JPH09245356A - 光学ヘッドおよび光記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 トラックピッチが異なり、情報の記録方式な
どの仕様の異なるＣＤ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＡ
Ｍなどの光ディスクを一括して処理できる光学ヘッドお
よび光ドライブを提供する。 【解決手段】 光ディスク２０からの反射光２１をタン
ジェンシャル方向Ｙおよびラジアル方向Ｘに４分割し、
それぞれの光強度をフォトダイオードによる受光パター
ン３０Ａ〜３０Ｈで検出する。第１の出力回路４２によ
りタンジェンシャル方向で分割された領域の光強度の差
を出力してプッシュプル法による第１のトラッキングエ
ラー信号を演算可能とすると共に、第２の出力回路４３
により対角な領域の光強度の差を出力して位相差法によ
る第２のトラッキングエラー信号を演算可能とする。そ
して、光ディスクの仕様によっていずれかのトラッキン
グエラー信号を用いて常に安定したトラッキング制御を
行えるようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は光ディスク、光カー
ドなどの光記憶媒体にレーザ光を用いて情報を記録ある
いは再生する光学ヘッドおよび光記録装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】近年、相変化型記録媒体、光磁気記録媒
体などを含めた様々な光記録媒体が開発および提案され
ており、特に、高密度および大容量の光記憶媒体とし
て、さまざまな仕様の光ディスクが提案され規格化され
ている。高密度、大容量化の手法としては、さまざまな
方法が提案されているが、その手法の一つとして光ディ
スク媒体のトラックピッチを狭くし、記録密度を向上さ
せることが提案されている。現状において市販されてい
るディジタルオーディオディスク、ビデオディスク、コ
ンピュータデータ用ディスク等の光ディスクは、全てト
ラックピッチが１．６μｍであるのに対し、トラックピ
ッチが１．２μｍあるいは０．７４μｍ程度に狭トラッ
クピッチ化された光ディスクが規格化されている。

【０００３】このような光記録媒体にレーザ光を照射し
て光ディスクから信号を再生し、あるいは記録／再生す
る光学ヘッドに対し、光ディスクの面振れ、偏心に対し
て光学ヘッドから出射されるレーザ光スポットが常に光
ディスク上に焦点を結ぶようにフォーカスサーボをか
け、また、常に所定のトラック上をスポットが追従する
ようにトラッキングサーボをかける必要がある。トラッ
キングサーボに必要なトラック誤差信号（トラッキング
エラー信号）を検出する主な方法としては、情報を読み
取るビームに付加して２つの副ビームを照射してトラッ
ク位置を検出する３スポットビーム法、トラック位置を
示すランドあるいはグルーブまたは情報を形成するピッ
トにより回折・反射された反射光の差によってトラック
位置を検出するプッシュブル法、ピットからの反射光の
対角線同士の位相差を検出する位相差法が良く知られて
おり、いずれかの方式が光学ヘッドに用いられている場
合が多い。その中で位相差法を用いた例として、特開平
４−４０６３４、特開平４−３１８３３１がある。前者
は、透過型ホログラムを用いた光学ヘッドにトラックエ
ラー検出として位相差法を用いた例であり、後者は反射
型ホログラムを用いた光学ヘッドにトラックエラー検出
として位相差法を用いた例である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】狭トラックピッチ化さ
れた高密度の光ディスクが用いられるようになると、現
在市販されているトラックピッチが１．６μｍの光ディ
スクと共存することになるので、これらのトラックピッ
チの異なる光ディスクに対し一括して情報を記録あるい
は再生できる光ディスク装置が要求されている。さら
に、再生専用の光ディスクあるいは情報の記録された光
ディスクには情報がトラックに沿ってピットとして記録
されているのに対し、未記録の光ディスクはトラック位
置がランドあるいはグルーブとして示されているだけと
なる。すなわち、記録／再生用の光ディスクは、情報信
号をグルーブあるいはランドに凸凹状のピットとして形
成する方式、相の変化によるピットとして形成する方
式、磁気の変化によるピットとして形成する方式があ
り、未記録の場合はピットを読み取ることはできない。
このように、今後、光ディスク装置には、トラックピッ
チが異なる光ディスク、再生専用の光ディスク、さら
に、記録／再生も可能な光ディスクの多種多用な光ディ
スクに一括して対応できる機能が要求されている。

【０００５】上記のトラッキングエラー信号の検出方式
のうち、３スポットビーム法は、トラックピッチの異な
る光ディスクから安定したトラックエラー信号を検出す
ることが困難である。主ビームが照射する目的トラック
に対して、トラック間隔の４分の１程度トラック中心か
ら互いに反対方向にオフセットさせて１対の補助ビーム
を配置しているので、オフセット量が変わると検出感度
が低下し、トラックエラー信号を検出できなくなること
もある。トラックピッチの異なる光ディスクはオフセッ
ト量が変化し、これに光ディスクの偏心、ディスクター
ンテーブルの偏心、光ディスクの実装誤差等の要素を加
味するとトラックピッチの異なる光ディスクから安定し
たトラックエラー信号を検出する方法としては適してい
ないと考えられる。

【０００６】次にプッシュプル法は、光ディスク上のピ
ット、あるいはランド／グルーブなどのエッジから発生
する回折光を利用しているが、レーザ光の波長を変える
とプッシュプル信号が低下しトラックエラー信号が減衰
してしまうことがある。すなわち、狭トラックピッチ化
された高記録密度の光ディスク（ＤＶＤ、ディジタルビ
デオディスク）は、その基板厚みの相違に起因し記録密
度の小さな（トラックピッチの大きな）光ディスクより
も短い波長のレーザ光を用いて記録／再生することが考
えられている。従って、この短い波長のレーザ光を用い
てＣＤなどのトラックピッチの大きな光ディスクを再生
すると、ピットの凹凸がレーザ光の波長の４分の１波長
程度になることがあり、プッシュプル信号が極端に低下
してしまう場合がある。例えば、コンパクトディスク
（ＣＤ、ディジタルオーディオディスク）を波長６３５
ｎｍの半導体レーザを搭載した光学ヘッドを用いてプッ
シュプル信号を検出しようとするとトラックエラー信号
を検出することが困難となる。

【０００７】また、位相差法を用いた場合では、ピット
の信号が得られないと対角線同士の信号の位相差を検出
できないので、ランドあるいはグルーブの連続したトラ
ックのみが形成され、ピットの形成されていない未記録
状態の光ディスクからはトラッキングエラー信号を検出
できない。

【０００８】トラックピッチが異なり、再生専用、記録
／再生用といった様々な光ディスクを一括して取り扱え
る光ディスク装置を実現するためには、条件の異なるそ
れぞれの光ディスクに対し情報信号を安定して確実に再
生あるいは記録できる必要があり、そのためには、上記
のような条件の異なる光ディスクからトラッキングエラ
ー信号を常に安定して検出できる必要がある。しかしな
がら、上述したようなそれぞれのトラッキングエラー信
号の検出方法では、トラックピッチの異なる光ディス
ク、再生専用の光ディスク、記録／再生可能な光ディス
クの全ての種類の光ディスクに対し安定したトラッキン
グエラー信号を検出することは不可能である。そこで、
本発明においては、これら様々な光ディスクからトラッ
キングエラー信号を安定して得ることが可能な光学ヘッ
ドおよびこれを用いた光記録装置を提供することを目的
としている。そして、条件の異なる光ディスクのいずれ
に対しても情報の再生、あるいは記録／再生を安定して
確実に行え、これらの光ディスクを一括して処理できる
光学ヘッドおよび光記録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】このため、本発明の、レ
ーザ光源から出射されたレーザ光を光記録媒体に照射
し、光記録媒体に対し情報の記録あるいは再生の少なく
ともいずれかを行う光学ヘッドにおいては、光記録媒体
から反射された反射光を光記録媒体のタンジェンシャル
方向とこのタンジェンシャル方向に垂直なラジアル方向
に少なくとも４分割し、この４分割された領域の光強度
をそれぞれ検出する検出手段と、領域の光強度のうち、
タンジェンシャル方向で分割された領域どうしの光強度
の差を出力する第１の出力手段と、領域の光強度のう
ち、タンジェンシャル方向およびラジアル方向に対角な
領域どうしの光強度の差を出力する第２の出力手段と、
さらに、領域の光強度の総和を出力する第３の出力手段
とを設けるようにしている。そして、この光学ヘッドを
用いた光記録装置には、第１の出力手段の出力を用いて
プッシュプル方式の第１のトラック誤差信号を出力する
第１の演算手段と、第２の出力手段の出力あるいは、第
２および第３の出力手段の出力を用いて位相差法による
第２のトラック誤差信号を出力する第２の演算手段と、
前記第１および第２のトラック誤差信号のいずれかを選
択して出力する選択手段とを設けるようにしている。

【００１０】本発明の光学ヘッドは、上記のような構成
によってプッシュプル法による第１のトラック誤差信号
と、位相差法による第２のトラック誤差信号の少なくと
もいずれかを用いてトラッキングサーボをかけることが
できる。従って、ランドあるいはグルーブによって形成
されたトラックにピットの形成されていない状態の光デ
ィスクにおいてはプッシュプル法による第１のトラック
誤差信号を用いてトラッキングサーボを行うことが可能
であり、一方、ピットの形成された光ディスクに対して
は位相差法による第２のトラック誤差信号を用いてトラ
ッキングサーボを行うことが可能である。位相差法によ
ればピットの凹凸がレーザ光の波長の１／４になった場
合であっても安定した第２のトラック誤差信号を得るこ
とが可能なので、プッシュプル法ではトラック誤差信号
が得ることが難しい光記録媒体に対し第２のトラック誤
差信号を適用できる。一方、プッシュプル法によればピ
ットが検出されない場合であっても第１のトラック誤差
信号を得ることができるので、位相差法ではトラック誤
差信号が得られない光記録媒体に適用できる。さらに、
これら第１および第２のトラック誤差信号はトラックピ
ッチに関係なく得られるので、狭トラックピッチ化され
た高密度化された光記録媒体からも、あるいはこれより
トラックピッチの広い光記録媒体からも安定したトラッ
ク誤差信号が得られる。従って、本発明の光学ヘッドお
よび光記録装置においては、第１あるいは第２のトラッ
ク誤差信号によって、条件の異なる様々な光記録媒体に
対し常に安定したトラック誤差信号が得られトラッキン
グサーボを行えるので、これらの光記録媒体に対し一括
した処理が可能であり、情報の記録あるいは再生を安定
して確実に行うことができる。

【００１１】検出手段としては、４分割フォトダイオー
ドなどの４分割光検出装置を用いることができる。ま
た、検出手段にラジアル方向に２分割された４つの光検
出手段を用い、反射光をタンジェンシャル方向に２分割
し、この２分割された領域のそれぞれの＋／−１次回折
光を光検出手段の各々に集光するホログラム素子を設け
ても良い。さらに、検出手段として８つの光検出手段を
用い、反射光をタンジェンシャル方向およびラジアル方
向に４分割し、この４分割された領域のそれぞれの＋／
−１次回折光を光検出手段の各々に集光するホログラム
素子を設けても良い。

【００１２】また、光記録装置には、光記録媒体にピッ
ト状の情報が形成されているか否かを判定する判定手段
を設け、この結果によって選択手段がピット状の情報が
あると第２のトラック誤差信号を選択し、ピット状の情
報が検出されない場合は第１のトラック誤差信号を選択
するようにできる。あるいは、光学ヘッドが光記録媒体
に対し情報の記録あるいは再生の少なくともいずれを行
うかを判定する判定手段を設け、選択手段は光学ヘッド
が再生のみ、あるいは書換えなどの情報の再生を伴う処
理を行うときは第２のトラック誤差信号を選択し、書き
込みなどのその他の処理を行うときは第１のトラック誤
差信号を選択するようにしても良い。

【００１３】

【発明の実施の形態】

（実施例１）以下に図面を参照して本発明の幾つかの実
施例を示し、本発明をさらに詳細に説明する。図１に本
発明の実施例１に係る光学ヘッドの概略構成を示してあ
る。図１に示す光学ヘッド１０は、レーザ光の出射源で
ある半導体レーザ１と光検出器であるフォトダイオード
素子の形成された半導体基板２が同一パッケージ４に実
装され、このパッケージ４が光学部材３を用いて窒素雰
囲気内で封止された半導体レーザユニット５を用いてい
る。この半導体レーザユニット５の前方にはホログラム
素子６が設置されており、その一方の面には光ディスク
２０で反射された反射光を半導体基板２の上に形成され
たそれぞれのフォトダイオード素子に向かって分離回折
する信号用ホログラムパターン６ａが形成されており、
他方の面には基板厚みの異なる光ディスク２０ａおよび
２０ｂに対してレーザ光の焦点を結ばせるための二重焦
点ホログラムパターン６ｂが形成されている。そして、
半導体レーザユニット５から出射されたレーザ光は、ミ
ラー７によって光ディスク２０の方向に曲げられ、対物
レンズ８によって光ディスク２０の記録面に集光され
る。

【００１４】光ディスク２０によって反射された反射光
は、上記のレーザ光の逆の光路を通って再び半導体レー
ザユニット５に導かれ、信号用ホログラムパターン６ａ
によって半導体基板２の各素子に集光される。

【００１５】これら光学部品はヘッドホルダ９に搭載さ
れて磁気的な２軸アクチュエータ９ａによって一体とな
って動くようになっている。ヘッドホルダ９は、光ディ
スク２０の面振れ、偏心に対して半導体基板２の各素子
に集光された光の強度から求められるフォーカスエラー
信号およびトラックエラー信号によって光ディスク２０
の記録面に対し焦点が常に合うように、また、光ディス
ク２０のタンジェンシャル方向に延びたトラックを常に
追従するように駆動される。

【００１６】本例の光学ヘッド１０は、現在市販されて
いるＣＤなどのディスクの厚みが１．２ｍｍの光ディス
ク２０ａの再生ができると共に、このＣＤに対しディス
クの厚みが０．６ｍｍと薄くなり、さらに、トラックピ
ッチが狭くなった記録密度の高いＤＶＤなどの光ディス
ク２０ｂに記録あるいは再生できるようになっている。
このため、ホログラム素子６には、厚みの異なる光ディ
スク２０ａおよび２０ｂのそれぞれの記録面に対しレー
ザ光を集光できる二重焦点ホログラムパターン６ｂを設
けてある。二重焦点ホログラムパターン６ｂは同心円状
のピッチが内周から外周に向かって連続的に小さくなる
形状をしており、そのパターンが凹凸で形成されてお
り、レーザ光の０次光（非回折光）は、ディスク厚みが
０．６ｍｍのＤＶＤに対し最適設計された対物レンズ８
（ＮＡ：０．６、トータルトラック：１８ｍｍ程度の有
限系）によって光ディスク２０ｂ上に焦点を結ぶように
設計されている。一方、レーザ光の＋１次回折光は、対
物レンズ８を透過した後、ディスク厚みが１．２ｍｍの
ＣＤなどの光ディスク２１ａ上に焦点を結ぶように設計
されている。また、二重焦点ホログラムパターン６ｂ
は、＋１次回折光が対物レンズ８に対する入射光のＮＡ
が０．３８程度になるように対物レンズ入射光の内周部
にホログラムパターンが形成されている。基板厚みが
０．６ｍｍの光ディスク２０ｂに対しては、二重焦点ホ
ログラム６ｂを透過したレーザ光の０次光が光ディスク
上に焦点を結び、その反射光が信号用ホログラム６ａを
透過し、半導体基板２上に形成されたフォトダイオード
素子でその光強度が電気信号に変換される。一方、レー
ザ光の＋１次回折光は、焦点を結ばないで反射される。
また、基板厚みが１．２ｍｍの光ディスク２０ａに対し
ては、＋１次回折光が光ディスク２０ｂ上に焦点を結
び、その反射光が信号用ホログラム６ａを透過し、半導
体基板２上に形成されたフォトダイオード素子でその光
強度が電気信号に変換される。一方、０次光は焦点を結
ばないで反射される。

【００１７】図２に、本例の光学ヘッド１０において、
光ディスク２０からの反射光を検出するための構成を模
式的に示してある。また、図３に、信号用ホログラムパ
ターン６ａの方向から見た半導体基板２の平面的な配置
を示してある。光ディスク２０から反射された反射光２
１は、対物レンズ８および不図示のミラーによってホロ
グラム素子に形成された信号用ホログラムパターン６ａ
に導かれる。本例の信号用ホログラムパターン６ａは、
反射光２１を光ディスク２０のタンジェンシャル方向Ｙ
（接線方向あるいはトラックに平行な方向）に２分割す
る、すなわち、反射光２１をタンジェンシャル方向Ｙに
平行な２つの領域に分解する曲線回折格子が形成されて
いる。この信号用ホログラムパターン６ａによって、タ
ンジェンシャル方向に分解されたそれぞれの領域の反射
光２１ａおよび２１ｂのそれぞれは、さらに、反射光２
１ａの＋／−１次光の２２ａおよび２２ｂと、反射光２
１ｂの＋／−１次光の２２ｃおよび２２ｄの合計４本の
反射光束に分岐される。また、信号用ホログラムパター
ン６ａは、顕著な非点収差を発生するようパターン設計
されている。

【００１８】半導体レーザユニット５の半導体基板２上
には、半導体レーザ１からの出射光軸を中心とした対象
な４箇所に短冊状のダイオード素子（受光パターン）３
０が半導体プロセスによって形成されている。さらに、
それぞれの受光パターン３０はタンジェンシャル方向Ｙ
と直交するラジアル方向Ｘ（半径方向あるいはトラック
に直交する方向）に分割されており、半導体基板２の上
には合計８個の受光パターン３０Ａ〜３０Ｈが形成され
ている。そして、これらの受光パターンに対し信号用ホ
ログラムパターン６ａによって回折分離された４本の反
射光束２２ａ、２２ｂ、２２ｃおよび２２ｄが集光され
るようになっている。すなわち、受光パターン３０Ａお
よび３０Ｂには領域２１ｂの−１次光２２ｄが照射さ
れ、受光パターン３０Ｃおよび３０Ｄには領域２１ａの
−１次光２２ｂが照射され、受光パターン３０Ｅおよび
３０Ｆには領域２１ｂの＋１次光２２ｃが照射され、さ
らに、受光パターン３０Ｇおよび３０Ｈには領域２１ａ
の＋１次光２２ａが照射される。従って、受光パターン
３０Ａ〜３０Ｈには、反射光２１がタンジェンシャル方
向Ｙおよびラジアル方向Ｘに４分割された領域の＋／−
１次光がそれぞれ照射され、それぞれの一次光の強度が
電気的に変換された受光信号４０Ａ〜４０Ｈが得られ
る。

【００１９】本例の半導体基板２には、さらに、これら
の受光信号４０Ａ〜４０Ｈを演算してフォーカスエラー
信号やトラッキングエラー信号とするためのフォーカス
エラー信号用の出力回路４１、トラッキングエラー信号
用の出力回路４２および４３、さらに、光ディスクに記
録された情報信号用の出力回路４４が形成されている。
フォーカスエラー用の出力回路４１は、光ディスクの面
振れ等に対して光ヘッドの対物レンズの焦点ズレを検出
するフォーカスエラー信号を出力するための回路であ
り、受光信号４０Ａ〜４０Ｈに対し以下の式（１）の演
算を行ってフォーカスエラー信号５１を出力する。

【００２０】 ｛(40Ａ+40Ｂ)+(40Ｃ+40Ｄ)｝−｛(40Ｇ+40Ｈ)+(40Ｅ+40Ｆ)｝ ・・・（１） 半導体基板２の受光パターン３０Ａ〜３０Ｈに集光され
る各光束２０ａ〜２２ｄの形状は、非点収差により焦点
誤差に応じて変化し、受光パターン３０Ａ〜３０Ｈから
出力される受光信号４０Ａ〜４０Ｈの強度が変化する。
例えば、焦点距離が合っている場合は、それぞれの受光
パターン３０Ａ〜３０Ｈに対し、光束２２ａ〜２２ｄに
よって図３に示したような対象なスポット３９が形成さ
れる。一方、焦点がずれている場合は、図４に示したよ
うに受光パターン３０Ａ〜３０Ｈのいずれかに非対象な
スポット３８が形成される。従って、出力回路４１にお
いて式（１）の演算を行うことによって非点収差法によ
るフォーカスエラー信号を検出できる。

【００２１】本例の光学ヘッド１０は、光ディスクの偏
心等に対して対物レンズ出射光が常に１本のトラックを
追従するためにトラッキングズレを検出するトラックエ
ラー信号用の出力回路として２つの回路４２および４３
を備えており、それぞれの出力回路４２および４３にお
いて、以下の式（２）および（３）の演算が行われ、第
１の出力信号５２および第２の出力信号５３がそれぞれ
出力される。

【００２２】 ｛(40Ａ+40Ｂ)+(40Ｅ+40Ｆ)｝−｛(40Ｃ+40Ｄ)+(40Ｇ+40Ｈ)｝ ・・・（２） ｛(40Ｂ+40Ｃ)+(40Ｅ+40Ｈ)｝−｛(40Ａ+40Ｄ)+(40Ｆ+40Ｇ)｝ ・・・（３） 第１の出力回路４２によって式（２）に基づき出力され
た第１の出力信号５２は、タンジェンシャル方向Ｙで分
離された領域２１ａおよび２１ｂの反射光２１の光強度
の差を示す信号であり、上述したプッシュプル法によっ
てトラッキングエラー信号を求めるときに用いられる信
号である。

【００２３】一方、第２の出力回路４３によって式
（３）に基づき出力された第２の出力信号５３は、タン
ジェンシャル方向Ｘおよびラジアル方向Ｙに４分割され
た領域のうち、対角な領域どうしの光強度の差を示す信
号であり、上述した位相差法によってトラッキングエラ
ー信号を求めるときに用いられる信号である。

【００２４】さらに、光ディスクから再生された情報を
求める出力回路４４は、以下の式（４）の演算を行い情
報信号５４を出力する。

【００２５】 （40Ａ＋40Ｂ＋40Ｃ＋40Ｄ＋40Ｅ＋40Ｆ＋40Ｇ＋40Ｈ） ・・・（４） 従って、情報信号５４は、半導体基板２に形成された８
個の受光パターン３０Ａ〜３０Ｈで検出された光強度の
和であり、反射光２１の光強度に相当する。この情報信
号５４は光ディスク２０に記録されている情報を示す信
号であり、本例においては、この情報信号５４を外部の
コンピュータなどに出力すると共に、位相差法によって
トラックエラー信号を求める際のサンプリングのタイミ
ング信号を生成する。

【００２６】また、本例の光学ヘッド１０の半導体基板
２の中央に設けられた半導体レーザ１には、外部からレ
ーザ駆動信号５９が供給されており、これによって半導
体レーザからレーザ光が照射されるようになっている。

【００２７】図５に、本例の光学ヘッド１０を用いた光
記録装置（光ドライブ）１１の概略構成を示してある。
本例の光ドライブ１１は、外部のコンピュータなどの情
報処理装置から記録用に変調されたドライブ信号１２あ
るいは再生用の信号が入力され、そのドライブ信号１２
を駆動回路１３によってレーザ駆動信号５９に変換し、
光学ヘッド１０に供給する。光学ヘッド１０は、レーザ
駆動信号５９に基づきレーザ光を光ディスク２０に照射
し、その反射光の光強度の総和である情報信号５４を出
力する。この情報信号５４は情報出力回路１４によって
信号増幅などの処理が施されて外部のコンピュータなど
にデータ出力信号１５として出力される。

【００２８】光学ヘッド１０において反射光から求めら
れたフォーカスエラー信号５１は、フォーカスサーボ制
御回路１６に供給され、磁気的なフォーカスサーボ機構
１７を介して光学ヘッド１０のフォーカス制御が行われ
る。一方、トラッキングエラー信号を算出するための第
１の出力信号５２は、プッシュプル法によって第１のト
ラッキングエラー信号６１を出力する第１の演算回路６
３に供給される。また、第２の出力信号５３は位相差法
によって第２のトラッキングエラー信号６２を出力する
第２の演算回路６４に供給される。この第２の演算回路
６４には、第２の出力信号５３をサンプリングするタイ
ミング信号を生成するために情報信号５４も供給され
る。これら第１および第２のトラッキングエラー信号６
１および６２は選択回路６５に入力され、いずれか一方
のトラッキングエラー信号がトラッキングサーボ制御回
路１８に供給される。そして、このトラッキングサーボ
制御回路１８が供給されたトラッキングエラー信号に基
づきトラッキングサーボ機構１９を制御し、光学ヘッド
１０のトラッキング制御が行われる。

【００２９】本例の光ドライブ１１の選択回路６５は、
判定回路６９から供給された選択信号６８によって、第
１および第２のトラッキングエラー信号６１および６２
のいずれかを選択してトラッキングサーボ制御回路１８
に供給する。本例の判定回路６９には、データ出力信号
１５が供給されており光学ヘッド１０によって光ディス
ク２０からピットに起因する情報が得られた否かを判定
できるようになっている。そして、ピットに起因する情
報が得られた場合は、第２のトラッキングエラー信号６
２、すなわち、位相差法によって求められたトラッキン
グエラー信号６２を選択しトラッキング制御を行うよう
にしている。一方、ピットに起因する情報が得られない
場合は、第１のトラッキングエラー信号６１、すなわ
ち、プッシュプル法によって求められたトラッキングエ
ラー信号６１を選択してトラッキング制御を行うように
している。

【００３０】以下の表１に、現在市販されているＣＤお
よび今後市場に供給される高密度光ディスクとしてのＤ
ＶＤの主な仕様を比較して示してある。

【００３１】

【表１】

【００３２】これらの記録媒体に対して、本例の光ドラ
イブ１１であれば次のような処理が行われる。まず、Ｄ
ＶＤ−ＲＯＭに対しては、光学ヘッド１０の二焦点ホロ
グラムパターン６ｂを透過した０次回折のレーザ光が照
射される。そして、記録方式がピットなのでピット情報
を含んだ反射光が得られる。従って、データ出力信号１
５に基づき判定回路６９によって第２のトラッキングエ
ラー信号６２、すなわち、位相差法によるトラッキング
エラー信号が選択され、トラッキング制御が行われる。

【００３３】一方、ＤＶＤ−ＲＡＭに対しては、情報が
書き込まれていない限りピット情報を含んだ反射光が得
られない。このため、データ出力信号１５からピットに
関する情報が得られないので判定回路６９によって第１
のトラッキングエラー信号６１、すなわち、プッシュプ
ル法によるトラッキングエラー信号が選択されトラッキ
ング制御が行われる。従って、ピット情報を含まれてお
らず、上述したように位相差法によってはトラッキング
エラー信号が得られない光ディスクに対してもプッシュ
プル法によって安定したトラッキング制御が行われる。

【００３４】さらに、ＣＤに対しては、光学ヘッド１０
の二焦点ホログラムパターン６ｂを透過した１次回折の
レーザ光が照射される。そして、記録方式がピットなの
でピット情報を含んだデータ出力信号１５が得られ、こ
れに基づき判定回路６９によって第２のトラッキングエ
ラー信号６２、すなわち、位相差法によるトラッキング
エラー信号が選択されトラッキング制御が行われる。Ｃ
Ｄを再生する際に、ＤＶＤ用の波長の短いレーザ光が共
通に用いられると、ＣＤに形成されたピットの凹凸がλ
／４あるいはこれに近い値となりプッシュプル法では十
分な強度のトラッキングエラー信号が得られなくなる。
しかしながら、本例の光ドライブ１１においては位相差
法によるトラッキングエラー信号を用いることができ
る。さらに、プッシュプル法および位相差法による第１
および第２のトラッキングエラー信号はトラックピッチ
が変わってトラックの中心からのオフセット量が変動し
ても安定した出力が得られる。従って、本例の光ドライ
ブ１１においては、トラックピッチの異なるＣＤに対し
ても安定したトラッキング制御が行われる。

【００３５】このように、本例の光ドライブ１１は、上
記のようなディスク厚み、トラックピッチおよび情報の
記録方式の異なる様々な光ディスクのいずれに対しても
安定したトラッキング制御を行うことができ、情報の再
生あるいは記録を安定して確実に行うことが可能とな
る。従って、ユーザはＣＤ、ＤＶＤあるいはＲＯＭ、Ｒ
ＡＭの相違を識別しなくとも良く、本例の光ドライブ一
台で様々な光ディスクに対して一括した処理を行うこと
が可能となる。

【００３６】なお、上記のような光記録媒体の仕様を考
慮すると、ピットが形成されていない記録媒体に対し処
理を行うのは書換えを含まない記録時だけであるので、
外部のコンピュータなどから光ドライブ１１によって行
う処理の種類を示す信号６７を判定回路６９が受け取
り、光ドライブ１１によって行う処理に基づきトラッキ
ングエラー信号を選択することも可能である。例えば、
再生のみ、あるいは書換えといった再生を伴う処理を行
う場合は光記録媒体にピットが形成されており、ピット
情報が得られるので位相差法による第２のトラッキング
エラー信号６２を選択すれば良い。一方、再生を伴わな
い記録を行う場合は、光記録媒体にピットが形成されて
いないので、ピット情報の不要なプッシュプル法による
第１のトラッキングエラー信号６１を選択することによ
ってトラッキング制御を行える。

【００３７】（実施例２）図６に実施例１と異なる信号
用ホログラムパターン６ａを用いた光学ヘッドの例を示
してある。また、図７に、この信号用ホログラムパター
ン６ａの方向から見た半導体基板２の平面的な配置を示
してある。なお、本例の光学ヘッドの構成は、信号用ホ
ログラムパターン６ａおよび半導体基板２の配置をのぞ
き上記の実施例１と同様なので共通する部分の説明は省
略する。

【００３８】本例の信号用ホログラムパターン６ａに
は、反射光２１を光ディスク２０のタンジェンシャル方
向Ｙおよびラジアル方向Ｘに４分割する曲線回折格子が
形成されている。そして、半導体基板２には、半導体レ
ーザ１からの出射光軸を中心に８つの短冊状の受光パタ
ーン３０Ａ〜３０Ｈが形成されており、これらの受光パ
ターン３０Ａ〜３０Ｈに、信号用ホログラムパターン６
ａによって４分割されたそれぞれの領域の反射光２１
ｃ、２１ｄ、２１ｅおよび２１ｆの＋／−１次光が集光
されるようになっている。従って、本例の光学ヘッドに
おいても、上記の実施例と同様の演算を行うことによっ
てフォーカシングエラー信号５１、プッシュプル法によ
る第１のトラッキングエラー信号６１、位相差法による
第２のトラッキングエラー信号６２および反射光の総和
である情報信号５４を得ることができる。

【００３９】実施例１および２に示したような信号用ホ
ログラムパターン６ａによって、半導体レーザの周辺に
設置されたフォトダイオードに反射光を集光させること
ができる。従って、半導体レーザおよび光検出装置であ
るフォトダイオードを同一の半導体基板２の上に配置で
きるので、光学ヘッドの小型化が図れる。さらに、タン
ジェンシャル方向に２分割された信号用ホログラムパタ
ーンとラジアル方向に分割されたダイオード素子の組み
合わせ、あるいは、４分割された信号用ホログラムパタ
ーンとダイオード素子の組み合わせを用いることによ
り、基板厚みの違う光ディスク上に１つの対物レンズで
焦点を結び、また、トラックピッチが異なり、ピット列
または連続溝を有する種々の光ディスクから信号の再
生、又は記録／再生を実現する一体駆動型の光学ヘッド
を提供することができる。

【００４０】（実施例３）図８に、本発明の実施例３に
係る光学ヘッド７０の概略構成を示してある。本例の光
学ヘッド７０は、半導体レーザ７１から照射されたレー
ザ光をビームスプリッタ７２の一面で反射し、コリメー
タレンズ７３で平行光束に変換したのちミラー７４で光
ディスク２０の方向にレーザ光の方向を変え、さらに、
アクチュエータ７５により独自にフォーカシングサーボ
およびトラッキングサーボされる対物レンズ７６によっ
てレーザ光を光ディスク２０に照射している。光ディス
ク２０からの反射光は、対物レンズ７６、ミラー７４、
コリメータレンズ７３と逆の光路を通ってビームスプリ
ッタ７２に入射され、非点収差を発生させてフォトダイ
オード７７に集光される。本例のフォトダイオード７７
は、図９に示すように、光ディスク２０のタンジェンシ
ャル方向およびラジアル方向に４分割されている。従っ
て、この４分割フォトダイオード７７のそれぞれの分割
された領域７７Ａ、７７Ｂ、７７Ｃおよび７７Ｄによっ
て検出された光強度８０Ａ、８０Ｂ、８０Ｃおよび８０
Ｄを用いて以下の式（５）、（６）、（７）および
（８）によってフォーカスエラー信号、プッシュプル法
による第１のトラッキングエラー信号、位相差法による
第２のトラッキングエラー信号および情報信号をそれぞ
れ求めることができる。

【００４１】 （８０Ａ＋８０Ｃ）−（８０Ｂ＋８０Ｄ） ・・・（５） （８０Ａ＋８０Ｄ）−（８０Ｂ＋８０Ｃ） ・・・（６） （８０Ａ＋８０Ｃ）−（８０Ｂ＋８０Ｄ） ・・・（７） （８０Ａ＋８０Ｂ ＋ ８０Ｃ＋８０Ｄ） ・・・（８） 本例の光学ヘッド７０において、プッシュプル法に用い
る第１の出力信号５２を出力する第１の出力回路４２
は、図９に示したように、信号８０Ａおよび８０Ｄを加
算する加算器４２ａと、信号８０Ｂおよび８０Ｃを加算
する４２ｂと、これら加算器４２ａおよび４２ｂの出力
を比較するコンパレータ４２ｃの組み合わせで実現でき
る。また、位相差法に用いる第２の出力信号５３を出力
する第２の出力回路４３も、信号８０Ａおよび８０Ｃを
加算する加算器４３ａと、信号８０Ｂおよび信号８０Ｄ
を加算する加算器４３ｂと、これらの加算器４３ａおよ
び４３ｂの出力を比較するコンパレータ４３ｃの組み合
わせで実現できる。さらに、総和を求める出力回路４４
は、加算器４３ａおよび４３ｂの出力を加算する加算器
４４ａによって構成できる。

【００４２】このように、本例の光学ヘッド７７も、プ
ッシュプル法によるトラッキングエラー信号用の出力信
号５２と、位相差法によるトラッキングエラー信号用の
出力信号５３を出力することが可能であり、実施例１と
同様の光ドライブ１１を構成することが可能である。従
って、実施例１と同様にＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＡ
ＭあるいはＣＤといった様々な仕様の光記録媒体に対
し、一括して再生、あるいは記録／再生といった処理を
確実に行うことができる。

【００４３】なお、上記の実施例では、光検出装置とし
てフォトダイオードを用いているが、フォトトランジス
タなどの他の光センサーを用いてももちろん良い。さら
に、光記録媒体は、物理的なピットの形成された光ディ
スクに限らず、相変化型や光磁気型などの光記録媒体に
対しても本発明の光学ヘッドおよび光記録装置を適用で
きることはもちろんである。また、光学ヘッドの構成
は、本例に限定されるものではなく、ミラーを省いて直
に光ディスクにレーザ光を照射するタイプの光学ヘッド
などであってももちろん良い。

【００４４】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明の光学ヘ
ッドは、タンジェンシャル方向およびラジアル方向に少
なくとも４分割された領域の光強度を用いてプッシュプ
ル法によるトラック誤差信号および位相差法によるトラ
ック誤差信号を出力できるようにしている。従って、再
生あるいは記録などの処理の対象となっている光記録媒
体の種類によって、いずれかのトラック誤差信号を用い
て安定したトラッキング制御を行うことができる。この
ため、ＣＤおよびさらに高記録密度のＤＶＤといった様
々な仕様の光記録媒体に対し一括した処理の可能な光学
ヘッドを提供することができる。そして、常に良好なト
ラッキング制御を行うことが可能となり、これらの光記
録媒体に対し確実に記録あるいは再生などの処理を行う
ことができる。また、本発明の光学ヘッドを採用した光
記録装置において、光記録媒体のピット情報の有無など
によってトラック誤差信号を自動的に切り換えることが
可能であり、いずれの光記録媒体も使用可能な光記録装
置を提供することができる。また、本発明の光記録装置
においては、ユーザーが光記録媒体の種類を特に注意し
なくとも複数の種類の光記録媒体を処理できるので、様
々な仕様の光記録媒体が混在すると考えられる今後の状
況に好適な光記録装置であり、記録／再生におけるミス
オペレーションや情報の喪失などといったトラブルを未
然に防止できる光記録装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１に係る光学ヘッドの構成を示
す断面図である。

【図２】図１に示す光学ヘッドのうち、反射光の処理に
関連する構成を模式的に示す図である。

【図３】図１に示す光学ヘッドの半導体基板の配置をホ
ログラムパターンの方向から見た平面図である。

【図４】図３に示す半導体基板の受光パターンに投射さ
れる反射光のパターンが対物レンズと光ディスクの距離
によって変化する様子を示す図であり、図４（ａ）は距
離が近い場合を示し、図４（ｂ）は距離が遠い場合を示
してある。

【図５】図１に示す光学ヘッドを用いた光ドライブの概
略構成を示すブロック図である。

【図６】本発明の実施例２に係る光学ヘッドの反射光の
処理に関連する構成を模式的に示す図である。

【図７】図６に示す光学ヘッドの半導体基板の配置をホ
ログラムパターンの方向から見た平面図である。

【図８】本発明の実施例３に係る光学ヘッドの概略構成
を示す断面図である。

【図９】図８に示す光学ヘッドの４分割フォトダイオー
ドおよび出力回路を示すブロック図である。

【符号の説明】

１・・半導体レーザ ２・・半導体基板 ５・・半導体レーザユニット ６・・ホログラム素子 ６ａ・・信号用ホログラム素子 ６ｂ・・二焦点用ホログラム素子 ７・・ミラー ８・・対物レンズ ９・・ホルダ １０・・光学ヘッド １１・・光ドライブ（光記録装置） １２・・ドライブ信号 １３・・駆動回路 １４・・情報出力回路 １５・・データ出力信号 １６・・フォーカスサーボ制御回路 １７・・フォーカスサーボ機構 １８・・トラッキングサーボ制御回路 １９・・トラッキングサーボ機構 ２０・・光ディスク ２１・・反射光 ２２ａ〜２２ｄ・・分割された光束 ３０Ａ〜３０Ｈ・・受光パターン（フォトダイオード素
子） ４０Ａ〜４０Ｈ・・光強度が変換された信号 ４１・・フォーカスエラー用の出力回路 ４２・・トラッキングエラー用の第１の出力回路（プッ
シュプル法用） ４３・・トラッキングエラー用の第２の出力回路（位相
差法用） ４４・・情報信号用の出力回路 ５１・・フォーカスエラー信号 ５２・・第１の出力信号 ５３・・第２の出力信号 ５４・・情報信号 ５９・・レーザ駆動信号 ６１・・第１のトラッキングエラー信号（プッシュプル
法による信号） ６２・・第２のトラッキングエラー信号（位相差法によ
る信号） ６３・・第１の演算回路 ６４・・第２の演算回路 ６５・・選択回路 ６７・・処理を示す信号 ６８・・選択信号 ６９・・判定回路

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 レーザ光源から出射されたレーザ光を光
   記録媒体に照射し、前記光記録媒体に対し情報の記録あ
   るいは再生の少なくともいずれかを行う光学ヘッドにお
   いて、 前記光記録媒体から反射された反射光を前記光記録媒体
   のタンジェンシャル方向とこのタンジェンシャル方向に
   垂直なラジアル方向に少なくとも４分割し、この４分割
   された領域の光強度をそれぞれ検出する検出手段と、 前記領域の光強度のうち、前記タンジェンシャル方向で
   分割された領域どうしの光強度の差を出力する第１の出
   力手段と、 前記領域の光強度のうち、前記タンジェンシャル方向お
   よびラジアル方向に対角な領域どうしの光強度の差を出
   力する第２の出力手段と、 前記領域の光強度の総和を出力する第３の出力手段とを
   有することを特徴とする光学ヘッド。
2. 【請求項２】 請求項１において、前記検出手段は、４
   分割光検出装置であることを特徴とする光学ヘッド。
3. 【請求項３】 請求項１において、前記検出手段は、前
   記ラジアル方向に２分割された４つの光検出手段であ
   り、さらに、 前記反射光を前記タンジェンシャル方向に２分割し、こ
   の２分割された領域のそれぞれの＋／−１次回折光を前
   記光検出手段の各々に集光するホログラム素子を有する
   ことを特徴とする光学ヘッド。
4. 【請求項４】 請求項１において、前記検出手段は、８
   つの光検出手段であり、さらに、 前記反射光を前記タンジェンシャル方向およびラジアル
   方向に４分割し、この４分割された領域のそれぞれの＋
   ／−１次回折光を前記光検出手段の各々に集光するホロ
   グラム素子を有することを特徴とする光学ヘッド。
5. 【請求項５】 請求項１に記載の光学ヘッドと、前記第
   １の出力手段の出力を用いて第１のトラック誤差信号を
   出力する第１の演算手段と、前記第２の出力手段の出力
   あるいは、前記第２および第３の出力手段の出力を用い
   て第２のトラック誤差信号を出力する第２の演算手段
   と、前記第１および第２のトラック誤差信号のいずれか
   を選択する選択手段とを有することを特徴とする光記録
   装置。
6. 【請求項６】 請求項５において、前記光記録媒体にピ
   ット状の前記情報が形成されているか否かを判定する判
   定手段を有し、前記選択手段は前記ピット状の情報があ
   ると前記第２のトラック誤差信号を選択することを特徴
   とする光記録装置。
7. 【請求項７】 請求項５において、前記光学ヘッドが前
   記光記録媒体に対し前記情報の記録あるいは再生の少な
   くともいずれを行うかを判定する判定手段を有し、前記
   選択手段は前記光学ヘッドが前記情報の再生を伴う処理
   を行うときは前記第２のトラック誤差信号を選択するこ
   とを特徴とする光記録装置。