JPH10198977A - ピックアップ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 ＤＶＤ用に設計された単一の対物レンズでそ
のままＣＤを再生しようとすると、開口数が適正でない
ため不要光がピックアップのセンサに入力されてしま
う。 【解決手段】 対物レンズの開口数の大きい部分を通過
する不要光はセンサの周辺部に入る傾向となるので、そ
の領域では信号の高帯域成分をカットするようにする。
非点収差光学系を採用する場合は、センサの配置を、シ
リンドリカルレンズ１１のレンズ作用の影響のない方向
ではＢ，Ｄとし、影響のある方向ではＡ１，Ａ２，Ｃ
１，Ｃ２と内側と外側にさらに分割した配置とし、外側
のＡ１，Ｃ１からの信号をローパスフィルタに通す。フ
ーコ法の光学系を採用する場合は、中央の光束に対応す
る４つのセンサのうち外側の２つからの信号を同様にロ
ーパスフィルタに通す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、厚さの異なるディ
スク、例えば厚さ０．６ｍｍの基板厚のＤＶＤディスク
と厚さ１．２ｍｍの基板厚のＣＤディスクの情報を単一
の対物レンズで、しかも開口数（ＮＡ）を切り替えるこ
となく読み取ることができるピックアップ装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】最近においては、厚さ１．２ｍｍの基板
のＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ）ディスクの他に、
厚さ０．６ｍｍの基板を２枚貼り合わせてなる大容量記
憶可能なＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ
Ｄｉｓｃ）ディスクが開発されるに至っている。この
場合、両ディスクからの読み取りを単一のレンズで、し
かも余分な部品、例えばアパーチャ制御機構等を設ける
ことなく可能とする構造簡単なＣＤ／ＤＶＤ互換再生ピ
ックアップ装置が求められているが、再生信号等の劣化
を生ずることなく、上記した目的を達するのは困難であ
った。例えば、厚みが０．６ｍｍのＤＶＤディスク用に
球面収差補正をした高ＮＡの対物レンズを用いて、ＤＶ
Ｄディスクを再生すると、良好な再生信号を得られる
が、このレンズを用いて厚みが１．２ｍｍのＣＤディス
クの読み取りを行なうと、光学的な開口制限がないこと
と、球面収差が多いことのため、スポットが変形し、Ｃ
Ｄ再生の信号が劣化してしまう。

【０００３】すなわち、厚みが０．６ｍｍ厚のＤＶＤデ
ィスクに球面収差補正を合わせた対物レンズで１．２ｍ
ｍ厚のＣＤディスクを再生するとき、ディスク基板の厚
み差よる球面収差が発生するため、ディスクから反射さ
れた反射光はその光線が出射された対物レンズのＮＡ値
によって、光軸をよぎる位置が異なり、複雑な収束光線
で反射パターンを形成する。この結果、フォーカス検出
と再生信号検出に悪影響が出てしまう。

【０００４】まず、フォーカス検出について説明する。
ディスク読み取り光学系は大別するとフォーカス検出方
式によって、光軸に対して対称な光束となる光学系（例
えばフーコ法）と、光軸に対して非対称な光束となる非
点収差を発生する（例えば非点収差法）２種類がある。
前者の光学系は、光源である半導体レーザから出射され
た光を集光して平行光にしているコリメータレンズとそ
の平行光束を入射される無限系の対物レンズからなる光
学系であり、光線は光軸に対して点対称である。この場
合の反射光線は対物レンズの低ＮＡ部を通過した近軸光
線と、ＮＡの大きな部分を通過した光線とでは光軸を過
ぎる位置が異なる。近軸光線の像点位置で光軸に垂直な
平面上のスポット形状は従来の光学系のようにコリメー
タレンズのＮＡ値に依存した回折限界まで収束した小さ
な円形スポットにはならないで、対物レンズを通過する
時の各ＮＡに応じて、半径の異なる円パターンとなる。

【０００５】また、後者のフォーカス検出に非点収差系
を用いた光学系では、シリンドリカルレンズ通過後、受
光センサ上のスポットパターンは、従来の球面収差が補
正された光学系の場合の非点収差系とは全く異なって、
合焦状態のセンサ上のパターンは円形にならないで、セ
ンサ上で出射光の光線が通過した対物レンズのＮＡ値に
応じて、フォーカス点が異なるため、パターン形状が円
から、楕円に変化する。また、従来のピット情報を読み
取る検出系では対物レンズの開口径でＮＡが決定され、
読み取りスポット径が決められると同時にディスク上の
ピットによる回折光がこの開口で制限されて、開口径外
に拡散した光は対物レンズを通過しないことにより光強
度に変調をかけて、開口を通過した光全体を受光して光
電変換すれば、ＲＦ（再生）信号が検出できる構成にな
っていた。これは積分方式と言われている。

【０００６】ここで図１０に基づいてピットによる信号
検出の原理を示す。図１０（Ａ）はピット無を示し、図
１０（Ｂ）はピット有を示している。１は対物レンズ、
２は受光センサ、３はビームスプリッタである。このよ
うに通常の光学系ではピットによる回折光（不要光）４
を対物レンズが開口で制限している。センサ２は対物レ
ンズ１を通過した光量をすべて受光する構成である。こ
のため、センサ形状はＤＶＤの１層ディスクでは再生す
るときのフォーカス誤差信号のＳ字特性の対称性を重視
し、ＤＶＤの２層ディスクの再生時では非読み取り面か
ら反射される迷光によるクロストーク妨害が影響しない
ようにセンサ形状は決められていた。この結果、通常の
非点収差検出系のセンサは合焦時のセンサ上のスポット
径の２倍に相当する長さの辺からなる正方形の４分割セ
ンサが通常の形状である。

【０００７】また、フーコ法を用いたフォーカス検出方
式のピックアップでは、ＤＶＤの２層ディスクを再生す
る場合の非読み取り面からのクロストーク光対策のた
め、２つの追加センサを用い、フォーカス検出でのクロ
ストークを打ち消す構成を取っている。

【０００８】しかしながら、ＤＶＤディスクの１層、２
層面を再生し、且つ同一ピックアップで１．２ｍｍ厚の
ＣＤディスクを再生する互換ピックアップでは、ＣＤ再
生時に対物レンズの開口数をＤＶＤの再生時と同一の開
口数に維持していると、図１０（Ｂ）に示した不要光４
もセンサ２に入力されてしまい、この結果、再生信号が
十分に変調されず、再生信号の品質が劣化するという問
題がある。具体的には、ＣＤディスクでは波長を７８０
ｎｍとして、読み取り対物レンズのＮＡが０．４５に設
定されて最短ピット長は０．８３μｍ、トラックピッチ
は１．６μｍのパラメータでシステムが構成されてい
た。また、ＤＶＤディスクでは波長６５０ｎｍとして、
対物レンズのＮＡが０．６に設定され、最短ピット長は
０．４μｍでピッチは０．７４μｍである。従って、Ｄ
ＶＤディスク用に球面収差補正を適正に行なった対物レ
ンズを用いて、同一開口数のままでＣＤディスクの情報
を再生しようとすると、前述したように回折された不要
光までセンサに取り込んでしまい、再生信号等が劣化し
てしまう。この問題点を解決するために、従来において
は、２焦点方式、ツインレンズ方式、ＮＡ変換方式、メ
カ可変開口方式などの種々の互換再生ピックアップ装置
が提案されている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】上記２焦点方式は、例
えば特開平７−９８４３１号公報に開示されているよう
に対物レンズの中心部に凹凸状のホログラムレンズを形
成し、１つの対物レンズに対して２つの焦点を形成して
ＣＤとＤＶＤに対応させるようにしたものであるが、こ
の場合には、複雑なレンズ構成のためにレンズのコスト
高を招来するのみならず、透過光を常に２分して２つの
焦点に集光させる構造のため、光利用効率が劣り、高出
力の半導体レーザを用いなければならないという、問題
点がある。

【００１０】ツインレンズ方式は、例えば特開平８−２
２１７７９号公報に開示されているようにＣＤディスク
に開口数を適合させたＣＤ用対物レンズと、ＤＶＤディ
スクに開口数を適合させたＤＶＤ用対物レンズと２種類
の対物レンズを用意し、これらを機械的に切り替えるこ
とによって、ＣＤとＤＶＤの再生に対応させるようにし
たものであるが、この場合には、２つの対物レンズを用
意しなければならないばかりか、これらを切り替えるた
めの制御機構も設けなければならず、コスト上昇を余儀
なくされてしまうという問題がある。

【００１１】ＮＡ変換方式は、例えば特開平８−４５１
０５号公報に開示されているように対物レンズに並設さ
せて液晶の可変開口シャッタを設け、ＣＤとＤＶＤの再
生に対応させて、選択的に開口数を切り替えるようにし
たものであるが、この場合には、対物レンズは１つで済
むが、液晶可変開口シャッタとこの制御機構を設けなけ
ればならず、その分、コスト高を招来するという問題が
あった。

【００１２】メカ可変開口方式は、例えば特開平８−７
３１８号公報及び特開平８−４５１０５号公報に開示さ
れているように、メカニカルなシャッタにより開口数を
切り替えるようにしているものであるが、この場合に
も、シャッタ自体とその制御機構を設けなければなら
ず、コスト高を招来する原因となっていた。本発明は、
以上のような問題点に着目し、これを有効に解決すべく
創案されたものであり、その目的は単一の対物レンズ
で、しかも開口数を切り替えることなくＣＤディスクも
ＤＶＤディスクも再生信号を劣化させることなく読み取
ることができるＣＤ／ＤＶＤ互換再生ピックアップ装置
を提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】請求項１に規定する発明
は、所定の基板厚の第１の光ディスクに対して球面収差
補正をした高ＮＡの単一の対物レンズを有する光学系を
用いて前記第１の光ディスクと前記第１の光ディスクよ
りも基板厚が大きい第２の光ディスクからの反射光をシ
リンドリカルレンズに通過させた後に光センサ部により
検出して該検出信号から光電変換部にて再生信号とフォ
ーカス信号を得るようにしたピックアップ装置におい
て、前記センサ部は、略正方形状になされ、前記シリン
ドリカルレンズのレンズ作用のない方向に沿った対角線
上に配置された略正方形状の一対のセンサ素子と、レン
ズ作用のある方向に沿って対角線上に正逆交互に反転さ
れて配置された４つのセンサ素子とよりなり、前記光電
変換部は、前記４つの三角形のセンサ素子の内、外側に
位置する２つのセンサ素子の出力側に、高帯域再生信号
カット用のローパスフィルタ手段を有するように構成し
たものである。

【００１４】請求項２に規定する発明は、所定の基板厚
の第１の光ディスクに対して球面収差補正をした高ＮＡ
の単一の対物レンズを有する光学系を用いて前記第１の
光ディスクと前記第１の光ディスクよりも基板厚が大き
い第２の光ディスクからの反射光をフーコ法により光セ
ンサ部に導いて検出し、該検出信号から光電変換部にて
再生信号とフォーカス信号を得るようにしたピックアッ
プ装置において、前記光センサ部は、平行に配列された
複数の短冊状の少なくとも６つのセンサ素子よりなり、
前記光電変換部は、前記中央部の２つのセンサ素子の外
側に隣設する２つのセンサ素子の出力側に高帯域再生信
号カット用のローパスフィルタ手段を有するように構成
したものである。

【００１５】請求項１の発明によれば、対物レンズはＤ
ＶＤディスク用に設計されているので、ＤＶＤディスク
再生時には再生信号とフォーカス信号は品質が高い状態
で得られるが、ＣＤディスク再生時には、開口数が適正
でないために、不要光も光センサ部に入力して再生信号
を劣化させる恐れがある。しかしながら、対物レンズの
開口数の大きい部分、すなわちレンズの周縁部を通過し
た不要光は光センサ部の周辺部に入る傾向となる。そし
て、再生信号は、例えば略３０ＫＨｚ以上の高帯域の周
波数であることから光センサ部の周辺部に位置するセン
サ素子の出力側にローパスフィルタ手段を設けて高帯域
の周波数成分をカットしている。従って、再生信号用に
は上記周辺部に位置するセンサ素子の出力は反映せず、
この品質を劣化させることがない。これに対して、フォ
ーカス信号用には略３０ＫＨｚ以下の低帯域の周波数を
用いているので、上記周辺部に位置するセンサ素子の出
力は、フォーカス信号用には反映することになり、この
信号の品質も高く維持することができる。

【００１６】請求項２の発明によれば、上記発明と同様
に、対物レンズはＤＶＤディスク用に設計されているの
で、ＤＶＤディスク再生時には再生信号とフォーカス信
号は品質が高い状態で得られるが、ＣＤディスク再生時
には、開口数が適正でないために、不要光も光センサ部
に入力して再生信号を劣化される恐れがある。しかしな
がら、前述と同様に、対物レンズの開口数の大きい部
分、すなわちレンズの周縁部を通過した不要光は光セン
サ部の周辺部に入る傾向となる。そして、再生信号とし
ては、例えば略３０ＫＨｚ以上の高帯域の周波数を用い
ることから光センサ部の中心部の２つのセンサ素子の外
側に隣り合う位置に設けたセンサ素子の出力側にローパ
スフィルタ手段を設けて高帯域の周波数成分をカットし
ている。従って、再生信号には上記周辺部に位置するセ
ンサ素子の出力は反映せず、この品質を劣化させること
がない。これに対して、フォーカス信号用には略３０Ｋ
Ｈｚ以下の低帯域の周波数を用いているので、上記隣り
合う位置に設けたセンサ素子の出力は、フォーカス信号
用には反映することになり、この信号の品質も高く維持
することができる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下に、本発明に係るピックアッ
プ装置の一実施例を添付図面に基づいて詳述する。図１
は本発明の第１の発明に係るピックアップ装置を示す構
成図、図２は図１に示す装置の主要部を示す回路構成
図、図３は再生信号とフォーカス信号に使用する周波数
帯域を説明するための図である。

【００１８】図１は、光入射側に位置するＤＶＤディス
ク６の記録面（０面）の情報を再生する時のレーザ光の
状態を示している。図中、ＬＤは直線偏光の読取レーザ
光ＬＡを出力する半導体レーザであり、７は上記レーザ
光ＬＡの偏光をＰ偏光に一致させてあると、Ｐ偏光成分
を９０°方向を変えて反射する。他方のＳ偏光成分が入
射された場合は、これを透過する偏光ビームスプリッタ
である。上記レーザＬＤは、波長が６５０ｎｍの光を出
力する。８は上記反射光を平行光線にするコリメータレ
ンズであり、９はこの平行光線を円偏光に変換するλ／
４板である。１０は所定の焦点距離ｆ１を有し、所定の
開口数ＮＡを有する対物レンズであり、２層ＤＶＤディ
スク６のいずれかの記録面１、２に焦点を結ぶ。

【００１９】１１はシリンドリカルレンズであり、単一
方向（Ｙ軸）にのみレンズとして働き、もう一方の方向
（Ｘ軸，紙面垂直方向）には何も作用しない。尚、この
レンズの横に、レンズの方向と、Ｘ、Ｙ軸との関係を併
記してある。また、図１中の下部にこの時の光センサ部
の平面図の一例を示す。１２は６分割になされた本発明
の特徴とする光センサ部である。上記シリンドリカルレ
ンズ１１のＸ軸はトラック方向に対して４５°傾いてお
り、６分割の上記光センサ部１２はトラックの方向に主
分割線が直角或いは平行となるように置かれている。こ
こで、主分割線とは、図１の下部に示す光センサ部内の
十字状の線を示す。上記光センサ部１２は図２にも示す
ように１辺が略８０μｍ程度の略正方形状になされてお
り、２つの略正方形状のセンサ素子Ｂ、Ｄと、４つの略
２等辺三角形状のセンサ素子Ａ１、Ａ２、Ｃ１、Ｃ２を
有しており、６分割構成になされている。２つの正方形
状のセンサ素子Ｂ、Ｄは、正方形状の光センサ部１２の
一方の対角線方向１３に沿って配置している。この対角
線方向１３は、シリンドリカルレンズ１１の例えばレン
ズ作用のない方向、すなわちＸ軸に対応している。

【００２０】一方、三角形状のセンサ素子Ａ１、Ａ２及
びＣ１、Ｃ２はそれぞれ対を形成しており、他方の対角
線方向１４に沿って正逆交互に反転されて底辺同士が向
き合う状態で配置されて、センサ全体が前述のように正
方形状になされている。この対角線方向１４は、シリン
ドリカルレンズ１１のレンズ作用のある方向、すなわち
Ｙ軸に対応している。各センサ素子間には、図示しない
僅かな間隙の不感帯が設けられて、光学系全体が構成さ
れる。尚、ここでは後述するようにＣＤ再生時に、不要
光が入射されるセンサ素子Ａ１，Ｃ１の配列方向を対角
線方向１４（Ｙ軸方向）としているが、これは設計上変
更でき、これをＸ軸方向とすることもできる。そして、
各センサ素子Ａ１、Ａ２、Ｂ、Ｃ１、Ｃ２、Ｄの検出信
号は光電変換部１５へ入力されて、ここでフォーカス信
号と再生（ＲＦ）信号が形成される。具体的には、各セ
ンサ素子の出力側には、帰還抵抗Ｒ１〜Ｒ６を有する増
幅器１６−１〜１６−６が接続されており、各検出信号
を増幅するようになっている。

【００２１】そして、４つの三角形のセンサ素子の内、
外側に位置された２つのセンサ素子、すなわちＡ１、Ｃ
１の出力側の増幅器１６−１、１６−４の入出力間にそ
れぞれコンデンサ１７Ａ、１７Ｃを接続してローパスフ
ィルタ手段１８の回路とし、高帯域コンデンサのインピ
ーダンスが減少し、帰還抵抗が周波数に対して減少し、
例えば３０ＫＨｚ以上の高帯域の周波数成分を増幅しな
いようになっている。すなわち、増幅器１６−１、１６
−４と抵抗Ｒ１、Ｒ４とコンデンサ１７Ａ、１７Ｃと
で、高帯域再生信号をカットするためのローパスフィル
タ手段１８Ａ、１８Ｃを構成している。そして、Ａグル
ープのセンサ素子Ａ１、Ａ２に対応する出力は加算部１
９にて加算されてＡ信号を作り、また、Ｃグループのセ
ンサ素子Ｃ１、Ｃ２に対応する出力は加算部２０にて加
算されてＣ信号を作っている。

【００２２】更に、上記Ａ信号とＣ信号は加えられて、
差動増幅器２１の＋端子に入力され、また、増幅器１６
−３から出力されるＢ信号と増幅器１６−６から出力さ
れるＤ信号は加えられて、差動増幅器２１の−端子に入
力され、＋端子への入力信号との差を取り、フォーカス
信号（ＦＥＳ）２２を出力するようになっている。ま
た、上記Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ信号の各信号は加算部２３へ入
力されて総和され、再生信号（ＲＦ）２４を出力するよ
うになっている。ここで、上記した対物レンズは、ＤＶ
Ｄディスクの０面である厚さ０．６ｍｍの基板厚みに対
し、開口数が０．６で再生する際に良好な信号となるよ
うに球面収差が補正されている。

【００２３】次に、本実施例の作用について説明する。
まず、図１を参照して非点収差検出系でＤＶＤディスク
の読み取りを行なう場合について説明する。ここでは、
厚みが０．６ｍｍの基板が張り合わされたＤＶＤにピッ
ト列で記録された情報をスポットで読み取るものとす
る。半導体レーザＬＤから出射された波長が６５０ｎｍ
のレーザ光ＬＡはＰ偏光でＰＢＳ７の反射面で反射さ
れ、コリメータレンズ８を通って、平行光にされる。偏
光光学系で往路と復路の光を分離するためλ／４板９が
挿入され、直線偏光の光を円偏光とする。平行光はＮＡ
が０．６で０．６ｍｍの基板厚みに対して球面収差を補
正された対物レンズ１０に入射される。対物レンズ１０
で収束された光はＤＶＤディスク６のピットを読みと
る。これにより、基板厚みが０．６ｍｍで、ピット長が
０．４μｍ、ピッチが０．７５μｍ、読み取り波長が６
５０ｎｍ、読み取り対物レンズのＮＡが０．６の条件で
ＤＶＤの情報信号は読み出される。

【００２４】ディスク６からの反射光はλ／４板９を通
過して直線偏光となり、ＰＢＳ７を通過し、シリンドリ
カルレンズ１１で非点収差を与えて、フォーカス誤差信
号が検出される。光センサ部１２の形状は正方形の６分
割センサとしている。合焦時のセンサスポットが円形で
あり、フォーカスがずれたとき対角方向すなわちＸ・Ｙ
方向に楕円形状となる。この楕円形状の時がＳ字特性の
検出カーブの±のピークに対応しており、間口が対称で
あるためには正方形で合焦時がセンササイズの約半分程
度のスポットに設定される。

【００２５】ＤＶＤでは単層ディスクと、単層ディスク
と同じ方向から、フォーカス位置を切り換えて読みとる
２層ディスクがある。０面と１面は約４０μｍの間隔で
ある。０面を再生しているときでも、１面の情報面を鏡
とした反射光があり、センサ位置で大きなスポットを形
成し、センサ面にあたる。これがフォーカス検出信号に
妨害信号となり、フォーカス誤差信号の合焦位置の誤差
信号にオフセットを発生するが、この対策として、セン
サの等価的なディスク上の寸法をある範囲に設定すると
有効なことが知られている。これをＤ／Ｍと呼んでお
り、通常８〜１２μｍとしている。ここでＤは光センサ
部１２の一辺の寸法であり、Ｍは光学系の倍率、すなわ
ちコリメータレンズ８と対物レンズ１０の合成倍率であ
る。

【００２６】ところで、フォーカス信号や再生信号の一
般的な使用周波数帯域は図３に示すように表される。例
えばフォーカス信号に関してはＤＶＤ、ＣＤ共通に、直
流から略３０ＫＨｚ程度までの低帯域周波数が用いら
れ、再生信号に関しては、ＣＤの場合には略３０ＫＨｚ
から略１．４ＭＨｚまでの範囲、ＤＶＤの場合には略３
０ＫＨｚから略６ＭＨｚまでの範囲の高帯域周波数が用
いられる。そして、図１に示すように０面からの反射光
は光センサ部１２内に適正な読取スポット２５を形成
し、１面からの反射光は光センサ部１２よりも大きな面
積で、これを覆うような楕円形スポット２６を形成して
いる。尚、１面に焦点を合わせた時には、スポットの関
係は上記と逆転する。このように読取スポット２５は、
光センサ部１２の表面上に適正に入射するので、フォー
カス信号及び再生信号ともに良好な品質で検出すること
ができる。

【００２７】次に、ＤＶＤディスクに適合させて球面収
差補正をした対物レンズを用いてＣＤディスクを再生す
る場合について説明する。この場合には、ＣＤディスク
の厚みが１．２ｍｍとなっているので、対物レンズ１０
の開口数０．６は不適切であり、後述するように不要光
も光センサ部に入力してしまうが、再生信号には悪影響
を与えないようになっている。図４はＣＤディスク再生
時におけるベスト収差位置を合焦点とした時の各ＮＡの
光線を示すスポットダイアグラムであり、図５は図４に
示すスポットダイアグラムをまとめた概略図である。

【００２８】図４（Ａ）は開口数が０．３までの対物レ
ンズ部分を通った光を示し、図４（Ｂ）は開口数が０．
３５までの対物レンズ部分を通った光を示し、図４
（Ｃ）は開口数が０．４までの対物レンズ部分を通った
光を示している。図から明らかなように反射光線のスポ
ットは、反射光線が対物レンズを通過するＮＡごとに変
化しており、ＮＡが０．２の近辺の部分を通過する光線
がディスク面上で合焦し、センサ上で円形となる。ＮＡ
が０．２以内では実像となり、１３５度の方向で長軸と
なる楕円スポットになる。また、ＮＡが０．２以上の部
分を通過した光は４５°方向で径の異なる楕円となる。
ＮＡが０．３５以内の部分を通過した光は８０μｍ角の
光センサ部１２にギリギリに入射する。このように、球
面収差がある場合は、ＮＡの値で収束点が異なることに
より、ＮＡが０．３５の開口に相当する半径はセンサ上
では楕円になる。ＮＡが０．４では光センサ部１２から
あふれており、図示されていないがＮＡが６では更にあ
ふれた状態となる。

【００２９】さて、ＣＤピットによる回折光は、ＮＡが
０．３５以内の光を受光するようにすれば、丸ビーム系
において実験的に良い信号特性が得られた。また、非点
収差系においては４分割センサでは対角方向の信号を測
定した場合、Ａ＋Ｃの信号よりＢ＋Ｄの信号のほうが３
Ｔ変調度が高く、ジッターも良かった（図１参照）。こ
れは、ＮＡが０．３５よりも内側の光束は複雑な変化を
するが、品質の良い信号を得るためにはＮＡが０．３５
内の光束、つまり楕円に近い形状のセンサでスポットを
受光すれば、ＲＦ信号を対物レンズで開口を制限してい
るのと等価になり、最適条件であるといえる。すなわ
ち、ＣＤディスクを再生する場合には、なるべく楕円形
状に近い領域のセンサで信号を検出するのがよいことに
なる。

【００３０】このため本発明では従来の４分割センサの
対角センサのＡとＣを二分割し、Ａ１、Ａ２とＣ１、Ｃ
２としている（図１及び図２参照）。すなわち、楕円形
状のスポットの短軸側において、ＮＡの高い部分を通っ
た光信号を受光するセンサ素子Ａ１、Ｃ１とＮＡの低い
部分を通った光信号を受光するセンサ素子Ａ２、Ｃ２に
分けている。これは、センサ素子Ａ１、Ｃ１には、略３
０ＫＨｚ以上の再生信号を検出するためには悪影響を与
える不要光が入射してしまうので、この部分のセンサ素
子を分割しておくためである。

【００３１】そして、略３０ＫＨｚ以下の低い周波数帯
域の信号を得る時には、図２に示すように略３０ＫＨｚ
以下の周波数に対しては、センサ素子Ａ１、Ｃ１の出力
は各増幅器１６−１、１６−４により増幅されることに
なり、結果的に、フォーカス信号２２は、センサ素子に
関しては（Ａ１＋Ａ２＋Ｃ１＋Ｃ２）−（Ｂ＋Ｄ）の成
分となる。

【００３２】これに対して、略３０ＫＨｚ以上の高い周
波数帯域の信号を得る時には、略３０ＫＨｚ以上の周波
数に対しては、センサ素子Ａ１、Ｃ１の出力は、ローパ
スフィルタ１８Ａ、１８Ｃの作用によりカットされるこ
とになる。従って、再生信号２４は、センサ素子に関し
ては（Ａ２＋Ｂ＋Ｃ２＋Ｄ）の成分となる。

【００３３】すなわち、対物レンズのＮＡが０．３５を
超えた部分を通過してきた光成分に関しては、略３０Ｋ
Ｈｚ以上の周波数成分がカットされるので、ＣＤディス
ク再生時には対物レンズの開口数を、機械的に０．３５
に切り替えたことと略等価になる。従って、ＣＤディス
クの再生時においても、再生信号の品質が劣化すること
はほとんどない。尚、フォーカス信号に関しては、ＮＡ
に応じて光線パターンが楕円となり、ＤＶＤディスク再
生時と比較してＳ字曲線の間口も広がる結果、オフセッ
トがやや生ずるが、フォーカス検出に対してはほとんど
問題を生じない。

【００３４】このように、本発明では、ＤＶＤディスク
用に球面収差補正を行なった対物レンズを用いて、機械
的な開口可変機構を用いることなくＣＤディスクの再生
信号を高い品質で求めることが可能となる。上記発明で
は、非点収差法のピックアップ装置に本発明を適用した
場合を例にとって説明したが、次に、フーコ法のピック
アップ装置に本発明を適用した場合を説明する。図６は
一般的なフーコ法のピックアップ装置の一例を示す構成
図、図７は本発明の特徴的部分を示す回路構成図であ
る。このフーコ法によるピックアップ装置も、先に説明
した非点収差法による装置と同じ手法により不要光によ
る悪影響を排除している。図６においてＬＤは半導体レ
ーザ、Ｄ１〜Ｄ６は短冊状に形成されて平行に配列され
たセンサ素子であり、光センサ部２７を構成している。
この光センサ部２７と上記半導体レーザＬＤは、例えば
同一の基板上に形成される。２８は円板或いは楕円板状
のホログラムレンズであり、半楕円部分２８Ａと、２つ
の扇状部分２８Ｂ、２８Ｃとに３つに分割されている。
２９はコリメータレンズ、３０は対物レンズであり、こ
の対物レンズは、先の第１の発明と同様に、ＤＶＤディ
スク用にその球面収差が補正されている。

【００３５】上記ホログラムレンズ２８の半楕円部分２
８Ａを通過する光束は、中央部に配列された４つのセン
サ素子Ｄ１〜Ｄ４に導かれ、フォーカス信号を形成す
る。また、扇状部分２８Ｂ、２８Ｃを通過する光束は、
それぞれ両側に配置されたセンサ素子Ｄ５とＤ６に導か
れ、トラッキング用の位相差信号を形成する。再生信号
は、全てのセンサ素子Ｄ１〜Ｄ６の出力の総和で形成さ
れる。図７は各センサ素子の出力に接続された光電変換
部３１を示している。ここでは位相差信号の検出系の記
載は省略されている。尚、図７において図２にて示した
と同じ構成要素については同一符号を付して説明する。
各センサ素子Ｄ１〜Ｄ６の出力側には、帰還抵抗Ｒ１〜
Ｒ６を有する増幅器１６−１〜１６−６が接続されてお
り、各検出信号を増幅するようになっている。

【００３６】そして、中央部の２つのセンサ素子Ｄ２、
Ｄ３の外側に隣り合うセンサ素子Ｄ１、Ｄ４の出力側の
増幅器１６−１、１６−４の入出力間に、それぞれコン
デンサ１７Ａ、１７Ｃを接続し、例えば３０ＫＨｚ以上
の高帯域の周波数成分をコンデンサにパスさせることに
よってこの成分を増幅しないようになっている。すなわ
ち、増幅器１６−１、１６−４と、抵抗Ｒ１、Ｒ４とコ
ンデンサ１７Ａ、１７Ｃとで、高帯域再生信号をカット
するためのローパスフィルタ手段１８Ａ、１８Ｃを構成
している。そして、中央部に配置された４つのセンサ素
子の内、１つ置きの一対のセンサ素子Ｄ１、Ｄ３の出力
は加算部１９にて加算されてＶＡ信号を作り、また、他
の１つ置きの一対のセンサ素子Ｄ２、Ｄ４の出力は加算
部２０にて加算されてＶＢ信号を作っている。更に、上
記ＶＡ信号は差動増幅器２１の＋端子へ入力され、ま
た、上記ＶＢ信号は差動増幅器２１の−端子へ入力され
て両信号の差を取り、フォーカス信号（ＦＥＳ）２２を
出力するようになっている。

【００３７】また、上記ＶＡ信号、ＶＢ信号、上記増幅
器１６−５から出力されるＶＣ信号及び上記増幅器１６
−６から出力されるＶＤ信号は加算部２３へ入力されて
総和され、再生信号（ＲＦ）２４を出力するようになっ
ている。ここで、上記した対物レンズ３０は、先の説明
と同様にＤＶＤディスクの０面である厚さ０．６ｍｍの
基板厚みに対し、開口数が０．６で再生する際に良好な
信号となるように球面収差が補正されている。

【００３８】次に、本実施例の動作について説明する。
図６において、ＤＶＤ２層ディスクの再生における４セ
ンサ法は、すでに知られている。すなわち、ＤＶＤ２層
ディスク６の再生時、非読み取り面からの光束がアンバ
ランスにセンサ部２７に入射するため、フォーカス検出
特性にオフセットを発生する。１面を再生時に０面を鏡
面とする反射光がセンサ部２７に入射し、この光がセン
サ素子Ｄ３に入射するため、フォーカス信号２２は＋の
オフセットを発生する。また、０面を再生するときは１
面からの反射光がセンサ素子Ｄ２に入射し、−のオフセ
ットを発生する。このため、オフセット成分を打ち消す
センサ素子を２個Ｄ１、Ｄ４として追加し、２個のセン
サ素子Ｄ２、Ｄ３の出力と相補動作をさせてオフセット
を打ち消すようになっている。図８はＤＶＤの単層ディ
スクと２層ディスクの０面を再生した時の光センサ部に
おける光スポットを示す図であり、それぞれ合焦時と＋
及び−方向に焦点がずれた場合が概略的に記載されてい
る。尚、図８において、センサ素子Ｄ５、Ｄ６の記載は
省略されている。ＤＶＤディスクの再生の場合には、焦
点がどのような場合にも読み取り面からの光スポット
は、センサ素子Ｄ２、Ｄ３内に収まり、品質の良好な再
生信号及びフォーカス信号が得られる。

【００３９】これに対して、図９はＤＶＤディスク用に
球面収差補正がなされた上記対物レンズを用いて、ＣＤ
ディスクを再生した時の合焦時の光スポットを示してお
り、開口数を０．３、０．３５、０．４に切り替えてい
る。この図から明らかなように、開口数が０．３５以下
の場合には、光スポットは略中央部の２つのセンサ素子
Ｄ２、Ｄ３内に収まっているが、開口数が０．３５を超
えて、例えば０．４になると、上記２つのセンサ素子Ｄ
２、Ｄ３の外側に隣り合うセンサ素子、例えばＤ４に不
要光が入射して、再生信号の変調度が下がり、この信号
品質を劣化させる傾向となる。

【００４０】しかしながら、本発明においては、図７に
示したようにセンサ素子Ｄ１とＤ４にて検出された例え
ば略３０ＫＨｚ以上の高帯域成分の周波数は、ローパス
フィルタ手段１６−１、１６−４によりカットされるの
で、不要光が再生信号２４に悪影響を与えることはな
く、この信号の品質を高く維持することができる。すな
わち、４センサ方式で内部の２個のセンサ素子Ｄ２、Ｄ
３はＲＦ信号の検出において必要な信号を受光してい
る。

【００４１】外部の２個のセンサ素子Ｄ１、Ｄ４はフォ
ーカス検出特性において必要な光を受光している。しか
し、この素子Ｄ１、Ｄ４はＣＤディスクの再生において
不要な信号を検出しているので、アパーチャーが復路の
光路にない場合はセンサの周波数特性を低下させて、フ
ォーカス信号を検出するだけにする必要がある。この目
的のためにセンサ素子Ｄ１とＤ４の高周波特性をローパ
スフィルタ手段１６−１、１６−４により劣化させてい
る。ＤＶＤ再生時は球面収差が補正されているため、ホ
ログラムによりセンサ部２７上に集光されたスポットは
回折による広がりを含めても小さな形状となり（図８参
照）、主にセンサ素子Ｄ２、Ｄ３で受光されるため、セ
ンサ素子Ｄ１、Ｄ４の周波数特性を下げて高周波成分を
なくしても、なんら問題はない。しかし、フォーカス信
号を検出するための帯域は確保されているため、フォー
カス信号のオフセットは補正される。

【００４２】これにより、再生信号の検出特性と、フォ
ーカス信号の検出特性を同時に最適にすることが可能で
ある。また、高周波特性を変化させるのみで２つの目的
に対して最適化でき、制御信号は何ら不要であるため、
パッケージのピン数を増やすこともない。尚、上記実施
例における周波数帯域は、一例を示したに過ぎず、これ
に限定されない。また、周波数帯域を変更した場合に
は、これに対応させて、ローパスフィルタ手段の周波数
特性も変えるのは勿論である。また、ローパスフィルタ
手段は、上記説明したものに限定されず、同様の機能を
果たすフィルタ手段ならば、どのような構成でもよい。

【００４３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のピックア
ップ装置によれば、次のように優れた作用効果を発揮す
ることができる。第１の発明によれば、第１の光ディス
クであるＤＶＤディスク用に球面収差補正した対物レン
ズと６分割センサを用いて第２の光ディスクであるＣＤ
ディスクの再生時には所定のセンサ素子の高周波成分を
カットするようにしたので、ＤＶＤディスクの再生時の
みならず、ＣＤディスクの再生時にも、フォーカス信号
と再生信号の品質を高く維持することができる。また、
従来必要とされたアパーチャ切り替え機構や対物レンズ
を２個設ける必要がないので、コストを大幅に削減する
ことができる。

【００４４】第２の発明によれば、ＤＶＤディスク用に
球面収差補正した対物レンズを用いて、ＣＤディスクの
再生時には所定のセンサ素子の高周波成分をカットする
ようにしたので、ＤＶＤディスクの再生時のみならず、
ＣＤディスクの再生時にも、フォーカス信号と再生信号
の品質を高く維持することができる。また、従来必要と
されたアパーチャ切り替え機構や対物レンズを２個設け
る必要がないので、コストを大幅に削減することができ
る。また、両発明共に少ないピン数で再生信号の検出と
フォーカス信号の検出に必要な特性を得ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の発明に係るピックアップ装置を
示す構成図である。

【図２】図１に示す装置の主要部を示す回路構成図であ
る。

【図３】再生信号とフォーカス信号に使用する周波数帯
域を説明するための図である。

【図４】ＣＤディスク再生時におけるベスト収差位置を
合焦点とした時の各ＮＡの光線を示すスポットダイアグ
ラムである。

【図５】図４に示すスポットダイアグラムをまとめた概
略図である。

【図６】一般的なフーコ法のピックアップ装置の一例を
示す構成図である。

【図７】本発明の特徴的部分を示す回路構成図である。

【図８】ＤＶＤの単層ディスクと２層ディスクの０面を
再生した時の光センサ部における光スポットを示す図で
ある。

【図９】ＤＶＤディスク用に球面収差補正がなされた上
記対物レンズを用いて、ＣＤディスクを再生した時の合
焦時の光スポットを示す図である。

【図１０】ピットによる信号検出の原理を示す図であ
る。

【符号の説明】

６…ＤＶＤディスク、７…偏光ビームスプリッタ（ＰＢ
Ｓ）、１１…シリンドリカルレンズ、１２…光センサ
部、１５…光電変換部、１６−１〜１６−６…増幅器、
１７Ａ，１７Ｃ…コンデンサ、１８Ａ，１８Ｃ…ローパ
スフィルタ手段、２２…フォーカス信号（ＦＥＳ）、２
４…再生信号（ＲＦ）、２７…光センサ部、２８…ホロ
グラムレンズ、３０…対物レンズ、３１…光電変換部、
Ａ１，Ａ２，Ｂ，Ｃ１，Ｃ２，Ｄ…センサ素子。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定の基板厚の第１の光ディスクに対し
   て球面収差補正をした高ＮＡの単一の対物レンズを有す
   る光学系を用いて前記第１の光ディスクと前記第１の光
   ディスクよりも基板厚が大きい第２の光ディスクからの
   反射光をシリンドリカルレンズに通過させた後に光セン
   サ部により検出して該検出信号から光電変換部にて再生
   信号とフォーカス信号を得るようにしたピックアップ装
   置において、前記センサ部は、略正方形状になされ、前
   記シリンドリカルレンズのレンズ作用のない方向に沿っ
   た対角線上に配置された略正方形状の一対のセンサ素子
   と、レンズ作用のある方向に沿って対角線上に正逆交互
   に反転されて配置された４つのセンサ素子とよりなり、
   前記光電変換部は、前記４つの三角形のセンサ素子の
   内、外側に位置する２つのセンサ素子の出力側に、高帯
   域再生信号カット用のローパスフィルタ手段を有してい
   ることを特徴とするピックアップ装置。
2. 【請求項２】 所定の基板厚の第１の光ディスクに対し
   て球面収差補正をした高ＮＡの単一の対物レンズを有す
   る光学系を用いて前記第１の光ディスクと前記第１の光
   ディスクよりも基板厚が大きい第２の光ディスクからの
   反射光をフーコ法により光センサ部に導いて検出し、該
   検出信号から光電変換部にて再生信号とフォーカス信号
   を得るようにしたピックアップ装置において、前記光セ
   ンサ部は、平行に配列された複数の短冊状の少なくとも
   ６つのセンサ素子よりなり、前記光電変換部は、前記中
   央部の２つのセンサ素子の外側に隣設する２つのセンサ
   素子の出力側に高帯域再生信号カット用のローパスフィ
   ルタ手段を有していることを特徴とするピックアップ装
   置。
3. 【請求項３】 前記再生信号には、略３０ＫＨｚ以上の
   高帯域周波数が用いられ、前記フォーカス信号には、略
   ３０ＫＨｚ以下の低帯域周波数が用いられることを特徴
   とする請求項１または２記載のピックアップ装置。