(57)【要約】      （修正有）【課題】  球面収差およびコマ収差を高精度で検出することができる光ピックアップ装置を提供する。【解決手段】  光記録媒体からの戻り光を複数の部分光束に分けて受光する分割受光手段と、受光した部分光束に対応する受光信号から収差を検出する検出手段とを備え、前記戻り光を部分光束に分ける形態が、戻り光をその断面において、光記録媒体上の情報記録列方向に対応するタンジェンシャル方向４００に３分割し、そのうちの中央の部分光束をラジアル方向４０１に４分割する態様である。【選択図】  図５
2005196899.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体レーザ素子と、半導体レーザ素子からの出射光を光記録媒体に集光する光学系と、前記光記録媒体からの戻り光を複数の部分光束に分けて受光する分割受光手段と、受光した部分光束に対応する受光信号から収差を検出する検出手段とを備え、
前記戻り光を部分光束に分ける形態が、戻り光をその進行方向と直交する面において、光記録媒体上の情報記録列方向に対応するタンジェンシャル方向に３分割し、そのうちの中央の部分光束をラジアル方向に４分割する態様であり、
前記収差検出手段は、タンジェンシャル方向３分割のうち外側の部分光束およびラジアル方向４分割のうち内側の部分光束の受光信号を用いて行う第１の収差検出と、前記中央の部分光束をラジアル方向に４分割した各部分光束の受光信号を用いて行う第２の収差検出と
を行うことを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項２】
分割受光手段は、戻り光を光学的に分割する光学部品を備えてい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】
分割受光手段は、光学系の近軸領域を透過する光束がラジアル方向４分割の内側部分光束に含まれるよう、前記光学系の偏位に伴う近軸領域透過光束のラジアル方向へのずれを想定して、前記光学部品の前記内側部分光束に対応する光学的分割領域がラジアル方向に拡張されていることを特徴とする請求項２記載の光ピックアップ装置。
【請求項４】
分割受光手段は、前記光学部品の光学的分割領域が、タンジェンシャル方向に対称かつラジアル方向に対称となるよう配置されていることを特徴とする請求項２または３に記載の光ピックアップ装置。
【請求項５】
分割受光手段は、タンジェンシャル方向３分割のうち外側部分の各部分光束を、ラジアル方向中央から２分割して受光することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の光ピックアップ装置。
【請求項６】
分割受光手段は、ラジアル方向４分割のうち内側部分の各部分光束を、タンジェンシャル方向中央から２分割して受光することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の光ピックアップ装置。
【請求項７】
分割受光手段は、ラジアル方向４分割のうち外側部分の各部分光束を、タンジェンシャル方向中央から２分割して受光することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の光ピックアップ装置。
【請求項８】
分割受光手段は、受光面がタンジェンシャル方向３分割、ラジアル方向４分割された部分光束を受光するように区画されてい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９】
光記録情報にレーザ光を照射する半導体レーザ素子と、光記録媒体からの戻り光を複数の部分光束に分けて受光する分割受光手段と、受光した部分光束に対応する受光信号から収差を検出する検出手段と、前記半導体レーザ素子、分割受光手段および検出手段が搭載される筐体とを備え、
前記戻り光を部分光束に分ける形態が、戻り光をその断面において、光記録媒体上の情報記録列方向に対応するタンジェンシャル方向に３分割し、そのうちの中央の部分光束をラジアル方向に４分割する態様であり、
タンジェンシャル方向３分割の中央部分は、戻り光の光軸を中心に有し、この中央部分のラジアル方向への４分割は、光軸を中心に対称的になされ、
前記収差検出手段は、タンジェンシャル方向３分割のうち外側部分およびラジアル方向４分割のうち内側部分の光束受光信号を用いて行う第１の収差検出と、中央部分をラジアル方向に４分割した各部分光束の受光信号を用いて行う第２の収差検出と
を行うことを特徴とする半導体レーザ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザ光を用いて情報の記録再生を行う光ピックアップ装置、および、当該光ピックアップ装置に組み込まれる半導体レーザ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、光記録媒体の大容量化が進み、ＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ  Ｄｉｓｃ）やＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｃ）よりも記録容量の大きいＢｌｕ−Ｒａｙ  ＤｉｓｃやＡＯＤ（Ａｄｖａｎｃｅｄ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｄｉｓｃ）などの次世代光記録媒体の規格が提案されている。ＤＶＤの記録容量が、片面１層当たり約４．７ＧＢ（ギガバイト）であるのに対して、次世代光記録媒体の記録容量は、片面１層当たり約２３〜２７ＧＢである。
【０００３】
次世代光記録媒体は、光記録媒体上の情報記録列を高密度化することによって大容量化を実現している。情報記録列を高密度にするためには、情報を記録するための光スポットを縮小することが必要であり、Ｂｌｕ−Ｒａｙ  Ｄｉｓｃでは、レーザ光源の波長を短くすると共に、対物レンズのＮＡ（開口数）を大きくすることによって、光スポットを縮小している。
【０００４】
具体的には、ＤＶＤでは、レーザ光源の波長が約６６０ｎｍ、対物レンズのＮＡが約０．６であるのに対し、Ｂｌｕ−Ｒａｙ  Ｄｉｓｃでは、青紫レーザを用いたレーザ光源の波長が約４０５ｎｍ、対物レンズのＮＡが約０．８５である。
ところで、対物レンズに対する光記録媒体の傾きなどによって生じるコマ収差は、対物レンズのＮＡの３乗に比例し、光記録媒体の面内誤差などで生じる球面収差は、対物レンズのＮＡの４乗に比例することが知られている。したがって、対物レンズのＮＡを大きくしたＢｌｕ−Ｒａｙ  Ｄｉｓｃでは、コマ収差や球面収差が大きく、これら収差を補正しなければ目的の光スポットを得ることが困難であった。そこで、従来から、球面収差およびコマ収差を検出し、補正することが行われている（特許文献１）。
【０００５】
図２０は、特許文献１に開示された光ピックアップ装置の構成を示す概略図である。図２０に示すように、光ピックアップ装置７００は、半導体レーザ素子７０１、コリメートレンズ７０２、コマ収差補正素子７０３、球面収差補正素子７０４、偏光ビームスプリッタ７０５、レーザミラー７０６、レンズアクチュエータ７０７、検出レンズ７０８および光検出器７０９で構成されている。そして、レンズアクチュエータ７０７には、偏光ホログラム７１０、１／４波長板７１１、および対物レンズ７１２が搭載されており、光検出器７０９には、その上面に複数の受光素子７１３が設けられている。
【０００６】
半導体レーザ素子７０１からの出射光は、コリメートレンズ７０２で平行光にされ、レーザミラー７０６で光路変更され、１／４波長板７１１で円偏光にされた後、対物レンズ７１２によって光記録媒体７１４の記録面７１５上に集光される。また、記録面７１５で反射した戻り光は、１／４波長板７１１で直線偏光にされ、偏光ホログラム７１０で回析される。さらに、偏光ホログラム７１０で回析された戻り光は、レーザーミラー７０６および偏光ビームスプリッタ７０５で光路変更され、検出レンズ７０８によって各受光素子７１３上に集光される。
【０００７】
図２１は、偏光ホログラム７１０の分割パターンを示す図である。図２１において、破線７２０は主光束の外周縁を示し、矢印７２１はタンジェンシャル方向を示し、矢印７２２はラジアル方向を示している。なお、タンジェンシャル方向とは、光記録媒体７１４上の情報記録列に対応する方向であって、ラジアル方向とは、当該情報記録列と直交する方向に対応する方向である。
【０００８】
偏光ホログラム７１０は、主光束の外周縁７２０と同心円の円周７２３によって当該円周７２３の内外両側に２分割され、タンジェンシャル方向に平行な線分７２４によってラジアル方向両側に中央で２分割され、ラジアル方向に平行な線分７２５によってタンジェンシャル方向両側に中央で２分割されることによって、８つの領域７３０〜７３７に分割されている。
【０００９】
各領域７３０〜７３７は、異なる回析角と回析方向とを有しているため、偏光ホログラム７１０を透過した戻り光は、位相の異なる８つの部分光束に分けられる。各部分光束は、それぞれ異なる受光素子７１３で受光されて、各受光素子７１３からは信号が検出される。光検出器７０９では、前記信号に基づいて、公知の演算法によって、焦点誤差信号およびトラッキング誤差信号が演算される。
【００１０】
さらに、光検出器７０９では、コマ収差信号が、トラッキング誤差信号の差動成分に基づいて検出される。また、球面収差信号が、焦点誤差信号の差動成分に基づいて検出される。得られたコマ収差信号及び球面収差信号に基づいて、コマ収差補正素子７２９および球面収差補正素子７３０が駆動され、当該コマ収差および球面収差が補正される。
【特許文献１】特開２００２−３５８６７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
ところが、特許文献１の偏光ホログラム７１０では、タンジェンシャル方向７２１およびラジアル方向７２２において、それぞれ中央で２分割されただけであるため、コマ収差信号および球面収差信号の検出精度が十分とは言えなかった。コマ収差の影響による光強度の乱れは戻り光の全域に均等に現れず、当該戻り光にはコマ収差の影響の大きい領域と少ない領域とが存在するからである。
【００１２】
したがって、コマ収差信号を検出する場合は、戻り光におけるコマ収差の影響の大きい領域だけを検出対象とする必要があり、球面収差信号を検出する場合は、戻り光におけるコマ収差の影響の大きい領域を検出対象から排除する必要があった。
本発明は、上記の課題に鑑み、球面収差およびコマ収差を高精度で検出することができる光ピックアップ装置を提供することを主たる目的とする。また、本発明の他の目的は、球面収差およびコマ収差を高精度で検出することのできる半導体レーザー装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するため、本発明に係る光ピックアップ装置は、半導体レーザ素子と、半導体レーザ素子からの出射光を光記録媒体に集光する光学系と、前記光記録媒体からの戻り光を複数の部分光束に分けて受光する分割受光手段と、受光した部分光束に対応する受光信号から収差を検出する検出手段とを備え、前記戻り光を部分光束に分ける形態が、戻り光をその進行方向と直交する面において、光記録媒体上の情報記録列方向に対応するタンジェンシャル方向に３分割し、そのうちの中央の部分光束をラジアル方向に４分割する態様であり、前記収差検出手段は、タンジェンシャル方向３分割のうち外側の部分光束およびラジアル方向４分割のうち内側の部分光束の受光信号を用いて行う第１の収差検出と、前記中央の部分光束をラジアル方向に４分割した各部分光束の受光信号を用いて行う第２の収差検出とを行うことを特徴とする。
【００１４】
また、本発明に係る光ピックアップ装置の特定の局面では、分割受光手段は、戻り光を光学的に分割する光学部品を備えていることを特徴とする。
さらに、本発明に係る光ピックアップ装置の他の特定の局面では、分割受光手段は、光学系の近軸領域を透過する光束がラジアル方向４分割の内側部分光束に含まれるよう、前記光学系の偏位に伴う近軸領域透過光束のラジアル方向へのずれを想定して、前記光学部品の前記内側部分光束に対応する光学的分割領域がラジアル方向に拡張されていることを特徴とする。
【００１５】
さらにまた、本発明に係る光ピックアップ装置のさらに他の特定の局面では、分割受光手段は、前記光学部品の光学的分割領域が、タンジェンシャル方向に対称かつラジアル方向に対称となるよう配置されていることを特徴とする。
加えて、本発明に係る光ピックアップ装置の特定の局面では、分割受光手段は、タンジェンシャル方向３分割のうち外側部分の各部分光束を、ラジアル方向中央から２分割して受光することを特徴とする。
【００１６】
また、本発明に係る光ピックアップ装置の他の特定の局面では、分割受光手段は、ラジアル方向４分割のうち内側部分の各部分光束を、タンジェンシャル方向中央から２分割して受光することを特徴とする。
さらに、本発明に係る光ピックアップ装置のさらに他の特定の局面では、分割受光手段は、ラジアル方向４分割のうち外側部分の各部分光束を、タンジェンシャル方向中央から２分割して受光することを特徴とする。
【００１７】
本発明に係る光ピックアップ装置の別の特定の局面では、分割受光手段は、受光面がタンジェンシャル方向３分割、ラジアル方向４分割された部分光束を受光するように区画されていることを特徴とする。
また、本発明に係る半導体レーザ装置は、光記録情報にレーザ光を照射する半導体レーザ素子と、光記録媒体からの戻り光を複数の部分光束に分けて受光する分割受光手段と、受光した部分光束に対応する受光信号から収差を検出する検出手段と、前記半導体レーザ素子、分割受光手段および検出手段が搭載される筐体とを備え、前記戻り光を部分光束に分ける形態が、戻り光をその断面において、光記録媒体上の情報記録列方向に対応するタンジェンシャル方向に３分割し、そのうちの中央の部分光束をラジアル方向に４分割する態様であり、タンジェンシャル方向３分割の中央部分は、戻り光の光軸を中心に有し、この中央部分のラジアル方向への４分割は、光軸を中心に対称的になされ、前記収差検出手段は、タンジェンシャル方向３分割のうち外側部分およびラジアル方向４分割のうち内側部分の光束受光信号を用いて行う第１の収差検出と、中央部分をラジアル方向に４分割した各部分光束の受光信号を用いて行う第２の収差検出とを行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明に係る光ピックアップ装置は、光記録媒体からの戻り光を複数の部分光束に分けて受光する分割受光手段と、受光した部分光束に対応する受光信号から収差を検出する検出手段とを備え、収差検出手段は、タンジェンシャル方向３分割のうちの外側部分およびラジアル方向４分割のうちの内側部分の光束受光信号を用いて行う第１の収差検出と、中央部分をラジアル方向に４分割した各部分光束の受光信号を用いて行う第２の収差検出とを行うため、コマ収差および球面収差の検出において、コマ収差の影響を大きく受ける部分光束を検出対象として取捨選択することができる。そのため、収差の検出精度が高い。
【００１９】
また、分割受光手段が、戻り光を光学的に分割する光学部品を備えている場合、回折によって、各部分光束をさらに異なる回析方向へと分岐して検出することができ、収差信号をより高い精度で検出することができる。
さらに、光学系の偏位に伴う近軸領域透過光束のラジアル方向へのずれを想定して、内側部分光束に対応する光学部品の光学的分割領域がラジアル方向に拡張されている場合、光学系の偏位による影響を受けずに収差信号を検出することができる。したがって、分割受光手段を光学系と一体化させておく必要がなく、当該分割受光手段をアクチュエータに搭載させる必要がないため、光ピックアップ装置の小型化、薄型化を図ることができる。
【００２０】
さらにまた、光学部品の光学的分割領域が、タンジェンシャル方向に対称かつラジアル方向に対称となるよう配置されている場合、コマ収差および球面収差をより高い精度で検出することができる。
加えて、タンジェンシャル方向３分割のうち外側部分の各部分光束を、ラジアル方向中央から２分割して受光することで、プッシュプル法によるトラッキング誤差信号の演算においてオフセット法による修正を加えることができ、トラッキング誤差信号の検出精度を高めることができる。
【００２１】
また、ラジアル方向４分割のうち内側部分の各部分光束を、タンジェンシャル方向中央から２分割して受光することで、トラッキング誤差信号の演算において位相差法を用いることができ、トラッキング誤差信号の検出精度をより高めることができる。
さらに、ラジアル方向４分割のうち外側部分の各部分光束を、タンジェンシャル方向中央から２分割して受光することで、位相差法による演算の対象となる光束の領域を広げることができ、トラッキング誤差信号の検出精度をさらに高めることができる。
【００２２】
一方、分割受光手段が、受光面がタンジェンシャル方向３分割、ラジアル方向４分割された部分光束を受光するように区画されている場合、分割受光手段の構造を簡単にすることができる。
また、本発明に係る半導体レーザ装置は、光記録媒体からの戻り光を複数の部分光束に分けて受光する分割受光手段と、受光した部分光束に対応する受光信号から収差を検出する検出手段とを備え、収差検出手段は、タンジェンシャル方向３分割のうちの外側部分およびラジアル方向４分割のうちの内側部分の光束受光信号を用いて行う第１の収差検出と、中央部分をラジアル方向に４分割した各部分光束の受光信号を用いて行う第２の収差検出とを行うため、コマ収差および球面収差の検出において、コマ収差の影響を大きく受ける部分光束を検出対象として取捨選択することができる。そのため、収差の検出精度が高い。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
（実施の形態１）
以下、本発明の実施の形態１に係る光ピックアップ装置について、図面を参照しながら説明する。
（１）光ピックアップ装置の説明
（ａ）光ピックアップ装置の説明
図１は、光ピックアップ装置の構成を示す概略図である。光ピックアップ装置１００は、図１に示すように、半導体レーザ装置２００、コリメートレンズ１０１、液晶補正素子１０２、１／４波長板１０３、レーザミラー１０４、および、光学系としての対物レンズ（ＮＡ０．８５）１０５が搭載されたアクチュエータ１０６で構成されている。
【００２４】
図２は、半導体レーザ装置を示す分解斜視図であり、図３は、当該半導体レーザ装置の断面図である。半導体レーザ装置２００は、図２示すように、筐体としての半導体収納容器２０１と、当該半導体収納容器２０１に取り付けられた受光素子基板２０２、半導体レーザ素子２０３および分割受光手段の光学部品としてのホログラム光学素子２０４からなる。
【００２５】
半導体収納容器２０１は、図３に示すように、複数の電極端子２０５と、当該電極端子２０５の一本に電気的に接続された素子搭載部２０６とを備えた樹脂製の容器である。
受光素子基板２０２は、収差検出手段としての図示しない信号演算回路を備えた略方形板状の部材であって、素子搭載部２０６の上面にダイボンディングされている。受光素子基板２０２の上面には、その中央付近やや短手方向一端部よりに、凹所２０７が形成されていると共に、当該凹所２０７を挟んだ長手方向両側に、分割受光手段における受光部分である一対の受光部２０８が形成されている。また、凹所２０７には、受光素子基板２０２の上面における中央付近の位置に半導体プロセスによって４５ｄｅｇ反射ミラー２０９が形成されている。
【００２６】
半導体レーザ素子２０３は、波長４０５ｎｍの青紫色レーザ光を出射する光源であって、受光素子基板２０２の凹所２０７内に搭載されている。半導体レーザ素子２０３は、レーザ光が反射ミラー２０９で反射して受光素子基板２０２の上面に対して垂直な方向に出射するように配置されている。
ホログラム光学素子２０４は、略直方体の部材であって、その上端部中央に偏光ホログラム２３０が形成されている。ホログラム光学素子２０６は、半導体レーザ素子２０３および受光素子基板２０２の上方を覆うようにして、半導体収納容器２０１の上部に接着材２１１によって固着されている。
【００２７】
（ｂ）受光素子の説明
図４は、受光素子の配置を示す模式図である。受光素子３０１ａ〜３１１ａ、３０１ｂ〜３１１ｂは、受光素子基板２０２の受光部２０８に、図４に示すような配置で形成されている。各受光素子３０１ａ〜３１１ａ、３０１ｂ〜３１１ｂの具体的な配置を以下に説明する。
【００２８】
一対の第１受光素子群３２０ａ、３２０ｂは、反射ミラー２０９を挟むようにして、受光素子基板２０２の上面における長手方向（以下、（ｂ）受光素子の説明においては、単に長手方向）両側に配置されている。各第１受光素子群３２０ａ、３２０ｂは、それぞれ受光素子基板２０２の上面における短手方向（以下、（ｂ）受光素子の説明において、単に短手方向）に互いに隣接する３個の受光素子３０１ａ〜３０３ａ、３０１ｂ〜３０３ｂからなる。
【００２９】
また、一対の第２受光素子群３２１ａ、３２１ｂは、一対の第１受光素子群３２０ａ、３２０ｂを挟んだ長手方向両側に配置されている。各第２受光素子群３２１ａ、３２１ｂは、それぞれ短手方向に互いに隣接する３個の受光素子３０４ａ〜３０６ａ、３０４ｂ〜３０６ｂからなる。
さらに、一対の受光素子３０７ａ、３０７ｂおよび一対の受光素子３０８ａ、３０８ｂは、受光素子基板２０２の上面における対角線上であって、反射ミラー２０９を中心とする点対称の位置にそれぞれ配置されている。
【００３０】
さらにまた、一対の第３受光素子群３２２ａ、３２２ｂは、一対の第２受光素子群３２１ａ、３２１ｂを挟んだ長手方向両側に配置されている。各第３受光素子群３２２ａ、３２２ｂは、それぞれ短手方向に互いに隣接する３個の受光素子３０９ａ〜３１１ａ、３０９ｂ〜３１１ｂからなる。
（ｃ）偏光ホログラムの説明
偏光ホログラム２１０は、回析格子を有しており、光記録媒体１０７で反射した戻り光を回折により光学的に分割する。偏光ホログラム２１０によって回折された戻り光は、当該偏光ホログラム２１０の各領域４１１〜４１６を透過する部分光束ごとに分けられると共に、それぞれの部分光束が±１次回析光に分岐される。
【００３１】
偏光ホログラム２１０は、半導体レーザ素子２０３からの出射光の偏光方向に対しては回析光を発生させることなく透過させるため、出射光は回折による損失が少なく、光強度を保ったまま偏光ホログラム２１０を透過する。なお、偏光ホログラム２１０は、回折により各部分光束をそれぞれ異なる位相に可変可能であっても良い。
図５は、偏光ホログラムの分割パターンを示す模式図である。偏光ホログラム２１０は、図５に示すように、戻り光を光学的に分割する複数の領域４１１〜４１６に分割されている。偏光ホログラム２１０の具体的な分割パターンを以下に説明する。
【００３２】
まず、偏光ホログラム２１０は、タンジェンシャル方向４００に３分割されたタンジェンシャル方向内側領域４１０、および、当該タンジェンシャル方向内側領域４１０を挟むように配置された一対のタンジェンシャル方向外側領域４１５、４１６を有している。
分割パターンを複雑にしないために、偏光ホログラム２１０は、ラジアル方向４０１に平行な２本の直線によって３分割されていることが好ましい。また、第１の収差としての球面収差および第２の収差としてのコマ収差の検出精度を上げるためには、前記２本の直線の間隔は、対物レンズの近軸領域を透過する光束の直径とほぼ同じであることが好ましい。
【００３３】
なお、本発明において近軸領域とは、球面収差が実用上無視できる程度に小さい領域である。当該近軸領域の範囲は、対物レンズごとに異なる。すなわち、赤色（λ＝６５０ｎｍ付近）と赤外（λ＝７８０ｎｍ付近）との互換性を確保する対物レンズにおいては、近軸領域の範囲が最も広い対物レンズの場合、当該近軸領域はＮＡが略０．４以下の領域であり、近軸領域の範囲が最も狭い対物レンズの場合、当該近軸領域は、ＮＡが略０．３以下の領域である。一方、赤色と青色（λ＝４１０ｎｍ付近）との互換性を確保する光学系においては、近軸領域の範囲が最も広い対物レンズの場合、その近軸領域はＮＡが略０．６以下の領域であり、近軸領域の範囲が最も狭い対物レンズの場合、その近軸領域は、ＮＡが略０．５以下の領域である。
【００３４】
なお、近軸領域を超えると、球面収差は急峻に大きくなることが知られている。本発明において、近軸領域を超えた球面収差の大きい領域を遠軸領域という。
タンジェンシャル方向内側領域４１０は、ラジアル方向４０１に４分割されて、互いに隣接する一対のラジアル方向内側領域４１１、４１２、および、当該一対のラジアル方向内側領域４１１、４１２を挟む一対のラジアル方向外側領域４１３、４１４を有している。
【００３５】
一対のラジアル方向内側領域４１１、４１２の形状は、対物レンズ１０５の近軸領域を透過した光束が変更ホログラム２１０へ入射する領域の形状をラジアル方向４０１両側へ拡張させた形状であることが好ましい。これは、対物レンズ１０５の近軸領域を透過する光束が、当該対物レンズ１０５の偏位に伴ってラジアル方向へずれることを想定しているからである。これにより、光記録媒体１０７の情報記録列の偏芯に応じてアクチュエータ１０６が稼働した際に対物レンズ１０５の偏位により戻り光が偏位した場合であっても、一対のラジアル方向内側領域４１１、４１２内に当該戻り光の近軸領域を透過させることができ、コマ収差および球面収差の検出精度が低下し難い。
【００３６】
そのため、従来の光ピックアップ装置のように、偏光ホログラムをアクチュエータに配置して当該偏光ホログラムと対物レンズとを一体化させておく必要がなく、アクチュエータが大型化することがない。したがって、光ピックアップ装置の小型化、薄型化を図ることができると共に、当該光ピックアップ装置の信号特性が長期保存や環境変化によって低下し難い。加えて、ホログラム光学素子を半導体レーザ装置に固定することができるため、ホログラム光学素子の位置調節時においては、偏光ホログラムの各分割領域からの検出信号を調整用のモニタ信号として利用することができる。
【００３７】
なお、各領域４１１〜４１６は、タンジェンシャル方向４００およびラジアル方向４０１においてそれぞれ対称となるよう配置されている。
（光ピックアップ装置および半導体レーザ装置の動作の説明）
半導体レーザ素子２０３から受光素子基板２０２の反射ミラー２０９へ向けて出射された出射光は、反射ミラー２０９によって約９０ｄｅｇ方向を変換させられ、ホログラム光学素子２０４を透過する。
【００３８】
ホログラム光学素子２０４を透過した出射光は、コリメートレンズ１０１で平行光にされ、１／４波長板１０３で円偏光にされ、レーザミラー１０４で光記録媒体１０７の方向に立ち上げられた後、対物レンズ１０５によって当該光記録媒体１０７の記録面１０８上に集光される。
光記録媒体１０７で反射した戻り光は、１／４波長板１０３によって出射時の偏光方向とは直交する偏光方向に変換され、偏光ホログラム２１０へ到達する。さらに、戻り光は、偏光ホログラム２１０によって分割・分岐されて、それぞれ個別に各受光素子３０１ａ〜３１１ａ、３０１ｂ〜３１１ｂへ入射する。
【００３９】
具体的には、ラジアル方向内側領域４１１で分けられた部分光束については、＋１次回析光が受光素子群３２１ａに入射し、−１次回析光が受光素子群３２１ｂに入射する。この際、各回折光は、各受光素子群３２１ａ、３２１ｂの３つの受光素子３０４ａ〜３０６ａ、３０４ｂ〜３０６ｂにそれぞれ跨るようにして入射する。
また、ラジアル方向内側領域４１２で分けられた部分光束については、＋１次回析光が受光素子群３２０ａに入射し、−１次回析光が受光素子群３２０ｂに入射する。この際、各回折光は、各受光素子群３２０ａ、３２０ｂの３つの受光素子３０１ａ〜３０３ａ、３０１ｂ〜３０３ｂにそれぞれ跨るようにして入射する。
【００４０】
さらに、ラジアル方向外側領域４１３で分けられた部分光束については、＋１次回析光が受光素子３０７ａに入射し、−１次回析光が受光素子群３０７ｂに入射する。ラジアル方向外側領域４１４で戻り光については、＋１次回析光が受光素子３０８ａに入射し、−１次回析光が受光素子群３０８ｂに入射する。
さらにまた、タンジェンシャル方向外側領域４１５、４１６で分けられた部分光束については、＋１次回析光が受光素子３２２ａに入射し、−１次回析光が受光素子群３２２ｂに入射する。この際、タンジェンシャル方向外側領域４１５の回折光は、各受光素子群３２２ａ、３２２ｂにおける受光素子３０９ａ〜３１０ａ、３０９ｂ〜３１０ｂにそれぞれ跨るようにして入射する。また、タンジェンシャル方向外側領域４１６の回折光は、各受光素子群３２２ａ、３２２ｂにおける受光素子３１０ａ〜３１１ａ、３１０ｂ〜３１１ｂにそれぞれ跨るようにして入射する。
【００４１】
なお、偏光ホログラム２１０は、出射時の偏光方向とは直交する偏光方向に変換された戻り光を略１００％回折するように構成されている。
部分光束を受光した各受光素子３０１ａ〜３１１ａ、３０１ｂ〜３１１ｂでは、光電変換、増幅によって信号が検出される。信号は受光素子基板２０２の信号演算回路で電気的に演算処理され、コマ収差信号、球面収差信号、トラッキング誤差信号および焦点誤差信号として電極端子２０５から出力される。
【００４２】
コマ収差信号に基づいて、液晶補正素子１０２の図示しないコマ収差補正部が駆動させられ、戻り光に逆の球面収差成分が付加される。また、球面収差信号に基づいて、液晶補正素子１０２の図示しない球面収差付加部が駆動させられ、戻り光に逆のコマ収差成分が付加される。また、トラッキング誤差信号および焦点誤差信号に基づいて、アクチュエータ１０６が駆動させられる。
【００４３】
（コマ収差信号およびトラッキング誤差信号の検出方法）
コマ収差信号およびトラッキング誤差信号は、公知のトラッキング誤差検出方法であるプッシュプル法を用いて検出する。プッシュプル法を簡単に説明すると、光記録媒体の情報記録列で回折された戻り光をラジアル方向に分けて、各部分光束の光強度を差動演算することで、トラック列からのずれ量を検出する方法である。
【００４４】
コマ収差信号およびトラッキング誤差信号は、コマ収差の影響の大きい領域の部分光束を選択的に検出対象とすることによって高い精度で検出できる。
図６は、偏光ホログラムに入射する戻り光のコマ収差の影響が大きい領域を説明するための図である。光記録媒体２０５の記録面２０６上の情報記録列によって回析された戻り光は、０次回析光４２０、−１次回析光４２１、および＋１次回析光４２２に分岐され偏光ホログラム２１０へ入射するが、０次回析光４２０と−１次回析光４２１との重複部分４２３、および、０次回析光４２０と＋１次回析光４２２との重複部分４２４は、コマ収差の影響が大きいことが知られている。特に、コマ収差の影響は、０次回析光４２０の近軸領域と−１次回析光４２１との重複部分４２５、および、０次回析光４２０の近軸領域と＋１次回析光４２２との重複部分４２６において顕著であることが知られている。
【００４５】
そこで、上記コマ収差の影響を考慮して、コマ収差の影響の大きい前記重複部分４２３、４２４に大きく重なるラジアル方向内側領域４１１、４１２、および、ラジアル方向外側領域４１３、４１４の部分光束を選択的に信号の検出対象とし、コマ収差の影響の小さいラジアル方向外側領域４１５、４１６の部分光束を信号の検出対象から排除している。
図７は、コマ収差信号およびトラッキング誤差信号の演算回路図である。受光素子基板２０２の信号演算回路では、図７の演算回路に基づいてコマ収差信号およびトラッキング誤差信号が検出される。具体的な演算式を以下に説明する。なお、ＴＥＳ１は、近軸領域の光束のプッシュプル信号を示し、ＴＥＳ２は、遠軸領域の光束のプッシュプル信号を示す。また、ＴＥＳは、トラッキング誤差信号であって、ＴＥＳ１とＴＥＳ２の和信号である。ＣＡＳは、コマ収差信号であって、適切な係数ｋ１を乗じたＴＥＳ２とＴＥＳ１とを差動演算して得られる。Ｓ３０１ａ〜Ｓ３０８ａ、Ｓ３０１ｂ〜Ｓ３０８ｂは、各受光素子３０１ａ〜３０８ａ、３０１ｂ〜３０８ｂで検出される信号を示す。
【００４６】
ＴＥＳ１＝（Ｓ３０４ａ＋Ｓ３０５ａ＋Ｓ３０６ａ）
＋（Ｓ３０４ｂ＋Ｓ３０５ｂ＋Ｓ３０６ｂ）
−（Ｓ３０１ａ＋Ｓ３０２ａ＋Ｓ３０３ａ）
−（Ｓ３０１ｂ＋Ｓ３０２ｂ＋Ｓ３０３ｂ）
ＴＥＳ２＝（Ｓ３０７ａ＋Ｓ３０７ｂ）
−（Ｓ３０８ａ＋Ｓ３０８ｂ）
ＴＥＳ＝ＴＥＳ１＋ＴＥＳ２
ＣＡＳ＝ＴＥＳ１−ｋ１＊ＴＥＳ２
（球面収差信号および焦点誤差信号の検出方法）
球面収差は、近軸領域の光束から得られる信号と、遠軸領域の光束から得られる信号とを個別に検出し比較することによって得ることができる。球面収差信号および焦点誤差信号は、公知の方法であるＳＳＤ（Ｓｐｏｔ  Ｓｉｚｅ  Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ）法を用いて検出する。
【００４７】
ＳＳＤ法は、光軸方向における焦点位置の前後で戻り光のスポットサイズを比較し、焦点誤差を演算する方法である。図８は、ＳＳＤ法を説明するための図である。偏光ホログラム２１０は、焦点距離に差が生じるようなレンズとしての機能を備えており、図８に示すように、−１次回析光４３０と＋１次回析光４３１とに焦点距離差を発生させ、各スポットの大きさを受光素子３０１ａ〜３１１ａ、３０１ｂ〜３１１ｂで検出することにより焦点誤差の検出を実現している。−１次回析光４２０は受光素子３０１ａ〜３１１ａ、３０１ｂ〜３１１ｂの受光面よりも遠い位置に焦点を結ぶために、焦点位置より手前で受光素子３０１ａ〜３１１ａ、３０１ｂ〜３１１ｂに検出され、＋１次回析光４２１は受光素子３０１ａ〜３１１ａ、３０１ｂ〜３１１ｂの受光面よりも手前に焦点を結ぶために焦点位置よりも後で受光素子３０１ａ〜３１１ａ、３０１ｂ〜３１１ｂに検出される。
【００４８】
球面収差信号および焦点誤差信号の検出においては、コマ収差の影響の大きい領域の部分光束を検出対象から排除して、球面収差を反映した領域の部分光束を選択的に検出対象としている。前述したように、コマ収差の影響は、前記重複部分４２３、４２４で大きいことが知られており、コマ収差が発生した場合は、当該重複部分４２３、４２４に非対称性が発生する。一方、タンジェンシャル方向４００には±１次回析光が存在しないため、コマ収差の影響を受け難い。以上のことを考慮して、球面収差信号の検出に不可欠ではないラジアル方向外側領域４１３、４１４の光束を検出対象から排除している。
【００４９】
受光素子基板２０２の信号演算回路では、以下の演算式にしたがって、球面収差信号および焦点誤差信号が検出される。なお、ＦＥＳ１は、近軸領域の光束の焦点誤差信号を示し、ＦＥＳ２は、遠軸領域の光束の焦点誤差信号を示す。また、ＦＥＳは、焦点誤差信号であって、ＦＥＳ１とＦＥＳ２の和信号である。ＣＡＳは、球面収差信号であって、適切な係数ｋ１を乗じたＦＥＳ２とＦＥＳ１とを差動演算して得られる。Ｓ３０１ａ〜Ｓ３０６ａ、Ｓ３０９ａ〜Ｓ３１１ａ、Ｓ３０１ｂ〜Ｓ３０６ｂ、Ｓ３０９ｂ〜Ｓ３１１ｂは、各受光素子３０１ａ〜３０６ａ、３０９ａ〜３１１ａ、３０１ｂ〜３０６ｂ、３０９ｂ〜３１１ｂで検出される信号を示す。
【００５０】
ＦＥＳ１＝（Ｓ３０４ａ＋Ｓ３０６ａ）
＋（Ｓ３０１ａ＋Ｓ３０３ａ）
＋（Ｓ３０５ｂ＋Ｓ３０２ｂ）
−（Ｓ３０４ｂ＋Ｓ３０６ｂ）
−（Ｓ３０１ｂ＋Ｓ３０３ｂ）
−（Ｓ３０５ａ＋Ｓ３０２ａ）
ＦＥＳ２＝（Ｓ３０９ａ＋Ｓ３１１ａ＋Ｓ３１０ｂ）
−（Ｓ３０９ｂ＋Ｓ３１１ｂ＋Ｓ３１０ａ）
ＦＥＳ＝ＦＥＳ１＋ＦＥＳ２
ＳＡＳ＝ＦＥＳ１−ｋ１＊ＦＥＳ２
（実施の形態２）
以下、本発明の実施の形態２に係る光ピックアップ装置について、図面を参照しながら説明する。
【００５１】
（１）光ピックアップ装置の説明
実施の形態２に係る光ピックアップ装置は、偏光ホログラムの分割パターンと、受光素子の配列とが異なる他は、基本的に実施の形態１の光ピックアップ装置１００と同様の構成をしている。したがって、共通の構成部分には実施の形態１と同じ符号を付してその説明は省略するか簡略するにとどめ、受光素子および偏光ホログラムを中心に説明する。
【００５２】
（ａ）受光素子の説明
図９は、受光素子の配置を示す模式図である。受光素子５０１ａ〜５１４ａ、５０１ｂ〜５１４ｂは、受光素子基板２０２の受光部２０８に、図９に示すような配置で形成されている。各受光素子５０１ａ〜５１４ａ、５０１ｂ〜５１４ｂの具体的な配置を以下に説明する。
【００５３】
一対の第１受光素子群５２０ａ、５２０ｂは、反射ミラー２０９を挟むようにして、受光素子基板２０２の上面における長手方向（以下、（ａ）受光素子の説明においては、単に長手方向）両側に配置されている。各第１受光素子群５２０ａ、５２０ｂは、それぞれ受光素子基板２０２の上面における短手方向（以下、（ａ）受光素子の説明において、単に短手方向）に互いに隣接する３個の受光素子５０１ａ〜５０３ａ、５０１ｂ〜５０３ｂからなる。
【００５４】
また、一対の第２受光素子群５２１ａ、５２１ｂは、一対の第１受光素子群５２０ａ、５２０ｂを挟んだ長手方向両側に配置されている。各第２受光素子群５２１ａ、５２１ｂは、それぞれ短手方向に互いに隣接する３個の受光素子５０４ａ〜５０６ａ、５０４ｂ〜５０６ｂからなる。
さらに、一対の受光素子５０７ａ、５０７ｂおよび一対の受光素子５０８ａ、５０８ｂは、受光素子基板２０２の上面における対角線上であって、反射ミラー２０９を中心とする点対称の位置にそれぞれ配置されている。
【００５５】
さらにまた、一対の第３受光素子群５２２ａ、５２２ｂは、一対の第２受光素子群５２１ａ、５２１ｂを挟んだ長手方向両側に配置されている。各第３受光素子群５２２ａ、５２２ｂは、それぞれ短手方向に互いに隣接する３個の受光素子５０９ａ〜５１１ａ、５０９ｂ〜５１１ｂからなる。
また、一対の第４受光素子群５２３ａ、５２３ｂは、一対の第３受光素子群５２２ａ、５２２ｂを挟んだ長手方向両側に配置されている。各第４受光素子群５２３ａ、５２３ｂは、それぞれ短手方向に互いに隣接する３個の受光素子５１２ａ〜５１４ａ、５１２ｂ〜５１４ｂからなる。
【００５６】
（ｂ）偏光ホログラムの説明
図１０は、偏光ホログラムの分割パターンを示す模式図である。偏光ホログラム２２０は、図１０に示すように、戻り光を光学的に分割する複数の領域４１１〜４１４，４１５ａ〜４１６ａ、４１５ｂ〜４１６ｂに分割されている。実施の形態２の偏光ホログラム２２０は、以下の点について実施の形態１の偏光ホログラム２１０と異なる。
【００５７】
実施の形態２の偏光ホログラム２２０は、タンジェンシャル方向外側領域４１５、４１６が、それぞれラジアル方向に２分割されて、第１タンジェンシャル方向外側領域４１５ａ、４１５ｂ、および、第２タンジェンシャル方向外側領域４１６ａ、４１６ｂを有している。なお、各領域４１１〜４１４，４１５ａ〜４１６ａ、４１５ｂ〜４１６ｂは、タンジェンシャル方向４００およびラジアル方向４０１においてそれぞれ対称となるよう配置されている。
【００５８】
（光ピックアップ装置および半導体レーザ装置の動作の説明）
偏光ホログラム２２０の各領域４１１〜４１４、４１５ａ〜４１６ａ、４１５ｂ〜４１６ｂによって分けられた部分光束は、各受光素子５０１ａ〜５１４ａ、５０１ｂ〜５１４ｂに入射する。
具体的には、ラジアル方向内側領域４１１で分けられた部分光束については、戻り光については、＋１次回析光が受光素子群５２１ａに入射し、−１次回析光が受光素子群５２１ｂに入射する。この際、各回折光は、各受光素子群５２１ａ、５２１ｂの３つの受光素子５０４ａ〜５０６ａ、５０４ｂ〜５０６ｂにそれぞれ跨るようにして入射する。
【００５９】
ラジアル方向内側領域４１２で分けられた部分光束については、＋１次回析光が受光素子群５２０ａに入射し、−１次回析光が受光素子群５２０ｂに入射する。この際、各回折光は、各受光素子群５２０ａ、５２０ｂの３つの受光素子５０１ａ〜５０３ａ、５０１ｂ〜５０３ｂにそれぞれ跨るようにして入射する。
ラジアル方向外側領域４１３で分けられた部分光束については、＋１次回析光が受光素子５０７ａに入射し、−１次回析光が受光素子群５０７ｂに入射する。ラジアル方向外側領域４１４で戻り光については、＋１次回析光が受光素子５０８ａに入射し、−１次回析光が受光素子群５０８ｂに入射する。
【００６０】
第１タンジェンシャル方向外側領域４１５ａ、４１６ａで分けられた部分光束については、＋１次回析光が受光素子５２３ａに入射し、−１次回析光が受光素子群５２３ｂに入射する。この際、タンジェンシャル方向外側領域４１５ａの回折光は、各受光素子群５２３ａ、５２３ｂにおける受光素子５１２ａ〜５１３ａ、５１２ｂ〜５１３ｂにそれぞれ跨るようにして入射する。また、第１タンジェンシャル方向外側領域４１６ａの回折光は、各受光素子群５２３ａ、５２３ｂにおける受光素子５１３ａ〜５１４ａ、５１３ｂ〜５１４ｂにそれぞれ跨るようにして入射する。
【００６１】
第２タンジェンシャル方向外側領域４１５ｂ、４１６ｂで分けられた部分光束については、＋１次回析光が受光素子５２２ａに入射し、−１次回析光が受光素子群５２２ｂに入射する。この際、タンジェンシャル方向外側領域４１５ｂの回折光は、各受光素子群５２２ａ、５２２ｂにおける受光素子５０９ａ〜５１１ａ、５０９ｂ〜５１１ｂにそれぞれ跨るようにして入射する。また、第２タンジェンシャル方向外側領域４１６ｂの回折光は、各受光素子群５２２ａ、５２２ｂにおける受光素子５０９ａ〜５１１ａ、５０９ｂ〜５１１ｂにそれぞれ跨るようにして入射する。
【００６２】
上記以外については、実施の形態１と同様であるため説明は省略する。
（コマ収差信号およびトラッキング誤差信号の検出方法）
コマ収差信号およびトラッキング誤差信号は、公知の方法であるプッシュプル法を用いて検出する。プッシュプル法は、前述のように光束の強度分布からトラッキング誤差信号を得る検出方法であるが、検出領域が固定光学系側にある場合、対物レンズの偏位の影響を受けてオフセットが発生する。そこで、前記オフセットの成分を公知の方法であるオフセット法によって検出し、トラッキング誤差信号を補正する。
【００６３】
コマ収差信号およびトラッキング誤差信号は、コマ収差の影響の大きい領域を選択的に検出することにより高い精度で検出できる。図１１は、偏光ホログラムに入射する戻り光のコマ収差の影響が大きい領域を説明するための図である。前述の通り、重複部分４４０、４４１は、コマ収差の影響が大きいことが知られている。特に、重複部分４４２、４４３において顕著であることが知られている。
【００６４】
上記コマ収差の影響を考慮して、コマ収差の影響の大きい前記重複部分４４０、４４１に大部分が重なるラジアル方向内側領域４１１、４１２、および、ラジアル方向外側領域４１３、４１４を透過した光を選択的に信号検出の対象とする。また、コマ収差の影響の小さいラジアル方向外側領域４１５、４１６を透過する光から検出した信号によって、オフセット成分信号を検出する。
【００６５】
図１２は、コマ収差信号およびトラッキング誤差信号の演算回路図である。受光素子基板２０２の信号演算回路では、図１２の演算回路に基づいてコマ収差信号およびトラッキング誤差信号が検出される。具体的な演算式を以下に説明する。なお、ＯＳＳは、対物レンズ偏位信号を示す。また、ＴＥＳで示すトラッキング誤差信号は、ＴＥＳ１とＴＥＳ２の和信号にＯＳＳに適当な定数ｋ２を乗じたものを補正信号として差動計算して得る。ＣＡＳで示すコマ収差信号は、ＴＥＳ１と適切な係数ｋ３を乗じたＴＥＳ２とを差動演算して得る。また、Ｓ３０１ａ〜３０８ａ、Ｓ３０１ｂ〜Ｓ３０８ｂは、各受光素子で検出される信号を示す。
【００６６】
ＴＥＳ１＝（Ｓ５０４ａ＋Ｓ５０５ａ＋Ｓ５０６ａ）
＋（Ｓ５０４ｂ＋Ｓ５０５ｂ＋Ｓ５０６ｂ）
−（Ｓ５０１ａ＋Ｓ５０２ａ＋Ｓ５０３ａ）
−（Ｓ５０１ｂ＋Ｓ５０２ｂ＋Ｓ５０３ｂ）
ＴＥＳ２＝（Ｓ５０７ａ＋Ｓ５０７ｂ）
−（Ｓ５０８ａ＋Ｓ５０８ｂ）
ＯＳＳ＝（Ｓ５１２ａ＋Ｓ５１３ａ＋Ｓ５１４ａ）
＋（Ｓ５１２ｂ＋Ｓ５１３ｂ＋Ｓ５１４ｂ）
−（Ｓ５０９ａ＋Ｓ５１０ａ＋Ｓ５１１ａ）
−（Ｓ５０９ｂ＋Ｓ５１０ｂ＋Ｓ５１１ｂ）
ＴＥＳ＝ＴＥＳ１＋ＴＥＳ２−ｋ２＊ＯＳＳ
ＣＡＳ＝ＴＥＳ１−ｋ３＊ＴＥＳ２
上記以外については、実施の形態１と同様であるため説明は省略する。
（実施の形態３）
以下、本発明の実施の形態３に係る光ピックアップ装置について、図面を参照しながら説明する。
【００６７】
（１）光ピックアップ装置の説明
実施の形態３に係る光ピックアップ装置は、偏光ホログラムの分割パターンと、受光素子の配列とが異なる他は、基本的に実施の形態１の光ピックアップ装置１００と同様の構成をしている。したがって、共通の構成部分には実施の形態１と同じ符号を付してその説明は省略するか簡略するにとどめ、受光素子および偏光ホログラムを中心に説明する。
【００６８】
（ａ）受光素子の説明
図１３は、受光素子の配置を示す模式図である。受光素子７０１ａ〜７１６ａ、７０１ｂ〜７１６ｂは、受光素子基板２０２の受光部２０８に、図１４に示すような配置で形成されている。各受光素子７０１ａ〜７１６ａ、７０１ｂ〜７１６ｂの具体的な配置を以下に説明する。
【００６９】
一対の第１受光素子群７２０ａ、７２０ｂは、反射ミラー２０９を挟むようにして、受光素子基板２０２の上面における長手方向（以下、（ａ）受光素子の説明においては、単に長手方向）両側に配置されている。各第１受光素子群７２０ａ、７２０ｂは、それぞれ受光素子基板２０２の上面における短手方向（以下、（ａ）受光素子の説明において、単に短手方向）に互いに隣接する４個の受光素子７０１ａ〜７０４ａ、７０１ｂ〜７０４ｂからなる。
【００７０】
また、一対の第２受光素子群７２１ａ、７２１ｂは、一対の第１受光素子群７２０ａ、７２０ｂを挟んだ長手方向両側に配置されている。各第２受光素子群７２１ａ、７２１ｂは、それぞれ短手方向に互いに隣接する４個の受光素子７０５ａ〜７０８ａ、７０５ｂ〜７０８ｂからなる。
さらに、一対の受光素子７０９ａ、７０９ｂおよび一対の受光素子７１０ａ、７１０ｂは、受光素子基板２０２の上面における対角線上であって、反射ミラー２０９を中心とする点対称の位置にそれぞれ配置されている。
【００７１】
さらにまた、一対の第３受光素子群７２２ａ、７２２ｂは、一対の第２受光素子群７２１ａ、７２１ｂを挟んだ長手方向両側に配置されている。各第３受光素子群７２２ａ、７２２ｂは、それぞれ短手方向に互いに隣接する３個の受光素子７１１ａ〜７１３ａ、７１１ｂ〜７１３ｂからなる。
また、一対の第４受光素子群７２３ａ、７２３ｂは、一対の第３受光素子群７２２ａ、７２２ｂを挟んだ長手方向両側に配置されている。各第４受光素子群７２３ａ、７２３ｂは、それぞれ短手方向に互いに隣接する３個の受光素子７１４ａ〜７１６ａ、７１４ｂ〜７１６ｂからなる。
【００７２】
（ｂ）偏光ホログラムの説明
図１４は、偏光ホログラムの分割パターンを示す模式図である。実施の形態３の偏光ホログラム２３０は、図１４に示すように、戻り光を光学的に分割する複数の領域４１１ａ〜４１６ａ、４１１ｂ〜４１６ｂに分割されている。実施の形態３の実施の形態２３０は、以下の点について実施の形態１の偏光ホログラム２１０と異なる。
【００７３】
実施の形態３の偏光ホログラム２３０は、タンジェンシャル方向外側領域４１５、４１６が、それぞれラジアル方向に２分割されて、第１タンジェンシャル方向外側領域４１５ａ、４１５ｂ、および、第２タンジェンシャル方向外側領域４１６ａ、４１６ｂを有している。
また、ラジアル方向内側領域４１１、４１２が、それぞれタンジェンシャル方向に２分割されて、第１ラジアル方向内側領域４１１ａ、４１１ｂ、および、第２ラジアル方向内側領域４１２ａ、４１２ｂを有している。
【００７４】
さらに、ラジアル方向外側領域４１３、４１４が、それぞれタンジェンシャル方向に２分割されて、第１ラジアル方向外側領域４１３ａ、４１３ｂ、および、第２ラジアル方向外側領域４１４ａ、４１４ｂを有している。
そして、各領域４１１ａ〜４１６ａ、４１１ｂ〜４１６ｂは、タンジェンシャル方向およびラジアル方向においてそれぞれ対称となるよう配置されている。
【００７５】
それ以外の構成については、実施の形態１の偏光ホログラム２１０と同様であるため説明は省略する。
（光ピックアップ装置および半導体レーザ装置の動作の説明）
偏光ホログラム２３０の各領域４１１ａ〜４１６ａ、４１１ｂ〜４１６ｂで分けられた部分光束は、各受光素子６０１ａ〜６１６ａ、６０１ｂ〜６１６ｂに入射する。
【００７６】
具体的には、第１ラジアル方向内側領域４１１ａおよび第２ラジアル方向内側領域４１１ｂで分けられた部分光束については、＋１次回析光が受光素子群６２１ａに入射し、−１次回析光が受光素子群６２１ｂに入射する。この際、第１ラジアル方向内側領域４１１ａの回折光は、各受光素子群６２１ａ、６２１ｂにおける受光素子６０５ａ〜６０６ａ、６０５ｂ〜６０６ｂにそれぞれ跨るようにして入射する。また、第２ラジアル方向内側領域４１１ｂの回折光は、各受光素子群６２１ａ、６２１ｂにおける受光素子６０７ａ〜６０８ａ、６０７ｂ〜６０８ｂにそれぞれ跨るようにして入射する。
【００７７】
第１ラジアル方向内側領域４１２ａ、第２ラジアル方向内側領域４１２ｂで分けられた部分光束については、＋１次回析光が受光素子群６２０ａに入射し、−１次回析光が受光素子群６２０ｂに入射する。この際、第１ラジアル方向内側領域４１２ａの回折光は、各受光素子群６２０ａ、６２０ｂにおける受光素子６０１ａ〜６０２ａ、６０１ｂ〜６０２ｂにそれぞれ跨るようにして入射する。また、第２ラジアル方向内側領域４１２ｂの回折光は、各受光素子群６２０ａ、６２０ｂにおける受光素子６０３ａ〜６０４ａ、６０３ｂ〜６０４ｂにそれぞれ跨るようにして入射する。
【００７８】
第１ラジアル方向外側領域４１３ａおよび第２ラジアル方向外側領域４１３ｂで分けられた部分光束については、＋１次回析光が受光素子６０９ａに入射し、−１次回析光が受光素子群６０９ｂに入射する。第１ラジアル方向外側領域４１４ａおよび第２ラジアル方向外側領域４１４ｂで戻り光については、＋１次回析光が受光素子６１０ａに入射し、−１次回析光が受光素子群６１０ｂに入射する。
【００７９】
第１タンジェンシャル方向外側領域４１５ａ、４１６ａで分けられた部分光束については、＋１次回析光が受光素子６２３ａに入射し、−１次回析光が受光素子群６２３ｂに入射する。この際、タンジェンシャル方向外側領域４１５ａの回折光は、各受光素子群６２３ａ、６２３ｂにおける受光素子６１４ａ〜６１５ａ、６１４ｂ〜６１５ｂにそれぞれ跨るようにして入射する。また、第１タンジェンシャル方向外側領域４１６ａの回折光は、各受光素子群６２３ａ、６２３ｂにおける受光素子６１５ａ〜６１６ａ、６１５ｂ〜６１６ｂにそれぞれ跨るようにして入射する。
【００８０】
第２タンジェンシャル方向外側領域４１５ｂ、４１６ｂで分けられた部分光束については、＋１次回析光が受光素子６２２ａに入射し、−１次回析光が受光素子群６２２ｂに入射する。この際、タンジェンシャル方向外側領域４１５ｂの回折光は、各受光素子群６２２ａ、６２２ｂにおける受光素子６１１ａ〜６１２ａ、６１１ｂ〜６１２ｂにそれぞれ跨るようにして入射する。また、第２タンジェンシャル方向外側領域４１６ｂの回折光は、各受光素子群６２２ａ、６２２ｂにおける受光素子６１２ａ〜６１３ａ、６１２ｂ〜６１３ｂにそれぞれ跨るようにして入射する。
【００８１】
上記以外については、実施の形態１と同様であるため説明は省略する。
（コマ収差信号およびトラッキング誤差信号の検出方法）
コマ収差信号およびトラッキング誤差信号は、公知の方法であるプッシュプル法に加えて、公知の方法である位相差法に対応させて検出する。位相差法は、プッシュプル法と比べて、対物レンズ１０５の偏位による変動が比較的少ない信号検出法である。
【００８２】
位相差法では、近軸領域の光束についてのトラッキング誤差信号は、第１ラジアル方向内側領域４１１ａを透過する光束から検出される信号および第２ラジアル方向内側領域４１２ｂを透過する光束から検出される信号の和と、第２ラジアル方向内側領域４１１ｂを透過する光束から検出される信号および第１ラジアル方向内側領域４１２ａを透過する光束から検出される信号の和とを差動演算して得る。
【００８３】
また、遠軸領域の光束についてのトラッキング誤差信号は、第１ラジアル方向外側領域４１３ａを透過する部分光束から検出される信号および第２ラジアル方向外側領域４１４ｂを透過する部分光束から検出される信号の和と、第２ラジアル方向外側領域４１３ｂを透過する部分光束から検出される信号および第１ラジアル方向外側領域４１４ａを透過する部分光束から検出される信号の和とを差動演算して得る。したがって、第１ラジアル方向外側領域４１３ａを透過する部分光束と第２ラジアル方向外側領域４１４ｂを透過する部分光束とが、同じ受光素子６０９ａ、６０９ｂに入射するように回析方向が設定されており、第２ラジアル方向外側領域４１３ｂを透過する部分光束と第１ラジアル方向外側領域４１４ａを透過する部分光束とが、同じ受光素子６１０ａ、６１０ｂに入射するように回折方向が設定されている。
【００８４】
なお、トラッキング誤差信号は、近軸領域を透過した光束のみから検出しても良い。この場合、ラジアル方向外側領域４１３、４１４を２分割する必要がなくなるが、遠軸領域を透過した光束を含んでトラッキング誤差信号を検出する場合に比べて検出精度は劣る。また、トラッキング誤差信号の検出においては、実施の形態２と同様に、対物レンズ偏位信号を検出し適切な定数を乗じて補正成分としても良い。この場合、より安定なトラッキング誤差信号を得ることができる。
【００８５】
コマ収差信号およびトラッキング誤差信号は、コマ収差の影響の大きい領域を選択的に検出することにより高い精度で検出される。図１５は、偏光ホログラムに入射する戻り光のコマ収差の影響が大きい領域を説明するための図である。前述の通り、重複部分４４０、４４１は、コマ収差の影響が大きいことが知られている。特に、重複部分４４２、４４３において顕著であることが知られている。
【００８６】
上記コマ収差の影響を考慮して、コマ収差の影響の大きい前記重複部分４４０、４４１に大部分が重なるラジアル方向内側領域４１１、４１２、および、ラジアル方向外側領域４１３、４１４を透過した光を選択的に信号検出の対象とする。
図１６は、コマ収差信号およびトラッキング誤差信号の演算回路図である。受光素子基板２０２の信号演算回路では、図１６の演算回路に基づいてコマ収差信号およびトラッキング誤差信号が検出される。具体的な演算式を以下に説明する。なお、ＣＡＳで示すコマ収差信号は、ＴＥＳ１と適切な係数ｋ４を乗じたＴＥＳ２とを差動演算して得る。また、Ｓ３０１ａ〜３０８ａ、Ｓ３０１ｂ〜Ｓ３０８ｂは、各受光素子で検出される信号を示す。
【００８７】
ＴＥＳ１＝（Ｓ６０５ａ＋Ｓ６０６ａ）
＋（Ｓ６０３ａ＋Ｓ６０４ａ）
＋（Ｓ６０５ｂ＋Ｓ６０６ｂ）
＋（Ｓ６０３ｂ＋Ｓ６０４ｂ）
−（Ｓ６０７ａ＋Ｓ６０８ａ）
−（Ｓ６０１ａ＋Ｓ６０２ａ）
−（Ｓ６０７ｂ＋Ｓ６０８ｂ）
−（Ｓ６０１ｂ＋Ｓ６０２ｂ）
ＴＥＳ２＝（Ｓ６０９ａ＋Ｓ６０９ｂ）
−（Ｓ６１０ａ＋Ｓ６１０ｂ）
ＴＥＳ＝ＴＥＳ１＋ＴＥＳ２
ＣＡＳ＝ＴＥＳ１−ｋ４＊ＴＥＳ２
上記以外については、実施の形態１と同様であるため説明は省略する。
（変形例）
本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で上記実施形態に多くの修正及び変更を加え得ることは勿論である。
【００８８】
（変形例１）
実施の形態１の光ピックアップ装置１００では、分割受光手段が、戻り光を複数の部分光束に分ける偏光ホログラム２１０と、各部分光束を個別に受光する複数の受光素子３１０ａ〜３１１ａ、３１０ｂ〜３１１ｂとからなる構成であったが、分割受光手段は、受光面がタンジェンシャル方向３分割、ラジアル方向４分割された部分光束を受光するように区画された受光素子であっても良い。
【００８９】
変形例１の受光素子は、図１７に示すように、複数の区画３５０〜３５５からなる受光面３５６を有している。戻り光は、図示しないプリズム等によって分岐され、図１８に示すような状態で受光面３５６に入射し、各区画３５０〜３５５では、受光した部分光束の光強度に応じた信号が個別に検出される。さらに、信号演算回路では、図１９の演算回路に基づいてコマ収差信号およびトラッキング誤差信号が検出される。具体的な演算式を以下に説明する。なお、ＣＡＳは、コマ収差信号であって、適切な係数ｋ５を乗じたＴＥＳ２とＴＥＳ１とを差動演算して得られる。Ｓ３５０〜Ｓ３５３は、各受光素子３５０〜３５３で検出される信号を示す。
【００９０】
ＴＥＳ１＝（Ｓ３５０＋Ｓ３５３）
ＴＥＳ２＝（Ｓ３５２＋Ｓ３５４）
ＴＥＳ＝ＴＥＳ１＋ＴＥＳ２
ＣＡＳ＝ＴＥＳ１−ｋ５＊ＴＥＳ２
なお、上記以外については、実施の形態１と同様である。また、戻り光の一部を偏光ホログラムで分割すると共に、残りの戻り光を受光手段の複数の区画で分割する複合的な構成であっても良い。
（その他の変形例）
ホログラムおよび受光素子の分割パターンは、上記実施の形態１〜３および変形例１のものに限定されず、本発明の範囲内において、適宜変更を加えることが可能である。例えば、各領域を更に分割したり、実施の形態１〜３および変形例１とは異なる形状に分割するなどしても良い。
【００９１】
さらに、分割受光手段および収差検出手段は、それぞれ必ずしも半導体レーザ装置に組み込まれている必要はなく、光ピックアップ装置の固定光学系側や可動筐体であるアクチュエータに取り付けられていても良い。
さらにまた、コマ収差および球面収差の補正は、必ずしも液晶補正素子によって行う必要はなく、他の一般的な方法を用いて補正を行っても良い。例えば、コマ収差の補正を、チルト方向に可動可能な３軸対物レンズ駆動装置を使用して行ったり、光ピックアップ装置を搭載する基台を機械的に傾けるなどして行っても良い。また、球面収差の補正を、ビームエキスパンダの可動レンズによってレーザ光の球面収差を発生させて行っても良い。
【００９２】
加えて、ホログラム光学素子の下面に回折格子を配置して出射光を３ビーム化し、差動プッシュプル方法によってトラッキング誤差信号を検出しても良い。この場合、出射光の全域において、０次回折光および±１次回折光を発生させることが考えられる。このようにすることで、回折格子の０次回折効率が乗ぜられて往路の光利用効率は低下するが、一般的に用いられている差動プッシュプル法を用いることができるため、後段回路との繋ぎ込み等において利点がある。
【００９３】
また、差動プッシュプル法において一般的に配置される回折格子を別途配置することが可能である。これにより、光記録媒体の情報記録列のピッチや形状に対応して最適なトラッキング誤差検出法を選択使用することが可能となる。
さらに、ホログラムを偏光ホログラムにすることで光利用効率の向上を図っているが、ホログラムは、無偏光ホログラムであっても良い。この場合、往路においても回折効率が乗ぜられるために光利用効率は低下するが、樹脂成形により安価でかつ特性の安定したホログラム光学素子を作製することができると共に、光ピックアップ装置の特性を安定化させることができる。
【産業上の利用可能性】
【００９４】
本発明の光ピックアップ装置は、ＣＤ、ＤＶＤの光ピックアップとしても利用できる。例えば、ＤＶＤ−ＲＡＭやＤＶＤ±Ｒ／ＲＷに利用して収差を検出、補正すれば、記録品質、再生品質が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００９５】
【図１】本発明の一実施形態に係る光ピックアップ装置の構成を示す概略図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る半導体レーザ装置を示す分解斜視図である。
【図３】（ａ）、（ｂ）は、それぞれ半導体レーザ装置の側面断面図であって、（ａ）は、ラジアル方向に平行な断面における側面断面図であり、（ｂ）は、タンジェンシャル方向に平行な断面における側面断面図である。
【図４】実施の形態１に係る光ピックアップ装置における受光素子の配置を示す模式図である。
【図５】実施の形態１に係る光ピックアップ装置における偏光ホログラムの分割パターンを示す模式図である。
【図６】実施の形態１に係る光ピックアップ装置において、偏光ホログラムに入射する戻り光のコマ収差の影響が大きい領域を説明するための図である。
【図７】実施の形態１に係る光ピックアップ装置におけるコマ収差信号およびトラッキング誤差信号の演算回路を示す図である。
【図８】ＳＳＤ法を説明するための図である。
【図９】実施の形態２に係る光ピックアップ装置における受光素子の配置を示す模式図である。
【図１０】実施の形態２に係る光ピックアップ装置における偏光ホログラムの分割パターンを示す模式図である。
【図１１】実施の形態２に係る光ピックアップ装置において、偏光ホログラムに入射する戻り光のコマ収差の影響が大きい領域を説明するための図である。
【図１２】実施の形態２に係る光ピックアップ装置におけるコマ収差信号およびトラッキング誤差信号の演算回路を示す図である。
【図１３】実施の形態３に係る光ピックアップ装置における受光素子の配置を示す模式図である。
【図１４】実施の形態３に係る光ピックアップ装置における偏光ホログラムの分割パターンを示す模式図である。
【図１５】実施の形態３に係る光ピックアップ装置において、偏光ホログラムに入射する戻り光のコマ収差の影響が大きい領域を説明するための図である。
【図１６】実施の形態３に係る光ピックアップ装置におけるコマ収差信号およびトラッキング誤差信号の演算回路を示す図である。
【図１７】変形例１に係る受光素子の受光面を示す平面図である。
【図１８】変形例１において受光面に戻り光が入射した状態を説明する図である。
【図１９】変形例１におけるコマ収差信号およびトラッキング誤差信号の演算回路を示す図である。
【図２０】従来の光ピックアップ装置の構成を示す概略図である。
【図２１】従来の光ピックアップ装置における偏光ホログラムの回析パターンを示す図である。
【符号の説明】
【００９６】
１００  光ピックアップ装置
１０５  光学系
１０６  焦点制御手段
１０７  光記録媒体
２００  半導体レーザ装置
２０１  筐体
２０３  半導体レーザ素子
２１０  ホログラム
３０１ａ〜３１１ａ、３０１ｂ〜３１１ｂ  受光素子
４００  タンジェンシャル方向
４０１  ラジアル方向
４１０  タンジェンシャル方向内側領域
４１１、４１２  ラジアル方向内側領域
４１３、４１４  ラジアル方向外側領域
４１５、４１６  タンジェンシャル方向外側領域
【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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