(57)【要約】      （修正有）【課題】トラックピッチの異なる複数種類の光ディスクに対して良好なトラッキングエラー信号を得ることを可能とする光ピックアップ装置及び光ディスク装置の提供。【解決手段】異なるトラックピッチの複数の光ディスクに対して情報の記録再生を行う光ピックアップ装置において、所定の波長の光ビームを出射する光源３１と光源から出射された光ビームを所定の方向に回折して主ビーム及び副ビームに分割する回折素子３２と、分割された主ビーム及び副ビームを光ディスク２の記録層に集光する対物レンズ３３と、光ディスクからの戻り光のうち主ビームを受光する主受光部と副ビームを受光する副受光部とを有する光検出器３４とを備え、回折素子は副ビームで形成されるサブスポットのラジアル方向のカットオフ周波数を下げるように、対物レンズ３３の入射瞳に対応する回折素子３２上の領域の一部が所定の方向への回折を制限されている。【選択図】図２
2008234807.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれ異なるトラックピッチで記録トラックが設けられた複数の光ディスクに対して情報の記録及び／又は再生を行う光ピックアップ装置において、
所定の波長の光ビームを出射する光源と、
上記光源から出射された光ビームを所定の方向に回折して主ビーム及び副ビームに分割する回折素子と、
上記回折素子に分割された上記主ビーム及び副ビームをそれぞれ光ディスクの記録層に集光する対物レンズと、
上記光ディスクからの戻り光のうち主ビームを受光する主受光部と、上記戻り光のうち副ビームを受光する副受光部とを有する光検出器とを備え、
上記回折素子は、上記副ビームで形成されるサブスポットのラジアル方向のカットオフ周波数を下げるように、上記対物レンズの入射瞳に対応する回折素子上の領域の一部が上記所定の方向への回折を制限されている光ピックアップ装置。
【請求項２】
上記回折素子は、上記所定の方向へ回折して上記主ビーム及び上記副ビームを生成するための所定の第１の回折構造を有するとともに、上記対物レンズの入射瞳に対応する回折素子上の領域の一部の領域に、上記第１の回折構造とは異なる第２の回折構造が形成されることで上記一部の領域を通過する光ビームを上記所定の方向と異なる方向に回折させ、又は透過部が形成されることで上記一部の領域を通過する光ビームを透過させることにより、上記副ビームで形成されるサブスポットのラジアル方向のカットオフ周波数を下げる請求項１記載の光ピックアップ装置。
【請求項３】
上記回折素子は、上記ラジアル方向に略垂直な一又は複数の分割線により複数の領域に分割され、
上記回折素子は、上記複数の領域のうちの一又は複数の領域に、上記所定の方向に回折して上記主ビーム及び上記副ビームを生成するための第１の回折構造が形成されてなる第１の回折部と、上記複数の領域のうちの残りの一又は複数の領域に、上記第１の回折構造とは異なる第２の回折構造が形成されてなる第２の回折部、又は回折構造が形成されない透過部とを有し、
上記第２の回折部又は透過部は、上記残りの一又は複数の領域を通過する光ビームを上記所定の方向と異なる方向に回折させ、又は透過させることにより、上記副ビームで形成されるサブスポットのラジアル方向のカットオフ周波数を下げる請求項１記載の光ピックアップ装置。
【請求項４】
上記回折素子は、上記ラジアル方向に略垂直な分割線により第１乃至第３の領域に分割され、
上記回折素子は、上記第１乃至第３の領域のうち中央に形成された第１の領域に、上記主ビーム及び上記副ビームを生成するための第１の回折構造が形成されてなる第１の回折部と、上記第２及び第３の領域に、上記第１の回折構造とは異なる第２の回折構造が形成されてなる第２の回折部、又は回折構造が形成されない透過部とを有し、
上記第２の回折部又は透過部は、上記残りの一又は複数の領域を通過する光ビームを上記所定の方向と異なる方向に回折させ、又は透過させることにより、上記副ビームで形成されるサブスポットのラジアル方向のカットオフ周波数を下げる請求項１記載の光ピックアップ装置。
【請求項５】
上記第１の回折部は、上記ラジアル方向の寸法Ｗが次式（１）を満たすように形成されている請求項４記載の光ピックアップ装置。
Ｗ≦（λ／２ＮＡ）／ｑ×Ｄ  ・・・（１）
但し、上記式（１）において、
λ：上記光源から出射される光ビームの波長、ＮＡ：上記対物レンズの開口数、ｑ：上記複数の光ディスクのうちトラックピッチが最も大きい光ディスクのトラックピッチ、Ｄ：上記対物レンズの開口により決定される上記回折素子上の有効径とする。
【請求項６】
上記回折素子は、上記ラジアル方向に略垂直な分割線により第１乃至第３の領域に分割され、
上記回折素子は、上記第１乃至第３の領域のうち両端に形成された第２及び第３の領域に、上記主ビーム及び上記副ビームを生成するための第１の回折構造が形成されてなる第１の回折部と、上記第１の領域に、上記第１の回折構造とは異なる第２の回折構造が形成されてなる第２の回折部、又は回折構造が形成されない透過部とを有し、
上記第２の回折部又は透過部は、上記残りの一又は複数の領域を通過する光ビームを上記所定の方向と異なる方向に回折させ、又は透過させることにより、上記副ビームで形成されるサブスポットのラジアル方向のカットオフ周波数を下げる請求項１記載の光ピックアップ装置。
【請求項７】
上記第２の回折部又は透過部は、上記ラジアル方向の寸法Ｗが次式（２）を満たすように形成されている請求項６記載の光ピックアップ装置。
Ｗ≧（λ／２ＮＡ）／ｑ×Ｄ  ・・・（２）
但し、上記式（２）において、
λ：上記光源から出射される光ビームの波長、ＮＡ：上記対物レンズの開口数、ｑ：上記複数の光ディスクのうちトラックピッチが最も大きい光ディスクのトラックピッチ、Ｄ：上記対物レンズの開口により決定される上記回折素子上の有効径とする。
【請求項８】
上記回折素子は、上記ラジアル方向に略垂直な分割線により第１及び第２の領域に分割され、
上記回折素子は、上記第１の領域に、上記主ビーム及び上記副ビームを生成するための第１の回折構造が形成されてなる第１の回折部と、上記第２の領域に、上記第１の回折構造とは異なる第２の回折構造が形成されてなる第２の回折部、又は回折構造が形成されない透過部とを有し、
上記第２の回折部又は透過部は、上記残りの一又は複数の領域を通過する光ビームを上記所定の方向と異なる方向に回折させ、又は透過させることにより、上記副ビームで形成されるサブスポットのラジアル方向のカットオフ周波数を下げる請求項１記載の光ピックアップ装置。
【請求項９】
上記回折素子は、上記対物レンズの入射瞳に入射する上記主ビームに対応する上記回折素子上の領域の外側に、上記所定の方向に回折して上記対物レンズの入射瞳に入射させる上記副ビームを生成するための回折構造が形成されてなる回折部を有し、
上記回折素子は、上記対物レンズの入射瞳に入射する上記副ビームに対応する回折素子上の領域の一部が上記所定の方向への回折を制限されていることにより、上記副ビームで形成されるサブスポットのラジアル方向のカットオフ周波数を下げる請求項１記載の光ピックアップ装置。
【請求項１０】
上記回折素子は、上記複数の光ディスクの全ての光ディスクのトラックピッチの空間周波数が上記カットオフ周波数以上となるように、上記対物レンズの入射瞳に対応する回折素子上の領域の一部が上記所定の方向への回折を制限されている請求項１記載の光ピックアップ装置。
【請求項１１】
それぞれ異なるトラックピッチで記録トラックが設けられた複数の光ディスクに対して情報の記録及び／又は再生を行う光ピックアップ装置と、上記光ディスクを回転する回転駆動手段とを備える光ディスク装置において、
上記光ピックアップ装置は、所定の波長の光ビームを出射する光源と、
上記光源から出射された光ビームを所定の方向に回折して主ビーム及び副ビームに分割する回折素子と、
上記回折素子に分割された上記主ビーム及び副ビームをそれぞれ光ディスクの記録層に集光する対物レンズと、
上記光ディスクからの戻り光のうち主ビームを受光する主受光部と、上記戻り光のうち副ビームを受光する副受光部とを有する光検出器とを備え、
上記回折素子は、上記副ビームで形成されるサブスポットのラジアル方向のカットオフ周波数を下げるように、上記対物レンズの入射瞳に対応する回折素子上の領域の一部が上記所定の方向への回折を制限されている光ディスク装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ディスク等の情報記録媒体に対して、情報の記録及び／又は再生を行う光ピックアップ装置及び光ディスク装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、情報信号の記録媒体として、ＣＤ（Compact Disc）、ＤＶＤ(Digital Versatile Disc)等の光ディスクや、さらに高密度記録を可能とするため青紫色半導体レーザ等による波長４０５ｎｍ程度の光ビームを用いて信号の記録再生を行う光ディスク（以下、「高密度記録光ディスク」という。）が用いられ、この種の光ディスクに情報信号の記録を行い、あるいは光ディスクに記録された情報信号の再生を行うために光ピックアップ装置が用いられている。
【０００３】
このような光ピックアップ装置において、情報記録及び／又は再生を行うために、この光ディスクの所定の記録トラック上に正しく集光スポットを照射する必要がある。光ディスクの記録トラック上に正しく集光スポットを照射するため、トラッキングエラー信号の検出手段として、従来より差動プッシュプル（ＤＰＰ（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ  Ｐｕｓｈ−Ｐｕｌｌ））方式が広く用いられている。
【０００４】
このＤＰＰ方式を用いた光ピックアップ装置では、所定の波長の光ビームを出射する光源と、この光源から出射された光ビームを光ディスクの信号記録面に集光する対物レンズとを有し、この光源と対物レンズとの間に、凹凸パターンが平行に形成された格子パターンを有する回折素子が配置され、この回折素子により光源から出射された光ビームを０次光及び±１次回折光からなる３本の光ビームに分割している。
【０００５】
これら３本の光ビームは、図１４（ａ）に示すように、対物レンズに集光されることにより、光ディスク上に０次光であるメインビームが集光されることにより形成されるメインスポット２００と、±１次回折光であるサブビームが集光されることにより形成される第１及び第２のサブスポット２０１，２０２とからなる３つの集光スポットを形成する。
【０００６】
図１４（ａ）に示すように、第１及び第２のサブスポット２０１，２０２は、メインスポット２００に対して、光ディスクのトラックピッチ方向（トラッキング方向）に相対的に１／２Ｔｐずれた位置に集光している（ここで、Ｔｐは、トラックピッチを示すものである。）。
【０００７】
そして、この光ピックアップ装置には、図１４（ｂ）に示すように、光ディスクに集光されたメインビーム及びサブビームからなる３本の光ビームの光ディスクからの戻り光をそれぞれ受光する受光部２０３ａ，２０３ｂ，２０３ｃを有し、これらの戻り光を検出する光検出器２０３が設けられている。
【０００８】
受光部２０３ａは、２分割された受光領域Ａ，Ｂを有し、受光部２０３ｂ，２０３ｃは、それぞれ２分割の受光領域Ｃ，Ｄ及び受光領域Ｅ，Ｆを有し、メインビームの戻り光を受光した受光部２０３ａにより検出した信号強度Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄから得られるメインプッシュプル信号ＭＰＰ＝Ａ−Ｂと、サブビームの戻り光を受光した受光部２０３ｂ，２０３ｃにより検出した信号強度Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆから得られるサブプッシュプル信号ＳＰＰ１＝Ｃ−Ｄ，ＳＰＰ２＝Ｅ−Ｆにより、所謂ＤＰＰ方式のトラッキングエラー信号を得ることができる。このＤＰＰ方式により得られるトラッキングエラー信号は、対物レンズのシフトによるオフセットが補正されたものであり、良好なトラッキングエラー信号であり、記録トラック上に正しく集光スポットを照射することを可能とする。
【０００９】
しかし、上述の光ピックアップ装置では、上述したように光ディスク上のメインスポット２００と第１及び第２のサブスポット２０１，２０２とのトラッキング方向の間隔をトラックピッチＴｐの１／２程度にする必要があるため、トラックピッチが異なる光ディスクの両方に対して、良好なトラッキングエラー信号を得ることができないという問題点があった。
【００１０】
【特許文献１】特開平１０−１６２３８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明の目的は、トラックピッチの異なる複数種類の光ディスクに対して良好なトラッキングエラー信号を得ることを可能とする光ピックアップ装置及び光ディスク装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
この目的を達成するため、本発明に係る光ピックアップ装置は、それぞれ異なるトラックピッチで記録トラックが設けられた複数の光ディスクに対して情報の記録及び／又は再生を行う光ピックアップ装置において、所定の波長の光ビームを出射する光源と、上記光源から出射された光ビームを所定の方向に回折して主ビーム及び副ビームに分割する回折素子と、上記回折素子に分割された上記主ビーム及び副ビームをそれぞれ光ディスクの記録層に集光する対物レンズと、上記光ディスクからの戻り光のうち主ビームを受光する主受光部と、上記戻り光のうち副ビームを受光する副受光部とを有する光検出器とを備え、上記回折素子は、上記副ビームで形成されるサブスポットのラジアル方向のカットオフ周波数を下げるように、上記対物レンズの入射瞳に対応する回折素子上の領域の一部が上記所定の方向への回折を制限されている。
【００１３】
また、この目的を達成するため、本発明に係る光ディスク装置は、それぞれ異なるトラックピッチで記録トラックが設けられた複数の光ディスクに対して情報の記録及び／又は再生を行う光ピックアップ装置と、上記光ディスクを回転する回転駆動手段とを備える光ディスク装置であり、この光ディスク装置に用いる光ピックアップ装置として、上述したようなものを用いたものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明は、回折素子により回折された主ビーム及び副ビームの光ディスクからの戻り光を用いてトラッキングエラー信号を生成する際に、回折素子が副ビームで形成されるサブスポットのラジアル方向のカットオフ周波数を下げるように構成されていることにより、サブスポットのトラッキング方向の位置によらず良好なトラッキングエラー信号を得ることができ、トラックピッチの異なる複数種類の光ディスクに対して良好なトラッキングエラー信号を得ることを可能とする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明を適用した光ピックアップ装置を用いた光ディスク装置について、図面を参照して説明する。
【００１６】
本発明が適用された光ディスク装置１は、図１に示すように、光記録媒体としての光ディスク２から情報記録再生を行う光ピックアップ装置３と、光ディスク２を回転操作する回転駆動手段としてのスピンドルモータ４と、光ピックアップ装置３を光ディスク２の径方向に移動させる送りモータ５とを備えている。この光ディスク装置１は、フォーマットの異なる３種類の光ディスク及び記録層が積層化された光ディスクに対して情報の記録及び／又は再生を行うことができる３規格間互換性を実現した光ディスク装置である。
【００１７】
ここで用いられる光ディスクは、例えば、ＣＤ(Compact Disc）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）、情報の追記が可能とされるＣＤ−Ｒ（Recordable）及びＤＶＤ−Ｒ（Recordable）、情報の書換えが可能とされるＣＤ−ＲＷ（ReWritable）、ＤＶＤ−ＲＷ（ReWritable）、ＤＶＤ＋ＲＷ（ReWritable）、ＤＶＤ−ＲＡＭ等の光ディスクや、さらに発光波長が短い４０５ｎｍ程度（青紫色）の半導体レーザを用いた高密度記録が可能な高密度記録光ディスクや、光磁気ディスク等である。ここで、ＣＤ、ＣＤ−Ｒは、トラックピッチ１．６μｍ程度、使用波長７８０ｎｍ程度、ＮＡ０．４５程度とされている。また、ＤＶＤ、ＤＶＤ−Ｒ、ＤＶＤ−ＲＷ、ＤＶＤ＋ＲＷ、ＤＶＤ−ＲＡＭは、使用波長６５０ｎｍ程度、ＮＡ０．６程度とされており、トラックピッチについては、ＤＶＤ−ＲＡＭが１．４８μｍ又は１．２３μｍ程度とされ、それ以外のものが０．７４μｍ程度とされている。さらに、高密度記録光ディスクは、例えば、トラックピッチ０．４０μｍ又は０．３２μｍ程度、使用波長４０５ｎｍ程度、ＮＡ０．８５程度とされている。
【００１８】
光ディスク装置１において、スピンドルモータ４及び送りモータ５は、ディスク種類判別手段ともなるシステムコントローラ７からの指令に基づいて制御されるサーボ制御部９によりディスク種類に応じて駆動制御されており、光ディスクの種類に応じて所定の回転数で駆動される。
【００１９】
光ピックアップ装置３は、規格の異なる光ディスクの記録層に対して光ディスクの種類に対応した所定の波長の光ビームを照射するとともに、この光ビームの記録層における反射光を検出する。光ピックアップ装置３は、検出した反射光から各光ビームに対応する信号をプリアンプ部１４に供給する。
【００２０】
プリアンプ部１４の出力は、信号変復調器及びエラー訂正符号ブロック（以下、「信号変復調＆ＥＣＣブロック」という。）１５に送られる。この信号変復調及びＥＣＣブロック１５は、信号の変調、復調及びＥＣＣ（エラー訂正符号）の付加を行う。光ピックアップ装置３は、信号変復調及びＥＣＣブロック１５の指令にしたがって回転する光ディスク２の記録層に対して光ビームを照射し、光ディスク２に対して信号の記録又は再生を行う。
【００２１】
プリアンプ部１４は、フォーマット毎に異なって検出される光ビームに対応する信号に基づいて、フォーカスエラー信号、トラッキングエラー信号、ＲＦ信号等を生成するように構成されている。記録又は再生の対象媒体とされる光ディスク２の種類に応じて、サーボ制御部９、信号変復調及びＥＣＣブロック１５等により、光ディスク２の規格に基づく復調及び誤り訂正処理等の所定の処理が行われる。
【００２２】
ここで例えば、信号変復調＆ＥＣＣブロック１５により復調された記録信号がコンピュータのデータストレージ用であれば、インターフェイス１６を介して外部コンピュータ１７に送出される。これにより、外部コンピュータ１７は、光ディスク２に記録された信号を再生信号として受け取ることができる。
【００２３】
また、信号変復調＆ＥＣＣブロック１５により復調された記録信号がオーディオビジュアル用であれば、Ｄ／Ａ及びＡ／Ｄ変換器１８のＤ／Ａ変換部でデジタルアナログ変換され、オーディオビジュアル処理部１９に供給される。そしてオーディオビジュアル処理部１９でオーディオビジュアル処理が行われ、オーディオビジュアル信号入出力部２０を介して、図示しない外部の撮像映写機器等に伝送される。
【００２４】
光ピックアップ装置３において、例えば、光ディスク２上の所定の記録トラックまで移動させるための送りモータ５の制御、スピンドルモータ４の制御、及び光ピックアップ装置３において光集光手段となる対物レンズを保持する２軸アクチュエータのフォーカス方向の駆動とトラッキング方向の駆動制御は、それぞれサーボ制御部９により行われる。
【００２５】
レーザ制御部２１は、光ピックアップ装置３のレーザ光源を制御する。特に、この具体例では、レーザ制御部２１は、記録モード時と再生モード時とでレーザ光源の出力パワーを異ならせる制御を行っている。また、光ディスク２の種類に応じてもレーザ光源の出力パワーを異ならせる制御を行っている。レーザ制御部２１は、ディスク種類判別部２２によって検出された光ディスク２の種類に応じて光ピックアップ装置３のレーザ光源を切り換えている。
【００２６】
ディスク種類判別部２２は、装着される光ディスクの表面反射率、形状的及び外形的な違い等から光ディスク２のフォーマットを検出することができる。
【００２７】
光ディスク装置１を構成する各ブロックは、ディスク種類判別部２２における検出結果に応じて、装着される光ディスク２の仕様に基づく信号処理ができるように構成されている。
【００２８】
システムコントローラ７は、ディスク種類判別部２２から送られる検出結果に基づいて光ディスク２の種類を判別する。光ディスクの種類を判別する手法としては、光ディスクがカートリッジに収納されるタイプであれば、このカートリッジに検出穴を設けて接触検出センサ又は押下スイッチを用いて検出する手法があげられる。また、同一光ディスクにおける記録層の判別には、光ディスク最内周にあるプリマスタードピットやグルーブ等に記録された目録情報（Table Of Contents；ＴＯＣ）による情報に基づいて、どの記録層に対する記録再生かを判別する手法が使用できる。
【００２９】
サーボ制御部９は、例えば光ピックアップ装置３と光ディスク２との相対位置を検出する（光ディスク２に記録されたアドレス信号をもとに位置検出する場合を含む）ことによって、記録及び／又は再生する記録領域を判別できる。
【００３０】
以上のように構成された光ディスク装置１は、スピンドルモータ４によって、光ディスク２を回転操作し、サーボ制御部９からの制御信号に応じて送りモータ５を駆動制御し、光ピックアップ装置３を光ディスク２の所望の記録トラックに対応する位置に移動することで、光ディスク２に対して情報の記録再生を行う。
【００３１】
ここで、上述した記録再生用の光ピックアップ装置３について詳しく説明する。この光ピックアップ装置３は、上述したそれぞれ異なるトラックピッチで記録トラックが設けられた複数の光ディスクに対して情報の記録及び／又は再生を行うものである。
【００３２】
本発明を適用した光ピックアップ装置３は、図２に示すように、所定の波長の光ビームを出射する光源３１と、光源３１から出射された光ビームを０次光及び±１次回折光からなる少なくとも３本の光ビームに回折して分割する回折素子３２と、回折素子３２に分割された３本の光ビームをそれぞれ光ディスク２の信号記録面として記録層上に集光する対物レンズ３３と、光ディスク２の記録層で反射された３本の光ビームのそれぞれの戻り光を受光する受光部３４ａ，３４ｂ，３４ｃを有する光検出器３４と、回折素子３２と対物レンズ３３との間に配置され、光ディスク２で反射された戻り光の光路を光源３１から出射された往路の光ビームの光路とを分離する光路分離手段としてビームスプリッタ３５とを備える。
【００３３】
また、光ピックアップ装置３は、ビームスプリッタ３５と対物レンズ３３との間に設けられ、光源３１から出射され回折素子３２、ビームスプリッタ３５を介して入射される光ビームの発散角を変えて略平行光とするコリメータレンズ３６と、ビームスプリッタ３５と光検出器３４との間に設けられ、ビームスプリッタ３５で反射された戻りの光ビームを光検出器３４の受光部３４ａ，３４ｂ，３４ｃ上に集光するマルチレンズ３７とを備える。
【００３４】
光源３１は、光ディスク２の種類に対応した所定の波長のレーザ光束を出射する半導体レーザである。尚、光源３１から出射される光ビームの波長は、例えば、４０５ｎｍ程度、６５０ｎｍ程度、７８０ｎｍ程度等の波長の光ビームを出射するように構成されている。また、光源３１は、単一の波長の光ビームを出射するように構成してもよく、二以上の複数種類の波長の光ビームを出射する一又は複数の出射部を設けるように構成してもよい。
【００３５】
回折素子３２は、図３に示すように、光源３１とビームスプリッタ３５との間に設けられ、所定の領域に所定の回折構造が設けられており、入射する光ビームを所定の方向に回折させ少なくとも０次光（以下、「主ビーム」ともいう。）及び±１次回折光（以下、「第１の副ビーム」、「第２の副ビーム」、又は、±１次回折光を合わせて「副ビーム」ともいう。）からなる３本の光ビームに分割する。すなわち、回折素子３２は、後述する第１の回折部４１を通過する光ビームを回折して、それぞれ対物レンズ３３により光ディスク２に集光されその戻り光が受光部３４ａ〜３４ｃで受光されて各種信号を検出するための主ビーム並びに第１及び第２の副ビームを生成する。
【００３６】
また、回折素子３２は、副ビームで形成されるサブスポットのラジアル方向のＭＴＦ（空間周波数）のカットオフ周波数を下げるように、対物レンズ３３の入射瞳に対応する回折素子上の領域の一部が、所定の方向への回折を制限されている。ここで、所定の方向とは、上述の受光部３４ｂ，３４ｃにより受光される副ビームが生成される際の回折方向をいう。また、ここで、カットオフ周波数とは、再生信号振幅がほぼ０となる周波数のことであり、情報の再生に用いられる光ビームの波長をλとし、対物レンズの開口数をＮＡとしたときに、２ＮＡ／λで表されるものである。
【００３７】
具体的には、回折素子３２は、図３に示すように、ラジアル方向Ｒａｄに略垂直な複数（二つ）の分割線Ｌ１１，Ｌ１２により複数の領域３２ａ，３２ｂ，３２ｃに分割され、この複数の領域３２ａ，３２ｂ，３２ｃのうち、中央に形成された第１の領域３２ａに、上述の主ビーム及び副ビームを生成するための第１の回折構造が形成されてなる第１の回折部４１と、この複数の領域３２ａ，３２ｂ，３２ｃのうち、両端に形成された第２及び第３の領域３２ｂ，３２ｃに、第１の回折構造とは異なる第２の回折構造が形成されてなる第２の回折部４２とを有する。この第２及び第３の領域３２ｂ，３２ｃには、対物レンズ３３の入射瞳に対応する回折素子上の領域Ｒの一部の領域を含んでいる。尚、図３中破線部で示される領域Ｒは、対物レンズ３３の入射瞳に対応する回折素子上の領域を示し、入射瞳に対応する領域とは、ビームスプリッタ３５及びコリメータレンズ３６を介して対物レンズ３３の入射瞳に入射する光ビームが回折素子上を通過する領域をいう。また、対物レンズ３３の入射瞳は、開口数等により決定される対物レンズ３３の有効径をいう。また、図３及び後述の図４等におけるＲａｄは、光ディスク２のラジアル方向を示すものである。
【００３８】
尚、ここでは、回折素子３２の第２及び第３の領域３２ｂ，３２ｃには、第１の回折構造とは異なる第２の回折構造が形成されてなる第２の回折部４２を設けることにより、この領域を通過する光ビームを第１の回折部４１とは異なる方向に回折させて、後述のように、第１の回折部４１で回折された副ビームを受光する受光部３４ｂ，３４ｃに入射させないように構成したが、これに限られるものではなく、回折素子３２の第２及び第３の領域３２ｂ，３２ｃには、回折構造が形成されない透過部を設けてもよく、透過部を設けることにより、この透過部が、この領域を通過する光ビームを透過させることにより、第１の回折部４１で回折された副ビームを受光する受光部３４ｂ，３４ｃに入射させないように構成して、すなわち、第１の回折部４１で回折された副ビームで形成されるサブスポットのラジアル方向のカットオフ周波数を下げるようにしてもよい。
【００３９】
すなわち、回折素子３２は、第１の領域３２ａに、上述の主ビーム及び副ビームを生成するための所定の第１の回折構造を有するとともに、第２及び第３の領域３２ｂ，３２ｃに含まれる、対物レンズ３３の入射瞳に対応する回折素子３２上の領域Ｒの一部の領域に第１の回折構造とは異なる第２の回折構造が形成されることでこの一部の領域を通過する光ビームを第１の領域３２ａ（第１の回折部４１）で生成された副ビームとは異なる方向に回折させることで、上述の副ビームで形成されるサブスポットのラジアル方向のカットオフ周波数を下げる。
【００４０】
ここで、回折素子３２の主ビーム及び副ビームを生成する第１の回折部４１は、図３に示すように、第１の回折部４１を構成する領域３２ａのうち領域Ｒに含まれるラジアル方向の寸法Ｗ１が次式（１）を満たすように形成されている。尚、ここでは、第１の回折部４１を構成する第１の領域３２ａが、そのラジアル方向においては、全て領域Ｒに含まれているため、寸法Ｗは、第１の回折部４１のラジアル方向の寸法である。
Ｗ１≦（λ／２ＮＡ）／ｑ×Ｄ  ・・・（１）
但し、上記式（１）において、λ：光源３１から出射される光ビームの波長、ＮＡ：対物レンズ３３の開口数、ｑ：複数の光ディスクのうちトラックピッチが最も大きい光ディスク（以下、「最大トラックピッチの光ディスク」ともいう。）のトラックピッチ、Ｄ：対物レンズ３３の開口により決定される回折素子３２上の有効径とする。尚、ここでＤは、図３に示すように、上述した対物レンズ３３の入射瞳に対応する回折素子上の領域Ｒの直径である。
【００４１】
回折素子３２は、上述のように構成されることにより、副ビームで形成されるサブスポットのラジアル方向のＭＴＦのカットオフ周波数を下げて、光ディスク２のトラックが読めないようにし、副ビームの光ディスク２からの戻り光を受光する受光部３４ｂ，３４ｃにより検出されるサブスポット信号をＤＣ化することができる。ここで、サブスポット信号をＤＣ化することにより、後述するメインスポットによるプッシュプル信号ＭＰＰのようなトラック横断毎に現れる正弦波信号は現れず、対物レンズ３３のシフト等によって現れる不規則な成分であるオフセット成分のみが現れることとなる。
【００４２】
回折素子３２は、副ビームで形成されるサブスポットのラジアル方向のカットオフ周波数を光ディスク２のトラックが読めないように下げるように、主ビーム及び副ビームを生成することにより、後述する受光部３４ａ，３４ｂ，３４ｃで検出される信号のうち、主ビームを受光する受光部３４ａではプッシュプル信号を検出するとともに、副ビームを受光する受光部３４ｂ，３４ｃではサブスポット信号をＤＣ化させた信号を検出させ、受光部３４ｂ，３４ｃで得られるＤＣ化した信号を用いて受光部３４ａで得られるプッシュプル信号のオフセット成分のみをキャンセルすることで、トラックピッチが異なる複数の光ディスクのいずれに対しても良好なトラッキングエラー信号を得ることができるものである。
【００４３】
ビームスプリッタ３５は、回折素子３２により回折されて入射された往路の主ビーム及び副ビーム（以下、往路の主ビーム及び往路の副ビームをあわせて「往路の光ビーム」ともいう。）を透過して、コリメータレンズ３６側に向けて出射させるとともに、光ディスク２の記録層で反射され対物レンズ３３及びコリメータレンズ３６を経由して入射されたそれぞれの戻りの光ビーム（以下、「復路の光ビーム」ともいう。）を反射してマルチレンズ３７側に向けて出射させる。このように、ビームスプリッタ３５は、復路の光ビームの光路を往路の光ビームの光路から分離させて、マルチレンズ３７及び光検出器３４側に導く。
【００４４】
コリメータレンズ３６は、光源３１から出射され、回折素子３２及びビームスプリッタ３５を経由した光ビームの発散角を変換して略平行光として対物レンズ３３側に出射させる。
【００４５】
対物レンズ３３は、光ディスク２の種類に対応した開口数ＮＡとされ、光ディスク２の選択される所望の信号記録面上に入射した光ビームを集光する。尚、この対物レンズの開口数は、用いる光ディスク２の種類に応じたものを用いるものであり、例えば、０．８５程度、０．６程度又は０．４５程度とされている。
【００４６】
また、この対物レンズ３３の入射側には、対物レンズ３３に入射する光ビームの開口制限を行う図示しない開口制限手段が設けられており、この開口制限手段により光ディスク２の種類に対応した開口数に制限されている。
【００４７】
マルチレンズ３７は、ビームスプリッタ３５により反射された戻りの光ビームが入射され、入射された復路の光ビームの発散角を変換して、所定の発散角でこの光ビームを光検出器３４の各受光部３４ａ，３４ｂ，３４ｃ上に集束させる。尚、マルチレンズ３７は、さらにフォーカスエラー信号を検出するために通過する光ビームに非点収差を付与するように構成してもよい。
【００４８】
光検出器３４は、中央部に、例えば略正方形状に形成され入射した主ビームの戻り光を受光して検出する主受光部としての受光部３４ａと、この受光部３４ａを挟んで互いに反対側の位置に配置され例えば略正方形状に形成され入射した第１及び第２の副ビームの戻り光を受光して検出する副受光部としての受光部３４ｂ，３４ｃとを有し、この受光部３４ａ，３４ｂ，３４ｃで受光した光ビームを検出する。受光部３４ａは、主ビームの戻り光を受光できる位置に形成され、受光部３４ｂは、第１の副ビームの戻り光を受光できる位置に形成され、受光部３４ｃは、第２の副ビームの戻り光を受光できる位置に形成されている。
【００４９】
光検出器３４は、マルチレンズ３７により集光された主ビーム並びに第１及び第２の副ビームの戻り光をそれぞれ受光し、情報信号とともにトラッキングエラー信号及びフォーカスエラー信号等の各種信号を検出するために、受光部３４ａ，３４ｂ，３４ｃのそれぞれが一の受光領域からなるフォトディテクタ、又は複数の受光領域からなる所謂分割フォトディテクタとして構成され、情報信号、トラッキングエラー信号及びフォーカスエラー信号等の各種信号を検出する。
【００５０】
具体的には、図４に示すように、受光部３４ａ，３４ｂ，３４ｃは、それぞれ２分割の受光領域Ａ，Ｂ、受光領域Ｃ，Ｄ及び受光領域Ｅ，Ｆを有している。また、光検出器３４は、これらの受光部３４ａ，３４ｂ，３４ｃの各受光領域Ａ〜Ｆで受光して検出された検出信号Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆに基づいて、プッシュプル信号ＭＰＰ、並びにこのプッシュプル信号のオフセット成分を補正するための補正信号ＳＳと、これらから得られるトラッキングエラー信号ＴＥを得るための加算器５２，５３、減算器５１，５４，５６、ゲインアンプ５５とを有している。尚、ここで、主ビームの戻り光を受光する受光部３４ａを２分割として構成したトラッキングエラー信号の検出の例について説明するが、例えば、この分割線に直交する分割線によりさらに２分割した所謂４分割ディテクタ等を用いてフォーカスエラー信号等の他の検出信号を検出可能なように構成することも可能である。
【００５１】
減算器５１は、受光領域Ａの検出信号から受光領域Ｂの検出信号を減算して得られるプッシュプル信号ＭＰＰを出力する。加算器５２は、受光領域Ｃ及び受光領域Ｅの検出信号を加算して出力する。加算器５３は、受光領域Ｄ及び受光領域Ｆの検出信号を加算して出力する。減算器５４は、加算器５２で得られた加算出力から加算器５３で得られた減算出力を減算して得られる補正信号ＳＳを出力する。ゲインアンプ５５は、減算器５４で得られた補正信号ＳＳと補正係数Ｋとからゲイン出力（Ｋ・ＳＳ）を出力する。減算器５６は、減算器５１で得られたプッシュプル信号ＭＰＰからゲインアンプ５５で得られたゲイン出力（Ｋ・ＳＳ）を減算して得られるトラッキングエラー信号ＴＥ（＝ＭＰＰ−Ｋ・ＳＳ）を出力する。
【００５２】
このように、光検出器３４は、主ビームの戻り光を受光した受光部３４ａにより検出した信号強度Ａ，Ｂから得られるプッシュプル信号ＭＰＰ＝Ａ−Ｂと、副ビームの戻り光を受光した受光部３４ｂ，３４ｃにより検出した信号強度Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆから得られる補正信号ＳＳ＝（Ｃ＋Ｅ）−（Ｄ＋Ｆ）とにより、トラッキングエラー信号ＴＥ＝ＭＰＰ−Ｋ・ＳＳ＝（Ａ−Ｂ）−Ｋ・（（Ｃ＋Ｅ）−（Ｄ＋Ｆ））を検出できる。尚、図４及び後述の図８は、非点収差が与えられた場合の各受光部上の光スポットを示す。
【００５３】
ここで、光検出器３４で得られるプッシュプル信号ＭＰＰは、従来の所謂ＤＰＰ方式で得られるトラッキングエラー信号におけるメインプッシュプル信号と同様である。一方で、光検出器３４で得られる補正信号ＳＳは、ＤＰＰ方式で得られるトラッキングエラー信号におけるサブプッシュプル信号とは異なっている。すなわち、上述したように回折素子３２により副ビームで形成されるサブスポットのラジアル方向Ｒａｄのカットオフ周波数を、副ビームに対応したサブスポットにより光ディスク２のトラックを読めないように下げるようにされていることから、この戻り光による受光部３４ｂ，３４ｃ上のサブスポットから得られる信号は、ＤＣ化されており、補正信号ＳＳは、対物レンズ３３のシフトによるオフセット成分のみを補正するものである。このように、光検出器３４の受光部３４ａ〜３４ｃの構成及び演算自体は、従来の所謂ＤＰＰ方式と同様の構成とされているが、上述した回折素子３２を設けて副ビームで形成されるサブスポットのラジアル方向のカットオフ周波数を下げるようにされていることから、トラッキングエラー信号の成分については主ビームによるメインスポットから得られる信号のみであるとともに、サブスポットから得られる信号を用いてメインスポットから得られる信号に加わってしまった対物レンズ３３がシフトすることにより発生してしまうオフセット成分を相殺するために用いられている。
【００５４】
すなわち、上述のように得られるトラッキングエラー信号ＴＥは、ＴＥ＝ＭＰＰ−Ｋ×ＳＳにより得られる（ここでＫは補正係数である。）。これは、主ビームによるプッシュプル信号ＭＰＰだけでは、トラッキングのために対物レンズ３３がシフトする等により、プッシュプル信号ＭＰＰがオフセットしてしまい良好なトラッキングエラー信号が得られないことを副ビームにより得られる補正信号ＳＳで補正するものである。すなわち、光ディスク２上の副ビームのサブスポットは、主ビームのメインスポットから所定の距離だけずらして配置されているが、ＤＣ化されているので、対物レンズ３３のシフトによるオフセットは、プッシュプル信号ＭＰＰも、補正信号ＳＳも同じ極性で変化する。以上のことから主ビームと副ビームの明るさを補正する係数Ｋを用いて上述の演算により、対物レンズ３３のシフト等によるオフセットがキャンセルされるとともに、グルーブで変調される良好なトラッキングエラー信号が得られる。さらに、サブスポットからはオフセット成分のみを抽出するだけであるので、サブスポットのトラッキング方向の位置にかかわらず、すなわち、サブスポットとメインスポットとのトラッキング方向の間隔がトラックピッチの１／２程度でなくても良好なトラッキングエラー信号を得ることができ、換言すると、トラックピッチが異なる複数種類の光ディスクのいずれに対しても良好なトラッキングエラー信号を得ることができる。
【００５５】
以上のように構成された光ピックアップ装置３において、光源３１から光ビームが出射されると、回折素子３２によって３ビームに分割され、ビームスプリッタ３５を透過されて、コリメータレンズ３６によって平行光とされ、対物レンズ３３によって集光された光ディスク２の記録層にスポットが形成される。光ディスク２の記録層に集光された光ビームは、反射されて対物レンズ３３及びコリメータレンズ３６を経由して再びビームスプリッタ３５に入射され、ビームスプリッタ３５によって光路が変更されて、マルチレンズ３７を介して光検出器３４の各受光部３４ａ，３４ｂ，３４ｃ上に集光される。
【００５６】
尚、この光ピックアップ装置３における回折素子３２により分割された主ビーム及び副ビームは、対物レンズ３３によって光ディスク２上に、図５に示すようなスポットを形成する。尚、図５中Ｓｄ１０は、回折素子３２を通過した０次光である主ビームのスポットを示すものであり、Ｓｄ１１は、回折素子３２の第１の回折部４１（第１の領域３２ａ）により回折された＋１次回折光である第１の副ビームのスポットを示すものであり、Ｓｄ１２は、回折素子３２の第１の回折部４１により回折された−１次回折光である第２の副ビームのスポットを示すものであり、Ｓｄ１３は、回折素子３２の第２の回折部４２（第２及び第３の領域３２ｂ，３２ｃ）により回折された＋１次回折光のスポットを示すものであり、Ｓｄ１４は、回折素子３２の第２の回折部４２により回折された−１次回折光のスポットを示すものである。
【００５７】
また、光ディスク２で反射された主ビーム及び副ビームは、各受光部３４ａ〜３４ｃ上に、図４に示すようなスポットを形成する。尚、図４中Ｓｋ１００は、光ディスクで反射された主ビームの戻り光のうち光ディスクで回折反射された際の０次光を示すものであり、Ｓｋ１１０は、光ディスクで反射された第１の副ビームの戻り光のうち光ディスクで回折反射された際の０次光を示すものであり、Ｓｋ１１１は、光ディスクで反射された第１の副ビームの戻り光のうち光ディスクで回折反射された際の＋１次回折光を示すものであり、Ｓｋ１１２は、光ディスクで反射された第１の副ビームの戻り光のうち光ディスクで回折反射された際の−１次回折光を示すものであり、Ｓｋ１２０は、光ディスクで反射された第２の副ビームの戻り光のうち光ディスクで回折反射された際の０次光を示すものであり、Ｓｋ１２１は、光ディスクで反射された第２の副ビームの戻り光のうち光ディスクで回折反射された際の＋１次回折光を示すものであり、Ｓｋ１２２は、光ディスクで反射された第２の副ビームの戻り光のうち光ディスクで回折反射された際の−１次回折光を示すものである。ここで、図４に示す受光部３４ａには、従来の所謂ＤＰＰ方式の場合と同様に、光ディスクで反射された主ビームの戻り光のうち光ディスクで回折反射された際の±１次回折光がスポットＳｋ１００と重複して形成されているが、ここでは省略する。
また、図５で説明したスポットＳｄ１３，Ｓｄ１４に集光された光ビームの光ディスクで回折反射された戻りの光ビームは、受光部３４ａ〜３４ｃに入射しないので図４中には図示しない。
【００５８】
本発明を適用した光ピックアップ装置３は、トラックピッチの異なる複数種類の光ディスクに対して情報の記録又は再生を行う際に、回折素子３２により分割された主ビーム及び副ビームを用いてトラッキングエラー信号を得る光ピックアップ装置であって、回折素子３２により回折して分割された主ビーム及び副ビームのうち副ビームで形成されるサブスポットのラジアル方向のカットオフ周波数を下げるように構成されていることから、副ビームによるサブスポットの位置調整を必要とせず、且つこの主ビーム及び副ビームの戻り光を検出することで、サブスポットの位置にかかわらず、メインスポットにより得られたプッシュプル信号から対物レンズ３３のシフトによるオフセット成分を取り除いた良好なトラッキングエラー信号を得ることを可能とし、トラックピッチの異なる複数種類の光ディスクのいずれに対しても良好なトラッキングエラー信号を得ることができ、良好な記録及び再生を実現することができる。
【００５９】
すなわち、本発明を適用した光ピックアップ装置３は、トラッキングエラーを検出するために回折素子３２により分割した主ビーム及び副ビームにより光ディスク２上に形成されるメインスポットとサブスポットとのトラッキング方向の間隔を所謂ＤＰＰ方式のようにトラックピッチの１／２程度にしなくても、良好なトラッキングエラー信号を得ることができる。
【００６０】
次に、上述した光ピックアップ装置３における光ビームが回折素子３２を通過することにより回折されて主ビーム及び副ビームが生成される際の現象と、この主ビーム及び副ビームが光ディスクによって反射される際に回折される現象とについて説明するとともに、上述したカットオフ周波数との関係について説明する。
【００６１】
光源３１から出射され回折素子３２に入射した光ビームは、回折素子３２の第１の回折部４１に周期ｄの溝が形成され、光源３１から出射された光ビームの波長がλであるとすると、次式（２）で得られる角度θｇで回折される。
ｓｉｎθｇ＝ｎ・λ／ｄ（ｎは次数、ｎ＝０，±１，±２・・）  ・・・（２）
【００６２】
このとき、第１及び第２の副ビームである±１次回折光は、ｓｉｎθｇ＝λ／ｄで得られる角度θｇで回折される。
【００６３】
また、回折素子３２により回折され、ビームスプリッタ３５、コリメータレンズ３６及び対物レンズ３３を経由した主ビーム及び副ビームは、光ディスク２によっても回折され、具体的には、光ディスク２がトラックピッチｔｐのトラックを有するとすると、次式（３）で得られる角度θｄで回折される。
ｓｉｎθｄ＝ｎ・λ／ｔｐ（ｎは次数、ｎ＝０，±１，±２・・）  ・・・（３）
【００６４】
このとき、光ディスク２で回折される±１次回折光の各受光部３４ａ，３４ｂ，３４ｃ上での横ずらし分は、対物レンズ３３の焦点距離をｆとすると、ｆｓｉｎθｄ＝ｆ・λ／ｔｐとなる。受光部３４ａ〜３４ｃ上で、光ディスク２により±１次回折光が、０次光とオーバーラップし、０次光と重なった部分では、０次光との干渉が生じ、その結果、光強度の明暗が現れることとなる。ところが、横ずらし分が、ビーム光束直径２ｒよりも大きくなるとオーバーラップしなくなる。これが光学系のカットオフで、２ｒ＝ｆ・λ／ｔｐで表される。ここで、ｒ／ｆ＝ＮＡ（開口率）なので、次式（４）、（５）のように変形することができ、このように変形された式（５）の右辺で示される２ＮＡ／λがカットオフ周波数である。
１／ｔｐ＝（２・ｒ／ｆ）／λ  ・・・（４）
１／ｔｐ＝２ＮＡ／λ  ・・・（５）
【００６５】
回折素子３２は、上述したように、第１の回折部４１を構成する領域３２ａのうち領域Ｒに含まれるラジアル方向の寸法Ｗ１が式（１）を満たすように構成されていることから、サブスポットのラジアル方向のカットオフ周波数を下げて、最大トラックピッチの光ディスクにおけるトラックピッチの空間周波数よりも小さくできる。すなわち、回折素子３２は、上述のように構成されることにより、最大トラックピッチの光ディスクにおけるトラックピッチの空間周波数よりもサブスポットのカットオフ周波数を下げることにより、いずれの光ディスクのトラックピッチの空間周波数よりもカットオフ周波数を小さくすることができ、換言すると、複数の光ディスクの全ての光ディスクのトラックピッチの空間周波数がサブスポットのカットオフ周波数以上としてトラックの解像限界になるように制限することができる。
【００６６】
回折素子３２を有する光ピックアップ装置３は、副ビームで形成されるサブスポットのラジアル方向のカットオフ周波数を下げるように構成されていること、すなわち、副ビームによる光ディスク上のスポット径がトラックを検出することができない程度の大きさとされていることにより、サブスポットはトラック横断によって変調されることがなくオフセット成分のみを検出できるようにＤＣ化され、換言すると、メインスポットとのラジアル方向の位置に拘わらず、メインスポットによるプッシュプル信号に加わっているオフセット成分のみを除去するためのオフセット成分のみを検出することができる。
【００６７】
以上のように、本発明を適用した光ピックアップ装置３は、回折素子３２により回折された主ビーム及び副ビームの光ディスク２からの戻り光を用いてトラッキングエラー信号を生成する際に、回折素子が副ビームで形成されるサブスポットのラジアル方向のカットオフ周波数を下げるように構成されていることにより、サブスポットのトラッキング方向の位置によらず良好なトラッキングエラー信号を得ることができるので、トラックピッチの異なる複数種類の光ディスクに対して良好なトラッキングエラー信号を得ることができる。
【００６８】
尚、上述では、ラジアル方向Ｒａｄに略垂直な分割線Ｌ１１，Ｌ１２により第１乃至第３の領域３２ａ，３２ｂ，３２ｃに分割され、中央に形成された第１の領域３２ａに、主ビーム及び副ビームを生成するための第１の回折構造が形成されてなる第１の回折部４１と、第２及び第３の領域に、第２の回折構造が形成されてなる第２の回折部４２とを有する回折素子３２を設けるように構成したが、これに限られるものではなく、例えば、図６に示すように、ラジアル方向に略垂直な分割線により第１乃至第３の領域に分割され、第１乃至第３の領域のうち両端に形成された第２及び第３の領域に、主ビーム及び副ビームを生成するための第１の回折構造が形成されてなる第１の回折部と、第１の領域に、第２の回折構造が形成されてなる第２の回折部とを有する回折素子を設けるように構成してもよい。
【００６９】
次に、図６に示すような回折素子を備える光ピックアップ装置６０について説明する。尚、以下の説明において、上述した光ピックアップ装置３と共通する部分については、共通の符号を付すとともに詳細な説明は省略する。
【００７０】
本発明を適用した光ピックアップ装置６０は、図３及び図６に示すように、光源３１と、光源３１から出射された光ビームを０次光及び±１次回折光からなる少なくとも３本の光ビームに回折して分割する回折素子６２と、回折素子６２に分割された３本の光ビームをそれぞれ光ディスク２の信号記録面として記録層上に集光する対物レンズ３３と、光検出器３４と、ビームスプリッタ３５と、コリメータレンズ３６と、マルチレンズ３７とを備える。
【００７１】
光ピックアップ装置６０の回折素子６２は、光源３１とビームスプリッタ３５との間に設けられ、図６に示すように、所定の領域に所定の回折構造が設けられており、入射する光ビームを少なくとも０次光である主ビームと、±１次回折光である副ビームとからなる３本の光ビームに分割する。
【００７２】
また、回折素子６２は、副ビームで形成されるサブスポットのラジアル方向のＭＴＦのカットオフ周波数を下げるように、対物レンズ３３の入射瞳に対応する回折素子上の領域の一部が、所定の方向への回折を制限されている。
【００７３】
具体的には、回折素子６２は、図６に示すように、ラジアル方向Ｒａｄに略垂直な複数（二つ）の分割線Ｌ２１，Ｌ２２により複数の領域６２ａ，６２ｂ，６２ｃに分割され、この複数の領域６２ａ，６２ｂ，６２ｃのうち、両端に形成された第２及び第３の領域６２ｂ，６２ｃに、上述の主ビーム及び副ビームを生成するための第１の回折構造が形成されてなる第１の回折部６６と、この複数の領域６２ａ，６２ｂ，６２ｃのうち、中央に形成された第１の領域６２ａに、第１の回折構造とは異なる第２の回折構造が形成されてなる第２の回折部６７とを有する。この第１の領域６２ａ並びに第２及び第３の領域６２ｂ，６２ｃには、対物レンズ３３の入射瞳に対応する回折素子上の領域Ｒの一部の領域を含んでいる。尚、図６中破線部で示される領域Ｒは、対物レンズ３３の入射瞳に対応する回折素子上の領域を示している。
【００７４】
尚、ここでは、回折素子６２の第１の領域６２ａには、第１の回折構造とは異なる第２の回折構造が形成されてなる第２の回折部６７を設けることにより、この領域を通過する光ビームを第１の回折部６６とは異なる方向に回折させて、第１の回折部６６で回折された副ビームを受光する受光部３４ｂ，３４ｃに入射させないように構成したが、これに限られるものではなく、回折素子６２の第１の領域６２ａには、回折構造が形成されない透過部を設けてもよく、透過部を設けることにより、この透過部が、この領域を通過する光ビームを透過させることにより、第１の回折部６６で回折された副ビームを受光する受光部３４ｂ，３４ｃに入射させないように構成して、すなわち、第１の回折部６６で回折された副ビームで形成されるサブスポットのラジアル方向のカットオフ周波数を下げるようにしてもよい。
【００７５】
すなわち、回折素子６２は、第２及び第３の領域６２ｂ，６２ｃに、上述の主ビーム及び副ビームを生成するための所定の第１の回折構造を有するとともに、第１の領域６２ａに含まれる、対物レンズ３３の入射瞳に対応する回折素子６２上の領域Ｒの一部の領域に第１の回折構造とは異なる第２の回折構造が形成されることでこの一部の領域を通過する光ビームを第２及び第３の領域６２ｂ，６２ｃ（第１の回折部６６）で生成された副ビームとは異なる方向に回折させることで、上述の副ビームで形成されるサブスポットのラジアル方向のカットオフ周波数を下げる。
【００７６】
ここで、回折素子６２の第１及び第２の回折部６６，６７は、図６に示すように、第２の回折構造が形成されてなる第２の回折部６７を構成する領域６２ａのうち領域Ｒに含まれるラジアル方向の寸法Ｗ２が次式（６）を満たすように形成されている。尚、ここでは、第２の回折部６７を構成する第１の領域６２ａが、そのラジアル方向においては、全て領域Ｒに含まれているため、寸法Ｗ２は、第２の回折部６７のラジアル方向の寸法である。
Ｗ２≧（λ／２ＮＡ）／ｑ×Ｄ  ・・・（６）
但し、上記式（６）において、λ：光源３１から出射される光ビームの波長、ＮＡ：対物レンズ３３の開口数、ｑ：複数の光ディスクのうちトラックピッチが最も大きい光ディスク（以下、「最大トラックピッチの光ディスク」ともいう。）のトラックピッチ、Ｄ：対物レンズ３３の開口により決定される回折素子６２上の有効径とする。尚、ここでＤは、図６に示すように、上述した対物レンズ３３の入射瞳に対応する回折素子上の領域Ｒの直径である。
【００７７】
回折素子６２は、上述のように構成されることにより、副ビームで形成されるサブスポットのラジアル方向のＭＴＦのカットオフ周波数を下げて、光ディスク２のトラックが読めないようにし、副ビームの光ディスク２からの戻り光を受光する受光部３４ｂ，３４ｃにより検出されるサブスポット信号をＤＣ化することができる。ここで、サブスポット信号をＤＣ化することにより、メインスポットによるプッシュプル信号ＭＰＰのようなトラック横断毎に現れる正弦波信号は現れず、対物レンズ３３のシフト等によって現れる不規則な成分であるオフセット成分のみが現れることとなる。
【００７８】
回折素子６２は、副ビームで形成されるサブスポットのラジアル方向のカットオフ周波数を光ディスク２のトラックが読めないように下げるように、主ビーム及び副ビームを生成することにより、受光部３４ａ，３４ｂ，３４ｃで検出される信号のうち、主ビームを受光する受光部３４ａではプッシュプル信号を検出するとともに、副ビームを受光する受光部３４ｂ，３４ｃではサブスポット信号をＤＣ化させた信号を検出させ、受光部３４ｂ，３４ｃで得られるＤＣ化した信号を用いて受光部３４ａで得られるプッシュプル信号のオフセット成分のみをキャンセルすることで、トラックピッチが異なる複数の光ディスクのいずれに対しても良好なトラッキングエラー信号を得ることができるものである。
【００７９】
以上のように構成された光ピックアップ装置６０において、光源３１から光ビームが出射されると、回折素子６２によって３ビームに分割され、ビームスプリッタ３５を透過されて、コリメータレンズ３６によって平行光とされ、対物レンズ３３によって集光された光ディスク２の記録層にスポットが形成される。光ディスク２の記録層に集光された光ビームは、反射されて対物レンズ３３及びコリメータレンズ３６を経由して再びビームスプリッタ３５に入射され、ビームスプリッタ３５によって光路が変更されて、マルチレンズ３７を介して光検出器３４の各受光部３４ａ，３４ｂ，３４ｃ上に集光される。
【００８０】
尚、この光ピックアップ装置６０における、回折素子６２により分割された主ビーム及び副ビームは、対物レンズ３３によって光ディスク２上に、図７に示すようなスポットを形成する。尚、図７中Ｓｄ２０は、回折素子６２を通過した０次光である主ビームのスポットを示すものであり、Ｓｄ２１は、回折素子６２の第１の回折部６６（第２及び第３の領域６２ｂ，６２ｃ）により回折された＋１次回折光である第１の副ビームのスポットを示すものであり、Ｓｄ２２は、回折素子６２の第１の回折部６６により回折された−１次回折光である第２の副ビームのスポットを示すものであり、Ｓｄ２３は、回折素子６２の第２の回折部６７（第１の領域６２ａ）により回折された＋１次回折光のスポットを示すものであり、Ｓｄ２４は、回折素子６２の第２の回折部６７により回折された−１次回折光のスポットを示すものである。
【００８１】
また、光ディスク２で反射された主ビーム及び副ビームは、各受光部３４ａ〜３４ｃ上に、図８に示すようなスポットを形成する。尚、図８中Ｓｋ２００は、光ディスクで反射された主ビームの戻り光のうち光ディスクで回折反射された際の０次光を示すものであり、Ｓｋ２１ｂ０は、光ディスクで反射された第１の副ビームの戻り光のうち往路において第２の領域６２ｂにより回折された＋１次回折光が光ディスクで回折反射された際の０次光を示すものであり、Ｓｋ２１ｂ１は、光ディスクで反射された第１の副ビームの戻り光のうち往路において第２の領域６２ｂにより回折された＋１次回折光が光ディスクで回折反射された際の−１次回折光を示すものであり、Ｓｋ２１ｃ０は、光ディスクで反射された第１の副ビームの戻り光のうち往路において第３の領域６２ｃにより回折された＋１次回折光が光ディスクで回折反射された際の０次光を示すものであり、Ｓｋ２１ｃ１は、光ディスクで反射された第１の副ビームの戻り光のうち往路において第３の領域６２ｃにより回折された＋１次回折光が光ディスクで回折反射された際の＋１次回折光を示すものであり、Ｓｋ２２ｂ０は、光ディスクで反射された第２の副ビームの戻り光のうち往路において第２の領域６２ｂにより回折された−１次回折光が光ディスクで回折反射された際の０次光を示すものであり、Ｓｋ２２ｂ１は、光ディスクで反射された第２の副ビームの戻り光のうち往路において第２の領域６２ｂにより回折された−１次回折光が光ディスクで回折反射された際の−１次回折光を示すものであり、Ｓｋ２２ｃ０は、光ディスクで反射された第２の副ビームの戻り光のうち往路において第３の領域６２ｃにより回折された−１次回折光が光ディスクで回折反射された際の０次光を示すものであり、Ｓｋ２２ｃ１は、光ディスクで反射された第２の副ビームの戻り光のうち往路において第３の領域６２ｃにより回折された−１次回折光が光ディスクで回折反射された際の＋１次回折光を示すものである。ここで、図８で示す受光部３４ａには、従来の所謂ＤＰＰ方式の場合と同様に、光ディスクで反射された主ビームの戻り光のうち光ディスクで回折反射された際の±１次回折光がスポットＳｋ２００と重複して形成されているが、ここでは省略する。また、
図７で説明したスポットＳｄ２３，Ｓｄ２４に集光された光ビームの光ディスクで回折反射された戻りの光ビームは、受光部３４ａ〜３４ｃに入射しないので図８中には図示しない。
【００８２】
本発明を適用した光ピックアップ装置６０は、トラックピッチの異なる複数種類の光ディスクに対して情報の記録又は再生を行う際に、回折素子６２により分割された主ビーム及び副ビームを用いてトラッキングエラー信号を得る光ピックアップ装置であって、回折素子６２により回折して分割された主ビーム及び副ビームのうち副ビームで形成されるサブスポットのラジアル方向のカットオフ周波数を下げるように構成されていることから、副ビームによるサブスポットの位置調整を必要とせず、且つこの主ビーム及び副ビームの戻り光を検出することで、サブスポットの位置にかかわらず、メインスポットにより得られたプッシュプル信号から対物レンズ３３のシフトによるオフセット成分を取り除いた良好なトラッキングエラー信号を得ることを可能とし、トラックピッチの異なる複数種類の光ディスクのいずれに対しても良好なトラッキングエラー信号を得ることができ、良好な記録及び再生を実現することができる。
【００８３】
尚、上述の回折素子６２では、光検出器３４で検出するための主ビーム及び副ビームを生成するための第２及び第３の領域６２ｂ，６２ｃは格子ピッチが等しい、すなわち同一の回折構造が形成されるように構成したが、これに限られるものではなく、例えば、図９に示すように、ラジアル方向に略垂直な分割線により第１乃至第３の領域に分割され、第１乃至第３の領域のうち一端側に形成された第２の領域に、主ビーム及び副ビームを生成するための第１の回折構造が形成されてなる第１の回折部と、他端側に形成された第３の領域に、主ビーム及び副ビームを生成するための第２の回折構造が形成されてなる第２の回折部と、中央に形成された第１の領域に、第１及び第２の回折構造とは異なる第３の回折構造が形成されてなる第３の回折部とを有する回折素子を設けるように構成してもよい。
【００８４】
次に、図９に示すような回折素子を備える光ピックアップ装置７０について説明する。尚、以下の説明において、上述した光ピックアップ装置３と共通する部分については、共通の符号を付すとともに詳細な説明は省略する。
【００８５】
本発明を適用した光ピックアップ装置７０は、図３及び図９に示すように、光源３１と、光源３１から出射された光ビームを０次光及び±１次回折光からなる少なくとも３本の光ビームに回折して分割する回折素子７２と、回折素子７２に分割された３本の光ビームをそれぞれ光ディスク２の信号記録面として記録層上に集光する対物レンズ３３と、光検出器３４と、ビームスプリッタ３５と、コリメータレンズ３６と、マルチレンズ３７とを備える。
【００８６】
光ピックアップ装置７０の回折素子７２は、光源３１とビームスプリッタ３５との間に設けられ、図９に示すように、所定の領域に所定の回折構造が設けられており、入射する光ビームを少なくとも０次光である主ビームと、±１次回折光である副ビームとからなる３本の光ビームに分割する。
【００８７】
また、回折素子７２は、副ビームで形成されるサブスポットのラジアル方向のＭＴＦのカットオフ周波数を下げるように、対物レンズ３３の入射瞳に対応する回折素子上の領域の一部が、所定の方向への回折を制限されている。
【００８８】
具体的には、回折素子７２は、図９に示すように、ラジアル方向Ｒａｄに略垂直な複数（二つ）の分割線Ｌ３１，Ｌ３２により複数の領域７２ａ，７２ｂ，７２ｃに分割され、この複数の領域７２ａ，７２ｂ，７２ｃのうち、一端側に形成された第２の領域７２ｂに、上述の主ビーム及び副ビームを生成するための第１の回折構造が形成されてなる第１の回折部７６と、この複数の領域７２ａ，７２ｂ，７２ｃのうち、他端側に形成された第３の領域７２ｃに、第１の回折構造とは異なるとともに、上述の主ビーム及び副ビームを生成するための第２の回折構造が形成されてなる第２の回折部７７と、この複数の領域７２ａ，７２ｂ，７２ｃのうち、中央に形成された第１の領域７２ａに、第１及び第２の回折構造とは異なる第３の回折構造が形成されてなる第３の回折部７８とを有する。この第１の領域７２ａ並びに第２及び第３の領域７２ｂ，７２ｃには、対物レンズ３３の入射瞳に対応する回折素子上の領域Ｒの一部の領域を含んでいる。尚、図９中破線部で示される領域Ｒは、対物レンズ３３の入射瞳に対応する回折素子上の領域を示している。
【００８９】
尚、ここでは、回折素子７２の第１の領域７２ａには、第１及び第２の回折構造とは異なる第３の回折構造が形成されてなる第３の回折部７８を設けることにより、この領域を通過する光ビームを第１及び第２の回折部７６，７７とは異なる方向に回折させて、第１及び第２の回折部７６，７７で回折された副ビームを受光する受光部３４ｂ，３４ｃに入射させないように構成したが、これに限られるものではなく、回折素子７２の第１の領域７２ａには、回折構造が形成されない透過部を設けてもよく、透過部を設けることにより、この透過部が、この領域を通過する光ビームを透過させることにより、第１及び第２の回折部７６，７７で回折された副ビームを受光する受光部３４ｂ，３４ｃに入射させないように構成して、すなわち、第１及び第２の回折部７６，７７で回折された副ビームで形成されるサブスポットのラジアル方向のカットオフ周波数を下げるようにしてもよい。
【００９０】
すなわち、回折素子７２は、第２及び第３の領域７２ｂ，７２ｃに、上述の主ビーム及び副ビームを生成するための所定の第１及び第２の回折構造を有するとともに、第１の領域７２ａに含まれる、対物レンズ３３の入射瞳に対応する回折素子７２上の領域Ｒの一部の領域に第１及び第２の回折構造とは異なる第３の回折構造が形成されることでこの一部の領域を通過する光ビームを第２及び第３の領域７２ｂ，７２ｃ（第１及び第２の回折部７６，７７）で生成された副ビームとは異なる方向に回折させることで、上述の副ビームで形成されるサブスポットのラジアル方向のカットオフ周波数を下げる。
【００９１】
ここで、回折素子７２の第１乃至第３の回折部７６，７７，７８は、図９に示すように、第１の回折構造が形成されてなる第１の回折部７６を構成する領域７２ｂのうち領域Ｒに含まれるラジアル方向の寸法Ｗ３１が次式（７）を満たすように形成されており、第２の回折構造が形成されてなる第２の回折部７７を構成する領域７２ｃのうち領域Ｒに含まれるラジアル方向の寸法Ｗ３２が次式（８）を満たすように形成されている。
Ｗ３１≦（λ／２ＮＡ）／ｑ×Ｄ  ・・・（７）
Ｗ３２≦（λ／２ＮＡ）／ｑ×Ｄ  ・・・（８）
但し、上記式（７）、（８）において、λ：光源３１から出射される光ビームの波長、ＮＡ：対物レンズ３３の開口数、ｑ：複数の光ディスクのうちトラックピッチが最も大きい光ディスク（以下、「最大トラックピッチの光ディスク」ともいう。）のトラックピッチ、Ｄ：対物レンズ３３の開口により決定される回折素子７２上の有効径とする。尚、ここでＤは、図９に示すように、上述した対物レンズ３３の入射瞳に対応する回折素子上の領域Ｒの直径である。
【００９２】
回折素子７２は、上述のように構成されることにより、副ビームで形成されるサブスポットのラジアル方向のＭＴＦのカットオフ周波数を下げて、光ディスク２のトラックが読めないようにし、副ビームの光ディスク２からの戻り光を受光する受光部３４ｂ，３４ｃにより検出されるサブスポット信号をＤＣ化することができる。ここで、サブスポット信号をＤＣ化することにより、メインスポットによるプッシュプル信号ＭＰＰのようなトラック横断毎に現れる正弦波信号は現れず、対物レンズ３３のシフト等によって現れる不規則な成分であるオフセット成分のみが現れることとなる。
【００９３】
回折素子７２は、副ビームで形成されるサブスポットのラジアル方向のカットオフ周波数を光ディスク２のトラックが読めないように下げるように、主ビーム及び副ビームを生成することにより、受光部３４ａ，３４ｂ，３４ｃで検出される信号のうち、主ビームを受光する受光部３４ａではプッシュプル信号を検出するとともに、副ビームを受光する受光部３４ｂ，３４ｃではサブスポット信号をＤＣ化させた信号を検出させ、受光部３４ｂ，３４ｃで得られるＤＣ化した信号を用いて受光部３４ａで得られるプッシュプル信号のオフセット成分のみをキャンセルすることで、トラックピッチが異なる複数の光ディスクのいずれに対しても良好なトラッキングエラー信号を得ることができるものである。
【００９４】
以上のように構成された光ピックアップ装置７０において、光源３１から光ビームが出射されると、回折素子７２によって３ビームに分割され、ビームスプリッタ３５を透過されて、コリメータレンズ３６によって平行光とされ、対物レンズ３３によって集光された光ディスク２の記録層にスポットが形成される。光ディスク２の記録層に集光された光ビームは、反射されて対物レンズ３３及びコリメータレンズ３６を経由して再びビームスプリッタ３５に入射され、ビームスプリッタ３５によって光路が変更されて、マルチレンズ３７を介して光検出器３４の各受光部３４ａ，３４ｂ，３４ｃ上に集光される。
【００９５】
本発明を適用した光ピックアップ装置７０は、トラックピッチの異なる複数種類の光ディスクに対して情報の記録又は再生を行う際に、回折素子７２により分割された主ビーム及び副ビームを用いてトラッキングエラー信号を得る光ピックアップ装置であって、回折素子７２により回折して分割された主ビーム及び副ビームのうち副ビームで形成されるサブスポットのラジアル方向のカットオフ周波数を下げるように構成されていることから、副ビームによるサブスポットの位置調整を必要とせず、且つこの主ビーム及び副ビームの戻り光を検出することで、サブスポットの位置にかかわらず、メインスポットにより得られたプッシュプル信号から対物レンズ３３のシフトによるオフセット成分を取り除いた良好なトラッキングエラー信号を得ることを可能とし、トラックピッチの異なる複数種類の光ディスクのいずれに対しても良好なトラッキングエラー信号を得ることができ、良好な記録及び再生を実現することができる。
【００９６】
尚、上述の回折素子３２，６２，７２では、それぞれラジアル方向Ｒａｄに略垂直な二つの分割線により第１乃至第３の領域に分割されてなる回折素子の例について説明したが、本発明を適用した光ピックアップ装置を構成する回折素子は、これに限られるものではなく、例えば、ラジアル方向に略垂直な一又は複数の分割線による複数の領域に分割され、複数の領域のうち一又は複数の領域に、主ビーム及び副ビームを生成するための第１の回折構造が形成されてなる第１の回折部と、複数の領域のうちの残りの一又は複数の領域に、第１の回折構造とは異なる第２の回折構造が形成されてなる第２の回折部、又は回折構造が形成されない透過部とを有する回折素子であってもよく、この回折素子の第２の回折部又は透過部が、残りの一又は複数の領域を通過する光ビームを異なる方向に回折させ、又は透過させることにより、副ビームで形成されるサブスポットのラジアル方向のカットオフ周波数を下げるようにしてもよい。
【００９７】
次に、図１０に示すように、ラジアル方向に略垂直な分割線により第１及び第２の領域に分割され、一方の領域に、主ビーム及び副ビームを生成するための第１の回折構造が形成されてなる第１の回折構造が形成されてなる第１の回折部と、他方の領域に、第１の回折構造とは異なる第２の回折構造が形成されてなる第２の回折部とを有する回折素子を備える光ピックアップ装置８０について説明する。尚、以下の説明において、上述した光ピックアップ装置３と共通する部分については、共通の符号を付すとともに詳細な説明は省略する。
【００９８】
本発明を適用した光ピックアップ装置８０は、図３及び図１０に示すように、光源３１と、光源３１から出射された光ビームを０次光及び±１次回折光からなる少なくとも３本の光ビームに回折して分割する回折素子８２と、回折素子８２に分割された３本の光ビームをそれぞれ光ディスク２の信号記録面として記録層上に集光する対物レンズ３３と、光検出器３４と、ビームスプリッタ３５と、コリメータレンズ３６と、マルチレンズ３７とを備える。
【００９９】
光ピックアップ装置８０の回折素子８２は、光源３１とビームスプリッタ３５との間に設けられ、図１０に示すように、所定の領域の所定の回折構造が設けられており、入射する光ビームを少なくとも０次光である主ビームと、±１次回折光である副ビームとからなる３本の光ビームに分割する。
【０１００】
また、回折素子８２は、副ビームで形成されるサブスポットのラジアル方向のＭＴＦのカットオフ周波数を下げるように、対物レンズ３３の入射瞳に対応する回折素子８２の領域の一部が、所定の方向への回折を制限されている。
【０１０１】
具体的には、回折素子８２は、図１０に示すように、ラジアル方向Ｒａｄに略垂直な分割線Ｌ４により複数の領域８２ａ，８２ｂに分割され、この複数の領域８２ａ，８２ｂのうち、一方側に形成された第１の領域８２ａに、上述の主ビーム及び副ビームを生成するための第１の回折構造が形成されてなる第１の回折部８６と、この複数の領域８２ａ，８２ｂのうち、他方側に形成された第２の領域８２ｂに、第１の回折構造とは異なる第２の回折構造が形成されてなる第２の回折部８７とを有する。この第１の領域８２ａ及び第２の領域８２ｂには、対物レンズ３３の入射瞳に対応する回折素子上の領域Ｒの一部の領域を含んでいる。尚、図１０中破線部で示される領域Ｒは、対物レンズ３３の入射瞳に対応する回折素子上の領域を示している。
【０１０２】
尚、ここでは、回折素子８２の第２の領域８２ｂには、第１の回折構造とは異なる第２の回折構造が形成されてなる第２の回折部８７を設けることにより、この領域を通過する意光ビームを第１の回折部８６とは異なる方向に回折させて、第１の回折部８６で回折された副ビームを受光する受光部３４ｂ，３４ｃに入射させないように構成したが、これに限られるものではなく、回折素子８２の第２の領域８２ｂには、回折構造が形成されない透過部を設けてもよく、透過部を設けることにより、この透過部が、この領域を通過する光ビームを透過させることにより、第１の回折部８６で回折された副ビームを受光する受光部３４ｂ，３４ｃに入射させないように構成して、すなわち、第１の回折部８６で回折された副ビームで形成されるサブスポットのラジアル方向のカットオフ周波数を下げるようにしてもよい。
【０１０３】
すなわち、回折素子８２は、第１の領域８２ａに、上述の主ビーム及び副ビームを生成するための所定の第１の回折構造を有するとともに、第２の領域８２ｂに含まれる、対物レンズ３３の入射瞳に対応する回折素子８２上の領域Ｒの一部の領域に第１の回折構造とは異なる第２の回折構造が形成されることでこの一部の領域を通過する光ビームを第１の領域８２ａ（第１の回折部８６）で生成された副ビームとは異なる方向に回折させることで、上述の副ビームで形成されるサブスポットのラジアル方向のカットオフ周波数を下げる。
【０１０４】
ここで、回折素子８２の主ビーム及び副ビームを生成する第１の回折部８６は、図１０に示すように、第１の回折部８６を構成する領域８２ａのうち領域Ｒに含まれるラジアル方向の寸法Ｗ１が、上述した回折素子３２と同様に、上述した式（１）を満たすように形成されている。
【０１０５】
回折素子８２は、上述のように構成されることにより、副ビームで形成されるサブスポットのラジアル方向のＭＴＦのカットオフ周波数を下げて、光ディスク２のトラックが読めないようにし、副ビームの光ディスク２からの戻り光を受光する受光部３４ｂ，３４ｃにより検出されるサブスポット信号をＤＣ化することができる。ここで、サブスポット信号をＤＣ化することにより、メインスポットによるプッシュプル信号ＭＰＰのようなトラック横断毎に現れる正弦波信号は現れず、対物レンズ３３のシフト等によって現れる不規則な成分であるオフセット成分のみが現れることとなる。
【０１０６】
回折素子８２は、副ビームで形成されるサブスポットのラジアル方向のカットオフ周波数を光ディスク２のトラックが読めないように下げるように、主ビーム及び副ビームを生成することにより、受光部３４ａ，３４ｂ，３４ｃで検出される信号のうち、主ビームを受光する受光部３４ａではプッシュプル信号を検出するとともに、副ビームを受光する受光部３４ｂ，３４ｃではサブスポット信号をＤＣ化させた信号を検出させ、受光部３４ｂ，３４ｃで得られるＤＣ化した信号を用いて受光部３４ａで得られるプッシュプル信号のオフセット成分のみをキャンセルすることで、トラックピッチが異なる複数の光ディスクのいずれに対しても良好なトラッキングエラー信号を得ることができるものである。
【０１０７】
以上のように構成された光ピックアップ装置８０において、光源３１から光ビームが出射されると、回折素子８２によって３ビームに分割され、ビームスプリッタ３５を透過されて、コリメータレンズ３６によって平行光とされ、対物レンズ３３によって集光された光ディスク２の記録層にスポットが形成される。光ディスク２の記録層に集光された光ビームは、反射されて対物レンズ３３及びコリメータレンズ３６を経由して再びビームスプリッタ３５に入射され、ビームスプリッタ３５によって光路が変更されて、マルチレンズ３７を介して光検出器３４の各受光部３４ａ，３４ｂ，３４ｃ上に集光される。
【０１０８】
本発明を適用した光ピックアップ装置８０は、トラックピッチの異なる複数種類の光ディスクに対して情報の記録又は再生を行う際に、回折素子８２により分割された主ビーム及び副ビームを用いてトラッキングエラー信号を得る光ピックアップ装置であって、回折素子８２により回折して分割された主ビーム及び副ビームのうち副ビームで形成されるサブスポットのラジアル方向のカットオフ周波数を下げるように構成されていることから、副ビームによるサブスポットの位置調整を必要とせず、且つこの主ビーム及び副ビームの戻り光を検出することで、サブスポットの位置にかかわらず、メインスポットにより得られたプッシュプル信号から対物レンズ３３のシフトによるオフセット成分を取り除いた良好なトラッキングエラー信号を得ることを可能とし、トラックピッチの異なる複数種類の光ディスクのいずれに対しても良好なトラッキングエラー信号を得ることができ、良好な記録及び再生を実現することができる。
【０１０９】
尚、上述の回折素子３２，６２，７２，８２では、ラジアル方向Ｒａｄに略垂直な一又は複数の分割線により複数の領域に分割され、この複数の領域のうち一又は複数の領域に、主ビーム及び副ビームを生成するための第１の回折構造が形成されてなる第１の回折部と、上述した第２の回折部又は透過部とを設けるように構成した回折素子の例について説明したが、本発明を適用した光ピックアップ装置を構成する回折素子は、これに限られるものではなく、例えば、対物レンズの入射瞳に入射する主ビームに対応する回折素子上の領域の外側部分にのみ、所定の方向に回折して対物レンズの入射瞳に入射させる副ビームを生成するための回折構造が形成されてなる回折部を有するような回折素子であってもよく、この回折素子が、対物レンズの入射瞳に入射する副ビームに対応する回折素子上の領域の一部が所定の方向への回折を制限されていることにより、副ビームで形成されるサブスポットのラジアル方向のカットオフ周波数を下げるようにしてもよい。
【０１１０】
次に、図１１に示すような回折素子を備える光ピックアップ装置９０について説明する。尚、以下の説明において、上述した光ピックアップ装置３と共通する部分については、共通の符号を付すとともに詳細な説明は省略する。
【０１１１】
本発明を適用した光ピックアップ装置９０は、図３及び図１１に示すように、光源３１と、光源３１から出射された光ビームを０次光及び±１次回折光からなる少なくとも３本の光ビームに回折して分割する回折素子９２と、回折素子９２に分割された３本の光ビームをそれぞれ光ディスク２の信号記録面として記録層に集光する対物レンズ３３と、光検出器３４と、ビームスプリッタ３５と、コリメータレンズ３６と、マルチレンズ３７とを備える。
【０１１２】
光ピックアップ装置９０の回折素子９２は、光源３１とビームスプリッタ３５との間に設けられ、図１１に示すように、所定の領域に所定の回折構造が設けられており、入射する光ビームを少なくとも０次光である主ビームと、±１次回折光である副ビームとからなる３本の光ビームに分割する。
【０１１３】
また、回折素子９２は、副ビームで形成されるサブスポットのラジアル方向のＭＴＦのカットオフ周波数を下げるように、対物レンズ３３の入射瞳に対応する回折素子上の領域の一部が、所定の方向への回折を制限されている。
【０１１４】
また、回折素子９２は、図１１に示すように、対物レンズ３３の入射瞳に入射する主ビームに対応する回折素子９２上の領域Ｒ０の外側であって、且つ、対物レンズ３３の入射瞳に入射する副ビームに対応する回折素子９２上の領域Ｒ１，Ｒ２内の一部の領域に、所定の方向に回折して対物レンズ３３の入射瞳に入射させる副ビームを生成するための回折構造が形成されてなる回折部を有している。尚、図１１中破線部で示される領域Ｒ０は、対物レンズ３３の入射瞳に入射する主ビームに対応する回折素子９２上の領域（以下、「主ビームの有効領域Ｒ０」ともいう。）を示し、領域Ｒ１，Ｒ２は、対物レンズ３３の入射瞳に入射する第１及び第２の副ビームに対応する回折素子９２上の領域（以下、「副ブームの有効領域Ｒ１，Ｒ２」ともいう。）を示している。これは、対物レンズ３３のＮＡで制限される回折素子９２上の有効なスポットは、回折素子で回折される０次光である主ビームと、±１次回折光である副ビームとでぞれぞれずれが生じているからである。上述した図３、図６、図９及び図１０においても、この図１１に示す主ビーム及び副ビームの有効領域が存在するが、各図で説明される回折素子はいずれもラジアル方向に略直交する分割線にのみ領域が分割されていることから、この点について考慮する必要がなく、これらの領域を代表して主ビームに対応する領域を「対物レンズの入射瞳に対応する回折素子上の領域」として説明したものである。
【０１１５】
具体的には、回折素子９２は、図１１に示すように、主ビームの有効領域Ｒ０外であってラジアル方向Ｒａｄに略垂直な複数の分割線Ｌ５１〜Ｌ５４と、この分割線Ｌ５１〜Ｌ５４の端部を結ぶようにラジアル方向に形成された分割線Ｌ５５〜Ｌ５８とにより複数の領域９２ａ，９２ｂ，９２ｃに分割され、この複数の領域９２ａ，９２ｂ，９２ｃのうち、主ビームの有効領域Ｒ０の外側であって、且つ、副ビームの有効領域Ｒ１，Ｒ２内のそれぞれに含まれる領域９２ａ，９２ｂに、上述の副ビームを生成するための回折構造が形成されてなる回折部９６を有する。尚、領域９２ｃには、回折構造が形成されておらず透過部９７として機能し、この領域９２ｃに含まれる主ビームの有効領域Ｒ０を通過する光ビームを透過させることで、回折素子９２は、主ビームを生成する。
【０１１６】
すなわち、回折素子９２は、領域９２ａ，９２ｂに、上述の副ビームを生成するための所定の回折構造を有するとともに、対物レンズ３３の入射瞳に入射する副ビームに対応する回折素子９２上の領域Ｒ１，Ｒ２の一部の領域と、対物レンズ３３の入射瞳に入射する主ビームに対応する回折素子９２上の領域Ｒ０と、に入射した光ビームを回折させない透過部９７が形成されることでこれらの領域を通過する光ビームを透過させることで、上述の副ビームで形成されるサブスポットのラジアル方向のカットオフ周波数を下げる。
【０１１７】
ここで、回折素子９２の副ビームを形成する回折部９６は、図１１に示すように、回折部９６を構成する領域９２ａ，９２ｂのうち領域Ｒ１，Ｒ２に含まれるラジアル方向の寸法Ｗ１が、上述した回折素子３２と同様に、上述した式（１）を満たすように形成されている。
【０１１８】
回折素子９２は、上述のように構成されることにより、副ビームで形成されるサブスポットのラジアル方向のＭＴＦのカットオフ周波数を下げて、光ディスク２のトラックが読めないようにし、副ビームの光ディスク２からの戻り光を受光する受光部３４ｂ，３４ｃにより検出されるサブスポット信号をＤＣ化することができる。ここで、サブスポット信号をＤＣ化することにより、メインスポットによるプッシュプル信号ＭＰＰのようなトラック横断毎に現れる正弦波信号は現れず、対物レンズ３３のシフト等によって現れる不規則な成分であるオフセット成分のみが現れることとなる。
【０１１９】
回折素子９２は、副ビームで形成されるサブスポットのラジアル方向のカットオフ周波数を光ディスク２のトラックが読めないように下げるように、主ビーム及び副ビームを生成することにより、受光部３４ａ，３４ｂ，３４ｃで検出される信号のうち、主ビームを受光する受光部３４ａではプッシュプル信号を検出するとともに、副ビームを受光する受光部３４ｂ，３４ｃではサブスポット信号をＤＣ化させた信号を検出させ、受光部３４ｂ，３４ｃで得られるＤＣ化した信号を用いて受光部３４ａで得られるプッシュプル信号のオフセット成分のみをキャンセルすることで、トラックピッチが異なる複数の光ディスクのいずれに対しても良好なトラッキングエラー信号を得ることができるものである。
【０１２０】
以上のように構成された光ピックアップ装置９０において、光源３１から光ビームが出射されると、回折素子９２によって３ビームに分割され、ビームスプリッタ３５を透過されて、コリメータレンズ３６によって平行光とされ、対物レンズ３３によって集光された光ディスク２の記録層にスポットが形成される。光ディスク２の記録層に集光された光ビームは、反射されて対物レンズ３３及びコリメータレンズ３６を経由して再びビームスプリッタ３５に入射され、ビームスプリッタ３５によって光路が変更されて、マルチレンズ３７を介して光検出器３４の各受光部３４ａ，３４ｂ，３４ｃ上に集光される。
【０１２１】
尚、この光ピックアップ装置９０における、回折素子９２により分割された主ビーム及び副ビームは、対物レンズ３３によって光ディスク２上に、図１２に示すようなスポットを形成する。尚、図１２中Ｓｄ３０は、回折素子９２を通過した０次光である主ビームのスポットを示すものであり、Ｓｄ３１は、回折素子９２の回折部９６（領域９２ａ）により回折された＋１次回折光である第１の副ビームのスポットを示すものであり、Ｓｄ３２は、回折素子９２の回折部９６（領域９２ｂ）により回折された−１次回折光である第２の副ビームのスポットを示すものである。
【０１２２】
本発明を適用した光ピックアップ装置９０は、トラックピッチの異なる複数種類の光ディスクに対して情報の記録又は再生を行う際に、回折素子９２により分割された主ビーム及び副ビームを用いてトラッキングエラー信号を得る光ピックアップ装置であって、回折素子９２により回折して分割された主ビーム及び副ビームのうち副ビームで形成されるサブスポットのラジアル方向のカットオフ周波数を下げるように構成されていることから、副ビームによるサブスポットの位置調整を必要とせず、且つこの主ビーム及び副ビームの戻り光を検出することで、サブスポットの位置にかかわらず、メインスポットにより得られたプッシュプル信号から対物レンズ３３のシフトによるオフセット成分を取り除いた良好なトラッキングエラー信号を得ることを可能とし、トラックピッチの異なる複数種類の光ディスクのいずれに対しても良好なトラッキングエラー信号を得ることができ、良好な記録及び再生を実現することができる。
【０１２３】
また、光ピックアップ装置９０は、回折素子９２の回折部９６が対物レンズの入射瞳に入射する主ビームに対応する回折素子上の領域Ｒ０の外側部分に設けられていることから、０次光の利用効率を高めることができ、レーザ利用効率を高めることができる。
【０１２４】
尚、上述の回折素子９２では、対物レンズの入射瞳に入射する主ビームに対応する回折素子上の領域Ｒ０の外側部分であるとともに、ラジアル方向Ｒａｄに略垂直な複数の分割線Ｌ５１〜Ｌ５４の内側の領域９２ａ，９２ｂに、副ビームを生成するための回折構造が形成されてなる回折部を有するように構成したが、これに限られるものではなく、例えば、図１３に示すように、対物レンズの入射瞳に入射する主ビームに対応する回折素子上の領域の外側部分であるとともに、ラジアル方向に略垂直な複数の分割線の外側の領域に、所定の方向に回折して対物レンズの入射瞳に入射させる副ビームを生成するための回折構造が形成されてなる回折部を有する回折素子を設けるように構成してもよい。
【０１２５】
次に、図１３に示すような回折素子を備える光ピックアップ装置１１０について説明する。尚、以下の説明において、上述した光ピックアップ装置３と共通する部分については、共通の符号を付すとともに詳細な説明は省略する。
【０１２６】
本発明を適用した光ピックアップ装置１１０は、図３及び図１３に示すように、光源３１と、光源３１から出射された光ビームを０次光及び±１次回折光からなる少なくとも３本の光ビームに回折して分割する回折素子１１２と、回折素子１１２に分割された３本の光ビームをそれぞれ光ディスク２の信号記録面として記録層に集光する対物レンズ３３と、光検出器３４と、ビームスプリッタ３５と、コリメータレンズ３６と、マルチレンズ３７とを備える。
【０１２７】
光ピックアップ装置１１０の回折素子１１２は、光源３１とビームスプリッタ３５との間に設けられ、図１３に示すように、所定の領域に所定の回折構造が設けられており、入射する光ビームを少なくとも０次光である主ビームと、±１次回折光である副ビームとからなる３本の光ビームに分割する。
【０１２８】
また、回折素子１１２は、副ビームで形成されるサブスポットのラジアル方向のＭＴＦのカットオフ周波数を下げるように、対物レンズ３３の入射瞳に対応する回折素子上の領域の一部が、所定の方向への回折を制限されている。
【０１２９】
また、回折素子１１２は、図１３に示すように、対物レンズ３３の入射瞳に入射する主ビームに対応する回折素子１１２上の領域Ｒ０の外側であって、且つ、対物レンズ３３の入射瞳に入射する副ビームに対応する回折素子１１２上の領域Ｒ１，Ｒ２内の一部の領域に、所定の方向に回折して対物レンズ３３の入射瞳に入射させる副ビームを生成するための回折構造が形成されてなる回折部を有している。尚、図１３中破線部で示される領域Ｒ０は、対物レンズ３３の入射瞳に入射する主ビームに対応する回折素子１１２上の領域（以下、「主ビームの有効領域Ｒ０」ともいう。）を示し、領域Ｒ１，Ｒ２は、対物レンズ３３の入射瞳に入射する第１及び第２の副ビームに対応する回折素子１１２上の領域（以下、「副ブームの有効領域Ｒ１，Ｒ２」ともいう。）を示している。
【０１３０】
具体的には、回折素子１１２は、図１３に示すように、主ビームの有効領域Ｒ０外であってラジアル方向Ｒａｄに略垂直な複数の分割線Ｌ６１〜Ｌ６４と、この分割線Ｌ６１〜Ｌ６４の端部から外側に向けてラジアル方向に形成された分割線Ｌ６５〜Ｌ６８とにより複数の領域１１２ａ，１１２ｂ，１１２ｃ，１１２ｄ，１１２ｅに分割され、この複数の領域１１２ａ〜１１２ｅのうち、主ビームの有効領域Ｒ０の外側であって、且つ、副ビームの有効領域Ｒ１，Ｒ２内のそれぞれに含まれる領域１１２ａ，１１２ｂ，１１２ｃ，１１２ｄに、上述の副ビームを生成するための回折構造が形成されてなる回折部１１６を有する。尚、領域１１２ｅには、回折構造が形成されておらず透過部１１７として機能し、この領域１１２ｅに含まれる主ビームの有効領域Ｒ０を通過する光ビームを透過させることで、回折素子１１２は、主ビームを生成する。
【０１３１】
すなわち、回折素子１１２は、領域１１２ａ〜１１２ｄに、上述の副ビームを生成するための所定の回折構造を有するとともに、対物レンズ３３の入射瞳に入射する副ビームに対応する回折素子１１２上の領域Ｒ１，Ｒ２の一部の領域と、対物レンズ３３の入射瞳に入射する主ビームに対応する回折素子１１２上の領域Ｒ０と、に入射した光ビームを回折させない透過部１１７が形成されることでこれらの領域を通過する光ビームを透過させることで、上述の副ビームで形成されるサブスポットのラジアル方向のカットオフ周波数を下げる。
【０１３２】
ここで、回折素子９２の回折部１１６及び透過部１１７は、図１３に示すように、透過部１１７を構成する領域１１２ｅのうち領域Ｒ１，Ｒ２に含まれるとともに、回折部１１６を構成する領域１１２ａ，１１２ｂの間に位置する部分、及び領域１１２ｃ，１１２ｄの間に位置する部分のラジアル方向の寸法Ｗ２が上述した回折素子６２と同様に、上述した式（６）を満たすように形成されている。
【０１３３】
回折素子１１２は、上述のように構成されることにより、副ビームで形成されるサブスポットのラジアル方向のＭＴＦのカットオフ周波数を下げて、光ディスク２のトラックが読めないようにし、副ビームの光ディスク２からの戻り光を受光する受光部３４ｂ，３４ｃにより検出されるサブスポット信号をＤＣ化することができる。ここで、サブスポット信号をＤＣ化することにより、メインスポットによるプッシュプル信号ＭＰＰのようなトラック横断毎に現れる正弦波信号は現れず、対物レンズ３３のシフト等によって現れる不規則な成分であるオフセット成分のみが現れることとなる。
【０１３４】
回折素子１１２は、副ビームで形成されるサブスポットのラジアル方向のカットオフ周波数を光ディスク２のトラックが読めないように下げるように、主ビーム及び副ビームを生成することにより、受光部３４ａ，３４ｂ，３４ｃで検出される信号のうち、主ビームを受光する受光部３４ａではプッシュプル信号を検出するとともに、副ビームを受光する受光部３４ｂ，３４ｃではサブスポット信号をＤＣ化させた信号を検出させ、受光部３４ｂ，３４ｃで得られるＤＣ化した信号を用いて受光部３４ａで得られるプッシュプル信号のオフセット成分のみをキャンセルすることで、トラックピッチが異なる複数の光ディスクのいずれに対しても良好なトラッキングエラー信号を得ることができるものである。
【０１３５】
以上のように構成された光ピックアップ１１０において、光源３１から光ビームが出射されると、回折素子１１２によって３ビームに分割され、ビームスプリッタ３５を透過されて、コリメータレンズ３６によって平行光とされ、対物レンズ３３によって集光された光ディスク２の記録層にスポットが形成される。光ディスク２の記録層に集光された光ビームは、反射されて対物レンズ３３及びコリメータレンズ３６を経由して再びビームスプリッタ３５に入射され、ビームスプリッタ３５によって光路が変更されて、マルチレンズ３７を介して光検出器３４の各受光部３４ａ，３４ｂ，３４ｃ上に集光される。
【０１３６】
本発明を適用した光ピックアップ装置１１０は、トラックピッチの異なる複数種類の光ディスクに対して情報の記録又は再生を行う際に、回折素子１１２により分割された主ビーム及び副ビームを用いてトラッキングエラー信号を得る光ピックアップ装置であって、回折素子１１２により回折して分割された主ビーム及び副ビームのうち副ビームで形成されるサブスポットのラジアル方向のカットオフ周波数を下げるように構成されていることから、副ビームによるサブスポットの位置調整を必要とせず、且つこの主ビーム及び副ビームの戻り光を検出することで、サブスポットの位置にかかわらず、メインスポットにより得られたプッシュプル信号から対物レンズ３３のシフトによるオフセット成分を取り除いた良好なトラッキングエラー信号を得ることを可能とし、トラックピッチの異なる複数種類の光ディスクのいずれに対しても良好なトラッキングエラー信号を得ることができ、良好な記録及び再生を実現することができる。
【０１３７】
また、光ピックアップ装置１１０は、回折素子１１２の回折部１１６が対物レンズの入射瞳に入射する主ビームに対応する回折素子上の領域Ｒ０の外側部分に設けられていることから、０次光の利用効率を高めることができ、レーザ利用効率を高めることができる。
【０１３８】
また、本発明を適用した光ディスク装置１は、上述の光ピックアップ装置３，６０，７０，８０，９０，１１０を備えることにより、回折素子３２，６２，７２，８２，９２，１１２により回折された主ビーム及び副ビームの光ディスク２からの戻り光を用いてトラッキングエラー信号を生成する際に、回折素子が副ビームで形成されるサブスポットのラジアル方向のカットオフ周波数を下げるように構成されていることにより、サブスポットのトラッキング方向の位置によらず良好なトラッキングエラー信号を得ることができ、トラックピッチの異なる複数種類の光ディスクに対して良好なトラッキングエラー信号を得ることができ、良好な記録再生特性を実現する。
【図面の簡単な説明】
【０１３９】
【図１】本発明を適用した光ディスク装置を示すブロック回路図である。
【図２】本発明を適用した光ピックアップ装置の光学系を示す光路図である。
【図３】本発明を適用した光ピックアップ装置を構成する回折素子を示す平面図である。
【図４】本発明を適用した光ピックアップ装置を構成する光検出器及び受光部上に形成されるスポットを示す平面図である。
【図５】図３に示す回折素子により回折された各光ビームが光ディスク上に集光されることにより形成されたスポットを示す平面図である。
【図６】本発明を適用した光ピックアップ装置を構成する回折素子の他の例を示す平面図である。
【図７】図６に示す回折素子により回折された各光ビームが光ディスク上に集光されることにより形成されたスポットを示す平面図である。
【図８】図６に示す回折素子を用いた光ピックアップ装置を構成する光検出器の受光部上に形成されるスポットを示す平面図である。
【図９】本発明を適用した光ピックアップ装置を構成する回折素子の更に他の例を示す平面図である。
【図１０】本発明を適用した光ピックアップ装置を構成する回折素子の更に他の例を示す平面図である。
【図１１】本発明を適用した光ピックアップ装置を構成する回折素子の更に他の例を示す図であり、対物レンズの入射瞳に入射する主ビームに対応する領域の外側に回折部が形成された例を示す平面図である。
【図１２】図１１に示す回折素子により回折された各光ビームが光ディスク上に集光されることにより形成されたスポットを示す平面図である。
【図１３】本発明を適用した光ピックアップ装置を構成する回折素子の更に他の例を示す平面図である。
【図１４】ＤＰＰ方式を採用した従来の光ピックアップ装置における光ディスク上に集光される各スポット及び受光部上に集光される各スポットを示す平面図である。
【符号の説明】
【０１４０】
１  光ディスク装置、  ２  光ディスク、  ３  光ピックアップ装置、  ４  スピンドルモータ、  ５  送りモータ、  ９  サーボ制御部、  ３１  光源、  ３２  回折素子、  ３３  対物レンズ、  ３４  光検出器、  ３５  ビームスプリッタ、  ３６  コリメータレンズ、  ３７  マルチレンズ、  ４１  第１の回折部、  ４２  第２の回折部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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