JP2005018855A

JP2005018855A - 光ピックアップ装置

Info

Publication number: JP2005018855A
Application number: JP2003179913A
Authority: JP
Inventors: Hikari Nishihara; 光西原
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2003-06-24
Filing date: 2003-06-24
Publication date: 2005-01-20

Abstract

【課題】従来の光学部品の構成を大幅に変更せず、かつ簡単な制御を行うことにより、あらゆる姿勢において光ディスクのトラックに対して対物レンズを正確に追従させる。
【解決手段】光ディスク６により反射された戻り光を、ホログラム素子３により光路を変更して第１の受光素子８に導く。ホログラム素子３は、少なくともトラッキング方向に２分割されている。第１の受光素子８は、フォーカスエラー信号を検出するとともに、ホログラム素子３の各領域に入射した光ディスク６からの戻り光量を検出し、該検出値に基づいて対物レンズ５の位置を制御する。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ディスクに対して光学的にデータを記録し、あるいは光ディスクに対して光学的に記録されたデータを再生するための装置に使用される光ピックアップ装置に関し、特に対物レンズの位置制御に特徴を有する光ピックアップ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、光ディスクはＣＤやＭＤ等として広くオーディオ製品に利用され普及してきた。このような光ディスクに対して光学的にデータを記録し、あるいは光ディスクに対して光学的に記録されたデータを再生するには、光ディスクを回転させながら、光ディスクの情報記録面にレーザ光をスポット状に照射するが、この際、データを正確に記録再生するために、光ディスクのトラックに対して対物レンズを正確に追従させる必要がある。そこで、従来、光ディスクのトラックに対して対物レンズを正確に追従させるための技術が種々開発されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
以下、従来の光ピックアップ装置の基本的な構造と、光ディスクのトラックに対して対物レンズを追従させるために採用されていた方法を説明する。なお、後に詳述する本発明の光ピックアップ装置とほぼ同様の構成については、同一の図面を用いて説明を行う。
【０００４】
従来の光ピックアップ装置では、図１に示すように、光源１から出射されたレーザ光は、回折格子２およびホログラム素子３を通過した後、ビームスプリッタ４に導かれる。そして、ビームスプリッタ４を通過したレーザ光は、対物レンズ５により光ディスク６の情報記録面にスポット状に結像される。さらに、光ディスクで反射されたレーザ光は、対物レンズ５を通過し、ビームスプリッタ４に導かれる。ビームスプリッタ４では、レーザ光の一部が第２の受光素子７に向かって反射されて第２の受光素子７に入射し、ＲＦ信号と、トラッキングエラー信号となる電気信号に変換される。また、光ディスクからの戻り光のうち、ビームスプリッタ４を通過したレーザ光は、ホログラム素子３により光路が変更されて第１の受光素子８に入射し、フォーカスエラー信号となる電気信号に変換される。
【０００５】
第１の受光素子８の受光部は、図２に示すように、Ａ領域、Ｂ領域、Ｃ領域、およびＤ領域の４つの領域から構成されている、また、第２の受光素子７の受光部は、図３に示すように、Ｅ領域、ＲＦ１領域、ＲＦ２領域、およびＦ領域の４つの領域から構成されている。第１の受光素子８および第２の受光素子７からの出力は、下記の演算式を用いて演算され、上記ＲＦ信号、トラッキングエラー信号、およびフォーカスエラー信号となる。
【０００６】
ＲＦ（ピット信号）＝ＲＦ１＋ＲＦ２
ＭＯＲＦ（光磁気ディスク信号）＝ＲＦ１−ＲＦ
ＴＥＳ（トラッキングエラー信号）＝Ｅ−Ｆ
ＦＥＳ（フォーカスエラー信号）＝Ａ−Ｂ
ここで、従来の光ピックアップ装置では、第１の受光素子８のＣ領域およびＤ領域からの出力を使用していない。
【０００７】
第１の受光素子８の受光部のパターンとホログラム素子３のホログラムパターンは、図４に示すような関係となっている。すなわち、ホログラム素子３は、図４に示すように、ｃ領域、ｄ領域、およびａｂ領域の３つの領域から構成されている。また、第１の受光素子８の受光部は、上述したように、Ａ領域、Ｂ域、Ｃ領域、およびＤ領域の４つの領域から構成されており、ホログラム素子３のａｂ領域に入射した光は、第１の受光素子８においてＡ領域とＢ領域の分割線上に導かれ、ホログラム素子３のｃ領域、ｄ領域に入射した光は、それぞれ第１の受光素子８においてＣ領域上、Ｄ領域上に導かれる。
【０００８】
レーザユニットを組み立てる場合には、ホログラム素子３の位置調整が必要であり、ｘ方向の位置は、Ｃ領域の出力とＤ領域の出力が等しくなるように調整し、ｙ方向の位置はＡ領域の出力＋Ｂ領域の出力と、Ｃ領域の出力＋Ｄ領域の出力が等しくなるように調整する。
【０００９】
このように、従来の光ピックアップ装置では、レーザユニットの組み立て工程において、ホログラム素子３の位置調整を行うために第１の受光素子８のＣ領域およびＤ領域の出力が使用されており、光ピックアップ装置が完成した後には、第１の受光素子８のＣ領域およびＤ領域の出力は使用されていない。
【００１０】
【特許文献１】
特開２００１−１６７４５４号公報
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、近年のＣＤ機器やＭＤ機器は、持ち運び可能なポータブル型のものが多くの割合を占めている。このようなポータブル機器では、持ち運んで使用するという特性に基づいて、上下位置等を固定することなく、あらゆる姿勢で記録再生動作を行うことができなければならない。しかしながら、光ピックアップ装置の対物レンズを駆動するアクチュエータが、ワイヤー方式の様に自重で位置を変化させる構造となっている場合には、その姿勢によって対物レンズの位置が光軸からずれてしまい、光ディスクに記録されたデータを正確に再現することができずに、再生性能が悪化するという問題があった。
【００１２】
上述したように、従来より、光ディスクのトラックに対して対物レンズを正確に追従させるための技術が種々提案されているが、特別な組み立て工程および調整を必要としたり、複雑な制御を必要とするものが多かった。
【００１３】
本発明は、上述した事情に鑑み提案されたもので、従来の光学部品の構成を大幅に変更せず、かつ簡単な制御を行うことにより、あらゆる姿勢において光ディスクのトラックに対して対物レンズを正確に追従させることが可能な光ピックアップ装置を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明の光ピックアップ装置は、上述した目的を達成するため、レーザ光を発生してデータの記録媒体である光ディスクへ照射する光源と、前記光ディスクにより反射された戻り光を受光して電気信号に変換する第１の受光素子と、前記光源から出射されるレーザ光を３つのビームに分割する回折格子と、前記光ディスクにより反射された戻り光を前記第１の受光素子に導く少なくともトラッキング方向に２分割されたホログラム素子と、前記光源から出射されるレーザ光を透過光と反射光とに分岐するビームスプリッタと、前記ビームスプリッタを通過したレーザ光を前記光ディスク上に結像させる対物レンズと、前記ビームスプリッタで反射された前記光ディスクからの戻り光を電気信号に変換する第２の受光素子と、前記ホログラム素子により分割された各領域に入射した前記光ディスクからの戻り光量を前記第１の受光素子により検出させ、該検出値に基づいて前記対物レンズの位置を制御する制御手段とを備え、前記第１の受光素子によりフォーカスエラー信号を検出し、前記第２の受光素子によりトラッキングエラー信号およびＲＦ信号を検出することを特徴とするものである。ここで、前記制御手段は、分割された各領域の戻り光量が等しくなるように前記対物レンズの位置を制御することを特徴とする。
【００１５】
このように、本発明の光ピックアップ装置は、従来の光学部品の構成とほぼ同様の構成を採用し、従来、対物レンズの位置制御に使用していなかった信号を使用することにより、簡単な制御を行うだけで、あらゆる姿勢において光ディスクのトラックに対して対物レンズを正確に追従させることができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明の光ピックアップ装置の実施形態を説明する。
【００１７】
図１は、本発明の実施形態に係る光ピックアップ装置の概略構成を示すブロック図、図２は、第１の受光素子の概略構成を示すブロック図、図３は、第２の受光素子の概略構成を示すブロック図、図４は、第１の受光素子のパターンとホログラム素子のホログラムパターンの関係を示す説明図である。
【００１８】
本発明の実施形態に係る光ピックアップ装置は、従来の光ピックアップ装置の構成とほぼ同様の基本構成を備えており、装置構成に対する大幅な変更は行われていない。すなわち、本発明の実施形態に係る光ピックアップ装置は、図１に示すように、基本的な構成要素として、レーザ光を発生してデータの記録媒体である光ディスク６へ照射する光源（例えば半導体レーザ）１と、光ディスク６からの反射光を受光して電気信号に変換する第１の受光素子８と、光源１から出射されるレーザ光を３つのビームに分割する回折格子２と、光ディスク６からの反射光を第１の受光素子８に導くホログラム素子３と、光源１から出射されるレーザ光を透過光と反射光とに分岐するビームスプリッタ（例えばＰＢＳ）４と、ビームスプリッタ４を通過したレーザ光を光ディスク６上に結像させる対物レンズ５と、ビームスプリッタ４で反射された光ディスク６からの戻り光を電気信号に変換する第２の受光素子７とを備えている。
【００１９】
この光ピックアップ装置において、光源１から出射されたレーザ光は、回折格子２により、１つの０次光のメインビームと、２つの１次光のサブビームに分割され、ホログラム素子３を通過して、ビームスプリッタ４に導かれる。ビームスプリッタ４を通過したレーザ光は、対物レンズ５に入光する。なお、ビームスプリッタ４と対物レンズ５との間にコリメータレンズを配設し、ビームスプリッタ４を通過したレーザ光を平行光束とした後に、対物レンズ５に入光させることが好ましい。ここで、メインビームは、光ディスク６上の目的とする所定のトラック上にメインスポットを形成し、２つのサブビームは、それぞれ、メインスポットの形成されたトラックの両隣のトラック上にサブスポットを形成する。
【００２０】
光ディスク６のトラック上に到達したレーザ光は、情報記録面に反射されて戻り光となり、対物レンズ５を通過してビームスプリッタ４に導かれる。ビームスプリッタ４では、戻り光の一部が第２の受光素子７に向かって反射され、第２の受光素子７により、ＲＦ信号と、トラッキングエラー信号となる電気信号に変換される。なお、ビームスプリッタ４は、第２の受光素子７側にプリズム（例えばウォラストンプリズム）を備えた構成となっている。
【００２１】
また、光ディスク６からの戻り光のうち、ビームスプリッタ４を通過したレーザ光は、ホログラム素子３により光路が変更されて受光素子８に入射し、フォーカスエラー信号となる電気信号に変換される。
【００２２】
第１の受光素子８の受光部は、図２に示すように、Ａ領域、Ｂ領域、Ｃ領域、およびＤ領域の４つの領域から構成されている。また、第２の受光素子７の受光部は、図３に示すように、Ｅ領域、ＲＦ１領域、ＲＦ２領域、およびＦ領域の４つの領域から構成されている。
【００２３】
第１の受光素子８の受光部のパターンとホログラム素子３のホログラムパターンは、図４に示すような関係となっている。すなわち、ホログラム素子３は、図４に示すように、ｃ領域、ｄ領域、およびａｂ領域の３つの領域から構成されている。また、第１の受光素子８の受光部は、上述したように、Ａ領域、Ｂ領域、Ｃ領域、およびＤ領域の４つの領域から構成されており、ホログラム素子３のａｂ領域に入射した光は、第１の受光素子８においてＡ領域とＢ領域の分割線上に導かれ、ホログラム素子３のｃ領域、ｄ領域に入射した光は、それぞれ第１の受光素子８においてＣ領域上、Ｄ領域上に導かれる。
【００２４】
ここで、図５を参照して、従来製品では使用していなかった第１の受光素子８のＣ領域およびＤ領域の出力と対物レンズ５の位置との関係を説明する。図５は、第１の受光素子８のＣ領域およびＤ領域の出力と対物レンズ５の位置関係を示す説明図である。
【００２５】
図５に示すように、対物レンズ５の位置が、図中破線で示すように右側にずれている時には、Ｃ領域側の光量がＤ領域側の光量よりも大きくなり、Ｃ領域の出力をＣとし、Ｄ領域の出力をＤとすると、Ｃ−Ｄの値はプラスになる。反対に、対物レンズ５の位置が、図中一点鎖線で示すように左側にずれている時には、Ｃ領域側の光量がＤ領域側の光量よりも小さくなり、Ｃ−Ｄの値はマイナスになる。
【００２６】
また、図中実線で示すように対物レンズ５の位置が中心にある時には、Ｃ領域側の光量とＤ領域側の光量とが等しくなり、Ｃ−Ｄの値は「０」になる。したがって、第１の受光素子８および第２の受光素子７からの出力は、下記の演算式を用いて演算され、ＲＦ信号、トラッキングエラー信号、フォーカスエラー信号、およびレンズ位置信号となる。
【００２７】
ＲＦ（ピット信号）＝ＲＦ１＋ＲＦ２
ＭＯＲＦ（光磁気ディスク信号）＝ＲＦ１−ＲＦ
ＴＥＳ（トラッキングエラー信号）＝Ｅ−Ｆ
ＦＥＳ（フォーカスエラー信号）＝Ａ−Ｂ
ＬＰＳ（レンズ位置信号）＝Ｃ−Ｄ
【００２８】
次に、図６を参照して、上記各信号を用いて、トラッキングエラー、フォーカスエラー、およびレンズ位置を補正するための回路を簡単に説明する。図６は、トラッキングエラー、フォーカスエラー、およびレンズ位置を補正するための回路の概略構成を示すブロック図である。
【００２９】
なお、図６において、第１の受光素子８のＡ領域の出力をＡ、Ｂ領域の出力をＢ、Ｃ領域の出力をＣ、Ｄ領域の出力をＤ、第２の受光素子７のＥ領域の出力をＥ、Ｆ領域の出力をＦ、ＲＦ１領域の出力をＲＦ１、ＲＦ２領域の出力をＲＦ２と記す。
【００３０】
出力Ａおよび出力Ｂは、オペアンプ１１を介してフォーカスサーボ制御回路１５に入力される。そして、出力Ａおよび出力Ｂを用いた演算（Ａ−Ｂ）によりＦＥＳ（フォーカスエラー信号）が出力され、このＦＥＳ（フォーカスエラー信号）に基づいてピックアップ（ＰＵ）１０のアクチュエータ（図示せず）の動作を制御することによりフォーカス位置の調整が行われる。
【００３１】
出力Ｃおよび出力Ｄは、オペアンプ１２を介してレンズ位置制御回路１６に入力される。そして、出力Ｃおよび出力Ｄを用いた演算（Ｃ−Ｄ）によりＬＰＳ（レンズ位置信号）が出力され、このＬＰＳ（レンズ位置信号）に基づいてピックアップ（ＰＵ）１０のアクチュエータ（図示せず）の動作を制御することにより対物レンズ５の位置調整が行われる。
【００３２】
出力Ｅおよび出力Ｆは、オペアンプ１３を介してトラッキングサーボ制御回路１７に入力される。そして、出力Ｅおよび出力Ｆを用いた演算（Ｅ−Ｆ）によりＴＥＳ（トラッキングエラー信号）が出力され、このＴＥＳ（トラッキングエラー信号）に基づいてピックアップ（ＰＵ）１０がアクチュエータ（図示せず）の動作を制御することによりトラッキング位置の調整が行われる。
【００３３】
出力ＲＦ１および出力ＲＦ２は、オペアンプ１４を介してＲＦ検出回路１８に入力される。そして、出力ＲＦ１および出力ＲＦ２を用いた演算（ＲＦ１＋ＲＦ２，ＲＦ１−ＲＦ）によりＲＦ（ピット信号）およびＭＯＲＦ（光磁気ディスク信号）が出力され、信号処理回路１９によりエラー訂正等の信号処理が行われた後、外部に出力されてデータの再生等が行われる。
【００３４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の光ピックアップ装置によれば、従来の光学部品の構成を大幅に変更せず、簡単な制御回路を追加するのみで、あらゆる姿勢において光ディスクのトラックに対して対物レンズを正確に追従させることが可能となり、特に、近年主流となっている持ち運び可能なポータブル型の光ディスク再生装置において、優れた再生性能を発揮することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る光ピックアップ装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】第１の受光素子の概略構成を示すブロック図である。
【図３】第２の受光素子の概略構成を示すブロック図である。
【図４】第１の受光素子のパターンとホログラム素子のホログラムパターンの関係を示す説明図である。
【図５】第１の受光素子のＣ領域およびＤ領域の出力と対物レンズの位置関係を示す説明図である。
【図６】トラッキングエラー、フォーカスエラー、およびレンズ位置を補正するための回路の概略構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１光源
２回折格子
３ホログラム素子
４ビームスプリッタ
５対物レンズ
６光ディスク
７第２の受光素子
８第１の受光素子
１０ピックアップ（ＰＵ）
１１〜１４オペアンプ
１５フォーカスサーボ制御回路
１６レンズ位置制御回路
１７トラッキングサーボ制御回路
１８ＲＦ検出回路
１９信号処理回路

Claims

レーザ光を発生してデータの記録媒体である光ディスクへ照射する光源と、
前記光ディスクにより反射された戻り光を受光して電気信号に変換する第１の受光素子と、
前記光源から出射されるレーザ光を３つのビームに分割する回折格子と、
前記光ディスクにより反射された戻り光を前記第１の受光素子に導く少なくともトラッキング方向に２分割されたホログラム素子と、
前記光源から出射されるレーザ光を透過光と反射光とに分岐するビームスプリッタと、
前記ビームスプリッタを通過したレーザ光を前記光ディスク上に結像させる対物レンズと、
前記ビームスプリッタで反射された前記光ディスクからの戻り光を電気信号に変換する第２の受光素子と、
前記ホログラム素子により分割された各領域に入射した前記光ディスクからの戻り光量を前記第１の受光素子により検出させ、該検出値に基づいて前記対物レンズの位置を制御する制御手段とを備え、
前記第１の受光素子によりフォーカスエラー信号を検出し、前記第２の受光素子によりトラッキングエラー信号およびＲＦ信号を検出することを特徴とする光ピックアップ装置。
前記制御手段は、分割された各領域の戻り光量が等しくなるように前記対物レンズの位置を制御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。