JP2556906B2

JP2556906B2 - 光ピックアップ装置

Info

Publication number: JP2556906B2
Application number: JP1234206A
Authority: JP
Inventors: 隆浩三宅; 幸治吉房; 圭男吉田; 幸夫倉田; 一弘大寺; 泰造横田
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1989-09-08
Filing date: 1989-09-08
Publication date: 1996-11-27
Anticipated expiration: 2011-11-27
Also published as: JPH0397127A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、光ディスク装置におけるトラッキングエラ
ーの検出に回折素子により生成された１次回折光を用い
る光ピックアップ装置に関するものである。

〔従来の技術〕

光学式記録媒体への記録方式は、記録ビットの形成方
法により、相変化型及び反射率変化型等、種々の方式が
知られており、又、記録ピットの形成が１回のみ可能な
追記型の記録媒体と、記録ピットの書替えが行える書替
え可能型の記録媒体とに分類される。一般に、これらの
光学式記録媒体には、いずれも予め記録トラックに対応
する案内溝（又は凸部）が形成され、記録・再生又は消
去の際には光ビームが上記案内溝をトレースするよう
に、トラッキング制御が行なれる。

上記のトラッキング制御のためのトラッキングエラー
の検出方法としては、プッシュプル法及び３ビーム法等
が良く知られている。

例えば、第12図（ａ）に示すようなプッシュプル法で
は、図示しない光発生手段から出射され、プリズムミラ
ー31を透過した光ビームは対物レンズ32により光ディス
ク33上に集光される。光ディスク33からの反射光は対物
レンズ32を経てプリズムミラー31により直角方向に反射
される。プリズムミラー31からの光ビームは光検出器34
に導かれて、光検出器34の１対の光検出部34a・34bにス
ポットＳ′として集光される。なお、第12図（ａ）で
は、便宜上光検出部34a・34bを紙面と平行な向きで表示
しているが、実際は、光検出部34a・34bはプリズムミラ
ー31と対向している。

光検出部34a・34bからはそれぞれの受光量に応じた検
出信号が出力される。そして、トラッキングエラーが生
じていない場合、光検出部34a・34bからの出力信号の大
きさは等しくなるが、トラッキングエラーが生じた場
合、光検出部34a・34bからの出力信号の大きさが相違す
る。光検出部34a・34bからの出力信号は減算器35により
減算処理が施されて、その差がトラッキングエラー信号
として出力される。

ところが、上記のプッシュプル法では、光ディスク33
が水平で対物レンズ32の平行な状態にある場合、トラッ
キングエラーの検出は正確に行われるが、第12図（ｂ）
に示すように、光ディスク33が傾斜した場合、光ディス
ク33からの反射光の光路がずれるため、光検出器34上で
のスポットの位置ずれが生じ、実際にはトラッキングエ
ラーが生じていないにもかかわらず、トラッキングエラ
ーを生じた旨の検出が行われる。このように、トラッキ
ングエラー信号にオフセットが生じてトラッキングの調
整が正確に行えなくなるため、正確な再生が不可能とな
る。なお、上記のオフセットの補正を行えば、プッシュ
プル法によるトラッキング調整が可能であるが、補正動
作は煩雑なものである。

又、プッシュプル法において、対物レンズ32を駆動す
ることによりトラッキングの調整を行う場合、対物レン
ズ32を光ディスク33の半径方向へ移動させることによっ
ても上記と同様の不具合が生じるため、正しいトラッキ
ングの制御を行うためには対物レンズ32を光ピックアッ
プ装置と一体的に駆動する等の対策を講じる必要があっ
た。以上のように、プッシュプル法を用いる場合は、種
々の条件を満たさねばならないという不便を生じてい
た。

一方、３ビーム法では、１対の光ビームをトラッキン
グエラーの検出に用いるので、上記のような問題は解消
されている。この３ビーム法では第13図に示すような凹
凸の格子面36aを有する回折素子36により、入射光ビー
ムが０次回折光及び±１次回折光に３分割された光ビー
ムが利用される。こられの光ビームは第14図に示すよう
に、０次回折光が光ディスク37の目標のトラック38にメ
インスポットS₁′として集光される一方、±１次回折光
がメインスポットの前後で光ディスク37の半径方向に僅
かにずれた位置でサブスポットS₂′・S₃′として集光さ
れるようになっている。光ディスク37上に、例えば、ト
ラック38に沿うピット39（便宜上、ハッチングで示す）
として記録されている記録信号は、メインスポットS₁′
により読み取られる一方、トラッキングエラー信号はサ
ブスポットS₂′・S₃′の光強度の差として生成される。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところが、上記した従来の３ビーム法では、既にピッ
ト39が記録されたトラック38の再生を行う場合は正しく
トラッキングエラーの検出が行われるが、例えば、追記
型の光ディスク37等においてピット39の形成により記録
を行う場合、記録すべきトラック38においてメインスポ
ットS₁′に先行するサブスポットS₂′はピット39の未だ
形成されていない領域に集光される一方、メインスポッ
トS₁′の後方のサブスポットS₂′は既にピット39の形成
された領域に集光される。そのため、トラッキングエラ
ーの生じていない状態でもサブスポットS₂′・S₃′の光
強度に差が生じ、トラッキングエラー信号にオフセット
が発生する問題がある。従って、３ビーム法では、記録
時にトラッキングエラーの検出を行うことが困難である
という問題点を有していた。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の第１の態様に係る光ピックアップ装置は、上
記の課題を解決するために、光発生手段と、この光発生
手段から出射される光を記録媒体上に集光させるととも
に記録媒体からの反射光を第２の回折素子に導く光学系
と、上記光発生手段と記録媒体とを結ぶ光軸上に設けら
れ、光発生手段からの光を記録情報検出用の０次回折光
とトラッキングエラー検出用の１次回折光とに分割する
第１の回折素子と、上記記録媒体からの反射光の光軸上
に設けられ、上記反射光を光検出器側に回折させる第２
の回折素子と、複数の光検出部を有し、上記第２の回折
素子からの回折光を各光検出部で電気信号に変換する光
検出器とを備えた光ピックアップ装置において、上記第
１の回折素子は回折格子の方向を記録媒体のトラック方
向に対して所定角度傾斜させた第１領域と、回折格子の
方向を記録媒体のトラック方向に対して上記第１領域の
回折格子とは逆方向にほぼ同一角度傾斜させるとともに
その格子間隔が上記第１領域の格子間隔とほぼ等しく設
定された第２領域とを有していることを基本的な特徴と
するものである。

なお、上記第１の回折素子の第１及び第２領域におけ
る回折格子は同一のブレーズ断面形状を有していること
が望ましい。

又、上記第１の回折素子における第１・第２領域は一
方の領域で生成された１次回折光の反射光が全て他方の
領域に戻るように上記第１・第２領域が形成されている
ことが好ましい。

更に、上記第２の回折素子は２つの領域に分割され、
これらの領域により上記記録媒体からの反射光が光検出
器のそれぞれ異なる光検出部に向けて回折されるように
形成されていることが好適である。

又、上記第１の回折素子の第１領域により１次回折さ
れ、記録媒体で反射して第２の回折素子に入射する１次
回折光は第２の回折素子における２分割された一方の領
域のみに入射し、第１の回折素子の第２領域で１次回折
され、記録媒体で反射して第２の回折素子に入射する１
次回折光は第２の回折素子における２分割された他方の
領域のみに入射するようにされていることが好ましい。

又、本発明の第２の態様に係る光ピックアップ装置
は、光発生手段と、この光発生手段から出射される光を
記録媒体上に集光させるとともに記録媒体からの反射光
を光検出器に導く光学系と、上記光発生手段と記録媒体
とを結ぶ光軸上に設けられ、光発生手段からの光を記録
情報検出用の０次回折光とトラッキングエラー検出用の
１次回折光とに分割する回折素子と、上記記録媒体から
の反射光を各光検出部で電気信号に変換する光検出器と
を備えた光ピックアップ装置において、上記回折素子は
回折格子の方向を記録媒体のトラック方向に対して所定
角度傾斜させた第１領域と、回折格子の方向を記録媒体
のトラック方向に対して上記第１領域の回折格子とは逆
方向にほぼ同一角度傾斜させるとともにその格子間隔が
上記第１領域の格子間隔とほぼ等しく設定された第２領
域とを有していることを特徴とするものである。

〔作用〕

上記本発明の第１の態様によれば、第１の回折素子を
第１・第２領域に分割するとともに、第１・第２領域の
回折格子の方向を記録媒体のトラック方向に対して互い
に逆向きにほぼ同一角度傾斜させ、かつ、第１・第２領
域の格子間隔をほぼ等しくしたので、記録媒体のトラッ
ク上にこの第１の回折素子での０次回折光によりメイン
スポットが形成されるとともに、このメインスポットの
トラック方向の前方及び／又は後方におけるメインスポ
ットからの距離がほぼ等しい位置に少なくとも１対のサ
ブスポットが形成されるようになる。そこで、このメイ
ンスポットより前方又は後方の１対のサブスポットを利
用してトラッキングエラーの検出を行うようにすれば、
仮に記録時であってもトラッキングエラーの検出を正確
に行うことができるようになる。

すなわち、メインスポットより前方よりの１対のサブ
スポットを利用すれば、記録時においては両サブスポッ
トとも未記録領域に照射されるので、両サブスポットに
おける反射率はほぼ等しくなり、トラッキングエラーの
検出にオフセットは生じにくくなる。

又、メインスポットより後方の１対のサブスポットを
利用すれば、記録時においては両サブスポットとも記録
済領域に照射されるので、やはりトラッキングエラーの
検出にオフセットは生じにくくなる。

一方、上記本発明の第２の態様は、第２の回折素子を
有していない以外は上記した本発明の第１の態様とほぼ
同様であり、第２の態様における回折素子の構造、作用
等は第１の態様における第１の回折素子とほぼ同様であ
る。従って、第２の態様においても、記録媒体のトラッ
ク上のメインスポットの前方又は後方に少なくとも１対
のサブスポットが形成されるので、メインスポットの前
方又は後方の１対のサブスポットを利用することによ
り、記録時であってもオフセットを生じることなくトラ
ッキングエラーの検出が行えるものである。

また、第１又は第２の態様による光ピックアップ装置
における上記第１の回折素子は、単一の回折素子を２つ
の領域に分けているので、部品点数をできるだけ少なく
することができる。また、単一の回折素子であるので、
一旦第１領域と第２領域との位置精度が良好な第１の回
折素子を作成すれば、装置内で領域どうしの位置合わせ
を行う必要がない。

なお、上記した第１又は第２の態様による光ピックア
ップ装置は、記録可能型の光学式記録媒体に記録を行う
場合に特に有効であるが、記録済の記録媒体の再生時等
にも同様に使用できるものである。

〔実施例１〕本発明の第１の態様に係る一実施例を第１図乃至第６
図に基づいて説明すれば、以下の通りである。

第２図に示すように、光ピックアップ装置はレーザ光
を出射する光発生手段としての半導体レーザ１と、半導
体レーザ１からのレーザ光を０次回折光と１次回折光と
に分割する第１の回折素子２と、記録媒体としての光デ
ィスク６からの反射光を光検出器７側に回折させる第２
の回折素子３と、第１及び第２の回折素子２・３を通過
したレーザ光を平行光とするコリメートレンズ４と、コ
リメートレンズ４からのレーザ光を光ディスク６上に集
光させる対物レンズ６と、光ディスク６で反射され、第
２の回折素子３で回折された光を受光する光検出器７と
を備えている。ここで使用される光ディスク６は、例え
ば、追記型、書替え可能型等の記録可能型のものであっ
て、かつ、光ディスク６上には、トラックを形成するト
ラック溝6a・6a…が予め螺旋状又は同心円状に形成され
ている。

第１図に示すように、第１の回折素子２は光ディスク
６のラジアル方向（Ｘ方向）に延びる分割線2eにより第
１・第２領域2a・2bに分割されている。各領域2a・2bに
おける半導体レーザ１側の表面近傍にそれぞれ回折格子
2c・2c…、2d・2d…が形成されている。回折格子2c・2c
…と回折格子2d・2d…とは、Ｙ方向に延びる光ディスク
６のトラック溝6aの中心線Ｔに対し互いに逆向きに同一
角度だけ傾斜するようにされている。又、回折格子2c・
2c…及び2d・2d…の格子間隔はそれぞれ一定とされると
ともに、互いに等しく設定されている。

上記の構成により、第１の回折素子２の第１領域2aへ
の入射光は０次回折光と±１次回折光とに分割される。
そのうちの０次回折光は、第３図にも示すように、光デ
ィスク６上に、光軸Ｏ上に中心を有するメインスポット
S₁を形成する一方、±１次回折光は光ディスク６上のメ
インスポットS₁からトラック溝6aの方向に離れた位置に
１対のサブスポットS₂・S₃を形成する。なお、サブスポ
ットS₂・S₃はトラック溝6aの中心線Ｔに対しトラック溝
6aの延びる方向と直交する方向に互いに逆向きに同一距
離だけずれた位置に形成される。

又、第１の回折素子２の第２領域2bへの入射光は０次
回折光と±１次回折光とに分割される。そのうちの０次
回折光は、第１領域2aでの０次回折光とともに光ディス
ク６上にメインスポットS₁を形成する一方、±１次回折
光は光ディスク６上のメインスポットS₁からトラック溝
6aの方向に離れた位置に１対のサブスポットS₄・S₅を形
成する。サブスポットS₄・S₅はトラック溝6aの中心線Ｔ
に対しそれぞれサブスポットS₂・S₃と互いに逆向きに同
一距離だけトラック溝6aと直交する方向にずれた位置に
形成される。このように、本実施例では、第１の回折素
子２により光ディスク６上に５つのスポットS₁〜S₅が形
成されるようになっている。

上記第１領域2aによる１対のサブスポットS₂・S₃は回
折格子2c・2c…の方向と直交する方向に延びる延長線t₁
上に位置する一方、第２領域2bによる１対のサブスポッ
トS₄・S₅は回折格子2d・2d…の方向と直交する方向に延
びる延長線t₂上に位置するものである。そして、トラッ
ク溝6aの中心線Ｔに対する延長線t₁・t₂の傾斜角度θは
等しいので、トラック溝6aの中心線Ｔに対するサブスポ
ットS₂・S₄のラジアル方向の変位量P₁は互いに等しく、
上記中心線Ｔに対するサブスポットS₃・S₅のラジアル方
向の変位量P₁も互いに等しくなる。

本実施例では、後述の如く、第１の回折素子２の各領
域の＋１次回折光に基づくサブスポットS₂・S₄を利用し
てトラッキングエラーの検出を行うものである。その場
合、トラック溝6aの中心線Ｔに対するサブスポットS₂・
S₄のラジアル方向の変位量P₁が相違すると、正しいトラ
ッキングエラー信号が得られなくなる。従って、本実施
例では、第１の回折素子２を光軸Ｏの回りで回転させて
中心線Ｔに対するサブスポットS₂・S₄のラジアル方向の
変位量P₁を整合させる必要がある。その際、サブスポッ
トS₂・S₄とメインスポットS₁間の距離が大きくなるに伴
って第１の回折素子２の回転によるサブスポットS₂・S₄
の変位量が大きくなり、それだけ調整が困難となる。従
って、光検出器７の構成に支障を来さない範囲でサブス
ポットS₂・S₄をメインスポットS₁に接近させることが好
ましい。

なお、第１図及び第３図においては、サブスポットS₂
〜S₅を円形として表示したが、実際には第１の回折素子
２の分割線2eと半導体レーザ１からのレーザビームの外
径又は光学系の開口形状によって決まる形状（分割線2e
を直線、レーザビームの外径を円形とすれば半円形とな
る）を基本として各種収差によりやや乱れた形状とな
る。しかし、第１領域2aで形成されるサブスポットS₂・
S₃と第２領域2bで形成されるサブスポットS₄・S₅とが対
称の形状となるため、サブスポットS₂〜S₅の形状如何が
トラッキングエラーの検出に影響を与えることはない。

光ディスク６が記録可能型のものである場合、記録時
には、光ディスク６のトラック溝6aの中央に照射されに
メインスポットS₁により、トラック溝6aに沿って、例え
ば、図示しないピットが形成され、所望の情報の記録が
行われる。一方、再生時には、記録時より強度を低下さ
せられたメインスポットS₁により、例えば、ピットとし
て記録された情報が読み取られる。そして、記録及び再
生時に、以下で詳述するように、メインスポットS₁より
先行する１対のサブスポットS₂・S₄によりトラッキング
エラーの検出が行われてメインスポットS₁がトラック溝
6aの中央に位置するように誘導される。このように、本
実施例では、メインスポットS₁より先行する１対のサブ
スポットS₂・S₄によりトラッキングエラーの検出を行う
ものであるから、記録時においてもトラッキングエラー
検出用のサブスポットS₂・S₄はともにピット等により記
録される情報を走査せず、従って、トラッキングエラー
の検出は正確に行われる。

次に、第２の回折素子３（第４図参照）及び第２の回
折素子３により回折される光ディスク６からの反射光を
受光する光検出器７（第５図参照）につき説明する。第
２の回折素子３は光ディスク６のラジアル方向に延びる
分割線3eにより第１及び第２領域3a・3bに分割され、各
領域3a・3bには互いにピッチの異なる直線状の回折格子
3c・3c…、3d・3d…がそれぞれ分割線3eと直交する方向
に形成されている。

光検出器７は互いに隣接して光ディスク６のラジアル
方向（Ｘ方向）に延びる１対の光検出部7a・7bと、光検
出部7a・7bの終端位置を起点として光ディスク６のラジ
アル方向に延びる光検出部7cと、光検出部7a・7bのＹ方
向の側方位置でＸ方向に延びる光検出部7dと、光検出部
7cのＹ方向の側方位置でＸ方向に延びる光検出部7eとの
合計５つの光検出部を有している。

フォーカスエラーの生じてしない合焦状態の際、第２
の回折素子３の第１領域3aで回折されたメインスポット
S₁からの反射光は、光検出部7a・7bの分割線7f上に集光
されてスポットR₁を形成し、第２の回折素子３の第２領
域3bで回折されたメインスポットS₁からの反射光は光検
出部7c内にスポットR₂を形成する。

一方、サブスポットS₂・S₄からの反射光は、後に詳述
するように分割線3eを設定することより、サブスポット
S₂からの反射光は全て第２領域3bで回折されて光検出部
7e上にスポットR₃として集光され、サブスポットS₄から
の反射光は全て第１領域3aで回折された光検出部7d上に
スポットR₄として集光されるようになる。

上記各光検出部7a〜7eの出力信号をそれぞれSa〜Seと
すると、フォーカスエラー信号FESはFES＝Sa−Sbの演算
で得られ、トラッキングエラー信号はTESはTES＝Sd−Se
の演算で得られ、ピット等により記録された記録情報の
再生信号RFはRF＝Sa＋Sb＋Scの演算で得られる。

次に、第１及び第２の回折素子２・３の配置位置につ
き第６図（ａ）（ｂ）に基づいて説明する。

第６図（ａ）は半導体レーザ１から出射され、第１の
回折素子２の第１領域2aで回折された＋１次回折光が第
２の回折素子３、コリメートレンズ４及び対物レンズ５
を介して光ディスク６上の集光点P₁上にサブスポットS₂
を形成し、再度対物レンズ５、コリメートレンズ４を介
して第２の回折素子３の第２領域3bに戻るまでの経路を
示したものである。但し、上記の経路中の往路を右下が
りのハッチングで、復路を左下がりのハッチングで示
す。上記の経路は、半導体レーザ１の光源面上の仮想集
光点P_aから出射され、第１の回折素子２の第１領域2aで
０次回折された光が光ディスク６上のP₁点で反射されて
再度仮想集光点P_aに戻る経路であると考えることもでき
る。

又、第６図（ｂ）は半導体レーザ１から出射され、第
１の回折素子２の第２領域2bで回折された＋１次回折光
が光ディスク６上のP₂点にサブスポットS₄を形成した
後、第２の回折素子３の第１領域3aに戻るまでの経路を
示したものである。但し、右下がりのハッチングは往
路、左下がりのハッチングは復路を示す。上記の経路
は、光源面上の仮想集光点P_bから出射された光が第１の
回折素子２の第２領域2bで０次回折され、P₂点で反射さ
れた再度仮想集光点P_bに戻る経路であると考えることも
できる。

第６図（ａ）及び（ｂ）において、第１の回折素子２
の第１及び第２領域2a・2bを分割する紙面と直交する方
向に延びる分割線2eは、光ディスク６上の光軸中心点P₁
又はP₂を通り、光ディスク６に垂直な光軸線l₁・l₂と交
差する位置に設定する。これにより、サブスポットS₂・
S₄は光ディスク６上において、ほぼ同形状、同光量とな
る。

又、第１の回折素子２の第１領域2aで回折された＋１
次回折光が光ディスク６で反射した後、全て第２の回折
素子３の第２領域3bに入射するようにし、逆に第１の回
折素子２の第２領域2bで回折された＋１次回折光が光デ
ィスク６で反射した後、全て第２の回折素子３の第１領
域3aに入射するようにするためには、第２の回折素子３
の第１及び第２領域3a・3bを分割する分割線3eは上記光
軸線l₁・l₂と交差する位置に設定すれば良い。

なお、第１の回折素子２の各領域2a・2bの回折格子2c
・2c…、2d・2d…の断面形状は、矩形断面とするのが一
般的であるが、上記の説明から明らかなように、本実施
例では、第１の回折素子２で生成される０次回折光、各
１対の±１次回折光のうちの０次回折光と１対の＋１次
回折光のみを使用するため、−１次回折光を減少させて
＋１次回折光のみを増加させたブレース形状とするのが
より有効である。その場合、本実施例では、２つの領域
2a・2bの格子間隔が等しいので、両領域2a・2b間で光の
利用効率差のない最適高効率ブレーズ形状を容易に製作
することができるものである。

〔実施例２〕次に、第７図乃至第11図に基づいて第２実施例を説明
する。

第７図に示すように、本実施例に係る光ピックアップ
装置は、光発生手段としての半導体レーザ11を備え、半
導体レーザ11から出射された光ビームは、後に詳述する
如く、回折素子12により０次回折光と１対の＋１次回折
光とに分割されるようになっている。

回折素子12を通過した光ビームはハーフミラー13で直
角に反射され、コリメートレンズ14を通過することによ
り平行光束となった後、対物レンズ15により光ディスク
16に集光されるものである。光ディスク16として、ここ
では、光ビームを照射してピット21（第11図参照）を形
成することにより、１回のみ所望の記録が可能な追記型
のものが使用される。

光ディスク16から反射した光ビームは、対物レンズ1
5、コリメートレンズ14及びハーフミラー13を通過し、
平凹レンズ17により光検出器18上に集光されるようにな
っている。この光ピックアップ装置においては、ハーフ
ミラー13、コリメートレンズ14、対物レンズ15及び平凹
レンズ17が光学系19を成している。

第８図は回折素子12及びその後方に位置する光ディス
ク16を示す。なお、回折素子12と光ディスク16との間に
ハーフミラー13が配置されている関係上、回折素子12と
光ディスク16とは実際には同一直線上には存在しない
が、第８図では便宜上両者が同一直線上に存在している
ものとして表示している。

回折素子12は、例えば、ハーフミラー13側の表面が格
子面とされ、この格子面は、光ディスク16のトラック16
aに対応する方向に延びる分割線12eにより第１及び第２
領域12a・12bに分割されている。各領域12a・12bにはそ
れぞれ回折格子12c・12c…、12d・12d…が分割線12eに
対して互いに逆向きに同一角度だけ傾斜させて形成され
ている。各領域12a・12bの回折格子12c・12c…、12d・1
2d…の格子間隔はともに一定で、かつ、互いに等しく設
定されている。

回折格子12c・12c…、12d・12d…は、第９図に示すよ
うに、ともにブレーズ形状を成し、入射光ビームを、そ
のまま直進する０次回折光と、０次回折光との間に所定
の角度を成す各１つの＋１次回折光とに分離し、かつ、
＋１次回折光と逆の方向に分離される−１次回折光を殆
ど生じさせないように構成されている。これにより、回
折素子12全体としては、０次回折光と１対の＋１次回折
光とが形成されることになる。なお、第８図の如く、上
記の０次回折光は光ディスク16のトラック16a上にメイ
ンスポットS₆を形成し、１対の＋１次回折光は同一のト
ラック16aにおけるメインスポットS₆より先行する位置
に、メインスポットS₆のトラックずれを検出するための
１対のサブスポットS₇・S₈を形成するようになってい
る。なお、メインスポットS₆とサブスポットS₇・S₈間の
中心間距離Ｄは従来と同様15〜25μｍ程度となるように
設定されている。

記録に際しては、光ディスク16のトラック16a上に集
光されるメインスポットS₆により、トラック16aに沿っ
て所定長さのピット21が形成される。又、再生時には、
上記の記録時より強度を低くされたメインスポットS₆に
より、後に詳述する如く、ピット21として記録された信
号の再生が行われる。そして、後述のように、記録及び
再生時に１対のサブスポットS₇・S₈によりトラッキング
エラーの検出が行われ、それに基づいてメインスポット
S₆がトラック16aの中央に位置するようにメインスポッ
トS₆の照射位置の調整が行われるようになっている。

上記光検出器18は、第10図に示すように、互いに直交
する分割線18g・18hにより分割された４つの光検出器18
a〜18dと、分割線18gと同一直線上に位置する分割線18i
により分割された２つの光検出部18e・18fとからなる合
計６つの光検出部18a〜18fを有している。光検出部18a
〜18dには光ディスク16上のメインスポットS₆からの反
射光が集光されたスポットR₅が形成され、光検出部18a
〜18dのそれぞれで受光した光強度に応じた検出信号Sa
〜Sdが出力されるようになっている。

又、光検出部18e・18fには、それぞれサブスポットS₇
・S₈からの反射光が集光されてなるスポットR₆・R₇が形
成され、それぞれの光検出部18e・18fがスポットR₆・R₇
の光強度に応じた検出信号Se・Sfを出力するようになっ
ている。

上記各光検出部18a〜18fの検出信号Sa〜Sfに基づい
て、ピット21により記録された情報を再生してなる再生
信号RFは、RF＝Sa＋Sb＋Sc＋Sdで求められる。又、フォ
ーカスエラー信号FES＝FES＝（Sa＋Sc）−（Sb＋Sd）の
演算で求められ、トラッキングエラー信号TESはTES＝Se
−Sfの演算で求められて、FES及びTESが“0"となるよう
にフォーカス及びトラッキングの調整が行われる。

上記の構成によれば、光ディスク16に信号の記録を行
う際には、第11図に示すように、トラック16a上にメイ
ンスポットS₆によりその照射時間に応じた長さのピット
21（便宜上、ハンチッグで示す）が形成される。その
際、サブスポットS₇・S₈は、メインスポットS₆より先行
する位置で同一のトラック16a上の未記録領域を走査
し、サブスポットS₇・S₈がピット21を走査することはな
い。従って、記録時において、トラッキングエラー信号
の生成にピット21の影響が及ばなくなるので、トラッキ
ングエラー信号のオフセットをなくすことができる。な
お、メインスポットS₆とサブスポットS₇・S₈の光強度の
比は10:1程度で、サブスポットS₇・S₈の光強度は充分に
微弱であるため、サブスポットS₇・S₈により記録が行わ
れることはない。

ところで、この第２実施例では、上記の第１実施例と
同様、トラック16aの中央位置からの２つのサブスポッ
トS₇・S₈の変位量が相違している場合は、トラッキング
エラー信号にオフセットが生じることになる。そこで、
光ピックアップ装置の組立時等に、必要に応じて回折素
子12を光軸を中心として回転させることにより、メイン
スポットS₆とサブスポットS₇・S₈を同一トラック16a上
に位置させるとともに、トラッキングエラー信号のオフ
セットを除去する調整を行う。

上記の実施例では、２つのサブスポットS₇・S₈がとも
にトラック16a上でメインスポットS₆より先行するよう
にしたが、それに代えて、２つのサブスポットS₇・S₈を
ともにメインスポットS₆より後方に配置するようにして
も良い。その場合、ピット21の形成による記録時に、２
つのサブスポットS₇・S₈がともにピット21上を走査する
ので、トラッキングエラーが生じていない限り２つのサ
ブスポットS₇・S₈からの反射光強度はほぼ等しくなり、
正確なトラッキング制御が行われる。

なお、上記の実施例では、追記型の光ディスク16の一
例として、光ビームの照射によりピット21が形成される
ものにつき説明したが、それ以外に、光ビームの照射に
よりピット21は形成せずに反射率のみを変化させること
により信号の記録を行う光ディスク等にも本発明は有効
である。又、本発明の光ピックアップ装置は、追記型等
の書替可能型の光ディスクに特に有効であるが、それ以
外に、再生専用型の光ディスクにも使用できるものであ
る。

〔発明の効果〕

本発明の第１の態様に係る光ピックアップ装置は、以
上のように、光発生手段と、この光発生手段から出射さ
れる光を記録媒体上に集光させるとともに記録媒体から
の反射光を第２の回折素子に導く光学系と、上記光発生
手段と記録媒体とを結ぶ光軸上に設けられ、光発生手段
からの光を記録情報検出用の０次回折光とトラッキング
エラー検出用の１次回折光とに分割する第１の回折素子
と、上記記録媒体からの反射光の光軸上に設けられ、上
記反射光を光検出器側に回折させる第２の回折素子と、
複数の光検出部を有し、上記第２の回折素子からの回折
光を各光検出部で電気信号に変換する光検出器とを備え
た光ピックアップ装置において、上記第１の回折素子は
回折格子の方向を記録媒体のトラック方向に対して所定
角度傾斜させた第１領域と、回折格子の方向を記録媒体
のトラック方向に対して上記第１領域の回折格子とは逆
方向に同一角度傾斜させるとともにその格子間隔が上記
第１領域の格子間隔と等しく設定された第２領域とを有
していることを基本的に構成としている。

これにより、第１の回折素子を第１・第２領域に分割
するとともに、第１・第２領域の回折格子の方向を記録
媒体のトラック方向に対して互いに逆向きに同一角度傾
斜させ、かつ、第１・第２領域の格子間隔をほぼ等しく
したので、記録媒体のトラック上にこの第１の回折素子
での０次回折光によりメインスポットが形成されるとと
もに、このメインスポットのトラック方向の前方及び／
他は後方におけるメインスポットからの距離がほぼ等し
い位置に少なくとも１対のサブスポットが形成されるよ
うになる。そこで、このメインスポットより前方又は後
方の１対のサブスポットを利用してトラッキングエラー
の検出を行うようにすれば、仮に記録時であってもトラ
ッキングエラーの検出を正確に行うことができるように
なる。

すなわち、メインスポットより前方の１対のサブスポ
ットを利用すれば、記録時においては両サブスポットは
ともに未記録領域に照射されるので、両サブスポットに
おける反射率はほぼ等しくなり、トラッキングエラーの
検出にオフセットは生じにくくなる。

又、メインスポットより後方の１対のサブスポットを
利用すれば、記録時においては両サブスポットはともに
記録済領域に照射されるので、やはりトラッキングエラ
ーの検出にオフセットは生じにくくなる。

一方、本発明の第２の態様に係る光ピックアップ装置
は、光発生手段と、この光発生手段から出射される光を
記録媒体上に集光させるとともに記録媒体からの反射光
を光検出器に導く光学系と、上記光発生手段と記録媒体
とを結ぶ光軸上に設けられ、光発生手段からの光を記録
情報検出用の０次回折光とトラッキングエラー検出用の
１次回折光とに分割する回折素子と、上記記録媒体から
の反射光を各光検出部で電気信号に変換する光検出器と
を備えた光ピックアップ装置において、上記回折素子は
回折格子の方向を記録媒体のトラック方向に対して所定
角度傾斜させた第１領域と、回折格子の方向を記録媒体
のトラック方向に対して上記第１領域の回折格子とは逆
方向に同一角度傾斜させるとともにその格子間隔が上記
第１領域の格子間隔と等しく設定された第２領域とを有
している構成である。

この第２の態様は、第２の回折素子を有していない以
外は上記した本発明の第１の態様とほぼ同様であり、第
２の態様における回折素子の構造、作用等は第１の態様
における第１の回折素子とほぼ同様である。従って、第
２の態様においても、記録媒体のトラック上のメインス
ポットの前方又は後方に少なくとも１対のサブスポット
が形成されるので、メインスポットの前方又は後方の１
対のサブスポットを利用することにより、記録時であっ
てもオフセットを生じることなくトラッキングエラーの
検出が行えるものである。

また、第１又は第２の態様による光ピックアップ装置
における上記第１の回折素子は単一の回折素子からなる
ので、装置の複雑化および生産性の低下を招くことな
く、情報の読み取りやトラックずれの高精度な検出を行
うことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第６図は本発明の一実施例を示すものであ
る。第１図は第１の回折素子を示す概略正面図である。第２図は光ピックアップ装置の説明図である。第３図は光ディスクの拡大正面部分図である。第４図は第２の回折素子の概略正面図である。第５図は光検出器の概略正面図である。第６図（ａ）（ｂ）はそれぞれ第１の回折素子の第１・
第２領域で回折された＋１次回折光の進行経路を示す説
明図である。第７図乃至第11図は第２実施例を示すものである。第７図は光ピックアップ装置の説明図である。第８図は回折素子及び光ディスクを示す概略正面図であ
る。第９図は回折素子を示す側面説明図である。第10図は光検出器の概略正面図である。第11図は光ディスクの拡大正面部分図である。第12図乃至第14図は従来例を示すものである。第12図（ａ）は光ピックアップ装置の説明図である。同図（ｂ）は光ディスクが傾斜した場合の同説明図であ
る。第13図は回折素子を示す側面説明図である。第14図は光ディスクの拡大正面部分図である。１・11は半導体レーザ（光発生手段）、２・12は回折素
子、2a・2b・12a・12bは領域、2c・2d・12c・12dは回折
格子、６・16は光ディスク、７・18は光検出器、19は光
学系である。

フロントページの続き (72)発明者倉田幸夫大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号シャープ株式会社内 (72)発明者大寺一弘大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号シャープ株式会社内 (72)発明者横田泰造大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号シャープ株式会社内 (56)参考文献特開昭64−60826（ＪＰ，Ａ) 特開平３−54733（ＪＰ，Ａ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】光発生手段と、この光発生手段から出射さ
れる光を記録媒体上に集光させるとともに記録媒体から
の反射光を第２の回折素子に導く光学系と、上記光発生
手段と記録媒体とを結ぶ光軸上に設けられ、光発生手段
からの光を記録情報検出用の０次回折光とトラッキング
エラー検出用の１次回折光とに分割する第１の回折素子
と、上記記録媒体からの反射光の光軸上に設けられ、上
記反射光を光検出器側に回折させる第２の回折素子と、
複数の光検出部を有し、上記第２の回折素子からの回折
光を各光検出部で電気信号に変換する光検出器とを備え
た光ピックアップ装置において、上記第１の回折素子は回折格子の方向を記録媒体のトラ
ック方向に対して所定角度傾斜させた第１領域と、回折
格子の方向を記録媒体のトラック方向に対して上記第１
領域の回折格子とは逆方向にほぼ同一角度傾斜させると
ともにその格子間隔が上記第１領域の格子間隔とほぼ等
しく設定された第２領域とを有していることを特徴とす
る光ピックアップ装置。
【請求項２】上記第１の回折素子の第１及び第２領域に
おける回折格子は同一のブレーズ断面形状を有している
ことを特徴とする請求項第１項に記載の光ピックアップ
装置。
【請求項３】上記第１の回折素子における第１・第２領
域のうちの一方の領域で生成された１次回折光の反射光
が全て他方の領域に戻るように上記第１・第２領域が形
成されていることを特徴とする請求項第１項に記載の光
ピックアップ装置。
【請求項４】上記第２の回折素子は２つの領域に分割さ
れ、これらの領域により上記記録媒体からの反射光が光
検出器のそれぞれ異なる光検出部に回折されるように構
成されていることを特徴とする請求項第１項に記載の光
ピックアップ装置。
【請求項５】上記第１の回折素子の第１領域により１次
回折され、記録媒体で反射して第２の回折素子に入射す
る１次回折光は第２の回折素子における２分割された一
方の領域のみに入射し、第１の回折素子の第２領域で１
次回折され、記録媒体で反射して第２の回折素子に入射
する１次回折光は第２の回折素子における２分割された
他方の領域のみに入射するように構成されていることを
特徴とする請求項第４項に記載の光ピックアップ装置。
【請求項６】光発生手段と、この光発生手段から出射さ
れる光を記録媒体上に集光させるとともに記録媒体から
の反射光を光検出器に導く光学系と、上記光発生手段と
記録媒体とを結ぶ光軸上に設けられ、光発生手段からの
光を記録情報検出用の０次回折光とトラッキングエラー
検出用の１次回折光とに分割する回折素子と、上記記録
媒体からの反射光を各光検出部で電気信号に変換する光
検出器とを備えた光ピックアップ装置において、上記回折素子は回折格子の方向を記録媒体のトラック方
向に対して所定角度傾斜させた第１領域と、回折格子の
方向を記録媒体のトラック方向に対して上記第１領域の
回折格子とは逆方向にほぼ同一角度傾斜させるとともに
その格子間隔が上記第１領域の格子間隔とほぼ等しく設
定された第２領域とを有していることを特徴とする光ピ
ックアップ装置。