(57)【要約】【課題】３種類以上の光ディスクに対応し、光検出器内の受光部を２種類以上の光ディスクで共用する光再生記録装置において、差動非点収差法によるフォーカスサーボの精度を向上すること。【解決手段】光検出器において、光検出部１２０Ｌ，１２０Ｒを備え、光検出部１２０Ｌ，１２０Ｒはそれぞれ、３つの４分割受光部を備えることを特徴とする。本発明の検出器を用いれば、サブビーム受光部を全て４分割受光部とすることができるので、差動非点収差法によるフォーカスサーボの対象となる２種類の光ディスク（例えば、ＤＶＤと青色光ディスク）を同じ光検出部に割り当てないようにすることができる。したがって、３種類以上の光ディスクに対応し、光検出器内の受光部を２種類以上の光ディスクで共用する光再生記録装置において、差動非点収差法によるフォーカスサーボの精度を向上することが可能になっている。【選択図】図２
2009146476.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１及び第２の光検出部を備え、
前記第１及び前記第２の光検出部はそれぞれ、少なくとも３つの４分割受光部を有することを特徴とする光検出器。
【請求項２】
請求項１に記載の光検出器と、
差動非点収差法によるフォーカスサーボの対象となる第１の光ディスクによる第１の光ビームが前記第１の光検出部に受光され、差動非点収差法によるフォーカスサーボの対象となる第２の光ディスクによる第２の光ビーム及び差動非点収差法によるフォーカスサーボの対象とならない第３の光ディスクによる第３の光ビームが前記第２の光検出部に受光されるよう構成された光学系と、
を備えることを特徴とする光ピックアップ。
【請求項３】
前記第２の光検出部に含まれる前記３つの４分割受光部の配置は、前記第２の光ビームのスポット位置に応じて決定される、
ことを特徴とする請求項２に記載の光ピックアップ。
【請求項４】
前記光学系は、
前記第２の光ビームを発する１波長レーザ光源と、
前記第１及び第３の光ビームを発する２波長レーザ光源と、
を含み、
前記各レーザ光源は、前記第２及び第３の光ビームの各光軸が前記光学系の光軸と一致するよう配置されることを特徴とする請求項２又は３に記載の光ピックアップ。
【請求項５】
前記光学系は、前記第１の光ビームに対する正弦条件を満たすよう構成されることを特徴とする請求項４に記載の光ピックアップ。
【請求項６】
請求項２乃至５のいずれか一項に記載の光ピックアップを備えることを特徴とする光再生記録装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は光検出器に関し、特に、規格の異なる３種類以上の光ディスクの再生や記録に用いることが好適な光検出器に関する。また、本発明はこのような光検出器を備える光ピックアップ、および該光ピックアップを備えた光再生記録装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、光ディスクの技術が進歩し、従来のＣＤ(Compact Disc)及びＤＶＤに加え、ＢＤ(Blu-ray Disc)、ＨＤ−ＤＶＤという、青色レーザーを用いて大容量化を実現した光ディスク（以下では青色光ディスクと称する。）が登場している。これに伴い、光ディスクの再生や記録を行うための光再生記録装置には、規格の異なる３種類の光ディスク、すなわち、ＣＤ，ＤＶＤ，及びいずれかの青色光ディスクに対応することが求められている。
【０００３】
光再生記録装置には、記録面で反射した光ビームを受光するための光検出器が備えられる。光検出器には光ビームを受光する受光部が設けられるが、光ディスクごとに光ビームの波長、トラック幅、光ビームの焦点を合わせるために行うサーボの具体的方法等が異なるため、本来的には、受光部は光ディスクの種類ごとに設けられる。
【０００４】
しかし、光ディスクの種類ごとに受光部を設けると小型化の点で難があるため、ＤＶＤと青色光ディスクとで受光部が共用されることが好ましい。
【０００５】
図５は、ＤＶＤと青色光ディスクとで受光部を共用する従来の光検出器１０００を示す図である。図５に示すように、光検出器１０００は、ＤＶＤ及び青色光ディスクの光ビームを受光するために用いられる光検出部１０００Ｌと，ＣＤの光ビームを受光するために用いられる光検出部１０００Ｒとを備えている。光検出部１０００Ｌは、光ビームの０次回折光であるメインビームＭＢを受光するメインビーム受光部ＭＬと、光ビームの＋１次回折光である第１サブビームＳＢ１を受光する第１サブビーム受光部Ｓ１Ｌと、光ビームの−１次回折光である第２サブビームＳＢ２を受光する第２サブビーム受光部Ｓ２Ｌとから構成されている。光検出部１０００Ｒも同様に、メインビーム受光部ＭＲと、第１サブビーム受光部Ｓ１Ｒと、第２サブビーム受光部Ｓ２Ｒとから構成されている。
【０００６】
ＤＶＤ及び青色光ディスク用の各受光部ＭＬ，Ｓ１Ｌ，Ｓ２Ｌは、図５に示すように、いずれも正方形の受光面を有する４つのフォトダイオードを正方形状に配置してなる４分割受光部である。これに対し、ＣＤ用に関しては、メインビーム受光部ＭＲは同様の４分割受光部であるが、各サブビーム受光部Ｓ１Ｒ，Ｓ２Ｒは、いずれも長方形の受光面を有する２つのフォトダイオードを上下に配置してなる２分割受光部である。この違いは、サーボ方法の違いによるものである。
【０００７】
サーボには、記録面垂直方向の焦点合わせのためのフォーカスサーボと、光ディスクの記録トラックに追従する、半径方向の位置合わせのためのトラッキングサーボがある。
【０００８】
フォーカスサーボのための具体的な技術としては、非点収差法や差動非点収差法が知られている。非点収差法は、アナモフィックレンズを用いて光ビームに非点収差を付加し、受光部で受光されたスポットが円形になっているか否かを検出することにより焦点が合っているか否かを検出する方法である。非点収差法を用いる場合、受光部には４分割受光部が用いられる。非点収差法ではメインビームのみが用いられるが、差動非点収差法では、メインビームとサブビームの両方が用いられる。メインビームとサブビームの両方を用いることにより、差動非点収差法では、トラッククロスノイズ（対物レンズがトラック上を横切るときに発生するノイズ）をキャンセルすることが可能になっている。
【０００９】
一方、トラッキングサーボのための具体的な技術としては、差動プッシュプル法、３ビーム法、インライン差動プッシュプル法が知られている。このうち、差動プッシュプル法は、光ビームが記録面上に形成するスポットがトラック上の所定位置からずれると、該光ビームによって受光部上に形成されるスポットの強度中心が受光部の中心から上下方向に移動するという性質を利用するもので、受光部には２分割受光部が用いられる。また、差動プッシュプル法ではメインビームとサブビームの両方が用いられる。メインビームとサブビームの両方を用いることにより、差動プッシュプル法では、レンズシフトオフセット（サーボによって対物レンズを動かすことにより発生する、光検出器上でのスポット位置のオフセット）をキャンセルすることが可能になっている。
【００１０】
さて、ＣＤでは、トラッククロスノイズがそれほど問題にならないので、フォーカスサーボには非点収差法が用いられる。また、トラッキングサーボには、差動プッシュプル法又は３ビーム法が用いられる。したがって、ＣＤ用の各サブビーム受光部には２分割受光部を用いれば十分であり、図５のサブビーム受光部Ｓ１Ｒ，Ｓ２Ｒは２分割受光部になっている。
【００１１】
一方、ＤＶＤでは、トラッククロスノイズをキャンセルする必要があるので、フォーカスサーボには差動非点収差法が用いられる。また、トラッキングサーボには、差動プッシュプル法が用いられる。したがって、ＤＶＤ用の各サブビーム受光部には４分割受光部を用いる必要があり、図５のサブビーム受光部Ｓ１Ｌ，Ｓ２Ｌは４分割受光部になっている。
【００１２】
そして、青色光ディスクでは、ＤＶＤ同様、フォーカスサーボに差動非点収差法を用いる必要がある。また、トラッキングサーボには、差動プッシュプル法が用いられる。したがって、青色光ディスク用の各サブビーム受光部には４分割受光部を用いる必要があり、ＣＤ又はＤＶＤと光検出部を共用する場合、ＤＶＤ用の光検出部１０００Ｌと共用することになる。
【００１３】
なお、特許文献３，４，６には、２波長レーザを用いてＣＤとＤＶＤに対応した光再生記録装置が開示されている。また、特許文献５，８には、３波長レーザを用いてＣＤ，ＤＶＤ，及び高密度ＤＶＤに対応した光再生記録装置が開示されている。また、特許文献１，２，７，９には、上記各サーボを行う光再生記録装置が開示されている。
【特許文献１】特公平４−３４２１２号公報
【特許文献２】特開平５−１４４０７５号公報
【特許文献３】特開２００１−２２２８２５号公報
【特許文献４】特開２００１−３０７３６７号公報
【特許文献５】特開２００２−２４５６６０号公報
【特許文献６】特開２００３−３４７６８２号公報
【特許文献７】特開２００４−１４５９１５号公報
【特許文献８】特開２００４−２４７０２５号公報
【特許文献９】特許第２８２３７６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
ところで、図５にも示されるように、各受光部は、図面左右方向に少しずつ（１／２トラックピッチずつ）ずれて配置されている。これは、差動非点収差法においては、１／２トラックピッチ（ＴＰ）ずつ半径方向に離隔させると最も有効にトラックノイズキャンセルでき、また、差動プッシュプル法においては、１／２ＴＰずつ半径方向に離隔させたときに感度が最大となるため、いずれにしても１／２ＴＰずつ離隔させることが好ましいからである。
【００１５】
トラックピッチは光ディスクの規格によって異なるため、スポット位置間の半径方向離隔距離１／２トラックピッチといっても、ＤＶＤと青色光ディスクではその具体的な長さが異なる。そのため、図５にも示すように、光検出器上において、ＤＶＤと青色光ディスクのサブビームの位置は完全には一致しない。また、ＤＶＤと青色光ディスクでは使用する光ビームの波長の違いによりレンズやプリズム類における屈折量が少しずつ異なるため、これによってもＤＶＤと青色光ディスクのサブビームの位置にずれが生ずる。
【００１６】
差動非点収差法においては、焦点が合っているとき、サブビームのスポット中心とサブビーム受光部の中心とが完全一致していることが好ましいが、ＤＶＤと青色光ディスクとで光検出部を共用する場合、上記のような理由により、ＤＶＤと青色光ディスクの両方についてこれを実現することは不可能である。このため、ＤＶＤと青色光ディスクのいずれか少なくとも一方についてトラッククロスノイズを十分にキャンセルできず、フォーカスサーボ時の偏差自体も大きくなってしまうという問題があった。
【００１７】
したがって、本発明の課題のひとつは、３種類以上の光ディスクに対応し、光検出器内の受光部を２種類以上の光ディスクで共用する光再生記録装置において、各光ディスクについて安定したフォーカスサーボを行うことのできる光ピックアップ及びこれを用いる光再生記録装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上記課題を解決するための本発明による光検出器は、第１及び第２の光検出部を備え、第１及び前記第２の光検出部はそれぞれ、３つの４分割受光部を有することを特徴とする。
【００１９】
本発明の光検出器を用いれば、サブビーム受光部を全て４分割受光部とすることができるので、差動非点収差法によるフォーカスサーボの対象となる２種類の光ディスク（例えば、ＤＶＤと青色光ディスク）を同じ光検出部に割り当てないようにすることができる。したがって、３種類以上の光ディスクに対応し、光検出器内の受光部を２種類以上の光ディスクで共用する光再生記録装置において、各光ディスクについて安定したフォーカスサーボを行うことが可能になっている。
【００２０】
また、本発明による光ピックアップは、上記光検出器と、差動非点収差法によるフォーカスサーボの対象となる第１の光ディスク（例えばＤＶＤ）による第１の光ビームが前記第１の光検出部に受光され、差動非点収差法によるフォーカスサーボの対象となる第２の光ディスク（例えば青色光ディスク）による第２の光ビーム及び差動非点収差法によるフォーカスサーボの対象とならない第３の光ディスク（例えばＣＤ）による第３の光ビームが第２の光検出部に受光されるよう構成された光学系と、を備えることを特徴とする。これによれば、第１の光ディスクと第２の光ディスクとを異なる光検出部に割り当てることができる。
【００２１】
また、この光ピックアップにおいて、第２の光検出部に含まれる３つの４分割受光部の配置は、第２の光ビームのスポット位置に応じて決定される、こととしてもよい。これによれば、第２の光ディスクのサーボ精度を向上することができる。
【００２２】
また、上記各光ピックアップにおいて、前記光学系は、前記第２の光ビームを発する１波長レーザ光源と、第１及び第３の光ビームを発する２波長レーザ光源と、を含み、各レーザ光源は、第２及び第３の光ビームの各光軸が前記光学系の光軸と一致するよう配置される、こととしてもよい。これによれば、２波長レーザ光源を用いて第１及び第３の光ビームを生成するために第１の光ビームの光軸と第３の光ビームの光軸とを一致させられない場合において、第２及び第３の光ビームの光軸を光学系の光軸と一致させている。さらに、第２と第３の光ビームの光軸をレンズ系で構成される光軸と一致させ、レンズ系の光軸と一致が不可能な第１の光ビームに対しては、第１の光ビームに対する正弦条件の考慮されたレンズ系を採用することで、全ての波長に適した光ピックアップの構成が可能となる。
【００２３】
また、本発明による光再生記録装置は、上記各光ピックアップを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、３種類以上の光ディスクに対応し、光検出器内の受光部を２種類以上の光ディスクで共用する光再生記録装置において、各光ディスクについて安定したフォーカスサーボを行うことが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、添付図面を参照しながら、本発明の好ましい実施の形態について詳細に説明する。
【００２６】
図１は、光ディスク２００の再生及び記録を行うための光ピックアップ１００の模式図である。
【００２７】
図１（ａ）は光ディスク２００の記録面の側面方向から見た模式図、同図（ｂ）は光ディスク２００の記録面の上面方向から見た模式図である。なお、光ディスク２００は入れ替え可能になっており、ＣＤ，ＤＶＤ，青色光ディスク（ＢＤ、ＨＤ−ＤＶＤ等）の３種類の光ディスクを用いることができる。
【００２８】
図１に示すように、光ピックアップ１００の往路光学系は、２波長レーザ光源１０１と、回折格子１０２と、１波長レーザ光源１０３と、回折格子１０４と、ダイクロイックプリズム１０５と、ビームスプリッタ１０６と、フロントモニタ（ＦＭＰＤ）１０７と、コリメータレンズ１０８と、液晶補正素子１０９と、ミラー１１０と、１／４波長板１１１と、対物レンズ１１２と、を備えている。
【００２９】
２波長レーザ光源１０１は、ＣＤ用の光ビーム（波長約７９０ｎｍ）及びＤＶＤ用の光ビーム（波長約６５０ｎｍ）を発する。一方、１波長レーザ光源１０３は、青色光ディスク用の光ビーム（波長約４０５ｎｍ）を発する。回折格子１０２は、レーザ光源１０１が発した光ビームを上述した３ビームに分解しＰ偏光としてダイクロイックプリズム１０５に入射させる。回折格子１０４は、レーザ光源１０３が発した光ビームを上述した３ビームに分解しＰ偏光としてダイクロイックプリズム１０５に入射させる。
【００３０】
ダイクロイックプリズム１０５は、回折格子１０２から入射された光ビームを透過してビームスプリッタ１０６に入射させるとともに、回折格子１０４から入射された光ビームを反射してビームスプリッタ１０６に入射させる。ビームスプリッタ１０６は、入射されたＰ偏光を９０％程度透過し残りを反射する。ＦＭＰＤ１０７は、ビームスプリッタ１０６で反射されたＰ偏光を受光して電気信号に変換し、光源出力のフィードバック制御を行うコントローラ（不図示）に出力する。コリメータレンズ１０８は、ビームスプリッタ１０６を透過した光ビームを平行光とする。液晶補正素子１０９は、コリメータレンズ１０８で平行光とされた光ビームの球面収差を補正する。ミラー１１０は、液晶補正素子１０９を通過した光ビームを反射して、その進路を光ディスク２００方向に折り曲げる。１／４波長板１１１は、ミラー１１０で反射した光ビームを円偏光とする。対物レンズ１１２は、１／４波長板１１１を通過した光ビームを収束光として光ディスク２００の記録面に照射する。
【００３１】
また、光ピックアップ１００は、対物レンズ１１２の位置を制御するアクチュエータ１１３も備えており、これによって、対物レンズ１１２を通過した光ビームの焦点位置は光ディスク２００の記録面垂直方向及び半径方向に制御可能とされている。
【００３２】
光ピックアップ１００の復路光学系は、上述した対物レンズ１１２、１／４波長板１１１、ミラー１１０、液晶補正素子１０９、及びコリメータレンズ１０８、ビームスプリッタ１０６に加え、アナモフィックレンズ１１４と光検出器１２０を備えている。このうち、ビームスプリッタ１０６は、記録面で反射してＳ偏光となり復路光学系を逆行してきた光ビームを１００％反射してアナモフィックレンズ１１４に入射させる。アナモフィックレンズ１１４は、ビームスプリッタ１０６から入射された光ビームに非点収差を付与する。光検出器１２０は、アナモフィックレンズ１１４によって非点収差を付与された光ビームを受光する。
【００３３】
ここで、レーザ光源１０１及び１０３は、青色光ディスク用の光ビーム及びＣＤ用の光ビームの各光軸が、光学系の光軸（ミラー１１０を介してコリメータレンズ１０８及び対物レンズ１１２の中心を結ぶ線）と一致するよう配置されている。このため、光ピックアップ１００においては、対物レンズ１１２のアクチュエータ１１３による光ディスク２００半径方向の移動、所謂レンズシフトに対し、コマ収差の発生が極力抑えられている。
【００３４】
ただし、レーザ光源１０１が２種類の光ビーム（ＤＶＤ用とＣＤ用）ごとに導波路を有しているために、上記のようにするとＤＶＤ用の光ビームの光軸は光学系の光軸と一致しなくなり、対物レンズ１１２が設計中心位置にあっても、像高が発生する状態となる。そこで、光ピックアップ１００のレンズ系は、波長約６５０ｎｍの光ビーム（ＤＶＤ用の光ビーム）に対し極力正弦条件を満たし、像高に対するコマ収差を抑えるように設計されている。
【００３５】
また、回折格子１０２又は１０４によって３つに分解された各光ビームは、上述した往路光学系を通って光ディスク２００の記録面上に到達し、概ね光ディスク２００の接線方向及び半径方向に等間隔で並ぶ３つのスポットを形成する。なお、光ピックアップ１００の往路光学系は、各スポットが、記録面上において第１サブビーム、メインビーム、第２サブビームの順に並び、かつ、各スポットの接線方向の間隔が１０μｍ程度、同半径方向の間隔がトラックピッチの１／２となるよう構成されている。各ビームはそれぞれ記録面で反射し、上述した復路光学系を通って光検出器１２０に到達し、光検出器１２０上にも３つのスポットを形成する。
【００３６】
図２は、光ビームの照射方向から見た光検出器１２０の外観図である。
【００３７】
図２に示すように、光検出器１２０は、ＤＶＤの光ビームを受光するために用いられる光検出部１２０Ｌと，ＣＤ及び青色光ディスクの光ビームを受光するために用いられる光検出部１２０Ｒとを備えている。光検出部１２０Ｌは、光ビームの０次回折光であるメインビームＭＢを受光するメインビーム受光部ＭＬと、光ビームの＋１次回折光である第１サブビームＳＢ１を受光する第１サブビーム受光部Ｓ１Ｌと、光ビームの−１次回折光である第２サブビームＳＢ２を受光する第２サブビーム受光部Ｓ２Ｌとから構成されている。光検出部１２０Ｒも同様に、メインビーム受光部ＭＲと、第１サブビーム受光部Ｓ１Ｒと、第２サブビーム受光部Ｓ２Ｒとから構成されている。
【００３８】
光検出部１２０Ｌ内の第１サブビーム受光部Ｓ１Ｌ、メインビーム受光部ＭＬ、第２サブビーム受光部Ｓ２Ｌは、それぞれＤＶＤ用の第１サブビームＳＢ１ＤＶＤ、メインビームＭＢＤＶＤ、第２サブビームＳＢ２ＤＶＤを受光できるよう、光ディスクの接線方向に対応する方向（図面上下方向）にこの順で並んで配置されている。また、これらの各受光部の中心位置は、焦点が合っているときのＤＶＤ用の各光ビームのスポット中心と一致するよう決定されている。
【００３９】
一方、光検出部１２０Ｒ内の第１サブビーム受光部Ｓ１Ｒ、メインビーム受光部ＭＲ、第２サブビーム受光部Ｓ２Ｒは、それぞれ青色光ディスク用の第１サブビームＳＢ１ＢＤ、メインビームＭＢＢＤ、第２サブビームＳＢ２ＢＤを受光できるよう、光ディスクの接線方向に対応する方向（図面上下方向）にこの順で並んで配置されている。また、これらの各受光部の中心位置は、焦点が合っているときの青色光ディスク用の各光ビームのスポット中心と一致するよう決定されている。なお、上述したように、本実施の形態では、青色光ディスク用の光ビームの光軸とＣＤ用の光ビームの光軸が一致しているので、上記の配置により、ＣＤ用の第１サブビームＳＢ１ＣＤ、メインビームＭＢＣＤ、第２サブビームＳＢ２ＣＤも、第１サブビーム受光部Ｓ１Ｒ、メインビーム受光部ＭＲ、第２サブビーム受光部Ｓ２Ｒにおいて受光可能となっている。
【００４０】
ＤＶＤ用の各受光部ＭＬ，Ｓ１Ｌ，Ｓ２Ｌは、図５で説明した光検出器１０００と同様、いずれも正方形の受光面を有する４つのフォトダイオードを正方形状に配置してなる４分割受光部である。ＣＤ及び青色光ディスク用の各受光部ＭＲ，Ｓ１Ｒ，Ｓ２Ｒも、同様にいずれも４分割受光部であるが、サブビーム用受光部Ｓ１Ｒ，Ｓ２Ｒを構成する各フォトダイオードは、光ディスクの半径方向に対応する方向（図面左右方向）の辺の長さ（図２のｌ２）が、光ディスクの接線方向に対応する方向（図面上下方向）の辺の長さ（図２のｌ１）よりも少し長くなるようにしている。したがって、サブビーム受光部Ｓ１Ｒ，Ｓ２Ｒは長方形である。サブビーム受光部Ｓ１Ｒ，Ｓ２Ｒを構成する各フォトダイオードの図面左右方向の長さは、ＣＤのトラッキングサーボを行う際に、サブビームのスポットが受光部内に収まるよう決定される。
【００４１】
各フォトダイオードの受光面のサイズは、各受光部内で同一である。各フォトダイオードは、光ビームを受光すると、光ビームの強度を受光面で面積分して得られる値（受光量）の振幅を有する信号を出力する。
【００４２】
次に、光ピックアップ１００の動作について説明する。以下の説明では、フォーカスサーボ及びトラッキングサーボによる光ピックアップ１００の動作について、青色光ディスクとＣＤの場合を例にとって説明する。ＤＶＤについては青色光ディスクと同様である。説明にあたり、各フォトダイオードに符号を付与しておく。具体的には、図２に示すように、メインビーム受光部ＭＲを構成する各フォトダイオードを、図面右上から時計回りにフォトダイオードａ，ｂ，ｃ，ｄとし、サブビーム受光部Ｓ１Ｒを構成する各フォトダイオードを、図面右上から時計回りにフォトダイオードｅ１，ｅ２，ｅ３，ｅ４とし、サブビーム受光部Ｓ２Ｒを構成する各フォトダイオードを、図面右上から時計回りにフォトダイオードｆ１，ｆ２，ｆ３，ｆ４とする。そして、各フォトダイオードａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ１，ｅ２，ｅ３，ｅ４，ｆ１，ｆ２，ｆ３，ｆ４の出力（受光量）を、それぞれＩａ，Ｉｂ，Ｉｃ，Ｉｄ，Ｉｅ１，Ｉｅ２，Ｉｅ３，Ｉｅ４，Ｉｆ１，Ｉｆ２，Ｉｆ３，Ｉｆ４とする。
【００４３】
まず、フォーカスサーボに関して説明する。光ピックアップ１００は、青色光ディスクについては差動非点収差法によるフォーカスサーボを、ＣＤについては非点収差法によるフォーカスサーボを行う。
【００４４】
まず、差動非点収差法では、メインビームフォーカシング誤差信号ＦＥＭ及びサブビームフォーカシング誤差信号ＦＥＳが式（１）及び式（２）のように定義される。また、フォーカシング誤差信号ＦＥが次の式（３）のように定義される。
ＦＥＭ＝（Ｉａ＋Ｉｃ）−（Ｉｂ＋Ｉｄ）  ・・・（１）
ＦＥＳ＝｛（Ｉｅ１＋Ｉｆ１）＋（Ｉｅ３＋Ｉｆ３）｝−｛（Ｉｅ２＋Ｉｆ２）＋（Ｉｅ４＋Ｉｆ４）｝  ・・・（２）
ＦＥ＝ＦＥＭ＋ｋｆＦＥＳ  ・・・（３）
【００４５】
サブビームフォーカシング誤差信号ＦＥＳを用いるのは、トラッククロスノイズ（対物レンズ１１２がトラック上を横切るときに発生するノイズ）をキャンセルするためである。すなわち、上述したように、記録面上における第１サブビームＳＢ１、メインビームＭＢ、第２サブビームＳＢ２の各スポット位置はトラックピッチの１／２ずつ光ディスク半径方向に離隔して並んでおり、そのために、ＦＥＳとＦＥＭには、対物レンズ１１２がトラック上を横切るとき、互いに逆位相の変動成分（トラッククロスノイズ）が現れる。定数ｋｆは、これらの変動成分を打ち消すように決定される。したがって、フォーカシング誤差信号ＦＥではトラッククロスノイズがキャンセルされる。
【００４６】
ここで、図３は、青色光ディスクによるフォーカスサーボの説明図である。
【００４７】
アナモフィックレンズ１１４の働きにより、各光ビームの焦点位置が記録面上にある場合、各光ビームは略円形のスポットを各受光部に形成する。図３のスポットＭＢＢＤ−ＩＦ、ＳＢ１ＢＤ−ＩＦ、ＳＢ２ＢＤ−ＩＦは、このようなスポットの例を示している。一方、焦点位置が記録面上にない場合、各光ビームが形成するスポットは、各受光部の対角線方向に長軸を有する略楕円形となる。図３のスポットＭＢＢＤ−ＯＦ、ＳＢ１ＢＤ−ＯＦ、ＳＢ２ＢＤ−ＯＦは、このようなスポットの例を示している。スポット形状がこのようになることにより、各光ビームの焦点位置が記録面上にあるとフォーカシング誤差信号ＦＥの値は０になるが、そうでないと０以外の値となる。差動非点収差法はこのようなフォーカシング誤差信号ＦＥの性質を利用するもので、光ピックアップ１００はフォーカシング誤差信号ＦＥの値が０になるようにアクチュエータ１１３を制御することにより、記録面垂直方向の焦点位置合わせを行う。
【００４８】
一方、非点収差法では、フォーカシング誤差信号ＦＥは、次の式（４）のように定義される。すなわち、非点収差法では、サブビームを用いない。その他の処理は差動非点収差法と同様である。
ＦＥ＝ＦＥＭ  ・・・（４）
【００４９】
式（４）ではトラッククロスノイズのキャンセルはできないが、トラッククロスノイズの影響が小さい場合にはこうすることで処理量を減ずることができる。
【００５０】
次に、トラッキングサーボに関して説明する。光ピックアップ１００は、青色光ディスク及びＣＤのいずれについても、差動プッシュプル法によるトラッキングサーボを行う。
【００５１】
差動プッシュプル法では、メインプッシュプルＭＰＰ及びサブプッシュプルＳＰＰが式（５）及び式（６）のように定義される。また、トラッキング誤差信号ＴＥが次の式（７）のように定義される。
ＭＰＰ＝（Ｉａ＋Ｉｄ）−（Ｉｂ＋Ｉｃ）  ・・・（５）
ＳＰＰ＝｛（Ｉｅ１＋Ｉｆ１）＋（Ｉｅ４＋Ｉｆ４）｝−｛（Ｉｅ２＋Ｉｆ２）＋（Ｉｅ３＋Ｉｆ３）｝  ・・・（６）
ＴＥ＝ＭＰＰ−ｋｔＳＰＰ  ・・・（７）
【００５２】
サブプッシュプルＳＰＰを用いるのは、レンズシフトオフセット（アクチュエータ１１３によって対物レンズ１１２を動かすことにより発生するオフセット）をキャンセルするためである。すなわち、ＭＰＰとＳＰＰには、アクチュエータ１１３によって対物レンズ１１２を動かすとき、同方向のオフセット成分（レンズシフトオフセット）が現れる。定数ｋｔは、このオフセット成分を打ち消すように決定される。したがって、トラッキング誤差信号ＴＥではレンズシフトオフセットがキャンセルされる。
【００５３】
青色光ディスクについては、各光ビームの焦点位置がトラック内の所定位置（ランド又はグループの中心）にあるとき、各光ビームが光検出器１２０に形成するスポットの強度中心は、各受光部の中心と一致する。一方、各光ビームの焦点位置がトラック内の上記所定位置から光ディスク半径方向にずれると、各光ビームが光検出器１２０に形成するスポットの強度中心は、各受光部の中心から図２の図面上下方向にずれる。その結果、例えばメインビームＭＢに関して言えば、フォトダイオードａ及びｄの受光量の合計値Ｉａ＋Ｉｄと、フォトダイオードｂ及びｃの受光量の合計値Ｉｂ＋Ｉｃとが異なる値になる。また、記録面上における各サブビームのスポット位置は、メインビームから光ディスク半径方向に、互いに逆向きに等距離離れている。これらにより、メインビームの焦点位置がトラック内の所定位置にあるとトラッキング誤差信号ＴＥの値は０になるが、そうでないと０以外の値となる。差動プッシュプル法はこのようなトラッキング誤差信号ＴＥの性質を利用するもので、光ピックアップ１００はトラッキング誤差信号ＴＥの値が０になるようにアクチュエータ１１３を制御することにより、光ディスク半径方向の焦点位置合わせを行う。
【００５４】
一方、ＣＤについては、各光ビームの焦点位置がトラック内の所定位置（ランド又はグループの中心）にあるとき、メインビームが光検出器１２０に形成するスポットの中心は受光部ＭＲの中心と一致するものの、各サブビームが光検出器１２０に形成するスポットの中心は各サブビーム受光部の中心から図２の図面左右方向にずれる。しかしながら、ＳＰＰは式（６）によって算出されるため、この図面左右方向のずれは、スポットが受光部内に収まっている限りにおいては、ＳＰＰの値に影響しない。したがって、ＣＤについても、メインビームの焦点位置がトラック内の所定位置にあるとトラッキング誤差信号ＴＥの値は０になるが、そうでないと０以外の値となり、光ピックアップは、トラッキング誤差信号ＴＥの値が０になるようにアクチュエータ１１３を制御することにより、光ディスク半径方向の焦点位置合わせを行うことができる。
【００５５】
ちなみに、図２の上下方向にあたる、メインビームに対するサブビームそれぞれの距離は、青色光ディスク用光路で定まった受光部Ｓ１Ｒ、Ｓ２Ｒの上下分割線（ｅ１ｅ４とｅ２ｅ３の境界線、ｆ１ｆ４とｆ２ｆ３の境界線）に一致するように、回折格子１０２の格子ピッチが設計されている。その結果として光ディスク２００の記録面上での各スポットの接線方向の間隔は、当初の狙い値（例えば１０μｍ）から多少ずれることになるが、１μｍにも満たないずれ量であり、機能上の問題が発生するものではない。
【００５６】
以上説明したように、本実施の形態によれば、サブビーム受光部を全て４分割受光部としているので、青色光ディスクとＣＤとで光検出部１２０Ｒを共用することができる。そして、ＣＤは差動非点収差法によるフォーカスサーボを行わないので、光検出部１２０Ｒ内の各受光部の配置は光検出部１２０Ｒの光ビームのスポット位置に応じて決定でき、したがって、青色光ディスクについて行う差動非点収差法によるフォーカスサーボの精度を向上することが可能になっている。同時に、ＤＶＤについては、単独で光検出部を用いることになるため、共用によるフォーカスサーボの精度劣化は生じない。したがって、青色光ディスク、ＤＶＤ、ＣＤのいずれについても、安定したフォーカスサーボを行うことが可能になっている。
【００５７】
次に、光ピックアップ１００を備える光再生記録装置と、光再生記録装置を備えるコンピュータについて説明しておく。なお、ここでは光再生記録装置３００を備えるコンピュータについて説明するが、光再生記録装置３００はコンピュータにしか搭載できない性質のものではなく、光ディスクプレーヤや光ディスクレコーダなどの他の装置にも搭載可能である。
【００５８】
図４は、本実施の形態によるコンピュータ３１０及びその一部を構成する光再生記録装置３００のシステム構成を示す図である。同図に示すように、コンピュータ３１０は、光再生記録装置３００の他、光再生記録装置３００の制御を含む各種制御や信号処理を行うＣＰＵ３１１と、ＣＰＵ３１１で利用される各種データを記憶するメモリ３１２と、他の装置とＣＰＵ３１１の接続インターフェイスであるインターフェイス回路（Ｉ／Ｆ）３１３と、を備えており、これらはバスで相互に接続されている。
【００５９】
また、光再生記録装置３００は、信号演算部３０１と、レーザ駆動回路３０２と、アクチュエータ駆動回路３０３と、粗動モータ３０４と、粗動モータ駆動回路３０５と、スピンドルモータ３０６と、スピンドルモータ駆動回路３０７と、コントローラ３０８と、を備えている。
【００６０】
信号演算部３０１は、光ピックアップ１００及び光ディスク２００の他、光検出器１２０内の各フォトダイオード（図２）から出力される信号の入力を受けて上記各誤差信号ＦＥ，ＴＥを算出するとともに、メインビーム受光部の各フォトダイオード（図２）が出力する信号の合計信号ＲＦ（ＲＦＰ＝Ｉａ＋Ｉｂ＋Ｉｃ＋ＩｄとＲＦＮ＝−（Ｉａ＋Ｉｂ＋Ｉｃ＋Ｉｄ）の差動信号）を算出するための演算回路及び増幅回路を有する。
【００６１】
レーザ駆動回路３０２は、レーザ光源１０１及び１０３（図１）の出力制御を行う。アクチュエータ駆動回路３０３は、アクチュエータ１１３（図１）を制御して対物レンズ１１２（図１）を移動させる。粗動モータ３０４は、光ピックアップ１００自体を光ディスク２００の半径方向に移動させる。粗動モータ駆動回路３０５は、粗動モータ３０４を制御して光ピックアップ１００を移動させる。スピンドルモータ３０６は、光ディスク２００を回転させる。スピンドルモータ駆動回路３０７は、スピンドルモータ３０６を制御して光ディスク２００を回転させる。
【００６２】
コントローラ３０８は、信号演算部３０１が算出した各誤差信号ＦＥ，ＴＥに基づいてアクチュエータ駆動回路３０３を制御する他、光ピックアップ１００自体の位置制御（シーク）のための粗動モータ駆動回路３０５の制御、及び光ディスク２００を回転させるためのスピンドルモータ駆動回路３０７の制御を行う。なお、コントローラ３０８はＩ／Ｆ３１３を介してＣＰＵ３１１と接続されている。
【００６３】
ここで、コントローラ３０８内部の具体的構成としては、ＤＳＰ(Digital Signal Processor)などのプロセッサを用いることもできるし、フォーカスサーボ追従回路、トラッキングサーボ追従回路、レーザコントロール等の各種専用回路を用いることもできる。プロセッサを用いる場合、後述するコントローラ３０８の各種動作は、ソフトウェアにより実現される。また、図４では信号演算部３０１を光ピックアップ１００の外部に設けているが、信号演算部３０１を光ピックアップ１００の内部に設けることもできる。
【００６４】
次に、光再生記録装置３００の動作について説明する。
【００６５】
コントローラ３０８は、ＣＰＵ３１１からの指示に応じて光ディスク２００の記録や再生を開始する。具体的には、コントローラ３０８は、まず、光ディスク２００の種類（ＣＤ、ＤＶＤ、青色光ディスクのいずれか）を判定する。次に、スピンドルモータ駆動回路３０７を制御して光ディスク２００を回転させるとともに、粗動モータ駆動回路３０５を制御して光ピックアップ１００を移動させ、記録面上における光ビームスポット位置が、大まかに所定の位置に合うようにする。また、コントローラ３０８は、レーザ駆動回路３０２を制御して、光ディスクの種類に対応する光ビームを、レーザ光源１０１又は１０３（図１）に出力させる。
【００６６】
次に、コントローラ３０８は、信号演算部３０１に指示して、各信号ＦＥ，ＴＥ，ＲＦの算出を開始させる。このとき、信号演算部３０１は、光ディスクの種類に応じて式（３）又は式（４）のいずれかを選択し、選択した式によりフォーカシング誤差信号ＦＥの算出を行う。トラッキング誤差信号ＴＥの算出は、式（７）により行う。
【００６７】
コントローラ３０８は、まず、信号演算部３０１が算出したフォーカシング誤差信号ＦＥに基づいてアクチュエータ駆動回路３０３を制御する。つまり、フォーカシング誤差信号ＦＥが０に近づくようにアクチュエータ駆動回路３０３を制御することにより対物レンズ１１２（図１）を移動させ、光ビームの記録面垂直方向の焦点合わせ（フォーカスサーボ）を行う。
【００６８】
コントローラ３０８は、フォーカスサーボを行っている間、フォーカシング誤差信号ＦＥの値を監視する。そして、フォーカシング誤差信号ＦＥの値が所定値を下回った場合に、トラッキング誤差信号ＴＥに基づくアクチュエータ駆動回路３０３の制御を開始する。そして、トラッキング誤差信号ＴＥの値が所定値を下回ったときに、光ディスク再生時においては、信号演算部３０１から入力されている合計信号ＲＦを１又は０のデジタル値に変換し、読み取ったデータとしてＩ／Ｆ３１３を介してＣＰＵ３１１に出力する。光ディスクへの記録時においては、光ディスクの種類に対応するレーザ光源の出力を制御し、ＣＰＵ３１１から入力されるデータを光ディスクに書き込む。
【００６９】
以上、本発明の好ましい実施の形態について説明したが、本発明はこうした実施の形態に何等限定されるものではなく、本発明が、その要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施され得ることは勿論である。
【００７０】
例えば、上記実施の形態ではＣＤのトラッキングサーボに差動プッシュプル法を用いたが、３ビーム法を用いてもよい。３ビーム法では、トラッキングサーボに用いられるのはサブビームのみであり、トラッキング誤差信号ＴＥは、サブビーム受光部Ｓ１Ｒの各フォトダイオードの出力の合計値からサブビーム受光部Ｓ２Ｒの各フォトダイオードの出力の合計値を減算したものとなるので、差動プッシュプル法を用いる場合と同様、各受光部の配置を青色光ディスクのスポット位置に合わせたことによって生ずるＣＤのスポット中心と各サブビーム受光部の中心とのずれがトラッキング誤差信号ＴＥに影響しない。
【００７１】
また、上記実施の形態では青色光ディスクとＣＤとで光検出部を共用したが、ＤＶＤとＣＤとで光検出部を共用することとしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】本発明の実施の形態による光ピックアップの模式図である。
【図２】本発明の実施の形態による光検出器を光ビームの照射方向から見た場合の外観図である。
【図３】青色光ディスクによるフォーカスサーボの説明図である。
【図４】本発明の実施の形態によるコンピュータ及びその一部を構成する光再生記録装置のシステム構成を示す図である。
【図５】本発明の背景技術による光検出器を光ビームの照射方向から見た場合の外観図である。
【符号の説明】
【００７３】
１００  光ピックアップ
１０１  ２波長レーザ光源
１０２  回折格子
１０３  １波長レーザ光源
１０４  回折格子
１０５  ダイクロイックプリズム
１０６  ビームスプリッタ
１０８  コリメータレンズ
１０９  液晶補正素子
１１０  ミラー
１１１  １／４波長板
１１２  対物レンズ
１１３  アクチュエータ
１１４  アナモフィックレンズ
１２０  光検出器
１２０Ｌ，１２０Ｒ  光検出部
２００  光ディスク
３００  光再生記録装置
３０１  信号演算部
３０２  レーザ駆動回路
３０３  アクチュエータ駆動回路
３０４  粗動モータ
３０５  粗動モータ駆動回路
３０６  スピンドルモータ
３０７  スピンドルモータ駆動回路
３０８  コントローラ
３１０  コンピュータ
３１１  ＣＰＵ
３１２  メモリ
３１３  インターフェイス（Ｉ／Ｆ）
ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ１，ｅ２，ｅ３，ｅ４，ｆ１，ｆ２，ｆ３，ｆ４  各フォトダイオード
ＭＬ，ＭＲ  メインビーム受光部
Ｓ１Ｌ，Ｓ１Ｒ  第１サブビーム受光部
Ｓ２Ｌ，Ｓ２Ｒ  第２サブビーム受光部
【図１】
2009146476.tif 000003
【図２】
2009146476.tif 000004
【図３】
2009146476.tif 000005
【図４】
2009146476.tif 000006
【図５】
2009146476.tif 000007