(57)【要約】 【課題】  信号品質の低下を来すことなく安定したフォーカスサーボを実現することのできるフォーカス誤差検出装置を提供する。【解決手段】  対物レンズ３６と光記録媒体３８との距離を制御するための光記録媒体３８による反射光検出結果を出力するフォーカス誤差検出装置３１には、対物レンズ３６と２分割受光セグメント３７ａ，３７ｂとの間に、光記録媒体３８による反射光の一部が２分割受光セグメント３７ａ，３７ｂへ入射するように光路を曲げるとともに、２分割受光セグメント３７ａ，３７ｂへ入射する反射光の光束を複数に分割するホログラム素子３４が設けられる。【選択図】      図１
2006024285.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源から出射されて対物レンズで反射体に集光され、反射体によって反射された光の一部を２分割光検出器に入射させ、対物レンズと反射体との距離を制御するための反射光検出結果を２分割検出器から出力するフォーカス誤差検出装置において、
対物レンズと２分割光検出器との間に設けられる光束分割手段であって、反射体による反射光の一部が２分割光検出器へ入射するように光路を曲げるとともに、２分割光検出器へ入射する反射光の光束を複数に分割する光束分割手段を備えることを特徴とするフォーカス誤差検出装置。
【請求項２】
光束分割手段は、
複数に分割された領域を有するホログラムパターンを備えるホログラム素子であることを特徴とする請求項１記載のフォーカス誤差検出装置。
【請求項３】
ホログラムパターンは、ホログラムパターンを少なくとも２つの領域に分割する分割線を有し、
ホログラム素子によって複数に分割される光束は、
ホログラムパターン上で、該分割線に対して直交する仮想直線に関して両側で面積が等しくなるように集光されることを特徴とする請求項２記載のフォーカス誤差検出装置。
【請求項４】
光束分割手段によって分割される複数の光束は、
光束の光軸に垂直な断面形状が、略半円を分割した互いに等面積の扇型であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載のフォーカス誤差検出装置。
【請求項５】
光束分割手段によって分割される複数の光束は、
光束の光軸に垂直な断面が、同心円または同心円の部分を成すことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載のフォーカス誤差検出装置。
【請求項６】
光を用いて光記録媒体に情報を記録および／または光記録媒体から情報を再生する光ピックアップ装置において、
前記請求項１〜５のいずれか１つのフォーカス誤差検出装置を備えることを特徴とする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、フォーカス誤差検出装置およびそれを備える光ピックアップ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
たとえばコンパクトディスク（略称ＣＤ）、デジタルバーサタイルディスク（略称ＤＶＤ）などの光記録媒体に情報を記録／再生する光情報記録再生装置に搭載される光ピックアップ装置では、光源から出射されるたとえばレーザ光のスポットを、光記録媒体の情報記録面に合焦させるためにフォーカスサーボが行われる。フォーカスサーボは、光記録媒体によって反射された反射光を光検出器でフォーカス誤差信号として検出し、フォーカス誤差信号に応答して対物レンズが装着されるアクチュエータを、光記録媒体に対して近接離反方向に移動させることによって実現される。
【０００３】
フォーカス誤差信号の検出には、非点収差法またはナイフエッジ法等が広く用いられている。図５は、従来のナイフエッジ法によるフォーカス誤差検出方法の概要を説明する図である。図５（ａ）では、光スポットが、光記録媒体の情報記録面１よりも対物レンズ２寄りの（近い）位置で合焦している状態を示し、図５（ｂ）では、光スポットが、光記録媒体の情報記録面１で丁度合焦している状態を示し、図５（ｃ）では、光スポットが、光記録媒体の情報記録面１よりも対物レンズ２を基準にして遠い位置で合焦している状態を示す。
【０００４】
従来のナイフエッジ法によるフォーカス誤差検出では、光記録媒体によって反射されて対物レンズ２とコリメートレンズ３とを透過し、２分割受光素子５ａ，５ｂへ集光される反射光の一部を、ナイフエッジと呼ばれる遮蔽板４によって遮光する。
【０００５】
図６は、図５に示す光記録媒体上の各焦点位置に対応する２分割受光素子５ａ，５ｂ上における光スポットの状態を示す図である。図６（ａ）は、前述の近い位置で合焦している場合の２分割受光素子５ａ，５ｂ上における光スポット６ａを示し、図６（ｂ）は、光記録媒体の情報記録面で合焦している場合の２分割受光素子５ａ，５ｂ上における光スポット６ｂを示し、図６（ｃ）は、遠い位置で合焦している場合の２分割受光素子５ａ，５ｂ上における光スポット６ｃを示す。
【０００６】
２分割受光素子５ａ，５ｂ上における光スポットの形状は、合焦状態すなわち対物レンズ２と光記録媒体との距離に応じて、半円６ａ→円（点）６ｂ→反転した半円６ｃというように変化する。したがって、２分割受光素子５ａ，５ｂの一方において検出される信号と、他方において検出される信号との出力の差からフォーカス誤差信号を生成することができる。
【０００７】
図７は、従来のナイフエッジ法によるフォーカス誤差信号を例示する図である。図７では、横（Ｘ）軸が対物レンズ２と光記録媒体との距離であり、縦（Ｙ）軸が信号強度を表す。図７中のライン７が、フォーカス誤差信号を表し、フォーカス誤差信号は略Ｓ字状を呈する。略Ｓ字状を呈するフォーカス誤差信号は、次の直線範囲Ｌ１、引き込み範囲Ｌ２および感度αの３つの要素によってその特性が定まる。
【０００８】
直線範囲Ｌ１とは、対物レンズ２と光記録媒体との距離に対応して検出される信号強度が直線的に増減する比例関係を有する範囲である。引き込み範囲Ｌ２とは、比例関係から若干外れる部分を含むけれども、フォーカスサーボの制御に利用可能な程度に、対物レンズ２と光記録媒体との距離と検出信号強度との間に有意な関係を有する範囲である。感度αとは、フォーカス誤差信号であるライン７の直線範囲Ｌ１部分が横（Ｘ）軸と成す傾きで与えられる。
【０００９】
フォーカス誤差信号の引き込み範囲Ｌ２、直線範囲Ｌ１、感度αは、光学系および受光素子５ａと受光素子５ｂと間の距離等の影響を受ける。光学系は、対物レンズ２を出射するスポット径および光出力等で決定される。また２分割受光素子５ａ，５ｂ相互間の距離は、受光素子の周波数特性に影響を及ぼす。
【００１０】
従来のナイフエッジ法によるフォーカス誤差信号は、光学系および受光素子の間隔等によって、特性が左右されるので、最適な特性を得ることが困難な場合があり、直線範囲の感度αが高い、直線範囲Ｌ１が狭い、引き込み範囲Ｌ２が狭い等の特性に起因してフォーカスサーボ特性に悪影響を及ぼすことがある。たとえば、光学系が高倍率、かつ受光素子の周波数特性が高い性能が必要とされる場合、フォーカス誤差信号の適正な特性を得ることができずに、光記録媒体の再生または書込み時に、サーボが不安定になったり、サーボが入らない等の不具合が発生することがある。
【００１１】
このような問題を解決する先行技術に、フォーカス検出手段が記録媒体による反射光の中心近傍の帯状部分を光束領域分割手段で分割して検出しフォーカス信号を生成するというものがある（特許文献１参照）。
【００１２】
図８は、先行技術における光ピックアップ１０のフォーカス信号生成の概要を示す図である。光ピックアップ１０では、記録媒体からの反射光が、検出レンズ１１を透過し、光束領域分割手段１２で中心近傍の帯状部分と残余の部分とに分割され、中心近傍の帯状部分の光が２分割受光素子１３によって検出され、残余の部分の光がもう一つの受光素子１４によって検出される。
【００１３】
光束領域分割手段１２は、透明基板１５と、透明基板１５の検出レンズ１１を臨む面に設けられる平板ミラー１６とを含む。平板ミラー１６は、その中心部に帯状の透過部１６ａと、帯状の透過部１６ａの両側に設けられる反射膜１６ｂとによって構成される。透過部１６ａと透明基板１５とを透過した光が、前述のように２分割受光素子１３によって検出され、各分割部分の出力信号の差からフォーカス信号が生成される。反射膜１６ｂで反射された残余の光が、もう一つの受光素子１４で検出され、その出力信号から再生信号およびトラック信号が生成される。
【００１４】
この光ピックアップ１０では、反射光を光束領域分割手段１２によって分割し、フォーカス信号生成のために２分割受光素子１３が受光する光量を少なくすることによって感度の低減を実現している。
【００１５】
しかしながら、特許文献１に開示される光ピックアップ１０には、以下のような問題がある。記録媒体による反射光を光束領域分割手段１２によって分割し、中心部の帯状部分の光でフォーカス信号を生成し、その残余の光で再生信号とトラック信号とを生成するので、再生信号の生成のために用いられる光の光量が中心部の帯状部分だけ減少し、再生信号の品質が低下するという問題がある。また、受光素子の配設個所が、フォーカス信号生成のための２分割受光素子１３と、再生信号およびトラック信号生成のためのもう一つの受光素子１４との２個所に分散されることになり、これら２箇所に受光素子を配設するためのスペースが必要とされるので、小型化の支障になるという問題がある。
【００１６】
【特許文献１】特開平９−１８０２４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
本発明の目的は、信号品質の低下を来すことなく安定したフォーカスサーボを実現することのできるフォーカス誤差検出装置およびそれを備え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】
【００１８】
図９は、対物レンズ２１と光記録媒体２２との距離が変化した時の２分割受光素子ａ，ｂに入射する光と各受光素子ａ，ｂからの出力とフォーカス誤差信号との関係を示す図である。図９では、光記録媒体２２で反射された反射光が、再び対物レンズ２１とコリメートレンズ２３とを透過し、ホログラム素子２４に形成されるホログラムパターンの半円領域部で分割された１つの光束が２分割受光素子ａ，ｂに入射する状態を示す。
【００１９】
ホログラム素子２４で分割された１つの光束による光スポットは、対物レンズ２１と光記録媒体２２との位置関係が、近い位置から合焦位置を経て遠い位置に変化する過程において、図９（ｂ）に示すように、受光素子ａに半円形状で入射してその形状が小さくなり、次いで点形状となって受光素子ａと受光素子ｂとにまたがって入射し、さらに受光素子ｂに半円形状で入射してその形状が大きくなる。
【００２０】
このときの受光素子ａおよび受光素子ｂそれぞれの出力は、図９（ｃ）のように得られる。フォーカス誤差信号は、受光素子ａと受光素子ｂとの出力差で得られ、図９（ｄ）のライン２５のように得られる。フォーカス誤差信号２５をホログラム素子２４で分割される１つの光束を２分割受光素子ａ，ｂに入射させることによって得るようにすると、前述のように、その感度α１が高く、その引き込み範囲も狭くなる。
【００２１】
ところが、ホログラム素子で分割された複数の光束を２分割受光素子に入射させることによって、フォーカス誤差信号の特性を変えることが可能になる。
【００２２】
図１０は、ホログラム素子２６で分割された複数の光束を２分割受光素子ａ，ｂに入射させる場合における２分割受光素子ａ，ｂに入射する光と各受光素子ａ，ｂからの出力とフォーカス誤差信号との関係を示す図である。
【００２３】
ホログラム素子２６で分割された複数の光束による光スポットが、２分割受光素子ａ，ｂの両方に入射（各受光素子ａとｂとに入射する光量は異なる）するように、ホログラム素子２６と２分割受光素子ａ，ｂとを配置する。対物レンズ２１と光記録媒体２２との位置関係が、近い位置から合焦位置を経て遠い位置に変化する過程において、図１０（ｂ）に示すように、複数の光束によって形成される複数の光スポットは、半円形状で入射してその形状が小さくなり、次いで点形状となり、さらに反転した半円形状となってその形状が大きくなるけれども、前述の図９（ｂ）と異なり、複数の光スポットが常に受光素子ａと受光素子ｂとの両方に入射している。
【００２４】
このときの各受光素子ａ，ｂの出力は、図１０（ｃ）に示すように、対物レンズ２１と光記録媒体２２との距離が、たとえば近い位置から合焦位置へと変化するのに伴って、受光素子ａの出力は増加するけれども、受光素子ｂの出力も増加する。したがって、図１０（ｄ）のライン２７で示すフォーカス誤差信号の変化は小さくなり、その感度α２を下げることができる。なお図１０（ｄ）中のフォーカス誤差信号２５は先の図９（ｄ）のフォーカス誤差信号２５と同一であり、比較のために記載している。
【００２５】
フォーカス誤差信号２７の振幅ｗ２は、先の１つの光束で得られるフォーカス誤差信号２５の振幅ｗ１と比較して小さくなるけれども、感度が低下し、引き込み範囲を広くすることができる。また、受光素子ａ，ｂのそれぞれに入射する光量の和は、先の１つの光束による場合と比較しても減少することがないので再生信号、トラック誤差信号の品位の劣化を来すことがない。
【００２６】
すなわち、光記録媒体による反射光が多分割されて形成される光束を、２分割受光素子に入射させることによって、あたかも大きな断面積を有する光ビームが、合焦点および近い（遠い）位置のいずれにおいても２分割受光素子それぞれに入射するようにできるので、フォーカス誤差信号の感度を小さくすることができる。
本発明者らは、上記のような知見に基づいて本発明に至ったものである。
【００２７】
本発明は、光源から出射されて対物レンズで反射体に集光され、反射体によって反射された光の一部を２分割光検出器に入射させ、対物レンズと反射体との距離を制御するための反射光検出結果を２分割検出器から出力するフォーカス誤差検出装置において、
対物レンズと２分割光検出器との間に設けられる光束分割手段であって、反射体による反射光の一部が２分割光検出器へ入射するように光路を曲げるとともに、２分割光検出器へ入射する反射光の光束を複数に分割する光束分割手段を備えることを特徴とするフォーカス誤差検出装置である。
【００２８】
また本発明は、光束分割手段は、複数に分割された領域を有するホログラムパターンを備えるホログラム素子であることを特徴とする。
【００２９】
また本発明は、ホログラムパターンは、ホログラムパターンを少なくとも２つの領域に分割する分割線を有し、
ホログラム素子によって複数に分割される光束は、
ホログラムパターン上で、該分割線に対して直交する仮想直線に関して両側で面積が等しくなるように集光されることを特徴とする。
【００３０】
また本発明は、光束分割手段によって分割される複数の光束は、
光束の光軸に垂直な断面形状が、略半円を分割した互いに等面積の扇型であることを特徴とする。
【００３１】
また本発明は、光束分割手段によって分割される複数の光束は、
光束の光軸に垂直な断面が、同心円または同心円の部分を成すことを特徴とする。
【００３２】
本発明は、光を用いて光記録媒体に情報を記録および／または光記録媒体から情報を再生する光ピックアップ装置において、
前記いずれか１つのフォーカス誤差検出装置を備えることを特徴とする光ピックアップ装置である。
【発明の効果】
【００３３】
本発明によれば、フォーカス誤差検出装置は、対物レンズと２分割光検出器との間に設けられる光束分割手段であって、反射体による反射光の一部が２分割光検出器へ入射するように光路を曲げるとともに、２分割光検出器へ入射する反射光の光束を複数に分割する光束分割手段を備える。このことによって、多分割された複数の光束を、あたかも大きな断面積を有するかのような光ビームとして、合焦点および近い（遠い）位置のいずれにおいても２分割受光素子それぞれに入射するようにできるので、フォーカス誤差信号の感度を小さくし、安定してフォーカス誤差の検出を行うこが可能になる。
【００３４】
また本発明によれば、光束分割手段が、複数に分割された領域を有するホログラムパターンを備えるホログラム素子によって実現されるので、簡易な構成で反射光を複数の光束に分割することができる。
【００３５】
また本発明によれば、ホログラムパターンは、ホログラムパターンを少なくとも２つの領域に分割する分割線を有し、ホログラム素子によって複数に分割される光束は、ホログラムパターン上で、該分割線に対して直交する仮想直線に関して両側で面積が等しくなるように集光されるので、高い精度でフォーカス誤差信号を得ることができる。
【００３６】
また本発明によれば、光束分割手段によって分割される複数の光束を、光束の光軸に垂直な断面形状が、略半円を分割した互いに等面積の扇型とすることによって、フォーカス誤差信号の感度低減と直線性の確保とを、容易に両立させることができる。
【００３７】
また本発明によれば、光束の光軸に垂直な断面が同心円または同心円の部分を成すように、光束分割手段で複数の光束に分割することによって、光の対称性を向上し、フォーカス誤差信号の特性を安定化させることができる。
【００３８】
本発明によれば、上記いずれかのフォーカス誤差検出装置が搭載されるので、信号品質の劣化がなく、安定してフォーカスサーボを行うことのできる光ピックアップが実現される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３９】
図１は本発明の実施の一形態であるフォーカス誤差検出装置３１を備える光ピックアップ装置３０の構成を簡略化して示す斜視図であり、図２は図１のフォーカス誤差検出装置３１に備わる光束分割手段３４の構成を示す平面図である。
【００４０】
光ピックアップ装置３０は、光を出射する光源３２と、光源３２から出射された光を回折して光分岐するグレーティング３３と、光を略平行光にするコリメートレンズ３５と、コリメートレンズ３５を透過した光を光記録媒体３８の情報記録面に集光する対物レンズ３６と、光記録媒体３８で反射されて対物レンズ３６とコリメートレンズ３５とを再び透過した反射光を複数の光束に分割する光束分割手段３４と、光束分割手段３４で分割され光路を曲げられた反射光を受光する光検出器３７とを含む。
【００４１】
光源３２は、たとえば光記録媒体３８であるＣＤ用の波長７８０ｎｍの赤外光、またはＤＶＤ用の波長６５０ｎｍの赤色光などを出射する半導体レーザである。グレーティング３３は、たとえば３ビーム法を用いてトラッキングサーボを行う場合、光源３２から出射される光をメインビームと２つのサブビームとに分岐する回折格子である。
【００４２】
本実施の形態では、光束分割手段３４は、複数に分割された領域を有するホログラムパターンを備えるホログラム素子である。ホログラム素子３４のホログラムパターン３４ａは、平面形状が円形に形成される。
【００４３】
円形のホログラムパターン３４ａは、円の中心から半径方向へわずかに離反した位置で直径に対して平行に延びる第１分割線３９によって、第１領域４１と残余の領域とに２分割され、第１分割線３９に対して直交する第２分割線４０によって残余の領域が第２領域４２と第３領域４３とにさらに分割される。
【００４４】
第１分割線３９が、円の中心から距離Ｌｈだけ離反した位置に形成されるのは、ホログラムパターン３４ａの中心と光記録媒体３８からの反射光の中心とを揃えるためであり、本実施の形態では、距離Ｌｈが７８μｍに設定される。なお、ホログラムパターン３４ａには、第１〜第３領域４１，４２，４３とは別に、ホログラムパターン３４ａの中心を含んで弓形の小領域４４が形成される。この小領域４４は、情報記録面を複数有する光記録媒体から情報を再生する時に、フォーカスしていない情報記録面からの反射光が、トラックサーボ信号に悪影響を及ぼすことを防ぐために設けられる。
【００４５】
このホログラム素子３４は、ホログラムパターン３４ａの第１分割線３９が、装着状態にある光記録媒体３８の情報記録面に形成されるトラックに対して直交する方向に延びるように配置される。
【００４６】
ホログラムパターン３４ａの第１領域４１は、互いに等面積となる８個の第１〜第８扇型領域Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３，Ｈ４，Ｈ５，Ｈ６，Ｈ７，Ｈ８（本実施の形態では８分割であるけれども、それ以上の分割であってもよい）にさらに分割される。このことによって、ホログラム素子３４に入射する反射光は、光束の光軸に垂直な断面形状が、略半円を分割した互いに等面積の扇型を有する複数の光束に分割される。
【００４７】
また、ホログラムパターン３４ａの第１領域４１に形成される第１〜第８扇型領域Ｈ１〜Ｈ８によって８個の扇型に分割される光束は、ホログラムパターン３４ａ上で、第１分割線３９に対して直交する仮想直線４５（本実施の形態では第２分割線４０の延長線にあたる）に関して、その両側で面積が等しくなるように集光される。すなわち、分割されるべき反射光が入射する第１〜第４扇型領域Ｈ１〜Ｈ４の面積和と、第５〜第８扇型領域Ｈ５〜Ｈ８の面積和とが、等しくなるように構成される。
【００４８】
光束分割手段３４であるホログラム素子で分割された複数の光束を受光検出する光検出器３７は、たとえばフォトダイオードなどから成る複数の受光セグメントを含む受光素子である。
【００４９】
本実施の形態では、受光素子３７は、２分割光検出器である２分割受光セグメント３７ａ，３７ｂと、残余の６つの受光セグメント３７ｃ，３７ｄ，３７ｅ，３７ｆ，３７ｇ，３７ｈとを含む構成である。６つの受光セグメント３７ｃ，３７ｄ，３７ｅ，３７ｆ，３７ｇ，３７ｈは、２分割受光セグメント３７ａ，３７ｂを２つに分割するセグメント分割線５１に直交する方向に配列されるとともに、３つの受光セグメント３７ｃ，３７ｄ，３７ｅから成る第１受光セグメント群５２と、３つの受光セグメント３７ｆ，３７ｇ，３７ｈから成る第２受光セグメント群５３とが、２分割受光セグメント３７ａ，３７ｂに関して対称に配置される。
【００５０】
光源３２と、ホログラム素子３４と、対物レンズ３６と、光検出器である受光素子３７とは、フォーカス誤差検出装置３１を構成する。なお、フォーカス対象物として、反射体である光記録媒体３８も、フォーカス誤差検出装置３１に必要上含まれる。
【００５１】
ホログラムパターン３４ａの第１領域４１が８つに分割されて形成される第１〜第８扇型領域Ｈ１〜Ｈ８によって分割されるとともにそれぞれ回折された光束が、セグメント分割線５１に対して垂直な方向に配列して２分割受光セグメント３７ａ，３７ｂ上に入射される（以後、この受光セグメントに対する入射を落射と呼ぶことがある）。
【００５２】
２分割受光セグメント３７ａ，３７ｂ上における光束の落射位置について、セグメント分割線５１上を位置Ａとし、受光セグメント３７ａ上であって、セグメント分割線５１に垂直な方向に対して位置Ａからの離隔距離が小さい順に位置Ｂ、位置Ｅとし、受光セグメント３７ｂ上であって、セグメント分割線５１に垂直な方向に対して位置Ａからの離隔距離が小さい順に位置Ｃ、位置Ｄとする。
【００５３】
第１〜第８扇型領域Ｈ１〜Ｈ８の各領域で回折された光束は、表１に示す各位置に落射する。すなわち、第４および第５扇型領域Ｈ４，Ｈ５で回折された光束が位置Ｂに落射し、第３および第６扇型領域Ｈ３，Ｈ６で回折された光束が位置Ｃに落射し、第２および第７扇型領域Ｈ２，Ｈ７で回折された光束が位置Ｅに落射し、第１および第８扇型領域Ｈ１，Ｈ８で回折された光束が位置Ｄに落射する。また小領域４４で回析された光束が位置Ａに落射する。
【００５４】
【表１】
2006024285.tif 000003
【００５５】
図３は、光記録媒体３８の情報記録面で合焦状態にある場合において第１〜第８扇型領域Ｈ１〜Ｈ８で分割された光束が２分割受光セグメント３７ａ，３７ｂ上に落射する位置を光スポットで示す図である。
【００５６】
２分割受光セグメント３７ａ，３７ｂに落射する光の検出出力差からフォーカス誤差信号が得られるけれども、セグメント分割線５１に対して垂直な方向に配列される光束の落射間隔Ｇｗには最適な値があり、落射間隔Ｇｗが大きくなり過ぎると、フォーカス誤差信号の直線範囲に変曲点が現れて直線性が損なわれる（この現象は観測されるフォーカス誤差信号が、多分割された個々のビームにより生成されるフォーカス誤差信号の重ね合わせであることから、直線範囲部のビームとピーク部のビームとが重なり合うことで発生する）。逆に、落射間隔Ｇｗが小さくなると、見た目上の大きなビームにすることができないので、フォーカス誤差信号の感度を下げる効果が小さくなる。したがって、感度の低減と直線性の確保とを両立させるためには、前述のように最適な値があり、本実施形態における設定値を例示すると、落射間隔Ｇｗは３μｍである。
【００５７】
図４は、本発明の実施の第２形態である光ピックアップ装置に搭載されるフォーカス誤差検出装置のホログラム素子６１の構成を示す平面図である。本実施の形態の光ピックアップ装置およびフォーカス誤差検出装置は、実施の第１形態の光ピックアップ装置３０およびフォーカス誤差検出装置３１に類似するので、全体構成図を省略するとともに、対応する部分については同一の参照符号を付して説明を省略する。
【００５８】
本実施形態のホログラム素子６１に形成されるホログラムパターン６１ａは、平面形状が円形に形成される。円形のホログラムパターン６１ａは、円の中心を通り、光記録媒体のトラックに対して垂直な方向に延びる第１分割線６２によって半円形状の第１領域６３と残余の領域とに分割され、残余の領域はさらに第１分割線６２に直交する第２分割線４０によって第２領域６４と第３領域６５とにさらに分割される。
【００５９】
ホログラムパターン６１ａの第１領域６３は、ホログラムパターン６１ａの円と同心円状であってかつ半円形状に領域区分される第１同心円領域６６と、第１同心円領域６６の外周部分においてそれぞれ領域区分される第１〜第３円環領域Ｈ１１，Ｈ１２，Ｈ１３とに分割される。第１円環領域Ｈ１１は、第２分割線４０の延長線である仮想直線４５上に位置し、仮想直線４５に関して対称になるように領域区分される。第２および第３円環領域Ｈ１２，Ｈ１３は、第１円環領域Ｈ１１にそれぞれ隣接し、仮想直線４５に関して対称となる位置で領域区分される。
【００６０】
また第２および第３領域６４，６５の内方には、ホログラムパターン６１ａの円と同心円状であってかつ半円形状に領域区分される第２同心円領域Ｈ１４が形成される。なお、本実施の形態では、第２同心円領域Ｈ１４は、第１同心円領域６６よりも面積が小さくなるように領域区分される。
【００６１】
このように領域区分されて形成されるホログラムパターン６１ａによって分割される複数の光束は、光束の光軸に垂直な断面が、ホログラムパターン６１ａの円に対して、それぞれ同心円形状または同心の円環形状を成す。
【００６２】
本実施形態における２分割受光セグメント３７ａ，３７ｂ上における光束の落射位置について、セグメント分割線５１上を位置Ａとし、受光セグメント３７ａ上であってセグメント分割線５１に垂直な方向に対して位置Ａから離反した点を位置Ｂとし、受光セグメント３７ｂ上であって、セグメント分割線５１に垂直な方向に対して位置Ａから離反した点を位置Ｃとするとき、第１〜第３円環領域Ｈ１１，Ｈ１２，Ｈ１３および第２同心円領域Ｈ１４で分割された光束は、それぞれ表２に示す位置に落射される。
【００６３】
すなわち、第１円環領域Ｈ１１で回折された光束が位置Ａおよび位置Ｂに落射し、第２および第３円環領域Ｈ１２，Ｈ１３ならびに第２同心円領域Ｈ１４で回折された光束が位置Ｃに落射する。
【００６４】
【表２】
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【００６５】
このようなホログラム素子６１を備えるフォーカス誤差検出装置では、ホログラム素子６１の位置調整を行い、光記録媒体からの反射光がホログラムパターン６１ａの中心付近を通るようにすることができるので、反射光を同心円で縮小するような分割をすることによって、分割領域に入射する光の対称性が良くなり、フォーカス誤差信号の特性を一層安定にすることができる。
【００６６】
以上に述べたように本実施の形態では、フォーカス誤差検出装置は、光ピックアップ装置に搭載されるけれども、これに限定されることなく、光学的に距離を計測する装置などに搭載されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明の実施の一形態であるフォーカス誤差検出装置３１を備える光ピックアップ装置３０の構成を簡略化して示す斜視図である。
【図２】図１のフォーカス誤差検出装置３１に備わる光束分割手段３４の構成を示す平面図である。
【図３】光記録媒体３８の情報記録面で合焦状態にある場合において第１〜第８扇型領域Ｈ１〜Ｈ８で分割された光束が２分割受光セグメント３７ａ，３７ｂ上に落射する位置を光スポットで示す図である。
【図４】本発明の実施の第２形態である光ピックアップ装置に搭載されるフォーカス誤差検出装置のホログラム素子６１の構成を示す平面図である。
【図５】従来のナイフエッジ法によるフォーカス誤差検出方法の概要を説明する図である。
【図６】図５に示す光記録媒体上の各焦点位置に対応する２分割受光素子５ａ，５ｂ上における光スポットの状態を示す図である。
【図７】従来のナイフエッジ法によるフォーカス誤差信号を例示する図である。
【図８】先行技術における光ピックアップ１０のフォーカス信号生成の概要を示す図である。
【図９】対物レンズ２１と光記録媒体２２との距離が変化した時の２分割受光素子ａ，ｂに入射する光と各受光素子ａ，ｂからの出力とフォーカス誤差信号との関係を示す図である。
【図１０】ホログラム素子２６で分割された複数の光束を２分割受光素子ａ，ｂに入射させる場合における２分割受光素子ａ，ｂに入射する光と各受光素子ａ，ｂからの出力とフォーカス誤差信号との関係を示す図である。
【符号の説明】
【００６８】
３０  光ピックアップ装置
３１  フォーカス誤差検出装置
３２  光源
３３  グレーティング
３４，６１  ホログラム素子
３５  コリメートレンズ
３６  対物レンズ
３７  光検出器
３８  光記録媒体
３９，６２  第１分割線
４０  第２分割線
４１，６３  第１領域
４２，６４  第２領域
４３，６５  第３領域
４５  仮想直線
５１  セグメント分割線
【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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