JPH03102650A - 光ピックアップ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、光ディスクに記録又は再生を行う光ディスク
装置に含まれる光ピックアップ装置であって、特に、ト
ラッキングエラーの検出に回折素子にまり生威される１
次回折光を利用する光ピックアップ装置に関するもので
ある。

〔従来の技術〕

従来、光ディスク装置におけるトラッキングエラーの検
出法としては、プッシュプル法、３ビーム法等が良く知
られている。

例えば、第７図（ａ）に示すようなプッシュブル法では
、図示しない光源から出射され、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３
３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からの光ビームは受光素子３４に導
かれて、受光素子３４の１対の受光部３４ａ・３４ｂに
スポットＳ′として集光される。なお、第７図（ａ）で
は、便宜上受光部３４ａ・３４ｂを紙面と平行な向きで
表示しているが、実際は、受光部３４ａ・３４ｂはプリ
ズムミラー３１と対向している。

受光部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。トラッキングエラーが生じてい
ない場合、受光部３４ａ・３４ｂからの出力信号の大き
さは等しいが、トラッキングエラーが生じた場合、受光
部３４ａ・３４ｂからの出力信号の大きさが相違する。

受光部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
が水平姿勢を保ち、対物レンズ３２と平行な状態にある
場合、トラッキングエラーの検出は正確に行われるが、
第７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３し、実際にはトラッキングエラーが
生し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、一トラッキング
エラー信号にオフセットが生し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、上記のオフセントの補正を行えば、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、補正動作が
煩雑になるものであった。

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、プッシュブル法を用いる場合
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８図に示すような凹凸
の格子面を有する回折素子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。

これらの光ビームは第９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・ンク３８にメインスポッ
トＳ，ｌ　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ボ・ノトＳ２′　・ＳＳ　として集
光されるようになっている。これにより、光ディスク３
７上に、例えば、トラック３８に沿うビット３９（便宜
上、ノｈ・冫チングで示す）として記録されている記録
情報は、メインスポットＳ，ｌ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Ｓ２Ｓ３′の
光強度の差として生或される。

〔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Ｓ２ｒ　は常にビ
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３，／の後方のサブスポットＳ３は常
にピット３９の形或済の領域に集光されることになる。

そのため、トラッキングエラーの生じていない状態でも
サブスポントｓ．’　　・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、光源から出射された光を光ディスク上に導
くとともに光ディスクからの反射光を受光素子に導く光
学系と、光源と光ディスクとの間の光路上に配置される
回折素子とを備えた光ピックアップ装置において、上記
回折素子は光源からの出射光をＯ次回折光と１対の１次
回折光とに分離し、０次回折光が光ディスクのトラック
上にメインスポットを成し、ｌ対の１次回折光がともに
上記トラックにおけるメインスポットより先行する位置
か又はともに上記トラックにおけるメインスポットの後
方の位置にトラッキングエラーを検出するための１対の
サブスポットを威すように、２分割された鎖域にそれぞ
れ方向の異なる回折格子が形成され、かつ、上記回折素
子は光軸方向に移動可能に支持されていることを特徴と
するものである。

〔作　用〕

上記の構戊によれば、回折素子は、１対の１次回折光が
ともに光ディスク上でメインスポットより前方にサブス
ポットを威すか、又は１対の１次回折光がともに光ディ
スク上でメインスポットより後方にサブスポットを威す
ように形成されてぃるので、光ディスクが記録可能型の
ものである際に光ディスクへの信号の記録時にビットの
形戒等により信号の記録済領域と未記録領域とで光の反
射率が異なる場合でも、１対のサブスポットはともに未
記録領域に集光されるか、ともに記録済領域に集光され
るかのいずれかとなり、トラッキングエラーが生じてい
ない限り両サブスポット間で光強度の差は生じなくなり
、安定したトラッキング制御が行えるようになる。

ところで、上記Ｉ対のサブスポットからの反射光に基づ
いて得られるトラッキングエラーを検出するための信号
のレベルはできるだけ大きくすることが好ましく、その
ためには、上記１対のサブスポット間の位相差、つまり
、１対のサブスポット間の光ディスク半径方向及びトラ
ック方向の距離が適正な値となるように調整する必要が
ある。

その場合、本発明によれば、上記回折素子を光軸方向に
移動させることにより、１対のサブスポット間の光ディ
スク半径方向及びトラック方向の距離を拡大又は縮小さ
せることができるので、回折素子を光軸方向へ移動させ
ることにより、トラッキングエラー信号のレベルが最大
になるように調整することができる。

なお、本発明の光ピックアップ装置は記録可能型の光デ
ィスクへの記録・再生を行う場合に特に有効であるが、
それに限らず、再生専用型の光ディスクの再生等にも使
用できるものである。

〔実施例〕

本発明の一実施例を第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３図に示すように、本実施例に係る光ピックアップ装
置は、光源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、回折素子１２の格
子面に形成された後述の回折格子１２ｃ−１２ｃ・＝　
　１２ｄ−１２ｄ・−により０次回折光及び１対の＋１
次回折光に分割されるようになっている。なお、回折素
子１２は光軸の方向に移動可能に支持されている。

回折素子ｌ２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ｌ６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ビット２ｌ（第５
図参照：便宜上ハッチングで示す）を形或することによ
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により受光素子１８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、
ハーフミラーエ３、コリメートレンズ１４、対物レンズ
１５及び平凹レンズｌ７が光学系１９を威している。

第１図に回折素子ｌ２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
の間にはハーフミラー１３が介在されていて、回折素子
１２と光ディスク１６とは同一直線上には位置していな
いが、第１図では説明の便宜上回折素子ｌ２と光ディス
ク１６とが同一直線上に位置しているように表示してい
る．回折素子ｌ２の格子面は、２つの領域１２ａ・１２
ｂに分割されている。各領域１２ａ・１２ｂには互いに
方向の異なる直線状の回折格子１２ｃ・１２ｃ・・・　
１２ｄ・１２ｄ・・・がそれぞれ形成されている。

各回折格子１２ｃ・１２ｃ−　　１２ｃｌｌ２ｄ・・・
は、第２図に示すように、その断面がともにブレーズ形
状を成し、入射光ビームを、そのまま直進して回折素子
１２を透過する０次回折光と、０次回折光との間に所定
の角度を威す各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
ど生しさせないように構威されている。これにより、回
折素子ｌ２全体としては、０次回折光と１対の＋１次回
折光とが形或されることになる。

なお、第ｌ図の如く、上記の０次回折光は光ディスクｌ
６のトラック１６ａ上にメインスポットＳｌを形成し、
領域１２ａにまり生威される＋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Ｓ，よりＤ１だけ先
行する位置にサブスポットＳ２を形或する一方、領域１
２ｂにより生戒される＋１次回折光はサブスポットＳ２
より更にトラック１６ａの方向にＤ０だけ先行する位置
に今１つのサブスポットＳ３を形或するようになってい
る。メインスポットＳ，とサブスポットＳ２の各中心を
結ぶ直線ｌ１は領域１２ａの回折格子１２ｃ・１２ｃ・
・・の方向と直交し、かつ、トラック１６ａの中止線Ｔ
に対しθ１だけ傾斜している一方、メインスポットＳ１
とサブスポットＳ３の各中心を結ぶ直線ｌ２は領域１２
ｂの回折格子１２ｄ・１２ｄ・・・の方向と直交し、ト
ラック１６ａの中心線Ｔに対しθ２だけ傾斜している。

記録に際しては、光ディスク１６のトラック｛６ａ上に
集光されるメインスポットＳ１により、トラック１６ａ
に沿って所定長さのビット２１が形成される。又、再生
時には、記録時より光強度を低くされたメインスポット
Ｓ．により、後に詳述する如く、ピント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Ｓｔ　−８３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Ｓ１がトラック１６ａの中央に位置する
ようにメインスポットＳ１の半径位置の調整が行われる
ようになっている。

上記受光素子ｌ８は、第４図に示すように、６つの受光
部１８ａ〜１８ｆを有している。受光部１８ａ〜１８ｄ
には光ディスクｌ６上のメインスポットＳＩからの反射
光が集光されたスボソトＲ，が形成され、受光部１８ａ
〜１８ｄのそれぞれで受光した光強度に応じた検出信号
Ｓ　ａ　−　Ｓ　ｄが出力されるようになっている。

又、受光部１８ｅ・１８ｆには、それぞれサブスポット
Ｓ２　・Ｓ，からの反射光が集光されてなるスポットＲ
ｚ　　・Ｒ３が形成され、それぞれの受光部１８ｅ・１
８ｆがスポットＲ２　・Ｒ３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。なお、サブス
ポットＳ２　・Ｓ，に基づくスポットＲ２　・Ｒ３を受
光する受光部１８ｅ・１８ｆは、受光部１８ａ〜１８ｄ
に比して高周波領域での周波数特性を必要としないため
、受光部１８ｅ・１８ｆは、スポットＲ２　・Ｒ，の移
動を考慮して受光面積の比較的大きいものを使用するの
が好ましい。

上記各受光部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十Ｓｃ＋Ｓｄで求
められる。又、フォーカスエラー信号ＦＥＳは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ＴＢＳ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。

上記の構或によれば、光ディスク１６に信号の記録を行
う際には、第５図に示すように、トラック１６ａ上にメ
インスポットＳ１によりその照射時間に応じた長さのピ
ット２１が形戒される。その際、サブスポットＳ２　・
Ｓ３は、メインスポットＳｌ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
Ｓｚ　　・ｓ３？ビット２ｌを走査ずることはない。従
って、記録時において、トラッキングエラー信号の生或
にビット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Ｓｌとサブスポット３２・Ｓ，の光強度
の比はｌＯ：１程度で、サブスポットＳ２　・Ｓ■の光
強度は充分に微弱であるためサブスポットＳ２’Ｓ，に
より記録が行われることはない。

ところで、光ピックアップ装置の組立時等にはトラッキ
ングエラー信号のレベルが最大になるように、２つのサ
ブスポットＳ２　・Ｓ，間の位相差を調整するものであ
る。その場合、従来の３ビーム法では、光軸を中心とし
た回折素子３６（第８図）の回転により２つのサブスポ
ットＳ２Ｓ，／間の位相差の調整を行っていたが、本実
施例では、回折素子ｌ２を光軸に沿って第３図中に矢印
Ａ又はＢで示す方向に移動させることによりサブスポッ
トｓｚ　　・Ｓ，間の位相差の調整を行うことができる
。

及びサブスボッ｝Ｓｔ　　・Ｓ，の配列状態は、例えば
、第６図（ｂ）の如くになる。それに対し、回折素子２
を第３図の位置から八方向、つまり、半導体レーザ１１
から遠ざかる方向へ移動させた場合は、第６図（ａ）の
如くになり、サブスポットＳ２　・Ｓ３間のトラック方
向の距離がＤ０からＤ０に縮小されるとともに、サブス
ポットＳ２　・Ｓ：１間のラジアル方向の距離がｄ０か
らｄ０１に縮小される。

一方、回折素子工２を第３図の位置からＢ方向、つまり
、半導体レーザ１１に接近する方向に移動させた場合は
、第６図（Ｃ）の如く、サブスポットＳ２　・Ｓ，間の
トラック方向の距離が００に、ラジアル方向の距離がＤ
ｏ’“にそれぞれ拡大される。

なお、メインスポットＳ，及びサブスポットＳ２・Ｓ，
を同一のトラック１６ａ上に形成する調整を行う際、及
びトラッキングエラー信号のオフセントを調整する際に
は、光軸を中心とした回折素子１２の回転が行われる。

上記の実施例では、２つのサブスボ７｝Ｓ−Ｓ３がとも
にトランク１６ａ上でメインスポットＳ１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Ｓ２
　・Ｓ３をともにメインスポットＳ１より後方に配置す
るようにしても良い。その場合、ビット２１の形或によ
る記録時に、２つのサフ゛スポン｝Ｓｚ　　・Ｓ，がと
もにビ・ント２ｌ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Ｓ２　・Ｓ！
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ビント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
によりビット２１は形或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、本発明の光ビソクアップ装置は、追記型等の記録可
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の再生等にも使用できるものであ
る。

又、上記の光ピックアップ装置の光学系ｌ９の構或及び
受光素子８の分割方法等は適宜変更することができるも
のである。

〔発明の効果〕

本発明に係る光ピックアップ装置は、以上のように、光
源から出射された光を光ディスク上に導くとともに光デ
ィスクからの反射光を受光素子に導く光学系と、光源と
光ディスクとの間の光路上に配置される回折素子とを備
えた光ピックアップ装置において、上記回折素子は光源
からの出射光をＯ次回折光とｌ対の１次回折光とに分離
し、Ｏ次回折光が光ディスクのトラック上にメインスポ
ットを成し、１対の１次回折光がともに上記トラックに
おけるメインスポットより先行する位置か又はともに上
記トラックにおけるメインスポットの後方の位置にトラ
ンキングエラーを検出するための１対のサブスポットを
成すように、２分割された領域にそれぞれ方向の異なる
回折格子が形或され、かつ、上記回折素子は光軸方向に
移動可能に支持されている構或である。

これにより、回折素子は、１対の１次回折光がともに光
ディスク上でメインスポットより前方にサブスポットを
威すか、又は１対の１次回折光がともに光ディスク上で
メインスポットより後方にサブスポットを威すように形
成されているので、光ディスクが記録可能型のものであ
る際に光ディスクへの信号の記録時にピットの形或等に
より信号の記録済領域と未記録領域とで光の反射率が異
なる場合でも、１対のサブスポットはともに未記録領域
に集光されるか、ともに記録済領域に集光されるかのい
ずれかとなり、トラッキングエラーが生じていない限り
両サブスポットの光強度はほぼ等しくなり、安定したト
ラッキング制御が行えるようになる。

ところで、上記１対のサブスポットからの反射光に基づ
いて得られるトラッキングエラーを検出するための信号
のレベルはできるだけ大きくすることが好ましく、その
ためには、上記１対のサブスポット間の位相差、つまり
、１対のサブスポット間の光ディスク半径方向及びトラ
ック方向の距離が適正な値となるように調整する必要が
ある。

その場合、本発明によれば、上記回折素子を光軸方向に
移動させることにより、１対のサブスポット間の光ディ
スク半径方向及びトラック方向の距離を拡大又は縮小さ
せることができるので、回折素子を光軸方向へ移動させ
ることにより、トラッキングエラー信号のレベルが最大
になるように調整することができる。

なお、本発明の光ピックアップ装置は記録可能型の光デ
ィスクへの記録を行う場合に特に有効であるが、それに
限らず、再生専用型の光ディスクの再生等にも使用でき
るものである。

【図面の簡単な説明】

第ｌ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図は回折素子及び光ディスクを示す概略正面図であ
る。 第２図は回折素子を示す側面説明図である。 第３図は光ピックアップ装置の説明図である．第４図は
受光素子の概略正面図である。 第５図は光ディスクの拡大正面部分図である。 第６図（ａ）〜（Ｃ）は回折素子を光軸上で移動させた
際の光ディスク上でのメインスポット及びサブスポット
の移動を示す説明図である。 第７図乃至第９図は従来例を示すものである。 第７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８図は回折素子を示す側面説明図である。 第９図は光ディスクの拡大正面部分図である。 １１は半導体レーザ（光源）、１２は回折素子、１２ａ
ｌ２ｂは領域、１２ｃ−１２ｄは回折格子、１６は光デ
ィスク、１８は受光素子、１９は光学系、Ｓｌはメイン
スポット、ｓ２　・Ｓ，はサブスポットである。 第５図 第 １ 図 第 ３ 閃 −５４５− 第 ２ 図 ０求回折允 第 ８ 閃 Ｏ求回折光 第 ７ 図（ａ） 第 ７ 図（ｂ） 第 ９ 図 ４６一

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、光源から出射された光を光ディスク上に導くととも
   に光ディスクからの反射光を受光素子に導く光学系と、
   光源と光ディスクとの間の光路上に配置される回折素子
   とを備えた光ピックアップ装置において、 上記回折素子は光源からの出射光を０次回折光と１対の
   １次回折光とに分離し、０次回折光が光ディスクのトラ
   ック上にメインスポットを成し、１対の１次回折光がと
   もに上記トラックにおけるメインスポットより先行する
   位置か又はともに上記トラックにおけるメインスポット
   の後方の位置にトラッキングエラーを検出するための１
   対のサブスポットを成すように、２分割された領域にそ
   れぞれ方向の異なる回折格子が形成され、かつ、上記回
   折素子は光軸方向に移動可能に支持されていることを特
   徴とする光ピックアップ装置。