JP2002216368A

JP2002216368A - 光ピックアップ装置及び光学ディスク装置

Info

Publication number: JP2002216368A
Application number: JP2001006845A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Nakano; 聡中野
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2001-01-15
Filing date: 2001-01-15
Publication date: 2002-08-02

Abstract

(57)【要約】【課題】フォーカス引き込み範囲を充分に広く確保
し、サーボ動作の信頼性の向上を図る。【解決手段】光を出射する光源１１と、この光源１１
から出射された出射光を光学ディスク４に集光させる対
物レンズ１４と、光学系１の復路上に配設されて戻り光
を異なる回折角を以て＋１次回折する第１及び第２の回
折領域３１，３２に分割線Ｌ_３を介して二分割されたホ
ログラム２７と、このホログラム２７の第１及び第２の
回折領域３１，３２でそれぞれ回折された各回折光をそ
れぞれ受光する複数の各受光領域ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｇ，
ｈ，ｉ，ｊに分割された第１及び第２のメインビーム用
フォトディテクタ４１，４２とを備える。また、ホログ
ラム２７は、＋１次光の回折方向が、分割線Ｌ_３にほぼ
平行な方向とされるとともにこの分割線Ｌ_３が戻り光の
光軸上に位置されて、第１及び第２の回折領域３１，３
２が、分割線Ｌ_３の方向に対して＋４５度傾斜された方
向の非点収差を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば光ディスク
や光磁気ディスク等の光学ディスクに対して情報を記録
及び／又は再生する光ピックアップ装置及びこの光ピッ
クアップ装置を有する光学ディスク装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、ＣＤ(Compact Disc)，ＤＶＤ(D
igital Varsatile Disc)等の光学ディスクに対して情報
を記録及び／又は再生する光ピックアップ装置が知られ
ている。この種の光ピックアップ装置は、光学ディスク
の記録面に出射光を集光させる対物レンズを有する光学
系と、対物レンズの光軸に平行なフォーカシング方向及
び対物レンズの光軸に直交するトラッキング方向に対物
レンズをそれぞれ駆動変位させるレンズ駆動機構とを備
えている。

【０００３】例えば光学ディスクとしてＣＤから情報を
再生する光学系としては、レーザ光を出射する光源と、
この光源からの出射光を分割するとともに光学ディスク
からの戻り光を回折するホログラム素子と、光学ディス
クの記録面に出射光を集光する対物レンズと、光学ディ
スクの記録面からの戻り光を受光する受光部とを有する
光学系がある。

【０００４】ホログラム素子は、略ブロック状をなすプ
リズムとして形成されており、光源からの出射光の光軸
に直交する第１の面と、この第１の面に平行に対向する
第２の面とを有している。第１の面には、光源からの出
射光を０次光であるメインビーム及び±１次光であるサ
イドビームとの３ビームに分割する回折格子が設けられ
ている。

【０００５】第２の面には、光学ディスクからの戻り光
の光軸上に位置して、戻り光を回折するホログラムが設
けられている。このホログラムは、光源からの出射光を
通過させるとともに、光学ディスクからの戻り光を回折
させて受光部に導くようになされている。そして、ホロ
グラムは、光学ディスクのトラック方向に平行な方向に
二分割された第１及び第２の回折領域に分割されてお
り、これら第１及び第２の回折領域の空間周波数が不連
続とされている。

【０００６】受光部は、回折格子で分割されたメインビ
ームを受光するメインビーム用フォトディテクタと、こ
のメインビーム用フォトディテクタを間に挟んで両側に
配設されてサイドビームを受光する一組のサイドビーム
用フォトディテクタとを有している。メインビーム用フ
ォトディテクタは、互いに直交する分割線によって４分
割された各受光領域ａ’，ｂ’，ｃ’，ｄ’を有してい
る。一組のサイドビーム用フォトディテクタは、受光領
域ｅ’，ｆ’を有している。

【０００７】そして、受光部は、メインビーム用フォト
ディテクタ及びサイドビーム用フォトディテクタの各受
光領域ａ’，ｂ’，ｃ’，ｄ’，ｅ’，ｆ’が検出した
検出信号が、信号処理回路の増幅器によって増幅された
後、出力信号Ｓａ’，Ｓｂ’，Ｓｃ’，Ｓｄ’，Ｓ
ｅ’，Ｓｆ’となり、さらに演算回路によって、再生信
号ＲＦは、ＲＦ＝（Ｓａ’＋Ｓｂ’）＋（Ｓｃ’＋Ｓｄ’）・・・・（式７）により算出される。

【０００８】また、フォーカシングエラー信号ＦＥは、ＦＥ＝（Ｓａ’−Ｓｂ’）・・・・（式８）により算出される。

【０００９】あるいは、フォーカシングエラー信号ＦＥ
は、ＦＥ＝（Ｓａ’＋Ｓｄ’）−（Ｓｃ’＋Ｓｂ’）・・・・（式９）により算出される。

【００１０】また、トラッキングエラー信号ＴＥは、ＴＥ＝（Ｓｅ’−Ｓｆ’）・・・・（式１０）により算出される。

【００１１】また、光ピックアップ装置が備えるレンズ
駆動機構は、対物レンズを保持するレンズホルダと、こ
のレンズホルダを対物レンズの光軸に平行なフォーカシ
ング方向及びこのフォーカシング方向に直交するトラッ
キング方向の二軸方向に対物レンズを駆動変位させる電
磁駆動部とを有している。

【００１２】以上のように構成された光ピックアップ装
置は、光源から出射された出射光が、ホログラム素子の
回折格子でメインビーム及びサイドビームからなる３ビ
ームに分割された後、ホログラム素子のホログラムを通
過して、対物レンズを介してＣＤの記録面に集光され
る。

【００１３】ＣＤからの戻り光は、ホログラム素子のホ
ログラムの第１及び第２の回折領域に回折されて、メイ
ンビームの戻り光がメインビーム用フォトディテクタの
各受光領域ａ’，ｂ’，ｃ’，ｄ’に入射されるととも
に、サイドビームの戻り光がサイドビーム用フォトディ
テクタの受光領域ｅ’，ｆ’に入射される。

【００１４】そして、受光部は、メインビーム用フォト
ディテクタによりフォーカシングエラー信号ＦＥを得る
とともに、サイドビーム用フォトディテクタによりトラ
ッキングエラー信号ＴＥを得る。光ピックアップ装置
は、得られたフォーカシングエラー信号ＦＥ及びトラッ
キングエラー信号ＴＥに基づいて、レンズ駆動機構が対
物レンズをフォーカシング方向及びトラッキング方向に
駆動変位させて、光学ディスクの記録面の所望の記録ト
ラックから再生信号ＲＦとして情報を再生する。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、ホロ
グラム素子を備える従来の光ピックアップ装置は、フォ
ーカシングエラー信号の検出方法としていわゆるフーコ
ー法が採用されている。しかしながら、フーコー法を用
いたフォーカシングエラー信号の検出方法は、フォーカ
シングエラー信号のフォーカス引き込み範囲が、他の方
法に比較して狭いため、フォーカシングサーボを安定し
て行うことために支障となっている。

【００１６】また、従来の光ピックアップ装置は、光学
ディスクとして例えばＤＶＤを再生する場合、トラッキ
ングエラー信号の検出方法として、いわゆる位相差法
（ＤＰＤ法）が用いられており、ＤＰＤ信号を検出する
ために、回折素子の回折領域を３分割以上に分割する必
要があり、受光素子の受光領域の分割パターンが複雑化
するという不都合がある。

【００１７】そこで、本発明は、十分なフォーカス引き
込み範囲を有し、フォーカスサーボの信頼性を向上する
ことを可能とする光ピックアップ装置及びこの光ピック
アップ装置を有する光学ディスク装置を提供することを
目的とする。

【００１８】

【課題を解決するための手段】上述した目的を達成する
ため、本発明に係る光ピックアップ装置は、光を出射す
る光源と、この光源から出射された出射光を光学ディス
クに集光させる対物レンズと、光学系の復路上に配設さ
れて戻り光を異なる回折角を以て＋１次回折又は−１次
回折する第１及び第２の回折領域に分割線を介して二分
割された戻り光用の回折素子と、この戻り光用の回折素
子の第１及び第２の回折領域でそれぞれ回折された各回
折光をそれぞれ受光する複数の受光領域に分割された受
光素子とを備える。また、戻り光用の回折素子は、＋１
次光又は−１次光の回折方向が、分割線にほぼ平行な方
向とされるとともにこの分割線が戻り光の光軸上に位置
される。そして、この戻り光用の回折素子は、第１及び
第２の回折領域が、分割線の方向に対して＋４５度又は
−４５度傾斜された方向の非点収差を有する。

【００１９】以上のように構成した光ピックアップ装置
は、戻り光用の回折素子によって戻り光が第１及び第２
の回折領域ごとに異なる回折角を以て＋１次回折又は−
１次回折されるとともに、第１及び第２の回折領域の分
割線に平行な方向に対して＋４５度又は−４５度傾斜さ
れた方向の非点収差を付与されて、各回折光が受光素子
の複数に分割された各受光領域にそれぞれ入射される。

【００２０】また、本発明に係る光学ディスク装置は、
光学ディスクに対して情報を記録及び／又は再生する光
ピックアップと、光学ディスクを回転駆動するディスク
回転駆動手段とを備える。光ピックアップは、光を出射
する光源と、この光源から出射された出射光を光学ディ
スクに集光させる対物レンズと、光学系の復路上に配設
されて戻り光を異なる回折角を以て＋１次回折又は−１
次回折する第１及び第２の回折領域に分割線を介して二
分割された戻り光用の回折素子と、この戻り光用の回折
素子の第１及び第２の回折領域でそれぞれ回折された各
回折光をそれぞれ受光する複数の受光領域に分割された
受光素子とを有する。また、戻り光用の回折素子は、＋
１次光又は−１次光の回折方向が、上記分割線にほぼ平
行な方向とされるとともにこの分割線が戻り光の光軸上
に位置される。そして、この戻り光用の回折素子は、第
１及び第２の回折領域が、分割線の方向に対して＋４５
度又は−４５度傾斜された方向の非点収差を有する。

【００２１】以上のように構成した光学ディスク装置
は、光ピックアップの戻り光用の回折素子によって戻り
光が第１及び第２の回折領域ごとに異なる回折角を以て
＋１次回折又は−１次回折されるとともに、第１及び第
２の回折領域の分割線に平行な方向に対して＋４５度又
は−４５度傾斜された方向の非点収差を付与されて、各
回折光が受光素子の複数に分割された各受光領域にそれ
ぞれ入射される。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の具体的な実施形態
について、光ピックアップ装置及びこの光ピックアップ
装置を備えるディスクドライブ装置を図面を参照して説
明する。本発明に係る光ピックアップ装置には、光学デ
ィスクとしてＣＤ(Compact Disc)，ＤＶＤ(Digital Var
satile Disc)がそれぞれ適用される。

【００２３】光ピックアップ装置は、光学ディスクにレ
ーザ光を合焦させる対物レンズを有する光学ディスク
と、対物レンズの光軸に平行な方向及び光軸に直交する
方向とに対物レンズを駆動変位させるレンズ駆動機構と
を備えている。

【００２４】図１に示すように、光ピックアップ装置が
備える光学系１は、光路順に、異なる第１及び第２の波
長のレーザ光をそれぞれ出射する光源１１と、この光源
１１から出射された出射光を分割するとともに光学ディ
スク４からの戻り光を回折するホログラム素子１２と、
このホログラム素子１２を通過した出射光を平行光に変
換するコリメータレンズ１３と、このコリメータレンズ
１３によって平行光に変換された出射光を光学ディスク
４の記録面上に集光する対物レンズ１４と、光学ディス
ク４からの戻り光を受光する受光部１５とを備えてい
る。

【００２５】なお、図中において、光源１１から出射さ
れる出射光の光軸に平行な方向をＺ軸方向とするととも
に、光学ディスク４の径方向に平行な方向をＸ方向と
し、光学ディスク４のトラック方向と平行な方向をＹ軸
方向とする。

【００２６】光源１１は、図１及び図２に示すように、
受光部１５に隣接する位置に配設されており、半導体基
板上に、例えば、ＤＶＤに対応する６５０ｎｍ程度とさ
れる第１の波長のレーザ光を発光する第１の発光素子２
１及びＣＤに対応する７８０ｎｍ程度とされる第２の波
長のレーザ光を発光する第２の発光素子２２とを有する
２波長半導体レーザが用いられている。光源１１は、図
１及び図２に示すように、第１及び第２の発光素子２
１，２２がＸ軸方向に平行な直線Ｌ_１上に位置するよう
に並んで配設されている。

【００２７】ホログラム素子１２は、図１に示すよう
に、略矩形のブロック状をなすプリズムとして形成され
ており、光源１１から出射される出射光の光軸に直交す
る第１の面２３と、この第１の面２３に平行に対向する
第２の面２４とを有している。第１の面２３は、光源１
１に臨む側に形成されている。第２の面２４は、光学デ
ィスク４に臨む側に形成されている。

【００２８】第１の面２３には、図１に示すように、光
源１１から出射される出射光の光軸上に位置して、第２
の発光素子２４から第２の波長の出射光のみを回折する
回折格子２６が配設されている。回折格子２６は、Ｘ軸
方向に平行な溝を有しており、光源１１からの出射光を
０次光からなるメインビームと、±１次光からなるサイ
ドビームとの３ビームにそれぞれ分割する。なお、回折
格子２６は、メインビーム及びサイドビーム全体を透過
させ得るように、回折領域の面積が極力小さくされてい
る。

【００２９】そして、回折格子２６は、溝の深さを適宜
選定することにより、第２の波長の出射光に対して回折
作用を及ぼすとともに、第１の波長の出射光に対してほ
ぼ０次光からなるメインビームのみが発生するようにな
されている。すなわち、この回折格子２６によれば、第
１の波長の出射光を通過させるとともに、第２の波長の
出射光を０次光及び±１次光からなる３ビームに分割す
る。

【００３０】次に、第２の面２４には、図１及び図３に
示すように、光学ディスク４からの戻り光の光軸上に位
置して、戻り光を回折するホログラム２７が配設されて
いる。このホログラム２７は、光源１１からの出射光を
そのまま透過させるとともに、光学ディスク４からの戻
り光を受光部１５に導くように回折させるようになされ
ている。

【００３１】また、ホログラム２７は、図１に示すよう
に、円形の回折領域が、Ｘ軸方向に平行な分割線Ｌ_２に
よって半円形の第１及び第２の回折領域３１，３２に分
割されており、各第１及び第２の回折領域３１，３２
が、各々独立した回折領域とされている。第１及び第２
の回折領域３１，３２は、Ｙ軸方向に略平行な曲線群か
らなる溝をそれぞれ有しており、空間周波数が連続する
ようになされている。

【００３２】したがって、ホログラム２７は、第１及び
第２の回折領域３１，３２によって、光学ディスク４か
らの戻り光を所定の回折角度θ_１，θ_２だけそれぞれ回
折させる。但し、各回折角度θ_１，θ_２は、θ_１≠θ_２
とする。また、ホログラムは、第１及び第２の回折領域
３１，３２によってそれぞれ回折された戻り光が、回折
格子２６を通過することがないように各回折角度θ_１，
θ_２がそれぞれ設定されている。

【００３３】また、ホログラム２７は、各第１及び第２
の回折領域３１，３２によって回折される戻り光に、図
３に示すように、Ｘ軸方向に平行な分割線Ｌ_２に対して
図中矢印で示すように４５度傾斜された方向の非点収差
をそれぞれ付与する。なお、ホログラム２７は、Ｘ軸方
向に平行な分割線Ｌ_２に対して上述した＋４５度傾斜さ
れた方向に直交する方向である−４５度傾斜された方向
に非点収差をそれぞれ付与するようになされてもよい。

【００３４】コリメータレンズ１３は、例えば凸レンズ
が用いられており、光源１１からの出射光をほぼ平行な
光束に変換して、対物レンズ１４に入射させる。対物レ
ンズ１４は、凸レンズが用いられており、コリメータレ
ンズ１３から入射された平行光束を、光学ディスク４の
記録面の所望の記録トラック上に収束させる。また、対
物レンズ１４は、第１の波長の出射光の場合に、光学デ
ィスク４としてディスク基板厚０．６ｍｍとされるＤＶ
Ｄに対して開口率ＮＡが０．６の範囲でレーザ光を良好
に収束させること可能とされるとともに、第２の波長の
出射光の場合に、光学ディスク４としてディスク基板厚
１．２ｍｍとされるＣＤに対して開口率ＮＡが０．４５
の範囲でレーザ光を良好に収束させることが可能とされ
るようになされている。

【００３５】そして、対物レンズ１４は、図示しないレ
ンズ駆動機構が備える電磁駆動部により、対物レンズ１
４の光軸に平行な方向であるフォーカシング方向及びこ
のフォーカシング方向に直交するトラッキング方向の二
軸方向にそれぞれ駆動変位可能に支持されている。

【００３６】受光部１５は、図４に示すように、ホログ
ラム２６の第１及び第２の回折領域３１，３２で分割さ
れた各戻り光をそれぞれ受光する受光面が複数に分割さ
れており、中央に位置されてメインビームをそれぞれ受
光する略矩形状の第１及び第２のメインビーム用フォト
ディテクタ４１，４２と、これら第１及び第２のメイン
ビーム用フォトディテクタ４１，４２を間に挟んでＹ軸
方向の両側に位置されてサイドビームをそれぞれ受光す
る略帯状の一組のサイドビーム用フォトディテクタ４
３，４４とを有している。

【００３７】図４に示すように、第１及び第２のメイン
ビーム用フォトディテクタ４１，４２は、Ｘ軸方向と平
行な分割線Ｌ_３によって、受光領域ａ，ｂ及び受光領域
ｃ，ｄが短冊状にそれぞれ分割されている。

【００３８】したがって、第１及び第２のメインビーム
用フォトディテクタ４１，４２は、受光領域ａ，ｂ及び
受光領域ｃ，ｄの各分割線Ｌ_３が、光源１１の第１及び
第２の発光素子２１，２２が直列された方向と平行とさ
れている。すなわち、光源１１の第１及び第２の発光素
子２１，２２が直列された直線Ｌ_２と、メインビーム用
フォトディテクタ４１，４２の分割線Ｌ_３は、互いに平
行とされており、例えば直線Ｌ_２と分割線Ｌ_３が同一直
線とされてもよい。

【００３９】また、第１及び第２のメインビーム用フォ
トディテクタ４１，４２には、図４に示すように、各受
光領域ａ，ｂ及び受光領域ｃ，ｄのＹ軸方向の両側に、
フォーカス引き込み範囲を外れた状態を検出するための
キャンセル用の受光領域ｇ，ｈ及び受光領域ｉ，ｊがそ
れぞれ配設されている。

【００４０】受光部１５の中央に配設された第１のメイ
ンビーム用フォトディテクタ４１の各受光領域ａ，ｂ，
ｇ，ｈは、ホログラム２６の第１の回折領域３１で回折
された戻り光のメインビームを受光し、半円形のビーム
スポットが形成される。同様に、受光部１５の中央に配
設された第２のメインビーム用フォトディテクタ４２の
各受領域ｃ，ｄ，ｉ，ｊは、ホログラム２７の第２の回
折領域３２により回折された戻り光のメインビームを受
光し、半円形状のビームスポットが形成される。

【００４１】また、サイドビーム用フォトディテクタ４
３，４４の各受光領域ｅ，ｆは、ホログラム２６の各第
１及び第２の回折領域３１，３２によりそれぞれ回折さ
れたサイドビームをそれぞれ受光し、半円形状のビーム
スポットが形成される。

【００４２】そして、受光部１５は、図４及び図５に示
すように、第１の波長の戻り光を受光する場合と第２の
波長の戻り光を受光する場合とで、光源１１の第１及び
第２の発光素子２１，２２の位置の差と、ホログラム２
７の第１及び第２の回折領域３１，３２による回折角度
の差とによって、各受光領域ａ，ｂ，ｇ．ｈ及び各受光
領域ｃ，ｄ，ｉ，ｊ上に形成されるビームスポットの位
置に差異が生じる。

【００４３】しかしながら、上述した光学系１は、光源
１１の第１及び第２の発光素子２１，２２の位置をＸ軸
方向と平行に直列させてそれぞれ配設し、且つこの直列
された方向が受光部１５の第１及び第２のメインビーム
用フォトディテクタ４１，４２の各受光領域ａ，ｂ及び
受光領域ｃ，ｄの分割線Ｌ_３にほぼ平行な方向とされる
とともに、ホログラム２７による回折方向をＸ軸方向に
設定することにより、ビームスポットの位置が変位する
方向を、Ｘ軸方向に平行な方向にのみに限定して発生す
るようになされている。

【００４４】また、光学系１は、第１の波長の出射光が
回折格子２６に入射された場合、回折格子２６によって
ほぼ０次光からなるメインビームのみが発生されること
によって、±１次光からなるサイドビームの強度が無視
できるレベルに小さくされるため、図４においてサイド
ビームのビームスポットを省略して示す。

【００４５】また、光ピックアップ装置が備えるレンズ
駆動機構は、図示しないが、対物レンズ１４を保持する
レンズホルダと、このレンズホルダを対物レンズ１４の
光軸に平行なフォーカシング方向及び対物レンズ１４の
光軸に直交するトラッキング方向との二軸方向に変位可
能に支持するホルダ支持部材と、レンズホルダを二軸方
向に電磁力により駆動変位させる電磁駆動部とを有して
いる。

【００４６】レンズ駆動機構は、受光部１５の第１及び
第２のメインビーム用フォトディテクタ４１，４２が検
出するフォーカシングエラー信号及びサイドビーム用フ
ォトディテクタ４３，４４が検出するトラッキングエラ
ー信号に基づいて、対物レンズ１４をフォーカシング方
向及びトラッキング方向にそれぞれ駆動変位させて、光
学ディスク４の記録面の記録トラックに出射光を合焦さ
せる。

【００４７】以上のように構成された光ピックアップ装
置について、光学ディスク４から情報を再生する動作を
説明する。

【００４８】まず、光ピックアップ装置は、光学ディス
ク４としてＤＶＤから情報を再生する場合、光源１１の
第１の発光素子２１から出射された第１の波長の出射光
が、回折格子２６を通過されて、対物レンズ１４を介し
てＤＶＤの記録面上に集光される。ＤＶＤからの戻り光
は、ホログラム素子１２のホログラム２７の第１及び第
２の回折領域３１，３２によって、Ｘ軸方向に平行且つ
互いに異なる方向にそれぞれ回折されるとともに各回折
光に非点収差が付与されて、図４に示すように、各回折
光を受光部１５の第１及び第２のメインビーム用フォト
ディテクタ４１，４２がそれぞれ受光することにより、
フォーカシングエラー信号及びＲＦ信号を得る。また、
受光部１５は、図示しない位相比較器を介して、第１及
び第２のメインビーム用フォトディテクタ４１，４２が
それぞれ受光する戻り光の位相を検出することにより、
トラッキングエラー信号を得る。

【００４９】また、光ピックアップ装置は、光学ディス
ク４としてＣＤから情報を再生する場合、光源１１の第
２の発光素子２２から出射された第２の波長の出射光
が、回折格子２６で０次光及び±１次光からなる３ビー
ムに分割されて、対物レンズ１４を介してＣＤの記録面
上に集光される。

【００５０】ＣＤからの第２の波長の戻り光は、ホログ
ラム素子１２のホログラム２７の第１及び第２の回折領
域３１，３２によって、Ｘ軸方向に平行且つ互いに異な
る方向にそれぞれ回折されて、図５に示すように、各戻
り光を受光部１５の第１及び第２のメインビーム用フォ
トディテクタ４１，４２がそれぞれ受光することによ
り、フォーカシングエラー信号を得る。また、受光部１
５は、回折格子２６で分割された±１次光をサイドビー
ム用フォトディテク４３，４４がそれぞれ受光すること
により、トラッキングエラー信号を得る。

【００５１】光ピックアップ装置は、得られたフォーカ
シングエラー信号及びトラッキングエラー信号に基づい
て、レンズ駆動機構が対物レンズ１４をフォーカシング
方向及びトラッキング方向にそれぞれ駆動変位させるこ
とにより、ＣＤ及びＤＶＤの記録面に第１及び第２の波
長の出射光が合焦されて、光学ディスク４から情報が再
生される。

【００５２】そして、上述した受光部１５の第１及び第
２のメインビーム用フォトディテクタ４１，４２の各受
光領域ａ，ｂ，ｇ、ｈ及び各受光領域ｃ，ｄ，ｉ，ｊ及
びサイドビーム用フォトディテクタ４３，４４の各受光
領域ｅ，ｆからの検出信号は、図示しない信号処理回路
で増幅回路によりそれぞれ増幅された後、出力信号Ｓ
ａ，Ｓｂ，Ｓｃ，Ｓｄ，Ｓｅ，Ｓｆ，Ｓｇ，Ｓｈ，Ｓ
ｉ，Ｓｊとなり、さらに演算回路によって、再生信号Ｒ
Ｆは、ＲＦ＝Ｓａ＋Ｓｂ＋Ｓｃ＋Ｓｄ・・・・（式１）フォーカシングエラー信号ＦＥは、ＦＥ＝（Ｓａ＋Ｓｃ＋Ｓｈ＋Ｓｊ）−（Ｓｂ＋Ｓｄ＋Ｓｇ＋Ｓｉ）・・・・（式２）により算出される。

【００５３】また、ＣＤの再生時のトラッキングエラー
信号ＴＥ(CD)は、いわゆる３ビーム法を用いることによ
り、トラッキングエラー信号ＴＥは、ＣＤの場合、ＴＥ(CD)＝Ｓｅ−Ｓｆ・・・・（式３）により、算出される。

【００５４】また、ＤＶＤの再生時のトラッキングエラ
ー信号ＴＥ(DVD)は、位相比較器（図示せず）を用い
て、いわゆる位相差法（ＤＰＤ法）を用いることによ
り、ＤＶＤの場合、ＴＥ(DVD)＝｜Ｓａ｜＋｜Ｓｃ｜−｜Ｓｂ｜−｜Ｓｄ｜・・・・（式４）により、算出される。

【００５５】但し、｜Ｓ＊｜は信号とし、Ｓ＊は位相と
する。

【００５６】また、トラッキングエラー信号として、プ
ッシュプル信号ＰＰが必要な場合には、ＰＰ＝（Ｓａ＋Ｓｄ）−（Ｓｂ＋Ｓｃ）・・・・（式５）により算出することができる。

【００５７】最後に、上述した光ピックアップ装置につ
いて、光学ディスク４から情報を再生する際に、フォー
カシングエラー信号ＦＥを検出する原理を図面を参照し
て説明する。

【００５８】図６（ａ）に示すように、ホログラム２７
により回折されて受光部１５に導かれる光ディスク４か
らの戻り光は、ホログラム２７により付与される非点収
差により、Ｘ軸に対して±４５度方向の焦線を結ぶ。受
光部１５は、光学ディスク４の記録面上に対物レンズ１
４によるビームスポットが集光されるときに、この二つ
の焦線のほぼ中間に位置するように配設される。

【００５９】このとき、受光部１５の第１及び第２のメ
インビーム用フォトディテクタ４１，４２上のメインビ
ームスポットは、図６（ａ）中のｐ４に示すように、非
点収差が付与されることによりＹ方向に分断された半円
状とされて、受光領域ａ，ｂ並びに受光領域ｃ，ｄの各
出力がほぼ等しくなり、式２により算出されるフォーカ
シングエラー信号ＦＥがほぼ０となる。

【００６０】対物レンズ１４がＺ軸方向に移動してデフ
ォーカスすると、受光部１５にメインビームが焦線を結
び、図６（ａ）中のｐ３，ｐ５に示すようなビームスポ
ットとなり、更にデフォーカスすると、ビームスポット
は、図６（ａ）中のｐ２，ｐ６に示すように再び半円状
になるが、その方向が、図６（ａ）中のｐ４に示した場
合に比して±９０度傾いた方向を向き、ビームスポット
が、受光領域ａ又は受光領域ｂ、受光領域ｃ又は受光領
域ｄのいずれか一方に位置されるため、上述した式２に
より算出されるフォーカシングエラー信号ＦＥが最大値
又は最小値をとる。

【００６１】更にデフォーカスすることにより、ビーム
スポットは、図６（ａ）中のｐ１，ｐ７に示すように、
半円状の形状を保ったまま次第に大きくぼやけてゆき、
受光領域ａ，ｂ，ｃ，ｄの外方に位置するキャンセル用
の受光領域ｇ，ｈ，ｉ，ｊにも出力が生じる。このた
め、式２によって算出されるフォーカシングエラー信号
ＦＥは、絶対値が再び小さくなり、やがて０に収束す
る。

【００６２】次に、図６（ａ）中のｐ１からｐ７に至る
場合のフォーカシングエラー信号ＦＥの出力の推移を図
６（ｂ）に示す。

【００６３】また、式５によって算出されるプッシュプ
ル信号ＰＰから容易に推測できるように、式１によって
算出されるフォーカシングエラー信号ＦＥは、プッシュ
プル信号ＰＰの漏れこみ成分がほとんどないため、例え
ばＤＶＤ−ＲＡＭ等のようにプッシュプル信号のフォー
カシングエラー信号に対する漏れこみが比較的大きくな
り易い光学ディスクを再生する場合にも適している。

【００６４】さらに、このフォーカシングエラー信号Ｆ
Ｅの検出方法におけるフォーカシングエラー信号の検出
感度は、第１及び第２のフォトディテクタ４１，４２の
分割線Ｌ_３の幅に依存しないため、いわゆるフーコー法
によるフォーカシングエラー信号の検出方法のように、
フォーカシングエラー信号の検出感度を下げるために分
割線を広げることにより、ＲＦ信号帯域が十分に大きく
とれなくなるといった問題も生じないため、ディスクド
ライブ装置の再生動作の高速化にも適している。

【００６５】なお、上述した光源１１は、メインビーム
を受光する第１及び第２のメインビーム用フォトディテ
クタ４１，４２が、各受光領域ａ，ｂ，ｃ，ｄとキャン
セル用の受光領域ｇ，ｈ，ｉ，ｊとが別体として分離さ
れてそれぞれ配設される構成とされたが、例えば図７に
示す他の第１及び第２のメインビーム用フォトディテク
タのように構成されてもよい。

【００６６】図７に示すように、他の第１のメインビー
ム用フォトディテクタ５１は、分割線Ｌ_３により二等分
割された各受光領域ｋ，ｌとキャンセル用の受光領域
ｑ，ｒが各連結片５３，５４を介して電気的に連結され
ることにより、全体略コ字状を呈して一体に形成されて
いる。また同様に、図７に示すように、他の第２のメイ
ンビーム用フォトディテクタ５２は、分割線Ｌ_３により
二等分割された各受光領域ｍ，ｎとキャンセル用の受光
領域ｓ，ｔが各連結片５５，５６を介して電気的に連結
されることにより、全体略コ字状を呈して一体に形成さ
れている。

【００６７】以上のように構成された第１及び第２のメ
インビーム用フォトディテクタ５１，５２によれば、フ
ォーカシングエラー信号ＦＥが、ＦＥ＝（ｋ＋ｍ＋ｒ＋ｔ）−（ｌ＋ｎ＋ｑ＋ｔ）・・・・（式６）によって算出される。

【００６８】上述した第１及び第２のメインビーム用フ
ォトディテクタ５１，５２によれば、複数に分割された
各受光領域の配線パターンを簡素化することが可能とさ
れる。

【００６９】上述したように、光ピックアップ装置が備
える光学系１は、ホログラム素子１２のホログラム２７
が、第１及び第２の回折領域３１，３２により回折され
る戻り光に対して、このホログラム２７の分割線Ｌ_２に
平行な方向に対して＋４５度方向又は−４５度傾斜され
た方向の非点収差を付与することによって、回折領域の
分割数が２つの比較的簡素な構成のホログラム２７及び
比較的簡素な構成の第１及び第２のメインビーム用ディ
テクタ４１，４２を有する受光部１５によって、フォー
カシングエラー信号ＦＥの検出方法として、いわゆるＤ
ＰＤ法に対応して、充分なフォーカス引き込み範囲を確
保することができる。

【００７０】また、光ピックアップ装置によれば、２波
長ＬＤ等の２波長一体発光素子を使用したＤＶＤ，ＣＤ
に各々対応する光ピックアップ装置を容易に実現するこ
とが可能とされて、フォーカシングエラー信号ＦＥに対
してトラッキングエラー信号ＴＥであるプッシュプル信
号の漏れこみも少なく、例えばＤＶＤ−Ｒ(Recordable)
等の追記型やＤＶＤ−ＲＡＭ(Random-Access Memory)，
ＤＶＤ−ＲＷ(ReWritable)等の書換型の光学ディスクに
対応することも容易となる。

【００７１】なお、本発明に係る光ピックアップ装置
は、光学ディスクとしてＣＤ，ＤＶＤが適用されたが、
例えば、情報の追記が可能とされるＣＤ−Ｒ(Recordabl
e),情報の書き換えが可能とされるＣＤ−Ｒ(Recordabl
e)，ＤＶＤ−ＲＷ(ReWritable)や光磁気ディスク等の他
の光学ディスクに適用されてもよいことは勿論である。

【００７２】最後に、上述した光ピックアップ装置を備
えるディスクドライブ装置を簡単に説明する。なお、こ
のディスクドライブ装置が備える光ピックアップは、上
述した光ピックアップ装置と構成が同一であるため、説
明を省略する。

【００７３】図８に示すように、ディスクドライブ装置
６１は、光学ディスク４から情報をそれぞれ再生する光
ピックアップ６２と、光学ディスク４を回転駆動するデ
ィスク回転駆動機構６３と、光ピックアップ６２を光学
ディスク４の径方向に移動させる送り機構６４と、これ
ら光ピックアップ６２、ディスク回転駆動機構６３、送
り機構６４を制御する制御部６５とを備えている。

【００７４】ディスク回転駆動機構６３は、光学ディス
ク４が載置されるディスクテーブル７１と、このディス
クテーブル７１を回転駆動するスピンドルモータ７２と
を有している。送り機構６４は、図示しないが、光ピッ
クアップ６２を支持する支持ベースと、この支持ベース
を移動可能に支持する主軸及び副軸と、支持ベースを移
動させるスレッドモータとを有している。

【００７５】制御部６５は、図８に示すように、送り機
構６４を駆動制御して光学ディスク４の径方向に対する
光ピックアップ６２の位置を制御するアクセス制御回路
７５と、光ピックアップ６２の電磁駆動部を駆動制御す
るサーボ回路７６と、これらアクセス制御回路７５、サ
ーボ回路７６を制御するドライブコントローラ７７とを
有している。また、この制御部６５は、光ピックアップ
６２からの信号を復調処理する信号復調回路７８と、復
調処理された信号を誤り訂正する誤り訂正回路７９と、
誤り訂正された信号を外部コンピュータ等の電子機器に
出力するためのインターフェース８０とを有している。

【００７６】以上のように構成されたディスクドライブ
装置６１は、図８に示すように、ディスク回転駆動機構
６３のスピンドルモータ７２によって、光学ディスク４
が載置されたディスクテーブル７１が回転駆動される。
そして、ディスクドライブ装置６１は、制御部６５のア
クセス制御回路７５からの制御信号に応じて送り機構６
４が駆動制御されて、光ピックアップ６２が光学ディス
ク４の所望の記録トラックに対応する位置に移動され
る。

【００７７】まず、ディスクドライブ装置６１は、光学
ディスク４からの戻り光によって光ピックアップ６２が
検出したフォーカシングエラー信号及びトラッキングエ
ラー信号に基づいて、サーボ回路７６から光ピックアッ
プ６２の電磁駆動部に制御信号が出力されて、対物レン
ズ１４がフォーカシング方向及びトラッキング方向にそ
れぞれ駆動変位されることにより、出射光が対物レンズ
１４を介して光学ディスク４の所望の記録トラックに合
焦される。そして、ディスクドライブ装置６１は、光ピ
ックアップ６２によって読み取られた信号が信号復調回
路７８及び誤り訂正回路７９により、復調処理及び誤り
訂正処理された後、インターフェース８０から再生信号
として出力される。

【００７８】上述したディスクドライブ装置６１によれ
ば、光ピックアップ６２を備えることにより、充分なフ
ォーカス引き込み範囲を確保するとともにサーボ動作の
信頼性を向上することが可能とされて、再生動作の高速
化を図ることができる。

【００７９】

【発明の効果】上述したように本発明に係る光ピックア
ップ装置によれば、充分なフォーカス引き込み範囲を確
保することが可能とされ、サーボ動作の信頼性を向上す
ることができる。

【００８０】また、本発明に係る光学ディスク装置によ
れば、充分なフォーカス引き込み範囲を確保するととも
に、サーボ動作の信頼性を向上することが可能とされ
て、再生動作の高速化を図ることができる。

【００８１】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る光ピックアップ装置が備える光学
系を示す模式図である。

【図２】上記光学系が有する光源の第１及び第２の発光
素子を説明するために示す平面図である。

【図３】ホログラム素子のホログラムの第１及び第２の
回折領域を説明するために示す平面図である。

【図４】上記光学系が有する受光部において、第１の波
長の戻り光を受光する状態を示す平面図である。

【図５】上記光学系が有する受光部において、第２の波
長の戻り光を受光する状態を示す平面図である。

【図６】（ａ）に上記受光部の各受光領域が受光するビ
ームスポットのパターンを示し、（ｂ）に各ビームスポ
ットのパターンにおけるフォーカシングエラー信号の出
力を示す図である。

【図７】他のメインビーム用フォトディテクタを示す平
面図である。

【図８】上記光ピックアップ装置を備えるディスクドラ
イブ装置を説明するために示すブロック図である。

【符号の説明】

１光学系、４光学ディスク、１１光源、１２ホ
ログラム素子、１４対物レンズ、１５受光部、２６
回折格子、２７ホログラム、３１第１の回折領域、
３２第２の回折領域、４１第１のメインビーム用フ
ォトディテクタ、４２第２のメインビーム用フォトデ
ィテクタ、Ｌ_３分割線

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光を出射する光源と、上記光源から出射された出射光を光学ディスクに集光さ
せる対物レンズと、光学系の復路上に配設されて、戻り光を異なる回折角を
以て＋１次回折又は−１次回折する第１及び第２の回折
領域に分割線を介して二分割された戻り光用の回折素子
と、上記戻り光用の回折素子の上記第１及び第２の回折領域
でそれぞれ回折された各回折光をそれぞれ受光する複数
の受光領域に分割された受光素子とを備え、上記戻り光用の回折素子は、＋１次光又は−１次光の回
折方向が、上記分割線にほぼ平行な方向とされるととも
に上記分割線が戻り光の光軸上に位置されて、上記第１
及び第２の回折領域が、上記分割線の方向に対して＋４
５度又は−４５度傾斜された方向の非点収差を有するこ
とを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項２】上記戻り光用の回折素子は、光学系の往
路上に位置して配設された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。
【請求項３】上記戻り光用の回折素子は、上記第１及
び第２の回折領域による非点収差の方向が同一方向であ
ることを特徴とする請求項１に記載の光ピックアップ装
置。
【請求項４】上記戻り光用の回折素子は、上記分割線
が上記光学ディスクのラジアル方向と略平行であること
を特徴とする請求項１に記載の光ピックアップ装置。
【請求項５】上記光ピックアップ装置は、光学系の往
路上に位置して配設されて、上記光源からの出射光を記
録情報検出用の０次光とトラッキングエラー検出用の±
１次光とに分割する出射光用の回折素子を備え、上記出射光用の回折素子による±１次光の回折方向は、
上記戻り光用の回折素子による回折方向と略直交する方
向であることを特徴とする請求項４に記載の光ピックア
ップ装置。
【請求項６】上記光源は、異なる複数の波長の光を出
射する複数の発光点を有し、上記各発光点が上記戻り光
用の回折素子の上記分割線と略平行な直線上にそれぞれ
位置して配設された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。
【請求項７】上記光源及び上記受光素子は、同一の基
盤上にそれぞれ配設された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。
【請求項８】上記戻り光用の回折素子は、ホログラム
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
プ装置。
【請求項９】光学ディスクに対して情報を記録及び／
又は再生する光ピックアップと、上記光学ディスクを回
転駆動するディスク回転駆動手段とを備える光学ディス
ク装置において、上記光ピックアップは、光を出射する光源と、上記光源
から出射された出射光を光学ディスクに集光させる対物
レンズと、光学系の復路上に配設されて戻り光を異なる
回折角を以て＋１次回折又は−１次回折する第１及び第
２の回折領域に分割線を介して二分割された戻り光用の
回折素子と、上記戻り光用の回折素子の上記第１及び第
２の回折領域でそれぞれ回折された各回折光をそれぞれ
受光する複数の受光領域に分割された受光素子とを有
し、上記戻り光用の回折素子は、＋１次光又は−１次光の回
折方向が、上記分割線にほぼ平行な方向とされるととも
に上記分割線が戻り光の光軸上に位置されて、上記第１
及び第２の回折領域が、上記分割線の方向に対して＋４
５度又は−４５度傾斜された方向の非点収差を有するこ
とを特徴とする光学ディスク装置。
【請求項１０】上記戻り光用の回折素子は、光学系の
往路上に位置して配設されたことを特徴とする請求項９
に記載の光学ディスク装置。
【請求項１１】上記戻り光用の回折素子は、上記第１
及び第２の回折領域による非点収差の方向が同一方向で
あることを特徴とする請求項９に記載の光学ディスク装
置。
【請求項１２】上記戻り光用の回折素子は、上記分割
線が上記光学ディスクのラジアル方向と略平行であるこ
とを特徴とする請求項９に記載の光学ディスク装置。
【請求項１３】上記光ピックアップは、光学系の往路
上に位置して配設されて、上記光源からの出射光を記録
情報検出用の０次光とトラッキングエラー検出用の±１
次光とに分割する出射光用の回折素子を備え、上記出射光用の回折素子による±１次光の回折方向は、
上記戻り光用の回折素子による回折方向と略直交する方
向であることを特徴とする請求項１２に記載の光学ディ
スク装置。
【請求項１４】上記光源は、異なる複数の波長の光を
出射する複数の発光点を有し、上記各発光点が上記戻り
光用の回折素子の上記分割線と略平行な直線上にそれぞ
れ位置して配設されたことを特徴とする請求項９に記載
の光学ディスク装置。
【請求項１５】上記光源及び上記受光素子は、同一の
基盤上にそれぞれ配設されたことを特徴とする請求項９
に記載の光学ディスク装置。
【請求項１６】上記戻り光用の回折素子は、ホログラ
ムであることを特徴とする請求項９に記載の光学ディス
ク装置。