JP3969914B2 - 光ピックアップ装置及びそれを用いた光学記録媒体駆動装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ピックアップ装置及びそれを用いた光学記録媒体駆動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光ディスクドライブ装置等の光学記録媒体駆動装置に用いられる光ピックアップ装置は、レーザ光を用いて光ディスク等の光学記録媒体への情報記録及び情報読み出し或いはサーボ信号検出を行う。
【０００３】
近年、光ピックアップ装置の小型化、軽量化及び低価格化の要求に伴って、回折素子の一種である透過型ホログラム素子を用いた光ピックアップ装置の研究及び開発が行われている。
【０００４】
図１１は特開平１０−４９８８４号公報に開示された透過型ホログラム素子を有する光ピックアップ装置の概略図である。
【０００５】
図中、１は反射型の光ディスク、２はレーザ光を出射する半導体レーザ、３は前記レーザ光を０次回折光の主ビーム（主光束）Ｂ、トラッキングサーボ用の１次回折光の副ビーム（副光束）Ｂ１及び−１次回折光の副ビーム（副光束）Ｂ２からなる３本のビームに分割する３分割回折格子である。
【０００６】
４は３分割回折格子３から出射された３本のビームを光ディスク１側に透過させ、且つ光ディスク１により反射された前記３本のビーム（帰還光束）を夫々４分割すると共に、この分割光束に光ディスク１でのフォーカス状態に対応した空間変動（例えば、非点収差）を与え、光検出器６に向かう方向（以下、回折方向という）に回折する透過型のホログラム素子である。
【０００７】
５はトラッキングサーボの為に回折方向に移動し、フォーカスサーボの為に上下方向に駆動可能に支持され、透過型ホログラム素子４を０次で回折透過した前記３本のビームを光ディスク１に集光する集光レンズである。
【０００８】
６はホログラム素子４で１次に透過回折されたビームを入射する光検出器である。
【０００９】
図１２に光ディスク１における集光スポットを示す。主ビームＢ０の集光スポットは情報が記録されたトラックＴＲを走査し、副ビームＢ１、Ｂ２の集光スポットはトラックＴＲの両側に集光する。
【００１０】
透過型ホログラム素子４は、図１３の模式上面図に示すように、回折方向と直交する方向に沿って延びる仮想の分割線４１と、この分割線４ｌと直交する方向、即ち回折方向に略沿って延びる仮想の分割線４ｍとにより等面積の４つの領域４ａ，４ｂ、４ｃ、４ｄに分割されたホログラム面を有する。
【００１１】
分割線４ｌと分割線４ｍとの交点に対して一方の対角関係に位置する領域４ａ、領域４ｃは互いに同一の空間変動を回折光に与えるホログラムパターンを有し、また他方の対角関係に位置する領域４ｂ、領域４ｄも互いに同一の空間変動を回折光に与えるホログラムパターンを有する。また、領域４ａ、４ｃと領域４ｂ、４ｄとは互いに逆関係の空間変動（例えば、互いに直交する関係の非点収差）を回折光に与える。
【００１２】
光検出器６は、図１４の模式上面図に示すように、ホログラム素子４の分割線４ｍのＹ方向に沿って一直線上に並んで配置されるフォーカスサーボ用の一対の第１、第２光検出部６ａ、６ｂと、該光検出部６ａ、６ｂの両側に配置されるトラッキングサーボ用の一対の第３、第４光検出部６ｃ、６ｄとを有する。
【００１３】
第１光検出部６ａは長手方向が回折方向である長方形状の光検出部１６ａ、１６ｂ、１６ｃからなり、第２光検出部６ｂは長手方向が回折方向である長方形状の光検出部１６ｄ、１６ｅ、１６ｆからなる。
【００１４】
このような構成の光ピックアップ装置では、光ディスク１で反射され集光レンズ５を介してホログラム素子４に入射した主ビームＢ０のうち領域４ａ、４ｃで１次回折された主ビームＢ０は夫々、第１光検出部６ａ上に集光スポットＰａ、Ｐｃとして集光され、また領域４ｂ、４ｄで１次回折された主ビームＢ０は夫々、第２光検出部６ｂ上に集光スポットＰｂ、Ｐｄとして集光される。
【００１５】
また、光ディスク１で反射され集光レンズ５を介してホログラム素子４に入射した副ビームＢ１のうち領域４ａ、４ｃで１次回折された副ビームＢ１は夫々、第３光検出部６ｃ上に集光スポットＱａ、Ｑｃとして集光され、また領域４ｂ、４ｄで１次回折された副ビームＢ１は夫々、第３光検出部６ｃ上に集光スポットＱｂ、Ｑｄとして集光される。また、光ディスク１で反射され集光レンズ５を介してホログラム素子４に入射した副ビームＢ２のうち領域４ａ、４ｃで１次回折された副ビームＢ２は夫々、第４光検出部６ｄ上に集光スポットＲａ、Ｒｃとして集光され、また領域４ｂ、４ｄで１次回折されたビームＢ２は夫々、第４光検出部６ｄ上に集光スポットＲｂ、Ｒｄとして集光される。
【００１６】
フォーカスエラー信号ＦＥＳは、光検出部１６ａ〜１６ｆからの出力信号Ｓａ〜Ｓｆを用いて、ＦＥＳ＝（Ｓａ＋Ｓｃ＋Ｓｅ）−（Ｓｂ＋Ｓｄ＋Ｓｆ）の演算処理により求められる。
【００１７】
また、トラッキングエラー信号ＴＥＳは、光検出部６ｃ、６ｄの出力信号Ｓ（Ａ）、Ｓ（Ｂ）の差、ＴＥＳ＝（ Ｓ（Ａ）−Ｓ（Ｂ））により求められる。
【００１８】
しかしながら、このような光ピックアップ装置は、ＣＤ−ＲＯＭ等の光ディスクを駆動する再生専用の光ディスクドライブ装置に用いた場合には適しているが、ＣＤ−Ｒ等の記録型の光ディスクに記録を行う記録型の光ディスクドライブ装置に用いた場合、記録中においては、主ビームＢ０によってピットが形成されていくので、主ビームＢ０よりも先行している副ビームＢ２は未記録部分を走査するため反射光量が多く、主ビームＢ０よりも後ろの副ビームＢ１は記録部分走査するため反射光量が少なくなる。従って、副ビームＢ１、Ｂ２の反射光を入射する光検出部６ｃ、６ｄの出力信号Ｓ（Ａ）、Ｓ（Ｂ）の差により求められるトラッキングエラー信号ＴＥＳは、主ビームＢ０がトラックの中心を走査していても０にはならず、トラッキング制御を行うことが困難であるという問題がある。
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記従来例の欠点に鑑み為されたものであり、光学記録媒体に情報の記録を行う記録型の光学記録媒体駆動装置に用いても、トラッキングエラー信号を良好に検出することが出来る光ピックアップ装置を提供することを目的とするものである。
【００２０】
また、本発明は、トラッキング制御を良好に行うことが出来、光学記録媒体に良好に情報を記録することが出来る光学記録媒体駆動装置を提供することを目的とするものである。
【００２３】
【課題を解決するための手段】
第１の発明の光ピックアップ装置では、光学記録媒体に向けて光束を出射する光源と、前記光学記録媒体からの帰還光束を空間変動を有する回折光に回折する回折素子と、前記回折素子により回折された光束を入射する光検出部を有する光検出器とを備えた光ピックアップ装置において、前記回折素子は前記光学記録媒体のトラック方向に伸びる第１分割線と該第１分割線と交差する第２分割線とにより第１、第２、第３、第４領域に分割されると共に、前記第 1 分割線と第 2 分割線との交点に対して一方の対角関係に位置する前記第 1 領域と前記第 3 領域とは互いに同一の時間変動を回折光に与え、前記交点に対して他方の対角関係に位置する前記第２領域と前記第４領域とは互いに同一の時間変動を回折光に与え、且つ前記第１及び第３領域と前記第２及び第４領域とは互いに直交する関係の非点収差を回折光に与えるホログラムパターンを有し、前記光検出器の光検出部は、前記第１分割線に対して一方側に位置する第１、第４領域のうち第１領域で回折された光束を入射する第１受光領域と、第４領域で回折された光束を入射する第４受光領域と、前記第１分割線に対して他方側に位置する第２、第３領域のうち第２領域で回折された光束を入射する第２受光領域と、第３領域で回折された光束を入射する第３受光領域とからなり、前記第１、第２、第３、第４受光領域は夫々、前記第１、第２分割線の交点を通過する光を含む中心光束を入射する中心受光面と、前記中心光束以外の光束を入射する中心外受光面とに分離されていることを特徴とする。
【００２４】
このような第１の発明の光ピックアップ装置は、領域が４分割された回折素子が用いられるため、高精度なトラッキング制御及びフォーカス制御を行うことが出来る。
【００２５】
第１の発明の光ピックアップ装置では、前記第１受光領域の中心受光面と前記第４受光領域の中心外受光面との入射光量に応じた第１検出信号Ｓ１と、前記第１受光領域の中心外受光面と前記第４受光領域の中心受光面との入射光量に応じた第２検出信号Ｓ２と、前記第２受光領域の中心受光面と前記第３受光領域の中心外受光面との入射光量に応じた第３検出信号Ｓ３と、前記第２受光領域の中心外受光面と前記第３受光領域の中心受光面との入射光量に応じた第４検出信号Ｓ４とが出力され、これらの信号を用いることにより、トラッキング制御やフォーカス制御が可能となる。
【００２６】
例えば、トラッキングエラー信号ＴＥＳを、ＴＥＳ＝（Ｓ１＋Ｓ２）−（Ｓ３＋Ｓ４）の演算により求めることにより、トラッキング制御を良好に行うことが可能となる。
【００２７】
また、第１の発明の光ピックアップ装置では、前記光源から出射された主光束と、２本の副光束に分割して光学記録媒体に入射させる分割素子を配置し、前記光検出器の光検出部に、前記回折素子により回折された前記副光束を入射する受光部を設けてもよい。
【００２８】
この場合、この新たに設けた受光部に入射する光量を検出することにより、差動プッシュプル法等によりトラッキングエラー信号を更に精度良く求めることが可能となる。
【００２９】
また、第２の発明の光学記録媒体駆動装置は、光学記録媒体を駆動する光学記録媒体駆動装置であって、前記光学記録媒体を回転させる回転駆動機構と、前記光学記録媒体に光束を照射する光ピックアップ装置と、前記光ピックアップ装置を前記光学記録媒体の半径方向に移動させる光ピックアップ駆動機構と、前記光ピックアップ装置から出力される信号を処理する処理部とを備え、前記光ピックアップ装置が第１の発明の構成であることを特徴とする。
【００３０】
このような構成の光学記録媒体駆動装置では、光ディスクへの記録時においてもトラッキング制御及びフォーカス制御を良好に行うことが出来る。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００３２】
図１は本発明の実施の形態である第1実施例の光ピックアップ装置の要部構成を示す図であり、図１１と同一部分には同一符号を付し、その説明は割愛する。
【００３３】
本実施例では、半導体レーザ２と透過型ホログラム素子４との間には、3分割回折格子が配備されておらず、半導体レーザ２から出射されたレーザ光は主ビームＢ０のみが透過型のホログラム素子４に入射する。
【００３４】
また、透過型のホログラム素子４のホログラム面パターン（回折パターン）及び光検出器６の光検出部の構成は、図１０に示すものとは異なっており、以下に詳述する。
【００３５】
ホログラム素子４は、図２の模式上面図に示すように、トラック方向（Ｙ方向）に沿って延びる仮想の分割線４１と、この分割線４ｌと直交する方向（Ｘ方向）に沿って延びる仮想の分割線４ｍとにより等面積の４つの領域４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄに分割されたホログラム面を有する。
【００３６】
分割線４ｌと分割線４ｍとの交点に対して一方の対角関係に位置する領域４ａ、領域４ｃは互いに同一の空間変動を回折光に与えるホログラムパターンを有し、また他方の対角関係に位置する領域４ｂ、領域４ｄも互いに同一の空間変動を回折光に与えるホログラムパターンを有する。また、領域４ａ、４ｃと領域４ｂ、４ｄとは互いに逆関係の空間変動（例えば、互いに直交する関係の非点収差）を回折光に与える。
【００３７】
また、各領域４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄにおけるホログラム面パターン（回折面パターン）は、以下に説明するような集光スポットを形成するようなパターンとなっている。
【００３８】
図３は第１実施例の光ピックアップ装置における光検出器６の光検出部の構成、及びホログラム素子４で回折されたビームの集光スポットを示す図である。
【００３９】
光検出器６の光検出部は、長方形状の４個の第１、第２、第３、第４の受光面６１ａ、６１ｂ、６１ｃ、６１ｄが一列に配置された第１受光部６１と、長方形状の４個の第１、第２、第３、第４の受光面６２ａ、６２ｂ、６２ｃ、６２ｄが一列に配置された第２受光部６２とが形成されている。第１受光部６１と第２受光部６２とは、並列に配置されている。
【００４０】
第１受光部６１の第１受光面６１ａと第２受光部６２の第２受光面６２ｂとは電気的に接続されており、この第１受光面６１ａの入射光量と第２受光面６２ｂの入射光量との和の入射光量に応じた信号Ｓ１が出力される。また、第１受光部６１の第２受光面６１ｂと第２受光部６２の第１受光面６２ａとは電気的に接続されており、この第２受光面６１ｂの入射光量と第１受光面６２ａの入射光量との和の入射光量に応じた信号Ｓ２が出力される。また、第１受光部６１の第３受光面６１ｃと第２受光部６２の第４受光面６２ｄとは電気的に接続されており、この第３受光面６１ｃの入射光量と第４受光面６２ｄの入射光量との和の入射光量に応じた信号Ｓ３が出力される。また、第１受光部６１の第４受光面６１ｄと第２受光部６２の第３受光面６２ｃとは電気的に接続されており、この第４受光面６１ｄの入射光量と第２受光面６２ｃの入射光量との和の入射光量に応じた信号Ｓ４が出力される。
【００４１】
この光ピックアップ装置では、トラッキングエラー信号ＴＥＳは、ＴＥＳ＝（Ｓ１＋Ｓ２）−（Ｓ３＋Ｓ４）の演算処理により求められ、フォーカスエラー信号ＦＥＳは、ＦＥＳ＝（Ｓ１＋Ｓ４）−（Ｓ２＋Ｓ３）の演算処理により求められる。
【００４２】
ホログラム素子４の領域４ａで１次回折されたビームは、第１受光部６１の第１受光面６１ａと第２受光面６１ｂとに跨って集光スポットＰａとして集光される。この時、第２受光面６１ｂには、集光スポットＰａの中心Ｔａ（領域４ａで回折されるビームのうちホログラム素子４の分割線４ｌ、４ｍの交点を通過する光の集光点）を含むビーム（中心光束）が集光され、第１受光面６１ａには中心Ｔａから離れたビーム（中心光束以外の光束）が集光される。尚、第１受光部６１の第１、第２受光面６１ａ、６１ｂが第１受光領域となり、第２受光面６１ｂが中心受光面、第１受光面６１ａが中心外受光面となる。
【００４３】
ホログラム素子４の領域４ｂで１次回折されたビームは、第２受光部６２の第３受光面６２ｃと第４受光面６２ｄとに跨って集光スポットＰｂとして集光される。この時、第３受光面６２ｃには、集光スポットＰｂの中心Ｔｂ（領域４ｂで回折されるビームのうちホログラム素子４の分割線４ｌ、４ｍの交点を通過する光の集光点）を含むビーム（中心光束）が集光され、第４受光面６２ｄには中心Ｔｂから離れたビーム（中心光束以外の光束）が集光される。尚、第２受光部６２の第３、第４受光面６２ｃ、６２ｄが第２受光領域となり、第３受光面６２ｃが中心受光面となり、第４受光面６２ｄが中心外受光面となる。
【００４４】
ホログラム素子４の領域４ｃで１次回折されたビームは、第１受光部６１の第３受光面６１ｃと第４受光面６１ｄとに跨って集光スポットＰｃとして集光される。この時、第３受光面６１ｃには、集光スポットＰｃの中心Ｔｃ（領域４ｃで回折されるビームのうちホログラム素子４の分割線４ｌ、４ｍの交点を通過する光の集光点）を含むビーム（中心光束）が集光され、第４受光面６１ｄには中心Ｔｃから離れたビーム（中心光束以外の光束）が集光される。尚、第１受光部６１の第３、第４受光面６１ｃ、６１ｄが第３受光領域となり、第３受光面６１ｃが中心受光面となり、第４受光面６１ｄが中心外受光面となる。
【００４５】
ホログラム素子４の領域４ｄで１次回折されたビームは、第２受光部６２の第１受光面６２ａと第２受光面６２ｂとに跨って集光スポットＰｄとして集光される。この時、第２受光面６２ｂには、集光スポットＰｄの中心Ｔｄ（領域４ｄで回折されるビームのうちホログラム素子４の分割線４ｌ、４ｍの交点を通過する光の集光点）を含むビーム（中心光束）が集光され、第１受光面６２ａには中心Ｔｄから離れたビーム（中心光束以外の光束）が集光される。尚、第２受光部６２の第１、第２受光面６２ａ、６２ｂは第４受光領域となり、第２受光面６２ｂが中心受光面となり、第１受光面６２ａが中心外受光面となる。
【００４６】
このような構成の光ピックアップ装置では、半導体レーザ２から出射され、集光レンズ５で集光されたレーザ光は、光ディスク１に集光されて、該光ディスク１の記録面に情報の記録に用いられた後、帰還光として反射されホログラム素子４に入射する。この時、ホログラム素子４の各領域４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄに入射する光の光量は、光ディスク１を走査するレーザ光の位置に応じて変化する。
【００４７】
具体的には、光ディスク１を走査するレーザ光の位置が一方の方向（例えば光ディスク１の内側）にずれた場合は、ホログラム素子４の領域４ａ、４ｄに入射する光量が増え、領域４ｂ、４ｃに入射する光量が減少する。これにより、光検出器６に入射するビームは、集光スポットＰａ、Ｐｄの光量が増加し、集光スポットＰｂ、Ｐｃの光量が減少する。このため、トラッキングエラー信号ＴＥＳ＝（Ｓ１＋Ｓ２）−（Ｓ３＋Ｓ４）は増加する。
【００４８】
一方、光ディスク１を走査するレーザ光の位置が他方の方向（例えば光ディスク１の外側）にずれた場合は、ホログラム素子４の領域４ｂ、４ｃに入射する光量が増え、領域４ａ、４ｄに入射する光量が減少する。これにより、光検出器６に入射するビームは、集光スポットＰｂ、Ｐｃの光量が増加し、集光スポットＰａ、Ｐｄの光量が減少する。このため、トラッキングエラー信号ＴＥＳ＝（Ｓ１＋Ｓ２）−（Ｓ３＋Ｓ４）は減少する。
【００４９】
また、フォーカス制御に関しては、図４及び図５に示すような、フォーカスずれが生じた場合の非点収差による集光スポットＰａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄの形状変化を、フォーカスエラー信号ＦＥＳ＝（Ｓ１＋Ｓ４）−（Ｓ２＋Ｓ３）により検出することにより行うことが出来る。
【００５０】
以上のように、第１実施例の光ピックアップ装置では、光ディスク１への記録時においても、ホログラム面が領域４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄに４分割されたホログラム素子４を用いて、非点収差によるフォーカス制御を行うことが出来、更に、プッシュプル法によるトラッキング制御を行うことが可能となる。しかも、光ディスク１からの帰還ビームは、集光する前のビーム径が大きい段階で、ホログラム素子４により４分割され、光検出器６に入射するので、帰還ビームは正確且つ安定に４分割され、トラッキング制御を精度良く行うことが出来る。
【００５１】
図６は上述の第１実施例の光ピックアップ装置において、光検出器６における第１、第２受光部６１、６２の位置関係を変更させた第２実施例の光ピックアップ装置の構成を示す図である。
【００５２】
この第２実施例では、第１受光部６１と第２受光部６２とは、一列に配置されている。尚、第１受光部６１の各受光面６１ａ、６１ｂ、６１ｃ、６１ｄと第２受光部６２の各受光面６２ａ、６２ｂ、６２ｃ、６２ｄとの電気的接続関係は、第１実施例と同じである。
【００５３】
また、第２実施例におけるホログラム素子４の領域４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄのホログラム面パターンは、上述の如く、第１受光部６１と第２受光部６２との位置関係が変更されても、第１実施例と同様に、領域４ａで１次回折されたビームは、第１受光部６１の第１受光面６１ａと第２受光面６１ｂとに跨って集光スポットＰａとして集光され、領域４ｂで１次回折されたビームは、第２受光部６２の第３受光面６２ｃと第４受光面６２ｄとに跨って集光スポットＰｂとして集光され、領域４ｃで１次回折されたビームは、第１受光部６１の第３受光面６１ｃと第４受光面６１ｄとに跨って集光スポットＰｃとして集光され、領域４ｄで１次回折されたビームは、第２受光部６２の第１受光面６２ａと第２受光面６２ｂとに跨って集光スポットＰｄとして集光されるように、設計されている。
【００５４】
このような第２実施例の光ピックアップ装置においても、第１実施例と同様の効果を得ることが出来る。
【００５５】
次に、本発明の第３実施例の光ピックアップ装置の構成について説明する。この光ピックアップ装置は、第１実施例と同様なホログラム面パターンを有するホログラム素子４を用いて、３ビームを用いた差動プッシュプル法によりトラッキングエラー信号ＴＥＳを検出できるようにしたものである。
【００５６】
図７は第３実施例の光ピックアップ装置の要部構成を示す図、図８は第３実施例の光ピックアップ装置における光検出器６の光検出部の構成、及びホログラム素子４で回折されたビームの集光スポットを示す図であり、第１実施例と同一部分には同一符号を付し、その説明は割愛する。
【００５７】
この第３実施例の光ピックアップ装置では、半導体レーザ２とホログラム素子４との間に３分割回折格子３が配置されており、半導体レーザ２から出射されたレーザ光は、主ビームＢ０と２本の副ビームＢ１、Ｂ２とに分割された後、ホログラム素子４を通って光ディスク１に入射する。
【００５８】
光検出器６の光検出部は、第１、第２受光部６１、６２の両側に、第３受光部６３、第４受光部６４が形成されている。第３受光部６３は、長方形状の第１受光面６３ａと第２受光面６３ｂとにより構成されている。第１受光面６３ａからは第１受光面６３ａの入射光量に応じた信号Ｓ５が出力され、第２受光面６３ｂからは第２受光面６３ｂの入射光量に応じた信号Ｓ６が出力される。また、第４受光部６４は、長方形状の第１受光面６４ａと第２受光面６４ｂとにより構成されている。第１受光面６４ａからは第１受光面６４ａの入射光量に応じた信号Ｓ７が出力され、第２受光面６４ｂからは第２受光面６４ｂの入射光量に応じた信号Ｓ８が出力される。
【００５９】
この光ピックアップ装置では、トラッキングエラー信号ＴＥＳは、ＴＥＳ＝（Ｓ１＋Ｓ２）−（Ｓ３＋Ｓ４）＋ｋ｛（Ｓ５＋Ｓ６）−（Ｓ７＋Ｓ８）｝の演算処理により求められ、フォーカスエラー信号ＦＥＳは、ＦＥＳ＝（Ｓ１＋Ｓ４）−（Ｓ２＋Ｓ３）の演算処理により求められる。
【００６０】
光ディスク１で反射された３本のビームは、ホログラム素子４により回折される。そのうち、主ビームＢ０は前述の第１実施例と同様に第１、第２受光部６１、６２に入射する。
【００６１】
一方、副ビームＢ１は、ホログラム素子４の領域４ａ、４ｄで１次回折されたビームが夫々、第３受光部６３の第１受光面６３ａ内に集光スポットＱａ、Ｑｄとして集光される。また、ホログラム素子４の領域４ｂ、４ｃで１次回折されたビームが夫々、第３受光部６３の第２受光面６３ｂ内に集光スポットＱｂ、Ｑｃとして集光される。
【００６２】
また、副ビームＢ２は、ホログラム素子４の領域４ａ、４ｄで１次回折されたビームが夫々、第４受光部６４の第１受光面６４ａ内に集光スポットＲａ、Ｒｄとして集光される。また、ホログラム素子４の領域４ｂ、４ｃで１次回折されたビームが夫々、第４受光部６４の第２受光面６４ｂ内に集光スポットＲｂ、Ｒｃとして集光される。
【００６３】
従って、光ディスク１を走査するレーザ光の位置が一方の方向にずれ、ホログラム素子４の領域４ａ、４ｄに入射する光量が増え、領域４ｂ、４ｃに入射する光量が減少した場合、光検出器６に入射するビームは、集光スポットＰａ、Ｐｄ、Ｑａ、Ｑｄ、Ｒａ、Ｒｄの光量が増加し、集光スポットＰｂ、Ｐｃ、Ｑｂ、Ｑｃ、Ｒｂ、Ｒｃの光量が減少する。このため、トラッキングエラー信号ＴＥＳ＝（Ｓ１＋Ｓ２）−（Ｓ３＋Ｓ４）＋ｋ｛（Ｓ５＋Ｓ７）−（Ｓ６＋Ｓ８）｝は増加する。
【００６４】
一方、光ディスク１を走査するレーザ光の位置が他方の方向にずれ、ホログラム素子４の領域４ｂ、４ｃに入射する光量が増え、領域４ａ、４ｄに入射する光量が減少した場合。光検出器６に入射するビームは、集光スポットＰｂ、Ｐｃ、Ｑｂ、Ｑｃ、Ｒｂ、Ｒｃの光量が増加し、集光スポットＰａ、Ｐｄ、Ｑａ、Ｑｄ、Ｒａ、Ｒｄの光量が減少する。このため、トラッキングエラー信号ＴＥＳ＝（Ｓ１＋Ｓ２）−（Ｓ３＋Ｓ４）＋ｋ｛（Ｓ５＋Ｓ７）−（Ｓ６＋Ｓ８）｝は減少する。
【００６５】
即ち、第３実施例の光ピックアップ装置では、差動プッシュプル法によるトラッキング制御を行うことが可能となる。
【００６６】
図９は上述の第３実施例の光ピックアップ装置において、光検出器６における第１、第２受光部６１、６２の位置関係及び第３、第４受光部６３、６４の形状を変更させた第４実施例の光ピックアップ装置の構成を示す図である。
【００６７】
この第４実施例では、第１受光部６１と第２受光部６２との位置関係は、第２実施例と同様であるため、ここでは省略する。
【００６８】
第３受光部６３は、一列に配置された４個の第１、第２、第３、第４受光面６３ｅ、６３ｆ、６３ｇ、６３ｈにより構成されている。ホログラム素子４の領域４ａで１次回折されたビームを入射する第１受光面６３ｅとホログラム素子４の領域４ｄで１次回折されたビームを入射する第３受光面６３ｇとは電気的に接続されており、第１受光面６３ｅの入射光量と第３受光面６３ｇの入射光量との和の入射光量に応じた信号Ｓ５が出力される。また、ホログラム素子４の領域４ｃで１次回折されたビームを入射する第２受光面６３ｆとホログラム素子４の領域４ｂで１次回折されたビームを入射する第４受光面６３ｈとは電気的に接続されており、第２受光面６３ｆの入射光量と第４受光面６３ｈの入射光量との和の入射光量に応じた信号Ｓ６が出力される。
【００６９】
また、第４受光部６４は、一列に配置された４個の第１、第２、第３、第４受光面６４ｅ、６４ｆ、６４ｇ、６４ｈにより構成されている。ホログラム素子４の領域４ａで１次回折されたビームを入射する第１受光面６４ｅとホログラム素子４の領域４ｄで１次回折されたビームを入射する第３受光面６４ｇとは電気的に接続されており、第１受光面６４ｅの入射光量と第３受光面６４ｇの入射光量との和の入射光量に応じた信号Ｓ７が出力される。また、ホログラム素子４の領域４ｃで１次回折されたビームを入射する第２受光面６４ｆとホログラム素子４の領域４ｂで１次回折されたビームを入射する第４受光面６４ｈとは電気的に接続されており、第２受光面６４ｆの入射光量と第４受光面６４ｈの入射光量との和の入射光量に応じた信号Ｓ８が出力される。
【００７０】
この第４実施例の光ピックアップ装置においても、光検出器６は、ホログラム素子４の領域４ａと領域４ｄで１次回折されたビームの入射光量に応じた信号Ｓ１、Ｓ２、Ｓ５、Ｓ７と、ホログラム素子４の領域４ｂと領域４ｃで１次回折されたビームの入射光量に応じた信号Ｓ３、Ｓ４、Ｓ６、Ｓ８とを用い、トラッキングエラー信号ＴＥＳ＝（Ｓ１＋Ｓ２）−（Ｓ３＋Ｓ４）＋ｋ｛（Ｓ５＋Ｓ７）−（Ｓ６＋Ｓ８）｝を演算することにより、差動プッシュプル法によりトラッキング制御を行うことが出来る。
【００７１】
図１０は上述の実施例の光ピックアップ装置４０を用いた光学記録媒体駆動装置５０の構成を示すブロック図である。この光学記録媒体駆動装置５０はＣＤ−Ｒ等の記録可能な光ディスク１に情報を記録することが出来る光ディスクドライブ装置である。
【００７２】
光学記録媒体駆動装置５０は、光ピックアップ装置４０、送りモータ５１、送りモータ制御系５２、ピックアップ制御系５３、信号処理系５４、モータ５５、回転制御系５６、ドライブコントローラ５７を備える。
【００７３】
モータ５５は、光ディスク１を所定の速度で回転させる。回転制御系５６は、モータ５５の回転動作を制御する。送りモータ５１は、光ピックアップ装置４０を光ディスク１の半径方向に移動させる。送りモータ制御系５２は、送りモータ５１の動作を制御する。光ピックアップ装置４０は、光ディスク１にレーザビームを照射するとともに光ディスク１からの反射ビームを受光する。ピックアップ制御系５３は、光ピックアップ装置４０の投受光動作を制御する。
【００７４】
信号処理系５４は、光ピックアップ装置４０の光検出器６からの出力信号を受け、再生信号、フォーカス信号及びトラッキング信号を算出し、再生信号をドライブコントローラ５８に与え、フォーカス信号及びトラッキング信号をピックアップ制御系５３に与える。ドライブコントローラ５７は、ドライブインターフェース５８を介して与えられる指令に従って回転制御系５６、信号処理系５４、ピックアップ制御系５５及び送りモータ制御系５２を制御するとともに、ドライブインターフェース５８を介して再生信号を出力する。
【００７５】
本実施例では、モータ５５及び回転制御系５６が回転駆動機構に相当し、送りモータ５１及び送りモータ制御系５２がピックアップ駆動機構に相当し、信号処理系５４が信号処理回路に相当する。
【００７６】
この光学記録媒体駆動装置５０においては、上述の第１〜第４実施例の光ピックアップ装置４０が用いられているので、ＣＤ−Ｒ等の記録用の光ディスクの記録時においても、プッシュプル法或いは差動プッシュプル法によりトラッキング制御を行うことが出来る。また、非点収差を用いたフォーカス制御も行うことが出来る。
【００７７】
【発明の効果】
本発明によれば、光学記録媒体への記録時においても、トラッキング制御及びフォーカス制御を良好に行うことを可能にした光ピックアップ装置を提供し得る。
【００７８】
また、本発明によれば、トラッキング制御及びフォーカス制御を良好に行い、光学記録媒体への良好な記録動作を行うことが出来る光学記録媒体駆動装置を提供し得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例、第２実施例の光ピックアップ装置の要部構成を示す図である。
【図２】本発明の光ピックアップ装置におけるホログラム素子の構成を示す図である。
【図３】本発明の第１実施例の光ピックアップ装置における光検出器の光検出部の構成及び集光スポットを示す平面図である。
【図４】本発明の第１実施例の光ピックアップ装置において、フォーカスエラー状態での集光スポットの形状を示す図である。
【図５】本発明の第１実施例の光ピックアップ装置において、フォーカスエラー状態での集光スポットの形状を示す図である。
【図６】本発明の第２実施例の光ピックアップ装置における光検出器の光検出部の構成及び集光スポットを示す平面図である。
【図７】本発明の第３実施例、第４実施例の光ピックアップ装置の要部構成を示す図である。
【図８】本発明の第３実施例の光ピックアップ装置における光検出器の光検出部の構成及び集光スポットを示す平面図である。
【図９】本発明の第４実施例の光ピックアップ装置における光検出器の光検出部の構成及び集光スポットを示す平面図である。
【図１０】本発明の光学記録媒体駆動装置の概略構成を示す図である。
【図１１】光ピックアップ装置の要部構成を示す図である。
【図１２】光ディスク上でのビームスポットを示す図である。
【図１３】ホログラム素子の構成を示す図である。
【図１４】従来の光ピックアップ装置における光検出器の光検出部の構成及び集光スポットを示す平面図である。
【符号の説明】
１ 光ディスク（光学記録媒体）
２ 半導体レーザ（光源）
４ ホログラム素子
４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ ホログラム素子の領域（第１、第２、第３、第４領域）
４ｌ、４ｍ 分割線
６ 光検出器
６１ａ、６１ｂ 第１、第２受光面（第１受光領域）
６１ｃ、６１ｄ 第３、第４受光面（第３受光領域）
６２ａ、６２ｂ 第１、第２受光面（第４受光領域）
６２ｃ、６２ｂ 第３、第４受光面（第２受光領域）
６３ 第３受光部
６４ 第４受光部
Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄ 集光スポット
Ｔａ、Ｔｂ、Ｔｃ、Ｔｄ 交点を通過する光の集光点
４０ 光ピックアップ装置
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ピックアップ装置及びそれを用いた光学記録媒体駆動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光ディスクドライブ装置等の光学記録媒体駆動装置に用いられる光ピックアップ装置は、レーザ光を用いて光ディスク等の光学記録媒体への情報記録及び情報読み出し或いはサーボ信号検出を行う。
【０００３】
近年、光ピックアップ装置の小型化、軽量化及び低価格化の要求に伴って、回折素子の一種である透過型ホログラム素子を用いた光ピックアップ装置の研究及び開発が行われている。
【０００４】
図１１は特開平１０−４９８８４号公報に開示された透過型ホログラム素子を有する光ピックアップ装置の概略図である。
【０００５】
図中、１は反射型の光ディスク、２はレーザ光を出射する半導体レーザ、３は前記レーザ光を０次回折光の主ビーム（主光束）Ｂ、トラッキングサーボ用の１次回折光の副ビーム（副光束）Ｂ１及び−１次回折光の副ビーム（副光束）Ｂ２からなる３本のビームに分割する３分割回折格子である。
【０００６】
４は３分割回折格子３から出射された３本のビームを光ディスク１側に透過させ、且つ光ディスク１により反射された前記３本のビーム（帰還光束）を夫々４分割すると共に、この分割光束に光ディスク１でのフォーカス状態に対応した空間変動（例えば、非点収差）を与え、光検出器６に向かう方向（以下、回折方向という）に回折する透過型のホログラム素子である。
【０００７】
５はトラッキングサーボの為に回折方向に移動し、フォーカスサーボの為に上下方向に駆動可能に支持され、透過型ホログラム素子４を０次で回折透過した前記３本のビームを光ディスク１に集光する集光レンズである。
【０００８】
６はホログラム素子４で１次に透過回折されたビームを入射する光検出器である。
【０００９】
図１２に光ディスク１における集光スポットを示す。主ビームＢ０の集光スポットは情報が記録されたトラックＴＲを走査し、副ビームＢ１、Ｂ２の集光スポットはトラックＴＲの両側に集光する。
【００１０】
透過型ホログラム素子４は、図１３の模式上面図に示すように、回折方向と直交する方向に沿って延びる仮想の分割線４１と、この分割線４ｌと直交する方向、即ち回折方向に略沿って延びる仮想の分割線４ｍとにより等面積の４つの領域４ａ，４ｂ、４ｃ、４ｄに分割されたホログラム面を有する。
【００１１】
分割線４ｌと分割線４ｍとの交点に対して一方の対角関係に位置する領域４ａ、領域４ｃは互いに同一の空間変動を回折光に与えるホログラムパターンを有し、また他方の対角関係に位置する領域４ｂ、領域４ｄも互いに同一の空間変動を回折光に与えるホログラムパターンを有する。また、領域４ａ、４ｃと領域４ｂ、４ｄとは互いに逆関係の空間変動（例えば、互いに直交する関係の非点収差）を回折光に与える。
【００１２】
光検出器６は、図１４の模式上面図に示すように、ホログラム素子４の分割線４ｍのＹ方向に沿って一直線上に並んで配置されるフォーカスサーボ用の一対の第１、第２光検出部６ａ、６ｂと、該光検出部６ａ、６ｂの両側に配置されるトラッキングサーボ用の一対の第３、第４光検出部６ｃ、６ｄとを有する。
【００１３】
第１光検出部６ａは長手方向が回折方向である長方形状の光検出部１６ａ、１６ｂ、１６ｃからなり、第２光検出部６ｂは長手方向が回折方向である長方形状の光検出部１６ｄ、１６ｅ、１６ｆからなる。
【００１４】
このような構成の光ピックアップ装置では、光ディスク１で反射され集光レンズ５を介してホログラム素子４に入射した主ビームＢ０のうち領域４ａ、４ｃで１次回折された主ビームＢ０は夫々、第１光検出部６ａ上に集光スポットＰａ、Ｐｃとして集光され、また領域４ｂ、４ｄで１次回折された主ビームＢ０は夫々、第２光検出部６ｂ上に集光スポットＰｂ、Ｐｄとして集光される。
【００１５】
また、光ディスク１で反射され集光レンズ５を介してホログラム素子４に入射した副ビームＢ１のうち領域４ａ、４ｃで１次回折された副ビームＢ１は夫々、第３光検出部６ｃ上に集光スポットＱａ、Ｑｃとして集光され、また領域４ｂ、４ｄで１次回折された副ビームＢ１は夫々、第３光検出部６ｃ上に集光スポットＱｂ、Ｑｄとして集光される。また、光ディスク１で反射され集光レンズ５を介してホログラム素子４に入射した副ビームＢ２のうち領域４ａ、４ｃで１次回折された副ビームＢ２は夫々、第４光検出部６ｄ上に集光スポットＲａ、Ｒｃとして集光され、また領域４ｂ、４ｄで１次回折されたビームＢ２は夫々、第４光検出部６ｄ上に集光スポットＲｂ、Ｒｄとして集光される。
【００１６】
フォーカスエラー信号ＦＥＳは、光検出部１６ａ〜１６ｆからの出力信号Ｓａ〜Ｓｆを用いて、ＦＥＳ＝（Ｓａ＋Ｓｃ＋Ｓｅ）−（Ｓｂ＋Ｓｄ＋Ｓｆ）の演算処理により求められる。
【００１７】
また、トラッキングエラー信号ＴＥＳは、光検出部６ｃ、６ｄの出力信号Ｓ（Ａ）、Ｓ（Ｂ）の差、ＴＥＳ＝（ Ｓ（Ａ）−Ｓ（Ｂ））により求められる。
【００１８】
しかしながら、このような光ピックアップ装置は、ＣＤ−ＲＯＭ等の光ディスクを駆動する再生専用の光ディスクドライブ装置に用いた場合には適しているが、ＣＤ−Ｒ等の記録型の光ディスクに記録を行う記録型の光ディスクドライブ装置に用いた場合、記録中においては、主ビームＢ０によってピットが形成されていくので、主ビームＢ０よりも先行している副ビームＢ２は未記録部分を走査するため反射光量が多く、主ビームＢ０よりも後ろの副ビームＢ１は記録部分走査するため反射光量が少なくなる。従って、副ビームＢ１、Ｂ２の反射光を入射する光検出部６ｃ、６ｄの出力信号Ｓ（Ａ）、Ｓ（Ｂ）の差により求められるトラッキングエラー信号ＴＥＳは、主ビームＢ０がトラックの中心を走査していても０にはならず、トラッキング制御を行うことが困難であるという問題がある。
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記従来例の欠点に鑑み為されたものであり、光学記録媒体に情報の記録を行う記録型の光学記録媒体駆動装置に用いても、トラッキングエラー信号を良好に検出することが出来る光ピックアップ装置を提供することを目的とするものである。
【００２０】
また、本発明は、トラッキング制御を良好に行うことが出来、光学記録媒体に良好に情報を記録することが出来る光学記録媒体駆動装置を提供することを目的とするものである。
【００２３】
【課題を解決するための手段】
第１の発明の光ピックアップ装置では、光学記録媒体に向けて光束を出射する光源と、前記光学記録媒体からの帰還光束を空間変動を有する回折光に回折する回折素子と、前記回折素子により回折された光束を入射する光検出部を有する光検出器とを備えた光ピックアップ装置において、前記回折素子は前記光学記録媒体のトラック方向に伸びる第１分割線と該第１分割線と交差する第２分割線とにより第１、第２、第３、第４領域に分割されると共に、前記第 1 分割線と第 2 分割線との交点に対して一方の対角関係に位置する前記第 1 領域と前記第 3 領域とは互いに同一の時間変動を回折光に与え、前記交点に対して他方の対角関係に位置する前記第２領域と前記第４領域とは互いに同一の時間変動を回折光に与え、且つ前記第１及び第３領域と前記第２及び第４領域とは互いに直交する関係の非点収差を回折光に与えるホログラムパターンを有し、前記光検出器の光検出部は、前記第１分割線に対して一方側に位置する第１、第４領域のうち第１領域で回折された光束を入射する第１受光領域と、第４領域で回折された光束を入射する第４受光領域と、前記第１分割線に対して他方側に位置する第２、第３領域のうち第２領域で回折された光束を入射する第２受光領域と、第３領域で回折された光束を入射する第３受光領域とからなり、前記第１、第２、第３、第４受光領域は夫々、前記第１、第２分割線の交点を通過する光を含む中心光束を入射する中心受光面と、前記中心光束以外の光束を入射する中心外受光面とに分離されていることを特徴とする。
【００２４】
このような第１の発明の光ピックアップ装置は、領域が４分割された回折素子が用いられるため、高精度なトラッキング制御及びフォーカス制御を行うことが出来る。
【００２５】
第１の発明の光ピックアップ装置では、前記第１受光領域の中心受光面と前記第４受光領域の中心外受光面との入射光量に応じた第１検出信号Ｓ１と、前記第１受光領域の中心外受光面と前記第４受光領域の中心受光面との入射光量に応じた第２検出信号Ｓ２と、前記第２受光領域の中心受光面と前記第３受光領域の中心外受光面との入射光量に応じた第３検出信号Ｓ３と、前記第２受光領域の中心外受光面と前記第３受光領域の中心受光面との入射光量に応じた第４検出信号Ｓ４とが出力され、これらの信号を用いることにより、トラッキング制御やフォーカス制御が可能となる。
【００２６】
例えば、トラッキングエラー信号ＴＥＳを、ＴＥＳ＝（Ｓ１＋Ｓ２）−（Ｓ３＋Ｓ４）の演算により求めることにより、トラッキング制御を良好に行うことが可能となる。
【００２７】
また、第１の発明の光ピックアップ装置では、前記光源から出射された主光束と、２本の副光束に分割して光学記録媒体に入射させる分割素子を配置し、前記光検出器の光検出部に、前記回折素子により回折された前記副光束を入射する受光部を設けてもよい。
【００２８】
この場合、この新たに設けた受光部に入射する光量を検出することにより、差動プッシュプル法等によりトラッキングエラー信号を更に精度良く求めることが可能となる。
【００２９】
また、第２の発明の光学記録媒体駆動装置は、光学記録媒体を駆動する光学記録媒体駆動装置であって、前記光学記録媒体を回転させる回転駆動機構と、前記光学記録媒体に光束を照射する光ピックアップ装置と、前記光ピックアップ装置を前記光学記録媒体の半径方向に移動させる光ピックアップ駆動機構と、前記光ピックアップ装置から出力される信号を処理する処理部とを備え、前記光ピックアップ装置が第１の発明の構成であることを特徴とする。
【００３０】
このような構成の光学記録媒体駆動装置では、光ディスクへの記録時においてもトラッキング制御及びフォーカス制御を良好に行うことが出来る。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００３２】
図１は本発明の実施の形態である第1実施例の光ピックアップ装置の要部構成を示す図であり、図１１と同一部分には同一符号を付し、その説明は割愛する。
【００３３】
本実施例では、半導体レーザ２と透過型ホログラム素子４との間には、3分割回折格子が配備されておらず、半導体レーザ２から出射されたレーザ光は主ビームＢ０のみが透過型のホログラム素子４に入射する。
【００３４】
また、透過型のホログラム素子４のホログラム面パターン（回折パターン）及び光検出器６の光検出部の構成は、図１０に示すものとは異なっており、以下に詳述する。
【００３５】
ホログラム素子４は、図２の模式上面図に示すように、トラック方向（Ｙ方向）に沿って延びる仮想の分割線４１と、この分割線４ｌと直交する方向（Ｘ方向）に沿って延びる仮想の分割線４ｍとにより等面積の４つの領域４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄに分割されたホログラム面を有する。
【００３６】
分割線４ｌと分割線４ｍとの交点に対して一方の対角関係に位置する領域４ａ、領域４ｃは互いに同一の空間変動を回折光に与えるホログラムパターンを有し、また他方の対角関係に位置する領域４ｂ、領域４ｄも互いに同一の空間変動を回折光に与えるホログラムパターンを有する。また、領域４ａ、４ｃと領域４ｂ、４ｄとは互いに逆関係の空間変動（例えば、互いに直交する関係の非点収差）を回折光に与える。
【００３７】
また、各領域４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄにおけるホログラム面パターン（回折面パターン）は、以下に説明するような集光スポットを形成するようなパターンとなっている。
【００３８】
図３は第１実施例の光ピックアップ装置における光検出器６の光検出部の構成、及びホログラム素子４で回折されたビームの集光スポットを示す図である。
【００３９】
光検出器６の光検出部は、長方形状の４個の第１、第２、第３、第４の受光面６１ａ、６１ｂ、６１ｃ、６１ｄが一列に配置された第１受光部６１と、長方形状の４個の第１、第２、第３、第４の受光面６２ａ、６２ｂ、６２ｃ、６２ｄが一列に配置された第２受光部６２とが形成されている。第１受光部６１と第２受光部６２とは、並列に配置されている。
【００４０】
第１受光部６１の第１受光面６１ａと第２受光部６２の第２受光面６２ｂとは電気的に接続されており、この第１受光面６１ａの入射光量と第２受光面６２ｂの入射光量との和の入射光量に応じた信号Ｓ１が出力される。また、第１受光部６１の第２受光面６１ｂと第２受光部６２の第１受光面６２ａとは電気的に接続されており、この第２受光面６１ｂの入射光量と第１受光面６２ａの入射光量との和の入射光量に応じた信号Ｓ２が出力される。また、第１受光部６１の第３受光面６１ｃと第２受光部６２の第４受光面６２ｄとは電気的に接続されており、この第３受光面６１ｃの入射光量と第４受光面６２ｄの入射光量との和の入射光量に応じた信号Ｓ３が出力される。また、第１受光部６１の第４受光面６１ｄと第２受光部６２の第３受光面６２ｃとは電気的に接続されており、この第４受光面６１ｄの入射光量と第２受光面６２ｃの入射光量との和の入射光量に応じた信号Ｓ４が出力される。
【００４１】
この光ピックアップ装置では、トラッキングエラー信号ＴＥＳは、ＴＥＳ＝（Ｓ１＋Ｓ２）−（Ｓ３＋Ｓ４）の演算処理により求められ、フォーカスエラー信号ＦＥＳは、ＦＥＳ＝（Ｓ１＋Ｓ４）−（Ｓ２＋Ｓ３）の演算処理により求められる。
【００４２】
ホログラム素子４の領域４ａで１次回折されたビームは、第１受光部６１の第１受光面６１ａと第２受光面６１ｂとに跨って集光スポットＰａとして集光される。この時、第２受光面６１ｂには、集光スポットＰａの中心Ｔａ（領域４ａで回折されるビームのうちホログラム素子４の分割線４ｌ、４ｍの交点を通過する光の集光点）を含むビーム（中心光束）が集光され、第１受光面６１ａには中心Ｔａから離れたビーム（中心光束以外の光束）が集光される。尚、第１受光部６１の第１、第２受光面６１ａ、６１ｂが第１受光領域となり、第２受光面６１ｂが中心受光面、第１受光面６１ａが中心外受光面となる。
【００４３】
ホログラム素子４の領域４ｂで１次回折されたビームは、第２受光部６２の第３受光面６２ｃと第４受光面６２ｄとに跨って集光スポットＰｂとして集光される。この時、第３受光面６２ｃには、集光スポットＰｂの中心Ｔｂ（領域４ｂで回折されるビームのうちホログラム素子４の分割線４ｌ、４ｍの交点を通過する光の集光点）を含むビーム（中心光束）が集光され、第４受光面６２ｄには中心Ｔｂから離れたビーム（中心光束以外の光束）が集光される。尚、第２受光部６２の第３、第４受光面６２ｃ、６２ｄが第２受光領域となり、第３受光面６２ｃが中心受光面となり、第４受光面６２ｄが中心外受光面となる。
【００４４】
ホログラム素子４の領域４ｃで１次回折されたビームは、第１受光部６１の第３受光面６１ｃと第４受光面６１ｄとに跨って集光スポットＰｃとして集光される。この時、第３受光面６１ｃには、集光スポットＰｃの中心Ｔｃ（領域４ｃで回折されるビームのうちホログラム素子４の分割線４ｌ、４ｍの交点を通過する光の集光点）を含むビーム（中心光束）が集光され、第４受光面６１ｄには中心Ｔｃから離れたビーム（中心光束以外の光束）が集光される。尚、第１受光部６１の第３、第４受光面６１ｃ、６１ｄが第３受光領域となり、第３受光面６１ｃが中心受光面となり、第４受光面６１ｄが中心外受光面となる。
【００４５】
ホログラム素子４の領域４ｄで１次回折されたビームは、第２受光部６２の第１受光面６２ａと第２受光面６２ｂとに跨って集光スポットＰｄとして集光される。この時、第２受光面６２ｂには、集光スポットＰｄの中心Ｔｄ（領域４ｄで回折されるビームのうちホログラム素子４の分割線４ｌ、４ｍの交点を通過する光の集光点）を含むビーム（中心光束）が集光され、第１受光面６２ａには中心Ｔｄから離れたビーム（中心光束以外の光束）が集光される。尚、第２受光部６２の第１、第２受光面６２ａ、６２ｂは第４受光領域となり、第２受光面６２ｂが中心受光面となり、第１受光面６２ａが中心外受光面となる。
【００４６】
このような構成の光ピックアップ装置では、半導体レーザ２から出射され、集光レンズ５で集光されたレーザ光は、光ディスク１に集光されて、該光ディスク１の記録面に情報の記録に用いられた後、帰還光として反射されホログラム素子４に入射する。この時、ホログラム素子４の各領域４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄに入射する光の光量は、光ディスク１を走査するレーザ光の位置に応じて変化する。
【００４７】
具体的には、光ディスク１を走査するレーザ光の位置が一方の方向（例えば光ディスク１の内側）にずれた場合は、ホログラム素子４の領域４ａ、４ｄに入射する光量が増え、領域４ｂ、４ｃに入射する光量が減少する。これにより、光検出器６に入射するビームは、集光スポットＰａ、Ｐｄの光量が増加し、集光スポットＰｂ、Ｐｃの光量が減少する。このため、トラッキングエラー信号ＴＥＳ＝（Ｓ１＋Ｓ２）−（Ｓ３＋Ｓ４）は増加する。
【００４８】
一方、光ディスク１を走査するレーザ光の位置が他方の方向（例えば光ディスク１の外側）にずれた場合は、ホログラム素子４の領域４ｂ、４ｃに入射する光量が増え、領域４ａ、４ｄに入射する光量が減少する。これにより、光検出器６に入射するビームは、集光スポットＰｂ、Ｐｃの光量が増加し、集光スポットＰａ、Ｐｄの光量が減少する。このため、トラッキングエラー信号ＴＥＳ＝（Ｓ１＋Ｓ２）−（Ｓ３＋Ｓ４）は減少する。
【００４９】
また、フォーカス制御に関しては、図４及び図５に示すような、フォーカスずれが生じた場合の非点収差による集光スポットＰａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄの形状変化を、フォーカスエラー信号ＦＥＳ＝（Ｓ１＋Ｓ４）−（Ｓ２＋Ｓ３）により検出することにより行うことが出来る。
【００５０】
以上のように、第１実施例の光ピックアップ装置では、光ディスク１への記録時においても、ホログラム面が領域４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄに４分割されたホログラム素子４を用いて、非点収差によるフォーカス制御を行うことが出来、更に、プッシュプル法によるトラッキング制御を行うことが可能となる。しかも、光ディスク１からの帰還ビームは、集光する前のビーム径が大きい段階で、ホログラム素子４により４分割され、光検出器６に入射するので、帰還ビームは正確且つ安定に４分割され、トラッキング制御を精度良く行うことが出来る。
【００５１】
図６は上述の第１実施例の光ピックアップ装置において、光検出器６における第１、第２受光部６１、６２の位置関係を変更させた第２実施例の光ピックアップ装置の構成を示す図である。
【００５２】
この第２実施例では、第１受光部６１と第２受光部６２とは、一列に配置されている。尚、第１受光部６１の各受光面６１ａ、６１ｂ、６１ｃ、６１ｄと第２受光部６２の各受光面６２ａ、６２ｂ、６２ｃ、６２ｄとの電気的接続関係は、第１実施例と同じである。
【００５３】
また、第２実施例におけるホログラム素子４の領域４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄのホログラム面パターンは、上述の如く、第１受光部６１と第２受光部６２との位置関係が変更されても、第１実施例と同様に、領域４ａで１次回折されたビームは、第１受光部６１の第１受光面６１ａと第２受光面６１ｂとに跨って集光スポットＰａとして集光され、領域４ｂで１次回折されたビームは、第２受光部６２の第３受光面６２ｃと第４受光面６２ｄとに跨って集光スポットＰｂとして集光され、領域４ｃで１次回折されたビームは、第１受光部６１の第３受光面６１ｃと第４受光面６１ｄとに跨って集光スポットＰｃとして集光され、領域４ｄで１次回折されたビームは、第２受光部６２の第１受光面６２ａと第２受光面６２ｂとに跨って集光スポットＰｄとして集光されるように、設計されている。
【００５４】
このような第２実施例の光ピックアップ装置においても、第１実施例と同様の効果を得ることが出来る。
【００５５】
次に、本発明の第３実施例の光ピックアップ装置の構成について説明する。この光ピックアップ装置は、第１実施例と同様なホログラム面パターンを有するホログラム素子４を用いて、３ビームを用いた差動プッシュプル法によりトラッキングエラー信号ＴＥＳを検出できるようにしたものである。
【００５６】
図７は第３実施例の光ピックアップ装置の要部構成を示す図、図８は第３実施例の光ピックアップ装置における光検出器６の光検出部の構成、及びホログラム素子４で回折されたビームの集光スポットを示す図であり、第１実施例と同一部分には同一符号を付し、その説明は割愛する。
【００５７】
この第３実施例の光ピックアップ装置では、半導体レーザ２とホログラム素子４との間に３分割回折格子３が配置されており、半導体レーザ２から出射されたレーザ光は、主ビームＢ０と２本の副ビームＢ１、Ｂ２とに分割された後、ホログラム素子４を通って光ディスク１に入射する。
【００５８】
光検出器６の光検出部は、第１、第２受光部６１、６２の両側に、第３受光部６３、第４受光部６４が形成されている。第３受光部６３は、長方形状の第１受光面６３ａと第２受光面６３ｂとにより構成されている。第１受光面６３ａからは第１受光面６３ａの入射光量に応じた信号Ｓ５が出力され、第２受光面６３ｂからは第２受光面６３ｂの入射光量に応じた信号Ｓ６が出力される。また、第４受光部６４は、長方形状の第１受光面６４ａと第２受光面６４ｂとにより構成されている。第１受光面６４ａからは第１受光面６４ａの入射光量に応じた信号Ｓ７が出力され、第２受光面６４ｂからは第２受光面６４ｂの入射光量に応じた信号Ｓ８が出力される。
【００５９】
この光ピックアップ装置では、トラッキングエラー信号ＴＥＳは、ＴＥＳ＝（Ｓ１＋Ｓ２）−（Ｓ３＋Ｓ４）＋ｋ｛（Ｓ５＋Ｓ６）−（Ｓ７＋Ｓ８）｝の演算処理により求められ、フォーカスエラー信号ＦＥＳは、ＦＥＳ＝（Ｓ１＋Ｓ４）−（Ｓ２＋Ｓ３）の演算処理により求められる。
【００６０】
光ディスク１で反射された３本のビームは、ホログラム素子４により回折される。そのうち、主ビームＢ０は前述の第１実施例と同様に第１、第２受光部６１、６２に入射する。
【００６１】
一方、副ビームＢ１は、ホログラム素子４の領域４ａ、４ｄで１次回折されたビームが夫々、第３受光部６３の第１受光面６３ａ内に集光スポットＱａ、Ｑｄとして集光される。また、ホログラム素子４の領域４ｂ、４ｃで１次回折されたビームが夫々、第３受光部６３の第２受光面６３ｂ内に集光スポットＱｂ、Ｑｃとして集光される。
【００６２】
また、副ビームＢ２は、ホログラム素子４の領域４ａ、４ｄで１次回折されたビームが夫々、第４受光部６４の第１受光面６４ａ内に集光スポットＲａ、Ｒｄとして集光される。また、ホログラム素子４の領域４ｂ、４ｃで１次回折されたビームが夫々、第４受光部６４の第２受光面６４ｂ内に集光スポットＲｂ、Ｒｃとして集光される。
【００６３】
従って、光ディスク１を走査するレーザ光の位置が一方の方向にずれ、ホログラム素子４の領域４ａ、４ｄに入射する光量が増え、領域４ｂ、４ｃに入射する光量が減少した場合、光検出器６に入射するビームは、集光スポットＰａ、Ｐｄ、Ｑａ、Ｑｄ、Ｒａ、Ｒｄの光量が増加し、集光スポットＰｂ、Ｐｃ、Ｑｂ、Ｑｃ、Ｒｂ、Ｒｃの光量が減少する。このため、トラッキングエラー信号ＴＥＳ＝（Ｓ１＋Ｓ２）−（Ｓ３＋Ｓ４）＋ｋ｛（Ｓ５＋Ｓ７）−（Ｓ６＋Ｓ８）｝は増加する。
【００６４】
一方、光ディスク１を走査するレーザ光の位置が他方の方向にずれ、ホログラム素子４の領域４ｂ、４ｃに入射する光量が増え、領域４ａ、４ｄに入射する光量が減少した場合。光検出器６に入射するビームは、集光スポットＰｂ、Ｐｃ、Ｑｂ、Ｑｃ、Ｒｂ、Ｒｃの光量が増加し、集光スポットＰａ、Ｐｄ、Ｑａ、Ｑｄ、Ｒａ、Ｒｄの光量が減少する。このため、トラッキングエラー信号ＴＥＳ＝（Ｓ１＋Ｓ２）−（Ｓ３＋Ｓ４）＋ｋ｛（Ｓ５＋Ｓ７）−（Ｓ６＋Ｓ８）｝は減少する。
【００６５】
即ち、第３実施例の光ピックアップ装置では、差動プッシュプル法によるトラッキング制御を行うことが可能となる。
【００６６】
図９は上述の第３実施例の光ピックアップ装置において、光検出器６における第１、第２受光部６１、６２の位置関係及び第３、第４受光部６３、６４の形状を変更させた第４実施例の光ピックアップ装置の構成を示す図である。
【００６７】
この第４実施例では、第１受光部６１と第２受光部６２との位置関係は、第２実施例と同様であるため、ここでは省略する。
【００６８】
第３受光部６３は、一列に配置された４個の第１、第２、第３、第４受光面６３ｅ、６３ｆ、６３ｇ、６３ｈにより構成されている。ホログラム素子４の領域４ａで１次回折されたビームを入射する第１受光面６３ｅとホログラム素子４の領域４ｄで１次回折されたビームを入射する第３受光面６３ｇとは電気的に接続されており、第１受光面６３ｅの入射光量と第３受光面６３ｇの入射光量との和の入射光量に応じた信号Ｓ５が出力される。また、ホログラム素子４の領域４ｃで１次回折されたビームを入射する第２受光面６３ｆとホログラム素子４の領域４ｂで１次回折されたビームを入射する第４受光面６３ｈとは電気的に接続されており、第２受光面６３ｆの入射光量と第４受光面６３ｈの入射光量との和の入射光量に応じた信号Ｓ６が出力される。
【００６９】
また、第４受光部６４は、一列に配置された４個の第１、第２、第３、第４受光面６４ｅ、６４ｆ、６４ｇ、６４ｈにより構成されている。ホログラム素子４の領域４ａで１次回折されたビームを入射する第１受光面６４ｅとホログラム素子４の領域４ｄで１次回折されたビームを入射する第３受光面６４ｇとは電気的に接続されており、第１受光面６４ｅの入射光量と第３受光面６４ｇの入射光量との和の入射光量に応じた信号Ｓ７が出力される。また、ホログラム素子４の領域４ｃで１次回折されたビームを入射する第２受光面６４ｆとホログラム素子４の領域４ｂで１次回折されたビームを入射する第４受光面６４ｈとは電気的に接続されており、第２受光面６４ｆの入射光量と第４受光面６４ｈの入射光量との和の入射光量に応じた信号Ｓ８が出力される。
【００７０】
この第４実施例の光ピックアップ装置においても、光検出器６は、ホログラム素子４の領域４ａと領域４ｄで１次回折されたビームの入射光量に応じた信号Ｓ１、Ｓ２、Ｓ５、Ｓ７と、ホログラム素子４の領域４ｂと領域４ｃで１次回折されたビームの入射光量に応じた信号Ｓ３、Ｓ４、Ｓ６、Ｓ８とを用い、トラッキングエラー信号ＴＥＳ＝（Ｓ１＋Ｓ２）−（Ｓ３＋Ｓ４）＋ｋ｛（Ｓ５＋Ｓ７）−（Ｓ６＋Ｓ８）｝を演算することにより、差動プッシュプル法によりトラッキング制御を行うことが出来る。
【００７１】
図１０は上述の実施例の光ピックアップ装置４０を用いた光学記録媒体駆動装置５０の構成を示すブロック図である。この光学記録媒体駆動装置５０はＣＤ−Ｒ等の記録可能な光ディスク１に情報を記録することが出来る光ディスクドライブ装置である。
【００７２】
光学記録媒体駆動装置５０は、光ピックアップ装置４０、送りモータ５１、送りモータ制御系５２、ピックアップ制御系５３、信号処理系５４、モータ５５、回転制御系５６、ドライブコントローラ５７を備える。
【００７３】
モータ５５は、光ディスク１を所定の速度で回転させる。回転制御系５６は、モータ５５の回転動作を制御する。送りモータ５１は、光ピックアップ装置４０を光ディスク１の半径方向に移動させる。送りモータ制御系５２は、送りモータ５１の動作を制御する。光ピックアップ装置４０は、光ディスク１にレーザビームを照射するとともに光ディスク１からの反射ビームを受光する。ピックアップ制御系５３は、光ピックアップ装置４０の投受光動作を制御する。
【００７４】
信号処理系５４は、光ピックアップ装置４０の光検出器６からの出力信号を受け、再生信号、フォーカス信号及びトラッキング信号を算出し、再生信号をドライブコントローラ５８に与え、フォーカス信号及びトラッキング信号をピックアップ制御系５３に与える。ドライブコントローラ５７は、ドライブインターフェース５８を介して与えられる指令に従って回転制御系５６、信号処理系５４、ピックアップ制御系５５及び送りモータ制御系５２を制御するとともに、ドライブインターフェース５８を介して再生信号を出力する。
【００７５】
本実施例では、モータ５５及び回転制御系５６が回転駆動機構に相当し、送りモータ５１及び送りモータ制御系５２がピックアップ駆動機構に相当し、信号処理系５４が信号処理回路に相当する。
【００７６】
この光学記録媒体駆動装置５０においては、上述の第１〜第４実施例の光ピックアップ装置４０が用いられているので、ＣＤ−Ｒ等の記録用の光ディスクの記録時においても、プッシュプル法或いは差動プッシュプル法によりトラッキング制御を行うことが出来る。また、非点収差を用いたフォーカス制御も行うことが出来る。
【００７７】
【発明の効果】
本発明によれば、光学記録媒体への記録時においても、トラッキング制御及びフォーカス制御を良好に行うことを可能にした光ピックアップ装置を提供し得る。
【００７８】
また、本発明によれば、トラッキング制御及びフォーカス制御を良好に行い、光学記録媒体への良好な記録動作を行うことが出来る光学記録媒体駆動装置を提供し得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例、第２実施例の光ピックアップ装置の要部構成を示す図である。
【図２】本発明の光ピックアップ装置におけるホログラム素子の構成を示す図である。
【図３】本発明の第１実施例の光ピックアップ装置における光検出器の光検出部の構成及び集光スポットを示す平面図である。
【図４】本発明の第１実施例の光ピックアップ装置において、フォーカスエラー状態での集光スポットの形状を示す図である。
【図５】本発明の第１実施例の光ピックアップ装置において、フォーカスエラー状態での集光スポットの形状を示す図である。
【図６】本発明の第２実施例の光ピックアップ装置における光検出器の光検出部の構成及び集光スポットを示す平面図である。
【図７】本発明の第３実施例、第４実施例の光ピックアップ装置の要部構成を示す図である。
【図８】本発明の第３実施例の光ピックアップ装置における光検出器の光検出部の構成及び集光スポットを示す平面図である。
【図９】本発明の第４実施例の光ピックアップ装置における光検出器の光検出部の構成及び集光スポットを示す平面図である。
【図１０】本発明の光学記録媒体駆動装置の概略構成を示す図である。
【図１１】光ピックアップ装置の要部構成を示す図である。
【図１２】光ディスク上でのビームスポットを示す図である。
【図１３】ホログラム素子の構成を示す図である。
【図１４】従来の光ピックアップ装置における光検出器の光検出部の構成及び集光スポットを示す平面図である。
【符号の説明】
１ 光ディスク（光学記録媒体）
２ 半導体レーザ（光源）
４ ホログラム素子
４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ ホログラム素子の領域（第１、第２、第３、第４領域）
４ｌ、４ｍ 分割線
６ 光検出器
６１ａ、６１ｂ 第１、第２受光面（第１受光領域）
６１ｃ、６１ｄ 第３、第４受光面（第３受光領域）
６２ａ、６２ｂ 第１、第２受光面（第４受光領域）
６２ｃ、６２ｂ 第３、第４受光面（第２受光領域）
６３ 第３受光部
６４ 第４受光部
Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄ 集光スポット
Ｔａ、Ｔｂ、Ｔｃ、Ｔｄ 交点を通過する光の集光点
４０ 光ピックアップ装置
Claims (5)
- 光学記録媒体に向けて光束を出射する光源と、前記光学記録媒体からの帰還光束を空間変動を有する回折光に回折する回折素子と、前記回折素子により回折された光束を入射する光検出部を有する光検出器とを備えた光ピックアップ装置において、
前記回折素子は前記光学記録媒体のトラック方向に伸びる第１分割線と該第１分割線と交差する第２分割線とにより第１、第２、第３、第４領域に分割されると共に、前記第 1 分割線と第 2 分割線との交点に対して一方の対角関係に位置する前記第 1 領域と前記第 3 領域とは互いに同一の時間変動を回折光に与え、前記交点に対して他方の対角関係に位置する前記第２領域と前記第４領域とは互いに同一の時間変動を回折光に与え、且つ前記第１及び第３領域と前記第２及び第４領域とは互いに直交する関係の非点収差を回折光に与えるホログラムパターンを有し、
前記光検出器の光検出部は、前記第１分割線に対して一方側に位置する第１、第４領域のうち第１領域で回折された光束を入射する第１受光領域と、第４領域で回折された光束を入射する第４受光領域と、前記第１分割線に対して他方側に位置する第２、第３領域のうち第２領域で回折された光束を入射する第２受光領域と、第３領域で回折された光束を入射する第３受光領域とからなり、
前記第１、第２、第３、第４受光領域は夫々、前記第１、第２分割線の交点を通過する光を含む中心光束を入射する中心受光面と、前記中心光束以外の光束を入射する中心外受光面とに分離されていることを特徴とする光ピックアップ装置。 - 前記第１受光領域の中心受光面と前記第４受光領域の中心外受光面との入射光量に応じた第１検出信号Ｓ１と、前記第１受光領域の中心外受光面と前記第４受光領域の中心受光面との入射光量に応じた第２検出信号Ｓ２と、前記第２受光領域の中心受光面と前記第３受光領域の中心外受光面との入射光量に応じた第３検出信号Ｓ３と、前記第２受光領域の中心外受光面と前記第３受光領域の中心受光面との入射光量に応じた第４検出信号Ｓ４とが出力されることを特徴とする請求項１記載の光ピックアップ装置。
- トラッキングエラー信号ＴＥＳを、ＴＥＳ＝（Ｓ１＋Ｓ２）−（Ｓ３＋Ｓ４）の演算により求めることを特徴とする請求項２記載の光ピックアップ装置。
- 前記光源から出射された主光束と、２本の副光束に分割して光学記録媒体に入射させる分割素子を配置し、前記光検出器の光検出部は、前記回折素子により回折された前記副光束を入射する受光部を設けたことを特徴とする請求項１、２又は３記載の光ピックアップ装置。
- 光学記録媒体を駆動する光学記録媒体駆動装置であって、前記光学記録媒体を回転させる回転駆動機構と、前記光学記録媒体に光束を照射する光ピックアップ装置と、前記光ピックアップ装置を前記光学記録媒体の半径方向に移動させる光ピックアップ駆動機構と、前記光ピックアップ装置から出力される信号を処理する処理部とを備え、前記光ピックアップ装置が請求項１、２、３又は４記載の構成であることを特徴とする光学記録媒体駆動装置。
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