JP2004334949A

JP2004334949A - Optical pickup and optical information recording / reproducing apparatus using the same

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Publication number: JP2004334949A
Application number: JP2003127253A
Authority: JP
Inventors: Tomohito Kawamura; 友人川村; Kunikazu Onishi; 邦一大西
Original assignee: Hitachi Ltd; Hitachi Media Electronics Co Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd; Hitachi Consumer Electronics Co Ltd
Priority date: 2003-05-02
Filing date: 2003-05-02
Publication date: 2004-11-25
Anticipated expiration: 2023-05-02
Also published as: JP4215558B2

Abstract

【課題】光ディスクのトラック間隔に依存しない高精度なトラッキング誤差信号を検出可能とする。
【解決手段】光検出器９において、トラッキング誤差信号の生成時には、半導体レーザからの光ビームが回折格子によって０次回折光ビームと＋１次回折光ビームと−１次回折光ビームとに分割され、光ディスクから反射されて、０次回折光ビームは間隔ａ０で配置された受光面１５ａｂ，１５ｃｄからなる受光領域１５で検出され、＋１次回折光ビームは間隔ｂ０で配置された受光面１６ａ，１６ｂからなる受光領域１６で検出され、−１次回折光ビームは間隔ｃ０で配置された受光面１７ａ，１７ｂからなる受光領域１７で検出される。これらの検出信号は、夫々演算処理され、プッシュプル方式によるトラッキング誤差信号が生成される。
【選択図】図５An object of the present invention is to detect a highly accurate tracking error signal independent of a track interval of an optical disc.
When a tracking error signal is generated in a photodetector, a light beam from a semiconductor laser is divided into a 0th-order diffracted light beam, a + 1st-order diffracted light beam, and a -1st-order diffracted light beam by a diffraction grating, and reflected from an optical disk. Then, the 0th-order diffracted light beam is detected in the light receiving region 15 composed of the light receiving surfaces 15ab and 15cd arranged at the interval a0, and the + 1st order diffracted light beam is detected in the light receiving region 16 composed of the light receiving surfaces 16a and 16b arranged at the interval b0. The detected -1st-order diffracted light beam is detected in the light receiving region 17 including the light receiving surfaces 17a and 17b arranged at the interval c0. Each of these detection signals is subjected to arithmetic processing to generate a tracking error signal by a push-pull method.
[Selection diagram] FIG.

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光学的情報記録媒体（以下、光ディスクという）で記録，再生するための記録再生用光ピックアップ及びそれを用いた光学的情報記録再生装置（以下、光ディスクシステムという）に係り、特に、光ディスクの半径方向の位置制御技術に関する。
【０００２】
【従来技術】
近年、大容量の情報メディアとして、デジタル・バーサタイル・ディスク（以下、ＤＶＤという）が急速に普及している。このうちの記録可能なＤＶＤは、案内溝（以下、トラックという）を有するものであるが、ＤＶＤ−Ｒ／ＲＷ（トラック間隔＝０．７４μｍ）、ＤＶＤ−ＲＡＭ１（トラック間隔＝１．４８μｍ）などトラック間隔の異なる規格が乱立しており、このため、１台の装置でこれらトラック間隔の異なる複数の光ディスクに対して記録再生が可能なマルチ光ピックアップ及びそれを用いた光ディスクシステムが強く求められている。
【０００３】
さて、光ディスク上に記録された情報信号を再生するためには、光ビームを光ディスク上のトラック位置に対して正確に追従させる必要がある。このようにトラックに対して光ビームを追従させる技術を、トラッキング位置制御という。また、トラッキング位置制御に用いられる検出信号を、トラッキング誤差信号ＴＥＳという。
【０００４】
トラッキング誤差信号ＴＥＳの検出法としては、従来、様々な方法が知られているが、最も一般的な方法として、差動プッシュプル法（以下、ＤＰＰ（ＤｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌＰｕｓｈＰｕｌｌ）法という）がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
このＤＰＰ法は、光ビームを回折格子によって０次回折光ビーム，＋１次回折光ビーム及び−１次回折光ビームの３本に分割し、各光ビームを対物レンズによって光ディスク上に集光照射し（この場合、光ディスク上での±１次回折光ビームは夫々、０次回折光ビームの照射位置に対してトラックに直交する方向の互いに反対側にあって、かつ０次回折光ビームの照射位置から各々略１／２トラック間隔の位置に照射されるようにしている）、光ディスクから反射した３本の光ビームが夫々一対の２分割された受光面で受光されることにより、夫々毎にプッシュプル信号を検出し、０次回折光ビームから生成されるプッシュプル信号（ＭＰＰ（主プッシュプル）信号）と、±１次回折光ビーム夫々から生成されるプッシュプル信号を加算した信号（ＳＰＰ（サブプッシュプル）信号）との差からトラッキング誤差信号ＴＥＳを生成する検出法である。
【０００６】
このＤＰＰ法は、光ディスク上の０次回折光ビームの照射位置に対して±１次回折光ビームの照射位置を各々、０次回折光ビームの照射位置から略１／２トラック間隔を開けて配置することにより、メインプッシュプル信号ＭＰＰとサブプッシュプル信号ＳＰＰとの間に１８０度の位相差を与えることを利用するものである。そのため、これら３本の光ビームの照射位置の間隔をＤＶＤ−ＲＡＭ１の１／２トラック間隔、即ち、０．７４μｍの間隔に設定すると、その間隔（＝０．７４μｍ）は、１／２トラック間隔が０．３７μｍのＤＶＤ−Ｒ／ＲＷにとって１トラック間隔に相当するため、ＤＰＰ法では、このようにトラック間隔の異なる光ディスクからトラッキング誤差信号ＴＥＳを検出することができないという問題がある。
【０００７】
これを解決する手段として、トラック間隔の異なる光ディスクからもトラッキング誤差信号ＴＥＳを検出可能な検出法が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００８】
このトラッキング誤差信号ＴＥＳの検出法を、以下では、１トラックＤＰＰ法ということにするが、この１トラックＤＰＰ法は、ＤＰＰ法と異なる方法でメインプッシュプル信号ＭＰＰとサブプッシュプル信号ＳＰＰとの間に１８０度の位相差を与えるものである。
【０００９】
１トラックＤＰＰ法では、分割線によって光ディスクの半径方向に相当する方向に２個の領域に分割され、これら領域間で周期構造の位相差が１８０度異なる構成とした回折格子を用いる。この回折格子によって１つの光ビームから分割された＋１次回折光ビームと−１次回折光ビームとを、光ディスク上の０次回折光ビームの照射位置に対して、各々同一のトラックに配置することにより、メインプッシュプル信号ＭＰＰとサブプッシュプル信号ＳＰＰに１８０度の位相差が与えられる。即ち、光ディスク上に３本の光ビームの照射位置を各々同一のトラックに配置することが可能なため、トラック間隔の異なるいずれの光ディスクからもトラッキング誤差信号ＴＥＳを検出することができる。
【００１０】
【特許文献１】
特公平４−３４２１２号公報
【００１１】
【特許文献２】
特開平９−８１９４２号公報
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
光ディスク上の特定位置に記録されている情報にアクセスする場合、光ピックアップでは、対物レンズを光ディスクの半径方向に並進させて使用する。１トラックＤＰＰ法では、分割線によって光ディスクの半径方向に相当する方向に分割された２個の領域間で周期構造の位相差が１８０度異なる構成の回折格子を用いるため、対物レンズが並進すると、対物レンズの中心と回折格子の分割線との間で位置ずれが生ずる。このずれを、以下、格子ずれという。
【００１３】
さて、光ディスクから反射された回折光ビームが光検出器上に形成する回折パターンは、光ディスクのトラック間隔に依存し、トラック間隔が広いほど回折パターンの間隔は狭くなる。ＤＶＤ−ＲＡＭ１（トラック間隔＝１．４８μｍ）やＲＡＭ２（トラック間隔＝１．２３μｍ）のように、トラック間隔が広い光ディスクでは、回折パターンは、その間隔は非常に狭くて、非常に隣接したものになる。
【００１４】
このようなトラック間隔の広い光ディスクにおいて、対物レンズが並進すると、２分割された受光面の分割線（境界線）から回折パターンの中心がずれるため、夫々受光面に対する回折パターンの位置がずれて夫々の受光面での受光量が変化し、プッシュプル信号の振幅が大幅に減少する。また、回折格子によって分割された±１次回折光ビームにも、格子ずれのため、回折パターン内で一部の位相が１８０度異なる領域を発生させ、プッシュプル信号の振幅を減少させる作用がある。
【００１５】
このように、１トラックＤＰＰ法では、対物レンズの並進に対してプッシュプル信号の振幅低下が大きく、特に、トラック間隔の広い光ディスクの記録あるいは再生に対応した光ピックアップ並びにそれを用いた光ディスクシステムを実現することが困難であった。
【００１６】
本発明は、上記のような問題点を鑑みなされたもので、その目的は、ＤＶＤ−Ｒ／ＲＷやＤＶＤ−ＲＡＭなどの異なるトラック間隔の光ディスクに依存せず、対物レンズが並進しても、トラッキング誤差信号ＴＥＳの振幅を最大に保つことができるようにした高性能なマルチ光ピックアップ並びにそれを用いた光ディスクシステムを提供することにある。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、レーザ光源と、レーザ光源から出射した光ビームを０次回折光ビームと＋１次回折光ビームと−１次回折光ビームの少なくとも３本の回折光ビームに分割する回折格子と、３本の回折光ビームを光学的情報記録媒体上に独立に集光させる対物レンズと、３本の回折光ビームの光学的情報記録媒体からの反射光を独立に受光する少なくとも３個の検出領域を有する光検出器とを備えた光ピックアップであって、光検出器の３個の検出領域は夫々、光学的情報記録媒体の半径方向に相当する所定の方向に沿って所定の間隔を開けて配置された２個の受光面を少なくとも備え、検出領域毎に、２個の受光面から独立に検出された信号の差から、プッシュプル方式により、トラッキング誤差信号を生成可能な信号を出力するものである。
【００１８】
また、−１次回折光ビームと＋１次回折光ビーム夫々の略半面に略１８０度の位相差を与える位相付加手段を設け、３本の光ビームの照射によって光学的情報記録媒体上に形成される３個の集光スポットの光学的情報記録媒体上に設けられた案内溝に直交する方向の間隔が案内溝の間隔の略整数倍となるように、集光スポットを光学的情報記録媒体上に配置したものである。
【００１９】
さらに、位相付加手段として、回折格子の一方の略半面の周期構造の位相が他方の略半面に形成された周期構造の位相と略１８０度異なる回折格子をなすものである。
【００２０】
さらに、０次回折光ビームを受光する検出領域は、少なくともその中心線を境として設けられた第１，第２の受光面と、第１の受光面に接して中心線とは反対側に配置された第３の受光面と、第２の受光面に配置された中心線とは反対側に配置された第４の受光面とからなり、第１〜第４の受光面は、光学的情報記録媒体からの情報信号の検出に用いられるとともに、第３，第４の受光面が、第１，第２の受光面によって上記の所定の間隔を開けて配置された２個の受光面とするものである。
【００２１】
上記目的を達成するために、本発明による光学的情報記録再生装置は、上記の光ピックアップを搭載し、この光ピックアップの出力信号からプッシュプル方式によるトラッキング誤差信号を生成するサーボ信号生成回路を少なくとも設けたものである。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
【００２３】
初めに、ＤＶＤ−Ｒ／ＲＷ（トラック間隔＝０．７４μｍ）やＤＶＤ−ＲＡＭ１（トラック間隔＝１．４８μｍ），ＤＶＤ−ＲＡＭ２（トラック間隔＝１．２３μｍ）のように、トラック間隔が異なるＤＶＤの様々な光ディスクの記録または再生に対応したマルチ光ピックアップの実施形態について説明する。
【００２４】
図１は本発明による光ピックアップの第１の実施形態における光学系を示す構成図であって、１は半導体レーザ、２は回折格子、３はハーフミラー、４はコリメートレンズ、５は対物レンズ、６はアクチュエータ、７は光ディスク、８は検出レンズ、９はフロントモニタ、１０は回折光ビーム（一点鎖線はその光路を示す）、１１はこの第１の実施形態の光ピックアップ、１２は光ディスクである。ここで、光ディスク１２は上記のＤＶＤとする。
【００２５】
図１に示す光ピックアップ１１の光学系において、通常、ＤＶＤからなる光ディスク１２の記録または再生には、半導体レーザ１として、波長６６０ｎｍ帯の半導体レーザが用いられる。このため、半導体レーザ１からは、波長約６６０ｎｍの光ビームが発散光として出射される。この光ビームは回折格子２にされ、３本の回折光ビーム１０に分割される。これら回折光ビーム１０はハーフミラー３で反射され、コリメートレンズ４で略平行な回折光ビーム１０に変換される。
【００２６】
なお、一部の回折光ビーム１０は、ハーフミラー３を透過してフロントモニタ７に入射される。一般的に、ＤＶＤ−Ｒなどの記録型の光ディスク１２に情報を記録する場合、光ディスク１２の記録面に所定の光強度を照射させるために、半導体レーザ１の発光強度を高精度に制御する必要がある。このため、フロントモニタ７は、記録型の光ディスク１２に信号を記録する際に、半導体レーザ１の発光強度の変化を検出しており、この検出結果に応じて半導体レーザ１の駆動回路（図示せず）を制御するフィードバック制御が行なわれる。
【００２７】
コリメートレンズ４を透過した３本の平行な回折光ビーム１０は、アクチュエータ６に搭載された対物レンズ５により、光ディスク１２上に各々集光照射され、光ディスク１２上に３個の集光スポットが形成される。そして、この光ディスク１２で反射された回折光ビーム１０は、対物レンズ５，コリメートレンズ４，ハーフミラー３及び検出レンズ８を透過して光検出器９で検出される。
【００２８】
これら回折光ビーム１０は、ハーフミラー３を透過するとき、非点収差が与えられ、フォーカシングエラー信号ＦＥＳの検出に使用される。検出レンズ８は、非点収差の方向を任意の方向に回転させると同時に、光検出器９上での光スポットの大きさを決める働きがある。光検出器９では、光ビームを受光することにより、光ディスク１２上に記録されている情報信号の検出や、トラッキング誤差信号ＴＥＳ及びフォーカスエラー信号ＦＥＳなど光ディスク１２上に集光照射された集光スポットの位置制御信号の検出が行なわれる。
【００２９】
図２は図１における回折格子２の格子パターンの一具体例を示す図であって、２ａ，２ｂはパターン領域、２ｃは分割線である。
【００３０】
同図において、回折格子２は、分割線２ｃにより、パターン領域２ａ，２ｂに分割された構造をなしている。これらパターン領域２ａとパターン領域２ｂとは、その周期構造の位相差が１８０度異なっている。また、光ピックアップ１１では、回折格子２が、分割線２ｃの方向が光ディスク１２の半径方向に直交する方向（即ち、トラックに沿う方向）となるように、配置されている。この回折格子２に入射する光ビームは、０次回折光ビームと±１次回折光ビームとの３本の回折光ビーム１０に分割される。そして、回折格子２の上記の構成により、±１次回折光ビーム夫々について、一方の略半面と他方の略半面との間で略１８０度の位相差が与えられる。
【００３１】
図３は光ディスク１２上でのかかる３本の回折光ビームによる集光スポットの配置を示す図である。
【００３２】
同図において、光ディスク１２上には、回折格子２によって分割された０次回折光ビーム，＋１次回折光ビーム及び−１次回折光ビームが集光照射され、０次回折光ビームで０次集光スポット１４_０が、＋１次回折光ビームで＋１次集光スポット１４_＋１が、−１次回折光ビームで−１次集光スポット１４_−１が夫々形成される。これら０次集光スポット１４_０，＋１次集光スポット１４_＋１及び−１次集光スポット１４_−１は、同一トラック１３上に配置される。なお、回折格子２の回折によって形成される＋１次集光スポット１４_＋１と−１次集光スポット１４_−１とは、図示するように、トラック１３の幅方向（光ディスク１２の半径方向）に２つの強度分布をもつ集光スポットからなっており、トラッキング状態では、これら０次集光スポット１４_０，＋１次集光スポット１４_＋１及び−１次集光スポット１４_−１がトラック１３の中心線１３ａに関して対象となるように、０次回折光ビーム，＋１次回折光ビーム及び−１次回折光ビームが光ディスク１２上に集光照射される。
【００３３】
図４は図１における光検出器９の検出領域の一具体例を示す構成図であって、１５，１６，１７は検出領域、１５ａ〜１５ｈ，１６ａ，１６ｂ，１７ａ，１７ｂは受光面、１５Ｌ１，１５Ｌ２，１６Ｌ，１７Ｌは中心線である。
【００３４】
同図において、矢印で示すｒ方向は、光検出器９上において、光ディスク１２の半径方向に対物レンズ５が並進するときの３個の集光スポット１４_０，１４_＋１，１４_−１が移動する方向である。
【００３５】
光検出器９は、３個の検出領域１５，１６，１７を有している。これら検出領域１５，１６，１７には夫々、光ディスク１２で反射された０次回折光ビーム，＋１次回折光ビーム，−１次回折光ビームが照射されるものであって、かかる照射によって検出領域１５，１６，１７に形成される光スポットを夫々、０次光スポット１４（０）、＋１次光スポット１４（＋１）、−１次光スポット１４（−１）として示している。
【００３６】
検出領域１５は、８個の受光面１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄ，１５ｅ，１５ｆ，１５ｇ，１５ｈに分割されており、０次光スポット１４（０）から夫々独立に信号を検出することができる。受光面１５ａ，１５ｅ，１５ｇ，１５ｃと受光面１５ｂ，１５ｆ，１５ｈｒ，１５ｄとは、ｒ方向に沿う中心線１５Ｌ２に関して互いに反対側に配置され、また、受光面１５ａ，１５ｂ，１５ｅ，１５ｆと受光面１５ｃ，１５ｄ，１５ｇ，１５ｈとは、ｒ方向に垂直な中心線１５Ｌ１に関して互いに反対側に配置されている。この中心線１５Ｌ１は、光検出器９上でトラック１３の中心線１３ａ（図３）に対応する線に平行な線である。さらに、受光面１５ｅ，１５ｆと受光面１５ｇ，１５ｈとは、中心線１５Ｌ１を中心とする幅ａ０の領域に配置されている（従って、これら受光面１５ｅ，１５ｆ，１５ｇ，１５ｈの幅はａ０／２である）。そして、受光面１５ａ，１５ｂは幅ａ１をなして、受光面の１５ｅ，１５ｆに接して配置され、また、受光面１５ｃ，１５ｄは幅ａ２をなして、受光面１５ｇ，１５ｈに接して配置されている。
【００３７】
検出領域１６は、２個の受光面１６ａ，１６ｂに分割されており、＋１次光スポット１４（＋１）から夫々独立に信号を検出することができる。これら受光面１６ａ，１６ｂは、ｒ方向に垂直な中心線１６Ｌ（従って、検出領域１５での中心線１５Ｌ１と平行）を中心とする幅ｂ０の領域を隔てて配置された幅が夫々ｂ１，ｂ２の受光面である。
【００３８】
検出領域１７は、２個の受光面１７ａ，１７ｂに分割されており、−１次光スポット１４（−１）から夫々独立に信号を検出することができる。これら受光面１７ａ，１７ｂは、ｒ方向に垂直な中心線１７Ｌ（従って、検出領域１５での中心線１５Ｌ１と平行）を中心とする幅ｃ０の領域を隔てて配置された幅が夫々ｃ１，ｃ２の受光面である。
【００３９】
ここで、光検出器９上では、図示するように、０次光スポット１４（０）に対する＋１次光スポット１４（＋１），−１次光スポット１４（−１）の配列方向が、図３に示す光ディスク１２上での０次集光スポット１４_０に対する＋１次光スポット１４_＋１，−１次光スポット１４_−１の配列方向に対して、約９０度異なるｒ方向となっているが、これは、光ディスク１２で反射された３本の回折光ビームの非点収差の方向が、検出レンズ８により、約９０度回転させられたためである。
【００４０】
光ディスク１２に記録されている情報信号ＳＩは、検出領域１５により、０次光スポット１４（０）の強度変化として検出され、検出領域１５の受光面１５ａ〜１５ｈでの検出信号の和、即ち、次の式（１）によって表わされる。

但し、ＳＩ_１５ａ，ＳＩ_１５ｂ，ＳＩ_１５ｃ，ＳＩ_１５ｄ，ＳＩ_１５ｅ，ＳＩ_１５ｆ，ＳＩ_１５ｇ，ＳＩ_１５ｈは夫々、検出領域１５の受光面１５ａ〜１５ｈでの検出信号である。
【００４１】
また、フォーカスエラー信号ＦＥＳは、一般に最もよく用いられている非点収差方式を想定している。このため、フォーカスエラー信号ＦＥＳは、０次光スポット１４（０）の非点収差を検出領域１５の対角にある受光面から検出される。そこで、フォーカスエラー信号ＦＥＳは、検出領域１５の受光面の検出信号から、次の式（２）〜（４）の演算、即ち、
ＦＥＳ＝ＦＥＳ１−ＦＥＳ２ ……（２）
但し、

によって生成される。
【００４２】
しかし、フォーカスエラー信号ＦＥＳの検出法は、上記の非点収差方式に限るものでなく、ナイフエッジ法など他の方法を用いてもよい。
【００４３】
図５は図１における光検出器９の検出信号からトラッキング誤差信号ＴＥＳを生成する手段の一具体例を示すブロック図であって、１５ａｂ，１５ｃｄは受光面、１８ａ，１８ｂ，１９ａ，１９ｂ，２０ａ，２０ｂは電流／電圧変換増幅器、２１ａ〜２１ｃは減算器、２２は加算器、２３は増幅器、２４は減算器であり、図４に対応する部分には同一符号を付けて重複する説明を省略する。なお、検出領域１５での受光面１５ａｂは図４における受光面１５ａ，１５ｂからなるものであり、受光面１５ｃｄは同じく受光面１５ｃ，１５ｄからなるものである。
【００４４】
図５においては、光検出器９の検出領域１５では、受光面１５ａｂから図４での受光面１５ａ，１５ｂの検出信号ＳＩ_１５ａ，ＳＩ_１５ｂの合成信号ＳＩ_１５ａｂが得られ、受光面１５ｃｄから図４での受光面１５ｃ，１５ｃの検出信号ＳＩ_１５ｃ，ＳＩ_１５ｄの合成信号ＳＩ_１５ｃｄが得られる。
【００４５】
０次光スポット１４（０），＋１次光スポット１４（＋１）及び−１次光スポット１４（−１）には夫々、これらが光ディスク１２のトラック１３により回折されているため、図示するように、回折パターンが形成される。この第１の実施形態では、トラック中心１３ａ（図３）から光ディスク１２の半径方向に１／２トラック間隔ずれた位置に０次集光スポット１４_０が照射されている状態を想定している。これは、トラッキングエラーが最大で、格子ずれによる影響が最大となる状態であり、この影響を評価するために、この状態でのトラッキング誤差信号の生成について説明するものである。
【００４６】
このため、検出領域１５，１６，１７に照射される０次光スポット１４（０），＋１次光スポット１４（＋１）及び−１次光スポット１４（−１）は、光強度の弱い部分（黒塗りの斜線ハッチングで示す）と光強度の強い部分（白塗りの斜線ハッチングで示す）からなる回折パターンをなしている。そして、光ディスク１２としては、トラック間隔が広い光ディスクを想定しているため、０次光スポット１４（０）と＋１次光スポット１４（＋１）と−１次光スポット１４（−１）は夫々、図５に示すように、黒塗りの斜線部分と白抜きの斜線部分が非常に隣接した回折パターンをなしている。
【００４７】
以下、このような光スポットの回折パターンからトラッキング誤差信号ＴＥＳを生成する方法について説明する。
【００４８】
受光面１５ａｂから生成された電流信号を電流／電圧変換増幅器１８ａで電圧変換して得られる電圧信号ＳＩ_１５ａｂと、受光面１５ｃｄから生成された電流信号を電流／電圧変換増幅器１８ｂで変換して得られる電圧信号ＳＩ_１５ｂとは、減算器２１ａで減算処理され、メインプッシュプル信号ＭＰＰが生成される。また、受光面１６ａから生成した電流信号は電流／電圧変換増幅器１９ａで電圧信号ＳＩ_１６ａに変換され、受光面１６ｂから生成した電流信号は電流／電圧変換増幅器１９ｂで電圧信号ＳＩ_１６ｂに変換される。これら電圧信号ＳＩ_１６ａ，ＳＩ_１６ｂは減算器２１ｂで減算処理され、サブプッシュプル信号ＳＰＰ１が生成される。同様にして、受光面１７ａから生成した電流信号は電流／電圧変換増幅器２０ａで電圧信号ＳＩ_１７ａに変換され、受光面１７ｂから生成した電流信号は電流／電圧変換増幅器２０ｂで電圧信号ＳＩ_１７ｂに変換される。これらＳＩ_１７ａ，ＳＩ_１７ｂは減算器２１ｃで減算処理され、サブプッシュプル信号ＳＰＰ２が生成される。これらサブプッシュプル信号ＳＰＰ１，ＳＰＰ２は加算器２２で加算され、サブプッシュプル信号ＳＰＰが生成される。
【００４９】
このメインプッシュプル信号ＭＰＰは、増幅器２３でｋ倍された後、減算器２４でメインプッシュプル信号ＭＰＰと減算処理され、これにより、トラッキング誤差信号ＴＥＳが得られる。ここで、増幅器２３は、メインプッシュプル信号ＭＰＰとサブプッシュプル信号ＳＰＰとの振幅を合わせるために、設けられている。なお、このトラッキング誤差信号ＴＥＳの検出法での演算処理は、次の演算式（５）〜（９）によって表わされる。
【００５０】
即ち、減算器２１ａは、
ＭＰＰ＝ＳＩ_１５ａｂ−ＳＩ_１５ｃｄ ……（５）
の演算を行ない、減算器２１ｂは、
ＳＰＰ１＝ＳＩ_１６ａ−ＳＩ_１６ｂ ……（６）
の演算を行ない、演算器２１ｃは、
ＳＰＰ２＝ＳＩ_１７ａ−ＳＩ_１７ｂ ……（７）
の演算を行ない、加算器２２は、
ＳＰＰ＝ＳＰＰ１＋ＳＰＰ２ ……（８）
の演算を行ない、減算器２４は、
ＴＥＳ＝ＭＰＰ−ｋＳＰＰ ……（９）
の演算を行なう。
【００５１】
次に、図６は図５に示す状態から対物レンズ５が並進したことによる光検出器９上での３つの光スポットが受ける影響を、図６により、説明する。
【００５２】
光ディスク１２の半径方向に対物レンズ５が並進すると、図６において、対物レンズ５の並進がないときの図５に示した０次光スポット１４（０），＋１次光スポット１４（＋１），−１次光スポット１４（−１）は、破線で示す位置からｒ方向にずれ、夫々０次光スポット２５（０），＋１次光スポット２５（＋１），−１次光スポット２５（−１）となり、格子ずれが生ずる。このため、０次光スポット２５（０）の回折パターンの弱い光強度の黒塗り斜線部分は、その一部２６が検出領域１５の中心線１５Ｌ１を超えて受光面１５ａｂ側に移動する。また、＋１次光スポット２５（＋１）及び−１次光スポット２５（−１）の回折パターンも、その強い光強度の白塗りの斜線部分も、その一部２７，２８が検出領域１６Ｌ，１７Ｌを越えて受光面１６ａ，１７ａ側に移動する。
【００５３】
これに対し、この第１の実施形態では、トラッキング誤差信号ＴＥＳを検出するための検出領域１５での受光面１５ａｂ，１５ｃｄは、中心線１５Ｌ１の両側に幅ａ０の間隔を空けて配置され、同じくトラッキング誤差信号ＴＥＳを検出するための検出領域１６での受光面１６ａ，１６ｂも、中心線１６Ｌの両側に幅ｂ０の間隔を空けて配置され、同じくトラッキング誤差信号ＴＥＳを検出するための検出領域１７での受光面１７ａ，１７ｂも、中心線１７Ｌの両側に幅ｃ０の間隔を空けて配置されているので、対物レンズ５の並進によって、上記のように、夫々の光スポットが検出領域１５〜１７で移動しても、検出領域１５では、０次光スポット２５（０）の回折パターンの弱い光強度の黒塗り斜線部分が検出領域１５の中心線１５Ｌ１の反対側の受光面１５ａｂに達することがなく、また、検出領域１６でも、＋１次光スポット２５（＋１）の回折パターンの強い光強度の白塗り斜線部分が検出領域１６の中心線１６Ｌの反対側の受光面１６ａに達することもなく、さらに、検出領域１７でも、＋１次光スポット２５（−１）の回折パターンの強い光強度の白塗り斜線部分が検出領域１７の中心線１７Ｌの反対側の受光面１７ａに達することもない。このことからして、対物レンズ５が並進しても、トラッキング誤差信号ＴＥＳの振幅が減少することはない。
【００５４】
これに対し、上記特許文献２に記載の１トラックＤＰＰ法などでは、図６でこれを説明すると、検出領域１５では、受光面１５ａｂ，１５ｃｄが中心線１５Ｌ１で接した構成となされ、検出領域１６でも、受光面１６ａ，１６ｂが中心線１６Ｌで接した構成となされ、検出領域１７でも、受光面１７ａ，１７ｂが中心線１７Ｌで接した構成となされでいるので、対物レンズの並進があると、検出領域１５では、０次光スポット２５（０）の回折パターンの弱い光強度の黒塗り斜線部分が検出領域１５の中心線１５Ｌ１を越えて受光面１５ａｂに入り込み、検出領域１６でも、＋１次光スポット２５（＋１）の回折パターンの強い光強度の白塗り斜線部分が検出領域１６の中心線１６Ｌを越えて受光面１６ａに入り込み、検出領域１７でも、＋１次光スポット２５（−１）の回折パターンの強い光強度の白塗り斜線部分が検出領域１７の中心線１７Ｌを越えて受光面１７ａに入り込む。このため、トラッキング誤差信号ＴＥＳの振幅が大幅に減少してしまう。
【００５５】
また、対物レンズの並進によって発生するかかる格子ずれは、回折パターンの一部位相を１８０度反転させる効果がある。このため、図６において、図中破線に囲われた２９ａ，２９ｂに示すように、＋１次光スポット２５（＋１）と−１次光スポット２５（−１）の回折パターンの一部が白塗りの斜線から黒塗りの斜線に反転する。これにより回折格子２のように分割線により分割された２個の領域から形成されている回折格子を用いる本発明のＴＥＳ検出法のトラッキング誤差信号ＴＥＳの振幅がわずかに減少してしまう。同様の回折格子を用いる１トラックＤＰＰ法は、格子ずれの影響によりさらにトラッキング誤差信号ＴＥＳの振幅が減少してしまう。
【００５６】
このように本発明のＴＥＳ検出法では、格子ずれの影響によりトラッキング誤差信号ＴＥＳの振幅がわずかに減少してしまうものの、対物レンズ並進による光スポットの位置ずれの影響を受けないため、１トラックＤＰＰ法のようにトラッキング誤差信号ＴＥＳの振幅が大幅に減少することはない。
【００５７】
次に、この第１の実施形態のトラッキング誤差信号ＴＥＳの検出法を用いた場合の、対物レンズ並進に伴うトラッキング誤差信号ＴＥＳの振幅及びオフトラック量の変化の計算機シミュレーション結果について説明する。
【００５８】
このシミュレーションのパラメータとして、半導体レーザ１の波長λ＝６６０ｎｍ、対物レンズ５のＮＡ＝０．６４、光学系の倍率６．５倍、光ディスク１２のトラック間隔を（１）ＤＶＤ−ＲＡＭ１（１．４８μｍ），（２）ＤＶＤ−ＲＡＭ２（１．２３μｍ），（３）ＤＶＤ−Ｒ／ＲＷ（０．７４μｍ）の場合に設定したときのトラッキング誤差信号ＴＥＳの振幅とオフトラック量の対物レンズ並進特性の計算結果を夫々、図７、図８、図９に示す。なお、オフトラック量とは、トラッキング誤差信号ＴＥＳにオフセットが発生した場合に、対物レンズ５によって集光照射される光ビームの位置が光ディスク１２のトラック中心１３ａ（図３）からのずれ量を示すものである。このため、オフトラック量はオフセットが発生していないか確認するための指標として計算を行った。
図７，図８及び図９において、横軸に光ディスク１２の半径方向の対物レンズ並進量を、縦軸に、図７（ａ），図８（ａ）及び図９（ａ）では、トラッキング誤差信号ＴＥＳの相対振幅を、図７（ｂ），図８（ｂ）及び図９（ｂ）では、オフトラック量を夫々示している。なお、図７（ａ），図８（ａ）及び図９（ａ）の縦軸において、トラッキング誤差信号ＴＥＳの相対振幅とは、対物レンズ５の並進量＝０ｍｍのときの値が１になるように、規格化している。また、図７（ａ），図８（ａ）及び図９（ａ）には、比較のために、１トラックＤＰＰ法のトラッキング誤差信号ＴＥＳの相対振幅及びオフトラック量の結果も示している。
【００５９】
まず、トラック間隔の最も大きいＤＶＤ−ＲＡＭ１（１．４８μｍ）のトラッキング誤差信号ＴＥＳの対物レンズ並進特性を図７（ａ），（ｂ）を用いて説明する。
【００６０】
図７（ａ）において、対物レンズ５の並進量が０．３ｍｍであるとき、並進量０．０ｍｍに対して、この第１の実施形態では、トラッキング誤差信号ＴＥＳの相対振幅３０は８０％であり、１トラックＤＰＰ法では、トラッキング誤差信号ＴＥＳの相対振幅３１は約４５％と大きく低下する。また、図７（ｂ）において、対物レンズの並進量が０．３ｍｍであるとき、並進量０．０ｍｍに対して、この第１の実施形態では、オフトラック量３２は０．０１μｍであり、１トラックＤＰＰ法では、オフトラック量３３は０．０７μｍ発生する。このことからして、１トラックＤＰＰ法と比べて、この第１の実施形態では、対物レンズ５の並進によるトラッキング誤差信号ＴＥＳの振幅の減少を大幅に抑え、かつオフトラックの発生を低減する効果があることが分かる。
【００６１】
次に、トラック間隔が次に大きいＤＶＤ−ＲＡＭ２（１．２３μｍ）のトラッキング誤差信号ＴＥＳの対物レンズ並進特性を図８（ａ），（ｂ）を用いて説明する。
【００６２】
図８（ａ）において、対物レンズ５の並進量が０．３ｍｍであるとき、並進量０．０ｍｍに対して、この第１の実施形態では、トラッキング誤差信号ＴＥＳの相対振幅３４は７５％であり、１トラックＤＰＰ法では、トラッキング誤差信号ＴＥＳの相対振幅３５は約５５％に大きく低下する。また、図８（ｂ）において、対物レンズの並進量が０．３ｍｍであるとき、並進量０．０ｍｍに対して、この第１の実施形態のオフトラック量３６と１トラックＤＰＰ法のオフトラック量３７とはほとんど発生しない。このように、１トラックＤＰＰ法と比べて、この第１の実施形態では、対物レンズ５の並進によるトラッキング誤差信号ＴＥＳの振幅の減少を抑える効果がある。
【００６３】
次に、トラック間隔が最も狭いＤＶＤ−Ｒ／ＲＷ（０．７４μｍ）のトラッキング誤差信号ＴＥＳの対物レンズ並進特性を図９（ａ），（ｂ）を用いて説明する。
【００６４】
図９（ａ）において、対物レンズの並進量が０．３ｍｍであるとき、並進量０．０ｍｍに対して、この第１の実施形態でのトラッキング誤差信号ＴＥＳの相対振幅３８と１トラックＤＰＰ法でのトラッキング誤差信号ＴＥＳの相対振幅３９とはほとんど減少しない。また、図９（ｂ）において、対物レンズの並進量が０．３ｍｍであるとき、並進量０．０ｍｍに対して、この第１の実施形態でのオフトラック量４０と１トラックＤＰＰ法でのオフトラック量４１もほとんど発生しない。
【００６５】
以上のように、この第１の実施形態では、１トラックＤＰＰ法と比較して、ＤＶＤ−Ｒ／ＲＷやＤＶＤ−ＲＡＭ１，ＲＡＭ２などの異なるトラック間隔の光ディスクに依存しない良好なトラッキング誤差信号ＴＥＳが検出できる。
【００６６】
以上説明した第１の実施形態では、受光面の結線は図５，図６に示した方法に限るものではなく、上述したようなトラッキング誤差信号ＴＥＳを生成できる受光面の結線を少なくとも備えるならば、どのように受光面を結線してもよい。例えば、図４において、サブプッシュプル信号ＳＰＰを形成するため、光検出器９の内部で、受光面１６ａと受光面１７ａとを結線し、受光面１６ｂと受光面１７ｂとを結線し、これら受光面１６ａと受光面１７ａとの加算信号とこれら受光面１６ｂと受光面１７ｂとの加算信号との減算処理により、サブプッシュプル信号ＳＰＰを形成するようにしてもよい。
【００６７】
また、この第１の実施形態においては、図１において、ハーフミラー３から対物レンズ８に至る光路を直進した構成としているが、かかる光路中にミラーやプリズムなどの光学部品を配置して光路を折り曲げた構成としてもよい。
【００６８】
さらに、この第１の実施形態においては、光ディスクとしてＤＶＤを用いることを想定したが、本発明は、コンパクトディスクやＤＶＤよりもさらに高密度な青色半導体レーザを用いた光ディスクなど、どのような光ディスクにも適用できることはいうまでもない。
【００６９】
図１０は本発明による光ピックアップの第２の実施形態における光検出器９を示す構成図であって、１５ａ１，１５ａ２，１５ｂ１，１５ｂ２，１５ｃ１，１５ｃ２，１５ｄ１，１５ｄ２，１６ａ’，１６ｂ’，１７ａ’，１７ｂ’は受光面であり、図４に対応する部分には同一符号を付けて重複する説明を省略する。この第２の実施形態の光ピックアップも、図１に示す第１の実施形態と同様の構成をなしており、第１の実施形態と同様に、トラック間隔が異なるＤＶＤの様々な光ディスクの記録、または再生に対応したものである。
【００７０】
同図において、この第２の実施形態の光検出器９は、先の第１の実施形態の光検出器９と同様の基本構成をなすものであるが、検出領域１５では、図４での受光面１５ａの代わりに受光面１５ａ１，１５ａ２が、図４での受光面１５ｂの代わりに受光面１５ｂ１，１５ｂ２が、図４での受光面１５ｃの代わりに受光面１５ｃ１，１５ｃ２が、図４での受光面１５ｄの代わりに受光面１５ｄ１，１５ｄ２が夫々用いられるものであり、受光面１５ａ１，１５ｂ１，１５ｃ１，１５ｄ１が夫々、幅ａ（＜ａ１，ａ２）であって、受光面１５ｅ，１５ｆ，１５ｇ，１５ｈに接して配置され、トラッキング誤差信号ＴＥＳの生成に用いられる。
【００７１】
また、検出領域１６では、図４に示す構成と同様、受光面１６ａ’，受光面１６ｂ’は中心線１６Ｌの両側に、図４の場合と同様、間隔ｂ０で配置されており、夫々の幅はｂ（＜ｂ１，ｂ２）に設定されている。検出領域１７でも、図４に示す構成と同様、受光面１７ａ’，受光面１７ｂ’は中心線１７Ｌの両側に、図４の場合と同様、間隔ｃ０で配置されており、夫々の幅はｃ（＜ｃ１，ｃ２）に設定されている。
【００７２】
光ディスクからの情報信号ＳＩは、０次光スポット１４（０）の強度変化を検出し、次の式１０の演算に基づいて生成される。

但し、ＳＩ_１５ａ１，ＳＩ_１５ａ２，ＳＩ_１５ｂ１，ＳＩ_１５ｂ２，ＳＩ_１５ｃ１，ＳＩ_１５ｃ２，ＳＩ_１５ｄ１，ＳＩ_１５ｄ２は夫々、検出領域１５の受光面１５ａ１，１５ａ２，１５ｂ１，１５ｂ２，１５ｃ１，１５ｃ２，１５ｄ１，１５ｄ２での検出信号であり、ＳＩ_１５ｅ，ＳＩ_１５ｆ，ＳＩ_１５ｇ，ＳＩ_１５ｈは図４の場合と同様の検出信号であり、情報信号ＳＩは０次光スポット１４（０）が照射されている検出領域１５の全受光面の和から生成される。
【００７３】
また、こごでは、上記の第１の実施形態と同様、フォーカスエラー信号ＦＥＳは、一般に最もよく用いられている非点収差方式を想定している。このため、フォーカスエラー信号ＦＥＳは、０次光スポット１４（０）の非点収差を検出領域１５の対角にある受光面から検出する。即ち、検出領域１５の対角にある受光面フォーカスエラー信号ＦＥＳ１，ＦＥＳ２信号は、以下の式１１，１２の演算によって生成され、

フォーカスエラー信号ＦＥＳは、次の式１３、即ち、
ＦＥＳ＝ＦＥＳ１−ＦＥＳ２ ……（１３）
の演算によって生成される。
【００７４】
しかし、この第２の実施形態においても、フォーカスエラー信号ＦＥＳの検出法としては、上記の非点収差方式に限るものでなく、ナイフエッジ法など他の方法を用いてもよい。
【００７５】
次に、この第２の実施形態におけるトラッキング誤差信号ＴＥＳの生成手段について、図１１を用いて説明する。なお、図１１における光検出器９では、トラッキング誤差信号ＴＥＳの生成に必要な受光面のみを示している。ここで、受光面１５ａｂ’は図１０での受光面１５ａ１，１５ｂ１からなるものであり、その検出信号をＳＩ_{１５ａｂ’}とする。同様に、受光面１５ｃｄ’は図１０での受光面１５ｃ１，１５ｄ１からなるものであり、その検出信号をＳＩ_{１５ｃｄ’}とする。
【００７６】
図１１において、受光面１５ａｂ’からは検出信号ＳＩ_{１５ａｂ’}が出力され、また、受光面１５ｃｄ’からは検出信号ＳＩ_{１５ｃｄ’}が出力されて、夫々電流／電圧変換器１８ａ，１８ｂに供給される。それ以降は図５などで説明した第１の実施形態と同様であり、先の式５〜９に示した演算が行なわれて、メインプッシュプル信号ＭＰＰ，サブプッシュプル信号ＳＰＰ１及びサブプッシュプル信号ＳＰＰ２が得られ、また、これらからトラッキング誤差信号ＴＥＳが生成される。
【００７７】
ここで生成されるトラッキング誤差信号ＴＥＳは、その生成に用いる受光面１５ａｂ’，１５ｃｄ’，１６ａ’，１６ｂ’１７ａ’１７ｂ’の幅が第１の実施形態における受光面１５ａｂ，１５ｃｄ，１６ａ，１６ｂ，１７ａ，１７ｂの幅よりも狭いため、対物レンズの並進による格子ずれによって位相が１８０度反転して回折パターンの一部位相を１８０度反転させる部分の信号が用いられない。このため、かかる格子ずれによるトラッキング誤差信号ＴＥＳの振幅変動を、第１の実施形態で得られるトラッキング誤差信号ＴＥＳでの振幅変動よりも減少させることができる。
【００７８】
なお、上記のように、メインプッシュプル信号ＭＰＰ，サブプッシュプル信号ＳＰＰ１及びサブプッシュプル信号ＳＰＰ２を独立に生成できる受光面を少なくとも備えるならば、検出領域１５〜１７をどのように分割してもよい。
【００７９】
図１２は本発明による光ピックアップを用いた光学的情報記録再生装置の一実施形態を示す構成図であって、１１は上記の光ピックアップ、１２は光ディスク、５０はスピンドルモータ、５１はスピンドルモータ駆動回路、５２はアクチュエータ駆動回路、５３はサーボ信号生成回路、５４はレーザ光源点灯回路、５５はアクセス制御回路、５６は情報信号再生回路、５７は記録情報信号変換回路、５８はコントロール回路、５９は情報信号出力端子、６０は記録情報入力端子である。
【００８０】
同図において、再生時には、光ピックアップ１１によって検出された信号が、信号処理回路内のサーボ信号生成回路５３と情報信号再生回路５６に供給される。サーボ信号生成回路５３では、これら検出信号からこの光ディスク１２に適したフォーカスエラー信号ＦＥＳやトラッキング誤差信号ＴＥＳが生成され、これをもとに、アクチュエータ駆動回路５２が光ピックアップ１１内の対物レンズアクチュエータを駆動し、対物レンズの位置制御を行なう。また、情報信号再生回路５６では、供給された検出信号から光ディスク１２に記録された情報信号が再生され、その情報信号は、情報信号出力端子５９から出力される。
【００８１】
また、記録時、記録情報入力端子６０から入力される記録情報は、記録情報信号変換回路５７で所定のレーザ駆動用記録信号に変換される。このレーザ駆動用記録信号はコントロール回路５８に供給される。コントロール回路５８は、このレーザ駆動用記録信号に基づいて、レーザ光源点灯回路５４を駆動し、レーザパワー制御を行って光ディスク１２に記録信号を記録させる。
【００８２】
なお、コントロール回路５８には、アクセス制御回路５５とスピンドルモータ駆動回路５１とが接続されており、夫々光ピックアップ１１のアクセス方向の位置制御や光ディスク１２のスピンドルモータ５０の回転制御が行なわれる。
【００８３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によると、光ディスクの半径方向に相当する方向に所定の間隔を開けて配置された所定の幅をもつ２個の受光面を少なくとも備え、かかる受光面の各々で独立に検出された信号の差から各々独立にトラッキング誤差検出信号を検出可能な光検出器を用いるので、トラック間隔に依存せず、対物レンズの並進や光ディスクの傾きに対しても、振幅が影響されない高精度のトラッキング誤差検出信号を検出することを可能とする。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による光ピックアップの第１の実施形態を示す構成図である。
【図２】図１における回折格子の一具体例を示す図である。
【図３】図１に示す第１の実施形態での光ディスク上の集光スポットの配置例を示す図である。
【図４】図１における光検出器の一具体例を示す構成図である。
【図５】図４に示す光検出器でのトラッキング誤差信号の生成手段を示す図である。
【図６】図５に示す生成手段での対物レンズの並進による影響を示す図である。
【図７】図１に示す第１の実施形態でのＤＶＤ―ＲＡＭ１に対するトラッキング誤差信号とレンズ並進との関係のシミュレーション結果を示すグラフ図である。
【図８】図１に示す第１の実施形態でのＤＶＤ―ＲＡＭ２に対するトラッキング誤差信号とレンズ並進との関係のシミュレーション結果を示すグラフ図である。
【図９】図１に示す第１の実施形態でのＤＶＤ―Ｒに対するトラッキング誤差信号とレンズ並進との関係のシミュレーション結果を示すグラフ図である。
【図１０】本発明による光ピックアップの第２の実施形態における光検出器の一具体例を示す構成図である。
【図１１】図１０に示す光検出器でのトラッキング誤差信号の生成手段を示す図である。
【図１２】本発明による光学的情報記録再生装置の一実施形態を示す構成図である。
【符号の説明】
１半導体レーザ
２回折格子
９光検出器
１２光ディスク
１５〜１７検出領域
１５ａ〜１５ｈ，１６ａ，１６ｂ，１７ａ，１７ｂ受光面[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a recording / reproducing optical pickup for recording / reproducing on / from an optical information recording medium (hereinafter, referred to as an optical disk) and an optical information recording / reproducing apparatus using the same (hereinafter, referred to as an optical disk system). The present invention relates to a technology for controlling a position of an optical disc in a radial direction.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art In recent years, digital versatile discs (hereinafter referred to as DVDs) have rapidly spread as large-capacity information media. The recordable DVD has a guide groove (hereinafter, referred to as a track), such as a DVD-R / RW (track interval = 0.74 μm) and a DVD-RAM1 (track interval = 1.48 μm). Standards having different track intervals are inconsistent. Therefore, there is a strong demand for a multi-optical pickup capable of recording and reproducing information on and from a plurality of optical disks having different track intervals with one apparatus and an optical disk system using the same. I have.
[0003]
Now, in order to reproduce an information signal recorded on an optical disk, it is necessary to cause a light beam to accurately follow a track position on the optical disk. Such a technique of causing the light beam to follow the track is called tracking position control. A detection signal used for tracking position control is called a tracking error signal TES.
[0004]
Various methods are conventionally known as a method for detecting the tracking error signal TES, but the most common method is a differential push-pull method (hereinafter, referred to as DPP (Differential Push Pull) method) (for example, And Patent Document 1).
[0005]
In this DPP method, a light beam is divided into three beams of a 0th-order diffracted light beam, a + 1st-order diffracted light beam and a -1st-order diffracted light beam by a diffraction grating, and each light beam is focused and irradiated on an optical disk by an objective lens (in this case, The ± 1st-order diffracted light beams on the optical disk are located on opposite sides of the direction orthogonal to the track with respect to the irradiation position of the 0th-order diffracted light beam, respectively, and are approximately 略 from the irradiation position of the 0th-order diffracted light beam. The three light beams reflected from the optical disk are respectively received by a pair of light receiving surfaces divided into two, so that a push-pull signal is detected for each of the three light beams. A signal obtained by adding a push-pull signal (MPP (main push-pull) signal) generated from the zero-order diffracted light beam and a push-pull signal generated from each of the ± first-order diffracted light beams. This is a detection method for generating a tracking error signal TES from a difference from a signal (SPP (sub push-pull) signal).
[0006]
In the DPP method, the irradiation positions of the ± 1st-order diffracted light beams with respect to the irradiation positions of the 0th-order diffracted light beam on the optical disk are arranged at an interval of approximately 1/2 track from the irradiation position of the 0th-order diffracted light beam. , A phase difference of 180 degrees is provided between the main push-pull signal MPP and the sub push-pull signal SPP. Therefore, if the interval between the irradiation positions of these three light beams is set to a half track interval of the DVD-RAM 1, that is, an interval of 0.74 μm, the interval (= 0.74 μm) becomes a half track interval. Is equivalent to one track interval for a DVD-R / RW of 0.37 μm, and thus the DPP method has a problem that the tracking error signal TES cannot be detected from optical discs having different track intervals.
[0007]
As a means for solving this, a detection method capable of detecting the tracking error signal TES from optical disks having different track intervals has been proposed (for example, see Patent Document 2).
[0008]
Hereinafter, the detection method of the tracking error signal TES will be referred to as a one-track DPP method. The one-track DPP method uses a method different from the DPP method between the main push-pull signal MPP and the sub push-pull signal SPP. To give a phase difference of 180 degrees.
[0009]
In the one-track DPP method, a diffraction grating is used which is divided into two regions in the direction corresponding to the radial direction of the optical disc by a dividing line, and the phase difference of the periodic structure differs by 180 degrees between these regions. By arranging the + 1st-order diffracted light beam and the -1st-order diffracted light beam split from one light beam by this diffraction grating on the same track with respect to the irradiation position of the 0th-order diffracted light beam on the optical disk, A phase difference of 180 degrees is given to the push-pull signal MPP and the sub-push-pull signal SPP. That is, since the irradiation positions of the three light beams can be arranged on the same track on the optical disk, the tracking error signal TES can be detected from any of the optical disks having different track intervals.
[0010]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Publication No. 4-34212
[0011]
[Patent Document 2]
JP-A-9-81942
[0012]
[Problems to be solved by the invention]
When accessing information recorded at a specific position on an optical disc, an optical pickup uses an objective lens that is translated in the radial direction of the optical disc. In the one-track DPP method, a diffraction grating having a structure in which the phase difference of the periodic structure is different by 180 degrees between two regions divided in the direction corresponding to the radial direction of the optical disk by the dividing line is used. A displacement occurs between the center of the objective lens and the division line of the diffraction grating. This shift is hereinafter referred to as a grid shift.
[0013]
Now, the diffraction pattern formed on the photodetector by the diffracted light beam reflected from the optical disk depends on the track interval of the optical disk. The wider the track interval, the narrower the interval between the diffraction patterns. In an optical disk having a wide track interval such as a DVD-RAM1 (track interval = 1.48 μm) and a RAM2 (track interval = 1.23 μm), the diffraction pattern is very narrow and very adjacent. Become.
[0014]
In such an optical disc having a wide track interval, when the objective lens is translated, the center of the diffraction pattern is shifted from the dividing line (boundary line) of the light receiving surface divided into two, and the position of the diffraction pattern with respect to the light receiving surface is shifted. The light receiving amount on the light receiving surface changes, and the amplitude of the push-pull signal is greatly reduced. Also, the ± 1st-order diffracted light beam split by the diffraction grating has a function of generating an area having a phase difference of 180 degrees in the diffraction pattern due to a lattice shift, thereby reducing the amplitude of the push-pull signal.
[0015]
As described above, in the one-track DPP method, the amplitude of the push-pull signal greatly decreases with respect to the translation of the objective lens, and in particular, an optical pickup corresponding to recording or reproduction of an optical disk having a wide track interval and an optical disk system using the same are used. It was difficult to realize.
[0016]
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and its object is not to rely on optical discs having different track intervals such as DVD-R / RW and DVD-RAM. It is an object of the present invention to provide a high-performance multi-optical pickup capable of keeping the amplitude of the tracking error signal TES at a maximum and an optical disk system using the same.
[0017]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention divides a laser light source and a light beam emitted from the laser light source into at least three diffracted light beams of a 0th-order diffracted light beam, a + 1st-order diffracted light beam, and a -1st-order diffracted light beam. A diffraction grating, an objective lens for independently condensing the three diffracted light beams on the optical information recording medium, and at least three objective lenses for independently receiving reflected light of the three diffracted light beams from the optical information recording medium. And a photodetector having three detection areas, wherein each of the three detection areas of the photodetector has a predetermined direction along a predetermined direction corresponding to a radial direction of the optical information recording medium. A signal capable of generating a tracking error signal by a push-pull method based on a difference between signals detected independently from the two light receiving surfaces for each detection area, at least including two light receiving surfaces arranged at intervals. And outputs a.
[0018]
Further, a phase adding means for giving a phase difference of about 180 degrees to substantially half of each of the -1st-order diffracted light beam and the + 1st-order diffracted light beam is provided, and is formed on the optical information recording medium by irradiating three light beams. The condensed spots are arranged on the optical information recording medium such that the interval between the condensed spots in the direction orthogonal to the guide groove provided on the optical information recording medium is substantially an integral multiple of the interval between the guide grooves. It was done.
[0019]
Further, as the phase adding means, a diffraction grating in which the phase of the periodic structure on one substantially half surface of the diffraction grating is different from the phase of the periodic structure formed on the other substantially half surface by approximately 180 degrees.
[0020]
Further, the detection area for receiving the 0th-order diffracted light beam is disposed at least on the first and second light receiving surfaces provided with the center line as a boundary, and on the side opposite to the center line in contact with the first light receiving surface. A third light receiving surface, and a fourth light receiving surface disposed on the opposite side of the center line disposed on the second light receiving surface. The first to fourth light receiving surfaces are provided for optical information recording. Used for detecting an information signal from a medium, wherein the third and fourth light receiving surfaces are two light receiving surfaces arranged at the above-mentioned predetermined intervals by the first and second light receiving surfaces. It is.
[0021]
In order to achieve the above object, an optical information recording / reproducing apparatus according to the present invention is provided with at least a servo signal generation circuit that mounts the above optical pickup and generates a tracking error signal by a push-pull method from an output signal of the optical pickup. It is provided.
[0022]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0023]
First, DVDs having different track intervals, such as DVD-R / RW (track interval = 0.74 μm), DVD-RAM1 (track interval = 1.48 μm), and DVD-RAM2 (track interval = 1.23 μm). An embodiment of a multi-optical pickup corresponding to recording or reproduction of various optical disks will be described.
[0024]
FIG. 1 is a configuration diagram showing an optical system in a first embodiment of an optical pickup according to the present invention, wherein 1 is a semiconductor laser, 2 is a diffraction grating, 3 is a half mirror, 4 is a collimating lens, 5 is an objective lens, Reference numeral 6 denotes an actuator, 7 denotes an optical disk, 8 denotes a detection lens, 9 denotes a front monitor, 10 denotes a diffracted light beam (an alternate long and short dash line indicates its optical path), 11 denotes an optical pickup of the first embodiment, and 12 denotes an optical disk. . Here, the optical disk 12 is the DVD described above.
[0025]
In the optical system of the optical pickup 11 shown in FIG. 1, a semiconductor laser having a wavelength of 660 nm is usually used as the semiconductor laser 1 for recording or reproducing data on or from the optical disc 12 composed of a DVD. Therefore, the semiconductor laser 1 emits a light beam having a wavelength of about 660 nm as divergent light. This light beam is made into a diffraction grating 2 and split into three diffracted light beams 10. These diffracted light beams 10 are reflected by the half mirror 3 and converted by the collimating lens 4 into substantially parallel diffracted light beams 10.
[0026]
Note that a part of the diffracted light beam 10 is transmitted through the half mirror 3 and is incident on the front monitor 7. Generally, when recording information on a recordable optical disk 12 such as a DVD-R, it is necessary to control the light emission intensity of the semiconductor laser 1 with high accuracy in order to irradiate a predetermined light intensity on the recording surface of the optical disk 12. There is. For this reason, the front monitor 7 detects a change in the light emission intensity of the semiconductor laser 1 when recording a signal on the recordable optical disc 12, and according to the detection result, a drive circuit (not shown) for the semiconductor laser 1. ) Is performed.
[0027]
The three parallel diffracted light beams 10 transmitted through the collimator lens 4 are respectively condensed and irradiated on the optical disk 12 by the objective lens 5 mounted on the actuator 6, and three condensed spots are formed on the optical disk 12. Is done. The diffracted light beam 10 reflected by the optical disk 12 passes through the objective lens 5, the collimator lens 4, the half mirror 3, and the detection lens 8, and is detected by the photodetector 9.
[0028]
These diffracted light beams 10 are given astigmatism when transmitted through the half mirror 3, and are used for detecting a focusing error signal FES. The detection lens 8 has a function of rotating the direction of astigmatism in an arbitrary direction and, at the same time, determining the size of a light spot on the photodetector 9. The photodetector 9 receives the light beam to detect an information signal recorded on the optical disc 12, and to collect a focused spot irradiated on the optical disc 12 such as a tracking error signal TES and a focus error signal FES. Is detected.
[0029]
FIG. 2 is a diagram showing a specific example of the grating pattern of the diffraction grating 2 in FIG. 1, where 2a and 2b are pattern regions, and 2c is a dividing line.
[0030]
In the figure, the diffraction grating 2 has a structure divided into pattern regions 2a and 2b by dividing lines 2c. The phase difference between these pattern regions 2a and 2b is 180 degrees. In the optical pickup 11, the diffraction grating 2 is arranged such that the direction of the dividing line 2c is perpendicular to the radial direction of the optical disc 12 (that is, the direction along the track). The light beam incident on the diffraction grating 2 is split into three diffracted light beams 10 of a 0th-order diffracted light beam and ± 1st-order diffracted light beams. Then, with the above configuration of the diffraction grating 2, a phase difference of about 180 degrees is given between each substantially half surface and the other substantially half surface for each of the ± 1st-order diffracted light beams.
[0031]
FIG. 3 is a diagram showing the arrangement of condensed spots on the optical disc 12 by the three diffracted light beams.
[0032]
In FIG. 1, the 0th-order diffracted light beam, the + 1st-order diffracted light beam and the -1st-order diffracted light beam split by the diffraction grating 2 are condensed and irradiated on the optical disc 12, and the 0th-order condensed spot 14 ₀ Is the + 1st-order diffracted light beam and the + 1st-order condensing spot 14 ₊₁ Is a -1st order condensing spot 14 with a -1st order diffracted light beam. _-1 Are formed respectively. These zero-order focusing spots 14 ₀ , + 1st condensing spot 14 ₊₁ And the primary focusing spot 14 _-1 Are arranged on the same track 13. The + 1st-order condensing spot 14 formed by diffraction of the diffraction grating 2 ₊₁ And the primary focusing spot 14 _-1 As shown in the figure, the light spot consists of condensed spots having two intensity distributions in the width direction of the track 13 (radial direction of the optical disc 12). ₀ , + 1st condensing spot 14 ₊₁ And the primary focusing spot 14 _-1 Are focused and illuminated on the optical disk 12 such that the 0th-order diffracted light beam, the + 1st-order diffracted light beam, and the -1st-order diffracted light beam are focused on the center line 13a of the track 13.
[0033]
FIG. 4 is a block diagram showing a specific example of the detection area of the photodetector 9 in FIG. 1, wherein 15, 16 and 17 are detection areas, 15a to 15h, 16a, 16b, 17a and 17b are light receiving surfaces, and 15L1 , 15L2, 16L, and 17L are center lines.
[0034]
In the figure, the r direction indicated by an arrow indicates three condensed spots 14 on the photodetector 9 when the objective lens 5 translates in the radial direction of the optical disc 12. ₀ , 14 ₊₁ , 14 _-1 Is the direction of movement.
[0035]
The photodetector 9 has three

detection areas

15, 16, and 17. These

detection areas

15, 16 and 17 are irradiated with the 0th-order diffracted light beam, the + 1st-order diffracted light beam and the -1st-order diffracted light beam reflected by the optical disk 12, respectively. , 17 are shown as a 0th-order light spot 14 (0), a + 1st-order light spot 14 (+1), and a -1st-order light spot 14 (-1), respectively.
[0036]
The detection area 15 is divided into eight

light receiving surfaces

15a, 15b, 15c, 15d, 15e, 15f, 15g, and 15h, and can independently detect signals from the zero-order light spot 14 (0). . The

light receiving surfaces

15a, 15e, 15g, 15c and the light receiving surfaces 15b, 15f, 15hr, 15d are arranged on opposite sides with respect to a center line 15L2 along the r direction, and receive light with the

light receiving surfaces

15a, 15b, 15e, 15f. The

surfaces

15c, 15d, 15g, and 15h are arranged on opposite sides with respect to a center line 15L1 perpendicular to the r direction. This center line 15L1 is a line parallel to the line corresponding to the center line 13a (FIG. 3) of the track 13 on the photodetector 9. Further, the

light receiving surfaces

15e, 15f and the

light receiving surfaces

15g, 15h are arranged in a region of a width a0 centered on the center line 15L1 (therefore, the width of the

light receiving surfaces

15e, 15f, 15g, 15h is a0 / 2). The light receiving surfaces 15a and 15b have a width a1 and are arranged in contact with the light receiving surfaces 15e and 15f, and the light receiving surfaces 15c and 15d have a width a2 and are arranged in contact with the light receiving surfaces 15g and 15h. ing.
[0037]
The detection area 16 is divided into two light receiving surfaces 16a and 16b, and can independently detect signals from the + 1st order light spot 14 (+1). These light receiving surfaces 16a and 16b have widths b1 and b2, respectively, which are arranged with a width b0 centered on a center line 16L perpendicular to the r direction (therefore, parallel to the center line 15L1 in the detection area 15). Is the light receiving surface.
[0038]
The detection area 17 is divided into two light receiving surfaces 17a and 17b, and can independently detect signals from the −1st order light spot 14 (-1). These light receiving surfaces 17a and 17b have widths c1 and c2, respectively, which are arranged with a width c0 centered on a center line 17L perpendicular to the r direction (therefore, parallel to the center line 15L1 in the detection region 15). Is the light receiving surface.
[0039]
Here, on the photodetector 9, the arrangement direction of the + 1st order light spot 14 (+1) and the -1st order light spot 14 (-1) with respect to the 0th order light spot 14 (0) is as shown in FIG. 0th focused spot 14 on optical disc 12 shown in FIG. ₀ + 1st order light spot 14 for ₊₁ , -1 primary light spot 14 _-1 The direction of the astigmatism of the three diffracted light beams reflected by the optical disc 12 is about 90 degrees by the detection lens 8. Because it was rotated.
[0040]
The information signal SI recorded on the optical disk 12 is detected by the detection area 15 as a change in the intensity of the zero-order light spot 14 (0), and the sum of the detection signals on the light receiving surfaces 15a to 15h of the detection area 15, that is, It is represented by the following equation (1).

However, SI _15a , SI _15b , SI _15c , SI _15d , SI _15e , SI _15f , SI _15g , SI _15h Are detection signals on the light receiving surfaces 15a to 15h of the detection area 15, respectively.
[0041]
The focus error signal FES assumes an astigmatism method which is generally most frequently used. Therefore, the focus error signal FES detects the astigmatism of the zero-order light spot 14 (0) from the light receiving surface at the diagonal of the detection area 15. Therefore, the focus error signal FES is calculated from the detection signals of the light receiving surface of the detection area 15 by the following equations (2) to (4), that is,
FES = FES1-FES2 (2)
However,

Generated by
[0042]
However, the method of detecting the focus error signal FES is not limited to the above-described astigmatism method, and another method such as a knife edge method may be used.
[0043]
FIG. 5 is a block diagram showing one specific example of a means for generating the tracking error signal TES from the detection signal of the photodetector 9 in FIG. 1, wherein 15ab and 15cd are light receiving surfaces, 18a, 18b, 19a, 19b and 20a. , 20b are current / voltage conversion amplifiers, 21a to 21c are subtractors, 22 is an adder, 23 is an amplifier, and 24 is a subtractor. The parts corresponding to those in FIG. Do. The light receiving surface 15ab in the detection area 15 includes the light receiving surfaces 15a and 15b in FIG. 4, and the light receiving surface 15cd similarly includes the light receiving surfaces 15c and 15d.
[0044]
In FIG. 5, in the detection area 15 of the photodetector 9, the detection signals SI from the light receiving surfaces 15ab and 15b in FIG. _15a , SI _15b Composite signal SI _15ab Are obtained, and the detection signals SI of the light receiving surfaces 15c, 15c in FIG. _15c , SI _15d Composite signal SI _15cd Is obtained.
[0045]
The zero-order light spot 14 (0), the + 1st-order light spot 14 (+1), and the -1st-order light spot 14 (-1) are diffracted by the tracks 13 of the optical disc 12, respectively, as shown in the drawing. , A diffraction pattern is formed. In the first embodiment, the zero-order condensed spot 14 is shifted from the track center 13a (FIG. 3) by a distance of 1/2 track in the radial direction of the optical disc 12. ₀ Is assumed to be irradiated. This is a state in which the tracking error is maximum and the influence of the lattice shift is maximum. In order to evaluate this influence, the generation of the tracking error signal in this state will be described.
[0046]
For this reason, the 0th-order light spot 14 (0), the + 1st-order light spot 14 (+1), and the -1st-order light spot 14 (-1) irradiating the

detection regions

15, 16, and 17 are portions with weak light intensity ( (Shown by black hatched hatching) and a portion with high light intensity (shown by white hatched hatching). Since the optical disk 12 is assumed to be an optical disk having a wide track interval, the 0th-order light spot 14 (0), the + 1st-order light spot 14 (+1), and the -1st-order light spot 14 (-1) are respectively As shown in FIG. 5, a black hatched portion and a white hatched portion form a diffraction pattern which is very adjacent.
[0047]
Hereinafter, a method for generating the tracking error signal TES from the diffraction pattern of such a light spot will be described.
[0048]
A voltage signal SI obtained by voltage-converting the current signal generated from the light receiving surface 15ab by the current / voltage conversion amplifier 18a _15ab And a voltage signal SI obtained by converting the current signal generated from the light receiving surface 15cd by the current / voltage conversion amplifier 18b. _15b Is subtracted by the subtractor 21a to generate a main push-pull signal MPP. The current signal generated from the light receiving surface 16a is converted into a voltage signal SI by a current / voltage conversion amplifier 19a. _16a The current signal generated from the light receiving surface 16b is converted into a voltage signal SI by the current / voltage conversion amplifier 19b. _16b Is converted to These voltage signals SI _16a , SI _16b Is subtracted by a subtractor 21b to generate a sub push-pull signal SPP1. Similarly, the current signal generated from the light receiving surface 17a is converted into a voltage signal SI by the current / voltage conversion amplifier 20a. _17a The current signal generated from the light receiving surface 17b is converted into a voltage signal SI by the current / voltage conversion amplifier 20b. _17b Is converted to These SI _17a , SI _17b Is subtracted by a subtractor 21c to generate a sub push-pull signal SPP2. The sub-push-pull signals SPP1 and SPP2 are added by the adder 22 to generate a sub-push-pull signal SPP.
[0049]
The main push-pull signal MPP is multiplied by k in the amplifier 23, and then subtracted from the main push-pull signal MPP in the subtractor 24, thereby obtaining the tracking error signal TES. Here, the amplifier 23 is provided to match the amplitudes of the main push-pull signal MPP and the sub push-pull signal SPP. The calculation processing in the tracking error signal TES detection method is represented by the following calculation expressions (5) to (9).
[0050]
That is, the subtractor 21a
MPP = SI _15ab −SI _15cd …… (5)
And the subtractor 21b calculates
SPP1 = SI _16a −SI _16b ...... (6)
And the computing unit 21c calculates
SPP2 = SI _17a −SI _17b ...... (7)
And the adder 22 calculates
SPP = SPP1 + SPP2 (8)
And the subtractor 24 calculates
TES = MPP-kSPP (9)
Is performed.
[0051]
Next, FIG. 6 illustrates the influence of the translation of the objective lens 5 from the state shown in FIG. 5 on the three light spots on the photodetector 9 with reference to FIG.
[0052]
When the objective lens 5 is translated in the radial direction of the optical disk 12, in FIG. 6, the zero-order light spot 14 (0), the + 1st-order light spot 14 (+1), and-shown in FIG. The primary light spot 14 (-1) is shifted in the r direction from the position shown by the broken line, and is a zero-order light spot 25 (0), a + first-order light spot 25 (+1), and a -1st-order light spot 25 (-1), respectively. And a lattice shift occurs. Therefore, a part 26 of the black hatched portion of the diffraction pattern of the zero-order light spot 25 (0) having a weak light intensity moves toward the light receiving surface 15ab beyond the center line 15L1 of the detection area 15. In addition, the diffraction patterns of the + 1st-order light spot 25 (+1) and the -1st-order light spot 25 (-1), and the hatched portions of white light with high light intensity, are partially 27 and 28 in the

detection regions

16L and 17L. Over the light receiving surfaces 16a and 17a.
[0053]
On the other hand, in the first embodiment, the light receiving surfaces 15ab and 15cd in the detection area 15 for detecting the tracking error signal TES are arranged on both sides of the center line 15L1 with an interval of width a0. The light receiving surfaces 16a and 16b in the detection area 16 for detecting the tracking error signal TES are also arranged at intervals of a width b0 on both sides of the center line 16L, and the detection area 17 for detecting the tracking error signal TES is also used. Also, the light receiving surfaces 17a and 17b are arranged on both sides of the center line 17L with an interval of the width c0, so that the respective light spots are moved by the translation of the objective lens 5 as described above. In the detection region 15, the black hatched portion of the diffraction pattern of the zero-order light spot 25 (0) with a weak light intensity has the center line 15 L 1 of the detection region 15. The light receiving surface 15ab on the opposite side does not reach the light receiving surface 15ab. Also, in the detection region 16, the white hatched portion with the strong light intensity of the diffraction pattern of the + 1st-order light spot 25 (+1) is on the opposite side to the center line 16L of the detection region 16. Of the + 1st-order light spot 25 (-1) on the opposite side of the center line 17L of the detection area 17 without the light receiving surface 16a. It does not reach the light receiving surface 17a. For this reason, even if the objective lens 5 translates, the amplitude of the tracking error signal TES does not decrease.
[0054]
On the other hand, in the one-track DPP method and the like described in Patent Document 2 described above with reference to FIG. 6, the detection area 15 has a configuration in which the light receiving surfaces 15ab and 15cd are in contact with the center line 15L1. However, since the light receiving surfaces 16a and 16b are configured to be in contact with the center line 16L, and the detection area 17 is also configured so that the light receiving surfaces 17a and 17b are in contact with the center line 17L. In the detection area 15, the black hatched part of the diffraction pattern of the zero-order light spot 25 (0) having a weak light intensity enters the light receiving surface 15 ab beyond the center line 15 L 1 of the detection area 15. A white hatched portion of the diffraction pattern of the spot 25 (+1) having a high light intensity and having a high light intensity crosses the center line 16L of the detection region 16 and enters the light receiving surface 16a. Next whitewashed hatched portion in strong light intensity diffraction pattern of the light spot 25 (-1) is beyond the center line 17L of the detection area 17 enters the light-receiving surface 17a. For this reason, the amplitude of the tracking error signal TES is greatly reduced.
[0055]
Further, such a lattice shift caused by the translation of the objective lens has an effect of inverting a partial phase of the diffraction pattern by 180 degrees. For this reason, in FIG. 6, a part of the diffraction pattern of the + 1st-order light spot 25 (+1) and the -1st-order light spot 25 (-1) is white as shown by 29a and 29b surrounded by broken lines in the figure. From the diagonal lines to black diagonal lines. As a result, the amplitude of the tracking error signal TES in the TES detection method of the present invention using the diffraction grating formed by two regions divided by the dividing line like the diffraction grating 2 is slightly reduced. In the one-track DPP method using a similar diffraction grating, the amplitude of the tracking error signal TES further decreases due to the influence of the lattice shift.
[0056]
As described above, in the TES detection method of the present invention, although the amplitude of the tracking error signal TES slightly decreases due to the influence of the lattice shift, it is not affected by the displacement of the light spot due to the translation of the objective lens. Unlike the method, the amplitude of the tracking error signal TES does not decrease significantly.
[0057]
Next, computer simulation results of changes in the amplitude and off-track amount of the tracking error signal TES associated with the translation of the objective lens when the method of detecting the tracking error signal TES of the first embodiment is used will be described.
[0058]
As parameters of the simulation, the wavelength λ of the semiconductor laser 1 is 660 nm, the NA of the objective lens 5 is 0.64, the magnification of the optical system is 6.5 times, and the track interval of the optical disk 12 is (1) DVD-RAM1 (1.48 μm). ), (2) DVD-RAM2 (1.23 μm), and (3) DVD-R / RW (0.74 μm). The calculation results are shown in FIGS. 7, 8, and 9, respectively. Note that the off-track amount indicates the amount of deviation of the position of the light beam focused and irradiated by the objective lens 5 from the track center 13a (FIG. 3) of the optical disk 12 when an offset occurs in the tracking error signal TES. Things. Therefore, the off-track amount was calculated as an index for confirming whether or not an offset has occurred.
7, 8, and 9, the horizontal axis represents the translation amount of the objective lens in the radial direction of the optical disc 12, and the vertical axis represents the tracking error in FIGS. 7A, 8A, and 9A. The relative amplitude of the signal TES is shown in FIGS. 7 (b), 8 (b) and 9 (b), respectively, showing the off-track amount. 7A, FIG. 8A and FIG. 9A, the relative amplitude of the tracking error signal TES is 1 when the translation amount of the objective lens 5 is 0 mm. It is standardized as follows. 7 (a), 8 (a) and 9 (a) also show the results of the relative amplitude and off-track amount of the tracking error signal TES of the one-track DPP method for comparison.
[0059]
First, the objective lens translation characteristic of the tracking error signal TES of the DVD-RAM 1 (1.48 μm) having the largest track interval will be described with reference to FIGS.
[0060]
In FIG. 7A, when the translation amount of the objective lens 5 is 0.3 mm, in the first embodiment, the relative amplitude 30 of the tracking error signal TES is 80% with respect to the translation amount 0.0 mm. In the one-track DPP method, the relative amplitude 31 of the tracking error signal TES is greatly reduced to about 45%. Further, in FIG. 7B, when the translation amount of the objective lens is 0.3 mm, the off-track amount 32 is 0.01 μm in the first embodiment, whereas the translation amount is 0.0 mm. In the one-track DPP method, the off-track amount 33 is 0.07 μm. From this, as compared with the one-track DPP method, in the first embodiment, the effect of significantly suppressing the decrease in the amplitude of the tracking error signal TES due to the translation of the objective lens 5 and reducing the occurrence of off-track. It turns out that there is.
[0061]
Next, the objective lens translation characteristic of the tracking error signal TES of the DVD-RAM 2 (1.23 μm) having the next largest track interval will be described with reference to FIGS.
[0062]
In FIG. 8A, when the translation amount of the objective lens 5 is 0.3 mm, in the first embodiment, the relative amplitude 34 of the tracking error signal TES is 75% with respect to the translation amount 0.0 mm. In the one-track DPP method, the relative amplitude 35 of the tracking error signal TES is greatly reduced to about 55%. In FIG. 8B, when the translation amount of the objective lens is 0.3 mm, the off-track amount 36 of the first embodiment and the off-track amount of the one-track DPP method are compared with the translation amount of 0.0 mm. The amount 37 hardly occurs. As described above, compared to the one-track DPP method, the first embodiment has an effect of suppressing a decrease in the amplitude of the tracking error signal TES due to the translation of the objective lens 5.
[0063]
Next, the objective lens translation characteristic of the tracking error signal TES of the DVD-R / RW (0.74 μm) having the narrowest track interval will be described with reference to FIGS. 9A and 9B.
[0064]
In FIG. 9A, when the translation amount of the objective lens is 0.3 mm, the relative amplitude 38 of the tracking error signal TES and the one-track DPP method in the first embodiment are used for the translation amount 0.0 mm. Does not substantially decrease from the relative amplitude 39 of the tracking error signal TES. Also, in FIG. 9B, when the translation amount of the objective lens is 0.3 mm, the off-track amount 40 in the first embodiment and the one-track DPP method with respect to the translation amount of 0.0 mm are used. The off-track amount 41 hardly occurs.
[0065]
As described above, in the first embodiment, as compared with the one-track DPP method, a good tracking error signal TES independent of optical disks having different track intervals such as DVD-R / RW, DVD-RAM1 and RAM2 is obtained. Can be detected.
[0066]
In the above-described first embodiment, the connection of the light receiving surface is not limited to the method shown in FIGS. 5 and 6, provided that at least the connection of the light receiving surface capable of generating the tracking error signal TES as described above is provided. The light receiving surface may be connected in any manner. For example, in FIG. 4, in order to form the sub-push-pull signal SPP, inside the photodetector 9, the light receiving surface 16a and the light receiving surface 17a are connected, and the light receiving surface 16b and the light receiving surface 17b are connected. The sub-push-pull signal SPP may be formed by subtracting the addition signal of the surface 16a and the light receiving surface 17a from the addition signal of the light receiving surface 16b and the light receiving surface 17b.
[0067]
Further, in the first embodiment, the optical path from the half mirror 3 to the objective lens 8 goes straight in FIG. 1, but optical components such as mirrors and prisms are arranged in the optical path to reduce the optical path. It may be bent.
[0068]
Further, in the first embodiment, it is assumed that a DVD is used as an optical disk. However, the present invention is applicable to any optical disk such as a compact disk and an optical disk using a blue semiconductor laser having a higher density than DVD. Needless to say, this can also be applied.
[0069]
FIG. 10 is a configuration diagram showing a photodetector 9 in a second embodiment of the optical pickup according to the present invention, which includes 15a1, 15a2, 15b1, 15b2, 15c1, 15c2, 15d1, 15d2, 16a ', 16b', 17a. ', 17b' are light receiving surfaces, and portions corresponding to those in FIG. 4 are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted. The optical pickup of the second embodiment also has the same configuration as that of the first embodiment shown in FIG. 1, and, similarly to the first embodiment, records various optical discs on a DVD having different track intervals. Or, it corresponds to reproduction.
[0070]
In the figure, the photodetector 9 of the second embodiment has the same basic configuration as the photodetector 9 of the first embodiment, but in the detection region 15, the photodetector 9 in FIG. The light receiving surfaces 15a1 and 15a2 instead of the light receiving surface 15a, the light receiving surfaces 15b1 and 15b2 instead of the light receiving surface 15b in FIG. 4, the light receiving surfaces 15c1 and 15c2 instead of the light receiving surface 15c in FIG. The light receiving surfaces 15d1 and 15d2 are used instead of the light receiving surface 15d, and the light receiving surfaces 15a1, 15b1, 15c1, and 15d1 each have a width a (<a1, a2) and the

light receiving surfaces

15e, 15f, and 15f. 15g and 15h are arranged in contact with each other and used to generate the tracking error signal TES.
[0071]
In the detection area 16, the light receiving surfaces 16a 'and 16b' are arranged on both sides of the center line 16L at the interval b0 as in the case of FIG. Is set to b (<b1, b2). In the detection area 17, similarly to the configuration shown in FIG. 4, the light receiving surfaces 17a 'and 17b' are arranged on both sides of the center line 17L at the interval c0 as in the case of FIG. (<C1, c2).
[0072]
The information signal SI from the optical disc is generated based on the calculation of the following Expression 10 by detecting a change in the intensity of the zero-order light spot 14 (0).

However, SI _15a1 , SI _15a2 , SI _15b1 , SI _15b2 , SI _15c1 , SI _15c2 , SI _15d1 , SI _15d2 Are detection signals at the light receiving surfaces 15a1, 15a2, 15b1, 15b2, 15c1, 15c2, 15d1, 15d2 of the detection area 15, respectively, and SI _15e , SI _15f , SI _15g , SI _15h Is a detection signal similar to that in FIG. 4, and the information signal SI is generated from the sum of all light receiving surfaces of the detection area 15 irradiated with the zero-order light spot 14 (0).
[0073]
Further, in this case, as in the first embodiment, the focus error signal FES assumes an astigmatism method that is generally most frequently used. Therefore, the focus error signal FES detects the astigmatism of the zero-order light spot 14 (0) from the light receiving surface at the diagonal of the detection area 15. That is, the light receiving surface focus error signals FES1 and FES2 signals at the diagonal of the detection area 15 are generated by the calculations of the following

Expressions

11 and 12,

The focus error signal FES is expressed by the following equation (13):
FES = FES1-FES2 (13)
Is generated.
[0074]
However, also in the second embodiment, the method of detecting the focus error signal FES is not limited to the above-described astigmatism method, and another method such as a knife edge method may be used.
[0075]
Next, a means for generating the tracking error signal TES according to the second embodiment will be described with reference to FIG. In addition, in the photodetector 9 in FIG. 11, only the light receiving surface necessary for generating the tracking error signal TES is shown. Here, the light receiving surface 15ab 'includes the light receiving surfaces 15a1 and 15b1 in FIG. _{15ab '} And Similarly, the light receiving surface 15cd 'includes the light receiving surfaces 15c1 and 15d1 in FIG. _{15cd '} And
[0076]
In FIG. 11, the detection signal SI is output from the light receiving surface 15ab '. _{15ab '} Is output from the light receiving surface 15cd '. _{15cd '} Is output and supplied to the current /

voltage converters

18a and 18b, respectively. Thereafter, the operation is the same as that of the first embodiment described with reference to FIG. 5 and the like, and the operations shown in the above equations 5 to 9 are performed, and the main push-pull signal MPP, the sub-push-pull signal SPP1, and the sub-push-pull signal SPP2 is obtained, and a tracking error signal TES is generated from these.
[0077]
The tracking error signal TES generated here is such that the width of the light receiving surfaces 15ab ', 15cd', 16a ', 16b', 17a ', 17b' used for the generation is the light receiving surfaces 15ab, 15cd, 16a, 16b in the first embodiment. , 17a, and 17b, the signal of a portion that inverts the phase by 180 degrees due to a lattice shift due to translation of the objective lens and inverts a part of the phase of the diffraction pattern by 180 degrees is not used. For this reason, the amplitude fluctuation of the tracking error signal TES due to such a lattice shift can be made smaller than the amplitude fluctuation of the tracking error signal TES obtained in the first embodiment.
[0078]
As described above, if at least the light receiving surface capable of independently generating the main push-pull signal MPP, the sub-push-pull signal SPP1, and the sub-push-pull signal SPP2 is provided, the detection regions 15 to 17 may be divided in any manner. Good.
[0079]
FIG. 12 is a block diagram showing an embodiment of an optical information recording / reproducing apparatus using an optical pickup according to the present invention, wherein 11 is the above optical pickup, 12 is an optical disk, 50 is a spindle motor, and 51 is a spindle motor drive. Circuit, 52 is an actuator drive circuit, 53 is a servo signal generation circuit, 54 is a laser light source lighting circuit, 55 is an access control circuit, 56 is an information signal reproduction circuit, 57 is a recorded information signal conversion circuit, 58 is a control circuit, and 59 is a control circuit. An information signal output terminal 60 is a recording information input terminal.
[0080]
In the figure, at the time of reproduction, a signal detected by the optical pickup 11 is supplied to a servo signal generation circuit 53 and an information signal reproduction circuit 56 in the signal processing circuit. In the servo signal generation circuit 53, a focus error signal FES and a tracking error signal TES suitable for the optical disk 12 are generated from these detection signals, and based on this, the actuator drive circuit 52 controls the objective lens actuator in the optical pickup 11 to operate. Drive to control the position of the objective lens. In the information signal reproducing circuit 56, an information signal recorded on the optical disc 12 is reproduced from the supplied detection signal, and the information signal is output from the information signal output terminal 59.
[0081]
At the time of recording, the recording information input from the recording information input terminal 60 is converted by the recording information signal conversion circuit 57 into a predetermined laser driving recording signal. This laser drive recording signal is supplied to the control circuit 58. The control circuit 58 drives the laser light source lighting circuit 54 based on the laser drive recording signal, performs laser power control, and records the recording signal on the optical disc 12.
[0082]
The access control circuit 55 and the spindle motor drive circuit 51 are connected to the control circuit 58, and control the position of the optical pickup 11 in the access direction and control the rotation of the spindle motor 50 of the optical disk 12, respectively.
[0083]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, at least two light receiving surfaces having a predetermined width are provided at predetermined intervals in a direction corresponding to the radial direction of the optical disk, and each of the light receiving surfaces is independent. Because the photodetectors that can detect the tracking error detection signal independently from the detected signal difference are used, the amplitude is not affected by the translation of the objective lens or the tilt of the optical disk regardless of the track interval. A highly accurate tracking error detection signal can be detected.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram showing a first embodiment of an optical pickup according to the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing a specific example of the diffraction grating in FIG.
FIG. 3 is a diagram showing an example of the arrangement of condensed spots on an optical disc according to the first embodiment shown in FIG. 1;
FIG. 4 is a configuration diagram showing a specific example of a photodetector in FIG.
5 is a diagram showing a means for generating a tracking error signal in the photodetector shown in FIG.
FIG. 6 is a diagram illustrating an influence of translation of an objective lens by the generation unit illustrated in FIG. 5;
FIG. 7 is a graph showing a simulation result of a relationship between a tracking error signal and a lens translation for the DVD-RAM 1 in the first embodiment shown in FIG. 1;
FIG. 8 is a graph showing a simulation result of a relationship between a tracking error signal and a lens translation for the DVD-RAM 2 in the first embodiment shown in FIG. 1;
FIG. 9 is a graph showing a simulation result of a relationship between a tracking error signal and a lens translation for a DVD-R in the first embodiment shown in FIG. 1;
FIG. 10 is a configuration diagram showing a specific example of a photodetector in a second embodiment of the optical pickup according to the present invention.
11 is a diagram showing a means for generating a tracking error signal in the photodetector shown in FIG.
FIG. 12 is a configuration diagram showing an embodiment of an optical information recording / reproducing apparatus according to the present invention.
[Explanation of symbols]
1 Semiconductor laser
2 Diffraction grating
9 Photodetector
12 Optical disk
15-17 Detection area
15a to 15h, 16a, 16b, 17a, 17b Light receiving surface

Claims

A laser light source, a diffraction grating for dividing a light beam emitted from the laser light source into at least three diffracted light beams of a 0th-order diffracted light beam, a + 1st-order diffracted light beam, and a -1st-order diffracted light beam, and the three diffracted light beams Having an objective lens for independently focusing light on an optical information recording medium, and at least three detection regions for independently receiving reflected light of the three diffracted light beams from the optical information recording medium In an optical pickup provided with a device,
The three detection areas each include at least two light receiving surfaces arranged at a predetermined interval along a predetermined direction corresponding to a radial direction of the optical information recording medium,
An optical pickup for outputting a signal capable of generating a tracking error signal by a push-pull method from a difference between signals detected independently from the two light receiving surfaces for each of the detection areas.

The optical pickup according to claim 1,
Phase adding means for giving a phase difference of about 180 degrees to substantially half of each of the -1st order diffracted light beam and the + 1st order diffracted light beam;
The distance between the three condensed spots formed on the optical information recording medium by the irradiation of the three light beams in the direction orthogonal to the guide grooves provided on the optical information recording medium is the guide groove. An optical pickup characterized in that the condensed spot is arranged on the optical information recording medium so as to be substantially an integral multiple of the interval of the optical pickup.

The optical pickup according to claim 2,
An optical pickup as the phase adding means, wherein the phase of the periodic structure on one substantially half surface of the diffraction grating is different from the phase of the periodic structure formed on the other substantially half surface by approximately 180 degrees.

The optical pickup according to claim 1, 2 or 3,
A detection area for receiving the zero-order diffracted light beam is provided at least on first and second light receiving surfaces provided with the center line as a boundary, and in contact with the first light receiving surface and on the opposite side to the center line. A third light receiving surface, and a fourth light receiving surface disposed on the opposite side to the center line disposed on the second light receiving surface,
The first to fourth light receiving surfaces are used for detecting information signals from the optical information recording medium,
The optical pickup, wherein the third and fourth light receiving surfaces are two light receiving surfaces arranged at the predetermined interval by the first and second light receiving surfaces.

A signal is detected from the optical information recording medium, or the optical pickup according to any one of claims 1 to 4, which records a signal on the optical information recording medium,
An optical information recording / reproducing apparatus comprising at least a servo signal generating circuit for generating a tracking error signal by a push-pull method from an output signal of the optical pickup.