JPH10214435A - 光ピックアップ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高密度ディスクと標準密度ディスクとの再生
を共に可能にする。 【解決手段】 対物レンズ６の光学特性が最適設計され
ていない情報記録媒体からの反射光における球面収差の
影響が小さい領域の大きさに形成されて，入射した反射
光を回折する中央部回折領域と，該中央部回折領域の周
辺に形成されて，当該中央部回折領域に入射した反射光
による回折方向と異なる方向に反射光を回折する周辺部
回折領域とが形成された偏光ホログラム４を設け，トラ
ッキング等により対物レンズ６の位置が変動した場合
に，当該対物レンズ６の中心と，偏光ホログラム４に形
成した中央部回折領域の中心とが位置ずれしないように
偏光ホログラム４を対物レンズ６と一体に形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は光ピックアップ装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来，レーザ光を集光してレーザスポッ
トを形成し，当該レーザスポットを情報記録媒体（以
下，ディスクという）の記録部材に照射することによ
り，マーク（ピット）形成して情報の記録を行い，また
記録部材からの反射光を受光して当該記録部材に記録さ
れている情報の再生を行う光ピックアップ装置が知られ
ている。なお，以下の説明ではマークが存在する領域を
マーク領域と称し，当該マーク領域の間の領域をスペー
ス領域と称する。

【０００３】かかるディスクは，プラスチック等の透明
部材により記録部材が挟持された構成になっており，近
年の高密度情報化の要請を受けて，いわゆるＤＶＤと称
される高記録密度ディスクが開発されている。

【０００４】そして，レーザ光が照射される側の透明部
材（この透明部材を特に透明基板と記載する）の厚み
は，従来の記録密度を持つディスクでは１．２ｍｍであ
り，ＤＶＤでは０．６ｍｍとなっている。

【０００５】なお，本明細書では従来の記録密度を持つ
ディスクを標準密度ディスク，当該標準密度ディスクに
対して高記録密度化されたディスクを高密度ディスクと
いい，これらを総称し，又は特に区別する必要がないと
きは単にディスクという。従って，高密度ディスクはＤ
ＶＤに限定されないが，以下の説明ではこれを例に説明
する。

【０００６】かかる高記録密度ディスクの開発に伴い，
光ピックアップ装置の付加価値を高める観点から，透明
基板の厚みが異なるディスクに対しても情報の記録又は
再生等が行えることが望まれる。

【０００７】しかし，透明基板は当然のことながら所定
の屈折率を有するため，レーザ光の集光特性は対物レン
ズと透明基板との光学特性により決定されるようにな
る。

【０００８】即ち，記録部材に記録された情報を適正に
再生するためには，レーザ光を標準密度ディスクで約
１．５μｍ，高密度ディスクで約１μｍに集光しなけれ
ばならないが，透明基板厚の異なるディスクに対して同
一の対物レンズにより同一波長のレーザ光を集光する
と，集光特性が対物レンズと透明基板とにより決るた
め，球面収差が増大して，適正なレーザスポットが記憶
部材面状に形成できない場合が生じる。このため，標準
密度ディスクと高密度ディスクとの互換性が保もたれな
くなる問題が指摘されている。

【０００９】このような球面収差は，その原因が主に透
明基板の厚み変化から生じる。ディスク面スポットは周
辺部がぼけたスポットとなり，ディスク反射光の周辺部
はノイズとなる。

【００１０】そこで，透明基板厚が薄い高密度ディスク
に対して球面収差が小さくなるように対物レンズを最適
設計し，透明基板厚の厚い標準密度ディスクに対しては
対物レンズに入射するレーザ光の周辺部をアパーチャ等
を用いて遮光することにより球面収差の発生をおさえた
光ピックアップ装置が提案されている。

【００１１】かかる問題を図を参照して詳細に説明す
る。図８は，高密度ディスクに対して最適設計された対
物レンズを用いてレーザ光を集光した際の集光状態を示
す図で，図８（ａ）は高密度ディスクＨＤ，図８（ｂ）
は標準密度ディスクＬＤの場合を示している。

【００１２】図８（ａ）からわかるように，対物レンズ
が高密度ディスクＨＤに対して最適設計されている場合
には，全てのレーザ光Ｌを記録部材Ｍ面上に集光するこ
とができるが，かかる対物レンズを標準密度ディスクＬ
Ｄに対して用いると，図８（ｂ）に見られるようにレー
ザ光Ｌの周辺部の集光特性が劣化してレーザ光Ｌの略中
央部分のみしか記録部材Ｍ面上に集光されなくなる。

【００１３】即ち，レーザ光Ｌの光軸に近い部分は，良
好に記録部材Ｍの面上に集光させることができるが，当
該レーザ光Ｌの周辺部は，球面収差の影響で記録部材Ｍ
面上に集光させることができない。従って，周辺部分は
ぼやけた状態となる。

【００１４】図９（ａ），（ｂ）は，レーザ光が記録部
材の面上に良好に集光された際の反射光の光強度分布を
示す模式図で，ドット密度により光強度分布を示してい
る。図９（ａ）は，スペース領域にレーザ光Ｌが照射さ
れた場合の反射光の光強度分布を示し，図９（ｂ）は，
マーク領域にレーザ光Ｌが照射された場合の反射光の光
強度分布を示している。

【００１５】同図からわかるように，スペース領域から
の反射光の周辺部には，光強度の強い部分Ｉａが「島
状」に存在している。一方，マーク領域からの反射光の
周辺部には，このような光強度の強い部分が存在してい
ない。

【００１６】そして，スペース領域及びマーク領域から
の反射光の光強度分布は，所定の円Ｉｂにより区分けす
ることができ，スペース領域からの反射光では当該円Ｉ
ｂにより島状領域が存在する領域を，またマーク領域か
らの反射光では当該円Ｉｂにより光強度が強い領域を識
別することが可能である。

【００１７】この様な状況でレーザスポットがトラック
を走査すると，その反射光の受光信号強度は，図９
（ｃ）における曲線Ｉｃのようになる。なお比較のため
に，後述するアパーチャにより反射光の周辺部を遮光し
た場合の信号強度を曲線Ｉｄに示している。

【００１８】信号強度は，マーク中央部で最小値を示す
変化を示している。そこで，例えば閾値を適宜設定して
おくならば，信号強度が当該閾値を越えるか否かでマー
ク領域とスペース領域の識別が可能になる。従って，マ
ーク領域とスペース領域とを正確に識別するためには，
信号強度の変化量Ｄが大きいことが条件となる。

【００１９】しかし，レーザスポットの周辺部での球面
収差が大きくなり，記録部材Ｍ面上に合焦しない部分が
生じてレーザースポット径が大きくなると，例えレーザ
スポットの中心部がマーク領域の中央部を照射していて
も，当該レーザスポットの周辺部がスペース領域を照射
している状況が生じてしまう。かかる状況は，マーク長
が短くなる高密度ディスクＨＤにおいてより顕著とな
る。

【００２０】従って，マーク領域の中央部にレーザスポ
ットが照射された場合であっても，その反射光の周辺部
に光強度の強い島状領域が現れるようになり，信号強度
の変化量が小さくなってしまう。即ち，図９（ｂ）にお
ける光強度分布に島状領域Ｉａが現れるようになり，マ
ーク領域とスペース領域とを正確に識別することができ
なくなる。

【００２１】この様な問題に対してアパーチャにより対
物レンズに入射するレーザ光の周辺部を遮光して，当該
周辺部のレーザ光Ｌが記録部材Ｍに照射されないように
する方法が提案されている（例えば，応用物理学会予講
集 平成７年秋 ２９ａ−ＺＡ−６ 「厚さの異なる２
種類のディスクにおける互換性の検討」 を参照された
い）。

【００２２】即ち，アパーチャにより対物レンズに入射
するレーザ光の周辺部を遮光することで，記録部材Ｍに
照射されるレーザ光Ｌは，当該記録部材Ｍに合焦し得る
レーザ光のみとなるので，例え球面収差が周辺部で発生
していてもディスクに照射されるレーザ光は全て合焦状
態になる。これにより，図９（ｃ）における曲線Ｉｄに
示すように受光信号強度の変化量Ｄの減少を防止するこ
とが可能になる。

【００２３】

【発明が解決しようとする課題】しかし，高密度ディス
クＨＤの再生時には，このアパーチャは不要である。

【００２４】そこで，アパーチャを光路から出し入れす
る機構を設けて，高密度ディスクＨＤの再生時にはアパ
ーチャを光路から待避させ，標準密度ディスクＬＤの再
生時にはアパーチャを光路に挿入して作用させることが
考えられる。

【００２５】しかし，アパーチャを光路中に出し入れす
る場合には，アパーチャの挿入位置に高精度が要求され
ると共にアパーチャの出し入れ機構の部品や組立てに対
しても高精度が要求されので光ピックアップ装置の生産
面及びコスト面から好ましくない問題があった。

【００２６】また，対物レンズの位置がトラッキング等
によりずれた場合に，当該対物レンズの光軸と入射する
レーザ光の光軸とがずれる場合が生じる。従って，アパ
ーチャで領域制限を行っても，当該領域制限が行われた
領域が対物レンズの球面収差の少ない領域に入射しなか
った等する不都合が生じる問題があった。

【００２７】そこで本発明は，アパーチャを用いること
なく反射光の周辺部を中央部と分離可能にして球面収差
の影響のない光ピックアップ装置を提供することを目的
とする。

【００２８】

【課題を解決するための手段】請求項１にかかる発明
は，透明基板の基板厚が異なる情報記録媒体にレーザ光
を射出するレーザ発生手段と，少なくとも一方の情報記
録媒体に対して光学特性が最適設計されて，入射したレ
ーザ光を集光する対物レンズと，情報記録媒体からの反
射光を受光して再生信号及びサーボ信号を出力する受光
手段とを有する光ピックアップ装置において，対物レン
ズの光学特性が最適設計されていない情報記録媒体から
の反射光における球面収差の影響が小さい領域の大きさ
に形成されて，入射した反射光を回折する中央部回折領
域と，該中央部回折領域の周辺に形成されて，当該中央
部回折領域に入射した反射光の回折方向と異なる方向に
当該反射光を回折する周辺部回折領域とを備え，かつ，
対物レンズと一体に設けられて，中央回折領域の中心が
対物レンズの光軸と常に一致するように設けられた偏光
ホログラムを有して，少なくとも前記対物レンズの光学
特性が最適設計されていない前記情報記録媒体から再生
信号を検出する際に，前記偏光ホログラムにより当該情
報記録媒体からの反射光における周辺部と中央部とを分
離して，当該中央部の反射光から再生信号を検出するこ
とを特徴とする。

【００２９】即ち，対物レンズの光学特性が最適設計さ
れていない情報記録媒体から再生信号を検出する際に，
当該情報記録媒体からの反射光における球面収差の影響
が大きい周辺部の反射光を用いずに当該再生信号を検出
して信号品質の低下を防止すべく，対物レンズの光学特
性が最適設計されていない情報記録媒体からの反射光に
おける球面収差の影響が小さい領域の大きさに形成され
て，入射した反射光を回折する中央部回折領域と，該中
央部回折領域の周辺に形成されて，当該中央部回折領域
に入射した反射光による回折方向と異なる方向に反射光
を回折する周辺部回折領域とが形成された偏光ホログラ
ムを設ける。この時，トラッキング等により対物レンズ
の位置が変動した場合に，当該対物レンズの中心と偏光
ホログラムに形成した中央部回折領域の中心とが位置ず
れしないように偏光ホログラムを対物レンズと一体に形
成したことを特徴とする。

【００３０】請求項２にかかる発明は，受光素子が，光
電変換信号をサーボ信号として出力する受光部と光電変
換信号を再生信号として出力する受光部とからなり，偏
光ホログラムで回折された−１次光の回折光を一方の受
光部が受光し，＋１次光を他方の受光部が受光するよう
に配設されていることを特徴とする。

【００３１】即ち，偏光ホログラムにより反射光を回折
する際には，当該反射光は±ｎ次光（ｎは整数）の回折
光として出射され，＋次数と−次数では回折方向が異な
り，次数が大きくなるに従って光量が小さくなるので，
これを利用して受光素子を＋１次光を受光する受光部と
−１次光を受光する受光部とにより構成し，一方の受光
部を再生信号専用とし他方の受光部をサーボ信号専用と
して高周波動作が要求される再生信号用に用いる受光部
を少なくしたことを特徴とする。

【００３２】請求項３にかかる発明は，受光素子におけ
る各受光部が，中央部回折領域及び周辺部回折領域にお
ける反射光の回折方向にのびる分割線で分割されている
ことを特徴とする。

【００３３】即ち，環境温度変動等によりレーザ光の波
長変動が生じた場合に各受光部の光電変換信号から生成
される信号が影響を受けないようにするに入射すると共
に，また受光素子の取付精度を緩和できるように，受光
素子における各受光部を，中央部回折領域及び周辺部回
折領域における反射光の回折方向にのびる分割線で分割
したことを特徴とする。

【００３４】請求項４にかかる発明は，中央部回折領域
及び周辺部回折領域が複数に分割されて，複数の回折領
域をなし，かつ，入射した反射光をそれぞれ異なる方向
に回折し，受光素子が複数の回折領域からの回折光を個
別に受光すべく，複数に分割されていることを特徴とす
る。

【００３５】即ち，中央部回折領域及び周辺部回折領域
が複数に分割されて複数の回折領域を形成し，かつ，こ
の複数の回折領域に入射した反射光はそれぞれ異なる方
向に回折するようにする。そして受光素子が，複数の回
折領域からの回折光を個別に受光するように，複数に分
割して，回折光の入射位置の変動が生じた際の影響を小
さくしたことを特徴とする。

【００３６】請求項５にかかる発明は，レーザ発生手段
と受光手段とが一体に形成されていることを特徴とす
る。

【００３７】即ち，レーザ発生手段と受光手段とを一体
に形成して，装置の小型化を図ったことを特徴とする。

【００３８】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図を参照し
て説明する。図１は本発明にかかる光ピックアップ装置
における光学系の概略構成図である。

【００３９】当該光ピックアップ装置は，レーザ光を出
射するレーザ発生手段１，該レーザ発生手段からのレー
ザ光を収束して略平行光にするコリメータレンズ２，該
コリメートレンズ２からのレーザ光を通過させると共
に，ディスクからの反射光を偏向するビームスプリッタ
３，通過するレーザ光を回折する偏光ホログラム４，レ
ーザ光の位相を１／４λ変える１／４λ板５，高密度デ
ィスクに対して開口数や球面収差等の光学特性が最適設
計されて，入射するレーザ光を集光する対物レンズ６，
反射光を収束する検出レンズ７，該検出レンズ７により
収束された反射光を受光してトラッキング信号，フォー
カス信号及び再生信号を出力する受光素子８，偏光ホロ
グラム４及び１／４λ板５を対物レンズ６と一体化する
保持部材９等を有している。

【００４０】偏光ホログラム４は，図２に示すように，
円形の中央部回折領域４１とその周辺に形成された周辺
部回折領域４２からなり，それぞれに形成されているグ
レーティングは一様方向に形成されているが，その密度
（グレーティング間隔）が異なっている。従って，当該
中央部回折領域４１で回折された回折光の回折角と，周
辺部回折領域４２で回折された回折光の回折角が異なる
ようになる。

【００４１】なお，周辺部回折領域４２の大きさは，対
物レンズ６の光学特性が最適設計されていないディスク
からの反射光における球面収差の影響が著しい周辺部の
大きさに対応して形成されている。

【００４２】受光素子８は，図３に示すように２つの受
光部８０，８５を有し，受光部８０は受光領域８１〜８
４に分割され，受光部８５は受光領域８６〜８９に分割
されて，それぞれ光電変換信号Ｓ８１〜Ｓ８４，Ｓ８６
〜Ｓ８９を出力する。

【００４３】このとき各領域８１〜８４，８６〜８９の
分割線の方向は，偏光ホログラム４における回折光の回
折方向に設定されている。これにより，受光素子８の回
折方向に対する取付け精度が緩和され，また環境温度が
変化してレーザ発生手段１から出射されるレーザ光の波
長が多少変動等しても，光電変換信号Ｓ８１〜Ｓ８４，
Ｓ８６〜Ｓ８９から生成される信号が変動してしまうの
を防止することができる。

【００４４】上記構成に基づき動作を説明する。レーザ
発生手段１から出射されたレーザ光は，コリメートレン
ズ２により略平行光に収束され，ビームスプリッタ３を
通過して偏光ホログラム４に入射する。

【００４５】レーザ発生手段１から出射されたレーザ光
は直線偏光となっており，その偏光方向は偏光ホログラ
ム４により回折されない方向に設定されている。偏光ホ
ログラム４のかわりに偏光性を持たないホログラムを用
いてもよいが，その場合はディスクに向うレーザ光の一
部が回折されてしまうので光利用率が落ちる。

【００４６】そして，偏光ホログラム４から出射された
レーザ光は１／４λ板５に入射して円偏光となって対物
レンズ６に入射し，当該対物レンズ６により集光されて
ディスクに照射される。

【００４７】ディスクで反射したレーザ光は対物レンズ
を通って再び１／４λ板５に入射して円偏光が直線偏光
に変換される。その偏光方向はレーザ発生手段１から出
刺されたレーザ光（往路）の偏光方向９０度回転してお
り，偏光ホログラム４により回折される。

【００４８】ところで，対物レンズ６はレーザ光を集光
してレーザスポットを形成し，当該レーザスポットが記
録部材に形成されたトラック上に照射されるが，種々の
原因によりレーザスポットの照射位置がトラックからず
れたりする場合が生じ，かかる場合にはトラッキング信
号により対物レンズ６の位置調整が行われる。

【００４９】従って，偏光ホログラム４が対物レンズ６
と共に移動しない構成であるならば，対物レンズ６の中
心位置と偏光ホログラム４の中心位置がずれてしまうよ
うになる。このような状態は以下の不都合を生じる。

【００５０】即ち，偏光ホログラム４に形成されている
周辺部回折領域４２は，標準密度ディスクからの反射光
における球面収差の影響が著しい周辺部の大きさに対応
して形成され，中央部回折領域４１と周辺部回折領域４
２とを通過した反射光は異なる方向に回折されるように
することで，反射光における球面収差の影響が著しい周
辺部と中央部との分離を行っている。

【００５１】このため，対物レンズ６の中心位置と偏光
ホログラム４の中心位置がずれてしまうと，適正に反射
光における中央部と周辺部との分離を行うことができな
くなってしまう。

【００５２】そこで，本発明では，保持部材９により偏
光ホログラム４，１／４λ板５を対物レンズ６と一体化
して，対物レンズ６の中心位置と偏光ホログラム４の中
心位置がずれないようにしている。

【００５３】従って，ディスクからの反射光は，偏光ホ
ログラム４により常に適正に中央部と球面収差の影響が
著しい周辺部とに分離されるようになる。

【００５４】このようにして標準密度及び高密度ディス
クからの反射光における中央部と周辺部とが分離されて
ビームスプリッタ３に入射し，当該ビームスプリッタで
偏向され，検出レンズ７により集光されて受光素子８で
受光される。偏光ホログラム４で反射光における中央部
と周辺部とは異なる方向に回折されるので，受光素子８
への入射位置が異なってくる。

【００５５】このため上述したように，受光素子８にお
ける受光部８０，８５は，反射光における中央部を受光
する受光部８５と周辺部を受光する受光部８０とに分割
構成されている。

【００５６】そして，高密度ディスクからの反射光から
再生信号Ｒｆを得る場合には，各領域８１〜８４，８６
〜８９からの全ての光電変換信号を用いて， Ｒｆ＝Ｓ８１＋Ｓ８２＋Ｓ８３＋Ｓ８４＋Ｓ８６＋Ｓ８
７＋Ｓ８８＋Ｓ８９ のようにして求めることができ，また標準密度ディスク
からの反射光から再生信号Ｒｆを得る場合には， Ｒｆ＝Ｓ８６＋Ｓ８７＋Ｓ８８＋Ｓ８９ のように反射光における中央部のみの光電変換信号を用
いて求めることができる。従って球面収差の影響が著し
い周辺部は再生信号に寄与しないので，当該再生信号の
品質劣化をもたらすことが無くなる。

【００５７】また高密度ディスク及び標準密度ディスク
におけるフォーカス信号Ｆｏは，例えばビームサイズ法
により， Ｆｏ＝（Ｓ８６＋Ｓ８９）−（Ｓ８７＋Ｓ８８） により求めることができる。これによりレーザ光の中央
部のみが正しく集光する標準密度ディスクでもフォーカ
シングが可能になる。

【００５８】高密度ディスクはＦｏ＝（Ｓ８１＋Ｓ８４
＋Ｓ８６＋Ｓ８９）−（Ｓ８２＋Ｓ８３＋Ｓ８７＋Ｓ８
８）でもよい。

【００５９】さらにトラッキング信号Ｔｒは，高密度デ
ィスクの場合， Ｔｒ＝（Ｓ８１＋Ｓ８２）−（Ｓ８３＋Ｓ８４）または
（Ｓ８１＋Ｓ８２＋Ｓ８６＋Ｓ８７）−（Ｓ８３＋Ｓ８
４＋Ｓ８８＋Ｓ８９） により求められ，標準密度ディスクの場合， Ｔｒ＝（Ｓ８６＋Ｓ８７）−（Ｓ８８＋Ｓ８９） により求めることができる。

【００６０】なお，上記説明では，偏光ホログラム４の
中央部回折領域４１と周辺部回折領域４２とからの回折
光を受光部８０，８５により別々に受光することを説明
した。この場合，偏光ホログラム４による回折は，一般
に±ｎ次の回折光となり，次数が大きくなるに従って回
折角は大きくなるが，光強度が小さくなる特性がある。

【００６１】一方，受光素子８の取付の容易さを考慮す
ると受光素子８は大きい方が好ましく，また環境の温度
変化等によりレーザ発生手段から出射されるレーザ光の
波長が変動する場合があり，これに伴い回折光の回折角
が変動するので，かかる回折角の変動に対応できるよう
に受光部８０，８５は大きいことが好ましい。

【００６２】従って，受光部８０，８５で中央部回折領
域４１と周辺部回折領域４２とからの回折光を受光する
際に，中央部回折領域４１からの回折光と，周辺部回折
領域４２からの回折光との角度を大きくすることが肝要
になり，このために，上記偏光ホログラム４の特性を生
かして，例えば受光部８０は−１次光を受光するよう
し，受光部８５は＋１次光を受光するようにすると好適
である。

【００６３】以上説明したように，標準密度ディスク型
の反射光における球面収差の影響が著しい周辺部が，再
生信号に用いられず，また高密度ディスクからの反射光
から再生信号を得る場合には，当該反射光の周辺部及び
中央部共に用いるので，相対的な信号強度の劣化が起ら
ない。従って，当該再生信号の品質劣化が防止できる。

【００６４】また上記説明では，ビームスプリッタ３に
よりレーザ光の往路及び復路の光路分離を行ったが，偏
光ホログラム４による回折を利用して光路分離を行うこ
とも可能である。

【００６５】図６は，かかる構成の一例を示す光ピック
アップ装置の概略構成図である。基本的構成は図１に示
す光ピックアップ装置と略同じであるが，ビームスプリ
ッタ３が用いられていない点が相違している。

【００６６】なお，図６には，レーザ発生手段と受光素
子とを一体化した場合を示すが，これに限定されるもの
ではない。但し，これらを一体化することにより，装置
が小型化されると共に取扱いが容易になる利点がある。

【００６７】図６に示す光ピックアップ装置は，対物レ
ンズ６を介して入射した反射光を偏光ホログラム４によ
り回折する。この時，偏光ホログラム４には中央偏光領
域と周辺偏光領域４２が形成され，当該各領域を通過し
て回折された反射光の光路が異なっている。

【００６８】このように光路分離された反射光は，コリ
メートレンズ２により集光され，受光素子８に受光され
る。

【００６９】これにより，周辺部回折領域４１で回折さ
れた反射光は受光部８０に受光され，中央回折領域４１
で回折された反射光は受光部８５に受光されて，上述し
たような再生信号等を得ることが可能になる。

【００７０】なお，本発明は上記受光素子に限定される
ものではなく，図７に示す様な構成であってもよい。

【００７１】図７（ａ）に示す受光素子５０は，フォー
カス信号やトラッキング信号等のサーボ信号を得るため
の受光部５１，５４と再生信号を得るための受光部５
９，６０とを有し，受光部５４，５９が反射光における
中央部の受光に用いられ，受光部５１，６０は反射光に
おける周辺部の受光に用いられる。

【００７２】また受光部５１は偏光ホログラム４に形成
されたグレーティング方向と直角方向に分割されて受光
領域５２，５３を形成し，受光部５４は直角方向に４分
割されて受光領域５５〜５８を形成している。そして各
領域からは，光電変換信号Ｓ５２，Ｓ５３，Ｓ５５〜Ｓ
５８，Ｓ５９，Ｓ６０が出力される。

【００７３】これにより，再生信号はＲｆは，高密度デ
ィスクの場合， Ｒｆ＝Ｓ５９＋Ｓ６０ により求まり，標準密度ディスクの場合は， Ｒｆ＝Ｓ５９ により求めることができる。

【００７４】またフォーカス信号Ｆｏは，高密度ディス
ク及び標準密度ディスク共に，ビームサイズ法により， Ｆｏ＝（Ｓ５５＋Ｓ５７）−（Ｓ５６＋Ｓ５８） により求めることができる。

【００７５】さらに，トラッキング信号Ｔｒは，プシュ
プル法により高密度ディスクの場合， Ｔｒ＝Ｓ５２−Ｓ５３または（Ｓ５２＋Ｓ５５＋Ｓ５
６）−（Ｓ５３＋Ｓ５７＋Ｓ５８） により求まり，標準密度ディスクの場合は， Ｔｒ＝（Ｓ５５＋Ｓ５６）−（Ｓ５７＋Ｓ５８） により求めることができる。

【００７６】また，位相法によるトラッキング信号は，
図７（ｂ）に示すように高周波に対応した受光部５９を
４分割して領域６１，６２，６３，６４を形成し，その
ときの光電変換信号Ｓ６１，Ｓ６２，Ｓ６３，Ｓ６４を
用いて， Ｔｒ＝Ｓ６１＋Ｓ６３とＳ６２＋Ｓ６４ の位相を比較することにより得られる。

【００７７】さらに本発明は，上述した構成の偏光ホロ
グラム４に限定されるものでなく，図４に示す構成であ
ってもよい。この場合，受光素子は図５に示す構成が好
ましい。

【００７８】図４に示した偏光ホログラム２０は，中央
部回折領域４１に対応する領域を半円状の回折領域２２
と，１／４円状の回折領域２３，２４で形成し，また周
辺部回折領域４２に対応する領域を回折領域２１，２
５，２６により形成したものである。

【００７９】また図５は偏光ホログラム２０の構成に対
応するように構成された受光素子３０を示したもので，
当該受光素子３０は３つの受光部３１，３２，３５によ
り形成され，受光部３２は２つの受光領域３３，３４に
分割され，受光部３５は４つの受光領域３６〜３９に分
割されている。これにより各領域３１，３３，３４，３
６〜３９からは光電変換信号Ｓ３１，Ｓ３３，Ｓ３４，
Ｓ３６〜Ｓ３９が出力される。

【００８０】回折領域２１で回折された回折光は受光部
３１で受光され，回折領域２２は受光部３２で，回折領
域２３は受光領域３７で，２４は３８で，２５は３６
で，２６は３９で受光される。

【００８１】そして，再生信号Ｒｆは，高密度ディスク
の場合， Ｒｆ＝Ｓ３１＋（Ｓ３３＋Ｓ３４）＋Ｓ３６＋Ｓ３７＋
Ｓ３８＋Ｓ３９ により求め，標準密度ディスクの場合， Ｒｆ＝（Ｓ３３＋Ｓ３４）＋Ｓ３７＋Ｓ３８ により求めることで，標準密度ディスクからの反射光に
おける周辺部は再生信号に寄与しなくなる。

【００８２】なお，再生信号Ｒｆを下記の演算により求
めてもよい。即ち，高密度ディスクの場合， Ｒｆ＝Ｓ３１＋（Ｓ３３＋Ｓ３４） により求め，標準密度ディスクの場合， Ｒｆ＝Ｓ３３＋Ｓ３４ により求める。

【００８３】またフォーカス信号Ｆｏは，ナイフエッジ
法により高密度ディス及び標準密度ディスク共に Ｆｏ＝Ｓ３３−Ｓ３４ により求める。

【００８４】さらに，トラッキング信号Ｔｒは，高密度
ディスクの場合， Ｔｒ＝（Ｓ３６＋Ｓ３７）−（Ｓ３８＋Ｓ３９） により求め，標準密度ディスクの場合， Ｔｒ＝Ｓ３７−Ｓ３８ により求めることができる。

【００８５】このように，偏光ホログラム２０を複数の
回折領域に分割し，各領域からの回折光を個別に受光す
るように受光素子を分割構成することにより，受光素子
に入射する反射光の位置が変動しても，その影響を小さ
く抑えることが可能になる。

【００８６】ひとつの回折領域からの回折光を複数の受
光領域にまたがって受光すると，経時変化や環境温度変
化による受光素子のずれや回折角の変動により，複数の
受光領域の信号を演算して得られる信号が変動してしま
う。また，受光素子の位置関係にも高い精度が要求され
る。

【００８７】ひとつの回折領域からの回折光を複数の受
光領域にまたがらずに受光するようにすれば，受光素子
の位置ずれや回折角の変動が起きても受光領域からは身
ださえしなければよいので，経時変化や環境温度変動の
影響を受けにくく，調整も楽である。

【００８８】

【発明の効果】請求項１にかかる発明によれば，対物レ
ンズの光学特性が最適設計されていない情報記録媒体か
らの反射光における球面収差の影響が小さい領域の大き
さに形成されて，入射した反射光を回折する中央部回折
領域と，該中央部回折領域の周辺に形成されて，当該中
央部回折領域に入射した反射光による回折方向と異なる
方向に反射光を回折する周辺部回折領域とが形成された
偏光ホログラムを設け，トラッキング等により対物レン
ズの位置が変動した場合に，当該対物レンズの中心と，
偏光ホログラムに形成した中央部回折領域の中心とが位
置ずれしないように偏光ホログラムを対物レンズと一体
に形成するようにしたので，対物レンズの光学特性が最
適設計されていない情報記録媒体から再生信号を検出す
る際に，当該情報記録媒体からの反射光における球面収
差の影響が大きい周辺部の反射光を用いずに当該再生信
号を検出して信号品質の低下を防止することが可能にな
る。

【００８９】請求項２にかかる発明によれば，偏光ホロ
グラムにより反射光を回折する際には，当該反射光は±
ｎ次光（ｎは整数）の回折光として出射され，＋次数と
−次数では回折方向が異なり，次数が大きくなるに従っ
て光量が小さくなるので，これを利用して受光素子を＋
１次光を受光する受光部と−１次光を受光する受光部と
により構成し，一方の受光部を再生信号専用とし他方の
受光部をサーボ信号専用としたので，高周波動作が要求
される再生信号用に用いる受光部の数を少なくすること
ができ，装置のコストを下げることが可能になる。

【００９０】請求項３にかかる発明によれば，受光素子
における各受光部を，中央部回折領域及び周辺部回折領
域における反射光の回折方向にのびる分割線で分割した
ので，環境温度変動等によりレーザ光の波長変動が生じ
た場合に受光部に入射する反射光が当該受光部から外れ
たりしないようにすると共に，また受光素子の取付精度
を緩和できる。

【００９１】請求項４にかかる発明によれば，中央部回
折領域及び周辺部回折領域が複数に分割されて複数の回
折領域を形成し，かつ，この複数の回折領域に入射した
反射光はそれぞれ異なる方向に回折するようにする。そ
して受光素子が，複数の回折領域からの回折光を個別に
受光するように複数に分割したので，回折光の入射位置
の変動が生じた際の影響を小さくすることができる。

【００９２】請求項５にかかる発明によれば，レーザ発
生手段と受光手段とを一体に形成したので，装置の小型
化を図ることが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の説明に適用される光ピッ
クアップ装置における光学系の概略構成図である。

【図２】偏光ホログラムの構成を示す図である。

【図３】受光素子の構成を示す図である。

【図４】偏光ホログラムの他の構成を示す図である。

【図５】受光素子の他の構成を示す図である。

【図６】光ピックアップ装置の他の構成における光学系
の概略構成図である。

【図７】受光素子の他の構成を示す図である。

【図８】透明基板厚の相違による集光特性を説明する図
である。

【図９】反射光の周辺部を遮光することによる効果を説
明するための図である。

【符号の説明】

１ レーザ発生手段 ２ コリメートレンズ ３ ビームスプリッタ ４，２０ 偏光ホログラム ５ １／４λ板 ６ 対物レンズ ７ 検出レンズ ８，３０，５０ 受光素子

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 透明基板の基板厚が異なる情報記録媒体
   にレーザ光を射出するレーザ発生手段と，少なくとも一
   方の前記情報記録媒体に対して光学特性が最適設計され
   て，入射したレーザ光を集光する対物レンズと，前記情
   報記録媒体からの反射光を光電変換して再生信号及びサ
   ーボ信号を出力する受光手段とを有する光ピックアップ
   装置において，前記対物レンズの光学特性が最適設計さ
   れていない前記情報記録媒体からの反射光における球面
   収差の影響が小さい領域の大きさに形成されて，入射し
   た反射光を回折する中央部回折領域と，該中央部回折領
   域の周辺に形成されて，当該中央部回折領域に入射した
   反射光の回折方向と異なる方向に当該反射光を回折する
   周辺部回折領域とを備え，かつ，前記対物レンズと一体
   に設けられて，前記中央回折領域の中心が前記対物レン
   ズの中心と常に一致するように設けられた偏光ホログラ
   ムを有して，少なくとも前記対物レンズの光学特性が最
   適設計されていない前記情報記録媒体から再生信号を検
   出する際に，前記偏光ホログラムにより当該情報記録媒
   体からの反射光における周辺部と中央部とを分離して，
   当該中央部の反射光から再生信号を検出することを特徴
   とする光ピックアップ装置。
2. 【請求項２】 前記受光素子が，光電変換信号をサーボ
   信号として出力する受光部と光電変換信号を再生信号と
   して出力する受光部とを有して，一方の前記受光部が，
   前記偏光ホログラムで回折された反射光の−１次回折光
   を受光し，他方の前記受光部が＋１次光を受光するよう
   に配設されていることを特徴とする請求項１記載の光ピ
   ックアップ装置。
3. 【請求項３】 前記受光素子における前記各受光部が，
   前記中央部回折領域及び周辺部回折領域における反射光
   の回折方向にのびる分割線で分割されていることを特徴
   とする請求項２記載の光ピックアップ装置。
4. 【請求項４】 前記中央部回折領域及び周辺部回折領域
   が複数に分割されて，複数の回折領域をなし，かつ，入
   射した反射光をそれぞれ異なる方向に回折し，前記受光
   素子が前記複数の回折領域からの回折光を個別に受光す
   べく，複数に分割されていることを特徴とする請求項１
   記載の光ピックアップ装置。
5. 【請求項５】 前記レーザ発生手段と前記受光手段とが
   一体に形成されていることを特徴とする請求項１乃至４
   いずれか１項記載の光ピックアップ装置。