(57)【要約】【課題】簡易な構成で、確実なフォーカシング制御を行い得る光ディスク装置及び光ピックアップを実現する。【解決手段】回折素子３２に設けた位相変化手段３２Ａによってサブビームの光束の一部領域の位相を略１８０°変化させることにより、当該サブビームが光ディスクのトラックで回折及び反射された反射サブビームにおける０次光と±１次光の重複領域に、トラックに対するサブビームの照射位置移動に応じて明部及び暗部の明度が互いに逆に増減する明暗パターンを生じさせ、当該明部及び暗部が相殺しあうことで、照射位置移動に伴う重複領域全体及び光検出器の分割線近傍の局所的な明度変化を小さく抑え、この反射サブビームを用いて非点収差法によってフォーカスエラー信号を生成することにより、トラックに対するサブビームの照射位置変化に影響されにくいフォーカスエラー信号を得ることができる。【選択図】図７
2008052845.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源から出射された光ビームを回折してメインビーム及びサブビームを生成する回折素子と、
上記サブビームの光束の一部領域の位相を略１８０°変化させる位相変化手段と、
受光面が光ディスクのトラックに対して平行な分割線及び直角な分割線によって４個の受光領域に分割され、上記サブビームが上記光ディスクで反射されてなる反射サブビームを各上記受光領域で光電変換してそれぞれ検出信号を出力する光検出器と、
対角上に位置する上記受光領域の一方の対の検出信号の和と、他方の対の検出信号の和との差に基づいてフォーカスエラー信号を生成する信号処理手段と
を具えることを特徴とする光ディスク装置。
【請求項２】
上記位相変化手段は、上記回折素子における上記トラックに対して平行な分割線で分割された一方の領域に、上記トラックに対して平行な市松模様状に形成されている
ことを特徴とする請求項１に記載の光ディスク装置。
【請求項３】
上記メインビーム及びサブビームを集光して上記光ディスクのトラックに照射する対物レンズは、当該光ディスクの半径上から離れた位置に配置されている
ことを特徴とする請求項１に記載の光ディスク装置。
【請求項４】
光源から出射された光ビームを回折してメインビーム及びサブビームを生成する回折素子と、
上記サブビームの光束の一部領域の位相を略１８０°変化させる位相変化手段と、
受光面が光ディスクのトラックに対して平行な分割線及び直角な分割線によって４個の受光領域に分割され、上記サブビームが上記光ディスクで反射されてなる反射サブビームを各上記受光領域で光電変換してそれぞれ検出信号を出力する光検出器と
を具えることを特徴とする光ピックアップ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は光ディスク装置及び光ピックアップに関し、詳しくはフォーカスエラー信号の生成に適用して好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、光ディスク装置は、光ディスクの記録面における所望のトラックに対する光ビームの照射位置ずれを示すトラッキングエラー信号を生成し、当該トラッキングエラー信号に基づいて照射位置ずれが小さくなるよう光ピックアップを駆動するトラッキング制御を行うとともに、当該記録面に対する光ビームの焦点位置ずれを示すフォーカシングエラー信号を生成し、当該フォーカシングエラー信号に基づいて焦点位置ずれが小さくなるよう対物レンズを駆動するフォーカシング制御を行っている。
【０００３】
光ディスク装置におけるトラッキングサーボ方法としては、プッシュプル法が広く用いられている。図１（Ａ）に示すように光ディスク１００の記録面には、データの記録される凸状のグルーブＧと、案内溝であるランドＬとが交互に配置されており、この一対のグルーブＧ及びランドＬで１つのトラックを形成している。ここで、光ビームが記録面に照射されると、このグルーブＧ及びランドＬが光ビームに対して回折格子として作用する。従って、光ディスク装置１が光ビームをスポットＰとして光ディスク１００に照射すると、グルーブＧ及びランドＬによる回折によって反射光ビームが０次光ビームでなる主光領域ＡＲ０及び±１次光ビームでなる副光領域ＡＲ±１に分割され、当該反射光ビームの両端には主光領域ＡＲ０及び副光領域ＡＲ±１が重なる２つの重複領域Ｗがそれぞれ形成される。
【０００４】
この２つの重複領域Ｗでは主光領域ＡＲ０及び副光領域ＡＲ±１が互いに干渉するが、このときのグルーブＧ及びランドＬに対するスポットＰの位置に応じて副光領域ＡＲ±１の位相が変化するため、この主光領域ＡＲ０に対する副光領域ＡＲ±１の位相差に応じて当該２つの重複領域Ｗにおける光量がそれぞれ変化する。
【０００５】
従って図１（Ｂ）に示すように、２分割された受光領域１Ａ及び１Ｂを有する光検出器１によって反射光スポットＱを検出した場合、当該反射光スポットＱに応じた受光領域１Ａ及び１Ｂの検出光量差から、２つの重複領域Ｗの光量差を表すプッシュプル信号を生成することができる。このプッシュプル信号は、グルーブＧの中心に対するスポットＰの照射位置ずれを表しており、スポットＰがグルーブＧの中心に照射されたときにゼロとなり、トラックピッチに対応した波長を有する正弦波を示す。
【０００６】
ところで光ディスク装置では、光ピックアップを固定したまま対物レンズのみをトラッキング方向に駆動させて照射位置を微調整する場合があり（いわゆるレンズシフト）、このとき対物レンズと光検出器１との位置関係がずれるため、反射光スポットＱの中心（以下、これをスポット中心と呼ぶ）が受光領域１Ａ及び１Ｂの分割線からずれてしまう。そしてプッシュプル法では、この受光領域１Ａ及び１Ｂの検出光量差がレンズシフトによるものなのか、光ビームの照射位置ずれによるものなのかを判別することができない。
【０００７】
そこで光ディスク装置では、光ビームを０次光ビームでなるメインビームと±１次光ビームでなるサブビームとに分割して光ディスク１００に照射し、これらの反射光光量に基づいてトラッキングエラー信号を生成する、いわゆるＤＰＰ（Differential Push Pull：差動プッシュプル）法が用いられている。実際上、このＤＰＰ法では、レーザダイオードから出射した光ビームを回折格子によってメインビームと２つのサブビームとに分割し、図２（Ａ）に示すように、光ディスク１００に対して、メインビームを集光してなるメインスポットＰＡを所望のトラックにおけるグルーブＧの中心に位置するように照射すると共に、サブビームを集光してなるサブスポットＰＢ及びＰＣを当該グルーブＧから互いに反対方向へ１／２トラック分ずつずれたランドＬに位置するよう照射する。
【０００８】
この場合光ディスク装置では、図２（Ｂ）に示すように、メインスポットＰＡ、サブスポットＰＢ及びＰＣに対応するメイン反射光スポットＱＡ、サブ反射光スポットＱＢ及びＱＣを光検出器２によって受光する。
【０００９】
この光検出器２は、受光領域３Ａ、３Ｂ、３Ｃ及び３Ｄを有するメインスポット検出器３と、受光領域４Ｅ、４Ｆ、４Ｇ及び４Ｈを有するサブスポット検出器４と、受光領域５Ｉ、５Ｊ、５Ｋ及び５Ｌを有するサブスポット検出器５とで構成され、メインスポット検出器３がメイン反射光スポットＱＡを、サブスポット検出器４がサブ反射光スポットＱＢを、サブスポット検出器５がサブ反射光スポットＱＣをそれぞれ受光する。そして光検出器２は、各受光領域３Ａ〜３Ｄ、４Ｅ〜４Ｈ、５Ｉ〜５Ｌの受光量に応じた検出信号ａ〜ｄ、ｅ〜ｈ、ｉ〜ｌを生成する。
【００１０】
なお、サブビームによるサブ反射光スポットＱＢ及びＱＣの光量は、メインビームによるメイン反射光スポットＱＡの光量と比較して小さくなるようになされており、これによりメインスポットＰＡの光利用効率を高めている。
【００１１】
光ディスク装置の信号処理部は、受光領域３Ａ、３Ｂ、３Ｃ及び３Ｄの受光量に応じた検出信号ａ、ｂ、ｃ及びｄを用いて、所望のトラックと平行な中心線を挟んだ両側の領域における受光量の差をメインプッシュプル信号ＭＰＰとして次式に従って算出する。
【００１２】
ＭＰＰ＝ａ＋ｄ−ｂ−ｃ                                      ……（１）
【００１３】
さらに信号処理部は、受光領域４Ｅ、４Ｆ、４Ｇ及び４Ｈの受光量に応じた検出信号ｅ、ｆ、ｇ及びｈ、並びに受光領域５Ｉ、５Ｊ、５Ｋ及び５Ｌの受光量に応じた検出信号ｉ、ｊ、ｋ及びｌを用いて、サブプッシュプル信号ＳＰＰを次式により算出する。ただし、Ｋはメインビームとサブビームの光量差を補正してサブプッシュプル信号ＳＰＰの信号レベルをメインプッシュプル信号ＭＰＰと同等に高めるための係数である。
【００１４】
ＳＰＰ＝Ｋ｛(ｅ＋ｈ−ｆ−ｇ)＋(ｉ＋ｌ−ｊ−ｋ)｝            ……（２）
【００１５】
このとき、ＤＰＰ法では、メインビームによるメインスポットＰＡをグルーブＧ上に位置するように照射しているのに対し、サブビームによるサブスポットＰＢ及びＰＣを半トラック分ずらしてランドＬに位置するよう照射している。
【００１６】
このため、メイン反射光スポットＱＡとサブ反射光スポットＱＢ及びＱＣの重複領域Ｗに生じる明暗が互いに反転すると共に、サブプッシュプル信号ＳＰＰの位相はメインプッシュプル信号ＭＰＰに対して１８０度位相がずれる。
【００１７】
ここで、対物レンズが基準位置にある場合、反射光スポットＱＡ、ＱＢ及びＱＣ（はそれぞれメインスポット検出器３並びにサブスポット検出器４及び５の中心で受光され、各スポット中心はメインスポット検出器３並びにサブスポット検出器４及び５の受光領域分割線上に位置する。
【００１８】
これに対して、対物レンズがトラッキング方向にシフトしたことにより反射光スポットＱＡ、ＱＢ及びＱＣのスポット中心がメインスポット検出器３並びにサブスポット検出器４及び５の中心から移動すると、メインプッシュプル信号ＭＰＰ及びサブプッシュプル信号ＳＰＰには、それぞれスポットの移動量に応じたＤＣオフセットが発生する。
【００１９】
そこでＤＰＰ法を適用した光ディスク装置では、メインプッシュプル信号ＭＰＰとサブプッシュプル信号ＳＰＰとの差分を次式に従って算出することにより、ＤＣオフセットを相殺したトラッキングエラー信号ＴＥを得るようになされている。
【００２０】
ＴＥ＝ＭＰＰ−ＳＰＰ
＝(ａ＋ｄ−ｂ−ｃ)−Ｋ｛(ｅ＋ｈ−ｆ−ｇ)＋(ｉ＋ｌ−ｊ−ｋ)｝    ……（３）
【００２１】
一方、光ディスク装置におけるフォーカシングサーボ方法としては、非点収差法が広く用いられている。かかる非点収差法は、対物レンズで集光された光ビームの焦点と光ディスクの記録面との位置関係に応じて、当該記録面で反射された反射光ビームのスポット形状が変化することを利用し、受光領域が４分割された受光素子における２組の対角和信号の差からフォーカスエラー信号を生成するものであり、プッシュプル法によるトラッキングサーボ方法との融合が容易であるという利点を有している。
【００２２】
すなわち非点収差法では、メイン反射光スポットを受光するメインスポット検出器３（図２）において、対角上に位置する受光領域３Ａ及び３Ｃから出力される検出信号ａ及びｃの対角和信号ａ＋ｃと、同じく対角上に位置する受光領域３Ｂ及び３Ｄから出力される検出信号ｂ及びｄの対角和信号ｂ＋ｄとの差分でなる対角和差分信号を次式に従って算出することにより、光ディスクの記録面に対する光ビームの焦点位置ずれを示すフォーカスエラー信号ＦＥを得る。
【００２３】
ＦＥ＝(ａ＋ｃ)−(ｂ＋ｄ)                                ……（４）
【００２４】
ところが、フォーカシングサーボ方式として非点収差法を用いた場合、プッシュプル信号の振幅が大きい光ディスクに対する読み書きの際に、フォーカスリークと呼ばれる現象が発生する。このフォーカスリークは、トラッキングサーボ方式として上述したプッシュプル法を用いる場合において、トラックに対するスポットの照射位置がずれた際に生じる当該スポット内の明暗パターンの変化がフォーカスエラー信号に影響して、上述した２組の対角和信号がアンバランスになることにより、フォーカスサーボの誤動作を引き起こすものである。
【００２５】
かかる問題に対処するため、差動非点収差法と呼ばれるフォーカシングサーボ方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この差動非点収差法では、次式に従って、上述したメインスポット検出器３における対角和差分信号に対し、サブ反射光スポットを受光するサブスポット検出器４及び５それぞれについての対角和差分信号（ｅ＋ｇ）−（ｆ＋ｈ）及び（ｉ＋ｋ）−（ｊ＋ｌ）を所定の係数αをかけて加算することで、フォーカスリークの少ないフォーカスエラー信号ＦＥを得ることができる。
【００２６】
ＦＥ＝(ａ＋ｃ)−(ｂ＋ｄ)＋α｛(ｅ＋ｇ)−(ｆ＋ｈ)＋(ｉ＋ｋ)−(ｊ＋ｌ)｝
……（５）
【特許文献１】特開２００４−６３０７３公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２７】
上述した差動非点収差法を用いてフォーカスサーボを行うためには、メインプッシュプル信号ＭＰＰ及びサブプッシュプル信号ＳＰＰの位相が１８０度ずれている必要がある。
【００２８】
ここで、複数種類の光ディスクに対応した光ディスク装置の光ピックアップにおいては、レーザ光の波長に応じた複数の対物レンズを、光ディスクのトラック方向に並列配置することが考えられるが、この場合、少なくとも一つの対物レンズは光ディスクの半径上から離れた位置に配置されることになる（これをオフセット配置と呼ぶ）。
【００２９】
このオフセット配置された対物レンズは、ディスク半径に対してレンズ間隔だけ離れた線上を移動することになるが、当該対物レンズから照射される２つのサブビームとトラックの位置関係は、対物レンズのディスク中心からの距離に応じて変化し、この影響によってメインプッシュプル信号ＭＰＰとサブプッシュプル信号ＳＰＰとの位相差が１８０度から変化してしまい、これにより上述した差動非点収差法を適用できなくなるとともに、正常なＤＰＰ信号を得られなくなる。
【００３０】
このような構成の光ピックアップから正常なＤＰＰ信号を得るためには、サブプッシュプル信号の振幅を抑えることが考えられる。例えば、位相シフトＤＰＰ法とよばれる方法では、図３に示すように、サブビームを生成するための回折格子６に対し、通過光の位相を１８０°遅延させる帯状の遅延部６Ａと、遅延を生じさせない非遅延部６Ｂとを、光ディスクのトラック方向に対して所定角度（例えば４５°）傾けた状態で周期的に設けることにより、当該回折格子６を通過して光ディスクに照射される光ビームに縞状の位相遅延を生じさせ、この干渉によって図４に示すように、サブスポット検出器４及び５上のサブ反射光スポットＱＢ及びＱＣにおける重複領域Ｗに、トラック方向に対して傾いた市松模様状の明暗パターンを生じさせる。
【００３１】
このサブ反射光スポットＱＢ及びＱＣにおける重複領域Ｗは、上述した明暗パターンの影響によって、サブビームの照射位置が移動したとしても明度があまり変化せず、これによりサブプッシュプル信号の振幅を抑えることができる。このため、オフセット配置された対物レンズを用いる光学系においても、サブビームの照射位置ずれに影響されることなく直流成分のオフセットを相殺したトラッキングエラー信号ＴＥを得ることができる。
【００３２】
しかしながら、このような回折格子６を用いた場合、サブプッシュプル信号振幅が抑えられるため、差動非点収差によるフォーカスリーク低減効果は大幅に減少する。またメインプッシュプル信号ＭＰＰとサブプッシュプル信号ＳＰＰとの位相差が１８０度から変化することを避け得ず、依然として、オフセット配置された対物レンズを用いる光学系では、差動非点収差法を用いたフォーカシング制御を行い得ないという問題があった。
【００３３】
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、簡易な構成で、確実なフォーカシング制御を行い得る光ディスク装置及び光ピックアップを提案しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００３４】
かかる課題を解決するため本発明の光ディスク装置においては、光源から出射された光ビームを回折してメインビーム及びサブビームを生成する回折素子と、サブビームの光束の一部領域の位相を略１８０°変化させる位相変化手段と、受光面が光ディスクのトラックに対して平行な分割線及び直角な分割線によって４個の受光領域に分割され、サブビームが光ディスクで反射されてなる反射サブビームを各受光領域で光電変換してそれぞれ検出信号を出力する光検出器と、対角上に位置する受光領域の一方の対の検出信号の和と、他方の対の検出信号の和との差に基づいてフォーカスエラー信号を生成する信号処理手段とを設けるようにした。
【００３５】
位相変化手段によってサブビームの光束の一部領域の位相を略１８０°変化させることにより、当該サブビームが光ディスクのトラックで回折及び反射された反射サブビームにおける０次光と±１次光の重複領域に、トラックに対するサブビームの照射位置移動に応じて明部及び暗部の明度が互いに逆に増減する明暗パターンを生じさせ、当該明部及び暗部が相殺しあうことで、照射位置移動に伴う重複領域全体及び上記光検出器の分割線近傍の局所的な明度変化を小さく抑え、この反射サブビームを用いて非点収差法によってフォーカスエラー信号を生成することにより、トラックに対するサブビームの照射位置変化に影響されにくいフォーカスエラー信号を得ることができる。
【００３６】
また本発明の光ピックアップにおいては、光源から出射された光ビームを回折してメインビーム及びサブビームを生成する回折素子と、サブビームの光束の一部領域の位相を略１８０°変化させる位相変化手段と、受光面が光ディスクのトラックに対して平行な分割線及び直角な分割線によって４個の受光領域に分割され、サブビームが光ディスクで反射されてなる反射サブビームを各受光領域で光電変換してそれぞれ検出信号を出力する光検出器とを設けるようにした。
【００３７】
位相変化手段によってサブビームの光束の一部領域の位相を略１８０°変化させることにより、当該サブビームが光ディスクのトラックで回折及び反射された反射サブビームにおける０次光と±１次光の重複領域に、トラックに対するサブビームの照射位置移動に応じて明部及び暗部の明度が互いに逆に増減する明暗パターンを生じさせ、当該明部及び暗部が相殺しあうことで、照射位置移動に伴う重複領域全体及び上記光検出器の分割線近傍の局所的な明度変化を小さく抑えることにより、この反射サブビームを用いて非点収差法によってフォーカスエラー信号を生成することで、サブビームの照射位置変化に影響されにくいフォーカスエラー信号を得ることができる。
【発明の効果】
【００３８】
本発明によれば、位相変化手段によってサブビームの光束の一部領域の位相を略１８０°変化させることにより、当該サブビームが光ディスクのトラックで回折及び反射された反射サブビームにおける０次光と±１次光の重複領域に、トラックに対するサブビームの照射位置移動に応じて明部及び暗部の明度が互いに逆に増減する明暗パターンを生じさせ、当該明部及び暗部が相殺しあうことで、照射位置移動に伴う重複領域全体及び上記光検出器の分割線近傍の局所的な明度変化を小さく抑えることにより、この反射サブビームを用いて非点収差法によってフォーカスエラー信号を生成することで、サブビームの照射位置変化に影響されにくいフォーカスエラー信号を得ることができ、かくして、簡易な構成で、確実なフォーカシング制御を行い得る光ディスク装置及び光ピックアップを実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３９】
以下図面について、本発明の一実施の形態を詳述する。
【実施例】
【００４０】
（１）光ディスク装置の全体構成
図５において、１０は全体として光ディスク装置を示し、制御部１２によって全体を統括制御するようになされている。この光ディスク装置１０は、ＣＤ（Compact Disc）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）及びブルーレイディスク（登録商標、以下ＢＤと呼ぶ）に対応しており、これら３種類の何れかでなる光ディスク１００が装着されると、図示しない外部機器からの再生指示等に応じて、制御部１２から駆動部１３及び信号処理部１４を制御することにより、光ディスク１００に記録された情報を読み出すようになされている。
【００４１】
実際上、駆動部１３は制御部１２の制御に応じて、スピンドルモータ１５により光ディスク１００を所望の回転速度で回転させるとともに、スレッドモータ１６により光ピックアップ１７を光ディスク１００の半径方向であるトラッキング方向へ大きく移動させる。
【００４２】
これと並行して信号処理部１４は、装着されている光ディスク１００の種類に応じた波長の光ビームを、光ピックアップ１７から光ディスク１００の所望トラックに対して照射させ、その反射光の検出結果を基に再生信号を生成し、制御部１２を介してこの再生信号を図示しない外部機器へ送出させる。
【００４３】
すなわち光ピックアップ１７は、装着された光ディスク１００の種別に応じた波長の出射ビームを対物レンズで集光し、当該光ディスク１００の記録層に焦点を合致させて照射するとともに、当該合焦記録層で反射された反射ビームを対物レンズでコレクトした後、光検出器で光電変換し、各種検出信号を生成して信号処理部１４に供給する。
【００４４】
このとき駆動部１３は、信号処理部１４から供給されるフォーカスエラー信号やトラッキングエラー信号に基づいて対物レンズを微小に駆動し、光ビームの焦点を光ディスク１００の記録層における所望のトラックに合致させる。また信号処理部１４は、光ピックアップ１７から供給される再生信号に対して所定の信号処理を施した後、制御部１２を介して外部に出力する。
【００４５】
（２）光ピックアップの構成
図６に光ピックアップ１７の構成を示す。この図６では、波長板及び収差補正素子は省略している。上述したように光ディスク装置１０はＣＤ、ＤＶＤ及びＢＤの３種の光ディスクに対応しており、このため当該光ピックアップ１７は、ブルーレイディスクに対するアクセスを行うＢＤ用光学系２０と、ＣＤ及びＤＶＤに対するアクセスを行うＣＤ／ＤＶＤ共用光学系３０の独立した２つの光学系を有しており、光ディスク装置の制御部１２は装着された光ディスク１００の種別に応じてＢＤ用光学系２０又はＣＤ／ＤＶＤ共用光学系３０の一方を選択して使用する。
【００４６】
光ピックアップ１７のＢＤ用光学系２０は、ＢＤ用レーザダイオード２１からＢＤ対応の波長約４０５ｎｍでなる光ビームを出射し、当該光ビームをＢＤ用回折素子２２によって回折させて、０次光でなるメインビーム及び±１次光でなる２本のサイドビームを生成し、これら計３本の光ビームをビームスプリッタ２３に入射させる。
【００４７】
ビームスプリッタ２３は、回折格子２２からの光ビーム（メインビーム及び２本のサイドビーム）をその偏光方向に基づいて反射し、コリメータレンズ２４に入射させる。コリメータレンズ２４は、発散光でなる光ビームを平行光に変換し、立上ミラー２５を介してＢＤ用対物レンズ２６に入射させる。
【００４８】
そしてＢＤ用対物レンズ２６は、光ビームのメインビーム及び２本のサイドビームを集光し、光ディスク１００の記録面に所定間隔で照射する。
【００４９】
さらにＢＤ用光学系２０は、光ディスク１００の記録層で反射された反射光ビームを対物レンズ２６でコレクトし、立上ミラー２５及びコリメータレンズ２４を順次介して偏光ビームスプリッタ２３に再入射する。偏光ビームスプリッタ２３は、反射光ビームを偏光方向に基づいて透過し、シリンドリカルレンズ２７を介してＢＤ用光検出器２８上に結像する。そしてＢＤ用光検出器２８は、受光した反射光ビームの光量に応じて各種検出信号を生成し、信号処理部１４(図１）に供給する。
【００５０】
信号処理部１４は、ＢＤ用光検出器２８から供給された検出信号を用いてトラッキングエラー信号及びフォーカスエラー信号を生成し、これらを用いてトラッキング及びフォーカシング制御を行う。
【００５１】
一方、光ピックアップ１７のＣＤ／ＤＶＤ用光学系３０は、ＣＤ／ＤＶＤ用レーザダイオード３１からＣＤ対応の波長約７８０ｎｍ又はＤＶＤ対応の波長約６５０ｎｍでなる光ビームを出射し、当該光ビームをＣＤ／ＤＶＤ用回折素子３２によって回折させ、０次光でなるメインビーム及び±１次光でなる２本のサイドビームを生成し、これら計３本の光ビームをビームスプリッタ３３に入射させる。
【００５２】
ビームスプリッタ３３は、ＣＤ／ＤＶＤ用回折格子３２からの光ビームをその偏光方向に基づいて反射し、コリメータレンズ３４に入射させる。コリメータレンズ３４は、発散光でなる光ビームを平行光に変換し、立上ミラー３５を介してＣＤ／ＤＶＤ用対物レンズ３６に入射させる。
【００５３】
そしてＣＤ／ＤＶＤ用対物レンズ３６は、光ビームのメインビーム及び２本のサイドビームを集光し、光ディスク１００の記録面に所定間隔で照射する。
【００５４】
さらにＣＤ／ＤＶＤ用光学系３０は、光ディスク１００の記録層で反射された反射光ビームを対物レンズ３６でコレクトし、立上ミラー３５及びコリメータレンズ３４を順次介して偏光ビームスプリッタ３３に再入射する。偏光ビームスプリッタ３３は、反射光ビームを偏光方向に基づいて透過し、ＣＤからの反射光ビーム及びＤＶＤからの反射光ビームの光軸を光軸合成素子３７によって一致させた後、シリンドリカルレンズ３８を介してＣＤ／ＤＶＤ用光検出器３９上に結像する。そしてＣＤ／ＤＶＤ用光検出器３９は、受光した反射光ビームの光量に応じて各種検出信号を生成し、信号処理部１４(図５）に供給する。
【００５５】
信号処理部１４は、ＣＤ／ＤＶＤ用光検出器３９から供給された検出信号を用いてトラッキングエラー信号及びフォーカスエラー信号を生成し、これらを用いてトラッキング及びフォーカシング制御を行う。
【００５６】
ところで、上述したように光ピックアップ１７は、ＢＤ用光学系２０及びＣＤ／ＤＶＤ共用光学系３０それぞれに個別のＢＤ用対物レンズ２６及びＣＤ／ＤＶＤ用対物レンズ３６を有しているが、これら２個の対物レンズは、共通のレンズホルダ２９上に光ディスク１００のトラック方向に並列配置して取り付けられており、図示しない２軸アクチュエータによってフォーカス方向及びトラッキング方向に駆動される。
【００５７】
ここで、光ピックアップ１７の対物レンズ配置の構成としては、ＣＤ／ＤＶＤ用対物レンズ３６を光ディスクの半径上に配置してＢＤ用対物レンズ２６をオフセット配置する場合と、ＢＤ用対物レンズ２６を光ディスクの半径上に配置してＣＤ／ＤＶＤ用対物レンズ３６をオフセット配置する場合とが考えられる。ここではＢＤ用対物レンズ２６を光ディスクの半径上に配置する場合を例にして説明するが、本発明はＣＤ／ＤＶＤ用対物レンズ３６を光ディスクの半径上に配置する場合にも適用できる。
【００５８】
ＢＤ用対物レンズ２６を光ディスクの半径上に配置したことから、ＣＤ／ＤＶＤ用対物レンズ３６は、ディスク半径に対してレンズ間隔だけ離れた線上をスレッド移動することになるが、当該ＣＤ／ＤＶＤ用対物レンズ３６から照射される２つのサブビームとトラックの位置関係は、ＣＤ／ＤＶＤ用対物レンズ３６のディスク中心からの距離に応じて変化し、この影響によってメインプッシュプル信号ＭＰＰとサブプッシュプル信号ＳＰＰとの位相差が１８０度から変化してしまい、これによりＣＤ／ＤＶＤ共用光学系３０については、フォーカスサーボ方法として、メイン反射光スポットの対角和差分信号にサブ反射光スポットの対角和差分信号を加算してフォーカスエラー信号ＦＥを生成する差動非点収差法（式（５））を適用することができない。
【００５９】
このため本発明の光ディスク装置１０では、トラックに対する照射位置が変化してもサブ反射光スポットの明度変化が少ない特性を持つサブビームをＣＤ／ＤＶＤ用回折素子３２によって生成するとともに、サブ反射光スポットのみを用いてフォーカスエラー信号ＦＥを生成することにより、対物レンズがオフセット配置されたＣＤ／ＤＶＤ共用光学系３０においても、非点収差法を用いた確実なフォーカシング制御を行い得るようにした。
【００６０】
図７に示すようにＣＤ／ＤＶＤ用回折素子３２には、当該ＣＤ／ＤＶＤ用回折素子３２を通過する光ビームの光束中心を通り光ディスクのトラック方向に平行でなる分割線３２Ｘで区分された一方の領域に、通過光の位相を１８０°遅延させる位相変化手段としての遅延部３２Ａが、トラック方向と平行な市松模様状に形成され、当該遅延部３２Ａ以外の部分は通過光の位相を遅延させない非遅延部３２Ｂが形成されている。
【００６１】
遅延部３２Ａと非遅延部３２Ｂでは、周期構造の位相が１８０度異なっており、このような領域を持つ回折素子は、例えば特開２００４-１４５９１５号公報の発明で用いられている。この構造により、遅延部３２Ａの領域を通過した＋１次回折光は非遅延部３２Ｂの領域を通過した＋１次回折光と比べて波面の位相が１８０度シフトしている。このシフトの極性をプラスにとると、遅延部３２Ａの領域を通過した−１次回折光は非遅延部３２Ｂの領域を通過した−１次回折光と比べて波面の位相が−１８０度シフトしている。この±１次回折光の位相変化のことを、以下「位相が１８０度遅延する」と表現する。
【００６２】
これにより、光ビームが当該ＣＤ／ＤＶＤ用回折素子３２を通過することで生成される２本のサブビームには、トラック方向に平行な分割線で区分される一方の光束領域には、位相が１８０°遅延した遅延領域が当該トラック方向と平行な市松模様状に形成され、他方の光束領域は全部分で位相遅延の無い状態となる。なお、０次光であるメインビームの波面の位相は影響を受けない。
【００６３】
このメインビーム及び２本のサブビームはＣＤ／ＤＶＤ用対物レンズ３６で集光され、メインスポット及び２つのサブスポットとして光ディスク１００の記録面に照射される。メインビーム及び２本のサブビームは記録面で反射される際に回折するため、反射メインビーム及び２本の反射サブビームにはそれぞれ０次光及び±１次光が含まれる。そして反射メインビーム及び２本の反射サブビームは、それぞれの０次光及び±１次光が重なった状態でＣＤ／ＤＶＤ用光検出器３９に受光される。
【００６４】
すなわち図８はＣＤ／ＤＶＤ用光検出器３９を示し、受光領域４１Ａ、４１Ｂ、４１Ｃ及び４１Ｄを有するメインスポット検出器４１と、受光領域４２Ｅ、４２Ｆ、４２Ｇ及び４２Ｈを有するサブスポット検出器４２と、受光領域４３Ｉ、４３Ｊ、４３Ｋ及び４３Ｌを有するサブスポット検出器４３とで構成され、メインスポット検出器４１がメイン反射光スポットＱＡを、サブスポット検出器４２がサブ反射光スポットＱＢを、サブスポット検出器４３がサブ反射光スポットＱＣをそれぞれ受光する。そしてＣＤ／ＤＶＤ用光検出器３９は、各受光領域４１Ａ〜４１Ｄ、４２Ｅ〜４２Ｈ、４３Ｉ〜４３Ｌの受光量に応じた検出信号ａ〜ｄ、ｅ〜ｈ、ｉ〜ｌを生成する。
【００６５】
サブ反射光スポットＱＢ及びＱＣにおける重複領域Ｗは、記録面で回折された０次光及び±１次光が重なって形成されるものであるから、上述した市松模様状の遅延領域を有する光束領域と位相遅延の無い光束領域とが干渉して、トラック方向に平行な市松模様状の明暗が形成される。
【００６６】
この重複領域Ｗに形成された市松模様状の明暗は、トラックに対するサブビームの照射位置移動に応じて明部及び暗部の明度がそれぞれ増減する（一方の明度が増加する際には他方は減少する）ものの、当該明部及び暗部が相殺しあうことによって、重複領域Ｗ全体での平均明度の変化は小さいものとなる。
【００６７】
そして、サブスポット検出器４２及び４３がサブ反射光スポットＱＢ及びＱＣを受光することにより得られる各検出信号ｅ〜ｈ及び検出信号ｉ〜ｌの変化は、そのほとんどが、光ビームの焦点位置ずれによって生じるスポット形状の変化と、対物レンズ３６がトラッキング方向にシフトしたことによるサブ反射光スポットＱＢ及びＱＣの移動とに起因するものとなる。
【００６８】
このため、サブ反射光スポットＱＢ及びＱＣの受光光量に基づく検出信号ｅ〜ｈ及び検出信号ｉ〜ｌのみを用いて、フォーカスリークの少ないフォーカスエラー信号ＦＥを得ることができる。
【００６９】
すなわち信号処理部１４は、次式を用いて、サブスポット検出器４２及び４３それぞれについての対角和差分信号（ｅ＋ｇ）−（ｆ＋ｈ）及び（ｉ＋ｋ）−（ｊ＋ｌ）を加算することでフォーカスエラー信号ＦＥを生成する。
【００７０】
ＦＥ＝(ｅ＋ｇ)−(ｆ＋ｈ)＋(ｉ＋ｋ)−(ｊ＋ｌ)                ……（６）
【００７１】
図９は、トラックに対するスポット照射位置変移に対するフォーカスエラー信号ＦＥの変化を示し、本発明の回折素子３２及び式（６）を用いて生成したフォーカスエラー信号ＦＥ（実線で示す）におけるフォーカスリークが、従来の回折素子及び式（５）を用いて生成したフォーカスエラー信号ＦＥ（破線で示す）に比べて大幅に抑制されていることがわかる。
【００７２】
さらに本発明の光ピックアップ１７では、回折素子３２を図７のように構成したことで、特開２００４-１４５９１５号公報の発明とは異なり、重複領域Ｗの市松模様状の明暗がトラック方向と平行に形成されることから、従来の回折格子６（図３）による傾いた市松模様状の明暗パターン（図４）に比べ、サブスポット検出器４２及び４３に対するサブ反射光スポットＱＢ及びＱＣの照射位置がトラック方向に変移した際における信号ｅ−ｈ、ｆ−ｇ、ｉ−ｌ及びｊ−ｋの変動が小さくなり、これによって更にフォーカスリークを抑制することができる。
【００７３】
なお信号処理部１４は、従来の位相シフトＤＰＰ法と同様に上述した式（３）を用いてＤＣオフセットを相殺したトラッキングエラー信号ＴＥを生成するが、これについても、サブ反射光スポットＱＢ及びＱＣの重複領域Ｗの明度変化が小さいことから、サブビームの照射位置ずれに影響されることなく直流成分のオフセットを相殺したトラッキングエラー信号ＴＥを得ることができる。
【００７４】
（３）動作及び効果
以上の構成において、この光ディスク装置１０では、対物レンズ３６がディスク半径上からオフセット配置されたＣＤ／ＤＶＤ共用光学系３０のＣＤ／ＤＶＤ用回折素子３２における、トラック方向に平行な分割線で区分される一方の光束領域に、通過光の位相を１８０°遅延させる遅延部３２Ａをトラック方向と平行な市松模様状に形成した。
【００７５】
これにより、サブ反射光スポットＱＢ及びＱＣにおける０次光と±１次光との重複領域Ｗには、市松模様状の遅延領域の干渉によって、トラック方向に平行な市松模様状の明暗が形成される。
【００７６】
この市松模様状の明部及び暗部は、トラックに対するサブビームの照射位置移動に応じて明度がそれぞれ増減するため、当該明部及び暗部が相殺しあうことによって、当該照射位置移動によって生じる重複領域Ｗの明度変化を従来に比して大幅に抑えることができる。
【００７７】
そしてこの光ディスク装置１０では、重複領域Ｗの明度変化が少ないサブ反射光スポットＱＢ及びＱＣのみを用いて、非点収差法によってフォーカスエラー信号ＦＥを生成することにより、トラックに対するサブビームの照射位置変化に影響されない、フォーカスリークを大幅に抑えたフォーカスエラー信号ＦＥを得ることができる。
【００７８】
このため、対物レンズ３６がオフセット配置されていることによりトラックに対するサブビームの照射位置がディスク内周と外周とで変化してしまうＣＤ／ＤＶＤ共用光学系３０においても、常に良好なフォーカスエラー信号ＦＥを得ることができる。
【００７９】
また、フォーカスエラー信号ＦＥがトラックに対するサブビームの照射位置変化に影響されないことから、トラックピッチの異なる種々の光ディスク１００から良好なフォーカスエラー信号ＦＥを得ることができる。
【００８０】
以上の構成によれば、サブ反射光スポットＱＢ及びＱＣの重複領域Ｗの明度変化が少ないサブビームをＣＤ／ＤＶＤ用回折素子３２によって生成し、当該サブ反射光スポットＱＢ及びＱＣのみを用いて非点収差法によってフォーカスエラー信号ＦＥを生成することにより、トラックに対するサブビームの照射位置の変化に影響されない良質なフォーカスエラー信号ＦＥを生成して、確実なフォーカシング制御を行うことができる。
【００８１】
（４）他の実施の形態
なお、上述した実施の形態においては、対物レンズ３６が光ディスクの半径上からオフセット配置されたＣＤ／ＤＶＤ共用光学系３０に本発明を適用した場合について述べたが、本発明はこれに限らず、対物レンズ２６が光ディスクの半径上に配置されたＢＤ用光学系２０にも本発明を適用して、重複領域の明度変化が少ないサブビームを生成するようにしてもよい。この場合でも、トラックに対するサブビームの照射位置の変化に影響されない良質なフォーカスエラー信号ＦＥを生成して、確実なフォーカシング制御を行うことができる。
【００８２】
さらには、ＣＤ、ＤＶＤ及びＢＤ以外の種々の光ディスクや、これらのうちの複数を使用する種々の光ディスク装置に本発明を適用することができる。
【００８３】
また上述の実施の形態においては、ＣＤ／ＤＶＤ用回折素子３２における分割線３２Ｘで区分された一方の領域に、トラック方向と平行な市松模様状の遅延部３２Ａを形成することで、サブ反射光スポットＱＢ及びＱＣの重複領域Ｗにトラック方向に平行な市松模様状の明暗を形成するようにしたが、本発明はこれに限らず、図１０に示した回折素子４２のように、分割線４２Ｘで区分された一方の領域に、トラック方向と平行な帯状の遅延部４２Ａを周期的に設けるとともに、他方の領域にはトラック方向と直角な帯状の遅延部４２Ａを周期的に設けるようにしても、図７に示したような重複領域Ｗの明度変化が少ないサブ反射光スポットＱＢ及びＱＣを形成することができる。
【００８４】
さらに上述した実施の形態においては、光ディスク装置１０の光ピックアップ１７に本発明を適用した場合について述べたが、これに限らず、他の種々の構成の光ピックアップに本発明を適用しても良い。すなわち、光ピックアップ１７は光ディスク装置１０に組み込まれるもの以外でも良い。
【産業上の利用可能性】
【００８５】
本発明は、種々の光ディスク装置に広く適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８６】
【図１】反射スポットと重複領域の関係を示す略線図である。
【図２】ＤＰＰ法によるスポット及び反射スポットを示す略線図である。
【図３】位相シフトＤＰＰ法で用いられる回折素子を示す略線図である。
【図４】位相シフトＤＰＰ法によるサブ反射光スポットを示す略線図である。
【図５】光ディスク装置の全体構成を示す略線図である。
【図６】光ピックアップの構成を示す略線図である。
【図７】本発明による回折素子を示す略線図である。
【図８】光検出器と反射スポットを示す略線図である。
【図９】本発明によるフォーカスエラー信号を示す特性曲線図である。
【図１０】他の実施の形態による回折素子を示す略線図である。
【符号の説明】
【００８７】
１０……光ディスク装置、１２……制御部、１３……駆動部、１４……信号処理部、１５……スピンドルモータ、１６……スレッドモータ、１７……光ピックアップ、２０……ＢＤ用光学系、２１……ＢＤ用レーザダイオード、２２……ＢＤ用回折素子、２３……ビームスプリッタ、２４……コリメータレンズ、２５……立上ミラー、２６……ＢＤ用対物レンズ、２７……シリンドリカルレンズ、２８……ＢＤ用光検出器、２９……レンズホルダ、３０……ＣＤ／ＤＶＤ用光学系、３１……ＣＤ／ＤＶＤ用レーザダイオード、３２……ＣＤ／ＤＶＤ用回折素子、３３……ビームスプリッタ、３４……コリメータレンズ、３５……立上ミラー、３６……ＣＤ／ＤＶＤ用対物レンズ、３７……光軸合成素子、３８……シリンドリカルレンズ、３９……ＣＤ／ＤＶＤ用光検出器。
【図１】
2008052845.tif 000003
【図２】
2008052845.tif 000004
【図３】
2008052845.tif 000005
【図４】
2008052845.tif 000006
【図５】
2008052845.tif 000007
【図６】
2008052845.tif 000008
【図７】
2008052845.tif 000009
【図８】
2008052845.tif 000010
【図９】
2008052845.tif 000011
【図１０】
2008052845.tif 000012