JPH1139702A

JPH1139702A - 光学ピックアップ装置

Info

Publication number: JPH1139702A
Application number: JP9187039A
Authority: JP
Inventors: Minoru Hashimoto; 稔橋本
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1997-07-11
Filing date: 1997-07-11
Publication date: 1999-02-12

Abstract

(57)【要約】【課題】従来のＲＦアンプにそのまま接続できる小型
・薄型に構成された光学ピックアップ装置を提供する。【解決手段】光学ピックアップ装置の光検出部１１１
は、光ディスクからの戻り光からＲＦ信号を検出するた
めの受光素子１０と、フォーカスエラー（ＦＥ）信号を
検出するための受光素子を有する積層化されて小型・薄
型に構成された受発光素子１００と、上記のＲＦ信号と
ＦＥ信号との和信号（ＲＦ＋ＦＥ）および差信号（ＲＦ
−ＦＥ）を生成するための演算アンプ７１，７２を備え
る。ＲＦアンプでは、光学ピックアップから出力される
上記の信号（ＲＦ＋ＦＥ）と信号（ＲＦ−ＦＥ）とを加
算してＲＦ信号を生成し、上記２つの信号どうしを減算
してＦＥ信号を生成する。トラッキングエラー信号ＴＥ
は、受光素子１０から出力されるＥ信号とＦ信号とをＲ
Ｆアンプで減算して生成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光ディスクに光ビ
ームを照射してその戻り光からＲＦ信号とサーボ用のエ
ラー信号とを得る光学ピックアップ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】光ディスクに記録された信号を再生する
光ディスク装置は、光ビームを集束して光ディスクの信
号面に照射し、その戻り光を受光して再生信号とサーボ
用のエラー信号とを出力する光学ピックアップ装置を備
えている。

【０００３】光ディスク装置のスピンドルに装着されて
回転駆動される光ディスクには、センターホールの偏心
やチャッキング時に生じる偏心などによるトラック方向
の振れや、反りや厚みむらなどによる光軸方向の振れが
常に生じている。このため、光学ピックアップ装置は、
回転駆動に伴う光ディスクの振れに追随して、集光され
た光ビームが常に信号面のトラック上に照射されるよう
に制御を行っている。

【０００４】例えば、コンパクトディスク（ＣＤ）は、
トラックピッチが１．６μｍとされており、これに対し
て光ビームの集光点がトラックから±０．１μｍ程度の
範囲になるようにトラッキング制御されている。また、
信号面の光軸方向の振れ幅が±０．５ｍｍ程度まで許容
されており、これに対して集光点が信号面から±１μｍ
程度の範囲になるようにフォーカス制御されている。

【０００５】このような光ビームの照射位置の制御は、
制御信号に応じて光学ピックアップ装置の光学系の一部
をアクチュエータで微動させることなどにより行われ
る。この制御信号は、光ディスクからの戻り光から得ら
れるトラッキングエラー信号やフォーカスエラー信号で
あり、これらをサーボ系に供給することにより上記の制
御が行われる。

【０００６】トラッキングエラー信号を得るための代表
的な方法として、３ビーム法がある。３ビーム法は、光
ディスクに照射される光ビームの往路に回折格子を配置
して、主ビーム（０次光）と２つの副ビーム（±１次
光）からなる３本の光ビームを発生させ、２つの副ビー
ムをトラッキング誤差検出に用いる方法である。この方
法では、主ビームを検出するための受光素子の両側に、
２つの副ビームを検出するための受光素子を配置してお
き、光ディスクのトラックに照射される主ビームの集光
点のトラック位置からのずれ量（デトラック量）に応じ
て発生する、副ビームの戻り光の変化からトラッキング
エラー信号を得る。

【０００７】また、フォーカスエラー信号を得るための
代表的な方法として、非点収差（アスティグマ）法があ
る。非点収差法は、光ディスクに照射された光ビームの
復路にシリンドリカルレンズなどの非点収差を発生させ
る光学素子を配置しておき、光ビームの集光点が信号面
から光軸方向にずれると、そのずれ量（デフォーカス
量）に応じて、入射スポットの形が円形から楕円形に変
化することを利用してフォーカスエラー信号を得る方法
である。この方法では、受光面が４分割された受光素子
を用い、光ディスクに照射される光ビームが信号面上に
集光されているときに、その形が円形でかつ最小になる
ようにしておく。そして、デフォーカス量に応じて発生
する、上記の受光素子の４分割された各受光面への入射
光量の不平衡を検出してフォーカスエラー信号を得る。

【０００８】図８は、上述した非点収差法および３ビー
ム法を用いて、ＲＦ信号とフォーカスエラー信号および
トラッキングエラー信号を得るための光検出信号を出力
する光検出器と、光検出器からの信号を増幅および演算
して出力するＲＦアンプとを備えた、従来の光学ピック
アップの基本的な構成を示している。

【０００９】光検出器８０は、入射する光量に応じて信
号電流を出力するフォトダイオードであり、４分割され
て受光面Ａ，受光面Ｂ，受光面Ｃ，受光面Ｄとされた各
受光面を有する受光部と、受光部Ｅ，受光部Ｆからなる
６つの受光面を有している。

【００１０】上記の４分割された受光面を有する受光部
は、光ディスクからの主ビーム（０次光）の戻り光を受
光するためのものであり、光ディスクに記録されている
信号に応じて再生信号（ＲＦ信号）電流を出力する。

【００１１】アンプ９０では、互いに対角に配置された
受光面Ａから出力される信号Ａと受光面Ｃから出力され
る信号Ｃとが加算手段８１で加算されて信号（Ａ＋Ｃ）
が生成される。同様に、受光面Ｂから出力される信号Ｂ
と受光面Ｄから出力される信号Ｄとが加算手段８２で加
算されて信号（Ｂ＋Ｄ）が生成される。そして、信号
（Ａ＋Ｃ）と信号（Ｂ＋Ｄ）とが加算手段８３で加算さ
れて、上記の４分割された各受光面からの信号の総和で
ある信号（Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄ）がＲＦ信号として出力され
る。

【００１２】また、光検出器８０の４分割された受光面
を有する受光部は、光ディスクに照射される光ビームの
集光点が信号面から光軸方向にずれると、そのずれ量
（デフォーカス量）に応じて、入射スポットの形が非点
収差のために円形から楕円形に変化することを利用して
フォーカスエラー信号を得るためにも用いられる。

【００１３】アンプ９０では、加算手段８１からの信号
（Ａ＋Ｃ）と、加算手段８２からの信号（Ｂ＋Ｄ）との
差である、信号｛（Ａ＋Ｃ）−（Ｂ＋Ｄ）｝が減算手段
８４で生成されてフォーカスエラー信号ＦＥとして出力
される。

【００１４】光ビームの集光点が光ディスクの信号面上
にある（ジャストフォーカス）ときには、受光面上の光
スポット径が最小になり、かつその形が円形であるので
上記の４つの各信号Ａ〜信号Ｄの値は互いに等しくな
り、フォーカスエラー信号ＦＥの値は０になる。

【００１５】しかし、光ディスクの信号面と対物レンズ
とが、所定の距離よりも近すぎたり離れすぎたりしてい
るときには、受光素子の受光面に照射される上記の光ス
ポットの径が大きくなると共に、例えば、上記の受光面
の対角方向に長い楕円形になる。この場合には、上記の
４つの各信号が平衡しなくなるため、減算手段８４で生
成される信号｛（Ａ＋Ｃ）−（Ｂ＋Ｄ）｝の値が０にな
らず、デフォーカス量に応じた値のフォーカスエラー信
号ＦＥが出力されることになる。そして、このフォーカ
スエラー信号ＦＥは、サーボ系に供給されてその値が０
になるようにフォーカス制御が行われる。

【００１６】一方、光検出器８０の４分割された受光面
を有する受光部の両側に設けられる受光部Ｅと受光部Ｆ
は、３ビーム法によるトラッキング制御のために用いら
れる。この受光部Ｅと受光部Ｆには、上記の主ビームに
伴って発生される２つの副ビーム（±１次回折光）の戻
り光のそれぞれ一方が入射する。

【００１７】光ディスクに照射される光の主ビームが信
号面のトラック上に集光されている（オントラック）と
きには、その戻り光のうちの受光部Ｅに入射する副ビー
ムの光量と受光部Ｆ入射する副ビームの光量とが互いに
等しくなり、受光部Ｅから出力される信号Ｅと受光部Ｆ
から出力される信号Ｆとの差である信号（Ｅ−Ｆ）をト
ラッキングエラー信号ＴＥの値は０になる。

【００１８】しかし、光ディスクに照射される光の主ビ
ームが信号面のトラックからずれると、受光部Ｅに入射
する副ビームの光量と受光部Ｆに入射する副ビームの光
量とが平衡しなくなるため、信号（Ｅ−Ｆ）の値が０に
ならず、デトラック量に応じた値のトラッキングエラー
信号ＴＥが出力される。そして、このトラッキングエラ
ー信号ＴＥは、サーボ形に供給されてその値が０になる
ようにトラッキング制御が行われる。

【００１９】なお、光検出器８０は、各受光面から出力
される信号電流を電圧に変換して出力するための各電流
電圧変換アンプ８６ａ〜８６ｄ，８７，８８を備えてい
るのが通常である。このように、受光素子の各受光面か
ら出力される信号電流を電圧に変換することにより、各
信号どうしの加算や減算を行うための演算手段を簡略に
構成することができる。

【００２０】図９は、上述したような光検出器からの信
号を増幅および演算して、ＲＦ信号とフォーカスエラー
信号とトラッキングエラー信号とを出力するようにされ
た、従来のＲＦアンプ９０の具体例を示している。

【００２１】すなわち、信号（Ａ＋Ｃ）と信号（Ｂ＋
Ｄ）とは、演算アンプ８３ａで加算されてＲＦ信号とさ
れる。また、上記の信号（Ａ＋Ｃ）と信号（Ｂ＋Ｄ）と
は、演算アンプ８４ａで減算されてフォーカスエラー
（ＦＥ）信号とされる。さらに、Ｅ信号とＦ信号とが、
演算アンプ８５ａで減算されてトラッキングエラー（Ｔ
Ｅ）信号とされる。

【００２２】なお、図９には、受光面Ａから出力される
信号Ａと受光面Ｃから出力される信号Ｃとを加算して信
号（Ａ＋Ｃ）を生成するための加算手段８１と、受光面
Ｂから出力される信号Ｂと受光面Ｄから出力される信号
Ｄとを加算して信号（Ｂ＋Ｄ）を生成するための加算手
段８２が図示されていないが、これらは光検出器８０側
が備えていてもよい。

【００２３】このように、光学ピックアップ装置に用い
られる従来のＲＦアンプは、入力される２つの信号どう
しを加算および減算する機能を有し、再生信号とフォー
カスエラー信号ＦＥを出力するようにされている。さら
に、上記入力される２つの信号とは別の２つの信号どう
しを減算する機能を有し、トラッキングエラー信号ＴＥ
を出力するようにされている。

【００２４】ところで、上述した光学ピックアップ装置
を、より小型・薄型に構成するために、発光素子と受光
素子部とプリズムなどの光学素子とを基板上に集積化し
て一体に形成した受発光素子を用いることが提案されて
いる。

【００２５】図１０は、上記のような受発光素子を用い
る光学ピックアップ装置の基本的な構成を示している。

【００２６】この光学ピックアップ装置は、受光素子１
０と受発光素子１００を備えており、ＲＦ信号と、トラ
ッキングエラー信号ＴＥおよびフォーカスエラー信号Ｆ
Ｅを出力するようにされている。

【００２７】受光素子１０は、光ディスクに照射された
光ビームの戻り光を受光してＲＦ信号を出力するための
受光手段である。この受光素子１０は、例えば、この図
のように３ビーム法に用いられる従来の光検出器を用い
ることができ、トラッキングエラー信号ＴＥを併せて出
力するようにしてもよい。

【００２８】また、受発光素子１００は、光ディスクか
らの戻り光を受光してフォーカスエラー信号を出力する
受光手段を有している。この受発光素子１００は、前述
したように発光素子と受光素子部とプリズムなどの光学
素子とを基板上に集積化して一体に形成したものであ
り、これにより小型・薄型の光学ピックアップ装置を構
成することができる。

【００２９】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前述したよ
うに、光学ピックアップに用いられている従来のＲＦア
ンプは、入力される別の２つの信号どうしを加算してＲ
Ｆ信号を出力する機能と、上記２つの信号どうしを減算
してフォーカスエラー信号を出力する機能と、上記２つ
の信号とは別の２つの信号どうしを減算してトラッキン
グエラー信号を出力する機能を備えているのが通常であ
る。

【００３０】一方、上述したように従来の受光素子と受
発光素子とを組み合わせて構成される光学ピックアップ
装置は、各受光部から出力される光検出信号が従来とは
異なる。このため、従来用いられているＲＦアンプにそ
のまま接続することができず、新たなＲＦアンプを作成
することが必要になる。

【００３１】しかし、従来から用いられているＲＦアン
プは、受光素子からの光検出信号を増幅して信号処理系
に供給するプリアンプとしての機能を有しているだけで
はなく、種々のアナログ信号処理機能をも有する集積回
路（ＩＣ）として供給されているのが通常である。

【００３２】図１１は、このような信号処理機能をも備
えた既存のＲＦアンプの主要部の一例を示している。

【００３３】端子２６に入力される信号と端子２７に入
力される信号とは、演算アンプ７６で減算されて、フォ
ーカスエラー信号ＦＥとして出力される。受光面が４分
割された受光素子を用いて非点収差法によりフォーカス
制御を行う場合には、端子２６と端子２７には、互いに
対角に位置する受光面からの和信号がそれぞれ入力され
る。

【００３４】また、端子２６と端子２７とに入力される
上記の信号は、演算アンプ７５で加算される。この演算
アンプ７５の出力は、ＡＣカップリング用の容量Ｃ₁ を
介して演算アンプ６１でゲイン調整され、イコライザ
（ＥＱ）回路６２で適当な周波数特性の調整が施された
後にＲＦ信号として出力される。上記の容量Ｃ₁ は、必
要に応じてＲＦアンプに外付けされる場合もある。な
お、演算アンプ７５の出力は、電圧制御アンプ（ＶＣ
Ａ）７５ｂを介して端子２８からサーボ系にも供給され
る。

【００３５】一方、端子２３に入力される信号と端子２
４に入力される信号とは、演算アンプ７７で減算され
る。端子２４と端子２４ａの間には、演算アンプ７７の
帰還抵抗が必要に応じて外付けされる。この演算アンプ
７７の出力は、電圧制御アンプ（ＶＣＡ）７７ａおよび
演算アンプ７７ｂにより、ゲインや周波数特性などが調
整された後にトラッキングエラー信号ＴＥとして出力さ
れる。３ビーム法を用いてトラッキング制御を行う場合
には、端子２３と端子２４には、副ビームの戻り光の光
量に応じたＥ信号とＦ信号がそれぞれ入力される。

【００３６】このように、従来から供給されているＲＦ
アンプにおいては、ＲＦ信号に対する周波数特性調整
や、ＡＧＣ（自動利得制御）、イコライジングなどが施
されるようにされている。また、サーボ用エラー信号に
対しても、同様にゲイン調整やバランス調整などが施さ
れるようにされている。

【００３７】このような信号処理機能を有するＲＦアン
プは、光ディスク装置の光学ピックアップ用として好適
な特性が得られるように、いわゆるノウハウが投入され
たものであり、汎用性が考慮されてコストダウンも図ら
れているものである。

【００３８】従って、上述したような、ＲＦ信号とトラ
ッキングエラー信号ＴＥを出力する受光素子、フォーカ
スエラー信号ＦＥを出力する受発光素子とを組み合わせ
て構成する光学ピックアップ用として、新たな専用ＲＦ
アンプを開発することは負担が大きいという問題があっ
た。

【００３９】本発明は、このような問題を解決するため
に行われたものであり、従来から使用されている光学ピ
ックアップ用のＲＦアンプを利用することができ、小型
・薄型に構成できる光学ピックアップ装置を提供するこ
とを目的としている。

【００４０】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに提案する本発明の光学ピックアップ装置は、光ビー
ムを集光して光ディスクに照射し、信号面からの戻り光
を受光して再生信号とサーボ用信号とを出力する光学ピ
ックアップ装置において、光ディスクのトラックに記録
されている信号に応じて発生する戻り光を受光して再生
信号を出力する第１の受光手段と、上記光ディスクに照
射される光ビームの集光点と信号面とのずれ量に応じた
フォーカスエラー信号を出力する第２の受光手段と、上
記再生信号と上記フォーカスエラー信号とを加算する加
算手段と、上記再生信号と上記フォーカスエラー信号と
を減算する減算手段と、入力される２つの信号どうしを
加算および減算する機能と、入力される別の２つの信号
どうしを減算する機能を有し、再生信号とトラッキング
エラー信号を出力する演算増幅手段とを備えることを特
徴とするものである。

【００４１】上記の構成によれば、光学ピックアップ用
に従来から使用されているＲＦアンプを利用することが
でき、光学ピックアップ装置を小型・薄型に構成でき
る。

【００４２】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の光学ピックアッ
プ装置の好ましい実施の形態について図面を参照しなが
ら説明する。なお、以下の説明においても、前述した部
分と共通の部分には同一の指示符号を付す。

【００４３】図１は、本発明に係る光学ピックアップ装
置の受光素子部の基本的な構成を示している。

【００４４】この光学ピックアップ１１１は、光ディス
クから読み出されたＲＦ信号を出力するための受光素子
１０と、フォーカスエラー（ＦＥ）信号を検出するため
の受光素子部を有する受発光素子１００と、上記のＲＦ
信号とＦＥ信号との和および差の信号を生成するための
演算アンプ７１および演算アンプ７２を備えている。

【００４５】受光素子１０は、光ディスクのトラックに
記録されている信号に応じて発生する戻り光を受光して
ＲＦ信号を出力する受光手段であり、ここでは、３ビー
ム法によりトラッキング誤差を検出してサーボ用のトラ
ッキングエラー信号を得るように構成されている。

【００４６】具体的には、主ビームを受光してＲＦ信号
のみを出力する受光部１と、受光部１の両側に対称に配
置されて一対をなす副ビームを受光する受光部２および
受光部３とを備えて構成されている。

【００４７】受光部１は、少なくともＲＦ信号を出力す
ることができればよく、フォーカスエラー信号を出力す
る必要がないため、受光面が４分割されている必要はな
い。なお、受光面が分割された受光部は、同一の基板上
に形成された受光面が光を検出しない分割線領域で区切
られて構成されている。これに対して、受光面を分割し
ていない受光部は、その実効的な受光面積が大きくなる
ため光検出感度を向上させることができる。

【００４８】一方、受発光素子１００は、光ディスクに
照射される光ビームの集光点と信号面との光軸方向のず
れ量に応じたフォーカスエラー信号を出力する受光手段
を備えている。

【００４９】この受発光素子１００は、光ディスクに照
射される光ビームを発生する発光素子と、光ディスク１
１０から反射された光ビームを受光する受光部と、発光
素子から出射した光ビームを光ディスクや上記の受光部
に導くプリズムなどが、基板上に一体に形成されたもの
である。このような受発光素子は、半導体技術を利用し
て各光学素子が集積化されたものであり、発光素子には
半導体レーザ（ＬＤ）が用いられ、上記の受光素子には
フォトダイオード（ＰＤ）が用いられる。なお、この受
発光素子１００については具体的に後述する。

【００５０】演算アンプ７１は受光素子１０からのＲＦ
信号と受発光素子１００からのフォーカスエラー信号Ｆ
Ｅとを加算する加算手段であり、演算アンプ７２は上記
のＲＦ信号とフォーカスエラー信号ＦＥとを減算する減
算手段である。

【００５１】なお、図１では、トラッキングエラー信号
を得るためのエラー信号であるＥ信号とＦ信号とが、受
光素子１０から出力される例を示しているが、受発光素
子１００から出力されるように構成されてもよい。

【００５２】図２は、図１に示した光検出部と、光検出
部からの信号を増幅および演算して出力するためのＲＦ
アンプとが接続された状態を示している。

【００５３】上記のＲＦアンプ１１２の端子２１および
端子２２は、従来は、４分割された受光面を有する従来
の受光素子からの信号（Ａ＋Ｃ）および信号（Ｂ＋Ｄ）
をそれぞれ入力するようにされていた端子である。そし
て、従来は、上記の信号（Ａ＋Ｃ）と信号（Ｂ＋Ｄ）と
をアンプ７３で加算することによりＲＦ信号を得てい
た。同様に、端子２１から入力される信号（Ａ＋Ｃ）か
ら、端子２２から入力される信号（Ｂ＋Ｄ）をアンプ７
６で減算することによりＦＥ信号を得ていた。

【００５４】これに対して、本発明の光学ピックアップ
装置においては、このＲＦアンプ１１２は、光学ピック
アップ１１１から出力される信号（ＲＦ＋ＦＥ）と信号
（ＲＦ−ＦＥ）とから、ＲＦ信号とフォーカスエラー
（ＦＥ）信号とを得るようにされている。

【００５５】具体的には、端子２１から信号（ＲＦ＋Ｆ
Ｅ）を入力し、端子２２から信号（ＲＦ−ＦＥ）を入力
する。このようにすれば、アンプ７３でこれらの信号ど
うしを加算することにより、信号（２ＲＦ）を得ること
ができる。同様に、端子２１から入力される信号（ＲＦ
＋ＦＥ）から、端子２２から入力される信号（ＲＦ−Ｆ
Ｅ）をアンプ７６で減算することにより、信号（２Ｆ
Ｅ）を得ることができる。

【００５６】なお、アンプ７４はＲＦ信号のゲインＫ₁
を調整するためのものであり、アンプ７６はＦＥ信号の
ゲインＫ₂ を調整するためのものである。これらのゲイ
ン調整は、必要に応じて行うようにすればよい。

【００５７】なお、トラッキングエラー信号ＴＥは、端
子２３から入力されるＥ信号から、端子２４から入力さ
れるＦ信号を、アンプ７７で減算することにより得られ
る。このＴＥ信号の生成については、従来と同様であ
る。

【００５８】次に、上述した受光素子部を用いて構成さ
れる本発明に係る光学ピックアップ装置の光学系の構成
について説明する。

【００５９】図３は、図１に基本構成を示した本発明に
係る光学ピックアップ装置の一具体例を示している。

【００６０】受発光素子１００の基板１００ｃ上に形成
された半導体レーザ（ＬＤ）１００ａから出射したレー
ザ光は、上記の基板１００ｃ上に設けられたプリズム１
００ｂのハーフミラーが形成された斜面で反射されて光
ディスク１１０に向かう。このレーザ光は、回折格子
（グレーティング）１１で回折されて、主ビーム（０次
光）と２本の副ビーム（±１次回折光）とからなる３本
のビームにされ、ビームスプリッタ１２を通して対物レ
ンズ１３で集光されて、光ディスク１１０の信号面１１
０ａに照射される。

【００６１】一方、光ディスク１１０からの戻り光は、
ビームスプリッタ１２で受発光素子１００に向かう光路
と、受光素子１０に向かう光路とに分離される。

【００６２】受発光素子１００の受光素子部では、上記
のハーフミラーを通してプリズム１００ｂに入射した戻
り光が、高反射率のミラーが形成されたプリズム１００
ｂの上面で反射されて基板１００ｃに形成されている受
光部４１および受光部４２に入射する。この戻り光に応
じて、受光部４１および受光部４２からフォーカスエラ
ー信号ＦＥが出力される。

【００６３】このような構成によれば、回折格子１１を
介して光りディスク１１０に照射された光ビームの戻り
光に含まれるＥ信号成分およびＦ信号成分が、受光素子
１０から出力されるＲＦ信号に混入することがないた
め、ＲＦ信号が劣化することがない。

【００６４】図４は、上記の光学ピックアップ装置に用
いられる受光素子１０の受光面を模式的に示している。

【００６５】この受光素子１０は、３ビーム法における
３本の光ビームをそれぞれ受光するための３つの受光面
を有している。具体的には、主ビームを受光してＲＦ信
号のみを出力する受光部１と、受光部１の両側に対称に
配置されて一対をなす副ビームを受光してＥ信号および
Ｆ信号を出力する受光部２および受光部３を備えてい
る。

【００６６】また、図５は、上記の光学ピックアップ装
置に用いられる受発光素子１００のより詳細な構成例を
示している。

【００６７】この受発光素子１００は、光ディスク１１
０に照射される光ビームを発生する発光素子１００ａ
と、光ディスク１１０から反射された光ビームを受光す
る２つの受光部４１および受光部４２、さらに発光素子
１００ａから出射した光ビームを光ディスク１１０や受
光部４１および受光部４２に導くプリズム１００ｂなど
が、基板１００ｃ上に一体に形成されたものである。こ
のような受発光素子は、半導体技術を利用して各光学素
子が集積化されたものであり、発光素子には半導体レー
ザ（ＬＤ）が用いられ、上記の受光素子にはフォトダイ
オード（ＰＤ）が用いられる。

【００６８】発光素子１００ａから出射した光ビーム１
８は、プリズム１００ｂの半透過膜（ハーフミラー）が
形成されている斜面１０５でその一部が反射され、対物
レンズ１３に入射する。対物レンズ１３は、この光ビー
ムを光ディスク１１０の信号面１１０ａに集束させる。
信号面１１０ａに集光された光ビームは、その信号面１
１０ａで反射されて再び対物レンズ１３を介して斜面１
０５に照射され、その一部は斜面１０５を透過して受光
部４１に照射される。

【００６９】受光部４１の表面にはハーフミラーが形成
されているので、照射される光の一部はそのハーフミラ
ーを透過して光検出部４１に入射し、光検出部４１は、
その入射光量に応じた信号を出力する。また、受光部４
１の表面のハーフミラーによって反射される光は、プリ
ズム１００ｂの上面に形成された反射面１０６でさらに
反射されて光検出部４２に入射し、光検出部４２は入射
光量に応じた信号を出力する。この光検出部４１および
光検出部４２は、光ディスクからの戻り光についての光
学素子１１０に対する共役点の前および後に配置されて
いる。なお、上記の共役点は、光ディスク１１０に照射
される光の集光点に対する共役点でもある。そして、こ
の受光部４１からの信号ＤＰ１と受光部４２からの信号
ＤＰ２がフォーカス制御に用いられる。

【００７０】図６は、上記の受発光素子の受光素子部の
構成を示している。

【００７１】この光学ピックアップ装置に用いられてい
る受発光素子１００の受光素子部は、いずれも３分割さ
れた受光面を有する受光部４１と受光部４２とを備えて
いる。

【００７２】受光部４１の３つの受光面のうちの中央に
設けられている第１の受光面である受光面Ｂの両側に
は、一対をなす第２の受光面である受光面Ａと第３の受
光面である受光面Ｃとが対称に配置されている。同様
に、受光部４２の３つの受光面のうちの中央に設けられ
ている第１の受光面である受光面Ｂ’の両側には、一対
をなす第２の受光面である受光面Ａ’と第３の受光面で
ある受光面Ｃ’とが対称に配置されている。

【００７３】受光部４１の受光面Ｂから出力される信号
Ｂと、受光部４２の受光面Ａ’から出力される信号Ａ’
および受光面Ｃ’から出力される信号Ｃ’とは、演算ア
ンプ５６で加算されて、信号ＰＤ１として出力される。
同様に、受光部４２の受光面Ｂ’から出力される信号
Ｂ’と、受光部４１の受光面Ａ’から出力される信号
Ａ’およびと受光面Ｃ’から出力される信号Ｃ’とが、
演算アンプ５７で加算されて、信号ＰＤ２として出力さ
れる。

【００７４】なお、図６では、各受光面から入射光量に
応じて出力される光検出電流を電圧に変換するための電
流電圧変換アンプの図示を省略しているが、受光面の数
だけの電流電圧変換アンプを備えているのが通常であ
る。そして、上記の各受光面から出力される信号は、電
圧に変換された後に加算等の演算処理が施される。

【００７５】図７は、上記の受発光素子において、電流
電圧変換アンプの数を少なくするようにした接続例を示
している。

【００７６】具体的には、受光部４１の両端にある受光
面Ａと受光面Ｃは受光部４２の中央の受光面Ｂ’と接続
されており、電流電圧変換アンプ４５を介して信号ＰＤ
１を出力するようにされている。同様に、受光部４２の
両端にある受光面Ａ’と受光面Ｃ’は受光部４１の中央
の受光面Ｂと接続されており、電流電圧変換アンプ４６
を介して信号ＰＤ２を出力するようにされている。

【００７７】なお、上記の電流電圧変換アンプ４５およ
び４６を省略して、信号電流を出力するようにしてもよ
い。また、上記の信号ＰＤ１と信号ＰＤ２との差である
信号（ＰＤ１−ＰＤ２）を生成するための演算手段をさ
らに備えて、フォーカスエラー信号ＦＥを生成して出力
するようにしてもよい。

【００７８】次に、この光学ピックアップ装置の受発光
素子１００において、フォーカス信号を生成する動作に
ついて説明する。

【００７９】光ディスク１１０に照射される主ビームが
信号面１１０ａのトラック上に集光されている（ジャス
トフォーカス）ときには、２つの受光部４１および受光
部４２に入射する戻り光のスポット径が互いに等しくな
るようにされている。すなわち、信号Ｂと信号（Ａ’＋
Ｃ’）との和と、信号Ｂ’と信号（Ａ＋Ｃ）との和が互
いに等しくなるようにされている。

【００８０】従って、ジャストフォーカス時には、第１
の信号である信号ＰＤ１と第２の信号である信号ＰＤ２
とが互いに等しくなり、生成されるフォーカスエラー信
号ＦＥの値が０となる。

【００８１】一方、上記の構成において、光ディスク１
１０の信号面１１０ａと対物レンズ１３との間の距離
が、所定の距離よりも近すぎたり離れすぎたりしている
ときには、上記の２つの受光部４１および受光部４２に
入射する戻り光のスポット径が互いに等しくならず、生
成されるフォーカスエラー信号ＦＥの値が０にならな
い。

【００８２】このフォーカスエラー信号ＦＥの値は、上
記の所定の距離からのずれ、すなわち、光ディスクに照
射される光ビームの集光点の信号面からの光軸方向のず
れ量であるデフォーカス量に応じた値になる。

【００８３】例えば、対物レンズ１３と光ディスク１１
０とが離れすぎている場合には、信号ＰＤ１の値が正、
信号ＰＤ２の値が負となり、これらの差である信号（Ｐ
Ｄ２−ＰＤ１）の値が負になる。これは、光ディスク１
１０からの戻り光の開き角度が、光ディスク１１０に向
かう光ビームの開き角度よりも小さくなるため、プリズ
ム１００ｂに入射した戻り光が、プリズム１００ｂの上
面で反射される前に焦点を結ぶことになり、受光部４１
上のスポット径が、受光部４２上のスポット径よりも小
さくなるからである。

【００８４】また、これとは逆に、対物レンズ１３と光
ディスク１１０とが近づきすぎている場合には、信号Ｐ
Ｄ１の値が負、信号ＰＤ２の値が正となり、これらの差
である信号（ＰＤ２−ＰＤ１）の値が正になる。これ
は、光ディスク１１０からの戻り光の開き角度が、光デ
ィスク１１０に向かう光ビームの開き角度よりも大きく
なるため、プリズム１００ｂに入射した戻り光が、プリ
ズム１００ｂの上面で反射された後に焦点を結ぶことに
なり、受光部４１上のスポット径が、受光部４２上のス
ポット径よりも大きくなるからである。

【００８５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ＲＦ信号を得るための受光手段とフォーカスエラー信号
を得るための積層化された受光手段とを用いて小型・薄
型に構成された光学ピックアップ装置からの２つの出力
どうしを加算することによりＲＦ信号が得られ、上記の
２つの出力どうしを減算することによりフォーカスエラ
ー信号が得られるように構成したため、従来使用されて
いるＲＦアンプにそのまま接続することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る光学ピックアップ装置の基本的な
構成を示す図である。

【図２】本発明に係る光学ピックアップ装置がＲＦアン
プに接続された状態を示す図である。

【図３】本発明に係る光学ピックアップ装置の一具体例
を示す図である。

【図４】本発明に係る光学ピックアップ装置のＲＦ信号
を出力するための受光素子について説明するための図で
ある。

【図５】本発明に係る光学ピックアップ装置のフォーカ
スエラー信号を出力するための受発光素子の光学系を示
す図である。

【図６】上記の受発光素子の受光素子部の構成例を示す
図である。

【図７】上記の受発光素子の受光素子部の別の構成例を
示す図である。

【図８】従来の光学ピックアップの基本的な構成を示す
図である。

【図９】従来のＲＦアンプの構成を説明するための図で
ある。

【図１０】受発光素子を用いる光学ピックアップ装置の
基本的な構成を説明するための図である。

【図１１】信号処理機能をも備えたＲＦアンプの主要部
の一例を示す図である。

【符号の説明】

１，２，３受光部、１０受光素子、７１，７２
演算アンプ、１００受発光素子、１１１光検
出部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光ビームを集光して光ディスクに照射
し、信号面からの戻り光を受光して再生信号とサーボ用
信号とを出力する光学ピックアップ装置において、光ディスクのトラックに記録されている信号に応じて発
生する戻り光を受光して再生信号を出力する第１の受光
手段と、上記光ディスクに照射される光ビームの集光点と信号面
とのずれ量に応じたフォーカスエラー信号を出力する第
２の受光手段と、上記再生信号と上記フォーカスエラー信号とを加算する
加算手段と、上記再生信号と上記フォーカスエラー信号とを減算する
減算手段と、入力される２つの信号どうしを加算および減算する機能
を有し、再生信号およびフォーカスエラー信号を出力す
る演算増幅手段とを備えることを特徴とする光学ピック
アップ装置。
【請求項２】上記演算増幅手段は、上記入力される２
つの信号とは別の２つの信号どうしを減算する機能をさ
らに有し、トラッキングエラー信号を出力することを特
徴とする請求項１記載の光学ピックアップ装置。
【請求項３】上記第１の受光手段は、上記光ディスク
のトラックに記録されている信号に応じて発生する戻り
光に応じた再生信号のみを出力する第１の受光部と、上
記第１の受光部を挟んで対称に配置され上記光ディスク
に照射される光ビームの集光点の上記トラック位置から
のずれ量に応じて発生する戻り光を受光して、そのずれ
量に応じた信号を出力する第２および第３の受光部とを
有することを特徴とする請求項１記載の光学ピックアッ
プ装置。
【請求項４】上記第２の受光手段は、第１の受光部と
それを挟んで対称に配置された第２および第３の受光部
とを有し戻り光における上記集光点の共役点よりも前に
配置される第１の受光手段と、第１の受光部とそれを挟
んで対称に配置された第２および第３の受光部とを有し
戻り光における上記集光点の共役点よりも前に配置され
る第２の受光手段とを備え、上記第１の受光手段の第１
の受光部と上記第２の受光手段の第２および第３の受光
部とから上記光ディスクに照射される光ビームの信号面
からの光軸方向のずれ量に応じた第１の信号を出力し、
上記第２の受光手段の第１の受光部と上記第１の受光手
段の第２および第３の受光部とから上記光ディスクに照
射される光ビームの信号面からの光軸方向のずれ量に応
じた第２の信号を出力することを特徴とする請求項１記
載の光学ピックアップ装置。
【請求項５】上記光ディスクに照射される光ビームを
回折させて２つの副ビームを発生させる回折格子と、上
記光ディスクからの戻り光の光路を上記第１の受光手段
と上記第２の受光手段とに分離する分離手段とを備える
ことを特徴とする請求項１記載の光学ピックアップ装
置。