JPH117652A - 光学記録媒体のドライブ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 対物レンズを変更することなくディスクの厚
みや記録密度の極端に異なる各記録媒体に対応できる光
ピックアップを提供する。 【解決手段】 或るシステムにおける記録媒体について
は０次光による記録再生走査を行い、再生情報や各種サ
ーボ情報などが０次光の反射光情報として得られるよう
にする。また他の或るシステムにおける記録媒体につい
ては１次光による記録再生走査を行い、再生情報や各種
サーボ情報などが回折光の反射光情報として得られるよ
うにする。そして各システムでの光記録媒体に０次光と
回折光がそれぞれ対応できるようにするため、回折光に
ついてのグレーティング（溝部３３）における開口を対
物レンズの開口より小さく設定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は複数種類の光記録媒
体に対応して再生又は記録動作を行なうことのできるド
ライブ装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】光学ディスク記録媒体としてＣＤ（コン
パクトディスク）が広く普及しており、音楽用途をはじ
めとしてＣＤ方式のディスクは各種分野で使用されてい
る。また音楽用ＣＤは通常、再生専用メディアとされる
が、ＣＤ−Ｒ（コンパクトディスク−レコーダブル）と
呼ばれる追記型のディスクも開発されている。

【０００３】一方、マルチメディア用途に好適な光学デ
ィスク記録媒体としてＤＶＤ（Digital Versatile Disc
／Digital Video Disc）と呼ばれるディスクも開発され
ている。このＤＶＤはビデオデータ、オーディオデー
タ、コンピュータデータなどの広い分野で適応すること
が提唱されている。そしてＤＶＤはＣＤと同サイズのデ
ィスク（直径１２ｃｍ）でありながら、記録トラックの
小ピッチ化やデータ圧縮技術等により、記録容量も著し
く増大されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】これらの光学記録媒体
に対する記録又は再生装置（ドライブ装置）では、レー
ザ光については、解析限界程度のわずかな収差もジッタ
ーやエラーレートを増加させるため、収差の管理は非常
に重要となる。そして光学記録システムとして、より高
い記録密度を実現するためには高い開口率（ＮＡ）や短
い光源波長を実現することでレーザ光のビームスポット
を小さくする必要がある。

【０００５】ところでＣＤなどの光ディスクについて
は、ディスク表面の汚れなどの影響を避けるために情報
記録面は光学ピックアップ側から見てディスクの裏面側
設定されるが、このためディスクの厚み（ディスク表面
から情報記録面までの距離）は収差に影響を与える。Ｃ
Ｄではディスク厚は１．２ｍｍとされる。例えばディス
クの傾き（スキュー状態）によって発生するコマ収差
は、ＮＡの３乗及びディスクの厚みに比例し、又波長に
反比例して増加する。このことは高ＮＡ化を妨げる主な
要因となる。

【０００６】そこでディスク厚を薄くすることでコマ収
差を低減することが考えられる。例えばＤＶＤではディ
スクは２枚張り合わせディスクとして１．２ｍｍである
が、情報記録面は、ほぼディスク厚み方向の中央に形成
され、収差に影響を与えるディスク表面から情報記録面
までの距離は約０．６ｍｍとされる。ここで球面収差を
考える。球面収差は、ディスク厚に比例し、開口率の４
乗に比例する。光ピックアップの対物レンズは、このデ
ィスク厚と開口率で定まる球面収差をキャンセルするよ
うに設計されているが、設計値と異なる条件（ディスク
厚）のディスクに対しては球面収差がキャンセルできな
い。例えばＤＶＤとＣＤでは上記のようにディスク厚が
異なるため、一方に対しては球面収差を解消できても、
他方についてはできず、これらの両方に対応できる光ピ
ックアップを実現することは困難とされている。

【０００７】またディスク厚に限らず、互換性を考える
うえでは次のような問題もある。即ち、レンズによる解
像度は開口率と光源波長によって決まるが、この解像度
が極端に異なるシステムの場合、一方のシステムの光デ
ィスクについて、他方のシステムのドライブ装置では良
好な信号が得られない。例えばＣＤシステムでは光源波
長が８００ｎｍ前後で、ＮＡは０．４５とされている。
ディスク上に形成されるピットについては、幅が約０．
５μｍ、長さが０．９μｍ以上ほどになるが、このよう
なピットに対して光源波長が８００ｎｍ前後、ＮＡ＝
０．４５の光学系でレーザ光を照射すると、ピットによ
って光強度が好適に変調されるので、信号は良好に再生
できる。ところが、仮に光源波長が４００ｎｍ前後で、
ＮＡは０．８というシステムが提案されたとすると、こ
の光学系によりＣＤのピットに対してレーザ光を照射し
ても、そのビームスポットに対してＣＤのピットのサイ
ズはあまりに大きすぎ、データ再生は困難となる。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明はこのような問題
点に鑑みて、ディスクの厚みや記録密度の極端に異なる
システムでの各記録媒体に対応できる光ピックアップを
提供し、各システムにおける光記録媒体に対応して再生
又は記録動作を行なうことのできるドライブ装置を実現
することを目的とする。

【０００９】このため、光ピックアップ手段には、対物
レンズを出力端として光学記録媒体に照射するレーザ光
のレーザスポットとして０次光と回折光（例えば＋１次
光もしくは−１次光）による複数のレーザスポットを生
成することができるグレーティング部と、０次光による
反射光と、回折光による反射光のそれぞれに対応して記
録又は再生動作に必要な各種情報を得るための受光部と
を設け、記録又は再生動作を行う際に、光学記録媒体に
対してレーザ光の照射を行い０次光及び回折光について
の反射光情報を得ることができるようにする。そして制
御手段は、装填された光学記録媒体の種別に応じて、０
次光による反射光情報と、回折光による反射光情報を選
択し、記録又は再生動作に必要な各種情報を抽出させて
記録動作又は再生動作を実行させる。さらにグレーティ
ング部における回折光を発生させる部位の開口は、対物
レンズの開口よりも小さく設定する。

【００１０】つまり、或るシステムにおける記録媒体に
ついては０次光による記録再生走査を行い、再生情報や
各種サーボ情報などが０次光の反射光情報として得られ
るようにする。また他の或るシステムにおける記録媒体
については１次光による記録再生走査を行い、再生情報
や各種サーボ情報などが回折光の反射光情報として得ら
れるようにする。各システムでの光記録媒体に０次光と
回折光がそれぞれ対応できるようにするには、回折光に
ついてのグレーティングにおける開口を設定することで
可能となる。つまり０次光を用いるある記録媒体につい
ては、クレーティングは、特に意味のないものとし、主
に対物レンズにより光ピックアップとしての開口を設定
し、また回折光を用いる他の記録媒体については、グレ
ーティングによる開口と対物レンズによる開口により光
ピックアップとしての開口が設定されるようにする。こ
のようにして、各記録媒体に対して、ディスク厚などに
応じた各種収差の状態が良好となるような０次光及び回
折光についての各開口を個別に設定できる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態として
光ディスクを記録媒体とするディスクドライブ装置（記
録再生装置）を説明していく。このディスクドライブ装
置は、ＣＤ−ＤＡ（COMPACT DISC DIGITAL AUDIO）とＤ
ＶＤ（DIGITAL VERSATILE DISC／DIGITAL VIDEO DISC）
と呼ばれるディスクに互換的に対応できるものとした例
とする。

【００１２】本例としてＣＤとＤＶＤに対応するディス
クドライブ装置を説明する前に、まずＣＤ、ＤＶＤ及び
ＣＤ−Ｒ（COMPACT DISC RECORDABLE ）の構造を図８で
説明する。なお、ＣＤ、ＤＶＤ及びＣＤ−Ｒともに、直
径は１２ｃｍのディスクとされている。

【００１３】図８（ａ）（ｂ）（ｃ）はそれぞれＣＤ，
ＣＤ−Ｒ，ＤＶＤのディスク断面として層構造を示して
いる。各図に記したようにＣＤ，ＣＤ−Ｒ，ＤＶＤとも
にディスク全体の厚みは1.2mm とされている。

【００１４】図８（ａ）に示すＣＤ１００には、光透過
率が高くかつ耐機械的特性或いは耐化学特性を有する透
明ポリカーボネイト樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、或いは
アクリル樹脂等の透明な合成樹脂材料によってディスク
基板（透明層）１０１が成形される。ディスク基板１０
１には、一方の主面に成形金型に組み込まれたスタンパ
によってピットが転写され、信号面１０２が形成され
る。この信号面１０２におけるピットは、所定の情報信
号に対応してそれぞれ円周方向の長さを異にする符号化
された小孔としてディスク基板１０１に形成され、記録
トラックを構成することになる。

【００１５】この信号面１０２が形成されたディスク基
板１０１の面には光反射率の高いアルミニウム等が蒸着
されて反射層１０３が形成されるとともに、さらに全体
に保護層１０４が被覆されて、ＣＤ１００が形成され
る。このＣＤ１００に対してはディスクドライブ装置か
らのレーザ光がディスク表面１０５側から入射され、信
号面１０２に記録された情報が、その反射光から検出さ
れることになる。

【００１６】図８（ｂ）のＣＤ−Ｒ１１０は追加記録可
能なメディアとされ、ＣＤ１００と物理的特性（直径、
重さ、厚さ）や容量を同一とするが、ＣＤ１００に比べ
少量生産を経済的に行うことができ、耐久年数も長いこ
とから、データ保存用として適している。

【００１７】このＣＤ−Ｒ１１０も、ディスク表面１１
６側からみて透明のディスク基板（ポリカーボネイト）
１１１が配される。そしてこのようなディスク基板１１
１の上に、有機色素層１１４、金の反射層１１３、保護
層１１５が順に積層されてＣＤ−Ｒ１１０が形成されて
いる。また、このＣＤ−Ｒ１１０には、レーザ光の照射
ガイドとなる溝（グルーブ）が刻まれており、有機色素
層１１２がこのグルーブを覆っている。そして、照射さ
れたレーザ光の熱により有機色素層１１２とポリカーボ
ネイトによるディスク基板１１１とが反応して情報信号
に応じたピットが形成されることで、実際のデータが記
録された信号面１１２が形成される。

【００１８】図８（ｃ）のＤＶＤも同様にディスク表面
１２８側からディスク基板１２１が配され、ディスク基
板１２１の他面側に信号面が形成される。ＤＶＤの場
合、信号面が１つである１層ディスクと呼ばれるもの
と、信号面が２層となっている２層ディスクと呼ばれる
ものの２種類が提案されており、図８（ｃ）は２層ディ
スクの例を示している。即ち第１信号面１２２及び第１
信号面１２２に対応する第１反射層１２３により第１層
のデータ記録面が形成される。また第２信号面１２４及
び第２信号面１２４に対応する第２反射層１２５により
第２層のデータ記録面が形成される。第２反射層１２５
の上は接着面１２６とされ、これを介してダミー板１２
７が接着される。

【００１９】第１反射層１２３は半透明膜とされ、レー
ザ光の一定割合を反射させるように形成されている。こ
れによってレーザ光が第１信号面１２２に焦点を当てれ
ば第１反射層１２３による反射光から第１信号面１２２
に記録された信号を読み取ることができ、またレーザ光
を第２信号面１２４に焦点をあてさせる際は、そのレー
ザ光は第１反射層１２３を通過して第２信号面１２４に
焦光され、第２反射層１２５による反射光から第２信号
面１２４に記録された信号を読み取ることができる。１
層ディスクの場合は信号面及び反射層が第２信号面１２
４と第２反射層１２５と同様に形成される。

【００２０】この図８（ａ）（ｂ）（ｃ）からわかるよ
うに、ＣＤ１００及びＣＤ−Ｒ１１０は信号面１０２，
１１２がディスク表面１０５，１１６側からみて、ほぼ
ディスクの厚み分に近い位置に形成されている（ディス
ク表面１０５，１１６側から概略1.2mm の位置にレーザ
スポットの焦点を当てるべき信号面１０２，１１２が位
置する）。

【００２１】一方、ＤＶＤでは信号面１２２（１２４）
はディスク表面１２８側からみて、ほぼディスクの厚み
の中央に近い位置に形成されている（ディスク表面１２
８側から概略0.6mm の位置にレーザスポットの焦点を当
てるべき信号面１２２（１２４）が位置する。また上述
したように信号面１２２（１２４）に形成されるピット
による記録密度もＣＤ１００，ＣＤ−Ｒ１１０に比べて
高密度化されている。

【００２２】このような違いから、通常、ＤＶＤ再生装
置を考えた場合、再生のためのレーザ光としては波長が
６５０ｎｍ以下のものが用いられ、また対物レンズは、
開口（ＮＡ）が0.6 に高められるとともに、ディスク表
面１２８側から概略0.6mm の位置にレーザスポットの焦
点を結ぶために最適化されたピックアップが使用され
る。つまり通常のＣＤ用のピックアップとは異なるピッ
クアップが一般に用いられる。なお、ＣＤ１００につい
ては、通常は波長が８００ｎｍのレーザ光（例えば７８
０ｎｍ）が用いられるが、収差等の問題が解消されれ
ば、波長が６５０ｎｍ以下のレーザ光により、ＣＤ１０
０の信号面１０２の情報を読み取ることは不可能ではな
い。

【００２３】またＣＤ−Ｒ１１０を考えると、ＣＤ−Ｒ
１１０は波長依存性を有する有機色素層１１４を備えて
おり、６５０ｎｍ以下のレーザ光を使用した場合には正
確なデータ再生を行なうことができない。すなわちＣＤ
−Ｒ１１０は、照射された６５０ｎｍ以下のレーザ光に
対して有機色素層１１４での光吸収率が大きくなって反
射率が低下するとともに、信号面１１２のピットによる
レーザ光の変調度が低下する。またデータを記録する際
には波長７８０ｎｍのレーザ光に適した吸収率、反射率
でピットが形成されるので、このデータを他の波長のレ
ーザ光で読み出そうとしても十分な変調度が得られない
という特性を有している。

【００２４】各ディスクは以上のような構成及び特性を
有するが、本例としては少なくともＣＤ１００とＤＶＤ
１２０の互換性を備えたディスクドライブ装置を以下説
明していく。なお、その後、ＣＤ−Ｒ１１０についても
対応可能とする技術につても言及する。

【００２５】図１は本例のディスクドライブ装置の要部
のブロック図である。ディスク９０は、ターンテーブル
７に積載され、再生動作時においてスピンドルモータ１
によって一定線速度（ＣＬＶ）もしくは一定角速度（Ｃ
ＡＶ）で回転駆動される。そしてピックアップ１によっ
てディスク９０にピット形態で記録されているデータの
読み出しが行なわれることになる。ピックアップ１内の
光学系の構成については後述するが、レーザ光源となる
レーザダイオード４は、例えば出力するレーザーの中心
波長が６５０ｎｍのものとされ、また対物レンズ２はＮ
Ａ＝０．６とされる。つまりこれらの点ではＤＶＤ対応
の設定とされる。対物レンズ２は二軸機構３によってト
ラッキング方向及びフォーカス方向に移動可能に保持さ
れている。

【００２６】ディスク９０からの反射光情報はフォトデ
ィテクタ５によって検出され、受光光量に応じた電気信
号とされてＲＦアンプ９に供給される。フォトディテク
タ５の受光素子の構造例及び動作は図５で後述するが、
その図５に示すように本例ではＤＶＤ対応の受光素子６
０とＣＤ対応の受光素子６１が設けられる。

【００２７】ＲＦアンプ９は、図５に示すように受光素
子６０、６１のそれぞれに対応して電流電圧変換回路７
０，７１、マトリクス演算／増幅回路７２，７３を備
え、マトリクス演算／増幅回路７２，７３では、それぞ
れ受光素子６０，６１からの信号に基づいて必要な信号
を生成する。例えば再生データであるＲＦ信号、サーボ
制御のためのフォーカスエラー信号ＦＥ、トラッキング
エラー信号ＴＥ、いわゆる和信号であるプルイン信号Ｐ
Ｉなどを生成する。マトリクス演算／増幅回路７２，７
３の出力はセレクタ７４で選択されて出力される。

【００２８】ＲＦアンプ９から出力される各種信号は、
図１に示すように２値化回路１１、サーボプロセッサ１
４、及び判別回路１９に供給される。即ち再生ＲＦ信号
は２値化回路１１へ、フォーカスエラー信号ＦＥ、トラ
ッキングエラー信号ＴＥ、プルイン信号ＰＩはサーボプ
ロセッサ１４へ、さらにプルイン信号ＰＩは判別回路１
９に供給される。

【００２９】ＲＦアンプ９で得られた再生ＲＦ信号は２
値化回路１１で２値化されることでいわゆるＥＦＭ信号
（８−１４変調信号；ＣＤの場合）もしくはＥＦＭ＋信
号（８−１６変調信号；ＤＶＤの場合）とされ、デコー
ダ１２に供給される。デコーダ２６ではＥＦＭ復調，Ｃ
ＩＲＣデコード等を行ない、また必要に応じてＣＤ−Ｒ
ＯＭデコード、ＭＰＥＧデコードなどを行なってディス
ク９０から読み取られた情報の再生を行なう。再生され
たデータは例えばインターフェース部１３を介してホス
トコンピュータなどの外部機器に出力される。

【００３０】サーボプロセッサ１４は、ＲＦアンプ９か
らのフォーカスエラー信号ＦＥ、トラッキングエラー信
号ＴＥや、デコーダ１２もしくはシステムコントローラ
１０からのスピンドルエラー信号ＳＰＥ等から、フォー
カス、トラッキング、スレッド、スピンドルの各種サー
ボドライブ信号を生成しサーボ動作を実行させる。即ち
フォーカスエラー信号ＦＥ、トラッキングエラー信号Ｔ
Ｅに応じてフォーカスドライブ信号、トラッキングドラ
イブ信号を生成し、二軸ドライバ１６に供給する。二軸
ドライバ１６はピックアップ１における二軸機構３のフ
ォーカスコイル、トラッキングコイルを駆動することに
なる。これによってピックアップ１、ＲＦアンプ９、サ
ーボプロセッサ１４、二軸ドライバ１６、二軸機構３に
よるトラッキングサーボループ及びフォーカスサーボル
ープが形成される。

【００３１】またサーボプロセッサ１４はスピンドルモ
ータドライバ１７に対して、スピンドルエラー信号ＳＰ
Ｅに応じて生成したスピンドルドライブ信号を供給す
る。スピンドルモータドライバ１７はスピンドルドライ
ブ信号に応じて例えば３相駆動信号をスピンドルモータ
６に印加し、スピンドルモータ６のＣＬＶ回転を実行さ
せる。またサーボプロセッサ１４はシステムコントロー
ラ１０からのスピンドルキック／ブレーキ制御信号に応
じてスピンドルドライブ信号を発生させ、スピンドルモ
ータドライバ１７によるスピンドルモータ６の起動また
は停止などの動作も実行させる。

【００３２】サーボプロセッサ１４は、例えばトラッキ
ングエラー信号ＴＥの低域成分として得られるスレッド
エラー信号や、システムコントローラ１０からのアクセ
ス実行制御などに基づいてスレッドドライブ信号を生成
し、スレッドドライバ１５に供給する。スレッドドライ
バ１５はスレッドドライブ信号に応じてスレッド機構８
を駆動する。スレッド機構８には図示しないが、ピック
アップ１を保持するメインシャフト、スレッドモータ、
伝達ギア等による機構を有し、スレッドドライバ１５が
スレッドドライブ信号に応じてスレッドモータ８を駆動
することで、ピックアップ１の所要のスライド移動が行
なわれる。

【００３３】ピックアップ１におけるレーザダイオード
４はレーザドライバ１８によってレーザ発光駆動され
る。サーボプロセッサ１４はシステムコントローラ１０
からの指示に基づいて再生時などにピックアップ１のレ
ーザ発光を実行すべきレーザドライブ信号を発生させレ
ーザダイオード４の発光動作を実行させる。また記録動
作時には記録データに応じて変調された信号に応じて発
光動作が行われる。例えば記録可能タイプのディスク９
０に対して記録を行う際には、ホストコンピュータ等か
らインターフェース部１３に供給された記録データはエ
ンコーダ２０によってエラー訂正コードの付加、ＥＦＭ
＋変調などの処理が行われた後、レーザドライバ１８に
供給される。そしてレーザドライバ１８が記録データに
応じてレーザ発光動作をレーザダイオード４に実行させ
ることで、ディスク９０に対するデータ記録が実行され
る。

【００３４】以上のようなサーボ及びデコード、エンコ
ードなどの各種動作はマイクロコンピュータによって形
成されたシステムコントローラ１０により制御される。
例えば再生開始、終了、トラックアクセス、早送り再
生、早戻し再生などの動作は、システムコントローラ１
０がサーボプロセッサ１４やピックアップ１の動作を制
御することで実現される。

【００３５】またＣＤ１００とＤＶＤ１２０の両方に対
応する機器であるため、ディスク９０が装填された際
に、そのディスク９０がＣＤ１００であるかＤＶＤ１２
０であるかを判別しなければならない。ディスク９０の
種別を判別するために、この例では判別回路１９が設け
られ、システムコントローラ１０は判別回路１９からの
判別信号に基づいてＣＤ１００とＤＶＤ１２０の種別を
検出する。判別回路１９による判別方式は各種考えられ
るが、一例として、本出願人が先に提案した判別方式
（特願平８−２３７３６５号に記載）を適用することが
できる。

【００３６】これについて詳述は避けるが、装填された
ディスク９０に対してレーザ光がディスク表面に合焦し
た状態で得られる反射光情報と、レーザ光がディスク信
号面に合焦した状態で得られる反射光情報とを用いて判
別を行うものである。例えばフォーカスサーチ動作のよ
うにレーザ光の焦点位置を強制的に所定速度で変化させ
ていくと、ディスク表面に合焦したタイミングとディス
ク信号面に合焦したタイミングが検出できるが、そのタ
イミング差の値によりＣＤ１００かＤＶＤ１２０かを判
別するものである。即ち図８で説明したように、ディス
ク表面から信号面までの距離はＣＤ１００で約１．２ｍ
ｍ、ＤＶＤ１２０で約０．６ｍｍとなっているため、上
記タイミング差としての値はＣＤ１００の場合とＤＶＤ
１２０の場合とで大きく異なり、それによって判別が可
能となる。この判別動作のためには、例えば判別回路１
９としてはプルイン信号ＰＩを増幅する増幅回路２８
と、増幅されたプルイン信号ＰＩを所定のスレッショル
ド値ＴＨ１と比較し、その比較結果を判別信号とする比
較回路を設ければよい。これにより合焦状態を示す判別
信号が得られる時間間隔を、システムコントローラ１０
が観測することで、ディスク判別ができる。システムコ
ントローラ１０は判別結果に応じて図５に示したＲＦア
ンプ９内のセレクタ７４の切換制御を行う。

【００３７】ピックアップ１内の光学系の構成を図２に
示す。この光学系としては、レーザーダイオード４から
出力されるレーザービームは、コリメータレンズ２６で
平行光にされた後、グレーティング２７で＋１次光、−
１次光が生成される。そしてビームスプリッタ２８によ
りディスク９０側に９０度反射され、対物レンズ２から
ディスク９０に照射される。ディスク９０で反射された
反射光は、対物レンズ２を介してビームスプリッタ２８
に入り、そのまま透過して集光レンズ３０に達する。そ
して集光レンズ３０で集光された後、円筒レンズ（シリ
ンドリカルレンズ）３１を介してフォトディテクタ５に
入射される。

【００３８】このような光学系において本例では、グレ
ーティング２７の光回折体としての面積は、光ビームの
光束の断面積よりも小さい面積としている。またこのグ
レーティング２７の光回折体としての開口は、対物レン
ズ２の開口よりも小さい開口とされている。

【００３９】図３にグレーティング２７の構成を示す。
グレーティング２７は、その中心部分となる所定半径の
円形領域が溝部３３とされ、その外周は平坦部３２とさ
れる。このグレーティング２７は、例えばガラス板から
なり、図示するように、溝部３３はガラス板の表面に複
数の凹凸からなる所定ピッチ及び深さの溝を有し、平坦
部３２はガラス板のままの状態である。

【００４０】図４にグレーティング２７の作用を示す。
レーザーダイオード４から出力されコリメータレンズ２
６を介して入射される光束は、グレーティング２７の平
坦部３４を透過するが、光束のー部は溝部３３で回折さ
れる。そしてそれらの光束は対物レンズ２に入射される
が、対物レンズ２により、グレーティング２７の平坦部
３４を透過した光束および溝部３３で回折されない光束
によりディスク９０の信号面上で０次光Ｓ０が形成され
る。また、グレーティング２７の溝部３３で回折された
光束により光ディスク１の信号面上で＋１次光Ｓ１，−
１次光Ｓ２が形成される。０次光Ｓ０、＋１次光Ｓ１、
−１次光Ｓ２は、それぞれディスク信号面上で少し離れ
た位置にスポットを形成することになる。

【００４１】またこれら、０次光Ｓ０、＋１次光Ｓ１、
−１次光Ｓ２のディスク９０からの反射光は、対物レン
ズ２、ビームスプリッタ２８、集光レンズ３０、円筒レ
ンズ３１を介してフォトディテクタ５に入射される。こ
こで、本例ではディスク９０がＤＶＤの場合は０次光を
用いて情報の再生等を行い、一方ディスク９０がＣＤの
場合は＋１次光（−１次光でもよいが）を用いて情報の
再生等を行うことに特徴を有する。このため、上述した
ように図５に示すとおり、フォトディテクタ５としては
２つの４分割の受光素子６０，６１を備え、０次光Ｓ０
の反射光は受光素子６０に照射され、一方＋１次光Ｓ１
の反射光は受光素子６１に照射されるように、各受光素
子６０，６１の配置設定を行っている。

【００４２】本例の対物レンズ２の開口は０．６とさ
れ、つまりＤＶＤに適した設定としている。このため０
次光Ｓ０をＤＶＤとしてのディスク９０の記録再生に用
いることに問題はない。ところが、ＣＤとしてのディス
ク９０に対して０次光Ｓ０を用いると、球面収差の問題
が生ずることになる。

【００４３】そこで本例では、＋１次光Ｓ１をＣＤとし
てのディスク９０の再生に用いることができるようにす
るため、グレーティング２７の溝部３３の大きさは、そ
の大きさと対物レンズ２によって決まる開口率が、その
光学系本来の開口率（この場合０．６）よりも小さくな
るように設定されている。即ちグレーティング２７とし
ては図３のように溝部３３とその回りの平坦部３２が設
けられる構成とされ、溝部３３のサイズは、その開口率
が０．３〜０．４程度となるように設定される。このよ
うにすることによって、＋１次光Ｓ１はＣＤとしてのデ
ィスク９０に対して球面収差が抑圧された状態とするこ
とができ、つまり＋１次光Ｓ１はＣＤに対する再生に良
好に用いることができる。

【００４４】上述したようにフォトディテクタ５におけ
る受光素子６０、６１は図５のような４分割ディテクタ
とされる。即ち受光素子６０は検出部（受光領域）とし
てＡ１，Ｂ１，Ｃ１，Ｄ１を有し、また受光素子６１は
検出部（受光領域）としてＡ２，Ｂ２，Ｃ２，Ｄ２を有
する。受光素子６０はＤＶＤ対応の受光素子とされ、そ
の検出部Ａ１，Ｂ１，Ｃ１，Ｄ１に０次光Ｓ０としての
反射光が照射される。そして検出部Ａ１，Ｂ１，Ｃ１，
Ｄ１からは各受光光量に応じた電流出力が行われ、ＲＦ
アンプ９の電流電圧変換回路７０でそれぞれ電圧に変換
された後、マトリクス演算／増幅回路７２に供給され、
各種信号が形成される。即ち再生ＲＦ信号、フォーカス
エラー信号ＦＥ、トラッキングエラー信号ＴＥ、プルイ
ン信号ＰＩなどが生成される。

【００４５】一方受光素子６１はＣＤ対応の受光素子と
され、その検出部Ａ２，Ｂ２，Ｃ２，Ｄ２に＋１次光Ｓ
１としての反射光が照射される。そして検出部Ａ２，Ｂ
２，Ｃ２，Ｄ２からは各受光光量に応じた電流出力が行
われ、ＲＦアンプ９の電流電圧変換回路７１でそれぞれ
電圧に変換された後、マトリクス演算／増幅回路７３に
供給され、各種信号が形成される。即ち再生ＲＦ信号、
フォーカスエラー信号ＦＥ、トラッキングエラー信号Ｔ
Ｅ、プルイン信号ＰＩなどが生成される。

【００４６】そしてディスク９０がＤＶＤ１２０である
場合は、そのディスク９０からの情報として、０次光Ｓ
０の反射光についてマトリクス演算／増幅回路７２で再
生ＲＦ信号、フォーカスエラー信号ＦＥ、トラッキング
エラー信号ＴＥ、プルイン信号ＰＩが生成される。この
場合フォーカスエラー信号ＦＥは検出部Ａ１，Ｂ１，Ｃ
１，Ｄ１の出力について、（Ａ１＋Ｃ１）−（Ｂ１＋Ｄ
１）の演算、即ち非点収差方式により生成される。また
再生ＲＦ信号、プルイン信号ＰＩ＝（Ａ１＋Ｂ１＋Ｃ１
＋Ｄ１）となる。

【００４７】トラッキングエラー信号ＴＥの生成として
は、例えばＤＰＤ（DEFFERENTIAL PHASE DETECTION：位
相差法）が採用できる。即ち信号（Ａ１＋Ｃ１）と、信
号（Ｂ１＋Ｄ１）の位相差を検出して、その位相誤差に
応じた値としてトラッキングエラー信号ＴＥを得るもの
である。これらマトリクス演算／増幅回路７２で生成さ
れた信号は入力Ｘ１としてセレクタ７４に供給される。

【００４８】またディスク９０がＣＤ９０である場合
は、そのディスク９０からの情報として、＋１次光Ｓ１
の反射光について、マトリクス演算／増幅回路７３で再
生ＲＦ信号、フォーカスエラー信号ＦＥ、トラッキング
エラー信号ＴＥ、プルイン信号ＰＩが生成される。フォ
ーカスエラー信号ＦＥは検出部Ａ２，Ｂ２，Ｃ２，Ｄ２
の出力について、（Ａ２＋Ｃ２）−（Ｂ２＋Ｄ２）の演
算、即ち非点収差方式により生成される。また再生ＲＦ
信号、プルイン信号ＰＩ＝（Ａ２＋Ｂ２＋Ｃ２＋Ｄ２）
となる。トラッキングエラー信号ＴＥの生成としては、
例えば上記ＤＰＤを採用してもよいし、いわゆるプッシ
ュプル方式として（Ａ２＋Ｄ２）−（Ｂ２＋Ｃ２）の演
算によりトラッキングエラー信号ＴＥを生成してもよ
い。これらマトリクス演算／増幅回路７３で生成された
信号は入力Ｘ２としてセレクタ７４に供給される。

【００４９】上述したようにディスク９０がＤＶＤ１２
０であるかＣＤ１００であるかは、判別回路１９からの
信号に基づいて例えば最初のフォーカスサーチの際など
にシステムコントローラ１０が判別できる。なおこの判
別前の動作（つまり判別のための動作）については０次
光／＋１次光のいずれを用いてもよい。そして判別結果
に応じてシステムコントローラ１０はセレクタ７４の選
択状態を決定し制御する。即ちＤＶＤ１２０であれば入
力Ｘ１を、ＣＤ１００であれば入力Ｘ２を選択させる。

【００５０】これによって、ＤＶＤ１２０の場合は、セ
レクタ７４の出力Ｙとして、ＲＦアンプ９からは０次光
Ｓ０の反射光に基づいて得られた上記各信号が出力さ
れ、再生動作やサーボ動作に用いられる。一方、ＣＤ１
００の場合は、セレクタ７４の出力Ｙとして、ＲＦアン
プ９からは＋１次光Ｓ１の反射光に基づいて得られた上
記各信号が出力され、再生動作やサーボ動作に用いられ
る。

【００５１】そして上述したように０次光はＤＶＤ１２
０に応じた最適特性とされ、また＋１次光はグレーティ
ング２７の溝部３３の設定によりＣＤ１００に対して球
面収差を抑えることのできる開口となる適切な特性とさ
れているため、本例のディスクドライブ装置は、１つの
ピックアップ１を用いてＣＤ１００、ＤＶＤ１２０の両
方について、適切に記録再生動作を行うことができる。
又、このようなピックアップ１の兼用は、グレーティン
グ２７の溝部３３の設定のみで可能となるため、複雑な
光学系を要求しないという利点もある。

【００５２】なお、グレーティング２７を必ずしも独立
の光学素子として設ける必要はなく、例えばビームスプ
リッタ２８の入射面に溝部３３を形成するなど、グレー
ティング２７を他の光学素子に一体的に形成することも
できる。これにより光学系の構成を一層簡略化できる。
又、上記例では光源波長が６５０ｎｍ、対物レンズ２の
開口率＝０．６としての例をあげたが、例えば光源波長
が４００〜５００ｎｍ前後のシステムを考えても、グレ
ーティングの溝部の設定により、その開口率を０．２か
ら０．３５程度とすれば＋１次光（もしくは−１次光）
によりＣＤを再生することが可能となる。又、＋２次光
などの回折光を利用する設定も考えられる。

【００５３】図６（ａ）（ｂ）にグレーティング２７の
他の構成例を示す。図６（ａ）は、中央の溝部３３ａは
図３のそれと同様とするが、その外周側は平坦部とはせ
ずに、溝部３３ａと直交する方向に形成される溝部３３
ｂとする例である。溝部３３ｂの溝のピッチや深さは溝
部３３ａと同一とする。また図６（ｂ）は中央の溝部３
３ａの外周側は溝部３３ａと同一る方向に異なるピッチ
の溝部３３ｃを形成する例である。

【００５４】上記例の場合、０次光でＤＶＤの記録再生
を行うという点のみで考えればグレーティング２７は不
要であるところ、グレーティング２７を配することで、
０次光については平坦部３４を通過する成分と溝部３３
で回折されなかった成分となる。この場合、０次光の光
強度分布や、波面位相に何らかの影響が加わることも考
えられる。このような影響を避けたい場合には、実質的
には０次光及び＋１次光に影響を与えずに０次光の位相
や強度分布の乱れをなくすことができる図６（ａ）
（ｂ）のような構成をとることも考えられる。

【００５５】ところで、上記例ではＤＶＤとＣＤの互換
性を実現する例としたが、ここでＣＤ−Ｒについても記
録再生可能な光学系について考えてみる。上述したよう
にＣＤ−Ｒの場合は、光源波長は７８０ｎｍ程度としな
ければ良好に記録再生ができないという物理的特性があ
る。従って、ＣＤ、ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤの互換機を考える
と、レーザ光源として波長が６５０ｎｍのものと７８０
ｎｍのものの２つを搭載することが好適であるといえ
る。ここで、対物レンズがＤＶＤに適合してＮＡ＝０．
６とされるとすると、ＣＤ、ＣＤ−Ｒについては、例え
ば波長７８０ｎｍのレーザ光を用いるにしても、グレー
ティングにより開口率を調整しなければならないことに
なる。換言すれば、上記例のようにグレーティングを用
いて開口率を調整し、ＣＤ、ＣＤ−Ｒに適合する光学系
を得ることができる。但し波長６５０ｎｍのレーザ光、
ＮＡ＝０．６の対物レンズを用いることでＤＶＤに対応
する場合グレーティングは不要になる。このためグレー
ティングは６５０ｎｍのレーザ光にとっては無効な状態
に設定するとよい。図７に溝部３３を拡大して示してい
るが、この溝部３３の深さＷに相当する波長の光は、グ
レーティングによる回折効果はないことから、この深さ
Ｗ＝６５０ｎｍとすればよい。すると、ＣＤ、ＣＤ−Ｒ
について７８０ｎｍのレーザ光を用いる場合はグレーテ
ィングの作用により開口率が調整され、適正に再生動作
が実行できるとともに、ＤＶＤについて６５０ｎｍのレ
ーザ光を用いる場合は、グレーティングの影響がなくパ
ワー損失がない状態とすることができる。

【００５６】

【発明の効果】以上説明したように本発明では、回折光
についてのグレーティングにおける開口を収差条件など
に応じて設定することで、或るシステムにおける記録媒
体については０次光による記録再生走査を行い、再生情
報や各種サーボ情報などが０次光の反射光情報として得
られるようにし、また他の或るシステムにおける記録媒
体については１次光による記録再生走査を行い、再生情
報や各種サーボ情報などが回折光の反射光情報として得
られるようにしている。これによって対物レンズやレー
ザ光源を切り換えることなく、非常に簡易な構成で、デ
ィスク厚や記録密度が大きく異なる複数種類の記録媒体
に対応可能な光ピックアップを実現でき、複数種類の記
録媒体に対応可能なドライブ装置を容易に実現できるよ
うになるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の記録再生装置のブロック
図である。

【図２】実施の形態の光学系の説明図である。

【図３】実施の形態のグレーティングの説明図である。

【図４】実施の形態のグレーティングの作用の説明図で
ある。

【図５】実施の形態のフォトディテクタ及びＲＦアンプ
の説明図である。

【図６】実施の形態のグレーティングの他の例の説明図
である。

【図７】実施の形態のグレーティングの溝の深さの説明
図である。

【図８】各種ディスクの構造の説明図である。

【符号の説明】

１ ピックアップ、２ 対物レンズ、３ 二軸機構、４
レーザダイオード、５ フォトディテクタ、６ スピ
ンドルモータ、８ スレッド機構、９ ＲＦアンプ、１
０ システムコントローラ、１４ サーボプロセッサ、
１９ 判別回路、２７ グレーティング、３４ 平坦
部、３２ 溝部、６０，６１ 受光素子、７０，７１
電流電圧変換回路、７２，７３ マトリクス演算／増幅
回路、７４セレクタ、９０ ディスク

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 対物レンズを出力端として光学記録媒体
   に照射するレーザ光のレーザスポットとして０次光と回
   折光による複数のレーザスポットを生成することができ
   るグレーティング部と、前記０次光についての光学記録
   媒体からの反射光と、前記回折光についての光学記録媒
   体からの反射光のそれぞれに対応して記録又は再生動作
   に必要な各種情報を得るための受光部とを有する光ピッ
   クアップ手段と、 装填された光学記録媒体の種別に応じて、前記０次光に
   よる反射光情報と、前記回折光による反射光情報を選択
   し、記録又は再生動作に必要な各種情報を抽出させて記
   録動作又は再生動作を実行させる制御手段とを有すると
   ともに、 前記グレーティング部における前記回折光を発生させる
   部位の開口は、前記対物レンズの開口よりも小さく設定
   されていることを特徴とする光学記録媒体のドライブ装
   置。
2. 【請求項２】 前記回折光とは＋１次光もしくは−１次
   光であることを特徴とする請求項１に記載の光学記録媒
   体のドライブ装置。