(57)【要約】      （修正有）【課題】信頼性の高い光ピックアップ及び光ディスク装置を提供する。【解決手段】光ビームを出射するレーザ光源１と、光ビームを光ディスクに集光する対物レンズ７と、光ディスクからの反射光が透過する位置に配置され反射光を０次光、及び０次光と偏光方向が直交する＋１次光との少なくとも２つの光ビームに分岐する偏光分岐素子１４と、２つの光ビームを受光する光検出器１６と、光検出器内にあって０次光が照射される第１の受光領域と、＋１次光が照射される第２の受光領域とを備え、光検出器は第１の受光領域から得られるプッシュプル信号と、第２の受光領域よりプッシュプル信号と同様の演算式にて得られる信号を出力可能であり、これら２つの出力信号の差信号によりトラッキングエラー信号を生成可能な信号を出力するようにする。【選択図】図８
2008226293.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
多層光ディスクに対応可能な光ピックアップであって、
光ビームを出射するレーザ光源と、
前記光ビームを多層光ディスクに集光する対物レンズと、
前記多層光ディスクからの反射光が透過する位置に配置され反射光を０次光、及び０次光と偏光方向が直交する＋１次光との少なくとも２つの光ビームに分岐する偏光分岐素子と、
前記２つの光ビームを受光する光検出器と、
前記光検出器内にあって前記０次光が照射される第１の受光領域と、
前記光検出器内にあって前記＋１次光が照射される第２の受光領域と、を備え、
前記光検出器は、前記第１の受光領域から得られるプッシュプル信号と、前記第２の受光領域よりプッシュプル信号と同様の演算式にて得られる信号を出力可能であり、これら２つの出力信号の差信号によりトラッキングエラー信号を生成可能な信号を出力することを特徴とする光ピックアップ。
【請求項２】
多層光ディスクに対応可能な光ピックアップであって、
光ビームを出射するレーザ光源と、
前記光ビームを多層光ディスクに集光する対物レンズと、
前記多層光ディスクからの反射光が透過する位置に配置され反射光を０次光、及び０次光と偏光方向が直交する＋１次光、及び０次光と偏光方向が直交する−１次光との少なくとも３つの光ビームに分岐する偏光分岐素子と、
前記３つの光ビームを受光する光検出器と、
前記光検出器内にあって前記０次光が照射される第１の受光領域と、
前記光検出器内にあって前記＋１次光が照射される第２の受光領域と、
前記光検出器内にあって前記−１次光が照射される第３の受光領域と、を備え、
前記光検出器は、前記第１の受光領域から得られるプッシュプル信号と、前記第２及び第３の受光領域よりプッシュプル信号と同様の演算式にて得られる信号を出力可能であり、これらの出力信号の差信号によりトラッキングエラー信号を生成可能な信号を出力することを特徴とする光ピックアップ。
【請求項３】
多層光ディスクに対応可能な光ピックアップであって、
光ビームを出射するレーザ光源と、
前記光ビームを多層光ディスクに集光する対物レンズと、
前記多層光ディスクからの反射光が透過する位置に配置され反射光を０次光と＋１次光の少なくとも２つの光ビームに分岐する回折素子と、
前記２つの光ビームを受光する光検出器と、
前記光検出器内にあって前記０次光が照射される第１の受光領域と、
前記光検出器内にあって前記＋１次光が照射される第２の受光領域と、を備え、
前記回折素子は、前記反射光の特定の偏光方向成分のみを回折せずに素通りさせて０次光とし、前記特定の偏光方向成分と略直交する方向の偏光方向成分を回折させて＋１次光を生成する偏光回折格子であることを特徴とする光ピックアップ。
【請求項４】
多層光ディスクに対応可能な光ピックアップであって、
光ビームを出射するレーザ光源と、
前記光ビームを多層光ディスクに集光する対物レンズと、
前記多層光ディスクからの反射光が透過する位置に配置され反射光を０次光と＋１次光と−１次光の少なくとも３つの光ビームに分岐する回折素子と、
前記３つの光ビームを受光する光検出器と、
前記光検出器内にあって前記０次光が照射される第１の受光領域と、
前記光検出器内にあって前記＋１次光が照射される第２の受光領域と、
前記光検出器内にあって前記−１次光が照射される第３の受光領域と、を備え、
前記回折素子は、前記反射光の特定の偏光方向成分のみを回折せずに素通りさせて０次光とし、前記特定の偏光方向成分と略直交する方向の偏光方向成分を回折させて＋１次光と−１次光を生成する偏光回折格子であることを特徴とする光ピックアップ。
【請求項５】
請求項３または４に記載の光ピックアップにおいて、
前記光ビームの０次光と、＋１次光もしくは−１次光の偏光方向が、前記光検出面上にて略直交することを特徴とする光ピックアップ。
【請求項６】
請求項５に記載の光ピックアップにおいて、
前記光検出器は、前記第１の受光領域から得られるプッシュプル信号と、前記第２もしくは第３の受光領域あるいはその両方よりプッシュプル信号と同様の演算式にて得られる信号を出力可能であり、これらの差信号によりトラッキングエラー信号を生成可能な信号を出力することを特徴とする光ピックアップ。
【請求項７】
請求項５に記載の光ピックアップにおいて、
前記光検出器内の前記第１の受光領域からいわゆる非点収差方式によるフォーカスエラー信号を生成することを特徴とする光ピックアップ。
【請求項８】
請求項５に記載の光ピックアップにおいて、
前記半導体レーザの発振波長の略２分の１の整数倍の位相差を有する２分の１波長板を前記回折素子の手前の位置に配し、前記回折素子に対して入射する光ビームが回折する偏光成分を有するように、光ビームの偏光方向を所定の角度回転させるようにすることを特徴とする光ピックアップ。
【請求項９】
請求項５に記載の光ピックアップにおいて、
前記第２もしくは第３の受光領域は、前記＋１次光もしくは−１次光の光ビームのうちプッシュプル信号成分を含まない略中央部分、あるいはプッシュプル成分を含まないディスクのトラック方向に相当する外側付近からトラッキングエラー信号を生成可能な信号を検出することを特徴とする光ピックアップ。
【請求項１０】
請求項５に記載の光ピックアップにおいて、
前記回折素子は、入射する光ビームのうちプッシュプル信号成分を含まない略中央部分、あるいはプッシュプル成分を含まないディスクのトラック方向に相当する外側付近の光ビームにおいて、特定の偏光方向成分を＋１次光もしくは−１次光として回折させ、＋１次光もしくは−１次光を前記第２もしくは第３の受光領域により検出することを特徴とする光ピックアップ。
【請求項１１】
請求項１０に記載の光ピックアップにおいて、
前記回折素子により回折され前記第２もしくは第３の受光領域において検出しない部分を特定の偏光方向成分を回折する偏光回折格子の構造とし、その回折方向あるいは回折角度を第２もしくは第３の受光領域にて検出する光ビームとは異ならしめることを特徴とする光ピックアップ。
【請求項１２】
請求項１乃至請求項１１の何れか記載の光ピックアップと、
前記光ピックアップから出力される信号を用いて、フォーカスエラー信号とトラッキングエラー信号を生成するサーボ信号生成回路と、を備え、
前記サーボ信号生成回路は、差動プッシュプル法と同様の演算方式によるトラッキング信号を生成可能な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】
【０００１】
本発明は、光ディスクに記録された情報を再生する光ピックアップ及び光ディスク装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
本技術分野の背景技術としては、例えば特開平１０−２６９５８７号公報がある。本公報には「小型、薄型で、不要な迷光の発生を防止することが容易であり、かつプッシュプル法及び３ビーム法による信号検出を同時に行うことができるようにする」と記載されている。
【０００３】
また、他の背景技術としては、例えば特開２００６−５４００６号公報がある。本公報には「プッシュプル法によるトラッキングエラー信号からオフセットを除去する際に、再生信号のＳ／Ｎ が大幅に低下することを防止する」と記載されている。
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−２６９５８７号公報
【特許文献２】特開２００６−５４００６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
光ディスクシステムにおいては、記録容量の増加を図るために、信号記録面を２層化した２層ディスクが存在する。例えばＤＶＤにおいては、ＤＶＤ−ＲやＤＶＤ−ＲＷにて２層ディスクが存在し、単層の光ディスクの容量に対して約２倍の容量を実現している。また、Ｂｌｕ−ｒａｙ  Ｄｉｓｃ（以下ＢＤ）と呼ばれる高密度記録の光ディスクシステムにおいても同様に2層ディスクが存在する。
【０００６】
光ディスク装置に搭載される光ピックアップにおいては、光ディスクからの反射光を用いることにより、対物レンズのフォーカス方向やトラッキング方向のサーボ制御用の信号としている。そのため、信号に用いるべき反射光に不要な迷光が加わってしまうと、信号検出に不具合が生じてしまう。
【０００７】
レーザ光源から出射される光ビームを０次光及び±１次光の少なくとも３つの光ビームに分岐して光ディスク上に照射し、光ディスクからの反射光を光検出器にて受光する光ピックアップにおいては、２層ディスクの再生動作を行った場合に、他層からの不要な反射光が迷光成分となり、トラッキング信号の外乱成分となってしまうという課題がある。
【０００８】
しかしながら、上記の特許文献１では、この迷光成分を排除するために回折領域を分割してそれぞれ、＋１次のみ、あるいは−１次のみを受光するようにして分離している。そのため、回折された光ビームは本来の半分以下の光量となり、検出される信号が小さくなってしまう。また、異なる分割領域から±１次の光ビームを生成するために、各分割領域にて回折される光量の比率がばらつきやすく、光ディスク上に照射する±１次の光スポットの位置が０次光に対して点対称に配置しにくくなるため、良好なサーボ信号を得ることが難しい。
【０００９】
また、特許文献２においては、再生信号のＳ／Ｎの低下を抑制するトラッキングエラー信号検出方式を提案されているが、２層ディスクなどの複数の記録層からなる光ディスクから迷光に関しては何ら考慮がなされておらず、迷光がトラッキング信号の外乱成分となってしまう点に関する解決策が記載されていない。
【００１０】
本発明は、信頼性の高い光ピックアップ及び光ディスク装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的は、その一例として、レーザ光を光検出器に導く光学系や光検出器の受光面を工夫することで達成できる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、信頼性の高い光ピックアップ及び光ディスク装置を提供することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明を実施するための具体的構成として、実施例１から実施例５を用いて以下説明をする。なお、各実施例を適宜組合わせた構成も効果を奏する。
【実施例１】
【００１４】
以下、本発明の実施例１としての光ピックアップの構成について図面を参照しながら説明する。
【００１５】
図１は本発明の実施例１における光ピックアップの構成を示す図である。図１において、半導体レーザ１は４０５ｎｍ帯の波長で発振可能な半導体レーザであり、常温における発振波長は４０５ｎｍとなっている。尚、４０５ｎｍ帯はＢＤの記録再生が可能な波長である。図１は４０５ｎｍの波長の光ビームが出射されている状態を示している。半導体レーザ１より出射した光ビームは、紙面に平行な偏光状態（以下、Ｐ偏光）の光ビームとなるように、半導体レーザ１を光ビームの光軸廻りに回転して配置している。
光ビームは、半導体レーザの直前においてある２分の１波長板２に至る。ここで、２分の１波長板２は、特定の方向の入射偏光に対し、半導体レーザ１の波長の２分の１に相当する位相差を付加するものであり、ここでは入射するＰ偏光を約８５度回転させることにより、ほとんどが紙面に垂直な偏光方向（以下、Ｓ偏光）の直線偏光に変換している。
【００１６】
２分の１波長板２を出射した光ビームは、ＰＢＳプリズム３に至る。ＰＢＳプリズム３は、半導体レーザ１から出射された光ビームの出射光軸に対して、４５°の角度をなすような膜面を内部に有する直方体で構成されており、その膜面に形成された膜で４０５ｎｍ帯波長の光ビームのＳ偏光成分を約１００％、Ｐ偏光成分を約０％反射する光学素子である。そのため、ＰＢＳプリズム３に到達した光ビームのほとんどはＳ偏光成分であるため、入射方向に対して９０°方向に反射することとなり、光ビームの一部であるＰ偏光成分は、ＰＢＳプリズム３を透過し、光ビームの光量をモニタするためのフロントモニタ５に至る。
【００１７】
ＰＢＳプリズム３の反射膜において反射した光ビームは、コリメートレンズ４によって平行な光ビームに変換される。コリメートレンズ４を出射した光ビームは、４分の１波長板６を透過する。ここで、コリメートレンズ４を透過した光ビームは、４分の１波長板６により円偏光に変換された後、対物レンズ７に入射する。対物レンズ７は、４０５ｎｍ帯の光ビームが平行光で入射した場合に、例えばＢＤのように基板厚さが０．１ｍｍである第１の光ディスク１１の情報記録面に対して合焦可能な機能を持つレンズである。
【００１８】
対物レンズ７は、駆動コイル９と一体になっているアクチュエータ８に保持されており、駆動コイル９と対向する位置にはマグネット１０が配置されている。そのため駆動コイル９に通電しマグネット１０からの反力による駆動力を発生させることにより、対物レンズ７を光ディスク１１の略半径方向およびディスク面に垂直な方向に移動することが可能な構成となっている。ここで、対物レンズ７を透過した光ビームは、フロントモニタ５により検出した光量を基にして、対物レンズ７を透過する光ビームの光量、あるいは光ディスク１１上に集光する光スポットの光量を推定可能な構成となっている。
【００１９】
光ディスク１１を反射した光ビームは、往路光と同様の光路を往路とは逆方向に戻り、対物レンズ７を経て４分の１波長板６に至る。そのとき、光ビームのほとんどの偏光が往路と同じ円偏光であるため、４分の１波長板６を透過することにより往路とは直交するＰ偏光に変換される。その後、光ビームはコリメートレンズ４に入射し、コリメートレンズ４により光ビームは平行光から収束光に変換され、ＰＢＳプリズム３に到達する。ＰＢＳプリズム３に到達した光ビームは、Ｐ偏光成分であるためＰＢＳプリズム３の膜面を１００％透過することとなる。
【００２０】
ＰＢＳプリズム３の後には、検出レンズ１２、２分の１波長板１３、偏光回折格子１４、平板１５が直線上に配置されている。検出レンズ１２は、検出系側の合成焦点距離を拡大するため、及びさらに後方に配置してある非点収差発生用の平板１５にて発生する余分なコマ収差をキャンセルするためのレンズである。２分の１波長板１３は、後述するように光ビームの偏光方向を光軸廻りに２４度回転するように、その方位角を設定している。光ビームは、偏光回折格子１４は、入射する光ビームをその偏光状態に応じて、０次光と±１次光の３つの光ビームに分岐し、光検出面１６に照射するためのものである。詳細については、後述する。偏光回折格子１４を透過した光ビームは、コリメートレンズ４を透過することによりすでに収束光となっており、光ビームの進行方向に対して傾斜している平板１５を透過する際に光ビームには非点収差が与えられ、その後、光ビームは光検出器１６の所定の光検出面に集光されるようになっている。光検出器１６では、受光した光ビームにより光ディスク１１から得られるサーボ信号や再生信号などを出力可能となっている。
【００２１】
以上説明した光学部品と電気部品の組合せにより、光ピックアップ１７が構成されている。
【００２２】
次に、図２を用いて半導体レーザに搭載されているレーザチップ及び偏光に関して説明する。図２において、レーザチップ４０は４０５ｎｍ帯の光ビームを出射するものであり、基板４２の上に搭載され、図１に記載した半導体レーザ１の内部に搭載されている。レーザチップ４０の内部には、活性層４１が形成されており、この活性層の端面より光ビームを出射するようになっている。レーザチップ４０にある活性層４１の端面からレーザチップ４０の長手方向に略平行な方向に出射した４０５ｎｍ帯の光ビームは、光ビームの光軸に対して活性層４１に平行な方向θｈ（水平方向）の広がり角が狭く、活性層４１に垂直な方向θｖ（垂直方向）の広がり角が広くなっている。例えばこの広がり角は、おおよそ９°と１８°であり、光ビームの広がり４３はθｖ方向に長い楕円状の強度分布を持つものとなっている。ここで、レーザチップ４０から出射された光ビームの振動面は、活性層４１に平行な面、すなわちθｈ方向と略一致しており、図中に矢印で示した方向に振動する、いわゆるＰ偏光の偏光状態となっている。
【００２３】
図３は、偏光回折格子における光ビームの回折状態を示す図であり、図１における２分の１波長板１３と偏光回折格子１４の部分を抽出している。図３において、図示しない光ディスク１１からの戻りの光ビームは、図中の矢印１８で示すような方向に進行し、２分の１波長板１３への入射光ビームとなっている。２分の１波長板１３への入射光ビームの偏光方向は、紙面に平行な偏光方向（Ｐ偏光）である。ここで、２分の１波長板１３の方位角は光軸廻りに１２度傾いているため、２分の１波長板１３を透過した光ビームの偏光方向は、図中に示すように光軸廻りにα＝２４度傾いた直線偏光となっており、Ｐ偏光だけでなく、Ｓ偏光成分を有する偏光状態で、偏光回折格子１４に入射するようになっている。偏光回折格子１４においては、格子にとってＳ偏光成分となる光ビームを所定の角度の±１次光として回折するようになっているため、ｃｏｓαの二乗に相当する光量が＋１次光及び−１次光に分岐して回折される。このとき、回折された±１次光２０，２１の偏光方向は、図中丸印で示す紙面に垂直な振動面を持つＳ偏光となっている。一方、偏光回折格子１４に入射する光ビームのうちｓｉｎαの二乗に相当する光量は、０次光として偏光回折格子１４を素通りする。このとき、０次光の偏光方向は、図中矢印で示す紙面に平行な振動面を持つＰ偏光となっている。すなわち、偏光回折格子１４を透過後の光ビーム１９は、Ｐ偏光成分からなる０次光１９と、Ｓ偏光成分からなる±１次光２０，２１に分岐することとなる。
【００２４】
次に偏光回折格子１４に入射する光ビームの偏光角度と０次光と±１次光の光量の関係について説明する。図４は、偏光回折格子に対する入射偏光角度と０次光及び±１次光の光量の関係を示したものである。ここで、検討を簡略化するため、実施例１における偏光回折格子１４は、Ｓ偏光成分のみを各々５０％ずつの光量の＋１次光と−１次光の光ビームに回折するものである。そのため、Ｐ偏光の光ビームが入射偏光角度０度の場合には全光量が回折せずにそのまま透過し０次光の光量が１となり、＋１次光及び−１次光の光量が０となる。入射偏光の入射角度が０度から大きくなるに従って回折するＳ偏光成分が相対的に増加することとなるため０次光は減少し、＋１次光と−１次光は逆に増加することとなる。ここで、＋１次光と−１次光は、同じ挙動を示している。０次光と±１次光の光量の比率は、再生信号検出用に用いる０次光をできるだけ多くしたいという観点から、０次光に対して、±１次光の総和の比率を１０対１程度に設定するのが望ましい。例えば、０次光を±１次光の１０倍の光量に設定する場合、偏光回折格子１４への入射偏光の角度は２４度に設定すればよい。
【００２５】
次に、実施例１における偏光回折格子のパターンについて、図５を用いて説明する。図５は、偏光回折格子１４のパターンを示した図である。偏光回折格子１４の表面にはＳ偏光に対して約１００％回折しP偏光に対して約１００％透過するような偏光依存性の回折格子溝が形成されている。図中で上下方向で示される回折格子溝に垂直な方向に対して、光ディスクの溝構造から得られる図中破線で示す光ビーム５０の回折パターン（ボールシェイプ像）の方向、すなわちディスクの半径方向が、図中の上下方向と一致するように偏光回折格子１４は配置されている。
【００２６】
次に光検出器の受光面パターンについて説明する。図６は、光検出器１６の受光面パターンを示したものである。光検出器１６上には、３つの受光領域７０、７１、７２が形成されており、受光領域７０を中心に受光領域７１と受光領域７２は互いに対象な位置に配置されている。受光領域７０は、４つの受光面７３、７４、７５、７６により田の字のように分割されている。各受光面からの出力は、受光面７３は端子ａ、受光面７４は端子ｂ、受光面７５は端子ｃ、受光面７６は端子ｄからそれぞれ出力される。受光領域７１は、２つの帯状の受光面７７、７８が上下に接するような構成となっている。各受光面からの出力は、受光面７７は端子ｅ、受光面７８は端子ｆからそれぞれ出力される。受光領域７２は、２つの帯状の受光面７９、８０が上下に接するような構成となっている。各受光面からの出力は、受光面７９は端子ｇ、受光面８０は端子ｈからそれぞれ出力される。
【００２７】
実施例１においては、偏光回折格子１４をそのまま透過した０次光の光ビーム５１が光検出器１６内の受光領域７０の中心付近に照射されており、偏光回折格子１４にて回折した＋１次光の光ビーム５２が受光領域７１の中心付近に照射され、−１次光の光ビーム５３が受光領域７２の中心付近に照射されている。また、実施例１においては、図１に示した平板１５の作用により光ビームに非点格差が与えられ、いわゆる非点収差方式によるフォーカスエラー信号の検出を行っている。そのため、各光ビーム５１、５２、５３は、検出面上にて約５０ミクロン程度の直径を有するスポットとなっている。また、各光ビーム内に存在する回折パターンの方向、すなわちディスク半径方向と、＋１次光５２、−１次光５３の回折方向が一致するように光ピックアップ１７の各光学部品は設定されている。受光領域７１、７２においては、何れも＋１次光５２、−１次光５３の内部で回折パターンが発生しない中央付近から信号を検出するように受光面７７、７８、７９、８０の上下方向の幅を設定してある。
【００２８】
ここで、実施例１におけるフォーカスエラー信号及びトラッキングエラー信号の生成方法について図６及び図７を用いて説明する。フォーカスエラー信号は、０次光５１を受光領域７０で受光することにより得られる出力信号に対して、いわゆる非点収差方式といわれる下記の演算をすることにより得ることができる。
【００２９】
フォーカスエラー信号＝(ａ＋ｃ)−(ｂ＋ｄ)
尚、非点収差方式の原理に関しては、公知の技術であるため、説明を省略する。
【００３０】
一方、トラッキングエラー信号は、０次光５１、＋１次光５２、−１次光５３からそれぞれ得られる出力信号に対して、いわゆるディファレンシャル・プッシュプル法（ＤＰＰ法）と同様な下記の演算をすることにより得ることができる。
【００３１】
トラッキングエラー信号＝（（ａ＋ｂ）−（ｃ＋ｄ））−K＊（（ｅ−ｆ）＋（ｇ−ｈ））
尚、ＤＰＰ法の原理に関しては、公知の技術であるため、説明を省略する。ここで、前項の（ａ＋ｂ）−（ｃ＋ｄ）は、０次光５１から波形１１０のようないわゆるプッシュプル信号を生成する部分である。波形１１０は、対物レンズ７がディスク半径方向にシフトした場合を想定しており、プッシュプル信号にはある量のＤＣオフセットが加わった状態となっている。後項第１項（ｅ−ｆ）は、対物レンズ７の半径方向シフトに伴う＋１次光５２のスポット位置移動及び分布の光量変化を検出することにより、対物レンズ７の半径方向シフトに比例したオフセット信号を発生するものである。また、後項第２項（ｇ−ｈ）も同様に−１次光５３のスポット位置移動及び分布の光量変化を検出することにより、対物レンズ７の半径方向シフトに比例したオフセット信号を発生するものである。後項の（ｅ−ｆ）＋（ｇ−ｈ）から得られるオフセット信号は、＋１次光５２及び−１次光５３の回折パターンが発生しない部分から検出しているため、波形１１１のようにプッシュプル信号成分をほとんど含んでおらず、ＤＣオフセットが加わった状態となっている。波形１１０と、波形１１１にＫ倍のゲイン１１３を加えたものとの減算処理を減算器１１４により行うことにより、波形１１２に示すようなＤＣオフセットがない良好なプッシュプル波形をトラッキングエラー信号として得ることができる。これにより、対物レンズ７の半径方向シフトがあった場合においても、トラッキングエラー信号のＤＣオフセットが発生しないようにすることが可能である。
【００３２】
次に、光ピックアップにおける光ビームの偏光状態に関して図８を用いて説明する。尚、図８の各構成部品に関しては、既に図１を用いて説明しているため、ここでは説明を省略する。図８において、半導体レーザ１から出射された光ビームは、図中矢印で示す紙面に平行は偏光方向（Ｐ偏光）になっている。半導体レーザ１の直前においてある２分の１波長板２を透過する際に、ほとんどが図中丸印で示す紙面に垂直な偏光方向成分（Ｓ偏光成分）で、わずかにＰ偏光成分を持つような直線偏光に約８５度光軸廻りに回転される。２分の１波長板２を出射した光ビームは、ＰＢＳプリズム３に至り、ほとんどの光ビームはＳ偏光であるため、ＰＢＳプリズム３で入射方向に対して９０度方向に反射される。光ビームの一部であるＰ偏光成分は、ＰＢＳプリズム３を透過し、フロントモニタ５に至る。
【００３３】
ＰＢＳプリズム３の反射膜において反射した光ビームは、Ｓ偏光のままコリメートレンズ４を透過し、４分の１波長板６に至る。４分の１波長板６においては、光ビームは円偏光に変換される。その後、対物レンズ７に入射した光ビームは、ディスク１１の記録面にて反射され、再び円偏光の状態で、対物レンズ７を経て４分の１波長板６に至る。４分の１波長板６を透過するとき、光ビームは往路とは直交する方向の偏光に変換される。すなわち、図中矢印で示した紙面に平行な偏光方向であるＰ偏光となる。その後、光ビームはコリメートレンズ４を経て、ＰＢＳプリズム３に入射する。ＰＢＳプリズム３では、Ｐ偏光の光ビームは１００％透過するため、検出レンズ１２を透過する際にも、偏光状態はＰ偏光のままである。  
検出レンズ１２の後には、２分の１波長板１３が光ビームの偏光方向を光軸廻りに２４度回転するように、その方位角を設定しているため、２分の１波長板１３を透過後の光ビームは、Ｐ偏光成分とＳ偏光成分の両方を有する直線偏光に光軸廻りに回転されることとなる。２分の１波長板１３を出射した光ビームは、偏光回折格子１４に入射するが、先述したように、偏光回折格子１４では、入射する光ビームのうち、Ｐ偏光成分を０次光として透過させ、Ｓ偏光成分を±１次光として回折させる。偏光回折格子１４を出射した０次光及び±１次光は、その偏光状態を維持したまま、平板１５を透過し、光検出器１６の所定の受光面に至る。
【００３４】
次に、２層ディスクを再生する場合の光ビームの状態について図９を用いて説明する。図９（ａ）は、２層ディスクを再生した場合の光ビームの状態を示しており、図９（ｂ）は、２層ディスク内での光ビームの状態を示した図である。尚、図９において、各光学部品の配置は先の図１で示した構成と同じであるので説明を省略する。
【００３５】
半導体レーザ１を出射した光ビームは、先に説明したのと同様に対物レンズ７にて光ディスク２２上の再生しようとする記録面２３に集光される。記録面２３を反射した光ビームは、図中の実線にて示すように往路と同じ光路の光ビームとなって、光検出器１６に到達する。ここで、２層ディスクは、２つの記録面２３及び記録面２４を有する光ディスクであり、対物レンズ７から見て手前側にある記録面２３は、所定量の光ビームを反射し、所定量の光ビームを透過させ記録面２４に導くような記録面特性に設定されている。そのため、記録面２３に光ビームを集光した場合においても、記録面２３を透過する光ビームが一定量必ず生じることとなる。記録面２３に集光したのちに記録面２３を透過する光ビームは、図中の点線にて示すように記録面２４にて全反射し、対物レンズ７を経てコリメートレンズ４に至る。実線で示した記録面２３を反射した光ビームに対して、この記録面２４を反射した光ビームは点線にて示すように光ビームの収束状態が異なることとなる。そのため、光検出器１６に到達する手前に一旦集光状態となり、光検出器１６上では光ビームの有効径が幾分大きくなっている。
【００３６】
図１０は２層ディスクを再生した場合の光検出器上でのスポットの状態を示した図である。図１０（ａ）は所望の記録面からの信号光のスポットを示しており、図１０（ｂ）は他の記録面からの反射光のスポットを追記して示している。図１０（ａ）において、光検出器内には、先に説明した受光領域７０、受光領域７１、受光領域７２が配置されており、これらの受光領域に対して、所望の記録面からの信号光が照射されるように光検出器１６は位置調整されており、受光領域７０には０次光５１が照射され、受光領域７１には＋１次光５２が照射され、受光領域７２には−１次信号光５３が照射されている。そのため、受光領域７０，７１，７２からの出力信号を演算することにより、非点収差法によるフォーカスエラー信号、ディファレンシャル・プッシュプル法と同様なトラッキングエラー信号を出力することが可能なことは先に説明した通りである。実施例１においては、偏光回折格子１４に対して所定の角度となるように直線偏光を入射させるために、０次光の信号光は図中右上がり斜線で示したＰ偏光であり、±１次光の信号光は左上がり斜線で示したＳ偏光であり、０次光と±１次光の偏光方向は互いに直交している状態である。
【００３７】
２層ディスクを再生する場合においては、先に説明したように、他層を反射した０次光からの戻り光５４が光検出器面上に照射される。この戻り光５４は、図１０（ｂ）に示したように、０次光の信号光に対して略同心円上にあり、その直径は受光領域７０のみならず受光領域７１及び受光領域７２を包含する程度に大きいものである。＋１次信号光５２に対して同じ受光領域７１に照射される戻り光５４は、光量としては同じ程度か数分の一程度であるがほとんど同じ光路長のため、戻り光５４と＋１次信号光が同じ偏光状態の組合せの場合、記録面２３と記録面２４の面間隔変動を要因として＋１次信号光と干渉を起こしてしまうこととなる。その場合、受光領域７１から得られるトラッキングエラー信号に干渉による変動が発生することとなる。本発明による実施例１においては、この戻り光５４の偏光方向はＰ偏光であり、＋１次信号光５２はＳ偏光である。そのため、戻り光５４は受光領域７１において、総光量をわずかに増加させるが、干渉による変動要因とはならないため、受光領域７１及び受光領域７２から出力可能なトラッキングエラー信号が干渉により変動することはない。
【００３８】
言い換えると、トラッキングエラー信号を生成する０次光と±１次光の偏光を互いに直交させ、その差信号によりトラッキング信号を生成するようにしているため、０次光と±１次光が互いに干渉することがなく、良好なトラッキングエラー信号を得ることが可能である。
【００３９】
次に図１１を用いて、従来の光ピックアップにおけるトラッキングエラー信号の変動について説明する。図１１において、波形１１０は、受光領域７０にて検出した信号より得られる０次光のプッシュプル信号である。波形１１５は、トラッキングエラー信号が他層からの戻り光５４の影響を受けて変動してしまう状態を示している。そのため、このような光ピックアップの構成においては、トラッキングエラー信号が波形１１６のように大きく変動してしまい、安定なサーボをかけることができなくなっていた。しかしながら、実施例１に示したような光ピックアップの構成とすることにより、図７に示したような良好はトラッキングエラー信号を得ることが可能である。
【実施例２】
【００４０】
次に、図１２及び図１３を用いて本発明の第２の実施例について説明する。図１２は実施例２における光検出器内の受光領域を示した図である。実施例２における光ピックアップの部品配置は、先に説明した図１のものと同じであり、光検出器内の同一の部品構成に関しては図６と同一番号を付与している。図１２においては、＋１次光５２及び−１次光５３が照射される位置に、受光領域７１及び受光領域７２の代わりに、ディスク半径方向あるいはレンズシフト時の光ビームの移動方向に沿って中央部分に隙間がある受光領域８１と受光領域８２が設けられている点が、図６と異なる点である。この受光領域８１は、長方形の形状をした受光面８３、８４、８５、８６から構成されており、受光面８３と受光面８６、受光面８４と受光面８５はそれぞれの１辺が接するような配置となっている。各受光面からの出力は、受光面８３は端子ｅ、受光面８４は端子ｆ、受光面８５は端子ｇ、受光面８６は端子ｈからそれぞれ出力される。また、受光領域８２は、受光領域８１と同様に長方形の形状をした受光面８７、８８、８９、９０から構成されており、受光面８７と受光面９０、受光面８８と受光面８９はそれぞれの１辺が接するような配置となっている。各受光面からの出力は、受光面８７は端子ｉ、受光面８８は端子ｊ、受光面８９は端子ｋ、受光面９０は端子ｌからそれぞれ出力される。
【００４１】
ここで、偏光回折格子１４にて回折した＋１次光の光ビーム５２が照射される受光領域８１の中央部分の隙間は、光ビーム５２のちょうど回折パターンが発生する部分が帯状に除かれるように受光面形状を設定してある。また、−１次光の光ビーム５３が照射される受光領域８２の中央部分の隙間は、光ビーム５３のちょうど回折パターンが発生する部分が帯状に除かれるように受光面形状を設定してある。
【００４２】
ここで、実施例２におけるフォーカスエラー信号及びトラッキングエラー信号の生成方法について説明する。フォーカスエラー信号は、実施例１と同様な構成で生成するため、説明を省略する。
【００４３】
一方、トラッキングエラー信号は、０次光５１、＋１次光５２、−１次光５３からそれぞれ得られる出力信号に対して、図６のようにＤＰＰ法と同様な下記の演算をすることにより得ることができる。
【００４４】
トラッキングエラー信号＝（（ａ＋ｂ）−（ｃ＋ｄ））−K＊（（（ｅ＋ｆ）−（ｇ＋ｈ））＋（（ｉ＋ｊ）−（ｋ＋ｌ）））
ここで、後項第１項（ｅ＋ｆ）−（ｇ＋ｈ）は、対物レンズ７の半径方向シフトに伴う＋１次光５２のスポット位置移動及び分布の光量変化を検出することにより、対物レンズ７の半径方向シフトに比例したオフセット信号を発生するものである。また、後項第２項（ｉ＋ｊ）−（ｋ＋ｌ）も同様に−１次光５３のスポット位置移動及び分布の光量変化を検出することにより、対物レンズ７の半径方向シフトに比例したオフセット信号を発生するものである。後項全体の（（ｅ＋ｆ）−（ｇ＋ｈ））＋（（ｉ＋ｊ）−（ｋ＋ｌ））から得られるオフセット信号は、＋１次光５２及び−１次光５３の回折パターンが発生しない部分から検出しているため、図７の波形１１１のようにプッシュプル信号成分をほとんど含んいない。そのため、実施例１と同様にＤＣオフセットがない良好なプッシュプル波形をトラッキングエラー信号として得ることができる。これにより、対物レンズ７の半径方向シフトがあった場合においても、トラッキングエラー信号のＤＣオフセットが発生しないようにすることが可能である。また、このような構成とすることにより、レンズシフト量が大きい場合においても、受光領域８１や受光領域８２から得られる信号にプッシュプル信号成分がもれ込むことはない。
【００４５】
図１３は２層ディスクを再生した場合の光検出器上でのスポットの状態を示した図である。図１３（ａ）は所望の記録面からの信号光のスポットを示しており、図１３（ｂ）は他の記録面からの反射光のスポットを追記して示している。図１３（ａ）において、光検出器内には、先に説明した受光領域７０、受光領域８１、受光領域８２が配置されており、これらの受光領域に対して、所望の記録面からの信号光が照射されるように光検出器１６は位置調整されており、受光領域７０にはＰ偏光の０次光５１が照射され、受光領域８１にはＳ偏光の＋１次光５２が照射され、受光領域８２にはＳ偏光の−１次信号光５３が照射されている。また、０次光と±１次光の偏光方向が互いに直交しているのは、実施例１と同じである。
【００４６】
２層ディスクを再生する場合においては、実施例１と同様に、他層を反射した０次光からの戻り光５４が光検出器面上に照射される。この戻り光５４は、図１３（ｂ）に示したように、０次光の信号光に対して略同心円上にあり、その直径は受光領域７０のみならず受光領域８１及び受光領域８２を包含する程度に大きいものである。しかしながら、実施例２においては、０次光の戻り光５４の偏光状態はＰ偏光であり、＋１次光５２及び−１次光５３の偏光状態はＳ偏光であるため、受光領域８１及び受光領域８２での総光量をわずかに増加させるが、干渉による変動要因とはならないため、受光領域８１及び受光領域８２から出力可能なトラッキングエラー信号が干渉により変動することはない。
【実施例３】
【００４７】
次に、本発明の実施例３について、図１４から図１６を用いて説明する。図１４は実施例３における偏光回折格子のパターンを示した図である。実施例３における光ピックアップの部品配置は、先に説明した図１のものと同じであり、光検出器内１６の同一の受光面に関しては図６と同一番号を付与している。図１４において、偏光回折格子２５の表面の中央部分には、ディスク半径方向と直交する方向に帯状に偏光回折格子領域２６が形成されており、その両側は格子溝がない領域２７及び領域２８となっている。ここで、偏光回折格子領域２６は、S偏光のみを約１００％回折させるものであり、P偏光は約１００％透過するようになっている。また、偏光回折格子領域２６の幅は、光ビーム５０のプッシュプル成分が発生する領域にかからない幅に設定されている。このような偏光回折格子とすることにより、光ビーム５０のP偏光成分は全領域で透過し、光ビーム５０のS偏光成分は偏光回折格子領域２６に入射する部分のみ回折され、格子溝がない領域２７及び領域２８の部分は透過することとなる。
【００４８】
次に光検出器の受光面パターンについて説明する。図１５は、実施例３における光検出器１６の受光面パターンを示したものである。光検出器１６上には、３つの受光領域７０、９１、９２が形成されており、受光領域７０を中心に受光領域９１と受光領域９２は互いに対象な位置に配置されている。実施例３における光ピックアップの部品配置は、先に説明した図１のものと同じであり、光検出器内の同一の部品構成に関しては図６と同一番号を付与している。図１５においては、偏光回折格子２５にて回折された＋１次光５５及び−１次光５３が照射される位置に、受光領域７１及び受光領域７２の代わりに、受光領域９１と受光領域９２が設けられている点が、図６と異なる点である。
【００４９】
受光領域７０については、図６と同様のため説明を省略する。受光領域９１は、２つの受光面９３、９４が上下に接するような構成となっている。各受光面からの出力は、受光面９３は端子ｅ、受光面９４は端子ｆからそれぞれ出力される。受光領域９２は、２つの受光面９５、９６が上下に接するような構成となっている。各受光面からの出力は、受光面９５は端子ｇ、受光面９６は端子ｈからそれぞれ出力される。
【００５０】
ここで、実施例３においては、偏光回折格子２５をそのまま透過した０次光の光ビーム５１が光検出器１６内の受光領域７０の中心付近に照射されており、偏光回折格子２５にて回折した＋１次光の光ビーム５５が受光領域９１の中心付近に照射され、−１次光の光ビーム５６が受光領域９２の中心付近に照射されるように設定している。
【００５１】
次に、実施例３におけるフォーカスエラー信号及びトラッキングエラー信号の生成方法について説明する。フォーカスエラー信号は、実施例１と同様な構成で生成するため、説明を省略する。
【００５２】
一方、トラッキングエラー信号は、０次光５１、＋１次光５５、−１次光５６からそれぞれ得られる出力信号に対して、図６のようにＤＰＰ法と同様な下記の演算をすることにより得ることができる。
【００５３】
トラッキングエラー信号＝（（ａ＋ｂ）−（ｃ＋ｄ））−K＊（（ｅ−ｆ）＋（ｇ−ｈ））
ここで、実施例３においては、後項第１項（ｅ−ｆ）にて、対物レンズ７の半径方向シフトに伴う＋１次光５５のスポット位置移動及び分布の光量変化を検出することにより、対物レンズ７の半径方向シフトに比例したオフセット信号を発生するものである。そのとき、＋１次光５５は光ビーム５０の回折パターンが発生しない中央部分から光ビームを回折させているため、プッシュプル信号成分がない信号となっている。また、後項第２項（ｇ−ｈ）も同様に−１次光５６のスポット位置移動及び分布の光量変化を検出することにより、対物レンズ７の半径方向シフトに比例したオフセット信号を発生するものである。＋１次光５６も光ビーム５０の回折パターンが発生しない中央部分から光ビームを回折させているため、プッシュプル信号成分がない信号となっている。そのため、上記演算式の後項全体の（（ｅ−ｆ）＋（ｇ−ｈ））から得られるオフセット信号は、図７の波形１１１のようにプッシュプル信号成分をほとんど含んでおらず、実施例１と同様にＤＣオフセットがない良好なプッシュプル波形をトラッキングエラー信号として得ることができる。
【００５４】
図１６は２層ディスクを再生した場合の光検出器上でのスポットの状態を示した図である。図１６（ａ）は所望の記録面からの信号光のスポットを示しており、図１６（ｂ）は他の記録面からの反射光のスポットを追記して示している。図１６（ａ）において、光検出器内には、先に説明した受光領域７０、受光領域９１、受光領域９２が配置されており、これらの受光領域に対して、所望の記録面からの信号光が照射されるように光検出器１６は位置調整されており、受光領域７０にはＰ偏光の０次光５１が照射され、受光領域９１にはＳ偏光の＋１次光５５が照射され、受光領域９２にはＳ偏光の−１次信号光５６が照射されている。また、０次光と±１次光の偏光方向が互いに直交しているのは、実施例１、実施例２と同じである。
【００５５】
２層ディスクを再生する場合においては、実施例１、実施例２と同様に、他層を反射した０次光からの戻り光５４が光検出器面上に照射される。この戻り光５４は、図１６（ｂ）に示したように、０次光の信号光に対して略同心円上にあり、その直径は受光領域７０のみならず受光領域９１及び受光領域９２を包含する程度に大きいものである。しかしながら、実施例３においては、０次光の戻り光５４の偏光状態はＰ偏光であり、＋１次光５５及び−１次光５６の偏光状態はＳ偏光であるため、受光領域９１及び受光領域９２での総光量をわずかに増加させるが、干渉による変動要因とはならないため、受光領域９１及び受光領域９２から出力可能なトラッキングエラー信号が干渉により変動することはない。
【実施例４】
【００５６】
次に、本発明の実施例４について、図１７から図１９を用いて説明する。図１７は実施例４における偏光回折格子のパターンを示した図である。実施例４における光ピックアップの部品配置は、先に説明した図１のものと同じであり、光検出器内１６の同一の受光面に関しては図６と同一番号を付与している。図１７において、偏光回折格子２９の表面の中央部分には、ディスク半径方向と直交する方向に２つの帯状の偏光回折格子領域３０及び偏光回折格子領域３１が形成されており、その両側にも偏光回折格子領域３２及び偏光回折格子領域３３が形成されている。
【００５７】
ここで、偏光回折格子領域３１から３３は、何れもS偏光のみを約１００％回折させるものであり、P偏光を約１００％透過する回折格子である。また、偏光回折格子領域３０と偏光回折領域３１は、中央付近で１辺を接するように配置されており、偏光回折格子領域３０と偏光回折格子領域３１の幅は、何れも光ビーム５０のプッシュプル成分が発生する領域にかからない幅に設定されている。このような偏光回折格子とすることにより、光ビーム５０のP偏光成分は全領域で透過し、光ビーム５０のS偏光成分は偏光回折格子領域３０から３３の４つの領域にてそれぞれ回折されることとなる。尚、偏光回折格子領域３０及び３１は、光検出器１６の受光面に光が照射されるよう回折格子の溝ピッチを設定してあり、偏光回折格子領域３２及び３３に関しては、光検出器１６の受光面に光が入射しないような回折角度となるように、格子溝ピッチが設定してある。
【００５８】
次に光検出器の受光面パターンについて説明する。図１８は、実施例４における光検出器１６の受光面パターンを示したものである。光検出器１６上には、３つの受光領域７０、９７、９８が形成されており、受光領域７０を中心に受光領域９７と受光領域９８は互いにほぼ対象な位置に配置されている。実施例４における光ピックアップの部品配置は、先に説明した図１のものと同じであり、光検出器内の同一の部品構成に関しては図６と同一番号を付与している。
【００５９】
図１８においては、偏光回折格子２９の領域３０にて回折された＋１次光５７及び偏光回折格子領域３１にて回折された＋１次光５８が照射される位置に、受光領域９７が配置され、偏光回折格子領域３０にて回折された−１次光５９及び偏光回折格子領域３１にて回折された−１次光６０が照射される位置に、受光領域９８が配置されている。
【００６０】
受光領域７０については、図６と同様のため説明を省略する。受光領域９７は、２つの受光面９９、１００が上下に並んだ構成となっている。各受光面からの出力は、受光面９９は端子ｅ、受光面１００は端子ｆからそれぞれ出力される。受光領域９８は、２つの受光面１０１、１０２が上下に並んだ構成となっている。各受光面からの出力は、受光面１０１は端子ｇ、受光面１０２は端子ｈからそれぞれ出力される。
【００６１】
ここで、実施例４においては、偏光回折格子２９をそのまま透過した０次光の光ビーム５１が光検出器１６内の受光領域７０の中心付近に照射されており、偏光回折格子領域３０にて回折された＋１次光５７が受光面９９に照射され、偏光回折格子領域３１にて回折された＋１次光５８が受光面１００に照射され、偏光回折格子領域３０にて回折された−１次光６０が受光面１０２に照射され、偏光回折格子領域３１にて回折された−１次光５９が受光面１０１に照射されている。
【００６２】
次に、実施例４におけるフォーカスエラー信号及びトラッキングエラー信号の生成方法について説明する。フォーカスエラー信号は、実施例１と同様な構成で生成するため、説明を省略する。
【００６３】
一方、トラッキングエラー信号は、０次光５１、＋１次光５７及び５８、−１次光６０及び５９からそれぞれ得られる出力信号に対して、図６のようにＤＰＰ法と同様な下記の演算をすることにより得ることができる。
【００６４】
トラッキングエラー信号＝（（ａ＋ｂ）−（ｃ＋ｄ））−K＊（（ｅ−ｆ）＋（ｈ−ｇ））
ここで、実施例４においては、後項第１項（ｅ−ｆ）にて、対物レンズ７の半径方向シフトに伴う＋１次光５７及び５８のスポット位置移動及び分布の光量変化を検出することにより、対物レンズ７の半径方向シフトに比例したオフセット信号を発生するものである。そのとき、＋１次光５７及び５８は光ビーム５０の回折パターンが発生しない中央部分から光ビームを回折させているため、プッシュプル信号成分がない信号となっている。また、後項第２項（ｈ−ｇ）も同様に−１次光６０及び５９のスポット位置移動及び分布の光量変化を検出することにより、対物レンズ７の半径方向シフトに比例したオフセット信号を発生するものである。−１次光６０及び５９も光ビーム５０の回折パターンが発生しない中央部分から光ビームを回折させているため、プッシュプル信号成分がない信号となっている。そのため、上記演算式の後項全体の（（ｅ−ｆ）＋（ｈ−ｇ））から得られるオフセット信号は、図７の波形１１１のようにプッシュプル信号成分をほとんど含んでおらず、実施例１と同様にＤＣオフセットがない良好なプッシュプル波形をトラッキングエラー信号として得ることができる。
【００６５】
図１９は２層ディスクを再生した場合の光検出器上でのスポットの状態を示した図である。図１９（ａ）は所望の記録面からの信号光のスポットを示しており、図１９（ｂ）は他の記録面からの反射光のスポットを追記して示している。図１９（ａ）において、光検出器内には、先に説明した受光領域７０、受光領域９７、受光領域９８が配置されており、これらの受光領域に対して、所望の記録面からの信号光が照射されるように光検出器１６は位置調整されている。受光領域７０にはＰ偏光の０次光５１が照射され、受光領域９７にはＳ偏光の＋１次光５７及び５８が照射され、受光領域９８にはＳ偏光の−１次光６０及び５９が照射されている。また、０次光と±１次光の偏光方向が互いに直交しているのは、実施例１から実施例３と同じである。
【００６６】
２層ディスクを再生する場合においては、実施例１から実施例３と同様に、他層を反射した０次光からの戻り光５４が光検出器面上に照射される。この戻り光５４は、図１９（ｂ）に示したように、０次光の信号光に対して略同心円上にあり、その直径は受光領域７０のみならず受光領域９７及び受光領域９８を包含する程度に大きいものである。しかしながら、実施例４においては、０次光の戻り光５４の偏光状態はＰ偏光であり、＋１次光５７及び５８と−１次光６０及び５９の偏光状態はＳ偏光であるため、受光領域９７及び受光領域９８での総光量をわずかに増加させるが、干渉による変動要因とはならないため、受光領域９７及び受光領域９８から出力可能なトラッキングエラー信号が干渉により変動することはない。
【実施例５】
【００６７】
次に、図２０を用いて実施例５を説明する。図２０は実施例５における２層ディスクを再生した場合の光検出器上でのスポットの状態を示した図であり、他の記録面からの反射光のスポットも記載してある。尚、実施例５における光ピックアップの部品配置は、先に説明した図１のものと同じであり、光検出器内の同一の部品構成に関しては図６と同一番号を付与している。図２０において、光検出器内には、先に説明した受光領域７０、受光領域１０３、受光領域１０４が配置されており、実施例５においては、受光領域１０３及び１０４が、受光領域７０に対して、図中の左右方向に配置されている点が、実施例１と異なる点である。これらの受光領域に対して、所望の記録面からの信号光が照射されるように光検出器１６は位置調整されている。受光領域７０にはＰ偏光の０次光５１が照射され、受光領域１０３にはＳ偏光の＋１次光６１が照射され、受光領域１０４にはＳ偏光の−１次光６２が照射されている。また、０次光と±１次光の偏光方向が互いに直交しているのは、実施例１と同じである。
【００６８】
２層ディスクを再生する場合においては、実施例１と同様に、他層を反射した０次光からの戻り光５４が光検出器面上に照射される。この戻り光５４は、図２０に示したように、０次光の信号光に対して略同心円上にあり、その直径は受光領域７０のみならず受光領域１０３及び受光領域１０４を包含する程度に大きいものである。しかしながら、実施例５においては、０次光の戻り光５４の偏光状態はＰ偏光であり、＋１次光６１と−１次光６２の偏光状態はＳ偏光であるため、受光領域１０３及び受光領域１０４での総光量をわずかに増加させるが、干渉による変動要因とはならないため、受光領域１０３及び受光領域１０４から出力可能なトラッキングエラー信号が干渉により変動することはない。
【００６９】
このような構成とすることにより、例えば半導体レーザの波長が変動した場合に、偏光回折格子１４にて回折される±１次光の回折角度が変化し、±１次光の照射位置がずれたとしても、受光領域１０３及び１０４から得られるプッシュプル信号が影響を受けることはない。
【実施例６】
【００７０】
次に、図２１を用いて実施例６を説明する。図２１は実施例６における２層ディスクを再生した場合の光検出器上でのスポットの状態を示した図であり、他の記録面からの反射光のスポットも記載してある。尚、実施例６における光ピックアップの部品配置は、先に説明した図１のものと同じであり、光検出器内の同一の部品構成に関しては図６と同一番号を付与している。図２１において、光検出器内には、先に説明した受光領域７０、受光領域７１が配置されており、実施例６においては、受光領域７１でのみ１次光の信号検出を行う点が、実施例１と異なる点である。これらの受光領域に対して、所望の記録面からの信号光が照射されるように光検出器１６は位置調整されている。受光領域７０にはＰ偏光の０次光５１が照射され、受光領域７１にはＳ偏光の＋１次光６１が照射されている。また、０次光と±１次光の偏光方向が互いに直交しているのは、実施例１と同じである。
【００７１】
２層ディスクを再生する場合においては、実施例１と同様に、他層を反射した０次光からの戻り光５４が光検出器面上に照射される。この戻り光５４は、図２１に示したように、０次光の信号光に対して略同心円上にあり、その直径は受光領域７０のみならず受光領域７１を包含する程度に大きいものである。しかしながら、実施例６においては、０次光の戻り光５４の偏光状態はＰ偏光であり、＋１次光６３と−１次光６４の偏光状態はＳ偏光であるため、受光領域７１の光量をわずかに増加させるが、干渉による変動要因とはならないため、受光領域７１から出力可能なトラッキングエラー信号が干渉により変動することはない。
【実施例７】
【００７２】
次に、本発明の実施例７について、図２２から図２４を用いて説明する。図２２は実施例７における偏光回折格子のパターンを示した図である。実施例７における光ピックアップの部品配置は、先に説明した図１のものと同じであり、光検出器内１６の同一の受光面に関しては図１５と同一番号を付与している。図２２において、偏光回折格子３４の表面の外側部分には、ディスク半径方向に沿って帯状に偏光回折格子領域３５と偏光回折領域３７が形成されており、その間の中央部分には格子溝がない領域３６となっている。ここで、偏光回折格子領域３５及び３７は、S偏光のみを約１００％回折させるものであり、P偏光は約１００％透過するようになっている。また、偏光回折格子領域３５及び３７の内側部分の幅位置は、光ビーム５０のプッシュプル成分が発生する領域にかからない幅に設定されている。このような偏光回折格子とすることにより、光ビーム５０のP偏光成分は全領域で透過し、光ビーム５０のS偏光成分は偏光回折格子領域３５及び３７と重なる部分のみ回折され、格子溝がない領域３６部分は透過することとなる。
【００７３】
次に光検出器の受光面パターンについて説明する。図２３は、実施例７における光検出器１６の受光面パターンを示したものである。光検出器１６上には、３つの受光領域７０、９１、９２が形成されており、図１５にて説明した構成と同様のため、ここでは説明を省略する。
【００７４】
ここで、実施例７においては、偏光回折格子３４をそのまま透過した０次光の光ビーム５１が光検出器１６内の受光領域７０の中心付近に照射されており、偏光回折格子領域３５にて回折した＋１次光の光ビーム６５及び偏光回折格子領域３７にて回折した＋１次光６６が受光領域９１に照射され、偏光回折格子領域３５にて回折した−１次光の光ビーム６７及び偏光回折格子領域３７にて回折した−１次光６８が受光領域９２の中心付近に照射されるように設定している。このような構成とすることにより、実施例３で説明したのと同様にフォーカスエラー信号及びトラッキングエラー信号の生成することが可能である。
【００７５】
図２４は２層ディスクを再生した場合の光検出器上でのスポットの状態を示した図である。図２４は所望の記録面からの信号光のスポットと、他の記録面からの反射光のスポットを示している。光検出器１６内には、先に説明した受光領域７０、受光領域９１、受光領域９２が配置されており、これらの受光領域に対して、所望の記録面からの信号光が照射されるように光検出器１６は位置調整されており、受光領域７０にはＰ偏光の０次光５１が照射され、受光領域９１にはＳ偏光の＋１次光６５及び６６が照射され、受光領域９２にはＳ偏光の−１次信号光６７及び６８が照射されている。また、０次光と±１次光の偏光方向が互いに直交しているのは、実施例１と同じである。
【００７６】
２層ディスクを再生する場合においては、実施例１と同様に、他層を反射した０次光からの戻り光５４が光検出器面上に照射される。この戻り光５４は、図２４に示したように、０次光の信号光に対して略同心円上にあり、その直径は受光領域７０のみならず受光領域９１及び受光領域９２を包含する程度に大きいものである。しかしながら、実施例７においては、０次光の戻り光５４の偏光状態はＰ偏光であり、＋１次光６５及び６６と−１次光６７及び６８の偏光状態はＳ偏光であるため、受光領域９１及び受光領域９２での総光量をわずかに増加させるが、干渉による変動要因とはならないため、受光領域９１及び受光領域９２から出力可能なトラッキングエラー信号が干渉により変動することはない。
【実施例８】
【００７７】
次に、図２５を用いて実施例８を説明する。図２５は実施例８における２層ディスクを再生した場合の光検出器上でのスポットの状態を示した図であり、他の記録面からの反射光のスポットも記載してある。尚、実施例８における光ピックアップの部品配置は、先に説明した図１のものと同じであり、光検出器内の同一の部品構成に関しては図１５と同一番号を付与している。図２０において、光検出器内には、先に説明した受光領域７０、受光領域９１、受光領域９２が配置されており、実施例８においては、受光領域９１及び９２が、受光領域７０に対して、図中の左右方向に配置されている点が、実施例７と異なる点である。これらの受光領域に対して、所望の記録面からの信号光が照射されるように光検出器１６は位置調整されている。受光領域７０にはＰ偏光の０次光５１が照射され、受光領域９１にはＳ偏光の＋１次光６５及び６６が照射され、受光領域９２にはＳ偏光の−１次光６７及び６８が照射されている。また、０次光と±１次光の偏光方向が互いに直交しているのは、実施例７と同じである。
【００７８】
２層ディスクを再生する場合においては、他層を反射した０次光からの戻り光５４が光検出器面上に照射されるが、実施例７と同様に、トラッキングエラー信号が干渉により変動することはない。
【００７９】
更に、このような構成とすることにより、例えば半導体レーザの波長が変動した場合に、偏光回折格子３４にて回折される±１次光の回折角度が変化し、±１次光の照射位置がずれたとしても、受光領域９１及び９２から得られるプッシュプル信号が影響を受けることはない。
【実施例９】
【００８０】
次に、実施例１から実施例８の光ピックアップを搭載した光ディスク装置について説明する。図２６に本実施例における光ピックアップを搭載した光ディスク装置の概略ブロック図を示す。光ピックアップ１７より検出された信号の一部は光ディスク判別回路１２１に送られる。光ディスク判別回路１２１における光ディスクの判別動作は、光ディスクの基板厚さが点灯している半導体レーザの発振波長に対応したものである場合と、異なる発振波長に対応したものである場合とを比較した場合に、光ピックアップ１７より検出された例えばフォーカスエラー信号振幅レベルが前者の場合に大きくなることを利用している。その判別結果はコントロール回路１２４に送られる。さらに、光ピックアップ１７により検出された検出信号の一部は、サーボ信号生成回路１２２あるいは情報信号検出回路１２３に送られる。サーボ信号生成回路１２２では、光ピックアップ１７で検出された各種信号から光ディスク１１あるいは２層ディスク２２に適したフォーカスエラー信号やトラッキングエラー信号を生成し、コントロール回路１２４に送る。一方、情報信号検出回路１２３では、光ピックアップ１７の検出信号から光ディスク１１あるいは２層ディスク２２に記録された情報信号を検出し再生信号出力端子へ出力する。コントロール回路１２４は、光ディスク判別回路１２１からの信号により光ディスク１１あるいは２層ディスク２２を設定し、それに対応してサーボ信号生成回路１２２にて生成された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、対物レンズ駆動信号をアクチュエータ駆動回路１２５に送る。この対物レンズ駆動信号によりアクチュエータ駆動回路１２５は、光ピックアップ１７内のアクチュエータ８を駆動し対物レンズ７の位置制御を行う。また、コントロール回路１２４は、アクセス制御回路１２６により光ピックアップ１７のアクセス方向位置制御を行い、スピンドルモータ制御回路１２７によりスピンドルモータ１３０を回転制御しディスク１１あるいは２層ディスク２２を回転させる。さらに、コントロール回路１２４は、レーザ点灯回路１２８を駆動することにより、光ピックアップ１７に搭載されている半導体レーザ１を光ディスク１１あるいは２層ディスク２２に応じて適宜点灯させ、光ディスク装置での記録再生動作を実現している。
【００８１】
ここで、光ピックアップから出力された信号から情報信号を再生する情報信号再生部と、情報信号再生部から出力された信号を出力する出力部とを備えることで光ディスクの再生装置を構成することが可能である。また、情報信号を入力する情報入力部と、情報入力部から入力された情報から光ディスクに記録する信号を生成し、光ピックアップに出力する記録信号生成部とを備えることで光ディスクの記録装置を構成することが可能である。
【００８２】
以上のように、上記の各実施例によれば、２層ディスクの再生時において、検出系に設けた偏光回折格子で生成した３つのビームにより、フォーカスエラー信号やトラッキングエラー信号を出力する光ピックアップにおいて、±１次信号光と、０次光の他層からの戻り光の偏光方向を直交することにより、戻り光による干渉の影響をなくし、フォーカスエラー信号やトラッキングエラー信号が変動しないようにすることができる。それにより、信頼性の高い光ピックアップ、光ディスク装置を実現することができる。
【００８３】
なお、本発明は上記の各実施例の偏光方向に限定されず、０次光をＳ偏光とし、±１次光をＳ偏光とすることが可能である。
【００８４】
また、０次光と+一次光の２つの光ビームを用いても本実施例と同様の構成とすることができることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【図１】実施例１における光ピックアップの構成を示す図である。
【図２】半導体レーザに搭載されているレーザチップ及び偏光に関する図である。
【図３】偏光回折格子における光ビームの回折状態を示す図である。
【図４】偏光回折格子に対する入射偏光角度と０次光及び±１次光の光量の関係を示した図である。
【図５】偏光回折格子のパターンについて示した図である。
【図６】光検出器の受光面パターンを示した図である。
【図７】トラッキングエラー信号の生成方法を示す図である。
【図８】光ピックアップにおける光ビームの偏光状態を示す図である。
【図９】２層ディスクを再生する場合の光ビームの状態について示す図である。
【図１０】２層ディスクを再生した場合の光検出器上でのスポットの状態を示した図である。
【図１１】従来の光ピックアップにおけるトラッキングエラー信号の変動を示す図である。
【図１２】実施例２における光検出器内の受光領域を示した図である。
【図１３】２層ディスクを再生した場合の光検出器上でのスポットの状態を示した図である。
【図１４】実施例３における偏光回折格子のパターンを示した図である。
【図１５】光検出器の受光面パターンを示した図である。
【図１６】２層ディスクを再生した場合の光検出器上でのスポットの状態を示した図である。
【図１７】実施例４における偏光回折格子のパターンを示した図である。
【図１８】光検出器の受光面パターンを示した図である。
【図１９】２層ディスクを再生した場合の光検出器上でのスポットの状態を示した図である。
【図２０】実施例５における２層ディスクを再生した場合の光検出器上でのスポットの状態を示した図である。
【図２１】実施例６における２層ディスクを再生した場合の光検出器上でのスポットの状態を示した図である。
【図２２】実施例７における偏光回折格子のパターンを示した図である。
【図２３】光検出器の受光面パターンを示した図である。
【図２４】２層ディスクを再生した場合の光検出器上でのスポットの状態を示した図である。
【図２５】実施例８における２層ディスクを再生した場合の光検出器上でのスポットの状態を示した図である。
【図２６】光ピックアップを搭載した光ディスク装置の概略ブロック図である。
【符号の説明】
【００８６】
１…半導体レーザ、２、１３…２分の１波長板、３…ＰＢＳプリズム、４…コリメータレンズ、６…４分の１波長板、７…対物レンズ、８…アクチュエータ、９…駆動コイル、１０…マグネット、１１…光ディスク、２２…２層ディスク、１２…検出レンズ、１３…２分の１波長板、１４…偏光回折格子、１５…平板、１６…光検出器、５…フロントモニタ、１７…光ピックアップ、５１…０次信号光、５２…＋１次信号光、５３…−１次信号光、５４…０次光の他層からの戻り光、７０、７１、７２…受光領域
【図１】
2008226293.tif 000003
【図２】
2008226293.tif 000004
【図３】
2008226293.tif 000005
【図４】
2008226293.tif 000006
【図５】
2008226293.tif 000007
【図６】
2008226293.tif 000008
【図７】
2008226293.tif 000009
【図８】
2008226293.tif 000010
【図９】
2008226293.tif 000011
【図１０】
2008226293.tif 000012
【図１１】
2008226293.tif 000013
【図１２】
2008226293.tif 000014
【図１３】
2008226293.tif 000015
【図１４】
2008226293.tif 000016
【図１５】
2008226293.tif 000017
【図１６】
2008226293.tif 000018
【図１７】
2008226293.tif 000019
【図１８】
2008226293.tif 000020
【図１９】
2008226293.tif 000021
【図２０】
2008226293.tif 000022
【図２１】
2008226293.tif 000023
【図２２】
2008226293.tif 000024
【図２３】
2008226293.tif 000025
【図２４】
2008226293.tif 000026
【図２５】
2008226293.tif 000027
【図２６】
2008226293.tif 000028