JPH0863761A - 光ピックアップ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 シーク動作の際にフォーカスエラー信号に重
畳される外乱振幅が増大せず安定したフォーカス制御が
行える光ピックアップ装置を提供する。 【構成】 非点収差発生部材によって非点収差が与えら
れた反射光のうちの０次光９ａを、受光素子１１の分割
線１２を挾む４分割された受光面ａ，ｂ，ｃ，ｄに導き
フォーカスエラー信号を検出することによって、合焦時
に受光素子１１の位置ずれが生じても、そのフォーカス
エラー信号に重畳される外乱振幅の増大をなくすように
した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、情報の記録、再生を行
う光ピックアップ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図８及び図９は、光ピックアップ装置に
おける非点収差法の動作原理を示すものである。光源
（図示せず）からの光は、対物レンズ１によって集光さ
れ、光情報記録媒体としての光ディスク２の記録面（実
線の位置ｚ₀ ）上に微小なスポットＰを形成し、その反
射光７は円筒レンズ３を通過することによって光ディス
ク２のトラック８（図６参照）に対して略４５°方向の
非点収差が発生したビームとなり、受光素子４の面上に
スポットＱを形成する。このとき、受光素子４が４つに
分割された受光面Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄからなっているものと
すると、フォーカスエラー信号Ｆｅは、 Ｆｅ＝（Ａ＋Ｃ）−（Ｂ＋Ｄ） …（１） により求められる。今、例えば、光ディスク２の記録面
が位置ｚ₀ の対物レンズ１の焦点位置（合焦時）にある
場合、反射光７はＸ方向に関しては点Ｘ₁ の位置に、Ｙ
方向に関しては点Ｙ₁ にそれぞれ焦点をもつため、受光
素子４の面上では、図９（ａ）に示すように、中央部に
円形のスポットＱが形成される。このとき、受光量Ａ＝
Ｂ＝Ｃ＝Ｄとなるため、フォーカスエラー信号はＦｅ＝
０となる。

【０００３】また、光ディスク２の記録面が対物レンズ
１に近い側の位置ｚ₁ にある場合、反射光７は点Ｘ₁ ，
Ｙ₁ よりもＺ軸の正方向側に各軸方向の焦点をもつた
め、受光素子４の面上では、図９（ｂ）に示すように、
楕円形のスポットＱ₁ が生じ、このときのフォーカスエ
ラー信号はＦｅ＞０となる。一方、光ディスク２の記録
面が対物レンズ１よりも遠い側の位置ｚ₂ にある場合、
反射光７は点Ｘ₁ ，Ｙ₁よりもＺ軸の負方向側に各軸方
向の焦点をもつため、受光素子４の面上では、図９
（ｃ）に示すように、楕円形のスポットＱ₂ が生じ、こ
のときのフォーカスエラー信号はＦｅ＜０となる。従っ
て、このようにしてフォーカスエラー信号Ｆｅの値を調
べ、この値に基づいて対物レンズ１のフォーカス制御を
行うことにより、スポットＰを光ディスク２の記録面上
に正確に焦点を結ばせることができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】今、シーク時におい
て、対物レンズ１が合焦位置を保ったままの状態で光デ
ィスク２のトラックを横切る場合、図１０（ａ）に示す
ように、フォーカスエラー信号はＦｅ＝０のままである
ことが望ましい。しかし、実際には、光ディスク２に形
成されたトラック溝（ランド、グルーブ）による凹凸の
影響で、ランド上に結像した場合とグルーブ上に結像し
た場合とによって反射光７の状態が異なり、受光素子４
上でのスポットＱの強度分布が変化し、図１０（ｂ）に
示すように、合焦時であるにもかかわらず、フォーカス
エラー信号Ｆｅに外乱信号が重畳されて波形にゆらぎが
生じる。また、このようなゆらぎの現象は、光ディスク
２上に形成されるピットの有無によっても生じ、さらに
は、合焦時（Ｆｅ＝０）のみならず、デフォーカス時
（Ｆｅ＞０、Ｆｅ＜０）においても生じる。

【０００５】このようにフォーカスエラー信号Ｆｅに外
乱信号が重畳されると、シーク時に対物レンズ１を駆動
制御するフォーカスアクチュエータがその外乱信号で駆
動されて騒音を発したり、フォーカス外れが生じるとい
う問題がある。このような問題に対処したものとして、
特開昭５９−１３５６４４号公報に「フォーカスサーボ
装置」として開示されているものがある。この例では、
シーク時に利得制御装置をオン状態してフォーカスサー
ボのゲインを下げることによって、シーク時の騒音に対
処している。しかし、このようにゲインを下げる方法
は、外乱信号に対するゲインを下げると同時に、本来の
フォーカスエラー信号に対するゲインを下げることを意
味するものであることから、ゲインを下げ過ぎるとフォ
ーカスエラーに追従できず、最悪の場合にはフォーカス
外れが生じる結果となる。

【０００６】また、図１１（ａ）（ｂ）は、デフォーカ
ス量Δｆに対するフォーカスエラー信号Ｆｅに重畳され
る外乱信号５の振幅（外乱振幅）変化の様子を、受光素
子４（図８参照）の位置ずれの有無に対して示したもの
である。この場合、図１１（ａ）は、受光素子４が位置
ずれなく所定の位置に組付けられている場合の外乱信号
５の外乱振幅の変化を示すものであり、Δｆ＝０すなわ
ち合焦点の近傍で外乱振幅は最小値を示す。従って、受
光素子４の位置ずれがなく合焦時にフォーカス制御が正
常に動作している場合には、外乱振幅も小さくなり、こ
れにより、前述したようなシーク時に騒音を発したり、
フォーカス外れが生じたりするという問題が生じない。
これに対して、図１１（ｂ）は、受光素子４が所定の位
置から、図１２に示すような光ディスク２のトラック８
の像６と平行な方向に位置ずれが生じた場合における外
乱信号５の外乱振幅の変化を示すものである。この場
合、外乱振幅は合焦点の位置で増大する結果となり、こ
のことは言い替えれば、フォーカスが合っていればいる
ほど、外乱信号５が大きくなってしまうということを意
味するものである。従って、合焦時でも受光素子４の位
置ずれがある場合には、外乱信号５が増大して、前述し
たようなシーク時に騒音を発したり、フォーカス外れが
生じたりするという問題が生じてしまう。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明で
は、光源からの出射光を対物レンズにより集光してトラ
ックを有する光情報記録媒体の面上に微小なスポットを
照射し情報の記録を行うと共に、その光情報記録媒体か
らの反射光を非点収差発生部材に導いて前記トラックに
対して一定角度をなす方向の非点収差を与え、その非点
収差の生じた反射光を用いて情報の再生を行う光ピック
アップ装置において、中央部に前記トラックの受光面上
での像と平行な分割線を有し、この分割線を挾む対称な
位置に前記反射光のうちの０次光を主に受光する少なく
とも４分割された受光面が形成された受光素子を設け、
この受光素子の分割された受光面からフォーカスエラー
信号を検出するようにした。

【０００８】請求項２記載の発明では、光源からの出射
光を対物レンズにより集光してトラックを有する光情報
記録媒体の面上に微小なスポットを照射し情報の記録を
行うと共に、その光情報記録媒体からの反射光を非点収
差発生部材に導いて前記トラックに対して一定角度をな
す方向の非点収差を与え、その非点収差の生じた反射光
を用いて情報の再生を行う光ピックアップ装置におい
て、中央部に前記トラックの受光面上での像と平行な分
割線を有し、この分割線を挾む対称な位置に前記反射光
のうちの０次光を主に受光する少なくとも４分割された
第一受光面と、前記反射光のうちの０次光と＋１次光又
は０次光と−１次光を受光する前記第一受光面以外の少
なくとも２分割された第二受光面とが形成された受光素
子を設け、この受光素子の前記第一受光面からフォーカ
スエラー信号を検出し、前記第二受光面からトラックエ
ラー信号を検出するようにした。

【０００９】請求項３記載の発明では、光源からの出射
光を対物レンズにより集光してトラックを有する光情報
記録媒体の面上に微小なスポットを照射し情報の記録を
行うと共に、その光情報記録媒体からの反射光を非点収
差発生部材に導いて前記トラックに対して一定角度をな
す方向の非点収差を与え、その非点収差の生じた反射光
を用いて情報の再生を行う光ピックアップ装置におい
て、中央部に前記トラックの受光面上での像と平行な分
割線を有し、この分割線によって第一及び第二の領域に
分割され、これら各領域が前記反射光のうちの０次光を
主に受光する少なくとも２分割された第一受光面と、前
記反射光のうちの０次光と＋１次光又は０次光と−１次
光を受光する前記第一受光面以外の領域からなる第二受
光面とが形成された受光素子を設け、この受光素子の前
記第一及び第二の領域の第一受光面からフォーカスエラ
ー信号を検出し、前記受光素子の前記第一及び第二の領
域の前記第一受光面と前記第二受光面の両方からトラッ
クエラー信号を検出するようにした。

【００１０】請求項４記載の発明では、請求項１記載の
発明において、受光素子を、トラックの像と平行に配置
された分割線と、この分割線上の１点で交差する２本の
分割線とによって６分割された受光面から構成し、この
６分割された受光面のうちの主に０次光を受光する４つ
の受光面を時計回りにａ，ｂ，ｃ，ｄとしたとき、（ａ
＋ｃ）−（ｂ＋ｄ）によってフォーカスエラー信号を検
出するようにした。

【００１１】請求項５記載の発明では、請求項２記載の
発明において、受光素子を、トラックの像と平行に配置
された分割線と、この分割線上の１点で交差する２本の
分割線とによって６分割された受光面から構成し、この
６分割された受光面のうちの主に０次光を受光する４つ
の受光面を時計回りにａ，ｂ，ｃ，ｄとし、その残りの
０次光と±１次光とを受光する２つの受光面をｅ，ｆと
したとき、（ａ＋ｃ）−（ｂ＋ｄ）によってフォーカス
エラー信号を検出し、（ｅ−ｆ）によってトラックエラ
ー信号を検出するようにした。

【００１２】請求項６記載の発明では、請求項３記載の
発明において、受光素子を、トラックの像と平行に配置
された分割線と、この分割線上の１点で交差する他の２
本の分割線とによって６分割された受光面から構成し、
この６分割された受光面のうちの主に０次光を受光する
４つの第一受光面を時計回りにａ，ｂ，ｃ，ｄとし、そ
の残りの０次光と±１次光とを受光する２つの第二受光
面をｅ，ｆとしたとき、（ａ＋ｃ）−（ｂ＋ｄ）によっ
てフォーカスエラー信号を検出し、（ａ＋ｂ＋ｅ）−
（ｃ＋ｄ＋ｆ）によってトラックエラー信号を検出する
ようにした。

【００１３】請求項７記載の発明では、請求項１記載の
発明において、受光素子を、トラックの像と平行に配置
された分割線と、この分割線上の１点を端点とした２本
の分割線と、前記分割線上の端点とは異なる１点を端点
とした他の２本の分割線とによって６分割された受光面
から構成し、この６分割された受光面のうちの主に０次
光を受光する４つの受光面を時計回りにａ，ｂ，ｃ，ｄ
としたとき、（ａ＋ｃ）−（ｂ＋ｄ）によってフォーカ
スエラー信号を検出するようにした。

【００１４】請求項８記載の発明では、請求項２記載の
発明において、受光素子を、トラックの像と平行に配置
された分割線と、この分割線上の１点を端点とした２本
の分割線と、前記分割線上の端点とは異なる１点を端点
とした他の２本の分割線とによって６分割された受光面
から構成し、この６分割された受光面のうちの主に０次
光を受光する４つの受光面を時計回りにａ，ｂ，ｃ，ｄ
とし、その残りの０次光と±１次光とを受光する２つの
受光面をｅ，ｆとしたとき、（ａ＋ｃ）−（ｂ＋ｄ）に
よってフォーカスエラー信号を検出し、（ｅ−ｆ）によ
ってトラックエラー信号を検出するようにした。

【００１５】請求項９記載の発明では、請求項３記載の
発明において、受光素子を、トラックの像と平行に配置
された分割線と、この分割線上の１点を端点とした２本
の分割線と、前記分割線上の端点とは異なる１点を端点
とした他の２本の分割線とによって６分割された受光面
から構成し、この６分割された受光面のうちの主に０次
光を受光する４つの受光面を時計回りにａ，ｂ，ｃ，ｄ
とし、その残りの０次光と±１次光とを受光する２つの
受光面をｅ，ｆとしたとき、（ａ＋ｃ）−（ｂ＋ｄ）に
よってフォーカスエラー信号を検出し、（ａ＋ｂ＋ｅ）
−（ｃ＋ｄ＋ｆ）によってトラックエラー信号を検出す
るようにした。

【００１６】

【作用】請求項１記載の発明においては、光情報記録媒
体からの反射光は非点収差発生部材によって非点収差が
与えられた後、その非点収差の発生した反射光のうちの
０次光は、受光素子の分割線を挾む少なくとも４分割さ
れた受光面に導かれ、この±１次光を含まない０次光を
主に受光する受光面の受光量からフォーカスエラー信号
が求められる。

【００１７】請求項２記載の発明においては、光情報記
録媒体からの反射光は非点収差発生部材によって非点収
差が与えられた後、その非点収差の発生した反射光のう
ちの０次光は、受光素子の分割線を挾む少なくとも４分
割された受光面に導かれ、この±１次光を含まない主に
０次光を受光する受光面の受光量からフォーカスエラー
信号が求められ、一方、その非点収差の発生した反射光
のうちの０次光と＋１次光又は０次光と−１次光は、受
光素子の分割線を挾む前記少なくとも４分割された受光
面以外の少なくとも２分割された受光面に導かれ、この
０次光と±１次光の両方を受光した受光面の受光量から
トラックエラー信号が求められる。

【００１８】請求項３記載の発明においては、光情報記
録媒体からの反射光は非点収差発生部材によって非点収
差が与えられた後、その非点収差の発生した反射光のう
ちの０次光は、受光素子の分割線を挾む第一及び第二の
領域の第一受光面に導かれ、この±１次光を含まない主
に０次光を受光した第一受光面の受光量からフォーカス
エラー信号が求められ、一方、その非点収差の発生した
反射光のうちの０次光と＋１次光又は０次光と−１次光
は、受光素子の分割線を挾む第一及び第二の領域の前記
第二受光面に導かれ、この０次光と±１次光の両方を受
光した第二受光面及び前記第一受光面の全領域の受光量
からトラックエラー信号が求められる。

【００１９】請求項４記載の発明においては、受光素子
の６分割された受光面を主に０次光を受光する４つの受
光面ａ，ｂ，ｃ，ｄにより形成し、（ａ＋ｃ）−（ｂ＋
ｄ）の値を求めることによって、フォーカスエラー信号
を簡易な分割形状を有する受光素子によって検出するこ
とが可能となる。

【００２０】請求項５記載の発明においては、受光素子
の６分割された受光面を、主に０次光を受光する４つの
受光面ａ，ｂ，ｃ，ｄと、その残りの０次光と±１次光
とを受光する２つの受光面ｅ，ｆとにより形成し、（ａ
＋ｃ）−（ｂ＋ｄ）からフォーカスエラー信号を求め、
（ｅ−ｆ）からトラックエラー信号を求めることによっ
て、簡易な分割形状を有する受光素子によって信号検出
を行うことが可能となる。

【００２１】請求項６記載の発明においては、受光素子
の６分割された受光面を、主に０次光を受光する４つの
受光面ａ，ｂ，ｃ，ｄと、その残りの０次光と±１次光
とを受光する２つの受光面ｅ，ｆとにより形成し、（ａ
＋ｃ）−（ｂ＋ｄ）からフォーカスエラー信号を求め、
（ａ＋ｂ＋ｅ）−（ｃ＋ｄ＋ｆ）の全受光量からトラッ
クエラー信号を求めることによって、簡易な分割形状を
有する受光素子によって信号検出を行えると共に、トラ
ックエラー信号を全受光面から検出するためＳ／Ｎをさ
らに高めることが可能となる。

【００２２】請求項７記載の発明においては、受光素子
の分割線上の異なる２つの端点から延びた複数本の分割
線によって受光面を０次光を受光する４つの受光面ａ，
ｂ，ｃ，ｄにより形成し、（ａ＋ｃ）−（ｂ＋ｄ）から
フォーカスエラー信号を求めることによって、光情報記
録媒体からの反射光の±１次光が中央で重なるようなビ
ーム形状に対しても、フォーカスエラー信号を正確に検
出することが可能となる。

【００２３】請求項８記載の発明においては、受光素子
の分割線上の異なる２つの端点から延びた複数本の分割
線によって受光面を、主に０次光を受光する４つの受光
面ａ，ｂ，ｃ，ｄと、その残りの０次光と±１次光とを
受光する２つの受光面ｅ，ｆとにより形成し、（ａ＋
ｃ）−（ｂ＋ｄ）からフォーカスエラー信号を求め、
（ｅ−ｆ）からトラックエラー信号を求めることによっ
て、光情報記録媒体からの反射光の±１次光が中央で重
なるようなビーム形状に対しても、正確な信号検出を行
うことが可能となる。

【００２４】請求項９記載の発明においては、受光素子
の分割線上の異なる２つの端点から延びた複数本の分割
線によって受光面を、主に０次光を受光する４つの受光
面ａ，ｂ，ｃ，ｄと、その残りの０次光と±１次光とを
受光する２つの受光面ｅ，ｆとにより形成し、（ａ＋
ｃ）−（ｂ＋ｄ）からフォーカスエラー信号を求め、
（ａ＋ｂ＋ｅ）−（ｃ＋ｄ＋ｆ）の全受光量からトラッ
クエラー信号を求めることによって、トラックエラー信
号を全受光面から検出するため検出感度をさらに高めら
れると共に、光情報記録媒体からの反射光の±１次光が
中央で重なるようなビーム形状に対しても、正確な信号
検出を行うことが可能となる。

【００２５】

【実施例】本発明の第一の実施例を図１〜図３に基づい
て説明する。なお、従来例（図８〜図１２参照）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。

【００２６】まず、前述した従来例（図１１（ｂ）参
照）でも述べたように、「フォーカスが合っていればい
るほど、フォーカスエラー信号Ｆｅに重畳される外乱信
号５の割合が大きくなってしまう」という現象の主原因
として、受光素子４の位置ずれ、すなわち、受光素子４
と光ディスク２のトラックパターンとの間の相対的な位
置関係のずれが考えられる。図６は、光ディスク２のト
ラック８（記録面）上にスポットＰが照射された場合に
おける反射光７のトラックパターンの様子を示す。反射
光７は、一般に、０次回折光９ａ（以下、０次光とい
う）、＋１次回折光９ｂ、−１次回折光９ｃの他に、図
示しない、±２次回折光、±３次回折光、…というよう
に高次の回折光も含む。ここでは、最も影響の大きい、
０次光９ａ、±１次回折光９ｂ，９ｃの３つの光につい
てのみ考え、反射光７の円形ビーム内における０次光９
ａのみの領域Ｓ₀ と、０次光９ａと±１次回折光９ｂ，
９ｃとが干渉し合う領域Ｓ₁ ，Ｓ₂ （ハッチングで示す
領域）とにより形成された領域をトラックパターンＴと
呼ぶことにする。このトラックパターンＴの中央を横切
る直線１０がトラック８の像（以下、像１０とする）と
なっており、この直線状のトラック８の像１０と平行な
方向が光ディスク２のトラック方向Ｙと一致する。

【００２７】図７（ａ）〜（ｃ）は、非点収差の発生し
た反射光７の受光素子４面上におけるトラックパターン
Ｔの様子を示すものである。図７（ａ）は、受光素子４
の中心と、トラックパターンＴの中心とが一致している
理想状態を示す。しかし、図７（ｂ）に示すように、ト
ラックパターンＴが受光素子４上でトラック８の像１０
と平行な方向にずれる（受光素子４の位置ずれに相当す
る）と、図１１（ｂ）に示すように、デフォーカス量Δ
ｆ＝０に近づくほどすなわちフォーカスが合っていれば
いるほど、外乱振幅が大きくなり、フォーカスエラー信
号Ｆｅの検出の際に大きな不都合（シーク時の騒音、フ
ォーカス外れ等）が生じることになる。この不都合が生
じる理由としては、図７（ｃ）に示すように、合焦時の
トラックパターンＴのスポット形状が実際には真円でな
いことや、０次光と±１次光９ｂ，９ｃとの干渉する領
域Ｓ₁ ，Ｓ₂ が非対称の形状であることによって起こ
る。

【００２８】そこで、本実施例では、トラックパターン
Ｔの領域Ｓ₁ ，Ｓ₂ における非対称性による影響を除去
するために、領域Ｓ₁ ，Ｓ₂ 以外の部分すなわち領域Ｓ
₀ からフォーカスエラー信号Ｆｅの検出を行うようにし
た。以下、具体的に述べる。図１（ａ）は、受光素子１
１の形状を示すものである。この受光素子１１は、中央
部にトラック８の像１０と平行な分割線１２を有し、こ
の分割線１２上の１点で２本の分割線１３，１４が交差
しており、これにより６つの受光面が形成される。この
６分割された受光面のうち、０次光９ａを主に受光する
４つの受光面を時計回りにａ，ｂ，ｃ，ｄとし、０次光
９ａと＋１次光９ｂとを主に受光する受光面をｅとし、
０次光９ａと−１次光９ｃとを主に受光する受光面をｆ
とする（請求項１，２，４，５記載の発明に対応す
る）。

【００２９】図１（ｂ）は、受光素子１１の中心に位置
して、非点収差の発生した反射光７が円形のスポット状
態（トラックパターンＴ）で受光されている様子を示
す。この図から、受光面ａ，ｂ，ｃ，ｄには０次光９ａ
が主に受光され、受光面ｅ，ｆには０次光９ａと±１次
光９ｂ，９ｃとが受光されていることがわかる。また、
図１（ｃ）は、受光素子１１面上における反射光７のス
ポット形状の変化の様子を示す。円形のスポット７ａが
合焦時に相当し、２つの楕円状のスポット７ｂ，７ｃが
非合焦時に相当する。この場合、非点収差法によるフォ
ーカスエラー信号Ｆｅは、 Ｆｅ＝（ａ＋ｃ）−（ｂ＋ｄ） …（２） によって求めることができる。また、図２は、デフォー
カス量Δｆに対する外乱信号５の外乱振幅の大きさを、
図１１（ｂ）と同量の受光素子位置ずれが生じた場合に
ついて表したものである。これにより、本実施例におけ
る外乱振幅の大きさは図１１（ａ）の状態に近いものと
なり、合焦時の付近においても受光素子１１の位置ずれ
の影響を受けにくいことがわかる。従って、フォーカス
エラー信号Ｆｅは、０次光９ａを主に受光する受光面
ａ，ｂ，ｃ，ｄからの受光量に基づいて信号検出を行っ
ているため、合焦時に受光素子１１がトラック８の像１
０と平行な方向に位置ずれするようなことがあっても、
フォーカスエラー信号Ｆｅに外乱振幅が重畳されるよう
なことがなくなり、これにより、シーク時に対物レンズ
１を駆動制御するフォーカスアクチュエータ（図示せ
ず）が騒音を発生したり、フォーカス外れが生じたりす
るようなことがなくなり、安定したフォーカス制御を行
うことができる。また、トラックエラー信号Ｔｅは、受
光素子１１の０次光９ａと±１次光９ｂ，９ｃを受光す
る受光面ｅ，ｆからの受光量を利用して、 Ｔｅ＝ｅ−ｆ …（３） によって求めることができ、この信号からトラッキング
制御を容易に行うことができる。

【００３０】上述したように、本実施例においては、６
分割された受光面ａ〜ｆのうち、０次光９ａを主に受光
する受光面ａ〜ｄからフォーカスエラー信号Ｆｅを求め
外乱信号５の影響を除去して安定したフォーカス制御を
行えることのみならず、０次光９ａと±１次光９ｂ，９
ｃとを受光する受光面ｅ，ｆを利用してトラックエラー
信号Ｔｅも同時に検出することができるため、市販の例
えばＣＤで利用されている信号検出用ＩＣ（例えば、フ
ォーカシング用に非点収差法、トラッキング用に３ビー
ム法の信号検出方法を用いた素子）をそのまま使用する
ことができ、これにより低コストな光ピックアップ装置
を提供することができる。また、受光素子１１の６分割
の形状は容易に作成することができるため、部品の生産
コストを低減させることができる。

【００３１】また、図３は、図１（ａ）の受光素子１１
の変形例を示すものである。ここでは、分割線１２，１
３，１４を直線ではなく、トラックパターンＴの形状に
対応した曲線形状に形成しているため、０次光９ａと±
１次光９ｂ，９ｃの重なった領域Ｓ₂ をより良く分離す
ることができるため、受光素子１１のトラック８の像１
０と平行な方向への位置ずれの影響をさらに受けにくく
することができ、一段と安定したフォーカス制御を行う
ことができる。

【００３２】さらに、トラックエラー信号Ｔｅの検出方
法としては、（３）式に示したように受光面ｅ，ｆから
の受光量を利用して検出する方法に限るものではなく、
受光面ａ〜ｆからの総受光量を利用して、 Ｔｅ＝（ａ＋ｂ＋ｅ）−（ｃ＋ｄ＋ｆ） …（４） によって求めるようにしてもよい（請求項３，６記載の
発明に対応する）。このように受光素子１１の全受光量
からトラックエラー信号Ｔｅを求めることによりＳ／Ｎ
が高まり、トラッキング制御を一段と安定して正確に行
うことができる。

【００３３】次に、本発明の第二の実施例を図４及び図
５に基づいて説明する。前述した第一の実施例では、ト
ラックパターンＴにおける０次光９ａと＋１次光９ｂと
の重なった領域Ｓ₁ と、０次光９ａと−１次光９ｃとの
重なった領域Ｓ₂ とが互いに交差しない場合を想定して
いたが、対物レンズ１の開口数に対してトラックピッチ
が相対的に広い場合には、図４に示すように、領域Ｓ₁
と領域Ｓ₂ とが中央部で交差し部分的に重なり合うこと
がある。

【００３４】そこで、本実施例では、受光素子１１を、
トラック８の像１０と平行に配置された分割線１２の他
に、この分割線１２上の１点を端点ｒ₁ とした２本の分
割線１５，１６と、分割線１２上の端点ｒ₁ とは異なる
１点を端点ｒ₂ とした他の２本の分割線１７，１８とに
よって６つに分割された受光面を構成した。この場合、
６分割された受光面のうち、０次光９ａを主に受光する
４つの受光面（第一受光面）を時計回りにａ，ｂ，ｃ，
ｄとし、０次光９ａと＋１次光９ｂとを主に受光する受
光面（第二受光面）をｅとし、０次光９ａと−１次光９
ｃとを主に受光する受光面をｆとする（請求項７，８記
載の発明に対応する）。

【００３５】この場合、合焦時に受光素子１１がトラッ
ク８の像１０と平行な方向に位置ずれても、受光素子１
１上ではトラックパターンＴの領域Ｓ₁ と領域Ｓ₂ との
交差領域の影響を受けるようなことがなく、正確に信号
検出を行うことができる。これにより、フォーカスエラ
ー信号Ｆｅを前記（２）式と同様にして求めることによ
って、そのフォーカスエラー信号Ｆｅに外乱振幅が重畳
されるようなことがなく、安定したフォーカス制御を行
うことができる。

【００３６】また、トラックエラー信号Ｔｅは（３）式
により同様にして求められるが、これに限るものではな
く、（４）式を用いて受光面ａ〜ｆの全体の受光量から
求めることによってＳ／Ｎをさらに向上させることがで
きる（請求項９記載の発明に対応する）。さらに、受光
面形状の変形例として、分割線１５〜１８をトラックパ
ターンＴの形状に合わせて曲線形状（図３参考）にする
ことにより一段安定した信号検出を行うことができる。

【００３７】

【発明の効果】請求項１記載の発明は、非点収差発生部
材によって非点収差が与えられた反射光のうちの主に０
次光を受光素子の分割線を挾む少なくとも４分割された
受光面に導きフォーカスエラー信号を検出するようにし
たので、受光素子の位置ずれが生じても、フォーカスエ
ラー信号に重畳される外乱信号の振幅が増大するような
ことがなく、安定したフォーカス制御が行える光ピック
アップ装置を提供することができる。

【００３８】請求項２記載の発明は、非点収差発生部材
によって非点収差が与えられた反射光のうちの主に０次
光を受光素子の分割線を挾む少なくとも４分割された受
光面に導きフォーカスエラー信号を検出すると共に、そ
の反射光のうちの０次光と±１次光を受光素子の分割線
を挾む前記受光面以外の少なくとも２分割された受光面
に導きトラックエラー信号を検出するようにしたので、
受光素子の位置ずれが生じても、フォーカスエラー信号
に重畳される外乱信号の振幅が増大せず安定したフォー
カス制御が行えると共に、このようにして検出されたフ
ォーカスエラー信号及びトラックエラー信号をもとに制
御する素子として市販の例えばＣＤに利用される信号検
出制御用ＩＣをそのまま使用することができるため、フ
ォーカス制御及びトラッキング制御が容易に行える低コ
ストな光ピックアップ装置を提供することができる。

【００３９】請求項３記載の発明は、非点収差発生部材
によって非点収差が与えられた反射光のうちの主に０次
光を受光素子の分割線を挾む第一及び第二の領域の第一
受光面に導きフォーカスエラー信号を検出すると共に、
その反射光のうちの０次光と±１次光を受光素子の分割
線を挾む第一及び第二の領域の前記第一受光面以外の第
二受光面に導いたので、受光素子の位置ずれが生じて
も、フォーカスエラー信号に重畳される外乱信号の振幅
が増大するようなことがなく安定したフォーカス制御が
行えると共に、トラックエラー信号を第一及び第二の領
域の全領域の受光量から求めることができるためＳ／Ｎ
をさらに高くして一段と安定したトラッキング制御を行
うことができる。

【００４０】請求項４記載の発明は、請求項１記載の発
明において、トラックの像と平行に配置された分割線と
この分割線上の１点で交差する他の２本の分割線とによ
って受光面を６つに分割し、この６分割された受光面の
うちの主に０次光を受光する４つの受光面を時計回りに
ａ，ｂ，ｃ，ｄとし、（ａ＋ｃ）−（ｂ＋ｄ）の算出式
によってフォーカスエラー信号を検出するようにしたの
で、簡易な分割形状の受光素子を用いてフォーカス制御
を行うことができ、このような受光素子の形状は容易に
作成できるため生産コストを低減させることができる。

【００４１】請求項５記載の発明は、請求項２記載の発
明において、トラックの像と平行に配置された分割線と
この分割線上の１点で交差する他の２本の分割線とによ
って受光面を６つに分割し、この６分割された受光面の
うちの主に０次光を受光する４つの受光面を時計回りに
ａ，ｂ，ｃ，ｄとし、その残りの０次光と±１次光を受
光する２つの受光面をｅ，ｆとしたとき、（ａ＋ｃ）−
（ｂ＋ｄ）によってフォーカスエラー信号を検出し、
（ｅ−ｆ）によってトラックエラー信号を検出するよう
にしたので、簡易な分割形状の受光素子を用いてフォー
カス制御及びトラッキング制御を行うことができ、この
ような受光素子の形状は容易に作成できるため生産コス
トを低減させることができる。

【００４２】請求項６記載の発明は、請求項３記載の発
明において、トラックの像と平行に配置された分割線と
この分割線上の１点で交差する他の２本の分割線とによ
って受光面を６つに分割し、この６分割された受光面の
うちの主に０次光を受光する４つの第一受光面を時計回
りにａ，ｂ，ｃ，ｄとし、その残りの０次光と±１次光
を受光する２つの第二受光面をｅ，ｆとしたとき、（ａ
＋ｃ）−（ｂ＋ｄ）によってフォーカスエラー信号を検
出し、（ａ＋ｂ＋ｅ）−（ｃ＋ｄ＋ｆ）によってトラッ
クエラー信号を検出するようにしたので、簡易な分割形
状の受光素子を用いてフォーカス制御及びトラッキング
制御を行えることのみならず、トラックエラー信号を第
一及び第二の領域の全領域の受光量から求めることがで
きるためＳ／Ｎをさらに高くして一段と安定したトラッ
キング制御を行うことができる。

【００４３】請求項７記載の発明は、請求項１記載の発
明において、トラックの像と平行に配置された分割線と
この分割線上の異なる２つの端点から延びた計４本の分
割線によって受光面を６つに分割し、この６分割された
受光面のうちの主に０次光を受光する４つの受光面を時
計回りにａ，ｂ，ｃ，ｄとし、（ａ＋ｃ）−（ｂ＋ｄ）
の算出式によってフォーカスエラー信号を検出するよう
にしたので、反射光の０次光と±１次光との重なり領域
が中央で部分的に交差するようなトラックパターンのビ
ームに対してもフォーカスエラー信号を正確に検出する
ことができ、これにより、トラックピッチが広い光情報
記録媒体を用いた場合においても、受光素子の位置ずれ
に際して外乱振幅が増大せず安定したフォーカス制御を
行うことができる。

【００４４】請求項８記載の発明は、請求項２記載の発
明において、トラックの像と平行に配置された分割線と
この分割線上の異なる２つの端点から延びた計４本の分
割線によって受光面を６つに分割し、この６分割された
受光面のうちの主に０次光を受光する４つの受光面を時
計回りにａ，ｂ，ｃ，ｄとし、その残りの０次光と±１
次光を受光する２つの受光面をｅ，ｆとしたとき、（ａ
＋ｃ）−（ｂ＋ｄ）によってフォーカスエラー信号を検
出し、（ｅ−ｆ）によってトラックエラー信号を検出す
るようにしたので、反射光の０次光と±１次光との重な
り領域が中央で部分的に交差するようなトラックパター
ンのビームに対してもフォーカスエラー信号を正確に検
出することができ、これにより、トラックピッチが広い
光情報記録媒体を用いた場合においても、受光素子の位
置ずれに際して外乱振幅が増大せず安定したフォーカス
制御及びトラッキング制御を行うことができる。

【００４５】請求項９記載の発明は、請求項３記載の発
明において、トラックの像と平行に配置された分割線と
この分割線上の異なる２つの端点から延びた計４本の分
割線によって受光面を６つに分割し、この６分割された
受光面のうちの主に０次光を受光する４つの第一受光面
を時計回りにａ，ｂ，ｃ，ｄとし、その残りの０次光と
±１次光を受光する２つの第二受光面をｅ，ｆとしたと
き、（ａ＋ｃ）−（ｂ＋ｄ）によってフォーカスエラー
信号を検出し、（ａ＋ｂ＋ｅ）−（ｃ＋ｄ＋ｆ）によっ
てトラックエラー信号を検出するようにしたので、反射
光の０次光と±１次光との重なり領域が中央で部分的に
交差するようなトラックパターンのビームに対してもフ
ォーカスエラー信号を正確に検出することができ、しか
も、受光面の全体の光量からトラックエラー信号を感度
良く検出することができ、これにより、トラックピッチ
が広い光情報記録媒体を用いた場合においても、受光素
子の位置ずれに際して外乱振幅が増大せずさらに安定し
たフォーカス制御及び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】（ａ）は本発明の第一の実施例である受光素子
の形状を示す正面図、（ｂ）はその受光素子上に円形の
トラックパターンをもつ反射光が照射されている状態を
示す正面図、（ｃ）は受光素子上で非点収差によってビ
ーム形状が変化している様子を示す正面図である。

【図２】デフォーカス量に対する外乱振幅の変化を示す
特性図である。

【図３】受光素子の変形例を示す正面図である。

【図４】０次光と±１次光の重なり領域が部分的に交差
したトラックパターンをもつ反射光の形状を示す正面図
である。

【図５】（ａ）は本発明の第二の実施例である受光素子
の形状を示す正面図、（ｂ）はその受光素子上に図４の
トラックパターンをもつ反射光が照射されている状態を
示す正面図である。

【図６】０次光と±１次光とを用いて信号検出を行う方
式を示す模式図である。

【図７】（ａ）は円形のトラックパターンの中心と受光
素子の中心とが一致している場合の様子を示す正面図、
（ｂ）は位置ずれにより円形のトラックパターンの中心
と受光素子の中心とが一致していない場合の様子を示す
正面図、（ｃ）はトラックパターンが非対称な楕円形状
となっている場合の様子を示す正面図である。

【図８】非点収差法の原理を示す模式図である。

【図９】（ａ）は合焦時のビーム形状を示す正面図、
（ｂ）は光ディスクの記録面が対物レンズよりも近い側
に移動した場合のビーム形状を示す正面図、（ｃ）は光
ディスクの記録面が対物レンズよりも遠い側に移動した
場合のビーム形状を示す正面図である。

【図１０】（ａ）は外乱信号が重畳されていない場合に
おけるシーク方向に対するフォーカスエラー信号の変化
を示す波形図、（ｂ）は外乱信号が重畳されている場合
におけるシーク方向に対するフォーカスエラー信号の変
化を示す波形図である。

【図１１】（ａ）は受光素子の位置ずれが生じていない
場合におけるデフォーカス量に対する外乱振幅の変化を
示す波形図、（ｂ）は受光素子の位置ずれが生じている
場合におけるデフォーカス量に対する外乱振幅の変化を
示す波形図である。

【図１２】受光素子がトラックの像と平行な方向に移動
した様子を示す模式図である。

【符号の説明】

１ 対物レンズ ３ 非点収差発生部材 ７ 反射光 ８ トラック １０ 像 １１ 受光素子 １２〜１８ 分割線 ｒ₁，ｒ₂ 端点 Ｆｅ フォーカスエラー信号 Ｔｅ トラックエラー信号

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光源からの出射光を対物レンズにより集
   光してトラックを有する光情報記録媒体の面上に微小な
   スポットを照射し情報の記録を行うと共に、その光情報
   記録媒体からの反射光を非点収差発生部材に導いて前記
   トラックに対して一定角度をなす方向の非点収差を与
   え、その非点収差の生じた反射光を用いて情報の再生を
   行う光ピックアップ装置において、中央部に前記トラッ
   クの受光面上での像と平行な分割線を有し、この分割線
   を挾む対称な位置に前記反射光のうちの０次光を主に受
   光する少なくとも４分割された受光面が形成された受光
   素子を設け、この受光素子の分割された受光面からフォ
   ーカスエラー信号を検出することを特徴とする光ピック
   アップ装置。
2. 【請求項２】 光源からの出射光を対物レンズにより集
   光してトラックを有する光情報記録媒体の面上に微小な
   スポットを照射し情報の記録を行うと共に、その光情報
   記録媒体からの反射光を非点収差発生部材に導いて前記
   トラックに対して一定角度をなす方向の非点収差を与
   え、その非点収差の生じた反射光を用いて情報の再生を
   行う光ピックアップ装置において、中央部に前記トラッ
   クの受光面上での像と平行な分割線を有し、この分割線
   を挾む対称な位置に前記反射光のうちの０次光を主に受
   光する少なくとも４分割された受光面と、前記反射光の
   うちの０次光と＋１次光又は０次光と−１次光を受光す
   る前記受光面以外の少なくとも２分割された受光面とが
   形成された受光素子を設け、この受光素子の前記少なく
   とも４分割された受光面からフォーカスエラー信号を検
   出し、前記少なくとも２分割された受光面からトラック
   エラー信号を検出することを特徴とする光ピックアップ
   装置。
3. 【請求項３】 光源からの出射光を対物レンズにより集
   光してトラックを有する光情報記録媒体の面上に微小な
   スポットを照射し情報の記録を行うと共に、その光情報
   記録媒体からの反射光を非点収差発生部材に導いて前記
   トラックに対して一定角度をなす方向の非点収差を与
   え、その非点収差の生じた反射光を用いて情報の再生を
   行う光ピックアップ装置において、中央部に前記トラッ
   クの受光面上での像と平行な分割線を有し、この分割線
   によって第一及び第二の領域に分割され、これら各領域
   がそれぞれ前記反射光のうちの０次光を主に受光する少
   なくとも２分割された第一受光面と、前記反射光のうち
   の０次光と＋１次光又は０次光と−１次光を受光する前
   記第一受光面以外の領域の第二受光面とから形成された
   受光素子を設け、この受光素子の前記第一及び第二の領
   域の第一受光面からフォーカスエラー信号を検出し、前
   記受光素子の前記第一及び第二の領域の前記第一受光面
   と第二受光面の両方からトラックエラー信号を検出する
   ことを特徴とする光ピックアップ装置。
4. 【請求項４】 受光素子は、トラックの像と平行に配置
   された分割線とこの分割線上の１点で交差する２本の分
   割線とによって６つに分割された受光面からなり、この
   ６つに分割された受光面のうちの主に０次光を受光する
   ４つの受光面を時計回りにａ，ｂ，ｃ，ｄとしたとき、
   （ａ＋ｃ）−（ｂ＋ｄ）によってフォーカスエラー信号
   を検出するようにしたことを特徴とする請求項１記載の
   光ピックアップ装置。
5. 【請求項５】 受光素子は、トラックの像と平行に配置
   された分割線とこの分割線上の１点で交差する２本の分
   割線とによって６つに分割された受光面からなり、この
   ６つに分割された受光面のうちの主に０次光を受光する
   ４つの受光面を時計回りにａ，ｂ，ｃ，ｄとし、その残
   りの０次光と±１次光を受光する２つの受光面をｅ，ｆ
   としたとき、（ａ＋ｃ）−（ｂ＋ｄ）によってフォーカ
   スエラー信号を検出し、（ｅ−ｆ）によってトラックエ
   ラー信号を検出するようにしたことを特徴とする請求項
   ２記載の光ピックアップ装置。
6. 【請求項６】 受光素子は、トラックの像と平行に配置
   された分割線とこの分割線上の１点で交差する他の２本
   の分割線とによって６つに分割された受光面からなり、
   この６つに分割された受光面のうちの主に０次光を受光
   する４つの第一受光面を時計回りにａ，ｂ，ｃ，ｄと
   し、その残りの０次光と±１次光を受光する２つの第二
   受光面をｅ，ｆとしたとき、（ａ＋ｃ）−（ｂ＋ｄ）に
   よってフォーカスエラー信号を検出し、（ａ＋ｂ＋ｅ）
   −（ｃ＋ｄ＋ｆ）によってトラックエラー信号を検出す
   るようにしたことを特徴とする請求項３記載の光ピック
   アップ装置。
7. 【請求項７】 受光素子は、トラックの像と平行に配置
   された分割線と、この分割線上の１点を端点とした２本
   の分割線と、前記分割線上の端点とは異なる１点を端点
   とした他の２本の分割線とによって６つに分割された受
   光面からなり、この６つに分割された受光面のうちの主
   に０次光を受光する４つの受光面を時計回りにａ，ｂ，
   ｃ，ｄとしたとき、（ａ＋ｃ）−（ｂ＋ｄ）によってフ
   ォーカスエラー信号を検出するようにしたことを特徴と
   する請求項１記載の光ピックアップ装置。
8. 【請求項８】 受光素子は、トラックの像と平行に配置
   された分割線と、この分割線上の１点を端点とした２本
   の分割線と、前記分割線上の端点とは異なる１点を端点
   とした他の２本の分割線とによって６つに分割された受
   光面からなり、この６つに分割された受光面のうちの主
   に０次光を受光する４つの受光面を時計回りにａ，ｂ，
   ｃ，ｄとし、その残りの０次光と±１次光を受光する２
   つの受光面をｅ，ｆとしたとき、（ａ＋ｃ）−（ｂ＋
   ｄ）によってフォーカスエラー信号を検出し、（ｅ−
   ｆ）によってトラックエラー信号を検出するようにした
   ことを特徴とする請求項２記載の光ピックアップ装置。
9. 【請求項９】 受光素子は、トラックの像と平行に配置
   された分割線と、この分割線上の１点を端点とした２本
   の分割線と、前記分割線上の端点とは異なる１点を端点
   とした他の２本の分割線とによって６つに分割された受
   光面からなり、この６つに分割された受光面のうちの主
   に０次光を受光する４つの第一受光面を時計回りにａ，
   ｂ，ｃ，ｄとし、その残りの０次光と±１次光を受光す
   る２つの第二受光面をｅ，ｆとしたとき、（ａ＋ｃ）−
   （ｂ＋ｄ）によってフォーカスエラー信号を検出し、
   （ａ＋ｂ＋ｅ）−（ｃ＋ｄ＋ｆ）によってトラックエラ
   ー信号を検出するようにしたことを特徴とする請求項３
   記載の光ピックアップ装置。