(57)【要約】【課題】ＤＰＰ法を用いたトラッキング制御において発生するトラックオフセットを簡易な構成で抑制し、装置の組立調整を簡略化することを可能にする。【解決手段】光ピックアップ装置５０に備わり、半導体レーザ５１から放射される光を、少なくとも０次回折光と±１次回折光に回折する回折格子５３は、±１次回折光に位相差を与える回折領域６３と位相差を与えない回折領域６４とが、格子溝の延びる方向に交互に隣接して配置され、回折格子５３に照射される光ビーム６１の有効径がＤであり、この有効径Ｄを格子溝方向に等分割する分割数がｍ（ｍ≧３の整数）であるとき、前記幅Ｗ１と幅Ｗ２とが、Ｗ１＝Ｗ２＝Ｄ／ｍを満足するように形成される。この回折格子５３を備えることによって、回折格子の回転位置調整が不要になり、サブビームによるプッシュプル信号の振幅が小さく抑制されてトラックオフセットの発生が抑止される。【選択図】　　　図２
2004086957.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光によって光記録媒体に情報を記録および／または光記録媒体から情報を再生する光ピックアップ装置であって、
光を放射する光源と、
前記光源から放射される光を略平行光にするコリメータレンズと、
前記光源から放射される光を、少なくとも零次回折光，プラス（＋）１次回折光およびマイナス（−）１次回折光に回折するとともに、＋および−（±）１次回折光の一部に位相差を与える回折格子と、
零次回折光および±１次回折光を前記光記録媒体上に集光する集光手段と、
前記光源と前記集光手段との間に配置され、零次回折光および±１次回折光を透過および反射する光分岐手段と、
前記光記録媒体によって反射された零次回折光および±１次回折光を受光する複数の受光素子からなる光検出手段とを備え、
前記回折格子は、
±１次回折光に位相差を与える回折領域と±１次回折光に位相差を与えない回折領域とが、格子溝の延びる方向に交互に隣接して配置され、前記光源から放射されて回折格子に照射される光ビームの有効径がＤであり、光ビームの有効径Ｄを格子溝方向に等分割する分割数がｍ（ｍ≧３の整数）であるとき、位相差を与える回折領域の格子溝の延びる方向の長さである幅Ｗ１と、位相差を与えない回折領域の格子溝の延びる方向の長さである幅Ｗ２とが、次式（Ｗ１＝Ｗ２＝Ｄ／ｍ）を満足するように形成されることを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項２】
複数個の前記回折格子が、格子溝の延びる方向に直交する方向に隣接し、かつ隣接する回折格子同志が互いに格子溝の延びる方向に前記幅Ｗ１（＝Ｗ２）だけずれて配置され、
前記光ビームの有効径Ｄを格子溝方向に直交する方向に等分割する分割数がｎ（ｎ≧２の整数）であるとき、回折格子の格子溝の延びる方向に直交する方向の長さである高さＨが、次式（Ｈ＝Ｄ／ｎ）を満足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３】
前記回折格子は、
前記光源と前記コリメータレンズとの間に配置されることを特徴とする請求項１または２記載の光ピックアップ装置。
【請求項４】
前記回折格子を前記光源から放射される光の軸に平行な方向に移動する格子移動手段をさらに含むことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の光ピックアップ装置。
【請求項５】
前記回折格子は、
前記光分岐手段の前記光源寄りに、前記光分岐手段に接して装着されることを特徴とする請求項１または２記載の光ピックアップ装置。
【請求項６】
前記回折格子は、
前記光分岐手段の前記光源寄りに形成され、前記光分岐手段と単一部品に一体化されることを特徴とする請求項１または２記載の光ピックアップ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光によって光記録媒体に情報を記録および／または光記録媒体から情報を再生する光ピックアップ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
コンパクトディスク（ＣＤ）、デジタルバーサタイルディスク（ＤＶＤ）およびミニディスク（ＭＤ）などの光ディスクが、オーディオビデオおよびコンピュータなどの多くの分野において光記録媒体として利用されている。前述のような光記録媒体に記録される情報量である記憶容量の増大要求に従って、光記録媒体に形成されるトラックの間隔であるトラックピッチの狭幅化とともに、光記録媒体の中心近くの内周まで情報記憶領域として利用されるに至っている。
【０００３】
このような光記録媒体を用いる情報記録再生装置においては、光記録媒体の情報記録面に光スポットを集光し、光記録媒体に形成されるトラックに光スポットを追従させて情報の記録または再生を行う。トラックに光スポットを追従させる制御をトラッキング制御と呼び、トラッキング制御は、光記録媒体によって反射される光を受光素子によって検出し、受光素子による検出信号を光記録媒体上に光を集光する集光手段である対物レンズを駆動させるアクチュエータにフィードバックすることによって行われる。このアクチュエータの駆動をフィードバック制御するために用いられる信号をトラッキング誤差信号（以後、ＴＥＳと表記することがある）と呼び、トラッキング誤差信号として用いられる信号生成方法の１つにディファレンシャル・プッシュ・プル（ＤＰＰ）法がある。
【０００４】
ＤＰＰ法は、たとえば特開平７−９３７６４に開示されている。図１６は、ＤＰＰ法が用いられる従来の光ピックアップ装置１の構成を簡略化して示す系統図である。従来の光ピックアップ装置１は、たとえば次のように構成される。光ピックアップ装置１は、光源である半導体レーザ２、コリメータレンズ３、回折格子４、ビームスプリッタ５、４分の１波長板６、対物レンズ７、集光レンズ８および受光素子からなる光検出器９を含む。
【０００５】
光ピックアップ装置１において、半導体レーザ２から放射される光は、コリメータレンズ３によって略平行光にされ、回折格子４によって少なくとも零次回折光、プラス（＋）１次回折光およびマイナス（−）１次回折光に回折され、ビームスプリッタ５を透過し、４分の１波長板６によって円偏光に変換され、対物レンズ７によって集光されて光記録媒体１０上に照射される。
【０００６】
図１７は、光記録媒体１０上に照射されている零次回折光および±１次回折光の状態を示す図である。図１７（ａ）には、光記録媒体１０に形成されるトラック上に照射される零次回折光，＋および−（±）１次回折光の配置を示し、図１７（ｂ）には、光記録媒体１０の断面形状を示す。零次回折光を構成するメインビーム（以後、ＭＢと略記する）は、情報が記録されるべきトラックまたは再生されるべき情報の記録されているトラックのランド部１１（以後、ランド部１１を情報トラックと呼ぶことがある）の幅方向中央に照射されるようにトラッキング制御される。このとき＋１次回折光である第１サブビーム（以後、ＳＢ１と略記する）および−１次回折光である第２サブビーム（以後、ＳＢ２と略記する）は、ＭＢが照射される情報トラック１１に対して両側にそれぞれ隣接するグルーブ部１２，１３に２分の１トラックピッチだけずれた位置に照射される。
【０００７】
光記録媒体１０に照射されたＭＢ，ＳＢ１およびＳＢ２は、光記録媒体１０によって反射されて再び対物レンズ７と４分の１波長板６とを透過し、ビームスプリッタ５によって反射され、集光レンズ８によって集光されて光検出器９に受光される。
【０００８】
図１８は、光検出器９による検出信号に基づいてＤＰＰ信号を求める回路の概略を示す図である。前述の光検出器９は、光ピックアップ装置１を臨んで光記録媒体１０が装着された状態で、光記録媒体１０に形成されるトラックの延びる方向と平行方向に分割線を有するように２分割された受光素子からなる光検出器９ｂ，９ｃと、トラックの延びる方向と平行方向および直交方向に分割線を有するように４分割された受光素子からなる光検出器９ａとを含む。
【０００９】
光検出器９ａによって検出されるＭＢの受光信号と減算器１４とによって得られるＭＢのプッシュプル信号をＭＰＰ（Ｍａｉｎ　Ｐｕｓｈ　Ｐｕｌｌ）とし、光検出器９ｂによって検出されるＳＢ１の受光信号と減算器１５とによって得られるＳＢ１のプッシュプル信号をＳＰＰ１（Ｓｕｂ　Ｐｕｓｈ　Ｐｕｌｌ−１）とし、光検出器９ｃによって検出されるＳＢ２の受光信号と減算器１６とによって得られるＳＢ２のプッシュプル信号をＳＰＰ２（Ｓｕｂ　Ｐｕｓｈ　Ｐｕｌｌ−２）とするとき、ＳＰＰ１およびＳＰＰ２と加算器１７とによって得られる加算信号ＳＰＰ（＝ＳＰＰ１＋ＳＰＰ２）をさらに増幅器１８によって増幅した信号と、前述のＭＰＰとに基づいて減算器１９で演算されるＤＰＰ信号は、次の式（１）によって与えられる。
ＤＰＰ＝ＭＰＰ−ｋ（ＳＰＰ１＋ＳＰＰ２）　　　　　　　　…（１）
【００１０】
ここで、増幅器１８における増幅率であるｋは、零次回折光と±１次回折光との光強度の違いを補正するために用いられる係数であり、各回折光の光強度比が次のように、零次回折光の光強度：＋１次回折光の光強度：−１次回折光の光強度＝ａ：ｂ：ｂであるとき、ｋ＝ａ／（２ｂ）で与えられる。
【００１１】
前述のようにＳＢ１およびＳＢ２は、ＭＢの照射されている情報トラック１１から両側に２分の１トラックピッチだけずれた位置に照射されているので、ＳＰＰ１およびＳＰＰ２の位相は、ＭＰＰの位相に対して１８０度ずれた位相になる。図１９は、プッシュプル信号の１例を示す図である。図１９には、前述の各回折光の光強度が等しく、ａ＝ｂすなわち係数ｋ＝０．５である場合について例示する。ＳＰＰ１とＳＰＰ２との光強度が等しいので、ＳＰＰ１とＳＰＰ２とは重複し、さらにＳＰＰ１とＳＰＰ２との和をさらに０．５倍したＳＰＰは、ＳＰＰ１およびＳＰＰ２に一致するので、ＳＰＰ１およびＳＰＰ２と重複する。ＭＰＰとＳＰＰとは位相が１８０度ずれた逆位相であるので、ＭＰＰとＳＰＰとの振幅の絶対値を加えた信号が、ＤＰＰ信号として得られる。
【００１２】
図２０は、オフセットΔＰが発生している状態でのプッシュプル信号の１例を示す図である。各回折光が光記録媒体１０上の所定のトラック位置に照射されている状態であっても、対物レンズのシフトまたは光記録媒体１０の傾斜などに起因してオフセットΔＰの生じることがある。しかしながら、このようなオフセットΔＰの生じる場合においても、前述のようにＭＰＰとＳＰＰとは、逆位相であるので、前述の式（１）の演算によってオフセットΔＰが相殺されたＤＰＰ信号を得ることが可能である。
【００１３】
しかしながら、特開平７−９３７６４に開示される従来のＤＰＰ法では、ＳＢ１およびＳＢ２をＭＢに対して正確に２分の１トラックピッチだけずらして配置することができるように、回折格子４の光記録媒体１０に対する相対位置を精度よく回転調整しなければならないという問題がある。さらに、特開平７−９３７６４に開示される従来のＤＰＰ法では前述の図１７に示すように光記録媒体１０に形成されるトラックの曲率による影響が考慮されていない。
【００１４】
図２１は、トラックの曲率を考慮した光記録媒体２１上に照射されている零次回折光および±１次回折光の状態を示す図である。前述のように、記憶容量増大の要求に応じて光記録媒体２１の中心付近まで情報記憶および再生に利用されるようになっているので、光記録媒体２１の中心付近に形成されるトラックからの信号検出に際しては、トラックの曲率の影響が考慮されなければならない。
【００１５】
図２１に示すようにトラックに曲率が存在すると、サブビームの先行ビームであるＳＢ１をトラックのグルーブ部２３中央に配置すると、後行ビームであるＳＢ２をトラックのグルーブ部２４中央に配置することができない。零次回折光と±１次回折光とによる３ビーム（ＭＢ，ＳＢ１，ＳＢ２）を用いたサーボ制御方式では、ＭＢが配置されている情報トラック２２（ランド部）の両側にそれぞれ隣接するトラックのグルーブ部２３，２４にＳＢ１およびＳＢ２をそれぞれ配置するのが、一般的に行われる方法であるけれども、図２１に示すようにトラックに曲率が存在すると、ＭＢを情報トラック２２の中央に配置するとき、情報トラック２２に隣接するグルーブ部２３の中央にＳＢ１を配置し、同時にグルーブ部２４の中央にＳＢ２配置することができないという問題がある。
【００１６】
図２２は、曲率を有するトラックに照射されたＭＢ，ＳＢ１およびＳＢ２の検出信号に基づいて求められるＤＰＰ信号の例を示す図である。図２１に示すように、ＭＢを情報トラック２２に配置すると同時にＳＢ１とＳＢ２とを、情報トラック２２にそれぞれ隣接するグルーブ部２３，２４の中央に配置することができないとき、ＭＰＰに対してＳＰＰ１とＳＰＰ２の和信号であるＳＰＰは位相差を有するので、前記式（１）によって求められるＤＰＰとＭＰＰとの間にも位相差が生じ、この位相差がトラックオフセットとなる。
【００１７】
前述とは逆にＳＢ２をグルーブ部２４中央に配置すると、ＳＢ１をグルーブ部２３中央に配置させることができなくなるので、トラックオフセットが生じる。また、回折格子の構造を工夫することによって、ＭＢの位相に対してサブビームＳＢ１，ＳＢ２の位相を反転させて、３つのビームを同一トラック上に配置させてオフセットを低減する方法があるけれども、先行ビームと後行ビームとの離隔距離が存在するので、トラックに曲率が存在すると前述の３つのビームすべてを同一トラックの中央に配置させることは困難であり、やはりトラックオフセットが生じる。
【００１８】
このように、トラックに曲率が存在するとき、回折格子４の光記録媒体２１に対する相対位置を厳密に回転調整しても、ＳＢ１およびＳＢ２の和信号ＳＰＰとＭＢのプッシュプル信号ＭＰＰとの位相ずれを皆無にすることはできず、トラックオフセットが残留するという問題がある。
【００１９】
このような問題を解決するもう一つの従来技術がたとえば特開２００１−２５０２５０に開示されている。以下に特開２００１−２５０２５０に開示される技術について説明する。
【００２０】
図２３は、もう一つの従来技術に用いられる光ピックアップ装置２５の構成を簡略化して示す系統図である。光ピックアップ装置２５は、半導体レーザ２６、コリメータレンズ２７、回折格子２８、ビームスプリッタ２９、対物レンズ３０、集光レンズ３１および前述の光検出器９と同様に構成される光検出器３２（簡略化して図示）を含んで構成される。ここで、図２３中に示す３次元座標軸であるＸ，ＹおよびＺ軸について定義する。図２４は、光ビームが集光される側から見た光記録媒体３３の平面図である。Ｚ軸は、半導体レーザ２６から放射され光記録媒体３３の情報記録面に集光される光の軸線方向の軸である。Ｘ軸は、Ｚ軸に直交する仮想平面内において、光記録媒体３３の中心３４と半導体レーザ２６から放射される光が光記録媒体３３の情報記録面で集光される集光位置３５とを結ぶ線分３６の延びる方向に設けられる軸であり、光記録媒体３３の半径方向に一致するので、このＸ軸方向をラジアル方向と呼ぶことがある。Ｙ軸は、Ｚ軸に直交する前記仮想平面内において、前述のＸ軸に直交する方向に延びる軸であり、光記録媒体３３に形成されるトラックの接線方向に一致するので、このＹ軸方向をトラック方向と呼ぶことがある。これらの３軸方向の定義は、本明細書中で共通して用いられる。
【００２１】
図２５は、従来の光ピックアップ装置２５に備わる回折格子２８の構造（パターニング）を示す平面図である。回折格子２８は、Ｘ軸方向およびＹ軸方向にそれぞれ平行な分割線で４つに等分割したと想定した場合に得られる４分の１の領域部分３７が、前記４分の１以外の領域部分３８と異なるように形成される。図２５に示す回折格子２８では、前記４分の１の領域部分３７は平面図上で右下隅部に形成される。４分の１の領域部分３７とそれ以外の領域部分３８とは、格子溝方向および格子溝間隔が同一に構成されるけれども、格子溝間隔のピッチが互いに２分の１だけずれるように配置されるので、４分の１の領域部分３７を通過した光は、４分の１以外の領域部分３８を通過した光に対して１８０度の位相差が付加される。
【００２２】
図２６は、回折格子２８を用いた場合のＴＥＳを示す図である。回折格子２８を通過する光ビーム３９が、ＭＢ，ＳＢ１およびＳＢ２に回折され、さらに光記録媒体３３で反射されて光検出器３２に受光されるとき、±１次回折光であるＳＢ１およびＳＢ２を受光する受光素子において、１８０度の位相差を与えられた回折光と位相差の関係しない回折光とのビーム照射面積に占める面積がほぼ等しくなる、すなわち位相差を与えられた回折光と位相差の関係しない回折光との受光量がほぼ等しくなるので、互いに１８０度の位相ずれを有する回折光同志が相殺され、サブビームＳＢ１およびＳＢ２によるプッシュプル信号ＳＰＰ１およびＳＰＰ２の振幅は、ほぼ零になる。
【００２３】
また対物レンズ３０がシフトすることに起因して発生するオフセットについては、前述の式（１）の演算によってキャンセルすることが可能である。このようにもう一つの従来の光ピックアップ装置２５では、ＳＢ１およびＳＢ２によるプッシュプル信号ＳＰＰ１，ＳＰＰ２の振幅をほぼ零にすることによって、回折格子２８の回転調整誤差に起因して生じるトラックオフセットの低減を実現している。
【００２４】
しかしながら、もう一つの従来の光ピックアップ装置２５では、回折格子２８の１８０度位相差を付加する４分の１領域部分３７が、光ビーム３９に対して光軸方向に垂直なＸ軸および／またはＹ軸方向に位置ずれを生じた場合、位置ずれ量の増大に伴って振幅比が増加するという現象が発生する。ここで、振幅比は、ＭＢによるプッシュプル信号ＭＰＰの振幅に対するＳＢ１またはＳＢ２によるプッシュプル信号ＳＰＰ１，ＳＰＰ２の振幅の比（ＳＰＰ１／ＭＰＰまたはＳＰＰ２／ＭＰＰ）をいう。
【００２５】
図２７は、位置ずれ量と振幅比との関係を示す図である。図２７では、ＭＰＰの振幅に対するＳＰＰ１の振幅の比（ＳＰＰ１／ＭＰＰ）を例示する。図２７中、ライン４０が、Ｘ軸（ラジアル）方向に位置ずれした場合の振幅比の変化を表し、ライン４１が、Ｙ軸（トラック）方向に位置ずれした場合の振幅比の変化を表す。前述の図２５に示すパターニングの回折格子２８では、Ｙ軸方向に位置ずれする場合の方が、Ｘ軸方向に位置ずれする場合よりも、振幅比の増加感受性が高い。
【００２６】
したがって、もう一つの従来の光ピックアップ装置２５では、回折格子２８の位相差付加領域部分３７が、Ｘ軸および／またはＹ軸方向に位置ずれを起こして振幅比が増大した状態、すなわちＳＢ１およびＳＢ２によるプッシュプル信号ＳＰＰ１，ＳＰＰ２の振幅が大きい状態で、回折格子２８の回転位置調整にずれが生じるとトラックオフセットが発生するという問題がある。すなわち、光ビーム３９の一部に位相差を付加する回折格子２８を用いる光ピックアップ装置２５においても、回折格子２８の回転位置調整に高い精度を要求されるという問題がある。
【００２７】
また、一般的に、光ピックアップ装置では、光記録媒体上の目標とするべき位置にＭＢ，ＳＢ１およびＳＢ２を配置するために、回折格子を回転調整しなければならないので、回折格子が回転軸線を有する円筒形のホルダに装着される。回折格子をホルダに装着するに際し、回折格子の中心とホルダの回転軸線とに装着誤差が生じると、光ビームに位相差を付加する領域部分にＸ軸および／またはＹ軸方向の位置ずれが生じたのと同様の状態になるので、回折格子の回転位置調整時にＳＢ１およびＳＢ２によるプッシュプル信号ＳＰＰ１，ＳＰＰ２の振幅が増大し、トラックオフセット発生の原因となる。
【００２８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、ＤＰＰ法を用いたトラッキング制御において発生するトラックオフセットを簡易な構成で抑制することを可能にし、装置の組立調整を簡略化することのできる光ピックアップ装置を提供することである。
【００２９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、光によって光記録媒体に情報を記録および／または光記録媒体から情報を再生する光ピックアップ装置であって、
光を放射する光源と、
前記光源から放射される光を略平行光にするコリメートレンズと、
前記光源から放射される光を、少なくとも零次回折光，プラス（＋）１次回折光およびマイナス（−）１次回折光に回折するとともに、＋および−（±）１次回折光の一部に位相差を与える回折格子と、
零次回折光および±１次回折光を前記光記録媒体上に集光する集光手段と、
前記光源と前記集光手段との間に配置され、零次回折光および±１次回折光を透過および反射する光分岐手段と、
前記光記録媒体によって反射された零次回折光および±１次回折光を受光する複数の受光素子からなる光検出手段とを備え、
前記回折格子は、
±１次回折光に位相差を与える回折領域と±１次回折光に位相差を与えない回折領域とが、格子溝の延びる方向に交互に隣接して配置され、前記光源から放射されて回折格子に照射される光ビームの有効径がＤであり、光ビームの有効径Ｄを格子溝方向に等分割する分割数がｍ（ｍ≧３の整数）であるとき、位相差を与える回折領域の格子溝の延びる方向の長さである幅Ｗ１と、位相差を与えない回折領域の格子溝の延びる方向の長さである幅Ｗ２とが、次式（Ｗ１＝Ｗ２＝Ｄ／ｍ）を満足するように形成されることを特徴とする光ピックアップ装置である。
【００３０】
本発明に従えば、光源から放射される光を、少なくとも零次回折光および±１次回折光に回折するとともに、±１次回折光の一部に位相差を与える回折格子は、±１次回折光に位相差を与える回折領域と±１次回折光に位相差を与えない回折領域とが、格子溝の延びる方向に交互に隣接して配置され、光源から放射されて回折格子に照射される光ビームの有効径がＤであり、光ビームの有効径Ｄを格子溝方向に等分割する分割数がｍ（ｍ≧３の整数）であるとき、位相差を与える回折領域の格子溝の延びる方向の長さである幅Ｗ１と、位相差を与えない回折領域の格子溝の延びる方向の長さである幅Ｗ２とが、ともにＤ／ｍに等しくなるように形成される。
【００３１】
このように形成される回折格子では、回折格子を通過する光ビームの有効径Ｄ内に、±１次回折光に位相差を与える回折領域と位相差を与えない回折領域とがほぼ等しく含まれる。このことによって、回折格子によって回折された＋１次回折光である第１サブビームＳＢ１と−１次回折光である第２サブビームＳＢ２とから光検出手段によってそれぞれ検出されるプッシュプル信号は、位相差を与える回折領域と位相差を与えない回折領域とからの光が互いに相殺される。したがって、光記録媒体のトラック上におけるＳＢ１およびＳＢ２の存在位置に関係なく、ＳＢ１およびＳＢ２によるプッシュプル信号は、ほぼ一定の変化特性を有する信号となる。このように光記録媒体のトラック上におけるＳＢ１およびＳＢ２の存在位置に関係なく、ほぼ一定の変化特性を有するプッシュプル信号を得ることができるので、ＳＢ１とＳＢ２とがともにトラックの中央に配置されるように回折格子を回転調整する必要がなく、装置の組立て調整の大幅簡略化が実現される。
【００３２】
また、±１次回折光に位相差を与える回折領域と±１次回折光に位相差を与えない回折領域とが、格子溝の延びる方向にそれぞれ等しい幅Ｗ１＝Ｗ２（＝Ｄ／ｍ）を有して格子溝の延びる方向に交互に隣接して複数配置されるので、回折格子がＸ軸および／またはＹ軸方向に位置ずれを生じた場合であっても、回折格子に照射される光ビームの有効径Ｄ内に含まれる回折格子のパターニングが同一形状になり、±１次回折光の光強度に変化が生じない。このことによって、±１次回折光であるＳＢ１およびＳＢ２によるプッシュプル信号の振幅の増加が防止されるので、トラックオフセットの発生が抑制される。
【００３３】
また本発明は、複数個の前記回折格子が、格子溝の延びる方向に直交する方向に隣接し、かつ隣接する回折格子同志が互いに格子溝の延びる方向に前記幅Ｗ１（＝Ｗ２）だけずれて配置され、
前記光ビームの有効径Ｄを格子溝方向に直交する方向に等分割する分割数がｎ（ｎ≧２の整数）であるとき、回折格子の格子溝の延びる方向に直交する方向の長さである高さＨが、次式（Ｈ＝Ｄ／ｎ）を満足することを特徴とする。
【００３４】
本発明に従えば、複数個の回折格子が、格子溝の延びる方向に直交する方向に隣接し、かつ隣接する回折格子同志が互いに格子溝の延びる方向に前記幅Ｗ１（＝Ｗ２）だけずれて配置される。各回折格子の格子溝の延びる方向に直交する方向の長さである高さＨは、光ビームの有効径Ｄを格子溝方向に直交する方向に等分割する分割数ｎ（ｎ≧２の整数）で除算した商（Ｄ／ｎ）と等しくなるように設定されるので、回折格子に照射される光ビームの有効径Ｄ内には、幅Ｗ１（＝Ｗ２）だけ互いにずれて配置される少なくとも２以上の回折格子が含まれることになる。このことによって、ＳＢ１とＳＢ２とから光検出手段によってそれぞれ検出されるプッシュプル信号は、位相差を与える回折領域と位相差を与えない回折領域とからの光が互いに一層確実に相殺されるので、前述のプッシュプル信号の振幅がほぼ零になり、トラックオフセットの発生が抑制される。また回折格子を回転調整する必要がなくなり、装置の組立て調整の大幅簡略化が実現される。
【００３５】
また本発明は、前記回折格子は、前記光源と前記コリメータレンズとの間に配置されることを特徴とする。
【００３６】
本発明に従えば、回折格子は、位置調整および回転調整を行う必要が無く、光源から放射される光ビームの有効径Ｄが小さい場合にも適用することができるので、光源とコリメータレンズとの間に配置されてもよい。回折格子を光源とコリメータレンズとの間に配置することによって、装置の組立て調整が簡略化され、さらに装置が小型化される。
【００３７】
また本発明は、前記回折格子を前記光源から放射される光の軸に平行な方向に移動する格子移動手段をさらに含むことを特徴とする。
【００３８】
本発明に従えば、回折格子を光源から放射される光の軸に平行な方向に移動する格子移動手段を含む。格子移動手段によって回折格子を光軸方向に移動させて、±１次回折光によるプッシュプル信号の振幅をほぼ零にすることのできる位置に選択配置することが可能になる。このことによって、光軸方向の好適位置に回折格子を配置させてトラックオフセットを最小値に抑制することができる。
【００３９】
また本発明は、前記回折格子は、前記光分岐手段の前記光源寄りに、前記光分岐手段に接して装着されることを特徴とする。
【００４０】
また本発明は、前記回折格子は、前記光分岐手段の前記光源寄りに形成され、前記光分岐手段と単一部品に一体化されることを特徴とする。
【００４１】
本発明に従えば、回折格子は、光分岐手段の光源寄りに光分岐手段に接して装着されるか、または光分岐手段の光源寄りに光分岐手段と単一部品に一体化されて形成される。このことによって、回折格子を保持するホルダを不要にすることができるので、部品点数の削減が可能になるとともに装置の小型化に寄与することができる。
【００４２】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の実施の一形態である光ピックアップ装置５０の構成を簡略化して示す系統図である。光ピックアップ装置５０は、光源である半導体レーザ５１と、コリメータレンズ５２と、回折格子５３と、光分岐手段５５であるビームスプリッタと、半導体レーザ５１から放射される光を光記録媒体６０上に集光する集光手段５６である対物レンズと、光記録媒体６０によって反射される光を集光する反射光集光レンズ５７と、シリンドリカルレンズ５８と、複数の受光素子からなる光検出手段５９とを含む。図１および以降の図中に示すＸ−Ｙ−Ｚ系３次元座標軸は、前述のとおりＸ軸がラジアル方向であり、Ｙ軸がトラック方向であり、Ｚ軸が光軸方向である。
【００４３】
半導体レーザ５１は、たとえば元素の周期律表に規定されるＩＩＩ族元素とＶ族元素とを含む化合物半導体であり、レーザ光を発振することができる。コリメータレンズ５２は、半導体レーザ５１から放射される光を略平行光にする。
【００４４】
回折格子５３は、半導体レーザ５１から放射される光ビーム６１を通過させることによって、少なくとも零（０）次回折光、＋１次回折光および−１次回折光に回折する。図２は、光ピックアップ装置５０に備わる回折格子５３の構成を示す平面図である。図２を参照して回折格子５３の構成について説明する。
【００４５】
回折格子５３は、Ｘ軸（ラジアル）方向に延びる格子溝６２ａ，６２ｂを有する平面格子であり、光は格子溝６２ａ，６２ｂを通過する際に反射されて干渉することによって回折される。回折格子５３は、±１次回折光に位相差を与える回折領域６３と±１次回折光に位相差を与えない回折領域６４とが、格子溝６２ａ，６２ｂの延びる方向に交互に隣接して配置され、半導体レーザ５１から放射されて回折格子５３に照射される光ビーム６１の有効径がＤであり、光ビーム６１の有効径Ｄを格子溝方向に等分割する分割数がｍ（ｍ≧３の整数：本実施の形態ではｍ＝１０）であるとき、位相差を与える回折領域６３の格子溝６２ａ，６２ｂの延びる方向の長さである幅Ｗ１と、位相差を与えない回折領域６４の格子溝の延びる方向の長さである幅Ｗ２とが、次式（Ｗ１＝Ｗ２＝Ｄ／ｍ）を満足するように形成される。
【００４６】
なお図２中において、位相差を与えない回折領域６４における格子溝６２ｂは、図が煩瑣になることを避けるために省略されているけれども、格子溝６２ａに対して格子溝間隔が２分の１ピッチだけずれて形成されることを除いて、格子溝６２ａと同一に構成される。このことによって、位相差を与える回折領域６３による回折光には、位相差を与えない回折領域６４による回折光に対して１８０度の位相差が与えられる。
【００４７】
回折格子５３の位相差を与える回折領域６３と位相差を与えない回折領域６４とは、光ビーム６１の有効径Ｄの内方にのみ形成されるのではなく、光ビーム６１の有効径Ｄの外方においても位相差を与える回折領域６３と位相差を与えない回折領域６４とが存するように形成される。すなわち、前述の構成要件を満足し光ビーム６１の有効径Ｄよりも大きい平面面積を有するように形成される回折格子面に、光ビーム６１が照射される。
【００４８】
ここで、光ビーム６１の有効径Ｄとは、対物レンズで利用される光束径に相当する。ただし、対物レンズとコリメータレンズとの間に縮小または拡大の効果を有する光学系が存在する場合には、その光学系の倍率で除算したものが、回折格子上における有効径Ｄとなる。たとえば、対物レンズで利用される光束径がφ３ｍｍであり、対物レンズとコリメータレンズとの間の倍率が２であるとき、回折格子上の有効径Ｄは、φ１．５ｍｍ（＝φ３ｍｍ／２）となる。本実施の形態では、対物レンズとコリメータレンズとの間の倍率は１である。
【００４９】
再び図１に戻って、光分岐手段５５であるビームスプリッタ５５は、半導体レーザ５１から放射される光を透過させ、光記録媒体６０で反射された反射光を反射することができるように、半導体レーザ５１と光記録媒体６０との間に配置される。
【００５０】
対物レンズ５６は、ビームスプリッタ５５を透過した０次回折光および±１次回折光を光記録媒体６０の情報記録面に形成されるトラック上に集光する。本実施の形態では、０次回折光をメインビーム（ＭＢ）として情報トラック（ランド部）上の中央に照射し、＋１次回折光を第１サブビーム（ＳＢ１）とし−１次回折光を第２サブビーム（ＳＢ２）として情報トラックにそれぞれ隣接するグルーブ部上に照射する。しかしながら、光記録媒体６０上におけるトラックの曲率を考慮しているので、ＭＢ，ＳＢ１およびＳＢ２の間の相対的な配置は、前述の図２１に示すように、ＭＢが情報トラックの中央に位置するけれども、ＳＢ１およびＳＢ２が、情報トラックに隣接するグルーブ部の中央に位置することができない状態になる。本実施の形態では、情報トラックをランド部としているが、グループ部に記録再生を行ってもよい。
【００５１】
光記録媒体６０で反射されたＭＢ，ＳＢ１およびＳＢ２は、再び対物レンズ５６を透過し、ビームスプリッタ５５で反射されて反射光集光レンズ５７に入射する。反射光集光レンズ５７を透過して集光されたＭＢ，ＳＢ１およびＳＢ２は、シリンドリカルレンズ５８によって焦点ずれ検出のための非点収差を与えられて光検出手段５９によって受光検出される。
【００５２】
光検出手段５９は、フォトダイオードからなる複数の受光素子によって構成される光検出器である。光検出手段５９は、Ｘ軸方向に平行な分割線とＹ軸方向に平行な分割線とで分割される４つの受光素子によって構成される第１光検出器５９ａと、Ｙ軸（トラック）方向と平行な分割線で分割される２つの受光素子によって構成される第２および第３光検出器５９ｂ，５９ｃとを含む。
【００５３】
第１光検出器５９ａはＭＢを検出し、第１光検出器５９ａによって検出されるＭＢの受光信号に基づいて求められるプッシュプル信号をＭＰＰとする。第２光検出器５９ｂはＳＢ１を検出し、第２光検出器５９ｂによって検出されるＳＢ１の受光信号に基づいて求められるプッシュプル信号をＳＰＰ１とする。また第３光検出器５９ｃはＳＢ２を検出し、第３光検出器５９ｃによって検出されるＳＢ２の受光信号に基づいて求められるプッシュプル信号をＳＰＰ２とする。ＴＥＳとして用いられるＤＰＰ信号は、ＭＰＰ、ＳＰＰ１およびＳＰＰ２によって前述の式（１）によって求めることができる。なおサブビームによるプッシュプル信号の和信号をＳＰＰで表す。
【００５４】
図３は、本実施の形態の光ピックアップ装置５０において求められるプッシュプル信号を例示する図である。図３に示すように、ＳＢ１およびＳＢ２のプッシュプル信号であるＳＰＰ１，ＳＰＰ２の振幅は、ＭＢのプッシュプル信号であるＭＰＰに比べて振幅が小さい。これは、ＭＢは回折格子５３で回折される際に位相が変化しないのに対して、ＳＢ１とＳＢ２とは、回折格子５３で回折されるに際し、前述のように位相差を与える回折領域６３を通過した光と、位相差を与えない回折領域６４を通過した光との間に１８０度の位相差が与えられることによる。ＳＢ１およびＳＢ２では、位相差を与える回折領域６３を通過するビーム断面積と、位相差を与えない回折領域６４を通過するビーム断面積とが、ほぼ等量になるので、回折格子５３で回折されさらに光記録媒体６０で反射されて光検出手段５９ｂ，５９ｃで受光されるとき、位相差を与える回折領域６３を通過した光と位相差を与えない回折領域６４を通過した光とが、１８０度の位相差を有することによって相殺される。
【００５５】
このことによって、ＳＢ１およびＳＢ２のプッシュプル信号であるＳＰＰ１およびＳＰＰ２の振幅が小さくなり、またＳＰＰ１およびＳＰＰ２は、光記録媒体６０のトラック上におけるＳＢ１およびＳＢ２の存在位置に関係なく、ほぼ一定の変化特性を有する信号となる。このように光ピックアップ装置５０では、光記録媒体６０のトラック上におけるＳＢ１およびＳＢ２の存在位置に関係なく、ほぼ一定の変化特性を有するプッシュプル信号を得ることができるので、ＳＢ１とＳＢ２とがともにトラックの中央に配置されるように回折格子５３を回転位置調整する必要がなく、装置の組立て調整の大幅簡略化が実現される。
【００５６】
図４は、本実施の形態の光ピックアップ装置５０において求められるオフセットΔＰが生じている状態でのプッシュプル信号を例示する図である。図４には、本実施の形態の光ピックアップ装置５０において、対物レンズシフトまたは光記録媒体６０の傾きに起因するオフセットΔＰが発生している状態のＴＥＳを示す。対物レンズシフトまたは光記録媒体６０に傾きが生じてＭＢ，ＳＢ１およびＳＢ２の各光量に応じて同じ側（同位相）にオフセットΔｐが発生したとき、光ピックアップ装置５０においても、前述の式（１）の演算によってオフセットΔｐをキャンセルしたＴＥＳ（＝ＤＰＰ）を得ることができる。ここで、式（１）に用いる係数ｋは、前述と同様に０次回折光と±１次回折光との光強度の違いを補正するためのものであり、各光の強度比が、０次回折光：＋１次回折光：−１次回折光＝ａ：ｂ：ｂであるとき、ａ／（２ｂ）である。図４中に示すＳＰＰは、（ＳＰＰ１＋ＳＰＰ２）に係数ｋが乗算された信号である。
【００５７】
また図５は、光ビーム６１と回折格子５３との相対的な位置ずれが生じた場合の位置ずれ量と振幅比との関係を示す図である。図５には、Ｚ軸に対して直交する平面内において、光ビーム６１に対して回折格子５３が、Ｘ軸またはＹ軸方向に位置ずれを生じた場合における位置ずれ量と振幅比（ＳＰＰ１／ＭＰＰ）との関係を示す。図５中、ライン６５がＸ軸方向に位置ずれを生じた場合の振幅比であり、ライン６６がＹ軸方向に位置ずれを生じた場合の振幅比である。なお、図５では、振幅比（ＳＰＰ１／ＭＰＰ）を示すけれども、ＳＰＰ２についての振幅比（ＳＰＰ２／ＭＰＰ）であっても同様の傾向を示す。
【００５８】
光ピックアップ装置５０では、光ビーム６１に対して回折格子５３が、Ｘ軸方向およびＹ軸方向のいずれに位置ずれを生じた場合でも、振幅比（ＳＰＰ１／ＭＰＰ）が百分率で１０％未満の小さな値に抑制される。
【００５９】
このように光ビーム６１に対する回折格子５３の位置ずれが生じた場合であっても、ＳＢ１およびＳＢ２によるプッシュプル信号ＳＰＰ１，ＳＰＰ２の振幅が小さく抑制されるので、ＳＢ１およびＳＢ２が光記録媒体６０上のトラックの所定位置に配置されるように回折格子５３を厳密に回転位置調整しなくても、トラックオフセットの発生を防止できる。
【００６０】
これは、ＳＢ１およびＳＢ２に位相差を与える回折領域６３と位相差を与えない回折領域６４とが、格子溝６２ａ，６２ｂの延びる方向にそれぞれ等しい幅Ｗ１＝Ｗ２を有して格子溝の延びる方向に交互に隣接し、光ビーム６１の有効径Ｄ内にｍ＝１０個含まれるとともに、回折格子５３の光ビーム照射面が光ビーム６１の有効径Ｄよりも大きく形成されるので、回折格子５３がＸ軸および／またはＹ軸方向に位置ずれを生じた場合であっても、回折格子５３に照射される光ビーム６１の有効径Ｄ内に含まれる回折格子５３のパターニングが同一形状になり、ＳＢ１およびＳＢ２の光強度に変化が生じないことによる。
【００６１】
図６は、本発明の実施の第２形態である光ピックアップ装置に設けられる回折格子７０の構成を簡略化して示す平面図である。本実施の形態の光ピックアップ装置は、回折格子５３に代えて回折格子７０が用いられる点を除いて、実施の第１形態の光ピックアップ装置５０と同一に構成されるので図を省略する。また本実施の形態の回折格子７０は、実施の第１形態の回折格子５３に類似し、対応する部分については同一の参照符号を付して説明を省略する。なお、図６に示す回折格子７０においても、図２に示す回折格子５３と同様図が煩瑣になることを避けるために、位相差を与えない回折領域６４における格子溝６２ｂは、省略されている。
【００６２】
回折格子７０は、実施の第１形態と同様に構成される２種類の回折格子５３ａ，５３ｂであって、位相差を与える回折領域６３と位相差を与えない回折領域６４のＸ軸方向の配列ピッチＴＰが互いに２分の１ピッチ（ＴＰ／２）ずつずれて形成される回折格子５３ａ，５３ｂによって構成される。このずれ量である２分の１ピッチ（ＴＰ／２）は、位相差を与える回折領域６３と位相差を与えない回折領域６４との前記幅Ｗ１（＝Ｗ２）に等しい。本実施の形態では、回折格子５３ａと回折格子５３ｂとが、それぞれ２個ずつ合計４個準備され、Ｙ軸方向に交互に隣接して配置される構成である。回折格子７０を構成する個々の回折格子５３ａ，５３ｂのＹ軸方向の長さである高さＨは、光ビーム６１の有効径Ｄを格子溝方向に直交する方向であるＹ軸方向に等分割する分割数がｎ（ｎ≧２の整数：本実施の形態ではｎ＝２）であるとき、Ｈ＝Ｄ／ｎを満足するように設定される。
【００６３】
回折格子７０を備える光ピックアップ装置では、回折格子７０に照射される光ビーム６１の有効径Ｄ内には、少なくとも２以上の幅Ｗ１（＝Ｗ２）だけ互いにずれて配置される回折格子５３ａ，５３ｂが含まれることになる。このことによって、ＳＢ１とＳＢ２とから光検出手段５９ｂ，５９ｃによってそれぞれ検出されるプッシュプル信号ＳＰＰ１，ＳＰＰ２は、位相差を与える回折領域６３と位相差を与えない回折領域６４とからの光が互いに一層確実に相殺されるので、プッシュプル信号ＳＰＰ１，ＳＰＰ２の振幅がほぼ零になり、トラックオフセットの発生が抑制される。
【００６４】
図７は、光ビーム６１と回折格子７０との相対的な位置ずれが生じた場合の位置ずれ量と振幅比との関係を示す図である。図７には、Ｚ軸に対して直交する平面内において、光ビーム６１に対して回折格子７０が、Ｘ軸またはＹ軸方向に位置ずれを生じた場合における位置ずれ量と振幅比（ＳＰＰ１／ＭＰＰ）との関係を示す。図７中、ライン７１がＸ軸方向に位置ずれを生じた場合の振幅比であり、ライン７２がＹ軸方向に位置ずれを生じた場合の振幅比である。本実施の形態の光ピックアップ装置に備えられる回折格子７０では、光ビーム６１に対して位置ずれが生じた場合であっても、前述した図５に示す実施の第１形態の光ピックアップ装置５０に備えられる回折格子５３の場合に比べて、振幅比（ＳＰＰ１／ＭＰＰ）がさらに小さい値に抑制される。このようにＳＰＰ１，ＳＰＰ２の振幅がほぼ零に近い値まで抑制されることによって、回折格子７０を回転調整する必要がなくなり、装置の組立て調整の大幅簡略化が実現される。
【００６５】
図８は、本発明の実施の第３形態である光ピックアップ装置７５の構成を簡略化して示す系統図である。本実施の形態の光ピックアップ装置７５は、実施の第１形態の光ピックアップ装置５０に類似し、対応する部分について同一の参照符号を付して説明を省略する。光ピックアップ装置７５において注目すべきは、回折格子５３が、半導体レーザ５１とコリメータレンズ５２との間に配置されることである。実施の第１形態の光ピックアップ装置５０では、コリメータレンズ５２が、半導体レーザ５１と回折格子５３との間に配置されたので、回折格子５３にはコリメータレンズ５２によって略平行光にされ有効光束径の大きな光が入射したけれども、本実施の形態の光ピックアップ装置７５では、コリメータレンズ５２を透過する前の有効光束径の小さい光が回折格子５３に入射するように構成される。
【００６６】
回折格子が有効光束径の小さい光の中に配置される場合、ＳＢ１およびＳＢ２のプッシュプル信号ＳＰＰ１，ＳＰＰ２の振幅を小さくするためには、回折格子が有効光束径の大きい平行光中に配置される場合よりも、回折格子のパターンを小さくしなければならない。回折格子のパターンを小さくすると、回折格子と光ビームとの相対的な位置調整を厳密にしなければならないけれども、本実施の形態の光ピックアップ装置７５では、前述の回折格子５３を備えるので、有効光束径の小さい光が入射する場合においても、ＳＢ１およびＳＢ２によるプッシュプル信号ＳＰＰ１，ＳＰＰ２の振幅を小さい値に抑制し、トラックオフセットの発生を抑制することが可能になる。
【００６７】
図９は、本発明の実施の第４形態である光ピックアップ装置７６の構成を簡略化して示す系統図である。本実施の形態の光ピックアップ装置７６は、実施の第３形態の光ピックアップ装置７５に類似し、対応する部分について同一の参照符号を付して説明を省略する。光ピックアップ装置７６において注目すべきは、回折格子５３を半導体レーザ５１から放射される光の軸に平行な方向、すなわちＺ軸方向に移動する格子移動手段５４を含むことである。
【００６８】
図１０は、光ピックアップ装置７６に備わる格子移動手段５４の構成を簡略化して示す斜視図である。図１０は、半導体レーザ５１側から回折格子５３の光ビーム６１照射面を臨んで見た状態を示す斜視図である。格子移動手段５４は、回折格子５３を保持する保持部材７７と、保持部材７７が摺動可能に装着されるハウジング７８とを含む。ハウジング７８は、Ｚ軸方向に垂直な断面が略Ｕ字状を有する部材であり、基台部７９と、基台部７９の両端に連なるとともに基台部７９の両端から垂直に立上がる第１および第２立上がり部８０，８１で構成される。基台部７９には、ハウジング内方に臨んでＺ軸方向に延びる案内溝８２が形成される。第１立上がり部８０のほぼ中央には、第１立上がり部８０を貫通してＺ軸方向に細長く延びる長孔８３が形成される。
【００６９】
保持部材７７は、大略直方体形状を有する部材であり、内方に光を通過させることのできる開口部８４が形成され、その開口部８４に回折格子５３が固設される。回折格子５３が固設された状態で、保持部材７７には、回折格子５３の格子溝が延びる方向に直交する方向に突出して案内突起部８５が形成される。この案内突起部８５が、ハウジング７８の基台部７９に形成される案内溝８２に係合するようにして、保持部材７７および保持部材７７に固設された回折格子５３がハウジング７８に装着される。案内突起部８５は、基台部７９に形成される案内溝８２と摺動可能であり、またハウジング７８に装着された状態で保持部材７７のＸ軸方向の両端面は、第１および第２立上がり部８０，８１のハウジング内方に臨む面とそれぞれ摺動可能に構成される。ハウジング７８は、光ピックアップ装置７６の図示しないケーシングに固設されるので、保持部材７７に保持される回折格子５３は、ハウジング７８に対して保持部材７７とともに移動することによって、光ピックアップ装置７６の他の光学部材に対して相対的に位置を変化することができる。
【００７０】
回折格子５３のハウジング７８に対する移動は、たとえば次のようにして実現される。保持部材７７の第１立上がり部８０に対する摺動面に、前述の長孔８３と整合する位置に予め嵌合孔を形成しておく。この嵌合孔に嵌合させることのできる棒状の調整治具を準備し、長孔８３を挿通して保持部材７７の嵌合孔に調整治具を嵌合させ、調整治具をＺ軸方向に移動させることによって、保持部材７７および保持部材７７に固設される回折格子５３をＺ軸方向に移動して位置決めする。
【００７１】
図１１は、Ｚ軸方向のそれぞれ異なる位置に移動配置された回折格子５３に対する光ビーム６１の照射状態を示す図である。図１１（ａ）は、回折格子５３が、光軸方向であるＺ軸方向において光分岐手段であるビームスプリッタ５５寄りに位置する状態を示し、図１１（ｃ）は、回折格子５３が、Ｚ軸方向において光源である半導体レーザ５１寄りに位置する状態を示し、図１１（ｂ）は、回折格子５３が、前述の図１１（ａ）と図１１（ｃ）とに示す位置の中間に位置する状態を示す。
【００７２】
光ビーム６１の有効径Ｄに含まれる位相差を与える回折領域６３および位相差を与えない回折領域６４の数、すなわち有効径Ｄを前記回折領域６３または前記回折領域６４の幅Ｗ１（またはＷ２）で除算した分割数ｍは、回折格子５３がビームスプリッタ５５寄りの位置に在るときに最も多く、半導体レーザ５１寄りの位置へ移動するのに伴って減少する。
【００７３】
たとえば、回折格子５３が図１１（ｂ）に示す中間位置にある状態で、光ビーム６１の有効径Ｄに含まれる位相差を与える回折領域６３と位相差を与えない回折領域６４との面積比が最も１に近く、ＳＢ１およびＳＢ２のプッシュプル信号ＳＰＰ１，ＳＰＰ２の振幅が最小になるとすると、回折格子５３が前述の中間位置からビームスプリッタ５５寄りに移動して図１１（ａ）に示す分割数ｍが増加した状態、または回折格子５３が前述の中間位置から半導体レーザ５１寄りに移動して図１１（ｃ）に示す分割数ｍが減少した状態にあるときには、光ビーム６１の有効径Ｄに含まれる位相差を与える回折領域６３と位相差を与えない回折領域６４との面積比が、前述の回折格子５３が図１１（ｂ）に示す中間位置にあるときに比べて１から離反するので、ＳＢ１およびＳＢ２のプッシュプル信号ＳＰＰ１，ＳＰＰ２の振幅が大きくなる。
【００７４】
逆に装置の組立初期状態において、回折格子５３のＺ軸方向における位置が、図１１（ａ）または図１１（ｃ）のＳＢ１およびＳＢ２によるプッシュプル信号ＳＰＰ１，ＳＰＰ２の振幅が大きくなる位置にあるとき、格子移動手段５４を用いて、回折格子５３のＺ軸方向の位置を図１１（ｂ）に示す位置、すなわちＳＢ１およびＳＢ２によるプッシュプル信号ＳＰＰ１，ＳＰＰ２の振幅が最小値になる好適位置に移動調整することができる。このように回折格子５３のＺ軸方向の位置を好適位置に選択配置することによって、トラックオフセットの発生をより一層抑制することが可能になる。
【００７５】
図１２は本発明の実施の第５形態である光ピックアップ装置９０の構成を簡略化して示す系統図であり、図１３は図１２に示す光ピックアップ装置９０に備わる回折格子５３の構成を簡略化して示す斜視図である。本実施の形態の光ピックアップ装置９０は、実施の第３形態の光ピックアップ装置７５に類似し、対応する部分について同一の参照符号を付して説明を省略する。光ピックアップ装置９０において注目すべきは、回折格子５３が、ビームスプリッタ５５の半導体レーザ５１寄りに、ビームスプリッタ５５に接して装着されることである。
【００７６】
図１４は本発明の実施の第６形態である光ピックアップ装置９５の構成を簡略化して示す系統図であり、図１５は図１４に示す光ピックアップ装置９５に備わる回折格子９６およびビームスプリッタ９７の構成を簡略化して示す斜視図である。本実施の形態の光ピックアップ装置９５は、実施の第３形態の光ピックアップ装置７５に類似し、対応する部分について同一の参照符号を付して説明を省略する。光ピックアップ装置９５において注目すべきは、回折格子９６が、ビームスプリッタ９７の半導体レーザ５１寄りに形成され、ビームスプリッタ９７と単一の光学部品９８に一体化されることである。
【００７７】
回折格子５３（回折格子７０であってもよい）は、前述のようにＳＢ１およびＳＢ２によるプッシュプル信号ＳＰＰ１，ＳＰＰ２の振幅を小さくすることができるので、ＳＢ１およびＳＢ２を光記録媒体６０上のトラックの所定位置に配置するべく回転位置調整を行う必要がない。したがって、実施の第５および第６形態の光ピックアップ装置９０，９５のように、回折格子５３をビームスプリッタ５５の半導体レーザ５１寄りにビームスプリッタ５５に接して装着し、またはビームスプリッタ９７の半導体レーザ５１寄りにビームスプリッタ９７と単一の光学部品９８として一体化して形成することが可能になる。
【００７８】
このことによって、回折格子５３，９６を保持するホルダを不要にすることができるので、部品点数の削減が可能になるとともに、回折格子５３，９６とビームスプリッタ５５，９７との間隔を零にすることができるので、装置の小型化に寄与することができる。また、平行光束中と同様に集束される光の中に回折格子を位置させるとき、対物レンズと回折格子との距離が長いと、対物レンズの開口制限に起因してＳＢ１およびＳＢ２に光量損失が発生するけれども、ビームスプリッタ５５，９７と回折格子５３，９６との間隔を零にすることによって、対物レンズ５６と回折格子５３，９６との距離を短くすることができるので、ＳＢ１およびＳＢ２の光量損失抑制に寄与することができる。
【００７９】
以上に述べたように、本実施の形態では、光ビーム６１の有効径ＤのＸ軸方向の分割数ｍが１０であり、Ｙ軸方向の分割数ｎが２であるけれども、これに限定されることなく、分割数ｍには３以上の任意の整数が選択されてよく、分割数ｎには２以上の任意の整数が選択されてよい。
【００８０】
【発明の効果】
本発明によれば、光源から放射される光を、少なくとも零次回折光および±１次回折光に回折するとともに、±１次回折光の一部に位相差を与える回折格子は、±１次回折光に位相差を与える回折領域と±１次回折光に位相差を与えない回折領域とが、格子溝の延びる方向に交互に隣接して配置され、光源から放射されて回折格子に照射される光ビームの有効径がＤであり、光ビームの有効径Ｄを格子溝方向に等分割する分割数がｍ（ｍ≧３の整数）であるとき、位相差を与える回折領域の格子溝の延びる方向の長さである幅Ｗ１と、位相差を与えない回折領域の格子溝の延びる方向の長さである幅Ｗ２とが、ともにＤ／ｍに等しくなるように形成される。
【００８１】
このように形成される回折格子では、回折格子を通過する光ビームの有効径Ｄ内に、±１次回折光に位相差を与える回折領域と位相差を与えない回折領域とがほぼ等しく含まれる。このことによって、回折格子によって回折された＋１次回折光である第１サブビームＳＢ１と−１次回折光である第２サブビームＳＢ２とから光検出手段によってそれぞれ検出されるプッシュプル信号は、位相差を与える回折領域と位相差を与えない回折領域とからの光が互いに相殺される。したがって、光記録媒体のトラック上におけるＳＢ１およびＳＢ２の存在位置に関係なく、ＳＢ１およびＳＢ２によるプッシュプル信号は、ほぼ一定の変化特性を有する信号となる。このように光記録媒体のトラック上におけるＳＢ１およびＳＢ２の存在位置に関係なく、ほぼ一定の変化特性を有するプッシュプル信号を得ることができるので、ＳＢ１とＳＢ２とがともにトラックの中央に配置されるように回折格子を回転調整する必要がなく、装置の組立て調整の大幅簡略化が実現される。
【００８２】
また、±１次回折光に位相差を与える回折領域と±１次回折光に位相差を与えない回折領域とが、格子溝の延びる方向にそれぞれ等しい幅Ｗ１＝Ｗ２（＝Ｄ／ｍ）を有して格子溝の延びる方向に交互に隣接して複数配置されるので、回折格子がＸ軸および／またはＹ軸方向に位置ずれを生じた場合であっても、回折格子に照射される光ビームの有効径Ｄ内に含まれる回折格子のパターニングが同一形状になり、±１次回折光の光強度に変化が生じない。このことによって、±１次回折光であるＳＢ１およびＳＢ２によるプッシュプル信号の振幅の増加が防止されるので、トラックオフセットの発生が抑制される。
【００８３】
また本発明によれば、複数個の回折格子が、格子溝の延びる方向に直交する方向に隣接し、かつ隣接する回折格子同志が互いに格子溝の延びる方向に前記幅Ｗ１（＝Ｗ２）だけずれて配置される。各回折格子の格子溝の延びる方向に直交する方向の長さである高さＨは、光ビームの有効径Ｄを格子溝方向に直交する方向に等分割する分割数ｎ（ｎ≧２の整数）で除算した商（Ｄ／ｎ）と等しくなるように設定されるので、回折格子に照射される光ビームの有効径Ｄ内には、幅Ｗ１（＝Ｗ２）だけ互いにずれて配置される少なくとも２以上の回折格子が含まれることになる。このことによって、ＳＢ１とＳＢ２とから光検出手段によってそれぞれ検出されるプッシュプル信号は、位相差を与える回折領域と位相差を与えない回折領域とからの光が互いに一層確実に相殺されるので、前述のプッシュプル信号の振幅がほぼ零になり、トラックオフセットの発生が抑制される。また回折格子を回転調整する必要がなくなり、装置の組立て調整の大幅簡略化が実現される。
【００８４】
また本発明によれば、回折格子は、位置調整および回転調整を行う必要が無く、光源から放射される光ビームの有効径Ｄが小さい場合にも適用することができるので、光源とコリメータレンズとの間に配置されてもよい。回折格子を光源とコリメータレンズとの間に配置することによって、装置の組立て調整が簡略化され、さらに装置が小型化される。
【００８５】
また本発明によれば、回折格子を光源から放射される光の軸に平行な方向に移動する格子移動手段を含む。格子移動手段によって回折格子を光軸方向に移動させて、±１次回折光によるプッシュプル信号の振幅をほぼ零にすることのできる位置に選択配置することが可能になる。このことによって、光軸方向の好適位置に回折格子を配置させてトラックオフセットを最小値に抑制することができる。
【００８６】
また本発明によれば、回折格子は、光分岐手段の光源寄りに光分岐手段に接して装着されるか、または光分岐手段の光源寄りに光分岐手段と単一部品に一体化されて形成される。このことによって、回折格子を保持するホルダを不要にすることができるので、部品点数の削減が可能になるとともに装置の小型化に寄与することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態である光ピックアップ装置５０の構成を簡略化して示す系統図である。
【図２】光ピックアップ装置５０に備わる回折格子５３の構成を示す平面図である。
【図３】本実施の形態の光ピックアップ装置５０において求められるプッシュプル信号を例示する図である。
【図４】本実施の形態の光ピックアップ装置５０において求められるオフセットΔＰが生じている状態でのプッシュプル信号を例示する図である。
【図５】光ビーム６１と回折格子５３との相対的な位置ずれが生じた場合の位置ずれ量と振幅比との関係を示す図である。
【図６】本発明の実施の第２形態である光ピックアップ装置に設けられる回折格子７０の構成を簡略化して示す平面図である。
【図７】光ビーム６１と回折格子７０との相対的な位置ずれが生じた場合の位置ずれ量と振幅比との関係を示す図である。
【図８】本発明の実施の第３形態である光ピックアップ装置７５の構成を簡略化して示す系統図である。
【図９】本発明の実施の第４形態である光ピックアップ装置７６の構成を簡略化して示す系統図である。
【図１０】光ピックアップ装置７６に備わる格子移動手段５４の構成を簡略化して示す斜視図である。
【図１１】Ｚ軸方向のそれぞれ異なる位置に移動配置された回折格子５３に対する光ビーム６１の照射状態を示す図である。
【図１２】本発明の実施の第５形態である光ピックアップ装置９０の構成を簡略化して示す系統図である。
【図１３】図１２に示す光ピックアップ装置９０に備わる回折格子５３の構成を簡略化して示す斜視図である。
【図１４】本発明の実施の第６形態である光ピックアップ装置９５の構成を簡略化して示す系統図である。
【図１５】図１４に示す光ピックアップ装置９５に備わる回折格子９６およびビームスプリッタ９７の構成を簡略化して示す斜視図である。
【図１６】ＤＰＰ法が用いられる従来の光ピックアップ装置１の構成を簡略化して示す系統図である。
【図１７】光記録媒体１０上に照射されている零次回折光および±１次回折光の状態を示す図である。
【図１８】光検出器９による検出信号に基づいてＤＰＰ信号を求める回路の概略を示す図である。
【図１９】プッシュプル信号の１例を示す図である。
【図２０】オフセットΔＰが発生している状態でのプッシュプル信号の１例を示す図である。
【図２１】トラックの曲率を考慮した光記録媒体２１上に照射されている零次回折光および±１次回折光の状態を示す図である。
【図２２】曲率を有するトラックに照射されたＭＢ，ＳＢ１およびＳＢ２の検出信号に基づいて求められるＤＰＰ信号の例を示す図である。
【図２３】もう一つの従来技術に用いられる光ピックアップ装置２５の構成を簡略化して示す系統図である。
【図２４】光ビームが集光される側から見た光記録媒体３３の平面図である。
【図２５】従来の光ピックアップ装置２５に備わる回折格子２８の構造（パターニング）を示す平面図である。
【図２６】回折格子２８を用いた場合のＴＥＳを示す図である。
【図２７】位置ずれ量と振幅比との関係を示す図である。
【符号の説明】
５０，７５，７６，９０，９５　光ピックアップ装置
５１　半導体レーザ
５２　コリメータレンズ
５３，７０，９６　回折格子
５４　格子移動手段
５５，９７　ビームスプリッタ
５６　対物レンズ
５７　反射光集光レンズ
５８　シリンドリカルレンズ
５９　光検出手段
６１　光ビーム
６３　位相差を与える回折領域
６４　位相差を与えない回折領域
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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