(57)【要約】【課題】  非点収差法によるフォーカスサーボにおいて、クロストークを低減し、フォーカスサーボの信頼性を向上しうる光ピックアップを提供する。【解決手段】  光ピックアップに備えられた回折素子２の、それぞれの分割領域に形成されている非点収差のホログラムパターンは、光軸を通り、ラジアル方向に平行な分割線Ｍとトラック方向に平行な分割線Ｎによって分割された領域をそれぞれ第一領域２Ａ、第二領域２Ｂ、第三領域２Ｃ、第四領域２Ｄとしたとき、第一領域、第三領域の非点収差の方向Ｌ１と、第二領域と第四領域の非点収差の方向Ｌ２とを交差するように設定する。【選択図】        図２
2006216179.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ビームを出射する光源と、該光ビームを光記録媒体上に集光させる集光素子と、前記光源と集光素子との間に配置され、前記光記録媒体からの反射光を複数の光ビームに分割する回折素子と、前記回折素子によって分割された光ビームを受光する受光素子を有する検出部とを備えた光ピックアップにおいて、
前記回折素子はそれぞれ非点収差を発生させるホログラムパターンが形成された複数の分割された領域を有し、それぞれの領域で回折された複数の光ビームは、前記検出部の異なる位置に光スポットを形成し、前記回折素子の複数の領域のうち、一つの領域におけるホログラムパターンが発生する非点収差の方向が、他の領域の少なくとも一つにおけるホログラムパターンが発生する非点収差の方向と異なることを特徴とする、光ピックアップ。
【請求項２】
前記回折素子の複数のホログラムパターンの複数の非点収差の方向のいずれもが、互いに直交しないことを特徴とする、請求項１に記載の光ピックアップ。
【請求項３】
前記回折素子において、互いに接して隣り合う領域のホログラムパターンの非点収差の方向が異なることを特徴とする、請求項１または２に記載の光ピックアップ。
【請求項４】
光ビームを出射する光源と、該光ビームを光記録媒体上に集光させる集光素子と、前記光源と集光素子との間に配置され、前記光記録媒体からの反射光を複数の光ビームに回折する回折素子と、前記回折素子によって回折された複数の光ビームを受光する受光素子を有する検出部とを備えた光ピックアップにおいて、
前記回折素子は、交差する２本の分割線で分割された４つの領域に対応して、それぞれ非点収差を発生させる４つのホログラムパターンを有し、
前記４つのホログラムパターンは、前記検出部において、合焦点状態で４つの互いに離れた光スポットを形成するように回折することを特徴とする、光ピックアップ。
【請求項５】
前記受光素子が２つの２分割検出器を有することを特徴とする、請求項１から４のいずれか１項に記載の光ピックアップ。
【請求項６】
前記回折素子が偏光特性を有していることを特徴とする、請求項１から５のいずれか１項に記載の光ピックアップ。
【請求項７】
前記回折素子と光源と光検出器とが集積化されていることを特徴とする、請求項１から６のいずれか１項に記載の光ピックアップ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ディスク等の情報記録媒体に用いられ、光学的に情報を記録再生する光ピックアップに関する。
【背景技術】
【０００２】
光ディスクなどの情報記録媒体からの戻り光に対して、ホログラム素子を利用して非点収差を付与し、非点収差法によってフォーカスサーボ信号を生成する構成を持つ光ピックアップが、これまでに開示されてきた（特許文献１及び２参照）。図７は上記方式の光ピックアップの概略構成図を示す。この光学ピックアップは、光源としてのレーザ１０１とホログラム素子（回折素子）１０２とコリメータレンズ１０３と対物レンズ１０４と受光素子１０６から構成される。図中Ｘ軸方向はディスク１０５のトラックに平行な方向、Ｙ軸方向はディスク１０５の半径方向を表す。
【０００３】
レーザ１０１から出射した光ビーム３００はホログラム素子１０２を通過し、コリメータ１０３、ついで対物レンズ１０４を通過して光ディスク１０５上に集光される。光ディスク１０５からの反射光は対物レンズ１０４、コリメータ１０３を通過してホログラム素子１０２上へと導かれる。
【０００４】
ホログラム素子１０２は光ディスク１０５からの戻り光を受光素子１０６に導くためのものであり、ホログラム素子１０２上にはホログラムが形成されている。ホログラムによって戻り光はラジアル方向（Ｙ方向）に沿った分割線で半円形に２分割される。
【０００５】
図８は、ホログラム素子１０２と受光素子１０６との平面的な位置関係を示す図である。図８を参照して、受光素子１０６は、分離帯１０８で隔てられた２つの２分割検出器から構成される。ホログラム素子からの分割光の光スポットが検出器１０６上のそれぞれ異なる位置に９０度回転した半円形として形成されるように、ホログラム素子１０２の半円形の各部分に対して非点収差を発生させるホログラムパターンが形成されている。図８中、矢印Ｈ１の方向が非点収差の方向を表し、分割線Ｍ（Ｙ方向：ラジアル方向）に対して４５度の方向である。
【０００６】
ここで非点収差の方向Ｈ１はもともとの光スポットと最小錯乱円での光スポットを比較したときに、光スポットが反転する軸に沿った方向としている。検出器１０６は光スポットが最小錯乱円となるような位置に配置されており、また、図８は、ちょうど合焦点状態の光ビームスポットを示している。半円形状の光スポットは、分離帯１０８で隔てられ、光の進行方向と同じ方向の境界線Ｌdを持つ２分割検出器１０６Ａ，１０６Ｂによってそれぞれ検出される。光スポットの半円の中央が境界線Ｌdの位置となるように設定されている。
【０００７】
上記光ピックアップでは、次のような演算によって光ディスク上のスポットの位置信号が得られる。光軸方向の位置検出信号であるフォーカスエラー信号（ＦＥＳ）、ラジアル方向の位置検出信号であるプッシュプル（ＰＰ）、あるいはＤＰＤ（Differential  Phase Detection）のそれぞれの信号は、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの各受光素子領域で検出した信号強度をＩA、ＩB、ＩC、ＩDとすると、ＦＥＳ＝（ＩA＋ＩD）−（ＩB＋ＩC）、ＰＰ＝（ＩA＋ＩC）−（ＩB＋ＩD）、ＤＰＤ＝Phase（（ＩA＋ＩD）−（ＩB＋ＩC））の演算で得られる。上記ＤＰＤにおけるPhaseは信号の位相を比較することを示す。また光ディスクに記録されている情報（ＲＦ）はＲＦ＝ＩA＋ＩB＋ＩC＋ＩDの演算によって生成される。
【０００８】
このように非点収差法では、２分割した光と、それぞれを２分割検出器で検出するという簡単な構成で、上述した３つの位置制御信号を得ることができる。別のフォーカスエラー信号検出方式であるナイフエッジ法の場合、検出領域が同数（４つ）という条件では、プッシュプル信号は光ビームの一部から生成しなければならないのに対して、非点収差法ではすべての光ビームを用いて生成できるという利点がある。
【０００９】
次に、上述の非点収差法によるＦＥＳの検出原理について述べる。図９は光ディスク上での光ビームのフォーカス状態の変化によって、受光素子上のビーム形状がどのように変化するかを表したものである。図９は、図８に示す検出器１０６Ａの様子を表したものであり、図９（ｃ）に示す状態は、合焦点状態にあるときの光スポットである。デフォーカス量がプラス（＋）方向へ十分大きくなっている状態＋＋（図９（ａ））、またはマイナス（−）方向へ十分大きくなっている状態−−（図９（ｅ））では、光スポットは２分割検出器の片側に強度分布が偏る。また、図９（ａ）と図９（ｅ）とでは、境界線Ｌdを挟んで分布の位置が反転している。合焦点状態に近づくにつれて、ビーム形状が変化して、境界線Ｌdを少し越えてもう一方の検出器側へと強度分布が移動し、合焦点状態のときには、境界線Ｌdを挟む両方の検出器の強度分布はちょうど等しくなる。そして、その光スポットの形状は、ホログラム上での半円形を９０度回転した形状となっている。
【００１０】
上記演算に基づいたＦＥＳの符号は、図９（ｅ）及び（ｄ）の状態にあるときはＦＥＳ＞０、図９（ｃ）の合焦点のときはＦＥＳ＝０、図９（ｂ）及び（a）の状態にあるときはＦＥＳ＜０となる。このようにデフォーカス状態をＦＥＳ信号の符号と大きさで知ることができる。
【００１１】
一方、プッシュプルパターンは、ホログラム１０２上では、図７に示すように光軸を通り、トラック方向（Ｘ方向）と平行な直線を挟んで現れるが、検出器１０６上ではプッシュプルパターンは９０度回転して、検出器の境界線を挟んで現れる。そのため、２分割検出器の出力のそれぞれ差をとることでプッシュプル信号を生成することができる。
【特許文献１】特開昭６３−１３１３４号公報
【特許文献２】特開２００３−１７３５５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
非点収差法では、検出器上での光ビームの位置ずれがある場合に、フォーカスサーボ信号へのトラッククロス信号成分の混入（クロストーク）が大きくなるという問題がある。その発生の要因を簡易的に説明すると次のようになる。
【００１３】
図１０はデフォーカス状態での検出器１０６での光スポットを示した図である。図１０（ａ）は光スポットの中心位置が２分割検出器の境界線Ｌd上にある場合であり、図１０（ｂ）はその中心Ｇが境界線Ｌdからずれている場合である。図１０（ａ）においては、合焦点状態のときに検出器１０６ＡにおいてＡ領域内にあったプッシュプル成分が、デフォーカス状態においてＢ領域側へ一部混入している。一方、検出器１０６Ｂにおいては、逆にＤ領域側にあった逆相のプッシュプル成分がＣ領域側に一部混入し、さらにその混入量は検出器１０６Ａ側におけるものとほぼ同じであるため、（ＩA＋ＩD）と（ＩB＋ＩC）のそれぞれの信号出力において、光ビームのディスク上でのラジアル方向の位置に関わらずプッシュプル成分は打ち消された状態となっている。
【００１４】
一方、図１０（ｂ）のように中心位置Ｇが境界線Ｌdからずれている場合では、混入するプッシュプル成分の量が異なるために、（ＩA＋ＩD）と（ＩB＋ＩC）とのそれぞれの信号出力においてプッシュプル成分が十分に打ち消されない。このため、ディスク上でラジアル方向に光ビームが移動すると、図１０（ｃ）に示すようにＦＥＳ信号に交流（ＡＣ）的な成分（トラッククロス信号）が生じることになる。とりわけ、このノイズ成分が合焦点位置付近で大きくなると、フォーカスサーボが不安定になる。
【００１５】
特に、ＤＶＤ−ＲＡＭのような、トラックピッチが大きなディスクでは、光ディスクからの戻り光においてプッシュプル成分の領域が大きいため、検出器上でのわずかな光スポット位置ずれに対しても影響が現れやすくなる。また、検出器上でのビームスポットの調整を、ホログラム素子の回転とＸ、Ｙ方向の調整のみで行うホログラムレーザでは、検出器上での光スポット位置ずれが生じやすくなる。したがって、フォーカス信号にもれこむトラッククロス信号も大きくなるという問題がある。
【００１６】
本発明は、非点収差法によるフォーカスサーボ信号において、クロストークを低減してフォーカスサーボ信号の信頼性を向上させた光ピックアップを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明の光ピックアップは、光ビームを出射する光源と、該光ビームを光記録媒体上に集光させる集光素子と、光源と集光素子との間に配置され、光記録媒体からの反射光を複数の光ビームに分割する回折素子と、回折素子によって分割された光ビームを受光する受光素子を有する検出部とを備える。この光ピックアップでは、回折素子はそれぞれ非点収差を発生させるホログラムパターンが形成された複数の分割された領域を有し、それぞれの領域で回折された複数の光ビームは、検出部の異なる位置に光スポットを形成し、回折素子の複数の領域のうち、一つの領域におけるホログラムパターンが発生する非点収差の方向が、他の領域の少なくとも一つにおけるホログラムパターンが発生する非点収差の方向と異なることを特徴とする。ここで、非点収差の方向は、上述のように、もともとの光スポットと最小錯乱円での光スポットを比較したときに、光スポットが反転する軸に沿った方向である。
【００１８】
また、本発明の別の光ピックアップは、光ビームを出射する光源と、該光ビームを光記録媒体上に集光させる集光素子と光源と集光素子との間に配置され、光記録媒体からの反射光を複数の光ビームに回折する回折素子と、回折素子によって回折された複数の光ビームを受光する受光素子を有する検出部とを備える。この光ピックアップでは、回折素子は、交差する２本の分割線で分割された４つの領域に対応して、それぞれ非点収差を発生させる４つのホログラムパターンを有し、その４つのホログラムパターンは、検出部において、合焦点状態で４つの互いに離れた光スポットを形成するように回折することを特徴とする。
【００１９】
後者の光ピックアップでは、光スポットが上記ホログラムパターンごとに互いに離れた光スポットを形成すれば、非点収差発生のホログラムパターンであればどのようなホログラムパターンであってもよい。また、上記４つの互いに離れた光スポットは、中心から放射状に形成される４つの光スポットである場合、径部で接触しなければ中心部で点状に接触してもよい。
【発明の効果】
【００２０】
上記本発明の光ピックアップを用いることにより、検出器上での光スポットにトラック方向、すなわち２分割検出器の境界線と直交する方向にスポットずれがある場合でも、ＦＥＳのクロストークを抑制することができるので、より安定なフォーカスサーボを行うことが可能となる。
【００２１】
さらにホログラム素子に偏光特性を付与する構成とした場合には、回折の有無を変えることができるので、情報記録媒体に到達する光ビームの光量ロスを抑えることが可能になる。このため、光ディスクなど情報記録媒体により強い光ビームを照射することができるので、光ディスクに対して高速に情報の記録を行うことができる。また、光源と検出器を集積化する構成とした場合には、光ピックアップの小型化をはかることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
本発明の実施の形態について図を用いて説明する。図１は、本実施の形態にかかる光ピックアップの概略の構成を示す図である。本実施の形態にかかる光ピックアップは、半導体レーザ（光源）１、ホログラム素子（分割手段）２、コリメートレンズ３、対物レンズ（集光手段）４、受光部（検出手段）６を備えている。半導体レーザ１は、光ディスク５に対してレーザ光を照射するものである。上記半導体レーザ１は、例えば、波長６５０ｎｍのレーザビーム（光ビーム）７を出射する。なお、半導体レーザ１から出射される光ビーム７の波長は特に限定されるものではなく、例えば、７５０ｎｍであってもよい。コリメートレンズ３は、光源から照射された光を平行光にする。また、コリメートレンズ３は、光ディスク５から反射し、対物レンズ４を通過した光を集光光にする。
【００２３】
対物レンズ４は、コリメートレンズ３により平行光に変換された光ビームを光ディスク５上に集光させるものである。また、光ディスク５によって反射された光ビームは、上記対物レンズ４およびコリメートレンズ３を通過して、ホログラム素子２に入射される。図中Ｘ、Ｙで示された方向はそれぞれトラック方向とラジアル方向の向きとなる。ラジアル方向Ｙは、光ディスク５が、例えば、ＤＶＤなどの光ディスクの場合は半径方向を示し、トラック方向Ｘはラジアル方向と直交したディスクのトラックと平行な方向である。フォーカス方向は、対物レンズ４に導かれた光ビームの光軸に対して平行な方向であって、光ディスク５の情報が記録されている記録面に対して垂直な方向である。
【００２４】
ホログラム素子（回折素子）２は、光ディスク５で反射されて対物レンズ４、コリメートレンズ３を通過した光ビームを分割（回折）し、受光素子へと導くものである。上記ホログラム素子２は、ラジアル方向に沿った直線Ｍで２領域に分割されており、上記光ディスク５から反射し対物レンズ４を通過した光ビームを各分割領域により分割して受光部６に入射させる。そして、受光した信号に基づいて、フォーカスエラー信号とトラッキングエラー信号が生成される。なお、上記ホログラム素子２のホログラムパターン（分割パターン）の詳細な構成については後述する。
【００２５】
受光部６は、複数の受光素子を有し、上記ホログラム素子２にて分離された光ビームを検出して電気信号に変換するものである。上記受光部６では、受光された光ビームの光強度を検出する。この受光部６の詳細な構成については後述する。
【００２６】
光ディスク（光記録媒体）５は情報を記録するための記録層を有しており、上記光ディスク５としては、例えば、ＣＤ、ＤＶＤ等が挙げられる。
【００２７】
次に、上記半導体レーザ１から出射された光ビームについて説明する。半導体レーザ１から出射された光ビームは、ホログラム素子２により回折される。回折された光ビームのうちの０次回折光は、コリメートレンズ３および対物レンズ４を介して光ディスク５上に集光される。そして、上記光ディスク５に導かれた光ビームは、光ディスク５の記録層で反射される。そして、光ディスク５で反射された光ビームは、対物レンズ４、ついで、コリメートレンズ３を介してホログラム素子２に導かれる。そして、上記ホログラム素子２に照射された光ビームは、当該ホログラム素子２によって、複数の光束に分割され、受光素子６へと導かれる。
【００２８】
図２は、本実施の形態にかかるホログラム素子２のホログラムパターンと、該ホログラムパターンによって分割される光ビームの照射先の受光部６との平面的な位置関係を示す平面図である。ここで、本実施の形態のホログラム素子２について詳細に説明する。本実施の形態におけるホログラム素子２は、半導体レーザ１と対物レンズ４との間に配置されている。上記ホログラム素子２は、図２に示すように、光ディスク５から反射された光ビームが通過する領域に、直線Ｍで区切られた２つの分割部２Ａ，２Ｂを備えるホログラムパターンを有している。直線Ｍは光ビームの光軸を通り、ラジアル方向に平行な直線である。
【００２９】
上記２つの分割部２Ａ，２Ｂは、それぞれの領域を通過するディスクからの戻り光を所定の検出器へと導くとともに、通過するビームに対して非点収差を付与するホログラムパターンが形成されている。さらに加えて、上記２つの分割領域のホログラムパターンは、互いに異なる２つの非点収差のホログラムパターンをそれぞれ有している。上記互いに異なる２つのホログラムパターンは非点収差の方向が異なっており、分割線Ｍと、光軸を通りトラック方向（Ｙ方向）と平行な仮想分割線（点線Ｎ）とで分けられる４つの領域を、図に示すようにそれぞれ第一領域２Ａ、第二領域２Ｂ、第三領域２Ｃ、第四領域２Ｄとすると、それぞれの領域における非点収差の方向は、第一領域２Ａ、第三領域２Ｃに対しては、図２中で直線Ｌ１の方向、第二領域２Ｂと第四領域２Ｄに対しては直線Ｌ２の方向に設定されている。
【００３０】
図２を参照して、２つの分割領域のうち直線Ｍより右側の領域では、第一領域２ＡでＬ１、第四領域２ＤでＬ２の方向に軸を持つ２つの非点収差のホログラムパターンを有する。一方、図中の直線Ｍより左側の領域では、第二領域２ＢでＬ２、第三領域２ＣでＬ１の軸方向を持つ非点収差のホログラムパターンを有する。直線Ｌ２はトラック方向と平行な点線Ｎとのなす角が０度から４５度の間になるように設定されており、一方、直線Ｌ１はラジアル方向と平行な直線Ｍとのなす角が０度から４５度の間で設定されている。
【００３１】
それぞれの領域で分割された光ディスクからの反射光は受光素子６へと導かれる。図２に示すように受光素子６は、分離帯８で隔てられた２つの２分割検出器６Ａ、６Ｂがラジアル方向に沿って配置された構成となっている。受光素子は光ビームが最小錯乱円となる付近に配置され、２分割検出器の境界線Ｌdの方向はラジアル方向（Ｙ方向）に沿った方向に設けられている。ここで、２分割検出器とは境界線Ｌdを境に電気的に分けられた２つの領域を有する検出器６Ａまたは６Ｂをいう。
【００３２】
第一領域２Ａと第四領域２Ｄで分割された光は２分割検出器６Ａで検出される。図２に示すビーム形状は合焦点状態にある場合を示しており、このとき、第一領域２Ａは２分割検出器６Ａの左側６ＡＡ、第四領域２Ｄは右側６ＡＢで検出される。同様に第二領域２Ｂと第三領域２Ｃで分割された光は受光素子６Ｂで検出され、第二領域２Ｂは２分割検出６Ｂの左側６ＢＡ、第三領域２Ｃは右側６ＢＢで検出される。
【００３３】
図３はデフォーカス状態にあるときの２分割検出器６Ａ上におけるビーム形状の変化を表したものである。図３（ａ）及び（ｂ）はディスクと対物レンズ間の距離が合焦点の時よりも離れている正（プラス＋）状態を表し、図３（ｄ）及び（ｅ）の状態では合焦点の場合よりも近い負（マイナス−）状態を表している。図３（ｃ）は合焦点状態のビーム形状である。
【００３４】
プラス＋のデフォーカス状態の時では第四領域からの戻り光が２分割検出器の境界線Ｌd上を移動する。第一領域の光は２分割検出器のうちの左側の検出器内でビーム形状が変化する。デフォーカスがプラス＋からゼロ０に近づくにつれて、両方の検出器の強度差が０に近づくことになる。従来例の方式とは異なり、非点収差の前側焦点、後ろ側焦点で、ビームの形状は直線ではなく「く」の字に折れ曲がった形になる。
【００３５】
一方、マイナス−のデフォーカス状態にある場合には、第一領域からの戻り光が２分割検出器の境界線Ｌdを移動する。同様に、マイナスからゼロに近づくにつれて左右の検出器の強度差が０に近づくことになる。＋側と−側のデフォーカス状態で、２分割検出器において強度の強い側が入れ替わるため、その差をとることによって、フォーカスエラー信号を得ることができる。
【００３６】
本実施の形態における光ピックアップでは、上記受光素子６ＡＡ、６ＡＢ、６ＢＡ、６ＢＢの出力信号をそれぞれＩ6AA、Ｉ6AB、Ｉ6BA、Ｉ6BBとすると、フォーカスエラー信号は非点収差法により（Ｉ6AA＋Ｉ6BB）−（Ｉ6AB＋Ｉ6BA）の演算で求められる。図４は、ディスクと対物レンズとの距離の変化とＦＥＳ信号強度との関係を示す図である。図４において、実線Ｓ１は本実施の形態における方法でのフォーカスエラー信号、いわゆるＳカーブの計算結果を示したものである。点線Ｓ２は従来例における非点収差法によるＳカーブを示している。
【００３７】
一方、トラッキングエラー信号（プッシュプル信号）は（Ｉ6AA＋Ｉ6BA）−（Ｉ6AB＋Ｉ6BB）の演算によって生成される。また、本実施の形態のホログラムパターンでは、ＤＰＤ法によるトラッキングエラー信号の検出も行うことができる。上記ＤＰＤ法では、各検出器で受光される光強度の位相差によってトラッキングエラー信号が検出される。すなわち、ＤＰＤによるトラッキングエラー信号は、Phase｛（Ｉ6AA＋Ｉ6BB）−（Ｉ6AB＋Ｉ6BA）｝によって得られる。上記式中Phaseはそれぞれの強度の位相の差をとることを示す。そして、光ディスク５上に形成されたピットが、光ビームのどの位置を通過するかによって発生する位相差が変化するので、この位相差を求めることによってトラック位置情報を得ることができる。そして、ちょうど光ビームが光ディスク５上のトラックの中央を通過する場合には、その位相差は０となる。つまり、本実施の形態にかかる光ピックアップでは、上記位相差が０なるように対物レンズ４を移動させることによりトラッキングサーボを行う。
【００３８】
次に、本実施の形態を用いることによるフォーカスエラー信号へのトラッククロス信号のもれこみ抑制の効果について図４ないし図５によって説明する。本実施の形態における検出器上での光スポットをみてみると、図２に示すように、１／４円からなる２つの扇形の形状が、それぞれの頂角を接している形状となっている。一方、従来の非点収差法による光スポットは半円形状であり、これは、２つの１／４の扇形が、２分割検出器の境界線に平行な直線に沿って、接しているとみなすことができる（図８参照）。両者を比較すると、離れている方が、デフォーカスにともなうプッシュプル成分の検出器間の移動をより緩やかにすることができる。また、２分割検出器の境界線付近で強度分布の広がりを抑えることで、検出器上での光スポット中心のずれに対する強度分布の変化を抑制することができるので、プッシュプル成分の分布移動を抑制することができる。このため、ＦＥＳに混入するクロストークを抑えることができる。
【００３９】
図５（ａ）及び（ｂ）にシミュレーションの結果を示す。図中Ｑ1は分割線Ｍに対して非点収差方向Ｌ１を２２．５度、Ｌ２を６７．５度に設定したものである。また、Ｑ2はＬ１を３２．５度、Ｌ２を５７．５度に設定したものである。Ｑ3はＬ１、Ｌ２をともに４５度に設定した、通常の非点収差法での結果を示す（図４のＳ２）。それぞれの場合での光検出器上での合焦点時の光スポットは、Ｑ1の場合、その頂角を向かい合わせて並んだ１／４円からなる２つの扇形の間の角度が、ちょうど９０度となる。Ｑ3の場合は従来の半円形の場合であり、扇形のなす角度（鋭角側）は０度とみなしたものとなる。そしてＱ2の場合の扇形のなす角度（鋭角側）はＱ1とＱ3との中間くらいの角度となる。光ディスクとして、ＤＶＤ−ＲＡＭのトラックピッチを想定している。
【００４０】
図５（ａ）はビーム半径に対して３０％のトラック方向（２分割検出器の境界線と直交した方向）のずれがある場合に、デフォーカス量の度合い（横軸）に対するトラッククロス信号の大きさ（縦軸）を表したものである。横軸のデフォーカスの位置Ｔ1、Ｔ2、Ｔ3は図４のＳカーブ曲線において図示したＴ1、Ｔ2、Ｔ3の位置を示す。図に示すように、従来の半円形のビーム形状を用いるＱ3と比較して、本発明の実施例のＱ1、Ｑ２のトラッククロス信号の大きさが小さくなっていることがわかる。
【００４１】
図５（ｂ）は一定のデフォーカス量がある場合、トラック方向のずれの変化（横軸）に対するトラッククロス信号の大きさを表したものである。この評価においても、従来の非点収差法に比べて本発明のおける非点収差法はクロストークの抑制の効果が高いことがわかる。
【００４２】
上記のように本実施の形態のようなホログラムパターンを設定することで、検出器上での光スポットにトラック方向、すなわち２分割検出器の境界線と直交する方向にスポットずれがある場合でも、ＦＥＳのクロストークを抑制することができるので、より安定なフォーカスサーボを行うことが可能となる。
【００４３】
また、付与する非点収差の方向や大きさは、それぞれの領域において異なっていてもよく、たとえば第一領域、第四領域に対してそれぞれＬ１を２２．５度、Ｌ２を６７．５度、第二領域、第三領域に対してＬ１を３２．５度、Ｌ２を５７．５度に設定すれば、検出器上における光スポットは図６に示すような形状となる。このような形状にすることで、Ｓカーブの感度を最適化することができる。
【００４４】
また、本実施の形態にかかる光ピックアップは、上記ホログラム素子２は、当該ホログラム素子２を通過する光ビームの回折効率が、ホログラム素子２に入射する光ビームの偏光状態によって変化するものである構成がより好ましい。
【００４５】
ホログラム素子２として、当該ホログラム素子２を通過する光ビームの回折効率が、ホログラム素子２に入射する光ビームの偏光状態によって変化するものを用いた場合、例えば、半導体レーザ１から照射された光ビームを透過させる一方、光ディスク５から反射した光ビームを回折させることができる。従って、例えば、半導体レーザ１と光ディスク５との間に上記ホログラム素子２を配置することができるので、光ピックアップ装置の小型化を図ることができる。また、上記ホログラム素子２に入射する光ビームの偏光状態によって、回折の有無を変えることができるので、光ディスク５に到達する光の光量のロスを抑えることが可能になる。このため、光ディスク５により強い光ビームを照射することができるので、光ディスク５に対して高速に情報の記録を行うことができる。
【００４６】
上記の実施の形態では、ホログラムパターンの非点収差の方向を異なる２方向として隣り合う領域が同じ非点収差の方向とならないように、交互にその非点収差の方向を変える構成について説明した。しかし、ホログラムパターンは上記構成に限られず、隣り合う回折素子上の分割領域が、検出部において線的に接触しないで離れるのであれば、どのようなホログラムパターンを用いてもよい。
【００４７】
次に上記本発明の実施の形態に示した構成も含めて、本発明の光ピックアップの包括的な実施の形態を羅列する。
【００４８】
回折素子の複数の領域におけるホログラムパターンの複数の非点収差の方向のいずれもが、互いに直交しないようにすることが望ましい。この構成により合焦点位置において、回折素子における各ホログラムパターンからのスポットを離すことができる。
【００４９】
上記の回折素子において、互いに接して隣り合う、分割された領域同士のホログラムパターンの非点収差の方向が異なるようにできる。この構成により、合焦点における１／４円のスポットをそれぞれ離すことができる。
【００５０】
上記受光素子が２つの２分割検出器を含むようにできる。この構成により、これまでの非点収差法を用いながら、本発明の特徴を生かし利点を得ることができる。
【００５１】
上記の回折素子が偏光特性を有していることが望ましい。この構成により、回折素子を通る光ビームの偏光状態によって回折効率が変化するので、光源の半導体レーザを出射された光ビームを記録媒体側に透過しながら、記録媒体から反射した光ビームを受光素子へと回折させることができる。また、記録媒体に向けて回折素子を通す光ビームのロスを抑制することができる。
【００５２】
上記の回折素子と光源と光検出器とが集積化されているようにできる。この構成により、光ピックアップを小型化することができる。
【００５３】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
本発明の光ピックアップを用いることにより、クロストークなどを低減した各種の情報記録媒体において高品質の記録再生を安定して行なうことが可能になり、有用な向上をもたらす。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本実施の形態における光ピックアップ装置の概略の構成を示す側面図である。
【図２】本実施の形態におけるホログラム素子のホログラムパターンと当該ホログラムパターンによって分割された光を受光する受光部との平面的な位置関係を説明する平面図である。
【図３】検出器上でのデフォーカスの度合いによる光ビームスポットの変化を示した図であり、それぞれデフォーカスが、（ａ）は＋＋の場合、（ｂ）は＋の場合、（ｃ）はゼロ（合焦点）の場合、（ｄ）は−の場合、（ｅ）は−−の場合を示す。
【図４】デフォーカスの度合いとフォーカスエラー信号との関係を示すＳカーブを示す図である。
【図５】非点収差法における従来例および本発明の実施例におけるフォーカスエラー信号へのクロストークの大きさを示す計算結果であり、（ａ）はデフォーカス度合いの影響を、また（ｂ）は中心のずれの影響を示す図である。
【図６】本実施の形態の別の構成における検出器上での光ビームスポットを示す図である。
【図７】従来の光ピックアップ装置の概略の構成を示す側面図である。
【図８】図７におけるホログラム素子と受光素子との平面的な位置関係を示す図である。
【図９】従来の非点収差法において、デフォーカス時の光ビームの形状変化を示した図であり、それぞれデフォーカスが、（ａ）は＋＋の場合、（ｂ）は＋の場合、（ｃ）はゼロ（合焦点）の場合、（ｄ）は−の場合、（ｅ）は−−の場合を示す。
【図１０】従来の非点収差法においてクロストークが生じる要因を説明した図であり、（ａ）はスポット中心が境界線上にある場合、（ｂ）はスポット中心が境界線からずれる場合を示し、（ｃ）はトラックフロス信号が生じたＦＥＳ信号を示す。
【符号の説明】
【００５６】
１  光源、２  ホログラム素子（回折素子）、２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄ  分割線で分けられたホログラム素子の領域、３  コリメートレンズ、４  対物レンズ、５  光ディスク、６  検出器、６Ａ，６Ｂ  検出器の領域、６ＡＡ，６ＡＢ  境界線で分けられた６Ａの部分、６ＢＡ，６ＢＢ  境界線で分けられた６Ｂの部分、７  光ビーム、８  ２つの２分割検出器の間の分離帯、Ｌ１，Ｌ２，Ｈ１  非点収差方向、Ｌd  ２分割検出器の境界線、Ｍ  ホログラム素子の分割線、Ｎ  ホログラム素子の分割線（Ｍに直交）、Ｓ１，Ｓ２  ＦＥＳ信号強度とデフォーカス度合いとの関係を示すＳカーブ、Ｔ1，Ｔ2，Ｔ3  デフォーカス度合い。
【図１】
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【図２】
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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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