JPH05114149A - トラツキングエラー検出用の光検出部 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 トラッキング制御のため対物レンズを移動さ
せても、トラッキングエラー信号に直流オフセットを含
まないようにする。 【構成】 ディスク５で反射したレーザ光は、対物レン
ズ４及び偏光ビームスプリッタ３，６，８を通って光検
出部１００に導びかれる。トラッキング制御のため対物
レンズ４をＢ方向に移動させると、レーザ光の光束１１
はＣ方向に移動する。二分割フォトダイオード１０２の
前面には、透孔１０５ａ，１０５ｂが形成されたマスク
１０４が備えられている。このため透孔１０５ａ，１０
５ｂを通過した光束１１ａ，１１ｂのみがフォトダオー
ド１０２ａ，１０２ｂに入射される。透孔１０５ａ，１
０５ｂの大きさ及び位置は、光束１１が移動しても常に
光束１１ａ，１１ｂの光成分が変調信号領域の光成分の
みとなるように選ばれる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は光ディスク装置に備える
トラッキングエラー検出用の光検出部に関し、トラッキ
ングエラー信号に直流オフセットが生ずるのを防ぐよう
にしたものである。

【０００２】

【従来の技術】光ディスク装置の光学ヘッドの機構を図
７に示す。同図に示すように、半導体レーザ１から出た
レーザ光は、コリメータレンズ２により平行光となり、
偏光ビームスプリッタ３により反射され、対物レンズ４
を介してディスク５の記録面上に集光される。記録面で
反射回折されたレーザ光は、偏光ビームスプリッタ３を
透過し偏光ビームスプリッタ６に達する。そして、偏光
ビームスプリッタ６を透過したレーザ光は信号検出部７
に入射し、偏光ビームスプリッタ６で反射したレーザ光
は偏光ビームスプリッタ８へ送られる。信号検出部７は
入射光を基に、記録面に記録されている信号を検出す
る。偏光ビームスプリッタ８に達したレーザ光は、透過
と反射により２分岐されて、トラック制御のために備え
られた二分割フォトダイオード９とフォーカス制御のた
めに備えられたフォーカス検出部１０とに入射される。

【０００３】対物レンズ４は、フォーカス制御されて、
ディスク５に対し接離する方向（矢印Ａ方向）に動かさ
れるとともに、トラッキング制御されて、ディスク５の
半径方向（矢印Ｂ方向）に動かされる。対物レンズ４が
トラッキングのためＢ方向に動くと、二分割フォトダイ
オード９に入射するレーザ光の光束１１はＣ方向に動
く。なお、１２はトラック溝である。

【０００４】図８は、図７のVIII−VIII矢視図である。
図に示すように二分割フォトダイオード９は、２つのフ
ォトダイオード９ａ，９ｂを有しており両フォトダイオ
ード９ａ，９ｂは分割線部９ｃにより分割されている。
また図８において、１３ａ，１３ｂは変調信号領域であ
る。この変調信号領域１３ａ，１３ｂは、ディスク５の
記録面で反射した０次の回折光と、トラック溝１２で回
折した１次の回折光とが重なる領域である。そして、ト
ラックずれによる干渉効果により、トラックずれが生じ
たときの光強度分布は、２つの領域１３ａ，１３ｂで互
いに異なっている。また、トラックずれがないときに
は、２つの領域１３ａ，１３ｂの光強度は等しい。

【０００５】トラックずれが無いときには、フォトダイ
オード９ａ，９ｂの出力電圧は等しい。一方、トラック
ずれが生じたときにはフォトダイオード９ａとフォトダ
イオード９ｂに入射する光強度、特に変調信号領域１３
ａ，１３ｂでの光強度が異なり、双方のフォトダイオー
ドの出力電圧値が互いに異なる。このとき、トラックず
れ量と出力電圧値の差は対応している。そこでフォトダ
イオード９ａ，９ｂの出力電圧の差動信号をトラッキン
グエラー信号としており、このトラッキングエラー信号
の値に応じて対物レンズ４のＢ方向移動を制御してい
る。つまり、図９に示すように二分割フォトダイオード
９の２つのフォトダイオード９ａ，９ｂの検出電圧を差
動アンプ１４に入力し、差動出力をトラッキングエラー
信号Ｔｅとしている。図１０はトラッキングエラー信号
Ｔｅの値（縦軸）とトラッキングエラー量（横軸）との
関係を示している。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところでトラッキング
制御のため対物レンズ４がＢ方向に移動すると、二分割
フォトダイオード９に入射する光束１１もＣ方向に移動
してしまう。このようにして光束１１の入射位置がシフ
トして、フォトダイオード９ａに入射する光量とフォト
ダイオード９ｂに入射する光量が大きく違ってくると、
トラッキングエラー信号Ｔｅには直流オフセットが含ま
れている。

【０００７】例えば、図１１に示すように光束１１が下
方にシフトすると、図１２に示すようにトラッキングエ
ラー信号Ｔｅは下方にオフセットし、図１３に示すよう
に光束１１が上方にシフトすると、図１４に示すように
トラッキングエラー信号Ｔｅは上方にシフトする。な
お、図１２及び図１４において、点線で示す波形は、直
流オフセットの無いときのトラッキングエラー信号を示
している。

【０００８】上述したようにトラッキングエラー信号Ｔ
ｅに直流オフセットが加わると、例えばトラッキングエ
ラー信号Ｔｅの値が零であってもレーザビームはトラッ
クの中心には位置しないことになる。したがって、トラ
ッキングサーボ系に与える追従目標位置がズレることに
なり、ディスク５のデータを正確に再生できなくなるお
それがある。

【０００９】本発明は、上記従来技術に鑑み、簡単な構
成を追加するだけで、直流オフセットが含まれていない
トラッキングエラー信号の得られる、トラッキングエラ
ー検出用の光検出部を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明の構成は、レーザ光を対物レンズを介してディスクに
入射し、ディスクで反射したレーザ光を対物レンズに通
してから二分割フォトダイオードに取り込む構成となっ
ており、トラッキング制御のため、ディスクのトラック
溝で回折された回折光の変化をトラッキングエラー信号
として検出する形式の光ディスク装置の光ヘッドにおい
て、２つの透孔を有するマスクを二分割フォトダイオー
ドの前面に備え、しかも前記透孔のそれぞれは、レーザ
光の光束の前記トラック溝の回折による２箇所の変調信
号領域よりも小さく、且つ前記レーザ光の光束がトラッ
キング制御時に移動する方向の長さが短く、直交する方
向の長さが長い形状となっており、更に前記透孔のそれ
ぞれはトラッキング制御の際にレーザ光の光束が移動し
ても常に前記変調信号領域の中に収まる位置に形成され
ている事を特徴とする。また、上記課題を解決する本発
明の構成は、レーザ光を対物レーザを介してディスクに
入射し、ディスクで反射したレーザ光を対物レンズに通
してから二分割フォトダイオードに取り込む構成となっ
ており、トラッキング制御のためディスクのトラック溝
で回折された回折光の変化をトラッキングエラー信号と
して検出する形式の光ディスク装置の光ヘッドにおい
て、前記二分割フォトダイオードのそれぞれの受光部形
状が、レーザ光の光束の前記トラック溝の回折による２
箇所の変調信号領域よりも小さく、且つ前記レーザ光の
光束がトラッキング制御時に移動する方向の長さが短
く、直交する方向の長さが長い形状となっており、更に
前記二分割フォトダイオードのそれぞれの受光部形状は
トラッキング制御の際にレーザ光の光束が移動しても常
に前記変調信号領域の中に収まる位置に形成されている
事を特徴とする。

【００１１】

【作用】本発明ではレーザ光の光束のうち、マスクの透
孔を通過した光束のみが二分割フォトダイオードに入射
される。マスクの透孔を通過する光束は、変調信号領域
の光のみであるので、トラッキングエラー信号には直流
オフセットは生じない。また本発明では、フォトダイオ
ードの受光部には、変調信号領域の光成分のみが入射さ
れる。

【００１２】

【実施例】以下に本発明の実施例を図面に基づき詳細に
説明する。なお、従来技術と同一機能をはたす部分には
同一符号を付し、重複する部分の説明は簡略化する。

【００１３】図１は、本発明の第１実施例に係るトラッ
キングエラー検出用光検出部１００を組み込んだ、光デ
ィスク装置の光学ヘッドを示し、図２は図１のII−II矢
視図である。図に示すように、半導体レーザ１から出射
したレーザ光は、コリメータレンズ２，偏光ビームスプ
リッタ３及び対物レンズ４を通ってディスク５に入射さ
れる。ディスク５の記録面で反射されたレーザ光は、対
物レンズ４及び偏光ビームスプリッタ３を透過した後、
偏光ビームスプリッタ６，８により分岐されて、信号検
出部７，フォーカス検出部１０及び光検出部１００に入
射される。この光学ヘッドでは、トラッキングのため対
物レンズ４がＢ方向に移動すると、光検出部１００に入
射する光束１１がＣ方向に移動する。

【００１４】光検出部１００のシャーシ１０１の後部
（右端）には、２個のフォトダイオード１０２ａ，１０
２ｂを内蔵した二分割フォトダイオード１０２が備えら
れ、シャーシ１０１内には集光レンズ１０３ａ，１０３
ｂが備えられている。更に、シャーシ１０１の前部には
マスク１０４が備えられており、マスク１０４には２個
の透孔１０５ａ，１０５ｂが形成されている。

【００１５】透孔１０５ａ，１０５ｂの位置としては、
図３に示すように光束１１が最大限下方に位置したとき
であっても、図４に示すように光束１１が最大限上方に
位置したときであっても、変調信号領域１３ａ，１３ｂ
の中に納まる位置が選択されている。このように光束１
１がＣ方向に最大限にシフトしても、透孔１０５ａ，１
０５ｂが常に変調信号領域１３ａ，１３ｂ中に位置する
ようにしているので、透孔１０５ａ，１０５ｂは当然の
ことながら領域１３ａ，１３ｂよりも小さい。また透孔
１０５ａ，１０５ｂの形状は楕円形であり、変調信号領
域１３ａ，１３ｂの形状に似せてあり、楕円形に限らず
長円形や長方形状としてもよい。

【００１６】次に光検出部１００による検出動作を説明
する。光検出部１００には光束１１が入射されるが、こ
の光束１１のうち、透孔１０５ａ，１０５ｂを通過した
光束１１ａ，１１ｂだけが、集光レンズ１０３ａ，１０
３ｂで集光されてフォトダイオード１０２ａ，１０２ｂ
に入射される。前述したように、透孔１０５ａ，１０５
ｂは、光束１１が最大限シフトしても変調信号領域１３
ａ，１３ｂの中に納まる位置・大きさ・形状を備えてい
るため、フォトダイオード１０２ａ，１０２ｂに入射す
る光束１１ａ，１１ｂは常に変調信号領域成分のみの光
となっている。逆に言うと、光束１１のうち、変調信号
領域１３ａ，１３ｂ以外の領域の光成分は、フォトダイ
オード１０２ａ，１０２ｂに入射されない。このように
光束はシフトが生じても、フォトダイオード１０２ａ，
１０２ｂには、領域１３ａ，１３ｂ以外の領域の光成分
が入らないので、フォトダイオード１０２ａ，１０２ｂ
で受光する光量バランスが大きくズレることはなくな
り、フォトダイオード１０２ａ，１０２ｂの差動信号で
あるトラッキングエラー信号Ｔｅには直流オフセットは
生じない。結局、トラッキングエラー信号Ｔｅの値は、
領域１３ａと領域１３ｂの光強度差に応じた値となり、
その波形は図８に示すのと同じである。このため、トラ
ッキングエラー信号Ｔｅを用いて正確にトラッキング制
御をすることができる。

【００１７】本実施例では、透孔１０５ａ，１０５ｂの
形状が変調信号領域１３ａ，１３ｂの形状に似せてある
ので、効率よく光を取り込むことができる。また光束１
１ａ，１１ｂを集光レンズ１０３ａ，１０３ｂで絞り込
んでフォトダイオード１０２ａ，１０２ｂに入射してい
るので、絞り込んだ分だけ二分割フォトダイオード１０
２を小型にすることができる。このように小型の二分割
フォトダイオード１０２とすることができるので、この
二分割フォトダイオード１０２の位置決め精度のマージ
ンに余裕が出てきて、組立が容易になる。

【００１８】なお、本実施例ではトラッキング制御の手
段として対物レンズ４を移動させる形式を説明したが、
他の手段、例えばガルバノミラーを用いて、対物レンズ
４に入射する光束に画角を与えてスポット位置を移動さ
せる方法もあり、この場合も本発明による光検出部を適
用できる。また透孔１０５ａ，１０５ｂの代りに、ガラ
ス等の透過部材に置き替えても良く、この場合も本発明
の主旨を逸脱するものでは無い。

【００１９】図５は本発明の第２実施例に係るトラッキ
ングエラー検出用光検出部２００を組み込んだ、光ディ
スク装置の光学ヘッドを示し、図６は図５のVI−VI矢視
図である。図５，図６において図１，図２と同じ符号を
付したものは同じ機能をはたすので、ここでは第２実施
例に特有な部分のみを説明する。

【００２０】図５に示すように光検出部２００のシャー
シ２０１の後部（右端）には、二分割フォトダイオード
２０２が備えられている。二分割フォトダイオード２０
２は２個のフォトダイオード２０３，２０４を内蔵して
いる。第２実施例では、集光レンズや、透孔が形成され
たマスクを用いておらず、フォトダイオード２０３，２
０４の受光部２０３ａ，２０４ａに工夫をすることによ
り、第１実施例と同じ効果を得るようにしている。この
ことを図６を参照して説明する。

【００２１】図６に示すようにフォトダイオード２０
３，２０４の受光部２０３ａ，２０４ａは長方形となっ
ている。つまり、受光部２０３ａ，２０４ａは、Ｃ方向
に短くてＣ方向に直交する向きに長い長方形となってい
る。そして受光部２０３ａは変調信号領域１３ａよりも
小さく、受光部２０４ａは変調信号領域１３ｂよりも小
さくなっている。しかも受光部２０３ａ，２０４ａの位
置は、トラッキングのため光束が最大限上方に位置して
も最大限下方に位置しても、変調信号領域１３ａ，１３
ｂの中に納まる位置が選択されている。

【００２２】上述したように、受光部２０３ａ，２０４
ａは、光束１１が最大限シフトしても変調信号領域１３
ａ，１３ｂの中に納まる位置・大きさ・形状を備えてい
るため、フォトダイオード２０３，２０４は常に変調信
号領域成分の光のみを受光する。このように光束のシフ
トが生じても、フォトダイオード２０３，２０４には、
領域１３ａ，１３ｂの光成分のみが入射するので、フォ
トダイオード２０３，２０４で受光する光量バランスが
大きくズレることはなくなり、フォトダイオード２０
３，２０４の差動信号であるトラッキングエラー信号Ｔ
ｅには直流オフセットは生じない。

【００２３】

【発明の効果】以上実施例とともに具体的に説明したよ
うに本発明によれば、二分割フォトダイオードの前面
に、透孔を備えたマスクを設け、対物レンズがトラッキ
ング制御のため移動しても、常に変調信号領域の光成分
のみを二分割フォトダイオードに取り込むようにしたの
で、トラッキングエラー信号に直流オフセットが含まれ
ることはなくなり、正確なトラッキング制御ができる。
また、上記効果は、透孔を備えたマスクを設けるという
簡単な構成を付加するだけで得られ、容易に本発明を実
現することができる。また本発明では、二分割フォトダ
イオードの受光部は、光束がシフトしても常に変調信号
領域の中に納まる位置・大きさ・形状を備えているた
め、変調信号領域の光成分のみを取り込むことができ、
トラッキングエラー信号に直流オフセットを含むことな
く、正確なトラッキング制御ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を示す構成図

【図２】図１のII−II矢視図

【図３】図１のII−II矢視図

【図４】図１のII−II矢視図

【図５】本発明の第２実施例を示す構成図

【図６】図５のVI−VI矢視図

【図７】従来技術を示す構成図

【図８】図７のVIII−VIII矢視図

【図９】トラッキングエラー信号を出力する回路を示す
回路図

【図１０】トラッキングエラー信号とトラッキングエラ
ー量との関係を示す特性図

【図１１】図７のVIII−VIII矢視図

【図１２】オフセットしたトラッキングエラー信号を示
す特性図

【図１３】図７のVIII−VIII矢視図

【図１４】オフセットしたトラッキングエラー信号を示
す特性図

【符号の説明】

１ 半導体レーザ ２ コリメータレンズ ３，６，８ 偏光ビームスプリッタ ４ 対物レンズ ５ ディスク ７ 信号検出部 ９ 二分割フォトダイオード １０ フォーカス検出部 １１ 光束 １２ トラック溝 １００，２００ トラッキングエラー検出用光検出部 １０１，２０１ シャーシ １０２，２０２ 二分割フォトダイオード １０２ａ，１０２ｂ，２０３，２０４ フォトダイオー
ド １０３ａ，１０３ｂ 集光レンズ １０４ マスク １０５ａ，１０５ｂ 透孔 ２０３ａ，２０４ａ 受光部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 レーザ光を対物レンズを介してディスク
   に入射し、ディスクで反射したレーザ光を対物レンズに
   通してから二分割フォトダイオードに取り込む構成とな
   っており、トラッキング制御のため、ディスクのトラッ
   ク溝で回折された回折光の変化をトラッキングエラー信
   号として検出する形式の光ディスク装置の光ヘッドにお
   いて、 ２つの透孔を有するマスクを二分割フォトダイオードの
   前面に備え、しかも前記透孔のそれぞれは、レーザ光の
   光束の前記トラック溝の回折による２箇所の変調信号領
   域よりも小さく、且つ前記レーザ光の光束がトラッキン
   グ制御時に移動する方向の長さが短く、直交する方向の
   長さが長い形状となっており、更に前記透孔のそれぞれ
   はトラッキング制御の際にレーザ光の光束が移動しても
   常に前記変調信号領域の中に収まる位置に形成されてい
   る事を特徴とするトラッキングエラー検出用の光検出
   部。
2. 【請求項２】 レーザ光を対物レーザを介してディスク
   に入射し、ディスクで反射したレーザ光を対物レンズに
   通してから二分割フォトダイオードに取り込む構成とな
   っており、トラッキング制御のためディスクのトラック
   溝で回折された回折光の変化をトラッキングエラー信号
   として検出する形式の光ディスク装置の光ヘッドにおい
   て、 前記二分割フォトダイオードのそれぞれの受光部形状
   が、レーザ光の光束の前記トラック溝の回折による２箇
   所の変調信号領域よりも小さく、且つ前記レーザ光の光
   束がトラッキング制御時に移動する方向の長さが短く、
   直交する方向の長さが長い形状となっており、更に前記
   二分割フォトダイオードのそれぞれの受光部形状はトラ
   ッキング制御の際にレーザ光の光束が移動しても常に前
   記変調信号領域の中に収まる位置に形成されている事を
   特徴とするトラッキングエラー検出用の光検出部。