(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学記録媒体に照射されるべき光であって、波長の異なる複数種類の光を出射可能な光源と、
複数の受光領域が形成される受光素子であって、複数の受光領域の一部は、フォーカスサーボに用いられるフォーカス受光領域として用いられる受光素子と、
前記光源から出射され、前記光学記録媒体で反射した反射光の少なくとも一部を前記フォーカス受光領域に向けて回折させるフォーカス回折領域を有する回折素子であって、
前記フォーカス回折領域には、前記光源が出射可能な光の種類と同数の種類のフォーカス領域を備えるとともに、
前記フォーカス領域の各種類は、前記光の各種類に対応し、それぞれ対応する種類の光を前記フォーカス受光領域の同一位置もしくはその近傍に向けて回折させ、
前記各種類のフォーカス領域は、周期的に分散して配置される複数のフォーカス細分領域を含み、各フォーカス細分領域は、少なくとも一部が、異なる種類の光のフォーカス細分領域と隣接して配置される回折素子とを含み、
前記フォーカス受光領域は、少なくとも第１〜第４受光領域を有し、
前記光源からの出射光が前記光学記録媒体の記録面に形成されるトラック上で集光される集光点における接線方向を、タンジェンシャル方向とし、前記出射光の光軸に垂直でかつ前記タンジェンシャル方向に垂直な方向をラジアル方向とし、前記ラジアル方向のうち前記受光素子に関して前記光源に向かう方向を負の方向とし、前記ラジアル方向のうち前記負の方向とは反対側の方向を正の方向としたとき、
前記第１および第２受光領域は、前記タンジェンシャル方向に互いに隣接して配置され、
前記第１および第２受光領域よりも前記ラジアル方向のうちの負の方向には、前記第３受光領域が配置され、
前記第１および第２受光領域よりも前記ラジアル方向のうちの正の方向には、前記第４受光領域が配置され、
前記第３および第４受光領域のそれぞれは、前記タンジェンシャル方向において前記第１および第２受光領域と同じ位置に配置されることを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項２】
前記フォーカス回折領域の外縁の予め定める一部は、直線となるナイフエッジ部によって規定され、前記ナイフエッジ部は、光学記録媒体からの反射光がいずれの種類の光であるときにも前記反射光が回折素子において入射する入射領域に対して交差し、
前記フォーカス回折領域は、平行に並ぶ複数の平行分割線によって複数のフォーカス細分領域に分割され、
前記複数の平行分割線は、前記ナイフエッジ部に対して垂直もしくは傾斜することを特徴とする請求項１に記載の光ピックアップ装置。
【請求項３】
前記平行分割線は、前記ナイフエッジ部に対して、３０度以上１５０度以下の角度を成すことを特徴とする請求項２に記載の光ピックアップ装置。
【請求項４】
各フォーカス細分領域には、複数の回折溝が平行かつ周期的に並んで形成され、
各フォーカス細分領域において、各フォーカス細分領域の回折溝に垂直に交差する仮想平面には、前記回折溝が５本以上交差することを特徴とする請求項２または３に記載の光ピックアップ装置。
【請求項５】
前記複数の受光領域は、前記光学記録媒体のトラックに対するトラッキングサーボに用いられるトラッキング受光領域を有し、
前記回折素子は、
前記反射光の少なくとも一部を前記トラッキング受光領域に向けて回折させるトラッキング回折領域を有し、
前記トラッキング回折領域は、前記光源が出射可能な光の種類と同数の種類のトラッキング領域を有し、
前記トラッキング領域の各種類は、前記光の各種類に対応し、
前記各トラッキング領域は、対応する種類の光を前記トラッキング受光領域の同一位置もしくはその近傍に向けて回折させ、前記各種類のトラッキング領域は、複数のトラッキング細分領域によって構成され、
各種類のトラッキング領域の複数のトラッキング細分領域は、前記トラックの接線方向に対応する前記トラッキング回折領域における方向において、周期的に分散し、かつ少なくともその一部が異なる種類の光のトラッキング細分領域と隣接して配置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。
【請求項６】
前記トラッキング受光領域は、トラッキングサーボに用いられる第１トラッキング受光領域および第２トラッキング受光領域を有し、
前記各トラッキング細分領域は、前記反射光の一部を前記第１トラッキング受光領域に向けて回折させる第１種回折領域と、前記反射光の一部を前記第２トラッキング受光領域に向けて回折させる第２種回折領域とを有し、
前記各種類のトラッキング領域に含まれる複数のトラッキング細分領域を第１種回折領域および第２種回折領域に分割する複数の分割線のそれぞれは、前記トラックの接線方向に対応する前記トラッキング回折領域における方向に延びる各直線上に配置され、
前記各種類のトラッキング領域における前記各直線の位置は、前記トラックの接線方向に垂直なラジアル方向に関して、各トラッキング領域が対応する種類の光を出射する光源の位置に応じて決定されることを特徴とする請求項５に記載の光ピックアップ装置。
【請求項７】
前記トラッキング受光領域は、前記複数種類のうち１種類のトラッキング領域において回折した光を、前記反射光の光の種類に応じて択一的に受光することを特徴とする請求項５または６に記載の光ピックアップ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学記録媒体に記録される情報を読取るために、光学記録媒体に光を照射し光学記録媒体からの反射光を受光する光ピックアップ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図９は、第１の従来技術に係る光ピックアップ装置１１０の構成を表す図である。図１０は、第１の従来技術における回折素子としての第１のホログラム素子１１１と、回折素子としての第２のホログラム素子１１２と、受光素子１１３との平面図である。図１１は、第１の従来技術における第１および第２のホログラム素子１１１，１１２と、これによって回折した光が到達する各受光領域との関係を表す図である。図１１（ａ）は、第１の波長の光を用いる場合の現象を図示しており、図１１（ｂ）は、第２の波長の光を用いる場合の現象を図示している。
【０００３】
第１の従来技術に係る光ピックアップ装置１１０は、第１の波長の光の発光点１１４、および第２の波長の光の発光点１１５を有する光源１１６と、第１のホログラム素子１１１と、第２のホログラム素子１１２と、受光素子１１３とを含む。第１のホログラム素子１１１は、第１の発光点１１４からの出射光である光ビームと第２の波長の光の発光点１１５からの出射光である光ビームとを回折させる。第２のホログラム素子１１２は、第２の波長の光の発光点１１５からの光ビーム（二点鎖線で示す）を回折させて受光素子１１３に導き、第１の波長の光の発光点１１４からの光ビーム（実線で示す）を透過させる。第１の波長は、第２の波長よりも短く、回折領域の第１の波長の光に対する回折効率は、第２の波長の光に対する回折効率よりも低い（たとえば特許文献１参照）。
【０００４】
図１２は、第２の従来技術に係る光ピックアップ装置１２０の構成を表す図である。図１３は、第２の従来技術に係る光ピックアップ装置１２０の回折素子１２１および受光素子１２２を表す平面図である。図１４は、第２の従来技術における回折素子１２１と受光素子１２２とによる受光状態を示す平面図である。
【０００５】
第１の波長の光の発光点１２３からの発振波長は、第２の波長の光の発光点１２４からの発振波長よりも短波長であり、回折素子１２１による第１の波長の光の発光点１２３からの光ビーム（実線で示す）の回折角度は、第２の波長の光の発光点１２４からの光ビーム（二点鎖線で示す）の回折角度よりも小さくなる。これらの回折角度の差異に応じて、受光素子１２２には後述の受光領域１２５が３列に並んで形成される。
【０００６】
第１の波長の光の発光点１２３からの光ビームは、３列の受光領域１２５のうち、小さい回折角度に対応する列の受光領域１２５ａと、中央の列の受光領域１２５ｂとに入射する。このとき、フォーカスエラー信号は、中央の列の受光領域１２５ｂのうち予め定める一部の受光領域からの出力を用いて、ナイフエッジ法によって検出される。
【０００７】
第２の波長の光の発光点１２４からの光ビームは、３列の受光領域１２５のうち、大きい回折角度に対応する列の受光領域１２５ｃと、中央の列の受光領域１２５ｂとに入射する。このとき、フォーカスエラー信号は、第１の波長の光の発光点１２３を用いるときと同様に、中央の列の受光領域１２５ｂのうち予め定める一部の受光領域からの出力を用いて、ナイフエッジ法によって検出される。（たとえば特許文献２参照）。
【０００８】
第１の波長の光の発光点１２３による記録媒体からの反射光と第２の波長の光の発光点１２４による記録媒体からの反射光とでは、回折素子１２１に入射する光ビームの位置が完全に一致することはない。また第１および第２の波長の光の発光点１２３，１２４の回折素子１２１に対する姿勢を、いずれの光ピックアップ装置においても同じ位置に調整するのは困難である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００２−９２９３３号公報
【特許文献２】特開２００７−２８７２７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
第１の従来技術では、複数の回折素子が必要となるので、装置構成が複雑化するという問題点がある。また両方の回折素子の位置決めが必要となるので、部品の位置調整が煩雑であり、かつ調整時間も要するという問題点がある。さらに、部品点数が多くコストがかかり、小型化が困難という問題点がある。
【００１１】
第２の従来技術では、第１および第２波長の光の発光点１２３，１２４の位置の差異によって、または第１および第２波長の光の発光点１２３，１２４の回折素子１２１に対する姿勢の差異によって、回折素子１２１に入射する光ビームの位置が回折素子１２１に対して変化すると、受光素子１２５の受光面に入射する光の光強度が変化するので、安定したサーボ信号を得ることができないという問題点がある。
【００１２】
本発明の目的は、装置構成を単純化し、回折素子および光源の位置調整を容易にし、かつサーボ信号を安定して得ることのできる光ピックアップ装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、光学記録媒体に照射されるべき光であって、波長の異なる複数種類の光を出射可能な光源と、
複数の受光領域が形成される受光素子であって、複数の受光領域の一部は、フォーカスサーボに用いられるフォーカス受光領域として用いられる受光素子と、
前記光源から出射され、前記光学記録媒体で反射した反射光の少なくとも一部を前記フォーカス受光領域に向けて回折させるフォーカス回折領域を有する回折素子であって、
前記フォーカス回折領域には、前記光源が出射可能な光の種類と同数の種類のフォーカス領域を備えるとともに、
前記フォーカス領域の各種類は、前記光の各種類に対応し、それぞれ対応する種類の光を前記フォーカス受光領域の同一位置もしくはその近傍に向けて回折させ、
前記各種類のフォーカス領域は、周期的に分散して配置される複数のフォーカス細分領域を含み、各フォーカス細分領域は、少なくとも一部が、異なる種類の光のフォーカス細分領域と隣接して配置される回折素子とを含み、
前記フォーカス受光領域は、少なくとも第１〜第４受光領域を有し、
前記光源からの出射光が前記光学記録媒体の記録面に形成されるトラック上で集光される集光点における接線方向を、タンジェンシャル方向とし、前記出射光の光軸に垂直でかつ前記タンジェンシャル方向に垂直な方向をラジアル方向とし、前記ラジアル方向のうち前記受光素子に関して前記光源に向かう方向を負の方向とし、前記ラジアル方向のうち前記負の方向とは反対側の方向を正の方向としたとき、
前記第１および第２受光領域は、前記タンジェンシャル方向に互いに隣接して配置され、
前記第１および第２受光領域よりも前記ラジアル方向のうちの負の方向には、前記第３受光領域が配置され、
前記第１および第２受光領域よりも前記ラジアル方向のうちの正の方向には、前記第４受光領域が配置され、
前記第３および第４受光領域のそれぞれは、前記タンジェンシャル方向において前記第１および第２受光領域と同じ位置に配置されることを特徴とする光ピックアップ装置である。
【００１４】
また本発明は、前記フォーカス回折領域の外縁の予め定める一部は、直線となるナイフエッジ部によって規定され、前記ナイフエッジ部は、光学記録媒体からの反射光がいずれの種類の光であるときにも前記反射光が回折素子において入射する入射領域に対して交差し、
前記フォーカス回折領域は、平行に並ぶ複数の平行分割線によって複数のフォーカス細分領域に分割され、
前記複数の平行分割線は、前記ナイフエッジ部に対して垂直もしくは傾斜することを特徴とする。
【００１５】
また本発明は、前記平行分割線は、前記ナイフエッジ部に対して、３０度以上１５０度以下の角度を成すことを特徴とする。
【００１６】
また本発明は、各フォーカス細分領域には、複数の回折溝が平行かつ周期的に並んで形成され、
各フォーカス細分領域において、各フォーカス細分領域の回折溝に垂直に交差する仮想平面には、前記回折溝が５本以上交差することを特徴とする。
【００１７】
また本発明は、前記複数の受光領域は、前記光学記録媒体のトラックに対するトラッキングサーボに用いられるトラッキング受光領域を有し、
前記回折素子は、
前記反射光の少なくとも一部を前記トラッキング受光領域に向けて回折させるトラッキング回折領域を有し、
前記トラッキング回折領域は、前記光源が出射可能な光の種類と同数の種類のトラッキング領域を有し、
前記トラッキング領域の各種類は、前記光の各種類に対応し、
前記各トラッキング領域は、対応する種類の光を前記トラッキング受光領域の同一位置もしくはその近傍に向けて回折させ、前記各種類のトラッキング領域は、複数のトラッキング細分領域によって構成され、
各種類のトラッキング領域の複数のトラッキング細分領域は、前記トラックの接線方向に対応する前記トラッキング回折領域における方向において、周期的に分散し、かつ少なくともその一部が異なる種類の光のトラッキング細分領域と隣接して配置することを特徴とする。
【００１８】
また本発明は、前記トラッキング受光領域は、トラッキングサーボに用いられる第１トラッキング受光領域および第２トラッキング受光領域を有し、
前記各トラッキング細分領域は、前記反射光の一部を前記第１トラッキング受光領域に向けて回折させる第１種回折領域と、前記反射光の一部を前記第２トラッキング受光領域に向けて回折させる第２種回折領域とを有し、
前記各種類のトラッキング領域に含まれる複数のトラッキング細分領域を第１種回折領域および第２種回折領域に分割する複数の分割線のそれぞれは、前記トラックの接線方向に対応する前記トラッキング回折領域における方向に延びる各直線上に配置され、
前記各種類のトラッキング領域における前記各直線の位置は、前記トラックの接線方向に垂直なラジアル方向に関して、各トラッキング領域が対応する種類の光を出射する光源の位置に応じて決定されることを特徴とする。
【００１９】
また本発明は、前記トラッキング受光領域は、前記複数種類のうち１種類のトラッキング領域において回折した光を、前記反射光の光の種類に応じて択一的に受光することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、光ピックアップ装置において光源は、波長の異なる複数種類の光を出射可能である。回折素子は、フォーカス回折領域を有する。フォーカス回折領域は、光源から出射され光学記録媒体で反射した反射光の少なくとも一部を受光素子のフォーカス受光領域に向けて回折させる。フォーカス回折領域は、光源が出射可能な光の種類と同数の種類のフォーカス領域を備える。フォーカス領域の種類は、光の各種類に対応し、各種類のフォーカス領域は、それぞれ対応する種類の光をフォーカス受光領域に向けて回折させる。また各種類のフォーカス領域には、複数のフォーカス細分領域が均等に分散して配置される。
【００２１】
これによって、フォーカス受光領域を、波長の異なる複数種類の光の使用において共用することができる。また各種類のフォーカス領域の複数のフォーカス細分領域は、フォーカス回折領域において均等に分散して配置されるので、複数種類のフォーカス領域のいずれかのフォーカス領域に、光ビームのうち光強度の強い部分または光強度の弱い部分が偏って入射することを防止することができる。
【００２２】
また回折素子に入射する光ビームの入射位置が、回折素子上において位置ずれする場合があっても、この位置ずれによって各種類のフォーカス領域に入射する光の強度が変化することを抑制することができる。したがって、回折素子に入射する光ビームの入射位置に位置ずれが生じる場合であっても、フォーカスサーボを安定して行うことができる。これによって、回折素子を複数設ける必要がないので、装置構成を単純化することができる。また回折素子に対する光源の位置の差異によって、各種類のフォーカス領域に入射する光の光強度が大きな影響を受けないので、各構成部品の位置調整を容易にすることができる。
【００２３】
また本発明によれば、フォーカス回折領域の外縁の予め定める一部は、直線状に形成されるナイフエッジ部によって規定される。ナイフエッジ部は、光学記録媒体からの反射光がいずれの種類の光であるときにも、反射光が回折素子において入射する入射領域に対して交差する。フォーカス回折領域は、平行に並ぶ複数の平行分割線によって複数のフォーカス細分領域に分割される。複数の平行分割線は、ナイフエッジ部に対して傾斜する。
【００２４】
これによって、ナイフエッジ部近傍におけるフォーカス細分領域の形状を、先細状に形成することができる。したがって、回折素子に入射する光ビームの径が変化した場合に、光ビームが入射する範囲に入るフォーカス細分領域の部分、および光ビームが入射する範囲から外れるフォーカス細分領域の部分が、複数種類のフォーカス領域のいずれか一部の種類に偏ることを抑制することができる。これによって、回折素子に入射する光ビームの径が変化した場合であっても、各種類のフォーカス領域に入射する光の光強度が急激な変化となることを防止し、滑らかな変化を実現することができる。したがって、フォーカスサーボを安定して行うことができる。
【００２５】
また本発明によれば、平行分割線は、ナイフエッジ部に対して３０度以上１５０度以下の角度を成す。これによって、回折素子に入射する光ビームの径が変化した場合であっても、光ビームが入射する範囲に入るフォーカス細分領域の部分の面積、および光ビームが入射する範囲から外れるフォーカス細分領域の部分の面積を、複数種類のフォーカス領域に効果的に分散することができる。したがって、フォーカスサーボを安定して行うことができる。
【００２６】
また本発明によれば、各フォーカス細分領域には、複数の回折溝が平行かつ周期的に並んで形成される。各フォーカス細分領域を、各フォーカス細分領域の回折溝に垂直に交差する仮想平面には、回折溝が５本以上交差する。これによって、各フォーカス細分領域における回折溝が、回折溝に垂直な方向において並ぶ数を、効率よく回折を行うために最低限必要な数以上とすることができる。したがって、各フォーカス細分領域における回折を、効率よく行うことができる。
【００２７】
また本発明によれば、複数の受光領域の一部は、トラッキング受光領域を有し、トラッキング受光領域は、光学記録媒体のトラックに対するトラッキングサーボに用いられる。回折素子は、トラッキング回折領域を有し、トラッキング回折領域は、反射光の少なくとも一部をトラッキング受光領域に向けて回折させる。トラッキング回折領域は、光源が出射可能な光の種類と同数の種類のトラッキング領域を有する。トラッキング領域の各種類は、光の各種類に対応する。各トラッキング領域は、対応する種類の光をトラッキング受光領域に向けて回折させ、複数のトラッキング細分領域によって構成される。各種類のトラッキング領域の複数のトラッキング細分領域は、前記トラックの接線方向に対応するトラッキング回折領域における方向において、均等に分布する。
【００２８】
これによって、トラッキング受光領域を、波長の異なる複数種類の光の使用において共用することができる。またトラックの接線方向に対応する回折素子上における方向に、回折素子に入射する光ビームの入射位置が変位する場合であっても、複数種類のトラッキング領域に光ビームを入射させることができる。したがって、複数種類のいずれの光を用いる場合であっても、トラッキングサーボを行うことができる。またトラッキング受光領域を、複数種類のトラッキング領域において回折した複数種類の光が入射する位置に定めることによって、トラッキング受光領域を小さくすることが可能となる。したがって、受光素子を小形化することができる。またトラッキング受光領域を小さくすることによって、トラッキングサーボにおける応答速度を速くすることができる。
【００２９】
また本発明によれば、トラッキング受光領域は、第１トラッキング受光領域および第２トラッキング受光領域を有する。第１および第２トラッキング受光領域は、トラッキングサーボに用いられる。各トラッキング細分領域は、第１種回折領域と第２種回折領域とを有する。第１種回折領域は、反射光の一部を第１トラッキング受光領域に向けて回折させる。第２種回折領域は、反射光の一部を第２トラッキング受光領域に向けて回折させる。
【００３０】
各種類のトラッキング領域に含まれる複数のトラッキング細分領域を第１種回折領域および第２種回折領域に分割する複数の区分線は、トラックの接線方向に対応するトラッキング回折領域における方向に延びる直線上に配置される。各種類のトラッキング領域における各直線の位置は、ラジアル方向に関して、各トラッキング領域が対応する種類の光を出射する光源の位置に応じて決定される。ラジアル方向は、トラックの接線方向と回折素子の厚み方向とに垂直な方向である。
【００３１】
これによって、複数の光源の位置に差異があっても、第１および第２トラッキング受光領域に入射する光の光強度が、第１および第２トラッキング受光領域のいずれか一方に偏ることを防止することができる。したがって、トラッキングサーボを高い精度で行うことができる。
【００３２】
また本発明によれば、トラッキング受光領域は、複数種類のうち１種類のトラッキング領域において回折した光を、反射光の光の種類に応じて択一的に受光する。
【００３３】
これによって、トラッキング受光領域を小形化することができる。したがって、トラッキングサーボにおける応答速度を速くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の第１実施形態に係る光ピックアップ装置１０の構成を表す図である。
【図２】本発明の第１実施形態における回折素子１６および受光素子６を表す平面図である。
【図２Ａ】平行分割線２７をナイフエッジ部２６に対して垂直にした回折素子１６および受光素子６を、光軸方向から見た配置関係を示す平面図である。
【図３】本発明の第１実施形態における回折素子１６と、これによって回折した光が到達する各受光領域との関係を表す図である。
【図４】本発明の第１実施形態における回折素子１６の平面図と、出力されるフォーカスエラー信号Ｒ１とを表す図である。
【図５】比較例における回折素子１６の平面図と、出力されるフォーカスエラー信号Ｒ２とを表す図である。
【図６】本発明の第２実施形態に係る光ピックアップ装置１０の構成を表す図である。
【図７】本発明の第２実施形態における回折素子１６および受光素子６を表す平面図である。
【図８】本発明の第２実施形態における回折素子１６と、これによって回折した光が到達する各受光領域との関係を表す図である。
【図９】第１の従来技術に係る光ピックアップ装置１１０の構成を表す図である。
【図１０】第１の従来技術における第１のホログラム素子１１１と、第２のホログラム素子１１２と、受光素子１１３との平面図である。
【図１１】第１の従来技術における第１および第２のホログラム素子１１１，１１２と、これによって回折した光が到達する各受光領域との関係を表す図である。
【図１２】第２の従来技術に係る光ピックアップ装置１２０の構成を表す図である。
【図１３】第２の従来技術に係る光ピックアップ装置１２０の回折素子１２１および受光素子１２２を表す平面図である。
【図１４】第２の従来技術における回折素子１２１と、受光素子１２２との平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
以下、図面を参照しながら、本発明を実施するための複数の形態について説明する。以下の説明においては、各形態に先行する形態ですでに説明している事項に対応している部分には同一の参照符を付し、重複する説明を略す場合がある。構成の一部のみを説明している場合、構成の他の部分は、先行して説明している形態と同様とする。実施の各形態で具体的に説明している部分の組合せばかりではなく、特に組合せに支障が生じなければ、実施の形態同士を部分的に組合せることも可能である。またそれぞれの実施形態は、本発明に係る技術を具体化するために例示するものであり、本発明の技術的範囲を限定するものではない。本発明に係る技術内容は、特許請求の範囲に記載された技術的範囲内において、種々の変更を加えることが可能である。
【００３６】
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係る光ピックアップ装置１０の構成を表す図である。図２および図２Ａは、本発明の第１実施形態における回折素子１６および受光素子６を、光軸方向から見た配置関係を表す平面図である。両図において、回折領域１９は複数の分割線によってフォーカス回折領域２１とトラッキング回折領域３６とに分割されており、複数の分割線のうちの１つであって、回折領域１９の中心点Ｐ０を通り、ラジアル方向Ｘに延びて配置されている分割線を以降「ナイフエッジ部」（２６）として説明する。図２Ａは、平行分割線２７をナイフエッジ部２６に対して垂直にした回折素子１６および受光素子６を、光軸方向から見た配置関係を示す平面図である。図３は、本発明の第１実施形態における回折素子１６と、これによって回折した光が到達する各受光領域との関係を表す図である。第１実施形態において光ピックアップ装置１０は、光学記録媒体１１に記録される情報を読取るために、光学記録媒体１１に光を照射し、光学記録媒体からの反射光１８を受光する装置である。
【００３７】
第１実施形態において、光ピックアップ装置１０は、光源１２と、受光素子６と、回折素子１６とを含んで構成される。光源１２は、波長の異なる複数種類の光を出射可能であり、光学記録媒体１１に照射されるべき光を出射する。受光素子６には、複数の受光領域が形成される。複数の受光領域の一部は、フォーカス受光領域１７として用いられる。フォーカス受光領域１７は、フォーカスサーボに用いられる。
【００３８】
回折素子１６には、光学記録媒体１１からの反射光１８が入射する。回折素子１６は、複数に分割された回折領域１９を有し、その一部は、反射光１８を受光素子６に向けて回折させるフォーカス回折領域２１として用いられる。フォーカス回折領域２１は、反射光１８の少なくとも一部をフォーカス受光領域１７に向けて回折させる。フォーカス回折領域２１は、光源１２が出射可能な光の種類と同数の種類のフォーカス領域２２を備える。フォーカス領域２２の種類は、光の各種類に対応し、各種類のフォーカス領域２２は、対応する種類の光をフォーカス受光領域１７に向けて回折させる。また各種類のフォーカス領域２２は、複数のフォーカス細分領域によって構成される。各種類のフォーカス領域２２の複数に分割されたフォーカス細分領域は、フォーカス回折領域２１において分散して配置される。
【００３９】
フォーカス回折領域２１の外縁の予め定める一部は、直線状に形成されるフォーカス規定分割線として設定されたナイフエッジ部２６によって規定される。ナイフエッジ部２６は、光学記録媒体からの反射光１８がいずれの種類の光であるときにも、反射光１８が回折素子１６において入射する入射領域に対して交差する。フォーカス回折領域２１は、平行に並ぶ複数の平行分割線２７によって複数のフォーカス細分領域に分割される。複数の平行分割線２７は、ナイフエッジ部２６に対して所定の角度を有する。
【００４０】
平行分割線２７は、ナイフエッジ部２６に対して３０度以上１５０度以下の角度を成す。各フォーカス細分領域には、複数の回折溝が平行かつ周期的に並んで形成される。各フォーカス細分領域を、各フォーカス細分領域の回折溝に垂直に交差する仮想平面には、回折溝が５本以上交差する。
【００４１】
情報の記録または再生が可能な光学記録媒体１１としては、コンパクトディスク（compact disk, 略称「ＣＤ」）、デジタルバーサタイルディスク（digital versatile disk, 略称「ＤＶＤ」）およびブルーレイディスク（blu-ray disk, 略称「ＢＤ」：登録商標）などを挙げることができる。第１実施形態では、これらのうちのいずれか２種類であればよい。ＣＤでは、情報の記録および再生に、７８０ｎｍ近傍の赤外領域の波長の光を用いる。ＤＶＤでは、情報の記録および再生に、６５０ｎｍ近傍の波長の赤色の光を用いる。ＢＤでは、情報の記録および再生に、４０５ｎｍ近傍の青紫色の波長の光を用いる。また光学記録媒体１１は、複数の記録層を重ねたさらに大容量のものであってもよい。複数の光学記録媒体１１の記録および再生の少なくとも一方を行うために、１つの光ピックアップ装置１０内には、２種または３種の波長の光を出射する光源１２が配置される。図１には、光学記録媒体１１の１種１１ａを用いる場合と、この光学記録媒体１１ａとは用いる波長が異なる他の１種１１ｂを用いる場合とを図示している。
【００４２】
光学記録媒体１１の情報の再生および記録は、その媒体のデータ記録面にレーザー光を照射し、その反射光を受光素子６上の受光領域で受光して行われる。
【００４３】
光学記録媒体１１に対するフォーカスサーボおよびトラッキングサーボを行うために、受光素子６上の受光領域で受光した光の光信号から電気信号に変換して、サーボ信号を検出する。フォーカスサーボおよびトラッキングサーボは、それらのサーボ信号の検出結果に基づいて行われる。フォーカスサーボには、ナイフエッジ法および非点収差法などが使用される。また、ラジアルサーボ制御には、ＤＰＤ法（differential phase detection）、差動プッシュプル法（differential push-pull method, 略称「ＤＰＰ」）などを、光学記録媒体１１の種類に応じて使い分ける。
【００４４】
第１実施形態において光ピックアップ装置１０は、さらに光源１２から出射された光を平行光にするためのコリメートレンズ２８と、コリメートレンズ２８によって平行光となった光ビームを光学記録媒体１１に向けて集光する対物レンズ２９とを含んで構成される。対物レンズ２９は、図示しないアクチュエータに支持されている。光源１２は半導体レーザー素子によって実現され、第１波長の光を出射する第１発光点３２と、第２波長の光を出射する第２発光点３３の２つの発光点を備える。第１発光点３２からの第１波長の光と、第２発光点３３からの第２波長の光とは、ほぼ同一の向きに出射される。互いに異なる２種類の波長のうち、短い方の波長を第１波長とし、長い方の波長を第２波長とする。
【００４５】
この半導体レーザー素子は、１チップ内に異なる波長の発光点を持つモノリシック型であるが、それに限定されることはなく、１チップ単一波長のレーザー光を近接して配置したハイブリッド型であってもよい。
【００４６】
図１において、光源１２からの出射光３４を光学記録媒体１１に導く複数の光学部品の光軸は、１つの直線上に配置される。以下、第１発光点３２からの出射光３４の光軸方向を「光軸方向」（Ｚ）とし、対物レンズ２９とコリメートレンズ２８の中心を通るように配置される。図３は、回折素子１６および受光素子６を光軸方向Ｚに見て図示している。
【００４７】
光源１２からの出射光３４が光学記録媒体１１の記録面３５上において集光される集光点は、記録面３５に形成されるトラック上に位置する。このトラックの集光点における接線方向を、「タンジェンシャル方向」（Ｙ）とする。またトラックの集光点における接線方向に対応する回折素子１６および受光素子６における方向も、同様に「タンジェンシャル方向」（Ｙ）として説明する。また光軸方向Ｚに垂直で、かつタンジェンシャル方向Ｙに垂直な方向を「ラジアル方向」（Ｘ）とする。
【００４８】
受光素子６は、光源１２からラジアル方向Ｘに離れた位置に配置される。ラジアル方向Ｘのうち、受光素子６に関して光源１２に向かう向きを負の方向（以下、「−方向」と記す）とし、ラジアル方向Ｘのうち、−Ｘとは反対側の向きを正の方向（以下、「＋方向」と記す）とする。
【００４９】
受光素子６は、第１受光領域６ａ〜第６受光領域６ｆの６つの受光領域を備えている。これらのうち第１受光領域６ａおよび第２受光領域６ｂは、タンジェンシャル方向Ｙに互いに隣接して配置され、第１および第２受光領域６ａ，６ｂに集光されて入射する光の光信号は、フォーカスサーボに用いられる。第１および第２受光領域６ａ，６ｂよりもラジアル方向Ｘの−方向には、第３受光領域６ｃが配置され、第１および第２受光領域６ａ，６ｂよりもラジアル方向Ｘの＋方向には、第４受光領域６ｄが配置される。第３受光領域６ｃおよび第４受光領域６ｄのそれぞれは、タンジェンシャル方向Ｙにおける第１および第２受光領域６ａ，６ｂと同じ位置に配置される。
【００５０】
第５受光領域６ｅおよび第６受光領域６ｆは、第１〜第４受光領域６ａ〜６ｄよりもタンジェンシャル方向Ｙの＋方向とタンジェンシャル方向Ｙの−方向とに配置される。ラジアル方向Ｘにおける第５受光領域６ｅおよび第６受光領域６ｆの位置は、第１、第２および第４受光領域６ａ，６ｂ，６ｄのラジアル方向Ｘと、同じ位置に配置される。
【００５１】
第１受光領域６ａおよび第２受光領域６ｂのラジアル方向Ｘの寸法は、互いに等しく設定され、第３および第４受光領域６ｃ，６ｄのそれぞれのラジアル方向Ｘの寸法も、第１および第２受光領域６ａ，６ｂのラジアル方向Ｘの寸法におおよそ同等か、第３受光領域６ｃのラジアル方向Ｘが短くなるように、さらに第４受光領域６ｄのラジアル方向Ｘが長くなるように寸法が設定される。第５および第６受光領域６ｅ，６ｆのそれぞれのラジアル方向Ｘの寸法は、第１または第２受光領域６ａ，６ｂのラジアル方向Ｘの寸法と、第４受光領域６ｄのラジアル方向Ｘの寸法とを足した寸法におよそ同等に設定される。
【００５２】
第３〜第６受光領域６ｃ〜６ｆのそれぞれのタンジェンシャル方向Ｙの寸法は、およそ同等に設定され、この寸法に比べて、第１受光領域６ａおよび第２受光領域６ｂのタンジェンシャル方向Ｙの寸法は、およそ半分の寸法に設定される。第３および第４受光領域６ｃ，６ｄのそれぞれのタンジェンシャル方向Ｙ中央を通り、ラジアル方向Ｘに延びる仮想的な直線は、第１受光領域６ａと第２受光領域６ｂとの中央を通る。
【００５３】
第１，第２，第５および第６受光領域６ａ，６ｂ，６ｅ，６ｆのラジアル方向Ｘの−方向の端の位置は、タンジェンシャル方向Ｙに延びる１つの直線にほぼ一致し、第４，第５および第６受光領域６ｄ，６ｅ，６ｆのラジアル方向Ｘの＋方向の端の位置は、タンジェンシャル方向Ｙに延びる他の１つの直線に一致する。第１、第２、第５および第６受光領域６ａ，６ｂ，６ｅ，６ｆの４つの受光領域は、第１波長および第２波長の両方の光を受光する。第３受光領域６ｃは第１波長の光を受光し、第４受光領域６ｄは、第２波長の光を受光する。
【００５４】
回折素子１６に形成される回折領域１９は、光学記録媒体１１からの反射光１８をそれぞれ信号検出用の受光領域６ａ〜６ｆに向けて、＋１次回折光を回折する。回折領域１９を成す回折格子には、回折溝が形成されている。回折領域１９を光軸方向Ｚに見ると、回折領域１９の外形は、円状をしており、その中心点Ｐ０は、光ピックアップ装置１０の光軸３４を通る位置に配置される。
【００５５】
回折領域１９は、複数の分割線によって、フォーカス回折領域２１とトラッキング回折領域３６とに分割される。複数の分割線のうちの１つは、回折領域１９の中心点Ｐ０を通り、ラジアル方向Ｘに延びて配置される。この分割線を「ナイフエッジ部」（２６）と称する。回折領域１９のうち、ナイフエッジ部２６よりもタンジェンシャル方向Ｙの＋方向の領域が、フォーカス回折領域２１であり、タンジェンシャル方向Ｙの−方向の領域が、トラッキング回折領域３６である。フォーカス回折領域２１とトラッキング回折領域３６の配置は、ナイフエッジ部２６を対称軸として、逆にしても構わない。
【００５６】
フォーカス回折領域２１およびトラッキング回折領域３６は、それぞれ半円形状に形成され、トラッキング回折領域３６は、さらに第１トラッキング領域Ｅと第２トラッキング領域Ｆとに分割される。トラッキング回折領域３６を、第１トラッキング領域Ｅと第２トラッキング領域Ｆとに分割する分割線は、中心点Ｐ０を通り、タンジェンシャル方向Ｙに延びて配置される。これによって第１トラッキング領域Ｅおよび第２トラッキング領域Ｆのそれぞれは、円周と、互いに直交する２つの半径線とによって囲繞される扇形の形状となる。
【００５７】
フォーカス回折領域２１は、さらに光の種類の数に応じて複数のフォーカス領域２２に分割される。第１実施形態では、フォーカス回折領域２１は、フォーカス回折領域２１の半円内で、ナイフエッジ部２６に対して角度αだけ傾斜し、かつ互いに平行な、幅Ｗａと幅Ｗｂで交互に繰り返し離れた複数の平行分割線２７によって、複数の細長い形状細分領域に分割される幅Ｗａの平行分割線２７と、外縁を規定する円弧およびナイフエッジ部２６の双方もしくはどちらか一方に囲まれた複数のフォーカス細分領域は、第１フォーカス領域Ａを構成し、これらを除く残余の幅Ｗｂからなる複数のフォーカス細分領域は、第２フォーカス領域Ｂを構成する。第１フォーカス領域Ａを成すフォーカス細分領域と、第２フォーカス領域Ｂを成すフォーカス細分領域とは、平行分割線２７に垂直な方向において、それぞれ１つずつ交互に隣接して配置される。
【００５８】
これによって、第１フォーカス領域Ａを成すフォーカス細分領域と、第２フォーカス領域Ｂを成すフォーカス細分領域とは、フォーカス回折領域２１内において、周期的に分散して配置される。したがって、第１フォーカス領域Ａと第２フォーカス領域Ｂ内の各フォーカス細分領域は、１本または２本の平行分割線２７と、ナイフエッジ部２６と、回折領域１９の外縁を規定する円弧の一部とによって規定される。
【００５９】
第１フォーカス領域Ａは、入射した第１波長の光が、受光素子６の第１および第２受光領域６ａと６ｂの境界線上に集光するような回折格子が形成されており、第２フォーカス領域Ｂは、入射した第２波長の光が、受光素子６の第１および第２受光領域６ａと６ｂの境界線上に集光するような回折格子が形成されている。
【００６０】
第１波長を「λ１」とし、第２波長を「λ２」とする。第１波長の光が第１フォーカス領域Ａに入射する入射角を「θＡ１ｉ」とし、この入射によって生じる回折における、＋１次回折光の回折角度を「θＡ１ｄ」とする。第２波長の光が第１フォーカス領域Ａに入射する入射角を「θＡ２ｉ」とし、この入射によって生じる回折における、＋１次回折光の回折角度を「θＡ２ｄ」とする。第１波長の光が第２フォーカス領域Ｂに入射する入射角を「θＢ１ｉ」とし、この入射によって生じる回折における、＋１次回折光の回折角度を「θＢ１ｄ」とする。第２波長の光が第２フォーカス領域Ｂに入射する入射角を「θＢ２ｉ」とし、この入射によって生じる回折における、＋１次回折光の回折角度を「θＢ２ｄ」とする。
【００６１】
第１フォーカス領域Ａの回折溝のピッチを「ｄＡ」とし、第２フォーカス領域Ｂの回折溝のピッチを「ｄＢ」とすると、次の式（１）〜（４）が成り立つ。
領域Ａ＋波長λ１  ：  ｓｉｎθＡ１ｉ−ｓｉｎθＡ１ｄ＝λ１／ｄＡ…（１）
領域Ｂ＋波長λ１  ：  ｓｉｎθＢ１ｉ−ｓｉｎθＢ１ｄ＝λ１／ｄＢ…（２）
領域Ａ＋波長λ２  ：  ｓｉｎθＡ２ｉ−ｓｉｎθＡ２ｄ＝λ２／ｄＡ…（３）
領域Ｂ＋波長λ２  ：  ｓｉｎθＢ２ｉ−ｓｉｎθＢ２ｄ＝λ２／ｄＢ…（４）
【００６２】
図３（ａ）に示すように、回折領域１９の第１フォーカス領域Ａに第１波長の光が入射したときには、第１フォーカス領域Ａにおいて回折した光は、光源１２の第１発光点３２からの出射光の光軸３４よりも距離「ＰＸ１」分、ラジアル方向Ｘの＋方向の位置に集光スポット９ａとして集光される。受光素子６の受光面上において光源１２の第１発光点３２からの出射光の光軸３４から距離ＰＸ１ラジアル方向Ｘの＋方向に離隔した集光スポット９ａの集光位置を通りタンジェンシャル方向Ｙに延びる直線を第１直線Ｌ１とする。
【００６３】
受光素子６の受光面上における集光スポット９ａは、第１受光領域６ａと第２受光領域６ｂとの境界線上に点状もしくはそれに近い形状で集光される。受光素子６の受光面上において第１直線Ｌ１は、第１、第２、第５および第６受光領域６ａ，６ｂ，６ｅ，６ｆを通過する。回折領域１９の第１トラッキング領域Ｅに入射した第１波長の回折光は、第１直線Ｌ１上の、集光スポット９ａからタンジェンシャル方向Ｙの−方向に距離ＰＹの第５受光領域６ｅに、集光スポット９ｅとして、点状もしくはそれに近い形状で集光される。第２トラッキング領域Ｆに入射した第１波長の回折光は、第１直線Ｌ１上の、集光スポット９ａからタンジェンシャル方向Ｙの＋方向に距離ＰＹの第６受光領域６ｆに、集光スポット９ｆとして、点状もしくはそれに近い形状で集光される。
【００６４】
回折領域１９の第２フォーカス領域Ｂに第１波長の光が入射したときには、第２フォーカス領域Ｂにおいて回折した光は、光源１２の第１発光点３２からの出射光の光軸３４よりも距離「ＰＸ２」分、ラジアル方向Ｘの＋方向の位置に集光スポット９ｃとして集光される。距離ＰＸ２は、距離ＰＸ１よりも短い。受光素子６の受光面上において光源１２の第１発光点３２からの出射光の光軸３４から距離ＰＸ２離隔した集光スポット９ｃの集光位置を通りタンジェンシャル方向Ｙに延びる直線を第２直線Ｌ２とする。第１波長の光が第２フォーカス領域Ｂにおいて回折された受光領域６ｃ上の集光スポット９ｃの集光スポット形状は、第１波長の光が第１フォーカス領域Ａにおいて回折された受光領域６ａと６ｂの境界上の集光スポット９ａの集光スポット形状よりも、若干大きくなる。
【００６５】
図３（ｂ）に示すように、回折領域１９の第２フォーカス領域Ｂに第２波長の光が入射したときには、第２フォーカス領域Ｂにおいて回折した光は、光源１２の第１発光点３２からの出射光の光軸３４よりも距離「ＰＸ１」分、ラジアル方向Ｘの＋方向の位置に集光スポット９ａとして集光される。これは、上述の第１波長の光が第１フォーカス領域Ａにおいて回折した光が、光源１２の第１発光点３２からの出射光の光軸３４よりも距離「ＰＸ１」分、ラジアル方向Ｘの＋方向の位置に集光スポット９ａとして集光された位置と同一である。したがって、第１フォーカス領域Ａにおける平行分割線２７上の任意の点における第１波長の光の回折角度と、第２フォーカス領域Ｂにおける平行分割線２７上の前記同一の任意の点における第２波長の光の回折角度とは、同じ値に設定される。
【００６６】
回折領域１９の第１フォーカス領域Ａに第２波長の光が入射したときには、第１フォーカス領域Ａにおいて回折した光は、光源１２の第１発光点３２からの出射光の光軸３４よりも距離「ＰＸ３」分、ラジアル方向Ｘの＋方向の位置に集光スポット９ｄとして集光される。距離ＰＸ３は、距離ＰＸ１よりも長い。受光素子６の受光面上において光源１２の第１発光点３２からの出射光の光軸３４から距離ＰＸ３離隔した集光スポット９ｄの集光位置を通り、タンジェンシャル方向Ｙに延びる直線を第３直線Ｌ３とする。受光素子６の受光面上において第３直線Ｌ３は、第４〜第６受光領域６ｄ〜６ｆを通過する。
【００６７】
回折領域１９の第１トラッキング領域Ｅに入射した第２波長の光は、第３直線Ｌ３上の第５受光領域６ｅに集光される。第２トラッキング領域Ｆに入射した第２波長の光は、第１直線Ｌ１上の第６受光領域６ｆに集光される。
【００６８】
上述のように、第１フォーカス領域Ａにおける第１波長の光の回折角度と、第２フォーカス領域Ｂにおける第２波長の光の回折角度とは、同じ値に設定されることによって、式（１）と式（４）における回折角度θＡ１ｄとθＢ２ｄが等しくなるという関係式が成り立つ。光源１２における第１発光点３２と第２発光点３３とは、互いに位置が異なるけれども、簡易的に説明を行うため、発光点を同一とし、それぞれの回折素子１６に対する入射角も零度とすると、
λ１／ｄＡ＝λ２／ｄＢ                                          …（５）
が成り立つ。そのとき、領域Ｂに第１波長の光が入射した場合の回折角度θＢ１ｄは、式（２）と式（５）から、次の式（６）が成り立つ。
ｓｉｎθＢ１ｄ＝（λ１／λ２）・ｓｉｎθＡ１ｄ                  …（６）
【００６９】
したがって、第１波長と第２波長とでは、「λ１＜λ２」の関係が成立つので、回折角度はθＢ１ｄ＜θＡ１ｄとなり、第１基準位置９ｅよりも、光軸に近い第２基準位置９ｃの位置に向けて回折され、図３（ａ）に示すように、第３受光領域６ｃ内の集光点９ｃのような位置となる。
【００７０】
同様に、領域Ａに第２波長の光が入射した場合の回折角度θＡ２ｄを求めると、
ｓｉｎθＡ２ｄ＝（λ２／λ１）・ｓｉｎθＢ２ｄ                  …（７）
が成り立ち、θＡ２ｄ＞θＢ２ｄとなり、第１基準位置９ａよりも、光軸から離れた第１基準位置９ｄに向けて回折され、図３ｂに示すように第４受光領域６ｄ内の集光点９ｄのような位置となる。
【００７１】
回折領域１９の第１フォーカス領域Ａおよび第２フォーカス領域Ｂの回折格子の溝方向は、タンジェンシャル方向Ｙもしくはそれに近い曲線状に形成される。第１フォーカス領域Ａと第２フォーカス領域Ｂの回折溝のピッチは、λ１＜λ２および式（５）から、ｄＡ＜ｄＢの関係となるため、平行分割線２７に垂直な方向においてピッチの広い領域とピッチの狭い領域とが交互に配置される。
【００７２】
また、回折領域１９の第２トラッキング領域Ｆに落射した第１波長の光は、第６受光領域６ｆに向けて回折され、中心点Ｐ０からラジアル方向Ｘの＋方向に距離ＰＸ１、さらにタンジェンシャル方向Ｙの＋方向に距離「ＰＹ」の集光スポット９ｆに集光されるため、第２トラッキング領域Ｆの溝方向は、図２の中心点Ｐ０と集光スポット９ｆを結ぶ直線に直交する方向もしくはそれに近い曲線状に形成される。
【００７３】
さらに、第１トラッキング領域Ｅに落射した第１波長の光は、第５受光領域６ｅに向けて回折され、中心点Ｐ０からラジアル方向Ｘの＋方向に距離ＰＸ１、タンジェンシャル方向Ｙの−方向に距離ＰＹの集光スポット９ｅに集光されるため、第１トラッキング領域Ｅの溝方向は、図２の中心点Ｐ０と集光点９ｅを結ぶ直線に直交する方向もしくはそれに近い曲線状に形成される。
【００７４】
第１および第２トラッキング領域Ｅ，Ｆに、第２波長の光が落射したときの回折角度は、第１および第２フォーカス領域Ａ，Ｂの場合と同様に、λ１＜λ２の関係によって回折角度は、第１波長の光の回折角度より大きくなり、第１波長の光の集光点９ｆ，９ｅより＋Ｘ方向に離れて、中心点Ｐ０からラジアル方向Ｘの＋方向に距離ＰＸ３、タンジェンシャル方向Ｙの−方向に距離ＰＹの近傍の集光スポット９ｆ，９ｅとなる。
【００７５】
回折領域１９は、透明硝子基板であればフォトリソグラフィー法を使い製造することができ、透明樹脂基板であれば、２Ｐ法や金型成型を使い製造することができる。
【００７６】
次に、光ピックアップ装置１０の動作原理について説明する。各受光領域から得られた光信号は、図示しない後段のサーボ信号生成部により、フォーカスエラー信号およびラジアルエラー信号を生成し、それらのサーボ信号により、図示しないサーボ信号処理部により、フォーカスサーボ制御およびラジアルサーボ制御を行い、光学記録媒体１１の所定トラックに対して対物レンズ２９による集光点を追従するように、図示しないアクチュエータを搭載した対物レンズ２９のフォーカス方向およびトラック方向の位置制御を行う。それらは図示しないサーボ信号生成部、サーボ信号処理部およびアクチュエータを制御する駆動制御部によって実現される。
【００７７】
具体的には、フォーカスエラー信号を「ＦＥＳ」とすると、フォーカスエラー信号ＦＥＳは、回折領域１９の第１フォーカス領域Ａもしくは第２フォーカス領域Ｂから回折された光信号を受けた第１受光領域６ａおよび第２受光領域６ｂで検出された電気信号Ｓａ，Ｓｂの差ＦＥＳが、
ＦＥＳ＝Ｓａ−Ｓｂ                                              …（８）
として得られる。これは、回折領域１９上のナイフエッジ部２６を境界としたナイフエッジを利用して、ナイフエッジ法によりフォーカスサーボ制御を行う。特に、ナイフエッジにより集光する光が、点状もしくはそれに近い形状の集光スポットの１つだけであるので、受光素子６の姿勢が、光軸方向Ｚに垂直な平面内でＸＹ方向にずれていたり回転した場合でも、回折素子１６を同様に光軸方向Ｚに垂直な平面内でＸＹ方向および回転させて調整することで補正することができる。したがって、常にフォーカスエラー信号ＦＥＳを検出でき、安定してフォーカスサーボ制御を行うことができる。以下、第１〜第６受光領域６ａ〜６ｆから検出結果として出力される電子信号の値を、それぞれＳａ，Ｓｂ，Ｓｃ，Ｓｄ，Ｓｅ，Ｓｆとする。１つのフォーカス領域２２が、１つの１種類の光に対応することは、１種類の光を、予め定める受光領域上の点、ここでは第１および第２受光領域６ａ，６ｂの境界線近傍に定められる点９ａに入射させることを意味する。
【００７８】
また、ラジアルエラー信号を「ＲＥＳ」とすると、ラジアルエラー信号ＲＥＳを、プッシュプル法で、第５および第６受光領域６ｅ，６ｆで検出された電気信号Ｓｅ，Ｓｆから演算することによって、
ＲＥＳ＝Ｓｅ−Ｓｆ                                              …（９）
として得られる。また、これとは異なる方式であるＤＰＤ法では、
ＲＥＳ＝Ｐｈａｓｅ（Ｓｅ−Ｓｆ）                                …（10）
の演算を行うことで得られ，安定したサーボ制御を行うことができ、光学記録媒体１１１の所望のトラックに光を集光させることができる。
【００７９】
ＤＰＤ法を用いる場合には、少なくとも第５および第６受光領域６ｅ，６ｆでは、入射する光の位相を検出する。上記の式（１０）において「Ｐｈａｓｅ（Ｓｅ−Ｓｆ）」は、第５および第６受光領域６ｅ，６ｆから得られる光の位相差を表す。
【００８０】
再生信号を「ＲＦ」と表すと、
ＲＦ＝Ｓａ＋Ｓｂ＋Ｓｃ＋Ｓｄ＋Ｓｅ＋Ｓｆ                        …（11）
の演算を行うことで、トラックの再生信号ＲＦを安定して再生することができる。
【００８１】
また、第１実施形態では、第１フォーカス領域Ａ、第２フォーカス領域Ｂの平行分割線２７の幅Ｗａ、Ｗｂは、回折格子の広い領域ＢのピッチｄＢの５ピッチ幅以上とし、かつＷａとＷｂの幅の比率を１：１とした。ただしこれらのピッチの比率については、１：１に限定しない。たとえば、第１波長を用いるとき、および第２波長を用いるときに、出力されるサーボ信号の信号強度を調整するために、これらの比率を変化させて調整してもよい。
【００８２】
具体的には、たとえば、第１波長の光に対する受光感度が、第２波長の光に対する感度よりも低いときには、第１フォーカス領域Ａの面積割合を、第２フォーカス領域Ｂに対して大きく設定することによって、第１波長の光に対するＲＦ信号やフォーカスエラー信号ＦＥＳの信号振幅を大きくすることができる。これによって、Ｓ／Ｎ比（signal to noise ratio）を向上させることができ、信号品質を向上させることができる。このように、第１フォーカス領域Ａと第２フォーカス領域Ｂとの面積割合を、波長の異なる各種類の光に対する各受光領域の受光感度を考慮して決定してもよい。
【００８３】
また、第１の実施形態では、受光素子６上に落射する集光スポット９ｅおよび９ｆの位置を、直線Ｌ１，Ｌ３上とし、かつ第５および第６受光領域６ｅおよび６ｆのラジアル方向Ｘの範囲を、受光領域６ａおよび６ｂのラジアル方向Ｘの寸法と、第４受光領域６ｄのラジアル方向Ｘの寸法を足した寸法とおよそ同等であると設定したが、それに限定されることはなく、集光スポット６ｅおよび６ｆの集光位置に応じて、第１波長および第２波長の光を受光できるように受光領域６ｅおよび６ｆをラジアルおよびタンジェンシャル方向の寸法に決めてやればよい。
【００８４】
図４は、本発明の第１実施形態における回折素子１６の平面図と、回折素子１６への入射光の強度分布と、出力されるフォーカスエラー信号とを表す図である。図５は、比較例における回折素子１６の平面図と、回折素子１６への入射光の強度分布と、出力されるフォーカスエラー信号とを表す図である。図４（ａ）には、第１実施形態において、ナイフエッジ部２６と平行分割線２７とが成す角度αを４５度に設定した回折素子１６と、それに入射する光の中心点Ｐ０を通るＸ、Ｙ方向での強度分布を縦軸に光強度とし、横軸に回折領域１９のＸ方向、Ｙ方向の寸法とを表している。ただし、説明を簡略化するために、光学記録媒体１１からの光としては、トラックが形成されていないミラー面に集光した場合の反射光として表す。実際には、光学記録媒体１１にはトラックやピットが形成されており、それに応じて反射された光の強度分布は変動するが、ここでは説明を省略する。図４（ｂ）には、アクチュエータを一定の時間間隔で上下振動させたときの第１実施形態における回折素子１６を用いて出力されるフォーカスエラー信号ＦＥＳを、横軸を時間、縦軸をフォーカスエラー信号ＦＥＳとしたときの特性Ｒ１を表している。図５（ａ）には、比較例において、ナイフエッジ部２６と平行分割線２７とが成す角度αを１５度に設定した回折素子１６と、それに入射する光の中心点Ｐ０を通るＸ、Ｙ方向での強度分布を縦軸に光強度とし、横軸に回折領域１９のＸ方向、Ｙ方向の寸法とを表している。図５（ｂ）には、アクチュエータを一定の時間間隔で上下振動させたときの比較例における回折素子１６を用いて出力されるフォーカスエラー信号ＦＥＳを、横軸を時間、縦軸をフォーカスエラー信号ＦＥＳとしたときの特性Ｒ２を表している。上下方向は、対物レンズ２９が光学記録媒体に近接および離隔する方向であって、振動によってフォーカスエラーの値が変化する方向である。
【００８５】
ナイフエッジ部２６と平行分割線２７とが成す角度αについては、３０度以上１５０度以下とすることが望ましい。第１実施形態では、４５度に設定した。これによって、対物レンズ２９の上下移動によって回折領域１９上に入射する光ビーム３０の直径が拡大縮小した場合であっても、光強度分布の変化を少なくすることができる。
【００８６】
たとえば、光源１２から出射される光強度分布の向きが、図４（ａ）で表した光強度分布のようにタンジェンシャル方向Ｙに長く、ラジアル方向Ｘに短い場合、光強度分布の短手方向、すなわちラジアル方向Ｘに対して、角度αを４５度にしておくことによって、光ビームが拡大縮小した場合であっても、光強度分布の強い領域が、第１フォーカス領域Ａおよび第２フォーカス領域Ｂから外れることがない。したがって、フォーカスエラー信号ＦＥＳのアクチュエータの駆動量に対する依存性Ｒ１が、滑らかな形状となり、安定してフォーカスサーボ制御を行うことができる。
【００８７】
これに対し、図５（ａ）のように、ナイフエッジ部２６と平行分割線２７とが成す角度αが３０度未満、たとえば比較例のように１５度に設定されると、対物レンズ２９の上下移動によって回折領域１９上に落射する光ビームが拡大縮小したときに、光強度分布の強い領域が、第１フォーカス領域Ａおよび第２フォーカス領域Ｂから外れる場合が発生する。これによって、受光素子６上の受光領域に入射する光の光量の変動が大きくなる。したがって、フォーカスエラー信号ＦＥＳは、階段型の形状となってしまうため、安定したフォーカス制御を行うことができない。ナイフエッジ部２６と平行分割線２７とが成す角度αは、４５度に限定するものではないけれども、滑らかなフォーカスエラー信号のアクチュエータの駆動量に対する依存性Ｒ１の形状を滑らかな形状とするためには、角度αを３０度以上１５０度以下とすることが望ましい。また、図２Ａのように、角度αは９０°、つまりナイフエッジ部２６に対して垂直になっていてもよい。この場合、フォーカスエラー信号ＦＥＳを取得する際、対物レンズ２９が光軸方向Ｚに動くため、回折領域１９に入射する光学記録媒体１１からの反射光のスポット形状が小さくなる。光源１２は半導体レーザー素子であるため、その遠視野像は楕円型の正規分布となる光強度分布をもっている。その楕円の長軸方向が、タンジェンシャルＹ方向と一致する場合、ナイフエッジ部２６と同一方向となるため、回折領域１９に入射する反射光スポットの大小方向移動量に対する、第１および第２受光領域６ａおよび６ｂに入射する光信号強度も線形性を保つことができ、フォーカスエラー信号ＦＥＳも安定して検出することができる。
【００８８】
第１実施形態によれば、光ピックアップ装置１０においてフォーカス回折領域２１は、光源１２が出射可能な光の種類と同数の種類のフォーカス領域２２を備える。フォーカス領域２２の種類は、光の各種類に対応し、各種類のフォーカス領域２２は、対応する種類の光をフォーカス受光領域１７に向けて回折させる。また各種類のフォーカス領域２２は、複数のフォーカス細分領域によって構成される。各種類のフォーカス領域２２の複数のフォーカス細分領域は、フォーカス回折領域２１において周期的に分布する。
【００８９】
これによって、フォーカス受光領域１７を、波長の異なる複数種類の光の使用において共用することができる。また各種類のフォーカス領域２２の複数のフォーカス細分領域は、フォーカス回折領域２１において周期的に分布するので、複数種類のフォーカス領域２２のいずれかのフォーカス領域２２に、光ビームのうち光強度の強い部分または光強度の弱い部分が偏って入射することを防止することができる。
【００９０】
また回折素子１６に入射する光ビーム３０の入射位置が、回折素子１６上において位置ずれする場合があっても、この位置ずれによって各種類のフォーカス領域２２に入射する光の強度が変化することを抑制することができる。したがって、回折素子１６に入射する光ビーム３０の入射位置に位置ずれが生じる場合であっても、フォーカスサーボを安定して行うことができる。これによって、回折素子１６を複数設ける必要がないので、装置構成を単純化することができる。また回折素子１６に対する光源１２の位置の差異によって、各種類のフォーカス領域２２に入射する光の光強度が大きな影響を受けないので、各構成部品の位置調整を容易にすることができる。
【００９１】
また第１実施形態によれば、フォーカス回折領域２１の外縁の予め定める一部は、直線状に形成されるナイフエッジ部２６によって規定される。ナイフエッジ部２６は、光学記録媒体からの反射光１８がいずれの種類の光であるときにも、反射光１８が回折素子１６において入射する入射領域に対して交差する。フォーカス回折領域２１は、平行に並ぶ複数の平行分割線２７によって複数のフォーカス細分領域に分割される。複数の平行分割線２７は、ナイフエッジ部２６に対して傾斜する。
【００９２】
これによって、ナイフエッジ部２６近傍におけるフォーカス細分領域の形状を、先細状に形成することができる。したがって、回折素子１６に入射する光ビーム３０の径が変化した場合に、光ビームが入射する範囲に入るフォーカス細分領域の部分、および光ビームが入射する範囲から外れるフォーカス細分領域の部分が、複数種類のフォーカス領域２２のいずれか一部の種類に偏ることを抑制することができる。これによって、回折素子１６に入射する光ビーム３０の径が変化した場合であっても、各種類のフォーカス領域２２に入射する光の光強度が急激な変化となることを防止し、滑らかな変化を実現することができる。したがって、フォーカスサーボを安定して行うことができる。
【００９３】
また第１実施形態によれば、平行分割線２７は、ナイフエッジ部２６に対して３０度以上１５０度以下の角度を成す。これによって、回折素子１６に入射する光ビーム３０の径が変化した場合であっても、光ビームが入射する範囲に入るフォーカス細分領域の部分の面積、および光ビームが入射する範囲から外れるフォーカス細分領域の部分の面積を、複数種類のフォーカス領域２２に効果的に分散することができる。したがって、フォーカスサーボを安定して行うことができる。
【００９４】
また第１実施形態によれば、各フォーカス細分領域には、複数の回折溝が平行かつ周期的に並んで形成される。各フォーカス細分領域を、各フォーカス細分領域の回折溝に垂直に交差する仮想平面には、回折溝が５本以上交差するように形成する。これによって、各フォーカス細分領域における回折溝が、回折溝に垂直な方向において並ぶ数を、効率よく回折を行うために最低限必要な数以上とすることができる。したがって、各フォーカス細分領域における回折を、効率よく行うことができる。
【００９５】
また第１実施形態では、第３および第４受光領域６ｃ，６ｄを搭載し、第１および第２波長の光を受光するよう配置したが、それに限定されることなく、第１および第２受光領域６ａ，６ｂで受光量が十分満足できれば、第３および第４受光領域６ｃ，６ｄは省略してもよい。その場合、タンジェンシャル方向に隣接した第５および第６受光領域６ｅ，６ｆのラジアル方向の寸法も、第１および第２受光領域６ａ，６ｂと同等またはこれに近い寸法でもよい。
【００９６】
また第１実施形態では、第１および第２受光領域６ａ，６ｂの境界線は、ラジアル方向に平行な直線で配置したが、それに限定されることなく、傾斜していてもよい。これは、波長公差を考慮した場合、受光する光スポット形状が、第１基準位置９ａを境に変わるため、デフォーカスが発生する場合があり、それを補正するために傾斜させることもある。同様に、その他受光領域の形状、ラジアル方向およびタンジェンシャル方向の寸法についても、前述の実施形態は一例であり、それに限定されることはない。
【００９７】
また第１実施形態では、第１および第２受光領域６ａ，６ｂの境界に受光する光スポットが、第１波長光および第２波長光ともに、集光スポット９ａがおおよそ同じ位置に集光するように回折領域の溝ピッチを設定したが、それに限定されることなく、第１および第２受光領域６ａおよび６ｂからはみ出さない程度あれば、第１波長光による集光位置と、第２波長光による集光位置とを若干ずらしてもよい。
【００９８】
（第２実施形態）
図６は、本発明の第２実施形態に係る光ピックアップ装置１０の構成を表す図である。図７は、本発明の第２実施形態における回折素子１６および受光素子６を表す平面図である。図８は、本発明の第２実施形態における回折素子１６と、これによって回折した光が到達する各受光領域との関係を表す図である。第２実施形態に係る光ピックアップ装置１０は、第１実施形態に係る光ピックアップ装置１０に類似しており、以下、第１実施形態に対する第２実施形態の相違点を中心に説明する。
【００９９】
複数の受光領域は、トラッキング領域３８を有し、トラッキング領域３８は、光学記録媒体１１のトラックに対するトラッキングサーボに用いられる。回折素子１６は、分割線３９；４０ａ，４０ｂによって複数に分割されたトラッキング回折領域３６を有し、トラッキング回折領域３６は、光学記録媒体からの反射光１８の少なくとも一部をトラッキング領域３８に向けて回折させる。トラッキング回折領域３６は、光源１２が出射可能な光の種類と同数の種類のトラッキング領域３８を有する。トラッキング領域３８の各種類は、光の各種類に対応する。各トラッキング領域３８は、対応する種類の光をトラッキング領域３８に向けて回折させ、複数のトラッキング細分領域によって構成される。各種類のトラッキング領域３８の複数に分割されたトラッキング細分領域は、前記トラックの接線方向に対応するトラッキング回折領域３６における方向もしくはそれに近い方向において、周期的に分散して配置される。
【０１００】
トラッキング領域３８は、第１トラッキング受光領域および第２トラッキング受光領域を有する。第１および第２トラッキング受光領域は、トラッキングサーボに用いられる。各トラッキング領域３８を構成する複数の各トラッキング細分領域は、第１種回折領域４１と第２種回折領域４２とを有する。第１種回折領域４１は、光学記録媒体からの反射光１８の一部を第１トラッキング受光領域に向けて回折させる。第２種回折領域４２は、反射光１８の一部を第２トラッキング受光領域に向けて回折させる。各種類のトラッキング領域３８に含まれる複数のトラッキング細分領域を第１種回折領域４１および第２種回折領域４２に分割する複数の分割線４０ａおよび４０ｂは、トラックの接線方向に対応するトラッキング回折領域３６における方向に延びる直線上に配置される。各種類のトラッキング領域３８における各直線の位置は、ラジアル方向Ｘに関して、各トラッキング領域３８が対応する種類の光を出射する光源１２の位置に応じて決定される。ラジアル方向Ｘは、トラックの接線方向に垂直な方向である。
【０１０１】
トラッキング受光領域は、複数種類のうち１種類のトラッキング領域３８において回折した光を、光学記録媒体からの反射光１８の光の種類に応じて択一的に受光する。
【０１０２】
受光素子６は、第１〜第１０受光領域６ａ〜６ｊの１０箇所の受光領域を備えており、第３受光領域６ｃで第１波長の光を受光し、第４受光領域６ｄで第２波長の光を受光する。また第１、第２、第５〜第１０受光領域６ａ，６ｂ，６ｅ，６ｆ，６ｇ，６ｈ，６ｉ，６ｊの８つの受光領域で、第１波長および第２波長の光を受光する。第１〜第４受光領域６ａ〜６ｄの配置は、第１の実施形態と同一であるため、説明を省略する。第５および第６受光領域６ｅ、６ｆは、光源１２の第１発光点３２からの出射光の光軸３４から距離ＰＸラジアル方向Ｘの＋方向に離隔して配置される。第５受光領域６ｅは、タンジェンシャル方向Ｙの−方向に距離ＰＹ離隔した位置に配置され、第６受光領域６ｆは、タンジェンシャル方向Ｙの＋方向に距離ＰＹ離隔した位置に配置される。
【０１０３】
第５受光領域６ｅに対し、タンジェンシャル方向Ｙの−方向に隣接した位置に第７受光領域６ｇが配置され、第５受光領域６ｅに対し、タンジェンシャル方向Ｙの＋方向に隣接した位置に第９受光領域６ｉが配置される。第６受光領域６ｆに対し、タンジェンシャル方向Ｙの−方向に隣接した位置に第１０受光領域６ｈが配置され、第６受光領域６ｆに対し、タンジェンシャル方向Ｙの＋方向に隣接した位置に第１０受光領域６ｊが配置される。第５および第６受光領域６ｅ、６ｆのラジアル方向Ｘの寸法は、第１および第２受光領域６ａ、６ｂのラジアル方向Ｘの寸法と同等とする。
【０１０４】
第２実施形態において光ピックアップ装置１０は、光源１２と回折領域１９との間に、第１発光点３２および第２発光点３３からの出射光を３ビームに分割する光分割素子４６が配置される。光分割素子４６は、回折格子によって実現され、光源１２からの出射光を０次回折光と±１次回折光の３つに分割することによって、３ビームを形成する。
【０１０５】
光分割素子４６を透過した光源１２からの出射光は、光学記録媒体１１の主トラックおよび副トラックに集光される。また光分割素子４６に形成される直線状の複数の回折溝は、主トラックにおける０次回折光の理想的な集光位置と、副トラックにおける±１次回折光の理想的な集光位置とを結んだ直線に対して、垂直に設定される。光分割素子４６は、回折素子１６と同様に、透明硝子基板であればフォトリソグラフィー法、透明樹脂であれば２Ｐ法や金型成型で形成が可能である。これによって光分割素子４６は、主ビームとなる０次回折光と、副ビームとなる±１次回折光とを生成する。
【０１０６】
回折領域１９に形成されたフォーカス回折領域２１は、第１実施形態におけるフォーカス回折領域２１と同様である。ナイフエッジ部２６よりもタンジェンシャル方向Ｙの−方向に配置された半円形状のトラッキング回折領域３６は、第１種回折領域４１と第２種回折領域４２とに分割される。第１種回折領域４１は、入射した第１波長の光を受光領域に向けて回折させる回折格子として形成され、第２種回折領域４２は、入射した第２波長の光を受光領域に向けて回折させる回折格子として形成される。第１種回折領域４１は、回折領域１９の中心点Ｐ０を通るタンジェンシャル方向Ｙの−方向に複数分割される。この分割線を「第１種トラッキング規定分割線」（４０ａ）と称する。さらに第２種回折領域４２は、回折領域１９の中心点Ｐ０からラジアル方向Ｘの＋方向に距離βだけずれた点Ｐ１を通るタンジェンシャル方向Ｙの−方向に複数分割される。この分割線を「第２種トラッキング規定分割線」（４０ｂ）と称する。第１トラッキング領域Ｅおよび第２トラッキング領域Ｆのそれぞれは、波長の異なる光の種類に数に応じた数のトラッキング領域３８に分割され、ここでは２つのトラッキング領域３８が形成される。第１トラッキング領域Ｅに含まれるトラッキング領域３８を「第１種第１トラッキング領域」（Ｅ１）および「第１種第２トラッキング領域」（Ｅ２）とし、第２トラッキング領域Ｆに含まれるトラッキング領域３８を「第２種第１トラッキング領域」（Ｆ１）および「第２種第２トラッキング領域」（Ｆ２）とする。
【０１０７】
第１トラッキング領域Ｅおよび第２トラッキング領域Ｆは、ラジアル方向Ｘに互いに平行な、幅Ｗｃと幅Ｗｄで交互に繰り返し離れた複数の分割線３９によって、複数の細長い形状の細分領域に分割される。第１トラッキング領域Ｅおよび第２トラッキング領域Ｆにおいて、複数のトラッキング細分領域は、タンジェンシャル方向Ｙに並びかつラジアル方向Ｘに平行な第１種トラッキング規定分割線４０ａか、第２種トラッキング規定分割線４０ｂのいずれかにより分離して形成される。第１トラッキング領域Ｅに含まれる複数のトラッキング細分領域のうちの幅Ｗｃの平行分割線３９と、外縁を規定する円弧と、第１種トラッキング規定分割線４０ａに囲まれた複数のトラッキング細分領域は、第１種第１トラッキング領域Ｅ１を構成し、第１トラッキング領域Ｅに含まれる複数のトラッキング細分領域のうちの幅Ｗｄの平行分割線３９と、外縁を規定する円弧と、第２種トラッキング規定分割線４０ｂに囲まれた複数のトラッキング細分領域は、第１種第２トラッキング領域Ｅ２を構成する。第２トラッキング領域Ｆに含まれる複数のトラッキング細分領域のうちの幅Ｗｃの平行分割線３９と、外縁を規定する円弧と、第１種トラッキング規定分割線４０ａに囲まれた複数のトラッキング細分領域は、第２種第１トラッキング領域Ｆ１を構成し、第２トラッキング領域Ｆに含まれる複数のトラッキング細分領域のうちの幅Ｗｄの平行分割線３９と、外縁を規定する円弧と、第２種トラッキング規定分割線４０ｂに囲まれた複数のトラッキング細分領域は、第２種第２トラッキング領域Ｆ２を構成する。第１トラッキング領域Ｅおよび第２トラッキング領域Ｆにおいては、いずれの１つのトラッキング領域３８も、複数のトラッキング細分領域によって構成され、いずれか一方の波長の光に対応する。
【０１０８】
第１種第１トラッキング領域Ｅ１は、タンジェンシャル方向Ｙには、それぞれ周期的に分散して配置され、第２種第１トラッキング領域Ｆ１よりもラジアル方向Ｘの＋方向に配置される。第１種第１トラッキング領域Ｅ２は、タンジェンシャル方向Ｙには、それぞれ周期的に分散して配置され、第２種第２領域トラッキングＦ２よりもラジアル方向Ｘの＋方向に配置される。第２種第１トラッキング領域Ｆ１は、タンジェンシャル方向Ｙには、それぞれ周期的に分散して配置され、第１種第１トラッキング領域Ｅ１よりもラジアル方向Ｘの−方向に配置される。第２種第２トラッキング領域Ｆ２は、タンジェンシャル方向Ｙには、それぞれ周期的に分散して配置され、第１種第２トラッキング領域Ｅ２よりもラジアル方向Ｘの−方向に配置される。
【０１０９】
第１トラッキング領域Ｅおよび第２トラッキング領域Ｆにおいて、同一の種類の光に対応するトラッキング細分領域は、互いにラジアル方向Ｘに隣接して配置される。これによって、第１トラッキング領域Ｅと第２トラッキング領域Ｆとを回折した後の光を受光した受光領域は、トラッキングエラーを検出することが可能となる。
【０１１０】
第１波長の光を用いる場合、第１種第１トラッキング領域Ｅ１に入射した光分割素子４６による０次回折光は、光源１２の第１発光点３２からの出射光の光軸３４からラジアル方向Ｘの＋方向に距離ＰＸ離れ、かつタンジェンシャル方向Ｙの−方向に距離ＰＹ離れた第５受光領域６ｅの点９ｅに向けて回折され集光される。第２種第１トラッキング領域Ｆ１に入射した光分割素子４６による０次回折光は、光源１２からの出射光の光軸３４からラジアル方向Ｘの＋方向に距離ＰＸ、かつタンジェンシャル方向Ｙの＋方向に距離ＰＹ離れた第６受光領域６ｆの点９ｆに向けて回折され集光される。１つのトラッキング領域３８が、１つの１種類の光に対応することは、１種類の光を、予め定める受光領域、ここでは光分割素子４６による第１波長の光の０次回折光の場合、第５受光領域６ｅおよび第６受光領域６ｆに入射させることを意味する。
【０１１１】
第１波長の光を用いる場合において、第１種第１トラッキング領域Ｅ１に入射し回折した光分割素子４６による±１次回折光は、第５受光領域６ｅに対してタンジェンシャル方向に隣接する第７受光領域６ｇと第８受光領域６ｉとに入射する。第２種第１トラッキング領域Ｆ１に入射し回折した光分割素子４６による±１次回折光は、第６受光領域６ｆに対してタンジェンシャル方向に隣接する第９受光領域６ｈと第１０受光領域６ｊとに入射する（図８（ａ）参照）。
【０１１２】
第２波長の光を用いる場合、回折素子１６の第１種第２トラッキング領域Ｅ２に入射した光分割素子４６による０次回折光は、光源１２の第１発光点３２からの出射光の光軸３４からラジアル方向Ｘの＋方向に距離ＰＸ離れ、かつタンジェンシャル方向Ｙの−方向に距離ＰＹ離れた第５受光領域６ｅの点９ｅに向けて回折され集光される。回折素子１６の第２種第２トラッキング領域Ｆ２に入射した光分割素子４６による０次回折光は、光源１２からの出射光の光軸３４からラジアル方向Ｘの＋方向に距離ＰＸ、かつタンジェンシャル方向Ｙの＋方向に距離ＰＹ離れた第６受光領域６ｆの点９ｆに向けて回折され集光される。
【０１１３】
第２波長の光を用いる場合において、第１種第２トラッキング領域Ｅ２に入射し回折した光分割素子４６による±１次回折光は、第５受光領域６ｅに対してタンジェンシャル方向に隣接する第７受光領域６ｇと第８受光領域６ｉとに入射する。第２種第２トラッキング領域Ｆ２に入射し回折した光分割素子４６による±１次回折光は、第６受光領域６ｆに対してタンジェンシャル方向に隣接する第９受光領域６ｈと第１０受光領域６ｊとに入射する（図８（ｂ）参照）。
【０１１４】
第１種第１トラッキング領域Ｅ１、第１種第２トラッキング領域Ｅ２、第２種第１トラッキング領域Ｆ１および第２種第２トラッキング領域Ｆ２における複数の回折溝のピッチを、ｄＥ１，ｄＥ２，ｄＦ１およびｄＦ２とする。第１波長λ１と第２波長λ２が、第１の実施形態と同様、λ１＜λ２であれば、「ｄＥ１＜ｄＥ２、ｄＦ１＜ｄＦ２」の大小関係が成立する。したがって、第１種第１トラッキング領域Ｅ１および第２種第１トラッキング領域Ｆ１に光分割素子４６による第２波長の光の０次回折光が入射する場合、第２波長の光が入射するときの回折角度は、第１波長の光が入射するときの回折角度よりも大きくなる。したがって、第２波長の光が入射すると、図８（ｂ）に示すように、第１波長の光が受光素子６の受光面において集光する集光点９ｅ，９ｆよりもラジアル方向Ｘの＋方向に離れて第５および第６受光領域６ｅ，６ｆから外れた位置に集光される。また光分割素子４６による±１次回折光についても同様で、それぞれ集光スポットは、第７〜第１０受光領域６ｇ〜６ｊから外れた位置に集光される。
【０１１５】
また、第１種第２トラッキング領域Ｅ２および第２種第２トラッキング領域Ｆ２に光分割素子４６による０次回折光が入射する場合、第１波長の光が入射するときの回折角度は、第２波長の光が入射するときの回折角度よりも小さくなる。したがって、第１波長の光が入射すると、図８（ａ）に示すように、第２波長の光が受光素子６の受光面において集光する集光点９ｅ，９ｆよりもラジアル方向Ｘの−方向に離れて第５および第６受光領域６ｅ，６ｆから外れた位置に集光される。また光分割素子４６による±１次回折光についても同様で、それぞれ集光スポットは、第７〜第１０受光領域６ｇ〜６ｊから外れた位置に集光される。
【０１１６】
回折角度、波長、回折領域１９の回折溝のピッチの関係式は、本発明の第１実施形態と同様であり、またフォーカスサーボ信号ＦＥＳの算出についても、本発明の第１実施形態と同様である。
【０１１７】
第１〜第１０受光領域６ａ〜６ｊによって検出された電気信号をＳａ〜Ｓｊとし、ラジアルエラー信号を「ＲＥＳ」とすると、ラジアルエラー信号ＲＥＳは、
ＲＥＳ＝（Ｓｅ−Ｓｆ）−Ｋ・｛（Ｓｇ＋Ｓｈ）−（Ｓｉ＋Ｓｊ）｝  …（12）
（Ｋ：定数）
の演算を行うことで、ＤＰＰ法によって検出することができる。
【０１１８】
このとき、半導体レーザー素子の発光点は、第１波長と第２波長でラジアル方向Ｘに異なり、特に第２波長の発光点位置が光源１２の第１波長の光の第１発光点３２からの出射光の光軸３４からラジアル方向Ｘの＋方向にずれて配置されている。これによって、光学記録媒体からの反射光１８の、回折領域１９上に落射するスポットの強度分布中心は、ラジアル方向Ｘの＋方向にずれる。
【０１１９】
仮に、回折領域１９のナイフエッジ部２６と第１種および第２種トラッキング規定分割線４０ａおよび４０ｂとの交点が、第１種回折領域４１においても第２種回折領域４２においても同一の中心点Ｐ０であった場合、第２波長の光が、入射すると、第５受光領域６ｅと第６受光領域６ｆとによって検出される電気信号の特に直流成分に、系統的な非対称性が生じるため、ラジアルエラー信号ＲＥＳにオフセットが発生する。
【０１２０】
第２実施形態では、回折領域１９の第２種回折領域のうちＥ２とＦ２間の第２種トラッキング規定分割線４０ｂを、中心点Ｐ０からラジアル方向Ｘの＋方向に距離βずらした補正点Ｐ１を通りタンジェンシャル方向Ｙに延びる一直線上に配置する。中心点Ｐ０は、回折領域１９に入射する第１波長の光学記録媒体からの反射光１８の強度分布中心もしくはそれに近い位置となる点であり、補正点Ｐ１は、回折領域１９に入射する第２波長の光学記録媒体からの反射光１８の強度分布中心もしくはそれに近い位置となる点である。これによって、第１発光点３２と第２発光点３３との位置の差異に基づいて、第１および第２波長の光がそれぞれ発光した場合、受光素子上の受光領域から出力される電気信号に含まれるラジアルエラー信号ＲＥＳへの残留オフセットを、低減することができる。
【０１２１】
光源１２からの出射光３４の光軸と発光点が合致する第１波長の光が、回折領域１９に入射した場合、その光の強度分布中心は、中心点Ｐ０もしくはその近傍となるため、第１種回折領域４１のうちＥ１とＦ１間の第１種トラッキング規定分割線４０ａは、中心点Ｐ０を通りタンジェンシャル方向Ｙに延びる直線上に配置したままとする。これによって、第１波長の光に基づくラジアルエラー信号ＲＥＳに、オフセットが発生しにくい構造となっている。
【０１２２】
さらに、領域Ｅ１、Ｆ１、Ｅ２、Ｆ２の境界線の一部は、ラジアル方向Ｘに一致する。これによって、対物レンズ２９の位置のシフトによるラジアルエラー信号ＲＥＳがラジアルエラーの量に対して線形性を保つことができる。再生信号ＲＦは、分割素子４６による０次回折光を利用し、±１次回折光の利用を回避することから、本発明の第１の実施形態と同様、式１１の演算を行うことで、再生信号ＲＦを安定して検出することができる。
【０１２３】
また、第２実施形態では、第１の実施形態と同様、第１種第１トラッキング領域Ｅ１および第２種第１トラッキング領域Ｆ１、および第１種第１領域トラッキング領域Ｅ２および第２種第２トラッキング領域Ｆ２のタンジェンシャル方向Ｙの幅寸法Ｗｃ，Ｗｄは、回折溝の広い方のトラッキング領域、具体的には第２トラッキング領域Ｅ２およびＦ２におけるピッチｄＥ２，ｄＦ２の、５ピッチ幅以上とした。またこれらの幅寸法Ｗｃ，Ｗｄの比率を１：１としたけれども、これらの幅寸法の比率については、これに限定しない。これらの幅寸法および比率については、第１実施形態の説明とともに前述した他の実施形態と同様に決定することができる。
【０１２４】
本発明の第１および第２実施形態では、回折領域１９による＋１次回折光を利用してサーボ信号を検出することを上述したが、これに限定されることはない。他の実施形態では、−１次回折光側にも、同様の受光領域６ａ，６ｂ，・・・を配置し、±１次回折光の両方を使って、ダブルナイフエッジ法を使ったフォーカスエラー信号ＦＥＳ検出することもできる。またこの他の実施形態の構成によって、トラッキングサーボのサーボ信号を検出することも可能である。
【０１２５】
光源１２、受光素子６および回折素子１６を一体化した集積ユニット、いわゆるホログラムレーザーを使用することで、これらを一体化しない場合に比べて、光ピックアップ装置１０を小形化することができる。この場合においても、他の効果については、前述した実施形態と同様の効果を得ることができる。
【０１２６】
また、第１および第２実施形態では、用いられる光が、互いに波長の異なる２種類の光としたけれども、２種類に限定するものではない。たとえば他の実施形態において用いられる光は、３種類以上の波長の光であってもよい。その場合には、フォーカス領域２２は３種類以上となり、トラッキング回折領域３６におけるトラッキング領域３８も、３種類以上となる。ただし第１種回折領域４１と第２種回折領域４２とは、ラジアルエラー信号の検出に用いるための区分されるものであるので、これらの種類の数は、光の波長の種類に対応するものではない。
【０１２７】
また第１および第２実施形態では、フォーカス領域におけるフォーカス細分領域は、平行な複数の平行分割線２７によって分割されるものとしたけれども、光の種類に対応するそれぞれのフォーカス領域２２が、いずれの種類のフォーカス領域２２においても、フォーカス領域の全体にわたって、分散して配置されていれば、足りる。たとえば中心点Ｐ０を通り放射状に形成される分割線によって分割されていてもよい。
【０１２８】
また平行な複数の分割線によって分割されるフォーカス細分領域およびトラッキング細分領域は、各種類のフォーカス領域２２およびトラッキング領域３８において複数形成されればよい。最低個数は２とし、各種類において個数が多ければ多いほど、均一に分散させて配置することが可能となる。
【０１２９】
また、第１波長の第１発光点３２からの出射光の光軸を、コリメートレンズ２８および対物レンズ２９の光学系の光軸中心と合致させたが、それに限定されることなく、例えば、第２波長の第２発光点３３の出射光の光軸を、前記光学系の光軸中心と合致させることも可能であり、さらに第１波長の第１発光点３２と第２波長の第２発光点３３の中点を、前記光学系の光軸中心と合致させてもよい。それらの場合、第１種および第２種トラッキング規定分割線４０ａおよび４０ｂのラジアル方向Ｘでの位置は、対応する発光点に合わせて適宜移動させることで対応できる。
【０１３０】
また、本発明は、フォーカスサーボ制御にはナイフエッジ法、トラッキングサーボ制御にはＤＰＰ法について説明したが、それに限定されることなく、回折素子を使った光ピックアップ装置であれば、フォーカスサーボ制御には非点収差法やビームサイズ法、トラッキングサーボ制御にはＤＰＤ法や３ビーム法等にも、対応する受光領域を備えた受光素子を用意することで同様に適用することができる。
【０１３１】
また、本発明は、ナイフエッジ法を使うため、ナイフエッジとなるナイフエッジ部２６を光軸３４の中央を通る直線で構成したが、それに限定されることなく、光軸３４の中央から外れたポイントを通る直線や、さらに曲線であってもナイフエッジとして機能する構造であれば同様に対応可能である。
【０１３２】
また、本発明では、３ビームを生成する光分割素子４６は、２波長共、３ビームの生成に限定することなく、波長選択性を備え、一方の波長のみ３ビームを生成し、他方の波長の光は透過していてもよく、特定の波長のみ３ビームを生成し、他波長では透過して１ビームとして使用しても良い。
【０１３３】
また、本発明では、光源となる半導体レーザと、受光素子とを近接して配置したもので構成されたものであるが、それに限定されることなく、半導体レーザから出射される往路光に対して、光記録媒体からの反射された復路光の光路途中でビームスプリッター等の分岐光学素子で、光を分岐させて復路光軸を折り曲げ、集光レンズと受光素子を設けた光ピックアップ装置でも、その復路光路内に、本発明の回折素子を入れることで、同様に適用可能である。
【符号の説明】
【０１３４】
６  受光素子
１０  光ピックアップ装置
１１  光学記録媒体
１２  光源
１６  回折素子
１７  フォーカス受光領域
１８  光学記録媒体からの反射光
１９  回折領域
２１  フォーカス回折領域
２２  フォーカス領域
２６  ナイフエッジ部
２７  平行分割線
２９  対物レンズ
３０  光ビーム
３２  第１発光点
３３  第２発光点
３４  光源１２からの出射光
３５  記録面
３６  トラッキング回折領域
３８  トラッキング領域
４０ａ  第１種トラッキング規定分割線
４０ｂ  第２種トラッキング規定分割線
４１  第１種回折領域
４２  第２種回折領域
４６  光分割素子
Ｒ１  依存性（図４）
Ｒ１  依存性（図５）
Ｘ  ラジアル方向
Ｙ  タンジェンシャル方向
Ｚ  光軸方向
【図１】
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【図２】
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【図２Ａ】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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