(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の波長の光ビームを出射する光源と、
上記光源から出射された光ビームを少なくとも３本の光ビームに分割する回折素子と、
上記３本の光ビームをそれぞれ光ディスクの信号記録面に集光する対物レンズと、
上記光ディスクの信号記録面で反射された３本の光ビームの戻り光のうち、それぞれ一の戻り光を受光する２分割以上に分割された受光面を、複数有する光検出器とを備え、
上記回折素子は、各領域内で所定の周期構造を備える第１乃至第４の領域を有し、
上記第２及び第３の領域は、隣接して配置され、各々の周期構造の位相が略１８０度異なり、
上記第１の領域は、上記第２の領域に隣接して上記第３の領域の反対側に配置され、上記第１の領域内の周期構造の位相が上記第２の領域内の周期構造の位相に対して略９０度異なり、
上記第４の領域は、上記第３の領域に隣接して上記第２の領域の反対側に配置され、上記第４の領域内の周期構造の位相が上記第３の領域内の周期構造の位相に対して略９０度異なる光ピックアップ。
【請求項２】
上記回折素子は、上記光源から出射された光ビームを、そのまま透過する０次光と、所定の回折角で該０次光から分岐される±１次回折光とに分割し、
上記光検出器は、上記回折素子により分割された０次光に対応した上記戻り光を受光する４分割に分割された受光面と、該回折素子により分割された１次回折光に対応した上記戻り光を受光する２分割に分割された受光面と、該回折素子により分割された−１次回折光に対応した上記戻り光を受光する２分割に分割された受光面とを有する請求項１記載の光ピックアップ。
【請求項３】
光ディスクに対して情報を記録及び／又は再生する光ピックアップと、上記光ディスクを回転するディスク回転駆動手段とを備える光ディスク装置において、
上記光ピックアップは、所定の波長の光ビームを出射する光源と、
上記光源から出射された光ビームを少なくとも３本の光ビームに分割する回折素子と、
上記３本の光ビームをそれぞれ光ディスクの信号記録面に集光する対物レンズと、
上記光ディスクの信号記録面で反射された３本の光ビームの戻り光のうち、それぞれ一の戻り光を受光する２分割以上に分割された受光面を、複数有する光検出器とを備え、
上記回折素子は、各領域内で所定の周期構造を備える第１乃至第４の領域を有し、
上記第２及び第３の領域は、隣接して配置され、各々の周期構造の位相が略１８０度異なり、
上記第１の領域は、上記第２の領域に隣接して上記第３の領域の反対側に配置され、上記第１の領域内の周期構造の位相が上記第２の領域内の周期構造の位相に対して略９０度異なり、
上記第４の領域は、上記第３の領域に隣接して上記第２の領域の反対側に配置され、上記第４の領域内の周期構造の位相が上記第３の領域内の周期構造の位相に対して略９０度異なる光ディスク装置。
【請求項４】
上記光検出器は、上記回折素子により分割された０次光に対応した上記戻り光を受光する４分割に分割された受光面と、該回折素子により分割された１次光に対応した上記戻り光を受光する２分割に分割された受光面と、該回折素子により分割された−１次光に対応した上記戻り光を受光する２分割に分割された受光面とを有する請求項１記載の光ピックアップ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ディスク等の情報記録媒体に対して、情報の記録及び／又は再生を行う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】
光ディスク等の情報記録媒体に対して、光ピックアップが情報記録及び／又は再生を行うために、この光ディスクの所定の記録トラック上に正しく集光スポットを照射する必要がある。
【０００３】
光ディスクの記録トラック上に正しく集光スポットを照射するため、トラッキングエラー信号の検出手段として、従来より差動プッシュプル方式（以下、「従来型ＤＰＰ方式」という。）が広く用いられている。
【０００４】
この従来型ＤＰＰ方式を用いた光ピックアップでは、所定の波長の光ビームを出射する光源と、この光源から出射された光ビームを光ディスク１１の信号記録面に集光する対物レンズとを有し、この光源と対物レンズとの間に、図１４に示すような凹凸パターンが平行に形成された格子パターンを有する回折素子２０５が配置され、この回折素子２０５により光源から出射された光ビームを０次回折光及び±１次回折光からなる３本の光ビームに分割している。
【０００５】
これら３本の光ビームは、図１５に示すように、対物レンズに集光されることにより、光ディスク１１上に０次回折光が集光されることにより形成されるメインスポット２００と、±１次回折光が集光されることにより形成される第１及び第２のサブスポット２０１，２０２とからなる３つの集光スポットを形成する。
【０００６】
図１５に示すように、第１及び第２のサブスポット２０１，２０２は、メインスポット２００に対して、光ディスク１１のトラックピッチ方向（トラッキング方向）に相対的に１／２Ｔｐずれた位置に集光している（ここで、Ｔｐは、トラックピッチを示すものである。）。
【０００７】
そして、光ディスク１１からの戻り光を検出する光検出器の受光面３４ａ，３４ｂ上のスポット２１０，２１１の波面形状及び光強度分布は、図１６（ａ）乃至図１６（ｄ）に示すようになり、光ディスク１１上のメインスポット２００で反射された０次回折光の受光面上で受光されるメインスポット２１０と、第１のサブスポット２０１で反射された＋１次回折光の受光面上で受光されるサブスポット２１１との明暗状態は反転する。尚、光ディスク１１上の第２のサブスポット２０２で反射された−１次回折光の受光面３４ｃ上で受光されるサブスポット２１２の明暗状態は、サブスポット２１１と同じである。よって、受光面上のメインスポット２１０のプッシュプル演算出力及び受光面上のサブスポット２１１，２１２のプッシュプル演算出力を差動演算することでトラッキングエラー信号を得ることができる。
【０００８】
しかし、従来型ＤＰＰ方式の光ピックアップでは、上述したように光ディスク１１上のメインスポット２００と第１及び第２のサブスポット２０１，２０２とのトラッキング方向の間隔をトラックピッチＴｐの１／２程度にする必要があるため、トラックピッチが異なる光ディスク１１、例えば、ＤＶＤ±Ｒディスク及びＤＶＤ−ＲＡＭディスクの両方に対して、良好なトラッキングエラー信号を得ることができないという問題点があった。
【０００９】
この問題を解消するため、特許第３５４９３０１号公報、特開２００４−１４５９１５号公報には、トラックピッチが異なる光ディスクに対してトラッキングエラー信号を得ることができる方式（以下、「インラインＤＰＰ方式」という。）が記載されている。（特許文献１、２参照）。
【００１０】
特許第３５４９３０１号公報に記載された方式（以下、「２分割型インラインＤＰＰ方式」という。）を用いた光ピックアップは、図１７に示すように２つの領域２２５ａ，２２５ｂに分割された２分割型の回折素子２２５を有し、この回折素子２２５により、光源から出射された光ビームを０次回折光及び±１次回折光からなる３つの光ビームに分割している。尚、この回折素子２２５の第１及び第２の領域２２５ａ，２２５ｂの周期構造の位相は、１８０°異なるように形成されている。
【００１１】
回折素子２２５により分割された３本の光ビームは、図１８に示すように、対物レンズに集光されて光ディスク１１上にメインスポット２２０、第１のサブスポット２２１及び第２のサブスポット２２２からなる３つの集光スポットを形成する。図１８に示すように、第１及び第２のサブスポット２２１，２２２は、メインスポット２２０と同一トラック上に配置されている。
【００１２】
上述したように、回折素子２２５の第１及び第２の領域２２５ａ，２２５ｂの周期構造の位相が１８０°異なるので、３つの集光スポット２２０，２２１，２２２を図１８に示すように、同一トラック上に配置しても、光検出器上の各光スポット２３０，２３１，２３２の波面形状及び光強度分布は、図１９（ａ）乃至図１９（ｄ）に示すようになり、受光面上のメインスポット２３０とサブスポット２３１，２３２との明暗状態は反転する。尚、図１９（ｃ）及び図１９（ｄ）は、＋１次回折光の受光面上で受光されるサブスポット２３１の光強度分布及び波面形状を示すが、−１次回折光の受光面上で受光されるサブスポット２３２の明暗状態についても同様となる。
【００１３】
よって、３つの集光スポット２２０，２２１，２２２を同一トラック上に配置した状態で、従来型ＤＰＰ方式と全く同様の演算によりトラッキングエラー信号を得ることができるので、トラックピッチが異なる光ディスクのそれぞれに対して良好なトラッキングエラー信号を得ることができる。
【００１４】
しかしながら、２分割型インラインＤＰＰ方式の光ピックアップでは、対物レンズの変位により、受光面上のサブスポット２３１，２３２のプッシュプル演算出力が著しく低下するという問題がある。これは、対物レンズが変位することにより、サブスポット２３１の光強度分布及び波面形状が図２０（ａ）及び図２０（ｂ）に示すようになり、メインスポット２３０と明暗状態が全く同一となる領域が発生してしまうためである。尚、サブスポット２３２については、図示しないがサブスポット２３１と同様の明暗状態の変化を有する。
【００１５】
一方で、特開２００４−１４５９１５号公報に記載された方式（以下、「３分割型インラインＤＰＰ方式」という。）の光ピックアップは、上述した２分割型インラインＤＰＰ方式の問題を解決するため、図２１に示すような３つの領域に分割された３分割型の回折素子２４５を用いている。すなわち、この回折素子２４５は、第１乃至第３の回折領域２４５ａ，２４５ｂ，２４５ｃを有し、第１及び第３の回折領域２４５ａ，２４５ｃが、その周期構造の位相が上述した２分割型と同様に、１８０°異なるが、第１及び第３の回折領域２４５ａ，２４５ｃの間に設けられる第２の回折領域２４５ｂの周期構造の位相が、第１及び第３の回折領域２４５ａ，２４５ｃに対してそれぞれ９０°異なるように形成されている。
【００１６】
この回折素子２４５は、光源から出射された光ビームを０次回折光及び±１次回折光からなる３つの光ビームに分割している。分割された３本の光ビームは、図１８に示す２分割型インラインＤＰＰ方式の場合と同様に、対物レンズにより光ディスク１１上に集光されたメインスポット２２０、第１のサブスポット２２１及び第２のサブスポット２２２からなる３つの集光スポットを形成する。
【００１７】
上述したように、第１及び第３の領域２４５ａ，２４５ｃの間に第２の領域２４５ｂを設けたことにより、＋１次回折光が受光面上で受光されるサブスポット２４１の波面形状及び光強度分布は、図２２（ａ）及び図２２（ｂ）に示すようになり、サブスポット２４１には、メインスポット２４０に対して明暗状態が半反転した領域、すなわち、明部と暗部との中間状態の領域が存在することになる。尚、メインスポット２４０の光強度分布及び波面形状は、上述した図１９（ａ）に示すメインスポット２３０と同じである。また、−１次回折光の受光面上で受光されるサブスポット２４２の明暗状態は、サブスポット２４１と同じである。
【００１８】
かかる３分割型インラインＤＰＰ方式の光ピックアップにおいて、対物レンズの変位量が所定量ΔＸ１以下の場合には、図２３（ａ）及び図２３（ｂ）に示すように、受光面上のサブスポット２４１の半反転領域の存在比率が大きくなるが、メインスポット２４０と明暗状態が全く同一となる領域は、発生しない。
【００１９】
３分割型インラインＤＰＰ方式の光ピックアップは、半反転領域の存在により、サブスポット２４１，２４２のプッシュプル演算出力が低下するが、メインスポット２４０と明暗状態が全く同一となる領域が存在する場合と比べて低下率が小さいので、２分割型インラインＤＰＰ方式に比べて、視野特性が良好なトラッキングエラー信号を得ることができる。
【００２０】
しかし、この３分割型インラインＤＰＰ方式の光ピックアップにも次のような問題がある。すなわち、図２４（ａ）及び図２４（ｂ）に示すように、対物レンズの変位量が所定量（ΔＸ１）よりも大きなΔＸ２の状態において、受光面上のサブスポット２４１には、メインスポット２４０と明暗状態が全く同一となる領域が発生してしまう。よって、対物レンズの変位量が所定量ΔＸ１以上になると、サブスポット２４１，２４２のプッシュプル演算出力の低下率は２分割型インラインＤＰＰ方式と同程度となる。３分割型インラインＤＰＰ方式において、第１及び第２のサブスポット２４１，２４２がメインスポット２４０と明暗状態が全く同一となる領域が発生し始める対物レンズの変位量を広くするためには、回折素子２４５の第２の領域２４５ｂの幅を大きくすればよいが、その一方で、第２の領域２４５ｂの幅が大きくなると対物レンズの変位がない状態での受光面上のサブスポットのプッシュプル演算出力の低下が問題となってくる。
【００２１】
すなわち、３分割型のインラインＤＰＰ方式では、対物レンズの変位が大きい範囲においてもトラッキングエラーの低下を抑えようとすると、トラッキングエラー信号のＳ／Ｎ自体が悪化するという問題がある。
【００２２】
【特許文献１】特許第３５４９３０１号公報
【特許文献２】特開２００４−１４５９１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２３】
本発明の目的は、対物レンズの変位に対するトラッキングエラー信号の振幅劣化を改善するとともに、良好なトラッキングエラー信号を得ることができる光ピックアップ及び光ディスク装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２５】
また、本発明に係る光ピックアップは、所定の波長の光ビームを出射する光源と、上記光源から出射された光ビームを少なくとも３本の光ビームに分割する回折素子と、上記３本の光ビームをそれぞれ光ディスクの信号記録面に集光する対物レンズと、上記光ディスクの信号記録面で反射された３本の光ビームの戻り光のうち、それぞれ一の戻り光を受光する２分割以上に分割された受光面を、複数有する光検出器とを備え、上記回折素子は、各領域内で所定の周期構造を備える第１乃至第４の領域を有し、上記第２及び第３の領域は、隣接して配置され、各々の周期構造の位相が略１８０度異なり、上記第１の領域は、上記第２の領域に隣接して上記第３の領域の反対側に配置され、上記第１の領域内の周期構造の位相が上記第２の領域内の周期構造の位相に対して略９０度異なり、上記第４の領域は、上記第３の領域に隣接して上記第２の領域の反対側に配置され、上記第４の領域内の周期構造の位相が上記第３の領域内の周期構造の位相に対して略９０度異なる。
【００２６】
上述したような目的を達成するため、本発明に係る光ディスク装置は、光ディスクに対して情報を記録及び／又は再生する光ピックアップと、光ディスクを回転するディスク回転駆動手段とを備える光ディスク装置であり、この光ディスク装置に用いる光ピックアップとして、上述したようなものを用いたものである。
【発明の効果】
【００２７】
本発明は、所定の周期構造を有する第１乃至第４の領域を備える回折素子により分割された３本の光ビームをそれぞれ光ディスクの信号記録面に集光して、その反射光をそれぞれ光検出器の受光面で受光することにより、良好なトラッキングエラー信号を得ることができ、さらに、対物レンズの変位に対するトラッキングエラー信号の振幅劣化を改善できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、本発明を適用した光ピックアップを用いた光ディスク装置について、図面を参照して説明する。
【００２９】
この光ディスク装置１０は、光ディスク１１に対して情報信号の記録及び／又は再生を行うことができる記録再生装置である。
【００３０】
ここで用いられる光ディスク１１は、例えば、ＣＤ(Compact Disc）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）、情報の追記が可能とされるＣＤ−Ｒ（Recordable）及びＤＶＤ−Ｒ（Recordable）、情報の書換えが可能とされるＣＤ−ＲＷ（ReWritable）、ＤＶＤ−ＲＷ（ReWritable）、ＤＶＤ＋ＲＷ（ReWritable）、ＤＶＤ−ＲＡＭ（Random Access Memory）等の光ディスクや、さらに発光波長が短い４０５ｎｍ程度（青紫色）の半導体レーザを用いた高密度記録が可能な高密度記録光ディスクや、光磁気ディスク等である。
【００３１】
光ディスク装置１０は、図１に示すように、光ディスク１１を回転操作する駆動手段としてスピンドルモータ１２と、スピンドルモータ１２を制御するモータ制御回路１３と、スピンドルモータ１２により回転される光ディスク１１に光ビームを照射し光ディスク１１で反射した戻りの光ビームを検出する光ピックアップ１と、光ピックアップ１から出力された電気信号を増幅するＲＦアンプ１５と、対物レンズのフォーカシングサーボ信号やトラッキングサーボ信号を生成するサーボ回路１６と、サブコードデータを抽出するサブコード抽出回路１７とを備える。
【００３２】
また、この光ディスク装置１０は、記録系として、パーソナルコンピュータ等のホスト機器に接続され、記録すべきデータが入力される入力端子１８と、入力端子１８に入力された記録データに対してエラー訂正符号化処理を施すエラー訂正符号化回路１９と、エラー訂正符号化処理が施されたデータを変調する変調回路２０と、変調された記録データに対して記録処理を施す記録処理回路２１とを備える。
【００３３】
更に、光ディスク装置１０は、再生系として、光ディスク１１より読み出した再生データに対して復調する復調回路２２と、復調された再生データに対してエラー訂正復号処理を施すエラー訂正復号化回路２３と、エラー訂正復号処理されたデータを出力する出力端子２４とを備える。更に、光ディスク装置１０は、装置に対して操作信号を入力する操作部２５と、各種制御データ等を格納するメモリ２６と、全体の動作を制御する制御回路２７とを備える。更に、光ディスク装置１０は、光ピックアップ１をディスクテーブルに装着された光ディスク１１の径方向に送り操作する際の駆動源となるスレッドモータ２８を備える。
【００３４】
スピンドルモータ１２は、スピンドルに光ディスク１１が装着されるディスクテーブルが設けられており、ディスクテーブルに装着されている光ディスク１１を回転する。モータ制御回路１３は、光ディスクをＣＬＶ（Constant Linear Velocity）で回転することができるようにスピンドルモータ１２を駆動制御する。具体的に、モータ制御回路１３は、水晶発振器からの基準クロックとＰＬＬ回路からのクロックとに基づいて光ディスク１１の回転速度が線速一定となるようにスピンドルモータ１２を駆動制御する。なお、光ディスク１１は、ＣＡＶ（Cnstant Angular Velocity）やＣＬＶとＣＡＶとを組み合わせた制御で回転するようにしてもよい。
【００３５】
光ピックアップ１は、所定の波長の光ビームを出射する半導体レーザ等の光源、この光源より出射された光ビームを集束する対物レンズ、光ディスク１１で反射された戻りの光ビームを検出する光検出器等を備える。光ピックアップ１は、光ディスク１１に記録されているデータを読み出すとき、半導体レーザの出力を標準レベルに設定し、半導体レーザよりレーザ光である光ビームを出射する。また、光ピックアップ１は、記録データを光ディスク１１に記録するとき、半導体レーザの出力を、再生時の標準レベルより高い記録レベルにして、半導体レーザよりレーザ光である光ビームを出射する。光ピックアップ１は、記録再生時、光ディスク１１に光ビームを照射し、信号記録面で反射した戻りの光ビームを光検出器で検出し、光電変換する。また、対物レンズは、２軸アクチュエータ等の対物レンズ駆動機構に保持され、フォーカシングサーボ信号に基づいて対物レンズの光軸と平行なフォーカシング方向に駆動変位され、また、トラッキングサーボ信号に基づいて対物レンズの光軸に直交するトラッキング方向に駆動変位される。なお、半導体レーザ、対物レンズ及び光検出器等の光学系の構成については後に詳述する。
【００３６】
ＲＦアンプ１５は、光ピックアップ１を構成する光検出器からの電気信号に基づいて、ＲＦ信号、フォーカシングエラー信号及びトラッキングエラー信号を生成する。例えばフォーカシングエラー信号は、非点収差法により生成され、トラッキングエラー信号は、後述のように生成される。そして、ＲＦアンプ１５は、再生時、ＲＦ信号を復調回路２２に出力し、フォーカシングエラー信号及びトラッキングエラー信号をサーボ回路１６に出力する。
【００３７】
サーボ回路１６は、光ディスク１１を再生する際のサーボ信号を生成する。具体的に、サーボ回路１６は、ＲＦアンプ１５から入力されたフォーカシングエラー信号に基づき、このフォーカシングエラー信号が０となるように、フォーカシングサーボ信号を生成し、また、ＲＦアンプ１５から入力されたトラッキングエラー信号に基づき、このトラッキングエラー信号が０となるように、トラッキングサーボ信号を生成する。そして、サーボ回路１６は、フォーカシングサーボ信号及びトラッキングサーボ信号を光ピックアップ１を構成する対物レンズ駆動機構の駆動回路に出力する。この駆動回路は、フォーカシングサーボ信号に基づき２軸アクチュエータを駆動し、対物レンズを対物レンズの光軸と平行なフォーカシング方向に駆動変位させ、トラッキングサーボ信号に基づき２軸アクチュエータを駆動し、対物レンズの光軸に直交するトラッキング方向に対物レンズを駆動変位させる。
【００３８】
以上のように構成された光ディスク装置１０は、スピンドルモータ１２によって、光ディスク１１を回転操作し、サーボ回路１６からの制御信号に応じてスレッドモータ２８を駆動制御し、光ピックアップ１を光ディスク１１の所望の記録トラックに対応する位置に移動することで、光ディスク１１に対して情報の記録再生を行う。
【００３９】
次に、本発明が適用された上述した光ピックアップ１について説明する。
【００４０】
光ピックアップ１は、以下では、例えば、ＤＶＤ−ＲＡＭ，ＤＶＤ−Ｒのような周期的に案内溝１１ａが形成された光ディスク１１に対して記録及び／又は再生を行うものとして説明するが、これに限られるものではなく、上述した各種光ディスクに対しても記録及び／又は再生を行うことが可能である。
【００４１】
本発明を適用した光ピックアップ１は、図２に示すように、所定の波長の光ビームを出射する光源３１と、光源３１から出射された光ビームを回折させてメインビーム並びに第１及び第２のサブビームからなる３本の光ビームに分割する回折素子３２と、この回折素子３２により分割された３本の光ビームをそれぞれ光ディスク１１の信号記録面に集光して信号記録面上に各々独立した３個の集光スポットを照射する対物レンズ３３と、光ディスク１１の信号記録面で反射されたそれぞれの戻り光を受光する、各々２分割以上に分割された複数の受光面を有する光検出器３４とを備える。
【００４２】
また、光ピックアップ１は、回折素子３２と対物レンズ３３との間の光路上に配置され、光源３１から出射された往路の光ビームの光路と、光ディスク１１で反射された復路の光ビームの光路とを分離するビームスプリッタ３６と、ビームスプリッタ３６と対物レンズ３３との間の光路上に配置され、入射した光ビームを平行光とするコリメータレンズ３７と、コリメータレンズ３７と対物レンズ３３との間の光路上に配置され、コリメータレンズ３７により平行光とされた光ビームを反射して、対物レンズ側に向けて出射させる立ち上げミラー３８と、立ち上げミラー３８と対物レンズ３３との間に配置され、通過する光ビームの異なる偏光成分に対して１／４波長の位相差を付加する１／４波長板３９と、ビームスプリッタ３６と光検出器３４との間に配置され、ビームスプリッタ３６により光検出器３４側に導かれた光ビームにフォーカシングエラー信号を得るための非点収差を発生させるシリンドリカルレンズ４０とを備える。
【００４３】
光源３１は、半導体レーザであり、例えば、波長６５０ｎｍ程度のレーザ光を出射させる。
【００４４】
回折素子３２は、光源３１から出射された光ビームを回折させて、トラッキングエラー信号を得るための３本の光ビームに分割する。すなわち、回折素子３２は、入射した光ビームをそのまま透過する０次光（以下、「メインビーム」という。）と、所定の回折角でメインビームから分岐される±１次回折光（以下、それぞれ、「第１のサブビーム」、「第２のサブビーム」という。）とに分割する。
【００４５】
回折素子３２は、透過部材で形成され、特殊な格子パターンを有する回折格子であり、その格子面には一定の周期で格子溝が形成されている。そして、その格子面は、図３に示すように、格子溝が形成されている方向に対して直交する分割線で、各領域に凹凸パターンが平行に設けられた少なくとも４つの領域である第１乃至第４の領域４１，４２，４３，４４に分割、すなわち、トラッキング方向（ラジアル方向Ｒａｄ）に４分割されている。第１乃至第４の領域４１，４２，４３，４４は、各領域に形成される各格子溝が、一定の幅で周期的に形成されており、周期構造とされている。隣接する領域に形成される各格子溝は、格子溝周期の約１／２だけ配置がずれており、すなわち、格子溝の位相が１８０度ずれて形成されている。
【００４６】
換言すると、この回折素子３２は、トラッキング方向に直交するタンジェンシャル方向Ｔａｎの分割線により分割されてトラッキング方向に並んで配置され、領域内でそれぞれ所定の周期構造を備える第１乃至第４の領域４１，４２，４３，４４を有する。回折素子３２の略中心線の両側に設けられた第２及び第３の領域４２，４３は、隣接して配置され、この第２及び第３の領域４２，４３内に設けられる周期構造の位相が１８０度異なるように形成される。第１の領域４１は、第２の領域４２に隣接して第３の領域４３の反対側に配置され、すなわち、第２の領域４２の外側に配置され、第１の領域４１内に設けられる周期構造の位相が、第２の領域４２内の周期構造の位相に対して略１８０度異なるように形成される。第４の領域４４は、第３の領域４３に隣接して第２の領域４２の反対側に配置され、すなわち、第３の領域４３の外側に配置され、第４の領域４４内に設けられる周期構造の位相が、第３の領域４３内の周期構造の位相に対して略１８０度異なるように形成される。
【００４７】
このような特殊パターンとされた回折素子３２は、通過する光ビームを少なくともメインビーム並びに第１及び第２のサブビームに回折分離させるとともに、この第１及び第２のサブビームの光波の波面に所定の変調を与える。
【００４８】
例えば、第１のサブビームと第２のサブビームとが有する波面は、図４（ａ）に示すように、対物レンズの瞳上において波面の位相が交互に１８０度ずつ４段階にシフトした段状からなる凹凸形状の波面形状となる。このとき、４段階にシフトした波面のうち、中央の２領域の幅Ｗ１２，Ｗ１３は、それぞれ、回折素子３２の中央に配置された第２及び第３の領域４２，４３の幅に相当している。尚、図４（ａ）及び後述する図４（ｂ）は、第１のサブビームの波面形状を示すものであり、第２のサブビームの波面形状は、この＋１次回折光の波面形状を左右反転した形状となっている。すなわち、第１及び第２のサブビームの波面は、互いに位相関係が反転し、凹凸形状が反転した波面形状となっている。一方、回折素子３２をそのまま通過する０次光は、格子パターンの影響を受けない。
【００４９】
この回折素子３２は、例えば、図４（ａ）に示すように、第２の領域の幅Ｗ１２と、第３の領域の幅Ｗ１３との和が、対物レンズ瞳径φ１との関係において、次式（１）を満たすように形成されている。
Ｗ１２＋Ｗ１３＝φ１・α１  ・・・（１）
特に以下では、図４（ｂ）に示すように、α１＝１であり、この第２及び第３の領域の幅Ｗ１２，Ｗ１３の和が、対物レンズ瞳径φ１と等しくされているものとして説明するが、これに限られるものではなく、α１が所定の範囲であればよい。
【００５０】
また、回折素子３２は、分割した３本の光ビームが、それぞれ、上述した光学部品を経由して、対物レンズ３３により集光されることにより光ディスク１１の信号記録面に形成される各集光スポットが光ディスク１１の同一トラックに照射されるように、すなわち、各集光スポットのトラックに直交するトラッキング方向の間隔が零となるように、配置されている。
【００５１】
以上のように構成された回折素子３２は、回折分離した３本の光ビームの第１及び第２のサブビームに、波長の交互に１８０度ずつ４段階にシフトした凹凸形状の波面形状を与えるので、後述するような、光検出器の受光面上のサブスポット１１１，１１２の光強度分布（光量分布）をメインビームによる受光面上のメインスポット１１０の光強度分布（光量分布）に対して反転した状態にできるので、良好なトラッキングエラー信号を得ることができ、さらに、対物レンズの変位に対して信号劣化のないトラッキングエラー信号を得ることを可能とする。
【００５２】
ビームスプリッタ３６は、回折素子３２で分割された３本の光ビームを反射させてコリメータレンズ３７側に導くとともに、光ディスク１１からの戻りの光ビームを透過させてシリンドリカルレンズ４０側に導く。コリメータレンズ３７は、入射した３本の光ビームを略平行光として出射させる。立ち上げミラー３８は、コリメータレンズ３７で平行光とされた光ビームを反射して、１／４波長板３９側に導く。１／４波長板３９は、通過する光ビームに１／４波長の位相を付加するものであり、立ち上げミラー３８で反射された光ビームの偏光状態を直線偏光から円偏光に変えて対物レンズ３３側に出射させる。
【００５３】
対物レンズ３３は、回折素子３２により分割され、ビームスプリッタ３６、コリメータレンズ３７、立ち上げミラー３８及び１／４波長板３９を介して入射した３本の光ビームを光ディスク１１の信号記録面にそれぞれ集光して、図５に示すように、光ディスク１１の信号記録面上に各々独立した３個の集光スポットを形成する。すなわち、対物レンズ３３は、回折素子３２により分割されたメインビームを集光してメインスポット１００を形成し、第１のサブビームを集光して第１のサブスポット１０１を形成し、第２のサブビームを集光して第２のサブスポット１０２を形成する。上述したように、メインスポット１００並びに第１及び第２のサブスポット１０１，１０２は、トラッキング方向の間隔が零となるように、すなわち、３個の光スポットは、案内溝１１ａとのトラッキング方向の位置関係が等しくされている。
【００５４】
光検出器３４は、３個の集光スポット１００，１０１，１０２の光ディスク１１からの反射光を各々２分割以上に分割された複数の受光面でそれぞれ受光するように配置されている。すなわち、光検出器３４は、メインビームの戻り光を受光する４分割受光面３４ａと、それぞれ第１及び第２のサブビームの戻り光を受光する２分割受光面３４ｂ，３４ｃとを有する。４分割受光面３４ａには、メインビームの戻り光が集光されて検出用のメインスポット１１０が形成され、２分割受光面３４ｂ，３４ｃには、第１及び第２のサブビームの戻り光が集光されて検出用のサブスポット１１１，１１２が形成される。この光検出器３４は、回折素子３２により３本の光ビームに分割された光ビームをそれぞれ受光し、情報信号とともにトラッキングエラー信号及びフォーカシングエラー信号等の各種信号を検出することができる。
【００５５】
そして、この各受光面３４ａ，３４ｂ，３４ｃからの光電変換信号を減算器５０ａ、５０ｂ、５０ｃによってそれぞれ減算処理することにより、メインスポット１１０、サブスポット１１１，１１２のそれぞれのプッシュプル方式によるトラッキングエラー信号（以下「プッシュプル信号Ｓａ，Ｓｂ，Ｓｃ」という。）が検出される。
【００５６】
すなわち、プッシュプル信号Ｓａ，Ｓｂは、互いにその信号波形が逆相になって出力される。また、プッシュプル信号Ｓａ，Ｓｃは、互いにその信号波形が逆相になって出力される。そして、プッシュプル信号Ｓｂ，Ｓｃは、同位相である。したがって、このプッシュプル信号Ｓａからプッシュプル信号Ｓｂ，Ｓｃの和信号を減算処理しても信号成分は打ち消されることなく、逆に増幅させることができる。
【００５７】
一方、対物レンズ３３の変位や光ディスク１１の傾きなどが生じると、それに起因して各プッシュプル信号に所定のオフセット成分が発生するが、このオフセット成分は明らかに光ディスク１１の信号記録面上の集光スポット位置に関係なくプッシュプル信号Ｓａ，Ｓｂ，Ｓｃのいずれも同じ極性で発生する。したがって上述のような減算処理を行うと、各プッシュプル信号に含まれるオフセット成分だけが選択的に打ち消し合い、結果的にオフセット成分だけが完全に除去または大幅に低減された良好なトラッキングエラー信号を検出することができる。
【００５８】
例えば、図５のプッシュプル信号Ｓｂ，Ｓｃを加算器５１によって加算処理し、さらにこの加算処理後の信号を増幅器５２によって適当に増幅したのちに、減算器５３によってメインスポット１１０のプッシュプル信号Ｓａから減算処理することにより、このプッシュプル信号Ｓａに含まれるオフセット成分を完全に除去または大幅に低減し、振幅だけを増幅させた良好なトラッキングエラー信号が出力される。
【００５９】
以上のように構成された光ピックアップ１は、光ディスクのトラックピッチの違いによらず、オフセット成分を大幅に低減し、振幅だけを増幅させた感度が高く良好なトラッキングエラー信号を検出することができる。
【００６０】
ここで、上述のように構成された光ピックアップ１のような、回折素子３２により分割された３本の光ビームを光ディスクに集光した３個の集光スポットの位置を光ディスクのトラックに直交するトラッキング方向の間隔が零となるように配置した方式、所謂（４分割）インライン型ＤＰＰ方式のトラッキングエラー信号検出原理について説明する。
【００６１】
上述したように、回折素子３２で光ビームを回折分離すると、第１及び第２のサブビームは、それぞれの段差が波長λの１／２、すなわち、位相で１８０度だけ交互にシフトした４段階の凹凸形状の波面をもった状態になり、この状態を保持したままコリメートレンズ３７、立ち上げミラー３８及び１／４波長板３９を経て対物レンズ３３により、光ディスク１１の信号記録面上に集光されて、第１及び第２のサブスポット１０１，１０２を形成する。
【００６２】
一方、回折素子３２をそのまま通過するメインビームは、その波面が位相変調を受けず、コリメートレンズ３７、立ち上げミラー３８及び１／４波長板３９を経て平面的な波面をもつ平行光束として対物レンズ３３に入射し、上述した第１及び第２のサブビームと同様に、光ディスク１１の信号記録面上に集光されて、メインスポット１００を形成する。
【００６３】
ところで、周期的に案内溝１１ａが形成された光ディスク１１の信号記録面に上述したメインビーム並びに第１及び第２のサブビームのような光ビームが集光されると、反射されたその戻りの光ビームは、光ディスク１１の案内溝１１ａによって回折され、それぞれ少なくとも０次光及び±１次回折光に分離される。
【００６４】
そして、対物レンズ３３でメインビーム並びに第１及び第２のサブビームのそれぞれの、０次光及び±１次回折光が互いに所定距離だけずれた状態で重なって進行し、光検出器３４の受光面３４ａ，３４ｂ，３４ｃに集光される。この受光面上でそれぞれの０次光と±１次回折光とが重なった領域では、干渉効果により、０次光波面と＋１次回折光波面、及び、０次光波面と−１次回折光波面の相対的な位相ずれ量（位相差）に応じて、光強度、すなわち、明暗状態が変化する。尚、この０次光波面と±１次回折光波面の位相差は、光ディスク１１の案内溝１１ａに対する集光スポットの相対位置（トラッキング方向の位置）により変化する。よって、受光面３４ａ，３４ｂ，３４ｃ上の光強度は、光ディスク１１の案内溝に対する集光スポットの相対位置により変化する。
【００６５】
ここで、図５に示すように、光ディスク１１の信号記録面上のメインスポット１００並びに第１及び第２のサブスポット１０１，１０２が案内溝１１ａの周期の１／４だけずれた位置にある状態の光検出器３４の受光面３４ａ上のメインスポット１１０の光強度の分布を図６（ａ）に示し、このときのメインビームの０次光波面及び±１次光波面の位相分布を図６（ｂ）に示す。また、同じ状態の光検出器３４の受光面３４ｂ上のサブスポット１１１の光強度の分布を図６（ｃ）に示し、このときの第１のサブビームの０次光波面及び±１次光波面の位相分布を図６（ｄ）に示す。図６（ａ）及び図６（ｃ）に示すように、メインスポット１１０の光強度分布とサブスポット１１１の光強度分布とは、左右反転した状態となっている。尚、第２のサブビームの０次光波面及び±１次光波面の位相分布は、図６（ｄ）に示す第１のサブビームと異なる分布を有するが、光検出器３４の受光面３４ｃ上のサブスポット１１２の光強度の分布は図６（ｃ）に示すサブスポット１１１の光強度の分布と同様の分布を有する。
【００６６】
まず、メインビームが受光面３４ａ上に集光された検出用のメインスポット１１０について説明する。
【００６７】
メインスポット１１０は、図５及び図６（ｂ）に示すように、メインスポット１００が案内溝１１ａの周期の１／４だけずれた位置に達した状態では、光ディスク１１の案内溝によって生じた±１次回折光の波面のいずれか一方である＋１次回折光が０次光に対して０度の位相差をもつようになり、他方である−１次回折光が０次光に対して１８０度の位相差をもつようになっている。そして、回折分離され受光面３４ａ上で所定距離だけずれて重なっている０次光と±１次回折光とによって生じた干渉効果による光強度の分布、すなわち明暗の分布は、図６（ａ）に示すようになり、１８０度の位相差をもつ０次光と−１次回折光との重畳した領域である図６（ａ）に示す右側部分が暗い状態になる。
【００６８】
尚、光ディスク１１上のメインスポット１００が案内溝（グルーブ）又は案内溝間（ランド）の真ん中にある状態では、光ディスク１１の案内溝１１ａによって生じた０次光波面と±１次光波面とは、＋９０度又は−９０度の位相差をもつが、その位置から、メインスポット１００がトラッキング方向にずれるにしたがって各波面の位相関係が変化する。そして、周期の１／４だけずれた状態では、上述した図６（ｂ）に示す位相関係をもつことになる。一方、図５と反対側に１／４周期ずれた状態では、その位相差の関係が左右反転し、図６（ａ）に示す光強度分布も左右反転する。
【００６９】
このため、メインスポット１１０は、＋１次回折光と０次光との重なった領域、及び、−１次回折光と０次光との重なった領域での明暗状態、すなわち、光強度分布が光ディスク１１上の集光スポットと案内溝１１ａとの相対位置関係によって連続的に変化し、しかもその変化が左右それぞれの重なった領域で反転している。そこで、この光強度分布の変化を少なくとも２分割された光検出器で左右それぞれ検出し、その差動信号を出力させることによって、いわゆるプッシュプル方式によるトラッキングエラー信号を生成することができる。
【００７０】
次に、第１のサブビームが受光面３４ｂ上に集光された検出用のサブスポット１１１について説明する。尚、第２のサブビームが受光面３４ｃ上に集光された検出用のサブスポット１１２については、サブスポット１１１と略同様であるので、詳細な説明は省略する。
【００７１】
第１のサブビームは、上述したように、光ビームの波面が交互に１８０度ずつ４段階にシフトした段状からなる凹凸形状になっており、その凹凸形状の波面形状は、光ディスク１１を反射して光検出器３４の受光面３４ｂに達しても保持される。
【００７２】
そして、サブスポット１１１は、図５及び図６（ｄ）に示すように、光ディスク１１上の第１のサブスポット１０１が案内溝１１ａの周期の１／４だけずれた位置に達した状態では、光ディスク１１の案内溝によって生じた＋１次回折光が０次光に対して１８０度の位相差をもつようになり、−１次回折光が０次光に対して０度の位相差をもつようになっている。そして、回折分離され受光面３４ｂ上で所定距離だけずれて重なっている０次光と±１次回折光とによって生じた干渉効果による光強度の分布、すなわち明暗の分布は、図６（ｃ）に示すようになり、１８０度の位相差をもつ０次光と＋１次回折光との重畳した領域である図６（ｃ）に示す左側部分が暗い状態となる。
【００７３】
尚、光ディスク１１上の第１のサブスポット１０１が案内溝又は案内溝間の真ん中にある状態では、光ディスク１１の案内溝１１ａによって生じた０次光波面と±１次光波面とは、上述した凹凸形状を有するとともに、平均的に＋９０度又は−９０度の位相差をもつが、その位置から、第１のサブスポット１０１がトラッキング方向にずれるにしたがって各波面の位相関係が変化する。そして、周期の１／４だけずれた状態では、上述した図６（ｄ）に示す位相関係をもつことになる。
【００７４】
このため、サブスポット１１１は、上述したメインスポット１１０の場合と同様に、＋１次回折光と０次光との重なった領域、及び、−１次回折光と０次光との重なった領域での明暗状態、すなわち、光強度分布が光ディスク１１上の集光スポットと案内溝１１ａとの相対位置関係によって連続的に変化し、しかもその変化が左右それぞれの重なった領域で反転している。そこで、この光強度分布の変化を２分割された光検出器で左右それぞれ検出し、その差動信号を出力させることによって、いわゆるプッシュプル方式によるトラッキングエラー信号を生成することができる。
【００７５】
ここで、サブスポット１１１は、第１のサブビームが、メインビームと異なり、光ビームの波面が交互に１８０度ずつ４段階にシフトした段状からなる凹凸形状になっているために、光ディスク１１上の集光スポットと案内溝１１ａとの相対位置関係によって決まる±１次回折光と０次光との波面の平均的な位相差がメインビームと全く同様であっても、その結果として生じる左右の干渉領域での明暗の光強度変化は、例えば、図６（ａ）及び図６（ｂ）に示すように、メインスポット１１０の場合に対して反転した状態で変化する。
【００７６】
このことは、所謂「インライン型ＤＰＰ方式」の場合、すなわち、光ディスク１１上のメインスポット１００と第１及び第２のサブサブスポット１０１，１０２との案内溝に対する相対位置が全く同じであっても、すなわち、メインスポット１００と第１及び第２のサブスポット１０１，１０２とのトラッキング方向の間隔が零であっても、受光面上のメインスポット１１０とサブスポット１１１，１１２とで出力されるプッシュプル信号は、その信号波形の位相が完全に反転して出力されることを意味している。すなわち、インライン型ＤＰＰ方式では、図５に示すように、メインスポット１００と第１及び第２のサブスポット１０１，１０２とが同時に同一の案内溝上に照射するような集光スポット配置にしても従来型ＤＰＰ方式と同様に良好なトラッキングエラー信号が得られる。
【００７７】
したがって、本発明を適用した光ピックアップ１は、トラックピッチの異なる光ディスクに対して、常に良好なトラッキングエラー信号を検出することができる。
【００７８】
次に、上述のように構成された光ピックアップ１のような、トラッキング方向に４分割された領域を有する回折素子３２を備える、所謂、４分割インライン型ＤＰＰ方式において、対物レンズ３３がトラッキング方向に変位した場合の受光面上の各スポットの光強度分布の変化について検討する。
【００７９】
まず、本発明を適用した光ピックアップに先立ち、比較例として、上述した図１７に示す、２つの領域２２５ａ，２２５ｂを有する回折素子２２５を有する２分割インラインＤＰＰ方式の光ピックアップにおいて、対物レンズの変位があったときの受光面上のスポットの光強度分布の変化する状態について説明する。
【００８０】
この２分割インラインＤＰＰ方式の光ピックアップにおいて、対物レンズの変位がない場合には、第１のサブスポット２３１は、上述の図１９（ｃ）及び図１９（ｄ）に示すように、左右の重畳領域内では領域内全面にわたって、光ディスク１１の案内溝１１ａで回折分離した０次光と±１次回折光との波面の位相差が０度もしくは１８０度で統一されているため、その部分の光強度も全面暗部もしくは明部に統一されている。
【００８１】
そして、２分割インラインＤＰＰ方式の光ピックアップにおいて、対物レンズが変位した場合には、対物レンズの中心光軸に対して非対称な波面形状になった＋１次回折光がサブ集光スポット２２１として光ディスク１１の信号記録面上に集光される。この光ディスク１１に反射されて光検出器の受光面３４ｂに集光されて形成された検出用のスポット２３１の位相分布には、図２０（ｂ）に示すように、左右の重畳領域内でも部分的に０次光と±１次回折光の波面の位相差が０度から１８０度へ、あるいは１８０度から０度へ推移した領域が現れる。
【００８２】
その結果、スポット２３１には、図２０（ａ）に示すように、明部中に一部暗部が、あるいは暗部中に一部明部が現れてくる。このように、検出用のサブスポット２３１の領域内で一部明暗が反転した領域が現れることにより、左右の検出面からの検出された信号の差信号から得られるプッシュプル信号は、明らかにその変調度が減少してしまう。
【００８３】
このように、２分割インラインＤＰＰ方式の光ピックアップでは、トラッキングエラー信号の視野特性が劣化してしまう。
【００８４】
次に、第１乃至第４の領域４１，４２，４３，４４を有する回折素子３２を備える本発明を適用した光ピックアップ１（４分割インラインＤＰＰ方式）において、対物レンズの変位があったときの受光面上のスポットの光強度分布の変化する状態について説明する。
【００８５】
光ピックアップ１において、対物レンズの変位がない場合には、４分割された領域をもつ回折素子３２により、回折分離して光ディスク１１に集光されて、反射される第１のサブビームは、上述の図４（ｂ）に示すように、交互に１８０度ずつ４段階にシフトした凹凸形状の波面をもつ。
【００８６】
そして、受光面３４ｂ上のサブスポット１１１は、上述の図６（ｃ）及び図６（ｄ）に示すように、左右の重畳領域内では領域内全面にわたって、光ディスク１１の案内溝１１ａで回折分離した０次光と±１次回折光との波面の位相差が０度もしくは１８０度で統一されているため、その部分の光強度も全面暗部もしくは明部に統一されている。
【００８７】
そして、光ピックアップ１において、対物レンズ３３が光ディスク１１の半径方向に変位した場合には、対物レンズ３３の中心光軸に対して左右非対称になった第１のサブビームが第１のサブスポット１０１として光ディスク１１の記録面上に集光される。この光ディスク１１に反射されて光検出器の受光面３４ｂに集光されて形成された検出用の光スポット１１１の光強度の分布及び位相分布を、図７（ａ）及び図７（ｂ）に示す。
【００８８】
図７（ｂ）に示すように、０次光の＋１次回折光と重なる領域には、−９０度から＋９０度へ推移した波面Ｓ１１が現れ、＋１次回折光の０次光と重なる領域には、＋９０度から−９０度へ推移した波面Ｓ１２が現れるが、この波面Ｓ１１，Ｓ１２が１８０度の位相差を有することにより、０次光と＋１次回折光とが重なる領域は、対物レンズの変位前と位相差が変わらない。尚、波面Ｓ１１は、回折素子３２の第１の領域４１により生成されたものであり、波面Ｓ１２は、第２の領域４２により生成されたものである。
【００８９】
また、０次光の−１次回折光と重なる領域には、＋９０度から−９０度へ推移した波面Ｓ１３が現れ、−１次回折光の０次光と重なる領域には、＋９０度から−９０度へ推移した波面Ｓ１４が現れるが、この波面Ｓ１３，Ｓ１４が０度の位相差を有することにより、０次光と−１次回折光とが重なる領域は、対物レンズの変位前と位相差が変わらない。尚、波面Ｓ１３は、回折素子３２の第２の領域４２により生成されたものであり、波面Ｓ１４は、第１の領域４１により生成されたものである。
【００９０】
したがって、図７（ａ）に示すように、対物レンズが変位した場合においても、光強度分布、すなわち明暗状態は、図６（ｃ）に示す変位前の状態と変わらない。
【００９１】
よって、本発明を適用した光ピックアップ１は、上述した２分割インラインＤＰＰ方式のように対物レンズが変位した場合の差動プッシュプル方式によるトラッキングエラー信号の視野特性が劣化することを防止でき、すなわち、対物レンズ３３が変位した場合にも良好なトラッキングエラー信号を得ることができる。
【００９２】
また、この光ピックアップ１は、上述した、３つの回折領域２４５ａ，２４５ｂ，２４５ｃを有する回折素子２４５を有する３分割型インラインＤＰＰ方式の光ピックアップでは、対物レンズの変位量が所定量ΔＸ１より大きくなってしまうと、信号劣化がしてしまうとともに、対物レンズの変位に対する視野特性を向上させるための第２の回折領域２４５ｂの影響により、プッシュプル演算出力が低下してトラッキングエラー信号のＳ／Ｎ自体が悪化してしまう等の問題を防止することができ、すなわち、対物レンズの変位に対するトラッキングエラー信号の振幅劣化を改善するとともに、良好なトラッキングエラー信号を得ることができる。
【００９３】
尚、光ピックアップ１において、隣接する格子溝の位相が１８０度ずれて形成される第１乃至第４の領域４１，４２，４３，４４を有する回折素子３２を備えるように構成したが、各領域の周期構造の位相差はこれに限られるものではない。
【００９４】
次に、周期構造の異なる他の例の回折素子を用いた、図２に示す光ピックアップ６０について説明する。尚、以下の説明において、上述した光ピックアップ１と共通する部分については、共通の符号を付して詳細な説明は省略する。
【００９５】
本発明を適用した光ピックアップ６０は、図２に示すように、所定の波長の光ビームを出射する光源３１と、光源３１から出射された光ビームを回折させてメインビーム並びに第１及び第２のサブビームからなる３本の光ビームに分割する回折素子６２と、この回折素子６２により分割された３本の光ビームをそれぞれ光ディスク１１の信号記録面に集光して信号記録面上に各々独立した３個の集光スポットを照射する対物レンズ３３と、光ディスク１１の信号記録面で反射されたそれぞれの戻り光を受光する、各々２分割以上に分割された複数の受光面を有する光検出器３４とを備える。
【００９６】
また、光ピックアップ６０は、光ピックアップ１と同様に、ビームスプリッタ３６と、コリメータレンズ３７と、立ち上げミラー３８と、１／４波長板３９と、シリンドリカルレンズ４０とを備える。
【００９７】
回折素子６２は、光源３１から出射された光ビームを回折させて、トラッキングエラー信号を得るための３本の光ビームに分割する。すなわち、回折素子６２は、入射した光ビームをそのまま透過する０次光（以下、「メインビーム」という。）と、所定の回折角でメインビームから分岐される±１次回折光（以下、それぞれ、「第１のサブビーム」、「第２のサブビーム」という。）とに分割する。
【００９８】
回折素子６２は、透過部材で形成され、特殊な格子パターンを有する回折格子であり、その格子面には一定の周期で格子溝が形成されている。そして、その格子面は、図８に示すように、格子溝が形成されている方向に対して直交する分割線で、各領域に凹凸パターンが平行に設けられた少なくとも４つの領域である第１乃至第４の領域７１，７２，７３，７４に分割、すなわち、トラッキング方向（ラジアル方向）に４分割されている。第１乃至第４の領域７１，７２，７３，７４は、各領域に形成される各格子溝が、一定の幅で周期的に形成されており、周期構造とされている。隣接する領域に形成される各格子溝は、それぞれ、格子溝周期の約１／４、約１／２、約１／４だけ配置がずれており、すなわち、格子溝の位相が９０度、１８０度、９０度ずれて形成されている。
【００９９】
換言すると、この回折素子６２は、タンジェンシャル方向の分割線により分割されてトラッキング方向に並んで配置され、領域内でそれぞれ所定の周期構造を備える第１乃至第４の領域７１，７２，７３，７４を有する。回折素子６２の略中心線の両側に設けられた第２及び第３の領域７２，７３は、隣接して配置され、この第２及び第３の領域７２，７３内に設けられる周期構造の位相が１８０度異なるように形成される。第１の領域７１は、第２の領域７２に隣接して第３の領域７３の反対側に配置され、すなわち、第２の領域７２の外側に配置され、第１の領域７１内に設けられる周期構造の位相が、第２の領域７２内の周期構造の位相に対して略９０度異なるように形成される。第４の領域７４は、第３の領域７３に隣接して第２の領域７２の反対側に配置され、すなわち、第３の領域７３の外側に配置され、第４の領域７４内に設けられる周期構造の位相が、第３の領域７３内の周期構造の位相に対して略９０度異なるように形成される。
【０１００】
このような特殊パターンとされた回折素子６２は、通過する光ビームを少なくともメインビーム並びに第１及び第２のサブビームに回折分離させるとともに、この第１及び第２のサブビームの光波の波面に所定の変調を与える。
【０１０１】
例えば、第１のサブビームと第２のサブビームとが有する波面は、図９（ａ）に示すように、対物レンズの瞳上において波面の位相が交互に９０度、１８０度、９０度ずつ４段階にシフトした段状からなる凹凸形状の波面形状となる。このとき、４段階にシフトした波面のうち、中央の２領域の幅Ｗ２２，Ｗ２３は、それぞれ、回折素子６２の中央に配置された第２及び第３の領域７２，７３の幅に相当している。尚、図９（ａ）及び後述する図９（ｂ）は、第１のサブビームの波面形状を示すものであり、第２のサブビームの波面形状は、この＋１次回折光の波面形状を左右反転した形状となっている。すなわち、第１及び第２のサブビームの波面は、互いに位相関係が反転し、凹凸形状が反転した波面形状となっている。一方、回折素子６２をそのまま通過する０次光は、格子パターンの影響を受けない。
【０１０２】
この回折素子６２は、例えば、図９（ａ）に示すように、第２の領域の幅Ｗ２２と、第３の領域の幅Ｗ２３との和が、対物レンズ瞳径φ２との関係において、次式（２）を満たすように形成されている。
Ｗ２２＋Ｗ２３＝φ２・α２  ・・・（２）
特に以下では、図９（ｂ）に示すように、α２＝１であり、この第２及び第３の領域の幅Ｗ２２，Ｗ２３の和が、対物レンズ瞳径φ２と等しくされているものとして説明するが、これに限られるものではなく、α２が所定の範囲であればよい。
【０１０３】
また、回折素子６２は、分割した３本の光ビームが、それぞれ、上述した光学部品を経由して、対物レンズ３３により集光されることにより光ディスク１１の信号記録面に形成される各集光スポットが光ディスク１１の同一トラックに照射されるように、すなわち、各集光スポットのトラックに直交するトラッキング方向の間隔が零となるように、配置されている。
【０１０４】
以上のように構成された回折素子６２は、回折分離した３本の光ビームの第１及び第２のサブビームに、波長の交互に９０度、１８０度、９０度ずつ４段階にシフトした凹凸形状の波面形状を与えるとともに、この第１及び第２のサブビームの波面形状を反転させることができるので、後述するような、光検出器の受光面上のサブスポット１３１，１３２の光強度分布をメインビームによる受光面上のメインスポット１３０に対して反転した状態にできるので、良好なトラッキングエラー信号を得ることができ、さらに、対物レンズの変位に対して信号劣化のないトラッキングエラー信号を得ることを可能とする。
【０１０５】
対物レンズ３３は、上述した光ピックアップ１の場合と同様に、回折素子６２により分割され、ビームスプリッタ３６、コリメータレンズ３７、立ち上げミラー３８及び１／４波長板３９を介して入射した３本の光ビームを光ディスク１１の信号記録面にそれぞれ集光して、図５に示すように、光ディスク１１の信号記録面上に各々独立した３個の集光スポット１００，１０１，１０２を形成する。
【０１０６】
光検出器３４は、３個の集光スポット１００，１０１，１０２の光ディスク１１からの反射光を各々２分割以上に分割された複数の受光面でそれぞれ受光するように配置されている。すなわち、光検出器３４は、メインビームの戻り光を受光する４分割受光面３４ａと、それぞれ第１及び第２のサブビームの戻り光を受光する２分割受光面３４ｂ，３４ｃとを有する。４分割受光面３４ａには、メインビームの戻り光が集光されて検出用のメインスポット１３０が形成され、２分割受光面３４ｂ，３４ｃには、第１及び第２のサブビームの戻り光が集光されて検出用のサブスポット１３１，１３２が形成される。この光検出器３４は、回折素子６２により３本の光ビームに分割された光ビームをそれぞれ受光し、情報信号とともにトラッキングエラー信号及びフォーカシングエラー信号等の各種信号を検出することができる。
【０１０７】
そして、この各受光面３４ａ，３４ｂ，３４ｃからの光電変換信号を減算器５０ａ、５０ｂ、５０ｃによってそれぞれ減算処理することにより、メインスポット１３０、サブスポット１３１，１３２のそれぞれのプッシュプル信号Ｓａ，Ｓｂ，Ｓｃが検出され、このＳａ，Ｓｂ，Ｓｃを、加算、増幅、減算処理することにより、良好なトラッキングエラー信号を出力できることは、上述した光ピックアップ１と同様であるので、ここでは、詳細な説明を省略する。
【０１０８】
以上のように構成された光ピックアップ６０は、光ディスクのトラックピッチの違いによらず、オフセット成分を大幅に低減し、振幅だけを増幅させた感度が高く良好なトラッキングエラー信号を検出することができる。
【０１０９】
以上のように構成された光ピックアップ６０のトラッキングエラー信号検出原理については、上述した光ピックアップ１と同様であるのでここでは、詳細な説明は省略する。
【０１１０】
本発明を適用した光ピックアップ６０は、上述した光ピックアップ１と同様に、トラックピッチの異なる光ディスクに対して、常に良好なトラッキングエラー信号を検出することができる。
【０１１１】
次に、光ピックアップ６０のような４分割インライン型ＤＰＰ方式において、対物レンズ３３がトラッキング方向に変位した場合の受光面上の各スポットの光強度分布の変化について検討する。
【０１１２】
光ピックアップ６０において、対物レンズの変位がない場合には、４分割された領域をもつ回折素子６２により、回折分離して光ディスク１１に集光されて、反射される第１のサブビームは、上述の図９（ｂ）に示すように、交互に９０度、１８０度、９０度ずつ４段階にシフトした凹凸形状の波面をもつ。
【０１１３】
光ディスク１１で反射された第１のサブビームが集光された受光面３４ｂ上のサブスポット１３１は、図１０（ａ）及び図１０（ｂ）に示すように、左右の重畳領域内では領域内全面にわたって、光ディスク１１の案内溝１１ａで回折分離した０次光と±１次回折光との波面の位相差が０度もしくは１８０度で統一されているため、その部分の光強度も全面暗部もしくは明部に統一されている。ここで、図１０（ａ）は、光ディスク１１上の３個の集光スポットが案内溝１１ａの周期の１／４だけずれた位置にある状態の、サブスポット１３１の光強度の分布を示すものであり、図１０（ｂ）は、このときの第１のサブビームの０次光波面及び±１次光波面の位相分布を示すものである。尚、メインビームの受光面３４ａ上のメインスポット１３０は、上述した図６（ａ）及び図６（ｂ）に示すメインスポット１１０と同様の状態となっている。
【０１１４】
そして、光ピックアップ６０において、対物レンズ３３が光ディスク１１の半径方向に変位した場合には、対物レンズ３３の中心光軸に対して左右非対称になった第１のサブビームが第１のサブスポット１０１として光ディスク１１の記録面上に集光される。この光ディスク１１に反射されて光検出器の受光面３４ｂに集光されて形成された検出用の光スポット１３１の光強度の分布及び位相分布を、図１１（ａ）及び図１１（ｂ）に示す。
【０１１５】
図１１（ｂ）に示すように、０次光の＋１次回折光と重なる領域には、−９０度から０度へ推移した波面Ｓ２１が現れ、＋１次回折光の０次光と重なる領域には、＋９０度から−９０度へ推移した波面Ｓ２２が現れるが、この波面Ｓ２１，Ｓ２２が９０度の位相差を有することにより、０次光と＋１次回折光とが重なる領域は、対物レンズの変位前と位相差が１８０度から９０度へと変わるが、明暗状態は反転せず、光強度が明部及び暗部の中間状態である半反転領域となる。尚、波面Ｓ２１は、回折素子６２の第１の領域７１により生成されたものであり、波面Ｓ２２は、第２の領域７２により生成されたものである。
【０１１６】
また、０次光の−１次回折光と重なる領域には、＋９０度から−９０度へ推移した波面Ｓ２３が現れ、−１次回折光の０次光と重なる領域には、＋９０度から＋１８０度へ推移した波面Ｓ２４が現れるが、この波面Ｓ２３，Ｓ２４が２７０度の位相差を有することにより、０次光と−１次回折光とが重なる領域には、光強度が明部及び暗部の中間状態である半反転領域が一部存在する。尚、波面Ｓ２３は、回折素子６２の第２の領域７２により生成されたものであり、Ｓ２４は、第１の領域７１により生成されたものである。
【０１１７】
したがって、図１１（ａ）に示すように、対物レンズが変位した場合においても、上述した２分割インラインＤＰＰ方式（比較例）のように明暗状態が反転した領域が存在することがなく、光強度分布、すなわち明暗状態は、明暗が中間状態の領域が発生するが、図１０（ａ）に示す変位前の状態と大きな差がなく、トラッキングエラー信号を良好に得ることができる程度となっている。
【０１１８】
よって、本発明を適用した光ピックアップ６０は、上述した２分割インラインＤＰＰ方式のように対物レンズが変位した場合の差動プッシュプル方式によるトラッキングエラー信号の視野特性が劣化することを防止でき、すなわち、対物レンズ３３が変位した場合にも良好なトラッキングエラー信号を得ることができる。
【０１１９】
また、この光ピックアップ６０は、上述した３分割型インラインＤＰＰ方式の光ピックアップでは、対物レンズの変位量が所定量ΔＸ１より大きくなってしまうと、信号劣化がしてしまうとともに、対物レンズの変位に対する視野特性を向上させるための第２の回折領域２４５ｂの影響により、プッシュプル演算出力が低下してトラッキングエラー信号のＳ／Ｎ自体が悪化してしまう等の問題を防止することができ、すなわち、対物レンズの変位に対するトラッキングエラー信号の振幅劣化を改善するとともに、良好なトラッキングエラー信号を得ることができる。
【０１２０】
本発明を適用した光ピックアップ６０は、トラックピッチの異なる複数種類の光ディスクに対して良好なトラッキングエラー信号を得ることができるとともに、対物レンズの変位に対するトラッキングエラー信号の振幅劣化を改善した良好なトラッキングエラー信号を得ることができる。
【０１２１】
また、本発明を適用した光ディスク装置１０は、上述した光ピックアップ１又は光ピックアップ６０を備えることにより、トラックピッチの異なる複数種類の光ディスクに対して良好なトラッキングエラー信号を得ることができるとともに、対物レンズの変位に対するトラッキングエラー信号の振幅劣化を改善した良好なトラッキングエラー信号を得ることができ、光ディスクに対する記録・再生特性を向上させることができる。
【０１２２】
尚、上述の光ピックアップ１、６０では、光ディスク１１による３本の光ビームの０次回折光及び±１次回折光の重畳領域の幅を瞳径の半分として説明しており、この場合には、α１及びα２として１が最適となる。しかし、重畳幅は、光ディスクのトラックピッチ（案内溝周期）及び対物レンズのＮＡの関係に依存するため、トラックピッチが異なるＤＶＤ−ＲＡＭディスク及びＤＶＤ±Ｒディスクでは、重畳幅が異なる。よって、各々の光ディスクに対するα１及びα２の最適値が異なるため、光ピックアップ１、６０により記録・再生を行う光ディスクに対応したα１及びα２を採用することで、上述したように、良好なトラッキングエラー信号を得ることができる。
【実施例】
【０１２３】
以下に、本発明を適用した光ピックアップ１，６０について、具体的な数値データを挙げて、計算機シミレーションを行い、この結果をもとに最適なα１及びα２について説明する。ここで、主要なパラメータとして、以下の数値を用いた。
（１）レーザ光波長：６６０ｎｍ
（２）倍率：約６．５倍
（３）対物レンズＮＡ：約０．６５
（４）対物レンズの焦点距離：約２．８ｍｍ
（５）ＤＶＤ−ＲＡＭディスクのトラックピッチ（案内溝周期）：１．２３μｍ
（６）ＤＶＤ±Ｒディスクのトラックピッチ（案内溝周期）：０．７４μｍ
そして、図１２に、実施例１として４分割インラインＤＰＰ方式の光ピックアップ１に上述した数値データを用いたときのＤＰＰ信号振幅の視野特性を示す。ここで、ＤＰＰ信号とは、トラッキングエラー信号のことである。図１２（ａ）は、ＤＶＤ−ＲＡＭディスクに対する視野特性を示すものであり、図１２（ｂ）は、ＤＶＤ±Ｒディスクに対する視野特性を示すものである。さらに、これと比較するための比較例として上述した従来型ＤＰＰ方式、２分割インラインＤＰＰ方式及び３分割インラインＤＰＰ方式の光ピックアップに上述した数値データを用いたときの視野特性を同時に示す。
【０１２４】
尚、図１２（ａ）及び図１２（ｂ）中において、横軸は、対物レンズの変位量（ｍｍ）を示すものであり、縦軸は、対物レンズが変位したときのＤＰＰ信号振幅の相対値（％）、すなわち、従来型ＤＰＰ方式の対物レンズ変位量が０のときのＤＰＰ信号振幅を１００％としたときの相対値を示すものであり、曲線Ｌ１１，Ｌ２１は、光ピックアップ１のα１＝０．９５とした場合の視野特性を示すものであり、曲線Ｌ１２，Ｌ２２は、光ピックアップ１のα１＝１．００とした場合の視野特性を示すものであり、曲線Ｌ１３，Ｌ２３は、光ピックアップ１のα１＝１．０５とした場合の視野特性を示すものであり、曲線Ｌ１４，Ｌ２４は、従来型ＤＰＰ方式の光ピックアップの視野特性を示すものであり、曲線Ｌ１５，Ｌ２５は、２分割インラインＤＰＰ方式の光ピックアップの視野特性を示すものであり、曲線Ｌ１６，Ｌ２６は、３分割インラインＤＰＰ方式の光ピックアップの視野特性を示すものである。
【０１２５】
尚、サブスポットの位置は、上述したように、本発明を適用した光ピックアップ１（４分割インラインＤＰＰ方式）、２分割インラインＤＰＰ方式の光ピックアップ、３分割インラインＤＰＰ方式の光ピックアップでは、図５及び図１８に示すように、メインスポットと同一トラックで且つトラッキング方向の間隔が零となるようにし、従来型ＤＰＰ方式の光ピックアップでは、図１５に示すように、メインスポットからトラッキング方向にトラックピッチの±１／２ずれた位置となるようにした。
【０１２６】
図１２（ａ）に示すように、２分割型インラインＤＰＰ方式によるＤＰＰ信号振幅Ｌ１５は、ＤＶＤ−ＲＡＭディスクの場合には、視野（対物レンズの変位量）がゼロから略直線的に低下しており、視野が約±０．４ｍｍになると視野ゼロでの振幅の半分以下に低下してしまっている。
【０１２７】
また、３分割型インラインＤＰＰ方式によるＤＰＰ信号振幅Ｌ１６は、視野が約±０．２ｍｍの範囲内であればほとんど低下しないが、±０．２ｍｍ以上になると２分割インラインＤＰＰ方式と略同じ勾配で低下している。
【０１２８】
ここで、この３分割インラインＤＰＰ方式による視野特性は、第２の領域２４５ｂの幅を対物レンズ瞳径の１５％程度に設定した場合の一例であり、第２の領域２４５ｂの幅を大きくすれば、振幅低下が発生する視野量を大きくすることができる。しかし、上述したように、第２の領域２４５ｂの幅を大きくすると視野ゼロにおけるＤＰＰ信号振幅が更に低下することになり、すでに従来型ＤＰＰで得られる信号振幅から約２０％も低下しているため、これ以上第２の領域２４５ｂの幅を大きくすることはできない。
【０１２９】
一方、実施例１のピックアップ１（４分割型インラインＤＰＰ方式）による視野特性Ｌ１１，Ｌ１２，Ｌ１３では、図１２（ａ）に示すように、ＤＶＤ−ＲＡＭディスクの場合には、α１＝０．９５〜１．０５の範囲において視野ゼロにおけるＤＰＰ信号振幅がほとんど低下しておらず、且つ視野±０．２ｍｍ以上の範囲においてもなだらかな視野特性が得られており、視野が±０．４ｍｍにおいても視野ゼロでの振幅の半分以上を確保できている。
【０１３０】
また、図１２（ｂ）に示すように、ＤＶＤ±Ｒディスクの場合においては、視野特性Ｌ２１，Ｌ２２，Ｌ２３は、α１が１．００以下になると視野ゼロにおけるＤＰＰ信号振幅の低下が発生し、視野量に対する低下率が大きくなるという問題が起こる。よって、α１の設定値としてはα１＝１．００〜１．０５程度に設定することが望ましい。
【０１３１】
次に、図１３に、実施例２として４分割インラインＤＰＰ方式の光ピックアップ６０に上述した数値データを用いたときのＤＰＰ信号振幅の視野特性を示す。図１３（ａ）は、ＤＶＤ−ＲＡＭディスクに対する視野特性を示すものであり、図１３（ｂ）は、ＤＶＤ±Ｒディスクに対する視野特性を示すものである。さらに、これと比較するための比較例として上述した従来型ＤＰＰ方式、２分割インラインＤＰＰ方式及び３分割インラインＤＰＰ方式の光ピックアップに上述した数値データを用いたときの視野特性を同時に示す。
【０１３２】
尚、図１３（ａ）及び図１３（ｂ）中において、横軸は、対物レンズ変位量（ｍｍ）を示すものであり、縦軸は、対物レンズが変位したときのＤＰＰ信号振幅の相対値（％）、すなわち、従来型ＤＰＰ方式の対物レンズ変位量が０のときのＤＰＰ信号振幅を１００％としたときの相対値を示すものであり、曲線Ｌ３１，Ｌ４１は、光ピックアップ６０のα２＝０．８０とした場合の視野特性を示すものであり、曲線Ｌ３２，Ｌ４２は、光ピックアップ６０のα２＝０．９０とした場合の視野特性を示すものであり、曲線Ｌ３３，Ｌ４３は、光ピックアップ６０のα２＝１．００とした場合の視野特性を示すものであり、曲線Ｌ３４，Ｌ４４は、従来型ＤＰＰ方式の光ピックアップの視野特性を示すものであり、曲線Ｌ３５，Ｌ４５は、２分割インラインＤＰＰ方式の光ピックアップの視野特性を示すものであり、曲線Ｌ３６，Ｌ４６は、３分割インラインＤＰＰ方式の光ピックアップの視野特性を示すものである。尚、サブスポットの位置は、上述した、図１２の実施例１と同様とした。
【０１３３】
本発明を適用した実施例２の光ピックアップ６０による視野特性Ｌ３１，Ｌ３２，Ｌ３３は、図１３（ａ）に示すように、ＤＶＤ−ＲＡＭディスクの場合、α２＝０．８０〜１．００の範囲において視野ゼロにおけるＤＰＰ信号振幅はほとんど低下しておらず、実施例１の場合と同様に広い視野範囲においてなだらかな視野特性が得られている。
【０１３４】
また、図１３（ｂ）に示すように、ＤＶＤ±Ｒディスクの場合においては、視野特性Ｌ４１，Ｌ４２，Ｌ４３は、実施例１と比較してなだらかな視野特性が得られているが、α２が０．９０以下になると視野ゼロにおけるＤＰＰ信号振幅の低下率が大きくなるため、α２の設定値としては、α２が０．９０〜１．００程度に設定することが望ましい。
【０１３５】
よって、実施例１，２の光ピックアップ１，６０は、対物レンズが変位した場合にも良好なＤＰＰ信号振幅を得ることができ、すなわち、トラッキングエラー信号の視野特性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０１３６】
【図１】本発明を適用した光ディスク装置の構成を示すブロック回路図である。
【図２】本発明を適用した光ピックアップの光学系を示す光路図である。
【図３】本発明を適用した光ピックアップを構成する回折素子を示す平面図である。
【図４】本発明を適用した光ピックアップの回折素子により分離された第１のサブビームの対物レンズ瞳上における波面形状を示すものであり、（ａ）は、回折素子の第２の領域及び第３の領域の幅の合計が対物レンズ瞳径より小さい場合の波面形状を示す図であり、（ｂ）は、回折素子の第２の領域及び第３の領域の幅の合計が対物レンズ瞳径と等しい場合の波面形状を示す図である。
【図５】本発明を適用した光ピックアップの光ディスク上の集光スポットの配置を示す平面図及び受光面上のスポットによる検出系の概略を示す回路図である。
【図６】本発明を適用した光ピックアップの回折素子により回折された各光ビームの光検出器での各スポットについて説明するものであり、（ａ）は、メインビームが集光された受光面上のメインスポットの光強度分布を示す平面図であり、（ｂ）は、このメインスポットの各波面の位相分布を示す図であり、（ｃ）は、第１のサブビームが集光された受光面上のサブスポットの光強度分布を示す平面図であり、（ｄ）は、このサブスポットの各波面の位相分布を示す図である。
【図７】本発明を適用した光ピックアップの対物レンズが変位した場合の、回折素子により回折された各光ビームの光検出器でのスポットについて説明するものであり、（ａ）は、第１のサブビームが集光された受光面上のサブスポットの光強度分布を示す平面図であり、（ｂ）は、このサブスポットの各波面の位相分布を示す図である。
【図８】本発明を適用した光ピックアップを構成する回折素子の他の例を示す平面図である。
【図９】図８に示す他の例の回折素子により分離された第１のサブビームの対物レンズ瞳上における波面形状を示すものであり、（ａ）は、回折素子の第２の領域及び第３の領域の幅の合計が対物レンズ瞳径より小さい場合の波面形状を示す図であり、（ｂ）は、回折素子の第２の領域及び第３の領域の幅の合計が対物レンズ瞳径と等しい場合の波面形状を示す図である。
【図１０】図８に示す他の例の回折素子により回折された各光ビームの光検出器でのスポットについて説明するものであり、（ａ）は、第１のサブビームが集光された受光面上のサブスポットの光強度分布を示す平面図であり、（ｂ）は、このサブスポットの各波面の位相分布を示す図である。
【図１１】図８に示す他の例の回折素子を用いた光ピックアップの対物レンズが変位した場合の、回折素子により回折された各光ビームの光検出器でのスポットについて説明するものであり、（ａ）は、第１のサブビームが集光された受光面上のサブスポットの光強度分布を示す平面図であり、（ｂ）は、このサブスポットの波面形状を示す図である。
【図１２】実施例１の光ピックアップ及び比較例の光ピックアップの対物レンズの変位量に対するＤＰＰ信号振幅幅の変化を示すことにより、各種ディスクに対するＤＰＰ信号振幅幅の視野特性を示す図であり、（ａ）は、ＤＶＤ−ＲＡＭディスクに対する視野特性を示す図であり、（ｂ）は、ＤＶＤ±Ｒディスクに対する視野特性を示す図である。
【図１３】実施例２の光ピックアップ及び比較例の光ピックアップの対物レンズの変位量に対するＤＰＰ信号振幅幅の変化を示すことにより、各種ディスクに対するＤＰＰ信号振幅幅の視野特性を示す図であり、（ａ）は、ＤＶＤ−ＲＡＭディスクに対する視野特性を示す図であり、（ｂ）は、ＤＶＤ±Ｒディスクに対する視野特性を示す図である。
【図１４】従来型ＤＰＰ方式の光ピックアップを構成する回折素子の平面図である。
【図１５】従来型ＤＰＰ方式の光ピックアップの集光スポットの配置を示す平面図及び受光面上のスポットによる検出系の概略を示す回路図である。
【図１６】従来型ＤＰＰ方式の光ピックアップの回折素子により回折された各光ビームの光検出器での各スポットについて説明するものであり、（ａ）は、０次回折光が受光面上に集光されたメインスポットの光強度分布を示す平面図であり、（ｂ）は、このメインスポットの各波面の位相分布を示す図であり、（ｃ）は、＋１次回折光が受光面上に集光されたサブスポットの光強度分布を示す平面図であり、（ｄ）は、このサブスポットの各波面の位相分布を示す図である。
【図１７】２分割インラインＤＰＰ方式の光ピックアップを構成する回折素子の平面図である。
【図１８】２分割インラインＤＰＰ方式の集光スポットの配置を示す平面図及び受光面上のスポットによる検出系の概略を示す回路図である。
【図１９】２分割インラインＤＰＰ方式の光ピックアップの回折素子により回折された各光ビームの光検出器での各スポットについて説明するものであり、（ａ）は、０次回折光が受光面上に集光されたメインスポットの光強度分布を示す平面図であり、（ｂ）は、このメインスポットの各波面の位相分布を示す図であり、（ｃ）は、＋１次回折光が受光面上に集光された第１のサブスポットの光強度分布を示す平面図であり、（ｄ）は、この第１のサブスポットの各波面の位相分布を示す図である。
【図２０】２分割インラインＤＰＰ方式の光ピックアップの対物レンズが変位した場合の、回折素子により回折された各光ビームの光検出器でのサブスポットについて説明するものであり、（ａ）は、＋１次回折光が受光面上に集光されたサブスポットの光強度分布を示す平面図であり、（ｂ）は、このサブスポットの各波面の位相分布を示す図である。
【図２１】３分割インラインＤＰＰ方式の光ピックアップを構成する回折素子の平面図である。
【図２２】３分割インラインＤＰＰ方式の光ピックアップの回折素子により回折された各光ビームの光検出器でのサブスポットについて説明するものであり、（ａ）は、＋１次回折光が受光面上に集光されたサブスポットの光強度分布を示す平面図であり、（ｂ）は、サブスポットの各波面の位相分布を示す図である。
【図２３】３分割インラインＤＰＰ方式の光ピックアップの対物レンズが所定量ΔＸ１だけ変位した場合の、回折素子により回折された各光ビームの光検出器でのサブスポットについて説明するものであり、（ａ）は、＋１次回折光が受光面上に集光されたサブスポットの光強度分布を示す平面図であり、（ｂ）は、サブスポットの各波面の位相分布を示す図である。
【図２４】３分割インラインＤＰＰ方式の光ピックアップの対物レンズが所定量ΔＸ１を超えたΔＸ２だけ変位した場合の、回折素子により回折された各光ビームの光検出器でのサブスポットについて説明するものであり、（ａ）は、＋１次回折光が受光面上に集光されたサブスポットの光強度分布を示す平面図であり、（ｂ）は、サブスポットの各波面の位相分布を示す図である。
【符号の説明】
【０１３７】
１  光ピックアップ、  １０  光ディスク装置、  １１  光ディスク、  １２  スピンドルモータ、  ２７  制御部、  ３１  光源、  ３２  回折素子、  ３３  対物レンズ、  ３４  光検出器、  ３６  ビームスプリッタ、  ３７    コリメータレンズ、  ３８  立ち上げミラー、  ３９  １／４波長板、  ４０  シリンドリカルレンズ、  ４１  第１の領域、  ４２  第２の領域、  ４３  第３の領域、  ４４  第４の領域
【図１】
0004645410.tif 000002
【図２】
0004645410.tif 000003
【図３】
0004645410.tif 000004
【図４】
0004645410.tif 000005
【図５】
0004645410.tif 000006
【図６】
0004645410.tif 000007
【図７】
0004645410.tif 000008
【図８】
0004645410.tif 000009
【図９】
0004645410.tif 000010
【図１０】
0004645410.tif 000011
【図１１】
0004645410.tif 000012
【図１２】
0004645410.tif 000013
【図１３】
0004645410.tif 000014
【図１４】
0004645410.tif 000015
【図１５】
0004645410.tif 000016
【図１６】
0004645410.tif 000017
【図１７】
0004645410.tif 000018
【図１８】
0004645410.tif 000019
【図１９】
0004645410.tif 000020
【図２０】
0004645410.tif 000021
【図２１】
0004645410.tif 000022
【図２２】
0004645410.tif 000023
【図２３】
0004645410.tif 000024
【図２４】
0004645410.tif 000025