(57)【要約】      （修正有）【課題】トラックピッチの異なる複数の光ディスクに対して、偏心や回折格子の回転ずれの影響を低減したトラッキング誤差信号検出の手段を提供する。【解決手段】３つ以上の領域を有する回折格子からの光束を光ディスクに照射するための対物レンズと、光ディスクから反射した前記光束を検出する光検出器とを備えた光ピックアップ装置において、前記回折格子は前記光束を第１、第２、第３の＋１次光または−１次光の３つの光束、もしくは第１、第２、第３の±１次光の６つの光束に分岐し、主光束の集光位置に対して、前記光ディスクのトラック方向距離ｌの位置に前記回折光のうち第２の回折光を集光させ、前記回折光スポットから距離ｏの位置に前記回折光スポットに対して対称に第１、第３の回折光を集光させる。また前記第２副光束のプッシュプル信号の位相に対する第１及び第３副光束のプッシュプル信号の位相を略１８０度ずらす。【選択図】図４
2007234120.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体レーザと、
前記半導体レーザから出射される主光束が透過され、３つの領域を有する回折格子と、
前記主光束を光ディスクに集光する対物レンズと、
前記光ディスクから反射した主光束および回折光を検出する光検出器と、
を備え、
前記回折格子が前記主光束を第１、第２、第３の＋１次光の３つの光束に分岐する、または、前記回折格子が前記主光束を第１、第２、第３の−１次光の３つの光束に分岐する、
光ピックアップ装置。
【請求項２】
半導体レーザと、
前記半導体レーザから出射される主光束が透過され、３つの領域を有する回折格子と、
前記主光束を光ディスクに集光する対物レンズと、
前記光ディスクから反射した主光束および回折光を検出する光検出器と、
を備え、
前記回折格子が前記主光束を第１、第２、第３の±１次光の６つの光束に分岐する、
光ピックアップ装置。
【請求項３】
請求項１または２いずれか記載の光ピックアップ装置にであって、
前記回折格子は、第１の領域、第２の領域、第３の領域を有し、それぞれの領域から第１の回折光、第２の回折光、第３の回折光が分岐され、
前記第２の回折光から検出するプッシュプル信号の位相に対し、前記第１及び第３の回折光から検出するプッシュプル信号の位相が略１８０度異なる、
光ピックアップ装置。
【請求項４】
請求項３記載の光ピックアップ装置であって、
前記光ディスク上の主光束の集光位置に対して、トラック方向距離ｌの位置に前記第２の回折光を集光させ、前記第２の回折光の集光位置から距離ｏの位置に前記第１の回折光および第３の回折光を集光させる、
光ピックアップ装置。
【請求項５】
請求項４記載の光ピックアップ装置であって、
前記光ディスク上のトラックの間隔をＴｐ、前記主光束と前記３つの回折光の光量比を補正する係数をｋとしたとき、前記光ディスク上の第１、第２、第３の回折光の集光位置を結ぶ直線とトラックとの傾きθは次式（｜ｋ（１−ｃｏｓ（２πｏ・ｓｉｎθ／Ｔｐ））・ｃｏｓ（２πｌ・ｓｉｎθ／Ｔｐ）｜＜０．２０）を満たす、
光ピックアップ装置
【請求項６】
請求項３乃至５いずれか記載の光ピックアップ装置であって、
前記光検出器は前記主光束の光ディスクからの反射光を検出する検出器と第１、第２、第３の回折光の光ディスクからの反射光を受光する少なくとも１個以上の検出領域を有し、それぞれの検出領域は各々前記ディスクの半径方向に相当する所定の方向に沿って分割された２つの受光面を少なくとも備え、該検出領域毎に、受光面からそれぞれ独立に検出された信号の差からプッシュプル方式によるトラッキング誤差信号を検出する、
光ピックアップ装置。
【請求項７】
請求項３乃至６いずれか記載の光ピックアップ装置であって、
回折格子から分岐された前記第1、第２、第３の回折光の光量比が１：２：１であり、前記検出器から検出された第１、第２、第３の回折光のプッシュプル信号を全部加算した後、所定の増幅率ｋで増幅し、前記主光束のプッシュプル信号から減算することによってトラッキング誤差信号を検出する、
光ピックアップ装置。
【請求項８】
請求項３乃至７いずれか記載の光ピックアップ装置であって、
１つの単波長半導体レーザおよび前記回折格子により光ディスクのトラック間隔の異なる２つ以上の記録再生方式に対して、前記トラック間隔の最も小さいトラック間隔に合わせた前記回折格子を搭載することで２つ以上の記録再生方式のトラッキングに対応した、
光ピックアップ装置。
【請求項９】
請求項３乃至７いずれか記載の光ピックアップ装置であって、
複数の波長が発振可能な半導体レーザおよび前記回折格子により光ディスクのトラック間隔の異なる２つ以上の記録再生方式に対して、前記トラック間隔の最も小さいトラック間隔に合わせた前記回折格子を搭載することで２つ以上の記録再生方式のトラッキングに対応した、
光ピックアップ装置。
【請求項１０】
請求項３乃至９いずれか記載の光ピックアップ装置と、
前記光ピックアップ装置内における前記半導体レーザを駆動するレーザ点灯回路と、
前記光ピックアップ装置内の前記光検出器から検出された信号を用いてフォーカス誤差信号やトラッキング誤差信号を生成するサーボ信号生成回路と、
光ディスクに記録された情報信号を再生する情報信号再生回路と、
を搭載した、
光ディスク装置。
【請求項１１】
光ビームを複数に分岐する回折格子であって、
前記回折格子は、該回折格子に入射する光ビームの照射面を光ディスクのトラック方向に短冊状に３個の領域に分割させ、前記３個領域には間隔の異なる格子溝を各々形成させ、前記３個の領域の中心領域には光ディスクの回転と垂直な方向に２個の領域を形成させ、前記２個の領域は境界面線上でそれぞれの領域の格子溝の位相が１８０度異なる、
回折格子。
【請求項１２】
光ビームを複数に分岐する回折格子であって、
前記回折格子は、該回折格子に入射する光ビームの照射面を光ディスクのトラック方向に短冊状に３個の領域に分割させ、前記３個領域には間隔の異なる格子溝を各々形成させ、前記３個の領域うち、両端の領域に光ディスクの半径方向に２個の領域を形成させ、前記光ディスクの半径方向に分けた２個の領域は境界線上でそれぞれの領域の格子溝の位相が１８０度異なる、
回折格子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ピックアップ装置および光ディスク装置に関する発明である。
【背景技術】
【０００２】
本技術分野の背景技術としては、例えば特開２００５−１２２８６９号公報がある。本公報には、課題として「ディスク状記録媒体の偏心等による影響を低減してトラッキング誤差信号の品質の向上を図る」と記載があり、解決手段として「使用波長が異なる複数の種類のディスク状記録媒体１００に対する情報信号の記録又は再生を可能とし、発光素子９から発光された波長の異なるレーザー光をそれぞれ主光束と一対の第１の副光束と一対の第２の副光束とに分割する複数の領域を有する回折素子１０を設け、任意の一種類のディスク状記録媒体の記録面上に該ディスク状記録媒体の略半径方向において離隔して形成される第１の副光束のスポット中心と第２の副光束のスポット中心との距離をＤとし、ｎを自然数とし、当該任意の一種類のディスク状記録媒体のトラックピッチをＰとしたときに、距離Ｄが略（２ｎ−１）×Ｐ／２となるようにした」と記載がある。
【０００３】
また、本技術分野の背景技術としては、日経エレクトロニクス２００４年１０月２５日号Ｐ．４７がある。
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−１２２８６９号公報
【非特許文献１】日経エレクトロニクス、２００４年１０月２５日号Ｐ．４７
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
光ピックアップ装置は、一般に光ディスク内にある所定の記録トラック上に正しくスポットを検出するため、フォーカス誤差信号の検出により対物レンズをフォーカス方向に変位させてフォーカス方向に調整が行われる他、トラッキング誤差信号を検出して対物レンズをディスク状記録媒体の半径方向へ変位させてトラッキング調整が行われる。これらの信号により対物レンズの位置制御が行われる。
【０００６】
このうちトラッキング誤差信号検出方法として、プッシュプル方式が知られているが、対物レンズのトラッキング方向変位により大きな直流変動（以下ＤＣオフセットと呼ぶ）が生じやすいという課題がある。
【０００７】
そこで、このＤＣオフセットの低減を図ることのできる差動プッシュプル方式が広く用いられている。
【０００８】
差動プッシュプル方式（ＤＰＰ：Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ  Ｐｕｓｈ  Ｐｕｌｌ方式）は、回折格子によって光束を主光束と副光束に分割し、半径方向の主光束のスポット（以下メインスポットと呼ぶ）と副光束のスポット（以下サブスポットと呼ぶ）の間隔を半トラックピッチにすることでＤＣオフセットを低減している。
【０００９】
この方式は、３つのスポットがトラックに対して決まった配置でなければならないため、例えばディスクの偏心や回折格子の回転ズレが生じると、ＤＰＰ信号の振幅変化が生じ、安定したトラッキング制御を行うことが難しくなる。
【００１０】
そこで特許文献１では、発光素子から発光されたレーザー光を主光束と一対の第１の副光束と一対の第２の副光束とに分割する複数の領域を有する回折素子を設け、ディスク状記録媒体の記録面上に該ディスク状記録媒体の略半径方向において離隔して形成される第１の副束のスポット中心と第２の副光束のスポット中心との距離をＤとし、ｎを自然数とし、ディスク状記録媒体のトラックピッチをＰとしたときに、距離Ｄが略（２ｎ−１）×Ｐ／２となるようにすることで、ディスクの偏心や回折格子の回転ズレによる影響を低減している。
【００１１】
この技術を用いると対物レンズは光ディスクの中心を通って半径方向に伸びる直線上から外れた位置（以下オフセンタと呼ぶ）を走査することになってもトラッキング誤差を得ることができる。そのため、非特許文献１のように対物レンズ２つを光ディスク接線方向に並べる配置を実現可能としている。
【００１２】
ところが、特許文献１のようなトラッキング方式では、トラックピッチの異なる光ディスクについてはディスク偏心や回転ズレによるトラッキング誤差信号の振幅変化が生じ、トラッキングサーボの性能低化という課題が存在する。
【００１３】
このような場合、それぞれのディスク毎に専用の回折格子を用いることにより対応することが可能であるが、複数の回折格子や分岐のための光学系が必要となり、部品点数の増加やこれによるコストアップという新たな課題が生じてしまう。青紫色のレーザ光を用いた光記録再生方式がその一例である。青紫色のレーザ光を用いた光記録再生方式はＢｌｕ−ｒａｙ  ＤｉｓｃとＨＤ  ＤＶＤがあり、ディスクのトラックピッチが異なることが知られている。この二つの記録再生方式を特許文献１のようなトラッキング方式で互換するには青紫色レーザを２つ搭載する、もしくは分岐等の特別な光学系を設けなければならない。これによりコストアップは避けられない。
【００１４】
そこで本発明の目的は、トラックピッチの異なる複数の光ディスクに対し、ディスクの偏心や回折格子の回転ズレによる影響を低減する新しいトラッキング方式を提供することである。
【００１５】
つまるところ、本発明は光ピックアップ装置および光ディスク装置の性能向上を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記目的は、特許請求の範囲に記載の発明によって達成できる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、光ピックアップ装置および光ディスク装置の性能が向上できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態の詳細について図面を参照しながら説明する。
【実施例１】
【００１９】
図１は本発明の第１の実施例に係る光ピックアップ装置と光ディスクの位置関係、光ディスク上でのスポット配置を示す図である。（１）は光ディスクと光ピックアップ装置の概略配置図、（２）はディスク上のスポットの配置を示すものである。
【００２０】
まず、（１）について説明を行う。通常の光ディスク装置ではスピンドル１０を中心軸として光ディスクを回転する機能を持っている。また、光ピックアップ装置はスピンドル１０の中心から半径方向に伸びる直線上を駆動する機能を持っており、ディスクの内外周に移動することで光ディスク内の全てのデータにアクセスすることが可能となっている。
【００２１】
次に（２）について説明を行う。（２）は光ディスクの記録面上を拡大したの図であり、光ピックアップによって光ディスク上に集光された光スポットの配置を示したものである。図のように例えばＤＶＤ-Ｒのような記録型光ディスクにはトラック１０１が形成されている。この光スポットが光ディスクの回転に伴うトラックの移動によって光ディスクの情報を読み書きするためには、光スポットはトラック１０１に追従させる必要がある。
【００２２】
本実施例では、光ディスクの記録面上にメインスポットａと第１、第２、第３の回折光のスポット（以下サブスポットｂ、ｃ、ｄと呼ぶ）の４つのスポットを形成させる。メインスポットａは記録及び再生に用いられるだけでなく、トラッキング誤差信号、フォーカス誤差信号の生成に用いられる。また、サブスポットｂ、ｃ、ｄは主にトラッキング誤差信号生成に用いられる。サブスポットｃは光ディスク上のメインスポットに対して光ディスクのトラック方向距離ｌに配置する。サブスポットｂ、ｄはサブスポットｃから距離ｏの位置に配置する。さらに、サブスポットｂ、ｄに対するサブスポットｃのトラッキング誤差信号は位相が略１８０度ずれており、光量比ｂ：ｃ：ｄは１：２：１となることを特徴としている。
【００２３】
このように光スポットを配置することにより、トラックピッチの異なる複数の光ディスクに対し、ディスクの偏心や回折格子の回転ズレによる影響を低減することが可能となる。このことについて以下で説明を行う。
【００２４】
図２を用いて本実施例のトラッキング誤差信号生成法について説明する。まず簡単のためにディスクの偏心等は考えないものとする。図２は光ディスク上のメインスポットａ、サブスポットｂ、ｃ、ｄの位置とそれぞれのスポットから検出されるプッシュプル信号を示したものである。図上のスポット配置時をｔ＝０とし、時間が進むに従って光スポットが光ディスク半径方向（図中右）に移動することを考える。
【００２５】
メインスポットａが図中の位置から光ディスク半径方向に移動すると、光ディスクのトラックに沿って図２下部に示すようなプッシュプル信号ａが検出できる。また、サブスポットｂ、ｄからはプッシュプル信号ｂ、ｄが検出できる。さらにサブスポットｃからはプッシュプル信号ｂ、ｄに比べ振幅が略２倍、位相が略１８０度反転したプッシュプル信号ｃが検出できる。
【００２６】
ここで、メインスポットから得られるプッシュプル信号振幅をＡ１、サブスポットから得られるプッシュプル信号振幅をＡ２と表すと各スポットから得られるプッシュプル信号は以下の式で表すことができる。以下では簡単のためにトラックを横切ったときに得られるプッシュプル信号を正弦波で表す。
プッシュプル信号ａ
【００２７】
【数１】
2007234120.tif 000003
【００２８】
プッシュプル信号ｃ
【００２９】
【数２】
2007234120.tif 000004
【００３０】
プッシュプル信号ｂ、ｄ
【００３１】
【数３】
2007234120.tif 000005
【００３２】
式中のＴはトラック間を通過する時間であり、時間Ｔ後にまた同じプッシュプル信号が検出できることになる。
【００３３】
ここでプッシュプル信号ａをＭＰＰ、プッシュプル信号ｂ、ｃ、ｄを全て加算した信号をＳＰＰ信号とすると、トラッキング誤差信号（ＴＥＳ）は次の演算で得られる。
【００３４】
【数４】
2007234120.tif 000006
【００３５】
なお、式中のｋはメインスポットとサブスポットの光量差を補正する係数である。プッシュプル信号ｂ、ｃ、ｄを全て加算すると０になることは明らかであり、[数４]の演算を行うことでＴＥＳとＭＰＰ信号が等しくなる。本実施例ではディスクの偏心等がある場合においてもＳＰＰ信号振幅が略０となるのを特徴としている。本演算はＤＰＰ信号演算と同じ演算を行うため、対物レンズシフト時のオフセットをキャンセルできるのが利点である。
【００３６】
ＤＰＰ方式は対物レンズシフト時のオフセットのキャンセルできるという利点があるが３つスポットがトラックに対して決まった配置でなければならない。そのため、ディスクの偏心や回折格子の回転ズレの他に、対物レンズが光ディスクの中心を通って半径方向に伸びる直線上から外れた位置（以下オフセンタと呼ぶ）を走査するような場合には用いることができない。オフセンタするとトラックに対する３スポットの位置関係が内周、中周、外周位置で変わってしまうため、ＤＰＰ信号振幅が内周、中周、外周位置で変化してしまう。このため安定した制御が行えなくなるのである。これはＳＰＰ信号振幅が変動することに起因する現象である。このことについて式を用いて説明する。
【００３７】
図３はＤＰＰ方式の３個のスポット配置に対してトラックが傾くのをトラック基準に示したものである。ＤＰＰ方式の３スポット配置に対して角度θ傾いた場合、２個のサブスポットが半径方向に距離ｍだけ図のように移動するとする。時刻ｔ＝０にメインスポットがトラック上にあるとすると、３スポットの各プッシュプル信号は時刻ｔに対して以下の式で表せる。
プッシュプル信号ｈ
【００３８】
【数５】
2007234120.tif 000007
【００３９】
プッシュプル信号ｉ
【００４０】
【数６】
2007234120.tif 000008
【００４１】
プッシュプル信号ｊ
【００４２】
【数７】
2007234120.tif 000009
【００４３】
ここで２πｍ/Ｔｐを簡単のためにＭとおく。また、この式からオフセンタしたときのＤＰＰ信号は以下の式で表せる。
ＤＰＰ信号
【００４４】
【数８】
2007234120.tif 000010
【００４５】
オフセンタした場合、距離ｍは内周、中周、外周位置により変化する。これによりＤＰＰ信号振幅が内周、中周、外周位置で変化してしまい安定した制御を行えなくなるのである。
【００４６】
本実施例では、オフセンタしたときの内周、中周、外周位置でＳＰＰ信号の振幅の変化量を低減することで安定したトラッキング誤差信号を検出することが可能である。以下において対物レンズがオフセンタしたときの内周、外周位置でのＳＰＰ信号振幅、ＴＥＳ振幅の変化量の低減方法について説明する。
【００４７】
例えば、図４（１）のように少なくとも１つの対物レンズがオフセンタするように配置した際に、オフセンタした対物レンズ側のディスク上スポットがトラックに対して角度θ傾いた状態を示したものが図４（２）である。ここでメインスポットと第２のサブスポット間距離をｌ、第１、第２のサブスポット間距離および第２、第３のそれをｏとおくと、それぞれのスポットにおけるプッシュプル信号は以下の式で表せる。
プッシュプル信号ａ
【００４８】
【数９】
2007234120.tif 000011
【００４９】
プッシュプル信号ｃ
【００５０】
【数１０】
2007234120.tif 000012
【００５１】
プッシュプル信号ｂ
【００５２】
【数１１】
2007234120.tif 000013
【００５３】
プッシュプル信号ｄ
【００５４】
【数１２】
2007234120.tif 000014
【００５５】
ここで２πｌ・ｓｉｎθ/Ｔｐ、２πｏ・ｓｉｎθ/Ｔｐを簡単のためにそれぞれＬ、Ｏとおく。これらの式からＳＰＰ信号、ＴＥＳを計算すると以下の式で表せる。
ＳＰＰ信号
【００５６】
【数１３】
2007234120.tif 000015
【００５７】
ＴＥＳ
【００５８】
【数１４】
2007234120.tif 000016
【００５９】
オフセンタした状態で内周から外周に移動する場合、式中のＬはＤＰＰ方式のように変化する。しかしサブスポット間隔ｏをトラック間隔程度にすることで、ＳＰＰ信号振幅は０に近づき、対物レンズシフトに伴うオフセット成分のみが検出される。このオフセット成分をＭＰＰ信号から減算してやることで良好なＴＥＳ信号が得られる。このように本実施例のトラッキング誤差信号検出法はオフセンタしてもしなくても常にほとんど一定のＴＥＳ信号を得ることができる。なお、ディスク上のスポットは図５（１）のように第１、第２、第３の±１次回折光を配置してもかまわない。この時、ＳＰＰ信号は図５（２）のように演算すると以下のようになる。
ＳＰＰ信号
【００６０】
【数１５】
2007234120.tif 000017
【００６１】
例えばここでＢｌｕ−ｒａｙ  Ｄｉｓｋ用のディスク上に以下の条件でメインスポットａ、第１、第２、第３の±１次回折光のサブスポットｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆ、ｇを配置した場合、
・オフセンタ５ｍｍ
・ｏ＝０．３２μｍ（＝Ｔｐ）、L＝５μｍ
・ディスク上の第１、第２、第３のサブスポットを結ぶ直線の傾きは内外周のトラック位置の傾き中間値に設定。
【００６２】
上記条件で本方式とＤＰＰ方式を比較したグラフを図６に示す。本方式では内周、中周、外周位置におけるＴＥＳ信号振幅の変動量は、ＭＰＰ信号振幅に対して±２％程度の変化に抑制される。（ＤＰＰ方式ではＤＰＰ信号振幅がＭＰＰ信号振幅に対して±１００％変化する。）
ここで、ＴＥＳ信号振幅の変動量が±２０％まで光学的再生装置または光学的記録再生装置側で対応できるとすると、光ディスク上の第１、第２、第３のサブスポットを結ぶ直線とトラックとの傾きθは
【００６３】
【数１６】
2007234120.tif 000018
【００６４】
を満たせば良いことが明らかである。すなわち、第１、第２、第３のサブスポット配置が決まれば、オフセンタ量の限界値が与えられることになる。なお図５ではメインスポットと全てのサブスポットが一直線上に並ぶ配置であったが〔数１６〕を満たしていれば図７（１）、（２）のように配置してもかまわない。
またＤＰＰ方式では原理的に、光ピックアップ内の回折格子で３ビームを形成し、精度良く回折格子を制御しなければならなかったが、本実施例のように回転角度にほとんどよらないトラッキング誤差信号の検出法ならば回折格子の回折格子の回転調整が不要となり、光ピックアップにおいても簡素な組み立て工程が実現できる効果も得られる。
【００６５】
特許文献１では、発光素子から発光されたレーザー光を主光束と一対の第１の副光束と一対の第２の副光束とに分割する複数の領域を有する回折素子を設け、ディスク状記録媒体の記録面上に該ディスク状記録媒体の略半径方向において離隔して形成される第１の副束のスポット中心と第２の副光束のスポット中心との距離をＤとし、ｎを自然数とし、ディスク状記録媒体のトラックピッチをＰとしたときに、距離Ｄが略（２ｎ−１）×Ｐ／２となるようにすることで、オフセンタしても安定したトラッキング誤差信号を検出することができる。しかし、この方式は上記のようにトラックピッチによりディスク上のスポット配置が異なるため、例えば光源となる波長が同じでトラックピッチの異なるようなＢｌｕ−ｒａｙ  ＤｉｓｃとＨＤ  ＤＶＤの回折格子を共用化するということは難しくなりレーザの分岐方法含め、コストアップになるのは避けられない。
【００６６】
本実施例はＢｌｕ−ｒａｙ  Ｄｉｓｃ、ＨＤ  ＤＶＤに対して同じ回折格子を用場合であっても安定したトラッキング誤差信号を検出することが可能となる。このことについて以下で説明する。
【００６７】
特許文献１ではトラック間隔を有効に使ったトラッキング方式であるためにトラックピッチの異なるようなディスクに対応することができない。本実施例はサブスポット間隔ｏをトラックピッチ程度に小さくすることで安定したトラッキング誤差信号を得るため、例えばＢｌｕ−ｒａｙ  Ｄｉｓｃでトラッキング誤差信号が安定するように設計しておけば、それよりもトラックピッチの大きいＨＤ  ＤＶＤに対しても安定したトラッキング誤差信号が得られる。これは図４で示した結果から容易に考えられる。これにより、Ｂｌｕ−ｒａｙ  Ｄｉｓｃ、ＨＤ  ＤＶＤで共通光路化することが可能になるため、コストを低減することができる。
【実施例２】
【００６８】
実施例２では図８を用いて第1、第２、第３の回折光の光量比が実施例１と異なる場合について説明する。
【００６９】
図８（１）の第1、第２、第３の回折光のプッシュプル信号振幅比がＡ３：Ａ２：Ａ３とする場合、それぞれのスポットから得られるプッシュプル信号は以下の式で表せる。
プッシュプル信号ａ
【００７０】
【数１７】
2007234120.tif 000019
【００７１】
プッシュプル信号ｃ
【００７２】
【数１８】
2007234120.tif 000020
【００７３】
プッシュプル信号ｂ
【００７４】
【数１９】
2007234120.tif 000021
【００７５】
プッシュプル信号ｄ
【００７６】
【数２０】
2007234120.tif 000022
【００７７】
ここで２πｌ・ｓｉｎθ/Ｔｐ、２πｏ・ｓｉｎθ/Ｔｐを簡単のためにそれぞれＬ、Ｏとおく。図８（２）はそれぞれのスポットから得られるプッシュプル信号の演算について示したものである。プッシュプル信号ｃを所定の増幅率ｋ１（２・Ａ３／Ａ２）で電気的に増幅した信号とプッシュプル信号ｂ、プッシュプル信号ｄを全部加算した信号をＳＰＰ信号とするとＳＰＰ信号およびＴＥＳは実施例１と同様の結果になることは明らかである。また図８（３）のようにプッシュプル信号ｂ、プッシュプル信号ｄを加算をしてから増幅し、プッシュプル信号ｃと加算する演算であっても良い。なお実施例１と同様にディスク上に第１、第２、第３の±１次回折光を配置してもかまわない。
【実施例３】
【００７８】
実施例３では実施例１、実施例２のトラッキング誤差信号生成するための光ピックアップについて説明する。一例としてＤＶＤ−Ｒの記録および再生に対応した光ピックアップについて説明する。もちろん本実施例はＤＶＤ−Ｒに限るものではなく、トラックのある記録型の全ての光ディスクに対応することができる。
【００７９】
図９は光ピックアップ装置の概略構成を示したものである。図中の一点鎖線は光束の光路を示したものである。通常ＤＶＤの光ディスクの記録または再生には、波長６６０ｎｍ帯の半導体レーザを用いる。半導体レーザ５０から出射した光束は回折格子５１に入射する。この回折格子５１により光束が４または７本に分岐される。分岐された光束はビームスプリッタ５２を反射し、コリメートレンズ５３により平行光に変換される。これらの光束が立ち上げミラー５５に反射し、１／４λ板を透過した後、対物レンズ５７によりディスク上に集光される。ディスク上では４または７個の光スポットが形成しており、各スポットの反射光が、対物レンズ５７、１／４λ板、コリメータレンズ５３、ビームスプリッタ５２、検出レンズ５８を透過し光検出器に入射する。検出レンズにより光束には非点収差が与えられ、フォーカス誤差信号を検出することができる。光検出器に入射する光束より得られるフォーカス誤差信号および、トラッキング誤差信号を用いて光スポットの位置制御が可能となる。
【実施例４】
【００８０】
実施例４では本実施例を用いた光ピックアップ装置の別の光学系構成について説明する。ここではＢｌｕ−ｒａｙ  ｄｉｓｃとＨＤ  ＤＶＤの互換ピックアップについて説明する。
【００８１】
図１０は光ピックアップ装置の概略構成を示した図である。Ｂｌｕ−ｒａｙ  ｄｉｓｃおよびＨＤ  ＤＶＤの記録または再生には、４０５ｎｍ帯の半導体レーザを用いる。図中の一点鎖線はＢｌｕ−ｒａｙ  ｄｉｓｃ用光束の光路であり、二点鎖線はＨＤ  ＤＶＤ用光束の光路である。一点鎖線と二点鎖線は離れているが実際は同じ光路である。図中のビームエキスパンダは、光学系倍率を変化させるだけでなく、光束の発散、収束状態を変えることで、カバー層の厚みによる球面収差補正に使用される。
【００８２】
まずＢｌｕ−ｒａｙ  ｄｉｓｃの光学系から説明する。半導体レーザ６０から出射した光束は回折格子６１に入射し、４または７本の光束に分岐される。分岐された光束はビームスプリッタ６２を反射し、コリメートレンズ６３により平行光に変換され、ビームエキスパンダ６５に入射する。ビームエキスパンダ６５を透過した光束は立ち上げミラー６７に反射し、１／４λ板を透過した後、対物レンズ６８によりディスク上に集光される。ディスク上では４または７個の光スポットが形成しており、各スポットからの反射光が、対物レンズ６７、１／４λ板、ビームエキスパンダ６５、コリメートレンズ６３、ビームスプリッタ６２、検出レンズ７２を透過し、光検出器７３に入射する。検出レンズ７２により光束には非点収差が与えられ、フォーカス誤差信号を検出することができる。光検出器７２に入射する光束より得られるフォーカス誤差信号および、トラッキング誤差信号を用いて光スポットの位置制御が可能となる。
【００８３】
次に、ＨＤ  ＤＶＤの光学系について説明する。Ｂｌｕ−ｒａｙ  ｄｉｓｃの光学系と同様に回折格子６１で４または７本に分岐され、ビームスプリッタ５２を反射し、コリメートレンズ６３により平行光に変換される。この光束はビームエキスパンダ６５を透過し、立ち上げミラー６９に反射し、１／４λ板を透過した後、対物レンズ７１によりディスク上に集光される。ディスク上では４または７個の光スポットが形成しており、各スポットからの反射光が、対物レンズ７１、１／４λ板、ビームエキスパンダ６５、コリメータレンズ６３、ビームスプリッタ６２、検出レンズ７２、を透過し光検出器７３に入射する。検出レンズ７２により光束には非点収差が与えられ、フォーカス誤差信号および、トラッキング誤差信号を用いて光スポットの位置制御が可能となる。
【００８４】
以上のようにしてＢｌｕ−ｒａｙ  ｄｉｓｃとＨＤ  ＤＶＤの互換ピックアップが作製可能となり、部品点数を限りなく減らすことができる。これにより低コスト化につながるという効果が得られる。
なお、この光学系に例えばＣＤ・ＤＶＤの光学系を構成しても良いことは言うまでもない。
【実施例５】
【００８５】
実施例５では本実施例を用いた光ピックアップ装置のさらに別の光学系構成について説明する。
【００８６】
図１１は光ピックアップ装置の概略構成を示した図である。図中の半導体レーザ８０はＢｌｕ−ｒａｙ  ｄｉｓｃ、ＨＤ  ＤＶＤ、ＤＶＤ、ＣＤ用のレーザ発光可能な素子である。実施例６と同様にしてＢｌｕ−ｒａｙ  ｄｉｓｃ、ＨＤ  ＤＶＤの互換を実現することが可能である。またビームエキスパンダを作用させることでＤＶＤ、ＣＤについても互換が可能となるのは言うまでもない。
【００８７】
以上のようにしてＢｌｕ−ｒａｙ  ｄｉｓｃ、ＨＤ  ＤＶＤ、ＤＶＤ、ＣＤの互換ピックアップが作製可能となり、部品点数を限りなく減らすことができる。これにより低コスト化につながるという効果が得られる。
【実施例６】
【００８８】
実施例６では、レーザから出射した光束を分岐する実施例１〜５に搭載する回折格子について詳細に説明する。図１２（１）、（２）は回折格子の概略構成を示す図である。この図のように回折格子に入射する光束の照射面を所定の方向に短冊状に３個の領域に分割させる。このような構成により、主光束を第１、第２、第３の回折光に分岐することができる。また３個の領域の格子ピッチを変えることでディスク上の回折光のスポット間距離を変えることが可能である。
【００８９】
図１２（１）は３分割に分割した領域の中心領域にプッシュプル信号の位相が１８０度付加される領域を形成している。この領域は半径方向の略中心で格子溝の相対位置が１８０度異なった構成になっている。そのため、ディスク上のトラックで回折した０次光と＋１次光の干渉する部分は１８０度異なっている。また同様にして０次とー１次光の干渉部分も１８０度異なっているので結果として他の２つの領域とプッシュプル信号が１８０度異なることになる。このようにして本実施例のトラッキングエラー信号を検出するための光ビームに分岐することが出来る。なお、図１１（２）のように３分割に分割した領域の両端の領域に、プッシュプル信号の位相が１８０度付加される領域を形成してもかまわない。
【実施例７】
【００９０】
実施例７では、光ピックアップ装置１７０を搭載した、光学的再生装置について説明する。図１３は光学的再生装置の概略構成である。光ピックアップ装置１７０は、光ディスク１００の半径方向に沿って駆動できる機構が設けられており、アクセス制御回路１７２からのアクセス制御信号に応じて位置制御される。
【００９１】
レーザ点灯回路１７７からは所定のレーザ駆動電流が光ピックアップ装置１７０内の半導体レーザに供給され、半導体レーザからは再生に応じて所定の光量でレーザ光が出射される。なお、レーザ点灯回路１７７は光ピックアップ装置１７０内に組み込むこともできる。
【００９２】
光ピックアップ装置７０内の光検出器から出力された信号は、サーボ信号生成回路１７４および情報信号再生回路１７５に送られる。サーボ信号生成回路１７４では前記光検出器からの信号に基いてフォーカス誤差信号、トラッキング誤差信号ならびにチルト制御信号などのサーボ信号が生成され、これを基にアクチュエータ駆動回路１７３を経て光ピックアップ装置１７０内のアクチュエータを駆動して、対物レンズの位置制御がなされる。
【００９３】
前記情報信号再生装置175では、前記光検出器からの信号に基づいて光ディスク１００に記録されている情報信号が再生される。
【００９４】
前記サーボ信号生成回路１７４および情報信号再生回路１７５で得られた信号の一部はコントロール回路１７６に送られる。このコントロール回路１７６にはスピンドルモータ駆動回路１７１、アクセス制御回路１７２、サーボ信号生成回路１７４、レーザ点灯回路７７などが接続され、光ディスク１００を回転させるスピンドルモータ１６０の回転制御、アクセス方向およびアクセス位置の制御、対物レンズのサーボ制御、光ピックアップ装置７０内の半導体レーザ発光光量の制御などが行われる。
【実施例８】
【００９５】
実施例８では、光ピックアップ１７０を搭載した、光学的記録再生装置について説明する。図１４は光学的記録再生装置の概略構成である。この装置で前記図１２に説明した光学的情報記録再生装置と相違する点は、コントロール回路１７６とレーザ点灯回路１７７の間に情報信号記録回路１７８を設け、情報信号記録回路７８からの記録制御信号に基づいてレーザ点灯回路１７７の点灯制御を行って、光ディスク１００へ所望の情報を書き込む機能が付加されている点である。
【００９６】
以上のような構成をとることで、例えばＢｌｕ−ｒａｙ  ＤｉｓｃとＨＤ  ＤＶＤのような光源となる波長が同じでトラックピッチの異なる複数の光ディスクに対し、ディスクの偏心や回折格子の回転ズレによる影響を低減することが可能となる。また対物レンズがオフセンタしても良好なトラッキング誤差信号が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００９７】
【図１】実施例１における光ピックアップと光ディスクとその光ディスク上の光スポット配置を示す図である。
【図２】実施例１のトラッキングエラー信号を説明する図である。
【図３】実施例１のトラッキングエラー信号を説明する図である。
【図４】実施例１のトラッキングエラー信号を説明する図である。
【図５】実施例１のトラッキングエラー信号を説明する図である。
【図６】実施例１のトラッキングエラー信号を説明する図である。
【図７】実施例１のトラッキングエラー信号を説明する図である。
【図８】実施例２のトラッキングエラー信号を説明する図である。
【図９】実施例３における光ピックアップを説明する図である。
【図１０】実施例４における光ピックアップを説明する図である。
【図１１】実施例５における光ピックアップを説明する図である。
【図１２】実施例６における分岐格子を説明する図である。
【図１３】実施例７における光学的再生装置を説明する図である。
【図１４】実施例８における光学的記録再生装置を説明する図である。
【符号の説明】
【００９８】
１：光ピックアップ装置、２：対物レンズ、３：対物レンズ、１０：スピンドル、５０：半導体レーザ、５１：回折格子、５２：ビームスプリッタ、５３：コリメートレンズ、５４：フロントモニタ、５５：立ち上げミラー、５７：対物レンズ、５８：検出レンズ、５９：光検出器、６０：半導体レーザ、６１：回折格子、６２：ビームスプリッタ、６３：コリメートレンズ、６４：フロントモニタ、６５：ビームエキスパンダ、６６：立ち上げミラー、６８：対物レンズ、６９：立ち上げミラー、７１：対物レンズ、７２：検出レンズ、７３：光検出器、８０：半導体レーザ、８１：回折格子、８２：ビームスプリッタ、８３：コリメートレンズ、８４：フロントモニタ、８５：ビームエキスパンダ、８６：立ち上げミラー、８８：対物レンズ、８９：立ち上げミラー、９１：対物レンズ、９２：検出レンズ、９３：光検出器、１００：光ディスク、１０１：トラック、１７０：光ピックアップ装置、１７１：スピンドルモータ、１７２：アクセス制御、１７３：アクチュエータ駆動回路、１７４：サーボ信号生成回路、１７５：情報信号再生回路、１７６：コントロール回路、１７７：レーザ点灯回路、１７８：情報記録回路、ａ：本実施例のメイン光スポット、ｂ：本実施例の第１の＋１次またはー１次の回折光スポット、ｃ：本実施例の第２の＋１次またはー１次の回折光スポット、ｄ：本実施例の第３の＋１次またはー１次の回折光スポット、ｅ：本実施例の第１の−１次または＋１次の回折光スポット、ｆ：本実施例の第２の−１次または＋１次の回折光スポット、ｇ：本実施例の第３の−１次または＋１次の回折光スポット、ｈ：ＤＰＰ方式のメイン光スポットｈ、ｉ: ＤＰＰ方式のサブ光スポットｉ、ｊ: ＤＰＰ方式のサブ光スポットｊ
【図１】
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【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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