(57)【要約】【課題】光ディスクから再生されるＲＦ信号のＳＮ比の悪化を抑制し、高密度な光ディスクを高速に駆動可能な光ディスク装置のための光ピックアップ装置を提供する。【解決手段】光ピックアップ装置１Ａは、光ディスクに照射される光ビームの反射光を検出して電流信号を出力する光検出部と、電流信号を電圧信号に変換する電流電圧変換部とを備える。光検出部は、反射光上における光ディスクの円周接線方向の仮想直線と光ディスクの半径方向の仮想直線とを分割線として４分割された４分割受光部１０１〜１０４と、光検出部と反射光との相対的な位置を検出する２分割受光部１０５〜１１０とを含む。４分割受光部１０１，１０３は一体構造となっており、４分割受光部１０２，１０４は電気的に接続されている。【選択図】図３
2011113592.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録媒体に対して情報を記録または再生する光ディスク装置のための光ピックアップ装置であって、
前記記録媒体に照射される光ビームの反射光を検出して電流信号を出力する光検出部と、
前記電流信号を電圧信号に変換する電流電圧変換部とを備え、
前記光検出部は、
前記反射光上における前記記録媒体の円周接線方向の仮想直線と前記記録媒体の半径方向の仮想直線とを分割線として４分割された第１、第２、第３および第４の受光部と、
前記光検出部と前記反射光との相対的な位置を検出する第５の受光部とを含み、
第１、第２、第３および第４の受光部は、前記分割線の交点を原点として原点対称となる少なくとも２つの受光部が一体構造となっている、光ピックアップ装置。
【請求項２】
記録媒体に対して情報を記録または再生する光ディスク装置のための光ピックアップ装置であって、
前記記録媒体に照射される光ビームの反射光を検出して電流信号を出力する光検出部と、
前記電流信号を電圧信号に変換する電流電圧変換部とを備え、
前記光検出部は、
前記反射光上における前記記録媒体の円周接線方向の仮想直線と前記記録媒体の半径方向の仮想直線とを分割線として４分割された第１、第２、第３および第４の受光部と、
前記光検出部と前記反射光との相対的な位置を検出する第５の受光部とを含み、
第１、第２、第３および第４の受光部は、前記分割線の交点を原点として原点対称となる少なくとも２つの受光部が電気的に接続されている、光ピックアップ装置。
【請求項３】
前記第５の受光部は、前記光検出部と前記反射光との相対的な位置を検出するとともに、前記反射光が前記記録媒体の半径方向にシフトした場合のシフト量を検出する、請求項１または２に記載の光ピックアップ装置。
【請求項４】
前記電流電圧変換部は、
前記第１、第２、第３および第４の受光部のうち一体構造となった２つの受光部からの出力を受ける第１の電流電圧変換回路と、
前記第１、第２、第３および第４の受光部のうち電気的に接続された他の２つの受光部からの出力を受ける第２の電流電圧変換回路と、
前記第１および第２の電流電圧変換回路から出力される電圧信号を加算してＲＦ信号を出力する加算回路とを含む、請求項１〜３のいずれか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】
この発明は、光ピックアップ装置に関し、より特定的には、光ディスク等の情報記録媒体に対して光学的に情報の記録または再生を行なう光ディスク装置に搭載される光ピックアップ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
光ディスクは、多量の情報信号を高密度で記録することができる。そのため、近年において、光ディスクは、オーディオ、ビデオ、コンピュータ等の数多くの分野において利用が進められている。
【０００３】
光ディスク装置では、光ディスクからの反射光は、たとえば光ディスクの円周接線方向の直線と光ディスクの半径方向の直線とを分割線としてＡ〜Ｄに４分割されたフォトダイオード上で検出される。焦点位置の制御は、当該フォトダイオードの原点対称に位置する領域（ＡとＣ、ＢとＤ）で検出される信号の出力和を比較することで行なわれる。トラッキング制御は、当該フォトダイオードにおいて、光ディスクの円周接線方向の直線に対して線対称に位置する領域（ＡとＢ、ＣとＤ）で検出される信号の出力和を比較することで行なわれる。当該フォトダイオードの４つの領域Ａ〜Ｄで検出される信号の全出力和は、光ディスクに記憶されたデータの再生信号として使用される。
【０００４】
最近では、光ディスクの記録容量を増大させるために、記録層を多数設けた記録媒体が提案されている。また、レーザ光を短波長にしたり、対物レンズの開口数（Numerical Aperture：ＮＡ）を拡大させたりした場合に対応する光記録媒体が提案されている。さらに、光ディスクを高速回転させることで情報信号等の読み出し／書込み速度を向上させる装置も提案されている。
【０００５】
しかしながら、記録層の多層化、レーザ光の短波長化、対物レンズの開口数増大などで大容量化された光ディスクは、再生信号の品質が低下してＳＮ（Signal to Noise）比が低下している場合が多い。また、ディスクの高速回転により読み出し速度を向上させた装置では、信号の広帯域化によるノイズ成分の増加でＳＮ比の低下を招いている。このような状況では、フォトダイオードの出力電流を電圧に変換するアンプのノイズや帰還抵抗で発生するノイズを無視できなくなる。
【０００６】
特許文献１は、フォトダイオードを削減してアンプ数や帰還抵抗の数を削減することで、再生信号のＳＮ比の低下を抑制する方式を提案している。特許文献２では、光電変換集積回路からの出力を、フォトダイオード等の受光部からの出力電流としている。特許文献２に記載のディスク再生装置は、受光部の出力が微弱電流であって外来ノイズの影響を受けやすいため、フレキシブルプリント基板（Flexible Printed Circuit：ＦＰＣ）に出力する前に電流加算している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００５−３３９６３６号公報
【特許文献２】特開２００３−６７９６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１に記載の光ディスク装置においても、４分割受光部の出力は、サーボ誤差信号を生成するために分離して検出する必要がある。そのため、ＲＦ（Radio Frequency）信号を得るには、４分割フォトダイオードの各々の受光領域から得られた電流出力を電流電圧変換した後に加算する必要がある。したがって、ＲＦ信号のＳＮ比が分割受光領域の数に比例して悪化することになる。
【０００９】
一方、光ディスクの高密度化や回転速度の高速化を追求していくと、上記のような４分割フォトダイオードの電流電圧変換ノイズが無視できなくなる。引用文献１は、アンプ数や帰還抵抗の数を削減することでこの問題に対処している。しかし、４分割フォトダイオードの各信号は、サーボ信号の生成やピックアップ製造時の調整に重要な信号であるため、独立した信号が必要とされる。そのため、安易に電流電圧変換用のアンプや帰還抵抗を削減することはできない。また、特許文献２に記載の方法は、微弱な電流を引き回すため実用的ではない。
【００１０】
本発明は、上記の事情に鑑みて案出されたものである。本発明の目的は、光ディスクから再生されるＲＦ信号のＳＮ比の悪化を抑制し、高密度な光ディスクを高速に駆動可能な光ディスク装置のための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】
【００１１】
この発明のある局面によれば、記録媒体に対して情報を記録または再生する光ディスク装置のための光ピックアップ装置であって、記録媒体に照射される光ビームの反射光を検出して電流信号を出力する光検出部と、電流信号を電圧信号に変換する電流電圧変換部とを備え、光検出部は、反射光上における記録媒体の円周接線方向の仮想直線と記録媒体の半径方向の仮想直線とを分割線として４分割された第１、第２、第３および第４の受光部と、光検出部と反射光との相対的な位置を検出する第５の受光部とを含み、第１、第２、第３および第４の受光部は、分割線の交点を原点として原点対称となる少なくとも２つの受光部が一体構造となっている。
【００１２】
この発明の他の局面によれば、記録媒体に対して情報を記録または再生する光ディスク装置のための光ピックアップ装置であって、記録媒体に照射される光ビームの反射光を検出して電流信号を出力する光検出部と、電流信号を電圧信号に変換する電流電圧変換部とを備え、光検出部は、反射光上における記録媒体の円周接線方向の仮想直線と記録媒体の半径方向の仮想直線とを分割線として４分割された第１、第２、第３および第４の受光部と、光検出部と反射光との相対的な位置を検出する第５の受光部とを含み、第１、第２、第３および第４の受光部は、分割線の交点を原点として原点対称となる少なくとも２つの受光部が電気的に接続されている。
【００１３】
好ましくは、第５の受光部は、光検出部と反射光との相対的な位置を検出するとともに、反射光が記録媒体の半径方向にシフトした場合のシフト量を検出する。
【００１４】
好ましくは、電流電圧変換部は、第１、第２、第３および第４の受光部のうち一体構造となった２つの受光部からの出力を受ける第１の電流電圧変換回路と、第１、第２、第３および第４の受光部のうち電気的に接続された他の２つの受光部からの出力を受ける第２の電流電圧変換回路と、第１および第２の電流電圧変換回路から出力される電圧信号を加算してＲＦ信号を出力する加算回路とを含む。
【発明の効果】
【００１５】
この発明の実施の形態によれば、光ディスクから再生されるＲＦ信号のＳＮ比の悪化を抑制し、高密度な光ディスクを高速に駆動可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】この発明の実施の形態１による光ピックアップ装置１Ａの概略的な構成を示した図である。
【図２】図１に示されたホログラム素子２００Ａの具体的な構成例を示した図である。
【図３】図１に示された光電変換集積回路１００Ａの具体的な構成例を示した回路図である。
【図４】この発明の実施の形態２による光ピックアップ装置１Ｂの概略的な構成を示した図である。
【図５】図４に示されたホログラム素子２００Ｂの具体的な構成例を示した図である。
【図６】図４に示された光電変換集積回路１００Ｂの具体的な構成例を示した回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、この発明の実施の形態について図面を参照して詳しく説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。
【００１８】
［実施の形態１］
図１は、この発明の実施の形態１による光ピックアップ装置１Ａの概略的な構成を示した図である。
【００１９】
図１を参照して、実施の形態１の光ピックアップ装置１Ａは、光電変換集積回路１００Ａと、ホログラム素子２００Ａと、半導体レーザ３０１と、偏光ビームスプリッタ３０２と、コリメータレンズ３０３と、１／４波長板３０４と、対物レンズ３０５と、センサーレンズ３０７と、レンズ駆動機構３０８ａ，３０８ｂと、スピンドルモータ３０９とを備える。センサーレンズ３０７は、シリンドリカルレンズから構成される。光ピックアップ装置１Ａは、光ディスク３０６に情報を記録するとともに、光ディスク３０６に記録された情報を再生することができる。
【００２０】
半導体レーザ３０１から出射された光ビームは、偏光ビームスプリッタ３０２で反射され、コリメータレンズ３０３を通過して平行光となる。当該平行光は、１／４波長板３０４を通過することで円偏光となり、対物レンズ３０５により光ディスク３０６上に集光される。対物レンズ３０５は、レンズ駆動機構３０８ａ，３０８ｂによって駆動される。光ディスク３０６は、スピンドルモータ３０９によって回転させられる。
【００２１】
光ディスク３０６上に集光された光ビームは、反射されると同時に円偏光の回転方向が反転する。反射された光ビームは、再び対物レンズ３０５を通り、１／４波長板３０４を通過することで、往路の偏光方向と直交する偏光面を有する直線偏光となる。その結果、１／４波長板３０４を通過した光ビームは、コリメータレンズ３０３を通過し、偏光ビームスプリッタ３０２も透過する。当該透過光は、センサーレンズ３０７およびホログラム素子２００Ａを通って、光電変換集積回路１００Ａに集光される。光電変換集積回路１００Ａ内の受光素子については後述する。
【００２２】
実施の形態１の光ピックアップ装置１Ａでは、光源として波長４０５ｎｍ程度の短波長の光ビームを照射する半導体レーザ３０１を使用している。また、対物レンズとして開口数（ＮＡ）が０．８５程度の高ＮＡの対物レンズ３０５を使用している。これらの使用により、光ディスク３０６に対する高密度の記録再生を可能としている。また、当該高密度化およびスピンドルモータ３０９の高速回転化により、光ディスク３０６に対する高速な記録再生を実現している。
【００２３】
図２は、図１に示されたホログラム素子２００Ａの具体的な構成例を示した図である。
図２を参照して、ホログラム素子２００Ａは、Ｋ１領域２０１と、Ｋ２領域２０２と、Ｌ１領域２０３と、Ｌ２領域２０４と、Ｉ領域２０５と、Ｊ領域２０６とを含む。ホログラム素子２００Ａは、各領域のホログラムパターンに応じて入射光を偏向する。
【００２４】
図３は、図１に示された光電変換集積回路１００Ａの具体的な構成例を示した回路図である。
【００２５】
図３を参照して、光電変換集積回路１００Ａは、４分割受光部１０１〜１０４と、２分割受光部１０５〜１１０と、電流電圧変換回路１１３，１１６と、加算回路１２１と、電流電圧変換回路１３３，１４３，・・・，１８３とを含む。４分割受光部１０１〜１０４は、反射光上における光ディスク３０６の円周接線方向の仮想直線と光ディスク３０６の半径方向の仮想直線とを分割線として４分割されている。
【００２６】
電流電圧変換回路１１３は、抵抗１１１と、増幅器１１２とを含む。電流電圧変換回路１１６は、増幅器１１４と、抵抗１１５とを含む。加算回路１２１は、増幅器１１７と、抵抗１１８〜１２０とを含む。電流電圧変換回路１３３は、増幅器１３１と、抵抗１３２とを含む。電流電圧変換回路１４３〜１８３についても同様である。増幅器の＋端子には、所定電位ＶＲが供給されている。ＧＮＤは、接地電位を表わす。
【００２７】
ホログラム素子２００Ａを通過後の非回折光（０次回折光）は、Ａ領域の４分割受光部１０１、Ｂ領域の４分割受光部１０２、Ｃ領域の４分割受光部１０３、およびＤ領域の４分割受光部１０４にそれぞれ入射する。ホログラム素子２００Ａを通過後の±１次回折光は、ホログラム素子２００Ａのホログラムパターンに従って偏向され、２分割受光部１０５〜１１０にそれぞれ入射する。２分割受光部１０５〜１１０は、Ｋ１領域の２分割受光部１０５と、Ｋ２領域の２分割受光部１０６と、Ｌ１領域の２分割受光部１０７と、Ｌ２領域の２分割受光部１０８と、Ｉ領域の２分割受光部１０９と、Ｊ領域の２分割受光部１１０とから構成されている。
【００２８】
図３に示すように、４分割受光部１０１〜１０４は、４分割受光部１０１と４分割受光部１０３とが一体構造となっており、４分割受光部１０２と４分割受光部１０４とが電気的に接続されている。ここで、「一体構造」とは、４分割受光部におけるフォトダイオードの部分が延長されて一体となっている構造のことをいう。「電気的接続」とは、４分割受光部に付随した配線層または半導体製造プロセス上のその他の電気的に接続可能なレイヤによる接続のことをいう。
【００２９】
電気的に接続された４分割受光部１０２，１０４は、電流電圧変換回路１１３に接続されている。一方、一体構造の４分割受光部１０１，１０３は、電流電圧変換回路１１６に接続されている。電流電圧変換回路１１３，１１６は、電流信号を電圧信号に変換する。加算回路１２１は、電流電圧変換回路１１３から出力される電圧信号ＶＢＤと、電流電圧変換回路１１６から出力される電圧信号ＶＡＣとを加算して、ＲＦ（Radio Frequency）信号ＶＲＦを出力する。
【００３０】
上記のような回路構成とすることで、従来であれば４つの電流電圧変換回路が必要であった場合と比較して、増幅器および抵抗で発生する雑音が小さくなる。このことを以下に数式を用いて説明する。
【００３１】
ボルツマン係数をｋ、抵抗内の導体の温度（Ｋ）をＴ、抵抗に入力される信号の帯域幅（Ｈｚ）をΔｆ、抵抗の値（Ω）をＲとすると、抵抗内で発生する熱雑音の電圧Ｖｎは式（１）のように表わされる。
【００３２】
【数１】
2011113592.tif 000003
【００３３】
この抵抗内で発生する熱雑音の電圧Ｖｎが、各電流電圧変換回路内の抵抗で発生する。よって、従来のように４分割受光部１０１〜１０４から出力される信号を独立に取り出すと、それらを加算したＲＦ信号における熱雑音の電圧Ｖｎ（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ）は、式（２）のように表わされる。式（２）において、ＶｎＡ〜ＶｎＤは、４分割受光部１０１〜１０４における熱雑音の電圧をそれぞれ表わす。
【００３４】
【数２】
2011113592.tif 000004
【００３５】
上記に対し、本願発明の４分割受光部１０１〜１０４は、４分割受光部１０１と４分割受光部１０３とが一体構造となっており、４分割受光部１０２と４分割受光部１０４とが電気的に接続されている。そのため、４分割受光部１０１，１０３から出力される信号と４分割受光部１０２，１０４から出力される信号とを加算したＲＦ信号における熱雑音の電圧Ｖｎ（ＡＣ，ＢＤ）は、式（３）のように表わされる。式（３）において、ＶｎＡＣは４分割受光部１０１，１０３における熱雑音の電圧を、ＶｎＢＤは４分割受光部１０２，１０４における熱雑音の電圧をそれぞれ表わす。
【００３６】
【数３】
2011113592.tif 000005
【００３７】
式（２）と式（３）とを比較すると、従来と本願とで熱雑音の電圧Ｖｎの差は約１．４倍（３ｄＢ）となることが分かる。なお、ここでは電流電圧変換回路内の抵抗で発生する熱雑音について説明したが、増幅器についても同様に数を減らすことで熱雑音等のノイズを減少させることが可能である。また、加算回路１２１においても、２つの信号を加算すればすむ。よって、４つの信号を加算する場合よりも加算回路１２１の構成が単純となり、発生する熱雑音等のノイズも減少する。したがって、実施の形態１の光ピックアップ装置１Ａは、ＲＦ信号のＳＮ比の悪化を抑制することができる。
【００３８】
Ｋ１領域の２分割受光部１０５は、電流電圧変換回路１５３に接続されている。電流電圧変換回路１５３は、電流信号を電圧信号ＶＫ１に変換する。Ｋ２領域の２分割受光部１０６は、電流電圧変換回路１６３に接続されている。電流電圧変換回路１６３は、電流信号を電圧信号ＶＫ２に変換する。Ｌ１領域の２分割受光部１０７は、電流電圧変換回路１３３に接続されている。電流電圧変換回路１３３は、電流信号を電圧信号ＶＬ１に変換する。Ｌ２領域の２分割受光部１０８は、電流電圧変換回路１４３に接続されている。電流電圧変換回路１４３は、電流信号を電圧信号ＶＬ２に変換する。
【００３９】
Ｉ領域の２分割受光部１０９は、電流電圧変換回路１７３に接続されている。電流電圧変換回路１７３は、電流信号を電圧信号ＶＩに変換する。Ｊ領域の２分割受光部１１０は、電流電圧変換回路１８３に接続されている。電流電圧変換回路１８３は、電流信号を電圧信号ＶＪに変換する。
【００４０】
光ピックアップ装置１Ａのフォーカスサーボ方式は、センサーレンズ３０７を用いた非点収差法による。センサーレンズ３０７は、シリンドリカルレンズにより構成される。下記の式（４）を参照して、フォーカスエラー信号ＦＥＳは、電流電圧変換回路１１６から出力される電圧信号ＶＡＣと、電流電圧変換回路１１３から出力される電圧信号ＶＢＤとの差により表わされる。非点収差法によるフォーカスサーボは、式（４）のフォーカスエラー信号ＦＥＳが０となるようにレンズ駆動機構３０８ａ，３０８ｂを制御することによって行なわれる。
【００４１】
【数４】
2011113592.tif 000006
【００４２】
光ピックアップ装置１Ａのトラッキングサーボ方式は、基本的には、電流電圧変換回路１７３の電圧信号ＶＩと、電流電圧変換回路１８３の電圧信号ＶＪとが等しくなるようにレンズ駆動機構３０８ａ，３０８ｂを制御することによってトラッキングサーボが行なわれる。しかしながら、実際には、光ディスク３０６からの反射光が光ディスク３０６の半径方向にシフトした場合の影響を補正するため、下記の式（５）で示すラジアルエラー信号ＲＥＳが０となるようにレンズ駆動機構３０８ａ，３０８ｂを制御することによって行なわれる。具体的には、たとえば、対物レンズ３０５が光ディスク３０６の半径方向にシフトした場合のシフト量を補正する目的で、レンズ駆動機構３０８ａ，３０８ｂが制御される。なお、式（５）において、αは定数を表わす。
【００４３】
【数５】
2011113592.tif 000007
【００４４】
また、光ディスク３０６が読出専用ディスクである場合には、光ピックアップ装置１Ａのトラッキングサーボ方式として、いわゆる位相差法を用いることも可能である。位相差法によるトラッキングサーボは、下記の式（６）で示すラジアルエラー信号ＲＥＳが０となるようにレンズ駆動機構３０８ａ，３０８ｂを制御することで行なわれる。なお、式（６）において、Ｐｈ（ｘ，ｙ）はｘとｙとの位相差を表わしている。
【００４５】
【数６】
2011113592.tif 000008
【００４６】
光ピックアップ装置１Ａでは、４分割受光部１０１〜１０４の形状を維持しつつ、４分割受光部１０１，１０３を一体構造とし、４分割受光部１０２，１０４を電気的に接続することで、ＲＦ信号のＳＮ比を向上させている。以下では、光ピックアップの製造時に、光ディスク３０６からの反射光の中心と、４分割受光部１０１〜１０４の中心（原点）とを調整するための光ピックアップ装置１Ａの方式について説明する。
【００４７】
実施の形態１の光ピックアップ装置１Ａでは、下記の式（７）および式（８）で示す関係が同時に成り立つように光電変換集積回路１００Ａを移動させる方式を用いている。式（７）および式（８）において、Ａｍｐ（ｘ）はｘの強度を示すものである。Ａｍｐ（ｘ）は、直流近辺の低域成分の大きさであってもよいし、全帯域のｒｍｓ（root mean square）値であってもよい。式（７）および式（８）では、電圧信号ＶＫ１，ＶＫ２，ＶＬ１，ＶＬ２を利用している。
【００４８】
【数７】
2011113592.tif 000009
【００４９】
【数８】
2011113592.tif 000010
【００５０】
上記の方式の具体的な手順としては、次のとおりである。まず、センサーレンズ３０７および光電変換集積回路１００Ａを機械的な精度で仮固定する。次に、式（４）で示すフォーカスエラー信号ＦＥＳがある程度出力されていることを確認し、フォーカスサーボをオンにする。その状態で、式（５）、（６）で示すラジアルエラー信号ＲＥＳが最大となるようにセンサーレンズ３０７を調整する。センサーレンズ３０７の調整で、光ディスク３０６上に光スポットが集光される。その後、当該光ビームは、反射されて光電変換集積回路１００Ａの受光面上にも集光される。
【００５１】
次に、上記に示した式（７）および式（８）が同時に成り立つように、光電変換集積回路１００Ａを光軸（Ｚ方向）と垂直な面内でＸＹ方向に調整する。これにより、光電変換集積回路１００Ａの位置調整が可能となる。また、式（７）の代わりに、電圧信号ＶＩ，ＶＪを利用した下記の式（９）を用いてもよい。
【００５２】
【数９】
2011113592.tif 000011
【００５３】
以上のように、実施の形態１の光ピックアップ装置１Ａは、４分割受光部１０１，１０３を一体構造とし、４分割受光部１０２，１０４を電気的に接続するとともに、所定の数式に従って光電変換集積回路１００Ａの位置を調整している。これにより、再生信号の品質低下および広帯域化によりＳＮ比が低下した場合であっても、電流電圧変換回路１１３，１１６の増幅器および帰還抵抗の数を削減することができる。その結果、ＲＦ信号のＳＮ比を向上させることができる。
【００５４】
［実施の形態２］
図４は、この発明の実施の形態２による光ピックアップ装置１Ｂの概略的な構成を示した図である。
【００５５】
図４を参照して、実施の形態２の光ピックアップ装置１Ｂは、光電変換集積回路１００Ｂと、ホログラム素子２００Ｂと、半導体レーザ３０１と、偏光ビームスプリッタ３０２と、コリメータレンズ３０３と、１／４波長板３０４と、対物レンズ３０５と、センサーレンズ３０７と、レンズ駆動機構３０８ａ，３０８ｂと、スピンドルモータ３０９と、回折格子６０１とを備える。実施の形態２の光ピックアップ装置１Ｂは、光電変換集積回路１００Ａおよびホログラム素子２００Ａが光電変換集積回路１００Ｂおよびホログラム素子２００Ｂにそれぞれ置き換えられ、回折格子６０１が付加された点において、実施の形態１の光ピックアップ装置１００Ａと異なる。
【００５６】
半導体レーザ３０１から出射された光ビームは、回折格子６０１によってメインビームとその両側に位置する２つのサブビームとに分割される。当該３ビームは、偏光ビームスプリッタ３０２で反射され、コリメータレンズ３０３を通過してそれぞれ平行光となる。当該平行光は、１／４波長板３０４を通過することで円偏光となり、対物レンズ３０５により光ディスク３０６上に３つのスポット光として集光される。対物レンズ３０５は、レンズ駆動機構３０８ａ，３０８ｂによって駆動される。光ディスク３０６は、スピンドルモータ３０９によって回転させられる。
【００５７】
光ディスク３０６上に集光された３ビームは、反射されると同時に円偏光の回転方向が反転する。反射された３ビームは、再び対物レンズ３０５を通り、１／４波長板３０４を通過することで、往路の偏光方向と直交する偏光面を有する直線偏光となる。その結果、１／４波長板３０４を通過した光ビームは、コリメータレンズ３０３を通過し、偏光ビームスプリッタ３０２も透過する。当該透過光は、センサーレンズ３０７およびホログラム素子２００Ｂを通って、光電変換集積回路１００Ｂ内の受光素子上に集光される。光電変換集積回路１００Ｂ内の受光素子については後述する。
【００５８】
図５は、図４に示されたホログラム素子２００Ｂの具体的な構成例を示した図である。
図５を参照して、ホログラム素子２００Ｂは、Ｏ領域５０１と、Ｐ領域５０２と、Ｑ領域５０３と、Ｒ領域５０４とを含む。ホログラム素子２００Ｂは、各領域のホログラムパターンに応じて入射光を偏向する。
【００５９】
図６は、図４に示された光電変換集積回路１００Ｂの具体的な構成例を示した回路図である。
【００６０】
図６を参照して、光電変換集積回路１００Ｂは、４分割受光部１０１〜１０４と、受光部４０１，４０２と、２分割受光部１０５〜１０８と、電流電圧変換回路１１３，１１６と、加算回路１２１と、電流電圧変換回路１３３，１４３，・・・，１８３とを含む。実施の形態２の光電変換集積回路１００Ｂは、受光部４０１，４０２が追加されるとともに、２分割受光部１０９，１１０が取り除かれた点において、実施の形態１の光電変換集積回路１００Ａと異なる。
【００６１】
電流電圧変換回路１１３は、抵抗１１１と、増幅器１１２とを含む。電流電圧変換回路１１６は、増幅器１１４と、抵抗１１５とを含む。加算回路１２１は、増幅器１１７と、抵抗１１８〜１２０とを含む。電流電圧変換回路１３３は、増幅器１３１と、抵抗１３２とを含む。電流電圧変換回路１４３〜１８３についても同様である。増幅器の＋端子には、所定電位ＶＲが供給されている。ＧＮＤは、接地電位を表わす。
【００６２】
ホログラム素子２００Ｂを通過後の非回折光（０次回折光）のメインビームは、Ａ領域の４分割受光部１０１、Ｂ領域の４分割受光部１０２、Ｃ領域の４分割受光部１０３、およびＤ領域の４分割受光部１０４にそれぞれ入射する。ホログラム素子２００Ｂを通過後の非回折光（０次回折光）のサブビームは、Ｅ領域の受光部４０１およびＦ領域の受光部４０２にそれぞれ入射する。ホログラム素子２００Ｂを通過後の±１次回折光は、ホログラム素子２００Ｂのホログラムパターンに従って偏向され、２分割受光部１０５〜１０８にそれぞれ入射する。２分割受光部１０５〜１０８は、Ｑ領域の２分割受光部１０５と、Ｒ領域の２分割受光部１０６と、Ｏ領域の２分割受光部１０７と、Ｐ領域の２分割受光部１０８とから構成されている。
【００６３】
図６に示すように、４分割受光部１０１〜１０４は、実施の形態１と同様に、４分割受光部１０１と４分割受光部１０３とが一体構造となっており、４分割受光部１０２と４分割受光部１０４とが電気的に接続されている。ここで、「一体構造」とは、４分割受光部におけるフォトダイオードの部分が延長されて一体となっている構造のことをいう。「電気的接続」とは、４分割受光部に付随した配線層または半導体製造プロセス上のその他の電気的に接続可能なレイヤによる接続のことをいう。
【００６４】
電気的に接続された４分割受光部１０２，１０４は、電流電圧変換回路１１３に接続されている。一方、一体構造の４分割受光部１０１，１０３は、電流電圧変換回路１１６に接続されている。電流電圧変換回路１１３，１１６は、電流信号を電圧信号に変換する。加算回路１２１は、電流電圧変換回路１１３から出力される電圧信号ＶＢＤと、電流電圧変換回路１１６から出力される電圧信号ＶＡＣとを加算して、ＲＦ（Radio Frequency）信号ＶＲＦを出力する。
【００６５】
上記のような回路構成とすることで、従来であれば４つの電流電圧変換回路が必要であった場合と比較して、増幅器および抵抗で発生する雑音が小さくなる。これにより、ＲＦ信号のＳＮ比の悪化を抑制することができる。
【００６６】
Ｑ領域の２分割受光部１０５は、電流電圧変換回路１５３に接続されている。電流電圧変換回路１５３は、電流信号を電圧信号ＶＱに変換する。Ｒ領域の２分割受光部１０６は、電流電圧変換回路１６３に接続されている。電流電圧変換回路１６３は、電流信号を電圧信号ＶＲに変換する。Ｏ領域の２分割受光部１０７は、電流電圧変換回路１３３に接続されている。電流電圧変換回路１３３は、電流信号を電圧信号ＶＯに変換する。Ｐ領域の２分割受光部１０８は、電流電圧変換回路１４３に接続されている。電流電圧変換回路１４３は、電流信号を電圧信号ＶＰに変換する。
【００６７】
Ｅ領域の２分割受光部４０１は、電流電圧変換回路１７３に接続されている。電流電圧変換回路１７３は、電流信号を電圧信号ＶＥに変換する。Ｆ領域の２分割受光部４０２は、電流電圧変換回路１８３に接続されている。電流電圧変換回路１８３は、電流信号を電圧信号ＶＦに変換する。
【００６８】
光ピックアップ装置１Ｂのフォーカスサーボ方式は、シリンドリカルレンズにより構成されるセンサーレンズ３０７を用いた非点収差法による。非点収差法については、実施の形態１と同様であるのでここでは説明を繰り返さない。
【００６９】
光ピックアップ装置１Ｂのトラッキングサーボ方式は、３ビーム法が用いられる。３ビーム法によるトラッキングサーボは、下記の式（１０）で示すラジアルエラー信号ＲＥＳが０となるようにレンズ駆動機構３０８ａ，３０８ｂを制御することで行なわれる。具体的には、電流電圧変換回路１７３の電圧信号ＶＥと、電流電圧変換回路１８３の電圧信号ＶＦとが等しくなるようにする。電圧信号ＶＥ，ＶＦは、ホログラム素子２００Ｂを通過後の非回折光（０次回折光）のサブビームから生成される。
【００７０】
【数１０】
2011113592.tif 000012
【００７１】
光ピックアップ装置１Ｂでは、実施の形態１と同様に、４分割受光部１０１〜１０４の形状はそのまま維持しつつ、４分割受光部１０１，１０３を一体構造とし、４分割受光部１０２，１０４を電気的に接続することにより、ＲＦ信号のＳＮ比を向上させている。以下では、光ピックアップの製造時に、光ディスク３０６からの反射光の中心と、４分割受光部１０１〜１０４の中心（原点）とを調整するための光ピックアップ装置１Ｂの方式について説明する。
【００７２】
そこで、実施の形態２の光ピックアップ装置１Ｂでは、下記の式（１１）および式（１２）で示す関係が同時に成り立つように光電変換集積回路１００Ｂを移動させる方式を用いている。式（１１）および式（１２）において、Ａｍｐ（ｘ）はｘの強度を示すものである。Ａｍｐ（ｘ）は、直流近辺の低域成分の大きさであってもよいし、全帯域のｒｍｓ（root mean square）値であってもよい。式（１１）および式（１２）では、電圧信号ＶＯ，ＶＰ，ＶＱ，ＶＲを利用している。
【００７３】
【数１１】
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【００７４】
【数１２】
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【００７５】
上記の方式の具体的な手順としては、次のとおりである。まず、センサーレンズ３０７および光電変換集積回路１００Ｂを機械的な精度で仮固定する。次に、式（４）で示すフォーカスエラー信号ＦＥＳがある程度出力されていることを確認し、フォーカスサーボをオンにする。その状態で、式（１０）で示すラジアルエラー信号ＲＥＳが最大となるようにセンサーレンズ３０７を調整する。センサーレンズ３０７の調整で、光ディスク３０６上に光スポットが集光される。その後、当該光ビームは、反射されて光電変換集積回路１００Ｂの受光面上にも集光される。
【００７６】
次に、上記に示した式（１１）および式（１２）が同時に成り立つように、光電変換集積回路１００Ｂを光軸（Ｚ方向）と垂直な面内でＸＹ方向に調整する。これにより、光電変換集積回路１００Ｂの位置調整が可能となる。
【００７７】
実施の形態２の光ピックアップ装置１Ｂでは、ホログラム素子２００Ｂは、フォーカスサーボおよびトラッキングサーボには用いられず、光ピックアップ製造時の光電変換集積回路１００Ｂの位置調整にのみ用いられる。したがって、光電変換集積回路１００Ｂの位置調整および固定後には、ホログラム素子２００Ｂを取り去ってもよい。この場合、より多くの光量の光を４分割受光部１０１〜１０４に照射することができ、ＲＦ信号のＳＮ比をさらに向上させることができる。
【００７８】
以上のように、実施の形態２の光ピックアップ装置１Ｂは、回折格子６０１を付加することによって、半導体レーザ３０１から出射された光ビームを３ビームに分割している。その上で、４分割受光部１０１，１０３を一体構造とし、４分割受光部１０２，１０４を電気的に接続するとともに、所定の数式に従って光電変換集積回路１００Ｂの位置を調整している。これにより、再生信号の品質低下および広帯域化によりＳＮ比が低下した場合であっても、電流電圧変換回路１１３，１１６の増幅器および帰還抵抗の数を削減することができる。その結果、ＲＦ信号のＳＮ比を向上させることができる。
【００７９】
上記した実施の形態１，２では、４分割受光部１０１と４分割受光部１０３とが一体構造となっており、４分割受光部１０２と４分割受光部１０４とが電気的に接続されている構成例について説明した。しかしながら、これに限らず、たとえば、４分割受光部１０１と４分割受光部１０３とが電気的に接続され、４分割受光部１０２と４分割受光部１０４とが一体構造となっていてもよい。また、４分割受光部１０１と４分割受光部１０３とが電気的に接続され、４分割受光部１０２と４分割受光部１０４も電気的に接続される構成であってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００８０】
本発明では、ＲＦ信号の良好のＳＮ比が得られる。そのため、高密度ディスクに対して高速な再生動作を可能とする光ピックアップ装置に適用することができる。
【００８１】
今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００８２】
１Ａ，１Ｂ  光ピックアップ装置、１００Ａ，１００Ｂ  光電変換集積回路、１０１〜１０４  ４分割受光部、１０５〜１１０  ２分割受光部、１１３，１１６，１３３，１４３，・・・，１８３  電流電圧変換回路、１２１  加算回路、２００Ａ，２００Ｂ  ホログラム素子、３０１  半導体レーザ、３０２  偏光ビームスプリッタ、３０３  コリメータレンズ、３０４  １／４波長板、３０５  対物レンズ、３０７  センサーレンズ、３０８ａ，３０８ｂ  レンズ駆動機構、３０９  スピンドルモータ、３０６  光ディスク、４０１，４０２  受光部、６０１  回折格子。
【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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