JPH0935291A - 光ピックアップ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 １台の光ピックアップ装置では、異なる複数
の光ディスクを再生することができない。 【解決手段】 光ディスクに記録されているピットを読
み取るために３ビーム方式を用いてトラッキング制御を
行う光ピックアップ装置において、往路中のレーザビー
ムを光ディスクに照射して、光ディスクいより反射した
回折光を受光する複数個の光検出器と、光検出器からの
出力に応じて、往路中に配置した回折格子の格子傾斜方
向を調整する調整部とを備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光ディスクに記録
されているピットを読み出すために３ビーム方式を用い
てトラッキング制御を行う光ピックアップ装置におい
て、トラックピッチの異なる複数の光ディスクを再生す
る光ピックアップ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、光ディスクは、より一層の大容量
化がはかられ、ピットの小型化に伴いトラックピッチも
狭くなり、そのような高密度光ディスクの実用化が検討
されている。それらのトラックピッチの異なる光ディス
クは、それぞれのトラックピッチに対応した再生装置に
より再生される。この光ディスク再生装置は、１種類の
トラックピッチの光ディスクを再生するだけではなく、
種々のトラックピッチの光ディスクも再生可能であるこ
とが望まれる。

【０００３】図４は、従来の光ピックアップ装置におけ
る概略構成を示す模式図である。図４において、半導体
レーザ１から出射した拡散ビームは、コリメートレンズ
２により平行光に変換され、回折格子４を透過してハー
フミラー５に入射する。ハーフミラー５では、平行光が
反射ミラー６の方向に反射し、反射ミラー６は平行光を
対物レンズ１０方向に反射する。平行光は、対物レンズ
１０により光ディスク８面上に集光される。

【０００４】光ディスク８から反射した反射戻り光は、
再度、対物レンズ１０に入射して平行光に変換されたの
ち、反射ミラー６により反射されて、往路と同じ光路で
戻っていく。反射戻り光は、光ディスク８により位相が
変化しているため、ハーフミラー５を透過し、シリンド
リカルレンズ（図示せず）等により構成される集光レン
ズ１１によって６分割フォトダイオード１２上に集光さ
れる。

【０００５】光ピックアップ装置の３ビーム方式を用い
たトラッキングエラー信号の検出について説明する。図
５は、従来の３ビーム方式におけるビームスポットを示
す模式図である。（ａ）は、光ディスク面上でのビーム
スポットであり、（ｂ）は、６分割フォトダイオード上
でのビームスポットである。前述したように、レーザビ
ームは、往路中において回折格子４を通過し、対物レン
ズ１０により光ディスク８に集光される。すると、光デ
ィスク８に形成されているピット列２４には、０次光の
ビームスポットであるメインスポット２３と、±１次回
折光のビームスポットである２つのサイドスポット２５
が生じる。メインスポット２３は、再生信号とフォーカ
スエラー信号を得るために使用され、サイドスポット２
５は、トラッキングエラー信号を得るために使用され
る。

【０００６】メインスポット２３は、フォーカス用受光
素子２６により再生信号を検出し、また、メインスポッ
ト２３が常にピット列２４上に収束するように、フォー
カス制御のためのフォーカスエラー信号を検出してい
る。このメインスポット２３が、常にピット列２４上を
トレースするための制御がトラッキング制御であり、サ
イドスポット２５が照射しているトラッキング用受光素
子２７によりトラッキングエラー信号を検出している。

【０００７】サイドスポット２５は、メインスポット２
３を中心に対称位置に形成される。メインスポット２３
がピット列２４の中心からずれたとき、サイドスポット
２５も同様に中心からずれ、２つのサイドスポット２５
の反射戻り光量には、光量差が発生する。その光量差を
２つのトラッキング用受光素子２７で検出し、演算する
ことによりトラッキングエラー信号を得ることができ
る。

【０００８】このトラッキングエラー信号を得るため、
メインスポット２３と２つのサイドスポット２５を結ん
だ直線は、ピット列２４方向から角度θだけ傾けて配置
される。そのため、それぞれのサイドスポット２５は、
ピット列２４を中心に対称に配置され、サイドスポット
２５がピット列２４にほぼ半分かかるように形成する。
このとき、角度θは、回折格子４の格子傾斜方向で決定
される。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の光ピッ
クアップ装置は、３ビーム方式によりトラッキングエラ
ー信号の検出を行う場合、回折格子の格子傾斜方向をト
ラックピッチに対応した角度で調整し、組み立て時に固
定してしまうため、異なるトラックピッチに対応でき
ず、１台の光ピックアップ装置で、異なるトラックピッ
チの複数の光ディスクを再生することができない。

【００１０】また、トラックピッチの狭められた高密度
光ディスクの再生においては、現在の光源波長の限界か
ら、ビームスポット径を十分に小さくできないため、ト
ラッキングエラー信号のＳＮ比を、安定なサーボ制御に
必要な大きさにするには、回折格子の角度調整を高精度
に行う必要がある。

【００１１】本発明の目的は、異なるトラックピッチの
複数の光ディスクに対応してトラッキング制御を行い、
また、最適位置のサイドスポットでトラッキングエラー
信号を検出し、安定したトラッキング制御により、光デ
ィスクを再生することが可能な光ピックアップ装置を提
供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】そのため請求項１記載の
本発明は、光ディスクに記録されているピットを読み取
るために、３ビーム方式を用いてトラッキング制御を行
う光ピックアップ装置において、往路中のレーザビーム
を光ディスクに照射して、光ディスクにより反射した回
折光を受光する複数個の光検出器と、光検出器からの出
力に応じて、往路中に配置した回折格子の格子傾斜方向
を調整する回折格子調整部とを具備することを特徴とし
ている。

【００１３】また、請求項２記載の本発明は、請求項１
記載の光ピックアップ装置において、光検出器は、一方
向に複数個縦列配置したことを特徴としている。

【００１４】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の光ピックアップ
装置における一実施例を示す概略構成図である。図１に
おいて、半導体レーザ１から出射した拡散レーザビーム
は、コリメートレンズ２により平行光に変換される。そ
の後、調整部３に支持された回折格子４を通過し、ハー
フミラー５に入射する。

【００１５】平行光のうち約半分は、ハーフミラー５に
より方向変換して反射ミラー６方向に反射する第１の平
行光７となり、残りの約半分は、ハーフミラー５を通過
して光ディスク８に照射する第２の平行光９となる。

【００１６】ハーフミラー５で反射した第１の平行光７
は、反射ミラー６により対物レンズ１０方向に反射す
る。対物レンズ１０では、入射した平行光を光ディスク
８上に集光する。

【００１７】光ディスク８から反射した反射戻り光は、
対物レンズ１０により平行光に変換され、反射ミラー６
によりハーフミラー５方向に反射する。反射戻り光は、
ハーフミラーを透過して集光レンズ１１に入射する。集
光レンズ１１で集光された反射戻り光は、６分割フォト
ダイオード１２上に集光する。

【００１８】６分割フォトダイオード１２上では、フォ
ーカスエラー信号、再生信号を検出する受光素子にメイ
ンビームが集光され、トラッキングエラー信号を検出す
る受光素子にサイドビームが集光される。

【００１９】フォーカスエラー信号は、フォーカスサー
ボ回路（図示せず）に入力されると共に、再生信号とし
て信号処理される。また、トラッキングエラー信号は、
トラッキングサーボ回路（図示せず）に入力される。

【００２０】一方、ハーフミラー５を透過した第２の平
行光９は、ハーフミラー５を透過した後、光ディスク８
面上に照射される。光ディスク８に照射した第２の平行
光９は、光ディスク８のピットにより回折され、回折光
１３ａ、１３ｂとして反射する。

【００２１】光ピックアップ装置には、一方向に縦列配
置された複数個の光検出器１４ａ、１４ｂが設置されて
おり、この光検出器１４ａ、１４ｂは、光ディスク８か
ら反射した回折光１３ａ、１３ｂを検出する。

【００２２】光ディスク８から反射した回折光１３ａ、
１３ｂは、±１次回折光である。回折光１３ａ、１３ｂ
の回折角度δは、レーザビームの波長をλ、トラックピ
ッチをｄとした場合、（１）式のようになる。 δ＝ｓｉｎ^-1（λ／ｄ） （１）

【００２３】レーザビームの波長を一定とした場合、回
折角度δは、トラックピッチの値に依存するため、トラ
ックピッチの異なる光ディスク８を用いた場合、回折光
１３ａ、１３ｂを検出することで、回折光１３ａ、１３
ｂの回折角度δが求まり、光ディスク８のトラックピッ
チを判断することができる。

【００２４】したがって、光検出器１４ａ、１４ｂの配
置については、異なるトラックピッチを有する複数枚の
光ディスク８のうち、予め使用する光ディスク８のトラ
ックピッチが判っている場合、それぞれのトラックピッ
チによる回折光１３ａ、１３ｂの回折角度δは決まって
いるため、その回折角度δと対応する位置に光検出器１
４ａ、１４ｂを配置する。その複数個配置した光検出器
１４ａ、１４ｂのうち、回折光１３ａ、１３ｂを受光し
た方の光検出器１４ａ或いは光検出器１４ｂから回折角
度δを求め、再生を行う光ディスク８のトラックピッチ
を判断することができる。

【００２５】また、異なるトラックピッチを有する複数
の光ディスク８を使用するが、使用する光ディスク８の
トラックピッチが判らない場合は、光検出器１４ａ、１
４ｂ・・・を一方向に連続的に複数配置し、入射する反
射戻り光の光量が最大となる位置の光検出器１４ａ、１
４ｂ・・・から、上記（１）式を用いて回折角度δを演
算し、光ディスク８のトラックピッチを判断することが
できる。

【００２６】トラックピッチに対応して回折光１３ａ、
１３ｂの回折角度δを調整する調整部３について説明す
る。図２は、本発明の光ピックアップ装置における調整
部の概略構成を示す模式図である。図２において、調整
部３は、回折格子支持部１５と駆動部１６と制御部１７
により構成されている。回折格子４は、円周上に凹凸部
１８をもつホルダ１９に固定されている。ホルダ１９は
固定部２０に回動自在に支持されている。ホルダ１９の
凹凸部１８は、光ピックアップ装置の一部に圧電素子２
１を介して固定されている調整ジグ２２の凹凸部１８と
噛み合っている。

【００２７】圧電素子２１に供給する駆動電圧は、駆動
部１６から供給されている。駆動部１６は、制御部１７
からの信号により駆動電圧を決定する。

【００２８】制御部１７は、光検出器１４ａ、１４ｂに
より検出した回折光１３ａ、１３ｂから、回折角度δを
求め、光ディスク８のトラックピッチを判断し、光ディ
スク８上のサイドスポットの位置がトラックピッチに対
応するように圧電素子２１に供給する駆動電圧を決定す
る。

【００２９】圧電素子２１は、駆動部１６からの駆動電
圧が加わると、その電圧に対応して伸縮する。圧電素子
２１が伸縮すると、ホルダ１９は固定部２０の内円上で
回動する。そうすると、ホルダ１９に配置されている回
折格子４は、格子傾斜方向が圧電素子２１に加えられた
駆動電圧に対応して傾く。つまり、回折光１３ａ、１３
ｂを検出した光検出器１４ａ、１４ｂに対応して、格子
傾斜方向が変化する構成となっている。

【００３０】図３は、本発明の光ピックアップ装置によ
るサイドスポットの位置を示す模式図である。（ａ）
は、トラックピッチ１．４μｍの場合であり、（ｂ）
は、トラックピッチ０．８μｍの場合である。例えば、
トラックピッチが１．４μｍの光ディスクＡと、トラッ
クピッチ０．８μｍの光ディスクＢがあった場合、前述
した（１）式を用いて、それぞれの光ディスク８により
反射した回折光１３ａ、１３ｂの回折角度δを算出し、
回折格子４を調整する。

【００３１】そうすると、光ディスクＡは、回折角度δ
が約３８゜の傾斜をもつ回折光１３ａが発生し、この回
折角度δに応じて回折格子４を調整すると、図３（ａ）
に示すようになる。つまり、メインスポット２３を中心
にピット列２４に対して、角度θ１だけ傾いてサイドス
ポット２５が形成される。

【００３２】また、光ディスクＢは、回折角度が約５７
゜の傾斜をもつ回折光１３ｂが発生し、この回折角度δ
に応じて回折格子４を調整すると、図３（ａ）に示すよ
うになる。つまり、メインスポット２３を中心にピット
列２４に対して、角度θ２だけ傾いてサイドスポット２
５が形成される。

【００３３】以上のように、光ディスクの記録面上に記
録ピットの大きさに比べて、十分に大きな広がりをもっ
たレーザビームを照射した場合、ピット列からなるトラ
ックは、レーザビームに対し回折格子と同様な作用を生
じさせ、反射膜により反射したレーザビームは回折光と
なる。この回折光の回折角度δは、トラックピッチとレ
ーザビームの波長によって決定される。レーザビームの
波長が一定である限りにおいては、回折角度δとトラッ
クピッチは、一対一対応の関係を保つ。

【００３４】複数の光検出器を一方向に縦列配置し、回
折光が照射する位置を検出する。光検出器の位置により
回折光の回折角度δを求めることができ、その回折角度
δから光ディスクのトラックピッチを判断できる。その
トラックピッチに対応して回折格子を回動させ、サイド
スポットが、最適な位置になるように調整する。

【００３５】したがって、光ディスクのトラックピッチ
に対応して回折格子の格子傾斜角度を調整することによ
り、サイドスポットをトラッキングエラー信号を検出す
る最適位置に形成して、最大レベルのトラッキングエラ
ー信号を得ることができ、安定したトラッキング制御を
行うことができる。

【００３６】以上の構成における本発明の光ピックアッ
プ装置の処理動作について説明する。光ディスク８が載
置されると、第１の平行光７によりフォーカスエラー信
号が得られ、フォーカス制御される。

【００３７】また、第２の平行光９は光ディスク８に照
射されており、トラックピッチに対応した回折光１３ａ
が、光ディスク８から反射し、光検出器１４ａに照射さ
れる。回折光１３ａを受光した光検出器１４ａは、制御
部１７に信号を供給する。

【００３８】制御部１７は、信号を入力してきた光検出
器１４ａの位置から、回折角度δを求め、光ディスク８
のトラックピッチを判断し、トラックピッチに対応した
駆動電圧に関する信号を駆動部１６に出力する。

【００３９】駆動部１６は、制御部１７からの信号によ
り、圧電素子２１に駆動電圧を供給する。圧電素子２１
は、駆動電圧に対応して伸縮し、この伸縮に伴い回折格
子支持部１５の回折格子４の格子傾斜方向が変化する。
そうすると、光ディスク８面上のサイドスポット２５
は、メインスポット２３を中心に所定の角度だけ回転す
る。回折格子４の調整が終了した後に、光ディスク８の
再生を開始する。

【００４０】以上のように、光ディスクの再生前に、第
２の平行光を光ディスクに照射し、光ディスクより反射
した回折光を光検出器で受光する。その光検出器の位置
から回折角度を求め、回折光の回折角度からトラックピ
ッチを判断する。そして、そのトラックピッチに対応し
た回折格子の格子傾斜方向に、回折格子を調整すること
により、サイドスポットを最適位置に設定できるため、
異なるトラックピッチの複数の光ディスクでも安定した
トラッキング制御を行い、光ディスクを再生することが
可能である。

【００４１】本実施例では、回折格子を回動するために
圧電素子を用いているが、本発明は、それに限定される
ものではない。つまり、光ディスクの半径位置に対応し
て回折格子の格子傾斜方向を制御できる機構であれば、
本発明と同等の効果を奏する。

【００４２】

【発明の効果】従って、本発明の光ピックアップ装置に
よれば、異なるトラックピッチの複数の光ディスクを、
安定したトラッキング制御により再生することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の光ピックアップ装置における一実施例
を示す概略構成図である。

【図２】本発明の光ピックアップ装置における調整部の
概略構成を示す模式図である。

【図３】本発明の光ピックアップ装置によるサイドスポ
ットの位置を示す模式図である。（ａ）は、トラックピ
ッチ０．８μｍの場合であり、（ｂ）は、トラックピッ
チ１．４μｍの場合である。

【図４】従来の光ピックアップ装置における概略構成を
示す模式図である。

【図５】従来の３ビーム方式におけるビームスポットを
示す模式図である。（ａ）は、光ディスク面上でのビー
ムスポットであり、（ｂ）は、６分割フォトダイオード
上でのビームスポットである。

【符号の説明】

１ ・・・半導体レーザ ２ ・・・コリメートレン
ズ ３ ・・・調整部 ４ ・・・回折格子 ５ ・・・ハーフミラー ６ ・・・反射ミラー ７ ・・・第１の平行光 ８ ・・・光ディスク ９ ・・・第２の平行光 １０ ・・・対物レンズ １１ ・・・集光レンズ １２ ・・・６分割フォト
ダイオード １３ａ、１３ｂ ・・・回折光 １４ａ、１４ｂ ・・・光検出器 １５ ・・・回折格子支持
部 １６ ・・・駆動部 １７ ・・・制御部 １８ ・・・凹凸部 １９ ・・・ホルダ ２０ ・・・固定部 ２１ ・・・圧電素子 ２２ ・・・調整ジグ ２３ ・・・メインスポッ
ト ２４ ・・・ピット列 ２５ ・・・サイドスポッ
ト ２６ ・・・フォーカス用
受光素子 ２７ ・・・トラッキング
用受光素子

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】光ディスクに記録されているピットを読み
   取るために３ビーム方式を用いてトラッキング制御を行
   う光ピックアップ装置において、往路中のレーザビーム
   を前記光ディスクに照射して前記光ディスクにより反射
   した回折光を受光する複数個の光検出器と、該光検出器
   からの出力に応じて往路中に配置した回折格子の格子傾
   斜方向を調整する調整部とを具備することを特徴とする
   光ピックアップ装置。
2. 【請求項２】請求項１記載の光ピックアップ装置におい
   て、前記光検出器は、一方向に複数個縦列配置したこと
   を特徴とする光ピックアップ装置。