JP3631446B2 - 光ピックアップ装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、パソコンなどに搭載され、光によって情報を記録または再生する光ディスク装置の光ピックアップ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
光ディスク装置の光ピックアップ装置は、光ディスクに光ビームを照射し、反射光を受光して信号を読み取り、光ディスク上のトラックから読み取ったサーボエラー信号を最小化するようにフィードバック制御を行って、光ビームを光ディスク上のトラックに追従させる。
【０００３】
サーボエラー信号は、フォーカスエラー信号（以下、ＦＥＳとする）とトラッキングエラー信号（以下、ＴＥＳとする）との２つがある。ＦＥＳは、光ディスクに対してフォーカス方向のずれを示す信号で、対物レンズの位置と光ディスクの情報記録面との間隔および情報記録面のピット列との相対位置を一定の条件に維持する。またＴＥＳは、光ディスク上に集光された光のトラック中心からのズレに対応した信号で、この信号をもとに光ビームを正確にトラックに追従させる。
【０００４】
光ディスク上に傷がある場合、傷によってサーボエラー信号が大きくなりすぎて、現在追従しているトラックからサーボが外れてしまうことがあり、ＣＤ−Ｒ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｋ−Ｒｅｃｏｒｄａｂｌｅ）ディスクの読み出し中の場合にデータ欠落などが発生するという問題がある。
【０００５】
また、従来の光ピックアップ装置として、特開２００１−１１００８５号公報記載の「受発光一体素子およびそれを用いた光ピックアップ」が開示されている。上記公報記載の受発光一体素子およびそれを用いた光ピックアップでは、半導体レーザ素子から照射された光ビームが対物レンズ表面で光検出器に向けて反射される迷光を阻止する目的で遮光マスクを設けており、遮光マスクを設けることによって安定した信号を検出することができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
光ディスク表面に傷がある場合の光の特性について図１４を参照しながら説明する。図１４は、光ディスク８表面の傷９４と直交する方向に散乱光が発生する状況を示した図である。図１４に示されるように、光ディスク８表面に傷９４がある場合、傷９４によって半導体レーザダイオードからの光ビームが散乱されることになる。散乱光は直線状の傷に対しては、傷の方向に直交する方向へ散乱しやすく、逆に傷に平行する方向には散乱されにくいため、直線状の傷から発せられる散乱光の放射パターンは傷方向に対して直交方向に長い楕円形状に近い形状となる。
【０００７】
光ディスク８表面の傷９４のなかでも特にトラックの接線方向の傷は、トラックに直交する半径方向の傷と比べて、傷部分を通過している時間が長くなるために傷の影響によるトラックサーボ外れが生じやすい。
【０００８】
光ピックアップ装置においてトラックサーボに必要なＴＥＳの検出方法について説明する。グレーティングによって半導体レーザダイオードからの光ビームを３つのビームに分割し、光ディスク上のトラックにほぼ平行に浅い角度をつけて１つのメインビームと２つのサブビームとを照射する。すなわち、サブビームをメインビームに対してトラックピッチの半分だけずらして照射する。図１０は、光ピックアップ装置におけるメインビーム（Ｍ）およびサブビーム（Ｓ１，Ｓ２）が光ディスク上に集光された状態を示した図である。
【０００９】
図１５は、従来例における受光素子および光ディスクの傷による散乱光の入射パターンを示した図である。図１５に示されるように、分割された３つのビームは、３つの領域ＨＡ＋Ｂ，ＨＣ，およびＨＤに分割されたホログラムパターン４でそれぞれ回折され、９つのビームに分割されて、フォーカスエラー信号用受光領域（以下、ＰＤｆとする）およびトラッキングエラー信号用受光領域（以下、ＰＤｔとする）に入射される。ＰＤｆは２つの受光部分Ａ，Ｂに分割され、ＰＤｔは６つの受光部分Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ，ＧおよびＨに分割されている。ホログラムパターン４のＨＡ＋Ｂ領域からのメインビームは、ＰＤｆの受光部分Ａ，Ｂの中央に入射し、ＨＣ領域からの３ビームは、ＰＤｔの受光部分Ｅ，ＣおよびＧに入射し、ＨＤ領域からの３ビームは、ＰＤｔの受光部分Ｆ，ＤおよびＨに入射する。各受光部分Ａ〜Ｈからの信号をＡ〜Ｈとすると、ＴＥＳは、
ＴＥＳ＝Ｃ−Ｄ−｛（Ｅ＋Ｇ）−（Ｆ＋Ｈ）｝ …（１）
で求めることができる。なお、各信号Ａ〜Ｈと光ディスク上に集光された３点の反射信号との関係は、図１０に示す関係となる。上記のように、トラックと光ビームとの位置ずれによって生じる反射光の分布のアンバランスを光検出器で検出してＴＥＳを得る検出方式は差動プッシュプルと呼ばれており、追記型（ＣＤ−Ｒ）や書き換え型（ＣＤ−ＲＷ）に適した方法である。
【００１０】
光ディスクに傷がある場合、Ｍ，Ｓ１およびＳ２は散乱光であるためにＰＤｆおよびＰＤｔの受光部分に点状に絞りこむことができず、図１５に示すような散乱光の放射パターンがＰＤｆおよびＰＤｔの受光部分上に投影される。
【００１１】
散乱光のうちＭは、Ｓ１およびＳ２と比べて光量を多く（通常Ｓ１：Ｍ：Ｓ２＝１：１０：１）しているためにＭから発せられる散乱光がＴＥＳを異常に大きくする主な原因となっている。
【００１２】
Ｍからの散乱光９３は、ＰＤｆの受光部分Ａ，Ｂのほぼ中央と、ＰＤｔの受光部分ＣおよびＤに入射し、同じくＳ１からはＰＤｔの受光部分ＥおよびＧ、Ｓ２からはＰＤｔの受光部分ＦおよびＨに入射する。つまり、光ディスク上の３つのビーム配置は、ＰＤｔの受光部分ＥＣＧおよびＦＤＨにそのまま投影される。
【００１３】
また、光ディスク上のトラックの接線方向に傷があった場合、傷による散乱光は傷の方向と直交する方向、すなわちトラックの半径方向であり、かつ３ビームの並びに直交する方向に広がる放射特性を示すことになる。
【００１４】
したがって、トラックの接線方向の傷によるＭからの散乱光９３は、ＰＤｔ上の受光部分ＥＣＧまたはＦＤＨの並び方向に直交する方向に広がったパターンとして投影される。
【００１５】
このとき、３つのビームの散乱光はＰＤｆの受光部分Ａ，ＢおよびＰＤｔの受光部分Ｃ，Ｄに入射する。３つのビームのうち光量が多いＭからの散乱光９３がＰＤｔの受光部分ＧまたはＦに入射した場合には、上記（１）式のＴＥＳにおいてＧまたはＦの信号が異常に大きな値を示すことになる。したがって、ＴＥＳが異常に大きくなりすぎて追従しているトラックからサーボが外れてしまうことになる。
【００１６】
本発明の目的は、受光素子またはホログラムの特性を変えて、光ディスク表面の傷によるトラックサーボ外れの不具合を軽減させる光ピックアップ装置を提供することである。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、光源と、少なくとも第１領域、第２領域および第３領域に分割され、光源から出射されて光ディスクで反射された光を、第１〜第３領域でそれぞれ回折させる１つのホログラムパターンと、ホログラムパターンの第１〜第３領域でそれぞれ回折された光を受光する受光素子とを有し、受光素子は、複数の受光部分をそれぞれ備える２つのトラッキングエラー信号用受光領域と、複数の受光部分を備えるフォーカスエラー信号用受光領域とを含み、各トラッキングエラー信号用受光領域の各受光部分は、予め定める方向に１列に並んで配置され、フォーカスエラー信号用受光領域は、一方のトラッキングエラー信号用受光領域の１つの受光部分と、他方のトラッキングエラー信号用受光領域の１つの受光部分とに隣接して配置され、ホログラムパターンの第１領域で回折され、フォーカスエラー信号用受光領域の受光部分で受光される光に基づいてフォーカスエラー信号を出力し、ホログラムパターンの第２および第３領域で回折され、各トラッキングエラー信号用受光領域の各受光部分で受光される光に基づいてトラッキ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、
光源から出射された光が光ディスクに形成された傷によって散乱して、フォーカスエラー信号用受光領域に入射されるべき光がトラッキングエラー信号用受光領域に入射されてトラッキングエラー信号に与えてしまう影響を軽減できるように、トラッキングエラー信号用受光領域の各受光部分のうちで、フォーカスエラー信号用受光領域に近い受光部分の全面、またはフォーカスエラー信号用受光領域に近い側の一部に遮光手段を設けることを特徴とする光ピックアップ装置である。
【００１８】
本発明に従えば、トラッキングエラー信号用受光領域の各受光部分のうちで、フォーカスエラー信号用受光領域に近い受光部分の全面、またはフォーカスエラー信号用受光領域に近い側の一部に遮光手段が設けられる。光源から出射された光が光ディスクに形成された傷によって散乱されて、フォーカスエラー信号用受光領域に入射されるべき光がトラッキングエラー信号用受光領域に入射されてしまう場合でも、その入射された光を遮光手段によって遮光することができるので、トラッキングエラー信号に与えてしまう影響を軽減することができ、トラックサーボが外れることを防ぐことができる。
【００２３】
また本発明は、光源と、少なくとも第１領域、第２領域および第３領域に分割され、光源から出射されて光ディスクで反射された光を、第１〜第３領域でそれぞれ回折させる１つのホログラムパターンと、ホログラムパターンの第１〜第３領域でそれぞれ回折された光を受光する受光素子とを有し、受光素子は、複数の受光部分をそれぞれ備える２つのトラッキングエラー信号用受光領域と、複数の受光部分を備えるフォーカスエラー信号用受光領域とを含み、各トラッキングエラー信号用受光領域の各受光部分は、予め定める方向に１列に並んで配置され、フォーカスエラー信号用受光領域は、一方のトラッキングエラー信号用受光領域の１つの受光部分と、他方のトラッキングエラー信号用受光領域の１つの受光部分とに隣接して配置され、ホログラムパターンの第１領域で回折され、フォーカスエラー信号用受光領域の受光部分で受光される光に基づいてフォーカスエラー信号を出力し、ホログラムパターンの第２および第３領域で回折され、各トラッキングエラー信号用受光領域の各受光部分で受光される光に基づいてトラッキ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、
光源から出射された光が光ディスクに形成された傷によって散乱して、フォーカスエラー信号用受光領域に入射されるべき光がトラッキングエラー信号用受光領域に入射されてトラッキングエラー信号に与えてしまう影響を軽減できるように、トラッキングエラー信号用受光領域の各受光部分のうちで、フォーカスエラー信号用受光領域に近い受光部分の面積が他の受光部分の面積よりも小さいことを特徴とする光ピックアップ装置である。
【００２４】
本発明に従えば、トラッキングエラー信号用受光領域の各受光部分のうちで、フォーカスエラー信号用受光領域に近い受光部分の面積を他の受光部分の面積よりも小さくすることによって、光源から出射された光が光ディスクに形成された傷によって散乱されて、フォーカスエラー信号用受光領域に入射されるべき光がトラッキングエラー信号用受光領域に入射されてしまう場合でも、トラッキングエラー信号用受光領域に入射されてしまうフォーカスエラー信号用受光領域に入射されるべき光の入射光量が低減される。これによって、トラッキングエラー信号に与えてしまう影響を軽減することができ、トラックサーボが外れることを防ぐことができる。
【００２５】
また本発明は、光源と、少なくとも第１領域、第２領域および第３領域に分割され、光源から出射されて光ディスクで反射された光を、第１〜第３領域でそれぞれ回折させる１つのホログラムパターンと、ホログラムパターンの第１〜第３領域でそれぞれ回折された光を受光する受光素子とを有し、受光素子は、複数の受光部分をそれぞれ備える２つのトラッキングエラー信号用受光領域と、複数の受光部分を備えるフォーカスエラー信号用受光領域とを含み、各トラッキングエラー信号用受光領域の各受光部分は、予め定める方向に１列に並んで配置され、フォーカスエラー信号用受光領域は、一方のトラッキングエラー信号用受光領域の１つの受光部分と、他方のトラッキングエラー信号用受光領域の１つの受光部分とに隣接して配置され、ホログラムパターンの第１領域で回折され、フォーカスエラー信号用受光領域の受光部分で受光される光に基づいてフォーカスエラー信号を出力し、ホログラムパターンの第２および第３領域で回折され、各トラッキングエラー信号用受光領域の各受光部分で受光される光に基づいてトラッキ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、
光源から出射された光が光ディスクに形成された傷によって散乱して、フォーカスエラー信号用受光領域に入射されるべき光がトラッキングエラー信号用受光領域に入射されてトラッキングエラー信号に与えてしまう影響を軽減できるように、トラッキングエラー信号用受光領域の各受光部分のうちで、フォーカスエラー信号用受光領域に近い受光部分が他の受光部分よりも小さな感度を有することを特徴とする光ピックアップ装置である。
【００２６】
本発明に従えば、トラッキングエラー信号用受光領域の各受光部分のうちで、フォーカスエラー信号用受光領域に近い受光部分が他の分割された受光部分よりも感度を小さくすることによって、光源から出射された光が光ディスクに形成された傷によって散乱されて、フォーカスエラー信号用受光領域に入射されるべき光がトラッキングエラー信号用受光領域に入射されてしまう場合でも、フォーカスエラー信号用受光領域に入射されるべき光がトラッキングエラー信号用受光領域に入射して、このトラッキングエラー信号用受光領域の受光部分から出力される信号が小さくなる。これによって、トラッキングエラー信号に与えてしまう影響を軽減することができ、トラックサーボが外れることを防ぐことができる。
【００２７】
また本発明は、光源と、少なくとも第１領域、第２領域および第３領域に分割され、光源から出射されて光ディスクで反射された光を、第１〜第３領域でそれぞれ回折させる１つのホログラムパターンと、ホログラムパターンの第１〜第３領域でそれぞれ回折された光を受光する受光素子とを有し、受光素子は、複数の受光部分をそれぞれ備える２つのトラッキングエラー信号用受光領域と、複数の受光部分を備えるフォーカスエラー信号用受光領域とを含み、各トラッキングエラー信号用受光領域の各受光部分は、予め定める方向に１列に並んで配置され、フォーカスエラー信号用受光領域は、一方のトラッキングエラー信号用受光領域の１つの受光部分と、他方のトラッキングエラー信号用受光領域の１つの受光部分とに隣接して配置され、ホログラムパターンの第１領域で回折され、フォーカスエラー信号用受光領域の受光部分で受光される光に基づいてフォーカスエラー信号を出力し、ホログラムパターンの第２および第３領域で回折され、各トラッキングエラー信号用受光領域の各受光部分で受光される光に基づいてトラッキ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、
光源から出射された光が光ディスクに形成された傷によって散乱して、フォーカスエラー信号用受光領域に入射されるべき光がトラッキングエラー信号用受光領域に入射されてトラッキングエラー信号に与えてしまう影響を軽減できるように、トラッキングエラー信号用受光領域の各受光部分のうちで、フォーカスエラー信号用受光領域に近い受光部分が他の受光部分よりも大きな表面反射率を有することを特徴とする光ピックアップ装置である。
【００２８】
本発明に従えば、トラッキングエラー信号用受光領域の各受光部分のうちで、フォーカスエラー信号用受光領域に近い受光部分が他の分割された受光部分よりも表面反射率を大きくすることによって、光源から出射された光が光ディスクに形成された傷によって散乱されて、フォーカスエラー信号用受光領域に入射されるべき光がトラッキングエラー信号用受光領域に入射された場合でも、フォーカスエラー信号用受光領域に入射されるべき光は反射される。これによって、トラッキングエラー信号に与えてしまう影響を軽減することができ、トラックサーボが外れることを防ぐことができる。
【００２９】
また本発明は、前記受光素子に入射する光は１つのメインビームと２つのサブビームとに分割された光であり、メインビームをフォーカスエラー信号用受光領域に入射させ、サブビームに対するメインビームの光量の割合を減少させることで、フォーカスエラー信号用受光領域に近いトラッキングエラー信号用受光領域の受光部分に入射するメインビームの散乱光の光量を軽減させることを特徴とする。
【００３０】
本発明に従えば、サブビームに対するメインビームの光量の割合を減少させることで、フォーカスエラー信号用受光領域に入射されるべきメインビームの散乱光がフォーカスエラー信号用受光領域に近いトラッキングエラー信号用受光領域に入射することを軽減させることができ、散乱光がトラッキングエラー信号に与える影響が軽減されるので、トラックサーボが外れることを防ぐことができる。
【００３１】
また本発明は、前記フォーカスエラー信号用受光領域に入射させる光量をトラッキングエラー信号用受光領域に入射させる光量より小さくすることを特徴とする。
【００３２】
本発明に従えば、フォーカスエラー信号用受光領域に入射させる光量をトラッキングエラー信号用受光領域に入射させる光量より小さくすることで、トラッキングエラー信号用受光領域の受光部分の出力電気信号に与える影響が相対的に小さくなり、散乱光がトラッキングエラー信号に与える影響が軽減されるので、トラックサーボが外れることを防ぐことができる。
【００３３】
また本発明は、前記フォーカスエラー信号用受光領域に入射されるべき光がトラッキングエラー信号用受光領域に入射しないように、フォーカスエラー信号用受光領域への入射位置をトラッキングエラー信号用受光領域から離したことを特徴とする。
【００３４】
本発明に従えば、フォーカスエラー信号用受光領域への入射位置をトラッキングエラー信号用受光領域から離したことで、フォーカスエラー信号用受光領域に入射されるべき光のトラッキングエラー信号用受光領域に入射する光量の割合を低減できるので、トラッキングエラー信号に与える影響が軽減され、トラックサーボが外れることを防ぐことができる。
【００３５】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の第１の実施形態である光ピックアップ装置２１を有するピックアップ部１１０を示す図である。ピックアップ部１１０は、半導体レーザダイオード１、ホログラム素子２、受光素子９、ステム１０、キャップ１１を備えて構成される光ピックアップ装置２１、コリメートレンズ５、ミラー６、対物レンズ７を備えて構成される。ホログラム素子２には、ホログラムパターン４が形成されている。半導体レーザダイオード１および受光素子９は、ステム１０上に設置され、キャップ１１で封止されている。
【００３６】
半導体レーザダイオード１は、光ピックアップ装置２１における光源である。ホログラム素子２は、ホログラムパターン４とグレーティングとが形成されている素子であり、グレーティングによって光ビームが３つに分割され、ホログラムパターン４によって光ディスクへの光と光ディスクからの光とを回折する機能を有する。コリメートレンズ５は、入射光を平行光にする。ミラー６は、コリメートレンズ５からの光を反射して対物レンズ７へと導く鏡である。対物レンズ７は、入射した光を光ディスク８の情報記録面に集光させるためのレンズである。受光素子９は、ＦＥＳおよびＴＥＳ検出用の受光領域から構成され、ＦＥＳおよびＴＥＳの検出に使用される。
【００３７】
図２は、光ピックアップ装置２１の斜視図および内部構成図である。図２（ａ）に示されるように、図１の半導体レーザダイオード１、ホログラム素子２および受光素子９は、一体化した光ピックアップ装置２１を構成している。また、図２（ｂ）に示されるように、ステム１０上にチップダイボンドブロック部１０１とアイレット部１０４とが設けられており、その裏面にリードピン１０３が設けられている。チップダイボンドブロック部１０１には、半導体レーザダイオード１を覆っているサブマウント素子１０２と受光素子９とが搭載されている。光ピックアップ装置２１は、金属製のキャップ１１をステム１０に固定して、キャップ１１にホログラム素子２を固定した構造をしている。またサブマウント素子１０２がない構成の光ピックアップ装置もある。
【００３８】
図１において、光源である半導体レーザダイオード１から出射された放射状の光ビームは、ホログラム素子２を通過してコリメートレンズ５によって平行光とされ、ミラー６によって光路を曲げられた後に、対物レンズ７によって光ディスク８上に集光される。光ディスク８の情報記録面で反射された光ビームは、対物レンズ７によって再び平行光とされ、ミラー６で光路を曲げられた後に、コリメートレンズ５、ホログラム素子２を通って半導体レーザダイオード１に集光される。このとき、ホログラム素子２の表面に形成された回折格子としての機能を有するホログラムパターン４によって、光ビームの一部が回折現象により方向を曲げられ、曲げられた先に配置された受光素子９に入射する。
【００３９】
ピックアップ部１２０の光路について図３を用いて説明する。図３は、光ピックアップ装置２１を用いたピックアップ部１２０における光路図である。図３に示されるように、図１のピックアップ部１１０の構成図からミラー６を省略した構成になっている。半導体レーザダイオード１から出射された光ビームは、ホログラム素子２の半導体レーザダイオード１に近い側の表面に形成されたグレーティング３によってメインビームである０次回折光とサブビームである＋１次回折光および−１次回折光との３方向に分割される。３方向に分割された０次回折光と＋１次回折光または−１次回折光との光量の比率は、１次：０次：−１次＝１：１０：１としている。ホログラムパターン４を通過した３つのビームのうちコリメートレンズ５に入射した光ビームは平行化されて対物レンズ７に導かれ、０次回折光、＋１次回折光および−１次回折光として光ディスク８上の１３ａ，１３ｂおよび１３ｃにそれぞれ集光される。
【００４０】
光ディスク８の情報記録面で反射された１３ａ，１３ｂおよび１３ｃの３箇所からの光ビームは、対物レンズ７およびコリメートレンズ５を通り、円形を１つの半円および２つの４分の１円に３分割したパターンを有するホログラムパターン４で一部が回折によって方向を曲げられ、受光素子９の表面に形成された複数の受光領域１２にそれぞれ集光される。受光領域１２に集光された光に基づいてＦＥＳおよびＴＥＳを検出している。
【００４１】
ＦＥＳは、フォーカスサーボ処理に用いられ、ＴＥＳは、トラックサーボ処理に用いられる。つまり、ＦＥＳは光ディスク８の面振れなどによる、対物レンズ７のフォーカス方向（図３のＺ軸方向）のずれに応じて出力され、ＦＥＳが常に０になるように、つまり対物レンズ７と光ディスク８との距離が一定に保たれるように対物レンズ７をフォーカス方向に移動させる。このようにフィードバック制御することで、対物レンズ７は光ディスク８の面振れに追従し、常に合焦状態を保つ。
【００４２】
ＴＥＳは、光ディスク８のトラックの接線に垂直な方向、つまり図３のＹ軸方向へのトラックからのビームスポットのずれに応じて出力され、ＴＥＳが常に０になるようにピックアップ部１２０をＹ軸方向に移動させる。このようにフィードバック制御することで、光ディスク８が偏心していたとしても、偏心に追従してビームスポットが常にトラックの上をトレースするように制御することができる。
【００４３】
図４は、本発明の第１の実施形態における受光素子および光ディスクの傷による散乱光の入射パターンを示した図である。図４に示されるように、受光素子９の表面に形成された複数の受光領域１２として、ホログラムパターン４のＨＡ＋Ｂ領域で回折された光が入射するＦＥＳ用の２つの受光部分ＡおよびＢから構成されるＦＥＳ用受光領域（以下、ＰＤｆとする）と、ホログラムパターン４のＨＣおよびＨＤ領域で回折された光が入射するＴＥＳ用の６つの受光部分Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ，ＧおよびＨから構成されるＴＥＳ用受光領域（以下、ＰＤｔとする）とが独立して形成され、かつＰＤｔがＰＤｆを挟む配置で、ＰＤｆおよびＰＤｔがホログラムパターン４のＹ軸方向に１列に並ぶように配置している。ホログラムパターン４の各領域で回折された光を１列に並べたＰＤｆおよびＰＤｔの受光部分に正確に落射させるために、本実施形態では、ホログラムパターン４の回折格子ピッチおよび角度を変えることで回折角度を調整している。
【００４４】
このようにＰＤｆおよびＰＤｔを１列に並べて配置したことによって、光ディスクのトラックの接線方向についた傷がつくるＸ軸に平行な方向へ広がる散乱光が受光領域に到達した場合でも、ホログラムパターン４のＨＡ＋Ｂ領域で回折された光２２がＰＤｔの受光部分ＦまたはＧに入射することがない。したがって、ＰＤｆに入射する光の散乱光がＴＥＳに影響を与えないので、ＴＥＳが異常に大きくなることがなくなり、追従していたトラックサーボが外れることを防ぐことができる。
【００４５】
図５は、本発明の第２の実施形態における受光素子および光ディスクの傷による散乱光の入射パターンを示した図である。図５（ａ），図５（ｂ）に示されるように、受光素子９の表面に形成された複数の受光領域１２として、ＰＤｆとＰＤｔとが独立して形成され、かつ複数の受光部分をもつＰＤｔの並ぶ列とは別に、ＰＤｔの受光部分であるＦおよびＧに隣接するようにＰＤｆの受光部分であるＡおよびＢを配置している。
【００４６】
本実施形態では、図５（ａ）に示されるように、ＰＤｆに近いＰＤｔの受光部分ＦおよびＧの一部に、Ａｕ蒸着により表面から光が入射するのをさえぎる遮光膜３１，３２が形成され、または、図５（ｂ）に示されるように、ＰＤｆに近いＰＤｔの受光部分ＦおよびＧの全面に、遮光膜３４，３５が形成されている。遮光膜３１，３２は、ＰＤｔの受光部分ＥおよびＧの長手方向長さ２５０μｍの１０％に相当する２５μｍの長さで、ＰＤｆに近いＰＤｔの受光部分ＦおよびＧに形成した遮光手段である。
【００４７】
また遮光膜３１，３２または３４，３５は、受光素子９の表面の受光領域１２以外に光が入射することによって引き起こされる誤動作を防ぐため、Ａｕ遮光膜形成工程のパターニングマスクの形状を変更して、Ａｕ遮光膜がつかないようにレジストでカバーしていた受光部分ＦおよびＧのレジストを除去した状態でＡｕ遮光膜を蒸着する方法で形成する。
【００４８】
このようにＰＤｔの受光部分ＦおよびＧに対して、遮光膜３１，３２または３４，３５を形成することで、光ディスクのトラックの接線方向についた傷がつくるＸ軸に平行な方向へ広がる散乱光が受光領域に到達した場合でも、ホログラムパターン４のＨＡ＋Ｂ領域で回折された光３３がＰＤｔの受光部分ＦまたはＧの出力電気信号として変換されることがなくなる。したがって、ＰＤｆに入射する光の散乱光がＴＥＳに与える影響が軽減されるので、ＴＥＳが異常に大きくなることがなくなり、追従していたトラックサーボが外れることを防ぐことができる。
【００４９】
図６は、本発明の第３の実施形態における受光素子および光ディスクの傷による散乱光の入射パターンを示した図である。図６に示されるように、第２の実施形態と同様にＰＤｆとＰＤｔとが独立に形成され、かつＰＤｔの並ぶ列とは別に、ＰＤｔの受光部分ＦおよびＧに隣接するようにＰＤｆの受光部分ＡおよびＢを配置している。
【００５０】
本実施形態では、複数に分割されたＰＤｔの受光部分のうちでＰＤｆに近い受光部分の面積が他の受光部分の面積よりも小さくなるようにしている。すなわち、ＰＤｆに近いＰＤｔの受光部分ＦおよびＧは、受光部分の面積がＰＤｔの他の受光部分Ｃ，Ｄ，ＥおよびＨより狭く、受光部分ＦおよびＧの長手方向長さ２５０μｍの１０％に相当する２５μｍ短くなった分、従来と比べてＰＤｆから２５μｍ遠くに離してＰＤｔの受光部分ＦおよびＧを配置している。
【００５１】
このようにＰＤｔの受光部分ＦおよびＧの面積を小さくし、かつＰＤｆより遠く離して配置することで、光ディスクのトラックの接線方向についた傷がつくるＸ軸に平行な方向へ広がる散乱光が少ない場合には、ホログラムパターン９のＨＡ＋Ｂ領域で回折された光４１がＰＤｔの受光部分ＦまたはＧに入射することがなく、散乱光が多い場合でもＨＡ＋Ｂ領域で回折された光４１がＰＤｔの受光部分ＦまたはＧへ入射する面積、すなわち入射光量が低減されるためにＴＥＳに与える影響が軽減される。したがって、ＴＥＳが異常に大きくなることがなくなり、追従していたトラックサーボが外れることを防ぐことができる。
【００５２】
図７（ａ）は、第４の実施形態における受光素子および光ディスクの傷による散乱光の入射パターン図ならびに光信号の電気信号変換回路の構成を示した図であり、図７（ｂ）は、それに対応する従来技術を示した図である。図７（ａ），図７（ｂ）に示されるように、第２の実施形態と同様にＰＤｆとＰＤｔとが独立に形成され、かつＰＤｔの並ぶ列とは別に、ＰＤｔの受光部分ＦおよびＧに隣接するようにＰＤｆの受光部分ＡおよびＢを配置している。
【００５３】
ＰＤｆに近いＰＤｔの受光部分ＦおよびＧからの電気信号はＰＤｔの受光部分ＥまたはＨからの電気信号とそれぞれ加算され、オペアンプ（演算増幅器）により増幅されてＥ＋ＧおよびＦ＋Ｈの信号出力となる。また、図７（ｂ）に示される従来の電気信号変換回路図によれば、ＰＤｔの受光部分ＥとＧからの電気信号またはＰＤｔの受光部分ＦとＨからの電気信号に重みづけなく加算している。本実施形態における電気信号変換回路では、図７（ａ）に示すように、ＰＤｔの受光部分ＦおよびＧからの電気信号を等価抵抗Ｒ１を介してそれぞれ受光部分ＥおよびＨからの電気信号と結合し、等価抵抗Ｒ１を介してオペアンプに入力している。
【００５４】
図７（ｂ）に示される従来の回路における信号出力が（Ｅ＋Ｇ）×Ｒ２÷Ｒ１であるのに対し、図７（ａ）に示されるように、抵抗Ｒ１を介してＰＤｔの受光部分ＥとＧおよびＦとＨからの電気信号の加算をすることで、回路の信号出力はＥ×Ｒ２÷Ｒ１＋Ｇ×Ｒ２÷（Ｒ１＋Ｒ１）となり、従来の電気回路に比べてＧからの信号出力は１／２となる。すなわち、ＰＤｔの受光部分ＦおよびＧからの電気信号を等価抵抗Ｒ１を介してそれぞれ受光部分ＥおよびＨからの電気信号と結合することで、受光部分Ｅからの電気信号よりも受光部分Ｇからの電気信号の割合が小さくなり、感度を小さくすることができる。本発明では、受光部分Ｇからの電気信号の割合が受光部分Ｅからの電気信号の割合の半分となる。また、受光部分ＦとＨからの電気信号の割合についても同様で、受光部分Ｆからの電気信号の割合が受光部分Ｈからの電気信号の割合の半分となる。
【００５５】
このように受光部分ＦおよびＧからの電気信号の割合、すなわち受光感度を小さくすることで、光ディスクのトラックの接線方向についた傷がつくるＸ軸に平行な方向へ広がる散乱光が受光領域に到達した場合でも、ホログラムパターン４のＨＡ＋Ｂ領域で回折された光５３がＰＤｔの受光部分ＦまたはＧの出力電気信号として変換される信号強度が従来の半分となり、散乱光がＴＥＳに与える影響が軽減される。したがって、ＴＥＳが異常に大きくなることがなくなり、追従していたトラックサーボが外れることを防ぐことができる。
【００５６】
図８は、本発明の第５の実施形態における受光素子および光ディスクの傷による散乱光の入射パターンを示した図である。図８に示されるように、第２の実施形態と同様にＰＤｆとＰＤｔとが独立に形成され、かつＰＤｔの並ぶ列とは別に、ＰＤｔの受光部分ＦおよびＧに隣接するようにＰＤｆの受光部分ＡおよびＢを配置している。
【００５７】
本実施形態では、ＰＤｆに近いＰＤｔの受光部分ＦおよびＧに他の受光部分Ｃ，Ｄ，ＥおよびＨと比べて表面反射率が大きい誘電体多層薄膜６１，６２を形成する。
【００５８】
誘電体多層薄膜６１，６２は、ＳｉＯ２／ＳｉＮ／ＳｉＯ２の構成からなる。図９は、第５の実施形態における反射率制御誘電体薄膜の反射率特性を示したグラフである。グラフの横軸はＳｉＯ２の膜厚であり、縦軸は反射率である。図９に示されるように、誘電体多層薄膜６１，６２における１層目のＳｉＯ２膜厚を１２０ｎｍとすることで１２％程度大きい反射率、またＳｉＯ２膜厚を２３０ｎｍとすることで無反射膜にすることが可能である。したがって、ＰＤｔの受光部分ＦおよびＧに対して１層目を１２０ｎｍのＳｉＯ２かつ受光部分Ｃ，Ｄ，ＥおよびＨに対しては１層目を２３０ｎｍのＳｉＯ２としておき、ＳｉＮが５０ｎｍ、ＳｉＯ２が２６ｎｍであるＳｉＮ／ＳｉＯ２を積層して、受光部分ＦおよびＧが受光部分Ｃ，Ｄ，ＥおよびＨよりも反射率が１２％大きい構成にすることができる。
【００５９】
このように、ＰＤｆに近い側のＰＤｔの受光部分ＦおよびＧを他のＰＤｔの受光部分Ｃ，Ｄ，ＥおよびＨと比べて表面反射率を大きくすることで、光ディスクのトラックの接線方向についた傷がつくるＸ軸に平行な方向へ広がる散乱光が受光領域に到達した場合でも、ホログラムパターン４のＨＡ＋Ｂ領域で回折された光６３がＰＤｔの受光部分ＦまたはＧの出力電気信号として変換された信号強度は、従来に比べて１２％小さくなり、散乱光がＴＥＳに与える影響が軽減される。したがって、ＴＥＳが異常に大きくなることがなくなり、追従していたトラックサーボが外れることを防ぐことができる。
【００６０】
本発明の第６の実施形態では、第２の実施形態と同様にＰＤｆとＰＤｔとが独立に形成され、かつＰＤｔの並ぶ列とは別に、ＰＤｔの受光部分ＦおよびＧに隣接するようにＰＤｆの受光部分ＡおよびＢを配置している。
【００６１】
本実施形態では、図３の光ピックアップ装置２２における光路図に示されるように、ホログラム素子に形成されたグレーティング３によって３方向に分割されたメインビームおよびサブビームが光ディスク８上に集光されたスポット１３ａ，１３ｂおよび１３ｃにおける光量の比率を変えている。図１０は、光ピックアップ装置におけるメインビーム（Ｍ）およびサブビーム（Ｓ１，Ｓ２）が光ディスク上に集光された状態を示した図である。図１０に示されるＭおよびＳ１，Ｓ２において、従来はＳ１：Ｍ：Ｓ２＝１：１０：１としていたところを、本実施形態ではＳ１：Ｍ：Ｓ２＝１：６：１とし、メインビームである０次回折光の光量を下げてサブビームに対するメインビームの光量の割合を減少させることで、サブビームである＋１次回折光および−１次回折光の比率を相対的に増やしている。
【００６２】
図１１は、第６の実施形態におけるグレーティング溝の深さと分光比率（光量の比率）との関係を示したグラフである。グラフの横軸はグレーティング溝の深さであり、縦軸は０次回折光と＋１次回折光および−１次回折光との光量比である。グレーティング３によって分割されたメインビームである０次回折光とサブビームである＋１次回折光または−１次回折光との光量比は、図１１に示されるように、グレーティングの溝の深さによって制御し、従来の溝の深さ０．２５μｍに対して０．３１μｍと溝を深くすることによって光量比を小さくしている。溝の深さはエッチング時間の制御により可能であり、エッチング時間を約２０％長くすることで実現している。
【００６３】
このように、サブビームである＋１次回折光および−１次回折光に対するメインビームである０次回折光の光量の割合を減少させることで、光ディスクのトラックの接線方向についた傷がつくるＸ軸に平行な方向へ広がる散乱光が受光領域に到達した場合でも、メインビームである０次回折光の反射光がホログラムパターン４のＨＡ＋Ｂ領域で回折された光の量は減り、逆にサブビームである＋１次回折光および−１次回折光の反射光がホログラムパターン４のＨＣおよびＨＤ領域で回折された光の量は増えるので、ＰＤｔの受光部分ＦまたはＧの出力電気信号に与える影響が相対的に小さくなり、散乱光がＴＥＳに与える影響が軽減される。したがって、ＴＥＳが異常に大きくなることがなくなり、追従していたトラックサーボが外れることを防ぐことができる。
【００６４】
図１２（ａ）は、第７の実施形態におけるホログラムパターン４と０次回折光の反射光との関係を示した図であり、図１２（ｂ）は、それに対応する従来技術を示した図である。図１２（ａ）に示されるように、第７の実施形態では、第２の実施形態と同様にＰＤｆとＰＤｔとが独立に形成され、かつＰＤｔの並ぶ列とは別に、ＰＤｔの受光部分ＦおよびＧに隣接するようにＰＤｆの受光部分ＡおよびＢを配置している。
【００６５】
０次回折光１３ａの反射光は、ホログラムパターン４のＨＡ＋Ｂ、ＨＣおよびＨＤのどの領域に入射するかによって３方向に回折され、受光部分Ａ＋Ｂ，ＣおよびＤにそれぞれ入射する。
【００６６】
なお、ホログラム素子２に形成されたグレーティング３によって３方向に分割されたメインビームＭおよびサブビームＳ１，Ｓ２が光ディスク上に集光されたスポット１３ａ，１３ｂおよび１３ｃにおける光量の比率は、Ｓ１：Ｍ：Ｓ２＝１：１０：１である。
【００６７】
図１２（ｂ）に示されるように、従来は、０次回折光１３ａの反射光７１がホログラムパターン４のＨＡ＋Ｂ領域に入る面積とＨＣ＋ＨＤ領域に入る面積とが等しくなるように、すなわちホログラムパターン４の３分割の交点とメインビームである０次回折光の反射光の中心とを一致させ、ホログラムパターン４における受光領域からの出力信号をそれぞれＶＡ，ＶＢ，ＶＣおよびＶＤとするとき、ＶＡ＋ＶＢ＝ＶＣ＋ＶＤとなるようにホログラム素子のＹ軸方向の位置を調整している。本実施形態では、図１２（ａ）に示されるように、ホログラム素子の位置をＹ軸の負の方向へずらすことで、０次回折光１３ａの反射光７２がホログラムパターン４に入る面積がＨＡ＋Ｂ＜ＨＣ＋ＨＤとなるように、すなわちＶＡ＋ＶＢ＜ＶＣ＋ＶＤとなるように調整している。
【００６８】
具体的には、従来は（ＶＡ＋ＶＢ）／（ＶＣ＋ＶＤ）≒１．０となるように調整していたホログラム素子の位置を、本発明では（ＶＡ＋ＶＢ）／（ＶＣ＋ＶＤ）≒０．８となるように調整している。
【００６９】
このように、０次回折光１３ａの反射光がホログラムパターン４のＨＡ＋Ｂ領域に入る面積とＨＣ＋ＨＤ領域に入る面積との関係をＨＡ＋Ｂ＜ＨＣ＋ＨＤとなるようにしたことで、光ディスクのトラックの接線方向についた傷がつくるＸ軸に平行な方向へ広がる散乱光が受光領域に到達した場合でも、０次回折光の反射光がホログラムパターン４のＨＡ＋Ｂ領域で回折された光７３の光量が減り、逆にＨＣおよびＨＤ領域で回折された光７４，７５の光量が増えるので、ＰＤｔの受光部分ＦまたはＧの出力電気信号に与える影響が相対的に小さくなり、散乱光がＴＥＳに与える影響が軽減される。したがって、ＴＥＳが異常に大きくなることがなくなり、追従していたトラックサーボが外れることを防ぐことができる。
【００７０】
図１３（ａ）は、第８の実施形態におけるフォーカスエラー信号用受光領域上への集光点の位置を示した図であり、図１３（ｂ）は、それに対応する従来技術を示した図である。図１３（ａ）に示されるように、第８の実施形態では、第２の実施形態と同様にＰＤｆとＰＤｔとが独立に形成され、かつＰＤｔの並ぶ列とは別に、ＰＤｔの受光部分ＦおよびＧに隣接するようにＰＤｆの受光部分ＡおよびＢを配置している。
【００７１】
従来は、図１３（ｂ）に示されるように、０次回折光１３ａの反射光がホログラムパターン４のＨＡ＋Ｂ領域で回折された光が集光される位置をＰＤｆの受光部分ＡおよびＢの中央にしている。本実施形態では、図１３（ａ）に示されるように、０次回折光１３ａの反射光がホログラムパターン４のＨＡ＋Ｂ領域で回折されて集光される位置をＰＤｆの受光部分ＡおよびＢの中央ではなく、ＰＤｔから距離Ｌ２だけ離すように、集光点の位置を８３ａから８３ｂへとずらしている。集光点８３ｂの位置は、以下のようにして変えている。ホログラムパターン４の回折格子ピッチを広くすることで回折角度を小さくすることができるので、本実施形態ではホログラムパターン４のＨＡ＋Ｂ領域のピッチを広くすることで、図１３（ａ）に示される集光点８３ｂの位置を受光領域ＨＡ＋Ｂの中央からＸ軸の正の方向に２５μｍずらしている。すなわち、ＰＤｆに近い側のＰＤｔの端から集光点８３ａまでの距離Ｌ１よりも２５μｍ遠くに距離Ｌ２だけ離している。集光点位置のずらし量はＰＤｆの受光部分Ａにおける長手方向長さ２５０μｍの１０％に相当する量に設定している。
【００７２】
このように、０次回折光１３ａの反射光のＰＤｆへの集光点８３ｂの位置をＰＤｔから遠く離して配置することで、光ディスクのトラックの接線方向についた傷がつくるＸ軸に平行な方向へ広がる散乱光が少ない場合には、ホログラムパターン４のＨＡ＋Ｂ領域で回折された光がＰＤｔの受光部分ＦまたはＧに入射することがなく、散乱光が多い場合でもＨＡ＋Ｂ領域で回折された光が入射する面積、すなわち入射光量が低減されるため、散乱光がＴＥＳに与える影響が軽減される。したがって、ＴＥＳが異常に大きくなることがなくなり、追従していたトラックサーボが外れることを防ぐことができる。
【００７３】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、光ディスクの傷、特にトラックの接線方向についた傷によるトラックサーボ外れの発生が軽減され、傷のついた光ディスクに対する読み取りおよび書き込みの不具合が発生しにくい光ピックアップ装置を構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態である光ピックアップ装置２１を有するピックアップ部１１０を示した図である。
【図２】光ピックアップ装置２１の斜視図および内部構成図である。
【図３】光ピックアップ装置２１を用いたピックアップ部１２０における光路図である。
【図４】本発明の第１の実施形態における受光素子および光ディスクの傷による散乱光の入射パターンを示した図である。
【図５】本発明の第２の実施形態における受光素子および光ディスクの傷による散乱光の入射パターンを示した図である。
【図６】本発明の第３の実施形態における受光素子および光ディスクの傷による散乱光の入射パターンを示した図である。
【図７】本発明の第４の実施形態における受光素子および光ディスクの傷による散乱光の入射パターン図ならびに光信号の電気信号変換回路の構成を示した図である。
【図８】本発明の第５の実施形態における受光素子および光ディスクの傷による散乱光の入射パターンを示した図である。
【図９】本発明の第５の実施形態における反射率制御誘電体薄膜の反射率特性を示したグラフである。
【図１０】光ピックアップ装置におけるメインビームＭおよびサブビームＳ１，Ｓ２が光ディスク８上に集光された状態を示した図である。
【図１１】本発明の第６の実施形態におけるグレーティング溝の深さと分光比率（光量の比率）との関係を示したグラフである。
【図１２】本発明の第７の実施形態におけるホログラムパターン４と０次回折光の反射光との関係を示した図である。
【図１３】本発明の第８の実施形態におけるフォーカスエラー信号用受光領域上への集光点の位置を示した図である。
【図１４】光ディスク表面の傷９４と直交する方向に散乱光が発生する状況を示した図である。
【図１５】従来例における受光素子および光ディスクの傷による散乱光の入射パターンを示した図である。
【符号の説明】
１ 半導体レーザダイオード
２ ホログラム素子
３ グレーティング
４ ホログラムパターン
５ コリメートレンズ
６ ミラー
７ 対物レンズ
８ 光ディスク
９ 受光素子
１０ ステム
１１ キャップ
１２ 受光領域
１３ａ，１３ｂ，１３ｃ グレーティングにより分割された０次回折光、＋１次回折光および−１次回折光の集光点
２１ 光ピックアップ装置
３１，３２，３４，３５ 遮光膜
２２，３３，４１，５３，６３，７３，８３ａ，８３ｂ，９３ ホログラムパターンのＨＡ＋Ｂ領域による回折光
６１，６２ 誘電体多層薄膜
７４ ホログラムパターンのＨＣ領域による回折光
７５ ホログラムパターンのＨＤ領域による回折光
９４ 光ディスク表面の傷
１０１ チップダイボンドブロック部
１０２ サブマウント素子
１０３ リードピン
１０４ アイレット部
１１０，１２０ ピックアップ部
【発明の属する技術分野】
本発明は、パソコンなどに搭載され、光によって情報を記録または再生する光ディスク装置の光ピックアップ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
光ディスク装置の光ピックアップ装置は、光ディスクに光ビームを照射し、反射光を受光して信号を読み取り、光ディスク上のトラックから読み取ったサーボエラー信号を最小化するようにフィードバック制御を行って、光ビームを光ディスク上のトラックに追従させる。
【０００３】
サーボエラー信号は、フォーカスエラー信号（以下、ＦＥＳとする）とトラッキングエラー信号（以下、ＴＥＳとする）との２つがある。ＦＥＳは、光ディスクに対してフォーカス方向のずれを示す信号で、対物レンズの位置と光ディスクの情報記録面との間隔および情報記録面のピット列との相対位置を一定の条件に維持する。またＴＥＳは、光ディスク上に集光された光のトラック中心からのズレに対応した信号で、この信号をもとに光ビームを正確にトラックに追従させる。
【０００４】
光ディスク上に傷がある場合、傷によってサーボエラー信号が大きくなりすぎて、現在追従しているトラックからサーボが外れてしまうことがあり、ＣＤ−Ｒ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｋ−Ｒｅｃｏｒｄａｂｌｅ）ディスクの読み出し中の場合にデータ欠落などが発生するという問題がある。
【０００５】
また、従来の光ピックアップ装置として、特開２００１−１１００８５号公報記載の「受発光一体素子およびそれを用いた光ピックアップ」が開示されている。上記公報記載の受発光一体素子およびそれを用いた光ピックアップでは、半導体レーザ素子から照射された光ビームが対物レンズ表面で光検出器に向けて反射される迷光を阻止する目的で遮光マスクを設けており、遮光マスクを設けることによって安定した信号を検出することができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
光ディスク表面に傷がある場合の光の特性について図１４を参照しながら説明する。図１４は、光ディスク８表面の傷９４と直交する方向に散乱光が発生する状況を示した図である。図１４に示されるように、光ディスク８表面に傷９４がある場合、傷９４によって半導体レーザダイオードからの光ビームが散乱されることになる。散乱光は直線状の傷に対しては、傷の方向に直交する方向へ散乱しやすく、逆に傷に平行する方向には散乱されにくいため、直線状の傷から発せられる散乱光の放射パターンは傷方向に対して直交方向に長い楕円形状に近い形状となる。
【０００７】
光ディスク８表面の傷９４のなかでも特にトラックの接線方向の傷は、トラックに直交する半径方向の傷と比べて、傷部分を通過している時間が長くなるために傷の影響によるトラックサーボ外れが生じやすい。
【０００８】
光ピックアップ装置においてトラックサーボに必要なＴＥＳの検出方法について説明する。グレーティングによって半導体レーザダイオードからの光ビームを３つのビームに分割し、光ディスク上のトラックにほぼ平行に浅い角度をつけて１つのメインビームと２つのサブビームとを照射する。すなわち、サブビームをメインビームに対してトラックピッチの半分だけずらして照射する。図１０は、光ピックアップ装置におけるメインビーム（Ｍ）およびサブビーム（Ｓ１，Ｓ２）が光ディスク上に集光された状態を示した図である。
【０００９】
図１５は、従来例における受光素子および光ディスクの傷による散乱光の入射パターンを示した図である。図１５に示されるように、分割された３つのビームは、３つの領域ＨＡ＋Ｂ，ＨＣ，およびＨＤに分割されたホログラムパターン４でそれぞれ回折され、９つのビームに分割されて、フォーカスエラー信号用受光領域（以下、ＰＤｆとする）およびトラッキングエラー信号用受光領域（以下、ＰＤｔとする）に入射される。ＰＤｆは２つの受光部分Ａ，Ｂに分割され、ＰＤｔは６つの受光部分Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ，ＧおよびＨに分割されている。ホログラムパターン４のＨＡ＋Ｂ領域からのメインビームは、ＰＤｆの受光部分Ａ，Ｂの中央に入射し、ＨＣ領域からの３ビームは、ＰＤｔの受光部分Ｅ，ＣおよびＧに入射し、ＨＤ領域からの３ビームは、ＰＤｔの受光部分Ｆ，ＤおよびＨに入射する。各受光部分Ａ〜Ｈからの信号をＡ〜Ｈとすると、ＴＥＳは、
ＴＥＳ＝Ｃ−Ｄ−｛（Ｅ＋Ｇ）−（Ｆ＋Ｈ）｝ …（１）
で求めることができる。なお、各信号Ａ〜Ｈと光ディスク上に集光された３点の反射信号との関係は、図１０に示す関係となる。上記のように、トラックと光ビームとの位置ずれによって生じる反射光の分布のアンバランスを光検出器で検出してＴＥＳを得る検出方式は差動プッシュプルと呼ばれており、追記型（ＣＤ−Ｒ）や書き換え型（ＣＤ−ＲＷ）に適した方法である。
【００１０】
光ディスクに傷がある場合、Ｍ，Ｓ１およびＳ２は散乱光であるためにＰＤｆおよびＰＤｔの受光部分に点状に絞りこむことができず、図１５に示すような散乱光の放射パターンがＰＤｆおよびＰＤｔの受光部分上に投影される。
【００１１】
散乱光のうちＭは、Ｓ１およびＳ２と比べて光量を多く（通常Ｓ１：Ｍ：Ｓ２＝１：１０：１）しているためにＭから発せられる散乱光がＴＥＳを異常に大きくする主な原因となっている。
【００１２】
Ｍからの散乱光９３は、ＰＤｆの受光部分Ａ，Ｂのほぼ中央と、ＰＤｔの受光部分ＣおよびＤに入射し、同じくＳ１からはＰＤｔの受光部分ＥおよびＧ、Ｓ２からはＰＤｔの受光部分ＦおよびＨに入射する。つまり、光ディスク上の３つのビーム配置は、ＰＤｔの受光部分ＥＣＧおよびＦＤＨにそのまま投影される。
【００１３】
また、光ディスク上のトラックの接線方向に傷があった場合、傷による散乱光は傷の方向と直交する方向、すなわちトラックの半径方向であり、かつ３ビームの並びに直交する方向に広がる放射特性を示すことになる。
【００１４】
したがって、トラックの接線方向の傷によるＭからの散乱光９３は、ＰＤｔ上の受光部分ＥＣＧまたはＦＤＨの並び方向に直交する方向に広がったパターンとして投影される。
【００１５】
このとき、３つのビームの散乱光はＰＤｆの受光部分Ａ，ＢおよびＰＤｔの受光部分Ｃ，Ｄに入射する。３つのビームのうち光量が多いＭからの散乱光９３がＰＤｔの受光部分ＧまたはＦに入射した場合には、上記（１）式のＴＥＳにおいてＧまたはＦの信号が異常に大きな値を示すことになる。したがって、ＴＥＳが異常に大きくなりすぎて追従しているトラックからサーボが外れてしまうことになる。
【００１６】
本発明の目的は、受光素子またはホログラムの特性を変えて、光ディスク表面の傷によるトラックサーボ外れの不具合を軽減させる光ピックアップ装置を提供することである。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、光源と、少なくとも第１領域、第２領域および第３領域に分割され、光源から出射されて光ディスクで反射された光を、第１〜第３領域でそれぞれ回折させる１つのホログラムパターンと、ホログラムパターンの第１〜第３領域でそれぞれ回折された光を受光する受光素子とを有し、受光素子は、複数の受光部分をそれぞれ備える２つのトラッキングエラー信号用受光領域と、複数の受光部分を備えるフォーカスエラー信号用受光領域とを含み、各トラッキングエラー信号用受光領域の各受光部分は、予め定める方向に１列に並んで配置され、フォーカスエラー信号用受光領域は、一方のトラッキングエラー信号用受光領域の１つの受光部分と、他方のトラッキングエラー信号用受光領域の１つの受光部分とに隣接して配置され、ホログラムパターンの第１領域で回折され、フォーカスエラー信号用受光領域の受光部分で受光される光に基づいてフォーカスエラー信号を出力し、ホログラムパターンの第２および第３領域で回折され、各トラッキングエラー信号用受光領域の各受光部分で受光される光に基づいてトラッキ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、
光源から出射された光が光ディスクに形成された傷によって散乱して、フォーカスエラー信号用受光領域に入射されるべき光がトラッキングエラー信号用受光領域に入射されてトラッキングエラー信号に与えてしまう影響を軽減できるように、トラッキングエラー信号用受光領域の各受光部分のうちで、フォーカスエラー信号用受光領域に近い受光部分の全面、またはフォーカスエラー信号用受光領域に近い側の一部に遮光手段を設けることを特徴とする光ピックアップ装置である。
【００１８】
本発明に従えば、トラッキングエラー信号用受光領域の各受光部分のうちで、フォーカスエラー信号用受光領域に近い受光部分の全面、またはフォーカスエラー信号用受光領域に近い側の一部に遮光手段が設けられる。光源から出射された光が光ディスクに形成された傷によって散乱されて、フォーカスエラー信号用受光領域に入射されるべき光がトラッキングエラー信号用受光領域に入射されてしまう場合でも、その入射された光を遮光手段によって遮光することができるので、トラッキングエラー信号に与えてしまう影響を軽減することができ、トラックサーボが外れることを防ぐことができる。
【００２３】
また本発明は、光源と、少なくとも第１領域、第２領域および第３領域に分割され、光源から出射されて光ディスクで反射された光を、第１〜第３領域でそれぞれ回折させる１つのホログラムパターンと、ホログラムパターンの第１〜第３領域でそれぞれ回折された光を受光する受光素子とを有し、受光素子は、複数の受光部分をそれぞれ備える２つのトラッキングエラー信号用受光領域と、複数の受光部分を備えるフォーカスエラー信号用受光領域とを含み、各トラッキングエラー信号用受光領域の各受光部分は、予め定める方向に１列に並んで配置され、フォーカスエラー信号用受光領域は、一方のトラッキングエラー信号用受光領域の１つの受光部分と、他方のトラッキングエラー信号用受光領域の１つの受光部分とに隣接して配置され、ホログラムパターンの第１領域で回折され、フォーカスエラー信号用受光領域の受光部分で受光される光に基づいてフォーカスエラー信号を出力し、ホログラムパターンの第２および第３領域で回折され、各トラッキングエラー信号用受光領域の各受光部分で受光される光に基づいてトラッキ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、
光源から出射された光が光ディスクに形成された傷によって散乱して、フォーカスエラー信号用受光領域に入射されるべき光がトラッキングエラー信号用受光領域に入射されてトラッキングエラー信号に与えてしまう影響を軽減できるように、トラッキングエラー信号用受光領域の各受光部分のうちで、フォーカスエラー信号用受光領域に近い受光部分の面積が他の受光部分の面積よりも小さいことを特徴とする光ピックアップ装置である。
【００２４】
本発明に従えば、トラッキングエラー信号用受光領域の各受光部分のうちで、フォーカスエラー信号用受光領域に近い受光部分の面積を他の受光部分の面積よりも小さくすることによって、光源から出射された光が光ディスクに形成された傷によって散乱されて、フォーカスエラー信号用受光領域に入射されるべき光がトラッキングエラー信号用受光領域に入射されてしまう場合でも、トラッキングエラー信号用受光領域に入射されてしまうフォーカスエラー信号用受光領域に入射されるべき光の入射光量が低減される。これによって、トラッキングエラー信号に与えてしまう影響を軽減することができ、トラックサーボが外れることを防ぐことができる。
【００２５】
また本発明は、光源と、少なくとも第１領域、第２領域および第３領域に分割され、光源から出射されて光ディスクで反射された光を、第１〜第３領域でそれぞれ回折させる１つのホログラムパターンと、ホログラムパターンの第１〜第３領域でそれぞれ回折された光を受光する受光素子とを有し、受光素子は、複数の受光部分をそれぞれ備える２つのトラッキングエラー信号用受光領域と、複数の受光部分を備えるフォーカスエラー信号用受光領域とを含み、各トラッキングエラー信号用受光領域の各受光部分は、予め定める方向に１列に並んで配置され、フォーカスエラー信号用受光領域は、一方のトラッキングエラー信号用受光領域の１つの受光部分と、他方のトラッキングエラー信号用受光領域の１つの受光部分とに隣接して配置され、ホログラムパターンの第１領域で回折され、フォーカスエラー信号用受光領域の受光部分で受光される光に基づいてフォーカスエラー信号を出力し、ホログラムパターンの第２および第３領域で回折され、各トラッキングエラー信号用受光領域の各受光部分で受光される光に基づいてトラッキ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、
光源から出射された光が光ディスクに形成された傷によって散乱して、フォーカスエラー信号用受光領域に入射されるべき光がトラッキングエラー信号用受光領域に入射されてトラッキングエラー信号に与えてしまう影響を軽減できるように、トラッキングエラー信号用受光領域の各受光部分のうちで、フォーカスエラー信号用受光領域に近い受光部分が他の受光部分よりも小さな感度を有することを特徴とする光ピックアップ装置である。
【００２６】
本発明に従えば、トラッキングエラー信号用受光領域の各受光部分のうちで、フォーカスエラー信号用受光領域に近い受光部分が他の分割された受光部分よりも感度を小さくすることによって、光源から出射された光が光ディスクに形成された傷によって散乱されて、フォーカスエラー信号用受光領域に入射されるべき光がトラッキングエラー信号用受光領域に入射されてしまう場合でも、フォーカスエラー信号用受光領域に入射されるべき光がトラッキングエラー信号用受光領域に入射して、このトラッキングエラー信号用受光領域の受光部分から出力される信号が小さくなる。これによって、トラッキングエラー信号に与えてしまう影響を軽減することができ、トラックサーボが外れることを防ぐことができる。
【００２７】
また本発明は、光源と、少なくとも第１領域、第２領域および第３領域に分割され、光源から出射されて光ディスクで反射された光を、第１〜第３領域でそれぞれ回折させる１つのホログラムパターンと、ホログラムパターンの第１〜第３領域でそれぞれ回折された光を受光する受光素子とを有し、受光素子は、複数の受光部分をそれぞれ備える２つのトラッキングエラー信号用受光領域と、複数の受光部分を備えるフォーカスエラー信号用受光領域とを含み、各トラッキングエラー信号用受光領域の各受光部分は、予め定める方向に１列に並んで配置され、フォーカスエラー信号用受光領域は、一方のトラッキングエラー信号用受光領域の１つの受光部分と、他方のトラッキングエラー信号用受光領域の１つの受光部分とに隣接して配置され、ホログラムパターンの第１領域で回折され、フォーカスエラー信号用受光領域の受光部分で受光される光に基づいてフォーカスエラー信号を出力し、ホログラムパターンの第２および第３領域で回折され、各トラッキングエラー信号用受光領域の各受光部分で受光される光に基づいてトラッキ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、
光源から出射された光が光ディスクに形成された傷によって散乱して、フォーカスエラー信号用受光領域に入射されるべき光がトラッキングエラー信号用受光領域に入射されてトラッキングエラー信号に与えてしまう影響を軽減できるように、トラッキングエラー信号用受光領域の各受光部分のうちで、フォーカスエラー信号用受光領域に近い受光部分が他の受光部分よりも大きな表面反射率を有することを特徴とする光ピックアップ装置である。
【００２８】
本発明に従えば、トラッキングエラー信号用受光領域の各受光部分のうちで、フォーカスエラー信号用受光領域に近い受光部分が他の分割された受光部分よりも表面反射率を大きくすることによって、光源から出射された光が光ディスクに形成された傷によって散乱されて、フォーカスエラー信号用受光領域に入射されるべき光がトラッキングエラー信号用受光領域に入射された場合でも、フォーカスエラー信号用受光領域に入射されるべき光は反射される。これによって、トラッキングエラー信号に与えてしまう影響を軽減することができ、トラックサーボが外れることを防ぐことができる。
【００２９】
また本発明は、前記受光素子に入射する光は１つのメインビームと２つのサブビームとに分割された光であり、メインビームをフォーカスエラー信号用受光領域に入射させ、サブビームに対するメインビームの光量の割合を減少させることで、フォーカスエラー信号用受光領域に近いトラッキングエラー信号用受光領域の受光部分に入射するメインビームの散乱光の光量を軽減させることを特徴とする。
【００３０】
本発明に従えば、サブビームに対するメインビームの光量の割合を減少させることで、フォーカスエラー信号用受光領域に入射されるべきメインビームの散乱光がフォーカスエラー信号用受光領域に近いトラッキングエラー信号用受光領域に入射することを軽減させることができ、散乱光がトラッキングエラー信号に与える影響が軽減されるので、トラックサーボが外れることを防ぐことができる。
【００３１】
また本発明は、前記フォーカスエラー信号用受光領域に入射させる光量をトラッキングエラー信号用受光領域に入射させる光量より小さくすることを特徴とする。
【００３２】
本発明に従えば、フォーカスエラー信号用受光領域に入射させる光量をトラッキングエラー信号用受光領域に入射させる光量より小さくすることで、トラッキングエラー信号用受光領域の受光部分の出力電気信号に与える影響が相対的に小さくなり、散乱光がトラッキングエラー信号に与える影響が軽減されるので、トラックサーボが外れることを防ぐことができる。
【００３３】
また本発明は、前記フォーカスエラー信号用受光領域に入射されるべき光がトラッキングエラー信号用受光領域に入射しないように、フォーカスエラー信号用受光領域への入射位置をトラッキングエラー信号用受光領域から離したことを特徴とする。
【００３４】
本発明に従えば、フォーカスエラー信号用受光領域への入射位置をトラッキングエラー信号用受光領域から離したことで、フォーカスエラー信号用受光領域に入射されるべき光のトラッキングエラー信号用受光領域に入射する光量の割合を低減できるので、トラッキングエラー信号に与える影響が軽減され、トラックサーボが外れることを防ぐことができる。
【００３５】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の第１の実施形態である光ピックアップ装置２１を有するピックアップ部１１０を示す図である。ピックアップ部１１０は、半導体レーザダイオード１、ホログラム素子２、受光素子９、ステム１０、キャップ１１を備えて構成される光ピックアップ装置２１、コリメートレンズ５、ミラー６、対物レンズ７を備えて構成される。ホログラム素子２には、ホログラムパターン４が形成されている。半導体レーザダイオード１および受光素子９は、ステム１０上に設置され、キャップ１１で封止されている。
【００３６】
半導体レーザダイオード１は、光ピックアップ装置２１における光源である。ホログラム素子２は、ホログラムパターン４とグレーティングとが形成されている素子であり、グレーティングによって光ビームが３つに分割され、ホログラムパターン４によって光ディスクへの光と光ディスクからの光とを回折する機能を有する。コリメートレンズ５は、入射光を平行光にする。ミラー６は、コリメートレンズ５からの光を反射して対物レンズ７へと導く鏡である。対物レンズ７は、入射した光を光ディスク８の情報記録面に集光させるためのレンズである。受光素子９は、ＦＥＳおよびＴＥＳ検出用の受光領域から構成され、ＦＥＳおよびＴＥＳの検出に使用される。
【００３７】
図２は、光ピックアップ装置２１の斜視図および内部構成図である。図２（ａ）に示されるように、図１の半導体レーザダイオード１、ホログラム素子２および受光素子９は、一体化した光ピックアップ装置２１を構成している。また、図２（ｂ）に示されるように、ステム１０上にチップダイボンドブロック部１０１とアイレット部１０４とが設けられており、その裏面にリードピン１０３が設けられている。チップダイボンドブロック部１０１には、半導体レーザダイオード１を覆っているサブマウント素子１０２と受光素子９とが搭載されている。光ピックアップ装置２１は、金属製のキャップ１１をステム１０に固定して、キャップ１１にホログラム素子２を固定した構造をしている。またサブマウント素子１０２がない構成の光ピックアップ装置もある。
【００３８】
図１において、光源である半導体レーザダイオード１から出射された放射状の光ビームは、ホログラム素子２を通過してコリメートレンズ５によって平行光とされ、ミラー６によって光路を曲げられた後に、対物レンズ７によって光ディスク８上に集光される。光ディスク８の情報記録面で反射された光ビームは、対物レンズ７によって再び平行光とされ、ミラー６で光路を曲げられた後に、コリメートレンズ５、ホログラム素子２を通って半導体レーザダイオード１に集光される。このとき、ホログラム素子２の表面に形成された回折格子としての機能を有するホログラムパターン４によって、光ビームの一部が回折現象により方向を曲げられ、曲げられた先に配置された受光素子９に入射する。
【００３９】
ピックアップ部１２０の光路について図３を用いて説明する。図３は、光ピックアップ装置２１を用いたピックアップ部１２０における光路図である。図３に示されるように、図１のピックアップ部１１０の構成図からミラー６を省略した構成になっている。半導体レーザダイオード１から出射された光ビームは、ホログラム素子２の半導体レーザダイオード１に近い側の表面に形成されたグレーティング３によってメインビームである０次回折光とサブビームである＋１次回折光および−１次回折光との３方向に分割される。３方向に分割された０次回折光と＋１次回折光または−１次回折光との光量の比率は、１次：０次：−１次＝１：１０：１としている。ホログラムパターン４を通過した３つのビームのうちコリメートレンズ５に入射した光ビームは平行化されて対物レンズ７に導かれ、０次回折光、＋１次回折光および−１次回折光として光ディスク８上の１３ａ，１３ｂおよび１３ｃにそれぞれ集光される。
【００４０】
光ディスク８の情報記録面で反射された１３ａ，１３ｂおよび１３ｃの３箇所からの光ビームは、対物レンズ７およびコリメートレンズ５を通り、円形を１つの半円および２つの４分の１円に３分割したパターンを有するホログラムパターン４で一部が回折によって方向を曲げられ、受光素子９の表面に形成された複数の受光領域１２にそれぞれ集光される。受光領域１２に集光された光に基づいてＦＥＳおよびＴＥＳを検出している。
【００４１】
ＦＥＳは、フォーカスサーボ処理に用いられ、ＴＥＳは、トラックサーボ処理に用いられる。つまり、ＦＥＳは光ディスク８の面振れなどによる、対物レンズ７のフォーカス方向（図３のＺ軸方向）のずれに応じて出力され、ＦＥＳが常に０になるように、つまり対物レンズ７と光ディスク８との距離が一定に保たれるように対物レンズ７をフォーカス方向に移動させる。このようにフィードバック制御することで、対物レンズ７は光ディスク８の面振れに追従し、常に合焦状態を保つ。
【００４２】
ＴＥＳは、光ディスク８のトラックの接線に垂直な方向、つまり図３のＹ軸方向へのトラックからのビームスポットのずれに応じて出力され、ＴＥＳが常に０になるようにピックアップ部１２０をＹ軸方向に移動させる。このようにフィードバック制御することで、光ディスク８が偏心していたとしても、偏心に追従してビームスポットが常にトラックの上をトレースするように制御することができる。
【００４３】
図４は、本発明の第１の実施形態における受光素子および光ディスクの傷による散乱光の入射パターンを示した図である。図４に示されるように、受光素子９の表面に形成された複数の受光領域１２として、ホログラムパターン４のＨＡ＋Ｂ領域で回折された光が入射するＦＥＳ用の２つの受光部分ＡおよびＢから構成されるＦＥＳ用受光領域（以下、ＰＤｆとする）と、ホログラムパターン４のＨＣおよびＨＤ領域で回折された光が入射するＴＥＳ用の６つの受光部分Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ，ＧおよびＨから構成されるＴＥＳ用受光領域（以下、ＰＤｔとする）とが独立して形成され、かつＰＤｔがＰＤｆを挟む配置で、ＰＤｆおよびＰＤｔがホログラムパターン４のＹ軸方向に１列に並ぶように配置している。ホログラムパターン４の各領域で回折された光を１列に並べたＰＤｆおよびＰＤｔの受光部分に正確に落射させるために、本実施形態では、ホログラムパターン４の回折格子ピッチおよび角度を変えることで回折角度を調整している。
【００４４】
このようにＰＤｆおよびＰＤｔを１列に並べて配置したことによって、光ディスクのトラックの接線方向についた傷がつくるＸ軸に平行な方向へ広がる散乱光が受光領域に到達した場合でも、ホログラムパターン４のＨＡ＋Ｂ領域で回折された光２２がＰＤｔの受光部分ＦまたはＧに入射することがない。したがって、ＰＤｆに入射する光の散乱光がＴＥＳに影響を与えないので、ＴＥＳが異常に大きくなることがなくなり、追従していたトラックサーボが外れることを防ぐことができる。
【００４５】
図５は、本発明の第２の実施形態における受光素子および光ディスクの傷による散乱光の入射パターンを示した図である。図５（ａ），図５（ｂ）に示されるように、受光素子９の表面に形成された複数の受光領域１２として、ＰＤｆとＰＤｔとが独立して形成され、かつ複数の受光部分をもつＰＤｔの並ぶ列とは別に、ＰＤｔの受光部分であるＦおよびＧに隣接するようにＰＤｆの受光部分であるＡおよびＢを配置している。
【００４６】
本実施形態では、図５（ａ）に示されるように、ＰＤｆに近いＰＤｔの受光部分ＦおよびＧの一部に、Ａｕ蒸着により表面から光が入射するのをさえぎる遮光膜３１，３２が形成され、または、図５（ｂ）に示されるように、ＰＤｆに近いＰＤｔの受光部分ＦおよびＧの全面に、遮光膜３４，３５が形成されている。遮光膜３１，３２は、ＰＤｔの受光部分ＥおよびＧの長手方向長さ２５０μｍの１０％に相当する２５μｍの長さで、ＰＤｆに近いＰＤｔの受光部分ＦおよびＧに形成した遮光手段である。
【００４７】
また遮光膜３１，３２または３４，３５は、受光素子９の表面の受光領域１２以外に光が入射することによって引き起こされる誤動作を防ぐため、Ａｕ遮光膜形成工程のパターニングマスクの形状を変更して、Ａｕ遮光膜がつかないようにレジストでカバーしていた受光部分ＦおよびＧのレジストを除去した状態でＡｕ遮光膜を蒸着する方法で形成する。
【００４８】
このようにＰＤｔの受光部分ＦおよびＧに対して、遮光膜３１，３２または３４，３５を形成することで、光ディスクのトラックの接線方向についた傷がつくるＸ軸に平行な方向へ広がる散乱光が受光領域に到達した場合でも、ホログラムパターン４のＨＡ＋Ｂ領域で回折された光３３がＰＤｔの受光部分ＦまたはＧの出力電気信号として変換されることがなくなる。したがって、ＰＤｆに入射する光の散乱光がＴＥＳに与える影響が軽減されるので、ＴＥＳが異常に大きくなることがなくなり、追従していたトラックサーボが外れることを防ぐことができる。
【００４９】
図６は、本発明の第３の実施形態における受光素子および光ディスクの傷による散乱光の入射パターンを示した図である。図６に示されるように、第２の実施形態と同様にＰＤｆとＰＤｔとが独立に形成され、かつＰＤｔの並ぶ列とは別に、ＰＤｔの受光部分ＦおよびＧに隣接するようにＰＤｆの受光部分ＡおよびＢを配置している。
【００５０】
本実施形態では、複数に分割されたＰＤｔの受光部分のうちでＰＤｆに近い受光部分の面積が他の受光部分の面積よりも小さくなるようにしている。すなわち、ＰＤｆに近いＰＤｔの受光部分ＦおよびＧは、受光部分の面積がＰＤｔの他の受光部分Ｃ，Ｄ，ＥおよびＨより狭く、受光部分ＦおよびＧの長手方向長さ２５０μｍの１０％に相当する２５μｍ短くなった分、従来と比べてＰＤｆから２５μｍ遠くに離してＰＤｔの受光部分ＦおよびＧを配置している。
【００５１】
このようにＰＤｔの受光部分ＦおよびＧの面積を小さくし、かつＰＤｆより遠く離して配置することで、光ディスクのトラックの接線方向についた傷がつくるＸ軸に平行な方向へ広がる散乱光が少ない場合には、ホログラムパターン９のＨＡ＋Ｂ領域で回折された光４１がＰＤｔの受光部分ＦまたはＧに入射することがなく、散乱光が多い場合でもＨＡ＋Ｂ領域で回折された光４１がＰＤｔの受光部分ＦまたはＧへ入射する面積、すなわち入射光量が低減されるためにＴＥＳに与える影響が軽減される。したがって、ＴＥＳが異常に大きくなることがなくなり、追従していたトラックサーボが外れることを防ぐことができる。
【００５２】
図７（ａ）は、第４の実施形態における受光素子および光ディスクの傷による散乱光の入射パターン図ならびに光信号の電気信号変換回路の構成を示した図であり、図７（ｂ）は、それに対応する従来技術を示した図である。図７（ａ），図７（ｂ）に示されるように、第２の実施形態と同様にＰＤｆとＰＤｔとが独立に形成され、かつＰＤｔの並ぶ列とは別に、ＰＤｔの受光部分ＦおよびＧに隣接するようにＰＤｆの受光部分ＡおよびＢを配置している。
【００５３】
ＰＤｆに近いＰＤｔの受光部分ＦおよびＧからの電気信号はＰＤｔの受光部分ＥまたはＨからの電気信号とそれぞれ加算され、オペアンプ（演算増幅器）により増幅されてＥ＋ＧおよびＦ＋Ｈの信号出力となる。また、図７（ｂ）に示される従来の電気信号変換回路図によれば、ＰＤｔの受光部分ＥとＧからの電気信号またはＰＤｔの受光部分ＦとＨからの電気信号に重みづけなく加算している。本実施形態における電気信号変換回路では、図７（ａ）に示すように、ＰＤｔの受光部分ＦおよびＧからの電気信号を等価抵抗Ｒ１を介してそれぞれ受光部分ＥおよびＨからの電気信号と結合し、等価抵抗Ｒ１を介してオペアンプに入力している。
【００５４】
図７（ｂ）に示される従来の回路における信号出力が（Ｅ＋Ｇ）×Ｒ２÷Ｒ１であるのに対し、図７（ａ）に示されるように、抵抗Ｒ１を介してＰＤｔの受光部分ＥとＧおよびＦとＨからの電気信号の加算をすることで、回路の信号出力はＥ×Ｒ２÷Ｒ１＋Ｇ×Ｒ２÷（Ｒ１＋Ｒ１）となり、従来の電気回路に比べてＧからの信号出力は１／２となる。すなわち、ＰＤｔの受光部分ＦおよびＧからの電気信号を等価抵抗Ｒ１を介してそれぞれ受光部分ＥおよびＨからの電気信号と結合することで、受光部分Ｅからの電気信号よりも受光部分Ｇからの電気信号の割合が小さくなり、感度を小さくすることができる。本発明では、受光部分Ｇからの電気信号の割合が受光部分Ｅからの電気信号の割合の半分となる。また、受光部分ＦとＨからの電気信号の割合についても同様で、受光部分Ｆからの電気信号の割合が受光部分Ｈからの電気信号の割合の半分となる。
【００５５】
このように受光部分ＦおよびＧからの電気信号の割合、すなわち受光感度を小さくすることで、光ディスクのトラックの接線方向についた傷がつくるＸ軸に平行な方向へ広がる散乱光が受光領域に到達した場合でも、ホログラムパターン４のＨＡ＋Ｂ領域で回折された光５３がＰＤｔの受光部分ＦまたはＧの出力電気信号として変換される信号強度が従来の半分となり、散乱光がＴＥＳに与える影響が軽減される。したがって、ＴＥＳが異常に大きくなることがなくなり、追従していたトラックサーボが外れることを防ぐことができる。
【００５６】
図８は、本発明の第５の実施形態における受光素子および光ディスクの傷による散乱光の入射パターンを示した図である。図８に示されるように、第２の実施形態と同様にＰＤｆとＰＤｔとが独立に形成され、かつＰＤｔの並ぶ列とは別に、ＰＤｔの受光部分ＦおよびＧに隣接するようにＰＤｆの受光部分ＡおよびＢを配置している。
【００５７】
本実施形態では、ＰＤｆに近いＰＤｔの受光部分ＦおよびＧに他の受光部分Ｃ，Ｄ，ＥおよびＨと比べて表面反射率が大きい誘電体多層薄膜６１，６２を形成する。
【００５８】
誘電体多層薄膜６１，６２は、ＳｉＯ２／ＳｉＮ／ＳｉＯ２の構成からなる。図９は、第５の実施形態における反射率制御誘電体薄膜の反射率特性を示したグラフである。グラフの横軸はＳｉＯ２の膜厚であり、縦軸は反射率である。図９に示されるように、誘電体多層薄膜６１，６２における１層目のＳｉＯ２膜厚を１２０ｎｍとすることで１２％程度大きい反射率、またＳｉＯ２膜厚を２３０ｎｍとすることで無反射膜にすることが可能である。したがって、ＰＤｔの受光部分ＦおよびＧに対して１層目を１２０ｎｍのＳｉＯ２かつ受光部分Ｃ，Ｄ，ＥおよびＨに対しては１層目を２３０ｎｍのＳｉＯ２としておき、ＳｉＮが５０ｎｍ、ＳｉＯ２が２６ｎｍであるＳｉＮ／ＳｉＯ２を積層して、受光部分ＦおよびＧが受光部分Ｃ，Ｄ，ＥおよびＨよりも反射率が１２％大きい構成にすることができる。
【００５９】
このように、ＰＤｆに近い側のＰＤｔの受光部分ＦおよびＧを他のＰＤｔの受光部分Ｃ，Ｄ，ＥおよびＨと比べて表面反射率を大きくすることで、光ディスクのトラックの接線方向についた傷がつくるＸ軸に平行な方向へ広がる散乱光が受光領域に到達した場合でも、ホログラムパターン４のＨＡ＋Ｂ領域で回折された光６３がＰＤｔの受光部分ＦまたはＧの出力電気信号として変換された信号強度は、従来に比べて１２％小さくなり、散乱光がＴＥＳに与える影響が軽減される。したがって、ＴＥＳが異常に大きくなることがなくなり、追従していたトラックサーボが外れることを防ぐことができる。
【００６０】
本発明の第６の実施形態では、第２の実施形態と同様にＰＤｆとＰＤｔとが独立に形成され、かつＰＤｔの並ぶ列とは別に、ＰＤｔの受光部分ＦおよびＧに隣接するようにＰＤｆの受光部分ＡおよびＢを配置している。
【００６１】
本実施形態では、図３の光ピックアップ装置２２における光路図に示されるように、ホログラム素子に形成されたグレーティング３によって３方向に分割されたメインビームおよびサブビームが光ディスク８上に集光されたスポット１３ａ，１３ｂおよび１３ｃにおける光量の比率を変えている。図１０は、光ピックアップ装置におけるメインビーム（Ｍ）およびサブビーム（Ｓ１，Ｓ２）が光ディスク上に集光された状態を示した図である。図１０に示されるＭおよびＳ１，Ｓ２において、従来はＳ１：Ｍ：Ｓ２＝１：１０：１としていたところを、本実施形態ではＳ１：Ｍ：Ｓ２＝１：６：１とし、メインビームである０次回折光の光量を下げてサブビームに対するメインビームの光量の割合を減少させることで、サブビームである＋１次回折光および−１次回折光の比率を相対的に増やしている。
【００６２】
図１１は、第６の実施形態におけるグレーティング溝の深さと分光比率（光量の比率）との関係を示したグラフである。グラフの横軸はグレーティング溝の深さであり、縦軸は０次回折光と＋１次回折光および−１次回折光との光量比である。グレーティング３によって分割されたメインビームである０次回折光とサブビームである＋１次回折光または−１次回折光との光量比は、図１１に示されるように、グレーティングの溝の深さによって制御し、従来の溝の深さ０．２５μｍに対して０．３１μｍと溝を深くすることによって光量比を小さくしている。溝の深さはエッチング時間の制御により可能であり、エッチング時間を約２０％長くすることで実現している。
【００６３】
このように、サブビームである＋１次回折光および−１次回折光に対するメインビームである０次回折光の光量の割合を減少させることで、光ディスクのトラックの接線方向についた傷がつくるＸ軸に平行な方向へ広がる散乱光が受光領域に到達した場合でも、メインビームである０次回折光の反射光がホログラムパターン４のＨＡ＋Ｂ領域で回折された光の量は減り、逆にサブビームである＋１次回折光および−１次回折光の反射光がホログラムパターン４のＨＣおよびＨＤ領域で回折された光の量は増えるので、ＰＤｔの受光部分ＦまたはＧの出力電気信号に与える影響が相対的に小さくなり、散乱光がＴＥＳに与える影響が軽減される。したがって、ＴＥＳが異常に大きくなることがなくなり、追従していたトラックサーボが外れることを防ぐことができる。
【００６４】
図１２（ａ）は、第７の実施形態におけるホログラムパターン４と０次回折光の反射光との関係を示した図であり、図１２（ｂ）は、それに対応する従来技術を示した図である。図１２（ａ）に示されるように、第７の実施形態では、第２の実施形態と同様にＰＤｆとＰＤｔとが独立に形成され、かつＰＤｔの並ぶ列とは別に、ＰＤｔの受光部分ＦおよびＧに隣接するようにＰＤｆの受光部分ＡおよびＢを配置している。
【００６５】
０次回折光１３ａの反射光は、ホログラムパターン４のＨＡ＋Ｂ、ＨＣおよびＨＤのどの領域に入射するかによって３方向に回折され、受光部分Ａ＋Ｂ，ＣおよびＤにそれぞれ入射する。
【００６６】
なお、ホログラム素子２に形成されたグレーティング３によって３方向に分割されたメインビームＭおよびサブビームＳ１，Ｓ２が光ディスク上に集光されたスポット１３ａ，１３ｂおよび１３ｃにおける光量の比率は、Ｓ１：Ｍ：Ｓ２＝１：１０：１である。
【００６７】
図１２（ｂ）に示されるように、従来は、０次回折光１３ａの反射光７１がホログラムパターン４のＨＡ＋Ｂ領域に入る面積とＨＣ＋ＨＤ領域に入る面積とが等しくなるように、すなわちホログラムパターン４の３分割の交点とメインビームである０次回折光の反射光の中心とを一致させ、ホログラムパターン４における受光領域からの出力信号をそれぞれＶＡ，ＶＢ，ＶＣおよびＶＤとするとき、ＶＡ＋ＶＢ＝ＶＣ＋ＶＤとなるようにホログラム素子のＹ軸方向の位置を調整している。本実施形態では、図１２（ａ）に示されるように、ホログラム素子の位置をＹ軸の負の方向へずらすことで、０次回折光１３ａの反射光７２がホログラムパターン４に入る面積がＨＡ＋Ｂ＜ＨＣ＋ＨＤとなるように、すなわちＶＡ＋ＶＢ＜ＶＣ＋ＶＤとなるように調整している。
【００６８】
具体的には、従来は（ＶＡ＋ＶＢ）／（ＶＣ＋ＶＤ）≒１．０となるように調整していたホログラム素子の位置を、本発明では（ＶＡ＋ＶＢ）／（ＶＣ＋ＶＤ）≒０．８となるように調整している。
【００６９】
このように、０次回折光１３ａの反射光がホログラムパターン４のＨＡ＋Ｂ領域に入る面積とＨＣ＋ＨＤ領域に入る面積との関係をＨＡ＋Ｂ＜ＨＣ＋ＨＤとなるようにしたことで、光ディスクのトラックの接線方向についた傷がつくるＸ軸に平行な方向へ広がる散乱光が受光領域に到達した場合でも、０次回折光の反射光がホログラムパターン４のＨＡ＋Ｂ領域で回折された光７３の光量が減り、逆にＨＣおよびＨＤ領域で回折された光７４，７５の光量が増えるので、ＰＤｔの受光部分ＦまたはＧの出力電気信号に与える影響が相対的に小さくなり、散乱光がＴＥＳに与える影響が軽減される。したがって、ＴＥＳが異常に大きくなることがなくなり、追従していたトラックサーボが外れることを防ぐことができる。
【００７０】
図１３（ａ）は、第８の実施形態におけるフォーカスエラー信号用受光領域上への集光点の位置を示した図であり、図１３（ｂ）は、それに対応する従来技術を示した図である。図１３（ａ）に示されるように、第８の実施形態では、第２の実施形態と同様にＰＤｆとＰＤｔとが独立に形成され、かつＰＤｔの並ぶ列とは別に、ＰＤｔの受光部分ＦおよびＧに隣接するようにＰＤｆの受光部分ＡおよびＢを配置している。
【００７１】
従来は、図１３（ｂ）に示されるように、０次回折光１３ａの反射光がホログラムパターン４のＨＡ＋Ｂ領域で回折された光が集光される位置をＰＤｆの受光部分ＡおよびＢの中央にしている。本実施形態では、図１３（ａ）に示されるように、０次回折光１３ａの反射光がホログラムパターン４のＨＡ＋Ｂ領域で回折されて集光される位置をＰＤｆの受光部分ＡおよびＢの中央ではなく、ＰＤｔから距離Ｌ２だけ離すように、集光点の位置を８３ａから８３ｂへとずらしている。集光点８３ｂの位置は、以下のようにして変えている。ホログラムパターン４の回折格子ピッチを広くすることで回折角度を小さくすることができるので、本実施形態ではホログラムパターン４のＨＡ＋Ｂ領域のピッチを広くすることで、図１３（ａ）に示される集光点８３ｂの位置を受光領域ＨＡ＋Ｂの中央からＸ軸の正の方向に２５μｍずらしている。すなわち、ＰＤｆに近い側のＰＤｔの端から集光点８３ａまでの距離Ｌ１よりも２５μｍ遠くに距離Ｌ２だけ離している。集光点位置のずらし量はＰＤｆの受光部分Ａにおける長手方向長さ２５０μｍの１０％に相当する量に設定している。
【００７２】
このように、０次回折光１３ａの反射光のＰＤｆへの集光点８３ｂの位置をＰＤｔから遠く離して配置することで、光ディスクのトラックの接線方向についた傷がつくるＸ軸に平行な方向へ広がる散乱光が少ない場合には、ホログラムパターン４のＨＡ＋Ｂ領域で回折された光がＰＤｔの受光部分ＦまたはＧに入射することがなく、散乱光が多い場合でもＨＡ＋Ｂ領域で回折された光が入射する面積、すなわち入射光量が低減されるため、散乱光がＴＥＳに与える影響が軽減される。したがって、ＴＥＳが異常に大きくなることがなくなり、追従していたトラックサーボが外れることを防ぐことができる。
【００７３】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、光ディスクの傷、特にトラックの接線方向についた傷によるトラックサーボ外れの発生が軽減され、傷のついた光ディスクに対する読み取りおよび書き込みの不具合が発生しにくい光ピックアップ装置を構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態である光ピックアップ装置２１を有するピックアップ部１１０を示した図である。
【図２】光ピックアップ装置２１の斜視図および内部構成図である。
【図３】光ピックアップ装置２１を用いたピックアップ部１２０における光路図である。
【図４】本発明の第１の実施形態における受光素子および光ディスクの傷による散乱光の入射パターンを示した図である。
【図５】本発明の第２の実施形態における受光素子および光ディスクの傷による散乱光の入射パターンを示した図である。
【図６】本発明の第３の実施形態における受光素子および光ディスクの傷による散乱光の入射パターンを示した図である。
【図７】本発明の第４の実施形態における受光素子および光ディスクの傷による散乱光の入射パターン図ならびに光信号の電気信号変換回路の構成を示した図である。
【図８】本発明の第５の実施形態における受光素子および光ディスクの傷による散乱光の入射パターンを示した図である。
【図９】本発明の第５の実施形態における反射率制御誘電体薄膜の反射率特性を示したグラフである。
【図１０】光ピックアップ装置におけるメインビームＭおよびサブビームＳ１，Ｓ２が光ディスク８上に集光された状態を示した図である。
【図１１】本発明の第６の実施形態におけるグレーティング溝の深さと分光比率（光量の比率）との関係を示したグラフである。
【図１２】本発明の第７の実施形態におけるホログラムパターン４と０次回折光の反射光との関係を示した図である。
【図１３】本発明の第８の実施形態におけるフォーカスエラー信号用受光領域上への集光点の位置を示した図である。
【図１４】光ディスク表面の傷９４と直交する方向に散乱光が発生する状況を示した図である。
【図１５】従来例における受光素子および光ディスクの傷による散乱光の入射パターンを示した図である。
【符号の説明】
１ 半導体レーザダイオード
２ ホログラム素子
３ グレーティング
４ ホログラムパターン
５ コリメートレンズ
６ ミラー
７ 対物レンズ
８ 光ディスク
９ 受光素子
１０ ステム
１１ キャップ
１２ 受光領域
１３ａ，１３ｂ，１３ｃ グレーティングにより分割された０次回折光、＋１次回折光および−１次回折光の集光点
２１ 光ピックアップ装置
３１，３２，３４，３５ 遮光膜
２２，３３，４１，５３，６３，７３，８３ａ，８３ｂ，９３ ホログラムパターンのＨＡ＋Ｂ領域による回折光
６１，６２ 誘電体多層薄膜
７４ ホログラムパターンのＨＣ領域による回折光
７５ ホログラムパターンのＨＤ領域による回折光
９４ 光ディスク表面の傷
１０１ チップダイボンドブロック部
１０２ サブマウント素子
１０３ リードピン
１０４ アイレット部
１１０，１２０ ピックアップ部
Claims (7)
- 光源と、少なくとも第１領域、第２領域および第３領域に分割され、光源から出射されて光ディスクで反射された光を、第１〜第３領域でそれぞれ回折させる１つのホログラムパターンと、ホログラムパターンの第１〜第３領域でそれぞれ回折された光を受光する受光素子とを有し、受光素子は、複数の受光部分をそれぞれ備える２つのトラッキングエラー信号用受光領域と、複数の受光部分を備えるフォーカスエラー信号用受光領域とを含み、各トラッキングエラー信号用受光領域の各受光部分は、予め定める方向に１列に並んで配置され、フォーカスエラー信号用受光領域は、一方のトラッキングエラー信号用受光領域の１つの受光部分と、他方のトラッキングエラー信号用受光領域の１つの受光部分とに隣接して配置され、ホログラムパターンの第１領域で回折され、フォーカスエラー信号用受光領域の受光部分で受光される光に基づいてフォーカスエラー信号を出力し、ホログラムパターンの第２および第３領域で回折され、各トラッキングエラー信号用受光領域の各受光部分で受光される光に基づいてトラッキ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、
光源から出射された光が光ディスクに形成された傷によって散乱して、フォーカスエラー信号用受光領域に入射されるべき光がトラッキングエラー信号用受光領域に入射されてトラッキングエラー信号に与えてしまう影響を軽減できるように、トラッキングエラー信号用受光領域の各受光部分のうちで、フォーカスエラー信号用受光領域に近い受光部分の全面、またはフォーカスエラー信号用受光領域に近い側の一部に遮光手段を設けることを特徴とする光ピックアップ装置。 - 光源と、少なくとも第１領域、第２領域および第３領域に分割され、光源から出射されて光ディスクで反射された光を、第１〜第３領域でそれぞれ回折させる１つのホログラムパターンと、ホログラムパターンの第１〜第３領域でそれぞれ回折された光を受光する受光素子とを有し、受光素子は、複数の受光部分をそれぞれ備える２つのトラッキングエラー信号用受光領域と、複数の受光部分を備えるフォーカスエラー信号用受光領域とを含み、各トラッキングエラー信号用受光領域の各受光部分は、予め定める方向に１列に並んで配置され、フォーカスエラー信号用受光領域は、一方のトラッキングエラー信号用受光領域の１つの受光部分と、他方のトラッキングエラー信号用受光領域の１つの受光部分とに隣接して配置され、ホログラムパターンの第１領域で回折され、フォーカスエラー信号用受光領域の受光部分で受光される光に基づいてフォーカスエラー信号を出力し、ホログラムパターンの第２および第３領域で回折され、各トラッキングエラー信号用受光領域の各受光部分で受光される光に基づいてトラッキ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、
光源から出射された光が光ディスクに形成された傷によって散乱して、フォーカスエラー信号用受光領域に入射されるべき光がトラッキングエラー信号用受光領域に入射されてトラッキングエラー信号に与えてしまう影響を軽減できるように、トラッキングエラー信号用受光領域の各受光部分のうちで、フォーカスエラー信号用受光領域に近い受光部分の面積が他の受光部分の面積よりも小さいことを特徴とする光ピックアップ装置。 - 光源と、少なくとも第１領域、第２領域および第３領域に分割され、光源から出射されて光ディスクで反射された光を、第１〜第３領域でそれぞれ回折させる１つのホログラムパターンと、ホログラムパターンの第１〜第３領域でそれぞれ回折された光を受光する受光素子とを有し、受光素子は、複数の受光部分をそれぞれ備える２つのトラッキングエラー信号用受光領域と、複数の受光部分を備えるフォーカスエラー信号用受光領域とを含み、各トラッキングエラー信号用受光領域の各受光部分は、予め定める方向に１列に並んで配置され、フォーカスエラー信号用受光領域は、一方のトラッキングエラー信号用受光領域の１つの受光部分と、他方のトラッキングエラー信号用受光領域の１つの受光部分とに隣接して配置され、ホログラムパターンの第１領域で回折され、フォーカスエラー信号用受光領域の受光部分で受光される光に基づいてフォーカスエラー信号を出力し、ホログラムパターンの第２および第３領域で回折され、各トラッキングエラー信号用受光領域の各受光部分で受光される光に基づいてトラッキ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、
光源から出射された光が光ディスクに形成された傷によって散乱して、フォーカスエラー信号用受光領域に入射されるべき光がトラッキングエラー信号用受光領域に入射されてトラッキングエラー信号に与えてしまう影響を軽減できるように、トラッキングエラー信号用受光領域の各受光部分のうちで、フォーカスエラー信号用受光領域に近い受光部分が他の受光部分よりも小さな感度を有することを特徴とする光ピックアップ装置。 - 光源と、少なくとも第１領域、第２領域および第３領域に分割され、光源から出射されて光ディスクで反射された光を、第１〜第３領域でそれぞれ回折させる１つのホログラムパターンと、ホログラムパターンの第１〜第３領域でそれぞれ回折された光を受光する受光素子とを有し、受光素子は、複数の受光部分をそれぞれ備える２つのトラッキングエラー信号用受光領域と、複数の受光部分を備えるフォーカスエラー信号用受光領域とを含み、各トラッキングエラー信号用受光領域の各受光部分は、予め定める方向に１列に並んで配置され、フォーカスエラー信号用受光領域は、一方のトラッキングエラー信号用受光領域の１つの受光部分と、他方のトラッキングエラー信号用受光領域の１つの受光部分とに隣接して配置され、ホログラムパターンの第１領域で回折され、フォーカスエラー信号用受光領域の受光部分で受光される光に基づいてフォーカスエラー信号を出力し、ホログラムパターンの第２および第３領域で回折され、各トラッキングエラー信号用受光領域の各受光部分で受光される光に基づいてトラッキ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、
光源から出射された光が光ディスクに形成された傷によって散乱して、フォーカスエラー信号用受光領域に入射されるべき光がトラッキングエラー信号用受光領域に入射されてトラッキングエラー信号に与えてしまう影響を軽減できるように、トラッキングエラー信号用受光領域の各受光部分のうちで、フォーカスエラー信号用受光領域に近い受光部分が他の受光部分よりも大きな表面反射率を有することを特徴とする光ピックアップ装置。 - 前記受光素子に入射する光は１つのメインビームと２つのサブビームとに分割された光であり、メインビームをフォーカスエラー信号用受光領域に入射させ、サブビームに対するメインビームの光量の割合を減少させることで、フォーカスエラー信号用受光領域に近いトラッキングエラー信号用受光領域の受光部分に入射するメインビームの散乱光の光量を軽減させることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の光ピックアップ装置。
- 前記フォーカスエラー信号用受光領域に入射させる光量をトラッキングエラー信号用受光領域に入射させる光量より小さくすることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の光ピックアップ装置。
- 前記フォーカスエラー信号用受光領域に入射されるべき光がトラッキングエラー信号用受光領域に入射しないように、フォーカスエラー信号用受光領域への入射位置をトラッキングエラー信号用受光領域から離したことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の光ピックアップ装置。
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