JPH11185277A

JPH11185277A - 光ヘッド装置

Info

Publication number: JPH11185277A
Application number: JP34936797A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Ishika; 壮石過
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1997-12-18
Filing date: 1997-12-18
Publication date: 1999-07-09

Abstract

(57)【要約】【課題】微細な間隔のトラックの追尾を可能とするため
に光ヘッド装置における対物レンズのトラッキング制御
の精度を高める。【解決手段】この発明の光ディスク装置１００は、対物
レンズ１２に所定の大きさのレンズシフトが与えられて
いる場合に生じる第１のフォトディテクタ４２の物理的
な中心とフォトディテクタに集光されたレーザビームの
中心との間のずれを検出することのない円弧上に配列さ
れた第１ないし第４の受光領域４２ａ，４２ｂ，４２ｃ
および４２ｄを有する。これにより、トラックずれ信号
ＴＥＳは、レンズシフトの影響を受けることなく、高い
精度で検出される。

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、記録媒体として
の光ディスクから情報を再生するための光ヘッド装置に
おいて、トラックを正確に追尾可能とする対物レンズの
トラッキング制御に関する。

【０００２】

【従来の技術】光ディスク装置は、対物レンズとフォト
ディテクタとを有する光ヘッド装置を含み、記録媒体す
なわち光ディスクの記録面に半導体レーザ素子からの光
ビームを照射することで光ディスクに記録されている情
報に対応する反射光を取り出して情報を読み出す一方
で、光ディスクに情報を記録するために利用される。

【０００３】上述した光ヘッド装置は、光ビームを発生
する光源としての半導体レーザ素子と、同半導体レーザ
素子から放射された光ビームを記録媒体としての光ディ
スクの記録面に収束させるとともに記録面で反射された
反射光ビームを取り出す対物レンズと、対物レンズによ
り取り出された反射光ビームを検出して光電変換し、光
ディスクに記録されている情報に対応する再生信号を出
力する複数の光検出器（フォトディテクタ）と、それぞ
れの要素の間で光ビームの光路を構成する複数の光学部
材等により形成されている。

【０００４】今日、記録密度を増大させるために、光デ
ィスクに照射される光ビームの断面ビーム径の小径化す
なわち記録ピットの大きさを低減することによりピット
列であるトラック１本当たりに記録ピットを記録できる
数を増大することとピット列すなわちトラック相互の間
隔の低減することにより単位面積当たりの記録ピットの
総数を増大する方法、光ディスクに設けられているグル
ーブ（案内溝）を利用して記録ピットの中心を主として
グルーブに位置させるグルーブ記録と同ピットの中心を
主としてグルーブ以外の領域であるランドに位置させる
ランド記録とを併用するランド−グルーブ記録等が提案
されている。

【０００５】ところで、対物レンズは、記録ピット列す
なわちトラックの中心と対物レンズにより集光された集
光スポットの中心とを一致させるためのトラッキング制
御により、光ディスクの半径方向に移動される。このと
き、対物レンズを移動すべき量すなわちトラッキング制
御量は、例えば周知のプッシュ−プル法から得られるト
ラックエラー信号に基づいて設定される。

【０００６】しかしながら、上述したように記録ピット
の断面ビーム径を低減してトラック相互の間隔を狭くす
ることは、トラッキング制御時に、対物レンズをトラッ
クの方向と直交する方向に移動させる制御の最小距離
を、例えばギヤ列等の駆動機構では追従できない非常に
微小な距離としてしまう。

【０００７】このため、対物レンズは、所定の範囲（複
数トラックが配列される区間）内でトラックが延出され
る方向と直交する方向に移動可能に設けられ、複数トラ
ックのうちの中心に位置するトラック以外の任意のトラ
ックに対しては、対物レンズを所定距離だけシフトする
レンズシフトにより、トラッキング制御される。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、対物レンズ
を現在集光スポットが集光されているトラックから別の
トラック（目標トラック）に移動する際には、通常、例
えばリニアモータにより対物レンズとレンズホルダを含
むアクチュエータを光ディスクの半径方向に移動すると
ともに対物レンズに所定量のレンズシフトを与えること
で、トラッキングが制御される。

【０００９】詳細には、目標トラックの近傍、例えば５
ないし１０トラック手前までリニアモータによりアクチ
ェータを移動させ、レンズシフトにより残りの数トラッ
クのトラッキングを制御する。ここで、目標トラックに
近づくにつれて、または目標トラックに到達した後に、
リニアモータを微動させることにより、レンズシフトの
量が次第に低減される。

【００１０】しかしながら、対物レンズを目標トラック
にトラッキングする際に、上述したレンズシフトを用い
る場合、トラックエラー信号にオフセット成分が重畳さ
れ、目標トラックの中心と集光スポットの中心がずれて
いるにも拘わらず、あたかもトラック中心であるかのよ
うなトラックエラー信号が出力される問題がある。

【００１１】なお、ランド−グルーブ記録方式において
は、ヘッダー部からの読取信号に、レンズシフトにより
生じるオフセット成分に類似した出力が存在することか
ら、オフセット成分を分離しないと内周側または外周側
のいづれかのヘッダー部からの再生信号がトラックエラ
ー信号に埋もれてしまう問題がある。この発明は、記録
媒体に記録されている情報を正確に再生可能な光ヘッド
装置を提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】この発明は、上述した問
題点に基づきなされたもので、光源からの光を記録媒体
の記録面の所定の位置に集光する集光手段と、前記記録
媒体の記録面で反射され、前記集光手段により取り込ま
れた前記記録媒体からの反射光を、前記光源から前記記
録媒体に向かう光と分離する分離手段と、この分離手段
により分離された前記記録媒体からの反射光を受光して
光電変換し、光強度に対応する大きさの電気信号を出力
する光電変換手段と、を有し、前記光電変換手段は、前
記集光手段により取り込まれた前記記録媒体からの反射
光により前記光電変換手段上に投影されるビームスポッ
トが前記記録媒体の径方向の最内周側および最外周側の
いづれかまたはそれぞれの側に移動される場合に前記集
光手段の物理的な中心を通った反射光と前記光電変換手
段に投影された上記反射光のビームスポットの中心との
間のずれの影響を受けない形状の光検出領域を含むこと
を特徴とする光ヘッド装置を提供するものである。

【００１３】またこの発明の光電変換手段は、記録媒体
の径方向に平行で反射光のビームスポットの中心部分が
投影される線分を境界として記録媒体の記録面が回転さ
れる方向の上流側と下流側に区分された複数の検出領域
と、記録媒体の径方向の所定の位置で径方向と直交する
とともに反射光のビームスポットの中心部分が投影され
る線分を境界として記録媒体の記録面の径方向の内周側
と外周側とに区分された複数の検出領域を含むことを特
徴とする。

【００１４】さらにこの発明の光電変換手段は、記録媒
体の径方向に平行で反射光のビームスポットの中心部分
が投影される線分を境界として記録媒体の記録面が回転
される方向の上流側と下流側に区分された複数の検出領
域と、記録媒体の径方向の所定の位置で径方向と直交す
るとともに反射光のビームスポットの中心部分が投影さ
れる線分を境界として記録媒体の記録面の径方向の内周
側と外周側とに区分された複数の検出領域と、記録面が
回転される方向の上流側と下流側に区分された複数の検
出領域と径方向の内周側と外周側とに区分された複数の
検出領域の外周部からなる検出領域とを含むことを特徴
とする。

【００１５】またさらにこの発明は、光源からの光を記
録媒体の記録面の所定の位置に集光する集光手段と、前
記記録媒体の記録面で反射され、前記集光手段により取
り込まれた前記記録媒体からの反射光を、前記光源から
前記記録媒体に向かう光と分離する分離手段と、この分
離手段により分離された前記記録媒体からの反射光を受
光して光電変換し、光強度に対応する大きさの電気信号
を出力する光電変換手段と、を有し、前記光電変換手段
は、前記集光手段により取り込まれた前記記録媒体から
の反射光により前記光電変換手段上に投影されるビーム
スポットが前記記録媒体の径方向の最内周側および最外
周側のいづれかまたはそれぞれの側に移動される場合に
上記反射光のビームスポットが常時投影される領域を除
く領域に対応する光検出領域を含むことを特徴とする光
ヘッド装置を提供するものである。

【００１６】さらにまたこの発明は、光源からの光を記
録媒体の記録面の所定の位置に集光する集光手段と、前
記記録媒体の記録面で反射され、前記集光手段により取
り込まれた前記記録媒体からの反射光を、前記光源から
前記記録媒体に向かう光と分離する分離手段と、互いに
直交する２本の線分に沿って区分され、前記記録媒体の
記録面からの反射光のビームスポットが概ね中心に投影
されたときに提供されるビームスポットの内側かつビー
ムスポットが前記集光手段の上記記録面の径方向の任意
の方向へのシフトにより上記２本の線分のうちの上記径
方向と直交する方向に延出される第１の線分を対称軸と
して径方向の内側に位置される第１および第２の検出領
域と、第１および第２の検出領域が設けられる領域から
上記第１の線分を対称軸として径方向の外側に位置され
る第３および第４の検出領域を含み、前記記録媒体の記
録面で反射され、前記集光手段により取り込まれて前記
分離手段により前記記録媒体に向かう光と分離された上
記反射光を受光して光電変換し、光強度に対応する大き
さの電気信号を出力する光電変換手段と、を有すること
を特徴とする光ヘッド装置を提供するものである。

【００１７】またさらにこの発明の光電変換手段の上記
第１および第２の検出領域は、第１の線分と直交する第
２の線分を境界として記録媒体の記録面が回転される方
向の上流側と下流側に区分されていることを特徴とす
る。

【００１８】さらにまたこの発明の光電変換手段の上記
第３および第４の検出領域は、第１の線分と直交する第
２の線分を境界として記録媒体の記録面が回転される方
向の上流側と下流側に区分されていることを特徴とす
る。

【００１９】またさらにこの発明の光電変換手段は、第
１ないし第４の検出領域の外周部からなる第５の検出領
域をさらに含むことを特徴とする。さらにまたこの発明
の光電変換手段の第１および第２の検出領域は、集光手
段を通って案内された記録媒体からの反射光のビームス
ポットが第３および第４の検出領域の側にシフトした状
態で投影された場合に、第１の線分よりも記録媒体の径
方向の内周側に投影される領域を検出しない形状に形成
されることを特徴とする。

【００２０】またさらにこの発明の光電変換手段の第３
および第４の検出領域は、集光手段を通って案内された
記録媒体からの反射光のビームスポットが第１および第
２の検出領域の側にシフトした状態で投影された場合
に、第１の線分よりも記録媒体の径方向の外周側に投影
される領域を検出しない形状に形成されることを特徴と
する。さらにまたこの発明の光電変換手段の第５の検出
領域は、第１ないし第４の検出領域が検出しない全ての
反射光を検出することを特徴とする。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、図面を用いてこの発明の実
施の形態を説明する。図１に示されるように、光ディス
ク装置１００は、記録媒体としての光ディスクＤの図示
しない記録面に平行に、かつ記録面に設けられている図
示しないトラックと直交する方向に移動可能なアクチェ
ータ４とアクチェータ４に向けて所定の波長のレーザビ
ームを送出するともにアクチェータ４から戻されたレー
ザビームを受光するレーザビーム送出／受光部６とを含
む光ヘッド装置２を有している。

【００２２】アクチェータ４は、制御部８からの駆動信
号に基づいて、光ディスクＤの図示しない記録面の図示
しないトラックと直交する方向に移動される。レーザビ
ーム送出／受光部６は、制御部８からの駆動信号に基づ
いて、情報の書き込み時には記録レーザビームを、情報
を読み出す際には再生用レーザビームを、それぞれ出射
する。

【００２３】制御部８は、信号処理部１０を経由して入
力される図示しない外部装置からの読み出しあるいは書
き込み命令（コマンド）に基づいて、制御部８に所定の
制御信号を供給するとともにレーザビーム送出／受光部
６により受光され、光電変換された情報信号を復号し
て、再生信号として、外部装置に出力する。

【００２４】アクチェータ４はまた、レーザビーム送出
／受光部６の後述する光源からの光ビームを光ディスク
Ｄの図示しない記録面の所定の位置に結像させるととも
に光ディスクＤの記録面で反射された反射レーザビーム
Ｌｒを取り出す対物レンズ１２、対物レンズ１２を、光
ディスクＤの記録面と直交する方向ならびに記録面に記
録されている情報であるピット列からなるトラック（情
報を記録可能な光ディスクにおいて情報が記録されてい
ない領域については、案内溝すなわちグルーブ）を横切
る方向かつ記録面に沿って移動可能に保持するピックア
ップ１４、ピックアップ１４を、一対のガイドレール１
６に沿って光ディスクＤの径方向に移動可能に支持する
キャリッジ１８を有する。

【００２５】ピックアップ１４は、図２に示すように、
キャリッジ１８上の所定位置に載置されたベース１４ａ
から光ディスクＤの記録面と直交する方向に延出された
中心軸１４ｂを回動中心として回動可能に形成された円
筒状のレンズホルダ１４ｃを含み、レンズホルダ１４ｃ
の一端部に設けられているレンズ保持面１４ｄに対物レ
ンズ１２を保持する。なお、ピックアップ１４またはキ
ャリッジ１８のいづれか一方には、レーザビーム送出／
受光部６からのレーザビームＬｆを対物レンズ１２に向
けて案内するミラー２０が、設けられている。

【００２６】レンズホルダ１４ｃの外周面の所定位置に
は、対物レンズ１２（レンズホルダ１４ｃ）を光ディス
クＤの記録面と直交する方向すなわち中心軸１４ｂに
沿って移動するための推力を発生するフォーカシングコ
イル１４ｅと、対物レンズ１２（レンズホルダ１４ｃ）
を光ディスクＤの記録面のトラックを横切る方向に移動
させるための推力を発生するトラッキングコイル１４ｆ
が、（外周面の）曲面に沿って設けられている。

【００２７】中心軸１４ｂを中心としてレンズホルダ１
４ｃの外周面を取り巻く領域には、レンズホルダ１４ｃ
の外周面の各コイル１４ｅおよび１４ｆに向けて所定方
向の磁界を提供する２組の固定磁石１４ｇおよび１４ｈ
と、それぞれの固定磁石１４ｇ，１４ｈを保持するとと
もに各磁石と共働して磁気回路を構成するヨーク１４ｉ
が設けられている。なお、ヨーク１４ｉは、中心軸１４
ｂから概ね等しい半径に設定される円周に沿ってあるい
はその近傍に、分割してもしくは円環状に配列されてい
る。

【００２８】レーザビーム送出／受光部６は、図３に示
すように、ベース６ａ、ベース６ａ上の所定の位置に配
置され、振動の方向が概ね一方向に揃えられた直線偏光
の光ビームを出射する光源３０、同ベース６ａ上の所定
の位置に配置され、光源３０からの光ビームをアクチェ
ータ４に向けて送出するとともに光ディスクＤの記録面
で反射されて戻された反射光ビームを光ディスクＤに向
かう光ビームから分離する偏光ビームスプリッタ３２、
同ベース６ａ上の所定の位置に配置され、偏光ビームス
プリッタ３２とミラー２０との間に配置され、アクチェ
ータ４のミラー２０に向かう光ビームをコリメートする
コリメートレンズ３４、同ベース６ａ上の所定の位置に
配置され、コリメートレンズ３４を通った光ビームの偏
光の方向を直線偏光から円偏光に変換するリターダ（λ
／４板）３６およびλ／４板３６を通った光ビームのア
スペクト比を概ね円形に補正する楕円補正プリズム３８
を有している。

【００２９】レーザビーム送出／受光部６はまた、光デ
ィスクＤの記録面で反射され、アクチェータ４を経由し
て戻された反射レーザビームＬｒが偏光ビームスプリッ
タ３２によりミラー２０に向かうレーザビームＬｆから
分離された反射レーザビームＬｒをさらに２つのレーザ
ビームに分離するビームスプリッタ（ハーフミラー）４
０、ハーフミラー４０により分割された２つのレーザビ
ームのそれぞれを検出して光電変換し、それぞれのレー
ザビーム光強度に対応する電気信号に変換する第１のフ
ォトディテクタ４２および第２のフォトディテクタ４６
を有している。なお、第２のフォトディテクタ４６とハ
ーフミラー４０との間には、ハーフミラー４０で分割さ
れたレーザビームの一方に、フォーカスずれの検出のた
めの所定の光学特性を与えるホログラムプレート（回折
素子）４８が配置されている。

【００３０】光源３０は、例えば波長が６５０ｎｍ（ナ
ノメートル）のレーザビームＬｆを出射する半導体レー
ザ素子であって、出射したレーザビームＬｆの直線偏光
の方向が偏光ビームスプリッタ３２の図示しない偏光面
により反射される方向となるように、固定されている。

【００３１】偏光ビームスプリッタ３２は、半導体レー
ザ素子３０により放射されたレーザビームＬｆの直線偏
光の方向と直交するよう偏光の方向が設定された図示し
ない偏光面（ビームスプリット面）を有し、半導体レー
ザ素子３０からのレーザビームＬｆを９０°折り曲げる
とともに、光ディスクＤで反射された反射レーザビーム
Ｌｒを通過させる。

【００３２】λ／４板３６は、偏光ビームスプリッタ３
２により反射されたレーザビームＬｆの偏光の方向を直
線偏光から円偏光に変換し、また光ディスクＤで反射さ
れた反射レーザビームＬｒの偏光の方向を円偏光から、
再び直線偏光に変換する。このとき、偏光ビームスプリ
ッタ３２から光ディスクＤに向かうレーザビームＬｆの
偏光の方向と光ディスクＤから戻されたＬｒの偏光の方
向との間には、λ／４板３６により、９０°の位相差が
与えられる。これにより、光ディスクＤにより反射され
たＬｒは、今度は、偏光ビームスプリッタ３２の偏光面
を通過し、ハーフミラー４０に向けられる。

【００３３】楕円補正プリズム３８の偏光ビームスプリ
ッタ３２側の面は、後述するＡＰＣ（オートパワーコン
トロール）に関連して半導体レーザ素子３０から光ディ
スクＤに向かうレーザビームＬｆの一部を偏光ビームス
プリッタ３２に側に戻すために、半導体レーザ素子３０
から放射されるレーザビームＬｆの中心と対物レンズ１
２の中心との間に規定される光軸Ｏすなわち偏光ビーム
スプリッタ３２におけるレーザビームＬｆの反射点（反
射中心）とミラー２０における反射点（反射中心）とを
結ぶ軸線に対して、所定の角度だけ傾けられている。ま
た、楕円補正プリズム３８の入射面３８ａは、半導体レ
ーザ素子３０側から入射されるレーザビームＬｆの概ね
５ないし５０％を反射するミラー面に形成されている。

【００３４】第１のフォトディテクタ４２は、トラック
ずれの検出に利用されるもので、図４を用いて後述する
ように、対物レンズ１２に所定の大きさのレンズシフト
が与えられている場合に生じる第１のフォトディテクタ
４２の物理的な中心とフォトディテクタに集光された反
射レーザビームＬｒの中心との間のずれを検出すること
のない円弧上に配列された第１ないし第４の受光領域４
２ａ，４２ｂ，４２ｃおよび４２ｄと、第１ないし第４
の領域を除いた領域４２ｅからなる５つの受光領域を有
している。すなわち、第１のフォトディテクタ４２は、
対物レンズ１２により取り込まれた光ディスクＤからの
反射レーザビームＬｒが投影されて形成されるビームス
ポット円が光ディスクＤの径方向の最内周側および最外
周側のいづれかまたはそれぞれの側に移動される場合
に、ビームスポット円が常時投影される領域を除く領域
に対応して形成されている。なお、第１および第４の受
光領域４２ａと４２ｄは、光ディスクＤの径方向に平行
な線分を対称軸として、第２および第３の受光領域４２
ｂと４２ｃに、軸対称となるよう配列されている。ま
た、第１および第２の受光領域４２ａと４２ｂは、光デ
ィスクＤの径方向に平行な線分と直交する線分すなわち
任意のトラックの法線を対称軸として、第３および第４
の受光領域４２ｃと４２ｄに、軸対称となるよう配列さ
れている。なお、対物レンズ１２の物理的な中心を通っ
た反射レーザビームＬｒと第１のフォトディテクタ４２
上に投影された反射レーザビームＬｒのビームスポット
の中心との間のずれすなわちレンズシフトが「０」であ
る場合に、対物レンズ１２の中心を通った反射レーザビ
ームＬｒは、トラックの法線に、概ね一致されることは
いうまでもない。

【００３５】第１のフォトディテクタ４２にはまた、第
１ないし第５の受光領域とは独立に、楕円補正プリズム
３８の入射面３８ａで反射され、光ディスクＤの記録面
からの反射レーザビームＬｒに比較して短い光路で短時
間で戻されるパワーコントロール向けのレーザビーム
（Ｌｆ）を受光して光電変換するモニタフォトディテク
タ４４が一体に組み込まれている。

【００３６】モニタフォトディテクタ４４は、半導体レ
ーザ素子３０から放射されるレーザビームＬｆの光強度
を一定に維持するためのオート・パワー・コントロール
（以下、ＡＰＣと示す）に利用されるレーザビーム（Ｌ
ｆ）の光強度の変化をモニタして、光強度の変動に対応
する出力電流を出力する。

【００３７】第２のフォトディテクタ４６は、対物レン
ズ１２と光ディスクＤの記録面とのフォーカシングを整
合するための、後述するフォーカスずれ信号の検出に利
用される。なお、第２のフォトディテクタ４６は、図５
を用いて後述するように、４つに分割された受光領域４
６ａ，４６ｂ，４６ｃおよび４６ｄを有し、図５に示す
ホログラム回折パターンを有するホログラムプレート４
８により複数のビームに分割されたレーザビームを受光
して、各受光領域に対応する大きさの電流を出力する。

【００３８】制御部８は、主制御装置としてのＣＰＵ５
０、ＣＰＵ５０に接続され、ＣＰＵ５０を動作させるた
めのイニシャルデータが記憶されている読みだし専用メ
モリ（リード・オンリ・メモリ、以下ＲＯＭと示す）５
２、図示しない外部装置から供給される記録すべき情報
あるいは光ディスクＤから読み出されたデータなどを保
持するランダム・アクセス・メモリ（以下、ＲＡＭと示
す）５４およびＲＡＭ５４に入出力されるデータを一時
的に記憶するバッファメモリ５６を有している。

【００３９】ＣＰＵ５０には、半導体レーザ素子３０に
所定の駆動電流を供給して所定の光強度のレーザビーム
Ｌｆを出力させるレーザ駆動回路６２、ＲＡＭ５４に記
憶された記録すべき情報に対応して半導体レーザ素子３
０から出射されるレーザビームＬｆの強度を変化させる
記録レーザビーム発生回路６４、モニタフォトディテク
タ４４に接続され、楕円補正プリズム３８の入射面３８
ａで反射されたレーザビーム（Ｌｆ）の強度に基づいて
半導体レーザ素子３０から出射されるレーザビームＬｆ
の強度を一定に維持するための制御量を規定するＡＰＣ
（オート・パワー・コントロール）回路６６が接続され
ている。なお、ＡＰＣ回路６６の出力は、レーザ駆動回
路６２にフィードバックされることはいうまでもない。

【００４０】ＣＰＵ５０にはまた、第１のフォトディテ
クタ４２に接続され、光ディスクＤで反射された反射レ
ーザビームＬｒを受光して光電変換して得られた電流値
から求められるトラックずれ量に基づいてレンズホルダ
１４ｃのトラッキングコイル１４ｆに供給する電流値を
設定するトラック制御回路７０が接続されている。な
お、トラック制御回路７０には、図４を用いて後述する
トラックずれ検出部６８により求められるトラックずれ
信号ＴＥＳが入力され、トラックずれ信号ＴＥＳに対応
する電流値がトラック制御回路７０からトラッキングコ
イル１４ｆに供給される。

【００４１】ＣＰＵ５０にはさらに、第２のフォトディ
テクタ４６に接続され、光ディスクＤで反射された反射
レーザビームＬｒを受光して光電変換して得られた電流
値から求められるフォーカスずれ量に基づいて対物レン
ズ１２すなわちレンズホルダ１４ｃの位置を制御するた
めのフォーカスコイル１４ｅへの駆動電流の大きさを規
定するフォーカス制御回路７４が接続されている。な
お、フォーカス制御回路７４には、図５を用いて後述す
るフォーカスずれ検出部７２により求められるフォーカ
スずれ信号ＦＥＳが入力され、フォーカスずれ信号ＦＥ
Ｓに対応する電流値がフォーカス制御回路７４からフォ
ーカシングコイル１４ｅに供給される。

【００４２】図４は、第１のフォトディテクタ４２の検
出面すなわち第１ないし第４の受光領域４２ａ，４２
ｂ，４２ｃおよび４２ｄならびに第５の受光領域４２ｅ
の形状と、それぞれの受光領域４２ａ，４２ｂ，４２
ｃ，４２ｄおよび４２ｅから出力される検出信号（出力
電流）を処理する処理回路（トラックずれ検出部６８）
の一例を示す概略図である。

【００４３】詳細には、第１のフォトディテクタ４２に
おける第１の受光領域４２ａおよび第２の受光領域４２
ｂは、光ディスクＤからの反射レーザビームＬｒの集光
スポットがフォトディテクタ４２の概ね中心に投影され
たときに提供されるビームスポット円（実線）の内側、
かつビームスポットがレンズシフトにより第一の方向す
なわち第１および第２の受光領域が設けられる領域か
ら、第３および第４の受光領域が設けられる方向に最も
シフトされた状態で投影されたときに提供される反射レ
ーザビームＬｒのビームスポットの円周（一点鎖線）に
より囲まれる領域を第一の方向と直交する第二の方向の
概ね中央で分割して得られる形状を有する。

【００４４】また、第３の受光領域４２ｃおよび第４の
受光領域４２ｄは、反射レーザビームＬｒの集光スポッ
トがフォトディテクタ４２の概ね中心に投影されたとき
に提供されるビームスポットの円周（実線）の内側かつ
同ビームスポットがレンズシフトにより第一の方向と逆
方向である第三の方向すなわち第３および第４の受光領
域が設けられる領域から、第１および第２の受光領域が
設けられる方向に最もシフトされた状態で投影されたと
きに提供される反射レーザビームＬｒのビームスポット
の円周（二点鎖線）により囲まれる領域を第二の方向の
概ね中央で分割して得られる形状を有する。なお、第１
および第２の受光領域４２ａ，４２ｂと第３および第４
の受光領域４２ｃ，４２ｄは、第二の方向に平行かつフ
ォトディテクタ４２の中央に位置する対称軸を考えると
き、軸対称に配列されていると表示できる。なお、それ
ぞれの受光領域の対物レンズ１２に与えられるレンズシ
フトの影響により移動される第一の方向（ｘ軸方向）と
直交する方向（ｙ軸方向）から見た幅ｄの最大値は、対
物レンズ１２に与えられるレンズシフトの大きさに支配
されるが、図４に示されるようにＬｒのビームスポット
円の直径の概ね１／３以内に設定される。また、第３の
受光領域４２ｃおよび第４の受光領域４２ｄと第１の受
光領域４２ａおよび第２の受光領域４２ｂとの間の間隔
ｓの最大値は、対物レンズ１２に与えられるレンズシフ
トの大きさに支配されるが、図４に示されるようにレー
ザビームＬｆのビームスポット円の直径の概ね７０％以
内に設定される。

【００４５】換言すると、第１のフォトディテクタの第
１および第２の受光領域４２ａ，４２ｂは、対物レンズ
１２を通って案内された光ディスクＤからの反射レーザ
ビームＬｒのビームスポット円が第３および第４の検出
領域４２ｃ，４２ｄの側にシフトした状態で投影された
場合に、光ディスクＤの径方向に直交して任意のトラッ
ク（案内溝）の法線として定義される第１の線分よりも
光ディスクＤの径方向の内周側に投影されるビームスポ
ット円を検出しない形状に、同第３および第４の受光領
域４２ｃ，４２ｄは、対物レンズ１２を通って案内され
た光ディスクＤからの反射レーザビームＬｒのビームス
ポット円が第１および第２の検出領域４２ａ，４２ｂの
側にシフトした状態で投影された場合に、光ディスクＤ
の径方向に直交して任意のトラック（案内溝）の法線と
して定義される第１の線分よりも光ディスクＤの径方向
の外周側に投影されるビームスポット円を検出しない形
状に、それぞれ、形成される。

【００４６】第１および第２の受光領域４２ａおよび４
２ｂからの出力は、それぞれ増幅器８１ａおよび８１ｂ
で電流−電圧変換され、加算器８２により相互に加算さ
れる。

【００４７】一方、第３および第４の受光領域４２ｃお
よび４２ｄからの出力は、それぞれ増幅器７１ｃおよび
７１ｄにより同様に電流−電圧変換され、加算器８３に
より相互に加算される。こののち、加算器８２と加算器
８３の出力は、差動増幅器８４により引き算される。

【００４８】すなわち、トラックずれ信号ＴＥＳは、ＴＥＳ＝［（第１の受光領域４２ａの出力＋第２の受光領域４２ｂの出力） − （第３の受光領域４２ｃの出力＋第４の受光領域４２ｄの出力）］＝加算器８２の出力 − 加算器８３の出力＝差動増幅器８４の出力により示される。

【００４９】このようにして求められたトラックずれ信
号ＴＥＳは、トラック制御回路７０に供給される。な
お、第１のフォトディテクタ４２の第１および第２の受
光領域４２ａ，４２ｃに照射される反射レーザビームＬ
ｒおよび第３および第４の受光領域４２ｃ，４２ｄに照
射される反射レーザビームＬｒのそれぞれは、既に説明
したように、対物レンズ１２に与えられるレンズシフト
量に依存してフォトディテクタの物理的な中心とフォト
ディテクタに集光されたレーザビームの中心の間のずれ
を検出することのない円弧上に配列されていることか
ら、トラックずれ信号ＴＥＳの大きさは、高い精度で検
出される。

【００５０】トラック制御回路７０は、トラックずれ信
号ＴＥＳの大きさに基づいて、光ディスクＤの記録面の
トラックの中心と対物レンズ１２を通過して目標トラッ
クに収束されるレーザビームの中心とを一致させるため
にレンズホルダ１４ｃを最適量回動させることのできる
トラック制御電流をトラッキングコイル１４ｆに供給す
る。

【００５１】また、第１ないし第４の受光領域４２ａ，
４２ｂ，４２ｃ，４２ｄおよび４２ｅのそれぞれのアノ
ードの出力は、加算器８５で加算され、図示しない信号
再生回路またはＲＡＭ５４に入力される。なお、光ディ
スクＤが、ランド−グルーブ記録である場合には、加算
器８５の出力の一部は、ヘッダー部からの読取信号の再
生にも利用される。

【００５２】図５には、ハーフミラー４０と第２のフォ
トディテクタ４６との間に配置されるホログラム回折プ
レート４８のホログラムパターンと光ディスクＤからの
反射レーザビームＬｒとの関係（フォーカスずれ検出部
７２）が示されている。

【００５３】図５に示されるように、ホログラムプレー
ト４８は、第１ないし第４の回折パターン４８ａ，４８
ｂ，４８ｃおよび４８ｄを有する。第１の回折パターン
４８ａと第４の回折パターン４８ｄは、フォトディテク
タ４６に照射される反射レーザビームＬｒが対物レンズ
１２に与えられるレンズシフトの影響により移動される
第一の方向すなわちｘ軸方向に沿って、ホログラム回折
プレート４８の概ね中央を通って延出される区分線４８
ｘと区分線４８ｘ（第一の方向）に直交する第二の方向
すなわちｙ軸方向に、同様にプレート４８の概ね中央を
通って延出される区分線４８ｙを対称軸として軸対称に
形成されている。なお、第１の回折パターン４８ａと第
４の回折パターン４８ｄは、いづれも、区分線４８ｙか
ら所定距離離れた領域からホログラム回折プレート４８
の外縁部に向けて設けられる。また、それぞれの回折パ
ターンには、入射された反射レーザビームＬｒを、フォ
トディテクタ４６の受光領域外へ回折（誘導）可能な特
性が与えられている。

【００５４】第２の回折パターン４８ｂと第３の回折パ
ターン４８ｃは、区分線４８ｙを境界線として、ｘ軸方
向に、区分線４８ｘと平行に配列されている。なお、各
回折パターン４８ｂと４８ｃの区分線４８ｘからの距離
すなわち各パターン４８ｂと４８ｃのそれぞれのｙ軸方
向の幅は、概ね等しく形成される。また、第２の回折パ
ターン４８ｂには、入射された反射レーザビームＬｒ
を、フォトディテクタ４６の第１の受光領域４６ａに向
けて回折可能なパターンが、第３の回折パターン４８ｃ
には、入射された反射レーザビームＬｒを、フォトディ
テクタ４６の第３の受光領域４６ｃに向けて回折可能な
パターンが、それぞれ与えられている。

【００５５】図５に示されるように、第１および第３の
受光領域４６ａおよび４６ｃからの出力は、それぞれ増
幅器９１ａおよび９１ｃで電流−電圧変換され、加算器
９２により相互に加算される。一方、第２および第４の
受光領域４６ｂおよび４６ｄからの出力は、それぞれ増
幅器９１ｂおよび９１ｄにより同様に電流−電圧変換さ
れ、加算器９３により相互に加算される。こののち、加
算器９２と加算器９３の出力は、差動増幅器９４により
引き算される。

【００５６】すなわち、フォーカスずれ信号ＦＥＳは、ＦＥＳ＝［（第１の受光領域４６ａの出力＋第３の受光領域４６ｃの出力） − （第２の受光領域４６ｂの出力＋第４の受光領域４６ｄの出力）］＝加算器９２の出力 − 加算器９３の出力＝差動増幅器９４の出力により示される。

【００５７】このようにして求められたフォーカスずれ
信号ＦＥＳは、フォーカス制御回路７４に供給され、フ
ォーカス制御回路７４により、フォーカスずれ信号ＦＥ
Ｓに対応するフォーカスコイル１４ｅに移動を提供可能
な制御量に変換されて、フォーカスコイル１４ｅに所定
のフォーカス制御電流が供給される。なお、それぞれの
受光領域４６ａ，４６ｂ，４６ｃおよび４６ｄには、光
ディスクＤに設けられているヘッダにより回折された不
所望なレーザビームが入射されないことから、フォーカ
スずれ信号ＦＥＳが高い精度で検出可能となる。

【００５８】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、トラックずれ検出用のフォトディテクタの受光領域
には、対物レンズに付与されるレンズシフトに起因する
オフセット成分を含む反射レーザビームが照射されない
ことから、トラックずれ信号は、高い精度で検出され
る。これにより、正確なトラッキング制御が可能とな
る。

【００５９】また、ホログラム回折プレートの作用によ
り、フォーカスずれ検出用のフォトディテクタの受光領
域に、ヘッダー部で回折された反射レーザビームが入射
することが阻止されることから、フォーカスずれ信号が
高い精度で得られる。これにより、フォーカス制御に必
要な時間が低減され、高速度のアクセスが可能となる。

【００６０】なお、トラックずれ検出用のフォトディテ
クタの受光領域は、特別な製造工程を必要とすることな
く容易に形成可能であるから、部品コストが増大される
こともない。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例である光ヘッド装置が利用さ
れる光ディスク装置を示す概略図。

【図２】図１に示した光ヘッド装置のアクチェータのピ
ックアップを説明する概略図。

【図３】図１に示した光ディスク装置のレーザビーム送
出／受光部を説明する概略図。

【図４】図３に示した光ヘッド装置のレーザビーム送出
／受光部のトラック用フォトディテクタの検出面の受光
領域と検出面に投影されるレーザビームと信号検出方法
を説明する概略図。

【図５】図３に示した光ヘッド装置のレーザビーム送出
／受光部のフォーカス用フォトディテクタの検出面の受
光領域とホログラム回折プレートを通って検出面に投影
されるレーザビームと信号検出方法を説明する概略図。

【符号の説明】

２ …光ディスク装置、４ …アクチェータ、６ …レーザビーム送出／受光部、１２ …対物レンズ、１４ …ピックアップ、１４ｂ…中心軸、１４ｃ…レンズホルダ、１４ｄ…レンズ保持面、１４ｅ…フォーカシングコイル、１４ｆ…トラッキングコイル、１６ …ガイドレール、１８ …キャリッジ、２０ …ミラー、３０ …半導体レーザ素子（光源）、３２ …偏光ビームスプリッタ、４０ …ビームスプリッタ（ハーフミラー）、４２ …第１の（トラック用）フォトディテクタ、４２ａ…第１の受光領域、４２ｂ…第２の受光領域、４２ｃ…第３の受光領域、４２ｄ…第４の受光領域、４２ｅ…第５の受光領域、４４ …モニタフォトディテクタ、４６ …第２の（フォーカス用）フォトディテクタ、４６ａ…第１の受光領域、４６ｂ…第２の受光領域、４６ｃ…第３の受光領域、４６ｄ…第４の受光領域、４８ …ホログラムプレート、４８ａ…第１の回折パターン、４８ｂ…第２の回折パターン、４８ｃ…第３の回折パターン、４８ｄ…第４の回折パターン、６８ …トラックずれ検出部、７０ …トラック制御回路、７２ …フォーカスずれ検出部、７４ …フォーカス制御回路。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光源からの光を記録媒体の記録面の所定の
位置に集光する集光手段と、前記記録媒体の記録面で反射され、前記集光手段により
取り込まれた前記記録媒体からの反射光を、前記光源か
ら前記記録媒体に向かう光と分離する分離手段と、この分離手段により分離された前記記録媒体からの反射
光を受光して光電変換し、光強度に対応する大きさの電
気信号を出力する光電変換手段と、を有し、前記光電変換手段は、前記集光手段により取り込まれた
前記記録媒体からの反射光により前記光電変換手段上に
投影されるビームスポットが前記記録媒体の径方向の最
内周側および最外周側のいづれかまたはそれぞれの側に
移動される場合に前記集光手段の物理的な中心を通った
反射光と前記光電変換手段に投影された上記反射光のビ
ームスポットの中心との間のずれの影響を受けない形状
の光検出領域を含むことを特徴とする光ヘッド装置。
【請求項２】前記光電変換手段は、前記記録媒体の径方
向に平行で上記反射光のビームスポットの中心部分が投
影される線分を境界として前記記録媒体の記録面が回転
される方向の上流側と下流側に区分された複数の検出領
域と、前記記録媒体の径方向の所定の位置で径方向と直
交するとともに上記反射光のビームスポットの中心部分
が投影される線分を境界として前記記録媒体の記録面の
径方向の内周側と外周側とに区分された複数の検出領域
を含むことを特徴とする請求項１記載の光ヘッド装置。
【請求項３】前記光電変換手段は、前記記録媒体の径方
向に平行で上記反射光のビームスポットの中心部分が投
影される線分を境界として前記記録媒体の記録面が回転
される方向の上流側と下流側に区分された複数の検出領
域と、前記記録媒体の径方向の所定の位置で径方向と直
交するとともに上記反射光のビームスポットの中心部分
が投影される線分を境界として前記記録媒体の記録面の
径方向の内周側と外周側とに区分された複数の検出領域
と、上記記録面が回転される方向の上流側と下流側に区
分された複数の検出領域と上記径方向の内周側と外周側
とに区分された複数の検出領域の外周部からなる検出領
域とを含むことを特徴とする請求項１記載の光ヘッド装
置。
【請求項４】光源からの光を記録媒体の記録面の所定の
位置に集光する集光手段と、前記記録媒体の記録面で反射され、前記集光手段により
取り込まれた前記記録媒体からの反射光を、前記光源か
ら前記記録媒体に向かう光と分離する分離手段と、この分離手段により分離された前記記録媒体からの反射
光を受光して光電変換し、光強度に対応する大きさの電
気信号を出力する光電変換手段と、を有し、前記光電変換手段は、前記集光手段により取り込まれた
前記記録媒体からの反射光により前記光電変換手段上に
投影されるビームスポットが前記記録媒体の径方向の最
内周側および最外周側のいづれかまたはそれぞれの側に
移動される場合に上記反射光のビームスポットが常時投
影される領域を除く領域に対応する光検出領域を含むこ
とを特徴とする光ヘッド装置。
【請求項５】前記光電変換手段は、前記記録媒体の径方
向に平行で上記反射光のビームスポットの中心部分が投
影される線分を境界として前記記録媒体の記録面が回転
される方向の上流側と下流側に区分された複数の検出領
域と、前記記録媒体の径方向の所定の位置で径方向と直
交するとともに上記反射光のビームスポットの中心部分
が投影される線分を境界として前記記録媒体の記録面の
径方向の内周側と外周側とに区分された複数の検出領域
を含むことを特徴とする請求項４記載の光ヘッド装置。
【請求項６】前記光電変換手段は、前記記録媒体の径方
向に平行で上記反射光のビームスポットの中心部分が投
影される線分を境界として前記記録媒体の記録面が回転
される方向の上流側と下流側に区分された複数の検出領
域と、前記記録媒体の径方向の所定の位置で径方向と直
交するとともに上記反射光のビームスポットの中心部分
が投影される線分を境界として前記記録媒体の記録面の
径方向の内周側と外周側とに区分された複数の検出領域
と、上記記録面が回転される方向の上流側と下流側に区
分された複数の検出領域と上記径方向の内周側と外周側
とに区分された複数の検出領域の外周部からなる検出領
域とを含むことを特徴とする請求項４記載の光ヘッド装
置。
【請求項７】光源からの光を記録媒体の記録面の所定の
位置に集光する集光手段と、前記記録媒体の記録面で反射され、前記集光手段により
取り込まれた前記記録媒体からの反射光を、前記光源か
ら前記記録媒体に向かう光と分離する分離手段と、互いに直交する２本の線分に沿って区分され、前記記録
媒体の記録面からの反射光のビームスポットが概ね中心
に投影されたときに提供されるビームスポットの内側か
つビームスポットが前記集光手段の上記記録面の径方向
の任意の方向へのシフトにより上記２本の線分のうちの
上記径方向と直交する方向に延出される第１の線分を対
称軸として径方向の内側に位置される第１および第２の
検出領域と、第１および第２の検出領域が設けられる領
域から上記第１の線分を対称軸として径方向の外側に位
置される第３および第４の検出領域を含み、前記記録媒
体の記録面で反射され、前記集光手段により取り込まれ
て前記分離手段により前記記録媒体に向かう光と分離さ
れた上記反射光を受光して光電変換し、光強度に対応す
る大きさの電気信号を出力する光電変換手段と、を有す
ることを特徴とする光ヘッド装置。
【請求項８】前記光電変換手段の上記第１および第２の
検出領域は、上記第１の線分と直交する第２の線分を境
界として前記記録媒体の記録面が回転される方向の上流
側と下流側に区分されていることを特徴とする請求項７
記載の光ヘッド装置。
【請求項９】前記光電変換手段の上記第３および第４の
検出領域は、上記第１の線分と直交する第２の線分を境
界として前記記録媒体の記録面が回転される方向の上流
側と下流側に区分されていることを特徴とする請求項７
記載の光ヘッド装置。
【請求項１０】前記光電変換手段は、上記第１ないし第
４の検出領域の外周部からなる第５の検出領域とを含む
ことを特徴とする請求項７記載の光ヘッド装置。
【請求項１１】前記光電変換手段の上記第１および第２
の検出領域は、前記集光手段を通って案内された前記記
録媒体からの反射光のビームスポットが上記第３および
第４の検出領域の側にシフトした状態で投影された場合
に、上記第１の線分よりも前記記録媒体の径方向の内周
側に投影される領域を検出しない形状に形成されること
を特徴とする請求項８記載の光ヘッド装置。
【請求項１２】前記光電変換手段の上記第３および第４
の検出領域は、前記集光手段を通って案内された前記記
録媒体からの反射光のビームスポットが上記第１および
第２の検出領域の側にシフトした状態で投影された場合
に、上記第１の線分よりも前記記録媒体の径方向の外周
側に投影される領域を検出しない形状に形成されること
を特徴とする請求項９記載の光ヘッド装置。
【請求項１３】前記光電変換手段の上記第５の検出領域
は、上記第１ないし第４の検出領域が検出しない全ての
反射光を検出することを特徴とする請求項３、６および
１０のいづれかに記載の光ヘッド装置。