JP2003162825A - 光ピックアップ装置及び光ディスク装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 大型化を招くことなく複数の光源を近接して
配置することができ、複数種類の光記録媒体に対応可能
で、正確なフォーカス情報を安定して検出することがで
きる光ピックアップ装置を提供する。 【解決手段】 複数の光源（５１ａ、５１ｂ）からそれ
ぞれ出射される各光束は、光記録媒体（１５）の記録面
に照射され、記録面で反射した戻り光束は２分割受光素
子（５９）で受光される。２分割受光素子における各分
割領域の幅は、最も長波長の光束を受光した場合に、Ｓ
カーブ信号の極大値又は極小値が得られるときの、受光
面に形成される光スポットの最大幅とほぼ等しく設定さ
れている。そして、対物レンズ（５７）の焦点から記録
面の位置がずれると、光スポットは受光面からはみ出る
ようになり、Ｓカーブ信号は急激に０に近くなるため、
フォーカス情報の乱れを防止することできる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は光ピックアップ装置
及び光ディスク装置に係り、さらに詳しくは、複数種類
の光記録媒体の記録面に光を照射し、その記録面からの
反射光を受光して情報の再生等を行なうのに好適な光ピ
ックアップ装置及び該光ピックアップ装置を備えた光デ
ィスク装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】光ディスク装置は、光ディスクなどの光
記録媒体の記録面にレーザ光を照射するとともに、記録
面からの反射光を受光するために、光ピックアップ装置
を備えている。通常、光ピックアップ装置は、光源と、
光源から出射される光束を光記録媒体の記録面に導くと
ともに、記録面で反射された戻り光束を所定の受光位置
まで導く光学系などを備えている。

【０００３】近年、光記録媒体として、記録容量がＣＤ
（Compact Disc）よりも飛躍的に大きなＤＶＤ（Digita
l Versatile Disc）が一般化されてきた。ＣＤに対して
記録及び再生を行なうには、波長が７８０ｎｍのレーザ
光が用いられ、ＤＶＤに対して記録及び再生を行なうに
は、波長が６５０ｎｍのレーザ光が用いられるため、従
来は、ＣＤ用の光ディスク装置とＤＶＤ用の光ディスク
装置とがそれぞれ独立して、パーソナルコンピュータな
どの情報機器の周辺機器として用いられていた。

【０００４】その後、情報機器の小型軽量化に伴い、Ｃ
ＤとＤＶＤの両方をアクセスできる光ディスク装置の必
要性が高まってきた。この場合、ＤＶＤとＣＤの両方に
対応するために、光ピックアップ装置は、光源として、
波長が６５０ｎｍのレーザ光を出射する半導体レーザ
（以下「６５０ｎｍ光源」という）と波長が７８０ｎｍ
のレーザ光を出射する半導体レーザ（以下「７８０ｎｍ
光源」という）とが必要であり、さらにそれぞれのレー
ザ光を検出するための光学系が必要である。しかしなが
ら、６５０ｎｍ用の光学系と７８０ｎｍ用の光学系とを
それぞれ個別に配置すると、光ピックアップ装置が大型
化してしまう。

【０００５】そこで、光ピックアップ装置の小型化を図
るための開発が活発に行われ、その１つとして対物レン
ズを共用化する技術が、特開平１１−３４４６６６号公
報などに開示されている。

【０００６】特開平１１−３４４６６６号公報では、球
面収差を利用して波長の異なる光源及び（又は）記録面
の厚みの異なる透明基板に対してほぼ回折限界まで収差
が補正された回折型の対物レンズを用いる光ピックアッ
プ装置について開示されている。

【０００７】通常、回折型の対物レンズを通過した光に
は、回折部からの光と屈折部からの光に起因してフレア
となる成分が存在する。フレアは対物レンズの集光スポ
ット上にサイドロープを生じさせたり、光記録媒体から
の反射光を受光する受光素子の受光面上に不要な光スポ
ットを生じさせて、受光素子から出力される、対物レン
ズの焦点からの対物レンズの光軸方向に関する記録面の
位置情報（以下、適宜「フォーカス情報」という）を乱
すおそれがある。そして、これにより、光ディスク装置
では、誤ったフォーカッシングサーボを行うおそれがあ
り、正常な記録及び再生を行うことができない場合があ
るという不具合を生じる。この不具合は、特に７８０ｎ
ｍ光源を用いる場合に顕著となるので、特開平１１−３
４４６６６号公報では、７８０ｎｍ光源を用いる場合に
のみ外周光を開口制限によりカットし、フォーカス情報
に乱れが生じないようにしている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上記特開平１１−３４
４６６６号公報では、受光素子の受光面上にフレアに起
因する不要な光スポットを生じさせないため、７８０ｎ
ｍ光源からの光束のみを開口制限によって絞っている
が、光ピックアップ装置の小型軽量化のために、６５０
ｎｍ光源と７８０ｎｍ光源とを近接させ、例えば１つの
筐体内に収納し、パッケージ化した、いわゆる１Ｃａｎ
２ＬＤユニットの場合には、開口制限を使って７８０ｎ
ｍ光源からの光束だけを絞ることができないという不都
合がある。もちろん、波長選択フィルタを対物レンズに
搭載するなどの手段はあるが、そのような手段では対物
レンズの重量が増加し、光ピックアップ装置の迅速な移
動の障害となるという不都合があった。

【０００９】本発明は、かかる事情の下になされたもの
で、その第１の目的は、大型化を招くことなく複数の光
源を近接して配置することができ、複数種類の光記録媒
体に対応可能で、正確なフォーカス情報を安定して検出
することができる光ピックアップ装置を提供することに
ある。

【００１０】また、本発明の第２の目的は、複数種類の
光記録媒体に対応可能で、正確な情報の再生を安定して
行うことができる光ディスク装置を提供することにあ
る。

【００１１】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、複数種類の光記録媒体に対する情報の記録、再生、
及び消去のうち少なくとも再生を行なうために用いられ
る光ピックアップ装置であって、前記複数の光記録媒体
に個別に対応して設けられ、波長の異なる光束をそれぞ
れ択一的に出射する複数の光源と；前記各光束を対応す
る光記録媒体の記録面に集光する回折型の対物レンズを
含み、前記各光束をそれぞれの光源から前記記録面に導
くとともに、前記記録面で反射された戻り光束を所定の
受光位置まで導く光学系と；前記受光位置に配置され、
所定方向の分割線により、受光面の領域が２分割され、
それぞれの分割領域の前記分割線に直交する方向の幅
が、前記複数の光束のうち波長の最も長い光束を受光し
た場合に、前記対物レンズの焦点からの前記対物レンズ
の光軸方向に関する前記記録面の位置ずれの指標として
得られるＳカーブ信号の最大値又は最小値が得られると
きの、前記波長の最も長い光束によって前記受光面に形
成される光スポットの前記分割線に直交する方向の最大
幅とほぼ等しく設定された２分割受光素子と；を備える
光ピックアップ装置である。

【００１２】これによれば、複数の光源からそれぞれ択
一的に出射される各光束は、回折型の対物レンズを含む
光学系を介して、対応する光記録媒体の記録面に集光さ
れる。そして、記録面で反射した戻り光束は、光学系を
介して２分割受光素子で受光される。ここで、２分割受
光素子の各分割領域における分割線に直交する方向の幅
は、複数の光束のうち波長の最も長い光束を受光した場
合に、Ｓカーブ信号の最大値又は最小値が得られるとき
の、波長の最も長い光束によって受光面に形成される光
スポットの分割線に直交する方向の最大幅とほぼ等しく
設定されている。そこで、複数の光束のうち波長の最も
長い光束を受光した場合に、対物レンズの焦点からの対
物レンズの光軸方向に関する記録面の位置ずれ、いわゆ
るフォーカスずれが、Ｓカーブ信号の最大値又は最小値
が得られるときのずれよりも大きくなると、光スポット
は、２分割受光素子の受光面からはみ出るようになり、
Ｓカーブ信号は急激に０に近くなる。従って、従来のよ
うな開口制限を用いることなく、２分割受光素子がフレ
アに起因する不要な光スポットを受光することを防止で
き、小型化のために複数の光源を近接して配置した場合
であっても、フォーカス情報に乱れが生じることを防止
できる。すなわち、大型化を招くことなく複数の光源を
近接して配置することができ、複数種類の光記録媒体に
対応可能で、正確にフォーカス情報を安定して検出する
ことが可能となる。

【００１３】この場合において、請求項２に記載の光ピ
ックアップ装置の如く、前記光学系は、前記記録面によ
り反射された波長の異なる戻り光束のそれぞれを前記２
分割受光素子に導く、波長毎に設けられた複数のホログ
ラムを含むこととすることができる。かかる場合には、
光学系は、記録面により反射された波長の異なる戻り光
束のそれぞれを２分割受光素子に導くためのホログラム
を波長毎に設けているために、小型化のために複数の光
源が近接して配置されていても、波長の異なる戻り光束
のそれぞれについて最適な光スポットを２分割受光素子
に導くことができる。すなわち、大型化を招くことなく
近接して複数の光源を配置することができ、複数種類の
光記録媒体に対応可能で、正確にフォーカス情報を安定
して検出することが可能となる。

【００１４】この場合において、請求項３に記載の光ピ
ックアップ装置の如く、前記複数のホログラムのそれぞ
れは、対応する光束の波長に応じた面積を有することと
することができる。かかる場合には、ホログラムの面積
を変更することによって２分割受光素子の受光面に形成
される光スポットの大きさを調整することができるの
で、Ｓカーブ信号の最大値又は最小値が得られるとき
の、受光面に形成される光スポットの分割線に直交する
方向の最大幅が、２分割受光素子の各分割領域における
分割線に直交する方向の幅とほぼ等しくなるように、各
ホログラムの面積を、それぞれ設定することにより、フ
ォーカスずれが、Ｓカーブ信号の最大値又は最小値が得
られるときのずれよりも大きくなると、光スポットは２
分割受光素子の受光面からはみ出るようになり、Ｓカー
ブ信号は急激に０に近くなる。従って、複数の光束のう
ち波長の最も長い光束を受光した場合に、従来のような
開口制限を用いることなく、２分割受光素子がフレアに
起因する不要なスポットを受光することを防止でき、小
型化のために複数の光源を近接して配置した場合であっ
ても、フォーカス情報に乱れを生じることを防止でき
る。すなわち、大型化を招くことなく近接して複数の光
源を配置することができ、複数種類の光記録媒体に対応
可能で、正確にフォーカス情報を安定して検出すること
が可能となる。

【００１５】上記請求項１〜３に記載の各光ピックアッ
プ装置において、請求項４に記載の光ピックアップ装置
の如く、前記２分割受光素子は、前記複数の光源と同一
筐体内に収納され、パッケージ化されていることとする
ことができる。かかる場合には、２分割受光素子は、複
数の光源と同一筐体内に収納され、パッケージ化されて
いるために、発光位置と受光位置との位置関係が常に一
定となり、経時変化や熱などに対して安定となる。従っ
て、正確なフォーカス情報を安定して検出することが可
能となる。また、パッケージ化により、光ピックアップ
装置の小型化を促進することができる。

【００１６】請求項５に記載の発明は、複数種類の光デ
ィスクに対して、情報の記録、再生、及び消去のうち少
なくとも再生を行なう光ディスク装置であって、請求項
１〜４に記載の光ピックアップ装置と；前記光ピックア
ップ装置を構成する前記２分割受光素子から出力される
前記Ｓカーブ信号に基づいて前記光ピックアップ装置の
前記記録面に対する前記対物レンズの光軸方向に関する
位置を制御する制御装置と；を備える光ディスク装置で
ある。

【００１７】これによれば、請求項１〜４に記載の光ピ
ックアップ装置によって、複数種類の光記録媒体に対し
て正確なフォーカス情報を安定して求めることができる
ため、制御装置では光ピックアップ装置のフォーカス制
御を高精度に行うことが可能となる。従って、結果的
に、複数種類の光記録媒体に対応可能で、正確な情報の
再生を安定して行うことが可能となる。また、光ピック
アップ装置の小型化によって、光ディスク装置自体の小
型化及び消費電力の低減も促進することができ、例え
ば、携帯用として用いられる場合には、持ち運びが容易
となり、さらに長時間の使用が可能となる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図１
〜図７に基づいて説明する。

【００１９】図１には、本発明の一実施形態に係る光デ
ィスク装置２０の概略構成が示されている。

【００２０】この図１に示される光ディスク装置２０
は、光ディスク１５を回転駆動するためのスピンドルモ
ータ２２、光ピックアップ装置２３、レーザコントロー
ル回路２４、エンコーダ２５、モータドライバ２７、再
生信号処理回路２８、サーボコントローラ３３、バッフ
ァＲＡＭ３４、バッファマネージャ３７、インターフェ
ース３８、ＲＯＭ３９、ＣＰＵ４０及びＲＡＭ４１など
を備えている。なお、図１における矢印は、代表的な信
号や情報の流れを示すものであり、各ブロックの接続関
係の全てを表すものではない。

【００２１】前記光ピックアップ装置２３は、図２
（Ａ）に示されるように、光源としての波長が６５０ｎ
ｍのレーザ光を出射する半導体レーザ（以下、「６５０
ｎｍ半導体レーザ」という）５１ａ及び波長が７８０ｎ
ｍのレーザ光を出射する半導体レーザ（以下、「７８０
ｎｍ半導体レーザ」という）５１ｂ、コリメートレンズ
５２、回折型の対物レンズ５７、第１ホログラム５４
ａ、第２ホログラム５４ｂ、受光器５９、及び駆動系
（フォーカシングアクチュエータ、トラッキングアクチ
ュエータ及びシークモータ等）（いずれも図示省略）な
どを備えている。

【００２２】６５０ｎｍ半導体レーザ５１ａは、光ディ
スク１５がＤＶＤの場合に用いられ、７８０ｎｍ半導体
レーザ５１ｂは、光ディスク１５がＣＤの場合に用いら
れる。なお、６５０ｎｍ半導体レーザ５１ａと７８０ｎ
ｍ半導体レーザ５１ｂは、互いに近接して配置されてい
る。

【００２３】受光器５９は、図２（Ｂ）に示されるよう
に、対物レンズ５７の焦点からの対物レンズ５７の光軸
方向に関する光ディスク１５の記録面の位置ずれ、（以
下、適宜「フォーカスずれ」という）を検出するため
に、その受光面の領域が分割線ＢＳによって２分割され
た２分割受光素子（第１の受光素子５９ａと第２の受光
素子５９ｂ）を含んで構成されている。そして第１、第
２の受光素子５９ａ、５９ｂからは、それぞれの受光量
に応じた電流（電流信号）がそれぞれ再生信号処理回路
２８に出力されるようになっている。そして、受光素子
５９ａ、５９ｂそれぞれの分割線ＢＳに直交する方向の
幅が、フォーカスずれの指標として得られるＳカーブ信
号の最大値又は最小値が得られるときの、７８０ｎｍ半
導体レーザ５１ｂからの光束によって受光器５９の受光
面に形成される光スポットの分割線ＢＳに直交する方向
の最大幅とほぼ等しくなるように設定されている。

【００２４】第１ホログラム５４ａ及び第２ホログラム
５４ｂには、一例として有機系の延伸膜からなる薄い位
相差膜にエッチング等で格子が形成された、いわゆる偏
光ホログラムが用いられている。

【００２５】６５０ｎｍ半導体レーザ５１ａから出射さ
れた光束は第２ホログラム５４ｂ、第１ホログラム５４
ａを透過してコリメートレンズ５２で略平行光となり、
対物レンズ５７により光ディスク１５の記録面に集光さ
れる。記録面にて反射された光（反射光）は、もと来た
光路を戻り、第１ホログラム５４ａで回折されて受光器
５９で受光される。

【００２６】一方、７８０ｎｍ半導体レーザ５１ｂから
出射された光束は第２ホログラム５４ｂ、第１ホログラ
ム５４ａを透過してコリメートレンズ５２で略平行光と
なり、対物レンズ５７により光ディスク１５の記録面に
集光される。記録面からの反射光は、もと来た光路を戻
り、第２ホログラム５４ｂで回折されて受光器５９で受
光される。

【００２７】なお、受光器５９は、フォーカスずれが非
常に小さいときに、第１ホログラム５４ａ及び第２ホロ
グラム５４ｂからの回折光が受光面の中央部で受光され
るように配置されている。

【００２８】また、光ピックアップ装置２３は、受光器
５９とは別の受光手段（図示省略）を備えており、該受
光手段からは、ウォブル信号、再生情報を含むＲＦ信号
及びトラックエラー信号などを検出するための電流信号
が再生信号処理回路２８に出力される。

【００２９】図１に戻り、再生信号処理回路２８では、
光ピックアップ装置２３の受光器５９の出力信号からフ
ォーカスエラー信号を検出し、光ピックアップ装置２３
の受光手段の出力信号からウォブル信号、ＲＦ信号及び
トラックエラー信号を検出する。そして、再生信号処理
回路２８では、ウォブル信号からＡＴＩＰ情報及び同期
信号などを抽出する。ここで抽出されたＡＴＩＰ情報は
ＣＰＵ４０に出力され、同期信号はエンコーダ２５に出
力される。また、再生信号処理回路２８では、ＲＦ信号
に対して誤り訂正処理等を行なった後、バッファマネー
ジャ３７を介してバッファＲＡＭ３４に格納する。な
お、フォーカスエラー信号及びトラックエラー信号は、
再生信号処理回路２８からサーボコントローラ３３に出
力される。

【００３０】サーボコントローラ３３では、フォーカス
エラー信号に基づいて光ピックアップ装置２３のフォー
カシングアクチュエータを制御する制御信号を作成し、
トラックエラー信号に基づいて光ピックアップ装置２３
のトラッキングアクチュエータを制御する制御信号を作
成する。両制御信号はサーボコントローラ３３からモー
タドライバ２７に出力される。

【００３１】バッファマネージャ３７では、バッファＲ
ＡＭ３４へのデータの蓄積を管理し、蓄積されたデータ
量が所定の値になると、ＣＰＵ４０に通知する。

【００３２】モータドライバ２７では、サーボコントロ
ーラ３３からの制御信号に基づいて、光ピックアップ装
置２３のフォーカシングアクチュエータ及びトラッキン
グアクチュエータを駆動する。また、モータドライバ２
７では、ＣＰＵ４０の指示に基づいて、光ディスク１５
の線速度が一定となるようにスピンドルモータ２２を制
御する。さらに、モータドライバ２７では、ＣＰＵ４０
の指示に基づいて、光ピックアップ装置２３のシークモ
ータを駆動し、光ピックアップ装置２３のスレッジ方向
（光ディスク１５の半径方向）の位置を制御する。

【００３３】エンコーダ２５では、ＣＰＵ４０の指示に
基づいて、バッファＲＡＭ３４に蓄積されているデータ
をバッファマネージャ３７を介して取り出し、エラー訂
正コードの付加などを行ない、光ディスク１５への書き
込みデータを作成する。そして、ＣＰＵ４０からの指示
に基づいて、再生信号処理回路２８からの同期信号に同
期して、書き込みデータをレーザコントロール回路２４
に出力する。

【００３４】レーザコントロール回路２４では、エンコ
ーダ２５からの書き込みデータに基づいて、６５０ｎｍ
半導体レーザ５１ａ及び７８０ｎｍ半導体レーザ５１ｂ
の出力を制御する。なお、レーザコントロール回路２４
では、ＣＰＵ４０の指示に基づいて、制御対象の光源と
して６５０ｎｍ半導体レーザ５１ａ及び７８０ｎｍ半導
体レーザ５１ｂのいずれかを選択する。

【００３５】インターフェース３８は、ホスト（例え
ば、パーソナルコンピュータ）との双方向の通信インタ
ーフェースであり、ＡＴＡＰＩ（AT Attachment Packet
Interface）及びＳＣＳＩ（Small Computer System In
terface）等の標準インターフェースに準拠している。

【００３６】ＲＯＭ３９には、ＣＰＵ４０にて解読可能
なコードで記述されたプログラムが格納されている。

【００３７】ＣＰＵ４０は、ＲＯＭ３９に格納されてい
る上記プログラムに従って上記各部の動作を制御すると
ともに、制御に必要なデータ等を一時的にＲＡＭ４１に
保存する。

【００３８】次に、前述のようにして構成された光ディ
スク装置２０を用いて光ディスク１５をアクセスする際
のフォーカスずれの制御（以下「フォーカス制御」とい
う）について簡単に説明する。

【００３９】先ず、光ディスク１５がＣＤの場合につい
て説明する。

【００４０】光ディスク１５が光ディスク装置本体の所
定位置に挿入されると、ＣＰＵ４０は、光ディスク１５
に予め記録されているＴＯＣ（Table Of Contents）情
報、ＰＭＡ（Program Memory Area）情報及びＡＴＩＰ
情報などに基づいて光ディスク１５の種類を判別し、Ｃ
Ｄであることを確認すると、レーザコントロール回路２
４に制御対象の光源として７８０ｎｍ半導体レーザ５１
ｂの選択を指示する。

【００４１】７８０ｎｍ半導体レーザ５１ｂから出射さ
れた光束は、第２ホログラム５４ｂ、第１ホログラム５
４ａを透過してコリメートレンズ５２で略平行光とな
り、対物レンズ５７により光ディスク１５の記録面に集
光される。光ディスク１５の記録面からの反射光は、も
と来た光路を戻り、第２ホログラム５４ｂで回折されて
受光器５９で受光される。そして、受光器５９の各受光
素子からは、その受光量に応じた電流信号がそれぞれ再
生信号処理回路２８に出力される。

【００４２】再生信号処理回路２８は、第１の受光素子
５９ａの出力信号（信号Ｓａとする）と第２の受光素子
５９ｂの出力信号（信号Ｓｂとする）とからフォーカス
エラー信号を検出する。すなわち、次の（１）式を用い
て、フォーカスエラー信号ＦＥを求める。

【００４３】FE=Sa-Sb ……（１）

【００４４】ここで、対物レンズ５７の光軸方向に関す
る光ディスク１５の記録面の位置（以下「フォーカス位
置」という）が対物レンズ５７の焦点（以下、「合焦位
置」という）にあると、すなわち、フォーカスずれがな
い場合は、一例として図３（Ａ）に示されるように、第
２ホログラム５４ｂで回折された回折光による光スポッ
ト（以下、便宜上「回折スポット」という）は受光器５
９の中央部で受光される。この場合、信号Ｓａと信号Ｓ
ｂとは相互にほとんど等しくなり、フォーカスエラー信
号ＦＥはほぼ０となる。

【００４５】一方、フォーカス位置が合焦位置よりも対
物レンズ５７側に少しずれていると、図３（Ｂ）の示さ
れるように、回折スポットは第１の受光素子５９ａ側に
シフトして受光される。この場合、信号Ｓａは信号Ｓｂ
よりも大きくなり、フォーカスエラー信号ＦＥはプラス
の値となる。なお、本実施形態では、フォーカスエラー
信号の検出方法として、一例としていわゆるナイフエッ
ジ法を用いるものとする。

【００４６】図３（Ｂ）よりも、さらにフォーカス位置
が対物レンズ５７側にずれていると、図３（Ｃ）に示さ
れるように、回折スポットは第１の受光素子５９ａから
はみ出してしまう。この場合、図３（Ｂ）のときより
も、回折スポットが第１の受光素子５９ａからはみ出た
分だけ信号Ｓａは小さくなり、フォーカスエラー信号Ｆ
Ｅはプラスではあるが０に近い値となる。

【００４７】逆に、フォーカス位置が合焦位置よりも対
物レンズ５７から遠ざかる方向に少しずれていると、図
３（Ｄ）に示されるように、回折スポットは第２の受光
素子５９ｂ側にシフトして受光される。この場合、信号
Ｓａは信号Ｓｂよりも小さくなり、フォーカスエラー信
号ＦＥはマイナスの値となる。

【００４８】図３（Ｄ）よりも、さらにフォーカス位置
が対物レンズ５７から遠ざかる方向にずれていると、図
３（Ｅ）の示されるように、回折スポットは第２の受光
素子５９ｂからはみ出してしまう。この場合、図３
（Ｄ）のときよりも、回折スポットが第２の受光素子５
９ｂからはみ出た分だけ信号Ｓｂは小さくなり、それに
伴ってフォーカスエラー信号ＦＥはマイナスではあるが
０に近い値となる。

【００４９】すなわち、一例として図４（Ａ）に示され
るように、フォーカスずれが、Ｓカーブ信号の最大値又
は最小値が得られるときのずれよりも大きくなると、回
折スポットは、受光器５９の受光面からはみ出るように
なり、Ｓカーブ信号は急激に０に近くなる。

【００５０】サーボコントローラ３３は、再生信号処理
回路２８からのフォーカスエラー信号ＦＥに基づいて光
ピックアップ装置２３のフォーカシングアクチュエータ
を制御する制御信号を作成し、モータドライバ２７に出
力する。これによって、フォーカスずれが補正される。

【００５１】次に、光ディスク１５がＤＶＤの場合につ
いて説明する。

【００５２】光ディスク１５が光ディスク装置本体の所
定位置に挿入されると、ＣＰＵ４０は、光ディスク１５
に予め記録されているＴＯＣ情報、ＰＭＡ情報及びＡＴ
ＩＰ情報などに基づいて光ディスク１５の種類を判別
し、ＤＶＤであることを確認すると、レーザコントロー
ル回路２４に制御対象の光源として６５０ｎｍ半導体レ
ーザ５１ａの選択を指示する。

【００５３】６５０ｎｍ半導体レーザ５１ａから出射さ
れた光束は、第２ホログラム５４ｂ、第１ホログラム５
４ａを透過してコリメートレンズ５２で略平行光とな
り、対物レンズ５７により光ディスク１５の記録面に集
光される。光ディスク１５の記録面からの反射光は、も
と来た光路を戻り、第１ホログラム５４ａで回折されて
受光器５９で受光される。そして、受光器５９の各受光
素子からは、その受光量に応じた電流信号がそれぞれ再
生信号処理回路２８に出力される。

【００５４】受光器５９にて受光される回折スポットの
大きさは、波長が７８０ｎｍのときの回折スポットより
も、少し小さい程度であるため、上記光ディスク１５が
ＣＤの場合と同様に、一例として図４（Ｂ）に示される
ように、フォーカスずれが、Ｓカーブ信号の最大値又は
最小値が得られるときのずれよりも大きくなると、回折
スポットは受光器５９の受光面からはみ出るようにな
り、Ｓカーブ信号は急激に０に近くなる。

【００５５】再生信号処理回路２８は、上記光ディスク
１５がＣＤの場合と同様にして上記（１）式を用いてフ
ォーカスエラー信号ＦＥを求める。

【００５６】サーボコントローラ３３は、再生信号処理
回路２８からのフォーカスエラー信号ＦＥに基づいて光
ピックアップ装置２３のフォーカシングアクチュエータ
を制御する制御信号を作成し、モータドライバ２７に出
力する。これによって、フォーカスずれが補正される。

【００５７】次に、前述の光ディスク装置２０を用い
て、光ディスク１５にデータを記録する場合の処理動作
について簡単に説明する。なお、光ディスク１５の種類
の判別、及びレーザコントロール回路２４での制御対象
の光源の選択はすでに行われているものとする。

【００５８】ＣＰＵ４０は、ホストから記録要求を受信
すると、記録速度に基づいてスピンドルモータ２２の回
転を制御するための制御信号をモータドライバ２７に出
力するとともに、ホストから記録要求を受信した旨を再
生信号処理回路２８に通知する。光ディスク１５の回転
が所定の線速度に達すると、光ピックアップ装置２３か
らの出力信号が再生信号処理回路２８に出力される。再
生信号処理回路２８は、光ピックアップ装置２３からの
出力信号に基づいてＡＴＩＰ情報を取得し、ＣＰＵ４０
に通知する。さらに、再生信号処理回路２８は、光ピッ
クアップ装置２３からの出力信号に基づいてフォーカス
エラー信号及びトラックエラー信号を検出し、サーボコ
ントローラ３３に出力する。サーボコントローラ３３
は、再生信号処理回路２８からのフォーカスエラー信号
及びトラックエラー信号に基づいて、モータドライバ２
７を介して光ピックアップ装置２３のフォーカシングア
クチュエータ及びトラッキングアクチュエータを駆動
し、フォーカスずれ及びトラックずれを補正する。

【００５９】ＣＰＵ４０は、ホストからデータを受信す
ると、バッファマネージャ３７を介してバッファＲＡＭ
３４に蓄積する。バッファＲＡＭ３４に蓄積されたデー
タ量が所定の値を超えると、バッファマネージャ３７
は、ＣＰＵ４０に通知する。

【００６０】ＣＰＵ４０は、バッファマネージャ３７か
らの通知を受け取ると、エンコーダ２５に書き込みデー
タの作成を指示する。そして、ＣＰＵ４０は、ＡＴＩＰ
情報に基づいて、所定の書き込み開始地点に光ピックア
ップ２３が位置するように光ピックアップ２３のシーク
動作を指示する信号をモータドライバ２７に出力する。

【００６１】ＣＰＵ４０は、ＡＴＩＰ情報に基づいて、
光ピックアップ装置２３の位置が書き込み開始地点であ
ると判断すると、エンコーダ２５に通知する。そして、
エンコーダ２５では、レーザコントロール回路２４及び
光ピックアップ装置２３を介して、書き込みデータを光
ディスク１５に記録する。なお、記録処理が終了するま
で、再生信号処理回路２８は、上述した如く、光ピック
アップ装置２３からの出力信号に基づいてフォーカスエ
ラー信号及びトラックエラー信号を検出し、サーボコン
トローラ３３及びモータドライバ２７を介してフォーカ
スずれ及びトラックずれを随時補正する。

【００６２】次に、前述した光ディスク装置２０を用い
て、光ディスク１５に記録されているデータを再生する
場合の処理動作について簡単に説明する。なお、光ディ
スク１５の種類の判別、及びレーザコントロール回路２
４での制御対象の光源の選択はすでに行われているもの
とする。

【００６３】ＣＰＵ４０は、ホストから再生要求を受信
すると、再生速度に基づいてスピンドルモータ２２の回
転を制御するための制御信号をモータドライバ２７に出
力するとともに、ホストから再生要求を受信した旨を再
生信号処理回路２８に通知する。光ディスク１５の回転
が所定の線速度に達すると、光ピックアップ装置２３か
らの出力信号が再生信号処理回路２８に出力される。再
生信号処理回路２８は、光ピックアップ装置２３からの
出力信号に基づいてＡＴＩＰ情報を取得し、ＣＰＵ４０
に通知する。さらに、再生信号処理回路２８は、光ピッ
クアップ装置２３からの出力信号に基づいてフォーカス
エラー信号及びトラックエラー信号を検出し、サーボコ
ントローラ３３に出力する。サーボコントローラ３３
は、再生信号処理回路２８からのフォーカスエラー信号
及びトラックエラー信号に基づいて、モータドライバ２
７を介して光ピックアップ装置２３のフォーカシングア
クチュエータ及びトラッキングアクチュエータを駆動
し、フォーカスずれ及びトラックずれを補正する。

【００６４】ＣＰＵ４０は、ＡＴＩＰ情報に基づいて、
所定の読み込み開始地点に光ピックアップ装置２３が位
置するようにシーク動作を指示する信号をモータドライ
バ２７に出力する。

【００６５】ＣＰＵ４０は、ＡＴＩＰ情報に基づいて、
読み込み開始地点であるか否かをチェックし、光ピック
アップ装置２３の位置が読み込み開始地点であると判断
すると、再生信号処理回路２８に通知する。そして、再
生信号処理回路２８では、光ピックアップ装置２３の出
力信号に基づいてＲＦ信号を検出し、誤り訂正処理等を
行った後、バッファＲＡＭ３４に蓄積する。なお、再生
処理が終了するまで、再生信号処理回路２８は、上述し
た如く、光ピックアップ装置２３からの出力信号に基づ
いてフォーカスエラー信号及びトラックエラー信号を検
出し、サーボコントローラ３３及びモータドライバ２７
を介してフォーカスずれ及びトラックずれを随時補正す
る。

【００６６】バッファマネージャ３７は、バッファＲＡ
Ｍ３４に蓄積されたデータがセクタデータとして揃った
ときに、インターフェース３８を介してホストに転送す
る。

【００６７】以上の説明から明らかなように、本実施形
態に係る光ディスク装置では、再生信号処理回路２８と
サーボコントローラ３３とから制御装置が構成されてい
る。

【００６８】以上説明したように、本実施形態に係る光
ピックアップ装置によると、受光器５９の受光面の分割
線ＢＳに直交する方向に関する受光素子５９ａ、５９ｂ
それぞれの幅が、フォーカスずれの指標として得られる
Ｓカーブ信号の最大値又は最小値が得られるときの、７
８０ｎｍ半導体レーザ５１ｂからの光束によって受光器
５９の受光面に形成される回折スポットの分割線ＢＳに
直交する方向の最大幅とほぼ等しくなるように設定され
ているため、フォーカスずれが、Ｓカーブ信号の最大値
又は最小値が得られるときのずれよりも大きくなると、
回折スポットは受光器５９の受光面からはみ出るように
なり、Ｓカーブ信号は急激に０に近くなる。従って、光
ディスク１５がＣＤの場合に、従来は、一例として図５
（Ａ）に示されるように、合焦位置から約２０μｍ離れ
た位置にフレアに起因するもう一つの焦点が存在し、フ
ォーカス情報を乱すおそれがあったが、本実施形態で
は、合焦位置から約２０μｍ離れた位置での受光器５９
からの出力信号が極めて小さいために、正確なフォーカ
ス情報を検出することが可能となる。すなわち、従来の
ような開口制限を用いることなく、複数種類の光ディス
クに対応可能で、正確なフォーカス情報を安定して検出
することができる。

【００６９】また、光ディスク１５がＤＶＤの場合に、
従来は、Ｓカーブ信号の最大値又は最小値が得られると
きのずれよりも、フォーカスずれが大きくても、一例と
して図５（Ｂ）に示されるように、すぐにはＳカーブ信
号が０近傍の値とならないために、２層記録方式のＤＶ
Ｄでは、誤って目的とする層とは別の層の合焦位置を目
標にフォーカス制御が行われるおそれがあったが、本実
施形態では、フォーカスずれが、Ｓカーブ信号の最大値
又は最小値が得られるときのずれよりも大きくなると、
Ｓカーブ信号が急激に０に近づくために、２層記録方式
のＤＶＤにおいても、正確なフォーカス情報を検出する
ことが可能となる。さらに、本実施形態では、Ｓカーブ
信号を急激に０に近づけるための補助的な受光素子を特
に必要としないので、光ピックアップ装置の小型化を促
進できる。

【００７０】さらに、本実施形態では、第１ホログラム
５４ａ及び第２ホログラム５４ｂとして、有機系の延伸
膜からなる薄い位相差膜にエッチング等で格子が形成さ
れている偏光ホログラムを用いている。従って、光の利
用効率を高めることができ、通常のガラスレンズに比べ
て透過率（入射光のうち集光される光量）が低い回折型
の対物レンズを用いる場合であっても、十分な光量の回
折光を受光器５９に照射することができる。従って、フ
ォーカス情報の検出精度を向上させることができる。す
なわち、信頼性の高いフォーカス情報を得ることができ
る。また、光の利用効率は記録速度にも関係しており、
記録速度の高速化にも有効である。

【００７１】一般に、偏光ホログラムにはＬｉＮｂＯ_３
結晶を使ったものや液晶を使ったもの等がある。記録可
能な光ピックアップ装置では光の利用効率を高めるため
に再生だけの光ピックアップ装置に比べて焦点距離の短
いコリメートレンズが使われることが多い。従って、偏
光ホログラムには開口数（Ｎ.Ａ.）の大きな光が入射す
るとともに、光源とコリメートレンズとの間隔は短くな
る。このような条件下では、厚さが厚いＬｉＮｂＯ_３結
晶では発散光路中に配置されると大きな収差を生じてし
まう。また液晶では格子ピッチを小さくできないため
に、光源から離して配置しなければならないという不都
合が生じる。本実施形態で用いたホログラムは、厚さが
５０〜１００μｍ程度なので発散光路中においても収差
は生じない。またエッチング等の微細加工により１μｍ
以下の格子ピッチも容易に製造可能なため、ホログラム
を光源側に寄せて配置でき、光ピックアップ装置の小型
化及び低コスト化を促進することが可能となる。

【００７２】さらに、本実施形態では、波長が６５０ｎ
ｍの光束を受光する場合と、波長が７８０ｎｍの光束を
受光する場合とは、同一の受光器５９で受光しているた
めに、不図示の信号回路を簡素化することが可能とな
り、省電力化を図ることができる。

【００７３】また、本実施形態に係る光ディスク装置に
よると、複数種類の光記録媒体に対して信頼性の高いフ
ォーカス情報を安定して求めることができるため、光ピ
ックアップ装置のフォーカス制御を高精度に安定して行
うことが可能となる。従って、複数種類の光記録媒体に
対応可能で、正確な情報の再生を安定して行うことが可
能となる。また、光ピックアップ装置の小型化によっ
て、光ディスク装置自体の小型化及び消費電力の低減も
促進することができ、例えば、携帯用として用いられる
場合には、持ち運びが容易となり、さらに長時間の使用
が可能となる。

【００７４】なお、図６（Ａ）に示されるように、第１
の受光素子５９ａの外側（図６（Ａ）における紙面左
側）に第３の受光素子５９ｃを更に配置し、第２の受光
素子５９ｂの外側（図６（Ａ）における紙面右側）に第
４の受光素子５９ｄを更に配置しても良い。これら第３
の受光素子５９ｃ及び第４の受光素子５９ｄは、光ディ
スク１５がＣＤの場合に有効とされ、再生信号処理回路
２８は、次の（２）式を用いて、フォーカスエラー信号
ＦＥを検出する。

【００７５】FE=(Sa-Sb)-(Sc-Sd) ……（２）

【００７６】これにより、図６（Ｂ）に示されるよう
に、合焦位置から約２０μｍ離れた位置での受光器５９
からの出力信号を確実に小さくすることができ、フォー
カス情報の乱れを確実に防止することが可能となる。

【００７７】なお、上記実施形態では、受光面の分割線
ＢＳに直交する方向に関する受光素子の幅とＳカーブ信
号の最大値又は最小値が得られるときの回折スポットの
分割線ＢＳに直交する方向の最大幅とがほぼ等しくなる
ように受光器５９の大きさを設定しているが、これに限
らず、回折スポットの大きさを調整しても良い。

【００７８】例えば、ホログラムによる回折光の収差を
調整することにより回折スポットの大きさを変更しても
良い。

【００７９】また、ホログラムの面積を調整することに
より回折スポットの大きさを変更しても良い。例えば、
ホログラムの面積を小さくすると、受光器５９に照射さ
れる回折光の光量が少なくなり、回折スポットを大きく
することができる。

【００８０】さらに、図７に示されるように、受光器５
９は、各半導体レーザと同一の筐体内に収納され、パッ
ケージ化されても良い。さらに、第１ホログラム５４ａ
及び第２ホログラム５４ｂも上記筐体と一体化しても良
い。これにより、光ピックアップ装置２３の小型化と薄
型化を図ることができる。さらに、光ピックアップ装置
２３の経時的な安定性及び信頼性が向上するとともに、
光ピックアップ装置２３への組み付けを簡素化すること
ができ、光ピックアップ装置２３の歩留まり及び生産性
を向上させることができる。

【００８１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る光ピ
ックアップ装置によれば、大型化を招くことなく複数の
光源を近接して配置することができ、複数種類の光記録
媒体に対応可能で、正確なフォーカス情報を安定して検
出することができるという効果がある。

【００８２】また、本発明に係る光ディスク装置によれ
ば、複数種類の光記録媒体に対応可能で、正確な情報の
再生を安定して行うことができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態の光ディスク装置の構成を
示すブロック図である。

【図２】図２（Ａ）は図１の光ピックアップ装置におけ
る光学系の概略構成を示す図であり、図２（Ｂ）は図２
（Ａ）における受光器を説明するための図である。

【図３】図３（Ａ）〜図３（Ｅ）は、それぞれフォーカ
ス位置と回折スポットとの関係を説明するための図であ
る。

【図４】図４（Ａ）は、光ディスクがＣＤの場合のＳカ
ーブ信号を説明するための図であり、図４（Ｂ）は、光
ディスクがＤＶＤの場合のＳカーブ信号を説明するため
の図である。

【図５】図５（Ａ）は、光ディスクがＣＤの場合に、従
来の光ピックアップ装置でのＳカーブ信号を説明するた
めの図であり、図５（Ｂ）は、光ディスクがＤＶＤの場
合に、従来の光ピックアップ装置でのＳカーブ信号を説
明するための図である。

【図６】図６（Ａ）及び図６（Ｂ）は、それぞれ受光素
子の追加を説明するための図である。

【図７】受光素子と複数の半導体レーザとのパッケージ
化の一例を説明するための図である。

【符号の説明】

１５…光ディスク（光記録媒体）、２０…光ディスク装
置、２３…光ピックアップ装置、２８…再生信号処理回
路（制御装置の一部）、３３…サーボコントローラ（制
御装置の一部）、５１ａ…６５０ｎｍ半導体レーザ（光
源）、５１ｂ…７８０ｎｍ半導体レーザ（光源）、５７
…対物レンズ、５４ａ…第１ホログラム（ホログラ
ム）、５４ｂ…第２ホログラム（ホログラム）、５９…
受光器（２分割受光素子）。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5D118 AA13 AA26 BA01 BB01 BB07 BF02 CD02 CF03 DA20 5D119 AA28 AA41 BA01 BB01 BB04 DA05 EA03 EC45 EC47 FA08 JA24 KA17 5D789 AA28 AA41 BA01 BB01 BB04 DA05 EA03 EC45 EC47 FA08 JA24 KA17

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数種類の光記録媒体に対する情報の記
   録、再生、及び消去のうち少なくとも再生を行なうため
   に用いられる光ピックアップ装置であって、 前記複数の光記録媒体に個別に対応して設けられ、波長
   の異なる光束をそれぞれ択一的に出射する複数の光源
   と；前記各光束を対応する光記録媒体の記録面に集光す
   る回折型の対物レンズを含み、前記各光束をそれぞれの
   光源から前記記録面に導くとともに、前記記録面で反射
   された戻り光束を所定の受光位置まで導く光学系と；前
   記受光位置に配置され、所定方向の分割線により、受光
   面の領域が２分割され、それぞれの分割領域の前記分割
   線に直交する方向の幅が、前記複数の光束のうち波長の
   最も長い光束を受光した場合に、前記対物レンズの焦点
   からの前記対物レンズの光軸方向に関する前記記録面の
   位置ずれの指標として得られるＳカーブ信号の最大値又
   は最小値が得られるときの、前記波長の最も長い光束に
   よって前記受光面に形成される光スポットの前記分割線
   に直交する方向の最大幅とほぼ等しく設定された２分割
   受光素子と；を備える光ピックアップ装置。
2. 【請求項２】 前記光学系は、前記記録面により反射さ
   れた波長の異なる戻り光束のそれぞれを前記２分割受光
   素子に導く、波長毎に設けられた複数のホログラムを含
   む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】 前記複数のホログラムのそれぞれは、対
   応する光束の波長に応じた面積を有することを特徴とす
   る請求項２に記載の光ピックアップ装置。
4. 【請求項４】 前記２分割受光素子は、前記複数の光源
   と同一筐体内に収納され、パッケージ化されていること
   を特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の光ピ
   ックアップ装置。
5. 【請求項５】 複数種類の光ディスクに対して、情報の
   記録、再生、及び消去のうち少なくとも再生を行なう光
   ディスク装置であって、 請求項１〜４に記載の光ピックアップ装置と；前記光ピ
   ックアップ装置を構成する前記２分割受光素子から出力
   される前記Ｓカーブ信号に基づいて前記光ピックアップ
   装置の前記記録面に対する前記対物レンズの光軸方向に
   関する位置を制御する制御装置と；を備える光ディスク
   装置。