(57)【要約】【課題】光ディスクからの反射光束の光スポットと、この光スポットを受光する光検出器との相対的な位置調整を、容易、かつ、高精度に行えるようにする。【解決手段】光ディスクＤからの反射光束を受光する光検出器１１において、ホログラム素子１０を経た０次回折光を受光する検出セグメント１３ｍを設け、この検出セグメント１３ｍは、ホログラム素子１０を経た±１次回折光を受光する検出セグメント１３ａ〜１３ｌよりも面積が小さいものとする。この検出セグメント１３ｍからの光検出出力に基づいて、±１次回折光を受光する検出セグメント１３ａ〜１３ｌからは得られない反射光束の光スポットと光検出器１１との相対的な位置情報を得ることができる。【選択図】図４
2005276391.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、
前記光源から出射されたレーザ光束を回折させて３本の光束に分離させる回折格子と、
光ディスクの記録トラックに平行な方向に２分割された２つの回折領域を有し、これら回折領域で、前記光ディスクの情報記録面で反射された前記３本の０次回折光及び±１次回折光に分離させるホログラム素子と、
複数の検出セグメントを有し、これら検出セグメントにより、前記ホログラム素子を経た０次回折光及び±１次回折光を受光する光検出器と
を備え、
前記ホログラム素子を経た０次回折光を受光する検出セグメントは、前記ホログラム素子を経た±１次回折光を受光する検出セグメントよりも面積が小である
ことを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項２】
集光レンズと前記ホログラム素子との間の距離は、前記ホログラム素子と前記光検出器との間の距離よりも短くなされたことを特徴とする請求項１記載の光ピックアップ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ディスクに対する情報の記録、または、再生を行う光ピックアップ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、光学的に情報の記録、または、再生が行われる情報記録媒体として、「ＣＤ（Compact disc）」や「ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）」等の光ディスクが知られている。また、再生専用の光ディスクや、情報を追記録することが可能な追記型光ディスク、情報の消去及び再記録が可能な書き換え型光ディスク等、種々の光ディスクが提案されている。
【０００３】
そして、このような光ディスクにおいては、情報記録の高密度化と、高密度化に対応する光ピックアップ装置及び情報記録再生装置の開発が進められるとともに、種類の異なる光ディスクを利用することが可能な、いわゆる互換性を有する光ピックアップ装置及び情報記録再生装置の開発が進められている。
【０００４】
例えば、特許文献１に記載されている光ピックアップ装置は、図７に示すように、光源となる半導体レーザ素子１０１を備え、この半導体レーザ素子１０１から発せられたレーザ光束ＬＡを、対物レンズ１０５により光ディスクＤの情報記録面上に集光させるとともに、この情報記録面からの反射光束を検出するように構成されている。
【０００５】
すなわち、この光ピックアップ装置においては、半導体レーザ素子１０１から出射されたレーザ光束ＬＡは、コリメータレンズ１０２により平行光束となされ、偏光ビームスプリッタ１０３（もしくは、ハーフミラー）を透過する。そして、このレーザ光束は、立ち上げミラー１０４を経て、対物レンズ１０５により、光ディスクＤの情報記録面上に集光され、この情報記録面上に光スポットを形成する。
【０００６】
そして、光ディスクＤの情報記録面により反射された反射光束は、対物レンズ１０５に戻り、略平行光束となされて、偏光ビームスプリッタ１０３に入射する。この偏光ビームスプリッタ１０３において、情報記録面からの反射光束は、偏光分離膜により反射され、集光レンズ１０６及びシリンドリカルレンズ１０７からなる検出光学系１０８へと導かれる。この検出光学系１０８を経た反射光束は、光検出器１０９によって受光される。そして、この光検出器１０９からの光検出出力に基づいて、光ディスクＤに記録された信号が検出される。
【０００７】
この光ピックアップ装置における検出光学系１０８は、フォーカスエラー信号の検出を非点収差法により、トラッキングエラー信号の検出をプッシュプル法によって行うように構成されている。すなわち、偏光ビームスプリッタ１０３において反射された反射光束は、検出光学系１０８の集光レンズ１０６により収束光束となされるとともに、シリンドリカルレンズ１０７により非点収差を発生されて、光検出器１０９の受光面上に光スポットを形成する。この光検出器１０９の受光面は、中心から放射状に４分割され、４つの検出セグメントとなっている。
【０００８】
非点収差法は、シリンドリカルレンズ１０７により発生される非点収差を利用したフォーカス検出法である。すなわち、光ディスクＤ上の光スポットが情報記録面に対して合焦状態にあるとき、光検出器１０９上の光スポットは、円形になる。そして、光ディスクＤと対物レンズ１０５との間の距離が変化し、光ディスクＤ上の光スポットが情報記録面に対する合焦状態からデフォーカスするにつれて、光検出器１０９上の光スポットは、楕円に変化する。このような光検出器１０９上の光スポットの形状の変化を、４つの検出セグメントからの光検出出力に基づいて検出することにより、フォーカスエラー信号が得られる。
【０００９】
一方、プッシュプル法は、光ディスク上の光スポットが記録トラックを横切る方向（トラッキング方向）に移動したときに光検出器１０９上の光スポットも対応する方向に移動することを利用したトラッキング検出法である。すなわち、光ディスク上の光スポットがトラッキング方向に移動したとき、光検出器１０９において記録トラック方向に対峙する二組の検出セグメントからの光検出出力には差が生ずるので、このような光検出出力の差に基づいて、トラッキングエラー信号が得られる。
【００１０】
なお、プッシュプル法においては、対物レンズ１０５のトラッキング方向へのレンズシフトによって、得られるトラッキングエラー信号にオフセットが発生するという問題がある。そのため、「ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）」用の光ピックアップ装置においては、ＤＰＤ法（位相差検出法）というトラッキング検出法が用いられている。このＤＰＤ法は、光ディスクのピットによって生ずる反射光束の強度変化の位相を利用するトラッキング検出法であり、光検出器１０９の各検出セグメントから得られるそれぞれの光検出出力に基づく演算をすることにより、トラッキングエラー信号を生成するものである。
【００１１】
また、図８に示すように、ホログラムを利用した光ピックアップ装置が提案されている。この光ピックアップ装置においては、光源となる半導体レーザ素子と反射光束を検出するための光検出器とを一つのパッケージに収めるとともに、このパッケージにホログラム素子１１０を貼り付けることにより、ホログラムデバイス１１１が構成されている。この光ピックアップ装置においては、ホログラム素子１１０を利用して、フォーカスエラー信号やトラッキングエラー信号が検出される。
【００１２】
この光ピックアップ装置においては、ホログラムデバイス１１１内の半導体レーザ素子から出射されたレーザ光束は、ホログラム素子１１０に入射し、このホログラム素子１１０における０次回折光が、コリメータレンズ１０２、立ち上げミラー１０４及び対物レンズ１０５を経て、光ディスクＤの情報記録面上に光スポットを形成する。
【００１３】
光ディスクＤの情報記録面により反射された反射光束は、対物レンズ１０５、立ち上げミラー１０４及びコリメータレンズ１０２を経て、収束光束となって、ホログラム素子１１０に入射する。このとき、このホログラム素子１１０において回折された＋１次回折光、または、−１次回折光を利用して、フォーカスエラー信号やトラッキングエラー信号の検出を行う。
【００１４】
そして、この光ピックアップ装置におけるホログラム素子１１０は、図９に示すように、中心を通ってこのホログラム素子１１０を２等分する第１分割線１１０ａと、この第１分割線１１０ａの中央においてこの第１分割線１１０ａに直交する第２分割線１１０ｂとにより、第１乃至第３の領域１１０ｃ，１１０ｄ，１１０ｅに分割されている。第１の領域１１０ｃは、ホログラム素子１１０の１／２を占める領域である。そして、第２及び第３の領域１１０ｄ，１１０ｅは、それぞれホログラム素子１１０の１／４を占める領域である。これら３つの領域１１０ｃ，１１０ｄ，１１０ｅは、それぞれが特性の異なる回折面となっている。
【００１５】
この光ピックアップ装置においては、ホログラム素子１１０の各領域における反射光束の＋１次回折光を利用して、例えば、ナイフエッジ法によりフォーカス検出を行い、ＤＰＤ法によりトラッキング検出を行うことができる。この場合、光検出器は、図１０に示すように、４つの検出セグメントＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄを有している。第１の領域１１０ｃにおける＋１回折光は、中心側の２つの検出セグメントＡ，Ｂの境界線上に集光される。そして、第２の領域１１０ｄにおける＋１回折光は、一方側の検出セグメントＣ上に集光される。また、第３の領域１１０ｅにおける＋１回折光は、他方側の検出セグメントＤ上に集光される。
【００１６】
これら検出セグメントＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄからの光検出出力Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄに基づいて、フォーカスエラー信号（ＦＥ）及びトラッキングエラー信号（ＴＥ）は、以下のようにして得ることができる。
【００１７】
ＦＥ＝Ａ−Ｂ
ＴＥ＝phaseＣ−phaseＤ
なお、ここで、「phase」とは、その信号の位相を表している。
【００１８】
また、この光ピックアップ装置におけるホログラム素子１１０は、図１１に示すように、中心を通ってこのホログラム素子１１０を２等分する第１分割線１１０ａと、この第１分割線１１０ａの中央においてこの第１分割線１１０ａに直交する第２分割線１１０ｂとにより、第１乃至第４の領域１１０ｃ，１１０ｄ，１１０ｅ，１１０ｆに分割するようにしてもよい。第１乃至第４の領域１１０ｄ，１１０ｅ，１１０ｆは、それぞれホログラム素子１１０の１／４を占める領域である。
【００１９】
この場合には、ホログラム素子１１０において回折される＋１次回折光及び−１次回折光を利用して、光スポットサイズ法（ＳＳＤ法）により、フォーカス検出を行うことができる。光検出器としては、図１２に示すように、それぞれが並行に３分割された４群の検出セグメントを有するものを用いる。すなわち、この光検出器は、１２個の検出セグメントＡ１，Ｂ１，Ｃ１、Ａ２，Ｂ２，Ｃ２、Ａ３，Ｂ３，Ｃ３、Ａ４，Ｂ４，Ｃ４を有している。
【００２０】
これら検出セグメントＡ１，Ｂ１，Ｃ１、Ａ２，Ｂ２，Ｃ２、Ａ３，Ｂ３，Ｃ３、Ａ４，Ｂ４，Ｃ４からの光検出出力Ａ１，Ｂ１，Ｃ１、Ａ２，Ｂ２，Ｃ２、Ａ３，Ｂ３，Ｃ３、Ａ４，Ｂ４，Ｃ４に基づいて、フォーカスエラー信号（ＦＥ）及びトラッキングエラー信号（ＴＥ）は、以下のようにして得ることができる。
【００２１】
ＦＥ＝（Ａ１＋Ｃ１＋Ａ２＋Ｃ２＋Ａ３＋Ｃ３＋Ａ４＋Ｃ４）−（Ｂ１＋Ｂ２＋Ｂ３＋Ｂ４）
ＴＥ＝phase（Ａ１＋Ｂ１＋Ｃ１＋Ａ４＋Ｂ４＋Ｃ４）−phase（Ａ２＋Ｂ２＋Ｃ２＋Ａ３＋Ｂ３＋Ｃ３）
さらに、例えば、いわゆる「ＤＶＤ−Ｒ」、「ＤＶＤ−ＲＷ」、「ＤＶＤ−ＲＡＭ」など、情報信号の記録が可能な光ディスクにおいては、情報信号の未記録時においては、光ディスク上にビット列が存在しない。そのため、このような情報信号の記録が可能な光ディスク用の光ピックアップ装置においては、ビットの位相を検出する方法であるＤＰＤ法によるトラッキング検出を行うことができない。
【００２２】
そこで、このような光ピックアップ装置においては、ビット列がなくてもトラッキングエラー信号の検出が可能であり、レンズシフトによるオフセットの問題が改善された差動プッシュプル法（ＤＰＰ法）が用いられている。
【００２３】
このＤＰＰ法においては、いわゆる「３ビーム法」と同様に、回折格子を用いて、光源から発せられたレーザ光束をメインピーム及び一対のサブビームに分割して、光ディスクに照射する。各サブビームは、情報信号を読み取るためのメインビームに対し、記録トラックを横切る方向に僅かにずれた位置において、光ディスク上に照射される。
【００２４】
「３ビーム法」においては、これらサブビームがメインビームに対して１／４トラックピッチだけずれた位置に照射され、これらサブビームの反射光束の強度差に基づいて、トラッキングエラー信号が検出される。差動プッシュプル法においては、各サブビームは、メインビームに対して１／２トラックピッチだけずれた位置に照射される。
【００２５】
差動プッシュプル法を行う光ピックアップ装置においては、各サブピームの反射光束を検出する光検出器は、図１３に示すように、それぞれにおいてプッシュプル信号が検出できるように、それぞれが２つの検出セグメントＥ１，Ｅ２、Ｆ１，Ｆ２に分割されている。また、メインピームの反射光束を検出する光検出器は、中心から放射状に４つの検出セグメントＡ，Ｂ、Ｃ，Ｄに分割されている。
【００２６】
この光ピックアップ装置においては、メインビームの反射光束によるプッシュプル信号と、各サブビームの反射光束によるプッシュプル信号との差動を求めることにより、対物レンズのレンズシフトによるプッシュプル信号のオフセットがキャンセルされるようになっている。すなわち、この光ピックアップ装置においては、各検出セグメントＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ、Ｅ１，Ｅ２、Ｆ１，Ｆ２からの光検出出力Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ、Ｅ１，Ｅ２、Ｆ１，Ｆ２に基づいて、トラッキングエラー信号（ＴＥ）は以下のようにして得られる。
【００２７】
ＴＥ＝｛（Ａ＋Ｄ）−（Ｂ＋Ｃ）｝−Ｇ｛（Ｅ１−Ｅ２）＋（Ｆ１−Ｆ２）｝
ここで、Ｇは、ゲインを示しており、光ディスクに照射される光束の回折格子における分割光量比に応じた調整をするためのものであり、回折格子の溝深さによって決まる。
【特許文献１】特開昭６２−２６４４５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２８】
前述のように、光ディスク用の光ピックアップ装置における信号検出法には、さまざまな方式がある。しかし、いずれの方式を採用したとしても、光ピックアップ装置を構成する各光学素子は、所定の精度により、予め組み立てられ、調整されている必要がある。
【００２９】
そして、従来の光ピックアップ装置において、光検出器の位置の調整は、光検出器の各検出セグメントからの光検出出力を観察しながら、この光検出出力に基づいて行なわれている。
【００３０】
ところが、この光ピックアップ装置において、反射光束を受光する検出セグメントは、この検出セグメントにより受光される光スポットがこの検出セグメントに対して多少位置ずれしても検出セグメントから外れないようにするために、受光する光スポットよりも大きい面積としておく必要がある。
【００３１】
したがって、検出セグメントからの光検出出力に基づく調整によっては、また、検出セグメント及び光スポットの重なり合いの状態を顕微鏡により観察する方法によっても、これら検出セグメントと光スポットとの相対的な位置調整を十分な精度を確保して行うことは困難である。
【００３２】
そこで、本発明は、前述の課題に鑑みて提案されるものであって、本発明の目的は、光ディスクの情報記録面からの反射光束が形成する光スポットと、光検出器の検出セグメントとの相対的な位置調整が容易、かつ、高精度に行える光ピックアップ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００３３】
前述の課題を解決するため、本発明に係る光ピックアップ装置は、光源と、前記光源から出射されたレーザ光束を回折させて３本の光束に分離させる回折格子と、光ディスクの記録トラックに平行な方向に２分割された２つの回折領域を有し、これら回折領域で、前記光ディスクの情報記録面で反射された前記３本の０次回折光及び±１次回折光に分離させるホログラム素子と、複数の検出セグメントを有し、これら検出セグメントにより、前記ホログラム素子を経た０次回折光及び±１次回折光を受光する光検出器とを備え、前記ホログラム素子を経た０次回折光を受光する検出セグメントは、前記ホログラム素子を経た±１次回折光を受光する検出セグメントよりも面積が小であるものである。
【００３４】
この光ピックアップ装置においては、光検出器は、ホログラム素子を経た０次回折光を受光する検出セグメントを有しており、この検出セグメントは、ホログラム素子を経た±１次回折光を受光する検出セグメントよりも面積が小さくなされているので、この検出セグメントからの光検出出力に基づいて、±１次回折光を受光する検出セグメントからは得られない光検出器と反射光束の光スポットとの相対的な位置情報を得ることが可能であり、容易、かつ、高精度な光検出器の位置調整を行なうことが可能となる。
【００３５】
また、集光レンズと前記ホログラム素子との間の距離は、前記ホログラム素子と前記光検出器との間の距離よりも短くなされたことが好ましい。
【００３６】
この光ピックアップ装置では、このようなホログラム素子の位置に配置することにより、光軸ずれによる影響を小さくし、組立及び調整を簡単にすることが可能となる。
【発明の効果】
【００３７】
本発明は、光ディスクの情報記録面からの反射光束が形成する光スポットと、光検出器の検出セグメントとの相対位置調整が容易、かつ、確実に行える光ピックアップ装置を提供することができるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
以下、本発明に係る光ピックアップ装置の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００３９】
図１は、本発明に係る光ピックアップ装置の構成を示す側面図である。
【００４０】
この光ピックアップ装置は、図１に示すように、光源となる半導体レーザ１を備えている。この半導体レーザ１より発せられるレーザ光束ＬＡは、直線偏光束であるとともに、拡散光束であり、ビーム断面形状が楕円形となっている。
【００４１】
半導体レーザ１より発せられたレーザ光束ＬＡは、コリメータレンズ２によって平行光束となされ、回折格子（グレーティング）３に入射される。レーザ光束ＬＡは、回折格子３を経ることにより、３本以上の光束に分割される。この回折格子３において分割された光束は、０次光（メインビーム）が光ディスクに対する情報信号の記録または再生を行うための光束となり、±１次光（サブビーム）がトラッキングエラー信号等の種々のエラー信号を検出するための光束となる。
【００４２】
これら３本の光束となされたレーザ光束ＬＡは、整形プリズム４を経て、偏光ビームスプリッタ５に入射される。整形プリズム４は、レーザ光束ＬＡのビーム断面形状を円形にするものである。
【００４３】
偏光ビームスプリッタ５に入射されたレーザ光束ＬＡは、偏光反射面５ａに対してＰ偏光となされており、この偏光反射面５ａを透過する。偏光反射面５ａを透過したレーザ光束ＬＡは、偏光ビームスプリッタ５より出射されて、立ち上げミラー６によって反射され、四分の一波長（λ／４）板７に入射する。この四分の一波長（λ／４）板７は、直線偏光であるレーザ光束ＬＡを円偏光に変換して、対物レンズ８に入射させる。この対物レンズ８は、入射された光束を、光ディスクＤのディスク基板を透して、この光ディスクＤの情報記録面上に集光して照射する。すなわち、この光ディスクＤにおいて、ディスク基板は、情報記録面のカバー層となっている。
【００４４】
図２は、光ディスクの情報記録面上の光スポットの配列状態を示す平面図である。
【００４５】
光ディスクＤの情報記録面上においては、図２に示すように、３本に分割されたレーザ光束ＬＡが、３つの光スポットＳＰ１，ＳＰ２，ＳＰ３を形成する。これら光スポットＳＰ１，ＳＰ２，ＳＰ３は、略々記録トラックＴＲの方向に沿って配置されている。メインビームによる中央の光スポットＳＰ１に対して前後に位置するサブピームによる光スポットＳＰ２，ＳＰ３は、中央の光スポットＳＰ１に対して、記録トラックＴＲのトラックピッチの１／２だけずれた位置に形成される。サブピームによる光スポットＳＰ２，ＳＰ３のメインビームによる光スポットＳＰ１に対する位置は、回折格子３の光軸回りの角度を調整することによって調整されている。
【００４６】
なお、対物レンズ８は、光ディスクＤの情報記録面上の記録トラックに追従されるため、図示しないアクチュエータによって支持されており、このアクチュエータにより、光軸方向及び光ディスクＤのラジアル方向に移動操作される。
【００４７】
そして、光ディスクＤの情報記録面からの反射光束は、この情報記録面上に記録された情報信号に応じて変調されているとともに、往路光と反対方向の円偏光の光束となっており、対物レンズ８に入射して平行光束となり、四分の一波長（λ／４）板７に入射する。この四分の一波長（λ／４）板７は、この反射光束を、往路光の偏光方向に直交する方向の直線偏光束として、出射する。
【００４８】
四分の一波長（λ／４）板７を経た反射光束は、立ち上げミラー６によって反射されて偏向され、偏光ビームスプリッタ５に入射する。
【００４９】
偏光ビームスプリッタ５に入射した反射光束は、偏光反射面５ａによって反射されて偏光ビームスプリッタ５より出射され、集光レンズ９によって収束光束となされ、ホログラム素子１０を経て、光検出器１１によって受光される。
【００５０】
図３は、ホログラム素子の構成を示す正面図である。
【００５１】
ホログラム素子１０は、図３に示すように、円板状に形成されている。そして、このホログラム素子１０は、中央の分割線１０ａを介して、２つの回折領域１０ｂ，１０ｃを有している。分割線１０ａの方向は、光ディスクＤの記録トラックＴＲに略平行な方向に、光学写像的に対応するように設定されている。そして、このホログラム素子１０の各回折領域１０ｂ，１０ｃにおける格子は、それぞれ円弧状に形成されている。
【００５２】
このホログラム素子１０に入射する３本の反射光束は、分割線１０ａを直線的に斜めに跨いで回折領域１０ｂ，１０ｃに入射するので、一方の回折領域１０ｂにおいて各反射光束から±１次回折光が生じ、他方の回折領域１０ｃにおいても各反射光束から±１次回折光が生じ、３本の反射光束からは、少なくとも１２本の±１次回折光が生ずることとなる。また、このホログラム素子１０においては、＋１次回折光に対してはマイナスのパワーを有しており、凹レンズとして作用し、−１次回折光に対してはプラスのパワーを有しており、凸レンズとして作用する。
【００５３】
そして、この光ピックアップ装置においては、集光レンズ９とホログラム素子１０との間の距離Ｌ１は、ホログラム素子１０と光検出器１１との間の距離Ｌ２よりも短くなされている。
【００５４】
そして、この光ピックアップ装置においては、光検出器１１からの光検出出力に基づいて、光ディスクからの情報信号の読取信号が生成されるとともに、アクチュエータの駆動を制御するためのトラッキングエラー信号やフォーカスエラー信号等の種々のエラー信号が生成される。
【００５５】
図４は、光検出器における検出セグメントの配列を示す平面図である。
【００５６】
光検出器１１は、図４に示すように、複数の検出セグメントを有して構成されている。各検出セグメントは、入射された光束を受光し、光検出出力を生成して出力する。
【００５７】
この実施の形態においては、フォーカス検出に光スポットサイズ法（ＳＳＤ法）を用い、トラッキング検出にＤＰＤ法及び差動プッシュプル法（ＤＰＰ法）を用いる場合を示している。
【００５８】
すなわち、この光検出器の検出セグメントは、中心線１２を対称軸として一方側及び他方側にそれぞれ２個ずつ３段に配列された計１２個の検出セグメント１３ａ乃至１３ｌよりなる。これら検出セグメント１３ａ〜１３ｌは、それぞれが、ホログラム素子１０から出射される１２本の±１次回折光が到達する位置に対応されて配置されている。
【００５９】
中段の４つの検出セグメント１３ｅ乃至１３ｈは、光ディスクＤ上のメインビームＳＰ１からの反射光束の光スポットに対応しており、フォーカス検出とＤＰＤ検出を行なうためのものである。これら中段の各検出セグメント１３ｅ乃至１３ｈは、それぞれが水平方向に４つに分割されており、それぞれ４つのセルを形成している。したがって、光検出器の受光面全体では、２４に分割された受光領域が存在することになる。
【００６０】
上段及び下段の検出セグメント１３ａ乃至１３ｄ及び１３ｉ乃至１３ｌは、光ディスクＤ上の２つのサブビームＳＰ２，ＳＰ３からの反射光束の光スポットにそれぞれ対応しており、ＤＰＰ検出を行なうためのものである。
【００６１】
さらに、ホログラム素子１０の一方の回折領域１０ｂを透過した光束は、４列ある検出セグメントのうちの外側の２列の検出セグメント１３ａ、１３ｅ、１３ｉ及び１３ｄ、１３ｈ、１３ｌに入射するように、また、ホログラム素子１０の他方の回折領域１０ｃを通過した光束は、内側の２列の検出セグメント１３ｂ、１３ｆ、１３ｊ及び１３ｃ、１３ｇ、１３ｋに入射するように、それぞれホログラム素子１０のピッチ及びパターンが設定されている。
【００６２】
そして、中段の４つの検出セグメント１３ｅ乃至１３ｈにおいては、中央側の２つのセルと外側の２つのセルとで、光スポットサイズ法によりフォーカス検出が行なわれ、上下のそれぞれ２つずつのセルによってＤＰＤ信号の一部が検出される。
【００６３】
中段の４つの検出セグメントが分割された各セルＡ１〜Ｈ１、Ａ２〜Ｈ２及び上段及び下段の検出セグメント１３ａ乃至１３ｄ及び１３ｉ乃至１３ｌからは、それぞれ独立した光検出信号Ａ１〜Ｈ１、Ａ２〜Ｈ２、Ｉ１、Ｊ１、Ｊ２、Ｉ２及びＩ３、Ｊ３、Ｊ４、Ｉ４が出力される。
【００６４】
また、この光ピックアップ装置においては、光検出器１１の中央には、中心線１２上に位置して、ホログラム素子１０における０次回折光を受光するための検出セグメント１３ｍが配置されている。この検出セグメント１３ｍは、光検出器１１が適正な位置にあるときの０次回折光の集光位置に位置しており、この０次回折光の光スポット径と略同一の円形の検出セグメントである。この検出セグメント１３ｍは、この検出セグメント１３ｍからの光検出出力に基づいて、光検出器１１の位置調整を容易、かつ、高精度に行なうためのものである。図４に示すように、検出セグメント１３ｍは、検出セグメント１３ａ〜１３ｌの面積よりも小さい。
【００６５】
ここで、光検出器１１において、中心線１２上にある０次回折光の光スポット径は、この中心線の両側にある±１次回折光の光スポット径に比べて小さい。これは、０次回折光がほぼ光検出器１１上で収束（集光）するのに対し、＋１次回折光はホログラム素子１０のマイナスのパワーのため光検出器１１を超えた位置で収束し、−１次回折光はホログラム素子１０のプラスのパワーのために光検出器１１の手前の位置で収束するためである。
【００６６】
そして、この光ピックアップ装置においては、フォーカスエラー信号（ＦＥ）、トラッキングエラー信号（ＴＥ）、ＲＦ信号及びプッシュプル信号（ＰＰＳ）は、以下に示す演算により生成される。なお、この光ピックアップ装置においては、反射光束の光スポットの焦点位置の前後で両方の信号を検出することにより、光量分布やレンズ位置ずれによる影響の少ないフォーカス検出が行える。
【００６７】
ＦＥ（ＳＳＤ法）＝（Ｂ＋Ｃ＋Ｆ＋Ｇ）−（Ａ＋Ｄ＋Ｅ＋Ｈ）
ＴＥ（ＤＰＤ法）＝phase（Ａ＋Ｂ＋Ｇ＋Ｈ）−phase（Ｅ＋Ｆ＋Ｃ＋Ｄ）
ＴＥ（ＤＰＰ法）＝（（Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄ）−（Ｅ＋Ｆ＋Ｇ＋Ｈ））−Gain（Ｉ−Ｊ）
ＰＰＳ＝（Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄ）−（Ｅ＋Ｆ＋Ｇ＋Ｈ）
ＲＦ＝Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄ＋Ｅ＋Ｆ＋Ｇ＋Ｈ
なお、これらの演算において、Ａ＝Ａ１＋Ａ２、Ｂ＝Ｂ１＋Ｂ２、Ｃ＝Ｃ１＋Ｃ２、Ｄ＝Ｄ１＋Ｄ２、Ｅ＝Ｅ１＋Ｅ２、Ｆ＝Ｆ１＋Ｆ２、Ｇ＝Ｇ１＋Ｇ２、Ｈ＝Ｈ１＋Ｈ２、Ｉ＝Ｉ１＋Ｉ２＋Ｉ３＋Ｉ４、Ｊ＝Ｊ１＋Ｊ２＋Ｊ３＋Ｊ４である。
【００６８】
これらの演算式から明らかなように、光検出器１１の受光面は、２４の受光領域に分割されているが、信号検出に必要な信号を取り出すための信号線は、Ａ乃至Ｊに対応する１０本でよい。すなわち、その他の部分は、光検出器１１のパターン上において、半導体ウェハの微細加工による配線で結合することが可能である。このように、１０本程度の信号線であれば、通常の光ピックアップ装置において従来より使用されているフォトディテクタのＩＣパッケージからでも、問題なく引き出すことができる。
【００６９】
この光ピックアップ装置においては、例えば、「ＤＶＤ−ＲＡＭ」の光ディスクを用いる場合、ランドからランド、もしくは、グループからグループのピッチが他の「ＤＶＤ」と比較して広く、ホログラム素子１０の位置における光束径が大きいため、通常のプッシュプル法によるトラッキング検出が可能である。したがって、この光ピックアップ装置においては、「ＤＶＤ−ＲＯＭ」（Video, Audio）については、ＤＰＤ法によるトラッキング検出、「ＤＶＤ−Ｒ」及び「ＤＶＤ−ＲＷ」については、ＤＰＰ法によるトラッキング検出、「ＤＶＤ−ＲＡＭ」については、プッシュブル法によるトラッキング検出といった使い方が可能であり、一つの光ピックアップ装置で各種の「ＤＶＤ」ディスクに対応することが可能である。
【００７０】
また、この光ピックアップ装置においては、集光レンズ９とホログラム素子１０との間の距離Ｌ１が、ホログラム素子１０と光検出器１１との間の距離Ｌ２よりも短くなされていることにより、光軸ずれによる影響が小さくなされており、組立て及び調整が容易化されている。
【００７１】
例えば、記録用の「ＤＶＤ」ディスクでは、光ディスク上のアドレスを参照するための信号として、ウォブル信号を利用している。これは、光ディスク上の溝、すなわち、グループ（または、ランド）に、ある周波数で変調をかけておくことにより、情報信号が記録されていない状態でも、光ピックアップ装置が光ディスク上のどの位置にあるかを検出し易くする方法である。このウォブル信号は、プリビットと呼ばれるアドレス信号と併用して、光ピックアップ装置の位置を制御するために使用される。これらの信号は、光検出器上において、プッシュプル信号を利用して検出される。そして、プッシュプル方向の分割線に対する反射光束の光スポットのずれ量は、光スポットの直径に対して、１０％程度しか許容されない。例えば、光束を分割するホログラム素子１０の位置における光束径が５０μｍである場合には、ホログラム素子１０の位置ずれは、その１０％、すなわち、５μｍ以下に抑える必要がある。
【００７２】
また、光ピックアップ装置として一般的である非点収差法によるフォーカス検出を行う光ピックアップ装置においては、光検出器に対しては、光スポットが空間的に分割されることなく集光される。すなわち、光スポットの分割は、光検出器の受光領域を分割することによって行われる。この場合には、光検出器上における光スポットの直径は、「ＤＶＤ用」光ピックアップ装置では、概ね５０μｍ程度である。この大きさは、「ＤＶＤ」のいわゆる「２層ディスク」を再生する場合において、フォーカスエラー信号への、再生していない層からのクロストークを抑える条件から決められ、概ね、この程度の大きさになる。非点収差法以外の、例えば「光スポットサイズ法」を用いた光ピックアップ装置においても、同様の理由により、同程度の光スポットの大きさになる。この場合、光検出器の位置のずれは、光スポットの直径の１０％程度、すなわち、５μｍ程度以下に調整する必要がある。
【００７３】
そして、ホログラム素子１０や光検出器１１の位置は、動作時の発熱による膨張、経時変化などによる影響を受け易く、光ピックアップ装置の信頼性を下げる要因となるので、許容範囲が広いほうがよい。
【００７４】
この光ピックアップ装置においては、ホログラム素子１０における光束径は、およそ１ｍｍであるので、０．１ｍｍ程度のずれを許容することが可能である。これは、通常の光ピックアップ装置では、十分に信頼性を確保できる余裕ある値である。
【００７５】
さらに、この光ピックアップ装置においては、光検出器１１の中央に配置した検出セグメント１３ｍにより、ホログラム素子１０における０次回折光が受光される。ここで、検出セグメント１３ｍは、光検出器１１が適正な位置にあるときの０次回折光の集光位置に位置しており、この０次回折光の光スポット径と略同一の円形の検出セグメントである。したがって、光検出器１１が適正な位置にない場合には、検出セグメント１３ｍからの光検出出力は低下する。検出セグメント１３ｍからの光検出出力が極大となる位置に光検出器１１を移動して位置決めすれば、この光検出器１１の位置調整を容易、かつ、高精度に行なうことができる。
【００７６】
図５は、光ピックアップ装置の検出光学系の構成の他の例を示す側面図である。
【００７７】
なお、この光ピックアップ装置の構成としては、図５に示すように、集光レンズ９とホログラム素子１０との間に、凹レンズ１４を設けることとしてもよい。この場合には、集光レンズ９により収束光束となされた反射光束は、集光位置を凹レンズ１４により後方に延ばされ、検出光学系の焦点距離、すなわち、検出光学系の倍率が変換されて、ホログラム素子１０に入射する。
【００７８】
図６は、光ピックアップ装置の検出光学系の構成のさらに他の例を示す側面図である。
【００７９】
さらに、この光ピックアップ装置の構成としては、図６に示すように、ホログラム素子１０と光検出器１１との間に、凹レンズ１４を設けることとしてもよい。この場合にも、集光レンズ９により収束光束となされた反射光束は、集光位置を凹レンズ１４により後方に延ばされ、検出光学系の焦点距離、すなわち、検出光学系の倍率が変換されて、ホログラム素子１０に入射する。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】本発明に係る光ピックアップ装置の構成を示す側面図である。
【図２】前記光ピックアップ装置において、光ディスクの情報記録面上の光スポットの配列状態を示す平面図である。
【図３】前記光ピックアップ装置におけるホログラム素子の構成を示す正面図である。
【図４】前記光ピックアップ装置における光検出器の検出セグメントの配列を示す平面図である。
【図５】前記光ピックアップ装置の検出光学系の構成の他の例を示す側面図である。
【図６】前記光ピックアップ装置の検出光学系の構成のさらに他の例を示す側面図である。
【図７】従来の光ピックアップ装置の構成を示す側面図である。
【図８】ホログラム素子を利用した従来の光ピックアップ装置の構成を示す側面図である。
【図９】従来の光ピックアップ装置におけるホログラム素子のパターンを示す正面図である。
【図１０】ホログラム素子を利用した従来の光ピックアップ装置における光検出器の受光パターンを示す正面図である。
【図１１】従来の光ピックアップ装置におけるホログラム素子のパターン（フォーカス検出に光スポットサイズ法（ＳＳＤ法）を用いた場合）を示す正面図である。
【図１２】ホログラム素子を利用した従来の光ピックアップ装置における光検出器の受光パターン（フォーカス検出に光スポットサイズ法（ＳＳＤ法）を用いた場合）を示す正面図である。
【図１３】従来の光ピックアップ装置における光検出器の受光パターン（トラッキング検出にＤＰＰ法を用いた場合）を示す正面図である。
【符号の説明】
【００８１】
１  半導体レーザ
２  コリメータレンズ
３  回折格子
５  偏光ビームスプリッタ
８  対物レンズ
９  集光レンズ
１０  ホログラム素子
１１  光検出器
Ｄ  光ディスク
【図１】
2005276391.tif 000003
【図２】
2005276391.tif 000004
【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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