(57)【要約】【課題】トラックピッチが異なる異種のディスクに対応する場合にも、サブビームのプッシュプル信号（サイドプッシュプル信号）の振幅を円滑に抑制し得る光ピックアップ装置を提供する。【解決手段】グレーティング１０２に２種の位相構造を一定周期で配置する。サブビームは、この位相構造によって、０次光と４つの±１次光に分割される。ここで、位相構造は、０次光と４つの±１次光によって生じるプッシュプル信号成分の和が、トラッキング方向におけるこれら分割光の変位に拘わらず常にゼロとなるように、位相差と基本ベクトルの間隔が設定される。これにより、たとえば、ＤＶＤ−ＲＡＭとＤＶＤ−Ｒのように、対象ディスク毎にトラックピッチが変化しても、サイドプッシュプル信号の振幅を抑制できる。【選択図】図６
2008021391.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光を出射する光源と、
前記レーザ光をメインビームとサブビームに分割するグレーティングと、
前記メインビームと前記サブビームのディスクからの反射光を受光し、且つ、これらメインビームとサブビームの強度に応じたメインプッシュプル信号とサイドプッシュプルを生成するためのセンサパターンを有する光検出器とを備え、
前記グレーティングは、前記サブビームを複数の回折光に分割するとともに、該グレーティングの前記レーザ光の光軸を軸とする回転方向位置を調整することにより、各分割光に基づくサイドプッシュプル信号の信号成分の和がゼロとなるように構成された位相構造を有する、
ことを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記グレーティングには、前記レーザ光に位相差を生じさせる２種類の位相構造が一定周期にて交互に並ぶようにして配置され、これら２種類の位相構造は、前記グレーティングの前記回転方向位置を調整することにより、各分割光に基づくサイドプッシュプル信号の信号成分の和がゼロとなるよう、前記位相差と、基本ベクトルの間隔が設定されている、
ことを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項３】
請求項２において、
前記グレーティングには、菱形状の２種類の位相構造が一定周期にて交互に並ぶようにして配置されている、
ことを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項４】
請求項３において、
前記サブビームが０次光と４つの±１次光から構成されるよう、前記２種類の位相構造に基づく位相差が設定されている、
ことを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項５】
請求項３において、
前記サブビームが４つの±１次光から構成されるよう、前記２種類の位相構造に基づく位相差が設定されている、
ことを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項６】
請求項２において、
前記グレーティングには、帯状の２種類の位相構造が一定周期にて交互に並ぶようにして配置されている、
ことを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項７】
請求項６において、
前記サブビームが０次光と２つの±１次光から構成されるよう、前記２種類の位相構造に基づく位相差が設定されている、
ことを特徴とする光ピックアップ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ピックアップ装置に関し、特に、トラッキングエラー信号の生成手法としてＤＰＰ（Differential Push-Pull）法を用いる場合に好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、トラッキングエラー信号の生成手法として、プッシュプル法が知られており、記録タイプのＣＤ（Compact Disc）やＤＶＤ（Digital Versatile Disc）等に用いる光ピックアップ装置に採用されている。しかし、この方法では、対物レンズの光軸ずれによってトラッキングエラー信号にＤＣオフセットが発生し、これにより、トラッキングエラー信号が劣化するとの問題が生じる。そこで、この問題を回避する手法として、ＤＰＰ法が提案され、既に、記録タイプのＤＶＤに用いる光ピックアップ装置等に採用されている。
【０００３】
しかし、このＤＰＰ法においても、トラッキングサーボ時等に対物レンズにレンズシフトが生じると、サブビームのプッシュプル信号（サイドプッシュプル信号）に振幅が現れ、これにより、トラッキングエラー信号が劣化するとの問題が生じる。
【０００４】
この問題を回避する方法として、たとえば、以下の特許文献１に記載の技術が提案されている。この方法では、半導体レーザからのレーザ光をメインビームとサブビームに分割するグレーティングに一定周期の位相構造が与えられ、これにより、サイドプッシュプル信号における振幅の発生が抑制されている。具体的には、グレーティングの位相構造の周期Ｄが、対物レンズの瞳上において、ディスク（トラック）による回折光の移動距離の２／３となるように設定される。これにより、ディスク（トラック）からの０次光と±１次光の位相パターンが、これら光の重なり部分において反転し、その結果、この重なり部分におけるプッシュプル信号の振幅が略ゼロに抑制される。
【特許文献１】特開２００５−１００５５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、ディスク（トラック）による回折光の移動距離はトラック幅に依存するため、たとえば、トラックピッチが１．２３μｍのＤＶＤ−ＲＡＭと、トラックピッチが０．７４μｍのＤＶＤ−Ｒでは、図１３に示すように、±１次光の移動距離と、０次光と±１次光の重なり具合が相違することとなる。
【０００６】
これに対し、特許文献１の方法では、上記のように、±１次光の移動距離に基づいてグレーティングの位相構造の周期Ｄを設定するものであるから、このようにトラックピッチが相違する２種のディスクについて同時に上記条件を満たすようにグレーティングの位相構造の周期Ｄを設定することはできない。よって、特許文献１の方法は、トラックピッチが異なる異種のディスクについて用いる光ピックアップ装置には、十分な効果を発揮し難いものであった。
【０００７】
本発明は、このような問題を解消するものであり、トラックピッチが異なる異種のディスクに対応する場合においても、サブビームのプッシュプル信号（サイドプッシュプル信号）の振幅を円滑に抑制し得る光ピックアップ装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題に鑑み本発明は、以下の特徴を有する。
【０００９】
請求項１の発明は、光ピックアップ装置において、レーザ光を出射する光源と、前記レーザ光をメインビームとサブビームに分割するグレーティングと、前記メインビームと前記サブビームのディスクからの反射光を受光し、且つ、これらメインビームとサブビームの強度に応じたメインプッシュプル信号とサイドプッシュプルを生成するためのセンサパターンを有する光検出器とを備え、前記グレーティングは、前記サブビームを複数の回折光に分割するとともに、該グレーティングの前記レーザ光の光軸を軸とする回転方向位置を調整することにより、各分割光に基づくサイドプッシュプル信号の信号成分の和がゼロとなるように構成された位相構造を有することを特徴とする。
【００１０】
請求項２の発明は、請求項１に記載の光ピックアップ装置において、前記グレーティングには、前記レーザ光に位相差を生じさせる２種類の位相構造が一定周期にて交互に並ぶようにして配置され、これら２種類の位相構造は、前記グレーティングの前記回転方向位置を調整することにより、各分割光に基づくサイドプッシュプル信号の信号成分の和がゼロとなるよう、前記位相差と、基本ベクトルの間隔が設定されていることを特徴とする。
【００１１】
請求項３の発明は、請求項２に記載の光ピックアップ装置において、前記グレーティングには、菱形状の２種類の位相構造が一定周期にて交互に並ぶようにして配置されていることを特徴とする。
【００１２】
請求項４の発明は、請求項３に記載の光ピックアップ装置において、前記サブビームが０次光と４つの±１次光から構成されるよう、前記２種類の位相構造に基づく位相差が設定されていることを特徴とする。
【００１３】
請求項５の発明は、請求項３に記載の光ピックアップ装置において、前記サブビームが４つの±１次光から構成されるよう、前記２種類の位相構造に基づく位相差が設定されていることを特徴とする。
【００１４】
請求項６の発明は、請求項２に記載の光ピックアップ装置において、前記グレーティングには、帯状の２種類の位相構造が一定周期にて交互に並ぶようにして配置されていることを特徴とする。
【００１５】
請求項７の発明は、請求項６に記載の光ピックアップ装置において、前記サブビームが０次光と２つの±１次光から構成されるよう、前記２種類の位相構造に基づく位相差が設定されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、各分割光に基づくサイドプッシュプル信号の信号成分の和がゼロとなるよう位相構造が設定されているため、たとえば、ＤＶＤ−ＲＡＭとＤＶＤ−Ｒのようにトラックピッチが変わるような異種のディスクに対応するような場合にも、円滑かつ良好に、プッシュプル信号（サイドプッシュプル信号）を生成できる。したがって、本発明によれば、異種のディスクに対応するような場合にも、ＤＰＰ法に基づき、円滑かつ良好に、トラッキングエラー信号を生成することができる。
【００１７】
本発明の特徴は、以下に示す実施の形態の説明により更に明らかとなろう。なお、本発明における位相構造の設定方法およびその効果は、実施の形態中に示したシミュレーション例に基づき明確に理解されよう。
【００１８】
ただし、以下の実施の形態は、あくまでも、本発明の一つの具体化例であって、本発明ないし各構成要件の用語の意義は、以下の実施の形態に記載されたものに制限されるものではない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態につき図面を参照して説明する。
【００２０】
まず、図１に実施の形態に係る光ピックアップ装置の光学系を示す。図示の如く、この光学系は、半導体レーザ１０１と、グレーティング１０２と、偏光ビームスプリッタ１０３と、コリメートレンズ１０４と、リンケージミラー１０５と、立ち上げミラー１０６と、λ／４板１０７と、対物レンズ１０８と、アナモレンズ１０９と、光検出器１１０と、ＦＭＤ（フロントモニタダイオード）１１０を備えている。
【００２１】
半導体レーザ１０１は、所定波長のレーザ光を出射する。グレーティング１０２は、半導体レーザ１０１からのレーザ光をメインビームと２つのサブビーム群に分割する。これら２つのサブビーム群は、それぞれ、０次光と±１次光からなっている。グレーティング１０２の構成およびサブビーム群の形成状態は、追って、図２および図３を参照して説明する。
【００２２】
偏光ビームスプリッタ１０３は、グレーティング１０２からのレーザ光を略全透過する。コリメートレンズ１０４は、偏光ビームスプリッタ１０３を透過したレーザ光を平行光に変換する。リンケージミラー１０５は、コリメータレンズ１０４からのレーザ光の一部（数パーセント程度）を透過する膜付のミラーである。なお、リンケージミラー１０５を透過したレーザ光は、ＦＭＤ１１０によって受光される。ＦＭＤ１１０の出力は、半導体レーザ１０１のパワー制御に用いられる。
【００２３】
立ち上げミラー１０６は、リンケージミラー１０５によって反射されたレーザ光を対物レンズ１０８方向に立ち上げる。λ／４板１０７は、立ち上げミラー１０６からのレーザ光を円偏光に変換し、ディスクからの反射光を、立ち上げミラー１０６側から入射されるレーザ光の偏光方向に直交する直線偏光に変換する。これにより、ディスクからの反射光は、偏光ビームスプリッタ１０３によって略全反射される。
【００２４】
対物レンズ１０８は、λ／４板１０７からのレーザ光をディスク上に収束させる。アナモレンズ１０９は、偏光ビームスプリッタ１０３によって反射されたレーザ光（ディスクからの反射光）を光検出器１１０上に収束させる。アナモレンズ１０９は、集光レンズとシリンドリカルレンズから構成され、ディスクからの反射光に非点収差を導入する。
【００２５】
光検出器１１０は、受光したレーザ光の強度分布から再生ＲＦ信号、フォーカスエラー信号およびトラッキングエラー信号を導出するためのセンサパターンを有している。各センサからの信号は、光ディスク装置側の再生回路およびサーボ回路に出力される。
【００２６】
図２（ａ）に、グレーティング１０２の構成を示す。
【００２７】
図示の如く、グレーティング１０２には、菱形状の２種類の位相構造が一定周期で配されている。斜線部分の位相構造を通過したときと白色部分の位相構造を通過したときとで、通過後のレーザ光に位相差が生じる。この位相差によって、レーザ光はメインビームと２つのサブビーム群に分割される。なお、図２（ａ）に示す位相構造では、サブビーム群は、同図（ｂ）に示すように、０次光と±１次光の５つのビームに分割される。
【００２８】
ここで、±１次光と０次光の強度比は、上記２種類の位相構造をレーザ光が通過したときの位相差により決定される。この位相差が１８０度のときは、０次光の強度が零になる。すなわち、位相差が１８０度のとき、２つのサブビーム群は、それぞれ、４つの±１次光から構成される。また、±１次光と０次光の間隔は、同図（ａ）に示すグレーティング１０２の基本ベクトルの間隔に反比例する。従って、位相構造による位相差と基本ベクトルの間隔を調整することにより、サブビーム群を構成する０次光と１次光の強度比と間隔を変化させることができる。
【００２９】
なお、サブビーム群を構成する０次光と１次光の強度比Ｉ０／Ｉ±１と間隔ｓは、次式によって与えられる。
【００３０】
【数１】
2008021391.tif 000003
【００３１】
ａ、ｂは、基本ベクトルの単位ベクトル、Ｌは、光軸に平行で大きさ１の単位ベクトルである。
【００３２】
図３に、ディスク上におけるレーザ光の照射状態と光検出器１１０の構成を示す。
【００３３】
同図（ａ）に示す如く、グレーティング１０２によって分割されたメインビームと２つのサブビーム群は、トラック方向に並ぶようにして、ディスク上に照射される。グレーティング１０２は、メインビームと２つのサブビーム群がディスク上においてこのように配置されるよう、回転位置が調整される。
【００３４】
同図（ｂ）に示す如く、光検出器１１０は、メインビーム用センサ１１０ａと、サブビーム用センサ１１０ｂ、１１０ｃから構成されている。各センサは、直交する２つの直線によって４分割された領域を有している。メインビームがオントラック状態にあるとき、２つのサブビーム群は、それぞれ、その０次光の光軸がサブビーム用センサ１１０ｂ、１１０ｃの中心点（分割線の交差点）を貫くようサブビーム用センサ１１０ｂ、１１０ｃに照射される。このとき、メインビームは、その光軸がメインビーム用センサ１１０ａの中心点（分割線の交差点）を貫くようメインビーム用センサ１１０ａに照射される。
【００３５】
図４に、トラッキングエラー信号を生成するための信号生成回路の構成を示す。
【００３６】
図示の如く、信号生成回路は、演算回路２０１〜２０４、２０６と、アンプ回路２０５から構成されている。
【００３７】
演算増幅回路２０１は、メインビーム用センサ１０１ａのセンサ領域Ａ〜Ｄから出力される信号（以下、センサ領域Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄから出力される各信号をＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄと記載する）をもとに、（Ａ＋Ｂ）−（Ｃ＋Ｄ）の信号演算を実行し、メインプッシュプル信号ＭＰＰを生成する。
【００３８】
演算増幅回路２０２は、サブビーム用センサ１０１ｂのセンサ領域Ｅ〜Ｈから出力される信号（以下、センサ領域Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈから出力される各信号をＥ、Ｆ、Ｇ、Ｈと記載する）をもとに、（Ｅ＋Ｆ）−（Ｇ＋Ｈ）の信号演算を実行し、演算結果を演算回路２０４に入力する。
【００３９】
演算増幅回路２０３は、サブビーム用センサ１０１ｃのセンサ領域Ｉ〜Ｌから出力される信号（以下、センサ領域Ｉ、Ｊ、Ｋ、Ｌから出力される各信号をＩ、Ｊ、Ｋ、Ｌと記載する）をもとに、（Ｉ＋Ｊ）−（Ｋ＋Ｌ）の信号演算を実行し、演算結果を演算回路２０４に入力する。
【００４０】
演算回路２０４は、演算回路２０２、２０３から入力される演算結果を加算し、サブプッシュプル信号ＳＰＰを生成する。アンプ回路２０５は、演算回路２０４にて生成されたサイドプッシュプル信号ＳＰＰを、予め設定された倍率にて増幅する。
【００４１】
演算回路２０６は、演算回路２０１にて生成されたメインプッシュプル信号ＭＰＰからアンプ回路２０５にて生成された信号を減算し、トラッキングエラー信号ＴＥを生成する。生成されたトラッキングエラー信号ＴＥは、サーボ回路（図示せず）に入力される。
【００４２】
図５に、フォーカスエラー信号を生成するための信号生成回路の構成を示す。
【００４３】
図示の如く、信号生成回路は、演算回路２１１〜２１４、２１６と、アンプ回路２１５から構成されている。
【００４４】
演算増幅回路２１１は、メインビーム用センサ１０１ａのセンサ領域Ａ〜Ｄから出力される信号をもとに、（Ａ＋Ｃ）−（Ｂ＋Ｄ）の信号演算を実行し、メインフォーカスエラー信号ＭＦＥを生成する。
【００４５】
演算増幅回路２１２は、サブビーム用センサ１０１ｂのセンサ領域Ｅ〜Ｈから出力される信号をもとに、（Ｅ＋Ｇ）−（Ｆ＋Ｈ）の信号演算を実行し、演算結果を演算回路２１４に入力する。演算増幅回路２１３は、サブビーム用センサ１０１ｃのセンサ領域Ｉ〜Ｌから出力される信号をもとに、（Ｉ＋Ｋ）−（Ｊ＋Ｌ）の信号演算を実行し、演算結果を演算回路２１４に入力する。
【００４６】
演算回路２１４は、演算回路２１２、２１３から入力される演算結果を加算し、サイドフォーカスエラー信号ＳＦＥを生成する。アンプ回路２１５は、演算回路２１４にて生成されたサイドフォーカスエラー信号ＳＦＥを、予め設定された倍率にて増幅する。
【００４７】
演算回路２１６は、演算回路２１１にて生成されたメインフォーカスエラー信号ＭＦＥからアンプ回路２１５にて生成された信号を減算し、フォーカスエラーエラー信号ＦＥを生成する。生成されたフォーカスエラーエラー信号ＦＥは、サーボ回路（図示せず）に入力される。
【００４８】
次に、図６を参照して、グレーティング１０２の設計方法について説明する。
【００４９】
上記の如く、サブビーム群を構成する０次光と±１次光の強度比と間隔は、図２（ａ）に示す位相構造を適宜変化させることによって調整され得る。すなわち、図２（ａ）に示す２種類の位相構造のうち、斜線部分の位相構造を通過したときのレーザ光の位相と、白色部分の位相構造を通過したときのレーザ光の位相の間の位相差を、これら２種類の位相構造に基づいて適宜変化させることにより、０次光と１次光の強度比を調整することができる。また、これら位相構造に基づく基本ベクトル（図２（ａ）参照）の間隔を適宜変化させることにより、０次光と１次光の間隔を調整することができる。
【００５０】
図６は、０次光によって生じるプッシュプル信号と４つの±１次光によって生じるプッシュプル信号の和が、トラッキング方向におけるサブビーム群の変位に拘わらず常にゼロとなるように、０次光と１次光の強度比と間隔を調整したときのシミュレーション例を示す図である。
【００５１】
なお、図６に示す振幅波形は、サブビーム群（０次光と４つの±１次光）をトラッキング方向に変位させたときのプッシュプル信号の変化を、０次光と４つの±１次光について個別にシミュレーションし、これらを重ねて表示したものである。同図の横軸は、トラッキング方向におけるサブビーム群の変位量、縦軸は、プッシュプル信号の振幅である。なお、図中の“Ｔ”の位置における振幅は、０次光がグルーブのセンターに位置づけられているときの０次光と４つの±１次光に基づくプッシュプル信号の振幅である。この位置からサブビーム群をトラッキング方向に変位させると、０次光と４つの±１次光に基づくプッシュプル信号は、それぞれ、同図に示すように変化する。
【００５２】
なお、同図（ａ）は、サブビーム群をＤＶＤ−ＲＡＭ（トラックピッチ＝１．２３μｍ）上でトラッキング方向に変位させたときのシミュレーション例であり、また、同図（ｂ）は、サブビーム群をＤＶＤ−Ｒ（トラックピッチ＝０．７４μｍ）上でトラッキング方向に変位させたときのシミュレーション例である。なお、同図（ｂ）のシミュレーション例では、０次光に接近する内側の２つの±１次光の振幅波形と、外側の２つの±１次光の振幅波形が重なっている。
【００５３】
これらのシミュレーション例では、４つの±１次光のうち、０次光に接近する内側の２つの±１次光と０次光との間のトラッキング方向における間隔が約０．２μｍに設定され、外側の２つの±１次光と０次光との間のトラッキング方向における間隔が約０．５２μｍに設定されている。また、０次光と±１次光の強度比Ｉ０／Ｉ±１は、Ｉ０／Ｉ±１≒０．７２に設定されている。
【００５４】
０次光と１次光の強度比と間隔をこのように調整することにより、０次光と４つの±１次光によって生じるプッシュプル信号の和は、図示の如く、トラッキング方向におけるサブビーム群の変位に拘わらず常にゼロとなる。よって、同図に示す如く、たとえば、ＤＶＤ−ＲＡＭとＤＶＤ−Ｒのようにトラックピッチが変わるような異種のディスクに対応するような場合にも、良好なプッシュプル信号（サイドプッシュプル信号）を生成できる。
【００５５】
本実施の形態では、グレーティング１０２の位相構造を、図６に示すように、０次光と４つの±１次光によって生じるプッシュプル信号の和がトラッキング方向におけるサブビーム群の変位に拘わらず常にゼロとなるように設定している。なお、図６に示す振幅特性は、たとえば、波長λ＝６６０ｎｍ、対物レンズの焦点距離ｆ＝２．５ｍｍのとき、対物レンズの瞳上で、以下のパラメータ値となるような回折格子の位相構造としたときに実現される。
【００５６】
【数２】
2008021391.tif 000004
【００５７】
なお、θａ、θｂは、図２に示す如く、ディスクタンジェンシャル方向と基本ベクトル（単位ベクトルａ、ｂ）のなす角である。ここで、θａ、θｂは、図２において、タンジェンシャル方向から左向きの回転方向を正とする回転座標軸によって設定された値である。
【００５８】
以上、本実施の形態によれば、０次光と４つの±１次光によって生じるプッシュプル信号の和が、トラッキング方向におけるサブビーム群の変位に拘わらず常にゼロとなるように、グレーティング１０２の位相構造を設定したため、たとえば、ＤＶＤ−ＲＡＭとＤＶＤ−Ｒのようにトラックピッチが変わるような異種のディスクに対応するような場合にも、円滑かつ良好に、プッシュプル信号（サイドプッシュプル信号）を生成できる。
【００５９】
また、本実施の形態によれば、図２に示すように、細かいピッチにて位相構造を生成したため、対物レンズ１０８にレンズシフトが生じても、レンズシフトがない場合に比べて、入射瞳上におけるレーザ光の位相状態が大きく変化することはなく、よって、ディスク上におけるビームスポットに強度上の歪が生じることもない。したがって、本実施の形態によれば、トラッキングサーボ動作時等に対物レンズ１０８にレンズシフトが生じても、サブビーム群に基づくプッシュプル信号（サイドプッシュプル信号）に不要な振幅が生じることはない。
【００６０】
このように、本実施の形態によれば、異種のディスクに対応するような場合にも、ＤＰＰ法に基づき、円滑かつ良好に、トラッキングエラー信号を生成することができる。
【００６１】
なお、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明に係る実施の形態は、上記以外にも、種々の変更が可能である。
【００６２】
図７は、グレーティング１０２の位相構造を変更した場合の例を示すものである。
【００６３】
同図（ａ）に示す如く、この構成例では、グレーティング１０２に、帯状の２種類の位相構造が一定周期で配されている。図２（ａ）の場合と同様、斜線部分の位相構造を通過したときと白色部分の位相構造を通過したときとで、通過後のレーザ光に位相差が生じる。この位相差によって、レーザ光はメインビームと２つのサブビーム群に分割される。なお、同図（ａ）に示す位相構造では、サブビーム群は、同図（ｂ）に示すように、０次光と±１次光の３つのビームに分割される。
【００６４】
ここで、±１次光と０次光の強度比は、上記の如く、２種類の位相構造をレーザ光が通過したときの位相差により決定される。この位相差が１８０度のときは、０次光の強度が零になる。すなわち、位相差が１８０度のとき、２つのサブビーム群は、それぞれ、２つの±１次光から構成される。また、±１次光と０次光の間隔は、同図（ａ）に示すグレーティング１０２の基本ベクトル（実線）の間隔に反比例する。従って、位相構造による位相差と基本ベクトルの間隔を調整することにより、サブビーム群を構成する０次光と１次光の強度比と間隔を変化させることができる。
【００６５】
なお、サブビーム群を構成する０次光と１次光の強度比と間隔は、上記数１に示す式によって与えられる。
【００６６】
図８に、ディスク上におけるレーザ光の照射状態と光検出器１１０の構成を示す。
【００６７】
同図（ａ）に示す如く、グレーティング１０２によって分割されたメインビームと２つのサブビーム群は、トラック方向に並ぶようにして、ディスク上に照射される。グレーティング１０２は、メインビームと２つのサブビーム群がディスク上においてこのように配置されるよう、回転位置が調整される。
【００６８】
同図（ｂ）に示す如く、光検出器１１０は、メインビーム用センサ１１０ａと、サブビーム用センサ１１０ｂ、１１０ｃから構成されている。光検出器１１０の構成は、上記図３の場合と同様である。また、トラッキングエラー信号およびフォーカスエラー信号を生成する演算回路の構成も、上記図４および図５の場合と同様である。
【００６９】
図９は、本構成例におけるグレーティング１０２の設計方法を説明する図である。
【００７０】
上記の如く、サブビーム群を構成する０次光と±１次光の強度比と間隔は、図７（ａ）に示す位相構造を適宜変化させることによって調整され得る。
【００７１】
図９は、本構成例において、０次光によって生じるプッシュプル信号と２つの±１次光によって生じるプッシュプル信号の和が、トラッキング方向におけるサブビーム群の変位に拘わらず常にゼロとなるように、０次光と１次光の強度比と間隔を調整したときのシミュレーション例を示す図である。
【００７２】
なお、図９に示す振幅波形は、上記図６と同様、サブビーム群（０次光と２つの±１次光）をトラッキング方向に変位させたときのプッシュプル信号の変化を、０次光と２つの±１次光について個別にシミュレーションし、これらを重ねて表示したものである。同図の横軸は、トラッキング方向におけるサブビーム群の変位量、縦軸は、プッシュプル信号の振幅である。なお、図中の“Ｔ”の位置における振幅は、０次光がグルーブのセンターに位置づけられているときの０次光と２つの±１次光に基づくプッシュプル信号の振幅である。この位置からサブビーム群をトラッキング方向に変位させると、０次光と２つの±１次光に基づくプッシュプル信号は、それぞれ、同図に示すように変化する。
【００７３】
なお、同図（ａ）は、サブビーム群をＤＶＤ−ＲＡＭ（トラックピッチ＝１．２３μｍ）上でトラッキング方向に変位させたときのシミュレーション例であり、また、同図（ｂ）は、サブビーム群をＤＶＤ−Ｒ（トラックピッチ＝０．７４μｍ）上でトラッキング方向に変位させたときのシミュレーション例である。
【００７４】
これらのシミュレーション例では、２つの±１次光と０次光の間のトラッキング方向における間隔が約０．４６μｍに設定されている。また、０次光と±１次光の強度比Ｉ０／Ｉ±１は、Ｉ０／Ｉ±１≒２．０に設定されている。
【００７５】
０次光と１次光の強度比と間隔をこのように調整することにより、０次光と２つの±１次光によって生じるプッシュプル信号の和は、図示の如く、トラッキング方向におけるサブビーム群の変位に拘わらず常にゼロとなる。よって、同図に示す如く、たとえば、ＤＶＤ−ＲＡＭとＤＶＤ−Ｒのようにトラックピッチが変わるような異種のディスクに対応するような場合にも、良好なプッシュプル信号（サイドプッシュプル信号）を生成できる。
【００７６】
本構成例では、グレーティング１０２の位相構造を、図９に示すように、０次光と４つの±１次光によって生じるプッシュプル信号の和がトラッキング方向におけるサブビーム群の変位に拘わらず常にゼロとなるように設定している。なお、図９に示す振幅特性は、たとえば、波長λ＝６６０ｎｍ、対物レンズの焦点距離ｆ＝２．５ｍｍのとき、対物レンズの瞳上で、以下のパラメータ値となるような回折格子の位相構造としたときに実現される。
【００７７】
【数３】
2008021391.tif 000005
【００７８】
なお、θａ、θｂは、図７に示す如く、ディスクタンジェンシャル方向と基本ベクトル（単位ベクトルａ、ｂ）のなす角である。ここで、θａ、θｂは、図２において、タンジェンシャル方向から左向きの回転方向を正とする回転座標軸によって設定された値である。また、本構成例では、位相構造が帯状となっており、基本ベクトルｂの方向には位相構造の周期性はないため、単位ベクトルｂはｂ＝∞と擬制される。
【００７９】
本構成によれば、０次光と２つの±１次光によって生じるプッシュプル信号の和が、トラッキング方向におけるサブビーム群の変位に拘わらず常にゼロとなるように、グレーティング１０２の位相構造を設定したため、上記図２の場合と同様、たとえば、ＤＶＤ−ＲＡＭとＤＶＤ−Ｒのようにトラックピッチが変わるような異種のディスクに対応するような場合にも、円滑かつ良好に、プッシュプル信号（サイドプッシュプル信号）を生成できる。
【００８０】
また、本構成例によれば、図７に示すように、細かいピッチにて位相構造を生成したため、対物レンズ１０８にレンズシフトが生じても、レンズシフトがない場合に比べて、入射瞳上におけるレーザ光の位相状態が大きく変化することはなく、よって、ディスク上におけるビームスポットに強度上の歪が生じることもない。したがって、本構成例によれば、トラッキングサーボ動作時等に対物レンズ１０８にレンズシフトが生じても、サブビーム群に基づくプッシュプル信号（サイドプッシュプル信号）に不要な振幅が生じることはない。
【００８１】
このように、本構成例によれば、上記実施の形態の場合と同様、異種のディスクに対応するような場合にも、ＤＰＰ法に基づき、円滑かつ良好に、トラッキングエラー信号を生成することができる。
【００８２】
なお、上記図６のシミュレーション例は、図２に示すグレーティング１０２において、サブビーム群を０次光と４つの±１次光にて構成したときのものであったが、図１０に示すように、サブビーム群を４つの±１次光にて構成することもできる。
【００８３】
上記の如く、±１次光と０次光の強度比は、図２に示す２種類の位相構造をレーザ光が通過したときの位相差により決定され、この位相差が１８０度のときは、０次光の強度が零になる。すなわち、位相差が１８０度のとき、２つのサブビーム群は、図１０に示す如く、４つの±１次光から構成される。
【００８４】
なお、図１０に示す場合にも、上記図６のシミュレーション例と同様、４つの±１次光によって生じるプッシュプル信号の和がトラッキング方向におけるサブビーム群の変位に拘わらず常にゼロとなるよう、グレーティング１０２の位相構造（位相差と基本ベクトルの間隔）が設定される。これにより、上記図２の場合と同様、たとえば、ＤＶＤ−ＲＡＭとＤＶＤ−Ｒのようにトラックピッチが変わるような異種のディスクに対応するような場合にも、円滑かつ良好に、プッシュプル信号（サイドプッシュプル信号）を生成できる。
【００８５】
図１１は、光検出器１１０のセンサパターンと信号生成回路の変更例である。
【００８６】
この構成例では、サブビーム用センサ１１０ｂ、１１０ｃが２分割センサによって構成されている。メインビームがオントラック状態にあるとき、２つのサブビーム群は、それぞれ、その０次光の光軸がサブビーム用センサ１１０ｂ、１１０ｃの分割線の中心点を貫くようサブビーム用センサ１１０ｂ、１１０ｃに照射される。
【００８７】
信号生成回路は、サブビーム用センサ１１０ｂ、１１０ｃの変更に伴って、演算回路２０７、２０８が変更されている。その他の回路構成は、図４と同様である。
【００８８】
演算増幅回路２０７は、サブビーム用センサ１０１ｂのセンサ領域Ｅ、Ｆから出力される信号をもとに、Ｅ−Ｆの信号演算を実行し、演算結果を演算回路２０４に入力する。演算増幅回路２０８は、サブビーム用センサ１０１ｃのセンサ領域Ｇ、Ｈから出力される信号をもとに、Ｇ−Ｈの信号演算を実行し、演算結果を演算回路２０４に入力する。
【００８９】
演算回路２０４は、演算回路２０２、２０３から入力される演算結果を加算し、サブプッシュプル信号ＳＰＰを生成する。アンプ回路２０５は、演算回路２０４にて生成されたサイドプッシュプル信号ＳＰＰを、予め設定された倍率にて増幅する。
【００９０】
演算回路２０６は、演算回路２０１にて生成されたメインプッシュプル信号ＭＰＰからアンプ回路２０５にて生成された信号を減算し、トラッキングエラー信号ＴＥを生成する。生成されたトラッキングエラー信号ＴＥは、サーボ回路（図示せず）に入力される。
【００９１】
図１２は、光ピックアップ装置の光学系の変更例を示す図である。
【００９２】
この光学系は、ＣＤ／ＤＶＤに対して赤外／赤色波長のレーザ光を照射するための光学系と、次世代ＤＶＤに対して青色波長のレーザ光を照射するための光学系の２種類の光学系を備えている。
【００９３】
次世代ＤＶＤ用の光学系は、半導体レーザ３０１と、λ／２板３０２と、偏光ビームスプリッタ３０３と、立ち上げミラー３０４と、コリメートレンズ３０５と、λ／４板３０６と、対物レンズ３０７と、アナモレンズ３０８と、光検出器３０９と、ＦＭＤ３１０を備えている。
【００９４】
半導体レーザ３０１は、波長４００ｎｍ程度の青色レーザ光を出射する。λ／２板３０２は、偏光ビームスプリッタ３０３に対するレーザ光の偏光方向を調整するために用いられる。すなわち、λ／２板３０２は、偏光ビームスプリッタ３０３に対するレーザ光の透過および反射の割合が、一定の値となるよう、回転方向の位置が調整される。
【００９５】
偏光ビームスプリッタ３０３は、λ／２板３０２からのレーザ光を一定の割合にて透過および反射する。立ち上げミラー３０４は、偏光ビームスプリッタ３０３を透過したレーザ光を対物レンズ３０７方向に立ち上げる。コリメートレンズ３０５は、立ち上げミラー３０４からのレーザ光を平行光に変換する。
【００９６】
λ／４板３０６は、コリメートレンズ３０５からのレーザ光を円偏光に変換し、ディスクからの反射光を、コリメートレンズ３０５側から入射されるレーザ光の偏光方向に直交する直線偏光に変換する。対物レンズ３０７は、λ／４板３０６からのレーザ光をディスク上に収束させる。アナモレンズ３０８は、偏光ビームスプリッタ３０３によって反射されたディスクからの反射光を光検出器３０９上に収束させる。アナモレンズ３０８は、集光レンズとシリンドリカルレンズから構成され、ディスクからの反射光に非点収差を導入する。
【００９７】
光検出器３０９は、受光したレーザ光の強度分布から再生ＲＦ信号、フォーカスエラー信号およびトラッキングエラー信号を導出するためのセンサパターンを有している。各センサからの信号は、光ディスク装置側の再生回路およびサーボ回路に出力される。ＦＭＤ３１０は、偏光ビームスプリッタ３０３によって反射されたレーザ光を受光し、受光量に応じた信号を出力する。ＦＭＤ３１０からの信号は、半導体レーザ３０１のパワー制御に用いられる。
【００９８】
なお、次世代ＤＶＤ用の光学系には、トラッキングエラー信号の生成手法として、１ビームプッシュプル法が用いられている。光検出器３１０のセンサパターンと、トラッキングエラー信号を生成するための演算回路の構成は、１ビームプッシュプル法に応じたものとなっている。
【００９９】
ＣＤ／ＤＶＤ用の光学系は、半導体レーザ３２１と、λ／４板付きグレーティング３２２と、ハーフミラー３２３と、立ち上げミラー３２４と、コリメートレンズ３２５と、対物レンズ３２６と、光検出器３２７を備えている。
【０１００】
半導体レーザ３２１は、波長７８０ｎｍ程度の赤外レーザ光と波長４５０ｎｍ程度の赤色レーザ光を、一定のギャップをおいて同一方向に出射する。
【０１０１】
λ／４板付きグレーティング３２２は、各波長のレーザ光を円偏光に変換するλ／４板と、上記実施の形態で説明したグレーティングが一体となったものである。各波長のレーザ光は、これらλ／４板とグレーティングのうち、λ／４板を透過することによって円偏光に変換され、グレーティングを透過することによって、メインビームと２つのサブビーム群に分割される。２つのサブビーム群は、上記に説明した如く、それぞれ、０次光と±１次光から構成される。
【０１０２】
ハーフミラー３２３は、λ／４板付きグレーティング３２２からのレーザ光の半分を立ち上げミラー３２４方向に反射する。立ち上げミラー３２４は、ハーフミラー３２３からのレーザ光を対物レンズ３２６方向に立ち上げる。コリメートレンズ３２５は、立ち上げミラー３２４からのレーザ光を平行光に変換する。対物レンズ３２６は、コリメートレンズ３２５からのレーザ光をディスク上に収束させる。
【０１０３】
ディスクからの反射光は、ディスク入射時の光路を逆行し、その半分がハーフミラー３２３を透過する。この際、ハーフミラー３２３は反射光の光軸に対して傾いた状態で配置されているため、ハーフミラー３２３によって反射光に非点収差が導入される。非点収差が導入された反射光は光検出器３２７に入射される。
【０１０４】
光検出器３２７は、受光したレーザ光の強度分布から再生ＲＦ信号、フォーカスエラー信号およびトラッキングエラー信号を導出するためのセンサパターンを有している。なお、光検出器３２７には、ＣＤ用レーザ光とＤＶＤ用レーザ光をそれぞれ受光するセンサパターンが個別に配置されている。各センサからの信号は、光ディスク装置側の再生回路およびサーボ回路に出力される。
【０１０５】
λ／４板付きグレーティング３２２のグレーティングは、たとえば、ＣＤ用レーザ光とＤＶＤ用レーザ光のうち、ＤＶＤ用レーザ光に対してのみ、上記図６または図９に示す振幅特性を有するよう、位相構造が構成されている。ＤＶＤ用レーザ光のみならずＣＤ用レーザ光に対しても、上記図６または図９に示す振幅特性を有するようにする場合は、ＤＶＤ用レーザ光の波長帯に対応する波長選択性の位相構造と、ＣＤ用レーザ光の波長帯に対応する波長選択性の位相構造をグレーティングに配するようにすれば良い。
【０１０６】
なお、図１２に示す構成例では、次世代ＤＶＤ用レーザ光の光学系に対し、トラッキングエラー信号の生成手法として、１ビームプッシュプル法を適用するようにしたが、次世代ＤＶＤ用レーザ光の光学系に対してもＤＰＰ法を適用する場合には、たとえば、半導体レーザ３０１とλ／２板３０２の間に、上記図２または図７に示すグレーティングを配するようにすれば良い。
【０１０７】
以上、本発明の実施形態について種々例示して説明したが、本発明は、これらの実施形態に制限されるものではない。本発明の実施の形態は、特許請求の範囲に示された技術的思想の範囲内において、適宜、種々の変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１０８】
【図１】実施の形態に係る光ピックアップ装置の光学系を示す図
【図２】実施の形態に係るグレーティングの構成を説明する図
【図３】実施の形態に係るサブビーム群の照射状態と光検出器の構成を示す図
【図４】実施の形態に係る信号生成回路の構成を示す図
【図５】実施の形態に係る信号生成回路の構成を示す図
【図６】実施の形態に係るグレーティングの位相構造の設定方法を説明する図
【図７】実施の形態に係るグレーティングの位相構造の設定方法を説明する図
【図８】実施の形態の変更例に係るグレーティングの構成を説明する図
【図９】実施の形態の変更例に係るグレーティングの位相構造の設定方法を説明する図
【図１０】実施の形態の変更例に係るグレーティングの構成を説明する図
【図１１】実施の形態の変更例に係る光検出器と信号生成回路の構成を示す図
【図１２】実施の形態の変更例に係る光ピックアップ装置の光学系を示す図
【図１３】従来例の問題点を説明する図
【符号の説明】
【０１０９】
１０１    半導体レーザ（光源）
１０２    グレーティング
１１０    光検出器
１１０ａ  メインビーム用センサ
１１０ｂ  サブビーム用センサ
１１０ｃ  サブビーム用センサ
３２１    半導体レーザ（光源）
３２２    λ／４板付きグレーティング
３２７    光検出器
【図１】
2008021391.tif 000006
【図２】
2008021391.tif 000007
【図３】
2008021391.tif 000008
【図４】
2008021391.tif 000009
【図５】
2008021391.tif 000010
【図６】
2008021391.tif 000011
【図７】
2008021391.tif 000012
【図８】
2008021391.tif 000013
【図９】
2008021391.tif 000014
【図１０】
2008021391.tif 000015
【図１１】
2008021391.tif 000016
【図１２】
2008021391.tif 000017
【図１３】
2008021391.tif 000018