JPH113535A - 光ピックアップ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 光ディスク装置に用いられる光ピックアップ
において、受光部調整誤差、波長変動、製造誤差に対し
てサーボ信号の影響を小さくすることを目的とする。 【解決手段】 戻り光１２をトラックタンジェンシャル
方向に分割して受光部へ導くビーム分割手段９を設け、
同じくタンジェンシャル方向へ分割された受光部にてそ
れぞれ受光してフォーカス信号とすることにより受光部
調整誤差、波長変動、製造誤差に対して影響の小さいサ
ーボ信号を得ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光ディスクドライ
ブ等において用いられる光ピックアップに関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】以下従来の光ピックアップにおいて非点
収差ホログラムを用いてサーボを行う際の動作につい
て、図を参照しながら説明する。図３は従来の光ピック
アップの光路を示す模式図である。図３において１０１
は単一波長の直線偏光を出射する光源で、光源１０１か
ら照射された光は回折格子１０８に入射する。この回折
格子１０８は入射してきた光をメインビーム，＋１次回
折光，−１次回折光（以下まとめて回折光と称す）に分
離する働きを有している。そして回折光はビームスプリ
ッター１１８に入射する。ビームスプリッターは光源１
０１との位置関係より入射偏光方向がＳ偏光となるよう
に配置されていおり、Ｓ偏光を１００％反射してＰ偏光
を１００％透過する構造となっている。従って回折格子
１０８より入射した入射光は全て反射する。そしてビー
ムスプリッター１１８を反射した光は入射した直線偏光
を円偏光へ変換して出射させるように配置された１／４
波長板１１９へ入射する。１／４波長板１１９を出射し
た光は円偏光となりコリメータレンズ１０２に入射して
平行光へ変換され、対物レンズ１０４に入射し、光ディ
スク１０５の記録面に集光される。その後記録面に設け
られている反射膜で反射された光は再び対物レンズ１０
４、コリメータレンズ１０２、１／４波長板１１９を通
過してビームスプリッター１１８に入射する。１／４波
長板１１９を通過した光は円偏光より再び直線偏光へ変
換され、その偏光方向は１／４波長板により円偏光へ変
換される前の直線偏光方向に対して直角方向である。従
ってビームスプリッター１１８に対してＰ偏光にて入射
するためビームスプリッターへ入射した光は１００％透
過して非点収差ホログラム１２０へ入射する。そして非
点収差ホログラム１２０を出射した光は非点収差を与え
られてメインビームの戻り光１５１、＋１次回折光の戻
り光１５２、―１次回折光の戻り光１５３は受光素子１
１６、１１５、１１７にそれぞれ入射する。

【０００３】以下従来の光ピックアップにおいて特にフ
ォーカスサーボ信号の形成手順について説明する。

【０００４】図４はディスクデフォーカスが発生した場
合の受光素子１１６上のビームプロファイルである。非
点収差ホログラムを通過したディスクからのメインビー
ムの戻り光１５１は非点収差を与えられて受光素子１１
６上へ入射する。この非点収差ホログラムはトラックに
対して斜め４５°に非点収差を与えるように配置されて
おり、その焦線はトラック斜め４５°となる。従って、
ディスクが遠ざかると戻り光の焦点がディスク方向へ移
動するのでセンサー上にて戻り光１５１のビームプロフ
ァイルは焦線の形状となりトラックに対して斜め４５°
となる。逆にディスクが近づくと戻り光の焦点がセンサ
ー側に移動するためセンサー上にて戻り光１５１のビー
ムプロファイルは先述ともう一方の焦線の形状となりト
ラックに対して先述と逆に斜め４５°となる。またディ
スク合焦点の位置におけるビームプロファイルは最小錯
乱円の形状となる。このビームプロファイル内部の光量
分布は光ディスクの溝による回折光１５１ａ、１５１ｂ
による分布となる。レンズ開口面上ではこれらディスク
溝による回折光はトラックラジアル方向（以下Ｒ方向）
に分布するがセンサー上では非点収差によりレンズとセ
ンサーの間にてトラック斜め４５°で焦線を結んでいる
ために光量分布がトラック斜め４５°線対称となりディ
スク溝による回折光１５１ａ、１５１ｂはトラックタン
ジェンシャル方向（以下Ｔ方向）に分布する。ディスク
盤面上スポットに対してディスク溝がＲ方向に変位する
とセンサー上のディスク溝による回折光１５１ａ、及び
１５１ｂの光強度が変化するためセンサーを図の縦方向
に分割してそのセンサー出力の差動をとることによりプ
ッシュプル信号をとることができる。なおこのビームプ
ロファイルは１次回折光の戻り光１５２、１５３におい
ても同様の傾向を示す。

【０００５】図５は従来の光ピックアップにおける受光
素子の配置及び信号検出回路を示した模式図である。

【０００６】それぞれの受光部の配置は、受光部１１５
については＋１次回折光の戻り光１５２が入射する位置
に、受光部１１６はメインビーム１５１が入射する位置
に、受光部１１７は−１次回折光１５３が入射する位置
にそれぞれ形成されている。受光部１１６は、到達する
ビームのスポットの中心において、光ディスク１０５の
Ｒ方向、及びＴ方向に４分割されておりそれぞれ１１６
ａ、１１６ｂ、１１６ｃ、１１６ｄとして独立に受光素
子として動作する。受光部１１５、及び１１７は光ディ
スク１０５のＲ方向を境として、それぞれ受光部１１５
ａと受光部１１５ｂ，及び受光部１１７ａと受光部１１
７ｂとに分割されており、それぞれ独立に光を受光する
ことができる。

【０００７】受光部１１５において、受光部１１５ａか
らの出力信号１２２ａと受光部１１５ｂからの出力信号
１２２ｂとを差動増幅器１２５に入力し、差動出力１３
６を得、その後アンプ１２９により増幅され、出力１３
７となる。この出力はサイドビームのプッシュプル信号
となる。また同様に受光部１１７において、受光部１１
７ａからの出力信号１２４ａと受光部１１７ｂからの出
力信号１２４ｂとを差動増幅器１２７に入力し、出力１
２８を得る。これも同様にサイドビームのプッシュプル
信号である。そして出力１２８及び出力１３７は加算回
路１３０により加算されて出力１３８となる。

【０００８】一方、受光部１１６のうち受光部１１６ａ
からの出力信号１２３ａと受光部１１６ｃからの出力１
２３ｃとは加算回路１５５により加算されて出力１５９
となり、受光部１１６ｂからの出力信号１２３ｂと受光
部１１６ｄからの出力１２３ｄとは加算回路１５８によ
り加算されて出力１６２となりそれぞれ差動増幅器１２
６に入力され、出力１３３となって出力される。この出
力１３３はメインビームのプッシュプル信号である。こ
の出力１３３と出力１３２を差動増幅器１３４に入力さ
せその出力１３５はトラッキング信号として用いること
が出来る。

【０００９】このトラッキング方式は差動プッシュプル
法として一般的に用いられる方法でありメインビームプ
ッシュプル信号の振幅をＡ１、メインビームプッシュプ
ルオフセットをＢ１、サイドビームの振幅をＡ２、Ａ
３、サイドビームプッシュプルオフセットをＢ２、Ｂ３
とそれぞれおくと、 Ｂ１／Ａ１＝Ｂ２／Ａ２＝Ｂ３／Ａ３ を満たす場合にはトラッキングオフセットを生じない。
一般にディスクチルト、レンズシフト等によるプッシュ
プルオフセットは上式を満足する。

【００１０】受光部１１６において、受光部１１６ａか
らの出力信号１２３ａと受光部１１６ｂからの出力信号
１２３ｄとを加算回路１５７により加算した出力１６１
と、受光部１１６ｂからの出力信号１２３ｂと受光部１
１６ｃからの出力信号１２３ｃとを加算回路１５６によ
り加算した出力１６０をそれぞれ差動増幅器１６３によ
り得られる出力１６４はフォーカス信号として用いるこ
とができる。このフォーカスサーボ方式はホログラムを
用いた非点収差法として一般に用いられている手法であ
る。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら前記従来
の光ピックアップにおける信号検出方法では、受光部上
にてメイン及びサイドの３つのビーム１５１、１５２、
１５３と受光部１１５、１１６、１１７、をそれぞれプ
ッシュプル、フォーカスサーボ信号共に最適となる位置
関係は入射してくる光の光軸方向、回転方向のいずれに
ついても１点しかないので、受光部の位置調整が非常に
難しいという問題点を有していた。

【００１２】また前記従来の光ピックアップにおける信
号検出方法では、波長変動に起因するサイドビーム間隔
の変化のためトラッキング信号の特性が劣化してしまう
ことに加えてホログラムにより非点収差を発生している
ため受光部上のサイドビーム回転角が変化してセンサー
との位置調整が困難となること、さらには結像系の倍率
を低く設計した場合メインビームとサイドビームの間隔
が狭くなるに従って受光部上メインビームとサイドビー
ムの最小錯乱円の寸法マージンが小さくなるため受光部
の位置調整が困難となることなどの理由により、正確な
サーボを行うことが困難になる可能性があった。

【００１３】さらにこの方法を使用することを前提に構
成されている光ピックアップにおいては、正確なサーボ
信号の形成ができなくなり、信号の読み取り自体ができ
なくなってしまう可能性があった。

【００１４】本発明は上記従来の問題点を解決するもの
で、サーボ信号の特性が良好で正確なサーボを行うこと
が可能な光ピックアップを実現することを目的としてい
る。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記従来の課題を解決す
るために、記録媒体のトラック方向に略平行に延びる分
割線により、少なくとも第１の領域と第２の領域とに分
割され、それぞれの領域に入射してきた前記記録媒体で
反射されてきた光をそれぞれ所定の方向に導く光分割手
段と、トラック方向に略平行な分割線により第１の受光
部と第２の受光部とに分割され、第１の領域から導かれ
てきた光を受光する第１の受光手段と、トラック方向に
略平行な分割線により第３の受光部と第４の受光部とに
分割され、前記光分割手段の第２の領域から導かれてき
た光を受光する第２の受光手段と、前記第１の受光手段
からの信号と前記第２の受光手段からの信号とに基づい
てフォーカスエラー信号を形成する際に受光手段若しく
は光分割手段の位置ずれによって発生するオフセットを
ほぼキャンセルする演算手段とを備えるという構成より
なる。

【００１６】この構成により、サーボ信号の特性が良好
で正確なサーボを行うことが可能な光ピックアップを実
現することができる。

【００１７】

【発明の実施の形態】

（実施の形態）請求項１に記載の発明は、光源と、前記
光源から照射された光を記録媒体に集光する集光手段
と、前記記録媒体のトラック方向に略平行に延びる分割
線により、少なくとも第１の領域と第２の領域とに分割
され、それぞれの領域に入射してきた前記記録媒体で反
射されてきた光をそれぞれ所定の方向に導く光分割手段
と、前記記録媒体のトラック方向に略平行な分割線によ
り第１の受光部と第２の受光部とに分割され、前記光分
割手段の第１の領域から導かれてきた光を受光する第１
の受光手段と、前記記録媒体のトラック方向に略平行な
分割線により第３の受光部と第４の受光部とに分割さ
れ、前記光分割手段の第２の領域から導かれてきた光を
受光する第２の受光手段と、前記第１の受光手段からの
信号と前記第２の受光手段からの信号とに基づいてフォ
ーカスエラー信号を形成する際に受光手段若しくは光分
割手段の位置ずれによって発生するオフセットをほぼキ
ャンセルする演算手段とを備えたことにより、従来受光
部調整誤差の影響によりフォーカス信号に発生していた
オフセットをほぼ完全に除去することができる。

【００１８】請求項２に記載の発明は、光源と、前記光
源から照射された光を記録媒体に集光する集光手段と、
前記記録媒体のトラック方向に略平行に延びる分割線に
より、少なくとも第１の領域と第２の領域とに分割さ
れ、それぞれの領域に入射してきた前記記録媒体で反射
されてきた光をそれぞれ所定の方向に導く光分割手段
と、前記記録媒体のトラック方向に略平行な分割線によ
り第１の受光部と第２の受光部とに分割され、前記光分
割手段の第１の領域から導かれてきた光を受光する第１
の受光手段と、前記記録媒体のトラック方向に略平行な
分割線により第３の受光部と第４の受光部とに分割さ
れ、前記光分割手段の第２の領域から導かれてきた光を
受光する第２の受光手段と、前記第１の受光手段の分割
線の延在方向に前記第１の受光手段を挟んで設けられた
第３の受光手段及び第４の受光手段と、前記第２の受光
手段の分割線の延在方向に前記第２の受光手段を挟んで
設けられた第５の受光手段及び第６の受光手段とを備
え、前記第１の受光手段と前記第２の受光手段とは前記
第２の領域と前記第３の領域とが近接する様に設けられ
ており、前記第１の受光手段の第１の領域からの信号と
前記第２の受光手段の第４の領域からの信号との和と前
記第１の受光手段の第２の領域からの信号と前記第２の
受光手段の第３の領域からの信号との和との間の差を焦
点誤差信号とし、前記第１の受光手段からの信号と前記
第２の受光手段からの信号との和をＲＦ信号とすること
により、従来波長変動の影響によりフォーカス信号に発
生していたオフセットをほぼ完全に除去することがで
き、更に製造誤差、受光部調整誤差の影響によるフォー
カスオフセットをほぼ完全に除去することができる。従
って、受光部調整誤差、波長変動、製造誤差等が発生し
ても良好なフォーカスエラー信号を得ることができる、
高性能な光ピックアップを実現することができる。

【００１９】以下本発明の一実施の形態における光ピッ
クアップの構成について図を参照しながら説明する。

【００２０】図１は本発明の一実施の形態における光ピ
ックアップを示す模式図である。図１において、１は光
源で、光源１としては、単色で、干渉性、指向性および
集光性が良好なものを用いることが、適当な形状のビー
ムスポットを比較的容易に形成でき、ノイズ等の発生を
抑制できるので好ましい。このような条件を満たすもの
として、固体、ガス及び半導体等の各種レーザ光を用い
ることが好ましい。特に半導体レーザはその大きさが非
常に小さく、光ピックアップの小型化を容易に実現する
ことができるので、光源１としては最適である。

【００２１】そしてこのときの光源１の発振波長は８０
０ｎｍ以下であることが、光源１から出射された光が記
録媒体上に集束する際のビームスポットを容易に記録媒
体に形成されているトラックのピッチ程度の大きさにす
ることができるので好ましい。更に光源１の発振波長が
６５０ｎｍ以下であれば、非常に高密度で情報が記録さ
れている記録媒体をも再生することができる程度に小さ
なビームスポットを形成できるので、大容量の記憶手段
を容易に実現することができるので好ましい。

【００２２】光源１を半導体レーザで構成した場合、８
００ｎｍ程度以下の発振波長を実現できる材料として
は、ＡｌＧａＩｎＰ，ＡｌＧａＡｓ，ＺｎＳｅ，ＧａＮ
等があり、これらの中でも特にＡｌＧａＡｓは、化合物
材料の中でも結晶成長が容易であり、従って半導体レー
ザの製造が容易であるので、歩留まりが高く、高い生産
性を実現することができるので好ましい材料である。ま
た６５０ｎｍ以下の発振波長を実現できる材料として
は、ＡｌＧａＩｎＰ，ＺｎＳｅ，ＧａＮ等がある。これ
らの材料を用いた半導体レーザを光源１として用いるこ
とにより、記録媒体上に形成されるビームスポット径を
より小さくすることができるので、さらなる記録密度の
向上が可能になり、従って高密度記録媒体の再生が可能
になる。

【００２３】これらの中でも特にＡｌＧａＡｓＰは長期
間にわたり安定した性能を有しているので、光源１の信
頼性を向上させることができるので好ましい材料であ
る。

【００２４】光源１から照射された光は複数ビーム形成
手段８に入射する。この複数ビーム形成手段８は入射し
てきた光を複数の光束に分離する機能を有しており、回
折格子、ホログラム等を用いることが、高い変換効率で
光ディスクのトラック位置におけるビームの分離間隔を
適当に制御することができるので好ましい。

【００２５】複数ビーム形成手段８としては回折格子、
特にホログラムを用いることが好ましい。ホログラムを
用いることにより、複数のビームを効率よく発生させる
ことができ、複数ビーム形成手段８における光量の減少
を最小限に抑制することができるので、光源１への負担
を減らすことができ、光源１の長寿命化が可能になる。
複数ビーム形成手段８はこの場合入射してきた光を戻り
光１２，＋１次回折光１３，−１次回折光１４（以下ま
とめて回折光と称す）に分離する働きを有している。そ
して複数ビーム形成手段８で分離された回折光はビーム
スプリッター３に入射する。ビームスプリッター３は光
源１との位置関係より入射偏光方向がＳ偏光となるよう
に配置されていおり、Ｓ偏光をほぼ１００％反射してＰ
偏光をほぼ１００％透過する偏光分離構造となっている
ことが好ましい。この構造により複数ビーム形成手段８
より入射した入射光はほぼ全て反射する。ビームスプリ
ッターとしては、入射した光を所定の割合で反射もしく
は透過する働きを有するハーフミラー構造とすることも
できるが、光の利用効率を考慮すると偏光分離構造とす
る方が望ましい。

【００２６】そしてビームスプリッター３を反射した光
は入射した直線偏光を円偏光へ変換して出射させるよう
に配置された１／４波長板１９へ入射する。１／４波長
板１９を出射した光は円偏光となりコリメータレンズ２
に入射して平行光へ変換され、対物レンズ４に入射し、
光ディスク５の記録面５ａに集光される。＋１次光１３
とー１次光１４は戻り光１２を中心として記録面上のト
ラック５ｂにほぼ沿って所定の位置関係にて集光され
る。その後反射された光は再び対物レンズ４、コリメー
タレンズ２、１／４波長板１９を通過してビームスプリ
ッター３に入射する。１／４波長板１９を通過した光は
円偏光より再び直線偏光へ変換され、その偏光方向は１
／４波長板により円偏光へ変換される前の直線偏光方向
に対して直角方向である。従ってビームスプリッター３
に対してＰ偏光にて入射するためビームスプリッターへ
入射した光はほぼ１００％透過してビーム分割手段９に
入射する。

【００２７】ビーム分割手段９は、復路光を２以上の光
束に分割して所定の位置に導くもので、ホログラムや部
分的に形状の異なるレンズ等で形成されていることが好
ましい。ここでは特にホログラムを用いることが、ビー
ム分割手段９の薄型化、小型化が容易に行え、なおか
つ、必要な光を戻り光１２から確実に分離して所定の位
置に導くことができるので好ましい構成である。図１は
ビーム分離手段としてホログラムを用いた例を示してい
る。

【００２８】図１に示すようにビーム分割手段９は戻り
光１２、１３、１４をＴ方向に平行な分割線にて分割し
て戻り光１２はビーム分割手段９の回折光１２ａ、１２
ｂに、戻り光１３は１３ａ、１３ｂに、戻り光１４は１
４ａ、１４ｂにそれぞれ分離される。分離された光はそ
れぞれ受光部へ導かれる。回折光１２ａは受光部１６ａ
へ、回折光１２ｂは受光部１６ｂへ、回折光１４ａは受
光部１５ａへ、回折光１４ｂは受光部１５ｂへ、回折光
１３ａは受光部１７ａへ、回折光１３ｂは受光部１７ｂ
へそれぞれ導かれ、かつ受光部上にて集光するようにビ
ーム分割手段９、及び受光部は構成されている。受光部
１６ａ，１６ｂは、回折光１２ａ，１２ｂの集光点を通
るＴ方向に平行な分割線により、受光部１６ａは１６
ｃ、１６ｄに、１６ｂは１６ｅ、１６ｆにそれぞれ分割
され、独立に光を受光できるように構成されている。

【００２９】なお、ビーム分割手段９としてホログラム
を用いる場合、回折の０次光１２ｃや高次光も存在する
が図には０次光１２ｃのみを図示している。

【００３０】図６は本発明の一実施の形態におけるビー
ム分割手段を示す摸式図である。ビーム分割手段９に入
射してきた戻り光１２は、記録面５ａに形成されている
トラック溝による回折光１４２を含んだ光となってい
る。このトラック溝による回折光１４２ａ，１４２ｂ
は、往路の戻り光１２のトラック溝に対する位置関係に
より光量バランスが変化するため、そのバランス量によ
り位置関係を知ることができる。すなわち回折光１４２
ａと回折光１４２ｂの光量分布をそれぞれ別の受光部に
導き、それら受光部の出力の差動をとるとプッシュプル
信号とすることができる。従って、ビーム分割手段９に
おいてＴ方向に略平行な分割線によりビーム分割のエリ
ア１４１ａと１４１ｂにエリアを分割すると、回折光１
４２ａはエリア１４１ａに入射し、回折光１４２ｂはエ
リア１４１ｂに入射して、それぞれ別々の受光部へ導か
れることになる。このように構成すると、回折光１４２
ａと回折光１４２ｂとからプッシュプル信号を得ること
ができる。

【００３１】ここでビーム分割手段９の分割線はディス
ク溝による回折光１４２の光量分布より厳密にＴ方向に
一致する必要はなく、戻り光１２の中心が確実に分割線
を交差するよう位置関係を調整すれば分割線がＴ方向に
対して角度を有しても、ほぼ最大振幅のプッシュプル信
号が得られる。

【００３２】図６にはサイドビームについて図示してい
ないがメインビームと同様となる。即ちビーム分割手段
９においてＴ方向に略平行な分割線によりビーム分割の
エリア１４１ａと１４１ｂにエリアを分割することによ
り、メインビームもサイドビームも、最も適したビーム
分割が可能になるので、より正確な信号形成が可能にな
り、その信号に基づいた光ピックアップの制御を確実に
行うことができるようになる。

【００３３】図７は本発明の一実施の形態におけるビー
ム分割手段の断面図で、図６におけるＡＡ′での断面を
示している。先述したとおりこのビーム分割手段９とし
てホログラムを用いた構成を示しているが、分割される
ビームのエリア１４１ａ、１４１ｂにおいてホログラム
として作用する回折格子が形成されている。これらの回
折格子はエリアによってビームが導かれる方向が異なる
ためそれぞれ最適な個別のピッチを有している。

【００３４】ビーム分割手段９上に回折格子を形成する
手段としてはステッパー等によるフォトリソグラフィー
技術によりフォトレジストによる回折格子パターンを形
成し、イオンビームや反応性イオンエッチング等のエッ
チング技術により回折格子を形成する手法が量産性に優
れているので、生産性の向上及び製造コストの低下の観
点から好ましい。

【００３５】なお、図には透過型ホログラムを示してい
るが、反射型ホログラムとすることも可能である。反射
型ホログラムとする場合にはビーム分割手段９のホログ
ラム上にＡｇやＡｌ等の高反射率を有する金属膜を真空
蒸着やスパッタリング等により形成する。

【００３６】また形成されるホログラムはステップ状の
段差を有するものであれば、２段のものを用いても良い
し、４段のものを用いても構わない。段差数が多くなっ
てホログラムの形状がフレーズドパターンに近づけば近
づくほど回折効率が向上し、光の利用効率を向上させる
ことができるので、受光部に導かれる光量を増大させる
ことができ、従って受光部で形成される信号の特性を良
好にすることができるので好ましい。

【００３７】図２は本発明の一実施の形態におけるビー
ム分割手段と戻り光の位置関係を示す模式図で、Ｔ方向
からみた図である。戻り光１２はビーム分割手段９に入
射するとＴ方向に水平な分割線により分離され１２ａ、
１２ｂとなりそれぞれ受光部１６ａと１６ｂへ導かれて
集光される。ビーム分割手段９として回折格子を用いた
場合は図に示すように回折の０次光１２ｃ、及び１２
ａ、１２ｂと反対の回折方向に回折の高次光１２ａ′、
１２ｂ′が存在する。先述のように回折格子の断面形状
はその回折効率が最大となるようにステップ状とするこ
とが望ましいが、製造誤差等により必ずしも最適形状と
はならず０次光、及び高次光の影響は無視できない。従
ってそれら余分な光が受光部に入射しないように構成す
るためにそれぞれの受光部はどちらも図面右側（あるい
は左側）に配置して戻り光が同じ方向へ回折されるよう
に構成することが好ましい。具体的には受光部１６ａ、
及び１６ｂの間には集光系の光軸が入らないように構成
すると実現できる。

【００３８】この様な構成とすることにより、受光部に
迷光となる高次の回折光が入射してしまうことを抑制す
ることができるので、Ｃ／Ｎ比が向上し、良好な信号特
性を得ることができる。従って正確なサーボが可能にな
り、再生特性も良好にすることができる。

【００３９】図８は本発明の一実施の形態における受光
部でのビームプロファイルを示す模式図である。

【００４０】ビーム分割手段９により受光部へ導かれる
戻り光の回折光１２ａ、１２ｂは受光部１６ａ、１６ｂ
上へそれぞれ集光される。ディスク盤面上合焦点の状態
にて受光部上戻り光の回折光が最も集光され、かつ受光
部１６ａ、１６ｂの分割点上に焦点が配置されるように
構成する。ディスクが遠ざかると受光部上にて戻り光の
回折光１２ａは受光部１６ｄ上に、１２ｂは受光部１６
ｅにそれぞれ偏った半円となる。これはビーム分割手段
にて戻り光１２のビームプロファイルの円の半分をそれ
ぞれ受光素子に導いているためである。

【００４１】逆にディスクが近づくと受光部上ビームプ
ロファイルは合焦点の際の受光部上焦点に対して対称と
なり、戻り光の回折光１２ａは１６ｃ上に、１２ｂは１
６ｆ上に偏った半円となる。

【００４２】即ち、ディスクが遠ざかるときは受光部１
６ｄと１６ｅに、ディスクが近づくときは受光部１６ｃ
と１６ｆにそれぞれ戻り光１２の全光量が集中し、その
他の受光部へは光が入射しない。従って、受光部１６
ｄ、１６ｅの出力の和と１６ｃと１６ｆの出力の和の差
動をとることによりフォーカスサーボ信号とすることが
できる。

【００４３】またこの受光部１６ｃと１６ｄの出力の差
動、もしくは受光部１６ｅと１６ｆの出力の差動を用い
てもフォーカスサーボ信号とすることができる。

【００４４】また、１６ｃと１６ｄの出力の和は常にビ
ーム分割手段のビーム分割のエリアの一方に入射した全
光量であり、１６ｅと１６ｆの出力の和はビーム分割の
エリアのもう一方に入射した全光量であるため、１６ｃ
と１６ｄの出力の和と１６ｅと１６ｆの出力の和の差動
をとることによりプッシュプル信号とすることができ
る。

【００４５】なお、ビームプロファイルについては、サ
イドビームの戻り光の回折光１３ａ、１３ｂ、１４ａ、
１４ｂにおいても同様の傾向を示すのでここでは説明を
省略する。

【００４６】次に各受光部で受光された信号の流れを説
明する。図９は本発明の一実施の形態における受光部の
回路図である。

【００４７】受光部１５ａからの出力信号２２ａと受光
部１５ｂからの出力信号２２ｂとを差動増幅器２５に入
力し、差動出力３６を得る。また同様に受光部１７ａか
らの出力信号２４ａと受光部１７ｂからの出力信号２４
ｂとを差動増幅器２７に入力し、差動出力２８を得る。
その後差動出力２８はアンプ２９により増幅され、出力
３７となる。そして出力３６及び出力３７は加算回路３
０により加算されて出力３８となる。その後出力３８は
アンプ３１により増幅されて出力３２となる。この出力
３２はサイドビームのプッシュプル信号の和となる。

【００４８】一方、受光部１６ｃからの出力２３ａと受
光部１６ｄからの出力２３ｂとは加算回路４０にて加算
されて出力４２となり、受光部１６ｅからの出力２３ｃ
と受光部１６ｆからの出力２３ｄは加算回路４１にて加
算されて出力４３となる。出力４２と出力４３は差動増
幅器２６にて差動出力３３となる。この出力はメインビ
ームのプッシュプル信号となる。

【００４９】これらの出力３２及び出力３３を差動増幅
器３４に入力し、差動出力３５を得る。そしてこの差動
出力３５がトラッキング信号として用いられるものであ
る。

【００５０】この様な方法でトラッキング信号を形成す
ることにより、例えばＣＤ−Ｒ等の反射率がトラック上
で変化する、従って２つのサイドビームに光量の差が発
生するメディアを再生する場合にも、２つのサイドビー
ムのそれぞれでプッシュプル信号を形成することによ
り、トラッキングオフセットをキャンセルすることがで
きので、より正確なトラッキング信号を形成することが
できる。従ってこの方法でトラッキング制御される光ピ
ックアップのトラッキング性能を大幅に向上させること
ができ、正確な信号の再生が可能となる。

【００５１】次にフォーカス信号の形成過程について説
明する。受光部１６ｃからの出力２３ａと受光部１６ｆ
の出力２３ｄとは加算回路４５にて加算され出力４７と
なり、受光部１６ｅからの出力２３ｂと受光部１６ｆか
らの出力２３ｃとは加算回路４４にて加算され出力４６
となる。これらの出力４６と出力４７は差動増幅器４８
にて差動出力４９となる。この出力４９はフォーカス信
号として用いられるものである。

【００５２】次に実際のディスクの動きに対するフォー
カスサーボ補正の方法について説明する。図１０は本発
明の一実施の形態におけるディスクの動きに対する戻り
光とセンサーの位置関係を示す模式図である。

【００５３】戻り光を検知する受光部の位置は、光ディ
スク５にてメインビーム１２が合焦点の場合に受光部１
６の分割線上にビーム分割手段９により分割された戻り
光１２ａ、１２ｂが焦点をむすぶように配置されてい
る。

【００５４】そしてディスク５が遠ざかると、ディスク
記録面５ａにて反射することによりメインビームの焦点
は合焦点の場合よりもさらに遠くなるため戻り光の焦点
も受光部よりもディスク側へ移動する。ここで図中の点
線は合焦点の場合のメインビームを表している。従って
図に示すように、戻り光は受光部１６ｄと１６ｅに入射
し受光部１６ｃと１６ｆには入射せず、先述のーカス信
号はマイナスとなり、光ディスク５が遠くなっているこ
とを認識できるので、対物レンズをフォーカス信号がゼ
ロとなるまでディスク５側に移動させてディスク記録面
５ａ上に焦点を結ぶことができる。

【００５５】逆にディスク５が近づくと、ディスク記録
面５ａにて反射することによりメインビームの焦点は合
焦点の場合よりもさらに近くなるため戻り光の焦点も受
光部よりもディスクと反対方向へ移動する。従って図に
示すように、戻り光は受光部１６ｃと１６ｆに入射し受
光部１６ｄと１６ｅには入射せず、フォーカス信号はプ
ラスとなりディスク５が近づいていることを認識できる
ので、対物レンズをフォーカス信号がゼロとなるまでデ
ィスク５と反対側へ移動させてディスク記録面５ａ上に
焦点を結ぶことができる。

【００５６】またここでは図示していないが、ＲＦ信号
は、受光部１６ｃ〜１６ｆの和信号として形成される。

【００５７】次に以上説明してきた方法により、フォー
カスサーボ信号を形成した場合の有効性を検証する。

【００５８】図１１は本発明の一実施の形態における受
光部上の戻り光の回折光と受光部の位置関係がずれた場
合を示す模式図である。図にしめすように、戻り光の回
折光１２ａ、１２ｂと受光部の相対的位置関係がずれる
と、図中の場合は受光部１６ｃ、１６ｅの出力が減っ
て、受光部１６ｄ、１６ｆの出力が増える。一般的なナ
イフエッジ法による演算、即ち受光部１６ｃの出力と１
６ｄの出力の差動、あるいは受光部１６ｅの出力と１６
ｆの出力の差動による演算では、ぞれぞれの光量分布が
変化しているため、本来０になるべきディスク上合焦点
でのフォーカス信号が０とならなずにオフセットを生じ
てしまう。

【００５９】しかしながら本実施の形態におけるフォー
カス信号形成によると、このオフセットをフォーカス信
号形成のための演算過程でキャンセルすることができ
る。

【００６０】従って従来のようにオフセットを発生させ
ないように調整公差を厳しくする必要が無くなり、光学
系の位置あわせをより簡単にしかも短時間に行うことが
できるので、光ピックアップの生産性を大幅に向上させ
ることができる。

【００６１】また本実施の形態におけるフォーカス信号
形成により、戻り光の回折光と受光部の位置関係ズレに
対する許容範囲の非常に広くなるので、良好なフォーカ
ス信号により正確な制御を行える高性能な光ピックアッ
プを簡単な構成と簡単な位置調整により実現することが
できる。

【００６２】更に光源の波長変動に対する本実施の形態
の有効性を検証する。図１２は本発明の一実施の形態に
おける戻り光の波長が変動した場合の受光部上ビームプ
ロファイルを示す模式図である。

【００６３】戻り光１２の波長変動が無い場合は、ビー
ム分割手段９による戻り光１２の回折光１２ａと１２ｂ
は所定の位置、即ち回折光１２ａは受光部１６ｃと１６
ｄの分割線上、回折光１２ｂは受光部１６ｅと１６ｆの
分割線上へそれぞれ導かれる。これに対して戻り光１２
の波長がビーム回折手段９の設計値に対して短く変動し
た場合は受光部上に入射する戻り光の回折光の位置が変
化して図に示すように受光部１６ｃと１６ｅに入射する
光量が減って受光部１６ｄと１６ｆに入射する光量が増
える。これは、ビーム分割手段９による回折光１２ａ、
１２ｂの回折角度が波長によって変化し、更に戻り光の
回折光１２ａ、１２ｂともにビーム分割手段９により一
方の方向へ回折されているためで、戻り光１２の回折光
１２ａと１２ｂとが相対的位置関係をほぼ保存したまま
０次光の方向（図の左方向）へ移動するためである。

【００６４】また逆に戻り光１２の波長がビーム分割手
段９の設計値に対して長く変動した場合は受光部上に入
射する戻り光の回折光の位置が先述と逆に変化して図に
示すように受光部１６ｃと１６ｅに入射する光量が増え
て受光部１６ｄと１６ｆに入射する光量が減る。

【００６５】ここで一般的なナイフエッジ法による演
算、即ち受光部１６ｃの出力と１６ｄの出力の差動、あ
るいは受光部１６ｅの出力と１６ｆの出力の差動による
演算では、ぞれぞれの光量分布が変化しているため、本
来０になるはずのディスク上合焦点でのフォーカス信号
が０とならなずにオフセットを生じてしまう。

【００６６】この様に光源として用いられることが多い
レーザーダイオードは、ディスク盤面上の光量が多い、
即ち光源の出力が大きい場合は温度変化による波長変動
が発生するため従来方法ではそれによるフォーカスオフ
セットを避けることができなかった。

【００６７】しかしながら本実施の形態によると、この
オフセットをフォーカス信号形成のための演算過程でキ
ャンセルすることができるので、光源としてレーザーダ
イオードを用いた場合でも、波長変動が発生によるフォ
ーカスオフセットをキャンセルして良好なフォーカス信
号を形成できるので、より正確な制御が行える高性能な
光ピックアップを簡単な構成で実現することができる。

【００６８】更に製造工程等で発生する製造誤差等に対
する有効性について検証する。図１３は本発明の一実施
の形態における製造誤差などにより戻り光の回折光の受
光部上の位置が２つのナイフエッジの差動演算において
もオフセットが発生する場合を示す模式図である。図１
３でｐ１は２つの戻り光１２ａ、１２ｂの受光部上の距
離、ｐ２は受光部の分割線の距離を示す。

【００６９】ｐ１は、ビーム分割手段９の製造誤差、あ
るいは受光部の光軸方向の調整誤差により変化するが、
このｐ１が設計値より変化する、即ちｐ２と異なる寸法
となると図１３にしめす場合は、受光部１６ｃと１６ｆ
の出力が増え、受光部１６ｄと１６ｅの出力が減り、先
述の波長変動の場合とは異なり本発明のフォーカス信号
形成においてもフォーカスオフセットが発生する。

【００７０】このオフセットは一般的なナイフエッジ法
による演算においても発生する。従ってフォーカスオフ
セットを小さくするためには製造公差を厳しくしなけれ
ばならず、厳密で長時間にわたる位置あわせの工程を設
けなければならない。このことは光ピックアップの生産
性を大きくて低下させ、コストアップの要因となる。

【００７１】そこで本実施の形態においては、図に示す
ように受光部のそれぞれの分割線を対照的に斜めしてい
る。このことにより図中上下方向に受光部を調整するだ
けでそれぞれの戻り光の回折光を受光部の分割線上へ配
置することができる。従って本発明のような受光部の分
割線とすることによりｐ１とｐ２が変化した場合におい
てもフォーカスオフセットが発生しない良好なフォーカ
ス信号が得られる高性能な光ピックアップを実現するこ
とができる。

【００７２】

【発明の効果】本発明は、記録媒体のトラック方向に略
平行に延びる分割線により、少なくとも第１の領域と第
２の領域とに分割され、それぞれの領域に入射してきた
前記記録媒体で反射されてきた光をそれぞれ所定の方向
に導く光分割手段と、トラック方向に略平行な分割線に
より第１の受光部と第２の受光部とに分割され、第１の
領域から導かれてきた光を受光する第１の受光手段と、
トラック方向に略平行な分割線により第３の受光部と第
４の受光部とに分割され、前記光分割手段の第２の領域
から導かれてきた光を受光する第２の受光手段とを備え
たことにより、従来受光部調整誤差の影響によりフォー
カス信号に発生していたオフセットをほぼ完全に除去す
ることができるので、フォーカス信号の信号特性を良好
にすることができる。また、分割手段の受光部へ導く方
向がトラック垂直方向であり、前記それぞれの受光部の
間に前記集光手段の光軸を含まないようにすることによ
り、従来波長変動の影響によりフォーカス信号に発生し
ていたオフセットをほぼ完全に除去することができるの
で、フォーカス信号の信号特性を良好にすることができ
る。また、受光部の分割線の傾斜角がそれぞれの受光部
にてトラック平行方向に対して対称とすることにより、
製造誤差、受光部調整誤差の影響によるフォーカスオフ
セットをほぼ完全に除去することができる。従って、受
光部調整誤差、波長変動、製造誤差等が発生しても良好
なフォーカスエラー信号を得ることができる、高性能な
光ピックアップを実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態における光ピックアップ
を示す模式図

【図２】本発明の一実施の形態におけるビーム分割手段
と戻り光の位置関係を示す模式図

【図３】従来の光ピックアップの光路を示す模式図

【図４】従来の光ピックアップにおけるディスクデフォ
ーカスが発生した場合の受光素子上のビームプロファイ
ルを示す模式図

【図５】従来の光ピックアップにおける受光素子の配置
及び信号検出回路を示した模式図

【図６】本発明の一実施の形態におけるビーム分割手段
を示す摸式図

【図７】本発明の一実施の形態におけるビーム分割手段
の断面図

【図８】本発明の一実施の形態における受光部でのビー
ムプロファイルを示す模式図

【図９】本発明の一実施の形態における受光部の回路図

【図１０】本発明の一実施の形態におけるディスクの動
きに対する戻り光とセンサーの位置関係を示す模式図

【図１１】本発明の一実施の形態における受光部上の戻
り光の回折光と受光部の位置関係がずれた場合を示す模
式図

【図１２】本発明の一実施の形態における戻り光の波長
が変動した場合の受光部上ビームプロファイルを示す模
式図

【図１３】本発明の一実施の形態における製造誤差など
により戻り光の回折光の受光部上の位置が２つのナイフ
エッジの差動演算においてもオフセットが発生する場合
を示す模式図

【符号の説明】

１ 光源 ２ コリメータレンズ ３ ビームスプリッター ４ 対物レンズ ５ 光ディスク ５ａ 記録面 ５ｂ トラック ６ レンズ ７ 受光素子 ８ 複数ビーム形成手段 ９ ビーム分割手段 １０ 受光素子 １１ 非点収差発生手段 １２ 戻り光 １２ａ 回折光 １２ａ′ 回折高次光 １２ｂ 回折光 １２ｂ′ 回折高次光 １２ｃ 回折の０次光 １３ ＋１次光 １３ａ 回折光 １３ｂ 回折光 １４ −１次光 １４ａ 回折光 １４ｂ 回折光 １５ａ 受光部 １５ｂ 受光部 １６ａ 受光部 １６ｃ 受光部 １６ｄ 受光部 １６ｂ 受光部 １６ｅ 受光部 １６ｆ 受光部 １７ａ 受光部 １７ｂ 受光部 １９ １／４波長板 ２２ａ 出力信号 ２２ｂ 出力信号 ２３ａ 出力信号 ２３ｂ 出力信号 ２３ｃ 出力信号 ２３ｄ 出力信号 ２４ａ 出力信号 ２４ｂ 出力信号 ２５ 差動増幅器 ２６ 差動増幅器 ２７ 差動増幅器 ２８ 出力 ２９ アンプ ３０ 加算回路 ３１ アンプ ３２ 出力 ３３ 出力 ３４ 差動増幅器 ３５ 出力 ３６ 出力 ３７ 出力 ３８ 出力 ４０ 加算回路 ４１ 加算回路 ４２ 出力 ４３ 出力 ４４ 加算回路 ４５ 加算回路 ４６ 出力 ４７ 出力 ４８ 差動増幅器 ４９ 出力

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】光源と、前記光源から照射された光を記録
   媒体に集光する集光手段と、前記記録媒体のトラック方
   向に略平行に延びる分割線により、少なくとも第１の領
   域と第２の領域とに分割され、それぞれの領域に入射し
   てきた前記記録媒体で反射されてきた光をそれぞれ所定
   の方向に導く光分割手段と、前記記録媒体のトラック方
   向に略平行な分割線により第１の受光部と第２の受光部
   とに分割され、前記光分割手段の第１の領域から導かれ
   てきた光を受光する第１の受光手段と、前記記録媒体の
   トラック方向に略平行な分割線により第３の受光部と第
   ４の受光部とに分割され、前記光分割手段の第２の領域
   から導かれてきた光を受光する第２の受光手段と、前記
   第１の受光手段からの信号と前記第２の受光手段からの
   信号とに基づいてフォーカスエラー信号を形成する際に
   受光手段若しくは光分割手段の位置ずれによって発生す
   るオフセットをほぼキャンセルする演算手段とを備えた
   ことを特徴とする光ピックアップ。
2. 【請求項２】光源と、前記光源から照射された光を記録
   媒体に集光する集光手段と、前記記録媒体のトラック方
   向に略平行に延びる分割線により、少なくとも第１の領
   域と第２の領域とに分割され、それぞれの領域に入射し
   てきた前記記録媒体で反射されてきた光をそれぞれ所定
   の方向に導く光分割手段と、前記記録媒体のトラック方
   向に略平行な分割線により第１の受光部と第２の受光部
   とに分割され、前記光分割手段の第１の領域から導かれ
   てきた光を受光する第１の受光手段と、前記記録媒体の
   トラック方向に略平行な分割線により第３の受光部と第
   ４の受光部とに分割され、前記光分割手段の第２の領域
   から導かれてきた光を受光する第２の受光手段と、前記
   第１の受光手段の分割線の延在方向に前記第１の受光手
   段を挟んで設けられた第３の受光手段及び第４の受光手
   段と、前記第２の受光手段の分割線の延在方向に前記第
   ２の受光手段を挟んで設けられた第５の受光手段及び第
   ６の受光手段とを備え、前記第１の受光手段と前記第２
   の受光手段とは前記第２の領域と前記第３の領域とが近
   接する様に設けられており、前記第１の受光手段の第１
   の領域からの信号と前記第２の受光手段の第４の領域か
   らの信号との和と前記第１の受光手段の第２の領域から
   の信号と前記第２の受光手段の第３の領域からの信号と
   の和との間の差を焦点誤差信号とし、前記第１の受光手
   段からの信号と前記第２の受光手段からの信号との和を
   ＲＦ信号とすることを特徴とする光ピックアップ。