JPH05205295A - 光学式情報記録再生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 １ビームによるプッシュプル方式および３ビ
ーム方式のトラッキング制御を可能とし、両方式に適し
た光ピックアップを実現し、書き換え可能型、追記型お
よび再生専用型の３種類に適した光ピックアップを実現
する。また、プッシュプル信号の相対振幅が低下せず、
光ディスクからの反射光に対して非対称とならず、誤差
信号間のクロストークの発生、フォーカス誤差信号ＦＥ
Ｓの信号品質の劣化を回避する。 【構成】 半導体レーザ１からの光をトラッキングずれ
を検出するための±１次回折光と０次回折光とに分割す
る第１の回折格子７と、分割された３つの回折光を光デ
ィスク５上に集光させ光ディスク５からの戻り光を検出
するコリメートレンズ３および対物レリンズ４と、光デ
ィスク５のトラック方向に対して直角方向の分割線ＤＬ
及び平行な分割線ＰＬで分割して、異なる回折方向の３
つの領域２ａ、２ｂ、２ｃを有する第二の回折素子２
と、３つの領域からの回折光を差動検出する３個の光検
出器６１、６２、６３とによって構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えばコンパクトディ
スク再生装置等に好適に用いられる光ピックアップ等の
光学式情報記録再生装置に関し、特にサーボ信号の検出
に特徴を有する光学式情報記録再生装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】高密度で多大の情報を記録することがで
きる光ディスクは、近年多くの分野に於いて利用が進め
られている。このような光情報記録再生装置は記録ピッ
トの形成方法により、相変化型や反射率変化型など、種
々の記録方式が知られている。また、ピット形成の可逆
性の有無により書き換え型と追記型に分類されるが、一
般にこれらの光情報記録再生装置ではいずれも予め記録
トラックに対応する案内溝が形成された記録媒体を用
い、記録・再生および消去動作の際には光ビームがこの
案内溝をトレースするようにトラッキング制御が行われ
る。

【０００３】ところで、トラッキング制御に利用される
トラッキングエラー検出方法としては、主に１ビーム法
によるプッシュプル方式と３ビーム方式の二つの方式が
利用されている。以下にこれらの方法を説明する。

【０００４】〔１ビームによるプッシュプル方式〕ま
ず、図３〜図６を参照しつつ１ビーム法によるプッシュ
プル方式について説明する。この方式は、一般に記録・
再生ビームを兼ねる一本の光ビームを記録媒体としての
光ディスク上のトラックに照射し、その反射又は透過に
より得られる検出光を、該光ディスクのトラック方向に
平行な分割線で二分割された光検出器で検出し、続いて
それらの光量の差を検出することによりトラッキングエ
ラー量を検出する。

【０００５】図３は１ビーム法によるプッシュプル方式
によりトラッキングエラー検出を行う光ピックアップの
一従来例を示す。図４は光ディスク１０５から見た回折
素子１０２（図４（ａ））と光検出器１０６（図４
（ｂ））の位置関係を示している。

【０００６】光ピックアップの概略構成は以下の通りで
ある。半導体レーザ１０１から出射される光ビーム（発
散光）は回折素子１０２を透過し、続いてその上方に配
置されるコリメートレンズ１０３および対物レンズ１０
４を通して光ディスク１０５上に集光される。

【０００７】一方、光ディスク１０５からの反射光（戻
り光）は対物レンズ１０４、及びコリメートレンズ１０
３を通過した後、回折素子１０２によって回折され光検
出器１０６上に集光される。

【０００８】次にこの光ピックアップのフォーカス検出
機構およびトラッキング検出機構について説明する。

【０００９】（フォーカス検出機構）図４（ａ）に示す
ように、回折素子１０２はほぼ円形をなし、分割線ＰＬ
で２分割された２個の半円形の領域１０２ａ、１０２ｂ
を有している。一方、光検出器１０６は分割線Ａ’、
Ｂ’、Ｃ’によって分割された４個の光検出部１０６
ａ、１０６ｂ、１０６ｃ、１０６ｄを有している。反射
光のうち、回折素子１０２の一方の領域１０２ａで回折
された光は分割線Ａ’上に集光されると共に、他方の領
域１０２ｂによって回折された光は分割線Ｃ’上に集光
される。

【００１０】このような構成においては、半導体レーザ
１０１からのレーザビームが対物レンズ１０４によって
光ディスク１０５上に的確に焦点を結んでいるとき、即
ち、合焦点のときには、図５（Ｂ）に示すように回折素
子１０２からの回折光の集光スポット１０８ａ、１０８
ｂが光検出器１０６の分割線Ａ’、Ｃ’上の一点に形成
され、光検出部１０６ａと１０６ｂの出力および光検出
部１０６ｃと１０６ｄの出力が等しくなる。

【００１１】一方、何らかの理由で光ディスク１０５が
対物レンズ１０４に近付いたときには、回折光の集光点
は光検出器１０６の後方に形成される。このため、図５
（Ｃ）に示すように、集光スポット１０８ａは分割線
Ａ’上の一点に形成されず、光検出部１０６ａに半円形
に広がる現象を発生する。同様に、集光スポット１０８
ｂは光検出部１０６ｄに半円形に広がる。

【００１２】逆に、光ディスク１０５が対物レンズ１０
４から遠去かったときには、回折光の集光点は光検出器
１０６の前方となる。このため、図５（Ａ）に示すよう
に集光スポット１０８ａは光検出部１０６ｂに半円形に
広がり、また集光スポット１０８ｂは光検出部１０６ｃ
に半円形に広がる。

【００１３】従って、光検出部１０６ａ、１０６ｂ、１
０６ｃ、１０６ｄの出力信号をそれぞれ、Ｓ１、Ｓ２、
Ｓ３、Ｓ４とすると、フォーカス誤差信号ＦＥＳは下記
式を演算することによって得られる。

【００１４】 ＦＥＳ＝（Ｓ１＋Ｓ４）−（Ｓ２＋Ｓ３）………………………………… この演算は、図４（ｂ）に示される加算器１１０ａ、１
１０ｂおよび引算器１１１により行われる。

【００１５】（トラッキング検出機構）次に、上記光ピ
ックアツプにおけるトラッキング検出機構について説明
する。図６は光ディスク１０５上の集光スポット１０９
と情報トラック（ピット列）１２０の相対位置と、戻り
光の強度分布の関係を示す。図６（ｂ）に示すように、
集光スポット１０９がちょうど情報トラック１２０上に
ある時は戻り光の強度分布はトラック方向に関して対称
になる。

【００１６】これに対して、何らかの理由により、図６
（ｃ）に示すように、情報トラック１２０が集光スポッ
ト１０９に対して左にずれたときには、戻り光の右側は
暗く（図中斜線部）なり、左側は明るくなる。反対に情
報トラック１２０が集光スポット１０９に対して右にず
れたときには逆のことが生じ、図６（ａ）に示すよう
に、左側は暗く右側は明るくなる。

【００１７】ここで、戻り光は図４（ａ）に示すよう
に、回折素子１０２の領域１０２ａ、１０２ｂによって
２分割され、かつ、回折素子１０２の分割線ＰＬはトラ
ック方向に平行している。従って、トラッキング誤差信
号ＴＥＳは集光スポット１０８ａと１０８ｂの光量の差
として得られる。即ち、前記の出力信号Ｓ１、Ｓ２、Ｓ
３、Ｓ４を用いて、下記式の演算を行えば得られる。

【００１８】 ＴＥＳ＝（Ｓ１＋Ｓ２）−（Ｓ３＋Ｓ４）………………………………… この演算は、図４（ｂ）に示される加算器１１２ａ、１
１２ｂおよび引算器１１３によって行われる。

【００１９】上記のようにして、フォーカス誤差信号Ｆ
ＥＳおよびトラッキング誤差信号ＴＥＳが得られると、
これらのサーボ信号ＦＥＳ、ＴＥＳに基づき、図示しな
いアクチュエータが対物レンズ１０４を駆動し、これに
より光ディスク１０５上の情報トラック１２０に適切に
集光スポット１０９の焦点が結ばれるようになってい
る。

【００２０】〔３ビーム法〕次に、図７〜図１０を参照
しつつ３ビーム法について説明する。この方法は、光ビ
ームを回折格子２０７によってメインビームと２つのサ
ブビームに分け、このサブビームを用いてトラッキング
エラーを検出する。

【００２１】図７は３ビーム法による光ピックアップの
一従来例を示し、図８は光ディスク２０５から見た回折
素子２０２（図１０（ａ））と、光検出器２０６（図１
０（ｂ））の位置関係を示している。この光ピックアッ
プの構成は以下の通りである。

【００２２】半導体レーザ２０１から出射される光ビー
ムは第一の回折素子２０７によって０次回折光（メイン
ビーム）とトラッキングずれを検出するための±１次回
折光（サブビーム）とに分割された後、第二の回折素子
２０２を透過する。続いて、コリメートレンズ２０３及
び対物レンズ２０４によって光ディスク２０５上に集光
される。

【００２３】一方、光ディスク２０５からの反射光は対
物レンズ２０４、及びコリメートレンズ２０３を通過
し、続いて回折素子２０２によって回折されて光検出器
２０６上に集光される。

【００２４】（フォーカス検出機構）図８（ａ）に示す
ように、第二の回折素子２０２はほぼ円形をなし、分割
線ＤＬで２分割された２個の半円形の領域２０２ａ、２
０２ｂを有する。一方、光検出器２０６は４本の分割線
Ａ”、Ｂ”、Ｃ”及びＤ”によって分割された５個の光
検出部２０６ａ、２０６ｂ、２０６ｃ、２０６ｄ及び２
０６ｅを有する。

【００２５】第１の回折素子２０７によって回折され、
光ディスク２０５に集光された後、反射されるメインビ
ームの反射光のうち、第二の回折素子２０２の一方の領
域２０２ａで回折された光は、図８（ｂ）に示すように
分割線Ａ”上に集光スポット２０８ａを形成し、他方の
領域２０２ｂで回折された光は集光スポット２０８ｂを
形成する。また、２つのサブビームのうち一方のサブビ
ームの反射光は光検出部２０６ａ上に２つの集光スポッ
ト２０８ａ’、２０８ｂ’を形成し、他方のサブビーム
の反射光は光検出部２０６ｅ上に２つの集光スポット２
０８ａ”、２０８ｂ”を形成する。

【００２６】このような構成においては、半導体レーザ
２０１からの光ビームが対物レンズ２０４によって光デ
ィスク２０５上に的確に焦点を結んでいるとき、即ち、
合焦点のときには図９（ｂ）に示すように、第二の回折
素子２０２の領域２０２ａからの回折光の集光スポット
２０８ａが光検出器２０６の分割線Ａ”上の一点に形成
され、このため光検出部２０６ｂ、２０６ｃの出力が等
しくなる。

【００２７】一方、何らかの理由で光ディスク２０５が
対物レンズ２０４に近付いたときには、回折光の集光点
は光検出器２０６の後方に形成される。このため、この
場合には、図９（ａ）に示すように、集光スポット２０
８ａは光検出部２０６ａに半円形に広がる。従って、光
検出部２０６ｂ、２０６ｃの出力信号をそれぞれ、Ｓ
２、Ｓ３とすると、フォーカス誤差信号ＦＥＳは、下記
式の演算を行えば得られる。

【００２８】 ＦＥＳ＝Ｓ２−Ｓ３……………………………………………………… この演算は、図８（ｂ）に示される引算器２１０によっ
て行われる。

【００２９】（トラッキング検出機構）次に、上記光ピ
ックアップにおけるトラッキング検出機構について説明
する。図１０は光ディスク２０５上の集光スポット２０
９と情報トラック２２０に対して互いに反対の方向に僅
かにずれて位置している。

【００３０】もし、何らかの理由で情報トラック２２０
が集光スポット２０９に対して図上左にずれた時（図１
０（ａ））には、集光スポット２０９’はほぼ情報トラ
ック２２０の上に位置するので、その反射光の強度は低
下する。これに対して、集光スポット２０９”は情報ト
ラック２２０から外れ、反射光は増加する。一方、情報
トラック２２０が集光スポット２０９に対して図上右に
ずれた時（図１０（ｃ））には上記と逆の現象が生じ、
集光スポット２０９’の反射光の強度は増加し、集光ス
ポット２０９”の反射光の強度は低下する。

【００３１】上記のように、集光スポット２０９’、２
０９”の反射光はそれぞれ光検出部２０６ａ、２０６ｅ
上に集光されるので、光検出部２０６ａ、２０６ｅ、の
出力信号をそそれぞれＳ１、Ｓ５とすると、トラッキン
グ誤差信号ＴＥＳは、下記式で示される演算を行えば
得られる。

【００３２】 ＴＥＳ＝Ｓ１−Ｓ５…………………………………………………………… この演算は、図８（ｂ）に示される引算器２１１によっ
て行われる。

【００３３】上記のようにして、フォカス誤差信号ＦＥ
Ｓ及びトラッキング誤差信号ＴＥＳが得られると、これ
らのサーボ信号ＦＥＳ、ＴＥＳに基ずき、図示しないア
クチュエータが対物レンズ１０４を駆動し、これにより
情報トラック２２０上に集光スポット２０９が結ばれる
ようになっている。

【００３４】この３ビーム方式は、光ディスク２０５の
傾き及びピットや案内溝の深さに影響されにくく安定度
が高いので、主に再生専用型の光ピックアップに採用さ
れている。

【００３５】

【発明が解決しようとする課題】上記の２方式はそれぞ
れ優れた特性を持つが、１つの光ピックアップで書き換
え可能型、追記型および再生専用型の３種のコンパクト
ディスク（ＣＤ）の記録・再生を行うには問題を有して
いる。

【００３６】これはＣＤが線速度一定型（ＣＬＶ）の光
ディスクであるところによる。すなわち、再生専用型で
は速度制御の為の情報が記録情報内に含まれているた
め、記録情報の再生と同時に光ディスクの回転速度を制
御できる。ところが、書き換え型あるいは追記型では最
初に記録するときには何の情報も記録されていないた
め、そのような制御が不可能だからである。

【００３７】このため、書き換え型、追記型の光ディス
クには案内溝が設けられると同時に、図１１に示すよう
に、この案内溝２３０を一定の周期で蛇行させ（ウォブ
リング）、これを検出することによって光ディスクの線
速度を一定に保つ方式が採られる。因みに、規格によ
り、ＣＤの線速度は１．２〜１．４ｍ／ｓｅｃ、ウォブ
リングの周波数は２２．１ｋＨｚとされているので、案
内溝２３０の蛇行の周期Ｌは５４〜６３μｍとなる。

【００３８】３ビーム方式でこの信号を高い感度で検出
するためには２つのサブビームの間隔をＬ×Ｎ（Ｎは整
数）とする必要がある。前述の数値を代入すると、ビー
ム間隔は約６０μｍ、１２０μｍ、…となるが、光学設
計上の制限から６０μｍに限定されてしまう。このた
め、設計の自由度が極端に小さくなる。また、トラッキ
ング性能向上の観点からはビーム間隔は小さいほうが良
く、現在は３０〜４０μｍ程度である。さらに、光検出
器２０６上での集光スポットの配置の制限から、第二の
回折素子２０２の分割線の方向はトラック方向に対して
９０°とすることが最も好ましく、また、実際そのよう
に設計されている。この制限は光分岐に回折素子を用い
た光ピックアップでは避け難い事柄である。

【００３９】以上の理由により、３ビーム方式は、書き
換え可能型および追記型の光ピックアップに適用するに
は難点があり、上記のように主として再生専用型の光ピ
ックアップに用いられていた。

【００４０】一方、１ビーム法は集光スポットが一つな
ので、３ビーム法のように設計が制限されることがない
上、一般に３ビーム法よりも高い感度でウォブリングを
検出することができる。しかし、プッシュプル法は元来
対物レンズがラジアル方向に移動すると、図１２に示す
ように、信号にオフセット２４０を生じるという欠点を
有する。また、光ディスクの傾きに影響され易いという
欠点も有する。このように、プッシュプル方式では３ビ
ーム方式の利点となるところが欠点になっていた。

【００４１】以上の理由により前記２方式のいずれも単
一の方式では、書き換え可能型、追記型および再生専用
型の３種類のＣＤの記録・再生が行える光学式情報記録
再生装置を実現するに到らなかった。

【００４２】図１３は前記２方式の欠点を改良するため
に、本発明に先だって以前出願した改良型の光ピックア
ップの概略構成を示す。この光ピックアップは、図に示
すように第二の回折素子３０２がトラック方向に対して
角度θだけ傾斜した分割線Ｌで分割された２つの領域３
０２ａ、３０２ｂを有する。そして、２つの領域３０２
ａ、３０２ｂによって回折された回折光は、光検出器３
０６に集光され検出される。この改良型の光ピックアッ
プでは、１ビーム法のプッシュプル方式と３ビーム方式
のいずれの方式においても、トラッキング誤差信号ＴＥ
Ｓを検出できる。また、上記両方式の利点を生かした光
ピックアップ、即ち、書き換え可能型、追記型および再
生専用型の３種類のＣＤの記録・再生が行える光学式情
報記録再生装置を実現できる。

【００４３】しかし、この改良型の光ピックアップで
は、図１４に示すようにプッシュプル信号の相対振幅は
角度θに依存し、角度θが９０゜に近づくと急激に減少
する。また、角度θが０゜に近づくと誤差信号間のクロ
ストークが増加し、フォーカス誤差信号ＦＥＳの信号品
質が劣化する。

【００４４】本発明はこのような従来技術の欠点を解決
するものであり、１ビームによるプッシュプル方式およ
び３ビーム方式のトラッキング制御を可能とし、両方式
に適した光ピックアップを実現し、書き換え可能型、追
記型および再生専用型の３種類に適した光ピックアップ
を実現する。また、プッシュプル信号の相対振幅が低下
せず、光ディスクからの反射光に対して非対称となら
ず、誤差信号間のクロストークの発生、フォーカス誤差
信号ＦＥＳの信号品質の劣化を回避することを目的とす
る。

【００４５】

【課題を解決するための手段】本発明の光学式情報再生
装置は、光発生手段からの光をトラッキングずれを検出
するための１次回折光と０次回折光の３つの回折光に分
割する第一の回折素子と、該３つの回折光を記録媒体上
に集光させると共に、該記録媒体からの反射光を検出す
る光学系と、該光学系により検出される該反射光の光軸
上に設けられ、該記録媒体のトラック方向に対し直角方
向の分割線によって２つの領域に分割され、その１つの
領域がトラック方向に対して平行方向の分割線によって
更に２分割され、異なる回折方向を有する３つの領域に
分割された第二の回折素子と、該第二の回折素子の３つ
の領域によって３方向に回折された反射光を検出する３
個の光検出器と、を具備したものであり、そのことによ
り上記目的が達成される。

【００４６】

【作用】本発明の光学式情報再生装置は、第二の回折素
子は記録媒体のトラック方向に対し直角方向の分割線に
よって２つの領域に分割され、その１つの領域がトラッ
ク方向に対して平行方向の分割線によって更に２分割さ
れ、異なる回折方向を有する３つの領域に分割されてい
る。これらの領域からの回折光は３個の光検出器によっ
て差動検出される。

【００４７】フォーカス誤差信号ＦＥＳは、トラックに
対して直角方向に分割された一方の領域によるメインビ
ームの回折光を、光検出器で差動検出して得られる。ま
た、３ビーム法によるトラッキング誤差信号ＴＥＳは、
第二の回折素子の上記一方の領域によるサブビームの回
折光を光検出器で差動検出して得られる。さらに、プッ
シュプル信号は、分割された他方の領域を更にトラック
に対して平行方向に分割した２つの領域によるメインビ
ームの回折光を光検出器で差動検出することにより得ら
れる。

【００４８】従って、１ビーム法によるプッシュプル方
式および３ビーム方式のトラッキング制御が可能にな
る。このことは、両方の方式に適した光ピックアップを
実現できることを意味する。即ち、上記構成の光ピック
アップによれば、書き換え可能型、追記型および再生専
用型の３種類の光ピックアップそれぞれに適した光ピッ
クアップを実現できる。

【００４９】第二の回折素子のトラックに対して平行の
分割線で分割された領域による回折光は、プッシュプル
信号の相対振幅が低下することがない。第二の回折素子
の分割線は所定角度傾斜していないので、光ディスクか
らの反射光に対して非対称とならず、誤差信号間のクロ
ストークの発生、フォーカス誤差信号ＦＥＳの信号品質
の劣化が回避される。

【００５０】

【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。

【００５１】図１は、本発明光学式情報記録再生装置を
光ピックアップに適用した一実施例を示す。この光ピッ
クアップは、記録媒体としての光ディスク５の下方に、
光ディスク５に集光スポットを集光させる光学系が配設
される。以下にこの光学系の構成を動作と共に説明す
る。

【００５２】半導体レーザ１から上方に向けて出射され
る光ビーム（発散光）は、半導体レーザ１の上方に配設
された第一の回折素子７に入射される。第一の回折素子
７では、光ビームは０次回折光（メインビーム）とトラ
ッキングずれを検出するための±１次回折光に３分割さ
れる。３分割された回折光は、第一の回折素子７の上方
に配設された第二の回折素子２を透過する。第二の回折
素子２は光ディスク５のトラック方向に対して直角方向
の分割線ＤＬによって２つの領域に分割されて、一方の
領域２ａと他方の領域とを有する。他方の領域はさらに
トラック方向に対して平行方向の分割線ＰＬによって２
つの領域２ｂ、２ｃに２分割されている。従って、第二
の回折素子２は３つの領域２ａ、２ｂ、２ｃを有し、こ
れら３つの領域はそれぞれ異なる回折方向を有する。

【００５３】第二の回折素子２の上方には、コリメート
レンズ３が配設され回折光は平行光束化される。コリメ
ートレンズ３の上方には対物レンズ４が配設され、平行
光束化された光を集光スポットとして光ディスク５のト
ラック５ａに集光する。一方、光ディスク５により反射
された光、即ち戻り光は対物レンズ４、コリメートレン
ズ３を通過した後、第二の回折素子２の３つの領域２
ａ、２ｂ、２ｃによって３方向に回折される。回折され
た戻り光は、半導体レーザ１の横方に偏位した３箇所に
分けて配置された３個の光検出器６１、６２、６３の上
に集光され受光される。

【００５４】次に、上記構成の光ピックアップにおける
フォーカス検出機構について説明する。図２は光ディス
ク５から見た第二の回折素子２と、光検出器６１、６
２、６３の位置関係を示している。図に示すように、第
二の回折素子２はほぼ円形をなし、光ディスク５のトラ
ック方向に対して直角方向の分割線ＤＬによって分割さ
れた一方の半円形領域２ａを有する。そして、分割され
た他方の半円形領域は、さらにトラック方向に対して平
行方向の分割線ＰＬによって２分割され、２つの１／４
円形領域２ｂ、２ｃが形成されている。

【００５５】本実施例の光ピックアップは、図３及び図
７に示される上記従来例とは以下の点で異なる。即ち、
図３に示される従来例に於ける回折素子１０２は、トラ
ック方向に平行の分割線ＰＬによって分割されて、２個
の半円形領域１０２ａ、１０２ｂが形成されており、こ
の２領域１０２ａ、１０２ｂの回折光を受光する光検出
器１０６が配備されている。

【００５６】また、図７に示される上記従来例の第二の
回折素子２０２では、トラック方向に直角の分割線ＤＬ
によって分割されて、２個の半円形領域２０２ａ、２０
２ｂが形成されており、この２領域２０２ａ、２０２ｂ
の回折光を受光する光検出器２０６が配備されている。

【００５７】これに対して本実施例では、上記のように
トラック方向に直角の分割線ＤＬによって分割された一
方の半円形領域２ａを有し、さらに他方の半円形領域が
トラック方向に対して平行方向の分割線ＰＬによって２
分割された２つの１／４円形領域２ｂ、２ｃが形成され
ており、この３領域の回折光を受光する３個の光検出器
６１、６２、６３が配備されている。

【００５８】本発明の光ピックアップでは、第一の回折
素子７によって回折され、光ディスク５に集光された後
反射されるメインビームの反射光のうち、第二の回折素
子２の半円形領域２ａで回折された光は図２に示すよう
に、分割線Ｂ’上に集光スポット８ａを形成する。反射
されるメインビームの反射光のうち、１／４円形領域２
ｂによって回折された光は、光検出器６２上に集光スポ
ット８ｂを形成し、１／４円形領域２ｃによって回折さ
れた光は、光検出部６３上に集光スポット８ｃを形成す
る。

【００５９】第一の回折素子７によって回折され、光デ
ィスク５に集光された後、反射される２つのサブビーム
の反射光のうち、第二の回折素子２の半円形領域２ａで
回折された光は図２に示すように、光検出器６１上の２
つの光検出部６１ｄ、６１ａに２つの集光スポット８
ａ’、８ａ”を形成する。

【００６０】また、光ディスク５によって反射される２
つのサブビームの反射光のうち、１／４円形領域２ｂに
よって回折された光は、光検出器６２の両側部に２つの
集光スポット８ｂ’、８ｂ”を形成する。１／４円形領
域２ｃによって回折された光は、光検出部６３の両側部
に２つの集光スポット８ｃ’、８ｃ”を形成する。

【００６１】ここまでの説明からわかるように、本実施
例のフォーカス機構は、上記のように回折素子２の分割
線ＤＬ及びＰＬにより分割された領域の数が異なる他
は、上記３ビーム方式のフォーカス機構と同様である。

【００６２】従って、本実施例においてはフォーカス機
構については、第二の回折素子２の一方の半円形領域２
ａによるメインビームの回折光８ａが光検出器６１に集
光し、分割された光検出部６１ｂと６１ｃとの出力の差
を検出し、上記式同様の演算を実行すれば、フォーカ
ス誤差信号ＦＥＳを得ることができる。具体的には、図
２の引算器９の演算結果によって得られる。

【００６３】また、トラッキング機構については、第二
の回折素子２の領域２ａによるサブビームの回折光８
ａ’及び８ａ”の出力の差を検出し、上記式同様の演
算を実行すればトラッキング誤差信号ＴＥＳを得ること
ができる。具体的には、図２の引算器１０の演算結果に
よって得られる。

【００６４】プッシュプル信号は、第二の回折素子２の
トラックに対して平行な分割線によって分割された１／
４円形領域２ｂ、２ｃによるメインビームが光検出器６
２、６３に集光された回折光８ｂ、８ｃを検出し、上記
同様の演算を実行すれば得られる。具体的には、図２の
引算器１１の演算結果によって得られる。

【００６５】上記のように本実施例によれば、３ビーム
方式およびプッシュプル方式のいずれの方式において
も、トラッキング誤差信号ＴＥＳの検出が行える。従っ
て、本実施例の光ピックアップによれば、書き換え可能
型、追記型および再生専用型の３種類のＣＤの記録・再
生が行える光学式情報記録再生装置を実現できる。

【００６６】また、１つの分割線ＰＬがトラックに対し
て平行となるので、プッシュプル信号の相対振幅が低下
することがない。第二の回折素子２の分割線が光ディス
ク５からの反射光に対して非対称とならず、誤差信号間
のクロストークの発生、フォーカス誤差信号ＦＥＳの信
号品質の劣化が回避される。

【００６７】なお、図１、図２に示される上記実施例で
は、第二の回折素子２の１／４円形領域２ｂ、２ｃによ
るサブビームの光検出器６２及び６３の両側部外方に集
光した回折光８ｂ’、８ｂ”及び８ｃ’、８ｃ”は受光
される構成になっていない。そこで、光検出器６２及び
６３を光検出器６１のように幅広に形成し、これらのサ
ブビームの回折光も受光しうるようにすれば、３ビーム
信号の演算に用いることができる。

【００６８】また、図１、図２に示される上記実施例で
は、第二の回折素子２の３つの領域２ａ、２ｂ、２ｃの
回折方向は４５°ずつ異なっているが、サブビーム８
ａ’と８ｂ”、及び８ａ”と８ｃ’が重ならない程度に
回折方向がずれていても、上記のように回折光を差動検
出して、各信号を得ることができる。

【００６９】さらに、図１、図２に示される上記実施例
では、光検出器６１、６２、６３は３台に分けて構成さ
れているが、このことには特別な意味があるわけではな
い。即ち、３台の光検出器６１、６２、６３は例えば１
個の半導体基板上に構成されていてもよい。

【００７０】

【発明の効果】以上の本発明光学式情報記録再生装置に
よれば、第二の回折素子は記録媒体のトラック方向に対
し直角方向の分割線によって２つの領域に分割され、そ
の１つの領域がトラック方向に対して平行方向の分割線
によって更に２分割され、異なる回折方向を有する３つ
の領域に分割されている。フォーカス誤差信号ＦＥＳ
は、トラックに対して直角方向に分割された一方の領域
によるメインビームの回折光を、光検出器で差動検出し
て得られる。また、３ビーム法によるトラッキング誤差
信号ＴＥＳは、第二の回折素子の上記一方の領域による
サブビームの回折光を光検出器で差動検出して得られ
る。さらに、プッシュプル信号は、分割された他方の領
域を更にトラックに対して平行方向に分割した２つの領
域によるメインビームの回折光を光検出器で差動検出
し、３ビーム法の演算をすることにより得られる。

【００７１】従って、上記構成によれば、１ビームによ
るプッシュプル方式および３ビーム方式のトラッキング
制御が可能になり、両方の方式に適した光ピックアップ
を実現できる。即ち上記構成によれば、書き換え可能
型、追記型および再生専用型の３種類それぞれに適した
光ピックアップを実現できる。

【００７２】第二の回折素子のトラックに対して平行の
分割線で分割された２つの領域による回折光は、プッシ
ュプル信号の相対振幅が低下することがない。第二の回
折素子の分割線は所定角度傾斜していないので、光ディ
スクからの反射光に対して非対称とならず、誤差信号間
のクロストークの発生、フォーカス誤差信号ＦＥＳの信
号品質の劣化が回避される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例にかかる光ピックアップの斜
視図。

【図２】図１の光ピックアップにおいて、光ディスクか
ら見た回折素子と光検出器の位置関係を示す図面。

【図３】プッシュプル方式の光ピックアップの一従来例
を示す斜視図。

【図４】図３の光ピックアップにおいて、光ディスクか
ら見た回折素子と光検出器の位置関係を示す図面。

【図５】図３の光ピックアップにおけるフォーカス誤差
信号ＦＥＳの検出原理を示す図面。

【図６】図３の光ピックアップにおけるトラッキング誤
差信号ＴＥＳの検出原理を示す図面。

【図７】３ビーム方式の光ピックアップの一従来例を示
す斜視図。

【図８】図７の光ピックアップにおいて、光ディスクか
ら見た回折素子と光検出器の位置関係を示す図面。

【図９】図７の光ピックアップにおけるフォーカス誤差
信号ＦＥＳの検出原理を示す図面。

【図１０】図７の光ピックアップにおけるトラッキング
誤差信号ＴＥＳの検出原理を示す図面。

【図１１】光ディスクに形成される案内溝を示す図面。

【図１２】プッシュプル法において発生する信号のオフ
セットを示す図面。

【図１３】トラック方向に対して角度θの分割線で分割
した第二の回折素子を有する改良型を示す斜視図。

【図１４】縦軸にプッシュプル信号の相対振幅を、横軸
にトラック方向と回折素子の分割線がなす角度をとっ
て、プッシュプル信号振幅の角度θの依存性を示すグラ
フ。

【符号の説明】

１ 半導体レーザ ２ 第二の回折素子 ２ａ、２ｂ、２ｃ 領域 ３ コリメートレンズ ４ 対物レンズ ５ 光ディスク ６１、６２、６３ 光検出器 ７ 第一の回折素子 ＤＬ トラック方向に直角の分割線 ＰＬ トラック方向に平行な分割線

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐藤 秀朗 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 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

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光発生手段からの光をトラッキングずれ
   を検出するための±１次回折光と０次回折光の３つの回
   折光に分割する第一の回折素子と、 該３つの回折光を記録媒体上に集光させると共に、該記
   録媒体からの反射光を検出する光学系と、 該光学系により検出される該反射光の光軸上に設けら
   れ、該記録媒体のトラック方向に対し直角方向の分割線
   によって２つの領域に分割され、その１つの領域がトラ
   ック方向に対して平行方向の分割線によって更に２分割
   され、異なる回折方向を有する３つの領域に分割された
   第二の回折素子と、 該第二の回折素子の３つの領域によって３方向に回折さ
   れた反射光を検出する光検出器と、を具備した光学式情
   報記録再生装置。