(57)【要約】【課題】  フォーカスエラー信号を安定して検出することが可能な光ピックアップ装置を提供する。【解決手段】  集積型レーザユニット２０の光軸方向（ｙ軸方向）に対する位置を予め粗調整しておくことによって、上記の色収差等を補正すると同時に、集積型レーザユニット１０のレーザ１１と集積型レーザユニット２０のレーザ２１との対物レンズ出射光位置をほぼ一致させている。色収差等を補正することによって、色収差等を原因とする光ディスク８上の集光スポット径の拡大が抑えられる。また、レーザ１１とレーザ２１との対物レンズ出射光位置を揃えることによって、レーザ１１の出射光を対物レンズ７を用いて光ディスク８上に集光する際の焦点深度と、レーザ２１の出射光を用いたフォーカスサーボの制動範囲とをほぼ一致させることが可能となる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録媒体に対して情報を記録再生する光ピックアップ装置であって、
互いに波長の異なる第１および第２の光源を含むユニットと、
前記第１および第２の光源の出射光を前記記録媒体の記録面上に集光する対物レンズと、
前記対物レンズの前段に配置され、前記第２の光源から出射される光の一部を遮断する波長選択型アパ−チャとを備え、
前記第１および第２の光源は、それぞれの出射光が前記対物レンズによって集光される焦点位置が揃うように配置される、光ピックアップ装置。
【請求項２】
前記ユニットは、
前記第１の光源の出力光が前記記録媒体から反射された光を受ける第１のディテクタと、
前記第２の光源の出力光が前記記録媒体から反射された光を受ける第２のディテクタとをさらに含み、
前記第１のディテクタは、第１から第４のディテクタ部を有し、前記第１から第４のディテクタ部にそれぞれ入射される光信号に対して演算を施すことにより、プッシュプル信号、記録媒体情報信号、および位相差信号を出力し、
前記第２のディテクタは、第１および第２のディテクタ面を有する第１のディテクタ部と、第２および第３のディテクタ部とを含み、前記第１および第２のディテクタ面にそれぞれ入射される光信号に対して演算を施すことによりフォーカスエラー信号を出力し、前記第２および第３のディテクタ部にそれぞれ入射される光信号に対して演算を施すことによりオフセットキャンセル信号を出力する、請求項１に記載の光ピックアップ装置。
【請求項３】
記録媒体に対して情報を記録再生する光ピックアップ装置であって、
第１の光源を含む第１のユニットと、
前記第１の光源と波長の異なる第２の光源を含む第２のユニットと、
前記第２の光源から出射される光の向きを変化させて、前記第１および第２の光源の出射光の向きを揃える光方向制御部と、
前記光方向制御部によって向きが揃えられた前記第１および第２の光源の出射光を前記記録媒体の記録面上に集光する対物レンズと、
前記光方向制御部と前記対物レンズとの間に配置され、前記第２の光源から出射される光の一部を遮断する波長選択型アパ−チャとを備え、
前記第２のユニットは、前記第１および第２の光源の出射光が前記対物レンズによって集光される焦点位置が揃うように配置される、光ピックアップ装置。
【請求項４】
前記第１のユニットは、前記第１の光源の出力光が前記記録媒体から反射された光を受ける第１のディテクタをさらに含み、
前記第１のディテクタは、第１から第４のディテクタ部を有し、前記第１から第４のディテクタ部にそれぞれ入射される光信号に対して演算を施すことにより、プッシュプル信号、記録媒体情報信号、および位相差信号を出力し、
前記第２のユニットは、前記第２の光源の出力光が前記記録媒体から反射された光を受ける第２のディテクタをさらに含み、
前記第２のディテクタは、第１および第２のディテクタ面を有する第１のディテクタ部と、第２および第３のディテクタ部とを含み、前記第１および第２のディテクタ面にそれぞれ入射される光信号に対して演算を施すことによりフォーカスエラー信号を出力し、前記第２および第３のディテクタ部にそれぞれ入射される光信号に対して演算を施すことによりオフセットキャンセル信号を出力する、請求項３に記載の光ピックアップ装置。
【請求項５】
前記プッシュプル信号、前記記録媒体情報信号、および前記オフセットキャンセル信号を含む信号に対して演算を施すことにより、前記プッシュプル信号のオフセット成分が補正されたラジアルエラー信号を生成する、請求項２または４に記載の光ピックアップ装置。
【請求項６】
記録媒体に対して情報を記録再生する光ピックアップ装置であって、
互いに波長の異なる第１および第２の光源を含むユニットと、
前記第１および第２の光源の出射光を前記記録媒体の記録面上に集光する対物レンズと、
前記対物レンズの前段に配置され、前記第２の光源から出射される光の一部を遮断する波長選択型アパ−チャと、
前記第２の光源の後段に配置され、前記第１および第２の光源の出射光が前記対物レンズによって集光される焦点位置を揃える焦点位置補正素子とを備える、光ピックアップ装置。
【請求項７】
前記ユニットは、
前記第１の光源の出力光が前記記録媒体から反射された光を受ける第１のディテクタと、
前記第２の光源の出力光が前記記録媒体から反射された光を受ける第２のディテクタとをさらに含み、
前記第１のディテクタは、第１から第４のディテクタ部を有し、前記第１から第４のディテクタ部にそれぞれ入射される光信号に対して演算を施すことにより、プッシュプル信号、記録媒体情報信号、および位相差信号を出力し、
前記第２のディテクタは、第１および第２のディテクタ面を有する第１のディテクタ部と、第２および第３のディテクタ部とを含み、前記第１および第２のディテクタ面にそれぞれ入射される光信号に対して演算を施すことによりフォーカスエラー信号を出力し、前記第２および第３のディテクタ部にそれぞれ入射される光信号に対して演算を施すことによりオフセットキャンセル信号を出力する、請求項６に記載の光ピックアップ装置。
【請求項８】
記録媒体に対して情報を記録再生する光ピックアップ装置であって、
第１の光源を含む第１のユニットと、
前記第１の光源と波長の異なる第２の光源を含む第２のユニットと、
前記第２の光源から出射される光の向きを変化させて、前記第１および第２の光源の出射光の向きを揃える光方向制御部と、
前記光方向制御部によって向きが揃えられた前記第１および第２の光源の出射光を前記記録媒体の記録面上に集光する対物レンズと、
前記光方向制御部と前記対物レンズとの間に配置され、前記第２の光源から出射される光の一部を遮断する波長選択型アパ−チャと、
前記第２の光源と前記光方向制御部との間に配置され、前記第１および第２の光源の出射光が前記対物レンズによって集光される焦点位置を揃える焦点位置補正素子とを備える、光ピックアップ装置。
【請求項９】
前記第１のユニットは、前記第１の光源の出力光が前記記録媒体から反射された光を受ける第１のディテクタをさらに含み、
前記第１のディテクタは、第１から第４のディテクタ部を有し、前記第１から第４のディテクタ部にそれぞれ入射される光信号に対して演算を施すことにより、プッシュプル信号、記録媒体情報信号、および位相差信号を出力し、
前記第２のユニットは、前記第２の光源の出力光が前記記録媒体から反射された光を受ける第２のディテクタをさらに含み、
前記第２のディテクタは、第１および第２のディテクタ面を有する第１のディテクタ部と、第２および第３のディテクタ部とを含み、前記第１および第２のディテクタ面にそれぞれ入射される光信号に対して演算を施すことによりフォーカスエラー信号を出力し、前記第２および第３のディテクタ部にそれぞれ入射される光信号に対して演算を施すことによりオフセットキャンセル信号を出力する、請求項８に記載の光ピックアップ装置。
【請求項１０】
前記プッシュプル信号、前記記録媒体情報信号、および前記オフセットキャンセル信号を含む信号に対して演算を施すことにより、前記プッシュプル信号のオフセット成分が補正されたラジアルエラー信号を生成する、請求項７または９に記載の光ピックアップ装置。
【請求項１１】
前記焦点位置補正素子は、波長選択型回折格子レンズである、請求項６または８に記載の光ピックアップ装置。
【請求項１２】
前記焦点位置補正素子は、液晶補正素子である、請求項６または８に記載の光ピックアップ装置。
【請求項１３】
前記フォーカスエラー信号および前記記録媒体情報信号を受けて、前記焦点位置補正素子の動作を制御する焦点位置補正素子制御回路をさらに備える、請求項７または９に記載の光ピックアップ装置。
【請求項１４】
記録媒体に対して情報を記録再生する光ピックアップ装置であって、
光源と、前記光源からの出力光を３方向に分ける３方向回折格子と、前記光源の出力光が前記記録媒体から反射された光を受けるディテクタとを含むユニットと、
前記光源の出射光を前記記録媒体の記録面上に集光する対物レンズと、
前記光源と前記対物レンズとの間の光路上に、前記光源の出射光が前記対物レンズによって集光される焦点位置を揃える焦点位置補正素子とを備え、
前記ディテクタは、第１および第２のディテクタ面を有する第１のディテクタ部と、第２および第３のディテクタ部とを含み、前記第１および第２のディテクタ面にそれぞれ入射される光信号に対して演算を施すことによりフォーカスエラー信号を出力し、前記第２および第３のディテクタ部の一部と前記第１および第２のディテクタ面とにそれぞれ入射される光信号に対して演算を施すことにより記録媒体情報信号を出力し、
前記フォーカスエラー信号および前記記録媒体情報信号を受けて、前記焦点位置補正素子の動作を制御する焦点位置補正素子制御回路をさらに備える、光ピックアップ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、光ピックアップ装置に関し、より特定的には、トラック案内溝構造が異なる光ディスクの記録再生が可能な光ピックアップ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＣＤ−Ｒ／ＲＷ等のように、記録再生が可能な光ディスクの普及は著しい。光ディスクの普及にともない、ＤＶＤ−Ｒ／ＲＷ、ＤＶＤ＋Ｒ／ＲＷ、ＤＶＤ−ＲＡＭといった光ディスクの高密度化を企図した規格が複数提唱されている（ＣＤ：Compact Disk、ＤＶＤ：Digital Versatile Disk）。光ディスクは一般に、規格ごとにそれぞれ異種のトラック案内溝構造を有している。
【０００３】
図２０は、光ディスク１０８を記録再生する従来の光ピックアップ１００の概略的な構成を示した図である。
【０００４】
図２０を参照して、従来の光ピックアップ１００は、レーザ１０１と、ディテクタ１０２と、コリメータレンズ１０５と、対物レンズ１０７と、スポットレンズ１１４と、ビームスプリッタ１１５とを備える。光ディスク１０８の記録面上には、案内溝８１０が形成されている。
【０００５】
レーザ１０１から出射された光は、コリメータレンズ１０５によって平行光にされる。この平行光は、ビームスプリッタ１１５を透過した後、対物レンズ１０７によって光ディスク１０８に集光される。光ディスク１０８を反射した光は、対物レンズ１０７を通過した後、ビームスプリッタ１１５によって反射される。ビームスプリッタ１１５を反射した光は、スポットレンズ１１４を介して、ディテクタ１０２に入射される。
【０００６】
ディテクタ１０２は、光ディスクからの反射光を検出することにより、フォーカスエラー信号、ラジアルエラー信号、および光ディスク情報信号を生成する。
【０００７】
フォーカスエラー信号とは、対物レンズ１０７の集光位置と光ディスク１０８の記録面との光軸方向（ｚ軸方向）のずれをディテクタ１０２上で検出する信号である。フォーカスエラーを検出する代表的な検出方法としては、ディテクタ上でのスポット径変化を用いるスポットサイズ法、光ディスク反射光に非点収差を与えて９０度直行する方向のスポット径変化の違いを用いる非点収差法、光ディスク反射光をナイフエッジで半分に削り取り、残った半分のスポット光の変化を用いるナイフエッジ法などが挙げられる。
【０００８】
ラジアルエラー信号とは、対物レンズ１０７の集光位置と光ディスク１０８の記録領域とのラジアル方向（ｘ軸方向）のずれをディテクタ１０２上で検出する信号である。ＤＶＤ規格では、ラジアルエラーを検出する方法として、田の字型４分割ディテクタの対角和信号同士の位相差を検出する位相差法が推奨されている。トラック案内溝を有する光ディスクでは、プッシュプル法、またはプッシュプル法を改良した差動プッシュプル法が、ラジアルエラーを検出する方法として多く採用されている。
【０００９】
光ディスク情報信号とは、サーボ系やアドレス系以外の情報の総称であって、たとえば、光ディスク１０８に記録されているピットまたはマークの有無を示す。この光ディスク情報信号を図示しない回路系で処理することによって、光ディスクに記録されているコンテンツ情報、クロック情報などが得られる。なお、以下では、特にことわらない限り、光ディスク情報信号は、光ディスクに記録されているピットまたはマークの有無を示すものとする。
【００１０】
対物レンズ１０７からの出射光が光ディスク１０８の案内溝８１０（記録面）上にフォーカスされたとき、光ディスク１０８からの反射光は案内溝８１０によって変調される。このことを、図２１を用いて説明する。
【００１１】
図２１は、光ディスク１０８からの反射光が案内溝８１０によって変調される原理を説明するための模式図である。
【００１２】
図２１（Ａ）に示すように、光ディスク１０８の案内溝８１０に集光された光は、０次光ＤＬ０、±１次光ＤＬ１，ＤＬ２の３方向に回折される。ここでは、回折光ＤＬ１を＋１次光、回折光ＤＬ２を−１次光とそれぞれ仮定する。
【００１３】
図２１（Ｂ）は、０次光ＤＬ０、＋１次光ＤＬ１および−１次光ＤＬ２の対物レンズ瞳面上における回折パターンを示す。図２１（Ｂ）に示すように、０次光ＤＬ０と＋１次光ＤＬ１とは、ボールパターンＢＰ１において重なり合う。また、０次光ＤＬ０と−１次光ＤＬ２とは、ボールパターンＢＰ２において重なり合う。これらの重なり方は、±１次光ＤＬ１，ＤＬ２の回折角度θによって一意的に決まる。案内溝８１０のピッチをｐ、図２０に示したレーザ１０１の波長をλとすると、下記の関係式が成り立つ。
【００１４】
ｓｉｎθ＝λ／ｐ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（１）
図２０を参照して、光ディスク１０８がたとえばＤＶＤ−Ｒディスクであった場合、案内溝８１０のピッチｐは７４０ｎｍとなる。したがって、レーザ１０１の波長λが６５０ｎｍであったとすると、上記の回折角度θは約６１°となり、図２１（Ｂ）に示すように、０次光ＤＬ０と±１次光ＤＬ１，ＤＬ２とは重なり合う。その結果、対物レンズ瞳面上において、ボールパターンＢＰ１，ＢＰ２が発生する。ボールパターンの発生は、フォーカストラッキングサーボおよびラジアルトラッキングサーボに対して影響を及ぼす。
【００１５】
まず、ボールパターンの発生がフォーカストラッキングサーボに及ぼす影響について説明する。図２２〜２４では、フォーカスエラーを検出する方法として、光ディスク反射光をナイフエッジで半分に削り取り、残った半分のスポット光の変化を用いる「ナイフエッジ法」を例に説明する。
【００１６】
図２２は、フォーカスエラー信号を生成するディテクタ１０２Ｆ上のビームの状態を示した図である。図２２では、横軸がｘ軸（ラジアル方向）、縦軸がｙ軸（トラック方向）をそれぞれ表わす。なお、ディテクタ１０２Ｆは、図２０に示したディテクタ１０２の一例である。
【００１７】
図２２に示すように、ディテクタ１０２Ｆは、ラジアル方向の分割線Ｆｘにより、領域２Ｂａ１と領域２Ｂａ２とに分割された２分割ディテクタである。フォーカスエラー信号ＦＥＳは、領域２Ｂａ１に照射された光と領域２Ｂａ２に照射された光との差動出力によって決まる。ディテクタ１０２Ｂ上に照射されたスポット光ＳＬは、図２０に示した光ピックアップ１００の製造誤差により、ラジアル方向の分割線Ｆｘに対して角度を有する。
【００１８】
図２１において説明したように、図２２のスポット光ＳＬは、ボールパターンＢＰを有する。ボールパターンＢＰは、図２０における対物レンズ１０７からの出射光が案内溝８１０のどの位置に照射されるかに応じて、発生パターンが異なる。
【００１９】
図２３は、ディテクタ１０２Ｆにおけるスポット光ＳＬが、対物レンズ１０７と光ディスク１０８との距離関係に応じてどのように変化するかを示した図である。
【００２０】
図２３（Ａ）は、対物レンズ１０７と光ディスク１０８との距離が焦点距離より近いディフォーカスの場合を示す。図２３（Ｂ）は、対物レンズ１０７と光ディスク１０８との距離が焦点距離であるジャストフォーカスの場合を示す。図２３（Ｃ）は、対物レンズ１０７と光ディスク１０８との距離が焦点距離より遠いディフォーカスの場合を示す。
【００２１】
図２４は、図２３（Ａ）〜（Ｃ）のようにスポット光ＳＬが変化したときのフォーカスエラー信号ＦＥＳの波形を示した波形図である。図２４では、横軸がｚ軸（ディフォーカス量）、縦軸がディテクタ１０２Ｆの差動出力であるフォーカスエラー信号ＦＥＳをそれぞれ表わす。
【００２２】
図２４に示すように、ディフォーカス量がゼロ近辺（図２３（Ｂ））の状態において、図２３のボールパターンＢＰによる変調成分が、フォーカスエラー信号ＦＥＳのノイズＮＳとなって現れている。このノイズＮＳを「トラック横断ノイズ」と呼ぶ。
【００２３】
ノイズＮＳは、図２２に示したディテクタ１０２Ｆにおいて、領域２Ｂａ１と領域２Ｂａ２との間の差動演算でボールパターンＢＰの変調成分がキャンセルするようにディテクタ１０２Ｆの位置を調整することによって、無くすことが可能である。しかし、ディテクタ１０２Ｆは、主として、フォーカスオフセットを無くすように位置が調整される。そのため、ノイズＮＳは、結果的に残留してしまう。また、ノイズＮＳは、ディフォーカス量がゼロ近辺であるフォーカスサーボの引き込み範囲内で特に大きくなるため、昔から問題となっていた。
【００２４】
近年、光ディスク回転数の増加によって、光ディスクのサーボ帯域が高帯域化してきている。また、光ディスクの案内溝構造が互いに異なる光ディスク（たとえば、ＤＶＤ−ＲとＤＶＤ−ＲＡＭ）を互換する光ピックアップが求められるようになってきている。このような傾向により、「トラック横断ノイズ」の問題が従来以上に顕在化してきた。以上は、ナイフエッジ法によってフォーカスエラー信号の検出を行う場合の例で説明したが、ナイフエッジ法に比べてディテクタ上のスポットサイズが大きい非点収差法やスポットサイズ法では、これら問題は一層顕在化する。
【００２５】
上記のような問題を解決するため、従来の光ピックアップでは、光源と対物レンズの間に設けられたグレーティング素子（光回折素子）により、光源からの光を、記録再生を行う第１の光束と第１の光束よりも解像力の低い第２の光束とに分離し、第２の光束でフォーカスエラー信号を検出する（たとえば、特許文献１，２参照）。
【００２６】
次に、ボールパターンの発生がラジアルトラッキングサーボに及ぼす影響について説明する。図２５〜２７では、ラジアルエラーを検出する方法の１つとして、まずプッシュプル法を例に説明する。
【００２７】
図２５は、光ディスク１０８に偏芯がある場合におけるディテクタ１０２Ｐ上の光強度分布を模式的に示した図である。
【００２８】
ディテクタ１０２Ｐ（２分割ディテクタ）は、図２０に示したディテクタ１０２の一例である。ディテクタ１０２Ｐは、分割線Ｐｘを境に左右の光強度分布を比較して、ラジアル方向のずれを検出する。
【００２９】
図２５を参照して、光ディスク１０８に偏芯がない場合（実線）、光ディスク１０８から対物レンズ１０７を通ってディテクタ１０２Ｐに照射される光の強度分布は、ディテクタ１０２Ｐの分割線Ｐｘを境に左右対称となる。一方、光ディスク１０８に偏芯がある場合（破線）、対物レンズ１０７は、ラジアルサーボにより光ディスク１０８のトラック案内溝に追従する。このとき、光ディスク１０８から対物レンズ１０７を通ってディテクタ１０２Ｐに照射される光の強度分布は、分割線Ｐｘを境に左右非対称となる。
【００３０】
図２６は、光ディスク１０８がチルトしている場合におけるディテクタ１０２Ｐ上の光強度分布を模式的に示した図である。
【００３１】
図２６を参照して、光ディスク１０８がチルトしていない場合（実線）、光ディスク１０８から対物レンズ１０７を通ってディテクタ１０２Ｐに照射される光の強度分布は、ディテクタ１０２Ｐの分割線Ｐｘを境に左右対称となる。一方、光ディスク１０８がチルトしている場合（破線）、光ディスク１０８からの反射光は、一部が対物レンズ１０７の枠外となる。その結果、ディテクタ１０２Ｐに照射される光の強度分布は、分割線Ｐｘを境に左右非対称となる。
【００３２】
図２７は、光ディスク１０８に偏芯またはチルトが存在する場合におけるプッシュプル信号の変化を説明するための図である。
【００３３】
図２７を参照して、光ディスク１０８に偏芯またはチルトが存在しない場合のプッシュプル信号ＰＰ０は、振幅変化がプラス方向とマイナス方向とでバランスしている。これに対し、光ディスク１０８に偏芯またはチルトが存在する場合のプッシュプル信号ＰＰ１は、振幅変化がプラス方向にシフトする。その結果、プッシュプル信号ＰＰ１において、ＤＣオフセットΔｐが発生する。このＤＣオフセットΔｐをキャンセルする方法として、差動プッシュプル法が考案されている。差動プッシュプル法について、図２８〜３１を用いて説明する。
【００３４】
図２８は、差動プッシュプル法に用いられる従来の光ピックアップ１００Ｄの概略的な構成を示した図である。
【００３５】
図２８を参照して、差動プッシュプル法に用いられる従来の光ピックアップ１００Ｄは、図２０に示した光ピックアップ１００において、ディテクタ１０２がディテクタ１０２Ｄに置き換えられ、回折格子１１２が付加された構成となっている。ディテクタ１０２Ｄは、メインビームディテクタ２３０およびサブビームディテクタ２３１，２３２を含む。
【００３６】
レーザ１０１から出射された光は、コリメータレンズ１０５によって平行光にされた後、回折格子１１２によって、メインビームＭＢ（実線）、サブビームＳＢ１，ＳＢ２（いずれも破線）の３ビームに分かれる。これらの３ビームは、ビームスプリッタ１１５を透過した後、対物レンズ１０７によって光ディスク１０８にそれぞれ集光される。
【００３７】
光ディスク１０８を反射した光は、対物レンズ１０７を通過した後、ビームスプリッタ１１５によってそれぞれ反射される。ビームスプリッタ１１５を反射したメインビームＭＢ、サブビームＳＢ１，ＳＢ２の３ビームは、スポットレンズ１１４を介して、ディテクタ１０２Ｄのメインビームディテクタ２３０およびサブビームディテクタ２３１，２３２にそれぞれ入射される。
【００３８】
図２９は、光ディスク１０８の案内溝８１０における３ビームの配置の一例を示した図である。
【００３９】
図２９に示すように、メインビームＭＢは案内溝８１０のグルーブに、サブビームＳＢ１，ＳＢ２は案内溝８１０のランドにそれぞれ位置する。メインビームＭＢが案内溝８１０のグルーブに位置する場合、図２８の回折格子１１２を回転調整することによって、サブビームＳＢ１，ＳＢ２を案内溝８１０のランドの位置にもってくることができる。
【００４０】
図３０は、ディテクタ１０２Ｄの電気的な構成を示した回路図である。
【００４１】
図３０を参照して、ディテクタ１０２Ｄは、メインビームディテクタ２３０と、サブビームディテクタ２３１，２３２と、差動演算回路２４０，２４１，２４２と、加算器２５０と、ゲイン調整回路２５１と、減算回路２６０とを含む。
【００４２】
メインビームディテクタ２３０は、２分割ディテクタであって、メインビームＭＢを受ける。サブビームディテクタ２３１は、２分割ディテクタであって、サブビームＳＢ１を受ける。サブビームディテクタ２３２は、２分割ディテクタであって、サブビームＳＢ２を受ける。図２９に示すように、メインビームディテクタ２３０上でのボールパターン（斜線部）の状態は、サブビームディテクタ２３１，２３２上でのボールパターン（斜線部）の状態と左右対称になる。
【００４３】
差動演算回路２４０は、メインビームディテクタ２３０から出力される２信号の差分をとり、それをプッシュプル信号ＰＰ３０として出力する。差動演算回路２４１は、サブビームディテクタ２３１から出力される２信号の差分をとり、それをプッシュプル信号ＰＰ３１として出力する。差動演算回路２４２は、サブビームディテクタ２３２から出力される２信号の差分をとり、それをプッシュプル信号ＰＰ３２として出力する。
【００４４】
図３１は、プッシュプル信号ＰＰ３０，ＰＰ３１，ＰＰ３２の各波形を示した波形図である。
【００４５】
図３１に示すように、メインビームディテクタ２３０のプッシュプル信号ＰＰ３０に対して、サブビームディテクタ２３１，２３２のプッシュプル信号ＰＰ３１，ＰＰ３２は逆相となる。
【００４６】
図３０に戻って、加算器２５０は、サブビームディテクタ２３１，２３２からそれぞれ出力されるプッシュプル信号ＰＰ３１，ＰＰ３２を加算する。ゲイン調整回路２５１は、加算器２５０によって加算されたプッシュプル信号のゲインＧ１を調整する。減算回路２６０は、差動演算回路２４０の出力信号からゲイン調整回路２５１の出力信号を減算し、それをラジアルエラー信号ＲＥＳとして出力する。以上の演算を式で表わすと、以下のようになる。
【００４７】
ＲＥＳ＝ＰＰ３０−Ｇ１（ＰＰ３１＋ＰＰ３２）・・・・・・・・・・・・・・（２）
上記のように差動プッシュプル法を用いてラジアルエラー信号ＲＥＳを生成することにより、メインビームＭＢに生じるＤＣオフセットをサブビームＳＢ１，ＳＢ２に生じるＤＣオフセットでキャンセルすることができる。また、ラジアルエラー信号ＲＥＳの交流振幅が大きくなるという利点もある。
【００４８】
しかしながら、差動プッシュプル法では、メインビームＭＢに対するサブビームＳＢ１，ＳＢ２の位置を案内溝８１０の構造に合わせて正確に調整しないと、プッシュプル信号ＰＰ３０とプッシュプル信号ＰＰ３１，ＰＰ３２との間の逆相関係が崩れ、ラジアルエラー信号ＲＥＳの交流振幅が急激に小さくなる。そのため、案内溝構造の違う光ディスクを互換できないという問題があった。
【００４９】
また、差動プッシュプル法では、図２８のレーザ１０１から出射される光をメインビームＭＢ、サブビームＳＢ１，ＳＢ２の３ビームに分割することから、記録に使用するメインビームＭＢのパワーが低下する傾向にある。そのため、高出力レーザが比較的安価で使用できる記録型ＣＤ用の光学系では広く利用されているが、高出力化が比較的難しい赤色レーザを使用するＤＶＤ用光学系でこの方法を使用する場合、光ディスクの高速化が図れないのが現状である。
【００５０】
上記のような問題を解決するため、従来の光ピックアップでは、ＤＶＤおよびＣＤの両ディスクを互換できる２波長ピックアップを用いて、例えばＤＶＤのディスクに対して２つの光学系を同時に使用し、ＣＤ側の光学系で生成されたプッシュプル信号をＤＣオフセットキャンセル信号として用いる。これにより、ＤＶＤ側の光学系で生成されたプッシュプル信号に発生するＤＣオフセットをキャンセルすることができる（たとえば、特許文献３参照）。
【特許文献１】特開２０００−３０６２４８号公報
【特許文献２】特開２００１−１１００８７号公報
【特許文献３】特開平１１−２１３４０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００５１】
しかしながら、特許文献１，２に記載されたような光ピックアップを記録再生型光ディスクに適用する場合、光源からの光を第１光束と第２光束とに分離して使用するため、記録に使用する第１光束の光ディスク記録面上におけるパワーが低下してしまうと同時に、フォーカスエラー信号を生成する第２光束の光量を大きく出来ない。そのため、フォーカスエラー信号のＳ／Ｎ比（信号対雑音比）が低下し、昨今の光ディスク回転数の増加に対応するのが困難であるという問題があった。
【００５２】
また、特許文献３に記載されたような光ピックアップの場合、ＣＤ側の光学系から照射されるビームは、ＣＤの記録面にジャストフォーカスするように設計されている。そのため、ＣＤ側の光学系から照射されるビームを基板厚みの異なるＤＶＤに照射した場合、球面収差および色収差により、ＤＶＤに照射されるビームは、ＣＤに照射される場合に比べて、スポット径が極端に大きくなる。
【００５３】
つまり、ＣＤ側の光学系からＤＶＤにビームが照射される場合と、ＤＶＤ側の光学系からＤＶＤにビームが照射される場合とでは、ＤＶＤの記録・未記録境界領域における反射強度の変化率に差が生じる。そのため、ＤＶＤに対してＣＤ側の光学系とＤＶＤ側の光学系とから同時にビームが照射されるとき、ＤＶＤの記録・未記録境界領域においてプッシュプル信号にＤＣオフセットが発生する。その結果、光ピックアップのラジアルトラッキングサーボがはずれてしまうという問題があった。
【００５４】
この発明は、上記の問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、フォーカスエラー信号を安定して検出することが可能な光ピックアップ装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００５５】
この発明は、記録媒体に対して情報を記録再生する光ピックアップ装置であって、互いに波長の異なる第１および第２の光源を含むユニットと、第１および第２の光源の出射光を記録媒体の記録面上に集光する対物レンズと、対物レンズの前段に配置され、第２の光源から出射される光の一部を遮断する波長選択型アパ−チャとを備える。第１および第２の光源は、それぞれの出射光が対物レンズによって集光される焦点位置が揃うように配置される。
【００５６】
好ましくは、ユニットは、第１の光源の出力光が記録媒体から反射された光を受ける第１のディテクタと、第２の光源の出力光が記録媒体から反射された光を受ける第２のディテクタとをさらに含む。第１のディテクタは、第１から第４のディテクタ部を有し、第１から第４のディテクタ部にそれぞれ入射される光信号に対して演算を施すことにより、プッシュプル信号、記録媒体情報信号、および位相差信号を出力する。第２のディテクタは、第１および第２のディテクタ面を有する第１のディテクタ部と、第２および第３のディテクタ部とを含み、第１および第２のディテクタ面にそれぞれ入射される光信号に対して演算を施すことによりフォーカスエラー信号を出力し、第２および第３のディテクタ部にそれぞれ入射される光信号に対して演算を施すことによりオフセットキャンセル信号を出力する。
【００５７】
好ましくは、プッシュプル信号、記録媒体情報信号、およびオフセットキャンセル信号を含む信号に対して演算を施すことにより、プッシュプル信号のオフセット成分が補正されたラジアルエラー信号を生成する。
【００５８】
この発明の別の局面によれば、記録媒体に対して情報を記録再生する光ピックアップ装置であって、第１の光源を含む第１のユニットと、第１の光源と波長の異なる第２の光源を含む第２のユニットと、第２の光源から出射される光の向きを変化させて、第１および第２の光源の出射光の向きを揃える光方向制御部と、光方向制御部によって向きが揃えられた第１および第２の光源の出射光を記録媒体の記録面上に集光する対物レンズと、光方向制御部と対物レンズとの間に配置され、第２の光源から出射される光の一部を遮断する波長選択型アパ−チャとを備える。第２のユニットは、第１および第２の光源の出射光が対物レンズによって集光される焦点位置が揃うように配置される。
【００５９】
好ましくは、第１のユニットは、第１の光源の出力光が記録媒体から反射された光を受ける第１のディテクタをさらに含む。第１のディテクタは、第１から第４のディテクタ部を有し、第１から第４のディテクタ部にそれぞれ入射される光信号に対して演算を施すことにより、プッシュプル信号、記録媒体情報信号、および位相差信号を出力する。第２のユニットは、第２の光源の出力光が記録媒体から反射された光を受ける第２のディテクタをさらに含む。第２のディテクタは、第１および第２のディテクタ面を有する第１のディテクタ部と、第２および第３のディテクタ部とを含み、第１および第２のディテクタ面にそれぞれ入射される光信号に対して演算を施すことによりフォーカスエラー信号を出力する。第２および第３のディテクタ部にそれぞれ入射される光信号に対して演算を施すことによりオフセットキャンセル信号を出力する。
【００６０】
好ましくは、プッシュプル信号、記録媒体情報信号、およびオフセットキャンセル信号を含む信号に対して演算を施すことにより、プッシュプル信号のオフセット成分が補正されたラジアルエラー信号を生成する。
【００６１】
この発明の別の局面によれば、記録媒体に対して情報を記録再生する光ピックアップ装置であって、互いに波長の異なる第１および第２の光源を含むユニットと、第１および第２の光源の出射光を記録媒体の記録面上に集光する対物レンズと、対物レンズの前段に配置され、第２の光源から出射される光の一部を遮断する波長選択型アパ−チャと、第２の光源の後段に配置され、第１および第２の光源の出射光が対物レンズによって集光される焦点位置を揃える焦点位置補正素子とを備える。
【００６２】
好ましくは、ユニットは、第１の光源の出力光が記録媒体から反射された光を受ける第１のディテクタと、第２の光源の出力光が記録媒体から反射された光を受ける第２のディテクタとをさらに含む。第１のディテクタは、第１から第４のディテクタ部を有し、第１から第４のディテクタ部にそれぞれ入射される光信号に対して演算を施すことにより、プッシュプル信号、記録媒体情報信号、および位相差信号を出力する。第２のディテクタは、第１および第２のディテクタ面を有する第１のディテクタ部と、第２および第３のディテクタ部とを含み、第１および第２のディテクタ面にそれぞれ入射される光信号に対して演算を施すことによりフォーカスエラー信号を出力し、第２および第３のディテクタ部にそれぞれ入射される光信号に対して演算を施すことによりオフセットキャンセル信号を出力する。
【００６３】
好ましくは、プッシュプル信号、記録媒体情報信号、およびオフセットキャンセル信号を含む信号に対して演算を施すことにより、プッシュプル信号のオフセット成分が補正されたラジアルエラー信号を生成する。
【００６４】
この発明の別の局面によれば、記録媒体に対して情報を記録再生する光ピックアップ装置であって、第１の光源を含む第１のユニットと、第１の光源と波長の異なる第２の光源を含む第２のユニットと、第２の光源から出射される光の向きを変化させて、第１および第２の光源の出射光の向きを揃える光方向制御部と、光方向制御部によって向きが揃えられた第１および第２の光源の出射光を記録媒体の記録面上に集光する対物レンズと、光方向制御部と対物レンズとの間に配置され、第２の光源から出射される光の一部を遮断する波長選択型アパ−チャと、第２の光源と光方向制御部との間に配置され、第１および第２の光源の出射光が対物レンズによって集光される焦点位置を揃える焦点位置補正素子とを備える。
【００６５】
好ましくは、第１のユニットは、第１の光源の出力光が記録媒体から反射された光を受ける第１のディテクタをさらに含む。第１のディテクタは、第１から第４のディテクタ部を有し、第１から第４のディテクタ部にそれぞれ入射される光信号に対して演算を施すことにより、プッシュプル信号、記録媒体情報信号、および位相差信号を出力する。第２のユニットは、第２の光源の出力光が記録媒体から反射された光を受ける第２のディテクタをさらに含む。第２のディテクタは、第１および第２のディテクタ面を有する第１のディテクタ部と、第２および第３のディテクタ部とを含み、第１および第２のディテクタ面にそれぞれ入射される光信号に対して演算を施すことによりフォーカスエラー信号を出力する。第２および第３のディテクタ部にそれぞれ入射される光信号に対して演算を施すことによりオフセットキャンセル信号を出力する。
【００６６】
好ましくは、プッシュプル信号、記録媒体情報信号、およびオフセットキャンセル信号を含む信号に対して演算を施すことにより、プッシュプル信号のオフセット成分が補正されたラジアルエラー信号を生成する。
【００６７】
好ましくは、焦点位置補正素子は、波長選択型回折格子レンズである。
【００６８】
好ましくは、焦点位置補正素子は、液晶補正素子である。
【００６９】
好ましくは、フォーカスエラー信号および記録媒体情報信号を受けて、焦点位置補正素子の動作を制御する焦点位置補正素子制御回路をさらに備える。
【００７０】
この発明の別の局面によれば、記録媒体に対して情報を記録再生する光ピックアップ装置であって、光源と、光源からの出力光を３方向に分ける３方向回折格子と、光源の出力光が記録媒体から反射された光を受けるディテクタとを含むユニットと、光源の出射光を記録媒体の記録面上に集光する対物レンズと、光源と対物レンズとの間の光路上に、光源の出射光が対物レンズによって集光される焦点位置を揃える焦点位置補正素子とを備える。ディテクタは、第１および第２のディテクタ面を有する第１のディテクタ部と、第２および第３のディテクタ部とを含む。第１および第２のディテクタ面にそれぞれ入射される光信号に対して演算を施すことによりフォーカスエラー信号を出力し、第２および第３のディテクタ部の一部と第１および第２のディテクタ面とにそれぞれ入射される光信号に対して演算を施すことにより記録媒体情報信号を出力する。フォーカスエラー信号および記録媒体情報信号を受けて、焦点位置補正素子の動作を制御する焦点位置補正素子制御回路をさらに備える。
【発明の効果】
【００７１】
この発明によれば、フォーカスエラー信号の安定した検出が可能であるとともに、基板厚みの異なる複数の光ディスクに対して安定した記録再生が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００７２】
以下、この発明の実施の形態について図面を参照して詳しく説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。
【００７３】
［実施の形態１］
図１は、この発明の実施の形態１による光ピックアップ１Ａの概略的な構成を示した図である。
【００７４】
図１を参照して、実施の形態１の光ピックアップ１Ａは、光ディスク８を記録再生し、波長選択型ビームスプリッタ４と、コリメータレンズ５と、波長選択型アパーチャ６と、対物レンズ７と、集積型レーザユニット１０，２０とを備える。光ディスク８の記録面上には、案内溝８１が形成されている。
【００７５】
集積型レーザユニット１０は、レーザ１１と、ディテクタ１２と、ホログラム素子１３とを含む。集積型レーザユニット２０は、レーザ２１と、ディテクタ２２と、ホログラム素子２３とを含む。レーザ２１の波長は、レーザ１１の波長より長いものとする。また、実施の形態１において、レーザ２１の波長は、光ディスク８における案内溝８１の構造周期よりも長いものとする。これらの条件を満たす一例として、レーザ１１が赤色レーザ、レーザ２１が赤外レーザ、および光ディスク８がＤＶＤ−Ｒ／ＲＷディスクまたはＤＶＤ−ＲＡＭディスクの場合がある。
【００７６】
波長選択型ビームスプリッタ４は、入射光の波長に応じて、入射光を透過または反射するビームスプリッタである。波長選択型アパーチャ６は、入射光の波長に応じて、開口の度合いが変化するアパーチャである。なお、集積型レーザユニット１０，２０を用いる代わりに、互いに波長の異なるレーザ１１，２１を１つのユニットに内蔵した、いわゆる２波長レーザを用いることもできる。２波長レーザを用いることにより、光ピックアップ１Ａを構成するのに必要な光学部品の数を低減することができる。
【００７７】
集積型レーザユニット１０のレーザ１１から出射された光（実線）は、ホログラム素子１３を通過し、波長選択型ビームスプリッタ４を透過した後、コリメータレンズ５によって平行光にされる。この平行光は、波長選択型アパーチャ６を通過した後、対物レンズ７によって光ディスク８に集光される。光ディスク８を反射した光は、対物レンズ７、波長選択型アパーチャ６、およびコリメータレンズ５を通過した後、波長選択型ビームスプリッタ５を透過する。波長選択型ビームスプリッタ４を透過した光は、ホログラム素子１３によって進行方向が変わり、ディテクタ１２に入射される。
【００７８】
集積型レーザユニット２０のレーザ２１から出射された光（破線）は、ホログラム素子２３を通過し、波長選択型ビームスプリッタ４によって反射された後、コリメータレンズ５によって平行光にされる。この平行光は、波長選択型アパ−チャ６によって、通過する光の一部が制限される。これは、対物レンズ７のＮＡ（Numerical Aperture）がレーザ２１から出射される光に対して低くなったのと等価である。波長選択型アパーチャ６を通過した光は、対物レンズ７によって光ディスク８に集光される。光ディスク８を反射した光は、対物レンズ７、波長選択型アパーチャ６、およびコリメータレンズ５を通過した後、波長選択型ビームスプリッタ４によって反射される。波長選択型ビームスプリッタ４を反射した光は、ホログラム素子２３によって進行方向が変わり、ディテクタ２２に入射される。
【００７９】
いま、対物レンズ７は、集積型レーザユニット１０におけるレーザ１１の波長、および光ディスク８の厚みに対して最適に設計されているものと仮定する。この場合、集積型レーザユニット２０のレーザ２１から出射される光は、対物レンズ７によって光ディスク８上に集光される際、レーザ１１との波長差等により色収差等が発生し得る。
【００８０】
実施の形態１の光ピックアップ１Ａでは、集積型レーザユニット２０の光軸方向（ｙ軸方向）に対する位置を予め粗調整しておくことによって、上記の色収差等を補正すると同時に、集積型レーザユニット１０のレーザ１１と集積型レーザユニット２０のレーザ２１との対物レンズ出射光位置をほぼ一致させている。
【００８１】
色収差等を補正することによって、色収差等を原因とする光ディスク８上の集光スポット径の拡大が抑えられる。そのため、オフセットキャンセル信号のＳ／Ｎ比低下、および光ディスク８の記録・未記録境界領域における瞬間的なオフセット発生を抑えることができる。したがって、光ピックアップ１Ａにおいて、安定したフォーカスサーボおよびラジアルトラッキングサーボを実現することができる。
【００８２】
また、レーザ１１とレーザ２１との対物レンズ出射光位置を揃えることによって、レーザ１１の出射光を対物レンズ７を用いて光ディスク８上に集光する際の焦点深度と、レーザ２１の出射光を用いたフォーカスサーボの制動範囲とをほぼ一致させることが可能となる。これにより、新たな光学部品を付加することなく、レーザ１１の出射光を用いて光ディスク８の記録再生を行なうと同時に、レーザ２１の出射光を用いて対物レンズ７のフォーカスサーボを安定的に行なうことができる。これにより、案内溝８１の構造が異なる光ディスク８に対して互換可能になるとともに、コスト面で有利となる。
【００８３】
次に、図２，３を用いて、光ピックアップ１Ａにおける集積型レーザユニット１０の具体的な構成について説明する。
【００８４】
図２は、この発明の実施の形態１による集積型レーザユニット１０の構成を説明するための斜視図である。
【００８５】
図２を参照して、集積型レーザユニット１０のレーザ１１から出射された光は、ホログラム素子１３を通過し、コリメータレンズ５によって平行光にされた後、光ディスク８（ここでは図示せず）に集光される。図示しない光ディスク８を反射した光は、コリメータレンズ５を通過した後、ホログラム素子１３によって４方向に回折され、ディテクタ１２に入射される。
【００８６】
図３は、集積型レーザユニット１０におけるディテクタ１２とホログラム素子１３との対応関係を示した模式図である。
【００８７】
図３を参照して、ディテクタ１２は、第１ディテクタ部１２ａと、第２ディテクタ部１２ｂと、第３ディテクタ部１２ｃと、第４ディテクタ部１２ｄとを含む。ホログラム素子１３は、分割線１３ｘ，１３ｙによって、第１象限部１３ｄ、第２象限部１３ｃ、第３象限部１３ａ、および第４象限部１３ｂの４象限部に分割されている。
【００８８】
図３に示すように、ホログラム素子１３の第３象限部１３ａ、第４象限部１３ｂ、第２象限部１３ｃ、および第１象限部１３ｄにおいてそれぞれ回折された光は、ディテクタ１２の第１ディテクタ部１２ａ、第２ディテクタ部１２ｂ、第３ディテクタ部１２ｃ、および第４ディテクタ部１２ｄにそれぞれ入射される。
【００８９】
第１ディテクタ部１２ａ、第２ディテクタ部１２ｂ、第３ディテクタ部１２ｃ、および第４ディテクタ部１２ｄから出力される信号をそれぞれＳ１２ａ、Ｓ１２ｂ、Ｓ１２ｃ、およびＳ１２ｄとする。このとき、プッシュプル信号ＰＰ、光ディスク情報信号ＲＦ、および位相差信号ＤＰＤは、それぞれ以下の式で表わされる。なお「Ｐｈ」は、位相差をとる演算を意味する。
【００９０】
ＰＰ＝（Ｓ１２ａ＋Ｓ１２ｃ）−（Ｓ１２ｂ＋Ｓ１２ｄ）・・・・・・・・・・（３）
ＲＦ＝Ｓ１２ａ＋Ｓ１２ｂ＋Ｓ１２ｃ＋Ｓ１２ｄ・・・・・・・・・・・・・・（４）
ＤＰＤ＝Ｐｈ｜（Ｓ１２ａ＋Ｓ１２ｄ）−（Ｓ１２ｂ＋Ｓ１２ｃ）｜・・・・・（５）
次に、図４，５を用いて、光ピックアップ１Ａにおける集積型レーザユニット２０の具体的な構成について説明する。
【００９１】
図４は、この発明の実施の形態１による集積型レーザユニット２０の構成を説明するための斜視図である。
【００９２】
図４を参照して、集積型レーザユニット２０のレーザ２１から出射された光は、ホログラム素子２３を通過し、コリメータレンズ５によって平行光にされた後、光ディスク８（ここでは図示せず）に集光される。図示しない光ディスク８を反射した光は、コリメータレンズ５を通過した後、ホログラム素子２３によって３方向に回折され、ディテクタ２２に入射される。
【００９３】
図５は、集積型レーザユニット２０におけるディテクタ２２とホログラム素子２３との対応関係を示した模式図である。
【００９４】
図５を参照して、ディテクタ２２は、第１ディテクタ部２２ａと、第２ディテクタ部２２ｂと、第３ディテクタ部２２ｃとを含む。第１ディテクタ部２２ａは、分割線２２ｘを境に、第１ディテクタ面２２ａ１と、第２ディテクタ面２２ａ２とに分割されている。ホログラム素子２３は、分割線２３ｘ，２３ｙによって、第１象限部２３ｂ、第２象限部２３ｃ、および第３−４象限部２３ａの３象限部に分割されている。
【００９５】
図５に示すように、ホログラム素子２３の第３−４象限部２３ａ、第１象限部２３ｂ、および第２象限部２３ｃにおいてそれぞれ回折された光は、ディテクタ２２の第１ディテクタ部２２ａ、第２ディテクタ部２２ｂ、および第３ディテクタ部２２ｃにそれぞれ入射される。
【００９６】
第１ディテクタ面２２ａ１、第２ディテクタ面２２ａ２、第２ディテクタ部２２ｂ、および第３ディテクタ部２２ｃから出力される信号をそれぞれＳ２２ａ１、Ｓ２２ａ２、Ｓ２２ｂ、およびＳ２２ｃとする。このとき、フォーカスエラー信号ＦＥＳは、以下の式で表わされる。
【００９７】
ＦＥＳ＝Ｓ２２ａ１−Ｓ２２ａ２・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（６）
図１において説明したように、集積型レーザユニット１０のレーザ１１と集積型レーザユニット２０のレーザ２１とは、対物レンズ７の出射光位置がほぼ一致している。しかしながら、完全には一致しておらず、フォーカスエラー信号ＦＥＳは通常ゼロとならない。そこで、実施の形態１の光ピックアップ１Ａでは、集積型レーザユニット１０において検出される光ディスク情報信号ＲＦが最大となるように、図１の対物レンズ７を光軸方向に微調整する。これにより、図１を参照して、レーザ１１の対物レンズ出射光位置を光ディスク８の記録面上にジャストフォーカスすることができる。
【００９８】
また、オフセットキャンセル信号ＬＳは、
ＬＳ＝Ｓ２２ｃ−Ｓ２２ｂ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（７）
のように表わされる。
【００９９】
そして、ラジアルエラー信号ＲＥＳは、プッシュプル信号ＰＰ、光ディスク情報信号ＲＦ、およびオフセットキャンセル信号ＬＳを用いて、以下のように表わされる。
【０１００】
ＲＥＳ＝ＰＰ／ＲＦ−ｋ１・ＬＳ／（Ｓ２２ｂ＋Ｓ２２ｃ）・・・・・・・・・（８）
ここで、係数ｋ１は、基本的には、図３，５を参照して、ディテクタ１２の第１ディテクタ部１２ａ、第２ディテクタ部１２ｂ、第３ディテクタ部１２ｃ、および第４ディテクタ部１２ｄと、ディテクタ２２の第２ディテクタ部２２ｂおよび第３ディテクタ部２２ｃとにそれぞれ入射されるビームの面積比と強度比との違いを１つのゲインで補正するための係数である。ただし、係数ｋ１により補正されるのは、ディテクタ１２，２２の各ディテクタ部に入射されるビームの面積比と強度比との違いだけでなく、集積型レーザユニット１０，２０の各製作過程において発生する部品寸法等の誤差、およびホログラム素子１３とホログラム素子２３との回折効率差により発生するオフセット等も含まれる。
【０１０１】
集積型レーザユニット１０におけるレーザ１１のパワーと集積型レーザユニット２０におけるレーザ２１のパワーとは同じではなく、各々で最適に調整される。そのため、レーザ１１のパワーとレーザ２１のパワーとを比較できるように、レーザ１１のパワーとレーザ２１のパワーとを加算したトータルパワーでレーザ１１のパワーとレーザ２１のパワーとを正規化した後、係数ｋ１が決定される。
【０１０２】
次に、実施の形態１の光ピックアップ１Ａにおいて、フォーカストラッキングサーボにおけるフォーカスエラー信号の変化について説明する。
【０１０３】
図１を参照して、光ディスク８がたとえばＤＶＤ−Ｒディスクであった場合、先にも説明したように、案内溝８１のピッチｐが７４０ｎｍとなる。したがって、集積型レーザユニット２０におけるレーザ２１の波長λが６５０ｎｍであったとすると、式（１）における回折角度θは約６１°となり、０次光と±１次光とが重なり合う。その結果、ボールパターンが発生する。
【０１０４】
しかしながら、集積型レーザユニット２０におけるレーザ２１の波長λがたとえば７８０ｎｍで、光ディスク８の案内溝８１のピッチｐよりも長い場合、式（１）より、ｓｉｎθ＞１となる。そのため、光ディスク８の案内溝８１において回折が起こらず、±１次光が発生しないため、ボールパターンは発生しない。
【０１０５】
図６は、集積型レーザユニット２０のディテクタ２２における第１ディテクタ部２２ａ上のビームの状態を示した図である。図６では、横軸がｘ軸（ラジアル方向）、縦軸がｙ軸（トラック方向）をそれぞれ表わす。
【０１０６】
前述したように、第１ディテクタ部２２ａは、ラジアル方向の分割線２２ｘを境に、第１ディテクタ面２２ａ１と、第２ディテクタ面２２ａ２とに分割された２分割ディテクタである。フォーカスエラー信号ＦＥＳは、第１ディテクタ面２２ａ１に照射された光と第２ディテクタ面２２ａ２に照射された光との差動出力によって決まる。第１ディテクタ部２２ａ上に照射されたスポット光ＳＬは、ラジアル方向の分割線２２ｘに対して角度を有するものの、レーザ２１の波長が７８０ｎｍで案内溝８１のピッチ７４０ｎｍよりも長いため、ボールパターンは存在しない。
【０１０７】
図７は、ディテクタ２２の第１ディテクタ部２２ａにおけるスポット光ＳＬが、対物レンズ７と光ディスク８との距離関係に応じてどのように変化するかを示した図である。
【０１０８】
図７（Ａ）は、対物レンズ７と光ディスク８との距離が焦点距離より近いディフォーカスの場合を示す。図７（Ｂ）は、対物レンズ７と光ディスク８との距離が焦点距離であるジャストフォーカスの場合を示す。図７（Ｃ）は、対物レンズ７と光ディスク８との距離が焦点距離より遠いディフォーカスの場合を示す。図７（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、第１ディテクタ部２２ａ上には、対物レンズ７と光ディスク８との距離の変化によって生じるスポット光ＳＬの状態変化しかなく、ボールパターンは存在しない。
【０１０９】
図８は、図７（Ａ）〜（Ｃ）のようにスポット光ＳＬが変化したときのフォーカスエラー信号ＦＥＳの波形を示した波形図である。図８では、横軸がｚ軸（ディフォーカス量）、縦軸が第１ディテクタ部２２ａの差動出力であるフォーカスエラー信号ＦＥＳをそれぞれ表わす。
【０１１０】
図８に示すように、ディフォーカス量がゼロ近辺（図２３（Ｂ））の状態においても、図２４の場合とは異なり、トラック横断ノイズは発生しない。したがって、フォーカスエラー信号ＦＥＳは、ディフォーカス量がゼロ近辺のサーボ引き込み領域においても、ノイズのない、きれいな波形となる。
【０１１１】
次に、実施の形態１の光ピックアップ１Ａにおいて、ラジアルトラッキングサーボにおけるラジアルエラー信号の変化について説明する。
【０１１２】
図９は、光ディスク８に偏芯がある場合において、集積型レーザユニット２０のディテクタ２２における第２ディテクタ部２２ｂおよび第３ディテクタ部２２ｃ上の光強度分布を模式的に示した図である。ディテクタ２２は、第２ディテクタ部２２ｂと第３ディテクタ部２２ｃとの光強度分布を比較して、ラジアル方向のずれを検出する。
【０１１３】
なお、ディテクタ２２の第２ディテクタ部２２ｂおよび第３ディテクタ部２２ｃに入力される光は、実際には、図１，４において説明したように、ホログラム素子２３によって３方向に回折された光のうちの２方向の光である。しかしながら、ここでは、先に説明した図２５，２６との比較を考慮して、図９を図２５と類似の構成で描画した。これは、次の図１０についても同じである。
【０１１４】
図９を参照して、光ディスク８に偏芯がない場合（実線）、光ディスク８から対物レンズ７を通ってディテクタ２２に照射される光の強度分布は、第２ディテクタ部２２ｂと第３ディテクタ部２２ｃとで左右対称となる。一方、光ディスク８に偏芯がある場合（破線）、対物レンズ７は、ラジアルサーボにより光ディスク８のトラック案内溝に追従する。このとき、光ディスク８から対物レンズ７を通ってディテクタ２２に照射される光の強度分布は、第２ディテクタ部２２ｂと第３ディテクタ部２２ｃとで左右非対称となる。
【０１１５】
図１０は、光ディスク８がチルトしている場合において、集積型レーザユニット２０のディテクタ２２における第２ディテクタ部２２ｂおよび第３ディテクタ部２２ｃ上の光強度分布を模式的に示した図である。
【０１１６】
図１０を参照して、光ディスク８がチルトしていない場合（実線）、光ディスク８から対物レンズ７を通ってディテクタ２２に照射される光の強度分布は、第２ディテクタ部２２ｂと第３ディテクタ部２２ｃとで左右対称となる。一方、光ディスク８がチルトしている場合（破線）、光ディスク８からの反射光は、一部が対物レンズ７の枠外となる。その結果、ディテクタ２２に照射される光の強度分布は、第２ディテクタ部２２ｂと第３ディテクタ部２２ｃとで左右非対称となる。
【０１１７】
図１１は、光ディスク８に偏芯またはチルトが存在する場合におけるオフセットキャンセル信号の変化を説明するための図である。
【０１１８】
図１１を参照して、光ディスク８にに偏芯またはチルトが存在しない場合のオフセットキャンセル信号ＬＳ０は、振幅変化がなく、ＤＣオフセット成分も存在しない。これに対し、光ディスク８に偏芯またはチルトが存在する場合のオフセットキャンセル信号ＬＳ１は、振幅変化はないものの、ＤＣオフセットΔｐ１が存在する。
【０１１９】
オフセットキャンセル信号ＬＳ１のＤＣオフセットΔｐ１は、前述した式（８）を参照してラジアルエラー信号を算出する際に、キャンセルすることができる。したがって、光ディスク８に偏芯またはチルトが存在する場合でも、振幅変化がなく、ＤＣオフセット成分も存在しないラジアルエラー信号を得ることができる。
【０１２０】
ここで、図１を参照して、光ディスク８がたとえばバージョン２のＤＶＤ−ＲＡＭディスクであった場合、案内溝８１のピッチは１．２３μｍである。したがって、集積型レーザユニット２０におけるレーザ２１の波長を１．２３μｍ以上とすることで、ボールパターンの発生を抑えることができる。
【０１２１】
しかしながら、集積型レーザユニット１０におけるレーザ１１の波長を６５０ｎｍ（ＤＶＤ−ＲＡＭディスクの読出し／書込み波長に対応）とし、集積型レーザユニット２０におけるレーザ２１の波長を１．２３μｍとした場合には、レーザ１１の波長６５０ｎｍとレーザ２１の波長７８０ｎｍとの組み合わせの場合に比べて、色収差等の発生量が非常に大きくなる。そのため、レーザ１１とレーザ２１との対物レンズ出射光位置を揃えるのが困難になる。
【０１２２】
一方、レーザ１１の波長６５０ｎｍとレーザ２１の波長７８０ｎｍとの組み合わせでは、レーザ２１の波長７８０ｎｍが案内溝８１のピッチ１．２３μｍよりも短いため、ボールパターンが発生する。
【０１２３】
この場合、図１を参照して、レーザ１１の波長６５０ｎｍとレーザ２１の波長７８０ｎｍとの組み合わせにおいてレーザ２１からの光に対する対物レンズ７の有効ＮＡをできるだけ低くすることにより、レーザ１１とレーザ２１との対物レンズ出射光位置を揃えつつ、ボールパターンの発生を最小限に抑えることができる。この理由を以下に説明する。
【０１２４】
収差のない円形開口の対物レンズを含む光学系がどれだけ微細なパターンを読み出せるかは、当該対物レンズのＮＡと使用光源の波長λとだけで決まる。微細パターンの大きさをＸとすると、Ｘは以下の式で表わされる。
【０１２５】
Ｘ＝λ／２ＮＡ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（９）
光ディスク８がたとえばバージョン２のＤＶＤ−ＲＡＭディスクであった場合、微細パターンの大きさＸは、Ｘ＝１．２３μｍとなる。一方、集積型レーザユニット２０におけるレーザ２１の波長λ＝７８０ｎｍの場合、式（９）より、レーザ２１からの光に対する対物レンズ７の有効ＮＡは０．３１となり、このときボールパターンは発生しない。
【０１２６】
つまり、集積型レーザユニット２０におけるレーザ２１の波長を光ディスク８における案内溝８１のピッチより長くできない場合、集積型レーザユニット１０におけるレーザ１１の波長に対して集積型レーザユニット２０におけるレーザ２１の波長をできるだけ長波長とし、かつレーザ２１からの光に対する対物レンズ７の有効ＮＡをできるだけ低くすることによって、ボールパターンの発生を抑えることができる。
【０１２７】
ただし、集積型レーザユニット２０のレーザ２１からの光に対する対物レンズ７の有効ＮＡをあまりに低くすると、光ディスク８上でのビームスポットが大きくなりすぎる可能性がある。光ディスク８上でのビームスポットが大きくなりすぎると、光ディスク８の記録・未記録境界領域における反射強度の変化率が集積型レーザユニット１０と集積型レーザユニット２０とで大きく異なることになる。その結果、フォーカスサーボおよびラジアルサーボとも規定状態から外れる可能性が高くなる。これに関して行なった実験結果を次に示す。
【０１２８】
図１２は、各種条件におけるプッシュプル信号またはオフセットキャンセル信号の実験結果の波形を示した波形図である。
【０１２９】
図１２では、対物レンズ揺動信号Ｓ０（三角波）を図示しないアクチュエータに入力して図１の対物レンズ７を揺動させることで、プッシュプル信号またはオフセットキャンセル信号にオフセット成分を発生させている。なお、対物レンズ揺動信号Ｓ０は、予め６０ｍＶだけ上方にシフトされている。
【０１３０】
図１２（ａ）は、光ディスク８がＤＶＤ−Ｒディスクで、レーザ１１の波長が６５０ｎｍの場合における、対物レンズ揺動信号Ｓ０およびプッシュプル信号ＰＰ＿Ｒの実験結果の波形を示す。図１２（ａ）では、横軸が時間（１ブロック２００ｍｓ）、縦軸が電圧（対物レンズ揺動信号Ｓ０で１ブロック１Ｖ、プッシュプル信号ＰＰ＿Ｒで１ブロック５００ｍＶ）をそれぞれ表わす。なお、プッシュプル信号ＰＰ＿Ｒには、ＤＶＤ−Ｒディスクの案内溝構造に起因した変調成分が付加している。
【０１３１】
図１２（ｂ）は、光ディスク８がＤＶＤ−ＲＡＭディスクで、レーザ１１の波長が６５０ｎｍの場合における、対物レンズ揺動信号Ｓ０およびプッシュプル信号ＰＰ＿ＲＡＭの実験結果の波形を示す。図１２（ｂ）では、横軸が時間（１ブロック２００ｍｓ）、縦軸が電圧（対物レンズ揺動信号Ｓ０で１ブロック１Ｖ、プッシュプル信号ＰＰ＿ＲＡＭで１ブロック２００ｍＶ）をそれぞれ表わす。なお、プッシュプル信号ＰＰ＿ＲＡＭには、ＤＶＤ−ＲＡＭディスクの案内溝構造に起因した変調成分が付加している。
【０１３２】
図１２（ｃ）は、光ディスク８がＤＶＤ−Ｒディスクで、レーザ２１の波長が７８０ｎｍの場合における、対物レンズ揺動信号Ｓ０およびオフセットキャンセル信号ＬＳ＿Ｒの実験結果の波形を示す。図１２（ｃ）では、横軸が時間（１ブロック２００ｍｓ）、縦軸が電圧（対物レンズ揺動信号Ｓ０で１ブロック１Ｖ、オフセットキャンセル信号ＬＳ＿Ｒで１ブロック５００ｍＶ）をそれぞれ表わす。
【０１３３】
図１２（ｄ）は、光ディスク８がＤＶＤ−ＲＡＭディスクで、レーザ２１の波長が７８０ｎｍの場合における、対物レンズ揺動信号Ｓ０およびオフセットキャンセル信号ＬＳ＿ＲＡＭの実験結果の波形を示す。図１２（ｄ）では、横軸が時間（１ブロック２００ｍｓ）、縦軸が電圧（対物レンズ揺動信号Ｓ０で１ブロック１Ｖ、オフセットキャンセル信号ＬＳ＿ＲＡＭで２ブロック１００ｍＶ）をそれぞれ表わす。
【０１３４】
なお、図１２（ｄ）における信号ＮＬＳは、ＤＶＤ−ＲＡＭディスクの千鳥格子構造に起因したＣＡＰＡ（Complimentary Allocated Pit Addressing）信号であって、隠れてはいるものの、図１２（ｂ）のプッシュプル信号ＰＰ＿ＲＡＭ中にも存在する。光ピックアップ装置１Ａは、実際のサーボ信号検出動作において、これらのＣＡＰＡ信号を読み取らない回路構成を備えているため、問題とはならない。
【０１３５】
図１２（ａ）と図１２（ｃ）とを比較すると、プッシュプル信号ＰＰ＿Ｒとオフセットキャンセル信号ＬＳ＿Ｒとは、プッシュプル信号ＰＰ＿Ｒの方にＤＶＤ−Ｒディスクの案内溝構造に起因した変調成分が付加されている点を除けば、互いにほぼ相似な関係となっている。したがって、式（８）の演算を施すことにより、ラジアルエラー信号ＲＥＳを算出する過程で、オフセット成分（約５００ｍＶ）を除去することができる。
【０１３６】
図１２（ｂ）と図１２（ｄ）とを比較すると、プッシュプル信号ＰＰ＿ＲＡＭとオフセットキャンセル信号ＬＳ＿ＲＡＭとは、プッシュプル信号ＰＰ＿ＲＡＭの方にＤＶＤ−ＲＡＭディスクの案内溝構造に起因した変調成分および歪みが付加されている点を除けば、互いにほぼ相似な関係となっている。したがって、式（８）の演算を施すことにより、ラジアルエラー信号ＲＥＳを算出する過程で、オフセット成分（約１００ｍＶ）を除去することができる。
【０１３７】
また、図１２（ｃ）のオフセットキャンセル信号ＬＳ＿Ｒと図１２（ｄ）のオフセットキャンセル信号ＬＳ＿ＲＡＭとを比較すると、オフセットキャンセル信号ＬＳ＿ＲＡＭは、電圧方向にプッシュプル成分が残留している。これは、光ディスク８がＤＶＤ−ＲＡＭディスクの場合には、ボールパターンが完全に消えていないことを意味する。
【０１３８】
しかしながら、図１２（ｄ）のオフセットキャンセル信号ＬＳ＿ＲＡＭにおける残留プッシュプル成分の厚みは、図１２（ｂ）のオフセットキャンセル信号ＬＳ＿ＲＡＭにおける変調成分の厚みに比べて約１／１０以下とかなり小さくなっている。そのため、この程度の残留プッシュプル成分でボールパターンが発生していても影響はほとんどない。
【０１３９】
このことは、光ディスク８がＤＶＤ−ＲＡＭディスクの場合における、フォーカストラッキングサーボでのトラック横断ノイズについても同様である。すなわち、光ディスク８がＤＶＤ−ＲＡＭディスクの場合、トラック横断ノイズが完全になくなるわけではない。しかしながら、その影響は無視できる程度となり、また光ディスク８の記録・未記録境界領域における反射率変動の影響もほとんどない。
【０１４０】
以上のように、実施の形態１によれば、集積型レーザユニット２０の光軸方向における位置を予め粗調整しておくことによって、色収差等を原因とする光ディスク８上の集光スポット径の拡大が抑えられ、オフセットキャンセル信号のＳ／Ｎ比低下、および光ディスク８の記録・未記録境界領域における瞬間的なオフセット発生を抑えることができる。
【０１４１】
また、実施の形態１によれば、レーザ１１とレーザ２１との対物レンズ出射光位置を揃えることによって、新たな光学部品を付加することなく、レーザ１１の出射光を用いて光ディスク８の記録再生を行なうと同時に、レーザ２１の出射光を用いて対物レンズ７のフォーカスサーボを安定的に行なうことができる。これにより、案内溝８１の構造が異なる光ディスク８に対して互換可能になるとともに、コスト面で有利となる。
【０１４２】
また、実施の形態１によれば、集積型レーザユニット１０におけるレーザ１１の波長に対して集積型レーザユニット２０におけるレーザ２１の波長をできるだけ長波長とし、かつレーザ２１からの光に対する対物レンズ７の有効ＮＡをできるだけ低くすることによって、ボールパターンの発生を抑えることができる。
【０１４３】
［実施の形態２］
図１３は、この発明の実施の形態２による光ピックアップ１Ｂの概略的な構成を示した図である。
【０１４４】
図１３を参照して、実施の形態２の光ピックアップ１Ｂは、波長選択型ビームスプリッタ４と集積型レーザユニット２０との間に焦点位置補正素子９が付加された点においてのみ、実施の形態１の光ピックアップ１Ａと異なる。したがって、実施の形態１と重複する部分の説明は、ここでは繰り返さない。
【０１４５】
焦点位置補正素子９は、集積型レーザユニット２０のレーザ２１から出射される光が対物レンズ７によって集光される焦点位置を調整するための素子である。焦点位置補正素子９を用いることにより、集積型レーザユニット２０の光軸方向に対する焦点位置を物理的に粗調整する必要がなくなる。
【０１４６】
実施の形態１の光ピックアップ１Ａにおける焦点位置の粗調整では、集積型レーザユニット２０を波長選択型ビームスプリッタ４から離れる方向に調整する必要があったため、光ピックアップのサイズが増大する可能性があった。これに対し、実施の形態２の光ピックアップ１Ｂでは、焦点位置補正素子９を用いて焦点位置を調整しているため、光ピックアップのサイズが増大するのを抑えることができ、小型化に有利となる。
【０１４７】
図１４は、焦点位置補正素子９の一例である波長選択型回折格子レンズ９Ａの断面構造および上面構造を示した図である。
【０１４８】
図１４に示すように、波長選択型回折格子レンズ９Ａは、断面構造９Ａ＿１および上面構造９Ａ＿２を有し、上面から見て同心円状に回折格子が刻まれている。このように同心円状に回折格子が刻まれることで、波長選択型回折格子レンズ９Ａは、レンズのような働きをする。
【０１４９】
図１５は、焦点位置補正素子９の他の一例である液晶補正素子９Ｂの断面構造および上面構造を示した図である。
【０１５０】
図１５に示すように、液晶補正素子９Ｂは、断面構造９Ｂ＿１および上面構造９Ｂ＿２を有する。液晶補正素子９Ｂは、ガラス基板９１ａ，９１ｂと、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide：インジウム−スズ酸化物）電極９２ａ，９２ｂと、配向膜９３ａ，９３ｂと、液晶層９４とを含む。
【０１５１】
図１５の断面構造９Ｂ＿１を参照して、液晶補正素子９Ｂは、ガラス基板９１ａの上部に、ＩＴＯ電極９２ａ、配向膜９３ａ、液晶層９４、配向膜９３ｂ、ＩＴＯ電極９２ｂ、およびガラス基板９１ｂが順に積層されている。液晶層９４には、所定の配向が与えられている。また、ＩＴＯ電極９２ｂは、上面構造９Ｂ＿２に示すように、上面から見て同心円状となるような電極パターンを有している。
【０１５２】
ＩＴＯ電極９２ａ，９２ｂを介して液晶層９４に電位差を与えることにより、液晶層９４内部の常光・異常光に対する屈折率分布が変化する。いま、ＩＴＯ電極９２ｂは同心円状の電極パターンを有しているため、液晶層９４内部の常光・異常光に対する屈折率分布も同心円状になる。その結果、液晶補正素子９Ｂは、レンズのような働きをする。
【０１５３】
以上のように、実施の形態２によれば、焦点位置補正素子９を用いて、集積型レーザユニット２０のレーザ２１から出射される光が対物レンズ７によって集光される焦点位置を調整することにより、光ピックアップのサイズが増大するのを抑えることができ、小型化に有利となる。
【０１５４】
［実施の形態３］
図１６は、この発明の実施の形態３による光ピックアップ１Ｃの概略的な構成を示した図である。
【０１５５】
図１６を参照して、実施の形態３の光ピックアップ１Ｃは、焦点位置補正素子９が一例として液晶補正素子９Ｂに置き換えられ、液晶補正素子９Ｂを制御する液晶補正素子制御回路５０が付加された点においてのみ、実施の形態２の光ピックアップ１Ｂと異なる。したがって、実施の形態１，２と重複する部分の説明は、ここでは繰り返さない。
【０１５６】
液晶補正素子制御回路５０は、まず、液晶補正素子９Ｂに所定の電圧を与えることにより、集積型レーザユニット２０の光軸方向に対する焦点位置を物理的に粗調整する。その後、液晶補正素子制御回路５０は、集積型レーザユニット１０のディテクタ１２から光ディスク情報信号ＲＦを受け、集積型レーザユニット２０のディテクタ２２からフォーカスエラー信号ＦＥＳを受ける。
【０１５７】
液晶補正素子制御回路５０は、フォーカスエラー信号ＦＥＳがゼロに近づくように対物レンズ７を調整する。しかし、これだけでは、集積型レーザユニット１０のレーザ１１と集積型レーザユニット２０のレーザ２１との対物レンズ出射光位置を完全に一致させることができない。
【０１５８】
そこで、液晶補正素子制御回路５０は、光ディスク情報信号ＲＦが最大となるように液晶補正素子９Ｂに与える電圧を調整する。これにより、レーザ１１とレーザ２１との対物レンズ出射光位置を精密に一致させることが可能となる。この手法により、集積型レーザユニット１０のレーザ１１から出射される光と集積型レーザユニット２０のレーザ２１から出射される光とのディフォーカス特性を完全に一致させることができる。そのため、光ピックアップ１Ｃのフォーカストラッキングサーボにおいて、フォーカスサーボ外れの確率を低くすることができる。
【０１５９】
以上のように、実施の形態３によれば、液晶補正素子制御回路５０を用いて、光ディスク情報信号ＲＦが最大となるように液晶補正素子９Ｂに与える電圧を調整することにより、レーザ１１とレーザ２１との対物レンズ出射光位置を精密に一致させることが可能となる。
【０１６０】
［実施の形態４］
図１７は、この発明の実施の形態４による光ピックアップ１Ｄの概略的な構成を示した図である。
【０１６１】
図１７を参照して、実施の形態４の光ピックアップ１Ｄは、集積型レーザユニット２０が集積型レーザユニット３０に置き換えられた点においてのみ、実施の形態２の光ピックアップ１Ｂと異なる。したがって、実施の形態１〜３と重複する部分の説明は、ここでは繰り返さない。
【０１６２】
集積型レーザユニット３０は、レーザ３１と、ディテクタ３２と、ホログラム素子３３と、３ビーム用回折格子３４とを含む。実施の形態４において記録再生される光ディスク８ｄ（たとえば、ＣＤ−Ｒ／ＲＷディスク）は、実施の形態１〜３の光ディスク８と基板厚みが異なるものと仮定する。
【０１６３】
実施の形態４の光ピックアップ１Ｄでは、集積型レーザユニット１０を用いず、集積型レーザユニット３０のみを使用する。
【０１６４】
液晶補正素子制御回路５０は、まず、液晶補正素子９Ｂに所定の電圧を与えることにより、集積型レーザユニット３０の光軸方向に対する焦点位置を物理的に粗調整する。その後、液晶補正素子制御回路５０は、集積型レーザユニット３０のディテクタ３２から光ディスク情報信号ＲＦおよびフォーカスエラー信号ＦＥＳを受ける。
【０１６５】
液晶補正素子制御回路５０は、フォーカスエラー信号ＦＥＳがゼロに近づくように対物レンズ７を調整するとともに、光ディスク情報信号ＲＦが最大となるように液晶補正素子９Ｂに与える電圧を調整する。この場合における集積型レーザユニット３０の具体的な構成について以下に説明する。
【０１６６】
図１８は、この発明の実施の形態４による集積型レーザユニット３０の構成を説明するための斜視図である。
【０１６７】
図１８を参照して、集積型レーザユニット３０のレーザ３１から出射された光は、３ビーム用回折格子３４を通過することにより、図１８上には明示していないが、メインビームＭＢ、サブビームＳＢ１，ＳＢ２の３ビームに分かれる。これらの３ビームは、ホログラム素子３３を通過し、コリメータレンズ５によってそれぞれ平行光にされた後、光ディスク８（ここでは図示せず）に集光される。図示しない光ディスク８を反射した３ビームは、コリメータレンズ５を通過した後、ホログラム素子３３によって３方向に回折され、ディテクタ３２に入射される。
【０１６８】
図１９は、集積型レーザユニット３０におけるディテクタ３２とホログラム素子３３との対応関係を示した模式図である。
【０１６９】
図１９を参照して、ディテクタ３２は、第１ディテクタ部３２ａと、第２ディテクタ部３２ｂと、第３ディテクタ部３２ｃとを含む。第１ディテクタ部３２ａは、分割線３２ｘを境に、第１ディテクタ面３２ａ１と、第２ディテクタ面３２ａ２とに分割されている。第２ディテクタ部３２ｂは、第１ディテクタ面３２ｂ１と、第２ディテクタ面３２ｂ２と、第３ディテクタ面３２ｂ３とを含む。第３ディテクタ部３２ｃは、第１ディテクタ面３２ｃ１と、第２ディテクタ面３２ｃ２と、第３ディテクタ面３２ｃ３とを含む。ホログラム素子３３は、分割線３３ｘ，３３ｙによって、第１象限部３３ｂ、第２象限部３３ｃ、および第３−４象限部３３ａの３象限部に分割されている。
【０１７０】
図１９に示すように、ホログラム素子３３の第３−４象限部３３ａ、第１象限部３３ｂ、および第２象限部３３ｃにおいてそれぞれ回折された光は、ディテクタ３２の第１ディテクタ部３２ａ、第２ディテクタ部３２ｂ、および第３ディテクタ部３２ｃにそれぞれ入射される。
【０１７１】
より特定的には、ホログラム素子３３の第３−４象限部３３ａにおいて回折された光のうち、メインビームＭＢが第１ディテクタ部３２ａに入射される。また、ホログラム素子３３の第１象限部３３ｂにおいて回折された光は、メインビームＭＢが第１ディテクタ面３２ｂ１、サブビームＳＢ１（＋１次光）が第２ディテクタ面３２ｂ２、サブビームＳＢ２（−１次光）が第３ディテクタ面３２ｂ３にそれぞれ入射される。また、ホログラム素子３３の第２象限部３３ｃにおいて回折された光は、メインビームＭＢが第１ディテクタ面３２ｃ１、サブビームＳＢ１が第２ディテクタ面３２ｃ２、サブビームＳＢ２が第３ディテクタ面３２ｃ３にそれぞれ入射される。
【０１７２】
第１ディテクタ部３２ａの第１ディテクタ面３２ａ１、および第２ディテクタ面３２ａ２から出力される信号をそれぞれＳ３２ａ１、およびＳ３２ａ２とする。また、第２ディテクタ部３２ｂの第１ディテクタ面３２ｂ１、第２ディテクタ面３２ｂ２、および第３ディテクタ面３３ｂ３から出力される信号をそれぞれＳ３２ｂ１、Ｓ３２ｂ２、およびＳ３２ｂ３とする。また、第３ディテクタ部３２ｃの第１ディテクタ面３２ｃ１、第２ディテクタ面３２ｃ２、および第３ディテクタ面３３ｃ３から出力される信号をそれぞれＳ３２ｃ１、Ｓ３２ｃ２、およびＳ３２ｃ３とする。
【０１７３】
このとき、フォーカスエラー信号ＦＥＳ、メインビームＭＢに対応したメインプッシュプル信号ＭＰＰ、サブビームＳＢ１，ＳＢ２に対応したサブプッシュプル信号ＳＰＰ、ラジアルエラー信号ＲＥＳ、および光ディスク情報信号ＲＦは、それぞれ以下の式で表わされる。
【０１７４】
ＦＥＳ＝Ｓ３２ａ１−Ｓ３２ａ２・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（１０）
ＭＰＰ＝Ｓ３２ｂ１−Ｓ３２ｃ１・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（１１）
ＳＰＰ＝（Ｓ３２ｂ２−Ｓ３２ｃ２）＋（Ｓ３２ｂ３−Ｓ３２ｃ３）・・・・（１２）
ＲＥＳ＝ＭＰＰ−ｋ２・ＳＰＰ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（１３）
ＲＦ＝Ｓ３２ａ１＋Ｓ３２ａ２＋Ｓ３２ｂ１＋Ｓ３２ｃ１・・・・・・・・・（１４）
ここで、係数ｋ２は、基本的には、図１９を参照して、ディテクタ３２の第１ディテクタ面３２ｂ１，３２ｃ１と、ディテクタ３２の第２ディテクタ面３２ｂ２，３２ｃ２および第３ディテクタ面３２ｂ３，３２ｃ３とにそれぞれ入射されるビームの面積比と強度比との違いを１つのゲインで補正するための係数である。ただし、係数ｋ２により補正されるのは、ディテクタ３２の各ディテクタ面に入射されるビームの面積比と強度比との違いだけでなく、集積型レーザユニット３０の製作過程において発生する部品寸法等の誤差、およびホログラム素子３３の第１象限部３３ｂと第２象限部３３ｃとの回折効率差により発生するオフセット等も含まれる。
【０１７５】
このように、実施の携帯４の光ピックアップ１Ｄは、光ディスク８と基板厚みが異なる光ディスク８ｄに対しても記録再生を行なうことが可能である。実施の形態４の光ピックアップ１Ｄでは、フォーカスエラー信号ＦＥＳの生成にはナイフエッジ法、ラジアルエラー信号ＲＥＳの生成には差動プッシュプル法を用いることを一例として想定している。
【０１７６】
ここで、光ディスク８と基板厚みが異なる光ディスク８ｄがたとえばＣＤであった場合、案内溝８１ｄは１種類しか存在しない。そのため、当該ＣＤの記録再生の際、サブビームＳＢ１，ＳＢ２を当該ＣＤの案内溝構造に合わせて正確に調整するのみでよい。また、光ディスク８ｄがＣＤであった場合、ＣＤの記録再生に適した波長帯において高出力のレーザが比較的安価に入手できる。そのため、メインビームＭＢの記録パワーを補う高出力のレーザを容易に入手することができる。
【０１７７】
以上のように、実施の形態４によれば、３ビーム用回折格子３４を追加しディテクタ３２の構成を工夫した集積型レーザユニット３０のみを用いて、液晶補正素子制御回路５０を介した液晶補正素子９Ｂの制御を行なうことにより、基板厚みの異なる光ディスクの記録再生が可能となる。
【０１７８】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【０１７９】
【図１】この発明の実施の形態１による光ピックアップ１Ａの概略的な構成を示した図である。
【図２】この発明の実施の形態１による集積型レーザユニット１０の構成を説明するための斜視図である。
【図３】集積型レーザユニット１０におけるディテクタ１２とホログラム素子１３との対応関係を示した模式図である。
【図４】この発明の実施の形態１による集積型レーザユニット２０の構成を説明するための斜視図である。
【図５】集積型レーザユニット２０におけるディテクタ２２とホログラム素子２３との対応関係を示した模式図である。
【図６】集積型レーザユニット２０のディテクタ２２における第１ディテクタ部２２ａ上のビームの状態を示した図である。
【図７】ディテクタ２２の第１ディテクタ部２２ａにおけるスポット光ＳＬが、対物レンズ７と光ディスク８との距離関係に応じてどのように変化するかを示した図である。
【図８】図７（Ａ）〜（Ｃ）のようにスポット光ＳＬが変化したときのフォーカスエラー信号ＦＥＳの波形を示した波形図である。
【図９】光ディスク８に偏芯がある場合において、集積型レーザユニット２０のディテクタ２２における第２ディテクタ部２２ｂおよび第３ディテクタ部２２ｃ上の光強度分布を模式的に示した図である。
【図１０】光ディスク８がチルトしている場合において、集積型レーザユニット２０のディテクタ２２における第２ディテクタ部２２ｂおよび第３ディテクタ部２２ｃ上の光強度分布を模式的に示した図である。
【図１１】光ディスク８に偏芯またはチルトが存在する場合におけるオフセットキャンセル信号の変化を説明するための図である。
【図１２】各種条件におけるプッシュプル信号またはオフセットキャンセル信号の実験結果の波形を示した波形図である。
【図１３】この発明の実施の形態２による光ピックアップ１Ｂの概略的な構成を示した図である。
【図１４】焦点位置補正素子９の一例である波長選択型回折格子レンズ９Ａの断面構造および上面構造を示した図である。
【図１５】焦点位置補正素子９の他の一例である液晶補正素子９Ｂの断面構造および上面構造を示した図である。
【図１６】この発明の実施の形態３による光ピックアップ１Ｃの概略的な構成を示した図である。
【図１７】この発明の実施の形態４による光ピックアップ１Ｄの概略的な構成を示した図である。
【図１８】この発明の実施の形態４による集積型レーザユニット３０の構成を説明するための斜視図である。
【図１９】集積型レーザユニット３０におけるディテクタ３２とホログラム素子３３との対応関係を示した模式図である。
【図２０】光ディスク１０８を記録再生する従来の光ピックアップ１００の概略的な構成を示した図である。
【図２１】光ディスク１０８からの反射光が案内溝８１０によって変調される原理を説明するための模式図である。
【図２２】フォーカスエラー信号を生成するディテクタ１０２Ｆ上のビームの状態を示した図である。
【図２３】ディテクタ１０２Ｆにおけるスポット光ＳＬが、対物レンズ１０７と光ディスク１０８との距離関係に応じてどのように変化するかを示した図である。
【図２４】図２３（Ａ）〜（Ｃ）のようにスポット光ＳＬが変化したときのフォーカスエラー信号ＦＥＳの波形を示した波形図である。
【図２５】光ディスク１０８に偏芯がある場合におけるディテクタ１０２Ｐ上の光強度分布を模式的に示した図である。
【図２６】光ディスク１０８がチルトしている場合におけるディテクタ１０２Ｐ上の光強度分布を模式的に示した図である。
【図２７】光ディスク１０８に偏芯またはチルトが存在する場合におけるプッシュプル信号の変化を説明するための図である。
【図２８】差動プッシュプル法に用いられる従来の光ピックアップ１００Ｄの概略的な構成を示した図である。
【図２９】光ディスク１０８の案内溝８１０における３ビームの配置の一例を示した図である。
【図３０】ディテクタ１０２Ｄの電気的な構成を示した回路図である。
【図３１】プッシュプル信号ＰＰ３０，ＰＰ３１，ＰＰ３２の各波形を示した波形図である。
【符号の説明】
【０１８０】
１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ，１００  光ピックアップ、４  波長選択型ビームスプリッタ、５，１０５  コリメータレンズ、６  波長選択型アパーチャ、７，１０７  対物レンズ、８，８ｄ，１０８  光ディスク、９  焦点位置補正素子、９Ａ  波長選択型回折格子レンズ、９Ｂ  液晶補正素子、１０，２０，３０  集積型レーザユニット、１１，２１，３１，１０１  レーザ、１２，２２，３２，１０２，１０２Ｆ，１０２Ｐ，１０２Ｄ  ディテクタ、１３，２３，３３  ホログラム素子、３４  ３ビーム用回折格子、５０  液晶補正素子制御回路、８１，８１ｄ，８１０  案内溝、１１４  スポットレンズ、１１５  ビームスプリッタ、２３０  メインビームディテクタ、２３１，２３２  サブビームディテクタ、２４０，２４１，２４２  差動演算回路、２５０  加算器、２５１  ゲイン調整回路、２６０  減算回路。
【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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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図１２】
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