(57)【要約】本発明は、メインビームの光量低下が無い１ビームトラッキング法を用いるにあたって、対物レンズのシフトやディスクの傾きによるオフセットの発生を抑え、安定したトラッキングサーボ性能を得ることを目的とする。ホログラムと受光部との間に、さらに回折格子を配置し、その回折効率を格子長手方向に異ならせる。例えばオフセットとして、回折格子への入射光が格子長手方向にシフトすると、各受光領域での受光光量に変化が生じる。その変化を打消すようにトラッキングサーボを行うことで、オフセットを補正することが可能となり、安定したトラッキングサーボ性能を得ることができる。
2003041066.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディスク状の情報記録媒体へレーザ光を照射する発光部と、前記情報記録媒体での反射光を反射させてホログラムへと導く光分岐素子と、前記光分岐素子からの光を回折させて受光部へと光を導くホログラムと、前記ホログラムで回折された光を受光する受光部とを具備する光集積化ユニットにおいて、
前記ホログラムと受光部との間に配置され、ディスクの半径方向に透過率が変化する光学素子を含むことを特徴とする光集積化ユニット。
【請求項２】
前記光分岐素子は、偏光ビームスプリッタであることを特徴とする請求項１記載の光集積化ユニット。
【請求項３】
前記ホログラムにおいて、格子基板の屈折率をｎ、光の波長をλ、ｋを整数とするとき、回折格子の溝深さｄを、
ｄ×（ｎ−１）＝（ｋ＋１／２）λ
に形成することを特徴とする請求項１または２記載の光集積化ユニット。
【請求項４】
前記受光部は、前記ホログラムの＋１次回折光および−１次回折光のそれぞれに対応した受光領域を有することを特徴とする請求項１または２記載の光集積化ユニット。
【請求項５】
前記ホログラムのどちらか一方の１次回折光のみが透過するように、前記光学素子が設置されることを特徴とする請求項４記載の光集積化ユニット。
【請求項６】
発光部からディスク状の情報記録媒体へレーザ光を照射し、その反射光に基づいて前記レーザ照射のためのサーボ制御が行われる光集積化ユニットにおいて、
前記反射光の経路に、ディスクの半径方向に透過率が変化する光学素子を有することを特徴とする光集積化ユニット。
【請求項７】
前記光学素子は、格子長手方向が前記ディスクの半径方向となるように配置され、前記格子長手方向に回折効率が変化する回折格子であることを特徴とする請求項１〜６の何れかに記載の光集積化ユニット。
【請求項８】
前記回折格子は、格子の山幅と溝幅との比を前記格子長手方向に連続的に変化させたことを特徴とする請求項７記載の光集積化ユニット。
【請求項９】
前記回折格子の格子の山幅と溝幅との比を前記格子長手方向に非線形に連続的に変化させ、回折効率の変化率が一定である領域を拡大したことを特徴とする請求項８記載の光集積化ユニット。
【請求項１０】
前記回折格子は、格子の溝深さを前記格子長手方向に変化させたことを特徴とする請求項７記載の光集積化ユニット。
【請求項１１】
前記回折格子は、格子長手方向と垂直な方向に対して複数の領域に分割され、さらに複数の領域に分割された回折格子の格子長手方向の回折効率の変化率をそれぞれ異ならせることを特徴とする請求項７記載の光集積化ユニット。
【請求項１２】
前記回折格子は、格子長手方向と垂直な方向に対して複数の領域に分割され、さらに分割された複数の領域において、格子長手方向に格子の山幅と溝幅との比が連続的に変化し回折効率が連続的に変化する領域と、格子の山幅と溝幅との比が一定であり回折効率が一定である領域とを含むことを特徴とする請求項１１記載の光集積化ユニット。
【請求項１３】
前記回折格子が、格子長手方向と垂直な方向に対して２分割される際の分割線位置は、溝形状を有する前記情報記録媒体からの反射回折光の０次回折光と±１次回折光が重なり合う領域が透過する部分を含む回折格子と、重なり合わない領域が透過する部分を含む回折格子とに分割されることを特徴とする請求項１１記載の光集積化ユニット。
【請求項１４】
前記回折格子が、格子長手方向と垂直な方向に対して複数の領域に分割され、複数の領域に分割された回折格子の回折効率の変化率を異ならせる際に、溝形状を有する前記情報記録媒体からの反射回折光の０次回折光と＋１次回折光が重なり合う領域が透過する部分に対応する回折格子の総合的な回折効率と、反射回折光の０次回折光と−１次回折光が重なり合う領域が透過する部分に対応する回折格子の総合的な回折効率とをほぼ等しくすることを特徴とする請求項１１記載の光集積化ユニット。
【請求項１５】
情報記録媒体からの光を受光する受光部を備えた光集積化ユニットにおいて、
所定の方向に照射効率が変化している光学素子を備え、
前記光学素子を介して前記情報記録媒体からの光が前記受光部に入射することを特徴とする光集積化ユニット。
【請求項１６】
前記回折格子は、光ビームが回折格子に照射される領域に対応するように、２以上に分割されて形成されていることを特徴とする、請求項７〜１５のいずれか１項に記載の光集積化ユニット。
【請求項１７】
前記請求項１〜１６の何れかに記載の光集積化ユニットと、該光集積化ユニットから出射されたレーザ光をディスク上に集光させるための対物レンズ手段とが組合わせられて構成されることを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項１８】
請求項１７に記載の光ピックアップ装置を備えている光ディスク装置。
【請求項１９】
ディスク状の情報記録媒体へレーザ光を照射する発光部と、前記情報記録媒体へ集光させる対物レンズと前記情報記録媒体からの反射光を反射させてホログラムへと導く光分岐素子と、前記光分岐素子からの光を回折させて受光部へと光を導くホログラムと、前記ホログラムで回折された光を受光する受光部とを具備し、前記ホログラムと受光部との間に配置され、ディスクの半径方向に透過率が変化する光学素子を含む光ピックアップ装置を有し、前記光ピックアップ装置から得られた信号を演算してトラッキングを行って記録／再生を行う光ディスク装置であって、
前記トラッキングエラー信号の演算における定数の極性を反転させることで、異なる規格のディスクに適応可能としたことを特徴とする光ディスク装置。
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は、光ディスク等の情報記録媒体に光学的に情報を記録または再生する光ディスク装置に用いられる光集積化ユニットおよびそれを用いる光ピックアップ装置、光ディスク装置に関する。
背景技術
前記光ピックアップ装置を、小型化、薄型化および高信頼性化を図る手段として、ホログラムを用いたものが考案されている。その光ピックアップ装置のＤＶＤ（デジタルビデオディスク）用の基本的な構造として、日本国の公開特許公報「特開平９−１６１２８２号公報（公開日：１９９７年６月２０日）」に記載された構造が挙げられる。
上記公報に記載されているホログラムは、ディスク半径方向に２分割されており、かつその一方は、さらにトラック方向に２分割されている。そして、前記ディスクからの反射ビームの半分でフォーカス誤差信号を、もう半分でトラック誤差信号を、ビーム全面で情報信号を検出するものである。前記トラック誤差信号には、前記ディスク半径方向に半分に分割されたビームをさらに前記トラック方向に２分割することで、トラックに対する位置信号、いわゆるプッシュプル信号（ＰＰ信号）を検出できる構成となっている。
このように構成されるホログラムを用いた光集積化ユニットと、該光集積化ユニットから出射されたレーザ光をディスク上に集光させるための対物レンズ手段とによって光ピックアップ装置が構成されている。
上述のように構成される光集積化ユニットを用いたピックアップ装置では、以下に示すような問題が発生する。
トラック誤差信号を生成する際には、ディスクの反射光の左右（トラック方向の分割線で分割された、半径方向内方側の部分と外方側の部分と）の光量分布の差を、２分割検出器で検出する。
ここで、対物レンズが半径方向にずれた場合、ディスクからの反射光の光軸がずれ、２分割検出器の中心からビーム中心がずれる。また、前記対物レンズは、ディスク偏心に対応可能なように、±０．３ｍｍ程度は変位可能となっており、ディスク偏心によっても対物レンズのずれが発生する。
また、ディスクが傾いた場合も同様に、反射光のビーム中心がずれる。したがって、何れの場合も、トラッキングが合っているにもかかわらず、２分割検出器の差動信号にオフセットが発生し、ディトラックと判定してしまうことになる。
ここで、一般的に、トラッキングサーボの手法としては、上述のプッシュプル法（ＰＰ法）の他に、３ビーム法やディファレンシャルプッシュプル法（ＤＰＰ法）が挙げられる。
どの手法も、複数の光受光部の光量差を検出することで、ディトラック量を検出する手法であり、光量差が無い場合をジャストトラックと判断する。
そして、前記３ビーム法の場合、ビームを、メインビームと、その前後のサブビームとによって構成し、トラック誤差はサブビームの差信号から検出する。また、ＤＰＰ法は、１ビームのＰＰ法と前記３ビーム法とを組合わせたもので、メインビームと、その前後のサブビームとのそれぞれのトラック方向に分割した差信号からトラック誤差を検出する。
このため、前述のＰＰ法の場合に発生するオフセットを抑圧可能であり、トラッキングサーボの手法として良く用いられている。
しかしながら、これらの手法では、１個の光源から３個のビームを生成しているので、記録に関与するメインビームの光量が低下し、その結果、記録スピードが遅くなり、記録の高速化の妨げになるという問題がある。
本発明の目的は、１ビーム法を用いることでメインビームの光量低下が無く、かつ対物レンズのシフトやディスクの傾きに対するオフセットを抑圧し、安定したトラッキングサーボ性能を得ることができる光集積化ユニットおよびそれを用いる光ピックアップ装置、光ディスク装置を提供することである。
発明の開示
本発明の光集積化ユニットは、前記目的を達成すべく、ディスク状の情報記録媒体へレーザ光を照射する発光部と、前記情報記録媒体での反射光を反射させてホログラムへと導く光分岐素子と、前記光分岐素子からの光を回折させて受光部へと光を導くホログラムと、前記ホログラムで回折された光を受光する受光部とを具備する光集積化ユニットにおいて、前記ホログラムと受光部との間に配置され、ディスクの半径方向に透過率が変化する光学素子を含むことを特徴とする。
上記の構成によれば、ディスク状の情報記録媒体へ照射するレーザ光を１ビームとして、記録光量、したがって記録スピードを大きくすることができる１ビームトラッキング法を用いるにあたって、トラッキングのための回折光を得るホログラムと受光部との間に、さらに光学素子を配置し、その透過率をディスクの半径方向に変化させる。
したがって、対物レンズがシフトしたり、ディスクが傾いたりして、該光学素子への入射光が前記ディスクの半径方向にシフトすると、該光学素子の透過率、したがって受光部での受光光量に変化が生じることになる。その変化を打消すようにトラッキングサーボを行うことで、前記対物レンズのシフトやディスクの傾きによるオフセットを補正することが可能となり、安定したトラッキングサーボ性能を得ることができる。
これによって、該光集積化ユニットと、該光集積化ユニットから出射されたレーザ光をディスク上に集光させるためのレンズ手段とを組合わせて光ピックアップ装置を構成することによって、光ピックアップ装置を必要最小限の光学部品で構成でき、かつ信号検出系の調整も不要となり、小型、薄型で、かつ組立て性が良く、信頼性にも優れ、安定したトラッキングサーボ性能を有する光ピックアップ装置を得ることができる。
なお、本発明の光集積化ユニットは、ディスク状の情報記録媒体へ照射するレーザ光を１ビームとして、記録光量、したがって記録スピードを大きくすることができる１ビームトラッキング法を用いるようにした光集積化ユニットにおいて、ホログラムと受光部との間に、さらに光学素子を配置し、その透過率をディスクの半径方向に異ならせた構成である、と表現することもできる。
また、本発明の光集積化ユニットでは、前記光分岐素子は、偏光ビームスプリッタであることを特徴とする。
上記の構成によれば、ハーフミラーなどに比べて、発光部から出射された光を効率良く情報記録媒体に入射し、さらに前記情報記録媒体での反射光を効率良くホログラムへと導くことができる。
さらにまた、本発明の光集積化ユニットでは、前記ホログラムにおいて、格子基板の屈折率をｎ、光の波長をλ、ｋを整数とするとき、回折格子の溝深さｄを、ｄ×（ｎ−１）＝（ｋ＋１／２）λに形成することを特徴とする。
上記の構成によれば、ホログラムの０次回折光（透過光）を略０とすることができ、光利用効率を高めることができる。
また、本発明の光集積化ユニットでは、前記受光部は、前記ホログラムの＋１次回折光および−１次回折光のそれぞれに対応した受光領域を有することを特徴とする。
上記の構成によれば、光利用効率を高めることができる。
さらにまた、本発明の光集積化ユニットは、前記ホログラムのどちらか一方の１次回折光のみが透過するように、前記光学素子が設置されることを特徴とする。
ここで、光学素子を通過した光は光量損失が発生し、信号Ｓ／Ｎの低下が懸念される。
これに対して、上記の構成によれば、光学素子を設けるのをどちらか一方の１次回折光のみとすることで、該光学素子を通らない側の１次回折光の光量損失を無くせる。したがって、特に高い信号Ｓ／Ｎが要求されるＲＦ信号に好適である。
また、本発明の光集積化ユニットは、発光部からディスク状の情報記録媒体へレーザ光を照射し、その反射光に基づいて前記レーザ照射のためのサーボ制御が行われる光集積化ユニットにおいて、前記反射光の経路に、ディスクの半径方向に透過率が変化する光学素子を有することを特徴とする。
さらにまた、本発明の光集積化ユニットでは、前記光学素子は、格子長手方向が前記ディスクの半径方向となるように配置され、前記格子長手方向に回折効率が変化する回折格子であることを特徴とする。
上記の構成によれば、薄膜コーティングなどに比べて、前記光学素子を簡単なプロセスで作成することができる。
また、本発明の光集積化ユニットでは、前記回折格子は、格子の山幅と溝幅との比を前記格子長手方向に連続的に変化させたことを特徴とする。
上記の構成によれば、簡単なプロセスで前記格子長手方向に対して回折効率を変化させることができる。
また、本発明の光集積化ユニットは、回折格子の格子の山幅と溝幅との比を前記格子長手方向に非線形に連続的に変化させ、回折効率の変化率が一定である領域を拡大したことを特徴としている。
上記の構成によれば、対物レンズのシフト検出信号の変化も一定となるため、対物レンズ位置によらず、安定したオフセット補正が可能となる。
なお、本発明の集積化ユニットは、前記回折格子は、格子長手方向に回折効率が変化する回折格子であり、回折効率の変化率は場所によらず一定である、と表現することもできる。
また、本発明の集積化ユニットは、前記回折格子は、格子の溝深さを前記格子長手方向に変化させたことを特徴としている。
この溝深さは、連続的に変化させてもよいし、または段階的に変化させてもよい。
このように、回折格子の溝深さを変化させることによっても、格子長手方向に回折効率を変化させることができる。したがって、上述の集積化ユニットを実現できる。
また、格子溝幅が狭い場合であっても、溝深さは高い加工精度で作成できるので、所望の透過率を得ることができる。
さらにまた、本発明の光集積化ユニットでは、前記回折格子は、格子長手方向と垂直な方向に対して複数の領域に分割され、さらに複数の領域に分割された回折格子の格子長手方向の回折効率の変化率をそれぞれ異ならせることを特徴とする。
上記の構成によれば、同じピックアップ構成で、対物レンズのシフト検出信号の感度を高くすることができ、対物レンズのシフト検出信号により、前記対物レンズのシフトやディスクの傾きによるオフセットをより正確に補正することが可能となる。
なお、本発明の光集積化ユニットは、上記構成において、前記回折格子が、格子長手方向と平行方向を分割線方向として分割された複数の領域を含み、この複数の領域ごとの、格子長手方向の回折効率の変化率が異なっている構成である、と表現することもできる。この構成の場合、複数の領域における変化率が全て異なっている必要はなく、少なくとも一つの領域が異なっていればよい。この構成によれば、変化率を適切に異ならせて、検出信号の感度を高めることができる。
さらにまた、本発明の光集積化ユニットでは、前記回折格子は、格子長手方向と垂直な方向に対して複数の領域に分割され、さらに分割された複数の領域において、格子長手方向に格子の山幅と溝幅との比が連続的に変化し、回折効率が連続的に変化する領域と、格子の山幅と溝幅との比が一定であり回折効率が一定である領域とを含むことを特徴とする。
上記の構成によれば、対物レンズのシフト検出信号の感度を高くしつつ、前記ディスク状の情報記録媒体からの反射光が格子の山幅と溝幅との比が連続的に変化する領域を透過しない場合にも、格子の山幅と溝幅との比が一定である領域を透過するので、反射光の光量変化が少なく、対物レンズのシフト検出信号のオフセットをより生じにくくすることができる。
また、本発明の光集積化ユニットは、上記構成において、前記回折格子が、格子長手方向と平行方向に分割された複数の領域を含み、この複数の領域ごとの、格子長手方向の回折効率の変化率が異なっている構成である、と表現することもできる。この構成の場合、複数の領域における変化率が全て異なっている必要はなく、少なくとも一つの領域が異なっていればよい。また、上記構成は、例えば、上記複数の領域のうち、上記変化率が０である領域を含んでいる構成であってもよい。
さらにまた、本発明の集積化ユニットでは、前記回折格子が、格子長手方向と垂直な方向に対して２分割される際の分割線位置は、溝形状を有する前記情報記録媒体からの反射回折光の０次回折光と±１次回折光が重なり合う領域が透過する部分を含む回折格子と、重なり合わない領域が透過する部分を含む回折格子とに分割されることを特徴とする。
上記の構成によれば、格子長手方向と垂直な方向における必要最小限の分割数で、対物レンズのシフト検出信号の感度を高くすることができ、信頼性にも優れた光集積ユニットとすることができる。
さらにまた、本発明の集積化ユニットでは、前記回折格子が、格子長手方向と垂直な方向に対して複数の領域に分割され、複数の領域に分割された回折格子の回折効率の変化率を異ならせる際に、溝形状を有する前記情報記録媒体からの反射回折光の０次回折光と＋１次回折光が重なり合う領域が透過する部分に対応する回折格子の総合的な回折効率と、反射回折光の０次回折光と−１次回折光が重なり合う領域が透過する部分に対応する回折格子の総合的な回折効率とをほぼ等しくすることを特徴とする。
上記の構成によれば、格子長手方向と垂直な方向に対して分割数を増やすことで対物レンズのシフト検出信号の感度をさらに高くしつつ、対物レンズのシフト検出信号に残留するプッシュプル成分を少なくすることができる。
また、本発明に係る光集積化ユニットは、情報記録媒体からの光を受光する受光部を備えた光集積化ユニットにおいて、所定の方向に照射効率が変化している光学素子を備え、前記光学素子を介して前記情報記録媒体からの光が前記受光部に入射することを特徴としている。
ここで、照射効率とは、例えば透過率または反射率である。光学素子は、情報記録媒体からの光を、例えば透過させ、または反射させて、受光部へと導く。
上記構成によれば、情報記録媒体からの光が、光学素子上の上記所定の方向と平行に移動すると、この移動に応じて受光部にて受光する受光量が変化する。
ここで、一般に、光集積化ユニットを備えた光ピックアップ装置、光ピックアップ装置を備えた光ディスク装置においては、対物レンズのずれ、またはディスクの偏心によって、トラック誤差信号のオフセット（ゼロ点のずれ）が生じてしまう。
そこで、本発明に係る上記の光集積化ユニットを備えた光ピックアップ装置、この光ピックアップ装置を備えた光ディスク装置においては、ディスクからの反射光が上述の対物レンズのずれの際に光学素子上において移動する方向と、上記所定の方向とが平行となるように、上記光学素子の向きを設定する。または、例えば、ディスクからの反射光が上述のディスクの偏心の際に光学素子上において移動する方向と、上記所定の方向とが平行となるように、上記光学素子の向きを設定する。このように、上記所定の方向が所望の方向となるように上記光集積化ユニットを備え付けた、光ピックアップ装置、光ディスク装置を実現できる。
上記構成によれば、対物レンズのずれ、またはディスクの偏心に応じて、受光部にて受光する受光量が変化する。したがって、上述のトラック誤差信号のオフセットを、受光量の変化として検出できる。
したがって、得られたオフセットを用いてトラック誤差信号を補正できる。これによって、安定したトラックサーボ性能を得ることができる。
また、上記光集積化ユニットは、上記構成に加えて、前記情報記録媒体からの光を分配する光分配素子を備え、前記受光部が、前記光分配素子からの光を受光する第１の受光領域と前記光分配素子から前記光学素子を介した光を受光する第２の受光領域とを含んでいる構成であってもよい。
この光分配素子とは、例えばホログラムによって実現できる。すなわち、例えばホログラムの＋１次回折光を、光学素子を介して第２の受光領域へと照射する。また、ホログラムの−１次回折光を第１の受光領域へと照射する。
この構成によれば、第２の受光領域にて検出するオフセットを用いて、第１の受光領域にて検出するトラック誤差信号を補正することができる。より詳細には、トラック誤差信号と、所定の係数で重み付けしたオフセットとの差を計算することによって、補正したトラック誤差信号を得ることができる。
また、この場合に、オフセットを用いた補正における所定の係数を、情報記録媒体の種類に応じて適切に変化させてもよい。
なお、上記光学素子は、例えば回折格子であってもよい。この回折格子は、例えば格子長手方向に格子の山幅と溝幅との比を変化させることによって、照射効率としての回折効率を変化させていてもよい。
また、上記光学素子は、回折格子のみに限るものではなく、例えば、基板上に形成された電極と、入射される光に対する透過率（または屈折率）が前記電極に印加される電圧に応じて変化する光学媒質と、前記電極に電圧を印加する駆動回路とを含んでいる光学素子であってもよい。すなわち、上記光学素子は、例えば制御信号に応じて、所定の方向に照射効率が変化した状態となる光学素子であってもよい。
また、光学素子は、複数の部材を組み合わせた構成であってもよい。例えば、回折格子と、上述の電極、光学媒質および駆動回路を含む光学素子とからなる構成であってもよい。
また、本発明の集積化ユニットは、上記構成において、前記回折格子は、光ビームが回折格子に照射される領域に対応するように、２以上に分割されて形成されていることを特徴としている。
この分割は、格子長手方向に対して垂直方向の分割である。
上記の構成によれば、対物レンズのシフト検出信号の感度を向上させることが可能となる。
なお、本発明の集積化ユニットは、前記回折格子は、複数に分割されており、分割された各回折格子毎に、回折効率、及び、回折効率の変動量を設定可能である、と表現することもできる。
また、本発明の光集積化ユニットは、回折格子は、光ビームが回折格子に照射される領域に対応するように、２以上に分割されて形成されているため、分割された各回折格子毎に、回折効率、及び、回折効率の変動量を設定可能である、と表現することもできる。
さらにまた、本発明の光ピックアップ装置は、上記のいずれかの光集積化ユニットと、該光集積化ユニットから出射されたレーザ光をディスク上に集光させるための対物レンズ手段とが組合わせられて構成されることを特徴とする。
上記の構成によれば、前述のように、該光ピックアップ装置を必要最小限の光学部品で構成でき、かつ信号検出系の調整も不要となり、小型、薄型で、かつ組立て性が良く、信頼性にも優れ、安定したトラッキングサーボ性能を有する光ピックアップ装置を得ることができる。
また、上記光ピックアップ装置は、対物レンズ手段と光ピックアップ装置との間に、λ／４板（１／４波長板）を備えている構成であってもよい。この場合、光集積化ユニットの光分岐素子が偏光ビームスプリッタを含んでいる構成も好ましい。
また、本発明に係る光ディスク装置は、上述の光ピックアップ装置を備えていることを特徴としている。
上述の光ピックアップ装置を用いれば、情報記録媒体の再生・記録を行う際に、安定したトラッキングサーボ性能によって、安定した再生・記録を行うことができる。
さらにまた、本発明の光ディスク装置は、ディスク状の情報記録媒体へレーザ光を照射する発光部と、前記情報記録媒体へ集光させる対物レンズと前記情報記録媒体からの反射光を反射させてホログラムへと導く光分岐素子と、前記光分岐素子からの光を回折させて受光部へと光を導くホログラムと、前記ホログラムで回折された光を受光する受光部とを具備し、前記ホログラムと受光部との間に配置され、ディスクの半径方向に透過率が変化する光学素子を含む光ピックアップ装置を有し、前記光ピックアップ装置から得られた信号を演算してトラッキングを行って記録／再生を行い、前記トラッキングエラー信号の演算における定数の極性を反転させることで、異なる規格のディスクに適応可能としている。
上記の構成によれば、同じピックアップ構成で、異なる規格のディスクに対応でき、演算定数の極性を変化させるだけで、何れのディスクを記録再生する場合でも、対物レンズシフトによるオフセットが少ない光ディスク装置が得られる。
本発明のさらに他の目的、特徴、および優れた点は、以下に示す記載によって十分わかるであろう。また、本発明の利益は、添付図面を参照した次の説明で明白になるであろう。
発明を実施するための最良の形態
本発明の一実施形態について、添付する図面を参照しつつ説明すれば以下のとおりである。
図１は、本発明の実施の一形態の光集積化ユニット１の概略的構成を示す断面図である。この光集積化ユニット１は、光集積化ユニット１から出射されたレーザ光をディスク上に集光させるための対物レンズ手段と組合わせられて、前記ＤＶＤの光ピックアップ装置を構成するものである。光集積化ユニット１は、大略的に、ステム２に搭載されたＬＤ（レーザダイオード）チップ３と、受光部４と、光分岐素子５と、ホログラム素子６とを備えて構成されている。
ＬＤチップ（発光部）３は、ディスク状の情報記録媒体としての例えばＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｃ，Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｉｄｅｏ  Ｄｉｓｋ）にレーザ光を照射するものである。光分岐素子５は、例えばＤＶＤでの反射光を反射させてホログラム素子６のホログラム７へと導くものである。ホログラム７は、光分岐素子５からの光を回折させて受光部４へと導くものである。受光部４は、ホログラム７にて回折された光を受光するものである。
ホログラム素子６のホログラム７は、図２で示すように、ディスク半径方向Ｘを分割線方向として２つに分割されており、かつその一方は、さらにトラック方向Ｙを分割線方向として２分割されている。そして、ディスクからの反射ビームにおけるディスク半径方向Ｘの分割領域７ａでフォーカス誤差信号を、さらにトラック方向Ｙの分割領域７ｂ，７ｃでトラック誤差信号を、ビーム全面で情報信号を、それぞれ回折させて受光部４にて検出させる１ビームＰＰ法を採用している。各分割領域７ａ，７ｂ，７ｃには、相互に異なる格子が形成されている。
図１に戻ると、ＬＤチップ３から出射された光は、光分岐素子５のＡ面を透過した後、ディスクに入射する。ディスクからの反射光は、光分岐素子５のＡ面で反射し、さらに、Ｂ面でも反射した後、ホログラム７へ入射する。ホログラム７の±１次回折光は、受光部４に入射する。
受光部４は、図２に示すように、光分岐素子５からホログラム７を介した±１次の回折光の内、どちらか一方（図２では＋１次の回折光）を受光するための、受光領域４ａ〜４ｆを備えている。各受光領域４ａ〜４ｆのうち、ホログラム７からディスク半径方向Ｘに略同方向に、かつトラック方向Ｙに並んで受光領域４ａ，４ｂが配置される。これらの受光領域４ａ，４ｂを基準として、そのトラック方向Ｙの前後に受光領域４ｃ，４ｄが配置される。受光領域４ａ，４ｂと４ｃ，４ｄとの間に受光領域４ｅ，４ｆがそれぞれ配置される。このような構成は、ＤＶＤ用の光集積化ユニットの基本的な構造である特開平９−１６１２８２号と同様である。
注目すべきは、本発明では、ホログラム素子６において、図１に示すように、ホログラム７の反対面に回折格子８が形成されていることである。この回折格子８は、ホログラム７を介する光分岐素子５からの±１次の回折光の内、どちらか一方（図２では受光領域４ａ〜４ｆへの＋１次の回折光）のみが入射するように配置されている。すなわち、この回折格子８（光学素子）は、ホログラム７と受光部４との間に配置されている。また、この回折格子８は、ディスクからの反射光の経路に配置されている。また、この回折格子８は、後述するようにディスクの半径方向に透過率が変化している。
したがって、トラッキングおよびフォーカシングの誤差が無い状態では、図２で示すように、ホログラム７の分割領域７ａでの＋１次の回折光の内、回折格子８の０次の透過光は受光領域４ａ，４ｂに入射し、−１次の回折光は受光領域４ａの外方に入射し、＋１次の回折光は受光領域４ｂの外方に入射する。同様に、ホログラム７の分割領域７ｂでの＋１次の回折光の内、回折格子８の０次の透過光は受光領域４ｄ，４ｆの間に入射し、−１次の回折光は受光領域４ｆに入射し、＋１次の回折光は受光領域４ｄに入射する。また、ホログラム７の分割領域７ｃでの＋１次の回折光の内、回折格子８の０次の透過光は受光領域４ｃ，４ｅの間に入射し、−１次の回折光は受光領域４ｃに入射し、＋１次の回折光は受光領域４ｅに入射する。
ここで、光分岐素子５のＡ面を偏光ビームスプリッタとする。さらに光分岐素子５の上面にλ／４板を装着する。すると、ＬＤチップ３からの直線偏光である出射光は、このＡ面をほぼ１００％透過し、λ／４板を透過して円偏光となってディスクに入射する。そして、反射光が再びλ／４板を透過して、今度は９０°回転した直線偏光となり、Ａ面で略１００％反射させることが可能となる。したがって、ハーフミラーなどに比べて、ＬＤチップ３から出射された光を効率良くディスクに入射し、さらにディスク反射光を効率良くホログラム７へと導くことが可能となっている。
また、受光部４において、光分岐素子５からホログラム７を介した±１次の回折光の内、どちらか他方（図２では−１次の回折光）に対しては、ホログラム７からディスク半径方向Ｘとは逆方向に配置される受光領域４ＡＢと、受光領域４ＡＢを基準として、そのトラック方向Ｙの前後に配置される受光領域４Ｃ，４Ｄとが設けられている。
したがって、トラッキングおよびフォーカシングの誤差が無い状態では、図２で示すように、ホログラム７の分割領域７ａでの−１次の回折光は受光領域４ＡＢに入射し、分割領域７ｂでの−１次の回折光は受光領域４Ｃに入射し、分割領域７ｃでの−１次の回折光は受光領域４Ｄに入射する。このように、受光部４には、ホログラム７の＋１次回折光および−１次回折光のそれぞれに対応した受光領域４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅ，４ｆおよび４ＡＢ，４Ｃ，４Ｄが設けられている。こうして、受光部４は、受光領域４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅ，４ｆ；４ＡＢ，４Ｃ，４Ｄの９セグメントの光検出器で構成され、＋１次の回折光と−１次の回折光とを共に利用することで、光利用効率を高めることができる。
また、ホログラム７の０次透過光量と、±１次の回折光量とは、回折格子の溝深さｄによって制御することができる。単純には、ホログラム７は、
ｄ×（ｎ−１）＝（ｋ＋１／２）λ                              …（１）
と設定されている。このときに、０次透過光量は０、±１次の回折光量はそれぞれ４０％程度とすることができ、反射は格子基板表面で生じるのみである。ただし、ｎは格子基板（ホログラム７の格子基板）の屈折率、ｋは整数、λは光の波長である。このように０次透過光量を略０とすることで、これによってもまた、光利用効率を高めることができる。
なお、図２は、ホログラム７と回折格子８と受光部４との関係を模式的に表現したものである。実際にはホログラム素子６の大きさは、たとえば□３〜４ｍｍ程度である。受光部４の各受光領域４ａ〜４ｆ；４ＡＢ，４Ｃ，４Ｄのサイズは、５０μｍ×２００μｍ程度で、かつホログラム７の中心より数百μｍの距離に位置している。
上述のように構成される受光部４において、各受光領域４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅ，４ｆ；４ＡＢ，４Ｃ，４Ｄからの出力信号をそれぞれＳａ，Ｓｂ，Ｓｃ，Ｓｄ，Ｓｅ，Ｓｆ；ＳＡＢ，ＳＣ，ＳＤとするとき、上述のフォーカス誤差信号ＦＥＳは、
ＦＥＳ＝Ｓａ−Ｓｂ                                            …（２）
から求められる。また、上述の情報信号（ＲＦ信号）は、
ＲＦ＝ＳＡＢ＋ＳＣ＋ＳＤ                                      …（３）
から求められる。
ここで、回折格子８を通過した光は、回折によって光量損失が発生し、信号Ｓ／Ｎの低下が懸念される。しかしながら、上述の構成によれば、情報信号である高帯域の信号（ＲＦ信号）は、回折格子８を通らない側の受光領域４ＡＢ，４Ｃ，４Ｄで受光するようになっている。また、高帯域を必要としないサーボ信号は、回折格子８を通る側の受光領域４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅ，４ｆで受光するようになっている。このため、特に高い信号Ｓ／Ｎが要求されるＲＦ信号は、回折格子８の影響を全く受けることなく得ることができる。
一方、上述のトラック誤差信号ＴＥＳは、
ＴＥＳ＝（ＳＤ−ＳＣ）
−α×（（Ｓａ＋Ｓｂ）−β×（Ｓｃ＋Ｓｄ＋Ｓｅ＋Ｓｆ））
…（４）
から求められる。係数α、βについては後述する。
図３は、回折格子８の一例を示す図である。この回折格子８は、図示している通り、格子間ピッチＰは一定に形成されるけれども、グルーブ幅（溝幅）ＷＧとランド幅（山幅）ＷＬとの比に相当するデューティが、格子長手方向に変化している。また、このデューティの変化は連続的なものである。また、回折格子８の格子長手方向は、ディスクの半径方向Ｘと平行になるように配置されている。ここで、図３においては、グルーブ領域を斜線にて示して、ランド領域と区別しているが、この斜線は単に区別のためのものである。
具体的には、回折格子８は、図中の下端の方がグルーブ幅ＷＧが広く、±１次回折効率が高くなっているとともに、０次効率が低くなっている。一方、回折格子８は、上端の方がグルーブ幅ＷＧが狭く、±１次回折効率が低くなっているとともに、０次効率が高くなっている。すなわち、回折格子８は、格子長手方向に回折効率が変化している。この回折効率とは、透過率に相当する。
ここで、溝形状と回折効率との関係について、図２０に基づいて説明する。図２０（ａ）は、回折格子８の１ピッチ分の溝の断面を示すものであり、１ピッチの長さを２πとしたときのグルーブ幅（溝幅）ＷＧをａで表す。このとき、０次回折効率は、図２０（ｂ）に示すように、
（０次回折効率）＝（Ｑ２／π２）（ａ−π）２−Ｑ２＋１
となる。ここで、Ｑは、格子基板の屈折率、格子溝深さ、波長によって決まる定数である。一方、１次回折効率は、図２０（ｃ）に示すように、
（１次回折効率）＝（２Ｑ２／π２）（１−ｃｏｓ（ａ））
となる。よって、ａが０〜πの範囲では、ａの増加に伴い０次回折効率は減少し、１次回折効率は増加する。なお、ａ＝πは、デューティが１：１を意味する。またａがπ〜２πの範囲では、ａの増加に伴い０次回折効率は増加し、１次回折効率は減少する。
上記構成において、例えば対物レンズがトラッキングの際にディスクの半径方向Ｘにずれると、回折格子８での回折効率に変化が生じる。その変化は上述のように±１次回折光と０次透過光とで相反方向になる。したがって、これらを別々に検出し、差動を取ることで、対物レンズのシフト量を検出可能であることが理解される。
たとえば、図４において参照符Ｌ０で示すように、対物レンズシフトが０のとき、
（０次透過光）−β×｛（＋１次回折光）＋（−１次回折光）｝＝０
…（５）
となるように係数βを決定する。その後、上式の左辺が正になる場合は、０次透過光が増加したことに相当し、参照符Ｌ１で示すように図中の上方向に、対物レンズがシフトしたことになる。逆に上式の左辺が負になる場合は、０次透過光が減少したことに相当し、参照符Ｌ２で示すように図中の下方向に、対物レンズがシフトしたことになる。なお、ここでは、（０次透過光）とは、Ｓａ＋Ｓｂを意味する。また、（＋１次回折光）とは、Ｓｄ＋Ｓｅを意味する。また、（−１次回折光）とは、Ｓｃ＋Ｓｆを意味する。
ここで、式（４）のトラック誤差信号ＴＥＳの演算式に戻ると、（ＳＤ−ＳＣ）の成分はプッシュプル信号（ＰＰ信号）であり、係数α以降の成分は対物レンズシフトによるオフセット補正信号である。このオフセット補正信号において、（Ｓｃ＋Ｓｄ＋Ｓｅ＋Ｓｆ）は±１次回折光の和であり、（Ｓａ＋Ｓｂ）は０次透過光の和である。このオフセット補正信号は、式（５）の左辺のように、これらの差動によって、対物レンズのシフト量を演算している。係数βは、格子溝深さで決定される０次透過光と±１次回折光との回折効率差を調整する係数である。係数αは、レンズシフト量をＰＰ信号におけるオフセット量に換算するための係数である。
また、ディスクの半径方向Ｘの傾き（チルト）においても、回折格子８上で、ビームがディスクの半径方向Ｘに移動する。したがって、上述のレンズシフト量と同様にチルト量を検出可能である。
このようにホログラム７と受光部４との間に、ホログラム７で回折された光を、さらに３ビームに分割するための回折格子８を設けた。また、回折格子８の回折効率をディスクの半径方向Ｘに異ならせた。これによって、メインビームの光量低下が無い１ビーム法を用いて、対物レンズのシフトやディスクの傾きに対するオフセットを抑圧し、安定したトラッキングサーボ性能を得ることができる。すなわち、１ビーム法においては、１個の光源から生成した１個のビームをディスクに照射するので、記録に関与するメインビームの光量を低下させることがない。また、本実施形態においては、ディスクからの反射光を分割し、上述のように複数の受光領域にて検出して、オフセットを抑圧できる。
また、光集積化ユニット１と、光集積化ユニット１から出射されたレーザ光をディスク上に集光させるためのレンズ手段とを組合わせて光ピックアップ装置を構成した。これによって、光ピックアップ装置を必要最小限の光学部品で構成できる。また、光ピックアップ装置の信号検出系の調整も不要となる。また、得られる光ピックアップ装置は、小型、薄型で、かつ組立て性が良いものとなる。また、信頼性にも優れ、安定したトラッキングサーボ性能を有する光ピックアップ装置を得ることができる。
なお、トラック誤差信号ＴＥＳは、
ＴＥＳ＝（ＳＤ−ＳＣ）
−α’×（ＳＡＢ−β’×（Ｓａ＋Ｓｂ））                …（６）
または、
ＴＥＳ＝（ＳＤ−ＳＣ）
−α”×（（ＳＣ＋ＳＤ）−β”×（Ｓｃ＋Ｓｄ＋Ｓｅ＋Ｓｆ））
…（７）
からも求めることができる。なお、α’、α”は、式（４）におけるαと同様の係数であり、β’、β”は式（４）におけるβと同様の係数である。
式（４）では、係数α以降の演算は、回折格子８の０次透過光と、±１次回折光との差動を演算しているので、対物レンズのシフトに対する感度は高くなる。これに対して、上記式（６）および（７）では、０次透過光と、±１次回折光との何れか一方のみを利用しているので、上述の感度は低くなる。しかしながら、式（６）では受光領域４ｃ〜４ｆが不要になる。したがって、光集積化ユニット１内の演算回路規模を小さく、かつピン数も少なくでき、光集積化ユニット１をさらに小型化することができる。
すなわち、受光部４の変形例は、受光部４ａ、４ｂのみを備えている構成であってもよい。この構成であれば、式（６）を用いて検出を行うことができる。
また、式（６），（７）では、ホログラム７のトラック方向Ｙの分割領域７ａ；７ｂ＋７ｃの内、一方の領域（式（６）では７ａ、式（７）では７ｂ＋７ｃ）しか利用していないので、ホログラム７に落射する光ビームのトラック方向Ｙのアンバランスの影響を受け難い。
例えば、式（７）を用いる場合、ホログラム７の同一領域７ｂ、７ｃからの各々±１次回折光を用いることになるため、入射光量の変動に対して安定である。例えば、ホログラム７に入射する光ビームの位置が図２のＹ方向にシフトした場合に発生する光量変動の影響をキャンセルすることができる。
図３および図４を用いて説明を行った回折格子を、本発明の光集積化ユニットまたは光ピックアップに適応させた場合の具体例について、説明をする。
図５は、図３に記載の回折格子８のデューティと±１次回折効率の和との関係を示したものである。ここで、デューティ０．５は溝幅と山幅が１：１であることを示しており、また例えばデューティが０．２とは、溝幅と山幅が０．２：０．８すなわち１：４であることを示している。すなわち、図３に示すように、回折格子８は、図中の下端の方が溝幅が大きく、デューティが大きくなっている。
なお、デューティが０〜０．５の範囲では、デューティが増加すると±１次回折効率の和も増加する。一方、デューティが０．５〜１の範囲では、デューティが増加すると±１次回折効率の和は減少する。つまり、デューティが０．５のとき、回折効率は最大となる。
ここで、図５から、デューティ０．２から０．３５までは、図中に点線で記載した通り、ほぼ、回折効率の変化もデューティに比例していることがわかる。したがって、この直線性のよい部分に相当するデューティを有する回折格子８の領域に、ホログラム回折光を照射させる構成とすることが好ましい。このような、直線性の良好な回折格子を用いる理由は、直線からズレた部分での対物レンズのシフトに対する感度が低くなるからである。
しかし、上記記載のようにデューティ変化を０．２から０．３５までとすると、感度低下は無いものの、平均的な感度が低下してしまうという問題が発生する。すなわち、デューティ変化に応じて回折効率は変化するが、そもそも得られる回折効率を十分高い値にできない。そのため、可能な限り、デューティと回折効率の関係を直線的にすることがもっとも好ましい。すなわち、デューティと回折効率との関係が直線的となる領域を拡大することが好ましい。これによって、得られる回折効率を高めることができる。
ここで、図３および図７（ａ）に示す回折格子８では、デューティを線形的に変化させていたが、回折格子のデューティ変化を非線形にすることで、回折格子内の回折効率の変化率をより広い領域で一定にすることが可能である。
このような、デューティ変化が非線形である回折格子の一例を図７（ｂ）に示す。この図７（ｂ）に示す回折格子は、デューティを格子長手方向に非線形に連続的に変化させている。また、図７（ｂ）に示す回折格子から得られる回折効率を、デューティの値に対してプロットしたグラフを図６に示す。ここでは、デューティが０．２以下および０．３５以上の領域において回折格子を線形的変化から非線形に変化させることで、デューティ０．１から０．５の範囲で回折効率を直線的に変化させることが可能となった。
以上のように、回折格子のデューティ変化を非線形にすることで、回折格子内での回折効率の変化率を一定にできる領域を拡大することが可能となり、結果として、対物レンズのシフトに対する感度を一定にすることができ、平均的な感度も向上させることができる。
ここで、本発明に係る光ピックアップ装置を備えた、本発明に係る光ディスク装置の一例について説明する。
光ディスク装置１５は、図１９に示すように、光ピックアップ装置１６、制御部１９、サーボ駆動系２０、およびスピンドルモータ２１を備えている。
光ピックアップ装置１６は、光ビームを生成し、光ディスクＤからの反射光を検出するためのものである。光ピックアップ装置１６は、光集積化ユニット１、λ／４板（１／４波長板）１７および対物レンズ部１８を備えている。光集積化ユニット１から、λ／４板１７、対物レンズ部１８を介して光ディスクＤに光を照射する。光ディスクＤからの反射光は、対物レンズ部１８、λ／４板１７を介して光集積化ユニット１に導かれる。光集積化ユニット１の受光部４にて検出された信号は、制御部１９へと出力される。
制御部１９は、光ディスク装置１５の制御を行うためのものである。制御部１９は、光ピックアップ装置１６の制御とともに、光ピックアップ装置１６で検出された信号に基づいて、光ディスクＤに記録された情報の再生を行う。再生された情報は、例えば図示しない外部装置へと送信される。また、制御部１９は、光ピックアップ装置１６で検出されたトラッキングエラー信号やフォーカスエラー信号に基づき、サーボ駆動系２０を制御することによって、トラッキング、フォーカシングをして、光ビームの位置合わせの制御も行う。また、制御部１９は、例えば外部から入力される情報に基づいて、光ディスクＤへ情報の記録を行うこともできる。
さらに制御部１９は、スピンドルモータ２１を制御して、光ディスクＤの回転速度を制御する。
サーボ駆動系２０は、制御部１９からの制御命令に応じて、光ピックアップ装置１６などの位置を調整して、光ビームの焦点位置の位置合わせを行うためのものである。
スピンドルモータ２１は、光ディスクＤを回転させるためのものであり、制御部１９からの制御命令に応じた回転速度で光ディスクＤを回転させる。
ここで、光ピックアップ装置１６においては、制御部１９からの制御命令に応じて光集積化ユニット１のＬＤチップ３が光ビームを発生させて、光ディスクＤに光ビームを照射する。また、光ピックアップ装置１６は、光ディスクＤの記録情報や、トラッキングやフォーカスを行うための信号（トラッキングエラー信号、フォーカスエラー信号）を検出し、制御部１９へと出力する。
より詳細には、光ディスク装置１５が、光ディスクＤに記録された情報を再生する際には、制御部１９によって、スピンドルモータ２１を所定の回転速度で回転させ、サーボ駆動系２０で光ピックアップ装置１６などの位置を調整する。そして、光ピックアップ装置１６のＬＤチップ３から再生レーザが照射される。光ディスクＤからの反射光を光ピックアップ装置１６で検出し、制御部１９にて光ディスクＤに記録された情報の再生を行う。このように、トラッキング、フォーカシング、回転速度の調整などを行いながら、光ディスクＤに光ビームを照射する。記録の場合には、ＬＤチップ３からの光を光ディスクＤの所望の位置に照射して、情報の記録を行う。
このように、光集積化ユニット１を備えた光ピックアップ装置１６、光ディスク装置１５においては、安定したトラッキングサーボを行うことができる。
本発明の他の実施の形態について、図面に基づいて説明すれば、以下のとおりである。ここでは、回折格子の他の実施の形態について説明する。また、ここでは、上述の実施の形態と同様の構成、同様の働きの部材については、同じ符号を用いて参照し、説明は省略する。
図８および図９は、上記実施の形態で示した本発明の光集積化ユニットにおける他の一例の回折格子１１，１２の斜視図である。
前述の回折格子８は、図３および図４で示すように、格子間ピッチＰは一定で、グルーブ幅ＷＧとランド幅ＷＬとで表されるデューティをディスク半径方向Ｘ（格子長手方向）に変化することで回折効率を変化していた。
一方、回折格子１１，１２では、格子間ピッチＰ、グルーブ幅ＷＧおよびランド幅ＷＬが一定のままで、したがってデューティが一定のままで、溝深さを格子長手方向に沿ってＤＴからＤＥまで変化することで回折効率を変化している。そして、この格子長手方向が、ディスク半径方向Ｘとなっている。図８の回折格子１１では溝深さはＤＴからＤＥまで連続的に変化している。図９の回折格子１２ではＤＴからＤＥまで段階的に変化している。
回折格子１１，１２の回折効率は、この溝深さに応じて変化する。したがって、回折格子８と同様に、式（５）の演算式から、対物レンズのシフト量およびディスクのチルト量を検出可能である。
なお、前述の回折格子８と上述の回折格子１１，１２とは、格子溝幅（グルーブ幅ＷＧ）によって選択すればよい。格子溝幅が、たとえば０．８〜０．９μｍ以上である場合には、格子の山幅と溝幅との比を変化させる回折格子８を使用することで、簡単なプロセスで作成することができる。
また、格子溝幅が０．８〜０．９μｍ未満の狭い溝幅である場合には、現在のプロセスでは上述の溝幅の加工誤差が大きくなって所望の透過率を得難くなる。したがって、格子の溝深さを変化させる回折格子１１，１２を使用することで、プロセスは多少複雑になるけれども、溝深さは高い加工精度で作成することができ、所望の透過率を得ることができる。
なお、プロセスの進歩によって溝幅の加工誤差が改善されると、０．８〜０．９μｍ未満の狭い溝幅にも回折格子８が適用されてもよいことは言うまでもない。
さらにまた、対物レンズのシフト方向に対する回折効率の変化は、対物レンズのシフト方向に透過率が変化する薄膜をコーティングすることなどでも実現することができる。すなわち、回折格子は、透過率が１方向に変化する薄膜をコーティングした回折格子であってもよい。しかしながら、その薄膜コーティングに比べて、回折格子８，１１，１２は、簡単なプロセスで作成することができる。
図８，９に示す様に、溝深さで、回折効率を変化させる場合において、この溝深さを非線形に変化させることも可能である。この場合、上述のように、デューティを非線形に変化させた場合と同様に、回折格子内での回折効率の変化率を一定にできる領域を拡大することができる。したがって、結果として、対物レンズのシフトに対する感度を一定にすることができ、平均的な感度も向上できる。
以上のように、回折格子のデューティや溝深さを非線形に変化させることで、回折格子内での回折効率の変化率を一定にできる領域を拡大させて、平均的な感度を向上できる。
次に、本発明のさらに他の実施の形態について説明する。ここでは、上述の実施の形態と同様の構成、同様の働きの部材については、同じ符号を用いて参照し、説明は省略する。
図１におけるホログラム７で分割・回折されたビームが回折格子８に照射される領域に対応して、回折格子８を分割することでも、平均的感度を向上させることができる。この具体的な実施例について図１０（ａ）（ｂ）に基づいて説明する。
図１０（ａ）（ｂ）は、先の実施例において、図１におけるホログラム７で分割・回折されたビームが、斜線部で示す回折格子上に入射した場合のビーム形状７ａ、７ｂ、７ｃを模式的に示した図である。なお、図６では、回折格子の回折効率が直線的に使用できる範囲をデューディ０．１〜０．５の範囲とした場合について説明を行ったが、ここで示す実施例では、０．１〜０．４にデューティを変化させた回折格子を用いた。
図１０（ａ）は、ホログラムで回折された一方の一次回折光に対して、回折格子が一様に形成されている。図１０（ｂ）はビームに対応して回折格子を分割して形成している。
図１０（ａ）に示すように、一様な回折格子を用いる場合には、１／４円状のビーム７ｃと７ｂとにおいて、回折格子のデューティ変化幅の半分程度しか使用できないことが分かる。すなわち、図中の右端部にデューティを記載した通り、ビーム７ｂはデューティ０．１〜０．２５の間に、また、ビーム７ｃはデューティ０．２５〜０．４の間に位置している。
この場合には、ビームが格子長手方向（図中上下方向）に移動した場合の回折効率の変化が小さい、すなわち、対物レンズのシフトに対する感度が低いということになる。
そこで、図１０（ｂ）に示すように、回折格子を２分割し、ビーム７ｂ、７ｃのそれぞれに対応するように、回折格子８−１、８−２を配置する。すなわち、この回折格子８−１、８−２は、格子長手方向と垂直な方向に対して２つの領域に分割されている。言い換えると、この回折格子８−１、８−２は、格子長手方向と平行方向を分割線方向として分割されている
この構成によれば、図中にデューティを記載した通り、各ビームとも、デューティ変化を０．１〜０．４の全範囲に渡って使用できることになる。したがって、ビームが格子長手方向に移動した場合の回折効率の変化が大きい、すなわち、対物レンズのシフトに対する感度を高くすることができる。
また、２分割することで回折格子による回折効率を等しく設定できるため、両受光素子から得られた信号のゲインを等しく設定でき、光の利用効率が上がる。
なお、例えば図１０（ｂ）に示した構成においては、ビーム形状７ａに対応する位置には、回折格子を設けなくてもよいし、設けてもよい。ここで回折格子を設けない場合には、例えば上述の式（７）に対応する受光部４を用いればよい。
図１１（ａ）（ｂ）は、ホログラム７で分割・回折されたビームが、回折格子に入射した場合のビーム形状（７ａ、７ｄ、７ｅ、７ｆ、７ｇ）を模式的に示した図である。
本発明の回折格子は、図１１（ａ）に示すように、図１０（ｂ）における回折格子８−１、８−２を、格子長手方向と平行な方向に分割線を位置させてそれぞれ２分割した形状の、回折格子８−３、８−４、８−５、８−６であってもよい。ここで、ビーム形状７ｄ、７ｅは、図１０（ｂ）に示すビーム形状７ｂに相当する領域のうち、それぞれ回折格子８−３、８−４に含まれている領域を表す。また、ビーム形状７ｆ、７ｇは、図１０（ｂ）に示すビーム形状７ｃに相当する領域のうち、回折格子８−５、８−６に含まれている領域を表す。
ここでは、格子長手方向のビームの大きさが７ｄ、７ｅで異なる。このため、回折格子８−３は、７ｄのビーム形状に対応して格子長手方向の長さを短くした。また、この短くした格子長手方向の長さにわたるデューティ変化を０．１〜０．４とする。
このように、回折格子８−３、８−４は、格子長手方向と垂直な方向に対して分割されている。言い換えると、この回折格子８−３、８−４は、格子長手方向と平行方向に分割されている。また、回折格子８−３、８−４は、格子長手方向の回折効率の変化率がそれぞれ異なっている。また、回折格子８−３、８−４は、例えば格子長手方向にデューティが連続的に変化して、回折効率が連続的に変化している。
この際、回折格子８−３と８−４とで、デューティが０．４となる格子長手方向の位置を同一としている。これによって、ビーム７ｄが格子長手方向に位置ずれする際の公差マージンを確保できる。
同様に、格子長手方向のビームの大きさが７ｆ、７ｇで異なる。このため、回折格子８−５は、７ｆのビーム形状に対応して回折格子の格子長手方向の長さを短くした。また、この短くした格子長手方向の長さにわたるデューティ変化を０．１〜０．４とする。
このように、回折格子８−５、８−６は、格子長手方向と垂直な方向に対して分割されている。言い換えると、この回折格子８−５、８−６は、格子長手方向と平行方向に分割されている。また、回折格子８−５、８−６は、格子長手方向の回折効率の変化率がそれぞれ異なっている。また、回折格子８−５、８−６は、例えば格子長手方向にデューティが連続的に変化して、回折効率が連続的に変化している。
この際、回折格子８−５と８−６とで、デューティが０．１となるラインを同一ラインとしている。これによって、ビーム７ｆが格子長手方向に位置ずれする際の公差マージンを確保できる。
以上の構成によれば、図１１（ａ）に示すビーム７ｄ，７ｆにおいても、デューティ変化を０．１〜０．４の全範囲に渡って使用できることになる。したがって、ビームが格子長手方向に移動した場合の回折効率の変化が更に大きいので、対物レンズのシフトに対する感度を更に高くすることができる。
また、図１１（ｂ）に示すように、図１１（ａ）に示す構成に加えて、さらに一定の回折効率である回折格子８−８、８−１０、８−１２、８−１４を設けることもできる。すなわち、ビーム７ｄ、７ｅ、７ｆ、７ｇに対応して、回折格子の格子長手方向の長さを短くし、対物レンズのシフトに対する感度を更に高くした場合に、一定の回折効率となる回折格子８−８、８−１０、８−１２、８−１４を設けることもできる。
例えばこの回折格子８−８、８−１０は、回折格子８−７、８−９に対して、格子長手方向と垂直方向に分割されている。また、回折格子８−１２、８−１４は、回折格子８−１１、８−１３に対して、格子長手方向と垂直方向に分割されている。
この際、例えば８−１０と８−１４のデューティは０．１とする。また、例えば８−８と８−１２のデューティは０．４とする。これによって、ビーム７ｄ、７ｅ、７ｆ、７ｇが格子長手方向に位置ずれする際に、光ビームが回折格子を透過しないことがなくなる。言い換えると、光ビームが回折格子を透過するようにできる。したがって、例えば受光部４が式（７）に対応する構成の場合に、演算式（７）第２項α以下の（ＳＣ＋ＳＤ）−β×（Ｓｃ＋Ｓｄ＋Ｓｅ＋Ｓｆ）において、（Ｓｃ＋Ｓｄ＋Ｓｅ＋Ｓｆ）の変動を少なくできる。したがって、最適なβの変動を少なくして、ＴＥＳのオフセットが生じにくくなる。
図１２（ａ）は、ホログラム７で分割・回折されたビームが、回折格子に入射した場合のビーム形状（７ａ、７ｈ、７ｉ、７ｊ、７ｋ）を模式的に示した図である。
より詳細には、図２１（ａ）〜（ｅ）に示すようになる。
すなわち、図２１（ａ）に示すように、ディスクにて回折されたビームは、仮想面Ｔの位置において、０次反射光と±１次回折光とが重なりあう。このように重なり合いのある反射光が、光分岐素子５からホログラム７を介して回折格子の位置に入射される。
ここで、図２１（ｂ）に示すように、領域７ｉは、図２１（ｄ）に示す領域８−１６に入射するビーム形状を表している。そして、図２１（ｂ）において斜線にて示す領域が、０次反射光と±１次回折光とが重なりあう領域である。また、重なり合う領域の境界を点線にて示す。また、重なり合う領域の境界の終点を黒点にて示す。なお、領域７ｋ、領域８−１８についても、それぞれ領域７ｉ、領域８−１６と同様である。
また、図２１（ｃ）には、図２１（ｅ）に示す領域８−１５に入射するビーム形状７ｈを示す。この場合、領域８−１５には、０次反射光と±１次回折光とが重なり合う領域は含まれないようになっている。なお、領域７ｊ、領域８−１７についても、領域７ｈ、領域８−１５と同様である。
このように、格子長手方向と平行な方向の分割線の位置に関しては、図１２（ａ）に示すように、ディスクに光ビームを照射した際の、その反射回折光の０次回折光と±１次回折光が重なり合う領域が回折格子８−１５、８−１７上に存在しないような構成にしている。すなわち、上記０次回折光と±１次回折光が重なり合っている境界線の終点に分割線を位置するようにしている。
すなわち、回折格子８−１５と８−１６、または回折格子８−１７と８−１８のように回折格子を分割して、０次回折光と±１次回折光が重なり合う領域を含む回折格子と、重なり合う領域を含まない回折格子とを配置する。
これによって、ディスクに光ビームを照射した際の、その反射回折光の０次回折光と＋１次回折光が重なり合う領域が透過する部分に対応する回折格子８−１６の総合的な回折効率（＝Σ（Δ面積×Δ面積に対応した回折格子の回折効率））、反射回折光の０次回折光と−１次回折光が重なり合う領域が透過する部分に対応する回折格子８−１８の総合的な回折効率（＝Σ（Δ面積×Δ面積に対応した回折格子の回折効率））とをほぼ等しくしておく。
これによって、演算式（７）第２項α以下（ＳＣ＋ＳＤ）−β×（Ｓｃ＋Ｓｄ＋Ｓｅ＋Ｓｆ）において、ＰＰ成分の残留が少なくなるので、メインのプッシュプル信号である（ＳＤ−ＳＣ）に含まれるＰＰ信号振幅に対して、ＴＥＳに含まれるＰＰ信号振幅の変動を少なくすることができる。
また、演算式（７）における係数αは、レンズシフト量をＰＰ信号におけるオフセット量に換算するための係数であるが、対物レンズのシフトに対する感度を高くした場合には、αの値が相対的に小さくなる。
従って、仮に演算式（７）第２項α以下（ＳＣ＋ＳＤ）−β×（Ｓｃ＋Ｓｄ＋Ｓｅ＋Ｓｆ）において、ＰＰ成分の残留があったとしてもαの値が小さくなる為、ＰＰ成分の残留がＴＥＳに含まれるＰＰ信号振幅の変動に及ぼす影響をより少なくできる。
従って、ＴＥＳに含まれるＰＰ信号振幅の低下が起こりにくい為、信号Ｓ／Ｎが低下してしまうことがなく、安定したトラッキングサーボ性能を有する光ピックアップ装置を得ることができる。
また、上記の説明においては、例えば図１０（ｂ）における回折格子８−１、８−２を、格子長手方向と垂直な方向にそれぞれ２分割する方法について述べた。しかしながら、これに限るものではなく、格子長手方向と垂直な方向に対する分割数を更に多くすることで、対物レンズのシフトに対する感度を更に高くすることができる。
ここで、図１２（ｂ）は、ホログラム７で分割・回折されたビームが、回折格子に入射した場合のビーム形状（７ａ、７ｌ、７ｍ、７ｎ、７ｏ、７ｐ、７ｑ、７ｒ、７ｓ）を模式的に示した図である。
図１２（ｂ）に示すように、ビーム７ｌ、７ｍ、７ｎ、７ｏのそれぞれのビーム形状に対応するように、回折格子８−１９、８−２０、８−２１、８−２２を配置する。また、ビーム７ｐ、７ｑ、７ｒ、７ｓのそれぞれのビーム形状に対応するように、回折格子８−２３、８−２４、８−２５、８−２６を配置する。なお、ビーム形状７ｌ、７ｍ、７ｎ、７ｏは、図１０（ｂ）に示すビーム形状７ｂに相当する領域のうち、それぞれ回折格子８−１９、８−２０、８−２１、８−２２に含まれている領域を表す。また、ビーム形状７ｐ、７ｑ、７ｒ、７ｓは、図１０（ｂ）に示すビーム形状７ｃに相当する領域のうち、それぞれ回折格子８−２３、８−２４、８−２５、８−２６に含まれている領域を表す。
図中に記載した通り、格子長手方向のビームの大きさが７ｌ、７ｍ、７ｎ、７ｏで異なる。このため、それぞれのビーム形状に対応して、回折格子８−１９、８−２０、８−２１、８−２２の格子長手方向の長さを異ならせた。また、このように異ならせた各回折格子の格子長手方向の長さにわたるデューティ変化を０．１〜０．４とする。
同様に、格子長手方向のビームの大きさが７ｐ、７ｑ、７ｒ、７ｓで異なる。このため、それぞれのビーム形状に対応して、回折格子８−２３、８−２４、８−２５、８−２６の格子長手方向の長さを異ならせた。また、このように異ならせた各回折格子の格子長手方向の長さにわたるデューティ変化を０．１〜０．４とする。
このように、回折格子８−１９、８−２０、８−２１、８−２２、および８−２３、８−２４、８−２５、８−２６は、光ビームが回折格子に照射される領域に対応するように、分割されて形成されている。そして、分割された各領域ごとに、回折効率、および回折効率の変動量が設定されている。
そうすることで、更に、ビームが格子長手方向に移動した場合の回折効率の変化が更に大きいので、対物レンズのシフトに対する感度を更に高くすることができる。
もちろん、図１２（ｂ）に示すように、回折格子の格子長手方向と垂直な方向に対する分割数を更に多くした場合においても、図１１（ｂ）に示すような一定の回折効率となる回折格子を付加することができる。
また、図１２（ｂ）に示すように、回折格子の格子長手方向と垂直な方向に対する分割数を更に多くした場合において、図１２（ａ）に示すようなディスクに光ビームを照射した際の、その反射回折光の０次回折光と＋１次回折光が重なり合う領域が透過する部分に対応する回折格子の総合的な回折効率と、反射回折光の０次回折光と−１次回折光が重なり合う領域が透過する部分に対応する回折格子の総合的な回折効率とをほぼ等しくしておくこともできる。
次に、本発明のさらに他の実施の形態について説明する。
ここでは、１ビーム方式において、対物レンズがシフトした際に発生するオフセットを補償する、上述の光集積化ユニットを、光ディスク装置に用いる場合について説明する。特に、ディスクの互換性を考慮した場合の構成について説明する。また、ここでは、上述の実施の形態と同様の構成、同様の働きの部材については、同じ符号を用いて参照し、説明は省略する。
記録可能な光ディスクの一例としては、大別してＤＶＤ−Ｒ・ＲＷのディスクとＤＶＤ−ＲＡＭのディスクが提案されており、両ディスクでは、案内溝形状が大きく異なる。
図１３（ａ）（ｂ）は、上記各光ディスクの溝形状、及び各光ディスクに光ビームを照射した際の反射回折光を示す。ここで図１３（ａ）はＤＶＤ−Ｒ・ＲＷの場合を示す。図１３（ｂ）はＤＶＤ−ＲＡＭの場合を示す。
図１３（ａ）に示すように、ＤＶＤ−Ｒ・ＲＷは、案内溝（グルーブ）幅がピッチの半分よりやや広く形成されている。このＤＶＤ−Ｒ・ＲＷは、グルーブのみに情報を記録するグルーブディスクである。
一方、図１３（ｂ）に示すように、ＤＶＤ−ＲＡＭはグルーブとランドの幅がほぼ１：１となっている。このＤＶＤ−ＲＡＭは、ランドとグルーブの両方に情報を記録するランド／グルーブディスクである。
したがって、同一のピッチであっても、両者の溝幅は大きく異なる。
したがって、これらの光ディスクに対する反射回折パターンは異なる。
具体的には、ピッチの大きい図１３（ｂ）のＤＶＤ−ＲＡＭの場合は、ディスクによる±１次反射回折光が、図１３（ｂ）に示すように、重なり合ってしまう。
そのため、本発明に適応する回折格子の最適値も異なることになる。
ところが、実際の使用において、ディスクに応じて、回折格子を換えることは非常に困難である。このため、以下に説明するように、同一の回折格子を使用して、案内溝幅が狭く±１次回折光が重なり合わない場合と案内溝幅が広く±１次回折光が重なり合う場合とで、各受光領域の光検出器からの出力信号を用いて信号を計算する演算式を切り替える。具体的には、ＤＶＤ−Ｒ・ＲＷディスクとＤＶＤ−ＲＡＭディスクとで、光検出器からの信号の演算式を切り替えることによって対応できる。
具体的な演算例を、ＴＥＳの演算式（７）、図１４（ａ）（ｂ）、図１５を用いて説明する。
図１４（ａ）（ｂ）は、ディスク上のスポットがディスクのラジアル（半径）方向へ移動した場合の各出力信号を表したものである。すなわち、図１４（ａ）は、従来のホログラム７のみを用いた場合と同様の各出力信号ＳＣとＳＤおよびそれらの和信号ＳＣ＋ＳＤと差信号ＳＣ−ＳＤを示している。
このような構成の場合、図に示すように通常ＳＣ、ＳＤの各出力信号は位相がπずれたほぼ同じ出力値となる。このため、それらの差信号ＳＣ−ＳＤはＰＰ信号であるが、和信号であるＳＣ＋ＳＤは、ＰＰ信号のないＤＣ成分のみとなる。
このことは、演算式（７）のようなＳｃ＋Ｓｄ＋Ｓｅ＋Ｓｆの項についても同様である。例えば従来の構成において、受光部４を用いるとしても、Ｓｃ＋Ｓｄ＋Ｓｅ＋Ｓｆの項は、ＰＰ信号のないＤＣ成分のみとなる。また、回折格子８がない従来の構成では、当然のことながらレンズシフト成分も含まれない。
一方、本発明のように、±１次回折光の一方に回折格子を挿入した構成の場合を図１４（ｂ）に示す。ＳＣ＋ＳＤは従来と同様、ＰＰ成分のないＤＣ成分のものとなる。しかしながら、Ｓｃ＋ＳｅとＳｄ＋Ｓｆの各信号出力については、レンズシフト成分を検出するために、回折格子の回折効率をビームが入射する位置によって変化させていることから、Ｓｃ＋ＳｅとＳｄ＋Ｓｆの振幅に差を生じることになる。したがって、Ｓｃ＋Ｓｅ＋Ｓｄ＋Ｓｆの和信号にＰＰ信号が残留してしまう。
演算式（７）において、（ＳＣ＋ＳＤ）−β×（Ｓｃ＋Ｓｄ＋Ｓｅ＋Ｓｆ）は、対物レンズがシフトした際に生じるトラックオフセット分を演算する部分である。このため、ここにＰＰ成分が余分に残留してしまうと、トラック誤差信号ＴＥＳとしては、メインのＰＰ信号であるＳＤ−ＳＣから、残留したＰＰ成分を引いた値が得られることになる。結果として、トラック誤差信号ＴＥＳに含まれるＰＰ信号振幅が小さくなり、信号Ｓ／Ｎが低下してしまう。
そのため、（ＳＣ＋ＳＤ）−β×（Ｓｃ＋Ｓｄ＋Ｓｅ＋Ｓｆ）には、つまりは、Ｓｃ＋Ｓｄ＋Ｓｅ＋Ｓｆに残留するＰＰ成分を抑えるのが好ましいわけである。この残留ＰＰ成分を引き出す、上記振幅の差は、前述の±１次回折光の状態によって大きく変化することになる。
したがって、ある特定のディスクに対応させる場合は、回折格子をディスク規格に合わせて最適設計をすることで、できるだけ上記振幅差を小さくしてＰＰ信号の残留を抑えることが可能である。しかしながら、ディスク規格が異なる場合には、十分な対応ができない。
そこで、異なる規格のディスクを用いて記録再生を行う場合でも、ＴＥＳ信号のＡＣ成分を除去するための方法について説明する。ここで、このＡＣ成分とは、回折格子の回折効率を場所ごとに変化させたことによって生ずる、上述した余分の成分のことである。
図１５には、メインＰＰ信号を模式的に示す。このメインＰＰ信号のトラックずれの信号成分をＢ（短周期）、オフセット信号成分Ａ（長周期）とした場合に、Ａ／Ｂを小さくすることでＡＣ成分を除去できる。
したがって、１次回折光の重複度に応じて、ＴＥＳの演算式（７）の定数αの極性及び絶対値を設定し、対物レンズシフトによるオフセット信号成分Ａを小さく、トラックずれによるＰＰ信号成分Ｂを大きくする。これによって、以下に説明するように、見かけ上、ＡＣ成分を抑圧することができる。
ここで、ＤＶＤ−Ｒ・ＲＷディスクに最適設計された回折格子を用いてＴＥＳを測定した結果を図１６に示す。ここではＴＥＳ信号は、ほぼＤＣ成分のみとなり、適切な信号が得られた。
しかし、同様に、ＴＥＳの演算式（７）の定数αの極性をそのままとして、絶対値のみを変化させて、ＤＶＤ−ＲＡＭディスクに適応した場合の結果を図１７に示す。ここでは、ＴＥＳ信号にＡＣ成分が含まれている。そのため、レンズシフトによるオフセットを除去できない結果となった。
そこで、上記説明を行ったＡ／Ｂを最小化するため、定数αの極性を反転させ、また絶対値を変化させた。その結果を図１８に示す。Ａ／Ｂは最小となり、レンズシフトによるＴＥＳ信号のオフセットが除去可能となった。
以上のことからＤＶＤ−Ｒ・ＲＷディスクに最適設計された回折格子を用いて、ＤＶＤ−ＲＡＭディスクを記録・再生する場合、（７）式の演算されたＴＥＳのＡ／Ｂを抑えることが可能であることがわかる。
また、ＤＶＤ−ＲＡＭディスクに最適設計された回折格子を用いて、ＤＶＤ−Ｒ・ＲＷディスクを記録・再生する場合、（７）式の演算されたＴＥＳにおいて、上述のＡ／Ｂを抑えることが可能であることも確認した。
以上の結果から、ＴＥＳ信号のレンズシフトのオフセットを除去し、ＤＶＤ−Ｒ・ＲＷディスクとＤＶＤ−ＲＡＭディスクの互換性を確保するためには、どちらかのディスクに最適になるように回折格子の設計を行い、定数の極性を反転させ、かつ絶対値を変えることで対応可能であることがわかる。
すなわち、上述の光ディスク装置は、トラッキングエラー信号の演算における定数の極性を反転させることで、異なる規格のディスクに適応可能とした光ディスク装置である。
なお、上述の実施の形態においては、情報記録媒体の例としてＤＶＤディスクについて説明したが、情報記録媒体はこれに限るものではなく、ＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ  Ｄｉｓｋ）などの光ディスク、ＭＯ（Ｍａｇｎｅｔｏ  Ｏｐｔｉｃａｌ）ディスクなどの光磁気ディスクであってもよい。
発明を実施するための最良の形態の項においてなした具体的な実施態様または実施例は、あくまでも、本発明の技術内容を明らかにするものであって、そのような具体例にのみ限定して狭義に解釈されるべきものではなく、本発明の精神と請求の範囲に記載した事項の範囲内で、いろいろと変更して実施することができるものである。
また、請求の範囲に記載した事項や、発明を実施するための最良の形態に記載した技術的手段は、適宜組み合わせることができ、この組み合わせによって得られる事項も本発明の技術的範囲に含まれる。
産業上の利用の可能性
本発明の光集積化ユニットによれば、メインビームの光量低下が無い１ビームトラッキング法を用いて、対物レンズのシフトやディスクの傾きに対するオフセットを抑圧し、安定したトラッキングサーボ性能を得ることができる。また、これを用いる光ピックアップ装置、光ディスク装置によれば、信号検出系の調整も不要となり、小型、薄型で、かつ組立て性が良く、信頼性にも優れた光ピックアップ装置、光ディスク装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
図１は、本発明の実施の一形態の光集積化ユニットの概略的構成を示す概略図である。
図２は、図１で示す光集積化ユニットにおいて、ホログラムの形状およびホログラム素子と受光部との関係を示す平面図である。
図３は、本発明の実施の一形態の回折格子の正面図である。
図４は、図３の回折格子上におけるディスク反射光の、対物レンズの変位やディスクチルトによる動きを示す正面図である。
図５は、本発明の回折格子の回折効率とデューティの関係を示すグラフである。
図６は、本発明の回折格子の回折効率とデューティとの直線性を拡大させた場合のグラフである。
図７（ａ）は本発明の回折格子の正面図であり、図７（ｂ）は回折格子のデューティを非線形に変化させた場合の回折格子の正面図である。
図８は、本発明の実施の他の形態の光集積化ユニットにおける回折格子の斜視図である。
図９は、本発明の実施のさらに他の形態の光集積化ユニットにおける回折格子の斜視図である。
図１０（ａ）はビームに対して一つの回折格子を形成した場合の回折格子の平面図であり、図１０（ｂ）は回折格子をビームに対応して分割して形成した場合の回折格子の平面図である。
図１１（ａ）は回折格子を格子長手方向に平行な方向に分割線を位置させて２分割し、格子長手方向の回折効率の変化率をそれぞれ異ならせて形成した回折格子の一例を示す平面図であり、図１１（ｂ）はさらに格子長手方向に一定の回折効率となる回折格子を加えた構成を示す平面図である。
図１２（ａ）は、格子長手方向と平行な方向にそれぞれ２分割する際の分割線の位置を示した、回折格子の平面図であり、図１２（ｂ）は多分割して形成した回折格子を示す平面図である。
図１３（ａ）は記録可能な光ディスクとしてのＤＶＤ−Ｒディスクの案内溝での反射光を示す説明図であり、図１３（ｂ）は記録可能な光ディスクとしてのＤＶＤ−ＲＡＭディスクの案内溝での反射光を示す説明図である。
図１４（ａ）はディスクのスポットがディスクの半径方向へ移動した場合のトラッククロス信号の成分を示したグラフであり、図１４（ｂ）はディスクのスポットがディスクの半径方向へ移動した場合のトラッククロス信号の他の成分を示したグラフである。
図１５は、対物レンズシフト時のＰＰ信号とオフセットの関係を示す概略のグラフである。
図１６は、ＤＶＤ−Ｒディスクでの対物レンズシフト時のＰＰ信号とオフセットの関係を測定したグラフである。
図１７は、ＤＶＤ−ＲＡＭディスクでの対物レンズシフト時のＰＰ信号とオフセットの関係を測定したグラフである。
図１８は、ＤＶＤ−ＲＡＭディスクで式（７）におけるαの極性反転を行った場合の対物レンズシフト時のＰＰ信号とオフセットの関係を測定したグラフである。
図１９は、本発明に係る光ピックアップ装置を備えた、本発明に係る光ディスク装置を示す概略のブロック図である。
図２０（ａ）は回折格子の１ピッチ分の断面形状を示す概略図であり、図２０（ｂ）は１ピッチ分の長さに対して溝幅を変化させたときの０次回折効率の変化を示すグラフであり、図２０（ｃ）は１ピッチ分の長さに対して溝幅を変化させたときの１次回折効率の変化を示すグラフである。
図２１（ａ）は図１２（ａ）における構成を詳細に説明するための説明図であり、図２１（ｂ）は上記構成におけるビーム形状の一例を示す平面図であり、図２１（ｃ）は上記構成におけるビーム形状の他の一例を示す平面図であり、図２１（ｄ）は上記ビーム形状の一例が入射する回折格子の一例を示す平面図であり、図２１（ｅ）は上記ビーム形状の他の一例が入射する回折格子の一例を示す平面図である。
【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（ａ）】
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【図７（ｂ）】
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【図８】
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【図９】
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【図１０（ａ）】
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【図１０（ｂ）】
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【図１１（ａ）】
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【図１１（ｂ）】
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【図１２（ａ）】
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【図１２（ｂ）】
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【図１３（ａ）】
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【図１３（ｂ）】
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【図１４（ａ）】
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【図１４（ｂ）】
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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（ａ）】
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【図２０（ｂ）】
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【図２０（ｃ）】
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【図２１（ａ）】
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【図２１（ｂ）】
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【図２１（ｃ）】
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【図２１（ｄ）】
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【図２１（ｅ）】
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【国際調査報告】
2003041066.tif 000036
2003041066.tif 000037