JP2002197686A - 光ピックアップ装置 - Google Patents

光ピックアップ装置

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JP2002197686A
JP2002197686A JP2000389503A JP2000389503A JP2002197686A JP 2002197686 A JP2002197686 A JP 2002197686A JP 2000389503 A JP2000389503 A JP 2000389503A JP 2000389503 A JP2000389503 A JP 2000389503A JP 2002197686 A JP2002197686 A JP 2002197686A
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focus error
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light
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Application number
JP2000389503A
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Osamu Miyazaki
修 宮崎
Ikuo Nakano
郁雄 中野
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Original Assignee
Sharp Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 フォーカスサーボループが外れにくい光ピッ
クアップ装置を提供する。 【解決手段】 半導体レーザ１から出射されディスク８
にて反射された光を集光する検出系集光レンズ６と、検
出系集光レンズ６を透過した光を、高開口数領域を透過
したレーザビームと低開口数領域を透過したレーザビー
ムとに分離するホログラム素子７と、高開口数領域を透
過したレーザビームを検出する第１の受光素子および低
開口数領域を透過したレーザビームを検出する第２の受
光素子を少なくとも有する光検出器９とを備えている。
第１の受光素子および第２の受光素子からの出力信号に
基づいて第１フォーカスエラー信号ＦＥ１を生成し、第
２の受光素子からの出力信号に基づいて第２フォーカス
エラー信号ＦＥ２を生成する。光検出器９の出力値に基
づいて、第１フォーカスエラー信号ＦＥ１と第２フォー
カスエラー信号ＦＥ２との何れか一方によりフォーカス
制御を行う。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光学ディスクに対
して情報を記録・再生する光ピックアップ装置に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、レーザを用いて情報の記録・再生
を行う、光ディスクや光磁気ディスク等の光学ディスク
が知られている。近年、より多くの情報を記録するため
に、光学ディスクの高記録密度化が進められ、これに伴
い、記録ピットは小サイズ化されている。
【０００３】このように高記録密度化された光学ディス
クを再生する光ピックアップ装置では、微小領域に記録
された情報を読み取るために、光学ディスクに集光させ
る光のスポットを微小な領域に絞り込む必要がある。こ
のようにスポットサイズを小さくすることにより、より
多くの情報を記録することができる。
【０００４】上記スポットサイズは、使用する光源の波
長λに比例する一方、対物レンズにおける開口数ＮＡに
反比例する。従って、光のスポットサイズを小さくする
には、使用する光源の波長λを小さくするか、または、
対物レンズにおける開口数ＮＡを大きくする必要があ
る。例えば、ＣＤにおいては、波長λ＝７８０ｎｍ、開
口数ＮＡ＝０．４５であり、記録容量は６５０ＭＢであ
る。また、ＤＶＤにおいては、波長λ＝６５０ｎｍ、開
口数ＮＡ＝０．６０であり、記録容量は４．７ＧＢであ
る。このように、ＤＶＤはＣＤと比較して、波長λを小
さくし、開口数ＮＡを大きくすることにより、スポット
サイズを小さくすることができる。その結果、記録容量
は約７倍となり、より多くの情報を記録することができ
る。
【０００５】光学ディスクの記録・再生の際、光学ディ
スクには面振れが生じる。このとき、光学ディスクの情
報記録面を、常に対物レンズの焦点深度内に保持するた
めに、光学ディスクと対物レンズとの距離を一定に保つ
ようなフォーカス制御が行われる。このフォーカス制御
の手法としては、従来より、フーコー法、非点収差法等
が知られている。
【０００６】フーコー法では、光学ディスクからの反射
光の光路中にナイフエッジを設ける。ナイフエッジでは
光学ディスクからの反射光の半分を遮断する。また、２
分割受光素子を、光学ディスクに対して対物レンズが合
焦となる場合の反射光検出用集光レンズ焦点位置に配置
する。上記反射光は、合焦時には、２分割受光素子の中
央に集光するが、光学ディスクが上下に移動した場合、
左右のどちらかの検出器に偏って照射され、左右の受光
素子から得られる信号に差ができる。この信号の差を検
出することによって、フォーカスエラー信号を検出す
る。
【０００７】非点収差法では、光学ディスクからの反射
光の光路上に、例えば、円柱レンズや傾いたガラス板等
の光学部品を設ける。これにより、反射光に非点収差を
与えることとなり、互いに直交する方向の２本の焦線が
生じる。そこで、２本の焦線の中間付近の最小錯乱円に
４分割ディテクターを設け、この４分割ディテクターに
おける、対向する２組の受光素子の方向を、それぞれ先
の２つの焦線方向と一致させる。光学ディスクが焦点位
置にある場合、対向する２組の受光素子の和の受光量は
等しくなる。一方、光学ディスクが上下に移動した場
合、対向する２組の受光素子の和の受光量に差が生じ
る。そこで、受光素子から得られた信号の差を検出する
ことによって、フォーカスエラー信号を得る。
【０００８】以上のフォーカス制御においては、フォー
カスエラー信号検出用集光レンズにより、光学ディスク
からの反射光を受光素子上に集光し、受光素子上の集光
スポットの受光量を信号処理する。これにより、フォー
カスエラー信号を検出する。フォーカス制御において
は、このように検出されるフォーカスエラー信号の信号
レベルが所定の信号レベルになるように、対物レンズを
搭載したアクチュエータの駆動を制御して対物レンズを
変位させ、フォーカスサーボループを形成する。これに
より、光学ディスクの情報記録面と対物レンズとの距離
を一定に保ち、レーザ光を合焦状態に維持する。
【０００９】また、フォーカス制御の際には、光学ディ
スクの情報記録面に対物レンズの最良像面が合致するよ
うにフォーカスエラー信号からフォーカスサーボループ
を形成する。このフォーカスサーボループを形成できる
範囲、即ち、フォーカスサーボループ形成可能領域は、
フォーカスエラー信号検出光学系に用いた受光素子の受
光面から集光スポットがはみ出し始めるまでの範囲と略
一致する。このため、フォーカスサーボループ形成可能
領域は、対物レンズとフォーカスエラー信号検出用集光
レンズの縦倍率との関係、および、上記受光素子の受光
面積に依存する。
【００１０】また、近年、ＣＤ等の光ディスク装置の小
型化・軽量化に伴い、光ピックアップ装置においても小
型化・軽量化が望まれている。この要望に沿って、対物
レンズの有効径を小さくした場合、対物レンズの焦点距
離は短くなる。また、上述したように、光学ディスクの
記録容量を上げるためにはスポットサイズを小さくする
必要がある。このため対物レンズの開口数を上げた場
合、対物レンズの焦点距離は更に短くなる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、対物レ
ンズの焦点距離を短くした場合、対物レンズとフォーカ
スエラー信号検出用集光レンズの縦倍率との関係によ
り、フォーカスサーボループ形成可能領域が狭くなる。
【００１２】このため、光学ディスクの記録・再生時に
光学ディスクや光ピックアップ装置に衝撃が加わった場
合や、光学ディスクの記録面に埃等が存在する場合や、
半導体レーザの発振波長が数ｎｍの範囲で急激に変化
し、対物レンズの最良像面の位置ずれが生じるモードホ
ッピング現象が起こった場合等には、対物レンズがフォ
ーカスサーボループ形成可能領域から外れる虞れがあ
る。
【００１３】さらに、光ピックアップ装置では、一旦対
物レンズがフォーカスサーボループ形成可能領域から外
れた場合、対物レンズを搭載しているアクチュエータを
揺動させ、フォーカス引き込み動作を行う。こうしてフ
ォーカスサーボループが再度形成される。このとき、焦
点距離が短い対物レンズでは、一般に、光学ディスクと
対物レンズとの距離（ワーキングディスタンス）が短く
なっている。このため、対物レンズが光学ディスクに衝
突する虞れがある。対物レンズと光学ディスクとが衝突
して損傷すると、光ピックアップ装置の故障の原因とな
り得る。
【００１４】ここで、対物レンズがフォーカスサーボル
ープ形成可能領域から外れないようにするためには、こ
の領域を大きくすることが考えられる。しかしながら、
上記領域を大きくするために、例えば、フォーカスエラ
ー信号受光素子の面積を大きくすると、受光素子の応答
速度が低下する。このため、光学ディスクからの再生信
号検出の高速化に不利になる。また、フォーカスサーボ
ループ形成可能領域を大きくするために、対物レンズと
フォーカスエラー信号検出用集光レンズの縦倍率との関
係を考慮し、この集光レンズの焦点距離を短くすると、
光記録媒体の変位量に対する上記集光レンズのビーム結
像位置の移動量が小さくなる。従って、フォーカスエラ
ー信号の検出感度が悪くなる。
【００１５】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明の光ピックアップ装置は、光源と、該光源
から出射され、記録媒体にて反射された光を集光する集
光レンズと、該集光レンズを透過した光を、上記集光レ
ンズの高開口数領域を透過した光と低開口数領域を透過
した光とに分離する分離手段と、上記高開口数領域を透
過した光を検出する第１の受光素子、および上記低開口
数領域を透過した光を検出する第２の受光素子を少なく
とも有する受光手段と、少なくとも第１の受光素子から
の出力信号に基づいて第１フォーカスエラー信号を生成
する一方、第２の受光素子からの出力信号に基づいて第
２フォーカスエラー信号を生成するとともに、上記受光
手段の出力値に基づいて、第１フォーカスエラー信号と
第２フォーカスエラー信号との何れか一方によりフォー
カス制御を行うフォーカス制御手段とを備えていること
を特徴としている。
【００１６】上記の構成によれば、分離手段により、集
光レンズを透過した光が集光レンズの高開口数領域を透
過した光と低開口数領域を透過した光とに分離され、高
開口数領域を透過した光が受光手段の第１の受光素子に
て検出され、低開口数領域を透過した光が受光手段の第
２の受光素子にて検出される。フォーカス制御手段は、
少なくとも第１の受光素子からの出力信号に基づいて第
１フォーカスエラー信号を生成する一方、第２の受光素
子からの出力信号に基づいて第２フォーカスエラー信号
を生成する。さらに、フォーカス制御手段は、受光手段
の出力値に基づいて、第１フォーカスエラー信号と第２
フォーカスエラー信号との何れかを選択し、そのフォー
カスエラー信号によりフォーカス制御を行う。
【００１７】上記の第１フォーカスエラー信号は感度の
高いものであり、第２フォーカスエラー信号は広いフォ
ーカスサーボループ形成可能領域が得られるものであ
る。なお、第１フォーカスエラー信号と第２フォーカス
エラー信号とを選択する際に使用する受光手段の出力値
は、例えば、フォーカスサーボループを形成する信号と
して、第１フォーカスエラー信号が可であることを示す
信号、および第１フォーカスエラー信号が不可であり、
第２フォーカスエラー信号が可であることを示す信号で
ある。
【００１８】したがって、高感度のフォーカスサーボを
維持しつつ、フォーカスサーボループ形成可能領域を広
くすることができる。これにより、例えば、ディスクや
光ピックアップ装置全体に衝撃が加わった場合やディス
クの記録面に埃等が存在する場合においても、対物レン
ズの焦点位置をフォーカスサーボループから外れにくく
することができる。この結果、確実にかつ感度の良好な
フォーカス制御を行うことができる。
【００１９】上記の光ピックアップ装置において、上記
のフォーカス制御手段は、フォーカス制御に使用する信
号として、第１フォーカスエラー信号を示す値が、第１
フォーカスエラー信号によりフォーカス制御が可能な範
囲内にあるときに、第１フォーカスエラー信号を選択す
る一方、第１フォーカスエラー信号を示す値が、第１フ
ォーカスエラー信号によりフォーカス制御が可能な範囲
外にあり、かつ第２フォーカスエラー信号を示す値が、
第２フォーカスエラー信号によりフォーカス制御が可能
な範囲内にあるときに、第２フォーカスエラー信号を選
択することが好ましい。
【００２０】上記の構成によれば、フォーカス制御手段
が、感度の高い第１フォーカスエラー信号と、フォーカ
スサーボループ形成可能領域が得られる第２フォーカス
エラー信号とを適切に切り替えてフォーカス制御を行う
ことができる。これにより、フォーカス制御において、
高感度のフォーカスサーボを維持しつつ、フォーカスサ
ーボループ形成可能領域を広くする処理を確実に行い得
る。
【００２１】上記の光ピックアップ装置において、上記
のフォーカス制御手段は、上記受光手段における少なく
とも第１の受光素子を含む受光素子の全受光量を表す出
力電圧が、その特性曲線において設定された第１基準値
より大きく、かつ上記第１フォーカスエラー信号の絶対
値が、その特性曲線において設定された第２基準値以下
となるときに、第１フォーカスエラー信号に基づくフォ
ーカス制御を行うことが好ましい。
【００２２】上記の構成によれば、フォーカス制御手段
において、使用するフォーカスエラー信号として第１フ
ォーカスエラー信号への切り替えを適切に行うことがで
きる。
【００２３】上記の光ピックアップ装置は、対物レンズ
と、この対物レンズをフォーカス方向に駆動するアクチ
ュエータとを備え、上記のフォーカス制御手段が、第１
フォーカスエラー信号と第２フォーカスエラー信号とに
よるフォーカス制御が不可能となったときに、上記対物
レンズを記録媒体から遠ざかった第１の位置に移動さ
せ、次に、上記受光手段におけるフォーカスエラー信号
を得るための受光素子の全受光量を表す出力電圧が所定
値となったときに、上記対物レンズを第１の位置から記
録媒体に近づく第２の位置に移動させる引き込み動作が
行われるように上記アクチュエータを制御するととも
に、その後、第２フォーカスエラー信号を示す値が、第
２フォーカスエラー信号によりフォーカス制御が可能な
範囲内となったときに、第２フォーカスエラー信号によ
るフォーカス制御を行う構成としてもよい。
【００２４】上記のようなフォーカス制御手段の制御に
より、第１フォーカスエラー信号と第２フォーカスエラ
ー信号とによるフォーカス制御が不可能となった場合で
あっても、例えば対物レンズが記録媒体に衝突して、対
物レンズや記録媒体が損傷するような事態を生じること
なく、対物レンズをフォーカス制御が可能な位置に戻す
ことができる。
【００２５】上記の光ピックアップ装置は、分離手段
が、ホログラム素子からなることが好ましい。
【００２６】上記の構成によれば、分離手段として、ホ
ログラム素子が光を分離することにより、複数のフォー
カスエラー信号を得ることができる。
【００２７】上記の光ピックアップ装置は、上記分離手
段として、上記集光レンズの高開口数領域を透過した光
の光路と低開口数領域を透過した光の光路との何れか一
方に設けられた１／２波長板と、偏光ビームスプリッタ
とを備えていることが好ましい。
【００２８】上記の構成によれば、１／２波長板にて、
集光レンズの高開口数領域を透過した光の偏光方向また
は低開口数領域を透過した光の偏光方向の何れか一方を
回転させることができ、偏光方向が異なる光を偏光ビー
ムスプリッタで分離することができる。これにより、複
数のフォーカスエラー信号を得ることができる。
【００２９】
【発明の実施の形態】〔実施の形態１〕本発明の実施の
一形態について図１ないし図８に基づいて説明すれば、
以下の通りである。
【００３０】図１は、光ピックアップ装置の構成を示す
説明図である。本実施の形態に係る光ピックアップ装置
は、図１に示すように、半導体レーザ１、コリメータレ
ンズ２、偏光ビームスプリッター３、１／４波長板４、
対物レンズ５、検出系集光レンズ６、ホログラム素子
７、光検出器９、対物レンズ５を駆動するアクチュエー
タ１０およびフォーカス制御部１１を備えており、ディ
スク８に情報を記録・再生する。
【００３１】半導体レーザ１は光源であり、例えば、波
長６５０ｎｍのレーザビームを出射する。なお、半導体
レーザ１から出射されるレーザビームの波長は特に限定
されるものではなく、例えば、４０５ｎｍであってもよ
い。コリメータレンズ２は、半導体レーザ１から出射さ
たレーザビームを平行光に変換する。
【００３２】偏光ビームスプリッター３は、２個の直角
プリズムのどちらか一方の斜面に偏光膜を施し、接着し
て立方体にしたものである。偏光ビームスプリッター３
では、入射面に平行な偏光方向をもつ光波を透過させ、
入射面に垂直な偏光方向をもつ光波を反射させる。
【００３３】１／４波長板４は直線偏光を円偏光に、ま
た、円偏光を直線偏光に変換するためのものである。ま
た、内部を透過するレーザビームにおける常光線と異常
光線との間に、１／４波長分の光路差を生成する。
【００３４】対物レンズ５は、開口数ＮＡが０．８５と
大きく、また、開口数ＮＡに対応して作動距離ＷＤ（ワ
ーキングディスタンス）が０．３００ｍｍに設定されて
いる。
【００３５】ディスク８は記録密度が高く、情報記録面
８ａ上には保護基板８ｂが形成されている。なお、ディ
スク８は、光学ディスクであればよく、例えば、光ディ
スクや光磁気ディスク等、その種類は限定されるもので
はない。
【００３６】検出系集光レンズ６は偏光ビームスプリッ
ター３にて反射されたディスク８からの反射光を集光
し、ホログラム素子７を介して光検出器９に照射する。
ホログラム素子７は複数の領域に分割されており、検出
系集光レンズ６を経た入射光を各分割領域により分割し
て光検出器９に入射させる。
【００３７】光検出器９は、複数の受光素子を有し、ト
ラックエラー信号を出力するために、各受光素子におい
て入射光（レーザビーム）を電気信号に変換する。
【００３８】フォーカス制御部１１は、光検出器９から
の出力信号に基づいてフォーカスエラー信号を生成し、
このフォーカスエラー信号に基づいてアクチュエータ１
０を制御し、フォーカス制御を行う。
【００３９】半導体レーザ１から出射され、コリメータ
レンズ２において平行光に変換されたレーザビームは、
その後、図示しないビーム整形プリズムにより、ビーム
形状を楕円から円形に整形され、偏光ビームスプリッタ
ー３に導かれる。
【００４０】このレーザビームは、偏光ビームスプリッ
ター３を透過し、１／４波長板４に入射する。１／４波
長板４を通過したレーザビームの偏光方向は、直線偏光
から円偏光になる。このレーザビームは対物レンズ５に
より、ディスク８の保護基板８ｂを透過しディスク情報
記録面８ａ上に集光される。
【００４１】ディスク８の情報記録面８ａ上に集光され
たレーザビームは、情報記録面８ａ上で反射され、再び
対物レンズ５を透過し、１／４波長板４に入射する。１
／４波長板４において、レーザビームの偏光方向は、円
偏光から直線偏光に変換されるが、その偏光方向は上述
した往路のものとは９０°異なる直線偏光となり、偏光
ビームスプリッター３で反射される。このように、偏光
ビームスプリッター３では、ディスク８に入射するレー
ザビームと、ディスク８から反射してくるレーザビーム
とを分離している。
【００４２】偏光ビームスプリッター３で反射されたレ
ーザビームは、検出系集光レンズ６により集光され、複
数の領域に分割されたホログラム素子７を透過し、光検
出器９における複数の受光素子領域で受光される。各受
光素子領域から出力される信号は、図示しない演算回路
によって処理され、フォーカスエラー信号、トラックエ
ラー信号および再生（ＲＦ）信号となる。
【００４３】以下に、複数に分割されたホログラム素子
７の領域、および光検出器９により検出されるフォーカ
スエラー信号、トラックエラー信号および再生（ＲＦ）
信号について説明する。
【００４４】ホログラム素子７は、図２に示すように、
円形のホログラム領域が、ディスク８のトラックに対し
て垂直な分割線７ｅによって、領域７ｃ、７ｄを含む半
円領域と、領域７ａ、７ｂを含む半円領域とに２分割さ
れている。この２分割された領域のうち、領域７ｃ、７
ｄを含む半円領域は、ディスク８のトラックに対して平
行な分割線７ｆによって、領域７ｃと領域７ｄとに２分
割されている。一方、領域７ａ、７ｂを含む半円領域
は、円弧状の分割線７ｇによって、検出系集光レンズ６
の高開口数領域および低開口数領域に対応した、高開口
数領域７ａと低開口数領域７ｂとに分割されている。
【００４５】なお、検出系集光レンズ６の低開口数領域
とは、開口数が０以上０．０５４以下に相当する領域を
指し、高開口数領域とは、開口数が０．０５４より大き
く０．１１以下に相当する領域を指す。
【００４６】このように、ホログラム素子７は、４つの
領域７ａ、７ｂ、７ｃおよび７ｄに分割されており、そ
れぞれの領域を透過し、領域内で回折された回折光を光
検出器９上の異なる領域に集光する。
【００４７】光検出器９の受光面は、受光素子９ａ〜９
ｊの８領域に分割されており、受光素子９ｇ〜９ｊの４
領域は補助ディテクターとして用いられる。
【００４８】なお、９ａ〜９ｊの寸法を図３に示す。こ
こでは、受光素子９ａと９ｂとの間、および、受光素子
９ｃと９ｄとの間のギャップ（不感帯巾）を１４μｍと
している。
【００４９】ホログラム素子７の領域７ｃおよび７ｄを
通過し回折されたレーザビームは、両端の受光素子９ｅ
および９ｆに集光される。プッシュプル法により、これ
ら受光素子９ｅでの受光量と、受光素子９ｆでの受光量
との差を変換処理してトラックエラー信号を検出する。
【００５０】また、ホログラム素子７のどの領域を通過
したレーザビームかということには関わらず、各受光素
子９ａ〜９ｊにおいて受光される受光量の和を変換処理
することにより再生信号を得る。
【００５１】一方、高開口数領域７ａを通過したレーザ
ビームＰは、一方側に並ぶ受光素子９ａ、９ｂ、９ｇお
よび９ｈに集光され、また、低開口数領域７ｂを通過し
たレーザビームＱは、他方側に並ぶ受光素子９ｃ、９
ｄ、９ｉおよび９ｊに集光される。補助ディテクターと
しての受光素子９ｇ〜９ｊを設けることにより、それら
を設けない場合と比較すると、レーザビームＰおよびＱ
が受光素子９ａ、９ｂ、９ｃおよび９ｄからはみ出した
際に、フォーカスエラー信号は急峻にゼロに漸近するよ
うになる。
【００５２】また、フォーカスエラー信号を検出する手
段としては、フーコー法を採用する。領域７ａ、７ｂに
て回折されたレーザビームＰ、Ｑを受光した受光素子９
ａ〜９ｄ、９ｇ〜９ｊからの出力信号は、フォーカス制
御部１１の演算回路によって次のように演算処理され
る。即ち、各出力信号を各受光素子の符号により表し
て、次式（１） ＦＥ１＝（（9a＋9h）−（9b＋9g））＋（（9c＋9j）−（9d＋9i））…（１） のように処理される。これにより第１のフォーカスエラ
ー信号ＦＥ１が生成される。
【００５３】また、領域７ｂにて回折されたレーザビー
ムＱを受光した受光素子９ｃ、９ｄ、９ｉおよび９ｊか
らの出力信号は、フォーカス制御部１１の演算回路によ
って次のように演算処理される。即ち、各出力信号を各
受光素子の符号により表して、次式（２） ＦＥ２＝（９ｃ＋９ｊ）−（９ｄ＋９ｉ） … （２） のように処理される。これにより第２のフォーカスエラ
ー信号ＦＥ２が生成される。
【００５４】なお、本光ピックアップ装置では、第１の
フォーカスエラー信号ＦＥ１のかわりに、高開口数領域
７ａにて回折されたレーザビームＰを受光する受光素子
９ａ、９ｂ、９ｇおよび９ｈの出力信号により生成され
る第１のフォーカスエラー信号ＦＥ１’を用いてもよ
い。第１のフォーカスエラー信号ＦＥ１’は、次式
（３） ＦＥ１’＝（９ａ＋９ｈ）−（９ｂ＋９ｇ） … （３） の演算処理により生成される。
【００５５】ここで、上記のようにして得られたフォー
カスエラー信号ＦＥ１、ＦＥ２、ＦＥ１’の特性を、グ
ラフとして図４に示す。同図では、対物レンズ５による
集光スポット位置の情報記録面８ａに対するずれ量（フ
ォーカス方向）を表すデフォーカス量を横軸に、フォー
カスエラー信号を示す出力電圧を縦軸にしている。ま
た、フォーカスサーボのゲインが同じになるように、電
気回路でゲイン調整された各フォーカスエラー信号の特
性を図５に示す。
【００５６】同図に示すように、第１のフォーカスエラ
ー信号ＦＥ１および第１のフォーカスエラー信号ＦＥ
１’は、デフォーカス量の小さな範囲においては感度が
高い。また、第２のフォーカスエラー信号ＦＥ２は、感
度が第１のフォーカスエラー信号ＦＥ１や第１のフォー
カスエラー信号ＦＥ１’に劣るものの、信号が出力され
るデフォーカス量の範囲が広い。即ち、フォーカスサー
ボループ形成可能領域が広い。
【００５７】次に、第２のフォーカスエラー信号ＦＥ２
によるフォーカスサーボループ形成可能領域が広くなる
理由について図６を用いて説明する。図６はレーザビー
ムＰおよびＱの光検出器９上における広がり具合を模式
的に表したものである。図６（ａ）は対物レンズ５の最
良像面に対しディスク８の位置が遠い時、図６（ｂ）は
対物レンズ５の最良像面に対しディスク８の位置が合焦
している時、図６（ｃ）は、対物レンズ５の最良像面に
対しディスク８の位置が近い時を示した図である。
【００５８】また、本実施の形態における、第１のフォ
ーカスエラー信号ＦＥ１によるフォーカスサーボループ
形成可能領域は約±２μｍであるが、第２のフォーカス
エラー信号ＦＥ２によるフォーカスサーボループ形成可
能領域は約±４μｍである。
【００５９】これは、図６（ａ）ないし図６（ｃ）に示
すように、検出系集光レンズ６の高開口数領域を通過し
たレーザビームＰよりも、低開口数領域を通過したレー
ザビームＱの方が、対物レンズ５の最良像面の位置ずれ
に対し、ディスク８からの反射光の受光素子上での広が
りが小さいことによるものである。また、第１のフォー
カスエラー信号ＦＥ１’を用いた場合、フォーカスサー
ボループ形成可能領域は約±２μｍとなり、その領域は
第１のフォーカスエラー信号ＦＥ１と同様である。
【００６０】なお、フォーカスエラー検出系には、半導
体レーザの温度、経時による出力変動、ディスク基板の
透過率と記録膜の反射率のばらつき、記録膜の経時的な
感度、反射率の差、アドレス領域とデータ領域での反射
光量の差、記録マークがあるところとないところとでの
反射率の差等を考慮した自動利得制御（ＡＧＣ :Automa
tic Gain Control）回路を用いてもよい。
【００６１】このように、ホログラム素子７および光検
出器９の受光面の領域を分割することによって、第１お
よび第２のフォーカスエラー信号ＦＥ１、ＦＥ２を検出
することができる。これらのフォーカスエラー信号ＦＥ
１、ＦＥ２はフォーカス制御部１１にて演算処理され
る。その結果に基づいて対物レンズ５を搭載したアクチ
ュエータを駆動させ、フォーカスサーボループを形成す
る。
【００６２】ここで、フォーカスサーボループを形成す
るフォーカス制御部１１において、第２のフォーカスエ
ラー信号ＦＥ２のみを電気回路により増幅して用いる
と、受光素子９ｃ、９ｄ、９ｉおよび９ｊで受光された
受光量のノイズ成分も増幅される。このため、対物レン
ズ５の合焦位置での定常位置偏差が大きくなる。また、
第１のフォーカスエラー信号ＦＥ１のみを電気回路によ
り増幅して用いると、フォーカスサーボループ形成可能
領域が狭いため、対物レンズ５の焦点位置がフォーカス
サーボループ形成可能領域から外れやすくなる。従っ
て、第１のフォーカスエラー信号ＦＥ１と第２のフォー
カスエラー信号ＦＥ２とを切り替えてフォーカスサーボ
ループを形成することが好ましい。
【００６３】以下に、フォーカスサーボループ形成の切
り替えについて図７を用いて説明する。図７は、第１の
フォーカスエラー信号ＦＥ１、第２のフォーカスエラー
信号ＦＥ２、第１のフォーカスエラー信号ＦＥ１を生成
するための受光素子９ａ〜９ｄ、９ｇ〜９ｊにおいて受
光される全受光量７２、第２のフォーカスエラー信号Ｆ
Ｅ２を生成するための受光素子９ｃ、９ｄ、９ｉおよび
９ｊにおいて受光される全受光量７１の特性をグラフと
して示したものである。同図では、デフォーカス量を横
軸に、出力電圧を縦軸にしている。
【００６４】外乱が存在しないときには、フォーカスサ
ーボループが形成されているため、対物レンズ５の位置
は、第１および第２のフォーカスエラー信号ＦＥ１、Ｆ
Ｅ２の出力電圧がほぼゼロとなるＯ点の付近にある。
【００６５】一方、外乱が存在し、レーザビームの合焦
位置がディスク８の情報記録面８ａから大きく離間する
と、光検出器９の受光面からビームスポットがはみ出
す。これにより、フォーカスエラー信号ＦＥ１、ＦＥ２
を表す出力電圧の極性は反転し、そのグラフは図７に示
すようなＳ字曲線を描く。即ち、フォーカス制御が行え
るのは、フォーカスエラー信号ＦＥ１、ＦＥ２の出力電
圧が０であるときから極値となるときまでである。従っ
て、第１のフォーカスエラー信号ＦＥ１の出力電圧に基
づいたフォーカス制御が行えるのは、図７のの領域内
であり、第２のフォーカスエラー信号ＦＥ２の出力電圧
に基づいたフォーカス制御が行えるのは図７のおよび
の領域内である。
【００６６】ディスク８や光ピックアップ装置全体に衝
撃が加わった場合やディスク８の記録面に埃等がある場
合において、それらの外乱による変位がの領域内であ
る場合は、Ｏ点の付近に対物レンズ５が配されるように
フォーカスサーボが追従しようとする。しかしながら、
フォーカスサーボが追従できないような外乱が加わった
場合には、対物レンズ５の最良像面がディスク８の情報
記録面８ａに対してずれる。このため、第１のフォーカ
スエラー信号ＦＥ１の電圧がの領域からの領域また
はの領域にまで変化する。従って、第１のフォーカス
エラー信号ＦＥ１に基づいたフォーカス制御は行えなく
なる。
【００６７】また、温度変化により半導体レーザの発振
波長が急激に変化し、情報記録面８ａに対する対物レン
ズ５の最良像面がずれるモードホッピング現象が生じた
場合にも、第１のフォーカスエラー信号ＦＥ１の電圧が
の領域からの領域またはの領域にまで変化する。
そして、第１のフォーカスエラー信号ＦＥ１に基づいた
フォーカス制御は行えなくなる。
【００６８】上記のように第１のフォーカスエラー信号
ＦＥ１に基づいたフォーカスサーボループを形成するこ
とができなくなったときに、フォーカス制御部１１で
は、第１のフォーカスエラー信号ＦＥ１を用いたフォー
カス制御から第２のフォーカスエラー信号ＦＥ２を用い
たフォーカス制御に切り替える。これにより、即座に第
１のフォーカスエラー信号ＦＥ１に基づくフォーカスサ
ーボループ形成可能領域に対物レンズ５の焦点位置を移
動させることができる。
【００６９】さらに、、、のそれぞれの領域にお
けるフォーカス制御の方法を詳しく説明する。
【００７０】１．の領域に対物レンズ５の焦点位置が
ある場合 対物レンズ５の焦点位置がの領域にある場合、即ち、
デフォーカス量がの領域内である場合は、第１のフォ
ーカスエラー信号ＦＥ１に基づくフォーカスサーボルー
プ形成時において、第１のフォーカスエラー信号ＦＥ１
の絶対値は第１の基準値Ａ以下であり、かつ、第２のフ
ォーカスエラー信号ＦＥ２の絶対値は第２の基準値Ｂ以
下である。このとき、第１のフォーカスエラー信号ＦＥ
１に基づいてフォーカスサーボループを形成する。
【００７１】なお、第１の基準値Ａおよび第２の基準値
Ｂは、形成するフォーカスサーボループの切り替えの判
断に用いる基準値を指す。第１の基準値Ａは、第１のフ
ォーカスエラー信号ＦＥ１のピーク位置（極値）付近の
値とし、第２の基準値Ｂは、第２のフォーカスエラー信
号ＦＥ２のピーク位置（極値）付近の値とする。また、
ピーク位置（極値）付近の値というのは、ピーク位置よ
りも若干小さい値を指すものであり、フォーカスエラー
信号のノイズ成分を考慮したものである。このように、
第１の基準値Ａおよび第２の基準値Ｂをピーク位置付近
の値とすることにより、フォーカスサーボループ形成可
能領域を大きくすることができる。
【００７２】２．の領域に対物レンズ５の焦点位置が
ある場合 第１のフォーカスエラー信号ＦＥ１に基づくフォーカス
サーボループ形成時において、外乱によりフォーカスサ
ーボが追従できなくなると、対物レンズ５の焦点位置は
の領域に移動する。従って、第１のフォーカスエラー
信号ＦＥ１を表す出力電圧の絶対値は第１の基準値Ａよ
り大きくなり、第２のフォーカスエラー信号ＦＥ２を表
す出力電圧の絶対値は第２の基準値Ｂ以下となる。この
とき、第１のフォーカスエラー信号ＦＥ１に基づくフォ
ーカスサーボループ形成から第２のフォーカスエラー信
号ＦＥ２に基づくフォーカスサーボループ形成に切り替
える。
【００７３】このように、第２のフォーカスエラー信号
ＦＥ２に基づくフォーカスサーボループを形成したこと
によって、対物レンズ５の焦点位置はの領域に近づ
く。従って、第２のフォーカスエラー信号ＦＥ２の絶対
値は次第に小さくなり、かつ、受光素子９ａ〜９ｄ、９
ｇ〜９ｊにおいて受光される全受光量７２を表す出力電
圧が増大する。
【００７４】その後、上記全受光量７２を表す出力電圧
が、第３の基準値Ｃ（第１基準値）より大きくなり、か
つ、第１のフォーカスエラー信号ＦＥ１を表す出力電圧
の絶対値が図７に示す第４の基準値Ｄ（第２基準値）以
下となる領域（第１のフォーカスエラー信号ＦＥ１によ
る安定な引き込み動作が行える領域）に入ると、第１の
フォーカスエラー信号ＦＥ１に基づくフォーカスサーボ
ループ形成に切り替える。即ち、第３の基準値Ｃおよび
第４の基準値Ｄは、第１のフォーカスエラー信号ＦＥ１
によるフォーカスサーボループ形成が安定して行われる
ようにそれぞれ設定されており、上記全受光量７２を表
す出力電圧が第３の基準値Ｃより大きくなり、かつ、第
１のフォーカスエラー信号ＦＥ１を表す出力電圧の絶対
値が第４の基準値Ｄ以下となったときに、第２のフォー
カスエラー信号ＦＥ２に基づくフォーカスサーボループ
形成から第１のフォーカスエラー信号ＦＥ１に基づくフ
ォーカスサーボループ形成に切り替える。
【００７５】３．の領域に対物レンズ５の焦点位置が
ある場合 の領域内での、第１のフォーカスエラー信号ＦＥ１に
基づくフォーカスサーボループ形成時において、外乱に
よりフォーカスサーボが追従できなかったために、受光
素子９ａ〜９ｄ、９ｇ〜９ｊにおいて受光される全受光
量７２を表す出力電圧がフォーカスサーボ外れ検出用判
定値Ｅ以下となった場合（図７の）、対物レンズ５を
強制的にディスク８から遠ざかった場所（第１の位置）
に移動させた後、ディスク８の付近（第２の場所）にま
で移動させる引き込み動作を行う。
【００７６】フォーカスサーボ外れ検出用判定値Ｅは、
第１のフォーカスエラー信号ＦＥ１による安定な引き込
み動作が行える領域を決定する第３の基準値Ｃ以下の値
であり、記録膜の反射率の違いによる受光量変化のボト
ムより小さい値とすることで、確実にフォーカスサーボ
外れを検出できるようなものとする。
【００７７】の領域において引き込み動作を行うこと
により、対物レンズ５の焦点位置はの領域に近づく。
そして、第２のフォーカスエラー信号ＦＥ２を生成する
ための受光素子９ｃ、９ｄ、９ｉおよび９ｊにおいて受
光される全受光量７１を表す出力電圧が第５の基準値Ｆ
より大きく、かつ、第２のフォーカスエラー信号ＦＥ２
を表す出力電圧の絶対値が第６の基準値Ｇ以下となる領
域（第２のフォーカスエラー信号ＦＥ２による安定な引
き込み動作が行える領域）で、第２のフォーカスエラー
信号ＦＥ２に基づくフォーカスサーボループ形成を行
う。即ち、第５の基準値Ｆおよび第６の基準値Ｇは、第
２のフォーカスエラー信号ＦＥ２によるフォーカスサー
ボループ形成が安定して行われるようにそれぞれ設定さ
れており、全受光量７１を表す出力電圧が第５の基準値
Ｆより大きく、かつ、第２のフォーカスエラー信号ＦＥ
２を表す出力電圧の絶対値が第６の基準値Ｇ以下となっ
たときに、第２のフォーカスエラー信号ＦＥ２に基づく
フォーカスサーボループ形成に切り替える。
【００７８】さらに、第２のフォーカスエラー信号ＦＥ
２に基づくフォーカスサーボループ形成時において、受
光素子９ａ〜９ｄ、９ｇ〜９ｊにおいて受光される全受
光量７２を表す出力電圧が第３の基準値Ｃより大きく、
かつ、第１のフォーカスエラー信号ＦＥ１を表す出力電
圧の絶対値が第４の基準値Ｄ以下となる領域（第１のフ
ォーカスエラー信号ＦＥ１による安定な引き込み動作が
行える領域）に入ると、第２のフォーカスエラー信号Ｆ
Ｅ２に基づくフォーカスサーボループ形成から第１のフ
ォーカスエラー信号ＦＥ１に基づくフォーカスサーボル
ープ形成へと切り替える。
【００７９】なお、フォーカス引き込み動作の際に用い
る第４の基準値Ｄは、第１の基準値Ａより小さく、ま
た、第６の基準値Ｇは、第２の基準値Ｂより小さい。こ
のように、引き込み動作を安定して行える領域を決定す
る第４の基準値Ｄおよび第６の基準値Ｇを、従来と同様
にフォーカスエラー信号のゼロクロス付近に設定するこ
とにより、安定な引き込み動作を行うことができる。
【００８０】このように、本光ピックアップ装置では、
フォーカスエラー信号の出力電圧に応じて、第１のフォ
ーカスエラー信号ＦＥ１と第２のフォーカスエラー信号
ＦＥ２とを切り替えてフォーカス制御を行い、フォーカ
スサーボループを形成する。第１のフォーカスエラー信
号ＦＥ１は、デフォーカス量の小さな範囲においては感
度が高い。従って、デフォーカス量の小さな範囲におい
ては、感度の高い第１のフォーカスエラー信号ＦＥ１に
基づいて、フォーカスサーボループを形成する。
【００８１】一方、デフォーカス量が大きくなり、第１
のフォーカスエラー信号ＦＥ１に基づくフォーカスサー
ボが追従できなくなると、フォーカスサーボループ形成
可能領域が広い第２のフォーカスエラー信号ＦＥ２に基
づくフォーカスサーボに切り替える。また、第２のフォ
ーカスエラー信号ＦＥ２に基づくフォーカスサーボに切
り替えた後デフォーカス量が小さくなると、感度の高い
第１のフォーカスエラー信号ＦＥ１に基づくフォーカス
サーボに切り替える。従って、このような構成によれ
ば、フォーカスサーボループ形成可能領域は広くなり、
対物レンズ５の焦点位置がフォーカスサーボループから
外れにくくすることができる。こうして、確実に、かつ
感度の良好なフォーカス制御を行うことができる。
【００８２】なお、第１のフォーカスエラー信号ＦＥ１
のかわりに第１のフォーカスエラー信号ＦＥ１’を用い
ても同様の効果が得られる。
【００８３】また、フォーカスサーボループ形成可能領
域が広い第２のフォーカスエラー信号ＦＥ２に基づくフ
ォーカスサーボにも追従できなくなる場合、即ち、光ピ
ックアップ装置の起動時や、フォーカスサーボループが
外れた場合には、情報記録面８ａに対物レンズ５の最良
像面がくるように、対物レンズ５を搭載したアクチュエ
ータ１０を駆動させ、対物レンズ５の位置をフォーカス
サーボループ形成可能領域内に強制的に移動させる。そ
の後、光学系と信号処理部とから構成されるフォーカス
サーボループをＯＮにする必要がある。
【００８４】このように強制的に対物レンズ５を動か
し、フォーカシング引き込み動作を行う手順を図８を用
いて以下に述べる。図８は、フォーカスエラー信号８１
およびフォーカスエラー信号８１を検出する受光素子の
全受光量を表す信号８２の特性を、デフォーカス量を横
軸とし、出力電圧を縦軸として示したグラフである。
【００８５】フォーカシング引き込み動作を行う際に
は、まず、対物レンズ５を強制的にディスク８から遠ざ
ける。その後に、ディスク８に徐々に近づけるようにす
ると、対物レンズ５が図８の第１のフォーカスサーボル
ープ形成不安定領域８０ａに入る。ここで、フォーカス
サーボループ形成の開始スイッチをＯＮにした場合、第
１のフォーカスサーボループ不安定領域８０ａは正帰還
領域であるため、対物レンズ５を搭載したアクチュエー
タ１０に加えらえる電流が過大となり、対物レンズ５は
加速され、合焦位置である点Ｏを通り過ぎて第２のフォ
ーカスサーボループ形成不安定領域８０ｂに飛び込んで
しまい、その結果、適切なフォーカス引き込みが行われ
ないという虞れがある。
【００８６】そこで、対物レンズ５を第１のフォーカス
サーボループ形成不安定領域８０ａと第２のフォーカス
サーボループ形成不安定領域８０ｂとの間の領域、即
ち、フォーカスサーボループ可能領域内８０ｃに配した
状態のとき、フォーカスサーボループ形成の開始スイッ
チをＯＮにする。
【００８７】フォーカスサーボループ形成可能領域内８
０ｃにおいて、フォーカスサーボのループをＯＮにする
方法としては、フォーカスエラーを検出する受光素子９
ａ〜９ｄ、９ｇ〜９ｊの全受光量を表す信号８２の全光
量による出力電圧が基準値電圧Ｈより大きく、かつ、フ
ォーカスエラー信号８１の絶対値が基準値電圧Ｉ以下と
なる領域において、フォーカスサーボループが形成され
るようスイッチを入れる。これにより、安定な引き込み
動作を行うことができる。
【００８８】なお、基準値電圧Ｈは、第２のフォーカス
エラー信号ＦＥ２に基づくフォーカスサーボループ形成
から第１のフォーカスエラー信号ＦＥ１に基づくフォー
カスサーボループ形成に切り替える際に用いる第３の基
準値Ｃ、および、フォーカスサーボ外れを検出した後、
第２のフォーカスエラー信号ＦＥ２に基づくフォーカス
サーボループ形成に切り替える際に用いる第５の基準値
Ｆに対応する。また、基準値電圧Ｉは、第２のフォーカ
スエラー信号ＦＥ２に基づくフォーカスサーボループ形
成から第１のフォーカスエラー信号ＦＥ１に基づくフォ
ーカスサーボループ形成に切り替える際に用いる第４の
基準値Ｄ、および、フォーカスサーボ外れを検出した
後、第２のフォーカスエラー信号ＦＥ２に基づくフォー
カスサーボループ形成に切り替える際に用いる第６の基
準値Ｇに対応する。
【００８９】また、他の方法としては、上記信号８２の
全光量による出力電圧が基準値電圧Ｈより大きくなり、
次に、フォーカスエラー信号８１がゼロになった時点
で、フォーカスサーボループが形成されるようにスイッ
チを入れてもよい。この場合にも、安定な引き込み動作
を行うことができる。
【００９０】以上のように、対物レンズ５とディスク８
との間の距離を変えながらフォーカスエラー信号８１の
出力を検出して得られたＳ字曲線において、その極大と
極小との間でフォーカスエラーを検出する受光素子の全
受光量を表す信号８２が基準値レベル以上の際に、フォ
ーカシング引き込み動作を開始し、フォーカスエラー信
号８１がゼロとなる合焦点Ｏに対物レンズ５をアクチュ
エータ１０により移動させる。これにより、安定な引き
込み動作をおこなうことができる。
【００９１】なお、アクチュエータ１０による対物レン
ズ５の位置移動は、ボイスコイルモーターに電流を加え
た電磁駆動により行う。
【００９２】また、上記の光ピックアップ装置の構成で
は、対物レンズ５に無限系対物レンズを用いた光学構成
としたが、有限系対物レンズを用いた光学構成において
も適用可能である。
【００９３】〔実施の形態２〕本発明の他の実施の形態
について図９に基づいて説明すれば、以下の通りであ
る。なお、本実施の形態において、実施の形態１におけ
る構成要素と同等の機能を有する構成要素については、
同一の符号を付記してその説明を省略する。
【００９４】本実施の形態に係る光ピックアップ装置
は、図９に示すように、実施の形態１と同様、コリメー
タレンズ２、対物レンズ５および光検出器９を備えてい
る。また、実施の形態１では別個に備えられていたホロ
グラム素子７および半導体レーザ１のかわりに、ホログ
ラム素子７が取り付けられたホログラム半導体レーザ９
０を備えており、ディスク８に情報を記録・再生する。
【００９５】本実施の形態における光ピックアップ装置
は、光源として、出射面にホログラム素子７が取り付け
られたホログラム半導体レーザ９０を有する。なお、こ
のホログラム半導体レーザ９０から出射されるレーザビ
ームは、直線偏光であり、その波長は、例えば、６５０
ｎｍである。レーザビームは出射される際、ホログラム
素子７において回折される。ホログラム素子７から出射
されたレーザビームを０次回折光９１とすると、０次回
折光９１は、コリメータレンズ２において、平行光に変
換される。
【００９６】平行光に変換されたレーザビームは、その
後、図示しないビーム整形プリズムにより、ビーム形状
を楕円から円形に整形され、対物レンズ５に導かれる。
対物レンズ５を通過したレーザビームは、ディスク８で
反射し、その後再び対物レンズ５を通過する。このレー
ザビームは、コリメータレンズ２を通過し、ホログラム
素子７において回折される。この時回折されたレーザビ
ームを１次回折光９２とすると、１次回折光９２は光検
出器９の受光面上に集光される。
【００９７】ホログラム素子７および光検出器９は、図
２に示す、実施の形態１と同様のものを用いている。こ
れにより、第１および第２のフォーカスエラー信号ＦＥ
１、ＦＥ２を検出することができる。
【００９８】この第１のフォーカスエラー信号ＦＥ１と
第２のフォーカスエラー信号ＦＥ２とを切り替えてフォ
ーカス制御を行い、フォーカスサーボループを形成する
ことにより、フォーカスサーボループ形成可能領域は広
くなり、対物レンズ５の焦点位置がフォーカスサーボル
ープから外れにくくすることができる。こうして、確実
に、かつ感度の良好なフォーカス制御を行うことができ
る。
【００９９】〔実施の形態３〕本発明のさらに他の実施
の形態について図１０および図１１に基づいて説明すれ
ば、以下の通りである。なお、本実施の形態において、
実施の形態１における構成要素と同等の機能を有する構
成要素については、同一の符号を付記してその説明を省
略する。
【０１００】図１０は、本発明の実施の一形態である光
ピックアップ装置の構成を示す説明図である。本実施の
形態に係る光ピックアップ装置は、図１０に示すよう
に、実施の形態１と同様、半導体レーザ１、コリメータ
レンズ２、偏光ビームスプリッター３、１／４波長板
４、対物レンズ５および検出系集光レンズ６を備えてい
る。また他には、光検出器１００、光検出器１０１、円
柱レンズ１０２、偏光ビームスプリッター１０３、１／
２波長板１０４および平行平面板１０５を備えており、
ディスク８に情報を記録・再生する。
【０１０１】平行平面板１０５は、図１１に示すよう
に、検出系集光レンズ６の高開口数領域に対応する部分
１０５ａと、検出系集光レンズ６の低開口数領域に対応
する部分１０５ｂとを有し、前記低開口数領域に対応す
る部分１０５ｂにのみ１／２波長板１０４が貼り付けら
れている。また、平行平面板１０５は、検出系集光レン
ズ６の直前に配置されており、これにより、ディスク８
からの戻り光において、検出系集光レンズ６の低開口数
領域を通過する光のみの偏光方向を、９０°回転させる
ことができる。
【０１０２】円柱レンズ１０２は光検出器１００および
光検出器１０１に対して非点収差を与える。この非点収
差の方向は、田の字型に配された光検出器１００および
光検出器１０１に対して４５°傾けた方向に設定されて
いる。これにより、光検出器１００および光検出器１０
１に対してレーザビームに斜めの非点収差を与えること
ができる。
【０１０３】半導体レーザ１は、例えば、波長６５０ｎ
ｍ以下のレーザビームを出射する。半導体レーザ１から
出射さたレーザビームはコリメータレンズ２により平行
光に変換される。このレーザビームは、その後、図示し
ないビーム整形プリズムにより、ビーム形状を楕円から
円形に整形され、偏光ビームスプリッター３に導かれ
る。
【０１０４】偏光ビームスプリッター３に導かれたレー
ザビームは、偏光ビームスプリッター３を透過し、１／
４波長板４に入射し、ここで偏光方向が直線偏光から円
偏光になる。このレーザビームは対物レンズ５を透過
し、ディスク８で反射され、その後再び対物レンズ５を
透過する。対物レンズ５を透過したレーザビームは、１
／４波長板４に再び入射し、偏光方向が円偏光から直線
偏光に変換されるが、その偏光方向は上述した往路のも
のとは９０°異なる直線偏光となり、偏光ビームスプリ
ッター３で反射され、平行平面板１０５に導かれる。
【０１０５】このレーザビームは、平行平面板１０５、
検出系集光レンズ６を透過し、円柱レンズ１０２に導か
れて非点収差を与えられた後偏光ビームスプリッター１
０３に導かれる。
【０１０６】偏光ビームスプリッター１０３に導かれた
レーザビームは、偏光方向の違いにより、検出系集光レ
ンズ６の高開口数領域を通過したレーザビームＲと、低
開口数領域を通過したレーザビームＳとの２光束に分け
られる。レーザビームＲはその後光検出器１００に、レ
ーザビームＳは光検出器１０１により検出される。
【０１０７】レーザビームＲおよびＳの受光結果に基づ
いて生成されるフォーカスエラー信号を第１のフォーカ
スエラー信号ＦＥ１とし、レーザビームＳの受光結果に
基づいて生成されるフォーカスエラー信号を第２のフォ
ーカスエラー信号ＦＥ２とする。このように出力された
第１のフォーカスエラー信号ＦＥ１および第２のフォー
カスエラー信号ＦＥ２に基づいて、実施の形態１と同様
に、フォーカス制御の切り替えを行う。
【０１０８】このように、第１のフォーカスエラー信号
ＦＥ１と第２のフォーカスエラー信号ＦＥ２とを切り替
えてフォーカス制御を行い、フォーカスサーボループを
形成することにより、フォーカスサーボループ形成可能
領域は広くなり、対物レンズ５の焦点位置がフォーカス
サーボループから外れにくくすることができる。こうし
て、確実に、かつ感度の良好なフォーカス制御を行うこ
とができる。
【０１０９】なお、１／２波長板１０４において、検出
系集光レンズ６の低開口数領域を透過するレーザビーム
Ｓの偏光方向を９０°回転させたが、検出系集光レンズ
６の高開口数領域を透過するレーザビームＲの偏光方向
を９０°回転させてもかまわない。
【０１１０】第１のフォーカスエラー信号ＦＥ１による
フォーカスサーボループ形成時において、第１フォーカ
スエラー信号ＦＥ１の電圧の絶対値が、第１の基準値Ａ
以下であり、かつ、第２フォーカスエラー信号ＦＥ２の
電圧の絶対値が、第２の基準値Ｂ以下である状態におい
ては、第１フォーカスエラー信号ＦＥ１に基づいてフォ
ーカスサーボループを形成する。
【０１１１】第１フォーカスエラー信号ＦＥ１の電圧の
絶対値が第１の基準値Ａより大きく、かつ、第２フォー
カスエラー信号ＦＥ２の電圧の絶対値が第２の基準値Ｂ
以下である状態においては、第１フォーカスエラー信号
ＦＥ１に基づくフォーカスサーボループの形成から第２
フォーカスエラー信号ＦＥ２に基づくフォーカスサーボ
ループの形成に切り替える。
【０１１２】
【発明の効果】以上のように、本発明の光ピックアップ
装置は、光源と、該光源から出射され、記録媒体にて反
射された光を集光する集光レンズと、該集光レンズを透
過した光を、上記集光レンズの高開口数領域を透過した
光と低開口数領域を透過した光とに分離する分離手段
と、上記高開口数領域を透過した光を検出する第１の受
光素子、および上記低開口数領域を透過した光を検出す
る第２の受光素子を少なくとも有する受光手段と、少な
くとも第１の受光素子からの出力信号に基づいて第１フ
ォーカスエラー信号を生成する一方、第２の受光素子か
らの出力信号に基づいて第２フォーカスエラー信号を生
成するとともに、上記受光手段の出力値に基づいて、第
１フォーカスエラー信号と第２フォーカスエラー信号と
の何れか一方によりフォーカス制御を行うフォーカス制
御手段とを備えている構成である。
【０１１３】これにより、第１フォーカスエラー信号と
第２フォーカスエラー信号とを生成することができる。
また、受光手段の出力値に基づいて、感度が高い第１フ
ォーカスエラー信号と、フォーカスサーボループ形成可
能領域が広い第２のフォーカスエラー信号とのどちらか
一方を選択することにより、フォーカスサーボループを
形成することができる。従って、フォーカスサーボルー
プ形成可能領域は広くなり、例えば、ディスクや光ピッ
クアップ装置全体に衝撃が加わった場合やディスクの記
録面に埃等がある場合においても、対物レンズの焦点位
置がフォーカスサーボループから外れにくくすることが
でき、また、確実に、かつ感度の良好なフォーカス制御
を行うことができるといった効果を奏する。
【０１１４】本発明の光ピックアップ装置は、上記のフ
ォーカス制御手段において、フォーカス制御に使用する
信号として、第１フォーカスエラー信号を示す値が、第
１フォーカスエラー信号によりフォーカス制御が可能な
範囲内にあるときに、第１フォーカスエラー信号を選択
する一方、第１フォーカスエラー信号を示す値が、第１
フォーカスエラー信号によりフォーカス制御が可能な範
囲外にあり、かつ第２フォーカスエラー信号を示す値
が、第２フォーカスエラー信号によりフォーカス制御が
可能な範囲内にあるときに、第２フォーカスエラー信号
を選択する構成である。
【０１１５】これにより、フォーカス制御手段が、感度
の高い第１フォーカスエラー信号と、フォーカスサーボ
ループ形成可能領域が得られる第２フォーカスエラー信
号とを適切に切り替えてフォーカス制御を行うことがで
きる。従って、フォーカス制御において、高感度のフォ
ーカスサーボを維持しつつ、フォーカスサーボループ形
成可能領域を広くする処理を確実に行い得るといった効
果を奏する。
【０１１６】本発明の光ピックアップ装置は、上記のフ
ォーカス制御手段として、上記受光手段における少なく
とも第１の受光素子を含む受光素子の全受光量を表す出
力電圧が、その特性曲線において設定された第１基準値
より大きく、かつ上記第１フォーカスエラー信号の絶対
値が、その特性曲線において設定された第２基準値以下
となるときに、第１フォーカスエラー信号に基づくフォ
ーカス制御を行う構成である。
【０１１７】これにより、フォーカス制御手段におい
て、使用するフォーカスエラー信号として第１フォーカ
スエラー信号への切り替えを適切に行うことができると
いった効果を奏する。
【０１１８】本発明の光ピックアップ装置は、対物レン
ズと、この対物レンズをフォーカス方向に駆動するアク
チュエータとを備え、上記のフォーカス制御手段が、第
１フォーカスエラー信号と第２フォーカスエラー信号と
によるフォーカス制御が不可能となったときに、上記対
物レンズを記録媒体から遠ざかった第１の位置に移動さ
せ、次に、上記受光手段におけるフォーカスエラー信号
を得るための受光素子の全受光量を表す出力電圧が所定
値となったときに、上記対物レンズを第１の位置から記
録媒体に近づく第２の位置に移動させる引き込み動作が
行われるように上記アクチュエータを制御するととも
に、その後、第２フォーカスエラー信号を示す値が、第
２フォーカスエラー信号によりフォーカス制御が可能な
範囲内となったときに、第２フォーカスエラー信号によ
るフォーカス制御を行う構成としてもよい。
【０１１９】これにより、第１フォーカスエラー信号と
第２フォーカスエラー信号とによるフォーカス制御が不
可能となった場合であっても、例えば対物レンズが記録
媒体に衝突して、対物レンズや記録媒体が損傷するよう
な事態を生じることなく、対物レンズをフォーカス制御
が可能な位置に戻すことができるといった効果を奏す
る。
【０１２０】本発明の光ピックアップ装置は、分離手段
が、ホログラム素子からなる構成である。
【０１２１】これにより、複数のフォーカスエラー信号
を得ることができる。従って、適切なフォーカスエラー
信号を選択してフォーカス制御を行うことができるとい
った効果を奏する。
【０１２２】上記の光ピックアップ装置は、分離手段と
して、上記集光レンズの高開口数領域を透過した光の光
路と低開口数領域を透過した光の光路との何れか一方に
設けられた１／２波長板と、偏光ビームスプリッタとを
備えている構成である。
【０１２３】これにより、複数のフォーカスエラー信号
を得ることができる。従って、適切なフォーカスエラー
信号を選択してフォーカス制御を行うことができるとい
った効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態に係る光ピックアップ装
置の構成を示す説明図である。
【図２】図１に示したホログラム素子と光検出器の構
成、およびホログラム素子から光検出器の光路を示す斜
視図である。
【図３】図１に示した光検出器が備える複数の受光素子
の配設状態を示す詳細図である。
【図４】本発明の実施の一形態に係る光ピックアップ装
置において検出されるフォーカスエラー信号の特性を示
すグラフである。
【図５】図１に示した光ピックアップ装置において、ゲ
イン調整して検出したフォーカスエラー信号の特性を示
すグラフである。
【図６】レーザビームの光検出器上における広がり具合
を示す説明図であり、（ａ）は対物レンズの最良像面に
対しディスクの位置が遠いとき、（ｂ）は対物レンズの
最良像面に対しディスクの位置が合焦しているとき、
（ｃ）は、対物レンズの最良像面に対しディスクの位置
が近いときを示した図である。
【図７】第１および第２のフォーカスエラー信号の特
性、第１のフォーカスエラー信号を生成するための受光
素子での全受光量、および第２のフォーカスエラー信号
を生成するための受光素子での全受光量を示す各グラフ
と、フォーカス制御のための各基準値とを示す図であ
る。
【図８】図１に示した対物レンズに対して行われる引き
込み動作の可能領域および不安定領域を示すグラフであ
る。
【図９】本発明の他の実施の形態に係る光ピックアップ
装置の構成を示す説明図である。
【図１０】本発明のさらに他の実施の形態に係る光ピッ
クアップ装置の構成を示す説明図である。
【図１１】図１０に示した平行平面板の構成を示す詳細
図である。
【符号の説明】
１ 半導体レーザ ２ コリメータレンズ ３ 偏光ビームスプリッター ４ １／４波長板 ５ 対物レンズ ６ 検出系集光レンズ（集光レンズ） ７ ホログラム素子（分離手段） ７ａ 高開口数領域 ７ｂ 低開口数領域 ８ ディスク（記録媒体） ８ａ 情報記録面 ９ 光検出器 ９ａ 受光素子（第１の受光素子、受光手段） ９ｂ 受光素子（第１の受光素子、受光手段） ９ｃ 受光素子（第２の受光素子、受光手段） ９ｄ 受光素子（第２の受光素子、受光手段） ９ｅ 受光素子 ９ｆ 受光素子 ９ｇ 受光素子（第１の受光素子、受光手段） ９ｈ 受光素子（第１の受光素子、受光手段） ９ｉ 受光素子（第２の受光素子、受光手段） ９ｊ 受光素子（第２の受光素子、受光手段） １０ アクチュエータ １１ フォーカス制御部 ９０ ホログラム半導体レーザ １００ 光検出器 １０１ 光検出器 １０２ 円柱レンズ １０３ 偏光ビームスプリッター（分離手段） １０４ １／２波長板（分離手段） １０５ 平行平面板
フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H099 AA05 BA17 CA02 CA07 CA08 DA01 5D118 AA14 BA01 BB02 BF02 BF03 CD02 CF02 CF03 CG02 DA20 DA35 DC02 5D119 AA28 BA01 DA01 DA05 EA02 EA03 JA23 JA43 JB01 JB02 KA02 KA16 KA17

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】光源と、 該光源から出射され、記録媒体にて反射された光を集光
    する集光レンズと、 該集光レンズを透過した光を、上記集光レンズの高開口
    数領域を透過した光と低開口数領域を透過した光とに分
    離する分離手段と、 上記高開口数領域を透過した光を検出する第１の受光素
    子、および上記低開口数領域を透過した光を検出する第
    ２の受光素子を少なくとも有する受光手段と、 少なくとも第１の受光素子からの出力信号に基づいて第
    １フォーカスエラー信号を生成する一方、第２の受光素
    子からの出力信号に基づいて第２フォーカスエラー信号
    を生成するとともに、上記受光手段の出力値に基づい
    て、第１フォーカスエラー信号と第２フォーカスエラー
    信号との何れか一方によりフォーカス制御を行うフォー
    カス制御手段とを備えていることを特徴とする光ピック
    アップ装置。
  2. 【請求項２】上記のフォーカス制御手段は、フォーカス
    制御に使用する信号として、上記第１フォーカスエラー
    信号を示す値が、第１フォーカスエラー信号によりフォ
    ーカス制御が可能な範囲内にあるときに、第１フォーカ
    スエラー信号を選択する一方、第１フォーカスエラー信
    号を示す値が、第１フォーカスエラー信号によりフォー
    カス制御が可能な範囲外にあり、かつ上記第２フォーカ
    スエラー信号を示す値が、第２フォーカスエラー信号に
    よりフォーカス制御が可能な範囲内にあるときに、第２
    フォーカスエラー信号を選択することを特徴とする請求
    項１に記載の光ピックアップ装置。
  3. 【請求項３】上記のフォーカス制御手段は、上記受光手
    段における少なくとも第１の受光素子を含む受光素子の
    全受光量を表す出力電圧が、その特性曲線において設定
    された第１基準値より大きく、かつ上記第１フォーカス
    エラー信号の絶対値が、その特性曲線において設定され
    た第２基準値以下となるときに、第１フォーカスエラー
    信号に基づくフォーカス制御を行うことを特徴とする請
    求項１に記載の光ピックアップ装置。
  4. 【請求項４】対物レンズと、この対物レンズをフォーカ
    ス方向に駆動するアクチュエータとを備え、上記のフォ
    ーカス制御手段は、上記第１フォーカスエラー信号と上
    記第２フォーカスエラー信号とによるフォーカス制御が
    不可能となったときに、上記対物レンズを記録媒体から
    遠ざかった第１の位置に移動させ、次に、上記受光手段
    におけるフォーカスエラー信号を得るための受光素子の
    全受光量を表す出力電圧が所定値となったときに、上記
    対物レンズを第１の位置から記録媒体に近づく第２の位
    置に移動させる引き込み動作が行われるように上記アク
    チュエータを制御するとともに、その後、第２フォーカ
    スエラー信号を示す値が、第２フォーカスエラー信号に
    よりフォーカス制御が可能な範囲内となったときに、第
    ２フォーカスエラー信号によるフォーカス制御を行うこ
    とを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の
    光ピックアップ装置。
  5. 【請求項５】上記分離手段は、ホログラム素子からなる
    ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載
    の光ピックアップ装置。
  6. 【請求項６】上記分離手段は、上記集光レンズの高開口
    数領域を透過した光の光路と低開口数領域を透過した光
    の光路との何れか一方に設けられた１／２波長板と、偏
    光ビームスプリッタとを備えていることを特徴とする請
    求項１から４のいずれか１項に記載の光ピックアップ装
    置。
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