(57)【要約】【課題】光学ピックアップのレーザ光源２４とビームスプリッタプリズム４１と光検出器５１の組立て精度の判定を可能にし、あるいはまた光検出器の選定を可能にする方法を提供する。【解決手段】光ディスク２０の戻り光を検出する第１の光検出器５１を、トラックに対して直交する方向の中央部に対して両側に対称にトラック方向に３分割された分割領域Ａ、Ｂ１、Ｂ２およびＤ、Ｃ１、Ｃ２を有し、しかも３分割された両側の分割領域のトラックに対して直交する方向の中央部にトラック方向に延びる一対の中央領域Ｉ、Ｊを形成し、（（Ａ＋Ｄ）−（Ｂ１＋Ｂ２＋Ｃ１＋Ｃ２））／（Ａ＋Ｂ１＋Ｂ２＋Ｃ１＋Ｃ２＋Ｉ＋Ｊ）の演算式で得られる検出出力によって組立て精度を判定し、または選定する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ディスクの表面に光を照射し、その戻り光を光検出器で検出するようにした光ディスク装置において、
前記光検出器がトラックに対して直交する方向の中央部に対して両側に対称にトラック方向に３分割された分割領域をそれぞれ有し、しかも前記３分割された両側の分割領域のトラックに対して直交する方向の中央部に中央領域を有し、
前記戻り光のフォーカス位置を変更したときのトラックに対して直交する方向の両側の３分割された分割領域の検出出力から光源と光学素子と前記光検出器の組立て精度を判定または選定することを特徴とする光ディスク装置の組立て精度判別方法。
【請求項２】
前記中央領域がトラックに対して直交する方向の中央部に対して対称に２分割されていることを特徴とする請求項１に記載の光ディスク装置の組立て精度判別方法。
【請求項３】
トラックに対して直交する方向の両側の３分割された分割領域の検出出力をＡ、Ｂ１、Ｂ２およびＤ、Ｃ１、Ｃ２とし、中央領域の検出出力をＩとすると、
（（Ａ＋Ｄ）−（Ｂ１＋Ｂ２＋Ｃ１＋Ｃ２））／（Ａ＋Ｂ１＋Ｂ２＋Ｃ１＋Ｃ２＋Ｉ）または
（（Ａ＋Ｄ）−（Ｂ１＋Ｂ２＋Ｃ１＋Ｃ２））によって組立て精度を判定または選定することを特徴とする請求項１に記載の光ディスク装置の組立て精度判別方法。
【請求項４】
トラックに対して直交する方向の両側の３分割された分割領域の検出出力をＡ、Ｂ１、Ｂ２およびＤ、Ｃ１、Ｃ２とし、２分割された中央領域の検出出力をＩ、Ｊとすると、
（（Ａ＋Ｄ）−（Ｂ１＋Ｂ２＋Ｃ１＋Ｃ２））／（Ａ＋Ｄ＋Ｂ１＋Ｂ２＋Ｃ１＋Ｃ２＋Ｉ＋Ｊ）または
（（Ａ＋Ｄ）−（Ｂ１＋Ｂ２＋Ｃ１＋Ｃ２））によって組立て精度を判定または選定することを特徴とする請求項２に記載の光ディスク装置の組立て精度判別方法。
【請求項５】
共通の基板上に集積された前記光源と前記光学素子と前記光検出器の組立て精度を判定または選定することを特徴とする請求項１に記載の光ディスク装置の組立て精度判別方法。
【請求項６】
対物レンズ、光路上の反射手段、または光ディスクをフォーカス方向に変位させることにより、前記戻り光のフォーカス位置を変更することを特徴とする請求項１に記載の光ディスク装置の組立て精度判別方法。
【請求項７】
前記光源と前記光学素子と前記光検出器の組立ての誤差を減らすように前記光検出器の検出出力を用いることを特徴とする請求項１に記載の光ディスク装置の組立て精度判別方法。
【請求項８】
光ディスクの表面に光を照射し、その戻り光を光検出器で検出するようにした光ディスク装置において、
前記光検出器がトラックに対して直交する方向の中央部に対して両側に対称にトラック方向に３分割された分割領域をそれぞれ有し、しかも前記３分割された両側の分割領域のトラックに対して直交する方向の中央部に中央領域を有し、
前記中央領域を除く両側の３分割された分割領域の検出出力によってトラッキングエラー信号を得ることを特徴とする光ディスク装置。
【請求項９】
トラックに対して直交する方向の両側の３分割された分割領域の検出出力をＡ、Ｂ１、Ｂ２およびＤ、Ｃ１、Ｃ２とし、比例定数または関数をＫとしたときに、
（Ａ−Ｄ）−Ｋ×（（Ｂ１＋Ｂ２）−（Ｃ１＋Ｃ２））によってトラッキングエラー信号を得ることを特徴とする請求項８に記載の光ディスク装置。
【請求項１０】
光ディスクの表面に光を照射し、その戻り光を光検出器で検出するようにした光ディスク装置において、
前記戻り光の光路に沿って第１の光検出器と第２の光検出器とを配し、
前記第１の光検出器がトラックに対して直交する方向の中央部に対して両側に対称にトラック方向に３分割された分割領域をそれぞれ有し、しかも前記３分割された両側の分割領域のトラックに対して直交する方向の中央部に中央領域を有し、
前記第２の光検出器がトラックに対して直交する方向の中央部に対して両側に対称に分割領域を有し、しかも両側の分割領域のトラックに対して直交する方向の中央部に中央領域を有し、
前記第１の光検出器の両側の３分割された分割領域の検出出力の和と前記第２の光検出器の両側の分割領域の検出出力の和との差分からフォーカスエラー信号を得ることを特徴とする光ディスク装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は光ディスク装置およびその組立て精度判別方法に係り、とくに光ディスクの表面に光を照射して、その戻り光を光検出器によって検出するようにした光ディスク装置およびその組立て精度判別方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、光ディスク装置においては、光ディスクの記録トラックに沿って３つの光スポットを形成し、前後の光スポットの戻り光によってトラッキングを検出するいわゆるスリースポット法を用いる光ピックアップ装置がある。この装置は図１５に示すように、レーザダイオード２から出射されたレーザ光がコリメータレンズ３を介して平行光に変換された後、回折格子によって構成されるグレーティング４を用いて０次光および１次光のメインビームとサブビームとに分離する。これら３つの光は、ビームスプリッタ５で反射された後、対物レンズ６を介して、図１６に示すようにディスク７のトラックに対して僅かに傾けて３つの光スポットを形成する。この３つの光スポットがディスク７で反射して得られる戻り光は、対物レンズ６を介してビームスプリッタ５を透過し、レンズ８で集光されて、戻り光に含まれるトラック方向成分に応じて、３つの光スポットに対応して３つの受光部が配置された光検出器９に入射する。
【０００３】
光検出器９では、前後の受光部Ｅ、Ｆで図１６に示すように、２つのサブビームの反射量を検出してトラッキングエラー信号を得る。すなわち２つのサブビームはトラックの中心に対して反対側にあり、メインビームの光スポットがトラック対してずれたときには、図１７に示すように各ビームの反射光量は逆相に変化する。従ってサブスポットの反射光量の差（Ｅ−Ｆ）を演算することにより、トラッキングエラーを検出するようになされている。
【０００４】
ところが図１５〜図１７に示すスリースポット法によってトラッキングエラーを検出する場合には、サブビームを形成するために光ピックアップ装置の光学系の中にグレーティング４（図１５参照）を配することを要し、しかもグレーティング４を調整しなければならず、光学系が複雑になるとともに、レーザダイオード２からの出力を３分割するために、レーザダイオード２の全光量に対するメインビームの光量が相対的に小さくなってレーザ出力の利用率が低くなる問題がある。
【０００５】
このような問題を解決するために、１ビームでトラッキングエラーを検出するプッシュプル法によるトラッキングエラーの検出方法がある（特許第３３８１８７３号公報）。図１８にプッシュプル法によるトラッキングエラーの検出原理を示す。プッシュプル法では、入射光を光ディスクのピットやグルーブで回折し、この回折光のファーフィールドでの光量分布を、回折光に含まれるトラック方向成分に応じて２分割された２分割光検出器で検出するものである。
【０００６】
この方法においては、光ビームとピットやグルーブの位置が一致しているときには、図１８および図１９Ｂに示すように、２分割光検出器９の各受光部Ｅ、Ｆの光量分布が等しくなるが、図１９Ａ、Ｃに示すようにピットやグルーブとスポットに位置ずれがある場合には、受光部Ｅ、Ｆの光量分布に非対称性が生ずる。実際上、図１９Ａ、Ｃに示すようにビームスポットがトラックに対して左右いずれかにずれた場合には、受光部Ｅ、およびＦの光量分布は非対称になる。しかもこの非対称性はトラックに対するスポットの位置ずれの方向によって反転しているので、２分割光検出器でこの差Ｅ−Ｆを検出し、個々のピットの影響がなくなるように時間平均することによって、トラッキングエラー信号を得る。
【０００７】
このようなプッシュプル法によるトラッキングエラー検出光学系では、上述のスリースポット法によるトラッキングエラー検出系のようなグレーティング４（図１５参照）を必要としないために、光学系が簡略化されるとともに、回路構成を簡略化し得る。
【０００８】
ここで図２０Ａにおいて実線で示すように、対物レンズ６の光軸がビームスプリッタ５で上方に反射されるレーザ光束の中心と完全に一致している場合には、光検出器１０で検出されるビーム強度は、その中心に対して左右に対称になる。ところが対物レンズ６が横に振られると、光検出器１０上においてスポットが例えば点線で示すように左方に移動し、この結果光検出器１０で検出されるプッシュプル信号自体にＤＣオフセットを生ずる問題がある。
【０００９】
対物レンズ６とこの対物レンズ６を保持している保持板１１とは浮遊状態で弾性的に支持されており、トラッキングサーボのためにラジアル方向（図２０中左右の方向）に移動可能であって、フォーカスサーボのために光軸方向に移動可能になっている。しかも保持板１１のアパーチャ１２がレーザ光束のほぼ中心部を円形に切取るようになっており、対物レンズ６とアパーチャ１２を有する保持板１１とが移動する。図２０Ａにおいて点線で示すように、光学レンズ６と保持板１１とが移動し、アパーチャ１２によって切取られるレーザ光の光束が点線で示す状態になった場合には、光検出器１０の左側の検出強度が増大し、右側の検出強度が低下する。従ってプッシュプル信号自体がＤＣオフセットを生ずる。このようなプッシュプル信号のＤＣオフセットを生ずると、光スポットが常にオフセットするように制御され、光ディスクの記録再生信号のＳＮ比が劣化することになる。
【００１０】
次に図２０Ｂにおいて実線で示すように、ディスク７の表面がレーザ光束に対して直交する姿勢をとっている場合には、ディスク７の反射光は保持板１１のアパーチャ１２に一致した状態で戻って光検出器１０で検出される。従って光検出器１０の左右の検出強度に差を生ぜず、ＤＣオフセットを生ずることはない。ところがディスク７が傾くと、このディスク７で反射されるレーザ光が点線で示すようになり、これによって保持板１１のアパーチャ１２で切取られる戻り光の左側の部分が欠けてしまう。このことから、光検出器１０の左側の部分の検出強度は変化がないものの、右側の部分は一部欠落してしまうために検出強度が低下する。すなわち光検出器１０上において三日月状の欠落部分が右側に生じ、この部分において検出強度が低下する問題を生ずる。従ってこの場合にも、プッシュプル信号にオフセットを生じ、これによって光スポットが常にオフセットするように制御され、光ディスクの記録再生信号のＳＮ比が同様に劣化する問題がある。
【００１１】
対物レンズが変位したときのトラッキングエラー信号のオフセットを低減するために、例えば特開平９−２２３３２１号公報においては、光ピックアップと光スポットをその中心に対して端領域と中領域とに形成する第１の分割手段と、端領域および中領域の光スポットをさらに分割する第２の分割手段と、分割された光を受光する複数の受光セルを有する受光素子と、光スポットずれ信号検出手段と、トラッキング誤差生成手段と、オフセット補正手段と、対物レンズ駆動装置と、トラッキング制御手段と、切り換え手段とを備えるようにし、光学部品を低減して装置を簡単にすることができる光学的情報再生装置であって、光ディスクの特性に応じてトラッキング誤差信号を調整できる光学的情報再生装置の調整方法が提案されている。
【００１２】
また上述のようなトラッキングエラーの検出方法を用いる光ディスク装置の自動調整については、例えば特開平１１−３５３６６６号に、トラッキングバランスが崩れた状態でゲイン調整を行なうことを避け、ゲイン調整後のトラッキングバランスのずれをなくす装置が提案されている。この装置は、トラッキング誤差信号のオフセットを補正するオフセット補正手段と、オフセット補正手段の出力信号のバランスを調整するトラッキングバランス調整手段と、基準電圧からのトラッキングバランスのずれを検出するトラッキングバランスずれ検出手段と、対物レンズを所定位置にシフトさせた状態でトラッキング誤差信号のオフセットを除去するように係数Ｋの調整を行なう係数調整手段とを有し、トラッキングアクチュエータに電圧を加えない状態でトラッキングバランスの調整を行ない、次に対物レンズ駆動手段から対物レンズをシフトさせる電圧をトラッキングアクチュエータに印加して係数Ｋの調整を行なうことでゲイン自動調整を行ない、さらに再度トラッキングバランス調整を行なうことにより、トラッキングバランスずれの最小化を行なうようにしている。
【００１３】
このような調整方法を、光学素子と受光素子とを集積化した光検出器に適用した場合に、受光素子上に光学素子とレーザ光源とが組立てられるために、特開平１１−３５３６６６号公報に記載された方法では、性能を満たす十分な調整をすることができなかった。また、レーザと光学素子と受光素子の相対位置も分からず、組立て精度が良くできているかの確認もできなかった。実際に半導体プロセスに準じた集積素子の組立て工程での検査では判別することが困難で、出来上がった集積素子を光学ピックアップに組立てて、実際に使用する光ディスクから得られるプッシュプル信号や受光素子個別の信号を見て判断するしかなかった。
【００１４】
すなわちレーザ光源と光学素子と受光素子とを備えた集積素子に特開平９−２２３３２１号公報に開示されているようなトラッキングエラーの検出方法を導入した場合に、受光素子上に光学素子とレーザ光源とが、半導体プロセスに準じた方法によって組立てられているために、組立て後の調整が困難であった。またレーザ光源と光学素子と受光素子の相対位置も分からず、組立て精度が良好にできているかの確認方法もなかった。
【特許文献１】特開平９−２２３３２１号公報
【特許文献２】特開平１１−２５４８２号公報
【特許文献３】特開平１１−３５３６６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
本願発明の課題は、光ディスク装置の光検出器が精度良く組立てられているかどうかの確認が可能な組立て精度判別方法を提供することである。
【００１６】
本願発明の別の課題は、半導体プロセスに準じた集積方法によって組立てられた光検出器の組立て精度が良好であるかどうかを判別する組立て精度判別方法を提供することである。
【００１７】
本願発明のさらに別の課題は、戻り光と分割された受光素子の位置関係を、フォーカス方向へ対物レンズまたは反射手段、もしくは光ディスクを移動したときの、上記戻り光を受けて得られた信号と演算によってレーザと光学素子と受光素子の組立て精度の判定および選定を光検出器の出力信号で検出するようにした組立て精度判別方法を提供することである。
【００１８】
また本願発明は、上記光検出器の信号を見ながら、光源と光学素子と受光素子の組合上がった集積素子を、光学ピックアップ上で、他の光学素子、例えば対物レンズなどを位置調整し、微調整することを可能にした組立て精度判別方法を提供することである。
【００１９】
本願発明の上記の課題および別の課題は、以下に述べる本願発明の技術的思想、およびその実施の形態によって明らかにされる。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
本願の主要な発明は、光ディスクの表面に光を照射し、その戻り光を光検出器で検出するようにした光ディスク装置において、
前記光検出器がトラックに対して直交する方向の中央部に対して両側に対称にトラック方向に３分割された分割領域をそれぞれ有し、しかも前記３分割された両側の分割領域のトラックに対して直交する方向の中央部に中央領域を有し、
前記戻り光のフォーカス位置を変更したときのトラックに対して直交する方向の両側の３分割された分割領域の検出出力から光源と光学素子と前記光検出器の組立て精度を判定または選定することを特徴とする光ディスク装置の組立て精度判別方法に関するものである。
【００２１】
ここで、前記中央領域がトラックに対して直交する方向の中央部に対して対称に２分割されていてよい。またトラックに対して直交する方向の両側の３分割された分割領域の検出出力をＡ、Ｂ１、Ｂ２およびＤ、Ｃ１、Ｃ２とし、中央領域の検出出力をＩとすると、（（Ａ＋Ｄ）−（Ｂ１＋Ｂ２＋Ｃ１＋Ｃ２））／（Ａ＋Ｂ１＋Ｂ２＋Ｃ１＋Ｃ２＋Ｉ）または（（Ａ＋Ｄ）−（Ｂ１＋Ｂ２＋Ｃ１＋Ｃ２））によって組立て精度を判定または選定してよい。またトラックに対して直交する方向の両側の３分割された分割領域の検出出力をＡ、Ｂ１、Ｂ２およびＤ、Ｃ１、Ｃ２とし、２分割された中央領域の検出出力をＩ、Ｊとすると、（（Ａ＋Ｄ）−（Ｂ１＋Ｂ２＋Ｃ１＋Ｃ２））／（Ａ＋Ｄ＋Ｂ１＋Ｂ２＋Ｃ１＋Ｃ２＋Ｉ＋Ｊ）または（（Ａ＋Ｄ）−（Ｂ１＋Ｂ２＋Ｃ１＋Ｃ２））によって組立て精度を判定または選定してよい。
【００２２】
また共通の基板上に集積された前記光源と前記光学素子と前記光検出器の組立て精度を判定または選定してよい。また対物レンズ、光路上の反射手段、または光ディスクをフォーカス方向に変位させることにより、前記戻り光のフォーカス位置を変更してよい。また前記光源と前記光学素子と前記光検出器の組立ての誤差を減らすように前記光検出器の検出出力を用いてよい。
【００２３】
本願の別の主要な発明は、光ディスクの表面に光を照射し、その戻り光を光検出器で検出するようにした光ディスク装置において、
前記光検出器がトラックに対して直交する方向の中央部に対して両側に対称にトラック方向に３分割された分割領域をそれぞれ有し、しかも前記３分割された両側の分割領域のトラックに対して直交する方向の中央部に中央領域を有し、
前記中央領域を除く両側の３分割された分割領域の検出出力によってトラッキングエラー信号を得ることを特徴とする光ディスク装置に関するものである。
【００２４】
ここで、トラックに対して直交する方向の両側の３分割された分割領域の検出出力をＡ、Ｂ１、Ｂ２およびＤ、Ｃ１、Ｃ２とし、比例定数または関数をＫとしたときに、（Ａ−Ｄ）−Ｋ×（（Ｂ１＋Ｂ２）−（Ｃ１＋Ｃ２））によってトラッキングエラー信号を得るようにしてよい。
【００２５】
本願のさらに別の主要な発明は、光ディスクの表面に光を照射し、その戻り光を光検出器で検出するようにした光ディスク装置において、
前記戻り光の光路に沿って第１の光検出器と第２の光検出器とを配し、
前記第１の光検出器がトラックに対して直交する方向の中央部に対して両側に対称にトラック方向に３分割された分割領域をそれぞれ有し、しかも前記３分割された両側の分割領域のトラックに対して直交する方向の中央部に中央領域を有し、
前記第２の光検出器がトラックに対して直交する方向の中央部に対して両側に対称に分割領域を有し、しかも両側の分割領域のトラックに対して直交する方向の中央部に中央領域を有し、
前記第１の光検出器の両側の３分割された分割領域の検出出力の和と前記第２の光検出器の両側の分割領域の検出出力の和との差分からフォーカスエラー信号を得ることを特徴とする光ディスク装置に関するものである。
【００２６】
本願発明の好ましい態様は、レーザ光を光ディスク上に照射して、該光ディスク上に光スポットを形成し、前記光ディスクで回折して得られる戻り光を受光する光学ピックアップ装置に用いられるレーザ光源と光学素子と受光素子とを備えた集積素子において、フォーカス方向へ対物レンズまたは反射板もしくは光ディスクを移動したときに、少なくとも７つの領域を有するとともに、第１の領域と第２の領域が３分割され、さらに上記第１および第２の領域の中間に第３の領域を有する光検出器の受光面で受光し、上記戻り光を受光する第１および第２の光検出手段を備え、第１および第２の光検出手段において第１の分割領域、第２の分割領域、および第３の領域の内、それぞれ上記戻り光のフォーカス方向へ対物レンズまたは反射板もしくはディスクを移動したときの光スポットに生じる光成分変化に対応した部分を受光する第１の領域および第２の領域が、上記戻り光を受け得られた信号により、レーザ光と光学素子と受光素子の組立て精度を判定および選定するものである。ここで上記集積素子は、受光素子とほぼ平行な面上にレーザ光源と光学素子とを組立てるようにしている。また光学ピックアップ装置の集積素子のレーザ光源と光学素子と受光素子の組立ての誤差分を対物レンズや他の光学素子によって、誤差を減らすことを目的に上記光検出器の信号を用いるようにしている。
【００２７】
フォーカス方向へ対物レンズまたは反射板もしくは光ディスクを移動させ、光ディスクで回折された戻り光、あるいは検査用反射板からの反射光が、集積素子の第１の光検出器の受光面に受光した際に、図５Ａに示すようなＡ、Ｄ、Ｂ１、Ｂ２、Ｃ１、Ｃ２、Ｉ、Ｊの分割領域を有する場合、（（Ａ＋Ｄ）−（Ｂ１＋Ｂ２＋Ｃ１＋Ｃ２））／（Ａ＋Ｄ＋Ｂ１＋Ｂ２＋Ｃ１＋Ｃ２＋Ｉ＋Ｊ）によって、レーザと光学素子と受光素子の組立て精度の判定が可能になる。
【００２８】
上記のような態様によると、レーザ光源と光学素子と受光素子の組立て精度を判定することが可能になり、集積素子組立て工程でのマウント位置補正や、組立て完了後の位置関係確認方法として、本願発明を利用することによって、集積素子の歩留まりの向上と、光学ピックアップでの調整信号としての利用が可能になる。
【発明の効果】
【００２９】
本願の主要な発明は、光ディスクの表面に光を照射し、その戻り光を光検出器で検出するようにした光ディスク装置において、光検出器がトラックに対して直交する方向の中央部に対して両側に対称にトラック方向に３分割された分割領域をそれぞれ有し、しかも３分割された両側の分割領域のトラックに対して直交する方向の中央部に中央領域を有し、戻り光のフォーカス位置を変更したときのトラックに対して直交する方向の両側の３分割された分割領域の検出出力から光源と光学素子と光検出器の組立て精度を判定または選定するようにしたものである。
【００３０】
従ってこのような組立て精度の判別方法によると、光源と光学素子と光検出器の組立て精度の判定が可能になり、これによってこれらの部品のマウント位置補正や、組立て完成後の位置関係の確認を行なうことができるようになる。
【００３１】
本願の別の主要な発明は、光ディスクの表面に光を照射し、その戻り光を光検出器で検出するようにした光ディスク装置において、光検出器がトラックに対して直交する方向の中央部に対して両側に対称にトラック方向に３分割された分割領域をそれぞれ有し、しかも３分割された両側の分割領域のトラックに対して直交する方向の中央部に中央領域を有し、中央領域を除く両側の３分割された分割領域の検出出力によってトラッキングエラー信号を得るようにしたものである。
【００３２】
従ってこのような光ディスク装置によると、組立て精度の判別が可能な光検出器によってトラッキングエラー信号を得ることが可能になり、このようなトラッキングエラー信号を用いてトラッキングサーボを行なうことが可能になる。
【００３３】
本願のさらに別の主要な発明は、光ディスクの表面に光を照射し、その戻り光を光検出器で検出するようにした光ディスク装置において、戻り光の光路に沿って第１の光検出器と第２の光検出器とを配し、第１の光検出器がトラックに対して直交する方向の中央部に対して両側に対称にトラック方向に３分割された分割領域をそれぞれ有し、しかも３分割された両側の分割領域のトラックに対して直交する方向の中央部に中央領域を有し、第２の光検出器がトラックに対して直交する方向の中央部に対して両側に対称に分割領域を有し、しかも両側の分割領域のトラックに対して直交する方向の中央部に中央領域を有し、第１の光検出器の両側の３分割された分割領域の検出出力の和と第２の光検出器の両側の分割領域の検出出力の和との差分からフォーカスエラー信号を得るようにしたものである。
【００３４】
従ってこのような光ディスク装置によると、組立て精度の判別が可能な第１の光検出器と別の第２の光検出器とによって、フォーカスエラー信号を得ることが可能になり、このようなフォーカスエラー信号を用いてフォーカスサーボを行なうことが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
以下本願発明を図示の実施の形態によって説明する。図１は本実施の形態に係る光ディスク装置の全体の概要を示すものであって、この光ディスク装置は光ディスク２０を駆動するためのスピンドルモータ２１を備えるとともに、光ディスク２０に光学的に対接する光ピックアップ２２を備えている。すなわち光ピックアップ２２は対物レンズ２３とレーザ光源２４と、光検出部２５とを備えている。
【００３６】
上記光学ピックアップ２２は送りモータ２８によって光ディスク２０に対してラジアル方向に移動されるようになっており、この送りモータ２８は送りサーボ２９に接続されている。また上記光学ピックアップ２２はフォーカスサーボ３０とトラッキングサーボ３１とを備えている。
【００３７】
そして上記光学ピックアップ２２の光検出部２５からはＲＦ信号３４、トラッキングエラー信号３５、フォーカスエラー信号３６が出力されるようになっている。上記ＲＦ信号はスピンドルサーボ３７に供給されるとともに、信号処理回路３８によって信号処理されて再生出力を得るようになっている。
【００３８】
このような光ディスク装置は、スピンドルモータ２１によって光ディスク２０を回転駆動させるとともに、送りサーボ２９によってサーボ制御される送りモーダ２８によって光学ピックアップ２２をディスク２０の半径方向に移動させる。そしてレーザ光源２４からのレーザ光を対物レンズ２３を通して光ディスク２０の表面に照射し、その反射光を対物レンズ２３を通して光検出部２５で検出する。そして光検出部２５で検出されたＲＦ信号に基いてスピンドルサーボ３７を介してスピンドルモータ２１の制御を行なう。また光検出部２５からのトラッキングエラー信号３５をトラッキングサーボ３１に供給し、これによって対物レンズ２３をラジアル方向に移動し、トラッキングの制御を行なう。また光検出部２５から出力されるフォーカスエラー信号３６をフォーカスサーボ３０に供給し、対物レンズ２３を光軸方向に制御してフォーカス制御を行なう。また上記ＲＦ信号３４は信号処理回路３８で処理されて再生出力を得る。
【００３９】
次に上記光学ピックアップ２２の構成を図２〜図４によって説明する。図２は全体として、プッシュプル法によるトラッキングエラー検出光学系を用いた光ピックアップ装置を示し、レーザダイオード２４から射出されたレーザ光はビームスプリッタプリズム４１で反射して立上げられた後に、１／４波長板４２を透過し、コリメータレンズ４３によって平行光に変換された後、立上げミラー４４で反射され、保持板４５のアパーチャ４６で切取られて、対物レンズ２３を介して光ディスク２０に入射される。光ディスク２０で回折された戻り光は、対物レンズ２３およびアパーチャ４６を通して立上げミラー４４で反射され、コリメータレンズ４３、１／４波長板４２を通してビームスプリッタプリズム４１を透過し、図３に示す光検出器５１に入射するとともに、そのハーフミラー面４８で反射された後に、全反射面４９で反射され、光検出器５２に入射する。各光検出器５１、５２では、戻り光の光量を検出し、検出された受光出力によって、光信号（ＲＦ信号）３４、トラッキングエラー信号３５、フォーカスエラー信号３６をそれぞれ得るようにしている。
【００４０】
基板４７とビームスプリッタプリズム４１との接合面に配されている光検出器５１、５２は、図４Ａおよび図４Ｂに示すパターン形状の分割領域を備えている。図４Ａに示す第１の光検出器５１は、トラック方向と直交する方向においてその両側に３分割された分割領域を備えており、Ａ、Ｂ１、Ｂ２の分割領域が左側に配され、右側にはＤ、Ｃ１、Ｃ２の分割領域が配されている。ここでＡ、Ｄがトラック方向の中間に位置し、Ｂ１、Ｃ１およびＢ２、Ｃ２がトラック方向の互いに反対側に位置している。そして左右に配されている３分割された分割領域の中間には、トラック方向に延びる２本の分割領域Ｉ、Ｊがそれぞれ形成されている。ここでＩ、Ｊの中間位置がトラック方向と直交する方向の中間位置になっている。
【００４１】
第２の光検出器５２は、図４Ｂに示すパターン形状になっており、トラック方向と直交する方向の両側に互いに対称にＥ、Ｈの分割領域が形成される。そしてこれらの分割領域Ｅ、Ｈの中間にはＦ、Ｇの分割領域がトラック方向に沿って形成される。細長いＦ、Ｇの分割領域のトラックと直交する方向の中間位置がこの光検出器５２の中心になっている。
【００４２】
図５Ａ、Ｂは変形例に係るパターン形状を示しており、第１の光検出器５１の左右両側の３分割された分割領域の中心側には、単一の分割領域Ｉが形成されており、中央の領域が２分割されていない。また第２の光検出器５２についても、中央には単一の分割領域Ｆが形成されている。
【００４３】
図４Ａまたは図５Ａに示す光検出器５１によって、トラッキングエラー信号が得られる。このトラッキングエラー信号は、図６に示す回路構成によって得られる。すなわちここでは３つの減算器５５、５６、５７と２つの加算器５８、５９と、乗算器６０とを用いてトラッキングエラーを得るようにしており、減算器５７の出力がトラッキングサーボ回路３１に供給されるようになっている。
【００４４】
また図４Ａまたは図５Ａに示す第１の光検出器５１と、図４Ｂまたは図５Ｂに示す第２の光検出器５２との組合わせによって、図７に示すフォーカスサーボ回路３０が形成される。ここでは６つの加算器６３〜６８と、減算器６９とが用いられる。そして減算器６９の出力がフォーカスサーボ回路３０に供給されるようになっている。
【００４５】
また図４Ａまたは図５Ａに示す光検出器５１の検出出力を用いて、図８に示す回路によって、組立て精度の判定のための出力を得るようにしている。ここでは４つの加算器７２、７３、７４、７５と、減算器７６とが用いられており、減算器７６の出力の出力を組立て精度判定回路７７に供給して組立て精度の判定を行なうようにしている。
【００４６】
次に図４Ａまたは図５Ａに示す光検出器５１および図６に示す回路によるトラッキングエラーの検出について説明する。上述の如く図４Ａの光検出器５１は８分割された分割領域Ａ、Ｂ１、Ｂ２、Ｄ、Ｃ１、Ｃ２、Ｉ、Ｊを備えている。また図５Ａに示す光検出器５１は、７つの分割領域Ａ、Ｂ１、Ｂ２、Ｄ、Ｃ１、Ｃ２、Ｉを備えている。
【００４７】
そしてこのような光検出器５１において、（Ａ−Ｄ）−Ｋ×（（Ｂ１＋Ｂ２）−（Ｃ１＋Ｃ２））によってトラッキングエラー信号を得ることができる。その理由を説明すると、図９は光ディスク２０からの反射光の光スポットと光検出器５１の相対位置関係を示す模式図である。また図９Ａは対物レンズ２３の変位が光ビームの光軸の中心に一致している場合を示し、図９Ｂは対物レンズ２３の変位が光ビームの光軸中心から光ディスク２０の内周側にずれた場合を示しており、図９Ｃは、対物レンズ２３の変位が光ビームの光軸中心から光ディスク２０の外周側にずれた場合を示している。
【００４８】
また図１０は、図６においてａ〜ｄに示した信号と対応する対物レンズ２３の変位との関係を示した波形図である。図１０において、横軸は対物レンズ２３のトラックと直角方向の変位（図の左右の中心が光ビームの光軸中心と一致している状態からの変位）、縦軸は各信号の振幅を示し、ａはトラッキング誤差検出手段を構成する減算器５５が出力する補正前のトラッキング誤差信号（中領域差分信号）、ｂは光スポット変位検出手段を構成する減算器５６の出力信号（端領域差分信号）、ｃは増幅手段を構成する乗算器６０の出力信号（オフセット補正信号）、ｄはオフセット補正手段を構成する減算器５７の出力信号（トラッキング誤差信号）である。
【００４９】
光ビームとトラックとの相対位置が変化すると、図９に示した領域８１における０次光（光ディスク２０の記録面上のトラックの形状によって回折しないで反射した光スポット）と１次光（光ディスク２０の記録面上のトラック形状によって回折して反射した光スポット）との干渉の仕方に変化を生ずるために、中領域（分割領域Ａ、Ｄ）差分信号ａ（Ａ−Ｄ）は図１０に示すように正弦波状に変化（１トラック移動で位相が３６０°変化）し、いわゆるファーフィールド（プッシュプル）トラッキング誤差信号が得られる。このとき、端領域（分割領域Ｂ１、Ｂ２、Ｃ１、Ｃ２）では０次回折光と１次回折光との干渉が起こらないために、端領域差分信号ｂ（（Ｂ１＋Ｂ２）−（Ｃ１＋Ｃ２））にはファーフィールドトラッキング誤差信号は発生しない。
【００５０】
対物レンズ２３の変位が光ビームの光軸中心に一致している場合には、図９Ａに示したように、光スポットは、光検出器５１の中心に位置するために、中領域差分信号ａ（Ａ−Ｄ）は０レベルを中心に正弦波状のファーフィールドトラッキング誤差信号が得られ、一方、端領域差分信号ｂはほぼ０になる。対物レンズ２３の変位が光ビームの光軸から外れると、図９Ｂ、図９Ｃに示したように、光スポットと光検出器５１の相対位置がトラック方向と直角方向にずれるために、中領域差分信号ａ（Ａ−Ｄ）は、図１０に示したように、ファーフィールドトラッキング誤差信号に対物レンズ２３の位置（横軸）に対応したオフセットが重畳した信号となり、端領域差分信号ｂ（（Ｂ１＋Ｂ２）−（Ｃ１＋Ｃ２））は、図１０に示したように、対物レンズ変位に対応したオフセットレベルを示す。すなわち端領域差分ｂは、対物レンズ２３の変位を検出した信号と考えることができる。従って、端領域差分信号ｂに増幅手段６０によって適当な重み付け（×Ｋ）を与えてオフセット補正信号ｃとし、オフセット補正手段を構成する減算器５７によって中領域差分信号ａから減算すると、図１０に示したように、対物レンズ２３の変位にかかわらず常にオフセットが伴わないトラッキング誤差信号ｄを得ることができる。このトラッキング誤差信号が上述の（Ａ−Ｄ）−Ｋ×（（Ｂ１＋Ｂ２）−（Ｃ１＋Ｃ２））である。
【００５１】
また図４に示す光検出器５１、５２あるいは図５に示す光検出器５１、５２の組合わせによって、図１のフォーカスエラー信号３６を得ることができる。図１１は対物レンズ２３を光軸方向に移動させ、ジャストフォーカス位置に対してその両側に振ったときの光検出器５１、５２の出力の差をとったものである。この図から明らかなように、ジャストフォーカス位置において一対の光検出器５１、５２の出力の差がほぼ０になる。従って、一対の光検出器５１、５２の出力の差が０に対してどの程度の偏差を持っているかによって、ジャストフォーカスに対する位置ずれを検出できる。このことは、光路に沿って配された一対の光検出器５１、５２の出力の差分から、フォーカスエラー信号を取出すことが可能であることを示している。
【００５２】
図４あるいは図５に示す光検出器５１、５２を用い、図７に示す演算回路によって、（Ａ＋Ｄ）＋（Ｂ１＋Ｂ２＋Ｃ１＋Ｃ２）−（Ｅ＋Ｈ）によってフォーカスエラー信号が得られることになる。なお２つの光検出器５１、５２の中央領域ＩＪ、ＦＪをそれぞれ加えるようにしてもよい。また図５に示す光検出器５１、５２の場合には、中央領域Ｉ、Ｆをそれぞれ加えて演算してもよい。
【００５３】
次に組立て精度の判別について説明する。一対の光検出器５１、５２を図３に示すように、基板４７の上面においてビームスプリッタプリズム４１の底面に沿って配し、戻り光を第１の光検出器５１で受光し、さらに第２の光検出器５２によって受光する場合に、これらの光検出器５１、５２とビームスプリッタプリズム４１と、レーザ光源２４との間にずれが発生する。しかるにレーザ光源２４とビームスプリッタプリズム４１と光検出器５１、５２とを基板４７上に集積した構成であって、半導体プロセスに準じた集積工程によって組立てた場合には、素子内でこれらの部品の調整をすることができない。
【００５４】
そこで本発明においては、フォーカス方向へ対物レンズ２３または反射板４４、もしくは光ディスク２０を移動させ、この光ディスク２０で回折された戻り光が、光検出器５１、５２の受光面で受光した際に、図４Ａに示す各分割領域Ａ、Ｂ１、Ｂ２、Ｄ、Ｃ１、Ｃ２、Ｉ、Ｊの検出出力を用い、（（Ａ＋Ｄ）−（Ｂ１＋Ｂ２＋Ｃ１＋Ｃ２））／（Ａ＋Ｂ１＋Ｂ２＋Ｃ１＋Ｃ２＋Ｉ）を用い、図１２に示した信号を得ることによって、レーザ光源２４とビームスプリッタプリズム４１と、光検出器５１、５２の組立て精度の判定が可能になり、集積素子組立て工程でのマウント位置補正や、組立て完成後の位置関係確認方法として利用できるようになる。なお上記の演算式において、とくに分母の部分が図８に示す演算回路によって求められる。ここで得られる値は検出出力の絶対量であって、上記の演算式は、全光量に対する組立て精度判定のための検出出力の比率を示している。
【００５５】
フォーカス方向へ対物レンズ２３または立上げミラー４４、もしくは光ディスク２０を移動させたときに、光ディスク２０で回折された戻り光と検出器５１との相対位置がずれている場合には、図１２および図１３に示す通り、信号の形と信号レベルが変化する。従ってこれらを評価関数として、戻り光と第１の光検出器５１の相対位置関係を判別することが可能になる。
【００５６】
図１２におけるＱの強度によって、トラック方向あるいはＹ軸方向のずれが検出される。正しい組立ての場合には、分割領域Ａ、Ｄにほとんどの戻り光が入射し、トラック方向の両側のＢ１、Ｂ２、Ｃ１、Ｃ２には入らず、これによって判別出力が大きくなる。一方Ｙ軸方向プラス側に大きくずれた場合には、Ａ、Ｄの検出出力が減り、Ｂ２、Ｃ２が増加する。またＹ軸方向マイナス側に振れた場合には、Ａ、Ｄが減り、Ｂ１、Ｃ１が増加する。これによってトラック方向、あるいはＹ軸方向のずれが検出できる。
【００５７】
また図１２におけるＳの検出強度によってＹ軸方向あるいは高さ方向のずれが検出される。例えばトラック方向上側あるいはトラック方向下側に光ビームがずれていない場合には、ほとんどの戻り光がＡ、Ｄに入射し、Ｂ１、Ｂ２、Ｃ１、Ｃ２に入らない。これに対してＹ軸方向上下方向に戻り光がずれた場合には、Ａ、Ｄが減り、Ｂ２、Ｃ２またはＢ１、Ｃ１が増えることになる。これによって判別強度が減少する。
【００５８】
また図１２中Ｒの強度によって、トラックと直交する方向あるいは横方向（Ｘ軸方向）のずれを検出できる。Ｒの位置におけるビームは、ほとんどがＩ、Ｊに入光し、Ａ、Ｄには入らないために、判別強度の演算式における分子が小さい値になっている。これに対してスポットがトラック方向、すなわち図１２の光検出器の左右の方向にずれた場合には、Ｉ、ＪからずれてＡ、Ｄに戻り光が入射するために、演算式の分子が大きくなり、判別強度が増大する。従ってＲ点の判別強度からトラックと直交する方向（Ｘ軸方向）の強度の判別が可能になる。トラック方向に光検出器５１と戻り光の光スポットの位置とが相互に±３０μずれたときの検出強度の変化は、図１３に示すようになる。
【００５９】
図１４はレーザ光源２４とビームスプリッタプリズム４１と光検出器５１、５２の移動量の関係を示しており、レーザ光源２４の高さ方向および横方向の移動量をａ、ｂとし、ビームスプリッタプリズム４１の横方向の移動量をｃとし、同ビームスプリッタプリズム４１の基板４７に対する接着のための接着剤の厚さをｄとし、ビームスプリッタプリズム４１の傾斜する入射面の角度の誤差をαとしたときに、光検出器５１に入射する戻り光のスポットの移動量は、次式で表される。
【００６０】
Δｓ＝１．４×ａ−０．９×ｄ＋ｃ−３．６×α
そしてこのような移動量Δｓに応じて、図１３に示すように、光検出器５１による判定出力の値が変化することになる。
【００６１】
以上本願発明を図示の実施の形態によって説明したが、本願発明は上記実施の形態によって限定されることなく、本願発明の技術的思想の範囲内において各種の変更が可能である。例えば上記実施の形態における戻り光の検出において、光ディスク２０で反射された戻り光を用いる代わりに、ダミーの検査用反射板を用い、このような反射板からの戻り光を光検出器５１で検出してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００６２】
本願発明は、光ディスク装置における組立て精度の判別あるいは光学ピックアップの選定に応用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】光ディスク装置の全体の構成を示すブロック図である。
【図２】光ディスク装置の光ピックアップの光学系を示す要部縦断面図である。
【図３】ビームスプリッタプリズムに取付けられた一対の光検出器の配置を示す縦断面図である。
【図４】光検出器の受光部のパターンを示す平面図である。
【図５】変形例の光検出器の受光部のパターンを示す平面図である。
【図６】光検出器の出力からトラッキングエラー信号を得る演算回路を示す回路図である。
【図７】光検出器の出力からフォーカスエラー信号を得る演算回路を示す回路図である。
【図８】光検出器の出力から組立て精度判定信号を得る演算回路を示す回路図である。
【図９】光検出器による戻り光の受光の状態を示す模式図である。
【図１０】トラッキングエラー信号を得るための動作を示す波形図である。
【図１１】フォーカスエラー信号を得るための一対の光検出器の検出強度の差を示すグラフである。
【図１２】フォーカス方向へ対物レンズを移動させたときの光検出器の検出出力の変化を示すグラフである。
【図１３】トラック方向に組立てがずれているときの光検出器の検出強度の変化を示すグラフである。
【図１４】光源と光学素子と光検出器のずれによるスポットの移動量の関係を示す縦断面図である。
【図１５】従来の光ディスク装置のトラッキングエラー検出のための光学系を示す縦断面図である。
【図１６】スリースポット法におけるスポット位置と光検出器のパターンを示す略線図である。
【図１７】スリースポット法における各ビームの反射光量を示すグラフである。
【図１８】プッシュプル法におけるトラッキングエラーの検出の原理を示す要部正面図である。
【図１９】プッシュプル法におけるトラッキングエラーの検出の原理を示す平面図である。
【図２０】対物レンズが横に移動した場合およびディスクが傾いた場合のオフセットの発生を示す正面図である。
【符号の説明】
【００６４】
２…レーザダイオード、３…コリメータレンズ、４…グレーティング、５…ビームスプリッタ、６…対物レンズ、７…光ディスク、８…レンズ、９…フォトディテクタ、１０…２分割フォトディテクタ、１１…保持板、１２…アパーチャ、２０…光ディスク、２１…スピンドルモータ、２２…光学ピックアップ、２３…対物レンズ、２４…レーザ光源、２５…光検出部、２８…送りモータ、２９…送りサーボ、３０…フォーカスサーボ、３１…トラッキングサーボ、３４…ＲＦ信号、３５…トラッキングエラー信号、３６…フォーカスエラー信号、３７…スピンドルサーボ、３８…信号処理、４１…ビームスプリッタプリズム、４２…１／４波長板、４３…コリメータレンズ、４４…立上げミラー、４５…保持板、４６…アパーチャ、４７…基板、４８…ハーフミラー面、４９…全反射面、５１…第１の光検出器、５２…第２の光検出器、５５〜５７…減算器、５８、５９…加算器、６０…乗算器、６３〜６８…加算器、６９…減算器、７２〜７５…加算器、７６…減算器、７７…組立て精度判定回路、８１…領域
【図１】
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【図２】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図３】
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【図１２】
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