JP2002056550A

JP2002056550A - 光ピックアップ、該ピックアップを用いた情報記録再生装置および情報記録再生方法

Info

Publication number: JP2002056550A
Application number: JP2000237535A
Authority: JP
Inventors: Tetsuo Kamiyama; 徹男上山; Keiji Sakai; 啓至酒井
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2000-08-04
Filing date: 2000-08-04
Publication date: 2002-02-22

Abstract

(57)【要約】【課題】２波長半導体レーザ素子を用いた光ピックア
ップにおいて、検出器上で２つの光ビームが完全に分離
できないほど発光点が近接配置されている場合であって
も、共通の検出器を用いて正常なサーボ信号を検出す
る。【解決手段】いずれかの波長の光を選択して発生させ
る第１の発光素子１Ａと第２の発光素子１Ｂとを近接配
置した２波長複合の光源と、分割線３４ｌ，３４ｍ，３
４ｎにより６個の受光部に分割した共通の検出器１４と
を有し、第１の情報記録媒体からの第１の発光素子１Ａ
の光の戻り光２０の中心を検出器１４上の分割線３４ｌ
と３４ｎとの交点３４Ｐに、また、第２の情報記録媒体
からの第２の発光素子１Ｂの光の戻り光２１の中心を分
割線３４ｌと３４ｍとの交点３４Ｑに一致するように入
射させ、かつ、いずれの波長の光を発生させたかによ
り、受光部３４Ｅと３４Ｆの出力の極性を切り替えて、
非点収差法によるフォーカス誤差信号を生成させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光ディスクや光カ
ード等の情報記録媒体に対して光学的に情報を記録また
は再生する光ピックアップ、該光ピックアップを有する
情報記録再生装置およびその情報記録再生方法とに関す
るものである。特に、異なる波長の光ビームを用いて記
録再生する異なる規格の情報記録媒体に対応できる複数
波長に互換性を有する光ピックアップと該光ピックアッ
プを用いた情報記録再生装置および情報記録再生方法に
関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、光ディスクは多量の情報信号を高
密度で記録することができるため、オーディオ，ビデオ
あるいはコンピュータ等の多くの分野において利用が進
められている。また、光ディスクにおいては、ＣＤ，Ｃ
Ｄ−ＲやＤＶＤなど種々の異なる規格の情報記録媒体が
市販されており、かかる異なる規格の情報記録媒体に対
しても単一の光ピックアップで記録または再生できる互
換性が要求されている。具体的な光ビームの波長に関し
ては、ＣＤやＣＤ−Ｒでは、波長７８０ｎｍの赤外光ビ
ームに対して基板や情報記録媒体の特性が最適化されて
おり、一方、ＤＶＤでは、波長６５０ｎｍ付近の赤色光
ビームに対して最適化されている。また、４００ｎｍ前
後の青色光ビームを用いて記録または再生を行う光ディ
スクの開発も進められている。

【０００３】かかるごとき異なる波長で記録または再生
される光ディスクに対して、単一のピックアップで記録
または再生が可能な互換性のある光ピックアップについ
ては様々な形態が提案されている。その中で、特に、１
つのパッケージに２つの異なる波長の半導体レーザチッ
プを搭載した２波長複合レーザダイオードを用いること
により、小型化，低コスト化を図った光ピックアップと
しては、たとえば、特開平１１−１４９６５７号公報
「情報記録再生装置および方法、並びに光学ピックアッ
プ」に示されるような光ピックアップが開示されてい
る。

【０００４】該公報において開示されている光ピックア
ップ光学系の概略構成図について、図１９に示す。図１
９に示す該光ピックアップにおいて、６５０ｎｍのレー
ザ光を発生する第１のレーザチップ１Ａが対物レンズ７
の光軸上に配置され、一方、７８０ｎｍのレーザ光を発
生する第２のレーザチップ１Ｂが光軸外に配置されてい
る。ＤＶＤを再生する場合には、第１のレーザチップ１
Ａから発生した波長６５０ｎｍの第１の光ビーム２０
が、ビームスプリッタ５を透過してコリメータレンズ４
で平行光にされ、立ち上げミラー１１で反射された後、
ホログラム素子１３を透過して対物レンズ７で光ディス
ク８Ａの情報記録面に集光される。そして、該光ビーム
の戻り光２０は対物レンズ７，ホログラム素子１３，立
ち上げミラー１１，およびコリメータレンズ４を通過し
た後、ビームスプリッタ５で反射されて、マルチレンズ
１２により検出器１４に集光される。

【０００５】一方、ＣＤを再生する場合には、第２のレ
ーザチップ１Ｂから発生した波長７８０ｎｍの第２の光
ビーム２１が、グレーティング３で３ビームに分割さ
れ、同じくビームスプリッタ５，コリメータレンズ４を
通って、立ち上げミラー１１で反射された後、ホログラ
ム素子１３で収差補正がなされて、対物レンズ７により
光ディスク８Ｂの情報記録面に集光される。前記のホロ
グラム素子１３は、たとえば、光ディスクの厚さが０.
６ｍｍのＤＶＤに対して設計された対物レンズ７を用い
た場合においても、１.２ｍｍの厚さのＣＤに対して発
生する球面収差を補正するとともに、光軸外の光ビーム
に対してコマ収差を補正する機能も有している。

【０００６】また、前記のホログラム素子１３は第１の
レーザチップからの光ビーム２０の波長６５０ｎｍに対
しては０次回折光として透過し、第２のレーザチップか
らの光ビーム２１の波長７８０ｎｍに対しては−１次回
折光（＋１次回折光でもよい）が発生するように設計さ
れている。光ディスク８Ｂからの第２の光ビームの戻り
光２１は同じくビームスプリッタ５で反射された後、マ
ルチレンズ１２により第１の光ビームの戻り光２０の場
合と同じ検出器１４に集光される。マルチレンズ１２で
は、第１の光ビームの戻り光２０および第２の光ビーム
の戻り光２１のいずれの光ビームに対しても非点収差が
与えられ、検出器１４の受光素子の出力の演算により非
点収差法によるフォーカス誤差信号（ＦＥＳ：Focus Er
ror Signal）が検出される。

【０００７】ここで、検出器１４の受光素子すなわちフ
ォトディテクタ形状は、図２０に示すように、ＤＶＤ用
の第１の光ビームの戻り光２０を受光する４分割フォト
ディテクタ３０（３０Ａ〜３０Ｄ）とＣＤ用の第２の光
ビームの戻り光２１を受光する４分割フォトディテクタ
３１（３１Ａ〜３１Ｄ）および３２，３３とにより構成
されている（以下、検出器１４のフォトディテクタの各
受光部３０Ａ〜３０Ｄ，３１Ａ〜３１Ｄおよび３２，３
３からの出力をそれぞれＳ３０Ａ〜Ｓ３０Ｄ，Ｓ３１Ａ
〜Ｓ３１ＤおよびＳ３２，Ｓ３３で記す）。

【０００８】ＤＶＤ再生時においては、｛（Ｓ３０Ａ＋
Ｓ３０Ｃ）−（Ｓ３０Ｂ＋Ｓ３０Ｄ）｝の演算により、
非点収差法によるフォーカス誤差信号（ＦＥＳ）を生成
する。また、｛（Ｓ３０Ａ＋Ｓ３０Ｃ）＋（Ｓ３０Ｂ＋
Ｓ３０Ｄ）｝と｛（Ｓ３０Ａ＋Ｓ３０Ｃ）−（Ｓ３０Ｂ
＋Ｓ３０Ｄ）｝との位相差から位相差法すなわちＤＰＤ
（Differential Phase Detection）法によるトラッキン
グ誤差信号（ＴＥＳ：Tracking Error Signal）を生成
する。

【０００９】一方、ＣＤ再生時においては、グレーティ
ング３で３ビームに分割された第２の光ビームの戻り光
２１はそれぞれ４分割フォトディテクタ３１（３１Ａ〜
３１Ｄ）および３２，３３に入射している。したがっ
て、｛（Ｓ３１Ａ＋Ｓ３１Ｃ）−（Ｓ３１Ｂ＋Ｓ３１
Ｄ）｝の演算により、非点収差法によるフォーカス誤差
信号ＦＥＳを生成する。また、（Ｓ３２−Ｓ３３）の演
算により、３ビーム法によるトラッキング誤差信号ＴＥ
Ｓを生成する。なお、ＤＶＤのデータ検出信号は（Ｓ３
０Ａ＋Ｓ３０Ｂ＋Ｓ３０Ｃ＋Ｓ３０Ｄ）の演算により求
められ、一方、ＣＤのデータ検出信号は（Ｓ３１Ａ＋Ｓ
３１Ｂ＋Ｓ３１Ｃ＋Ｓ３１Ｄ）の演算により求められ
る。

【００１０】上述のごとく、ＤＶＤの再生用の第１の光
ビーム２０を発生する第１のレーザチップ１Ａを対物レ
ンズ７の光軸上に配置し、ＣＤの再生用の第２の光ビー
ム２１を発生する第２のレーザチップ１Ｂを対物レンズ
７の光軸外に、すなわち、第１のレーザチップと離れた
位置に配置することにより、両者の戻り光２０および２
１の光軸がずれて、検出器１４上の離れた位置に分離さ
れて受光させることができる。また、かかる第１および
第２のレーザチップ１Ａおよび１Ｂを単一のパッケージ
にまとめて搭載することにより、光ピックアップの小型
化，低コスト化を実現できる。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ごとく、従来の光ピックアップにおいては、第１および
第２のレーザチップ１Ａおよび１Ｂの相互の距離を離し
て配置させることにより、両者の光ビームの戻り光２
０，２１を検出器１４上で十分分離させて受光させて、
それぞれのレーザチップからの戻り光２０，２１を異な
る受光素子で検出させているものである。したがって、
第１および第２のレーザチップ１Ａおよび１Ｂの距離を
離すために、対物レンズ７の光軸からずらして配置した
一方のレーザチップすなわち第２のレーザチップ１Ｂか
らの光ビーム２１に対しては、ホログラム素子１３によ
りコマ収差を補正する必要があり、また、光ディスクか
らの戻り光を受光する受光素子や該受光素子で受光され
た戻り光の出力を演算する演算回路もそれぞれ別に設け
る必要がある。

【００１２】さらに、光軸ずれに基づくコマ収差の補正
を不要とするために、第１および第２のレーザチップ間
の距離を非常に小さくして複合レーザダイオードを作製
すると、受光素子上で両者の光ビームが十分に分離でき
ないので、各光ビームの戻り光を別々の受光素子で独立
して受光する構成を採用することができない。また、逆
に、両者の戻り光を共通の受光素子で受光できたとして
も、一方の光ビームに対しては最適な位置調整ができて
も、もう一方の光ビームに対しては、レーザチップ間の
距離に対応した距離だけ検出器上の受光位置がずれてし
まうため、正常なサーボ信号を検出することができな
い。

【００１３】本発明は、かかる課題に鑑みてなされたも
のであり、異なる波長の光ビームを用いて記録再生する
異なる規格の光ディスクに対応でき、特に、単一のパッ
ケージ内に２つの異なる波長の発光素子（たとえば、半
導体レーザ素子）を搭載した２波長複合発光チップ（た
とえば、２波長複合半導体レーザダイオード）を用いた
光ピックアップを提供し、かつ、本発明にかかる光ピッ
クアップが、光軸ずれに基づくコマ収差の補正を不要と
するために、第１および第２の発光素子（たとえば、半
導体レーザ素子）の発光点間の間隔を非常に狭くし、か
つ、双方に共通の受光素子を用いる場合であっても、各
発光素子（たとえば、半導体レーザ素子）からのそれぞ
れの光ビームの戻り光に対して正常なサーボ信号を検出
することができる手段を備えているものである。したが
って、２つの光ビームの戻り光に対しても１つの受光素
子を共通に使用でき、かつ、光軸ずれに基づくコマ収差
補正用の部品も不要となるため、部品点数を削減した経
済的な、かつ、小型化された光ピックアップや情報記録
再生装置を実現することができる。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の光ピックアップは、以下のごとき手段から
なっている。第１の解決手段は、第１または第２の発光
素子からそれぞれ発生される互いに波長が異なる第１ま
たは第２の光ビームを第１または第２の情報記録媒体に
集光させて、前記第１または第２の情報記録媒体からの
前記第１または第２の光ビームの戻り光を複数個の受光
部からなる共通の受光素子で検出することにより、前記
第１または第２の情報記録媒体の情報の記録再生を行う
光ピックアップにおいて、前記戻り光が前記第１，第２
の光ビームのいずれの戻り光であるかに基づいて、複数
個からなる前記受光部の各出力信号の演算方法を変更さ
せて、サーボ信号を生成させることを特徴としたもので
ある。

【００１５】第２の解決手段は、第１の解決手段におい
て、前記サーボ信号が、非点収差法を用いたフォーカス
誤差信号であることを特徴としたものである。

【００１６】第３の解決手段は、第１の解決手段におい
て、前記サーボ信号が、スポットサイズ法を用いたフォ
ーカス誤差信号であることを特徴としたものである。

【００１７】第４の解決手段は、第１の解決手段におい
て、前記第１の発光素子の発光点と前記第２の発光素子
の発光点との間隔が、数μｍから１００μｍまでの距離
で近接配置され、前記第１および第２の光ビームの各戻
り光が前記受光素子上で一部重なる光学配置であること
を特徴としたものである。

【００１８】第５の解決手段は、第１の解決手段におい
て、前記第１の発光素子と第２の発光素子が、６５０ｎ
ｍ帯の赤色レーザ素子、７８０ｎｍ帯または８３０ｎｍ
帯の赤外レーザ素子あるいは４００ｎｍ帯の青色レーザ
素子のうちの任意の２つの組合せであることを特徴とし
たものである。

【００１９】第６の解決手段は、第１または第２の発光
素子からそれぞれ発生される互いに波長が異なる第１ま
たは第２の光ビームを第１または第２の情報記録媒体に
集光させて、前記第１または第２の情報記録媒体からの
前記第１または第２の光ビームの戻り光を複数個の受光
部からなる共通の受光素子で検出することにより、前記
第１または第２の情報記録媒体の情報の記録再生を行う
光ピックアップにおいて、サーボ信号の演算の際、前記
第１の光ビームの戻り光と前記第２の光ビームの戻り光
とでは、前記受光素子上における各戻り光の集光位置が
異なることを利用して、前記サーボ信号の演算部への前
記受光部の各出力信号のうち、一部の出力信号の極性の
切替が行われる切替え受光部を前記受光素子に備えてい
ることを特徴としたものである。

【００２０】第７の解決手段は、第６の解決手段におい
て、前記切替え受光部の大きさが、前記受光素子上にお
いて、前記第１の光ビームの戻り光の集光位置と前記第
２の光ビームの戻り光の集光位置との間隔にほぼ一致し
ていることを特徴としたものである。

【００２１】第８の解決手段は、第１または第６の解決
手段において、前記第１の発光素子の発光点の位置と、
前記第２の発光素子の発光点の位置とが、前記第１の発
光素子の光ビームの光軸と直交する面上の任意の方向に
ずれていることを特徴としたものである。

【００２２】第９の解決手段は、解決手段１乃至８のい
ずれかの解決手段の光ピックアップを有することを特徴
としたものである。

【００２３】第１０の解決手段は、第１の波長と第２の
波長の２種類の光ビームを、それぞれ第１の情報記録媒
体と第２の情報記録媒体とに集光させて、情報の記録再
生を行う情報記録再生方法において、前記第１の波長の
光ビームを発生させる発光点と前記第２の波長の光ビー
ムを発生させる発光点とを近接させて配置し、前記第１
の波長と第２の波長の光ビームの戻り光を検出する共通
の受光素子を複数の受光部に分割し、前記戻り光が前記
第１の波長、第２の波長いずれの光ビームの戻り光であ
るかにより、複数個からなる前記受光部の各出力信号の
演算方法を変更させて、サーボ信号を生成させることを
特徴としたものである。

【００２４】

【発明の実施の形態】本発明の光ピックアップの実施例
について図を用いて詳細に説明する。なお、従来例の図
１９および２０で示した構成要素と同じ構成要素は以下
の図においても同一の符号で示している。

【００２５】（実施例１）本発明の光ピックアップにお
ける第１の実施例の光学系の概略構成図を図１に示す。
図１に示すごとく、本発明の第１の実施例における光ピ
ックアップは、６５０ｎｍ帯で発振する第１の発光素子
である半導体レーザ素子１Ａと、７８０ｎｍ帯で発振す
る第２の発光素子である半導体レーザ素子１Ｂとが、１
つのパッケージ内に近接配置された２波長複合発光チッ
プである２波長複合半導体レーザチップ２を光源として
いる。該２波長複合半導体レーザチップ２のチップの構
造としては、図３（Ａ）に示すように、ＧａＡｓ基板上
に形成された７８０ｎｍ帯のレーザ素子の上面に、さら
に、６５０ｎｍ帯のレーザ素子を直接形成したモノリシ
ックタイプの１チップ２波長複合半導体レーザや、図３
（Ｂ）に示すように、７８０ｎｍ帯のレーザチップ１Ｂ
と６５０ｎｍ帯のレーザチップとの双方の発光面側を接
着したハイブリッド型２チップ２波長複合半導体レーザ
などがあげられる。前記の従来例として図１９に示した
２波長複合レーザダイオードの場合、２つのレーザチッ
プ間の発光点間隔は、各チップにおいて、発光点を中心
からずらして片側に寄せて、２つの発光点同士を近づけ
たとしても１００μｍ程度は離れてしまい、通常の単体
チップを用いると２００μｍ程度は離れてしまう。

【００２６】逆に、従来例においては、検出器の受光素
子を別々に分離して設置する必要があるため、通常の検
出器の形状から判断すると、２つのレーザチップ間の間
隔を最低でも１００μｍ以上は離す必要がある。一方、
図３（Ａ）や（Ｂ）に示すレーザ素子では、２つの発光
点の間隔を数μｍから２０μｍ程度と非常に小さくする
ことができる。本実施例の２波長複合半導体レーザチッ
プにおいては、２つの発光点間隔がラジアル方向に数μ
ｍから２０μｍ程度離れている２波長半導体レーザチッ
プを用いている。ただし、２０μｍ程度以上に離れてい
る場合であっても、検出器１４上で２つの光ビームを完
全には分離できない１００μｍ程度まで離したとして
も、本実施例を十分に適用することができる。

【００２７】次に、本光ピックアップの光学系について
詳細に説明する。光ディスクの基板厚さが０.６ｍｍの
ＤＶＤを再生する場合には、第１の半導体レーザ素子１
Ａから発生した第１の光ビーム２０は、グレーティング
３を透過して、コリメータレンズ４で平行光にされ、ビ
ームスプリッタ５および波長選択アパーチャ６を透過し
た後、対物レンズ７で光ディスク８Ａの情報記録面に集
光される。該光ビームの戻り光２０は対物レンズ７およ
び波長選択アパーチャ６を透過して、ビームスプリッタ
５で検出器１４の方へ反射される。そして、集光レンズ
９とシリンドリカルレンズ１０を経由して検出器１４に
集光される。

【００２８】一方、光ディスクの基板厚さが１.２ｍｍ
のＣＤを再生する場合には、第２の半導体レーザ素子１
Ｂから発生した第２の光ビーム２１が、グレーティング
３で３ビームに分割され、コリメータレンズ４で平行光
にされ、ビームスプリッタ５を透過して、波長選択アパ
ーチャ６で開口制限が加えられた後、対物レンズ７で光
ディスク８Ｂの情報記録面に集光される。該光ビームの
戻り光２１も、前述の光ビームの戻り光２０の場合と同
様に、対物レンズ７，波長選択アパーチャ６を透過した
後、ビームスプリッタ５で反射され、集光レンズ９とシ
リンドリカルレンズ１０を経由して検出器１４に集光さ
れる。

【００２９】ここで、３ビーム用のグレーティング３
は、たとえば、石英ガラスを用いた場合（すなわち、波
長６５０ｎｍの光ビームの屈折率ｎ＝１.４５７，波長
７８０ｎｍの光ビームの屈折率ｎ＝１.４５４の石英ガ
ラスの場合）、溝の深さを１.４μｍにすることによ
り、波長７８０ｎｍの光に対しては、メインビーム（す
なわち、０次透過率）７２％、サブビーム（すなわち、
±１次回折効率）１２％となり、サブビーム：メインビ
ーム：サブビーム＝１：６：１の光量比となる３ビーム
の光が出力される。また、一方の６５０ｎｍの光に対し
ては、回折効率はほぼ０％であり、サブビームはほとん
ど生ぜず、メインビームだけがほとんど影響を受けず
に、透過してしまう。

【００３０】また、波長選択アパーチャ６は、波長選択
膜により構成され、たとえば、６５０ｎｍの光に対して
は透過するが、７８０ｎｍの光に対しては、対物レンズ
７の開口数ＮＡが０.４５になるように開口制限され
る。

【００３１】また、対物レンズ７は、基本的には、波長
６５０ｎｍ、開口数ＮＡ０.６の光に対して、光ディス
クの基板厚さが０.６ｍｍで球面収差が十分小さくなる
ような非球面形状になっているが、波長７８０ｎｍの光
に対しては収差の大きい開口数ＮＡ０.４５付近の領域
の光線に対してだけ、基板厚さ１.２ｍｍの光ディスク
に対して集光されるよう一部の形状を補正している。し
たがって、２つの異なる波長の光ビームを発生するレー
ザチップからの光に対して十分球面収差が小さくなるよ
うに構成することができる。

【００３２】次に、検出器１４のフォトディテクタ形状
とフォトディテクタの出力信号の検出方法について説明
する。図２は第１の実施例のフォトディテクタの形状を
示す図である。フォトディテクタは、図２に示すよう
に、６分割フォトディテクタ３４とその両側にフォトデ
ィテクタ３５および３６とを備えている。フォトディテ
クタ３４は、光ディスクの半径方向すなわちラジアル方
向（図２のＹ方向）に相当する方向の分割線３４ｌと、
接線方向すなわちタンジェンシャル方向（図２のＸ方
向）に相当する方向の分割線３４ｍおよび３４ｎとによ
り、３４Ａから３４Ｆの６個の受光部に分割されてい
る。以下、各受光部３４Ａ〜３４Ｆからの出力をそれぞ
れＳ３４Ａ〜Ｓ３４Ｆと記す。

【００３３】ＤＶＤを再生する場合に、第１の半導体レ
ーザ素子１Ａからの第１の光ビームの戻り光２０の中心
が、図２の実線の円マークで示すごとく、分割線３４ｌ
と３４ｎとの交点３４Ｐに一致するように、検出器１４
の位置の調整が行われる。すなわち、図４（Ａ）に示す
ごとく、対物レンズ７の集光ビームが光ディスク８Ａの
情報記録面にジャストフォーカスされている場合には、
戻り光２０が交点３４Ｐを中心とする円形ビームになる
ように調整することにより、対物レンズ７が光ディスク
８Ａから遠ざかった位置にある場合、図４（Ｂ）のよう
に、戻り光２０は分割線３４ｌに対して＋４５°方向に
傾斜した楕円ビームとなり、逆に、対物レンズ７が光デ
ィスク８Ａに近づいた位置になった場合、図４（Ｃ）の
ように、分割線３４ｌに対して−４５°方向に傾斜した
楕円ビームになる。

【００３４】よって、ＤＶＤ再生時におけるフォーカス
誤差信号ＦＥＳ_(DVD)は既知の非点収差法を用いて、次
の式（１）ＦＥＳ_(DVD)＝（Ｓ３４Ａ＋Ｓ３４Ｅ＋Ｓ３４Ｃ）−（Ｓ３４Ｂ＋Ｓ３４Ｆ＋Ｓ３４Ｄ）（１）により検出される。また、ＤＶＤ再生時におけるトラッ
キング誤差信号ＴＥＳ_(D _VD)は位相差法（ＤＰＤ法）を
用いて、（Ｓ３４Ａ＋Ｓ３４Ｅ＋Ｓ３４Ｃ）と（Ｓ３４
Ｂ＋Ｓ３４Ｆ＋Ｓ３４Ｄ）との位相の差から検出され
る。一方、ＤＶＤの再生時におけるデータ検出信号ＤＳ
_(DVD)は、（Ｓ３４Ａ＋Ｓ３４Ｂ＋Ｓ３４Ｃ＋Ｓ３４Ｄ
＋Ｓ３４Ｅ＋Ｓ３４Ｆ）として検出される。

【００３５】次に、ＣＤを再生する場合について説明す
る。前述のごとく、第２の半導体レーザ素子１Ｂの発光
点が第１の半導体レーザ素子１Ａの発光点から光ディス
クのラジアル方向に相当する方向（Ｙ方向）にわずかに
ずれているので、図２の破線の円マークで示すように、
第２の半導体レーザ素子１Ｂからの第２の光ビームの戻
り光２１のメインビームの中心はフォトディテクタ３４
上では分割線３４ｍの方向に距離ｔだけずれて入射す
る。一方、戻り光２１の各サブビームはそれぞれ光ディ
スクのタンジェンシャル方向に配設されているフォトデ
ィテクタ３５および３６に入射する。

【００３６】一般に、非点収差法においては、戻り光２
１のメインビームの中心がフォトディテクタ３４上の分
割線３４ｌと３４ｎとの交点３４Ｐからシフトしている
場合、該戻り光２１におけるフォーカス誤差信号ＦＥＳ
とデフォーカス量との関係を示すＳ字形のＦＥＳカーブ
が、図５（Ａ）のごとき正常な曲線に対して、図５
（Ｂ）に示すように感度，振幅や線形性が正常なＳ字形
カーブから変化してしまい、正常なフォーカス誤差信号
ＦＥＳを検出することができなくなる。また、フォーカ
ス誤差信号ＦＥＳに光ディスクの情報記録面にあるピッ
トや溝の回折パターンの影響が現れ、ノイズ成分を発生
させる。

【００３７】そこで、本発明においては、図２に示すよ
うに、前記発光点のずれによりフォトディテクタ３４上
で戻り光２１のメインビームの中心が戻り光２０の中心
３４Ｐから３４Ｑの位置までシフトしている量をｔとし
た場合、該シフト量ｔに相当する大きさすなわち幅のフ
ォトディテクタ領域として受光部３４Ｅと３４Ｆとを設
けることとし、フォーカス誤差信号ＦＥＳの演算におい
て、該受光部３４Ｅと３４Ｆの出力Ｓ３４ＥとＳ３４Ｆ
の符号を戻り光２０の場合と異なる符号に切り替えて演
算を行わしめれば、正常なＦＥＳカーブを検出すること
ができる。ここで、戻り光２１の中心は、分割線３４ｌ
と３４ｍとの交点３４Ｑに一致する状態にある。

【００３８】また、第２の半導体レーザ素子１Ｂの発光
点の光軸方向位置は第１の半導体レーザ素子１Ａの発光
点とほぼ同じであるので、対物レンズ７の集光ビームが
光ディスク８Ｂの情報記録面にジャストフォーカスされ
ている場合には、戻り光２１の各ビームは、図６（Ａ）
に示すごとく、円形ビームになり、対物レンズ７が光デ
ィスク８Ｂから遠ざかった位置になった場合、図６
（Ｂ）のように、分割線３４ｌに対して＋４５°方向に
傾斜した楕円ビームになり、逆に、対物レンズ７が光デ
ィスク８Ｂに近づいた位置になった場合、図６（Ｃ）の
ように、分割線３４ｌに対して−４５°方向に傾斜した
楕円ビームになる。

【００３９】よって、ＣＤ再生時におけるフォーカス誤
差信号ＦＥＳ_(CD)は、既知の非点収差法を用いて、次の
式（２）ＦＥＳ_(CD)＝（Ｓ３４Ａ＋Ｓ３４Ｆ＋Ｓ３４Ｃ）−（Ｓ３４Ｂ＋Ｓ３４Ｅ＋Ｓ３４Ｄ）（２）により検出することができる。なお、本実施例において
は、ＣＤ再生時におけるトラッキング誤差信号ＴＥＳ
_(CD)は、３ビーム法により、フォトディテクタ３５と３
６の出力Ｓ３５とＳ３６を用いて、（Ｓ３５−Ｓ３６）
として検出される。また、ＣＤ再生時におけるデータ検
出信号ＤＳ_(CD)は、ＤＶＤ再生時と同様、（Ｓ３４Ａ＋
Ｓ３４Ｂ＋Ｓ３４Ｃ＋Ｓ３４Ｄ＋Ｓ３４Ｅ＋Ｓ３４Ｆ）
として検出される。

【００４０】演算切替領域である受光部３４Ｅと３４Ｆ
とを含む６分割フォトディテクタ３４について、各受光
部の出力Ｓ３４Ａ〜Ｓ３４Ｆからフォーカス誤差信号Ｆ
ＥＳを生成する演算回路を模式的に図７に示している。
すなわち、第１の半導体レーザ素子１Ａを発光させるＤ
ＶＤ再生時の場合には、図７（Ａ）のように、受光部３
４Ｅと３４Ｆの各出力を電気回路系においてスイッチ５
０，５１によりＤＶＤ側に切り替えて、受光部３４Ｅと
３４Ｆの各出力を、それぞれ受光部３４Ａ，３４Ｃと３
４Ｂ，３４Ｄの出力と同一の符号側に切り替えさせるこ
とにより、前記式（１）の演算を行なわしめ、一方、第
２の半導体レーザ素子１Ｂを発光させるＣＤ再生時の場
合には、図７（Ｂ）のように、受光部３４Ｅと３４Ｆの
出力を、スイッチ５０，５１によりＣＤ側に切り替え
て、逆に、受光部３４Ｅと３４Ｆの各出力を、それぞれ
受光部３４Ｂ，３４Ｄと３４Ａ，３４Ｃの出力と同一の
符号側に切り替えさせることにより、前記式（２）の演
算を行わしめて、フォーカス誤差信号ＦＥＳを生成す
る。

【００４１】かくのごとく、２つの半導体レーザ素子１
Ａ，１Ｂの発光点が非常に近接した２波長複合半導体レ
ーザチップ２を用いた光ピックアップにおいて、検出器
１４上で２つの戻り光２０，２１を完全に分離できない
場合であっても、フォーカス誤差信号ＦＥＳ演算におい
て、フォトディテクタの一部の受光部出力の極性を切り
替えさせる演算切替領域を設けた多分割受光素子を用
い、かつ、いずれの半導体レーザ素子１Ａ，１Ｂを発光
させるかによって前記演算切替領域すなわち一部の受光
部の出力を切り替えさせることにより、共通の検出器１
４を用いても正常なサーボ信号を検出させることがで
き、さらに、正常なデータ検出信号を得ることができ
る。

【００４２】上記の第１の実施例においては、半導体レ
ーザ素子１Ａ，１Ｂの２つの発光点位置が光ディスクの
ラジアル方向に数μｍから２０μｍ程度離れている２波
長複合半導体レーザチップを用いる場合を示した。しか
し、これに限るものではなく、光ピックアップの構造に
より、発光点位置を光ディスクのタンジェンシャル方向
にわずかに離す場合においては、図８のフォトディテク
タの形状に示すように、検出器１４上で戻り光２１が戻
り光２０からシフトするタンジェンシャル方向に、シフ
ト量ｔに相当する幅の受光部３４Ｅ，３４Ｆを各出力の
極性を切り替えさせる前記演算切替領域として設けるこ
とにすればよい。

【００４３】（実施例２）次に、図９から図１２を用い
て、本発明の第２の実施例について説明する。第２の実
施例で示す光ピックアップは、基本的には、第１の実施
例の場合と同じであるが、検出器１４と２波長複合発光
チップである２波長複合半導体レーザチップ２の構造が
異なる。すなわち、第１の実施例においては、２波長複
合半導体レーザチップ２の２つの発光点位置がラジアル
方向またはタンジェンシャル方向の一方向にのみずれて
いるものを想定していたが、図３（Ａ）に示すようなモ
ノリシックタイプにおいては、発光点位置が、ラジアル
方向にもタンジェンシャル方向にも双方の方向にずらせ
て形成される場合がある。本実施例においては、発光点
がラジアル方向にもタンジェンシャル方向にもわずかに
離れている２波長複合半導体レーザチップを用いた場合
においてもサーボ信号を正常に検出できる光ピックアッ
プの実施例を示すものである。

【００４４】光ピックアップの光学系の構成は第１の実
施例において説明した図１と全く同じであるので、説明
は省略する。以下には、第１の実施例の場合と構造が異
なる検出器１４のフォトディテクタ形状とフォトディテ
クタの出力信号の検出方法について説明する。

【００４５】図９は第２の実施例のフォトディテクタの
形状を示す図である。フォトディテクタは、図９に示す
ように、９分割フォトディテクタ３７とその両側にフォ
トディテクタ３８および３９とを備えている。フォトデ
ィテクタ３７は、光ディスクのラジアル方向（図９のＹ
方向）に相当する方向の分割線３７ｌおよび３７ｏ、さ
らに、タンジェンシャル方向（図９のＸ方向）に相当す
る方向の分割線３７ｍおよび３７ｎによって、３７Ａか
ら３７Ｉまでの９個の受光部に分割されている。以下、
各受光部３７Ａ〜３７Ｉからの出力を、それぞれＳ３７
Ａ〜Ｓ３７Ｉと記す。

【００４６】ＤＶＤを再生する場合に、第１の半導体レ
ーザ素子１Ａからの第１の光ビームの戻り光２０の中心
は、図９の実線の円マークで示すごとく、３７ｌと３７
ｎとの交点３７Ｐに一致するように、検出器１４の位置
の調整が行われる。すなわち、図１０（Ａ）に示すごと
く、対物レンズ７の集光ビームが光ディスク８Ａの情報
記録面にジャストフォーカスされている場合には、戻り
光２０が交点３７Ｐを中心とする円形ビームになるよう
に調整することにより、対物レンズ７が光ディスク８Ａ
から遠ざかった位置にある場合、図１０（Ｂ）のよう
に、戻り光２０は分割線３７ｌに対して＋４５°方向に
傾斜した楕円ビームとなり、逆に、対物レンズ７が光デ
ィスク８Ａに近づいた位置になった場合、図１０（Ｃ）
のように、分割線３７ｌに対して−４５°方向に傾斜し
た楕円ビームになる。

【００４７】よって、ＤＶＤ再生時におけるフォーカス
誤差信号ＦＥＳ_(DVD)は、既知の非点収差法を用いて、
次の式（３）ＦＥＳ_(DVD)＝（Ｓ３７Ａ＋Ｓ３７Ｅ＋Ｓ３７Ｇ＋Ｓ３７Ｉ＋Ｓ３７Ｃ）−（Ｓ３７Ｂ＋Ｓ３７Ｆ＋Ｓ３７Ｈ＋Ｓ３７Ｄ）（３）により検出される。また、ＤＶＤ再生時におけるトラッ
キング誤差信号ＴＥＳ_(D _VD)は位相差法（ＤＶＤ法）を
用いて、（Ｓ３７Ａ＋Ｓ３７Ｅ＋Ｓ３７Ｇ＋Ｓ３７Ｉ＋
Ｓ３７Ｃ）と（Ｓ３７Ｂ＋Ｓ３７Ｆ＋Ｓ３７Ｈ＋Ｓ３７
Ｄ）との位相の差から検出される。また、ＤＶＤ再生時
におけるデータ検出信号ＤＳ_(DVD)は、（Ｓ３７Ａ＋Ｓ
３７Ｂ＋Ｓ３７Ｃ＋Ｓ３７Ｄ＋Ｓ３７Ｅ＋Ｓ３７Ｆ＋Ｓ
３７Ｇ＋Ｓ３７Ｈ＋Ｓ３７Ｉ）として検出される。

【００４８】次に、ＣＤを再生する場合について説明す
る。前述のごとく、第２の半導体レーザ素子１Ｂの発光
点が第１の半導体レーザ１Ａの発光点から光ディスクの
ラジアル方向およびタンジェンシャル方向（Ｙ方向およ
びＸ方向）に相当する双方の方向にわずかずつずれてい
るので、図９の破線の円マークで示すごとく、第２の半
導体レーザ素子１Ｂからの第２の光ビームの戻り光２１
のメインビームの中心はフォトディテクタ３７上では分
割線３７ｍの方向に距離ｓおよび分割線３７ｏの方向に
距離ｔだけずれて入射する。したがって、前述の第１の
実施例の場合と同様に、このままでは、正しくサーボ信
号を検出することができない。なお、戻り光２１の各サ
ブビームはそれぞれ光ディスクのタンジェンシャル方向
に配設されているフォトディテクタ３８および３９に入
射する。

【００４９】そこで、本発明においては、図９に示すよ
うに、前記発光点のずれによりフォトディテクタ３７上
で戻り光２１のメインビームの中心が戻り光２０の中心
３７Ｐから３７Ｑの位置までシフトしている量をｓ（ラ
ジアル方向）およびｔ（タンジェンシャル方向）とした
場合、該シフト量ｓおよびｔに相当する大きさすなわち
幅のフォトディテクタ領域として、受光部３７Ｆ，３７
Ｅ，３７Ｉおよび３７Ｇ，３７Ｈ，３７Ｉとを設けるこ
ととし、フォーカス誤差信号ＦＥＳの演算において、受
光部３７Ｅ，３７Ｆ，３７Ｇおよび３７Ｈの出力Ｓ３７
Ｅ，Ｓ３７Ｆ，Ｓ３７ＧおよびＳ３７Ｈの符号を戻り光
２０の場合と異なる符号に切り替えて演算を行わしめれ
ば、正常なＦＥＳカーブを検出することができる。ここ
で、戻り光２１の中心は分割線３７ｍと３７ｏとの交点
３７Ｑに一致する状態にある。

【００５０】また、第２の半導体レーザ素子１Ｂの発光
点の光軸方向位置は第１の半導体レーザ素子１Ａの発光
点とほぼ同じであるので、対物レンズ７の集光ビームが
光ディスク８Ｂの情報記録面にジャストフォーカスされ
ている場合には、戻り光２１の各ビームは、図１１
（Ａ）に示すごとく、円形ビームになり、対物レンズ７
が光ディスク８Ｂから遠ざかった位置になった場合、図
１１（Ｂ）のように、分割線３７ｏに対して＋４５°方
向に傾斜した楕円ビームになり、逆に、対物レンズ７が
光ディスク８Ｂに近づいた位置になった場合、図１１
（Ｃ）のように、分割線３７ｏに対して−４５°方向に
傾斜した楕円ビームになる。

【００５１】よって、ＣＤ再生時におけるフォーカス誤
差信号ＦＥＳ_(CD)は既知の非点収差法を用いて、次の式
（４）ＦＥＳ_(CD)＝（Ｓ３７Ａ＋Ｓ３７Ｆ＋Ｓ３７Ｉ＋Ｓ３７Ｈ＋Ｓ３７Ｃ）−（Ｓ３７Ｂ＋Ｓ３７Ｇ＋Ｓ３７Ｅ＋Ｓ３７Ｄ）（４）により検出することができる。なお、受光部３７Ｉの出
力Ｓ３７Ｉは該フォーカス誤差信号ＦＥＳ_(CD)の演算に
おいては、常に受光部３７Ａ，３７Ｃの出力Ｓ３７Ａ，
Ｓ３７Ｃと同じ極性となるので、切り替える必要はな
く、常にＳ３７ＡまたはＳ３７Ｃに加えることになる。
また、ＣＤ再生時におけるトラッキング誤差信号ＴＥＳ
_(CD)は、３ビーム法により、フォトディテクタ３８と３
９の出力Ｓ３８とＳ３９とを用いて、（Ｓ３８−Ｓ３
９）として検出される。また、ＣＤ再生時におけるデー
タ検出信号ＤＳ_(CD)は、ＤＶＤ再生時と同様、（Ｓ３７
Ａ＋Ｓ３７Ｂ＋Ｓ３７Ｃ＋Ｓ３７Ｄ＋Ｓ３７Ｅ＋Ｓ３７
Ｆ＋Ｓ３７Ｇ＋Ｓ３７Ｈ＋Ｓ３７Ｉ）として検出され
る。

【００５２】演算切替領域である受光部３７Ｅ，３７
Ｆ，３７Ｇおよび３７Ｈを含む９分割ディテクタについ
て、各受光部の出力Ｓ３７Ａ〜Ｓ３７Ｉからフォーカス
誤差信号ＦＥＳを生成する演算回路を模式的に図１２に
示している。すなわち、第１の半導体レーザ素子１Ａを
発光させるＤＶＤ再生時の場合には、図１２（Ａ）のよ
うに、受光部３７Ｅ，３７Ｆ，３７Ｇおよび３７Ｈの出
力を電気回路系においてスイッチ５２，５３によりＤＶ
Ｄ側に切り替えて、受光部３７Ｅ，３７Ｇの出力を３７
Ａ，３７Ｃの出力と、また、受光部３７Ｆ，３７Ｈの出
力を受光部３７Ｂ，３７Ｄの出力とそれぞれ同一の符号
側に切り替えさせることにより、前記式（３）の演算を
行わしめ、一方、第２の半導体レーザ素子１Ｂを発光さ
せるＣＤ再生時の場合には、図１２（Ｂ）のように、受
光部３７Ｅ，３７Ｆ，３７Ｇ，３７Ｈの出力を電気回路
系においてスイッチ５２，５３によりＣＤ側に切り替え
て、受光部３７Ｅ，３７Ｇの出力を受光部３７Ｂ，３７
Ｄの出力と、また、受光部３７Ｆ，３７Ｈの出力を３７
Ａ，３７Ｃの出力とそれぞれ同一の符号側に切り替えさ
せることにより、前記式（４）の演算を行わしめて、フ
ォーカス誤差信号ＦＥＳを生成する。

【００５３】かくのごとく、２つの半導体レーザ素子１
Ａ，１Ｂの発光点が非常に近接した２波長複合半導体レ
ーザチップ２を用いた光ピックアップにおいて、検出器
１４上でラジアルおよびタンジェンシャル方向の双方に
２つの戻り光２０，２１の検出ビームの位置がずれるよ
うな構成で、かつ、２つの検出ビームを完全に分離でき
ない場合であっても、フォーカス誤差信号ＦＥＳ演算に
おいて、フォトディテクタの一部の受光部出力の極性を
切り替えさせる演算切替領域をラジアルおよびタンジェ
ンシャルの各方向に設けた多分割受光素子を用い、か
つ、いずれの半導体レーザ素子１Ａ，１Ｂを発光させる
かによって前記演算切替領域すなわち一部の受光部の出
力を切り替えさせることにより、共通の検出器１４を用
いても正常なサーボ信号を検出させることができ、さら
に、正常なデータ検出信号を得ることができる。

【００５４】（実施例３）次に、図１３から図１７を用
いて、本発明の第３の実施例について説明する。本実施
例は、スポットサイズ法を用いたフォーカス誤差信号Ｆ
ＥＳ検出においても、正常なサーボ信号の検出ができる
光ピックアップの構成を示すものである。図１３は本発
明の光ピックアップにおける第３の実施例の光学系の概
略構成を示す図であり、第１および第２の実施例の場合
と同様、６５０ｎｍ帯で発振する第１の発光素子である
半導体レーザ素子１Ａと、７８０ｎｍ帯で発振する第２
の発光素子である半導体レーザ素子１Ｂとが、１つのパ
ッケージ内に近接配置された２波長複合発光チップであ
る２波長複合半導体レーザチップ２を光源としている。
また、第１の半導体レーザ素子１Ａと、第２の半導体レ
ーザ素子１Ｂの２つの発光点の位置は実施例２の場合と
同様、ラジアル方向およびタンジェンシャル方向の双方
の方向にわずかずつ離れている。

【００５５】次に、本光ピックアップの光学系について
説明する。光ディスクの基板厚さが０.６ｍｍのＤＶＤ
を再生する場合には、第１の半導体レーザ素子１Ａから
発生した第１の光ビーム２２は、グレーティング３およ
び第１のビームスプリッタ５ａを透過して、コリメータ
レンズ４で平行光にされ、波長選択アパーチャ６を透過
した後、対物レンズ７で光ディスク８Ａの情報記録面に
集光される。該第１の光ビームの戻り光２２は、対物レ
ンズ７、波長選択アパーチャ６およびコリメータレンズ
４を透過して、第１のビームスプリッタ５ａで反射され
る。該反射光は第２のビームスプリッタ１５で２つのビ
ームに分割され、検出器１６に集光される。

【００５６】一方、光ディスクの基板厚さが１.２ｍｍ
のＣＤを再生する場合には、第２の半導体レーザ素子１
Ｂから発生した第２の光ビーム２３が、グレーティング
３で３ビームに分割され、第１のビームスプリッタ５ａ
を透過して、コリメータレンズ４で平行光にされ、波長
選択アパーチャ６で開口制限が加えられた後、対物レン
ズ７で光ディスク８Ｂの情報記録面に集光される。該第
２の光ビームの戻り光２３は対物レンズ７、波長選択ア
パーチャ６およびコリメータレンズ４を透過して、第１
のビームスプリッタ５ａで反射され、第２のビームスプ
リッタ１５で、さらに、ラジアル方向（図１３のＹ方
向）に２つのビームに分割され、検出器１６に集光され
る。ここで、３ビーム用のグレーティング３、波長選択
アパーチャ６および対物レンズ７は、実施例１の場合と
同様の構造である。

【００５７】次に、第２のビームスプリッタ１５と検出
器１６のフォトディテクタ形状およびフォトディテクタ
の出力信号の検出方法について説明する。まず、フォト
ディテクタの形状を説明する。図１４は第３の実施例の
フォトディテクタの形状を示す図である。フォトディテ
クタは、図１４に示すように、５分割フォトディテクタ
４１，１０分割フォトディテクタ４０と該フォトディテ
クタ４０の両側にフォトディテクタ４２および４３とを
備えている。フォトディテクタ４０は、光ディスクのラ
ジアル方向（図１４のＹ方向）に相当する方向の分割線
４０１，４０ｍ、４０ｎおよび４０ｏと、タンジェンシ
ャル方向（図１４のＸ方向）に相当する方向の分割線４
０ｐとにより４０Ａから４０Ｊまでの１０個の受光部に
分割されている。以下、各受光部４０Ａ〜４０Ｊからの
出力をＳ４０Ａ〜Ｓ４０Ｊと記す。また、フォトディテ
クタ４１は光ディスクのラジアル方向（図１４のＹ方
向）に相当する方向の分割線４１ｌ，４１ｍ，４１ｎお
よび４１ｏにより、フォトディテクタ４０上の分割線４
０ｌ，４０ｍ，４０ｎおよび４０ｏと同じ間隔で分割さ
れ、４１Ａから４１Ｅまでの５個の受光部に分割されて
いる。以下、各受光部４１Ａ〜４１Ｅからの出力をＳ４
１Ａ〜Ｓ４１Ｅと記す。

【００５８】次に、第２のビームスプリッタ１５につい
て記す。スポットサイズ法によるＦＥＳ検出を行うため
に、第２のビームスプリッタ１５によって、集光する前
のビーム（前側焦点）と、集光してからさらに拡がった
ビーム（後側焦点）との２つのビームに分割され、それ
ぞれのビームはフォトディテクタ４０とフォトディテク
タ４１とに入射される。たとえば、ＤＶＤを再生する場
合には、第１の半導体レーザ素子１Ａからの第１の光ビ
ームの戻り光２２のうち前側焦点のビームの中心は、図
１４の実線の円マークで示すごとく、フォトディテクタ
４０上の分割線４０ｍと４０ｐとの交点４０Ｐに一致す
るように、検出器１６の位置の調整が行われる。該調整
により、分割されたもう一方のビームすなわち後側焦点
のビームの中心位置は、フォトディテクタ４１上の分割
線４１ｍ上にある状態になる。

【００５９】図１５（Ａ）に示すごとく、対物レンズ７
の集光ビームが光ディスク８Ａの情報記録面にジャスト
フォーカスされている場合には、フォトディテクタ４０
および４１とにそれぞれ集光される戻り光２２の各検出
ビームのスポットサイズがほぼ同じ大きさの円形ビーム
になるように調整することにより、対物レンズ７が光デ
ィスク８Ａから遠ざかった位置にある場合、図１５
（Ｂ）のように、フォトディテクタ４０側の検出ビーム
のスポットサイズがジャストフォーカス時よりも小さく
なり、逆に、フォトディテクタ４１側の検出ビームのス
ポットサイズは大きくなる。また、対物レンズ７が光デ
ィスク８Ａに近づいた位置になった場合、図１５（Ｃ）
のように、検出ビームのスポットサイズの大きさは逆転
する。

【００６０】よって、ＤＶＤ再生時におけるフォーカス
誤差信号ＦＥＳ_(DVD)は、既知のスポットサイズ法を用
いて、次の式（５）ＦＥＳ_(DVD)＝（Ｓ４０Ａ＋Ｓ４０Ｂ＋Ｓ４０Ｅ＋Ｓ４０Ｆ＋Ｓ４０Ｇ＋Ｓ４０Ｊ）＋（Ｓ４１Ｃ＋Ｓ４１Ｄ）−（Ｓ４０Ｃ＋Ｓ４０Ｄ＋Ｓ４０Ｈ＋Ｓ４０Ｉ）−（Ｓ４１Ｂ＋Ｓ４１Ａ＋Ｓ４１Ｅ）（５）により検出される。また、ＤＶＤ再生時におけるトラッ
キング誤差信号ＴＥＳ_(D _VD)は位相差法（ＤＰＤ法）を
用いて、（Ｓ４０Ａ＋Ｓ４０Ｅ＋Ｓ４０Ｄ＋Ｓ４０Ｇ＋
Ｓ４０Ｈ）と（Ｓ４０Ｉ＋Ｓ４０Ｊ＋Ｓ４０Ｆ＋Ｓ４０
Ｂ＋Ｓ４０Ｃ）との位相の差から検出される。また、Ｄ
ＶＤ再生時におけるデータ検出信号ＤＳ_(D _VD)は、受光
部４０Ａ〜４０Ｊの出力の総和（Ｓ４０Ａ＋Ｓ４０Ｂ＋
…＋Ｓ４０Ｉ＋Ｓ４０Ｊ）として検出される。

【００６１】次に、ＣＤを再生する場合について説明す
る。前述のごとく、第２の半導体レーザ素子１Ｂの発光
点が第１の半導体レーザ素子１Ａの発光点から光ディス
クのラジアル方向およびタンジェンシャル方向（Ｙ方向
およびＸ方向）に相当する双方の方向にわずかずつずれ
ているので、図１４の破線の円マークで示すごとく、第
２の半導体レーザ素子１Ｂからの第２の光ビームの戻り
光２３のメインビームの中心はフォトディテクタ４０上
では分割線４０ｍと４０ｐとの交点４０Ｐからずれた位
置に入射する。スポットサイズ法によるＦＥＳ検出の場
合においては、戻り光２３のメインビームの中心が図１
４のＹ方向（ラジアル方向）にずれても影響はないが、
Ｘ方向（タンジェンシャル方向）にずれると、フォーカ
ス誤差信号ＦＥＳのＳ字形のＦＥＳカーブが変化し、正
常なサーボ信号が得られなくなる。

【００６２】したがって、Ｘ方向（タンジェンシャル方
向）に戻り光２３のメインビームの中心が分割線４０ｍ
から分割線４０ｎまでシフトする距離をｔとすると、該
シフト量ｔに相当する大きさすなわち幅のフォトディテ
クタ領域として、フォトディテクタ４０上には受光部４
０Ｅ，４０Ｊと４０Ｃ，４０Ｈおよびフォトディテクタ
４１上に受光部４１Ｅと４１Ｃを設けることとし、フォ
ーカス誤差信号ＦＥＳの演算において、受光部４０Ｅ，
４０Ｊ，４０Ｃ，４０Ｈ，４１Ｅおよび４１Ｃの出力Ｓ
４０Ｅ，Ｓ４０Ｊ，Ｓ４０Ｃ，Ｓ４０Ｈ，Ｓ４１Ｅおよ
びＳ４１Ｃの符号を戻り光２２の場合と異なる符号に切
り替えて演算を行わしめれば、正常なＦＥＳカーブを検
出することができる。

【００６３】また、第２の半導体レーザ素子１Ｂの発光
点の光軸方向位置は第１の半導体レーザ素子１Ａの発光
点とほぼ同じであるので、対物レンズ７の集光ビームが
光ディスク８Ｂの情報記録面にジャストフォーカスされ
ている場合には、フォトディテクタ４０と４１とに集光
される戻り光２３の各検出ビームとは、図１６（Ａ）に
示すように、それぞれフォトディテクタ４０の分割線４
０ｎ上とフォトディテクタ４１の４１ｎ上に中心位置が
あり、双方の検出ビームのスポットサイズがほぼ同じ大
きさの円形ビームになる。対物レンズ７が光ディスク８
Ｂから遠ざかった位置になった場合、図１６（Ｂ）のよ
うに、フォトディテクタ４０側の検出ビームのスポット
サイズがジャストフォーカス時よりも小さくなり、逆
に、フォトディテクタ４１側の検出ビームのスポットサ
イズは大きくなる。また、対物レンズ７が光ディスク８
Ｂに近づいた位置になった場合、図１６（Ｃ）のよう
に、検出ビームのスポットサイズの大きさは逆転する。

【００６４】よって、ＣＤ再生時におけるフォーカス誤
差信号ＦＥＳ_(CD)は既知のスポットサイズ法を用いて、
次の式（６）ＦＥＳ_(CD)＝（Ｓ４０Ａ＋Ｓ４０Ｂ＋Ｓ４０Ｃ＋Ｓ４０Ｆ＋Ｓ４０Ｇ＋Ｓ４０Ｈ）＋（Ｓ４１Ｄ＋Ｓ４１Ｅ）−（Ｓ４０Ｄ＋Ｓ４０Ｅ＋Ｓ４０Ｉ＋Ｓ４０Ｊ）− （Ｓ４１Ａ＋Ｓ４１Ｂ＋Ｓ４１Ｃ）（６）により検出することができる。なお、受光部４０Ｈ，４
０Ｉおよび４０Ｊは、それぞれ受光部４０Ｃ，４０Ｄお
よび４０Ｅと、電気回路的に、常に接続されているもの
とする。また、ＣＤ再生時におけるトラッキング誤差信
号ＴＥＳ_(CD)は３ビーム法により、フォトディテクタ４
２と４３の出力Ｓ４２とＳ４３とを用いて、（Ｓ４２−
Ｓ４３）として検出される。また、ＣＤ再生時における
データ検出信号ＤＳ_(CD)は、ＤＶＤ再生時と同様、受光
部４０Ａ〜４０Ｊの出力の総和（Ｓ４０Ａ＋Ｓ４０Ｂ＋
…＋Ｓ４０Ｉ＋Ｓ４０Ｊ）として検出される。

【００６５】演算切替領域である受光部４０Ｃ，４０
Ｅ，４０Ｈ，４０Ｊと４１Ｃ，４１Ｅとを含む１０分割
フォトディテクタ４０と５分割フォトディテクタ４１に
ついて、各受光部の出力Ｓ４０Ａ〜Ｓ４０ＪとＳ４１Ａ
〜Ｓ４１Ｅからフォーカス誤差信号ＦＥＳを生成する演
算回路を模式的に図１７に示している。すなわち、図１
７（Ａ）に示すように、第１の半導体レーザ素子１Ａを
発光させるＤＶＤ再生時の場合には、受光部４０Ｃ，４
０Ｈ，４０Ｅ，４０Ｊ，４１Ｃ，４１Ｅの各出力を、電
気回路系において、スイッチ５４，５５により、ＤＶＤ
側に切り替えて、受光部４０Ｅ，４０Ｊの出力を受光部
４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｆ，４０Ｇの出力と、また、受光
部４０Ｃ，４０Ｈの出力を受光部４０Ｄ，４０Ｉの出力
と、さらに、受光部４１Ｅの出力を受光部４１Ａ，４１
Ｂの出力と、また、受光部４１Ｃの出力を受光部４１Ｄ
の出力とそれぞれ同一の符号側に切り替えさせることに
より、前記式（５）の演算を行わしめ、フォーカス誤差
信号ＦＥＳを生成する。

【００６６】一方、第２の半導体レーザ素子１Ｂを発光
させるＣＤ再生時の場合には、受光部４０Ｃ，４０Ｈ，
４０Ｅ，４０Ｊ，４１Ｃ，４１Ｅの各出力を、電気回路
系において、スイッチ５４，５５により、ＣＤ側に切り
替えて、受光部４０Ｅ，４０Ｊの出力を受光部４０Ｄ，
４０Ｉの出力と、受光部４０Ｃ，４０Ｈの出力を受光部
４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｆ，４０Ｇの出力と、さらに、受
光部４１Ｅの出力を受光部４１Ｄの出力と、また、受光
部４１Ｃの出力を受光部４１Ａ，４１Ｂの出力とそれぞ
れ同一の符号側に切り替えさせることにより、前記式
（６）の演算を行わしめ、フォーカス誤差信号ＦＥＳを
生成する。

【００６７】かくのごとく、２つの半導体レーザ素子１
Ａ，１Ｂの発光点が非常に近接した２波長複合半導体レ
ーザチップ２を用いた光ピックアップにおいて、検出器
１４上でラジアルおよびタンジェンシャル方向に２つの
戻り光２２，２３の検出ビームの位置がずれるような構
成で、かつ、２つの検出ビームを完全に分離できない場
合であっても、フォーカス誤差信号ＦＥＳ演算におい
て、フォトディテクタの一部の受光部出力の極性を切り
替えさせる演算切替領域をタンジェンシャル方向にのみ
設けた多分割受光素子を用い、かつ、いずれの半導体レ
ーザ素子１Ａ，１Ｂを発光させるかによって前記演算切
替領域すなわち一部の受光部の出力を切り替えることに
より、スポットサイズ法を用いた正常なフォーカス誤差
信号ＦＥＳを検出させることができ、さらに、正常なデ
ータ検出信号を得ることができる。

【００６８】なお、上記の各実施例（実施例１〜３）に
おいては、第１の半導体レーザ素子として６５０ｎｍ帯
の赤色レーザ、第２の半導体レーザ素子として７８０ｎ
ｍ帯の赤外レーザを用いた場合の光学系を示したが、特
に、これに限る必要はなく、８３０ｎｍ帯の赤外レーザ
や４００ｎｍ帯の青色レーザを含めたいずれか２つの半
導体レーザ素子の組合わせにおいても、問題なく、本発
明による光ピックアップを適用することができる。ま
た、たとえば、ＣＤ，ＤＶＤ，ＣＤ−Ｒなどのごとく、
再生専用の低出力半導体レーザと記録再生用の高出力半
導体レーザとの組合わせにおいても、全く問題なく適用
することができる。

【００６９】次に、前述した本発明の光ピックアップを
用いた情報記録再生装置の構成の一実施例を図１８に示
す。図１８において、光ピックアップ６１は、制御回路
６４からの指示を受けた光源切替回路６８の指定した光
源（たとえば、図１における半導体レーザ素子１Ａまた
は１Ｂ）から所定の波長のレーザ光を光学系を介して放
射し、光ディスク６０Ａ（たとえば、ＤＶＤ）または光
ディスク６０Ｂ（たとえば、ＣＤ）上に集光させ、光デ
ィスク６０Ａまたは６０Ｂで反射された戻り光を、光ピ
ックアップ６１内の複数の受光部を有する検出器（たと
えば、図１における検出器１４）で検出させて、各受光
部の出力信号をＰＤ出力信号として演算回路６２に出力
するものである。

【００７０】演算回路６２は、前記ＰＤ出力信号に基づ
いて、光ディスク６０Ａまたは６０Ｂに記録されている
情報を再生するデータ検出信号、非点収差法あるいはス
ポットサイズ法により光軸方向におけるフォーカスのず
れを示すフォーカス誤り信号ＦＥＳを算出するととも
に、さらに、位相差法（ＤＶＤ法）等によりトラッキン
グ誤り信号ＴＥＳを算出して、データ検出信号を再生回
路６３に、また、ＦＥＳとＴＥＳの各信号を制御回路６
４に出力するものである。

【００７１】再生回路６３は、前記データ検出信号をイ
コライズした後、デジタル信号化し、さらに、エラー訂
正しながら復調した記号を再生信号として、外部に出力
するものである。

【００７２】制御回路６４は、演算回路６２からのＦＥ
Ｓ信号に基づいて、フォーカスサーボアクチュエータ６
６を制御して、光ピックアップ６１の対物レンズ（たと
えば、図１における対物レンズ７）を光軸方向に移動さ
せ、光ディスク６０Ａまたは６０Ｂの情報記録面上への
照射光のフォーカスを調整する。また、演算回路６２か
らのＴＥＳ信号に基づいて、トラッキングサーボアクチ
ュエータ６７を制御して、光ピックアップ６１の対物レ
ンズの位置を光ディスク６０Ａまたは６０Ｂの半径方向
に移動させ、光ディスク６０Ａまたは６０Ｂの情報記録
面上のトラックとの位置関係を調整するようトラッキン
グ制御を行うものである。

【００７３】また、制御回路６４は、入力装置６５から
の指示を受けて、光源切替回路６８を制御して、光ディ
スク６０Ａを再生する場合は半導体レーザ素子１Ａ（図
１）からレーザ光を発生させ、光ディスク６０Ｂを再生
する場合は半導体レーザ素子１Ｂ（図１）からレーザ光
を発生させるとともに、モータ６９を制御して、光ディ
スク６０Ａ，６０Ｂを所定の速度で回転させる。

【００７４】

【発明の効果】本発明に基づく光ピックアップ、情報記
録再生装置および情報記録再生方法によれば、異なる波
長の光ビームを用いて記録再生する複数の異なる規格の
光ディスクに対応でき、特に、１つのパッケージに異な
る波長の発光素子（たとえば、半導体レーザ素子）を配
設させた２波長複合発光チップ（たとえば、２波長複合
半導体レーザダイオード）を用いた光ピックアップに対
して、光軸ずれに基づくコマ収差の補正を不要とするた
めに、第１および第２の発光素子（たとえば、半導体レ
ーザ素子）の発光点間の間隔を非常に狭くし、双方に共
通の受光素子を用いる場合であっても、各発光素子（た
とえば、半導体レーザ素子）からのそれぞれの光ビーム
の戻り光に対して正常なサーボ信号を検出することがで
きる。

【００７５】したがって、２つのビームの戻り光に対し
ても１つの受光素子を共通に使用でき、かつ、光軸ずれ
に基づくコマ収差補正用の部品も不要となるので、部品
点数を削減することができる。したがって、光ピックア
ップ、情報記録再生装置を小型化，低コスト化できるだ
けでなく、確実に情報の記録あるいは再生を行うことが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の光ピックアップにおける第１の実施例
の光学系を示す概略構成図である。

【図２】本発明の光ピックアップにおける第１の実施例
のフォトディテクタの形状を示す図である。

【図３】本発明の光ピックアップにおける２波長複合半
導体レーザチップのチップ構造を示す概略図である。

【図４】本発明の光ピックアップにおける第１の実施例
におけるＤＶＤ再生時のビーム形状を示す図である。

【図５】本発明の光ピックアップにおけるフォーカス誤
差信号ＦＥＳとデフォーカス量との関係を示す図であ
る。

【図６】本発明の光ピックアップにおける第１の実施例
におけるＣＤ再生時のビーム形状を示す図である。

【図７】本発明の光ピックアップにおける第１の実施例
のフォトディテクタの受光部の出力からフォーカス誤差
信号ＦＥＳを生成する演算回路を模式的に示した図であ
る。

【図８】本発明の光ピックアップにおける第１の実施例
のうち、別の配置のフォトディテクタの形状を示す図で
ある。

【図９】本発明の光ピックアップにおける第２の実施例
のフォトディテクタの形状を示す図である。

【図１０】本発明の光ピックアップにおける第２の実施
例におけるＤＶＤ再生時のビーム形状を示す図である。

【図１１】本発明の光ピックアップにおける第２の実施
例におけるＣＤ再生時のビーム形状を示す図である。

【図１２】本発明の光ピックアップにおける第２の実施
例のフォトディテクタの受光部の出力からフォーカス誤
差信号ＦＥＳを生成する演算回路を模式的に示した図で
ある。

【図１３】本発明の光ピックアップにおける第３の実施
例の光学系を示す概略構成図である。

【図１４】本発明の光ピックアップにおける第３の実施
例のフォトディテクタの形状を示す図である。

【図１５】本発明の光ピックアップにおける第３の実施
例におけるＤＶＤ再生時のビーム形状を示す図である。

【図１６】本発明の光ピックアップにおける第３の実施
例におけるＣＤ再生時のビーム形状を示す図である。

【図１７】本発明の光ピックアップにおける第３の実施
例のフォトディテクタの受光部の出力からフォーカス誤
差信号ＦＥＳを生成する演算回路を模式的に示した図で
ある。

【図１８】本発明の光ピックアップを用いた情報記録再
生装置の構成を示すブロック図である。

【図１９】従来例の光ピックアップ光学系を示す概略構
成図である。

【図２０】従来例のフォトディテクタの形状を示す図で
ある。

【符号の説明】

１…複合レーザダイオード、１Ａ…第１のレーザチップ
（第１の半導体レーザ素子）、１Ｂ…第２のレーザチッ
プ（第２の半導体レーザ素子）、２…２波長複合半導体
レーザチップ、３…グレーティング（３ビーム用回折格
子）、４…コリメータレンズ、５…ビームスプリッタ、
５ａ…第１のビームスプリッタ、６…波長選択アパーチ
ャ、７…対物レンズ、８Ａ，８Ｂ…光ディスク、９…集
光レンズ、１０…シリンドリカルレンズ、１１…立ち上
げミラー、１２…マルチレンズ、１３…ホログラム素
子、１４…検出器、１５…第２のビームスプリッタ、１
６…検出器、２０…第１の光ビーム、２１…第２の光ビ
ーム、２２…第１の光ビーム、２３…第２の光ビーム、
３０〜４３…フォトディテクタ、５０〜５５…スイッ
チ、６０Ａ，６０Ｂ…光ディスク、６１…光ピックアッ
プ、６２…演算回路、６３…再生回路、６４…制御回
路、６５…入力装置、６６…フォーカスサーボアクチュ
エータ、６７…トラッキングサーボアクチュエータ、６
８…光源切替回路、６９…モータ。

───────────────────────────────────────────────────── 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）Ｈ０１Ｓ 5/40 Ｈ０１Ｌ 31/10 ＡＦターム(参考） 5D118 AA26 BA01 BB02 BF02 BF03 CA11 CA23 CD02 CD03 CD08 CF02 CF06 CF08 CF16 CF17 CG02 CG04 CG07 CG24 CG27 CG33 CG44 DA03 DA17 5D119 AA04 AA41 BA01 DA01 DA05 EA02 EA03 EC47 FA09 JA08 JA24 KA02 KA16 KA20 5F049 NB08 RA02 UA01 UA16 5F073 AB06 BA04 CB02 EA04

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】第１または第２の発光素子からそれぞれ
発生される互いに波長が異なる第１または第２の光ビー
ムを第１または第２の情報記録媒体に集光させて、前記
第１または第２の情報記録媒体からの前記第１または第
２の光ビームの戻り光を複数個の受光部からなる共通の
受光素子で検出することにより、前記第１または第２の
情報記録媒体の情報の記録再生を行う光ピックアップに
おいて、前記戻り光が前記第１，第２の光ビームのいず
れの戻り光であるかに基づいて、複数個からなる前記受
光部の各出力信号の演算方法を変更させて、サーボ信号
を生成させることを特徴とする光ピックアップ。
【請求項２】前記サーボ信号が、非点収差法を用いた
フォーカス誤差信号であることを特徴とする請求項１に
記載の光ピックアップ。
【請求項３】前記サーボ信号が、スポットサイズ法を
用いたフォーカス誤差信号であることを特徴とする請求
項１に記載の光ピックアップ。
【請求項４】前記第１の発光素子の発光点と前記第２
の発光素子の発光点との間隔が、数μｍから１００μｍ
までの距離で近接配置され、前記第１および第２の光ビ
ームの各戻り光が前記受光素子上で一部重なる光学配置
であることを特徴とする請求項１に記載の光ピックアッ
プ。
【請求項５】前記第１の発光素子と第２の発光素子
が、６５０ｎｍ帯の赤色レーザ素子、７８０ｎｍ帯また
は８３０ｎｍ帯の赤外レーザ素子あるいは４００ｎｍ帯
の青色レーザ素子のうちの任意の２つの組合せであるこ
とを特徴とする請求項１に記載の光ピックアップ。
【請求項６】第１または第２の発光素子からそれぞれ
発生される互いに波長が異なる第１または第２の光ビー
ムを第１または第２の情報記録媒体に集光させて、前記
第１または第２の情報記録媒体からの前記第１または第
２の光ビームの戻り光を複数個の受光部からなる共通の
受光素子で検出することにより、前記第１または第２の
情報記録媒体の情報の記録再生を行う光ピックアップに
おいて、サーボ信号の演算の際、前記第１の光ビームの
戻り光と前記第２の光ビームの戻り光とでは、前記受光
素子上における各戻り光の集光位置が異なることを利用
して、前記サーボ信号の演算部への前記受光部の各出力
信号のうち、一部の出力信号の極性の切替が行われる切
替え受光部を前記受光素子に備えていることを特徴とす
る光ピックアップ。
【請求項７】前記切替え受光部の大きさが、前記受光
素子上において、前記第１の光ビームの戻り光の集光位
置と前記第２の光ビームの戻り光の集光位置との間隔に
ほぼ一致していることを特徴とする請求項６に記載の光
ピックアップ。
【請求項８】前記第１の発光素子の発光点の位置と、
前記第２の発光素子の発光点の位置とが、前記第１の発
光素子の光ビームの光軸と直交する面上の任意の方向に
ずれていることを特徴とする請求項１または請求項６に
記載の光ピックアップ。
【請求項９】請求項１乃至８のいずれかに記載の光ピ
ックアップを有することを特徴とする情報記録再生装
置。
【請求項１０】第１の波長と第２の波長の２種類の光
ビームを、それぞれ第１の情報記録媒体と第２の情報記
録媒体とに集光させて、情報の記録再生を行う情報記録
再生方法において、前記第１の波長の光ビームを発生さ
せる発光点と前記第２の波長の光ビームを発生させる発
光点とを近接させて配置し、前記第１の波長と第２の波
長の光ビームの戻り光を検出する共通の受光素子を複数
の受光部に分割し、前記戻り光が前記第１の波長、第２
の波長いずれの光ビームの戻り光であるかにより、複数
個からなる前記受光部の各出力信号の演算方法を変更さ
せて、サーボ信号を生成させることを特徴とする情報記
録再生方法。