JPH11242827A

JPH11242827A - 光ピックアップ装置

Info

Publication number: JPH11242827A
Application number: JP10045036A
Authority: JP
Inventors: Hitoshi Takeuchi; 仁志竹内; Junsaku Nakajima; 淳策中嶋
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1998-02-26
Filing date: 1998-02-26
Publication date: 1999-09-07

Abstract

(57)【要約】【課題】案内溝が施された基板を有する光ディスクに
書き込まれた情報を再生する際に、溝のエッジ領域のノ
イズが再生信号にもれ込まないようにすることによっ
て、トラック密度を大きくしても信頼性の高い光ピック
アップ装置を提供する。【解決手段】ディスクからの反射光のうち、溝エッジ
領域７３の情報を多く含んだ部位が再生用ディテクター
１１に入射しないように遮光する。もしくは回折素子を
用いることで、反射光のうちエッジ領域の情報を多く含
んだ部位からラジアルサーボ信号を生成し、エッジ領域
の情報をあまり含まない部位から再生信号とフォーカス
エラー信号を生成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、情報記録媒体に対
する情報信号の書き込み及び／または読み出しを行う光
ピックアップ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年では、コンピュータの記録装置や音
楽、画像情報等のパッケージメディアとしての光ディス
クの高密度化が進んでいる。書き換え可能な光ディスク
には、通常グルーブと呼ばれる案内溝が形成されトラッ
クを構成している。媒体の記録層上に集光されたビーム
スポットはトラックに沿って走行し、記録及び再生が行
われる。グルーブ領域を記録再生トラックとして用いて
もよいし、逆に非グルーブ（ランド）領域を記録再生ト
ラックとして用いてもよい。また、ランド・グルーブ双
方をトラックとして使用することも可能である。光ディ
スクを高密度化するための手段の１つは、トラック密度
を向上させることであり、トラック間隔を狭めることが
重要な開発課題になっている。

【０００３】ところで案内溝のエッジ領域（ランドから
グルーブ、もしくはグルーブからランドへの遷移領域）
は、全く存在しないことが理想であるが、現実に作製さ
れたディスクでは、ランド・グルーブ間にいくらかの遷
移領域が存在する。トラック間隔を狭めてゆくことは、
ランド領域やグルーブ領域に比較して、エッジ領域が相
対的に大きくなることを意味し、エッジ領域の揺らぎが
再生信号に与える影響を無視できなくなってくる。具体
的にはエッジ領域に生じたわずかな突起や窪みが、ノイ
ズとして再生信号に混入するため、再生信号ジッターを
劣化させ、光ディスクシステムの信頼性を低下させると
いう問題が生じる。

【０００４】図７に、従来から用いられている光ピック
アップ装置の１例を示す。半導体レーザー１から出射さ
れた光２は、コリメーターレンズ３で平行光となり第１
偏光ビームスプリッター（ＰＢＳ）４に入射する。入射
光はＳ波（偏光方向が紙面に垂直）のみから構成される
直線偏光であるため、第１ＰＢＳ４を透過し１／４波長
板５に入る。１／４波長板５を通過した光は円偏光にな
り、対物レンズ６で集光され、媒体７の記録層上にビー
ムスポットを形成する。

【０００５】戻り光は対物レンズ６を通ったのち、１／
４波長板５でＰ波（偏光方向が紙面に平行）のみからな
る直線偏光になり、第１ＰＢＳ４に入る。Ｐ波は第１Ｐ
ＢＳ４により反射され、１／２波長板８により偏光面が
回転させられ、Ｐ成分とＳ成分を持った直線偏光となっ
て、第２ビームスプリッタ（ＰＢＳ）９に入る。第２Ｐ
ＢＳ９に入射した光のうちＰ成分は反射して集光レンズ
１０により、再生用ディテクター１１に集光される。ま
た、Ｓ成分は第２ＰＢＳ９を透過し集光レンズ１２によ
りサーボ用ディテクター１３に集光される。

【０００６】図８は媒体記録層上にビームスポットが形
成されているときの断面図と平面図である。媒体７の基
板にはランド７１とグルーブ７２が形成されており、ラ
ンド７１にビームスポット８０があるときの様子を示し
ている。ランド７１とグルーブ７２の間の領域７３が案
内溝のエッジ領域である。平面図に示したように、この
エッジ領域７３はビームスポット８０内部に位置し、エ
ッジ領域７３の情報は反射光に含まれることとなる。

【０００７】

【課題を解決するための手段】さて、このエッジ領域７
３は全く無いことが理想的であるが、現実には、この領
域を完全に無くすことは困難である。そして、この領域
が存在することが光ディスクの高密度化において大きな
課題となってくる。これを以下に説明する。

【０００８】光ディスクを高密度化する手段の１つは、
トラック密度を向上させることである。図９（ａ）、
（ｂ）に低密度のトラックおよび高密度のトラック上に
ビームスポット８０が形成されているときの模式図を示
す。斜線部はエッジ領域７３を表している。高密度の際
にはビームスポットも小さくする必要があるので、図９
（ｂ）に図示のように、ビームスポット８０は図９
（ａ）のビームスポット８０よりも小さくなっている。
スポット径は例えば、トラック幅の１．５倍になってい
る。エッジ領域７３の幅は媒体７の基板にグルーブ７２
を施す際の加工精度で決まるが、通常０．１μｍ程度の
エッジ領域７３ができる。トラック密度を向上させてゆ
くと、ビームスポット８０に入ってくるエッジ領域７３
が、ランド領域７１やグルーブ領域７２に比べて相対的
に大きくなる。エッジ領域７３が滑らかであるなら、さ
して問題ではないが、エッジ領域７３の制御は困難であ
るため、エッジ領域７３の比較的荒れた面がビームスポ
ット８０中に占める面積が大きくなってしまう。これが
再生ＲＦ信号に媒体ノイズとして混入し、データの信頼
性を低下させる。

【０００９】また、エッジ領域を限りなく０にした場
合、もしくはエッジ領域を滑らかに作製した際にも、ト
ラック幅の揺らぎの問題が残る。図１０（ａ）、（ｂ）
は低密度のトラックおよび高密度のトラックにビームス
ポット８０が形成されているときの模式図を示す。ここ
で、トラック幅の揺らぎ７５は強調して示されている。
トラック幅の揺らぎ７５の大きさもグルーブ７２の加工
精度によって決まるため、トラック幅の揺らぎ７５はト
ラック密度を向上させると、やはり相対的に大きくな
る。この揺らぎ７５は再生ＲＦ信号にノイズとして混入
し、データの信頼性を低下させる。

【００１０】本発明は、上述の課題に鑑みてなされたも
のであり、上記案内溝のエッジ領域が再生信号に与える
影響を小さくし、ディスクのトラック密度を向上させて
も信頼性を低下させない光ピックアップ装置を提供する
ことを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、基板上に案内溝を設けることでトラックが形成され
た媒体の記録層上に、ビームスポットが形成され、媒体
からの戻り光が、媒体の情報を伴って受光素子に入射す
ることにより、トラッキング、フォーカシング、及び、
情報の再生が行われる光ピックアップ装置において、媒
体からの戻り光を、再生信号を生成する受光素子、及
び、ラジアルエラー信号とフォーカスエラー信号を生成
する受光素子へと導く光学系を備え、再生信号を生成す
る受光素子へ導く光学系に、案内溝のエッジ領域の情報
を多く含んだ部位を遮光する遮光手段を設けてなること
を特徴とする光ピックアップ装置である。

【００１２】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の光ピックアップ装置において、前記遮光手段は液晶シ
ャッターからなることを特徴とする光ピックアップ装置
である。

【００１３】請求項３に記載の発明は、請求項２に記載
の光ピックアップ装置において、前記液晶シャッターは
ピクセル制御により遮光位置が光軸に垂直な方向に移動
可能であることを特徴とする光ピックアップ装置であ
る。

【００１４】請求項４に記載の発明は、基板上に案内溝
を設けることでトラックが形成された媒体の記録層上
に、ビームスポットが形成され、媒体からの戻り光が、
媒体の情報を伴って受光素子に入射することにより、ト
ラッキング、フォーカシング、及び、情報の再生が行わ
れる光ピックアップ装置において、媒体からの戻り光を
受光素子側に回折させる回折素子を備え、該回折素子
は、戻り光のうち、案内溝のエッジ領域の情報をあまり
含まない部位を、再生信号とフォーカスエラー信号を生
成する受光素子に導き、前記戻り光のうち、案内溝のエ
ッジ領域の情報を多く含んだ部位を、ラジアルエラー信
号を生成する受光素子に導くことを特徴とする光ピック
アップ装置である。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明を適用した具体的な
実施例について、図面を参照しながら詳細に説明する。

【００１６】＜従来例１＞図１に本発明の光ピックアッ
プ装置の１例を示す。図１の光ピックアップ装置は従来
例として説明した図７の光ピックアップ装置に加えて液
晶シャッター１４を設けたものであり、再生用ディテク
ター１１の手前に液晶シャッター１４を配置している。
ディテクター１１は再生信号を生成するものであり、液
晶シャッター１４はこのディテクター１１に入ってくる
光束のうち、案内溝エッジ領域７３（前述の図７、８、
９及び説明を参照）の情報が多く含まれた部位を遮光す
るものである。

【００１７】従って、記録媒体７において、前述のよう
にエッジ領域７３の荒れや、トラック幅の揺らぎがあっ
ても、本実施例では液晶シャッター１４により、その情
報が再生用ディテクター１１に入射しにくくできる。す
なわち、媒体グルーブのエッジ領域７３に起因するノイ
ズが小さくなり、トラック密度を向上させても再生信号
の信頼性が低下することがない。

【００１８】また、液晶シャッター１４は複数のピクセ
ルから構成された液晶シャッターなので、各々のピクセ
ルを制御することで、ディテクター１１に入射する戻り
光の任意の部位を遮光できる。従って、例えば、対物レ
ンズ６がシフトして光軸がずれることにより、案内溝エ
ッジ領域７３の情報が多く含まれた部位が移動しても、
それに応じて遮光位置を移動させることが可能である。
また、媒体ごとにエッジ領域７３の大きさが異なる場合
には、媒体毎に遮光位置を調整する必要が生じるが、こ
の要求に対しても、最も良好な再生信号が得られるよう
に遮光位置を移動させることで容易に対応できる。

【００１９】具体的なピックアップ装置の構成例につい
て、図１を参照しながら説明してゆく。半導体レーザー
１の波長は６３５ｎｍであり開口数（ＮＡ）０．６の対
物レンズ６を用いてピックアップを構成した。媒体７に
は、基板厚みが０．６ｍｍで、ランド・グルーブ共に
０．７８μｍ幅になっている相変化光ディスクを用い
た。ディテクター１３は４分割ディテクターであり、プ
ッシュプル法によりラジアルエラー信号を生成し、非点
収差法によりフォーカスエラー信号を生成している。

【００２０】測定にはまず、グルーブ７２上に最短マー
ク０．４μｍで８−１６変調によりランダムデータを記
録した。記録は半導体レーザー１からの出射光の強度を
記録するデータに応じて変調することで行った。続いて
書き込んだデータを再生した。再生する際の液晶シャ
ッター１４の遮光パターンとして、図２（ａ）、
（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）に示す４種類を行った。

【００２１】図２において、１４ａは光束の位置、１４
ｂは液晶シャッター１４による遮光部の、配置及び位置
を示している。（ａ）は全く遮光のないもの、（ｂ）は
トラック方向に光束の両側から直線的に遮光したもの
、（ｃ）はトラック方向に光束の両側から回折パター
ンに沿って遮光したもの、（ｄ）は光束の中央部以外
を遮光したものである。各場合における再生信号のＰＬ
Ｌジッター値を表１に示す。

【００２２】

【表１】

【００２３】遮光を全く行わない（ａ）が従来の光ピッ
クアップ装置に相当する。パターン（ｂ）及び（ｃ）に
よる遮光を行った場合にジッター値がよくなっている。
これは案内溝のエッジ領域７３の情報が再生用ディテク
ター１１に入射する量が少なくなったためである。逆に
（ｄ）ではジッター値が悪くなる。これは再生用ディテ
クター１１に入る光量が少なくなったためと考えられ
る。

【００２４】ここで用いた液晶シャッター１４は、対角
が７ｍｍで、画素数が、１４０×１１０のものである。
各画素を独立に制御して、図２に示したような様々な遮
光パターンを作っている。

【００２５】次の例は、この事を利用して光束位置が移
動しても、遮光位置もそれに応じて移動させることによ
り、常に良好な再生信号を得るようにした光ピックアッ
プ装置である。

【００２６】まず、液晶シャッター１４の遮光パターン
及び遮光位置を最も良好な再生信号が得られるように調
整する。図３において、点線１４ａで表しているのが液
晶シャッター１４に入射している光束を示しており、液
晶シャッター１４の中央を光軸が通っている。ここで
は、図３（ａ）に示すような遮光パターンのときに、最
も良好な再生信号が得られることが判った。得られた
ジッター値は表２中（ａ）で示すものである。

【００２７】次に、図１における対物レンズ６を７００
μｍシフトさせることで、図３（ｂ）のように、液晶シ
ャッター１４に入射する光束の位置を変えた。このと
き、液晶シャッター１４自信は移動しないので、光束１
４ａのうち遮光される部位は最適位置ではなくなる。そ
の結果、ジッターは劣化する（表２の（ｂ））。そこ
で、図３（ｃ）に示すように、光束１４ａの移動に相当
する分だけ、液晶シャッター１４の各画素を動作させる
事により、遮光部１４ｂを移動させて最適位置を遮光し
た。これにより、もとの良好なジッター値を得ることが
できた（表２の（３））。

【００２８】光ディスクをトラッキングする際、対物レ
ンズ６のシフトは頻繁に発生するものであり、光束位置
１４ａは絶えず移動している。本例に用いた光ピックア
ップ装置では、液晶シャッター１４の各画素を電気的に
制御する事で遮光位置を容易に変える事ができる。従っ
て、常に良好な再生信号を得ることができ、光ピックア
ップ装置の信頼性が向上する。

【００２９】

【表２】

【００３０】＜実施例２＞本発明の第２の実施例につい
て説明する。

【００３１】図４に第２の実施例を示す。この図でラジ
アルｘ方向とは、媒体（ディスク）７の半径方向を表
す。光軸２０は紙面に平行で上下方向に沿っている。半
導体レーザー１から出射した光は回折素子２１を通って
コリメーターレンズ３、対物レンズ６によって媒体７に
集光される。媒体で反射された戻り光は回折素子２１に
よって回折される。回折素子２１は、後述するように４
つの領域に分割されており、各領域に入射した光は、デ
ィテクター２３、２５、２７、２９に導かれるようにな
っている。

【００３２】図５は回折素子２１を、光軸を紙面に垂直
にした方向から見たものである。ラジアル方向とは、デ
ィスクの半径方向を表す。回折素子２１は２３Ｈ、２５
Ｈ、２７Ｈ、２９Ｈで示された４つの領域に分割されて
おり、各領域に入射した光は、順にディテクター２３、
２５、２７、２９に導かれる。回折素子２１の領域２７
Ｈ、２９Ｈに入射する光には、媒体案内溝のエッジ領域
７３（図８、９、１０参照）の情報が多く含まれてい
る。反対に領域２３Ｈ、２５Ｈに入射する光に含まれる
エッジ領域７３の情報は、相対的に少なくなる。

【００３３】図６はディテクター２３、２５、２７、２
９を、光軸を紙面に垂直にした方向から見たものであ
る。そのうち、ディテクター２３は２３ａと２３ｂに分
割されている。各ディテクターから得られる出力を，Ｐ
２３ａ、Ｐ２３ｂ、Ｐ２５、Ｐ２７、Ｐ２９とする。
図５に図示の回折素子２１の領域２７Ｈ、２９Ｈに入射
した光は、ディテクター２７、２９に導かれるので、演
算（Ｐ２７―Ｐ２９）を行うことでラジアルエラー信号
が得られる。こうして得られるラジアルエラー信号には
エッジ領域の揺らぎが含まれることになるが、ローパス
フィルターを通すことで、周波数の高い揺らぎ成分は除
去され、安定したトラッキングが可能となる。

【００３４】回折素子２１（図５）の領域２３Ｈに入射
した光は、図６のディテクター２３ａと２３ｂの境界線
上に集光される。演算（Ｐ２３ａ―Ｐ２３ｂ）を行うこ
とで、いわゆるナイフエッジ法によるフォーカスエラー
信号が得られる。また演算（Ｐ２３ａ＋Ｐ２３ｂ＋Ｐ２
５）を行うことで、媒体７に書かれている情報の再生信
号が得られる。図５の回折素子２１における領域２３
Ｈ、２５Ｈに入射する光には、媒体グルーブのエッジ領
域７３の情報は比較的少ないため、フォーカスエラー信
号や再生信号に含まれるエッジ領域７３の揺らぎによる
ノイズは少なくなる。

【００３５】このようにして、エッジ領域７３に起因す
るノイズが少ない再生信号が得られることとなる。さら
に本実施例の光学系では図４の半導体レーザー１、回
折素子２１、及び受光素子２３、２５、２７、２９を一
体型のパッケージにすることができるので、光学系の部
品点数を大幅に削減でき、コストダウンを図ることがで
きる。

【００３６】

【発明の効果】請求項１に記載の光ピックアップ装置で
は、媒体案内溝のエッジ領域の揺らぎが再生信号に与え
る影響を小さくし、ディスクのトラック密度を向上させ
ても信頼性を低下させることがない。請求項２に記載の
ピックアップ装置では、上記の効果に加えて、構成が簡
単であり、さらに請求項３に記載の光ピックアップ装置
では、光束の通過する位置が変化しても、常に良好な品
質の再生信号を得ることができる。

【００３７】請求項４に記載の光ピックアップ装置で
は、媒体案内溝のエッジ領域の揺らぎが再生信号に与え
る影響を小さくし、ディスクのトラック密度を向上させ
ても信頼性を低下させることがなく、また、光ピックア
ップ装置のコストダウンを図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例に係る光ピックアップ装置
を模式的に示す図である。

【図２】図１の液晶シャッターの遮光パターンを表す図
である。

【図３】図１の液晶シャッターの遮光パターンが移動す
る様子を説明するための説明図である。

【図４】本発明の第２実施例に係る光ピックアップ装置
を模式的に示す図である。

【図５】図４の回折素子の詳細を示す図である。

【図６】図４の受光素子の詳細を示す図である。

【図７】従来の光ピックアップ装置を模式的に示す図で
ある。

【図８】ランド、グルーブ間のエッジ領域を説明する図
である。

【図９】トラック密度を向上させた際の案内溝エッジ領
域が再生信号に及ぼす影響を説明するための説明図であ
る。

【図１０】トラック密度を向上させた際のトラック幅の
揺らぎが再生信号に及ぼす影響を説明するための説明図
である。

【符号の説明】

１半導体レーザー４第１偏光ビームスプリッター６対物レンズ７媒体９第２偏光ビームスプリッター１０集光レンズ１１再生用ディテクター１２集光レンズ１３サーボ用ディテクター１４液晶シャッター１４ａ光束１４ｂ遮光部２１回折素子２３、２５、２７、２９受光素子２３Ｈ、２５Ｈ、２７Ｈ、２９Ｈ分割領域７１ランド７２グルーブ７３エッジ領域８０ビームスポット

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板上に案内溝を設けることでトラック
が形成された媒体の記録層上に、ビームスポットが形成
され、媒体からの戻り光が、媒体の情報を伴って受光素
子に入射することにより、トラッキング、フォーカシン
グ、及び、情報の再生が行われる光ピックアップ装置に
おいて、媒体からの戻り光を、再生信号を生成する受光
素子、及び、ラジアルエラー信号とフォーカスエラー信
号を生成する受光素子へと導く光学系を備え、再生信号
を生成する受光素子へ導く光学系に、案内溝のエッジ領
域の情報を多く含んだ部位を遮光する遮光手段を設けて
なることを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項２】請求項１に記載の光ピックアップ装置に
おいて、前記遮光手段は液晶シャッターからなることを
特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項３】請求項２に記載の光ピックアップ装置に
おいて、前記液晶シャッターはピクセル制御により遮光
位置が光軸に垂直な方向に移動可能であることを特徴と
する光ピックアップ装置。
【請求項４】基板上に案内溝を設けることでトラック
が形成された媒体の記録層上に、ビームスポットが形成
され、媒体からの戻り光が、媒体の情報を伴って受光素
子に入射することにより、トラッキング、フォーカシン
グ、及び、情報の再生が行われる光ピックアップ装置に
おいて、媒体からの戻り光を受光素子側に回折させる回
折素子を備え、該回折素子は、戻り光のうち、案内溝の
エッジ領域の情報をあまり含まない部位を、再生信号と
フォーカスエラー信号を生成する受光素子に導き、前記
戻り光のうち、案内溝のエッジ領域の情報を多く含んだ
部位を、ラジアルエラー信号を生成する受光素子に導く
ことを特徴とする光ピックアップ装置。