JPH11134660A

JPH11134660A - 光ヘッド装置

Info

Publication number: JPH11134660A
Application number: JP29433597A
Authority: JP
Inventors: Tsutomu Matsui; 勉松井
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1997-10-27
Filing date: 1997-10-27
Publication date: 1999-05-21

Abstract

(57)【要約】【課題】フォーカス誤差信号の外乱抑制を課題とす
る。【解決手段】反射光の０次光が通過する複合プリズム
２１０を備え、この複合プリズム２１０が、０次光を、
反射光の＋１次回折光と重複する部分を含む分割光と，
反射光の−１次回折光と重複する部分を含む分割光と，
±１次回折光のいずれとも重複しない二つの分割光とに
分割し、±１次回折光と重複する部分を含む分割光を受
光するトラッキング用光センサ２２６，２２７と、トラ
ッキング誤差信号を出力するトラッキング信号処理部２
３４と、±１次回折光のいずれとも重複しない分割光を
受光するフォーカス用光センサ２２１と、フォーカス誤
差信号を出力するフォーカス信号処理部２３２とを備え
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、光ヘッド装置に係
り、特に、相変化光ディスクにおけるランド／グルーブ
記録を行う光ヘッド装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】光ディスクから反射光からフォーカス誤
差信号検出及びトラッキング誤差信号検出をおこなう従
来の光ヘッド装置においては、読み出し又は書き込み
（以下、Ｒ／Ｗとする）の際にフォーカス誤差信号に外
乱を生じる。図８（Ａ）は、レーザ光の焦点距離を追従
させるフォーカスサーボを印加しないときのトラッキン
グ誤差信号６０１及びフォーカス誤差信号６０２を示
す。また、図８（Ｂ）は、フォーカスサーボを印加した
ときのトラッキング誤差信号６０３及びフォーカス誤差
信号６０４を示す。

【０００３】光ディスクのトラック溝がないときはこの
フォーカス誤差信号への外乱は生じない。この外乱は集
束ビームが主にトラッククロスする時の回折光によって
生じるものである。即ち、光ディスクのＲ／Ｗの方式に
起因して１回転に２回のバースト状の信号６０５が発生
する。

【０００４】図８（Ａ）のフォーカス誤差信号６０２の
ピーク間の振幅を１００％としたとき、図８（Ｂ）のフ
ォーカス誤差信号６０４の外乱のピーク間の振幅が２０
％である。

【０００５】このようにトラッククロスによる外乱が高
速アクセスするとき、目的のトラックへのトラッキング
プルインのときの整定が不安定となる。

【０００６】さらには、光ディスクの内周から外周へト
ラッキングサーボを印加しない状態で放置するとフォー
カスコイルにトラッキング誤差信号の漏れ込みがあるた
めにこの外乱が重畳され、発熱し、対物レンズホルダ自
体、対物レンズが発熱し、レンズ特性が劣化する。

【０００７】このフォーカス誤差信号への外乱を減少さ
せるための従来例として特開平８−６３７６１号公報の
光ヘッド装置７００が挙げられる。この光ヘッド装置７
００は、レーザ７０１からの発散光が、ビームスプリッ
タ７０２を介して９０度偏向して、対物レンズ７０３を
通過しつつ光ディスク７０４上に集光される（図９
（Ａ））。

【０００８】光ディスク７０４からの反射光は、対物レ
ンズ７０３で集光され、ビームスプリッタ７０２を直進
通過し、円筒レンズ７０５を通過して非点収差を生じた
状態で四角形状の検出面を有する六分割光センサ７０６
に受光される。

【０００９】光ディスク７０４からの反射光は、主に０
次光７１１が六分割光センサ７０６に受光されるが、こ
の０次光の両脇には±１次回折光７１２，７１３が生じ
ており、これが両側部から重なりあった状態で六分割光
センサ７０６に受光される（図９（Ｂ））。

【００１０】一方、この六分割光センサ７０６は、図９
（Ｃ）に示すように、正方形の受光面を六分割してなる
六つのセンサエレメント７０６ａ，７０６ｂ，７０６
ｃ，７０６ｄ，７０６ｅ，７０６ｆを備えている。これ
らの内、四つのセンサエレメント７０６ａ，７０６ｂ，
７０６ｃ，７０６ｄは、基本的には、±１次回折光７１
２，７１３を避ける位置に形成されており、これら各セ
ンサエレメント７０６ａ，７０６ｂ，７０６ｃ，７０６
ｄの出力に基づいてフォーカス誤差信号が検出される。
また、トラッキング誤差信号は、その他のセンサエレメ
ント７０６ｅ，７０６ｆから検出される。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】上述の六分割光センサ
７０６へのフォーカスサーボを印加したときの集束光は
最小錯乱円であるが、集束光の光ディスクのトラックに
よる回折によって各センサエレメント７０６ｅ，７０６
ｆに隣接トラックの回折が生じる。非点収差式フォーカ
ス誤差信号検出では、最小錯乱円ビームを検出してサー
ボ信号とＲＦ信号を得る。

【００１２】しかしながら、一般に図９の構成の光セン
サ装置７００を用いても、各光センサエレメントへの光
の漏れが生じ、トラッククロス時における各センサエレ
メント７０６ａ，７０６ｂ，７０６ｃ，７０６ｄへの±
１次回折光の漏れ込みは防ぐことができなかった。この
ため、外乱がフォーカス誤差信号に大きく重畳すると高
速アクセス時に安定したフォーカスサーボを印加するこ
とができず、安定したＣＵＥＵＰが完了しなかった。

【００１３】

【発明の目的】本発明は、かかる従来例の有する不都合
を改善し、特に、トラッククロスによるフォーカス誤差
信号への漏れ込みを低減し得る光ヘッド装置を提供する
ことを、その目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本願発明は、光ディスク
からの反射光からフォーカス誤差信号検出及びトラッキ
ング誤差信号検出をおこなう光ヘッド装置において、反
射光の０次光が通過する複合プリズムを備えると共に、
この複合プリズムが、０次光を、反射光の＋１次回折光
と重複する部分を含む分割光と，この分割光に対して０
次光の中心を挟んでほぼ対称な位置となる反射光の−１
次回折光と重複する部分を含む分割光と，０次光の中心
を挟んで互いにほぼ対称な位置となる±１次回折光のい
ずれとも重複しない二つの分割光とに分割する。

【００１５】さらに、この光ヘッド装置は、＋１次回折
光と重複する部分を含む分割光及び−１次回折光と重複
する部分を含む分割光を受光するトラッキング用光セン
サと、このトラッキング用光センサの出力に基づいてト
ラッキング誤差信号を出力するトラッキング信号処理部
と、±１次回折光のいずれとも重複しない分割光を受光
するフォーカス用光センサと、このフォーカス用光セン
サの出力に基づいてフォーカス誤差信号を出力するフォ
ーカス信号処理部と、を備えている。

【００１６】上述の構成では、光ディスクからの反射光
が、複合プリズムを通過する際に、四分割される。そし
て、＋１次回折光と重複する部分を含む分割光と，−１
次回折光と重複する部分を含む分割光とがトラッキング
用光センサに受光され、その出力に基づいてトラッキン
グ信号処理部によりトラッキング誤差信号が算出され
る。また、±１次回折光のいずれとも重複しない二つの
分割光がフォーカス用光センサに受光され、その出力に
基づいてフォーカス信号処理部によりフォーカス誤差信
号が算出される。

【００１７】また、上述の複合プリズムが、＋１次回折
光と重複する部分を含む分割光の入射領域と−１次回折
光と重複する部分を含む分割光の入射領域とを，入射す
る反射光と相対的な位置関係にある光ディスクのトラッ
クの方向と平行な当該複合プリズムを二等分する中心線
を挟んで対称な位置に有し、±１次回折光のいずれとも
重複しない二つの分割光の入射領域を中心線の両端部に
それぞれ有する構成としても良い。

【００１８】さらにまた、複合プリズムを、複数のクサ
ビ型のプリズムの集合、或いは、反射光の入射角度に対
してそれぞれ所定方向に傾斜した複数の平行透明平板の
集合により構成しても良い。

【００１９】またここで、上述のフォーカス用光センサ
を、その受光面が十字に仕切られてなる四つの受光面を
備えた四分割光センサ、或いは、±１次回折光のいずれ
とも重複しない二つの分割光に個別に対応する，受光面
が一本の境界線で仕切られてなる二つの二分割光センサ
から構成しても良い。

【００２０】また、フォーカス用光センサを四分割光セ
ンサとした場合、各受光面の受光量に比例する出力を，
当該各受光面の円順（十字の仕切りの中心を通過する当
該受光面の法線を中心軸とする円に沿って順番に）に
ａ，ｂ，ｃ，ｄとしたとき、フォーカス信号処理部が、
フォーカス誤差信号を（ａ＋ｃ）−（ｂ＋ｄ）の演算か
ら求め、その演算結果が０又は正負の数値のいずれにな
るかによってフォーカス誤差量を求める構成としても良
い。

【００２１】また或いは、複合プリズムを平行当面板か
ら構成した場合には、フォーカス用光センサを、その受
光面が一本の境界線で仕切られてなる二つの並列された
二分割光センサから構成し、これら各二分割光センサが
個別に±１次回折光のいずれとも重複しない二つの分割
光の一方と他方とを受光すると共に、各二分割光センサ
の境界線について、±１次回折光のいずれとも重複しな
い二つの分割光を分割する二つの平行透明平板の離間距
離とほぼ等しく設定する構成としても良い。

【００２２】

【発明の実施の形態】次に本発明の第１の実施形態を図
面を参照して説明する。本実施形態は、光ディスクから
の反射光からフォーカス誤差信号検出及びトラッキング
誤差信号検出をおこなう１ビーム式の光ヘッド装置１０
０を示す。

【００２３】図１乃至図５は、第１の実施形態たる相変
化光ディスク対応の光ヘッド装置１００の基本的な光学
系を示す。

【００２４】読み出し又は書き込み用のレーザ光源１０
１からの発散光はコリメータレンズ１０２で平行光とな
り、ビームスプリッタ１０３で９０度偏向し対物レンズ
１０４側に向かう。そして、レーザ光は、トラック溝１
０５を有する光ディスク１０６に集光する。

【００２５】なおここでは、便宜上、レーザ光の状態は
光ディスク１０６へフォーカスサーボとトラッキングサ
ーボが印加された状態のものを示す（後述する反射光の
０次光１０７の中心が後述する複合プリズム２１０の中
心を通過している状態）。

【００２６】光ディスク１０６からの反射光は、対物レ
ンズ１０４で再び平行ビームとなる。ところで、この反
射光は、光軸中心の光ディスク１０６からの回折光の０
次光１０７と±１次光１０８，１０９からなる。

【００２７】この光ディスク１０６からの反射光は、対
物レンズ１０４の焦点距離ｆが３．３７［ｍｍ］、開口
数ＮＡが０．６である場合、反射光のビーム直径Φは、
次式（１）の如く、約４［ｍｍ］のビームとなる。

【００２８】 Φ＝２×ｆ×ＮＡ＝４［ｍｍ］ …（１）

【００２９】さらに、レーザ波長λが０．６８［μ
ｍ］、光ディスク１０６のトラックピッチＴＰが１．２
［μｍ］である場合、光ディスク１０６からの±１次光
の発散角度（Θ）は次式（２）に表わされる。

【００３０】 Θ＝ｓｉｎ^-1（λ／ＴＰ） …（２）

【００３１】このとき、±１次光のビームの中心は０次
光の中心からそれぞれ次式（３）で示される距離Ｄだけ
離れる。

【００３２】Ｄ＝ｆ×ｓｉｎ（Θ）＝１．８９［ｍｍ］ …（３）

【００３３】これから、光ディスク１０６からの反射光
のビーム直径は４［ｍｍ］であることから、ほぼ０次光
１０７の外周に±１次光ビーム１０８，１０９の中心１
１０，１１１が位置することになる。

【００３４】この状態から、０次光の内，反射光の±１
次光１０８，１０９のいずれとも重複しない光部分を、
±１次回折光からの漏れ光なしに受光し、トラッククロ
ス時のフォーカス誤差信号への外乱の原因を排除するこ
とを目的とする。

【００３５】図２は、光ディスク１０６からの反射光の
進路上に、進行方向に順に配設された集束レンズ２０
１，複合プリズム２１０及び六分割光センサ２２０を示
している。

【００３６】この複合プリズム２１０は、０次光１０７
を、反射光の−１次回折光１０８と重複する部分を含む
分割光２０５と，この分割光に対して０次光の中心を挟
んでほぼ対称な位置となる反射光の＋１次回折光１０９
と重複する部分を含む分割光２０６と，０次光１０７の
中心を挟んで互いにほぼ対称な位置となる±１次回折光
１０８，１０９のいずれとも重複しない二つの分割光２
０３，２０４とに分割する。

【００３７】上記複合プリズム２１０は、各分割光２０
３，２０４，２０５，２０６を、六分割光センサ２２０
を構成するフォーカス用光センサ２２１又はトラッキン
グ用光センサ２２６，２２７（図５参照）のいずれか所
定のものにそれぞれ向かわせるために、四つのプリズム
の複合体を形成している。

【００３８】即ち、複合プリズム２１０は、図３に示す
ように、０次光１０７と−１次回折光１０８とが重複す
る部分を含む分割光２０５の入射領域を成すプリズム２
１３と、０次光１０７と−１次回折光１０９とが重複す
る部分を含む分割光２０６の入射領域を成すプリズム２
１４と、０次光１０７の内の±１次回折光１０８，１０
９のいずれとも重複しない二つの分割光２０３，２０４
のそれぞれの入射領域を成すプリズム２１１，２１２と
が一体的に結合して構成されている。

【００３９】ここで、通常、レーザ光のスポットはその
中心を、光ディスク１０６のトラック１０５に位置決め
して照射される。かかる場合における反射光の０次光１
０７に対して相対的な位置にトラック１０５を複合プリ
ズム２１０上に投影すると、図３の二点鎖線（複合プリ
ズムを二等分する中心線）１０５ｔのように示される。
この二点鎖線１０５ｔは、複合プリズム２１０の中心を
垂直方向に通過しており、この二点鎖線１０５ｔを挟ん
で上述のプリズム２１３，２１４が線対称を成し、また
複合プリズム２１０における二点鎖線１０５ｔの両極と
なる位置に上述のプリズム２１１，２１２が位置してい
る。

【００４０】さらに、プリズム２１３は、０次光１０７
と−１次回折光１０８とが重複する領域を包含するべく
等脚台形状を成し、プリズム２１４は、０次光１０７と
＋１次回折光１０９とが重複する領域を包含するべく等
脚台形状を成している。また、各プリズム２１１，２１
２は、０次光１０７の±１次回折光１０８，１０９のい
ずれとも重複しない領域の一部をそれぞれ包含するべく
二等辺三角形状を成している。

【００４１】さらに、各プリズム２１１，２１２，２１
３，２１４について、図４に基づいて詳説する。図４
（Ａ）は、Ｐ−Ｐ線に沿ったプリズム２１１の断面形状
を示し、この図によれば、プリズム２１１は、右端部に
比べて左端部が肉厚の錆形状をしているため、分割光２
０３は左側に屈折する。さらに、図４（Ｂ）は、Ｓ−Ｓ
線に沿ったプリズム２１１の断面形状を示し、この図に
よれば、プリズム２１１は、上端部に比べて下端部が肉
厚の錆形状をしているため、分割光２０３は下側に屈折
する。即ち、このプリズム２１１により、分割光２０３
は、左下側に偏向する。この偏向方向はプリズム２１１
の斜面の角度に依存する。

【００４２】図４（Ｃ）は、Ｑ−Ｑ線に沿ったプリズム
２１３，２１４の断面形状を示し、この図によれば、プ
リズム２１３は、右端部に比べて左端部が肉厚の錆形状
をしているため、分割光２０５は屈折して左側に偏向す
る。この偏向方向は各プリズム２１３，２１４の斜面の
角度に依存する。一方、プリズム２１４は、左端部に比
べて右端部が肉厚の錆形状をしているため、分割光２０
６は右側に屈折する。さらに、図４（Ｄ）は、Ｓ−Ｓ線
に沿ったプリズム２１３，２１４の断面形状を示し、こ
の図によれば、プリズム２１３，２１４は、一様な厚さ
であるため、分割光２０５，２０６は直進する。

【００４３】図４（Ｅ）は、Ｒ−Ｒ線に沿ったプリズム
２１２の断面形状を示し、この図によれば、プリズム２
１２は、左端部に比べて右端部が肉厚の錆形状をしてい
るため、分割光２０４は右側に屈折する。さらに、図４
（Ｆ）は、Ｓ−Ｓ線に沿ったプリズム２１２の断面形状
を示し、この図によれば、プリズム２１４は、下端部に
比べて上端部が肉厚の錆形状をしているため、分割光２
０４は上側に屈折する。即ち、このプリズム２１２によ
り、分割光２０４は、右上側に偏向する。この偏向方向
はプリズム２１２の斜面の角度に依存する。

【００４４】なお、図２に示す複合プリズム２１０で
は、各プリズムの境界に生じる段差を便宜上省略して描
いてる。

【００４５】上記複合プリズム２１０により分割・偏向
された各分割光２０３，２０４，２０５，２０６は、前
述した六分割光センサ２２０に受光される。図５に示す
ように、六分割光センサ２２０を構成するフォーカス用
光センサ２２１は、四角形状の受光面を十字状の仕切り
に四分割してなる四つのセンサエレメント２２２，２２
３，２２４，２２５を有しており、十字の仕切りの中心
が０次光１０７の中心線Ｌ上に位置している。そして、
フォーカス用光センサ２２１の左側二つのセンサエレメ
ント２２２，２２３により分割光２０３を受光し、右側
二つのセンサエレメント２２４，２２５により分割光２
０４を受光する。

【００４６】各センサエレメント２２２，２２３，２２
４，２２５は、受光量（ここでは、受光面積）に比例す
る電流を出力する。これらからの出力を順にａ，ｂ，
ｃ，ｄとする。これらの出力の内、一方の対角に互いに
位置するセンサエレメント（２２２と２２４）の出力
ａ，ｃを加え合わせ、増幅器２３２を介して増幅且つ電
圧に変換し、フォーカス信号処理部たる減算器２３１に
入力する。

【００４７】また、他方の対角に互いに位置するセンサ
エレメント（２２３と２２５）の出力ｂ，ｄを加え合わ
せ、増幅器２３３を介して増幅且つ電圧に変換し、フォ
ーカス信号処理部たる減算器２３１に入力する。これに
より、減算器２３１では、次式（４）に基づいてフォー
カス誤差信号ＦＥを得る。

【００４８】ＦＥ＝（ａ＋ｃ）−（ｂ＋ｄ） …（４）

【００４９】また、分割光２０５，２０６は、それぞれ
フォーカス用光センサ２２６，２２７に入射する。各フ
ォーカス用光センサ２２６，２２７は、受光量（ここで
は、光強度）に比例する電流を出力する。各センサ出力
を順にｅ，ｆとする。これらの出力ｅ，ｆをそれぞれ増
幅器２３５，２３６を介して増幅且つ電圧に変換し、ト
ラック信号処理部たる減算器２３４に入力し、次式
（５）によりトラック誤差信号ＴＥを得る。

【００５０】ＴＥ＝ｅ−ｆ …（５）

【００５１】以下、第１の実施形態の動作を説明する。
レーザ光源１０１からレーザ光が射出され、コリメータ
レンズ１０２で平行光となり、ビームスプリッタ１０３
で９０度偏向し対物レンズ１０４側に向かう。そして、
レーザ光は、トラック溝１０５を有する光ディスク１０
６に集光する。

【００５２】さらに、レーザ光は反射され、再び対物レ
ンズ１０４を通過してビームスプリッタ１０３を直進
し、集束レンズ２０１を介して収束される。この反射光
は、収束しつつも複合プリズム２０６に入射し、四つの
分割光２０３，２０４，２０５，２０６に分割される。

【００５３】このとき、０次光１０７の±１次回折光１
０８，１０９と重複する部分を含む分割光２０５，２０
６は、それぞれ六分割光センサ２２０のトラッキング用
光センサ２２６，２２７にそれぞれ入射し、その出力に
基づいてトラッキング誤差信号ＴＥが減算器２３４から
出力される。

【００５４】一方、０次光１０７の±１次回折光１０
８，１０９のいずれとも重複しない分割光２０３，２０
４は、フォーカス用光センサ２２１に入射し、各センサ
エレメント２２２，２２３，２２４，２２５からの出力
ａ，ｂ，ｃ，ｄに基づいて減算器２３１によりフォーカ
ス誤差信号ＦＥが算出される。

【００５５】光ヘッド装置１００を搭載した光ディスク
装置は、これらトラッキング誤差信号ＴＥ及びフォーカ
ス誤差信号ＦＥに基づいて対物レンズ駆動機構を制御
し、フォーカシング及びトラッキングを行う。

【００５６】以上のように、この第１の実施形態では、
フォーカス誤差信号を光ディスクからの反射光の０次光
と±１次光がオーバラップしない図３中における上下二
箇所の部分を、受光面を分断してなる複数のセンサエレ
メントを備える光センサによって直接検出するのではな
く、複合プリズム２１０によって、予め反射光の０次光
を±１次回折光と重複する部分と重複しない部分とに分
岐させることによってフォーカス用光センサ２２１へ±
１次回折光の漏れ光がない状態で検出できるため、従来
のものと比較してフォーカス誤差信号への外乱を抑制す
ることが可能である。

【００５７】試験結果によれば、０次光を受光面を分断
してなる複数のセンサエレメントを備える光センサによ
って直接フォーカス誤差信号を検出する従来例が、フォ
ーカス誤差信号への外乱を２０％程度に抑制するのに比
べて、本実施形態では、この外乱を１０％以下にするこ
とが可能である。

【００５８】次に、本願発明の第２の実施形態につい
て、図６乃至図７に基づいて説明する。

【００５９】この第２の実施形態では、複合プリズムと
六分割光センサのフォーカス用光センサを除いて上述し
た光ヘッド装置１００と同一の構成である。従って、こ
れら複合プリズム３１０及びフォーカス用光センサ３２
１についてのみ説明する。

【００６０】上記複合プリズム３１０は、前述した複合
プリズム２１０と同様の境界線により仕切られている
が、複合プリズム２１０の場合と異なり、クサビ型のプ
リズムの代わりに、四つの平行透明平板３１１，３１
２，３１３，３１４の結合により形成されている。これ
ら各平行透明平板は、その法線が０次光の光軸に対して
それぞれ所定方向に傾斜して結合されており、０次光が
入射した場合に、各平行透明平板に入射した部分がそれ
ぞれ一定の光路差を生じて通過することにより、前述し
た複合プリズム２１０とほぼ同様の効果を生ぜしめるこ
とが可能である。

【００６１】各平行透明平板３１１，３１２，３１３，
３１４について、図７に基づいて詳説する。図７（Ａ）
は、Ｔ−Ｔ線に沿った平行透明平板３１１の断面形状を
示し、この図によれば、平行透明平板３１１は、０次光
の中心線Ｌに対してその法線が時計方向に角度θ₁だけ
傾斜している。このため、分割光２０３は、左側に光路
差を生じた状態で平行透明平板３１１を通過する。さら
に、図７（Ｂ）は、Ｗ−Ｗ線に沿った平行透明平板３１
１の断面形状を示し、この図によれば、平行透明平板３
１１は、０次光１０７の中心線Ｌに垂直であるため、分
割光２０３は、直進する。

【００６２】図７（Ｃ）は、Ｕ−Ｕ線に沿った平行透明
平板３１３，３１４の断面形状を示し、この図によれ
ば、平行透明平板３１３は、０次光の中心線Ｌに対して
その法線が時計方向に角度θ₂（θ₂＞θ₁）だけ傾斜し
ている。このため、分割光２０５は、左側に光路差を生
じた状態で平行透明平板３１３を通過する。また、平行
透明平板３１４は、０次光の中心線Ｌに対してその法線
が反時計方向に角度θ₂だけ傾斜している。このため、
分割光２０６は、右側に光路差を生じた状態で平行透明
平板３１４を通過する。さらに、図７（Ｄ）は、Ｗ−Ｗ
線に沿った平行透明平板３１３，３１４の断面形状を示
し、この図によれば、平行透明平板３１３，３１４は、
０次光１０７の中心線Ｌに垂直であるため、分割光２０
５，２０６は、いずれも直進する。

【００６３】図７（Ｅ）は、Ｖ−Ｖ線に沿った平行透明
平板３１２の断面形状を示し、この図によれば、平行透
明平板３１２は、０次光の中心線Ｌに対してその法線が
反時計方向に角度θ₁だけ傾斜している。このため、分
割光２０４は、右側に光路差を生じた状態で平行透明平
板３１２を通過する。さらに、図７（Ｆ）は、Ｗ−Ｗ線
に沿った平行透明平板３１２の断面形状を示し、この図
によれば、平行透明平板３１２は、０次光１０７の中心
線Ｌに垂直であるため、分割光２０４は、直進する。

【００６４】上述した各平行透明平板による光路差Δ
は、平板透明板の厚さ＝Ｈ、屈折率＝ｎ、入射角＝θと
すると次式（６）で表わされる。

【００６５】 △＝Ｈ×ｓｉｎ（θ−ｓｉｎ^-1（ｓｉｎθ／ｎ））／ｃｏｓθ …（６）

【００６６】上述した各平行透明平板３１１，３１２，
３１３，３１４の厚さＨ及び傾斜角度θ₁，θ₂は、複合
プリズム３１０の下流側に配設される六分割光センサ３
２０のトラッキング用光センサ２２６，２２７及びフォ
ーカス用光センサ３２１の各センサエレメント３２２，
３２３，３２４，３２５の配置に対応する光路差に基づ
いて予め設定される。

【００６７】また、この分割プリズム３１０は、各平板
透明平板としてガラスをカットした個別部品を紫外線照
射型接書剤で固定するか、この形状をしたものをプラス
チック成形もしくはガラス成形で形成することも可能で
ある。

【００６８】上記複合プリズム３１０により分割・偏向
された各分割光２０３，２０４，２０５，２０６は、前
述したように六分割光センサ３２０に受光される。図８
に示すように、六分割光センサ３２０を構成するフォー
カス用光センサ３２１は、横方向の仕切により上下二分
割された二つの二分割光センサからなり、合計四つのセ
ンサエレメント３２２，３２３，３２４，３２５を備え
ている。各二分割光センサの横方向の仕切には、段差が
設けられ、この段差が分割光２０３と２０４の離間距離
にほぼ等しく設定されている。このため、前述した複合
プリズム３１０の各平行透明平板３１１，３１２は、垂
直方向を軸としてのみ傾斜させれば、各分割光２０３，
２０４をフォーカス用光センサ３２１に入射させること
ができる。

【００６９】そして、フォーカス用光センサ３２１の左
側二つのセンサエレメント３２２，３２３により分割光
２０３を受光し、右側二つのセンサエレメント３２４，
３２５により分割光２０４を受光する。

【００７０】各センサエレメント３２２，３２３，３２
４，３２５は、前述したフォーカス用光センサ２２１と
同様に、受光量（ここでは、受光面積）に比例する電流
を出力する。これらからの出力を順にａ，ｂ，ｃ，ｄと
すると、フォーカス信号処理部たる減算器２３１によ
り、前述した式（４）に基づいてフォーカス誤差信号Ｆ
Ｅが算出される。

【００７１】以上のように、この第２の実施形態では、
前述した第１の実施形態と同様の効果を備えると共に、
複合プリズム３１０を平行透明平板により形成している
ため、形成が容易且つ生産性の向上を図ることが可能で
ある。また、各平行透明平板の傾斜角度により各分割光
に生じる光路差を調整することができるため、種々のフ
ォーカス用光センサ及びトラッキング用光センサに容易
に対応を図ることが可能である。

【００７２】

【発明の効果】以上のように、本発明は、フォーカス誤
差信号を光ディスクからの反射光の０次光における±１
次光がオーバラップしない二箇所の領域を、受光面を分
断してなる複数のセンサエレメントを備える光センサに
よって直接検出するのではなく、複合プリズムによっ
て、予め反射光の０次光を±１次回折光と重複する部分
と重複しない部分とに分岐させることによってフォーカ
ス用光センサへ±１次回折光の漏れ光がない状態で検出
できるため、従来のものと比較してより効果的にフォー
カス誤差信号への外乱を抑制することが可能である。

【００７３】このため、高速アクセス時に安定したフォ
ーカスサーボを印加することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願発明の第１の実施形態たる光ヘッド装置の
光学系に生じる反射光の０次光と±１次光の分布を示す
説明図である。

【図２】光ヘッド装置の複合プリズムと六分割光センサ
を示す斜視図である。

【図３】光ヘッド装置の複合プリズムの正面図である。

【図４】複合プリズムの断面図であり、図４（Ａ）は±
１次回折光のいずれとも重複しない一方の分割光を分割
するクサビ型のプリズムのＰ−Ｐ線に沿った断面図であ
り，図４（Ｂ）は同プリズムのＳ−Ｓ線に沿った断面図
であり，図４（Ｃ）は±１次回折光のそれぞれに重複す
る分割光を分割するクサビ型のプリズムのＱ−Ｑ線に沿
った断面図であり，図４（Ｄ）は同プリズムのＳ−Ｓ線
に沿った断面図であり，図４（Ｅ）は±１次回折光のい
ずれとも重複しない他方の分割光を分割するクサビ型の
プリズムのＰ−Ｐ線に沿った断面図であり，図４（Ｆ）
は同プリズムのＳ−Ｓ線に沿った断面図である。

【図５】光ヘッド装置の信号検出系を示すブロック図で
ある。

【図６】本願発明の第２の実施形態たる光ヘッド装置の
複合プリズムと六分割光センサを示す斜視図である。

【図７】図６に開示した複合プリズムの断面図であり、
図７（Ａ）は±１次回折光のいずれとも重複しない一方
の分割光を分割する平行透明平板のＴ−Ｔ線に沿った断
面図であり，図７（Ｂ）は同平行透明平板のＷ−Ｗ線に
沿った断面図であり，図７（Ｃ）は±１次回折光のそれ
ぞれに重複する分割光を分割する平行透明平板のＵ−Ｕ
線に沿った断面図であり，図７（Ｄ）は同平行透明平板
のＷ−Ｗ線に沿った断面図であり，図７（Ｅ）は±１次
回折光のいずれとも重複しない他方の分割光を分割する
平行透明平板のＶ−Ｖ線に沿った断面図であり，図７
（Ｆ）は同平行透明平板のＷ−Ｗ線に沿った断面図であ
る。

【図８】従来技術のトラッキング誤差信号及びフォーカ
ス誤差信号を示す線図であり、図８（Ａ）はフォーカス
サーボを印加しない状態を示し、図８（Ｂ）はフォーカ
スサーボを印加した状態を示す。

【図９】図９（Ａ）は従来の光ヘッド装置の光学系，図
９（Ｂ）はその受光センサに受光される反射光の分布，
図９（Ｃ）は受光センサ自体の構成を示す図である。

【符号の説明】

１００光ヘッド装置１０７０次光１０８ −１次回折光１０９＋１次回折光２０３，２０４ ±１次回折光のいずれとも重複しない
二つの分割光２０５ −１次回折光と重複する部分を含む分割光２０６＋１次回折光と重複する部分を含む分割光２１０，３１０複合プリズム２１１，２１２プリズム（±１次回折光のいずれとも
重複しない二つの分割光の入射領域）２１３クサビ型のプリズム（−１次回折光と重複する
部分を含む分割光の入射領域）２１４クサビ型のプリズム（＋１次回折光と重複する
部分を含む分割光の入射領域）２１６，２１７トラッキング用光センサ２２１四分割光センサ（フォーカス用光センサ）２２２，２２３，２２４，２２５センサエレメント
（受光面）２３１減算器（フォーカス信号処理部）２３４減算器（トラッキング信号処理部）３１１，３１２，３１３，３１４平行透明平板ＴＥトラッキング誤差信号ＦＥフォーカス誤差信号

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光ディスクからの反射光からフォーカス
誤差信号検出及びトラッキング誤差信号検出をおこなう
光ヘッド装置において、前記反射光の０次光が通過する複合プリズムを備えると
共に、この複合プリズムが、前記０次光を、前記反射光の＋１
次回折光と重複する部分を含む分割光と，この分割光に
対して前記０次光の中心を挟んでほぼ対称な位置となる
前記反射光の−１次回折光と重複する部分を含む分割光
と，前記０次光の中心を挟んで互いにほぼ対称な位置と
なる前記±１次回折光のいずれとも重複しない二つの分
割光とに分割し、前記＋１次回折光と重複する部分を含む分割光及び−１
次回折光と重複する部分を含む分割光を受光するトラッ
キング用光センサと、このトラッキング用光センサの出力に基づいてトラッキ
ング誤差信号を出力するトラッキング信号処理部と、前記±１次回折光のいずれとも重複しない分割光を受光
するフォーカス用光センサと、このフォーカス用光センサの出力に基づいてフォーカス
誤差信号を出力するフォーカス信号処理部と、を備えることを特徴とする光ヘッド装置。
【請求項２】前記複合プリズムが、前記＋１次回折光と重複する部分を含む分割光の入射領
域と前記−１次回折光と重複する部分を含む分割光の入
射領域とを，入射する前記反射光と相対的な位置関係に
ある前記光ディスクのトラックの方向と平行な当該複合
プリズムを二等分する中心線を挟んで対称な位置に有
し、前記±１次回折光のいずれとも重複しない二つの分割光
の入射領域を前記中心線の両端部にそれぞれ有すること
を特徴とする請求項１記載の光ヘッド装置。
【請求項３】前記複合プリズムが四つのクサビ型のプ
リズムの集合からなることを特徴とする請求項１又は２
記載の光ヘッド装置。
【請求項４】前記複合プリズムが前記反射光の入射角
度に対してそれぞれ所定方向に傾斜した四つの平行透明
平板の集合からなることを特徴とする請求項１又は２記
載の光ヘッド装置。
【請求項５】前記フォーカス用光センサを、その受光
面が十字に仕切られてなる四つの受光面を備えた四分割
光センサから構成したことを特徴とする請求項１，２，
３又は４記載の光ヘッド装置。
【請求項６】前記フォーカス用光センサを、その受光
面が一本の境界線で仕切られてなる二つの二分割光セン
サから構成し、これら各二分割光センサが個別に前記±１次回折光のい
ずれとも重複しない二つの分割光の一方と他方とを受光
することを特徴とする請求項１，２，３又は４記載の光
ヘッド装置。
【請求項７】前記四分割光センサの各受光面の受光量
に比例する出力を，当該各受光面の円順にａ，ｂ，ｃ，
ｄとしたとき、前記フォーカス信号処理部が、前記フォーカス誤差信号
を（ａ＋ｃ）−（ｂ＋ｄ）の演算から求めることを特徴
とする請求項５記載の光ヘッド装置。
【請求項８】前記フォーカス用光センサを、その受光
面が一本の境界線で仕切られてなる二つの並列された二
分割光センサから構成し、これら各二分割光センサが個別に前記±１次回折光のい
ずれとも重複しない二つの分割光の一方と他方とを受光
すると共に、前記各二分割光センサの境界線について、
前記±１次回折光のいずれとも重複しない二つの分割光
を分割する前記二つの平行透明平板の離間距離とほぼ等
しく設定したことを特徴とする請求項４記載の光ヘッド
装置。