JPH11154338A - 光情報機器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 未記録ディスクの記録時及び再生時でも装置
自体の光学系を用いて正確にレンズ位置信号を検出する
ことができ、これによりトラッキングサーボの精度向上
によるアクセスタイムの向上、偏芯ディスク再生能力の
向上、対物レンズの正確な位置制御による記録パワーの
確保等を達成する。 【解決手段】 光情報機器は、対物レンズ６、第一の波
長のレーザ光１ａ、レーザ光１ａにて記録・再生される
情報記録媒体７、第二の波長のレーザ光９ａ、レーザ光
９ａの反射戻り光を受光する２分割のセグメント１３
ａ，１３ｂからなるフォトダイオード１３等を備えてい
る。レーザ光９ａはファーフィルド光束で情報記録媒体
７へ照射される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＣＤ、ＣＤ−Ｒ、
ＬＤ、ＤＶＤ等の光情報機器に関し、詳しくは、収束光
学系の光軸と当該収束光学系の対物レンズとのずれ（以
下、「レンズシフト」という。）を検出する機能を備え
た光情報機器に関する。

【０００２】

【従来の技術】図１１乃至図１３は従来の光情報機器の
第一例を示し、図１１は全体構成図、図１２はトラッキ
ングに用いられるプッシュプル法を示す説明図、図１３
はレンズシフトを示す説明図である。以下、これらの図
面に基づき説明する。

【０００３】従来の光情報機器は、レーザダイオード１
０１、ハーフミラー１０２、コリメータレンズ１０４、
対物レンズ１０６、フォトダイオード１１０、対物レン
ズ１０６をフォーカス方向及びトラッキング方向に駆動
するレンズアクチュエータ（図示せず）、これらの構成
要素を保持する筐体部（図示せず）等からなる。

【０００４】レーザダイオード１０１から出力されたレ
ーザ光１０１ａは、ハーフミラー１０２で約５０％が反
射した後、コリメータレンズ１０４で平行光１０１ｂと
なる。この平行光１０１ｂは、対物レンズ１０６で収束
された後、光ディスク１０７の記録面１０７ａに微小な
スポット１０１ｃを形成する。このスポット１０１ｃの
光パワーの強弱により、情報の記録及び再生が行われ
る。光ディスク１０７での反射光１０１ｄは、再び同じ
経路でハーフミラー１０２へ向かい、その約５０％がフ
ォトダイオード１１０へ入射する。フォトダイオード１
１０は、例えば２分割又は４分割のセグメントからな
る。記録に要するレーザパワーの問題から、光学系は１
ビーム方式、トラッキングはプッシュプル法が一般に用
いられる。

【０００５】図１２に示すように、プッシュプル法で
は、トラック溝やピット列に集光した微小なスポット１
０１ｃがトラック溝の中からずれた場合に発生する回折
光の強弱を、２分割のセグメントＥ，Ｆからなるフォト
ダイオード１１０で検出し、その差信号Ｅ一Ｆからトラ
ッキング誤差信号ＴＥを生成している。スポット１０１
ｃがトラック中央に位置するとき（図１２〔１〕）は、
ＴＥ＝Ｅ一Ｆ＝０となる。スポット１０１ｃがトラック
左側にずれたとき（図１２〔２〕）は、ＴＥ＝Ｅ−Ｆ＜
０となる。

【０００６】しかしながら、図１３に示すように、対物
レンズ１０６がトラックを追従することにより光軸から
ずれると、フォトダイオード１１０上のスポットもシフ
トするため、トラッキング誤差信号ＴＥにＤＣ的なオフ
セットが発生する。すなわち、対物レンズ１０６がシフ
トしたときのトラッキング誤差信号ＴＥには、純粋なト
ラッキング誤差成分とレンズシフトによって発生するＤ
Ｃオフセット成分とが混在することにより、正確なトラ
ッキングサーボが困難となる。そのため、純粋なトラッ
キング誤差成分とＤＣオフセット成分とを確実に分離す
る手段が必要であった。

【０００７】このように、プッシュプル法を採用する光
情報機器の場合、レンズシフトを極力最小限に抑えるサ
ーボ技術が必要となるだけでなく、アクセス時のレンズ
の振れや偏芯ディスクの制御等も大きな問題となってく
る。この問題の対策として、従来よりいろいろな技術が
提案されている。例えば、レンズアクチュエータに外部
位置サンサーを搭載し、直接レンズの位置を検出する方
法がある。この場合は、レンズ位置センサー部品が必要
であるので、装置の小型化の妨げとなっていた。そこ
で、図１４及び図１５に示すように、装置自身の光学系
を利用し、そこから対物レンズの位置信号（以下「レン
ズ位置信号」という。）を生成する方法が実用化されて
いる。

【０００８】図１４及び図１５は従来の光情報機器の第
二例を示し、図１４は全体構成図、図１５はレンズシフ
トを示す説明図である。以下、これらの図面に基づき説
明する。

【０００９】光学構成は図１１の第一例と同じである
が、フォーカス誤差信号検出に非点収差法を採用する関
係上、フォトダイオード１１０が４分割の構成となって
いる。トラッキング誤差信号はＴＥ＝（Ａ＋Ｂ）一（Ｃ
＋Ｄ）にて生成される。本方法は、一般に「トップホー
ルドプッシュプル」と呼ばれ、情報信号ＲＦのピーク値
（ディスクのミラー信号）を逐次ホールドし、情報信号
ＲＦの包絡線を検出するものである。対物レンズ１０６
が中央に位置している〔イ〕の状態のときは、ＤＣ的な
オフセットは発生しないため、（Ａ＋Ｂ）信号も（Ｃ＋
Ｄ）信号も同じレベルとなる。次に、対物レンズ１０６
が左側にシフトした〔ア〕の状態のときには、フォトダ
イオード１１０上のスポット移動によるＤＣオフセット
が発生するので、（Ａ＋Ｂ）信号レベルが（Ｃ＋Ｄ）信
号レベルより大きくなる。対物レンズ１０６が右側にシ
フトした〔ウ〕の状態のときは、逆に（Ｃ＋Ｄ）信号レ
ベルが（Ａ＋Ｂ）信号レベルより大きくなる。

【００１０】このとき、（Ａ＋Ｂ）信号、（Ｃ＋Ｄ）信
号の中に含まれるピットによる高帯域情報信号成分１１
８，１１９は、ピークホールド回路（図示せず）により
１１８ａ，１１８ｂ，１１８ｃ，…，１１９ａ，１１９
ｂ，１１９ｃ，…のように逐次サンプリングされ、情報
信号ＲＦの包絡線（ピークホールド信号１２０，１２
１）として検出される。（Ａ＋Ｂ）信号と（Ｃ＋Ｄ）信
号とのピークホールド信号１２０，１２１は、位相が１
８０度ずれているため、この二つの信号の差を採ること
により、レンズ位置信号ＲＳが次式で得られる。

【００１１】ＲＳ＝｛（Ａ＋Ｂ）のピーク信号１２０｝
−｛（Ｃ＋Ｄ）のピーク信号１２１｝

【００１２】このレンズ位置信号ＲＳに所定のゲインを
掛け合わせ、ＤＣオフセットを含んだプッシュプル信号
と演算することにより、ＤＣオフセットのないトラッキ
ング誤差信号を生成することができる。したがって、以
上の方法により、１ビームのプッシュプル法等で従来問
題となっていたレンズシフト時のＤＣオフセットを、キ
ャンセルすることができる。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来技
術には次のような問題があった。

【００１４】従来技術では、先に説明したように、レン
ズシフトにより発生するＤＣオフセットを、情報信号Ｒ
Ｆのピークホールドにより生成する。そのため、信号が
記録されたトラックにしか適用できない。

【００１５】図１６に示すように、例えば未記録ディス
クの記録時のように、情報ピットの記録されていないト
ラックを追従する場合は、高帯域の情報信号が含まれな
いため、サンプルホールド回路が働かない。そのため、
プッシュプル信号のＤＣオフセットによるうねりの包絡
線、つまりレンズ位置信号ＲＳを正確に検出できない。
したがって、オフセットのキャンセルができないため、
記録系の装置には効果を発揮しなかった。

【００１６】

【発明の目的】本発明は、従来困難であった未記録ディ
スクの記録時及び再生時でも装置自体の光学系を用いて
正確にレンズ位置信号を検出することができ、これによ
りトラッキングサーボの精度向上によるアクセスタイム
の向上、偏芯ディスク再生能力の向上、対物レンズの正
確な位置制御による記録パワーの確保等を達成できると
ともに、複数メデイアを記録再生可能で、小型かつ高性
能な光情報機器を提供することを目的とする。

【００１７】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の光情報機
器は、レーザ光を出力するレーザ光源と、このレーザ光
源から出力されたレーザ光を情報記録媒体へ照射する収
束光学系と、この収束光学系によって前記情報記録媒体
へ照射されたレーザ光の反射戻り光に基づきトラッキン
グ誤差信号を検出する検出光学系とを備えた光情報機器
において、前記収束光学系は、前記レーザ光をファーフ
ィルド光束で前記情報記録媒体へ照射することを特徴と
するものである。

【００１８】請求項２記載の光情報機器は、第一の波長
の第一のレーザ光を出力する第一のレーザ光源と、第二
の波長の第二のレーザ光を出力する第二のレーザ光源
と、これらの第一及び第二のレーザ光源から出力された
第一及び第二のレーザ光をそれぞれ第一及び第二の情報
記録媒体へ照射する収束光学系と、この収束光学系によ
って前記情報記録媒体へ照射された第一及び第二のレー
ザ光の反射戻り光に基づき情報信号、フォーカス誤差信
号及びトラッキング誤差信号を検出する検出光学系とを
備えた光情報機器において、前記収束光学系は、前記第
一のレーザ光をビームウェストで前記第一の情報記録媒
体に照射するとともに、前記第二のレーザ光をファーフ
ィルド光束で当該第一の情報記録媒体の記録面へ照射
し、前記検出光学系は、前記第一のレーザ光の反射戻り
光に基づき情報信号、フォーカス誤差信号及びトラッキ
ング誤差信号を検出するとともに、前記第二のレーザ光
の反射戻り光に基づき対物レンズの位置信号を検出する
ものである。

【００１９】請求項３記載の光情報機器は、第一の波長
の第一のレーザ光を出力する第一のレーザ光源と、この
第一のレーザ光源から出力された第一のレーザ光を反射
及び透過させる第一の反射透過手段と、第二の波長の第
二のレーザ光を出力する第二のレーザ光源と、この第二
のレーザ光源から出力された第二のレーザ光を反射及び
透過させる第二の反射透過手段と、前記第一及び第二の
反射透過手段を反射又は透過した第一及び第二のレーザ
光のどちらか一方を反射させるとともに他方を透過させ
る波長選択手段と、この波長選択手段を反射又は透過し
た前記第一のレーザ光をビームウェストで情報記録媒体
に照射するとともに、この波長選択手段を反射又は透過
した前記第二のレーザ光をファーフィルド光束で当該情
報記録媒体へ照射する対物レンズと、前記情報記録媒体
からの前記第一のレーザ光の反射戻り光を前記対物レン
ズ、前記波長選択手段及び前記第一の反射透過手段を介
して受光するとともに、当該反射戻り光に基づき情報信
号、フォーカス誤差信号及びトラッキング誤差信号を検
出する第一の受光手段と、前記情報記録媒体からの前記
第二のレーザ光の反射戻り光を前記対物レンズ、前記波
長選択手段及び前記第二の反射透過手段を介して受光す
るとともに、当該反射戻り光に基づき前記対物レンズの
位置信号を検出する第二の受光手段とを備えたものであ
る。

【００２０】更に具体的に換言すると、本発明は、第一
の波長の第一のレーザ光を出力する第一のレーザダイオ
ードと、第一のレーザ光を反射及び透過させるハーフミ
ラーと、第二の波長の第二のレーザ光を出力する第二の
レーザダイオードと、第二のレーザ光を反射及び透過さ
せるビームスプリッタと、第一のレーザ光を透過させる
とともに第二のレーザ光を反射させる波長選択手段と、
コリメータレンズと、第一及び第二のレーザ光を透過さ
せる円形開口部及び第一のレーザ光を反射させ第二のレ
ーザ光を透過させる周辺領域部からなる開口制限手段
と、第一及び第二のレーザ光をそれぞれ第一及び第二の
情報記録媒体の記録面に集光する対物レンズと、第一の
レーザ光の反射戻り光を検出する第一のフォトダイオー
ドと、第二のレーザ光の反射戻り光を検出する第二のフ
ォトダイオードと、フォーカス誤差検出手段と、トラッ
キング方向光量差検出手段と、前記対物レンズを保持し
フォーカス方向及びトラッキング方向の２軸に駆動する
レンズアクチュエータと、前記光学素子及びレンズアク
チュエータ等を保持し情報記録媒体の半径方向に移動可
能な構造を持つ筐体部分と、第一及び第二のフォトダイ
オードの出力信号から情報信号、トラッキング誤差信
号、フォーカス誤差信号及び対物レンズの位置信号を生
成する演算回路等からなる。そして、第一のレーザ光で
第一の情報記録媒体を記録再生する場合に、第二のレー
ザ光を収束点ではなくファーフィルド光束で第一の情報
記録媒体へ照射し、その反射戻り光を第二のフォトダイ
オードで受光する。第二のフォトダイオードは例えばト
ラッキング方向に少なくとも２分割されており、そのフ
ォトダイオードの出力信号の差信号に基づき演算回路に
よって対物レンズの位置信号が生成される。

【００２１】本発明により、未記録ディスクの記録及び
再生時においても正確なレンズ位置信号を検出すること
が可能である。これにより、プッシュプル法のトラッキ
ング誤差信号に含まれるレンズシフトによるＤＣオフセ
ットをキャンセルし、アクセスタイムの短縮や偏芯ディ
スクの再生性能向上、対物レンズの正確な位置制御によ
る記録パワーの確保等を達成する。

【００２２】

【発明の実施の形態】図１及び図２は、本発明に係る光
情報機器の第一実施形態を示す説明図である。図３は、
図１及び図２の光情報機器におけるレンズ位置信号を示
すグラフである。

【００２３】図１には、対物レンズ６、第一の波長のレ
ーザ光１ａ、レーザ光１ａにて記録・再生される情報記
録媒体７、第二の波長のレーザ光９ａ、レーザ光９ａの
反射戻り光を受光する２分割のセグメント１３ａ，１３
ｂからなるフォトダイオード１３等が示されている。図
１は対物レンズ６がほぼ光軸中心に位置している状態、
図２は対物レンズ６が図において左側にシフトしている
状態を示している。

【００２４】いま、レーザ光１ａにて、情報記録媒体７
（例えばｔ０．６ｍｍ）に記録動作を行っているものと
する。フォーカスサーボ及びトラッキングサーボは、レ
ーザ光１ａの反射戻り光に基づき検出光学系（図示せ
ず）が実行する。例えば、フォーカス方向は非点収差
法、トラッキング方向はプッシュプル法等が一般的に用
いられる。

【００２５】このとき、レーザ光９ａを同時に発光させ
る。本来、レーザ光９ａに対しては、厚さの違う（例え
ばｔ１．２ｍｍ）情報記録媒体（図示せず）の記録面に
微小なスポット（ビームウェスト）を結ぶように、光学
系が構成されている。したがって、レーザ光９ａは、情
報記録媒体７の記録面７ａに、デフォーカス状態のファ
ーフィルド光束９ｃとして照射される。ファーフィルド
光束９ｃのスポット径は、情報記録媒体７の記録用溝幅
やピット幅及び長さに比べて十分に大きい。そのため、
ファーフィルド光束９ｃの反射光は、記録用溝のピッチ
による反射回折を起こして対物レンズ６へと戻る。この
とき、反射光量として最も大きな０次の反射光は、反射
戻り光９ｄとなってフォトダイオード１３側へと戻って
いく。フォトダイオード１３には、その途中の光学系に
より所定の光束に絞られた戻り光スポット９ｅが照射さ
れる。セグメント１３ａ，１３ｂの出力信号を１３
ａ’，１３ｂ’とすると、フォトダイオード１３からは
レンズ位置信号ＲＳが次式によって検出される。

【００２６】ＲＳ＝１３ａ’−１３ｂ’

【００２７】図１に示すように対物レンズ６が光軸中央
に位置している場合、レンズ位置信号ＲＳは、「０」す
なわち図３のイの状態である。先に述べたように、情報
記録媒体７の記録面７ａ上のレ一ザー光９ａのスポット
径は、情報記録媒体７の記録用溝幅やピット幅及び長さ
に比べて十分大きく設定されており、さらにレーザ光１
ａによってトラッキング及びフォーカス共にサーボがか
かった状態であるため、トラック溝の微小なずれや記録
ピットの有無によるレンズ位置信号ＲＳへの影響は無視
できる。

【００２８】次に、対物レンズ６が図２〔２〕に示すよ
うに左側にシフトした場合、記録面７ａ上でのファーフ
ィルド光束９ｃ’は図２〔１〕のごとく左側にシフトす
る。対物レンズ６と記録面７ａの光学的な相対関係は図
１の場合と同じであるため、記録面７ａからの反射０次
光は反射戻り光９ｄ’となってフォトダイオード１３へ
と戻る。対物レンズ６が左へシフトした場合、フォトダ
イオード１３上のスポット９ｅ’は、図２〔３〕のごと
くフォトダイオード１３の左側にシフトする。したがっ
て、レンズ位置信号ＲＳは、ＲＳ＝１３ａ’−１３ｂ’
＞０となり、図３のアの位置となる。逆に対物レンズ６
が右へシフトした場合、レンズ位置信号ＲＳは、ＲＳ＝
１３ａ’−１３ｂ’＜０となり、図３のウの位置とな
る。

【００２９】以上のように本発明の特徴であるファーフ
ィルド光束によるレンズ位置信号検出法により、従来困
難であったトラッキング誤差信号とレンズシフトによっ
て発生するＤＣオフセットを完全に分離することがで
き、正確なレンズ位置信号の検出による、トラッキング
サーボの精度向上と偏芯ディスク再生能力の向上が図れ
る。

【００３０】図４は、本発明に係る光情報機器の第二実
施形態を示す構成図である。図５は、図４の光情報機器
におけるホログラム素子とフォトダイオードとの関係を
示す説明図である。

【００３１】本実施形態の光情報機器は、第一の波長
（例えば６５０ｎｍ）のレーザ光１ａを出力するレーザ
ダイオード１と、レーザ光１ａを約５０％の割合で反射
及び透過させるハーフミラー２と、レーザ光１ａを透過
し、後述するレーザ光９ａを反射する波長選択手段であ
る波長選択プリズム３と、コリメータレンズ４と、レー
ザ光１ａ，９ａを高効率で透過する円形開口部５ｂとレ
ーザ光１ａを反射しレーザ光９ａを高効率で透過する周
辺領域部５ａとからなる開口制限手段である波長フィル
タ５と、レーザ光１ａ，９ａをそれぞれ情報記録媒体
７，８の記録面７ａ，８ａに集光する対物レンズ６と、
レーザ光１ａの反射戻り光を受光するフォトダイオード
１０と、第二の波長（例えば７８０ｎｍ）のレーザ光９
ａを出力するレーザダイオード９と、レーザ光９ａを約
５０％で反射及び透過させるビームスプリッタ１１と、
フォーカス誤差検出機能とトラッキング方向光量差検出
用のパターンを持つホログラム素子１２と、レーザ光９
ａの反射戻り光を検出するフォトダイオード１３と、対
物レンズ６を保持するとともにフォーカス方向及びトラ
ッキング方向の２軸に駆動する図示しないレンズアクチ
ュエータと、前記光学素子及びレンズアクチュエータ等
を保持し情報記録媒体７，８の半径方向に移動可能な構
造を持つ図示しない筐体部分と、フォトダイオード１
０，１３の出力信号から情報信号、トラッキング誤差信
号、フォーカス誤差信号及び対物レンズ位置信号を生成
する図示しない演算回路等とからなる。

【００３２】レーザ光１ａにて情報記録媒体７の記録再
生を行う場合、レーザ光１ａはハーフミラー２で約５０
％反射され波長選択プリズム３に入射する。波長選択プ
リズム３の反射面３ａは、いわゆる誘電体多層膜により
構成され波長帯域により反射率を制御された素子であ
り、従来の技術にて容易に作成可能である。波長選択プ
リズム３は６５０ｎｍ帯域の光を高効率で透過させるよ
うに設計されているため、レーザ光１ａはそのほとんど
が波長選択プリズム３を透過しコリメータレンズ４へ向
かう。そのレーザ１ａは、コリメータレンズ４で平行光
となり波長フィルタ５の円形開口部５ｂ及び周辺領域部
５ａを高効率で透過する。円形開口部５ｂの開口径は、
レーザ光９ａが情報記録媒体８に最少の収差状態で入射
できるように予め設計されている。円形開口部５ｂ内
は、レーザ光１ａ，９ａとも効率よく透過するように設
計及び製造される。周辺領域部５ａは、レーザ光１ａを
効率よく透過させ、かつレーザ光９ａを効率よく反射さ
せるような、波長帯域による透過率の制限を、例えば誘
電体多層膜等によって可能としている。

【００３３】波長フィルタ５を効率よく透過したレーザ
光１ａは、対物レンズ６で集光され情報記録媒体７の記
録面７ａに微小なスポット１ｂを形成する。スポット１
ｂの光量を制御することで、記録面７ａへの情報の記録
及び再生が行われる。記録面７ａの反射光は、再び同じ
経路でレーザダイオード１側へと戻り、波長選択プリズ
ム３を透過したのち、ハーフミラー２で約５０％のレー
ザ光１ａが透過しフォトダイオード１０へ入射する。フ
ォトダイオード１０は、４分割のセグメント（Ａ〜Ｄ）
を有し、ハーフミラー２の透過で発生する非点収差と４
分割セグメントのうちＴＲ方向に２分割されたセグメン
トの差動信号によりそれぞれ、フォーカス誤差信号とト
ラッキング誤差信号を検出する。これは一般的に良く知
られたサーボ方式であり、各セグメントの出力信号をＡ
〜Ｄとすると、トラッキング誤差信号ＴＥ、フォーカス
誤差信号ＦＥ、情報信号ＲＦは次式で与えられる。

【００３４】ＴＥ＝（Ａ＋Ｂ）−（Ｃ＋Ｄ） ＦＥ＝（Ａ＋Ｃ）−（Ｂ＋Ｄ） ＲＦ＝Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄ

【００３５】本実施形態の光情報機器は、複数の記録再
生メデイアを記録再生できることを特徴としており、例
えばＤＶＤとＣＤ、ＣＤ−Ｒとの記録、再生互換を実現
するための構成となっている。レーザダイオード１は、
波長が６５０ｎｍであるため、主にＤＶＤの記録再生用
として用いる。ＣＤ、ＣＤ−Ｒの再生及び記録に於いて
は、特にＣＤ−Ｒの波長依存性の問題から７８０ｎｍの
波長のレーザダイオード９での再生が必要となる。した
がって、一つの対物レンズ６を用いて２種類の情報記録
媒体７，８を記録再生するためには、すなわち厚さ０．
６ｍｍのＤＶＤと厚さ１．２ｍｍのＣＤ、ＣＤ−Ｒとを
再生するには、ディスク厚の違い、波長の違いにより発
生する球面収差、色収差を補正した光学系が必要とな
る。

【００３６】先に述べた波長フィルタ５による開口制限
も、レーザ光９ａ（７８０ｎｍ）で１．２ｍｍ厚のディ
スクを再生する際に発生する特に球面収差を補正するた
めの手段である。ＣＤ、ＣＤ−Ｒの再生、記録の際に
は、レーザダイオード９を発したレーザ光９ａがビーム
スプリッタ１１で約５０％透過し波長選択プリズム３へ
向かう。波長選択プリズム３の反射面３ａでは、前述の
とおりレーザ光９ａ（７８０ｎｍ）が効率よく反射され
コリメータレンズ４へ入射する。この際、レーザダイオ
ード９の発光点位置９１は、コリメータレンズ４の前側
焦点位置４ａに対し所定の距離Ｓだけコリメータレンズ
４側に接近した位置となっている。これは、レーザ光１
ａと情報記録媒体７との条件で最適設計された対物レン
ズ６を用いてレーザ光９ａで厚さの違う情報記録媒体８
を同じ対物レンズ６で再生する際に発生する球面収差を
補正するための手段であり、シミュレーションにより最
適な物点移動量Ｓを算出することができる。このため、
レーザ光９ａはコリメータレンズ４を透過後も平行光と
はならず若干の発散光にて波長フィルタ５へ入射する。
続いて、既に説明したように、レーザ光９ａは、波長フ
ィルタ５の円形開口部５ｂと周辺領域部５ａとで所定の
開口径に制限され、対物レンズ６へ入射する。対物レン
ズ６は、レーザ光９ａを集光し厚さ１．２ｍｍの情報記
録媒体８の記録面上８ａに、微小なスポット９ｂを形成
する。スポット９ｂの光量を制御することで、記録面８
ａへの情報の記録及び再生が行われる。

【００３７】一方、レーザ光９ａの記録面７ａでの反射
光は、再び同じ経路でレーザダイオード９側へと戻り、
再び波長選択プリズム３で反射され、ビームスプリッタ
１１で約５０％が反射し、ホログラム１２で回折されフ
ォトダイオード１３へ入射する。ホログラム素子１２
は、図５のようなパターンをなしており、以下に示す光
学仕様を満足するように干渉パターン設計がなされてい
る。

【００３８】ホログラム素子１２に入射する戻り光のレ
ーザ光９ａの光束径は、ホログラム領域１２ａ，１２ｂ
の外径より小さい。そのため、情報記録媒体８の再生、
記録の時には、ホログラム領域１２ａに入射したレーザ
光９ａはセグメントＡ，Ｂの分割線上に、ホログラム領
域１２ｂに入射したレーザ光９ａはセグメントＣ，Ｄの
分割線上にそれぞれホログラムの一次回折光を集光す
る。また、両ホログラム領域の０次回折光はそのまま透
過しセグメントＧに入射する。ホログラム領域１２ａ，
１２ｂの分割線はディスクの接線方向となっているた
め、トラッキング誤差信号ＴＥはプッシュプル法、フォ
ーカス誤差信号ＦＥはフーコー法にて検出され、次の演
算式にて各誤差信号と情報信号とが得られる。

【００３９】ＦＥ＝（Ａ＋Ｃ）−（Ｂ＋Ｄ） ＴＥ＝（Ａ＋Ｂ）−（Ｃ＋Ｄ） ＲＦ＝Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄ＋Ｇ（Ｇは必ずしも必要ではな
い）

【００４０】以上の説明が、複数の情報記録媒体７，８
をそれぞれ別の波長のレーザ光１ａ，９ａにて記録再生
する際の動作である。次に、本実施形態の特徴であるレ
ーザ光１ａで記録再生を行うとともにレーザ光９ａで対
物レンズ６の位置を検出する技術について説明する。

【００４１】本実施形態では、レーザ光１ａで情報記録
媒体７を記録再生する際も、レーザ光９ａを同時に発光
させる。レーザ光１ａ（６５０ｎｍ）でＤＶＤディスク
の未記録ディスクを記録する場合、レーザ光９ａ（７８
０ｎｍ）は情報記録媒体８の記録再生のときと同様に対
物レンズ６で集光される。ただしこの場合、情報記録媒
体７は厚さ０．６ｍｍであるため、レーザ９ａの集光ス
ポットは微小スポットではなくファーフィルド光束９ｃ
となる。ファーフィルド光束９ｃは、往路とは違った反
射戻り光９ｄとなってレーザダイオード９側へ反射す
る。情報記録媒体７側の物点がレーザ９ａの収束光学系
の焦点位置より対物レンズ６側となるため、レーザ光９
ａのフォトダイオード９側への反射戻り光光束は情報記
録媒体８の記録再生時よりも大きくなる。したがって、
ホログラム素子１２に入射する反射戻り光９ｄはホログ
ラム領域１２ａ，１２ｂ全体に入射することとなる。こ
のとき、ホログラム領域１２ｃ，１２ｄは、反射戻り光
９ｄをフォトダイオード１３のセグメントＥ，Ｆに集光
スポットを結ぶように設計されている。したがって、次
式のように、セグメントＥ，Ｆの差動をとることでレン
ズ位置信号ＲＳを検出することができる。

【００４２】ＲＳ＝Ｅ−Ｆ

【００４３】このときの反射戻り光９ｄのフォトダイオ
ード９側の焦点位置は、情報記録媒体８の記録再生時よ
りも大きく外れている。そのため、ホログラム領域１２
ａ，１２ｂによる１次回折光はフォトダイオード１３の
セグメントＥ，Ｆ上で大きくぼやけた状態となるので、
レンズ位置信号ＲＳへの影響は小さく問題とはならな
い。以上の構成により、複数の情報記録媒体７，８の記
録再生に対応し、一方の情報記録媒体７の記録再生時に
他方のレーザ光９ａによる正確なレンズ位置検出が可能
となるので、装置の高速アクセス化や偏芯ディスク等の
再生能力向上が実現できる。

【００４４】図６は、本発明に係る光情報機器の第三実
施形態を示す構成図である。図７及び図８は、図６の光
情報機器におけるホログラムレーザモジュールを示す概
略側面図及び概略斜視図である。図９及び図１０は、図
６の光情報機器におけるホログラム素子とフォトダイオ
ードとの関係を示す説明図である。

【００４５】本実施形態の光情報機器は、図４に示す第
二実施形態におけるレーザダイオード９、ビームスプリ
ッタ１１、ホログラム素子１２、フォトダイオード１３
等をホログラムレーザモジュール１４に一体化した構成
である。レーザダイオード１から出力されたレーザ光１
ａによる情報記録媒体７の記録再生動作については、第
二実施形態で説明した通りであるので省略する。

【００４６】ホログラムレーザモジュール１４は、レー
ザ光１４ａを出力するレーザダイオードチップ１４１、
ホログラム素子１４３、ホログラム素子１４３の回折光
を受光するフォトダイオード１４２、これらを一体で保
持する筐体部分等からなる。ホログラム素子１４３は、
一方の面にトラッキング誤差検出用の３ビームを生成す
るための回折格子１４３ａ、他方の面にフォーカス誤差
検出用のホログラムパターン１４３ｂ，１４３ｃ及びレ
ンズ位置検出用のホログラムパターン１４３ｄ，１４３
ｅを有する。

【００４７】ホログラムレーザモジュール１４で情報記
録媒体８の記録再生を行う時は、レーザダイオードチッ
プ１４１から出力されたレーザ光１４ａが、回折格子１
４３ａで回折され、メインビームの０次光、トラッキン
グ制御用のサブビーム±１次光が第二実施形態と同じ経
路で情報記録媒体８の記録面８ａに微小なスポット１４
ｂを形成する。その反射光も同じ経路でホログラムレー
ザモジュール１４へ再度入射する。

【００４８】図９に示すように、情報記録媒体８の記録
再生時のホログラム素子１４３におけるレーザ有効径１
４ｅ’は、フォーカス誤差検出用のホログラムパターン
１４３ｂ，１４３ｃより小さい。そのため、全てホログ
ラムパターン１４３ｃ，１４３ｄにて回折され、それぞ
れフォトダイオード１４２上の所定の位置ア，イに収束
する。同様に、回折格子１４３ａによるトラッキング用
のサブビームも、位置ウ，エ，オ，カにそれぞれ収束す
る。このとき、フォーカスエラー信号ＦＥは、ホログラ
ムパターン１４３ｂ，１４３ｃによるダブルナイフエッ
ジ法（フーコー法）で、トラッキングはセグメントＥ，
Ｆの差動による、いわゆる３ビーム法で検出され、それ
ぞれ次式にて演算される。

【００４９】ＦＥ＝（Ａ＋Ｃ）−（Ｂ＋Ｄ） ＴＥ＝Ｅ一Ｆ ＲＦ＝Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄ

【００５０】次に、ホログラムレーザモジュール１４に
て対物レンズ６の位置検出を行う場合について説明す
る。

【００５１】レーザダイオード１から出力されたレーザ
光１ａにて、第二実施形態のように情報記録媒体７の記
録再生を行っているとき、ホログラムレーザモジュール
１４から出力されたレーザ光１４ａも第二実施形態のよ
うに情報記録媒体７の記録面７ａにファーフィルド光束
１４ｃで照射される。したがって、トラック溝や情報ピ
ットの有無に影響されないレンズ位置信号情報を含む反
射戻り光１４ｄが、ホログラムレーザモジュール１４へ
入射する。図１１に示すように、反射戻り光１４ｄは、
レーザ有効径１４ｅとして示されるように、ホログラム
素子１４３の全体に入射する。レンズ位置検出用のホロ
グラムパターン１４３ｄ，１４３ｅは、反射戻り光１４
ｄがフォトダイオード１４２の所定の位置に集光スポッ
トを結ぶように設計されている。すなわち、ホログラム
パターン１４３ｅに入射した反射戻り光１４ｄのホログ
ラム＋１次回折光は、図１０のフォトダイオード１４２
のアの位置に集光する。ホログラムパターン１４３ｅに
入射したトラッキング用のサブビーム１４ｄ’，１４
ｄ”は、それぞれイ、ウの位置に集光する。同様にホロ
グラムパターン１４３ｄに入射した反射戻り光１４ｄの
ホログラム＋１次回折光も、フォトダイオード１４２の
エの位置に集光する。ホログラム１４３ｅに入射したト
ラッキング用のサブビーム１４ｄ’，１４ｄ”は、それ
ぞれオ，カの位置に集光する。

【００５２】このとき、フォーカス検出用のホログラム
パターン１４３ｂ、１４３ｃにも反射戻り光１４ｄは入
射する。しかし、ホログラムパターン１４３ｂ，１４３
ｃは、情報記録媒体８の記録面８ａからの反射戻り光の
みをフォトダイオード１４２の所定の位置に集光するよ
うに設計されている。そのため、情報記録媒体７からの
反射戻り光１４ｄに対するフォトダイオード１４２への
回折光は、セグメントＡ〜Ｆ上で焦点を結ばずにフォト
ダイオード１４２全体に散乱する。したがって、レンズ
位置信号ＲＳの検出には何ら影響が及ばない。以上の構
成により、レンズ位置信号ＲＳは次式にて得られる。

【００５３】ＲＳ＝Ｅ−Ｆ

【００５４】

【発明の効果】本発明は、記録用溝幅やピット幅及び長
さに比べ十分大きいファーフィルド光束を利用してレン
ズ位置検出を行うところに特徴がある。そのため、本発
明の構成によって、従来困難であった未記録ディスクの
記録再生時でも装置自体の光学系を用いて正確にレンズ
位置信号を検出することができる。これにらり、トラッ
キングサーボの精度向上によるアクセスタイムの向上や
偏芯ディスク再生能力の向上、レンズ位置の正確な制御
による記録パワーの確保が図れる。

【００５５】さらにレーザダイオード、ホログラム素
子、フォトダイオードなどの一体化によって装置の小型
軽量化も期待でき、複数メディアの記録再生可能で、小
型高性能な光情報機器を実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る光情報機器の第一実施形態であ
り、図１〔１〕は情報記録媒体の記録面におけるスポッ
ト位置を示す平面図、図１〔２〕は情報記録媒体及び対
物レンズの構成図、図１〔３〕はフォトダイオードにお
けるスポット位置を示す平面図である。

【図２】図１の光情報機器においてレンズシフトが発生
した場合であり、図２〔１〕は情報記録媒体の記録面に
おけるスポット位置を示す平面図、図２〔２〕は情報記
録媒体及び対物レンズの構成図、図２〔３〕はフォトダ
イオードにおけるスポット位置を示す平面図である。

【図３】図１及び図２の光情報機器におけるレンズ位置
信号を示すグラフである。

【図４】本発明に係る光情報機器の第二実施形態を示す
構成図である。

【図５】図４の光情報機器におけるホログラム素子とフ
ォトダイオードとの関係を示す説明図である。

【図６】本発明に係る光情報機器の第三実施形態を示す
構成図である

【図７】図６の光情報機器におけるホログラムレーザモ
ジュールを示す概略側面図である。

【図８】図６の光情報機器におけるホログラムレーザモ
ジュールを示す概略斜視図である。

【図９】図６の光情報機器におけるホログラム素子とフ
ォトダイオードとの関係を示す説明図である。

【図１０】図６の光情報機器におけるホログラム素子と
フォトダイオードとの関係を示す説明図である。

【図１１】従来の光情報機器の第一例を示す全体構成図
である。

【図１２】図１１の光情報機器においてトラッキングに
用いられるプッシュプル法を示す説明図であり、図１２
〔１〕はスポットがトラックに一致している場合であ
り、図１２〔２〕はスポットがトラックから外れた場合
である。

【図１３】図１１の光情報機器においてレンズシフトを
示す説明図であり、図１３〔１〕はレンズシフトが無い
場合の構成図、図１３〔２〕はレンズシフトが有る場合
の構成図、図１３〔３〕はトラッキング誤差信号のレン
ズシフト依存性を示すグラフである。

【図１４】従来の光情報機器の第二例を示し、図１４
〔ア〕は対物レンズが左にシフトした場合、図１４
〔イ〕はレンズシフトが無い場合、図１４〔ウ〕は対物
レンズが右にシフトした場合である。

【図１５】図１４の光情報機器におけるレンズ位置信号
の算出方法を示すグラフであり、図１５〔１〕は（Ａ＋
Ｂ）信号、図１５〔２〕は（Ｃ＋Ｄ）信号、図１５
〔３〕はレンズ位置信号である。

【図１６】従来技術の問題点を示す説明図であり、図１
６〔１〕は情報記録媒体の記録面を示す平面図、図１６
〔２〕は（Ａ＋Ｂ）信号のグラフ、図１６〔３〕は（Ｃ
＋Ｄ）信号のグラフ、図１６〔４〕はレンズ位置信号の
グラフである。

【符号の説明】

１ 第一のレーザダイオード １ａ 第一のレーザ光 ２ ハーフミラー ３ 波長選択プリズム ４ コリメータレンズ ５ 波長フィルタ ６ 対物レンズ ７ 第一の情報記録媒体 ８ 第二の情報記録媒体 ９ 第二のレーザダイオード ９ａ 第二のレーザ光 １０ 第一のフォトダイオード １１ ビームスプリッタ １２ 誤差検出用のホログラム素子 １３ 第二のフォトダイオード １４ ホログラムレーザモジュール

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 レーザ光を出力するレーザ光源と、この
   レーザ光源から出力されたレーザ光を情報記録媒体へ照
   射する収束光学系と、この収束光学系によって前記情報
   記録媒体へ照射されたレーザ光の反射戻り光に基づきト
   ラッキング誤差信号を検出する検出光学系とを備えた光
   情報機器において、 前記収束光学系は、前記レーザ光をファーフィルド光束
   で前記情報記録媒体へ照射することを特徴とする光情報
   機器。
2. 【請求項２】 第一の波長の第一のレーザ光を出力する
   第一のレーザ光源と、第二の波長の第二のレーザ光を出
   力する第二のレーザ光源と、これらの第一及び第二のレ
   ーザ光源から出力された第一及び第二のレーザ光をそれ
   ぞれ第一及び第二の情報記録媒体へ照射する収束光学系
   と、この収束光学系によって前記情報記録媒体へ照射さ
   れた第一及び第二のレーザ光の反射戻り光に基づき情報
   信号、フォーカス誤差信号及びトラッキング誤差信号を
   検出する検出光学系とを備えた光情報機器において、 前記収束光学系は、前記第一のレーザ光をビームウェス
   トで前記第一の情報記録媒体に照射するとともに、前記
   第二のレーザ光をファーフィルド光束で当該第一の情報
   記録媒体の記録面へ照射し、 前記検出光学系は、前記第一のレーザ光の反射戻り光に
   基づき情報信号、フォーカス誤差信号及びトラッキング
   誤差信号を検出するとともに、前記第二のレーザ光の反
   射戻り光に基づき対物レンズの位置信号を検出する、 ことを特徴とする光情報機器。
3. 【請求項３】 第一の波長の第一のレーザ光を出力する
   第一のレーザ光源と、 この第一のレーザ光源から出力された第一のレーザ光を
   反射及び透過させる第一の反射透過手段と、 第二の波長の第二のレーザ光を出力する第二のレーザ光
   源と、 この第二のレーザ光源から出力された第二のレーザ光を
   反射及び透過させる第二の反射透過手段と、 前記第一及び第二の反射透過手段を反射又は透過した第
   一及び第二のレーザ光のどちらか一方を反射させるとと
   もに他方を透過させる波長選択手段と、 この波長選択手段を反射又は透過した前記第一のレーザ
   光をビームウェストで情報記録媒体に照射するととも
   に、この波長選択手段を反射又は透過した前記第二のレ
   ーザ光をファーフィルド光束で当該情報記録媒体へ照射
   する対物レンズと、 前記情報記録媒体からの前記第一のレーザ光の反射戻り
   光を前記対物レンズ、前記波長選択手段及び前記第一の
   反射透過手段を介して受光するとともに、当該反射戻り
   光に基づき情報信号、フォーカス誤差信号及びトラッキ
   ング誤差信号を検出する第一の受光手段と、 前記情報記録媒体からの前記第二のレーザ光の反射戻り
   光を前記対物レンズ、前記波長選択手段及び前記第二の
   反射透過手段を介して受光するとともに、当該反射戻り
   光に基づき前記対物レンズの位置信号を検出する第二の
   受光手段と、 を備えた光情報機器。