(57)【要約】【課題】  高品質の再生出力を得ながら、より一層と精度良く球面収差補正を行い得る球面収差検出装置及び方法並びに光ピックアップを提案する。【解決手段】  球面収差検出装置及び方法において、光ディスクに向けて発射された第１の光ビームの一部分から第２のビームを分割生成し、第１の光ビームの光ディスクにおける反射光に基づいて第１の光ビームのフォーカスエラー情報を生成すると共に、第２の光ビームの光ディスクにおける反射光に基づいて第２の光ビームのフォーカスエラー情報を生成し、第１の光ビームのフォーカスエラー情報と第２の光ビームのフォーカスエラー情報とに基づいて、第１の光ビームに発生した球面収差を検出するようにした。また光ピックアップにおいて、かかる球面収差の検出結果に基づいて、第１の光ビームに発生した球面収差をなくすように、第１の光ビームに球面収差を発生させるようにした。【選択図】        図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ディスクに向けて発射された第１の光ビームの一部分から第２のビームを分割生成するビーム分割生成手段と、
上記第１の光ビームの上記光ディスクにおける反射光に基づいて上記第１の光ビームのフォーカスエラー情報を生成すると共に、上記第２の光ビームの上記光ディスクにおける反射光に基づいて上記第２の光ビームのフォーカスエラー情報を生成するフォーカスエラー情報生成手段と、
上記第１の光ビームのフォーカスエラー情報と上記第２の光ビームのフォーカスエラー情報とに基づいて、上記第１の光ビームに発生した球面収差を検出する球面収差検出手段と
を具えることを特徴とする球面収差検出装置。
【請求項２】
上記ビーム分割生成手段は、グレーティングである
ことを特徴とする請求項１に記載の球面収差検出装置。
【請求項３】
上記グレーティングは、
入射する上記第１の光ビームの０次光を発生させる第１の領域と、
上記第２の光ビームとして、上記第１の光ビームの上記一部分から１次光又は−１次光を発生させる第２の領域とを具える
ことを特徴とする請求項２に記載の球面収差検出装置。
【請求項４】
上記グレーティングの上記第１の領域は、
上記第１の光ビームのｎ（ｎは０以外の整数）次光を、上記光ディスクに入射しないように発生させる
ことを特徴とする請求項３に記載の球面収差検出装置。
【請求項５】
光ディスクに向けて発射された第１の光ビームの一部分から第２のビームを分割生成する第１のステップと、
上記第１の光ビームの上記光ディスクにおける反射光に基づいて上記第１の光ビームのフォーカスエラー情報を生成すると共に、上記第２の光ビームの上記光ディスクにおける反射光に基づいて上記第２の光ビームのフォーカスエラー情報を生成する第２のステップと、
上記第１の光ビームのフォーカスエラー情報と上記第２の光ビームのフォーカスエラー情報とに基づいて、上記第１の光ビームに発生した上記球面収差を検出する第３のステップと
を具えることを特徴とする球面収差検出方法。
【請求項６】
上記第１のステップでは、
グレーティングを用いて第１の光ビームの一部分から第２のビームを分割生成する
ことを特徴とする請求項５に記載の球面収差検出方法。
【請求項７】
上記グレーティングは、
入射する上記第１の光ビームの０次光を発生させる第１の領域と、
上記第２の光ビームとして、上記第１の光ビームの上記一部分から１次光又は−１次光を発生させる第２の領域とを具える
ことを特徴とする請求項６に記載の球面収差検出方法。
【請求項８】
上記グレーティングの上記第１の領域は、
上記第１の光ビームのｎ（ｎは０以外の整数）次光を、上記光ディスクに入射しないように発生させる
ことを特徴とする請求項７に記載の球面収差検出方法。
【請求項９】
光ディスクに向けて発射された第１の光ビームの一部分から第２のビームを分割生成するビーム分割生成手段と、
上記第１の光ビームの上記光ディスクにおける反射光に基づいて上記第１の光ビームのフォーカスエラー情報を生成すると共に、上記第２の光ビームの上記光ディスクにおける反射光に基づいて上記第２の光ビームのフォーカスエラー情報を生成するフォーカスエラー情報生成手段と、
上記第１の光ビームのフォーカスエラー情報と上記第２の光ビームのフォーカスエラー情報とに基づいて、上記第１の光ビームに発生した上記球面収差を検出する球面収差検出手段と、
上記第１の光ビームに、収差量を調整自在に球面収差を発生させる球面収差発生手段と、
上記球面収差検出手段の検出結果に基づいて、上記第１の光ビームに発生した上記球面収差をなくすように、上記球面収差発生手段により上記第１の光ビームに上記球面収差を発生させる制御手段と
を具えることを特徴とする光ピックアップ。
【請求項１０】
上記ビーム分割生成手段は、グレーティングである
ことを特徴とする請求項９に記載の光ピックアップ。
【請求項１１】
上記グレーティングは、
入射する上記第１の光ビームの０次光を発生させる第１の領域と、
上記第２の光ビームとして、上記第１の光ビームの上記一部分から１次光又は−１次光を発生させる第２の領域とを具える
ことを特徴とする請求項１０に記載の光ピックアップ。
【請求項１２】
上記グレーティングの上記第１の領域は、
上記第１の光ビームのｎ（ｎは０以外の整数）次光を、上記光ディスクに入射しないように発生させる
ことを特徴とする請求項１１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、球面収差検出装置及び方法並びに光ピックアップに関し、例えば光ディスク装置に適用して好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、光ディスクとしてＣＤ（Compact Disc）やＤＶＤ（Digital Versatile Disc）が広く流通している。また近年では、これらＣＤ及びＤＶＤよりもさらに高密度記録による大容量化を図ったBlu-rayやＨＤ−ＤＶＤ等の新しいフォーマットの光ディスクも現れ、市場に流通しつつある。
【０００３】
この場合において、光ビームが光ディスク上に形成するビームスポットの大きさは、記録再生用の光ビームの波長をλ、対物レンズの開口数をＮＡとしてλ／ＮＡに比例する。よって、光ディスクの記録密度は、このλ／ＮＡによりほぼ制限されることとなる。従って、光ディスクの高密度記録による大容量化を図るためには、記録再生用の光ビームの波長を短くするか、又は対物レンズの開口数（ＮＡ：Numerical Aperture）を大きくすることが必要となる。
【０００４】
そこで、近年では、出射光の光ビームの波長がより短い半導体レーザ（例えば青紫色半導体レーザ）の開発が各企業において進められており、これと併せて対物レンズの開口数を増大させる技術の開発も進められている。例えば特開平11−195299号公報では、２群２枚の対物レンズを用いることで、開口数を現状ＤＶＤの0.6に対して0.85まで高め得る方法が開示されている。
【０００５】
しかしながら、一般的に対物レンズを透過した光ビームには球面収差が発生するため、かかる光ビームは、図８（Ａ）のように１点に集光せず、図８（Ｂ）のように対物レンズ１の内周側を通る成分と外周側を通る成分とで異なる位置に集光する。そしてこの球面収差は、対物レンズ１の開口数が大きくなればなるほど大きくなる。
【０００６】
従って、光ディスクの高密度記録による大容量化を図る手法として対物レンズの開口数を大きくすると、光ディスク間や１枚の光ディスク内で基板厚にばらつきがある場合に、当該光ディスクに照射される記録再生用の光ビームに大きな球面収差が発生し、記録再生特性が悪化する問題があった。
【０００７】
この問題を解決するためには、光ビームに発生した球面収差の収差量を検出し、何らかの手法を用いてこの球面収差を補正する必要がある。そこで、従来の光ディスク装置では、キャリブレーション動作時にＲＦ信号やプッシュプル信号が最大となるように球面収差の補正を行うことで、球面収差の収差量が最小となるように制御している。
【０００８】
しかしながら、このような方法によると、球面収差そのものを検出しているわけではないため、精度の高い補正を行うことができず、またリアルタイムでの補正ができないために、球面収差の状態や補正の内容がキャリブレーションを行ったときからずれてしまってもこれを検出できないといった問題があった。
【０００９】
一方、従来、光ディスクの反射面において反射した光ビームの反射光をビームスプリッタを用いて等価的に開口数が大きい外周側成分と等価的に開口数が小さい内周側成分とに分離し、これら反射光の外周側成分の受光出力と内周側成分の受光出力とに基づいて球面収差の状態を検出し、この検出結果に基づいて上述した２群２枚の対物レンズ間の間隔を変えることで、球面収差を補償する方法が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【００１０】
そしてこの球面収差の補償方法によれば、光ビームに発生した球面収差をリアルタイムで検出して、これをリアルタイムで補正できるものと考えられる。
【特許文献１】特開２００２−３６７１９７公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、上述のように光ディスクの反射面における光ビームの反射光を外周側成分及び内周側成分に分離する方法によると、反射光の外周側成分及び内周側成分のいずれもその光量が元の反射光の光量の半分近くになるため、当該反射光の外周側成分及び内周側成分のいずれによっても充分な信号レベルの受光出力を得ることができない。
【００１２】
このため例えば反射光の外周側成分及び内周側成分のいずれによっても、受光素子において発生する熱雑音やショットノイズ等の影響を受けて、Ｓ／Ｎの低い受光出力しか得られず、この結果、反射光の外周側成分の受光出力及び内周側成分の受光出力のいずれか一方に基づいて再生出力を得ようとしても、Ｓ／Ｎの低い品質の悪い再生出力しか得られない問題がある。これは、この特許文献１において開示されているように、反射光の外周側成分の受光出力及び内周側成分の受光出力を加算して再生出力を得る場合においても同様のことが言える。
【００１３】
また、かかる光ディスクの反射面における光ビームの反射光を外周側成分及び内周側成分に分離する方法によると、上述のようにＳ／Ｎの低い受光出力しか得られないことから、これら反射光の外周側成分の受光出力及び内周側成分の受光出力に基づいて精度の良い球面収差補正を行い難い問題がある。
【００１４】
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、高品質の再生出力を得ながら、より一層と精度良く球面収差補正を行い得る球面収差検出装置及び方法並びに光ピックアップを提案しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
かかる課題を解決するため本発明においては、球面収差検出装置において、光ディスクに向けて発射された第１の光ビームの一部分から第２のビームを分割生成するビーム分割生成手段と、第１の光ビームの光ディスクにおける反射光に基づいて第１の光ビームのフォーカスエラー情報を生成すると共に、第２の光ビームの光ディスクにおける反射光に基づいて第２の光ビームのフォーカスエラー情報を生成するフォーカスエラー情報生成手段と、第１の光ビームのフォーカスエラー情報と第２の光ビームのフォーカスエラー情報とに基づいて、第１の光ビームに発生した球面収差を検出する球面収差検出手段とを設けるようにした。
【００１６】
この結果、この球面収差検出装置では、第１の光ビームの光ディスクにおける反射光に基づいてＳ／Ｎの高い受光出力を得ることができるため、この受光出力に基づいてＳ／Ｎの高い再生出力を得ることや、精度の良い球面収差補正を行うことができる。
【００１７】
また本発明においては、球面収差検出方法において、光ディスクに向けて発射された第１の光ビームの一部分から第２のビームを分割生成する第１のステップと、第１の光ビームの光ディスクにおける反射光に基づいて第１の光ビームのフォーカスエラー情報を生成すると共に、第２の光ビームの光ディスクにおける反射光に基づいて第２の光ビームのフォーカスエラー情報を生成する第２のステップと、第１の光ビームのフォーカスエラー情報と第２の光ビームのフォーカスエラー情報とに基づいて、第１の光ビームに発生した球面収差を検出する第３のステップとを設けるようにした。
【００１８】
この結果、この球面収差検出方法によれば、第１の光ビームの光ディスクにおける反射光に基づいてＳ／Ｎの高い受光出力を得ることができるため、この受光出力に基づいてＳ／Ｎの高い再生出力を得ることや、精度の良い球面収差補正を行うことができる。
【００１９】
さらに本発明によれば、光ピックアップにおいて、光ディスクに向けて発射された第１の光ビームの一部分から第２のビームを分割生成するビーム分割生成手段と、第１の光ビームの光ディスクにおける反射光に基づいて第１の光ビームのフォーカスエラー情報を生成すると共に、第２の光ビームの光ディスクにおける反射光に基づいて第２の光ビームのフォーカスエラー情報を生成するフォーカスエラー情報生成手段と、第１の光ビームのフォーカスエラー情報と第２の光ビームのフォーカスエラー情報とに基づいて、第１の光ビームに発生した球面収差を検出する球面収差検出手段と、第１の光ビームに、収差量を調整自在に球面収差を発生させる球面収差発生手段と、球面収差検出手段の検出結果に基づいて、第１の光ビームに発生した球面収差をなくすように、球面収差発生手段により第１の光ビームに球面収差を発生させる制御手段とを設けるようにした。
【００２０】
この結果、この光ピックアップでは、第１の光ビームの光ディスクにおける反射光に基づいてＳ／Ｎの高い受光出力を得ることができるため、この受光出力に基づいてＳ／Ｎの高い再生出力を得ることや、精度の良い球面収差補正を行うことができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、球面収差検出装置及び方法において、光ディスクに向けて発射された第１の光ビームの一部分から第２のビームを分割生成し、第１の光ビームの光ディスクにおける反射光に基づいて第１の光ビームのフォーカスエラー情報を生成すると共に、第２の光ビームの光ディスクにおける反射光に基づいて第２の光ビームのフォーカスエラー情報を生成し、第１の光ビームのフォーカスエラー情報と第２の光ビームのフォーカスエラー情報とに基づいて、第１の光ビームに発生した球面収差を検出するようにしたことにより、第１の光ビームの光ディスクにおける反射光に基づいてＳ／Ｎの高い受光出力を得ることができ、この受光出力に基づいてＳ／Ｎの高い再生出力を得ることや、精度の良い球面収差補正を行うことができる。かくするにつき高品質の再生出力を得ながら、より一層と精度良く球面収差補正を行い得る球面収差検出装置及び方法を実現できる。
【００２２】
また本発明によれば、光ピックアップにおいて、光ディスクに向けて発射された第１の光ビームの一部分から第２のビームを分割生成するビーム分割生成手段と、第１の光ビームの光ディスクにおける反射光に基づいて第１の光ビームのフォーカスエラー情報を生成すると共に、第２の光ビームの光ディスクにおける反射光に基づいて第２の光ビームのフォーカスエラー情報を生成するフォーカスエラー情報生成手段と、第１の光ビームのフォーカスエラー情報と第２の光ビームのフォーカスエラー情報とに基づいて、第１の光ビームに発生した球面収差を検出する球面収差検出手段と、第１の光ビームに、収差量を調整自在に球面収差を発生させる球面収差発生手段と、球面収差検出手段の検出結果に基づいて、第１の光ビームに発生した球面収差をなくすように、球面収差発生手段により第１の光ビームに球面収差を発生させる制御手段とを設けるようにしたことにより、第１の光ビームの光ディスクにおける反射光に基づいてＳ／Ｎの高い受光出力を得ることができ、この受光出力に基づいてＳ／Ｎの高い再生出力を得ることや、精度の良い球面収差補正を行うことができる。かくするにつき高品質の再生出力を得ながら、より一層と精度良く球面収差補正を行い得る光ピックアップを実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下図面について、本発明の一実施の形態を詳述する。
【００２４】
（１）原理
図１（Ａ）及び（Ｂ）のような開口数の異なる２つの対物レンズ２、３について考える。球面収差がないときには、開口数の大きい対物レンズ２を透過した第１の光ビームＬ１と、開口数の小さい対物レンズ３を透過した第２の光ビームＬ２とが同じ位置に集光する場合であっても、球面収差があるときには、対物レンズ２、３の開口数に応じた大きさの球面収差がそれぞれ第１及び第２の光ビームＬ１、Ｌ２に発生するため、これら第１及び第２の光ビームＬ１、Ｌ２は異なる位置に集光する。
【００２５】
これは、図１（Ａ）のように対物レンズ２を遮光しない状態のときと、図１（Ｃ）のように同じ開口数の対物レンズ２の外周側を遮光して等価的に対物レンズ２の開口数を下げた状態のときにも同様のことが言える。つまり、球面収差があるときには、外周側が遮光されていない対物レンズ２を透過する第１の光ビームＬ１と、外周側が遮光された対物レンズ２を透過する第３の光ビームＬ３とにそれぞれそのビーム径（すなわち対物レンズ２におけるその第１又は第３の光ビームＬ１、Ｌ３が透過する部分の開口数）に応じた球面収差が発生するため、これら第１及び第３の光ビームＬ１、Ｌ３が異なる位置に集光する。
【００２６】
従って、図２に示すように、半導体レーザ１１から発射された光ビームＬ１０からグレーティング１１によって開口数を等価的に下げてサイドビームＬ１２Ａ、Ｌ１２Ｂを分割生成し、これをコリメータレンズ１３及び対物レンズ１４を順次介して光ディスク１５に入射させる場合にも、球面収差がないときには、サイドビームＬ１２Ａ、Ｌ１２Ｂが分割された後の光ビームＬ１０（以下、これをメインビームＬ１１と呼ぶ）と、サイドビームＬ１２Ａ、Ｌ１２Ｂとが同じ位置に集光するのに対して、球面収差があるときには、これらメインビームＬ１１及びサイドビームＬ１２Ａ、Ｌ１２Ｂがそれぞれ異なる位置に集光することとなる。
【００２７】
ここで図３は、サイドビームＬ１２Ａ、Ｌ１２Ｂのビーム径（すなわち対物レンズ１４のサイドビームＬ１２Ａ、Ｌ１２Ｂが透過する部分の開口数）をかかるメインビームＬ１１のビーム径（すなわち対物レンズ１４のメインビームＬ１１が透過する部分の開口数）の半分とし、光ディスク１５の基板厚を50〔μm〕から120〔μm〕まで10〔μm〕ずつ変えていったときに、各基板厚（50〔μm〕〜120〔μm〕）においてそれぞれ得られるメインビームＬ１１のフォーカスエラー信号（それぞれ実線のＦＥ５０〜ＦＥ１２０）と、サイドビームＬ１２Ａ、Ｌ１２Ｂのフォーカスエラー信号（それぞれ破線のＦＥ５０´〜ＦＥ１２０´）とをそれぞれ示すシミュレーション結果である。また図４は、このうち光ディスク１５の基板厚が90〔μm〕のときのシミュレーション結果を抜き出したものである。なお、図３及び図４では、縦軸に信号レベルの大きさをとり、横軸に基板厚が90〔μm〕のときのメインビームＬ１１及びサイドビームＬ１２Ａ、Ｌ１２Ｂの各フォーカスエラー信号ＦＥ９０、ＦＥ９０´が共にゼロとなるときの対物レンズ１４の位置（以下、これを基準位置と呼ぶ）からの対物レンズ１４の変位量をとっている。
【００２８】
これら図３及び図４からも明らかなように、光ディスク１５の基板厚がある値（このシミュレーションでは85〔μm〕であり、以下、これを基準基板厚と呼ぶ）のときにメインビームＬ１１のフォーカスエラー信号ＦＥ５０〜ＦＥ１２０と、サイドビームＬ１２Ａ、Ｌ１２Ｂのフォーカスエラー信号ＦＥ５０´〜ＦＥ１２０´とが共にゼロとなるように設定した場合、光ディスクの基板厚がその値からずれると、メインビームＬ１１及びサイドビームＬ１２Ａ、Ｌ１２Ｂのそれぞれにそのビーム径（対物レンズ１４の対応する部位の開口数）に応じた大きさの球面収差が発生するため、メインビームＬ１１及びサイドビームＬ１２Ａ、Ｌ１２Ｂのフォーカス位置にずれが生じ、この結果、メインビームＬ１１のフォーカスエラー信号ＦＥ５０〜ＦＥ１２０の信号レベルがゼロとなる位置と、サイドビームＬ１２Ａ、Ｌ１２Ｂのフォーカスエラー信号ＦＥ５０´〜ＦＥ１２０´がゼロとなる位置とにずれが生じる。
【００２９】
この場合、光ディスクの基板厚が基準基板厚よりも小さいときと、大きいときとでは、サイドビームＬ１２Ａ、Ｌ１２Ｂのフォーカスエラー信号ＦＥ５０´〜ＦＥ８０´の信号レベルがゼロのときのメインビームＬ１１のフォーカスエラー信号ＦＥ５０〜ＦＥ８０の信号レベル（図４において、フォーカスエラー信号ＦＥ５０〜ＦＥ１２０の「○」で囲んだ部分の信号レベル）の値の符号（正又は負）が異なる。
【００３０】
例えば図３の例では、光ディスクの基板厚が基準基板厚よりも小さいときには、当該サイドビームＬ１２Ａ、Ｌ１２Ｂのフォーカスエラー信号ＦＥ５０´〜ＦＥ８０´の信号レベルがゼロのときのメインビームＬ１１のフォーカスエラー信号ＦＥ５０〜ＦＥ８０の信号レベルが常に負の値となり、光ディスクの基板厚が基準基板厚よりも大きいときには、当該サイドビームＬ１２Ａ、Ｌ１２Ｂのフォーカスエラー信号ＦＥ９０´〜ＦＥ１２０´の信号レベルがゼロのときのメインビームＬ１１のフォーカスエラー信号ＦＥ９０〜ＦＥ１２０の信号レベルが常に正の値となる。
【００３１】
従って、例えばサイドビームＬ１２Ａ、Ｌ１２Ｂ（又はメインビームＬ１１）のフォーカスエラー信号がゼロのときのメインビームＬ１１（又はサイドビームＬ１２Ａ、Ｌ１２Ｂ）のフォーカスエラー信号の値の符号に基づいて、メインビームＬ１１の集光位置に対してサイドビームＬ１２Ａ、Ｌ１２Ｂの集光位置がどちらの方向にずれているかといった、そのとき発生している球面収差の状態をリアルタイムで検出できる。
【００３２】
この場合、例えば図２のような光学系において、上述のようにメインビームＬ１１のフォーカスエラー信号とは別個にサイドビームＬ１２Ａ、Ｌ１２Ｂのフォーカスエラー信号を得るためには、メインビームＬ１１の光ディスク１５における反射光とサイドビームＬ１２Ａ、Ｌ１２Ｂの光ディスク１５における反射光とを重ならないようにフォーカスエラー信号を生成するための受光素子（図示せず）に導く必要がある。
【００３３】
そして、このためにはサイドビームＬ１２Ａ、Ｌ１２Ｂを光ディスク１５の記録面１５Ａ上においてメインビームＬ１１の集光位置と離れた位置に集光させる必要があるが、この条件は、この図２のようにサイドビームＬ１２Ａ、Ｌ１２Ｂを対物レンズ１４に斜めに入射させることによって満たすことができる。
【００３４】
またサイドビームＬ１２Ａ、Ｌ１２Ｂを対物レンズ１４に斜めに入射させるためには、この図２からも明らかなように、コリメータレンズ１３上で当該コリメータレンズ１３の中心に対して非対称に（コリメータレンズ１３の中心からオフセットさせて）、メインビームＬ１１よりもビーム径の小さいサイドビームＬ１２Ａ、Ｌ１２Ｂを入射させる必要がある。
【００３５】
例えば、コリメータレンズ１３や対物レンズ１４におけるメインビームＬ１１のビーム径を半径４〔mm〕とし、各サイドビームＬ１２Ａ、Ｌ１２Ｂの開口数をこの半分に制限するものとすると、そのビーム径は半径２〔mm〕となる。そして、光ディスク１５の記録面１５Ａにおいて、サイドビームＬ１２Ａ、Ｌ１２ＢのスポットをメインビームＬ１１のスポットに対して20〔μm〕だけオフセットさせるものとし、対物レンズ１４の焦点距離を２〔mm〕、コリメータレンズ１３までの距離を40〔mm〕であるとすると、サイドビームＬ１２Ａ、Ｌ１２Ｂは、例えばコリメータレンズ１３上で当該コリメータレンズ１３の中心から400〔μm〕だけオフセットした半径２〔mm〕の光束であれば良いことになる。
【００３６】
このようなサイドビームＬ１２Ａ、Ｌ１２Ｂを得るためには、この図２からも明らかなように、グレーティング１２において光ビームＬ１０からサイドビームＬ１２Ａ、Ｌ１２Ｂを分割生成する際に、光ビームＬ１０の全範囲からでなく、内周側の一部分のみからサイドビームＬ１２Ａ、Ｌ１２Ｂを分割生成する必要がある。
【００３７】
また例えばこのようなサイドビームＬ１２Ａ、Ｌ１２Ｂを２つ得るためには、これら２つのサイドビームＬ１２Ａ、Ｌ１２Ｂをそれぞれ光ビームＬ１０における別々の範囲において分割生成する必要がある。なお、この光ビームＬ１０における各サイドビームＬ１２Ａ、Ｌ１２Ｂを分割生成する範囲は重なっていても良く、この場合、その範囲では従来のグレーティングと同様に２つのサイドビームＬ１２Ａ、Ｌ１２Ｂが同時に生成される。
【００３８】
そして、このようなサイドビームＬ１２Ａ、Ｌ１２Ｂを２つ分割生成するためのグレーティング１２の構成としては、図５に示すような構成のものが考えられる。
【００３９】
すなわち、このグレーティング１２は、例えばガラス円板２０の一面２０Ａ側に、当該一面２０Ａの中心からそれぞれ逆方向に所定距離だけオフセットさせて形成された円形状の第１及び第２の領域２１、２２と、第１及び第２の領域２１、２２の重なり部分である第３の領域２３と、第１〜第３の領域２１〜２３以外の領域である第４の領域２４とが形成されることにより構成されている。
【００４０】
この場合、第１の領域２１は、溝の断面形状が鋸歯状のいわゆるブレーズドグレーティングとして形成されると共に、ブレーズ方向が第２の領域２２の中心から第１の領域２１の中心に向かう方向と平行に選定されており、これにより半導体レーザ１１から発射された光ビームＬ１０から一方のサイドビームＬ１２Ａとなる１次光を分割生成し得るようになされている。
【００４１】
また第２の領域２２は、ブレーズ方向が第１の領域２１と逆方向のブレーズドグレーティングとして形成されており、これにより半導体レーザ１１から発射された光ビームＬ１０から他方のサイドビームＬ１２Ｂとなる−１次光を分割生成し得るようになされている。
【００４２】
さらに第３の領域２３は、溝の断面形状が矩形状の通常のグレーティングとして形成されており、これにより半導体レーザ１１から発射された光ビームＬ１０から一方のサイドビームＬ１２Ａとなる１次光と、他方のサイドビームＬ１２Ｂとなる−１次光とを分割生成し得るようになされている。なおこの第３の領域２３については、設計によっては省略することも可能である。
【００４３】
さらに第４の領域２４は、溝等が形成されていない、透過する光ビームＬ１０の０次光を発生させる透明平面板の部分である。
【００４４】
そして、グレーティング１２をこのように構成することによって、第１〜第４の領域２１〜２４を透過した光ビームＬ１０の０次光がメインビームＬ１１としてコリメータレンズ１３及び対物レンズ１４を順次介して光ディスク１５の記録面１５Ａ上に集光される一方で、第１の領域２１において分割生成された光ビームＬ１０の１次光と、第２の領域２２において分割生成された光ビームＬ１０の−１次光とがそれぞれサイドビームＬ１２Ａ、Ｌ１２Ｂとしてコリメータレンズ１３及び対物レンズ１４を順次介して光ディスク１５の記録面１５Ａ上においてメインビームＬ１１のスポットと離れた位置に集光される。
【００４５】
かくしてグレーティング１２としてこのような構成のものを採用することによって、メインビームＬ１１の光ディスク１５における反射光とサイドビームＬ１２Ａ、Ｌ１２Ｂの光ディスクにおける反射光とを重ならないようにフォーカスエラー信号を生成するための受光素子（図示せず）に個別に導くことができ、これによりメインビームＬ１１のフォーカスエラー信号とは別個にサイドビームＬ１２Ａ、Ｌ１２Ｂのフォーカスエラー信号を得ることができる。
【００４６】
そしてこれら２つのフォーカスエラー信号に基づいて、上述のようにサイドビームＬ１２Ａ、Ｌ１２Ｂ（又はメインビームＬ１１）のフォーカスエラー信号がゼロのときのメインビームＬ１１（又はサイドビームＬ１２Ａ、Ｌ１２Ｂ）のフォーカスエラー信号の値がゼロに収束するように球面収差補正を行うことによって、光ディスクの基板厚のばらつき等に起因して発生した球面収差をリアルタイムで補正することができる。
【００４７】
以下、かかる原理を適用した本実施の形態による光ディスク装置について説明する。
【００４８】
（２）本実施の形態による光ディスク装置の構成
図６は、本実施の形態による光ディスク装置３０の一部構成を示すものである。
【００４９】
この光ディスク装置３０では、記録動作時や再生動作時、レーザ駆動回路３１の制御のもとに半導体レーザ３２から発射された光ビームＬ２０が、図３について上述した構成を有するグレーティング３３において１つのメインビームＬ２１と２つのサイドビームＬ２２Ａ、Ｌ２２Ｂとに分割される。
【００５０】
そしてこのメインビームＬ２１及び２つのサイドビームＬ２２Ａ、Ｌ２２Ｂは、この後ビームスプリッタ３４を介してコリメータレンズ３５に入射し、このコリメータレンズ３５において平行光に変換された後に、対物レンズ部３６に入射する。
【００５１】
対物レンズ部３６は、２群２枚の対物レンズ３６Ａ、３６Ｂから構成されており、入射するメインビームＬ２１及び２つのサイドビームＬ２２Ａ、Ｌ２２Ｂをそれぞれ光ディスク３７の記録面３７Ａ上に所定状態に集光する。
【００５２】
一方、これらメインビームＬ２１の光ディスク３７における反射光Ｌ３０及び２つのサイドビームＬ２２Ａ、Ｌ２２Ｂの光ディスク３７における各反射光Ｌ３１Ａ、Ｌ３１Ｂは、それぞれ対物レンズ部３６を介して平行光に変換された後にコリメータレンズ３５を介してビームスプリッタ３４に入射する。そしてこれら反射光Ｌ３０、Ｌ３１Ａ、Ｌ３１Ｂは、共にこのビームスプリッタ３４の偏光面３４Ａにおいて所定方向に反射し、この後集光レンズ３８及びシリンドリカルレンズ３９を順次介して受光素子４０の受光面４０Ａに入射する。
【００５３】
このとき受光素子４０の受光面４０Ａには、図７に示すように、メインビームＬ２１用の４分割領域（以下、これをメインビーム用４分割領域と呼ぶ）４１と、各サイドビーム用の２つ４分割領域（以下、これらを第１及び第２のサイドビーム用４分割領域と呼ぶ）４２Ａ，４２Ｂとが設けられており、メインビームＬ２１の光ディスク３７における反射光Ｌ３０がメインビーム用４分割領域４１上に集光されると共に、各サイドビームＬ２２Ａ、Ｌ２２Ｂの光ディスク３７における反射光Ｌ３１Ａ、Ｌ３１Ｂがそれぞれ対応するサイドビーム用４分割領域４２Ａ、４２Ｂ上に集光される。
【００５４】
そして受光素子４０の受光面４０Ａにおけるこれらメインビーム用４分割領域４１の４つの各分割領域の出力と、第１及び第２のサイドビーム用４分割領域４２Ａ、４２Ｂの４つの各分割領域の出力とは、受光素子４０と一体に設けられた論理回路４３に与えられる。
【００５５】
かくして論理回路４３は、図７において符号Ａ〜Ｄがそれぞれ付されたメインビーム用４分割領域４１の４つの各領域の出力をそれぞれＡ〜Ｄとして、次式
【００５６】
【数１】
2006134499.tif 000003
【００５７】
の演算処理を実行することによりＲＦ信号ＳＲＦを生成し、これを再生回路４４（図６）に送出する。かくして再生回路４４は、このＲＦ信号ＳＲＦに対して所定の信号処理を施し、これにより再生信号Ｓ１を生成する。
【００５８】
また論理回路４３は、次式
【００５９】
【数２】
2006134499.tif 000004
【００６０】
の演算を実行することによりメインビームＬ２１のフォーカスエラー信号ＳＦＥ（Ｍ）を生成し、これをフォーカス制御回路４５に送出する。
【００６１】
かくしてフォーカス制御回路４５は、このフォーカスエラー信号ＳＦＥ（Ｍ）に基づいて対物レンズ部３６の２群２枚の対物レンズ３６Ａ、３６Ｂを保持する２軸アクチュエータ４８を制御することにより、メインビームＬ２１が常に光ディスク３７の記録面３７Ａ上で集光するように、必要に応じて２枚の対物レンズ３６Ａ、３６Ｂを一体に光ディスク３７に近接又は離反する方向に移動させる。
【００６２】
さらに論理回路４３は、図７において符号Ｅ１〜Ｈ１がそれぞれ付された第１のサイドビーム用４分割領域４２Ａの４つの各分割領域の出力をそれぞれＥ１〜Ｈ１、図７において符号Ｅ２〜Ｈ２がそれぞれ付された第２のサイドビーム用４分割領域４２Ｂの４つの各分割領域の出力をそれぞれＥ２〜Ｈ２として、これら第１及び第２のサイドビーム用４分割領域４２Ａ、４２Ｂの各領域の出力Ｅ１〜Ｈ１、Ｅ２〜Ｈ２に基づいて所定の演算処理を実行することによりトラッキングエラー信号ＳＴＥを生成し、これをトラッキング制御回路４６に送出する。
【００６３】
かくしてトラッキング制御回路４６は、このトラッキングエラー信号ＳＴＥに基づいて２軸アクチュエータ４８を制御することにより、メインビームＬ２１が光ディスク３７の記録面３７Ａに形成されたトラック上をジャストトラッキングした状態で走査できるように、必要に応じて２枚の対物レンズ３６Ａ、３６Ｂを一体に光ディスク３７の径方向に移動させる。
【００６４】
さらに論理回路４３は、第１及び第２のサイドビーム用４分割領域４２Ａ、４２Ｂの各領域の出力Ｅ１〜Ｈ１、Ｅ２〜Ｈ２に基づいて、次式
【００６５】
【数３】
2006134499.tif 000005
【００６６】
の演算を実行することにより、メインビームＬ２１の全反射光量で正規化した当該メインビームＬ２１のフォーカスエラー信号ＳＦＥ（Ｍ）と、そのサイドビームＬ２２Ａ、Ｌ２２Ｂの全反射光量でそれぞれ正規化したこれらサイドビームＬ２２Ａ、Ｌ２２Ｂのフォーカスエラー信号ＳＦＥ（Ｓ１）、ＳＦＥ（Ｓ２）の合計値との差分を表す球面収差エラー信号ＳＳＡを生成し、これを球面収差補正制御回路４７に送出する。また論理回路４３は、これと併せて上述ようにして得られたメインビームＬ２１のフォーカスエラー信号ＳＦＥ（Ｍ）も球面収差補正制御回路４７に送出する。
【００６７】
かくして球面収差補正制御回路４７は、これら球面収差エラー信号ＳＳＡ及びフォーカスエラー信号ＳＦＥ（Ｍ）に基づいて対物レンズ部３６の一方の対物レンズ３６Ａ、３６Ｂを保持する１軸アクチュエータ４９を制御することにより、フォーカスエラー信号ＳＦＥ（Ｍ）の信号レベルがゼロのときに球面収差エラー信号ＳＳＡの値がゼロに収束するように（すなわち球面収差がなくなるように）、一方の対物レンズ３６Ａ、３６Ｂを他方の対物レンズ３６Ｂ、３６Ａに近接する方向又は離反する方向に移動させる。
【００６８】
このようにしてこの光ディスク装置３０では、光ディスク３７の基板厚のばらつき等に起因する球面収差の発生に対応して、当該球面収差をリアルタイムで補正できるようになされている。
【００６９】
（３）本実施の形態の動作及び効果
以上の構成において、この光ディスク装置３０では、半導体レーザ３２から発射された光ビームＬ２０をメインビームＬ２１と２つのサイドビームＬ２２Ａ、Ｌ２２Ｂとに分割し、メインビームＬ２１の光ディスク３７における反射光Ｌ３０に基づき得られるフォーカスエラー信号ＳＦＥ（Ｍ）と、２つのサイドビームＬ２２Ａ、Ｌ２２Ｂの光ディスク３７における反射光Ｌ３１Ａ、Ｌ３１Ｂに基づき得られるフォーカスエラー信号ＳＦＥ（Ｓ１）、ＳＦＥ（Ｓ２）とに基づいて、フォーカスエラー信号ＳＦＥ（Ｍ）の信号レベルがゼロのときに球面収差エラー信号ＳＳＡの値がゼロに収束するように球面収差補正を行う。
【００７０】
従って、光ディスク装置３０では、光ディスク３７に基板厚のばらつき等に起因して球面収差が発生した場合においても、これをリアルタイムで検出して当該球面収差を補正することができる。
【００７１】
この場合において、この光ディスク装置３０では、かかる球面収差の発生を、メインビームＬ２１を内周側成分及び外周側成分に分離することなく、半導体レーザ３２から発射された光ビームＬ２０を分割することにより得られたメインビームＬ２１及びサイドビームＬ２２Ａ、Ｌ２２Ｂに基づいて検出するようにしているため、メインビームＬ２１の光ディスク３７における反射光Ｌ３０を内周側成分及び外周側成分に分離する場合に比して、かかる反射光Ｌ３０としてより多くの光量を受光素子４０のメインビーム用４分割領域４１に入射させることができる。
【００７２】
この結果、この光ディスク装置３０では、かかるメインビームＬ２０の光ディスク３７における反射光Ｌ３０の受光出力として、受光素子４０において発生する熱雑音やショットノイズ等の影響を受け難い、信号レベルの高い受光出力を得ることができる。かくするにつきこの受光出力に基づいて、この受光出力に基づいてＳ／Ｎの高い再生出力を得ることや、精度の良い球面収差補正を行うことができる。
【００７３】
以上の構成によれば、半導体レーザ３２から発射された光ビームＬ２０をメインビームＬ２１と２つのサイドビームＬ２２Ａ、Ｌ２２Ｂとに分割し、メインビームＬ２１の光ディスク３７における反射光Ｌ３０に基づき得られるフォーカスエラー信号ＳＦＥ（Ｍ）と、２つのサイドビームＬ２２Ａ、Ｌ２２Ｂの光ディスク３７における反射光Ｌ３１Ａ、Ｌ３１Ｂに基づき得られるフォーカスエラー信号ＳＦＥ（Ｓ１）、ＳＦＥ（Ｓ２）とに基づいて、フォーカスエラー信号ＳＦＥ（Ｍ）の信号レベルがゼロのときに球面収差エラー信号ＳＳＡの値がゼロに収束するように球面収差補正を行うようにしたことにより、メインビームＬ２１の光ディスク３７における反射光Ｌ３０に基づいてＳ／Ｎの高い受光出力を得ることができ、この受光出力に基づいてＳ／Ｎの高い再生出力を得ることや、精度の良い球面収差補正を行うことができる。かくするにつき高品質の再生出力を得ながら、より一層と精度良く球面収差補正を行い得る光ディスク装置を実現できる。
【００７４】
（４）他の実施の形態
なお上述の実施の形態においては、光ディスク装置３０の光学系を図６のように構成するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、この他種々の構成を広く適用することができる。
【００７５】
また上述の実施の形態においては、グレーティング３３を図３について上述したように構成するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、この他種々の構成を広く適用することができる。
【００７６】
この場合において、上述の実施の形態においては、グレーティング３３の透明平面板の部分でなる第４の領域２４において、入射する光ビームＬ２０の０次光のみを発生させるようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、この第４の領域２４において、光ビームＬ２０の０次光以外のｎ（ｎは０以外の整数）次光を光ディスク３７に入射しないように（すなわち、かかるｎ次光がコリメータレンズ３５のアパーチャーに入らないように）発生させるようにしても良い。このようにすることによって、この第４の領域２４における光ビームＬ２０の透過率が他の第１〜第３の領域２１〜２３に対して高くなる不具合を解消することができる。
【産業上の利用可能性】
【００７７】
本発明は、ＣＤ規格やＤＶＤ規格に準拠した光ディスク装置のほか、種々の光ディスク規格に準拠した光ディスク装置に広く適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】本発明の原理説明に供する概念図である。
【図２】本発明の原理説明に供する概念図である。
【図３】本発明の原理説明に供する波形図である。
【図４】本発明の原理説明に供する波形図である。
【図５】グレーティングの構成例を示す平面図及び略線的な断面図である。
【図６】本実施の形態による光ディスク装置の概略構成を示す略線図である。
【図７】受光素子の説明に供する概念図である。
【図８】球面収差の説明に供する概念図である。
【符号の説明】
【００７９】
１１、３２……半導体レーザ、１２、３３……グレーティング、１４、３６Ａ、３６Ｂ……対物レンズ、１５、３７……光ディスク、１５Ａ、３７Ａ……記録面、２１〜２４……領域、３６……対物レンズ群、４０……受光素子、４０Ａ……受光面、４１……メインビーム用４分割領域、４２Ａ、４２Ｂ……サイドビーム用４分割領域、４７……球面収差補正制御回路、４９……１軸アクチュエータ、Ｌ１０、Ｌ２０……光ビーム、Ｌ１１、Ｌ２１……メインビーム、Ｌ１２Ａ、Ｌ１２Ｂ、Ｌ２２Ａ、Ｌ２２Ｂ……サイドビーム、Ｌ３０、Ｌ３１Ａ、Ｌ３１Ｂ……反射光、ＳＴＥ……トラッキングエラー信号、ＳＳＡ……球面収差エラー信号。
【図１】
2006134499.tif 000006
【図２】
2006134499.tif 000007
【図３】
2006134499.tif 000008
【図４】
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【図５】
2006134499.tif 000010
【図６】
2006134499.tif 000011
【図７】
2006134499.tif 000012
【図８】
2006134499.tif 000013