【手続補正書】
【提出日】平成16年9月2日(2004.9.2)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【書類名】  明細書
【発明の名称】  光ピックアップ
【特許請求の範囲】
【請求項１】  半導体レーザと、
前記半導体レーザから照射された光をメインビーム、先行サブビーム、後行サブビームに分離する回折格子と、
前記メインビーム、先行サブビーム、後行サブビームが光記録媒体により反射されたそれぞれの光を第１〜第８のメインビーム、第１〜第８の先行サブビーム、第１〜第８の後行サブビームに分離するホログラム素子と、
前記第１〜第８のメインビームを受光するメイン光検出器と、
前記第１〜第８の先行ビームを受光する先行サブ光検出器と、
前記第１〜第８の後行ビームを受光する後行サブ光検出器と
を備え、かつ、前記半導体レーザと前記回折格子と前記ホログラム素子と前記メイン検出器と先行サブ光検出器と後行サブ光検出器とが一体形成されてなる、光ピックアップ。
【請求項２】  前記メイン光検出器は、前記第１〜第８のメインビームを受光する第１〜第８のメイン光検出器からなり、
前記第１〜第８のメイン光検出器はそれぞれ、少なくとも２個以上の受光部を有している、請求項１に記載の光ピックアップ。
【請求項３】  前記先行サブ光検出器は、前記第１〜第８の先行サブビームを受光する第１〜第４の先行サブ光検出器からなり、そして
前記後行サブ光検出器は、前記第１〜第８の後行サブビームを受光する第１〜第４の後行サブ光検出器からなる、請求項２に記載の光ピックアップ。
【請求項４】  前記第１〜第８のメイン光検出器と前記第１〜第４の先行サブ光検出器と前記第１〜第４の後方サブ光検出器のそれぞれに接続された信号線からなり、トラッキングエラー信号のプッシュプル検出法を実行する受光信号を伝送する配線群と、
前記第１〜第８のメイン光検出器のそれぞれに接続された信号線からなり、トラッキングエラー信号の位相差検出法とフォーカスエラー信号のスポットサイズ検出法とを実行するための受光信号を伝送する配線群と
を備えた、請求項３に記載の光ピックアップ。
【請求項５】  前記メイン光検出器、前記先行サブ光検出器および前記後行サブ光検出器は、半導体基板に形成されており、
さらに、前記メイン光検出器、前記先行サブ光検出器および前記後行サブ光検出器からの電流信号出力を電圧信号に変換する電流電圧変換回路と、前記配線群とが、前記半導体基板に集積されて形成されている、請求項４に記載の光ピックアップ。
【請求項６】  位相差検出法およびプッシュプル検出法によるトラッキングエラー信号と前記フォーカスエラー信号とを算出する機能を有し、加算器、減算器および乗算器を含む信号演算回路が、前記半導体基板に集積されて形成されている、請求項５に記載の光ピックアップ。
【請求項７】  前記メイン光検出器は、前記第１〜第８のメインビームを受光する第１〜第８のメイン光検出器からなり、且つ、前記第１〜第８のメイン光検出器はそれぞれ、少なくとも２個の受光部を有しており、
前記先行サブ光検出器は、前記第１〜第８の先行サブビームを受光する第１〜第４の先行サブ光検出器からなり、そして
前記後行サブ光検出器は、前記第１〜第８の後行サブビームを受光する第１〜第４の後行サブ光検出器からなり、しかも、
それぞれ少なくとも２個の受光部を有する前記第１〜第８メイン光検出器における２個以上の当該受光部からの電流信号出力を電圧変換する共通電流電圧変換回路と、
前記第１〜第４の先行サブ光検出器と前記第１〜第４の後方サブ光検出器とからの２個以上の受光部からの電流信号出力を電圧変換に変換する共通電流電圧変換回路と
をさらに備えた、請求項１に記載の光ピックアップ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ピックアップに関する。特に、光記録媒体上の情報を再生、または光記録媒体上に情報を記録・再生、あるいは消去するための光記録再生装置に用いられる光ピックアップに関する。
【０００２】
【従来の技術】
高密度・大容量の記憶媒体として、ピット状パターンを有する光ディスクを用いる光メモリ技術は、ディジタルオーディオディスク、ビデオディスク、文書ファイルディスク、さらにはデータファイルなどその応用が拡大しつつある。この光メモリ技術では、情報は微小に絞られた光ビームを介して光ディスクへ高い精度と信頼性を持って記録再生される。この記録再生動作は、ひとえにその光学系に依存している。その光学系の主要部である光ピックアップの基本的な機能は、回折限界の微小スポットを形成する集光、前記光学系の焦点制御とトラッキング制御、及びピット信号の検出、に大別される。これらの機能は、その目的と用途に応じて各種の光学系と光電変換検出方式の組合せによって実現されている。
【０００３】
特に近年、光ピックアップを小型化、薄型化するために、ホログラム素子を用いた光ピックアップが開発されている。また、トラッキング制御に３ビーム法を用いている従来の技術は、光ビームをメインビーム及びサブビームに回折させるために回折素子を使用している。
【０００４】
以下、従来例を図８および図９を参照しながら説明する。なお、各図の左下部に表示したｘｙｚ座標において、同一座標軸は同一方向を示す。
【０００５】
図８は、従来の光ピックアップの構成を示している。図８に示した光ピックアップは、半導体レーザ１と、光検出器２、３と、回折素子４と、ホログラム素子５、コリメータレンズ６と、対物レンズ７とから構成されており、この構成により、光ディスク８のピット状パターンの読み取り等を行う。以下、この動作を説明する。
【０００６】
半導体レーザ１からの出射光Ｌ０は、回折素子４を透過することによりトラッキングエラー信号検出用の１対のサブビーム（図示省略）とメインビームとに分割される。このメインビーム、サブビームはホログラム素子５を透過し、コリメータレンズ６で集光され、対物レンズ７に入射する。そして、対物レンズ７によって光ディスク８上に集光される。
【０００７】
光ディスク８に反射した光ビームは、元の経路を逆にたどってホログラム素子５に入射する。ホログラム素子５で生じる±１次回折光（Ｌ１、Ｌ２）は光検出器２，３に入射して検出される。光検出器２および３の出力を演算することによって、フォーカスエラー信号ＦＥとトラッキングエラー信号ＴＥを含むサーボ信号及び情報信号が得られる。
【０００８】
ホログラム素子５および光検出器２，３の構成を、それぞれ、図９（ａ）および（ｂ）に示す。図９（ａ）および（ｂ）は、図８中のｚ軸の負の方向（紙面上で光ディスク８から光検出器２，３へ向かう方向）におけるホログラム素子５および光検出器２，３のそれぞれの平面構成を示している。
【０００９】
ホログラム素子５は、図９（ａ）に示すようなホログラムパターンを有する単一の領域からなるフレネルゾーンプレートである。図９（ｂ）は、半導体レーザ１の見かけの発光点１ａと、光検出器２および３との位置関係を示している。
【００１０】
図９（ｂ）に示すように、光検出器２の検出面は、領域２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ及び２ｅに分割されている。そして、光検出器３の検出面は、領域３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ及び３ｅに分割されている。
【００１１】
図８に示すように、ホログラム素子５による回折光Ｌ１、Ｌ２は、それぞれ光検出器２および３に入射する。図９（ｂ）では、その光検出器２，３の表面における光ビームの断面を、図中の円Ｌ１ａ、Ｌ１ｂ、Ｌ１ｃ、Ｌ２ａ、Ｌ２ｂ、Ｌ２ｃによって示している。ここで、断面Ｌ１ｂ，Ｌ２ｂは、メインビームによるスポットを表している。また、断面Ｌ１ａ、Ｌ１ｃ、Ｌ２ａ及びＬ２ｃは、サブビームによるスポットを表している。
【００１２】
ホログラム素子５はフレネルゾーンプレートであるので、回折光Ｌ１は半導体レーザ１の見かけの発光点１ａに対して前方（ｚ軸の正方向、紙面垂直上方）に収束する。また、回折光Ｌ２は後方（ｚ軸の負方向）に収束する。
【００１３】
フォーカスエラー信号ＦＥは、この収束位置の違いを利用する公知のＳＳＤ（スポットサイズ検出）法により検出する。つまり、フォーカスエラー信号ＦＥは、光検出器２，３の各検出領域の符号でその出力値を表記すると、下記（式１）の演算によって得られる。
【００１４】
ＦＥ＝（２ｃ−２ｂ−２ｄ）−（３ｃ−３ｂ−３ｄ）    ・・・・（式１）
一方、トラッキングエラー信号ＴＥは、公知の３ビーム法によって検出する。つまり、トラッキング信号ＴＥは、各検出領域の符号でその出力値を表すと、下記（式２）の演算によって得られる。
【００１５】
ＴＥ＝（２ａ＋３ａ）−（２ｅ＋３ｅ）    ・・・・（式２）
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来例における光ピックアップによれば、ＣＤ、ＤＶＤ−ＲＯＭまたＤＶＤ−ＲＡＭというような物理フォーマットの違う光記録媒体の再生または記録には対応することが困難であるという問題がある。この問題に対応すべく、特開２００１−２２９５７３号公報には、これら物理フォーマットの違う光記憶媒体の再生または記録に対応できる光ピックアップが開示されているが、信頼性に優れた製品という面では、不十分である。すなわち、同公報に開示された光ピックアップでは、光スポットのずれ量が非常に制限され、例えば、０．１ｍｍ程度のずれしか許容できないのに対し、そのようなずれ量のレベルの光ピックアップを量産するのは実際には容易ではないという課題が新たに生じる。
【００１７】
さらに説明すると、特開２００１−２２９５７３号公報では、光検出器およびホログラム素子等と、半導体レーザ（光源）とが別々に配置されているので、少ないずれ量にて、光学系の位置合わせを行うことが難しい。また、半導体レーザ（光源）が別配置であることから、振動にも弱いという欠点もある。
【００１８】
本発明はかかる諸点に鑑みてなされたものであり、その主な目的は、光記録媒体の記録フォーマットの違いに関係なく再生または記録を行うことのできるとともに、光スポットの位置ずれの問題を緩和した光ピックアップを提供することにある。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
本発明による光ピックアップは、半導体レーザと、前記半導体レーザから照射された光をメインビーム、先行サブビーム、後行サブビームに分離する回折格子と、前記メインビーム、先行サブビーム、後行サブビームが光記録媒体により反射されたそれぞれの光を第１〜第８のメインビーム、第１〜第８の先行サブビーム、第１〜第８の後行サブビームに分離するホログラム素子と、前記第１〜第８のメインビームを受光するメイン光検出器と、前記第１〜第８の先行ビームを受光する先行サブ光検出器と、前記第１〜第８の後行ビームを受光する後行サブ光検出器とを備え、かつ、前記半導体レーザと前記回折格子と前記ホログラム素子と前記メイン検出器と先行サブ光検出器と後行サブ光検出器とが一体形成されてなる、光ピックアップである。
【００２０】
前記メイン光検出器は、前記第１〜第８のメインビームを受光するための、第１〜第８のメイン光検出器からなり、前記第１〜第８のメイン光検出器はそれぞれ、少なくとも２個以上の受光部を有していることが好ましい。
【００２１】
前記先行サブ光検出器は、前記第１〜第８の先行サブビームを受光するための、第１〜第４の先行サブ光検出器からなり、そして前記後行サブ光検出器は、前記第１〜第８の後行サブビームを受光するための、第１〜第４の後行サブ光検出器からなることが好ましい。
【００２２】
ある好適な実施形態では、前記第１〜第８のメイン光検出器と前記第１〜第４の先行サブ光検出器と前記第１〜第４の後方サブ光検出器のそれぞれに接続された信号線からなり、トラッキングエラー信号のプッシュプル検出法を実行する受光信号を伝送する配線群と、前記第１〜第８のメイン光検出器のそれぞれに接続された信号線からなり、トラッキングエラー信号の位相差検出法とフォーカスエラー信号のスポットサイズ検出法とを実行するための受光信号を伝送する配線群とを備えている。
【００２３】
ある好適な実施形態において、前記メイン光検出器、前記先行サブ光検出器および前記後行サブ光検出器は、半導体基板に形成されており、さらに、前記メイン光検出器、前記先行サブ光検出器および前記後行サブ光検出器からの電流信号出力を電圧信号に変換する電流電圧変換回路と、前記配線群とが、前記半導体基板に集積されて形成されている。
【００２４】
ある好適な実施形態では、位相差検出法およびプッシュプル検出法によるトラッキングエラー信号と前記フォーカスエラー信号とを算出する機能を有し、加算器、減算器および乗算器を含む信号演算回路が、前記半導体基板に集積されて形成されている。
【００２５】
ある好適な実施形態において、前記メイン光検出器は、前記第１〜第８のメインビームを受光する第１〜第８のメイン光検出器からなり、且つ、前記第１〜第８のメイン光検出器はそれぞれ、少なくとも２個の受光部を有しており、前記先行サブ光検出器は、前記第１〜第８の先行サブビームを受光する第１〜第４の先行サブ光検出器からなり、そして前記後行サブ光検出器は、前記第１〜第８の後行サブビームを受光する第１〜第４の後行サブ光検出器からなり、しかも、それぞれ少なくとも２個の受光部を有する前記第１〜第８メイン光検出器における２個以上の当該受光部からの電流信号出力を電圧変換する共通電流電圧変換回路と、前記第１〜第４の先行サブ光検出器と前記第１〜第４の後方サブ光検出器とからの２個以上の受光部からの電流信号出力を電圧変換に変換する共通電流電圧変換回路とをさらに備えている。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら、本発明による実施の形態を説明する。以下の図面においては、説明の簡潔化のため、実質的に同一の機能を有する構成要素を同一の参照符号で示す。なお、本発明は以下の実施形態に限定されない。
【００２７】
まず、図１および図２を参照する。なお、図１および図２中に示したｘｙｚ座標において、同一座標軸は同一方向を示す。
【００２８】
図１は、本発明の実施形態にかかる光ピックアップの構成を模式的に示している。図１に示した光ピックアップは、半導体レーザ１０１と、半導体レーザ１０１から照射された光をメインビーム、先行サブビーム、後行サブビームに分離する回折格子１０６と、メインビーム、先行サブビーム、後行サブビームが光記録媒体１１０により反射されたそれぞれの光を第１〜第８のメインビーム、第１〜第８の先行サブビーム、第１〜第８の後行サブビームに分離するホログラム素子１０７とを備えている。ホログラム素子１０７によって分離された光を受光する光検出器１０２、１０３，１０４，１０５は、半導体レーザ１０１が設けられた基板２００上に配置されており、本実施形態における光検出器１０２〜１０５は、半導体基板（シリコン基板）２００に形成されたフォトダイオードである。また、ｐｉｎダイオード等で構成されていてもよい。
【００２９】
光検出器１０２、１０３，１０４，１０５は、第１〜第８のメインビームを受光するメイン光検出器と、第１〜第８の先行ビームを受光する先行サブ光検出器と、第１〜第８の後行ビームを受光する後行サブ光検出器とから構成されている。そして、本実施形態の光ピックアップは、半導体レーザ１０１と回折格子１０６とホログラム素子１０７と光検出器（メイン検出器、先行サブ光検出器、後行サブ光検出器）１０２〜１０５とが一体形成された構成を有している。また、光検出器１０２〜１０５が形成された半導体基板２００の周縁には、壁部２５０が設けられている。なお、図１に示すように、ホログラム素子１０７と光ディスク１１０との間には、コリメータレンズ１０８と、対物レンズ１０９とが設けられている。
【００３０】
次に、本実施形態の光ピックアップの動作を説明する。
【００３１】
まず、半導体レーザ１０１から出射光Ｌ１００が出射し、この出射光Ｌ１００は、回折素子１０６を透過することによりトラッキングエラー信号検出用の先行サブビーム（図示省略）、後行サブビーム（図示省略）とメインビームに分割される。次いで、このメインビーム、先行サブビーム、後行サブビームは、ホログラム素子１０７を透過し、コリメータレンズ１０８で集光され、対物レンズ１０９に入射する。その後、対物レンズ１０９によって光ディスク１１０上に集光される。
【００３２】
次に、光ディスク１１０に反射した光ビームは、元の経路を逆にたどってホログラム素子１０７に入射する。ホログラム素子１０７で生じる±１次回折光（Ｌ１０１、Ｌ１０２、Ｌ１０３、Ｌ１０４）は光検出器１０２，１０３，１０４，１０５に入射して検出される。光検出器１０２，１０３，１０４および１０５の出力を演算することによって、フォーカスエラー信号ＦＥとトラッキングエラー信号ＴＥを含むサーボ信号及び情報信号が得られる。
【００３３】
ホログラム素子１０７および光検出器１０２，１０３，１０４，１０５の詳細な構成を、図２（ａ）および（ｂ）に示す。図２（ａ）および（ｂ）は、図１中のｚ軸の負の方向（紙面上で光ディスク１１０から光検出器１０２，１０３，１０４，１０５へ向かう方向）におけるホログラム素子１０７と光検出器１０２，１０３，１０４，１０５の平面構成を示している。
【００３４】
ホログラム素子１０７は、図２（ａ）に示すようにホログラムパターンを有する４分割された領域からなるフレネルゾーンプレートである。そして、図２（ａ）に示したホログラム素子１０７は、図２（ｂ）に示すようなビームスポット（Ｌ１０１ａ、Ｌ１０１ｂ等）が得られるようなホログラムパターンを有している。
【００３５】
図２（ｂ）は、半導体レーザ１０１の見かけの発光点１０１ａと、光検出器１０２，１０３，１０４および１０５との位置関係を示している。図２（ｂ）に示すように、光検出器１０２の検出面は、領域１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄ、１０２ｅ及び１０２ｆに分割されている。光検出器１０３の検出面は、領域１０３ａ、１０３ｂ、１０３ｃ、１０３ｄ、１０３ｅ及び１０３ｆに分割されている。光検出器１０４の検出面は、領域１０４ａ、１０４ｂ、１０４ｃ、１０４ｄ、１０４ｅ及び１０４ｆに分割されている。そして、光検出器１０５の検出面は領域１０５ａ、１０５ｂ、１０５ｃ、１０５ｄ、１０５ｅ及び１０５ｆに分割されている。
【００３６】
ここで、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄ、１０２ｅ、１０３ｂ、１０３ｃ、１０３ｄ、１０３ｅ、１０４ｂ、１０４ｃ、１０４ｄ、１０４ｅ、１０５ｂ、１０５ｃ、１０５ｄ、１０５ｅは、メインビーム用のメイン光検出器である。また、１０２ａ、１０３ａ、１０４ａ、１０５ａは、先行サブビーム用の先行サブ光検出器である。そして、１０２ｆ、１０３ｆ、１０４ｆ、１０５ｆは、後行サブビーム用の後行サブ光検出器である。言い換えると、メイン光検出器は、第１〜第８のメインビームを受光するための第１〜第８のメイン光検出器からなり、第１〜第８のメイン光検出器はそれぞれ、少なくとも２個以上の受光部を有している。また、先行サブ光検出器は、第１〜第８の先行サブビームを受光するための第１〜第４の先行サブ光検出器からなり、そして、後行サブ光検出器は、第１〜第８の後行サブビームを受光するための第１〜第４の後行サブ光検出器からなる。
【００３７】
図１に示すように、ホログラム素子１０７によって４分割された±１回折光Ｌ１０１、Ｌ１０２、Ｌ１０３、Ｌ１０４は、それぞれ、光検出器１０２，１０３，１０４および１０５に入射する。その光検出器１０２，１０３，１０４，１０５の表面における光ビームの断面は、図２（ｂ）に示すように、円弧Ｌ１０１ａ、Ｌ１０１ｂ、Ｌ１０１ｃ、Ｌ１０１ｄ、Ｌ１０２ａ、Ｌ１０２ｂ、Ｌ１０２ｃ、Ｌ１０２ｄ、Ｌ１０３ａ、Ｌ１０３ｂ、Ｌ１０３ｃ、Ｌ１０３ｄ、Ｌ１０４ａ、Ｌ１０４ｂ、Ｌ１０４ｃ、Ｌ１０４ｄとなる。
【００３８】
ここで、断面Ｌ１０１ｂ、Ｌ１０１ｃ、Ｌ１０２ｂ、Ｌ１０２ｃ、Ｌ１０３ｂ、Ｌ１０３ｃ、Ｌ１０４ｂ、Ｌ１０４ｃは、メインビームによる８個のスポットを表している。また、断面Ｌ１０１ａ、Ｌ１０１ｂ、Ｌ１０２ａ、Ｌ１０２ｂ、Ｌ１０３ａ、Ｌ１０３ｂ、Ｌ１０４ａ、Ｌ１０４ｂは、先行サブビームによる８個のスポットを表している。また、断面Ｌ１０１ｅ、Ｌ１０１ｆ、Ｌ０２ｅ、Ｌ１０２ｆ、Ｌ１０３ｅ、Ｌ１０３ｆ、Ｌ０４ｅ、Ｌ１０４ｆは、後行サブビームによる８個のスポットを表している。
【００３９】
本実施形態の構成の条件を例示的に示すと、次の通りである。基板２００の寸法は１〜３ｍｍ×１〜３ｍｍである。また、各光検出器の検出面の寸法は、５〜３００μｍ×５〜３００μｍであり、光検出器同士の間隔は、０〜１ｍｍである。ホログラム素子１０７の直径は、０．３〜１ｍｍである。また、ホログラム素子１０７の形状は、円形に限らず、四角形であってもよい。
【００４０】
本実施形態では、ホログラム素子１０７を４分割してメインビーム、先行サブビーム、後行サブビームを形成することによって、メインビームによる８個のスポットＬ１０１ａ、Ｌ１０１ｂ、Ｌ１０２ａ、Ｌ１０２ｂ、Ｌ１０３ａ、Ｌ１０３ｂ、Ｌ０４ａ、Ｌ１０４ｂが、Ｘ方向、またはＹ方向に光検出器上で光ビームがずれても隣り合う光検出器に光ビームが入り込むことを低減する効果がある。以下、図３および図４を参照しながら、この効果をさらに説明する。
【００４１】
図３および図４は、図２（ｂ）における光検出器１０３の領域１０３ｂ、１０３ｃ、１０３ｄ、１０３ｅと半導体レーザ１０１の見かけの発光点１０１ａを示している。図３は、本実施形態のホログラム素子１０７からの一次回折光Ｌ１０２の円弧Ｌ１０２ｃ、Ｌ１０２ｄを示しており、一方、図４は、本実施形態のホログラム素子１０７のＹ方向の分割を無くしたときの一次回折光の円弧Ｌ２０１を示している。ここで、図３（ａ）および図４（ａ）は、半導体レーザ１０１の見かけの発光点１０１が設計位置にある場合を示しており、そして、図３（ｂ）および図４（ｂ）は、半導体レーザ１０１の見かけの発光点１０１ａが設計位置からＹ方向にシフトした場合を示している。
【００４２】
図３（ａ）および（ｂ）から理解できるように、本実施形態の構成の場合には、ずれ量ａのシフトが生じたとしても、隣り合う光検出器（１０３ｃ）に光ビーム（Ｌ１０２ｄ）が入り込まない。一方、図４（ａ）および（ｂ）から理解できるように、Ｙ方向の分割を無くした場合、僅かのずれ量のシフトが生じても、隣り合う光検出器（１０３ｃ）に光ビーム（Ｌ２０１の下半分部分）が入り込んでしまう。
【００４３】
図５は、図３および図４に示した場合における発光点ズレと光量差との関係を示している。より詳細に述べると、半導体レーザ１０１の見かけの発光点１０１ａが設計位置からＹ方向にシフトした場合の光検出器１０３における領域１０３ｂ、１０３ｃ、１０３ｄ、１０３ｅの光量差を示す。なお、このときの光量差は、下式のトラッキング信号ＴＥ（ＤＰＤ）の光検出器１０３の部分だけで計算している。
【００４４】
ＴＥ（ＤＰＤ）＝（１０３ｂ＋１０３ｃ）−（１０３ｄ＋１０３ｅ）
図５からわかるように、図４に示した回折光を分割しない場合には、見かけの発光点が設計位置よりもずれると、ずれた量に応じて、受光領域で受ける光量（１０３ｂ＋１０３ｃ）、（１０３ｄ＋１０３ｅ）がそれぞれ変化する。従って、この２つの光量差で決まるトラッキング信号（ＤＰＤ信号）が変化してしまい、誤動作が発生しやくなる。すなわち、僅かな発光点ズレであっても、誤動作を発生させ得るので、非常に位置合わせの要求が厳しくなり、それゆえ、発光点ズレの許される範囲は非常に狭くなる。
【００４５】
一方、図３に示した本実施形態の回折光を分割する場合には、±ａの発光点ズレが生じても、許容範囲として処理することができる。つまり、回折光を分割し、発光点と光照射領域とのマージン（＝ａ）を持たせることができ、見かけの発光点が設計位置からずれても、ずれ量がａを超えるまでは各領域（１０３ｂ＋１０３ｃ）、（１０３ｄ＋１０３ｅ）における光量はそれぞれ変化しない。このように、トラッキング信号がずれに影響されないことは、誤動作に対するマージンを広くとれることを意味する。その結果、製造工程時の製造の容易さを向上させることができ、加えて、歩留まりの向上、製造コストの低下を達成することができる。本実施形態の構成の場合、マージン（＝ａ）は、例えば、３μｍ〜１０μｍ程度とることができる。
【００４６】
また、マージンが広くとれるということは、振動に強い光ピックアップを実現することができることを意味する。また、本実施形態の光ピックアップは、半導体レーザ１０１と回折格子１０６とホログラム素子１０７と光検出器（メイン検出器、先行サブ光検出器、後行サブ光検出器）１０２〜１０５とが一体形成された構成を有しているので、一体形成されていない構成と比較して、位置合わせ精度が高い。つまり、それぞれの光学部品が位置合わせされるように一体形成されているので、個々の光学部品を位置を調整して位置合わせする場合よりも、位置合わせ精度が高い。さらに、一体形成されている光ピックアップであるので、振動にも強い。
【００４７】
上述したメインビームについてのことは、先行サブビーム、後行サブビームについても同様である。このことから、半導体レーザ１０１、光検出器１０２〜１０５、回折素子１０６およびホログラム素子１０７、ならびに、コリメータレンズ１０８および対物レンズ１０９の取付けマージンを広げることが可能となる。
【００４８】
本実施形態におけるホログラム素子１０７がフレネルゾーンプレートであるので、回折光Ｌ１０１、Ｌ１０２は、半導体レーザ１０１の見かけの発光点１０１ａに対して前方（ｚ軸の正方向、紙面垂直上方）に収束する。また、回折光Ｌ１０３、Ｌ１０４は後方（ｚ軸の負方向）に収束する。
【００４９】
フォーカスエラー信号ＦＥは、この収束位置の違いを利用する公知のＳＳＤ（スポットサイズ検出）法によって検出する。つまり、フォーカスエラー信号ＦＥは、光検出器１０２、１０３、１０４、１０５の各検出領域の符号にてその出力値を表記すると、下記（式３）の演算によって得られる。
【００５０】
ＦＥ＝(１０２ｃ＋１０２ｄ−１０２ｂ−１０２ｅ)
＋(１０３ｃ＋１０３ｄ−１０３ｂ−１０３ｅ)
−(１０４ｃ＋１０４ｄ−１０４ｂ−１０４ｅ)
−(１０５ｃ＋１０５ｄ−１０５ｂ−１０５ｅ)          ・・・・（式３）
一方、ＤＶＤ−ＲＯＭなどに利用されるトラッキングエラー信号ＴＥは、位相差検出法（ＤＰＤ）によって検出する。つまり、トラッキング信号ＴＥ（ＤＰＤ）は、各検出領域の符号でその出力値を表すと、下記（式４）の演算によって得られる。
【００５１】
ＴＥ（ＤＰＤ）＝(１０２ｄ＋１０２ｅ＋１０３ｂ＋１０３ｃ
＋１０４ｄ＋１０４ｅ＋１０５ｂ＋１０５ｃ)
−(１０２ｂ＋１０２ｃ＋１０３ｄ＋１０３ｅ
＋１０４ｂ＋１０４ｃ＋１０５ｄ＋１０５ｅ)  ・・・・（式４）
また、ＤＶＤ−ＲＡＭなどに利用されるトラッキングエラー信号ＴＥは、プッシュプル検出法（ＤＰＰ）によって検出する。つまり、トラッキングエラー信号ＴＥ（ＤＰＰ）は、各検出領域の符号にてその出力値を表すと、下記（式５）の演算によって得られる。また、（式５）のｋは任意の係数である。
【００５２】
ＴＥ（ＤＰＰ）＝(１０３ｂ＋１０３ｃ＋１０３ｄ＋１０３ｅ
＋１０４ｂ＋１０４ｃ＋１０４ｄ＋１０４ｅ)
−(１０２ｂ＋１０２ｃ＋１０２ｄ＋１０２ｅ
＋１０５ｂ＋１０５ｃ＋１０５ｄ＋１０５ｅ)
−ｋ（(１０３ａ＋１０３ｆ＋１０４ａ＋１０４ｆ)
−(１０２ａ＋１０２ｆ＋１０５ａ＋１０５ｆ)） ・・・・（式５）
情報信号（ＲＦ）は、全メイン光検出器の和であり、各検出領域の符号でその出力値を表すと、下記（式６）の演算によって得られる。
【００５３】
ＲＦ＝１０２ｂ＋１０２ｃ＋１０２ｄ＋１０２ｅ
＋１０３ｂ＋１０３ｃ＋１０３ｄ＋１０３ｅ
＋１０４ｂ＋１０４ｃ＋１０４ｄ＋１０４ｅ
＋１０５ｂ＋１０５ｃ＋１０５ｄ＋１０５ｅ  ・・・・（式６）
図６は、図２（ｂ）に示した光検出器に、電流電圧変換回路３００と信号演算回路４００とを接続した配線例を示している。図６中の２０１〜２２１は加算器であり、２２２〜２２６は減算器であり、そして、２２７はｋ倍にする乗算器である。信号演算回路４００は、これらの加算器、減算器、乗算器によって構成されている。なお、図６の光検出器１０２〜１０５の端子名は、図２（ｂ）の各検出領域の符号で表している。
【００５４】
本実施形態では、光記録媒体からの信号を光検出器１０２〜１０５で受け、その光検出器１０２〜１０５からの電流出力を、各電流電圧変換回路３００によって電圧信号に変換して出力している。フォーカスエラー信号（ＦＥ）、位相差検出法（ＤＰＤ）によるトラッキングエラー信号、プッシュプル検出法（ＤＰＰ）によるトラッキングエラー信号、情報信号（ＲＦ）は、図６に示した、加算器２０１〜２２１、減算器２２２〜２２６、乗算器２２７の組合せによって算出することができる。
【００５５】
つまり、図６に示した構成は、第１〜第８のメイン光検出器と第１〜第４の先行サブ光検出器と第１〜第４の後行サブ光検出器のそれぞれに接続された信号線からなりプッシュプル検出法を実行するための受光信号を伝送する配線群と、第１〜第８のメイン光検出器のそれぞれに接続された信号線からなり位相差検出法を実行するための受光信号を伝送する配線群とを備えている。そして、光検出器からの電流信号を電圧信号に変換する電流電圧変換回路３００と、信号演算回路４００も備えている。デバイスの小型化を図るため、これらの配線群や、電流電圧変換回路３００、信号演算回路４００は、図２（ｂ）に示した半導体基板２００に集積して形成しておくことが好ましい。
【００５６】
また、図６に示した配線例は、図７に示すように改変することも可能である。図７に示した配線例は、図６における電流電圧変換回路３００および信号演算回路４００の構成をより単純にしたものである。図７に示した電流電源変換回路３００’は、共通電流電圧変換回路である。より詳細に述べると、第１〜第８メイン光検出器における２個以上の受光部からの電流信号出力を電圧変換する共通電流電圧変換回路、および、第１〜第４の先行サブ光検出器と第１〜第４の先行サブ光検出器と第１〜第４の後方サブ光検出器とからの２個以上の受光部からの電流信号出力を電圧変換に変換する共通電流電圧変換回路が、図７に示した電流電源変換回路３００’である。そして、この電流電源変換回路３００’には、それに対応する信号演算回路４００’が接続されている。なお、図７中の３０１〜３１１は加算器であり、３１２〜３１６は減算器であり、そして、３１６はｋ倍にする乗算器である。図６と同様に、図７の光検出器１０２〜１０５の端子名は、図２（ｂ）の各検出領域の符号で表している。
【００５７】
ここでは、光記録媒体からの信号を光検出器１０２〜１０５で受け、その光検出器１０２〜１０５からの電流出力を、図７で示した２個以上の光検出器の組合せによる電流電圧変換回路によって電圧信号に変換して出力している。フォーカスエラー信号（ＦＥ）、位相差検出法（ＤＰＤ）によるトラッキングエラー信号、プッシュプル検出法（ＤＰＰ）によるトラッキングエラー信号、情報信号（ＲＦ）を、図７に示す加算器３０１〜３１１、減算器３１２〜３１６、乗算器３１６の組合せにより算出することができる。この構成によると、図６に示した構成に比較して、回路構成を簡素化することができる。
【００５８】
上述したように、デバイスの小型化や構成の簡略化を図るため、図６または図７に示した光検出器１０２〜１０５と、電流電圧変換回路３００（または３００’）とを半導体基板２００上に一体化して、光ピックアップを構成することが好ましいが、半導体基板２００以外の箇所にそれらの回路の少なくとも１つを配置してもよい。また、加算器、乗算器、減算器のうちのいずれかだけを半導体基板２００に一体化した光ピックアップを作製することも可能である。
【００５９】
また、半導体基板２００上に半導体レーザ１０１を実装し、回折素子１０６とホログラム素子１０７とを同一のガラスまたは樹脂材料で形成したものを、同一のパッケージに組み込むことによって、ホログラムユニットによる光ピックアップが可能となる。
【００６０】
上述した本発明の実施形態の光ピックアップは、再生専用の光記録媒体、追記型の光記録媒体、あるいは書換型の光記録媒体に用いるすべての光ピックアップに対しても適用可能である。
【００６１】
以上、本発明を好適な実施形態により説明してきたが、こうした記述は限定事項ではなく、種々の改変が可能であることは勿論である。つまり、当業者によれば、本発明の本質ないし精神を逸脱することなく、種々の改変を行うことができる。
【００６２】
【発明の効果】
本発明によると、第１〜第８のメインビーム、第１〜第８の先行サブビーム、第１〜第８の後行サブビームに分離するホログラム素子と、前記第１〜第８のメインビームを受光するメイン光検出器と、前記第１〜第８の先行ビームを受光する先行サブ光検出器と、前記第１〜第８の後行ビームを受光する後行サブ光検出器とを備え、かつ、前記半導体レーザと前記回折格子と前記ホログラム素子と前記メイン検出器と先行サブ光検出器と後行サブ光検出器とが一体形成されているので、光記録媒体の記録フォーマットの違いに関係なく再生または記録を行うことのできるとともに、光スポットの位置ずれの問題を緩和した光ピックアップを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明の実施形態の光ピックアップの光学系主要部の構成を示す概略断面図である。
【図２】
（ａ）および（ｂ）は、それぞれ、本発明の実施形態のホログラム素子および光検出器の構成を示す平面図である。
【図３】
（ａ）および（ｂ）は、光ビームが入り込むことを低減する効果を説明するための図である。
【図３】
（ａ）および（ｂ）は、光ビームが入り込むことを低減する効果を説明するための図である。
【図４】
（ａ）および（ｂ）は、光ビームが入り込むことを低減する効果を比較するための図である。
【図５】
発光点ズレと光量差との関係を示すグラフである。
【図６】
本発明の実施形態の光検出器と電流電圧変換回路と信号演算回路を接続する配線例を示す図である。
【図７】
図６の電流電圧変換回路と信号演算回路を減らした配線例を示す図である。
【図８】
従来の光ピックアップの光学系主要部の構成を示す概略断面図である。
【図９】
（ａ）および（ｂ）は、それぞれ、従来のホログラム素子と光検出器の構成を示す平面図である。
【符号の説明】
１          半導体レーザ
２、３      光検出器
４          回折素子
５          ホログラム素子
６          コリメータレンズ
７          対物レンズ
８          光ディスク
１０１          半導体レーザ
１０２〜１０５  光検出器
１０６          回折素子
１０７          ホログラム素子
１０８          コリメータレンズ
１０９          対物レンズ
１１０          光ディスク
２００          基板
２０１〜２２１  加算器
２２２〜２２６  減算器
２２７          乗算器
３００          電流電圧変換回路
３０１〜３１１  加算器
３１２〜３１６  減算器
３１７          乗算器
４００          信号演算回路