(57)【要約】【課題】  光源波長に依らず、異なる種類の光ディスクにも対応してオフセットの影響がなく、かつ、高速記録時にもサブスポットの悪影響がなく、さらに通常のＤＰＰ方式とも信号互換性のあるトラック信号検出を行えるようにする。【解決手段】  少なくとも１つの光ビームＢ１０のプッシュプル信号が、他の光ビームのプッシュプル信号と１８０度位相が異なるように光ビーム波面の一部領域に位相差を与えるとともに、位相差を与えた光ビームＢ１０の集光スポットＳ１０のピーク位置を他方の光ビームの集光スポットＳ１のピーク位置に対してトラックピッチの１／２だけ離す位相差付与手段２８を備える。【選択図】    図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
２つ以上の光ビームを共通の対物レンズにより光ディスク面上に集光し、その反射光を各々トラック方向に平行な分割線で分割された２分割検出器で受光し、各２分割検出器のプッシュプル信号からトラッキング誤差信号を生成する光ピックアップ装置において、
少なくとも１つの光ビームのプッシュプル信号が、他の光ビームのプッシュプル信号と１８０度位相が異なるように光ビーム波面の一部領域に位相差を与えるとともに、位相差を与えた光ビームの集光スポットのピーク位置を他方の光ビームの集光スポットのピーク位置に対してトラックピッチの１／２の整数倍だけ離す位相差付与手段を備えることを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項２】
前記位相差付与手段は、光ビームの中心を原点として光ディスクのラジアル方向をＸ方向、トラック方向をＹ方向とすると、ＸＹ座標系の４象限のうち、第１象限と第３象限、又は、第２象限と第４象限、の何れか一方の組の象限の光ビームに対してのみ１８０度の位相差を与えることを特徴とする請求項１記載の光ピックアップ装置。
【請求項３】
前記位相差付与手段は、光ビーム中央部において光ディスクのラジアル方向の幅がほぼ一定であるような略長方形形状の領域に対して１８０度の位相差を与え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４】
前記位相差付与手段は、光ディスクのラジアル方向の幅がほぼ一定であるような略長方形形状で０度と１８０度の位相差を与える領域が、光ビーム全領域について２周期以上形成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５】
１つの光ビームを２つ以上の光ビームとして透過光と回折光とに分離し、前記回折光の一部領域に位相差を与える回折格子を位相差付与手段として備えることを特徴とする請求項１ないし４の何れか一記載の光ピックアップ装置。
【請求項６】
光ビームを発する光源と、前記回折格子と、前記２分割検出器と、前記光ディスクからの反射光を信号検出のために前記２分割検出器に導くホログラム素子と、を一体に有するホログラムユニットを備える、ことを特徴とする請求項５記載の光ピックアップ装置。
【請求項７】
光ディスクに対して情報の記録又は再生を行う光ディスク装置において、
請求項１ないし６の何れか一記載の光ピックアップ装置と、
この光ピックアップ装置からの出力信号を用いて前記光ディスクに対する情報の記録又は再生動作を行う処理装置と、
を備えることを特徴とする光ディスク装置。
【請求項８】
前記処理装置は、位相差を与えた方の光ビームのプッシュプル信号を用いて、位相差を与えない方の光ビームのプッシュプル信号のオフセットを補正するオフセット補正手段を備えることを特徴とする請求項７記載の光ディスク装置。
【請求項９】
前記処理装置は、位相差を与えた方の光ビームの和信号を用いて、位相差を与えない方の光ビームの和信号の直流成分を消去したトラッククロス信号を生成する信号処理手段を備えることを特徴とする請求項７又は８記載の光ディスク装置。
【請求項１０】
前記処理装置は、位相差を与えた方の光ビームのプッシュプル信号を用いて、位相差を与えない方の光ビームのプッシュプル信号の交流成分を消去したプッシュプルオフセット信号を生成する信号処理手段を備えることを特徴とする請求項７又は８記載の光ディスク装置。
【請求項１１】
前記光ディスクのチルトを検出するディスクチルトセンサを備え、
前記処理装置は、プッシュプルオフセット信号と前記ディスクチルトセンサからのディスクチルト信号とを用いて、前記対物レンズのレンズ位置信号を生成する信号処理手段を備えることを特徴とする請求項７又は８記載の光ディスク装置。
【請求項１２】
前記対物レンズの位置を検出するレンズ位置センサを備え、
前記処理装置は、プッシュプルオフセット信号と前記レンズ位置センサからのレンズ位置信号とを用いて、ディスクチルト信号を生成する信号処理手段を備えることを特徴とする請求項７又は８記載の光ディスク装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ピックアップ装置及び光ディスク装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、トラック信号の検出方式としては、プッシュプル法、３ビーム法、ＤＰＰ法（差動プッシュプル法）が知られている。
【０００３】
プッシュプル法の欠点は、対物レンズのトラックサーボ動作による移動や、ディスクの傾きにより信号にオフセットが発生してしまうことである。３ビーム法の欠点は、ＲＯＭ以外の追記可能な光ディスクでは、記録ピットの有無によりオフセットが発生することである。ＤＰＰ法は、プッシュプル法と３ビーム法とを合わせてそれらの欠点を改善したものであり、オフセットは発生しないものの、トラックピッチの異なる複数の種類の光ディスクには対応できない、という構成上の制約がある。
【０００４】
これらを改善する従来技術として、例えば、特許文献１によれば、一方の光ビームの略半面に略１８０度の位相差を与えることで、他方の光ビームから得られるプッシュプル信号とは、信号の位相が１８０度異なるプッシュプル信号を生成するようにしている。また、２つのプッシュプル信号の差分からオフセットの除去されたプッシュプル信号を得るようにしている。
【０００５】
また、特許文献２によれば、サブビームの領域の一部に位相差を与えて、トラック溝によるプッシュプル信号を発生させなくし、メインスポットのプッシュプル信号から、サブスポットのプッシュプル信号を引くことによりオフセットの除去されたプッシュプル信号が得られるようにしている。
【０００６】
【特許文献１】特開平９−８１９４２号公報
【特許文献２】特開２００１−２５０２５０公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、特許文献１の場合、その図３、図７に示されるようにサブスポットが本来メインスポットが記録再生すべきグルーブ（又はランド）上に位置しているために、高速記録時にはサブスポットにより記録マークを消去してしまったり、逆に目的としない範囲に記録してしまったりする不具合がある。
【０００８】
また、特許文献２の場合、図１２（ｂ）に示すように、サブスポットのプッシュプル信号Ｓ１ｐｐ，Ｓ２ｐｐの振幅が発生しないので、図１２（ａ）に示す通常のＤＰＰ方式と比較してメインとサブとを合わせたプッシュプル信号Ｔｒの振幅が低下し、サーボ精度が劣化してしまう。また、図１２（ｂ）に示すように、トラッククロス信号Ｔｃは、振幅が低下して、シーク精度が劣化しシークアクセス時間がかかるようになる。さらに図１３（ｂ）に示すように、プッシュプルオフセット信号Ｐoffには、プッシュプル信号が漏れ込み、アクチェータ静定信号として使えなくなるためシークアクセス時間がかかるようになる。
【０００９】
本発明の目的は、光源波長に依らず、異なる種類の光ディスクにも対応してオフセットの影響がなく、かつ、高速記録時にもサブスポットの悪影響がなく、さらに通常のＤＰＰ方式とも信号互換性のあるトラック信号検出を行えるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１記載の発明は、２つ以上の光ビームを共通の対物レンズにより光ディスク面上に集光し、その反射光を各々トラック方向に平行な分割線で分割された２分割検出器で受光し、各２分割検出器のプッシュプル信号からトラッキング誤差信号を生成する光ピックアップ装置において、少なくとも１つの光ビームのプッシュプル信号が、他の光ビームのプッシュプル信号と１８０度位相が異なるように光ビーム波面の一部領域に位相差を与えるとともに、位相差を与えた光ビームの集光スポットのピーク位置を他方の光ビームの集光スポットのピーク位置に対してトラックピッチの１／２の整数倍だけ離す位相差付与手段を備える。
【００１１】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の光ピックアップ装置において、前記位相差付与手段は、光ビームの中心を原点として光ディスクのラジアル方向をＸ方向、トラック方向をＹ方向とすると、ＸＹ座標系の４象限のうち、第１象限と第３象限、又は、第２象限と第４象限、の何れか一方の組の象限の光ビームに対してのみ１８０度の位相差を与える。
【００１２】
請求項３記載の発明は、請求項１記載の光ピックアップ装置において、前記位相差付与手段は、光ビーム中央部において光ディスクのラジアル方向の幅がほぼ一定であるような略長方形形状の領域に対して１８０度の位相差を与える。
【００１３】
請求項４記載の発明は、請求項１記載の光ピックアップ装置において、前記位相差付与手段は、光ディスクのラジアル方向の幅がほぼ一定であるような略長方形形状で０度と１８０度の位相差を与える領域が、光ビーム全領域について２周期以上形成されている。
【００１４】
請求項５記載の発明は、請求項１ないし４の何れか一記載の光ピックアップ装置において、１つの光ビームを２つ以上の光ビームとして透過光と回折光とに分離し、前記回折光の一部領域に位相差を与える回折格子を位相差付与手段として備える。
【００１５】
請求項６記載の発明は、請求項５記載の光ピックアップ装置において、光ビームを発する光源と、前記回折格子と、前記２分割検出器と、前記光ディスクからの反射光を信号検出のために前記２分割検出器に導くホログラム素子と、を一体に有するホログラムユニットを備える。
【００１６】
請求項７記載の発明は、光ディスクに対して情報の記録又は再生を行う光ディスク装置において、請求項１ないし６の何れか一記載の光ピックアップ装置と、この光ピックアップ装置からの出力信号を用いて前記光ディスクに対する情報の記録又は再生動作を行う処理装置と、を備える。
【００１７】
請求項８記載の発明は、請求項７記載の光ディスク装置において、前記処理装置は、位相差を与えた方の光ビームのプッシュプル信号を用いて、位相差を与えない方の光ビームのプッシュプル信号のオフセットを補正するオフセット補正手段を備える。
【００１８】
請求項９記載の発明は、請求項７又は８記載の光ディスク装置において、前記処理装置は、位相差を与えた方の光ビームの和信号を用いて、位相差を与えない方の光ビームの和信号の直流成分を消去したトラッククロス信号を生成する信号処理手段を備える。
【００１９】
請求項１０記載の発明は、請求項７又は８記載の光ディスク装置において、前記処理装置は、位相差を与えた方の光ビームのプッシュプル信号を用いて、位相差を与えない方の光ビームのプッシュプル信号の交流成分を消去したプッシュプルオフセット信号を生成する信号処理手段を備える。
【００２０】
請求項１１記載の発明は、請求項７又は８記載の光ディスク装置において、前記光ディスクのチルトを検出するディスクチルトセンサを備え、前記処理装置は、プッシュプルオフセット信号と前記ディスクチルトセンサからのディスクチルト信号とを用いて、前記対物レンズのレンズ位置信号を生成する信号処理手段を備える。
【００２１】
請求項１２記載の発明は、請求項７又は８記載の光ディスク装置において、前記対物レンズの位置を検出するレンズ位置センサを備え、前記処理装置は、プッシュプルオフセット信号と前記レンズ位置センサからのレンズ位置信号とを用いて、ディスクチルト信号を生成する信号処理手段を備える。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、一方の光ビームと他方の光ビームの光学軸の相対角度を光ディスクのラジアル方向で一致させることにより、他方の光ビームによるスポットのピーク位置と一方の光ビームによるスポットのピーク位置とをトラックピッチの１／２の整数倍だけ離すことができる。さらに、他方の光ビームに与えた位相差によりこのようなスポット位置においても、通常のＤＰＰ方法の場合と同じプッシュプル信号を得ることができ、トラックピッチの異なる複数の光ディスクでも通常のオフセットのないＤＰＰ信号を得ることができる。また、他方の光ビームによるスポットは、グルーブ記録（又は、ランド記録）においては記録領域ではないランド部（又は、グルーブ部）に光量のピークがあるため、高速記録時にレーザパワーを増加させた場合にも、特許文献１の場合のように記録マークを消去してしまったり、逆に目的としないトラック上に記録してしまったりする不具合を回避することもできる。さらには、特許文献２のようなプッシュプル信号を発生させなくする方式とは異なり、通常のＤＰＰ方法の場合と同じ信号が得られるため、トラック信号やトラッククロス信号の振幅低下や、レンズポジション信号への交流成分の漏れ込みなどの不具合を防止でき、従来のＤＰＰ方式との互換性を確保することができる。
【００２３】
また、請求項３記載の発明によれば、位相差付与手段として、ラジアル方向の幅を変えることにより、２つの光ビームの光量ピーク間隔を変えることができ、従って、光学系の条件と、トラックピッチの条件とを整合させて、常にスポットの光量ピーク位置をランド中心（又は、グルーブ中心）に設定することができ、異なるトラックピッチの光ディスクにも設計時に容易に対応可能となる。
【００２４】
また、請求項４記載の発明によれば、２つの光量ピークが離れているために干渉が発生しないので、グルーブ（又は、ランド）上への漏れ込み光を完全に無くすことができ、記録ピットの劣化を解消することができる。
【００２５】
請求項５記載の発明によれば、回折格子を位相差付与手段として用いるようにしたので、１つの光源だけで請求項１ないし４の何れか一記載の発明のピックアップ光学系を構成することができる。
【００２６】
請求項６記載の発明によれば、請求項５記載の発明に関して、従来同様の簡易な構成により光ピックアップ光学系を実現できるので、装置の小型化や低コスト化、調整のしやすさ、安定化に寄与することができる。また、回折光はトラック方向に回折されるので、波長が異なっていても従来のＤＰＰ方式のようなサブスポットの位置ずれ（ラジアル方向）による不具合がなく、回折格子を２波長光源で兼用させることもできる。
【００２７】
請求項７記載の発明によれば、高速記録や異なる種類の光ディスクにも対応可能な上に、通常のＤＰＰ方式とも信号互換性があるので装置を低コスト化することができる。
【００２８】
請求項８記載の発明によれば、通常のＤＰＰ方式と同じ演算処理によりオフセットの無いトラック信号を得ることができるので、演算回路の互換性が確保でき、オフセットによる記録再生性能の劣化を無くすことができる。
【００２９】
請求項９記載の発明によれば、従来の通常のＤＰＰ方式と同様のトラッククロス信号を得ることができ、特許文献２のような不具合（トラッククロス信号Ｔｃの振幅低下）を防止することができる。
【００３０】
請求項１０記載の発明によれば、従来の通常のＤＰＰ方式と同様のプッシュプルオフセット信号を得ることができ、特許文献２のような不具合（プッシュプルオフセット信号Ｐoffへのプッシュプル信号の漏れ込み）は起こらず、従来と互換性のある信号を得ることができる。
【００３１】
請求項１１記載の発明によれば、プッシュプルオフセット信号Ｐoffとディスクチルトセンサからのディスクチルト信号Ｓdiskとを用いて、対物レンズのレンズ位置信号Ｓolを、Ｓol＝Ｐoff−Ｓdiskにより算出することで、予め測定した換算表などにより対物レンズの位置を知ることができ、従って、レンズ位置センサやそのためのスペースが不要となり、低コスト・小型化を図ることができる。
【００３２】
請求項１２記載の発明によれば、プッシュプルオフセット信号Ｐoffとレンズ位置センサからのレンズ位置信号Ｓolとを用いて、ディスクチルト信号Ｓdiskを、Ｓdisk＝Ｐoff−Ｓolにより算出することで、予め測定した換算表などによりディスクチルト量を知ることができ、ディスクチルトセンサやそのためのスペースが不要となり、低コスト・小型化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
本発明を実施するための最良の形態について図面を参照して説明する。まず、図１は本実施の形態の光ピックアップ装置が搭載される光ディスク装置１の概略構成を示すブロック図である。
【００３４】
この光ディスク装置１は、光ディスク２を回転駆動するための駆動源としてのスピンドルモータ３、光ピックアップ装置４、レーザコントロール回路５、モータドライバ６、信号処理手段として機能する再生信号処理回路７、サーボコントローラ８、バッファＲＡＭ９、バッファマネージャ１０、インターフェース１１、ＲＯＭ１２、ＣＰＵ１３及びＲＡＭ１４などを備えて構成されている。なお、図１中に示す矢印は代表的な信号や情報の流れを示すものであり、各ブロックの接続関係の全てを表すものではない。
【００３５】
光ピックアップ装置４は、詳細は後述するが、光源としての半導体レーザ、この半導体レーザから出射されるレーザ光を光ディスク２の記録面に導くとともに記録面で反射された戻り光を所定の受光位置まで導く対物レンズ等を含む光学系、受光位置に配置されて戻り光を受光する受光器、及び、駆動系（フォーカシングアクチュエータ、トラッキングアクチュエータ、シークモータ等）（何れも図示せず）などを含んで構成されている。受光器からは、受光量に応じた電流（電流信号）が再生信号処理回路７に出力される。
【００３６】
サーボコントローラ８では、フォーカスエラー信号に基づいて光ピックアップ装置４のフォーカシングアクチュエータを制御する制御信号を生成するとともに、トラックエラー信号に基づいて光ピックアップ装置４のトラッキングアクチュエータを制御する制御信号を生成する。これらの制御信号はサーボコントローラ８からモータドライバ６に出力される。
【００３７】
モータドライバ６では、サーボコントローラ８からの制御信号に基づいて光ピックアップ装置４のフォーカシングアクチュエータ及びトラッキングアクチュエータを駆動する。また、モータドライバ６では、ＣＰＵ１３の指示に基づいて、光ディスク２の線速度が一定となるようにスピンドルモータ３を制御する。さらに、モータドライバ６では、ＣＰＵ１３の指示に基づいて、光ピックアップ装置４用のシークモータを駆動し、光ピックアップ装置４を光ディスク２の目標トラックに向けて半径方向に移動させる。
【００３８】
インターフェース１１は、外部装置となるホスト（例えば、ＰＣ）と双方向の通信インターフェースである。
【００３９】
ＣＰＵ１３は、ＲＯＭ１２、ＲＡＭ１４とともに当該光ディスク装置１が備えるマイクロコンピュータ（コンピュータ）を構成している。記憶媒体としても機能するＲＯＭ１２には、ＣＰＵ１３により解読可能なコードで記述された後述するような情報記録用プログラムを含むプログラムが格納されている。ＣＰＵ１３は、ＲＯＭ１２に格納されているプログラムに従って上述の各部の動作を制御するとともに、制御に必要なデータ等を一時的にＲＡＭ１４に保存する。なお、当該光ディスク装置１の電源が投入されると、ＲＯＭ１２に格納されているプログラムは、ＣＰＵ１３のメインメモリ（図示せず）にロード（インストール）される。
【００４０】
次に、本実施の形態の光ピックアップ装置４の構成例を図２に基づいて説明する。本実施の形態の光ピックアップ装置４は、各々光ビームを発する２つのホログラムユニット２１，２２と、各々の発散状態の光ビームを平行化するコリメートレンズ２３，２４と、ホログラムユニット２１から発せられコリメートレンズ２３により平行化された光ビームＢ１の光軸上に配設されたビームスプリッタ２５と、ビームスプリッタ２５を通過した光ビームを光ディスク２上に微小スポットとして集光照射させる対物レンズ２６と、ホログラムユニット２２から発せられコリメートレンズ２４により平行化された光ビームＢ１０をビームスプリッタ２５にて合成させるミラー２７と、コリメートレンズ２４・ミラー２７間の光路上に配設されて光ビームＢ１０に対して位相差を与える位相差付与手段としての位相シフタ２８とが設けられている。
【００４１】
ここに、ホログラムユニット２１，２２は何れも同一構成であり、図３を参照してその構成例を説明する。ホログラムユニット２１，２２は、光源としての半導体レーザＬＤと、光ディスク２からの反射光を回折して必要な信号を得るためのホログラム素子ＨＯＥと、プッシュプル信号を生成するためにトラック方向に平行な分割線で分割された２分割検出器ＰＤ１，ＰＤ２（ホログラムユニット２１側）、ＰＤ１０，ＰＤ２０（ホログラムユニット２２側）及びその他の受光素子（図示せず）を持つ。ホログラム素子ＨＯＥはトラックパターンを２分して各々２分割検出器ＰＤ１（ＰＤ１０）、ＰＤ２（ＰＤ２０）へ偏向する。
【００４２】
このような構成において、概略的には、ホログラムユニット２１からの発散光束は、コリメートレンズ２３で光ビームＢ１として平行光にされた後、ビームスプリッタ２５を透過して対物レンズ２６により光ディスク２の記録面上に集光される。光ディスク２からの反射光は再びホログラムユニット２１に入射して、２分割検出器ＰＤ１，ＰＤ２によるプッシュプル信号や図示しない受光素子からフォーカス信号や情報信号を生成する。対物レンズ２６は図示しないアクチェータにより、フォーカス信号に従ってフォーカスサーボがかけられて常に光ディスク面上に回折限界のスポットを集光する。
【００４３】
一方、ホログラムユニット２２からの光束は、位相シフタ２８によりビーム波面の一部領域に、他の領域とは位相が１８０度（厳密に１８０度でなくてもほぼ１８０度であればよい）異なるような位相差が付与された光ビームＢ１０として、反射ミラー２７、ビームスプリッタ２５を経由して対物レンズ２６に入射する。
【００４４】
ここに、本実施の形態で特徴的な位相シフタ２８と光ビームＢ１０との関係を図４（ａ）に示す。図４（ａ）は位相シフタ２８による位相差領域を表すものである。光ビームＢ１０の中心を原点として光ディスク２のラジアル方向をＸ方向、トラック方向をＹ方向とすると、ＸＹ座標系の４象限のうち、灰色で示す第１象限と第３象限を透過した波面は、第２象限と第４象限を透過した波面よりも±１８０度位相が異なるように構成されている。このような位相シフタ２８は、具体的には、例えば第１象限と第３象限にだけ他の領域（第２象限と第４象限）とは異なる位相差を与える透過膜を蒸着することにより容易に作成可能である。なお、このような位相シフタに関して、位相差を持たせる領域としては、第１象限と第３象限の組に対して、第２象限と第４象限との組に入れ替えても同じである。
【００４５】
このような構成において、ホログラムユニット２１から発せられた光ビームＢ１の光ディスク面上のスポットは、図４（ｂ）のＳ１に示すように、光ビームＢ１が最も集光された状態となり、グルーブ（Ｇ）上に位置されるものとする。この時、位相差を持たせる側の他方のホログラムユニット２２から発せられた光ビームＢ１０の光ディスク面上のスポットＳ１０は、本実施の形態のように、光ビームＢ１，Ｂ１０の光学軸の相対角度がラジアル方向で一致している時には、ビーム波面の位相差（１８０度）により、ピークが図のように４つに分かれ、各々のピークはスポットＳ１に対してトラックピッチの１／２の整数倍、ここでは１／２だけ離れたランド（Ｌ）上に形成される。
【００４６】
これらの反射光に基づき各々の２分割検出器ＰＤ１，ＰＤ２、ＰＤ１０，ＰＤ２０の差信号として検出されるプッシュプル信号は図４（ｃ）中に示すように、光ビームＢ１に基づいてＭｐｐ、光ビーム１０に基づいてはＳ１ｐｐのように出力される。一方のプッシュプル信号Ｍｐｐには、対物レンズアクチェータのラジアル方向のシフトや光ディスク２のラジアル方向のチルトによりトラックオフセット（Ｔｒoff）が付加される。また、光ビームＢ１，Ｂ１０の光量比をｋ：１とすると、他方のプッシュプル信号Ｓ１ｐｐにも同様の原因でオフセット（Ｔｒoff／ｋ）が付加される。
【００４７】
さらに、これらのプッシュプル信号Ｍｐｐ，Ｓ１ｐｐは、図４（ｂ）の状態では互いに１８０度位相が異なって出力される。
【００４８】
図４（ｃ）は横軸がディスク面スポットの半径方向移動量、縦軸が各プッシュプル信号である。ホログラムユニット２１，２２において検出されるプッシュプル信号を各々Ｍｐｐ，Ｓ１ｐｐとすると、
Ｍｐｐ＝ＰＤ１−ＰＤ２            ………（１）
Ｓ１ｐｐ＝ＰＤ１０−ＰＤ２０      ………（２）
また、ＳスポットＳ１，Ｓ１０の光量比をｋ：１とすると、ディスクチルトや対物レンズシフトによってプッシュプル信号Ｍｐｐにはプッシュプル信号Ｓ１ｐｐのｋ倍のオフセットが発生する。従って、トラッキング誤差信号Ｔｒは、再生信号処理回路７をオフセット補正手段として、
Ｔｒ＝Ｍｐｐ−ｋＳ１ｐｐ
＝（ＰＤ１−ＰＤ２＋Ｔｒoff）−ｋ（ＰＤ１０−ＰＤ２０＋Ｔｒoff／ｋ）
＝（ＰＤ１−ＰＤ２）−ｋ（ＰＤ１０−ＰＤ２０）  ………（３）
の演算を行なうことにより、通常のＤＰＰ方式と同様にオフセットのないトラッキング誤差信号Ｔｒが得られる。
【００４９】
この際、位相差を持たせた側のスポットＳ１０は、グルーブ記録においては記録領域ではないランド部に光量のピークがあるため、高速記録時にレーザパワーを増加させた場合にも記録マークを消去してしまったり、逆に目的としないトラック上に記録してしまったりする不具合を発生しない。また、位相差を持たせた側のスポットＳ１０は、光ビームＢ１，Ｂ１０の光学軸の相対角度がラジアル方向で一致しているので、スポットＳ１が位置するグルーブＧに隣接する（トラックピッチの１／２ずれた）ランドＬ上に常に光量ピークを持つ。従って、トラックピッチが異なる複数の種類の光ディスク２にも対応できるものとなる。
【００５０】
位相シフタ２８に代わる位相シフタ３１の別の実施の形態を図５に基づいて説明する。本実施の形態の位相シフタ３１は、位相差を持たせる側のスポットＳ１０の光量ピーク位置を一方のスポットＳ１からずらして設定するために、図５（ａ）に示すように光ビームＢ１０の中央部において光ディスク２のラジアル方向（Ｘ方向）の幅ａがほぼ一定であるような灰色で示す略長方形形状の領域に対して１８０度の位相差を与える位相シフト領域を持たせたものである。位相差を持たせる手法は、位相シフタ２８の場合と同様でよい。
【００５１】
この時のスポットＳ１０は、図５（ｂ）に示すようにスポットＳ１が照射されるグルーブＧに対して隣接するランドＬ上で２つのピークをもつ形状となる。位相シフタ３１のパターンについて、両端部とは１８０度の位相差を与える中央部の幅ａを変えることにより、図５（ｂ）に示すスポットＳ１０の２つの光量ピーク間隔ｂを変えることができる。
【００５２】
従って、本実施の形態では、ビーム径や対物レンズ仕様などの光学系の条件と、使用する光ディスク２のトラックピッチの条件とを位相シフト領域の幅ａにより整合させて、常にスポットＳ１０の光量ピーク位置をランドＬ中心に設定することが可能となる。
【００５３】
位相シフタ２８，３１に代わる位相シフタ３２のさらに別の実施の形態を図６に基づいて説明する。本実施の形態の位相シフタ３２は、光ディスク２のラジアル方向（Ｘ方向）の幅ａ１，ａ２が各々ほぼ一定であるような略長方形形状で１８０度（灰色）と０度（白抜き）との位相差を与える領域が、光ビームＢ１０全領域について２周期以上形成されている。即ち、幅ａ１の位相シフト領域と幅ａ２の非位相シフト領域とを、ビーム径全域で２周期以上繰返すパターン構成としたものである。位相差を持たせる手法は、位相シフタ２８の場合と同様でよい。
【００５４】
本実施の形態の位相シフタ３２によれば、位相シフタ３１の場合よりもスポットＳ１０の２つの光量ピーク間隔ｂをより広く設定することができる。位相差領域のピッチ（ａ１＋ａ２）やデューティ（ａ１／（ａ１＋ａ２））を変えることにより間隔ｂを適宜変えることができる。よって、図５の位相シフタ３１の場合には、スポットＳ１０の２つの光量ピークの干渉によりその中間部（グルーブＧ上）で光量が若干上昇するのに対して、本実施の形態の位相シフタ３２によれば、２つの光量ピークが離れているために干渉が発生しないので、グルーブＧ上への漏れ込み光を完全に無くすことができる。
【００５５】
位相差付与手段に関する本発明の別の実施の形態を図７に基づいて説明する。本実施の形態は、位相差付与手段として、位相シフタ２９，３１，３２等に代えて、光源から発せられた１つの光ビームを２つ以上の光ビームとして透過光（0次光）と回折光（±１次回折光）とに分離し、かつ、その回折光（±１次回折光）の一部領域にのみ位相差を与える回折格子３３を位相差付与手段として用いるようにしたものである。図７は位相差を与える格子パターン例を示すもので、図示例では、例えば図５（ａ）の場合に準じて、光ビームＢ１０の中央部Ｂに相当する回折格子の位相（白抜きで示す凹部３４と灰色で示す凸部３５とからなるレリーフタイプの場合は凹凸部の位置）と両端部Ａ，Ｃの回折格子の位相とを１８０度ずらすようにしたものである。
【００５６】
これにより、±１次回折光には図５の位相シフタ２９の場合の光ビームＢ１０と同じ位相差が与えることができるので、光ビームＢ１，Ｂ１０の光学軸の相対角度がラジアル方向で一致している時には、ディスク面上には光ビームＢ１０によって図７（ｂ）に示すようなスポットＳ１０、Ｓ１０’が形成される。透過光（０次回折光）の波面には位相差はつかないので、グルーブＧ上のスポットＳ１は通常のスポットとなる。
【００５７】
このような回折格子３３を前述の位相シフタ２９，３１，３２に代えて用いることによりホログラムユニット２２だけでピックアップ光学系を構成することができる。
【００５８】
次に、上述したような光学系構成の下、再生信号処理回路７により生成される各種信号について説明する。
【００５９】
まず、スポットがグルーブＧ／ランドＬのどちらに位置しているかの判別や、シーク時の交差トラック数をカウントしてシーク精度向上、アクセス時間短縮の目的で用いられるトラッククロス信号について説明する。基本的には、本実施の形態においても、従来のＤＰＰ方式の光学系と同様にトラッククロス信号を生成できる。
【００６０】
図１２を参照して説明する。図１２に従って、位相差を与えない方の全受光素子ＰＤ１，ＰＤ２の和信号をＭrad、位相差を与えた方の受光素子ＰＤ１，ＰＤ２の和信号をＳ１rad，Ｓ２radとすると、各々の信号はその光量に応じてＴｃoff、Ｔｃoff／ｋの直流成分を持ち、かつ、シーク動作時のディスク面スポットのラジアル方向の移動に伴い、ランド（光量増加）とグルーブ（光量低下）による交流成分を持つ。ここで、Ｓ１rad、Ｓ２radの交流成分の位相は位相シフトにより、Ｍradの交流成分の位相より１８０度ずれて発生する。従って、再生信号処理回路７を信号処理手段として、
Ｔｃ＝Ｍrad−ｋ（Ｓ１rad＋Ｓ２rad）    ………（４）
の演算を行なうことにより、直流成分を含まず、かつ、Ｍradの交流成分振幅の２倍の振幅を持つトラッククロス信号Ｔｃを得ることができる。
【００６１】
このように、本実施の形態においても、従来の通常のＤＰＰ方式と同様のトラッククロス信号Ｔｃが得られるので、特許文献２のような不具合は起こらない。
【００６２】
次に、プッシュプルオフセット信号について説明する。基本的には、本実施の形態においても、従来のＤＰＰ方式の光学系と同様にプッシュプルオフセット信号Ｐoffを生成できる。
【００６３】
図１３を参照して説明する。図１３に従って、位相差を与えない方のプッシュプル信号をＭｐｐ、位相差を与えた方のプッシュプル信号をＳ１ｐｐ、Ｓ２ｐｐとすると、各々の信号はその光量に応じてＴｒoff、Ｔｒoff／ｋの直流成分を持ち、かつ、シーク動作時のディスク面スポットのラジアル方向の移動に伴い、グルーブ溝の回折による交流成分を持つ。ここで、Ｓ１ｐｐ、Ｓ２ｐｐの交流成分の位相は位相シフトにより、Ｍｐｐの交流成分の位相より１８０度ずれて発生する。従って、再生信号処理回路７を信号処理手段として、
Ｐoff＝Ｍｐｐ＋ｋ（Ｓ１ｐｐ＋Ｓ２ｐｐ）    ………（５）
の演算を行なうことにより、交流成分を含まず、かつ、Ｍｐｐの直流成分の２倍の成分を持つプッシュプルオフセット信号Ｐoffを得ることができる。
【００６４】
このようなプッシュプルオフセット信号Ｐoffには、後述するように対物レンズ２６のシフトによるオフセット成分の他に、ディスクチルトによるオフセット成分も含まれるが、シーク直後の対物レンズ２６の振動は大きいため直接プッシュプルオフセット信号Ｐoff信号を用いて、この振動を静定するのに使われる。或いは、プッシュプルオフセット信号Ｐoff信号からディスクチルトセンサの信号を差し引いて、レンズシフト成分のみの信号を演算して静定に用いる場合もある。
【００６５】
何れにしても、本実施の形態においても、従来の通常のＤＰＰ方式と同様のプッシュプルオフセット信号Ｐoffが得られるので、特許文献２のような不具合は起こらない。
【００６６】
次に、レンズ位置信号やディスクチルト信号について説明する。
【００６７】
プッシュプル信号のオフセットは主に、光ディスク２のチルト又は対物レンズ２６のシフト変動によって発生する。
【００６８】
例えば、図８（ａ），（ｂ）において光ディスク２が傾くと、アパーチャ４１によりφＡで対物レンズ２６に入射した光束は、下方にシフトしたφＢの径で対物レンズ２６を出射して、さらにアパーチャ４１で下側をカットされる。従って、出射光の中心は、図８（ｂ）中に一点鎖線で示すように、元の光軸からずれてしまう。また、図９（ａ），（ｂ）においてアパーチャ４１と対物レンズ２６とが矢印方向へシフトした時は、対物レンズ２６に入射する光束φＡや出射する光束φＢの中心は、図９（ｂ）中に一点鎖線で示すように、元の光軸からずれてしまう。従って、何れの場合も光ディスク２の反射光の中心が、光ディスク２へ向かう元の光束の中心とずれてしまうために、プッシュプル信号にオフセットが発生してしまう。
【００６９】
本発明では、前述したようなプッシュプルオフセット信号と、どちらか片方の変動（ディスクチルト又はレンズシフト）とを検出することにより、他方の変動量を知ることができるようにしている。
【００７０】
一例として、レンズシフトを知るために、図８（ｃ）に示すようにディスクチルトセンサ４２を持つ光ピックアップ装置４を想定する。このディスクチルトセンサ４２は例えばＬＥＤ光源４３と２分割受光素子４４との組合せにより構成されており、ＬＥＤ光源４３からの光束が光ディスク２で反射されて、２分割受光素子４４の境界領域に入射し、光ディスク２が傾くと受光量のバランスが崩れるので、その差信号からディスクチルト量を算出する仕組みとされている。
【００７１】
このような条件下に、プッシュプルオフセット信号をＰoff、ディスクチルトセンサ４２により検出されるオフセットをＳdisk、対物レンズ２６のシフトによるオフセットをＳolとすると、
Ｐoff＝Ｓdisk＋Ｓol    ………（６）
なので、再生信号処理回路７を信号処理手段として、
Ｓol＝Ｐoff−Ｓdisk    ………（７）
なる演算を行ってオフセットＳolを算出し、予め測定した換算表などを参照することにより対物レンズ２６の位置を知ることができる。
【００７２】
このような対物レンズ２６の位置信号は、シーク動作終了時の対物レンズ振動の静定やトラックストローク範囲の制限などに使われ、アクセス時間の短縮やパワー安定化が可能となる。
【００７３】
一方、ディスクチルトによるコマ収差補正素子の駆動信号として用いられるディスクチルト信号を知るために、図９（ｃ）に示すように対物レンズアクチェータ４５に位置センサ（レンズ位置センサ）４６を持つ光ピックアップ装置４を想定する。位置センサ４６は対向配置させたＬＥＤ４７と受光素子４８と対物レンズアクチェータ４５に取り付けられてＬＥＤ４７から受光素子４８に対する光の一部を遮光するための遮光板４９との組合せよりなり、ＬＥＤ４７からの光束は、遮光板４９で一部を遮光されて受光素子４８入射し、対物レンズアクチェータ４５の矢印方向の動きに従って受光素子４８の光量が変化するので、対物レンズ２６の矢印方向の位置を知ることができる仕組みである。さらに、予め測定した換算表などにより、このレンズ位置信号からレンズシフトによるオフセット量を知ることができる。
【００７４】
従って、同様にして、再生信号処理回路７を信号処理手段として、
Ｓdisk＝Ｐoff−Ｓol    ………（８）
なる演算を行い、ディスクチルトによるオフセットＳdiskを求め、予め測定した換算表などを参照することによりディスクチルト量を知ることができる。
【００７５】
本発明の光ピックアップ装置４の光学系構成の他の実施の形態を図１０に基づいて説明する。本実施の形態の光ピックアップ装置４は、ホログラムユニット構成を工夫することにより、光学系全体が極めて単純小型化されている。
【００７６】
即ち、本実施の形態の光ピックアップ装置４は、図１０（ａ）に示すように、１つのホログラムユニット５１と、コリメートレンズ２３と、対物レンズ２６とにより構成されている。ここに、ホログラムユニット５１は、１つの光ビームを発する光源としての半導体レーザＬＤと、半導体レーザＬＤから出射される１つの光ビームを２つ以上の光ビームとして透過光（０次光）と回折光（±１次回折光）とに分離し、回折光（±１次回折光）の一部領域に位相差を与える位相差付与手段としての回折格子ＧＲと、２分割検出器を含む受光素子ＰＤと、光ディスク２からの反射光を信号検出のために受光素子ＰＤの各々に導くホログラム素子ＨＯＥと、を一体に有する光学素子である。
【００７７】
即ち、本実施の形態においては、半導体レーザＬＤからの光束は、回折格子ＧＲにより透過光と±１次回折光との３本の光ビームに分かれる。回折格子ＧＲは図７で前述したような位相シフト領域を持ち、±１次回折光の波面にのみ位相差を与える。３つの光束はホログラム素子ＨＯＥを透過して対物レンズ２６に入射して、光ディスク２上に前述したようなスポットを形成する。光ディスク２からの反射光はホログラム素子ＨＯＥで回折され、受光素子ＰＤの各々に入射して各種信号を生成する。
【００７８】
いま、光ディスク２のラジアル方向をＸ方向、トラック方向をＹ方向とし、図１０（ｃ）を参照してホログラム素子ＨＯＥと受光素子ＰＤとの関係を説明する。ホログラム素子ＨＯＥはＡ，Ｂ，Ｃで示すような３つの領域に分割され、光ディスク２からの反射光束を分割して受光素子ＰＤ面へ偏向する。０次光によるメインビームについて、Ａ領域に入射した光束は受光素子ＰＤ中のｄ，ｅの境界部に集光されてナイフエッジ法によるフォーカス信号を生成する。Ｂ，Ｃ領域に入射した光束は、各々ｇ、ｂに入射してメインプッシュプル信号を生成する。２つのサブビームの検出スポットは、メインビームの各スポットの上下（Ｙ方向、トラック方向）に集光して、Ｂ，Ｃ領域のビームについてのみａ，ｃ及びｆ，ｈの各受光素子で検出されてサブプッシュプル信号を生成する。
【００７９】
さらに、図１０（ｄ）はホログラムユニット５１中に波長の異なる２つの光源（２ＬＤ）を実装した例である。回折光はトラック方向（Ｙ方向）に回折されるので、波長が異なっていても従来のＤＰＰ方式のようなサブスポットの位置ずれ（ラジアル方向）による不具合がなく、回折格子ＧＲを２波長光源で兼用することができる。
【００８０】
本実施の形態によれば、このような従来同様の簡易な構成によりピックアップ光学系を実現できるので、装置の小型化や低コスト化、調整のしやすさ、安定化に寄与することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】本発明の実施の形態の光ピックアップ装置が搭載される光ディスク装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】その光ピックアップ装置の概略を示す光学系構成図である。
【図３】そのホログラムユニットの概略を示す構成図である。
【図４】位相差を持たせるための構成例、スポット位置、信号等を示す説明図である。
【図５】位相差を持たせるための別の実施の形態の構成例、スポット位置等を示す説明図である。
【図６】位相差を持たせるためのさらに別の実施の形態の構成例、スポット位置等を示す説明図である。
【図７】位相差付与手段の別の実施の形態の構成例、スポット位置等を示す説明図である。
【図８】ディスクチルト検出に関する説明図である。
【図９】レンズチルト検出に関する説明図である。
【図１０】光ピックアップ装置の別の実施の形態に関して光学系構成例、ホログラムユニット構成例等を示す説明図である。
【図１１】（ａ）は通常のＤＰＰ方式、（ｂ）は特許文献２によるＤＰＰ方式に関する各々の信号波形図である。
【図１２】（ａ）は通常のＤＰＰ方式、（ｂ）は特許文献２によるＤＰＰ方式に関する各々の信号波形図である。
【図１３】（ａ）は通常のＤＰＰ方式、（ｂ）は特許文献２によるＤＰＰ方式に関する各々の信号波形図である。
【符号の説明】
【００８２】
２      光ディスク
４      光ピックアップ装置
７      処理装置、オフセット補正手段、信号処理手段
２６      対物レンズ
２８，３１，３２      位相差付与手段
３３      回折格子、位相差付与手段
４３      ディスクチルトセンサ
４６      レンズ位置センサ
５１      ホログラムユニット
ＬＤ      光源
ＰＤ      ２分割検出器
ＧＲ      回折格子
ＨＯＥ    ホログラム素子
【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】
2005115990.tif 000009
【図８】
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【図９】
2005115990.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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