JP2002056568A - 光学ピックアップ装置、光記録媒体記録再生装置及びトラック判別信号検出方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 部品点数を多くしたり部品の構成を複雑化す
ることなく、例えば「ＤＶＤ−ＲＡＭ」、「ＤＶＲ」の
如き「ランドグルーブ方式」を採用した光記録媒体を用
いる場合においても、トラック判別信号を生成すること
ができるようにする。 【解決手段】 光ディスク１０１上に、記録再生を行う
主スポットと、この主スポットから離間した副スポット
を形成する。副スポットは、非点収差付加手段となるホ
ログラム素子１７によって、非点収差を付加されてい
る。この非点収差により、スポットがランド部上にある
かグループ部上にあるかによって、戻り光の強度分布に
差異が現れるので、この差異を検出してトラック判別信
号を生成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光記録媒体に対し
て情報信号の書き込み及び読出しを行う光学ピックアッ
プ装置、このような光学ピックアップ装置を備えて構成
され光記録媒体に対する情報信号の記録及び再生を行う
光記録媒体記録再生装置、及び、このような光記録媒体
記録再生装置において記録トラックの位置を検出するた
めのトラック判別信号を検出するトラック判別信号検出
方法に関し、特に、ランド−グループ記録を行う光記録
媒体記録再生装置、この光記録媒体記録再生装置におい
て用いられる光学ピックアップ装置及びトラック判別信
号検出方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、いわゆる光ディスクの如き光記録
媒体が提案され、このような光記録媒体を用いて情報信
号の記録及び再生を行う装置として光記録媒体記録再生
装置が提案されている。この光記録媒体記録再生装置に
おいては、光記録媒体として、種々の方式に基づく光デ
ィスクが用いられる。そして、このような光記録媒体記
録再生装置においては、光学ピックアップ装置によっ
て、光ディスクに対する情報信号の書き込み及び読出し
を行っている。

【０００３】この光学ピックアップ装置は、半導体レー
ザの如き光源を有し、この光源の発する光束を、対物レ
ンズを介して光ディスクの信号記録面上に集光させて照
射するように構成されている。そして、この光学ピック
アップ装置は、信号記録面上に照射した光束により該信
号記録面に情報信号を書き込み、また、該信号記録面上
に照射した光束の該信号記録面による反射光束を検出す
ることにより、該信号記録面に記録された情報信号を読
み取るように構成されている。

【０００４】この光学ピックアップ装置は、光ディスク
の信号記録面上に螺旋状、または、同心円状に形成され
たランド部、または、グループ部に沿って、情報信号の
書き込み及び読出しを行う。

【０００５】一方、光ディスクにおいては、記録される
情報信号の高密度化が進められている。例えば、再生専
用のいわゆる「ＲＯＭディスク」としては、「コンパク
トディスク（ＣＤ）」（商標名）と同じく直径が１２０
ｍｍの光ディスクを用いながら、記録容量が「コンパク
トディスク」の容量である６５０ＭＢの約７倍の４．７
ＧＢに高められた「ＤＶＤ」（商標名）が提案されてい
る。

【０００６】高記録密度化は、情報信号の記録及び再生
が行える「書換可能ディスク」においても進行してお
り、書換可能な「ＤＶＤ」という位置付けで、いわゆる
「ＤＶＤ−ＲＡＭ」ディスクを用いる光記録媒体記録再
生装置が提案されている。この「ＤＶＤ−ＲＡＭ」ディ
スクは、記録される情報信号の高密度化を図るために、
従来のランド部もしくはグループ部の一方のみに情報信
号を記録する方式ではなく、ランド部及びグループ部の
双方に情報信号を記録する「ランドグルーブ記録方式」
を採用している。

【０００７】また、近年、さらなる高記録密度化を図っ
た光ディスクフォーマットとして、発光波長が４０５ｎ
ｍ付近の短波長光源と、ＮＡ（開口数）が０．８５の高
ＮＡ対物レンズを用いた「ＤＶＲ」フォーマットが開発
されているが、このフォーマットにおいても、「ランド
グルーブ記録方式」が採用されている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述のよう
な「ＤＶＤ−ＲＡＭ」に代表されるように、「ランドグ
ルーブ記録方式」を用いた高密度書換可能ディスクにお
いては、ランド部及びグルーブ部の幅がほぼ等しく設定
されていることによって、以下のような不具合を生じ
る。

【０００９】すなわち、ランド部がグルーブ部よりも幅
が広い光ディスクを用いてランド部のみに記録を行う
「ランド記録方式」を採用した場合においては、図２２
に示すように、トラッキングエラー信号（ＴＥ）と戻り
光（「３スポット法」を用いる場合はメインスポット）
の和信号（ＳＵＭ）とは、グループ部から次のグループ
部までを一周期とした場合に（１／４）周期だけ位相が
ずれた関係にある。

【００１０】したがって、トラッキングエラー信号（Ｔ
Ｅ）が０となるようにトラッキング制御を行うにあたっ
て、トラッキングエラー信号（ＴＥ）が０となる状態は
光束がランド部上に照射されている場合とグルーブ部上
に照射されている場合との２つの場合があるが、これら
２つの場合は、和信号（ＳＵＭ）のレベルによって区別
することができる。

【００１１】このように光束がランド部上に照射されて
いる場合とグルーブ部上に照射されている場合との２つ
の場合を区別するための信号は、「トラック判別信
号」、または、「クロストラック信号（ＣＴＳ）」と呼
ばれる。このような「トラック判別信号」としては、
「ランド記録方式」を採用した場合のように、和信号
（ＳＵＭ）のレベルが光束がランド部上に照射されてい
る場合とグルーブ部上に照射されている場合とで大きく
異なる場合には、図２３に示すように、該和信号の交流
（ＡＣ）成分（ＡＣ−ＳＵＭ）を用いることが可能であ
る、和信号の交流成分は、図２３に示すように、トラッ
キングエラー信号に対して９０度位相の異なるトラック
判別信号となっている。

【００１２】「ランド記録方式」を採用した場合におい
ては、このようなトラッキングエラー信号と和信号の交
流成分との２信号を用いることにより、高速でシーク動
作をしている場合でも、記録トラックに対してスポット
がどちらの方向に何トラック動いたかを正確に知ること
が可能となり、安定してトラック横断数のカウントや、
トラッキングサーボの引込動作を行うことができる。

【００１３】ところが、「ランドグルーブ方式」を採用
した場合においては、記録再生特性を最適にするため
に、通常はランド部とグルーブ部とは互いに略々同じ幅
に設定されている。その結果、先の説明における和信号
は、図２４に示すように、ランド部上に光束が照射され
ている場合とグルーブ部上に光束が照射されている場合
とでほぼ等しくなってしまい、この和信号からトラック
判別信号を生成することができない。

【００１４】その結果、特に、外部記憶装置や業務用映
像記録、編集装置などの用途において頻繁に行われる高
速シーク動作時に、所定の記録トラックに一度でアクセ
スすることが困難となり、アクセス時間が長くなってし
まうという問題があった。

【００１５】また、「ランドグルーブ方式」を採用しな
いで光記録媒体に記録される情報信号の高密度化を図る
フォーマットとして、いわゆる「ＤＶＤ＋ＲＷ」等があ
るが、これらも、ランド、または、グループの一方のみ
に情報信号を記録する方式でありながら、ランド及びグ
ループの幅が互いに略々等しく設定されていることなど
により、和信号の交流成分（ＡＣ−ＳＵＭ）は、その直
流（ＤＣ）成分に対して数％しかない場合が多く、やは
り同様の問題を抱えていた。

【００１６】そこで、本発明は、上述の実情に鑑みて提
案されるものであって、部品点数を多くしたり部品の構
成を複雑化することなく、例えば「ＤＶＤ−ＲＡＭ」や
「ＤＶＲ」の如き「ランドグルーブ方式」を採用した光
記録媒体を用いる場合においても、トラック判別信号を
生成することができ、また、高速アクセスが可能となさ
れた光学ピックアップ装置、トラック判別信号検出方
法、及び、このような光学ピックアップ装置、トラック
判別信号検出方法を採用した光記録媒体記録再生装置を
提供しようとするものである。

【００１７】

【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
め、本発明に係る光学ピックアップ装置は、光束を出射
する少なくとも１つの発光点を有する光源と、該光束を
光記録媒体の信号記録面上に集光させて照射する対物レ
ンズと、該光記録媒体の信号記録面からの反射光束を受
光する光検出手段とを備えている。

【００１８】そして、この光学ピックアップ装置におい
ては、光源から出射された光束を、情報信号の記録及び
／又は再生を行うための主スポットを上記光記録媒体の
信号記録面上に形成する主光束と、該光記録媒体の信号
記録面上において該主スポットに対して離間した位置に
副スポットを形成する非点収差を有する副光束とする。

【００１９】また、本発明に係る光記録媒体記録再生装
置は、ランド部及びグループ部を有しこれらランド部及
びグループ部の一方もしくは双方に情報信号の記録が可
能な光記録媒体が着脱可能に取り付けられ、装着された
光記録媒体を操作する操作機構と、この操作機構に装着
されて操作される光記録媒体に対して情報信号の書込み
及び読出しを行う光学ピックアップ装置と、この光学ピ
ックアップ装置からの出力信号に基づいて該光学ピック
アップ装置の対物レンズの位置を制御するサーボ回路と
を備えている。

【００２０】この光記録媒体記録再生装置において、光
学ピックアップ装置は、光束を出射する少なくとも１つ
の発光点を有する光源と、該光束を光記録媒体の信号記
録面上に集光させて照射する対物レンズと、該光記録媒
体の信号記録面からの反射光束を受光する光検出手段と
を有している。この光学ピックアップ装置においては、
光源から出射された光束を、情報信号の記録及び／又は
再生を行うための主スポットを光記録媒体の信号記録面
上に形成する主光束と、該光記録媒体の信号記録面上に
おいて該主スポットに対して離間した位置に副スポット
を形成する非点収差を有する副光束とする。

【００２１】そして、本発明に係るトラック判別信号検
出方法は、まず、ランド部及びグループ部を有しこれら
ランド部及びグループ部の一方もしくは双方に情報信号
の記録が可能な光記録媒体が着脱可能に取り付けられ装
着された光記録媒体を操作する操作機構に、該光記録媒
体を装着して操作させる。次に、光束を出射する少なく
とも１つの発光点を有する光源と該光束を光記録媒体の
信号記録面上に集光させて照射する対物レンズと該光記
録媒体の信号記録面からの反射光束を受光する光検出手
段とを有する光学ピックアップ装置を用いて、操作機構
に装着されて操作された光記録媒体より情報信号を読み
出す。

【００２２】光学ピックアップ装置においては、光源か
ら出射された光束を、情報信号の記録及び／又は再生を
行うための主スポットを光記録媒体の信号記録面上に形
成する主光束と該光記録媒体の信号記録面上において該
主スポットに対して離間した位置に副スポットを形成す
る非点収差を有する副光束とする。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照しながら説明する。

【００２４】本発明に係る光学ピックアップ装置を備え
て構成された本発明に係る光記録媒体記録再生装置は、
この実施の形態においては、光記録媒体である光ディス
クとして、複数の種類の光ディスクから選定して、それ
ぞれに対して情報信号の記録及び再生できるようになっ
ている。そして、モード切替等の操作により、例えば、
いわゆる「ＤＶＤ−ＲＡＭ」ディスクの如く「ランドグ
ループ記録」を行うことができる光ディスクを用いて、
「ランドグループ記録」を行うことができる。

【００２５】この光記録媒体記録再生装置は、図１に示
すように、光記録媒体である光ディスク１０１を回転駆
動する回転操作手段となるスピンドルモータ１を備えて
いる。スピンドルモータ１は、駆動軸に図示しないディ
スクテーブルが取付けられており、このディスクテーブ
ル上に光ディスク１０１が装着されることにより、この
光ディスク１０１をディスクテーブルとともに回転操作
する。スピンドルモータ１は、サーボ制御回路５及びシ
ステムコントローラ７によって制御され、所定の回転数
で駆動する。

【００２６】光学ピックアップ装置２は、スピンドルモ
ータ１によって回転操作される光ディスク１０１に対
し、情報信号の書き込み及び読出しを行う。この光学ピ
ックアップ装置１は、送りモータ３によって、ディスク
テーブル上に装着された光ディスク１０１の径方向に移
動操作される。これら光学ピックアップ装置１及び送り
モータ３も、サーボ制御回路５によって制御されて駆動
する。

【００２７】光学ピックアップ装置２は、光ディスク１
０１の信号記録面に光束を照射し、この光束の反射光束
を検出することにより、該信号記録面より情報信号を読
み出す。光学ピックアップ装置２により光ディスク１０
１より読み出された信号は、プリアンプ４により増幅さ
れて、信号変復調及びＥＣＣブロック６及びサーボ制御
回路５に送られる。信号変復調及びＥＣＣブロック６
は、再生する光記録媒体の種類に応じて、信号の変調、
復調及びＥＣＣ（エラー訂正符号）の付加を行う。ま
た、信号変復調及びＥＣＣブロック６は、送られた信号
に基づき、フォーカスエラー信号、トラッキングエラー
信号、トラック判別信号、ＲＦ信号等を生成する。サー
ボ制御回路５は、信号変復調及びＥＣＣブロック６にて
生成されるフォーカスエラー信号、トラッキングエラー
信号、トラック判別信号に基づいて、光学ピックアップ
装置２を制御する。

【００２８】信号変復調及びＥＣＣブロック６において
復調された信号は、この信号が例えばコンピュータのデ
ータストレージ用のデータであれば、インターフェイス
８ａを介して、外部コンピュータ９ａ等に送出される。
この場合、外部コンピュータ９ａ等は、光ディスク１０
１に記録された信号を、再生信号として受け取ることが
できる。

【００２９】また、光ディスク１０１に記録された情報
信号が、いわゆる「オーディオ・ビジュアル」（音響再
生及び画像再生）用の信号である場合には、信号変復調
及びＥＣＣブロック６において復調された信号は、Ｄ／
Ａ，Ａ／Ｄ変換器８ｂにおいてデジタル／アナログ変換
されて、オーディオ・ビジュアル処理部９ｂに送出され
る。このオーディオ・ビジュアル処理部９ｂにおいてオ
ーディオ・ビデオ処理を行われた信号は、オーディオ・
ビジュアル信号入出力部９ｃを介して、図示しない外部
の映像・映写機器に伝送される。

【００３０】また、光学ピックアップ装置２は、信号変
復調及びＥＣＣブロック６から送られる信号に基づい
て、回転操作される光ディスク１０１の信号記録面に対
して、光束の照射を行う。このような光束の照射によ
り、光ディスク１０１の信号記録面に対する情報信号の
書き込みが行われる。

【００３１】光学ピックアップ装置２は、図２に示すよ
うに、光源部１０を備えて構成されている。この光源部
１０は、光束を出射する少なくとも１つの発光点を有し
ており、この実施の形態においては、図３に示すよう
に、１つの発光点１０ａを有している。この発光点１０
ａは、保持台部１０ｄにより支持されて、パッケージ１
０ｅ内に収納されている。そして、この光源部１０は、
光回折素子１７を有している。光回折素子１７は、図４
に示すように、非点収差を生じさせるホログラムパター
ン（ホログラム素子）として構成されている。発光点１
０ａより発せられ光回折素子１７によって回折された光
束は、０次光及び±１次光に分離される。０次光は、発
光点１０ａから発せられてそのまま進行する主光束に等
しい。＋１次光は、発光点１０ａではなく、この発光点
１０ａからずれた第１の仮想発光点１０ｂから発せられ
た第１の副光束に等しい。また、−１次光も、発光点１
０ａではなく、この発光点１０ａからずれた第２の仮想
発光点１０ｃから発せられた第２の副光束に等しい。

【００３２】そして、光回折素子１７における０次光
は、光ディスク１０１に対して情報信号の記録再生を行
うための主スポットを該光ディスク１０１の信号記録面
上に形成する主光束となる。光回折素子１７における＋
１次光は、第１の副スポットを形成する第１の副光束と
なる。また、光回折素子１７における−１次光は、第２
の副スポットを形成する第２の副光束となる。また、主
光束が形成する主スポットと各副光束が形成する各副ス
ポットとは、光ディスク１０１の信号記録面上におい
て、互いに離間した位置に形成される。

【００３３】そして、光回折素子１７における±１次光
は、互いに逆符号で、かつ、光ディスク１０１の信号記
録面上に形成される記録トラックの接線方向に対し略々
４５°の角度をなす非点収差が付加されている。

【００３４】また、この光源部１０においては、光回折
素子１７が光軸回りに回転操作されることにより、主ス
ポットの合焦位置を変動させることなく、各副スポット
と光ディスクの信号記録面上の記録トラックとの位置関
係を変化させることが可能となっている。そして、各副
スポットは、光ディスクの信号記録面上に形成された記
録トラックの法線方向の主スポットに対する距離の絶対
値をＳ、トラックピッチをＴｐ、ｎを整数としたとき、 Ｓ≒Ｔｐ・ｎ／２ が成立する位置に形成される。

【００３５】なお、本発明において、「トラックピッチ
（Ｔｐ）」とは、「ランドグルーブ方式」を採用し光デ
ィスク上のランド部及びグループ部の双方に情報信号を
記録する場合であっても、「ランド部から次のランド部
までの距離」（または、「グループ部から次のグループ
部までの距離」）のことを言っている。

【００３６】この光学ピックアップ装置２を用いて「ラ
ンドグルーブ記録」が行われた光記録媒体から情報信号
を読み出す場合には、この光源部１０の仮想的な各発光
点１０ａ，１０ｂ，１０ｃから射出された各光束は、図
２に示すように、偏光ビームスプリッタプリズム１１に
入射され、この偏光ビームスプリッタプリズム１１が有
する誘電体多層膜に対してＳ偏光状態であることにより
該誘電体多層膜によって略々全光量が反射されて、１／
４波長板１２に入射する。１／４波長板１２に入射され
た光束は、この１／４波長板１２を透過することにより
円偏光状態となされ、コリメータレンズ１３を透過して
平行光束となされて、対物レンズ１４に入射する。

【００３７】なお、偏光ビームスプリッタプリズム１１
は、−般に、互いに貼り合わせられて立方体を形成する
一対の三角プリズムと、これらの三角プリズムの間に蒸
着やスパッタリングによって形成された誘電体多層膜と
によって構成されている。この偏光ビームスプリッタプ
リズム１１に対する入射光束は、誘電体多層膜に対する
Ｐ偏光成分が該誘電体多層膜を透過し、該誘電体多層膜
に対するＳ偏光成分が該誘電体多層膜によって反射され
る。

【００３８】対物レンズ１４は、図示しない二軸アクチ
ュエータによって、図２中矢印Ｆで示すフオーカス方向
及び図２中矢印Ｔで示すトラッキング方向に移動操作可
能に支持されており、入射された各光束を光ディスク１
０１の信号記録面上に集光させる。このとき、３つの仮
想的な発光点１０ａ，１０ｂ，１０ｃから射出された光
束が信号記録面上に集光される。

【００３９】光ディスク１０１の信号記録面上に照射さ
れて該信号記録面により反射された３本の反射光束は、
対物レンズ１４、コリメータレンズ１３及び１／４波長
板１２を経て、直線偏光状態となって偏光ビームスプリ
ッタプリズム１１に至る。この偏光ビームスプリッタプ
リズム１１において、反射光束は、誘電体多層膜に対し
てＰ偏光状態となっていることにより略々全光量が該誘
電体多層膜を透過し、光源部１０に戻る光路より分離さ
れて、光分岐素子２２及びマルチレンズ１５を経て光検
出素子１６に入射する光路を進行する。マルチレンズ１
５は、凹面とシリンドリカル面とが組み合わされたレン
ズであって、反射光束の集光点までの距離を延長すると
ともに、該反射光束に非点収差を生じさせる。

【００４０】なお、光学ピックアップ装置２を構成する
各光学部品は、図示しない光学ブロック部内に個別にマ
ウントされて支持されている。また、光回折素子１７
は、偏光ホログラム素子により構成することもできる。
この場合には、光回折素子１７は、上述のように発光点
１０ａと偏光ビームスプリッタプリズム１１との間では
なく、偏光ビームスプリッタプリズム１１と１／４波長
板１２との間に設けることとしてもよい。偏光ホログラ
ム素子は、光ディスクに向かう往路の光束に対してホロ
グラムとして作用するが、光ディスクから戻る復路の光
束に対しては、なんらの光学的作用を生じないように形
成することが可能だからである。

【００４１】光検出素子１６は、図５に示すように、主
スポットからの主反射光束を受光する第１の主受光部１
８、第１の副スポットからの第１の副反射光束を受光す
る第１の副受光部１９、第２の副スポットからの第２の
副反射光束を受光する第２の副受光部２０、及び、主ス
ポットからの主反射光束が分岐された光束を独立して受
光する第２の主受光部２１を有して構成されている。第
２の主受光部２１への主反射光束の分岐は、図２に示す
ように、偏光ビームスプリッタプリズム１１及びマルチ
レンズ１５との間に、例えば、ウォラストンプリズムの
如き光分岐素子２２が設けられていることによって行わ
れる。

【００４２】第１の主受光部１８は、いわゆる「非点収
差法」によるフォーカスエラー信号の検出を行うため中
心部分を介して放射状に配列された状態の４個の受光素
子ａ，ｂ，ｃ，ｄとからなる。この主受光部１８におい
て、受光素子ａ，ｃ及び受光素子ｂ，ｄは、互いに主受
光部１８の中心部分を介して対角で対向する位置となっ
ている。これら４面の受光素子ａ，ｂ，ｃ，ｄからは、
それぞれ独立的な光検出信号ａ，ｂ，ｃ，ｄが出力され
る。

【００４３】第２の主受光部２１は、光分岐素子によっ
て分岐された主スポットからの反射光束を受光する１個
の受光素子ｓからなる。この受光素子ｓからは、光検出
信号ｓが出力される。この光検出信号ｓは、光ディスク
１０１から読み出されるいわゆるＲＦ信号となるもので
ある。

【００４４】また、各副受光部１９，２０は、それぞれ
いわゆる「非点収差法」によるフォーカスエラー信号の
検出を行うため中心部分を介して放射状に配列された状
態の４個の受光素子ｅ，ｆ，ｇ，ｈ、ｉ，ｊ，ｋ，ｌと
からなる。第１の副受光部１９において、受光素子ｅ，
ｇ及び受光素子ｆ，ｈは、互いに第１の副受光部１９の
中心部分を介して対角で対向する位置となっている。こ
れら４面の受光素子ｅ，ｆ，ｇ，ｈからは、それぞれ独
立的な光検出信号ｅ，ｆ，ｇ，ｈが出力される。第２の
副受光部２０において、受光素子ｉ，ｋ及び受光素子
ｊ，ｌは、互いに第２の副受光部２０の中心部分を介し
て対角で対向する位置となっている。これら４面の受光
素子ｉ，ｊ，ｋ，ｌからは、それぞれ独立的な光検出信
号ｉ，ｊ，ｋ，ｌが出力される。

【００４５】この光検出素子１６から出力される光検出
信号は、例えば該光検出素子１６の半導体基板上に形成
された図示しないアンプにより電流−電圧変換された
後、演算回路、もしくは、各受光部１８，１９，２０，
２１に接続された光検出素子外部の演算回路に送られ
る。この演算回路においては、以下のようにして、フォ
ーカスエラー信号ＦＥ、トラッキングエラー信号ＴＥ、
トラック判別信号ＣＴＳ及びＲＦ信号が演算される。

【００４６】すなわち、トラック判別信号ＣＴＳは、以
下の演算により生成される。

【００４７】ＣＴＳ＝｛（ｅ＋ｇ）−（ｆ＋ｈ）｝−
｛（ｉ＋ｋ）−（ｊ＋ｌ）｝ また、フォーカスエラー信号ＦＥ１、トラッキングエラ
ー信号ＴＥ及びＲＦ信号は、それぞれ以下の演算によっ
て生成される。フォーカスエラー信号ＦＥ１は、いわゆ
る「非点収差法」による生成であり、トラッキングエラ
ー信号ＴＥは、いわゆる「差動プッシュプル法」による
生成である。

【００４８】 ＦＥ１＝（ａ＋ｃ）−（ｂ＋ｄ） ＴＥ＝｛（ａ＋ｄ）−（ｂ＋ｃ）｝−Ｋ１・｛（ｅ＋
ｈ）−（ｆ＋ｇ）｝＋｛（ｉ＋ｌ）−（ｊ＋ｋ）｝ （∵Ｋ１は係数） ＲＦ＝ｓ なお、本発明に係る光学ピックアップ装置の光検出素子
１６においては、各副受光部１９，２０がそれぞれ主受
光部１８と同様の受光面を有していることから、特開２
０００−８２２２６において提案されているように、フ
ォーカスエラー信号ＦＥ２を以下の演算により生成する
こととしてもよい。

【００４９】ＦＥ２＝｛（ａ＋ｃ）−（ｂ＋ｄ）｝＋Ｋ
２・｛（ｅ＋ｇ）−（ｆ＋ｈ）｝＋｛（ｉ＋ｋ）−（ｊ
＋ｌ）｝ （∵Ｋ２は係数） また、トラッキングエラー信号としては、主受光部１８
からの光検出信号ａ，ｂ，ｃ，ｄを用いて、いわゆる差
動位相差法（ディファレンシャルフェイズディテクショ
ン法：ＤＰＤ法）により生成することも可能である。

【００５０】次に、本発明に係るトラック判別信号検出
方法における信号検出の原理について説明する。

【００５１】本発明においては、光ディスクの信号記録
面上に、記録トラックの接線方向に対して略々４５°方
向をなす非点収差を付加した副スポットを形成する。非
点収差付加手段としてホログラム素子を用い、その±１
次光を副スポットを形成する副光束として使用する場
合、互いに非点隔差の方向の異なる２つの副スポットが
形成される。この状態で各スポットが記録トラックを横
断すると、主スポットでは、照射位置がランド位置かグ
ループ位置かによって戻り光の強度が等しいのに対し
て、副スポットでは、非点収差による波面の干渉状態の
変化によって、照射位置がランド位置かグループ位置か
によって、戻り光強度に大きな差異が生ずる。このよう
な光強度の差異に基づいて、トラック判別を行うことが
できる。

【００５２】例えば、光ディスクとして「ＤＶＲ」ディ
スク（商標名）を用いる光学ピックアップ装置におい
て、光ディスクにおける回折光の対物レンズ瞳上におけ
る強度分布及び位相分布を計算した結果を図６乃至図１
１に示す。

【００５３】ここに示した計算結果の計算条件として
は、光学ピックアップ装置が照射する光束の波長を４０
５ｎｍとし、対物レンズの開口数（ＮＡ）を０．８５と
した。光ディスク上の記録トラックの周期は、０．６０
μｍとし、グループ部の往復位相深さを（λ／６）とし
た。また、ランド部及びグループ部は、ともに等幅
（０．３０μｍ）の矩形とした。

【００５４】この図６乃至図１１は、主スポットがラン
ド部上にある場合（図６乃至図８）の、非点隔差が＋
０．５μｍの一方の副スポット（図６）、主スポット
（図７）及び非点隔差が−０．５μｍの他方の副スポッ
ト（図８）について（便宜上、非点隔差の方向を表すた
め、“＋”，“−”の符号を用いている。）、並びに、
主スポットがグループ部上にある場合（図９乃至図１
１）の、非点隔差が＋０．５μｍの一方の副スポット
（図９）、主スポット（図１０）及び非点隔差が−０．
５μｍの他方の副スポット（図１１）について、反射光
束における強度分布を示している。

【００５５】図７及び図１０に示すように、光束に非点
収差のない状態では、スポットがランド部上にあるかグ
ループ部上であるかで、反射光束における強度分布は異
ならない。これは、前述したように、ランド−グループ
記録媒体において、和信号をトラック判別信号として用
いることができない原因でもある。一方、光束に非点収
差を付加した場合には、スポットがランド部上にあるか
グループ部上にあるかで、反射光束における強度分布に
大きな差異が生じ、しかも、非点収差の方向（符号）に
よって、ランド部とグループ部との関係が逆転している
ことがわかる。

【００５６】ところで、上述の光学ピックアップ装置に
おいて、フォーカスエラー信号は、通常の非点収差法の
ほか、上述した特開２０００−８２２２６において提案
されている方式によって検出することが可能であるが、
この場合、反射光束は、図１２に示すように、マルチレ
ンズ１５によって、記録トラックによる回折パターンの
方向に対して４５°をなす方向に非点収差を生じさせら
れている。光検出素子１６の受光部を、図１２に示すよ
うに、非点収差が生じていることにより形成される非点
収差が発生する方向の焦線と、これと直交する非点収差
を付加されない方向、すなわち、マルチレンズ１５のシ
リンドリカル面の母線に平行な方向の焦線との略中間位
置に配置することにより、合焦時には、戻り光のスポッ
トは略々円に、引込範囲の両端では、焦線となることに
よって、主光束の光ディスク上での合焦時には、反射光
束の受光素子上のスポットは略々円形になり、フォーカ
ス引込範囲の両端側では、焦線となり、Ｓ字型をしたフ
ォーカスエラー曲線が得られる。

【００５７】主スポットの光ディスク上における合焦時
において、対物レンズの瞳上における反射光束の回折パ
ターンと、受光部上における回折パターンとを考える
と、シリンドリカル面の母線に平行な方向と直交する方
向のうち、受光部面の手前で合焦する方向についての
み、パターンが反転するため、光検出素子１６の受光部
面上には、図１３に示すように、各受光部に対応した戻
り光スポットが形成される。

【００５８】したがって、受光部において副光束の反射
光束を分割して受光するにあたって、図１６に示すよう
に、スポットの中心から放射状に４分割した状態で受光
することとすれば、図１４及び図１５に示すような、照
射位置がランド部上かグループ部上かによる強度変化に
基づいて、上述したように、トラック判別信号が検出で
きるのである。

【００５９】ここで、主スポットと副スポットとの光デ
ィスク上における位置関係は、フォーカスエラー信号の
検出方式として上述した特開２０００−８２２２６に記
載の方式を用いている場合には、主スポットがグルーブ
部上にあるときには、副スポットはランド部上にあるよ
うに設定されていることが望ましい。また、フォーカス
エラー信号を求める演算が通常の非点収差法である場合
には、主スポットがグルーブ部上にあるときに、副スポ
ットがグループ部上にあるように設定されていてもラン
ド部上にあるように設定されていてもよい。これらの場
合には、トラック判別信号の極性が互いに反転する。

【００６０】主スポットと副スポットとが光ディスク上
においてこのような位置関係をとるためには、上述した
ように、光ディスクの信号記録面上に形成された記録ト
ラックの法線方向の主スポットに対する距離をＳ、記録
トラックのトラックピッチをＴｐ、ｎを整数としたとき
に、以下の式が成立している必要がある。 Ｓ≒Ｔｐ・ｎ／２ 特に、各副スポットは、以下の式（Ｉ）または（II）が
成立する２つの位置に形成されていることが望ましい。 （Ｉ）Ｓ≒＋Ｐ／２ Ｓ≒−Ｐ／２ （II）Ｓ＝０ しかし、各副スポットは、主スポットに対して対称な位
置に形成される必要はない。 Ｓ≒＋ｎＰ／２ Ｓ≒−ｍＰ／２ （∵ｎ＞ｍ、ｎ＜ｍ、または、ｎ＝ｍ） 特に、上記式（II）が成立する場合については、主スポ
ットと副スポットとが全て同一記録トラック上に形成さ
れるため、トラックピッチの異なる複数の光ディスクに
対しても、常に副スポットの記録トラックに対する関係
を同じ状態にすることができる。

【００６１】トラック判別信号（ＣＴＳ信号）は、図１
７に示すように、トラッキングエラー信号ＴＥに対し
て、グループ部から次のグループ部までを一周期とした
場合に（１／４）周期だけ位相がずれた関係にある。ト
ラック判別信号が極小となる図１７中の（Ａ），（Ｃ）
で示す状態においては、トラック判別信号が極大となる
図１７中の（Ｂ）で示す状態に対して、光検出素子１６
の受光面部においては、図１８及び図２０に示す状態に
対して図１９に示すように、トラック判別信号の極性が
逆になる強度分布となっている。

【００６２】なお、上述した実施の形態においては、ト
ラック判別信号を得るための副スポットとして、ホログ
ラム素子によって形成された２つのスポットを用いてい
る。様々な外乱による影響を低減するためには、このよ
うに２つの副スポットを用いることが望ましいが、１つ
の副スポットからでも、トラック判別信号を生成するこ
とができる。

【００６３】なお、光検出素子１６の受光面部は、図２
１に示すように、主受光部１８及び各副受光部１９，２
０において、各戻り光スポットの中央部分のみを受光す
る受光面ｍ，ｎ，ｏを設けることとしてもよい。このよ
うに、各受光部１８，１９，２０において、反射光束の
中央部分のみを受光する受光面ｍ，ｎ，ｏを設けること
により、光ディスクの信号記録面における回折光が重な
って反射光束の中央部分の光強度が強くなった状態でス
ポットの移動が生じたときにも、このスポット移動によ
るフォーカスエラー信号の変動を回避することができ
る。

【００６４】この場合にも、上述した各演算方法によ
り、フォーカスエラー信号ＦＥ１，ＦＥ２、トラッキン
グエラー信号ＴＥ、トラック判別信号ＣＴＳ、ＲＦ信号
ＲＦを生成することができる。

【００６５】

【発明の効果】上述のように、本発明に係る光学ピック
アップ装置、光記録媒体記録再生装置及びトラック判別
信号検出方法においては、「ランドグルーブ記録媒体」
を用いて「ランドグループ記録」を行う場合において
も、簡単な構成により、良好なトラック判別信号を得る
ことができる。

【００６６】このため、トラッキングサーボの引込や、
シーク時の記録トラック横断の数及び方向のカウントな
ど、従来より使用されていた制御方法を「ランドグルー
ブ記録」において使用することを可能とする。

【００６７】したがって、本発明は、部品点数が少なく
部品の構成も簡単で、低コストで、かつ、高速アクセス
が可能となされた、例えば「ＤＶＤ−ＲＡＭ」、「ＤＶ
Ｒ」などを用いて「ランドグループ記録」を行う光学ピ
ックアップ装置及び光記録媒体記録再生装置を提供する
ことができる。

【００６８】また、「ＤＶＤ−ＲＡＭ」、「ＤＶＲ」に
限らず、「ランドグルーブ記録」を用いる他の規格の光
ディスクに対して一般的に適用することができ、部品点
数も少なく部品の構成も簡単な光学ピックアップ装置及
び光記録媒体記録再生装置を提供することができるもの
である。

【００６９】すなわち、本発明は、部品点数を多くした
り部品の構成を複雑化することなく、例えば「ＤＶＤ−
ＲＡＭ」や「ＤＶＲ」の如き「ランドグルーブ方式」を
採用した光記録媒体を用いる場合においても、トラック
判別信号を生成することができ、また、高速アクセスが
可能となされた光学ピックアップ装置、トラック判別信
号検出方法、及び、このような光学ピックアップ装置、
トラック判別信号検出方法を採用した光記録媒体記録再
生装置を提供することかできるものである。

【００７０】なお、本発明は、「ランドグルーブ方式」
の採用に伴って生ずる特有の現象を利用しているわけで
はないので、「ＤＶＤ＋ＲＷ」や「ＤＶＤ−ＲＷ」等の
如く、ランド部、または、グルーブ部のいずれか一方の
みに情報信号を記録する方式の光記録媒体を用いる場合
においても有効である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る光記録媒体記録再生装置の構成を
示すブロック図である。

【図２】本発明に係る光学ピックアップ装置の構成を示
す側面図である。

【図３】上記光学ピックアップ装置の光源部の構成を示
す側面図である。

【図４】上記光源部を構成する光回折素子を示す正面図
である。

【図５】本発明に係る光学ピックアップ装置の光検出素
子の受光部の構成及び光検出素子上における光スポット
の状態を示す正面図である。

【図６】光ディスクとして「ＤＶＲ」を用いる光学ピッ
クアップ装置により「ＤＶＲ」を再生したときに主スポ
ットがランド部上にある場合における＋０．５μｍの非
点隔差がある副スポットの光ディスクによる回折光の対
物レンズ瞳上における強度分布の計算結果を示すグラフ
である。

【図７】光ディスクとして「ＤＶＲ」を用いる光学ピッ
クアップ装置により「ＤＶＲ」を再生したときに主スポ
ットがランド部上にある場合における非点隔差のない主
スポットの光ディスクによる回折光の対物レンズ瞳上に
おける強度分布の計算結果を示すグラフである。

【図８】光ディスクとして「ＤＶＲ」を用いる光学ピッ
クアップ装置により「ＤＶＲ」を再生したときに主スポ
ットがランド部上にある場合における−０．５μｍの非
点隔差がある副スポットの光ディスクによる回折光の対
物レンズ瞳上における強度分布の計算結果を示すグラフ
である。

【図９】光ディスクとして「ＤＶＲ」を用いる光学ピッ
クアップ装置により「ＤＶＲ」を再生したときに主スポ
ットがグループ部上にある場合における＋０．５μｍの
非点隔差がある副スポットの光ディスクによる回折光の
対物レンズ瞳上における強度分布の計算結果を示すグラ
フである。

【図１０】光ディスクとして「ＤＶＲ」を用いる光学ピ
ックアップ装置により「ＤＶＲ」を再生したときに主ス
ポットがグループ部上にある場合における非点隔差のな
い主スポットの光ディスクによる回折光の対物レンズ瞳
上における強度分布の計算結果を示すグラフである。

【図１１】光ディスクとして「ＤＶＲ」を用いる光学ピ
ックアップ装置により「ＤＶＲ」を再生したときに主ス
ポットがグループ部上にある場合における−０．５μｍ
の非点隔差がある副スポットの光ディスクによる回折光
の対物レンズ瞳上における強度分布の計算結果を示すグ
ラフである。

【図１２】「非点収差法」における光束の断面形状の変
化を示す斜視図である。

【図１３】上記光学ピックアップ装置における合焦状態
における光検出素子上における各スポットの状態を示す
正面図である。

【図１４】上記光学ピックアップ装置における合焦状態
における一方の副受光部における反射光束の光強度分布
を示す平面図である。

【図１５】上記光学ピックアップ装置における合焦状態
における他方の副受光部における反射光束の光強度分布
を示す平面図である。

【図１６】上記光学ピックアップ装置における各副受光
部における反射光束の受光状態を示す平面図である。

【図１７】本発明に係るトラック判別信号検出方法によ
って検出されるトラック判別信号を示すグラフである。

【図１８】上記トラック判別信号が極小値をとるときの
光検出素子上のスポットの状態を示す正面図である。

【図１９】上記トラック判別信号が極大値をとるときの
光検出素子上のスポットの状態を示す正面図である。

【図２０】上記トラック判別信号が再び極小値をとると
きの光検出素子上のスポットの状態を示す正面図であ
る。

【図２１】本発明に係る光学ピックアップ装置の光検出
素子の受光部の構成の他の例及び光検出素子上における
光スポットの状態を示す正面図である。

【図２２】従来の「ランド記録方式」におけるトラッキ
ングエラー信号と和信号との関係を示すグラフである。

【図２３】従来の「ランド記録方式」におけるトラッキ
ングエラー信号及びトラック判別信号を示すグラフであ
る。

【図２４】従来の「ランドグループ記録方式」における
和信号を示すグラフである。

【符号の説明】

１ スピンドルモータ、２ 光学ピックアップ装置、７
システムコントローラ、１０ 光源部、１０ａ 主発
光点、１０ｂ，１０ｃ 仮想発光点、１１、偏光ビーム
スプリッタプリズム、１４ 対物レンズ、１６ 光検出
素子、１７ 光回折素子、１８ 主受光部、１９，２０
副受光部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H049 AA02 AA12 AA25 AA50 AA57 CA05 CA15 5D118 AA14 BA01 BB02 BC09 BF02 BF03 CA13 CD03 DA02 DA20 DC02 5D119 AA28 BA01 DA01 DA05 EA02 EA03 EC06 FA05 JA09 JA14 JA23

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光束を出射する少なくとも１つの発光点
   を有する光源と、 上記光束を光記録媒体の信号記録面上に集光させて照射
   する対物レンズと、 上記光記録媒体の信号記録面からの反射光束を受光する
   光検出手段とを備え、 上記光源から出射された光束は、光路中に配設された非
   点収差付加手段によって、情報信号の記録及び／又は再
   生を行うための主スポットを上記光記録媒体の信号記録
   面上に形成する主光束と、該光記録媒体の信号記録面上
   において該主スポットに対して離間した位置に副スポッ
   トを形成する非点収差を有する副光束となることを特徴
   とする光学ピックアップ装置。
2. 【請求項２】 副スポットは、光記録媒体の信号記録面
   上に形成された記録トラックの法線方向の主スポットに
   対する距離の絶対値をＳ、トラックピッチをＰ、ｎを整
   数としたとき、 Ｓ≒Ｐｎ／２ が成立する位置に形成されることを特徴とする請求項１
   記載の光学ピックアップ装置。
3. 【請求項３】 副スポットは、光記録媒体の信号記録面
   上に形成された記録トラックの法線方向の主スポットに
   対する距離をＳ、トラックピッチをＰ、ｎを整数とした
   とき、 Ｓ≒＋Ｐｎ／２ が成立する位置及び Ｓ≒−Ｐｎ／２ が成立する位置に形成されることを特徴とする請求項１
   記載の光学ピックアップ装置。
4. 【請求項４】 副スポットは、光記録媒体の信号記録面
   上に形成された記録トラックの法線方向の主スポットに
   対する距離の絶対値をＳとしたとき、 Ｓ＝０ が成立する位置に形成されることを特徴とする請求項１
   記載の光学ピックアップ装置。
5. 【請求項５】 非点収差付加手段は、光源と光記録媒体
   との間に設けられた光回折素子であることを特徴とする
   請求項１記載の光学ピックアップ装置。
6. 【請求項６】 副スポットは、非点隔差の方向が、光記
   録媒体の信号記録面上に形成された記録トラックの接線
   方向に対して略々４５°の方向であることを特徴とする
   請求項１記載の光学ピックアップ装置。
7. 【請求項７】 副スポットは、非点隔差の方向が互いに
   異なる２つのスポットとして形成されることを特徴とす
   る請求項２記載の光学ピックアップ装置。
8. 【請求項８】 光検出手段は、主光束が光記録媒体の信
   号記録面により反射された光束である主反射光束を受光
   する主受光部と、副光束が該信号記録面により反射され
   た光束である副反射光束を受光する副受光部とを備え、 副受光部は、それぞれが独立した光検出信号を出力する
   複数の受光素子から構成され、これら受光素子によっ
   て、副反射光束を分割して受光し、 上記各受光素子は、加減算されることにより、記録トラ
   ックの位置を判別するためのトラック判別信号が生成さ
   れる複数の光検出信号を出力することを特徴とすること
   を特徴とする請求項７記載の光学ピックアップ装置。
9. 【請求項９】 各副受光部を構成する複数の受光素子
   は、記録トラックの遠視野像に略々平行な方向及び略々
   直交する方向に配列されていることを特徴とする請求項
   ８記載の光学ピックアップ装置。
10. 【請求項１０】 ランド部及びグループ部を有しこれら
    ランド部及びグループ部の一方もしくは双方に情報信号
    の記録が可能な光記録媒体が着脱可能に取り付けられ、
    装着された光記録媒体を操作する操作機構と、 上記操作機構に装着されて操作される光記録媒体に対し
    て、情報信号の書込み及び読出しを行う光学ピックアッ
    プ装置と、 上記光学ピックアップ装置からの出力信号に基づいて該
    光学ピックアップ装置の対物レンズの位置を制御するサ
    ーボ回路とを備え、 上記光学ピックアップ装置は、光束を出射する少なくと
    も１つの発光点を有する光源と、該光束を光記録媒体の
    信号記録面上に集光させて照射する対物レンズと、該光
    記録媒体の信号記録面からの反射光束を受光する光検出
    手段とを有し、 上記光学ピックアップ装置において上記光源から出射さ
    れた光束は、情報信号の記録及び／又は再生を行うため
    の主スポットを上記光記録媒体の信号記録面上に形成す
    る主光束と、該光記録媒体の信号記録面上において該主
    スポットに対して離間した位置に副スポットを形成する
    非点収差を有する副光束となることを特徴とする光記録
    媒体記録再生装置。
11. 【請求項１１】 ランド部及びグループ部を有しこれら
    ランド部及びグループ部の一方もしくは双方に情報信号
    の記録が可能な光記録媒体が着脱可能に取り付けられ、
    装着された光記録媒体を操作する操作機構に該光記録媒
    体を装着して操作させ、 光束を出射する少なくとも１つの発光点を有する光源
    と、該光束を光記録媒体の信号記録面上に集光させて照
    射する対物レンズと、該光記録媒体の信号記録面からの
    反射光束を受光する光検出手段とを有する光学ピックア
    ップ装置を用いて、上記操作機構に装着されて操作され
    る光記録媒体より情報信号を読み出し、 上記光学ピックアップ装置においては、上記光源から出
    射された光束が、情報信号の記録及び／又は再生を行う
    ための主スポットを上記光記録媒体の信号記録面上に形
    成する主光束と、該光記録媒体の信号記録面上において
    該主スポットに対して離間した位置に副スポットを形成
    する非点収差を有する副光束となることとし、 上記光検出手段からの出力信号に基づいてトラック判別
    信号を生成することを特徴とするトラック判別信号検出
    方法。