JPH05135382A - 光情報記録再生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明の目的は、組み付け調整が容易でかつ３
ビ−ム法における問題点を解消できるトラッキング方式
を得られる共に、磁界変調オ−バ−ライトによる高速転
送化や超解像による大容量化を可能にできる光情報記録
再生装置を得ることにある。 【構成】本発明は、レ−ザ−光源から上記光情報記録媒
体３への光路中に、上記記録媒体３のトラック３Ａの延
長方向に対して所定の角度傾斜させた回折格子１Ａと、
この回折格子１Ａの傾斜方向と逆方向とされて所定の角
度傾斜させた回折格子１Ｂとを同一面上に重ねて構成し
た素子１を配置してあることを特徴としている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光情報記録再生装置に
関し、さらに詳しくは、光ピックアップ装置におけるト
ラッキングエラ−の検出構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】周知のように、光デイスク等の光情報記
録媒体上のピットの有無をレ−ザ−光源から出射された
光の回折状態により判別して情報の再生を行ったり、あ
るいは、トラック上にピットを形成するようにした光情
報記録再生装置においては、レ−ザ−光のスポットを正
確にピットに位置させるためのトラッキング制御が行わ
れるようになっており、そのための方法としては、プッ
シュプル法および３ビ−ム法がある。

【０００３】上述したトラッキング法のうちのプッシュ
プル法は、図７に示すようにディスクＡからの反射光分
布がトラックＡ１からの外れにより非対称な強度分布を
生じることを利用して、その強度さを光検知器Ｂによっ
て検出することでトラッキングエラ−信号を得るように
した方法である。この方法は、光学系の構造が簡単でか
つ光利用率が高い反面、図８(A)に示すように対物レン
ズＣの移動や、図８(B)に示すようにディスクＡの傾き
が生じているような場合には、ディスク面からの反射光
の光路がずれてしまうことになる。従って、このような
場合には、光検知器での反射光のスポット位置がずれる
ことになり、実際には、トラッキングエラ−が生じてい
ないにもかかわらず、トラッキングエラ−が生じている
と検知してしまう現象、所謂、トラッキングエラ−信号
に直流オフセットが生じることがあり、このようなオフ
セット補正を行なうための補正手段が必要になる虞れが
ある。

【０００４】一方、３ビ−ム法は、図９に示すように、
回折格子により生成された３つの光スポットをディスク
に照射し、両端の一対の副ビ−ムの反射光の強度差を検
出することでトラッキングエラ−信号を割り出す方法で
ある。この方法は、上述したプッシュプル法に生じる問
題点を解消できる反面、光利用効率が低く、また、追記
型や書換え型の光ディスクに適応させる光ピックアップ
にあっては、主ビ−ムの前後に副ビ−ムが位置している
ので、反射率が異なり、正確なトラッキングエラ−信号
が得られがたいというような問題があり、この方法は、
主に、コンパクトディスク等の再生専用の光ピックアッ
プのトラッキング制御に利用されているのが現状であ
る。

【０００５】そこで、上述した３ビ−ム法における問題
を解消するために、特開平３−９７１２７号公報に記載
された方法がある。

【０００６】すなわち、この方法は、図１１に示すよう
に、１対の副ビ−ムを主ビ−ムの前後に位置させるので
なく、トラッキング方向の上流側、つまり前側にのみ位
置させる方法であり、具体的には、図１０において、レ
−ザ−光源Ｄからのレ−ザ−ビ−ムを０次光と１次光と
に分割する第１の回折素子Ｅと記録媒体としての光ディ
スクＦからの反射光を光検出器Ｇ側に回折させる第２の
回折素子Ｈと回折後のビ−ムを平行光化するコリメ−ト
レンズＩおよびこの平行光を光ディスクＦ上のトラック
に集光させる対物レンズＪとを設けて構成され、上述し
た第１の回折素子Ｅが、図１１に示すように、光ディス
クＦのラジアル方向(Ｘ方向)に延びる分割線Ｅ１により
格子の傾斜方向が異なる２つの領域を設定した構造とさ
れ、この回折格子に光を通すことにより、主ビ−ムの前
及び後にそれぞれ２つづつ、計４つの副ビ−ムスポット
を形成し、特に、前側の２つの副ビ−ムスポットの強度
差を検出することによって、従来の３ビ−ム法において
生じていた主ビ−ムの記録前後でのビ−ムスポットの反
射率の違いによるトラッキングエラ−信号のオフセット
をなくすようにしてある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た提案方法においては、従来のトラッキング方法におい
て生じていた問題点を解消できる反面、次のような新た
な問題を生じる虞れがあった。

【０００８】すなわち、第１に、それぞれ傾斜の異なる
回折格子を２つの領域に分割して作る必要があるため
に、例えば、電子線描画装置のような高価な装置が必要
となること、第２に、２つの領域を分ける分割線の位置
がレ−ザ−光源からの光束を２等分割するように配置し
ないと、２つの副ビ−ムによるサブスポットに強度差が
生じるために、組み付け調整時には、回転調整と２つの
領域を分ける分割線に垂直な方向への調整が必要となる
こと、第３に、２つの領域からの回折光は、集光すると
楕円になるが、ここでも分割線の位置がレ−ザ−光源か
らの光束を２等分割するように配置されていいないと、
２つのサブスポットが異なる楕円形状となってしまい、
クロスト−クの影響を受けて正確なトラッキングエラ−
信号を得られなくなってしまうこと、がある。

【０００９】そこで、本発明の目的は、上述した従来の
光情報記録再生装置における問題、特に、トラッキング
制御における問題に鑑み、組み付け調整が容易でかつ３
ビ−ム法における問題点を解消できるトラッキング方式
を得られる共に、磁界変調オ−バ−ライトによる高速転
送化や超解像による大容量化を可能にできる光情報記録
再生装置を得ることにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するた
め、本発明は、レ−ザ−光源から出射された光を対物レ
ンズを介して光情報記録媒体に光スポットとして照射す
ることにより情報の記録・再生を行う光情報記録再生装
置において、上記レ−ザ−光源から上記光情報記録媒体
への光路中に、上記記録媒体におけるトラックの延長方
向に対して所定の角度傾斜させた回折格子と、この回折
格子の傾斜方向と逆方向とされて所定の角度傾斜させた
回折格子とを同一面上に重ねて構成した素子を配置して
あることを特徴としている。

【００１１】また本発明は、回折格子が、共にブレ−ズ
化されていることを特徴としている。

【００１２】さらに本発明は、同一面上に重ねてある回
折格子がレ−ザ−光源からの入射光の中央部にのみ配置
してあることを特徴としている。

【００１３】そして本発明は、レ−ザ−光源から出射さ
れた光を対物レンズを介して光情報記録媒体に光スポッ
トとして照射することにより情報の記録・再生を行う光
情報記録再生装置において、上記レ−ザ−光源から光情
報記録媒体への光路中に、上記記録媒体におけるトラッ
クの延長方向に対して所定の角度傾斜させた回折格子
と、この回折格子の傾斜方向と逆方向とされて所定の角
度傾斜させた回折格子と、さらに上記光情報記録媒体に
おけるトラックの延長方向と略直角方向に傾斜させた回
折格子とをそれぞれ同一面上に重ねて構成した素子を配
置してあることを特徴としている。

【００１４】さらにまた本発明は、同一面上に重ねてあ
る回折格子のそれぞれが共にブレ−ズ化されていること
を特徴としている。

【００１５】

【作用】本発明によれば、互いに逆方向で所定の角度傾
斜させた回折格子を設けることで主ビ−ムの前後におい
てそれぞれ２つづつの副ビ−ムを照射させることができ
る。

【００１６】

【実施例】以下、図１乃至図６において、本発明実施例
の詳細を説明する。

【００１７】図１は、本発明実施例による光情報記録再
生装置における光ピックアップの要部構造に対する原理
構造を示す模式図であり、同図において、光ピックアッ
プは、レ−ザ−ダイオ−ド等のレ−ザ−光源からの光路
中に、レ−ザ−ビ−ムの進行方向に沿って素子１および
対物レンズ２を順に配置され、レ−ザ−ダイオ−ドから
のレ−ザ−ビ−ムを対物レンズ２を介して光情報記録媒
体をなすディスク３のトラック３Ａ上においてスポット
状に照射するようになっている。

【００１８】上述した素子１は、２種の回折方向を設定
されているものであって、具体的には、ディスク３にお
けるトラック３Ａの延長方向に対して所定の角度を以っ
て傾斜させた回折格子１Ａと、この回折格子１Ａにおけ
る回折方向と逆方向とされ、所定の角度を以って傾斜さ
せた回折格子１Ｂとを同一面上に重ねて構成されてい
る。つまり、上述した素子１は、同一面上に回折方向が
逆方向とされている回折格子１Ａ、１Ｂを重ねること
で、各回折方向に対する分割線をなくした構造とされて
いることになる。

【００１９】本実施例は以上のような構成であるから、
レ−ザ−ダイオ−ドからのレ−ザ−ビ−ムは、素子１に
おける回折によって主ビ−ム４と、各回折方向毎に生成
される一対の１次回折光で構成される副ビ−ム４ａ、−
４ａ(マイナス方向のスポット位置)、４ｂ、−４ｂ(マ
イナス方向のスポット位置)がディスク３のトラック３
Ａ上にスポット照射される。この時の各ビ−ムスポット
の位置は、素子１における格子面のどの部分に対してレ
−ザ−ダイオ−ドからの光束が入射した場合において
も、光束の位置関係に拘らず一定の強度および一定のス
ポット径で形成されることになる。

【００２０】本実施例によれば、素子１における回折方
向を異ならせた回折格子を同一面に重ねるだけの簡単な
構造により、回折方向を分割する領域の設定が必要なく
なるので、光束を２等分割できるように分割位置の調整
を行うような作業が不要になる。また、副ビ−ムスポッ
トの形状も、楕円形ではなく、主ビ−ムスポットと同じ
ように円形となるので、クロスト−クの低減化が実現で
きる。

【００２１】なお、上述した素子１における２つの回折
格子１Ａ、１Ｂを異なるピッチで配置してもよく、この
場合には、図２に示すように、トラッキングエラ−信号
として検出する副ビ−ムスポットのうち、主ビ−ムスポ
ット４をはさんでトラック３Ａの延長方向で同一線上に
位置する副ビ−ムスポットである４ａと−４ｂおよび−
４ａと４ｂとの間の間隔を大きくすることができるの
で、光検知器(図示されず)配置間隔を微細の位置調整を
要することなく設定することが可能になり、しかも、デ
イスク３からの反射光を集光する検出レンズの焦点距離
を長くする必要もなくなるので、光ピックアップ自体の
小型化を行うことが可能になる。

【００２２】さらに、上述した副ビ−ムスポットは、主
ビ−ムスポットの前方において２つあれば十分であるの
で、光利用効率の点からいって、図３に示すように、回
折格子１Ａ、１Ｂの形状をブレ−ズ化することで光利用
効率を向上させた方が、低出力のレ−ザ−光源が用いら
れるので、光ピックアップのコスト的な面で有利とな
る。しかも、このような場合には、各ビ−ムスポットの
配分は、回折格子の深さや形状によって最適なものとす
ることが可能になる。

【００２３】次に、図４は、本発明の別の実施例による
光ピックアップの要部の原理構造を示しており、この実
施例の構成と図１に示した構成との違いは、素子を構成
する回折格子の構造にあり、それ以外の構成は図１に示
した場合と同様とされている。すなわち、図４に示す素
子５は、ディスク７におけるトラック７Ａの延長方向に
対して所定の角度を以って傾斜している回折格子５Ａ
と、この回折格子５Ａの回折方向と逆方向で所定の角度
を以って傾斜している回折格子５Ｂと、上述したトラッ
ク３Ａの延長方向に対して直角な方向を設定されている
回折格子５Ｃとを重ねて構成してある。

【００２４】本実施例は以上のような構成であるから、
レ−ザ−ダイ−ドからの光束が素子５に入射すると、光
は分岐され、対物レンズ６を通過してディスク７上に集
光される。ここで、上述した素子５における回折格子が
すべてブレ−ズ化されていると仮定して説明すると、こ
の場合には、主ビ−ムスポット８と副ビ−ムスポット８
ａ、８ｂ、−８ｃの計４個のスポットが形成される。こ
の副ビ−ムスポットのうちの８ａ、８ｂは、図１に示し
た実施例による場合と同様に、トラッキングエラ−信号
を検出する機能をもつものであり、これに対して主ビ−
ムスポット８に対する副ビ−ムスポット−８ｃは、例え
ば、磁界変調によるオ−バ−ライトをディスクに施した
場合に、主ビ−ムスポット８で書き替えたデ−タを副ビ
−ムスポット−８ｃで即時に認識するための機能を持つ
ものであり、１ビ−ムでオ−バ−ライトを行なう場合に
比べてその位置までのディスクの回転時間による回転待
ちがなくなる分高速転送化を可能にするようになってい
る。

【００２５】本実施例によれば、レ−ザ−ダイオ−ドか
らの光を４分割するために光利用効率が多少悪く反面、
イレイザブル型のコンパクトディスクのように磁界変調
が企画され、低速回転で大きな光出力を必要としないよ
うな光ディスク装置においては、低コストに高性能化が
実現できるという利点が得られる。

【００２６】一方、本発明にあっては、上述した素子に
対するレ−ザ−ダイオ−ドからの光束の入射状態を変え
ることも可能である。すなわち、図５および図６には、
この場合の実施例が示してあり、具体的に説明すると、
図１に示した素子３に相当する構成を持つ素子９は、回
折格子をレ−ザ−ダイオ−ドからの光束αに対して中央
部にだけ設けてある。つまり、素子９の中央部には、デ
ィスク１１のトラック１１Ａの延長方向に対して所定の
角度を以って傾斜している回折格子９Ａとこの回折格子
９Ａの回折方向と逆方向で所定の角度を以って傾斜して
いる回折格子９Ｂとが同一面上に重ねて構成されてい
る。

【００２７】本実施例は以上のような構成であるから、
レ−ザ−ダイオ−ドからの光束のうち、中央部の光だけ
が副ビ−ムスポット生成のために用いられるので、主ビ
−ムの光は中央部が遮光された場合と同じプロフィ−ル
となり、これにより、図６に示す周知の超解像現象によ
って主ビ−ムスポット１２は、トラック１１Ａの延長方
向を短軸とする縮小されたスポットを形成することにな
る、従って、スポット径が小さくなった分だけ容量が大
きくなり、高密度化が実現されることになる。また、上
述した素子を用いる場合には、回折格子に対し、ブレ−
ズ化して光利用効率をよくするようにしてもよい。

【００２８】本実施例によれば、回折格子の位置がレ−
ザ−ダイオ−ドからの光束の中心から変化した場合、換
言すれば、中心位置が動いてしまったような場合でも、
主ビ−ム１２に対するサイドロ−ブ１３の強度差は変化
するものの、２つの副ビ−ムスポット１２ａ、１２ｂは
楕円スポットにこそなることはあっても、その強度、ス
ポット径に差は生じないので安定したトラッキングエラ
−信号の検出が行なえることになる。

【００２９】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、３ビ−ム
法における主ビ−ムの前方に２つの副ビ−ム若しくは後
方に２つの副ビ−ムがあるので、記録時においても正確
にトラッキングエラ−信号の検出が可能になり、しかも
上述した副ビ−ムを生成するための回折格子の構成とし
て、回折格子の領域を分割する分割線をなくすようにし
たので、レ−ザ−光源からの光束を２等分割するための
組み付け調整あるいは回転調整を不要にすることができ
る。また、上述した回折格子を備えた素子の製造におい
ても、回折方向が異なる回折格子を独自に形成すればよ
いので、例えば２光束干渉法や機械による切削加工が可
能になることで、回折格子を安価な装置により得ること
ができるようになる。しかも、２つの回折格子のピッチ
を異ならせることもできるので、光ピックアップの構造
自体を小型化および軽量化させることも可能になる。

【００３０】さらに、本発明によれば、回折格子をブレ
−ズ化することにより、必要最低限の副ビ−ムだけを生
成させるようにすることで、主ビ−ムの光パワ−の低下
を防ぐことが可能になる。従って、比較的安価な低出力
のレ−ザ−ダイオ−ドを光源として用いることができ、
上述した効果に加えてさらに光ピックアップの低コスト
化が実現できる。

【００３１】そして、本発明によれば、光源からの入射
光の中心部の光を副ビ−ム生成のために用いるために、
主ビ−ムに超解像現象を生じさせて主ビ−ムのスポット
径が縮小されることで高密度化による大容量記録も可能
になる。

【００３２】また、本発明によれば、上述した互いに逆
方向で所定の角度を以って傾斜させた回折格子に加えて
今一つの方向性を特定した回折格子を重ねることで、磁
界変調時における書換えデ−タの認識を即時に行なうこ
とができ、高速転送化が可能になる。

【００３３】そしてまた本発明によれば、光利用効率を
向上させて安価でてい出力の光源を用いることが可能に
なり、コストを上げることなく高速転送化が実現でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明実施例による光情報記録制裁装置におけ
る要部構造の原理を説明するための模式図である。

【図２】図１に示した要部構造の変形例により得られる
ビ−ムスポットの状態を説明するための模式図である。

【図３】図１に示した要部構造の一態様により得られる
ビ−ムスポットの状態を説明するための模式図である。

【図４】図１に示した要部構造の他の例による構造の原
理を説明するための模式図である。

【図５】図１に示した要部構造の別の例による構造の原
理を説明するための模式図である。

【図６】図５に示した要部構造による作用を説明するた
めの模式図である。

【図７】従来のトラッキングエラ−信号の検出方法の一
例を説明するための模式図である。

【図８】図７に示した検出方法における問題点を説明す
るための模式図である。

【図９】従来のトラッキングエラ−信号の検出方法の他
の例を説明するための模式図である。

【図１０】図７、図９に示したトラッキングエラ−信号
の検出方法における問題を解決するための構造を備えた
光ピックアップの従来例を説明するための模式図であ
る。

【図１１】図１０に示した光ピックアップにおける光学
的な作用を説明するための模式図である。

【符号の説明】

１、５、９ 素子 １Ａ、５Ａ、９Ａ、 一方の回折格子 １Ｂ、５Ｂ、９Ａ 他方の回折格子 ５Ｃ 今一つの回折格子

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】レ−ザ−光源から出射された光を対物レン
   ズを介して光情報記録媒体に光スポットとして照射する
   ことにより情報の記録・再生を行う光情報記録再生装置
   において、 上記レ−ザ−光源から上記光情報記録媒体への光路中
   に、上記記録媒体におけるトラックの延長方向に対して
   所定の角度傾斜させた回折格子と、この回折格子の傾斜
   方向と逆方向とされて所定の角度傾斜させた回折格子と
   を同一面上に重ねて構成した素子を配置してあることを
   特徴とする光情報記録再生装置。
2. 【請求項２】請求項１記載の光情報記録再生装置におい
   て、回折格子が、共にブレ−ズ化されている光情報記録
   再生装置。
3. 【請求項３】請求項２記載の光情報記録再生装置におい
   て、同一面上に重ねてある回折格子がレ−ザ−光源から
   の入射光の中央部にのみ配置してある光情報記録再生装
   置。
4. 【請求項４】レ−ザ−光源から出射された光を対物レン
   ズを介して光情報記録媒体に光スポットとして照射する
   ことにより情報の記録・再生を行う光情報記録再生装置
   において、 上記レ−ザ−光源から光情報記録媒体への光路中に、上
   記記録媒体におけるトラックの延長方向に対して所定の
   角度傾斜させた回折格子と、この回折格子の傾斜方向と
   逆方向とされて所定の角度傾斜させた回折格子と、さら
   に上記光情報記録媒体のトラック方向と略直角方向に傾
   斜させた回折格子とをそれぞれ同一面上に重ねて構成し
   た素子を配置してあることを特徴とする光情報記録再生
   装置。
5. 【請求項５】請求項４記載の光情報記録再生装置におい
   て、同一面上に重ねてある回折格子のそれぞれが共にブ
   レ−ズ化されている光情報記録再生装置。