JPH09204676A - 光学ピックアップ及び光ディスク装置 - Google Patents

光学ピックアップ及び光ディスク装置

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JPH09204676A
JPH09204676A JP8029857A JP2985796A JPH09204676A JP H09204676 A JPH09204676 A JP H09204676A JP 8029857 A JP8029857 A JP 8029857A JP 2985796 A JP2985796 A JP 2985796A JP H09204676 A JPH09204676 A JP H09204676A
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optical disc
light
signal
tracking
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JP8029857A
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Hiroshi Oikami
博 大井上
Tsutomu Mochizuki
勉 望月
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Original Assignee
Sony Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 光検出器の分割受光部からの信号に基づい
て、位相比較法によるトラッキングエラー信号及び非点
収差法によるフォーカシングエラー信号を得ることによ
り、光ディスクの再生が正しく行われるようにした、光
学ピックアップ及びこれを利用した光ディスク装置を提
供すること。 【解決手段】 ビームスプリッタ２３から立ち上げミラ
ー２４への光路が、光ディスクのトラック方向Ｌ１に関
して、略４５度をなすように設定された光学ピックアッ
プ。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、コンパクトディス
ク（ＣＤ），ＣＤ−ＲＯＭや光磁気ディスク等（以下、
「光ディスク」という）の信号記録及び／又は再生用の
光学ピックアップ及び光ディスク装置に係り、特に複数
種類の光ディスクの再生が可能であるようにした光学ピ
ックアップ及び光ディスク装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、光ディスク再生用の光学ピックア
ップは、例えば、発光手段としての半導体レーザ素子
と、半導体レーザ素子からの光を光ディスク上に照射す
る対物レンズと、この対物レンズを二軸方向に移動可能
に保持する対物レンズアクチュエータとしての二軸アク
チュエータと、光ディスクからの戻り光を検出する光検
出器と、この光検出器の検出信号に基づいて、二軸アク
チュエータの対物レンズをフォーカシング方向及びトラ
ッキング方向に駆動制御するサーボ回路とから構成され
ている。
【０００３】このような光学ピックアップでは、光源か
らの光ビームを光ディスクの信号記録面に照射し、この
信号記録面で反射された戻り光を光検出器の受光面で受
けて、記録信号を検出するようにしている。
【０００４】そして、正確な再生信号の検出のために
は、光源からの光ビームが光ディスクの信号記録面の正
しい位置にスポットを形成する必要がある。そのため、
光学ピックアップでは、光源からの光ビームを光ディス
クの信号記録面に集光させる対物レンズを、所定のサー
ボ信号に基づいて微動させるようにしている。
【０００５】この対物レンズのサーボとしては、光ディ
スクの記録トラックに対して、このディスクの半径方向
に沿って対物レンズを微動させるトラッキングサーボ
と、光軸に沿って光ディスクの信号記録面に接近，離間
させる方向に対物レンズを微動させるフォーカシングサ
ーボとが行われている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところで、光ディスク
は、コンピュータの補助記憶装置，音声・画像情報のパ
ッケージメディアとして、高密度化が進められている。
従来の光ディスクを第一の種類の光ディスクとすると、
この高密度化を実現するために提案されている第二の種
類の光ディスクは、光ディスクの記録トラックの間隔を
狭くして、高密度記録を実現している。ところが、従来
の光ディスクである第一の種類の光ディスクと、第二の
種類の光ディスクをひとつの光学ピックアップで再生等
しようとすると、第二の光ディスクには上述の３スポッ
ト法が適用できない。
【０００７】即ち、第二の種類の光ディスクは、第一の
種類の光ディクより、記録トラックの間隔が狭いので、
サイドビームによるスポットとトラックの相対位置が変
化してしまい、上述の３スポット法によりトラッキング
エラー信号を得ることができない。このため、第二の種
類の光ディスクに関して、所謂位相比較法に利用して、
「Ｘ」状に４分割された光検出器の各分割受光部からの
信号の差に基づいて、トラッキングエラーに応じた位相
の変化によりトラッキングエラー信号を得るようにした
方法も提案されているが、この方法においては、非点収
差法によるフォーカシングエラー信号を得ることができ
ないという問題があった。
【０００８】本発明は、以上の点に鑑み、光検出器の分
割受光部からの信号に基づいて、トラッキングエラー信
号及びフォーカシングエラー信号を得ることにより、異
なる種類の光ディスクの再生が、それぞれ正しく行われ
るようにした、光学ピックアップ及びこれを利用した光
ディスク装置を提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的は、本発明によ
れば、光源からの光ビームの光路を折り曲げる光路折り
曲げミラーと、この光路折り曲げミラーからの光ビーム
を光ディスクの信号記録面上に合焦するように照射する
対物レンズと、前記光源から光ディスクに照射される光
ビームと、この光ディスクの信号記録面で反射される戻
り光ビームとを分離する光分離手段と、光ディスクの信
号記録面からの戻り光ビームを受光するように、光ディ
スクのディスク面に垂直な方向を縦として縦横に４分割
された受光部を有する光検出器と、前記光検出器の各分
割受光部からの信号に基づき、トラッキングエラー信号
を得る演算部とを有する演算回路とを有し、前記光分離
手段から光路折り曲げミラーへの光路が、光ディスクの
トラック方向に関して、略４５度をなすように設定され
た、光学ピックアップにより、達成される。
【００１０】上記構成によれば、高密度記録光ディスク
の再生に関して、光源からの光ビームが、光ディスクの
トラック方向に関して略４５度の角度で立上げ光路折り
曲げミラーに入射して光りディスクに向かって反射され
ることにより、光ディスクからの戻り光が、縦横に４分
割された光検出器の各分割受光部からの信号に基づい
て、トラッキングエラーに応じた戻り光の位相の変化に
より、トラッキングエラー信号を得るようにしている。
【００１１】さらに、光検出器の各分割受光部が、光デ
ィスクのディスク面に垂直な方向を縦として縦横に分割
されていることにより、非点収差法によって、各分割受
光部からの信号に基づいて、フォーカシングエラー信号
を得る。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、この発明の好適な実施形態
を図１乃至図１５を参照しながら、詳細に説明する。
尚、以下に述べる実施形態は、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。
【００１３】図１は、本発明による光学ピックアップを
組み込んだ光ディスク装置の一実施形態を示している。
図１において、光ディスク装置１０は、光ディスク１１
を回転駆動する駆動手段としてのスピンドルモータ１２
と、光学ピックアップ１３を備えている。ここで、スピ
ンドルモータ１２は、光ディスクドライブコントローラ
１４により駆動制御され、所定の回転数で回転される。
光ディスク１１は、複数の種類の光ディスクを選択し
て、それぞれ再生できるようになっている。
【００１４】また、光学ピックアップ１３は、この回転
する光ディスク１１の信号記録面に対して、光を照射し
て、信号の記録を行ない、またはこの信号記録面からの
戻り光を検出するために、信号復調器１５に対して戻り
光に基づく再生信号を出力する。
【００１５】これにより、信号復調器１５にて復調され
た記録信号は、エラーコレクション回路１６を介して誤
り訂正され、インターフェイス１７を介して、外部コン
ピュータ等に送出される。これにより、外部コンピュー
タ等は、光ディスク１１に記録された信号を再生信号と
して受け取ることができるようになっている。
【００１６】上記光学ピックアップ１３には、例えば光
ディスク１１上の所定の記録トラックまで、トラックジ
ャンプ等により移動させるためのヘッドアクセス制御部
１８が接続されている。さらに、この移動された所定位
置において、光学ピックアップ１３の対物レンズを保持
する二軸アクチュエータ（後述）に対して、当該対物レ
ンズをフォーカシング方向及びトラッキング方向に移動
させるためのサーボ回路１９が接続されている。
【００１７】図２は、上記光ディスク装置１０に組み込
まれた光学ピックアップを示している。図２において、
光学ピックアップ２０は、半導体レーザ素子２１，光分
割手段としてのグレーティング２２，光分離手段として
のビームスプリッタ２３，立上げミラー２４，コリメー
タレンズ２５，対物レンズ２６及び光検出器２７と、対
物レンズ２６を二軸方向に移動させるための二軸アクチ
ュエータ３０とから構成されている。
【００１８】上記半導体レーザ素子２１は、半導体の再
結合発光を利用した発光素子であり、光源として使用さ
れる。半導体レーザ素子２１から出射した光ビームは、
グレーティング２２に導かれる。
【００１９】グレーティング２２は、入射光を回折させ
る回折格子であって、半導体レーザ素子２１から出射し
た光ビームを、０次回折光から成る主ビーム及びプラス
マイナス１次回折光から成るサイドビームの少なくとも
３本の光ビームに分割するために使用される。したがっ
て、少なくとも３本の光ビームを分割生成できれば、ホ
ログラム素子等の他の分割素子を用いてもよい。
【００２０】ビームスプリッタ２３は、その反射面が光
軸に対して４５度傾斜した状態で配設されており、グレ
ーティング２２からの光ビームと光ディスク１１の信号
記録面からの戻り光を分離する。即ち、半導体レーザ素
子２１からの光ビームは、ビームスプリッタ２３の反射
面２３ａで反射され、戻り光は、ビームスプリッタ２３
を透過する。
【００２１】立上げミラー２４は、図３及び図４に示す
ように、光路折曲げ手段であって、ビームスプリッタ２
３で反射された光ビームを上方に向かって９０度反射さ
せると共に、光ディスク１１からの戻り光を水平方向に
反射させる。この場合、立上げミラー２４は、その傾斜
方向が、光ディスク１１のトラック方向，即ちトラック
の接線方向（図２の鎖線Ｌで示す）に対して、４５度の
角度をなすように選定され、配置されている。これによ
って、後述するように、図１２，１３で示すように縦横
に４分割された第一の受光部において、非点収差法によ
り、フォーカシングエラー信号を検出し、位相比較法に
より、トラッキングエラー信号を検出することができる
ようになっている。
【００２２】コリメータレンズ２５は、図３及び図４に
示すように、凸レンズであって、立上げミラー２４で反
射された光ビームを平行光に変換する。この場合、コリ
メータレンズ２５は、立上げミラー２４により折曲げら
れた光路、即ち光ディスクの信号記録面に対して垂直な
光路内に配設されることになる。これにより、ビームス
プリッタ２３と立上げミラー２４の間の距離が比較的短
く選定されることになり、二軸アクチュエータ３０そし
て光学ピックアップ２０さらには光ディスク装置１０が
小型に構成されることになる。また、コリメータレンズ
２５が対物レンズ２６と立上げミラー２４との間に配設
されていることから、支持軸３２が比較的長く形成され
ることになり、レンズホルダー３３が安定して保持され
ることになる。
【００２３】さらに、コリメータレンズ２５は、図５に
示すように、支持軸３２側の側縁が、２５ａで示すよう
にカットされており、支持軸３２及びその周りに配設さ
れたフォーカス用コイル３４，フォーカス用ヨーク３
６，フォーカス用マグネット３７と干渉しないようにな
っている。また、このようなカット２５ａは、コリメー
タレンズ２５の光ディスク１１のトラック方向の長さが
十分に取れることから、トラッキング等に関して影響は
殆どない。
【００２４】対物レンズ２６は、図３及び図４に示すよ
うに、凸レンズであって、コリメータレンズ２５からの
平行光を、回転駆動される光ディスク１１の信号記録面
の所望のトラック上に結像させる。
【００２５】ここで、対物レンズ２６は、軸摺回動型の
二軸アクチュエータ３０により、二軸方向即ちフォーカ
シング方向及びトラッキング方向に移動可能に支持され
ていると共に、さらに異なる二種類の光ディスクに対応
するように設計された二つの対物レンズ２６ａ，２６ｂ
から成り、後述のように、上記二軸アクチュエータ３０
の可動部であるレンズホルダーにより、択一的に光路中
に挿入されるように、支持されている。
【００２６】光検出器２７は、ビームスプリッタ２３を
透過した戻り光ビームに対して、受光部を有するように
構成されている。この光検出器２７の分割受光部の構成
は図１２及び図１３に示されている。
【００２７】そして、半導体レーザ素子２１，グレーテ
ィング２２，ビームスプリッタ２３，立上げミラー２
４，コリメータレンズ２５及び光検出器２７は、二軸ア
クチュエータ３０の固定部である二軸ベース３１上に固
定配置されている。
【００２８】図７及び図８は、上記二軸アクチュエータ
３０の構成を示している。図７及び図８において、二軸
アクチュエータ３０は、図２の光学ピックアップ２０に
てガイド２８に沿って光ディスク１１の半径方向に移動
可能に支持された光学ベース２９にスキュー調整されて
取り付けられた二軸ベース３１と、二軸ベース３１上に
て垂直に延びる支持軸３２と、この支持軸３２に対し
て、軸方向に移動可能に且つ軸の周りに回動可能に支持
されたほぼ長円形もしくは長方形のレンズホルダー３３
と、レンズホルダーの回転軸から所定距離で且つ異なる
角度位置にて光軸が支持軸に平行に保持された二つの対
物レンズ２６ａ，２６ｂと、を含んでいる。
【００２９】ここで、上記対物レンズ２６ａは、例えば
第二の種類の光ディスクである高密度光ディスク用の開
口数ＮＡの比較的大きい（例えばＮＡ＝０．６）レンズ
であって、第一の種類の光ディスク（例えばＣＤ）用の
開口数の比較的小さい（ＮＡ＝０．３８）対物レンズ２
６ｂよりも大径に形成されている。そして、比較的小径
の対物レンズ２６ｂが、光ディスク１１の回転中心側に
配設されている。
【００３０】さらに、上記レンズホルダー３３は、図８
に示すように、その下方に取り付けられた同心の円筒状
に形成されたフォーカス用コイル３４と、その回転軸に
関して互いに反対側の端面に取り付けられた一対のトラ
ッキング用コイル３５，３５と、を備えている。
【００３１】これに対して、二軸アクチュエータ３０の
二軸ベース３１上には、上記フォーカス用コイル３４に
対して、互いに反対側で外側から対向するように配設さ
れた一対のフォーカス用ヨーク３６，３６と、その内側
に取り付けられた一対のフォーカス用マグネット３７，
３７と、上記トラッキング用コイル３５に対して、それ
ぞれ外側から対向するように配設されたトラッキング用
ヨーク３８，３８と、その内側に取り付けられた一対の
トラッキング用マグネット３９，３９が備えられてい
る。
【００３２】上記フォーカス用コイル３４は、トラッキ
ング用コイル３５と別個に、支持軸３２の周面に対して
比較的近接して配設されるように、小径に形成されてお
り、これに対応して、フォーカス用ヨーク３６及びマグ
ネット３７も、支持軸３２に近接している。これによ
り、フォーカス用コイル３４は、全体に小型に構成され
ると共に、有効導体長を大きくすることができる。
【００３３】また、上記トラッキング用マグネット３９
は、それぞれ軸方向の中心から左右に関して、互いに逆
極性となるように、構成されている。例えば、トラッキ
ング用マグネット３９は、図９に示すように、支持軸３
２に関して、時計周りにＳ極３９ａ，Ｎ極３９ｂとなる
ように配設されている。
【００３４】さらに、上記トラッキング用コイル３５の
周方向の両側には、それぞれ軸方向に延びる磁性体、例
えば鉄片４０，４１が取り付けられている。これによ
り、鉄片４０または４１の何れか一方が、トラッキング
用マグネット３９の二つの極３９ａ，３９ｂの境界３９
ｃに対向するように、吸着されることにより、レンズホ
ルダー３３は、第一の対物レンズ２６ａが光路中に挿入
される第一の中点位置、または第二の対物レンズ２６ｂ
が光路中に挿入される第二の中点位置に、移動されるよ
うになっている。尚、図７においては、レンズホルダー
３３は、上記第一の中点位置と第二の中点位置の中間に
位置するように、示されている。
【００３５】これにより、例えば対物レンズ２６ａが光
路中に挿入されているときには、図９に示すように、鉄
片４１が、対向するトラッキング用マグネット３９の二
つの磁極３９ａ，３９ｂの境界３９ｃに対向することに
より、レンズホルダー３３は、第一の中点位置にあっ
て、矢印で示すように磁束が流れることにより、レンズ
ホルダー３３は、第一の中点位置に保持されることにな
る。ここで、トラッキング用コイル３５に対して、駆動
電流が流されることにより、第一の中点位置を基準とし
て、レンズホルダー３３は支持軸３２の周りに揺動され
ることにより、対物レンズ２６ａが実質的に接線方向で
あるトラッキング方向に移動され、トラッキングが行な
われる。
【００３６】ここで、トラッキング用コイル３５に対し
て、逆電流が流されると、図１０に示すように、トラッ
キング用コイル３５に発生する磁界が、トラッキング用
マグネット３９の磁極３９ａと反発して、トラッキング
用コイル３５が、磁極３９ｂに対向するように移動す
る。これにより、反対側の鉄片４０が、トラッキング用
マグネット３９の磁極３９ａ，３９ｂの境界３９ｃに対
向することになり、レンズホルダー３３は、第二の中点
位置に移動され、対物レンズ２６ｂが光路中に挿入され
ることになる。
【００３７】さらに、上記半導体レーザ素子２１は、図
１１に示すように、光ディスクの種類に応じて、その出
力パワーが、再生しようとする光ディスクの種類に応じ
て、光検出器にて適正な光量となるように、レーザ光調
整回路４２によって、調整される。図１１において、レ
ーザ光調整回路４２は、半導体レーザ素子２１に駆動電
圧を印加するレーザコントロール電源４３と、半導体レ
ーザ素子２１に隣接して半導体レーザ素子２１からの光
を受光するモニタ用フォトトランジスタ４４と、を備え
ており、フォトトランジスタ４４からの検出信号に基づ
いて、レーザコントロール電源４３が、半導体レーザ素
子２１に対して供給する駆動電流を適宜に調整すること
により、半導体レーザ素子２１からの出射される光ビー
ムの発光光量が適正に調整される。
【００３８】さらに、上記フォトトランジスタ４４への
接続ラインが、切換えスイッチ４５を介して、二つの可
変抵抗４６，４７を通ってアース接続されている。この
二つの可変抵抗４６，４７のうち、可変抵抗４６が、例
えば第二の種類の光ディスクである高密度光ディスクに
最適な発光光量を与えるように、調整される。可変抵抗
４７は、例えば第一の種類の光ディスクに最適な発光光
量を与えるように、調整される。これにより、再生しよ
うとする光ディスクの形式に応じて、切換えスイッチ４
５が切換えられることにより、半導体レーザ素子２１
は、再生しようとする光ディスクの形式に最適な発光光
量で発光することになる。
【００３９】また、上記光検出器２７は、図１２の左側
に示すように、グレーティング２２により分割された３
本のビームのうち、中央のメインビームを受光する第一
の受光部２７ａと、サイドビームを受光する第二及び第
三の受光部２７ｂ，２７ｃとから構成されている。第一
の受光部２７ａは、さらに縦横に４分割された４つの受
光部Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄに分割されている。ここで、この第
一の受光部２７ａの各分割受光部Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄを形成
するための分割線は、縦の分割線が、光ディスクのディ
スク面に垂直な方向といっっちしており、横の分割線は
縦の分割線と直交する方向に設けられている。また、第
二及び第三の受光部２７ｂ，２７ｃは、各受光部２７
ｂ，２７ａ，２７ｃが並んだ方向に関して、それぞれ二
分割された受光部Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈに分割されている。
【００４０】これにより、縦横に４分割された４つの受
光部Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄを有する第一の受光部２７ａは、非
点収差法にてフォーカシングサーボを行うのに必要な受
光部の分割配置となっており、これと同時に第二の種類
のディスクに関して後述する位相比較法によりトラッキ
ングエラー信号の生成が可能な配置となっている。この
ようにするために、図３及び図４の立上げミラー２４
は、その傾斜方向が、光ディスク１１のトラック方向
（接線方向）に対して、４５度の角度をなすように選定
され、配置されている。これにより、ビームスプリッタ
２３から立上げミラー２４に入射する光軸と、光ディス
クからの戻り光が立上げミラー２４により反射されてビ
ームスプリッタ２３に入射する戻りの光軸が、図２のＬ
１で示すトラック方向（接線方向）に対して略４５度傾
斜して、かつスピンドルモータから離れる方向になって
いる。このために、後述する光検出器の第一の受光部２
７ａにおいては、非点収差法によるフォーカスエラー検
出と、位相比較法によるトラッキングエラー検出とを両
方行なうことができるようになっている。この理由を図
５を参照して説明すると、図５において、鎖線で図示す
るように、例えばビームスプリッタ２３−１と立ち上げ
ミラー２４とを結ぶ光軸が、トラック方向（接線方向）
と一致していると、傾斜して設けたビームスプリッタ２
３−１を通って非点収差が付与された光ビームが、光検
出器２７−１に入射する。この場合、第１の受光部２７
ａ−１に入射するスポットの非点収差による楕円スポッ
トの向きは、図５に示す方向になる。この状態で、非点
収差法によりフォーカスエラーを検出するためには、２
７ａ−１に示すように「Ｘ」状に分割受光部Ａ，Ｂ，
Ｃ，Ｄを設けなければならない。ところが、このように
分割すると、トラッキング移動の方向Ｔｒとの関係で、
第二の種類のディスクに関して後述する位相比較法によ
りトラッキングエラー信号の生成ができなくなってしま
う。そこで、この実施形態のように、光ディスクからの
戻り光が立上げミラー２４により反射されてビームスプ
リッタ２３に入射する戻りの光軸が、図２のＬ１で示す
トラック方向（接線方向）に対して略４５度傾斜するよ
うにすれば、図５の第一の受光部２７ａに示すように、
非点収差による楕円スポットの向きが変化する。したが
って、分割ラインを縦横に設けた光検出器の第一の受光
部２７ａによって、非点収差法によるフォーカスエラー
検出と、位相比較法によるトラッキングエラー検出とを
両方行なうことができるのである。
【００４１】ここで、各受光部Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，
Ｆ，Ｇ，Ｈからの検出信号は、それぞれオペアンプによ
り電流電圧変換された後、前述したエラーコレクション
回路１６によって、トラッキングエラー信号及びフォー
カシングエラー信号が生成され、それぞれサーボ回路１
９に入力されるようになっている。エラーコレクション
回路１６によるトラッキングエラー信号及びフォーカシ
ングエラー信号の生成は、光ディスクの形式に応じて、
以下のようにして行なわれる。
【００４２】即ち、第一の種類の光ディスクの場合に
は、図１２に示すように、フォーカシングエラー信号Ｆ
ＣＳは、第一の受光部２７ａの各受光部Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ
からの検出信号Ｓａ，Ｓｂ，Ｓｃ，Ｓｄから、所謂非点
収差法に基づいて、加算器４９，５０及び減算器５１に
より、
【数１】 により演算される。また、トラッキングエラー信号ＴＲ
Ｋは、第二の受光部２７ｂの各受光部Ｅ，Ｆ及び第三の
受光部Ｇ，Ｈからの検出信号Ｓｅ，Ｓｆ，Ｓｇ，Ｓｈか
ら、所謂３スポット法に基づいて、加算器５２，５３及
び減算器５４により、
【数２】 により演算される。
【００４３】これに対して、例えば第二の種類の高密度
光ディスクの場合には、図１３に示すように、フォーカ
シングエラー信号ＦＣＳは、第一の種類の光ディスクの
場合と同様にして、第一の受光部２７ａの各受光部Ａ，
Ｂ，Ｃ，Ｄからの検出信号Ｓａ，Ｓｂ，Ｓｃ，Ｓｄか
ら、所謂非点収差法に基づいて、加算器４９，５０及び
減算器５１により、
【数１】により演算される。また、第二の種類の光ディ
スクのトラッキングエラー信号ＴＲＫは、第一の種類の
光ディスクの場合のように、所謂３スポット法によって
は得られないので、第一の受光部２７ａの各受光部Ａ，
Ｂ，Ｃ，Ｄからの検出信号Ｓａ，Ｓｂ，Ｓｃ，Ｓｄか
ら、位相比較回路５５により、加算器４９の出力信号
（Ｓａ＋Ｓｃ）と加算器５０の出力信号（Ｓｂ＋Ｓｄ）
を位相比較することにより（位相比較法）、得られる。
【００４４】図１４は、このトラッキングエラー検出法
としての位相比較法を説明するための図である。図１４
（ａ）の中央の縦列は、光ディスクの信号記録面上のピ
ットＰに光ビーム（メインビーム）のスポットＳ１がオ
ントラックしている状態を示す。この中央の縦列を挟ん
で左の縦列はスポットＳ１がトラックから図において左
にデトラックした状態を示す。各縦列のピットＰはスポ
ットＳ１に対して相対的に縦列の下から上へ次第に移動
している状態を示しており、信号記録面上のスポットＳ
１の側にそれぞれ示すスポットＳ２は、図１４（ｂ）の
分割受光部上に形成されるスポットの暗くなる部分が影
の状態で示されている。
【００４５】図１４（ａ）の左の列において、スポット
Ｓ１はピットＰの左側にデトラックしている。このと
き、スポットＳ２では、先ず暗部が左下に表れるので、
分割受光部ＢとＤに対応した加算器５０の出力信号（Ｓ
ｂ＋Ｓｄ）の出力信号が低下する。次いで、出力信号
（Ｓａ＋Ｓｃ）も低下する。つまり、（Ｓｂ＋Ｓｄ）の
出力信号が、（Ｓａ＋Ｓｃ）の出力信号より先に変化し
ているので、（Ｓｂ＋Ｓｄ）の出力信号は（Ｓａ＋Ｓ
ｃ）の出力信号より位相が進む。これとは逆に、図１４
（ａ）の右の列では、スポットＳ１はピットＰの右側に
デトラックしている。この場合は上記と逆に、（Ｓａ＋
Ｓｃ）の出力信号は、（Ｓｂ＋Ｓｄ）の出力信号より位
相が進むことになる。
【００４６】図１３の位相比較回路５５は、加算器４９
の出力信号（Ｓａ＋Ｓｃ）と加算器５０の出力信号（Ｓ
ｂ＋Ｓｄ）を上記の原理に基づいて位相比較することに
より、トラッキングエラー信号を生成している。尚、上
記位相比較回路５５は、例えば上記二つの信号（Ｓａ＋
Ｓｃ）及び（Ｓｂ＋Ｓｄ）に関して、これらの和信号の
立上り及び立下りを検出して、この立上り及び立下りの
タイミングで、それぞれこれらの差信号をサンプルホー
ルドし、サンプルホールド信号の差を取ることにより、
トラッキングエラー信号とするものであるが、これに限
らず、他の任意の構成の位相比較回路を使用することも
可能である。例えば、検出信号のレベルが低くなると、
この欠陥部分に大きな雑音が混入し易くなるので、位相
比較をおこなうべき二つの信号（Ｓａ＋Ｓｃ）及び（Ｓ
ｂ＋Ｓｄ）に同相のバイアス信号を加えるようにしても
よい。
【００４７】ここで、上述したトラッキングエラー信号
の３スポット法及び位相比較法の切換えは、再生しよう
とする光ディスクの形式を判別することにより、行なわ
れる。図１５は、光ディスクの形式の判別に基づいて、
異なるトラッキングエラー信号を得るための構成を示す
ブロック図である。図において、対物レンズ２６は、二
軸アクチュエータ３０によって、トラッキング方向に微
動される。この二軸アクチュエータ３０は、トラッキン
グサーボ回路６４により駆動される。このトラッキング
サーボ回路６４は図１のサーボ回路１９の一部を構成し
ており、トラッキングエラー信号の演算回路６２と対物
レンズの駆動回路６１を含んでいる。このトラッキング
エラー信号の演算回路６２は、図１２及び図１３にそれ
ぞれ示した３スポット法と位相比較法のトラッキングエ
ラー信号演算部を有している。そして、このトラッキン
グエラー信号の演算回路６２は、選択部としてのディス
ク判別部６３の指示に応じて、３スポット法もしくは位
相比較法の演算部を選択して、トラッキングエラー信号
を各演算部で算出し、対物レンズ駆動部６１に与える。
ディスク判別部６３は、再生しようとする光ディスクの
種類が、第一の種類の光ディスクであるか第二の種類の
光ディスクであるかを判断し、それぞれの種類のディス
クに応じたトラッキングエラー信号の演算を上記トラッ
キングエラー信号の演算回路６２に指示する。
【００４８】具体的には、ディスク判別部６３は、例え
ば光検出器から、その時セットされた光ディスクのＩＤ
の読み取り結果を得て、第一の種類の光ディスクか第二
の種類の光ディスクかの判断を行う。あるいは、ディス
ク判別部６３は、光検出器２７もしくは他の光検出器に
より、セットされた光ディスクの基板厚の差による光の
反射光量の違いに基づく検出結果を得て、上記光ディス
クの種類を判別する。また、光検出器２７は、その時セ
ットされた光ディスクについて、径方向の一定距離につ
いてトラック本数を計測し、その計測結果をディスク判
別部６３に出力する。ディスク判別部６３はこれに基づ
いて、光ディスクの種類の判別し、判別結果をトラッキ
ングエラー信号の演算回路６２に出力する等種々の方法
により、光ディスクの判別を行うことができる。さら
に、このようにその時セットされた光ディスクの種類を
自動的に判別しないで、ユーザが選択部６２としての操
作子を選択して、その時自分がセットした光ディスクの
種類に関する情報をトラッキングエラー信号の演算回路
６２に与えるようにしてもよい。
【００４９】本実施形態による光学ピックアップを組み
込んだ光ディスク装置１０は、以上のように構成されて
おり、次のように動作する。先づ例えば第二の種類の光
ディスクである高密度光ディスクの再生を行なう場合に
は、レンズホルダー３３は、図２に示すように、第一の
中点位置にあって、対物レンズ２６ａが光路中に挿入さ
れていると共に、レンズホルダー３３に取り付けられた
一方の鉄片４１がトラッキング用マグネット３９の境界
３９ｃに対向している。ここで、光ディスク装置１０の
スピンドルモータ１２が回転することにより、光ディス
ク１１が回転駆動される。そして、光学ピックアップ２
０が、ガイド２８に沿って、光ディスク１１の半径方向
に移動されることにより、対物レンズ２６ａの光軸が、
光ディスク１１の所望のトラック位置まで移動されるこ
とにより、アクセスが行なわれる。
【００５０】この状態にて、光学ピックアップ２０に
て、半導体レーザ素子２１からの光ビームは、グレーテ
ィング２２により３本の光ビームに分割された後、ビー
ムスプリッタ２３の反射面２３ａで反射され、立上げミ
ラー２４で光ディスク１１に向かって反射される。さら
に、光ビームは、コリメータレンズ２５により平行光に
変換され、対物レンズ２６ａを介して、光ディスク１１
の信号記録面に結像される。この際、対物レンズ２６ａ
によって、開口数が高密度光ディスクに対応した適宜
に、例えばＮＡ＝０．６に設定されており、光ビーム
は、光ディスク１１の信号記録面に正しく結像すること
になる。光ディスク１１からの戻り光は、再び対物レン
ズ２６ａ及びコリメータレンズ２５，立上げミラー２４
を介して、ビームスプリッタ２３を透過し、光検出器２
７に結像する。これにより、光検出器２７の検出信号に
基づいて、光ディスク１１の記録信号が再生される。
【００５１】その際、光検出器２７の第一の受光部２７
ａの縦横に分割された各受光部からの検出信号に基づい
て、信号復調器１５により、図１３に示すように位相比
較法によってトラッキングエラー信号が検出されると共
に、非点収差法によりフォーカシングエラー信号が検出
される。そして、光ディスクドライブコントローラ１４
を介して、サーボ回路１９が、フォーカス用コイル３４
及びトラッキング用コイル３５への駆動電流をサーボ制
御する。これにより、フォーカス用コイル３５の駆動電
流の制御によって、フォーカス用コイル３５に発生する
磁界が、フォーカス用マグネット３７及びフォーカス用
コイル３６による磁界と作用することにより、レンズホ
ルダー３３が、支持軸３２に沿ってフォーカシング方向
に移動調整され、フォーカシングが行なわれる。また、
トラッキング用コイル３５に発生する磁界が、トラッキ
ング用マグネット３９及びトラッキング用ヨーク３８に
よる磁界と作用することにより、レンズホルダー３３
が、第一の中点位置を基準として、支持軸３２の周りに
揺動調整され、対物レンズ２６ａが実質的に接線方向で
あるトラッキング方向に移動調整されて、トラッキング
サーボが行なわれる。
【００５２】次に、例えば第一の種類の光ディスク（例
えばＣＤ）の再生を行なう場合には、トラッキング用コ
イル３５に逆電流が流されることにより、上述のよう
に、レンズホルダー３３に取り付けられた他方の鉄片４
０が、トラッキング用コイル３９の境界３９ｃに対向す
るように、レンズホルダー３３が、支持軸３２の周りに
回動され、第二の中点位置に移動される。これにより、
対物レンズ２６ｂが光路中に挿入される。
【００５３】ここで、同様にして、光ディスク装置１０
のスピンドルモータ１２が回転して、光ディスク１１が
回転駆動される。そして、光学ピックアップ２０が、ガ
イド２８に沿って、光ディスク１１の半径方向に移動さ
れることにより、対物レンズ２６ｂの光軸が、光ディス
ク１１の所望のトラック位置まで移動されることによ
り、アクセスが行なわれる。
【００５４】この状態にて、光学ピックアップ２０に
て、半導体レーザ素子２１からの光ビームは、グレーテ
ィング２２により３本の光ビームに分割された後、ビー
ムスプリッタ２３の反射面２３ａで反射され、立上げミ
ラー２４で光ディスク１１に向かって反射される。さら
に、光ビームは、コリメータレンズ２５により平行光に
変換され、対物レンズ２６ｂを介して、光ディスク１１
の信号記録面に結像される。
【００５５】この際、対物レンズ２６ｂによって、開口
数が第一の種類の光ディスクに対応した適宜に、例えば
ＮＡ＝０．３８に設定されており、光ビームは、光ディ
スク１１の信号記録面に正しく結像することになる。光
ディスク１１からの戻り光は、再び対物レンズ２６ｂ及
びコリメータレンズ２５，立上げミラー２４を介して、
ビームスプリッタ２３を透過し、光検出器２７に結像す
る。これにより、光検出器２７の検出信号に基づいて、
光ディスク１１の記録信号が再生される。
【００５６】その際、光検出器２７の各受光部２７ａ，
２７ｂ，２７ｃからの検出信号から、信号復調器１５に
より、図１２に示すように、３スポット法によりトラッ
キングエラー信号が検出されると共に、非点収差法によ
りフォーカシングエラー信号が検出される。そして、光
ディスクドライブコントローラ１４を介して、サーボ回
路１９が、フォーカス用コイル３４及びトラッキング用
コイル３５への駆動電流をサーボ制御する。これによ
り、フォーカス用コイル３５の駆動電流の制御によっ
て、フォーカス用コイル３５に発生する磁界が、フォー
カス用マグネット３７及びフォーカス用コイル３６によ
る磁界と作用することにより、レンズホルダー３３が、
支持軸３２に沿ってフォーカシング方向に移動調整さ
れ、フォーカシングが行なわれる。また、トラッキング
用コイル３５に発生する磁界が、トラッキング用マグネ
ット３９及びトラッキング用ヨーク３８による磁界と作
用することにより、レンズホルダー３３が、第二の中点
位置を基準として、支持軸３２の周りに揺動調整され、
対物レンズ２６ａが実質的に接線方向であるトラッキン
グ方向に移動調整されて、トラッキングが行なわれる。
【００５７】このように、上述の実施形態では、光学ピ
ックアップ２０の立上げミラー２４が光ディスクのトラ
ック方向に対して４５度の角度をなすように配設されて
いることにより、光検出器２７の縦横に４分割された第
一の光検出器２７ａの各分割受光部からの信号に基づい
て、所謂位相比較法によりトラッキングエラー信号が得
られると共に、非点収差法によりフォーカシングエラー
信号が得られることになる。
【００５８】尚、上記実施形態による光ディスク装置１
０及び光学ピックアップ２０においては、トラッキング
用マグネット３９の磁極３９ａがＳ極，磁極３９ｂがＮ
極に設定されているが、逆極性であってもよい。この場
合、トラッキング用コイル３５に流す電流の向きを逆に
すれば、同様に、レンズホルダー３３は、第一の中点位
置及び第二の中点位置で、それぞれトラッキングが行わ
れることになる。また、上記実施形態による光ディスク
装置１０及び光学ピックアップ２０においては、レンズ
ホルダー３３に、二つの対物レンズ２６ａ，２６ｂが保
持されているが、これに限らず、高密度記録光ディスク
用の対物レンズを含む三つ以上の対物レンズが保持され
ていて、トラッキング用コイル３５とトラッキング用マ
グネット３９の相互作用によって、各対物レンズが選択
的に光路中に挿入されるようにしてもよく、あるいは高
密度記録光ディスク用の唯一つの対物レンズが保持され
ていてもよいことは明らかである。
【００５９】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、光
検出器の分割受光部からの信号に基づいて、位相比較法
によるトラッキングエラー信号及び非点収差法によるフ
ォーカシングエラー信号を得ることにより、異なる種類
の光ディスクの再生が正しく行われるようにした、光学
ピックアップ及びこれを利用した光ディスク装置が提供
されることになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による光学ピックアップを組み込んだ光
ディスク装置の一実施形態の全体構成を示すブロック図
である。
【図２】図１の光ディスク装置における光学ピックアッ
プの構成を示す平面図である。
【図３】図２の光学ピックアップにおける半導体レーザ
素子から立上げミラー，コリメータレンズそして対物レ
ンズに至る光路に沿って見た縦断面図である。
【図４】図２の光学ピックアップにおける二軸アクチュ
エータの断面図である。
【図５】図２の光学ピックアップにおける光学系を示す
平面図である。
【図６】図２の光学ピックアップにおける光学系を示す
側面図である。
【図７】図２の光学ピックアップにおける二軸アクチュ
エータの斜視図である。
【図８】図７の二軸アクチュエータの分解斜視図であ
る。
【図９】図７の二軸アクチュエータにおけるレンズホル
ダーの第一の中点位置における磁気回路を示す概略平面
図である。
【図１０】図７の二軸アクチュエータにおけるレンズホ
ルダーの第一の中点位置から第二の中点位置への移動時
の状態を示す概略平面図である。
【図１１】図２の光学ピックアップにおける半導体レー
ザ素子のレーザ光調整装置の構成を示す回路図である。
【図１２】図２の光学ピックアップにおける第一の種類
の光ディスク再生の場合のトラッキングエラー検出回路
の構成例を示す回路図である。
【図１３】図２の光学ピックアップにおける高密度光デ
ィスク再生の場合のトラッキングエラー検出回路の構成
例を示す回路図である。
【図１４】本実施形態の光学ピックアップのトラッキン
グエラーの検出原理を説明するための図である。
【図１５】本実施形態の光学ピックアップにおける光デ
ィスクの種類の判別に基づいて、異なるトラッキングエ
ラー信号を得るための構成を示すブロック図である。
【符号の簡単な説明】
１０・・・光ディスク装置、１１・・・光ディスク、１
２・・・スピンドルモータ、１３・・・光学ピックアッ
プ、１４・・・光ディスクトライブコントローラ、１５
・・・信号復調器、１６・・・エラーコレクション回
路、１７・・・インターフェイス、１８・・・ヘッドア
クセス制御部、２０・・・光学ピックアップ、２１・・
・半導体レーザ素子、２２・・・グレーティング、２３
・・・ビームスプリッタ、２４・・・立上げミラー、２
５・・・コリメータレンズ、２６，２６ａ，２６ｂ・・
・対物レンズ、２７・・・光検出器、２８・・・ガイ
ド、２９・・・光学ベース、３０・・・二軸アクチュエ
ータ、３１・・・二軸ベース、３２・・・支持軸、３３
・・・レンズホルダー、３４・・・フォーカス用コイ
ル、３５・・・トラッキング用コイル、３６・・・フォ
ーカス用ヨーク、３７・・・フォーカス用マグネット、
３８・・・トラッキング用ヨーク、３９・・・トラッキ
ング用マグネット、３９ａ，３９ｂ・・・磁極、４０，
４１・・・鉄片、４２・・・レーザ光調整装置、４３・
・・レーザコントロール装置、４４・・・モニタ用受光
素子、４５・・・切換えスイッチ、４６，４７・・・可
変抵抗、４８・・・オペアンプ、４９，５０，５２，５
３・・・加算器、５１，５４・・・減算器、５５・・・
位相比較回路

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 光源からの光ビームの光路を折り曲げる
    光路折り曲げミラーと、 この光路折り曲げミラーからの光ビームを光ディスクの
    信号記録面上に合焦するように照射する対物レンズと、 前記光源から光ディスクに照射される光ビームと、この
    光ディスクの信号記録面で反射される戻り光ビームとを
    分離する光分離手段と、 光ディスクの信号記録面からの戻り光ビームを受光する
    ように、光ディスクのディスク面に垂直な方向を縦とし
    て縦横に４分割された受光部を有する光検出器と、 前記光検出器の各分割受光部からの信号に基づき、トラ
    ッキングエラー信号を得る演算部とを有する演算回路と
    を有し、 前記光分離手段から光路折り曲げミラーへの光路が、光
    ディスクのトラック方向に関して、略４５度をなすよう
    に設定されたことを特徴とする光学ピックアップ。
  2. 【請求項２】 光源から出射した光ビームを光路折り曲
    げミラーにより光ディスクに向かって反射させて、対物
    レンズを介して光ディスクの信号記録面上にスポットを
    照射する手段と、 前記光源から光ディスクに照射される光ビームと、この
    光ディスクの信号記録面で反射される戻り光ビームとを
    分離する光分離手段と、 光ディスクの信号記録面からの戻り光ビームを受光する
    ように、光ディスクのディスク面に垂直な方向を縦とし
    て縦横に４分割された受光部を有する光検出手段と、 前記対物レンズを少なくともトラッキング方向に移動可
    能な対物レンズ駆動手段と、 前記光検出手段の各分割受光部からの信号に基づいて、
    トラッキングエラーに応じた位相の変化によりトラッキ
    ングエラー信号を得る演算部を有し、トラッキングエラ
    ー信号を前記対物レンズ駆動手段に供給するサーボ手段
    とを有し、 前記光分離手段から光路折り曲げミラーへの光路が、光
    ディスクのトラック方向に関して、略４５度をなすよう
    に設定されたことを特徴とする光ディスク装置。
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