JP2000155963A - 光学ピックアップ装置およびこれを具備する光記録再生装置 - Google Patents

光学ピックアップ装置およびこれを具備する光記録再生装置

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JP2000155963A
JP2000155963A JP32843998A JP32843998A JP2000155963A JP 2000155963 A JP2000155963 A JP 2000155963A JP 32843998 A JP32843998 A JP 32843998A JP 32843998 A JP32843998 A JP 32843998A JP 2000155963 A JP2000155963 A JP 2000155963A
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Yoshiyuki Matsumoto
芳幸 松本
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Sony Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 トラッキングエラー信号に偽のエラー信号を
生じさせない光学ピックアップ装置を提供し、高品質な
情報の記録再生が可能な光記録再生装置の提供。 【解決手段】 半導体レーザと、0,±1次光に分離す
る回折格子と、0,±1次光を収束する対物レンズと、
反射されて戻る0次光を受光する第1の受光部7aと±
1次光を受光する二分割の受光部パターンを有する第
2,3の受光部7b,7cとを有する光検出器と、±1
次光を受光する受光部パターンの一方の出力信号と他方
の出力信号を所定倍した信号とを和演算する第1,2の
演算手段と、第1,2の演算手段の出力信号を差演算す
る第3の演算手段とを有し、第3の演算手段からの出力
信号に基づいてトラッキングエラー信号を検出する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は光学ピックアップ装
置およびこれを具備する光記録再生装置に関し、さらに
詳しくは、スリースポット法を採用する光学ピックアッ
プ装置およびこれを具備する光記録再生装置に関する。
【0002】
【従来の技術】光記録媒体に情報を記録する、あるいは
記録された情報を再生する光学ピックアップ装置に採用
されるトラッキングエラー信号の検出方法の一つに、ス
リースポット法がある。図10は、トラッキングエラー
信号の検出方法としてスリースポット法を採用した光学
ピックアップ装置の概略構成図である。図11は、図1
0のA方向からみた光検出器7の概略平面図である。
【0003】半導体レーザ1から出射されたレーザ光
は、回折格子2を透過することにより互いに進行方向の
異なる三本の光束(0次光、+1次光、−1次光)に分
離され、透明な平行平板で構成されたビームスプリッタ
3に入射する。ビームスプリッタ3で反射された0次
光、+1次光、−1次光はコリメータレンズ4に入射し
て何れも平行光に変換される。コリメータレンズ4を透
過した0次光、+1次光、−1次光は対物レンズ5を介
して個別に収束され、光記録媒体6の情報記録面に三つ
の光スポットを形成する。光記録媒体6の信号記録面で
反射された0次光、+1次光、−1次光の戻り光は、再
び対物レンズ5、コリメータレンズ4、ビームスプリッ
タ3を透過し、光検出器7に入射する。図11に示した
事例では、フォーカシングエラー信号は光記録媒体6の
信号記録面で反射された0次光の戻り光を受光する4分
割の受光部パターンA〜Dを有する第1の受光部7aに
おいて((A+C)−(B+D))の演算に基づいて検
出される。トラッキングエラー信号は+1次光の戻り光
を受光する受光部パターンEを有する第2の受光部7b
と−1次光の戻り光を受光する受光部パターンFを有す
る第3の受光部7cにおいて(E−F)の演算に基づい
て検出される。また、RF信号は(A+B+C+D)の
演算に基づいて検出される。
【0004】以下、上記した光学ピックアップ装置12
を具備する光記録再生装置の概略構成の一例について、
概略ブロック図である図12と再び図10とを参照して
説明する。光学ピックアップ装置12は、例えばリニア
モータ等で構成された制御駆動手段およびガイド手段と
を具備したスレッド24により光記録媒体6のトラッキ
ング方向に移動可能に構成されている。この場合、上記
したスレッド24により例えば対物レンズ5をフォーカ
シング方向とトラッキング方向とに制御駆動する対物レ
ンズ制御駆動装置(図示せず)のみを光記録媒体6のト
ラッキング方向に移動可能に構成し、残る光学部品を固
定側に構成するものでも良い。光記録媒体6はスピンド
ルモータ16により所定の回転数に回転駆動され、光学
ピックアップ装置12により光記録媒体6への情報の記
録または光記録媒体6に記録された情報の再生が行われ
る。
【0005】光記録再生装置25で光記録媒体6に記録
された信号を再生する際、光学ピックアップ装置12の
光検出器7で検出されたRF信号はRFアンプ17に供
給されて演算処理され、再生RF信号、トラッキングエ
ラー信号、フォーカスエラー信号、絶対位置情報信号、
アドレス情報信号、サブコード情報信号、フォーカスモ
ニタ信号等が検出される。検出された再生RF信号はエ
ンコーダ/デコーダ部18に供給され、トラッキングエ
ラー信号およびフォーカスエラー信号はサーボ回路20
に供給され、フォーカスモニタ信号は、例えばマイクロ
コンピュータで構成されるシステムコントローラ19に
供給される。サーボ回路20では、供給されたトラッキ
ングエラー信号、フォーカスエラー信号およびシステム
コントローラ19から供給されたトラックジャンプ命
令、シーク指令、回転速度検出情報信号等に基づいてフ
ォーカシング制御信号、トラッキング制御信号および光
記録媒体6を一定角速度(CAV)あるいは一定線速度
(CLV)に制御する回転数制御信号が生成され、フォ
ーカシング制御信号とトラッキング制御信号は光学ピッ
クアップ装置12に構成された対物レンズ制御駆動装置
に供給され、回転数制御信号はスピンドルモータ16に
供給される。再生RF信号はエンコーダ/デコーダ部1
8において、たとえばEFM復調やACIRC(Advance
d Cross Interleave Read-Solomon Code )等のデコード
処理が行われ、メモリコントローラ21によって一旦バ
ッファRAM22に書き込まれる。アドレスデコーダ2
3からは、プリグルーブ情報信号をデコードして得られ
る絶対位置情報信号、またはデータとして記録されたア
ドレス情報信号がエンコーダ/デコーダ部18を介して
システムコントローラ19に供給され、上記した制御等
に用いられる。
【0006】光記録再生装置25で光記録媒体6に情報
を記録する際、システムコントローラ19からは、記録
レベルのレーザ光を出力するように指令する制御信号が
光学ピックアップ装置12に供給される。そして、光記
録媒体6が光記録再生装置25に装着された際、あるい
は記録再生動作の直前等においてシステムコントローラ
19はスピンドルモータ16および光学ピックアップ装
置12を駆動させ、光記録媒体6の例えば最内周側に設
定されているTOC領域の情報を抽出させる。TOC情
報はRFアンプ17、エンコーダ/デコーダ部18を介
してシステムコントローラ19に供給され、さらにバッ
ファRAM22に蓄えられ、以後その光記録媒体6に対
する記録再生動作の制御に用いられる。
【0007】ところで半導体レーザ1から出射されるレ
ーザ光の光強度分布のFFP(Far Field Pattern )は、
半導体レーザ1の積層面と平行方向の半値全角θ//と垂
直方向の半値全角θ とで差があり、通常θ//=10
〜13度でありθ=30度以上である。このため光
検出器7に形成される第1〜3の受光部7a,7b,7
cは、図11に示したように、一般的にトラッキングや
トラックジャンプ等により対物レンズ5が光記録媒体6
のトラッキング方向に移動したときにも読み取り信号の
品質を向上させるため、上記した半値全角θ に対し
てほぼ45度方向となっている。しかしながら、半導体
レーザ1から出射されるレーザ光の強度分布が一様でな
いため、たとえば対物レンズ5の光軸がトラッキング方
向に移動すると光検出器7の第2,3の受光部7b,7
cの受光部パターンE,Fに照射される+1次光と−1
次光との強度に差が生じ、結果的にトラッキングエラー
信号に偽のエラー信号(直流バイアス)が生じる。この
ようにトラッキングエラー信号の品質が劣化すると、光
記録媒体6に対して高品質な信号を記録するあるいは光
記録媒体6に記録された情報の高品質な再生が困難とな
る虞がある。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、トラ
ッキングエラー信号の検出方法としてスリースポット法
を採用する光学ピックアップ装置において、トラッキン
グエラー信号に偽のエラー信号を生じさせない光学ピッ
クアップ装置を提供し、高品質な情報の記録再生を可能
とする光記録再生装置を提供することである。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の光学ピックアップ装置では、光源である半
導体レーザと、半導体レーザからの出射光を0次光、+
1次光、−1次光に分離する回折格子と、0次光、+1
次光、−1次光を光記録媒体に個別に収束させて三つの
光スポットを形成する対物レンズと、光記録媒体で反射
されて戻る0次光を受光する第1の受光部と、+1次光
を受光するとともに二分割された受光部パターンを有す
る第2の受光部と、−1次光を受光するとともに二分割
された受光部パターンを有する第3の受光部とを有する
光検出器と、+1次光を受光する二分割された受光部パ
ターンの一方の出力信号と、他方の出力信号を所定倍し
た信号とを和演算する第1の演算手段と、−1次光を受
光する二分割された受光部パターンの一方の出力信号
と、他方の出力信号を第1の演算手段と同様に所定倍し
た信号とを和演算する第2の演算手段と、第1の演算手
段の出力信号と第2の演算手段の出力信号とを差演算す
る第3の演算手段とを有し、第3の演算手段からの出力
信号に基づいてトラッキングエラー信号を検出すること
を特徴とする。
【0010】本発明の光記録再生装置では、光源である
半導体レーザと、半導体レーザからの出射光を0次光、
+1次光、−1次光に分離する回折格子と、0次光、+
1次光、−1次光を光記録媒体に個別に収束させて三つ
の光スポットを形成する対物レンズと、光記録媒体で反
射されて戻る0次光を受光する第1の受光部と、+1次
光を受光するとともに二分割された受光部パターンを有
する第2の受光部と、−1次光を受光するとともに二分
割された受光部パターンを有する第3の受光部とを有す
る光検出器と、+1次光を受光する二分割された受光部
パターンの一方の出力信号と、他方の出力信号を所定倍
した信号とを和演算する第1の演算手段と、−1次光を
受光する二分割された受光部パターンの一方の出力信号
と、他方の出力信号を第1の演算手段と同様に所定倍し
た信号とを和演算する第2の演算手段と、第1の演算手
段の出力信号と第2の演算手段の出力信号とを差演算す
る第3の演算手段とを有し、第3の演算手段からの出力
信号に基づいてトラッキングエラー信号を検出する光学
ピックアップ装置と、少なくとも対物レンズを光記録媒
体のトラッキング方向に制御駆動する、たとえばリニア
モータ等により構成された制御駆動手段とを有すること
を特徴とする。
【0011】上述した手段によれば、対物レンズが光軸
からずれた場合においても、トラッキングエラー信号が
偽のエラー信号を発生する虞がなくなる。したがって、
高精度なトラッキングエラー信号を検出する光学ピック
アップ装置の提供が可能になるとともに、高品質な情報
の記録再生を可能とする光記録再生装置の提供が可能と
なる。
【0012】
【発明の実施の形態】本発明は、トラッキングエラー信
号の検出方法としてスリースポット法を採用する光学ピ
ックアップ装置およびこれを具備する光記録再生装置に
適用することができる。なお、ここで言う光学ピックア
ップ装置および光記録再生装置は、何れも再生のみを行
う再生装置、記録のみを行う記録装置、記録と再生の両
方を行うことができる記録再生装置を含むものである。
以下、本発明を適用した実施の形態例について図1〜図
9を参照して説明するが、光記録再生装置の概略構成は
従来の技術において図12を参照して説明した事例と同
様であるので、重複する説明を省略する。また、図中の
構成要素で従来の技術と同様の構造を成しているものに
ついては、同一の参照符号を付すものとする。
【0013】実施の形態例1 本実施の形態例は、光学ピックアップ装置の概略構成が
従来の技術で参照した図10と同様であり重複する説明
を省略するが、+1次光と−1次光とを受光する光検出
器の受光部パターンを何れも2分割した点が異なる。こ
れを従来の技術で参照した図10および図11と同様に
図10におけるA方向からみた光検出器7の概略平面図
である図1および図2を参照して説明する。なお、図1
は対物レンズ5が光軸上にある状態であり、図2は対物
レンズ5の光軸が光記録媒体6のトラッキング方向にず
れて0次光、+1次光、−1次光が第3の受光部7c方
向にずれた状態を示す。
【0014】光検出器7の第1〜第3の受光部7a,7
b,7cを図1のような受光部パターンA〜D、E1
2 、F1 ,F2 で構成した場合、フォーカシングエラ
ー信号は従来の技術において図11を参照して説明した
事例と同様に((A+C)−(B+D))の演算に基づ
いて検出され、RF信号は(A+B+C+D)の演算に
基づいて検出される。
【0015】ここでトラッキングエラー信号の検出につ
いて記す。+1次光を受光する第2の受光部7bの受光
部パターンE1 ,E2 と−1次光を受光する第3の受光
部7cの受光部パターンF1 ,F2 は、図1に示したよ
うに、対物レンズ5が光軸上にあるときのE1 ,E2
1 ,F2 での光強度をIE1 ,IE2 、IF1 ,IF
2 とするとIE1 =IF2 、IE2 =IF1 となるよう
に分割されている。そして、図2に示したように、対物
レンズ5の光軸が光記録媒体6のトラッキング方向にず
れたときには受光部パターンE1 ,E2 が受光する+1
次光の光強度と受光部パターンF1 ,F2 が受光する−
1次光の光強度とには差が生じる。受光部パターン
1 ,E2 、F1 ,F2 が受光する光強度をIE1',I
2'、IF1',IF2'とすると、受光部パターンE1
2 、F1,F2 が受光するスポット面積の大小により
IE1'>IF2'、IE2'<IF1'となる。
【0016】しかしながら、概略トラッキングエラー信
号検出ブロック図である図3に示したように、E1 に対
してE2 側のアンプゲインをk倍してIE≡(IE1
k×IE2 )の和演算を行う第1の演算手段13を設
け、F2 に対してF1 側のアンプゲインをk倍してIF
≡(IF2 +k×IF1 )の和演算を行う第2の演算手
段14を設ける。さらに(IE−IF)の演算を行う第
3の演算手段15を設け、この演算結果に基づいてトラ
ッキングエラー信号を検出すれば、トラッキングエラー
信号から偽のエラー信号である直流バイアスをキャンセ
ルすることができる。
【0017】また、本実施の形態例は図4に示した光学
ピックアップ装置12の概略構成図のように、ビームス
プリッタ3の光記録媒体6からの戻り光が透過する面に
ナイフエッジプリズム8を固着し、ナイフエッジプリズ
ム8により二つに分割された光束を光検出器7に受光さ
せる事例にも適用することができる。この場合、図4に
おけるB方向からみた光検出器7の第1〜第3の受光部
7a,7b,7cの受光部パターンA〜D、E1
2 、F1 ,F2 および第1の受光部7aにおける0次
光、第2の受光部7bにおける+1次光、第3の受光部
7cにおける−1次光は図5に示したようになる。そし
て、上記したトラッキングエラー信号の検出法と同様
に、(IE−IF)の演算結果に基づいてトラッキング
エラー信号を検出すれば、トラッキングエラー信号から
偽のエラー信号である直流バイアスをキャンセルするこ
とができる。したがって、高品質なトラッキングエラー
信号を得ることが可能となり、光記録媒体6に対して高
品質な信号の記録あるいは光記録媒体6に記録された情
報の高品質な再生が可能となる。
【0018】実施の形態例2 本実施の形態例は、半導体基板上に光源である半導体レ
ーザや立ち上げミラー等を形成した、いわゆるレーザカ
プラで光学ピックアップ装置を構成した事例である。こ
れを光学ピックアップ装置の概略構成図である図6と、
図6におけるC方向からみた光検出器7の概略平面図で
ある図7を参照して説明する。なお、図7は対物レンズ
5が光軸上にある状態を示す。
【0019】レーザカプラ10を構成する半導体レーザ
1から出射されたレーザ光は立ち上げミラー9で反射さ
れて平行透明板11に入射する。この平行透明板11の
レーザカプラ10との対向面には回折格子2が形成され
ており、平行透明板11に入射するレーザ光を0次光、
+1次光、−1次光に分離する。この平行透明板11の
回折格子2形成面の反対面にはホログラムによるビーム
スプリッタ3が形成されている。平行透明板11を透過
した0次光、+1次光、−1次光はコリメータレンズ4
により何れも平行光に変換され、対物レンズ5を介して
光記録媒体6の情報記録面に三つの光スポットを形成す
る。光記録媒体6で反射された0次光、+1次光、−1
次光は再び対物レンズ5、コリメータレンズ4を透過
し、平行透明板11に形成されたビームスプリッタ3に
より光軸に対して対称に配設された一対の光検出器7に
入射する。この光検出器7の第1〜3の受光部7a,7
b,7cの受光部パターンA1 ,A2 、B1 ,B2 、C
1 ,C2 、E11,E12,E21,E22、F11,F12
21,F22および第1の受光部7aにおける0次光、第
2の受光部7bにおける+1次光、第3の受光部7cに
おける−1次光は図7に示したようになる。
【0020】この場合、受光部パターンA1 ,B1
1 、A2 ,B2 ,C2 が受光する光強度をIA1 ,I
1 ,IC1 、IA2 ,IB2 ,IC2 とするとフォー
カシングエラー信号は((IA1 +IC1 +IB2 )−
(IA2 +IC2 +IB1 ))の演算に基づいて検出さ
れ、RF信号は(IA1 +IB1 +IC1 +IA2 +I
2 +IC2 )の演算に基づいて検出される。また、ト
ラッキングエラー信号は実施の形態例1において概略ト
ラッキングエラー信号検出ブロック図である図3を参照
して説明した事例と同様、第1〜第3の演算手段13〜
15によりIE1 =IE11+IE21,IE2 =IE12
IE22,IF1 =IF11+IF21,IF2 =IF12+I
22としてIE≡(IE1 +k×IE2 )、IF≡(I
2 +k×IF1 )としてトラッキングエラー信号を
(IE−IF)の演算結果に基づいてトラッキングエラ
ー信号を検出すれば、トラッキングエラー信号から偽の
エラー信号である直流バイアスをキャンセルすることが
できる。
【0021】また、本実施の形態例は図8に示した光学
ピックアップ装置12の概略構成図のように、光記録媒
体6で反射された戻り光を平行透明板11に形成された
ビームスプリッタ3により、回折格子2形成面に固着さ
れたナイフエッジプリズム8に導き、ナイフエッジプリ
ズム8により二つに分割された光束を光検出器7に入射
させる事例にも適用することができる。この場合、図8
におけるD方向からみた光検出器7の第1〜3の受光部
7a,7b,7cの受光部パターンA〜D、E1
2 、F1 ,F2 および第1の受光部7aにおける0次
光、第2の受光部7bにおける+1次光、第3の受光部
7cにおける−1次光は図9に示したようになる。そし
て、上記したトラッキングエラー信号の検出法と同様
に、(IE−IF)の演算結果に基づいてトラッキング
エラー信号を検出すれば、トラッキングエラー信号から
偽のエラー信号である直流バイアスをキャンセルするこ
とができる。したがって、高品質なトラッキングエラー
信号を得ることが可能となり、光記録媒体6に対して高
品質な信号の記録あるいは光記録媒体6に記録された情
報の高品質な再生が可能となる。
【0022】
【発明の効果】本発明の光学ピックアップ装置によれば
高品質なトラッキングエラー信号を得ることが可能とな
る。そして、この光学ピックアップ装置を具備する光記
録再生装置では、光記録媒体に対して高品質な信号の記
録あるいは光記録媒体に記録された情報の高品質な再生
が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施の形態例1に係る光検出器の概
略平面図であり、対物レンズが光軸上にある状態を示
す。
【図2】 本発明の実施の形態例1に係る光検出器の概
略平面図であり、対物レンズの光軸が光記録媒体のトラ
ッキング方向にずれた状態を示す。
【図3】 本発明に係る概略トラッキングエラー信号検
出ブロック図である。
【図4】 本発明の実施の形態例1の他の事例の光学ピ
ックアップ装置の概略構成図である。
【図5】 図4におけるB方向からみた光検出器の概略
平面図である。
【図6】 本発明の実施の形態例2の光学ピックアップ
装置の概略構成図である。
【図7】 図6におけるC方向からみた光検出器の概略
平面図である。
【図8】 本発明の実施の形態例2の他の事例の光学ピ
ックアップ装置の概略構成図である。
【図9】 図8におけるD方向からみた光検出器の概略
平面図である。
【図10】 従来の光学ピックアップ装置の概略構成図
である。
【図11】 図10のA方向からみた光検出器の概略平
面図である。
【図12】 従来の光記録再生装置の概略ブロック図で
ある。
【符号の説明】
1…半導体レーザ、2…回折格子、3…ビームスプリッ
タ、4…コリメータレンズ、5…対物レンズ、6…光記
録媒体、7…光検出器、7a…第1の受光部、7b…第
2の受光部、7c…第3の受光部、8…ナイフエッジプ
リズム、9…立ち上げミラー、10…レーザカプラ、1
1…平行透明板、12…光学ピックアップ装置、13…
第1の演算手段、14…第2の演算手段、15…第3の
演算手段、16…スピンドルモータ、17…RFアン
プ、18…エンコーダ/デコーダ部、19…システムコ
ントローラ、20…サーボ回路、21…メモリコントロ
ーラ、22…バッファRAM、23…アドレスデコー
ダ、24…スレッド、25…光記録再生装置

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体レーザと、 前記半導体レーザからの出射光を0次光、+1次光、−
    1次光に分離する回折格子と、 前記0次光、前記+1次光、前記−1次光を光記録媒体
    に個別に収束させて三つの光スポットを形成する対物レ
    ンズと、 前記光記録媒体で反射されて戻る前記0次光を受光する
    第1の受光部と、前記+1次光を受光するとともに二分
    割された受光部パターンを有する第2の受光部と、前記
    −1次光を受光するとともに二分割された受光部パター
    ンを有する第3の受光部とを有する光検出器と、 前記+1次光を受光する二分割された前記受光部パター
    ンの一方の出力信号と、他方の出力信号を所定倍した信
    号とを和演算する第1の演算手段と、 前記−1次光を受光する二分割された前記受光部パター
    ンの一方の出力信号と、他方の出力信号を前記所定倍し
    た信号とを和演算する第2の演算手段と、 前記第1の演算手段の出力信号と前記第2の演算手段の
    出力信号とを差演算する第3の演算手段とを有し、 前記第3の演算手段からの出力信号に基づいてトラッキ
    ングエラー信号を検出することを特徴とする光学ピック
    アップ装置。
  2. 【請求項2】 半導体レーザと、 前記半導体レーザからの出射光を0次光、+1次光、−
    1次光に分離する回折格子と、 前記0次光、前記+1次光、前記−1次光を光記録媒体
    に個別に収束させて三つの光スポットを形成する対物レ
    ンズと、 前記光記録媒体で反射されて戻る前記0次光を受光する
    第1の受光部と、前記+1次光を受光するとともに二分
    割された受光部パターンを有する第2の受光部と、前記
    −1次光を受光するとともに二分割された受光部パター
    ンを有する第3の受光部とを有する光検出器と、 前記+1次光を受光する二分割された前記受光部パター
    ンの一方の出力信号と、他方の出力信号を所定倍した信
    号とを和演算する第1の演算手段と、 前記−1次光を受光する二分割された前記受光部パター
    ンの一方の出力信号と、他方の出力信号を前記所定倍し
    た信号とを和演算する第2の演算手段と、 前記第1の演算手段の出力信号と前記第2の演算手段の
    出力信号とを差演算する第3の演算手段とを有し、 前記第3の演算手段からの出力信号に基づいてトラッキ
    ングエラー信号を検出する光学ピックアップ装置と、 少なくとも前記対物レンズを前記光記録媒体のトラッキ
    ング方向に制御駆動する制御駆動手段とを有することを
    特徴とする光記録再生装置。
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