(57)【要約】【課題】光学系の構成に関してはほとんど変更を要せず、ＮＡ、基板厚、そしてトラックピッチの異なる光記録媒体における何れの媒体についても安定したトラックエラー信号の検出を行える光ピックアップを提供する。【解決手段】光ピックアップは、半導体レーザ１００１、偏光ビームスプリッタ１００３、液晶開口制限素子１００５、収差補正用回折光学素子１００６、対物レンズ１００８、受光素子１０１２等を有している。受光素子１０１２は光記録媒体Ａ又はＢから回折された光束の０次光と±１次光とが重なる干渉領域内に配置された第１の受光部と、上記回折光束の０次光のみの領域内に配置された第２の受光部を有している。第１の受光部の出力の差信号を、第２の受光部の出力の差信号により補正した信号をトラックエラー信号とし、光記録媒体の種類に応じて、第１の受光部からの差信号、第２の受光部からの差信号のうち少なくともいずれかの信号のゲインを可変させる。【選択図】    図１
2006313601.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
種類の異なる複数の光記録媒体の記録又は再生を行う光ピックアップにおいて、
光源と、該光源から出た光を上記光記録媒体上に設けられたトラックに集光する集光手段と、上記光記録媒体からの反射光を受光する受光手段を有し、上記受光手段は複数の受光部から構成され、各受光部からの差信号のうち少なくともいずれかの信号のゲインを可変させることにより上記光記録媒体の種類に応じた互換性を得ることを特徴とする光ピックアップ。
【請求項２】
種類の異なる複数の光記録媒体の記録又は再生を行う光ピックアップにおいて、
光源と、該光源から出た光を上記光記録媒体上に設けられたトラックに集光する集光手段と、上記光記録媒体からの反射光を受光する受光手段を有し、上記受光手段は複数の受光部から構成され、各受光部からの差信号のうち少なくともいずれかの信号にオフセットを印加することにより上記光記録媒体の種類に応じた互換性を得ることを特徴とする光ピックアップ。
【請求項３】
種類の異なる複数の光記録媒体の記録又は再生を行う光ピックアップにおいて、
光源と、該光源から出た光を上記光記録媒体上に設けられたトラックに集光する集光手段と、上記光記録媒体からの反射光を受光する受光手段と、該受光手段からの信号によりトラックエラー信号を出力する検出手段と、該検出手段の出力により上記集光手段の集光位置とトラック位置の相対間隔を変位させる変位手段とを有し、
上記集光手段は上記光記録媒体の種類に応じてレンズの開口数と収差を変化させる構成を有し、上記受光手段は上記光記録媒体から回折された光束の０次光と±１次光とが重なる干渉領域内に配置された第１の受光部と、上記回折光束の０次光のみの領域内に配置された第２の受光部を有し、上記検出手段は上記第１の受光部の出力の差信号を、上記第２の受光部の出力の差信号により補正した信号をトラックエラー信号とし、
上記光記録媒体の種類に応じて、上記第１の受光部からの差信号、上記第２の受光部からの差信号のうち少なくともいずれかの信号のゲインを可変させる補正手段が設けられていることを特徴とする光ピックアップ。
【請求項４】
種類の異なる複数の光記録媒体の記録又は再生を行う光ピックアップにおいて、
光源と、該光源から出た光を上記光記録媒体上に設けられたトラックに集光する集光手段と、上記光記録媒体からの反射光を受光する受光手段と、該受光手段からの信号によりトラックエラー信号を出力する検出手段と、該検出手段の出力により上記集光手段の集光位置とトラック位置の相対間隔を変位させる変位手段とを有し、
上記集光手段は上記光記録媒体の種類に応じてレンズの開口数と収差を変化させる構成を有し、上記受光手段は上記光記録媒体から回折された光束の０次光と±１次光とが重なる干渉領域内に配置された第１の受光部と、上記回折光束の０次光のみの領域内に配置された第２の受光部を有し、上記検出手段は上記第１の受光部の出力の差信号を、上記第２の受光部の出力の差信号により補正した信号をトラックエラー信号とし、
上記光記録媒体の種類に応じて、上記第１の受光部からの差信号、上記第２の受光部からの差信号のうち少なくともいずれかの信号にオフセットを印加する補正手段が設けられていることを特徴とする光ピックアップ。
【請求項５】
種類の異なる複数の光記録媒体の記録又は再生を行う光ピックアップにおいて、
光源と、該光源から出た光を上記光記録媒体上に設けられたトラックに集光する集光手段と、上記光記録媒体からの反射光を受光する受光手段と、該受光手段からの信号によりトラックエラー信号を出力する検出手段と、該検出手段の出力により上記集光手段の集光位置とトラック位置の相対間隔を変位させる変位手段とを有し、
上記集光手段は上記光記録媒体の種類に応じてレンズの開口数と収差を変化させる構成を有し、上記受光手段は上記光記録媒体のうち第１の光記録媒体から回折された光束の０次光と±１次光とが重なる干渉領域内に配置され且つ上記第１の光記録媒体の回転方向に分割された先行領域だけを含む第１の受光部と、上記第１の光記録媒体の回折光束の０次光のみの領域内に配置され且つ上記第１の光記録媒体の回転方向に分割された先行領域だけを含む第２の受光部と、上記光記録媒体のうち第２の光記録媒体から回折された光束の０次光と±１次光とが重なる干渉領域内に配置され且つ上記第２の光記録媒体の回転方向に分割された後行領域だけを含む第３の受光部と、上記第２の光記録媒体の回折光束の０次光のみの領域内に配置され且つ上記第２の光記録媒体の回転方向に分割された後行領域だけを含む第４の受光部とを有し、上記検出手段は上記第１の受光部の出力の差信号を、上記第２の受光部の出力の差信号により補正した信号をトラックエラー信号とする第１の検出手段と、上記第３の受光部の出力の差信号を、上記第４の受光部の出力の差信号により補正した信号をトラックエラー信号とする第２の検出手段とを有し、
上記光記録媒体の種類に応じて、上記第１の検出手段、第２の検出手段を選択することを特徴とする光ピックアップ。
【請求項６】
種類の異なる複数の光記録媒体の記録又は再生を行う光ピックアップにおいて、
光源と、該光源から出た光を上記光記録媒体上に設けられたトラックに集光する集光手段と、ホログラム素子と、上記光記録媒体からの反射光を上記ホログラム素子を介して受光する受光手段と、該受光手段からの信号によりトラックエラー信号を出力する検出手段と、該検出手段の出力により上記集光手段の集光位置とトラック位置の相対間隔を変位させる変位手段とを有し、
上記集光手段は上記光記録媒体の種類に応じてレンズの開口数と収差を変化させる構成を有し、上記ホログラム素子は上記光記録媒体から回折された光束の０次光と±１次光とが重なる干渉領域内に形成された第１、第２の回折領域と、上記回折光束の０次光のみの領域内に形成された第３、第４の回折領域とを有し、上記受光手段は上記第１〜第４の回折領域からの回折ビームを受光する第１〜第４の受光部を有し、上記検出手段は上記第１、第２の受光部の出力の差信号を、上記第３、第４の受光部の出力の差信号により補正した信号をトラックエラー信号とし、
上記光記録媒体の種類に応じて、上記第１、第２の受光部からの差信号、上記第３、第４の受光部からの差信号のうち少なくともいずれかの信号のゲインを可変させる補正手段が設けられていることを特徴とする光ピックアップ。
【請求項７】
種類の異なる複数の光記録媒体の記録又は再生を行う光ピックアップにおいて、
光源と、該光源から出た光を上記光記録媒体上に設けられたトラックに集光する集光手段と、ホログラム素子と、上記光記録媒体からの反射光を上記ホログラム素子を介して受光する受光手段と、該受光手段からの信号によりトラックエラー信号を出力する検出手段と、該検出手段の出力により上記集光手段の集光位置とトラック位置の相対間隔を変位させる変位手段とを有し、
上記集光手段は上記光記録媒体の種類に応じてレンズの開口数と収差を変化させる構成を有し、上記ホログラム素子は上記光記録媒体から回折された光束の０次光と±１次光とが重なる干渉領域内に形成された第１、第２の回折領域と、上記回折光束の０次光のみの領域内に形成された第３、第４の回折領域とを有し、上記受光手段は上記第１〜第４の回折領域からの回折ビームを受光する第１〜第４の受光部を有し、上記検出手段は上記第１、第２の受光部の出力の差信号を、上記第３、第４の受光部の出力の差信号により補正した信号をトラックエラー信号とし、
上記光記録媒体の種類に応じて、上記第１、第２の受光部からの差信号、上記第３、第４の受光部からの差信号のうち少なくともいずれかの信号にオフセットを印加する補正手段が設けられていることを特徴とする光ピックアップ。
【請求項８】
種類の異なる複数の光記録媒体の記録又は再生を行う光ピックアップにおいて、
光源と、該光源から出た光を上記光記録媒体上に設けられたトラックに集光する集光手段と、ホログラム素子と、上記光記録媒体からの反射光を上記ホログラム素子を介して受光する受光手段と、該受光手段からの信号によりトラックエラー信号を出力する検出手段と、該検出手段の出力により上記集光手段の集光位置とトラック位置の相対間隔を変位させる変位手段とを有し、
上記集光手段は上記光記録媒体の種類に応じてレンズの開口数と収差を変化させる構成を有し、上記ホログラム素子は上記光記録媒体のうち第１の光記録媒体から回折された光束の０次光と±１次光とが重なる干渉領域内に配置され且つ上記第１の光記録媒体の回転方向に分割された先行領域だけを含む第１、第２の回折領域と、上記第１の光記録媒体の回折光束の０次光のみの領域内に配置され且つ上記第１の光記録媒体の回転方向に分割された先行領域だけを含む第３、第４の回折領域と、上記光記録媒体のうち第２の光記録媒体から回折された光束の０次光と±１次光とが重なる干渉領域内に配置され且つ上記第２の光記録媒体の回転方向に分割された後行領域だけを含む第５、第６の回折領域と、上記第２の光記録媒体の回折光束の０次光のみの領域内に配置され且つ上記第２の光記録媒体の回転方向に分割された後行領域だけを含む第７、第８の回折領域とを有し、上記受光手段は上記第１〜第８の回折領域からの回折ビームを受光する第１〜第８の受光部を有し、上記検出手段は上記第１、第２の受光部の出力の差信号を、上記第３、第４の受光部の出力の差信号により補正した信号をトラックエラー信号とする第１の検出手段と、上記第５、第６の受光部の出力の差信号を、上記第７、第８の受光部の出力の差信号により補正した信号をトラックエラー信号とする第２の検出手段とを有し、
上記光記録媒体の種類に応じて、上記第１の検出手段、第２の検出手段を選択することを特徴とする光ピックアップ。
【請求項９】
請求項６乃至８のうちの何れかに記載の光ピックアップにおいて、
上記ホログラム素子は、偏光選択性ホログラム素子であることを特徴とする光ピックアップ。
【請求項１０】
請求項５又は８に記載の光ピックアップにおいて、
さらに使用波長、基板厚、使用開口数のうち少なくともいずれかが異なる第３、第４の光記録媒体の記録又は再生を行うことが可能であり、上記第１、第２の光記録媒体の記録又は再生を行う第１の集光手段、第１の検出手段、第１の変位手段とは異なる上記第３、第４の光記録媒体の記録又は再生を行う第２の集光手段、第２の検出手段、第３の変位手段を備え、第１の集光手段、第２の集光手段のいずれかが光記録媒体の回転中心からトラック方向に変位する軸上を移動することを特徴とする光ピックアップ。
【請求項１１】
請求項１乃至１０の何れかに記載の光ピックアップにおいて、
上記集光手段の集光ビームにコマ収差あるいは球面収差を付加する収差補正手段を備え、発生収差量を変化させてトラックエラー信号の振幅が最大となる上記収差補正手段の駆動条件をメモリするステップと、該駆動条件に基づいた収差を付加させながら記録又は再生動作を行うステップからなる制御を行う制御手段を有していることを特徴とする光ピックアップ。
【請求項１２】
光記録媒体に情報の記録又は再生を行う光情報処理装置において、
請求項１乃至１１のうちの何れかに記載の光ピックアップを備えたことを特徴とする光情報処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光記録媒体の記録又は再生を行う光ピックアップに関し、詳しくは、種類の異なる光記録媒体を使用可能な光ピックアップ及びこれを備えた光情報処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、光ピックアップにおいては、記録、再生又は消去動作に際して、照射ビームを光記録媒体のトラックに追従させるため、トラックサーボ制御が必要とされる。このトラックサーボ制御に供するため、トラックエラー信号を検出し、トラックずれを補正するようにしている。
このようなトラックエラー信号の検出方式としては、種々の方式があるが、その一つとして、プッシュプル法が知られている。
図４３に示すように、光源９００１から出射されたビームは、コリメートレンズ９００２、偏光ビームスプリッタ９００３を通り、偏光プリズム９００４で偏光され、１／４波長板９００５を通って対物レンズ９００６により集束され、光記録媒体９００７に結ばれる。
【０００３】
光記録媒体９００７から反射されて対物レンズ９００６を経由した光は、ビームスプリッタ９００３で反射され、検出レンズ９００８、シリンドリカルレンズ９００９を経て受光素子９０１０に受光される。
受光素子９０１０は、図４４に示すように、トラック方向に対応して２分割されており、この２分割された受光部９０１０ａ、９０１０ｂからの差信号をもってトラックエラー信号とする方法がプッシュプル法である。図４４において符号１ａはスポット光を示す。
【０００４】
しかしながら、プッシュプル法は、その欠点として対物レンズ９００６がラジアル方向にシフトした場合、オフセットが大きく発生する。その問題を低減した方法として、特許文献１に示される差動プッシュプル法（ＤＰＰ法）が知られている。
図４５に示すように、光源９００１から出射されたビームはグレーティング９０１１で回折され、０次及び±１次回折光に分岐される。そして、対物レンズ９００６により集束され、光記録媒体９００７に結ばれる。
このとき、図４６に示すように、０次回折光である主光１ａは光記録媒体９００７の主トラック９０１３上に結ばれ、±１次回折光である第１及び第２副光１ｂ、１ｃは主光１ａに対して先行及び追従し、光記録媒体９００７のラジアル方向に±１／２トラックピッチほど外れるように結ばれる。
光記録媒体９００７から反射されて対物レンズ９００６を経由した主光１ａと第１及び第２副光１ｂ、１ｃは、偏光ビームスプリッタ９００３で反射して受光素子９０１２に受光される。
【０００５】
受光素子９０１２は、図４６に示すように、主光１ａを受光する受光部９０１２ａと、第１及び第２副光１ｂ、１ｃをそれぞれ受光する受光部９０１２ｂ、９０１２ｃよりなる。
トラックエラー信号を検出するトラックエラー信号演算部９０１４は、差動器９０１２ｄ、９０１２ｅ、９０１２ｆと、増幅器９０１２ｇ、９０１２ｈと、差動器９０１２ｊからなり、トラックエラー信号を検出する。差動器９０１２ｄ、９０１２ｅ、９０１２ｆは、それぞれ受光部９０１２ａ、９０１２ｂ、９０１２ｃの検出信号を入力されて、各々プッシュプル信号を出力する。
【０００６】
増幅器９０１２ｇは差動器９０１２ｆからのプッシュプル信号を所定ゲインＧ１に増幅し、増幅器９０１２ｈは増幅器９０１２ｇから出力される信号と差動器９０１２ｅからのプッシュプル信号の和信号を所定ゲインＧ２に増幅する。差動器９０１２ｊは増幅器９０１２ｈから入力される信号と差動器９０１２ｄから入力される主光１ａによるプッシュプル信号とを差動してトラックエラー信号を出力する。
このとき、増幅器９０１２ｇ、９０１２ｈのゲインＧ１、Ｇ２は主光１ａと第１及び第２副光１ｂ、１ｃの強度を考慮して決められる。従って、差動器９０１２ｊではプッシュプルオフセットが除去されたトラックエラー信号が出力され、対物レンズ９００６のシフト時にもプッシュプルオフセットのないトラックエラー信号を求めることができる。
【０００７】
ところで、近年の光情報記録システムにおいては、記録容量０.６５ＧＢのＣＤ、記録容量４.７ＧＢのＤＶＤなどの光記録媒体が普及しつつある。そして、近年、さらなる記録密度の向上及び大容量化の要求が強くなっている。
このような光記録媒体の記録密度を上げる手段としては、光記録媒体に情報の書き込み又は呼び出しを行う光ピックアップにおいて、対物レンズの開口数（ＮＡ）を大きくすること、あるいは、光源の波長を短くすることにより、該対物レンズによって集光され、光記録媒体上に形成されるビームスポットの小径化が有効である。
そこで、例えば、「ＣＤ系光記録媒体」では、対物レンズの開口数が０．５０、光源の波長が７８０ｎｍとされているのに対して、「ＣＤ系光記録媒体」よりも高記録密度化がなされた「ＤＶＤ系光記録媒体」では、対物レンズの開口数が０．６５、光源の波長が６６０ｎｍとされている。
そして、光記録媒体は、上述したように、さらなる記録密度の向上及び大容量化が望まれており、そのためには、対物レンズの開口数を０．６５よりもさらに大きく、あるいは、光源の波長を６６０ｎｍよりもさらに短くすることが望まれている。
【０００８】
このような大容量の光記録媒体及び光情報処理装置として、２つの規格が提案されている。一つは、非特許文献１に記載されているような、青色の波長領域の光源とＮＡ０.８５の対物レンズを用いて、２２ＧＢ相当の容量確保を満足する「Ｂｌｕ−ｒａｙ  Ｄｉｓｃ」規格である。もう一つは、非特許文献２に記載されているような、青色波長は同じであるが、ＮＡ０．６５の対物レンズを用いて、２０ＧＢ相当の容量確保を満足する「ＨＤＤＶＤ」の規格である。
前者はＤＶＤ系に比べ短波長化、高ＮＡ化の変更により大容量化を行い、後者は高ＮＡ化を行わない代わりに信号処理の工夫により線記録密度の向上を可能とし、ランドグルーブ記録採用によりトラックピッチを狭くすることにより大容量化を行っている。
【０００９】
このように青色波長帯域の光源を用いた上記２規格が提案されている。しかしながら、コンシューマーとしてはこれら２規格の光記録媒体を区別なく同一の光情報処理装置で取り扱えることが望ましい。
最も簡単な方法としては、複数の光ピックアップを搭載する方法がある。しかしながら、この方法では、小型化、低コスト化を達成することは難しい。
そこで、２つの青色規格に対して、共通の光源、且つ共通の対物レンズで記録あるいは再生を行える光ピックアップであることが望まれる。
上記の如く、基板厚、ＮＡ、そしてトラックピッチの異なる２種類の青色光記録媒体に情報の記録、再生を行う光ピックアップ、しかも１光源、１受光素子で構成される光ピックアップが望まれる。
【００１０】
ところで、このような異なるトラックピッチの２規格に上記光ピックアップを適用した場合、以下のような不都合がある。
２つの光記録媒体はトラックピッチが異なるため、図４５に示したような光ピックアップにあっては、一方のトラックに合わせて３ビームの配列を決めると、他方の光記録媒体においては副光がトラック中心からずれた位置となる。これにより、適切なトラックエラー検出が行えない。
【００１１】
特許文献２、特許文献３には、トラックピッチの異なる光記録媒体に対応してトラック制御を安定に行わせるために、光ピックアップ光学系における対物レンズの光軸中心に光ピックアップ光学系、あるいはグレーティング素子を回動調整するようにしたものが提案されている。
これによれば、トラックピッチが変わっても、サブスポットが常にメインスポットから左右にトラックピッチの１／４だけずれた位置となるように調整することができる。
【００１２】
【特許文献１】特公平４−３４２１２号公報
【特許文献２】特開平５-１４４０７５号公報
【特許文献３】特開平６-３１８３３５号公報
【非特許文献１】奥ほか、「Ｂｌｕ−ｒａｙ  Ｄｉｓｃが目指すもの」、日経エレクトロニクス  ２００３．０３．３１号、ｐ１３５−１５０
【非特許文献２】山田ほか、「ＤＶＤから生まれた次世代仕様「ＨＤ  ＤＶＤ」」、日経エレクトロニクス  ２００３．１０．１３号、ｐ１２５−１３４
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、特許文献２、特許文献３に開示された方式では、新たな変位駆動系を要する等、構成の変更を要するものであり、コスト高となる。
【００１４】
本発明は、光学系の構成に関してはほとんど変更を要せず、ＮＡ、基板厚、そしてトラックピッチの異なる光記録媒体における何れの媒体についても安定したトラックエラー信号の検出を行える光ピックアップ、該光ピックアップを備えた光情報処理装置の提供を、その主な目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記目的を達成するために、請求項１記載の発明では、種類の異なる複数の光記録媒体の記録又は再生を行う光ピックアップにおいて、光源と、該光源から出た光を上記光記録媒体上に設けられたトラックに集光する集光手段と、上記光記録媒体からの反射光を受光する受光手段を有し、上記受光手段は複数の受光部から構成され、各受光部からの差信号のうち少なくともいずれかの信号のゲインを可変させることにより上記光記録媒体の種類に応じた互換性を得ることを特徴とする。
【００１６】
請求項２に記載の発明では、種類の異なる複数の光記録媒体の記録又は再生を行う光ピックアップにおいて、光源と、該光源から出た光を上記光記録媒体上に設けられたトラックに集光する集光手段と、上記光記録媒体からの反射光を受光する受光手段を有し、上記受光手段は複数の受光部から構成され、各受光部からの差信号のうち少なくともいずれかの信号にオフセットを印加することにより上記光記録媒体の種類に応じた互換性を得ることを特徴とする。
【００１７】
請求項３に記載の発明では、種類の異なる複数の光記録媒体の記録又は再生を行う光ピックアップにおいて、光源と、該光源から出た光を上記光記録媒体上に設けられたトラックに集光する集光手段と、上記光記録媒体からの反射光を受光する受光手段と、該受光手段からの信号によりトラックエラー信号を出力する検出手段と、該検出手段の出力により上記集光手段の集光位置とトラック位置の相対間隔を変位させる変位手段とを有し、上記集光手段は上記光記録媒体の種類に応じてレンズの開口数と収差を変化させる構成を有し、上記受光手段は上記光記録媒体から回折された光束の０次光と±１次光とが重なる干渉領域内に配置された第１の受光部と、上記回折光束の０次光のみの領域内に配置された第２の受光部を有し、上記検出手段は上記第１の受光部の出力の差信号を、上記第２の受光部の出力の差信号により補正した信号をトラックエラー信号とし、上記光記録媒体の種類に応じて、上記第１の受光部からの差信号、上記第２の受光部からの差信号のうち少なくともいずれかの信号のゲインを可変させる補正手段が設けられていることを特徴とする。
【００１８】
請求項４に記載の発明では、種類の異なる複数の光記録媒体の記録又は再生を行う光ピックアップにおいて、光源と、該光源から出た光を上記光記録媒体上に設けられたトラックに集光する集光手段と、上記光記録媒体からの反射光を受光する受光手段と、該受光手段からの信号によりトラックエラー信号を出力する検出手段と、該検出手段の出力により上記集光手段の集光位置とトラック位置の相対間隔を変位させる変位手段とを有し、上記集光手段は上記光記録媒体の種類に応じてレンズの開口数と収差を変化させる構成を有し、上記受光手段は上記光記録媒体から回折された光束の０次光と±１次光とが重なる干渉領域内に配置された第１の受光部と、上記回折光束の０次光のみの領域内に配置された第２の受光部を有し、上記検出手段は上記第１の受光部の出力の差信号を、上記第２の受光部の出力の差信号により補正した信号をトラックエラー信号とし、上記光記録媒体の種類に応じて、上記第１の受光部からの差信号、上記第２の受光部からの差信号のうち少なくともいずれかの信号にオフセットを印加する補正手段が設けられていることを特徴とする。
【００１９】
請求項５に記載の発明では、種類の異なる複数の光記録媒体の記録又は再生を行う光ピックアップにおいて、光源と、該光源から出た光を上記光記録媒体上に設けられたトラックに集光する集光手段と、上記光記録媒体からの反射光を受光する受光手段と、該受光手段からの信号によりトラックエラー信号を出力する検出手段と、該検出手段の出力により上記集光手段の集光位置とトラック位置の相対間隔を変位させる変位手段とを有し、上記集光手段は上記光記録媒体の種類に応じてレンズの開口数と収差を変化させる構成を有し、上記受光手段は上記光記録媒体のうち第１の光記録媒体から回折された光束の０次光と±１次光とが重なる干渉領域内に配置され且つ上記第１の光記録媒体の回転方向に分割された先行領域だけを含む第１の受光部と、上記第１の光記録媒体の回折光束の０次光のみの領域内に配置され且つ上記第１の光記録媒体の回転方向に分割された先行領域だけを含む第２の受光部と、上記光記録媒体のうち第２の光記録媒体から回折された光束の０次光と±１次光とが重なる干渉領域内に配置され且つ上記第２の光記録媒体の回転方向に分割された後行領域だけを含む第３の受光部と、上記第２の光記録媒体の回折光束の０次光のみの領域内に配置され且つ上記第２の光記録媒体の回転方向に分割された後行領域だけを含む第４の受光部とを有し、上記検出手段は上記第１の受光部の出力の差信号を、上記第２の受光部の出力の差信号により補正した信号をトラックエラー信号とする第１の検出手段と、上記第３の受光部の出力の差信号を、上記第４の受光部の出力の差信号により補正した信号をトラックエラー信号とする第２の検出手段とを有し、上記光記録媒体の種類に応じて、上記第１の検出手段、第２の検出手段を選択することを特徴とする。
【００２０】
請求項６に記載の発明では、種類の異なる複数の光記録媒体の記録又は再生を行う光ピックアップにおいて、光源と、該光源から出た光を上記光記録媒体上に設けられたトラックに集光する集光手段と、ホログラム素子と、上記光記録媒体からの反射光を上記ホログラム素子を介して受光する受光手段と、該受光手段からの信号によりトラックエラー信号を出力する検出手段と、該検出手段の出力により上記集光手段の集光位置とトラック位置の相対間隔を変位させる変位手段とを有し、上記集光手段は上記光記録媒体の種類に応じてレンズの開口数と収差を変化させる構成を有し、上記ホログラム素子は上記光記録媒体から回折された光束の０次光と±１次光とが重なる干渉領域内に形成された第１、第２の回折領域と、上記回折光束の０次光のみの領域内に形成された第３、第４の回折領域とを有し、上記受光手段は上記第１〜第４の回折領域からの回折ビームを受光する第１〜第４の受光部を有し、上記検出手段は上記第１、第２の受光部の出力の差信号を、上記第３、第４の受光部の出力の差信号により補正した信号をトラックエラー信号とし、上記光記録媒体の種類に応じて、上記第１、第２の受光部からの差信号、上記第３、第４の受光部からの差信号のうち少なくともいずれかの信号のゲインを可変させる補正手段が設けられていることを特徴とする。
【００２１】
請求項７に記載の発明では、種類の異なる複数の光記録媒体の記録又は再生を行う光ピックアップにおいて、光源と、該光源から出た光を上記光記録媒体上に設けられたトラックに集光する集光手段と、ホログラム素子と、上記光記録媒体からの反射光を上記ホログラム素子を介して受光する受光手段と、該受光手段からの信号によりトラックエラー信号を出力する検出手段と、該検出手段の出力により上記集光手段の集光位置とトラック位置の相対間隔を変位させる変位手段とを有し、上記集光手段は上記光記録媒体の種類に応じてレンズの開口数と収差を変化させる構成を有し、上記ホログラム素子は上記光記録媒体から回折された光束の０次光と±１次光とが重なる干渉領域内に形成された第１、第２の回折領域と、上記回折光束の０次光のみの領域内に形成された第３、第４の回折領域とを有し、上記受光手段は上記第１〜第４の回折領域からの回折ビームを受光する第１〜第４の受光部を有し、上記検出手段は上記第１、第２の受光部の出力の差信号を、上記第３、第４の受光部の出力の差信号により補正した信号をトラックエラー信号とし、上記光記録媒体の種類に応じて、上記第１、第２の受光部からの差信号、上記第３、第４の受光部からの差信号のうち少なくともいずれかの信号にオフセットを印加する補正手段が設けられていることを特徴とする。
【００２２】
請求項８に記載の発明では、種類の異なる複数の光記録媒体の記録又は再生を行う光ピックアップにおいて、光源と、該光源から出た光を上記光記録媒体上に設けられたトラックに集光する集光手段と、ホログラム素子と、上記光記録媒体からの反射光を上記ホログラム素子を介して受光する受光手段と、該受光手段からの信号によりトラックエラー信号を出力する検出手段と、該検出手段の出力により上記集光手段の集光位置とトラック位置の相対間隔を変位させる変位手段とを有し、上記集光手段は上記光記録媒体の種類に応じてレンズの開口数と収差を変化させる構成を有し、上記ホログラム素子は上記光記録媒体のうち第１の光記録媒体から回折された光束の０次光と±１次光とが重なる干渉領域内に配置され且つ上記第１の光記録媒体の回転方向に分割された先行領域だけを含む第１、第２の回折領域と、上記第１の光記録媒体の回折光束の０次光のみの領域内に配置され且つ上記第１の光記録媒体の回転方向に分割された先行領域だけを含む第３、第４の回折領域と、上記光記録媒体のうち第２の光記録媒体から回折された光束の０次光と±１次光とが重なる干渉領域内に配置され且つ上記第２の光記録媒体の回転方向に分割された後行領域だけを含む第５、第６の回折領域と、上記第２の光記録媒体の回折光束の０次光のみの領域内に配置され且つ上記第２の光記録媒体の回転方向に分割された後行領域だけを含む第７、第８の回折領域とを有し、上記受光手段は上記第１〜第８の回折領域からの回折ビームを受光する第１〜第８の受光部を有し、上記検出手段は上記第１、第２の受光部の出力の差信号を、上記第３、第４の受光部の出力の差信号により補正した信号をトラックエラー信号とする第１の検出手段と、上記第５、第６の受光部の出力の差信号を、上記第７、第８の受光部の出力の差信号により補正した信号をトラックエラー信号とする第２の検出手段とを有し、上記光記録媒体の種類に応じて、上記第１の検出手段、第２の検出手段を選択することを特徴とする。
【００２３】
請求項９に記載の発明では、請求項６乃至８のうちの何れかに記載の光ピックアップにおいて、上記ホログラム素子は、偏光選択性ホログラム素子であることを特徴とする。
【００２４】
請求項１０に記載の発明では、請求項５又は８に記載の光ピックアップにおいて、さらに使用波長、基板厚、使用開口数のうち少なくともいずれかが異なる第３、第４の光記録媒体の記録又は再生を行うことが可能であり、上記第１、第２の光記録媒体の記録又は再生を行う第１の集光手段、第１の検出手段、第１の変位手段とは異なる上記第３、第４の光記録媒体の記録又は再生を行う第２の集光手段、第２の検出手段、第３の変位手段を備え、第１の集光手段、第２の集光手段のいずれかが光記録媒体の回転中心からトラック方向に変位する軸上を移動することを特徴とする。
【００２５】
請求項１１に記載の発明では、請求項１乃至１０の何れかに記載の光ピックアップにおいて、上記集光手段の集光ビームにコマ収差あるいは球面収差を付加する収差補正手段を備え、発生収差量を変化させてトラックエラー信号の振幅が最大となる上記収差補正手段の駆動条件をメモリするステップと、該駆動条件に基づいた収差を付加させながら記録又は再生動作を行うステップからなる制御を行う制御手段を有していることを特徴とする。
【００２６】
請求項１２に記載の発明では、光記録媒体に情報の記録又は再生を行う光情報処理装置において、請求項１乃至１１のうちの何れかに記載の光ピックアップを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２７】
請求項１、３又は１２記載の発明によれば、トラックエラー信号検出系を、ＮＡ、基板厚、トラックピッチの異なる媒体に応じて選択的にゲインを切換える手段を設けたので、いずれの媒体についても安定したトラックエラー信号の検出が行える。トラックエラー信号は、グレーティングによるサブビームを利用しない構成であるため、媒体に応じて３ビーム配列を切換えるような回動手段は不要である。よって構成の簡易化、低コスト化を実現できる。また、１ビームであるため光利用効率の低下も生じず、記録再生動作の高速化を図ることができる。
【００２８】
請求項２、４又は１２に記載の発明によれば、トラックエラー信号検出系を、ＮＡ、基板厚、トラックピッチの異なる媒体に応じて、選択的にオフセットを切換える手段を設けたのでいずれの媒体についても安定したトラックエラー信号の検出が行える。トラックエラー信号は、グレーティングによるサブビームを利用しない構成であるため、媒体に応じて３ビーム配列を切換えるような回動手段は不要である。よって構成の簡易化、低コスト化を実現できる。また、１ビームであるため光利用効率の低下も生じず、記録再生動作の高速化を図ることができる。
また、請求項１、３又は１２記載の発明では、ゲイン前段の誤差が、媒体に応じてゲイン倍されることなるが、オフセット補正の場合は、その影響を軽減できる。
【００２９】
請求項５又は１２に記載の発明によれば、ＮＡ、基板厚、トラックピッチの異なる媒体に応じた受光素子パターン及びゲインが選択されているため、いずれの媒体についても安定したトラックエラー信号の検出が行える。トラックエラー信号は、グレーティングによるサブビームを利用しない構成であるため、媒体に応じて３ビーム配列を切換えるような回動手段は不要である。よって構成の簡易化、低コスト化を実現できる。また、１ビームであるため光利用効率の低下も生じず、記録再生動作の高速化を図ることができる。
また、請求項３、４に記載の発明に比べ、受光素子パターン、ゲインの自由度が多いため、各媒体に対して最適化されてなり、より安定したトラックエラー信号生成が可能となる。
【００３０】
請求項６、７、８又は１２に記載の発明によれば、ホログラム素子を利用した光分岐が行えるため、請求項３、４、５に記載の発明における光ピックアップを、光源と受光素子を１パッケージ化することが可能となり、光学系を小型化できるとともに、簡素化による組付性容易、低コスト化が可能となる。
さらに、請求項９又は１２に記載の発明によれば、偏光選択性ホログラムを用いたため、高光利用効率のピックアップが実現可能となる。
請求項１０又は１２に記載の発明によれば、２つの光学系を搭載した光ピックアップにおいて、ピックアップ移動軸にない光学系に請求項３乃至８の何れかに記載のトラックエラー信号生成法を適用しているため、媒体の内周から外周いずれの場合においても最適なトラックエラー信号検出が可能である。
【００３１】
請求項１１又は１２に記載の発明によれば、請求項３乃至８の何れかに記載のトラックエラー信号生成法を利用して、媒体の厚み誤差やチルト誤差により発生する収差を補正する手段の駆動を行うため、誤差の少ない収差補正が行える。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下、本発明の第１の実施形態を図１乃至図１６に基づいて説明する。
本実施形態では、「使用波長４０５ｎｍ、ＮＡ０．８５、トラックピッチ０．３２ｕｍ（＝μｍ）、光照射側基板厚０．１ｍｍの青色光記録媒体Ａ」と、「使用波長４０５ｎｍ、ＮＡ０．６５、トラックピッチ０．３４ｕｍ、光照射側基板厚０．６ｍｍの青色光記録媒体Ｂ」を共に記録又は再生できる光ピックアップについて説明する。
本実施形態における光ピックアップは、図１に示すように、波長４０５ｎｍの半導体レーザ１００１、コリメートレンズ１００２、偏光ビームスプリッタ１００３、偏向プリズム１００４、液晶開口制限素子１００５、収差補正用回折光学素子（以下、単に「回折光学素子」ともいう）１００６、１／４波長板１００７、対物レンズ１００８、検出レンズ１０１０、シリンドリカルレンズ１０１１、受光素子１０１２を有している。
【００３３】
ここで、対物レンズ１００８は、「使用波長４０５ｎｍ、ＮＡ０．８５、光照射側基板厚０．１ｍｍの青色光記録媒体Ａ」に対し、無限系で波面収差が最小になるように設計されている。
一般に、対物レンズは高ＮＡになるほど公差が厳しくなるので、ＮＡ０．８５と０．６５で比べると、ＮＡ０．８５で望ましい特性を出す方が難しくなるので、特に、ＮＡ０．８５で収差が補正された非球面レンズを使う。
上記のように光記録媒体Ａ、Ｂはそれぞれ基板厚さが異なる光記録媒体で、記録あるいは再生時にはいずれかの光記録媒体のみが図示しない回転機構にセットされて高速回転される。
【００３４】
まず、青色光記録媒体Ａを記録又は再生する場合について説明する。光源としての波長４０５ｎｍの半導体レーザ１００１から出射した直線偏光の発散光は、コリメートレンズ１００２で略平行光とされ、偏光ビームスプリッタ１００３を透過し、偏向プリズム１００４で光路を９０度偏向され、液晶開口制限素子１００５、収差補正用回折光学素子１００６を不感帯透過し、１／４波長板１００７を通過して円偏光とされ、対物レンズ１００８に入射し、光記録媒体Ａ上に微小スポットとして集光される。
このスポットにより、情報の再生、記録あるいは消去が行われる。光記録媒体Ａから反射した光は、往路とは反対回りの円偏光となり、再び略平行光とされ、１／４波長板１００７を通過して往路と直交した直線偏光になり、偏光ビームスプリッタ１００３で反射され、検出レンズ１０１０、シリンドリカルレンズ１０１１で収束光とされ、受光手段としての受光素子１０１２に至る。受光素子１０１２からは、情報信号、サーボ信号が検出される。
コリメートレンズ１００２、偏向プリズム１００４、液晶開口制限素子１００５、収差補正用回折光学素子１００６、１／４波長板１００、対物レンズ１００８により集光手段が構成される。
【００３５】
次に、青色光記録媒体Ｂを記録又は再生する場合について説明する。波長４０５ｎｍの半導体レーザ１００１から出射した直線偏光の発散光は、コリメートレンズ１００２で略平行光とされ、偏光ビームスプリッタ１００３を透過し、偏向プリズム１００４で光路を９０度偏向され、液晶開口制限素子１００５でＮＡ０．６５に制限され、収差補正用回折素子１００６において所定の球面収差が付加され、対物レンズ１００８に入射し、光記録媒体Ｂ上に微小スポットとして集光される。
このスポットにより、情報の再生、記録あるいは消去が行われる。光記録媒体Ｂから反射した光は、往路とは反対回りの円偏光となり、再び略平行光とされ、１／４波長板１００７を通過して往路と直交した直線偏光になり、偏光ビームスプリッタ１００３で反射され、検出レンズ１０１０、シリンドリカルレンズ１０１１で収束光とされ、受光素子１０１２に至る。受光素子１０１２からは、情報信号、サーボ信号が検出される。
【００３６】
サーボ信号としては、トラック方向のずれを検知するトラックエラー信号と、フォーカス方向のフォーカスエラー信号の２種類が生成され、これらの信号に基づいて、対物レンズ１００８が制御される。対物レンズを変位させる変位手段（図示せず）としては、一般に知られるボイスコイル型アクチュエータや、ピエゾアクチュエータなどを用いればよい。
本実施形態においては、光記録媒体Ａに最適化された対物レンズ１００８で、基板厚の異なる光記録媒体Ｂを互換するために、収差補正回折光学素子１００６と液晶開口制限素子１００５を配置してなる。
【００３７】
収差補正回折光学素子１００６は、図２（ａ）に示すように、光軸を中心に複数本の輪帯からなる。収差補正回折光学素子１００６は、図２（ｂ）に示すように、その断面（Ａ−Ａ’線での断面）が鋸形状又は、図２（ｃ）に示すように、階段形状となるように形成される。
例えば、鋸歯状断面の回折格子は回折効率が他より高いので有利である。回折格子断面形状の作成法として、フォトリソグラフィ技術を応用する方法と、ダイヤモンドバイトなどで精密切削する方法がある。また、形状を金型に雛形を形成しておき、射出成形又はいわゆる２Ｐ法で透明材料から複数の回折光学素子を複製することもできる。
【００３８】
収差補正回折光学素子１００６は、図３に示すように、その０次光を対物レンズ１００８を介して青色光記録媒体Ａ上に、また、図４に示すように、１次回折光を対物レンズ１００８を介して青色光記録媒体Ｂ上に集光するように形成されている。
なお、０次光、１次回折光は、それぞれ他の基板厚の光記録媒体上に合焦状態にないので、これら回折光は読取又は記録にはほとんど影響しない。
なお回折次数として、０次回折光をＮＡ０．８５に選択した理由は、対物レンズ１００８が、青色光記録媒体Ａに対し、無限系で波面収差が最小になるように設計されているためである。
なお、図３、図４では、分かり易くするため、図１で示した１／４波長板を省略している。
【００３９】
図５は、例えば、図２に示したブレーズ断面形状の収差補正回折光学素子１００６の格子溝深さｄを０〜２μｍに変化させて、基材として例えばＨＯＹＡ社のガラスＭＬａＣ１１０（ｎｄ＝６９．４、νｄ＝５３．２）を用いて作製した場合の、回折効率の変化を算出したものである。横軸は回折格子の深さｄを、縦軸は回折格子の回折効率の変化を示している。
図中の「Ｂ０」、「Ｂ１」、「Ｂ２」、「Ｂ３」はそれぞれ０次回折光、１次回折光、２次回折光、３次回折光の回折効率を示す。
図のように、回折効率は回折格子の溝深さで調整できるため、青色光記録媒体Ａ、青色光記録媒体Ｂの照射パワー特性に応じて溝深さを選択してやればよい。
一般に、小径スポットほどパワーが集約される。光記録媒体上のビームスポット径は波長λに比例し、ＮＡに反比例して小さくなり、パワーとしてはスポット面積に反比例して大きくなる。
【００４０】
すなわち、ＮＡ０．８５とＮＡ０．６５を比較した場合、光記録媒体上に集光されるパワーは（０．８５／０．６５）２の比率でＮＡ０．８５の方が大きくなる。よって、青色光記録媒体ＡとＢが同一材料、同一の線速で使用される場合は、各媒体で必要とされる集光パワーは同等であるため、０次光と１次回折光の効率比が１：１．７となるようにすればよい。すなわち溝深さは０．３２μｍ付近を選択してやればよい。
あるいは、青色光記録媒体ＡとＢのいずれか一方のみは再生専用の光情報処理装置であれば、再生側の効率を小さくすれば、もう一方の光記録媒体に対しては十分なパワーを照射することが可能となり高速化も容易となる。
【００４１】
光記録媒体ＡとＢでは使用開口数が各々０．８５、０．６５と異なる。開口制限素子としては、図６（ａ）に示すように、選択的な環状遮光フィルタとして機能する液晶開口制限素子１００５を用いればよい。
すなわち、環状のパターンを持った液晶シャッタからなり、対物レンズ１００８に入射するビームの外周部を透過あるいは遮光するものである。図６（ｂ）、（ｃ）に示すように、電圧を印加しないとき、すなわち、ＯＦＦ状態のときは全面透過し、電圧を印加したとき、すなわち、ＯＮ状態のときは部分的に透過する素子を用いればよい。
【００４２】
次に、ラックエラー信号生成について説明する。
光記録媒体には、図７に示すような案内溝が形成されている。この案内溝からの反射光には、直接の反射光である０次光と、回折された±１次回折光とが含まれ、これらの光が干渉し合っている。
図８は、受光素子１０１２の受光面で受光される０次光（直進光）と±１次回折光とを、受光素子１０１２の受光面の上から見た図である。０次光（直進光）と１次回折光とは重なる部分があり、この重なる部分を干渉領域と呼ぶ。
ところで、光記録媒体Ａ、Ｂで、トラックピッチが異なるため、干渉領域の見え方が異なる。また開口数が異なるため、反射光の大きさも異なる。図９、図１０にその様子を示す。
【００４３】
図１１に基づいて、受光素子１０１２及び検出手段としての演算手段１０１３の構成を詳細に説明する。受光素子１０１２が反射光を受光する受光面は、８つの領域に分割されている。
すなわち、受光素子１０１２の受光面は、光記録媒体の半径方向（ラジアル方向）に４領域を有し、この４領域は光記録媒体の回転方向（タンジェンシャル方向＝回転方向）にそれぞれ２分割されている。
光記録媒体の回転方向（タンジェンシャル方向）の２領域のうちの一方に含まれる４つの領域を半径方向順に１０１２ａ、１０１２ｂ、１０１２ｃ、１０１２ｄとする。そして、領域１０１２ａ、１０１２ｂ、１０１２ｃ、１０１２ｄから出力される光量信号を、それぞれＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄとする。
光記録媒体のタンジェンシャル方向２領域のうち、もう一方に含まれる４つの領域を１０１２ｅ、１０１２ｆ、１０１２ｇ、１０１２ｈとする。そして、領域１０１２ｅ、１０１２ｆ、１０１２ｇ、１０１２ｈから出力される光量信号を、それぞれＥ、Ｆ、Ｇ、Ｈとする。
【００４４】
領域１０１２ａ、１０１２ｄ、１０１２ｅ、１０１２ｈは、光記録媒体から回折された光束の０次光と±１次光とが重なる干渉領域内に配置された第１の受光部であり、領域１０１２ｂ、１０１２ｃ、１０１２ｆ、１０１２ｇは、回折光束の０次光のみの領域内に配置された第２受光部である。
第１の受光部及び第２の受光部は、光記録媒体のトラックの方向に対して対称に配置された少なとも一対の受光領域から構成されている。
【００４５】
演算手段１０１３は、加算手段及び、減算手段から構成されている。受光素子１０１２の各領域から出力された光量信号は、演算手段１０１３に入力され、所定の演算が行われ、この演算結果が、光記録媒体のトラック中心と、対物レンズ１００８の相対ずれを示すトラックエラー信号ＴＥとして演算手段１０１３から出力される。演算手段１０１３による演算を式で表すと、
ＴＥ＝（Ａ−Ｄ＋Ｅ−Ｈ）−α（Ｂ−Ｃ＋Ｆ−Ｇ）      （式１）
で表される。ここで、αはゲインを意味する。このゲインを増幅又は減少させ、このゲインが調整された検出信号（Ｂ−Ｃ＋Ｆ−Ｇ）と残りの検出信号（Ａ−Ｄ＋Ｅ−Ｈ）からプッシュプル信号を検出するように備えられる。
【００４６】
より具体的には、演算手段１０１３は、加算器１０１３ａと１０１３ｂからの各出力を差動する差動器１０１３ｃと、加算器１０１３ｄと１０１３ｅからの各出力を差動する差動器１０１３ｆと、差動器１０１３ｃと１０１３ｆからの出力を差動する差動器１０１３ｇと、差動器１０１３ｇと差動器１０１３ｆの間に設置された補正手段としてのゲイン調整器１０１３ｈを有している。
ゲイン調整器１０１３ｈは、差動器１０１３ｆ側から入力される信号を所定ゲインαに増幅又は減少させて差動器１０１３ｇに入力するようにする。
本実施形態においては、ゲインは光記録媒体Ａ、Ｂいずれの場合にもトラックエラー信号ＴＥに含まれるオフセット成分が最小となるように調整されるものであり、光記録媒体Ａ、Ｂいずれが挿入されたかを図示しない媒体判別手段で判別した後、図示しない内部メモリに記憶されている各媒体の最適ゲインを選択する。
【００４７】
媒体の判別方法としては、
（１）光記録媒体をセットする段階に、ＬＥＤと受光素子からなる厚み検出用光学系を設けておき、その出力に基づき判別する。
（２）フォーカスエラー信号を検出し、その合焦付近でトラックエラー信号が検出されるか否かで判別する。この場合は、媒体１、２のいずれかのゲインを仮設定しておく。
（３）光記録媒体のカートリッジ形状を異なるものとしておき、その差に基づいて判別する。
（４）光記録媒体のラベル上に記載されたバーコードで媒体種類を印刷しておき、その情報をバーコードリーダにて読み取ることにより判別する。
（５）合焦位置までの対物レンズアクチュエータの可動量に基づいて判別する。
などの方法が挙げられる。
ゲインは可変ゲインであってもよい。例えば、対物レンズ１００８の変位量を検知するセンサを対物レンズ１００８付近に設置し、該センサで対物レンズ１００８がトラックずれを生じていないゼロ点において、可変ゲインをコントロールしながらトラックエラー信号のオフセットがゼロとなるように調整してやってもよい。該動作を媒体挿入、媒体判別後に行ってやれば、基板厚誤差などの媒体間によって異なる誤差成分の影響も合わせて除くことが可能となる。
【００４８】
光記録媒体Ａ、Ｂそれぞれのトラックエラー信号演算結果を図１２〜図１５に示す。
図１２は光記録媒体Ａの集光時にシーク動作により０．１ｍｍの対物レンズシフトが生じた場合、図１３は光記録媒体Ａの集光時にシーク動作により０．２ｍｍの対物レンズシフトが生じた場合、図１４は光記録媒体Ｂの集光時にシーク動作により０．１ｍｍの対物レンズシフトが生じた場合、図１５は光記録媒体Ｂの集光時にシーク動作により０．２ｍｍの対物レンズシフトが生じた場合に相当する。
なお、このときの光記録媒体Ａ、Ｂの溝形状、使用開口数、そして選択したゲイン値は以下の通りである。
【００４９】
光記録媒体Ａの案内溝の周期（トラックピッチ）：０．３２μｍ
光記録媒体Ａの案内溝の幅（グルーブ幅）：０．１６μｍ
光記録媒体Ａの案内溝の深さ（グルーブ深さ）：０．０３３５μｍ
光記録媒体Ａの場合の使用開口数：０．８５
光記録媒体Ａの場合の対物レンズ入射ビーム径：４．０ｍｍ
光記録媒体Ａの場合の選択ゲイン：９．５
光記録媒体Ｂの案内溝の周期（トラックピッチ）：０．４４μｍ
光記録媒体Ｂの案内溝の幅（グルーブ幅）：０．２２μｍ
光記録媒体Ｂの案内溝の深さ（グルーブ深さ）：０．０３３５μｍ
光記録媒体Ｂの場合の使用開口数：０．６５
光記録媒体Ｂの場合の対物レンズ入射ビーム径：３．５ｍｍ
光記録媒体Ｂの場合の選択ゲイン：５．６
【００５０】
また、受光素子１０１２の受光領域は、光記録媒体Ａのときに受光素子上の戻り光の直径を１としたとき、図１６に示すような区分とした。
例えば、受光量領域１０１２ａは半径方向（ラジアル方向）に０．３４、０．１６、０．１６、０．３４、回転方向（タンジェンシャル方向）に０．５０、０．５０の長方形の領域とした。図１２〜図１５の横軸はトラック位置、縦軸は出力信号Ａ〜Ｈの和信号で規格化したトラックエラー信号であり、（式１）の演算に基づくトラックエラー信号算出結果である。
一方の実線は従来のプッシュプル法で演算した場合であり、オフセットを生じていることが確認される。これに対して、（式１）に基づくトラックエラー信号ではオフセットなく、対物レンズシフトによるトラックずれを生じることなく安定したトラッキング動作ができることが分かる。
なお、本実施形態では、光記録媒体Ａ、Ｂでゲインを切換えているが、この切換動作を行わなかった場合、どうなるかを図１２、図１３に点線で示している。すなわち、光記録媒体Ｂにおいて最適なゲイン５．６で（式１）に基づくトラックエラー信号を演算した場合であり、オフセット補正効果が殆ど得られないことが分かる。
【００５１】
さらに本実施形態では、トラックエラー信号に加えて、再生信号：ＲＦ信号やフォーカスエラー信号：ＦＥを同時に検出することができる。
ＲＦ＝Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄ＋Ｅ＋Ｆ＋Ｇ＋Ｈ            （式２）
ＦＥ＝（Ａ＋Ｂ＋Ｇ＋Ｈ）−（Ｃ＋Ｄ＋Ｅ＋Ｆ）    （式３）
（式３）は、非点収差法として一般に知られるフォーカスエラー信号演算方法である。
【００５２】
次に、図１７乃至図２０に基づいて第２の実施形態（第１の実施形態の変形例）を説明する。なお、第１の実施形態と同一部分は同一符号で示し、特に必要がない限り既にした構成上及び機能上の説明は省略して要部のみ説明する（以下の他の実施形態において同じ）。
図１７は、本実施形態における光ピックアップの構成図である。図１と異なる点は、シリンドリカルレンズ１０１１に代えて同位置にホログラム光学素子１０１４を、受光素子１０１２の代わりに受光手段としての受光素子１０１５を配置した点である。受光素子１０１５は受光素子１０１２とは異なる受光領域を有する。
図１８及び図１９に基づいて、ホログラム光学素子（ホログラム素子）１０１４、受光素子１０１５の構成を詳細に説明する。
図１８はホログラム光学素子１０１４の平面図である。ホログラム光学素子１０１４は、入射面に回折格子が形成された構成であり、回折格子は図中に円で示す対物レンズの有効径を含み、５領域に分割されている。
【００５３】
光記録媒体の回転方向（タンジェンシャル方向）に２領域を有し、このうち１領域は、さらに半径方向（ラジアル方向）に４分割されている。格子の断面形状はいずれにおいても矩形形状であり、各領域への入射光（光記録媒体からの反射光）は±１次回折光として回折される。
ホログラム光学素子１０１４において、領域１０１４ａは光記録媒体から回折された光束の０次光と±１次光とが重なる干渉領域内に形成された第１の回折領域であり、領域１０１４ｄは光記録媒体から回折された光束の０次光と±１次光とが重なる干渉領域内に形成された第２の回折領域である。
また、領域１０１４ｂは上記回折光束の０次光のみの領域内に形成された第３の回折領域であり、領域１０１４ｃは上記回折光束の０次光のみの領域内に形成された第４の回折領域である。
第１の回折領域及び第２の回折領域は、光記録媒体のトラックの方向に対して対称に一対形成されている。
【００５４】
このうち、図１９に示されるように＋１次回折光が図の左側に偏向されるように設定されており、受光素子１０１５上の対応する受光部分に集光される。受光素子１０１５は、図１９に示すように、１０１５ａ〜１０１５ｆまでの受光部から構成され、該受光部からの信号を、それぞれＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆとすると、加算手段及び減算手段から構成された演算手段により、第１の実施形態と同様に（式４）で示されるトラックエラー信号が生成可能となる。
ＴＥ＝（Ａ−Ｄ）−α（Ｂ−Ｃ）          （式４）
ここで、αはゲインを意味する。このゲインを増幅又は減少させ、このゲインが調整された検出信号（Ｂ−Ｃ）と残りの検出信号（Ａ−Ｄ）からプッシュプル信号を検出するように備えられる。
受光素子１０１５の受光部１０１５ａは第１の回折領域に、受光部１０１５ｄは第２の回折領域に、受光部１０１５ｂは第３の回折領域に、受光部１０１５ｃは第４の回折領域に対応している。
【００５５】
より具体的には、図２０に示すように、検出手段としての演算手段１０１６は差動器１０１６ａと、差動器１０１６ｂと、差動器１０１６ａと１０１６ｂからの出力を差動する差動器１０１６ｄと、差動器１０１６ｄと差動器１０１６ｂの間に設置された補正手段としてのゲイン調整器１０１６ｃと、差動器１０１６ｅからなる。
ゲイン調整器１０１６ｃは、光記録媒体Ａ、Ｂいずれの場合にもトラックエラー信号ＴＥに含まれるオフセット成分が最小となるように調整されるものであり、光記録媒体Ａ、Ｂいずれが挿入されたかを図示しない媒体判別手段で判別した後、図示しない内部メモリに記憶されている各媒体の最適ゲインを選択する。第１の実施形態と同様に可変ゲインであってもよい。
さらに、本実施形態では、トラックエラー信号に加えて、再生信号：ＲＦ信号やフォーカスエラー信号：ＦＥを同時に検出することができる。フォーカスエラー信号：ＦＥは差動器１０１６ｅにより得られる。
ＲＦ＝Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄ＋Ｅ＋Ｆ          （式５）
ＦＥ＝Ｅ−Ｆ                          （式６）
なお（式６）は、ナイフエッジ法として一般に知られるフォーカスエラー信号演算方法である。
【００５６】
図２１に第３の実施形態（第１の実施形態の他の変形例）を示す。
図１７で示した光ピックアップと異なる点は、レーザ光を出射する光源としての半導体レーザ１０１６ａと、光記録媒体からの反射光を回折するホログラム光学素子１０１６ｂと、該回折された光記録媒体からの反射光を所定の複数受光部にて受光する受光手段としての受光素子１０１６ｃとを一つのパッケージに収めた受発光ユニット１０１６を備えている点である。
このような受発光ユニット１０１６を具備することにより、上述した各構成要素が半導体レーザから光記録媒体までの間で一列に配設されており、従って、図１、図１７で示したような偏光ビームスプリッタ１００３が不要な構成となっている。
【００５７】
ホログラム光学素子１０１６ｂの平面図は、図１８に示したホログラム光学素子１０１４の平面図と同じである。上記各実施形態と同様にオフセットの生じない安定したトラックエラー信号生成が可能である。
ホログラム素子（ホログラム光学素子１０１６ｂ）は、複屈折性媒質を利用した偏光選択性のものであってもよい。偏光選択性ホログラムは、複屈折性材料、すなわち異方性の材料と等方性材料の屈折率差を利用することにより、所定の偏光方向は透過させ、それと直交する偏光方向の光は回折するような機能を有するものであり、高光利用効率の光学系を実現することが可能であることが一般に知られている。
【００５８】
図２２乃至図２７に基づいて第４の実施形態を説明する。
本実施形態では、上記各実施形態における媒体に応じたゲイン切換でなく、媒体に応じてオフセット値を付加することを特徴としている。なお、ピックアップ構成は図１で示したのと同一であるため省略する。
まず、図２２に基づいて、受光手段としての受光素子２０１２及び検出手段としての演算手段２０１３の構成を詳細に説明する。受光素子２０１２が反射光を受光する受光面は、８つの領域に分割されている。
【００５９】
すなわち、受光素子２０１２の受光面は、光記録媒体の半径方向（ラジアル方向）に４領域を有し、この４領域は光記録媒体の回転方向（タンジェンシャル方向）にそれぞれ２分割されている。光記録媒体の回転方向（タンジェンシャル方向）の２領域のうちの一方に含まれる４つの領域を半径方向順に２０１２ａ、２０１２ｂ、２０１２ｃ、２０１２ｄとする。そして、領域２０１２ａ、２０１２ｂ、２０１２ｃ、２０１２ｄから出力される光量信号を、それぞれＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄとする。
光記録媒体のタンジェンシャル方向２領域のうち、もう一方に含まれる４つの領域を２０１２ｅ、２０１２ｆ、２０１２ｇ、１１０ｈとする。そして、領域２０１２ｅ、２０１２ｆ、２０１２ｇ、２０１２ｈから出力される光量信号を、それぞれＥ、Ｆ、Ｇ、Ｈとする。
【００６０】
領域２０１２ａ、２０１２ｄ、２０１２ｅ、２０１２ｈは、光記録媒体から回折された光束の０次光と±１次光とが重なる干渉領域内に配置された第１の受光部であり、領域２０１２ｂ、２０１２ｃ、２０１２ｆ、２０１２ｇは、回折光束の０次光のみの領域内に配置された第２受光部である。
第１の受光部及び第２の受光部は、光記録媒体のトラックの方向に対して対称に配置された少なとも一対の受光領域から構成されている。
【００６１】
演算手段２０１３は、加算手段及び減算手段から構成されている。受光素子２０１２の各領域から出力された光量信号は、演算手段２０１３に入力され、所定の演算が行われ、この演算結果が、光記録媒体のトラック中心と、対物レンズの相対ずれを示すトラックエラー信号ＴＥとして出力される。
演算手段２０１３による演算を式で表すと、
ＴＥ＝（Ａ−Ｄ＋Ｅ−Ｈ）−α（Ｂ−Ｃ＋Ｆ−Ｇ＋Ｘ）      （式７）
で表される。ここで、αはゲインを意味するが、第１〜３の実施形態と異なり、媒体１、２（光記録媒体Ａ、Ｂ）で切換えずに固定値を使用する。
Ｘはオフセット量であり、媒体に応じてこの値を切換える。検出信号（Ｂ−Ｃ＋Ｆ−Ｇ）に所定のオフセット量を加算したものと、残りの検出信号（Ａ−Ｄ＋Ｅ−Ｈ）からプッシュプル信号を検出するように備えられる。
【００６２】
より具体的には、演算手段２０１３は、加算器２０１３ａと２０１３ｂからの各出力を差動する差動器２０１３ｅと、加算器２０１３ｃと２０１３ｄからの各出力を差動する差動器２０１３ｆと、差動器２０１３ｅと２０１３ｆからの出力を差動する差動器２０１３ｇと、差動器２０１３ｇと差動器２０１３ｆの間に設置されたゲイン調整器２０１３ｈと、ゲイン調整器２０１３ｈの入力段に設置された補正手段としてのオフセット調整器２０１３ｊを有している。
オフセット調整器２０１３ｊは、差動器２０１３ｆ側から入力される信号にオフセットＸを加算し、所定ゲインαに増幅させて差動器１１３ｈに入力するようにする。
【００６３】
本実施形態では、オフセットとαは光記録媒体Ａ、Ｂいずれの場合にもトラックエラー信号ＴＥに含まれるオフセット成分が最小となるように調整されるものであり、光記録媒体Ａ、Ｂいずれが挿入されたかを図示しない媒体判別手段で判別した後、図示しない内部メモリに記憶されている各媒体の最適オフセットを選択する。
なお、オフセットは可変オフセットであってもよい。例えば、対物レンズの変位量を検知するセンサを対物レンズ付近に設置し、該センサ出力と必要オフセット量の関係を予めメモリ手段（図示せず）に記録しておき、動作時は該センサ出力に応じたオフセット調整を行ってもよい。
【００６４】
光記録媒体Ａ、Ｂそれぞれのトラックエラー信号演算結果を図２３〜図２６に示す。
図２３は光記録媒体Ａの集光時にシーク動作により０．１ｍｍの対物レンズシフトが生じた場合、図２４は光記録媒体Ａの集光時にシーク動作により０．２ｍｍの対物レンズシフトが生じた場合、図２５は光記録媒体Ｂの集光時にシーク動作により０．１ｍｍの対物レンズシフトが生じた場合、図２６は光記録媒体Ｂの集光時にシーク動作により０．２ｍｍの対物レンズシフトが生じた場合に相当する。
なお、このときの光記録媒体Ａ、Ｂの溝形状、使用開口数、そして選択したオフセット値は以下の通りである。
【００６５】
光記録媒体Ａの案内溝の周期（トラックピッチ）：０．３２μｍ
光記録媒体Ａの案内溝の幅（グルーブ幅）：０．１６μｍ
光記録媒体Ａの案内溝の深さ（グルーブ深さ）：０．０３３５μｍ
光記録媒体Ａの場合の使用開口数：０．８５
光記録媒体Ａの場合の対物レンズ入射ビーム径：４．０ｍｍ
光記録媒体Ａの場合の選択オフセット：０
光記録媒体Ｂの案内溝の周期（トラックピッチ）：０．３４μｍ
光記録媒体Ｂの案内溝の幅（グルーブ幅）：０．１７μｍ
光記録媒体Ｂの案内溝の深さ（グルーブ深さ）：０．０３３５μｍ
光記録媒体Ｂの場合の使用開口数：０．６５
光記録媒体Ｂの場合の対物レンズ入射ビーム径：３．５ｍｍ
光記録媒体Ｂの場合の選択オフセット：軸ずれ０．１ｍｍでトラックエラー信
号振幅比で−１％、軸ずれ０．２ｍｍでトラックエラー信号振幅比で＋３％
【００６６】
また、受光素子２０１２の受光領域は、受光素子上の戻り光の直径を１としたとき、図２７に示すような区分とした。図２３〜図２６は、（式７）の演算に基づくトラックエラー信号算出結果である。
一方の実線は従来のプッシュプル法で演算した場合であり、オフセットを生じているのが確認される。これに対して、（式７）に基づくトラックエラー信号ではオフセットはなく、対物レンズシフトによるトラックずれを生じることなく安定したトラッキング動作ができることが分かる。
なお、本実施形態では、光記録媒体Ａ、Ｂでオフセットを切換えているが、この切換動作を行わなかった場合、どうなるかを図２５、図２６に点線で示している。すなわち、光記録媒体Ａにおいて最適なオフセット０で（式７）に基づくトラックエラー信号を演算した場合であり、オフセット補正効果がほとんど得られないことが分かる。
【００６７】
第４の実施形態においても、図１７、図２１で示した第１の実施形態の変形例と同様に、受光素子の分割ではなく、ホログラム素子を用いた構成を用いてもよい（第５の実施形態）。このようにすれば光学系を簡素化できる。
【００６８】
図２８乃至図３３に基づいて第６の実施形態を説明する。
本実施形態では、上記各実施形態と異なり、受光素子の半分の領域から媒体１のトラックエラー信号を生成し、残りの半分の領域から媒体２のトラックエラー信号を生成することを特徴としている。
自由度が増える分、各媒体に対して安定なトラック動作が提供できる。なおピックアップ構成は図１で示したのと同一であるため、説明を省略する。
まず、図２８に基づいて受光手段としての受光素子３０１２及び検出手段としての演算手段３０１３の構成を詳細に説明する。
受光素子３０１２が反射光を受光する受光面は、８つの領域に分割されている。すなわち、受光素子３０１２の受光面は、光記録媒体の半径方向（ラジアル方向）に４領域を有し、この４領域は光記録媒体の回転方向（タンジェンシャル方向）にそれぞれ２分割されている。
【００６９】
光記録媒体の回転方向（タンジェンシャル方向）の２領域のうちの一方に含まれる４つの領域を半径方向順に３０１２ａ、３０１２ｂ、３０１２ｃ、３０１２ｄとする。そして、領域３０１２ａ、３０１２ｂ、３０１２ｃ、３０１２ｄから出力される光量信号を、それぞれＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄとする。光記録媒体のタンジェンシャル方向２領域のうち、もう一方に含まれる４つの領域を３０１２ｅ、３０１２ｆ、３０１２ｇ、３０１２ｈとする。そして、領域３０１２ｅ、３０１２ｆ、３０１２ｇ、３０１２ｈから出力される光量信号を、それぞれＥ、Ｆ、Ｇ、Ｈとする。
【００７０】
領域３０１２ａ、３０１２ｄは、光記録媒体のうち一方（第１の光記録媒体）から回折された光束の０次光と±１次光とが重なる干渉領域内に配置され、且つ第１の光記録媒体の回転方向に分割された先行領域だけを含む第１の受光部であり、３０１２ｂ、３０１２ｃは第１の光記録媒体の回折光束の０次光のみの領域内に配置され、且つ第１の光記録媒体の回転方向に分割された先行領域だけを含む第２の受光部であり、領域３０１２ｅ、３０１２ｈは、第２の光記録媒体から回折された光束の０次光と±１次光とが重なる干渉領域内に配置され、且つ第２の光記録媒体の回転方向に分割された後行領域だけを含む第３の受光部であり、領域３０１２ｆ、３０１２ｇは、第２の光記録媒体の回折光束の０次光のみの領域内に配置され、且つ第２の光記録媒体の回転方向に分割された後行領域だけを含む第４の受光部である。
第１、第２、第３及び第４の受光部はそれぞれ、光記録媒体のトラックの方向に対して対称に配置された少なとも一対の受光領域から構成されている。
【００７１】
受光素子３０１２の各領域から出力された光量信号は、演算手段３０１３に入力され、所定の演算がなされ、光記録媒体のトラック中心と、対物レンズの相対ずれを示すトラックエラー信号が、媒体１、２それぞれに応じて出力される。
【００７２】
演算手段３０１３による演算を式で表すと、
ＴＥ１＝（Ａ−Ｄ）−α（Ｂ−Ｃ）      （式８）
ＴＥ２＝（Ｅ−Ｈ）−β（Ｆ−Ｇ）      （式９）
で表される。ＴＥ１は媒体１に応じたトラックエラー信号であり、ＴＥ２は媒体２に応じたトラックエラー信号である。ここで、α、βは各媒体のゲインを意味する。
演算手段３０１３は、第１の受光部の出力の差信号を、第２の受光部の出力の差信号により補正した信号をトラックエラー信号とする第１の検出手段としての演算部３０１３Ａと、第３の受光部の出力の差信号を、第４の受光部の出力の差信号により補正した信号をトラックエラー信号とする第２の検出手段としての演算部３０１３Ｂから構成されている。
光記録媒体の種類に応じて、上記第１の検出手段と第２の検出手段が選択される。
本実施形態では、受光素子３０１２の領域の取り方と、ゲインα、βが光記録媒体Ａ、Ｂいずれの場合にもトラックエラー信号ＴＥに含まれるオフセット成分が最小となるように調整される。
【００７３】
光記録媒体Ａ、Ｂそれぞれのトラックエラー信号演算結果を図２９〜図３２に示す。
図２９は光記録媒体Ａの集光時にシーク動作により０．１ｍｍの対物レンズシフトが生じた場合、図３０は光記録媒体Ａの集光時にシーク動作により０．２ｍｍの対物レンズシフトが生じた場合、図３１は光記録媒体Ｂの集光時にシーク動作により０．１ｍｍの対物レンズシフトが生じた場合、図３２は光記録媒体Ｂの集光時にシーク動作により０．２ｍｍの対物レンズシフトが生じた場合に相当する。
なお、このときの光記録媒体Ａ、Ｂの溝形状、使用開口数、そして選択したオフセット値は以下の通りである。
【００７４】
光記録媒体Ａの案内溝の周期（トラックピッチ）：０．３２μｍ
光記録媒体Ａの案内溝の幅（グルーブ幅）：０．１６μｍ
光記録媒体Ａの案内溝の深さ（グルーブ深さ）：０．０３３５μｍ
光記録媒体Ａの場合の使用開口数：０．８５
光記録媒体Ａの場合の対物レンズ入射ビーム径：４．０ｍｍ
光記録媒体Ａのゲイン：５．６
光記録媒体Ｂの案内溝の周期（トラックピッチ）：０．３４μｍ
光記録媒体Ｂの案内溝の幅（グルーブ幅）：０．１７μｍ
光記録媒体Ｂの案内溝の深さ（グルーブ深さ）：０．０３３５μｍ
光記録媒体Ｂの場合の使用開口数：０．６５
光記録媒体Ｂの場合の対物レンズ入射ビーム径：３．５ｍｍ
光記録媒体Ｂのゲイン：６．０
【００７５】
また、受光素子３０１２の受光領域は、受光素子上の戻り光の直径を１としたとき、図３３に示すような区分とした。図２９〜図３２は（式８）、（式９）の演算に基づくトラックエラー信号算出結果である。
実線は従来のプッシュプル法で演算した場合であり、オフセットを生じているのが確認される。これに対して、（式８）、（式９）に基づくトラックエラー信号ではオフセットはなく、対物レンズシフトによるトラックずれを生じることなく安定したトラッキング動作ができることが分かる。
【００７６】
図３４乃至図３６に基づいて第７の実施形態を説明する。
本実施形態では、第６の実施形態において、図１７、図２１で示した第１の実施形態の変形例と同様に、受光素子の分割ではなく、ホログラム素子を用いた構成とすることを特徴としている。
従って、光学系を簡素化できる。なおピックアップ構成は図１７で示したのと同一であるため、説明を省略する。
まず、図３４に基づいて、ホログラム光学素子３０１４、受光素子３０１５の構成を詳細に説明する。図３４は、ホログラム光学素子３０１４の平面図である。ホログラム光学素子３０１４は、入射面に回折格子が形成された構成であり、回折格子は図中に円で示す対物レンズの有効径を含み、１０領域に分割されている。
光記録媒体の回転方向（タンジェンシャル方向）に２領域を有し、このうち１領域は、半円領域３０１４ｊと、輪帯領域を半径方向（ラジアル方向）に４分割した３０１４ａ、３０１４ｂ、３０１４ｃ、３０１４ｄに分割されている。
残りの半円領域は、半円領域３０１４ｋと、輪帯領域を半径方向（ラジアル方向）に４分割した３０１４ｅ、３０１４ｆ、３０１４ｇ、３０１４ｈに分割されている。
【００７７】
ホログラム光学素子３０１４において、領域３０１４ａは光記録媒体のうち第１の光記録媒体から回折された光束の０次光と±１次光とが重なる干渉領域内に配置され且つ上記第１の光記録媒体の回転方向に分割された先行領域だけを含む第１の回折領域であり、領域３０１４ｄは第１の光記録媒体から回折された光束の０次光と±１次光とが重なる干渉領域内に配置され且つ上記第１の光記録媒体の回転方向に分割された先行領域だけを含む第２の回折領域である。
領域３０１４ｂは上記第１の光記録媒体の回折光束の０次光のみの領域内に配置され且つ上記第１の光記録媒体の回転方向に分割された先行領域だけを含む第３の回折領域であり、領域３０１４ｃは上記第１の光記録媒体の回折光束の０次光のみの領域内に配置され且つ上記第１の光記録媒体の回転方向に分割された先行領域だけを含む第４の回折領域である。
領域３０１４ｅは光記録媒体のうち第２の光記録媒体から回折された光束の０次光と±１次光とが重なる干渉領域内に配置され且つ上記第２の光記録媒体の回転方向に分割された後行領域だけを含む第５の回折領域であり、領域３０１４ｈは第２の光記録媒体から回折された光束の０次光と±１次光とが重なる干渉領域内に配置され且つ上記第２の光記録媒体の回転方向に分割された後行領域だけを含む第６の回折領域である。
領域３０１４ｆは第２の光記録媒体の回折光束の０次光のみの領域内に配置され且つ上記第２の光記録媒体の回転方向に分割された後行領域だけを含む第７の回折領域であり、領域３０１４ｇは第２の光記録媒体の回折光束の０次光のみの領域内に配置され且つ上記第２の光記録媒体の回転方向に分割された後行領域だけを含む第８の回折領域である。
第１、２、３、４、５、６、７、８の各回折領域は、光記録媒体のトラックの方向に対して対称に一対形成されている。
【００７８】
格子の断面形状はいずれにおいても矩形形状であり、各領域への入射光（光記録媒体からの反射光）は±１次回折光として回折される。このうち、領域３０１４ａ、３０１４ｂ、３０１４ｃ、３０１４ｄ、３０１４ｊの＋１次回折光が、図３５に示されるように左側に偏向され、受光素子３０１５上の受光領域３０１５ａ、３０１５ｂ、３０１５ｃ、３０１５ｄ、３０１５ｊ１、３０１５ｊ２に集光される。
また、領域３０１４ｅ、３０１４ｆ、３０１４ｇ、３０１４ｈ、３０１４ｋの−１次回折光が、図３６に示されるように右側に偏向され、受光素子３０１５上の受光領域３０１５ｅ、３０１５ｆ、３０１５ｇ、３０１５ｈ、３０１５ｋ１、３０１５ｋ２に集光される。
受光素子３０１５の受光部３０１５ａは第１の回折領域に、受光部３０１５ｄは第２の回折領域に、受光部３０１５ｂは第３の回折領域に、受光部３０１５ｃは第４の回折領域に、受光部３０１５ｅは第５の回折領域に、受光部３０１５ｈは第６の回折領域に、受光部３０１５ｆは第７の回折領域に、受光部３０１５ｇは第８の回折領域に対応している。
【００７９】
それぞれの光量信号をＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｊ１、Ｊ２、Ｋ１、Ｋ２とすると、
ＴＥ１＝（Ａ−Ｄ）−α（Ｂ−Ｃ）      （式１０）
ＴＥ２＝（Ｅ−Ｈ）−β（Ｆ−Ｇ）      （式１１）
で表される。ＴＥ１は媒体１に応じたトラックエラー信号であり、ＴＥ２は媒体２に応じたトラックエラー信号である。ここで、α、βは各媒体のゲインを意味する。
本実施形態においては、受光素子の領域の取り方と、ゲインα、βが光記録媒体Ａ、Ｂいずれの場合にもトラックエラー信号ＴＥに含まれるオフセット成分が最小となるように調整される。
【００８０】
さらに、本実施形態では、トラックエラー信号に加えて、再生信号：ＲＦ信号やフォーカスエラー信号：ＦＥを同時に検出することができる。
ＲＦ１＝Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄ＋Ｊ１＋Ｊ２    （式１２）
ＦＥ１＝Ｊ１−Ｊ２                      (式１３)
ＲＦ２＝Ｅ＋Ｆ＋Ｇ＋Ｈ＋Ｋ１＋Ｋ２      （式１４）
ＦＥ２＝Ｋ１−Ｋ２                      （式１５）
ＲＦ１、ＦＥ１は媒体１に対応した信号であり、ＲＦ２、ＦＥ２は媒体２に対応した信号である。なお（式１３）、（式１５）は、ナイフエッジ法として一般に知られるフォーカスエラー信号演算方法である。
【００８１】
次に、図３７乃至図３９に基づいて第８の実施形態を説明する。
本実施形態では、「使用波長４０５ｎｍ、ＮＡ０．８５、トラックピッチ０．３２ｕｍ、光照射側基板厚０．１ｍｍの青色光記録媒体Ａ（第１の光記録媒体）」と、「使用波長４０５ｎｍ、ＮＡ０．６５、トラックピッチ０．３４ｕｍ、光照射側基板厚０．６ｍｍの青色光記録媒体Ｂ（第２の光記録媒体）」に加え、
「使用波長６６０ｎｍ、ＮＡ０．６５、トラックピッチ０．７４ｕｍ、光照射側基板厚０．６ｍｍのＤＶＤ系光記録媒体（第３の光記録媒体）」と、「使用波長７８５ｎｍ、ＮＡ０．５０、トラックピッチ１．４ｕｍ、光照射側基板厚１．２ｍｍのＣＤ系光記録媒体（第４の光記録媒体）」をさらに記録又は再生できる光ピックアップについて説明する。
【００８２】
図３７に示すように、光ピックアップ構成としては、上記実施形態で説明してきた青色専用光学系（青色光記録媒体Ａ、Ｂ用光学系）４０００ａに加え、ＤＶＤ／ＣＤ光学系４０００ｂを付加してなる。
青色専用光学系４０００ａについては、上記実施形態と同一であるため、説明を省略し、ＤＶＤ／ＣＤ光学系４０００ｂについて説明する。
図３８に示すように、本実施形態における光ピックアップの要部（ＤＶＤ／ＣＤ光学系４０００ｂ）は、波長６６０ｎｍの半導体レーザ４０２１ａと、波長７８５ｎｍの半導体レーザ４０２１ｂと、グレーティング４０２２ａ、４０２２ｂと、ダイクロイックプリズム４０２３と、コリメートレンズ４０２４と、偏光ビームスプリッタ４０２５と、偏向プリズム４０２６と、１／４波長板４０２７と、回折対物レンズ４０２８と、検出レンズ４０３０と、シリンドリカルレンズ４０３１と、第２の受光手段としての受光素子４０３２を有している。
グレーティング４０２２ａ、４０２２ｂ、ダイクロイックプリズム４０２３、コリメートレンズ４０２４、偏向プリズム４０２６、１／４波長板４０２７、回折対物レンズ４０２８により第２の集光手段が構成される。図示しないがＤＶＤ／ＣＤ光学系４０００ｂにおける検出手段は第２の検出手段、変位手段は第２の変位手段である。
青色専用光学系４０００ａにおける既述の受光手段は第１の受光手段、集光手段は第１の集光手段、検出手段は第１の検出手段、変位手段は第１の変位手段である。
【００８３】
ここで、回折対物レンズ４０２８は、上記実施形態で説明した開口制限機能、収差補正機能を波長選択の機能を利用して対物レンズに集約した素子であり、現状のＤＶＤ／ＣＤ光学系で主流となっている。
光記録媒体４０２９ａ、４０２９ｂはそれぞれ基板厚さが異なる光記録媒体で、光記録媒体４０２９ａは基板厚さが０．６ｍｍのＤＶＤ系光記録媒体で、光記録媒体４０２９ｂは基板厚さが１．２ｍｍのＣＤ系光記録媒体である。
記録、あるいは再生時にはいずれかの光記録媒体のみが図示しない回転機構にセットされて高速回転される。
【００８４】
まず、ＤＶＤ系光記録媒体４０２９ａを記録又は再生する場合について説明する。波長６６０ｎｍの半導体レーザ４０２１ａから出射した直線偏光の発散光は、グレーティング４０２２ａで０次、±１次の３ビームとなり、ダイクロイックプリズム４０２３を透過し、コリメートレンズ４０２４で略平行光とされ、偏光ビームスプリッタ４０２５を透過し、偏向プリズム４０２６で光路を９０度偏向され、１／４波長板４０２７を通過して円偏光とされ、対物レンズ４０２８に入射し、光記録媒体４０２９ａ上に微小スポットとして集光される。
このスポットにより、情報の再生、記録あるいは消去が行われる。光記録媒体４０２９ａから反射した光は、往路とは反対回りの円偏光となり、再び略平行光とされ、１／４波長板４０２８を通過して往路と直交した直線偏光になり、偏光ビームスプリッタ４０２５で反射され、検出レンズ４０３０、シリンドリカルレンズ４０３１で収束光とされ、受光素子４０３２に至る。
受光素子４０３２からは、情報信号、サーボ信号が検出される。
【００８５】
次に、ＣＤ系光記録媒体４０２９ｂを記録又は再生する場合について説明する。波長７８５ｎｍの半導体レーザ４０２１ｂから出射した直線偏光の発散光は、グレーティング４０２２ｂで０次、±１次の３ビームとなり、ダイクロイックプリズム４０２３で反射され、コリメートレンズ４０２４で略平行光とされ、偏光ビームスプリッタ４０２５を透過し、偏向プリズム４０２６で光路を９０度偏向され、１／４波長板４０２７を通過して円偏光とされ、対物レンズ４０２８に入射し、光記録媒体４０２９ｂ上に微小スポットとして集光される。
このスポットにより、情報の再生、記録あるいは消去が行われる。光記録媒体４０２９ｂから反射した光は、往路とは反対回りの円偏光となり、再び略平行光とされ、１／４波長板４０２８を通過して往路と直交した直線偏光になり、偏光ビームスプリッタ４０２５で反射され、検出レンズ４０３０、シリンドリカルレンズ４０３１で収束光とされ、受光素子４０３２に至る。
受光素子４０３２からは、情報信号、サーボ信号が検出される。
【００８６】
２つの光源を備え、各波長に応じた各グレーティングを適宜調整するＤＶＤ／ＣＤ光学系は、以上の如く、グレーティングを使用したＤＰＰ法を主採用してなる。
ところで、本実施形態のように２つの光学系を備えた光ピックアップにおいては、その光学系の配置方法に注意が必要である。すなわち、ＤＰＰ法を採用した場合、光記録媒体回転中心からのピックアップ移動軸上を対物レンズは移動する必要がある。軸上にないと、集光スポットの並びとトラックとの角度が、媒体の内周と外周とで変わってしまう。
よって、各々ＤＰＰ法を備えた２つの光学系を一つのピックアップに配置することは困難である。
本実施形態においては、青色光学系として１ビームでトラックエラー信号を生成可能なため、図３９に示すように、青色光学系の対物レンズ４００８をピックアップ移動軸上からずらし、ＤＶＤ／ＣＤ光学系の対物レンズ４０２８をピックアップ移動軸上を動くようにした。図３９において、符号４０３３ａ、４０３３ｂはシークレールを示す。
これにより、両光学系共に安定したトラック動作が可能であるとともに、既存のＤＶＤ／ＣＤ光学系と青色光学系を組み合わせることにより互換ピックアップが実現可能なため、コストアップを押さえ込める。
【００８７】
図４０及び図４１に基づいて第９の実施形態を説明する。
青色光記録媒体Ａ、Ｂ、ＤＶＤ系光記録媒体、ＣＤ系光記録媒体を互換するピックアップとしては、第８の実施形態の構成に限定されるものではなく、一つの光学系で構成することも可能である。
図４１に示すように、半導体レーザとして、青色、赤色、赤外の３波長光源を１パッケージに収めた半導体レーザ４００１を用いた光学系とすればよい。
この場合、トラックエラー信号の生成方法としては、第１の実施形態、第４の実施形態に示した方法で、ゲインもしくはオフセットの切換を４段階とすることにより可能である。
また、第６の実施形態のように２つの媒体に対応した受光素子を用いてもよく、一方の領域で４媒体のうちの１ないし３を検出し、第１の実施形態、第４の実施形態のゲインやオフセットの切換手段を併用する方法を用いてもよい。
【００８８】
次に、第１０の実施形態を説明する。
トラックエラー信号の使用用途は、以上のような対物レンズとトラックの相対ずれを補償するためのトラックサーボに限られるものでない。
青色光記録媒体Ａと青色光記録媒体Ｂに情報の記録あるいは再生を行う光ピックアップにおいて、光記録媒体のばらつきによって発生する収差を補正するための収差補正手段を駆動するための信号としてトラックエラー信号を用いてもよい。
光記録媒体の透明基板の厚み誤差によっては球面収差が発生する。球面収差が発生すると、光記録媒体の情報記録面上に形成されるスポットが劣化するため、正常な記録再生動作が行えなくなる。基板厚誤差による球面収差はＮＡの４乗、波長の−１乗で厳しくなるものであり、ＮＡ０．８５の青色光記録媒体Ａでは、その補正が必要とされる場合が多い。
球面収差補正手段としては、屈折力が正負異なるレンズを光軸上に配置し、そのレンズ間隔を偏向することにより対物レンズへの入射ビームの倍率調整を行うエキスパンダ方式（図示せず）が一般に知られている。
【００８９】
光記録媒体のチルト（傾き）によってはコマ収差が発生する。コマ収差が発生すると、光記録媒体の情報記録面上に形成されるスポットが劣化するため、正常な記録再生動作が行えなくなる。媒体チルトによるコマ収差はＮＡの３乗、波長の−１乗、基板厚に比例して厳しくなるものであり、基板厚０．６ｍｍの青色光記録媒体Ｂでは、その補正が必要とされる場合が多い。
コマ収差補正手段としては、上述の如くトラック／フォーカスの２軸に可動する対物レンズにおいて、さらに対物レンズを半径方向にチルトも可動可能な３軸の対物レンズアクチュエータ機構が一般に知られる。
対物レンズをチルトさせても、コマ収差が発生するため、媒体チルトによって発生するコマ収差を打ち消すことが可能となる。
【００９０】
これらの収差補正手順を説明する。媒体挿入後に、媒体判別を行い使用する収差補正手段をまず選定する。青色光記録媒体Ａの場合は球面収差補正手段を使用し、コマ収差補正手段は特定位置に固定すればよく、青色光記録媒体Ｂの場合はコマ収差補正手段を使用し、球面収差補正手段は特定位置に固定させておけばよい。
次に、光ピックアップを半径方向に移動させていき、半径方向の何点か、例えば内周、中周、外周の３領域毎に収差補正手段の最適駆動条件をメモリする。
駆動条件の算出には、収差補正手段を可動させながら、ピークホールド回路などを使用し、トラックエラー信号のピークレベルが得られる収差補正手段の駆動量をメモリしておけばよい。
そして、実際の記録、再生動作を行う。各半径位置毎に、メモリされている収差補正手段の駆動量を読み出し、収差補正手段を該条件に設定することにより、媒体チルトや厚み誤差の影響を受けることなく安定した記録、再生動作が可能となる。
【００９１】
図４２に基づいて第１１の実施形態を説明する。
図４２は光情報処理装置の概略図である。本実施形態における光情報処理装置は、第１の実施形態や第８の実施形態の光学記録媒体に対して、情報信号の記録及び再生を行う装置であり、上述した光ピックアップに相当する６００１を備えて構成されている。
そして光記録媒体６００７を回転操作するスピンドルモータ６００８と、情報信号の記録再生を行うにあたって使用される光ピックアップ６００１と、光ピックアップ６００１を光記録媒体６００７の内外周に移動操作するための送りモータ６００２と、所定の変調及び復調処理を行う変復調回路６００４と、光ピックアップ６００１のサーボ制御などを行うサーボ制御回路６００３と、光情報処理装置の全体の制御を行う制御手段としてのシステムコントローラ６００６とを備えている。
【００９２】
スピンドルモータ６００８は、サーボ制御回路６００３により駆動制御され、所定の回転数で回転駆動される。すなわち、記録再生の対象となる光記録媒体６００７は、スピンドルモータ６００８の駆動軸上にチャッキングされ、サーボ制御回路６００３により駆動制御される該スピンドルモータ６００８によって、所定の回転数で回転操作される。
光ピックアップ６００１は、光記録媒体に対する情報信号の記録及び再生を行うとき、上述したように、回転駆動される光記録媒体６００７に対してレーザ光を照射し、その戻り光を検出する。この光ピックアップ６００１は、変復調回路６００４に接続されている。
情報信号の記録を行う際には、外部回路６００５から入力され変復調回路６００４によって所定の変調処理が施された信号が光ピックアップ６００１に供給される。
【００９３】
光ピックアップ６００１は、変復調回路６００４から供給される信号に基づいて、光記録媒体６００７に対して、光強度変調が施されたレーザ光を照射する。また、情報信号の再生を行う際には、光ピックアップ６００１は、回転駆動される光記録媒体６００７に対して、一定の出力のレーザ光を照射し、その戻り光から再生信号が生成され、当該再生信号が変復調回路６００４に供給される。
また、光ピックアップ６００１は、サーボ制御回路６００３にも接続されている。情報信号の記録再生時に、回転駆動される光記録媒体６００７によって反射されて戻ってきた戻り光から、上述したように、フォーカスサーボ信号及びトラッキングサーボ信号が生成され、それらのサーボ信号がサーボ制御回路６００３に供給される。
変復調回路６００４は、システムコントローラ６００６及び外部回路６００５に接続されている。この変復調回路６００４は、情報信号を光記録媒体６００７に記録するときには、システムコントローラ６００６による制御のもとで、光記録媒体６００７に記録する信号を外部回路６００５から受け取り、当該信号に対して所定の変調処理を施す。
【００９４】
変復調回路６００４によって変調された信号は、光ピックアップ６００１に供給される。また、変復調回路６００４は、情報信号を光記録媒体６００７から再生するときには、システムコントローラ６００６による制御のもとで、光記録媒体６００７から再生された再生信号を光ピックアップ６００１から受け取り、当該再生信号に対して所定の復調処理を施す。
変復調回路６００４によって復調された信号は、変復調回路６００４から外部回路６００５へ出力される。
送りモータ６００２は、情報信号の記録及び再生を行うとき、光ピックアップ６００１を光記録媒体６００７の径方向の所定の位置に移動させるためのものであり、サーボ制御回路６００３からの制御信号に基づいて駆動される。
すなわち、この送りモータ６００２は、サーボ制御回路６００３に接続されており、サーボ制御回路６００３により制御される。
【００９５】
サーボ制御回路６００３は、システムコントローラ６００６による制御のもとで、光ピックアップ６００１が光記録媒体６００７に対向する所定の位置に移動されるように、送りモータ６００２を制御する。
また、サーボ制御回路６００３は、スピンドルモータ６００８にも接続されており、システムコントローラ６００６による制御のもとで、スピンドルモータ６００８の動作を制御する。すなわち、サーボ制御回路６００３は、光記録媒体６００７に対する情報信号の記録及び再生時に、該光記録媒体６００７が所定の回転数で回転駆動されるように、スピンドルモータ６００８を制御する。
また、サーボ制御回路６００３は、光ピックアップ６００１にも接続されており、情報信号の記録及び再生時には、光ピックアップ６００１から再生信号及びサーボ信号を受け取り、当該サーボ信号に基づいて、光ピックアップ６００１に搭載された図示しない２軸アクチュエータによるフォーカスサーボ及びトラッキングサーボの制御を行い、さらに、図示しない一軸アクチュエータを制御して、収差補正レンズ群における各レンズ群間の間隔を調整して収差の補正を行う。
【図面の簡単な説明】
【００９６】
【図１】本発明の第１の実施形態における光ピックアップの概要構成図である。
【図２】収差補正回折光学素子を示す図で（ａ）は平面図、（ｂ）は鋸歯形状の断面図、（ｃ）は階段形状の断面図である。
【図３】青色光記録媒体Ａへの集光状態を示す図である。
【図４】青色光記録媒体Ｂへの集光状態を示す図である。
【図５】回折効率と格子溝深さとの関係を示すグラフである。
【図６】液晶開口制限素子を示す図で、（ａ）は正面図、（ｂ）は液晶をＯＦＦしたときの光透過状態を示す図、（ｃ）は液晶をＯＮしたときの光透過状態を示す図である。
【図７】光記録媒体と干渉領域の関係を示す要部斜視図である。
【図８】干渉領域の説明図である。
【図９】光記録媒体Ａの場合の干渉領域の説明図である。
【図１０】光記録媒体Ｂの場合の干渉領域の説明図である。
【図１１】受光手段（受光素子）と検出手段（演算手段）の関係を示すブロック図である。
【図１２】光記録媒体Ａにおけるトラックエラー信号のグラフである。
【図１３】光記録媒体Ａにおけるトラックエラー信号のグラフである。
【図１４】光記録媒体Ｂにおけるトラックエラー信号のグラフである。
【図１５】光記録媒体Ｂにおけるトラックエラー信号のグラフである。
【図１６】受光素子の分割パターンを示す図である。
【図１７】第２の実施形態における光ピックアップの概要構成図である。
【図１８】ホログラム素子の分割パターンを示す図である。
【図１９】ホログラム素子の分割領域と受光素子の受光部との対応関係を示す図である。
【図２０】受光手段（受光素子）と検出手段（演算手段）の関係を示すブロック図である。
【図２１】第３の実施形態における光ピックアップの概要構成図である。
【図２２】第４の実施形態における受光手段（受光素子）と検出手段（演算手段）の関係を示すブロック図である。
【図２３】光記録媒体Ａにおけるトラックエラー信号のグラフである。
【図２４】光記録媒体Ａにおけるトラックエラー信号のグラフである。
【図２５】光記録媒体Ｂにおけるトラックエラー信号のグラフである。
【図２６】光記録媒体Ｂにおけるトラックエラー信号のグラフである。
【図２７】受光素子の分割パターンを示す図である。
【図２８】第６の実施形態における受光手段（受光素子）と検出手段（演算手段）の関係を示すブロック図である。
【図２９】光記録媒体Ａにおけるトラックエラー信号のグラフである。
【図３０】光記録媒体Ａにおけるトラックエラー信号のグラフである。
【図３１】光記録媒体Ｂにおけるトラックエラー信号のグラフである。
【図３２】光記録媒体Ｂにおけるトラックエラー信号のグラフである。
【図３３】受光素子の分割パターンを示す図である。
【図３４】第７の実施形態におけるホログラム素子の分割パターンを示す図である。
【図３５】ホログラム素子の分割領域と受光素子の受光部との対応関係を示す図である。
【図３６】ホログラム素子の分割領域と受光素子の受光部との対応関係を示す図である。
【図３７】第８の実施形態における光ピックアップの概要構成図である。
【図３８】第８の実施形態における光ピックアップのＤＶＤ／ＣＤ光学系の構成を示す図である。
【図３９】第８の実施形態における光ピックアップの移動構成を示す図である。
【図４０】第９の実施形態における光ピックアップの概要構成図である。
【図４１】第９の実施形態における半導体レーザーを示す図である。
【図４２】第１１の実施形態における光情報処理装置の構成ブロック図である。
【図４３】従来の光ピックアップの光学系の構成を示す図である。
【図４４】従来のプッシュプル法の演算方法を示す図である。
【図４５】従来の他の光ピックアップの光学系の構成を示す図である。
【図４６】図４５で示した光ピックアップの差動プッシュプル法の演算方法を示す図である。
【符号の説明】
【００９７】
Ａ、Ｂ  光記録媒体
１００１  光源としての半導体レーザ
１０１２  受光手段としての受光素子
１０１２ａ〜１０１２ｈ  受光部
１０１３  検出手段としての演算手段
１０１４  ホログラム素子
１０１４ａ〜１０１４ｅ  回折領域
【図１】
2006313601.tif 000003
【図２】
2006313601.tif 000004
【図３】
2006313601.tif 000005
【図４】
2006313601.tif 000006
【図５】
2006313601.tif 000007
【図６】
2006313601.tif 000008
【図７】
2006313601.tif 000009
【図８】
2006313601.tif 000010
【図９】
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【図１０】
2006313601.tif 000012
【図１１】
2006313601.tif 000013
【図１２】
2006313601.tif 000014
【図１３】
2006313601.tif 000015
【図１４】
2006313601.tif 000016
【図１５】
2006313601.tif 000017
【図１６】
2006313601.tif 000018
【図１７】
2006313601.tif 000019
【図１８】
2006313601.tif 000020
【図１９】
2006313601.tif 000021
【図２０】
2006313601.tif 000022
【図２１】
2006313601.tif 000023
【図２２】
2006313601.tif 000024
【図２３】
2006313601.tif 000025
【図２４】
2006313601.tif 000026
【図２５】
2006313601.tif 000027
【図２６】
2006313601.tif 000028
【図２７】
2006313601.tif 000029
【図２８】
2006313601.tif 000030
【図２９】
2006313601.tif 000031
【図３０】
2006313601.tif 000032
【図３１】
2006313601.tif 000033
【図３２】
2006313601.tif 000034
【図３３】
2006313601.tif 000035
【図３４】
2006313601.tif 000036
【図３５】
2006313601.tif 000037
【図３６】
2006313601.tif 000038
【図３７】
2006313601.tif 000039
【図３８】
2006313601.tif 000040
【図３９】
2006313601.tif 000041
【図４０】
2006313601.tif 000042
【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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