JP2009059394A - 光ピックアップ装置およびトラッキング制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】対物レンズのレンズシフトに伴うビームスポットのシフトに起因するオフセットと共にビームスポット内の光強度分布に起因するオフセットの発生を回避する。
【解決手段】受光領域５ａ〜５ｄの受光量を示す電気信号を出力する光検出器５と、光ビームを対物レンズに入射させると共に戻り光ビームを光検出器５上に投射する光学系と、受光領域５ａ〜５ｄからの電気信号に基づいてレンズ駆動部を制御するトラッキング制御部７と、光情報媒体のトラック方向および半径方向に傾斜する方向で対物レンズをシフトさせるレンズ駆動部とを備え、光学系は、対物レンズのシフト時に戻り光ビームの中心が光検出器５上で分割線Ｌ２上を移動し、かつ戻り光ビームのビームスポット内における±１次回折光による明暗の変化が出現する領域Ｐ２が受光領域５ａ，５ｄ側に位置し領域Ｐ１が受光領域５ｂ，５ｃ側に位置するように戻り光ビームを光検出器５上に投射する。
【選択図】図３

Description

本発明は、直交する２つの分割線で分割された４つの受光領域を備えた光検出器から出力される電気信号に基づいて、光ビームに対するトラッキングの制御を１ビーム法で行う光ピックアップ装置およびトラッキング制御方法に関するものである。

この種の光ピックアップ装置が有するトラッキング制御装置として、下記の特許文献１に開示されたトラッキング制御装置が知られている。このトラッキング制御装置では、第１のディテクタ、第１のディテクタに対してディスクの半径方向に隣接配置された第２のディテクタ、第２のディテクタに対してディスクの接線方向に隣接配置された第３のディテクタおよび第１のディテクタに対して接線方向に隣接配置されると共に第３のディテクタに対して半径方向に隣接配置された第４のディテクタを有するディテクタ部を備え、第１および第４のディテクタの出力信号の和である第１の和信号と、第２および第３のディテクタの出力信号の和である第２の和信号との差を演算するプッシュプル演算を行うことでトラッキングエラー信号を生成する。また、第１および第４のディテクタの出力信号の差である第１の差信号の振幅と、第２および第３のディテクタの出力信号の差である第２の差信号の振幅とを比較し、その比較結果に基づいて第１の和信号の増幅率および第２の和信号の増幅率を決定する。この場合、第１の差信号の振幅と第２の差信号の振幅の相違は対物レンズのレンズシフト量を示すため、これに基づいて第１および第２の和信号の増幅率を調整することにより、対物レンズのレンズシフトの影響を除去したトラッキングエラー信号を得ることができる。
特開２００１−９３１７０号公報（第４−５頁、第１図）

ところが、従来のトラッキング制御装置には、以下の問題点がある。すなわち、このトラッキング制御装置では、第１および第４のディテクタの出力信号の差である第１の差信号と、第２および第３のディテクタの出力信号の差である第２の差信号の振幅を比較すると共に、この比較結果に基づいて第１の和信号の増幅率および第２の和信号の増幅率を決定している。したがって、このトラッキング制御装置には、プッシュプル演算を行う回路以外に、第１の差信号および第２の差信号の各振幅を比較するための比較回路、第１の和信号の増幅率を変更する増幅回路および第２の和信号の増幅率を変更する増幅回路が必要となるため、回路構成が複雑になるという問題点が存在している。

また、光情報媒体１１上に投射された光ビームについての対物レンズのレンズシフトによって生じるビームスポットＳＰ１内での光強度分布は、図１２において複数の曲線（等高線を模した曲線）で示すように、ビームスポットＳＰ１のシフト方向、つまりトラック１２の接線方向（タンジェンシャル方向。同図に示すＹ軸方向）と直交する方向（ラジアル方向。同図中のＸ軸方向）に対して対称性を有している。また、このように光情報媒体１１上に投射された光ビームの戻り光ビームは、対物レンズで受光されて、図１３に示すように２つの分割線Ｌ２，Ｌ３で４つの受光領域５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ（従来のトラッキング制御装置での第１〜第４のディテクタにそれぞれ対応する）に分割された光検出器５上に同図に示すように投射される。この場合、戻り光ビームは、そのビームスポットＳＰ３のシフト方向が光検出器５上において、分割線Ｌ３に沿ってシフトするように投射される。したがって、対物レンズのレンズシフトに起因して光検出器５上においてビームスポットＳＰ３が分割線Ｌ３に沿ってシフト（移動）した場合には、ビームスポットＳＰ３内の光強度分布が分割線Ｌ２を基準として非対称になる結果、プッシュプル演算（受光領域５ａ，５ｄから出力される各信号の和信号と、受光領域５ｂ，５ｃから出力される各信号の和信号との差分を求める演算）では光強度分布に起因するオフセットはキャンセルされずにトラッキングエラー信号に残存した状態となる。このため、トラッキング制御の精度が低下するという問題点も存在している。

本発明は、かかる問題点を解決すべくなされたものであり、回路構成の複雑化を回避しつつ、対物レンズのレンズシフトに伴うビームスポットのシフトに起因するオフセットと共にビームスポット内の光強度分布に起因するオフセットの発生を回避し得るトラッキング制御方法、および光ピックアップ装置を提供することを主目的とする。また、データの未記録領域と記録領域との境界で生じるオフセットを低減し得るトラッキング制御方法、および光ピックアップ装置を提供することを他の目的とする。

上記目的を達成すべく本発明に係る光ピックアップ装置は、光ビームを出射する光源と、入射した前記光ビームを光情報媒体のトラックに集光させる対物レンズと、前記対物レンズを前記光情報媒体と平行な平面内でシフトさせるトラッキング用のレンズ駆動部と、直交する２つの分割線で分割された第１受光領域、第２受光領域、第３受光領域および第４受光領域が当該２つの分割線の交点の周囲にこの順に配設されて構成されると共に、当該各受光領域で受光する光量を示す電気信号を出力する光検出器と、前記光源から出射された前記光ビームを前記対物レンズに入射させると共に、当該対物レンズで受光した前記光情報媒体からの戻り光ビームを前記光検出器上に投射する光学系と、前記２つの分割線のうちの一方の分割線を基準として互いに同一側に位置する前記第１受光領域および前記第４受光領域で受光している前記戻り光ビームの光量を示す２つの前記電気信号の和と、前記第２受光領域および前記第３受光領域で受光している前記戻り光ビームの光量を示す２つの前記電気信号の和との差分に基づいて前記レンズ駆動部を制御して前記対物レンズをシフトさせるトラッキング制御部とを備えた光ピックアップ装置であって、前記レンズ駆動部は、前記光情報媒体のトラック方向および当該トラック方向と直交する方向のそれぞれに対して傾斜する方向で前記対物レンズをシフトさせ、前記光学系は、前記対物レンズが前記シフト方向に沿ってシフトさせられたときに前記投射された前記戻り光ビームの中心が前記光検出器上において前記一方の分割線上を移動し、かつ当該投射された前記戻り光ビームのビームスポット内における±１次回折光による明暗の変化が出現する２つの領域のうちの一方の領域が前記第１受光領域および前記第４受光領域側に位置すると共に他方の領域が前記第２受光領域および前記第３受光領域側に位置するように当該戻り光ビームを当該光検出器上に投射する。

また、本発明に係る光ピックアップ装置は、前記光学系は、前記光検出器に投射される前記戻り光ビームに非点収差を付加するセンサレンズを備え、当該センサレンズ上での当該戻り光ビームのビームスポットについてのシフト方向が当該母線に対して所定角度傾くように構成されている。

また、本発明に係る光ピックアップ装置は、前記光学系は、前記光検出器に投射される前記戻り光ビームに非点収差を付加するセンサレンズを備え、当該センサレンズ上での当該戻り光ビームのビームスポットについての前記対物レンズのシフト方向が当該母線と一致または直交するように構成されている。

また、本発明に係るトラッキング制御方法は、直交する２つの分割線で分割された第１受光領域、第２受光領域、第３受光領域および第４受光領域が前記２つの分割線の交点の周囲にこの順に配設されて構成された光検出器上に対物レンズで受光した光情報媒体からの戻り光ビームを投射させ、前記２つの分割線のうちの一方の分割線を基準として互いに同一側に位置する前記第１受光領域および前記第４受光領域で受光している光量をそれぞれ示す２つの電気信号の和と、前記第２受光領域および前記第３受光領域で受光している光量をそれぞれ示す２つの電気信号の和との差分に基づいて前記対物レンズをシフトさせるトラッキング制御方法であって、前記投射された前記戻り光ビームの中心が前記光検出器上において前記一方の分割線上を移動し、かつ当該投射された前記戻り光ビームのビームスポット内における±１次回折光による明暗の変化が出現する２つの領域のうちの一方の領域が前記第１受光領域および前記第４受光領域側に位置すると共に他方の領域が前記第２受光領域および前記第３受光領域側に位置した状態で当該戻り光ビームが当該光検出器上に投射されるように、前記光情報媒体のトラック方向および当該トラック方向と直交する方向のそれぞれに対して傾斜するシフト方向に前記対物レンズをシフトさせる。

本発明に係る光ピックアップ装置およびトラッキング制御方法では、トラッキング信号に基づいて光情報媒体のトラック方向およびこの方向と直交する方向のそれぞれに対して傾斜するシフト方向で対物レンズをシフトさせ、対物レンズがシフト方向に沿ってシフトさせられたときに、光検出器上に投射された戻り光ビームの中心が光検出器上において一方の分割線上を移動し、かつ投射された戻り光ビームのビームスポット内における±１次回折光による明暗の変化が出現する２つの領域のうちの一方の領域が第１および第４受光領域側に位置すると共に他方の領域が第２および第３受光領域側に位置するように戻り光ビームを光検出器上に投射し、一方の分割線を基準として互いに同一側に位置する第１および第４受光領域からの各電気信号の和と、第２および第３受光領域からの各電気信号の和との差分に基づいて対物レンズをシフト方向にシフトさせる。

したがって、この光ピックアップ装置およびトラッキング制御方法によれば、トラッキング制御部の構成を、第１および第４受光領域から出力される各電気信号の和と、第２および第３受光領域から出力される各電気信号の和との差を示す信号をトラッキング用の信号として生成するという簡易な構成に維持しつつ、対物レンズのレンズシフトに伴う戻り光ビームのビームスポットについてのシフトに起因するオフセットをプッシュプル演算において発生しないようにすることができ、これによって光情報媒体に投射される光ビームのビームスポットを目標のトラック上に正しく投射されるようにトラッキング制御することができる。また、対物レンズのレンズシフトによって光検出器に投射されたビームスポット内の光強度は不均一となるが、その光強度分布は光検出器の一方の分割線を基準として線対称となるため、この光強度分布によるオフセットについてもプッシュプル演算において発生しないようにすることができる。したがって、この光ピックアップ装置およびトラッキング制御方法によれば、プッシュプル演算によって生成される高精度のトラッキング信号に基づいて対物レンズを駆動することができ、対物レンズから光情報媒体上に投射される光ビームのビームスポットを目標のトラック上に、より正確に投射することができる。

また、本発明に係る光ピックアップ装置によれば、光検出器に投射される戻り光ビームに非点収差を付加するセンサレンズ上での戻り光ビームのビームスポットについてのシフト方向が母線に対して所定角度傾くように構成したことにより、センサレンズから出力された戻り光ビームを、センサレンズの母線方向が光検出器の各分割線に対して所定角度傾いた状態で光検出器上に投射させることができる。したがって、光情報媒体上に投射された光ビームのフォーカスが外れたときに、光検出器上においてビームスポットが各分割線に対して所定角度傾く縦長の円に変化させることができる。これにより、光ピックアップ装置によれば、非点収差を利用した公知のフォーカスサーボの構成、すなわち光検出器から出力される各電気信号に基づいてフォーカス誤差信号を生成する１ビーム方式によるフォーカスサーボの構成を採用して、光情報媒体に投射されるビームスポットに対するフォーカスサーボ制御を行うことができるため、フォーカスサーボに関する回路構成についてもその複雑化を回避することができる。また、光情報媒体上に投射された光ビームのビームスポットがデータの未記録領域と記録領域との境界部分に位置しているときに発生する光強度分布によるオフセットについてもプッシュプル演算によって低減させることができる。

また、本発明に係る光ピックアップ装置では、光検出器に投射される戻り光ビームに非点収差を付加するセンサレンズ上での戻り光ビームのビームスポットについての対物レンズのシフト方向を母線と一致または直交させる構成としたことにより、センサレンズから出力された戻り光ビームはそのシフト方向が光検出器の一方の分割線と一致するように光検出器上に投射され、多層の記録層で構成される光情報媒体において発生する迷光のビームスポットは光検出器の一方の分割線に対して線対称となる状態で投射される。したがって、この光ピックアップ装置によれば、このトラッキング制御部を簡易な構成に維持しつつ、光情報媒体に投射される光ビームのビームスポットを目標のトラック上に正しく投射するようにトラッキング制御でき、かつ対物レンズのレンズシフトに伴う戻り光ビームのビームスポットについてのシフトに起因するオフセットおよび光強度分布によるオフセットをトラッキング制御部のプッシュプル演算において発生しないようにすることができると共に、センサレンズ上でのビームスポットのシフト方向をセンサレンズの母線と一致または直交させる構成としたことにより、母線と一致させる構成においては多層の記録層のうちの焦点のあった記録層よりも近い方の記録層からの迷光を、また母線と直交させる構成においては焦点のあった記録層よりも遠い方の記録層からの迷光を、一方の分割線に対して線対称となり、かつこの分割線上をシフトするように光検出器上に投射することができ、これによってこれらの迷光によるオフセットをプッシュプル演算においてキャンセルできる結果、迷光全体としてのオフセットを低減させることができる。

以下、本発明に係るトラッキング制御方法および光ピックアップ装置の最良の形態について、添付図面を参照して説明する。

最初に、光ピックアップ装置１の構成について、図面を参照して説明する。

図１に示す光ピックアップ装置１は、例えば、ＤＶＤ−Ｒ、ＤＶＤ＋Ｒ、ＤＶＤ−ＲＷ、ＤＶＤ＋ＲＷ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＢＤ（Ｂｌｕ−ｒａｙ Ｄｉｓｃ（登録商標））−Ｒ、ＢＤ−ＲＥ、ＨＤ（Ｈｉｇｈ Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ）−Ｒ、ＨＤ−ＲＷ、ＨＤ−ＲＡＭなどの記録型ＤＶＤや、ＣＤ−ＲおよびＣＤ−ＲＷなどの記録型ＣＤのように、記録および再生の双方が行われる光情報媒体に対する記録・再生動作、およびＤＶＤ−ＲＯＭ、ＢＤ−ＲＯＭおよびＨＤ−ＲＯＭやＣＤ−ＲＯＭなどの再生のみが行われる光情報媒体に対する再生動作を少なくとも実行するドライブ装置に組み込み可能に構成されている。具体的には、この光ピックアップ装置１は、同図に示すように、レーザビームなどの光ビームを出射する光源２、対物レンズ３、レンズ駆動部４、光検出器５、光学系６およびトラッキング制御部７を有するトラッキングサーボ機構ＴＭを備え、図２に示すように、光情報媒体１１に形成されたトラック１２に対して、目的とする１つのトラック１２上に光源２から出射された光ビームＳＰ１を精度良く位置させるトラッキング制御が可能に構成されている。

なお、図２において、光情報媒体１１上に投射された光ビームのビームスポットＳＰ１に含まれている２つの領域Ｐ１，Ｐ２は、光情報媒体１１と平行な平面内で対物レンズ３がシフトした際に、±１次回折光による明暗の変化が出現する領域を示している。また、このビームスポットＳＰ１内に表記された複数の曲線（等高線を模した曲線）は、対物レンズのレンズシフトによってビームスポットＳＰ１内に生じる光強度分布を表したものである。この曲線により、ビームスポットＳＰ１の中央部分が最も光強度が高く、周辺に向かうに従って光強度が低下することが示されている。また、曲線の間隔が狭いところ程、光強度分布が大きく変化していることを示している。また、この光強度分布は、レンズのシフトする方向に依存しているため、同図に示すように仮想直線Ｌ１を基準として線対称な分布となっている。この仮想直線Ｌ１は、トラック１２の接線方向（タンジェンシャル方向であって、本発明におけるトラック方向。同図中のＹ軸）およびこれと直交する方向（ラジアル方向。同図中のＸ軸）のそれぞれに対して所定角度（本例では一例として４５°）で傾斜する方向と平行であって、対物レンズ３のレンズシフト方向、具体的にはビームスポットＳＰ１の中心Ｏが移動する軌跡と一致する直線である。

対物レンズ３は、光学系６から入射した光ビーム（平行光状態の光ビーム）を光情報媒体１１上に集光させると共に、光情報媒体１１からの戻り光ビームを平行光に戻す機能を備えている。レンズ駆動部４は、トラッキング制御部７から出力される後述のトラッキング信号Ｓ１に基づいて、図２に示すように、仮想直線Ｌ１と平行な方向（シフト方向）に対物レンズ３を駆動（シフト）可能に構成されている。

光検出器５は、図３に示すように、直交する２つの分割線（分割線Ｌ２（本発明における一方の分割線）と分割線Ｌ３）で分割された第１受光領域５ａ、第２受光領域５ｂ、第３受光領域５ｃおよび第４受光領域５ｄがこの２つの分割線Ｌ２，Ｌ３の交点Ｇの周囲に一例として時計回り方向でこの順に配設されて構成されている。また、光検出器５は、各受光領域５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄで受光する戻り光ビームの光量を示す電気信号Ｓａ，Ｓｂ，Ｓｃ，Ｓｄを出力する。

光学系６は、図１に示すように、一例として、偏光ビームスプリッタ２１、コリメータレンズ２２、１／４波長板２３およびセンサレンズ（シリンドリカルレンズ）２４を備え、光源２から出射された光ビームを対物レンズ３に入射させると共に、対物レンズ３で受光した光情報媒体１１からの戻り光ビームを光検出器５上に投射する。この場合、光学系６では、戻り光ビームに非点収差を付加するセンサレンズ２４が、図４に示すように、光検出器５に対して（具体的には、光検出器５の分割線Ｌ２に対して）、４５°傾いた状態で配設されている。また、このセンサレンズ２４に対して、偏光ビームスプリッタ２１から出力される戻り光ビームが同図に示すように投射される。具体的には、光学系６では、センサレンズ２４上での戻り光ビームのビームスポットＳＰ２についてのシフト方向（対物レンズ３がシフトしたときのビームスポットＳＰ２の移動方向）が母線Ｌ４に対して４５°（本発明における所定角度の一例）傾くように、戻り光ビームがセンサレンズ２４に投射される。

また、光学系６では、上記したようにセンサレンズ２４が光検出器５の分割線Ｌ２に対して４５°傾いた状態で配設され、かつこのセンサレンズ２４上に上記のようにビームスポットＳＰ２が投射されるように構成されていることにより、センサレンズ２４から出力された戻り光ビームは、母線Ｌ４を基準として線対称移動させられて、図３に示すように光検出器５上に投射される。これにより、対物レンズ３がレンズ駆動部４によって駆動された（シフトさせられた）ときに、投射された戻り光ビームのビームスポットＳＰ３のシフト方向が同図において矢印で示す方向（光検出器５の分割線Ｌ２と平行な方向）となり、かつビームスポットＳＰ３の中心Ｏが光検出器５の分割線Ｌ２（本発明における一方の分割線）上を移動するように、戻り光ビームが光検出器５上に投射される。つまり、戻り光ビームは、ビームスポットＳＰ３の中心Ｏが分割線Ｌ２上に位置した状態で平行移動するように投射される。さらに、ビームスポットＳＰ３内の２つの領域Ｐ１，Ｐ２のうちの領域Ｐ２（本発明における一方の領域）が、分割線Ｌ２に対して第１受光領域５ａおよび第４受光領域５ｄ側に常に主として位置すると共に、領域Ｐ１（本発明における他方の領域）が、分割線Ｌ２に対して第２受光領域５ｂおよび第３受光領域５ｃ側に常に主として位置するように、戻り光ビームが光検出器５上に投射される。この場合、「主として位置する」とは、領域Ｐ１の全部が分割線Ｌ２に対して受光領域５ｂ，５ｃ側に位置する場合と、その一部が分割線Ｌ２を越えて受光領域５ａ，５ｄ側に位置するがその大部分が受光領域５ｂ，５ｃ側に位置する場合とを含むことを意味し、領域Ｐ２の全部が分割線Ｌ２に対して受光領域５ａ，５ｄ側に位置する場合と、その一部が分割線Ｌ２を越えて受光領域５ｂ，５ｃ側に位置するがその大部分が受光領域５ａ，５ｄ側に位置する場合とを含むことを意味する。

トラッキング制御部７は、一例として、図３に示すように、２つの加算器７ａ，７ｂおよび１つの減算器７ｃを備え、光検出器５から出力される電気信号Ｓａ〜Ｓｄに対してプッシュプル演算を行うことにより、トラッキング信号Ｓ１を生成して出力する。具体的には、加算器７ａが光検出器５から出力される２つの電気信号Ｓａ，Ｓｄの和信号Ｓ２を出力し、加算器７ｂが光検出器５から出力される２つの電気信号Ｓｂ，Ｓｃの和信号Ｓ３を出力する。次いで、減算器７ｃが、これら２つの和信号Ｓ２，Ｓ３の差を示すトラッキング信号Ｓ１を生成して出力する。

次に、光ピックアップ装置１のトラッキング制御動作について説明する。

作動状態において、光ピックアップ装置１では、光源２が光ビームを出射し、光学系６がこの光ビームを光情報媒体１１上に対物レンズ３を介して投射する。また、光学系６は、対物レンズ３を介して入射された光情報媒体１１からの戻り光ビームを光検出器５上に投射する。また、光検出器５は、各受光領域５ａ〜５ｄにおいて受光した戻り光ビームの光量を検出して、電気信号Ｓａ，Ｓｂ，Ｓｃ，Ｓｄを出力する。トラッキング制御部７は、この電気信号Ｓａ，Ｓｂ，Ｓｃ，Ｓｄに基づいてトラッキング信号Ｓ１を生成してレンズ駆動部４に出力する。レンズ駆動部４は、トラッキング信号Ｓ１に基づいて、図２に示すように、トラック１２の接線方向（Ｙ軸方向）およびこれと直交する方向（Ｘ軸方向）のそれぞれに対して所定角度（本例では一例として４５°）で傾斜するシフト方向に沿って、対物レンズ３を駆動する。

この場合、ビームスポットＳＰ３における領域Ｐ１，Ｐ２が分割線Ｌ２を基準として異なる分割領域側（受光領域５ｂ，５ｃ側と受光領域５ａ，５ｄ側）に位置しているため、ビームスポットＳＰ１の位置が図２において光情報媒体１１のラジアル方向（Ｘ方向）に相対的にシフトしたときには、シフト方向に対応して各領域Ｐ１，Ｐ２の明暗が一方が明るくなって他方が暗くなるように変化する。また、これに応じてトラッキング制御部７において生成される両和信号Ｓ２，Ｓ３のうちの一方が増加して他方が減少するように変化する。このため、トラッキング制御部７から出力されるトラッキング信号Ｓ１は、ビームスポットＳＰ１がラジアル方向（Ｘ方向）に沿っていずれの方向にシフトするかによって、その極性が変化し、かつシフト量に応じてそのレベルが変化する。レンズ駆動部４は、このトラッキング信号Ｓ１の極性に応じて対物レンズ３の駆動方向を決定し、かつトラッキング信号Ｓ１のレベルに応じて対物レンズ３の駆動量を決定して、対物レンズ３を駆動させる。これにより、対物レンズ３から光情報媒体１１上に投射される光ビームのビームスポットＳＰ１が、目的とするトラック１２上に正しく投射されるように、ビームスポットＳＰ１の位置が制御（トラッキング制御）される。

また、光ピックアップ装置１では、レンズ駆動部４によって対物レンズ３が駆動（シフト）された場合、光検出器５に投射された戻り光ビームのビームスポットＳＰ３の光検出器５上でのシフト方向が分割線Ｌ２と平行で、かつビームスポットＳＰ３の中心Ｏが分割線Ｌ２上を移動し、しかもビームスポットＳＰ３における領域Ｐ１，Ｐ２が分割線Ｌ２を基準として異なる分割領域側に常時位置しているため、対物レンズ３のレンズシフトに伴うビームスポットＳＰ３のシフトに起因するオフセットがトラッキング制御部７のプッシュプル演算において発生しない構成となっている。また、対物レンズ３のレンズシフトによってビームスポットＳＰ３内に生じる光強度分布が光検出器５の分割線Ｌ２を基準として線対称となるため、この光強度分布によるオフセットについてもトラッキング制御部７のプッシュプル演算において発生しない構成となっている。したがって、この光ピックアップ装置１では、これらのオフセットがトラッキング制御部７でのプッシュプル演算において発生しないため、プッシュプル演算によって生成される高精度のトラッキング信号Ｓ１に基づいて対物レンズ３が駆動されて、対物レンズ３から光情報媒体１１上に投射される光ビームのビームスポットＳＰ１が、目標のトラック１２上に正しく投射される。

また、光ピックアップ装置１では、光検出器５の分割線Ｌ２に対してセンサレンズ２４が４５°傾いた状態で配設され、かつセンサレンズ２４上に図４に示すようにビームスポットＳＰ２が投射されて、センサレンズ２４から出力された戻り光ビームが、図３に示すように、図４における母線Ｌ４を基準として線対称移動させられて光検出器５上に投射される構成となっている。このため、対物レンズ３と光情報媒体１１との距離が適正であって、対物レンズ３からの光ビームが光情報媒体１１上に正確に集光されているときには、光検出器５上におけるビームスポットＳＰ３が図５において実線で示すようにほぼ円形となり、対物レンズ３と光情報媒体１１との距離が近すぎたり、逆に遠すぎたりしたときには、光検出器５上におけるビームスポットＳＰ３が同図において破線や一点鎖線で示すように、各分割線Ｌ２，Ｌ３に対して４５°傾いた細長い円になる。このため、非点収差を利用した公知のフォーカスサーボの構成、例えば、２つの電気信号Ｓａ，Ｓｃの和信号と、他の２つの電気信号Ｓｂ，Ｓｄの和信号との差を示す信号をフォーカス誤差信号として使用して、対物レンズ３を光情報媒体１１に対して接離動させるフォーカスサーボの構成を採用することにより、光情報媒体１１に投射されるビームスポットＳＰ１に対するフォーカスサーボ制御についても良好に行われる。

このように、この光ピックアップ装置１、および光ピックアップ装置１によって実行されるトラッキング制御方法では、レンズ駆動部４は、トラッキング制御部７から出力されるトラッキング信号Ｓ１に基づいて光情報媒体１１のタンジェンシャル方向およびこの方向と直交する方向（ラジアル方向）のそれぞれに対して４５°傾斜する方向に対物レンズ３を駆動し（シフトさせ）、光学系６は、対物レンズ３が上記方向に沿ってシフトさせられたときに、光検出器５上に投射された戻り光ビームのビームスポットＳＰ３の中心Ｏが光検出器５上において分割線Ｌ２上を移動し、かつビームスポットＳＰ３内における±１次回折光による明暗の変化が出現する２つの領域Ｐ１，Ｐ２のうちの一方の領域Ｐ２が受光領域５ａ，５ｄ側に常に主として位置すると共に他方の領域Ｐ１が受光領域５ｂ，５ｃ側に常に主として位置するように戻り光ビームを光検出器５上に投射し、トラッキング制御部７は、分割線Ｌ２を基準として互いに同一側に位置する受光領域５ａ，５ｄからの各電気信号Ｓａ，Ｓｄの和信号Ｓ２、受光領域５ｂ，５ｃからの各電気信号Ｓｂ，Ｓｃの和信号Ｓ３、および各和信号Ｓ２，Ｓ３の差を示すトラッキング信号Ｓ１を生成する。

したがって、この光ピックアップ装置１および光ピックアップ装置１が実行するトラッキング制御方法によれば、トラッキング制御部７の構成を、各電気信号Ｓａ，Ｓｄの和信号Ｓ２、各電気信号Ｓｂ，Ｓｃの和信号Ｓ３、および各和信号Ｓ２，Ｓ３の差を示すトラッキング信号Ｓ１を生成するという簡易な構成に維持しつつ、対物レンズ３のレンズシフトに伴うビームスポットＳＰ３のシフトに起因するオフセットをトラッキング制御部７のプッシュプル演算において発生しないようにすることができ、これによって光情報媒体１１に投射される光ビームのビームスポットＳＰ１を目標のトラック１２上に正しく投射されるようにトラッキング制御することができる。また、対物レンズ３のレンズシフトによってビームスポットＳＰ３内に生じる光強度分布が光検出器５の分割線Ｌ２を基準として線対称となるため、この光強度分布によるオフセットについてもトラッキング制御部７のプッシュプル演算において発生しないようにすることができる。したがって、この光ピックアップ装置１および上記のトラッキング制御方法によれば、プッシュプル演算によって生成される高精度のトラッキング信号Ｓ１に基づいて対物レンズ３を駆動することができ、対物レンズ３から光情報媒体１１上に投射される光ビームのビームスポットＳＰ１を目標のトラック１２上に、より正確に投射することができる。

また、この光ピックアップ装置１では、図４に示すように、センサレンズ２４上でのシフト方向が母線Ｌ４に対して所定角度（本例では一例として４５°）傾くように戻り光ビームのビームスポットＳＰ２がセンサレンズ２４上に投射される。したがって、この光ピックアップ装置１によれば、光情報媒体１１上に投射された光ビームのフォーカスが外れたときに、光検出器５上においてビームスポットＳＰ３が、図５に示すように、各分割線Ｌ２，Ｌ３に対して所定角度（本例では４５°）傾く縦長の円に変化させることができる。これにより、非点収差を利用した公知のフォーカスサーボの構成、すなわち光検出器５から出力される各電気信号Ｓａ〜Ｓｄに基づいてフォーカス誤差信号を生成する１ビーム方式によるフォーカスサーボの構成を採用して、光情報媒体１１に投射されるビームスポットＳＰ１に対するフォーカスサーボ制御を行うことができるため、フォーカスサーボに関する回路構成についてもその複雑化を回避することができる。

また、対物レンズ３のレンズシフトによってビームスポットＳＰ３内に生じる光強度分布について上記したが、光情報媒体１１上に投射された光ビームのビームスポットＳＰ１がデータの未記録領域と記録領域との境界部分に位置しているときには、これら各領域の反射率（構造）の相違に起因して、上記の光強度分布とは異なる光強度分布がビームスポットＳＰ３内に発生する。具体的には、ビームスポットＳＰ３の半分が未記録領域および記録領域の一方の側に位置し、ビームスポットＳＰ３の他の半分が未記録領域および記録領域の他方の側に位置しているときには、図６に示すように、一方の側に共に位置しているビームスポットＳＰ３内の各領域Ｐ３，Ｐ４（ドットを密な状態で付した領域）が同じ光強度となり、他方の側に位置しているビームスポットＳＰ３内の各領域Ｐ５，Ｐ６（ドットを疎な状態で付した領域）が同じ光強度となる。しかしながら、光ピックアップ装置１では、対物レンズ３のレンズシフト時に、ビームスポットＳＰ３が光検出器５上においてその中心Ｏが分割線Ｌ２上に位置した状態で、分割線Ｌ２と平行に移動するため、対物レンズ３がレンズシフトしたとしても、各領域Ｐ３，Ｐ５は、分割線Ｌ２を基準として常に各受光領域５ａ，５ｄ側に主として位置し、各領域Ｐ４，Ｐ６は、分割線Ｌ２を基準として常に各受光領域５ｂ，５ｃ側に主として位置することになる。したがって、光ピックアップ装置１では、このビームスポットＳＰ１が未記録領域と記録領域との境界部分に位置しているときに発生する光強度分布によるオフセットについても、トラッキング制御部７のプッシュプル演算によって低減することができる。

なお、本発明は、上記の構成に限定されない。本例では、フォーカス誤差信号に含まれるオフセット成分を最小にできる好ましい例として、所定角度を４５°とした例を挙げて説明したが、トラッキングサーボ機構に関しては、センサレンズ２４上での母線Ｌ４に対するビームスポットＳＰ２のシフト方向の所定角度は４５°に限定されず、任意の角度とすることができる。具体的には、多少のオフセット成分がフォーカス誤差信号に含まれていてもよいときには、例えば３５°など４５°を含む所定の角度範囲内の任意の角度にすることができる。また、例えば、フォーカスサーボ専用の光学系および光検出器を別途配設する構成を採用した場合には、光検出器５に対するセンサレンズ２４の角度を４５°を含む任意の角度に設定することができる。

例えば図７に示すように、ビームスポットＳＰ２のシフト方向が母線Ｌ４と一致するように戻り光ビームをセンサレンズ２４上に投射し、かつ光検出器５の分割線Ｌ２と母線Ｌ４とが平行となるようにセンサレンズ２４の位置を規定するか、または図８に示すように、ビームスポットＳＰ２のシフト方向が母線Ｌ４に対して直交するように戻り光ビームをセンサレンズ２４上に投射し、かつ光検出器５の分割線Ｌ２と母線Ｌ４とが直交するようにセンサレンズ２４の位置を規定して、センサレンズ２４から出力された戻り光ビームを図７の構成では図９に、図８の構成では図１０にそれぞれ示すように光検出器５上に投射させるように光学系６および光検出器５を構成することもできる。この構成においても、ビームスポットＳＰ２は母線Ｌ４を基準として線対称移動させられて光検出器５上に投射される。これにより、光検出器５上でのビームスポットＳＰ３のシフト方向が図９，１０において矢印で示す方向（光検出器５の分割線Ｌ２と平行な方向）となり、かつビームスポットＳＰ３の中心Ｏが光検出器５上において分割線Ｌ２上を移動するように、戻り光ビームが光検出器５上に投射されるように構成することができ、ビームスポットＳＰ３内の２つの領域Ｐ１，Ｐ２のうちの領域Ｐ１が第１受光領域５ａおよび第４受光領域５ｄ側に常に主として位置すると共に、領域Ｐ２が第２受光領域５ｂおよび第３受光領域５ｃ側に常に主として位置するように、光学系６および光検出器５を構成することができる。

したがって、この構成によれば、トラッキング制御部７を簡易な構成に維持しつつ、光情報媒体１１に投射される光ビームのビームスポットＳＰ１を目標のトラック１２上に正しく投射するようにトラッキング制御でき、かつ対物レンズ３のレンズシフトに伴うビームスポットＳＰ３のシフトに起因するオフセットおよび光強度分布によるオフセットをトラッキング制御部７のプッシュプル演算において発生しないようにすることができる。さらに、この構成によれば、多層の記録層で構成される光情報媒体において発生する迷光についても、図７に示すセンサレンズ２４の構成（ビームスポットＳＰ２のシフト方向を母線Ｌ４と一致させた構成）においては、多層の記録層のうちの焦点のあった記録層よりも遠い方の記録層からの迷光はそのシフト方向が母線Ｌ４から外れるものの、近い方の記録層からの迷光は図１１に示すように、光検出器５の分割線Ｌ２に対して線対称となり、かつ光検出器５の分割線Ｌ２上をシフト（同図において矢印で示す方向でのシフト）するようにビームスポットＳＰｘを投射させることができる。これにより、近い方の記録層からの迷光によるオフセットについてはトラッキング制御部７のプッシュプル演算によってキャンセルでき、したがって、迷光全体としてのオフセットを低減させることができる。また、図８に示すセンサレンズ２４の構成（ビームスポットＳＰ２のシフト方向を母線Ｌ４と直交させた構成）においては、逆に多層の記録層のうちの焦点のあった記録層よりも近い方の記録層からの迷光はそのシフト方向が母線Ｌ４から外れるものの、遠い方の記録層からの迷光はそのシフト方向が母線Ｌ４と一致する（迷光が母線Ｌ４上を移動する）ため、遠い方の記録層からの迷光によるオフセットについてはトラッキング制御部７のプッシュプル演算によってキャンセルさせることができ、これにより、迷光全体としてのオフセットを低減させることができる。また、ビームスポットＳＰ３と同様の光強度分布が迷光に存在しているときでも、図７に示すセンサレンズ２４の構成における上記した近い方の記録層からの迷光について、また図８に示すセンサレンズ２４の構成における上記した遠い方の記録層からの迷光については、ビームスポットＳＰ３のときと同様にしてトラッキング制御部７のプッシュプル演算により、光強度分布に起因したオフセットを発生しないようにすることができる。

また、例えば、上記した非点収差法以外の方法（例えば、ホログラムを使って行うダブルナイフエッジ法）によってフォーカスサーボ制御を行う構成や、フォーカスサーボ専用の光学系および光検出器を別途配設する構成を採用することもでき、この構成では、上記した光学系６からセンサレンズ２４を省くことができる。この場合、フォーカスサーボ専用の光学系としては、センサレンズを含む光学系、およびセンサレンズを含まない光学系のいずれも採用することができる。また、この構成では、多層の記録層で構成される光情報媒体において発生するすべての迷光は、光検出器５上でのそれぞれのビームスポットの形状が円となると共に、これらのビームスポットの移動方向がビームスポットＳＰ３のシフト方向と一致し、かつ各ビームスポットの中心が光検出器５の分割線Ｌ２上を移動するため、迷光によって発生するオフセットを完全にキャンセルすることができる。

光ピックアップ装置１の構成図である。 光情報媒体１１上に投射されたビームスポットＳＰ１のシフト方向などを示す説明図である。 光検出器５およびトラッキング制御部７の構成を示す回路図である。 光検出器５に対するセンサレンズ２４の傾きを４５°としたときのセンサレンズ２４とビームスポットＳＰ２との関係を説明するための説明図である。 光ビームのフォーカス状態が変化したときの光検出器５上でのビームスポットＳＰ３の形状の変化を説明するための説明図である。 ビームスポットＳＰ１が光情報媒体１１における記録領域と非記録領域の境界に位置しているときに生じる光強度分布を説明するための説明図である。 ビームスポットＳＰ２のシフト方向を母線Ｌ４と一致させたときのセンサレンズ２４の平面図である。 ビームスポットＳＰ２のシフト方向を母線Ｌ４と直交させたときのセンサレンズ２４の平面図である。 センサレンズ２４が図７の構成のときの光検出器５とビームスポットＳＰ３との関係を説明するための説明図である。 センサレンズ２４が図８の構成のときの光検出器５とビームスポットＳＰ３との関係を説明するための説明図である。 センサレンズ２４が図７の構成のときの光検出器５とビームスポットＳＰ３との関係を説明するための説明図である。 光情報媒体１１上に投射されたビームスポットＳＰ１の従来のシフト方向などを示す説明図である。 光検出器５上に投射されたビームスポットＳＰ３の従来のシフト方向などを示す説明図である。

符号の説明

１ 光ピックアップ装置
２ 光源
３ 対物レンズ
４ レンズ駆動部
５ 光検出器
５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ 受光領域
６ 光学系
７ トラッキング制御部
１１ 光情報媒体
１２ トラック
Ｌ２，Ｌ３ 分割線
Ｐ１，Ｐ２ 領域
Ｓ１ トラッキング信号
Ｓ２，Ｓ３ 和信号
Ｓａ，Ｓｂ，Ｓｃ，Ｓｄ 電気信号

Claims (4)

1. 光ビームを出射する光源と、
   入射した前記光ビームを光情報媒体のトラックに集光させる対物レンズと、
   前記対物レンズを前記光情報媒体と平行な平面内でシフトさせるトラッキング用のレンズ駆動部と、
   直交する２つの分割線で分割された第１受光領域、第２受光領域、第３受光領域および第４受光領域が当該２つの分割線の交点の周囲にこの順に配設されて構成されると共に、当該各受光領域で受光する光量を示す電気信号を出力する光検出器と、
   前記光源から出射された前記光ビームを前記対物レンズに入射させると共に、当該対物レンズで受光した前記光情報媒体からの戻り光ビームを前記光検出器上に投射する光学系と、
   前記２つの分割線のうちの一方の分割線を基準として互いに同一側に位置する前記第１受光領域および前記第４受光領域で受光している前記戻り光ビームの光量を示す２つの前記電気信号の和と、前記第２受光領域および前記第３受光領域で受光している前記戻り光ビームの光量を示す２つの前記電気信号の和との差分に基づいて前記レンズ駆動部を制御して前記対物レンズをシフトさせるトラッキング制御部とを備えた光ピックアップ装置であって、
   前記レンズ駆動部は、前記光情報媒体のトラック方向および当該トラック方向と直交する方向のそれぞれに対して傾斜するシフト方向で前記対物レンズをシフトさせ、
   前記光学系は、前記対物レンズが前記シフト方向に沿ってシフトさせられたときに前記投射された前記戻り光ビームの中心が前記光検出器上において前記一方の分割線上を移動し、かつ当該投射された前記戻り光ビームのビームスポット内における±１次回折光による明暗の変化が出現する２つの領域のうちの一方の領域が前記第１受光領域および前記第４受光領域側に位置すると共に他方の領域が前記第２受光領域および前記第３受光領域側に位置するように当該戻り光ビームを当該光検出器上に投射する光ピックアップ装置。
2. 前記光学系は、前記光検出器に投射される前記戻り光ビームに非点収差を付加するセンサレンズを備え、当該センサレンズ上での当該戻り光ビームのビームスポットについてのシフト方向が当該母線に対して所定角度傾くように構成されている請求項１記載の光ピックアップ装置。
3. 前記光学系は、前記光検出器に投射される前記戻り光ビームに非点収差を付加するセンサレンズを備え、当該センサレンズ上での当該戻り光ビームのビームスポットについての前記対物レンズのシフト方向が当該母線と一致または直交するように構成されている請求項１記載の光ピックアップ装置。
4. 直交する２つの分割線で分割された第１受光領域、第２受光領域、第３受光領域および第４受光領域が前記２つの分割線の交点の周囲にこの順に配設されて構成された光検出器上に対物レンズで受光した光情報媒体からの戻り光ビームを投射させ、前記２つの分割線のうちの一方の分割線を基準として互いに同一側に位置する前記第１受光領域および前記第４受光領域で受光している光量をそれぞれ示す２つの電気信号の和と、前記第２受光領域および前記第３受光領域で受光している光量をそれぞれ示す２つの電気信号の和との差分に基づいて前記対物レンズをシフトさせるトラッキング制御方法であって、
   前記投射された前記戻り光ビームの中心が前記光検出器上において前記一方の分割線上を移動し、かつ当該投射された前記戻り光ビームのビームスポット内における±１次回折光による明暗の変化が出現する２つの領域のうちの一方の領域が前記第１受光領域および前記第４受光領域側に位置すると共に他方の領域が前記第２受光領域および前記第３受光領域側に位置した状態で当該戻り光ビームが当該光検出器上に投射されるように、前記光情報媒体のトラック方向および当該トラック方向と直交する方向のそれぞれに対して傾斜するシフト方向に前記対物レンズをシフトさせるトラッキング制御方法。

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