JPH08124278A - 光学ピックアップ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 光ディスクの偏心や他のトラックのアクセス
時に、トラックずれが生じても、トラッキングエラー信
号にＤＣバイアスが生ぜず、正確なトラッキングエラー
の検出が行われるようにすること。 【構成】 光源１１からの光ビームを対物レンズ１４を
介して光ディスク１３の記録面に照射し、この光ディス
クからの戻り光ビームを再度対物レンズを介して光検出
器１６により受光し、この光検出器の分割されたセンサ
部Ａ，Ｂにて、プッシュプル法によりトラッキングエラ
ーの検出を行なうようにした光学ピックアップ１０に
て、対物レンズが、トラッキングのために、光ディスク
の半径方向に関して斜め方向Ｐに移動されると共に、上
記光検出器が、この対物レンズの移動による光検出器上
のスポット移動方向と同じ方向に延びる分割線１６ａに
より、複数のセンサ部Ａ，Ｂに分割されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光ディスク記録再生の
際に、所謂プッシュプル法により、トラッキングエラー
を検出するようにした、光学ピックアップにに関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】従来、光ディスクを記録再生するための
光学ピックアップは、例えば図６に示すように構成され
ている。図６において、光学ピックアップ１は、光源
２，コリメータレンズ３，対物レンズ５と、このコリメ
ータレンズ３と対物レンズ５との間に配設されたビーム
スプリッタ６と、このビームスプリッタ６の側方にて光
軸上に配設された光検出器７から構成されている。

【０００３】ここで、光源２は、半導体の再結合発光を
利用した半導体レーザ素子等から成る。

【０００４】コリメータレンズ３は、凹レンズであっ
て、この光源２から出射されるレーザー光を平行光にす
る。

【０００５】対物レンズ５は、凸レンズであって、この
コリメータレンズ３からの平行光を光ディスク４の記録
面に収束させると共に、この光ディスク４からの戻り光
を平行光にする。そして、対物レンズ５は、光ディスク
４の半径方向に沿って図面にて矢印Ｒで示す方向に移動
されることにより、図７に示すように、対物レンズ５を
介して光ディスク４に入射する光ビームのスポットＬ１
が、所望のトラック４ａに対して、両側のトラック４
ｂ，４ｃの方向に垂直に移動する。かくして、トラッキ
ングが行なわれるようになっている。

【０００６】また、ビームスプリッタ６は、二つのプリ
ズムを貼り合わせることにより構成されており、その境
界面が対物レンズ５の光軸に対して４５度傾斜したハー
フミラー面６ａを形成している。これにより、光源２か
ら出射した光ビームと光ディスク４の記録面からの戻り
光を分離する。

【０００７】さらに、この光検出器７は、図８に示すよ
うに構成されている。即ち、図８において、光検出器７
は、中央に配設され且つ分割線７ａにより上下に二分割
されたセンサ部Ａ，Ｂとから構成されている。

【０００８】このような構成の光検出器７の各センサ部
Ａ及びＢにおいては、正しいトラッキング状態において
は、戻り光ビームのスポットＬ２が、中心の分割線７ａ
上に対して、入射されるようになっている。

【０００９】このように構成された光学ピックアップ１
によれば、光源２から射出した光ビームは、コリメータ
レンズ３，ビームスプリッタ６及び対物レンズ５を介し
て、光ディスク４の記録面に収束される。この光ディス
ク４の記録面で反射された戻り光ビームは、再び上記対
物レンズ５を介して、光源２に向かって進み、ビームス
プリッタ６に入射する。このビームスプリッタ６内に
て、上記戻り光ビームは、このビームスプリッタ６のハ
ーフミラー面６ａによって、図１にて右方に反射され、
光検出器７に入射する。

【００１０】ここで、この光検出器７は、戻り光ビーム
を受光することによって、トラッキングエラー信号を検
出するようになっている。この場合、この光検出器７の
各センサ部Ａ及びＢの検出信号ＳＡ及びＳＢは、その和
が再生信号として、またその差がトラッキングエラー信
号ＴＥとして処理されることになる。そして、このトラ
ッキングエラー信号ＴＥに基づいて、図示しない駆動機
構により、対物レンズ５を光ディスク４の半径方向に移
動させて、上記トラッキングエラー信号ＴＥ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るよう
になっている。

【００１１】

【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、光ディスク４が
偏心している場合や、他のトラックへのアクセス時に、
対物レンズ４が移動される（対物レンズの視野振り）
と、トラッキングエラー信号ＴＥにＤＣバイアスが生ず
ることになり、ＤＣバイアスを含んだトラッキングエラ
ー信号ＴＥに対して、トラッキングエラーの補正動作が
行われる。このため、トラッキングエラー信号が、トラ
ックずれに基づく誤差を含むことになり、トラッキング
エラーの補正が正確に行なわれずに、トラッキングのオ
フセットが生ずることになる。

【００１２】本発明は、以上の点に鑑み、光ディスクの
偏心や他のトラックのアクセス時に、トラックずれが生
じても、トラッキングエラー信号にＤＣバイアスが生ぜ
ず、正確なトラッキングエラーの検出が行われるように
した、光学ピックアップを提供することを目的としてい
る。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的は、本発明によ
れば、光ディスクの記録面に照射される光ビームを射出
する光源と、前記光源からの光ビームを光ディスクの記
録面に収束させる対物レンズと、前記光源から射出され
る光ビームと光ディスクからの戻り光とを分離する分離
光学系と、前記光ディスクからの戻り光を受光する光検
出器とを備え、前記光検出器の分割されたセンサ部に
て、プッシュプル法によりトラッキングエラーの検出を
行なうように構成され、前記対物レンズが、トラッキン
グのために、光ディスクの半径方向に関して斜めに移動
されるように構成され、且つ前記光検出器が、この対物
レンズの移動による光検出器上のスポット移動方向と同
じ方向に延びる分割線により、複数のセンサ部に分割さ
れている、光学ピックアップにより、達成される。

【００１４】本発明による光学ピックアップは、好まし
くは、前記対物レンズの移動方向が、光ディスクの半径
方向に対して略４５度の角度をなしている。

【００１５】本発明による光学ピックアップは、好まし
くは、前記光源がレーザカプラであって、前記光検出器
が、前記対物レンズの移動による光検出器上のスポット
移動方向と同じ方向に延びる複数の分割線により、３個
以上のセンサ部に分割されている。

【００１６】

【作用】上記構成によれば、光検出器の分割線が、対物
レンズの移動方向に沿って延びているので、光ディスク
が偏心している場合や、他のトラックへのアクセス時
に、対物レンズがトラックずれを生じたとしても、光検
出器上のスポットは、その分割線に沿って移動すること
になるので、この光検出器の各センサ部への入射光量の
比は、変化せず、従ってトラックずれの影響を受けるこ
とがない。

【００１７】このとき、対物レンズの移動方向は、光デ
ィスクの半径方向に対して斜めに延びていることから、
デトラック情報は、光検出器の各センサ部への入射光量
によって十分に検出されることになる。

【００１８】対物レンズの移動方向が、光ディスクの半
径方向に対して４５度の角度をなしている場合には、各
センサ部への入射光量が最大になり、より正確なトラッ
キングエラー信号が検出されることになる。

【００１９】上記光源がレーザカプラであって、上記光
検出器が、この対物レンズの移動による光検出器上のス
ポット移動方向と同じ方向に延びる複数の分割線によ
り、３個以上のセンサ部に分割されている場合には、各
センサ部の差動信号をとることにより、より正確なトラ
ッキングエラー信号が検出されることになる。

【００２０】

【実施例】以下、この発明の好適な実施例を図１乃至図
５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。

【００２１】図１は、本発明による光学ピックアップの
第一の実施例を示している。図１において、光学ピック
アップ１０は、光源１１，コリメータレンズ１２，対物
レンズ１４と、このコリメータレンズ１２と対物レンズ
１４との間に配設されたビームスプリッタ１５と、この
ビームスプリッタ１５の側方にて光軸上に配設された光
検出器１６とを有している。

【００２２】ここで、光源１１は、半導体の再結合発光
を利用した半導体レーザ素子等から成る。

【００２３】コリメータレンズ１２は、凹レンズであっ
て、この光源１１から出射されるレーザー光を平行光に
する。

【００２４】対物レンズ１４は、凸レンズであって、こ
のコリメータレンズ１２からの平行光を光ディスク１３
の記録面に収束させると共に、この光ディスク１３から
の戻り光を平行光にする。

【００２５】また、ビームスプリッタ１５は、二つのプ
リズムを貼り合わせることにより構成されており、その
境界面が対物レンズ１４の光軸に対して４５度傾斜した
ハーフミラー面１５ａを形成している。これにより、光
源１１から出射した光ビームと光ディスク１３の記録面
からの戻り光を分離する。

【００２６】さらに、この光検出器１６は、中央にて分
割線１６ａにより二分割されたセンサ部Ａ，Ｂとから構
成されている。

【００２７】以上の構成は、図６乃至図８に示した従来
の光学ピックアップ１と同様の構成であるが、本実施例
においては、対物レンズ１４は、図示しない対物レンズ
アクチュエータにより、図２に示すように、光ディスク
１３の半径方向Ｒに対して、斜めに、好ましくは略４５
度の角度をなすように、図面にて矢印Ｐで示す方向に移
動されるようになっている。これにより、対物レンズ１
４を介して光ディスク１３に入射する光ビームのスポッ
トＬ１が、所望のトラック１３ａに対して、両側のトラ
ック１３ｂ，１３ｃの方向に斜めに移動する。かくし
て、トラッキングが行われるようになっている。

【００２８】さらに、この光検出器１６は、図３に示す
ように構成されている。即ち、図３において、光検出器
１６は、分割線１６ａによって、中央にて左右に二分割
されたセンサ部Ａ，Ｂとから構成されている。

【００２９】このような構成の光検出器１６の各センサ
部Ａ，Ｂにおいては、戻り光ビームのスポットＬ２が、
中心の分割線１６ａ上に入射されるようになっている。
これにより、後述するように、光ディスク１３からの戻
り光が光検出器１６上で形成するスポットに現れる回折
を受けた領域（図３において斜線で示した領域）が、分
割線１６ａを挟んで左右に均等な面積となって、トラッ
キングの際に差動信号がとれなくなることを回避できよ
うになっている。

【００３０】本実施例による光学ピックアップ１０は、
以上のように構成されており、その動作は以下のように
なっている。光源１１から射出した光ビームは、コリメ
ータレンズ１２，ビームスプリッタ１５及び対物レンズ
１４を介して、光ディスク１３の記録面に収束される。
この光ディスク１３の記録面からの戻り光ビームは、再
び上記対物レンズ１４を介して、光源１１に向かって進
み、ビームスプリッタ１５に入射する。このビームスプ
リッタ１５内にて、上記戻り光ビームは、このビームス
プリッタ１５のハーフミラー面１５ａによって、図１に
て右方に反射され、光検出器１６に入射されることにな
る。

【００３１】ここで、この光検出器１６は、戻り光ビー
ムを受光することによって、トラッキングエラー信号を
検出するようになっている。この場合、この光検出器１
６の各センサ部Ａ及びＢの検出信号ＳＡ及びＳＢは、そ
の和が再生信号として、またその差がトラッキングエラ
ー信号ＴＥとして処理されることになる。そして、この
トラッキングエラー信号ＴＥに基づいて、図示しない駆
動機構により、対物レンズ１４を光ディスク４の半径方
向Ｒに対して斜め方向Ｐに移動させて、上記トラッキン
グエラー信号ＴＥをゼロにするように、トラッキングエ
ラーの補正が行われるようになっている。

【００３２】この場合、図３に示すように、光検出器１
６上のスポットＬ２は、左右のセンサ部Ａ，Ｂに対し
て、影の部分が、分割線１６ａを跨ぐようになっている
が、二つの影の部分が互いに他方のセンサ部ＢまたはＡ
に同じ面積だけ形成されているため、互いに相殺される
ことにより、補正をする必要はない。さらに、対物レン
ズ１４が光ディスク１３のトラック１３ａに対してトラ
ックずれを起こした場合には、対物レンズ１４のトラッ
クずれによって、光検出器１６上のスポットＬ２は、図
３にて点線で示すように、分割線１６ａに沿って移動す
ることになるので、スポットＬ２による各センサ部Ａ，
Ｂに対する入射光量の比は変化しない。従って、各セン
サ部Ａ，Ｂの検出信号ＳＡ，ＳＢの差を算出して得られ
るトラッキングエラー信号ＴＥには、ＤＣバイアスは生
じない。

【００３３】かくして、ＤＣバイアスが生じないことに
より、トラックずれがあったとしても、ＤＣバイアスを
補正するための機械的・電気的部品を追加する必要はな
く、従来のプッシュプル法によって、正確なトラッキン
グエラー信号が検出されることになる。

【００３４】図４は、本発明によるトラッキングエラー
検出方法を適用した光学ピックアップの第二の実施例を
示している。図１において、光学ピックアップ２０は、
半導体レーザ素子から成る光源部と受光部とから成るレ
ーザカプラ２１，対物レンズ２２とから構成されてい
る。

【００３５】ここで、上記レーザカプラ２１は、表面
に、光検出器として、二つの受光素子２３，２４が対物
レンズ２２の移動方向に沿って並んで形成された例えば
シリコン基板等の基板２５と、この基板２５上に取り付
けられたレーザー光源２６と、この基板２５の受光素子
２３，２４の領域の上方に載置されたプリズム２７とを
備えている。

【００３６】ここで、この受光素子２３は、図面にて左
右方向に延びる複数の分割線により、センサ部Ａ１，Ｂ
１，Ｃ１，Ｄ１に分割されている。これにより、受光素
子２３は、中心線から上方にセンサ部Ａ１，Ｂ１を備
え、中心線から下方にセンサ部Ｃ１，Ｄ１を備えるよう
になっている。この受光素子２３の上には図示しない光
分離膜が形成されており、例えば入射光の２０パーセン
トを透過，残りを反射するようになっている。また、受
光素子２４は、図面にて左右方向に延びる複数の分割線
により、センサ部Ａ２，Ｂ２，Ｃ２，Ｄ２に分割されて
いる。これにより、受光素子２３は、中心線から上方に
センサ部Ａ２，Ｂ２を備え、中心線から下方にセンサ部
Ｃ２，Ｄ２を備えるようになっている。尚、この受光素
子２４の表面には反射防止膜を形成することが好まし
い。

【００３７】さらに、上記レーザー光源２６は、上記基
板２５上に載置されたシリコン基板等の基板２５ａ上に
取り付けられた半導体レーザ素子から構成されている。

【００３８】また、このプリズム２７は、レーザー光源
２６に対向する側が、斜め上方に４５度傾斜するように
形成された反射面２７ａを有すると共に、上面２７ｂ
が、下面２７ｃに対して平行になるように形成されてい
る。この上面２７ｂの内側には全反射膜が形成されてい
る。

【００３９】対物レンズ２２は、凸レンズであって、こ
のレーザーカプラ２１の光源部からの光ビームを光ディ
スク２８の記録面に収束させると共に、この光ディスク
２８からの戻り光をレーザーカプラ２１内に導く。そし
て、第１の実施例の図２及び図３にて説明したのと同様
の原理に基づいて、対物レンズ２２は、光ディスク２８
の半径方向Ｒに対して、斜めに、好ましくは略４５度の
角度をなすように、図面にて矢印Ｑで示す方向に移動さ
れる。これにより、対物レンズ２２を介して光ディスク
２８に入射する光ビームのスポットが、所望のトラック
に対して、両側のトラックの方向に斜めに移動する。か
くして、トラッキングが行われるようになっている。

【００４０】このように構成された光学ピックアップ２
０によれば、レーザー光源２６から横向きに射出した光
ビームは、プリズム２７の反射面２７ａに入射し、この
反射面２７ａにより上方に向かって反射される。その
後、この光ビームは、対物レンズ２２を通過し、その際
この対物レンズ２２の屈折作用により、光ディスク２８
の記録面に収束される。この光ディスク２８の記録面か
らの戻り光ビームは、再び上記対物レンズ２２を介し
て、プリズム２７の反射面２７ａに入射する。

【００４１】そして、この反射光ビームは、この反射面
２７ａを透過して、一方の受光素子２３に入射する。さ
らに、この受光素子２３の入射した戻り光ビームの一部
は、この受光素子２３により反射され、このプリズム２
７の上面２７ｂにより全反射された後、他方の受光素子
２４に入射する。

【００４２】これにより、受光素子２３，２４は、それ
ぞれ戻り光ビームを受光することによって、再生信号，
フォーカスエラー信号，トラッキングエラー信号を検出
するようになっている。この場合、各受光素子２３，２
４の各センサ部Ａ１，Ｂ１，Ｃ１，Ｄ１及びＡ２，Ｂ
２，Ｃ２，Ｄ２の検出信号ＳＡ１，ＳＢ１，ＳＣ１，Ｓ
Ｄ１及びＳＡ２，ＳＢ２，ＳＣ２，ＳＤ２は、それぞれ
以下に示すように演算される。即ち、先づ再生信号ＲＦ
は、

【００４３】

【数１】 により与えられる。また、フォーカスエラー信号ＦＥ
は、

【数２】 により与えられる。さらに、トラッキングエラー信号Ｔ
Ｅは、

【数３】 により与えられる。

【００４４】そして、このフォーカスエラー信号ＴＥに
基づいて、図示しない駆動機構により、対物レンズ２４
を光ディスク２３の半径方向Ｒに対して斜め方向Ｑに移
動させて、上記トラッキングエラー信号ＴＥをゼロにす
るように、トラッキングエラーの補正が行われるように
なっている。

【００４５】この場合、図５に示すように、対物レンズ
２２が光ディスク２８のトラックに対してトラックずれ
を起こした場合には、対物レンズ２２のトラックずれに
よって、受光素子２３，２４上の戻り光ビームのスポッ
トＬ３，Ｌ４は、図４にて点線で示すように、その分割
線に沿って移動することになるので、スポットＬ３，Ｌ
４による各センサ部Ａ１，Ｂ１，Ｃ１，Ｄ１及びＡ２，
Ｂ２，Ｃ２，Ｄ２に対する入射光量は変化しない。従っ
て、各センサ部Ａ１，Ｂ１，Ｃ１，Ｄ１及びＡ２，Ｂ
２，Ｃ２，Ｄ２の検出信号ＳＡ１，ＳＢ１，ＳＣ１，Ｓ
Ｄ１及びＳＡ２，ＳＢ２，ＳＣ２，ＳＤ２を演算するこ
とにより得られるトラッキングエラー信号ＴＥには、Ｄ
Ｃバイアスは生じない。

【００４６】かくして、ＤＣバイアスが生じないことに
より、トラックずれがあったとしても、ＤＣバイアスを
補正するための機械的・電気的部品を追加する必要はな
く、従来のプッシュプル法によって、正確なトラッキン
グエラー信号が検出されることになる。

【００４７】このように、以上の実施例によれば、光検
出器の分割線が、対物レンズの移動方向に沿って延びて
いるので、光ディスクが偏心している場合や、他のトラ
ックへのアクセス時に、対物レンズがトラックずれを生
じたとしても、トラックずれの影響を受けることがな
い。従って、トラッキングエラー信号の算出は、各セン
サ部からの検出信号に基づいて、従来と同様に、通常の
プッシュプル法により、算出される。

【００４８】また、対物レンズのトラックずれによっ
て、トラッキングエラー信号にＤＣバイアスが生じない
ので、このＤＣバイアスを補正するための機械的及び電
気的な部品の追加をする必要がなく、簡単な構成によっ
て、容易に且つ低コストで、正確なトラッキングエラー
信号が得られることになる。

【００４９】このとき、対物レンズの移動方向は、光デ
ィスクの半径方向に対して斜めに延びていることから、
デトラック情報は、光検出器の各センサ部への入射光量
によって十分に検出されることになる。対物レンズの移
動方向が、光ディスクの半径方向に対して４５度の角度
をなしている場合には、各センサ部への入射光量が最大
になり、より正確なトラッキングエラー信号が検出され
ることになる。

【００５０】上記光源がレーザカプラであって、上記光
検出器が、この対物レンズの移動による光検出器上のス
ポット移動方向と同じ方向に延びる複数の分割線によ
り、３個以上のセンサ部に分割されている場合には、各
センサ部の差動信号をとることにより、より正確なトラ
ッキングエラー信号が検出されることになる。

【００５１】尚、上記第二の実施例において、受光素子
２３，２４は、それぞれ互いに平行な分割線によって、
４分割されているが、これに限らず、例えば３分割され
ていてもよく、３分割された各センサ部の検出信号に基
づいて、トラッキングエラー信号ＴＥが検出されること
になる。

【００５２】また、上記何れの実施例においても、光デ
ィスク１３，２３は、ＣＤ，ＣＤ−Ｒ，ＣＤ−ＲＯＭや
ＬＤ、さらにＭＯ，ＭＤ等に光磁気ディスクを含む任意
の光ディスクに対して本発明を適用し得ることは明らか
である。

【００５３】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、光
ディスクの偏心や他のトラックのアクセス時に、トラッ
クずれが生じても、トラッキングエラー信号にＤＣバイ
アスが生ぜず、正確なトラッキングエラーの検出が行わ
れるようにした、光学ピックアップを提供することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用した光学ピックアップの第一の実
施例の構成を示す概略断面図である。

【図２】図１の光学ピックアップによる光ディスク上の
スポットと対物レンズの移動方向の関係を示す部分拡大
図である。

【図３】図１の光学ピックアップにおける光検出器の拡
大平面図である。

【図４】本発明を適用した光学ピックアップの第二の実
施例の構成を示す概略断面図である。

【図５】図４の光学ピックアップにおける光検出器の拡
大平面図である。

【図６】従来の光学ピックアップの構成を示す概略断面
図である。

【図７】図６の光学ピックアップによる光ディスク上の
スポットと対物レンズの移動方向の関係を示す部分拡大
図である。

【図８】図６の光学ピックアップにおける光検出器の拡
大平面図である。

【符号の説明】

１０ 光学ピックアップ １１ 光源 １２ コリメータレンズ １３ 光ディスク １４ 対物レンズ １５ ビームスプリッタ １６ 光検出器 １６ａ 分割線 Ａ，Ｂ センサ部 ２０ 光学ピックアップ ２１ レーザカプラ ２２ 対物レンズ ２３ 受光素子（光検出器） ２４ 受光素子（光検出器） ２５ 基板 ２６ レーザー光源 ２７ プリズム

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光ディスクの記録面に照射される光ビー
   ムを射出する光源と、 前記光源からの光ビームを光ディスクの記録面に収束さ
   せる対物レンズと、 前記光源から射出される光ビームと光ディスクからの戻
   り光とを分離する分離光学系と、 前記光ディスクからの戻り光を受光する光検出器とを備
   え、 前記光検出器の分割されたセンサ部にて、プッシュプル
   法によりトラッキングエラーの検出を行なうように構成
   され、 前記対物レンズが、トラッキングのために、光ディスク
   の半径方向に関して斜めに移動されるように構成され、 且つ前記光検出器が、 前記対物レンズの移動による光検出器上のスポット移動
   方向と同じ方向に延びる分割線により、複数のセンサ部
   に分割されていることを特徴とする光学ピックアップ。
2. 【請求項２】 前記対物レンズの移動方向が、光ディス
   クの半径方向に対して略４５度の角度をなしていること
   を特徴とする請求項１に記載の光学ピックアップ。
3. 【請求項３】 前記光源がレーザカプラであって、前記
   光検出器が、この対物レンズの移動による光検出器上の
   スポット移動方向と同じ方向に延びる複数の分割線によ
   り、３個以上のセンサ部に分割されていることを特徴と
   する請求項１または２に記載の光学ピックアップ。