JP2005182979A - 回転可能な回折レンズを利用したトラッキングサーボ制御装置およびその制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明はトラックピッチが異なるＤＶＤ−ＲＯＭとＤＶＤ−ＲＡＭにＤＰＰ法でトラッキングサーボを行うようにビーム同士の間隔を回転可能な回折レンズを利用して調整するトラッキングサーボ制御装置、制御方法に関する。
【解決手段】光源と、入射光を回折して３個に分ける回折格子と、前記回折格子を回転させるための回転手段と、対物レンズと、前記光源と対物レンズとの間に位置する入射光経路変換手段と、前記光経路変換手段と前記対物レンズとの間に位置する視準レンズと、主ビームが到逹する領域が４個、それぞれの補助ビームが到逹する領域が２個に分けられた検出器と、前記ディスクの種類を判別して、前記ＤＶＤ−ＲＡＭであれば前記回転手段を制御して前記回折格子を所定角度で回転させるトラッキング制御手段。
【選択図】図４

Description

本発明は回転可能な回折レンズを利用したトラッキングサーボ制御装置およびその制御方法に関するもので、特に回折レンズを回転させて、ＤＰＰ（Differential Push-Pull）法を適用してトラッキングサーボ制御を行う際に回折レンズの回転により発生するサブビームのプッシュプル信号のオフセットを補正するトラッキングサーボ制御装置およびその制御方法に関するものである。

最近、情報データの大容量化により所定の光学的方式、より具体的には情報データを保存する所の光の透過率・反射率・位相・偏光などを変化させて情報データを保存して、保存された情報データの変化を光で読み出して情報を判読する光ディスクが開発されている。

すなわち、光ディスクは円板状のディスクに情報が保存されており、集束されたレーザー光を照射してその反射率や反射時の光の位相または偏光変化を読み出して情報を判読するもので、ディスク上に光の波長の大きさくらいの微細な穴（pit）を作って穴の有無より「１」および「０」のデジタル信号を生成する保存媒体である。

そして、前述した光ディスクには、さまざまな種類がある。例えば、ＣＤ（Compact Disc）とＤＶＤ（Digital Video Disc、Digital Versatile Disc）などがあり、ＣＤにおいては、ＣＤ−ＲＯＭ（CD Read-Only Disc）、ＣＤ−Ｒ（CD Recordable Disc）、ＣＤ−ＲＷ（CD Rewritable Disc）が知られており、ＤＶＤにおいても、１層のＤＶＤ−ＲＯＭ（DVD Read-Only Disc Single Layer）、２層のＤＶＤ−ＲＯＭ（DVD Read-Only Disc Dual layer）、ＤＶＤ−Ｒ（DVD Recordable Disc）、ＤＶＤ−ＲＡＭｌ（DVD Rewritable Disc Version 1.0）、ＤＶＤ−ＲＡＭ２（DVD Rewritable Disc Version 2.0）、ＤＶＤ−ＲＷ（DVD Re-Recordable Disc）、ＤＶＤ＋ＲＷ（DVD Rewritable［ソニー株式会社、フィリップスエレクトロニクス社、ヒューレットパッカード社、三菱化学株式会社、株式会社リコー、ヤマハ株式会社の６会社が策定した再記入可能のＤＶＤ規格．「ＰＣ−ＲＷ（Phase Change ReWritable）」という］）のようなものがある。光ディスク判別の参考例は、引用文献１、引用文献２、引用文献３、引用文献４に開示されている。

図１は一般的な光ディスクにデータを記録して、記録されたデータを再生する光ディスク記録再生装置の一般的な構成ブロック図である。

光ピックアップ１０２はサーボ制御部１０４の制御により対物レンズに集光された光ビームが光ディスク１０１の信号トラック上に置かれるようにして、また、信号記録面で反射して入って来る光を再び対物レンズに集光した後、フォーカスエラー信号とトラッキングエラー信号の検出のために光検出器へ入射する。

前記光検出器は多数の光検出素子で構成されており、それぞれの光検出素子で得た光量に比例する電気信号がＲＦおよびサーボエラー生成部１０３に出力される。

前記ＲＦおよびサーボエラー生成部１０３は前記光検出器のそれぞれの光検出素子で出力される電気信号からデータ再生のためのＲＦ信号、サーボ制御のためのフォーカスエラー（ＦＥ）信号、トラッキングエラー（ＴＥ）信号などを検出する。

なお、前記検出されたＲＦ信号は再生のためにデータデコーダー（図示しない）に出力されて、ＦＥ、ＴＥのようなサーボエラー信号はサーボ制御部１０４に出力される。

前記サーボ制御部１０４はフォーカスエラー（ＦＥ）信号を信号処理してフォーカシング制御のための駆動信号をフォーカスサーボ駆動部１０５に出力して、トラッキングエラー（ＴＥ）信号を信号処理してトラッキング制御のための駆動信号をトラッキングサーボ駆動部１０６に出力する。

このとき、前記フォーカスサーボ駆動部１０５は光ピックアップ１０２内のフォーカスアクチュエーターを駆動させることにより光ピックアップ１０２を上下して光ディスク１０１が回転共に上下する動きにより追従していくようにする。

前記トラッキングサーボ駆動部１０６は光ピックアップ１０２内のトラッキングアクチュエーターを駆動させることにより光ピックアップ１０２の対物レンズをラジアル方向に動かしてビームの位置を修正して、所定のトラックを追跡する。

なお、光ピックアップ全体を移動させなければならない場合、前記スレッドサーボ駆動部１０７は前記サーボ制御部１０４のスレッド制御信号が入力されてスレッドモーター１０８を駆動することにより解光ピックアップ本体を望む方向に直接移送させる。

そのとき、前記ＲＦおよびサーボエラー生成部１０３とサーボ制御部１０４でＣＤ、ＤＶＤ系列の光ディスクに使われているトラッキング制御は一般的に３ビーム法、プッシュプル（push-pull；ＰＰ）法、位相差検出（differential phase detection；ＤＰＤ）法、差動プッシュプル（Differential Push Pull；ＤＰＰ）法などさまざまなものがある。

図２は一般的な光ディスクの表面を示す図面で、一般的な光ディスクは図２のように円盤形態の基板２０１のトラック２０３に沿って情報が保存されて、対物レンズ２０７で集束されたレーザー光２０５を照射して、その反射率や反射時の光の位相または偏光変化を判読して情報を読む。

ＨＤ級映像データの２時間以上の記録のためには１５ＧＢ程度の記録用量をもつ記録媒体が必要である。しかし、現在、最大の記録密度をもつＤＶＤの場合、記録用量が４．７ＧＢ程度であるので、これには及ばない。

高密度のデータを記録するためにはディスク上のデータが保存されるトラック間の距離であるトラックピッチ（Track Pich）を狭くすればよいが、ディスク再生時に発生するクロストーク（crosstalk）によりデータ保存に制限がつく。

すなわち、トラックピッチがとても狭ければ隣接するトラックの記録情報が実際再生信号に含まれる問題が発生するので、それを最小化する範囲にトラックピッチを決めるようになる。

実際、４．７ＧＢのＤＶＤでは光ビームの波長が０．６５μｍで、対物レンズの開口数が０．６で、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−Ｒ、およびＤＶＤ−ＲＷのトラックピッチは０．７４μｍであるが、ＤＶＤ−ＲＡＭのトラックピッチは０．６１５μｍの規格に採択されている。

図３は一般的な差動プッシュプル法に係る戻り光の処理を説明するための接続図で、ランド記録またはグループ記録による光ディスクをアクセスする場合で、ランドＬとグルーブＧがほぼ同一幅で形成された場合である。

光ディスク装置は、半導体レーザーから出射されるレーザービームを回折格子により−１次、０次、１次の回折光で変換して、これらの−１次、０次、１次の回折光を対物レンズにより光ディスクの情報記録面に照射する。なお、これらの回折光の戻り光を所定の受光素子により受光する。

光ディスク装置では、光ディスク３０１の情報記録面において、０次の回折光によるメインビームのビームスポットがアクセス対象のトラックセンター上を注射している時、このメインビームに対してサイドビームの関係である−１次、１次の回折光によるビームスポットが、メインビームの注射開始側および注射終了側において光ディスク３０１の半径方向の１／２トラックピッチが内外周・方向に分離された位置を注射するように光学系が形成される。

なお、以下においては、隣接するランドＬのセンター間の間隔、または隣接するグルブーのセンター間の間隔を１トラックピッチにする。

光ディスク装置では、光ディスク３０１の半径方向および円周方向にそれぞれ対応する方向に延長される分割線により受光面を分割してなる受光素子３０２Ｍによりこのメインビームの戻り光を受光する。

なお、光ディスク３０１の円周方向に対応する方向で延長される分割線により受光面を分割してなる受光素子である３０２Ｓ１および３０２Ｓ２によりそれぞれのサイドビームの戻り光を受光する。

光ディスク装置では、減算回路である３０３および３０４により、それぞれのサイドビームの受光素子である３０２Ｓ１、３０２Ｓ２においてのプッシュプル信号（図面に付与された符号によりそれぞれＰＰｓ１＝Ｆ−Ｅ、ＰＰｓ２＝Ｈ−Ｇで表現される信号）を生成する。なお、加算回路である３０５および３０６、減算回路である３０７により、メインビームの受光素子３０２Ｍに対しても、対応するプッシュプル信号（図面に付与された符号によりＰＰｍ＝（Ａ＋Ｄ）−（Ｂ＋Ｃ）で表現される信号）を生成する。

ここで、各サイドビームのプッシュプル信号ＰＰｓ１、ＰＰｓ２は、メインビームのプッシュプル信号ＰＰｍに対して１８０度位相が外れた信号になり、対物レンズの半径方向の変位、光ディスクの半径方向の傾斜などにより、メインビームのプッシュプル信号ＰＰｍにオフセットが発生した場合、各サイドビームのプッシュプル信号ＰＰｓ１、ＰＰｓ２にも同位相のオフセットが発生する。

このように、光ディスク装置では、加算回路３０８によりサイドビームのプッシュプル信号ＰＰｓ１、ＰＰｓ２を加算した後、増幅回路３０９でこの加算結果を所定利得ｋで増幅する。なお、続いて減算回路３１０でメインビームのプッシュプル信号ＰＰｍから減算して、ＴＥ＝（（Ａ＋Ｄ）−（Ｂ＋Ｃ））−ｋ（（Ｆ−Ｆ）＋（Ｈ−Ｇ））により表現されるトラッキングエラー信号ＴＥを生成して、オフセットの発生を防止するようにする。

このように、光ディスク装置では、このトラッキングエラー信号をＤＳＰ（Digital Signal Processor）に入力して対物レンズを稼動することでトラッキング制御が遂行される。

一方、現在、ＤＶＤがマルチメディアシステムの重要な要素として急速に拡散されている。したがって、ＤＶＤ±Ｒ／ＲＷ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭなどのような多様な種類のＤＶＤに対応可能なピックアップ装置の開発が必須である。

そして、トラッキングサーバーを行う前述したＤＰＰ（Differential Push-Pull）方式が一般的に利用されているが、このようなＤＰＰ（Differential Push-Pull）方式は上で見たようにトラック境界に補助ビームを位置させるのに正確さを要求するのでトラックピッチの大きさが異なる光ディスクに同時に適用するのが難しいだけでなく、トラックピッチが他のディスクを読出する時トラッキングエラー信号が著しく減少してサーボができないという短所がある。

すなわち、ＤＶＤ−ＲＯＭのピッチ大きさは上で見たように０．７４μｍである。一方、４．７ＧＢのＤＶＤ−ＲＡＭのピッチ大きさは０．６１５μｍであるのでＤＰＰ法の同時適用が難しく、これによりマルチＤＶＤ用ピックアップ装置は多様なＤＶＤの異なるトラックピッチの大きさに関係なく適用されることができるトラッキングエラー信号の検出システムを取り揃えなければならないという問題が発生する。

特開平１１−３０６６５０号公報 特開平１０−３３４５７４号公報 特開平９−４４９８２号公報 特開平８−２４９８０１号公報

したがって、本発明は前記のような必要に応じるために案出されたもので、ＤＶＤピックアップ装置の回折レンズを回転させることでトラックピッチを追従できるようにする回転可能な回折レンズを利用したトラッキングサーボ制御装置およびその制御方法を提供することをその目的とする。

なお、本発明は、回折レンズの回転によりＰＤに結ばれる像が外れる場合にその像を補正して正確なＤＰＰ法に基いたトラッキングサーボ制御が可能にするトラッキングサーボ制御装置およびその制御方法を提供することをその目的とする。

前記のような目的を果たすための本発明は、光を発生させて照射する光源と、前記光源の入射光を回折して３個に分ける回折格子と、前記回折格子を回転させるための回転手段と、ディスクの記録面に光スポットが形成されるように入射光を集光する対物レンズと、前記光源と対物レンズとの間に位置して入射光の進行経路を変化させる光経路変換手段と、前記光経路変換手段と前記対物レンズとの間に位置して前記光源を視準させる視準レンズと、前記光経路変換手段と同一線上の上端または下端に位置し、前記光経路変換手段を通じて前記ディスクで反射される３個の反射光からトラッキングエラー信号を検出するように主ビームが到逹するフォトダイオードの領域が４個に分けられ、それぞれの補助ビームが到逹するそれぞれのフォトダイオードの領域が２個に分けられた分光する検出器と、また前記分光する検出器から入力されたトラッキングエラー信号によってトラッキング制御を遂行し、前記ディスクの種類を判別して、前記ＤＶＤ−ＲＡＭディスクであれば前記回転手段を制御して前記回折格子を所定角度で回転させるトラッキング制御手段を含めてなることを特徴とする。

なお、本発明は、光ピックアップ装置はディスクの種類がＤＶＤ−ＲＯＭであるか、ＤＶＤ−ＲＡＭであるかというディスクの種類を判別する第１段階と、前記第１段階の判断結果、ＤＶＤ−ＲＯＭであれば、トラッキングサーボ制御を行う第２段階と、および前記第１段階の判断結果、ＤＶＤ−ＲＡＭであれば回折格子を回転させた後、トラッキングサーボ制御を行う第３段階を含めてなることを特徴とする。

なお、本発明によれば、光ピックアップ装置はディスクの種類がＤＶＤ−ＲＯＭであるかＤＶＤ−ＲＡＭであるかを判別する第１段階と、前記第１段階の判断結果、ＤＶＤ−ＲＯＭであればトラッキングサーボ制御を行う第２段階と、および前記第１段階の判断結果、ＤＶＤ−ＲＡＭであれば回折格子を超音波モーターで回転させた後にメインビームとホログラム光学素子を通過して拡大されたサブビームの１次回折光を利用してトラッキングサーボ制御を行う第３段階を含んでなることを特徴とする。

前記のような本発明によれば、回折格子を光軸を基準として回転させれば、回折格子により生成される補助ビームの位置も光軸、すなわち主ビームを基準として回転し、これにより主ビームと補助ビームとの間のラジアル間隔も変わるようになり、適当な量の回転を通じて補助ビームと主ビームとの間隔を調節して、トラックピッチの大きさに影響を受けないトラッキングエラー信号の検出を可能とする效果がある。

なお、本発明はトラックピッチが異なる光ディスクのトラッキングサーボ制御を行うために回折格子を超音波モーターを使って回転するようにすることで、終始して超音波モーターに電圧を加える必要はなくなるので、全力消耗量が少くなくなり、また、精緻な回転角を得ることができる效果がある。

なお、本発明は回折格子の回転により発生するサブビームの形状の非対称によるオフセットを補正させることにより精密なトラッキングサーボ制御を可能にする効果がある。

続いて、図４以下の図面を参考して本発明の望ましい実施例を詳しく説明すれば次のとおりである。

図４は本発明に係るＤＶＤ−ＲＡＭの再生が可能なＤＶＤ−ＲＯＭ光学系の構成を示す構成図で、図５は本発明に係るＤＶＤ−ＲＡＭの再生が可能なＤＶＤ−ＲＯＭ光学系の８分割光検出器の構成を示す構成図である。

図４および図５を見てみると、まず、光源４０１は６５０ｎｍの波長をもつレーザービームを発生するように構成されて、ビームスプリッター（Beam Splitter）４０２は光源４０１で放出される１個の拡散レーザービームを透過させて、ディスクＤの記録面で反射する反射光を反射させる。

なお、コリメーティングレンズ（Collimating Lens：視準レンズ）４０３は１個の拡散レーザービームがビームスプリッター４０２で透過されて照射されるとこれを平行光に変化させて、対物レンズ（Objective Lens）４０４はコリメーティングレンズ４０３で変換された平行光のレーザービームを集光させてディスクＤに照射して、集束／円筒レンズ４０５はフォーカスサーボ（Focus Servo）実行のためにディスクＤで反射したレーザービームを非点収差法で変換させる。

なお、回折格子（Grating）４１０はＤＶＤ−ＲＯＭおよびＤＶＤ−ＲＡＭをすべて再生するように光源４０１で発生される１ビームを３ビームで変換させるように光源４０１とビームスプリッター４０２の間に位置される。このとき、ＤＶＤ−ＲＡＭの再生が可能なＤＶＤ−ＲＯＭ光学系はディスクがＤＶＤ−ＲＡＭディスクであるかＤＶＤ−ＲＯＭディスクであるかを判別してＤＶＤ−ＲＡＭディスクであれば回折格子４１０を回転させて主ビームを基準に生成される補助ビームの位置ラジアル距離にも変化が生ずるようにしてＤＶＤ−ＲＡＭディスクでトラッキングエラー信号を検出するようにする。

なお、８分割光検出器４２０はＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄに領域が分けられたメインフォトダイオード４２１とＥ、Ｆ、Ｇ、Ｈに領域が分けられたサブフォトダイオード４２２から構成される。

ここで、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄに領域が分けられたメインフォトダイオード４２１はＤＶＤ−ＲＯＭの再生時は、ＤＶＤ−ＲＯＭの記録面から反射された主ビームと補助ビームとを利用して、前記のようなＤＰＰ法と非点収差法で再生信号とエラー信号（フォーカシングエラーおよびトラッキングエラー）を検出してフォーカシングサーボおよびトラッキングサーボを遂行し、ＤＶＤ−ＲＡＭ再生時にはＤＶＤ−ＲＡＭの記録面から反射された主ビームと補助ビームをＤＰＰ（Differential Push-Pull）法で再生信号およびエラー信号を検出するように構成される。

すなわち、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄに分けられたメインフォトダイオード４２１で再生信号およびフォーカシングエラー信号を検出し、Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈに分けられたサブフォトダイオード４２２で再生信号およびエラー信号を検出する。

以下、本発明によるＤＶＤ−ＲＯＭとＤＶＤ−ＲＡＭの互換型光学系の作用を図４および図５を参照して詳細に説明する。

まず、光源４０１で６５０ｎｍの波長をもつ拡散レーザビームが発生して放射されれば、これは回折格子４１０により３ビームに分けられ、回折格子４１０で分けられた３ビームは、ビームスプリッタ４０２に入射してビームスプリッタ４０２で透過された後、視準レンズ４０３で平行光に変化する。

したがって、コリメーティングレンズ４０３で平行光に変化したレーザビームは位相遅延板４０６を経て対物レンズ４０４に入射し、対物レンズ４０４ではレーザビームを集光させてディスクＤの記録面に照射させる。

また、ディスクＤの記録面に照射されて反射された３ビームは、対物レンズ４０４、位相遅延板（λ／４）４０６、コリメーティングレンズ４０３を通じてビームスプリッタ４０２で反射され、反射された３ビームは集束／円筒レンズ４０５を通して８分割光検出器４２０のＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄに分けられた主フォトダイオード４２１には主ビームが入射され、Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈに分けられた補助フォトダイオード４２２には補助ビームが入射される。

このような状態で、システムでディスクＤがＤＶＤ−ＲＯＭとして認識されると、８分割光検出器４２０は回折格子４１０で分けられた３ビームをＤＶＤ−ＲＯＭの記録面で反射し、ビームスプリッタ４０２と、集束／円筒レンズ４０５を経由して入射されれば、主ビームと補助ビームとの３ビームを使ってＤＰＰ法と非点収差法を利用して再生信号とフォーカシングエラー信号およびトラッキングエラー信号を生成する。

また、システムでディスクＤがＤＶＤ−ＲＡＭとして認識されると、回折格子４１０を回転させた後、８分割光検出器４２０はＤＰＰ法を利用して回折格子４１０で分けられた３ビームをＤＶＤ−ＲＡＭの記録面で反射して、ビームスプリッタ４０２と、集束／円筒レンズ４０５を経由して入射されれば、入射された３ビームにメインフォトダイオード４２１およびサブフォトダイオード４２２で再生信号とフォーカシングエラー信号およびトラッキングエラー信号を生成する。

図６は、ＤＶＤ−ＲＯＭとＤＶＤ−ＲＡＭに係る回折格子の回転による補助ビームの回転を説明するための図面である。

図６を参照すれば、ＤＶＤ−ＲＯＭの場合トラックピッチのサイズは０．７４μｍであり、したがって、主ビームと補助ビームとの間の間隔が２０μｍでθを主ビームが位置するトラックと主ビームと補助ビームを通過する直線の間の角とすればｃｏｓθ＝０．７４／２０＝０．０３０７であるのでθは約８７．８８°である。

ＤＶＤ−ＲＡＭの場合は、トラックピッチの大きさが０．６１５μｍであるので、ｃｏｓθ＝０．６１５／２０＝０．０３０７であり、θは約８８．２４°である。したがって、回折格子の回転範囲は８７．８８°〜８８．２４°である。

図７は、図４の回折格子の一実施例に係る回転装置を説明するための図面である。

図面を参照すれば、両極７１２が電磁石であり電流の強度を調節して回転角を調節することができ、このように機械的なメカニズムを利用して回折格子７１０を回転させることができる。

図８は、図４の回折格子の他の実施例に係る回転装置を説明するための図面である。

図８を参照すれば、図４の回折格子の回転はホログラムモジュール８１０に装着されたＬＤ反射用ミラーの代わりに反射型回折格子８１４を入れてこの反射型回折格子８１４をＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical System）素子を利用して回転させる。ＭＥＭＳ素子の一実施例である超音波モーターが図１３に示されている。

図９は、本発明に係るＣＤ−ＲＷの再生／記録が可能なＤＶＤ−ＲＯＭ／ＤＶＤ−ＲＡＭ光学系の構成を示した構成図である。図１０は、本発明に適用された８分割光検出器の構成を示した構成図である。

図９および図１０を見れば、まずＤＶＤ−ＲＯＭ／ＤＶＤ−ＲＡＭ光学系の構成を見ればＤＶＤ用レーザダイオード９００は６５０ｎｍの波長をもつレーザビームを発生させるように構成される。

回折格子９０１で３個のビームに分けられた後、ビームスプリッタ９０２に入射される。このとき、ＤＶＤ−ＲＡＭの再生が可能なＤＶＤ−ＲＯＭ光学系は、ＤＶＤ−ＲＡＭディスクであるかＤＶＤ−ＲＯＭディスクであるかを判別して、ＤＶＤ−ＲＡＭディスクであれば回折格子９０１を回転させて主ビームを基準として生成される補助ビームの位置のラジアル距離にも変化が生ずるようにしてＤＶＤ−ＲＡＭディスクでトラッキングエラー信号を検出するようにする。

ビームスプリッタ９０２は、回折格子９０１から放出される３個の拡散レーザビームを反射して、ＤＶＤ−ＲＯＭ（Ｄ）／ＤＶＤ−ＲＡＭ（Ｄ）の記録面で反射する反射光を透過させ、ＤＶＤ用コリメーティングレンズ（Collimating Lens）９０３は３個の拡散レーザビームを平行光に変化させるように構成される。

対物レンズ（Objective Lens）９０４は、ＤＶＤ用コリメーティングレンズ９０３で変換された平行光のレーザビームを集光し、ＤＶＤ−ＲＯＭ（Ｄ）／ＤＶＤ−ＲＡＭ（Ｄ）に照射し、集束／円筒レンズ９０５はフォーカスサーボ遂行のためにＤＶＤ−ＲＯＭ（Ｄ）／ＤＶＤ−ＲＡＭ（Ｄ）で反射したレーザビームを非点収差法により変換させる。

なお、ＣＤ−ＲＷ光学系の構成を見れば、まずＣＤ用レーザダイオード９１０はＣＤ−ＲＷ（Ｄ’）の記録および再生が可能な７８０ｎｍのレーザビームを出射するように構成される。

プレートビームスプリッタ（Plate Beam Splitter）９２０は、ＣＤ用レーザダイオード９１０の７８０ｎｍのレーザビームを対物レンズ９０４に反射させ、モニター用光検出器９６０に透過させ、ＣＤ用レーザダイオード９１０の７８０ｎｍのレーザビームおよび反射光を透過させるように７８０ｎｍのレーザビームと、６５０ｎｍのレーザビームと、その交差する位置である対物レンズ９０４とＤＶＤ用コリメーティングレンズ９０３との間に反射光の光軸を中心として左側に４５度傾いた状態で取り付けられる。

ここで、プレートビームスプリッタ９２０は光が透過される時に発生する収差（Aberration）を最小化させるように、厚さが１．５ｍｍ以下である。ここでまた、プレートビームスプリッタがＤＶＤ用視準レンズ９０３以後に設置される理由は、プレートビームスプリッタが４５度の傾斜をもつて設置されているので、ＤＶＤ用レーザダイオード９０１から照射されてプレートビームスプリッタ９２０に入射するレーザビームは必ず平行ビームのみであり、対物レンズ９０４にＤＶＤ用レーザダイオード９０１から発生した６５０ｎｍのレーザビームが正確に入射される。

回折格子９３０は、７８０ｎｍのレーザビームを３ビームに分離してＣＤ−ＲＷ（Ｄ’）の記録および再生が可能になるように、ＣＤ用レーザダイオード９１０とプレートビームスプリッタ９２０との間に設置される。

ＣＤ用コリメーティングレンズ９４０はＣＤ用レーザダイオード９１０から出射される７８０ｎｍのレーザビームを視準するように、プレートビームスプリッタ９２０と回折格子９３０との間に設置される。

一方、ＤＶＤ−ＲＯＭ／ＤＶＤ−ＲＡＭ光学系とＣＤ−ＲＷ光学系に全て使われる８分割光検出器９５０はＤＶＤ−ＲＯＭ（Ｄ）／ＤＶＤ−ＲＡＭ（Ｄ）およびＣＤ−ＲＷ（Ｄ’）の記録面で反射して対物レンズ１３０４とプレートビームスプリッタ９２０およびＤＶＤ用視準レンズ９０３を通じて入射する反射光を利用してＤＶＤ−ＲＯＭ（Ｄ）／ＤＶＤ−ＲＡＭ（Ｄ）の再生信号とエラー信号およびＣＤ−ＲＷ（Ｄ’）の記録／再生信号とエラー信号を検出するように反射光の経路上に設置される。

なお、８分割光検出器９５０はＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄに領域が分けられたメインフォトダイオード９５１とＥ、Ｆ、Ｇ、Ｈに領域が分けられたサブフォトダイオード９５２からなる。ここで、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄに領域が分けられたメインフォトダイオード９５１と、Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈに領域が分けられたサブフォトダイオード９５２は、ＤＶＤ−ＲＯＭ（Ｄ）／ＤＶＤ−ＲＡＭ（Ｄ）／の再生時はＤＶＤ−ＲＯＭ（Ｄ）／ＤＶＤ−ＲＡＭ（Ｄ）の記録面から反射されたメインビームをとサブビームを利用してＤＰＰ（Differential Push-Pull）法と非点収差法で再生信号とエラー信号（フォーカシングエラーおよびトラッキングエラー）を検出してフォーカシングサーボおよびトラッキングサーボを遂行し、ＣＤ−ＲＷ（Ｄ’）の記録時にはＣＤ−ＲＷ（Ｄ’）の記録面で反射したメインビームをとサブビームを利用して、ＤＰＰ（Differential Push-Pull）法および非点収差法により記録信号およびエラー信号を検出し、ＣＤ−ＲＷ（Ｄ’）の再生時にはＣＤ−ＲＷ（Ｄ’）の記録面で反射したメインビームをとサブビームを利用して３ビーム法および非点収差法により再生信号およびエラー信号を検出する。

ここで、ＣＤ−ＲＷの再生／記録時には６分割光検出器でプッシュプル法を使わない理由は、ディスクのチルト（Tilt）と、対物レンズのシフト（Shift）によって発生する光分布差と、記録時サブビームのうち、一つは記録された所に他の一つは記録していない所にある時、反射率差によってトラッキングオフセットが生ずることを防止するためである。

モニター用光検出器９６０は、プレートビームスプリッタ９２０で透過される７８０ｎｍのレーザビームが入射されれば、入射されたビームで光の強度を調節するように７８０ｎｍのレーザビームの経路上であるプレートビームスプリッタ９２０の側面に設置される。

可変絞り９７０は、対物レンズ９０４に入射する６５０ｎｍのレーザビームまたは７８０ｎｍのレーザビームの直径を調節するように対物レンズ９０４とプレートビームスプリッタ９２０との間に設置される。ここで、対物レンズ９０４に入射するレーザビームの直径を調節するためにホログラム素子が使われることもできる。

以下、本発明に係るＣＤ−ＲＷの再生／記録が可能なＤＶＤ−ＲＯＭ／ＤＶＤ−ＲＡＭ光学系の作用を図９を参照して詳細に説明する。

まず、ＤＶＤ−ＲＯＭ（Ｄ）／ＤＶＤ−ＲＡＭ（Ｄ）の再生時、ＤＶＤ用レーザダイオード９００で６５０ｎｍの波長をもつレーザビームが出射されると、これは回折格子９０１で３ビームに分けられた後、ビームスプリッタ９０２でＤＶＤ用コリメーティングレンズ９０３に反射される。このとき、ＤＶＤ−ＲＡＭの再生が可能なＤＶＤ−ＲＯＭ光学系は、ＤＶＤ−ＲＡＭディスクであるか、ＤＶＤ−ＲＯＭディスクであるかを判別して、ＤＶＤ−ＲＡＭディスクであれば、回折格子４１０を回転させて主ビームを基準として生成される補助ビームの位置のラジアル距離にも変化が生ずるようにしてＤＶＤ−ＲＡＭディスクでトラッキングエラー信号を検出することができるようにする。

したがって、ＤＶＤ用コリメーティングレンズ９０３に入射された６５０ｎｍのレーザビームは、平行ビームに変化された後、プレートビームスプリッタ９２０を通じて対物レンズ９０４に入射する。

そのとき、可変絞り９７０は、対物レンズ９０４の開口数がＤＶＤ−ＲＯＭ／ＤＶＤ−ＲＡＭの開口数である０．６に相当するように６５０ｎｍのレーザビームの直径を調節する。

したがって、対物レンズ９０４を通じてＤＶＤ−ＲＯＭ（Ｄ）／ＤＶＤ−ＲＡＭ（Ｄ）の記録面に照射して反射された反射光は、再び対物レンズ９０４と、可変絞り９７０と、プレートビームスプリッタ９２０と、ＤＶＤ用コリメーティングレンズ９０３およびビームスプリッタ９０２を順次に通過して集束／円筒レンズ９０５に集光される。

なお、集束／円筒レンズ９０５は、８分割光検出器９５０でＤＰＰ法と非点収差法により再生信号およびフォーカシング／トラッキングエラー信号を生成するように反射ビームを非点収差に変換させる。

したがって、８分割光検出器９５０からＤＶＤ−ＲＯＭ（Ｄ）／ＤＶＤ−ＲＡＭ（Ｄ）の記録面に記録されたデータを再生することができる。

次に、ＣＤ−ＲＷ（Ｄ’）の記録または再生時に、可変絞り９７０は対物レンズ９０４の開口数をＣＤ−ＲＷ（Ｄ’）の開口数である０．５に相当するように７８０ｎｍのレーザビームの直径を調節する。

このような状態で、ＣＤ用レーザダイオード９１０で所定の強度と７８０ｎｍの波長をもつレーザビームが出射されれば、これは回折格子９３０で３個のビームに分けられた後、ＣＤ用コリメーティングレンズ９４０に入射される。

したがって、ＣＤ用コリメーティングレンズ９４０で拡散ビームが平行ビームに変換してプレートビームスプリッタ９２０に入射する。

したがって、プレートビームスプリッタ９２０に入射した３個の平行ビームはプレートビームスプリッタ９２０により対物レンズ９０４側に反射すると同時に、モニター用光検出器９６０に入射される。これによって、モニター用光検出器９６０では入射する光の強度を検出して光の強度を調節する。

プレートビームスプリッタ９２０から反射されて可変絞り９７０を通じて対物レンズ９０４に入射された７８０ｎｍのレーザビームは、ＣＤ−ＲＷ（Ｄ’）の記録面から照射されて反射し、反射する反射光はまた対物レンズ９０４と、可変絞り９７０と、プレートビームスプリッタ９２０と、ＤＶＤ用コリメーティングレンズ９０３およびビームスプリッタ９０２を順次に通過して集束／円筒レンズ９０５に取り集められる。

したがって、集束／円筒レンズ９０５は８分割光検出器９５０でＤＰＰ法と非点収差法でフォーカシング／トラッキングエラー信号および３ビーム法と非点収差法で再生信号およびフォーカシング／トラッキングエラー信号を生成するように反射ビームを非点収差に変換させる。

なお、８分割光検出器９５０からＣＤ−ＲＷ（Ｄ’）の記録時には、ＤＰＰ法と非点収差法によりＣＤ−ＲＷ（Ｄ’）の記録面にフィートを形成させることができるように、記録信号とフォーカシングエラー信号およびトラッキングエラー信号を生成し、ＣＤ−ＲＷ（Ｄ’）の再生時には３ビーム法と非点収差法により再生信号とフォーカシング／トラッキングエラー信号を生成してＣＤ−ＲＷ（Ｄ’）の記録面に記録されたデータを再生することができる。

したがって、ＣＤ−ＲＷとＤＶＤ−ＲＯＭ／ＤＶＤ−ＲＡＭを全て使うことができる互換型光学系を提供することができ、また、キュービック材質のビームスプリッタより低価のプレートビームスプリッタを使うので、光学系の製造原価が節減される。

図１１は、本発明の一実施例に係る回転可能な回折レンズを利用したトラッキングサーボ制御装置の制御方法のフローチャートである。

まず、光ピックアップ装置は、ディスクの種類を判別して（段階Ｓ１１０）、ＤＶＤ−ＲＯＭであるか、ＤＶＤ−ＲＡＭであるかを判別して（段階Ｓ１１２）、ＤＶＤ−ＲＡＭであれば回折格子を回転させる（段階Ｓ１１４）。

以後、レーザビームをディスクに照射した後（段階Ｓ１１６）、トラッキングエラー信号を抽出した後（段階Ｓ１１８）、トラッキングサーボを行う（段階Ｓ１２０）。

一方、前述した「回転可能な回折レンズを利用したトラッキングサーボ制御装置およびその制御方法」は図１２から分かるように回折レンズの回転よりサブビームの中心点がＰＤから少し外れることによって正確度の落ちるという問題点があった。

すなわち、図１２から分かるように、回折レンズを回転させればサブビームが水平に移動するのではなく回転しながら移動するようになる。したがって、光検出器でのスポットサイズを１００ｕｍとして、メインビームとサブビームの間隔を２００ｕｍとした時、０．７゜のグレーティング回転が起こり、実際には垂直方向は殆ど変化がないが水平に２ｕｍ程度のシフトが発生する。

そのとき、ＤＤＰ法を適用すれば下記の値を参考する時、Ｆ１、Ｆ２、Ｈ１、Ｈ２が同じ符号をもち、Ｅ１、Ｅ２、Ｇ１、Ｇ２が同じ符号をもつということが分かる。
ＴＥ＝（（Ａ＋Ｄ）−（Ｂ＋Ｃ））−ｋ（（Ｆ−Ｅ）＋（Ｈ−Ｇ））

したがって、回転より発生する変化であるので、両方サブビームのすべての変化量が同じである。その結果、Ｆ１、Ｆ２、Ｈ１、Ｈ２をすべて足すと回転による変化量がなくなるようになり、同じくＥ１、Ｅ２、Ｇ１、Ｇ２の合計による変化量もなくなるので、全体トラッキングエラー信号には回転による影響が現れない。しかし、両サブビームの形態が異なることから生じる変化量の非対称によるオフセット（offset）は避けられない。

したがって、上述したような問題点を解決するために、以下では回折レンズの回転によりＰＤに結ばれる像が外れる場合に、外れた像を正確に補正してＤＤＰ法に基いたトラッキングサーボ制御ができるようにするトラッキングサーボ制御装置およびその制御方法を提供する。

図１３は、図４の回折格子およびサブフォトダイオードを回転させるための超音波モーターの一実施例に係る斜視図であり、図１４は図１３で突出部と回転子に及ぼす力を示す詳細図であり、図１５は図１４で共振が発生する場合の突出部と回転子の詳細図であり、図１６は図１４で共振が発生されなかった場合の１／４波長共振器の突出部の詳細図である。

図面を参考すれば、図４の回折格子／サブフォトダイオードを回転させるための超音波モーターは、固定子１３０１と回転子１３０３で構成されており、固定子１３０１は圧電セラミックス素子からなる圧電材料層１３０２を含んでおり、凹凸形象をもつ突出部１３０５で形成されている。また、回転子１３０３は下端に摩擦材１３０４が附着している。

前記のように構成された超音波モーターの駆動原理をよく見ると、固定子１３０１の下端に位置する圧電材料層１３０２に交流電圧を供給すると電源の極性により上下の振動が発生するようになり、これを定常波（standing wave）運動という。

そのとき、固定子１３０１の下段に位置する圧電材料層１３０２を構成する圧電セラミックス素子のうち隣接する圧電セラミックス素子に対して電圧の大きさは同じであるが位相が異なる交流電圧を供給すると、進行波（traveling wave）運動という上下の振動が回転方向をもつ楕円運動に変わる現象が発生する。

したがって、固定子１３０１に形成されている凹凸形象の突出部１３０５の上面が上部に密着されている回転子１３０３の摩擦材１３０４を押しながら進行して動くような現象が発生するが、固定されているので前記固定子１３０１の上面に密着された回転子１３０３が進行波の方向と反対方向に回転力が発生するようになる。

そのとき、駆動時の回転数は固定子１３０１の屈曲振動に関連する振動周波数の大きさを利用して増加させることができる。そのとき、必要とする圧力（Ｐ）により振動の減衰を防ぐことができて、信頼性のある超音波モーターの作動を確保することができれば全体の振動システムの運動力が増進される。

前記突出部１３０５は屈曲振動のための１／４波長共振器としての役割をして、その数は固定部１３０１の半波長部分の重さが、例えば、突出部１３０５の総重さにの５倍より重くなるように設定される。

前述したように構成された超音波モーターの動作は図１４と図１５に示されたように、圧電材料層１３０２で発生する純粋な機械的共振が圧電材料層１３０２の相互に異なる２像による楕円形の機械的共振に変換されて発生する。

屈曲波の分布をもつ突出部１３０５は回転子１３０３の駆動のためのつっかい棒のような役割をして、その上部に回転子１３０３を接触して回転子１３０３を回転させるようになる。

前記突出部１３０５の技術的な解決方法は図１４に示されたように共振時に突出部１３０５が円環型の部分の共振周波数に該当する屈曲振動を与える共振器として役割をして、非共振時は図１５に示されたように距離ａ以上の突出部１３０５を撓めて突出部１３０５が共振点に存在しないようになる。

前記突出部１３０５が撓めて連結されると回転子１３０３の駆動方向にある突出部１３０５上部の振動の大きさは増加し、これは突出部１３０５の上部に共に付いている回転子１３０３と摩擦材１３０４の間の摩擦による相互作用により回転子１３０３の機械的変化を起こす。

図１７は図４の回折格子／サーブフォトダイオードを回転させるための他の実施例に係る超音波モーターの構成図であり、図１８は超音波モーターの片持ちばりの運動を説明するための図面である。図面を参照すれば、図４の他の実施例に係る超音波モーターの圧電振動子１７００は電圧の印加時に長さが変化する圧電物質１７０１と電圧の印加時にも長さの変化が殆どない不変物質１７０２で構成されている。

これらはお互いに接着されているので電源電圧印加装置１７０３により圧電振動子１７００に電源電圧を印加すると印加電圧に応じて圧電物質１７０１の長さが伸びようとか縮もうとかするが不変物質１７０２はその長さが変化しないので圧電振動子１７００に片持ちばりの振動が生じるようになる。

なお、その結果、圧電振動子１７００の終端に位置する駆動部１７０４は対応する回折格子の外廓に挟み込まれたホルダーの鋸歯部１７０５の鋸歯を押して回折格子を回転させる。

図１９は、本発明の一実施例に係る回転可能な回折レンズを利用したトラッキングサーボ制御装置の制御方法のフローチャートである。

まず、光ピックアップ装置はディスクの種類を判別して（段階Ｓ２１０）、ＤＶＤ−ＲＯＭであるかＤＶＤ−ＲＡＭであるかを判別して（段階Ｓ２１２）、ＤＶＤ−ＲＡＭであれば回折格子を回転させる（段階Ｓ２１４）。そして、サーブフォトダイオードを回転させる（段階Ｓ２１５）。

その後、レーザービームをディスクに照射した後（段階Ｓ２１６）、トラッキングエラー信号を抽出した後（段階Ｓ２１８）、トラッキングサーボを行う（段階Ｓ２２０）。

図２０は、本発明の他の実施例に係る回転可能な回折レンズを利用したトラッキングサーボ制御装置の構成図であり、図２１は本発明の他の実施例に係る回転可能な回折レンズを利用したトラッキングサーボ制御装置に使われるフォトダイオードの構成図である。

図２０を参照すれば、本発明の他の実施例に係る回転可能な回折レンズを利用したトラッキングサーボ制御装置はオフセットを補正するためにホログラム光学素子を、図４の本発明の一実施例に係るＤＶＤ−ＲＡＭの再生が可能なＤＶＤ−ＲＯＭ光学系の構成に更に追加した。

図２０を参照すれば、光源２００１は６５０ｎｍの波長をもつレーザービームを発生するように構成されて、ビームスプリッター（Beam Splitter）２００２は光源２００１で放出される１個の拡散レーザービームを透過させて、ディスクＤの記録面で反射する反射光を反射させる。

なお、コリメーティングレンズ（Collimating Lens：視準レンズ）２００３は１個の拡散レーザービームがビームスプリッター２００２で透過されて照射されると、これを平行光に変化させて、対物レンズ（Objective Lens）２００４はコリメーティングレンズ２００３で変換された平行光のレーザービームを集光させてディスクＤに照射して、集束／円筒レンズ２００５はフォーカスサーボ（Focus Servo）の遂行のためにディスクＤで反射したレーザービームを非点収差法に変換させる。

なお、回折格子（Grating）２０１０はＤＶＤ−ＲＯＭおよびＤＶＤ−ＲＡＭをすべて再生するように光源２００１で発生される１ビームを３ビームに変換させるように光源２００１とビームスプリッター２００２の間に位置される。そのとき、ＤＶＤ−ＲＡＭの再生が可能なＤＶＤ−ＲＯＭ光学系はディスクがＤＶＤ−ＲＡＭディスクであるかＤＶＤ−ＲＯＭディスクであるかを判別してＤＶＤ−ＲＡＭディスクであれば回折格子２０１０を回転させて主ビームを基準とする生成される補助ビームの位置のラジアル距離にも変化が生じるようにしてＤＶＤ−ＲＡＭディスクでトラッキングエラー信号を検出するようにする。そのとき、回折格子２０１０を超音波モーターを利用して回転させる回転装置は上で説明したとおりである。

なお、８分割光検出器２０２０の前端に位置するホログラム光学素子２０１５は入射されるメインビームと２個のサブビームに対して回折を起こし０次回折光と１次回折光を発生させる。

一方、８分割光検出器２０２０はＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄに領域が分けられたメインフォトダイオード２０２１と、Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈに領域が分けられたサブフォトダイオード２０２２で構成される。

ここで、８分割光検出器２０２０は、ＤＶＤ−ＲＯＭの再生時にＤＶＤ−ＲＯＭの記録面で反射したメインビームとサブビームを利用して前記のようなＤＤＰ法と非点収差法で再生信号とエラー信号（フォーカシングエラーおよびトラッキングエラー）を検出してフォーカシングサーボおよびトラッキングサーボを遂行して、ＤＶＤ−ＲＡＭ再生時にはＤＶＤ−ＲＡＭの記録面で反射したメインビームとサブビームをＤＰＰ（Differential Push-Pull）法で再生信号およびエラー信号（フォーカシングエラーおよびトラッキングエラー）を検出するように構成される。

そのとき、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄに領域が分けられたメインフォトダイオード２０２１はホログラム光学素子２０１５を通過したメインビームの０次回折光を利用してトラッキングエラー信号を検出して、Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈに領域が分けられたサブフォトダイオード２０２２はホログラム光学素子２０１５を通過したサブビームの１次回折光を利用してトラッキングエラー信号を検出する。

以下、本発明に係るＤＶＤ−ＲＯＭおよびＤＶＤ−ＲＡＭの互換型光学系の作用を図２０および図２１を参照して詳細に説明する。

まず、光源２００１で６５０ｎｍの波長をもつ拡散レーザービームが発生されて放射されると、これは回折格子２０１０により３ビームに分けられて、回折格子２０１０で分けられた３ビームはビームスプリッター２００２へ入射されて、ビームスプリッター２００２で透過された後、コリメーティングレンズ２００３で平行光に変換される。

その後、コリメーティングレンズ２００３で平行光に変化されたレーザービームは位相遅延版１９０６を通過して対物レンズ２００４へ入射されて、対物レンズ２００４ではレーザービームを集光させてディスクＤの記録面に照射させる。

したがって、ディスクＤの記録面に照射されて反射した３ビームは対物レンズ２００４、コリメーティングレンズ２００３を通じてビームスプリッター２００２で反射して、反射した３ビームは集束／円筒レンズ２００５を通過してホログラム光学素子２０１５へ入射される。

なお、ホログラム光学素子２０１５はメインビームとサブビームに対する０次回折光と１次回折光を発生させて、８分割光検出器２０２０のＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄに分けられた主フォトダイオード２０２１はホログラム光学素子２０１５を通過したメインビームの０次回折光を利用して、Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈに分けられた補助フォトダイオード２０２２はホログラム光学素子２０１５を通過したサブビームの１次回折光を利用する。図２１から分かるように補助フォトダイオード２０２２を通過したサブビームのうち１次回折光は０次回折光に比べて拡大されて（言い換えれば、補助フォトダイオード２０２２の裏側に焦点を結ばせる）サブビームの形態が異なるために生じる変化量による非対称によるオフセットを減少させることができる。

このような状態で、システムでディスクＤがＤＶＤ−ＲＯＭとして認識されると８分割光検出器２０２０は回折格子２０１０で分けられた３ビームがＤＶＤ−ＲＯＭの記録面で反射してビームスプリッター２００２と、集束／円筒レンズ２００５と、ホログラム光学素子２０１５を経由して入射されると、メインビームとサブビームの３ビームを使ってＤＤＰ法と非点収差法を利用して再生信号とフォーカシングエラー信号およびトラッキングエラー信号を生成する。

なお、システムでディスクＤがＤＶＤ−ＲＡＭとして認識されると回折格子２０１０を回転させた後、８分割光検出器２０２０はＤＰＰ法を利用して回折格子２０１０で分けられた３ビームがＤＶＤ−ＲＡＭの記録面で反射してビームスプリッター２００２と、集束／円筒レンズ２００５、ホログラム光学素子２０１５を経由して入射されると、入射された３ビームでメインフォトダイオード２０２１およびサーブフォトダイオード２０２２で再生信号とフォーカシングエラー信号およびトラッキングエラー信号を生成する。

図２２は本発明の他の実施例に係る回転可能な回折レンズを利用したトラッキングサーボ制御装置の制御方法のフローチャートである。

まず、光ピックアップ装置はディスクの種類を判別して（段階Ｓ３１０）、ディスクがＤＶＤ−ＲＯＭであるかＤＶＤ−ＲＡＭであるかを判別して（段階Ｓ３１２）、ＤＶＤ−ＲＡＭであれば回折格子を回転させる（段階Ｓ３１４）。

以後に、レーザービームをディスクに照射した後（段階Ｓ３１６）、メインフォトダイオードはホログラム光学素子の０次回折光を利用して、補助フォトダイオードはホログラム光学素子の１次回折光を利用してトラッキングエラー信号を抽出した後（段階Ｓ３１８）、トラッキングサーボを行う（段階Ｓ３２０）。

以上で説明したことは、本発明に係るトラッキングサーボ制御装置および制御方法を実施するための一実施例に過ぎないことで、本発明は前述した実施例に限定されるものではなく、以下の特許請求範囲で請求する本発明の要旨を変更しない範囲内に、発明が属する分野の通常の知識をもつ者なら誰でも多様に変更実施が可能なものである。

一般的な光ディスクにデータを記録し、記録されたデータを再生する光ディスク記録再生装置の一般的な構成ブロック図である。 一般的な光ディスクの表面を示す図面である。 一般的な差動プッシュプル法に係る戻り光の処理を説明するための接続図である。 本発明に係るＤＶＤ−ＲＡＭの再生が可能なＤＶＤ−ＲＯＭ光学系の構成を示す構成図である。 本発明に係るＤＶＤ−ＲＡＭの再生が可能なＤＶＤ−ＲＯＭ光学系の８分割光検出器の構成を示す構成図である。 ＤＶＤ−ＲＯＭとＤＶＤ−ＲＡＭに係る回折格子の回転に係る補助ビームの回転を説明するための図面である。 図４の回折格子の一実施例に係る回転装置を説明するための図面である。 図４の回折格子の他の実施例に係る回転装置を説明するための図面である。 本発明に係るＣＤ−ＲＷの再生／記録が可能なＤＶＤ−ＲＯＭ／ＤＶＤ−ＲＯＭ光学系の構成を示す構成図である。 本発明に適用される８分割光検出器の構成を示す構成図である。 本発明の一実施例に係る回転可能な回折レンズを利用したトラッキングサーボ制御装置の制御方法のフローチャートである。 図４の回折格子の回転により発生するサブビームのオフセットを説明するための図面である。 図４の回折格子およびサブフォトダイオードを回転させるための超音波モーターの一実施例に係る斜視図である。 図１３で突出部と回転子に及ぼす力を示す詳細図である。 図１４で共振が発生する場合の突出部と回転子の詳細図である。 図１４で共振が発生しない場合の１／４波長共振器の突出部の詳細図である。 図４の回折格子／サブフォトダイオードを回転させるための他の実施例に係る超音波モーターの構成図である。 図１７の片持ちばりの運動を説明するための図面である。 本発明の他の実施例に係る回転可能な回折レンズを利用したトラッキングサーボ制御装置の制御方法のフローチャートである。 本発明の他の実施例に係る回転可能な回折レンズを利用したトラッキングサーボ制御装置のフローチャートである。 本発明の他の実施例に係る回転可能な回折レンズを利用したトラッキングサーボ制御装置に使用されるフォトダイオードの構成図である。 本発明の他の実施例に係る回転可能な回折レンズを利用したトラッキングサーボ制御装置の制御方法のフローチャートである。

符号の説明

４０１ 光源
４０２ ビームスプリッター
４０３ コリメーティングレンズ
４０４ 対物レンズ
４０５ 集束／円筒レンズ
４１０ 回折格子
４２０ ８分割光検出器
８１０ ホログラムモジュール
８１４ 反射型回折格子
１３０１ 固定子
１３０２ 圧電材料層
１３０３ 回転子
１３０４ 摩擦材
１３０５ 突出部

Claims (16)

1. 光を発生させて照射する光源と、
   前記光源の入射光を回折して３個に分ける回折格子と、
   前記回折格子を回転させるための第１回転手段と、
   ディスクの記録面に光スポットが形成されるように入射光を集光する対物レンズと、
   前記光源と対物レンズとの間に位置して、入射光の進行経路を変化させる光経路変換手段と、
   前記光経路変換手段と前記対物レンズとの間に位置して前記光源を視準する視準レンズと、
   前記光経路変換手段と同一線上の上端または下端に位置し、前記光経路変換手段を通じて前記ディスクで反射される３個の反射光からトラッキングエラー信号を検出するように、主ビームが到逹するフォトダイオードの領域が４個に分けられ、それぞれの補助ビームが到逹するそれぞれのフォトダイオードの領域が２個に分けられた分光する検出器と、また
   前記分光する検出器で入力されたトラッキングエラー信号によって、トラッキング制御を遂行し、前記ディスクの種類を判別して、判別したディスクが前記ＤＶＤ−ＲＡＭディスクであれば、前記第１回転手段を制御し、前記回折格子を所定の角度で回転させるトラッキング制御手段と
   備えてなるトラッキングサーボ制御装置。
2. 前記第１回転手段は、両極が電磁石であり、電流の強度を調整し、前記回折格子を回転させることを特徴とする請求項１記載のトラッキングサーボ制御装置。
3. 前記第１回転手段は、ホログラム回折格子をＭＥＭＳ素子を利用して回転させることを特徴とする請求項１記載のトラッキングサーボ制御装置。
4. 前記第１回転手段は、超音波モーターであることを特徴とする請求項３記載のトラッキングサーボ制御装置。
5. 前記超音波モーターは、連続的な分極構造を有し、交流電圧が印加されると振動する圧電材料層と、前記圧電材量層の円周方向に沿って所定の間隔で分離された形状で接合されて、前記圧電材料層の振動により一定の方向に振動する多数の突出部に形成される固定子と、
   下端に摩擦材を備えて前記突出部表面の円周面に摩擦力で接触され、前記固定子から加えられた回転力に応じて回転して前記回折格子を保持保持している回転子、および
   前記固定子を制御して回転力を発生させる超音波モーター制御装置を含んでなる請求項４記載のトラッキングサーボ制御装置。
6. 前記超音波モーターは、圧電物質と不変物質を接着して形成された圧電振動子と、
   外面の円周に沿って鋸歯が形成されており、回折格子を保持している回転子と、
   前記圧電振動子の先端および前記回転子の鋸歯に連結されており、前記圧電振動子の振動により前記回転者を回転させるための駆動部と、および
   前記圧電振動子を制御して回転力を発生させる超音波モーター制御装置を含んで構成される請求項４記載のトラッキングサーボ制御装置。
7. 前記光分割検出器のサブビームを受光する２分割されたフォトダイオードを所定の角度で回転させるための１対の第２回転手段をさらに含み、
   前記トラッキングサーボ制御装置は前記ディスクの種類を判別して前記ディスクがＤＶＤ−ＲＡＭであれば前記第２回転手段を制御して前記２分割されたフォトダイオードを所定の角度で回転させることを特徴とする請求項１、２、３、４、５または６記載の記載のトラッキングサーボ制御装置。
8. 前記光検出器の前端に位置して、前記メインビームとサブビームを回折させて回折光を生成するホログラム光学素子をさらに含んでおり、
   前記光分割検出器のサブビームを受光する２分割されたフォトダイオードは前記ホログラム光学素子の１次回折光の焦点距離の前端に位置して拡大されたサブビームを受光することを特徴とする請求項１、２、３、４、５または６記載のトラッキングサーボ制御装置。
9. 光ピックアップ装置は、ディスクの種類がＤＶＤ−ＲＯＭであるか、ＤＶＤ−ＲＡＭであるかを判別する第１段階と、
   前記第１段階の判断結果、ＤＶＤ−ＲＯＭであれば、トラッキングサーボ制御を行う第２段階とを含み、さらに
   前記第１段階の判断結果、ＤＶＤ−ＲＡＭであれば回折格子を回転させた後トラッキングサーボ制御を行う第３段階を含めてなるトラッキングサーボ制御方法。
10. 前記第２段階は、前記第１段階の判断結果、ＤＶＤ−ＲＯＭであればレーザビームを３個に分割してディスクに照射する第２−１段階と、
    前記第２−１段階以後に、３個のディスク反射光を受光して、トラッキングエラー信号を抽出する第２−２段階とを含み、さらに
    前記第２−２段階以後に、トラッキングエラー信号によってトラッキングサーボ制御を行う第２−３段階を含めてなる請求項９記載のトラッキングサーボ制御方法。
11. 前記第３段階は、前記第１段階の判断結果、ＤＶＤ−ＲＡＭであれば、回折格子を所定の角度で回転させる第３−１段階と、
    前記第３−１段階以後に、レーザビームを３個に分割してディスクに照射する第３−２段階と、
    前記第３−２段階以後に、３個のディスク反射光を受光してトラッキングエラー信号を抽出する第３−３段階とを含み、さらに
    前記第３−３段階以後に、トラッキングエラー信号によってトラッキングサーボ制御を行う第３−４段階を含めてなる請求項４記載のトラッキングサーボ制御方法。
12. 前記第３−１段階の回折格子の回転は、両極が電磁石であり電流の強度を変化させることで回転させることを特徴とする請求項１１記載のトラッキングサーボ制御方法。
13. 前記第３−１段階の回折格子の回転は、ホログラム回折格子を、ＭＥＭＳ素子を使って
    回転させることを特徴とする請求項１１記載のトラッキングサーボ制御方法。
14. 前記第３−１段階の回折格子の回転は、超音波モータを利用して回転させることを特徴とする請求項１１記載のトラッキングサーボ制御方法。
15. 前記第３段階の回折格子を回転させる過程の以降に、
    前記トラッキングエラー信号受信用補助フォトダイオードを所定の距離で回転させる第４段階をさらに含んでなる請求項９、１０、１１、１２、１３または１４記載のトラッキングサーボ制御方法。
16. 光ピックアップ装置が、ディスクの種類がＤＶＤ−ＲＯＭであるかＤＶＤ−ＲＡＭであるかを判別する第１段階と、
    前記第１段階の判断の結果、ＤＶＤ−ＲＯＭであれば、トラッキングサーボ制御を行う第２段階と、および
    前記第１段階の判断の結果、ＤＶＤ−ＲＡＭであれば、回折格子を回転させて後にメインビームはホログラム光学素子を通過して拡大されたサブビームの１次回折光を利用してトラッキングサーボ制御を行う第３段階を含んで構成されるトラッキングサーボ制御方法。

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