JPH1021565A - 光ピックアップ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】回折ビームスポットが記録ピットに対して十分
に小さくない場合、また、光ディスク上の傷等によりレ
ーザビームが散乱した場合、トラッキングエラー信号の
振幅が小さくなり、ＳＮ比が低下してしまう。 【解決手段】光ピックアップ装置において、０次回折ビ
ームの反射戻り光量を、記録ピット列と略平行に少なく
とも２分割された領域で受光し、反射戻り光の出力の差
分をとる第１の信号検出部と、複数の高次回折ビームの
反射戻り光量を、それぞれ記録ピット列と略平行に少な
くとも２分割された領域で受光し、それぞれの反射戻り
光の出力の差分をとる第２の信号検出部と、第１の信号
検出部及び第２の信号検出部の信号の和をとりトラッキ
ングエラー信号を得る第３の信号検出部とを具備する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、高密度光ディスク
を再生する光ピックアップ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、光ディスクに記録された記録ピッ
トに情報を読み出すレーザビームスポットを追従させる
ためにトラッキングサーボを行っている。トラッキング
サーボを行うためのトラッキングエラー信号の検出方法
としては、プッシュプル法、３ビーム法、３ビーム差動
プッシュプル法が用いられている。

【０００３】図４は、従来のトラッキングエラー信号の
検出方法を示す模式図である。（ａ）は、プッシュプル
法であり、（ｂ）は３ビーム法であり、（ｃ）は、３ビ
ーム差動プッシュプル法である。図４（ａ）に示すプッ
シュプル法は、光ディスクから反射した０次回折ビーム
４０１を、少なくとも２分割した光検出器４０２で受光
し、２個の受光素子の出力の差をとることで、トラッキ
ングエラー信号を得ることができる。この方法では、記
録ピット列４０３とビームスポットとの相対的な位置変
化により、レーザビームが記録ピット列４０３により回
折され、反射されて再び対物レンズに入射したレーザビ
ームの光強度分布が、変化することを利用したものであ
る。プッシュプル法は、簡単な構成でトラッキングエラ
ー信号を検出することができる。

【０００４】図４（ｂ）に示す３ビーム法は、回折格子
を用いて高次回折ビームを発生させ、０次回折ビーム４
０１のビームスポットを記録ピット４０３上に照射し、
高次回折ビームである＋１次回折ビーム４０４ａ及び−
１次回折ビーム４０４ｂのビームスポットを、０次回折
ビーム４０１が照射している記録ピット列４０３に、ビ
ームスポット径の面積の略半分が掛かるように照射す
る。高次回折ビームの反射戻り光量をそれぞれ光検出器
４０２で受光し、光検出器４０２の出力の差をとること
で、トラッキングエラー信号を検出することができる。

【０００５】前述したプッシュプル法では、対物レンズ
の移動時にオフセットが発生する。そのオフセットを低
減する方法として、図４（ｃ）に示す３ビーム差動プッ
シュプル法がある。３ビーム差動プッシュプル法は、±
１次回折ビーム４０４ａ、４０４ｂのビームスポット
を、記録ピット４０３上に０次回折ビーム４０１のビー
ムスポットを中心として、相互に反対側に、且つ、それ
ぞれ光ディスクの半径方向に半トラックピッチ偏位した
状態に位置させ、０次回折ビーム４０１と±１次回折ビ
ーム４０４ａ、４０４ｂでのプッシュプル信号が逆相に
なることを利用したものである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】近年、光ディスクは、
一層の高密度化が図られている。従来の光ディスクに対
して記録ピット幅を狭めて、記録ピット列と記録ピット
列との間の間隔（トラックピッチ）を狭め、また、最短
の記録ピット長を短くした高密度光ディスクの実用化が
検討されている。高密度光ディスクのように、記録ピッ
ト幅またはトラックピッチを狭くした記録ピット列にレ
ーザビームスポットを追従させるためには、高精度に制
御可能なトラッキングサーボが必要である。

【０００７】しかし、光ディスクを高密度化するため、
記録ピットを小さくした場合、０次回折ビームスポット
及び高次回折ビームスポットも小さくする必要がある。
０次回折ビームスポット及び高次回折ビームスポットを
小さくするためには、レーザビームの波長を短くする
か、また、対物レンズの開口数を高くしなければならな
い。

【０００８】レーザビームは、照射された記録ピットに
より回折され、反射戻り光に光量差が生じる。前述した
プッシュプル法、３ビーム法及び３ビーム差動プッシュ
プル法は、その光量差を利用してトラッキングエラー信
号を得る方法である。回折ビームスポットが記録ピット
に対して最適な大きさでない場合、つまり、レーザビー
ムのビームスポット径に対して記録ピットが小さすぎる
場合、記録ピットによる回折の影響が少なく、反射戻り
光の光量差が小さくなる。結果として、トラッキングエ
ラー信号の振幅が小さくなり、ＳＮ比が低下してしま
う。

【０００９】さらに、例えば、コンパクトディスク等の
通常密度の光ディスクや、コンパクトディスクの記録密
度以上の記録密度を有する高密度光ディスクを記録再生
するとき、従来のプッシュプル法、３ビーム法及び３ビ
ーム差動プッシュプル法では、光ディスク面上の微小な
傷が生じた場合、レーザビームが傷の影響を受けて散乱
し、反射戻り光が光検出器上に戻ってこないことがあ
る。また、微小記録ピットの成型不良等により、記録ピ
ットが形成されない領域では、正確なトラッキングエラ
ー信号の検出に用いるレーザビームの反射戻り光を得る
ことができないことがある。そのため、精度の良いトラ
ッキングエラー信号を得ることができず、再生中のトラ
ッキングサーボがはずれたりすることがある。

【００１０】したがって、本発明の光ピックアップ装置
は、ビームスポットに対して記録ピットが小さい光ディ
スクであっても、ＳＮ比の高いトラッキングエラー信号
を得ることができ、また、光ディスクの傷等の影響を受
けずに精度の良いトラッキングエラー信号を得ることを
目的としている。

【００１１】

【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、記録ピット列上に照射する０次回折ビーム
と、往路光学系中に設けた回折格子により発生した複数
の高次回折ビームとを有し、０次回折ビームと複数の高
次回折ビームとを対物レンズにより記録ピット列上に収
束照射させ、記録ピット列からの反射戻り光量から光デ
ィスクの情報を読み出す光ピックアップ装置において、
０次回折ビームの反射戻り光量を記録ピット列と略平行
に少なくとも２分割された領域で受光し、反射戻り光の
出力の差分をとる第１の信号検出部と、複数の高次回折
ビームの反射戻り光量をそれぞれ記録ピット列と略平行
に少なくとも２分割された領域で受光し、それぞれの反
射戻り光の出力の差分をとる第２の信号検出部と、第１
の信号検出部及び第２の信号検出部の信号の和からトラ
ッキングエラー信号を得る第３の信号検出部とを具備す
ることを特徴としている。

【００１２】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、高次回折ビーム
は、記録ピット列と記録ピット列の間隔に応じて高次回
折ビームの次数を選択することを特徴としている。

【００１３】本発明によれば、高次回折ビームを、０次
回折ビームが照射されている記録ピット列以外の記録ピ
ット列上に照射し、高次回折ビームの反射戻り光量を、
それぞれ２分割した光検出器で受光し、それぞれの光検
出器での受光素子の差分をとり、０次回折ビーム及び高
次回折ビームにおける差分を加算してトラッキングエラ
ー信号を得るため、回折ビームスポットの大きさに対し
て記録ピットが小さい場合でも、高いＳＮ比のトラッキ
ングエラー信号を得ることができる。

【００１４】また、本発明によれば、高次回折ビーム
は、０次回折ビームを中心として対称に＋側の高次回折
ビームと−側の高次回折ビームが形成され、０次回折ビ
ームが照射している記録ピット列以外の記録ピット列か
らの反射戻り光を２分割した光検出器で受光し、それぞ
れの光検出器における受光素子の出力の差分をとる。０
次回折ビームも同様に、反射戻り光を２分割した光検出
器で受光し、受光素子の出力の差分の出力をとる。その
ため、０次回折ビーム、＋側及び−側の高次回折ビーム
の反射戻り光量の差分は、それぞれの回折ビームが照射
された異なった記録ピット列でのトラッキングエラー信
号となる。よって、複数の記録ピット列におけるトラッ
キングエラー信号を得ることができるため、０次回折ビ
ームまたは高次回折ビームのうち、１個の回折ビームが
記録ピット列上に照射していれば、トラッキングエラー
信号を得ることができる。したがって、光ディスク面上
の傷等に強い、トラッキング制御を行うことができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】本発明の光ピックアップ装置にお
ける一実施例について説明する。図１は、本発明の光ピ
ックアップ装置における一実施例の概略構成を示す模式
図である。図１において、半導体レーザ１０１を出射し
たレーザビーム１０２は、コリメータレンズ１０３によ
り平行光となる。平行光のレーザビーム１０２は、高次
回折ビームを発生させる回折格子１０４を通過する。回
折格子１０４を通過したレーザビーム１０２は、偏光ビ
ームスプリッタ１０５により９０゜方向に反射される。
偏光ビームスプリッタ１０５を通過したレーザビーム１
０２は、１／４波長板１０６を通過し、対物レンズ１０
７に入射する。レーザビーム１０２は、対物レンズ１０
７により光ディスク１０８の記録面上に収束し、光ディ
スク１０８上にビームスポットを形成する。

【００１６】レーザビーム１０２は、光ディスク１０８
の反射膜により反射され、再び対物レンズ１０７に入射
し平行光に整形され、１／４波長板１０６に入射する。
レーザビーム１０２が１／４波長板１０６を、往路と復
路の２回通過することにより、偏光方向が９０゜変化
し、偏光ビームスプリッタ１０５では透過する。その
後、レーザビーム１０２は戻り光学部１０９に入射し、
照射したレーザビーム１０２の光量に対応した電気信号
を発生する光検出器１１０上にビームスポットを形成す
るように集光する。

【００１７】図２は、本発明の光ピックアップ装置にお
ける一実施例のトラッキングエラー信号検出を示す模式
図である。（ａ）は、光ディスク面への回折ビームの照
射状態を示し、（ｂ）は、トラッキングエラー信号の検
出状態を示す。図２（ａ）において、光ディスクは、記
録ピット２０１が列をなして形成され、その記録ピット
列２０２が、光ディスクの内周から外周方向に螺旋上に
形成されている。本実施例では、トラックピッチ２０３
が、記録ピット幅２０４の略２倍とする。また、情報の
読み取り、フォーカスエラー信号及びトラッキングエラ
ー信号の一部の検出には、０次回折ビーム２０５のビー
ムスポットを用い、トラッキングエラー信号の検出に
は、高次回折ビームの＋１次回折ビーム２０６ａ及び−
１次回折ビーム２０６ｂのビームスポットを用いる。

【００１８】図２（ｂ）において、光検出器２０７は、
０次回折ビーム２０５用の４分割ダイオード２０８と、
＋１次回折ビーム２０６ａ用及び−１次回折ビーム２０
６ｂ用の２個の２分割ダイオード２０９、２１０で構成
されている。４分割ダイオード２０８は、フォーカスエ
ラー信号、トラッキングエラー信号の一部及び光ディス
クに記録されたデータの信号成分を検出するものであ
る。４分割ダイオード２０８は、光ディスクの記録ピッ
ト列の長さ方向及び前記長さ方向と直行する方向に４分
割され、０次回折ビーム２０５が集光される。

【００１９】２分割ダイオード２０９、２１０は、トラ
ッキングエラー信号を検出するものである。２分割ダイ
オード２０９、２１０は、光ディスクの記録ピット列の
長さ方向と略平行に２分割されており、＋１次回折ビー
ム２０６ａ、−１次回折ビーム２０６ｂが集光される。

【００２０】０次回折ビーム２０５は、信号を読み取る
記録ピット列２０２ａ上に収束されている。＋１次回折
ビーム２０６ａは、０次回折ビーム２０５が収束してい
る記録ピット列２０２ａより、光ディスクの外周側に隣
接した記録ピット列２０２ｂ上に収束している。−１次
回折ビーム２０６ｂは、０次回折ビーム２０５が収束し
ている記録ピット列２０２ａより、光ディスクの内周側
に隣接した記録ピット列２０２ｃ上に収束している。

【００２１】ここで、０次回折ビーム２０５、＋１次回
折ビーム２０６ａ及び−１次回折ビームは２０６ｂ、往
路光学経路中に配置された回折格子１０４により発生す
る。回折格子１０４の格子間隔を変更することにより、
０次回折ビーム２０５と＋１次回折ビーム２０６ａ、ま
たは、０次回折ビーム２０５と−１次回折ビーム２０６
ｂの距離を変更することが可能である。また、レーザビ
ーム１０２の光軸に対する格子角度を調整することによ
り、０次回折ビーム２０５、＋１次回折ビーム２０６ａ
及び−１次回折ビーム２０６ｂを結んだ直線と記録ピッ
ト列２０２との角度を調整することができる。したがっ
て、前述した格子間隔、または、格子角度を調整するこ
とにより、光ディスクのトラックピッチ２１０３に対応
して回折ビームを記録ピット列２０２上の最適な位置に
照射させることができる。

【００２２】０次回折ビーム２０５、＋１次回折ビーム
２０６ａ及び−１次回折ビーム２０６ｂは、記録ピット
２０１により回折の影響を受け、光ディスクの反射膜に
よって反射し、反射戻り光として各光学素子を通り、光
検出器２０７上に集光している。

【００２３】４分割ダイオード２０８上には、０次回折
ビーム２０５が集光している。４分割ダイオード２０８
の受光素子２０８ａ、２０８ｂ、２０８ｃ、２０８ｄの
出力の和をとり、光ディスクに記録されたデータの信号
成分を検出する。また、受光素子２０８ａと２０８ｃの
和と受光素子２０８ｂと２０８ｄの和をとり、その和の
差分をとりフォーカスエラー信号を検出する。さらに、
受光素子２０８ａと２０８ｂの和と受光素子２０８ｃと
２０８ｄの和をとり、その和の差分をとり記録ピット列
２０２ａにおけるトラッキングエラー信号を検出する。
このトラッキングエラー信号は、プッシュプル法による
記録ピット列２０２ａのトラッキングエラー信号であ
る。

【００２４】２分割ダイオード２０９上には＋１次回折
ビーム２０６ａが集光し、２分割ダイオード２１０上に
は−１次回折ビーム２０６ｂが集光している。２分割ダ
イオード２０９において、受光素子２０９ａと２０９ｂ
の差をとり記録ピット列２０２ｂにおけるトラッキング
エラー信号を検出する。このトラッキングエラー信号
は、プッシュプル法による記録ピット列２０２ｂのトラ
ッキングエラー信号である。２分割ダイオード２１０に
おいて、受光素子２１０ａと２１０ｂの差をとり記録ピ
ット列２０２ｃにおけるトラッキングエラー信号を検出
する。このトラッキングエラー信号は、プッシュプル法
による記録ピット列２０２ｃのトラッキングエラー信号
である。

【００２５】４分割ダイオード２０８で検出したトラッ
キングエラー信号と２個の２分割ダイオード２０９、２
１０で検出したトラッキングエラー信号の和をとること
により、ＳＮ比の高いトラッキングエラー信号を得るこ
とができる。つまり、４分割ダイオード、２個の２分割
ダイオードで検出したそれぞれのトラッキングエラー信
号は、プッシュプル法によるそれぞれの回折ビームが照
射した記録ピット列のトラッキングエラー信号である。

【００２６】記録ピット列に照射したレーザビームが記
録ピット上に照射されると記録ピットにより回折され、
反射戻り光として光検出器に照射する。記録ピットに対
して回折ビームのビームスポットが最適な大きさよりも
大きい場合、記録ピットによるレーザビームの回折が少
ないため、全反射戻り光量に対する記録ピットの回折に
よる反射戻り光量が少なく、すなわちトラッキングエラ
ー信号の振幅が小さくなる。それぞれ別々の記録ピット
列から得たトラッキングエラー信号を加算することによ
り、振幅の大きい、すなわちＳＮ比の高いトラッキング
エラー信号を得ることができる。

【００２７】また、３つの回折ビームを使用してトラッ
キングエラー信号を検出しているため、光ディスク面の
傷やゴミ等により、レーザビームが散乱しても、３つの
回折ビームのうちの１つが照射されていれば、トラッキ
ングエラー信号を検出することができ、トラッキングサ
ーボがはずれることがない。つまり、個々のトラッキン
グエラー信号は、照射された記録ピット列でのプッシュ
プル法によるトラッキングエラー信号であるので、それ
ぞれの回折ビームのうち、１個の回折ビームの反射戻り
光からトラッキングエラー信号を得ることができる。

【００２８】前述した構成において、０次回折ビーム２
０５が照射している記録ピット列２０２ａに隣接する記
録ピット列２０２ｂ、２０２ｃに、±１次回折ビーム２
０６ａ、２０６ｂを照射する構成としたが、それに限定
されるものではない。つまり、０次回折ビーム２０５が
照射している記録ピット列２０２ａと±１次回折ビーム
２０６ａ、２０６ｂが照射する記録ピット列２０２ｂ、
２０２ｃとの間に、複数本の記録ピット列２０２を挟ん
だ構成としてもよい。

【００２９】図３は、本発明の光ピックアップ装置にお
ける他の実施例のトラッキングエラー検出を示す模式図
である。図３において、０次回折ビーム３０１は、情報
を読み取る記録ピット列３０２ａを照射している。＋１
次回折ビーム３０３ａは、０次回折ビーム３０１が照射
している記録ピット列３０２ａから光ディスク外周側
に、記録ピット列３０２を２本挟んだ記録ピット列３０
２ｂを照射している。同様に−１次回折ビーム３０３ｂ
も、０次回折ビーム３０１が照射している記録ピット列
３０２ａから光ディスク内周側に、記録ピット列３０２
を２本挟んだ記録ピット列３０２ｃを照射している。

【００３０】前述したように、０次回折ビーム３０１が
照射している記録ピット列３０２と±１次回折ビーム３
０３ａ、３０３ｂが照射する記録ピット列３０２との間
に、複数本の記録ピット列３０２を挟んで±１次回折ビ
ーム３０３ａ、３０３ｂを照射する。複数本の記録ピッ
ト列３０２にわたって傷等によりレーザビームが散乱し
反射戻り光が得られない場合であっても、０次回折ビー
ム３０１及び±１次回折ビーム３０３ａ、３０３ｂのう
ちの１つの回折ビームからトラッキングエラー信号を検
出することができるため、トラッキングサーボがはずれ
ることがない。

【００３１】前述した高次回折ビームは、±１次回折ビ
ーム３０３ａ、３０３ｂに限定されるものではなく、±
２次または±３次回折ビーム等の高次の回折ビームであ
ってもよい。また、±１次と±２次回折ビームを用いる
等の複数の高次回折ビームを用いて、トラッキングエラ
ー信号を検出する構成としてもよい。

【００３２】また、前述した構成において、＋１次回折
ビームを受光した２分割ダイオードの差分出力と、−１
次回折ビームを受光した２分割ダイオードの差分出力と
の差分を取る。そして、前記差分と、０次回折ビーム、
＋１次回折ビーム及び−１次回折ビームのトラッキング
エラー信号を加算した出力に加算する構成としてもよ
い。この場合、プッシュプル法により生じるオフセット
を低減することができる。

【００３３】

【発明の効果】本発明によれば、ビームスポットに対し
て記録ピットが小さい光ディスクであっても、ＳＮ比の
高いトラッキングエラー信号を得ることができる。ま
た、光ディスクの傷等の影響を受けずに精度の良いトラ
ッキングエラー信号を得ることができる。

【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
の概略構成を示す模式図である。

【図２】本発明の光ピックアップ装置における一実施例
のトラッキングエラー信号検出を示す模式図である。
（ａ）は、光ディスク面への回折ビームの照射状態を示
し、（ｂ）は、トラッキングエラー信号の検出状態を示
す。

【図３】本発明の光ピックアップ装置における他の実施
例のトラッキングエラー検出を示す模式図である。

【図４】従来のトラッキングエラー信号の検出方法を示
す模式図である。（ａ）はプッシュプル法であり、
（ｂ）は３ビーム法であり、（ｃ）は３ビーム差動プッ
シュプル法である。

【符号の説明】

１０１ ・・・
半導体レーザ １０２ ・・・
レーザビーム １０３ ・・・
コリメートレンズ １０４ ・・・
回折格子 １０５ ・・・
偏光ビームスプリッタ １０６ ・・・
１／４波長板 １０７ ・・・
対物レンズ １０８ ・・・
光ディスク １０９ ・・・
戻り光学部 １１０ ・・・
光検出器 ２０１ ・・・
記録ピット ２０２、２０２ａ、２０２ｂ、２０２ｃ ・・・
記録ピット列 ２０３ ・・・
トラックピッチ ２０４ ・・・
記録ピット幅 ２０５ ・・・
０次回折ビーム ２０６ａ ・・・
＋１次回折ビーム ２０６ｂ ・・・
−１次回折ビーム ２０７ ・・・
光検出器 ２０８ ・・・
４分割ダイオード ２０８ａ、２０８ｂ、２０８ｃ、２０８ｄ ・・・
受光素子 ２０９ ・・・
２分割ダイオード ２０９ａ、２０９ｂ ・・・
受光素子 ２１０ ・・・
２分割ダイオード ２１０ａ、２１０ｂ ・・・
受光素子 ３０１ ・・・
０次回折ビーム ３０２、３０２ａ、３０２ｂ ・・・
記録ピット列 ３０３ａ ・・・
＋１次回折ビーム ３０３ｂ ・・・
−１次回折ビーム ４０１ ・・・
０次回折ビーム ４０２ ・・・
光検出器 ４０３ ・・・
記録ピット ４０４ａ ・・・
＋１次回折ビーム ４０４ｂ ・・・
−１次回折ビーム

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】記録ピット列上に照射する０次回折ビーム
   と、往路光学系中に設けた回折格子により発生した複数
   の高次回折ビームとを有し、前記０次回折ビームと前記
   複数の高次回折ビームとを対物レンズにより前記記録ピ
   ット列上に収束照射させ前記記録ピット列からの反射戻
   り光量から光ディスクの情報を読み出す光ピックアップ
   装置において、前記０次回折ビームの反射戻り光量を前
   記記録ピット列と略平行に少なくとも２分割された領域
   で受光し前記反射戻り光の出力の差分をとる第１の信号
   検出部と、前記複数の高次回折ビームの反射戻り光量を
   それぞれ前記記録ピット列と略平行に少なくとも２分割
   された領域で受光しそれぞれの前記反射戻り光の出力の
   差分をとる第２の信号検出部と、前記第１の信号検出部
   及び前記第２の信号検出部の信号の和からトラッキング
   エラー信号を得る第３の信号検出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、前記高次回折ビームは、前記記録ピット列と記録ピ
   ット列の間隔に応じて高次回折ビームの次数を選択する
   ことを特徴とする光ピックアップ装置。