JPH10162383A

JPH10162383A - 光ディスク記録再生装置および光ディスク再生装置

Info

Publication number: JPH10162383A
Application number: JP8320314A
Authority: JP
Inventors: Katsuhiro Seo; 勝弘瀬尾
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1996-11-29
Filing date: 1996-11-29
Publication date: 1998-06-19

Abstract

(57)【要約】【課題】プッシュプル方式のトラッキングにおけるプ
ッシュプルオフセットを低コストでキャンセルすること
ができる光ディスク記録再生装置の提供を目的とする。【解決手段】光学系は、レーザーダイオード１３と光
ディスク１の間の光学経路において、光ビームの光束の
断面積よりも小さい面積の溝部を有するグレーティング
２７を有するので、グレーティング２７により光ビーム
の光束から回折光を発生させて、グレーティング２７に
より回折されない光ビームと回折光とは同じ位相のオフ
セットを生じるので、光ディスク記録再生装置は、回折
光と、回折されない光ビームとを用いてトラッキングの
オフセットをキャンセルすることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、例えば、光ディ
スクに光ビームを用いてデータを記録再生または再生す
る際のトラック位置決めをするときに、光ディスクの信
号記録面に光源からの光を集光させる光ピックアップに
関する。

【０００２】

【従来の技術】高度情報化社会を指向するマルチメディ
アの進展で、光ディスクの一層の高性能化、大容量化が
求められている。この光ディスクは、その機能及び使用
目的から、ディスクカッティング時に記録された情報デ
ータを再生するのみの再生専用型光ディスク、一度だけ
記録できて書き換えのできない追記型光ディスク、何度
でも書き換えのできる書き換え型光ディスクの３種類に
大別することができる。

【０００３】つまり、光ディスク記録再生装置におい
て、光ディスク上の所定のトラックに情報データを記録
するためには、光ディスクの目標トラック上へ光ピック
アップを移動させて、目標トラック上にレーザ・ビーム
を照射させなければならない。このためには、目標位置
に光ピックアップを位置決めする必要がある。光ピック
アップを光ディスクの半径方向の目標の位置に移動させ
るサーボ系としてトラッキング・サーボ系がある。

【０００４】トラッキング・サーボ系は、光ピックアッ
プ内のアクチュエータ系のうちのトラッキングコイルお
よびトラッキングサーボ回路からなる。アクチュエータ
系は、例えば２軸アクチュエータにより光ピックアップ
を精細にトラッキング動作させる。そして、レーザ・ビ
ームがトラックを追跡して、トラッキングして、アドレ
スを読み出し、目標アドレスとの差分を知ると、その分
だけ精細シークをする。

【０００５】図１３に従来のランドグルーブ記録方法に
用いられたプッシュプル方法によるトラッキングを示
す。図１３を用いて従来のプッシュプル法によるトラッ
キングを説明する。図１３Ａにおいて、グルーブ部Ｇ
１，Ｇ２，Ｇ３とグルーブ部Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３との間の
ランド部Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３と呼ばれる部分にも情報デー
タを記録するランドグルーブ記録方法においては、隣接
するグルーブ部Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３またはランド部Ｌ１，
Ｌ２，Ｌ３共に情報データを記録するために、各グルー
ブ部Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３およびランド部Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３
にトラッキングを行う必要がある。

【０００６】プッシュプル法は、光ディスク上の記録薄
膜上のグルーブ部Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３で反射回折した光を
フォトダイオード上の２分割された受光面での出力差と
して取り出すことによってトラッキングエラーを検出す
る方法である。すなわち、図１３Ａに示すように、レー
ザースポットとグルーブ部Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３の中心、あ
るいはレーザースポットとランド部Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３と
呼ばれるグルーブ部Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３とグルーブ部Ｇ
１，Ｇ２，Ｇ３の中間部の中心が一致している場合は、
トラッキングしてトラックが一致した状態で、図１３Ｂ
において、左右対称な反射回折光分布としてのトラッキ
ングエラー信号１３０が得られる。これ以外の場合は、
トラッキングしていないのでトラックがずれた状態で、
左右で光強度がずれた振幅の異なる反射回折光分布とし
てのＳ字曲線となる。このようにして、トラッキングエ
ラー信号１３０が「０」になるようにして、グルーブ部
Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３の中心、あるいはランド部Ｌ１，Ｌ
２，Ｌ３の中心にトラッキングを行うことができる。

【０００７】ところが、図１４に示すように、トラッキ
ング動作を行う際の対物レンズの移動によりオフセット
が生じることがあった。図１４において、トラッキング
動作の際に、光ピックアップ内の２軸アクチュエータの
トラッキングコイルにより対物レンズ１４１を光ディス
ク１４０のトラック横断方向（ラジアル方向）に移動し
たとき、その動きに応じてフォトダイオード１４２上で
光ディスク１４０の反射光のビームスポットがΔｘだけ
移動するため、プッシュプル信号がオフセットしてしま
う。

【０００８】また、図１５に示すように、光ディスクの
ラジアル方向の傾き（ラジアルチルト）によってもオフ
セットが生じることがあった。図１５において、光ディ
スク１５０にレーザービームの光軸と直交する面に対し
てΔθだけ傾きがあると、フォトダイオード１５２上で
対物レンズ１５１の焦点距離ｆに対してｆ・２Δθだけ
光ディスク１５０の反射光のビームスポットが移動する
ため、光強度のアンバランスのため、プッシュプル信号
がオフセットしてしまう。

【０００９】そのため、図１６Ａに示すように、ビーム
スポットＳ１がフォトダイオード１６０の中央にあると
きは、ビームスポットＳ１が光ディスクのトラックを横
切るときフォトダイオード１６０上で明暗が現れるの
で、トラッキングエラー信号１６１のゼロクロス点がト
ラック中心となるためこのトラッキングエラー信号１６
１を用いてトラッキングを行うことができる。しかし、
図１６Ｂに示すように、ビームスポットＳ１がフォトダ
イオード１６０の中央からずれて動くとき、つまり、ト
ラッキング動作により対物レンズがラジアル方向に駆動
されたときや、光ディスクにラジアルチルトがあるとき
にはビームスポットＳ１の光強度分布がフォトダイオー
ド１６０上で移動するために、トラッキングエラー信号
１６２は周期の遅いうねりとなるオフセット１６３を有
する信号となる。このようなオフセット１６３を有する
トラッキングエラー信号１６２を用いてトラッキングを
行うことはできない。

【００１０】そこで、このオフセットをキャンセル方法
が考えられた。オフセットをキャンセルする第１の方法
は、図示はしないが、以下のような方法である。対物レ
ンズの移動によるオフセットに対しては、対物レンズの
位置センサーを設けておいて、光ピックアップ内の２軸
アクチュエータのトラッキングコイルにより対物レンズ
を光ディスクのトラック横断方向（ラジアル方向）に移
動するとき、対物レンズの移動量を検出し、移動量に比
例した量をプッシュプル信号から引き算する。また、光
ディスクのラジアルチルトに対しては、光ディスクにレ
ーザービームの光軸と直交する面に光ディスクのラジア
ルチルトセンサーを設けておいて、レーザービームの光
軸と直交する面と光ディスクとの距離を検出することに
より、この距離に対応する傾きから移動量を求めて、移
動量に比例した量をプッシュプル信号から引き算する。

【００１１】また、オフセットをキャンセルする第２の
方法は、図１７及び図１８に示すように、ＤＰＰ（Ｄｉ
ｆｆｅｒｅｎｔｉａｌＰｕｓｈ−Ｐｕｌｌ）による方
法である。図１７において、レーザーダイオードから光
ディスク１７０にレーザービームを照射させる光経路上
に、回折光を生じさせるために図示しないグレーティン
グを設ける。これにより、光ディスク１７０上のピット
１７１を形成するトラックの接線方向にずれると共にそ
れぞれ半径方向に反トラック分だけずれた、メインビー
ムの０次光Ｓ１、サブビームの＋１次光Ｓ２、−１次光
Ｓ３を形成する。図１８に示すように、メインビームの
０次光Ｓ１、サブビームの＋１次光Ｓ２、−１次光Ｓ３
の反射光をフォトダイオード１８０の３つの受光素子で
受光する。図１８において、この装置は、各受光素子１
８１、１８２、１８３は、ラジアル方向と直交する分割
線により、それぞれ２つの受光部Ｅ１，Ｆ１，Ｅ２，Ｆ
２，Ｅ３，Ｆ３を有している。受光部Ｅ１，Ｆ１を有す
る受光素子１８１はメインビームの０次光Ｓ１を受光す
る。受光部Ｅ２，Ｆ２を有する受光素子１８２はサブビ
ームの＋１次光Ｓ２を受光する。受光部Ｅ３，Ｆ３を有
する受光素子１８３はサブビームの−１次光Ｓ３を受光
する。また、この装置は、各受光部の差信号のプッシュ
プル信号ＰＰ_S1，ＰＰ_S2，ＰＰ_S3を演算して、プッシュ
プル信号ＰＰを出力する演算回路１８４を有している。

【００１２】このような装置において、図１７に示すよ
うに、サブビームの＋１次光Ｓ２、−１次光Ｓ３は、メ
インビームの０次光Ｓ１とそれぞれ半径方向に反トラッ
ク分だけずれているため、サブビームの＋１次光Ｓ２、
−１次光Ｓ３の差信号のプッシュプル信号ＰＰ_S2，ＰＰ
_S3は、メインビームの０次光Ｓ１の差信号のプッシュプ
ル信号ＰＰ_S1と逆位相となる。一方、図１４に示した対
物レンズの移動によるオフセットや図１５に示したラジ
アルチルトによる光強度のアンバランスによるオフセッ
トに対しては、サブビームの＋１次光Ｓ２、−１次光Ｓ
３の差信号のプッシュプル信号ＰＰ_S2，ＰＰ_S3は、メイ
ンビームの０次光Ｓ１の差信号のプッシュプル信号ＰＰ
_S1と同相となる。従って、この２つの信号の差をとれば
オフセットをキャンセルすることができる。

【００１３】そこで、図１８に示す演算回路１８４にお
いて、適当な係数ｋを用いて数１に示す演算を行うこと
により、オフセットをキャンセルしたプッシュプル信号
を得ることができる。ここで、係数ｋは、０次光、＋１
次光、−１次光の光の強度を校正するように決められ、
もしこの三つの光が等しい強度であれば１／２が最適な
値となる。

【００１４】

【数１】ＰＰ＝ＰＰ_S1−ｋ（ＰＰ_S2＋ＰＰ_S3）

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】このようにトラッキン
グエラー信号に用いるプッシュプル信号がオフセットし
てしまうと、プッシュプル信号のゼロクロス点で必ずし
もビームスポットをトラック中心に位置決めすることが
できなくなる。そこで、上述したようなオフセットをキ
ャンセルする方法が用いられた。

【００１６】ところが、従来のオフセットをキャンセル
する第１の方法では、対物レンズの近くにセンサーを配
置して位置検出を行わなければならず、このために付加
すべき部品が多くなり、装置を小型化することができ
ず、コストもアップするため、装置の構成上困難であ
り、また、センサー自体の信頼性も問題であり、小型
化、低コスト化、信頼性向上には不利であるという不都
合があった。

【００１７】また、オフセットをキャンセルする第２の
方法では、光ディスクの半径方向に反トラック分だけず
れるようにトラックに対する相対位置に、メインビーム
の０次光Ｓ１、サブビームの＋１次光Ｓ２、−１次光Ｓ
３を形成するために、グレーティングの高精度な回転調
整が必要であることや各ビームのパワー損などを調整す
る必要があると共に、特に光ディスクの内周側と外周側
とで各ビームの現れ方に差がでないようにするために、
対物レンズの移動位置が常に光ディスクの中心線上にな
ければならないという光ピックアップ構成上の制約があ
り、このためスイングアーム式の光ピックアップを使用
することができないという不都合があった。

【００１８】この発明は、かかる点に鑑みてなされたも
のであり、プッシュプル方式のトラッキングにおけるプ
ッシュプルオフセットを低コストでキャンセルすること
ができる光ディスク記録再生装置の提供を目的とする。

【００１９】

【課題を解決するための手段】この発明の光ディスク記
録再生装置は、記録媒体上で光ピックアップを移動さ
せ、上記光ピックアップをトラッキング手段により目的
トラック位置に位置決めし、上記光ピックアップの光学
系により光ビームを上記記録媒体上に照射させて記録マ
ークを記録し、または上記記録媒体に記録された記録マ
ークを再生する光ディスク記録再生装置において、上記
光学系は、光ビーム発光部と上記記録媒体の間の光学経
路において、上記光ビームの光束の断面積よりも小さい
面積の光回折体を有するものである。

【００２０】この発明の光ディスク記録再生装置によれ
ば以下の作用をする。光回折体は光を回折しないで透過
するガラス板の平坦部と光を回折する回折格子の溝部と
を有するので、以下の作用をする。また、回折格子のタ
イプとして、凹凸で溝部が形成され、光位相を変化させ
ることによって回折させるロスのないタイプの位相型
と、明暗で格子が形成され、光振幅（強度）を変化させ
ることによって回折させるロスのあるタイプの振幅型
と、両者を併せたタイプがあり、以下の説明は位相型で
行うが、これに限るものではない。光ビーム発光部から
照射される光束は、光回折体の平坦部を透過し、光束の
一部は溝部で回折され、対物レンズに入射する。対物レ
ンズにより光回折体の平坦部を透過した光束、および溝
部で回折されない光束により記録媒体の記録面上で０次
光が形成される。また、光回折体の溝部で回折された光
束により記録媒体の記録面上で＋１次光，−１次光が形
成される。

【００２１】次に、光回折体による±１次光の発生の動
作を説明する。光ビーム発光部から照射される光束は、
光回折体の平坦部を透過し、光束の一部は溝部で回折さ
れ、対物レンズに入射する。ここで、光回折体の平坦部
を透過する光束の半径は対物レンズの開口に対応して大
きい。対物レンズにより光回折体の平坦部を透過した光
束、および溝部で回折されない光束により記録媒体の記
録面上で０次光が形成される。このとき、光回折体を回
折されることなく透過する光束に対する対物レンズの開
口は大きい。開口は、口径の半径（レーザービームの半
径）、焦点距離できまる。

【００２２】また、光回折体の溝部で回折された光束に
より記録媒体の記録面上で＋１次光，−１次光が形成さ
れる。このとき、光回折体の溝部で回折されて通過する
光束に対する対物レンズの開口は小さくなる。

【００２３】このように、光回折体で回折されずに透過
する光束に対する対物レンズの開口に対して、光回折体
の溝部で回折された光束に対する対物レンズの開口は、
小さくなる。そこで、光回折体を回折されないで透過す
る０次光束によって形成されるビームスポットは記録媒
体の記録面上に集光されてトラックピッチに対して適正
な大きさのビームスポットが形成されるが、光回折体の
溝部を透過するビームスポットにより形成される＋１次
光，−１次光は、トラックピッチに対して大きなビーム
スポットが形成される。

【００２４】つまり、光回折体の溝部分のラジアル方向
の半径によって開口率は決まるが、この開口率によって
定まる光学カットオフ周波数がトラックピッチよりも低
くなるようにする。言い換えれば、カットオフ周波数よ
りもトラックピッチの空間周波数が大きくなるように光
回折体の溝部分のラジアル方向の半径を定めるようにす
る。

【００２５】このようにすることにより、光回折体の溝
部分により回折されたレーザービームにより記録媒体の
記録面上に形成される＋１次光，−１次光のレーザース
ポットは大きくなり、トラックのラジアル方向の位置の
検出をすることができなくなるように設定する。このと
き、＋１次光，−１次光から、トラッキングエラー信号
は得ることができないが、オフセット信号のみを得るこ
とができる。

【００２６】記録媒体上のビーム・スポットの位置とト
ラッキングエラー検出系を示す。記録媒体の記録面上に
は、螺旋状に案内溝のグルーブが形成され、グルーブと
グルーブの間にランドが形成される。また、再生専用の
記録媒体の記録面上にはグルーブの代わりにエンボスピ
ット列が形成される。

【００２７】トラッキング手段は、３つの受光素子を有
する。このとき、０次光のビームスポットは第１の受光
素子に受光され、＋１次光のビームスポットは第２の受
光素子に受光され、−１次光のビームスポットは、第３
の受光素子に受光される。第１の受光素子は少なくとも
２分割受光部を有し、第２の受光素子は少なくとも２分
割受光部を有し、第３の受光素子は少なくとも２分割受
光部を有する。各受光素子の２分割受光部の分割線はラ
ジアル方向と直交する方向である。

【００２８】このように構成されたトラッキングエラー
検出系は以下のような動作をする。トラッキング手段の
第１の受光素子は２分割受光部で０次光のビームスポッ
トを受光して検出信号を出力し、第２の受光素子は２分
割受光部で＋１次光のビームスポットを受光して検出信
号を出力し、第３の受光素子は２分割受光部で−１次光
のビームスポットを受光して検出信号を出力する。第１
の減算器は第１の減算出力ＴＥ１を出力し、第２の減算
器は第２の減算出力ＴＥ２を出力し、第３の減算器は第
３の減算出力ＴＥ３を出力する。第１のゲインアンプは
ゲイン出力Ｇ２・ＴＥ３を出力する。加算器は加算出力
（ＴＥ２＋Ｇ２・ＴＥ３）を出力する。第２のゲインア
ンプはゲイン出力Ｇ１・（ＴＥ２＋Ｇ２・ＴＥ３）を出
力する。

【００２９】そして、第４の減算器は減算出力としてト
ラッキングエラー信号ＴＥを出力する。このようにして
ＴＥ１，ＴＥ２，ＴＥ３のオフセットＢの成分をキャン
セルすることができる。

【００３０】ここで、上述したように、０次光のビーム
スポットは適正な大きさで形成されるのでトラッキング
エラー信号を検出することができるが、＋１次光のビー
ムスポットおよび−１次光のビームスポットは対物レン
ズの開口率よりも小さな開口率の溝部を有する光回折体
により回折されるので、この＋１次光のビームスポット
および−１次光のビームスポットの解像度はトラック密
度よりも低いため、トラック横断によって変調されるこ
とがなく、オフセット信号のみを出力する。

【００３１】±１次光のオフセット検出動作は、以下の
通りである。±１次光のビームスポットが第２、第３の
受光素子の２分割受光部の中央にあるとき、第２、第３
の受光素子の２分割受光部の減算出力ＴＥ２（ＴＥ３）
は「０」を出力する。一方、トラッキング動作による対
物レンズの移動などで±１次光のビームスポットが第
２、第３の受光素子の２分割受光部の中央からずれて動
いたとき、トラッキングエラー信号は出力されずにオフ
セット信号のみが出力される。このとき、サブビームの
±１次光のビームスポットは、オフセット検出センサー
として機能するので、トラッキングエラー検出系により
オフセットを取り除いたトラッキングエラー信号を得る
ことができる。

【００３２】つまり、ＴＥ２，ＴＥ３は、トラッキング
に関係なく、対物レンズ移動やラジアルチルトによるオ
フセットのみを出力する。これが本発明の特徴点であ
る。一方、ＴＥ１にはトラッキングエラー信号とオフセ
ットを含むのでＴＥ１からオフセット分（ＴＥ２，ＴＥ
３）を引けばトラッキングエラー信号を得ることができ
る。

【００３３】

【発明の実施の形態】以下に、本実施の形態を説明す
る。本実施の形態を適用する光ディスクは、コンパクト
ディスク（ＣＤ）である。ＣＤにはいくつかのファミリ
ーがあり、再生専用のＣＤ−ＲＯＭ，１回だけ書き込め
るＣＤ−Ｒがある。他には、何回でも書き換えできる光
磁気ディスク（ＭＤ）がある。

【００３４】次に、このような光ディスクに適用する本
実施の形態の構成を示す。図１は、本実施の形態の光デ
ィスク記録再生装置の構成を示すブロック図である。ま
ず、光ディスク記録再生装置の構成を説明する。本実施
例の光ディスク記録再生装置は、光ディスク回転駆動制
御系と、粗動送り駆動制御系と、光学ピックアップ制御
系のそれぞれのサーボ系をコントロールするサーボコン
トロール回路５と、光ピックアップ２に供給するレーザ
ーパワーを制御するレーザー制御回路６と、レーザーの
反射光から再生ＲＦ信号、フォーカスエラー信号及びト
ラッキングエラー信号を得るＩ−Ｖ変換マトリクス回路
８と、信号制御回路７とを有する。

【００３５】光ディスク回転駆動制御系は、スピンドル
サーボ回路９と、スピンドルモーター３と、光ディスク
１とを有する。ここで、光ディスク１は記録媒体を構成
する。粗動送り駆動制御系は、スレッドサーボ回路１０
と、スレッドモーター４とを有する。光学ピックアップ
制御系は、光ピックアップ２と、Ｉ−Ｖ変換マトリクス
回路８と、フォーカスサーボ回路１１と、トラッキング
サーボ回路１２と、レーザー制御回路６とを有する。こ
こで、Ｉ−Ｖ変換マトリクス回路８は、レーザーの反射
光を２分割面で検出するフォトデテクタ２１と、２分割
信号を加算する加算器２２と、２分割信号を減算する減
算器２３と、加算器２２の出力から再生ＲＦ信号を増幅
すると共にスレッドサーボ回路１０にサーボ信号を供給
するＲＦ増幅回路２４と、減算器２３の出力からフォー
カスエラー信号を検出するフォーカスエラー検出回路２
５と、減算器２３の出力からトラッキングエラー出する
トラッキングエラー検出回路２６とを有する。また、レ
ーザー制御回路６は、レーザー光をパルス幅変調するＰ
ＷＭドライバー１４と、レーザー光を発光するレーザー
ダイオード１３とを有する。

【００３６】信号制御回路７は、装置の各部を制御する
システムコントロール回路１９と、記録データにリード
ソロモン積符号によりエラー訂正コードを付加するＥＣ
Ｃエンコード回路１６と、エラー訂正コードが付加され
た記録データをＥＦＭ変調する変調回路１５と、再生デ
ータをＥＦＭ復調すると共にスピンドルサーボ回路９に
サーボ信号を供給する復調回路１７と、再生データにリ
ードソロモン積符号によりエラー訂正処理して再生デー
タを出力するＥＣＣデコード回路１８とを有する。

【００３７】ここで、この例では、特に、光ピックアッ
プ２は、光ビーム発光部としてのレーザーダイオード１
３と記録媒体としての光ディスク１の間の光学経路にお
いて、光ビームの光束の断面積よりも小さい面積の光回
折体としてのグレーティングを有するように構成されて
いる。

【００３８】このように構成された光ディスク記録再生
装置の動作を説明する。図示しないホストコンピュータ
からの命令により、光ディスク記録再生装置に対して情
報信号の記録または再生を行う場合、ホストコンピュー
タから光ディスク１上の目標トラック位置に光ピックア
ップ２をスレッドモーター４によりシーク動作をして位
置決めした後に、トラッキングサーボ回路１２およびフ
ォーカスサーボ回路１１によりトラッキングコイルおよ
びフォーカスコイルを駆動させてトラッキングおよびフ
ォーカスを微調整させて目標値に合わせる。

【００３９】記録の際にはレーザー制御回路６によりレ
ザーパワーを予めイレーズパワーレベルにして記録しな
い部分の情報を消去すると共に、レザーパワーをライト
パワーレベルに調整して情報信号を目標トラック位置に
記録し、再生の際にはレーザー制御回路６によりレザー
パワーをリードパワーレベルに調整して目標トラック位
置に記録された情報信号を再生する。

【００４０】信号制御系では、まず、ホストコンピュー
タに基づいてシステムコントローラ１０は、サーボコン
トロール回路５のスピンドルサーボ回路９に回転命令の
コマンドを供給する。スピンドルサーボ回路９は、この
コマンドによりドライブ信号をスピンドルモーター３に
供給して、スピンドルモーター３を回転させる。再生Ｒ
Ｆ信号に基づいて復調回路１７から同期検出されたサー
ボ信号がスピンドルサーボ回路９に供給される。

【００４１】次に、ホストコンピュータに基づいてシス
テムコントロール回路１９は、スレッドサーボ回路１０
に粗送り命令のコマンドを供給する。光ピックアップ２
は現在の位置の情報信号を光ディスク１から読み取り、
フォトダイオード２１、加算器２２及び減算器２３を介
して、ＲＦ増幅回路２４、フォーカスエラー検出回路２
５及びトラッキングエラー検出回路２６にＲＦ信号、加
算信号および減算信号を供給する。トラッキングエラー
検出回路２６は差信号からトラッキングエラー信号を生
成して、スレッドサーボ回路１０に供給する。スレッド
サーボ回路１０は、トラッキングエラー信号に基づいて
ドライブ信号を生成して、ドライブ信号をスレッドモー
ター４に供給する。スレッドモーター４はドライブ信号
に基づいて図示しない粗送り機構を介して光ピックアッ
プ２を粗シーク動作させる。

【００４２】シーク・サーボ系の動作は、スレッドモー
ター４系と、光ピックアップ２内のアクチュエータ系の
２つからなる。スレッドモーター４系は、スレッドモー
ター４により光ピックアップ２を粗シーク動作させて、
図示しないエンコーダーで位置を検出して位置決めをす
る。アクチュエータ系は、図示しないトラッキングコイ
ルを用いた２軸アクチュエータにより光ピックアップ２
を精細シーク動作させる。

【００４３】そして、レーザ・ビームがトラックを追跡
して、トラッキングサーボ回路１１からのドライブ信号
によりトラッキングコイルを駆動させて、オントラック
でトラッキングして、アドレスを読み出し、目標アドレ
スとの差分を知ると、その分だけ精細シークをする。こ
のとき、光ピックアップ２は現在の位置の情報信号を光
ディスク１から読み取り、トラッキングエラー検出回路
２６に供給する。

【００４４】つまり、フォトダイオード２１は光ディス
ク２で反射されたレーザ光を２分割面上で受光する。フ
ォトダイオード２１は受光した２分割レーザ光を電気信
号に変換して減算器２３に供給する。減算器２３は、２
分割信号を減算して差信号を生成する。トラッキングエ
ラー検出回路２６は差信号からトラッキングエラー信号
を検出して、トラッキングサーボ回路１２に供給する。
トラッキングサーボ回路１２は、トラッキングエラー信
号に基づいて図示しない２軸アクチュエータのトラッキ
ングコイルにより光ピックアップ２のトラッキングを行
う。また、フォーカスエラー検出回路２５は情報信号か
らフォーカスエラー信号を検出して、フォーカスサーボ
回路１１に供給する。フォーカスサーボ回路１１は、フ
ォーカスエラー信号に基づいて図示しない２軸アクチュ
エータのフォーカスコイルにより光ピックアップ２のフ
ォーカシングを行う。

【００４５】ここで、本実施の形態では、特に、光ピッ
クアップ２は、光ビーム発光部としてのレーザーダイオ
ード１３と記録媒体としての光ディスク１の間の光学経
路において、光ビームの光束の断面積よりも小さい面積
の光回折体としてのグレーティングを有するようにし
て、光回折体としてのグレーティングの開口率を小さく
して、±１次光のサブビームスポットを大きくして、オ
フセット信号の検出にのみ用いるようにしたものであ
る。

【００４６】このように構成され、動作する光ディスク
記録再生装置の、本実施の形態の光学系の構成を図２を
用いて説明する。この光学系は、図２に示すように、光
ディスク１と、光ピックアップ２と、レーザーダイオー
ド１３と、フォトダイオード２１とを有する。光ピック
アップ２は、レーザーダイオード１３からのレーザービ
ームを平行光にするコリメータレンズ２０と、入射光を
９０度反射させて光ディスク１に反射した反射光のみを
透過するビームスプリッター２８と、２軸アクチュエー
タを構成するトラッキングコイルによりトラック方向に
微調整可能でレーザービームを形成する対物レンズ２９
と、光ディスク１からの反射光を集光する集光レンズ３
０、３１とを有する。

【００４７】ここで、この例では、特に、光ビーム発光
部としてのレーザーダイオード１３と記録媒体としての
光ディスク１の間の光学経路において、光ビームの光束
の断面積よりも小さい面積の光回折体としてのグレーテ
ィング２７を設けた。

【００４８】また、光ピックアップ２の光学系は、対物
レンズ２９を有し、対物レンズ２９の開口よりも小さい
開口の光回折体としてのグレーティング２７を有するよ
うにした。ここで、開口とは対物レンズ２９、グレーテ
ィング２７の光の通るところの大きさをいう。

【００４９】また、トラッキング手段としても用いられ
るフォトダイオード２１は、記録媒体としての光ディス
ク１に螺旋状などに形成されたトラックの遠視野像を横
断する方向とほぼ直交し、中心に対して対称な分割線を
少なくとも一つ有し、記録媒体上に照射された光ビーム
の反射光を受光する受光素子を有し、受光素子の対称な
領域の反射光の光強度信号の差を検出して、この差信号
をトラッキングエラー信号とするようにした。ここで、
トラックの遠視野像を横断する方向としたのは以下の理
由による。非点収差法フォーカス誤差検出方式を用いた
場合、フォトダイオード２１上では、見かけ上、像が９
０度回転するため、分割線の向きも９０度回転した向き
でなければならなくなる。このため、トラックを横断す
る方向と直交する方向に分割線が必要になる。そこで、
単にトラックを横断する方向ではなく、トラックの遠視
野像とした。

【００５０】また、光回折体としてのグレーティング２
７の記録媒体に螺旋状に形成されたトラックの遠視野像
を横断する方向の開口は、その開口によって定まる光学
カットオフ空間周波数が、トラックピッチの空間周波数
よりも概ね小さいようにした。この場合、グレーティン
グ２７の開口によって定まる光学カットオフ空間周波数
は、トラックピッチの空間周波数よりも、厳密に小さい
必要はなく、多少大きくてもよい。

【００５１】また、光ピックアップ２の光学系は、対物
レンズ２９を有し、光回折体としてのグレーティング２
７の記録媒体に螺旋状に形成されたトラックの接線方向
の開口率が、対物レンズ２９の開口率よりも小さいもの
である。

【００５２】また、記録媒体に螺旋状に形成されたトラ
ックの接線方向に光回折体としてのグレーティング２７
による回折光が現れるように、光回折体としてのグレー
ティング２７を配置するようにした。

【００５３】また、光回折体としてのグレーティング２
７の外周側に光回折体としてのグレーティング２７によ
る回折光と異なる方向または異なる回折角に他の回折光
を偏向させる他の回折部を設けたものである。

【００５４】図３に、本実施の形態のグレーティングの
構成を示す。図３において、グレーティング２７は、中
心に光ディスク１のラジアル方向の半径ｒの長円からな
る溝部３３と、その外周に平坦部３２を有する。グレー
ティング２７は、例えば、ガラス板からなり、図３に示
すように、溝部３３はガラス板の表面に光ディスク１の
ラジアル方向に複数の凹凸からなる溝を有し、平坦部３
２はガラス板のままの状態である。

【００５５】図４に、本実施の形態のグレーティングの
作用を示す。なお、ここでは説明のため構成を簡略化
し、レーザーダイオード１３から照射される光束を直接
グレーティング２７により回折し、対物レンズ２９によ
り光ディスク１の記録面上に照射する場合の例を示す。
図４において、レーザーダイオード１３から照射される
光束は、グレーティング２７の平坦部３２を透過し、光
束の一部は溝部３３で回折され、対物レンズ２９に入射
する。対物レンズ２９によりグレーティング２７の平坦
部３２を透過した光束、および溝部３３で回折されない
光束により光ディスク１の記録面上で０次光Ｓ１が形成
される。また、グレーティング２７の溝部３３で回折さ
れた光束により光ディスク１の記録面上で＋１次光Ｓ
２，−１次光Ｓ３が形成される。

【００５６】次に、図５に、本実施の形態のグレーティ
ングによる±１次光の発生の動作を説明する。なお、こ
こでも説明のため構成を簡略化し、レーザーダイオード
１３から照射されるビームスポットを直接グレーティン
グ２７により回折し、対物レンズ２９により光ディスク
１の記録面上に照射する場合の例を示す。まず、グレー
ティング２７の動作を説明する。周期ｄの溝を有するグ
レーティング２７によって光束は回折され、その角度θ
ｇは、レーザー波長をλとすると、数２式で表される。

【００５７】

【数２】ｓｉｎθｇ＝ｎ・λ／ｄ（ｎは次数、ｎ＝０，
±１，±２）

【００５８】このとき、±１次光はｓｉｎθｇ＝λ／ｄ
である。また、トラックピッチｔｐのトラックを有する
光ディスク１によっても同様に光束は回折される。その
角度θ_diskは、トラックピッチｔｐによって決まり、グ
レーティング２７と同様に数３式で与えられる。

【００５９】

【数３】ｓｉｎθ_disk＝ｎ・λ／ｔｐ（ｎ＝０，±１，
±２‥‥）

【００６０】このとき、±１次光の横ずらし分は、対物
レンズ２９の焦点距離をｆとすると、ｆｓｉｎθ_disk＝
ｆ・λ／ｔｐとなる。ここで、±１次光の横ずらし分と
０次光とがオーバーラップした部分では、０次光との干
渉が生じ、その結果、光強度の明暗が表れる。ところ
が、横ずらし分が、ビーム光束直径２ｒよりも大きくな
るとオーバーラップしなくなる。これが光学系のカット
オフで、２ｒ＝ｆ・λ／ｔｐで表される。ここで、ｒ／
ｆ＝ＮＡ（開口率）なので、１／ｔｐ＝（２・ｒ／ｆ）
／λであるから、数４式のようになる。

【００６１】

【数４】１／ｔｐ＝２ＮＡ／λ

【００６２】つまり、レーザー波長λ、開口率ＮＡの光
学系のカットオフ周波数は（１／ｔｐ＝）２ＮＡ／λで
表される。このときトラックピッチ（ｔｐ＝）はλ／２
ＮＡである。

【００６３】グレーティング２７により回折されない光
束は０次光Ｓｇ１となり、グレーティング２７の溝部３
３で回折された光束は、対物レンズ２９により集光され
て、＋１次光Ｓｇ２、−１次光Ｓｇ３となり、光ディス
ク１上にビームスポットを形成する。

【００６４】そして、光ディスク１によりさらに、０次
光Ｓｇ１、＋１次光Ｓｇ２、−次光Ｓｇ３がそれぞれ回
折される。ここでは０次光Ｓｇ１がさらに光ディスク１
で回折されて０次光Ｓ１，＋１次光Ｓ２，−１次光Ｓ３
となる例を示す。回折光は光ディスク１で反射される
が、ここでは便宜上透過されるように説明する。光ディ
スク１による回折角θ_diskは、ｓｉｎθ_disk＝λ／ｔｐ
で表される。そして、対物レンズ２９によってフォトダ
イオード２１に導かれる光束は０次光Ｓ１の円の内部で
ある。このとき、０次光Ｓ１には、斜線で示すように、
＋１次光Ｓ２，−１次光Ｓ３がオーバーラップして、こ
れにより０次光Ｓ１の円内に明暗ができるので、プッシ
ュプル法によりトラックを検出することができる。つま
り、ビームスポットがトラックのどこにいるかによって
光強度（明暗）が変化するようになる。このときのオー
バーラップするための条件は、ｆｓｉｎθ_disk＜２ｒ、
すなわち、ｆ・λ／ｔｐ＜２ｒ、従って、１／ｔｐ＜
（２・ｒ／ｆ）／λより、数５式のようになる。

【００６５】

【数５】１／ｔｐ＜２ＮＡ／λ

【００６６】次にグレーティング２７の溝部３３による
回折光の動作を図６を用いて説明する。グレーティング
２７による回折光である＋１次光Ｓｇ２、−１次光Ｓｇ
３の動作は同様であるので２つのうち、−１次光Ｓｇ３
の動作のみを示す。グレーティング２７で回折された−
１次光Ｓｇ３は対物レンズ２９により集光されて、光デ
ィスク１上にビームスポットを形成する。そして、光デ
ィスク１によりさらに、０次光Ｓｇ３−１，＋１次光Ｓ
ｇ３−２，−１次光Ｓｇ３−３がそれぞれ回折される。
ここでも、同様に便宜上光ディスク１で透過されるよう
に説明する。

【００６７】光ディスク１による回折角θ_diskはｓｉｎ
θ_disk＝λ／ｔｐで表される。このとき、ＮＡ′はＮＡ
より小さい（ｒ′＜ｒ）ので、０次光Ｓｇ３−１には、
＋１次光Ｓｇ３−２、−１次光Ｓｇ３−３がオーバーラ
ップしない。

【００６８】このように、＋１次光Ｓｇ３−２、−１次
光Ｓｇ３−３が０次光Ｓｇ３−１とオーバーラップしな
い場合において、光強度は、ビームスポットがトラック
のどこにいるかによらず一定である。従って、対物レン
ズシフトやディスクチルトによるオフセットのみが検出
される。このように＋１次光Ｓｇ３−２、−１次光Ｓｇ
３−３が０次光Ｓｇ３−１とオーバーラップしない条件
はｆｓｉｎθ_disk＞２ｒ′のとき、つまり、ｆ・λ／ｔ
ｐ＞２ｒ′より、１／ｔｐ＞２・ｒ′／ｆ／λであるか
ら、数６式のときである。

【００６９】

【数６】１／ｔｐ＞２ＮＡ′／λ

【００７０】以上のことからわかるように＋１次光Ｓｇ
２、−１次光Ｓｇ３は、ＤＰＰ法と異なり、０次光Ｓｇ
１に対して、どのトラック位置にあってもかまわない。
従って、反トラックずれている必要もなく、グレーティ
ング２７の角度調整の必要もない。

【００７１】なお、＋１次光Ｓｇ３−２、−１次光Ｓｇ
３−３が光ディスク１で反射して、対物レンズ２９に戻
って、フォトダイオード２１に入射するかどうかは、Ｎ
Ａ，ＮＡ′とｔｐの値に依存する。

【００７２】従って、グレーティング２７による回折光
の光ディスク１による回折光と０次光とがオーバーラッ
プはしないが、共に対物レンズ２９に戻って、フォトダ
イオード２１により検出される場合がある。

【００７３】次に、グレーティング２７による回折光の
光ディスク１による回折光と０次光とがオーバーラップ
せず、この回折光が対物レンズ２９に戻らず、フォトダ
イオード２１により検出されない場合がある。

【００７４】このような後者の条件は、ｆｓｉｎθ_disk
＜ｒ＋ｒ′より数７式のときである。

【００７５】

【数７】１／ｔｐ＞（ＮＡ＋ＮＡ′）／λ

【００７６】このとき、回折光の＋１次光、−１次光
は、対物レンズシフト、ディスクチルトによるオフセッ
ト検出には寄与しないので、見かけ上検出感度が上が
る。しかしながら、この条件は、ＮＡ′をさらに小さく
することを意味し、つまり、ｒ′はより小さくしなけれ
ばならないことになり、オフセット検出のための光は小
さくなる。しかし、このような条件においてもオフセッ
ト検出をすることはできる。

【００７７】図７に、本実施の形態の光ディスク上のビ
ーム・スポットの位置とトラッキングエラー検出系の構
成を示す。図７において、光ディスク１の記録面上に
は、螺旋状に案内溝のグルーブＧが形成され、グルーブ
ＧとグルーブＧの間にランドＬが形成される。

【００７８】フォトダイオード２１は、３つの受光素子
６０、６１、６２を有する。このとき、０次光Ｓ１のビ
ームスポットはフォトダイオード２１の受光素子６０に
受光され、＋１次光Ｓ２のビームスポットはフォトダイ
オード２１の受光素子６１に受光され、−１次光Ｓ３の
ビームスポットは、フォトダイオード２１の受光素子６
２に受光される。受光素子６０は２分割受光部Ｅ１およ
びＦ１を有し、受光素子６１は２分割受光部Ｅ２および
Ｆ２を有し、受光素子６２は２分割受光部Ｅ３およびＦ
３を有する。各受光素子６０、６１、６２の２分割受光
部Ｅ１およびＦ１、Ｅ２およびＦ２、Ｅ３およびＦ３の
分割線はラジアル方向と直交する方向である。

【００７９】トラッキングエラー検出回路２６は、受光
素子６０の２分割受光部Ｅ１およびＦ１の検出信号の一
方から他方を減算する減算器６３と、受光素子６１の２
分割受光部Ｅ２およびＦ２の検出信号の一方から他方を
減算する減算器６４と、受光素子６２の２分割受光部Ｅ
３およびＦ３の検出信号の一方から他方を減算する減算
器６５と、減算器６５の減算出力にゲインＧ２をかける
ゲインアンプ６７と、ゲインアンプ６７のゲイン出力と
減算器６４の減算出力とを加算する加算器６９と、加算
器６９の加算出力にゲインＧ１をかけるゲインアンプ６
６と、減算器６３の減算出力とゲインアンプ６６のゲイ
ン出力とを減算する減算器６８とを有する。

【００８０】このように構成されたトラッキングエラー
検出系は以下のような動作をする。受光素子６０は２分
割受光部Ｅ１およびＦ１で０次光Ｓ１のビームスポット
を受光して検出信号Ｅ１およびＦ１を出力し、受光素子
６１は２分割受光部Ｅ２およびＦ２で＋１次光Ｓ２のビ
ームスポットを受光して検出信号Ｅ２およびＦ２を出力
し、受光素子６２は２分割受光部Ｅ３およびＦ３で−１
次光Ｓ３のビームスポットを受光して検出信号Ｅ３およ
びＦ３を出力する。減算器６３は減算出力ＴＥ１＝Ｅ１
−Ｆ１を出力し、減算器６４は減算出力ＴＥ２＝Ｅ２−
Ｆ２を出力し、減算器６５は減算出力ＴＥ３＝Ｅ３−Ｆ
３を出力する。ゲインアンプ６７はゲイン出力Ｇ２・Ｔ
Ｅ３を出力する。加算器６９は加算出力（ＴＥ２＋Ｇ２
・ＴＥ３）を出力する。ゲインアンプ６６はゲイン出力
Ｇ１・（ＴＥ２＋Ｇ２・ＴＥ３）を出力する。

【００８１】そして、減算器６８は減算出力として数８
に示すトラッキングエラー信号ＴＥを出力する。ここ
で、ビームスポットＳ１，Ｓ２，Ｓ３の強度をＡ１，Ａ
２，Ａ３、オフセットをＢとしたとき，理想的な状態で
バランス調整、ゲイン調整を、三つのビームスポットの
強度で校正してＧ１＝Ａ１／２Ａ２，Ｇ２＝Ａ２／Ａ３
とすると、各ＴＥ１，ＴＥ２，ＴＥ３のオフセットＢの
成分をキャンセルすることができる。また、ＴＥ１はト
ラック横断毎に現れるので正弦波信号であるが、ＴＥ
２，ＴＥ３は対物レンズシフトやディスクのラジアルチ
ルトによって現れる不規則な信号である。

【００８２】

【数８】ＴＥ＝ＴＥ１−Ｇ１・（ＴＥ２＋Ｇ２・ＴＥ３）

【００８３】ここで、上述したように、０次光は半径ｒ
の光束が対物レンズに入射するのでＮＡは例えば０．５
前後程度になり、対物レンズによって集光された０次光
Ｓ１のビームスポット径は適正な大きさで形成され、例
えば１ミクロン程度になるのでトラッキングエラー信号
を検出することができ、解像度も十分である。一方、＋
１次光および−１次光は半径ｒ′の光束だけが回折され
対物レンズに入射するのでこの光束のＮＡ′は例えば
０．３程度になり、＋１次光Ｓ２のビームスポット径お
よび−１次光Ｓ３のビームスポット径は２ミクロンにな
り、１ミクロン以下のトラックを検出することができな
くなるため、トラック横断によって変調されることがな
く、オフセット信号のみを出力する。

【００８４】つまり、従来のＤＰＰでは、Ｓ２，Ｓ３は
Ｓ１に対して半トラックずれていなければならないが、
本実施の形態ではＳ２，Ｓ３はトラックのどこにあって
もよいという点に特徴がある。

【００８５】図８に本実施の形態の±１次光のオフセッ
ト検出動作を示すように、図８Ａは±１次光Ｓ２（Ｓ
３）のビームスポットが受光素子６１（６２）の２分割
受光部Ｅ２（Ｅ３）およびＦ２（Ｆ３）の中央にあると
きを示し、受光素子６１（６２）の２分割受光部Ｅ２
（Ｅ３）およびＦ２（Ｆ３）の減算出力ＴＥ２（ＴＥ
３）は「０」を出力する。一方、図８Ｂはトラッキング
動作による対物レンズの移動などで±１次光Ｓ２（Ｓ
３）のビームスポットが受光素子６１（６２）の２分割
受光部Ｅ２（Ｅ３）およびＦ２（Ｆ３）の中央からずれ
て動いたときを示し、トラッキングエラー信号は出力さ
れずにオフセット信号のみが出力される。このとき、サ
ブビームの±１次光Ｓ２（Ｓ３）のビームスポットは、
オフセット検出センサーとして機能するので、図７に示
したトラッキングエラー検出系によりオフセットを取り
除いたトラッキングエラー信号を得ることができる。

【００８６】このような対物レンズのＮＡよりも小さい
ＮＡ′の溝部を有するグレーティングを用いることによ
って、他にメカ的構成、電気回路的構成を付加すること
なく、オフセット信号をキャンセルすることができる。
また、従来の図１８に示したＤＰＰの構成を用いてオフ
セットをキャンセルすることができる。

【００８７】上例によれば、グレーティングの角度調整
は必要なく、また、対物レンズの光ディスク中心線上と
の位置精度は、従来のＤＰＰほど高くないので、調整が
簡単になるとともに、スイングアーム方式の光ピックア
ップを用いることができる。

【００８８】この例の光ディスク記録再生装置は、記録
媒体上で光ピックアップを移動させ、光ピックアップを
トラッキング手段により目的トラック位置に位置決め
し、光ピックアップの光学系により光ビームを記録媒体
上に照射させて記録マークを記録し、または記録媒体に
記録された記録マークを再生する光ディスク記録再生装
置において、光学系は、光ビーム発光部と記録媒体の間
の光学経路において、光ビームの光束の断面積よりも小
さい面積の光回折体としてのグレーティングを有するの
で、光回折体により光ビームの光束から回折光を発生さ
せて、光回折体により回折されない光ビームと回折光と
は同じ位相のオフセットを生じるので、回折光と、光回
折体により回折されない光ビームとを用いてトラッキン
グのオフセットをキャンセルすることができる。

【００８９】また、この例の光ディスク記録再生装置
は、上述において、光学系は、対物レンズを有し、対物
レンズの開口よりも小さい開口の光回折体としてのグレ
ーティングを有するので、対物レンズの開口による光ビ
ームと、対物レンズの開口よりも小さい開口の光回折体
による回折光とを発生させて、光ビームによりトラッキ
ングエラー信号を検出し、開口の小さい光回折体により
回折された回折光は対物レンズにより集光されたビーム
スポットが大きいのでオフセットのみを検出することが
でき、回折光と、光回折体により回折されない光ビーム
とを用いてトラッキングのオフセットをキャンセルする
ことができる。

【００９０】また、この例の光ディスク記録再生装置
は、上述において、トラッキング手段としてのフォトダ
イオードの受光素子は、記録媒体に螺旋状などに形成さ
れたトラックの遠視野像を横断する方向とほぼ直交し、
中心に対して対称な分割線を少なくとも一つ有し、記録
媒体上に照射された光ビームの反射光を受光する受光素
子を有し、受光素子の対称な領域の上記反射光の光強度
信号の差を検出して、この差信号をトラッキングエラー
信号とするようにしたので、プッシュプル法を用いて回
折光と、光回折体により回折されない光ビームとを用い
てトラッキングのオフセットをキャンセルすることがで
きる。

【００９１】また、この例の光ディスク記録再生装置
は、上述において、トラッキング手段としてのトラッキ
ングエラー検出回路は、記録媒体上に照射された光ビー
ムの反射光の０次光の検出信号と、±１次光の検出信号
に係数をかけたものの差をとったものをトラッキングエ
ラー信号とするようにしたので、従来のＤＰＰ法を用い
て他にメカ構成や電気的回路構成を付加することなく、
簡単な構成で回折光と、光回折体により回折されない光
ビームとを用いてトラッキングのオフセットをキャンセ
ルすることができる。

【００９２】また、この例の光ディスク記録再生装置
は、上述において、光回折体の記録媒体に螺旋状などに
形成されたトラックの遠視野像を横断する方向の開口
は、その開口によって定まる光学カットオフ空間周波数
が、トラックピッチの空間周波数よりも概ね小さいの
で、このように光回折体のトラックの遠視野像横断方向
の開口を定めるようにすることにより、光回折体により
回折された光ビームにより記録媒体の記録面上に形成さ
れる回折光の＋１次光Ｓ２，−１次光Ｓ３のレーザース
ポットは大きくなり、トラックの遠視野像を横断する方
向の位置の検出をすることができなくなる。このとき、
＋１次光Ｓ２，−１次光Ｓ３から、トラッキング信号は
得ることができないが、オフセット信号のみを得ること
ができる。これにより、光回折体により回折されない光
ビームとを用いてトラッキングのオフセットをキャンセ
ルすることができる。

【００９３】図９に、本実施の形態の±１次光の配置を
示す。０次光および±１次光のビームスポットは、グレ
ーティングをビームスポットの光軸を中心として回転さ
せることにより、０次光のビームスポットを中心として
回転するように位置させることができる。上述したよう
に、グレーティングの溝部の溝がラジアル方向に形成さ
れるように配置されているので、図９Ａに示すように、
光ディスク１上で０次光に対して、回折光の±１次光の
ビームスポット８０の向きは接線方向に配置される。本
実施の形態の動作を行うためには、回折光のビームスポ
ットの配置はどこでも良い。しかし、光ディスク１のラ
ジアルチルトの影響を考慮すると、図９Ｂに示すよう
に、光ディスク１上で０次光に対して、回折光の±１次
光のビームスポット８１の向きをラジアル方向に配置さ
せることは望ましくない。この場合、０次光に対して、
回折光の±１次光のビームスポット８１の向きがラジア
ル方向に配置されるので、それぞれのトラック位置でラ
ジアルチルトが異なっているため、また、０次光がトラ
ックにトラッキングされているときでも、光ディスクの
外周部のミラー部分に外周側の±１次光のビームスポッ
トが当たることもあり、望ましくない。

【００９４】この例の光ディスク記録再生装置は、上述
において、記録媒体としての光ディスク１に螺旋状に形
成されたトラックの接線方向に光回折体としてのグレー
ティングによる回折光が現れるように、光回折体を配置
するようにしたので、記録媒体のトラック横断方向の傾
きに影響されることなく、トラックの接線方向に回折光
の＋１次光Ｓ２，−１次光Ｓ３のレーザースポット８０
を配置することができ、＋１次光Ｓ２，−１次光Ｓ３か
ら、オフセット信号のみを得ることができるので、光回
折体により回折されない光ビームとを用いてトラッキン
グのオフセットをキャンセルすることができる。

【００９５】また、上例では、図３において光ディスク
のラジアル方向と直交する方向、つまり、ディスクのト
ラックの接線方向に長軸を有する長円の溝部を有するグ
レーティングを示した。この場合、ラジアル方向よりも
接線方向の方が開口率ＮＡが高くなるが、この実施の形
態の動作を行うためには接線方向の解像度は必要がな
い。

【００９６】そこで、接線方向の解像度を高くしないよ
うにしたグレーティングが開発された。図１０に他の実
施の形態のグレーティングの平面図を示す。図１０にお
いて、グレーティング９０は、中心に光ディスク１のラ
ジアル方向の半径ｒの真円からなる溝部９２と、その外
周に平坦部９１を有する。グレーティング９０は、例え
ば、同様に、ガラス板からなり、図１０に示すように、
溝部９０はガラス板の表面に光ディスク１のラジアル方
向に複数の凹凸からなる溝を有し、平坦部９１はガラス
板のままの状態である。従って、この場合、ラジアル方
向と接線方向の開口率ＮＡが同じになる。この実施の形
態の動作を行うためには接線方向の解像度は必要がない
ため、図１０に示したグレーティングの方が図３に示し
たグレーティングよりも製作がしやすい。また、図８お
よび図９において、その他の実施の形態のグレーティン
グとして、ディスクのトラックの接線方向のＮＡを半径
方向よりも小さくして構成してもよい。

【００９７】この例の光ディスク記録再生装置は、上述
において、光学系は、対物レンズを有し、光回折体とし
てのグレーティング９０の記録媒体に螺旋状などに形成
されたトラックのラジアル方向の開口が、対物レンズの
開口よりも小さいので、トラックのラジアル方向に配置
される回折光の＋１次光Ｓ２，−１次光Ｓ３のレーザー
スポットを大きくすることができ、トラックの遠視野像
を横断する方向の位置の検出をすることができなくな
り、このとき、＋１次光Ｓ２，−１次光Ｓ３から、トラ
ッキング信号は得ることができないが、オフセット信号
のみを得ることができるので、光回折体により回折され
ない光ビームとを用いてトラッキングのオフセットをキ
ャンセルすることができる。

【００９８】上述したようなグレーティングの場合、０
次光の光強度はグレーティングの溝部では平坦部に対し
て回折効率の分だけ減ってしまうため、グレーティング
の外周側の平坦部の光強度が相対的に強くなる。また、
０次光の位相に関しても、溝部では平坦部に対して光学
的位相差が発生する。

【００９９】そこで、光強度や光学的位相差を同じにす
るグレーティングが開発された。また、図１１に、他の
実施の形態のグレーティングとビームスポットを示す。
図１１Ａにおいて、グレーティング１００は、中心に光
ディスク１のラジアル方向の半径ｒの長円からなる第１
の溝部１０１と、その外周に第１の溝部１０１と異なる
回折光を発生させる第２の溝部１０２を有する。グレー
ティング１００は、例えば、同様に、ガラス板からな
り、図１１に示すように、第１の溝部１０１はガラス板
の表面に光ディスク１のラジアル方向に複数の凹凸から
なる溝を有し、第２の溝部１０２は第１の溝部１０１の
溝の方向と異なる方向に複数の凹凸からなる溝を有す
る。この場合、第１の溝部１０１の溝と第２の溝部１０
２の溝とは同じ深さとピッチであり、溝の形成される方
向のみが異なるものである。

【０１００】図１１Ｂにおいて、ビームスポット１０３
は、第１の溝部１０１により０次光Ｓ１、＋１次光Ｓ
２，−１次光Ｓ３がそれぞれトラックの接線方向に形成
される。さらに、第２の溝部１０２により０次光Ｓ１、
第２の＋１次光Ｓ２′，第２の−１次光Ｓ３′がそれぞ
れトラックの接線方向と異なる角度に形成される。そし
て、第２の＋１次光Ｓ２′，第２の−１次光Ｓ３′は捨
てて、０次光Ｓ１、＋１次光Ｓ２，−１次光Ｓ３を取り
込むようにする。

【０１０１】このようにして、中央の第１の溝部１０１
の外側に、回折方向だけ異なる同じ条件の第２の溝部１
０２を形成するようにする。この場合、対物レンズによ
り集光されたビームスポットは、０次光Ｓ１、内側の第
１の溝部１０１による＋１次光Ｓ２，−１次光Ｓ３と、
外側の第２の溝部１０２による＋１次光Ｓ２′，−１次
光Ｓ３′の５個となる。

【０１０２】図１１では内側と外側に溝の形成される方
向が異なるグレーティング１００を示したが、図１２に
示すように溝の方向は同じで内側と外側に回折の向きの
異なるグレーティング１１０を形成するようにしてもよ
い。この場合、図１２Ａにおいて、内側の第１の溝部１
１１により回折される光束の向きと、外側の第２の溝部
１１２により回折される光束の向きと、外側の第２の溝
部１１２により回折される光束の向きとは、光軸に対す
る回転方向の向きをいう。

【０１０３】ここで、外側の第２の溝部１１２により回
折される光束は、内側の第１の溝部１１１により回折さ
れる光束と向きが異なればよいので、光軸に対する回転
方向の向きは同じでも、回折角が異なればよい。つま
り、図１２Ｂにおいて、ビームスポット１１３は、０次
光Ｓ１に対して、第１の溝部１１１により回折される＋
１次光Ｓ２および−１次光Ｓ３に対して、上下方向に回
折の向きに第２の溝部１１２により回折される＋１次光
Ｓ２′および−１次光Ｓ３′が形成される。

【０１０４】この例の光ディスク記録再生装置は、上述
において、光回折体としての第１の溝部１０１，１１１
の外周側に第１の溝部１０１，１１１による回折光と異
なる方向または異なる回折角に光を偏向させる他の回折
部としての第２の溝部１０２，１１２を設けたので、光
回折体による回折光と他の光回折体とによる他の回折光
とを発生させて、なめらかな０次光の光ビームを得るこ
とができ、０次光の光ビームの光回折体による光強度の
低下と、光回折体による光学的位相差の影響とをなくす
ようにして、光回折体により回折されない光ビームとを
用いてトラッキングのオフセットをキャンセルすること
ができる。

【０１０５】つまり、図３や図１０の場合、０次の光束
の強度は、回折部分の強度が回折した分だけ減ってしま
うが、図１１，１２では外側も１０２，１１２で回折さ
れるので全体として均一な光束が得られる。また位相に
ついては、図３，１０の場合、回折体部分の位相が外側
とずれるが、図１１，１２では、全体が回折体となって
いるので位相がそろうようにすることができる。

【０１０６】

【発明の効果】この発明の光ディスク記録再生装置は、
記録媒体上で光ピックアップを移動させ、上記光ピック
アップをトラッキング手段により目的トラック位置に位
置決めし、上記光ピックアップの光学系により光ビーム
を上記記録媒体上に照射させて記録マークを記録し、ま
たは上記記録媒体に記録された記録マークを再生する光
ディスク記録再生装置において、上記光学系は、光ビー
ム発光部と上記記録媒体の間の光学経路において、上記
光ビームの光束の断面積よりも小さい面積の光回折体を
有するので、光回折体により光ビームの光束から回折光
を発生させて、光回折体により回折されない光ビームと
回折光とは同じ位相のオフセットを生じるので、回折光
と、光回折体により回折されない光ビームとを用いてト
ラッキングのオフセットをキャンセルすることができる
という効果を奏する。

【０１０７】また、この発明の光ディスク記録再生装置
は、上述において、上記光学系は、対物レンズを有し、
上記対物レンズの開口よりも小さい開口の光回折体を有
するので、対物レンズの開口による光ビームと、対物レ
ンズの開口よりも小さい開口の光回折体による回折光と
を発生させて、光ビームによりトラッキングエラー信号
を検出し、開口の小さい光回折体により回折された回折
光はオフセットのみを検出することができ、回折光と、
光回折体により回折されない光ビームとを用いてトラッ
キングのオフセットをキャンセルすることができるとい
う効果を奏する。

【０１０８】また、この発明の光ディスク記録再生装置
は、上述において、上記トラッキング手段は、上記記録
媒体に螺旋状などに形成されたトラックの遠視野像を横
断する方向とほぼ直交し、中心に対して対称な分割線を
少なくとも一つ有し、上記記録媒体上に照射された光ビ
ームの反射光を受光する受光素子を有し、上記受光素子
の対称な領域の上記反射光の光強度信号の差を検出し
て、この差信号をトラッキングエラー信号とするように
したので、プッシュプル法を用いて回折光と、光回折体
により回折されない光ビームとを用いてトラッキングの
オフセットをキャンセルすることができるという効果を
奏する。

【０１０９】また、この発明の光ディスク記録再生装置
は、上述において、上記トラッキング手段は、上記記録
媒体上に照射された光ビームの反射光の０次光の検出信
号と、±１次光の検出信号に係数をかけたものの差をと
ったものをトラッキングエラー信号とするようにしたの
で、従来のＤＰＰ法を用いて他にメカ構成や電気的回路
構成を付加することなく、簡単な構成で回折光と、光回
折体により回折されない光ビームとを用いてトラッキン
グのオフセットをキャンセルすることができるという効
果を奏する。

【０１１０】また、この発明の光ディスク記録再生装置
は、上述において、上記光回折体の上記記録媒体に螺旋
状などに形成されたトラックの遠視野像を横断する方向
の開口は、その開口によって定まる光学カットオフ空間
周波数が、トラックピッチの空間周波数よりも概ね小さ
いので、このように光回折体のトラックの遠視野像横断
方向の開口を定めるようにすることにより、光回折体に
より回折された光ビームにより記録媒体の記録面上に形
成される回折光の＋１次光Ｓ２，−１次光Ｓ３のレーザ
ースポットは大きくなり、トラックを横断する方向の位
置の検出をすることができなくなる。このとき、＋１次
光Ｓ２，−１次光Ｓ３から、トラッキング信号は得るこ
とができないが、オフセット信号のみを得ることができ
る。これにより、光回折体により回折されない光ビーム
とを用いてトラッキングのオフセットをキャンセルする
ことができるという効果を奏する。

【０１１１】また、この発明の光ディスク記録再生装置
は、上述において、上記光学系は、対物レンズを有し、
上記光回折体の上記記録媒体に螺旋状などに形成された
トラックのラジアル方向の開口が、上記対物レンズの開
口よりも小さいので、トラックのラジアル方向に配置さ
れる回折光の＋１次光Ｓ２，−１次光Ｓ３のレーザース
ポットを大きくすることができ、トラックの遠視野像を
横断する方向の位置の検出をすることができなくなり、
このとき、＋１次光Ｓ２，−１次光Ｓ３から、トラッキ
ング信号は得ることができないが、オフセット信号のみ
を得ることができるので、光回折体により回折されない
光ビームとを用いてトラッキングのオフセットをキャン
セルすることができるという効果を奏する。

【０１１２】また、この発明の光ディスク記録再生装置
は、上述において、上記記録媒体に螺旋状などに形成さ
れたトラックの接線方向に上記光回折体による回折光が
現れるように、上記光回折体を配置するようにしたの
で、記録媒体のトラック横断方向の傾きに影響されるこ
となく、トラックの接線方向に回折光の＋１次光Ｓ２，
−１次光Ｓ３のレーザースポットを配置することがで
き、＋１次光Ｓ２，−１次光Ｓ３から、オフセット信号
のみを得ることができるので、光回折体により回折され
ない光ビームとを用いてトラッキングのオフセットをキ
ャンセルすることができるという効果を奏する。

【０１１３】また、この発明の光ディスク記録再生装置
は、上述において、上記光回折体の外周側に上記光回折
体による回折光と異なる方向または異なる回折角に他の
回折光を偏向させる他の回折部を設けたので、光回折体
による回折光と他の光回折体とによる他の回折光とを発
生させて、光強度のなめらかな回折されない０次光の光
ビームを得ることができ、回折されない０次光の光ビー
ムの光回折体による光強度の低下と、光回折体による光
学的位相差の影響とをなくすようにして、光回折体によ
り回折されない光ビームとを用いてトラッキングのオフ
セットをキャンセルすることができるという効果を奏す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施の形態の光ディスク記録再生装置の構成
を示すブロック図である。

【図２】本実施の形態の光学系の構成を示す図である。

【図３】本実施の形態のグレーティングの構成を示す平
面図である。

【図４】本実施の形態のグレーティングの作用を示す図
である。

【図５】本実施の形態のグレーティングによる±１次光
の発生動作を示す図である。

【図６】本実施例の形態のグレーティングによる−１次
光の発生動作を示す図である。

【図７】本実施の形態の光ディスク上のビームスポット
の位置とトラッキングエラー検出系の構成を示す図であ
る。

【図８】本実施の形態の±１次光のオフセット検出動作
を示す図であり、図８Ａはビームがフォトダイオードの
中央にあるときのフォトダイオードの±１次光のビーム
スポットおよび±１次光のトラッキングエラー信号、図
８Ｂはビームがフォトダイオードの中央からずれて動く
ときのフォトダイオードの±１次光のビームスポットお
よび±１次光のトラッキングエラー信号を示す図であ
る。

【図９】本実施の形態の±１次光の配置を示す図であ
り、図９Ａは望ましい配置を示す図であり、図９Ｂは望
ましくない配置を示す図である。

【図１０】他の実施の形態のグレーティングの構成を示
す平面図である。

【図１１】他の実施の形態のグレーティングとビームス
ポットを示す図であり、図１１Ａはグレーティングを示
す図であり、図１１Ｂはビームスポットを示す図であ
る。

【図１２】他の実施の形態のグレーティングとビームス
ポットを示す図であり、図１２Ａはグレーティングを示
す図であり、図１２Ｂはビームスポットを示す図であ
る。

【図１３】従来のプッシュプル法によるトラッキングを
示す図であり、図１３ＡはランドＬ及びグルーブＧを示
す図であり、図１３Ｂはトラッキングエラー信号を示す
図である。

【図１４】従来の対物レンズの移動によるオフセットを
示す図である。

【図１５】従来の光ディスクの傾きによるオフセットを
示す図である。

【図１６】従来のＤＰＰによるトラッキングエラー検出
動作を示す図であり、図１６Ａはビームがフォトダイオ
ードの中央にあるときのフォトダイオードのビームスポ
ットおよびトラッキングエラー信号、図１６Ｂはビーム
がフォトダイオードの中央からずれて動くときのフォト
ダイオードのビームスポットおよびトラッキングエラー
信号を示す図である。

【図１７】従来のＤＰＰによる光ディスク上のビームス
ポットを示す図である。

【図１８】従来のＤＰＰによるをフォトダイオード上の
ビームスポットとプッシュプル信号を示す図である。

【符号の説明】

１光ディスク、２光ピックアップ、３スピンドル
モーター、４スレッドモーター、５サーボコントロ
ール回路、６レーザー制御回路、７信号制御回路、
８Ｉ−Ｖ変換マトリクス回路、９スピンドルサーボ
回路、１０スレッドサーボ回路、１１フォーカスサ
ーボ回路、１２トラッキングサーボ回路、１３レー
ザーダイオード、１４ＰＷＭドライバー、１５変調
回路、１６ＥＣＣエンコード回路、１７復調回路、１
８ＥＣＣデコード回路、１９システムコントロール回
路、２０コリメータレンズ、２１フォトダイオー
ド、２２加算器、２３減算器、２４ＲＦ増幅器、
２５フォーカスエラー検出回路、２６トラッキング
エラー検出回路、２７グレーティング、２８ビーム
スプリッター、２９対物レンズ、３０集光レンズ、
３１集光レンズ、３２平坦部、３３溝部、Ｓ１
０次光，Ｓ２＋１次光，Ｓ３ −１次光，ｒディス
クのラジアル方向の半径，ＮＡ対物レンズの開口率、
ＮＡ′ グレーティングの溝部の開口率、ｔｐトラッ
クピッチ、ｆ焦点距離、λ レーザービーム波長、６
０、６１、６２受光素子、Ｅ１，Ｆ１，Ｅ２，Ｆ２，
Ｅ３，Ｆ３２分割受光部、６３、６４、６５、６８
減算器、６６、６７ゲインアンプ、ＴＥトラッキン
グエラー信号、Ｇ，Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３，Ｇ４グルー
ブ、Ｌ，Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３ランド、７０オフセット
信号、８０＋１，０，−１次ビームスポット、８１
＋１，０，−１次ビームスポット、９０グレーティン
グ、９１平坦部、９２溝部、１００グレーティン
グ、１０１第１の溝部、１０２第２の溝部、１０３
ビームスポット、Ｓ２′ 第２の＋１次光、Ｓ３′
第２の−１次光、１１０グレーティング、１１１第
１の溝部、１１２第２の溝部、１１３ビームスポッ
ト

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】記録媒体上で光ピックアップを移動さ
せ、上記光ピックアップをトラッキング手段により目的
トラック位置に位置決めし、上記光ピックアップの光学
系により光ビームを上記記録媒体上に照射させて記録マ
ークを記録し、または上記記録媒体に記録された記録マ
ークを再生する光ディスク記録再生装置において、上記光学系は、光ビーム発光部と上記記録媒体の間の光
学経路において、上記光ビームの光束の断面積よりも小
さい面積の光回折体を有することを特徴とする光ディス
ク記録再生装置。
【請求項２】請求項第１項記載の光ディスク記録再生
装置において、上記光学系は、対物レンズを有し、上記対物レンズの開
口よりも小さい開口の光回折体を有するようにしたこと
を特徴とする光ディスク記録再生装置。
【請求項３】請求項第１項記載の光ディスク記録再生
装置において、上記トラッキング手段は、上記記録媒体に螺旋状などに
形成されたトラックの遠視野像を横断する方向とほぼ直
交し、中心に対して対称な分割線を少なくとも一つ有
し、上記記録媒体上に照射された光ビームの反射光を受
光する受光素子を有し、上記受光素子の対称な領域の上
記反射光の光強度信号の差を検出して、この差信号をト
ラッキングエラー信号とするようにしたことを特徴とす
る光ディスク記録再生装置。
【請求項４】請求項第１項記載の光ディスク記録再生
装置において、上記トラッキング手段は、上記記録媒体上に照射された
光ビームの反射光の０次光の検出信号と、±１次光の検
出信号に係数をかけたものの差をとったものをトラッキ
ングエラー信号とするようにしたことを特徴とする光デ
ィスク記録再生装置。
【請求項５】請求項第１項記載の光ディスク記録再生
装置において、上記光回折体の上記記録媒体に螺旋状などに形成された
トラックの遠視野像を横断する方向の開口は、その開口
によって定まる光学カットオフ空間周波数が、トラック
ピッチの空間周波数よりも概ね小さいようにしたことを
特徴とする光ディスク記録再生装置。
【請求項６】請求項第１項記載の光ディスク記録再生
装置において、上記光学系は、対物レンズを有し、上記光回折体の上記
記録媒体に螺旋状などに形成されたトラックのラジアル
方向の開口が、上記対物レンズの開口よりも小さいこと
を特徴とする光ディスク記録再生装置。
【請求項７】請求項第１項記載の光ディスク記録再生
装置において、上記記録媒体に螺旋状に形成されたトラックの接線方向
に上記光回折体による回折光が現れるように、上記光回
折体を配置するようにしたことを特徴とする光ディスク
記録再生装置。
【請求項８】請求項第１項記載の光ディスク記録再生
装置において、上記光回折体の外周側に上記光回折体による回折光と異
なる方向または異なる回折角に他の回折光を偏向させる
他の回折部を設けたことを特徴とする光ディスク記録再
生装置。
【請求項９】記録媒体上で光ピックアップを移動さ
せ、上記光ピックアップをトラッキング手段により目的
トラック位置に位置決めし、上記光ピックアップの光学
系により光ビームを上記記録媒体上に照射させて上記記
録媒体に記録された記録マークを再生する光ディスク再
生装置において、上記光学系は、光ビーム発光部と上記記録媒体の間の光
学経路において、上記光ビームの光束の断面積よりも小
さい面積の光回折体を有することを特徴とする光ディス
ク再生装置。