JP2001076374A

JP2001076374A - 光ディスク装置

Info

Publication number: JP2001076374A
Application number: JP25169599A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Ishika; 壮石過; Yuichi Nakamura; 裕一中村
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1999-09-06
Filing date: 1999-09-06
Publication date: 2001-03-23

Abstract

(57)【要約】【課題】半導体レーザ素子による消費電力を低減可能
で、小型の光ディスク装置を提供する。【解決手段】この発明の光ディスク装置１は、半導体レ
ーザ素子１７と、レーザ素子からのレーザビームを光デ
ィスクＯＤの記録層に集光し、また光ディスクの記録層
で反射された光を取り込む対物レンズ１９と、レーザ素
子から対物レンズに向かう方向の光をコリメートし、対
物レンズで反射された光に集束性を与えるコリメートレ
ンズ２７と、レーザ素子から対物レンズに向かう光と記
録層で反射されてコリメートレンズで集束性が与えられ
た光を分離するビームスプリッタ２５と、ビームスプリ
ッタにより分離された記録層で反射された光の一部を反
射し、残りを透過させるハーフミラーに、波面分割用の
ホログラムパターンが形成されたビーム・波面分離素子
３５を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、光ビームを用い
て記録媒体に情報を記録し、また既に記録されている情
報を記録媒体から読み出す光ディスク装置に係り、特
に、光ビームを記録媒体に向けて送出し、また記録媒体
で反射された光ビームを電気信号に変換する光学系に関
する。

【０００２】

【従来の技術】記録媒体である光ディスクに記録された
情報を光学的に読み取って再生したり光ディスクに情報
を光学的に記録するための光ディスク装置は、光ディス
クを回転するターンテーブルと、ターンテーブル上の光
ディスクに光ビームを照射し、光ディスクで反射された
光ビームを取込んで電気信号に変換する光ヘッド装置と
を有する。

【０００３】光ヘッド装置において、光ディスクからの
反射光ビームは、対物レンズおよび光学要素により、単
数または複数の光検出器に導かれ、電気信号に変換され
る。なお、光検出器から出力された電気信号は、光ディ
スクに記録されている情報の再生信号の他に、光ディス
クの記録面上に投影される光スポットを（記録面の）ト
ラック中心に整合させるトラッキング制御および記録面
上の光スポットの位置（光軸方向）が対物レンズの焦点
位置となるよう対物レンズの位置を変化させるフォーカ
シング制御に利用される。

【０００４】ところで、半導体レーザ素子からのレーザ
ビームが光ディスクの記録面で反射されて戻された反射
レーザビームを検知してフォーカス制御信号およびトラ
ック制御信号を得るためには、通常レーザ素子からのレ
ーザビームと光ディスクからの反射レーザビームとを分
離するための偏光ビームスプリッタ、偏光ビームスプリ
ッタにより分離された反射レーザビームをトラックエラ
ー検出用とフォーカスエラー検出用とにさらに分離する
ための光学要素および少なくともフォーカスエラー検出
において要求される反射レーザビームの波面分割のため
の光学要素等が必要である。

【０００５】このように、周知の光ヘッド装置において
は、コリメートレンズや対物レンズの他に、偏光ビーム
スプリッタ、ビーム分割用ハーフミラービームスプリッ
タ、および波面分割素子等の多くの光学要素が必要であ
る。なお、光学要素を通過する毎にレーザビームの光強
度が減衰することから、光学要素の数が少ないほど、レ
ーザ素子からのレーザビームの利用効率を高めることが
できる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、光学
要素の数が多いとレーザ素子からのレーザビームの利用
効率が低下するため、発光光量の大きなレーザ素子を用
いると、発熱量および消費電力を増大させる問題があ
る。このことは、放熱の点で、光ヘッド装置全体の大き
さを増大させることになる。

【０００７】このように、光ヘッド装置の大きさが増大
すると、光ヘッド装置を移動させるための駆動系につい
ても、推力の増加が必要となり、さらに消費電力が増大
する問題がある。

【０００８】この発明の目的は、装置の大きさおよび半
導体レーザ素子の出力を低減可能な光ディスク装置を提
供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この発明は、上述した問
題点に基づきなされたもので、光を発生するレーザ素子
と、このレーザ素子からの光を記録媒体の記録層に集光
し、また記録媒体の記録層で反射された光を取り込む対
物レンズと、前記レーザ素子と前記対物レンズとの間に
設けられ、前記レーザ素子から前記対物レンズに向かう
方向の光をコリメートし、前記対物レンズで反射された
光に集束性を与えるコリメートレンズと、前記レーザ素
子から前記対物レンズを通って記録媒体の記録層に向か
う光と、記録媒体の記録層で反射された光を分離するビ
ームスプリッタと、前記対物レンズを記録媒体の記録層
と直交する方向に移動させるためのフォーカス制御機構
と、前記対物レンズを記録媒体の記録層のトラックの接
線と直交する方向に移動させるためのトラッキング制御
機構と、前記ビームスプリッタにより分離された記録媒
体の記録層で反射された光を、前記フォーカス制御機構
ならびに前記トラッキング制御機構のそれぞれにおいて
制御すべき制御量を算出するための第１および第２の光
に分離する単一の分離装置と、を有することを特徴とす
る光ディスク装置を提供するものである。

【００１０】またこの発明は、光を発生するレーザ素子
と、このレーザ素子からの光を記録媒体の記録層に集光
し、また記録媒体の記録層で反射された光を取り込む対
物レンズと、前記レーザ素子と前記対物レンズとの間に
設けられ、前記レーザ素子から前記対物レンズに向かう
方向の光をコリメートし、前記対物レンズで反射された
光に集束性を与えるコリメートレンズと、前記レーザ素
子から前記対物レンズを通って記録媒体の記録層に向か
う光と、記録媒体の記録層で反射された光を分離するビ
ームスプリッタと、前記対物レンズを記録媒体の記録層
と直交する方向に移動させるためのフォーカス制御機構
と、前記対物レンズを記録媒体の記録層のトラックの接
線と直交する方向に移動させるためのトラッキング制御
機構と、前記レーザ素子が放射する光の光強度を一定に
維持する出力制御機構と、前記ビームスプリッタにより
分離された記録媒体の記録層で反射された光を、前記フ
ォーカス制御機構、前記トラッキング制御機構および前
記出力制御機構のそれぞれにおいて制御すべき制御量を
算出するための第１、第２および第３の光に分離する単
一の分離装置と、を有することを特徴とする光ディスク
装置を提供するものである。

【００１１】さらにこの発明は、光を発生するレーザ素
子と、このレーザ素子からの光を記録媒体の記録層に集
光し、また記録媒体の記録層で反射された光を取り込む
対物レンズと、前記レーザ素子と前記対物レンズとの間
に設けられ、前記レーザ素子から前記対物レンズに向か
う方向の光をコリメートし、前記対物レンズで反射され
た光に集束性を与えるコリメートレンズと、前記レーザ
素子から前記対物レンズを通って記録媒体の記録層に向
かう光と、記録媒体の記録層で反射された光を分離する
ビームスプリッタと、前記レーザ素子が出射する光の光
強度を検出する光検出器と、前記コリメートレンズと前
記対物レンズとの間の任意の位置に設けられ、前記コリ
メートレンズから前記対物レンズに向かう光の一部を前
記ビームスプリッタに向けて反射する反射体と、前記対
物レンズを記録媒体の記録層と直交する方向に移動させ
るためのフォーカス制御機構と、前記対物レンズを記録
媒体の記録層のトラックの接線と直交する方向に移動さ
せるためのトラッキング制御機構と、前記ビームスプリ
ッタにより分離された記録媒体の記録層で反射された光
を、前記フォーカス制御機構、前記トラッキング制御機
構および前記光検出器のそれぞれにおいて制御すべき制
御量を算出するための第１および第２の光に分離すると
ともに前記反射体で反射された前記光検出器に向かう光
を反射する分離装置と、を有することを特徴とする光デ
ィスク装置を提供するものである。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、この発明
の実施の形態について詳細に説明する。

【００１３】図１および図２は、この発明の実施の形態
である光ヘッド装置が組み込まれる光ディスク装置を説
明する概略図である。なお、図２は、図１に図示した光
ヘッド装置を対物レンズの光軸に沿って切断した側面図
である。

【００１４】図１に示すように、光ディスク装置１は、
ターンテーブル２にセットされた光ディスクＯＤに、以
下に説明する半導体レーザ装置からのレーザビームを照
射し、光ディスクＯＤで反射された反射レーザビームを
取込む光ヘッド装置１１と信号処理部５１とからなる。

【００１５】光ヘッド装置１１は、光ディスクＯＤを回
転させるターンテーブル２に対して所定の位置に設けら
れたガイドレール１３に沿って、光ディスクＯＤの記録
面の図示しないトラック（案内溝）の接線方向と直交す
る方向（光ディスクＯＤの半径方向すなわちトラッキン
グ制御方向）に移動可能なキャリッジ１５を有してい
る。なお、キャリッジ１５は、図示しないリニアモータ
により、ガイドレール１３上を往復動される。

【００１６】キャリッジ１５の所定の位置には、半導体
レーザ素子１７からのレーザビームを光ディスクＯＤの
記録面に集光する対物レンズ１９が、レンズホルダ２１
によりトラックの接線方向と直交する方向（光ディスク
ＯＤの半径方向）およびレーザビームの通過方向（光デ
ィスクＯＤの記録面と直交する方向）のそれぞれに移動
可能に支持されている。なお、光ディスクＯＤの半径方
向は、トラッキング制御方向と呼ばれ、光ディスクＯＤ
の記録面と直交する方向は、フォーカス制御方向と呼ば
れている。

【００１７】レンズホルダ２１にはまた、対物レンズ１
９に対して光ディスクＯＤと反対の側に、レーザ素子１
７からのレーザビームを対物レンズ１９に入射させるた
めの反射ミラー２３が一体的に設けられている。

【００１８】反射ミラー２３（レンズホルダ２１および
対物レンズ１９）とレーザ素子１７との間には、レーザ
素子１７に近い側から、レーザ素子１７を出射されたレ
ーザビームを反射ミラー２３の側に向けて反射する偏光
ビームスプリッタ２５、偏光ビームスプリッタ２５にて
反射されたレーザビームをコリメートするコリメートレ
ンズ２７、コリメートレンズ２７を通過したレーザビー
ムの一部を以下に説明するＡＰＣのために反射するもの
で、対物レンズ１９の光軸に対して所定角度Θだけ傾け
られているＡＰＣ用ミラー２９およびＡＰＣ用ミラー２
９を通過して反射ミラー２３により対物レンズ１９に案
内されるレーザビームと対物レンズ１９で取り込まれ、
反射ミラー２３で偏光ビームスプリッタ２５側へ戻され
るレーザビームの偏光の方向を９０°回転させるλ／４
板３１が設けられている。なお、コリメートレンズ２７
は、光ディスクＯＤで反射されたレーザビームに、所定
の集束性を与える。

【００１９】偏光ビームスプリッタ２５は、λ／４板３
１と協働して、レーザ素子１７から光ディスクＯＤに向
かうレーザビームと光ディスクＯＤで反射されて戻され
た反射レーザビームとを分離する。例えば、レーザ素子
１７からのレーザビームの直線偏光がＳ偏光で光ディス
クＯＤからの反射レーザビームの直線偏光がＰ偏光であ
るならば、偏光ビームスプリッタ２５を、Ｐ偏光成分を
透過し、Ｓ偏光成分を反射する特性を有するように設定
することで、レーザ素子１７を出射されたレーザビーム
を反射して光ディスクＯＤに向けて案内する一方、光デ
ィスクＯＤからの反射レーザビームを透過させることが
できる。

【００２０】λ／４板３１は、直線偏光のレーザビーム
を楕円偏光に、また楕円偏光のレーザビームを直線偏光
に変えるもので、偏光ビームスプリッタ２５で反射され
て光ディスクＯＤに向かうＳ偏光のレーザビームの偏光
の方向を４５°回転させて右旋回の楕円偏光とし、右旋
回の楕円偏光のレーザビームが光ディスクＯＤで反射さ
れて偏光の方向が９０°旋回されて左旋回の反射レーザ
ビームとして戻された左旋回の楕円偏光である反射レー
ザビームの偏光の方向をさらに４５°回転させることに
より、Ｐ偏光として偏光ビームスプリッタ２５に入射さ
せる。従って、光ディスクＯＤで反射された反射レーザ
ビームは、今度は、偏光ビームスプリッタユニット２５
を通過して、第１ないし第３の光検出器３３，３７およ
び３９側へ案内される。

【００２１】偏光ビームスプリッタ２５により半導体レ
ーザ素子１７からのレーザビームが反射される方向（対
物レンズ１９側）と反対側であって、光ディスクＯＤで
反射されて反射ミラー２３によりλ／４板３１に戻さ
れ、λ／４板３１により偏光の方向が回転されて偏光ビ
ームスプリッタ２５を透過可能となったレーザビームが
進行する方向には、ＡＰＣ用ミラー２９で反射されたレ
ーザビームを検出する第１の光検出器３３および図３を
用いて後段に説明するトラックエラー検出のための第２
の光検出器３７に向けてレーザビームを反射するととも
に、図４を用いて後段に説明するフォーカスエラー検出
のためにレーザビームのビームスポットを波面分割して
第３の光検出器３９に向けるビーム・波面分割素子３５
が設けられている。

【００２２】ＡＰＣ用ミラー２９で反射されたレーザビ
ームＬｏは、半導体レーザ素子１７からのレーザビーム
に対して僅かな傾き（角度Θ）で偏光ビームスプリッタ
２５へ戻され、偏光ビームスプリッタ２５を通過して、
ビーム・波面分割素子３５により第１の光検出器３３お
よび第２の光検出器３７に向けて反射されるとともに、
第３の光検出器３９に向けて出射される。

【００２３】第１の光検出器３３は、レーザ素子１７か
らのレーザビームの光強度をモニタするもので、信号処
理部５１のＡＰＣ（Auto Power Control）回路６１に、
接続されている。ＡＰＣ回路６１の出力は、信号処理部
５１の主制御回路５３によりレーザ駆動回路６３からレ
ーザ素子１７に出力すべき駆動電流を設定するために利
用される。この結果、半導体レーザ素子１７から出射さ
れるレーザビームの光強度は、レーザ駆動回路６３から
の駆動電流の大きさの制御により、概ね一定に維持され
る。なお、光ディスクＯＤに情報を記録する際には、記
録レーザビーム発生回路６５により、記録すべき情報に
応じて強度変調された記録信号がレーザ駆動回路６３に
供給されて、レーザ素子１７から出射されるレーザビー
ムの強度が断続的に変化される。

【００２４】第２の光検出器３７は、光ディスクＯＤの
トラックの中心と対物レンズ１９によりトラックに集光
されるレーザビームの中心とのずれ量を示すトラックエ
ラー信号を生成するもので、トラッキング制御回路６７
に接続されている。なお、光検出器３７は、図３（ａ）
を用いて後段に説明するように、２つの検出領域を有す
る。また、それぞれの領域からの出力は、図３（ｂ）を
用いて以下に説明するように、加算器（７７）で加算さ
れて、再生出力としても利用される。

【００２５】トラッキング制御回路６７は、レンズホル
ダ２１に設けられている図示しないトラッキングコイル
に、所定極性および大きさの駆動電流を供給する。従っ
て、レンズホルダ２１に固定されている対物レンズ１９
は、光ディスクＯＤの任意のトラックにレーザビームの
中心が一致するよう、光ディスクＯＤの半径方向に、微
動される。

【００２６】第３の光検出器３９は、対物レンズ１９に
より集光されたレーザビームの最小ビームスポット（通
常は、対物レンズ１９の焦点位置に発生する）と光ディ
スクＯＤの記録面の図示しない記録層とのずれ量である
フォーカスエラー信号を生成するもので、フォーカシン
グ制御回路６９に接続されている。なお、第３の光検出
器３９に入射されるレーザビームは、ビーム・波面分割
素子３５により、図４（ａ）を用いて後段に説明する周
知のダブルナイフエッジ法と同等の方法でフォーカスエ
ラーを検出可能に、第３の光検出器３９の対応する領域
に、それぞれ入射される。

【００２７】フォーカシング制御回路６９は、レンズホ
ルダ２１に設けられている図示しないフォーカスコイル
に、所定極性および大きさの駆動電流を供給する。従っ
て、レンズホルダ２１に固定されている対物レンズ１９
は、光ディスクＯＤの記録面の記録層と集光されたレー
ザビームの最小ビームスポットとが一致するよう、光デ
ィスクＯＤの記録面と直交する方向に、逐次移動され
る。

【００２８】なお、信号処理部５１は、図示しない電源
装置、主制御回路５３に接続され、装置を動作させる際
に読み出されるプログラムが記憶されているＲＯＭ（プ
ログラムメモリ）５５、および光ディスクＯＤから読み
出されたデータあるいは図示しないホストコンピュータ
等から入力されるデータならびに制御データ等を一時的
に記憶するＲＡＭ（作業メモリ）５７が接続されてい
る。

【００２９】図３は、第２の光検出器によるトラックエ
ラー検出の例を説明するもので、図３（ａ）は、光検出
器の光検出面を示す正面図、および図３（ｂ）は、光検
出器からトラッキング制御回路に供給される電気信号の
流れを示す概略図である。

【００３０】図３（ａ）に示されるように、第２の光検
出器３７の光検出面は、水平基準線ＴＨにより、第１お
よび第２検出領域３７ａ，３７ｂに分割される。第１お
よび第２検出領域３７ａ，３７ｂには、光ディスクＯＤ
のトラック（案内溝）による回折レーザビーム成分Ｇを
含む反射レーザビームＬｏが投影される。

【００３１】第１および第２検出領域３７ａ，３７ｂ
は、フォトダイオードであり、個々の領域に投影された
光ビームを、各領域内における光スポットの大きさに対
応して電流値が変化される電気信号に変換する。

【００３２】第１および第２検出領域３７ａ，３７ｂか
ら出力されたトラック検出信号は、図３（ｂ）に示すよ
うに、個々の領域すなわちフォトダイオードのアノード
から取り出された後、増幅器７１，７３により所定のレ
ベルまで増幅される。

【００３３】続いて、加算器７５による、「増幅器７１
（領域３７ａ）の出力−増幅器７３（領域３７ｂ）の出
力」によりトラックエラー量が算出され、トラッキング
制御回路６７に供給される。

【００３４】また、先に説明したとおり、それぞれの検
出領域３７ａ，３７ｂであるフォトダイオードのカソー
ドの出力は、加算器７７により加算される。この加算結
果は、光ディスクＯＤに記録されている情報として、Ｒ
ＡＭ５７で保持され、所定のタイミングで、外部に送出
される。

【００３５】図４は、第３の光検出器によるフォーカス
エラー検出の例を説明するもので、図４（ａ）は、ビー
ム・波面分割素子３５に形成されるホログラムパターン
の例を示す概略図、図４（ｂ）は、第３の光検出器の光
検出面を示す概略図、および図４（ｃ）は、第３の光検
出器からフォーカシング制御回路６９に供給される電気
信号の流れを示す概略図である。

【００３６】図４（ａ）に示すように、ビーム・波面分
割素子３５の一方の面（ここでは、対物レンズ１９側の
面とする）には、第１ないし第４のホログラムパターン
３５ａ〜３５ｄが設けられている。

【００３７】第１および第２パターン３５ａ，３５ｂ
は、反射レーザビームＬｏの中心から左右に同じ幅が与
えられているビーム部分ＢＰ１，ＢＰ２が通過するよう
に形成される。

【００３８】第３および第４パターン部分３５ｃ，３５
ｄは、上述したビーム部分ＢＰ１，ＢＰ２のより外側
に、反射レーザビームＬｏの残りの部分が照射されるよ
う形成される。

【００３９】第１のパターン３５ａは、反射レーザビー
ムＬｏが、ビーム部分ＢＰ１（３５ａ）を通過した結果
発生する±１次回折光を第３の光検出器３９の第１の検
出部Ｄ１の第１および第２検出領域３９ａ，３９ｂに、
到達させることのできる狭いピッチを有する第１の回折
パターンである。

【００４０】第２のパターン３５ｂは、反射レーザビー
ムＬｏが、ビーム部分ＢＰ２（３５ｂ）を通過した結果
発生する±１次回折光を第３の光検出器３９の第１の検
出部Ｄ１の第３および第４検出領域３９ｃ，３９ｄに、
到達させることのできる第１の回折パターンより広いピ
ッチを有する第２の回折パターンである。

【００４１】第３および第４パターン３５ｃ，３５ｄ
は、反射レーザビームＬｏの左右外側部分の±１次回折
光を、第３の光検出器３９の第１の検出領域Ｄ_１および
後段に説明する残りの部分（Ｄ_２）以外の領域に案内す
ることができる特別な回折パターンが与えられている。
この第３および第４のパターン３５ｃ，３５ｄにより、
反射レーザビームＬｏの左右外側部分を、フォーカシン
グ制御のための情報に用いないよう排除できるので、フ
ォーカシング制御の感度を適当なレベルに設定すること
できる。

【００４２】図４（ｂ）に示されるように、第３の光検
出器３９の光検出面は、互いに直交する中心線Ｘｏおよ
びＹｏの交点と、光ディスクＯＤで反射されて対物レン
ズ１９により取り込まれ、反射ミラー２３、コリメート
レンズ２７、偏光ビームスプリッタ２５、ビーム・波面
分割素子３５およびビーム・波面分割素子３５を順に通
過された反射レーザビームの光路の基準となる設計光軸
とが直角に交わるように、例えばキャリッジ１５の水平
面に対して所定の角度で配置される。

【００４３】第３の光検出器３９の光検出面のうちの中
心線Ｘｏで区切られた一方の領域には、垂直基準線ＦＶ
および水平基準線ＦＨで分割された第１ないし第４の検
出領域３９ａ，３９ｂ，３９ｃおよび３９ｄを含む第１
の光検出部Ｄ_１が形成されている。なお、この第１の光
検出部Ｄ_１は、ビーム・波面分割素子３５により生成さ
れた±１次回折光のうちの一方（ここでは、−１次回折
光）を検出するものである。また、レーザビームＬｏの
０次回折光が、中心線ＸｏとＹｏとの交点に結像され
る。

【００４４】各検出領域３９ａ〜３９ｄは、それぞれフ
ォトダイオードであって、それぞれの検出領域に投影さ
れた光ビームを、各領域内における光スポットの大きさ
に対応して、電気信号に変換する。なお、ビーム・波面
分割素子３５には、反射レーザビームＬｏが、光ディス
クＯＤのトラックによる回折レーザビーム成分Ｇを含ん
だ状態で案内されるが、ビーム・波面分割素子３５の第
１の密度の回折パターンである第１の回折部３５ａと第
２の密度の回折パターンである第２の回折部３５ｂのそ
れぞれにより、トラックによる回折レーザビーム成分Ｇ
の一方が、それぞれの検出領域３９ａ〜３９ｄのうち
の、３９ａ，３９ｃもしくは３９ｂ，３９ｄのような対
角線の位置にある２つの検出領域に結像される。

【００４５】図４（ｃ）は、図４（ｂ）に示した検出領
域を含む第３の光検出器３９からの信号処理を説明する
もので、第１〜第４の検出領域３９ａ〜３９ｄのそれぞ
れの出力信号は、各領域であるフォトダイオードのアノ
ードから取り出され、増幅器８１，８３，８５および８
７のそれぞれにより所定のレベルまで増幅される。

【００４６】続いて、加算器８９により第１および第３
検出領域３９ａ，３９ｃの出力信号が、加算器９１によ
り第２および第４検出領域３９ｂ，３９ｄの出力信号
が、それぞれ加算される。両加算器８９，９１の出力
は、加算器９３による、「加算器８９（第１および第３
検出領域３９ａ，３９ｃ）の出力− 加算器９１（第２
および第４検出領域３９ｂ，３９ｄ）の出力」により、
フォーカスエラー量が算出され、フォーカシング制御回
路６９に供給される。

【００４７】なお、光ディスクＯＤの記録面と対物レン
ズ１９との間の距離が対物レンズ１９の焦点位置に一致
している場合（合焦時）、狭いピッチの第１パターン３
５ａを通過したビーム部分ＢＰ１は、図示しないが第１
および第２検出領域３９ａ，３９ｂ間で、垂直基準線Ｆ
V上に、結像される。また、この時、同様に、広いピッ
チの第２パターン３５ｂを通過したビーム部分ＢＰ２
は、図示しないが第３および第４検出領域３９ｃ，３９
ｄ間で垂直基準線ＦV上に、投射される。このため、加
算器９３では、「加算器８９（第１および第３領域３９
ａ，３９ｃ）の出力− 加算器９１（第２および第４領
域３９ｂ，３９ｄ）の出力」は、実質的に「０」とな
り、合焦状態であることが分かる。

【００４８】しかし、例えば、光ディスクＯＤの記録面
の手前で光スポットが焦点を結んだ場合、図４（ｂ）に
示すように、第１および第２パターン３５ａ，３５ｂを
通過したビーム部分ＢＰ１，ＢＰ２は、それぞれ、第１
および第３検出領域３９ａ，３９ｃ内に半月状に投射さ
れるむこのため、加算器９３では、「加算器８９（第１
および第３領域３９ａ，３９ｃ）の出力− 加算器９１
（第２および第４領域３９ｂ，３９ｄ）の出力」は、正
の任意の値となり、焦点が手前にずれていることが分か
る。

【００４９】逆に、光ディスクＯＤの記録面より後ろで
光スポットが焦点を結んだならば、第１および第２パタ
ーン部分３５ａ，３５ｂを通過したビーム部分ＢＰ１，
ＢＰ２は、それぞれ、図示しないが図４（ｂ）に示した
と逆に、第２および第４検出領域３９ｂ，３９ｄ内に半
月状に投射される。このため、加算器９３では、「加算
器８９（第１および第３領域３９ａ，３９ｃ）の出力−
加算器９１（第２および第４領域３９ｂ，３９ｄ）の
出力」は、負の任意の値となり、焦点が奥にずれている
ことが分かる。

【００５０】なお、上述した例では、第３光検出器３９
において、中心線Ｘｏで区切られた一方の領域に第１の
検出部Ｄ_１を設けた例を説明したが、中心線Ｘｏで区切
られた残りの領域に、同様に第５ないし第８の検出領域
３９ｅ，３９ｆ，３９ｇおよび３９ｈを含む第２の検出
部Ｄ_２を設けてもよい。この場合、第２の検出部Ｄ_２に
は、ビーム・波面分割素子３５の第１および第２のパタ
ーン部分３５ａ，３５ｂのビーム部分ＢＰ１，ＢＰ２の
１次回折光が投影される。このとき、図４（ｃ）に示し
た信号処理部を２系列用いることで、より検出精度を高
めることができる。

【００５１】図５は、図４（ａ）に示したホログラムパ
ターンの別の例を説明する概略図である。なお、図４
（ａ）に示した例と同一の構成には、同じ符号を付して
詳細な説明を省略する。

【００５２】図５は、図４（ａ）に示したホログラムパ
ターンに比較して、Ｙｏ軸を対称軸として左右が入れ換
えられている。このホログラムパターンは、ビーム・波
面分割素子３５の偏光ビームスプリッタ２５に対して遠
い側の面（第３の光検出器３９側）に設けられる場合に
用いられる。

【００５３】図５に示したホログラムパターンを用いる
場合、図４（ａ）に示したパターンに比較して、ＡＰＣ
用の第１の光検出器３３に向けられるレーザビームの波
面が安定な状態で反射されるので、レーザ素子１７から
出射されるレーザビームの光強度がより安定化される。

【００５４】以上のように、添付の図面を参照してこの
発明の実施の形態を一例を説明したが、この発明は、そ
の思想の範囲において、図面により示された実施の形態
以外のさまざまな形態で実施することが可能である。

【００５５】

【発明の効果】以上説明したようにこの発明の光ディス
ク装置においては、フォーカス制御信号およびトラック
制御信号を得るために、偏光ビームスプリッタで分離さ
れた反射レーザビームをトラックエラー検出用とフォー
カスエラー検出用とにさらに分離するためのビームスプ
リッタとフォーカスエラー検出において要求される反射
レーザビームの波面分割のための波面分割光学素子を一
体化したことにより、光学要素によるレーザビームの減
衰が低減される。これにより、半導体レーザ素子から出
力されるレーザビームの利用効率が向上され、発熱量や
消費電力も抑制できる。この結果、光ヘッド装置の重量
が低減され、駆動系による消費電力も低減される。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態である光ディスク装置を
示す概略図。

【図２】図１に示した光ディスク装置のキャリッジおよ
びキャリッジに搭載される光学要素を側面から見た状態
を示す概略図。

【図３】図１に示した光ディスク装置のトラッキング制
御系を説明する概略図。

【図４】図１に示した光ディスク装置のフォーカス制御
系を説明する概略図。

【図５】図１に示した光ディスク装置のフォーカス制御
系に適用可能なホログラム素子の別の実施の形態を説明
する概略図。

【符号の説明】

１・・・光ディスク装置、１１・・・光ヘッド装置、１３・・・ガイドレール、１５・・・キャリッジ、１７・・・半導体レーザ素子、１９・・・対物レンズ、２１・・・レンズホルダ、２３・・・反射ミラー、２５・・・偏光ビームスプリッタ、２７・・・コリメートレンズ、２９・・・ＡＰＣ用ミラー、３１・・・λ／４板、３３・・・第１の光検出器、３５・・・ビーム・波面分割素子、３７・・・第２の光検出器、３９・・・第３の光検出器、５１・・・信号処理部、５３・・・主制御回路、５５・・・ＲＯＭ、５７・・・ＲＡＭ、６１・・・ＡＰＣ回路、６３・・・レーザ駆動回路、６５・・・記録レーザビーム発生回路、６７・・・トラッキング制御回路、６９・・・フォーカシング制御回路。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光を発生するレーザ素子と、このレーザ素子からの光を記録媒体の記録層に集光し、
また記録媒体の記録層で反射された光を取り込む対物レ
ンズと、前記レーザ素子と前記対物レンズとの間に設けられ、前
記レーザ素子から前記対物レンズに向かう方向の光をコ
リメートし、前記対物レンズで反射された光に集束性を
与えるコリメートレンズと、前記レーザ素子から前記対物レンズを通って記録媒体の
記録層に向かう光と、記録媒体の記録層で反射された光
を分離するビームスプリッタと、前記対物レンズを記録媒体の記録層と直交する方向に移
動させるためのフォーカス制御機構と、前記対物レンズを記録媒体の記録層のトラックの接線と
直交する方向に移動させるためのトラッキング制御機構
と、前記ビームスプリッタにより分離された記録媒体の記録
層で反射された光を、前記フォーカス制御機構ならびに
前記トラッキング制御機構のそれぞれにおいて制御すべ
き制御量を算出するための第１および第２の光に分離す
る単一の分離装置と、を有することを特徴とする光ディ
スク装置。
【請求項２】前記分離装置は、記録媒体の記録層で反射
された光を、反射と透過により２つの光に分離するとと
もに、前記フォーカス制御機構が制御すべき制御量を算
出するために用いられる光については、さらに波面分割
することを特徴とする請求項１記載の光ディスク装置。
【請求項３】前記分離装置は、前記トラッキング制御機
構が制御すべき制御量を算出するために用いられる光
を、反射により生成することを特徴とする請求項２記載
の光ディスク装置。
【請求項４】前記分離装置は、光の一部を反射し、残り
を透過させるミラーに、波面分割用のホログラムパター
ンが形成されたビーム・波面分離素子であることを特徴
とする請求項１記載の光ディスク装置。
【請求項５】前記分離装置は、前記トラッキング制御機
構が制御すべき制御量を算出するために用いられる光
を、反射により生成することを特徴とする請求項４記載
の光ディスク装置。
【請求項６】光を発生するレーザ素子と、このレーザ素子からの光を記録媒体の記録層に集光し、
また記録媒体の記録層で反射された光を取り込む対物レ
ンズと、前記レーザ素子と前記対物レンズとの間に設けられ、前
記レーザ素子から前記対物レンズに向かう方向の光をコ
リメートし、前記対物レンズで反射された光に集束性を
与えるコリメートレンズと、前記レーザ素子から前記対物レンズを通って記録媒体の
記録層に向かう光と、記録媒体の記録層で反射された光
を分離するビームスプリッタと、前記対物レンズを記録媒体の記録層と直交する方向に移
動させるためのフォーカス制御機構と、前記対物レンズを記録媒体の記録層のトラックの接線と
直交する方向に移動させるためのトラッキング制御機構
と、前記レーザ素子が放射する光の光強度を一定に維持する
出力制御機構と、前記ビームスプリッタにより分離された記録媒体の記録
層で反射された光を、前記フォーカス制御機構、前記ト
ラッキング制御機構および前記出力制御機構のそれぞれ
において制御すべき制御量を算出するための第１、第２
および第３の光に分離する単一の分離装置と、を有する
ことを特徴とする光ディスク装置。
【請求項７】前記分離装置は、記録媒体の記録層で反射
された光を、反射と透過により２つの光に分離するとと
もに、前記フォーカス制御機構が制御すべき制御量を算
出するために用いられる光については、さらに波面分割
することを特徴とする請求項６記載の光ディスク装置。
【請求項８】前記分離装置は、前記トラッキング制御機
構が制御すべき制御量を算出するために用いられる光お
よび前記出力制御機構が制御すべき制御量を算出するた
めに用いられる光を、反射により生成することを特徴と
する請求項７記載の光ディスク装置。
【請求項９】前記分離装置は、光の一部を反射し、残り
を透過させるミラーに、波面分割用のホログラムパター
ンが形成されたビーム・波面分離素子であることを特徴
とする請求項６記載の光ディスク装置。
【請求項１０】前記分離装置は、前記トラッキング制御
機構が制御すべき制御量を算出するために用いられる光
および前記出力制御機構が制御すべき制御量を算出する
ために用いられる光を、反射により生成することを特徴
とする請求項９記載の光ディスク装置。
【請求項１１】光を発生するレーザ素子と、このレーザ素子からの光を記録媒体の記録層に集光し、
また記録媒体の記録層で反射された光を取り込む対物レ
ンズと、前記レーザ素子と前記対物レンズとの間に設けられ、前
記レーザ素子から前記対物レンズに向かう方向の光をコ
リメートし、前記対物レンズで反射された光に集束性を
与えるコリメートレンズと、前記レーザ素子から前記対物レンズを通って記録媒体の
記録層に向かう光と、記録媒体の記録層で反射された光
を分離するビームスプリッタと、前記レーザ素子が出射する光の光強度を検出する光検出
器と、前記コリメートレンズと前記対物レンズとの間の任意の
位置に設けられ、前記コリメートレンズから前記対物レ
ンズに向かう光の一部を前記ビームスプリッタに向けて
反射する反射体と、前記対物レンズを記録媒体の記録層と直交する方向に移
動させるためのフォーカス制御機構と、前記対物レンズを記録媒体の記録層のトラックの接線と
直交する方向に移動させるためのトラッキング制御機構
と、前記ビームスプリッタにより分離された記録媒体の記録
層で反射された光を、前記フォーカス制御機構、前記ト
ラッキング制御機構および前記光検出器のそれぞれにお
いて制御すべき制御量を算出するための第１および第２
の光に分離するとともに前記反射体で反射された前記光
検出器に向かう光を反射する分離装置と、を有すること
を特徴とする光ディスク装置。
【請求項１２】前記分離装置は、記録媒体の記録層で反
射された光を、反射と透過により２つの光に分離すると
ともに、前記フォーカス制御機構が制御すべき制御量を
算出するために用いられる光については、さらに波面分
割することを特徴とする請求項１１記載の光ディスク装
置。
【請求項１３】前記分離装置は、前記トラッキング制御
機構が制御すべき制御量を算出するために用いられる光
を、反射により生成することを特徴とする請求項１２記
載の光ディスク装置。
【請求項１４】前記分離装置は、光の一部を反射し、残
りを透過させるミラーに、波面分割用のホログラムパタ
ーンが形成されたビーム・波面分離素子であることを特
徴とする請求項１１記載の光ディスク装置。
【請求項１５】前記分離装置は、前記トラッキング制御
機構が制御すべき制御量を算出するために用いられる光
を、反射により生成することを特徴とする請求項１４記
載の光ディスク装置。