JP2008102995A - 光ピックアップ装置および光ディスク装置 - Google Patents

Abstract

【課題】
本発明は、対物レンズの変位および未記録、記録領域の境界部で発生するトラッキング誤差信号オフセットを同時に抑制することのできる光ピックアップ、光ディスク装置を提供することを目的とする。
【解決手段】
ディスクから反射した光束を分割して検出する。検出器は、領域１，２，３，４を有する受光部があり、領域１および３と領域２および４は受光部の中心軸に対して線対称である。また領域１と領域２は受光部の中心軸から略垂直方向に離れるに従って分割線方向の幅が狭くなるような形状となっている。このような検出器から得られる４つの信号によりトラッキング誤差信号を検出する。
【選択図】図３

Description

本発明は、光ピックアップ装置および光ディスク装置に関する発明である。

本技術分野の背景技術としては、例えば特開平９−２２３３２１号公報がある。本公報には、課題として「光学部品を低減し装置を簡単にすることができる光学的情報再生装置を提供するとともに、光デスクの特性に応じてトラッキング誤差信号を調整できる光学的情報再生装置の調整方法を提供する」と記載があり、解決手段として「光学的情報再生装置は、光ディスクに光を照射する対物レンズを有する光ピックアップと、光ディスクからの出射光の光スポットを、トラックに相当する方向に対して略垂直に分割して、光スポットをその中心に対して端領域と中領域とに形成する第１の分割手段と、端領域および中領域の光スポットをさらに光ディスクのトラックに相当する方向に対して略平行に分割する第２の分割手段と、第１の分割手段および前記第２の分割手段によって分割された光を受光する複数の受光セルを有する受光素子と、第２の分割手段により分割された端領域の光を受光する受光セルの出力同士の演算を行い、受光素子上の光スポットの相対的変位を検出する光スポットずれ信号検出手段と、第２の分割手段により分割された中領域の光を受光する受光セルの出力同士の演算を行い、トラックと対物レンズの相対的変位を検出するトラッキング誤差生成手段と、光スポットずれ信号検出手段の出力信号とトラッキング誤差生成手段の出力信号の演算により、トラッキング誤差信号のオフセットを補正するオフセット補正手段と、対物レンズを光ディスクのトラックを横切る方向に駆動する対物レンズ駆動装置と、対物レンズ駆動装置を駆動制御するトラッキング制御手段と、アクセス時にはトラッキング制御手段の入力を光スポットずれ信号検出手段の出力とし、光ディスクの情報再生時にはトラッキング制御手段の入力を、オフセット補正手段を介した
トラッキング誤差生成手段の出力に切り換える切り換え手段とを備えた」と記載がある。

特開平９−２２３３２１号公報

光ピックアップ装置は、一般に光ディスク内にある所定の記録トラック上に正しくスポットを照射するため、フォーカス誤差信号の検出により対物レンズをフォーカス方向に変位させてフォーカス方向に調整が行われる他、トラッキング誤差信号を検出して対物レンズをディスク状記録媒体の半径方向へ変位させてトラッキング調整が行われる。これらの信号により対物レンズの位置制御が行われる。

このうちトラッキング誤差信号検出方法として、プッシュプル方式が知られているが、対物レンズのトラッキング方向変位により大きな直流変動（以下ＤＣオフセットと呼ぶ）が生じやすいという課題がある。そこで、このＤＣオフセットの低減を図ることのできる差動プッシュプル方式が広く用いられている。

差動プッシュプル方式（ＤＰＰ：Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ Ｐｕｓｈ Ｐｕｌｌ方式）は、回折格子によって光束を主光束と副光束に分割し、半径方向の主光束のスポットと副光束のスポットを用いてＤＣオフセットを低減している。

ところが、光ディスク上に複数のスポットを形成するため、主光束の光利用効率が低下する。この主光束はフォーカス誤差信号およびトラッキング誤差信号を生成するだけでなく、記録用光ディスク上に記録マークを生成する役割がある。記録用光ディスクに記録する場合、その記録速度はディスク上の主光束の光量が大きいほど速くなるため、往路光学系に回折格子を用いることは記録倍速の観点から不利となる。

そこで特許文献１ではディスク上に１つのスポットを形成し、その反射光を複数の領域に分けることで対物レンズがトラッキング方向に変位してもＤＣオフセットのない安定したトラッキング誤差信号を検出している。このような構成とすることで光利用効率が低下せず、記録倍速を上げられる利点がある。（以下１ビーム方式と呼ぶ）
ところが、特許文献１のような検出器の領域分けをすると、例えばＢＤ−ＲＥ、ＢＤ−Ｒ等の記録型光ディスクで課題が発生する。記録型光ディスクの場合、記録されていない領域（以下未記録領域と呼ぶ）と、すでに記録されている領域（以下記録領域と呼ぶ）が存在する。特許文献１のような領域分けではディスク上の未記録領域と記録領域の境界部で発生するトラッキング誤差信号のオフセットを低減することができず課題となる。

以上より本発明では、上記１ビーム方式における課題点である未記録領域と記録領域の境界部で発生するトラッキング誤差信号のオフセットを改善する。具体的には未記録領域と記録領域の境界部が存在する光ディスクであっても安定したトラッキング誤差信号を検出することのできる新しいトラッキング誤差信号検出手段を用いた光ピックアップ装置あるいは光学情報再生装置または光学的情報記録再生装置を提供する。

本発明は、安定したトラッキング誤差信号を検出することのできる光ピックアップ装置および光学的情報記録再生装置を提供することを目的とする。

上記目的は、その一例として特許請求の範囲に記載の構成によって達成できる。

本発明によれば、安定したトラッキング誤差信号を検出することのできる光ピックアップ装置および光学的情報記録再生装置を提供することができる。

図１は本発明の第１の実施例に係る光ピックアップ装置の一例を示した概略構成図である。

光ピックアップ装置１は、図１のように駆動機構７によって光ディスク１００の半径方向に駆動することができるように構成されている。また光ピックアップ装置上のアクチュエータ５には対物レンズ２が搭載されており、この対物レンズ２から光ディスク上に光が照射される。対物レンズ２から出射した光はディスク上にスポットを形成し、ディスクを反射する。この反射光を検出することでフォーカス誤差信号、トラッキング誤差信号が生成される。

上記のような光ピックアップ装置において、図２は光学系について示している。ここではＢＤについて説明するが、ＨＤ ＤＶＤや他の記録方式であってもなんら構わない。

半導体レーザ５０からは、波長略４０５ｎｍの光束が発散光として出射される。半導体レーザ５０から出射した光束はコリメートレンズ５１により略平行な光束に変換される。コリメートレンズ５１を透過した光束はビームスプリッタ５２を反射する。なお一部の光束はビームスプリッタ５２を透過しフロントモニタ５３に入射する。一般的にＢＤ−ＲＥ、ＢＤ−Ｒなどの記録型の光ディスクに情報を記録する場合には、光ディスクの記録面に所定の光量を照射させるため、半導体レーザの光量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５３は記録型の光ディスクに信号を記録する際に、半導体レーザ５０の光量の変化を検出し、半導体レーザ５０の駆動回路（図示せず）にフィードバックされる。これにより光ディスク上の光量をモニタすることが可能となる。

ビームスプリッタ５２を反射した光束はビームエキスパンダ５４に入射する。ビームエキスパンダ５４は、光束の発散・収束状態を変えることで、光ディスク１００のカバー層の厚み誤差による球面収差を補償することに使用される。ビームエキスパンダ５４を出射した光束は立ち上げミラー５５を反射、１／４波長板５６を透過後、アクチュエータ５に搭載された対物レンズ２により光ディスク１００上に集光される。

光ディスク１００により反射した光束は、対物レンズ２、１／４波長板５６、立ち上げミラー５５、ビームエキスパンダ５４、ビームスプリッタ５２を透過する。ビームスプリッタ５２を透過した光束はビームスプリッタ５７を透過する光束と反射する光束に分岐される。

ビームスプリッタ５７を反射した光束はナイフエッジ法によりフォーカス誤差信号が検出される。なお、ここではフォーカス検出方式にナイフエッジ法を用いているが、これに限定されるものではない。またナイフエッジ方式は公知であるため説明は省略する。ビームスプリッタ５６を透過した光束は検出器１０に入射する。この検出器１０によりディスク上の信号およびトラッキング誤差信号を検出する。

図３は本発明の受光部パターンを示している。受光部１０は、領域Ｉ（領域１）、領域Ｊ（領域２）、領域Ｇ（領域３）、領域Ｈ（領域４）の４領域を有し、領域Ｉ（領域１）および領域Ｇ（領域３）と領域Ｊ（領域２）および領域Ｈ（領域４）は受光部の中心線に対して線対称である。また、領域Ｉ（領域１）と領域Ｊ（領域２）は中心軸（または中心線）５００から略垂直方向に離れるに従って中心軸５００方向の幅が狭くなることを特徴としている。

ここで、１ビーム方式のトラッキング誤差信号検出原理について図３で説明する。検出器面上ではディスクによって回折された０次回折光と±１次回折光とが干渉する領域が発生する。この領域の干渉の状態がトラック上のスポット位置によって異なるため、それを利用して所望のトラック位置にスポットを配置することができるのである。実際には、０次回折光、＋１次回折光の干渉領域Ｚ１で得られる信号と０次回折光、−１次回折光の干渉領域Ｚ２で得られる信号の差を演算することでプッシュプル信号が生成される。また、この干渉領域以外はトラック上のスポット位置によってほとんど変化しない。１ビーム方式はこの特性を利用しているのである。

以下、詳細に説明していく。受光部上で光束は対物レンズの変位に伴い図３矢印の方向に変位する。それと同時に強度分布中心も同じ方向に変位する。この二つ影響により（Ｉ−Ｊ）の信号にＤＣオフセットが発生する。また（Ｇ−Ｈ）信号でもＤＣオフセットが発生する。図４は対物レンズ変位量に対する（Ｉ−Ｊ）の信号と（Ｇ−Ｈ）信号のオフセット量を示したものである。この図より、（Ｉ−Ｊ）の信号と（Ｇ−Ｈ）信号のオフセット量は対物レンズの変位に対してほぼ線形のＤＣオフセットが発生していることがわかる。そのため、以下の演算を行うとＤＣオフセットの抑制されたトラッキング誤差信号が検出できることがわかる。

ここでｋは、（Ｉ−Ｊ）の信号にＤＣオフセットと（Ｇ−Ｈ）信号のＤＣオフセットを補正する係数である。このようにして１ビーム方式はオフセットを抑制したトラッキング誤差信号を検出可能となる。

次に、ディスク上の未記録領域と記録領域の境界部で発生するトラッキング誤差信号のオフセットについて説明する。図５は未記録領域と記録領域の境界での１ビーム方式のトラッキング誤差信号波形を模式的に示した図である。図５（１）はオフセットを抑制できない場合を示しており、図５（２）は過剰補正により逆側にオフセットが発生している場合を示している。そして、図５（３）はオフセットを抑制したトラッキング誤差信号である。

図５（１）、図５（２）のようなトラッキング誤差信号波形では、ばらつき等によりトラッキング誤差信号が原点位置をクロスしなくなる可能性が大きくなる。もし、トラッキング誤差信号がクロスしないとサーボ制御上問題となる。（トラッキング制御は、この原点位置でサーボ制御を行う。）このため、図５（３）のような波形が望ましいことは明らかである。

ここで、トラッキング誤差信号のオフセットの指標としてボトムの割合、トップの割合を考える。ボトムの割合とは図５に示す（ａ−ｃ）／（ｃ＋ｄ）とする。これは記録領域でのトラッキング誤差信号ボトム値と未記録領域と記録領域の境界でのトラッキング誤差信号ボトム値の差をとり、記録領域のトラッキング誤差信号振幅で割ったものであり、すなわち記録領域のトラッキング誤差信号振幅と比較した場合にどのくらいボトムが下側にあるかということを示している。
それに対し、トップの割合は（ｂ−ｄ）／（ｃ＋ｄ）とする。これは記録領域でのトラッキング誤差信号トップの値と未記録領域と記録領域の境界でのトラッキング誤差信号トップの値の差をとり、記録領域のトラッキング誤差信号振幅で割ったものであり、すなわち記録領域のトラッキング誤差信号振幅と比較した場合にどのくらいトップが上側にあるかということを示している。

この２つの指標がプラスの値であれば図５（３）のように未記録領域から記録領域にスポットが移動してもトラッキング誤差信号振幅が徐々に変化するため、サーボ制御が安定することがわかる。ところが２つの指標がプラスの値、マイナスの値の関係である場合、オフセットは抑制できていないため問題となる。
また、トラッキング誤差信号のオフセットは、対物レンズがトラッキング方向に変位した場合にもＤＣオフセットが発生する。このため、未記録領域、記録領域の境界と対物レンズ変位によるオフセットが同時に抑制される必要がある。

以下、このような指標を元に対物レンズが変位した場合の未記録領域、記録領域の境界部で発生するトラッキング誤差信号のオフセットの評価を行っていく。ここで、シミュレーション上の計算条件は以下の通りである。

波長：４０５ｎｍ
対物レンズＮＡ：０．８５
トラックピッチ：０．３２μｍ
対物レンズ焦点距離：１．４１ｍｍ

図６（１）は、本発明と特許文献１の受光部を用いて対物レンズがトラッキング方向に変位した時のトップの割合、図６（２）はボトムの割合を示したものである。本発明の受光部の条件として、検出器に入射する光束径に対する領域Ｉ（領域１）と領域Ｊ（領域２）の間隔の比率ｔ１は、ｔ１＝ｄ２／ｄ１＝０．１９、検出器に入射する光束径に対する領域Ｉ（領域１）と領域Ｊ（領域２）の中心軸方向の最大幅の比率ｔ２は、ｔ２＝ｄ３／ｄ１＝０．５、領域Ｉ（領域１）と領域Ｊ（領域２）の中心軸に垂直な方向に対して領域の外形の傾き角度θは、θ＝１０ｄｅｇとした。

図６より特許文献１は、トップの割合で大部分の対物レンズ変位量でマイナスの値となっている。そして、ボトムの割合はプラスの値になっており、オフセットが発生していることがわかる。

それに対し、本発明のトップの割合、ボトムの割合は、対物レンズの変位量ほとんどの範囲でプラスとなり、未記録領域と記録領域の境界のオフセットを抑制できていることがわかる。

次に領域Ｉ、領域Ｊの分割線を傾けたことに対する効果について説明する。図７は傾けない場合と傾けた場合についてシミュレーションを行った結果で、図７（１）はトップの割合、図７（２）はボトムの割合を示している。なお、受光部の条件としては、ｔ１＝０．１９、ｔ２＝０．５、θ＝１０ｄｅｇとｔ１＝０．１９、ｔ２＝０．５、θ＝０ｄｅｇとしている。

トップの割合では対物レンズの変位するほとんどの領域でプラスの値であり、また、ボトムの割合は対物レンズ変位がマイナスの領域で大きく改善している。このように、分割線を傾けた場合の方が未記録領域と記録領域の境界のオフセットを抑制することができる。特にθは、０度＜θ＜１５度、ｔ１、ｔ２は、検出器１０の受光部に入射する光束径に対して０＜ｔ１＜０．３５、０＜ｔ２＜０．７０の条件においてＤＣオフセットおよび未記録領域と記録領域の境界のオフセット抑制に大きな改善効果が得られる。

単純に考えると、図３のように領域Ｉと領域Ｊが中心軸５００から略垂直方向に離れるに従って中心軸５００方向の幅が狭くなれば、対物レンズが変位するのに対し、対物レンズが変位する方向の受光部領域（領域Ｉまたは領域Ｊ）の検出する干渉領域（干渉領域Ｚ１または干渉領域Ｚ２）の面積が減少するためトラッキング誤差信号振幅が極端に減少するように思われる。ところが、実際には、対物レンズが変位すると同時に、対物レンズ変位方向に対物レンズ変位量の２倍、光束の強度分布が変位する。このため、対物レンズが変位する方向の受光部領域（領域Ｉまたは領域Ｊ）上では、面積は小さくなるが強度が強くなる。また、対物レンズが変位する方向と逆の受光部領域（領域Ｊまたは領域Ｉ）上では、強度が弱くなるが面積が大きくなる。よってトラッキング誤差信号振幅が減少しにくく、ＤＣオフセット補正もしやすい構成となっている。さらに、未記録領域と記録領域の境界のオフセットは、干渉領域（干渉領域Ｚ１または干渉領域Ｚ２）付近に顕著に発生するため、対物レンズの変位に対して干渉領域の外側をＤＣオフセット検出側の受光部に入射させるようにすることは未記録領域と記録領域の境界のオフセット抑制に効果的である。

図３では検出器内側の分割線はトラックに対して略平行な直線と、そこから別の角度を持った直線で示したが図８の（１）ように受光部内側の分割線は弧であってもよいし、図８（２）のように直線であってもなんら問題ない。
また、ここでは受光部のパターンと示したが、図９の光学系のように受光部のパターンと同じパターンの回折格子１０１を配置して、それぞれの領域での回折方向、角度を変えて検出器上の複数の受光部で信号検出しても同様の効果があることは言うまでもない。

図１０は本発明の第２の実施例に係る実施例１と異なる受光部のパターンについて示している。実施例１との違いは中央領域Ｙ（領域５）を設けていることを特徴としている。中央領域は、検出器１０の受光部に入射する光束径に対して中央軸方向の長さの比率はｔ３、中央軸に垂直な方向の長さの比率はｔ４となっている。この受光部は以下の演算を行うとトラッキング誤差信号生成できる。

図１１（１）は、本発明と特許文献１の受光部を用いて対物レンズがトラッキング方向に変位した時のトップの割合、図１１（２）はボトムの割合を示したものである。本発明の受光部の条件としてはｔ１＝０．１９、ｔ２＝０．５４、ｔ３＝０．１９、ｔ４＝０．１９、θ＝１０ｄｅｇとして計算を行った。

図１１より、特許文献１のトラッキング誤差信号は未記録領域と記録領域の境界の特性は対物レンズの変位に伴って大きく変化している。それに対し、本発明のトラッキング誤差信号は対物レンズ変位量に依らない。このため、レンズの変位に対し特別な制御は不要となる。また、対物レンズの変位量ほとんどの範囲でプラスとなり、未記録領域と記録領域の境界のオフセットを抑制できていることがわかる。

これにより、本発明のような検出器パターンにすることで対物レンズが変位しても安定したトラッキング制御が行える。特にθは、０度＜θ＜１５度、ｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ４は、検出器１０の受光部に入射する光束径に対して０＜ｔ１、０．３５、０＜ｔ２＜０．７０、０＜ｔ３＜０．３５、０＜ｔ４＜０．３５の条件においてＤＣオフセットおよび未記録領域と記録領域の境界のオフセット抑制に大きな改善効果が得られる。

実施例１でも述べたように未記録領域と記録領域の境界のオフセットは、干渉領域（干渉領域Ｚ１または干渉領域Ｚ２）付近に顕著に発生するため、検出面の中央部は影響しにくい。さらに、この領域をトラッキング誤差信号として検出しないことで係数ｋを適当な値にすることができるため、結果として未記録領域と記録領域の境界のオフセット抑制効果を向上することが可能となる。

図１０では検出器内側の分割線はトラックに対して略平行な直線と、そこから別の角度を持った直線で示したが図１２の（１）ように受光部内側の分割線は弧であってもよいし、図１２（２）のように直線であってもなんら問題ない。

また、ここでは受光部のパターンと示したが、実施例１のように受光部のパターンと同じパターンの回折格子１０１を配置して検出器上の複数の受光部で信号検出しても同様の効果があることは言うまでもない。

図１３は本発明の第３の実施例に係る光ピックアップ装置の光学系について示している。図２に示した本発明実施例１と同じ光学部品には同じ番号を付している。ここではＢＤについて説明するが、ＨＤ ＤＶＤや他の記録方式であってもなんら構わない。

半導体レーザ５０からは、波長略４０５ｎｍの光束が発散光として出射される。半導体レーザ５０から出射した光束はビームスプリッタ５２を反射する。なお一部の光束はビームスプリッタ５２を透過しフロントモニタ５３に入射する。ビームスプリッタ５２を反射した光束はコリメートレンズ５１により略平行な光束に変換される。コリメートレンズ５１を透過した光束はビームエキスパンダ５４に入射する。ビームエキスパンダ５４を出射した光束は立ち上げミラー５５を反射、１／４波長板５６を透過後、アクチュエータ５に搭載された対物レンズ２により光ディスク１００上に集光される。

光ディスク１００により反射した光束は、対物レンズ２、１／４波長板５６、立ち上げミラー５５、ビームエキスパンダ５４、コリメートレンズ５１、ビームスプリッタ５２を透過する。

ビームスプリッタ５２を透過した光束は、回折格子１１により、フォーカス誤差信号（０次回折光）を生成する光束とトラッキング誤差信号（＋１次回折光または−1次光）を生成する光束とに分岐される。ここでは、実施例１の図３の回折格子で説明を行うが、実施例１の図８（１）または図８（２）または実施例２の図１０または図１２（１）または図１２（２）の回折格子であっても問題ない。
回折格子１１によって分岐された光束は検出レンズに入射する。検出レンズでは、光束が透過するときに所定の非点収差が与えられ、フォーカス誤差信号検出に用いられる。また、トラッキング誤差信号を生成する光束は回折格子１１を回折するときに非点収差、球面収差を与えられているため、検出レンズ５９を透過した光束は受光部上に集光する。

図１４は、検出器１２と検出される光束を示したものである。検出器１２はフォーカス検出用の領域４０〜４３とトラッキング誤差信号領域４４〜４７とに分けられる。フォーカス誤差信号に関しては公知であるため、説明は省略する。回折格子１１を回折した光束は、ぞれぞれの領域で回折方向が異なるため図１の領域Ｇを回折した光束が図１４の領域４５、領域Ｈを回折した光束が領域４６、領域Ｉを回折した光束が領域４４、領域Ｊを回折した光束が領域４７にそれぞれ入射する。これによりトラッキング誤差信号が生成される。ここではＲＦ信号はフォーカス誤差信号の和またはトラッキング誤差信号の和またはフォーカス誤差信号とトラッキング誤差信号の和をとることで検出可能である。また、ＤＶＤ−ＲＯＭ等で採用されているトラッキング誤差信号検出方式のＤＰＤ（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ Ｐｈａｓｅ Ｄｉｔｅｃｔｉｏｎ）についてもフォーカス誤差用の領域４０〜４３の検出信号を用いれば対応可能である。

このような光学系構成とすることでトラッキング誤差信号だけでなく他の信号も得ることが可能となる。ここでは回折格子１１を検出側に配置したが、図１５のように偏光性回折格子１３を用いて対物レンズに近いところに配置しても問題ない。

図１６は本発明の第４の実施例に係る光ピックアップ装置の光学系について示している。図２に示した本発明実施例１と同じ光学部品には同じ番号を付している。ここではＢＤについて説明するが、ＨＤ ＤＶＤや他の記録方式であってもなんら構わない。

半導体レーザ９０からは、波長略４０５ｎｍの光束が発散光としてＰ偏光の光束が出射される。半導体レーザ９０から出射した光束はビームスプリッタ９１を透過し、ミラー９２を反射する。なお有効径外の一部の光束はフロントモニタ９３に入射する。ミラー９２を反射した光束は補助レンズ９４、コリメートレンズ９５に入射する。コリメートレンズ９５は駆動装置（図示せず）により、光軸の方向に駆動可能となっているため、光束の発散・収束状態を変えることで、光ディスク１００のカバー層の厚み誤差による球面収差を補償することができる。

コリメートレンズ９５を透過したＰ偏光の光束は本発明の偏光性回折格子１４に入射する。偏光性回折格子１４に入射したＰ偏光の光束はそのまま透過し、立ち上げミラー９６を反射、１／４波長板９７を透過後、円偏光となる。円偏光となった光束がアクチュエータ５に搭載された対物レンズ２により光ディスク１００上に集光される。

光ディスク１００により反射した光束は、対物レンズ２、１／４波長板９７を透過する。円偏光の光束は１／４波長板９７によりＳ偏光となる。Ｓ偏光の光束は立ち上げミラー９６を反射し、偏光性回折格子１４に入射する。入射したＳ偏光は、偏光性回折格子１４により複数の光束に分けられる。偏光性回折格子１４を透過した光束はコリメートレンズ９５、補助レンズ９４、ミラー９２を経てビームスプリッタ９１を反射し、検出器１５に入射する。

図１７、図１８はトラッキング誤差信号だけでなくフォーカス誤差信号まで考慮した偏光性回折格子１４のパターン（図１７）、検出器１５（図１８）を示している。偏光性回折格子１４は±１次光のみが回折される回折格子であり、回折した光束は、ぞれぞれの領域で回折方向および回折角が異なる。簡単のため、図１８では、図１７で示す偏光性回折格子のそれぞれの領域から回折した光束を領域の文字で示している。また、その文字の下付きの文字は＋ならば＋１次回折光、−ならば−１次回折光を示している。例えば図１７偏光性回折格子１４の領域Ｌの＋１次回折光は、図１８検出器２１の領域７４に入射、ー１次回折光は、領域８３に入射する。

フォーカス誤差信号検出方式はナイフエッジ方式であり、偏光回折格子１７の領域Ｎ、Ｐ、Ｑ、Ｏにより回折したー１次回折光で検出する。ナイフエッジ方式は公知であるため、説明は省略する。トラッキング誤差信号検出は領域７０〜７９、領域８１〜８４の検出信号を用いて以下の演算を行うことで得られる。

偏光性回折格子１４はフォーカス検出等のために複数の領域に分割されているが、トラッキング誤差信号の観点から言えば実施例２の図１０と同様の検出方式である。
さらにＲＦ信号検出は、領域７０〜７９の検出信号を用いて以下の演算を行うことで得られる。

またＤＰＤ信号検出は、領域７０〜７７の検出信号を用いて以下の演算を行うことで得られる。

このような光学系構成とすることでトラッキング誤差信号だけでなく他の信号も得ることが可能となる。

実施例５では、光ピックアップ装置１を搭載した、光学的再生装置について説明する。図１９は光学的再生装置の概略構成である。光ピックアップ装置１は、光ディスク１００の半径方向に沿って駆動できる機構が設けられており、アクセス制御回路１７２からのアクセス制御信号に応じて位置制御される。

レーザ点灯回路１７７からは所定のレーザ駆動電流が光ピックアップ装置１内の半導体レーザに供給され、半導体レーザからは再生に応じて所定の光量でレーザ光が出射される。なお、レーザ点灯回路１７７は光ピックアップ装置１内に組み込むこともできる。

光ピックアップ装置１内の光検出器から出力された信号は、サーボ信号生成回路１７４および情報信号再生回路１７５に送られる。サーボ信号生成回路１７４では前記光検出器からの信号に基いてフォーカス誤差信号、トラッキング誤差信号ならびにチルト制御信号などのサーボ信号が生成され、これを基にアクチュエータ駆動回路１７３を経て光ピックアップ装置１内のアクチュエータを駆動して、対物レンズの位置制御がなされる。

前記情報信号再生回路１７５では、前記光検出器からの信号に基づいて光ディスク１００に記録されている情報信号が再生される。
前記サーボ信号生成回路１７４および情報信号再生回路１７５で得られた信号の一部はコントロール回路１７６に送られる。このコントロール回路１７６にはスピンドルモータ駆動回路１７１、アクセス制御回路１７２、サーボ信号生成回路１７４、レーザ点灯回路１７７、球面収差補正素子駆動回路１７９などが接続され、光ディスク１００を回転させるスピンドルモータ１８０の回転制御、アクセス方向およびアクセス位置の制御、対物レンズのサーボ制御、光ピックアップ装置１内の半導体レーザ発光光量の制御、ディスク基板厚さの違いによる球面収差の補正などが行われる。

実施例６では、光ピックアップ装置１を搭載した、光学的記録再生装置について説明する。図２０は光学的記録再生装置の概略構成である。この装置で前記図１９に説明した光学的情報記録再生装置と相違する点は、コントロール回路１７６とレーザ点灯回路１７７の間に情報信号記録回路１７８を設け、情報信号記録回路１７８からの記録制御信号に基づいてレーザ点灯回路１７７の点灯制御を行って、光ディスク１００へ所望の情報を書き込む機能が付加されている点である。

実施例１における光ピックアップ装置と光ディスクの配置を説明する図である。 実施例１における１ビーム方式を用いた光ピックアップ装置を説明する図である。 実施例１における本発明の受光部または回折格子面を説明する図である。 図１の対物レンズを内外周に変位させた時のＤＣオフセットを説明する図である。 実施例１における１ビーム方式での未記録領域と記録領域の境界で発生するオフセットを模式的に説明する図である。 実施例１における未記録領域と記録領域の特性を特許文献１と比較した図である。 実施例1における受光部または回折格子面の分割方法の違いによる本発明の効果を説明する図である。 実施例１における図３以外の受光部または回折格子面を示す図である。 実施例１における１ビーム方式を用いた光ピックアップ装置を説明する図である。 実施例２における受光部または回折格子面を説明する図である。 実施例２における未記録領域と記録領域の特性を特許文献１と比較した図である。 実施例２における図８以外の受光部または回折格子面を示す図である。 実施例３における１ビーム方式を用いた光ピックアップ装置を説明する図である。 実施例３における受光部を説明する図である。 実施例３における図１３以外の１ビーム方式を用いた光ピックアップ装置を説明する図である。 実施例４における１ビーム方式を用いた光ピックアップ装置を説明する図である。 実施例４における回折格子面を説明する図である。 実施例４における受光部を説明する図である。 実施例５における光学的再生装置を説明する図である。 実施例６における光学的記録再生装置を説明する図である。

符号の説明

１：光ピックアップ装置、２：対物レンズ、５：アクチュエータ、７：駆動機構、１０：検出器、１１：回折格子、１２：検出器、１３：回折格子、１４：回折格子、１５、検出器、１９：検出器、４０〜４７：受光部の領域、５０：半導体レーザ、５１：コリメートレンズ、５２：ビームスプリッタ、５３：フロントモニタ、５４：ビームエキスパンダ、５５：立ち上げミラー、７０〜８４：受光部の領域、１０１：回折格子、５６：１／４波長板、５７：ビームスプリッタ、５８：フォーカス検出器、５９：検出レンズ、
９０：半導体レーザ、９１：ビームスプリッタ、９２：ミラー、９３：フロントモニタ、９４：補助レンズ、９５：コリメートレンズ、９６：立ち上げミラー、９７：１／４波長板、１７１：スピンドルモータ、１７２：アクセス制御、１７３：アクチュエータ駆動回路、１７４：サーボ信号生成回路、１７５：情報信号再生回路、１７６：コントロール回路、１７７：レーザ点灯回路、１７８：情報記録回路、１７９：球面収差補正素子駆動回路、１８０：スピンドルモータ、５００：回折格子中心軸

Claims (8)

1. レーザ光を出射する半導体レーザと、
   前記半導体レーザから出射された光束を光ディスクに照射する対物レンズと、
   光ディスクから反射した光束を受光する光検出器と、
   を備えた光ピックアップ装置であって、
   前記光検出器は、領域１、領域２、領域３、領域４の４領域を有する受光部があり、
   前記受光部の領域１および領域３と領域２および領域４は前記受光部の中心線に対して線対称であり、
   前記受光部の領域１と領域２は前記中心線から離れるにしたがって幅が狭くなり、
   前記受光部の領域１、領域２、領域３、領域４で検出される信号を出力する、
   光ピックアップ装置。
2. レーザ光を出射する半導体レーザと、
   前記半導体レーザから出射された光束を光ディスクに照射する対物レンズと、
   光ディスクから反射した光束を分岐する回折格子と、
   前記回折格子により分岐された光束を受光する光検出器と、
   を備えた光ピックアップ装置であって、
   前記回折格子は、領域１、領域２、領域３、領域４の４領域を有しており、
   前記回折格子の領域１および領域３と領域２および領域４は前記回折格子の中心線に対して線対称であり、
   前記回折格子の領域１と領域２は前記中心線から離れるにしたがって幅が狭くなり、
   前記回折格子の領域１、領域２、領域３、領域４の回折光から検出される信号を出力する、
   光ピックアップ装置。
3. レーザ光を出射する半導体レーザと、
   前記半導体レーザから出射された光束を光ディスクに照射する対物レンズと、
   光ディスクから反射した光束を受光する光検出器と、
   を備えた光ピックアップ装置であって、
   前記光検出器は、領域１、領域２、領域３、領域４、領域５の５領域を有する受光部があり、
   前記受光部の領域１および領域３と領域２および領域４は前記受光部の中心線に対して線対称であり、
   前記受光部の領域５は、前記中心線に対して線対称かつ前記中心線上に形成されており、
   前記受光部の領域１と領域２は前記中心線から離れるにしたがって幅が狭くなり、
   前記受光部の領域１、領域２、領域３、領域４で検出される信号を出力する、
   光ピックアップ装置。
4. レーザ光を出射する半導体レーザと、
   前記半導体レーザから出射された光束を光ディスクに照射する対物レンズと、
   光ディスクから反射した光束を分岐する回折格子と、
   前記回折格子により分岐された光束を受光する光検出器と、
   を備えた光ピックアップ装置であって、
   前記回折格子は、領域１、領域２、領域３、領域４、領域５の５領域を有しており、
   前記回折格子の領域１および領域３と領域２および領域４は前記回折格子の中心線に対して線対称であり、
   前記回折格子の領域５は、前記中心線に対して線対称かつ前記中心線上に形成されており、
   前記回折格子の領域１と領域２は前記中心線から離れるにしたがって幅が狭くなり、
   前記回折格子の領域１、領域２、領域３、領域４の回折光から検出される信号を出力する、
   光ピックアップ装置。
5. レーザ光を出射する半導体レーザと、
   前記半導体レーザから出射された光束を光ディスクに照射する対物レンズと、
   光ディスクから反射した光束を受光する光検出器と、
   を備えた光ピックアップ装置であって、
   前記光検出器は、領域１、領域２、領域３、領域４、領域５、領域６、領域７を有する受光部があり、
   前記受光部の領域１および領域３および領域６と領域２および領域４および領域７は前記受光部の中心線に対して線対称であり、
   前記受光部の領域５は、さらに領域８、領域９、領域１０、領域１１の４つの領域に細分されており、領域８および領域１０と領域９および領域１１は前記中心線に対して線対称に形成されており、
   前記受光部の領域１と領域２は前記中心線から離れるにしたがって幅が狭くなり、かつ、領域１と領域２はさらに前記中心線と垂直な方向で２分されており、
   前記受光部の領域１、領域２、領域３、領域４、領域５、領域６、領域７で検出される信号を出力する、
   光ピックアップ装置。
6. レーザ光を出射する半導体レーザと、
   前記半導体レーザから出射された光束を光ディスクに照射する対物レンズと、
   光ディスクから反射した光束を分岐する回折格子と、
   前記回折格子により分岐された光束を受光する光検出器と、
   を備えた光ピックアップ装置であって、
   前記回折格子は、領域１、領域２、領域３、領域４、領域５、領域６、領域７を有しており、
   前記回折格子の領域１および領域３および領域６と領域２および領域４および領域７は前記回折格子の中心線に対して線対称であり、
   前記回折格子の領域５は、さらに領域８、領域９、領域１０、領域１１の４つの領域に細分されており、領域８および領域１０と領域９および領域１１は前記中心線に対して線対称に形成されており、
   前記回折格子の領域１と領域２は前記中心線から離れるにしたがって幅が狭くなり、かつ、領域１と領域２はさらに前記中心線と垂直な方向で２分されており、
   前記回折格子の領域１、領域２、領域３、領域４、領域５、領域６、領域７の回折光から検出される信号を出力する、
   光ピックアップ装置。
7. 請求項１ないし６のいずれかに記載の光ピックアップ装置であって、
   前記領域１と領域２は、前記中心線に垂直な方向に対して領域の外形が傾き角度θの辺を有し、
   前記傾き角度θは０度＜θ＜１５度である、
   光ピックアップ装置。
8. 請求項１ないし６のいずれかに記載の光ピックアップ装置と、
   前記光ピックアップ装置から出力される信号を用いてトラッキング誤差信号を生成するサーボ信号生成回路と、
   を有する光ディスク装置であって、
   前記サーボ信号生成回路は、
   前記領域１に入射し、前記検出器によって検出された信号Ａ１と、
   前記領域２に入射し、前記検出器によって検出された信号Ａ２と、
   前記領域３に入射し、前記検出器によって検出された信号Ａ３と、
   前記領域４に入射し、前記検出器によって検出された信号Ａ４と、
   前記領域１、領域２と領域３、領域４の光量を補正する係数ｋにより、
   式（Ａ１−Ａ２）−ｋ×（Ａ３−Ａ４）でトラッキング誤差信号を生成する、
   光ディスク装置。
   

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