JPH09128792A

JPH09128792A - 光ピックアップ装置

Info

Publication number: JPH09128792A
Application number: JP7281055A
Authority: JP
Inventors: Taizo Yokota; 泰造横田
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1995-10-27
Filing date: 1995-10-27
Publication date: 1997-05-16

Abstract

(57)【要約】【課題】光ピックアップ装置の小型化とコストダウン
を図る。【解決手段】光ディスク８にメインビームとサブビー
ムとを対物レンズ５ａ・５ｂにより集光させ、メインビ
ームによるメインスポットと、このメインスポットを挟
んでサブビームによる１対をなすサブスポットとの反射
光の検出出力からトラッキングエラー信号を得る。対物
レンズ５ａ・５ｂは、少なくともトラックピッチが異な
る複数種類の光ディスク８に個々に対応して切り換え可
能に複数個設けられ、複数の対物レンズ５ａ・５ｂ同士
の焦点距離の比と、複数種類の光ディスク８同士のトラ
ックピッチの比とが略同一に設定されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光ディスクのよう
な光記録媒体に対して、情報の記録および再生あるいは
これらの何れか一方を行う光ピックアップ装置に関し、
特に、記録密度、即ちトラックピッチが異なる複数種類
の光記録媒体に対応が可能な光ピックアップ装置に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】例えば、光記録媒体であるコンパクトデ
ィスク（以下、ＣＤと称する）は、主に音楽情報を記録
するものとして従来より広く普及している。一方、近年
においては、音楽情報のみならず、カラー静止画やカラ
ー動画のようなデータを長時間にわたって記録再生する
ことができるＣＤサイズの光ディスクも開発されてい
る。

【０００３】カラー静止画やカラー動画は、音楽情報と
比べてデータ量が非常に多くなっている。従って、この
ような情報を記録する光ディスクは、大きな記録容量が
必要であり、このため、トラックピッチを狭くすること
により記録密度が高められている。この結果、現在、音
楽、カラー静止画、カラー動画等の用途に応じて仕様の
異なる、即ち互いにトラックピッチが異なる光ディスク
が複数種類存在しており、光ディスクを扱う光ディスク
装置の光ピックアップとしては、このような異種の光デ
ィスクに対応可能であることが求められている。

【０００４】このような要求に対応するものとして、特
開平６−２３６５６７号および特開平５−２３４１０７
号には、３ビーム法を応用した５ビーム法により、上記
各種類の光ディスクから正確にトラッキングエラー信号
を得る構成が提案されている。

【０００５】３ビーム法では、回折素子にて光源の光を
分割することによりメインビームとなる０次回折光、お
よび１対のサブビームとなる±１次回折光を得ている。
そして、メインビームによる光ディスクからの反射光か
ら記録情報を読み取り、１対のサブビームによる光ディ
スクからの反射光からトラッキングエラー信号を得てい
る。

【０００６】これに対し、上記５ビーム法では、１個の
回折素子にて光源の光を分割することにより、メインビ
ームとなる０次回折光、および２対のサブビームとなる
±１次回折光と±２次回折光とを得ている。あるいは、
２対のサブビームを得るのに２個の回折素子を使用し、
各回折素子から各１対、合計２対のサブビームとなる±
１次回折光を得ている。これら２対のサブビームのう
ち、所定の１対のサブビームである第１のサブビーム
は、所定の狭いトラックピッチに対応するように設定さ
れ、他の１対のサブビームである第２のサブビームは、
所定の広いトラックピッチに対応するように設定され
る。また、第１および第２のサブビームについては、Ｓ
／Ｎの良好なトラッキングエラー信号が得られるよう
に、サブビームによる光ディスク上のサブスポットの中
心位置Ｓと、トラック間距離Ｔとの関係が、Ｓ＝Ｔ／４
に設定される。

【０００７】例えば高次の回折光、即ち±２次回折光を
を利用した５ビーム法による光ディスクのトラック走査
状態を示すと図７（ａ）（ｂ）のようになる。同図
（ａ）はトラックピッチが狭い光ディスクのトラック走
査状態であり、±１次回折光にて形成されるサブスポッ
トＢＳ₂・ＢＳ₃が狭いトラックピッチに対応してい
る。従って、０次回折光により形成されるメインスポッ
トＢＳ₁にて例えば再生信号が得られ、上記サブスポッ
トＢＳ₂・ＢＳ₃にてトラッキングエラー信号が得られ
る。同図（ｂ）はトラックピッチが広い光ディスクのト
ラック走査状態であり、±２次回折光にて形成されるサ
ブスポットＢＳ₄・ＢＳ₅が広いトラックピッチに対応
している。従って、上記サブスポットＢＳ₄・ＢＳ₅に
てトラッキングエラー信号が得られる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところが、５ビーム法
による上記従来の光ピックアップ装置では、図８に示す
ように、受光装置５１において、メインビームの反射光
ＢＳ₁´を受ける１個の受光素子５１ａに加えて、サブ
ビームの反射光ＢＳ₂´〜ＢＳ₅´を受ける４個の受光
素子５１ｂ〜５１ｅが必要である。さらに、トラッキン
グエラー信号を得るために２個の演算増幅器５１ｆ・５
１ｇも必要となる。このため、装置の大型化とコストア
ップを招来するという問題点を有している。

【０００９】尚、特開平６−３３３２５５号には、異種
の光ディスクに対応する複数の対物レンズを単に並設し
た光ピックアップ装置が開示されている。しかしなが
ら、この光ピックアップ装置の構成では、上記複数の対
物レンズに光を案内する例えばハーフミラーが個々に必
要となって、装置の大型化およびコストアップを招来す
るものとなる。また、トラックピッチが異なる光ディス
クには適切に対応する構成を備えておらず、上記の課題
を解決するものとはなっていない。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、請求項１の発明の光ピックアップ装置は、光記録
媒体にメインビームとサブビームとを対物レンズにより
集光させ、前記メインビームによるメインスポットと、
このメインスポットを挟んで前記サブビームによる１対
をなすサブスポットとの反射光の検出出力からトラッキ
ングエラー信号を得る光ピックアップ装置において、前
記対物レンズは、少なくともトラックピッチが異なる複
数種類の光記録媒体に個々に対応して切り換え可能に複
数個設けられ、前記複数の対物レンズ同士の焦点距離の
比と、前記複数種類の光記録媒体同士のトラックピッチ
の比とが略同一に設定されていることを特徴としてい
る。

【００１１】上記の構成によれば、光ピックアップ光学
系の物体側と像側との焦点距離の比、即ち横倍率が、使
用される対物レンズにより決定され、光ディスク上のメ
インスポットとサブスポットとの距離、即ち光ディスク
上のビームピッチが、使用される対物レンズの焦点距離
により変化する。従って、例えばトラックピッチＴ₁の
第１光ディスクに対し焦点距離Ｆ₁の対物レンズにて３
ビームの回転による位相差調整を予め行っておけば、ト
ラックピッチＴ₂の第２光ディスクを例えば再生する場
合に、焦点距離Ｆ₂の対物レンズを使用すると、ほぼ、
Ｔ₁／Ｔ₂＝Ｆ₁／Ｆ₂という関係から、ビームピッチ
が自動的に第２光ディスクのトラックピッチＴ₂に適合
した状態となる。

【００１２】このように、本光ピックアップ装置では、
トラックピッチが異なる複数の光ディスクに対して、３
ビーム法により良好なトラッキングエラー信号を得るこ
とができるようになっており、かつ前記の異なる対物レ
ンズを使用した場合において、受光側での各３ビームの
反射光の集光位置は変化しない。従って、トラッキング
エラー信号を得るための受光素子および演算増幅器の数
が少なくてよい。これにより、光ピックアップ装置の小
型化とコストダウンとを図ることができる。

【００１３】また、１個の回折素子を使用して３ビーム
法を構成することができるので、複数の回折素子を使用
する構成や、高次の回折光を使用する構成と比較して光
の利用効率が高くなる。従って、受光系での受光量に応
じた増幅率の切り換えといったことが不要となり、受光
系の構成を簡略化することができる。

【００１４】また、請求項２の発明の光ピックアップ装
置は、光源と第１回折素子と対物レンズとが光源から出
射された光ビームの進行方向にこの順に設けられ、メイ
ンビームとサブビームとを前記対物レンズにより光記録
媒体に集光させ、前記メインビームによるメインスポッ
トと、このメインスポットを挟んで前記サブビームによ
る１対をなすサブスポットとの反射光の検出出力からト
ラッキングエラー信号を得る光ピックアップ装置におい
て、前記対物レンズにおける記録媒体側とは反対側の位
置に第２回折素子が設けられ、この第２回折素子より得
られた０次回折光の対物レンズによる収束位置と前記対
物レンズとの距離を第１距離とし、前記第２回折素子よ
り得られた±１次回折光の前記対物レンズによる収束位
置と前記第２回折素子との距離を第２距離としたとき、
第１距離と第２距離との比と、前記複数種類の光記録媒
体同士のトラックピッチの比とが略同一に設定されてい
ることを特徴としている。

【００１５】上記の構成によれば、前記第１距離を
Ｄ₁、第２距離をＤ₂とすると、これら第１距離Ｄ₁と
第２距離Ｄ₂がそれぞれ前記請求項１の構成の焦点距離
Ｆ₁と焦点距離Ｆ₂に相当し、ほぼ、Ｔ₁／Ｔ₂＝Ｄ₁
／Ｄ₂という関係から、第１および第２光ディスク上に
照射されるメインビームとサブビームは、それぞれ、ト
ラックピッチＴ₁およびＴ₂に適合したビームピッチと
なる。従って、トラックピッチが異なる光ディスク８ａ
・８ｂに対して、３ビーム法によるメインビームとサブ
ビームとをそれぞれ適合した状態で照射させることがで
きる。

【００１６】このように、本光ピックアップ装置では、
トラックピッチが異なる複数の光ディスクに対して、３
ビーム法により良好なトラッキングエラー信号を得るこ
とができるようになっており、かつ前記の異なる対物レ
ンズを使用した場合において、受光側での各３ビームの
反射光の集光位置は変化しない。従って、トラッキング
エラー信号を得るための受光素子および演算増幅器の数
が少なくてよい。これにより、光ピックアップ装置の小
型化とコストダウンとを図ることができる。

【００１７】また、請求項３の発明の光ピックアップ装
置は、請求項２の発明の光ピックアップ装置において、
前記第２回折素子が、前記対物レンズにおける記録媒体
側とは反対側の面に前記対物レンズと同心状に設けら
れ、かつ対物レンズの前記面よりも小さい領域を有し、
前記第２距離が前記第１距離よりも長くなるように光を
回折させるものであることを特徴としている。

【００１８】上記の構成によれば、第２回折素子は、ト
ラックピッチが広く相対的に低記録密度の光ディスク上
へのメインスポットとサブスポットとの形成に使用され
るものであり、この場合には、小さい開口数でもよく、
第２回折素子の領域を対物レンズの面よりも小さくでき
る。従って、第２回折素子は低コストの小領域のもので
よく、コストダウンが可能となる。

【００１９】

【発明の実施の形態】

〔発明の実施の形態１〕本発明の一実施の形態を図１な
いし図５に基づいて以下に説明する。本光ピックアップ
装置は、光ディスク８への記録および再生、またはこれ
らの何れか一方の動作を行う光ディスク装置に備えられ
ている。光ピックアップ装置の基本構成は、図１に示す
ものとなっている。即ち、光ピックアップ装置は、光源
である半導体レーザ１、回折格子２、ハーフミラー３、
コリメートレンズ４、対物レンズ５ａ・５ｂ、集光レン
ズ６および受光装置７を備えている。

【００２０】半導体レーザ１はレーザビームを出射し、
回折格子２はレーザビームをメインビームとしての０次
回折光と２個のサブビームとしての±１次回折光とに分
割する。ハーフミラー３、コリメートレンズ４、対物レ
ンズ５ａ、集光レンズ６および受光装置７は、一直線状
に並んでいる。ハーフミラー３は回折格子２を経て入射
したレーザビームを上記コリメートレンズ４方向へ折り
曲げ、コリメートレンズ４はレーザビームを平行光にす
る。集光レンズ６は、ハーフミラー３を透過した光ディ
スク８からの反射光を受光装置７上に集光させる。

【００２１】受光装置７は、光を電気信号に変換するも
のであり、受光量に応じたレベルの電気信号を出力す
る。この受光装置７は、図２に示すように、３個の受光
素子７ａ・７ｂ・７ｃを有している。受光素子７ｂ・７
ｃは、それぞれ、光ディスク８からの上記２個のサブビ
ームによる反射光を受光する領域である。受光素子７ｂ
・７ｃからの出力信号Ｓｂ・Ｓｃは演算増幅器７ｄに入
力され、ここでの（Ｓｂ−Ｓｃ）の演算によりトラッキングエラー信号が得られる。

【００２２】また、受光素子７ａは、光ディスク８から
の上記メインビームによる反射光を受光する領域であ
り、４分割されている。この４分割された領域を同図に
示すように７ａ₁〜７ａ₄とし、これら領域からの出力
信号をＳａ₁〜Ｓａ₄とすると、再生信号は、（Ｓａ₁＋Ｓａ₃）＋（Ｓａ₂＋Ｓａ₄）により得られ、フォーカスエラー信号は、（Ｓａ₁＋Ｓａ₃）−（Ｓａ₂＋Ｓａ₄）により得られる。

【００２３】対物レンズ５ａ・５ｂは、互いに焦点距離
が異なるものであり、トラックピッチが異なる２種類の
光ディスク８に対して個別に使用される。即ち、本光ピ
ックアップ装置が適用される２種類の光ディスク８を８
ａ・８ｂとした場合、光ディスク８ａ・８ｂは、図３
（ａ）（ｂ）に示すように、互いにトラックピッチが異
なる。尚、光ディスク８ａはトラックピッチが狭く、例
えばデータの高密度記録用のものであり、光ディスク８
ｂはトラックピッチが広く、例えば音楽情報記録用のも
のである。ここでは、対物レンズ５ａが光ディスク８ａ
に使用され、対物レンズ５ｂが光ディスク８ｂに使用さ
れるものとする。

【００２４】また、対物レンズ５ａ・５ｂの焦点距離を
それぞれＦ₁・Ｆ₂とし、光ディスク８ａ・８ｂのトラ
ックピッチをＴ₁・Ｔ₂とした場合、これら焦点距離Ｆ
₁・Ｆ₂とトラックピッチＴ₁・Ｔ₂との関係は、ほ
ぼ、Ｆ₁／Ｆ₂＝Ｔ₁／Ｔ₂ に設定されている。

【００２５】上記対物レンズ５ａ・５ｂは、光ディスク
８ａ・８ｂのうちの使用される一方のものに対応するも
のが、光ディスク８ａまたは８ｂとコリメートレンズ４
との間の所定の動作位置に配される。この入れ換え動作
は、図示しないレンズ駆動装置により行われる。このレ
ンズ駆動装置は、対物レンズ５ａ・５ｂを例えば図１に
矢印で示すように光ディスク８の面に対して平行移動さ
せることにより入れ換えるものであり、周知の機構を適
宜採用して構成することができる。また、レンズ駆動装
置の動作は、例えば、操作者による光ディスク装置に設
けられたディスク選択キーの操作に連動する構成として
もよい。あるいは、光ディスク８ａ・８ｂ毎に個別に設
けられたディスク載置トレイへの光ディスク８ａ・８ｂ
の載置状態をセンサにより検出する構成において、この
センサの検出動作に連動する構成としてもよい。

【００２６】また、記録あるいは再生動作時において、
一方の光ディスク８ａ中における情報が記録される部分
である記録面と一方の対物レンズ５ａとの最適距離と、
他方の光ディスク８ｂの記録面と他方の対物レンズ５ｂ
との最適距離とは、互いに異なる。これは、対物レンズ
５ａ・５ｂ同士の焦点距離Ｆ₁・Ｆ₂が異なること、光
ディスク８ａ・８ｂの基材の厚さが異なること、光ディ
スク８ａ・８ｂ中における上記記録面の位置が異なるこ
と等による。従って、使用時に対物レンズ５ａ・５ｂが
配される動作位置あるいは光ディスク８ａ・８ｂの載置
位置は、上記記録層の位置と焦点距離Ｆ₁・Ｆ₂とに応
じて適宜設定される。例えば、両対物レンズ５ａ・５ｂ
の動作位置を同一とし、光ディスク８ａ・８ｂの載置位
置を異ならせた構成、あるいは逆に光ディスク８ａ・８
ｂの載置位置を同一とし、対物レンズ５ａ・５ｂの動作
位置を異ならせた構成とすることができる。さらには、
光ディスク８ａ・８ｂにおいて記録層の位置が異なるこ
とにより、焦点距離Ｆ₁に合わせた光ディスク８ａと対
物レンズ５ａとの距離と焦点距離Ｆ₂に合わせた光ディ
スク８ｂと対物レンズ５ｂとの距離が一致する場合に
は、両対物レンズ５ａ・５ｂ同士の動作位置、および両
光ディスク８ａ・８ｂ同士の載置位置を各々一致させる
ことができる。

【００２７】また、光ピックアップ装置は、組立て時に
おいて、例えば図３（ａ）に示すトラックピッチＴ₁の
光ディスク８ａに対し、焦点距離Ｆ₁の対物レンズ５ａ
を動作位置に配した状態にて、３ビームの回転による位
相差調整、即ち同図に示す角度θ₁の調整が行われてい
る。この調整は、例えば、同図に示すように、メインス
ポットＢＳａ₁が走査するトラックの中心からサブスポ
ットＢＳａ₂・ＢＳａ₃の中心までの距離をｄ₁とした
場合、ｄ₁＝Ｔ₁／４とするものである。

【００２８】上記の構成において、例えば光ディスク８
ａに記録された情報の再生を行う場合、光ピックアップ
装置では対物レンズ５ａが動作位置に配される。この状
態において、半導体レーザ１から出射されたレーザビー
ムは、回折格子２によりメインビームである０次回折光
と２個のサブビームである±１次回折光とに分割され、
ハーフミラー３によりコリメートレンズ４方向に折り曲
げられる。その後、レーザビームは、コリメートレンズ
４により平行光とされ、対物レンズ５ａにより集光さ
れ、ビームスポットとして光ディスク８ａの記録面に照
射される。

【００２９】この状態は図３（ａ）に示すものであり、
メインビームはメインスポットＢＳａ₁を形成し、サブ
ビームはサブスポットＢＳａ₂・ＢＳａ₃を形成する。
尚、光ディスク８ｂと対物レンズ５ｂとが使用される場
合は、同図（ｂ）の状態となり、メインビームはメイン
スポットＢＳｂ₁を形成し、サブビームはサブスポット
ＢＳｂ₂・ＢＳｂ₃を形成する。

【００３０】また、上記記録面からの反射光は、対物レ
ンズ５ａおよびコリメートレンズ４を経てハーフミラー
３に入射し、これを透過する。その後、反射光は、集光
レンズ６により受光装置７上に集光される。このとき、
図２に示すように、メインスポットＢＳａ₁による反射
光ＢＳａ₁´は受光素子７ａに入射し、サブスポットＢ
Ｓａ₂・ＢＳａ₃による反射光ＢＳａ₂´・ＢＳａ₃´
は受光素子７ｂ・７ｃに入射する。そして、前述の演算
によりトラッキングエラー信号、再生信号およびフォー
カスエラー信号が得られる。

【００３１】一方、例えば光ディスク８ｂに記録された
情報の再生を行う場合、光ピックアップ装置では対物レ
ンズ５ｂが動作位置に配され、上記の場合と同様の動作
が行われる。この場合、対物レンズ５ａ・５ｂの焦点距
離Ｆ₁・Ｆ₂と光ディスク８ａ・８ｂのトラックピッチ
Ｔ₁・Ｔ₂との関係がＦ₁／Ｆ₂＝Ｔ₁／Ｔ₂に設定さ
れているので、対物レンズ５ａ・５ｂの交換毎に調整を
行うことなく、光ディスク８ａ・８ｂに対してメインビ
ームおよびサブビームを適切に照射することができ、良
好な上記各信号を得ることができる。この機能について
以下に説明する。

【００３２】対物レンズ５ａ・５ｂを動作位置に配した
各状態の光ピックアップ装置の原理図は、図４（ａ）
（ｂ）に示すものとなる。同図において、ＬＦは、物体
面を示し、本実施の形態では光源面と受光面に相当す
る。ＣＨはコリメートレンズ４の主面を示し、ｃｆはコ
リメートレンズ４の焦点距離を示す。Ｏ₁Ｈ・Ｏ₂Ｈは
対物レンズ５ａ・５ｂを示し、Ｆ₁・Ｆ₂はそれぞれ対
物レンズ５ａ・５ｂの焦点距離を示す。Ｏ₁Ｆ・Ｏ₂Ｆ
は像面を示し、本実施の形態では光ディスク８ａ・８ｂ
の記録面に相当している。また、Ｇは回折格子２すなわ
ちグレーティングに相当し、Ｇにより回折された光線は
同図に破線で示す経路を通り、上記記録面にｙ₁・ｙ₂
の距離をもって到達する。同図（ａ）と同図（ｂ）との
構成で異なるのは、対物レンズ５ａ・５ｂの焦点距離Ｆ
₁・Ｆ₂のみであり、このため、光学系の横倍率とし
て、Ｆ₁／Ｆ₂＝ｙ₁／ｙ₂の関係が成り立つ。即
ち、光ピックアップ装置の光学系においては、対物レン
ズの焦点距離のみを変えることにより、光ディスク８上
のサブスポットの位置、即ちメインスポットとサブスポ
ットとの距離を任意に設定することができる。従って、
焦点距離Ｆ₁・Ｆ₂と光ディスク８ａ・８ｂのトラック
ピッチＴ₁・Ｔ₂との関係を、Ｆ₁／Ｆ₂＝Ｔ₁／Ｔ₂
とし、例えば図３（ａ）に示すトラックピッチＴ₁の光
ディスク８ａに対して、焦点距離Ｆ₁の対物レンズ５ａ
を動作位置に配した状態にて３ビームの回転による位相
差調整、即ち同図に示す角度θ₁の調整を行っておけ
ば、トラックピッチＴ₂の光ディスク８ｂの再生を行う
ために、対物レンズ５ａに代えて対物レンズ５ｂを動作
位置に配した場合、同図（ｂ）に示すメインスポットＢ
Ｓｂ₁とサブスポットＢＳｂ₂・ＢＳｂ₃とのピッチが
自動的にトラックピッチＴ₂に適合した状態に変化す
る。

【００３３】このように、本光ピックアップ装置では、
１個の回折格子２による０次回折光および±１次回折光
により３ビームを形成することにより、トラックピッチ
が異なる複数の光ディスク８ａ・８ｂからトラッキング
エラー信号を得るようにしているので、良好なトラッキ
ングエラー信号を得ることができる。

【００３４】即ち、５ビーム法等、高次の回折光までを
利用して異なるトラックピッチの光ディスク８ａ・８ｂ
からトラッキングエラー信号を得る方式の場合には、回
折光強度の最適化を図った場合であっても、±１次回折
光と±２次回折光との強度差が生じ、トラッキングゲイ
ンの切り換えが必要となる。また、回折光強度の最適化
を図った場合であっても、高次の回折光を使用すること
から、０次回折光の強度低下は避けることができず、再
生信号のＳ／Ｎの低下を来すことになる。

【００３５】上記０次回折光の強度低下の問題は、回折
格子を２個設けることにより５ビームを形成し、０次回
折光を信号の読み取りに使用し、第１の回折格子による
±１次回折光を例えばトラックピッチの狭い光ディスク
からトラッキングエラー信号を得るのに使用し、第２の
回折格子による±１次回折光を例えばトラックピッチの
広い光ディスクからトラッキングエラー信号を得るのに
使用するような構成においても同様である。また、回折
格子を２個設けることは、コストアップを招来し、同一
面内に２種の回折格子パターンを形成した構成では、回
折光のスポット形状が劣化し、良好なトラッキングエラ
ー信号を得ることができない。

【００３６】従って、本光ピックアップ装置では、複数
の回折素子を使用する構成や、±２以上の高次の回折光
を使用する構成と比較して、光の利用効率が高く、本光
ピックアップ装置を使用した場合には良好なトラッキン
グエラー信号や再生信号等を得ることができる。

【００３７】また、本光ピックアップ装置では、対物レ
ンズ５ａ・５ｂの何れを使用した場合でも受光面ＬＦで
のｙ₃の距離は等しくなる。即ち、反射光による受光装
置７上でのメインスポットとサブスポットとのピッチは
図２に示す一定のＬ₁であり変化しない。従って、受光
装置７においては、サブスポット用の受光素子を光ディ
スク８上のビームスポットのピッチに応じて増設した
り、受光素子の受光領域を拡大したり、多数の受光素子
を切り換えて使用するといったことが不要である。これ
により、本光ピックアップ装置においては、受光装置７
が１個のメインビーム用の受光素子７ａと１対のサブビ
ーム用の受光素子７ｂ・７ｃを有するものでよく、ま
た、１個の演算増幅器７ｄにてトラッキングエラー信号
を得ることができ、構成の簡略化とコストダウンとを図
ることができる。

【００３８】尚、上記光ピックアップ装置は、図１に示
した構成ばかりでなく、例えば図５（ａ）（ｂ）に示す
ように、ハーフミラー３に代えてキュウブタイプのハー
フミラー１１を備えた構成としてもよい。尚、同図
（ａ）は平面図、同図（ｂ）は正面図である。同図の構
成では、半導体レーザ１から出射されたレーザ光は、回
折格子２により０次回折光と±１次回折光とに分割さ
れ、ハーフミラー１１を透過し、コリメートレンズ４を
経た後、立上げミラー１２により光ディスク８方向へ垂
直に回折され、対物レンズ５ａまたは５ｂにより光ディ
スク８上に集光される。一方、反射光は、対物レンズ５
ａまたは５ｂ、立上げミラー１２およびコリメートレン
ズ４を経た後、ハーフミラーにより回折され、集光レン
ズ６により受光装置７上に集光される。

【００３９】また、以上の説明では、２個の対物レンズ
５ａ・５ｂを使用した構成を示しているが、これに限定
されることなく、対物レンズの数を、光ディスク８の種
類に応じて適宜増加させた構成とすることも可能であ
る。

【００４０】〔発明の実施の形態２〕本発明の他の実施
の形態を図６に基づいて以下に説明する。尚、説明の便
宜上、前記の図面に示した手段と同一の機能を有する手
段には同一の符号を付記し、その説明を省略する。

【００４１】本光ピックアップ装置は、図６に示すよう
に、前記半導体レーザ１、回折格子２、ハーフミラー３
および受光装置７を備えるとともに、前記対物レンズ５
ａ・５ｂに代えて回折素子付対物レンズ２１を備えたも
のとなっている。この回折素子付対物レンズ２１は、対
物レンズ２２に第２回折素子である回折素子２３が設け
られたものである。回折素子２３は、対物レンズ２２に
おける光ディスク８ａ・８ｂ側とは反対側の面の中央部
付近において、対物レンズ２２と同心円状に所定範囲の
領域に設けられている。尚、回折素子２３は、例えば光
ディスク８ｂに低い記録密度で記録されている音楽情報
の読み取りを行うビームスポットを得るためのものであ
るから、小さい開口数のものでよく、対物レンズ２２の
面よりも小さい上記のような領域のみに設けられてい
る。

【００４２】また、上記回折素子２３は、対物レンズ２
２を経たレーザビームの収束位置を遠くする方向にレー
ザビームを回折させるものとなっている。従って、図６
に示すように、対物レンズ２２自身の焦点距離はＦ₁で
あり、回折素子２３による０次回折光の収束位置はＰ₁
であるのに対し、回折素子２３による±１次回折光の収
束位は、上記収束位置Ｐ₁よりも回折素子付対物レンズ
２１から離れたＰ₂となる。

【００４３】光ディスク８ａは、例えば0.６ｍｍディス
クの２枚張り合わせ形式の厚さ1.２ｍｍのものであり、
厚さ方向の中央部に記録面８ａ₁を有する。この光ディ
スク８ａは、光ディスク装置において、対物レンズ２２
の焦点距離Ｆ₁、即ち収束位置Ｐ₁の位置に記録面８ａ
₁が位置するように載置される。また、光ディスク８ｂ
は厚さ1.２ｍｍの単板形式のものであり、ほぼ上面位置
に記録層８ｂ₁を有する。この光ディスク８ｂは、光デ
ィスク装置において、回折素子付対物レンズ２１による
収束位置Ｐ₂の位置に記録面８ｂ₁が位置するように載
置される。尚、図６の構成においては、光ディスク８ａ
・８ｂの載置位置が同一であり、収束位置Ｐ₁・Ｐ₂が
それぞれ記録面８ａ₁・８ｂ₁の位置と一致するように
設定されている。

【００４４】また、本光ピックアップ装置では、回折素
子２３より得られた０次回折光の対物レンズ２２による
収束位置Ｐ₁と対物レンズ２２の主面との距離を第１距
離Ｄ₁とし、回折素子２３より得られた±１次回折光の
対物レンズ２２による収束位置Ｐ₂と回折素子２３の主
面との距離を第２距離Ｄ₂としたとき、これら第１およ
び第２距離Ｄ₁・Ｄ₂と前記図３（ａ）（ｂ）に示した
光ディスク８ａ・８ｂのトラックピッチＴ₁・Ｔ₂との
関係が、ほぼ、Ｄ₁／Ｄ₂＝Ｔ₁／Ｔ₂ となるように設定されている。

【００４５】上記の構成において、半導体レーザ１から
出射されたレーザビームは、第１回折素子である回折格
子２にてメインビームとしての０次回折光および２本の
サブビームとしての±１次回折光に分割され、ハーフミ
ラー３にて回折素子付対物レンズ２１方向に回折され、
回折素子付対物レンズ２１に入射する。

【００４６】その後、上記メインビームおよび２本のサ
ブビームのうちの回折素子２３での０次回折光は、収束
位置Ｐ₁で収束する。従って、光ディスク８ａが使用さ
れている場合、その記録面８ａ₁には、図３（ａ）に示
すように、メインスポットＢＳａ₁およびサブスポット
ＢＳａ₂・ＢＳａ₃が形成される。

【００４７】一方、上記回折格子２にて形成されたメイ
ンビームおよび２本のサブビームのうちの回折素子２３
での±１次回折光は、収束位置Ｐ₂で収束する。従っ
て、光ディスク８ｂが使用されている場合、その記録面
８ｂ₁には、図３（ｂ）に示すように、メインスポット
ＢＳｂ₁およびサブスポットＢＳｂ₂・ＢＳｂ₃が形成
される。

【００４８】上記メインスポットＢＳａ₁・ＢＳｂ₁の
反射光は、図２に示した受光装置７の受光素子７ａに入
射し、サブスポットＢＳａ₂・ＢＳａ₃は受光素子７ｂ
に入射し、サブスポットＢＳｂ₂・ＢＳｂ₃の反射光は
受光素子７ｃに入射する。これにより、光ディスク８ａ
・８ｂからトラッキングエラー信号、再生信号およびフ
ォーカスエラー信号を得ることができる。

【００４９】尚、メインスポットＢＳａ₁およびサブス
ポットＢＳａ₂・ＢＳａ₃の反射光とメインスポットＢ
Ｓｂ₁およびサブスポットＢＳｂ₂・ＢＳｂ₃の反射光
との何れを使用するかは、実施の形態１において説明し
た方法で光ディスク８ａ・８ｂを識別することにより選
択することができる。

【００５０】本光ピックアップ装置においては、上記の
ように、第１および第２距離Ｄ₁・Ｄ₂は前記実施の形
態１に示した光ピックアップ装置での焦点距離Ｆ₁・Ｆ
₂に相当するものであるあるから、前記図４に示した原
理により、同様にしてトラックピッチが異なる両光ディ
スク８ａ・８ｂから良好なトラッキングエラー信号を得
ることができる。

【００５１】また、本光ピックアップ装置は、上記のよ
うに、１個の回折格子２と回折素子付対物レンズ２１と
により、光ディスク８ａ・８ｂに対応する各３ビームを
形成する簡単な構成である。

【００５２】さらに、本光ピックアップ装置では、前記
実施の形態１に示した光ピックアップ装置と同様、両光
ディスク８ａ・８ｂに対して動作する場合に、反射光に
よる受光装置７上でのメインスポットとサブスポットと
のピッチは変化しない。従って、同様に受光装置７の構
成を簡略化することができる。

【００５３】

【発明の効果】以上のように、請求項１の発明の光ピッ
クアップ装置は、対物レンズが、少なくともトラックピ
ッチが異なる複数種類の光記録媒体に個々に対応して切
り換え可能に複数個設けられ、前記複数の対物レンズ同
士の焦点距離の比と、前記複数種類の光記録媒体同士の
トラックピッチの比とが略同一に設定されている構成で
ある。

【００５４】これにより、本光ピックアップ装置は、ト
ラックピッチが異なる複数の光ディスクに対して、３ビ
ーム法により良好なトラッキングエラー信号を得ること
ができ、かつ異なる対物レンズを使用した場合におい
て、受光側での各３ビームの反射光の集光位置が変化し
ない。従って、トラッキングエラー信号を得るための受
光素子および演算増幅器の数が少なくてよく、光ピック
アップ装置の小型化とコストダウンとを図り得る。

【００５５】また、１個の回折素子を使用して３ビーム
法を構成することができるので、複数の回折素子を使用
する構成や、高次の回折光を使用する構成と比較して光
の利用効率が高くなる。従って、受光系での受光量に応
じた増幅率の切り換えといったことが不要となり、受光
系の構成をさらに簡略化することができるという効果を
奏する。

【００５６】また、請求項２の発明の光ピックアップ装
置は、対物レンズにおける記録媒体側とは反対側の位置
に第２回折素子が設けられ、この第２回折素子より得ら
れた０次回折光の対物レンズによる収束位置と前記対物
レンズとの距離を第１距離とし、前記第２回折素子より
得られた±１次回折光の前記対物レンズによる収束位置
と前記第２回折素子との距離を第２距離としたとき、第
１距離と第２距離との比と、前記複数種類の光記録媒体
同士のトラックピッチの比とが略同一に設定されている
構成である。

【００５７】これにより、本光ピックアップ装置は、請
求項１の発明の光ピックアップ装置と同様、トラックピ
ッチが異なる複数の光ディスクに対して、３ビーム法に
より良好なトラッキングエラー信号を得ることができ、
かつ異なる対物レンズを使用した場合において、受光側
での各３ビームの反射光の集光位置が変化しない。従っ
て、トラッキングエラー信号を得るための受光素子およ
び演算増幅器の数が少なくてよく、光ピックアップ装置
の小型化とコストダウンとを図り得るという効果を奏す
る。

【００５８】また、請求項３の発明の光ピックアップ装
置は、請求項２の発明の光ピックアップ装置において、
前記第２回折素子が、前記対物レンズにおける記録媒体
側とは反対側の面に前記対物レンズと同心状に設けら
れ、かつ対物レンズの前記面よりも小さい領域を有し、
前記第２距離が前記第１距離よりも長くなるように光を
回折させる構成である。

【００５９】これにより、第２回折素子は低コストの小
領域のものでよく、さらに装置のコストダウンが可能で
あるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態の光ピックアップ装置を
示す概略の斜視図である。

【図２】図１に示した受光装置の構成を示す説明図であ
る。

【図３】同図（ａ）は、トラックピッチが狭い図１に示
した光ディスクのトラックとメインおよびサブスポット
との関係を示す説明図、同図（ｂ）はトラックピッチが
広い上記光ディスクのトラックとメインおよびサブスポ
ットとの関係を示す説明図である。

【図４】同図（ａ）は図１に示した光ピックアップ装置
の焦点距離が短い対物レンズを使用する状態の原理図、
同図（ｂ）は上記光ピックアップ装置の焦点距離が長い
対物レンズを使用する状態の原理図である。

【図５】同図（ａ）は図１に示した光ピックアップ装置
の他の例を示す平面図、同図（ｂ）は同正面図である。

【図６】本発明の他の実施の形態の光ピックアップ装置
を示す概略の正面図である。

【図７】同図（ａ）は、従来の５ビーム法によるトラッ
クビッチが狭い光ディスクに対しての光ピックアップ装
置による走査状態を示す説明図、同図（ｂ）は、従来の
５ビーム法によるトラックビッチが広い光ディスクに対
しての光ピックアップ装置による走査状態を示す説明図
である。

【図８】従来の５ビーム法による光ピックアップ装置の
受光部の構成を示す説明図である。

【符号の説明】

２回折格子（第１回折素子）４コリメートレンズ（光学手段）５ａ対物レンズ５ｂ対物レンズ７受光装置７ａ受光素子７ｂ受光素子７ｃ受光素子８ａ光ディスク８ｂ光ディスク２１回折素子付対物レンズ２２対物レンズ２３回折素子（第２回折素子）ＢＳａ₁メインスポットＢＳａ₂サブスポットＢＳａ₃サブスポットＢＳｂ₁メインスポットＢＳｂ₂サブスポットＢＳｂ₃サブスポットＴ₁ トラックピッチＴ₂ トラックピッチ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光記録媒体にメインビームとサブビームと
を対物レンズにより集光させ、前記メインビームによる
メインスポットと、このメインスポットを挟んで前記サ
ブビームによる１対をなすサブスポットとの反射光の検
出出力からトラッキングエラー信号を得る光ピックアッ
プ装置において、前記対物レンズは、少なくともトラックピッチが異なる
複数種類の光記録媒体に個々に対応して切り換え可能に
複数個設けられ、前記複数の対物レンズ同士の焦点距離の比と、前記複数
種類の光記録媒体同士のトラックピッチの比とが略同一
に設定されていることを特徴とする光ピックアップ装
置。
【請求項２】光源と第１回折素子と対物レンズとが光源
から出射された光ビームの進行方向にこの順に設けら
れ、メインビームとサブビームとを前記対物レンズによ
り光記録媒体に集光させ、前記メインビームによるメイ
ンスポットと、このメインスポットを挟んで前記サブビ
ームによる１対をなすサブスポットとの反射光の検出出
力からトラッキングエラー信号を得る光ピックアップ装
置において、前記対物レンズにおける記録媒体側とは反対側の位置に
第２回折素子が設けられ、この第２回折素子より得られた０次回折光の対物レンズ
による収束位置と前記対物レンズとの距離を第１距離と
し、前記第２回折素子より得られた±１次回折光の前記
対物レンズによる収束位置と前記第２回折素子との距離
を第２距離としたとき、第１距離と第２距離との比と、
前記複数種類の光記録媒体同士のトラックピッチの比と
が略同一に設定されていることを特徴とする光ピックア
ップ装置。
【請求項３】前記第２回折素子は、前記対物レンズにお
ける記録媒体側とは反対側の面に前記対物レンズと同心
状に設けられ、かつ対物レンズの前記面よりも小さい領
域を有し、前記第２距離が前記第１距離よりも長くなる
ように光を回折させるものであることを特徴とする請求
項２に記載の光ピックアップ装置。