JP2007200482A - 光ピックアップ装置及び光記録媒体駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】光検出器の取り付け位置が経時変化により位置ズレした場合に対応する。
【解決手段】光記録媒体の信号記録面に形成されたトラック上にレーザー光を照射するレーザー光照射光学系と、光記録媒体の信号記録面で反射されたレーザー光の戻り光を検出する戻り光検出光学系とを備えた光ピックアップ装置において、光記録媒体１のトラックＴの中心線Ｘと対応させた中心線に対して所定の角度傾いており且つ所定の幅を持って帯状の回折格子部が形成され、シリンドリカルレンズ１８を通った戻り光に対して帯状の回折格子部２０ａで±１次光ＳＰ_＋１，ＳＰ_−１をトラック方向に回折させ、且つ、帯状の回折格子部２０ａ以外の領域で０次光ＳＰ_０を透過させる回折素子２０をシリンドリカルレンズ１８と光検出器１９との間に設けた。
【選択図】図３

Description

本発明は、レーザー光源から出射させたレーザー光を光記録媒体の信号記録面に形成されたトラック上に照射するレーザー光照射光学系と、光記録媒体の信号記録面で反射されたレーザー光の戻り光を検出する戻り光検出光学系とを備えた光ピックアップ装置において、光記録媒体の信号記録面で反射された戻り光を光検出器で検出する場合に、取り付け位置調整済みの光検出器が経時変化により光記録媒体の信号記録面に形成されたトラックと直交する方向に位置ズレした場合でもトラッキング信号のオフセットを防止できる光ピックアップ装置及び光記録媒体駆動装置に関するものである。

一般的に、円盤状又はカード状の光記録媒体は、映像情報とか音声情報やコンピュータデータなどの情報信号を光透過性基板の信号記録面上で螺旋状又は同心円状に形成したトラックに高密度に記録し、且つ、記録済みのトラックを再生する際に所望のトラックを高速にアクセスできることから多用されている。

上記した光記録媒体の信号記録面に対して光ピックアップを用いて各種の情報信号を記録再生するにあたって、一般的に、光ピックアップ装置は、レーザー光源から出射させたレーザー光を光記録媒体の信号記録面に形成されたトラック上に照射するレーザー光照射光学系と、光記録媒体の信号記録面で反射されたレーザー光の戻り光を検出する戻り光検出光学系とを備えている。

そして、光ピックアップ内のレーザー光源から出射させたレーザー光を対物レンズにより絞り込んでレーザービームを得て、このレーザービームを光透過性基板（又は光透過性保護膜）の入射面から入射させ、且つ、入射面から所定の距離隔てた位置にある信号記録面に形成されたトラック上にレーザービームをスポット状に集光させる時に、スポット状のレーザービームが信号記録面に形成されたトラックに追従し、且つ、信号記録面上で合焦するように対物レンズをトラッキング方向とフォーカス方向とにサーボをかけている。

図９は一般的な光ピックアップ装置を示した斜視図、
図１０は図９に示した光検出器を拡大して示した図、
図１１（ａ），（ｂ）は一般的な光ピックアップ装置において、取り付け位置調整済みの光検出器が光ディスクの信号記録面に形成されたトラックと直交するディスク径方向の一方又は他方に位置ズレした状態を示した図である。

図９に示した一般的な光ピックアップ装置１０は、円盤状又はカード状の光記録媒体１を記録又は再生可能に構成されている。

ここで、一般的な光ピックアップ装置１０を説明する前に、光記録媒体１を簡略に説明すると、光記録媒体１として光ディスクを適用した場合に、光記録媒体（以下、光ディスクと記す）１はポリカーボネイトなどの透明な樹脂材を用いて円盤状に形成されており、対物レンズ１６からのレーザービームＬＢが入射する入射面１ａから所定の距離隔てた位置に信号記録面１ｂが形成されている。尚、この図９では、円盤状に形成した光ディスク１を一部破断して図示している。

また、光ディスク１の信号記録面１ｂには、映像情報とか音声情報やコンピュータデータなどの情報信号を記録再生するために所定幅のトラックＴが螺旋状又は同心状に形成されている。

この際、一つのトラックＴ上で仮想の中心線をＸで表し、このトラックＴに沿う方向をトラック方向（又はタンジェンシャル方向）と呼称すると共に、トラックＴの中心線Ｘと直交し且つ光ディスク１の中心を通る仮想の線をＹで表し、この線Ｙに沿う方向をディスク径方向（又はラジアル方向）と呼称して以下説明する。

上記した光ディスク１は不図示のスピンドルモータの軸に固着したターンテーブル上に搭載されて、このターンテーブルと一体に回転自在に設けられており、且つ、光ディスク１の下方に記録再生用の光ピックアップ装置１０が光ディスク１の径方向に移動自在に設けられている。

ここで、一般的な光ピックアップ装置１０は、レーザー光源１１から出射させたレーザー光Ｌを光ディスク１の信号記録面１ｂに形成されたトラックＴ上に照射するレーザー光照射光学系と、光ディスク１の信号記録面１ｂで反射されたレーザー光の戻り光を検出する戻り光検出光学系とを備えている。

まず、上記した光ピックアップ装置１０内のレーザー光照射光学系について説明すると、レーザー光源となる半導体レーザー１１から光ディスク１の種類に対応した基準波長λのレーザー光Ｌが出射されている。

そして、半導体レーザー１１から出射されたレーザー光Ｌは直線偏光の発散光であり、この発散光がコリメーターレンズ１２で平行光に変換された後に偏光ビームスプリッタ１３に入射される。ここで、半導体レーザー１１から出射されたレーザー光Ｌの偏光方向をＰ偏光光としているために、偏光ビームスプリッタ１３内に入射されたレーザー光Ｌは偏光分離特性を有する半透過反射膜１３ａを透過してλ／４板１４に入射され、このλ／４板１４を透過して円偏光となる。この際、λ／４板１４は基準波長λのレーザー光Ｌを透過させる時にλ／４の位相差を与えるものである。更に、λ／４板１４を透過したレーザー光Ｌは、レンズホルダ１５内に取り付けた対物レンズ１６に入射される。

上記した対物レンズ１６は、光ディスク１の種類に対応して開口数（ＮＡ）が設定されており、この対物レンズ１６でレーザー光Ｌを絞って得たレーザービームＬＢを光ディスク１の入射面１ａから入射させて、入射面１ａから所定の距離隔てた位置にある信号記録面１ｂに形成されたトラックＴ上にスポット状に照射している。

次に、上記した光ピックアップ装置１０内の戻り光検出光学系について説明すると、光ディスク１の信号記録面１ｂで反射されたレーザービームＬＢの戻り光は、上記とは逆に、対物レンズ１６，λ／４板１４を順に通過し、このλ／４板１４を通過する時に９０°偏光面が変わったＳ偏光光となり、偏光ビームスプリッタ１３内の偏光分離特性を有する半透過反射膜１３ａで反射されて略９０°方向を転じられた後に検出レンズ１７と、戻り光に対して非点収差を発生させるシリンドリカル１８とを順に経て、戻り光が複数の検出領域を有する光検出器１９で受光できるように光検出器１９上に円形状のスポットが結像されている。

この際、上記したシリンドリカルレンズ１８は、光検出器１９により後述するトラッキングエラー信号を周知のプッシュプル法を用いて検出する場合には必要ないものの、これと同時に後述するフォーカスエラー信号を周知の非点収差法を用いて検出する場合には必要となるものであり、光ディスク１の信号記録面１ｂで反射された戻り光のトラック方向が光ディスク１の信号記録面１ｂに形成されたトラックＴの中心線Ｘに対して４５°傾くように配置されている。これにより、シリンドリカルレンズ１８を通過した戻り光のトラック方向及びディスク径方向は、対物レンズ１６の入射時に対して９０°回転して光検出器１９上に円形スポット状に結像されている。

ここで、図１０に拡大して示した如く、上記した光検出器１９は、正方形状の内部が複数の領域に分割されており、例えば、光ディスク１の信号記録面１ｂに形成されたトラックＴ（図９）の中心線Ｘと対応する方向を向いて光検出器１９の検出領域の中心点Ｏを通る分割線１９ａと、光ディスク１の信号記録面１ｂに形成されたトラックＴ（図１）の中心線Ｘと直交する線Ｙと対応する方向を向いて光検出器１９の検出領域の中心点Ｏを通る分割線１９ｂとにより、光検出器１９内が４分割されて４つの検出領域（Ａ）〜（Ｄ）が形成されている。

そして、この光検出器１９上に円形状に結像された光ディスク１からの戻り光のスポットＳＰの光量を４つの検出領域（Ａ）〜（Ｄ）で光電変換し、各検出領域（Ａ）〜（Ｄ）から各検出信号Ａ〜Ｄが出力されている。

この際、光検出器１９で検出した各検出信号Ａ〜Ｄを用いて、光ディスク１に対して対物レンズ１６にトラッキングサーボをかけ、且つ、フォーカスサーボをかける技術的思想は、下記の非特許文献１に記載されている。

この非特許文献１によると、光ディスク１の信号記録面１ｂに形成されたトラックＴ（図９）にレーザービームＬＢを追従させるためのトラッキングエラー信号ＴＥは、図１０に示した光検出器１９の４つの検出領域（Ａ）〜（Ｄ）からの各検出信号Ａ〜Ｄに対して周知のプッシュプル法を用いており、具体的には、光検出器１９上で光ディスク１の信号記録面１ｂに形成されたトラックＴ（図９）の中心線Ｘと対応する方向を向いて検出領域の中心点Ｏを通る一つの分割線１９ａにより２つの検出領域（Ａ，Ｂ），（Ｃ，Ｄ）に分割された上で、分割線１９ａを挟んで両側の２つの検出領域（Ａ，Ｂ），（Ｃ，Ｄ）からの各受光量の差分を下記の式１より演算し、このトラッキングエラー信号ＴＥにより対物レンズ１６に対してトラッキングサーボをかけている。

［数１］
ＴＥ＝（Ａ＋Ｂ）−（Ｃ＋Ｄ） ………式１

また、光ディスク１の信号記録面１ｂにレーザービームＬＢを合焦させるためのフォーカスエラー信号ＦＥは、光ディスク１からの戻り光に対してシリンドリカルレンズ１７で非点収差を発生させて、図１０に示した光検出器１９の４つの検出領域（Ａ）〜（Ｄ）からの各検出信号Ａ〜Ｄに対して周知の非点収差を用いており、具体的には、光検出器１９上で互いに直交する分割線１９ａ，１９ｂにより分割された４つの検出領域（Ａ）〜（Ｄ）中で一方の対角領域（Ａ，Ｃ）と他方の対角領域（Ｂ，Ｄ）における各受光量の差分を下記の式２より演算し、このフォーカスエラー信号ＦＥにより対物レンズ１６に対してフォーカスサーボをかけている。

［数２］
ＴＥ＝（Ａ＋Ｃ）−（Ｂ＋Ｄ） ………式２

更に、光ディスク１の信号記録面１ｂに記録されたデータ（情報信号）を再生するためのデータ信号ＲＦは、図１０に示した光検出器１９上で検出領域（Ａ）〜（Ｄ）における各受光量の加算分を下記の式３より演算し、このデータ信号ＲＦを光ディイク１のフォーマットに応じて信号処理している。

［数３］
ＲＦ＝Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄ ………式３

一方、対物レンズのシフトの影響を低減させるために、光ディスクからの反射光を回折素子、シリンドリカルレンズ、スポットレンズを介して光検出器で受光し、良好なトラッキング制御を行うことができる光ピックアップのトラッキング誤差検出方法及び光ピックアップ装置が、下記の特許文献１に開示されている。

ここでの図示を省略するものの、この特許文献１によると、光ディスクからの反射光を回折素子により０次光と±１次光とに分け、且つ、対物レンズがディスクラジアルの規定方向にシフトするに応じて、第１の受光素子に入射する光量を増加させると共に、第２の受光素子に入射する光量を減少させ、第１の受光素子の出力信号と第２の受光素子の出力信号との差信号に基づいて、プッシュプル信号を補正してトラッキング誤差信号を得ることで、対物レンズのシフト等に影響を受けずに良好なトラッキングを行うことができる旨が開示されている。
特開２００３−１２３２７９号公報（第１０頁、図２） 図解 コンパクトディスク読本 オーム社発行

ところで、図９に示した従来の光ピックアップ装置１０を組み立てる際に、図１０に示した光検出器１９は、この検出領域の中心点Ｏを通る一つの分割線１９ａが光ディスク１の信号記録面１ｂに形成されたトラックＴ（図９）の中心線Ｘと一致するように予め取り付け位置を調整しながら組み立てている。

しかしながら、上記した従来の光ピックアップ装置１０において、取り付け位置調整済みの光検出器１９が、経時変化により図１１（ａ），（ｂ）に示したように光ディスク１の信号記録面１ｂに形成されたトラックＴ（図９）と直交するディスク径方向の一方又は他方に僅かに位置ズレした場合に、トラッキングエラー信号ＴＥにオフセットが発生してしまう。

即ち、光検出器１９上に結像される光ディスク１からの戻り光のスポットＳＰはレーザービームＬＢの光強度分布に対応して中心部の光量が一般的に強く、これにより光検出器１９が経時変化により図１１（ａ）に示したように図示下方に向かってディスク径方向に位置ズレすると、光量が強いスポットＳＰの中心部は上方の検出領域（Ａ），（Ｂ）側に結像するために、４つの検出領域（Ａ）〜（Ｄ）からの各検出信号Ａ〜Ｄを演算した時に（Ａ＋Ｂ）＞（Ｃ＋Ｄ）となり、トラッキングエラー信号ＴＥのオフセットが＋側に大きく発生してしまう。

一方、光検出器１９が経時変化により図１１（ｂ）に示したように図示上方に向かってディスク径方向に位置ズレすると、光量が強いスポットＳＰの中心部は下方の検出領域（Ｃ），（Ｄ）側に結像するために、４つの検出領域（Ａ）〜（Ｄ）からの各検出信号Ａ〜Ｄを演算した時に（Ａ＋Ｂ）＜（Ｃ＋Ｄ）となり、トラッキングエラー信号ＴＥのオフセットが−側に大きく発生してしまう。

この際、取り付け位置調整済みの光検出器１９が経時変化により光ディスク１の信号記録面１ｂに形成されたトラックＴ（図９）と直交するディスク径方向に位置ズレしてもフォーカスエラー信号ＦＥ及びデータ信号ＲＦには影響を及ぼさない。更に、取り付け位置調整済みの光検出器１９が経時変化によりディスク径方向と直交するトラック方向に位置ズレしてもトラッキングエラー信号ＴＥ及びフォーカスエラー信号ＦＥ並びにデータ信号ＲＦには影響を及ぼさない。

一方、前記した特許文献１に開示された光ピックアップのトラッキング誤差検出方法及び光ピックアップ装置によれば、光ディスクからの反射光（戻り光）の光路中に、０次光と±１次光とに分けるための回折素子が設けられているものの、この回折素子は回折格子の格子ピッチが全面にわたり同一であり、且つ、対物レンズのシフトに対応して回折格子の山部分の幅と谷部の幅の比率を変化させたものであるので、光検出器の取り付け位置のズレに対応した回折格子部を有する回折素子ではない。

そこで、取り付け位置調整済みの光検出器が経時変化により光記録媒体のトラックと直交する方向に僅かに位置ズレしても、トラッキングエラー信号のオフセットを防止することができる光ピックアップ装置及び光記録媒体駆動装置が望まれている。

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、請求項１記載の発明は、光記録媒体の信号記録面に形成されたトラック上にレーザー光を照射するレーザー光照射光学系と、前記光記録媒体の信号記録面で反射された前記レーザー光の戻り光を検出する戻り光検出光学系とを備えた光ピックアップ装置において、
前記戻り光検出光学系は、
前記戻り光に対して非点収差を発生させるシリンドリカルレンズと、
前記トラックの中心線と対応させた中心線に対して所定の角度傾いており且つ所定の幅を持って帯状の回折格子部が形成され、前記シリンドリカルレンズを通った前記戻り光に対して前記帯状の回折格子部で±１次光をトラック方向に回折させ、且つ、前記帯状の回折格子部以外の領域で０次光を透過させる回折素子と、
前記回折素子を透過した各光を検出するために中心点を通る一つの分割線を介して２つの検出領域に分割され、且つ、前記一つの分割線は前記トラックの中心線と対応するように配置されており、前記帯状の回折格子部と対応して前記一つの分割線の近傍に帯状の非結像領域をトラック方向に沿って生じさせると共に、前記帯状の回折格子部により前記２つの検出領域内に分かれてそれぞれトラック方向に回折された前記±１次光と前記帯状の回折格子部以外の領域を透過した前記０次光とを該２つの検出領域で受光する光検出器とを備えたことを特徴とする光ピックアップ装置である。

また、請求項２記載の発明は、請求項１記載の光ピックアップ装置を適用した光記録媒体駆動装置であって、
前記光検出器と接続され、該光検出器上で前記一つの分割線の近傍に前記帯状の非結像領域をトラック方向に沿って生じさせた状態で、前記帯状の回折格子部により前記２つの検出領域内に分かれてそれぞれトラック方向に回折された前記±１次光と前記帯状の回折格子部以外の領域を透過した前記０次光とを該２つの検出領域で受光した各受光量の差分をプッシュプル法により演算してトラッキングエラー信号を生成するトラッキングサーボ回路部を備えたこと特徴とする光記録媒体駆動装置である。

請求項１記載の光ピックアップ装置によると、光記録媒体の信号記録面に形成されたトラック上にレーザー光を照射するレーザー光照射光学系と、光記録媒体の信号記録面で反射されたレーザー光の戻り光を検出する戻り光検出光学系とを備えた光ピックアップ装置において、とくに、光記録媒体のトラックの中心線と対応させた中心線に対して所定の角度傾いており且つ所定の幅を持って帯状の回折格子部が形成された回折素子をシリンドリカルレンズ１８と光検出器１９との間に設けたため、帯状の回折格子部に対応して光検出器内で光記録媒体のトラックの中心線と対応させた一つの分割線の近傍に帯状の非結像領域がトラック方向に沿って生じるので、光検出器が経時変化により光記録媒体のトラックと直交する方向に位置ズレした場合に対応可能である。

また、請求項２記載の光記録媒体駆動装置によると、請求項１記載の光ピックアップ装置を適用した際に、とくに、光検出器と接続され、光検出器上で一つの分割線の近傍に帯状の非結像領域をトラック方向に沿って生じさせた状態で、帯状の回折格子部により２つの検出領域内に分かれてそれぞれトラック方向に回折された±１次光と帯状の回折格子部以外の領域を透過した０次光とを２つの検出領域で受光した各受光量の差分をプッシュプル法により演算してトラッキングエラー信号を生成するトラッキングサーボ回路部を備えたため、光検出器が経時変化により光記録媒体のトラックと直交する方向に位置ズレした場合でもトラッキングエラー信号のオフセットが生じないので、対物レンズのトラッキングサーボを良好に行うことができる。

以下に本発明に係る光ピックアップ装置及び光記録媒体駆動装置の一実施例について図１〜図８を参照して詳細に説明する。

本発明に係る光ピックアップ装置及び光記録媒体駆動装置は、円盤状又はカード状の光記録媒体を記録又は再生可能に構成されているが、以下の説明では光記録媒体としてＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ）や、このＤＶＤよりも記録密度が大きいＢｌｕ−ｒａｙ Ｄｉｓｃなどの光ディスクに適用した例について説明する。

図１は本発明の実施例に係る光ピックアップ装置を示した斜視図、
図２は図１に示した回折素子を拡大して示した図、
図３（ａ）は本発明の実施例に係る光ピックアップ装置において、光ディスクの信号記録面で反射されたレーザービームの戻り光を回折素子で回折させた時の光路図であり、（ｂ）は回折素子の回折格子部を拡大して示した図、
図４は本発明の実施例に係る光ピックアップ装置において、光ディスクの信号記録面で反射されたレーザービームの戻り光を回折素子で回折させた後に、取り付け位置調整済みの光検出器に結像させた状態を示した図、
図５は本発明の実施例に係る光ピックアップ装置を適用した実施例の光記録媒体駆動装置を示した構成図、
図６（ａ），（ｂ）は本発明の実施例に係る光ピックアップ装置において、取り付け位置調整済みの光検出器が光ディスクの信号記録面に形成されたトラックと直交するディスク径方向の一方又は他方に位置ズレした状態を示した図、
図７は本発明の実施例に係る光ピックアップ装置において、取り付け位置調整済みの光検出器が光ディスクの信号記録面に形成されたトラックと直交するディスク径方向に位置ズレした時のトラッキングエラー信号のオフセット量（％）を従来例と実施例とに対して比較して示した図、
図８（ａ）〜（ｃ）は図７に示したトラッキングエラー信号のオフセット量（％）を説明するための図である。

図１に示した本発明の実施例に係る光ピックアップ装置１０Ａは、先に図９を用いて説明した一般的な光ピックアップ装置１０の構成に対して、光ディスク１の信号記録面１ｂで反射されたレーザービ―ムＬＢの戻り光の光路中でシリンドリカルレンズ１８と光検出器１９との間に帯状の回折格子部２０ａを有する回折素子２０を新たに追加した点を除いて同様の構成であり、ここでは説明の便宜上、先に示した同一構成部材に対しては同一の符号を付し、且つ、先に示した構成部材は必要に応じて適宜説明し、一般的な光ピックアップ装置１０に対して異なる構成部材に新たな符号を付して説明する。

図１に示した如く、回転自在な光ディスク１の下方に設けられた実施例の光ピックアップ装置１０Ａは、半導体レーザー１１から出射させたレーザー光Ｌを光ディスク１の信号記録面１ｂに形成されたトラックＴ上に照射するレーザー光照射光学系と、光ディスク１の信号記録面１ｂで反射されたレーザー光の戻り光を検出する戻り光検出光学系とを備えている。尚、この図１では、円盤状に形成した光ディスク１を一部破断して図示している。

まず、上記した光ピックアップ装置１０Ａ内のレーザー光照射光学系は、従来例と同じ構成であり、半導体レーザー１１から出射されたレーザー光Ｌがコリメーターレンズ１２で平行光に変換された後に偏光ビームスプリッタ１３内の偏光分離特性を有する半透過反射膜１３ａを透過してλ／４板１４に入射され、このλ／４板１４を透過して円偏光光となり、この円偏光光をレンズホルダ１５内に取り付けた対物レンズ１６で絞り込んで得たレーザービームＬＢが光ディスク１の入射面１ａから入射してこの入射面１ａに対して所定の距離隔てた位置にある信号記録面１ｂに形成されたトラックＴ上に照射されている。

ここで、光ディスク１として例えば上記したＤＶＤを記録再生する場合には、半導体レーザー１１から基準波長λが６５０ｎｍ前後のレーザー光Ｌを出射させ、このレーザー光Ｌを開口数（ＮＡ）が０．６程度の対物レンズ１６で絞って得たレーザービームＬＢを光ディスク１の入射面１ａから略０．６ｍｍ隔てた位置にある信号記録面１ｂに照射することにより、ディスク基板の直径が１２ｃｍの時に片面単層でデータを４．７ＧＢ（ギガバイト）程度記録再生することができる。

また、光ディスク１として例えば上記したＢｌｕ−ｒａｙ Ｄｉｓｃを記録再生する場合には、半導体レーザー１１から基準波長λが４５０ｎｍ以下のレーザー光Ｌを開口数（ＮＡ）が０．７５以上の対物レンズ１６で絞って得たレーザービームＬＢを光ディスク１の入射面１ａから略０．１ｍｍ隔てた位置にある信号記録面１ｂに照射することにより、ディスク基板の直径が１２ｃｍの時に片面単層でデータを２５ＧＢ（ギガバイト）程度記録再生することができる。

次に、上記した光ピックアップ装置１０Ａ内の戻り光検出光学系は、従来例と一部異なってこの戻り光検出光学系中に回折素子２０が設けられており、光ディスク１の信号記録面１ｂで反射されたレーザービームＬＢの戻り光は、上記とは逆に、対物レンズ１６，λ／４板１４を順に通過し、このλ／４板１４を通過する時に９０°偏光面が変わったＳ偏光光となり、偏光ビームスプリッタ１３内の偏光分離特性を有する半透過反射膜１３ａで反射されて略９０°方向を転じられた後に、検出レンズ１７と、戻り光に対して非点収差を発生させるシリンドリカル１８とを順に通過する。

この際、シリンドリカル１８は、光ディスク１の信号記録面１ｂで反射された戻り光のトラック方向が光ディスク１の信号記録面１ｂに形成されたトラックＴの中心線Ｘに対して４５°傾くように配置されている。

更に、シリンドリカル１８を通過した戻り光は、回折素子２０に入射される。

上記した回折素子２０は、実施例の要部を構成する部材であり、図２に拡大して示した如く、光透過性基板を用いて正方形状に形成されている。また、回折素子２０の内部に、帯状の回折格子部２０ａが光ディスク１の信号記録面１ｂに形成されたトラックＴ（図１）の中心線Ｘと対応させた中心線に対して中心点Ｏｐを中心にして所定の角度θ傾けて所定の幅Ｈを持って形成されていると共に、帯状の回折格子部２０ａの格子の向きはトラック方向と直交したディスク径方向に沿って形成されている。

この際、回折素子２０の内部に形成した帯状の回折格子部２０ａの傾きは、上記したシリンドリカルレンズ１８をトラックＴ（図１）の中心線Ｘに対して４５°傾けていることに対応して、所定の角度θが例えば４５°に設定されているが、所定の角度θは４５°に対して多少のバラツキをもって調整しても支障はない。

そして、図３（ａ）に拡大して示した如く、回折素子２０は、レーザービームＬＢの戻り光のうちで０次光ＳＰ_０の一部を帯状の回折格子部２０ａで透過させず、且つ、帯状の回折格子部２０ａ以外の領域で０次光ＳＰ_０の残り分を透過させると共に、帯状の回折格子部２０ａで±１次光ＳＰ_＋１，ＳＰ_−１を光ディスク１の信号記録面１ｂに形成されたトラックＴ（図１）の方向（トラック方向）に回折させている。この際に、図３（ｂ）に拡大して示した如く、シリンドリカルレンズ１８を通過した戻り光は、回折素子２０上で帯状の回折格子部２０ａに沿う方向にビームスポット最大径φＤが得られるような長径円状になり、ビームスポット最大径φＤが例えばφ４ｍｍである時に、帯状の回折格子部２０ａの幅Ｈはこの回折格子部２０ａの中心線を挟んで片側で例えばそれぞれ０．６μｍで合計で１．２μｍに形成されている。

この後、回折素子２０からの０次光ＳＰ_０の残り分及び±１次光ＳＰ_＋１，ＳＰ_−１は、シリンドリカル１８を既に通過しているために、各光のトラック方向及びディスク径方向は、対物レンズ１６の入射時に対して９０°回転して、図４に拡大して示したように、光検出器１９上にそれぞれ結像されている。

尚、この実施例において、検出レンズ１７は、上記とは異なって、シリンドリカル１８と回折素子２０との間、又は、回折素子２０と光検出器１９との間に配置しても良いものの、回折素子２０はシリンドリカル１８と光検出器１９との間との間に配置しなければならないものである。

ここで、図４に拡大して示した如く、光検出器１９は従来技術で説明したと同様に、光ディスク１の信号記録面１ｂに形成されたトラックＴ（図１）の中心線Ｘと対応する方向を向いて光検出器１９の検出領域の中心点Ｏを通る分割線１９ａと、光ディスク１の信号記録面１ｂに形成されたトラックＴ（図１）の中心線Ｘと直交する線Ｙと対応する方向を向いて光検出器１９の検出領域の中心点Ｏを通る分割線１９ｂとにより、光検出器１９内が４分割されて４つの検出領域（Ａ）〜（Ｄ）が形成されている。この際、図４に示した光検出器１９は、一つの分割線１９ａの位置が光ディスク１の信号記録面１ｂに形成されたトラックＴ（図１）の中心線Ｘと一致するように取り付け位置が予め調整されて、ディスク径方向に対して位置ズレしていない状態である。

そして、この光検出器１９上に結像された光ディスク１からの戻り光のスポットＳＰの光量を４つの検出領域（Ａ）〜（Ｄ）で光電変換し、各検出領域（Ａ）〜（Ｄ）から各検出信号Ａ〜Ｄが出力されている。

ここで、光ディスク１のからの戻り光のうちで０次光ＳＰ_０の一部は、回折素子２０の帯状の回折格子部２０ａを通過しないために、この帯状の回折格子部２０ａと対応するように光検出器１９上で帯状（長方形状）の非結像領域が光ディスク１の信号記録面１ｂに形成されたトラックＴ（図１）の中心線Ｘと対応した分割線１９ａを挟んだ両側に回折格子部２０ａの幅Ｈ＝例えば１．２μｍ｛図３（ｂ）｝に対して幅ｈ＝例えば６μｍでトラック方向に沿って生じているものの、回折素子２０の回折格子部２０ａ以外の領域を通過した０次光ＳＰ_０の残り分は検出器１９の検出領域の中心点Ｏを中心にしてスポット径φｄ＝例えば６０μｍで円形状に結像されている。

一方、回折素子２０の回折格子部２０ａで回折された±１次光ＳＰ_＋１，ＳＰ_−１は、光ディスク１の信号記録面１ｂに形成されたトラックＴ（図１）の中心線Ｘと対応した分割線１９ａを挟んだ両側に分かれて幅ｈ＝例えば６μｍでトラック方向に沿ってそれぞれ結像されている。

従って、±１次光ＳＰ_＋１，ＳＰ_−１の各光量は、検出器１９上で分割線１９ａを挟んで両側に分かれて生じた帯状の非結像領域の光量不足を補うことができるようになっている。

次に、図５に示した如く、実施例に係る光ピックアップ装置１０Ａを搭載した実施例の光記録媒体駆動装置３０Ａでは、光ピックアップ装置１０Ａ内に設けた光検出器１９の出力側に、トラッキングサーボ回路部３１と、フォーカスサーボ回路部３２と、ＲＦ信号処理回路部３３とが接続されている。

ここで、図４と図５を併用して説明すると、上記したトラッキングサーボ回路部３１内でトラッキングエラー信号ＴＥを生成する場合には、従来技術で説明したと同様に、図４に示した光検出器１９の４つの検出領域（Ａ）〜（Ｄ）からの各検出信号Ａ〜Ｄに対して周知のプッシュプル法を用いて演算しており、具体的には、光検出器１９上でトラックＴ（図１）の中心線Ｘと対応する方向を向いて検出領域の中心点Ｏを通る一つの分割線１９ａにより２つの検出領域（Ａ，Ｂ），（Ｃ，Ｄ）に分割され、且つ、回折素子２０の帯状の回折格子部２０ａを透過しない０次光ＳＰ_０の一部により分割線１９ａの近傍に帯状の非結像領域を生じさせた状態で、帯状の回折格子部２０ａにより２つの検出領域（Ａ，Ｂ），（Ｃ，Ｄ）内に分かれてそれぞれトラック方向に回折された±１次光ＳＰ_＋１，ＳＰ_−１と帯状の回折格子部２０ａ以外の領域を透過した０次光ＳＰ_０の残り分とを２つの検出領域（Ａ，Ｂ），（Ｃ，Ｄ）で受光し、分割線１９ａを挟んで両側の２つの検出領域（Ａ，Ｂ），（Ｃ，Ｄ）からの各受光量の差分を先に示した式１より演算して、このトラッキングエラー信号ＴＥ＝｛（Ａ＋Ｂ）−（Ｃ＋Ｄ）｝をレンズホルダ１５に取り付けたトラッキングコイル２１に印加しながらレンズホルダ１５内の対物レンズ１６に対してトラッキングサーボをかけている。

また、上記したフォーカスサーボ回路部３２内でフォーカスエラー信号ＦＥを生成する場合には、従来技術で説明したと同様に、光ディスク１からの戻り光に対してシリンドリカルレンズ１７で非点収差を発生させて、図４に示した光検出器１９の４つの検出領域（Ａ）〜（Ｄ）からの各検出信号Ａ〜Ｄに対して周知の非点収差を用いて演算しており、具体的には、光検出器１９上で互いに直交する分割線１９ａ，１９ｂにより４つの検出領域（Ａ）〜（Ｄ）に分割され、且つ、回折素子２０の帯状の回折格子部２０ａを透過しない０次光ＳＰ_０の一部により分割線１９ａの近傍に帯状の非結像領域を生じさせた状態で、回折格子部２０ａ以外の領域を透過した０次光ＳＰ_０の残り分と回折格子部２０ａでトラック方向に回折された±１次光ＳＰ_＋１，ＳＰ_−１とを４つの検出領域（Ａ）〜（Ｄ）で受光し、これら４つの検出領域（Ａ）〜（Ｄ）中で一方の対角領域（Ａ，Ｃ）と他方の対角領域（Ｂ，Ｄ）における各受光量の差分を先に示した式２より演算し、このフォーカスエラー信号ＦＥ＝｛（Ａ＋Ｃ）−（Ｂ＋Ｄ）｝をレンズホルダ１５に取り付けたフォーカスコイル２２に印加しながらレンズホルダ１５内の対物レンズ１６に対してフォーカスサーボをかけている。

更に、ＲＦ信号処理回路部３３内でデータ信号ＲＦを生成する場合には、図４に示した光検出器１９の４つの検出領域（Ａ）〜（Ｄ）からの各検出信号Ａ〜Ｄを先に示した式３より加算演算してデータ信号ＲＦ＝｛Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄ｝を得ている。この際、上述したように光検出器１９上で帯状の非結像領域からの光量はないものの、帯状の非結像領域に相当する光量を±１次光ＳＰ_＋１，ＳＰ_−１の各光量で補っているために、データ信号ＲＦに対して光量不足は生じない。

ここで、上記のように構成した実施例の光ピックアップ装置１０Ａを搭載した実施例の光記録媒体駆動装置３０Ａにおいて、取り付け位置調整済みの光検出器１９が経時変化によりディスク径方向に位置ズレした状態を図６（ａ），（ｂ）に示す。

具体的には、図６（ａ）に示した如く、光検出器１９が経時変化により上記した帯状の非結像領域の幅ｈ＝６μｍに対してｈ／２＝３μｍだけ図示下方に向かってディスク径方向に位置ズレすると、円形状の０次光ＳＰ_０の残り分はこの中心部位が上方の検出領域（Ａ），（Ｂ）側に変位された状態で結像し、且つ、帯状の非結像領域も検出領域（Ａ），（Ｂ）内に位置するものの、４つの検出領域（Ａ）〜（Ｄ）からの各検出信号Ａ〜Ｄを演算した時に図示から明らかなように（Ａ＋Ｂ）＝（Ｃ＋Ｄ）であるので、先に図４で示した位置ズレしていないとき同じになるために、トラッキングエラー信号ＴＥ＝｛（Ａ＋Ｂ）−（Ｃ＋Ｄ）｝のオフセットは生じない。

尚、光検出器１９が帯状の非結像領域の幅ｈに対してｈ／２よりも大きく図示下方に向かってディスク径方向に位置ズレすればトラッキング信号のオフセットが例えば＋側に発生する。

一方、図６（ｂ）に示した如く、光検出器１９が経時変化により上記した帯状の非結像領域の幅ｈ＝６μｍに対してｈ／２＝３μｍだけ図示上方に向かってディスク径方向に位置ズレすると、円形状の０次光ＳＰ_０の残り分はこの中心部位が下方の検出領域（Ｃ），（Ｄ）側に変位された状態で結像し、且つ、帯状の非結像領域も検出領域（Ｃ），（Ｄ）内に位置するものの、４つの検出領域（Ａ）〜（Ｄ）からの各検出信号Ａ〜Ｄを演算した時に図示から明らかなように（Ａ＋Ｂ）＝（Ｃ＋Ｄ）であるので、先に図４で示した位置ズレしていないとき同じになるために、トラッキングエラー信号ＴＥ＝｛（Ａ＋Ｂ）−（Ｃ＋Ｄ）｝のオフセットは生じない。

尚、光検出器１９が帯状の非結像領域の幅ｈに対してｈ／２よりも大きく図示上方に向かってディスク径方向に位置ズレすればトラッキング信号のオフセットが例えば−側に発生する。

上記から図７に示したように、横軸に光検出器のディスク径方向への位置ズレ量（μｍ）を示し、縦軸にトラッキングエラー信号のオフセット量（％）を示して、従来例と実施例とを比較した。

この際、図７に示したトラッキングエラー信号のオフセット量（％）の定義を図８（ａ）〜（ｃ）を用いて図示すると、（ａ）はトラッキングエラー信号のオフセット量が０％のときの状態を示し、（ｂ）はトラッキングエラー信号のオフセット量が５０％のときの状態を示し、（ｃ）はトラッキングエラー信号のオフセット量が１００％のときの状態を示している。

この図７からわかるように、従来技術で述べた一般的な光ピックアップ装置１０（図９）では光検出器１９のディスク径方向への位置ズレ量が３μｍの場合、トラッキングエラー信号のオフセット量は１４０（％）になるのに対し、実施例では光検出器１９のディスク径方向への位置ズレ量が３μｍまでトラッキングエラー信号のオフセット量は０（％）である。

即ち、実施例において、トラッキングエラー信号のオフセット量が０（％）である場合は、先に図６（ａ），（ｂ）を用いて説明したと同様に、取り付け位置調整済みの光検出器１９が帯状の非結像領域の幅ｈ＝６μｍに対して±ｈ／２＝±３μｍだけディスク径方向に位置ずれした状態である。

以上詳述したように、実施例では、光記録媒体（光ディスク）１からの戻り光の光路中でシリンドリカルレンズ１８と光検出器１９との間に、光ディスク１の信号記録面１ｂに形成されたトラックＴ（図１）の中心線Ｘと対応させた中心線に対して中心点を中心にして所定の角度傾けて所定の幅を持って帯状（長方形状）に形成された回折格子部２０ａを有する回折素子２０を配置し、光記録媒体（光ディスク）１からの戻り光を回折素子２０の帯状の回折格子部２０ａで回折して光検出器１９で受光することにより、光検出器１９内でトラックＴ（図１）の中心線Ｘと対応する一つの分割線１９ａの近傍に回折素子２０の帯状の回折格子部２０ａに応じた帯状の非結像領域が生じることで、取り付け位置調整済みの光検出器１９が経時変化にトラック方向と直交する方向（ディスク径方向）に位置ズレしてもトラッキングエラーのオフセットを防止できる。

本発明の実施例に係る光ピックアップ装置を示した斜視図である。 図１に示した回折素子を拡大して示した図である。 （ａ）は本発明の実施例に係る光ピックアップ装置において、光ディスクの信号記録面で反射されたレーザービームの戻り光を回折素子で回折させた時の光路図であり、（ｂ）は回折素子の回折格子部を拡大して示した図である。 本発明の実施例に係る光ピックアップ装置において、光ディスクの信号記録面で反射されたレーザービームの戻り光を回折素子で回折させた後に、取り付け位置調整済みの光検出器に結像させた状態を示した図である。 本発明の実施例に係る光ピックアップ装置を適用した実施例の光記録媒体駆動装置を示した構成図である。 （ａ），（ｂ）は本発明の実施例に係る光ピックアップ装置において、取り付け位置調整済みの光検出器が光ディスクの信号記録面に形成されたトラックと直交するディスク径方向の一方又は他方に位置ズレした状態を示した図である。 本発明の実施例に係る光ピックアップ装置において、取り付け位置調整済みの光検出器が光ディスクの信号記録面に形成されたトラックと直交するディスク径方向に位置ズレした時のトラッキングエラー信号のオフセット量（％）を比較して示した図である。 図７に示したトラッキングエラー信号のオフセット量（％）を従来例と実施例とに対して説明するための図である。 一般的な光ピックアップ装置を示した斜視図である。 図９に示した光検出器を拡大して示した図である。 （ａ），（ｂ）は一般的な光ピックアップ装置において、取り付け位置調整済みの光検出器が光ディスクの信号記録面に形成されたトラックと直交するディスク径方向の一方又は他方に位置ズレした状態を示した図である。

符号の説明

１０Ａ…実施例の光ピックアップ装置、
１…光記録媒体（光ディスク）、１ａ…入射面、１ｂ…信号記録面、
１１…レーザー光源（半導体レーザー）、１２…コリメーターレンズ、
１３…偏光ビームスプリッタ、１４…１／４λ板、
１５…レンズホルダ、１６…対物レンズ、
１７…検出レンズ、１８…シリンドリカルレンズ、
１９…光検出器、１９ａ，１９ｂ…分割線、
２０…回折素子、２０ａ…帯状の回折格子部、
２１…トラッキングコイル、２２…フォーカスコイル、
３０Ａ…実施例の光記録媒体駆動装置、
３１…トラッキングサーボ回路部、３２…フォーカスサーボ回路部、
３３…ＲＦ信号処理回路部、
（Ａ）〜（Ｄ）…光検出器の検出領域、
Ａ〜Ｄ…光検出器からの検出信号、
Ｌ…レーザー光、ＬＢ…レーザービーム、
ＦＥ…フォーカスエラー信号、ＴＲ…トラッキングエラー信号、
Ｏ…光検出器の検出領域の中心点、Ｏｐ…回折素子の中心点。

Claims (2)

1. 光記録媒体の信号記録面に形成されたトラック上にレーザー光を照射するレーザー光照射光学系と、前記光記録媒体の信号記録面で反射された前記レーザー光の戻り光を検出する戻り光検出光学系とを備えた光ピックアップ装置において、
   前記戻り光検出光学系は、
   前記戻り光に対して非点収差を発生させるシリンドリカルレンズと、
   前記トラックの中心線と対応させた中心線に対して所定の角度傾いており且つ所定の幅を持って帯状の回折格子部が形成され、前記シリンドリカルレンズを通った前記戻り光に対して前記帯状の回折格子部で±１次光をトラック方向に回折させ、且つ、前記帯状の回折格子部以外の領域で０次光を透過させる回折素子と、
   前記回折素子を透過した各光を検出するために中心点を通る一つの分割線を介して２つの検出領域に分割され、且つ、前記一つの分割線は前記トラックの中心線と対応するように配置されており、前記帯状の回折格子部と対応して前記一つの分割線の近傍に帯状の非結像領域をトラック方向に沿って生じさせると共に、前記帯状の回折格子部により前記２つの検出領域内に分かれてそれぞれトラック方向に回折された前記±１次光と前記帯状の回折格子部以外の領域を透過した前記０次光とを該２つの検出領域で受光する光検出器とを備えたことを特徴とする光ピックアップ装置。
2. 請求項１記載の光ピックアップ装置を適用した光記録媒体駆動装置であって、
   前記光検出器と接続され、該光検出器上で前記一つの分割線の近傍に前記帯状の非結像領域をトラック方向に沿って生じさせた状態で、前記帯状の回折格子部により前記２つの検出領域内に分かれてそれぞれトラック方向に回折された前記±１次光と前記帯状の回折格子部以外の領域を透過した前記０次光とを該２つの検出領域で受光した各受光量の差分をプッシュプル法により演算してトラッキングエラー信号を生成するトラッキングサーボ回路部を備えたこと特徴とする光記録媒体駆動装置。

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