JPH07182664A - 光ピックアップとその対物レンズ位置検出方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 高速アクセス時の対物レンズの静定が比較的
短時間で行なわれ得るようにした、光ピックアップ及び
対物レンズ位置検出方法を提供すること。 【構成】 光ピックアップ１０において、上記フォトデ
ィテクタのアクセス方向に反対側に位置するセンサ素子
Ａ，Ｄ，Ｃ，Ｂの検出信号の差を演算する演算手段２７
と、この演算回路の出力信号とトラッキング用センサ部
からのトラッキングエラー検出信号とを切換える切換え
回路３０とを備えており、この切換え回路が、高速アク
セス後の所定時間の間、上記演算手段２７側に切換えら
れるように、光ピックアップを構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ＣＤ，ＶＤ，ＭＤ，Ｍ
Ｏ等やデータストレージの記録媒体に対して、データを
記録し、及び／または再生する際に、非点収差法及び３
スポット法を併用した光ピックアップとそのトラッキン
グエラー補正方法の改良に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、このような記録再生装置は、例え
ば図６に示すように構成されている。即ち、図６におい
て、光学ディスク記録再生装置１は、スピンドルモータ
２により回転駆動されるターンテーブル３と、このター
ンテーブル３上に載置される光学ディスク４に対して例
えば半導体レーザ光を照射する光ピックアップ５（図７
参照）と、この光ピックアップ５を上記光学ディスク４
の径方向に移動させる送りモータ６とを有している。

【０００３】上記光ピックアップ５は、光学的には図８
に示すように構成されている。即ち、図８において、光
ピックアップ５は、半導体レーザー素子等のレーザー光
源７と、このレーザー光源７から側方に向かってグレー
ティング８を介して出射されるレーザー光を上方に反射
する反射面９ａを有するビームスプリッタ９と、このビ
ームスプリッタ９の反射面９ａで反射された反射光を光
ディスク４の表面に収束させる対物レンズ１０と、この
光ディスク４の表面で反射され対物レンズ１０及びビー
ムスプリッタ９を透過した光を検出するフォトダイオー
ドから成るフォトディテクタ１１を有している。

【０００４】上記フォトディテクタ１１は、図９に示す
ように、中央に配設され且つ縦横に四分割されたセンサ
素子Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄから成るフォーカシング用センサ部
１１ａと、このフォーカシング用センサ部１１ａの図面
にて両側に間隔を空けて配設されたトラッキングエラー
検出用センサ素子Ｅ，Ｆとを含んでいる。

【０００５】このような構成のフォトディテクタ１１の
各センサ素子Ａ乃至Ｆにおいては、上記グレーティング
７により三分割された光ビームが、それぞれ中心のフォ
ーカシング用センサ部１１ａと、センサ素子Ｅ，Ｆに入
射されるようになっている。

【０００６】これにより、光学ディスク記録再生装置１
によれば、スピンドルモータ２により、ターンテーブル
３を回転駆動することにより、光学ディスクを回転させ
る。この状態にて、送りモータ６を適宜に作動させるこ
とにより、光ピックアップ５が符号Ｘで示すアクセス方
向に移動される。そして、光ピックアップ５からこの光
学ディスク４の下面に対して半導体レーザ光を照射する
ことにより、この光学ディスク４に信号を記録し、また
はこのレーザ光の反射光から信号を検出する。かくし
て、光学ディスクへの情報の記録または再生が行なわれ
得るようになっている。

【０００７】その際、レーザー光源７から射出した光ビ
ームは、グレーティング８，ビームスプリッタ９及び対
物レンズ１０を介して、光ディスク４の表面に収束され
る。この光ディスク４の表面で反射された反射光ビーム
は、再び上記対物レンズ１０を介して戻り、ビームスプ
リッタ９を透過して、フォトディテクタ１１に入射され
ることになる。

【０００８】ここで、このフォトディテクタ１１は、反
射光ビームを受光することによって、フォーカシング制
御用信号，トラッキング制御用信号及び再生用信号を検
出するようになっている。この場合、このフォトディテ
クタ１１の各センサ素子Ａ乃至Ｆの検出信号は、以下の
ように処理される。即ち、このフォトディテクタ１１の
各センサ素子Ａ乃至Ｆからの検出信号ＳＡ乃至ＳＦは、
フォーカシング制御用信号Ｓ１として

【０００９】

【数１】

【００１０】の演算が行なわれ、このフォーカシングエ
ラー信号Ｓ１に基づいて、光ピックアップ５全体が、図
示しないフォーカシング機構により図６にて符号Ｚで示
す方向に上下動される。かくして、上記フォーカシング
エラー信号Ｓ１をゼロにするように、フォーカシングが
行なわれ得るようになっている。

【００１１】また、センサ素子Ｅ，Ｆからの信号ＳＥ，
ＳＦは、図１０に示すトラッキング演算回路１２にて、
それぞれオペアンプ１２ａ，１２ｂにより増幅された
後、オペアンプ１２ｃで、トラッキングエラー信号Ｓ２
として

【００１２】

【数２】

【００１３】の演算が行なわれる。そして、このトラッ
キングエラー信号Ｓ２に基づいて、トラッキングサーボ
１３が、トラッキングドライバ１４を介して、アクチュ
エータ１５により、光ピックアップ１全体を、図６にて
符号Ｘで示す方向に移動させて、上記トラッキングエラ
ー信号Ｓ２をゼロにするように、トラッキングエラーの
補正が行なわれ得るようになっている。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな構成のピックアップ１においては、高速でアクセス
を行なう場合には、光ピックアップ５がＸ方向に沿って
比較的高速で移動され、所定位置で停止された後、光ピ
ックアップ５による光ディスク４の表面に対する情報の
記録または再生が行なわれる。

【００１５】この場合、光ピックアップ５は、慣性によ
ってアクチュエータ（図示せず）がその支持部５ａを基
点にして片寄ることになり、振動を生ずることになる。
従って、図１１に示すように、対物レンズ１０が、光学
ディスク４に対する正しい位置１０ａから側方にずれた
位置１０ｂに位置することになる。かくして、対物レン
ズ１０の片寄りまたは振動が静定するまでの時間は、光
学ディスク４の記録再生を行なうことができず、実質的
に高速アクセスが不可能であるという問題があった。

【００１６】これに対して、例えば図７に示すように、
支持部５ａにダンパー５ｂを備えることにより、振動防
止を図ることが知られているが、ダンパー５ｂが必要で
あることから、部品コスト及び組立コストが高くなって
しまうと共に、このダンパー５ｂによっても、振動を完
全に防止することは困難である。

【００１７】このため、光ピックアップ５の対物レンズ
１０またはその支持部材（レンズホルダー）に、対物レ
ンズ位置センサを取り付けて、対物レンズ１０の移動量
を検出し、対物レンズ１０の移動量をゼロにするよう
に、光ピックアップのアクチュエータを駆動制御する構
成が知られている。

【００１８】しかしながら、この構成においては、対物
レンズまたはその支持部材に対して位置センサを取り付
ける必要があり、部品コスト及び組立コストが比較的高
くなってしまうという問題があった。

【００１９】本発明は、以上の点に鑑み、高速アクセス
時の対物レンズの静定が比較的短時間で行なわれ得るよ
うにした、光ピックアップ及び対物レンズ位置検出方法
を提供することを目的としている。

【００２０】

【課題を解決するための手段】上記目的は、本発明によ
れば、光源から出射され、ディスク状記録媒体の記録面
で反射された光ビームを検出するフォトディテクタと、
このフォトディテクタの中央の少なくともアクセス方向
に二分割されたフォーカシング用センサ部からの検出信
号に基づいて、フォーカシングエラーを検出し、このフ
ォーカシング用センサ部の両側に配設されたトラッキン
グ用センサ部からの検出信号に基づいて、トラッキング
エラーを検出するようにした、光ピックアップにおい
て、上記フォトディテクタのアクセス方向に反対側に位
置する二つのセンサ素子の検出信号の差を演算する演算
手段と、この演算回路の出力信号とトラッキング用セン
サ部からのトラッキングエラー検出信号とを切換える切
換え手段とを備えており、この切換え手段が、高速アク
セス後の所定時間の間、上記演算手段側に切換えられる
ように構成した光ピックアップにより、達成される。

【００２１】本発明による光ピックアップは、好ましく
は、前記演算回路と切換え手段との間に、フィルタ回
路、好ましくは、ハイパスフィルタまたはバンドパスフ
ィルタが挿入されている。

【００２２】また、上記目的は、本発明によれば、光源
から出射して、ディスク状記録媒体の記録面で反射され
た光ビームをフォトディテクタにより受光し、このフォ
トディテクタの中央の少なくともアクセス方向に二分割
されたフォーカシング用センサ部にて、フォーカシング
エラーを検出し、このフォーカシング用センサ部の両側
に配設されたトラッキング用センサ部にて、トラッキン
グエラーの検出を行なうようにした光ピックアップの対
物レンズ位置検出方法であって、高速アクセス時には、
上記フォーカシング用センサ部の各センサ素子のうち、
それぞれ各トラッキング用センサ部側に位置する二つの
センサ素子の検出信号の和を比較して、トラッキングエ
ラーの信号処理回路に対して、切換え入力するようにし
たことを特徴とする、対物レンズ位置検出方法により、
達成される。

【００２３】

【作用】上記構成によれば、高速アクセスの際には、切
換え回路が演算回路側に切換えられることにより、少な
くともアクセス方向に関して二分割されたフォーカシン
グ用センサ素子の検出信号から演算された差信号に基づ
いて、対物レンズの位置ずれが検出され、この検出され
た位置ずれに基づいて、トラッキングエラーの信号処理
回路を利用して、対物レンズの位置ずれが補正されるこ
とになる。

【００２４】ここで、上記演算回路と切換え回路との間
に、ハイパスフィルタが挿入されている場合には、対物
レンズ位置検出のためには不要な高周波成分がカットさ
れることになる。

【００２５】また、上記演算回路と切換え回路との間
に、バンドパスフィルタが挿入されている場合には、対
物レンズ位置検出のためには不要な高周波成分がカット
されると共に、初期調整または経時変化による光ビーム
のフォトディテクタ中心がずれが在る場合に、偏心によ
る影響がカットされることになる。

【００２６】

【実施例】以下、この発明の好適な実施例を添付図面を
参照しながら、詳細に説明する。尚、以下に述べる実施
例は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ま
しい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以
下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない
限り、これらの態様に限られるものではない。

【００２７】図１は、本発明による対物レンズ位置検出
方法を適用した光ピックアップの一実施例を示してい
る。図１において、光ピックアップ２０は、半導体レー
ザー素子等のレーザー光源２１と、このレーザー光源２
１から側方に向かってグレーティング２２を介して出射
されるレーザー光を上方に反射する反射面２３ａを有す
るビームスプリッタ２３と、このビームスプリッタ２３
の反射面２３ａで反射された反射光を光ディスク２４の
表面に収束させる対物レンズ２５と、この光ディスク２
４の表面で反射され対物レンズ２５及びビームスプリッ
タ２３を透過した光を検出するフォトダイオードから成
るフォトディテクタ２６を有している。

【００２８】ここで、上記フォトディテクタ２６は、図
２に示すように、中央に配設され且つ少なくともアクセ
ス方向に分割された、図示の場合には、縦横に四分割さ
れたセンサ素子Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄから成るフォーカシング
用センサ部２６ａと、このフォーカシング用センサ部２
６ａの図面にて両側に間隔を空けて配設されたトラッキ
ングエラー検出用センサ素子Ｅ，Ｆとを含んでいる。

【００２９】このような構成のフォトディテクタ２６の
各センサ素子Ａ乃至Ｆにおいては、上記グレーティング
２２により三分割された光ビームが、それぞれ中心のフ
ォーカシング用センサ部１１ａと、センサ素子Ｅ，Ｆに
入射されるようになっている。

【００３０】以上の構成は、図８及び図９に示した従来
の光ピックアップ５と同様の構成であるが、本光ピック
アップ２０においては、上記フォトディテクタ２６の検
出信号の処理が後述するように異なる。

【００３１】レーザー光源２１から射出した光ビーム
は、グレーティング２２，ビームスプリッタ２３及び対
物レンズ２５を介して、光ディスク２４の表面に収束さ
れる。この光ディスク２４の表面で反射された反射光ビ
ームは、再び上記対物レンズ２５及びビームスプリッタ
２３を介して、フォトディテクタ２６に入射されること
になる。

【００３２】ここで、このフォトディテクタ２６は、反
射光ビームを受光することによって、フォーカシング制
御用信号及びトラッキング制御用信号を検出するように
なっている。この場合、このフォトディテクタ２６の各
センサ素子Ａ乃至Ｆの検出信号は、本実施例に従って、
図３に示すように、処理される。即ち、図３において、
このフォトディテクタ２６の各センサ素子Ａ乃至Ｆから
の検出信号ＳＡ乃至ＳＤは、図示しないフォーカシング
エラー演算回路にて、フォーカシング制御用信号Ｓ１と
して

【００３３】

【数３】

【００３４】の演算が行なわれ、このフォーカシングエ
ラー信号Ｓ１に基づいて、上記フォーカシングエラー信
号Ｓ１をゼロにするように、フォーカシング制御が行な
われ得るようになっている。

【００３５】また、上記フォトディテクタ２６の各セン
サ素子Ｅ乃至Ｆからの検出信号ＳＥ乃至ＳＦは、トラッ
キング演算回路２８にて、トラッキングエラー信号Ｓ２
として、

【００３６】

【数４】

【００３７】の演算が行なわれる。

【００３８】さらに、上記フォトディテクタ２６の各セ
ンサ素子Ａ乃至Ｄからの検出信号ＳＡ乃至ＳＤは、図３
の対物レンズ位置ずれ演算回路２７にて、各信号ＳＡ乃
至ＳＤがそれぞれアンプにより増幅された後、オペアン
プ２７ａによって、対物レンズ位置信号Ｓ３として

【００３９】

【数５】

【００４０】の演算が行なわれる。この対物レンズ位置
信号Ｓ３は、ハイパスフィルタ２９を介して、低域成分
をカットすることにより、初期調整または経時変化によ
る光ビームのずれによる影響を排除している。

【００４１】尚、上記ハイパスフィルタ２９の代わり
に、バンドパスフィルタを使用することも可能であり、
その場合には、不要な高周波成分もカットされることに
なる。

【００４２】ここで、上記ハイパスフィルタ２９及びト
ラッキング演算回路２８からの信号は、切換え手段とし
ての切換え回路３０の二つの入力端子にそれぞれ入力さ
れている。この切り替え回路３０は、制御回路のＣＰＵ
３１によって、後述するように高速アクセスの際にハイ
パスフィルタ２９側に切換え制御されるようになってい
る。

【００４３】そして、この切換え回路３０の出力信号
は、トラッキングサーボ手段３２に入力され、このトラ
ッキングサーボ手段３２は、トラッキングドライバ３３
を介して、トラッキング用のアクチュエータ３４を駆動
制御するようになっている。

【００４４】このようにして、通常は、切換え回路３０
がトラッキング演算回路２８側に切換えられており、セ
ンサ素子Ｅ，Ｆからの信号ＳＥ，ＳＦから演算されたト
ラッキングエラー信号Ｓ２に基づいて、トラッキングド
ライバ３３が、アクチュエータ３４により、光ピックア
ップ２０全体を、図面にて矢印Ｘ方向に移動させて、上
記トラッキングエラー信号Ｓ２をゼロにするように、ト
ラッキングエラーの補正が行なわれ得るようになってい
る。

【００４５】ここで、図４に示すように、高速アクセス
が行なわれると、この高速アクセス時間Ｔ及びその後の
一定時間ｔの間、上述したトラッキングエラー信号Ｓ２
によるトラッキングサーボ手段３２によるサーボがオフ
されると共に、上記高速アクセス終了後の一定時間ｔだ
け、切換え回路３０が、ハイパスフィルタ２９側に切換
えられ、対物レンズ位置信号Ｓ３が、ハイパスフィルタ
２９から切換え回路３０を介して、トラッキングサーボ
手段３２に入力される。

【００４６】これにより、このトラッキングサーボ３２
は、レンズ静定サーボとして作用することになる。かく
して、高速アクセス後の対物レンズの振動に伴う位置ず
れが検出され、この位置ずれをゼロにするように、光ピ
ックアップ２０全体を、図面にて矢印Ｘ方向に移動させ
て、対物レンズ位置の補正が行なわれ得るようになって
いる。

【００４７】この場合、上記レンズ静定サーボがオンさ
れる一定時間ｔは、図５に示すように、高速アクセスの
スレッドキックがオフされたとき、実際のスレッド速度
がゼロになる時間に応じて、適宜に選定される。

【００４８】このように、上述の実施例によれば、高速
アクセス静定時には、フォトディテクタのトラッキング
エラー用センサ素子により検出されたトラッキングエラ
ー信号の代わりに、少なくともアクセス方向に分割され
たフォーカシング用センサ素子の検出信号の差信号に基
づいて、トラッキング補正機構を利用して、対物レンズ
の位置ずれが補正される。従って、高速アクセス時に、
対物レンズが所望位置に対して、より迅速に静定される
ことになる。

【００４９】また、高速アクセス静定のための信号は、
フォーカシング用センサ素子の検出信号を利用し、さら
にこの信号処理は、トラッキングエラー検出信号の信号
処理回路を利用していることから、新たな部品を追加す
ることは必要ない。従って、部品コストや組立コストが
高くなってしまうようなことはない。かくして、簡単な
構成により対物レンズ位置が検出されることにより、部
品コスト及び組立コストが低減され、ダンパー，位置セ
ンサ等が不要であることから、光ピックアップ全体が小
型に構成されることになる。

【００５０】尚、上述した実施例においては、フォトデ
ィテクタとして、縦横に四分割されたセンサ素子から成
るフォーカシング用センサ部とその両側に配設されたト
ラッキング用センサ素子から成るフォトディテクタを使
用しているが、これに限らず、光ピックアップのアクセ
ス方向に関して、少なくとも二分割されたセンサ素子を
有するフォトディテクタを有する光ピックアップであれ
ば、本発明を適用し得ることは明らかである。また、本
発明の光ピックアップは、上述の用途以外にも記録媒体
に記録を書き込み，あるいは読みだす装置一般に広く適
用できる。

【００５１】

【発明の効果】以上述べたように、本発明の光ピックア
ップでは、高速アクセス時の対物レンズの静定が比較的
短時間で実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による光ピックアップの光学的構成を示
す概略図である。

【図２】図１の光ピックアップにおけるフォトディテク
タの概略平面図である。

【図３】図１の光ピックアップのフォトディテクタの信
号処理系を示すブロック図である。

【図４】図３の信号処理系の高速アクセスの際の制御状
態を示すタイムチャートである。

【図５】図４の高速アクセス終了時の状態を拡大して示
すタイムチャートである。

【図６】従来の光ディスク記録・再生装置の一例を示す
概略斜視図である。

【図７】図６の装置の光ピックアップを示す斜視図であ
る。

【図８】図７の光ピックアップの光学的構成を示す概略
図である。

【図９】図８の光ピックアップにおけるフォトディテク
タの概略平面図である。

【図１０】図８の光ピックアップのフォトディテクタの
信号処理系を示すブロック図である。

【図１１】図８の光ピックアップの対物レンズが光学デ
ィスクに対する正しい位置から側方にずれた状態を示す
図である。

【符号の説明】

２０ 光ピックアップ ２１ レーザー光源 ２２ グレーティング ２３ ビームスプリッタ ２４ 光学ディスク ２５ 対物レンズ ２６ フォトディテクタ ２７ 対物レンズ位置演算回路 ２８ フォーカシングエラー演算回路 ２９ ハイパスフィルタ ３０ 切換え回路 ３１ 制御回路のＣＰＵ ３２ トラッキングサーボ ３３ トラッキングドライバ ３４ アクチュエータ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光源から出射され、ディスク状記録媒体
   の記録面で反射された光ビームを検出するフォトディテ
   クタと、このフォトディテクタの中央の少なくともアク
   セス方向に二分割されたフォーカシング用センサ部から
   の検出信号に基づいて、フォーカシングエラーを検出
   し、このフォーカシング用センサ部の両側に配設された
   トラッキング用センサ部からの検出信号に基づいて、ト
   ラッキングエラーを検出するようにした、光ピックアッ
   プにおいて、 上記フォトディテクタのアクセス方向に反対側に位置す
   る二つのセンサ素子の検出信号の差を演算する演算手段
   と、 この演算回路の出力信号とトラッキング用センサ部から
   のトラッキングエラー検出信号とを切換える切換え手段
   とを備えており、この切換え手段が、高速アクセス後の
   所定時間の間、上記演算手段側に切換えられる構成とし
   たことを特徴とする光ピックアップ。
2. 【請求項２】 前記演算回路と切換え手段との間に、フ
   ィルタ回路が挿入されていることを特徴とする請求項１
   に記載の光ピックアップ。
3. 【請求項３】 前記フィルタ回路が、ハイパスフィルタ
   であることを特徴とする請求項２に記載の光ピックアッ
   プ。
4. 【請求項４】 前記フィルタ回路が、バンドパスフィル
   タであることを特徴とする請求項２に記載の光ピックア
   ップ。
5. 【請求項５】 光源から出射して、ディスク状記録媒体
   の記録面で反射された光ビームをフォトディテクタによ
   り受光し、このフォトディテクタの中央の少なくともア
   クセス方向に二分割されたフォーカシング用センサ部に
   て、フォーカシングエラーを検出し、このフォーカシン
   グ用センサ部の両側に配設されたトラッキング用センサ
   部にて、トラッキングエラーの検出を行なうようにした
   光ピックアップの対物レンズ位置検出方法であって、 高速アクセス時には、上記フォーカシング用センサ部の
   各センサ素子のうち、それぞれ各トラッキング用センサ
   部側に位置する二つのセンサ素子の検出信号の和を比較
   して、トラッキングエラーの信号処理回路に対して、切
   換え入力するようにしたことを特徴とする対物レンズ位
   置検出方法。