JP2007122801A - 光記録ディスク装置 - Google Patents

Abstract

【課題】トラックピッチが異なる複数種類の光記録ディスクに対する情報の記録および／または再生を行う光記録ディスク装置において、３ビーム生成用の回折素子によってメインスポット径を小さくし、かつ、トラックピッチが異なるいずれの光記録ディスクについてもトラッキングエラー信号を好適に得ることのできる構成を提供すること。
【解決手段】光記録ディスク装置において、３ビーム生成用の回折素子８は、内側回折領域８１で０次光の強度を低下させて０次光のリム強度を高め、メインスポットのスポット径を小さくする。また、光記録ディスク装置で情報の再生、記録が行われるＤＶＤ系およびＣＤ系の光記録ディスクのうち、トラックピッチの広いＣＤ系ではトラックピッチの０．２５倍の距離だけ、メインスポットの中心からトラッキング方向にずれた位置にサブスポットの中心が位置するように光学系を構成する。
【選択図】図３

Description

本発明は、トラックピッチが異なる複数種類の光記録ディスクに対する情報の記録および／または再生を行う光記録ディスク装置に関するものである。

光記録ディスクに対して情報の記録および／または再生を行う光記録ディスク装置は、レーザ光源と、光検出器と、レーザ光源から出射されたレーザ光を光記録ディスクに導く往路および光記録ディスクで反射した戻り光を光検出器に導く復路を構成する光学系とを有している。また、光記録ディスク装置において、差動プッシュプル法（以下、ＤＰＰ（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ Ｐｕｓｈ−Ｐｕｌｌ）法という）によりトラッキングエラー信号を得るには、回折素子によって、レーザ光源から出射された光から０次光からなるメインビーム、および回折光からなるサブビームを生成する。

このような回折素子に関して、光ビームの光束の断面積よりも小さい領域内に溝部を形成した回折素子を用いた技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。

また、光記録ディスク上の光スポットサイズを十分に小さく絞ることを目的に中心領域付近では溝幅を格子周期の半分の長さに近づけ、外縁部付近では格子溝幅を格子周期の半分の長さから遠ざけた回折素子が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
特開平１０−１６２３８３号公報 特開２００４−２９５９５４号公報

これらのいずれの回折素子を用いた場合も、レーザ光束の中央領域における０次光の光強度を低下できるため、回折素子を通過した後は、通過する前に比較して、光強度分布を平坦化できる。このため、メインスポット径を小さくできる一方、サブスポットについては、スポット径が大きくなる。それ故、サブスポットは、複数のトラックに跨るように生成されるので、そのサブスポットの位置がトラッキング方向においていずれの位置にあっても、ＤＰＰ法によりトラッキングエラー信号を好適に得ることができる。

しかしながら、光記録ディスク装置において、トラックピッチが異なる複数種類の光記録ディスクに対する情報の記録および／または再生を行った際、トラックピッチが狭い光記録ディスクであれば、上記の理由により、ＤＰＰ法によりトラッキングエラー信号を好適に得ることができるが、トラックピッチが広い光記録ディスクの場合には、サブビームが複数のトラックに跨るように生成されないことがあり、そのような条件下でＤＰＰ法によりトラッキングエラー信号を生成しようとすると、適正なサブプッシュプル信号（以下、ＳＰＰ信号）が得られず、トラッキングエラー信号を正確に得ることができない場合がある。

特に、光記録ディスク装置において、ＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ）系の光記録ディスクとＤＶＤ（Ｄｉｇｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ）系の光記録ディスクに対する情報の記録および／または再生を行う場合、レーザ光源として、ＣＤ用の第１の波長のレーザ光を出射する第１のレーザ光源と、ＤＶＤ用の第２の波長のレーザ光を出射する第２のレーザ光源とを用いることになる。そして、往路および復路を第１のレーザ光および第２のレーザ光に対して共通とした場合、第１のレーザ光においては開口率が小さいので、第１のレーザ光ほどメインスポット径を小さくできず、サブスポットについては、スポット径がそれほど大きくならない。しかも、ＣＤ系の光記録ディスクは、ＤＶＤ系の光記録ディスクに比較してトラックピッチが広い。その結果、トラックピッチが狭いＤＶＤ系の光記録ディスクであれば、上記の理由により、ＤＰＰ法によりトラッキングエラー信号を好適に得ることができるが、トラックピッチが広いＣＤ系の光記録ディスクの場合には、サブスポットが複数のトラックに跨るように生成されず、かつ、その位置によっては、ＤＰＰ法によりトラッキングエラー信号を生成しようとした際、適正なＳＰＰ信号が得られず、トラッキングエラー信号を正確に得ることができないことになる。

以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、トラックピッチが異なる複数種類の光記録ディスクに対する情報の記録および／または再生を行う光記録ディスク装置において、３ビーム生成用の回折素子によってレーザ光の光強度分布を平坦化することによりメインスポット径を小さくし、かつ、トラックピッチが異なるいずれの光記録ディスクについてもトラッキングエラー信号を好適に得ることのできる構成を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明では、トラックピッチが異なる第１の光記録ディスクおよび第２の光記録ディスクに対する情報の記録および／または再生を行う光記録ディスク装置であって、レーザ光源と、光検出器と、前記レーザ光源から出射されたレーザ光を光記録ディスクに導く往路および前記光記録ディスクで反射した戻り光を光検出器に導く復路を構成する光学系と、前記光検出器での検出結果に基づいて差動プッシュプル法によりトラッキングエラー信号を生成するトラッキングエラー信号生成回路とを有し、前記光学系は、前記往路の途中位置で前記レーザ光源から出射されたレーザ光の入射領域に、当該入射領域の少なくとも中心部を含む内側回折領域と、該内側回折領域より０次光の透過率が高い外側領域とを備えた３ビーム生成用の回折素子を含み、当該回折素子により生成された３ビームは、前記第１の光記録ディスクおよび前記第２の光記録ディスクのうち、差動プッシュプル法（ＤＰＰ法）に用いるサブプッシュプル信号（ＳＰＰ信号）の振幅が大きい第１の光記録ディスクのトラックピッチの０．２倍から０．８倍の距離だけメインスポットの中心からトラッキング方向にずれた位置に中心があるサブスポットを生成することを特徴とする。

本発明を適用した回折素子は、レーザ光の入射領域に、当該入射領域の少なくとも中心部を含む内側回折領域と、該内側回折領域よりも０次光の透過率が高い高透過率領域とを備えているため、０次光からなるメインビーム、および回折光からなるサブビームを形成した際、レーザ光束の中心が回折された分だけ中央領域が低下した分、０次光の強度分布は、ピーク形状の裾野が相対的に底上げされた形状になる。このため、対物レンズに入射する０次光については、ＮＡを大きくしたのと同様な効果を得ることができるので、光記録ディスクのトラック上にメインビームを集光させた際、スポット径を小さくすることができる。また、サブスポットの径が拡大されるため、サブスポットは、複数のトラックに跨るように生成されるので、そのサブスポットの位置がトラッキング方向においていずれの位置にあっても、ＤＰＰ法によりトラッキングエラー信号を好適に得ることができる。但し、トラックピッチが異なる第１の光記録ディスクおよび第２の光記録ディスクに対する情報の記録および／または再生を行う場合、一方の光記録ディスクに対して光学素子の位置などを最適化すると他方の光記録ディスクに形成されるサブスポットの位置が不適切になる。そこで、本発明では、ＤＰＰ法に用いるＳＰＰ信号の振幅が大きい第１の光記録ディスクを基準にしてメインスポットとサブスポットの相対位置を規定しているため、第１の光記録ディスクおよび第２の光記録ディスクのいずれに対してもトラッキングエラー信号を正確に生成することができる。

また、本発明をトラックピッチの観点から規定すると以下の構成となる。すなわち、本発明では、トラックピッチが異なる第１の光記録ディスクおよび第２の光記録ディスクに対する情報の記録および／または再生を行う光記録ディスク装置であって、レーザ光源と、光検出器と、前記レーザ光源から出射されたレーザ光を光記録ディスクに導く往路および前記光記録ディスクで反射した戻り光を光検出器に導く復路を構成する光学系と、前記光検出器での検出結果に基づいて差動プッシュプル法によりトラッキングエラー信号を生成するトラッキングエラー信号生成回路とを有し、前記光学系は、前記往路の途中位置で前記レーザ光源から出射されたレーザ光の入射領域に、当該入射領域の少なくとも中心部を含む内側回折領域と、該内側回折領域より０次光の透過率が高い外側領域とを備えた３ビーム生成用の回折素子を含み、当該回折素子により生成された３ビームは、前記第１の光記録ディスクおよび前記第２の光記録ディスクのうち、トラックピッチが広い第１の光記録ディスクのトラックピッチの０．２倍から０．８倍の距離だけメインスポットの中心からトラッキング方向にずれた位置に中心があるサブスポットを生成することを特徴とする。

本発明を適用した回折素子は、レーザ光の入射領域に、当該入射領域の少なくとも中心部を含む内側回折領域と、該内側回折領域よりも０次光の透過率が高い高透過率領域とを備えているため、０次光からなるメインビーム、および回折光からなるサブビームを形成した際、レーザ光束の中心が回折された分だけ中央領域が低下した分、０次光の強度分布は、ピーク形状の裾野が相対的に底上げされた形状になる。このため、対物レンズに入射する０次光については、ＮＡを大きくしたのと同様な効果を得ることができるので、光記録ディスクのトラック上にメインビームを集光させた際、スポット径を小さくすることができる。また、サブスポットの径が拡大されるため、サブスポットは、複数のトラックに跨るように生成されるので、そのサブスポットの位置がトラッキング方向においていずれの位置にあっても、ＤＰＰ法によりトラッキングエラー信号を好適に得ることができる。但し、トラックピッチが異なる第１の光記録ディスクおよび第２の光記録ディスクに対する情報の記録および／または再生を行う場合、一方の光記録ディスクに対して光学素子の位置などを最適化すると他方の光記録ディスクに形成されるサブスポットの位置が不適切になる。そこで、本発明では、トラックピッチが大きい第１の光記録ディスクを基準にしてメインスポットとサブスポットの相対位置を規定しているため、第１の光記録ディスクおよび第２の光記録ディスクのいずれに対してもトラッキングエラー信号を正確に生成することができる。

なお、本発明において、第１の光記録ディスクのトラックピッチの０．２倍から０．８倍の距離とは、それと光学的に等価な構成も含む意味である。すなわち、第１の光記録ディスクのトラックピッチの１．２倍から１．８倍の距離や２．２倍から２．８倍の距離など、第１の光記録ディスクのトラックピッチの０．２倍から０．８倍の距離に対して、第１の光記録ディスクのトラックピッチの整数倍の距離を加算した構成も含む意味である。

本発明において、前記回折素子により生成された３ビームは、前記第１の光記録ディスクのトラックピッチの０．５倍の距離だけメインスポットの中心からトラッキング方向にずれた位置に中心があるサブスポットを生成することが好ましい。

本発明において、前記回折素子により生成された３ビームは、前記第１の光記録ディスクのトラックピッチの０．２５倍または０．７５倍の距離だけメインスポットの中心からトラッキング方向にずれた位置に中心があるサブスポットを生成することが好ましい。

本発明において、トラックピッチが異なる光記録ディスクが、いずれもＤＶＤ系である場合、同じＤＶＤ系でも、ＤＶＤ−ＲＡＭ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｋ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）ではトラックピッチが１．３０μｍ（ランド０．６１５μｍ＋グルーブ０．６１５μｍ）、ＤＶＤ±Ｒ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｋ Ｒｅｃｏｒｄａｂｌｅ）では、トラックピッチが０．７４μｍであり、ＤＶＤ−ＲＡＭとＤＶＤ±Ｒとではトラックピッチが相違している。従って、ＤＶＤ系ディスクの場合、トラックピッチが大きなＤＶＤ−ＲＡＭを基準にメインスポットとサブスポットの相対位置を規定すればよい。

本発明においては、前記第１の光記録ディスクは、例えばＣＤ系ディスクであり、前記第２の光記録ディスクは、例えばＤＶＤ系ディスクであってもよい。この場合、前記レーザ光源として、ＣＤ用の第１の波長のレーザ光を出射する第１のレーザ光源と、ＤＶＤ用の第２の波長のレーザ光を出射する第２のレーザ光源とを備え、前記光学系において、前記往路および前記復路は前記第１のレーザ光および前記第２のレーザ光に対して共通に構成されている構成を採用することになる。

本発明において、前記回折素子では、前記外側領域が非回折領域である構成を採用することができる。この場合、前記内側回折領域で回折格子を構成する複数の溝部と、該複数の溝の間に位置する突条部とのデューティ比が５０：５０であり、かつ、前記内側回折領域で回折格子を構成する複数の溝部の深さ方向における中心位置は、前記非回折領域の表面と同一の高さ位置にあることが好ましい。また、本発明において、前記回折素子では、前記外側領域は前記内側回折領域よりも回折効率の低い外側回折領域である構成を採用することができる。この場合、前記内側回折領域および前記外側回折領域で回折格子を構成する複数の溝部と、該複数の溝の間に位置する突条部とのデューティ比が５０：５０であり、かつ、前記内側回折領域で回折格子を構成する複数の溝部の深さ方向における中心位置は、前記外側回折領域で回折格子を構成する複数の溝部の深さ方向における中心位置と同一の高さ位置にあることが好ましい。これらいずれの構成においても、回折領域に起因する非点収差の発生を防止でき、かつ、１次の回折効率を、３次回折光、５次回折光、７次回折光などといった高次の回折効率よりも高くすることができる。すなわち、特許文献１に記載の回折素子の場合、メインビームの位相が、溝部を備えた領域と、溝部を形成していない平坦部との間で大きな差異が生じるため、収差の発生を防止できない。また、特許文献２に記載の回折素子の場合、格子のデューティ比を変えているため、デューティ比が５０：５０からずれた領域では、３次回折光、５次回折光、７次回折光などといった高次の回折効率が高くなってしまう結果、記録用の光ディスク装置のようにレーザ光の利用効率をわずかでも上げたい場合には、逆効果になってしまうという問題点がある。しかるに本発明では、かかる問題を回避できる。

本発明では、回折素子が、レーザ光の入射領域に、当該入射領域の少なくとも中心部を含む内側回折領域と、該内側回折領域よりも０次光の透過率が高い高透過率領域とを備えているため、０次光の強度分布は、ピーク形状の裾野が相対的に底上げされた形状になり、対物レンズに入射する０次光については、ＮＡを大きくしたのと同様な効果を得ることができる。それ故、光記録ディスクのトラック上にメインビームを集光させた際、スポット径を小さくすることができる。また、トラックピッチが異なる第１の光記録ディスクおよび第２の光記録ディスクに対する情報の記録および／または再生を行う場合、一方の光記録ディスクに対して光学素子の位置などを最適化すると他方の光記録ディスクに形成されるサブスポットの位置が不適切になるが、本発明では、かかる不具合が発生しやすい第１の光記録ディスクを基準にしてメインスポットとサブスポットの相対位置を規定しているため、第１の光記録ディスクおよび第２の光記録ディスクのいずれに対してもトラッキングエラー信号を正確に生成することができる。

［実施の形態１］
（全体構成）
図１は、本発明の実施の形態１に係る光記録ディスク装置の要部の構成を模式的に示す説明図である。図１において、本形態の光記録ディスク装置１は、トラックピッチおよび記録面を覆う保護層の厚さが相違するＣＤ系の光記録ディスク１１（第１の光記録ディスク）、およびＤＶＤ系の光記録ディスク１２（第２の光記録ディスク）の情報の記録および／または再生を行う光記録ディスク装置であり、ＣＤ用の波長７４０ｎｍの第１のレーザ光Ｌ１を出射する第１の半導体レーザ２１と、ＤＶＤ用の波長６５０ｎｍの第２のレーザ光Ｌ２を出射する第２の半導体レーザ２２とが一体に構成された２波長半導体レーザからなるレーザ光源２が用いられている。また、光記録ディスク装置１では、第１のレーザ光Ｌ１および第２のレーザ光Ｌ２のいずれの戻り光をも受光する共通の光検出器３が用いられている。また、光記録ディスク装置１は、レーザ光源２から光記録ディスク１１、１２に向けて、ビームスプリッタ４１、コリメートレンズ４２、立ち上げミラー４３、および対物レンズ４４を備えた共通の光学系４０を有しており、これらの光学素子によって、レーザ光源２から出射されたレーザ光Ｌ１、Ｌ２を光記録ディスク１１、１２に導く往路が構成されている。また、光学系４０は、ビームスプリッタ４１と光検出器３との間に非点収差生成用のセンサレンズ４５を備えており、対物レンズ４４、立ち上げミラー４３、コリメートレンズ４２、ビームスプリッタ４１、およびセンサレンズ４５によって、光記録ディスク１１、１２で反射した戻り光を光検出器３に導く復路が構成されている。なお、光検出器３からみてビームスプリッタ４１の背後には、レーザ光源２から光記録ディスク１１、１２に向かうレーザ光のうち、ビームスプリッタ４１で反射された光を検出するフロントモニタ５（モニター用光検出器）が配置されている。

光検出器３は、光記録ディスク１１、１２で反射した戻り光を検出して情報を記録する際、あるいは情報の再生を行う際、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のに用いられ、これらの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は、対物レンズ駆動装置７にフィードバックされるようになっている。

本形態の光記録ディスク装置１において、レーザ光源２とビームスプリッタ４１との間には、レーザ光源２から出射されたレーザ光から、−１次回折光からなるサブビーム、０次光からなるメインビーム、および＋１次回折光からなるサブビームを生成するための回折素子８を備えている。このため、対物レンズ４４によって０次光からなるメインビームを光記録ディスク１１、１２上に集光させ、その戻り光を光検出器３で検出することにより情報の再生を行うことができる。また、対物レンズ４４によって０次光からなるメインビームを光記録ディスク１１、１２上に集光させて情報の記録を行うことができる。さらに、対物レンズ４４によって−１次回折光からなるサブビーム、および＋１次回折光からなるサブビームを、光記録ディスク１１、１２のトラックの接線方向でメインビームのスポットを挟む位置に集光させ、その戻り光を光検出器３で検出することにより、ＤＰＰ法によりトラッキングエラー信号を得ることができる。

（回折素子８の構成）
図２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）はそれぞれ、本発明で用いた回折素子の平面図、その回折素子に形成した回折格子の斜視図、および溝部の長さ方向に沿って回折素子を切断したときの断面図である。図３は、回折素子を透過前後における０次光の光強度分布の変化を示す説明図であり、回折素子８の平面図を図３（ａ）に示すとともに、この回折素子８への入射光（回折素子８の透過前）の光強度分布を、図３（ａ）に示す回折素子８の方向に対応させて図３（ｂ）、（ｃ）に示すとともに、回折素子８からの出射光（回折素子８を透過後）の光強度分布を、図３（ａ）に示す回折素子８の方向に対応させて図３（ｄ）、（ｅ）に示す。図４（ａ）、（ｂ）はそれぞれ、従来の光記録ディスク装置において光記録ディスク上にスポットを形成した様子を示す説明図、および本発明を適用した光記録ディスク装置において光記録ディスク上にスポットを形成した様子を示す説明図である。

図２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すように、本形態の光記録ディスク装置１において、回折素子８は、レーザ光源２から出射されたレーザ光Ｌ１、Ｌ２の入射領域８０に、入射領域の少なくとも中心部を含む帯状の内側回折領域８１と、この内側回折領域８１より０次光の透過率が高い外側領域８２とを備えており、本形態において、外側領域８２は、回折格子の形成されていない非回折領域になっている。ここで、内側回折領域８１で回折格子を構成する複数の溝部８１１と、これらの溝部８１１の間に位置する突条部８１２とは幅寸法が等しく、溝部８１１と突条部８１２のデューティ比は５０：５０になっている。また、内側回折領域８１で回折格子を構成する複数の溝部８１１の深さ方向における中心位置（点線Ｃで示す）は、外側領域８２（非回折領域）の表面と同一の高さ位置にある。

なお、レーザ光源２から出射されたレーザ光のファーフィールドパターンは楕円であり、その長軸方向が溝部８１１の長さ方向と直交する方向に対応し、短軸方向が溝部８１１の長さ方向に対応する。また、レーザ光源２から出射されたレーザ光は、図２（ａ）に円ＬＬで示す領域が光記録ディスク１１、１２への集光に利用される。

図３（ａ）、（ｂ）、（ｄ）に示すように、本形態の光記録ディスク装置１において、レーザ光束を回折素子８の溝部８１１と直交する方向に回折素子を切断したときの光量分布は、回折素子８の透過前後で大きな変化がないのに対して、図３（ａ）、（ｃ）、（ｅ）に示すようにレーザ光束を回折素子８の溝部８１１と平行な方向に回折素子を切断したときの光量分布は、回折素子８の透過前後で大きな変化がある。すなわち、回折素子８の内側回折領域８１１から出射される０次光は光強度が大きく低下するのに対して、外側領域８２からから出射される０次光の光強度は低下しない。従って、０次光のピーク形状は、中央領域で光量が大きく低下した分、図３（ｃ）に矢印Ｂで示すように、裾野部分が底上げされた形状になり、リム強度が大きくなる。従って、対物レンズ４４に入射する０次光については、ＮＡを大きくしたのと同様な効果を得ることができる。

それ故、光記録ディスク１１、１２にレーザ光Ｌ１、Ｌ２に集光させると、図４（ａ）に従来例を示し、図４（ｂ）に本発明の適用例を示すように、本発明の実施形態によれば、光記録ディスク１１、１２に集光させたメインスポットＬＭについてはそのスポット径を小さくできる。それ故、レーザ光源２から出射されるレーザ光については、パワーが低くても光記録ディスク１１、１２への記録を行うことができるので、パワーの節約や低コスト化を図ることができ、かつ、発熱対策が容易となる。

また、本形態によれば、従来例と比較して、＋１次のサブスポット＋ＬＳおよび−１次のサブスポット−ＬＳのいずれについてもスポット径が拡大される。従って、トラックとサブスポットとの位置精度の公差が広くなるので、光記録ディスク装置１を製造する際、作業効率の向上を図ることができる。

さらに本形態では、溝部８１１の深さ方向における中心位置（図２（ｃ）に一点鎖線Ｃで示す）は、溝部８１１の長さ方向で同一の高さ位置にあり、かつ、溝部８１１の深さ方向における中心位置は、外側領域８２の表面と同一の高さ位置にあるため、非点収差が発生しないという利点もある。しかも、回折素子８における格子のデューティ比については全て５０：５０でよいので、特に高次の回折光の発生を抑えることができる。

（ＤＰＰ法によるトラッキングエラー信号の生成）
図５は、ＤＰＰ法の説明図である。本形態の光記録ディスク装置１においてＤＰＰ法によりトラッキングエラー信号を生成するにあたって、図５に示すように、光検出器３の受光面には、メインスポットの戻り光を受光するメイン受光領域Ｍと、その両側においてサブスポットの戻り光を受光する２つのサブ受光領域Ｅ、Ｆとが構成され、２つのサブ受光領域Ｅ、Ｆはいずれも、光記録ディスクのトラッキング方向に対応する方向に２分割されている。また、メイン受光領域Ｍは、光記録ディスクのトラッキング方向に対応する方向およびそれと直交する方向に４分割されている。ここで、メイン受光領域Ｍ、およびサブ受光領域Ｅ、Ｆにおける受光量をＭａ〜Ｍｄ、Ｅａ、Ｅｂ、Ｆａ、Ｆｂで表したとき、トラッキングエラー信号生成回路１０は、各受光領域での検出結果に以下の演算を施して、メインプッシュプル（ＭＰＰ）およびサブプッシュプル（ＳＰＰ）を求め、それに所定の係数Ｋを用いた演算を施すことにより、ディフェレンシャルプッシュプル（ＤＰＰ）を求め、
ＭＰＰ＝（Ｍｂ＋Ｍｃ）−（Ｍａ＋Ｍｄ）
ＥＰＰ＝Ｅａ−Ｅｂ
ＦＰＰ＝Ｆａ−Ｆｂ
ＳＰＰ＝ＥＰＰ＋ＦＰＰ
ＤＰＰ＝ＭＰＰ−ＫＳＰＰ
＝（（Ｍｂ＋Ｍｃ）−（Ｍａ＋Ｍｄ））−Ｋ・（（Ｅａ−Ｅｂ）＋（Ｆａ−Ｆｂ））
このディフェレンシャルプッシュプルＤＰＰをトラッキングエラー信号とする。

（サブスポット位置の設定例１）
図６（ａ）、（ｂ）はそれぞれ、本形態の光記録ディスク装置においてＤＶＤ系の光記録ディスク１１上にスポットを形成した様子を示す説明図、およびＣＤ系の光記録ディスク１２上にスポットを形成した様子を示す説明図である。図７（ａ）、（ｂ）は各々、本形態の光記録ディスク装置において図６（ａ）、（ｂ）に示す構成を採用したときに得られるＭＰＰ信号、ＥＰＰ信号、ＦＰＰ信号、ＳＰＰ信号、ＤＰＰ信号の波形図である。なお、本例は、ＣＤ系の光記録ディスク１１およびＤＶＤ系の光記録ディスク１２のうち、差動プッシュプル法に用いるサブッシュプル信号の振幅が大きいＣＤ系の光記録ディスク１１のトラックピッチの０．５倍の距離だけメインスポットの中心からトラッキング方向にずれた位置にサブスポットの中心がある例、例えば、ＣＤ系の光記録ディスク１１およびＤＶＤ系の光記録ディスク１２のうち、トラックピッチが広いＣＤ系の光記録ディスク１１のトラックピッチの０．５倍の距離だけメインスポットの中心からトラッキング方向にずれた位置にサブスポットの中心がある例に相当する。

本形態の光記録ディスク装置１においては、図６（ａ）に示すように、メインスポットＬＭの径を小さくした分、サブスポット＋ＬＳ、−ＬＳの径が拡大される。このため、サブスポット＋ＬＳ、−ＬＳは、ＤＶＤ系の光記録ディスク１２では、複数のトラックに跨るように生成されるので、そのサブスポット＋ＬＳ、−ＬＳの位置がトラッキング方向においていずれの位置にあっても、ＤＰＰ法によりトラッキングエラー信号を好適に得ることができる。但し、図６（ｂ）に示すように、ＣＤ系の光記録ディスク１１では、ＮＡ値が小さいため、メインスポットＬＭの径をそれほど小さくできず、サブスポット＋ＬＳ、−ＬＳの径については、メインスポットＭの径よりもやや大きい程度にしか大きくならない。しかも、ＣＤ系の光記録ディスク１１は、ＤＶＤ系の光記録ディスク１２に比較してトラックピッチが広い。それ故、ＣＤ系の光記録ディスク１１の場合には、サブビーム＋ＬＳ、−ＬＳが複数のトラックに跨るように生成されず、かつ、その位置によっては、ＤＰＰ法によりトラッキングエラー信号を生成しようとした際、ＳＰＰ信号の振幅が大きく、適正なＤＰＰ信号が得られないことになる。なお、このようなＣＤ系の光記録ディスク１１は、ＤＶＤ系の光記録ディスク１２に比してＤＰＰ法に用いるＳＰＰ信号の振幅が大きい光記録ディスクともいえる。

そこで、本形態では、サブスポット＋ＬＳ、−ＬＳの位置については、図６（ｂ）に示すように、ＣＤ光記録ディスク１１のトラックピッチの０．５倍の距離だけメインスポットＬＭの中心からトラッキング方向にずれた位置にサブスポット＋ＬＳ、−ＬＳの中心が位置するように光学系を構成する。従って、図７（ａ）に示すように、ＤＶＤ系の光記録ディスク１２では、複数のトラックに跨るようにサブスポット＋ＬＳ、−ＬＳが生成されるので、そのサブスポット＋ＬＳ、−ＬＳの位置がトラッキング方向においていずれの位置にあっても、ＤＰＰ法によりトラッキングエラー信号を好適に得ることができる。一方、ＣＤ系の光記録ディスク１１では、通常のＤＰＰ法と同様、ＣＤ光記録ディスク１１のトラックピッチの０．５倍の距離だけメインスポットＬＭの中心からトラッキング方向にずれた位置にサブスポット＋ＬＳ、−ＬＳの中心があるので、ＤＰＰ法によりトラッキングエラー信号（ＤＰＰ信号）を好適に得ることができる。また、本形態では、ＳＰＰ信号がある程度以上の振幅をもっているので、かかるＳＰＰ信号を他の制御に用いることもできる。

（サブスポット位置の設定例２）
図８（ａ）、（ｂ）はそれぞれ、別の条件で光記録ディスク装置においてＤＶＤ系の光記録ディスク１１上にスポットを形成した様子を示す説明図、およびＣＤ系の光記録ディスク１２上にスポットを形成した様子を示す説明図である。図９（ａ）、（ｂ）は各々、本形態の光記録ディスク装置において図８（ａ）、（ｂ）に示す構成を採用したときに得られるＭＰＰ信号、ＥＰＰ信号、ＦＰＰ信号、ＳＰＰ信号、ＤＰＰ信号の波形図である。なお、本例は、ＣＤ系の光記録ディスク１１およびＤＶＤ系の光記録ディスク１２のうち、差動プッシュプル法に用いるサブッシュプル信号の振幅が大きいＣＤ系の光記録ディスク１１のトラックピッチの０．５倍の距離だけメインスポットの中心からトラッキング方向にずれた位置にサブスポットの中心がある例、例えば、ＣＤ系の光記録ディスク１１およびＤＶＤ系の光記録ディスク１２のうち、トラックピッチが広いＣＤ系の光記録ディスク１１のトラックピッチの０．２５倍の距離だけメインスポットの中心からトラッキング方向にずれた位置にサブスポットの中心がある例に相当する。

本形態の光記録ディスク装置１においても、図８（ａ）に示すように、メインスポットＬＭの径を小さくした分、サブスポット＋ＬＳ、−ＬＳの径が拡大されるため、ＤＶＤ系の光記録ディスク１２では、サブスポット＋ＬＳ、−ＬＳの位置がトラッキング方向においていずれの位置にあっても、ＤＰＰ法によりトラッキングエラー信号を好適に得ることができる。これに対して、図８（ｂ）に示すように、ＣＤ系の光記録ディスク１１では、サブスポット＋ＬＳ、−ＬＳの径については、メインスポットＭの径よりもやや大きい程度にしか大きくならず、かつ、トラックピッチが広い。

そこで、本形態では、サブスポット＋ＬＳ、−ＬＳの位置については、図８（ｂ）に示すように、ＣＤ光記録ディスク１１のトラックピッチの０．２５倍の距離だけメインスポットＬＭの中心からトラッキング方向にずれた位置にサブスポット＋ＬＳ、−ＬＳの中心が位置するように光学系を構成する。従って、図９（ａ）に示すように、ＤＶＤ系の光記録ディスク１２では、複数のトラックに跨るようにサブスポット＋ＬＳ、−ＬＳが生成されるので、そのサブスポット＋ＬＳ、−ＬＳの位置がトラッキング方向においていずれの位置にあっても、ＤＰＰ法によりトラッキングエラー信号を好適に得ることができる。

一方、ＣＤ系の光記録ディスク１１では、通常のＤＰＰ法と違って、サブスポット＋ＬＳ、−ＬＳの中心がＣＤ光記録ディスク１１のトラックピッチの０．２５倍の距離しかメインスポットＬＭの中心からトラッキング方向にずれていないため、ＥＰＰ信号とＦＰＰ信号が逆相、かつ、ＥＰＰ信号とＦＰＰ信号はＭＰＰ信号と位相がずれているが、ＳＰＰ信号の振幅が極めて小さく、かつ、安定しているため、ＤＰＰ法によりトラッキングエラー信号を好適に得ることができる。

（サブスポット位置の他の設定例）
図１０は、本発明の実施の形態１に係る光記録ディスク装置においてＣＤのトラックピッチの０．７５倍の距離だけメインスポットの中心とサブスポットの中心とをトラッキング方向でずらしたときにＣＤ系の光記録ディスクから得られるＭＰＰ信号、ＥＰＰ信号、ＦＰＰ信号、ＳＰＰ信号、ＤＰＰ信号の波形図である。図１１（ａ）、（ｂ）は各々、本発明の参考例に係る光記録ディスク装置においてＣＤのトラックピッチの０倍および１倍の距離だけメインスポットの中心とサブスポットの中心とをトラッキング方向でずらしたときにＣＤ系の光記録ディスクから得られるＭＰＰ信号、ＥＰＰ信号、ＦＰＰ信号、ＳＰＰ信号、ＤＰＰ信号の波形図である。

実施の形態１、２では、メインスポットの中心とサブスポットの中心とをＣＤ系の光記録ディスク１２のトラックピッチの０．５倍あるいは０．２５倍の距離だけトラッキング方向でずらしたが、図１０に示すように、メインスポットの中心とサブスポットの中心とをトラッキング方向でＣＤ系の光記録ディスク１２のトラックピッチの０．７５倍の距離だけずらした場合でも、実施の形態２と略同等の結果を得ることができる。

ここで、トラッキング方向でメインスポットの中心とサブスポットの中心とをＣＤ系の光記録ディスク１２のトラックピッチを０〜０．２５倍ずらした場合には、図９に示す結果と図１１（ａ）に示す結果との間の結果を得ることができる。また、トラッキング方向でメインスポットの中心とサブスポットの中心とをＣＤ系の光記録ディスク１２のトラックピッチを０．２５〜０．５倍ずらした場合には、図７に示す結果と図９に示す結果との間の結果を得ることができる。さらに、トラッキング方向でメインスポットの中心とサブスポットの中心とをＣＤ系の光記録ディスク１２のトラックピッチを０．５〜０．７５倍ずらした場合には、図７に示す結果と図１０に示す結果との間の結果を得ることができる。さらにまた、トラッキング方向でメインスポットの中心とサブスポットの中心とをＣＤ系の光記録ディスク１２のトラックピッチを０．７５〜１倍ずらした場合には、図１０に示す結果と図１１（ｂ）に示す結果との間の結果を得ることができる。これらの結果を検討すると、メインスポットの中心とサブスポットの中心とのトラッキング方向でのずれ量についてはＣＤ系の光記録ディスク１２のトラックピッチの０．２〜０．８倍の範囲が好ましい。

［実施の形態２］
図１２（ａ）、（ｂ）はそれぞれ、本発明の実施の形態２に係る光記録ディスクで用いられた回折素子の平面図、および溝部の長さ方向に沿って回折素子を切断したときの断面図である。なお、本形態および以下に説明するいずれの形態も、基本的な構成が実施の形態１と同様であるため、共通する部分には同一の符号を付して説明し、それらの説明を省略する。

実施の形態１では、図２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）を参照して説明したように、回折素子８では、内側回折領域８１が帯状に形成されていたが、本形態では、図１２（ａ）に示すように、レーザ光源２から出射されたレーザ光Ｌ１、Ｌ２の入射領域８０に、入射領域の少なくとも中心部を含む楕円あるいは長円状の内側回折領域８１が形成それ、その周りには、内側回折領域８１より０次光の透過率が高い外側領域８２が形成されている。本形態においても、実施の形態１と同様、外側領域８２は、回折格子の形成されていない非回折領域になっている。ここで、内側回折領域８１で回折格子を構成する複数の溝部８１１と、これらの溝部８１１の間に位置する突条部８１２とは幅寸法が等しく、溝部８１１と突条部８１２のデューティ比は５０：５０になっている。また、図１２（ｂ）に示すように、内側回折領域８１で回折格子を構成する複数の溝部８１１の深さ方向における中心位置（点線Ｃで示す）は、外側領域８２（非回折領域）の表面と同一の高さ位置にある。

［実施の形態３］
図１３（ａ）、（ｂ）はそれぞれ、本発明の実施の形態３に係る光記録ディスクで用いられた回折素子の平面図、および溝部の長さ方向に沿って回折素子を切断したときの断面図である。実施の形態１、２では、図２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）および図１２（ａ）、（ｂ）を参照して説明したように、回折素子８では、内側回折領域８１が帯状、楕円状、長円状に形成されていたが、本形態では、図１３（ａ）に示すように、レーザ光源２から出射されたレーザ光Ｌ１、Ｌ２の入射領域８０に、入射領域の少なくとも中心部を含む円形の内側回折領域８１が形成それ、その周りには、内側回折領域８１より０次光の透過率が高い外側領域８２が形成されている。本形態においても、実施の形態１、２と同様、外側領域８２は、回折格子の形成されていない非回折領域になっている。ここで、内側回折領域８１で回折格子を構成する複数の溝部８１１と、これらの溝部８１１の間に位置する突条部８１２とは幅寸法が等しく、溝部８１１と突条部８１２のデューティ比は５０：５０になっている。また、図１３（ｂ）に示すように、内側回折領域８１で回折格子を構成する複数の溝部８１１の深さ方向における中心位置（点線Ｃで示す）は、外側領域８２（非回折領域）の表面と同一の高さ位置にある。

［実施の形態４］
実施の形態１〜３では、内側回折領域８１の周りには、内側回折領域８１より０次光の透過率が高い外側領域８２として、回折格子の形成されていない非回折領域が形成された構成であったが、外側領域８２については、内側回折領域８１よりも回折効率の低い外側回折領域として構成してもよい。この場合、内側回折領域８１および外側領域８２で回折格子を構成する複数の溝部と、該複数の溝の間に位置する突条部とのデューティ比が５０：５０であることが好ましく、かつ、内側回折領域８１で回折格子を構成する複数の溝部８１１の深さ方向における中心位置は、外側領域８２で回折格子を構成する複数の溝部の深さ方向における中心位置と同一の高さ位置にあることが好ましい。

［実施の形態５］
（全体構成）
図１４は、本発明の実施の形態５に係る光記録ディスク装置の要部の構成を模式的に示す説明図である。実施の形態１〜４は、ＣＤ系の光記録ディスク１１、およびＤＶＤ系の光記録ディスク１２の情報の記録および／または再生を行う光記録ディスク装置を例に説明したが、同じＤＶＤ系の光記録ディスク１２の情報の記録および／または再生を行う光記録ディスク装置に本発明を適用してもよい。この場合、図１４に示すように、レーザ光源２として、波長６５０ｎｍのレーザ光Ｌ２を出射する半導体レーザ２２のみを備えるものが用いられる他、光学系の構成は、実施の形態１と同様であるため、共通する光学素子に同一の符号を付して図示することにそれらの説明を省略する。

本形態では、ＤＶＤ系の光記録ディスク１２の情報の記録および／または再生を行うが、同じＤＶＤ系でも、ＤＶＤ−ＲＡＭではトラックピッチが１．３０μｍ（ランド０．６１５μｍ＋グルーブ０．６１５μｍ）であり、ＤＶＤ±Ｒではトラックピッチが０．７４μｍであり、ＤＶＤ−ＲＡＭとＤＶＤ±Ｒとではトラックピッチが相違している。従って、トラックピッチが狭いＤＶＤ±Ｒでは、複数のトラックに跨るように生成されるので、そのサブスポット＋ＬＳ、−ＬＳの位置がトラッキング方向においていずれの位置にあっても、ＤＰＰ法によりトラッキングエラー信号を好適に得ることができる。但し、ＤＶＤ−ＲＡＭの場合、トラックピッチが広いので、サブビーム＋ＬＳ、−ＬＳが複数のトラックに跨るように生成されず、かつ、その位置によっては、ＤＰＰ法によりトラッキングエラー信号を生成しようとした際、ＤＶＤ±Ｒに比してＳＰＰ信号の振幅が大きく、適正なＤＰＰ信号が得られないことになる。それ故、この種の光記録ディスク装置１では、トラックピッチが大きなＤＶＤ−ＲＡＭを基準にメインスポットとサブスポットの相対位置を規定すればよい。すなわち、トラックピッチが広いＤＶＤ−ＲＡＭのトラックピッチの０．２５倍あるいは０．５倍の距離だけメインスポットの中心からトラッキング方向にずれた位置にサブスポットの中心が位置するように光学系を構成すればよい。

本発明の実施の形態１に係る光記録ディスク装置の要部の構成を模式的に示す説明図である。 （ａ）、（ｂ）、（ｃ）はそれぞれ、本発明で用いた回折素子の平面図、その回折素子に形成した回折格子の斜視図、および溝部の長さ方向に沿って回折素子を切断したときの断面図である。 本発明で用いた回折素子を透過前後における０次光の光強度分布の変化を示す説明図である。 （ａ）、（ｂ）はそれぞれ、従来の光記録ディスク装置において光記録ディスク上にスポットを形成した様子を示す説明図、および本発明を適用した光記録ディスク装置において光記録ディスク上にスポットを形成した様子を示す説明図である。 ＤＰＰ法の説明図である。 （ａ）、（ｂ）はそれぞれ、本発明の実施の形態１に係る光記録ディスク装置において、ＣＤのトラックピッチの０．５倍の距離だけメインスポットの中心とサブスポットの中心とをずらした状態でＤＶＤ系の光記録ディスク上にスポットを形成した様子を示す説明図、およびＣＤ系の光記録ディスク上にスポットを形成した様子を示す説明図である。 （ａ）、（ｂ）はそれぞれ、本発明の実施の形態１に係る光記録ディスク装置においてＣＤのトラックピッチの０．５倍の距離だけメインスポットの中心とサブスポットの中心とをずらしたときにＤＶＤ系の光記録ディスクおよびＣＤ系の光記録ディスクから得られるＭＰＰ信号、ＥＰＰ信号、ＦＰＰ信号、ＳＰＰ信号、ＤＰＰ信号の波形図である。 （ａ）、（ｂ）はそれぞれ、本発明の実施の形態１に係る光記録ディスク装置においてＣＤのトラックピッチの０．２５倍の距離だけメインスポットの中心とサブスポットの中心とをずらした状態でＤＶＤ系の光記録ディスク上にスポットを形成した様子を示す説明図、およびＣＤ系の光記録ディスク上にスポットを形成した様子を示す説明図である。 （ａ）、（ｂ）はそれぞれ、本発明の実施の形態１に係る光記録ディスク装置においてＣＤのトラックピッチの０．２５倍の距離だけメインスポットの中心とサブスポットの中心とをずらしたときにＤＶＤ系の光記録ディスクおよびＣＤ系の光記録ディスクから得られるＭＰＰ信号、ＥＰＰ信号、ＦＰＰ信号、ＳＰＰ信号、ＤＰＰ信号の波形図である。 本発明の実施の形態１に係る光記録ディスク装置においてＣＤのトラックピッチの０．７５倍の距離だけメインスポットの中心とサブスポットの中心とをずらしたときにＣＤ系の光記録ディスクから得られるＭＰＰ信号、ＥＰＰ信号、ＦＰＰ信号、ＳＰＰ信号、ＤＰＰ信号の波形図である。 （ａ）、（ｂ）は各々、本発明の参考例に係る光記録ディスク装置においてＣＤのトラックピッチの０倍および１倍の距離だけメインスポットの中心とサブスポットの中心とをずらしたときにＣＤ系の光記録ディスクから得られるＭＰＰ信号、ＥＰＰ信号、ＦＰＰ信号、ＳＰＰ信号、ＤＰＰ信号の波形図である。 （ａ）、（ｂ）はそれぞれ、本発明の実施の形態２に係る光記録ディスクで用いられた回折素子の平面図、および溝部の長さ方向に沿って回折素子を切断したときの断面図である。 （ａ）、（ｂ）はそれぞれ、本発明の実施の形態３に係る光記録ディスクで用いられた回折素子の平面図、および溝部の長さ方向に沿って回折素子を切断したときの断面図である。 本発明の実施の形態５に係る光記録ディスク装置の要部の構成を模式的に示す説明図である。

符号の説明

１ 光記録ディスク装置
２ レーザ光源
３ 光検出器
８ 回折素子
１１ ＣＤ系の光記録ディスク
１２ ＤＶＤ系の光記録ディスク
８１ 内側回折領域
８２ 外側領域
８１１ 溝部
８１２ 突条部

Claims (7)

1. トラックピッチが異なる第１の光記録ディスクおよび第２の光記録ディスクに対する情報の記録および／または再生を行う光記録ディスク装置であって、
   レーザ光源と、光検出器と、前記レーザ光源から出射されたレーザ光を光記録ディスクに導く往路および前記光記録ディスクで反射した戻り光を光検出器に導く復路を構成する光学系と、前記光検出器での検出結果に基づいて差動プッシュプル法によりトラッキングエラー信号を生成するトラッキングエラー信号生成回路とを有し、
   前記光学系は、前記往路の途中位置で前記レーザ光源から出射されたレーザ光の入射領域に、当該入射領域の少なくとも中心部を含む内側回折領域と、該内側回折領域より０次光の透過率が高い外側領域とを備えた３ビーム生成用の回折素子を含み、
   当該回折素子により生成された３ビームは、前記第１の光記録ディスクおよび前記第２の光記録ディスクのうち、差動プッシュプル法に用いるサブプッシュプル信号の振幅が大きい第１の光記録ディスクのトラックピッチの０．２倍から０．８倍の距離だけメインスポットの中心からトラッキング方向にずれた位置に中心があるサブスポットを生成することを特徴とする光記録ディスク装置。
2. トラックピッチが異なる第１の光記録ディスクおよび第２の光記録ディスクに対する情報の記録および／または再生を行う光記録ディスク装置であって、
   レーザ光源と、光検出器と、前記レーザ光源から出射されたレーザ光を光記録ディスクに導く往路および前記光記録ディスクで反射した戻り光を光検出器に導く復路を構成する光学系と、前記光検出器での検出結果に基づいて差動プッシュプル法によりトラッキングエラー信号を生成するトラッキングエラー信号生成回路とを有し、
   前記光学系は、前記往路の途中位置で前記レーザ光源から出射されたレーザ光の入射領域に、当該入射領域の少なくとも中心部を含む内側回折領域と、該内側回折領域より０次光の透過率が高い外側領域とを備えた３ビーム生成用の回折素子を含み、
   当該回折素子により生成された３ビームは、前記第１の光記録ディスクおよび前記第２の光記録ディスクのうち、トラックピッチが広い第１の光記録ディスクのトラックピッチの０．２０倍から０．８倍の距離だけメインスポットの中心からトラッキング方向にずれた位置に中心があるサブスポットを生成することを特徴とする光記録ディスク装置。
3. 請求項１または２において、前記回折素子により生成された３ビームは、前記第１の光記録ディスクのトラックピッチの０．５倍の距離だけメインスポットの中心からトラッキング方向にずれた位置に中心があるサブスポットを生成することを特徴とする光記録ディスク装置。
4. 請求項１または２において、前記回折素子により生成された３ビームは、前記第１の光記録ディスクのトラックピッチの０．２５倍または０．７５倍の距離だけメインスポットの中心からトラッキング方向にずれた位置に中心があるサブスポットを生成することを特徴とする光記録ディスク装置。
5. 請求項１ないし４のいずれかにおいて、前記第１の光記録ディスクはＣＤ系ディスクであり、前記第２の光記録ディスクはＤＶＤ系ディスクであり、
   前記レーザ光源として、ＣＤ用の第１の波長のレーザ光を出射する第１のレーザ光源と、ＤＶＤ用の第２の波長のレーザ光を出射する第２のレーザ光源とを備え、
   前記光学系において、前記往路および前記復路は前記第１のレーザ光および前記第２のレーザ光に対して共通に構成されていることを特徴とする光記録ディスク装置。
6. 請求項１ないし５のいずれかにおいて、前記回折素子では、前記外側領域は非回折領域であり、
   前記内側回折領域で回折格子を構成する複数の溝部と、該複数の溝の間に位置する突条部とのデューティ比が５０：５０であり、かつ、
   前記内側回折領域で回折格子を構成する複数の溝部の深さ方向における中心位置は、前記非回折領域の表面と同一の高さ位置にあることを特徴とする光記録ディスク装置。
7. 請求項１ないし５のいずれかにおいて、前記回折素子では、前記外側領域は前記内側回折領域よりも回折効率の低い外側回折領域であり、
   前記内側回折領域および前記外側回折領域で回折格子を構成する複数の溝部と、該複数の溝の間に位置する突条部とのデューティ比が５０：５０であり、かつ、前記内側回折領域で回折格子を構成する複数の溝部の深さ方向における中心位置は、前記外側回折領域で回折格子を構成する複数の溝部の深さ方向における中心位置と同一の高さ位置にあることを特徴とする光記録ディスク装置。

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