(57)【要約】【課題】本発明は、トラックエラー信号検出方式として、トラックエラー信号オフセットの発生が少ない３ビーム法ないしは差動プッシュプル法を用い、また３ビーム化による隣接スポットとの影響を受けにくい構成であり、また複数の光束のスポットが正しくトラックを追従できる。【解決手段】本発明の光ピックアップ装置は、光源として少なくとも２つ以上の複数の発光点をもつ半導体レーザと、半導体レーザと前記対物レンズ間に配設され、半導体レーザからの複数の光束をメインビームとサブビームに分離する回折格子とを具備する。そして、回折格子で分離された光束を共通の光路により同一の対物レンズに導き、光情報記録媒体上にそれぞれ集光させる。複数の発光点のうち少なくとも１つの発光点からの光束の光情報記録媒体による反射光束からメインビームとサブビームの３つのビームによるトラックエラー信号を検出してトラックサーボを行いつつ、同時に少なくとも２つ以上の発光点からの光束を用いて情報の記録・再生を行う。【選択図】　　　　図１
2004047033.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源からの光束を対物レンズにより光情報記録媒体上に集光して、情報の記録・再生を行う光ピックアップ装置において、
前記光源として少なくとも２つ以上の複数の発光点をもつ半導体レーザと、
該半導体レーザと前記対物レンズ間に配設され、前記半導体レーザからの複数の光束をメインビームとサブビームに分離する回折格子とを具備し、
該回折格子で分離された光束を共通の光路により同一の対物レンズに導き、光情報記録媒体上にそれぞれ集光させるとともに、複数の発光点のうち少なくとも１つの発光点からの光束の光情報記録媒体による反射光束からメインビームとサブビームの３つのビームによるトラックエラー信号を検出してトラックサーボを行いつつ、同時に少なくとも２つ以上の発光点からの光束を用いて情報の記録・再生を行うことを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項２】
光源からの光束を対物レンズにより光情報記録媒体上に集光して、情報の記録・再生を行う光ピックアップ装置において、
前記光源として少なくとも２つ以上の複数の発光点をもつ半導体レーザと、
前記半導体レーザの発光点とその発光点からの複数の発散光束が互いに重なり合う位置との間に配設され、かつ回折領域が複数の発散光束のうち一部の発散光束のみを透過するよう配設され、前記半導体レーザからの発散光束をメインビームとサブビームに分離する回折格子とを具備し、
前記半導体レーザからの複数の光束及び前記回折格子で分離された光束を共通の光路により同一の対物レンズに導き、光情報記録媒体上にそれぞれ集光させるとともに、複数の発光点のうち前記回折格子を透過した少なくとも１つの発光点からの光束の光情報記録媒体による反射光束からメインビームとサブビームの３つのビームによるトラックエラー信号を検出してトラックサーボを行いつつ、同時に少なくとも２つ以上の発光点からの光束を用いて情報の記録・再生を行うことを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項３】
前記半導体レーザからの複数の発光光束のうち、情報の再生を行う光束のみが前記回折格子の回折領域を透過するよう前記回折格子を配設された請求項２記載の光ピックアップ装置。
【請求項４】
記録を行う光束の光情報記録媒体による反射光束からメインビームとサブビームの３つのビームによるトラックエラー信号を検出してトラックサーボを行う請求項１又は２記載の光ピックアップ装置。
【請求項５】
記録時には少なくとも２つの光束を用い、先行する１つの光束により光情報記録媒体上に情報の記録をするとともに、後行する別の光束により、先行する光束により記録された光情報記録媒体上の情報を再生確認する請求項１〜４のいずれかに記載の光ピックアップ装置。
【請求項６】
複数の発光点からの光束のうち、少なくとも１つの光束の光情報記録媒体による反射光束からメインビームとサブビームの３つのビームによる第１のトラックエラー信号検出を行い、その他の光束のうち、少なくとも１つの光束にて、プッシュプル法による第２のトラックエラー信号検出を行い、第１のトラックエラー信号検出時に得られたメインビームのプッシュプル信号オフセット量で、第２のトラックエラー信号を補正してトラックサーボを行う請求項１〜５のいずれかに記載の光ピックアップ装置。
【請求項７】
補正された前記第２のトラックエラー信号によりトラックサーボを行い、かつその光束で情報の記録を行う請求項６の光ピックアップ装置。
【請求項８】
前記半導体レーザからの複数の発光点のうち、２つ以上の発光点からの光束の光情報記録媒体による反射光束からそれぞれトラックエラー信号を検出して、複数のトラックエラー信号の平均値によりトラックサーボを行うことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の光ピックアップ装置。
【請求項９】
複数の発光点からの光束列を光軸中心に回転させるビーム列回転手段を持ち、複数の発光点のうち、２つ以上の発光点からの光束の光情報記録媒体による反射光束からそれぞれトラックエラー信号を検出して、複数のトラックエラー信号の総和が最も小さくなるようビーム列回転手段により前記光束列を回転し、トラックサーボを行う請求項１〜５のいずれかに記載の光ピックアップ装置。
【請求項１０】
複数の発光点からの光束列を光軸中心に回転させるビーム列回転手段を持ち、複数の発光点からの光束のうち、少なくとも１つの光束の光情報記録媒体による反射光束からメインビームとサブビームの３つのビームによる第１のトラックエラー信号検出を行い、その他の光束のうち、少なくとも１つのメインビームないしは分離されていない光束にて、プッシュプル法による第２のトラックエラー信号検出を行い、第１のトラックエラー信号検出時に得られたメインビームのプッシュプル信号オフセット量で、第２のトラックエラー信号を補正し、第１のトラックエラー信号と補正した第２のトラックエラー信号の総和が最も小さくなるようビーム列回転手段により前記光束列を回転し、トラックサーボを行う請求項６の光ピックアップ装置。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれかに記載の光ピックアップ装置を搭載したことを特徴とする光ディスク装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は光ピックアップ装置及び光ディスク装置に関し、詳細には複数の発光点を持つ半導体レーザを用いて共通の光学系により光情報記録媒体上に複数のスポットを集光させて、同時に記録／再生を行う光ピックアップ装置において、３ビーム法ないしは差動プッシュプル法によるトラックエラー信号を検出しトラックサーボを行う光ピックアップ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の転送速度の高速化をねらった光ディスク装置には、複数の発光点を持つ半導体レーザ光源を使って各々のレーザ光を光ディスク上に照射し記録直後に再生してダイレクトベリファイを実現するものや、並列するトラックにそれぞれのビームを照射して複数のトラックを同時に処理するマルチビーム光ディスク装置が提案されている。その一つとして、特開平１−１５８６２７号公報（以下従来例と称す）があり、以下図面を用いて従来例について説明する。
【０００３】
図１４は従来の光ピックアップ装置の構成を示す概略断面図である。同図に示す従来の光ピックアップ装置は、光源に２ビーム半導体レーザを用いた従来の光ディスク装置で記録直後に再生してダイレクトベリファイを実現する光学系の構成を示している。同図において、２つの発光点を持つ半導体レーザ１０からの発散光束Ａ，Ｂはコリメートレンズ１２で平行光にされ、ビームスプリッタ１４で光ディスク５０の方向に偏向され、対物レンズ１６で光ディスク５０の記録面上に２つの集光スポットＳＡ，ＳＢを結ぶ。集光スポットＳＡ，ＳＢの光ディスク５０での反射光束は、対物レンズ１６、ビームスプリッタ１４を透過し、検出レンズ１８で再度集光され、それぞれ信号検出光学系３０，３１で信号検出される。図１５は記録面上のスポットＳＡ，ＳＢを図示したものである。各スポットは光ディスク記録面上の同一トラック３２に集光しており、光ディスクは回転により各スポットに相対的に矢印方向に移動する。よって、スポットＳＡが記録面に対しスポットＳＢよりも先行するため、スポットＳＡにて記録を行い、スポットＳＢにてスポットＳＡで記録した情報を直後に再生してダイレクトベリファイを行うことが可能となる。従って、記録・再生ベリファイの２行程を同時に行え、実質的な情報記録速度を高めることが可能となる。また、図１６のように２つのスポットＳＡ，ＳＢを異なるトラック上に集光させ、２つのスポットで２つのトラックに並列記録を行い、情報記録速度を高めることも可能である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の光ピックアップ装置では、スポットＳＡの光ディスク反射光束を信号検出光学系３０により信号検出しているが、フォーカスエラー信号検出は２分割受光素子２８で得られた検出信号によりナイフエッジ法でフォーカスサーボを行い、トラックエラー信号検出は２分割受光素子２６で得られた検出信号によりプッシュプル法でトラックサーボをそれぞれ行い、スポットＳＡをトラック３２上に正しく集光させている。しかしながら、プッシュプル法によるトラックエラー信号検出は、対物レンズのレンズトラッキングによる光軸ズレや光ディスクの傾きによりトラックエラー信号にＤＣオフセットが発生するという大きな欠点を持っている。そのオフセットを除去する方法として、半導体レーザからの光束を回折格子により３つの光束に分離し、それらの光束で得られる検出信号からトラックエラー信号を得る、いわゆる３ビーム法や差動プッシュプル法が公知技術として知られている。一般的に３ビーム法及び差動プッシュプル法は、回折格子により０次光であるメインビームと、±１次光である２つのサブビームを合わせた３つのビームがメインビームに隣接した状態で光ディスク上に集光している。しかし、このマルチビーム光ディスク装置では、上述のように元々複数の発光点からの複数スポットが光ディスク面上に隣接して集光しているため、３ビーム化するとさらに集光ビームスポットが短い距離で隣接することになり、クロストークの影響、特に信号検出系で受光素子における各スポットの分離が困難になる。
【０００５】
また、上記従来例にて開示されているマルチビーム光ディスク装置では、複数の光束による集光スポットのうち、記録を行うスポットのみでトラックエラー信号を検出しトラックサーボを行う。よって、記録を行うスポットは記録トラックを正しく追従するが、他の光束のスポットはトラックから外れやすくなり、情報の記録・再生が正しく行われない可能性が高い。
【０００６】
本発明はこれらの問題点を解決するためのものであり、トラックエラー信号検出方式として、トラックエラー信号オフセットの発生が少ない３ビーム法ないしは差動プッシュプル法を用い、また３ビーム化による隣接スポットとの影響を受けにくい構成であり、また複数の光束のスポットが正しくトラックを追従できる光ピックアップ装置及びそれを用いた光ディスク装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記問題点を解決するために、光源からの光束を対物レンズにより光情報記録媒体上に集光して、情報の記録・再生を行う、本発明の光ピックアップ装置は、光源として少なくとも２つ以上の複数の発光点をもつ半導体レーザと、半導体レーザと対物レンズ間に配設され、半導体レーザからの複数の光束をメインビームとサブビームに分離する回折格子とを具備している。そして、回折格子で分離された光束を共通の光路により同一の対物レンズに導き、光情報記録媒体上にそれぞれ集光させるとともに、複数の発光点のうち少なくとも１つの発光点からの光束の光情報記録媒体による反射光束からメインビームとサブビームの３つのビームによるトラックエラー信号を検出してトラックサーボを行いつつ、同時に少なくとも２つ以上の発光点からの光束を用いて情報の記録・再生を行う。よって、同時に記録・再生が行うことができ、情報記録・再生の速度を高めることができると共に、安定したトラックエラー信号検出が行うことができることにより安定した情報記録・再生が可能となる。
【０００８】
また、別の発明の光ピックアップ装置は、光源として少なくとも２つ以上の複数の発光点をもつ半導体レーザと、半導体レーザの発光点とその発光点からの複数の発散光束が互いに重なり合う位置との間に配設され、かつ回折領域が複数の発散光束のうち、一部の発散光束のみを透過するよう配設され、半導体レーザからの発散光束をメインビームとサブビームに分離する回折格子とを具備している。そして、半導体レーザからの複数の光束及び前記回折格子で分離された光束を共通の光路により同一の対物レンズに導き、光情報記録媒体上にそれぞれ集光させるとともに、複数の発光点のうち前記回折格子を透過した少なくとも１つの発光点からの光束の光情報記録媒体による反射光束からメインビームとサブビームの３つのビームによるトラックエラー信号を検出してトラックサーボを行いつつ、同時に少なくとも２つ以上の発光点からの光束を用いて情報の記録・再生を行う。よって、分割受光素子を簡略化できることにより低コストが可能となると共に、隣接したスポットによるクロストークの影響が低減し、信号検出系で受光素子における各スポットの分離がしやすくなる。
【０００９】
更に、半導体レーザからの複数の発光光束のうち、情報の再生を行う光束のみが回折格子の回折領域を透過するように回折格子を配設されたことにより、光利用効率が高く、より速い速度で、あるいはより低い光出力で情報の記録が行うことができる。
【００１０】
また、記録を行う光束の光情報記録媒体による反射光束からメインビームとサブビームの３つのビームによるトラックエラー信号を検出してトラックサーボを行うことにより、トラック上に高精度に集光させることが可能となり、エラー信号を演算するための演算回路を簡略化できるため低コスト化が可能となる。
【００１１】
更に、記録時には少なくとも２つの光束を用い、先行する１つの光束により光情報記録媒体上に情報の記録をするとともに、後行する別の光束により、先行する光束により記録された光情報記録媒体上の情報を再生確認することにより、記録・再生ベリファイの２行程を同時に行うことができ、実質的な情報記録速度を高めることができる。
【００１２】
また、複数の発光点からの光束のうち、少なくとも１つの光束の光情報記録媒体による反射光束からメインビームとサブビームの３つのビームによる第１のトラックエラー信号検出を行い、その他の光束のうち、少なくとも１つの光束にて、プッシュプル法による第２のトラックエラー信号検出を行い、第１のトラックエラー信号検出時に得られたメインビームのプッシュプル信号オフセット量で、第２のトラックエラー信号を補正してトラックサーボを行う。よって、３ビーム化していない１ビームの光束でも３ビーム法又は差動プッシュプル法を用いた場合と同等なトラックオフセットが除去されたトラックエラー信号検出が行うことができる。
【００１３】
更に、補正された第２のトラックエラー信号によりトラックサーボを行い、かつその光束で情報の記録を行うことにより、再生よりもより高精度なトラック位置精度が必要とされる記録スポットをトラック上に高精度に集光させることができる。また、光利用効率が高く、より速い速度で、またより低い光出力で情報の記録が行うことができる。
【００１４】
また、半導体レーザからの複数の発光点のうち、２つ以上の発光点からの光束の光情報記録媒体による反射光束からそれぞれトラックエラー信号を検出して、複数のトラックエラー信号の平均値によりトラックサーボを行う。よって、各集光スポットによる情報記録・再生における性能の劣化のバラツキを小さく抑えることができ、光ディスクの内外周におけるトラック半径の差異、製造誤差、経時変化などで複数の集光スポット全てが正確にトラック上に集光しない場合でも、性能の劣化を最小限にすることができる。
【００１５】
更に、複数の発光点からの光束列を光軸中心に回転させるビーム列回転手段を持ち、複数の発光点のうち、２つ以上の発光点からの光束の光情報記録媒体による反射光束からそれぞれトラックエラー信号を検出して、複数のトラックエラー信号の総和が最も小さくなるようビーム列回転手段により前記光束列を回転し、トラックサーボを行う。よって、各集光スポットによる情報記録・再生における性能の劣化のバラツキを小さく抑えることができ、性能の劣化を最小限にすることができる。また、２ビーム光ピックアップ装置においては、２つの集光スポットをトラック上に完全に一致させて集光させることが可能となる。
【００１６】
また、複数の発光点からの光束列を光軸中心に回転させるビーム列回転手段を持ち、複数の発光点からの光束のうち、少なくとも１つの光束の光情報記録媒体による反射光束からメインビームとサブビームの３つのビームによる第１のトラックエラー信号検出を行い、その他の光束のうち、少なくとも１つのメインビームないしは分離されていない光束にて、プッシュプル法による第２のトラックエラー信号検出を行い、第１のトラックエラー信号検出時に得られたメインビームのプッシュプル信号オフセット量で、第２のトラックエラー信号を補正し、第１のトラックエラー信号と補正した第２のトラックエラー信号の総和が最も小さくなるようビーム列回転手段により光束列を回転し、トラックサーボを行う。よって、３ビーム化していない１ビームの光束でも３ビーム法又は差動プッシュプル法を用いた場合と同等なトラックオフセットが除去されたトラックエラー信号検出が行うことができる。また、全てのトラックエラー信号を検出する光束を３ビーム化する必要がなく、低コストで、光利用効率が高い、光ピックアップ装置を提供することができる。
【００１７】
更に、別の発明としての光ディスク装置は、上記記載の光ピックアップ装置を搭載したことに特徴がある。よって、トラックエラー信号検出方式として、トラックエラー信号オフセットの発生が少ない３ビーム法ないしは差動プッシュプル法を用い、また３ビーム化による隣接スポットとの影響を受けにくい構成であり、また複数の光束のスポットが正しくトラックを追従できる光ディスク装置を提供できる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明の光ピックアップ装置は、光源として少なくとも２つ以上の複数の発光点をもつ半導体レーザと、半導体レーザと対物レンズ間に配設され、半導体レーザからの複数の光束をメインビームとサブビームに分離する回折格子とを具備している。
【００１９】
【実施例】
図１は本発明の第１の実施例に係る光ビックアップ装置の構成を示す概略図である。同図に示す本実施例の光ピックアップ装置１００は、２ビーム半導体レーザを用いたものである。同図において、２つの発光点を持つ半導体レーザ１０１からの発散光束Ａ，Ｂはそれぞれ、３ビーム発生用の回折素子１０２で０次光のメインビームと±１次回折光の２つのサブビームとからなる３つのビームになり、更にコリメートレンズ１０３で平行光にされ、ビームスプリッタ１０４を透過し、対物レンズ１０５で光ディスク１０６の記録面上に６つの集光スポットを結ぶ。図中では便宜上３ビーム化された光路は図示せず、光束Ａによる３ビーム化された集光スポット群をＳＡ，光束ＢによるものをＳＢとする。集光スポット群ＳＡ，ＳＢの光ディスク１０６での反射光束は、対物レンズ１０５、ビームスプリッタ１０４で検出系に偏向され、検出レンズ１０７で再度集光され、非点収差フォーカスエラー検出用のシリンドリカルレンズ１０８により非点収差が与えられ、分割受光素子１０９で信号検出される。ここで、図２は記録面上のスポット群ＳＡ，ＳＢを図示したものである。また、差動プッシュプル法によるトラックエラー信号検出を行う分割受光素子１０９の分割パターンの一例を図３に示す。図２に示すように、各スポット群のサブビームＳＡ−ｓ、ＳＢ−ｓがメインスポットＳＡ−ｍ、ＳＢ−ｍのあるトラック１１０に対して略半トラック分ずれて集光している。よって、図３に示すように、これらのメインビーム及び２つのサブビームの光ディスク反射光による検出スポットＤＡ−ｍ、ＤＢ−ｍ及びＤＡ−ｓ、ＤＢ−ｓを分割受光素子１０９で検出し、差動プッシュプル法によるトラックエラー信号検出を行うことが可能となる。また、図１の実施例ではシリンドリカルレンズ１０８で非点収差が検出スポットに与えられているため、非点収差法によりフォーカスエラー信号検出を得ることができる。よって、得られたトラックエラー／フォーカスエラー信号により各サーボ動作を行い、光ディスク上のトラックに集光スポットを追従させることが可能になる。また、図２に示すように、集光スポットＳＡ−ｍ、ＳＢ−ｍは光ディスク記録面上の同一トラック１１０に集光しており、光ディスクは回転により各スポットに相対的に矢印方向に移動する。従って、スポットＳＡ−ｍが記録面に対しスポットＳＢ−ｍよりも先行するため、スポットＳＡ−ｍにて記録を行い、スポットＳＢ−ｍにてスポットＳＡ−ｍで記録した情報を直後に再生してダイレクトベリファイを行うことが可能となる。よって記録、再生ベリファイの２行程を同時に行え、実質的な情報記録速度を高めることが可能となる。また、図２では同一トラックに２つの集光スポットを集光させているが、同一トラックでなくそれぞれ別のトラックに集光させても問題なく、光ディスクの回転により集光スポットＳＡ−ｍが先行し、ＳＢ−ｍが後行するような配置になっていればよい。また、３つ以上の発光点を持つ半導体レーザでも全く問題はなく、少なくとも１つの発光点からの光束を３ビーム化し、その検出スポットを受光して３ビーム法ないしは差動プッシュプル法によるトラックエラー信号検出／トラックサーボを行いつつ、複数の発光点からの集���スポットのうち、少なくとも１つの先行する集光スポットで記録を行い、それよりも後行する少なくとも１つの集光スポットで再生ベリファイを行う光ピックアップであればよい。
【００２０】
よって、複数の発光点からの集光スポットのうち、少なくとも１つの先行する集光スポットで記録を行い、それよりも後行する少なくとも１つの集光スポットで再生ベリファイを行うため、１ビーム光ピックアップでは情報の記録とその記録された情報の再生確認という２行程かかるものを１行程で行うことができ、情報記録処理時間の短縮、高速化が可能となる。
【００２１】
なお、図１に示す第１の実施例は無限共役光学系であるが、図４、５のように有限共役光学系であっても何ら問題はない。また、トラックエラー信号検出は差動プッシュプル法でなくてもよく、３ビーム法でも構わない。３ビーム法は分割受光素子の分割数も少なく、信号演算も単純であるため低コスト化に関しては都合がよい。しかし、記録を行う光ピックアップでは３ビーム法では、メインビームの記録前後でサブビームの検出する信号強度に差異が生じ、トラックオフセットを生じるため、記録を行う光ピックアップにおいては記録時でもトラックオフセットの発生が少ない差動プッシュプル法を用いることが望ましい。更に、図１の実施例ではフォーカスエラー信号検出は非点収差法を用いていたが、ナイフエッジ法でも、ビームサイズ法でも、何れの方法を用いても本発明の本質に影響を与えるものではない。また、図３では２つの検出スポット群それぞれに分割受光部を持つように図示しているが、少なくとも１つのスポット群でトラックエラー及びフォーカスエラー信号検出を行い各サーボ動作が可能であればよく、全てのスポット群に対して分割受光素子を設ける必要はない。更に、図２では同一トラックに２つの集光スポットを集光させているが、同一トラックでなくともよく、それぞれ別のトラックに集光させても構わない。また、図１の第１の実施例では２つの発光点を持つ半導体レーザを用いているが、３つ以上の発光点を持つ半導体レーザでも全く問題はない。よって、少なくとも１つの発光点からの光束を３ビーム化し、その検出スポットを受光して３ビーム法ないしは差動プッシュプル法によるトラックエラー信号検出／トラックサーボを行いつつ、複数の発光点からの集光スポットにより、同時に記録ないしは再生を行う光ピックアップ装置であればよい。
【００２２】
以上説明したように、第１の実施例によれば、複数の発光点を持つ半導体レーザを用いて、同時に記録ないしは再生が行え、情報記録再生速度を高めることができる。情報記録再生速度が高いため同一の情報転送速度で比較した場合、１ビーム方式の光ピックアップに対し相対的に光ディスクの回転数を低くすることが可能となる。トラックエラー信号検出方式として、３ビーム法ないしは差動プッシュプル法を用いるため、対物レンズがシフトないしは光ディスクがチルトしてもトラックエラー信号にトラックオフセットが生じず、安定したトラックエラー信号検出が行え、ひいては安定した情報記録再生が可能となる。また、複数の光束にも拘わらず共通の光学系を使って光ディスク上に集光及び信号検出可能なため、１ビーム光ピックアップと同等の大きさで、かつ大幅なコストアップなしにマルチビームの光ピックアップ装置を実現可能である。
【００２３】
図６は本発明の第２の実施例に係る光ピックアップ装置の構成を示す概略図である。同図において、図１と同じ参照符号は同じ構成要素を示す。同図に示す第２の実施例の光ピックアップ装置は、３ビーム化するための回折格子１１１が２つの発散光束Ａ、Ｂのうち、光束Ａのみを透過し、３ビーム化するよう配設されたものである。異なる構成要素として、回折格子１１１は、発散光束Ａ，Ｂがそれぞれの発光点より発散し互いに重なり合う位置までの間でかつ発散光束Ａのみを透過する位置に配設されているため、発散光束Ａのみを３ビーム化することができる。よって、光ディスク記録面上及び分割受光素子上ではそれぞれ図７、８のようになり、３つに分離された検出スポットＳＡ−ｍとＳＡ−ｓにより３ビーム法ないしは差動プッシュプル法によるトラックエラー信号検出を行うことができる。このように、分割受光素子１０９のトラックエラー検出用の受光範囲がスポット群ＳＡ用にのみ設けられており、そのメインビームとサブビームからトラックエラー信号検出する。よって、情報記録を行うスポット群ＳＡによる検出光のみでトラックエラー信号検出しサーボ制御を行うので、再生よりもより高精度なトラック位置精度が必要とされる記録スポットＳＡ−ｍをトラック上に高精度に集光させることが可能となる。記録を行わない他のスポット群については図８のように、サーボ用信号を得るための受光範囲を設ける必要がなく、分割受光素子１０９を簡略化ひいては低コスト化が可能となる。またエラー信号を演算するための信号演算回路も簡略化できるため低コスト化が可能となる。
【００２４】
なお、半導体レーザは３つ以上の複数の発光点を持っていてもよく、その一部の光束のみを３ビーム化し、３ビーム化された光束によりトラックエラー信号検出を行う光ピックアップであればよい。また、回折格子１１１に替えて、図９のように、一部の発散光束のみが回折格子１０２の回折領域１１２を透過し３ビーム化するよう配設されたものもよく、一部の光束のみを３ビーム化するよう回折領域１１２が配設されていればよい。
【００２５】
以上説明したように、第２の実施例によれば、第１の実施例の効果に加えて、３ビーム化しない光束用の受光範囲を設ける必要がなく、分割受光素子３を簡略化でき、ひいては低コスト化が可能となる。３ビーム化しない光束はサブビームに光路分離しないためにメインビームの光量落ちがなく、光利用効率を高くできる。全ての光束を３ビーム化した場合は、互いのサブビームが短い距離で隣接することになり、クロストークの影響、特に信号検出系で受光素子における各スポットの分離が困難になるが、第２の実施例の構成では３ビーム化しないスポットがあるため、隣接したスポットによるクロストークの影響が低減し、信号検出系で受光素子における各スポットの分離がしやすくなる。
【００２６】
図１０は本発明の第３の実施例に係る光ピックアップ装置の構成を示す概略図である。同図において、図１と同じ参照符号は同じ構成要素を示す。同図に示す第３の実施例の光ピックアップ装置は、３ビーム化するための回折格子１１３が２つの発散光束Ａ、Ｂのうち、記録を行う発散光束Ａを透過せず、別の再生確認を行う発散光束Ｂを透過し、３ビーム化するよう配設されたものである。動作としては、図１１、１２に示すように、光束Ａで記録を行い、光束Ｂで再生ベリファイ及びトラックエラー信号検出を行うものである。
【００２７】
以上説明したように、第３の実施例によれば、第２の実施例の効果に加えて、記録を行う光束はサブビームに光路分離しないためにメインビームの光量落ちがないため、光利用効率が高く、より速い速度で、あるいはより低い光出力で情報の記録が行える。また、３ビーム化しない光束用の受光領域を設ける必要がなく、分割受光素子３を簡略化でき、ひいては低コスト化が可能となる。
【００２８】
複数の発光点からの光束のうち、少なくとも１つの光束の光ディスクによる反射光束からメインビームとサブビームの３つのビームによる第１のトラックエラー信号検出を行い、その他の光束のうち、少なくとも１つのメインビームないしは分離されていない光束にて、プッシュプル法による第２のトラックエラー信号検出を行い、第１のトラックエラー信号検出時に得られたメインビームのプッシュプル信号オフセット量で、第２のトラックエラー信号を補正し、第１のトラックエラー信号と補正した第２のトラックエラー信号の平均値によりトラックサーボを行う。３ビーム化によるトラックエラー信号検出法の３ビーム法、特に差動プッシュプル法は、対物レンズの傾き及び光ディスクの傾きによるトラックオフセットを除去する方法であり、１ビームでのプッシュプル法でトラックＤＣオフセットが生じるような状態でも、オフセットを除去してトラック上にスポットを集光させることが可能である。ここでマルチビーム光ピックアップは同一の光学系・対物レンズにより光ディスク上に集光スポットを集光しているため、複数の集光スポットで得られるプッシュプル信号は、全てほぼ同様のトラックオフセットを生じることになる。よって、トラックエラー信号検出している３ビームのメインビームにおけるプッシュプル信号で発生しているオフセット量を逆に利用し、他の光束のメインビームのみでのプッシュプル信号におけるオフセット量をキャンセルすることが可能となる。つまりは３ビーム化していない１ビームの光束だけのプッシュプル信号から、オフセットの除去されたトラックエラー信号を得ることが可能となる。
【００２９】
よって、３ビーム化していない１ビームの光束でも、３ビーム法ないしは差動プッシュプル法を用いたのと同等なトラックオフセットが除去されたトラックエラー信号検出が行える。また、３ビーム化しない光束用の受光領域を設ける必要がなく、分割受光素子３を簡略化でき、ひいては低コスト化が可能となる。
【００３０】
また、補正されたプッシュプル法による第２のトラックエラー信号によりトラックサーボを行い、第２のトラックエラー信号検出をしている光束で情報の記録を行う。情報記録を行う光束でトラックサーボ制御を行うので、再生よりもより高精度なトラック位置精度が必要とされる記録スポットをトラック上に高精度に集光させることが可能となる。記録を行う光束はサブビームに光路分離せずメインビームの光量落ちがないため、光利用効率が高く、より速い速度で、あるいはより低い光出力で情報の記録が行える。
【００３１】
更に、本来光ピックアップではトラックサーボにより集光スポットがトラック上に正しく集光されるべきであるが、マルチビーム光ピックアップでは、光ディスクの内外周におけるトラック半径の差異、製造誤差、経時変化などの原因により、図１２のように複数の集光スポットをすべて本来集光すべきトラック上に正しく集光できない場合が発生する。
【００３２】
また、複数の光束におけるそれぞれのトラックエラー信号をＴＥ１、ＴＥ２、ＴＥ３、・・・とするとそれらの平均値をトラックサーボに使用するトラックエラー信号とすることを特徴とする。トラックエラー信号（ＴＥＳ）は以下の式で表される。
【００３３】
ＴＥＳ＝（ＴＥ１＋ＴＥ２＋ＴＥ３＋・・・＋ＴＥｎ）／ｎ　（ｎ≧２）
【００３４】
よって、トラックエラー信号検出を行う複数の集光スポットが集光すべきトラックに対して平均的なトラックオフセットを持って集光することになる。特に２つの光束の場合には２つの集光スポットのトラックオフセットが等しくなるように集光される。よって、複数の集光スポットのトラックオフセットが平均的になるため、各集光スポットによる情報記録再生性能の劣化のバラツキを小さく抑えることができ、光ディスクの内外周におけるトラック半径の差異、製造誤差、経時変化などで複数の集光スポット全てが正確にトラック上に集光しない場合でも、性能の劣化を最小限にすることが可能となる。
【００３５】
図１３は本発明の第４の実施例に係る光ピックアップ装置の構成を示す概略図である。同図において、図１と同じ参照符号は同じ構成要素を示す。同図に示す第４の実施例の光ピックアップ装置は、対物レンズ１０５とビームスプリッタ１０４の間に像回転素子であるダブプリズム１１４とその素子を光軸周りに回転させる回転駆動機構１１５を設けたものである。このダブプリズム１１４は光軸に垂直な面内で像を回転させることが可能な素子である。上述したように、マルチビーム光ピックアップでは、光ディスクの内外周におけるトラック半径の差異、製造誤差、経時変化などの原因により、図１１のように複数の集光スポットをすべて本来集光すべきトラック上に正しく集光できない場合が発生する。これはトラックの方向と複数の集光スポットの配列方向との不一致によるものが大きい。従って、ダブプリズム１１４により像を回転させ、トラック方向と、集光スポットの配列方向とを一致させることが可能である。方向を一致させるに当たっては、複数の光束で検出したトラックエラー信号の総和が最も小さくなるように、回転駆動機構１１５によりダブプリズム１１４を光軸に垂直な面内で回転させるサーボを行えばよい。また、図１３ではダブプリズム１１４により像を回転させているが、半導体レーザそのものを回転する方法や光ピックアップ全体を光ディスクに対して回転させる方法などでも構わない。このように、光ディスクの内外周におけるトラック半径の差異、製造誤差、経時変化などで複数の集光スポットの配列方向とトラック方向とが一致しない場合でも、複数の集光スポットにおけるトラックエラーの総和が最も小さくなるようトラックサーボ、及び像回転駆動サーボが行われるため、各集光スポットによる情報記録再生性能の劣化のバラツキを非常に小さく抑えることができ、性能の劣化を最小限にすることが可能となる。また２ビーム光ピックアップにおいては、２つの集光スポットをトラック上に完全に一致させて集光させることが可能となる。
【００３６】
また、図１３に示すように、像回転素子であるダブプリズム１１４とその素子を光軸周りに回転させる回転駆動機構１１５をもつマルチビーム光ピックアップであるが、トラックエラー信号検出においては、全ての光束を３ビーム化せずに、１ビームにても３ビームのメインビームにおけるプッシュプル信号で発生しているオフセット量を逆に利用し、トラックオフセットのないトラックエラー信号検出を行い、それら複数の光束によるトラックエラー信号の総和が最も小さくなるように、トラックサーボ及び像回転駆動サーボを行うものである。
【００３７】
よって、３ビーム化していない１ビームの光束でも、３ビーム法ないしは差動プッシュプル法を用いたのと同等なトラックオフセットが除去されたトラックエラー信号検出が行える。また、全てのトラックエラー信号検出する光束を３ビーム化する必要がなく、低コスト、光利用効率が高い、光ピックアップが実現できる。
【００３８】
なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲内の記載であれば多種の変形や置換可能であることは言うまでもない。
【００３９】
【発明の効果】
以上説明したように、光源からの光束を対物レンズにより光情報記録媒体上に集光して、情報の記録・再生を行う、本発明の光ピックアップ装置は、光源として少なくとも２つ以上の複数の発光点をもつ半導体レーザと、半導体レーザと対物レンズ間に配設され、半導体レーザからの複数の光束をメインビームとサブビームに分離する回折格子とを具備している。そして、回折格子で分離された光束を共通の光路により同一の対物レンズに導き、光情報記録媒体上にそれぞれ集光させるとともに、複数の発光点のうち少なくとも１つの発光点からの光束の光情報記録媒体による反射光束からメインビームとサブビームの３つのビームによるトラックエラー信号を検出してトラックサーボを行いつつ、同時に少なくとも２つ以上の発光点からの光束を用いて情報の記録・再生を行う。よって、同時に記録・再生が行うことができ、情報記録・再生の速度を高めることができると共に、安定したトラックエラー信号検出が行うことができることにより安定した情報記録・再生が可能となる。
【００４０】
また、別の発明の光ピックアップ装置は、光源として少なくとも２つ以上の複数の発光点をもつ半導体レーザと、半導体レーザの発光点とその発光点からの複数の発散光束が互いに重なり合う位置との間に配設され、かつ回折領域が複数の発散光束のうち、一部の発散光束のみを透過するよう配設され、半導体レーザからの発散光束をメインビームとサブビームに分離する回折格子とを具備している。そして、半導体レーザからの複数の光束及び前記回折格子で分離された光束を共通の光路により同一の対物レンズに導き、光情報記録媒体上にそれぞれ集光させるとともに、複数の発光点のうち前記回折格子を透過した少なくとも１つの発光点からの光束の光情報記録媒体による反射光束からメインビームとサブビームの３つのビームによるトラックエラー信号を検出してトラックサーボを行いつつ、同時に少なくとも２つ以上の発光点からの光束を用いて情報の記録・再生を行う。よって、分割受光素子を簡略化できることにより低コストが可能となると共に、隣接したスポットによるクロストークの影響が低減し、信号検出系で受光素子における各スポットの分離がしやすくなる。
【００４１】
更に、半導体レーザからの複数の発光光束のうち、情報の再生を行う光束のみが回折格子の回折領域を透過するように回折格子を配設されたことにより、光利用効率が高く、より速い速度で、あるいはより低い光出力で情報の記録が行うことができる。
【００４２】
また、記録を行う光束の光情報記録媒体による反射光束からメインビームとサブビームの３つのビームによるトラックエラー信号を検出してトラックサーボを行うことにより、トラック上に高精度に集光させることが可能となり、エラー信号を演算するための演算回路を簡略化できるため低コスト化が可能となる。
【００４３】
更に、記録時には少なくとも２つの光束を用い、先行する１つの光束により光情報記録媒体上に情報の記録をするとともに、後行する別の光束により、先行する光束により記録された光情報記録媒体上の情報を再生確認することにより、記録・再生ベリファイの２行程を同時に行うことができ、実質的な情報記録速度を高めることができる。
【００４４】
また、複数の発光点からの光束のうち、少なくとも１つの光束の光情報記録媒体による反射光束からメインビームとサブビームの３つのビームによる第１のトラックエラー信号検出を行い、その他の光束のうち、少なくとも１つの光束にて、プッシュプル法による第２のトラックエラー信号検出を行い、第１のトラックエラー信号検出時に得られたメインビームのプッシュプル信号オフセット量で、第２のトラックエラー信号を補正してトラックサーボを行う。よって、３ビーム化していない１ビームの光束でも３ビーム法又は差動プッシュプル法を用いた場合と同等なトラックオフセットが除去されたトラックエラー信号検出が行うことができる。
【００４５】
更に、補正された第２のトラックエラー信号によりトラックサーボを行い、かつその光束で情報の記録を行うことにより、再生よりもより高精度なトラック位置精度が必要とされる記録スポットをトラック上に高精度に集光させることができる。また、光利用効率が高く、より速い速度で、またより低い光出力で情報の記録が行うことができる。
【００４６】
また、半導体レーザからの複数の発光点のうち、２つ以上の発光点からの光束の光情報記録媒体による反射光束からそれぞれトラックエラー信号を検出して、複数のトラックエラー信号の平均値によりトラックサーボを行う。よって、各集光スポットによる情報記録・再生における性能の劣化のバラツキを小さく抑えることができ、光ディスクの内外周におけるトラック半径の差異、製造誤差、経時変化などで複数の集光スポット全てが正確にトラック上に集光しない場合でも、性能の劣化を最小限にすることができる。
【００４７】
更に、複数の発光点からの光束列を光軸中心に回転させるビーム列回転手段を持ち、複数の発光点のうち、２つ以上の発光点からの光束の光情報記録媒体による反射光束からそれぞれトラックエラー信号を検出して、複数のトラックエラー信号の総和が最も小さくなるようビーム列回転手段により前記光束列を回転し、トラックサーボを行う。よって、各集光スポットによる情報記録・再生における性能の劣化のバラツキを小さく抑えることができ、性能の劣化を最小限にすることができる。また、２ビーム光ピックアップ装置においては、２つの集光スポットをトラック上に完全に一致させて集光させることが可能となる。
【００４８】
また、複数の発光点からの光束列を光軸中心に回転させるビーム列回転手段を持ち、複数の発光点からの光束のうち、少なくとも１つの光束の光情報記録媒体による反射光束からメインビームとサブビームの３つのビームによる第１のトラックエラー信号検出を行い、その他の光束のうち、少なくとも１つのメインビームないしは分離されていない光束にて、プッシュプル法による第２のトラックエラー信号検出を行い、第１のトラックエラー信号検出時に得られたメインビームのプッシュプル信号オフセット量で、第２のトラックエラー信号を補正し、第１のトラックエラー信号と補正した第２のトラックエラー信号の総和が最も小さくなるようビーム列回転手段により光束列を回転し、トラックサーボを行う。よって、３ビーム化していない１ビームの光束でも３ビーム法又は差動プッシュプル法を用いた場合と同等なトラックオフセットが除去されたトラックエラー信号検出が行うことができる。また、全てのトラックエラー信号を検出する光束を３ビーム化する必要がなく、低コストで、光利用効率が高い、光ピックアップ装置を提供することができる。
【００４９】
更に、別の発明としての光ディスク装置は、上記記載の光ピックアップ装置を搭載したことに特徴がある。よって、トラックエラー信号検出方式として、トラックエラー信号オフセットの発生が少ない３ビーム法ないしは差動プッシュプル法を用い、また３ビーム化による隣接スポットとの影響を受けにくい構成であり、また複数の光束のスポットが正しくトラックを追従できる光ディスク装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例に係る光ビックアップ装置の構成を示す概略図である。
【図２】第１の実施例における記録面上のスポット群ＳＡ，ＳＢを示す図である。
【図３】第１の実施例における分割受光素子の分割パターンの一例を示す図である。
【図４】第１の実施例を有限共役光学系で構成した例を示す概略図である。
【図５】図４の光ピックアップ装置おける分割受光素子の分割パターンの一例を示す図である。
【図６】本発明の第２の実施例に係る光ビックアップ装置の構成を示す概略図である。
【図７】第２の実施例における記録面上のスポット群ＳＡ，ＳＢを示す図である。
【図８】第２の実施例における分割受光素子の分割パターンの一例を示す図である。
【図９】第２の実施例の変形例を示す部分概略図である。
【図１０】本発明の第３の実施例に係る光ビックアップ装置の構成を示す概略図である。
【図１１】第３の実施例における記録面上のスポット群ＳＡ，ＳＢを示す図である。
【図１２】第３の実施例における分割受光素子の分割パターンの一例を示す図である。
【図１３】本発明の第４の実施例に係る光ビックアップ装置の構成を示す概略図である。
【図１４】従来の光ピックアップ装置の構成を示す概略断面図である。
【図１５】従来例における記録面上のスポット群ＳＡ，ＳＢを示す図である。
【図１６】従来例における記録面上のスポット群ＳＡ，ＳＢの別の例を示す図である。
【符号の説明】
１００；光ピックアップ装置、１０１；半導体レーザ、
１０２，１１１，１１３；回折素子、１０３；コリメートレンズ、
１０４；ビームスプリッタ、１０５；対物レンズ、１０６；光ディスク、
１０７；検出レンズ、１０８；シリンドリカルレンズ、
１０９；分割受光素子、１１０；トラック、１１２；回折領域、
１１４；ダブプリズム、１１５；回転駆動機構。
【図１】
2004047033.tif 000003
【図２】
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【図３】
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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１２】
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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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