JP2000251278A

JP2000251278A - 光ピックアップ装置

Info

Publication number: JP2000251278A
Application number: JP11049249A
Authority: JP
Inventors: Yoshio Hayashi; 善雄林; Tadashi Takeda; 正武田
Original assignee: Sankyo Seiki Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Nidec Instruments Corp
Priority date: 1999-02-26
Filing date: 1999-02-26
Publication date: 2000-09-14

Abstract

(57)【要約】【課題】対物レンズがフォーカシングサーボ範囲から
はずれているときに、誤ってフォーカシングサーボ制御
が掛かってしまうことのない光ピックアップ装置を提案
すること。【解決手段】光ピックアップ装置の信号処理回路１２
は、フォーカシングエラー生成用信号Ｖ２、Ｖ３の出力
をマスク可能なゲート回路２５１、２５２を備えたマス
キング回路２５と、このマスキング回路２５を制御する
マスキング制御回路２６とを有している。マスキング制
御回路２６では、メインビームの戻り光の受光量と２つ
のサブビームの戻り光の受光量との比較結果に基づき、
対物レンズがフォーカシングサーボ範囲からはずれいる
ことを検出すると、マスキング回路２５を駆動してゲー
ト回路２５１、２５２を閉鎖させて、フォーカシングエ
ラー信号に基づくフォーカシングサーボ制御を強制的に
停止させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、対物レンズのトラ
ッキングエラー検出を行うために用いる２つのサブビー
ムを利用してフォーカシングエラー検出も行う光ピック
アップ装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】３ビーム法により対物レンズのトラッキ
ングエラー検出を行う光ピックアップ装置としては、ト
ラッキングエラー検出用の２つのサブビームを利用し
て、対物レンズのフォーカシングエラー検出も行う形式
のものが提案されている。例えば、特許第２６９０９４
３号、特開昭６１−２３３４４５号公報に開示されてい
る。また、本願人も、特開平１０−１１７７３号公報に
おいて、このような光ピックアップ装置を提案してい
る。

【０００３】２つのサブビームを用いたフォーカシング
エラー検出では、２つのサブビームの焦点位置をメイン
ビーム合焦位置である光ディスクの記録面に対して前後
にずらしてある。従って、対物レンズが合焦位置からず
れると、各サブビームの光スポットサイズが逆方向に変
化する。このようなサブビームの光スポットサイズの変
化、すなわち、これらの光を受光する光検出素子での受
光量変化に基づき、フォーカシングエラー検出を行うこ
とができる。

【０００４】ここで、光ピックアップ装置では、対物レ
ンズのフォーカシングサーボを始めるにあたっては、フ
ォーカス引き込み動作と呼ばれる予備動作が行われる。
この引き込み動作では、一旦対物レンズを引き下げて、
そこから光ディスクに向けて接近させてゆく。

【０００５】図４（Ａ）に示すように、対物レンズと光
ディスクとの光軸方向の距離が一定の範囲（以下、フォ
ーカシングサーボ範囲）Ｒ０に入ると、フォーカシング
エラー信号が正弦波状に変化しはじめる。引き込み動作
では、フォーカシングエラー信号の電位レベルが対物レ
ンズの合焦位置を検出するための基準電位Ｖ０をクロス
すると、そのときの対物レンズの位置Ｈを合焦位置とし
て設定する。この合焦位置を基準にして対物レンズのフ
ォーカシングサーボ制御が開始される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】引き込み動作時に、対
物レンズがフォーカシングサーボ範囲Ｒ０からはずれる
と、２つのサブビームの焦点位置が光ディスクの記録面
に対して光軸方向の前後に大きくずれる。各サブビーム
の焦点位置が前後に大きくずれると、光検出素子の受光
面に形成される各サブビームの戻り光の光スポットサイ
ズは非常に大きくなり、これらの受光量が僅かとなる。
しかも、両サブビームの受光量の差も殆どなくなる。

【０００７】このため、図４（Ａ）のサーボ外範囲Ｒ
１、Ｒ２では、フォーカシングエラー信号の電位レベル
が基準電位Ｖ０付近に収束した状態になる。

【０００８】ここで、対物レンズがフォーカシングサー
ボ範囲Ｒ０から大幅にはずれている場合は、各サブビー
ムのビームサイズが大きくなり、それぞれのビームスポ
ットが光学的に干渉して、各ビームスポットの光強度分
布が縞状になってしまう。縞状の光強度分布の山や谷の
部分が光検出素子で検出されると、それがフォーカシン
グエラー信号のリップルとして表れる。このリップルに
起因して、例えば、図４（Ａ）におけるＩ１点やＩ２点
に示すように、当該エラー信号の電位レベルが波状に変
動して基準電位Ｖ０をクロスすると、これらのサーボ範
囲外Ｒ１、Ｒ２の点でフォーカスサーボが掛かってしま
い、適正なフォーカスサーボ動作を実現できないおそれ
がある。

【０００９】本発明の課題は、この点に鑑みて、対物レ
ンズがフォーカシングサーボ範囲からはずれているとき
に、誤ってフォーカシングサーボ制御が開始されること
のない光ピックアップ装置を提案することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本発明は、メインビームおよび２つのサブビームを
光記録媒体に照射し、前記２つのサブビームの光記録媒
体からの戻り光の光量またはビーム形状に基づき対物レ
ンズのフォーカシングエラー信号を生成し、当該フォー
カシングエラー信号に基づき対物レンズのフォーカシン
グサーボ制御を行う光ピックアップ装置において、前記
フォーカシングエラー信号をマスキングするマスキング
回路と、少なくとも前記２つのサブビームの戻り光の光
量または前記２つのサブビームのビーム形状に基づき、
前記マスキング回路によるマスキングを制御するマスキ
ング制御回路とを有することを特徴としている。

【００１１】引き込み動作時等のように対物レンズが光
記録媒体から大きく離れると、換言すると、対物レンズ
がフォーカシングサーボ範囲から外れた位置にある場合
には、２つのサブビームの戻り光は、それを検出するた
めの受光素子の受光面に大きなサイズのぼけた光スポッ
トを形成する。マスキング制御回路は、かかる光スポッ
トが形成されている場合には、マスキング回路によっ
て、前記フォーカシングエラー信号をマスキングする。
この結果、前記２つのサブビームの戻り光の光量に基づ
く対物レンズのフォーカシングサーボが禁止される。よ
って、対物レンズがフォーカシングサーボ範囲から外れ
た位置にあるのにもかかわらずフォーカシングサーボ制
御が起動してしまうことを回避できる。

【００１２】対物レンズがフォーカシングサーボ範囲か
ら外れた位置にあることは、前記メインビームの戻り光
の光量と、前記２つのサブビームの戻り光の合計光量と
を比較することによっても検出できる。

【００１３】ここで、対物レンズがフォーカシングサー
ボ範囲から外れたことを２つのサブビームの戻り光の光
量に基づき検出する場合には、次のような利点も得られ
る。すなわち、レーザ光を３ビームに分割する回折素子
の回折特性が変動すると、メインビームと、２つのサブ
ビームの光強度の相互関係が変化するが、サブビーム同
士の光強度の相互関係には変化がない。このため、２つ
のサブビームの戻り光の光量に基づき、対物レンズがフ
ォーカシングサーボ範囲からはずれたか否かを検出すれ
ば、回折素子の回折特性が変動した場合であっても、フ
ォーカシングエラー信号のマスキング動作を適切に行う
ことができる。

【００１４】また、反射率の異なる複数の規格の情報記
録媒体に対しても、同様な理由により、対物レンズがフ
ォーカシングサーボ範囲から外れたか否かの検出を正確
に行うことができる。さらに、メインビームの戻り光を
利用しないので、広帯域特性が必要な情報再生用信号を
生成するための回路に特別な回路を組み込む必要がなく
なる。

【００１５】次に、前記マスキング回路は、フォーカシ
ングエラー信号または所定の減衰係数により所定のレベ
ルに減衰された（利得調整された）フォーカシング信号
の発生を停止する代わりに、受光量に関係なく一定レベ
ルのフォーカシングエラー信号を発生する構成としても
よい。

【００１６】一方、戻り光の受光量が実質的に零の場合
には、マスキング制御回路を構成している論理回路の論
理状態が不定となるので、戻り光の光量が零の場合に
は、前記マスキング回路のマスキング動作を停止するこ
とが望ましい。

【００１７】なお、マスキング回路はゲート回路あるい
は利得調整回路を用いて構成することができる。

【００１８】典型的な構成においては、前記マスキング
回路は、前記メインビームまたは前記の２つのサブビー
ムの受光量や形状変化に基づいて前記フォーカシングエ
ラー信号を生成するために用いる２つのフォーカシング
エラー生成信号の出力経路に前記ゲート回路または前記
利得調整回路を直列に接続したことを特徴としている。

【００１９】この代わりに、前記マスキング回路は、前
記メインビームまたは前記２つのサブビームの受光量や
形状変化に基づいて前記フォーカシングエラー信号を生
成するために用いる２つのフォーカシングエラー生成信
号の出力経路を前記ゲード回路または前記利得調整回路
によって短絡可能に接続したものとすることができる。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下に図面を参照して本発明を適
用した光ピックアップ装置を説明する。図１（Ａ）およ
び（Ｂ）は、それぞれ、光ピックアップ装置の平面方向
の概略構成図および側面方向の概略構成図である。これ
らの図に示すように、光ピックアップ装置１は、レーザ
光Ｌｏを射出するレーザ光源２と、光ディスク３からの
戻り光を検出する光検出器１０を有している。

【００２１】光ピックアップ装置１の光学系では、レー
ザ光源２から光ディスク３に向けて、３ビーム生成用回
折素子４、ビームスプリッター５、反射ミラー６、およ
び対物レンズ７がこの順序で配列されている。

【００２２】レーザ光源２から射出されたレーザ光Ｌｏ
は３ビーム生成用回折素子４に入射する。３ビーム生成
用回折素子４の回折格子パターンは、レーザ光Ｌｏを、
光ディスク３のトラック方向に、メインビームおよび２
つのサブビームに分離する機能を有している。また、２
つのサブビームが、光ディスク３において光軸方向の前
後に焦点を結ぶように、それらのサブビームの波面を変
換する変調機能を有している。

【００２３】３ビーム生成用回折素子４に入射したレー
ザ光Ｌｏは、メインビームＬａおよび２つのサブビーム
Ｌｂ、Ｌｃに分離された後に、ビームスプリッタ５に入
射する。これらのビームＬａ、Ｌｂ、およびＬｃは、ビ
ームスプリッタ５の光路分離面５ａで直角に折り曲げら
れて、反射ミラー６に向かう。

【００２４】各ビームＬａ、Ｌｂ、およびＬｃは、反射
ミラー６で直角に立ち上げられて、対物レンズ７に到
り、対物レンズ７によって、光ディスク３の共通のトラ
ック３ａにそれぞれ集光される。この結果、トラック３
ａには、メインビームＬａに対応する光スポットＳａが
形成される。また、この光スポットＳａの両サイドに、
サブビームＬｂ、Ｌｃに対応する光スポットＳｂ、Ｓｃ
が形成される。

【００２５】メインビームＬａはトラック３ａに焦点を
結ぶ。これに対して、２つのサブビームＬｂ、Ｌｃのう
ち、一方のビームＬｂは、トラック３ａの光軸方向前方
の位置に焦点を結び、他方のビームＬｃは、トラック３
ａの光軸方向後方の位置に焦点を結ぶ。

【００２６】光ディスク３のトラック３ａに集光した３
つのビームＬａ、Ｌｂ、およびＬｃは、それぞれ、そこ
で反射されて光ディスク３から光検出器１０に向かう戻
り光Ｌａ’、Ｌｂ’、およびＬｃ’になる。これらの戻
り光Ｌａ’、Ｌｂ’、およびＬｃ’は、再び対物レンズ
７および反射ミラー６を介して、ビームスプリッタ５に
到達する。それぞれの戻り光Ｌａ’、Ｌｂ’、およびＬ
ｃ’はビームスプリッタ５の光路分離面５ａを透過し
て、光検出器１０に導かれる。

【００２７】図２は本例の光ピックアップ装置の光検出
器を制御系と共に示す説明図である。光検出器１０は、
３つの戻り光Ｌａ’、Ｌｂ’、およびＬｃ’を受光して
光電流に変換する光検出素子１１と、この素子１１から
の光電流に基づき、情報再生用信号Ｖ１、フォーカシン
グエラー生成用信号Ｖ２、Ｖ３およびトラッキングエラ
ー生成用信号Ｖ４、Ｖ５を生成する信号処理回路１２を
有している。信号処理回路１２で生成された信号Ｖ１〜
Ｖ５を含む各種の信号は制御装置４０に供給される。制
御装置４０では、各種の信号に基づき、情報再生（Ｒ
Ｆ）信号、フォーカシングエラー（ＦＥ）信号およびト
ラッキングエラー（ＴＥ）信号を生成する。レンズ駆動
制御回路８では、ＦＥ信号、ＴＥ信号に基づき、例え
ば、磁気駆動型の対物レンズ駆動機構９の制御信号を生
成して出力する。

【００２８】ここで、本例の光検出器１０では、半導体
基板１６の基板面に、光検出素子１１および信号処理回
路１２が作り込まれている。光検出素子１１は、帯状の
７つの受光面Ａ、Ｂ１、Ｂ２、Ｃ、Ｄ１、Ｄ２、および
Ｅを有している。これらの受光面のうち、中央に位置す
る受光面Ａは、メインビームＬａの戻り光Ｌａ’を受光
するための受光面である。この受光面Ａの両側には、サ
ブビームＬｂの戻り光Ｌｂ’を受光するための３分割型
の受光面Ｂ１、Ｃ、Ｂ２、サブビームＬｃの戻り光Ｌ
ｃ’を受光するための３分割型の受光面Ｄ１、Ｅ、Ｄ２
が配置されている。

【００２９】光検出器１０に導かれた３つの戻り光Ｌ
ａ’、Ｌｂ’、およびＬｃ’のうち、メインビームＬａ
の戻り光Ｌａ’は、受光面Ａに光スポットＳ１を形成す
る。また、一方のサブビームＬｂの戻り光Ｌｂ’は受光
面Ｂ１、Ｃ、Ｂ２に光スポットＳ２を形成し、他方のサ
ブビームＬｃの戻り光Ｌｃ’は受光面Ｄ１、Ｅ、Ｄ２に
光スポットＳ３を形成する。これらの受光面の受光量
は、各受光量に応じた光電流に変換されて信号処理回路
１２に供給される。

【００３０】図３は信号処理回路１２の回路ブロック図
である。信号処理回路１２は、各受光量に応じた光電流
を増幅して電圧信号に変換する前置増幅器２１と、この
前置増幅器２１から出力された電圧信号から情報再生用
信号Ｖ１、フォーカシングエラー生成用信号Ｖ２、Ｖ
３、およびトラッキングエラー生成用信号Ｖ４、Ｖ５を
生成する演算回路２２を有している。また、信号処理回
路１２は、フォーカシングエラー生成用信号Ｖ１、Ｖ２
の出力をマスキング可能なマスキング回路２５と、この
マスキング回路２５の動作を制御するマスキング制御回
路２６とを有している。マスキング回路２５は、ＦＥ信
号生成用の信号Ｖ２、Ｖ３の出力を停止可能なゲート回
路２５１、２５２から構成されている。

【００３１】信号処理回路１２の前置増幅器２１では、
受光面Ａから供給された光電流をＩ／Ｖ変換器ＩＶ１で
電圧信号ＶＡに変換する。また、受光面Ｃから供給され
た光電流、および受光面Ｅから供給された光電流を、そ
れぞれ、Ｉ／Ｖ変換器ＩＶ３、およびＩ／Ｖ変換器ＩＶ
５で電圧信号ＶＣ、ＶＥに変換する。

【００３２】前置増幅器２１には、受光面Ｂ１、Ｂ２に
おける受光量の総和に相当する光電流が供給される。ま
た、受光面Ｄ１、Ｄ２における受光量の総和に相当する
光電流が供給される。前置増幅器２１では、前者の光電
流をＩ／Ｖ変換器ＩＶ２で電圧信号ＶＢに変換し、後者
の光電流をＩ／Ｖ変換器ＩＶ４で電圧信号ＶＤに変換す
る。なお、各Ｉ／Ｖ変換器ＩＶ１〜ＩＶ５は、それぞれ
抵抗および演算増幅器から構成されている。

【００３３】それぞれのＩ／Ｖ変換器ＩＶ１〜ＩＶ５で
変換された電圧信号ＶＡ、ＶＢ、ＶＣ、ＶＤ、ＶＥは、
演算回路２２に供給される。演算回路２２では、Ｉ／Ｖ
変換器ＩＶ１からの電圧信号ＶＡに対して増幅などの処
理を施した後、当該電圧信号ＶＡを情報再生用信号Ｖ１
として出力する。

【００３４】演算回路２２では、Ｉ／Ｖ変換器ＩＶ２か
らの電圧信号ＶＢと、Ｉ／Ｖ変換器ＩＶ５からの電圧信
号ＶＥを加算回路ＳＵＭ１で加算して、受光面Ｂ１、Ｂ
２、Ｅの受光量に総和に相当するフォーカシングエラー
生成用信号Ｖ２（ＶＢ＋ＶＥ）を生成する。また、Ｉ／
Ｖ変換器ＩＶ３からの電圧信号ＶＣと、Ｉ／Ｖ変換器Ｉ
Ｖ４からの電圧信号ＶＤを加算回路ＳＵＭ２で加算し
て、受光面Ｄ１、Ｄ２、Ｃの受光量の総和に相当するフ
ォーカシングエラー生成用信号Ｖ３（ＶＣ＋ＶＤ）を生
成する。

【００３５】さらに、Ｉ／Ｖ変換器ＩＶ２からの電圧信
号ＶＢと、Ｉ／Ｖ変換器ＩＶ３からの電圧信号ＶＣを加
算回路ＳＵＭ３で加算して、受光面Ｂ１、Ｂ２、Ｃの受
光量の総和に相当するトラッキングエラー生成用信号Ｖ
４（ＶＢ＋ＶＣ）を生成する。これに加えて、Ｉ／Ｖ変
換器ＩＶ４から電圧信号ＶＤと、Ｉ／Ｖ変換器ＩＶ５か
らの電圧信号ＶＥを加算回路ＳＵＭ４で加算して、受光
面Ｄ１、Ｄ２、Ｅの受光量の総和に相当するトラッキン
グエラー生成用信号Ｖ５（ＶＤ＋ＶＥ）を生成する。な
お、各加算回路ＳＵＭ１〜ＳＵＭ４は、３つの抵抗と１
つの演算増幅器から構成されている。

【００３６】これらの信号Ｖ１〜Ｖ５はリードＬを介し
て外部の制御装置４０に導かれる。制御装置４０では、
情報再生用信号Ｖ１に基づきＲＦ信号を生成する。ま
た、２つのフォーカシングエラー生成用信号Ｖ２、Ｖ３
の差を求めることにより、ＦＥ信号を生成する。さら
に、２つのトラッキングエラー生成用信号Ｖ４、Ｖ５の
差を求めることにより、ＴＥ信号を生成する。

【００３７】マスキング制御回路２６は加算器２８と比
較器３０とを備えている。加算器２８は信号Ｖ４と信号
Ｖ５を加算すると共に、加算結果を予め定められた倍率
で増幅する。加算結果は比較器３０に入力され、信号Ｖ
１と比較される。信号Ｖ１が大の場合には、当該比較器
３０からゲート閉じ信号が、マスキング回路２５の各ゲ
ート回路２５１、２５２に出力される。各ゲート回路２
５１、２５２は通常は開状態にあるが、閉じ信号を受け
ると閉鎖して、当該ゲート回路２５１、２５２を介して
の信号Ｖ２、Ｖ３の出力を強制的に停止する。

【００３８】図４は、マスキング回路２５およびマスキ
ング制御回路２６の動作を示すタイミングチャートであ
る。図３おびび図４を参照して、本例におけるフォーカ
シングサーボ制御のマスキング動作を説明する。

【００３９】対物レンズ７がフォーカシングサーボ範囲
Ｒ０からはずれると、光検出素子１１の各受光面に形成
される光スポットＳ１、Ｓ２、Ｓ３は、図４（Ｆ）に破
線で示すように、スポットサイズが徐々に大きくなり、
これに伴って、各受光面での受光量が変化する。

【００４０】メインビームの戻り光を受光する受光面Ａ
での受光量は、図４（Ｂ）に示す電圧信号ＶＡのよう
に、対物レンズ７が合焦位置Ｈから離れるにしたがって
低下する。これに対して、２つのサブビームの戻り光を
受光する受光面Ｂ１、Ｂ２、Ｃでの受光量、および、受
光面Ｄ１、Ｄ２、Ｅの受光量の総和は、図４（Ｃ）に示
すように、合焦位置Ｈにおいて低く、ここから離される
にしたがって増加し、再び減少するという変化を示す。

【００４１】従って、信号ＶＡと信号（ＶＢ＋ＶＣ＋Ｖ
Ｄ＋ＶＥ）の電圧レベルを調整しておくことにより、比
較器３０からは、図４（Ｄ）に示すように、ゲート開閉
信号が出力される。この信号は、対物レンズ７がフォー
カシングサーボ範囲Ｒ０に入っているときは正になり、
フォーカシングサーボ範囲Ｒ０をはずれると負になる矩
形波信号である。

【００４２】この結果、対物レンズ７がフォーカシング
サーボ範囲Ｒ０に入っているときには、ゲート回路２５
１、２５２が開くので、フォーカシングエラー生成用信
号Ｖ２、Ｖ３が制御装置４０に向けて出力され、当該制
御装置４０において、戻り光の光量に基づくフォーカシ
ングエラー信号が生成され、この信号に基づき、対物レ
ンズ位置のフォーカシングサーボ制御が行われる。

【００４３】これに対して、対物レンズ７がフォーカシ
ングサーボ範囲Ｒ０からはずれると、ゲート回路２５
１、２５２が閉じるので、フォーカシングエラー生成用
信号Ｖ２、Ｖ３の出力が強制的に停止される。この結
果、制御装置４０では、戻り光の光量に基づくフォーカ
シングエラー信号が生成されないので、当該信号に基づ
く対物レンズ位置のフォーカシングサーボ制御も行われ
ない。

【００４４】ここで、本例では、実質的に戻り光がない
ときには、マスキングを行うことなく、フォーカシング
エラー生成用信号Ｖ２、Ｖ３をそのまま制御装置４０に
出力する。

【００４５】以上説明したように、本例の光ピックアッ
プ装置１では、対物レンズ７がフォーカシングサーボ範
囲Ｒ０からはずれると、フォーカシングエラー生成用信
号Ｖ２、Ｖ３の出力が停止し、ＦＥ信号が生成されな
い。よって、誤ってフォーカシングサーボ制御が起動す
ることを回避できる。

【００４６】また、マスキング回路２５として、簡易な
スイッチング回路であるゲート回路２５１、２５２を用
いているので、廉価にマスキング回路を構成できる。

【００４７】さらに、マスキング制御を、特別な信号を
用いることなく、情報生成用信号Ｖ１、トラッキングエ
ラー生成用信号Ｖ４（ＶＢ＋ＶＣ））、Ｖ５（ＶＤ＋Ｖ
Ｅ）を用いて行っている。従って、マスキング制御のた
めに特別な信号生成回路を構成する必要がないという利
点がある。

【００４８】これに加えて、光ピックアップ装置１で
は、光検出素子１１に各ビームの戻り光が実質的に導か
れない場合は、トラッキングエラー生成用信号Ｖ４、Ｖ
５をそのまま出力している。このような場合には、マス
キング制御回路２６の論理状態が不定となり適切な制御
を動作を期待できないからである。

【００４９】（信号処理回路の変形例）図５には上記の
マスキング制御回路２６の変形例が組み込まれた信号処
理回路を示してある。この図に示す信号処理回路１２Ａ
は、マスキング制御回路２６Ａの部分を除き、図３に示
す信号処理回路１２と同一である。

【００５０】本例のマスキング制御回路２６Ａは、２つ
のサブビームの戻り光の光量に基づきマスキング回路２
５のマスキング動作を制御するものであり、加算器３
１、３２と、比較器３０とを備えている。

【００５１】加算器３１では、受光面Ｃの受光量に相当
する電圧信号ＶＣと受光面Ｅの受光量に相当する電圧信
号ＶＥを加算すると共に、加算値を予め定められた倍率
で増幅する。加算器３１からの電圧信号（ＶＣ＋ＶＥ）
は比較器３０の一方の入力端に供給される。他方の加算
器３２では、受光面Ｂ１、Ｂ２の受光量の総和に相当す
る電圧信号ＶＢと、受光面Ｄ１、Ｄ２の受光量の総和に
相当する電圧信号ＶＤを加算すると共に、加算値を予め
定められた倍率で増幅する。加算器３２からの電圧信号
（ＶＢ＋ＶＤ）は比較器３０の他方の入力端に供給され
る。

【００５２】ここで、対物レンズ７がフォーカシングサ
ーボ範囲Ｒ０からはずれて、各受光面に形成される光ス
ポットＳ２、Ｓ３のサイズが大きくなると、２つのサブ
ビームの中心部分の光強度が低下する。対物レンズ７が
フォーカシングサーボ範囲Ｒ０に入っているときは、各
サブビームの中心部分の光量の総和と、その周辺の光量
の総和を比較すると、前者の総和のほうが後者より大き
くなる。一方、対物レンズ７がサーボ範囲からはずれる
と、後者ほうが大きくなる。

【００５３】このため、加算器３１から出力される電圧
信号（ＶＣ＋ＶＥ）は、図４（Ｂ）に示した電圧信号Ｖ
Ａと同様な波形信号になる。また、加算器３２から出力
される電圧信号（ＶＢ＋ＶＤ）は、図４（Ｃ）に示した
電圧信号（ＶＢ＋ＶＣ＋ＶＤ＋ＶＥ）と同様な波形信号
になる。

【００５４】コンパレータ３０は、電圧信号（ＶＣ＋Ｖ
Ｅ）と電圧信号（ＶＢ＋ＶＤ）を比較して、図４（Ｄ）
に示した電圧信号｛（ＶＡ−（ＶＢ＋ＶＣ＋ＶＤ＋Ｖ
Ｅ）｝と同様な電圧信号｛（ＶＣ＋ＶＥ）−（ＶＢ＋Ｖ
Ｄ）｝を各マスキング回路２６、２７に供給する。

【００５５】ここで、３ビーム生成用回折素子４の回折
特性が変動すると、メインビームＬａと、２つのサブビ
ームＬｂ、Ｌｃの光強度の相互関係が変化してしまう。
しかし、サブビームＬｂ、Ｌｃ同士の相互関係は変化し
ない。マスキング制御回路２６Ａでは、２つのサブビー
ムＬｂ、Ｌｃの戻り光Ｌｂ’、Ｌｃ’に基づき、対物レ
ンズ７がフォーカシングサーボ範囲Ｒ０からはずれたか
否かを検出している。このため、３ビーム生成用回折素
子４の回折特性が変動しても、対物レンズ７がフォーカ
シングサーボ範囲Ｒ０からはずれたか否かを正確に検出
できる。

【００５６】また、２つのサブビームＬｂ、Ｌｃの戻り
光Ｌｂ’、Ｌｃ’に基づき、対物レンズ７がフォーカシ
ングサーボ範囲Ｒ０からはずれたか否かを検出すれば、
反射率の異なる複数の規格の光ディスク、例えば、Ｃ
Ｄ、ＤＶＤ等に対しても、その検出を正確に行うことが
できる。

【００５７】さらに、メインビームＬａの戻り光Ｌａ’
をゲート回路２５１、２５２の開閉のために使用しない
ので、広帯域特性が必要な情報生成用信号Ｖ１を生成す
るための回路に特別な回路を組み込まなくても良い。よ
って、情報生成用信号を生成するための回路を安定に構
成できる。

【００５８】次に、図６には、別のマスキング回路を備
えた信号処理回路を示してある。この図に示す信号処理
回路１２Ｂは、上記の図５の信号処理回路１２Ａにおけ
るマスキング回路２５の代わりに、マスキング回路３５
を備えている点以外は、図５の信号処理回路１２Ａと同
一である。

【００５９】すなわち、本例の信号処理回路１２Ｂのマ
スキング回路３５は、加算器ＳＵＭ１、２の入力側にお
いて、フォーシングエラー生成用信号Ｖ２、Ｖ３のマス
キングを行う構成となっている。このマスキング回路３
５はゲート回路から構成されており、加算回路ＳＵＭ
１、ＳＵＭ２の間の短絡路に配置されており、マスキン
グ制御回路２６Ｃのコンパレータ３０からの電圧信号
｛（ＶＣ＋ＶＥ）−（ＶＢ＋ＶＤ）｝が入力される。

【００６０】マスキング回路３５は、電圧信号｛（ＶＣ
＋ＶＥ）−（ＶＢ＋ＶＤ）｝の電位レベルが正のとき
に、加算回路ＳＵＭ１、ＳＵＭ２の間の短絡経路を遮断
し、その電位レベルが負のときにその短絡経路を形成す
る。

【００６１】このため、対物レンズ７がフォーカシング
サーボ範囲Ｒ０に入っているときは、各加算回路ＳＵＭ
１、ＳＵＭ２に、当該回路ＳＵＭ１、ＳＵＭ２に入力さ
れるべき電圧信号ＶＢ、ＶＣ、ＶＤ、ＶＥが入力され
る。各加算回路ＳＵＭ１、ＳＵＭ２は入力された電圧信
号ＶＢ、ＶＣ、ＶＤ、ＶＥからフォーカシングエラー生
成用信号Ｖ２、Ｖ３を生成して出力する。これらの信号
Ｖ２、Ｖ３は制御装置４０に出力される。

【００６２】また、対物レンズ７がフォーカシングサー
ボ範囲Ｒ０からはずれているときは、マスキング回路３
５によって加算回路ＳＵＭ１、ＳＵＭ２の間に短絡経路
が形成される。これにより、各加算回路ＳＵＭ１、ＳＵ
Ｍ２には同一信号が供給され、当該回路ＳＵＭ１、ＳＵ
Ｍ２でフォーカシングエラー生成用信号Ｖ２、Ｖ３が生
成されなくなる。すなわち、マスキング回路３５はフォ
ーカシングエラー生成用信号Ｖ２、Ｖ３の生成を停止す
る。

【００６３】さらに、実質的に戻り光がないときには、
対物レンズ７がフォーカシングサーボ範囲Ｒ０に入って
いるときと同様に、各加算回路ＳＵＭ１、ＳＵＭ２に、
当該回路ＳＵＭ１、ＳＵＭ２に入力されるべき電圧信号
ＶＢ、ＶＣ、ＶＤ、ＶＥが入力される。この結果、各加
算回路ＳＵＭ１、ＳＵＭ２でフォーカシングエラー生成
用信号Ｖ２、Ｖ３が生成された後、これらの信号Ｖ２、
Ｖ３が制御装置４０に出力される。

【００６４】なお、マスキング回路３５を利得調整回路
とする場合には、図９に示すように、当該マスキング回
路３５を構成しているゲート回路の両端にそれぞれ抵抗
を直列接続した構成とすればよい。

【００６５】次に、図７には信号処理回路の更に別の構
成例を示してある。この信号処理回路１２Ｃは、基本的
には図５に示す信号処理回路１２と同様であるが、マス
キング制御回路２６Ｃとして、加算器３９およびアンド
ゲート４１を付加した回路構成を採用している。

【００６６】このマスキング制御回路２６Ｃでは、加算
器３１、加算器３２で対応する電圧信号ＶＢ、ＶＣ、Ｖ
Ｄ、ＶＥを加算すると共に、加算値を予め定められた倍
率で増幅して、図８（Ｂ）に示す電圧信号（ＶＣ＋Ｖ
Ｅ）、（ＶＢ＋ＶＤ）を生成する。これらの電圧信号
（ＶＣ＋ＶＥ）、（ＶＢ＋ＶＤ）はコンパレータ３０で
比較された後、アンドゲート回路４１に入力される。ア
ンドゲート回路４１では、コンパレータ３０の比較結果
から図８（Ｄ）に示すパルス信号Ｖ３を生成する。

【００６７】また、電圧信号（ＶＣ＋ＶＥ）、（ＶＢ＋
ＶＤ）を加算器３９で加算すると共に増幅して、図８
（Ｃ）に示す電圧信号（ＶＢ＋ＶＣ＋ＶＤ＋ＶＥ）を生
成する。この電圧信号（ＶＢ＋ＶＣ＋ＶＤ＋ＶＥ）はア
ンドゲート回路４１に入力される。アンドゲート回路４
１では、この電圧信号（ＶＢ＋ＶＣ＋ＶＤ＋ＶＥ）と基
準電位Ｖ２に基づいて図８（Ｅ）に示すパルス信号Ｖ４
を生成する。

【００６８】アンドゲート回路４１は、生成した２つの
パルス信号Ｖ３、Ｖ４の論理積を演算し、図８（Ｆ）に
示すパルス信号Ｖ５を生成する。このパルス信号Ｖ５は
各マスキング回路２６、２７に供給される。パルス信号
Ｖ５の論理レベルは、対物レンズ７がフォーカシングサ
ーボ範囲Ｒ０に入っているときは低レベル、対物レンズ
７がフォーカシングサーボ範囲Ｒ０からはずれると高レ
ベルになる。また、パルス信号Ｖ５の論理レベルは、戻
り光が実質的にない状態になると低レベルになる。

【００６９】各ゲート回路２５１、２５２は、パルス信
号Ｖ５の論理レベルが低レベルになると、供給経路を開
き、その論理レベルが高レベルになると供給経路を閉じ
る。このため、対物レンズ７がフォーカシングサーボ範
囲Ｒ０に入っているときには、フォーカシングエラー生
成用信号Ｖ２、Ｖ３がマスキング回路２５を構成してい
る各ゲート回路２５１、２５２を通過して制御装置４０
に出力される。また、対物レンズ７がフォーカシングサ
ーボ範囲Ｒ０からはずれると、フォーカシングエラー生
成用信号Ｖ２、Ｖ３の出力が停止される。さらに、実質
的に戻り光がないときには、フォーカシングエラー生成
用信号Ｖ２、Ｖ３がマスキング回路２５の各ゲート回路
２５１、２５２を通過して制御装置４０に出力される。

【００７０】ここで、図７に示す信号処理回路では、マ
スキング回路２５としてゲート回路２５１、２５２を採
用している。この代わりに、図１０に示すように、加算
回路ＳＵＭ１、２のそれぞれに、直列接続された抵抗お
よびゲート回路からなる利得調整回路を並列接続した構
成を採用することもできる。

【００７１】なお、光ピックアップ装置１では、サブビ
ーム検出用受光面として３分割された受光面を用いてい
るが、この代わりに、４分割された受光面であっても良
い。また、ビームスプリッタ５の代わりに回折素子を用
いても良い。さらに、マスキング回路としてはゲート回
路の代わりに、その他のスイッチング動作可能な電気素
子、電子素子または回路を用いることが可能である。

【００７２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、光記録
媒体にメインビームおよび２つのサブビームを照射し、
２つのサブビームの戻り光に基づき、対物レンズのフォ
ーカシングエラー信号を出力する光ピックアップ装置に
おいて、対物レンズがフォーカシングサーボ範囲からは
ずれたか否かを検出し、この検出結果に基づき、フォー
カシングエラー信号を出力するか否かを制御している。

【００７３】従って、対物レンズがフォーカシングサー
ボ範囲からはずれていると、マスキング回路によってフ
ォーカシングエラー信号がマスクされる。従って、サー
ボ範囲外の点でフォーカシングサーボ制御が開始されて
しまうことを防止できる。

【００７４】また、２つのサブビームの戻り光の光量に
基づき、対物レンズがフォーカシングサーボ範囲からは
ずれていることを検出する場合には、３ビーム生成用回
折素子の回折特性が変動した場合や、反射率の異なる複
数の規格の情報記録媒体であっても、フォーカシングエ
ラー信号の出力停止制御を正確に行える。また、メイン
ビームの戻り光を使用しないので、広帯域特性が必要な
情報再生用信号を生成するための回路に特別な回路を組
み込む必要がなくなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（Ａ）は本発明を適用した光ピックアップ装置
の光学系の平面方向の概略構成図、（Ｂ）はその側面方
向の概略構成図である。

【図２】図１に示す光ピックアップ装置の光検出器を制
御系と共に示す説明図である。

【図３】信号処理回路の回路ブロック図である。

【図４】図３の信号処理回路によるフォーカーシングエ
ラー信号の出力停止制御動作を示すためのタイミングチ
ャートである。

【図５】図３の信号処理回路の変形例を示す回路ブロッ
ク図である。

【図６】図５の信号処理回路の変形例を示す回路ブロッ
ク図である。

【図７】図５に示す信号処理回路の変形例を示す回路ブ
ロック図である。

【図８】図７に示す信号処理回路の動作を説明するため
のタイミングチャートである。

【図９】図６の信号処理回路におけるマスキング回路と
して採用可能な利得調整回路を示す回路ブロック図であ
る。

【図１０】図７の信号処理回路におけるマスキング回路
の代わりに採用可能な利得調整回路を示す回路ブロック
図である。

【符号の説明】１光ピックアップ装置２レーザ光源３光ディスク４３ビーム生成用回折素子５ビームスプリッター７対物レンズ１０光検出器１１光検出素子１２信号処理回路２１前置増幅器２２演算回路２５マスキング回路２５１、２５２ゲート回路２６、２６Ａ、２６Ｂ、２６Ｃマスキング制御回路Ａ、Ｂ１、Ｂ２、Ｃ、Ｄ１、Ｄ２、Ｅ受光面ＬａメインビームＬａ’ メインビームの戻り光Ｌｂ、ＬｃサブビームＬｂ’、Ｌｃ’ サブビームの戻り光Ｖ２、Ｖ３トラッキングエラー生成用信号Ｒ０フォーカシングサーボ範囲

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】メインビームおよび２つのサブビームを
記録媒体に照射し、前記メインビームまたは前記２つの
サブビームの光記録媒体からの戻り光の光量またはビー
ム形状変化に基づき対物レンズのフォーカシングエラー
信号を生成し、当該フォーカシングエラー信号に基づき
対物レンズのフォーカシングサーボ制御を行う光ピック
アップ装置において、前記フォーカシングエラー信号をマスキングするマスキ
ング回路と、少なくとも前記２つのサブビームの戻り光
の光量または前記２つのサブビームのビーム形状に基づ
き、前記マスキング回路によるマスキング動作を制御す
るマスキング制御回路とを有す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において、前記マスキング制御
回路は、前記メインビームの戻り光の光量と、前記２つ
のサブビームの戻り光の合計光量との比較結果に基づ
き、前記マスキング回路によるマスキングを制御するこ
とを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項３】請求項１または２において、前記マスキ
ング回路は、前記フォーカシングエラー信号のマスキン
グ時に、一定レベルまたは一定減衰率のフォーカシング
エラー信号を発生することを特徴とする光ピックアップ
装置。
【請求項４】請求項１乃至３のうちのいずれかの項に
おいて、前記マスキング制御回路は、前記戻り光の光量
が零の場合には、前記マスキング回路のマスキング動作
を停止することを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項５】請求項１乃至４のうちの何れかの項にお
いて、前記マスキング回路はゲート回路または利得調整
回路を備えていることを特徴とする光ピックアップ装
置。
【請求項６】請求項５において、前記マスキング回路
は、前記メインビームまたは前記の２つのサブビームの
受光量や形状変化に基づいて前記フォーカシングエラー
信号を生成するために用いる２つのフォーカシングエラ
ー生成信号の出力経路に前記ゲート回路または前記利得
調整回路を直列に接続したことを特徴とする光ピックア
ップ装置。
【請求項７】請求項５において、前記マスキング回路
は、前記メインビームまたは前記２つのサブビームの受
光量や形状変化に基づいて前記フォーカシングエラー信
号を生成するために用いる２つのフォーカシングエラー
生成信号の出力経路を前記ゲード回路または前記利得調
整回路によって短絡可能に接続したことを特徴とする光
ピックアップ装置。