(57)【要約】【課題】  ホログラム素子により分離された光ビームの集光位置を最適化することにより、ホログラム素子の取り付け位置の光軸方向における高さ誤差の影響を緩和できる収差検出装置およびこれを用いた光ピックアップ装置を提供する。【解決手段】  光軸ＯＺと集光スポットＳＰ２との最短距離Ｌ２が、該光軸ＯＺと集光スポットＳＰ１との最短距離Ｌ１よりも長くなるように設定されていると共に、ホログラム素子２は、光軸ＯＺを中心に回転可能に設けられている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
集光光学系を通過した光ビームを、当該光ビームの光軸を含む第１光ビームと、上記光軸から見て上記第１光ビームよりも外側の第２光ビームとに分離する分離手段と、上記分離手段によって分離された２つの光ビームの検出手段での照射位置に基づいて、上記集光光学系の球面収差を検出する球面収差検出手段とを備えている収差検出装置において、
上記光軸と第２光ビームの上記検出手段での照射位置との最短距離が、該光軸と第１光ビームの上記検出手段での照射位置との最短距離よりも長くなるように設定されていると共に、
上記分離手段および検出手段の少なくとも１つは、上記光軸を中心に回転可能に設けられていることを特徴とする収差検出装置。
【請求項２】
前記光軸と第２光ビームの前記検出手段での照射位置との最短距離が、該光軸と第１光ビームの前記検出手段での照射位置との最短距離の略２倍であることを特徴とする請求項１に記載の収差検出装置。
【請求項３】
光源と、上記光源から照射される光ビームを記録媒体に集光させる集光光学系と、上記記録媒体から反射して上記集光光学系を通過した光ビームを、当該光ビームの光軸を含む第１光ビームと、上記光軸から見て上記第１光ビームよりも外側の第２光ビームとに分離する分離手段と、上記分離手段によって分離された２つの光ビームの検出手段での照射位置に基づいて、上記集光光学系の球面収差を検出する球面収差検出手段と、上記球面収差検出手段によって検出された球面収差を補正する球面収差補正手段とを備えている光ピックアップ装置において、
上記光軸と第２光ビームの上記検出手段での照射位置との最短距離が、該光軸と第１光ビームの上記検出手段での照射位置との最短距離よりも長くなるように設定されていると共に、
上記分離手段および検出手段の少なくとも１つは、上記光軸を中心に回転可能に設けられていることを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項４】
前記光軸と第２光ビームの前記検出手段での照射位置との最短距離が、該光軸と第１光ビームの前記検出手段での照射位置との最短距離の略２倍であることを特徴とする請求項３に記載の光ピックアップ装置。
【請求項５】
前記分離手段および検出手段の少なくとも１つは、フォーカス誤差信号にオフセットの発生しない位置に回転されていることを特徴とする請求項３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、集光光学系において発生する収差を検出するための収差検出装置およびそれを備えた光ピックアップ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、高画質の動画等を記録するために、光ディスク等の記録媒体における情報記録容量を高密度化・大容量化することが強く求められている。
【０００３】
そこで、光ディスクの高密度化・大容量化の要求に対応して、光ディスクの情報記録層上に集光される光ビームのビーム径を小さくする方法として、短波長の光ビームを使用することと、対物レンズの開口数（ＮＡ：Numerical Aperture）を大きくすることとが提案されている。
【０００４】
短波長の光ビームを使用する方法としては、波長４０５ｎｍの青紫色半導体レーザを使用することが実用化されている。また、対物レンズの開口数を大きくする方法としては、レンズ設計技術やレンズ製造技術の向上により、単玉レンズでもＮＡ＝０．８５程度の高開口数の対物レンズを使用することが実用化されている。
【０００５】
一般に、光ディスクでは、埃やキズから情報記録層を保護するために、情報記録層がカバー層で覆われている。このため、光ピックアップ装置の対物レンズを透過した光ビームは、カバー層を通過して、情報記録層上で集光されて焦点を結ぶことになる。
【０００６】
光ビームがカバー層を通過すると、球面収差（ＳＡ：Spherical Aberration）が発生する。上記球面収差ＳＡは、
ＳＡ∝ｄ／λ・ＮＡ4・・・・・・・・・・（１）
で示され、カバー層の厚さｄおよび対物レンズの開口数ＮＡの４乗に比例し、光源の波長λに反比例する。通常、対物レンズはこの球面収差を相殺するように設計されているため、対物レンズおよびカバー層を通過した光ビームの球面収差は十分小さい。
【０００７】
しかしながら、カバー層の厚さが予め定められた値からずれると、情報記録層に集光された光ビームに球面収差が発生し、ビーム径が大きくなる。これにより、情報を正しく読み書きすることができなくなるという問題が生じる。
【０００８】
また、上記の式（１）により、カバー層の厚さ誤差Δｄに比例して、球面収差の差異（ずれ量ΔＳＡ）が大きくなり、情報を正しく読み書きすることができなくなる。
【０００９】
さらに、光ディスクの厚さ方向による記録情報の高密度化を図るために、情報記録層を積層化して形成された多層光ディスクが開発されている。その一例として、情報記録層が２層のＤＶＤ（Digital Versatile Disc）、ＢＤ（Blu-ray Disc）が既に商品化されている。このような多層光ディスクを記録再生する光ピックアップ装置は、光ディスクの各情報記録層に光ビームを十分小さく集光させる必要がある。
【００１０】
上記のような多層の情報記録層が形成された光ディスクは、該光ディスクの表面（カバー層表面）から各情報記録層までの厚さがそれぞれ異なる。このため、光ビームが光ディスクのカバー層を通過する際に発生する球面収差が、各情報記録層で異なる。この場合、例えば隣接する情報記録層で発生する球面収差の差異（ずれ量ΔＳＡ）は、式（１）により、隣接する情報記録層の層間距離ｔ（ｄに相当）に比例する。
【００１１】
情報記録層が２層のＤＶＤである場合、光ピックアップ装置の対物レンズの開口数ＮＡが０．６程度と小さいため、上記式（１）によりカバー層の厚さ誤差Δｄが多少大きくなった場合であっても、球面収差の差異（ずれ量ΔＳＡ）に与える影響は小さい。
【００１２】
したがって、従来の開口数ＮＡが０．６程度の光ピックアップ装置を使用するＤＶＤ装置では、ＤＶＤのカバー層の厚さ誤差Δｄによって発生する球面収差の差異（ずれ量ΔＳＡ）が小さく、光ビームを各情報記録層に十分小さく集光させることができる。
【００１３】
ところが、カバー層の厚さ誤差Δｄが等しくても、開口数ＮＡに比例して球面収差が大きくなる。例えば、開口数ＮＡ＝０．６が開口数ＮＡ＝０．８５になると、約４倍の球面収差が発生する。さらに、カバー層の厚さ誤差Δｄが等しくても、波長λに反比例して球面収差が大きくなる。例えば、波長λ＝６５０ｎｍが波長λ＝４０５ｎｍになると約１．６倍の球面収差が発生する。したがって、短波長光源と高開口数の対物レンズとを使用するＢＤでは、ＤＶＤの約６．４倍の球面収差が発生する。
【００１４】
また、多層光ディスクの場合、隣接する情報記録層の層間距離ｔが等しい場合であっても、光ピックアップ装置の対物レンズの開口数ＮＡに比例して球面収差の差異（ずれ量ΔＳＡ）が大きくなる。例えば、開口数ＮＡ＝０．６が開口数ＮＡ＝０．８５になると、約４倍の球面収差の差異（ずれ量ΔＳＡ）が発生する。したがって、上記式（１）により、開口数ＮＡ＝０．８５のように高開口数になれば、各情報記録層の球面収差の差異（ずれ量ΔＳＡ）が大きくなる。
【００１５】
以上のことから、高開口数の対物レンズでは、カバー層の球面収差の影響が無視できず、情報の読み取り精度の低下を招くという問題が生じる。そこで、高開口数の対物レンズを用いて高記録密度化を実現するためには球面収差を補正する必要がある。
【００１６】
そのための技術として、例えば、特許文献１には、光ディスクから反射して集光する復路の光ビームをホログラム素子によって、光ビームの光軸を含む第１の光ビームと、その外側の第２の光ビームとに分離し、第１の光ビームと第２の光ビームとにおける集光位置が異なることを利用して球面収差を検出し、補正する技術が開示されている。
【００１７】
以下に、図１７〜図２０に基づいて、この光ピックアップ装置における球面収差の検出および補正の原理を説明する。
【００１８】
光ピックアップ装置１００は、図１７に示すように、半導体レーザ１０１と、ホログラム素子１０２と、コリメートレンズ１０３と、対物レンズ１０４と、光検出部１０７とを備えている。ホログラム素子１０２、コリメートレンズ１０３および対物レンズ１０４は、半導体レーザ１０１の出射面と光ディスク１０６の反射面との間に形成される光軸ＯＺ上に配置され、光検出部１０７はホログラム素子１０２の回折光の集光位置近傍に配置されている。
【００１９】
したがって、上記光ピックアップ装置１００において、半導体レーザ１０１から出射された光（以下、光ビームと称する）は、ホログラム素子１０２で０次回折光として透過し、コリメートレンズ１０３によって平行光に変換された後、対物レンズ１０４を介して光ディスク１０６上の所定の位置に集光される。一方、光ディスク１０６から反射された光ビーム（以下、戻り光と称する。）は、対物レンズ１０４、コリメートレンズ１０３を通過してホログラム素子１０２に入射され、該ホログラム素子１０２にて回折されて光検出部１０７上に集光される。
【００２０】
上記ホログラム素子１０２は、図１８に示すように、３つの領域１０２ａ・１０２ｂ・１０２ｃに分割されている。上記領域１０２ａは、光軸ＯＺに直交する直線ＣＬと、該光軸ＯＺを中心とする第１円弧Ｃ１（半径ｃ１とする）とによって囲まれた半円領域である。また、領域１０２ｂは上記第１円弧Ｃ１と、上記直線ＣＬと、半径が半径ｃ１よりも大きく且つ第１円弧Ｃ１側にある第２円弧Ｃ２（半径ｃ２とする）とによって囲まれた領域である。さらに、領域１０２ｃは、上記直線ＣＬに対して第２円弧Ｃ２とは反対側の第３円弧Ｃ３（半径ｃ２）と、直線ＣＬとによって囲まれた半円領域である。
【００２１】
そして、ホログラム素子１０２は、半導体レーザ１０１側からの出射光を回折せずにそのまま光ディスク１０６側に透過させ、光ディスク１０６側からの戻り光を回折して光検出部１０７に導くようになっている。また、光ディスク１０６側からの戻り光が各３領域１０２ａ〜１０２ｃを通過し、光検出部１０７で集光スポットＳＰ１・ＳＰ２・ＳＰ３が個別に形成される。
【００２２】
光検出部１０７は、図１９に示すように、５つの受光領域１０７ａ〜１０７ｅで構成されており、受光領域１０７ａ・１０７ｂを並置して第１受光部を形成し、受光領域１０７ｃ・１０７ｄを並置して第２受光部を形成し、受光領域１０７ｅは単独で第３受光部を形成している。ここで、上記集光スポットＳＰ１は上記受光領域１０７ａと受光領域１０７ｂとの境界上に形成され、上記集光スポットＳＰ２は上記受光領域１０７ｃと受光領域１０７ｄとの境界上に形成され、上記集光スポットＳＰ３は上記受光領域１０７ｅ上に形成される。
【００２３】
また、上記の各受光領域１０７ａ〜１０７ｅにおいて、受光された光信号はそれぞれ電気信号Ｓａ〜Ｓｅに変換される。各受光領域１０７ａ〜１０７ｅで得られた電気信号Ｓａ〜Ｓｅは、対物レンズ４の移動調整に使用される。
【００２４】
ここで、光ディスク１０６のカバー層の厚さ等が適切であり球面収差が発生していない状態において、該光ディスク１０６上に正しく焦点が結ばれている（合焦状態）ときには、各受光領域１０７ａ〜１０７ｅに形成される集光スポットＳＰ１〜ＳＰ３の形状は、図１９（ｂ）に示すように、それぞれがほぼ同じ大きさの点となる。
【００２５】
このとき、上記集光スポットＳＰ１は、受光領域１０７ａ・１０７ｂに対して照射面積が等しくなるように形成される。つまり、受光領域１０７ａから得られる電気信号Ｓａの値と、受光領域１０７ｂから得られる電気信号Ｓｂの値とが等しいことを示している。
【００２６】
ここで、光ディスク１０６に照射される光ビームの焦点誤差を示すフォーカス誤差信号ＦＥＳは、ＦＥＳ＝Ｓａ−Ｓｂで表される。
【００２７】
したがって、上述のように受光領域１０７ａから得られる電気信号Ｓａの値と、受光領域１０７ｂから得られる電気信号Ｓｂの値とが等しいとき、すなわち合焦状態であるとき、フォーカス誤差信号ＦＥＳは０となっている。
【００２８】
また、光ディスク１０６に照射される光ビームの焦点がずれた場合、受光領域１０７ａ〜１０７ｅに形成される集光スポットＳＰ１〜ＳＰ３は半円状に拡がる。例えば、光ディスク１０６が対物レンズ１０４に近づくと、図１９（ａ）に示すように、集光スポットＳＰ１は受光領域１０７ａ上に半円状に拡がる。これに対して、光ディスク１０６が対物レンズ１０４から遠ざかると、図１９（ｃ）に示すように、集光スポットＳＰ１は受光領域１０７ｂ上に半円状に拡がる。
【００２９】
すなわち、光ディスク１０６が対物レンズ１０４に近づく場合には、上記電気信号Ｓａの値の方が上記電気信号Ｓｂの値よりも大きくなり、フォーカス誤差信号ＦＥＳは正の値を示す。一方、光ディスク１０６が対物レンズ１０４から遠ざかる場合には、上記電気信号Ｓｂの値の方が上記電気信号Ｓａの値よりも大きくなり、フォーカス誤差信号ＦＥＳは負の値を示す。
【００３０】
一般に、光ディスク１０６のカバー層の厚さ等が適切でない場合には、上記構成の光ピックアップ装置の対物レンズ１０４において球面収差が発生する。この場合、図２０（ａ）および図２０（ｂ）に示すように、該対物レンズ１０４において合焦状態、すなわち、受光領域１０７ａと受光領域１０７ｂとにおける各電気信号の差が０である状態であっても、受光領域１０７ｃと受光領域１０７ｄとにおける各電気信号の差が０でなく、正あるいは負の値をとるようになる。これにより、正あるいは負の球面収差が発生したことが示される。
【００３１】
そして、フォーカス誤差信号ＦＥＳが０となるように図示しないフォーカスアクチュエータにより対物レンズ１０４が駆動された状態において、光ディスク１０６のカバー層の厚さが所定寸法と異なる寸法であるために正の球面収差が生じたとすると、対物レンズ１０４の周辺部の光ビームは光ディスク１０６が対物レンズ１０４に近づいたときと同様な変化を示す。このため、受光領域１０７ｃ・１０７ｄの集光スポットＳＰ２の形状は、図２０（ａ）に示すように、受光領域１０７ｃ上に半ドーナツ状に拡がる。
【００３２】
逆に、負の球面収差が生じたとすると、対物レンズ１０４の周辺部の光ビームは光ディスク１０６が対物レンズ１０４から遠ざかったときと同様な変化を示す。このため、受光領域１０７ｃ・１０７ｄの集光スポットＳＰ２の形状は、図２０（ｂ）に示すように、受光領域１０７ｄ上に半ドーナツ状に拡がる。
【００３３】
したがって、フォーカス誤差信号ＦＥＳが０で保たれている場合、対物レンズ１０４で発生した球面収差を示す信号である球面収差信号ＳＡは、各受光領域１０７ａ〜１０７ｅから得られる電気信号Ｓａ〜Ｓｅを用いて示すと以下のようになる。
【００３４】
ＳＡ＝Ｓｃ−Ｓｄ
また、フォーカス誤差信号ＦＥＳが０で保たれていない場合、このフォーカス誤差信号ＦＥＳを考慮して、球面収差信号ＳＡは以下のようになる。
【００３５】
ＳＡ＝（Ｓａ−Ｓｂ）−（Ｓｃ−Ｓｄ）×Ｋ（Ｋは定数である）
このように、球面収差信号ＳＡに基づいて、対物レンズ１０４で発生する球面収差がなくなるよう補正すれば、光ディスク１０６に記録された情報の再生を良好に行うことができる。
【特許文献１】特開２０００−１７１３４６号公報（２０００年６月２３日公開）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００３６】
しかしながら、特許文献１に開示された収差検出装置では、ホログラム素子１０２で分割された光ビームの光検出部１０７上での集光位置において、図１８に示すように、光軸ＯＺと領域１０２ａによる集光スポットＳＰ１の光軸中心との最短距離が、光軸ＯＺと領域１０２ｂによる集光スポットＳＰ２の光軸中心との最短距離よりも大きく設定されている。
【００３７】
このとき、ホログラム素子１０２の取り付け位置に光軸方向の高さ誤差があると、球面収差誤差信号に検出誤差が発生し、正確な球面収差検出ができなくなるという問題を生じる。
【００３８】
また、実際の光ピックアップ装置では、ホログラム素子の取り付け面には寸法誤差がある。そして、ホログラム素子を光軸方向も含めた３次元調整することにより上記誤差を吸収すること可能であるが、機構が複雑になり小型化を阻害すること、および低コスト化が実現できなくなることのため、一般にはホログラム素子は光軸に垂直な面内で２次元調整のみが実施される。特に、光ピックアップ装置の小型化を実現するために、光源と光検出部とを一体化し、ホログラム素子が他の光学部品に直接固定される構造の集積モジュールに適用する場合には、光軸方向の調整は一層困難になる。
【００３９】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、ホログラム素子により分離された光ビームの集光位置を最適化することにより、ホログラム素子の取り付け位置の光軸方向における高さ誤差の影響を緩和することができる収差検出装置およびこれを用いた光ピックアップ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００４０】
本発明の収差検出装置は、上記の課題を解決するために、集光光学系を通過した光ビームを、当該光ビームの光軸を含む第１光ビームと、上記光軸から見て上記第１光ビームよりも外側の第２光ビームとに分離する分離手段と、上記分離手段によって分離された２つの光ビームの検出手段での照射位置に基づいて、上記集光光学系の球面収差を検出する球面収差検出手段とを備えている収差検出装置において、上記光軸と第２光ビームの上記検出手段での照射位置との最短距離が、該光軸と第１光ビームの上記検出手段での照射位置との最短距離よりも長くなるように設定されていると共に、上記分離手段は、上記光軸を中心に回転可能に設けられていることを特徴としている。
【００４１】
光ビームが対物レンズを含む集光光学系を通過することにより、球面収差が生じる。そこで、上記分離手段が上記光ビームを当該光ビームの光軸を含む第１光ビームと、上記光軸から見て第１光ビームよりも外側の第２光ビームとに分離し、それぞれを異なる検出手段に受光させる。これにより、球面収差の影響を補正することができる。
【００４２】
しかしながら、上記分離手段の取り付け位置に光軸方向の高さ誤差があると、焦点ずれによるオフセットが発生するため、球面収差に検出誤差が発生し、正確な球面収差検出ができなくなる。
【００４３】
したがって、このオフセットを除去する必要がある。このオフセットを除去する方法として、例えば、上記第１光ビームにおけるオフセットを除去するように検出手段を平行移動させることが挙げられる。しかしながら、この方法では、上記第２光ビームの検出手段での照射位置があまり移動しないこととなるため、上記第２光ビームにおけるオフセットが除去できない。
【００４４】
上記の構成によれば、上記分離手段は、上記光軸を中心に回転可能に設けられているため、回転すると、第１光ビームおよび第２光ビームの上記検出手段での照射位置も該光軸を中心として移動する。
【００４５】
ここで、上記光軸と上記第２光ビームの検出手段での照射位置との最短距離は、該光軸と上記第１の光ビームの検出手段での照射位置との最短距離よりも長く設定されている。このため、上記分離手段が該光軸を中心に回転することにより、上記第１光ビームの検出手段での照射位置はあまり移動せず、上記第２光ビームの検出手段での照射位置は上記第１光ビームの検出手段での照射位置よりも大きく移動する。
【００４６】
これにより、上記第１光ビームにおけるオフセットを除去するように上記第１光ビームの検出手段での照射位置を移動させると、上記第２光ビームの検出手段での照射位置も第２光ビームにおけるオフセットが除去できる程度移動する。このため、上記検出手段から得られる信号には、オフセットを補正する作用が働き、球面収差検出誤差が補正されるようになる。また、上記信号は球面収差の変化に対して直線的な変化を示すため、球面収差誤差信号も信号感度が一定であり、安定した球面収差制御ができる。
【００４７】
また、本発明の収差検出装置は、上記の構成において、前記光軸と第２光ビームの前記検出手段での照射位置との最短距離が、該光軸と第１光ビームの前記検出手段での照射位置との最短距離の略２倍であることが好ましい。
【００４８】
上記の構成によれば、上記光軸と第２光ビームの上記検出手段での照射位置との最短距離が、該光軸と第１光ビームの上記検出手段での照射位置との最短距離の略２倍とすることにより、実験の結果、高さ誤差が生じた場合であっても球面収差検出誤差を小さくする、すなわち吸収することができる。
【００４９】
さらに、本発明の光ピックアップ装置は、上記の課題を解決するために、光源と、上記光源から照射される光ビームを記録媒体に集光させる集光光学系と、上記記録媒体から反射して上記集光光学系を通過した光ビームを、当該光ビームの光軸を含む第１光ビームと、上記光軸から見て上記第１光ビームよりも外側の第２光ビームとに分離する分離手段と、上記分離手段によって分離された２つの光ビームの検出手段での照射位置に基づいて、上記集光光学系の球面収差を検出する球面収差検出手段と、上記球面収差検出手段によって検出された球面収差を補正する球面収差補正手段とを備えている光ピックアップ装置において、上記光軸と第２光ビームの上記検出手段での照射位置との最短距離が、該光軸と第１光ビームの上記検出手段での照射位置との最短距離よりも長くなるように設定されていると共に、上記分離手段は、上記光軸を中心に回転可能に設けられていることを特徴としている。
【００５０】
上記の構成によれば、上記分離手段は、上記光軸を中心に回転可能に設けられているため、回転すると、第１光ビームおよび第２光ビームの上記検出手段での照射位置も該光軸を中心として移動する。
【００５１】
ここで、上記光軸と上記第２光ビームの検出手段での照射位置との最短距離は、該光軸と上記第１の光ビームの検出手段での照射位置との最短距離よりも長く設定されている。このため、上記分離手段が該光軸を中心に回転することにより、上記第１光ビームの検出手段での照射位置はあまり移動せず、上記第２光ビームの検出手段での照射位置は上記第１光ビームの検出手段での照射位置よりも大きく移動する。
【００５２】
これにより、上記第１光ビームにおけるオフセットを除去するように上記第１光ビームの検出手段での照射位置を移動させると、上記第２光ビームの検出手段での照射位置も第２光ビームにおけるオフセットが除去できる程度移動する。このため、上記検出手段から得られる信号には、オフセットを補正する作用が働き、球面収差検出誤差が補正されるようになる。また、上記信号は球面収差の変化に対して直線的な変化を示すため、球面収差誤差信号も信号感度が一定であり、安定した球面収差制御ができる。
【００５３】
また、本発明の光ピックアップ装置は、上記の構成において、前記光軸と第２光ビームの前記検出手段での照射位置との最短距離が、該光軸と第１光ビームの前記検出手段での照射位置との最短距離の略２倍であることが好ましい。
【００５４】
上記の構成によれば、上記光軸と第２光ビームの検出手段での照射位置との最短距離が、該光軸と第１光ビームの検出手段での照射位置との最短距離の略２倍とすることにより、実験の結果、高さ誤差が生じた場合であっても球面収差検出誤差を小さくする、すなわち吸収することができる。
【００５５】
さらに、本発明の光ピックアップ装置は、上記の構成において、前記分離手段および検出手段の少なくとも１つは、フォーカス誤差信号にオフセットの発生しない位置に回転されていることが好ましい。
【００５６】
上記の構成によれば、上記分離手段および検出手段の少なくとも１つが、フォーカス誤差信号にオフセットが発生しない程度に回転する。これにより、フォーカス誤差信号にオフセットが発生せずに球面収差検出誤差が補正されることとなる。
【発明の効果】
【００５７】
本発明の収差検出装置は、以上のように、上記光ビームの光軸と第２光ビームの検出手段での照射位置との最短距離が、該光軸と第１光ビームの検出手段での照射位置との最短距離よりも長くなるように設定されていると共に、上記分離手段は、上記光軸を中心に回転可能に設けられている。
【００５８】
これにより、高さ誤差があっても球面収差検出誤差が補正され、球面収差誤差信号も信号感度が一定となり、安定した球面収差制御ができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５９】
〔実施の形態１〕
本発明の一実施形態について図１〜図１０に基づいて説明すると以下の通りである。なお、本実施形態では、多層の記録媒体（例えば、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）やＢＤ（Blu-ray Disc）等の光ディスクが挙げられる。）に対して光学的に情報の記録・再生を行う光記録再生装置に備えられた光ピックアップ装置に用いた例について説明する。
【００６０】
本実施形態の光記録再生装置は、図２に示すように、光ディスク６（記録媒体）を回転駆動するスピンドルモータ６１と、光ディスク６に情報を記録再生する光ピックアップ装置１０と、上記スピンドルモータ６１および光ピックアップ装置１０を駆動制御するための駆動制御部５０とを備えている。
【００６１】
光ディスク６は、基板６ａと、光ビームが透過するカバー層６ｂと、基板６ａとカバー層６ｂとの間に形成された情報記録層６ｃ・６ｄとを備えている。そして、光ピックアップ装置１０は、情報記録層６ｃ・６ｄに光ビームを集光させることにより各情報記録層から情報を再生し、各情報記録層へ情報を記録するようになっている。
【００６２】
以下では、光ディスク６の情報記録層は情報記録層６ｃまたは情報記録層６ｄのいずれかを表し、光ピックアップ装置１０はどちらの情報記録層６ｃ・６ｄにも光ビームを集光させて情報を記録・再生できるものとする。なお、本実施形態では２層の光ディスクとして説明するが、３層以上の多層となっていてもよい。
【００６３】
光ピックアップ装置１０は、半導体レーザ１（光源）と、ホログラム素子２（分離手段）と、コリメートレンズ３と、対物レンズ４（集光光学系）と、ミラー５と、光検出部７（検出手段）と、対物レンズ駆動機構６２と、球面収差補正機構６３とを備えている。
【００６４】
また、駆動制御部５０は、スピンドルモータ６１の駆動制御を行うスピンドルモータ駆動制御部５１と、対物レンズ駆動機構６２の駆動制御を行うフォーカス駆動制御部５２およびトラッキング駆動制御部５３と、球面収差補正機構６３の駆動制御を行う収差補正駆動制御部５４と、上記スピンドルモータ駆動制御部５１、フォーカス駆動制御部５２、トラッキング駆動制御部５３および収差補正駆動制御部５４への制御信号を生成するための制御信号生成部（球面収差検出手段）５５と、光検出部７から得られた信号から情報を再生し、再生信号を生成するための情報再生部５６とを備えている。
【００６５】
まず、光ピックアップ装置１０における各部材について、図２および図３に基づいて説明する。
【００６６】
半導体レーザ１は、光ディスク６に照射するためのレーザ（以下、光ビームと称する）を出射する光源であり、上記光ビームの波長λは、例えば波長λ＝４０５ｎｍであればよい。
【００６７】
ホログラム素子２は、図３に示すように、半導体レーザ１側からの光ビームを回折せずに通過させるものであり、光ディスク６側からの反射光（以下、戻り光と称する）を回折させて光検出部７に導くものである。なお、ホログラム素子２のホログラムパターンについては後述する。
【００６８】
コリメートレンズ３は、上記ホログラム素子２または対物レンズ４からの光ビームまたは戻り光を光軸に平行にするものである。
【００６９】
ミラー５は、コリメートレンズ３からの光ビームの光路を屈折させて、対物レンズ４に導くものであり、光ディスク６側の対物レンズ４から戻り光をコリメートレンズ３に導くものである。
【００７０】
対物レンズ４は、上記コリメートレンズ３によって光軸に平行となった光ビームを光ディスク６に集光させ、光ディスク６からの戻り光をミラー５に導くものである。
【００７１】
対物レンズ駆動機構６２は、上記フォーカス駆動制御部５２およびトラッキング駆動制御部５３からの信号を受けて、対物レンズ４を光軸方向（Ｚ方向）とトラッキング方向（Ｘ方向）とに駆動する。これにより、光ディスク６に面振れや偏心があった場合でも、集光スポット（照射位置）が情報記録層６ｃまたは情報記録層６ｄの所定位置に追従するようになっている。
【００７２】
球面収差補正機構６３は、上記収差補正駆動制御部５４から信号を受け付けて、コリメートレンズ３を光軸方向に駆動することにより、光ピックアップ装置１０の光学系で生じる球面収差を補正する。
【００７３】
光検出部７は、ホログラム素子２によって回折された光を受光する。ここで、本実施形態では、光検出部７はホログラム素子２の＋１次光の集光位置に配置されているが、この点についての詳細は後述する。
【００７４】
次に、駆動制御部５０の各部材について説明する。
【００７５】
制御信号生成部５５は、光検出部７から得られた信号に基づいて、スピンドルモータ駆動制御信号と、フォーカス誤差信号ＦＥＳと、トラッキング誤差信号ＴＥＳと、球面収差誤差信号ＳＡＥＳとを生成し、スピンドルモータ駆動制御信号をスピンドルモータ駆動制御部５１に送り、フォーカス誤差信号ＦＥＳをフォーカス駆動制御部５２に送り、トラッキング誤差信号ＴＥＳをトラッキング駆動制御部５３に送り、球面収差誤差信号ＳＡＥＳを収差補正駆動制御部５４にそれぞれ送る。そして、上記各制御部は、各誤差信号に基づいて各部材の駆動制御を行う。
【００７６】
具体的には、スピンドルモータ駆動制御部５１はスピンドルモータ駆動制御信号を受け付けると、その信号に基づいてスピンドルモータ６１を駆動制御する。また、フォーカス駆動制御部５２は、フォーカス誤差信号ＦＥＳを受け付けると、このＦＥＳの値に基づいて、対物レンズ駆動機構６２を駆動制御する。これにより、対物レンズ駆動機構６２は、対物レンズ４を光軸方向に移動させ、該対物レンズ４の焦点位置ずれを補正する。
【００７７】
さらに、収差補正駆動制御部５４は、球面収差誤差信号ＳＡＥＳを受け付けると、このＳＡＥＳの値に基づいて、球面収差補正機構６３を駆動制御する。これにより、球面収差補正機構６３は、コリメートレンズ３を光軸方向に移動させ、光ピックアップ装置１０の光学系で発生した球面収差を補正する。
【００７８】
以下に、本実施形態の光ピックアップ装置１０における光の通過経路について説明する。
【００７９】
半導体レーザ１から出射した光ビームは、ホログラム素子２を０次回折光として通過し、コリメートレンズ３によって平行光に変換された後、対物レンズ４を通過して、光ディスク６の情報記録層６ｃまたは情報記録層６ｄに集光され、反射される。
【００８０】
一方、光ディスク６の情報記録層６ｃまたは情報記録層６ｄからの戻り光は、対物レンズ４、コリメートレンズ３の順に各部材を通過してホログラム素子２に入射され、ホログラム素子２によって回折されて光検出部７上に集光される。
【００８１】
次に、図４を参照しながら、ホログラム素子２に形成されるホログラムパターンについて説明する。
【００８２】
ホログラム素子２は、図４に示すように、３つの領域２ａ・２ｂ・２ｃに分割されている。上記領域２ａは、光軸ＯＺに直交する直線Ｄ１と、該光軸ＯＺを中心とする第１円弧Ｅ１（半径ｒ１とする）とによって囲まれた半円領域である。また、領域２ｂは上記第１円弧Ｅ１と、上記直線Ｄ１と、半径が半径ｒ１よりも大きく且つ第１円弧Ｅ１側にある第２円弧Ｅ２（半径ｒ２とする）とによって囲まれた領域である。さらに、領域２ｃは、上記直線Ｄ１に対して第２円弧Ｅ２とは反対側の第３円弧Ｅ３（半径ｒ２）と、直線Ｄ１とによって囲まれた半円領域である。そして、ホログラム素子２上での対物レンズ４のアパーチャによる有効径Ｒを９とした場合、半径ｒ１＝０．７Ｒとすることにより球面収差誤差信号の感度を最大にするように設定する。また、半径ｒ２は、対物レンズシフトや調整誤差を考慮して、有効径Ｒよりも十分大きくなるように設定する。
【００８３】
以下に、光検出部７の配置について説明する。
【００８４】
光検出部７は、図１に示すように、５つの受光領域７ａ〜７ｅを備えており、情報記録層６ｃまたは情報記録層６ｄで反射された戻り光のうち、ホログラム素子２の領域２ａを通過した戻り光の＋１次回折光は受光領域７ａ・７ｂの境界線上に集光スポットＳＰ１を形成する。また、領域２ｂを通過した戻り光の＋１次回折光は受光領域７ｃ・７ｄの境界線上に集光スポットＳＰ２を形成し、領域２ｃを通過した戻り光の＋１次回折光は受光領域７ｅに集光スポットＳＰ３を形成する。上記ホログラム素子２のホログラムパターンは、＋１次回折光が集光スポットＳＰ１・ＳＰ２・ＳＰ３を形成するように設計されている。また、上記集光スポットＳＰ１を形成する＋１次回折光を回折光Ａ１（第１光ビーム）とし、集光スポットＳＰ２を形成する＋１次回折光を回折光Ａ２（第２光ビーム）とし、集光スポットＳＰ３を形成する＋１次回折光を回折光Ａ３とする。そして、光検出部７への各回折光Ａ１・Ａ２・Ａ３の集光位置において、光軸ＯＺと回折光Ａ１の光軸中心との最短距離をＬ１とし、光軸ＯＺと回折光Ａ２の光軸中心との最短距離をＬ２とすると、本実施形態のホログラム素子２のホログラムパターンはＬ２＞Ｌ１となるように設計されている。
【００８５】
また、光検出部７の５つの受光領域７ａ〜７ｅは、受光した回折光をそれぞれ電気信号に変換し、それらを制御信号生成部５５に送る。そして、制御信号生成部５５は、上記各電気信号に基づいて対物レンズ４の焦点位置ずれや球面収差の検出・調整する制御信号を生成する。なお、上記光検出部７の受光領域７ａによって変換された電気信号をＳＰ１ａとし、受光領域７ｂによって変換された電気信号をＳＰ１ｂとし、受光領域７ｃによって変換された電気信号をＳＰ２ｃとし、受光領域７ｄによって変換された電気信号をＳＰ２ｄとし、受光領域７ｅによって変換された電気信号をＳＰ３ｅとする。
【００８６】
さらに、受光領域７ａ〜７ｅは、各電気信号を情報再生部５６にも送り、情報再生部５６は、上記各電気信号を再生信号ＲＦに変換する。ここで、再生信号ＲＦは次式に示すように、上記各電気信号の総和で与えられる。
【００８７】
ＲＦ＝ＳＰ１ａ＋ＳＰ１ｂ＋ＳＰ２ｃ＋ＳＰ２ｄ＋ＳＰ３ｅ
そして、球面収差量が無視できる程小さい場合における電気信号を用いた焦点位置ずれの補正について、フォーカス誤差信号ＦＥＳはナイフエッジ法で検出され、以下の式で算出される。
【００８８】
ＦＥＳ＝（ＳＰ１ａ−ＳＰ１ｂ）＋（ＳＰ２ｃ−ＳＰ２ｄ）
次に、図５（ａ）〜（ｃ）に基づいて、フォーカス誤差信号ＦＥＳの検出動作を説明する。
【００８９】
光ディスク６の情報記録層６ｃまたは情報記録層６ｄのいずれかに焦点が一致している場合、すなわち、対物レンズ４によって集光された光ビームが情報記録層６ｃまたは情報記録層６ｄのいずれかに対して合焦状態である場合、図５（ａ）に示すように、集光スポットＳＰ１は受光領域７ａと受光領域７ｂとの境界線上に集光するため、第１の出力信号（ＳＰ１ａ−ＳＰ１ｂ）は０になる。一方、集光スポットＳＰ２も受光領域７ｃと受光領域７ｄとの境界線上に集光するため、第２の出力信号（ＳＰ２ｃ−ＳＰ２ｄ）も０になる。したがって、フォーカス誤差信号ＦＥＳは０になる。
【００９０】
また、対物レンズ４と情報記録層６ｃまたは情報記録層６ｄのいずれかとの距離が、上記合焦状態である場合における上記距離よりも長いあるいは短い場合、すなわち、上記光ビームが情報記録層６ｃまたは情報記録層６ｄのいずれかに対して合焦状態でない場合、図５（ｂ）に示すように、集光スポットＳＰ１〜ＳＰ３の形状が変化する。それゆえ、第１の出力信号（ＳＰ１ａ−ＳＰ１ｂ）と第２の出力信号（ＳＰ２ｃ−ＳＰ２ｄ）とは焦点ずれに相当した値を出力するため、フォーカス誤差信号ＦＥＳは焦点ずれに相当した０以外の値を示すことになる。
【００９１】
以上から、焦点位置を情報記録層と常に一致させておくためには、フォーカス誤差信号ＦＥＳの出力が常に０となるように対物レンズ４を光軸ＯＺ方向に沿って移動させればよいことになる。
【００９２】
次に、光ピックアップ装置１０の光学系に焦点ずれが無く、球面収差が発生した場合について説明する。
【００９３】
球面収差は、光ディスク６のカバー層６ｂの厚さ変化や、情報記録層６ｃと情報記録層６ｄとの層間ジャンプの際にも発生する。球面収差が発生すると、上記回折光Ａ１と上記回折光Ａ２とにおける集光位置が、球面収差が発生していない場合と比べて異なるため、上記第１の出力信号（ＳＰ１ａ−ＳＰ１ｂ）および第２の出力信号（ＳＰ２ｃ−ＳＰ２ｄ）の各値が０以外の値となり、球面収差量に応じた値が受光領域７ａ〜７ｄから得られる。また、球面収差が発生することによる焦点位置ずれの方向は、回折光Ａ１と回折光Ａ２とで逆方向になる。したがって、上記第１の出力信号（ＳＰ１ａ−ＳＰ１ｂ）と第２の出力信号（ＳＰ２ｃ−ＳＰ２ｄ）との差信号を演算することによって、より感度の高い球面収差誤差信号ＳＡＥＳが得られる。
【００９４】
以上より、球面収差誤差信号ＳＡＥＳは、以下の式で算出される。
【００９５】
ＳＡＥＳ＝（ＳＰ１ａ−ＳＰ１ｂ）−ｋ×（ＳＰ２ｃ−ＳＰ２ｄ）
以下、図５（ａ）〜（ｃ）に基づいて、光ピックアップ装置１０の光学系に焦点ずれがない状態における球面収差誤差信号ＳＡＥＳの検出動作を球面収差が発生していない場合と発生している場合とに分けて説明する。
【００９６】
まず、球面収差が発生していない場合、図５（ａ）に示すように、集光スポットＳＰ１は受光領域７ａと受光領域７ｂとの境界線上に集光するため、第１の出力信号（ＳＰ１ａ−ＳＰ１ｂ）は０になり、集光スポットＳＰ２も受光領域７ｃと受光領域７ｄとの境界線上に集光するため、第２の出力信号（ＳＰ２ｃ−ＳＰ２ｄ）も０になる。したがって、球面収差誤差信号ＳＡＥＳは０になる。
【００９７】
次に、球面収差が発生している場合、図５（ｃ）に示すように、焦点ずれがないにも関わらず、集光スポットＳＰ１および集光スポットＳＰ２はデフォーカス状態で集光される。その結果、第１の出力信号（ＳＰ１ａ−ＳＰ１ｂ）および第２の出力信号（ＳＰ２ｃ−ＳＰ２ｄ）は０以外の値を示す。また、集光スポットＳＰ１および集光スポットＳＰ２は、デフォーカス方向が逆であるため、これらの信号の差信号を用いることにより感度の高い球面収差誤差信号ＳＡＥＳが検出できる。
【００９８】
続いて、焦点ずれが残存した状態で球面収差が発生している場合における球面収差誤差信号ＳＡＥＳの検出動作を説明する。
【００９９】
まず、焦点ずれについては、その影響により、集光スポットＳＰ１および集光スポットＳＰ２がデフォーカス状態となるため、第１の出力信号（ＳＰ１ａ−ＳＰ１ｂ）および第２の出力信号（ＳＰ２ｃ−ＳＰ２ｄ）は０以外の値を示す。ここで焦点ずれが小さい場合、第１の出力信号（ＳＰ１ａ−ＳＰ１ｂ）および第２の出力信号（ＳＰ２ｃ−ＳＰ２ｄ）の変化はほぼ直線とみなせるため、係数ｋを最適化することにより、球面収差誤差信号ＳＡＥＳへの焦点ずれの影響は除去できる。
【０１００】
一方、球面収差については、これによるデフォーカスは集光スポットＳＰ１と集光スポットＳＰ２とでは逆極性であるため、係数ｋの最適化を行っても球面収差誤差信号ＳＡＥＳは０以外の値を示す。
【０１０１】
ここで、図２１（ａ）〜（ｃ）に基づいて、従来のホログラム素子１０２の光軸方向における位置誤差の影響について説明する。
【０１０２】
ホログラム素子１０２に光軸方向の位置誤差があるとき、図２１（ａ）に示すように、光ディスク１０６に焦点が一致している場合であっても、光検出部１０７上の集光スポットＳＰ１および集光スポットＳＰ２はデフォーカス状態となる。このため、光検出部１０７から検出される電気信号（Ｓａ−Ｓｂ）＞０および電気信号（Ｓｃ−Ｓｄ）＞０となる。したがって、フォーカス誤差信号ＦＥＳは、ＦＥＳ＝（Ｓａ−Ｓｂ）＋（Ｓｃ−Ｓｄ）＞０となり、フォーカス誤差信号ＦＥＳに大きなオフセットが発生する。
【０１０３】
このオフセットを除去するために、集光スポットＳＰ１・ＳＰ２・ＳＰ３の中心位置を結ぶ直線Ｘ１０１と、受光領域１０７ａ・１０７ｂの境界線および受光領域１０７ｃ・１０７ｄの境界線との相対位置をずらす調整をすればよい。この調整を行うために、２つの調整方法が挙げられる。
【０１０４】
まず第１の調整方法は、図２１（ｂ）に示すように、光検出部１０７をトラックに平行な方向（Ｙ方向）の正方向にずらすことである。この方法では、確かに集光スポットＳＰ２は受光領域１０７ｃ・１０７ｄの境界線に跨って集光されるが、集光スポットＳＰ１は受光領域１０７ｂにしか集光されないため、安定した球面収差制御ができなくなる。
【０１０５】
また、第２の調整方法は、図２１（ｃ）に示すように、ホログラム素子１０２を、光軸ＯＺを中心に回転させることにより、集光スポットＳＰ１および集光スポットＳＰ２の位置がトラックに平行な方向（Ｙ方向）の負方向に移動するということである。この方法では、集光スポットＳＰ１が集光スポットＳＰ２よりも光軸ＯＺから遠い側にあるため、ホログラム素子１０２の回転に伴う集光スポットＳＰ１の移動が、集光スポットＳＰ２の移動よりも大きく回転移動する。したがって、集光スポットＳＰ２が受光領域１０７ｃ・１０７ｄの境界線に跨って集光されていても、集光スポットＳＰ１は受光領域１０７ｂにしか集光されないため、安定した球面収差制御ができなくなる。
【０１０６】
そこで、本実施形態では、図６（ａ）〜（ｃ）に示すように、上記最短距離Ｌ２は上記最短距離Ｌ１よりも長くなるように受光領域７ａ・７ｂ・７ｃ・７ｄを配置している。
【０１０７】
以下では、図６（ａ）〜（ｃ）に基づいて、ホログラム素子２の光軸方向における位置誤差の影響について説明する。
【０１０８】
ホログラム素子２に光軸方向の位置誤差があるとき、図６（ａ）に示すように、情報記録層６ｃまたは情報記録層６ｄのいずれかに焦点が一致している場合であっても、光検出部７上の集光スポットＳＰ１および集光スポットＳＰ２はデフォーカス状態となる。このため、第１の出力信号（ＳＰ１ａ−ＳＰ１ｂ）＞０となり、第２の出力信号（ＳＰ２ｃ−ＳＰ２ｄ）＞０となる。したがって、フォーカス誤差信号ＦＥＳは、ＦＥＳ＝（ＳＰ１ａ−ＳＰ１ｂ）＋（ＳＰ２ｃ−ＳＰ２ｄ）＞０となり、フォーカス誤差信号ＦＥＳに大きなオフセットが発生する。
【０１０９】
このオフセットを除去するために、集光スポットＳＰ１・ＳＰ２・ＳＰ３の中心位置を結ぶ直線Ｘ１と、受光領域７ａ・７ｂの境界線および受光領域７ｃ・７ｄの境界線との相対位置をずらす調整をすればよい。つまり、上記第１の調整方法または上記第２の調整方法を用いて調整をすればよい。
【０１１０】
この調整方法として、図６（ｂ）に示すように、第１の調整方法を用いると、確かに上記回折光Ａ２の集光スポットＳＰ２は受光領域７ｃ・７ｄの境界線に跨って集光されるが、この方法では上記回折光Ａ１の集光スポットＳＰ１が受光領域７ｂにしか集光されないため、安定した球面収差制御ができなくなる。
【０１１１】
そこで、図６（ｃ）に示すように、第２の調整方法を用いると、集光スポットＳＰ１は受光領域７ｂのみならず受光領域７ａ・７ｂの境界線に跨って集光され、集光スポットＳＰ２は受光領域７ｃ・７ｄの境界線に跨って集光される。その結果、第１の出力信号（ＳＰ１ａ−ＳＰ１ｂ）および第２の出力信号（ＳＰ２ｃ−ＳＰ２ｄ）にオフセットを補正する作用が働くため、球面収差検出誤差が補正される。さらに、第１の出力信号（ＳＰ１ａ−ＳＰ１ｂ）および第２の出力信号（ＳＰ２ｃ−ＳＰ２ｄ）の両方に球面収差の変化に対して直線的な変化を示すため、第１の出力信号（ＳＰ１ａ−ＳＰ１ｂ）と第２の出力信号（ＳＰ２ｃ−ＳＰ２ｄ）との差信号として算出される球面収差誤差信号ＳＡＥＳも信号感度が一定となり、安定した球面収差制御ができる。
【０１１２】
以下では、光軸ＯＺと回折光Ａ１の光軸中心との最短距離Ｌ１と、光軸ＯＺと回折光Ａ２の光軸中心との最短距離Ｌ２とにおける関係について図７〜図９を用いて説明する。なお、図７〜図９では、球面収差誤差信号ＳＡＥＳと光ディスク６のカバー層６ｂの厚さ誤差との関係を表すグラフを示し、各グラフに対してホログラム素子２の光軸方向の高さ誤差ΔＺがΔＺ＝−０．２ｍｍ、０ｍｍ、＋０．２ｍｍとなる３つの条件について示している。また、高さ誤差ΔＺに付した符号は、プラス方向が半導体レーザ１とホログラム素子２との間隔が広がることを表し、各高さ誤差ΔＺに対してフォーカス誤差信号ＦＥＳのオフセットが０になるようにホログラム素子２の回転調整を行っている。
【０１１３】
図７は、上記距離Ｌ２が距離Ｌ１の４倍の関係にある場合を示し、図８は、距離Ｌ２が距離Ｌ１の２倍の関係にある場合を示し、図９は、距離Ｌ２が距離Ｌ１と等しい関係にある場合を示す。
【０１１４】
ここで、図７および図９は、高さ誤差ΔＺが０以外の場合において大きな球面収差検出誤差が発生しているのに対して、図８では球面収差検出誤差がほとんど発生していない。
【０１１５】
また、図１０に球面収差検出誤差と集光位置比率（Ｌ２／Ｌ１）との関係を示す。これにより、集光位置比率（Ｌ２／Ｌ１）の値が２の近傍において球面収差検出誤差が最小となることがわかる。
【０１１６】
本実施形態では、ホログラム素子２における球面収差信号検出のための分割形状として円弧形状を用いているが、これに限定されず、例えば楕円弧、直線、その他の形状の分割形状を用いてもよく、これらの場合、上記距離Ｌ１・Ｌ２を分割形状の合わせて最適化すればよい。
【０１１７】
また、本実施形態では、光ディスク６の情報記録層６ｃ・６ｄから反射した光ビーム（戻り光）を光検出部７に導くための手段としてホログラム素子２を用いているが、これに限定されず、例えばビームスプリッタとウェッジプリズムとを組み合わせたものを使用してもよい。もっとも、装置の小型化を図るためには、ホログラム素子を用いる方が好ましい。
【０１１８】
さらに、本実施形態では、半導体レーザ１と光検出部７とを一体化した光ピックアップ装置１０を用いて説明したが、光源に単体の半導体レーザを用いて、偏光ビームスプリッタ（図示せず。以下、ＰＢＳと称する）により光路を分割してＰＢＳの反射光を光検出部で受光してもよい。この場合、復路の光学系に光ビーム分離手段を配置すればよい。
【０１１９】
また、本実施形態では、球面収差補正機構としてコリメートレンズ３を駆動したが、コリメートレンズ３と対物レンズ４との間に配置したビームエキスパンダ（図示せず）を構成する２つのレンズの間隔を調整する機構を用いてもよい。
【０１２０】
さらに、本実施形態では、ホログラム素子２を、光軸ＯＺを中心に回転させて調整することについて説明したが、これに限られず、ホログラム素子２を固定して光検出部７を、光軸ＯＺを中心に回転させてもよいし、ホログラム素子２および光検出部７の両方を、光軸ＯＺを中心に回転させてもよい。
【０１２１】
〔実施の形態２〕
本発明の他の実施形態について図１１〜図１６に基づいて説明すると以下の通りである。なお、前記した実施の形態１で説明した構成と同様の機能を有する構成には同一の符号を付記し、その説明を省略する。
【０１２２】
本実施形態の光集積ユニット８０を備えた光ピックアップ装置は、図１１に示すように、光集積ユニット８０と、コリメートレンズ３と、対物レンズ４とを備えている。また、上記光集積ユニット８０から出射された光ビームは、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６の情報記録層６ｃまたは情報記録層６ｄ上に集光され、反射される。そして、上記反射した光（戻り光）は、再び対物レンズ４およびコリメートレンズ３を介して光集積ユニット８０内の光検出部２７上に集光される。
【０１２３】
以下、光集積ユニット８０の各構成について説明する。
【０１２４】
光集積ユニット８０は、図１２に示すように、半導体レーザ１と、偏光ビームスプリッタ（以下、ＰＢＳと称する）１４と、偏光回折素子１５と、１／４波長板１６と、ホルダ１７と、パッケージ１８・１９と、光検出部２７とを備えている。
【０１２５】
ＰＢＳ１４は、偏光ビームスプリッタ面（以下、ＰＢＳ面と称する）１４ａと、反射ミラー面１４ｂとを備えている。上記ＰＢＳ面１４ａは、半導体レーザ１からの光ビームを透過し、後述する第１の偏光ホログラム素子３１によって回折されたＳ偏光の光ビームを反射する。また、上記反射ミラー面１４ｂは上記ＰＢＳ面１４ａからのＳ偏光の光ビームを反射して光検出部２７へ導く。
【０１２６】
偏光回折素子１５は、第１の偏光ホログラム素子３１と、第２の偏光ホログラム素子３２（分離手段）とを備えている。第１の偏光ホログラム素子３１は、Ｐ偏光を回折させＳ偏光を透過させるものであり、ホログラムパターンとしてトラッキング誤差信号ＴＥＳを検出するための３ビーム生成用のものが形成されている。また、第２の偏光ホログラム素子３２は、Ｓ偏光を回折させＰ偏光を透過させるものであり、具体的には入射したＳ偏光を０次回折光（非回折光）と±１次回折光（回折光）とに回折する。なお、第１の偏光ホログラム素子３１および第２の偏光ホログラム素子３２に形成されるホログラムパターンについては後述する。また、これらによる偏光の回折は、各偏光ホログラム素子に形成された溝構造（格子）によって行われ、回折角度は上記格子のピッチ（以下、格子ピッチと称する）によって規定されている。
【０１２７】
１／４波長板１６は、Ｐ偏光の直線偏光が入射されると円偏光に変換し、円偏光が入射されるとＳ偏光の直線偏光に変換するものである。
【０１２８】
ホルダ１７は、パッケージ１８を収納するため、および半導体レーザ１の光ビームを通過させるための穴部と、パッケージ１９との機械的干渉を避けるための溝部とを備えている。そして、パッケージ１８は半導体レーザ１を収納しており、パッケージ１９は光検出部２７を収納している。
【０１２９】
以下に、本実施形態の光ピックアップ装置における光の通過経路について図１２を用いて説明する。
【０１３０】
半導体レーザ１から出射した光ビームは、ＰＢＳ面１４ａを透過し、第１の偏光ホログラム素子３１に入射する。ここで、光ビームはＰ偏光の直線偏光であるため、上記第１の偏光ホログラム素子３１によって回折され、３つの光ビーム（第１の光ビームおよび２つの第２の光ビーム）が生成される。３ビームを用いたトラッキング誤差信号ＴＥＳを検出する方法としては、例えば３ビーム法、差動プッシュプル（ＤＰＰ）法、位相シフトＤＰＰ法がある。
【０１３１】
３つの光ビームは、全て同じ経路によって光検出部２７に入射されるため、説明の便宜上、以下では単に光ビームとして説明する。
【０１３２】
上記回折された光ビームは、上記第２の偏光ホログラム素子３２を透過し、１／４波長板１６に入射する。その後、１／４波長板１６に入射した光ビームは、Ｐ偏光の直線偏光から円偏光に変換されてコリメートレンズ３および対物レンズ４を介して光ディスク６の情報記録層６ｃまたは情報記録層６ｄ上に集光され、反射される。
【０１３３】
反射した光ビーム（以下、戻り光と称する）は、対物レンズ４およびコリメートレンズ３を介して、１／４波長板１６に入射し、円偏光からＳ偏光の直線偏光に変換されて第２の偏光ホログラム素子３２に入射する。そして、上記Ｓ偏光の戻り光は、第２の偏光ホログラム素子３２によって回折されて０次回折光（非回折光）および±１次回折光（回折光）に分離され、第１の偏光ホログラム素子３１を透過し、ＰＢＳ面１４ａおよび反射ミラー面１４ｂによって反射されて光検出部２７に入射する。
【０１３４】
以下では、第１の偏光ホログラム素子３１のホログラムパターンとして、位相シフトＤＰＰ法を採用した場合について説明する。なお、上記ホログラムパターンは３ビーム法または差動プッシュプル法（ＤＰＰ法）を用いた規則的な直線格子でもよい。
【０１３５】
第１の偏光ホログラム素子３１のホログラムパターンは、図１３に示すように、領域３１ａおよび領域３１ｂを備えており、領域３１ａと領域３１ｂとは、周期構造の位相が互いに１８０°異なっている。これにより、上記第２の光ビームのプッシュプル信号振幅がほぼ０となり、対物レンズシフトやディスクチルトに対してオフセットをキャンセルすることができる。また、第１の偏光ホログラム素子３１上に照射される戻り光は、領域３１ａ・３１ｂに対して正確な位置あわせをすると良好なオフセットキャンセル性能が得られる。さらに、上記戻り光の有効径が大きい場合、経時変化や温度変化における戻り光と領域３１ａ・３１ｂとの位置ずれが発生したときの影響が小さくなる。
【０１３６】
次に、第２の偏光ホログラム素子３２のホログラムパターンを説明する。
【０１３７】
第２の偏光ホログラム素子３２のホログラムパターンは、図１４に示すように、３つの領域３２ａ・３２ｂ・３２ｃに分割されている。なお、上記３つの領域３２ａ・３２ｂ・３２ｃは、上述の実施形態１のホログラム素子２におけるホログラムパターンと同様であるため、説明は省略する。ここで、第２の偏光ホログラム素子３２において、球面収差誤差信号ＳＡＥＳは領域３２ａおよび領域３２ｂからの＋１次回折光を用いて検出され、フォーカス誤差信号ＦＥＳは領域３２ａ・３２ｂ・３２ｃからの＋１次回折光を用いたダブルナイフエッジ法によって検出される。
【０１３８】
また、第１の偏光ホログラム素子３１と第２の偏光ホログラム素子３２とは、マスク精度で正確な位置決めをして一体的に作製することができる。このため、所定のサーボ信号が得られるように第２の偏光ホログラム素子３２の位置調整を行うと同時に第１の偏光ホログラム素子３１の位置調整が完了する。これにより、光集積ユニット８０の組立調整が容易になると共に、調整精度が高くなるという効果が得られる。
【０１３９】
さらに、図１４に示すように、第２の偏光ホログラム素子３２を領域３２ａ・３２ｂ・３２ｃのように分割した場合、第２の偏光ホログラム素子３２上で光ビームがトラッキング方向（Ｘ方向）に移動すれば、領域３２ａから検出される光量と領域３２ｂから検出される光量との比率が変化する。一方、上記光ビームがトラックに平行な方向（Ｙ方向）に移動すれば、領域３２ａ・３２ｂ各々から検出される光量を合計した光量と、領域３２ｃから検出される光量との比率が変化する。これにより、上記比率を利用して第２の偏光ホログラム素子３２と光ビームまたは戻り光の中心との位置あわせが可能となる。したがって、位置あわせの分割パターンを形成する必要がなくなり、光ビームの全領域を利用したダブルナイフエッジ法によるフォーカス誤差信号ＦＥＳの検出が可能となり、安定したフォーカス制御を行うことができる。
【０１４０】
以下に、第２の偏光ホログラム素子３２に形成されるホログラムパターンと光検出部２７の受光パターンとの関係について図１５および図１６を用いて説明する。なお、第２の偏光ホログラム素子３２の中心位置は、実際は受光領域２７ａ〜２７ｄの中心位置に対応する位置に設置されるが、説明のためＹ方向にずらして図示している。ここで上記合焦状態とは、光ビームが対物レンズ４によって、情報記録層６ｃまたは情報記録層６ｄ上に集光されている状態をいう。
【０１４１】
図１５は、合焦状態であるときの対物レンズ４と情報記録層６ｃまたは情報記録層６ｄとの距離における０次回折光および±１次回折光を示す図である。
【０１４２】
往路光学系において第１の偏光ホログラム素子３１によって形成された３つの光ビーム（第１の光ビーム、２つの第２の光ビーム）は、光ディスク６の情報記録層６ｃまたは情報記録層６ｄで反射し、復路光学系において第２の偏光ホログラム素子３２により非回折光（０次回折光）と回折光（±１次回折光）とに分離される。具体的には、第２の偏光ホログラム素子３２は、３つの０次回折光と６つの＋１次回折光と３つの−１次回折光とを形成する。そのうち０次回折光は、プッシュプル法によるトラッキング誤差信号ＴＥＳの検出ができるように、ある程度の大きさの光ビームとなるように設計される。
【０１４３】
光検出部２７は、図１５に示すように、１４個の受光領域２７ａ〜２７ｎを備えており、０次回折光および±１次回折光のうち、ＲＦ信号やサーボ信号の検出に必要な光を受光する。本実施形態では、上記０次回折光のビーム径が受光領域である程度の大きさとなるように、受光領域２７ａ〜２７ｈを０次回折光の集光点に対して若干負の光軸方向（Ｚ方向）にずらして設置しているが、若干正の光軸方向（Ｚ方向）にずらしてもよい。このように、ある程度の大きさのビーム径を有する光ビームが受光領域２７ａ〜２７ｄの境界部に集光されるため、上記４つの受光領域２７ａ〜２７ｄの出力が等しくなるように調整することにより０次回折光および光検出部２７の位置調整が可能となる。
【０１４４】
また、図１６は、対物レンズ４と情報記録層６ｃまたは情報記録層６ｄとの距離が、合焦状態であるときの上記距離よりも短い場合における０次回折光および±１次回折光を示す図である。ただし、上記距離が合焦状態における距離よりも長くあるいは短くなることによって光ビームのビーム径は大きくなるが、受光領域から光ビームのはみ出しは発生しない。
【０１４５】
次に、サーボ信号生成の動作について図１５および図１６を用いて説明する。なお、以下では受光領域２７ａ〜２７ｈによって変換された電気信号をそれぞれＳＰ０ａ〜ＳＰ０ｈとし、受光領域２７ｉ・２７ｊによって変換された電気信号をＳＰ１ｉ・ＳＰ１ｊとし、受光領域２７ｋ・２７ｌによって変換された電気信号をＳＰ２ｋ・ＳＰ２ｌとし、受光領域２７ｍ・２７ｎによって変換された電気信号をＳＰ３ｍ・ＳＰ３ｎとする。
【０１４６】
ＲＦ信号（ＲＦ）は、０次回折光を用いて検出され、以下の式で算出される。
【０１４７】
ＲＦ＝ＳＰ０ａ＋ＳＰ０ｂ＋ＳＰ０ｃ＋ＳＰ０ｄ
そして、位相シフトＤＰＰ法によるトラッキング誤差信号ＴＥＳは以下の式で算出される。
【０１４８】
ＴＥＳ＝｛（ＳＰ０ａ＋ＳＰ０ｂ）−（ＳＰ０ｃ＋ＳＰ０ｄ）｝
−α｛（ＳＰ０ｅ−ＳＰ０ｆ）＋（ＳＰ０ｇ−ＳＰ０ｈ）｝
なお、式中αは対物レンズシフトや光ディスクチルトによるオフセットをキャンセルするのに最適な係数に設定される。
【０１４９】
さらに、フォーカス誤差信号ＦＥＳはダブルナイフエッジ法を用いて検出され、以下の式で算出される。
【０１５０】
ＦＥＳ＝（ＳＰ３ｍ−ＳＰ３ｎ）−｛（ＳＰ１ｉ−ＳＰ１ｊ）＋（ＳＰ２ｋ−ＳＰ２ｌ）｝
以下では、光軸ＯＺと第２の偏光ホログラム素子３２によって分割された回折光の光軸中心との距離Ｌ１・Ｌ２・Ｌ３について説明する。
【０１５１】
まず、第２の偏光ホログラム素子３２の領域３２ａによって回折された光を回折光Ｂ１とし、領域３２ｂによって回折された光を回折光Ｂ２とし、領域３２ｃによって回折された光を回折光Ｂ３とする。
【０１５２】
距離Ｌ１は光軸ＯＺと上記回折光Ｂ１によって形成される集光スポットＳＰ１との最短距離を表し、距離Ｌ２は光軸ＯＺと上記回折光Ｂ２によって形成される集光スポットＳＰ２との最短距離を表し、距離Ｌ３は光軸ＯＺと上記回折光Ｂ３によって形成される集光スポットＳＰ３との最短距離を表す。
【０１５３】
本実施形態では、距離Ｌ２が距離Ｌ１の略２倍となるように設定する。これにより、第２の偏光ホログラム素子３２の光軸方向（Ｚ方向）における高さ誤差があっても、光軸ＯＺを中心に回転し集光スポットＳＰ１・ＳＰ２をトラックに平行な方向（Ｙ方向）にずらすことにより、集光スポットＳＰ１は受光領域２７ａと受光領域２７ｂとの境界上に跨って集光され、集光スポットＳＰ２は受光領域２７ｃと受光領域２７ｄとの境界上に跨って集光される。ここで、第３の出力信号を（ＳＰ１ｉ−ＳＰ１ｊ）とし、第４の出力信号を（ＳＰ２ｋ−ＳＰ２ｌ）とすると、第３の出力信号（ＳＰ１ｉ−ＳＰ１ｊ）と第４の出力信号（ＳＰ２ｋ−ＳＰ２ｌ）との両方にオフセットを補正する作用が働き、球面収差検出誤差が補正される。さらに、第３の出力信号（ＳＰ１ｉ−ＳＰ１ｊ）および第４の出力信号（ＳＰ２ｋ−ＳＰ２ｌ）とも球面収差の変化に対して直線的な変化を示すため、第３の出力信号（ＳＰ１ｉ−ＳＰ１ｊ）と第４の出力信号（ＳＰ２ｋ−ＳＰ２ｌ）との差信号として演算される球面収差誤差信号ＳＡＥＳも信号感度が一定となり、安定した球面収差制御ができる。
【０１５４】
また、本実施形態では、第２の偏光ホログラム素子３２を、光軸ＯＺを中心に回転させて調整することについて説明したが、これに限られず、第２の偏光ホログラム素子３２を固定して光検出部２７を、光軸ＯＺを中心に回転させてもよいし、第２の偏光ホログラム素子３２および光検出部２７の両方を、光軸ＯＺを中心に回転させてもよい。
【０１５５】
このように、本実施形態の収差検出装置は、対物レンズ４（集光光学系）を通過した光ビームを、当該光ビームの光軸ＯＺを含む回折光Ａ１・Ｂ１（第１光ビーム）と、上記光軸ＯＺから見て上記回折光Ａ１・Ｂ１よりも外側の回折光Ａ２・Ｂ２（第２光ビーム）とに分離するホログラム素子２・第２の偏光ホログラム素子３２（分離手段）と、上記ホログラム素子２・第２の偏光ホログラム素子３２によって分離された２つの光ビームの集光スポット（検出手段での照射位置）に基づいて、上記対物レンズ４の球面収差を検出する制御信号生成部５５（球面収差検出手段）とを備えている収差検出装置において、上記光軸ＯＺと回折光Ａ２・Ｂ２の集光スポットＳＰ２との最短距離Ｌ２が、該光軸ＯＺと回折光Ａ１・Ｂ１の集光スポットＳＰ１との最短距離Ｌ１よりも長く設定されていると共に、上記ホログラム素子２・第２の偏光ホログラム素子３２は、上記光軸ＯＺを中心に回転可能に設けられているという構成である。
【０１５６】
光ビームが設計と異なる厚みのカバー層６ｂと対物レンズ４を通過することにより、球面収差が生じる。そこで、上記ホログラム素子２・第２の偏光ホログラム素子３２が上記光ビームを当該光ビームの光軸ＯＺを含む回折光Ａ１・Ｂ１と、上記光軸ＯＺから見て回折光Ａ１・Ｂ１よりも外側の回折光Ａ２・Ｂ２とに分離し、それぞれを異なる光検出部７・２７に受光させる。これにより、球面収差の影響を補正することができる。
【０１５７】
しかしながら、上記ホログラム素子２・第２の偏光ホログラム素子３２の取り付け位置に光軸ＯＺ方向の高さ誤差があると、焦点ずれによるオフセットが発生するため、球面収差に検出誤差が発生し、正確な球面収差検出ができなくなる。
【０１５８】
したがって、このオフセットを除去する必要がある。このオフセットを除去する方法として、例えば、上記回折光Ａ１・Ｂ１におけるオフセットを除去するように光検出部７・２７を平行移動させることが挙げられる。しかしながら、この方法では、上記回折光Ａ２・Ｂ２の集光スポットＳＰ２があまり移動しないこととなるため、上記回折光Ａ２・Ｂ２におけるオフセットが除去できない。
【０１５９】
一方、本発明の構成によれば、上記ホログラム素子２・第２の偏光ホログラム素子３２が上記光軸ＯＺを中心に回転可能に設けられているため、回転すると、集光スポットＳＰ１・ＳＰ２も該光軸ＯＺを中心として移動する。
【０１６０】
ここで、上記光軸ＯＺと上記集光スポットＳＰ２との最短距離Ｌ２は、該光軸ＯＺと上記集光スポットＳＰ１との最短距離Ｌ１よりも長く設定されている。このため、上記ホログラム素子２・第２の偏光ホログラム素子３２が該光軸ＯＺを中心に回転することにより、上記集光スポットＳＰ１はあまり移動せず、上記集光スポットＳＰ２は上記集光スポットＳＰ１よりも大きく移動する。
【０１６１】
これにより、上記回折光Ａ１・Ｂ１におけるオフセットを除去するように上記集光スポットＳＰ１を移動させると、上記集光スポットＳＰ２も回折光Ａ２・Ｂ２におけるオフセットが除去できる程度移動する。このため、上記光検出部７・２７から得られる信号は、オフセットを補正する作用が働き、球面収差検出誤差が補正される。また、上記信号は球面収差の変化に対して直線的な変化を示すため、球面収差誤差信号ＳＡＥＳも信号感度が一定となり、安定した球面収差制御ができる。
【０１６２】
また、収差検出装置は、上述の通り、前記光軸ＯＺと回折光Ａ２・Ｂ２の集光スポットＳＰ２との最短距離Ｌ２が、該光軸ＯＺと回折光Ａ１・Ｂ１の集光スポットＳＰ１との最短距離Ｌ１の略２倍であるという構成である。
【０１６３】
この構成によれば、上記光軸ＯＺと集光スポットＳＰ２との最短距離Ｌ２が、該光軸ＯＺと集光スポットＳＰ１との最短距離Ｌ１の略２倍とすることにより、実験の結果、高さ誤差が生じた場合であっても球面収差検出誤差を小さくする、すなわち吸収することができる。
【０１６４】
さらに、本実施形態の光ピックアップ装置１０は、半導体レーザ１（光源）と、半導体レーザ１から照射される光ビームを光ディスク６（記録媒体）に集光させる対物レンズ４と、上記光ディスク６から反射して上記対物レンズ４を通過した光ビームを、当該光ビームの光軸ＯＺを含む回折光Ａ１・Ｂ１と、上記光軸ＯＺから見て上記回折光Ａ１・Ｂ１よりも外側の回折光Ａ２・Ｂ２とに分離するホログラム素子２・第２の偏光ホログラム素子３２と、上記ホログラム素子２・第２の偏光ホログラム素子３２によって分離された２つの光ビームの集光スポットＳＰ１・ＳＰ２に基づいて、上記対物レンズ４の球面収差を検出する制御信号生成部５５と、上記制御信号生成部５５によって検出された球面収差を補正する収差補正駆動制御部５４とを備えている光ピックアップ装置において、上記光軸ＯＺと回折光Ａ２・Ｂ２の集光スポットＳＰ２との最短距離Ｌ２が、該光軸ＯＺと回折光Ａ１・Ｂ１の集光スポットＳＰ１との最短距離Ｌ１よりも長くなるように設定されていると共に、上記ホログラム素子２・第２の偏光ホログラム素子３２は、上記光軸ＯＺを中心に回転可能に設けられているという構成である。
【０１６５】
この構成によれば、上記ホログラム素子２・第２の偏光ホログラム素子３２が上記光軸ＯＺを中心に回転可能に設けられているため、回転すると、集光スポットＳＰ１・ＳＰ２も該光軸ＯＺを中心として移動する。
【０１６６】
ここで、上記光軸ＯＺと上記集光スポットＳＰ２との最短距離Ｌ２は、該光軸ＯＺと上記集光スポットＳＰ１との最短距離Ｌ１よりも長く設定されている。このため、上記ホログラム素子２・第２の偏光ホログラム素子３２が該光軸ＯＺを中心に回転することにより、上記集光スポットＳＰ１はあまり移動せず、上記集光スポットＳＰ２は上記集光スポットＳＰ１よりも大きく移動する。
【０１６７】
これにより、上記回折光Ａ１・Ｂ１におけるオフセットを除去するように上記集光スポットＳＰ１を移動させると、上記集光スポットＳＰ２も回折光Ａ２・Ｂ２におけるオフセットが除去できる程度移動する。このため、上記光検出部７・２７から得られる信号は、オフセットを補正する作用が働き、球面収差検出誤差が補正される。また、上記信号は球面収差の変化に対して直線的な変化を示すため、球面収差誤差信号ＳＡＥＳも信号感度が一定となり、安定した球面収差制御ができる。
【０１６８】
また、光ピックアップ装置１０は、上述の通り、前記光軸ＯＺと回折光Ａ２・Ｂ２の集光スポットＳＰ２との最短距離Ｌ２が、該光軸ＯＺと回折光Ａ１・Ｂ１の集光スポットＳＰ１との最短距離Ｌ１の略２倍であるという構成である。
【０１６９】
この構成によれば、上記光軸ＯＺと集光スポットＳＰ２との最短距離Ｌ２が、該光軸ＯＺと集光スポットＳＰ１との最短距離Ｌ１の略２倍とすることにより、実験の結果、高さ誤差が生じた場合であっても球面収差検出誤差を小さくする、すなわち吸収することができる。
【０１７０】
さらに、光ピックアップ装置１０は、上述の通り、前記ホログラム素子２・第２の偏光ホログラム素子３２および光検出部７・２７の少なくとも１つは、フォーカス誤差信号ＦＥＳにオフセットの発生しない位置に回転されているという構成である。
【０１７１】
この構成によれば、上記ホログラム素子２・第２の偏光ホログラム素子３２および光検出部７・２７の少なくとも１つが、フォーカス誤差信号ＦＥＳにオフセットが発生しない程度に回転する。これにより、フォーカス誤差信号ＦＥＳにオフセットが発生せずに球面収差検出誤差ＳＡＥＳが補正されることとなる。
【０１７２】
また、収差検出装置は、集光光学系を通過した光ビームを、該光ビームの光軸を含む第１の光ビームと、該光ビームを含まない第２の光ビームとに分離する光ビーム分離手段と、上記光ビーム分離手段によって分離された２つの光ビームの焦点位置に基づいて、上記集光光学系の球面収差を検出する球面収差検出手段とを備えた収差検出装置において、上記光ビーム分離手段は、光軸から第２の光ビームの集光点までの距離が、光軸から第１の集光点までの距離よりも遠くなるように光ビームを分離することとしてもよい。
【０１７３】
さらに、収差検出装置は、上記光軸から第１の光ビームの集光点までの距離をＬ１、上記光軸から第２の光ビームの集光点までの距離をＬ２とした場合、Ｌ２がＬ１の略２倍であることとしてもよい。
【０１７４】
また、収差検出装置は、上記球面収差検出手段から所定の球面収差が検出できるように、上記光ビーム分離手段の光軸中心の回転位置が設定されることとしてもよい。
【０１７５】
さらに、光ピックアップ装置は、光源と、上記光源から照射される光ビームを光記録媒体に集光させる集光光学系と、上記集光光学系を通過した光ビームを、該光ビームの光軸を含む第１の光ビームと、該光ビームを含まない第２の光ビームとに分離する光ビーム分離手段と、上記光ビーム分離手段によって分離された２つの光ビームの焦点位置に基づいて、上記集光光学系の球面収差を検出する球面収差検出手段と、上記球面収差検出手段によって検出された球面収差を補正する球面収差補正手段と、上記光ビームの光軸から第２の光ビームの集光点までの距離が、該光軸から第１の集光点までの距離よりも遠くなるように光ビームを分離する光ビーム分離手段とを備えることとしてもよい。
【０１７６】
また、光ピックアップ装置は、上記光軸から第１の光ビームの集光点までの距離をＬ１、上記光軸から第２の光ビームの集光点までの距離をＬ２とした場合、Ｌ２がＬ１の略２倍であることとしてもよい。
【０１７７】
さらに、光ピックアップ装置は、上記球面収差検出手段から所定の球面収差が検出できるように、上記光ビーム分離手段の光軸中心の回転位置が設定されることとしてよい。
【０１７８】
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【０１７９】
本発明は、光分離手段の取り付け位置に光軸方向の高さ誤差があった場合においても、収差検出信号の検出誤差が発生しないように光分離手段による集光位置を最適化した収差検出装置およびこの収差検出装置を備えた光ピックアップ装置に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【０１８０】
【図１】本発明の実施形態１の光ピックアップ装置に用いるホログラム素子と光検出部との関係を示す平面図である。
【図２】上記光ピックアップ装置を備えた光ディスク記録再生装置の概略構成図である。
【図３】上記光ピックアップ装置の光学系を示す概略構成図である。
【図４】上記光ピックアップ装置に用いるホログラム素子のホログラムパターンを示す平面図である。
【図５】（ａ）は、上記光ピックアップ装置の光検出部における合焦状態である場合の受光状態を示す平面図であり、（ｂ）は、上記光検出部の合焦状態でない場合の受光状態を示す平面図であり、（ｃ）は、球面収差が発生している場合の上記光検出部における受光状態を示す平面図である。
【図６】（ａ）は、上記光検出部において、ホログラム素子に位置誤差がある場合の受光状態を示す平面図であり、（ｂ）は、上記ホログラム素子をトラックに平行な方向（Ｙ方向）にずらしたときの受光状態を示す平面図であり、（ｃ）は、上記ホログラム素子を、光軸を中心に回転させたときの受光状態を示す平面図である。
【図７】上記光ピックアップ装置におけるホログラム素子の取り付け位置に光軸方向の高さ誤差がある場合（距離Ｌ２が距離Ｌ１の４倍の長さ）の球面収差誤差検出信号を説明するグラフである。
【図８】上記光ピックアップ装置におけるホログラム素子の取り付け位置に光軸方向の高さ誤差がある場合（距離Ｌ２が距離Ｌ１の２倍の長さ）の球面収差誤差検出信号を説明するグラフである。
【図９】上記光ピックアップ装置におけるホログラム素子の取り付け位置に光軸方向の高さ誤差がある場合（距離Ｌ１と距離Ｌ２とが同じ長さ）の球面収差誤差検出信号を説明するグラフである。
【図１０】上記光ピックアップ装置におけるホログラム素子の取り付け位置に光軸方向の高さ誤差がある場合の球面収差誤差信号の検出誤差を説明するグラフである。
【図１１】本発明における光ピックアップ装置の他の実施の形態を示すものであり、光ピックアップ装置の光学系を示す概略構成図である。
【図１２】上記光ピックアップ装置の光集積ユニットを示す概略構成図である。
【図１３】上記光ピックアップ装置に用いる第１の偏光ホログラム素子のホログラムパターンを示す平面図である。
【図１４】上記光ピックアップ装置に用いる第２の偏光ホログラム素子のホログラムパターンを示す平面図である。
【図１５】上記光ピックアップ装置に用いる光検出部の受光パターンを示す平面図である。
【図１６】上記光ピックアップ装置に用いる光検出部の受光パターンを示す平面図である。
【図１７】従来の光ピックアップ装置の光学系を示す概略構成図である。
【図１８】従来の光ピックアップ装置に用いるホログラム素子と光検出部との関係を示す平面図である。
【図１９】（ａ）は、従来の光ピックアップ装置の対物レンズと光ディスクとの距離が合焦状態のときの距離よりも長い場合における光検出部の受光状態を示す平面図であり、（ｂ）は、上記光ピックアップ装置の光検出部における合焦状態である場合の受光状態を示す平面図であり、（ｃ）は、上記光ピックアップ装置の対物レンズと光ディスクとの距離が合焦状態のときの距離よりも短い場合における光検出部の受光状態を示す平面図である。
【図２０】（ａ）は、球面収差が発生している場合における従来の光ピックアップ装置の対物レンズと光ディスクとの距離が合焦状態のときの距離よりも長い場合の光検出部の受光状態を示す平面図であり、（ｂ）は、球面収差が発生している場合における上記光ピックアップ装置の対物レンズと光ディスクとの距離が合焦状態のときの距離よりも短い場合の光検出部の受光状態を示す平面図である。
【図２１】（ａ）は、従来の光ピックアップ装置の光検出部において、ホログラム素子に位置誤差がある場合の受光状態を示す平面図であり、（ｂ）は、上記ホログラム素子をトラックに平行な方向（Ｙ方向）にずらしたときの受光状態を示す平面図であり、（ｃ）は、上記ホログラム素子を、光軸を中心に回転させたときの受光状態を示す平面図である。
【符号の説明】
【０１８１】
１    半導体レーザ（光源）
２    ホログラム素子（分離手段）
２ａ  第１の領域
２ｂ  第２の領域
２ｃ  第３の領域
３    コリメートレンズ
４    対物レンズ（集光光学系）
６    光ディスク（記録媒体）
７    光検出部（検出手段）
７ａ〜７ｅ  受光領域
３２  第２の偏光ホログラム素子（分離手段）
５５  制御信号生成部（球面収差検出手段）
Ｄ１  直線
Ｅ１  円弧
ＯＺ  光軸
Ａ１・Ｂ１  回折光（第１光ビーム）
Ａ２・Ｂ２  回折光（第２光ビーム）
Ａ３・Ｂ３  回折光
ＳＰ１〜ＳＰ３  集光スポット
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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