JP2009503761A - 光ピックアップ及びそれを採用した光記録及び／または再生機器 - Google Patents

Abstract

光源と、光源から出射された光を集束させて光情報記録媒体に光スポットとして結ばれるようにする対物レンズと、光の進路を変換する光路変換器と、光情報記録媒体で反射／回折された光を受光して情報信号及び／または誤差信号を検出する光検出器と、光情報記録媒体で反射／回折され、光検出器に進む光の中心の一部領域が光検出器に受光されることを遮断させる光学素子と、を備えることを特徴とする光ピックアップである。

Description

本発明は、光ピックアップ及びそれを適用した光記録及び／または再生機器に係り、さらに詳細には、ランド／グルーブタイプ情報記録媒体の記録／再生時に発生する隣接トラックによるフォーカスエラー信号の劣化を改善可能にする光ピックアップ及びそれを適用した光記録及び／または再生機器に関する。

光を対物レンズによって集束した集光スポットを情報記録媒体、すなわち、光ディスクに形成し、情報記録媒体に／から任意の情報を記録／再生する光記録及び／または再生機器では、対物レンズのフォーカシング制御のために通常的に非点収差法を使用する。非点収差を利用したフォーカシング検出法は、非点収差レンズと４分割光検出器とを要求するので、構造が簡単であり、調整がやさしく、低コストであるという長所がある。

グルーブ（Ｇｒｏｏｖｅ）タイプ情報記録媒体については、一般的な光ピックアップを使用して非点収差法によってフォーカスエラー信号検出が可能である。一方、情報記録媒体のランド及びグルーブに何れも情報を記録するランド／グルーブ（Ｌａｎｄ／Ｇｒｏｏｖｅ）タイプ情報記録媒体については、後述するように、一般的に知らされた光ピックアップを使用するとき、非点収差法によってフォーカスエラー信号検出が難しい。ここで、グルーブタイプ情報記録媒体としては、ＤＶＤ−Ｒ／ＲＷ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ Ｒｅｃｏｒｄａｂｌｅ／Ｒｅｗｒｉｔａｂｌｅ）、ＨＤ ＤＶＤ（Ｈｉｇｈ Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ ＤＶＤ）がある。ランド／グルーブタイプ情報記録媒体としては、ＤＶＤ−ＲＡＭ（ＤＶＤ−Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＢＤ（Ｂｌｕ−ｒａｙ Ｄｉｓｃ）がある。ＨＤ ＤＶＤ規格で光源の波長は、４０５ｎｍであり、ＤＶＤ規格と同様に、対物レンズの開口数は、０.６５であり、その光ディスクの厚さは、約０.６ｍｍである。ＢＤ規格で、光源の波長は、４０５ｎｍであり、対物レンズの開口数は、０.８５であり、その光ディスクの厚さは、約０.１ｍｍである。

図１Ａは、マークがグルーブＧにのみ記録されるトラックピッチ０.７４ｕｍであるＤＶＤ−Ｒ／ＲＷ光ディスクの模式図であり、図１Ｂは、マークがランドＬ及びグルーブＧに何れも記録されるグルーブＧの幅とランドＬの幅とが０.６１５ｕｍであるＤＶＤ−ＲＡＭ光ディスクの模式図である。

図１Ｂに示したようなランド／グルーブＬ／Ｇ構造の場合、グルーブＧの深さを波長の１／６にするとき、隣接トラックによるＲＦ信号への影響を減らせ、トラック方向の密度を上昇させ、ＤＶＤ−ＲＡＭのトラックピッチがほぼ２倍となるので、優秀な特性のプッシュプルトラッキングエラー信号が検出されるという大きい長所がある。

図２は、対物レンズ出射瞳ａのサイズを１と正規化したとき、対物レンズ出射瞳ａに対する光ディスクで回折された１次光の位置関係を示す。対物レンズ出射瞳ａは、光ディスクで反射／回折された０次光に対応する。図３Ａは、ＤＶＤ−Ｒ／ＲＷ光ディスクによって回折された光の対物レンズ出射瞳での光量の分布を示す。図３Ｂは、ＤＶＤ−ＲＡＭ光ディスクによって回折された光の対物レンズ出射瞳での光量の分布を示す。

図２に示したように、光ディスクのトラックピッチ（周期）、すなわち、グルーブからグルーブまでの距離をＰとし、光源の波長をλ、対物レンズの開口数をＮＡとし、対物レンズ出射瞳ａのサイズを１と正規化したとき、光ディスクで回折された１次光の中心は、半径方向に±λ／（ＮＡ＊Ｐ）に位置する。したがって、図３Ａに示したように、ＤＶＤ−Ｒ／ＲＷ光ディスクの場合には、±１次回折光が０次回折光の中心部で重畳されない。一方、図３Ｂに示したように、ＤＶＤ−ＲＡＭディスクの場合には、±１次回折光が０次回折光の中心部で重畳される。

図４に示したように、光ディスクで反射された光を検出する光検出器１が４つの受光領域Ａ,Ｂ,Ｃ,Ｄを有する４分割構造というとき、非点収差法によって検出されるフォーカスエラー信号（ＦＥＳ：Ｆｏｃｕｓ Ｅｒｒｏｒ Ｓｉｇｎａｌ）は、数式１のように表される。ここで、便宜上光検出器の受光領域とそれから検出される信号とを同一記号で表記する。
［数１］
ＦＥＳ＝［（Ａ＋Ｃ）−（Ｂ＋Ｄ）］／［（Ａ＋Ｃ）＋（Ｂ＋Ｄ）］

図５Ａ及び図５Ｂは、それぞれＤＶＤ−Ｒ／ＲＷとＤＶＤ−ＲＡＭ光ディスクとに対して検出された非点収差法によるフォーカシング信号を示す図面であって、対物レンズのアップ−ダウンによるＳカーブ（アップ−ダウン信号）と、フォーカシング信号がロッキングされた時の信号とを表す。図５Ａ及び図５Ｂで、Ｓカーブに対する横軸は、対物レンズと光ディスクとの距離、縦軸は、フォーカスエラー信号を表す。

図５Ａ及び図５Ｂに示したように、ＤＶＤ−Ｒ／ＲＷ光ディスクに比べてＤＶＤ−ＲＡＭ光ディスクの場合、フォーカスエラー信号に外乱が大きく発生するということが分かる。これは、トラック横断時にトラックの情報がフォーカシング信号に影響を与えるためである。このような影響をフォーカスクロストークと呼ぶが、その原因は、図３Ｂに示された±１次回折光が重畳される部分のためである。

このように、トラック横断時にフォーカシング信号にトラック情報が載せられれば、外乱、すなわち、フォーカスクロストークが発生して安定したフォーカシング信号の検出が難しくなる。

したがって、このようなフォーカスクロストークに起因して、図５Ｂから分かるように、ランド／グルーブＬ／Ｇ構造の光ディスクの場合には、一般的な光ピックアップを適用しては、最も一般的なフォーカシング検出方法の非点収差法によってフォーカスエラー信号が得難い。

本発明は、前記のような点を勘案して案出されたものであって、ランド／グルーブタイプ情報記録媒体に対しても、非点収差法を使用してフォーカスエラー信号を検出できる光ピックアップ及びそれを採用した光記録及び／または再生機器を提供することを目的とする。

前記目的を達成するために、本発明による光ピックアップは、、光源と、前記光源から出射された光を集束させて光情報記録媒体に光スポットとして結ばれるようにする対物レンズと、光の進路を変換する光路変換器と、光情報記録媒体で反射／回折された光を受光して情報信号及び／または誤差信号を検出する光検出器と、前記光情報記録媒体で反射／回折され、前記光検出器に進む光の中心の一部領域が前記光検出器に受光されることを遮断させる光学素子と、を備えることを特徴とする。

前記光情報記録媒体のトラックピッチであるグルーブからグルーブまでの距離をＰとし、前記光源から出射される光の波長をλ、前記対物レンズの開口数をＮＡとし、前記対物レンズ出射瞳のサイズを１と正規化したとき、前記光学素子は、光情報記録媒体で反射／回折された広の方向に約±（λ／（ＮＡ＊Ｐ）−１）範囲内の光が前記光検出器に受光されることを遮断させるように設けられる。

特に、前記光情報記録媒体は、規格の異なる第１及び第２光情報記録媒体を備え、前記第１光情報記録媒体は、ランド及びグルーブに何れも情報を記録し、トラックピッチがＰ１であり、前記第２光情報記録媒体は、グルーブにのみ情報を記録し、トラックピッチがＰ２であり、Ｐ１＞Ｐ２であるとき、前記光学素子は、約±（λ／（ＮＡ＊Ｐ１）−１）範囲内の光が前記光検出器に受光されることを遮断させるように設けられることが望ましい。

前記光学素子は、前記光検出器に進む光の中心の一部領域が前記光検出器から外れるように回折させる回折領域を備えうる。

ここで、前記光学素子と対物レンズとの間に入射光の偏光を変換する波長板をさらに備え、前記光学素子の回折領域は、偏光特性を有して光情報記録媒体に入射される光は、回折させず、光情報記録媒体から反射されて出る光のみを回折させる偏光回折領域でありうる。

前記光路変換器と光検出器との間に、非点収差法によるフォーカスエラー信号検出のための非点収差用光学素子と、前記光検出器の検出信号から非点収差法によるフォーカスエラー信号を生成するフォーカスエラー信号検出部と、をさらに備えうる。

このとき、前記光検出器は、２×２行列で配列された４つの受光領域を備える４分割構造でありうる。

一方、前記光学素子によって回折された光の中心の一部領域を受光する少なくとも一つの補助光検出器と、前記光検出器の検出信号と前記補助光検出器の検出信号との和信号として情報再生信号を生成する再生信号検出部と、をさらに備えうる。

前記目的を達成するために、本発明は、情報記録媒体の半径方向に移動自在に設置されて情報記録媒体に／から情報を記録／再生する光ピックアップ及びこの光ピックアップを制御するための制御部を備える光記録及び／または再生機器において、前記光ピックアップは、前記特徴点のうち少なくとも何れか一つを含む本発明による光ピックアップを備えることを特徴とする。

本発明の付加的な事項及び／または特徴点及び利点は、部分的には、次の詳細な説明で説明され、部分的には、詳細な説明から明白か、または本発明の実施によって分かる。

本発明によれば、光ディスクで回折された±１次光が重畳される部分がフォーカシング信号検出用光検出器に受光されなくなるので、ランド／グルーブタイプ情報記録媒体に対しても非点収差法を使用してフォーカスエラー信号を検出しうる。

本発明による光ピックアップは、ランド／グルーブタイプ情報記録媒体、例えば、ＤＶＤ−ＲＡＭまたはＢＤに対しても、非点収差法を利用してフォーカスエラー信号検出の可能な光学的構成を有する。このような本発明による光ピックアップは、ランド／グルーブタイプ情報記録媒体とグルーブタイプ情報記録媒体とに対して、何れも非点収差法によってフォーカスエラー信号検出が可能である。

図６及び図７は、本発明による光ピックアップの光学的構成の一実施例を概略的に示す。

図６及び図７に示したように、前記光ピックアップは、光源１１と、光源１１から出射された光を集束させて光情報記録媒体、すなわち、光ディスク１０に光スポットとして結ばれるようにする対物レンズ３０と、入射光の進路を変換するための光路変換器と、光ディスク１０で反射された光を受光して情報信号及び／または誤差信号を検出する光検出器４０と、光ディスク１０で反射／回折され、光検出器４０に進む光の中心の一部領域が前記光検出器４０に受光されることを遮断させる光学素子２０と、を備えて構成される。

また、本発明による光ピックアップは、光路変換器と光検出器４０との間に非点収差法によってフォーカスエラー信号を検出できるように非点収差を発生させる光学素子、例えば、非点収差レンズとして機能を行うシリンダレンズ１５をさらに備えうる。また、本発明による光ピックアップは、前記光検出器４０の検出信号から非点収差法によるフォーカスエラー信号を生成するフォーカスエラー信号検出部６０をさらに備えうる。

図６及び図７に示したように、コリメーティングレンズ１６は、光源１１から発散光の形態で出射された光を平行光に変えて対物レンズ３０に入射させる。反射ミラー１８は、光路を回折する。

前記光源１１は、所定波長領域の光、例えば、ＤＶＤ−Ｒ／ＲＷ及びＤＶＤ−ＲＡＭに適した赤色波長領域の光、例えば、６５０ｎｍ波長の光またはＢＤ及びＨＤ ＤＶＤ規格を満足させる青色波長領域の光、例えば、４０５ｎｍ波長の光を出射するように設けられる。前記光源１１としては、半導体レーザを備えうる。

前記対物レンズ３０は、例えば、ＤＶＤ規格を満足させる約０.６５の開口数またはＢＤ規格を満足させる約０.８５の開口数を有するように設けられる。

前記光源１１が赤色波長領域の光を出射し、前記対物レンズ３０が０.６５の開口数を有する場合、本発明による光ピックアップは、ＤＶＤ−ＲＡＭ及びＤＶＤ−Ｒ／ＲＷに対して非点収差法によるフォーカスエラー信号検出が可能である。

ここで、前記光源１１の波長及び対物レンズ３０の開口数は、多様に変形される。また、本発明による光ピックアップの光学的構成は、多様に変形される。

例えば、本発明による光ピックアップは、ＢＤ及びＨＤ ＤＶＤを互換採用できるように、光源１１は、青色波長領域、例えば、４０５ｎｍ波長の光を出射するように設けられる。このとき、前記対物レンズ３０は、ＢＤ及びＨＤ ＤＶＤにそれぞれ適した有効開口数を達成できるように構成されてもよく、対物レンズ３０をＢＤに適した０.８５の開口数を有するように設け、有効開口数を調節するための別途の部材をさらに備えてもよい。

同様に、本発明による光ピックアップは、ＢＤ、ＨＤ ＤＶＤ及びＤＶＤを互換採用できるように、前記光源１１として複数波長、例えば、ＢＤ及びＨＤ ＤＶＤなどの高密度光ディスクに適した青色波長、及びＤＶＤに適した赤色波長の光を出射する光源モジュールを備え、前記対物レンズ３０をＢＤ及びＤＶＤに適した有効開口数を達成できるように構成しても、有効開口数を調節するための別途の部材をさらに備えてもよい。

また、本発明による光ピックアップは、図６に示された光学的構成としては、ＢＤ及びＨＤ ＤＶＤなどの高密度光ディスクを記録及び／または再生し、ＤＶＤ及び／またはＣＤを記録及び／または再生するための付加的な光学的構成をさらに備えてもよい。

一方、前記光学素子４０は、対物レンズ３０と光検出器４０との間の光路上に配される。前記光ディスク１０のトラックピッチであるグルーブからグルーブまでの距離をＰとし、光源１１から出射される光の波長をλ、対物レンズ３０の開口数をＮＡとし、前記対物レンズ３０の出射瞳のサイズを１と正規化したとき、前記光学素子２０は、光ディスク１０で反射／回折された光の方向に約±（λ／（ＮＡ＊Ｐ）−１）範囲内の光がその光検出器４０に受光されることを遮断させるように設けられる。

さらに具体的な例として、ランド及びグルーブに何れも情報を記録するランド／グルーブ構造の光ディスクのトラックピッチがＰ１であり、グルーブにのみ情報を記録するグルーブオンリ光ディスクのトラックピッチがＰ２であり、Ｐ１＞Ｐ２であるとき、前記光学素子２０は、約±（λ／（ＮＡ＊Ｐ１）−１）範囲内の光が前記光検出器４０に受光されることを遮断させるように設けられる。

したがって、前記光学素子２０は、ランド／グルーブ構造の光ディスクで反射／回折された±１次回折光が重畳される光領域位置が光検出器４０に受光されることを遮断させうる。

図８は、前記光学素子２０の一例を示す。図８に示したように、ランド／グルーブ構造の光ディスクで反射／回折された±１次回折光は、対物レンズ３０を通過して前記光学素子２０に入射される。さらに、±１次回折光は、０次回折光の中心部で重畳される。

図８に示したように、前記光学素子２０は、回折によって±１次回折光が重畳される光領域が光検出器４０に受光されることを遮断するように、前記±１次回折光が重畳される光領域に対応するサイズの回折領域２５、例えば、ホログラム領域を備えうる。前記回折領域２５は、光ディスク１０で回折された±１次光が重畳される部分をフォーカシング検出用光検出器４０から外れるように回折させる機能を行う。

これにより、光検出器４０上には、図９に示したように、±１次回折光が重畳される光領域が遮断された状態で光ＬＢが受光される。図９は、図８の光学素子２０によって±１次回折光が重畳される光領域が遮断された状態で光検出器４０上に受光される光の形態を示す。

一方、本発明による光ピックアップは、入射光の偏光を変換する波長板、さらに望ましくは、前記光源１１の出射光波長に対する１／４波長板１９をさらに備え、前記光学素子２０の回折領域２５は、偏光特性を有する偏光回折領域、すなわち、偏光ホログラム領域で形成される。前記光源１１として使われる半導体レーザから概略的にＰまたはＳ偏光された光が出射されるので、光学素子２０は、光ディスク１０に入射される光は、回折させず、光ディスク１０から反射されて出る光のみを回折させ、前記±１次回折光が重畳される光領域が光検出器４０に受光されることを遮断しうる。

前記のように、１／４波長板１９を備える場合、本発明による光ピックアップは、記録光学系での高効率要求を満足できるように、前記光路変換器として、入射光の進路を偏光によって変換するための偏光依存性光路変換器、例えば、偏光ビームスプリッタ１４を備えることが望ましい。このとき、前記１／４波長板１９は、この偏光ビームスプリッタ１４と対物レンズ３０との間に配される。

前記偏光ビームスプリッタ１４は、光源１１側から入射される光は、対物レンズ３０側に対向させ、光ディスク１０で反射された光は、光検出器４０側に対向させる。

前記のように、偏光ビームスプリッタ１４と１／４波長板１９とを備える場合、光源１１側から前記偏光ビームスプリッタ１４に入射される一直線偏光、例えば、ｐ偏光の光は、この偏光ビームスプリッタ１４の鏡面を透過し、前記１／４波長板１９を経由しつつ、一円偏光の光に変わって光ディスク１０側に進む。この一円偏光の光は、光ディスク１０で反射されつつ、他の円偏光の光になり、１／４波長板１９を再び経由しつつ、他の直線偏光、例えば、ｓ偏光の光になる。この他の直線偏光の光は、偏光ビームスプリッタ１４の鏡面で反射されて光検出器４０側に対向する。

他の例として、前記偏光依存性光路変換器としては、光源１１から出射された一偏光の光は、そのまま透過させ、光ディスク１０で反射されて入射される他の偏光の光は、＋１次または−１次に回折させる偏光ホログラム素子を備えることもある。前記偏光依存性光路変換器に偏光ホログラム素子を備える場合、光源１１及び光検出器４０を光モジュール化しうる。

さらに他の例として、前記偏光依存性光路変換器の代りに、入射光を所定割合で透過及び反射させるビームスプリッタや光源１１から出射された光は、そのまま透過させ、光ディスク１０から反射されて入射される光は、＋１次または−１次に回折させるホログラム素子を備えることもある。光路変換器にホログラム素子を備える場合、光源１１及び光検出器４０を光モジュール化しうる。

一方、前記光検出器４０としては、図９に示したように、例えば、非点収差法によるＦＥＳを検出できるように、半径方向（Ｒ方向）に２分割、接線方向（Ｔ方向）に２分割されて、２×２行列で配列された４つの受光領域Ａ,Ｂ,Ｃ,Ｄを備える４分割光検出器を備えうる。

図１０は、本発明による光ピックアップに使われる光検出器構造の一例及び信号演算のための回路５０の例を示す。

図１０に示したように、本発明による光ピックアップは、４分割光検出器４０に付加して、前記光学素子２０によって回折された光領域を受光する少なくとも一つの補助光検出器４３,４５をさらに備えうる。図１０では、光学素子２０の回折領域２５が入射光を＋１次及び−１次に回折させ、この＋１次光及び−１次光をそれぞれ受光するように２個の補助光検出器４３,４５が備えられた例を示す。

信号演算のための回路５０は、フォーカスエラー信号検出部６０に付加して、再生信号検出部７０を備えうる。再生信号検出部７０は、前記４分割光検出器４０の検出信号と補助光検出器４３,４５の検出信号との和信号として情報再生信号、すなわち、ＲＦ信号を生成する。

図１０にさらに示されたように、前記フォーカスエラー信号検出部６０は、光検出器４０の対角線方向に位置した二つの受光領域Ａ,Ｃの検出信号を合算する合算器６１、残りの二つの受光領域Ｂ,Ｄの検出信号を合算する合算器６３、前記合算器６１の出力信号（Ａ＋Ｃ）から前記合算器６３の出力信号（Ｂ＋Ｄ）を差動してＦＥＳを出力する差動器６５を供えて構成される。前記フォーカスエラー信号検出部６０から出力されるフォーカスエラー信号は、光検出器４０の４個の受光領域Ａ,Ｂ,Ｃ,Ｄの検出信号の和信号（Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄ）によって正規化される。

再生信号検出部７０は、光検出器４０の二つの受光領域Ａ,Ｂの検出信号を合算する合算器７１、残りの二つの受光領域Ｃ,Ｄの検出信号を合算する合算器７３、この二つの合算器７１７３の出力信号（Ａ＋Ｂ）（Ｃ＋Ｄ）を合算する合算器７５、前記合算器７５の出力信号と補助光検出器４３,４５の検出信号Ｍ１,Ｍ２との合計信号（Ｍ１＋Ｍ２）を合算して、ＲＦ信号を出力する合算器７７を備えて構成される。

ここで、図１０は、フォーカスエラー信号検出部６０及び再生信号検出部７０の回路構成の一例を示し、その回路構成は、本発明の多様な実施例によって変形される。

図１１及び図１２は、それぞれ本発明による光ピックアップを使用して検出されるＤＶＤ−Ｒ／ＲＷとＤＶＤ−ＲＡＭ光ディスクに対する非点収差法によるフォーカシング信号を示す。特に、これらのグラフは、対物レンズのアップ−ダウンによるＳカーブ（アップ−ダウン信号）とフォーカシング信号とがロッキングされた時の信号を表す。図１１及び図１２で、Ｓカーブに対する横軸は、対物レンズと光ディスクとの距離、縦軸は、フォーカスエラー信号を表す。

図１１に示したように、本発明による光ピックアップを使用する場合にも、ＤＶＤ−Ｒ／ＲＷ光ディスクに対しては、依然として相対的に優秀な特性のフォーカスエラー信号が検出されるということが分かる。

同様に、図１２に示したように、本発明による光ピックアップを使用すれば、ＤＶＤ−ＲＡＭ光ディスクに対しても相対的に非常に優秀な特性のフォーカスエラー信号が検出されるということが分かる。

ＤＶＤ−ＲＡＭに対して、従来の光ピックアップを使用して検出されたフォーカシング信号を示す図５Ｂと、本発明による光ピックアップを使用して検出されたフォーカシング信号を示す図１２とを比較した結果、Ｓカーブのピ−ク対ピ−ク振幅に対するフォーカスロッキング後の振幅比が従来の約１４％から、本発明の場合に、約４％に改善された。

これは、前述したように、本発明による光ピックアップは、ＤＶＤ−ＲＡＭやＢＤ光ディスクのように、ランド／グルーブ構造を有する光ディスクで、±１次回折光が相互重畳される部分（すなわち、フォーカスクロストークを発生させる光領域）を除去した状態の光を受光して検出した信号からフォーカスエラー信号を生成するためである。

以上では、本発明による光ピックアップが図６及び図７の光学的構成を有する場合を例として説明した。本発明による光ピックアップの配置及び構造がこれに限定されるものではなく、その光学的構成は、多様な実施例によって変形される。

例えば、本発明による光ピックアップは、３ビーム法や作動プッシュプル法によってトラッキングエラー信号を検出するように光源１１から出射される光を０次光（メイン光）及び±１次光（サブ光）に分岐するグレーティング（図示せず）をさらに備え、３ビーム法や差動プッシュプル法によってトラッキングエラー信号検出できるようにサブ光を受光するサブ光検出器（図示せず）をさらに備えうる。このとき、サブ光検出器は、差動プッシュプル（ＤＰＰ：Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ Ｐｕｓｈ−Ｐｕｌｌ）法によるトラッキングエラー信号検出が可能にＲ方向に２分割される。

図１３は、本発明による光ピックアップを採用した光記録及び／または再生機器の構成を概略的に示す図面である。

図１３に示したように、光記録及び／または再生機器は、光情報記録媒体である光ディスク１０を回転させるためのスピンドルモータ４５５と、前記光ディスクＤの半径方向に移動自在に設置されて光ディスクから／に情報を再生／記録する光ピックアップ４５０と、スピンドルモータ４５５と光ピックアップ４５０とを駆動するための駆動部４５７と、光ピックアップ４５０のフォーカス及びトラッキングサーボを制御するための制御部４５９と、を備える。ここで、４５２は、ターンテーブル、４５３は、光ディスク１０をチャッキングするためのクランプを表す。

光ピックアップ４５０は、前述したような本発明による光ピックアップ光学系構造を有する。

光ディスク１０から反射された光は、光ピックアップ４５０に設けられた光検出器を通じて検出され、光電変換されて電気的信号に変わり、この電気的信号は、駆動部４５７を通じて制御部４５９に入力される。前記駆動部４５７は、スピンドルモータ４５５の回転速度を制御し、入力された信号を増幅させ、光ピックアップ４５０を駆動する。前記制御部４５９は、駆動部４５７から入力された信号に基づいて調節されたフォーカスサーボ及び／またはトラッキングサーボ命令を再び駆動部４５７に送り、光ピックアップ４５０のフォーカシング及び／またはトラッキング動作を具現させる。

このような本発明による光ピックアップを採用した光記録及び／または再生機器では、ランド及びグルーブに何れも情報が記録されるランド／グルーブ構造の光ディスクに対して、非点収差法によってフォーカスクロストークが低減されたフォーカスエラー信号を検出しうる。

トラックピッチ０.７４ｕｍであるＤＶＤ−Ｒ／ＲＷ光ディスクの模式図である。 グルーブＧの幅とランドＬの幅とが０.６１５ｕｍであるＤＶＤ−ＲＡＭ光ディスクの模式図である。 対物レンズ出射瞳ａのサイズを１と正規化したとき、対物レンズ出射瞳に対して光ディスクで回折された１次光の位置関係を示す図面である。 ＤＶＤ−Ｒ／ＲＷ光ディスクによって回折された光の対物レンズ出射瞳での光量分布を示す図面である。 ＤＶＤ−ＲＡＭ光ディスクによって回折された光の対物レンズ出射瞳での光量の分布を示す図面である。 ４分割光検出器を示す平面図である。 ＤＶＤ−Ｒ／ＲＷ光ディスクに対して検出された非点収差法によるフォーカシング信号を示す図面であって、対物レンズのアップ−ダウンによるＳカーブ（アップ−ダウン信号）とフォーカシング信号がロッキングされた時の信号とを表す。 及びＤＶＤ−ＲＡＭ光ディスクに対して検出された非点収差法によるフォーカシング信号を示す図面であって、対物レンズのアップ−ダウンによるＳカーブ（アップ−ダウン信号）とフォーカシング信号がロッキングされた時の信号とを表す。 本発明による光ピックアップの光学的構成の一実施例を概略的に示す斜視図である。 図６の光ピックアップの配置平面図である。 図６の光学素子の一例を示す図面である。 図８の光学素子によって±１次回折光が重畳される光領域が遮断された状態で、光検出器上に受光される光の形態を示す図面である。 本発明による光ピックアップに使われる光検出器構造の一例及び信号演算のための回路の例を示す図面である。 本発明による光ピックアップを使用して検出されるＤＶＤ−Ｒ／ＲＷに対する非点収差法によるフォーカシング信号を示す図面であって、対物レンズのアップ−ダウンによるＳカーブ（アップ−ダウン信号）とフォーカシング信号とがロッキングされた時の信号を表す。 本発明による光ピックアップを使用して検出される ＤＶＤ−ＲＡＭ光Ｄディスクとに対する非点収差法によるフォーカシング信号を示す図面であって、対物レンズのアップ−ダウンによるＳカーブ（アップ−ダウン信号）とフォーカシング信号とがロッキングされた時の信号を表す。 本発明による光ピックアップを採用した光記録及び／または再生機器の構成を概略的に示す図面である。

Claims (27)

1. 光源と、
   前記光源から出射された光を集束させて光情報記録媒体に光スポットとして結ばれるようにする対物レンズと、
   光の進路を変換する光路変換器と、光情報記録媒体で反射／回折された光を受光して情報信号及び／または誤差信号を検出する光検出器と、
   前記光情報記録媒体で反射／回折され、前記光検出器に進む光の中心の一部領域が前記光検出器に受光されることを遮断させる光学素子と、を備えることを特徴とする光ピックアップ。
2. 前記光情報記録媒体のトラックピッチであるグルーブからグルーブまでの距離をＰとし、前記光源から出射される光の波長をλ、前記対物レンズの開口数をＮＡとし、前記対物レンズ出射瞳のサイズを１と正規化したとき、
   前記光学素子は、光情報記録媒体で反射／回折された光の方向に約±（λ／（ＮＡ＊Ｐ）−１）範囲内の光が前記光検出器に受光されることを遮断させるように設けられたことを特徴とする請求項１に記載の光ピックアップ。
3. 前記光情報記録媒体は、規格の異なる第１及び第２光情報記録媒体を含むグループから選択された少なくとも一つであることを特徴とする請求項１に記載の光ピックアップ。
4. 前記第１光情報記録媒体は、ランド及びグルーブに何れも情報を記録し、トラックピッチがＰ１であり、前記第２光情報記録媒体は、グルーブにのみ情報を記録し、トラックピッチがＰ２であり、Ｐ１＞Ｐ２であるとき、
   前記光学素子は、約±（λ／（ＮＡ＊Ｐ１）−１）範囲内の光が前記光検出器に受光されることを遮断させるように設けられたことを特徴とする請求項３に記載の光ピックアップ。
5. 前記光学素子は、前記光検出器に進む光の中心の一部領域が前記光検出器から外れるように回折させる回折領域を備えることを特徴とする請求項１に記載の光ピックアップ。
6. 前記光学素子と対物レンズとの間に入射光の偏光を変換する波長板をさらに備え、
   前記光学素子の回折領域は、偏光特性を有して光情報記録媒体に入射される光は、回折させず、光情報記録媒体から反射されて出る光のみを回折させる偏光回折領域であることを特徴とする請求項５に記載の光ピックアップ。
7. 前記光路変換器と光検出器との間に、非点収差法によるフォーカスエラー信号検出のための非点収差用光学素子と、
   前記光検出器の検出信号から非点収差法によるフォーカスエラー信号を生成するフォーカスエラー信号検出部と、をさらに備えることを特徴とする請求項６に記載の光ピックアップ。
8. 前記光検出器は、２×２行列で配列された４個の受光領域を備える４分割光検出器であることを特徴とする請求項７に記載の光ピックアップ。
9. 前記光学素子によって回折された光の中心の一部領域を受光する少なくとも一つの補助光検出器と、
   前記光検出器の検出信号と前記補助光検出器の検出信号との和信号として情報再生信号を生成する再生信号検出部と、をさらに備えることを特徴とする請求項７に記載の光ピックアップ。
10. 前記光路変換器と光検出器との間に、非点収差法によるフォーカスエラー信号検出のための非点収差用光学素子と、
    前記光検出器の４つの受光領域の検出信号から非点収差法によるフォーカスエラー信号を生成するフォーカスエラー信号検出部と、をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の光ピックアップ。
11. 前記光検出器は、２×２行列で配列された４つの受光領域を備える４分割構造であることを特徴とする請求項１０に記載の光ピックアップ。
12. 前記光学素子によって回折された光の中心の一部領域を受光する少なくとも一つの補助光検出器と、
    前記光検出器の検出信号と前記補助光検出器の検出信号との和信号として情報再生信号を生成する再生信号検出部と、をさらに備えることを特徴とする請求項１０に記載の光ピックアップ。
13. 情報記録媒体の半径方向に移動自在に設置されて、情報記録媒体に／から情報を記録／再生する請求項１に記載の光ピックアップと、
    この光ピックアップを制御するための制御部と、を備えることを特徴とする光記録及び／または再生機器。
14. 前記光情報記録媒体のトラックピッチのグルーブからグルーブまでの距離をＰとし、前記光源から出射される光の波長をλ、前記対物レンズの開口数をＮＡとし、前記対物レンズ出射瞳のサイズを１と正規化したとき、
    前記光学素子は、前記光情報記録媒体から反射／回折され、前記光情報記録媒体で反射／回折された光の方向に約±（λ／（ＮＡ＊Ｐ）−１）範囲内に位置された光が前記光検出器に受光されることを遮断させるように設けられたことを特徴とする請求項１３に記載の光記録及び／または再生機器。
15. 前記光情報記録媒体は、規格の異なる第１及び第２光情報記録媒体を含むグループから選択された少なくとも一つであることを特徴とする請求項１３に記載の光記録及び／または再生機器。
16. 前記第１光情報記録媒体は、ランド及びグルーブに何れも情報が記録され、トラックピッチがＰ１であり、前記第２光情報記録媒体は、グルーブにのみ情報が記録され、トラックピッチがＰ２であり、Ｐ１＞Ｐ２であるとき、
    前記光学素子は、約±（λ／（ＮＡ＊Ｐ１）−１）範囲内の光が前記光検出器に受光されることを遮断させるように設けられたことを特徴とする請求項１５に記載の光記録及び／または再生機器。
17. 前記光学素子は、前記光検出器に進む光の中心の一部領域を前記光検出器から外れるように回折させる回折領域を備えることを特徴とする請求項１３に記載の光記録及び／または再生機器。
18. 前記光ピックアップは、前記光学素子と対物レンズとの間に入射光の偏光を変換する波長板をさらに備え、
    前記光学素子の回折領域は、偏光特性を有して、光情報記録媒体に入射される光は、回折させず、光情報記録媒体から反射されて出る光のみを回折させる偏光回折領域であることを特徴とする請求項１７に記載の光記録及び／または再生機器。
19. 前記光ピックアップは、
    前記光路変換器と光検出器との間に、非点収差法によるフォーカスエラー信号検出のための非点収差用光学素子と、
    前記光検出器の検出信号から非点収差法によるフォーカスエラー信号を生成するフォーカスエラー信号検出部と、をさらに備えることを特徴とする請求項１８に記載の光記録及び／または再生機器。
20. 前記光検出器は、２×２行列で配列された４個の受光領域を備える４分割構造であることを特徴とする請求項１９に記載の光記録及び／または再生機器。
21. 前記光学素子は、前記光検出器に進む光の中心の一部領域を前記光検出器から外れるように回折させ、
    前記光ピックアップは、
    前記光学素子によって回折された光の中心の一部領域を受光する少なくとも一つの補助光検出器と、
    前記光検出器の検出信号と前記補助光検出器の検出信号との和信号として情報再生信号を生成する再生信号検出部と、をさらに備えることを特徴とする請求項１９に記載の光記録及び／または再生機器。
22. 前記光検出器は、４つの受光領域を備え、
    前記光ピックアップは、
    前記光路変換器と光検出器との間に、非点収差法によるフォーカスエラー信号検出のための非点収差用光学素子と、
    前記光検出器の４つの受光領域の検出信号から非点収差法によるフォーカスエラー信号を生成するフォーカスエラー信号検出部と、をさらに備えることを特徴とする請求項１３に記載の光記録及び／または再生機器。
23. 前記光検出器は、２×２行列で配列された４つの受光領域を備える４分割光検出器であることを特徴とする請求項２２に記載の光記録及び／または再生機器。
24. 前記光学素子は、前記光検出器に進む光の中心の一部領域を前記光検出器から外れるように回折させ、
    前記光ピックアップは、
    前記光学素子によって回折された光の中心の一部領域を受光する少なくとも一つの補助光検出器と、
    前記光検出器の検出信号と前記補助光検出器の検出信号との和信号として情報再生信号を生成する再生信号検出部と、をさらに備えることを特徴とする請求項２２に記載の光記録及び／または再生機器。
25. 光情報記録媒体に光スポットを形成する対物レンズと、
    前記光情報記録媒体の光スポットから反射／回折された光を受光して情報信号及び／または誤差信号を検出する光検出器と、
    前記光スポットから反射／回折された光の±１次回折光が相互重畳される領域を回折させ、前記光の領域の光が前記光検出器から外れるようにする光学素子と、を備えることを特徴とする光ピックアップ。
26. 前記光学素子は、前記光検出器に向けて進む光を回折させる回折領域を備えることを特徴とする請求項２５に記載の光ピックアップ。
27. 情報記録媒体の半径方向に移動自在に設置されて、光情報記録媒体に／から情報を記録／再生する請求項２５に記載の光ピックアップと、
    前記光ピックアップを制御する制御部と、を備えることを特徴とする光記録及び／または再生機器

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