JPH0935320A

JPH0935320A - 光ピックアップ装置

Info

Publication number: JPH0935320A
Application number: JP7186932A
Authority: JP
Inventors: Masahiko Nakayama; 昌彦中山; Hiroshi Akiyama; 洋秋山
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1995-05-16
Filing date: 1995-07-24
Publication date: 1997-02-07
Anticipated expiration: 2015-07-24
Also published as: JP3017418B2

Abstract

(57)【要約】【課題】Ｓ／Ｎの向上を図り、信号検出を確実に行う
ことが可能な光ピックアップ装置を提供することを課題
とする。【解決手段】光ディスク７からの反射光Ａのうち、主
にトラック方向Ｔの１次光２０ｂが現われる第一光領域
Ａ₁ （特に最短ピットに対応する信号が集中している光
量変化が顕著な部分の光束）の出力信号から、トラック
方向Ｔのピット端部をほとんど含まない部分に対応する
第二光領域Ａ₂ （特に最短ピットに対応する信号がほと
んど検出されない光量変化がほとんど生じない部分の光
束）の出力信号を差し引いて情報信号を検出することに
よって、信号振幅を維持したまま、ノイズ成分のみを低
減させるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光ディスクドライ
ブ装置、光カード装置等の光情報記録再生装置の光ピッ
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１６に基づいて説明する。レーザ光源としての半導
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Ａ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Ａ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。
受光素子１１はａ〜ｆの６つの受光面に分割され、受光
素子１２はｇ，ｈ，ｉの３つの受光面に分割されてい
る。これにより、情報信号（記録面に記録された信号）
Ｒｆ、フォーカスエラー信号Ｆｅ（ビームサイズ法）、
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。

【０００３】また、図１７は、信号検出光学系８に関す
る他の従来例を示す。図１７（ａ）の信号検出光学系８
では、検出レンズ９により集光された反射光Ａは、非点
収差発生レンズ１３により非点収差が与えられ、受光素
子１４に導かれる。受光素子１４はａ〜ｄの４つの受光
面に分割されている。これにより、情報信号Ｒｆ、フォ
ーカスエラー信号Ｆｅ（非点収差法）、トラックエラー
信号Ｔｅは、Ｒｆ＝ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ …（４）Ｆｅ＝（ａ＋ｃ）−（ｂ＋ｄ） …（５）Ｔｅ＝（ａ＋ｄ）−（ｂ＋ｃ） …（６）として求めることができる。

【０００４】図１７（ｂ）の信号検出光学系８では、検
出レンズ９により集光された反射光Ａは、ナイフエッジ
プリズム１５により一部の光がカットされ、カットされ
なかった光は受光素子１６に導かれ、カットされた光は
受光素子１７に導かれる。受光素子１６はａ，ｂの２つ
の受光面に分割され、受光素子１７はｃ，ｄの２つの受
光面に分割されている。これにより、情報信号Ｒｆ、フ
ォーカスエラー信号Ｆｅ（ナイフエッジ法）、トラック
エラー信号Ｔｅは、Ｒｆ＝ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ、又は、ｃ＋ｄ …（７）Ｆｅ＝ａ−ｂ …（８）Ｔｅ＝ｃ−ｄ …（９）として求めることができる。

【０００５】ここで、光ディスク７の記録面上での回折
原理を図１８及び図１９に基づいて述べる。図１８
（ａ）に示すように、対物レンズ６により集光された光
スポットＰは、光ディスク７（通常のＣＤの場合）のピ
ット列により回折される。図１９（ａ）は、予め凹凸が
形成されたＲＯＭタイプのディスク面（凹部がピット
部、凸部が非ピット部）を示す。ピット部と非ピット部
とでそれぞれ反射された光は位相差が生じ干渉を起こ
す。位相差はΔ＝２πｎｈ／λ（ただし、ｈ：ピット高
さ、ｎ：基板反射率、λ：レーザ波長）として表わされ
る。なお、図１９（ｂ）に示すように、相変化型記録方
式の場合には、マーク部２２ａと非マーク部２２ｂとに
より反射された光が位相差を生じることにより干渉を起
こす。

【０００６】このようにして光ディスク７のピット列に
より回折された光（反射光Ａ）は、開口数ＮＡの対物レ
ンズ６に戻ることによって、主に０次光２０ａと高次成
分として１次光２０ｂの回折光とが取り込まれ、その後
受光素子１１，１２（図１６の光学系の場合）に導かれ
る。０次光２０ａと、１次光２０ｂとが干渉することに
よって光量が変化し、これによりピット（情報信号とし
て検出されるものであり、ここでは、凹凸による位相ピ
ット、ミラー面と反射率の異なるドットを総称してい
う）を検出することができる。このような回折原理によ
って、０次光２０ａと１次光２０ｂの回折光とが、例え
ば受光素子１１，１２に導かれると、前記（１）式によ
り光量全体の総和として情報信号Ｒｆの値を得ることが
できる。

【０００７】なお、ピットが小さい（短いピット）ほ
ど、回折角θが大きくなり、また、ピットが非常に短く
なる（最短ピット）と、０次光２０ａと１次光２０ｂと
の重複領域が少なくなり、ピットが検出できなくなる。
すなわち、短いピットの信号変化は、ピットが小さく高
密度になればなるほど検出光ファーフィールドパターン
（ＦＦＰ）の周辺部に集中するのに対して、大きなピッ
ト（長いピット）の信号変化は、回折角θが小さく検出
光ＦＦＰの中心部に集中する。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】従来例（例えば図１６
参照）において、光ディスク７に記録されたピットの情
報を示す情報信号Ｒｆ（（１）式参照）は、ピット形状
に対応して光量が変化する０次光２０ａと１次光２０ｂ
とが重複する重複領域（図１８（ａ）参照）の成分と、
光量変化が少なくノイズ成分の多い０次光２０ａの成分
との光量全体の総和により求められている。しかし、こ
のように単に光量全体の変化を検出するだけでは、前述
したようにピットが小さく高密度な記録媒体になるほ
ど、０次光２０ａの成分に対する重複領域の成分の割合
が小さくなってノイズ成分の割合が大きくなるため、Ｓ
／Ｎが低下してしまうことになる。

【０００９】ここで、記録媒体としてＣＤを例にとる
と、最短ピットに対応する最も短い信号は３Ｔ信号であ
り、最長ピットに対応する最も長い信号は１１Ｔ信号で
ある（Ｔは基本クロックの周期）。この場合、高密度に
記録されたピットをＳ／Ｎよく読取るためには、３Ｔの
信号振幅を上げて分解能を向上させるか、３Ｔ信号のノ
イズを低減してＳ／Ｎを向上させなければならない。前
者の最短ピットから検出される振幅を向上させるには、
読取り用の光スポットＰのスポット径を小さくしスポッ
ト自体の分解能を上げなければ実現することができず、
ＬＤの波長を短くしたり対物レンズのＮＡを大きくする
必要があるが、現状ではＬＤの波長は６３５ｎｍ、対物
レンズのＮＡは０．６程度が限界である。また、後者の
３Ｔ信号のノイズを低減させる方式としては、反射光Ａ
のうちノイズとなる０次光２０ａの成分を除去すればよ
いわけであるが、従来の信号検出方式では前述したよう
に受光される光量全体の変動により情報信号Ｒｆを求め
ている。従って、ＣＤが高密度に記録された場合におい
てノイズを低減させることができず、Ｓ／Ｎが低下し正
確な信号検出を行うことができない。

【００１０】なお、近年、高密度な記録・再生を行うた
めに、超解像と呼ばれる研究開発がなされ、前述した図
１６の従来例よりも分解能の高い光ピックアップ装置が
提案されている（光学、第２１巻第５号、1992年5 月、
p.342〜p.345参照）。この超解像を利用した方式は、集
光前のビームの中心付近の光強度又は位相を変えること
によって回折限界を超える微小な光スポットを実現す
る。その光スポットは比較的強いサイドローブを形成す
るため、再生の場合はサイドローブ成分をスリットを用
いて遮光し、メインローブ成分のみを切り出して受光し
再生信号を得る。しかし、このような超解像を利用して
高密度な記録を行う方式では、遮光用のスリットを用い
るため光利用効率が低下するという欠点があり、スリッ
トのスポット径も約１００μｍ以下と微小であり、スリ
ットの位置精度も小型化を考慮すると厳しいものとな
る。

【００１１】また、超解像による信号再生方式には、メ
ディア（超解像光磁気ディスク）を用いたもの（応用物
理、第６１巻、第３号、1992年、p.250〜p.253参照）も
あるが、いまだ研究段階であり汎用性に欠ける。

【００１２】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明にお
いては、情報信号再生手段により、主にトラック方向の
０次光と１次光とが重複する部分（特にピット端部に応
じて光量変化が顕著に生じる部分）に対応する第一光領
域と、そのトラック方向の１次光がほとんど含まれない
残りの０次光の部分（ピット凹凸があっても光量変化が
ほとんど生じない部分）に対応する第二光領域とに分割
して検出し、これら分割された第一光領域から得られる
信号と第二光領域から得られる信号との差分を求めるこ
とによって、ピットが特に最短ピットの場合、最短ピッ
トに対応して検出される信号が集中している部分の光束
（第一光領域）の光量から、その最短ピットに対応する
信号がほとんど検出されない部分の光束（第二光領域）
の光量を差し引くことができ、これにより、最短ピット
の信号振幅を低下させずにノイズ成分のみを低減させて
情報信号を得ることが可能となる。また、０次光と１次
光とが重複する第一光領域は、ピット端部に対応して光
量変化が顕著に生じるため、受光量の総和により情報信
号を検出する従来方式に比べて分解能を高め、ピット端
部位置を正確に求めることができる。

【００１３】請求項２記載の発明においては、情報信号
再生手段により、反射光のトラック方向に３分割された
光束のうち両端部に位置する第一光領域と、この両端部
の第一光領域に挾まれた中央部に位置する第二光領域に
分割して検出し、第一光領域から得られる信号と、第二
光領域から得られる信号との差分を求めることによっ
て、信号振幅を低下させずにノイズ成分に対応する光束
をさらに効果的に低下させることができる。

【００１４】請求項３記載の発明においては、情報信号
再生手段により、反射光のうち周辺部に対応する第一光
領域と、この第一光領域に囲まれた中心部に対応する第
二光領域とに分割して検出し、第一光領域から得られる
信号と、第二光領域から得られる信号との差分を求める
ことによって、信号振幅を低下させずにノイズ成分に対
応する光束をさらに効果的に低下させることができる。

【００１５】請求項４記載の発明においては、情報信号
再生手段により、反射光のうちトラック方向に分割され
た周辺部の第一光領域と、この第一光領域以外の部分に
対応する第二光領域に分割して検出し、第一光領域から
得られる信号と、第二光領域から得られる信号との差分
を求めることによって、信号振幅を低下させずにノイズ
成分に対応する光束をさらに効果的に低下させることが
できる。

【００１６】請求項５記載の発明においては、光束分割
手段により光情報記録媒体からの反射光をトラック方向
の複数の領域に分割し、これら複数の領域に分割された
反射光を受光手段に各々別個に導くことによって、分離
された各光束の集光点近傍の微小な領域で受光すること
ができ、受光面積を小さくし帯域を向上させることがで
きる。

【００１７】請求項６記載の発明においては、プリズム
により光情報記録媒体からの反射光を分離することによ
って、光束の分離方向を比較的自由に設定することが可
能となる。

【００１８】請求項７記載の発明においては、ホログラ
ムにより光情報記録媒体からの反射光を分離することに
よって、光束の分離方向を自由に設定できると共に、光
束分離機能を単板を用いて容易に得ることができる。

【００１９】請求項８記載の発明においては、複数の異
なる光束分割領域により光束を分離させることによっ
て、情報信号の他に、フォーカスエラー信号やトラック
エラー信号を得るための各種信号検出方式（非点収差
法、ナイフエッジ法、プッシュプル法等）を１つの素子
で作ることが可能となる。

【００２０】請求項９記載の発明においては、複数の反
射光を同一基板上に設けられた複数個の受光素子に導く
ことによって、部品点数を削減することができる。

【００２１】請求項１０記載の発明においては、同一の
筐体内にレーザ光源と受光素子を配置したことによっ
て、組付け調整が容易となる。

【００２２】

【発明の実施の形態】本発明の実施の第一の形態を図１
〜図４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１６〜図１８参照）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。

【００２３】図２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、偏向プリズム４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Ａがビームスプリッタ３
により反射された信号検出光学系８内の光路上には、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。そして、反射光Ａがビームスプリッタ１０により反
射された光路上には情報信号検出用の受光素子２１が配
置されている。なお、反射光Ａがビームスプリッタ１０
を透過した光路上には、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２３とが
配置されている。

【００２４】反射光Ａは、図１（ａ）に示すように、０
次光２０ａと、±１次光２０ｂ（以下、±の記号は省略
する）とからなっている。この反射光Ａのうち、トラッ
ク方向Ｔの両端部に位置する２つの第一光領域Ａ₁ （ハ
ッチング領域で示す）は、主に０次光２０ａと１次光２
０ｂとが重複する重複領域となっている。中央部の第二
光領域Ａ₂ は、１次光２０ｂはほとんど含まれず、主に
０次光２０ａの部分からなっている。

【００２５】受光素子２１は、図１（ｂ）に示すよう
に、トラック方向（ジッタ方向）Ｔに対して３分割さ
れ、受光面ａ，ｂ，ｃが形成されている。この受光面
ａ，ｂ，ｃには、光ディスク７のディスク面（記録面）
から反射された反射光Ａが導かれる。受光面ａ，ｂは、
反射光Ａのうちのトラック方向Ｔの両端部に位置する２
つの第一光領域Ａ₁ を受光し、受光面ｃは、反射光Ａの
うちの中央部に位置する第二光領域Ａ₂ を受光する。こ
れら受光面ａ〜ｃを有する受光素子２１と、これら受光
した信号を再生処理する手段とによって情報信号再生手
段が構成される。

【００２６】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、偏向プリズム４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。図１（ｃ）は、光ディスク７のディスク面（記録
面）上の様子を示す。このディスク面のトラック１８上
には、トラック方向Ｔにピット列（長さが異なるピット
１９からなる）が形成されている。このピット列により
反射回折された反射光Ａには、０次光２０ａと１次光２
０ｂとが含まれており、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により一部の光が反射されて
受光素子２１に導かれ、これにより情報信号Ｒｆが検出
される。

【００２７】この場合、０次光２０ａと１次光２０ｂと
からなる反射光Ａのうち、重複領域の第一光領域Ａ₁ に
は、０次光２０ａと１次光２０ｂとの干渉による光量変
化が現われるが、その重複領域の大きさはトラック方向
Ｔのピット長さに対応して変化する。すなわち、トラッ
ク方向Ｔのピット長さが短くなるにつれて、１次光２０
ｂはほとんど現われなくなり、０次光２０ａと１次光２
０ｂとの干渉領域が小さくなる。従って、反射光Ａのう
ち、第一光領域Ａ₁ （記録されたピット情報に対応する
重複領域）はピット長さに応じて光量変化が顕著に生じ
る領域となり、第二光領域Ａ₂ （ノイズに対応する０次
光２０ａの領域）はピット形状が変化してもそれほど光
量変化がほとんど生じない領域となる。

【００２８】そして、このように光量変化の異なる第一
光領域Ａ₁ と第二光領域Ａ₂ とからなる反射光Ａが、受
光素子２１のトラック方向Ｔに３分割された受光面ａ，
ｂ，ｃに導かれる。このとき、両端部の受光面ａ，ｂに
は第一光領域Ａ₁ のほとんどの光束が導かれ、中央部の
受光面ｃには第二光領域Ａ₂ のほとんどの光束が導かれ
る。そして、情報信号再生手段により、反射光Ａの第一
光領域Ａ₁ に対応して受光面ａ，ｂにより検出された信
号（Ｘ）と、反射光Ａの第二光領域Ａ₂ に対応して受光
面ｃにより検出された信号（Ｙ）との差分（＝Ｘ−Ｙ）
を求めることによって、光ディスク７に記録された情報
信号Ｒｆを再生することができる。このとき再生される
情報信号Ｒｆは、Ｒｆ＝（ａ＋ｂ）−ｃ …（１０）として求められる。これにより、信号振幅を低下させる
ことなく、ノイズ成分のみを低下して信号検出を行うこ
とができる。

【００２９】上述したように、０次光２０ａと１次光２
０ｂとを含む反射光Ａを、第一光領域Ａ₁ と第二光領域
Ａ₂ に分離して受光素子２１に検出し、周辺部の光束
（主に、トラック方向Ｔの０次光２０ａと１次光２０ｂ
との重複領域からなる第一光領域Ａ₁ ）と、中心部の光
束（１次光２０ｂをほとんど含まない主に０次光２０ａ
からなる第二光領域Ａ₂ ）との光量差を求めることによ
って、信号の総受光量を減少させる一方で、特に最短ピ
ットに対応して検出される信号の信号振幅を減少させず
に情報信号Ｒｆの再生を行うことができる。これによ
り、反射光Ａに含まれるノイズ（ＬＤ１のノイズ、受光
素子２１のノイズ、光ディスク７のノイズ等）を低減さ
せて分解能を高めることができる。このような理由か
ら、Ｓ／Ｎを向上させることができ、高密度な記録媒体
に対しても高感度な信号再生を行うことが可能となる。

【００３０】次に、本発明の実施の第二の形態を図２〜
図５に基づいて説明する（請求項２，３，４記載の発明
に対応する）。なお、前述した実施の形態と同一部分に
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。

【００３１】図３に示すように、受光素子２１は、トラ
ック方向Ｔに対して３分割されることにより両端部の受
光面ａ，ｂが形成され、トラック方向Ｔに直交する方向
に対して２分割されることにより中央部の受光面ｃ，ｄ
が形成されている。このように構成された受光素子２１
は、図２に示す信号検出光学系８内に配置されている。
この場合、光ディスク７からの反射光Ａのうち、第一光
領域Ａ₁ （最短ピットに対応する信号が集中している両
端部の１次光２０ｂからなる光束）は受光面ａ，ｂに導
かれ、第二光領域Ａ₂ （最短ピットに対応する信号がほ
とんど検出されない中央部の０次光２０ａからなる光
束）は受光面ｃ，ｄに導かれる。この受光素子２１の受
光面ａ，ｂと受光面ｃ，ｄから得られる信号の出力差を
求めることによって、情報信号Ｒｆを再生することがで
きる（情報信号再生手段）。また、受光面ｃ，ｄからト
ラックエラー信号Ｔｅを検出することもできる。この場
合、情報信号Ｒｆ、トラックエラー信号Ｔｅは、Ｒｆ＝（ａ＋ｂ）−（ｃ＋ｄ） …（１１）Ｔｅ＝ｃ−ｄ …（１２）により求めることができる。

【００３２】従って、このように反射光Ａを受光素子２
１に導いて３分割された光束のうち、両端部の主に１次
光２０ｂの光束（第一光領域Ａ₁ ）と、中央部の主に０
次光２０ａの光束（第二光領域Ａ₂ ）との光量差を求め
ることによって、信号振幅を低下させることなく反射光
Ａに含まれるノイズを低減させ、情報信号ＲｆのＳ／Ｎ
を向上させることができる。なお、図２の信号検出光学
系８に受光素子２３を配置することにより、周知の信号
検出方式（非点収差法、ナイフエッジ法等）を用いてフ
ォーカスエラー信号Ｆｅを検出するようにしてもよい。

【００３３】次に、変形例を図４及び図５に基づいて説
明する。まず、図４（ａ）に示すように、受光素子２１
を、周辺部の受光面ａと、この受光面ａに囲まれた中心
部の受光面ｂ（長方形）に分割して構成してもよい。こ
の受光素子２１は、図２の信号検出光学系８内に配置さ
れる。この場合、光ディスク７からの反射光Ａのうち、
第一光領域Ａ₁ （最短ピットに対応する信号が集中して
いる周辺部の光束）は周辺部の受光面ａに導かれ、第二
光領域Ａ₂ （最短ピットに対応する信号がほとんど検出
されない中心部の光束）は受光面ｂに導かれる。この受
光素子２１の受光面ａ，ｂの周辺部と中心部とから得ら
れる信号の光量差を求めることによって、ノイズを低減
して情報信号Ｒｆを感度よく再生することができる（情
報信号再生手段）。この場合、情報信号Ｒｆは、Ｒｆ＝ａ−ｂ …（１３）により求めることができる。また、図４（ｂ）に示すよ
うに中央部の受光面ｂを楕円状にしたり、図４（ｃ）に
示すようにトラック方向Ｔに対して分割された受光面
ａ，ｂと、中心部の受光面ｃ（円）との３分割にして受
光素子２１を構成しても同様な効果を得ることができ
る。なお、図４（ｃ）の情報信号Ｒｆは、前記（１０）
式と同様にして求められる。

【００３４】また、図５（ａ）（ｂ）に示すように、受
光素子２１を、トラック方向Ｔに対して分割された周辺
部の受光面ａ，ｂと、その周辺部以外の領域の受光面ｃ
とに分割して構成してもよい。ただし、受光面ａ，ｂの
中央部分では、３Ｔ信号が集中して現われる分布形状に
合わせて、トラック方向Ｔに対して湾曲に限定して形成
されている。このように受光面ａ，ｂの形状を湾曲にし
て形成し、トラック方向Ｔの周辺光束に限定して検出す
るようにした理由は、前記図１（ａ）にも示したよう
に、ラジアル方向（トラック方向Ｔに直交する方向）の
端部にはほとんど３Ｔ信号成分が存在しないからであ
る。

【００３５】そして、光ディスク７からの反射光Ａのう
ち、第一光領域Ａ₁ （最短ピットに対応する信号が集中
している周辺部の光束）は周辺部に位置する受光面ａ，
ｂに導かれ、第二光領域Ａ₂ （最短ピットに対応する信
号がほとんど検出されない中心部の光束）は中心部に位
置する受光面ｃに導かれる。このように受光素子２１の
周辺部とそれ以外の部分とから得られる信号の光量差を
求めることによって、ノイズを低減して情報信号Ｒｆを
感度よく再生することができる（情報信号再生手段）。
情報信号Ｒｆは、前記（１０）式と同様にして求めるこ
とができる。

【００３６】次に、本発明の実施の第三の形態を図６〜
図８に基づいて説明する（請求項５，６，７記載の発明
に対応する）。なお、前記各実施の形態と同一部分につ
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。

【００３７】図６に示すように、光ディスク７からの反
射光Ａがビームスプリッタ１０により反射された光路上
には、光束分割手段としてのプリズム２４が配置されて
いる。図７（ａ）はそのプリズム２４の形状を示すもの
であり、領域２４ａ，２４ｂ，２４ｃの３つに分割して
形成されている。上下の領域２４ａ，２４ｂは反射光Ａ
の第一光領域Ａ₁ の光束（１次光２０ｂ）が導かれる大
きさとされ、中央の領域２４ｃは反射光Ａの第一光領域
Ａ₁ 以外の第二光領域Ａ₂ の光束（０次光２０ａ）が導
かれる大きさとされている。そして、このようなプリズ
ム２４は、領域２４ａ，２４ｂ，２４ｃがトラック方向
Ｔに対して分割された状態となるように光路中に配置さ
れる。また、プリズム２４により分離した３つの光束２
５ａ，２５ｂ，２５ｃを各々別個に検出できるような受
光面ａ，ｂ，ｃを有する受光手段としての受光素子２１
が設けられている。ここでは、受光素子２１の各受光面
ａ，ｂ，ｃは、各光束２５ａ，２５ｂ，２５ｃの集光点
の近傍に配置されている。なお、受光手段としては、受
光面ａ，ｂ，ｃを有する１個の受光素子２１を用いる代
わりに、複数個の受光素子を用いて構成してもよい。

【００３８】このようにして構成されたプリズム２４と
受光素子２１を光路中に配置した状態で、光ディスク７
からの反射光Ａをプリズム２４に入射させる。このと
き、反射光Ａのうち、上方の第一光領域Ａ₁ （最短ピッ
トに対応する信号が集中している周辺部の光束）はプリ
ズム２４の上方の領域２４ａに導かれ、下方の第一光領
域Ａ₁ はプリズム２４の下方の領域２４ｂに導かれ、中
央の第二光領域Ａ₂ （最短ピットに対応する信号がほと
んど検出されない中央部の光束）はプリズム２４の中央
の領域２４ｃに導かれる。これにより、プリズム２４を
通過した反射光Ａは、図７（ｂ）に示すように、上下２
本の光束２５ａ，２５ｂ（第一光領域Ａ₁）と、中央の
光束２５ｃ（第二光領域Ａ₂ ）との合計３本に分割され
る。これら３本の光束２５ａ，２５ｂ，２５ｃは、３分
割された受光面ａ，ｂ，ｃをもつ受光素子２１に各々別
個に検出される。すなわち、光束２５ａを受光面ａに導
き、光束２５ｂを受光面ｂに導き、光束２５ｃを受光面
ｃに導くことによって、（１０）式と同様にして情報信
号Ｒｆを求めることができる（情報信号再生手段）。こ
れにより、ノイズを低減して情報信号Ｒｆを感度よく再
生することができる。また、ここでは、各光束２５ａ，
２５ｂ，２５ｃを受光素子２１の各受光面ａ，ｂ，ｃに
集光点近傍で受光させているため、受光面積を小さくす
ることができ、これにより帯域を向上させることも可能
となる。

【００３９】また、図８に示すように、光束分割手段と
して、前記プリズム２４の代わりに、ホログラム２６を
用いてもよい。ホログラム２６は、グレーティングが形
成された上下の領域２６ａ，２６ｂと、グレーティング
が存在しない中央の領域２６ｃとから構成される。この
場合、上下の領域２６ａ，２６ｂには反射光Ａの第一光
領域Ａ₁ の光束が導かれる大きさに形成され、中央の領
域２６ｃは反射光Ａの第一光領域Ａ₁ 以外の第二光領域
Ａ₂ の光束が導かれる大きさに形成されている。そし
て、このようなホログラム２６をその領域２６ａ，２６
ｂ，２６ｃがトラック方向Ｔに対して分割された状態と
なるように光路中に配置し、反射光Ａを入射させること
によって、プリズム２４と同様に３本の光束２５ａ，２
５ｂ，２５ｃに分割して検出することができ、これによ
りノイズを低減して情報信号Ｒｆを感度よく再生するこ
とができる。この場合にも、（１０）式と同様にして情
報信号Ｒｆを求めることができる。

【００４０】次に、本発明の実施の第四の形態を図９〜
図１２に基づいて説明する（請求項８，９記載の発明に
対応する）。なお、前記各実施の形態と同一部分につい
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。

【００４１】図９の信号検出光学系８内には、光束分割
手段としてのプリズム２７と、このプリズム２７により
分離された複数の光束を受光する受光素子２８とが配設
されている。プリズム２７は、図１０に示すように、複
数の異なる領域２７ａ〜２７ｅ（光束分割領域）に分割
されている。ここでいう「異なる領域」とは、入射した
光束の屈折方向が異なるという意味である。そして、こ
のように構成されたプリズム２７に光ディスク７からの
反射光Ａが入射することによって、領域２７ａ〜２７ｅ
にそれぞれ対応して光束２９ａ〜２９ｅが発生し、これ
ら５つの光束２９ａ〜２９ｅは受光素子２８の受光面２
８ａ〜２８ｅ（ただし、２８ｄ，２８ｅは図示せず）に
導かれる。

【００４２】これにより、例えば領域２７ｄを透過した
光束２９ｄ又は領域２７ｅを透過した光束２９ｅを、２
分割された受光面ｄ又はｅに受光することによって、ナ
イフエッジ法を用いてフォーカスエラー信号Ｆｅを検出
することができる。また、例えば領域２７ｂ，２７ｃに
より屈折された光束２９ｂ，２９ｃを受光面ｂ，ｃで受
光し差信号を求めることによって、トラックエラー信号
Ｔｅを検出することができる。また、情報信号Ｒｆは、
受光面ａ〜ｅ（中心部にａ、周辺部にｂ〜ｅ）に受光さ
れる反射光Ａのうち周辺部の光束（第一光領域Ａ₁ ）か
ら得られる信号と、中心部の光束（第二光領域Ａ₂ ）か
ら得られる信号との差分をとることによって検出するこ
とができる。各種信号Ｆｅ，Ｔｅ，Ｒｆは、Ｆｅ＝ｄ₁−ｄ₂又はｅ₁−ｅ₂ …（１４）Ｔｅ＝ｂ−ｃ …（１５）Ｒｆ＝（ｄ＋ｅ）−ａ、又は、（ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅ）−ａ …（１６）ただし、ｄ₁，ｄ₂は受光面ｄの２分割された面ｅ₁，ｅ₂は受光面ｅの２分割された面により求めることができる。

【００４３】また、図１１に示すように、光束分割手段
として、プリズム２７の代わりに、ホログラム３０を用
いてもよい。このホログラム３０は、複数の異なる領域
３０ａ〜３０ｄ（光束分割領域）に分割されている。領
域３０ａ，３０ｂ，３０ｃには、グレーティングが形成
されている。ここでいう「異なる領域」とは、入射した
光束の回折方向が異なるという意味である。このように
構成されたホログラム３０に反射光Ａを入射させること
によって、例えば領域３０ａで回折された光束によりナ
イフエッジ法を用いてフォーカスエラー信号Ｆｅを検出
し、領域３０ｂ，３０ｃで回折された光束によりトラッ
クエラー信号Ｔｅを検出し、反射光Ａのうち周辺部の光
束（第一光領域Ａ₁ ）と中心部の光束（第二光領域Ａ
₂ ）との差分から情報信号Ｒｆを検出することができ
る。この場合、例えば、受光素子２８がホログラム３０
の領域３０ａ〜３０ｄに対応して受光面ａ〜ｄに分割さ
れているとすると、情報信号Ｒｆは、Ｒｆ＝ｄ−（ａ＋ｂ＋ｃ） …（１７）により求めることができる。

【００４４】また、図１２に示すように、ホログラム３
０により分離された複数の光束を、同一の基板３１上に
一体に取付けられた４つの受光素子３２ａ〜３２ｄの各
受光面ａ₁，ａ₂〜ｄに各々別個に導くようにしてもよ
い。各種信号Ｆｅ，Ｔｅ，Ｒｆは、Ｆｅ＝ａ₁−ａ₂ …（１８）Ｔｅ＝ｂ−ｃ …（１９）Ｒｆ＝（ａ₁＋ａ₂＋ｂ＋ｃ）−ｄ …（２０）により求めることができる。このように受光素子３２ａ
〜３２ｄを基板３１に一体に設けることによって、組付
け調整が容易になる。

【００４５】次に、本発明の実施の第五の形態を図１３
〜図１５に基づいて説明する（請求項１０記載の発明に
対応する）。なお、前記各実施の形態と同一部分につい
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１３に示すように、筐体としてのＬＤ−
ＰＤユニット３３内には、ＬＤ１と、４個の受光素子３
４ａ〜３４ｄとが設けられている。図１４はＬＤ−ＰＤ
ユニット３３の正面図を示すものである。中央にはＬＤ
１が配置され、その周囲には受光素子３４ａ〜３４ｄが
配置されている。

【００４７】このように構成されたＬＤ−ＰＤユニット
３３のＬＤ１から出射した光は、ミラー３５により反射
されてユニット外部に進行していき、コリメートレンズ
２を介して、偏光分離機能（例えばＳ偏光を透過させＰ
偏光を回折する機能）を有する偏光ホログラム３６に入
射する。その出射光は、偏光ホログラム３６を透過して
偏向プリズム４により進行方向を変え、λ／４板５を介
して、対物レンズ６により集光されて光ディスク７に照
射される。この光ディスク７からの反射光Ａは、逆の光
路を辿っていき、λ／４板５を再度通過することにより
出射光とは偏光方向が９０°異なる直線偏光に変えら
れ、偏光ホログラム３６により回折されて出射光路とは
異なる光路を進んでいき、ＬＤ−ＰＤユニット３３内の
受光素子３４ａ〜３４ｄに導かれる。これにより、例え
ば前記図１２の構成の場合と同様な原理によって、各種
信号Ｒｆ、Ｆｅ、Ｔｅを検出することができる。このよ
うにＬＤ−ＰＤユニット３３を用いてＬＤ１と４個の受
光素子３４ａ〜３４ｄを近接配置することによって、入
出射光路を略一方向に向けて単純化させ、光学系スペー
スの省略化を図ることができる。

【００４８】また、図１５の装置は、前記図１３の装置
のコリメートレンズ２と偏向プリズム４を省き、各素子
を一体にして取付けた場合の例である。これにより、部
品点数を削減できると共に、装置の小型化を一段と図る
ことができる。

【００４９】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。

【００５０】

【発明の効果】請求項１記載の発明は、情報信号再生手
段を用い、光情報記録媒体からの０次光と１次光とを含
む反射光のうち、主にトラック方向の１次光が現われる
第一光領域（特に最短ピットに対応する信号が集中して
いる部分の光束、すなわち、ピット端部の形状変化に応
じて光量変化が顕著に生じる領域）と、トラック方向の
１次光をほとんど含まない０次光からなる第二光領域
（最短ピットに対応する信号がほとんど検出されない部
分の光束、すなわち、ピット形状が変化しても光量変化
がほとんど生じない領域）とに分割し、これら第一光領
域により得られる信号から第二光領域により得られる信
号を差し引いて情報信号を再生するようにしたので、信
号振幅を低下させることなくノイズ成分のみを低減させ
ることができ、これにより、Ｓ／Ｎを格段に向上させる
ことができ、高密度な記録媒体に対しても信号検出精度
を高めることができる。また、ピット端部に対応して光
量変化が顕著に生じる０次光と１次光とが重複した第一
光領域と、主に０次光からなる第二光領域との差分から
信号検出を行うため、受光量の総和により情報信号を検
出する従来方式に比べて分解能を高めてピット端部位置
を正確に求めることができ、これにより、常に正確な信
号を得ることができる。さらに、情報信号は、第一光領
域の光量と第二光領域の光量との差分によって容易に得
ることができるため、回路構成が簡単で安価な装置を提
供することができる。

【００５１】請求項２記載の発明は、情報信号再生手段
を用い、光情報記録媒体からの反射光のうち、トラック
方向に３分割された光束の両端部に位置する第一光領域
と、これら第一光領域に挾まれた中央部に位置する第二
光領域に分割し、第一光領域からの信号と第二光領域か
らの信号との差分を求めて情報信号を再生するようにし
たので、請求項１記載の発明の効果に加えて、信号振幅
を低下させることなく、ノイズ成分のみをさらに効果的
に低減させることができ、これにより、Ｓ／Ｎを格段に
向上させることができる。

【００５２】請求項３記載の発明は、情報信号再生手段
を用い、光情報記録媒体からの反射光のうち、周辺部に
対応する第一光領域と、第一光領域に囲まれた中心部に
対応する第二光領域に分割し、第一光領域からの信号と
第二光領域からの信号との差分を求めて情報信号を再生
するようにしたので、請求項１記載の発明の効果に加え
て、信号振幅を低下させることなく、ノイズ成分のみを
さらに効果的に低減させることができ、これにより、Ｓ
／Ｎを格段に向上させることができる。

【００５３】請求項４記載の発明は、情報信号再生手段
を用い、光情報記録媒体からの反射光のうち、トラック
方向に分割された周辺部の第一光領域と、この周辺部の
第一光領域以外の第二光領域に分割し、第一光領域から
の信号と第二光領域からの信号との差分を求めて情報信
号を再生するようにしたので、請求項１記載の発明の効
果に加えて、信号振幅を低下させることなくノイズ成分
のみをさらに効果的に低減させることができ、これによ
り、Ｓ／Ｎを格段に向上させることができる。

【００５４】請求項５記載の発明は、光情報記録媒体か
らの反射光を光束分割手段によりトラック方向の複数の
領域に分割し、これら複数の領域に分割された反射光を
受光手段により各々別個に受光するようにしたので、各
光束を集光点近傍で受光させ受光面積を小さくすること
ができ、これにより、帯域を向上させ、高分解能で高速
読取りが可能な装置を提供することができる。

【００５５】請求項６記載の発明は、光束分割手段とし
てプリズムを用いたので、光束の分離方向を比較的自由
に設定でき、これにより、受光素子の設定位置などの設
計の自由度を高めることができる。

【００５６】請求項７記載の発明は、光束分割手段とし
てホログラムを用いたので、光束分離機能を簡単な構造
で得ることができ、これにより、量産性に優れ低コスト
で、小型・軽量な装置を得ることができる。また、光束
の分離方向を自由に設定できるため、受光素子の設定位
置などの設計の自由度を高めることもできる。

【００５７】請求項８記載の発明は、光束分割手段に複
数の異なる光束分割領域を形成したので、各種信号（情
報信号、フォーカスエラー信号、トラックエラー信号）
の検出を１個の素子で行うことができ、これにより、部
品を共通化して部品点数を削減することができ、小型で
低コストな装置を提供することができる。

【００５８】請求項９記載の発明は、光情報記録媒体か
らの反射光を各々別個に受光する複数個の受光素子を同
一基板上に形成したので、作製や組付け調整が容易とな
り、これにより、低コストで一段と小型な装置を提供す
ることができる。

【００５９】請求項１０記載の発明は、レーザ光源と受
光素子を同一の筐体内に一体に設けたので、部品点数を
大幅に削減して組付け調整を一段と容易に行うことがで
き、これにより、小型で信頼性の高い装置を提供するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の第一の形態を示すものであり、
（ａ）は光ディスクからの反射光を示す正面図、（ｂ）
はその反射光が受光素子の３分割受光面に受光されてい
る様子を示す正面図、（ｃ）は各種形状のピットが形成
されている光ディスク面上の様子を示す平面図である。

【図２】光ピックアップ装置の全体構成を示す構成図で
ある。

【図３】本発明の実施の第二の形態を示すものであり、
反射光をトラック方向に分割して受光している様子を示
す正面図である。

【図４】反射光を周辺部と中心部に分割して受光してい
る様子を示すものであり、（ａ）は中心部の受光面が長
方形の場合の正面図、（ｂ）は中心部の受光面が楕円の
場合の正面図、（ｃ）は中心部の受光面が円の場合の正
面図である。

【図５】反射光をトラック方向に分割して受光している
様子を示すものであり、（ａ）は分割境界線の一部が楕
円状をなしている場合の正面図、（ｂ）は分割境界線の
一部が円状をなしている場合の正面図である。

【図６】本発明の実施の第三の形態である光ピックアッ
プ装置の全体構成を示す構成図である。

【図７】（ａ）はプリズムの正面図、（ｂ）はその側面
図である。

【図８】（ａ）はホログラムの正面図、（ｂ）はその側
面図である。

【図９】本発明の実施の第四の形態である光ピックアッ
プ装置の全体構成を示す構成図である。

【図１０】（ａ）は複数の異なる光束分割領域を有する
プリズムの斜視図、（ｂ）はその正面図である。

【図１１】複数の異なる光束分割領域を有するホログラ
ムの正面図である。

【図１２】複数個の受光素子を同一の基板に取付けた場
合の正面図である。

【図１３】本発明の実施の第五の形態である光ピックア
ップ装置の全体構成を示す構成図である。

【図１４】レーザ光源と受光素子を筐体内に一体に取付
けた場合の正面図である。

【図１５】図１３の変形例を示す構成図である。

【図１６】従来の光ピックアップ装置を示す構成図であ
る。

【図１７】（ａ）は非点収差法により信号検出を行う場
合の光学系を示す構成図、（ｂ）はナイフエッジ法によ
り信号検出を行う場合の光学系を示す構成図である。

【図１８】（ａ）は光ディスク面での回折原理を示す説
明図、（ｂ）は反射光を構成する０次光と１次光に対応
する光強度分布を示す説明図である。

【図１９】（ａ）は位相ピットにより回折が生じる原理
を示す側面図、（ｂ）は相変化型光ディスクにより回折
が生じる原理を示す側面図である。

【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１８トラック１９ピット２０ａ０次光２０ｂ１次光２１受光手段（受光素子）２４光束分割手段（プリズム）２６光束分割手段（ホログラム）２７光束分割手段（プリズム）２７ａ〜２７ｅ光束分割領域３０光束分割手段（ホログラム）３０ａ〜３０ｄ光束分割領域３１基板３２ａ〜３２ｄ受光素子３３筐体３４ａ〜３４ｄ受光素子

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
らの反射光を検出することにより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、前記光情報記録媒
体からの０次光と１次光とを含む反射光のうち、主にト
ラック方向の前記０次光と前記１次光とが重複する部分
に対応する第一光領域と、トラック方向の前記１次光を
ほとんど含まない主に前記０次光の部分に対応する第二
光領域との差分から情報信号を再生する情報信号再生手
段を設け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
らの反射光を検出することにより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、前記光情報記録媒
体からの反射光のうち、トラック方向に３分割された光
束の両端部に位置する第一光領域と、これら両端部の第
一光領域に挾まれた中央部に位置する第二光領域との差
分から情報信号を再生する情報信号再生手段を設けたこ
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
らの反射光を検出することにより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、前記光情報記録媒
体からの反射光のうち、周辺部の第一光領域と、この第
一光領域に囲まれた中心部の第二光領域との差分から情
報信号を再生する情報信号再生手段を設けたことを特徴
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
らの反射光を検出することにより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、前記光情報記録媒
体からの反射光のうち、トラック方向に分割された光束
の周辺部に位置する第一光領域と、この第一光領域以外
の第二光領域との差分から情報信号を再生する情報信号
再生手段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】情報信号再生手段は、光情報記録媒体か
らの反射光をトラック方向の複数の領域に分割する光束
分割手段と、これら複数の領域に分割された反射光を各
々別個に受光する受光手段とを備えたことを特徴とする
請求項１，２，３又は４記載の光ピックアップ装置。
【請求項６】光束分割手段は、プリズムからなること
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】光束分割手段は、ホログラムからなるこ
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８】光束分割手段は、複数の異なる光束分割
領域を有することを特徴とする請求項５，６又は７記載
の光ピックアップ装置。
【請求項９】光情報記録媒体からの反射光を各々別個
に受光する複数個の受光素子を設け、これら複数個の受
光素子を同一基板上に取付けたことを特徴とする請求項
１，２，３，４，５，６，７又は８記載の光ピックアッ
プ装置。
【請求項１０】レーザ光源と受光素子を、同一の筐体
内に一体に設けたことを特徴とする請求項８又は９記載
の光ピックアップ装置。