JP2001312829A - 光ピックアップ装置 - Google Patents

光ピックアップ装置

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JP2001312829A
JP2001312829A JP2000129634A JP2000129634A JP2001312829A JP 2001312829 A JP2001312829 A JP 2001312829A JP 2000129634 A JP2000129634 A JP 2000129634A JP 2000129634 A JP2000129634 A JP 2000129634A JP 2001312829 A JP2001312829 A JP 2001312829A
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JP
Japan
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light
light receiving
pickup device
laser beam
optical pickup
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JP2000129634A
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English (en)
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Hitoshi Furuhata
均 古畑
Shinichi Takahashi
真一 高橋
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Pioneer Corp
Original Assignee
Pioneer Electronic Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 安定したフォーカスサーボ制御及びトラッキ
ングサーボ制御を図ることができるコンパクトな光ピッ
クアップ装置を提供する。 【解決手段】 記録媒体によって反射されたレーザビー
ムが照射される光検出手段の出力信号に基づいてビーム
サイズ法によってフォーカスエラー信号が生成されると
共に位相差法によってトラッキングエラー信号が生成さ
れる。光検出手段はトラッキング信号生成のために4分
割受光面を有する第1検出部と、フォーカスエラー信号
生成のために3分割の一対の受光面を有する第2検出部
とを含む光検出手段とを有し、反射光路内には反射され
たレーザビームの0次光を第1検出部の受光面に照射
し、反射されたレーザビームの高次光を第2検出部の一
対の受光面各々に照射する回折手段が備えられている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、レーザビームを発
して記録媒体から情報を読み取る光ピックアップ装置に
関する。
【0002】
【従来技術】光ピックアップ装置は、光学式記録媒体の
記録トラックから情報を正確に読み取るために、レーザ
ビームによる記録媒体の記録面への照射光が記録面上で
合焦するように対物レンズを記録面に対して遠近移動さ
せるフォーカスサーボ制御と、照射光が記録面のトラッ
ク上に位置するように対物レンズをトラックの接線方向
に垂直な方向に平行移動させるトラッキングサーボ制御
とを可能にするように構成されている。
【0003】フォーカスサーボ制御においては、記録媒
体からの反射光の受光レベルに基づいてフォーカスずれ
の程度を示すフォーカスエラー信号を生成し、フォーカ
スエラー信号を減少させるようにフォーカシングアクチ
ュエータを介して対物レンズの遠近方向の駆動が行われ
る。また、トラッキングサーボ制御においては、記録媒
体からの反射光の受光レベルに基づいてトラッキングず
れの程度を示すトラッキングエラー信号を生成し、トラ
ッキングエラー信号を減少させるようにトラッキングア
クチュエータを介して対物レンズの平行方向の駆動が行
われる。
【0004】例えば、CDの如き記録媒体の場合には、
フォーカスサーボ制御のフォーカスエラー信号の生成方
法としては非点収差法が主に用いられ、トラッキングサ
ーボ制御のトラッキングエラー信号の生成方法として3
ビーム法が通常用いられていた。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、記録媒
体の記録密度の高密度化が進み、またDVD−RAM等
の書き換え可能な記録媒体の出現によって従来の光ピッ
クアップ装置において採用された非点収差法のフォーカ
スサーボ制御と3ビーム法のトラッキングサーボ制御と
の組み合わせではフォーカス外れやトラッキングずれ等
の不具合が発生し易く、安定したフォーカスサーボ制御
及びトラッキングサーボ制御が難しいという問題点が生
じた。また、光ピックアップ装置は光ディスクプレーヤ
等の記録媒体再生装置においては大きく構成することが
できないので、フォーカスサーボ制御及びトラッキング
サーボ制御に関わる部分はコンパクトに形成されること
が望まれていた。
【0006】そこで、本発明の目的は、上記問題点に鑑
みて、安定したフォーカスサーボ制御及びトラッキング
サーボ制御を図ることができるコンパクトな光ピックア
ップ装置を提供することである。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明の光ピックアップ
装置は、光源から発せられたレーザビームを光学式記録
媒体に向けて導く照射光路と、記録媒体によって反射さ
れたレーザビームを光検出手段に向けて導く反射光路と
をを形成した光学系を備え、光検出手段の出力信号に基
づいてビームサイズ法によってフォーカスエラー信号を
生成しかつ位相差法によってトラッキングエラー信号を
生成する光ピックアップ装置であって、光検出手段は、
トラッキング信号生成のために4分割された受光面を有
する第1検出部と、フォーカスエラー信号生成のために
3分割された一対の受光面を有する第2検出部とを含
み、光ピックアップ装置は、反射光路内に配置され反射
されたレーザビームの0次光を第1検出部の受光面に照
射し、反射されたレーザビームの高次光を第2検出部の
一対の受光面各々に照射する回折手段を含むことを特徴
としている。
【0008】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面に基
づいて詳細に説明する。図1は本発明による光ピックア
ップ装置の光学系を示している。この光ピックアップ装
置はレーザビームを発する半導体レーザ素子11を有す
る。また、光ピックアップ装置においては、半導体レー
ザ素子11から発せられたレーザビームはビームスプリ
ッタ13に達するようになっている。ビームスプリッタ
13はレーザビームの入射に対してほぼ90度の角度に
て反射する。この反射レーザビームの方向は記録媒体で
ある光ディスク17方向であり、ビームスプリッタ13
と光ディスク17との間にはコリメータレンズ14と対
物レンズ15とが配置される。
【0009】コリメータレンズ14はビームスプリッタ
13からのレーザビームを平行光にして対物レンズ15
に供給する。対物レンズ15は平行光のレーザビームを
ディスク17の記録面に収束させる。ディスク15の記
録面で反射したレーザビームは対物レンズ15、そして
コリメータレンズ14で平行レーザビームにされた後、
ビームスプリッタ13を通過する。ビームスプリッタ1
3の通過後の光軸方向にはホログラム素子18と光検出
器16とが順に配置されている。
【0010】ホログラム素子18のパターンは図2に示
すように、各々スリットパターンの異なる領域Aと領域
Bとが交互に形成されたものとなっており、これによ
り、回折方向の異なる2つの+1次光(−1次光)が生
成されるようになっている。光検出器16の受光面は図
3に示すように、2つのフォーカシング用領域F1,F
2と1つのトラッキング用領域T1とからなる。フォー
カシング用領域F1,F2の受光面はビームサイズ法の
フォーカスサーボ制御のために形成され、トラッキング
用領域T1の受光面は位相差法のトラッキングサーボ制
御のために形成されている。それらの領域F1,F2,
T1はほぼ同一の正方形の外形を有し、同一平面内にそ
の順に一列に並んで配置されている。フォーカシング用
領域F1,F2の各々は平行に3分割されており、トラ
ッキング用領域T1は十字に4分割されている。光検出
器16は受光面の各分割面毎に受光素子を備えている。
すなわち、フォーカシング用領域F1は受光素子16a
〜16c、フォーカシング用領域F2は受光素子16d
〜16f、トラッキング用領域T1は16h〜16kに
よって形成されている。
【0011】上記構成において、半導体レーザ素子11
から発せられたレーザビームLはビームスプリッタ13
で反射される。ビームスプリッタ13で反射されたレー
ザビームは、コリメータレンズ14で平行ビームとな
り、対物レンズ15に達する。対物レンズ15によって
レーザビームは、ディスク17の記録面上に集光されて
楕円状の光スポットを形成する。
【0012】ディスク17の記録面で情報ピットにより
変調されて反射されたビームは、対物レンズ15、そし
てコリメータレンズ14を通過してビームスプリッタ1
3に戻り、ここで半導体レーザ素子11からの光路から
分離されて、ホログラム素子18を介して光検出器16
の受光面に入射する。レーザビームはホログラム素子1
8を通過する際に0次光のレーザビームL0と、領域A
で回折されて生成される+1次光のレーザビームLA
と、領域Bで回折されて生成され+1次光のレーザビー
ムLAとは焦点距離が異なる+1次光のレーザビームL
Bとの3つのビームに分割される。
【0013】0次光のレーザビームL0はホログラム素
子18をそのまま直進して光検出器16トラッキング用
領域T1に達して、そこにスポット光S1を形成する。
ホログラム素子18の領域Aの部分で回折されたレーザ
ビームLAは光受光器16の受光面のフォーカシング用
領域F1に達して、そこにスポット光S2を形成する。
また、ホログラム素子18の領域Bの部分で回折された
レーザビームLBは光受光器16の受光面のフォーカシ
ング用領域F2に達して、そこにスポット光S3を形成
する。
【0014】なお、ホログラム素子18で回折された−
1次光及び2次以上の高次光は、本実施例においては、
光検出器16において受光されることなく、後述する各
種信号の生成には利用されない。しかしながら、+1次
光の代わりに−1次光を光検出器16で受光し、これに
基づいて後述する各種信号を生成しても良い。また、2
次以上の高次光を光検出器で受光するようにすることも
可能である。
【0015】受光素子16a〜16fの各出力信号に応
じて読取信号RF及びフォーカスエラー信号FEが生成
される。また、受光素子16h〜16kの各出力信号に
応じてトラッキングエラー信号TEが生成される。受光
素子16a〜16fの各出力信号をその順にa〜fと
し、受光素子16h〜16kの各出力信号をその順にh
〜kとすると、読取信号RFは、 RF=a+b+c+d+e+f であり、フォーカスエラー信号FEは、 FE=(a+c+e)−(d+f+b) であり、トラッキングエラー信号TEは、 TE=(i+j)−(h+k) 又は、 TE=(i'+j')−(h'+k') である。なお、i',j',h',k'は信号i,j,h,
kと読取信号RFとを位相比較して算出された信号であ
る。
【0016】これらの読取信号RF、フォーカスエラー
信号FE及びトラッキングエラー信号TEは図示しない
演算回路で生成される。なお、上記した実施例において
は、ホログラム素子18では±1次光が得られるが、+
1次光の方しか光検出器16では受光されない。しかし
ながら、±1次光の両方を光検出器16では受光してフ
ォーカスエラー信号生成のために用いることができる。
図4は±1次光の両方をフォーカスエラー信号生成のた
めに用いる場合の光路を示している。この場合にホログ
ラム素子18は図5に示すように全面一様のパターンを
有し、光検出器16の受光面のパターンは図6に示すよ
うに形成されている。光検出器16の受光面は上記の図
3のフォーカシング用領域F1,F2及びトラッキング
用領域T1がF1,T1,F2の順に形成されている。
0次光のレーザビームL0はホログラム素子18をその
まま直進して光検出器16トラッキング用領域T1に達
して、そこにスポット光S1を形成する。+1次光のレ
ーザビームL+1はホログラム素子18から光受光器1
6の受光面のフォーカシング用領域F2に達して、そこ
にスポット光S3を形成し、また、−1次光のレーザビ
ームL−1はホログラム素子18から光受光器16の受
光面のフォーカシング用領域F1に達して、そこにスポ
ット光S2を形成する。
【0017】また、図4に示すように、光検出器16で
は、トラッキング用領域T1の受光面とフォーカシング
用領域F1,F2の受光面とが、光軸方向における高さ
位置が異なっており、互いに異なる平面内に形成されて
いる。これは0次光レーザビームL0の焦点距離が+1
次光レーザビームL+1の焦点距離と−1次光レーザビ
ームL−1の焦点距離との中間の距離であることによ
る。すなわち、領域T1,F1,F2の各受光面を同一
高さ面にすると、フォーカスエラーが0のとき(L+1
とL−1との受光スポット径が同一のとき)に、0次光
レーザビームL0はトラッキング用領域T1の受光面上
で合焦し、トラッキングエラー信号の検出が難しくなる
ことから、トラッキング用領域T1の受光面の高さ位置
をフォーカシング用領域F1,F2の受光面とは異なら
せることによって、トラッキング用領域T1にある程度
の大きさのスポットが受光されるようにして、トラッキ
ングエラー信号を確実に検出することができるようにし
ている。
【0018】更に、上記した実施例においては、トラッ
キングエラー信号の生成方法として位相差法を適用した
が、位相差法だけでなく3ビーム法をも用いることがで
きるようにしても良い。例えば、ディスク17がDVD
の場合であり位相差法を用い、CDの場合には3ビーム
法を用いるのである。この場合には、3ビーム生成用の
グレーティングを照射光路中における半導体レーザ素子
11とビームスプリッタとの間に設置すると共に、光検
出器16の受光面はパターンは図7に示すように構成す
る。すなわち、図3に示したフォーカシング用領域F
1,F2及びトラッキング用領域T1の他に、トラッキ
ング用領域T2,T3が領域F1,F2,T1の両側に
同一形状で設けられている。また、トラッキング用領域
T2,T3にはスポット光S4,S5が図7にで示すよ
うに形成される。トラッキング用領域T2は受光素子1
6m、領域T3が受光素子16nによって形成され、受
光素子16mの出力信号をm、受光素子16nの出力信
号をnとすると、トラッキングエラー信号TEは、 TE=m−n である。
【0019】また、上記した実施例においては、フォー
カスエラー信号を±1次光によって生成するようにした
が、これに限ることなく、2次以上の高次光からフォー
カスエラー信号を生成するようにしても良い。また、本
発明は記録密度が異なる複数の記録媒体から情報を読み
とるために互いに異なる波長の複数のレーザビームを発
する光源を備えた光ピックアップ装置にも適用すること
ができる。CD用とDVD用の2つのレーザビーム(波
長780nm及び650nm)を発生する光源の場合に
おける光検出器16の受光面はパターンは図8に示すよ
うに形成することができる。この受光面のパターンは図
7のパターンと同様であるが、各領域F1〜F2及びT
1〜T3が光源の2つの発光点の距離に応じてディスク
半径方向に対応する方向に広くなっている。トラッキン
グ用領域T1は6分割になっている。なお、図7におい
て実線の円がDVD用のレーザビームによるスポット光
であり、破線の円がCD用のレーザビームによるスポッ
ト光である。
【0020】
【発明の効果】以上の如く、本発明によれば、コンパク
トに光ピックアップ装置を形成することができると共
に、安定したフォーカスサーボ制御及びトラッキングサ
ーボ制御を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例として光ピックアップ装置の光
学系を示す図である。
【図2】図1の装置中のホログラム素子のパターンを示
す図である。
【図3】図1の装置中の光検出器の受光面のパターンを
示す図である。
【図4】本発明の他の実施例として光ピックアップ装置
の光学系を示す図である。
【図5】図4の装置中のホログラム素子のパターンを示
す図である。
【図6】図4の装置中の光検出器の受光面のパターンを
示す図である。
【図7】本発明の他の実施例として光検出器の受光面の
パターンを示す図である。
【図8】本発明の他の実施例として光検出器の受光面の
パターンを示す図である。
【符号の説明】
11 半導体レーザ素子 13 ビームスプリッタ 14 コリメータレンズ 15 対物レンズ 16 光検出器 17 光ディスク
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) G11B 7/135 G11B 7/135 Z Fターム(参考) 2H049 AA02 AA12 AA25 AA34 AA57 AA66 CA05 CA08 CA15 CA20 5D118 AA14 BA01 BB02 BF02 BF03 CC12 CC16 CC17 CD02 CD03 CD08 CF04 CF05 DA20 DC03 5D119 AA28 BA01 DA01 DA05 EA02 EA03 JA24 KA02 KA07 KA08 KA18 KA19 KA24 KA41 LB01

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 光源から発せられたレーザビームを光学
    式記録媒体に向けて導く照射光路と、前記記録媒体によ
    って反射されたレーザビームを光検出手段に向けて導く
    反射光路とを形成した光学系を備え、前記光検出手段の
    出力信号に基づいてビームサイズ法によってフォーカス
    エラー信号を生成しかつ位相差法によってトラッキング
    エラー信号を生成する光ピックアップ装置であって、 前記光検出手段は、トラッキング信号生成のために4分
    割された受光面を有する第1検出部と、フォーカスエラ
    ー信号生成のために3分割された一対の受光面を有する
    第2検出部とを含み、 光ピックアップ装置は、前記反射光路内に配置され前記
    反射されたレーザビームの0次光を前記第1検出部の受
    光面に照射し、前記反射されたレーザビームの高次光を
    前記第2検出部の一対の受光面各々に照射する回折手段
    を含むことを特徴とする光ピックアップ装置。
  2. 【請求項2】 前記回折手段は、異なる2つのパターン
    を有するホログラム素子であり、前記2つのパターンで
    回折された高次光の各々は前記第2検出部の一対の受光
    面の各々によって受光されることを特徴とする請求項1
    記載の光ピックアップ装置。
  3. 【請求項3】 前記第1及び第2検出部の受光面は略同
    一平面内に形成されることを特徴とする請求項1又は2
    記載の光ピックアップ装置。
  4. 【請求項4】 前記回折手段は単一のパターンからなる
    ホログラム素子であり、前記ホログラム素子によって回
    折された互いに極性が異なる一対の高次光は前記第2検
    出部の一対の受光面の各々によって受光されることを特
    徴とする請求項1記載の光ピックアップ装置。
  5. 【請求項5】 前記第1検出部の受光面と前記第2検出
    部の一対の受光面とは、互いに異なる平面内に形成され
    ることを特徴とする請求項1又は4記載の光ピックアッ
    プ装置。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007023650A1 (ja) * 2005-08-22 2007-03-01 Nec Corporation 光ヘッド装置及び光学式情報記録又は再生装置
JP2007066486A (ja) * 2005-09-02 2007-03-15 Matsushita Electric Ind Co Ltd 光ピックアップ、光ピックアップの製造方法および光ディスク装置

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