JP2009140551A - 光学ピックアップおよび光ディスクドライブ - Google Patents

Abstract

【課題】比較的簡単な構成により光学ピックアップのサーボ制御を安定して実行する。
【解決手段】光検出器４７の前段に配置される回折格子は、光ディスクのタンジェンシャル方向に２分割されており、分割された回折領域Ａ，Ｂは、それぞれ、その回折効率が光ディスクのラジアル方向に傾きを有し、さらに、回折領域Ａ，Ｂの回折効率の傾き方向が相反するようになされている。すなわち、回折領域Ａは、回折効率が、図面上、左側の方が高く、右側の方が低くなされている。反対に、回折領域Ｂは、回折効率が、図面上、右側の方が高く、左側の方が低くなされている。本発明は、光ディスクドライブに適用することができる。
【選択図】図３

Description

本発明は、光学ピックアップおよび光ディスクドライブに関し、特に、光学ピックアップのサーボ制御を安定して実行できるようにした光学ピックアップおよび光ディスクドライブに関する。

DVD(digital versatile disc)やブルーレイディスクなどに代表される高密度、大容量の光ディスクが実用化され、動画のような大量の情報を扱える情報媒体として広く普及している。

従来、光ディスクに対して情報を記録したり、記録されている情報を読出したりする光ディスクドライブにおける光学ピックアップでは、光ディスクに対してレーザ光を照射し、その反射光を受光して解析することにより、光学ピックアップのレンズシフト信号やトラッキングエラー信号を検出するようになされている。

このトラッキングエラー信号の誤差を低減する技術として、例えば、いわゆるディファレンシャルプッシュプル法と称する方法が提案されている。ディファレンシャルプッシュプル法によれば、レーザ光をメインビームと２つのサブビームとに分割し、トラックと直交する方向に沿って予め設定された量だけずらして配置し、メインビームから得られるトラッキングエラー信号を第１のプッシュプル信号とし、２つのサブビームから得られるトラッキングエラー信号を第２のプッシュプル信号として第１のプッシュプル信号と第２のプッシュプル信号とを差動演算することによりトラッキングエラー信号が得られることになる。

すなわち、ディファレンシャルプッシュプル法によれば、レンズシフトの影響がキャンセルされ、誤差の少ないトラッキングエラー信号を検出することが可能となる。

また、光ディスクのトラック構造に起因する回折光が発生しない領域において、光ディスクのラジアル方向に複数に分割したレーザ光を、回折格子によって回折させて光検出部へ導き、ラジアル方向の光強度の差異を検出することにより、光学ピックアップ内の対物レンズのレンズシフト検出を行う技術も提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００４−２８１０２６号公報

しかしながら、従来の技術では、回折格子を用いてメインビームとサブビームを生成するため、光の利用効率が低下し、光源から出射されるビームの強度を上げる必要があり、装置の構成を変更する必要がある。

また、正確にレンズシフト検出を行うためには、サブビームのプッシュプル信号が、メインビームと逆位相になるように、サブビームの位置を調整する必要があり、ディスクの内周から外周までサブビームのプッシュプル成分の位相のずれが生じないようにするためには、メインビームとサブビームの間隔を大きく広げられず、例えば、多層式の光ディスクに対して情報を読み書きする場合、読み書きの対象とする層とは異なる他層からの迷光により、トラッキングエラー信号の特性が悪化するおそれがある。

特許文献１では、多層式の光ディスクに対して情報を読み書きする際の他層からの迷光の影響を抑止することを目的として、回折光を、非回折光（０次光）から完全に分離するためには、回折格子の格子間隔を狭くする必要があり、加工も位置調整も難しくなるだけでなく、層の数が多くなって層間隔が狭くなるような場合、回折光自体の他層迷光の影響も発生し、トラッキングエラー信号に誤差を生じることがある。

また、光検出器の数が増えるための回路規模が大きくなり、消費電力が増加することになるという欠点もある。

本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、比較的簡単な構成により光学ピックアップのサーボ制御を安定して実行できるようにするものである。

本発明の第１の側面である光学ピックアップは、光ディスクに対する情報の記録、または前記光ディスクに記録されている情報の読み出しの少なくとも一方を行う光学ピックアップにおいて、レーザ光を発生する発光素子と、前記レーザ光の光ビームを前記光ディスクに集光させる対物レンズと、前記光ディスクのタンジェンシャル方向に分割された２つの光学領域から成り、前記２つの光学領域の光学特性が前記光ディスクのラジアル方向に傾きを有し、かつ、前記傾きの方向が相反している光学素子と、前記光ディスクから反射され、前記光学素子を通過した光ビームを、前記光学素子の前記光学領域毎に区別して受光し、区別して受光した前記光ビームの強度にそれぞれ対応する検出信号を発生する光検出手段とを備え、前記検出信号は、対物レンズが前記光ディスクのラジアル方向にシフトしたことに対応して変化することを特徴とする。

前記光検出手段は、前記光学素子を通過した光ビームを、前記光学素子の前記光学領域毎に区別して受光するための受光領域として、前記光ディスクのタンジェンシャル方向に並べられた複数の矩形の前記受光領域を有するようにすることができる。

前記複数の受光領域からそれぞれ出力される前記検出信号は、前記対物レンズのレンズシフト信号、またはフォーカスエラー信号の少なくとも一方の算出に用いられるようにすることができる。

前記光検出手段は、前記光学素子を通過した光ビームを、前記光学素子の前記光学領域毎に区別して受光するための受光領域として、前記光ディスクのタンジェンシャル方向とラジアル方向に並べられた複数の矩形の前記受光領域を有し、前記複数の受光領域からそれぞれ出力される前記検出信号は、前記対物レンズのレンズシフト信号、フォーカスエラー信号、プッシュプル信号、または前記トラッキングエラー信号の少なくとも１つの算出に用いられるようにすることができる。

前記光学素子は、回折格子であり、前記２つの光学領域は、回折効率に傾きを有しているようにすることができる。

本発明の第１の側面である光学ピックアップは、前記光ディスクから反射され、前記光学素子を通過する前の光ビームを、第１の光ビームと第２の光ビームとに分配する分配手段をさらに備えることができ、前記光検出手段は、前記光学素子を通過した前記第１の光ビームに対応する検出信号を発生する第１の受光部と、前記光学素子を通過していない前記第２の光ビームに対応する検出信号を発生する第２の受光部とからなるようにすることができる。

前記第１の受光部は、前記光学素子を通過した前記第１の光ビームを、前記光学素子の前記光学領域毎に区別して受光するための受光領域として、前記光ディスクのタンジェンシャル方向に並べられた複数の矩形の前記受光領域を有し、前記第２の受光部は、前記光学素子を通過していない前記第２の光ビームを受光するための受光領域として、前記光ディスクのタンジェンシャル方向とラジアル方向に並べられた複数の矩形の前記受光領域を有し、前記複数の受光領域からそれぞれ出力される前記検出信号は、前記対物レンズのレンズシフト信号、フォーカスエラー信号、プッシュプル信号、または前記トラッキングエラー信号の少なくとも１つの算出に用いられるようにすることができる。

本発明の第１の側面である光学ピックアップにおいては、光ディスクのタンジェンシャル方向に分割された２つの光学領域から成り、２つの光学領域の光学特性が光ディスクのラジアル方向に傾きを有し、かつ、傾きの方向が相反している光学素子を通過した光ビームを、光学素子の前記光学領域毎に区別して受光され、区別して受光された光ビームの強度にそれぞれ対応する検出信号が発生される。これらの検出信号は、対物レンズが光ディスクのラジアル方向にシフトしたことに対応して変化する。

本発明の第２の側面である光ディスクドライブは、光ディスクに対する情報の記録、または前記光ディスクに記録されている情報の読み出しの少なくとも一方を行う光ディスクドライブにおいて、レーザ光を発生する発光素子と、前記レーザ光の光ビームを前記光ディスクに集光させる対物レンズと、前記光ディスクのタンジェンシャル方向に分割された２つの光学領域から成り、前記２つの光学領域の光学特性が前記光ディスクのラジアル方向に傾きを有し、かつ、前記傾きの方向が相反している光学素子と、前記光ディスクから反射され、前記光学素子を通過した光ビームを、前記光学素子の前記光学領域毎に区別して受光し、区別して受光した前記光ビームの強度にそれぞれ対応する検出信号を発生する光検出手段と、前記検出信号に基づいて対物レンズが前記光ディスクのラジアル方向にシフトしたことを示すレンズシフト信号を算出する算出手段とを備えることを特徴とする。

本発明の第２の側面である光ディスクドライブにおいては、光ディスクのタンジェンシャル方向に分割された２つの光学領域から成り、２つの光学領域の光学特性が光ディスクのラジアル方向に傾きを有し、かつ、傾きの方向が相反している光学素子を通過した光ビームを、光学素子の前記光学領域毎に区別して受光され、区別して受光された光ビームの強度にそれぞれ対応する検出信号が発生される。さらに、発生された検出信号に基づいて対物レンズが光ディスクのラジアル方向にシフトしたことを示すレンズシフト信号が算出される。

本発明の第１の側面によれば、比較的簡単な構成により光学ピックアップのサーボ制御を安定して実行することができる。

本発明の第２の側面によれば、比較的簡単な構成によりサーボ制御を安定して実行することができる。

以下、本発明を適用した具体的な実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施の形態である光ディスクドライブの構成例を示している。この光ディスクドライブ１０は、DVD、ブルーレイディスクなどの光ディスク１００に対して情報を記録したり、光ディスク１００に記録されている情報を読み出したりするものである。

この光ディスクドライブ１０は、光学ピックアップ２１、演算回路２２、再生回路２３、制御回路２４、およびモータ２９から構成される。

光学ピックアップ２１は、レーザ光を発生する発光素子４１（図２）と光ディスク１００からの反射光を検出する光検出器４７（図２）を備え、発光素子４１により発生させるレーザ光を光ディスク１００に照射し、その反射光を光検出器４７によって検出し、光検出器４７から出力される検出信号を演算回路２２に出力する。

演算回路２２は、光学ピックアップ２１から入力される検出信号に基づき、光ディスク１００に記録されている情報に対応するＲＦ信号、光学ピックアップ２１のサーボ制御に用いるフォーカスエラー信号、トラッキングエラー信号などを算出する。算出される再生信号は再生回路２３に供給され、フォーカスエラー信号、トラッキングエラー信号などは制御回路２４に出力される。

再生回路２３は、演算回路２２から供給されるＲＦ信号に所定の信号処理を行うことにより、光ディスク１００に記録されている情報を再生して後段の装置（不図示）に出力する。

制御回路２４は、演算回路２２から入力されるフォーカスエラー信号に基づいて、光学ピックアップ２１のフォーカスサーボ用アクチュエータ２６を制御し、光学ピックアップ２１の対物レンズ４５（図２）を光軸方向に移動させることによってフォーカスエラーを補正する。

また、制御回路２４は、演算回路２２から入力されるトラッキングエラー信号に基づいて、光学ピックアップ２１のトラッキングサーボ用アクチュエータ２７を制御し、光学ピックアップ２１の対物レンズ４５を光ディスク１００の半径方向に移動させることによってトラッキングエラーを補正する。なお、フォーカスサーボ用アクチュエータ２６とトラッキングサーボ用アクチュエータ２７とは、実際には１つのアクチュエータとして構成され、対物レンズ４５がそのアクチュエータに搭載されている。

さらに、制御回路２４は、モータ２９を制御して、光ディスク１００を回転駆動させるようになされている。

次に、図２は、図１の光学ピックアップ２１の第１の構成例を示している。

光学ピックアップ２１の当該第１の構成例は、発光素子４１、偏光ビームスプリッタ(BS)４２、コリメータレンズ４３、QWP(quarter wave plate)４４、対物レンズ４５、回折格子４６、および光検出器４７から構成される。なお、同図において、フォーカスサーボ用アクチュエータ２６およびトラッキングサーボ用アクチュエータ２７に相当するアクチュエータの図示は省略されている。

発光素子４１は、例えば、半導体レーザからなり、発生したレーザ光ビーム（以下、光ビームとも略記する）を射出する。偏光ビームスプリッタ４２は、発光素子４１側から入射される光ビームを透過するとともに、コリメータレンズ４３側からの入射される光ビーム（反射光）を回折格子側４６側に反射するようになされている。

したがって、発光素子４１から射出された光ビームは、偏光ビームスプリッタ４２を通過して、コリメータレンズ４３に入射される。

コリメータレンズ４３は、発散光である光ビームを平行光ビームに変換する。変換後の平行光ビームは、QWP４４に入射される。QWP４４は、コリメータレンズ４３から入射された平行光ビームを、円偏光に変換する。変換後の光ビームは、対物レンズ４５に入射される。対物レンズ４５は、QWP４４から入射される円偏光の平行光ビームを、光ディスク１００の記録面に収束させる。

光ディスク１００の記録面で反射した光ビームは、対物レンズ４５により平行光ビームに変換されて、再びQWP４４およびコリメータレンズ４３を通過した後、偏光ビームスプリッタ４２に入射され、回折格子４６側に反射される。

回折格子４６は、以下に説明する光学特性を有し、偏光ビームスプリッタ４２から入射される光ビームを回折して光検出部４７に入射させる。

回折格子４６の光学特性について、図３を参照して説明する。

回折格子４６は、光ディスク１００のタンジェンシャル方向に２分割されており、分割された回折領域Ａ，Ｂは、それぞれ、その回折効率が光ディスク１００のラジアル方向に傾きを有し、さらに、回折領域Ａ，Ｂの回折効率の傾き方向が相反するようになされている。

すなわち、回折領域Ａは、回折効率が、図面上、左側の方が高く、右側の方が低くなされている。反対に、回折領域Ｂは、回折効率が、図面上、右側の方が高く、左側の方が低くなされている。

なお、回折格子４６の回折効率を変化させる方法としては、回折格子４６の溝の凹凸幅の比率を変えようにしたり、回折格子４６の溝の深さを変化させるようにしたりすればよい。

また、回折格子４６の代わりに、反射率に傾きが与えられた反射ミラーを設けたり、透過率に傾きが与えられた透過ガラスを設けたり、吸収率に傾きが与えられた吸収ガラスを設けたりしてもよい。

またさらに、回折格子４６の代わりに、位相差板と偏光ビームスプリッタを設け、その位相差に傾きを与えるようにしてもよい。あるいは、回折格子４６の代わりに、旋光板と偏光ビームスプリッタを設け、その旋光角に傾きを与えるようにしてもよい。

したがって、対物レンズ４５の移動、いわゆるレンズシフトによって、例えば、レーザビームの光スポットが図面上の左側にシフトした場合、回折格子４６の回折領域Ａで回折された光ビームの強度はレンジシフト前に比較して高くなり、回折領域Ｂで回折された光ビームの強度はレンズシフト前に比較して低くなる特性を有する。

図２に戻る。光検出部４７は、図４に示すように、タンジェンシャル方向およびラジアル方向にそれぞれ２分割されており、分割された受光領域ａ１，ａ２，ｂ１，ｂ２により回折格子４６によって回折された光ビームを受光する。なお、回折格子４６の回折領域Ａで回折されたビーム光は、光検出部４７の受光領域ａ１，ａ２で受光され、回折格領域Ｂで回折されたビーム光は、光検出部ｂ１，ｂ２で受光される。以下、受光領域ａ１，ａ２，ｂ１，ｂ２で受光された光量に対応する検出信号も、ａ１，ａ２，ｂ１，ｂ２と記述する。

光検出器４７から出力される検出信号ａ１，ａ２，ｂ１，ｂ２は、後段の演算回路２２に供給され、レンズシフト信号およびトラッキングエラー信号の生成に用いられる。

具体的には、レンズシフト信号ＬＳは、次式（１）のように算出される。
ＬＳ＝（ａ１＋ａ２）−（ｂ１＋ｂ２） ・・・（１）

また、トラッキングエラー信号TRKは次式（２）のように算出される。ただし、式（２）中のｋは所定の係数である。
TRK＝（ａ１＋ｂ１)−（ａ２＋ｂ２）−ｋ｛（ａ１＋ａ２）−（ｂ１＋ｂ２）}
・・・（２）

図５は、回折格子４６に与える光学特性の他の例を示している。同図に示すように、回折格子４６の光学特性の傾き方向に角度を与えることにより、図６に示すように、光検出器４７に到達する光ビームのスポットをタンジェンシャル方向に２分割させることもできる。

この場合、光検出器４７に対する光ビームスポットの、ラジアル方向の位置調整が不要となる。さらに、図示は省略するが、回折格子４６の光学特性を調整して、スポットがラジアル方向にも２分割されるようにすれば、光検出器４７に対する光ビームスポットの、タンジェンシャル方向の位置調整を不要とすることができる。

次に、図７は、図１の光学ピックアップ２１の第２の構成例を示している。

光学ピックアップ２１の当該第２の構成例は、光集積素子を用いたものである。なお、図２に示された第１の構成例と同一の構成要素には、同一の符号を付している。また、同図において、フォーカスサーボ用アクチュエータ２６およびトラッキングサーボ用アクチュエータ２７に相当するアクチュエータの図示は省略されている。

光学ピックアップ２１の当該第２の構成例は、主に、保持部５１、発光素子５２、折り曲げミラー５３、光検出器５５、複合HOE５８、偏光ビームスプリッタ８２、コリメータレンズ４３、QWP４４、対物レンズ４５、ハーフミラー６０、全反射ミラー６１、回折格子６２、および光検出器６３から構成される。

光学ピックアップ２１の当該第２の構成例において、保持部５１に設けられた発光素子５２から射出されたビーム光は、折り曲げミラー５３により、略２０％の透過光と略８０％の反射光とに分離される。

折り曲げミラー５３が透過する透過光は、反射リッド５４によって反射され、光検出器５５に入射される。光検出器５５による検出信号は、発光素子５２のオートパワーコントロールやレーザノイズキャンセルなどに用いられる。

折り曲げミラー５３が反射する反射光は、保持部５１に設けられた開口５６を通過し、スペーサ５７を介して保持部５１に固定されている複合HOE５８および偏光ビームスプリッタ８２を順に通過し、さらに、コリメータレンズ４３、QWP４４、および対物レンズ４５を経由して、光ディスク１００に集光される。

光ディスク１００からの反射光は、再び、対物レンズ４５、QWP４４、およびコリメータレンズ４３を通過して偏光ビームスプリッタ８２に入射され、偏光ビームスプリッタ８２によってハーフミラー６０側に反射される。

偏光ビームスプリッタ８２による反射光は、その略５０％がハーフミラー６０によって、反射され、この反射光が複合HOE５８の上面に設けられた回折格子６２を介して光検出器６３の受光部７１に入射される。また残りの略５０％がハーフミラー６０を透過して、全反射ミラー６１によって全反射され、この反射光が光検出器６３の受光部７２に入射される。なお、受光部７１は、図９に示されるように、＋１次光受光部７１−１と−１次光受光部７１−２が設けられている。

図８は、複合HOE５８の上面に設けられた回折格子６２の光学的特性を示している。同図に示すように、回折格子６２は、図２の回折格子４６と同様、光ディスク１００のタンジェンシャル方向に２分割されており、各回折領域Ａ，Ｂの回折効率は、光ディスク１００のラジアル方向に傾きを有し、さらに、回折領域Ａ，Ｂの回折効率の傾き方向が相反するようになされている。

すなわち、回折領域Ａは、回折効率が、図面上、左側の方が高く、右側の方が低くなされている。反対に、回折領域Ｂは、回折効率が、図面上、右側の方が高く、左側の方が低くなされている。

さらに、回折格子６２は、シリンドリカルレンズと同等の作用を奏するようになされており、光ディスク１００のタンジェンシャル方向にのみ、＋１次光を前焦点に、−１次光を後焦点に変換する。したがって、光検出器６３の受光部７１における光ビームのスポット形状は図９に示すような形状となり、＋１次光は受光部７１の＋１次光受光部７１−１により受光され、−１次光は受光部７１の−１次光受光部７１−２により受光される。

なお、＋１次光受光部７１−１は、光ディスク１００のタンジェンシャル方向に、短冊状の受光領域ａ２１，ａ２２，ｂ２１，ｂ２２に分割されている。以下、受光領域ａ２１，ａ２２，ｂ２１，ｂ２２で受光された光量に対応する検出信号も、ａ２１，ａ２２，ｂ２１，ｂ２２と記述する。同様に、−１次光受光部７１−２は、光ディスク１００のタンジェンシャル方向に、短冊状の受光領域ａ１１，ａ１２，ｂ１１，ｂ１２に分割されている。以下、受光領域ａ１１，ａ１２，ｂ１１，ｂ１２で受光された光量に対応する検出信号も、ａ１１，ａ１２，ｂ１１，ｂ１２と記述する。

一方、全反射ミラー６１の反射光を受光する受光部７２は、図１０に示すように、光ディスク１００のタンジェンシャル方向とラジアル方向にそれぞれ２分割されている。以下、分割された受光領域ａ１，ａ２，ｂ１，ｂ２で受光された光量に対応する検出信号も、ａ１，ａ２，ｂ１，ｂ２と記述する。

光学ピックアップ２１の第２の構成例から出力される検出信号は、演算回路２２に供給され、スポットサイズ検出法を用いた次式（３）に従ってフォーカスエラー信号FEが算出される。
ＦＥ＝（ａ１１＋ｂ１１＋ａ２２＋ｂ２２）−（ａ２１＋ｂ２１＋ａ１２＋ｂ１２）
・・・（３）

また、レンズシフト信号ＬＳが、次式（４）のように算出される。
ＬＳ＝SSDθ＝（ａ１１＋ａ１２＋ａ２１＋ａ２２）
−（ｂ１１＋ｂ１２＋ｂ２１＋ｂ２２）
・・・（４）

さらに、トラッキングエラー信号TRKが、次式（５）のように、push-pull号に基づいて算出される。ただし、式中のｋは所定の係数である。
Push-Pull＝RPP＝（ａ１＋ｂ１）−（ａ２＋ｂ２)
TRK＝RPP−ｋ(SSDθ)
＝(ａ１＋ｂ１)−（ａ２＋ｂ２）−ｋ｛（ａ１１＋ａ１２＋ａ２１＋ａ２２）
−（ｂ１１＋ｂ１２＋ｂ２１＋ｂ２２）}
・・・（５）

なお、光検出部７２からの検出信号だけを用いた、いわゆるDPD法により、トラッキングエラー信号TRKを検出することも可能である。

またさらに、次式（６）に従い、ＲＦ信号を算出することもできる。
RF＝（ａ１＋ａ２＋ｂ１＋ｂ２）
・・・（６）

加えて、次式（７）に示すTPPにより、レンズシフト信号ＬＳのタンジェンシャル方向の摂動の影響を補正することが可能である。
TPP＝（ａ１＋ａ２）−（ｂ１＋ｂ２）
・・・（７）

次式（８）に従い、レンズシフト信号ＬＳのタンジェンシャル方向の摂動の影響を補正したトラッキングエラー信号TRKを算出することができる。ただし、βは所定の係数である。
TRK＝RPP−ｋ（SSDθ−βTPP）
・・・（８）

次に、図１１は、図１の光学ピックアップ２１の第３の構成例を示している。

光学ピックアップ２１の当該第３の構成例も光集積素子を用いたものである。なお、図２に示された第１の構成例、または図７に示された第２の構成例と同一の構成要素には、同一の符号を付している。また、同図において、フォーカスサーボ用アクチュエータ２６およびトラッキングサーボ用アクチュエータ２７に相当するアクチュエータの図示は省略されている。

光学ピックアップ２１の当該第３の構成例は、主に、保持部５１、発光素子５２、折り曲げミラー５３、光検出器５５、複合HOE８１、偏光ビームスプリッタ８２、コリメータレンズ４３、QWP４４、対物レンズ４５、全反射ミラー８３、回折格子８４、回折格子８５、および光検出器８６から構成される。

光学ピックアップ２１の当該第３の構成例において、保持部５１に設けられた発光素子５２から射出されたビーム光は、折り曲げミラー５３により、略２０％の透過光と略８０％の反射光とに分離される。

折り曲げミラー５３が透過する透過光は、反射リッド５４によって反射され、光検出器５５に入射される。光検出器５５による検出信号は、発光素子５２のオートパワーコントロールやレーザノイズキャンセルなどに用いられる。

折り曲げミラー５３が反射する反射光は、保持部５１に設けられた開口５６を通過し、スペーサ５７を介して保持部５１に固定されている複合HOE８１および偏光ビームスプリッタ８２を順に通過し、さらに、コリメータレンズ４３、QWP４４、および対物レンズ４５を経由して、光ディスク１００に集光される。

光ディスク１００からの反射光は、再び、対物レンズ４５、QWP４４、およびコリメータレンズ４３を通過して偏光ビームスプリッタ８２に入射され、偏光ビームスプリッタ８２によって全反射ミラー８３側に反射され、全反射ミラー８３によって複合HOE８１側に反射される。

全反射ミラー８３からの反射光は、複合HOE８１の上面に設けられた回折格子８４、および複合HOE８１の下面に設けられた回折格子６２（図８に示された光学特性を有する）で回折されて光検出器８６の受光部９１に入射される。なお、受光部９１は、図１３に示されるように、＋１次光受光部９１−１、０次光受光部９１−２、および−１次光受光部９１−３が設けられている。

図１２は、複合HOE８１の上面に設けられた回折格子８４の光学的特性を示している。同図に示すように、回折格子８４は、それぞれブレーズ形状を有する回折領域Ａ１，Ａ２，Ｂ１，Ｂ２に４分割されており、全反射ミラー８３から反射された光ビームを４分割するようになされている。回折格子８４の中心には、光ディスク１００が多層構造を有している場合において他層からの迷光を除去するための遮光板１１１が設けられている。だだし、遮光板１１１は省略してもよい。また、回折格子８４の代わりに、四角錐を配置してもよい。

回折格子８４によって４分割されたビーム光は、図８に示された光学特性を有する回折格子６２に至り、図１３に示すように、その０次光は０次光受光部９１−２により受光される。また、回折格子６２により回折された＋１次光は、＋１次光受光部９１−１に、回折格子６２により回折された−１次光は、−１次光受光部９１−３により受光される。

＋１次光受光部９１−１は、光ディスク１００のタンジェンシャル方向に、短冊状の受光領域ａ２１，ａ２２，ｂ２１，ｂ２２に分割されている。以下、受光領域ａ２１，ａ２２，ｂ２１，ｂ２２で受光された光量に対応する検出信号も、ａ２１，ａ２２，ｂ２１，ｂ２２と記述する。

０次光受光部９１−２は、光ディスク１００のタンジェンシャル方向とラジアル方向にそれぞれ２分割されている。以下、分割された受光領域ａ１，ａ２，ｂ１，ｂ２で受光された光量に対応する検出信号も、ａ１，ａ２，ｂ１，ｂ２と記述する。

−１次光受光部９１−３は、光ディスク１００のタンジェンシャル方向に、短冊状の受光領域ａ１１，ａ１２，ｂ１１，ｂ１２に分割されている。以下、受光領域ａ１１，ａ１２，ｂ１１，ｂ１２で受光された光量に対応する検出信号も、ａ１１，ａ１２，ｂ１１，ｂ１２と記述する。

光学ピックアップ２１の第３の構成例から出力される検出信号は、演算回路２２に供給され、スポットサイズ検出法を用いた次式（９）に従ってフォーカスエラー信号FEが算出される。
ＦＥ＝（ａ１１＋ｂ１１＋ａ２２＋ｂ２２）−（ａ２１＋ｂ２１＋ａ１２＋ｂ１２）
・・・（９）

また、レンズシフト信号ＬＳが、±１次光を用いた次式（１０）のように算出される。
ＬＳ＝SSDθ＝（ａ１１＋ａ１２＋ａ２１＋ａ２２）
−（ｂ１１＋ｂ１２＋ｂ２１＋ｂ２２）
・・・（１０）

なお、０次光を用いた次式（１１）に使用しても、レンズシフト信号ＬＳを算出することができる。
ＬＳ＝TPP＝（ａ１＋ａ２）−（ｂ１＋ｂ２） ・・・（１１）

さらに、トラッキングエラー信号TRKが、次式（１２）を用いて算出される。ただし、式中のｋおよびβは所定の係数である。
TRK＝RPP−ｋ（SSDθ−βTPP）
・・・（１２）

なお、０次光検出部９１−２２からの検出信号だけを用いた、いわゆるDPD法により、トラッキングエラー信号TRKを検出することも可能である。

またさらに、次式（１３）に従い、ＲＦ信号を算出することもできる。
RF＝（ａ１＋ａ２＋ｂ１＋ｂ２）
・・・（１３）

以上説明したように、本発明を適用した光ディスクドライブ１０によれば、フォーカスエラー信号ＦＥを算出するための光検出器の出力から、レンズシフト信号ＬＳも算出することができ、さらに、精度の高いトラッキングエラー信号TRKも算出することができる。

また、光ディスク１００のトラック溝により発生する回折光（いわゆるpush-pull部）を避けることなく、レンズシフト信号ＬＳを得ることができるので、デフォーカスや球面収差などの摂動の影響を抑止することができる。また、２つの光スポットの差信号からレンズシフト信号ＬＳを算出するので、光ディスク１００の反射率の影響を抑止することができる。したがって、比較的簡単な構成により光学ピックアップ２１のサーボ制御を安定して実行することが可能となる。

さらに、DPP法のようにサブビームを生成する必要がないので、ため、サブビームを生成することにより生ずる光利用効率の低下が生じない。また、サブビームを生成しないので、サブビームと光ディスク１００のトラック位置との調整（位相調整）が不要となる。

またさらに、光ビームのスポットの数が増えないので、光検出器の数が比較的少なくて済む。よって、信号出力のための回路規模も小さくすみ、光学ピックアップの小型化、低消費電力化を図ることができる。

さらに、光検出器の分割数が少ないので、電流・電圧変換回路の数が比較的少なくて済む。よって電流・電圧変換に起因するノイズの発生を抑止でき、C/Nが向上する。また、光スポットの数が増えないので、光ディスク１００が多層式である場合、処理対象ではない他層からの迷光の影響を受け難くすることができる。

なお、本発明の実施の形態は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。

本発明を適用した光ディスクドライブ１０の構成例を示すブロック図である。 図１の光学ピックアップ２１の第１の構成例を示すブロック図である。 図２の回折格子４６の光学特性を示す図である。 図２の光検出器４７の４分割された受光領域を示す図である。 図２の回折格子４６の光学特性を示す図である。 図２の光検出器４７の４分割された受光領域を示す図である。 図１の光学ピックアップ２１の第２の構成例を示すブロック図である。 図７の回折格子６２の光学特性を示す図である。 図７の受光部７１の受光領域を示す図である。 図７の受光部７２の受光領域を示す図である。 図１の光学ピックアップ２１の第３の構成例を示すブロック図である。 図１１の回折格子８４の光学特性を示す図である。 図７の受光部９１の受光領域を示す図である。

符号の説明

１０ 光ディスクドライブ， ２１ 光学ピックアップ， ４６ 回折格子， ４７ 光検出器， ６２ 回折格子， ６３ 光検出器， ８２ 偏光ビームスプリッタ， ８４ 回折格子， ８６ 光検出器， １００ 光ディスク

Claims (8)

1. 光ディスクに対する情報の記録、または前記光ディスクに記録されている情報の読み出しの少なくとも一方を行う光学ピックアップにおいて、
   レーザ光を発生する発光素子と、
   前記レーザ光の光ビームを前記光ディスクに集光させる対物レンズと、
   前記光ディスクのタンジェンシャル方向に分割された２つの光学領域から成り、前記２つの光学領域の光学特性が前記光ディスクのラジアル方向に傾きを有し、かつ、前記傾きの方向が相反している光学素子と、
   前記光ディスクから反射され、前記光学素子を通過した光ビームを、前記光学素子の前記光学領域毎に区別して受光し、区別して受光した前記光ビームの強度にそれぞれ対応する検出信号を発生する光検出手段とを備え、
   前記検出信号は、対物レンズが前記光ディスクのラジアル方向にシフトしたことに対応して変化する
   ことを特徴とする光学ピックアップ。
2. 前記光検出手段は、前記光学素子を通過した光ビームを、前記光学素子の前記光学領域毎に区別して受光するための受光領域として、前記光ディスクのタンジェンシャル方向に並べられた複数の矩形の前記受光領域を有する
   ことを特徴とする請求項１に記載の光学ピックアップ。
3. 前記複数の受光領域からそれぞれ出力される前記検出信号は、前記対物レンズのレンズシフト信号、またはフォーカスエラー信号の少なくとも一方の算出に用いられる
   ことを特徴とする請求項２に記載の光学ピックアップ。
4. 前記光検出手段は、前記光学素子を通過した光ビームを、前記光学素子の前記光学領域毎に区別して受光するための受光領域として、前記光ディスクのタンジェンシャル方向とラジアル方向に並べられた複数の矩形の前記受光領域を有し、
   前記複数の受光領域からそれぞれ出力される前記検出信号は、前記対物レンズのレンズシフト信号、フォーカスエラー信号、プッシュプル信号、または前記トラッキングエラー信号の少なくとも１つの算出に用いられる
   ことを特徴とする請求項２に記載の光学ピックアップ。
5. 前記光学素子は、回折格子であり、
   前記２つの光学領域は、回折効率に傾きを有している
   ことを特徴とする請求項１に記載の光学ピックアップ。
6. 前記光ディスクから反射され、前記光学素子を通過する前の光ビームを、第１の光ビームと第２の光ビームとに分配する分配手段をさらに備え、
   前記光検出手段は、前記光学素子を通過した前記第１の光ビームに対応する検出信号を発生する第１の受光部と、前記光学素子を通過していない前記第２の光ビームに対応する検出信号を発生する第２の受光部とからなる
   ことを特徴とする請求項１に記載の光学ピックアップ。
7. 前記第１の受光部は、前記光学素子を通過した前記第１の光ビームを、前記光学素子の前記光学領域毎に区別して受光するための受光領域として、前記光ディスクのタンジェンシャル方向に並べられた複数の矩形の前記受光領域を有し、
   前記第２の受光部は、前記光学素子を通過していない前記第２の光ビームを受光するための受光領域として、前記光ディスクのタンジェンシャル方向とラジアル方向に並べられた複数の矩形の前記受光領域を有し、
   前記複数の受光領域からそれぞれ出力される前記検出信号は、前記対物レンズのレンズシフト信号、フォーカスエラー信号、プッシュプル信号、または前記トラッキングエラー信号の少なくとも１つの算出に用いられる
   ことを特徴とする請求項６に記載の光学ピックアップ。
8. 光ディスクに対する情報の記録、または前記光ディスクに記録されている情報の読み出しの少なくとも一方を行う光ディスクドライブにおいて、
   レーザ光を発生する発光素子と、
   前記レーザ光の光ビームを前記光ディスクに集光させる対物レンズと、
   前記光ディスクのタンジェンシャル方向に分割された２つの光学領域から成り、前記２つの光学領域の光学特性が前記光ディスクのラジアル方向に傾きを有し、かつ、前記傾きの方向が相反している光学素子と、
   前記光ディスクから反射され、前記光学素子を通過した光ビームを、前記光学素子の前記光学領域毎に区別して受光し、区別して受光した前記光ビームの強度にそれぞれ対応する検出信号を発生する光検出手段と、
   前記検出信号に基づいて対物レンズが前記光ディスクのラジアル方向にシフトしたことを示すレンズシフト信号を算出する算出手段と
   を備えることを特徴とする光ディスクドライブ。

Images