、前記対物レンズを前記光ディスクのトラックを横断する方向に移動させるアクチュエータと、前記光ディスクより得られる前記光の反射光を検出する第１および第２の受光素子であって、前記第１および第２の受光素子の受光領域は前記光ディスクのトラックを横断する方向にそれぞれ分割されており、前記第１の受光素子は前記第２の受光素子よりも±１次の反射光が多く受け取るように配置された第１および第２の受光素子と、前記第１の受光素子の分割された受光領域においてそれぞれ得られる信号の第１の差動信号と、前記第２の受光素子の分割された受光領域においてそれぞれ得られる信号の第２の差動信号とを求め、前記光ディスクの偏心量が所定の値以下である場合には、前記第１の差動信号のみからトラッキングエラー信号を生成し、前記偏心量が所定の値より大きい場合には、前記第１および第２の差動信号を用いて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部と、前記トラッキングエラー信号に基づいて、前記アクチュエータを駆動する駆動信号を生成するトラッキング駆動部とを備える。
【００２４】
ある好ましい実施形態において、前記トラッキングエラー信号生成部は、前記第１の受光素子の分割された受光領域においてそれぞれ得られる信号の差を求め、第１の差動信号として出力する第１の差動器と、前記第２の受光素子の分割された受光領域においてそれぞれ得られる信号の差を求め、第２の差動信号として出力する第２の差動器と、前記第２の差動信号の所定の周波数成分を抑制するカットオフ周波数が調整可能な低域通過フィルタと、前記フィルタを通過した第２の差動信号と前記第１の差動信号との差を求め、トラッキングエラー信号として出力する第３の差動器と、前記低域通過フィルタと前記第３の差動器との間に設けられたスイッチとを含む。
【００２５】
ある好ましい実施形態において、光ディスク装置は、前記光ディスクの偏心量に基づいて前記スイッチの制御を行う制御部をさらに備える。
【００２６】
ある好ましい実施形態において、前記制御部は、前記対物レンズのフォーカス制御を行い、トラッキング制御は行わない状態において、前記第１の差動信号に重畳されており、前記光ディスクのトラックを横断することにより生じる波の数を計測し、前記波の数が所定の値以下である場合には、前記スイッチが前記低域通過フィルタと前記第３の差動器との接続を切断し、前記波の数が所定の値より大きい場合には、前記スイッチが前記低域通過フィルタと前記第３の差動器とを接続する。
【００２７】
ある好ましい実施形態において、前記制御部は、前記波の数が所定の値より大きい場合に、前記低域通過フィルタのカットオフ周波数を前記光ディスクの回転周波数の２倍以上に設定する。
【００２８】
本発明の光ディスク装置のトラッキング制御方法は、光ディスクを載置し、回転駆動する回転駆動部と、光源と、光源からの光を前記回転駆動部に載置された光ディスクに向けて集光する対物レンズと、対物レンズを前記光ディスクのトラックを横断する方向に移動させるアクチュエータと、前記光ディスクより得られる前記光の反射光を検出する第１および第２の受光素子であって、前記第１および第２の受光素子の受光領域は前記光ディスクのトラックを横断する方向にそれぞれ分割されており、前記第１の受光素子は前記第２の受光素子よりも±１次の反射光が多く受け取るように配置された第１および第２の受光素子とを備えた光ディスク装置のトラッキング制御方法であって、前記第１の受光素子の分割された受光領域においてそれぞれ得られる信号の第１の差動信号と、前記第２の受光素子の分割された受光領域においてそれぞれ得られる信号の第２の差動信号とを求め、前記光ディスクの回転に関連した情報に応じて前記第２の差動信号の高周波成分を抑制し、前記第１の差動信号と前記高周波成分が抑制された第２の差動信号との演算によりトラッキングエラー信号を生成するステップと、前記トラッキングエラー信号に基づいて、前記アクチュエータを駆動するステップとを包含する。
【００２９】
本発明の光ディスク装置のトラッキング制御方法は、光ディスクを載置し、回転駆動する回転駆動部と、光源と、光源からの光を前記回転駆動部に載置された光ディスクに向けて集光する対物レンズと、対物レンズを前記光ディスクのトラックを横断する方向に移動させるアクチュエータと、前記光ディスクより得られる前記光の反射光を検出する第１および第２の受光素子であって、前記第１および第２の受光素子の受光領域は前記光ディスクのトラックを横断する方向にそれぞれ分割されており、前記第１の受光素子は前記第２の受光素子よりも±１次の反射光が多く受け取るように配置された第１および第２の受光素子とを備えた光ディスク装置のトラッキング制御方法であって、前記第１の受光素子の分割された受光領域においてそれぞれ得られる信号の第１の差動信号と、前記第２の受光素子の分割された受光領域においてそれぞれ得られる信号の第２の差動信号とを求め、前記光ディスクの偏心量が所定の値以下である場合には、前記第１の差動信号のみからトラッキングエラー信号を生成し、前記偏心量が所定の値より大きい場合には、前記第１および第２の差動信号を用いてトラッキングエラー信号を生成するステップと、前記トラッキングエラー信号に基づいて、前記アクチュエータを駆動するステップとを包含する。
【発明の効果】
【００３０】
本発明によれば、光ディスクの回転に関連した情報に応じてＳＰＰ信号である第２の差動信号の高周波成分を抑制する。このため、ＳＰＰ信号に重畳している溝横断信号成分を効果的に抑制することができ、トラッキング制御の安定性を高めることができる。また、溝横断信号の周波数が光ディスクの回転周波数と近接している場合には、ＳＰＰ信号を用いずにトラッキングエラー信号を生成することにより、溝横断信号成分の影響を受けることがなくなる。またこの場合には、ＳＰＰ信号を増幅する増幅器のｋ値を定める必要がないため、ｋ値の学習に要する時間を短縮することもできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
（第１の実施形態）
以下、本発明による光ディスク装置の第１の実施形態を説明する。図１は光ディスク装置の主要な構成要素を模式的に示している。本発明は、記録および再生の少なくとも一方を行う光ディスク装置に好適に用いることができる。光ディスク装置が記録あるいは再生を行うことのできる光ディスクの種類に特に限定はないが、異なる複数の光ディスクに対応していたり、異なる速度で記録あるいは再生を行うことのできる光ディスク装置に特に好適に本発明が用いられる。
【００３２】
図１に示すように、光ディスク装置は、光ヘッド３００と、トラッキングエラー信号生成部５１０と、駆動部５０３と、回転制御部５０２と、スピンドルモータ３０７とを備えている。また、光ディスク装置の各部を制御するコントローラー５０１を備えている。
【００３３】
コントローラー５１０からの指令に基づき、所定の回転速度あるいは回転周波数でスピンドルモータ３０７を回転させるための駆動信号を回転制御部５０２が生成し、駆動信号がスピンドルモータ３０７へ出力される。
【００３４】
光ピックアップ３００は、記録または再生に用いられる光ビームを光ディスク３０１のトラックを横断する方向（トラッキング方向とも言う）に移動させる。光ピックアップ３００は、ＬＤＵ３０２と、コリメートレンズ３０４と対物レンズ３０５とアクチュエータ３０６とを含んでいる。ＬＤＵ３０２は光源となるレーザ３０３を有する。レーザ３０３から出射した光は、コリメートレンズ３０４により集光状態が変えられ、対物レンズ３０５によって、光ディスク３０１のデータ記録面に向けて集光される。対物レンズ３０５はアクチュエータ３０６によって光ディスク３０１のトラックを横断する方向に駆動される。光ディスク３０１のデータ記録面において反射した光は、対物レンズ３０５およびコリメートレンズ３０４を経て、図示しないホログラムなどにより回折され、ＬＤＵ３０２上に設けられたフォトディテクター１０１に入射する。
【００３５】
フォトディテクター１０１は反射光を検出し、トラッキング信号生成部５１０へ検出信号を出力する。トラッキング信号生成部５１０は、フォトディテクター１０１からの検出信号に基づき、トラッキングエラー信号を生成し、トラッキング駆動部５０３へ出力する。トラッキング駆動部５０３は、トラッキングエラー信号に基づいて、対物レンズ３０５を光ディスク３０１のトラックを横断する方向に移動させるようにアクチュエータ３０６のトラッキングコイルを駆動する。
【００３６】
図２はフォトディテクター１０１の受光領域の構造およびトラッキングエラー信号生成部５１０の構造を示すブロック図である。ＬＤＵ３０２上のフォトディテクター１０１は、第１の受光素子および第２の受光素子によって構成され、第１の受光素子および第２の受光素子の受光領域はそれぞれ光ディスク３０１のトラックを横断する方向に平行な分割線Ｌ１によって分割されている。具体的には、第１の受光素子は、分割線Ｌ１によって分割された領域ｃおよび領域ｄからなる受光領域を有する。また、第２の受光素子は、分割線Ｌ１によって分割された領域ａおよび領域ｂからなる受光領域を有する。本実施形態では、第２の受光素子はそれぞれ２つの領域ａおよび領域ｂを含み、領域ａおよび領域ｂによって第１の受光素子の領域ｃおよび領域ｄが挟まれている。
【００３７】
フォトディテクター１０１には、光ディスク３０１からの０次反射光１０２および±１次の反射光１０３が入射するが、第１の受光素子は第２の受光素子よりも±１次の反射光が多く受け取るように配置されている。つまり、領域ｃおよび領域ｄには領域ａおよび領域ｂよりも±１次の反射光が多く照射される。好ましくは、領域ａおよび領域ｂには±１次の反射光は照射されず、０次反射光のみが照射される。
【００３８】
トラッキングエラー信号生成部５１０は、第１の受光素子の受光領域ｃおよびｄにおいてそれぞれ得られる信号の第１の差動信号と、第２の受光素子の分割された受光領域ａおよびｂにおいてそれぞれ得られる信号の第２の差動信号とを求める。また、トラッキングエラー信号生成部５１０はカットオフ周波数が調整可能な低域通過フィルタ１０８を含んでおり、第２の差動信号を低域通過フィルタ１０８に透過させ、得られた高周波成分を抑制した信号と前記第１の差動信号とを演算することによりトラッキングエラー信号を生成する。
【００３９】
具体的には、トラッキングエラー信号生成部５１０は、差動器１０４、１０６、１０７と増幅器１０５とを含む。差動器４０６は、フォトディテクター１０１の領域ｃと領域ｄとから得られる出力の差を求め、第１の差動信号としてＭＰＰ信号を出力する。差動器４０４は、領域ａと領域ｂとから得られる出力の差を求め、第２の差動信号としてＳＰＰ信号を出力する。ＳＰＰ信号は増幅器１０５によりｋ倍に増幅される。増幅されたＳＰＰ信号は、低域通過フィルタ１０８を通過することにより、高周波成分が抑制される。差動器１０７は、高周波成分が抑制されたＳＰＰ信号とＭＰＰ信号との差を求め、トラッキングエラー信号としてＡＰＰ信号を出力する。
【００４０】
図１０および図１１を参照しながら説明したように、従来の光ディスク装置では、ＳＰＰ信号に光ディスク３０１のトラックを横断することにより生じる溝横断信号が重畳しており、溝横断信号による悪影響が問題となっていた。溝横断信号の周波数は光ディスク３０１の回転速度に比例する。このため本発明では、溝横断信号を効率的に抑制するために、光ディスク３０１の回転に関連した情報に対応して低域通過フィルタ１０８のカットオフ周波数を設定する。本実施形態では、光ディスク３０１の回転周波数に応じて低域通過フィルタ１０８のカットオフ周波数を設定する。
【００４１】
設定するカットオフ周波数は、溝横断の周波数帯域より十分低いことが望ましい。しかし、ディスクの偏心成分によって発生する、トラッキングエラー信号のＤＣオフセットはキャンセルする必要があるため、ディスクの回転周波数よりは高い必要がある。具体的には、低域通過フィルタ１０８のカットオフ周波数は、ディスクの回転周波数がＮのとき、２Ｎ以上であることが好ましい。
【００４２】
このように定めたカットオフ周波数は、ディスクの回転周波数に応じて、そのつど調整される。具体的には、光ディスク装置が、ＤＶＤおよびＣＤの記録あるいは再生に対応している場合、ＤＶＤの記録あるいは再生を行っている状態とＣＤの記録あるいは再生を行っている状態とで、低域通過フィルタ１０８のカットオフ周波数を変化させる。このために、コントローラー５０１は、光ディスク３０１から得られる反射光などの解析結果に基づいて、光ディスク３０１の種別を判定し、判定結果に基づいて、ディスクの回転速度を決定し、決定した回転速度でディスク３０１を回転させるように回転制御部５０２へ指令を出力する。また、決定した回転速度に対応した周波数Ｎの２倍以上のカットオフ周波数を低域通過フィルタ１０８が有するよう、コントローラー５０１が低域通過フィルタ１０８に指令を出力する。
【００４３】
また、近年、光ディスクへの記録や光ディスクの再生を標準転送レートよりも速い速度で行う機能を付加した光ディスク装置が普及している。こうした機能を有する光ディスク装置に本発明を適用する場合には、転送速度に応じて低域通過フィルタ１０８のカットオフ周波数を変化させることが好ましい。
【００４４】
このように、本実施形態によれば、光ディスク回転に関連した情報に対応して低域通過フィルタのカットオフ周波数を設定し、低域通過フィルタを用いてＳＰＰ信号の高周波成分を抑制する。このため、効果的にＳＰＰ信号に重畳した溝横断信号を抑制することができる。その結果、トラッキングエラー信号を用いたトラッキング制御の安定性を高めることができる。
【００４５】
なお、本実施形態では、光ディスクの回転に関連した情報として光ディスクの回転周波数を用いたが、他の情報を用いてもよい。たとえば、対物レンズのフォーカス制御を行い、トラッキング制御は行わない状態において、ＭＰＰ信号に重畳されている溝横断信号の周波数を用いてもよい。
【００４６】
（第２の実施形態）
以下、本発明による光ディスク装置の第２の実施形態を説明する。図３は、本実施形態による光ディスク装置のトラッキングエラー信号生成部５１１の構造を示すブロック図である。トラッキングエラー信号生成部５１１以外の構成は第１の実施形態の光ディスク装置と同じである。
【００４７】
第１の実施形態で説明したようにＳＰＰ信号の高周波成分を抑制する低域通過フィルタのカットオフ周波数は、光ディスクの回転周波数より高く、溝横断の周波数より十分低いという条件を満たす必要がある。このため、ディスクの回転周波数と溝横断の周波数との差が小さい場合には、ＳＰＰ信号の溝横断信号成分を低減させることが困難である。しかし、ディスクの回転数と溝横断の周波数が近いということは、ディスクの偏心量が非常に少ないことを意味する。したがって、このような場合にはトラッキングエラー信号の生成にＳＰＰ信号を利用せず、ＭＰＰ信号のみを用いればよい。このために、本実施形態の光ディスク装置におけるトラッキングエラー信号生成部５１１は、ＳＰＰ信号の出力をＡＰＰ信号を求める演算に用いるか否かを制御するスイッチ２０９を含む。このほか、トラッキングエラー信号生成部５１１は、差動器２０４、２０６、２０７と増幅器２０５と、低域通過フィルタ２０８とを含む。差動器４０６は、フォトディテクター１０１の領域ｃと領域ｄとから得られる出力の差を求め、第１の差動信号としてＭＰＰ信号を出力する。差動器４０４は、領域ａと領域ｂとから得られる出力の差を求め、第２の差動信号としてＳＰＰ信号を出力する。ＳＰＰ信号は増幅器２０５によりｋ倍に増幅される。増幅されたＳＰＰ信号は、低域通過フィルタ２０８を通過することにより、高周波成分が抑制される。高周波成分が抑制されたＳＰＰ信号はコントローラー５０１の指令に基づくスイッチ２０９によって、選択的に差動器２０７へ出力される。差動器２０７は、スイッチ２０９がＯＮ状態にあるときには、高周波成分が抑制されたＳＰＰ信号とＭＰＰ信号との差を求め、トラッキングエラー信号としてＡＰＰ信号を出力する。また、スイッチ２０９がＯＦＦ状態にあるときには、ＭＰＰ信号をＡＰＰ信号として出力する。
【００４８】
ＳＰＰ信号を差動器２０７へ出力するかどうかは、例えば、ＭＰＰ信号を用いて、光ディスク３０１の偏心量を測定し、測定結果に基づいてコントローラー５０１がスイッチ２０９を制御する。また、コントローラー５０１は、増幅器２０５における増幅率ｋの設定の指令および低域通過フィルタ２０８のカットオフ周波数の設定の指令を行う。
【００４９】
以下、図４を参照して、トラッキングエラー信号生成部５１１の動作を説明する。
【００５０】
まずＳ１０１で示すように、コントローラー５０１がスピンドルモータを回転周波数Ｎで光ディスク３０１を回転するように回転制御部５０２を指令する。続いてステップＳ１０２、Ｓ１０３に示すようにＬＤＵ３０２のレーザを発光させ、フォーカス制御を行う。このとき、トラッキング制御は停止した状態である。光ディスク３０１が偏心していることによって、フォトディテクター１０１が検出する光に基づくＭＰＰ信号には、トラックを横断することによる振幅の変動、つまり波が観測される。ステップＳ１０４、Ｓ１０５に示すように、コントローラー５０１はＭＰＰ信号の波の数を計測することによって溝横断数を計測し、光ディスク３０１の偏心量を求める。
【００５１】
偏心量が所定の設定量以下である場合、偏心による溝横断信号を除去することは困難であり、また、偏心による影響は小さいと判断できる。ステップＳ１０６に示すように、コントローラー５０１はスイッチ２０９をＯＦＦ状態にする。これにより、ＡＰＰ信号つまりトラッキングエラー信号はＭＰＰ信号のみに基づいて生成される。
【００５２】
一方、偏心量が所定の設定量より大きい場合、溝横断信号を除去が可能な程度に回転周波数よりも高く、また、偏心による影響が大きいと判断できる。このため、ステップＳ１０７に示すように、コントローラー５０１はスイッチ２０９をＯＮ状態にする。また、ステップＳ１０８に示すように、低域通過フィルタ２０８のカットオフ周波数を２Ｎに設定する。これにより、ＳＰＰ信号に重畳している溝横断信号を抑制することができる。Ｓ１０９に示すように、アクチュエータ２０６のトラッキングコイルに図９に示す駆動信号５０１を印加し、対物レンズ３０５をトラックの横断方向へシフトさせる。
【００５３】
コントローラー５０１は、差動器２０７から出力されるＡＰＰ信号の振幅の基準電位に対する対称性のずれを測定し、対称性がキャンセルされるように増幅器２０５の倍率であるｋを調整する。
【００５４】
ステップＳ１１１に示すように、増幅器２０５の係数ｋを決定後、トラッキング制御を開始する。つまり、トラッキングエラー信号を駆動部５０３に入力し、アクチュエータ３０６のトラッキングコイルに駆動部５０３から出力される駆動電圧を印加する。これにより、対物レンズ３０５から出射する光ビームが光ディスク３０１のトラックを追随するように対物レンズ３０５がトラックの横断方向にシフトする。
【００５５】
このように本実施形態によれば、光ディスクの偏心によりＭＰＰ信号に重畳する溝横断による波の数を計測し、計測結果に応じてＳＰＰ信号をＡＰＰ信号の生成に用いるか否かをＳＰＰ信号の出力側に設けたスイッチにより切り替える。横断数が所定の値以下である場合には、偏心量が少なく、対物レンズシフトによるＭＰＰ信号の対称性ずれが無視できる範囲であるので、ＳＰＰ信号をＡＰＰ信号の生成には用いず、ＭＰＰ信号のみによってＡＰＰ信号を生成する。このため、ＳＰＰ信号に重畳している溝横断信号成分の影響を排除することができる。また、スイッチをＯＦＦにすると、増幅器の係数値がどんな値であってもＡＰＰ信号に影響を与えないため、スイッチの設定は係数ｋの学習の前に行うようにすれば、学習時間を短縮できる。また、スイッチを設ける代わりに、係数ｋを０に設定しても同様の効果を得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
本発明は、記録および再生の少なくとも一方を行う光ディスク装置に好適に用いることができる。特に、異なる複数の光ディスクに対応していたり、異なる速度で記録あるいは再生を行うことのできる光ディスク装置に好適に用いられる。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明による光ディスク装置の第１の実施形態における主要な構成要素を模式的に示している。
【図２】図１の光ディスク装置におけるフォトディテクターの受光領域の構造およびトラッキングエラー信号生成部の構造を示している。
【図３】本発明による光ディスク装置の第１の実施形態におけるフォトディテクターの受光領域の構造およびトラッキングエラー信号生成部の構造を示している。
【図４】第２の実施形態におけるトラッキングエラー信号生成部の動作を説明するフローチャートである。
【図５】従来の光ディスク装置の主要な構成要素を模式的に示している。
【図６】従来の光ディスク装置のフォトディテクターの受光領域の構造およびトラッキングエラー信号生成部の構造を示している。
【図７】（ａ）は対物レンズが基準位置にある場合におけるＳＰＰ信号およびＭＰＰ信号を示し、（ｂ）は対物レンズが基準位置に対してシフトしている場合におけるＳＰＰ信号およびＭＰＰ信号を示している。
【図８】従来の光ディスク装置におけるフォトディテクターの受光領域に照射する反射光のスポットを示す図である。
【図９】従来の光ディスク装置において、フォーカス制御を行いながら対物レンズをトラッキング方向に移動させた場合のトラッキング信号生成部において生成する信号を示す図である。
【図１０】従来の光ディスク装置において、ＳＰＰ信号に溝横断信号が重畳したフォーカス制御を行いながら対物レンズをトラッキング方向に移動させた場合のＭＰＰ信号、ＳＰＰ信号およびＡＰＰ信号を示す図である。
【図１１】従来の光ディスク装置において、溝横断信号の振幅が変化する場合におけるＭＰＰ信号、ＳＰＰ信号およびＡＰＰ信号を示す図である。
【符号の説明】
【００５８】
１０１  ４０１  ８０１  ６分割光検出器
１０２  ４０２  ８０２  光ディスクからの０次反射光
１０３  ４０３  光ディスクからの±１次反射光
１０４  １０６  １０７  ４０４  ４０６  ４０７  差動器
１０５  ２０５  増幅器
１０８  ２０８  ＬＰＦ
２０９  スイッチ
３００  光ピックアップ
３０１  光ディスク
３０２  ＬＤＵ
３０４  コリメートレンズ
３０５  対物レンズ
３０６  アクチュエータ
３０７  スピンドルモータ
４０１  トラッキング駆動信号
４０２  ６０２  ７０２  ８０４  ＭＰＰ信号
４０３  ６０３  ７０３  ８０５  ＳＰＰ信号
４０４  ６０４  ７０４  ＡＰＰ信号
５０１  コントローラー
５０２  回転制御部
５０３  駆動部
５１０  トラッキングエラー信号生成部
８０２  基準位置からシフトした光ディスクからの０次反射光
８０６  対称性ずれが発生したＭＰＰ信号
８０７  対称性ずれが発生したＳＰＰ信号
【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】
2009223958.tif 000010
【図９】
2009223958.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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