JPH08279166A

JPH08279166A - 光ピックアップ装置

Info

Publication number: JPH08279166A
Application number: JP7691295A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Sakuyama; 宏幸作山
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1995-03-31
Filing date: 1995-03-31
Publication date: 1996-10-22

Abstract

(57)【要約】【目的】シーク時におけるフォーカス外れをなくし、
常に安定した状態でフォーカス制御が行える光ピックア
ップ装置を提供する。【構成】ビーム分割照射手段９により少なくとも一対
のビームに分割して光情報記録媒体１３面上にトラック
ピッチの略１／２の奇数倍の間隔で照射し、これにより
生成された位相が１８０°ずれた一対のビームを受光素
子１７，１８，１９に各々別個に受光させ、フォーカス
エラー信号生成手段によりそれら位相が１８０°ずれた
一対のビームに対応する出力信号を加算することによっ
て、トラック横断時にフォーカスエラー信号に重畳され
る外乱を低減させるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、フォーカスエラー信号
やトラックエラー信号を検出する光ピックアップ装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の光ピックアップ装置において、例
えば半導体レーザ（光源）からの光を対物レンズによっ
て集光させ、光情報記録媒体の面上に微小な光スポット
を形成して高密度な情報の記録、再生を行う場合、正確
な信号処理を行うために、光スポットがその媒体の記録
面に正確に焦点を結ぶことが必要である。その焦点を正
確に結ばせるために、非点収差法やナイフエッジ法等の
周知の検出方法によってフォーカスエラー信号の検出が
なされている。図１１は、非点収差法を用いてフォーカ
スエラー信号を検出する一例を示したものである。図示
しない半導体レーザからの出射光は、対物レンズ１によ
って光ディスク（光情報記録媒体）２の記録面上に光ス
ポットＰを形成し、その光ディスク２からの反射光は対
物レンズ１を介して円筒レンズ３を透過し非点収差が発
生したビームとなる。その非点収差が発生したビーム
は、受光素子４上に光スポットの状態で導かれる。受光
素子４は４分割された受光面ａ，ｂ，ｃ，ｄから形成さ
れており、フォーカスエラー信号Ｆｅは、Ｆｅ＝（ａ＋ｃ）−（ｂ＋ｄ） …（１）として検出される。

【０００３】この場合、例えば、光ディスク２の記録面
が対物レンズ２の焦点位置となる位置Ｚ₀ （実線）にあ
る場合（合焦時）、記録面で反射された非点収差をもつ
光は、Ｘ方向に関しては点Ｑａに、Ｙ方向に関しては点
Ｑｂに焦点をもつため、受光素子４上では図１２（ａ）
に示すように、円形の光スポットＳ₀ の状態で照射され
る。この場合における（１）式のフォーカスエラー信号
Ｆｅはａ＝ｂ＝ｃ＝ｄとなるため、Ｆｅ＝０となる。

【０００４】また、光ディスク２の記録面が対物レンズ
２の焦点位置よりも近い位置Ｚ₁ （破線）にある場合、
記録面で反射された非点収差をもつ光は、点Ｑａ，Ｑｂ
よりもＺ軸の正方向に焦点をもつため、受光素子４上で
は図１２（ｂ）に示すように、縦長の楕円形の光スポッ
トＳ₁ となる。これにより、（１）式のフォーカスエラ
ー信号Ｆｅは、Ｆｅ＞０となる。また、同様にして、光
ディスク２の記録面が対物レンズ２の焦点位置よりも遠
い位置Ｚ₂ （一点鎖線）にある場合、記録面で反射され
た非点収差をもつ光は、点Ｑａ，ＱｂよりもＺ軸の負方
向に焦点をもつため、受光素子４上では図１２（ｃ）に
示すように、横長の楕円形の光スポットＳ₂ となる。こ
れにより、（１）式のフォーカスエラー信号Ｆｅは、Ｆ
ｅ＜０となる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】図１３（ａ）は、光デ
ィスク２の面上に照射される光スポットＰを半径方向
（シーク方向）に移動させた場合における理想的なフォ
ーカスエラー信号Ｆｅの波形５を示す。対物レンズ１が
合焦位置を保ったままの状態で光ディスク２のトラック
を横切る場合、この波形５のようにＦｅ＝０のままであ
ることが望ましい。

【０００６】しかし実際には、光ディスク２の面に形成
されたランド、グルーブからなるトラック溝の影響で、
フォーカスエラー信号Ｆｅに外乱信号が重畳されてしま
い、これにより、図１３（ｂ）に示すように、フォーカ
スエラー信号Ｆｅの波形６に‘ゆらぎ’が生じる。この
ようなゆらぎの現象は、光ディスク２のランド上に結像
した場合とグルーブ上に結像した場合とにより、反射光
量が異なり受光素子４上における光スポットの光強度分
布が変化し、その光強度分布の変化分（外乱信号）が本
来の信号に重畳されることによって生じる。このような
フォーカスエラー信号Ｆｅのゆらぎの現象は、特に、非
点収差法において顕著に現われるが、ナイフエッジ法や
その他の検出方式においても共通してみられる現象であ
る。

【０００７】このように対物レンズ１を含む光ピックア
ップ部が光ディスク２の半径方向にシークするとき、フ
ォーカスエラー信号Ｆｅに外乱信号が重畳されると、光
ピックアップ部を駆動制御するフォーカスアクチュエー
タ部がその外乱信号の影響を受けて駆動され騒音を発生
したり、フォーカス外れが生じるという問題がある。こ
のような問題に対して、特開昭５９−１３５６４４号公
報の例では、シーク時にフォーカスサーボのゲインを低
下させ、外乱信号に対するゲインを下げることによって
対処している。しかしこのような方法は、外乱信号に対
するゲインを下げると同時に、本来のフォーカスエラー
信号Ｆｅに対するゲインを下げることになり、このよう
にゲインを下げ過ぎるとフォーカスエラー信号Ｆｅに追
従できなくなり、逆にフォーカス外れが生じることにな
る。

【０００８】なお、特公平４−３４２１２号公報に「光
学式ヘッドのトラッキング誤差検出方法」として開示さ
れているように、記録媒体に対して一対のビームをトラ
ックピッチの略１／２の奇数倍の間隔をもって照射さ
せ、その記録媒体により反射された２つのビームを２分
割された光検出素子に導き、それら検出された出力値の
差からトラックエラー信号を検出することによって、そ
のトラックエラー信号に含まれるトラックオフセット
（直流変動分）をキャンセルするようにしたものがあ
る。しかし、このような一対のビームをトラックピッチ
の略１／２の奇数倍の間隔をもって照射させる方法は、
シーク時にフォーカスエラー信号に重畳される外乱信号
に対処させたものではない。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明で
は、光源からの出射光を少なくとも一対のビームに分割
しこれら分割された一対のビームを光情報記録媒体上に
トラックピッチの略１／２の奇数倍の間隔で照射するビ
ーム分割照射手段を設け、このビーム分割照射手段によ
り分割され前記媒体で反射された一対のビームを各々別
個に受光する少なくとも２分割された受光面をもつ受光
素子を設け、一対のビームに対応する受光素子の出力値
の加算からフォーカスエラー信号を生成するフォーカス
エラー信号生成手段を設けた。

【００１０】請求項２記載の発明では、光源からの出射
光を少なくとも一対のビームに分割しこれら分割された
一対のビームを光情報記録媒体上にトラックピッチの略
１／２の奇数倍の間隔で照射するビーム分割照射手段を
設け、このビーム分割照射手段により分割され前記媒体
で反射された一対のビームにそれぞれ等しい非点収差を
発生させる非点収差発生手段を設け、この非点収差発生
手段により非点収差の発生した一対のビームを各々別個
に受光する少なくとも４分割された受光面をもつ受光素
子を設け、一対のビームに対応する受光素子の出力値の
加算からフォーカスエラー信号を生成するフォーカスエ
ラー信号生成手段を設けた。

【００１１】請求項３記載の発明では、請求項２記載の
発明において、光情報記録媒体で反射された一対のビー
ムにその媒体のトラックに対して略４５°方向の非点収
差を発生させるように非点収差発生手段を構成し、トラ
ックの像に平行な方向の第一の分割線とこの第一の分割
線に直交する第二の分割線とによって４分割された受光
面の受光素子からフォーカスエラー信号を生成するよう
にフォーカスエラー信号生成手段を構成し、その一方の
分割線により２分割された一対のビームに対応する受光
素子の出力値の減算からトラックエラー信号を生成する
トラックエラー信号生成手段を設けた。

【００１２】請求項４記載の発明では、光源からの出射
光を少なくとも一対のビームに分割しこれら分割された
一対のビームを光情報記録媒体上にトラックピッチの略
１／２の奇数倍の間隔で照射するビーム分割照射手段を
設け、このビーム分割照射手段により分割され前記媒体
で反射された一対のビームの各々一部を通過させるビー
ム通過制限手段を設け、このビーム通過制限手段により
通過した一対のビームを各々別個に受光する少なくとも
２分割された受光面をもつ受光素子を設け、前記一対の
ビームに対応する前記受光素子の出力値の加算からフォ
ーカスエラー信号を生成するフォーカスエラー信号生成
手段を設けた。

【００１３】請求項５記載の発明では、請求項４記載の
発明において、光情報記録媒体で反射された一対のビー
ムの各々を第一の光路及び第二の光路の２つの光路に分
割するようにビーム通過制限手段を構成し、前記第一の
光路に配置された２分割された受光面をもつ受光素子か
らフォーカスエラー信号を生成するようにフォーカスエ
ラー信号生成手段を構成し、前記第二の光路に配置され
た一対のビームに対応する２分割された受光面をもつ受
光素子の出力値の減算からトラックエラー信号を生成す
るトラックエラー信号生成手段を設けた。

【００１４】請求項６記載の発明では、請求項１，２，
３，４又は５記載の発明において、トラックピッチの略
１／２の奇数倍の間隔をもつ一対のビームを発生するビ
ーム分割照射手段を、回折格子により形成した。

【００１５】

【作用】請求項１記載の発明においては、光源からの出
射光は、ビーム分割照射手段により少なくとも一対のビ
ーム（例えば、０次光と１次光）に分割された後、光情
報記録媒体上にトラックピッチの略１／２の奇数倍の間
隔で照射（すなわち、一方のビームはランド面に照射さ
れ、他方のビームはグルーブ面上に照射）され、その媒
体面により反射された一対のビーム（０次光と１次光）
は互いの位相を１８０°異ならせた状態で受光素子に各
々別個に検出される。この場合、一対のビームに対応す
る受光素子の出力値は、位相が互いに１８０°ずれた一
対の出力信号となっているため、フォーカスエラー信号
生成手段を用いてそれら一対の出力信号を加算すること
によって、外乱信号が低減されたフォーカスエラー信号
を得ることができる。

【００１６】請求項２記載の発明においては、光源から
の出射光は、ビーム分割照射手段により少なくとも一対
のビーム（例えば、０次光と１次光）に分割された後、
光情報記録媒体上にトラックピッチの略１／２の奇数倍
の間隔で照射（すなわち、一方のビームはランド面に照
射され他方のビームはグルーブ面上に照射）され、その
媒体により反射された一対のビーム（０次光と１次光）
は非点収差発生手段でそれぞれ非点収差が生じた状態と
なり、これら非点収差が生じた一対のビームは互いの位
相を１８０°異ならせた状態で受光素子の少なくとも４
分割された受光面に各々別個に検出される。この場合、
一対のビームに対応する受光素子の出力値は、位相が互
いに１８０°ずれた一対の出力信号となっているため、
フォーカスエラー信号生成手段を用いてそれら一対の出
力信号を加算することによって、非点収差法により外乱
信号が低減されたフォーカスエラー信号を得ることがで
きる。

【００１７】請求項３記載の発明においては、非点収差
発生手段によりトラックに対して略４５°方向に非点収
差が発生した一対のビームは、トラックの像に平行な方
向の第一の分割線とこの第一の分割線に直交する第二の
分割線とによって４分割された受光面をもつ受光素子に
導かれる。この場合、一対のビームに対応する受光素子
の出力値は、位相が１８０°異なる一対の出力信号とな
っているため、４分割された受光面から非点収差法によ
りフォーカスエラー信号を検出すると同時に、その一方
の分割線により２分割された受光面からトラックエラー
信号生成手段を用いてプッシュプル法（差動）により一
対の出力信号を加算することによって、媒体の傾きや対
物レンズの位置ずれに強いトラックエラー信号を得るこ
とも可能となる。

【００１８】請求項４記載の発明においては、光源から
の出射光は、ビーム分割照射手段により少なくとも一対
のビーム（例えば、０次光と１次光）に分割された後、
光情報記録媒体上にトラックピッチの略１／２の奇数倍
の間隔で照射（すなわち、一方のビームはランド面に照
射され他方のビームはグルーブ面上に照射）され、その
媒体により反射された一対のビーム（０次光と１次光）
はビーム通過制限手段により一部が分割されて進み、こ
れら分割された一対のビームは互いの位相を１８０°異
ならせた状態で受光素子の少なくとも２分割された受光
面に各々別個に検出される。この場合、一対のビームに
対応する受光素子の出力値は、位相が互いに１８０°ず
れた一対の出力信号となっているため、フォーカスエラ
ー信号生成手段を用いてそれら一対の出力信号を加算す
ることによって、ナイフエッジ法により外乱信号が低減
されたフォーカスエラー信号を得ることができる。

【００１９】請求項５記載の発明においては、ビーム通
過制限手段により分割された一対のビームは、第一の光
路と第二の光路の２つの光路にそれぞれ配置された２分
割された受光面をもつ受光素子に導かれる。この場合、
一対のビームに対応する受光素子の出力値は、位相が１
８０°異なる一対の出力信号となっているため、第一の
光路に配置された２分割された受光面からナイフエッジ
法によりフォーカスエラー信号を検出すると同時に、第
二の光路に配置された２分割された受光面からトラック
エラー信号生成手段を用いてプッシュプル法（差動）に
よりそれら一対の出力信号を加算することによって、媒
体の傾きや対物レンズの位置ずれに強いトラックエラー
信号を得ることも可能となる。

【００２０】請求項６記載の発明においては、ビーム分
割照射手段を回折格子により形成することによって、光
源を複数個用いることなく、１個の光源だけで一対のビ
ームを生成することができる。

【００２１】

【実施例】本発明の第一の実施例を図１〜図７に基づい
て説明する（請求項１，２，３，６記載の発明に対応す
る）。まず、本装置の全体構成について述べる。図１に
示すように、光源としての半導体レーザ７から出射した
ビームは、コリメートレンズ８により平行光となり、ビ
ーム分割照射手段としての回折格子９により複数のビー
ム（ここでは、０次光Ｐ₁ 、＋１次光Ｐ₂ 、−１次光Ｐ
₃ の３つのビーム）に分離される。これら分離された３
つのビームは、ビームスプリッタ１０、１／４波長板１
１を通過し、対物レンズ１２で集光されて、光情報記録
媒体としての光ディスク１３の面上に光スポットの状態
で照射される。この場合、図２に示すように、隣接する
一対のビーム（例えば、Ｐ₁ とＰ₂ 、Ｐ₂ とＰ₃ ）の間
隔がトラックピッチＴの１／２の奇数倍ずつとなるよう
に、回折格子９が光軸回りに角度調整されている。回折
格子９としては、＋１次光と−１次光の回折光量が等し
い通常タイプのものを使用しており、ここでは、３つの
ビームの光量比を、０次光：＋１次光：−１次光＝２
ｋ：１：１（ｋは定数）とする。

【００２２】そして、光ディスク１３により反射された
３つのビームは、対物レンズ１２、１／４波長板１１を
通過して、ビームスプリッタ１０により反射され、集光
レンズ１４により集光され、非点収差発生手段としての
シリンドリカルレンズ１５に入射する。このシリンドリ
カルレンズ１５は光ディスク１３のトラックに対して４
５°方向に軸を有しており、非点収差を与える。このシ
リンドリカルレンズ１５により非点収差が発生した３つ
のビームは、受光素子１６，１７，１８に各々別個に導
かれる。この場合、０次光Ｐ₁ のビームは受光素子１６
に、＋１次光Ｐ₂ のビームは受光素子１７に、−１次光
Ｐ₂ のビームは受光素子１８にそれぞれ受光されるもの
とする。

【００２３】受光素子１６，１７，１８は、図３に示す
ように、互いに直交する分割線Ｄ₁，Ｄ₂ によって４分
割された受光面により形成されている。受光素子１６に
は演算回路１９，２０が接続され、受光素子１７には演
算回路２１，２２が接続され、受光素子１８には演算回
路２３，２４が接続されている。この場合、演算回路１
９と、ｋ倍回路２５が付加された演算回路２１と、ｋ倍
回路２６が付加された演算回路２３とは、演算回路２７
に接続され、これによりフォーカスエラー信号生成手段
としてのフォーカスエラー信号生成回路２８を構成して
いる。また、演算回路２０と、ｋ倍回路２９が付加され
た演算回路２２と、ｋ倍回路３０が付加された演算回路
２４とは、演算回路３１に接続され、これによりトラッ
クエラー信号生成手段としてのトラックエラー信号生成
回路３２を構成している。

【００２４】フォーカスエラー信号生成回路２８におい
ては、演算回路１９の出力値Ｆｅ₁と、演算回路２１の
出力値Ｆｅ₂ をｋ倍した値ｋＦｅ₂ と、演算回路２３の
出力値Ｆｅ₃ をｋ倍した値ｋＦｅ₃ とが演算回路２７に
加算され、これにより、非点収差法によってフォーカス
エラー信号Ｆｅが求められる。一方、トラックエラー信
号生成回路３２においては、演算回路２０の出力値Ｔｅ
₁ と、演算回路２２の出力値Ｔｅ₂ をｋ倍した値ｋＴｅ
₂ と、演算回路２４の出力値Ｔｅ₃ をｋ倍した値ｋＴｅ
₃ とが演算回路３１により減算され、これにより、差動
プッシュプル法によってトラックエラー信号Ｔｅが求め
られる。これらフォーカスエラー信号Ｆｅ、トラックエ
ラー信号Ｔｅを数式で示すと、Ｆｅ＝Ｆｅ₁ ＋ｋ（Ｆｅ₂ ＋Ｆｅ₃） …（２）Ｔｅ＝Ｔｅ₁ ＋ｋ（−Ｔｅ₂ −Ｔｅ₃） …（３）として表わされる。

【００２５】次に、回折格子９により分割された一対の
ビーム（図２参照）をトラックピッチＴの１／２の奇数
倍の間隔で光ディスク１３に照射することによって、フ
ォーカスエラー信号Ｆｅに重畳される外乱を低減するこ
とができる原理について述べる。図４は、シーク時にお
ける外乱Ｇの位相と、光ディスク１３のランド部１３ａ
（凹部）及びグルーブ部１３ｂ（凸部）との位置関係を
対応させて示したものである。この図４の外乱Ｇの波形
（図１３（ｂ）参照）は合焦時における外乱振幅を示す
ものであり、光スポットがランド部１３ａに結像した場
合に最小（ｘ₁点）となり、光スポットがグルーブ部１
３ｂに結像した場合に最大（ｘ₂ 点）となる。すなわ
ち、このことは、ランド部１３ａとグルーブ部１３ｂと
で、外乱Ｇの位相が１８０°ずれていることを意味す
る。これに対して、極端にデフォーカスが生じている場
合、又は、ディスク面が傾いている場合、外乱振幅（最
大、最小）はランド部１３ａ、グルーブ部１３ｂに必ず
しも一致しないが、しかし、外乱Ｇにおけるランド部１
３ａとグルーブ部１３ｂとの位相のずれは、合焦時とほ
ぼ同様の１８０°に保たれる。

【００２６】図５は、外乱Ｇの波形に、その外乱Ｇの位
相を１８０°ずらした信号Ｇ´の波形を加える場合を示
す。この場合、外乱Ｇの振幅は信号Ｇ´によって打ち消
されるため、この信号Ｇ´を生成して外乱Ｇに加えるこ
とによって、外乱Ｇを低減することができる。この低減
の度合いは、外乱Ｇに対する信号Ｇ´の対称性に依存す
る。そして、このような１８０°位相がずれた信号Ｇ´
の生成は、光学的に行うことが可能である。１８０°の
位相のずれは、光ディスク１３の半径方向の位置に換算
すれば、ランド部１３ａとグルーブ部１３ｂとの差、す
なわち、トラックピッチＴの１／２の差に相当する。従
って、このようなことから、一対のビームを用い、一方
のビームを光ディスク１３のランド部１３ａ上に照射
し、他方のビームをグルーブ部１３ｂ上に照射すること
によって、外乱Ｇの波形と同時に信号Ｇ´の波形を得る
ことができる。これにより、フォーカスエラー信号Ｆｅ
に重畳される外乱を打消すことが可能となる。

【００２７】ここで、図３に戻って説明する。シーク時
にフォーカスエラー信号Ｆｅに重畳される外乱を打消す
ためには、外乱に対して１８０°位相がずれ、かつ、振
幅が等しい信号を外乱信号に加算すればよい。このた
め、前述した（２）式でも示したように、０次光を検出
する受光素子１６から生成されたフォーカスエラー信号
Ｆｅ₁ に、その０次光に対して１８０°位相がずれた±
１次光を検出する受光素子１７，１８から生成されたフ
ォーカスエラー信号Ｆｅ₂ ，Ｆｅ₃ をそれぞれｋ倍した
ものを加算することによって、最終的なフォーカスエラ
ー信号Ｆｅを得ることができる。また、これと同様に、
前述した（３）式でも示したように、０次光を検出する
受光素子１６から生成されたトラックエラー信号Ｔｅ₁
に、その０次光に対して１８０°位相がずれた±１次光
を検出する受光素子１７，１８から生成されたトラック
エラー信号Ｔｅ₂ ，Ｔｅ₃ をそれぞれｋ倍したものを減
算することによって、最終的なトラックエラー信号Ｔｅ
を得ることができる。

【００２８】次に、具体的な計算例について述べる。図
６、図７は、シミュレーションによってフォーカスエラ
ー信号Ｆｅの外乱低減効果を得る例を示すものである。
図６は１．５μｍデフォーカスした場合の様子を示し、
図７は光ディスク１３が３０´（０．５°）傾き、か
つ、１．５μｍデフォーカスした場合の様子を示す。こ
の場合、０次光のフォーカスエラー信号Ｆｅ₁ 及び±１
次光のフォーカスエラー信号Ｆｅ₂ ，Ｆｅ₃ は、通常の
外乱が乗った状態を示している。いずれの例も、０次光
のフォーカスエラー信号Ｆｅ₁ に対して、±１次光のフ
ォーカスエラー信号Ｆｅ₂ ，Ｆｅ₃ は、１８０°位相が
ずれた波形となっており、両方を加算することによっ
て、外乱が低減されたフォーカスエラー信号Ｆｅを得る
ことができる。これらの例は、外乱信号の対称性がよく
ない場合の極端な例であり、外乱を完全に打消すまでに
は至らないが、それでもフォーカスエラー信号Ｆｅのゆ
らぎを１／３〜１／４程度に低減していることがわか
る。なお、図中、横軸は光ディスク１３の半径方向位置
（シーク方向位置）を相対的に示しており、縦軸は全光
量で正規化した値を示す。ただし、トラックピッチＴ＝
１．６μｍとする。

【００２９】上述したように、回折格子９により少なく
とも一対のビームに分割して光ディスク１３の面上にト
ラックピッチＴの略１／２の奇数倍の間隔で照射し、互
いの位相が１８０°ずれた一対のビームを受光素子１
６，１７，１８に各々別個に受光させ、フォーカスエラ
ー信号生成回路２８を用いて位相が１８０°ずれた一対
のビームの出力信号を加算することによって、非点収差
法の場合に特に問題となるトラック横断時にフォーカス
エラー信号Ｆｅに重畳される外乱を原理的に低減させる
ことが可能となる。また、トラックエラー信号生成回路
３２を用いて分割線Ｄ₁ により２分割された一対のビー
ムに対応する受光素子１６，１７，１８の出力値を加算
してトラックエラー信号Ｔｅをプッシュプル法により検
出するようにしたので、トラックオフセットを低減して
常に安定したトラッキング制御を行うことが可能とな
る。また、回折格子９を用いてトラックピッチＴの略１
／２の奇数倍の間隔をもつ一対のビームを発生するよう
にしたので、光源を１個として安価な構成とすることが
できる。

【００３０】次に、本発明の第二の実施例を図８〜図１
０に基づいて説明する（請求項４，５，６記載の発明に
対応する）。なお、前述した第一の実施例と同一部分に
ついての説明は省略し、その同一部分については同一符
号を用いる。

【００３１】光ディスク１３により反射された３つのビ
ームが集光レンズ１４により集光された光路上には、ビ
ーム通過制限手段としてのナイフエッジプリズム３３が
配置されている。このナイフエッジプリズム３３によっ
て３つのビームは、そのまま直進する第一の光路Ｂ₁
と、反射される第二の光路Ｂ₂ とに分離される。その第
一の光路Ｂ₁ 上には、受光素子３４，３５，３６が配置
されている。一方、第二の光路Ｂ₂ 上には、受光素子３
７，３８，３９が配置されている。図９は、図８の信号
検出光学系をＡ方向から見た場合の構成を示す。また、
回折格子９は、前述した第一の実施例と同様なものを使
用しており、光ディスク１３の面上で隣接する一対のビ
ームの間隔は、トラックピッチＴの１／２の奇数倍ずつ
となっている。

【００３２】図１０（ａ）は、ナイフエッジ法によりフ
ォーカスエラー信号Ｆｅを検出する回路を示す。受光素
子３４，３５，３６は２分割された受光面により形成さ
れており、各受光素子３４，３５，３６には演算回路４
０，４１，４２がそれぞれ接続されている。この場合、
演算回路４０と、ｋ倍回路４３が付加された演算回路４
１と、ｋ倍回路４４が付加された演算回路４２とは、演
算回路４５に接続されており、これによりフォーカスエ
ラー信号生成手段としてのフォーカスエラー信号生成回
路４６を構成している。また、図１０（ｂ）は、差動プ
ッシュプル法によりトラックエラー信号Ｔｅを検出する
回路を示す。受光素子３７，３８，３９は２分割された
受光面により形成されており、各受光素子３７，３８，
３９には演算回路４７，４８，４９がそれぞれ接続され
ている。この場合、演算回路４７と、ｋ倍回路５０が付
加された演算回路４８と、ｋ倍回路５１が付加された演
算回路４９とは、演算回路５２に接続されており、これ
によりトラックエラー信号生成手段としてのトラックエ
ラー信号生成回路５３を構成している。

【００３３】このような構成において、フォーカスエラ
ー信号Ｆｅ、トラックエラー信号Ｔｅを検出する場合に
ついて述べる。半導体レーザ７からの出射光は、回折格
子９によって３つのビーム（０次光Ｐ₁ 、＋１次光Ｐ
₂ 、−１次光Ｐ₃ ）に分離され、これら３つのビームは
光ディスク１３の面上にトラックピッチＴの１／２の間
隔で照射される（図２参照）。この光ディスク１３によ
り反射された３つのビームは、ビームスプリッタ１０に
より反射され、集光レンズ１４により集光されて、ナイ
フエッジプリズム３３によって、第一の光路Ｂ₁ 側の直
進する光束群（３つのビーム）と、第二の光路Ｂ₂ 側の
反射する光束群（３つのビーム）とに分離される。第一
の光路Ｂ₁ の３つのビームは、それぞれ２分割された受
光面をもつ受光素子３４，３５，３６に検出される。ま
た、第二の光路Ｂ₂ の３つのビームは、それぞれ２分割
された受光面をもつ受光素子３７，３８，３９に検出さ
れる。

【００３４】そして、フォーカスエラー信号生成回路４
６においては、演算回路４０の出力値Ｆｅ₁ と、演算回
路４１の出力値Ｆｅ₂ をｋ倍した値ｋＦｅ₂ と、演算回
路４２の出力値Ｆｅ₃ をｋ倍した値ｋＦｅ₃ とが演算回
路４５に加算され、これにより、ナイフエッジ法によっ
てフォーカスエラー信号Ｆｅが求められる。一方、トラ
ックエラー信号生成回路５３においては、演算回路４７
の出力値Ｔｅ₁ と、演算回路４８の出力値Ｔｅ₂ をｋ倍
した値ｋＴｅ₂ と、演算回路４９の出力値Ｔｅ₃ をｋ倍
した値ｋＴｅ₃ とが演算回路５２により減算され、これ
により、差動プッシュプル法によってトラックエラー信
号Ｔｅが求められる。

【００３５】上述したように、回折格子９を用いて少な
くとも一対のビームに分割して光ディスク１３面上にト
ラックピッチＴの略１／２の奇数倍の間隔で照射させ、
位相が１８０°ずれた一対のビームをナイフエッジプリ
ズム３３に導いて直進する一対のビームと反射する一対
のビームとに分割し、受光素子３４，３５，３６の２分
割された受光面に各々別個に受光させ、フォーカスエラ
ー信号生成回路４６を用いてそれら位相が１８０°ずれ
た一対のビームの出力信号を加算することによって、ナ
イフエッジ法を用いてトラック横断時にフォーカスエラ
ー信号Ｆｅに重畳されるゆらぎを効果的に低減させるこ
とが可能となる。また、光ディスク１３で反射された一
対のビームをナイフエッジプリズム３３により第一の光
路Ｄ₁ と第二の光路Ｄ₂ の２つの光路に分割し、トラッ
クエラー信号生成回路５３を用いてその一方の光路Ｄ₂
上に配置された一対のビームに対応する受光素子３７，
３８，３９の出力値を加算してトラックエラー信号Ｔｅ
をプッシュプル法により検出するようにしたので、トラ
ックオフセットを低減して常に安定したトラッキング制
御を行うことが可能となる。

【００３６】

【発明の効果】請求項１記載の発明は、光源からの出射
光をビーム分割照射手段を用いて少なくとも一対のビー
ムに分割して光情報記録媒体上にトラックピッチの略１
／２の奇数倍の間隔で照射して、互いの位相が１８０°
ずれた一対のビームを生成し、これら位相が１８０°ず
れた一対のビームを少なくとも２分割された受光面をも
つ受光素子に各々別個に受光させ、フォーカスエラー信
号生成手段を用いてそれら位相が１８０°ずれた一対の
ビームに対応する受光素子から得られた出力信号を加算
してフォーカスエラー信号を検出するようにしたので、
トラック横断時にフォーカスエラー信号に重畳される外
乱を原理的に低減させることができ、これにより、フォ
ーカス外れをなくし、常に安定したフォーカス制御を行
うことができる。

【００３７】請求項２記載の発明は、光源からの出射光
をビーム分割照射手段を用いて少なくとも一対のビーム
に分割して光情報記録媒体上にトラックピッチの略１／
２の奇数倍の間隔で照射して、互いの位相が１８０°ず
れた一対のビームを生成し、これら位相が１８０°ずれ
たビームを非点収差発生手段に導いて非点収差を発生さ
せ、少なくとも４分割された受光面をもつ受光素子に各
々別個に受光させ、フォーカスエラー信号生成手段を用
いてそれら位相が１８０°ずれた一対のビームに対応す
る受光素子から得られる出力信号を加算してフォーカス
エラー信号を検出するようにしたので、非点収差法の場
合に特に問題となるトラック横断時にフォーカスエラー
信号に重畳される外乱を効果的に低減させることがで
き、これにより、非点収差法の欠点を補って常に安定し
たフォーカス制御を行うことができる。

【００３８】請求項３記載の発明は、非点収差発生手段
によりトラックに対して略４５°方向の非点収差をもつ
一対のビームを発生させ、この非点収差の発生した一対
のビームをトラックの像に平行な方向の第一の分割線と
この第一の分割線に直交する第二の分割線とによって４
分割された受光面をもつ受光素子に導き、その４分割さ
れた受光面からフォーカスエラー信号を検出すると同時
に、トラックエラー信号生成手段を用いてその一方の分
割線により２分割された一対のビームに対応する受光面
より得られる出力信号を減算してトラックエラー信号を
検出するようにしたので、トラックオフセットを低減し
て常に安定したトラッキング制御を行うことも可能とな
り、これにより、光学系のコストアップを招くことな
く、媒体の傾きや対物レンズの位置ずれに強い光ピック
アップを得ることができる。

【００３９】請求項４記載の発明は、光源からの出射光
をビーム分割照射手段を用いて少なくとも一対のビーム
に分割して光情報記録媒体上にトラックピッチの略１／
２の奇数倍の間隔で照射させ、互いの位相が１８０°ず
れたビームを生成させ、これら位相が１８０°ずれた一
対のビームをビーム通過制限手段に導いてその一部を分
割し、少なくとも２分割された受光面をもつ受光素子に
各々別個に受光させ、フォーカスエラー信号生成手段を
用いてそれら位相が１８０°ずれた一対のビームに対応
する受光素子から得られる出力信号を加算してナイフエ
ッジ法によりフォーカスエラー信号を検出するようにし
たので、トラック横断時にフォーカスエラー信号に重畳
される外乱をさらに効果的に低減させることができ、こ
れにより、常に安定したフォーカス制御を行うことがで
きる。

【００４０】請求項５記載の発明は、光情報記録媒体で
反射された一対のビームをビーム通過制限手段により第
一の光路と第二の光路の２つの光路に分割し、第一の光
路に配置された２分割された受光面をもつ受光素子から
フォーカスエラー信号を検出すると同時に、トラックエ
ラー信号生成手段を用いてその一方の光路上に配置され
た一対のビームに対応する２分割された受光面より得ら
れる出力信号を減算してトラックエラー信号を検出する
ようにしたので、トラックオフセットを低減して常に安
定したトラッキング制御を行うことも可能となり、これ
により、光学系のコストアップを招くことなく、媒体の
傾きや対物レンズの位置ずれに強い光ピックアップを得
ることができる。

【００４１】請求項６記載の発明は、トラックピッチの
略１／２の奇数倍の間隔をもつ一対のビームを発生する
ビーム分割照射手段を回折格子により形成したので、光
源を１個とすることができ、これにより、一段と安価な
装置を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一の実施例である光ピックアップ装
置の全体構成を示す構成図である。

【図２】光ディスク面上にトラックピッチの１／２の奇
数倍の間隔で照射されている光スポットの様子を示す斜
視図である。

【図３】フォーカスエラー信号生成回路及びトラックエ
ラー信号生成回路の構成を示す回路図である。

【図４】シーク時に発生する外乱信号を光ディスクの面
形状に合わせて示す模式図である。

【図５】外乱信号に、位相が１８０°ずれた信号を加え
た場合の様子を示す波形図である。

【図６】デフォーカス量が１．５μｍの場合におけるフ
ォーカスエラー信号の外乱低減効果を示す波形図であ
る。

【図７】光ディスクのチルト量が３０´、デフォーカス
量が１．５μｍの場合におけるフォーカスエラー信号の
外乱低減効果を示す波形図である。

【図８】本発明の第二の実施例である光ピックアップ装
置の全体構成を示す構成図である。

【図９】ナイフエッジプリズムにより２つの光路に分離
される様子を示す光路図である。

【図１０】（ａ）はフォーカスエラー信号生成回路の構
成を示す回路図、（ｂ）はトラックエラー信号生成回路
の構成を示す回路図である。

【図１１】非点収差法の基本的な検出原理を示す動作説
明図である。

【図１２】非点収差法における受光素子の４分割された
受光面上でのビーム状態を示すものであり、（ａ）は光
ディスク面が合焦時にある場合における受光面の正面
図、（ｂ）は光ディスクが対物レンズの焦点位置よりも
近い位置にある場合における受光面の正面図、（ｃ）は
光ディスクが対物レンズの焦点位置よりも遠い位置にあ
る場合における受光面の正面図である。

【図１３】（ａ）はシーク時に外乱信号が重畳されない
理想的なフォーカスエラー信号を示す特性図、（ｂ）は
シーク時に外乱信号が重畳されたフォーカスエラー信号
を示す特性図である。

【符号の説明】

７光源９ビーム分割照射手段（回折格子）１５非点収差発生手段１６〜１８受光素子２８フォーカスエラー信号生成手段３２トラックエラー信号生成手段３３ビーム通過制限手段３４〜３９受光素子４６フォーカスエラー信号生成手段５３トラックエラー信号生成手段Ｂ₁ 第一の光路Ｂ₂ 第二の光路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光源からの出射光をトラックを有する光
情報記録媒体上に照射し、その媒体からの反射光を用い
て情報の再生を行う光ピックアップ装置において、前記
光源からの出射光を少なくとも一対のビームに分割しこ
れら分割された一対のビームを前記媒体上にトラックピ
ッチの略１／２の奇数倍の間隔で照射するビーム分割照
射手段を設け、このビーム分割照射手段により分割され
前記媒体で反射された一対のビームを各々別個に受光す
る少なくとも２分割された受光面をもつ受光素子を設
け、前記一対のビームに対応する前記受光素子の出力値
の加算からフォーカスエラー信号を生成するフォーカス
エラー信号生成手段を設けたことを特徴とする光ピック
アップ装置。
【請求項２】光源からの出射光をトラックを有する光
情報記録媒体上に照射し、その媒体からの反射光を用い
て情報の再生を行う光ピックアップ装置において、前記
光源からの出射光を少なくとも一対のビームに分割しこ
れら分割された一対のビームを前記媒体上にトラックピ
ッチの略１／２の奇数倍の間隔で照射するビーム分割照
射手段を設け、このビーム分割照射手段により分割され
前記媒体で反射された一対のビームにそれぞれ等しい非
点収差を発生させる非点収差発生手段を設け、この非点
収差発生手段により非点収差の発生した一対のビームを
各々別個に受光する少なくとも４分割された受光面をも
つ受光素子を設け、前記一対のビームに対応する前記受
光素子の出力値の加算からフォーカスエラー信号を生成
するフォーカスエラー信号生成手段を設けたことを特徴
とする光ピックアップ装置。
【請求項３】光情報記録媒体で反射された一対のビー
ムにその媒体のトラックに対して略４５°方向の非点収
差を発生させるように非点収差発生手段を構成し、トラ
ックの像に平行な方向の第一の分割線とこの第一の分割
線に直交する第二の分割線とによって４分割された受光
面の受光素子からフォーカスエラー信号を生成するよう
にフォーカスエラー信号生成手段を構成し、その一方の
分割線により２分割された一対のビームに対応する受光
素子の出力値の減算からトラックエラー信号を生成する
トラックエラー信号生成手段を設けたことを特徴とする
請求項２記載の光ピックアップ装置。
【請求項４】光源からの出射光をトラックを有する光
情報記録媒体上に照射し、その媒体からの反射光を用い
て情報の再生を行う光ピックアップ装置において、前記
光源からの出射光を少なくとも一対のビームに分割しこ
れら分割された一対のビームを前記媒体上にトラックピ
ッチの略１／２の奇数倍の間隔で照射するビーム分割照
射手段を設け、このビーム分割照射手段により分割され
前記媒体で反射された一対のビームの各々一部を通過さ
せるビーム通過制限手段を設け、このビーム通過制限手
段により通過した一対のビームを各々別個に受光する少
なくとも２分割された受光面をもつ受光素子を設け、前
記一対のビームに対応する前記受光素子の出力値の加算
からフォーカスエラー信号を生成するフォーカスエラー
信号生成手段を設けたことを特徴とする光ピックアップ
装置。
【請求項５】光情報記録媒体で反射された一対のビー
ムの各々を第一の光路及び第二の光路の２つの光路に分
割するようにビーム通過制限手段を構成し、前記第一の
光路に配置された２分割された受光面をもつ受光素子か
らフォーカスエラー信号を生成するようにフォーカスエ
ラー信号生成手段を構成し、前記第二の光路に配置され
た一対のビームに対応する２分割された受光面をもつ受
光素子の出力値の減算からトラックエラー信号を生成す
るトラックエラー信号生成手段を設けたことを特徴とす
る請求項４記載の光ピックアップ装置。
【請求項６】トラックピッチの略１／２の奇数倍の間
隔をもつ一対のビームを発生するビーム分割照射手段
は、回折格子からなることを特徴とする請求項１，２，
３，４又は５記載の光ピックアップ装置。