(57)【要約】【課題】フレネルレンズ状の非点収差生成素子を用い、±１次光によるＡＣ成分が大きく安定したトラッキング制御を行える光ピックアップ装置及び光ディスク装置を提供する。【解決手段】２つの波長のレーザ光を近接した位置から出射する光源１０と、光源１０からのレーザ光を回折する回折格子１２と、光ディスク２５からの反射光を検出する受光器１８と、フォーカス制御に用いられる光を生成するフレネルレンズ状の非点収差生成素子２１と、を備え、非点収差生成素子２１は、その中心を非点収差生成素子２１における２つの波長のレーザ光のいずれの中心ともずらして配置され、回折格子１２は、それらが形成された平面内で所定の方向に湾曲した形状を有して光ディスク２５の記録面２５ａへ入射する±１次の回折光の焦点位置を前後にずらし、受光器１８へ入射する±１次光の焦点位置の前後方向のずれを補正した。【選択図】図１
2008257811.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２つの波長のレーザ光を近接した位置から出射して対物レンズを介して光ディスクの記録面に集束させる光源と、
前記光源からのレーザ光を中央の０次光と両側の±１次光とに回折してトラッキング制御に用いられる光を生成する回折格子と、
前記光ディスクからの反射光を検出する受光器と、
前記反射光の光軸を含んで直交する一方の断面における前記反射光の焦点位置を前記受光器の前側とし他方の断面における前記反射光の焦点位置を前記受光器の後側として、フォーカス制御に用いられる光を生成するフレネルレンズ状の非点収差生成素子と、を備え、
前記非点収差生成素子は、その中心を前記非点収差生成素子における前記２つの波長のレーザ光のいずれの中心ともずらして配置され、
前記回折格子は、前記回折格子が形成された平面内で所定の方向に湾曲した形状を有して前記光ディスクの記録面へ入射する前記±１次光の焦点位置を前後にずらし、前記受光器へ入射する前記±１次光の焦点位置の前後方向のずれを補正したことを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項２】
前記所定の方向に湾曲した形状は、略同心円形状であることを特徴とする請求項１記載の光ピックアップ装置。
【請求項３】
前記回折格子は、一方の波長の前記レーザ光のみを回折し前記所定の方向に湾曲した形状を有する第１の回折格子と、他方の波長の前記レーザ光のみを回折し前記所定の方向に湾曲した形状を有する第２の回折格子と、を直列に配置したことを特徴とする請求項１記載の光ピックアップ装置。
【請求項４】
前記回折格子は、１つの回折格子で前記２つの波長のレーザ光をいずれも回折することを特徴とする請求項１記載の光ピックアップ装置。
【請求項５】
前記回折格子は、中央領域と前記中央領域の一方の側に隣接する第１周辺領域と前記第１周辺領域とは反対側に隣接する第２周辺領域とを有し、前記中央領域の回折格子位相は、前記第１周辺領域の回折格子位相に対してほぼ＋９０度、前記第２周辺領域の回折格子位相に対してほぼ−９０度異なることを特徴とする請求項４記載の光ピックアップ装置。
【請求項６】
前記回折格子は、前記２つのレーザ光のうち一方の波長のレーザ光のみを回折することを特徴とする請求項１記載の光ピックアップ装置。
【請求項７】
前記光ディスクからの反射光のうち他方の波長の前記レーザ光のみをトラッキング制御に用いられる光に分離するトラッキング領域を有するホログラムを備えたことを特徴とする請求項６記載の光ピックアップ装置。
【請求項８】
前記非点収差生成素子は、その中心を前記非点収差生成素子における前記２つの波長のレーザ光の中心間のほぼ中間に配置されたことを特徴とする請求項１記載の光ピックアップ装置。
【請求項９】
２つの波長のレーザ光を近接した位置から出射して対物レンズを介して光ディスクの記録面に集束させる光源と、
前記光源からのレーザ光を中央の０次光と両側の±１次光とに回折してトラッキング制御に用いられる光を生成する回折格子と、
前記光ディスクからの反射光を検出する受光器と、
前記反射光の光軸を含んで直交する一方の断面における前記反射光の焦点位置を前記受光器の前側とし他方の断面における前記反射光の焦点位置を前記受光器の後側として、フォーカス制御に用いられる光を生成するフレネルレンズ状の非点収差生成素子と、を備え、
前記非点収差生成素子は、その中心を前記非点収差生成素子における前記２つの波長のレーザ光のいずれの中心ともずらして配置され、
前記回折格子は、前記回折格子が形成された平面内で所定の方向に湾曲した形状を有して前記光ディスクの記録面へ入射する前記±１次光の焦点位置を前後にずらし、前記受光器へ入射する前記±１次光の焦点位置の前後方向のずれを補正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】
【０００１】
本発明は、パーソナルコンピュータ、ノートブック型コンピュータ等の電子機器に搭載される光ピックアップ装置及び光ディスク装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、パーソナルコンピュータ、ノートブック型コンピュータ等の電子機器は小型化が推し進められてきて、それらに搭載される光ピックアップ装置及び光ディスク装置も小型化が進められてきた。
【０００３】
図２５は従来の光ピックアップ装置の光学系における主要部分の構成図である。光源１０１はＤＶＤ用の波長λ１＝約６５０ｎｍのレーザ光とＣＤ用の波長λ２＝約７８０ｎｍのレーザ光を光ディスク１０６に向けて出射する。回折素子１０２は、波長λ１のレーザ光を中央の０次光と両側の±１次光とに回折する第１の回折格子１０２ａと波長λ２のレーザ光を中央の０次光と両側の±１次光とに回折する第２の回折格子１０２ｂとを直列に配置する。回折された光はトラッキング制御に用いられる。プリズム１０３は光学ガラス等で形成され、内部にビームスプリッタ１０４が形成された斜面を有する。ビームスプリッタ１０４は、偏光分離膜で構成され、光源１０１から出射され、光ディスク１０６に向かうレーザ光を透過するが、光ディスク１０６で反射されたレーザ光を反射する性質を有する。対物レンズ１０５は光ディスク１０６の記録面にレーザ光を集束させる。光ディスク１０６はＤＶＤやＣＤである。検出レンズ１０７は非点収差生成素子である。検出レンズ１０７は、いわゆる円柱レンズ、円筒レンズの形状をしており、光軸を含んで直交する２つの断面における焦点位置が異なる。受光器１０８は光ディスク１０６からの反射光を受光する光検出部１０９を有する。
【０００４】
光源１０１から出射された波長λ１のレーザ光及び波長λ２のレーザ光は、ビームスプリッタ１０４を透過し、光ディスク１０６に入射する。光ディスク１０６で反射されたレーザ光は、ビームスプリッタ１０４で反射され、検出レンズ１０７に入射し、さらに受光器１０８に入射する。
【０００５】
図２６（ａ）は従来の検出レンズの説明図、図２６（ｂ）は光ディスクが近い場合のスポットの状態を示す図、図２６（ｃ）は光ディスクが遠い場合のスポットの状態を示す図である。図２６（ａ）において、検出レンズ１０７は、上下方向の断面は受光器１０８に入射する前に焦点を結び、左右方向の断面は焦点を結ぶ前に受光器１０８に入射するような焦点を有する。すなわち、受光器１０８は２つの焦点の中間に配置される。受光器１０８上のスポット１１０の形状はほぼ円形である。図２６（ｂ）に示すように、光ディスク１０６が光ピックアップ装置に近い場合、受光器１０８におけるレーザ光のスポット１１０は左右方向に長くなる。一方、図２６（ｃ）に示すように、光ディスク１０６が光ピックアップ装置から遠い場合、スポット１１０は上下に長い形状になる。Ａ〜Ｄの光検出部１０９を十字に配置し、フォーカスエラー信号ＦＥＳ＝（Ａ＋Ｃ）−（Ｂ＋Ｄ）を演算させることにより、フォーカス制御用の信号を得ることができる。すなわち、光ディスク１０６が近い場合はフォーカスエラー信号ＦＥＳ＞０となり、光ディスク１０６が遠い場合はフォーカスエラー信号ＦＥＳ＜０となり、光ディスク１０６の位置がわかる。実際の使用に当たっては、検出レンズ１０７を４５度程度傾け、光検出部１０９も４５度程度傾け、スポット１１０の形状が斜め４５度方向に細長くなるようにすることが多い。
【０００６】
図２７は、従来の受光器における光検出部の配置図である。Ａ〜Ｄの光検出部１０９に波長λ１の０次光のレーザ光が入射する。Ｅ〜Ｈの光検出部１０９に波長λ１の±１次光のレーザ光の一方が、Ｉ〜Ｌの光検出部１０９に波長λ１の±１次光のレーザ光の他方が入射する。また、ａ〜ｄの光検出部１０９に波長λ２のレーザ光の０次光が入射する。ｅ・ｇの光検出部１０９に波長λ２のレーザ光の一方が、ｆ・ｈの光検出部１０９に波長λ２のレーザ光の他方が入射する。
【０００７】
（特許文献１）においては、さらに、ビームスプリッタ１０４と検出レンズ１０７との間に光ディスク１０６からの反射光のうち中心部分の強度を低下させる光学部材を設け、フォーカス制御用の信号にトラック横断信号の混入を低減した。
【０００８】
また、（特許文献２）は、第１、第２の回折格子１０２ａ、１０２ｂの格子幅の比を変化させて、（特許文献３）は、第１、第２の回折格子１０２ａ、１０２ｂの格子間隔を不等間隔として、光源１０１から出射されたレーザ光が持つ非点収差を補正しようとしたものである。
【特許文献１】特開平６−３０９６８７号公報
【特許文献２】特開昭６２−１５７００２号公報
【特許文献３】特開平２−１４９９４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
光ピックアップ装置及び光ディスク装置の小型化をさらに推し進めるために、プリズムの内部にもう１つ斜面を設け、その斜面に非点収差生成素子として機能するフレネルレンズ状の反射ミラーを設けた。そして検出レンズを廃止した。
【００１０】
ところが、受光器で生成されるトラッキング制御用の信号のうち、Ｅ〜Ｈ、Ｉ〜Ｌ、ｅ・ｇ、ｆ・ｈの光検出部に入射する±１次光によるＡＣ成分が小さく、安定したトラッキング制御が得られにくいという問題が発生した。これは従来の検出レンズを用いた場合には発生せず、フレネルレンズ状の非点収差生成素子を用いた場合に発生する。
【００１１】
本発明は、上記課題を解決するもので、フレネルレンズ状の非点収差生成素子を用い、±１次光によるＡＣ成分を大きくして、安定したトラッキング制御を行え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を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するために、本発明は、２つの波長のレーザ光を近接した位置から出射して対物レンズを介して光ディスクの記録面に集束させる光源と、前記光源からのレーザ光を中央の０次光と両側の±１次光とに回折してトラッキング制御に用いられる光を生成する回折格子と、前記光ディスクからの反射光を検出する受光器と、前記反射光の光軸を含んで直交する一方の断面における前記反射光の焦点位置を前記受光器の前側とし他方の断面における前記反射光の焦点位置を前記受光器の後側として、フォーカス制御に用いられる光を生成するフレネルレンズ状の非点収差生成素子と、を備え、前記非点収差生成素子は、その中心を前記非点収差生成素子における前記２つの波長のレーザ光のいずれの中心ともずらして配置され、前記回折格子は、前記回折格子が形成された平面内で所定の方向に湾曲した形状を有して前記光ディスクの記録面へ入射する前記±１次光の焦点位置を前後にずらし、前記受光器へ入射する前記±１次光の焦点位置の前後方向のずれを補正したことを特徴とする光ピックアップ装置とした。
【００１３】
２つの波長のレーザ光を近接して配置した場合、各々のレーザ光が光ディスクの記録面で反射した反射光の０次光の双方を、非点収差生成素子の中心に合わせることはできない。この場合、各々の反射光の０次光を、非点収差生成素子の中心からずれた位置に合わせると、各々の反射光の±１次光もずれた位置を通過することになり、受光器との関係で所望の位置からずれた位置で焦点を結ぶようになる。その結果、正確なサーボ信号を生成できなくなる。
【００１４】
本発明によると、非点収差生成素子の中心からずれた位置に、反射光の０次光の中心を合わせた場合であっても、所定の方向に湾曲した形状を有する回折格子を用いて、光ディスクの記録面に向かう±１次光が焦点を結ぶ位置を記録面からずらしたので、反射光の±１次光は受光器との関係で所定位置に焦点を結ぶようにすることができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明は、回折格子が受光器に入射する±１次光の焦点位置の前後方向のずれを補正し、反射光の±１次光が受光器との関係で所定位置に焦点を結ぶようにするため、トラッキング制御における±１次光のＡＣ成分を大きくすることができる。よって、トラッキング制御を安定して行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明の請求項１の発明は、２つの波長のレーザ光を近接した位置から出射して対物レンズを介して光ディスクの記録面に集束させる光源と、光源からのレーザ光を中央の０次光と両側の±１次光とに回折してトラッキング制御に用いられる光を生成する回折格子と、光ディスクからの反射光を検出する受光器と、反射光の光軸を含んで直交する一方の断面における反射光の焦点位置を受光器の前側とし他方の断面における反射光の焦点位置を受光器の後側として、フォーカス制御に用いられる光を生成するフレネルレンズ状の非点収差生成素子と、を備え、非点収差生成素子は、その中心を非点収差生成素子における２つの波長のレーザ光のいずれの中心ともずらして配置され、回折格子は、回折格子が形成された平面内で所定の方向に湾曲した形状を有して光ディスクの記録面へ入射する±１次光の焦点位置を前後にずらし、受光器へ入射する±１次光の焦点位置の前後方向のずれを補正した光ピックアップ装置である。
【００１７】
２つの波長のレーザ光を近接して配置した場合、各々のレーザ光が光ディスクの記録面で反射した反射光の０次光の双方を、非点収差生成素子の中心に合わせることはできない。この場合、各々の反射光の０次光を、非点収差生成素子の中心からずれた位置に合わせると、各々の反射光の±１次光もずれた位置を通過することになり、受光器との関係で所望の位置からずれた位置で焦点を結ぶようになる。その結果、正確なサーボ信号を生成できなくなる。
【００１８】
非点収差生成素子の中心からずれた位置に、反射光の０次光の中心を合わせた場合であっても、所定の方向に湾曲した形状を有する回折格子を用いて、光ディスクの記録面に向かう±１次光が焦点を結ぶ位置を記録面からずらしたので、反射光の±１次光は受光器との関係で所定位置に焦点を結ぶようにすることができる。回折格子が受光器に入射する±１次光の焦点位置の前後方向のずれを補正し、反射光の±１次光が受光器との関係で所定位置に焦点を結ぶようにするため、トラッキング制御における±１次光のＡＣ成分を大きくすることができる。よって、トラッキング制御を安定して行うことができる。
【００１９】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、所定の方向に湾曲した形状は、略同心円形状である光ピックアップ装置である。
【００２０】
光ディスクの記録面に集束する±１次光の一方の焦点位置を奥側に、他方の焦点位置を手前側にすることができる。
【００２１】
請求項３の発明は、請求項１の発明において、回折格子は、一方の波長のレーザ光のみを回折し所定の方向に湾曲した形状を有する第１の回折格子と、他方の波長のレーザ光のみを回折し所定の方向に湾曲した形状を有する第２の回折格子と、を直列に配置した光ピックアップ装置である。
【００２２】
一方の波長に適切な第１の回折格子と他方の波長に適切な第２の回折格子を用いるため、それぞれの波長に対して安定したトラッキング制御を行うことができる。
【００２３】
請求項４の発明は、請求項１の発明において、回折格子は、１つの回折格子で２つの波長のレーザ光をいずれも回折する光ピックアップ装置である。
【００２４】
１つの回折格子で２つの波長のレーザ光を回折させることができ、部品数が少なく、また、回折格子を製造する工程数も少ないので、光ピックアップ装置を安価に製造することができる。
【００２５】
請求項５の発明は、請求項４の発明において、回折格子は、中央領域と中央領域の一方の側に隣接する第１周辺領域と第１周辺領域とは反対側に隣接する第２周辺領域とを有し、中央領域の回折格子位相は、第１周辺領域の回折格子位相に対してほぼ＋９０度、第２周辺領域の回折格子位相に対してほぼ−９０度異なる光ピックアップ装置である。
【００２６】
０次光と±１次光とを光ディスクの記録面の同じトラック上に配列してトラッキング制御に用いられる信号を導出することができる。そのため、１つの回折格子で２つの波長のレーザ光を回折させることができ、部品数が少なく、また、回折格子を製造する工程数も少ないので、光ピックアップ装置を安価に製造することができる。
【００２７】
請求項６の発明は、請求項１の発明において、回折格子は、前記２つのレーザ光のうち一方の波長のレーザ光のみを回折する光ピックアップ装置である。
【００２８】
回折格子の設計が容易であり、また回折格子を製造する工程数が少ないので、容易に回折格子を製造することができる。
【００２９】
請求項７の発明は、請求項６の発明において、光ディスクからの反射光のうち他方の波長のレーザ光のみをトラッキング制御に用いられる光に分離するトラッキング領域を有するホログラムを備えた光ピックアップ装置である。
【００３０】
一方の波長のレーザ光においてトラッキング制御に用いられる光を回折格子から生成し、他方の波長のレーザ光においてトラッキング制御に用いられる光をホログラムから生成できる。したがって、２つの波長のいずれのレーザ光もトラッキング制御に用いられる光が生成できる。そのため、回折格子は、その設計が容易であり、その工程数も少なく、容易に製造できる。
【００３１】
請求項８の発明は、請求項１の発明において、非点収差生成素子は、その中心を非点収差生成素子における２つの波長のレーザ光の中心間のほぼ中間に配置された光ピックアップ装置である。
【００３２】
非点収差生成素子の中心とレーザ光の中心との距離による影響は、レーザ光の波長にあまりよらない。非点収差生成素子の中心と２つの波長のレーザ光の中心との距離が、同程度に近いため、安定したフォーカス制御とすることができる。
【００３３】
請求項９の発明は、２つの波長のレーザ光を近接した位置から出射して対物レンズを介して光ディスクの記録面に集束させる光源と、光源からのレーザ光を中央の０次光と両側の±１次光とに回折してトラッキング制御に用いられる光を生成する回折格子と、光ディスクからの反射光を検出する受光器と、反射光の光軸を含んで直交する一方の断面における反射光の焦点位置を受光器の前側とし他方の断面における反射光の焦点位置を受光器の後側として、フォーカス制御に用いられる光を生成するフレネルレンズ状の非点収差生成素子と、を備え、非点収差生成素子は、その中心を非点収差生成素子における２つの波長のレーザ光のいずれの中心ともずらして配置され、回折格子は、回折格子が形成された平面内で所定の方向に湾曲した形状を有して光ディスクの記録面へ入射する±１次光の焦点位置を前後にずらし、受光器へ入射する±１次光の焦点位置の前後方向のずれを補正した光ディスク装置である。
【００３４】
２つの波長のレーザ光を近接して配置した場合、各々のレーザ光が光ディスクの記録面で反射した反射光の０次光の双方を、非点収差生成素子の中心に合わせることはできない。この場合、各々の反射光の０次光を、非点収差生成素子の中心からずれた位置に合わせると、各々の反射光の±１次光もずれた位置を通過することになり、受光器との関係で所望の位置からずれた位置で焦点を結ぶようになる。その結果、正確なサーボ信号を生成できなくなる。
【００３５】
非点収差生成素子の中心からずれた位置に、反射光の０次光の中心を合わせた場合であっても、所定の方向に湾曲した形状を有する回折格子を用いて、光ディスクの記録面に向かう±１次光が焦点を結ぶ位置を記録面からずらしたので、反射光の±１次光は受光器との関係で所定位置に焦点を結ぶようにすることができる。回折格子が受光器に入射する±１次光の焦点位置の前後方向のずれを補正し、反射光の±１次光が受光器との関係で所定位置に焦点を結ぶようにするため、トラッキング制御における±１次光のＡＣ成分を大きくすることができる。よって、トラッキング制御を安定して行うことができる。
【００３６】
（実施の形態１）
本実施の形態１について、図面を参照しながら説明する。
【００３７】
図１は本実施の形態１の光ピックアップ装置の光学系の構成図である。また、図２は本実施の形態１の回折格子の簡単な上面図、図３は本実施の形態１の非点収差生成素子とスポットの簡単な説明図、図４（ａ）は本実施の形態１の受光器上における一方の±１次光の焦点位置の簡単な説明図、図４（ｂ）は受光器上における一方の±１次光のスポット形状の簡単な説明図、図４（ｃ）は受光器上における０次光の焦点位置の簡単な説明図、図４（ｄ）は受光器上における０次光のスポット形状の簡単な説明図、図４（ｅ）は受光器上における他方の±１次光の焦点位置の簡単な説明図、図４（ｆ）は受光器上における他方の±１次光のスポット形状の簡単な説明図、図５は本実施の形態１の光ディスクの記録面への入射光を示す簡単な説明図である。
【００３８】
図１において、光源１０は、ＤＶＤ用の波長λ１＝約６５０ｎｍのレーザ光とＣＤ用の波長λ２＝約７８０ｎｍのレーザ光を近接した位置から光ディスク２５に向けて出射する。２つの波長のレーザ光の出射位置の間隔は約１１０μｍである。本実施の形態１では、波長λ１のレーザ光の出射位置と波長λ２のレーザ光の出射位置とは、光ディスク２５の面にほぼ平行に並ぶように配置した。また、出射するレーザ光は、Ｂｌｕ−ｒａｙ  ＤｉｓｃやＨＤ−ＤＶＤに用いられる波長λ３＝約４０５ｎｍのレーザ光と組み合わせても構わない。
【００３９】
回折素子１１は、第１の回折格子１２ａと第２の回折格子１２ｂとが直列に配置される回折格子１２を有する。第１の回折格子１２ａは、波長λ１のレーザ光を０次光と±１次光とに回折し、波長λ２のレーザ光をそのまま通過する。第２の回折格子１２ｂは、波長λ２のレーザ光を０次光と±１次光に回折し、波長λ１のレーザ光をそのまま通過する。回折された０次光と±１次光とはトラッキング制御に用いられる。第１の回折格子１２ａは、第１の回折格子１２ａが形成された平面内で所定の方向に湾曲した形状を有する。図２に示すように第２の回折格子１２ｂは、第２の回折格子１２ｂが形成された平面内で所定の方向に湾曲した形状を有する。
【００４０】
プリズム１３は、内部に斜面１３ａ、１３ｂを有する。斜面１３ａにはビームスプリッタ２０が形成される。本実施の形態１において、ビームスプリッタ２０は、往路光である光源１０から出射されたレーザ光を光ディスク２５に向けて透過し、復路光である光ディスク２５で反射されたレーザ光を受光器１８に向けて反射させる。ビームスプリッタ２０は誘電体多層膜の偏光分離膜で構成される。
【００４１】
斜面１３ｂには非点収差生成素子２１が形成される。非点収差生成素子２１は、非点収差生成素子２１から出射される光の光軸を含んで直交する２つの断面における焦点位置を異ならせる素子である。一方の断面における出射光の焦点位置を受光器１８の前側とし他方の断面における反射光の焦点位置を受光器１８の後側となるように受光器１８を配置する。非点収差生成素子２１は、段差と輪帯で構成されるフレネルレンズ状の反射ミラーとした。
【００４２】
波長板１４は、偏光の方向を変換する。直線偏光である光源１０から出射されたレーザ光を円偏光に変換し、円偏光である光ディスク２５で反射された復路のレーザ光を往路のレーザ光とは９０度ずれた直線偏光に変換する。波長板１４の働きにより、ビームスプリッタ２０にて往路光を透過させ、復路光を反射させることができるようになる。
【００４３】
コリメートレンズ１５は、発散光である往路光を略平行光に変換し、平行光である復路光を集束光に変換する。
【００４４】
立ち上げミラー１６は、光ディスク２５の面にほぼ平行だった往路光を光ディスク２５の面にほぼ直角となるように方向を変える反射ミラーである。立ち上げミラー１６の表面には偏光分離膜が形成されており、往路光の一部を透過させて第２受光器１９に向かわせる。
【００４５】
対物レンズ１７は、平行光であった往路光を光ディスク２５の記録面２５ａに集束するように変換するレンズである。
【００４６】
受光器１８は、光源１０から出射され、光ディスク２５で反射されたレーザ光を検出する。受光器１８は、図４に示すような実際に光を受ける光検出部１８ａを有する。受光器１８は、フォーカス制御に用いられる信号、トラッキング制御に用いられる信号、光ディスク２５の記録面２５ａに記録された情報の再生に用いられる信号等が生成されて出力される。
【００４７】
第２受光器１９は、光源１０から出射されたレーザ光を検出する。第２受光器１９から出力された信号は、光源１０から出射されるレーザ光の出力の制御に用いられる。
【００４８】
光ディスク２５は、ＤＶＤやＣＤ等である。波長λ３のレーザ光を出射する光源１０を用いる場合は、Ｂｌｕ−ｒａｙ  ＤｉｓｃやＨＤ−ＤＶＤを含んでも構わない。
【００４９】
図３に示すように、光源１０において出射する位置が異なるために、非点収差生成素子２１に入射する波長λ１のレーザ光の中心４１と波長λ２のレーザ光の中心４２とは異なった位置となる。±１次光は０次光を中心として点対称の位置にあるため、レーザ光の中心４１、４２と０次光の中心４１ａ、４２ａとは一致する。非点収差生成素子２１における波長λ１のレーザ光の中心４１と波長λ２のレーザ光の中心４２との間隔は約１００μｍである。
【００５０】
フレネルレンズ状の非点収差生成素子２１の中心４０とレーザ光の中心４１、４２との間隔が１００μｍ程度離れると、フォーカス制御が不安定になり、使いづらくなる。この現象は、フレネルレンズ状の非点収差生成素子２１に特有なものである。フレネルレンズ状でない通常のレンズや反射ミラーで構成された非点収差生成素子では１００μｍ程度では、使いづらくなるほどフォーカス制御が不安定になることはない。また、この現象は、波長λ１のレーザ光に対しても波長λ２のレーザ光に対しても、同程度に作用する。したがって、フレネルレンズ状の非点収差生成素子２１の中心４０をレーザ光の中心４１、４２のどちらか一方の位置に合わせることは困難である。よって、非点収差生成素子２１は、その中心４０を非点収差生成素子２１における２つの波長のレーザ光のいずれの中心４１、４２ともずらして配置される。
【００５１】
図４において、非点収差生成素子２１を通過したレーザ光の光軸を含む２つの直交する断面のうち一方の断面において０次光は、受光器１８の手前で焦点５２に集束し、受光器１８に入射する。また、±１次光も受光器１８の手前で焦点５４に集束し、受光器１８に入射する。他方の断面において０次光は、受光器１８の奥側の焦点５３に集束するように受光器１８に入射する。また、±１次光も受光器１８の奥側の焦点５５に集束するように受光器１８に入射する。そのために、０次光のスポット５０も±１次光のスポット５１も受光器１８の光検出部１８ａ上では実線で示すようにほぼ円形に近いスポット形状となる。
【００５２】
ところが、非点収差生成素子２１の中心４０と波長λ２のレーザ光の中心４２の位置とをずらして配置すると、非点収差生成素子２１における±１次光のスポット４６、４６は、非点収差生成素子２１の中心４０を中心とした点対称の位置ではなくなってしまう。そのため、±１次光の一方の焦点５４、５５は図４（ａ）の破線で示すように光ディスク２５に近づき、他方の焦点５４、５５は図４（ｅ）の破線で示すように光ディスク２５から遠ざかる。０次光の焦点５２、５３の位置は図４（ｃ）のようにあまり変わらない。それに伴い、０次光のスポット５０の形状は図４（ｄ）のようにあまり変わらないが、±１次光のスポット５１の形状は図４（ｂ）、図４（ｆ）の破線に示すように、光ディスク２５の記録面２５ａで焦点が合っているのにもかかわらず、細長い楕円形状となる。その影響でトラッキング制御において、±１次光から得られる信号のＡＣ成分が減少し、トラッキング制御が不安定になることがある。波長λ２のレーザ光について説明したが、波長λ１のレーザ光についても同様である。
【００５３】
図２に示すように、波長λ２のレーザ光を０次光と±１次光とに回折し波長λ１のレーザ光をそのまま透過する第２の回折格子１２ｂは、第２の回折格子１２ｂが形成された平面内で所定の方向に湾曲した形状を有する。通常の湾曲しない直線状の形状を有する回折格子の場合、光ディスク２５において、０次光が記録面２５ａに集束すると±１次光も記録面２５ａに集束する。湾曲した形状を有する第２の回折格子１２ｂの場合、図５に示すように、０次光は記録面２５ａに集束し、±１次光の一方は、記録面２５ａの手前側で集束してから記録面２５ａに入射する。±１次光の他方は、記録面２５ａの奥側で集束するように記録面２５ａに入射する。図５では、＋１次光が記録面２５ａの手前で集束し、−１次光が記録面２５ａの奥側で集束するようにしたが、逆でも構わない。
【００５４】
記録面２５ａの手前側で集束して記録面２５ａで反射した光は、記録面２５ａの奥側から出射された発散光と等価である。光ディスク２５の記録面２５ａの奥側で出射されたレーザ光は受光器１８に入射する光の焦点５４、５５の位置を光ディスク２５に近づく側にずらす。記録面２５ａの手前側で集束して記録面２５ａで反射した光を、図４（ｅ）のような非点収差生成素子２１の焦点５４、５５が光ディスク２５から遠ざかってしまう側に入射させる。すると、焦点５４、５５は実線で示すように光ディスク２５に近づき、スポット５１の形状は図４（ｆ）の実線で示すように円形状に近づく。
【００５５】
逆に記録面２５ａの奥側で集束するように記録面２５ａで反射した光は、記録面２５ａの手前側から出射された発散光と等価である。光ディスク２５の記録面２５ａの手前側で出射されたレーザ光は受光器１８に入射する光の焦点５４、５５の位置を光ディスク２５から遠ざかる側にずらす。記録面２５ａの奥側で集束するように記録面２５ａで反射した光を、図４（ａ）のような非点収差生成素子２１の焦点５４、５５が光ディスク２５に近づいてしまう側に入射させる。すると、焦点５４、５５は実線で示すように光ディスク２５から遠ざかり、スポット５１の形状は図４（ｂ）の実線で示すように円形状に近づく。
【００５６】
このように本実施の形態１の光ピックアップ装置は、図４（ｂ）、図４（ｆ）に示すように、第２の回折格子１２ｂが受光器１８に入射する±１次光の焦点５４、５５の位置の前後方向のずれを補正し、反射光の±１次光が受光器１８との関係で所定位置５４、５５に焦点を結ぶようにする。したがって、受光器１８上の±１次光のスポット５１の形状を円形状にすることができる。そのため、±１次光から得られるトラッキング制御に用いられる信号のＡＣ成分を大きくすることができ、安定したトラッキング制御を行うことができる。波長λ２の場合について説明したが、波長λ１の場合も同様である。
【００５７】
なお、光ディスク２５の記録面２５ａにおいて、入射する±１次光は集束した状態からずれる。その影響によってトラッキング制御が不安定になる可能性がある。したがって、非点収差生成素子２１の中心４０とレーザ光の中心４１、４２のずれによるトラッキング制御に及ぼす影響と±１次光の光ディスク２５の記録面２５ａにおける集束状態のずれによるトラッキング制御に及ぼす影響とのバランスを取る必要がある。
【００５８】
さらに詳細に説明する。まず、非点収差生成素子２１及び非点収差生成素子２１を有するプリズム１３について説明する。
【００５９】
図６は本実施の形態１のプリズムの構成図である。プリズム１３は、ＢＫ７等の光学ガラス等で形成される。プリズム１３は、３つのブロック１３ｃ、１３ｄ、１３ｅを重ねて、切断、研磨した直方体の光学素子である。ブロック１３ｃとブロック１３ｄとの境界が斜面１３ａ、ブロック１３ｄとブロック１３ｅとの境界が斜面１３ｂである。前述の通り、斜面１３ａには、ビームスプリッタ２０が形成され、斜面１３ｂには、非点収差生成素子２１が形成される。また、斜面１３ａには反射膜２２が形成される。反射膜２２は、金属膜や誘電体多層膜で構成される。誘電体多層膜で構成されるビームスプリッタ２０が反射膜２２を兼ねても良い。反射膜２２は非点収差生成素子２１が反射したレーザ光を反射させて受光器１８に向かわせる。斜面１３ａ及び斜面１３ｂは、光軸に対して約４５度傾いている。すなわち、ビームスプリッタ２０、非点収差生成素子２１及び反射膜２２に対して、レーザ光は約４５度の入射角で入射し、約４５度の出射角で出射する。また、非点収差生成素子２１はプリズム１３の内部に形成されるため、ほこり等の汚れに対して強い。
【００６０】
プリズム１３の作製は以下の通りである。板状のブロック１３ｃの斜面１３ａ側の表面または板状のブロック１３ｄの斜面１３ａ側の表面にビームスプリッタ２０及び反射膜２２を形成する。そして、ブロック１３ｃとブロック１３ｄとを紫外線硬化型接着剤等で接着する。また、同様に、板状のブロック１３ｄの斜面１３ｂ側の表面または板状のブロック１３ｅの斜面１３ｂ側の表面に非点収差生成素子２１を形成する。そして、ブロック１３ｄとブロック１３ｅとを紫外線硬化型接着剤等で接着する。非点収差生成素子２１の作製方法については後述する。
【００６１】
このようにして、板状のブロック１３ｃと板状のブロック１３ｄと板状のブロック１３ｅとが接着された１つの大きなブロックが形成される。そして、その大きなブロックを所定の形状に切り出し、研磨してプリズム１３が作製される。プリズム１３の表面のうち、レーザ光が入射したり、出射したりする面には反射防止膜を形成しても良い。
【００６２】
図７は本実施の形態１の他の例のプリズムの構成図、図８は本実施の形態１のさらに他の例のプリズムの構成図である。図７において、プリズム１３の内部にはビームスプリッタ２０が形成された斜面１３ａのみが設けられており、斜面１３ｂはない。非点収差生成素子２１は、レーザ光が受光器１８に向けて出射される面に形成されている。そのため、プリズム１３の大きさは、図６に示す非点収差生成素子２１が内部にある場合よりも小さくすることができる。この場合、非点収差生成素子２１は、フレネルレンズであり、レーザ光を透過する。したがって、非点収差生成素子２１は、ほとんど厚さが無視できる程度に通常のレンズよりも厚さが薄い。そのため、プリズム１３と受光器１８との距離を小さくすることができる。また、レンズで非点収差生成素子２１を構成しているので、光路を折り曲げることなく構成できる。よって、プリズム１３から受光器１８までの大きさをより小さく構成できる。
【００６３】
図８において、プリズム１３は、非点収差生成素子２１が形成された基板１３ｆが、受光器１８に向けてレーザ光が出射される面に貼り付けられている点で図７の構成と異なる。良品のプリズム１３と良品の非点収差生成素子２１を形成した基板１３ｆを貼り合わせるため、プリズム１３は歩留良く作製することができる。
【００６４】
図９（ａ）は非点収差生成素子の働きと受光器を示す図、図９（ｂ）は光ディスクが近い場合のスポットの状態を示す図、図９（ｃ）は光ディスクが遠い場合のスポットの状態を示す図である。非点収差生成素子３０は、光軸３２を含んで直交する２つの断面で焦点距離を異ならせる素子である。非点収差生成素子３０には、いわゆる円柱レンズ、円筒レンズやその組み合わせ、及び円筒反射ミラー、円柱反射ミラーやその組み合わせ等がある。図９（ａ）において、非点収差生成素子３０は、簡単のため円筒レンズとした。
【００６５】
光ディスク２５で反射されたレーザ光は光源１０に集束するように戻ってくる。しかし、ビームスプリッタ２０で受光器１８に向かうように往路光とは分離されるので、受光器１８に入射するレーザ光は集束しようとする光である。したがって、非点収差生成素子３０に入射する光も集束しようとする光として扱う。
【００６６】
図９（ａ）において、光軸３２を含む上下方向の断面３３においてレーザ光は、非点収差生成素子３０をそのまま透過し、焦点３５に集束する。一方、光軸３２を含む左右方向の断面３４においてレーザ光は、非点収差生成素子３０が凹レンズの働きをするため、焦点３５よりも奥側の焦点３６に集束しようとする。受光器３１は焦点３５と焦点３６との中間に配置される。つまり、焦点３５の位置は受光器３１の前側であり、焦点３６の位置は受光器３６の後側となるように受光器３１が配置される。すなわち、断面３３の方向のレーザ光は、焦点３５で一旦集束してから少し広がった状態で受光器３１に入射する。断面３４の方向のレーザ光は焦点３６で集束する前に少し広がった状態で受光器３１に入射する。そのため、受光器３１上のスポット３７は、少し広がった状態のほぼ円形状となる。
【００６７】
図９（ａ）において、受光器３１は、光ディスク２５で反射された波長λ１及び波長λ２のレーザ光を受光するＡ〜Ｄの光検出部３１ａを田の字を４５°寝かせたように配置する。ＡとＣの光検出部３１ａを左右方向に配置し、ＢとＤの光検出部３１ａを上下方向に配置した。Ａ〜Ｄの光検出部３１ａは受光した光量を電気信号に変換する。Ａの光検出部３１ａで変換された電気信号をＡ、Ｂの光検出部３１ａで変換された電気信号をＢ、Ｃの光検出部３１ａで変換された電気信号をＣ、Ｄの光検出部３１ａで変換された電気信号をＤとする。フォーカス制御用の信号であるフォーカスエラー信号ＦＥＳは、ＦＥＳ＝（Ａ＋Ｃ）−（Ｂ＋Ｄ）を演算させることにより得ることができる。
【００６８】
図９（ｂ）に示すように、光ディスク２５が光ピックアップ装置に近い場合、焦点３５、３６は光ディスク２５から離れるため、焦点３５は受光器３１に近づき、焦点３６は受光器３１から遠ざかる。そのため、スポット３７の上下の寸法が短くなって左右の寸法が長くなる。したがって、フォーカスエラー信号ＦＥＳ＞０となる。逆に図９（ｃ）に示すように、光ディスク２５が光ピックアップ装置から遠い場合、焦点３５、３６は光ディスク２５に近づくため、焦点３５は受光器３１から遠ざかり、焦点３６は受光器３１に近づく。そのため、スポット３７の上下の寸法が長くなり、左右の寸法が短くなる。したがって、フォーカスエラー信号ＦＥＳ＜０となる。このようにフォーカスエラー信号ＦＥＳは光ディスク２５のフォーカス方向の位置ずれを示すフォーカス制御用の信号である。フォーカス制御は、フォーカスエラー信号ＦＥＳ＝０、あるいは所定の値となるように行われる。
【００６９】
本実施の形態１において、非点収差生成素子２１は、非点収差生成素子３０に対し、光軸３２と直交する方向に４５度回転させた状態とした。それに伴い、受光器１８の光検出部１８ａは、受光器３１の光検出部３１ａの面内で４５度回転させた状態とした。したがって、受光器１８内でＡからＤの光検出部１８ａの境界は水平垂直となり、その他の光検出部１８ａを含めた光検出部１８ａの配置の設計が容易となる。
【００７０】
図１０（ａ）は通常のレンズの断面図、図１０（ｂ）フレネルレンズの断面図である。フレネルレンズ３９は、通常のレンズ３８を所定の段差深さｄ毎に分割し、分割した各部分を移動させて全体を薄くしたレンズである。フレネルレンズ３９の段差深さｄはレンズ３８を分割した所定の段差深さｄに相当する。また、各段差３９ａ間の実際にレンズの屈折作用をする領域を輪帯３９ｂと呼ぶ。レンズでの説明をしたが、反射ミラーでも同じである。本発明において、「フレネルレンズ状」という表現をしているが、これは、段差３９ａと輪帯３９ｂとを有するフレネルレンズと、段差３９ａと輪帯３９ｂとを有しフレネルレンズと同じ考え方で構成された反射ミラーと、を含むものである。本実施の形態１において、図６に示す非点収差生成素子２１はフレネルレンズ状の反射ミラーである。図７、図８に示す非点収差生成素子２１はフレネルレンズ状のレンズである。
【００７１】
図１１（ａ）は本実施の形態１の非点収差生成素子の形状を示す平面図、図１１（ｂ）は長軸方向の断面図、図１１（ｃ）は短軸方向の断面図である。非点収差生成素子２１の段差深さｄは、波長λ１及び波長λ２のレーザ光が非点収差生成素子２１に入射し出射する角度と媒質である光学ガラス等の屈折率を考慮して、波長λ１または波長λ２のほぼ自然数倍となる深さが望ましい。段差深さｄが入射する光の波長の自然数倍であると、段差２１ａの前後での位相差は０となるので、光は段差２１ａがない場合と同じ挙動をするためである。ここでほぼ自然数倍というのは、少なくとも自然数±０．２５倍の範囲の値を含むものとする。
【００７２】
段差２１ａが形成する形状は、平面視でほぼ楕円形状とした。また、輪帯２１ｂが形成する形状は凸面形状とした。したがって、本実施の形態１の非点収差生成素子２１は楕円形状の長軸方向には弱い凸面鏡、楕円形状の短軸方向には強い凸面鏡の形状である。レーザ光は、この非点収差生成素子２１に対して４５度の入射角で入射し、４５度の出射角で出射する。なお、設計によっては、長軸方向、短軸方向とも凹面鏡の形状としても構わない。
【００７３】
図１２（ａ）は本実施の形態１の非点収差生成素子の他の例の形状を示す平面図、図１２（ｂ）は本実施の形態１の非点収差生成素子のさらに他の例の形状を示す平面図である。図１２（ａ）において、非点収差生成素子２１の段差２１ａは平面視で双曲線の形状をしている。一方の軸方向では輪帯２１ｂは凸面鏡の形状、他方の軸方向では輪帯２１ｂは凹面鏡の形状である。また、図１２（ｂ）において、非点収差生成素子２１の段差２１ａは平面視で直線状の形状をしている。一方の軸方向では輪帯２１ｂは平面鏡の形状、他方の軸方向では輪帯２１ｂは凸面鏡または凹面鏡の形状である。このように、非点収差生成素子２１の表面の形状にはさまざまな例がある。
【００７４】
また、非点収差生成素子２１の外形は、四角形状として示した。しかし、図１に示すようなすべてのレーザ光のスポット４３、４４、４５、４６が非点収差生成素子２１の領域からはみ出さなければ、形状は四角形状にする必要はなく、円形状や楕円形状等でも構わない。また、不定形状でも構わない。
【００７５】
なお、非点収差生成素子２１の中心４０は、図６に示すような４５度の角度でレーザ光が非点収差生成素子２１に入射する場合、レーザ光が４５度の角度で入射する輪帯２１ｂの位置をいう。また、図７、図８に示すような直角にレーザ光が非点収差生成素子２１に入射する場合、レーザ光が直角に入射する輪帯２１ｂの位置をいう。したがって、図１２（ｂ）の場合、非点収差生成素子２１の中心４０は線状に存在する。
【００７６】
また、図１２（ｂ）の場合、光源１０を光軸に直角な方向に約４５度回転させて配置することで、波長λ１のレーザ光の中心４１及び波長λ２のレーザ光の中心４２を非点収差生成素子２１の中心４０上に配置することが可能である。その場合、±１次光のスポット４５、４６は中心４０を中心に点対称の位置に配置することができる。そのため、±１次光によるトラッキング制御用の信号のＡＣ成分は小さくならない。しかし、光源１０を約４５度回転させて配置するため、逆に不都合が生じる可能性がある。例えば、光ピックアップ装置の厚さを薄くしにくい、光ディスク２５に入射するスポット形状が従来と異なる、偏光の状態が従来と異なる等がある。したがって、現状は採用しにくいが、上記課題が解決できれば採用しても差し支えない。
【００７７】
図１３（ａ）は本実施の形態１の非点収差生成素子の作製方法を示す図におけるブロックの図、図１３（ｂ）はレジストを塗布した図、図１３（ｃ）はレジストに凹凸パターンを形成した図、図１３（ｄ）は基板に凹凸パターンを形成した図、図１３（ｅ）は全反射膜を形成した図、図１３（ｆ）は吸収膜を形成した図、図１３（ｇ）は非点収差生成素子の完成図である。また、図１４（ａ）は本実施の形態１の非点収差生成素子の他の例の作製方法を示す図におけるブロックの図、図１４（ｂ）はレジストを塗布した図、図１４（ｃ）はレジストに凹凸パターンを形成した図、図１４（ｄ）は全反射膜を形成した図、図１４（ｅ）は吸収膜を形成した図、図１４（ｆ）は非点収差生成素子の完成図である。
【００７８】
非点収差生成素子２１の作製方法は以下の通りである。あらかじめ、所定形状に露光できるグレースケールのマスクを用意しておく。グレースケールのマスクは、露光に用いる波長の光に対する透過率が輪帯２１ｂに相当する部分については場所によって連続的に変化しているマスクである。グレースケールのマスクを用いることにより、段差２１ａの精度良い段差深さｄとフレネルレンズ状の本来の形状である輪帯２１ｂの連続した形状の曲面形状が実現できる。つまり輪帯２１ｂには階段状の形状がほぼ見られず、滑らかなので、レーザ光の受光器１８上における良好なスポット形状が得られる。しかも、複数回の露光を繰り返さなくても１回の露光で済ますことができるので、設計した形状に非常に近い形状のフレネルレンズ状のレンズや反射ミラーの表面形状を得ることができる。
【００７９】
図１３において、まず、レジスト６１を板状のブロック１３ｄの表面に塗布し硬化する。次に、段差２１ａ、輪帯２１ｂの所定の凹凸パターンを形成することができるグレースケールのマスクを介して紫外線照射・露光して現像することにより、所定形状の凹凸パターン６１ａをレジスト６１に残す。さらに、エッチングをして、ブロック１３ｄの表面に所定形状の凹凸パターン１３ｇを形成する。凹凸パターン１３ｇが非点収差生成素子２１の段差２１ａ、輪帯２１ｂの所定形状の凹凸パターン２１ｃとなる。
【００８０】
次に、ブロック１３ｄの所定形状の凹凸パターン１３ｇの表面に全反射膜６２を形成する。全反射膜６２は金属膜や誘電体多層膜である。さらに、その表面に吸収膜６３を形成する。吸収膜６３は誘電体多層膜である。最後に、ブロック１３ｄとブロック１３ｅとを紫外線硬化型の接着剤６４等で接着する。ブロック１３ｄを通ってきたレーザ光は、非点収差生成素子２１の全反射膜６２で反射される。
【００８１】
また、次のような作製方法でも良い。図１４において、まず、レジスト６１を板状のブロック１３ｄの表面に塗布し硬化する。次に、段差２１ａ、輪帯２１ｂの所定の凹凸パターンを形成することができるグレースケールのマスクを介して紫外線照射・露光して現像することにより、所定形状の凹凸パターン６１ａをレジスト６１に残す。ここまでは、図１３に示す方法と同じである。凹凸パターン６１ａが非点収差生成素子２１の段差２１ａ、輪帯２１ｂの所定形状の凹凸パターン２１ｃとなる。次に、レジスト６１の所定形状の凹凸パターン６１ａの表面に全反射膜６２を形成する。全反射膜６２は金属膜や誘電体多層膜である。全反射膜６２はブロック１３ｄの表面にも形成されて差し支えない。さらに、その表面に吸収膜６３を形成する。吸収膜６３は誘電体多層膜である。最後に、ブロック１３ｄとブロック１３ｅとを紫外線硬化型の接着剤６４等で接着する。ブロック１３ｄを通ってきたレーザ光は、一旦レジスト６１に入射した後、非点収差生成素子２１の全反射膜６２で反射され、レジスト６１を経由してブロック１３ｄに戻る。
【００８２】
図１４に示す方法で作製された非点収差生成素子２１において、レジスト６１の屈折率はブロック１３ｄの屈折率と極力等しくなるようにするべきである。屈折率が等しくなることにより、ブロック１３ｄとレジスト６１との境界でレーザ光が反射されることを抑制することができる。
【００８３】
また、レジスト６１は極力狭い領域でのみ使用し、外気には触れないようにすべきである。レジスト６１が外気に触れるような構成にすると、レジスト６１が吸湿し、屈折率が変化する可能性がある。そのため、ブロック１３ｄとレジスト６１との境界でレーザ光が反射される可能性が出てくる。レジスト６１をプリズム１３の内部に閉じ込めることにより、レジスト６１の吸湿を抑制することができ、安定した非点収差生成素子２１の特性を得ることができる。また、ブロック１３ｄと全反射膜６２でレジスト６１全体を囲むことにより、レジスト６１の密閉性が向上し、より安定した非点収差生成素子２１の特性を得ることができる。
【００８４】
また、非点収差生成素子２１の凹凸パターン２１ｃとなる凹凸パターン６１ａがレジスト６１で形成された周囲のレジスト６１を盛り上げて囲むことが望ましい。レジスト６１はガラス材料よりも軟らかく、取り扱いによって傷等が入りやすい。したがって、高さｈだけ凹凸パターン６１ａよりも周囲を盛り上げることで、凹凸パターン６１ａの傷防止とすることができる。
【００８５】
次に、回折格子１２を有する回折素子１１について説明する。
【００８６】
図１５（ａ）は本実施の形態１の回折格子の回折格子パターンを示す平面図、図１５（ｂ）は本実施の形態１の記録面におけるレーザ光の集束状態を示す図、図１５（ｃ）は本実施の形態１の回折格子の働きを示す側面図、図１５（ｄ）は通常の回折格子の回折格子パターンを示す平面図、図１５（ｅ）は通常の記録面におけるレーザ光の集束状態を示す図、図１５（ｆ）は通常の回折格子の働きを示す側面図である。
【００８７】
通常、回折格子１２は、所定の回折格子深さ、周期の溝構造の回折格子パターンを持つ光学素子である。図１５（ｄ）に示すように回折格子パターンは直線状に形成される。回折格子１２に光源１０から出射されたレーザ光が入射すると、レーザ光は回折されて０次光、±１次光、・・・に分離される。しかし、実際にトラッキング制御に用いられるのは、０次光及び±１次光なので、±１次光を越える多次光の光は無視する。図１５（ｆ）に示すように０次光は、入射した光がそのまま通過する方向に出射される。±１次光は、０次光を中心に点対称な方向に、一方が＋１次光、他方が−１次光として出射される。±１次光が出射される方向は、回折格子パターンが伸びる方向と直交する方向である。
【００８８】
図１５（ｅ）に示すように回折格子１２で回折された０次光及び±１次光は、対物レンズ１７を介して光ディスク２５の記録面２５ａに集束する。その際、０次光が記録面２５ａに集束すると、±１次光も記録面２５ａに集束する。また、通常、光ディスク２５の記録面２５ａにおいて、０次光がトラック上に入射し、±１次光はそのトラックから外れた位置に入射するように回折格子１２の向きが調整される。
【００８９】
本実施の形態１の回折格子１２は、図１５（ａ）に示すように回折格子１２が形成された平面内で所定の方向に湾曲した形状の回折格子パターンを有する。本実施の形態１の回折格子１２の所定の方向に湾曲した形状は、略同心円形状とした。回折格子１２に入射したレーザ光は図１５（ｃ）に示すように０次光と±１次光に回折される。このような形状にすると、図１５（ｂ）に示すように、０次光が光ディスク２５の記録面２５ａに集束した場合、例えば、＋１次光は記録面２５ａの手前で集束してから記録面２５ａに入射する。また、−１次光は記録面２５ａの奥側で集束するように記録面２５ａに入射する。＋１次光と−１次光とは逆でも構わない。
【００９０】
本実施の形態１において、回折格子１２の回折格子パターンを同心円状としたが、同様の効果が得られれば、他の形状でも構わない。また、他の手段でも構わない。
【００９１】
光源１０から出射される２つの波長のレーザ光は、近接した位置から出射される。また、回折格子１２は第１の回折格子１２ａと第２の回折格子１２ｂとが直列に配置されるので、第１の回折格子１２ａにも第２の回折格子１２ｂにも２つの波長のレーザ光が入射する。したがって、第１の回折格子１２ａは波長λ１の光を回折し、波長λ２に光をそのまま通過させなければならず、第２の回折格子１２ｂは波長λ２の光を回折し、波長λ１の光をそのまま通過させなければならない。
【００９２】
図１６（ａ）は本実施の形態１の回折素子の例１の側面構成図、図１６（ｂ）は回折素子の例２の側面構成図、図１６（ｃ）は回折素子の例３の側面構成図、図１６（ｄ）は回折素子の例４の側面構成図、図１６（ｅ）は回折素子の例５の側面構成図である。
【００９３】
図１６（ａ）から図１６（ｄ）の回折格子１２を構成する第１の回折格子１２ａ及び第２の回折格子１２ｂは、それぞれ凹凸を形成する凹凸部材１２ｆとその凹凸部材１２ｆの凹凸を充填する充填部材１２ｇとを有する。
【００９４】
凹凸部材１２ｆと充填部材１２ｇの何れか一方に所定の波長域に光吸収を有する材料を含有させる。そのため、凹凸部材１２ｆと充填部材１２ｇの何れか一方は、光吸収を有する。このような光吸収を有する材料の場合、光吸収を有する所定の波長域の近傍では材料の屈折率の波長依存性が大きくなる。そのため、凹凸部材１２ｆと充填部材１２ｇとの屈折率差に波長依存性が現れる。光吸収を有する材料は、可視光領域に光吸収を有する材料の場合染料や顔料と呼ばれる色素がある。本実施の形態１の場合、染料や顔料に限らず、赤外領域や紫外領域に光吸収を有する材料を含む。また、凹凸部材１２ｆ、充填部材１２ｇは所定の屈折率を有する光学樹脂である。
【００９５】
例えば、第１の回折格子１２ａにおいて、凹凸部材１２ｆと充填部材１２ｇとの屈折率差が０である波長の場合には、その波長のレーザ光はそのまま第１の回折格子１２ａを通過する。しかし、凹凸部材１２ｆと充填部材１２ｇとの屈折率差が０でない場合には、第１の回折格子１２ａは通過するレーザ光を回折する。したがって、第１の回折格子１２ａにおいて、波長λ１において凹凸部材１２ｆと充填部材１２ｇとの屈折率が異なり、波長λ２において凹凸部材１２ｆと充填部材１２ｇとの屈折率が等しくなる凹凸部材１２ｆと充填部材１２ｇの材料を選択すると良い。また、第２の回折格子１２ｂにおいて、波長λ１において凹凸部材１２ｆと充填部材１２ｇとの屈折率が等しく、波長λ２において凹凸部材１２ｆと充填部材１２ｇとの屈折率が異なる凹凸部材１２ｆと充填部材１２ｇの材料を選択すると良い。
【００９６】
図１６（ａ）において、回折素子１１は、基板１２ｄ、第１の回折格子１２ａ、保護板１２ｅ、第２の回折格子１２ｂ、基板１２ｄの順に構成されている。これを以下のようにして作製する。まず、基板１２ｄ上に第１の回折格子１２ａの凹凸部材１２ｆの材料を塗布、硬化する。次に所定形状の凹凸部材１２ｆができるマスクを介して紫外線を照射、現像し、所定形状の第１の回折格子１２ａの凹凸部材１２ｆを形成する。次に、第１の回折格子１２ａの充填部材１２ｇを塗布し、保護板１２ｅを被せて充填部材１２ｇを硬化して第１の回折格子１２ａを形成する。次に保護板１２ｅ上に第２の回折格子１２ｂを形成する。まず、保護板１２ｅ上に第２の回折格子１２ｂの凹凸部材ｆを第１の回折格子１２ａの場合と同様に形成する。次に、第２の回折格子１２ｂの充填部材１２ｇを塗布し、基板１２ｄを被せて充填部材１２ｇを硬化して第２の回折格子１２ｂを形成する。最後に、所定の形状に切断し、必要に応じて研磨する。
【００９７】
図１６（ｂ）の回折素子１１の構成は、上記と同様の方法で基板１２ｄと保護板１２ｅとの間に第１の回折格子１２ａと第２の回折格子１２ｂを別々に形成し、貼り合わせたものである。
【００９８】
図１６（ｃ）の回折素子１１の構成は、上記と同様の方法で基板１２ｄ上に第１の回折格子１２ａと第２の回折格子１２ｂとを別々に形成し、充填部材１２ｇを仮硬化して両者を貼り合わせたものである。
【００９９】
図１６（ｄ）の回折素子１１の構成は、基板１２ｄ上に第１の回折格子１２ａの凹凸部材１２ｆを形成し、保護板１２ｅ上に第２の回折格子１２ｂ用の凹凸部材１２ｆを形成し、それを共通の充填部材１２ｇで貼り合わせたものである。第１の回折格子１２ａと第２の回折格子１２ｂの充填部材１２ｇを共用するので、材料選択は限られるが、構成、作製方法は最も簡単である。
【０１００】
図１６（ｅ）の回折素子１１の構成は、溝構造の第１の回折格子１２ａを基板１２ｃの一方の面に、第２の回折格子１２ｂを反対側の面に設けたものである。溝構造の回折格子１２の回折光の０次光の光量は、レーザ光の波長λと回折格子１２の屈折率、深さ等により決まる。第１の回折格子１２ａは波長λ２のレーザ光の回折光のうち０次光がほぼ１００％を占める回折格子深さを選定することにより実現できる。また、第２の回折格子１２ｂは波長λ１のレーザ光の回折光のうち０次光がほぼ１００％を占める回折格子深さを選定することにより実現できる。
【０１０１】
図１６に示すような第１の回折格子１２ａと第２の回折格子１２ｂとを別々に設けた場合、波長λ１のレーザ光に適切な第１の回折格子１２ａと波長λ２のレーザ光に適切な第２の回折格子１２ｂとを用いるため、それぞれの波長に対して安定したトラッキング制御を行うことができる。
【０１０２】
図１７（ａ）は本実施の形態１の回折格子の他の回折格子パターンを示す平面図、図１７（ｂ）は回折素子の例１の側面構成図、図１７（ｃ）は回折素子の例２の側面構成図である。回折格子１２は、波長λ１のレーザ光にも波長λ２のレーザ光にも働く第３の回折格子１２ｈを１つだけ有する。
【０１０３】
第３の回折格子１２ｈは、第３の回折格子１２ｈが形成された平面内で所定の方向に湾曲した形状の回折格子パターンを有する。さらに第３の回折格子１２ｈは、中央領域１２ｉと中央領域１２ｉの一方の側に隣接する第１周辺領域１２ｊと第１周辺領域１２ｊとは反対側に隣接する第２周辺領域１２ｋとを有する。中央領域１２ｉの回折格子位相は、第１周辺領域１２ｊの回折格子位相に対してほぼ＋９０度、第２周辺領域１２ｋの回折格子位相に対してほぼ−９０度異なる。このような回折格子パターンを有する第３の回折格子１２ｈから出射される±１次光は、０次光と同じ光ディスク２５の記録面２５ａのトラック上に配置することができる。したがって、第３の回折格子１２ｈは波長λ１と波長λ２のレーザ光において共用することができる。
【０１０４】
回折格子１２が有する第３の回折格子１２ｈ自体は１つであるため、回折素子１１は、基板１２ｃと基板１２ｄとの間に凹凸部材１２ｆと充填部材１２ｇとを形成した第３の回折格子１２ｈを１つだけ備える。または、基板１２ｃの１つの面上に溝構造の第３の回折格子１２ｈを１つだけ備える。
【０１０５】
第３の回折格子１２ｈは、０次光と±１次光とを光ディスク２５の記録面２５ａの同じトラック上に配列してトラッキング制御に用いられる信号を導出することができる。そのため、第３の回折格子１２ｈ１つだけで２つの波長のレーザ光を回折させることができ、部品数が少なく、また、第３の回折格子１２ｈを製造する工程数も少ないので、光ピックアップ装置を安価に製造することができる。
【０１０６】
図１８（ａ）は本実施の形態１の回折格子のさらに他の回折格子パターンを示す平面図、図１８（ｂ）は回折素子の例１の側面構成図、図１８（ｃ）は回折素子の例２の側面構成図、図１８（ｄ）はこの回折格子を用いた光ピックアップ装置の光学系の構成図である。回折素子１１の回折格子１２は、波長λ２のレーザ光のみを回折する第４の回折格子１２ｌのみを備えても良い。その場合、回折格子パターンは図１８（ａ）に示す通り、図１５（ａ）に示す回折格子パターンと同じである。また、側面構成図は図１７（ｂ）、図１７（ｃ）に示す側面構成図と同じである。しかし、単一の波長λ２に特化できるので、第４の回折格子１２ｌは波長λ２のレーザ光に対して最適なものとすることができる。
【０１０７】
光ピックアップ装置の光学系は、図１８（ｄ）に示すように、回折素子１１の回折格子１２は第４の回折格子１２ｌのみを備える。そして、光ディスク２５からの反射光のうち波長λ１のレーザ光のみをトラッキング制御に用いられる光に分離するトラッキング領域を有するホログラム２３を対物レンズ１７の直下に追加した。ホログラム２３により波長λ１のレーザ光のトラッキング制御に用いる光を生成することができる。したがって、２つの波長のレーザ光に対してトラッキング制御に用いる光及びフォーカス制御に用いる光を生成することができる。
【０１０８】
図１８に示す回折素子１１は、回折格子１２の設計が第４の回折格子１２ｌのみであるため容易であり、また回折素子１１を製造する工程数が少ないので、容易に回折素子１１を製造することができる。なお、ここでは、回折格子１２は、波長λ２のレーザ光のみを回折する第４の回折格子１２ｌのみを備えるようにした。しかし、逆に波長λ１のレーザ光のみを回折する第４の回折格子１２ｌのみを備える回折素子１１及び波長λ２のレーザ光のみをトラッキング制御に用いられる光に分離するトラッキング領域を有するホログラム２３を備えるようにしても良い。
【０１０９】
図１９は本実施の形態１の受光器の光検出部の配置図である。ただし、図１８（ｄ）の光学系の受光器を除く。受光器１８はＡ〜Ｌ、ａ〜ｈの光検出部１８ａを有する。Ａ〜Ｌの光検出部１８ａにはＤＶＤ用の波長λ１のレーザ光が入射する。ａ〜ｈの光検出部１８ａにはＣＤ用の波長λ２のレーザ光が入射する。Ａ〜Ｄ、ａ〜ｄの光検出部１８ａには０次光が入射し、Ｅ〜Ｇ、Ｉ〜Ｌ、ｅ・ｇ、ｆ・ｈの光検出部１８ａには±１次光のいずれかがそれぞれ入射する。図９のＡ〜Ｄの光検出部３１ａに図１９のＡ〜Ｄの光検出部１８ａとａ〜ｄの光検出部１８ａとが対応する。
【０１１０】
受光器１８において、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈ、Ｉ、Ｊ、Ｋ、Ｌの光検出部１８ａに入射し変換されたＤＶＤ用の電気信号をＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈ、Ｉ、Ｊ、Ｋ、Ｌとする。ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆ、ｇ、ｈの光検出部１８ａに入射し変換されたＣＤ用の電気信号をａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆ、ｇ、ｈとする。
【０１１１】
ＤＶＤ用のフォーカスエラー信号ＦＥＳは、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ±Ｒ／ＲＷ：ＦＥＳ＝（Ａ＋Ｃ）−（Ｂ＋Ｄ）、ＤＶＤ−ＲＡＭ：ＦＥＳ＝｛（Ａ＋Ｃ）−（Ｂ＋Ｄ）｝＋Ｋｔ×｛（Ｅ＋Ｉ＋Ｇ＋Ｋ）−（Ｈ＋Ｌ＋Ｆ＋Ｊ）｝である。ここでＫｔは動作設定に応じて定まる定数である。フォーカスエラー信号ＦＥＳはスポットのフォーカスずれを示す信号である。
【０１１２】
ＣＤ用のフォーカスエラー信号ＦＥＳは、ＣＤ−Ｒ／ＲＷ／ＲＯＭ：ＦＥＳ＝（ａ＋ｃ）−（ｂ＋ｄ）である。
【０１１３】
ＤＶＤ用のトラッキングエラー信号ＴＥＳは、ＤＶＤ−ＲＯＭ：ＴＥＳ＝ｐｈ（Ａ，Ｄ）−ｐｈ（Ｂ，Ｃ）、ＤＶＤ±Ｒ／ＲＷ、−ＲＡＭ：ＴＥＳ＝｛（Ａ＋Ｂ）−（Ｃ＋Ｄ）｝−Ｋｔ×｛（Ｅ＋Ｉ＋Ｆ＋Ｊ）−（Ｇ＋Ｋ＋Ｈ＋Ｌ）｝である。ここで、ｐｈ（Ｘ，Ｙ）は検出したＸ，Ｙの位相差を変換した電圧である。トラッキングエラー信号ＴＥＳはスポットのトラック位置ずれを示す信号である。
【０１１４】
ＣＤ用のトラッキングエラー信号ＴＥＳは、ＣＤ−Ｒ／ＲＷ／ＲＯＭ：ＴＥＳ＝｛（ａ＋ｂ）−（ｃ＋ｄ）｝−Ｋｔ×｛（ｅ＋ｆ）−（ｇ＋ｈ）｝、ＣＤ−ＲＯＭ：ＴＥＳ＝ｐｈ（ａ，ｄ）−ｐｈ（ｂ，ｃ）である。通常はより安定してトラッキング制御することができる前者の方法が用いられる。しかし例えば、ＣＤ−ＲＯＭのピットの高さが規格に入っていないような粗悪ディスクを再生するような場合、前者の方法ではトラッキングエラー信号ＴＥＳがうまく出力されない場合がある。そのような場合でも後者の方法ではトラッキングエラー信号ＴＥＳがうまく出力できるため、予備のトラッキング制御法として用いることができる。このようにトラッキング制御しきれない規格から外れているような粗悪ディスクを再生するような場合でもトラッキング制御することができるので、光ディスク装置としてより幅広い光ディスク２５に対応することができる。
【０１１５】
なお、図１９において、Ｅ〜Ｈ、Ａ〜Ｄ、Ｉ〜Ｌの光検出部１８ａ、e・ｇ、ａ〜ｄ、ｆ・ｈの光検出部１８ａの配列が紙面上下方向からわずかにずれている。これは、前述したように０次光がトラック上に集束された場合に±１次光がトラックからずらされて集束されるためである。したがって、第３の回折格子１２ｈを用いる場合、０次光と±１次光とは同じトラック上に集束するため、Ｅ〜Ｈ、Ａ〜Ｄ、Ｉ〜Ｌの光検出部１８ａ、e・ｇ、ａ〜ｄ、ｆ・ｈの光検出部１８ａは紙面上下方向に配列される。
【０１１６】
図２０（ａ）は本実施の形態１の光ディスク上の集束状態と受光器上のスポットの関係を示す図における光ディスク上における一方の±１次光の集束状態の説明図、図２０（ｂ）は受光器上における一方の±１次光の焦点位置の説明図、図２０（ｃ）は受光器上における一方の±１次光のスポット形状の説明図、図２０（ｄ）は光ディスク上における０次光の集束状態の説明図、図２０（ｅ）は受光器上における０次光の焦点位置の説明図、図２０（ｆ）は受光器上における０次光のスポット形状の説明図、図２０（ｇ）は光ディスク上における他方の±１次光の集束状態の説明図、図２０（ｈ）は受光器上における他方の±１次光の焦点位置の説明図、図２０（ｉ）は受光器上における他方の±１次光のスポット形状の説明図である。
【０１１７】
図２０（ｄ）に示すように０次光は光ディスク２５の記録面２５ａでちょうど集束し反射して、非点収差生成素子２１に入射する。図２０（ｅ）に示すように光軸３２を含んで直交する２つの断面の一方においてレーザ光は受光器１８の手前の焦点５２で集束し光検出部１８ａに入射する。２つの断面の他方においてレーザ光は受光器１８の奥側の焦点５３で集束するように光検出部１８ａに入射する。そのため、図２０（ｆ）に示すように光検出部１８ａにおける０次光のスポット５０はほぼ円形状となる。
【０１１８】
±１次光のうち、図２０（ｂ）に示すレーザ光は、非点収差生成素子２１における非点収差生成素子２１の中心４０とレーザ光の中心４２とがずれているために、０次光の焦点５２、５３に対して手前側の焦点５４も奥側の焦点５５も光ディスク２５に近づく方向にずれる。その結果、図２０（ｃ）に示すように光検出部１８ａにおけるスポット５１の形状は、破線で示す楕円形状となる。図２０（ａ）に示すような光ディスク２５の記録面２５ａの奥側に集束するように記録面２５ａに入射する方の±１次光のいずれか一方を組み合わせる。往路光が記録面２５ａの奥側に集束するように記録面２５ａに入射する光は、反射されて復路光（反射光）になると、記録面２５ａの手前側の点５６で出射（反射）した発散光と等価である。前述のように光ディスク２５の記録面２５ａの手前側の点５６から出射されたレーザ光は受光器１８に入射する光の焦点位置を光ディスクから遠ざける側にずらす。したがって、図２０（ａ）のような光ディスク２５の記録面２５ａの奥側に集束するように記録面２５ａに入射する方の±１次光のいずれか一方のレーザ光は、焦点５４、５５を光ディスク２５から離れる方向に移動させる働きをし、焦点５４、５５は焦点５２、５３の前後方向の位置に近づく。したがって、光検出部１８ａにおけるこのレーザ光のスポット５１の形状は図２０（ｃ）の実線で示す円形状に近づく。
【０１１９】
±１次光のうち、図２０（ｈ）に示すレーザ光は、０次光の焦点５２、５３に対して手前側の焦点５４も奥側の焦点５５も光ディスク２５から離れる方向にずれる。その結果、図２０（ｉ）に示すように光検出部１８ａにおけるスポット５１の形状は、破線で示す楕円形状となる。図２０（ｇ）に示すような光ディスク２５の記録面２５ａの手前側に集束して記録面２５ａに入射する方の±１次光のいずれか他方を組み合わせる。往路光が記録面２５ａの手前側で集束して記録面２５ａに入射する光は、反射されて復路光（反射光）になると、記録面２５ａの奥側の点５７で出射（反射）した発散光と等価である。前述のように光ディスク２５の記録面２５ａの奥側の点５７から出射されたレーザ光は受光器１８に入射する光の焦点位置を光ディスクに近づける側にずらす。したがって、図２０（ｇ）のような光ディスク２５の記録面２５ａの手前側に集束するように記録面２５ａに入射する方の±１次光のいずれか他方のレーザ光は、焦点５４、５５を光ディスク２５に近づける方向に移動させる働きをし、焦点５４、５５は焦点５２、５３の前後方向の位置に近づく。したがって、光検出部１８ａにおけるこのレーザ光のスポット５１の形状も図２０（ｉ）の実線で示す円形状に近づく。
【０１２０】
このようにして、回折格子１２の回折格子パターンを回折格子１２が形成された平面内で所定の方向に湾曲させることで、光ディスク２５の記録面２５ａへ入射する±１次光の焦点位置を前後にずらし、受光器１８へ入射する±１次光の焦点位置の前後方向のずれを補正することができる。したがって、回折格子１２は、反射光の±１次光が受光器１８との関係で所定位置に焦点５４、５５を結ぶようにする。そのため、図２０（ｃ）、図２０（ｉ）に示すように受光器１８上の±１次光のスポット５１の形状を円形状にすることができ、トラッキング制御における±１次光のＡＣ成分を大きくすることができる。よって、本実施の形態１の光ピックアップ装置はトラッキング制御における±１次光のＡＣ成分を大きくすることができるため、トラッキング制御を安定して行うことができる。
【０１２１】
図２１は本実施の形態１の光ピックアップ装置の構成図である。光ピックアップ装置７０は、基台７１上に各種部品を配置して構成される。基台７１は、光ピックアップ装置７０の骨組みである。基台７１は、Ｚｎ合金、Ｍｇ合金等の合金材料あるいは硬質樹脂材料で形成されるが、剛性を確保しやすい合金材料が望ましい。基台７１には各種部品を配置するための取付部が所定の箇所に設けられている。
【０１２２】
光源１０、回折素子１１、プリズム１３、受光器１８は、１つの結合部材に固定された光源モジュール７２を構成し、結合部材が基台７１に固定される。対物レンズ１７は、駆動手段である対物レンズ駆動装置７３に搭載されて対物レンズ駆動装置７３が基台７１に固定される。波長板１４、コリメートレンズ１５、立ち上げミラー１６、第２受光器１９は、直接または他の取付部材を介して基台７１に固定される。
【０１２３】
（実施の形態２）
本実施の形態２について図面を参照しながら説明する。図２２は本実施の形態２の光ピックアップモジュールの構成図、図２３は本実施の形態２の光ディスク装置の構成図、図２４は本実施の形態２の光ディスク装置における光ピックアップ装置の制御の流れを示す図である。
【０１２４】
図２２において、光ディスク２５を回転駆動する回転駆動部及び光ピックアップ装置７０を回転駆動部に対して近づけたり離したりする移動部を備える光ディスク装置９０の駆動機構を光ピックアップモジュール８０という。ベース８１は光ピックアップモジュール８０の骨組みを成すもので、光ピックアップモジュール８０はベース８１に直接または間接に各構成部品が配置されて構成される。
【０１２５】
回転駆動部は光ディスク２５を載置するターンテーブル８２ａを有するスピンドルモータ８２を備えている。スピンドルモータ８２はベース８１に固定される。スピンドルモータ８２は光ディスク２５を回転させる回転駆動力を生成する。
【０１２６】
移動部はフィードモータ８３、スクリューシャフト８４、ガイドシャフト８５、８６を備えている。フィードモータ８３はベース８１に固定される。フィードモータ８３は光ピックアップ装置７０が光ディスク２５の内周と外周の間を移動するために必要な回転駆動力を生成する。フィードモータ８３としてステッピングモータ、ＤＣモータなどが使用される。スクリューシャフト８４はらせん状に溝が掘られており、直接または数段のギアを介してフィードモータ８３に接続される。本実施の形態２では直接フィードモータ８３と接続される。ガイドシャフト８５、８６はそれぞれ両端でガイドシャフト保持部材を介してベース８１に固定される。ガイドシャフト８５、８６は光ピックアップ装置７０を移動自在に支持する。光ピックアップモジュール８０はスクリューシャフト８４の溝と噛み合うガイド歯を有するラック８７を備える。ラック８７がスクリューシャフト８４に伝達されたフィードモータ８３の回転駆動力を直線駆動力に変換するために光ピックアップ装置７０は光ディスク２５の内周と外周の間を移動することができる。
【０１２７】
なお、回転駆動部は光ディスク２５を所定の回転数で回転させることができる構成であれば、本実施の形態２で説明した構成に限るものではない。また移動部は光ピックアップ装置７０を光ディスク２５の内周と外周の間の所定の位置に移動させることができる構成であれば、本実施の形態２で説明した構成に限るものではない。
【０１２８】
光ピックアップ装置７０は図２１の構成にカバー７４を取り付けたものである。光ピックアップ装置７０は、光源１０と回折格子１２と、受光器１８と、非点収差生成素子２１とを備える。光源１０は、２つの波長のレーザ光を近接した位置から出射して対物レンズ１７を介して光ディスク２５の記録面２５ａに集束させる。回折格子１２は、光源１０からのレーザ光を中央の０次光と両側の±１次光とに回折してトラッキング制御に用いられる光を生成する。受光器１８は、光ディスク２５からの反射光を検出する。非点収差生成素子２１は、反射光の光軸を含んで直交する一方の断面における反射光の焦点５２、５４の位置を受光器１８の前側とし他方の断面における反射光の焦点５３、５５の位置を受光器１８の後側として、フォーカス制御に用いられる光を生成するフレネルレンズ状の光学素子である。非点収差生成素子２１は、その中心４０を非点収差生成素子２１における２つの波長のレーザ光のいずれの中心４１、４２ともずらして配置される。回折格子１２は、回折格子１２が形成された平面内で所定の方向に湾曲した形状を有して光ディスク２５の記録面２５ａへ入射する±１次光の焦点位置を前後にずらし、受光器１８へ入射する±１次光の焦点５４、５５の位置の前後方向のずれを補正した。
【０１２９】
２つの波長のレーザ光は近接しているが異なる位置から出射されるため、非点収差生成素子２１に対しても近接しているが異なる位置に入射する。また、非点収差生成素子２１の中心４０と非点収差生成素子２１におけるレーザ光の中心４１、４２との距離が、非点収差生成素子２１における２つの波長のレーザ光の中心４１、４２間の距離程度まで離れると、フォーカス制御が不安定になる。そのため、非点収差生成素子２１の中心４１は、２つの波長のレーザ光のいずれの中心４１、４２ともずらして配置される。
【０１３０】
非点収差生成素子２１において０次光の中心４１ａ、４２ａはレーザ光の中心４１、４２でもある。０次光の中心４１ａ、４２ａが非点収差生成素子２１の中心４０とずれているために、±１次光のスポット４５、４６の位置は、非点収差生成素子２１において非点収差生成素子２１の中心４０を中心とした点対称の位置にはならない。そのために、受光器１８に入射する±１次光の一方は、焦点５４、５５の位置が光ディスク２５により近い側にずれ、他方はより遠い側にずれてしまう。焦点５４、５５の位置がずれることにより受光器１８に入射するレーザ光のスポット５１の形状が略円形状から楕円形状に変化してしまう。そのため、トラッキング制御に用いられる信号成分のうち±１次光によるＡＣ成分が小さくなる。
【０１３１】
通常、回折格子１２の回折格子パターンが直線状の場合、０次光が光ディスク２５の記録面２５ａに集束すると±１次光も記録面２５ａに集束する。ところが、回折格子１２の形状を回折格子１２が形成された平面内で所定の方向に湾曲した形状にすると、±１次光の一方は焦点位置が光ディスク２５の記録面２５ａの奥側となるようにずれる。また、±１次光の他方は焦点位置が光ディスク２５の記録面２５ａの手前側となるようにずれる。焦点位置が光ディスク２５の記録面２５ａの手前側である入射光が光ディスク２５の記録面２５ａで反射した場合、その反射光は光ディスク２５の記録面２５ａの奥側から出射された発散光と等価である。光ディスク２５の記録面２５ａの奥側で出射されたレーザ光は受光器１８に入射する光の焦点５４、５５の位置を光ディスク２５に近づく側にずらす。
【０１３２】
ここで、±１次光のうち光ディスク２５の記録面２５ａの手前側に集束する方のレーザ光が、非点収差生成素子２１の中心ずれにより受光器１８に入射するレーザ光の焦点５４、５５の位置が光ディスクから遠ざかる側にずれる方のレーザ光となるように組み合わせる。受光器１８に入射するレーザ光の焦点５４、５５の位置は、光ディスク２５に近い側にずれて、本来の焦点５４、５５の位置に近づき、受光器１８上のスポット形状は略円形状に近づく。このように、受光器１８に入射するレーザ光の焦点５４、５５の位置ずれを補正することができる。逆に光ディスク２５の記録面２５ａの奥側に集束する方のレーザ光が、非点収差生成素子２１の中心ずれにより受光器１８に入射するレーザ光の焦点５４、５５の位置が光ディスク２５に近づく側にずれる方のレーザ光となるように組み合わせた場合も同様である。
【０１３３】
したがって、回折格子１２の回折格子パターンを回折格子１２が形成された平面内で湾曲させた形状とすることによって、光ディスク２５の記録面２５ａへ入射する±１次光の焦点位置を前後にずらすことができる。そのため、回折格子１２は、受光器１８における±１次光の焦点５４、５５の位置の前後方向のずれを補正し、反射光の±１次光が受光器１８との関係で所定位置に焦点を結ぶようにする。したがって、受光器１８におけるスポット５１の形状を略円形状とすることができる。そのため、トラッキング制御における±１次光のＡＣ成分を大きくすることができる。よって、トラッキング制御を安定して行うことができる。
【０１３４】
光ピックアップ装置７０の対物レンズ１７から出射されるレーザ光が光ディスク２５に対し直角に入射するように、ガイドシャフト保持部材を構成する調整機構でガイドシャフト８５、８６の傾きを調整する。
【０１３５】
図２３において、筐体９１は上部筐体９１ａと下部筐体９１ｂを組み合わせてネジなどを用いて互いに固定して構成されている。トレイ９２は筐体９１に出没自在に設けられている。トレイ９２はカバー８８を取り付けた光ピックアップモジュール８０を下面側から配置する。カバー８８は開口を有し、光ピックアップ装置７０の対物レンズ１７及びスピンドルモータ８２のターンテーブル８２ａを露出させる。さらに本実施の形態２の場合、フィードモータ８３も露出させて、カバー８８の厚さの分だけ光ピックアップモジュール８０の厚さが薄くなるようにしている。トレイ９２は開口を有し、対物レンズ１７及びスピンドルモータ８２のターンテーブル８２ａ、カバー８８の少なくとも一部を露出させる。ベゼル９３はトレイ９２の前端面に設けられて、トレイ９２が筐体９１内に収納された時にトレイ９２の出没口を塞ぐように構成されている。ベゼル９３にはイジェクトスイッチ９４が設けられ、イジェクトスイッチ９４を押すことで、筐体９１とトレイ９２との係合が解除され、トレイ９２は筐体９１に対し出没が可能な状態となる。レール９５はそれぞれトレイ９２の両側部及び筐体９１の双方に摺動自在に取り付けられる。筐体９１内部やトレイ９２内部には図示していない回路基板があり、信号処理系のＩＣや電源回路などが搭載されている。外部コネクタ９６はコンピュータ等の電子機器に設けられた電源／信号ラインと接続される。そして、外部コネクタ９６を介して光ディスク装置９０内に電力を供給したり、あるいは外部からの電気信号を光ディスク装置９０内に導いたり、あるいは光ディスク装置９０で生成された電気信号を電子機器などに送出する。
【０１３６】
光ピックアップ装置７０のフォーカス制御とトラッキング制御の流れを説明する。光源１０から出射されたＤＶＤ用の波長λ１のレーザ光及びＣＤ用の波長λ２のレーザ光は、第１の回折格子１２ａ、第２の回折格子１２ｂでそれぞれトラッキング制御に用いられる光に回折され、光ディスク２５に入射する。光ディスク２５で反射されたレーザ光はプリズム１３のビームスプリッタ２０で分離され、非点収差生成素子２１で光軸を含んで直交する２つの断面で焦点距離が異なる光とされて受光器１８に入射する。受光器１８に入射したレーザ光は、Ａ〜Ｌの光検出部１８ａに対応する電気信号、ａ〜ｈに対応する電気信号に変換され、光ディスク装置９０本体の前記図示していない回路基板にあるアナログ信号処理部９０ａに送られる。
【０１３７】
アナログ信号処理部９０ａは入力された信号に演算・帯域処理を行い、サーボ処理部９０ｂに出力する。サーボ処理部９０ｂはアナログ信号処理部９０ａからの信号を基にフォーカスエラー信号ＦＥＳ及びトラッキングエラー信号ＴＥＳを生成してモータ駆動部９０ｃに出力する。モータ駆動部９０ｃは入力されたフォーカスエラー信号ＦＥＳ及びトラッキングエラー信号ＴＥＳを基に対物レンズ１７を搭載する対物レンズ駆動装置７３を駆動する電流を生成する。これにより光ディスク２５の記録面２５ａに集束した光束の焦点のずれ及びトラックに対するずれが極小になるように制御される。
【０１３８】
また、コントローラ９０ｄにはアナログ信号処理部９０ａ、サーボ処理部９０ｂ、モータ駆動部９０ｃの各部から送られる信号が入力される。コントローラ９０ｄはこれらの信号の演算処理等を行い、この演算処理の結果（信号）を各部に送出し、各部にて駆動、処理を実行させることで各部の制御を行う。
【０１３９】
光ピックアップ装置７０が、トラッキング制御における±１次光のＡＣ成分を大きくすることができ、トラッキング制御を安定して行うことができる。そのため、光ピックアップ装置７０を搭載した光ディスク装置９０もトラッキング制御を安定して行うことができる。
【産業上の利用可能性】
【０１４０】
以上のように、本発明の光ピックアップ装置及び光ディスク装置は、トラッキング制御を安定して行うことができる。よって、パーソナルコンピュータ、ノートブック型コンピュータ等の電子機器に好適に搭載される。
【図面の簡単な説明】
【０１４１】
【図１】本実施の形態１の光ピックアップ装置の光学系の構成図
【図２】本実施の形態１の回折格子の簡単な上面図
【図３】本実施の形態１の非点収差生成素子とスポットの簡単な説明図
【図４】（ａ）本実施の形態１の受光器上における一方の±１次光の焦点位置の簡単な説明図、（ｂ）受光器上における一方の±１次光のスポット形状の簡単な説明図、（ｃ）受光器上における０次光の焦点位置の簡単な説明図、（ｄ）受光器上における０次光のスポット形状の簡単な説明図、（ｅ）受光器上における他方の±１次光の焦点位置の簡単な説明図、（ｆ）受光器上における他方の±１次光のスポット形状の簡単な説明図
【図５】本実施の形態１の光ディスクの記録面への入射光を示す簡単な説明図
【図６】本実施の形態１のプリズムの構成図
【図７】本実施の形態１の他の例のプリズムの構成図
【図８】本実施の形態１のさらに他の例のプリズムの構成図
【図９】（ａ）非点収差生成素子の働きと受光器を示す図、（ｂ）光ディスクが近い場合のスポットの状態を示す図、（ｃ）光ディスクが遠い場合のスポットの状態を示す図
【図１０】（ａ）通常のレンズの断面図、（ｂ）フレネルレンズの断面図
【図１１】（ａ）本実施の形態１の非点収差生成素子の形状を示す平面図、（ｂ）長軸方向の断面図、（ｃ）短軸方向の断面図
【図１２】（ａ）本実施の形態１の非点収差生成素子の他の例の形状を示す平面図、（ｂ）本実施の形態１の非点収差生成素子のさらに他の例の形状を示す平面図
【図１３】（ａ）本実施の形態１の非点収差生成素子の作製方法を示す図におけるブロックの図、（ｂ）レジストを塗布した図、（ｃ）レジストに凹凸パターンを形成した図、（ｄ）基板に凹凸パターンを形成した図、（ｅ）全反射膜を形成した図、（ｆ）吸収膜を形成した図、（ｇ）非点収差生成素子の完成図
【図１４】（ａ）本実施の形態１の非点収差生成素子の他の例の作製方法を示す図におけるブロックの図、（ｂ）レジストを塗布した図、（ｃ）レジストに凹凸パターンを形成した図、（ｄ）全反射膜を形成した図、（ｅ）吸収膜を形成した図、（ｆ）非点収差生成素子の完成図
【図１５】（ａ）本実施の形態１の回折格子の回折格子パターンを示す平面図、（ｂ）本実施の形態１の記録面におけるレーザ光の集束状態を示す図、（ｃ）本実施の形態１の回折格子の働きを示す側面図、（ｄ）通常の回折格子の回折格子パターンを示す平面図、（ｅ）通常の記録面におけるレーザ光の集束状態を示す図、（ｆ）通常の回折格子の働きを示す側面図
【図１６】（ａ）本実施の形態１の回折素子の例１の側面構成図、（ｂ）回折素子の例２の側面構成図、（ｃ）回折素子の例３の側面構成図、（ｄ）回折素子の例４の側面構成図、（ｅ）回折素子の例５の側面構成図
【図１７】（ａ）本実施の形態１の回折格子の他の回折格子パターンを示す平面図、（ｂ）回折素子の例１の側面構成図、（ｃ）回折素子の例２の側面構成図
【図１８】（ａ）本実施の形態１の回折格子のさらに他の回折格子パターンを示す平面図、（ｂ）回折素子の例１の側面構成図、（ｃ）回折素子の例２の側面構成図、（ｄ）この回折格子を用いた光ピックアップ装置の光学系の構成図
【図１９】本実施の形態１の受光器の光検出部の配置図
【図２０】（ａ）本実施の形態１の光ディスク上の集束状態と受光器上のスポットの関係を示す図における光ディスク上における一方の±１次光の集束状態の説明図、（ｂ）受光器上における一方の±１次光の焦点位置の説明図、（ｃ）受光器上における一方の±１次光のスポット形状の説明図、（ｄ）光ディスク上における０次光の集束状態の説明図、（ｅ）受光器上における０次光の焦点位置の説明図、（ｆ）受光器上における０次光のスポット形状の説明図、（ｇ）光ディスク上における他方の±１次光の集束状態の説明図、（ｈ）受光器上における他方の±１次光の焦点位置の説明図、（ｉ）受光器上における他方の±１次光のスポット形状の説明図
【図２１】本実施の形態１の光ピックアップ装置の構成図
【図２２】本実施の形態２の光ピックアップモジュールの構成図
【図２３】本実施の形態２の光ディスク装置の構成図
【図２４】本実施の形態２の光ディスク装置における光ピックアップ装置の制御の流れを示す図
【図２５】従来の光ピックアップ装置の光学系における主要部分の構成図
【図２６】（ａ）従来の検出レンズの説明図、（ｂ）光ディスクが近い場合のスポットの状態を示す図、（ｃ）光ディスクが遠い場合のスポットの状態を示す図
【図２７】従来の受光器における光検出部の配置図
【符号の説明】
【０１４２】
１０    光源
１１    回折素子
１２    回折格子
１２ａ    第１の回折格子
１２ｂ    第２の回折格子
１２ｃ、１２ｄ、    基板
１２ｅ    保護板
１２ｆ    凹凸部材
１２ｇ    充填部材
１２ｈ    第３の回折格子
１２ｉ    中央領域
１２ｊ    第１周辺領域
１２ｋ    第２周辺領域
１２ｌ    第４の回折格子
１３    プリズム
１３ａ、１３ｂ    斜面
１３ｃ、１３ｄ、１３ｅ    ブロック
１３ｆ    基板
１３ｇ    凹凸パターン
１４    波長板
１５    コリメートレンズ
１６    立ち上げミラー
１７    対物レンズ
１８    受光器
１８ａ    光検出部
１９    第２受光器
２０    ビームスプリッタ
２１    非点収差生成素子
２１ａ    段差
２１ｂ    輪帯
２１ｃ    凹凸パターン
２２    反射膜
２３    ホログラム
２５    光ディスク
２５ａ    記録面
３０    非点収差生成素子
３１    受光器
３１ａ    光検出部
３２    光軸
３３、３４    断面
３５、３６    焦点
３７    スポット
３８    レンズ
３９    フレネルレンズ
３９ａ    段差
３９ｂ    輪帯
４０    中心
４１、４１ａ４２、４２ａ    中心
４３、４４、４５、４６    スポット
５０、５１    スポット
５２、５３、５４、５５    焦点
５６、５７    点
６１    レジスト
６１ａ    凹凸パターン
６２    全反射膜
６３    吸収膜
６４    接着剤
７０    光ピックアップ装置
７１    基台
７２    光源モジュール
７３    対物レンズ駆動装置
７４    カバー
８０    光ピックアップモジュール
８１    ベース
８２    スピンドルモータ
８２ａ    ターンテーブル
８３    フィードモータ
８４    スクリューシャフト
８５、８６    ガイドシャフト
８７    ラック
８８    カバー
９０    光ディスク装置
９０ａ    アナログ信号処理部
９０ｂ    サーボ処理部
９０ｃ    モータ駆動部
９０ｄ    コントローラ
９１    筐体
９１ａ    上部筐体
９１ｂ    下部筐体
９２    トレイ
９３    ベゼル
９４    イジェクトスイッチ
９５    レール
９６    外部コネクタ
【図１】
2008257811.tif 000003
【図２】
2008257811.tif 000004
【図３】
2008257811.tif 000005
【図４】
2008257811.tif 000006
【図５】
2008257811.tif 000007
【図６】
2008257811.tif 000008
【図７】
2008257811.tif 000009
【図８】
2008257811.tif 000010
【図９】
2008257811.tif 000011
【図１０】
2008257811.tif 000012
【図１１】
2008257811.tif 000013
【図１２】
2008257811.tif 000014
【図１３】
2008257811.tif 000015
【図１４】
2008257811.tif 000016
【図１５】
2008257811.tif 000017
【図１６】
2008257811.tif 000018
【図１７】
2008257811.tif 000019
【図１８】
2008257811.tif 000020
【図１９】
2008257811.tif 000021
【図２０】
2008257811.tif 000022
【図２１】
2008257811.tif 000023
【図２２】
2008257811.tif 000024
【図２３】
2008257811.tif 000025
【図２４】
2008257811.tif 000026
【図２５】
2008257811.tif 000027
【図２６】
2008257811.tif 000028
【図２７】
2008257811.tif 000029