JP2005018897A - 光学ヘッド及び光ディスクドライブ - Google Patents
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Abstract
【課題】一つの光学検出素子だけで、CD用及びDVD用のフォーカスエラー信号をナイフエッジ法で検出することが可能な光学ヘッドを提供すること。
【解決手段】光学ヘッドにおいて、偏向ビームスプリッタ(104)及び対物レンズ(107)の間に、第1波長の第1光ビーム及び前記第1波長より長い第2波長の第2光ビームを透過させ、第1光ビームに対応して光ディスクから得られる第1反射光を回折させ、第2光ビームに対応して光ディスクから得られる第2反射光を透過させるDVD用光学回折素子(108a)を配置し、偏向ビームスプリッタ(104)及び光学検出素子(110a)の間に、第1反射光を透過させ、第2反射光を回折するCD用光学回折素子(109a)を配置する。
【選択図】 図1
【解決手段】光学ヘッドにおいて、偏向ビームスプリッタ(104)及び対物レンズ(107)の間に、第1波長の第1光ビーム及び前記第1波長より長い第2波長の第2光ビームを透過させ、第1光ビームに対応して光ディスクから得られる第1反射光を回折させ、第2光ビームに対応して光ディスクから得られる第2反射光を透過させるDVD用光学回折素子(108a)を配置し、偏向ビームスプリッタ(104)及び光学検出素子(110a)の間に、第1反射光を透過させ、第2反射光を回折するCD用光学回折素子(109a)を配置する。
【選択図】 図1
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、光ディスクに対して光ビームを照射し、この光ディスクからの反射光を検出する光学ヘッドに関する。また、この発明は、このような光学ヘッドを搭載した光ディスクドライブに関する。
【0002】
【従来の技術】
光ディスクドライブは、対物レンズ及びフォトディテクタなどを備えた光学ヘッドを有する。この光学ヘッドは、光ディスクの記録面に光ビームを照射し、光ディスクからの反射光を検出する。検出された反射光に基づき、光ディスク上に記録された情報が読み取られる。また、この光学ヘッドは、光ディスクの記録面に対して光ビームを照射し、光ディスクに対して目的の情報を記録する。
【0003】
ここで、光ディスクからの反射光に基づく各種信号の生成について説明する。光ディスクからの反射光は、対物レンズおよび複数の光学要素によりフォトディテクタの所定の光検出領域に導かれる。フォトディテクタは導かれた反射光を電気信号に変換する。フォトディテクタにより変換された電気信号に基づき光ディスクに記録されている情報の再生信号が生成される。また、フォトディテクタにより変換された電気信号に基づきトラッキング制御信号が生成される。さらに、フォトディテクタにより変換された電気信号に基づきフォーカス制御信号が生成される。トラッキング制御信号は、光ディスクの記録面上に投影される光スポットを、記録面のトラック中心に整合させるトラッキング制御に利用される。また、フォーカス制御信号は、記録面上に光スポットがジャストフォーカスするように対物レンズの位置を変化させるフォーカシング制御に利用される。
【0004】
また、対物レンズは、レンズホルダにより保持されており、このレンズホルダが複数の弾性支持バネの一端部で支持されている。そして、レンズホルダは、トラッキングコイル及びフォーカシングコイルにより、物理的に微動制御可能となっている。これによりレンズシフトが実現され、フォーカシング、トラッキングが実現される。
【0005】
さらに、近年は、DVD(Digital Versatile Disk)の普及が目覚しく、既に市場に出回っているCD(Compact Disk)とDVDとの互換機、即ち、両メディアを取り扱うことができる光ディスクドライブが登場している。DVDとCDでは記録密度が大きく異なることが知られている。これに対応して、DVDとCDに対して照射される光ビームの波長も異なる。互換機では、このような波長の異なる二つの光ビームの処理が必要となる(特許文献1)。
【0006】
【特許文献1】
特開2003−16672号公報
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
フォーカスエラー信号の生成手法として、ナイフエッジ法(或いはダブルナイフエッジ法)が知られている。ナイフエッジ法(或いはダブルナイフエッジ法)は、ディスクからの反射光の集束光路幅に一つのナイフエッジ(二つのナイフエッジ)を配置して、受光素子上で光点像の移動量を検出することによりフォーカスエラー信号を生成する手法である。
【0008】
また、フォーカスにナイフエッジ法(或いはダブルナイフエッジ法)を用いる場合、フォーカスエラー信号を生成するための受光素子と、DPPやDPD信号などのトラッキングエラー信号を生成するための受光素子とを別々に配置しなければならないという問題がある。さらに、フォーカスにナイフエッジ法(或いはダブルナイフエッジ法)を用いる場合、CDからの反射光を検出するための受光素子と、DVDからの反射光を検出するための受光素子とを別々に配置しなければならないという問題がある。
【0009】
この発明の目的は、上記問題を解決するために成されたものであって、ナイフエッジ法によりフォーカスエラー信号を検出する場合であっても、一つの受光素子でトラッキングエラー信号も検出可能な光学ヘッド、及び光ディスクドライブを提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】
(1)この発明の光学ヘッドは、第1波長の第1光ビームを出射する第1出射手段と、前記第1波長より長い第2波長の第2光ビームを出射する第2出射手段と、前記第1及び第2出射手段から出射される前記第1及び第2光ビームを透過させ、これら前記第1及び第2光ビームに対応して光ディスクから得られる第1及び第2反射光を偏向させる偏向手段と、前記偏向手段を透過した前記第1及び第2光ビームを前記光ディスク上に集光させる集光手段と、前記偏向手段により偏向される前記第1及び第2反射光を検出する検出手段と、前記偏向手段と前記集光手段の間の前記第1及び第2光ビームの光路上に配置されるものであって、前記第1及び第2光ビームを透過させ、前記第1反射光を回折させ、前記第2反射光を透過させる第1回折手段と、前記偏向手段と前記検出手段の間の前記第1及び第2反射光の光路上に配置されるものであって、前記第1反射光を透過させ、前記第2反射光を回折する第2回折手段とを備えている。
【0011】
(2)この発明の光ディスクドライブは、第1波長の第1光ビームを出射する第1出射手段と、前記第1波長より長い第2波長の第2光ビームを出射する第2出射手段と、前記第1及び第2出射手段から出射される前記第1及び第2光ビームを透過させ、これら前記第1及び第2光ビームに対応して光ディスクから得られる第1及び第2反射光を偏向させる偏向手段と、前記偏向手段を透過した前記第1及び第2光ビームを前記光ディスク上に集光させる集光手段と、前記偏向手段により偏向される前記第1及び第2反射光を検出する検出手段と、前記偏向手段と前記集光手段の間の前記第1及び第2光ビームの光路上に配置されるものであって、前記第1及び第2光ビームを透過させ、前記第1反射光を回折させ、前記第2反射光を透過させる第1回折手段と、前記偏向手段と前記検出手段の間の前記第1及び第2反射光の光路上に配置されるものであって、前記第1反射光を透過させ、前記第2反射光を回折する第2回折手段と、前記第1回折手段により回折され前記検出手段により検出された前記第1反射光の成分に基づきトラッキング及びフォーカスを制御し、前記第2回折手段により回折され前記検出手段により検出された前記第2反射光の成分に基づきトラッキング及びフォーカスを制御する制御手段とを備えている。
【0012】
(3)この発明は、波長の異なる第1及び第2光ビームのうちの前記第2光ビームに対応して光ディスクから得られる第2反射光を透過させ前記第1光ビームに対応して光ディスクから得られる第1反射光を回折させる第1回折素子と、前記第1光ビームに対応して光ディスクから得られる第1反射光を透過させ前記第2光ビームに対応して光ディスクから得られる第2反射光を回折させる第2回折素子と、前記第1回折素子で回折された第1回折光及び前記第2回折素子で回折された第2回折光を検出する光検出素子とを備えた光学ヘッドの光学系を調整する方法であって、前記第1回折光を基準にして前記光検出素子の受光面の位置を調整し、前記第2回折素子の回転に応じて偏向する前記第2回折光が前記位置調整された受光面で受光されるように、前記第2回折素子を回転させて前記第2回折光の向きを調整する。
【0013】
(4)この発明の光学ヘッドは、光ビームを出射する出射手段と、前記出射手段により出射される前記光ビームを回折させる第1回折手段と、前記第1回折手段の回折により得られる一つのメインビームと二つのサブビームを透過させ、これら複数ビームに対応して光ディスクから得られる複数反射光を偏向させる偏向手段と、前記偏向手段を透過した前記複数ビームを前記光ディスク上に集光させる集光手段と、前記集光手段により光ディスク上に集光された前記複数ビームに対応して光ディスクから得られる複数反射光を回折させる第2回折手段と、前記第2回折手段により回折された前記複数反射光の成分を検出する検出手段とを備え、
前記第2回折手段は、前記メインビームに対応して光ディスクから得られるメイン反射光の成分、及び前記二つのサブビームに対応して光ディスクから得られる二つのサブ反射光の成分を切り出し、前記検出手段は、前記第2回折手段により切り出された各反射光の成分を検出する。
【0014】
さらに、前記第2回折手段は円形であり、この円形を基準円と定義し、この基準円の直径で2分割される基準円の一方の分割領域を第1分割領域、他方の分割領域を第2分割領域と定義し、前記基準円の中心に対して対称となる二つの円であって前記基準円の直径の延長線上に中心が位置する第1及び第2円を定義し、前記第2分割領域と前記第1円の重複領域を第1回折領域、前記第2分割領域と前記第2円の重複領域を第2回折領域、前記第1分割領域を第3回折領域、前記第2分割領域のうちの前記第1及び第2円との非重複領域を第4回折領域と定義し、前記第1、第2、第3、及び第4回折領域により前記メイン反射光の成分及び前記二つのサブ反射光の成分を切り出し、
前記検出手段は、前記前記第1、第2、第3、及び第4回折領域により切り出された反射光の成分から、前記メイン反射光の成分を検出するとともに、前記二つのサブ反射光のうちの一方のサブ反射光の成分を検出する。
【0015】
或いは、前記第2回折手段は円形であり、この円形を基準円と定義し、この基準円の直径で2分割される基準円の一方の分割領域を第1分割領域、他方の分割領域を第2分割領域と定義し、前記基準円の中心に対して対称となる二つの円であって前記基準円の直径の延長線上に中心が位置する第1及び第2円を定義し、前記第1分割領域と前記第1円の重複領域を第1回折領域、前記第1分割領域と前記第2円の重複領域を第2回折領域、前記第1分割領域を第3回折領域、前記第1分割領域のうちの前記第1及び第2円との非重複領域を第4回折領域と定義し、前記第1、第2、第3、及び第4回折領域により前記メイン反射光及び前記二つのサブ反射光の成分を切り出し、
前記検出手段は、前記前記第1、第2、第3、及び第4回折領域により切り出された反射光の成分から、前記メイン反射光の成分を検出するとともに、前記二つのサブ反射光の成分を検出する。
【0016】
(5)この発明の光ディスクドライブは、光ビームを出射する出射手段と、前記出射手段により出射される前記光ビームを回折させる第1回折手段と、前記第1回折手段の回折により生じた一つのメインビームと二つのサブビームを含む複数ビームを透過させ、これら複数ビームに対応して光ディスクから得られる複数反射光を偏向させる偏向手段と、前記偏向手段を透過した前記複数ビームを前記光ディスク上に集光させる集光手段と、前記集光手段により光ディスク上に集光された前記複数ビームに対応して光ディスクから得られる複数反射光を回折させる第2回折手段と、前記第2回折手段により回折された前記複数反射光の成分を検出する検出手段と、前記検出手段により検出された前記反射光の成分に基づきトラッキング及びフォーカスを制御する制御手段とを備え、
前記第2回折手段は、前記メインビームに対応して光ディスクから得られるメイン反射光の成分、及び前記二つのサブビームに対応して光ディスクから得られる二つのサブ反射光の成分を切り出し、前記検出手段は、前記第2回折手段により切り出された反射光の成分を検出する。
【0017】
さらに、前記第2回折手段は円形であり、この円形を基準円と定義し、この基準円の直径で2分割される基準円の一方の分割領域を第1分割領域、他方の分割領域を第2分割領域と定義し、前記基準円の中心に対して対称となる二つの円であって前記基準円の直径の延長線上に中心が位置する第1及び第2円を定義し、前記第2分割領域と前記第1円の重複領域を第1回折領域、前記第2分割領域と前記第2円の重複領域を第2回折領域、前記第1分割領域を第3回折領域、前記第2分割領域のうちの前記第1及び第2円との非重複領域を第4回折領域と定義し、前記第1、第2、第3、及び第4回折領域により前記メイン反射光の成分及び前記二つのサブ反射光の成分を切り出し、前記検出手段は、前記前記第1、第2、第3、及び第4回折領域により切り出された反射光の成分から、前記メイン反射光の成分を検出するとともに、前記二つのサブ反射光のうちの一方のサブ反射光の成分を検出し、前記制御手段は、前記第1及び第2回折領域から得られる前記メイン反射光の成分の差信号と前記第1及び第2回折領域から得られる前記サブ反射光の成分の差信号の所定倍との差分値から生成されるトラッキングエラー信号に基づきトラッキングを制御し、前記検出手段は、前記第3回折領域により切り出された前記反射光の成分を第1及び第2検出領域で検出し、前記第4回折領域により切り出された前記反射光を第3及び第4検出領域で検出し、前記制御手段は、前記第2及び第3検出領域で検出された反射光成分の和信号と前記第1及び第4検出領域で検出された反射光成分の和信号との差分値から生成されるフォーカスエラー信号に基づきフォーカスを制御する。
【0018】
或いは、前記第2回折手段は円形であり、この円形を基準円と定義し、この基準円の直径で2分割される基準円の一方の分割領域を第1分割領域、他方の分割領域を第2分割領域と定義し、前記基準円の中心に対して対称となる二つの円であって前記基準円の直径の延長線上に中心が位置する第1及び第2円を定義し、前記第2分割領域と前記第1円の重複領域を第1回折領域、前記第2分割領域と前記第2円の重複領域を第2回折領域、前記第1分割領域を第3回折領域、前記第2分割領域のうちの前記第1及び第2円との非重複領域を第4回折領域と定義し、前記第1、第2、第3、及び第4回折領域により前記メイン反射光の成分及び前記二つのサブ反射光の成分を切り出し、前記検出手段は、前記前記第1、第2、第3、及び第4回折領域により切り出された反射光の成分から、前記メイン反射光の成分を検出するとともに、前記二つのサブ反射光のうちの一方のサブ反射光の成分を検出し、前記制御手段は、前記第1回折領域から得られる前記メイン反射光の成分と前記第2回折領域から得られる前記メイン反射光の成分との差分値から生成されるトラッキングエラー信号に基づきトラッキングを制御し、前記検出手段は、前記第3回折領域により切り出された前記反射光の成分を第1及び第2検出領域で検出し、前記第4回折領域により切り出された前記反射光を第3及び第4検出領域で検出し、前記制御手段は、前記第2及び第3検出領域で検出された反射光成分の和信号と前記第1及び第4検出領域で検出された反射光成分の和信号との差分値から生成されるフォーカスエラー信号に基づきフォーカスを制御する。
【0019】
或いは、前記第2回折手段は円形であり、この円形を基準円と定義し、この基準円の直径で2分割される基準円の一方の分割領域を第1分割領域、他方の分割領域を第2分割領域と定義し、前記基準円の中心に対して対称となる二つの円であって前記基準円の直径の延長線上に中心が位置する第1及び第2円を定義し、前記第1分割領域と前記第1円の重複領域を第1回折領域、前記第1分割領域と前記第2円の重複領域を第2回折領域、前記第1分割領域を第3回折領域、前記第1分割領域のうちの前記第1及び第2円との非重複領域を第4回折領域と定義し、前記第1、第2、第3、及び第4回折領域により前記メイン反射光及び前記二つのサブ反射光の成分を切り出し、前記検出手段は、前記前記第1、第2、第3、及び第4回折領域により切り出された反射光の成分から、前記メイン反射光の成分を検出するとともに、前記二つのサブ反射光の成分を検出し、前記制御手段は、前記第1回折領域から得られる前記第1及び第2サブ反射光の成分の和信号と前記第2回折領域から得られる前記第1及び第2サブ反射光の成分の和信号との差信号を所定倍し、前記第1及び第2回折領域から得られる前記メイン反射光の成分の差信号と前記所定倍された差信号との差分値から生成されるトラッキングエラー信号に基づきトラッキングを制御し、前記検出手段は、前記第3回折領域により切り出された前記反射光の成分を第1及び第2検出領域で検出し、前記第4回折領域により切り出された前記反射光の成分を第3及び第4検出領域で検出し、前記制御手段は、前記第2及び第3検出領域で検出された反射光成分の和信号と前記第1及び第4検出領域で検出された反射光成分の和信号との差分値から生成されるフォーカスエラー信号に基づきフォーカスを制御する。
【0020】
或いは、前記第2回折手段は円形であり、この円形を基準円と定義し、この基準円の直径で2分割される基準円の一方の分割領域を第1分割領域、他方の分割領域を第2分割領域と定義し、前記基準円の中心に対して対称となる二つの円であって前記基準円の直径の延長線上に中心が位置する第1及び第2円を定義し、前記第1分割領域と前記第1円の重複領域を第1回折領域、前記第1分割領域と前記第2円の重複領域を第2回折領域、前記第1分割領域を第3回折領域、前記第1分割領域のうちの前記第1及び第2円との非重複領域を第4回折領域と定義し、前記第1、第2、第3、及び第4回折領域により前記メイン反射光及び前記二つのサブ反射光の成分を切り出し、前記検出手段は、前記前記第1、第2、第3、及び第4回折領域により切り出された反射光の成分から、前記メイン反射光の成分を検出するとともに、前記二つのサブ反射光の成分を検出し、前記制御手段は、前記第1回折領域から得られる前記メイン反射光の成分と前記第2回折領域から得られる前記メイン反射光の成分との差分値から生成されるトラッキングエラー信号基づきトラッキングを制御し、前記検出手段は、前記第3回折領域により切り出された前記反射光の成分を第1及び第2検出領域で検出し、前記第4回折領域により切り出された前記反射光の成分を第3及び第4検出領域で検出し、前記制御手段は、前記第2及び第3検出領域で検出された反射光成分の和信号と前記第1及び第4検出領域で検出された反射光成分の和信号との差分値から生成されるフォーカスエラー信号に基づきフォーカスを制御する。
【0021】
(6)この発明は、波長の異なる第1及び第2光ビームのうちの前記第2光ビームに対応して光ディスクから得られる第2反射光を透過させ前記第1光ビームに対応して光ディスクから得られる第1反射光を回折させる第1回折素子と、前記第1光ビームに対応して光ディスクから得られる第1反射光を透過させ前記第2光ビームに対応して光ディスクから得られる第2反射光を回折させる第2回折素子と、前記第1回折素子で回折された第1回折光及び前記第2回折素子で回折された第2回折光を検出する光検出素子とを備えた光学ヘッドの光学系を調整する方法であって、前記第1回折光を基準にして前記光検出素子の受光面の位置を調整し、前記第2回折素子の回転に応じて偏向する前記第2回折光が前記位置調整された受光面で受光されるように、前記第2回折素子を回転させて前記第2回折光の向きを調整する。
【0022】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【0023】
図1は、この発明の第1の実施形態に係る光ピックアップヘッド(光学ヘッド)の概略構成を示す上面図である。図2は、図1に示す光ピックアップヘッドの側面図である。図1の上面図、及び図2の側面図、共に、光ピックアップヘッドの構成を見やすくするために一部構成を省略している。
【0024】
図1及び図2に示すように、光ピックアップヘッドは、DVDレーザ101、CDレーザ102、ダイクイックミラー103、偏向ビームスプリッタ(PBS)104、ミラー105、コリメートレンズ106、対物レンズ107、DVD用回折光学素子(DVDHOE)108a、CD用回折光学素子(DVDHOE)109a、光学検出素子(PD)110aを備えている。
【0025】
まず、DVDを処理するケースについて説明する。DVDレーザ101は、第1波長(例えば650nm近辺)の第1光ビームを出射する。DVDレーザ101から出射された第1光ビームは、ダイクイックミラー103を反射し、偏向ビームスプリッタ104を透過する。偏向ビームスプリッタ104を透過した第1光ビームは、ミラー105で立ち上げられる。ミラー105で立ち上げられた第1光ビームは、コリメートレンズ106により平行光になり、DVD用回折光学素子108aを透過し、対物レンズ107により光ディスク(DVD)の記録面に集光される。以上の光ビームの集光(記録用パワーの第1光ビームの集光)により、光ディスク(DVD)に対して情報を記録することができる。
【0026】
さらに、再生時に光ディスクからの反射光は、つまり第1光ビームに対応して光ディスクから得られる第1反射光は、DVD用回折光学素子108aにより全て回折され、コリメートレンズ106及びミラー105を経て、偏向ビームスプリッタ104により偏向される。偏向ビームスプリッタ104により偏向された第1反射光は、CD用回折光学素子109aを透過し、光学検出素子110aにより検出される。DVD用回折光学素子108aによる第1反射光の回折、及び光学検出素子110aによる第1反射光の検出については、後に詳しく説明する。光学検出素子110aにより検出された第1反射光(再生用パワーの第1光ビームの反射光)に基づき、光ディスク(DVD)に記録されていた情報が再生され、またトラッキングが制御され、フォーカスが制御される。トラッキング制御及びフォーカス制御についても、後に詳しく説明する。
【0027】
続いて、CDを処理するケースについて説明する。CDレーザ102は、第1波長より長い第2波長(例えば780nm近辺)の第2光ビームを出射する。CDレーザ102から出射された第2光ビームは、ダイクイックミラー103を反射し、偏向ビームスプリッタ104を透過する。偏向ビームスプリッタ104を透過した第2光ビームは、ミラー105で立ち上げられる。ミラー105で立ち上げられた第2光ビームは、コリメートレンズ106により平行光になり、DVD用回折光学素子108aを透過し、対物レンズ107により光ディスク(CD)の記録面に集光される。以上の光ビームの集光(記録用パワーの第2光ビームの集光)により、光ディスク(CD)に対して情報を記録することができる。
【0028】
さらに、再生時に光ディスクからの反射光は、つまり第2光ビームに対応して光ディスクから得られる第2反射光は、DVD用回折光学素子108aを透過し、コリメートレンズ106及びミラー105を経て、偏向ビームスプリッタ104により偏向される。偏向ビームスプリッタ104により偏向された第2反射光は、CD用回折光学素子109aにより全て回折され、光学検出素子110aにより検出される。CD用回折光学素子109aによる第2反射光の回折、及び光学検出素子110aによる第2反射光の検出については、後に詳しく説明する。光学検出素子110aにより検出された第2反射光(再生用パワーの第2光ビームの反射光)に基づき、光ディスク(CD)に記録されていた情報が再生され、またトラッキングが制御され、フォーカスが制御される。トラッキング制御及びフォーカス制御についても、後に詳しく説明する。
【0029】
図1及び図2に示すように、光ピックアップヘッドは、偏向ビームスプリッタ104と対物レンズ107の間に配置されたDVD用回折光学素子108aと、偏向ビームスプリッタ104と光学検出素子110aとの間に配置されたCD用回折光学素子109aとを備えている。言い換えると、対物レンズ107の下にDVD用回折光学素子108aが配置され、光学検出素子110aの手前にCD用回折光学素子109aが配置されている。また、上記説明したように、DVD用回折光学素子108aは、DVDからの反射光を全て回折し、CDからの反射光を透過させる性質を持つ。一方、CD用回折光学素子109aは、CDからの反射光を全て回折し、DVDからの反射光を透過させる性質を持つ。
【0030】
ここで、光ピックアップヘッドの光学系の調整について説明する。図17は、上記説明した光学系調整方法を示すフローチャートである。まず、DVD用回折光学素子108aにより回折された第1回折光を基準にして、光学検出素子110aの受光面の位置が調整される(ST1)。CD用回折光学素子109aが回転すると、このCD用回折光学素子109aにより回折される第2回折光は、回転に応じて偏向する。これを利用して、第2回折光が、ST1で位置調整された光学検出素子110aの受光面で適切に受光されるように、CD用回折光学素子109aを回転させて第2回折光の向きが調整される(ST2)。以上により、第1回折光及び第2回折光を、一つの光学検出素子110aで適切に受光することができる。
【0031】
続いて、DVD用回折光学素子108a、CD用回折光学素子109a、光学検出素子110aによる反射光検出原理の詳細について説明する。図3は、DVD用回折光学素子108aの回折領域の概略を示す図である。図4は、DVD用回折光学素子108aに反射光が照射された状態を示す図である。図5は、CD用回折光学素子109aの回折領域の概略を示す図である。図6は、CD用回折光学素子109aに反射光が照射された状態を示す図である。図7は、光学検出素子110aの光検出領域の概略を示す図である。
【0032】
図3及び図4に示すように、DVD用回折光学素子108aは、第1回折領域A、第2回折領域D、第3回折領域B、第4回折領域C、第5回折領域K1、第6回折領域K2を備えている。DVD用回折光学素子108aは円形であり、この円形を基準円と定義する。この基準円の中心に対して対称となる二つの円であって、基準円の直径の延長線上に中心が位置する第1円C1及び第2円C2を定義する。基準円と第1円C1の重複領域であって、基準円の直径で分割される一方の領域が第1回折領域A、他方の領域が第2回折領域Dである。基準円と第2円C2の重複領域であって、基準円の直径で分割される一方の領域が第3回折領域B、他方の領域が第4回折領域Cである。さらに、基準円と第1円C1及び第2円C2との非重複領域であって、基準円の直径で分割される一方の領域が第5回折領域K1、他方の領域が第6回折領域K2である。DVD用回折光学素子108aは、第1回折領域A、第2回折領域D、第3回折領域B、第4回折領域C、第5回折領域K1、第6回折領域K2により第1反射光の成分を切り出す。
【0033】
また、第5回折領域K1には、第1のピッチ(比較的狭いピッチ)で回折格子が形成されている。第6回折領域K2には、第1のピッチより広い第2のピッチ(比較的広いピッチ)で回折格子が形成されている。例えば、第2のピッチは、10μ程度である。第5回折領域K1及び第6回折領域K2に形成されている回折格子は、図3に示すように基準円の直径に対して垂直に形成されたピッチにより構成されている。
【0034】
図5及び図6に示すように、CD用回折光学素子109aは、第1回折領域A、第2回折領域D、第3回折領域B、第4回折領域C、第5回折領域K1、第6回折領域K2を備えている。CD用回折光学素子109aは円形であり、この円形を基準円と定義する。この基準円に含まれ且つこの基準円の中心及び直径に対して対称な第1対称領域E1及び第2対称領域E2を定義する。第1対象領域E1のうちの基準円の直径で分割される一方の領域が第1回折領域A、他方の領域が第2回折領域Dである。第2対象領域E2のうちの基準円の直径で分割される一方の領域が第3回折領域B、他方の領域が第4回折領域Cである。基準円と第1対称領域E1及び第2対称領域E2との非重複領域であって、基準円の直径で分割される一方の領域が第5回折領域K1、他方の領域が第6回折領域K2である。CD用回折光学素子109aは、第1回折領域A、第2回折領域D、第3回折領域B、第4回折領域C、第5回折領域K1、第6回折領域K2により第2反射光の成分を切り出す。
【0035】
また、第5回折領域K1には、第1のピッチで回折格子が形成されている。第6回折領域K2には、第1のピッチより広い第2のピッチで回折格子が形成されている。第5回折領域K1及び第6回折領域K2に形成されている回折格子は、図5に示すように基準円の直径に対して垂直に形成されたピッチにより構成されている。
【0036】
図7に示すように、光学検出素子110aは、検出領域A、検出領域B、検出領域C、検出領域D、検出領域E、検出領域F、検出領域G、検出領域Hを備えている。DVD用回折光学素子108aの第1回折領域A及びCD用回折光学素子109aの第1回折領域Aと、光学検出素子110aの検出領域Aとが対応している。つまり、DVD用回折光学素子108aの第1回折領域Aで回折された第1反射光の成分、又はCD用回折光学素子109aの第1回折領域Aで回折された第2反射光の成分は、光学検出素子110aの検出領域Aにより検出される。
【0037】
また、DVD用回折光学素子108aの第3回折領域B及びCD用回折光学素子109aの第3回折領域Bと、光学検出素子110aの検出領域Bとが対応している。つまり、DVD用回折光学素子108aの第3回折領域Bで回折された第1反射光の成分、又はCD用回折光学素子109aの第3回折領域Bで回折された第2反射光の成分は、光学検出素子110aの検出領域Bにより検出される。
【0038】
また、DVD用回折光学素子108aの第4回折領域C及びCD用回折光学素子109aの第4回折領域Cと、光学検出素子110aの検出領域Cとが対応している。つまり、DVD用回折光学素子108aの第4回折領域Cで回折された第1反射光の成分、又はCD用回折光学素子109aの第4回折領域Cで回折された第2反射光の成分は、光学検出素子110aの検出領域Cにより検出される。
【0039】
また、DVD用回折光学素子108aの第2回折領域D及びCD用回折光学素子109aの第2回折領域Dと、光学検出素子110aの検出領域Dとが対応している。つまり、DVD用回折光学素子108aの第2回折領域Dで回折された第1反射光の成分、又はCD用回折光学素子109aの第2回折領域Dで回折された第2反射光の成分は、光学検出素子110aの検出領域Dにより検出される。
【0040】
また、DVD用回折光学素子108aの第5回折領域K1及びCD用回折光学素子109aの第5回折領域K1と、光学検出素子110aの検出領域F及びGとが対応している。つまり、DVD用回折光学素子108aの第5回折領域K1(第1のピッチの回折格子)で回折された第1反射光、又はCD用回折光学素子109aの第5回折領域K1(第1のピッチの回折格子)で回折された第2反射光は、第5回折領域K1に形成された回折格子により光学検出素子110aの検出領域F及びGへ導かれ、これら第1反射光の成分又は第2反射光の成分は光学検出素子110aの検出領域F及びGにより検出される。具体的には、検出領域F及びGの境界線上に、第5回折領域K1で回折された反射光が集光される。つまり、DVD用回折光学素子108aの回転に対応して、検出領域F及びGにおける第1反射光の検出結果が変化する。同様に、CD用回折光学素子109aの回転に対応して、検出領域F及びGにおける第2反射光の検出結果が変化する。
【0041】
また、DVD用回折光学素子108aの第6回折領域K2及びCD用回折光学素子109aの第6回折領域K2と、光学検出素子110aの検出領域E及びHとが対応している。つまり、DVD用回折光学素子108aの第6回折領域K2(第2のピッチの回折格子)で回折された第1反射光、又はCD用回折光学素子109aの第6回折領域K2(第2のピッチの回折格子)で回折された第2反射光は、第6回折領域K2に形成された回折格子により光学検出素子110aの検出領域E及びHへ導かれ、これら第1反射光の成分又は第2反射光の成分は光学検出素子110aの検出領域E及びHにより検出される。具体的には、検出領域E及びHの境界線上に、第6回折領域K2で回折された反射光が集光される。つまり、DVD用回折光学素子108aの回転に対応して、検出領域E及びHにおける第1反射光の検出結果が変化する。同様に、CD用回折光学素子109aの回転に対応して、検出領域E及びHにおける第2反射光の検出結果が変化する。
【0042】
図15は、上記説明した光ピックアップヘッドを搭載した光ディスクドライブの概略構成を示す図である。この光ディスクドライブは、DVDやCDなどの光ディスクDに対して目的のデータを記録したり、この光ディスクDに記録されたデータを再生したりする。
【0043】
図15に示すように、光ディスクドライブは、光ピックアップヘッド1、変調回路2、レーザ制御回路3、フォーカス制御回路4、トラッキング制御回路5、信号処理回路6、復調回路7、アクチュエータ8を備えている。
【0044】
まず、この光ディスクドライブによる光ディスクDに対するデータの記録について説明する。記録信号は、変調回路2により所定のチャネルビット系列の信号に変調される。記録信号に対応したチャネルビット系列は、レーザ制御回路3によりレーザ駆動波形に変換される。レーザ制御回路3は、DVDレーザ101又はCDレーザ102をパルス駆動し、DVDレーザ101又はレCDレーザ102から記録用パワーの光ビームを出射させる。その結果、記録用パワーの光ビームは、光ディスクDの情報記録面に集光され、目的のデータが光ディスクD上に記録される。このとき、光ディスクD上に集光された記録用の光ビームは、フォーカス制御回路4によるフォーカス制御及びトラッキング制御回路5によるトラッキング制御により、記録面上に最良の微小スポットが得られる状態で維持される。
【0045】
続いて、この光ディスクドライブによる光ディスクDに記録されたデータの再生について説明する。データ再生指示に基づき、レーザ制御回路3はDVDレーザ101又はレCDレーザ102を駆動し、DVDレーザ101又はレCDレーザ102から再生用パワーの光ビームを出射させる。その結果、再生用パワーの光ビームは、光ディスクDの情報記録面に集光される。光ディスクD上に集光された再生用パワーの光ビームは、フォーカス制御回路4によるフォーカス制御及びトラッキング制御回路5によるトラッキング制御により、記録面上に最良の微小スポットが得られる状態で維持される。このとき、光ディスクD上に照射された再生用パワーの光ビームは、情報記録面内の反射膜あるいは反射性記録膜により反射される。反射光は、DVD用回折光学素子108a又はCD用回折光学素子109aで回折され、光学検出素子110aにより検出される。
【0046】
ここで光学検出素子110aの各検出領域により検出された反射光成分に基づき、下記式により、フォーカスエラー信号(FES)、トラッキングエラー信号(TES)、及び再生信号(RF)が生成される。なお、フォーカスエラー検出には、ダブルナイフエッジ法が採用されるものとする。つまり、第5回折領域K1及び第6回折領域K2により、ダブルナイフエッジで制限された反射光が切り出される。
【0047】
FES=(E+F)−(G+H)・・・・・(式1)
TES(push−pull)=(B+C)−(A+D)・・・・・(式2)
TES(DPD)=ph(A+C)−ph(B+D)・・・・・(式3)
RF=A+B+C+D+E+F+G+H・・・・・(式4)
フォーカス制御回路4は、(式1)により生成されるフォーカスエラー信号に基づきフォーカスエラーを修正するためのフォーカス制御信号をアクチュエータ8に出力する。トラッキング制御回路5は、(式2)又は(式3)により生成されるトラッキングエラー信号に基づきトラッキングエラーを修正するためのトラッキング制御信号をアクチュエータ8に出力する。信号処理回路6は、(式4)により生成される再生信号を等化し2値化する。さらに、復調回路7は、2値化された再生信号を所定の変調方式に対応した復調方式により復調する。
【0048】
上記説明では、図3に示すような回折領域を持つの一例としてDVD用回折光学素子108aについて説明したが、これだけに限定されるものではない。例えば、図8に示すような回折領域を持つDVD用回折光学素子108aを適用するようにしてもよい。
【0049】
図8に示すように、DVD用回折光学素子108aは、第1回折領域A、第2回折領域D、第3回折領域B、第4回折領域C、第5回折領域K1、第6回折領域K2を備えている。DVD用回折光学素子108aは円形であり、この円形を基準円と定義する。この基準円の中心に対して対称となる二つの円であって、基準円の直径の延長線上に中心が位置する第1円C1及び第2円C2を定義する。さらに、基準円の直径に並行且つ基準円の中心に対して対称となる二つの線分L1及びL2を定義する。一方の線分L1は、第1円C1の円周上の1点と、第2円C2の円周上の1点とを結ぶ線分である。他方の線分L2は、第1円C1の円周上の1点と、第2円C2の円周上の1点とを結ぶ線分である。基準円と第1円C1及び第2円C2との非重複領域であって、基準円の直径で分割される一方の領域のうちの、さらに線分L1と基準円の円弧で定義される領域が第5回折領域K1である。基準円と第1円C1及び第2円C2との非重複領域であって、基準円の直径で分割される他方の領域のうちの、さらに線分L2と基準円の円弧で定義される領域が第6回折領域K2である。基準円で定義される領域から第5回折領域K1及び第6回折領域K2を除いた領域であって、基準円の直径とこの直径に対して直交する線分とで分割される4つの領域を、第1回折領域A、第2回折領域D、第3回折領域B、第4回折領域Cと定義する。なお、第1回折領域Aは、基準円と第1円C1の重複領域であって、基準円の直径で分割される一方の領域を含む領域である。第2回折領域Dは、基準円と第1円C1の重複領域であって、基準円の直径で分割される他方の領域を含む領域である。第3回折領域Bは、基準円と第2円C2の重複領域であって、基準円の直径で分割される一方の領域を含む領域である。第4回折領域Cは、基準円と第2円C2の重複領域であって、基準円の直径で分割される他方の領域を含む領域である。このDVD用回折光学素子108aは、第1回折領域A、第2回折領域D、第3回折領域B、第4回折領域C、第5回折領域K1、第6回折領域K2により第1反射光の成分を切り出す。
【0050】
また、第5回折領域K1には、第1のピッチ(比較的狭いピッチ)で回折格子が形成されている。第6回折領域K2には、第1のピッチより広い第2のピッチ(比較的広いピッチ)で回折格子が形成されている。例えば、第2のピッチは、10μ程度である。第5回折領域K1及び第6回折領域K2に形成されている回折格子は、図3に示すように基準円の直径に対して垂直に形成されたピッチにより構成されている。
【0051】
以上説明したように、CD用とDVD用で別々の光学検出素子を設けなくても、一つの光学検出素子110aだけで、CD用及びDVD用のフォーカスエラー信号をナイフエッジ法で検出することができる。さらに、同一光学検出素子110aにより、トラッキングエラー信号(push−pull、DPD)も検出することができる。
【0052】
次に、第2及び第3の実施形態について説明する。なお、上記説明した第1の実施形態と共通する部分についての説明は省略する。
【0053】
図9は、この発明の第2及び第3の実施形態に係る光ピックアップヘッド(光学ヘッド)の概略構成を示す上面図である。図10は、図9に示す光ピックアップヘッドの側面図である。図9の上面図、及び図10の側面図、共に、光ピックアップヘッドの構成を見やすくするために一部構成を省略している。
【0054】
図9及び図10に示すように、第2の実施形態に係る光ピックアップヘッドは、DVDレーザ101、CDレーザ102、ダイクイックミラー103、偏向ビームスプリッタ(PBS)104、ミラー105、コリメートレンズ106、対物レンズ107、DVD用回折光学素子(DVDHOE)108a、CD用回折光学素子(DVDHOE)109b、光学検出素子(PD)110b、回折格子112を備えている。一方、第3の実施形態に係る光ピックアップヘッドは、光学検出素子(PD)110bの替わりに、光学検出素子(PD)110cを備えている。
【0055】
第2及び第3の実施形態は、3ビーム法による反射光検出(トラッキングエラー検出)である。ここで、図16を参照して、3ビーム法の概略について説明する。3ビーム法は、一つのメインビーム(0次光)及び二つのサブビーム(±1次光)を用いて反射光を検出する方法である。光ディスク上には、ディスクの円周方向に沿ってトラックが形成されている。例えば、ディスク1周毎に、ランドトラック(L)とグルーブトラック(G)とが交互に形成されている。よって、半径方向に見ると、図16に示すように、ランドトラック(L)とグルーブトラック(G)とが交互に存在する。光ピックアップヘッドから出射される3つのビームは、半径方向に対して1/2トラックピッチずれており、サブビーム(−1次光)、メインビーム(0次光)、サブビーム(+1次光)の順にディスク上に集光される。さらに、これら3つのビームは、トラック方向に対しても等間隔で、サブビーム、メインビーム、サブビームの順にディスク上に集光される。3つのビームは重なり合うことなく、例えば、メインビームがランドトラック(又はグルーブトラック)の中心を、一方のサブビームがこのランドトラック(又はグルーブトラック)の外周側に隣接するグルーブトラック(又はランドトラック)の中心を、他方のサブビームがこのランドトラック(又はグルーブトラック)の内周側に隣接するグルーブトラック(又はランドトラック)の中心をトレースする。両サブビームのトレース状態から、トラックずれ量を検出することができる。
【0056】
なお、CDレーザ102から出射される第2光ビームは、回折格子112により、一つのメインビームと二つのサブビームに分けられる。
【0057】
続いて、CD用回折光学素子109b、光学検出素子110b、光学検出素子110cによる反射光検出原理の詳細について説明する。図11は、CD用回折光学素子109bの回折領域の概略を示す図である。図12は、CD用回折光学素子109bに反射光が照射された状態を示す図である。図13は、光学検出素子110bの光検出領域の概略を示す図である。図14は、光学検出素子110cの光検出領域の概略を示す図である。
【0058】
図11及び図12に示すように、CD用回折光学素子109bは、第1回折領域A、C、I、第2回折領域B、D、J、第3回折領域K1、第4回折領域K2を備えている。CD用回折光学素子109bは、円形であり、この円形を基準円と定義する。この基準円の直径で2分割される基準円の一方の分割領域を第1分割領域、他方の分割領域を第2分割領域と定義する。さらに、この基準円の中心に対して対称となる二つの円であって、基準円の直径の延長線上に中心が位置する第1及び第2円を定義する。第2分割領域と第1円の重複領域が、第1回折領域A、C、Iである。第2分割領域と第2円の重複領域が、第2回折領域B、D、Jである。第1分割領域が第3回折領域K1、第2分割領域のうちの第1及び第2円との非重複領域が第4回折領域K2である。CD用回折光学素子109bは、第1回折領域A、第2回折領域B、第3回折領域K1、第回折領域K2によりメインビームのメイン反射光の成分を切り出す。同様に、CD用回折光学素子109bは、第1回折領域C、第2回折領域D、第3回折領域K1、第回折領域K2により一方のサブビームのサブ反射光の成分を切り出す。同様に、CD用回折光学素子109bは、第1回折領域I、第2回折領域J、第3回折領域K1、第回折領域K2により他方のサブビームのサブ反射光の成分を切り出す。
【0059】
図13に示すように、光学検出素子110bは、検出領域A、検出領域B、検出領域C、検出領域D、検出領域E、検出領域F、検出領域G、検出領域H、検出領域I、検出領域Jを備えている。CD用回折光学素子109bの第1回折領域Aと、光学検出素子110bの検出領域Aとが対応している。つまり、CD用回折光学素子109bの第1回折領域Aで回折されたメイン反射光の成分は、光学検出素子110bの検出領域Aにより検出される。
【0060】
また、CD用回折光学素子109bの第2回折領域Bと、光学検出素子110bの検出領域Bとが対応している。つまり、CD用回折光学素子109aの第3回折領域Bで回折されたメイン反射光の成分は、光学検出素子110aの検出領域Bにより検出される。
【0061】
また、CD用回折光学素子109bの第1回折領域Cと、光学検出素子110bの検出領域Cとが対応している。つまり、CD用回折光学素子109bの第1回折領域Cで回折されたサブ反射光の成分は、光学検出素子110bの検出領域Cにより検出される。
【0062】
また、CD用回折光学素子109bの第2回折領域Dと、光学検出素子110bの検出領域Dとが対応している。つまり、CD用回折光学素子109bの第2回折領域Dで回折されたサブ反射光の成分は、光学検出素子110bの検出領域Dにより検出される。
【0063】
また、CD用回折光学素子109bの第1回折領域Iと、光学検出素子110bの検出領域Iとが対応している。つまり、CD用回折光学素子109bの第1回折領域Iで回折されたサブ反射光の成分は、光学検出素子110bの検出領域Iにより検出される。
【0064】
また、CD用回折光学素子109bの第2回折領域Jと、光学検出素子110bの検出領域Jとが対応している。つまり、CD用回折光学素子109bの第2回折領域Jで回折されたサブ反射光の成分は、光学検出素子110bの検出領域Jにより検出される。
【0065】
また、CD用回折光学素子109bの第3回折領域K1と、光学検出素子110bの検出領域F及びGとが対応している。つまり、CD用回折光学素子109bの第3回折領域K1で回折されたメイン反射光の成分は、光学検出素子110bの検出領域F及びGにより検出される。具体的には、検出領域F及びGの境界線上に、第3回折領域K1で回折されたメイン反射光が集光される。つまり、CD用回折光学素子109bの回転に対応して、検出領域F及びGにおけるメイン反射光の検出結果が変化する。
【0066】
また、CD用回折光学素子109bの第4回折領域K2と、光学検出素子110bの検出領域E及びHとが対応している。つまり、CD用回折光学素子109bの第4回折領域K2で回折されたメイン反射光の成分は、光学検出素子110bの検出領域E及びHにより検出される。具体的には、検出領域E及びHの境界線上に、第4回折領域K2で回折されたメイン反射光が集光される。つまり、CD用回折光学素子109bの回転に対応して、検出領域E及びHにおけるメイン反射光の検出結果が変化する。
【0067】
ここで光学検出素子110bの各検出領域により検出された反射光成分に基づき、下記式により、フォーカスエラー信号(FES)、トラッキングエラー信号(TES)、及び再生信号(RF)が生成される。なお、フォーカスエラー検出には、ダブルナイフエッジ法が採用されるものとする。つまり、第3回折領域K1及び第4回折領域K2により、ダブルナイフエッジで制限された反射光が切り出される。
【0068】
FES=(E+F)−(G+H)・・・・・(式5)
TES(push−pull)=(C−D)−K*(A+I−(B+J))・・・・・(式6)
TES(DPD)=ph(C)−ph(D)・・・・・(式7)
RF=C+D+E+F+G+H・・・・・(式8)
フォーカス制御回路4は、(式5)により生成されるフォーカスエラー信号に基づきフォーカスエラーを修正するためのフォーカス制御信号をアクチュエータ8に出力する。トラッキング制御回路5は、(式6)又は(式7)により生成されるトラッキングエラー信号に基づきトラッキングエラーを修正するためのトラッキング制御信号をアクチュエータ8に出力する。信号処理回路6は、(式8)により生成される再生信号を等化し2値化する。さらに、復調回路7は、2値化された再生信号を所定の変調方式に対応した復調方式により復調する。
【0069】
続いて、第3の実施形態の光ピックアップに採用されている光学検出素子110cについて説明する。図14に示すように、光学検出素子110cは、検出領域A、検出領域B、検出領域C、検出領域D、検出領域E、検出領域F、検出領域G、検出領域Hを備えている。つまり、検出領域I及び検出領域Jの有無が、光学検出素子110bと光学検出素子110cとの違いである。光学検出素子110cは、二つのサブビームのうちの一方のサブビームの反射光だけを検出するものである。光学検出素子110cの各検出領域により検出された反射光成分に基づき、下記式により、フォーカスエラー信号(FES)、トラッキングエラー信号(TES)、及び再生信号(RF)が生成される。
【0070】
FES=(E+F)−(G+H)・・・・・(式9)
TES(push−pull)=(C−D)−K*(A−B)・・・・・(式10)
TES(DPD)=ph(C)−ph(D)・・・・・(式11)
RF=C+D+E+F+G+H・・・・・(式12)
フォーカス制御回路4は、(式9)により生成されるフォーカスエラー信号に基づきフォーカスエラーを修正するためのフォーカス制御信号をアクチュエータ8に出力する。トラッキング制御回路5は、(式10)又は(式11)により生成されるトラッキングエラー信号に基づきトラッキングエラーを修正するためのトラッキング制御信号をアクチュエータ8に出力する。信号処理回路6は、(式12)により生成される再生信号を等化し2値化する。さらに、復調回路7は、2値化された再生信号を所定の変調方式に対応した復調方式により復調する。
【0071】
以上説明したように、CD用回折光学素子109bによる反射光の切り出し領域(回折領域)を工夫することにより、ナイフエッジ法(ダブルナイフエッジ法)によるフォーカスエラー信号検出とトラッキングエラー信号検出(push−pull、DPD)を可能にすることができる。つまり、一つのCD用回折光学素子109bと一つの光学検出素子110b又は110cで、ナイフエッジ法によるフォーカスエラー信号検出とトラッキングエラー信号検出(push−pull、DPD)を可能にすることができる。
【0072】
なお、本願発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。また、各実施形態は可能な限り適宜組み合わせて実施してもよく、その場合組み合わせた効果が得られる。更に、上記実施形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適当な組み合わせにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施形態に示される全構成要件からいくつかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題が解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。
【0073】
【発明の効果】
この発明によれば、フォーカスエラー信号を検出する場合に、一つの受光素子でトラッキングエラー信号も検出可能な光学ヘッド、及び光ディスクドライブを提供できる。また、この発明によれば、フォーカスエラー信号を検出する場合に、一つの受光素子でトラッキングエラー信号も検出可能な光学ヘッドの光学系を効率良く調整することが可能な光学系調整方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の第1の実施形態に係る光ピックアップヘッド(光学ヘッド)の概略構成を示す上面図である。
【図2】図1に示す光ピックアップヘッドの側面図である。
【図3】DVD用回折光学素子108aの回折領域の概略を示す図である。
【図4】DVD用回折光学素子108aに反射光が照射された状態を示す図である。
【図5】CD用回折光学素子109aの回折領域の概略を示す図である。
【図6】CD用回折光学素子109aに反射光が照射された状態を示す図である。
【図7】光学検出素子110aの光検出領域の概略を示す図である。
【図8】DVD用回折光学素子108aの回折領域の別例を示す図である。
【図9】この発明の第2及び第3の実施形態に係る光ピックアップヘッド(光学ヘッド)の概略構成を示す上面図である。
【図10】図9に示す光ピックアップヘッドの側面図である。
【図11】CD用回折光学素子109bの回折領域の概略を示す図である。
【図12】CD用回折光学素子109bに反射光が照射された状態を示す図である。
【図13】光学検出素子110bの光検出領域の概略を示す図である。
【図14】光学検出素子110cの光検出領域の概略を示す図である。
【図15】光ピックアップヘッド1を搭載した光ディスクドライブの概略構成を示す図である。
【図16】3ビーム法の概要を示す図である。
【図17】光学系調整方法を示すフローチャートである。
【符号の説明】
1…光ピックアップヘッド、2…変調回路、3…レーザ制御回路、4…フォーカス制御回路、5…トラッキング制御回路、6…信号処理回路、7…復調回路、8…アクチュエータ、101…DVDレーザ、102…CDレーザ、103…ダイクイックミラー、104…偏向ビームスプリッタ(PBS)、105…ミラー、106…コリメートレンズ、107…対物レンズ、108a…DVD用回折光学素子(DVDHOE)、109a、109b…CD用回折光学素子(DVDHOE)、110a、110b、110c…光学検出素子、112…回折格子
【発明の属する技術分野】
この発明は、光ディスクに対して光ビームを照射し、この光ディスクからの反射光を検出する光学ヘッドに関する。また、この発明は、このような光学ヘッドを搭載した光ディスクドライブに関する。
【0002】
【従来の技術】
光ディスクドライブは、対物レンズ及びフォトディテクタなどを備えた光学ヘッドを有する。この光学ヘッドは、光ディスクの記録面に光ビームを照射し、光ディスクからの反射光を検出する。検出された反射光に基づき、光ディスク上に記録された情報が読み取られる。また、この光学ヘッドは、光ディスクの記録面に対して光ビームを照射し、光ディスクに対して目的の情報を記録する。
【0003】
ここで、光ディスクからの反射光に基づく各種信号の生成について説明する。光ディスクからの反射光は、対物レンズおよび複数の光学要素によりフォトディテクタの所定の光検出領域に導かれる。フォトディテクタは導かれた反射光を電気信号に変換する。フォトディテクタにより変換された電気信号に基づき光ディスクに記録されている情報の再生信号が生成される。また、フォトディテクタにより変換された電気信号に基づきトラッキング制御信号が生成される。さらに、フォトディテクタにより変換された電気信号に基づきフォーカス制御信号が生成される。トラッキング制御信号は、光ディスクの記録面上に投影される光スポットを、記録面のトラック中心に整合させるトラッキング制御に利用される。また、フォーカス制御信号は、記録面上に光スポットがジャストフォーカスするように対物レンズの位置を変化させるフォーカシング制御に利用される。
【0004】
また、対物レンズは、レンズホルダにより保持されており、このレンズホルダが複数の弾性支持バネの一端部で支持されている。そして、レンズホルダは、トラッキングコイル及びフォーカシングコイルにより、物理的に微動制御可能となっている。これによりレンズシフトが実現され、フォーカシング、トラッキングが実現される。
【0005】
さらに、近年は、DVD(Digital Versatile Disk)の普及が目覚しく、既に市場に出回っているCD(Compact Disk)とDVDとの互換機、即ち、両メディアを取り扱うことができる光ディスクドライブが登場している。DVDとCDでは記録密度が大きく異なることが知られている。これに対応して、DVDとCDに対して照射される光ビームの波長も異なる。互換機では、このような波長の異なる二つの光ビームの処理が必要となる(特許文献1)。
【0006】
【特許文献1】
特開2003−16672号公報
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
フォーカスエラー信号の生成手法として、ナイフエッジ法(或いはダブルナイフエッジ法)が知られている。ナイフエッジ法(或いはダブルナイフエッジ法)は、ディスクからの反射光の集束光路幅に一つのナイフエッジ(二つのナイフエッジ)を配置して、受光素子上で光点像の移動量を検出することによりフォーカスエラー信号を生成する手法である。
【0008】
また、フォーカスにナイフエッジ法(或いはダブルナイフエッジ法)を用いる場合、フォーカスエラー信号を生成するための受光素子と、DPPやDPD信号などのトラッキングエラー信号を生成するための受光素子とを別々に配置しなければならないという問題がある。さらに、フォーカスにナイフエッジ法(或いはダブルナイフエッジ法)を用いる場合、CDからの反射光を検出するための受光素子と、DVDからの反射光を検出するための受光素子とを別々に配置しなければならないという問題がある。
【0009】
この発明の目的は、上記問題を解決するために成されたものであって、ナイフエッジ法によりフォーカスエラー信号を検出する場合であっても、一つの受光素子でトラッキングエラー信号も検出可能な光学ヘッド、及び光ディスクドライブを提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】
(1)この発明の光学ヘッドは、第1波長の第1光ビームを出射する第1出射手段と、前記第1波長より長い第2波長の第2光ビームを出射する第2出射手段と、前記第1及び第2出射手段から出射される前記第1及び第2光ビームを透過させ、これら前記第1及び第2光ビームに対応して光ディスクから得られる第1及び第2反射光を偏向させる偏向手段と、前記偏向手段を透過した前記第1及び第2光ビームを前記光ディスク上に集光させる集光手段と、前記偏向手段により偏向される前記第1及び第2反射光を検出する検出手段と、前記偏向手段と前記集光手段の間の前記第1及び第2光ビームの光路上に配置されるものであって、前記第1及び第2光ビームを透過させ、前記第1反射光を回折させ、前記第2反射光を透過させる第1回折手段と、前記偏向手段と前記検出手段の間の前記第1及び第2反射光の光路上に配置されるものであって、前記第1反射光を透過させ、前記第2反射光を回折する第2回折手段とを備えている。
【0011】
(2)この発明の光ディスクドライブは、第1波長の第1光ビームを出射する第1出射手段と、前記第1波長より長い第2波長の第2光ビームを出射する第2出射手段と、前記第1及び第2出射手段から出射される前記第1及び第2光ビームを透過させ、これら前記第1及び第2光ビームに対応して光ディスクから得られる第1及び第2反射光を偏向させる偏向手段と、前記偏向手段を透過した前記第1及び第2光ビームを前記光ディスク上に集光させる集光手段と、前記偏向手段により偏向される前記第1及び第2反射光を検出する検出手段と、前記偏向手段と前記集光手段の間の前記第1及び第2光ビームの光路上に配置されるものであって、前記第1及び第2光ビームを透過させ、前記第1反射光を回折させ、前記第2反射光を透過させる第1回折手段と、前記偏向手段と前記検出手段の間の前記第1及び第2反射光の光路上に配置されるものであって、前記第1反射光を透過させ、前記第2反射光を回折する第2回折手段と、前記第1回折手段により回折され前記検出手段により検出された前記第1反射光の成分に基づきトラッキング及びフォーカスを制御し、前記第2回折手段により回折され前記検出手段により検出された前記第2反射光の成分に基づきトラッキング及びフォーカスを制御する制御手段とを備えている。
【0012】
(3)この発明は、波長の異なる第1及び第2光ビームのうちの前記第2光ビームに対応して光ディスクから得られる第2反射光を透過させ前記第1光ビームに対応して光ディスクから得られる第1反射光を回折させる第1回折素子と、前記第1光ビームに対応して光ディスクから得られる第1反射光を透過させ前記第2光ビームに対応して光ディスクから得られる第2反射光を回折させる第2回折素子と、前記第1回折素子で回折された第1回折光及び前記第2回折素子で回折された第2回折光を検出する光検出素子とを備えた光学ヘッドの光学系を調整する方法であって、前記第1回折光を基準にして前記光検出素子の受光面の位置を調整し、前記第2回折素子の回転に応じて偏向する前記第2回折光が前記位置調整された受光面で受光されるように、前記第2回折素子を回転させて前記第2回折光の向きを調整する。
【0013】
(4)この発明の光学ヘッドは、光ビームを出射する出射手段と、前記出射手段により出射される前記光ビームを回折させる第1回折手段と、前記第1回折手段の回折により得られる一つのメインビームと二つのサブビームを透過させ、これら複数ビームに対応して光ディスクから得られる複数反射光を偏向させる偏向手段と、前記偏向手段を透過した前記複数ビームを前記光ディスク上に集光させる集光手段と、前記集光手段により光ディスク上に集光された前記複数ビームに対応して光ディスクから得られる複数反射光を回折させる第2回折手段と、前記第2回折手段により回折された前記複数反射光の成分を検出する検出手段とを備え、
前記第2回折手段は、前記メインビームに対応して光ディスクから得られるメイン反射光の成分、及び前記二つのサブビームに対応して光ディスクから得られる二つのサブ反射光の成分を切り出し、前記検出手段は、前記第2回折手段により切り出された各反射光の成分を検出する。
【0014】
さらに、前記第2回折手段は円形であり、この円形を基準円と定義し、この基準円の直径で2分割される基準円の一方の分割領域を第1分割領域、他方の分割領域を第2分割領域と定義し、前記基準円の中心に対して対称となる二つの円であって前記基準円の直径の延長線上に中心が位置する第1及び第2円を定義し、前記第2分割領域と前記第1円の重複領域を第1回折領域、前記第2分割領域と前記第2円の重複領域を第2回折領域、前記第1分割領域を第3回折領域、前記第2分割領域のうちの前記第1及び第2円との非重複領域を第4回折領域と定義し、前記第1、第2、第3、及び第4回折領域により前記メイン反射光の成分及び前記二つのサブ反射光の成分を切り出し、
前記検出手段は、前記前記第1、第2、第3、及び第4回折領域により切り出された反射光の成分から、前記メイン反射光の成分を検出するとともに、前記二つのサブ反射光のうちの一方のサブ反射光の成分を検出する。
【0015】
或いは、前記第2回折手段は円形であり、この円形を基準円と定義し、この基準円の直径で2分割される基準円の一方の分割領域を第1分割領域、他方の分割領域を第2分割領域と定義し、前記基準円の中心に対して対称となる二つの円であって前記基準円の直径の延長線上に中心が位置する第1及び第2円を定義し、前記第1分割領域と前記第1円の重複領域を第1回折領域、前記第1分割領域と前記第2円の重複領域を第2回折領域、前記第1分割領域を第3回折領域、前記第1分割領域のうちの前記第1及び第2円との非重複領域を第4回折領域と定義し、前記第1、第2、第3、及び第4回折領域により前記メイン反射光及び前記二つのサブ反射光の成分を切り出し、
前記検出手段は、前記前記第1、第2、第3、及び第4回折領域により切り出された反射光の成分から、前記メイン反射光の成分を検出するとともに、前記二つのサブ反射光の成分を検出する。
【0016】
(5)この発明の光ディスクドライブは、光ビームを出射する出射手段と、前記出射手段により出射される前記光ビームを回折させる第1回折手段と、前記第1回折手段の回折により生じた一つのメインビームと二つのサブビームを含む複数ビームを透過させ、これら複数ビームに対応して光ディスクから得られる複数反射光を偏向させる偏向手段と、前記偏向手段を透過した前記複数ビームを前記光ディスク上に集光させる集光手段と、前記集光手段により光ディスク上に集光された前記複数ビームに対応して光ディスクから得られる複数反射光を回折させる第2回折手段と、前記第2回折手段により回折された前記複数反射光の成分を検出する検出手段と、前記検出手段により検出された前記反射光の成分に基づきトラッキング及びフォーカスを制御する制御手段とを備え、
前記第2回折手段は、前記メインビームに対応して光ディスクから得られるメイン反射光の成分、及び前記二つのサブビームに対応して光ディスクから得られる二つのサブ反射光の成分を切り出し、前記検出手段は、前記第2回折手段により切り出された反射光の成分を検出する。
【0017】
さらに、前記第2回折手段は円形であり、この円形を基準円と定義し、この基準円の直径で2分割される基準円の一方の分割領域を第1分割領域、他方の分割領域を第2分割領域と定義し、前記基準円の中心に対して対称となる二つの円であって前記基準円の直径の延長線上に中心が位置する第1及び第2円を定義し、前記第2分割領域と前記第1円の重複領域を第1回折領域、前記第2分割領域と前記第2円の重複領域を第2回折領域、前記第1分割領域を第3回折領域、前記第2分割領域のうちの前記第1及び第2円との非重複領域を第4回折領域と定義し、前記第1、第2、第3、及び第4回折領域により前記メイン反射光の成分及び前記二つのサブ反射光の成分を切り出し、前記検出手段は、前記前記第1、第2、第3、及び第4回折領域により切り出された反射光の成分から、前記メイン反射光の成分を検出するとともに、前記二つのサブ反射光のうちの一方のサブ反射光の成分を検出し、前記制御手段は、前記第1及び第2回折領域から得られる前記メイン反射光の成分の差信号と前記第1及び第2回折領域から得られる前記サブ反射光の成分の差信号の所定倍との差分値から生成されるトラッキングエラー信号に基づきトラッキングを制御し、前記検出手段は、前記第3回折領域により切り出された前記反射光の成分を第1及び第2検出領域で検出し、前記第4回折領域により切り出された前記反射光を第3及び第4検出領域で検出し、前記制御手段は、前記第2及び第3検出領域で検出された反射光成分の和信号と前記第1及び第4検出領域で検出された反射光成分の和信号との差分値から生成されるフォーカスエラー信号に基づきフォーカスを制御する。
【0018】
或いは、前記第2回折手段は円形であり、この円形を基準円と定義し、この基準円の直径で2分割される基準円の一方の分割領域を第1分割領域、他方の分割領域を第2分割領域と定義し、前記基準円の中心に対して対称となる二つの円であって前記基準円の直径の延長線上に中心が位置する第1及び第2円を定義し、前記第2分割領域と前記第1円の重複領域を第1回折領域、前記第2分割領域と前記第2円の重複領域を第2回折領域、前記第1分割領域を第3回折領域、前記第2分割領域のうちの前記第1及び第2円との非重複領域を第4回折領域と定義し、前記第1、第2、第3、及び第4回折領域により前記メイン反射光の成分及び前記二つのサブ反射光の成分を切り出し、前記検出手段は、前記前記第1、第2、第3、及び第4回折領域により切り出された反射光の成分から、前記メイン反射光の成分を検出するとともに、前記二つのサブ反射光のうちの一方のサブ反射光の成分を検出し、前記制御手段は、前記第1回折領域から得られる前記メイン反射光の成分と前記第2回折領域から得られる前記メイン反射光の成分との差分値から生成されるトラッキングエラー信号に基づきトラッキングを制御し、前記検出手段は、前記第3回折領域により切り出された前記反射光の成分を第1及び第2検出領域で検出し、前記第4回折領域により切り出された前記反射光を第3及び第4検出領域で検出し、前記制御手段は、前記第2及び第3検出領域で検出された反射光成分の和信号と前記第1及び第4検出領域で検出された反射光成分の和信号との差分値から生成されるフォーカスエラー信号に基づきフォーカスを制御する。
【0019】
或いは、前記第2回折手段は円形であり、この円形を基準円と定義し、この基準円の直径で2分割される基準円の一方の分割領域を第1分割領域、他方の分割領域を第2分割領域と定義し、前記基準円の中心に対して対称となる二つの円であって前記基準円の直径の延長線上に中心が位置する第1及び第2円を定義し、前記第1分割領域と前記第1円の重複領域を第1回折領域、前記第1分割領域と前記第2円の重複領域を第2回折領域、前記第1分割領域を第3回折領域、前記第1分割領域のうちの前記第1及び第2円との非重複領域を第4回折領域と定義し、前記第1、第2、第3、及び第4回折領域により前記メイン反射光及び前記二つのサブ反射光の成分を切り出し、前記検出手段は、前記前記第1、第2、第3、及び第4回折領域により切り出された反射光の成分から、前記メイン反射光の成分を検出するとともに、前記二つのサブ反射光の成分を検出し、前記制御手段は、前記第1回折領域から得られる前記第1及び第2サブ反射光の成分の和信号と前記第2回折領域から得られる前記第1及び第2サブ反射光の成分の和信号との差信号を所定倍し、前記第1及び第2回折領域から得られる前記メイン反射光の成分の差信号と前記所定倍された差信号との差分値から生成されるトラッキングエラー信号に基づきトラッキングを制御し、前記検出手段は、前記第3回折領域により切り出された前記反射光の成分を第1及び第2検出領域で検出し、前記第4回折領域により切り出された前記反射光の成分を第3及び第4検出領域で検出し、前記制御手段は、前記第2及び第3検出領域で検出された反射光成分の和信号と前記第1及び第4検出領域で検出された反射光成分の和信号との差分値から生成されるフォーカスエラー信号に基づきフォーカスを制御する。
【0020】
或いは、前記第2回折手段は円形であり、この円形を基準円と定義し、この基準円の直径で2分割される基準円の一方の分割領域を第1分割領域、他方の分割領域を第2分割領域と定義し、前記基準円の中心に対して対称となる二つの円であって前記基準円の直径の延長線上に中心が位置する第1及び第2円を定義し、前記第1分割領域と前記第1円の重複領域を第1回折領域、前記第1分割領域と前記第2円の重複領域を第2回折領域、前記第1分割領域を第3回折領域、前記第1分割領域のうちの前記第1及び第2円との非重複領域を第4回折領域と定義し、前記第1、第2、第3、及び第4回折領域により前記メイン反射光及び前記二つのサブ反射光の成分を切り出し、前記検出手段は、前記前記第1、第2、第3、及び第4回折領域により切り出された反射光の成分から、前記メイン反射光の成分を検出するとともに、前記二つのサブ反射光の成分を検出し、前記制御手段は、前記第1回折領域から得られる前記メイン反射光の成分と前記第2回折領域から得られる前記メイン反射光の成分との差分値から生成されるトラッキングエラー信号基づきトラッキングを制御し、前記検出手段は、前記第3回折領域により切り出された前記反射光の成分を第1及び第2検出領域で検出し、前記第4回折領域により切り出された前記反射光の成分を第3及び第4検出領域で検出し、前記制御手段は、前記第2及び第3検出領域で検出された反射光成分の和信号と前記第1及び第4検出領域で検出された反射光成分の和信号との差分値から生成されるフォーカスエラー信号に基づきフォーカスを制御する。
【0021】
(6)この発明は、波長の異なる第1及び第2光ビームのうちの前記第2光ビームに対応して光ディスクから得られる第2反射光を透過させ前記第1光ビームに対応して光ディスクから得られる第1反射光を回折させる第1回折素子と、前記第1光ビームに対応して光ディスクから得られる第1反射光を透過させ前記第2光ビームに対応して光ディスクから得られる第2反射光を回折させる第2回折素子と、前記第1回折素子で回折された第1回折光及び前記第2回折素子で回折された第2回折光を検出する光検出素子とを備えた光学ヘッドの光学系を調整する方法であって、前記第1回折光を基準にして前記光検出素子の受光面の位置を調整し、前記第2回折素子の回転に応じて偏向する前記第2回折光が前記位置調整された受光面で受光されるように、前記第2回折素子を回転させて前記第2回折光の向きを調整する。
【0022】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【0023】
図1は、この発明の第1の実施形態に係る光ピックアップヘッド(光学ヘッド)の概略構成を示す上面図である。図2は、図1に示す光ピックアップヘッドの側面図である。図1の上面図、及び図2の側面図、共に、光ピックアップヘッドの構成を見やすくするために一部構成を省略している。
【0024】
図1及び図2に示すように、光ピックアップヘッドは、DVDレーザ101、CDレーザ102、ダイクイックミラー103、偏向ビームスプリッタ(PBS)104、ミラー105、コリメートレンズ106、対物レンズ107、DVD用回折光学素子(DVDHOE)108a、CD用回折光学素子(DVDHOE)109a、光学検出素子(PD)110aを備えている。
【0025】
まず、DVDを処理するケースについて説明する。DVDレーザ101は、第1波長(例えば650nm近辺)の第1光ビームを出射する。DVDレーザ101から出射された第1光ビームは、ダイクイックミラー103を反射し、偏向ビームスプリッタ104を透過する。偏向ビームスプリッタ104を透過した第1光ビームは、ミラー105で立ち上げられる。ミラー105で立ち上げられた第1光ビームは、コリメートレンズ106により平行光になり、DVD用回折光学素子108aを透過し、対物レンズ107により光ディスク(DVD)の記録面に集光される。以上の光ビームの集光(記録用パワーの第1光ビームの集光)により、光ディスク(DVD)に対して情報を記録することができる。
【0026】
さらに、再生時に光ディスクからの反射光は、つまり第1光ビームに対応して光ディスクから得られる第1反射光は、DVD用回折光学素子108aにより全て回折され、コリメートレンズ106及びミラー105を経て、偏向ビームスプリッタ104により偏向される。偏向ビームスプリッタ104により偏向された第1反射光は、CD用回折光学素子109aを透過し、光学検出素子110aにより検出される。DVD用回折光学素子108aによる第1反射光の回折、及び光学検出素子110aによる第1反射光の検出については、後に詳しく説明する。光学検出素子110aにより検出された第1反射光(再生用パワーの第1光ビームの反射光)に基づき、光ディスク(DVD)に記録されていた情報が再生され、またトラッキングが制御され、フォーカスが制御される。トラッキング制御及びフォーカス制御についても、後に詳しく説明する。
【0027】
続いて、CDを処理するケースについて説明する。CDレーザ102は、第1波長より長い第2波長(例えば780nm近辺)の第2光ビームを出射する。CDレーザ102から出射された第2光ビームは、ダイクイックミラー103を反射し、偏向ビームスプリッタ104を透過する。偏向ビームスプリッタ104を透過した第2光ビームは、ミラー105で立ち上げられる。ミラー105で立ち上げられた第2光ビームは、コリメートレンズ106により平行光になり、DVD用回折光学素子108aを透過し、対物レンズ107により光ディスク(CD)の記録面に集光される。以上の光ビームの集光(記録用パワーの第2光ビームの集光)により、光ディスク(CD)に対して情報を記録することができる。
【0028】
さらに、再生時に光ディスクからの反射光は、つまり第2光ビームに対応して光ディスクから得られる第2反射光は、DVD用回折光学素子108aを透過し、コリメートレンズ106及びミラー105を経て、偏向ビームスプリッタ104により偏向される。偏向ビームスプリッタ104により偏向された第2反射光は、CD用回折光学素子109aにより全て回折され、光学検出素子110aにより検出される。CD用回折光学素子109aによる第2反射光の回折、及び光学検出素子110aによる第2反射光の検出については、後に詳しく説明する。光学検出素子110aにより検出された第2反射光(再生用パワーの第2光ビームの反射光)に基づき、光ディスク(CD)に記録されていた情報が再生され、またトラッキングが制御され、フォーカスが制御される。トラッキング制御及びフォーカス制御についても、後に詳しく説明する。
【0029】
図1及び図2に示すように、光ピックアップヘッドは、偏向ビームスプリッタ104と対物レンズ107の間に配置されたDVD用回折光学素子108aと、偏向ビームスプリッタ104と光学検出素子110aとの間に配置されたCD用回折光学素子109aとを備えている。言い換えると、対物レンズ107の下にDVD用回折光学素子108aが配置され、光学検出素子110aの手前にCD用回折光学素子109aが配置されている。また、上記説明したように、DVD用回折光学素子108aは、DVDからの反射光を全て回折し、CDからの反射光を透過させる性質を持つ。一方、CD用回折光学素子109aは、CDからの反射光を全て回折し、DVDからの反射光を透過させる性質を持つ。
【0030】
ここで、光ピックアップヘッドの光学系の調整について説明する。図17は、上記説明した光学系調整方法を示すフローチャートである。まず、DVD用回折光学素子108aにより回折された第1回折光を基準にして、光学検出素子110aの受光面の位置が調整される(ST1)。CD用回折光学素子109aが回転すると、このCD用回折光学素子109aにより回折される第2回折光は、回転に応じて偏向する。これを利用して、第2回折光が、ST1で位置調整された光学検出素子110aの受光面で適切に受光されるように、CD用回折光学素子109aを回転させて第2回折光の向きが調整される(ST2)。以上により、第1回折光及び第2回折光を、一つの光学検出素子110aで適切に受光することができる。
【0031】
続いて、DVD用回折光学素子108a、CD用回折光学素子109a、光学検出素子110aによる反射光検出原理の詳細について説明する。図3は、DVD用回折光学素子108aの回折領域の概略を示す図である。図4は、DVD用回折光学素子108aに反射光が照射された状態を示す図である。図5は、CD用回折光学素子109aの回折領域の概略を示す図である。図6は、CD用回折光学素子109aに反射光が照射された状態を示す図である。図7は、光学検出素子110aの光検出領域の概略を示す図である。
【0032】
図3及び図4に示すように、DVD用回折光学素子108aは、第1回折領域A、第2回折領域D、第3回折領域B、第4回折領域C、第5回折領域K1、第6回折領域K2を備えている。DVD用回折光学素子108aは円形であり、この円形を基準円と定義する。この基準円の中心に対して対称となる二つの円であって、基準円の直径の延長線上に中心が位置する第1円C1及び第2円C2を定義する。基準円と第1円C1の重複領域であって、基準円の直径で分割される一方の領域が第1回折領域A、他方の領域が第2回折領域Dである。基準円と第2円C2の重複領域であって、基準円の直径で分割される一方の領域が第3回折領域B、他方の領域が第4回折領域Cである。さらに、基準円と第1円C1及び第2円C2との非重複領域であって、基準円の直径で分割される一方の領域が第5回折領域K1、他方の領域が第6回折領域K2である。DVD用回折光学素子108aは、第1回折領域A、第2回折領域D、第3回折領域B、第4回折領域C、第5回折領域K1、第6回折領域K2により第1反射光の成分を切り出す。
【0033】
また、第5回折領域K1には、第1のピッチ(比較的狭いピッチ)で回折格子が形成されている。第6回折領域K2には、第1のピッチより広い第2のピッチ(比較的広いピッチ)で回折格子が形成されている。例えば、第2のピッチは、10μ程度である。第5回折領域K1及び第6回折領域K2に形成されている回折格子は、図3に示すように基準円の直径に対して垂直に形成されたピッチにより構成されている。
【0034】
図5及び図6に示すように、CD用回折光学素子109aは、第1回折領域A、第2回折領域D、第3回折領域B、第4回折領域C、第5回折領域K1、第6回折領域K2を備えている。CD用回折光学素子109aは円形であり、この円形を基準円と定義する。この基準円に含まれ且つこの基準円の中心及び直径に対して対称な第1対称領域E1及び第2対称領域E2を定義する。第1対象領域E1のうちの基準円の直径で分割される一方の領域が第1回折領域A、他方の領域が第2回折領域Dである。第2対象領域E2のうちの基準円の直径で分割される一方の領域が第3回折領域B、他方の領域が第4回折領域Cである。基準円と第1対称領域E1及び第2対称領域E2との非重複領域であって、基準円の直径で分割される一方の領域が第5回折領域K1、他方の領域が第6回折領域K2である。CD用回折光学素子109aは、第1回折領域A、第2回折領域D、第3回折領域B、第4回折領域C、第5回折領域K1、第6回折領域K2により第2反射光の成分を切り出す。
【0035】
また、第5回折領域K1には、第1のピッチで回折格子が形成されている。第6回折領域K2には、第1のピッチより広い第2のピッチで回折格子が形成されている。第5回折領域K1及び第6回折領域K2に形成されている回折格子は、図5に示すように基準円の直径に対して垂直に形成されたピッチにより構成されている。
【0036】
図7に示すように、光学検出素子110aは、検出領域A、検出領域B、検出領域C、検出領域D、検出領域E、検出領域F、検出領域G、検出領域Hを備えている。DVD用回折光学素子108aの第1回折領域A及びCD用回折光学素子109aの第1回折領域Aと、光学検出素子110aの検出領域Aとが対応している。つまり、DVD用回折光学素子108aの第1回折領域Aで回折された第1反射光の成分、又はCD用回折光学素子109aの第1回折領域Aで回折された第2反射光の成分は、光学検出素子110aの検出領域Aにより検出される。
【0037】
また、DVD用回折光学素子108aの第3回折領域B及びCD用回折光学素子109aの第3回折領域Bと、光学検出素子110aの検出領域Bとが対応している。つまり、DVD用回折光学素子108aの第3回折領域Bで回折された第1反射光の成分、又はCD用回折光学素子109aの第3回折領域Bで回折された第2反射光の成分は、光学検出素子110aの検出領域Bにより検出される。
【0038】
また、DVD用回折光学素子108aの第4回折領域C及びCD用回折光学素子109aの第4回折領域Cと、光学検出素子110aの検出領域Cとが対応している。つまり、DVD用回折光学素子108aの第4回折領域Cで回折された第1反射光の成分、又はCD用回折光学素子109aの第4回折領域Cで回折された第2反射光の成分は、光学検出素子110aの検出領域Cにより検出される。
【0039】
また、DVD用回折光学素子108aの第2回折領域D及びCD用回折光学素子109aの第2回折領域Dと、光学検出素子110aの検出領域Dとが対応している。つまり、DVD用回折光学素子108aの第2回折領域Dで回折された第1反射光の成分、又はCD用回折光学素子109aの第2回折領域Dで回折された第2反射光の成分は、光学検出素子110aの検出領域Dにより検出される。
【0040】
また、DVD用回折光学素子108aの第5回折領域K1及びCD用回折光学素子109aの第5回折領域K1と、光学検出素子110aの検出領域F及びGとが対応している。つまり、DVD用回折光学素子108aの第5回折領域K1(第1のピッチの回折格子)で回折された第1反射光、又はCD用回折光学素子109aの第5回折領域K1(第1のピッチの回折格子)で回折された第2反射光は、第5回折領域K1に形成された回折格子により光学検出素子110aの検出領域F及びGへ導かれ、これら第1反射光の成分又は第2反射光の成分は光学検出素子110aの検出領域F及びGにより検出される。具体的には、検出領域F及びGの境界線上に、第5回折領域K1で回折された反射光が集光される。つまり、DVD用回折光学素子108aの回転に対応して、検出領域F及びGにおける第1反射光の検出結果が変化する。同様に、CD用回折光学素子109aの回転に対応して、検出領域F及びGにおける第2反射光の検出結果が変化する。
【0041】
また、DVD用回折光学素子108aの第6回折領域K2及びCD用回折光学素子109aの第6回折領域K2と、光学検出素子110aの検出領域E及びHとが対応している。つまり、DVD用回折光学素子108aの第6回折領域K2(第2のピッチの回折格子)で回折された第1反射光、又はCD用回折光学素子109aの第6回折領域K2(第2のピッチの回折格子)で回折された第2反射光は、第6回折領域K2に形成された回折格子により光学検出素子110aの検出領域E及びHへ導かれ、これら第1反射光の成分又は第2反射光の成分は光学検出素子110aの検出領域E及びHにより検出される。具体的には、検出領域E及びHの境界線上に、第6回折領域K2で回折された反射光が集光される。つまり、DVD用回折光学素子108aの回転に対応して、検出領域E及びHにおける第1反射光の検出結果が変化する。同様に、CD用回折光学素子109aの回転に対応して、検出領域E及びHにおける第2反射光の検出結果が変化する。
【0042】
図15は、上記説明した光ピックアップヘッドを搭載した光ディスクドライブの概略構成を示す図である。この光ディスクドライブは、DVDやCDなどの光ディスクDに対して目的のデータを記録したり、この光ディスクDに記録されたデータを再生したりする。
【0043】
図15に示すように、光ディスクドライブは、光ピックアップヘッド1、変調回路2、レーザ制御回路3、フォーカス制御回路4、トラッキング制御回路5、信号処理回路6、復調回路7、アクチュエータ8を備えている。
【0044】
まず、この光ディスクドライブによる光ディスクDに対するデータの記録について説明する。記録信号は、変調回路2により所定のチャネルビット系列の信号に変調される。記録信号に対応したチャネルビット系列は、レーザ制御回路3によりレーザ駆動波形に変換される。レーザ制御回路3は、DVDレーザ101又はCDレーザ102をパルス駆動し、DVDレーザ101又はレCDレーザ102から記録用パワーの光ビームを出射させる。その結果、記録用パワーの光ビームは、光ディスクDの情報記録面に集光され、目的のデータが光ディスクD上に記録される。このとき、光ディスクD上に集光された記録用の光ビームは、フォーカス制御回路4によるフォーカス制御及びトラッキング制御回路5によるトラッキング制御により、記録面上に最良の微小スポットが得られる状態で維持される。
【0045】
続いて、この光ディスクドライブによる光ディスクDに記録されたデータの再生について説明する。データ再生指示に基づき、レーザ制御回路3はDVDレーザ101又はレCDレーザ102を駆動し、DVDレーザ101又はレCDレーザ102から再生用パワーの光ビームを出射させる。その結果、再生用パワーの光ビームは、光ディスクDの情報記録面に集光される。光ディスクD上に集光された再生用パワーの光ビームは、フォーカス制御回路4によるフォーカス制御及びトラッキング制御回路5によるトラッキング制御により、記録面上に最良の微小スポットが得られる状態で維持される。このとき、光ディスクD上に照射された再生用パワーの光ビームは、情報記録面内の反射膜あるいは反射性記録膜により反射される。反射光は、DVD用回折光学素子108a又はCD用回折光学素子109aで回折され、光学検出素子110aにより検出される。
【0046】
ここで光学検出素子110aの各検出領域により検出された反射光成分に基づき、下記式により、フォーカスエラー信号(FES)、トラッキングエラー信号(TES)、及び再生信号(RF)が生成される。なお、フォーカスエラー検出には、ダブルナイフエッジ法が採用されるものとする。つまり、第5回折領域K1及び第6回折領域K2により、ダブルナイフエッジで制限された反射光が切り出される。
【0047】
FES=(E+F)−(G+H)・・・・・(式1)
TES(push−pull)=(B+C)−(A+D)・・・・・(式2)
TES(DPD)=ph(A+C)−ph(B+D)・・・・・(式3)
RF=A+B+C+D+E+F+G+H・・・・・(式4)
フォーカス制御回路4は、(式1)により生成されるフォーカスエラー信号に基づきフォーカスエラーを修正するためのフォーカス制御信号をアクチュエータ8に出力する。トラッキング制御回路5は、(式2)又は(式3)により生成されるトラッキングエラー信号に基づきトラッキングエラーを修正するためのトラッキング制御信号をアクチュエータ8に出力する。信号処理回路6は、(式4)により生成される再生信号を等化し2値化する。さらに、復調回路7は、2値化された再生信号を所定の変調方式に対応した復調方式により復調する。
【0048】
上記説明では、図3に示すような回折領域を持つの一例としてDVD用回折光学素子108aについて説明したが、これだけに限定されるものではない。例えば、図8に示すような回折領域を持つDVD用回折光学素子108aを適用するようにしてもよい。
【0049】
図8に示すように、DVD用回折光学素子108aは、第1回折領域A、第2回折領域D、第3回折領域B、第4回折領域C、第5回折領域K1、第6回折領域K2を備えている。DVD用回折光学素子108aは円形であり、この円形を基準円と定義する。この基準円の中心に対して対称となる二つの円であって、基準円の直径の延長線上に中心が位置する第1円C1及び第2円C2を定義する。さらに、基準円の直径に並行且つ基準円の中心に対して対称となる二つの線分L1及びL2を定義する。一方の線分L1は、第1円C1の円周上の1点と、第2円C2の円周上の1点とを結ぶ線分である。他方の線分L2は、第1円C1の円周上の1点と、第2円C2の円周上の1点とを結ぶ線分である。基準円と第1円C1及び第2円C2との非重複領域であって、基準円の直径で分割される一方の領域のうちの、さらに線分L1と基準円の円弧で定義される領域が第5回折領域K1である。基準円と第1円C1及び第2円C2との非重複領域であって、基準円の直径で分割される他方の領域のうちの、さらに線分L2と基準円の円弧で定義される領域が第6回折領域K2である。基準円で定義される領域から第5回折領域K1及び第6回折領域K2を除いた領域であって、基準円の直径とこの直径に対して直交する線分とで分割される4つの領域を、第1回折領域A、第2回折領域D、第3回折領域B、第4回折領域Cと定義する。なお、第1回折領域Aは、基準円と第1円C1の重複領域であって、基準円の直径で分割される一方の領域を含む領域である。第2回折領域Dは、基準円と第1円C1の重複領域であって、基準円の直径で分割される他方の領域を含む領域である。第3回折領域Bは、基準円と第2円C2の重複領域であって、基準円の直径で分割される一方の領域を含む領域である。第4回折領域Cは、基準円と第2円C2の重複領域であって、基準円の直径で分割される他方の領域を含む領域である。このDVD用回折光学素子108aは、第1回折領域A、第2回折領域D、第3回折領域B、第4回折領域C、第5回折領域K1、第6回折領域K2により第1反射光の成分を切り出す。
【0050】
また、第5回折領域K1には、第1のピッチ(比較的狭いピッチ)で回折格子が形成されている。第6回折領域K2には、第1のピッチより広い第2のピッチ(比較的広いピッチ)で回折格子が形成されている。例えば、第2のピッチは、10μ程度である。第5回折領域K1及び第6回折領域K2に形成されている回折格子は、図3に示すように基準円の直径に対して垂直に形成されたピッチにより構成されている。
【0051】
以上説明したように、CD用とDVD用で別々の光学検出素子を設けなくても、一つの光学検出素子110aだけで、CD用及びDVD用のフォーカスエラー信号をナイフエッジ法で検出することができる。さらに、同一光学検出素子110aにより、トラッキングエラー信号(push−pull、DPD)も検出することができる。
【0052】
次に、第2及び第3の実施形態について説明する。なお、上記説明した第1の実施形態と共通する部分についての説明は省略する。
【0053】
図9は、この発明の第2及び第3の実施形態に係る光ピックアップヘッド(光学ヘッド)の概略構成を示す上面図である。図10は、図9に示す光ピックアップヘッドの側面図である。図9の上面図、及び図10の側面図、共に、光ピックアップヘッドの構成を見やすくするために一部構成を省略している。
【0054】
図9及び図10に示すように、第2の実施形態に係る光ピックアップヘッドは、DVDレーザ101、CDレーザ102、ダイクイックミラー103、偏向ビームスプリッタ(PBS)104、ミラー105、コリメートレンズ106、対物レンズ107、DVD用回折光学素子(DVDHOE)108a、CD用回折光学素子(DVDHOE)109b、光学検出素子(PD)110b、回折格子112を備えている。一方、第3の実施形態に係る光ピックアップヘッドは、光学検出素子(PD)110bの替わりに、光学検出素子(PD)110cを備えている。
【0055】
第2及び第3の実施形態は、3ビーム法による反射光検出(トラッキングエラー検出)である。ここで、図16を参照して、3ビーム法の概略について説明する。3ビーム法は、一つのメインビーム(0次光)及び二つのサブビーム(±1次光)を用いて反射光を検出する方法である。光ディスク上には、ディスクの円周方向に沿ってトラックが形成されている。例えば、ディスク1周毎に、ランドトラック(L)とグルーブトラック(G)とが交互に形成されている。よって、半径方向に見ると、図16に示すように、ランドトラック(L)とグルーブトラック(G)とが交互に存在する。光ピックアップヘッドから出射される3つのビームは、半径方向に対して1/2トラックピッチずれており、サブビーム(−1次光)、メインビーム(0次光)、サブビーム(+1次光)の順にディスク上に集光される。さらに、これら3つのビームは、トラック方向に対しても等間隔で、サブビーム、メインビーム、サブビームの順にディスク上に集光される。3つのビームは重なり合うことなく、例えば、メインビームがランドトラック(又はグルーブトラック)の中心を、一方のサブビームがこのランドトラック(又はグルーブトラック)の外周側に隣接するグルーブトラック(又はランドトラック)の中心を、他方のサブビームがこのランドトラック(又はグルーブトラック)の内周側に隣接するグルーブトラック(又はランドトラック)の中心をトレースする。両サブビームのトレース状態から、トラックずれ量を検出することができる。
【0056】
なお、CDレーザ102から出射される第2光ビームは、回折格子112により、一つのメインビームと二つのサブビームに分けられる。
【0057】
続いて、CD用回折光学素子109b、光学検出素子110b、光学検出素子110cによる反射光検出原理の詳細について説明する。図11は、CD用回折光学素子109bの回折領域の概略を示す図である。図12は、CD用回折光学素子109bに反射光が照射された状態を示す図である。図13は、光学検出素子110bの光検出領域の概略を示す図である。図14は、光学検出素子110cの光検出領域の概略を示す図である。
【0058】
図11及び図12に示すように、CD用回折光学素子109bは、第1回折領域A、C、I、第2回折領域B、D、J、第3回折領域K1、第4回折領域K2を備えている。CD用回折光学素子109bは、円形であり、この円形を基準円と定義する。この基準円の直径で2分割される基準円の一方の分割領域を第1分割領域、他方の分割領域を第2分割領域と定義する。さらに、この基準円の中心に対して対称となる二つの円であって、基準円の直径の延長線上に中心が位置する第1及び第2円を定義する。第2分割領域と第1円の重複領域が、第1回折領域A、C、Iである。第2分割領域と第2円の重複領域が、第2回折領域B、D、Jである。第1分割領域が第3回折領域K1、第2分割領域のうちの第1及び第2円との非重複領域が第4回折領域K2である。CD用回折光学素子109bは、第1回折領域A、第2回折領域B、第3回折領域K1、第回折領域K2によりメインビームのメイン反射光の成分を切り出す。同様に、CD用回折光学素子109bは、第1回折領域C、第2回折領域D、第3回折領域K1、第回折領域K2により一方のサブビームのサブ反射光の成分を切り出す。同様に、CD用回折光学素子109bは、第1回折領域I、第2回折領域J、第3回折領域K1、第回折領域K2により他方のサブビームのサブ反射光の成分を切り出す。
【0059】
図13に示すように、光学検出素子110bは、検出領域A、検出領域B、検出領域C、検出領域D、検出領域E、検出領域F、検出領域G、検出領域H、検出領域I、検出領域Jを備えている。CD用回折光学素子109bの第1回折領域Aと、光学検出素子110bの検出領域Aとが対応している。つまり、CD用回折光学素子109bの第1回折領域Aで回折されたメイン反射光の成分は、光学検出素子110bの検出領域Aにより検出される。
【0060】
また、CD用回折光学素子109bの第2回折領域Bと、光学検出素子110bの検出領域Bとが対応している。つまり、CD用回折光学素子109aの第3回折領域Bで回折されたメイン反射光の成分は、光学検出素子110aの検出領域Bにより検出される。
【0061】
また、CD用回折光学素子109bの第1回折領域Cと、光学検出素子110bの検出領域Cとが対応している。つまり、CD用回折光学素子109bの第1回折領域Cで回折されたサブ反射光の成分は、光学検出素子110bの検出領域Cにより検出される。
【0062】
また、CD用回折光学素子109bの第2回折領域Dと、光学検出素子110bの検出領域Dとが対応している。つまり、CD用回折光学素子109bの第2回折領域Dで回折されたサブ反射光の成分は、光学検出素子110bの検出領域Dにより検出される。
【0063】
また、CD用回折光学素子109bの第1回折領域Iと、光学検出素子110bの検出領域Iとが対応している。つまり、CD用回折光学素子109bの第1回折領域Iで回折されたサブ反射光の成分は、光学検出素子110bの検出領域Iにより検出される。
【0064】
また、CD用回折光学素子109bの第2回折領域Jと、光学検出素子110bの検出領域Jとが対応している。つまり、CD用回折光学素子109bの第2回折領域Jで回折されたサブ反射光の成分は、光学検出素子110bの検出領域Jにより検出される。
【0065】
また、CD用回折光学素子109bの第3回折領域K1と、光学検出素子110bの検出領域F及びGとが対応している。つまり、CD用回折光学素子109bの第3回折領域K1で回折されたメイン反射光の成分は、光学検出素子110bの検出領域F及びGにより検出される。具体的には、検出領域F及びGの境界線上に、第3回折領域K1で回折されたメイン反射光が集光される。つまり、CD用回折光学素子109bの回転に対応して、検出領域F及びGにおけるメイン反射光の検出結果が変化する。
【0066】
また、CD用回折光学素子109bの第4回折領域K2と、光学検出素子110bの検出領域E及びHとが対応している。つまり、CD用回折光学素子109bの第4回折領域K2で回折されたメイン反射光の成分は、光学検出素子110bの検出領域E及びHにより検出される。具体的には、検出領域E及びHの境界線上に、第4回折領域K2で回折されたメイン反射光が集光される。つまり、CD用回折光学素子109bの回転に対応して、検出領域E及びHにおけるメイン反射光の検出結果が変化する。
【0067】
ここで光学検出素子110bの各検出領域により検出された反射光成分に基づき、下記式により、フォーカスエラー信号(FES)、トラッキングエラー信号(TES)、及び再生信号(RF)が生成される。なお、フォーカスエラー検出には、ダブルナイフエッジ法が採用されるものとする。つまり、第3回折領域K1及び第4回折領域K2により、ダブルナイフエッジで制限された反射光が切り出される。
【0068】
FES=(E+F)−(G+H)・・・・・(式5)
TES(push−pull)=(C−D)−K*(A+I−(B+J))・・・・・(式6)
TES(DPD)=ph(C)−ph(D)・・・・・(式7)
RF=C+D+E+F+G+H・・・・・(式8)
フォーカス制御回路4は、(式5)により生成されるフォーカスエラー信号に基づきフォーカスエラーを修正するためのフォーカス制御信号をアクチュエータ8に出力する。トラッキング制御回路5は、(式6)又は(式7)により生成されるトラッキングエラー信号に基づきトラッキングエラーを修正するためのトラッキング制御信号をアクチュエータ8に出力する。信号処理回路6は、(式8)により生成される再生信号を等化し2値化する。さらに、復調回路7は、2値化された再生信号を所定の変調方式に対応した復調方式により復調する。
【0069】
続いて、第3の実施形態の光ピックアップに採用されている光学検出素子110cについて説明する。図14に示すように、光学検出素子110cは、検出領域A、検出領域B、検出領域C、検出領域D、検出領域E、検出領域F、検出領域G、検出領域Hを備えている。つまり、検出領域I及び検出領域Jの有無が、光学検出素子110bと光学検出素子110cとの違いである。光学検出素子110cは、二つのサブビームのうちの一方のサブビームの反射光だけを検出するものである。光学検出素子110cの各検出領域により検出された反射光成分に基づき、下記式により、フォーカスエラー信号(FES)、トラッキングエラー信号(TES)、及び再生信号(RF)が生成される。
【0070】
FES=(E+F)−(G+H)・・・・・(式9)
TES(push−pull)=(C−D)−K*(A−B)・・・・・(式10)
TES(DPD)=ph(C)−ph(D)・・・・・(式11)
RF=C+D+E+F+G+H・・・・・(式12)
フォーカス制御回路4は、(式9)により生成されるフォーカスエラー信号に基づきフォーカスエラーを修正するためのフォーカス制御信号をアクチュエータ8に出力する。トラッキング制御回路5は、(式10)又は(式11)により生成されるトラッキングエラー信号に基づきトラッキングエラーを修正するためのトラッキング制御信号をアクチュエータ8に出力する。信号処理回路6は、(式12)により生成される再生信号を等化し2値化する。さらに、復調回路7は、2値化された再生信号を所定の変調方式に対応した復調方式により復調する。
【0071】
以上説明したように、CD用回折光学素子109bによる反射光の切り出し領域(回折領域)を工夫することにより、ナイフエッジ法(ダブルナイフエッジ法)によるフォーカスエラー信号検出とトラッキングエラー信号検出(push−pull、DPD)を可能にすることができる。つまり、一つのCD用回折光学素子109bと一つの光学検出素子110b又は110cで、ナイフエッジ法によるフォーカスエラー信号検出とトラッキングエラー信号検出(push−pull、DPD)を可能にすることができる。
【0072】
なお、本願発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。また、各実施形態は可能な限り適宜組み合わせて実施してもよく、その場合組み合わせた効果が得られる。更に、上記実施形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適当な組み合わせにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施形態に示される全構成要件からいくつかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題が解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。
【0073】
【発明の効果】
この発明によれば、フォーカスエラー信号を検出する場合に、一つの受光素子でトラッキングエラー信号も検出可能な光学ヘッド、及び光ディスクドライブを提供できる。また、この発明によれば、フォーカスエラー信号を検出する場合に、一つの受光素子でトラッキングエラー信号も検出可能な光学ヘッドの光学系を効率良く調整することが可能な光学系調整方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の第1の実施形態に係る光ピックアップヘッド(光学ヘッド)の概略構成を示す上面図である。
【図2】図1に示す光ピックアップヘッドの側面図である。
【図3】DVD用回折光学素子108aの回折領域の概略を示す図である。
【図4】DVD用回折光学素子108aに反射光が照射された状態を示す図である。
【図5】CD用回折光学素子109aの回折領域の概略を示す図である。
【図6】CD用回折光学素子109aに反射光が照射された状態を示す図である。
【図7】光学検出素子110aの光検出領域の概略を示す図である。
【図8】DVD用回折光学素子108aの回折領域の別例を示す図である。
【図9】この発明の第2及び第3の実施形態に係る光ピックアップヘッド(光学ヘッド)の概略構成を示す上面図である。
【図10】図9に示す光ピックアップヘッドの側面図である。
【図11】CD用回折光学素子109bの回折領域の概略を示す図である。
【図12】CD用回折光学素子109bに反射光が照射された状態を示す図である。
【図13】光学検出素子110bの光検出領域の概略を示す図である。
【図14】光学検出素子110cの光検出領域の概略を示す図である。
【図15】光ピックアップヘッド1を搭載した光ディスクドライブの概略構成を示す図である。
【図16】3ビーム法の概要を示す図である。
【図17】光学系調整方法を示すフローチャートである。
【符号の説明】
1…光ピックアップヘッド、2…変調回路、3…レーザ制御回路、4…フォーカス制御回路、5…トラッキング制御回路、6…信号処理回路、7…復調回路、8…アクチュエータ、101…DVDレーザ、102…CDレーザ、103…ダイクイックミラー、104…偏向ビームスプリッタ(PBS)、105…ミラー、106…コリメートレンズ、107…対物レンズ、108a…DVD用回折光学素子(DVDHOE)、109a、109b…CD用回折光学素子(DVDHOE)、110a、110b、110c…光学検出素子、112…回折格子
Claims (10)
- 第1波長の第1光ビームを出射する第1出射手段と、
前記第1波長より長い第2波長の第2光ビームを出射する第2出射手段と、
前記第1及び第2出射手段から出射される前記第1及び第2光ビームを透過させ、これら前記第1及び第2光ビームに対応して光ディスクから得られる第1及び第2反射光を偏向させる偏向手段と、
前記偏向手段を透過した前記第1及び第2光ビームを前記光ディスク上に集光させる集光手段と、
前記偏向手段により偏向される前記第1及び第2反射光を検出する検出手段と、
前記偏向手段と前記集光手段の間の前記第1及び第2光ビームの光路上に配置されるものであって、前記第1及び第2光ビームを透過させ、前記第1反射光を回折させ、前記第2反射光を透過させる第1回折手段と、
前記偏向手段と前記検出手段の間の前記第1及び第2反射光の光路上に配置されるものであって、前記第1反射光を透過させ、前記第2反射光を回折する第2回折手段と、
を備えたことを特徴とする光学ヘッド。 - 前記第1回折手段は円形であり、この円形を基準円と定義し、前記基準円の中心に対して対称となる二つの円であって前記基準円の直径の延長線上に中心が位置する第1及び第2円を定義し、前記基準円と前記第1円の重複領域であって前記基準円の直径で分割される一方の領域を第1回折領域、他方の領域を第2回折領域と定義し、前記基準円と前記第2円の重複領域であって前記基準円の直径で分割される一方の領域を第3回折領域、他方の領域を第4回折領域と定義し、前記基準円と前記第1及び第2円との非重複領域であって前記基準円の直径で分割される一方の領域を第5回折領域、他方の領域を第6回折領域と定義し、前記第1、第2、第3、第4、第5、及び第6回折領域により前記第1反射光の成分を切り出し、
前記検出手段は、前記前記第1、第2、第3、第4、第5、及び第6回折領域により切り出された前記第1反射光の成分を独立して検出する、
ことを特徴とする請求項1に記載の光学ヘッド。 - 前記検出手段は、前記第5回折領域により切り出された前記第1反射光の成分を第1及び第2検出領域で検出し、前記第6回折領域により切り出された前記第1反射光の成分を第3及び第4検出領域で検出することを特徴とする請求項2に記載の光学ヘッド。
- 前記第2回折手段は円形であり、この円形を基準円と定義し、前記基準円に含まれ且つ前記基準円の中心及び直径に対して対称な第1及び第2対称領域を定義し、第1対象領域のうちの前記基準円の直径で分割される一方の領域を第1回折領域、他方の領域を第2回折領域と定義し、第2対象領域のうちの前記基準円の直径で分割される一方の領域を第3回折領域、他方の領域を第4回折領域と定義し、前記基準円と前記第1及び第2対称領域との非重複領域であって前記基準円の直径で分割される一方の領域を第5回折領域、他方の領域を第6回折領域と定義し、前記第1、第2、第3、第4、第5、及び第6回折領域により前記第2反射光の成分を切り出し、
前記検出手段は、前記前記第1、第2、第3、第4、第5、及び第6回折領域により切り出された前記第2反射光の成分を独立して検出する、
ことを特徴とする請求項1に記載の光学ヘッド。 - 前記検出手段は、前記第5回折領域により切り出された前記第1反射光の成分を第1及び第2検出領域で検出し、前記第6回折領域により切り出された前記第1反射光の成分を第3及び第4検出領域で検出することを特徴とする請求項4に記載の光学ヘッド。
- 第1波長の第1光ビームを出射する第1出射手段と、
前記第1波長より長い第2波長の第2光ビームを出射する第2出射手段と、
前記第1及び第2出射手段から出射される前記第1及び第2光ビームを透過させ、これら前記第1及び第2光ビームに対応して光ディスクから得られる第1及び第2反射光を偏向させる偏向手段と、
前記偏向手段を透過した前記第1及び第2光ビームを前記光ディスク上に集光させる集光手段と、
前記偏向手段により偏向される前記第1及び第2反射光を検出する検出手段と、
前記偏向手段と前記集光手段の間の前記第1及び第2光ビームの光路上に配置されるものであって、前記第1及び第2光ビームを透過させ、前記第1反射光を回折させ、前記第2反射光を透過させる第1回折手段と、
前記偏向手段と前記検出手段の間の前記第1及び第2反射光の光路上に配置されるものであって、前記第1反射光を透過させ、前記第2反射光を回折する第2回折手段と、
前記第1回折手段により回折され前記検出手段により検出された前記第1反射光の成分に基づきトラッキング及びフォーカスを制御し、前記第2回折手段により回折され前記検出手段により検出された前記第2反射光の成分に基づきトラッキング及びフォーカスを制御する制御手段と、
を備えたことを特徴とする光ディスクドライブ。 - 前記第1回折手段は円形であり、この円形を基準円と定義し、前記基準円の中心に対して対称となる二つの円であって前記基準円の直径の延長線上に中心が位置する第1及び第2円を定義し、前記基準円と前記第1円の重複領域であって前記基準円の直径で分割される一方の領域を第1回折領域、他方の領域を第2回折領域と定義し、前記基準円と前記第2円の重複領域であって前記基準円の直径で分割される一方の領域を第3回折領域、他方の領域を第4回折領域と定義し、前記基準円と前記第1及び第2円との非重複領域であって前記基準円の直径で分割される一方の領域を第5回折領域、他方の領域を第6回折領域と定義し、前記第1、第2、第3、第4、第5、及び第6回折領域により前記第1反射光の成分を切り出し、
前記検出手段は、前記前記第1、第2、第3、第4、第5、及び第6回折領域により切り出された前記第1反射光の成分を独立して検出し、
前記制御手段は、前記第3及び第4回折領域から得られる前記第1反射光の成分の和信号と前記第1及び第2回折領域から得られる前記第1反射光の成分の和信号との差分値から生成されるトラッキングエラー信号に基づきトラッキングを制御し、
前記検出手段は、前記第5回折領域により切り出された前記第1反射光を第1及び第2検出領域で検出し、前記第6回折領域により切り出された前記第1反射光を第3及び第4検出領域で検出し、
前記制御手段は、前記第2及び第3検出領域で検出された前記第1反射光の成分の和信号と前記第1及び第4検出領域で検出された前記第1反射光の成分の和信号との差分値から生成されるフォーカスエラー信号に基づきフォーカスを制御する、
ことを特徴とする請求項6に記載の光ディスクドライブ。 - 前記第1回折手段は円形であり、この円形を基準円と定義し、前記基準円の中心に対して対称となる二つの円であって前記基準円の直径の延長線上に中心が位置する第1及び第2円を定義し、前記基準円と前記第1円の重複領域であって前記基準円の直径で分割される一方の領域を第1回折領域、他方の領域を第2回折領域と定義し、前記基準円と前記第2円の重複領域であって前記基準円の直径で分割される一方の領域を第3回折領域、他方の領域を第4回折領域と定義し、前記基準円と前記第1及び第2円との非重複領域であって前記基準円の直径で分割される一方の領域を第5回折領域、他方の領域を第6回折領域と定義し、前記第1、第2、第3、第4、第5、及び第6回折領域により前記第1反射光の成分を切り出し、
前記検出手段は、前記前記第1、第2、第3、第4、第5、及び第6回折領域により切り出された前記第1反射光の成分を独立して検出し、
前記制御手段は、前記第1及び第4回折領域から得られる前記第1反射光の成分の和信号と前記第2及び第3回折領域から得られる前記第1反射光の成分の和信号との差分値から生成されるトラッキングエラー信号に基づきトラッキングを制御し、
前記検出手段は、前記第5回折領域により切り出された前記第1反射光を第1及び第2検出領域で検出し、前記第6回折領域により切り出された前記第1反射光を第3及び第4検出領域で検出し、
前記制御手段は、前記第2及び第3検出領域で検出された前記第1反射光の成分の和信号と前記第1及び第4検出領域で検出された前記第1反射光の成分の和信号との差分値から生成されるフォーカスエラー信号に基づきフォーカスを制御する、
ことを特徴とする請求項6に記載の光ディスクドライブ。 - 前記第2回折手段は円形であり、この円形を基準円と定義し、前記基準円に含まれ且つ前記基準円の中心及び直径に対して対称な第1及び第2対称領域を定義し、第1対象領域のうちの前記基準円の直径で分割される一方の領域を第1回折領域、他方の領域を第2回折領域と定義し、第2対象領域のうちの前記基準円の直径で分割される一方の領域を第3回折領域、他方の領域を第4回折領域と定義し、前記基準円と前記第1及び第2対称領域との非重複領域であって前記基準円の直径で分割される一方の領域を第5回折領域、他方の領域を第6回折領域と定義し、前記第1、第2、第3、第4、第5、及び第6回折領域により前記第2反射光の成分を切り出し、
前記検出手段は、前記前記第1、第2、第3、第4、第5、及び第6回折領域により切り出された前記第2反射光の成分を独立して検出し、
前記制御手段は、前記第3及び第4回折領域から得られる前記第2反射光の成分の和信号と前記第1及び第2回折領域から得られる前記第2反射光の成分の和信号との差分値から生成されるトラッキングエラー信号に基づきトラッキングを制御し、
前記検出手段は、前記第5回折領域により切り出された前記第2反射光を第1及び第2検出領域で検出し、前記第6回折領域により切り出された前記第2反射光を第3及び第4検出領域で検出し、
前記制御手段は、前記第2及び第3検出領域で検出された前記第2反射光の成分の和信号と前記第1及び第4検出領域で検出された前記第2反射光の成分の和信号との差分値に基づきフォーカスエラー信号を生成し、このフォーカスエラー信号に基づきフォーカスを制御する、
ことを特徴とする請求項6に記載の光ディスクドライブ。 - 前記第2回折手段は円形であり、この円形を基準円と定義し、前記基準円に含まれ且つ前記基準円の中心及び直径に対して対称な第1及び第2対称領域を定義し、第1対象領域のうちの前記基準円の直径で分割される一方の領域を第1回折領域、他方の領域を第2回折領域と定義し、第2対象領域のうちの前記基準円の直径で分割される一方の領域を第3回折領域、他方の領域を第4回折領域と定義し、前記基準円と前記第1及び第2対称領域との非重複領域であって前記基準円の直径で分割される一方の領域を第5回折領域、他方の領域を第6回折領域と定義し、前記第1、第2、第3、第4、第5、及び第6回折領域により前記第2反射光の成分を切り出し、
前記検出手段は、前記前記第1、第2、第3、第4、第5、及び第6回折領域により切り出された前記第2反射光の成分を独立して検出し、
前記制御手段は、前記第1及び第4回折領域から得られる前記第2反射光の成分の和信号と前記第2及び第3回折領域から得られる前記第2反射光の成分の和信号との差分値から生成されるトラッキングエラー信号に基づきトラッキングを制御し、
前記検出手段は、前記第5回折領域により切り出された前記第2反射光を第1及び第2検出領域で検出し、前記第6回折領域により切り出された前記第2反射光を第3及び第4検出領域で検出し、
前記制御手段は、前記第2及び第3検出領域で検出された前記第2反射光の成分の和信号と前記第1及び第4検出領域で検出された前記第2反射光の成分の和信号との差分値から生成されるフォーカスエラー信号に基づきフォーカスを制御する、
ことを特徴とする請求項6に記載の光ディスクドライブ。
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