JPH0830989A

JPH0830989A - 光ピックアップおよび光ピックアップ装置

Info

Publication number: JPH0830989A
Application number: JP15501294A
Authority: JP
Inventors: Yasuo Nakada; 泰男中田; Kunio Kojima; 邦男小嶋; Yoshihiro Sekimoto; 芳宏関本; Tomoyuki Miyake; 知之三宅; Nobuo Ogata; 伸夫緒方; Toshiharu Inui; 敏治乾
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1994-07-06
Filing date: 1994-07-06
Publication date: 1996-02-02

Abstract

(57)【要約】【目的】簡単で安価な送り機構を採用しても安定した
トラッキングサーボを実現する。【構成】トラッキングサーボ引き込み時には、信号Ｓ
３でスイッチ５２はプッシュプル法によるトラッキング
エラー信号ＴＥＳ１１を選択する。さらに、トラッキン
グサーボ制御回路５４において、この信号ＴＥＳ１１の
極性から、集光スポットを光ディスクのランド部にトレ
ースさせるか、グループ部にトレースさせるかを判断し
てトラッキング制御する。サーボ引き込み後、制御回路
５４で３ビーム法によるトラッキングエラー信号ＴＥＳ
１２を基にトラッキング制御を行うように、信号Ｓ３に
よりスイッチ５２で信号ＴＥＳ１２に切り替える。通常
の光ディスク上の情報の記録再生時には、光ピックアッ
プの対物レンズの光軸ずれに対しオフセットの影響を受
けない３ビーム法による信号検出を採用できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、トラックを形成するラ
ンド部とグループ部を有するディスクにレーザ光などを
用いてランド部とグループ部の両方に情報の記録、再生
を行う光ピックアップおよび光ピックアップ装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、光ピックアップ装置におけるトラ
ッキングエラーの検出方法には、プッシュプル法と３ビ
ーム法の２つの方法がある。これらのトラッキングエラ
ー検出原理をプッシュプル法の図６および、３ビーム法
の図７を用いて順次説明する。図６はプッシュプル法に
よりトラッキングエラー信号を検出する従来の光ピック
アップの構成を示し、（ａ）はその光学系の構成図、
（ｂ）はその光検出部の構成図である。図６（ａ）にお
いて、光源としての半導体レーザ１、平行光に変換する
コリメートレンズ２、ビームスプリッタ３さらにミラー
４が、半導体レーザ１からのレーザ光軸と一致するよう
に一直線上に配置され、また、このレーザ光軸を９０
度、方向変換させるミラー４および、ミラー４からの光
を集光させる対物レンズ５がディスク６の記録面に垂直
な方向に配置されている。また、ビームスプリッタ３の
側面に対向するように、集光レンズ７さらに光検出器８
が配設され、ディスク反射光が光検出器８上に集光され
る。

【０００３】上記構成により、半導体レーザ１より出射
された光はコリメートレンズ２により平行光に変換さ
れ、この平行光はビームスプリッタ３を透過した後、ミ
ラー４で反射され、対物レンズ５により光ディスク６の
トラック上に集光スポットを形成する。また、この光デ
ィスク６のトラックからの反射光は、同じ光路を通って
半導体レーザ１に戻るが、このディスク反射光の一部は
ビームスプリッタ３により反射され、集光レンズ７によ
り光検出器８上に集光される。

【０００４】この光検出器８は、図６（ｂ）に示すよう
に、受光面８ａと受光面８ｂに２分割されており、そこ
に集光される光ディスク６からの反射光は、０次光とデ
ィスクトラックによる１次および−１次回折光の重なり
によって構成される回折パターン９ａを形成する。これ
ら受光面８ａおよび受光面８ｂの受光出力端はそれぞれ
差動演算器１０の入力端に接続されている。

【０００５】ここで、プッシュプル法によるトラッキン
グエラー信号の検出は、対物レンズ５により形成される
集光スポットが光ディスク６のトラックからのずれによ
り生じる回折パターン９ｂの偏りによる光強度変化をも
とにトラッキングエラー信号を検出する。つまり、受光
面８ａと受光面８ｂの光強度の差を差動演算器１０を介
して演算することによりトラッキングエラー信号が得ら
れる。

【０００６】図７は３ビーム法によりトラッキングエラ
ー信号を検出する光ピックアップの構成を示し、（ａ）
はその光学系の構成図、（ｂ）はその光検出部の構成図
である。なお、構成部品のうち、半導体レーザ１、コリ
メートレンズ２、ビームスプリッタ３、ミラー４、対物
レンズ５、光ディスク６および集光レンズ７について
は、図６（ａ）のプッシュプル法を用いた光ピックアッ
プと同一の作用効果を有するので、同一の符号を付けて
その説明を省略する。図７（ａ）に示すように、半導体
レーザ１とコリメートレンズ２の間にサブビームを形成
するための回折格子１１が介装されている。また、光検
出器１２の受光面は、図６（ｂ）に示す光検出器８の受
光面８ａ，８ｂとはその形状が異なっており、メインビ
ームと２つのサブビームに対応して３つの受光面１２
ａ，１２ｂ，１２ｃをそれぞれ独立に有している。

【０００７】上記構成により、半導体レーザ１から出射
された光は、回折格子１１により０次元と±１次元の３
方向に分岐され、図６（ａ）の場合と同じ光路を通って
光デイスク６上にメインビームと２つのサブビームの光
スポットを形成する。また、これと同様に光ディスク６
からの反射光も同じ光路を通り、光検出器１２上に集光
される。ただし、ここでは、メインビームの光路のみを
図示しており、サブビームに関しては図示していない。

【０００８】このようにして光検出器１２上に集光され
る光ディスク６からの反射光は、図７（ｂ）に示すよう
に、メインビームに対応した回折パターン１３ａと、そ
の両側の２つのサブビームに対応した回折パターン１４
ａ，１５ａが形成され、光検出器１２の受光面形状もそ
れに対応した形状となっている。

【０００９】ここで、３ビーム法によるトラッキングエ
ラー信号の検出は、光ディスク６上でサブビームをメイ
ンビームに対してその両側に対称に配置し、メインビー
ムのトラックずれ、即ちサブビームのトラック位置に対
応したサブビーム間の光強度変化を利用してトラッキン
グエラー信号を生成する。つまり、光検出器１２におい
て、サブビーム受光面１２ａ，１２ｃの光量差を差動演
算器１６を介して演算することにより、３ビーム法によ
るトラッキングエラー信号が得られる。

【００１０】以上のようにトラッキングエラー信号の各
検出方法において、光ピックアップの集光手段である対
物レンズ５がトラック追従に従って光軸からずれた場
合、プッシュプル法では、図６（ｂ）の点線で示すよう
に、光検出器８上の回折パターン９ａもそれに対応して
回折パターン９ｂにシフトする。また、３ビーム法で
は、図７（ｂ）の点線で示すように、光検出器１２のサ
ブビーム受光面１２ａ，１２ｃおよびメインビーム受光
面１２ｂ上の回折パターン１３ａ，１４ａ，１５ａもそ
れに対応して回折パターン１３ｂ，１４ｂ，１５ｂにシ
フトする。

【００１１】また、図６（ａ）、（ｂ）に示すプッシュ
プル法の場合、光ディスク６上の集光スポットは正確に
トラックに追従し、これに対応する、検出器８上の回折
パターン９ａの光強度分布が対称であっても、受光面８
ａ，８ｂの出力に差が生じてトラッキングエラー信号に
オフセットが発生する。一方、３ビーム法では、図７
（ｂ）より明らかなように、点線で示された回折パター
ン１３ｂ，１４ｂ，１５ｂの位置に回折パターンがシフ
トしても、その出力端が差動演算器１６に接続されるサ
ブビーム受光面１２ａ，１２ｃで検出される出力は、実
線で示した回折パターン１３ａ，１４ａ，１５ａの場合
と出力に差が生じない。このため、対物レンズ５のトラ
ック追従による光軸ずれはトラッキングエラー信号に影
響を与えないことになる。したがって、３ビーム法によ
るトラッキングエラー信号の検出法のほうが、プッシュ
プル法に比べて、対物レンズ５の光軸ずれに対する許容
が大きい。

【００１２】このことにより、トラッキングエラーの各
検出方法として、プッシュプル法を用いた光ピックアッ
プでは、対物レンズ５のトラック追従による光軸ずれを
抑制するために、その送り手段として、リニアモータな
どの微小かつ高速な機構が必要なのに対し、３ビーム法
を用いた光ピックアップではモータによるギア送りなど
簡単で安価な機構でもオフセットが生じず、安定したト
ラッキングサーボを実現することができる。この理由に
より、通常、コンパクトディスク（ＣＤ）では、トラッ
キングエラーの検出方法として３ビーム法が用いられて
いる。

【００１３】また、光ディスクに対する高密度化の要望
から種々の方法が提案されている。例えば、特開平５−
８１７１７号公報には磁気光学効果を利用した光ディス
クにおいて垂直磁化膜の上に磁性層を設け、記録した情
報をマスキングすることにより隣接トラックからの情報
のクロストークを無くし、情報の高密度化を図る方法が
開示されている。

【００１４】この方法を用いた場合、隣接トラックから
のクロストークを無くすことが可能なため、特公平４−
２７６１０号公報に示されるように、光ディスク上の記
録案内トラック上（以下、グループ部という）および、
記録案内トラック間（以下、ランド部という）の両方に
情報を記録し、再生してもクロストークによる信号品質
の劣化がなく、約２倍の光ディスクの高密度化が実現で
きる。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の構成では、
ランド部とグループ部の両方に情報の記録再生を行う場
合には、特公平４−２７６１０号公報にも示されている
ように、ランド部とグループ部の幅を略等しくするのが
ランド部とグループ部のそれぞれに記録された信号の再
生に最も適している。

【００１６】図８は、図６および図７の光ディスク６の
ランド部とグルーブ部の両方に情報の記録再生を行う場
合の光ディスク６上における集光スポット位置に対応し
たトラッキングエラー信号とディスク断面形状を示して
おり、（ａ）はプッシュプル法による場合、（ｂ）は３
ビーム法による場合である。図８において、光ディスク
６の断面形状はランド部６ａとグループ部６ｂの繰り返
し形状になっており、これらランド部６ａとグループ部
６ｂの幅の比率は等しくそれぞれ５０パーセントであ
る。

【００１７】このように、ランド部６ａとグループ部６
ｂの幅の比率が等しく、その両方に情報の記録再生を行
う光ディスク６を３ビーム法を用いて、トラッキングエ
ラー信号の検出を行った場合、その周期は、図８（ｂ）
に示すように、トラッキングピッチの１／２の周期を持
つトラッキングエラー信号ＴＥＳ２となる。一方、プッ
シュプル法によるトラッキングエラー信号の検出では、
図８（ａ）に示すように、トラックピッチの周期に等し
い周期を持つトラッキングエラー信号ＴＥＳ１が得られ
る。

【００１８】このように、図８（ｂ）に示した３ビーム
法により得られるトラッキングエラー信号ＴＥＳ２がト
ラックピッチの１／２周期になることは、ランド幅とグ
ループ幅が等しい場合にのみ発生し、通常のランド部の
み、またはグループ部のみに情報の記録再生を行う光デ
ィスクの場合には、図８（ａ）に示したプッシュプル法
の場合と同じトラックピッチに等しい周期を有するトラ
ッキングエラー信号ＴＥＳ１が得られる。

【００１９】ここで、図９を用いて３ビーム法により得
られるトラッキングエラー信号ＴＥＳ２の周期に関して
説明する。

【００２０】図９は、サブビームが光ディスク６上でト
ラックを横切ったときの光検出器１２で検出される光量
の変化を示すトラッククロス信号を光ディスクの断面位
置に対応させて示しており、（ａ）はランド部とグルー
ブ部の幅の比率が等しい場合、（ｂ）はランド部とグル
ーブ部の幅の比率が異なる場合である。図９（ａ）の場
合は、光ディスク６のランド部６ａとグループ部６ｂの
幅の比率が等しく、光ディスク６はランド部６ａとグル
ープ部６ｂの両方に情報の記録再生を行う場合である。
また、図９（ｂ）において、光ディスク１７のランド部
１７ａとグループ部１７ｂの幅が７０：３０の比率を有
し、ランド部１７ａのみに情報の記録再生を行う光ディ
スク１７の場合におけるトラッククロス信号Ｃ１を示し
ている。また、光ディスク１７のランド部１７ａとグル
ープ部１７ｂの幅の比率が７０以上：３０以下であれ
ば、トラッククロス信号Ｃ１はグループ部１７ｂにサブ
ビームが位置したときに光量が最小となり、また、ラン
ド部１７ａにサブビームが位置したときに光量が最大と
なる。なお、図９（ｂ）では、ランド部１７ａがグルー
プ部１７ｂに比べて幅が広い場合のトラッククロス信号
Ｃ１を示したが、逆に、グループ部１７ｂがランド部１
７ａに比べて幅が広い場合、トラッククロス信号はグル
ープ部１７ｂに位置したとき最大となり、ランド部１７
ａに位置したとき最小となる。

【００２１】これらランド部１７ａとグループ部１７ｂ
の幅の差が小さくなるにつれて、グループ部１７ｂにサ
ブビームが位置したときの光量が増加し、ランド部１７
ａとグループ部１７ｂの幅の比が等しくなれば、集光ス
ポットがランド部１７ａ中央に位置したときと、グルー
プ部１７ｂの中央に位置したときの反射光量（トラック
クロス信号）に差がなくなるため、図９（ａ）に示すよ
うなトラッククロス信号Ｃ２となる。

【００２２】これはトラッククロス信号がディスクの凹
凸のみで決まるのではなく、サブビームのスポットサイ
ズに対するランド部とグループ部の比率の影響を受け
る、その比率によって、図９（ａ）（ｂ）に示すような
トラッククロス信号Ｃ１，Ｃ２が発生することになる。

【００２３】以上、従来例で示したように、３ビーム法
によるトラッキングエラー信号の検出は２つのサブビー
ムのトラッククロス信号の差により演算されるため、ラ
ンド部とグループ部の幅が略等しく、その両方に情報の
記録再生を行う光ディスクに、３ビーム法によるトラッ
キングエラー検出方法を用いた場合にのみ、図９（ａ）
に示すように、集光スポットがランド部１７ａとグルー
プ部１７ｂをトレースした場合の光ディスクからの反射
光が同じとなるため、図８（ｂ）に示すように通常のト
ラッキングエラー信号に比べ、その周期が２倍（トラッ
クピッチ、即ち、ランド部１７ａ＋グループ部１７ｂの
１／２に相当する周期）となる。

【００２４】一方、プッシュプル法によるトラッキング
エラー信号の検出では、ディスク反射光の回折パターン
の対称性を利用して、トラッキングエラー信号を検出す
るため、ランド部とグループ部の幅が等しい場合でも、
図８（ａ）に示すようなトラックピッチ（ランド部６ａ
＋グループ部６ｂ）に相当した周期を持つトラッキング
エラー信号ＴＥＳ１が得られる。

【００２５】このことにより、本発明者等は、以下のよ
うに問題点を検討した。

【００２６】図８（ａ）（ｂ）に示したランド部６ａと
グループ部６ｂの幅が等しい場合のトラッキングエラー
信号ＴＥＳ１，２において、図８（ｂ）の３ビーム法に
よるトラッキングエラー信号ＴＥＳ２の検出法では、ト
ラッキングエラー信号ＴＥＳ２がトラックピッチの１／
２の周期となるため、その極性、即ち、トラッキングエ
ラー信号ＴＥＳ２が０となるときの傾きが、右上がりで
あるか、右下がりであるかにより、集光スポットがラン
ド部６ａをトレースしているか、またはグループ部６ｂ
をトレースしているかが判別できない。これにより、図
８（ｂ）の３ビーム法によるトラッキングエラー信号Ｔ
ＥＳ２の場合、正確なトラッキングが不可能となるた
め、図８（ａ）に示すプッシュプル法によるトラッキン
グエラー信号ＴＥＳ１の検出方法でしか用いることがで
きない。

【００２７】これは、トラッキングエラー信号の検出法
としてプッシュプル法を用いた場合にのみ、トラッキン
グエラー信号ＴＥＳ１の極性により、集光スポットがラ
ンド部６ａをトレースしているか（図８(ａ)では右下が
りの極性）、またはグループ部１７ｂをトレースしてい
るか（図８(ａ)では右上がりの極性）が判別可能であ
り、安定したトラッキングサーボが実現できることにな
る。

【００２８】しかし、上記従来例で示したように、プッ
シュプル法によるトラッキングエラー信号ＴＥＳ１の検
出法は、対物レンズ５のトラック追従による光軸ずれに
より、トラッキングエラー信号ＴＥＳ１にオフセットが
発生するため、対物レンズ５の光軸ずれの許容値が小さ
い。そのため、光ピックアップの送り機構として、高速
かつ高精度なリニアモーターなどを採用せざるを得ず、
その送り機構として、コンパクトディスク（ＣＤ）など
に用いられるモータによるギア送りなどの簡単な送り機
構を採用することができなかった。このため、装置とし
て高価なものとなっていた。

【００２９】本発明は、上記従来の問題を解決するもの
で、ランド部とグループ部の幅の比率が略等しく、その
両方に情報の記録再生可能なディスクに情報の記録再生
を行う光ピックアップ装置において、その送り機構とし
て、通常、ＣＤ（コンパクトディスク）などに用いられ
るモータによるギア送りなどの簡単で安価な送り機構の
採用を可能とする光ピックアップおよび光ピックアップ
装置を提供することを目的とする。

【００３０】

【課題を解決するための手段】本発明の光ピックアップ
は、トラックを形成するランド部とグループ部の幅の比
率が略等しく、かつ該ランド部とグループ部の両方に対
して情報の記録または再生可能なディスクの該トラック
に、光を照射するとともに、該トラックからの反射光を
受光して信号検出部で信号検出する光ピックアップにお
いて、該信号検出部光は、トラッキングエラー検出方法
であるプッシュプル法（１ビーム法）と３ビーム法の両
方法で信号検出し、該検出出力から該両方法によるトラ
ッキングエラー信号をそれぞれ得る構成としたものであ
り、そのことにより上記目的が達成される。

【００３１】また、本発明の光ピックアップ装置は、ト
ラックを形成するランド部とグループ部の幅の比率が略
等しく、かつ該ランド部とグループ部の両方に対して情
報の記録または再生可能なディスクの該トラックに、集
光手段により集光される光スポットを照射するととも
に、該トラックからの反射光を受光して信号検出部で信
号検出する光ピックアップ装置において、該信号検出部
光は、トラッキングエラー検出方法であるプッシュプル
法（１ビーム法）と３ビーム法の両方法で信号検出し、
該検出出力から該両方法によるトラッキングエラー信号
をそれぞれ得る構成とし、トラッキングサーボ引き込み
時のみ、該プッシュプル法（１ビーム法）によるトラッ
キングエラー信号を選択し、該トラッキングサーボの引
き込み後、該３ビーム法によるトラッキングエラー信号
を選択するように該両方法によるトラッキングエラー信
号の切り替えを行う信号切替制御部と、該信号切替制御
部により切り替えられたトラッキングエラー信号に基づ
いて、該集光手段を駆動制御してトラッキング制御する
トラッキングサーボ制御部とを備えたものであり、その
ことにより上記目的が達成される。

【００３２】また、好ましくは上記構成に加えて、本発
明の光ピックアップ装置におけるトラッキングサーボ制
御部は、トラッキングサーボ引き込み時に使用するプッ
シュプル法（１ビーム法）によるトラッキングエラー信
号の極性に基づいて、ディスクの集光スポットがランド
部をトレースしているか、またはグループ部をトレース
しているかを判断してトラッキング制御を行うものであ
り、そのことにより上記目的が達成される。

【００３３】

【作用】請求項１の構成により、本発明による光ピック
アップは、プッシュプル法によるトラッキングエラー信
号と３ビーム法によるトラッキングエラー信号の検出と
いう両方法による検出が可能であり、この光ピックアッ
プを請求項２，３の光ピックアップ装置に用いれば、光
ピックアップの送り機構としてモータによるギア送りな
どの安価で簡単な機構を採用しても、安定したトラッキ
ングサーボが実現可能となる。これにより、光ピックア
ップのトラッキング制御が容易になると共に、コストダ
ウンが実現される。

【００３４】請求項２の構成により、本発明による光ピ
ックアップ装置のトラッキングサーボの制御方法とし
て、トラッキングサーボ引き込み時のみ、プッシュプル
法によるトラッキングエラー信号をもとにサーボ制御を
行い、サーボ引き込み後、３ビーム法によるトラッキン
グエラー信号をもとに、サーボが制御を行うので、集光
手段のトラック追従による光軸ずれを原因として発生す
るトラッキングエラー信号オフセットの影響を無くすこ
とが可能となり、安定したトラッキングサーボが実現さ
れる。

【００３５】請求項３の構成により、上記トラッキング
サーボの制御方法として、トラッキングサーボ引き込み
時に用いるプッシュプル法によるトラッキングエラー信
号の極性を基に、光ピックアップのディスク上の集光ス
ポットがディスクのランド部をトレースしているのか、
グループ部をトレースしているのかが判断可能となり、
容易に正確にトラッキング制御がなされる。

【００３６】

【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。

【００３７】次に、光ピックアップの制御系について説
明する。

【００３８】図１は本発明の一実施例による光ピックア
ップ装置の制御系を示すブロック図である。図１におい
て、光ピックアップ５１の２出力端はそれぞれスイッチ
５２の端子Ａ，Ｂにそれぞれ接続され、端子Ａには、プ
ッシュプル法によるトラッキングエラー信号ＴＥＳ１１
が入力され、また、端子Ｂには、３ビーム法によるトラ
ッキングエラー信号ＴＥＳ１２が入力されている。一
方、コントローラ５３はトラッキングサーボ制御回路５
４に接続され、トラッキングサーボ制御回路５４にトラ
ッキングサーボ引き込み信号Ｓ２およびアクチュエータ
５５の移動方向規定信号Ｓ１を出力する。また、コント
ローラ５３はスイッチ５２の切り替え制御部に接続さ
れ、また、スイッチ５２の共通端子はトラッキングサー
ボ制御回路５４の入力端に接続されており、コントロー
ラ５３からスイッチ５２にトラッキングサーボ切り替え
信号Ｓ３が出力されてトラッキングエラー信号ＴＥＳ１
１，１２が切り換えられた後、トラッキングサーボ制御
回路５４に入力される。さらに、コントローラ５３とト
ラッキングサーボ制御回路５４の間にトラックジャンプ
制御回路５６が介装され、コントローラ５３からトラッ
クジャンプ制御回路５６に信号Ｓ４が入力され、トラッ
クジャンプ制御回路５６からトラッキングサーボ制御回
路５４に信号Ｓ５が入力される。さらに、トラッキング
サーボ制御回路５４の出力端はアクチュエータ５５に接
続され、このアクチュエータ５５により対物レンズ５を
駆動制御する。以上により本発明による光ピックアップ
５１の制御系５７を有する光ピックアップ装置５８が構
成される。

【００３９】次に、上記光ピックアップ装置５８におけ
る光ピックアップ５１の各構成について説明する。

【００４０】図２は図１の光ピックアップ５１の一構成
例を示し、（ａ）はその光学系の構成図、（ｂ）はその
光検出部の構成図である。なお、図２（ａ）はメインビ
ームの光路のみを示しており、サブビームに関しては図
示していない。また、従来例と同一の作用、効果を有す
るものには同一の符号を付けてその説明を省略する。図
２（ａ）に示す光検出器２１は、図２（ｂ）に示すよう
に、受光面２２、受光面２３，２４および受光面２５に
分割されたパターンを有しており、そこに集光されるデ
ィスクからの反射光は、メインビームおよびサブビーム
とも、０次光とディスクトラックによる１次回折光およ
び−１次回折光の重なりによって構成される回折パター
ン２６〜２８となる。

【００４１】また、中央部に位置する受光面２３，２４
の出力端は差動演算器２９の入力端子にそれぞれ接続さ
れ、差動演算器２９の出力端子からプッシュプル法によ
るトラッキングエラー信号ＴＥＳ１１が得られる。ま
た、これら受光面２３，２４の両側に位置する受光面２
２，２５の出力端は差動演算器３０の入力端子にそれぞ
れ接続され、差動演算器３０の出力端子から３ビーム法
によるトラッキングエラー信号ＴＥＳ１２が得られる。
以上によう光ピックアップ５１の一例としての光ピック
アップ５１ａが構成される。

【００４２】なお、図２には示していないが、フォーカ
スサーボ制御のためのフォーカスエラー信号検出系や、
光ディスク上の情報の記録再生系を、本発明による光ピ
ックアップ装置が有することは言うまでもなく、その一
例として、フォーカスエラー信号検出法としてシリンド
リカルレンズによる非点収差法によるフォーカスエラー
信号検出を用いた場合の光ピックアップの部品配置と光
検出器の受光面の形状を図３（ａ）、（ｂ）に示してい
る。

【００４３】図３は図１の光ピックアップ５１の他の構
成例を示し、（ａ）はその光学系の構成図、（ｂ）はそ
の光検出部の構成図である。図３（ａ）では、図２
（ａ）に示した光ピックアップの部品配置に比べて、シ
リンドリカルレンズ３１が集光レンズ７と光検出器３２
の間に介装されており、かつ、光検出器３２の受光面形
状が異なっている。その他の光学部品は、図２で説明し
た機能と同様な機能を有し、その母線が紙面に対し４５
゜の角度を持つように配置されたシリンドリカルレンズ
３１によりフォーカスエラー信号検出のための非点収差
が発生する。

【００４４】図３ａに示す光検出器３２の受光面は、図
３ｂに示すように、受光面３３、受光面３４〜３７およ
び受光面３８に分割されている。これら受光面３４，３
６の出力端は加算演算器３９の入力端子にそれぞれ接続
されている。また、受光面３５，３７の出力端も加算演
算器４０の入力端子にそれぞれ接続されている。これら
加算演算器３９，４０の出力端子はそれぞれ差動演算器
４１の入力端にそれぞれ接続され、その出力端からプッ
シュプル法によるトラッキングエラー信号ＴＥＳ１１が
得られる。また、両側の受光面３３，３８の出力端は差
動演算器４２の入力端子にそれぞれ接続され、差動演算
器４２の出力端子から３ビーム法によるトラッキングエ
ラー信号ＴＥＳ１２が得られる。

【００４５】これは、非点収差法によりフォーカスエラ
ー信号検出を行う光ピックアップのトラッキングエラー
信号検出において、シリンドリカルレンズ３１による非
点収差により、光検出器３２上に集光される光ディスク
６からの反射光は、図２（ｂ）に示した回折パターン２
６〜２８に比べて、図３（ｂ）に示すように、その方向
が９０゜回転した回折パターン４３〜４５となるため、
トラッキングエラー信号検出は上記のような演算により
検出される。

【００４６】なお、光ピックアップ５１の他の構成例で
は、図３（ｂ）においてメインビームによる回折パター
ン４４を受光する受光面を受光面３４〜３７の４分割と
したが、受光面３４，３６、受光面３５，３７をそれぞ
れ１体とした２分割の受光面形状を採用しても本発明の
効果に対してなんら影響はない。

【００４７】上記構成例により、以下、その動作を説明
する。

【００４８】まず、図２および図３に示した光ピックア
ップの構成例において、半導体レーザ１から出射された
光は、回折格子１１により０次光と±１次光の３方向に
分岐された後、コリメートレンズ２により平行光に変換
される。この平行光はビームスプリッタ３を透過し、ミ
ラー４で反射されて対物レンズ５により光ディスク６上
にメイビームと２つのサブビームによる集光スポットを
形成する。このとき、光ピックアップ５１ａ，５１ｂに
おいて、メインビームに対して対称に配置される２つの
サブビームによる集光スポットは、光ディスク６上のラ
ジアル方向の間隔がトラックピッチの略１／４となるよ
うに調整されている。

【００４９】この光ディスク６からの反射光は、同じ光
路を通り半導体レーザ１に戻るが、ディスク反射光の一
部はビームスプリッタ３により反射され、集光レンズ７
により光検出器２１上に集光される。

【００５０】ここで、プッシュプル法に基づくトラッキ
ングエラー信号の検出は、受光面２３，２４におけるメ
インビームの回折パターン２７により検出されるため、
受光面２３，２４の光強度の差を差動演算器２９を介し
て演算することにより、プッシュプル法によるトラッキ
ングエラー信号ＴＥＳ１１が得られる。

【００５１】また、３ビーム法に基づくトラッキングエ
ラー信号の検出は、受光面２２，２５で受光されるサブ
ビームの回折パターン２６，２８により検出されるた
め、受光面２２，２５の光強度の差を差動検出器３０を
介して演算することにより３ビーム法によるトラッキン
グエラー信号ＴＥＳ１２が得られる。

【００５２】したがって、プッシュプル法および３ビー
ム法の両方式によるトラッキングエラー信号ＴＥＳ１
１，１２の検出が可能となる。

【００５３】次に、図１の光ピックアップ装置５８の制
御系の構成により、光ピックアップ５１より出力される
プッシュプル法によるトラッキングエラー信号ＴＥＳ１
１および、３ビーム法によるトラッキングエラー信号Ｔ
ＥＳ１２は、制御系５７のスイッチ５２に入力されてお
り、フォーカスサーボ引き込み後（図示せず）、コント
ローラ５３により指令されるトラッキングサーボ引き込
み信号Ｓ２により、トラッキングサーボの引き込みが行
われる。このとき、制御系５７内のスイッチ５２は端子
Ａ側に設定されており、プッシュプル法によるトラッキ
ングエラー信号ＴＥＳ１１を基に、光ピックアップ５１
のアクチュエータ５５により、対物レンズ５が駆動され
てサーボの引き込みが行われる。

【００５４】このトラッキングサーボ引き込みは、光デ
ィスク６のランド部にトラッキングするかグルーブ部に
トラッキングするかにより、コントローラ５３からの信
号Ｓ１により、アクチュエータ５５の移動方向が規定さ
れた後、制御が行われる。

【００５５】この信号Ｓ１を、図８（ａ）に基づいて説
明すれば、トラッキングエラー信号ＴＥＳ１１（ＴＥＳ
１）が正のとき、アクチュエーダ５５が図８（ａ）にお
いて右側に移動するように規定してやればランド部にト
ラッキングすることになり、左側へ移動するように規定
してやればグルーブ部にトラッキングすることになる。

【００５６】さらに、トラッキングサーボが引き込まれ
た後、コントローラ５３より指令される切り替え信号Ｓ
３により、制御系５７内のスイッチ５２は、端子Ａから
端子Ｂ側に設定され、３ビーム法によるトラッキングエ
ラー信号ＴＥＳ１２を基に、トラッキングサーボ制御回
路５４を介して光ピックアップ５１のアクチュエータ５
５が駆動され、トラッキングサーボが引き続き行われる
ことになる。

【００５７】このトラッキングエラー信号ＴＥＳ１１，
１２の切り替えにおいて、プッシュプル法によるトラッ
キングエラー信号ＴＥＳ１１と、３ビーム法によるトラ
ッキングエラー信号ＴＥＳ１２の極性が異なる場合、例
えば図８において、ランド部にトラッキングしようとす
る場合、サーボ引き込み時は右下がりの極性でトラッキ
ングを行い、その後、３ビーム法では右上がりの極性で
トラッキングを行う必要があるため、トラッキングエラ
ー信号の切り替えと同時にコントローラ５３からの信号
Ｓ１が切り替わることになる。一方、トラッキングエラ
ー信号の極性が同じ場合は、この切り替えは行われな
い。

【００５８】このようにして、トラッキングエラー信号
の検出方法としてプッシュプル法と３ビーム法の両方の
トラッキング検出方法を用いた光ピックアップのトラッ
キングサーボ制御を可能にしている。即ち、光検出器２
１は、トラッキングサーボ引き込み時には、プッシュプ
ル法によるトラッキングエラー信号ＴＥＳ１１の極性を
もとに、光ディスク６上の集光スポットがランド部をト
レースしているか、またはグループ部をトレースしてい
るかを判断してトラッキング制御し、また、サーボ引き
込み後、情報の記録再生を行う際には、対物レンズ５の
トラック追従による光軸ずれの影響を避けるために３ビ
ーム法によるトラッキングエラー信号ＴＥＳ１２を基に
制御する。

【００５９】ここで、各信号波形を参照しながらさらに
説明する。

【００６０】図４（ａ）〜（ｅ）は図１の制御系５７の
各要部における各信号波形図であり、（ａ）〜（ｅ）は
それぞれプッシュプル法によるトラッキングエラー信号
ＴＥＳ１１、３ビーム法によるトラッキングエラー信号
ＴＥＳ１２、トラッキングサーボ引き込み信号Ｓ２、ト
ラッキングサーボ切り替え信号Ｓ３、およびアクチュエ
ータ５５の移動方向規定信号Ｓ１を示している。図４
（ａ）〜（ｅ）において、まず、プッシュプル法に基づ
くトラッキングエラー信号ＴＥＳ１１により光ディスク
６のランド部かグルーブ部のどちらかにトラッキングす
るかを規定した後、サーボ引き込み信号Ｓ２により、ト
ラッキングサーボ制御回路５４さらにアクチュエータ５
５を介してサーボの引き込みが行われる。

【００６１】さらに、サーボＯＮから所定時間Ｔの経過
後、切り替え信号Ｓ３によりスイッチ５２が切り換えら
れると、３ビーム法によるトラッキングエラー信号ＴＥ
Ｓ１２を基にトラッキングサーボ制御回路５４さらにア
クチュエータ５５を介してサーボが行われる。

【００６２】これらトラッキングエラー信号ＴＥＳ１
１，１２の切り替えにおいて、アクチュエータ５５の移
動方向規定信号Ｓ１が、プッシュプル法と３ビーム法で
のトラッキングエラー信号１１，１２の極性が異なる場
合には、前記したように信号Ｓ１の切り替えが行われ、
サーボ引き込み信号Ｓ２により引き込まれたランド部ま
たはグループ部に引き続きトラッキングが行われる。

【００６３】このように、プッシュプル法によるトラッ
キングサーボ制御から、３ビーム法によるトラッキング
サーボ制御への切り替えは、プッシュプル法によるトラ
ッキングサーボ引き込み後、対物レンズ５のディスクト
ラック追従による光軸ずれの影響が発生する前であれ
ば、トラッキングエラー信号ＴＥＳ１１にオフセット生
じておらず、光デイスク６のトラック上のランド部中央
またはグループ部中央に集光スポットが位置しているこ
ととなり、プッシュプル法によるトラッキングエラー信
号ＴＥＳ１１に関しても、３ビーム法によるトラッキン
グエラー信号ＴＥＳ１２に関しても、その出力は０であ
り、切り替えに関して何ら問題は生じない。

【００６４】また、図４に示すサーボ引き込み信号とサ
ーボ切り替え信号との時間差Ｔは、サーボ引き込みによ
るプッシュプル法によるトラッキングエラー信号ＴＥＳ
１１の振幅がＷ_AからＷ_Bに変化する時間で設定し、この
時間経過後に切り替えを行うように設定してもよいし、
プッシュプル法によりトラッキングサーボが引き込ま
れ、光ディスク６に記録された情報や、情報に付加され
たアドレス信号が正常に再生された後に切り替えるよう
にしてもよい。

【００６５】また、光ディスク６上での集光スポットの
隣接トラックへのジャンプには、ディスクトラックピッ
チの１／２の周期をもつ３ビーム法によるトラッキング
エラー信号ＴＥＳ１２が用いられるため、図５（ａ）に
示すように、１パルスのジャンプを行えば、光ディスク
６のランド部６ａからグループ部６ｂ（または逆のトラ
ックジャンプであるグループ部６ｂからランド部６ａ）
へのジャンプが可能である。また、図５（ｂ）に示すよ
うに２パルスのジャンプを行えば、ランド部６ａからラ
ンド部６ａ’（またはグループ部６ｂからグループ部６
ｂ’）へのジャンプが可能となる。

【００６６】以上のように本発明による制御方法よれ
ば、トラッキングサーボ引き込み時に、プッシュプル法
によるトラッキングエラー信号ＴＥＳ１１をもとにサー
ボ制御を行うため、プッシュプル法によるトラッキング
エラー信号ＴＥＳ１１を示した図８（ａ）より明かなよ
うに、信号の極性により光ディスク６上の集光スポット
が、ランド部６ａとグループ部６ｂのどちらかをトレー
スしているかが判断され、容易にトラッキング制御可能
である。また、このトラッキングサーボ引き込み後、サ
ーボ制御を３ビーム法によるトラッキングエラー信号Ｔ
ＥＳ１２をもとに行うようにトラッキングエラー信号Ｔ
ＥＳ１１，１２を切り替えることにより、対物レンズ５
のトラック追従による光軸ずれに対し、オフセットの影
響を受けない安定したトラッキングサーボを実現でき
る。このことにより、本発明による光ピックアップ５１
と光ピックアップ装置５８の制御方法を用いれば、モー
タによるギア送りなどの安価で構成が簡単な送り機構を
採用できるため、その機構の制御が容易になるととも
に、装置のコストダウンをも図ることもできる。

【００６７】さらに、光ディスク６への情報の記録再生
時に用いる３ビーム法によるトラッキングエラー信号Ｔ
ＥＳ１２は、トラックピッチの１／２の周期を持つた
め、ランド部６ａからグループ部６ｂ（またはグループ
部６ｂからランド部６ａ）へのトラックジャンプを容易
に行うことができる。

【００６８】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、本発明に
よる光ピックアップは、プッシュプル法によるトラッキ
ングエラー信号と３ビーム法によるトラッキングエラー
信号の検出という両方法による検出を行うことができ
る。この光ピックアップを用いて光ディスク上の情報の
記録再生を行う際には、３ビーム法によるトラッキング
サーボを行うため、集光手段のトラック追従による光軸
ずれの影響を受けにくく、光ピックアップの送り機構と
して、モータによるギア送りなどの簡単で安価な機構を
採用することができる。また、トラッキングサーボ引き
込み時には、プッシュプル法によるトラッキングサーボ
を行うため、トラッキングエラー信号の極性より、光デ
ィスク上の集光スポットがランド部をトレースしている
のか、またはグループ部をトレースしているのかが容易
に判断できて容易にトラッキング制御を行うことができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例による光ピックアップ装置の
制御系を示すブロック図である。

【図２】図１の光ピックアップ５１の一構成例を示し、
（ａ）はその光学系の構成図、（ｂ）はその光検出部の
構成図である。

【図３】図１の光ピックアップ５１の他の構成例を示
し、（ａ）はその光学系の構成図、（ｂ）はその光検出
部の構成図である。

【図４】図１の制御系５７の各要部における各信号波形
図であり、（ａ）〜（ｅ）はそれぞれプッシュプル法に
よるトラッキングエラー信号ＴＥＳ１１、３ビーム法に
よるトラッキングエラー信号ＴＥＳ１２、トラッキング
サーボ引き込み信号Ｓ２、トラッキングサーボ切り替え
信号Ｓ３、およびアクチュエータ５５の移動方向規定信
号Ｓ１である。

【図５】図１のトラックジャンプ制御回路５６の制御に
おける、光ディスク上でのトラックジャンプ時のトラッ
キングエラー信号波形図および光ディスクの一部断面図
であり、（ａ）は１パルスのジャンプの場合、（ｂ）は
２パルスのジャンプの場合である。

【図６】プッシュプル法によりトラッキングエラー信号
を検出する従来の光ピックアップの構成を示し、（ａ）
はその光学系の構成図、（ｂ）はその光検出部の平面図
である。

【図７】３ビーム法によりトラッキングエラー信号を検
出する光ピックアップの構成を示し、（ａ）はその光学
系の構成図、（ｂ）はその光検出部の構成図である。

【図８】図６および図７の光ディスク６上における集光
スポット位置に対応したトラッキングエラー信号とディ
スク断面形状を示しており、（ａ）はプッシュプル法に
よる場合、（ｂ）は３ビーム法による場合である。

【図９】３ビーム法によるトラッククロス信号を光ディ
スクの断面位置に対応させて示しており、（ａ）はラン
ド部６ａとグループ部６ｂの比率が５０：５０で等しい
場合、（ｂ）は比ランド部１７ａとグループ部１７ｂの
比率が７０：３０で異なる場合である。

【符号の説明】

５対物レンズ（集光手段）６光ディスク６ａランド部６ｂグループ部２１，３２光検出器２２〜２５，３３〜３８受光面２６〜２８，４３〜４５回折パターン２９，３０，４１，４２差動演算器３９，４０加算演算器５１，５１ａ，５１ｂ光ピックアップ５２スイッチ５３コントローラ５４トラッキングサーボ制御回路５５アクチュエータ５７制御系５８光ピックアップ装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者三宅知之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)発明者緒方伸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 (72)発明者乾敏治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

【特許請求の範囲】

【請求項１】トラックを形成するランド部とグループ
部の幅の比率が略等しく、かつ該ランド部とグループ部
の両方に対して情報の記録または再生可能なディスクの
該トラックに、光を照射するとともに、該トラックから
の反射光を受光して信号検出部で信号検出する光ピック
アップにおいて、該信号検出部光は、トラッキングエラー検出方法である
プッシュプル法（１ビーム法）と３ビーム法の両方法で
信号検出し、該検出出力から該両方法によるトラッキン
グエラー信号をそれぞれ得る構成とした光ピックアッ
プ。
【請求項２】トラックを形成するランド部とグループ
部の幅の比率が略等しく、かつ該ランド部とグループ部
の両方に対して情報の記録または再生可能なディスクの
該トラックに、集光手段により集光される光スポットを
照射するとともに、該トラックからの反射光を受光して
信号検出部で信号検出する光ピックアップ装置におい
て、該信号検出部光は、トラッキングエラー検出方法である
プッシュプル法（１ビーム法）と３ビーム法の両方法で
信号検出し、該検出出力から該両方法によるトラッキン
グエラー信号をそれぞれ得る構成としトラッキングサー
ボ引き込み時のみ、該プッシュプル法（１ビーム法）に
よるトラッキングエラー信号を選択し、該トラッキング
サーボの引き込み後、該３ビーム法によるトラッキング
エラー信号を選択するように該両方法によるトラッキン
グエラー信号の切り替えを行う信号切替制御部と、該信号切替制御部により切り替えられたトラッキングエ
ラー信号に基づいて、該集光手段を駆動制御してトラッ
キング制御するトラッキングサーボ制御部とを備えた光
ピックアップ装置。
【請求項３】前記トラッキングサーボ制御部は、トラ
ッキングサーボ引き込み時に使用する前記プッシュプル
法（１ビーム法）によるトラッキングエラー信号の極性
に基づいて、前記ディスクの集光スポットが前記ランド
部をトレースしているか、または前記グループ部をトレ
ースしているかを判断してトラッキング制御を行う請求
項２記載の光ピックアップ装置。