JPH08315401A

JPH08315401A - 光ピックアップ装置

Info

Publication number: JPH08315401A
Application number: JP7117468A
Authority: JP
Inventors: Junichi Kitabayashi; 淳一北林
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1995-05-16
Filing date: 1995-05-16
Publication date: 1996-11-29

Abstract

(57)【要約】【目的】Ｓ／Ｎを向上させ、安定した信号検出が行
え、分解能を向上させることが可能な光ピックアップ装
置を提供すること。【構成】主に非回折光１４の領域を受光する第一受光
面Ａから得られる光量と、主に非回折光１４及び回折光
１５の重複領域Ｑ₁ を受光するトラック方向Ｙの第二受
光面Ｂ，Ｃから得られる光量との差分により情報信号を
求めるようにしたので、信号振幅を低下させることな
く、ノイズ成分をキャンセルしてＳ／Ｎの向上を図るこ
とができる。また、情報信号は重複領域Ｑ₁ の光量変動
のみによって変化し反射光量全体の変化の影響を受けな
いため、常に安定した信号検出を行うことができる。さ
らに、情報信号はピット端部位置に対応した波形となっ
て表わされることから、分解能を向上させることができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光カード装置等の分野
で利用される光ディスクドライブの光ピックアップ装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来における光ピックアップ装置の一例
を図９に基づいて説明する。半導体レーザ（ＬＤ）１か
ら出射した発散光は、コリメートレンズ２により略平行
光となり、ビームスプリッタ３を透過して、偏向プリズ
ム４により上方に向けて偏向され、λ／４板５を介し
て、対物レンズ６により集光され光情報記録媒体として
の光ディスク７のピットが形成された記録面上に照射さ
れる。そして、光ディスク７からの反射光Ｑは、対物レ
ンズ６により略平行光とされ、λ／４板５により偏光方
向を変えられ、偏向プリズム４を介して、ビームスプリ
ッタ３により反射されて信号検出光学系８内に導かれ
る。この信号検出光学系８に入射した光ディスク７から
の反射光Ｑは、検出レンズ９により収束され、ビームス
プリッタ１０により一部の光が透過して受光素子１１に
導かれ、一部の光が反射され受光素子１２に導かれる。
この場合、例えば、受光素子１１は６つの受光面ａ〜ｆ
に分割され、受光素子１２は３つの受光面ｇ〜ｉに分割
されているとすると、情報信号Ｒｆ、フォーカスエラー
信号Ｆｅ、トラックエラー信号Ｔｅは、Ｒｆ＝ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅ＋ｆ＋ｇ＋ｈ＋ｉ …（１）Ｆｅ＝（ａ＋ｄ＋ｃ＋ｆ＋ｈ）−（ｂ＋ｅ＋ｇ＋ｉ） …（２）Ｔｅ＝（ａ＋ｂ＋ｃ）−（ｄ＋ｅ＋ｆ） …（３）として求めることができる。なお、フォーカスエラー信
号Ｆｅはビームサイズ法により求められる。

【０００３】図９の従来例では、情報信号Ｒｆは、
（１）式に示すような各受光面ａ〜ｉに検出される反射
光Ｑの受光量の総和により求められている。この反射光
Ｑには、信号成分の他にノイズ成分も含まれる。すなわ
ち、図１０に示すように、トラック方向Ｙにピット列
（ピット１３）が形成された光ディスク面に、対物レン
ズ６により集光された光スポットＰが照射されると、ピ
ット部分での光スポットＰの回折現象によって、反射光
Ｑに、主にノイズ成分を表わす０次光（非回折光）１４
と、信号成分を表わす±１次光（回折光、以下±は省略
する）１５とが生じる。従来においては、そのような０
次光と１次光とを含む反射光Ｑを受光素子１１，１２に
検出することによって情報信号Ｒｆが得られることか
ら、ノイズ成分を低下させることができず、これによ
り、情報信号Ｒｆの特に検出感度（Ｓ／Ｎ）を向上させ
ることができない。

【０００４】このようなＳ／Ｎに関する問題を解決して
いるものとして、以下に列挙するようなものがある。例
えば、特開昭５３−４７８０４号公報の例では、光ディ
スク（凹凸型記録媒体）からの反射光のうち、非回折光
を遮光して除去し、ピットにより生じる回折光のみによ
って情報信号を読取る。また、「Optical Filteringin
the Collection Path of a Data Storage Device 」Jp
n.J.Apply.Phys.Vol.32(1993)pp.5397-5401の例では、
ピットにより生じる回折光のみで情報信号を読取った場
合における情報信号Ｒｆ中のＳ／Ｎ低下を実験で確認し
ている。また、特公平７−１５７６２号公報の例では、
光ディスク（情報記録媒体）からの反射光のうち、非回
折光を遮光する遮光領域（空間周波数フィルタ手段）を
設け、この遮光領域をディスク半径方向（回折角）に応
じて変化させることによって情報信号を読取る。このよ
うに非回折光を遮光して、回折光のみで情報信号を読取
ることによって、Ｓ／Ｎの向上を図ることができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】特開昭５３−４７８０
４号公報や特公平７−１５７６２号公報の例のように、
非回折光（０次光）以外の回折光を単に検出することに
よって情報信号を得る方式では、ピット線密度（高密度
な記録媒体）が大きくなると、１ピットから得られる反
射光の中に隣接ピットからの回折光が回り込んでくるた
め、信号振幅が減衰して読取り不可能となってしまい、
これによりピット端部を正確に検出することができな
い。

【０００６】ここで、そのピット端部を正確に検出する
ことができない理由を図１０〜図１３に基づいて詳細に
述べる。図１０に示したように、対物レンズ６により集
光された光スポットＰがディスク面に照射されると、ピ
ット部分での光スポットＰの回折現象によって、反射光
Ｑに、０次光１４と１次光１５とが重複する重複領域Ｑ
₁ ，Ｑ₂ が生じる。これによって、光スポットＰが照射
されるディスク面のピット列の状態に応じてその反射光
Ｑの光強度分布が変化する。

【０００７】図１１は、光ディスク７のピット列が標準
密度の場合において、ピット１３に照射される光スポッ
トＰの位置に対応する反射光Ｑのビーム形状を示す。こ
の場合、図１１（ａ）のスポット位置の時系列「１」〜
「７」までは光スポットＰのピット突入時の様子を示
し、図１１（ｂ）の時系列「８」〜「１４」までは光ス
ポットＰのピット脱出時の様子を示す。まず、ピット突
入時においては、時系列「１」から時系列「２」，
「３」…と進むに従って、反射光Ｑの暗部Ｒ（塗りつぶ
した部分に対応し光量が少ない）は拡大していき、時系
列「７」で暗部Ｒは最大となる。この暗部Ｒとなる領域
は重複領域Ｑ₁ で生じ、ピット端部形状に応じて光量が
変化する。これに対して、反射光Ｑのトラック方向Ｙに
対して中央部に位置する０次光１４の光量変化はあまり
変わらない。また、ピット脱出時においては、暗部Ｒが
最大の時系列「８」から時系列「９」，「１０」…と進
むに従って、暗部Ｒは除々に縮小していく。図１２は、
光ディスク７のピット列が高密度の場合（ピット間隔が
狭くなった場合）の例であり、反射光Ｑ内の暗部Ｒの形
成過程は、標準密度の場合と同じである。

【０００８】図１３は、時系列「１」〜「１４」で表わ
される光スポットＰのピット位置に対する情報信号Ｒｆ
を表わす反射光Ｑの光量変化を示す。従来における情報
信号Ｒｆの値は、前記（１）式でも示したように受光量
の総和（図９では、受光素子１１，１２の受光面ａ〜ｉ
の総和）により求められる。このため、標準密度の光量
変化を表わす波形１６，１６ａに対して、ピット間隔が
詰まった高密度の光量変化を表わす波形１６ｂでは、信
号振幅が減衰してしまい、スレッシュレベルＬの位置で
正確な信号検出を行うことができない。以上のような理
由から、ピット端部位置を正確に検出することができな
い。

【０００９】しかも、このような信号検出方式では、ピ
ット長、レーザ光源のパワー変動、ディスク面反射層の
不均一性などによって信号レベルがゆらぎ、光量変動に
起因したジッタ成分の劣化が生じ、安定した信号検出を
行うことができない。

【００１０】また、他の従来例として、特開平７−１４
１７０号公報の例では、光ディスクからの反射光をトラ
ック方向に２分割された受光素子（再生用検出器）に導
き、差信号を求めてピット（記録マーク）のエッジを検
出し情報信号を読取ることによって、ピット長や、レー
ザ光源のパワー変動、ディスク反射層の不均一性があっ
ても、信号レベルがゆらぐことなく安定した信号検出を
行うことが可能である。しかし、トラック方向に２分割
された受光素子の差信号からピットエッジを検出して情
報信号を得る方式では、検出される信号成分の中に非回
折光が存在するため情報信号のＳ／Ｎが劣化し、ピット
線密度が大きくなると、前記と同様な理由から信号振幅
が減衰して読取りが不可能となってしまう。

【００１１】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明で
は、光情報記録媒体からの非回折光と回折光とを含む反
射光を受光する受光素子をトラック方向に対応する方向
に３分割して、主に非回折光の領域を受光する中央部の
第一受光面と、主に非回折光と回折光との重複領域を受
光する両端部の第二受光面とを形成し、第一受光面の受
光出力をＡとし、第二受光面の受光出力をそれぞれＢ，
Ｃとするとき、Ｒｆ１＝（Ａ−Ｂ）／（Ａ＋Ｂ）Ｒｆ２＝（Ａ−Ｃ）／（Ａ＋Ｃ）で表わされる２つの情報信号を生成する情報信号生成手
段と、２つの情報信号からピットに対応した情報を読取
る情報読取手段とを設けた。

【００１２】請求項２記載の発明では、光情報記録媒体
からの非回折光と回折光とを含む反射光を受光する受光
素子をトラック方向に対応する方向に対して傾斜し反射
光の受光中心点で交差する２直線により分割して、主に
非回折光の領域を受光するラジアル方向に対応する方向
に分割された第一受光面と、主に非回折光と回折光との
重複領域を受光するトラック方向に対応する方向に分割
された第二受光面とを形成し、第一受光面の受光出力を
Ａとし、第二受光面の受光出力をそれぞれＢ，Ｃとする
とき、Ｒｆ３＝（Ａ−Ｂ）／（Ａ＋Ｂ）Ｒｆ４＝（Ａ−Ｃ）／（Ａ＋Ｃ）により表わされる２つの情報信号を生成する情報信号生
成手段と、２つの情報信号からピットに対応した情報を
読取る情報読取手段とを設けた。

【００１３】請求項３記載の発明では、光情報記録媒体
からの非回折光と回折光とを含む反射光を受光する受光
素子をトラック方向に対応する方向に３分割して、主に
非回折光の領域を受光する中央部の第一受光面と、主に
非回折光と回折光との重複領域を受光する両端部の第二
受光面とを形成し、第一受光面を遮光する遮光手段を設
け、第二受光面の受光出力をそれぞれＢ，Ｃとすると
き、Ｒｆ５＝（Ｂ−Ｃ）／（Ｂ＋Ｃ）により表わされる情報信号を生成する情報信号生成手段
と、情報信号からピットに対応した情報を読取る情報読
取手段とを設けた。

【００１４】請求項４記載の発明では、光情報記録媒体
からの非回折光と回折光とを含む反射光を受光する受光
素子をトラック方向に対応する方向に対して傾斜し反射
光の受光中心点で交差する２直線により分割して、主に
非回折光の領域を受光するラジアル方向に対応する方向
に分割された第一受光面と、主に非回折光と回折光との
重複領域を受光するトラック方向に対応する方向に分割
された第二受光面とを形成し、第一受光面を遮光する遮
光手段を設け、第二受光面の受光出力をそれぞれＢ，Ｃ
とするとき、Ｒｆ６＝（Ｂ−Ｃ）／（Ｂ＋Ｃ）により表わされる情報信号を生成する情報信号生成手段
と、前記情報信号からピットに対応した情報を読取る情
報読取手段とを設けた。

【００１５】請求項５記載の発明では、光情報記録媒体
からの非回折光と回折光とを含む反射光を受光する受光
素子をトラック方向に対応する方向に３分割して、主に
非回折光の領域を受光する中央部の第一受光面と、主に
非回折光と回折光との重複領域を受光する両端部の第二
受光面とを形成し、第一受光面を遮光する遮光手段を設
け、両端部の第二受光面を、それぞれさらに２分割して
計４分割された受光面として形成し、一方の第二受光面
の各受光出力をＢ₁ ，Ｂ₂ とし、他方の第二受光面の各
受光出力をＣ₁ ，Ｃ₂ とするとき、Ｒｆ７＝（Ｂ₁−Ｂ₂）／（Ｂ₁＋Ｂ₂）Ｒｆ８＝（Ｃ₁−Ｃ₂）／（Ｃ₁＋Ｃ₂）により表わされる２つの情報信号を生成する情報信号生
成手段と、前記２つの情報信号から前記ピットに対応し
た情報を読取る情報読取手段とを設けた。

【００１６】請求項６記載の発明では、請求項５記載の
発明において、情報信号生成手段により、Ｒｆ９＝{(Ｂ₁＋Ｃ₁)−(Ｂ₂＋Ｃ₂)}／（Ｂ₁＋Ｂ₂＋Ｃ₁
＋Ｃ₂）で表わされる情報信号を生成するようにした。

【００１７】請求項７記載の発明では、請求項１，２，
３，４，５又は６記載の発明において、情報信号生成手
段により、演算式中の分母の除算部を省略して分子の差
分式のみで情報信号を生成するようにした。

【００１８】

【作用】請求項１記載の発明においては、主に非回折光
の領域を受光する第一受光面から得られる光量Ａと、主
に非回折光と回折光との重複領域を受光する第二受光面
から得られる光量Ｂ，Ｃとの間で差分を求め、かつ、そ
の差分値を光量Ａと光量Ｂ，Ｃとの総和で除算して情報
信号Ｒｆ１〜Ｒｆ４を求めることによって、反射光の全
体光量が変化しても情報信号Ｒｆ１〜Ｒｆ４は影響を受
けず、ピット端部に対応して回折光の光量が変化したと
きだけ情報信号Ｒｆ１〜Ｒｆ４の値が変化する。このよ
うにピット端部に対応して顕著に変化することから、受
光量の総和により情報信号を生成する従来方式に比べ
て、高密度な記録媒体に対してもピット端部位置を正確
に求めることができる。また、情報信号Ｒｆ１〜Ｒｆ４
を、非回折光の領域から非回折光と回折光との重複領域
を差し引いた差信号とすることによって、信号振幅を低
下させることなく、ノイズ成分のみを低下させることが
できる。

【００１９】請求項２記載の発明においては、請求項１
記載の発明の作用に加えて、受光中心点で交差する２直
線により受光面が分割された形成されているので、非回
折光のみの領域と重複領域とをより明確に分離すること
ができる。また、スポット径の大きさの影響を受けず、
受光面形状を全て同一の形状に作ることができる。

【００２０】請求項３，４記載の発明においては、遮光
手段により非回折光の光量Ａを受光する第一受光面を遮
光し、第二受光面から得られる重複領域の光量Ｂ，Ｃの
みを用いて情報信号Ｒｆ５，Ｒｆ６を求めることによっ
て、受光素子に受光される光量の中に非回折光の光量Ａ
が含まれなくなり、演算処理を半減することができる。
また、第二受光面から検出される情報信号Ｒｆ５とＲｆ
６とを、±均等の値にすることができる。

【００２１】請求項５記載の発明においては、両端部の
第二受光面を各々２分割して計４つのより細やかな領域
に形成し、各領域の光量Ｂ₁ ，Ｂ₂ ，Ｃ₁ ，Ｃ₂ から情
報信号Ｒｆ７，Ｒｆ８を求めることによって、ピット端
部に対応した情報信号Ｒｆ７，Ｒｆ８の信号レベルをよ
り短い区間内で変化させることができる。また、情報信
号Ｒｆ７，Ｒｆ８に非回折光の成分が含まれておらずＳ
／Ｎを向上させることができ、各信号波形を０レベルに
対して±均等な値にでき演算処理が容易となる。

【００２２】請求項６記載の発明においては、４分割さ
れた第二受光面の光量Ｂ₁ ，Ｂ₂ ，Ｃ₁ ，Ｃ₂ から算出
される演算式の内容を変えて情報信号Ｒｆ８を求めるこ
とによって、ピットへの突入位置及び脱出位置を、情報
信号Ｒｆ８がクロスする０レベルの位置に対応させて検
出することが可能となる。

【００２３】請求項７記載の発明においては、演算式に
より情報信号、例えば、Ｒｆ１を算出する場合、除算部
となる分母（Ａ＋Ｂ）を取除いて分子の差分式（Ａ−
Ｂ）により算出される値を情報信号として求めることに
よって、演算処理の簡素化を図ることができる。

【００２４】

【実施例】本発明の第一の実施例を図１及び図２に基づ
いて説明する（請求項１記載の発明に対応する）。な
お、従来例（図９〜図１３参照）と同一部分についての
説明は省略し、その同一部分については同一符号を用い
る。

【００２５】図１（ａ）は、光ピックアップ装置の全体
構成を示す。ＬＤ１からの出射光が光ディスク７に向か
う光路上には、コリメートレンズ２と、ビームスプリッ
タ３と、対物レンズ６とが配置されている。光ディスク
７からの反射光Ｑがビームスプリッタ３を透過した光路
上には、検出レンズ９と、ビームスプリッタ１０とが配
置されている。また、ビームスプリッタ１０を透過した
光路上には情報信号検出用の受光素子１８が配置され、
ビームスプリッタ１０により反射された光路上にはシリ
ンダレンズ１９と、サーボ信号（フォーカスエラー信
号、トラックエラー信号）検出用の受光素子２０とが配
置されている。以下、情報信号を検出する場合について
述べる。

【００２６】図１（ｂ）は、受光素子１８の受光面形状
を示す。受光面は、トラック方向（ジッタ方向）Ｙに３
分割され、中央部の受光面Ａ（第一受光面）と、両端部
の受光面Ｂ，Ｃ（第二受光面）とに分割されている。こ
の受光素子１８には反射光Ｑが照射されることによっ
て、受光面Ａには０次光１４が主に受光され、受光面
Ｂ，Ｃには０次光１４と１次光１５との重複領域Ｑ₁ が
主に受光される。

【００２７】また、本装置は、情報信号生成手段と、情
報読取手段とを備えている。情報信号生成手段は、受光
素子１８の受光面Ａ〜Ｃのそれぞれの受光出力を同様な
記号Ａ〜Ｃで示す（以下の例も同様）と、Ｒｆ１＝（Ａ−Ｂ）／（Ａ＋Ｂ） …（４）Ｒｆ２＝（Ａ−Ｃ）／（Ａ＋Ｃ） …（５）で表わされる２つの情報信号Ｒｆ１，Ｒｆ２を生成する
手段である。また、情報読取手段は、２つの情報信号Ｒ
ｆ１，Ｒｆ２を用いて、光ディスク７に記録されたピッ
ト１３に対応した情報を得る手段である。

【００２８】このような構成において、ＬＤ１からの出
射光は、コリメートレンズ２により略平行光となり、ビ
ームスプリッタ３を介して、対物レンズ６により集光さ
れ光ディスク７の記録面上に照射される。そして、光デ
ィスク７からの反射光Ｑは、対物レンズ６、ビームスプ
リッタ３を透過して信号検出光学系８内の検出レンズ９
により収束され、ビームスプリッタ１０により一部の光
が透過して受光素子１１８に導かれ情報信号Ｒｆが検出
され、一部の光が反射されシリンダレンズ１９を介して
受光素子２０に導かれサーボ信号の検出が行われる。

【００２９】そして、光ディスク７からの反射光Ｑが３
分割された受光面Ａ〜Ｃからなる受光素子１８に検出さ
れると、図１（ｂ）に示すようなビームが得られる。
今、光ディスク７のピット１３が図１１に示すような標
準密度の場合について考える。光スポットＰが光ディス
ク７のピット１３上に位置していないとき（図１１
（ａ）の時系列「１」参照）の受光素子１８の受光面
Ａ，Ｂ，Ｃの光量が、Ａ＝Ｂ＝Ｃとなるように、予め受
光面Ａのトラック方向Ｙの幅と、光スポット径を設定し
ておく。そして、スポット位置を示す時系列「１」〜
「１４」に従って光スポットＰが移動していくと、重複
領域Ｑ₁ における光量変化によって（４），（５）式で
示される情報信号Ｒｆ１，Ｒｆ２は図２（ａ）に示すよ
うな波形となる。すなわち、情報信号Ｒｆ１は、ピット
突入時にはその突入と同時に立上り、時系列「４」で定
常値となり、ピット脱出時には時系列「８」で立下り、
時系列「１１」で０となる。また、情報信号Ｒｆ２は、
ピット突入時には時系列「４」で立上り、時系列「７」
で定常値となり、ピット脱出時には時系列「１１」で立
下り、時系列「１４」で０となる。そして、情報読取手
段により、スレッシュレベルＬにおいて、情報信号Ｒｆ
１の立上り点Ｓ₁ と情報信号Ｒｆ２の立上り点Ｓ₂ との
中間点Ｓ₃ を求めることによってピット１３の突入位置
が決定される。また、情報信号Ｒｆ１の立下がり点Ｓ₄
と情報信号Ｒｆ２の立上り点Ｓ₅ との中間点Ｓ₆を求め
ることによりピット１３の脱出位置が決定される。この
ようにして算出された中間点Ｓ₃ ，Ｓ₆ からピット１３
の長さｔ₀ を正確に求めることができる。

【００３０】また、光ディスク７のピット１３が図１２
に示すような高密度の場合には、時系列「１」〜「１
４」に従って光スポットＰが移動していくと、情報信号
Ｒｆ１，Ｒｆ２は図２（ｂ）に示すような波形となる。
この場合にも標準密度の場合と同様な演算処理を行うこ
とによって、時系列「４」から時系列「１１」で表わさ
れるピット１３の長さｔ₀ を知ることができる。このよ
うにピット突入位置とピット脱出位置とを分離して演算
処理しているため、高密度な記録媒体に対してもピット
端部位置を正確に検出することができる。

【００３１】このような標準密度及び高密度の場合にお
けるピット１３の長さｔ₀ を、従来例（図１３参照）の
情報信号Ｒｆ（（１）式参照）の波形１６と比較する
と、従来の場合には光量変動が生じるとΔｔ₁ だけ信号
検出時間が変動して誤検出するのに対して、本実施例の
場合には、（４）、（５）式により得られる情報信号Ｒ
ｆ１，Ｒｆ２からピット長を求めているため、図１１
（ａ）の時系列「１」の位置で全体の光量が変動しても
情報信号Ｒｆ１，Ｒｆ２は変化せず、暗部Ｒが発生した
ときにだけ変化する。従って、このようなことから、ピ
ット以外の位置でディスク面の反射率の不均一性、ピッ
ト長、ＬＤ１のパワー変動などにより光量変動が生じて
も、常に安定した信号検出が行え、ピット端部位置を正
確に検出することができ、これにより分解能を高めるこ
とができる。

【００３２】また、（４），（５）式の演算式からわか
るように、情報信号Ｒｆ１，Ｒｆ２は０次光１４と１次
光１５による重複領域Ｑ₁ ，Ｑ₂ との差信号により求め
られることから、ピット間隔が短くなり隣接ピットから
の回折光が回り込んできたときでも、信号振幅を低下さ
せることなく、ノイズ成分のみをキャンセルすることが
でき、これにより、Ｓ／Ｎを向上させることができる。

【００３３】次に、本発明の第二の実施例を図３に基づ
いて説明する（請求項２記載の発明に対応する）。な
お、前述した第一の実施例と同一部分についての説明は
省略し、その同一部分については同一符号を用いる。

【００３４】図３に示すように、受光素子１８は、受光
中心点（光スポットＰの中心）の１点でトラック方向Ｙ
に対応する方向に対して交差する２直線によって４分割
され、ラジアル方向（トラック方向Ｙに直交する方向）
に対応する方向に分割された２つの受光面Ａと、トラッ
ク方向Ｙに対応する方向に分割された受光面Ｂ，Ｃとが
形成されている。

【００３５】また、ここでは、情報信号生成手段と、情
報読取手段を備えている。この場合、情報信号生成手段
は、受光面Ａ〜Ｃの関係から、Ｒｆ３＝（Ａ−Ｂ）／（Ａ＋Ｂ） …（６）Ｒｆ４＝（Ａ−Ｃ）／（Ａ＋Ｃ） …（７）で表わされる２つの情報信号Ｒｆ３，Ｒｆ４を生成する
手段である。また、情報読取手段は、２つの情報信号Ｒ
ｆ３，Ｒｆ４からピット１３に対応した情報を読取る手
段である。

【００３６】このような構成において、情報信号Ｒｆ
３，Ｒｆ４は、（６），（７）式から、前記図２（ａ）
（ｂ）に示した情報信号Ｒｆ１，Ｒｆ２と同様な波形が
得られる。これにより、ピット突入位置とピット脱出位
置を正確に求めることができるため、分解能を高めるこ
とができる。また、この例では、４分割された受光面Ａ
〜Ｃは全て同一形状となっているため、スポット径の大
きさに関係なく、受光素子１８の作製が容易となる。し
かも、このような２直線による分割形状は、反射光Ｑの
０次光１４の領域及び重複領域Ｑ₁ の形状により近い形
となっているため、信号検出精度を向上させることがで
きる。

【００３７】次に、本発明の第三の実施例を図４及び図
６に基づいて説明する（請求項３記載の発明に対応す
る）。なお、前記各実施例と同一部分についての説明は
省略し、その同一部分については同一符号を用いる。

【００３８】図４に示す受光素子１８には、前記図１
（ｂ）の受光素子１８と同様に３分割された受光面Ａ〜
Ｃが形成されている。この場合、反射光Ｑのうち０次光
１４を受光する受光面Ａは、遮光手段２１（ハッチング
領域で示す）によって遮光されている。この遮光手段２
１としては、例えば、反射光路上の０次光１４が通過す
る位置に遮光部材を配置したり、受光面Ａそのものをマ
スクにより遮光したり、受光面Ａを不感帯領域として形
成することによって実現できる。

【００３９】また、ここでは、情報信号生成手段と、情
報読取手段を備えている。この場合、情報信号生成手段
は、Ｒｆ５＝（Ｂ−Ｃ）／（Ｂ＋Ｃ） …（８）で表わされる情報信号Ｒｆ５を生成する手段である。ま
た、情報読取手段は、情報信号Ｒｆ５からピット１３に
対応した情報を読取る手段である。

【００４０】このような構成において、情報信号Ｒｆ５
は、（８）式から、ピット１３が標準密度の場合には図
６（ａ）に示すような正負（±）均等な波形が得られ、
また、ピット１３が高密度の場合にも図６（ｂ）に示す
ような正負均等な波形が得られる。このような演算処理
によって、ピット突入位置とピット脱出位置を正確に求
めることができ、これにより分解能を高めることができ
る。また、（８）式からわかるように、演算式内に０次
光１４の領域が含まれず、ノイズ成分を除去して信号成
分のみで信号検出が行え、Ｓ／Ｎを格段に向上させ、高
密度な記録媒体に対応させることができる。さらに、情
報信号Ｒｆ５は０レベルに対して正負均等な波形となる
ことから、スレッシュレベルＬの設定が容易に行えるよ
うになり、演算回路の簡略化を図ることができる。

【００４１】次に、本発明の第四の実施例を図５及び図
６に基づいて説明する（請求項４記載の発明に対応す
る）。なお、前記第三の実施例と同一部分についての説
明は省略し、その同一部分については同一符号を用い
る。

【００４２】図５に示す受光素子１８には、前記図３の
受光素子１８と同様に４分割された受光面Ａ〜Ｃが形成
されている。この場合、反射光Ｑのうち０次光１４を受
光する受光面Ａは、遮光手段２１（ハッチング領域で示
す）によって遮光されている。この遮光手段２１として
は、前記第三の実施例と同様な手段を用いることによっ
て実現できる。

【００４３】また、ここでは、情報信号生成手段と、情
報読取手段を備えている。この場合、情報信号生成手段
は、Ｒｆ６＝（Ｂ−Ｃ）／（Ｂ＋Ｃ） …（９）で表わされる情報信号Ｒｆ６を生成する手段である。ま
た、情報読取手段は、情報信号Ｒｆ６からピット１３に
対応した情報を読取る手段である。

【００４４】このような構成において、情報信号Ｒｆ６
は、（９）式から、第三の実施例と同様にして、図６
（ａ）の標準密度及び図６（ｂ）の高密度に示すよう
に、正負均等な波形が得られる。これにより、ピット突
入位置とピット脱出位置を正確に求めてピット端部位置
を正確に知ることができ、これにより分解能を高めるこ
とができる。その他の効果は第三の実施例と同様であ
る。

【００４５】次に、本発明の第五の実施例を図７及び図
８に基づいて説明する（請求項５，６記載の発明に対応
する）。なお、前記各実施例と同一部分についての説明
は省略し、その同一部分については同一符号を用いる。

【００４６】図７の受光素子１８は、前述した第三の実
施例の図４の重複領域Ｑ₁ を受光する受光面Ｂ，Ｃをそ
れぞれさらに２分割して構成したものである。すなわ
ち、受光面Ｂに相当する受光領域を２分割することによ
って受光面Ｂ₁ ，Ｂ₂ が形成され、受光面Ｃに相当する
受光領域を２分割することによって受光面Ｃ₁ ，Ｃ₂ が
形成される。中央部の受光面Ａは前記遮光手段２１によ
って遮光されている。

【００４７】また、ここでは、情報信号生成手段と、情
報読取手段を備えている。この場合、情報信号生成手段
は、Ｒｆ７＝（Ｂ₁−Ｂ₂）／（Ｂ₁＋Ｂ₂） …（１０）Ｒｆ８＝（Ｃ₁−Ｃ₂）／（Ｃ₁＋Ｃ₂） …（１１）により表わされる２つの情報信号Ｒｆ７，Ｒｆ８を生成
する手段である。情報読取手段は、情報信号Ｒｆ７，Ｒ
ｆ８からピット１３に対応した情報を読取る手段であ
る。

【００４８】このような構成において、前述した（１）
〜（９）式による演算式では重複領域Ｑ₁ と他の領域と
の比較により求めたが、１つの重複領域Ｑ₁ 内だけでも
暗部Ｒの変化があることから、この変化を検出すること
によってもピット突入位置とピット脱出位置を求めるこ
とが可能である。

【００４９】そこで、本実施例では、（１０），（１
１）式に示すように、１つの重複領域Ｑ₁ 内での変化を
演算により求めて、図８（ａ）に示すような正負の波形
の情報信号Ｒｆ７と、図８（ｂ）に示すような正負の波
形の情報信号Ｒｆ８とを得る。そして、両方の信号和の
正から負、負から正にそれぞれ変わる位置を算出するこ
とによって、ピット突入位置とピット脱出位置を正確に
求めることができ、これにより分解能を高めることがで
きる。また、この場合、信号波形の変化する区間が短い
（４つ分の時系列の長さ）ため信号レベルの検出精度に
優れ、信号波形は正負均等な値となるためスレッシュレ
ベルＬが設定しやすくなる。さらに、演算式内には０次
光１４の領域に関する項が含まれないため、Ｓ／Ｎの向
上を図ることができる。

【００５０】次に、第五の実施例の変形例を図８（ｃ）
に基づいて説明する。ここでは、前述した（１０）、
（１１）式で示した演算式に代わる情報信号生成手段と
して、Ｒｆ９＝{(Ｂ₁＋Ｃ₁)−(Ｂ₂＋Ｃ₂)}／（Ｂ₁＋Ｂ₂＋Ｃ₁＋Ｃ₂） …（１２）で表わされる演算式によって情報信号Ｒｆ９を生成する
手段とされている。この（１２）式から、情報信号Ｒｆ
９は、図６（ｃ）に示すような正負均等な波形（２箇
所）として表わされる。これにより、波形の０クロス位
置を検出することによって、ピット突入位置とピット脱
出位置を正確に求めることができ、分解能を高めること
ができる。この場合、スレッシュレベルＬを０レベルに
設定できることから、情報信号Ｒｆ８の安定化を図るこ
とができる。

【００５１】また、前述した第一の実施例〜第五の実施
例の変形例として、各演算式（１）〜（１２）式中の除
算部となる分母を省略して分子の差分式のみで情報信号
Ｒｆ１〜Ｒｆ９を生成するようにしてもよい（情報信号
生成手段）。例えば、（１２）式の演算式の場合、分母
の除算部（Ｂ₁＋Ｂ₂＋Ｃ₁＋Ｃ₂）を取除いて、分子の差
分式(Ｂ₁＋Ｃ₁)−(Ｂ₂＋Ｃ₂)のみで、情報信号Ｒｆ９を
生成する。これにより、演算回路の簡略化を図ることが
できる。また、差分式により求めることから、従来に比
べて光量変動の影響を少なくすることができる。

【００５２】なお、ピットを有する光情報記録媒体とし
ては、光ディスク（ＣＤ）のように周辺部に対してディ
スクの厚み方向に段差（凹凸）が形成されたものに限ら
ず、追記型ＣＤや相変化型ディスクのような、周辺部と
反射率の異なるものを用いるようにしてもよい。

【００５３】

【発明の効果】請求項１記載の発明は、情報信号生成手
段及び情報読取手段を用いて、主に非回折光の領域を受
光する第一受光面から得られる光量と、主に非回折光と
回折光との重複領域を受光するジッタ方向の第二受光面
から得られる光量との間で差分を求め、かつ、その差分
値を除算して情報信号を求めるようにしたので、ピット
突入位置とピット脱出位置とからピット端部位置を正確
に検出することが可能となり、これにより、分解能を高
め光スポット位置に対応する信号レベルの検出精度を向
上させることができる。また、情報信号は反射光の全体
光量によらず、０次光と１次光との重複領域の変動から
検出していることから、ピット長、レーザ光源のパワー
変動、ディスク面の反射率の不均一性などにより光量変
動が生じても、常に安定した信号検出を行うことができ
る。さらに、情報信号は０次光と１次光との差分式によ
り求められることから、信号振幅を低下させることな
く、ノイズ成分をキャンセルさせることができ、これに
より、Ｓ／Ｎの向上を図り、高密度な記録媒体に対応さ
せることができる。

【００５４】請求項２記載の発明は、請求項１記載の発
明の効果に加えて、反射光を受光する受光面の受光中心
点で交差する２直線によりその受光面を分割して形成し
たので、重複領域のみをより明確に分離することがで
き、これにより信号検出精度を一段と向上させることが
できる。また、そのような分割によって、スポット径の
大きさに関係なく、受光面形状を全て同一の形状にでる
ため、受光素子を簡単に作ることができる。

【００５５】請求項３，４記載の発明は、請求項１記載
の発明の効果に加えて、遮光手段により非回折光を受光
する第一受光面を遮光し、第二受光面から得られる重複
領域の光量のみから情報信号を求めるようにしたので、
情報信号には非回折光の成分がほとんど含まれず、これ
により、Ｓ／Ｎを一段と向上させることができる。ま
た、情報信号は正負均等な値となるので、スレッシュレ
ベルの設定が容易となる。さらに、重複領域の光束のみ
を用いて演算処理を行うので、演算回路の簡略化を図る
ことができる。

【００５６】請求項５記載の発明は、請求項１記載の発
明の効果に加えて、両端部の第二受光面を計４つのより
細やかな受光面に分割し、各受光面の光量から情報信号
を求めるようにしたので、信号レベルはより短い区間内
で変化することになり、信号レベルの分解能を向上させ
ることができる。また、情報信号は、非回折光の成分を
含まないためＳ／Ｎを向上させることができ、さらに、
正負均等な値にできるためスレッシュレベルの設定が容
易となる。

【００５７】請求項６記載の発明は、４分割された第二
受光面の光量から算出される演算式を１つとして検出さ
れる信号波形を変えて情報信号を求めるようにしたの
で、情報信号Ｒｆ８のスレッシュレベルを０レベルに設
定することができ、これにより、情報信号の安定化を図
ることができる。

【００５８】請求項７記載の発明は、演算式により各情
報信号を算出する場合、除算部となる分母を取除いて分
子の差分式により算出される値を情報信号としたので、
演算回路の簡略化を図ることができ、また、従来に比べ
て光量変動の影響をなくし安定した信号検出を行うこと
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一の実施例を示すものであり、
（ａ）は光ピックアップ装置の全体構成を示す構成図、
（ｂ）は情報信号を検出する受光素子の正面図である。

【図２】（ａ）はピットが標準密度の場合におけるピッ
ト形状に対応して現われる情報信号を示す波形図、
（ｂ）はピットが高密度の場合におけるピット形状に対
応して現われる情報信号を示す波形図である。

【図３】本発明の第二の実施例を示す２直線により分割
された同一形状の受光面を有する受光素子の正面図であ
る。

【図４】本発明の第三の実施例を示す非回折光の領域を
遮光した場合の受光素子の正面図である。

【図５】本発明の第四の実施例を示す遮光領域の形状を
変えた場合の受光素子の正面図である。

【図６】本発明の第三及び第四の実施例を示すものであ
り、（ａ）はピットが標準密度の場合におけるピット形
状に対応して現われる情報信号を示す波形図、（ｂ）は
ピットが高密度の場合におけるピット形状に対応して現
われる情報信号を示す波形図である。

【図７】本発明の第五の実施例である反射光の重複領域
に対応する受光素子の受光領域を多分割して形成した場
合の正面図である。

【図８】（ａ）（ｂ）は図７の重複領域に対応して現わ
れる情報信号を示す波形図、（ｃ）は変形例を示す演算
式の内容を変えて情報信号を算出した場合の波形図であ
る。

【図９】従来の光ピックアップ装置の全体構成を示す構
成図である。

【図１０】ピットが形成された光ディスクにビームを照
射した場合における非回折光と回折光とを含んだ反射光
の様子を示す模式図である。

【図１１】ピットが標準密度に対応する場合の例であ
り、（ａ）はピット突入時のピット形状に対応して現わ
れる反射光の暗部を時系列で示す模式図、（ｂ）はピッ
ト脱出時のピット形状に対応して現われる反射光の暗部
を時系列で示す模式図である。

【図１２】ピットが高密度に対応する場合の例であり、
（ａ）はピット突入時のピット形状に対応して現われる
反射光の暗部を時系列で示す模式図、（ｂ）はピット脱
出時のピット形状に対応して現われる反射光の暗部を時
系列で示す模式図である。

【図１３】受光量の総和により求められる情報信号を、
ピットが標準密度の場合と高密度の場合とに分けて示す
従来の検出原理を示す特性図である。

【符号の説明】

１レーザ光源６対物レンズ７光情報記録媒体１４非回折光１５回折光２１遮光手段Ｑ反射光Ｑ₁ 重複領域Ｙトラック方向

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】レーザ光源から出射したレーザ光を対物
レンズにより集光して光情報記録媒体の所定のトラック
上に形成されたピットに照射し、前記光情報記録媒体か
らの反射光を受光素子で受光して検出することにより前
記光情報記録媒体に記録された情報の再生を行う光ピッ
クアップ装置において、前記対物レンズに入射された前
記光情報記録媒体からの非回折光と回折光とを含む反射
光を受光する前記受光素子をトラック方向に対応する方
向に３分割して、主に前記非回折光の領域を受光する中
央部の第一受光面と、主に前記非回折光と前記回折光と
の重複領域を受光する両端部の第二受光面とを形成し、
前記第一受光面の受光出力をＡとし、前記第二受光面の
受光出力をそれぞれＢ，Ｃとするとき、Ｒｆ１＝（Ａ−Ｂ）／（Ａ＋Ｂ）Ｒｆ２＝（Ａ−Ｃ）／（Ａ＋Ｃ）により表わされる２つの情報信号を生成する情報信号生
成手段と、前記２つの情報信号から前記ピットに対応し
た情報を読取る情報読取手段とを備えたことを特徴とす
る光ピックアップ装置。
【請求項２】レーザ光源から出射したレーザ光を対物
レンズにより集光して光情報記録媒体の所定のトラック
上に形成されたピットに照射し、前記光情報記録媒体か
らの反射光を受光素子で受光して検出することにより前
記光情報記録媒体に記録された情報の再生を行う光ピッ
クアップ装置において、前記対物レンズに入射された前
記光情報記録媒体からの非回折光と回折光とを含む反射
光を受光する前記受光素子をトラック方向に対応する方
向に対して傾斜し前記反射光の受光中心点で交差する２
直線により分割して、主に前記非回折光の領域を受光す
るラジアル方向に対応する方向に分割された第一受光面
と、主に前記非回折光と前記回折光との重複領域を受光
するトラック方向に対応する方向に分割された第二受光
面とを形成し、前記第一受光面の受光出力をＡとし、前
記第二受光面の受光出力をそれぞれＢ，Ｃとするとき、Ｒｆ３＝（Ａ−Ｂ）／（Ａ＋Ｂ）Ｒｆ４＝（Ａ−Ｃ）／（Ａ＋Ｃ）により表わされる２つの情報信号を生成する情報信号生
成手段と、前記２つの情報信号から前記ピットに対応し
た情報を読取る情報読取手段とを備えたを設けたことを
特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項３】レーザ光源から出射したレーザ光を対物
レンズにより集光して光情報記録媒体の所定のトラック
上に形成されたピットに照射し、前記光情報記録媒体か
らの反射光を受光素子で受光して検出することにより前
記光情報記録媒体に記録された情報の再生を行う光ピッ
クアップ装置において、前記対物レンズに入射された前
記光情報記録媒体からの非回折光と回折光とを含む反射
光を受光する前記受光素子をトラック方向に対応する方
向に３分割して、主に前記非回折光の領域を受光する中
央部の第一受光面と、主に前記非回折光と前記回折光と
の重複領域を受光する両端部の第二受光面とを形成し、
前記第一受光面を遮光する遮光手段を設け、前記第二受
光面の受光出力をそれぞれＢ，Ｃとするとき、Ｒｆ５＝（Ｂ−Ｃ）／（Ｂ＋Ｃ）により表わされる情報信号を生成する情報信号生成手段
と、前記情報信号から前記ピットに対応した情報を読取
る情報読取手段とを備えたことを特徴とする光ピックア
ップ装置。
【請求項４】レーザ光源から出射したレーザ光を対物
レンズにより集光して光情報記録媒体の所定のトラック
上に形成されたピットに照射し、前記光情報記録媒体か
らの反射光を受光素子で受光して検出することにより前
記光情報記録媒体に記録された情報の再生を行う光ピッ
クアップ装置において、前記対物レンズに入射された前
記光情報記録媒体からの非回折光と回折光とを含む反射
光を受光する前記受光素子をトラック方向に対応する方
向に対して傾斜し前記反射光の受光中心点で交差する２
直線により分割して、主に前記非回折光の領域を受光す
るラジアル方向に対応する方向に分割された第一受光面
と、主に前記非回折光と前記回折光との重複領域を受光
するトラック方向に対応する方向に分割された第二受光
面とを形成し、前記第一受光面を遮光する遮光手段を設
け、前記第二受光面の受光出力をそれぞれＢ，Ｃとする
とき、Ｒｆ６＝（Ｂ−Ｃ）／（Ｂ＋Ｃ）により表わされる情報信号を生成する情報信号生成手段
と、前記情報信号から前記ピットに対応した情報を読取
る情報読取手段とを備えたを設けたことを特徴とする光
ピックアップ装置。
【請求項５】レーザ光源から出射したレーザ光を対物
レンズにより集光して光情報記録媒体の所定のトラック
上に形成されたピットに照射し、前記光情報記録媒体か
らの反射光を受光素子で受光して検出することにより前
記光情報記録媒体に記録された情報の再生を行う光ピッ
クアップ装置において、前記対物レンズに入射された前
記光情報記録媒体からの非回折光と回折光とを含む反射
光を受光する前記受光素子をトラック方向に対応する方
向に３分割して、主に前記非回折光の領域を受光する中
央部の第一受光面と、主に前記非回折光と前記回折光と
の重複領域を受光する両端部の第二受光面とを形成し、
前記第一受光面を遮光する遮光手段を設け、前記両端部
の第二受光面を、それぞれさらにトラック方向に対応す
る方向に２分割して計４分割された受光面として形成
し、前記一方の第二受光面の各受光出力をＢ₁ ，Ｂ₂ と
し、前記他方の第二受光面の各受光出力をＣ₁ ，Ｃ₂ と
するとき、Ｒｆ７＝（Ｂ₁−Ｂ₂）／（Ｂ₁＋Ｂ₂）Ｒｆ８＝（Ｃ₁−Ｃ₂）／（Ｃ₁＋Ｃ₂）により表わされる２つの情報信号を生成する情報信号生
成手段と、前記２つの情報信号から前記ピットに対応し
た情報を読取る情報読取手段とを備えたことを特徴とす
る光ピックアップ装置。
【請求項６】情報信号生成手段は、Ｒｆ９＝{(Ｂ₁＋Ｃ₁)−(Ｂ₂＋Ｃ₂)}／（Ｂ₁＋Ｂ₂＋Ｃ₁
＋Ｃ₂）により表わされる情報信号を生成することを特徴とする
請求項５記載の光ピックアップ装置。
【請求項７】情報信号生成手段は、演算式中の除算部
となる分母を省略して分子の差分式のみで情報信号を生
成することを特徴とする請求項１，２，３，４，５又は
６記載の光ピックアップ装置。