(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも第一の波長のレーザ光および第二の波長のレーザ光を出射する半導体レーザと、
前記半導体レーザから出射した光ビームをメイン光ビームと複数のサブ光ビームに分岐する分岐手段と、
前記複数の光ビームを集光して第一の波長に対応した第一の光ディスクおよび第二の波長に対応した第二の光ディスクの記録面上に各々独立した複数のスポットを照射する集光光学系と、
前記複数のスポットの前記光ディスクからの反射光を受光する光検出器と、
を備えた光ピックアップ装置において、
前記光ディスクに集光されたメイン光ビームに対し、少なくとも２つのサブビームは、前記光ディスク上に光ディスク回転方向の前方または後方の少なくとも一方に集光され、
前記２つのサブビームは、前記第一の光ディスクにおいて、前記光ディスク半径方向に距離Ｄだけ離れて集光され、
第一の光ディスクに対して、
ｎを自然数、前記第一の光ディスクのトラックピッチをＰ１としたときに距離Ｄが、（４ｎ−３）×Ｐ１／２＜Ｄ＜（４ｎ−１）×Ｐ１／２を満たしており、
第二の光ディスクに対して、
ｌを自然数、前記第二の光ディスクのトラックピッチをＰ２、前記第一の光ディスクのレーザ光の波長をλ１、前記第二の光ディスクのレーザ光の波長をλ２としたときに距離Ｄが、（４ｌ−３）×Ｐ２／２＜Ｄ×λ２／λ１＜（４ｌ−１）×Ｐ２／２を満たしていることを特徴とするとする光ピックアップ装置。
【請求項２】
少なくとも第一の波長のレーザ光、第二の波長のレーザ光、第三の波長のレーザ光を出射する半導体レーザと、
前記半導体レーザから出射した光ビームをメイン光ビームと複数のサブ光ビームに分岐する分岐手段と、
前記複数の光ビームを集光して第一の波長に対応した第一の光ディスク、第二の波長に対応した第二の光ディスク、第三の波長に対応した第三の光ディスクの記録面上に各々独立した複数のスポットを照射する集光光学系と、
前記複数のスポットの前記光ディスクからの反射光を受光する光検出器と、
を備えた光ピックアップ装置において、
前記光ディスクに集光されたメイン光ビームに対し、少なくとも２つのサブビームは、前記光ディスク上に光ディスク回転方向の前方または後方の少なくとも一方に集光され、
前記２つのサブビームは、前記第一の光ディスクにおいて、前記光ディスク半径方向に距離Ｄだけ離れて集光され、
第一の光ディスクに対して、
ｎを自然数、前記第一の光ディスクのトラックピッチをＰ１としたときに距離Ｄが、（４ｎ−３）×Ｐ１／２＜Ｄ＜（４ｎ−１）×Ｐ１／２を満たしており、
第二の光ディスクに対して、
ｌを自然数、前記第二の光ディスクのトラックピッチをＰ２、前記第一の光ディスクのレーザ光の波長をλ１、前記第二の光ディスクのレーザ光の波長をλ２としたときに距離Ｄが、（４ｌ−３）×Ｐ２／２＜Ｄ×λ２／λ１＜（４ｌ−１）×Ｐ２／２を満たしており、
第三の光ディスクに対して、
ｔを自然数、前記第三の光ディスクのトラックピッチをＰ３、前記第一の光ディスクのレーザ光の波長をλ１、前記第三の光ディスクのレーザ光の波長をλ３としたときに距離Ｄが、（４ｔ−３）×Ｐ３／２＜Ｄ×λ３／λ１＜（４ｔ−１）×Ｐ３／２を満たしていることを特徴とするとする光ピックアップ装置。
【請求項３】
波長が略６５０ｎｍのレーザ光および波長が略７８０ｎｍのレーザ光を出射する半導体レーザと、
前記半導体レーザから出射した光ビームをメイン光ビームと複数のサブ光ビームに分岐する分岐手段と、
前記複数の光ビームを集光して波長略６５０ｎｍに対応したトラックピッチが略０．７４μｍの第一の光ディスクと波長略６５０ｎｍに対応したトラックピッチが略１．２３μｍの第二の光ディスクと波長略７８０ｎｍに対応したトラックピッチが略１．６μｍの第三の光ディスクの記録面上に各々独立した複数のスポットを照射する集光光学系と、
前記複数のスポットの前記光ディスクからの反射光を受光する光検出器と、
を備えた光ピックアップ装置において、
前記光ディスクに集光されたメイン光ビームに対し、少なくとも２つのサブビームは、前記光ディスク上に光ディスク回転方向の前方または後方の少なくとも一方に集光され、
前記２つのサブビームは、前記第一の光ディスクにおいて、前記光ディスク半径方向に距離Ｄだけ離れて集光され、
前記距離Ｄが、０．６７３（μｍ）＜Ｄ＜１．１１（μｍ）を満たしていることを特徴とするとする光ピックアップ装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか一項記載の光ピックアップ装置において、
前記回折素子は、前記光ディスク半径方向に略平行な方向の分割線によって、少なくとも２分割されていることを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか一項記載の光ピックアップ装置において、
前記第一の副光束と第二の副光束の検出光量が略同じになるように、前記回折素子に複数の領域を配置したことを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれか一項記載の光ピックアップ装置において、
前記光検出器の第一の副光束と第二の副光束を検出する受光面は、少なくとも４分割されており、
前記光ディスク回折光の方向に対して略垂直な方向に所定距離だけ離れて配置されていることを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項７】
請求項１から請求項６のいずれか一項記載の光ピックアップ装置と、前記光ピックアップ装置内における前記半導体レーザを駆動するレーザ点灯回路と、前記光ピックアップ装置内の前記光検出器から検出された信号を用いてフォーカス誤差信号やトラッキング誤差信号を生成するサーボ信号生成回路と、光ディスクに記録された情報信号を再生する情報信号再生回路とを搭載した光ディスク装置。
【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】
本技術分野の背景技術としては、例えば特許文献１（特開２００５−１２２８６９号公報）がある。特許文献１には、課題として「ディスク状記録媒体の偏心等による影響を低減してトラッキング誤差信号の品質の向上を図る」と記載があり、解決手段として「使用波長が異なる複数の種類のディスク状記録媒体１００に対する情報信号の記録又は再生を可能とし、発光素子９から発光された波長の異なるレーザ光をそれぞれ主光束と一対の第１の副光束と一対の第２の副光束とに分割する複数の領域を有する回折素子１０を設け、任意の一種類のディスク状記録媒体の記録面上に該ディスク状記録媒体の略半径方向において離隔して形成される第１の副光束のスポット中心と第２の副光束のスポット中心との距離をＤとし、ｎを自然数とし、当該任意の一種類のディスク状記録媒体のトラックピッチをＰとしたときに、距離Ｄが略（２ｎ−１）×Ｐ／２となるようにした」と記載がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−１２２８６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
光ピックアップ装置は、一般に光ディスク内にある所定の記録トラック上に正しくスポットを照射するため、フォーカス誤差信号の検出により対物レンズをフォーカス方向に変位させてフォーカス方向に調整が行われる他、トラッキング誤差信号を検出して対物レンズを光ディスク状記録媒体の半径方向へ変位させてトラッキング調整が行われる。これらの信号により対物レンズの位置制御が行われる。
【０００５】
このうちトラッキング誤差信号検出方法として、プッシュプル方式が知られているが、対物レンズのトラッキング方向変位により大きな直流変動（以下ＤＣオフセットと呼ぶ）が生じやすいという問題がある。
【０００６】
そこで、このＤＣオフセットの低減を図ることのできる差動プッシュプル方式が広く用いられている。
【０００７】
差動プッシュプル方式（ＤＰＰ：Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ  Ｐｕｓｈ  Ｐｕｌｌ方式）は、回折格子によって光束を主光束と副光束に分割し、主光束（以下メインビームと呼ぶ）と副光束（以下サブビームと呼ぶ）を用いてＤＣオフセットを低減している。
しかし、ＤＰＰ方式はディスク上の３つのスポットがトラックに対して決まった配置でなければならないため、例えば光ディスクの偏心や回折格子の回転ズレが生じると、ＤＰＰ信号の振幅変化が生じ、安定したトラッキング制御を行うことが難しくなる。
【０００８】
そこで特許文献１では、発光素子から発光されたレーザ光を主光束と一対の第１の副光束と一対の第２の副光束とに分割する複数の領域を有する回折素子を設け、ディスク状記録媒体の記録面上に該ディスク状記録媒体の略半径方向において離隔して形成される第１のサブスポットの中心と第２のサブスポットの中心との距離をＤとし、ｎを自然数とし、ディスク状記録媒体のトラックピッチをＰとしたときに、距離Ｄが略（２ｎ−１）×Ｐ／２となるようにすることで、ディスクの偏心や回折格子の回転ズレによる影響を低減している。この方式は回折格子によって５つのビームに分割されるので、以下説明を簡略化するため、このトラッキング誤差検出方式を従来５ビームＤＰＰ方式と呼ぶ。
【０００９】
しかしながら、上記従来５ビームＤＰＰ方式には以下に示すような問題点がある。上記特許文献によれば、従来５ビームＤＰＰ方式はサブスポットによるプッシュプル信号振幅は０となり、対物レンズがトラッキング方向へ変位する際に生ずるＤＣオフセット信号のみが検出されるため、これを用いて主光束のＤＣオフセット信号をキャンセルするとしている。しかし、サブビームのプッシュプル信号振幅を０にしてしまうとディスクの傷などによる外乱が発生した場合、安定したトラッキング制御ができない課題がある。この課題については、特許文献１には記載されていないため、具体的な解決策が提示されていない。
【００１０】
そこで本発明では、５ビームＤＰＰ方式において安定したトラッキング誤差信号を検出可能な光ピックアップ装置、光ディスク装置および光検出器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的は、特許請求の範囲に記載の発明によって達成できる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、安定したトラッキング誤差信号を検出することのできる光ピックアップ装置、光ディスク装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施例１における本発明の光学系を説明する図である。
【図２】実施例１における本発明の回折格子を示す図である。
【図３】実施例１における本発明のディスク上スポットを示す図である。
【図４】実施例１における本発明の受光部を示す図である。
【図５】実施例１における本発明の別の回折格子を示す図である。
【図６】実施例１における本発明の別の受光部を示す図である。
【図７】実施例２における本発明の光学系を説明する図である。
【図８】実施例２における本発明のディスク上スポットを示す図である。
【図９】実施例２における本発明の受光部を示す図である。
【図１０】実施例２における本発明の別の受光部を示す図である。
【図１１】実施例３における光学的再生装置を説明する図である。
【図１２】実施例４における光学的記録再生装置を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を用いて本発明の実施例を説明する。
【実施例１】
【００１５】
図１は本発明の第１の実施例に係る光ピックアップ装置の光学系を示したものである。ここでは、ＤＶＤで説明を行うがそれ以外の波長であっても同様の効果が得られることは言うまでもない。
【００１６】
半導体レーザ５０からは、波長略６６０ｎｍの光ビームが発散光として出射される。半導体レーザ５０から出射した光ビームは回折格子１１に入射する。図２は回折格子１１を示したものである。回折格子１１は、例えば文献１の図３の回折格子と同じ構成となっており、回折格子はＴａｎ方向に分割線８００によって領域Ｉと領域ＩＩに分けられている。領域Ｉと領域ＩＩは、同じ溝ピッチで溝方向が異なっているため、領域Ｉを回折した光ビームと領域ＩＩを回折した光ビームは異なる方向に回折される。また、回折格子領域Ｉおよび領域ＩＩの回折効率は例えば−１次光：０次光：＋１次光が１：１０：１であるとする。このため、回折格子１１に入射した光ビームは、領域Ｉの±１次回折光、領域ＩＩの±１次回折光、領域Ｉと領域ＩＩの０次回折光の５つのビームに分離される。
【００１７】
５つに分離された光ビームは、ビームスプリッタ５２を反射し、コリメートレンズ５１により略平行な光ビームに変換される。コリメートレンズ５１を透過した光ビームは立ち上げミラーを反射、１／４波長板５６を透過後、アクチュエータ５に搭載された対物レンズ２により光ディスク１００上に集光される。
【００１８】
この時、ディスク上には図３のようにＡの＋１次回折光スポット２０ａ、領域ＩＩの＋１次回折光スポット２０ｂ、領域Ｉと領域ＩＩの０次光スポット２０ｃ、領域Ｉの−１次回折光スポット２０ｄ、領域ＩＩの−１次回折光スポット２０ｅが形成される。スポット２０ａ、２０ｂは、スポット２０ａのスポット中心と２０ｂのスポット中心との距離がＤとなっている。また、−１次光も同様にスポット２０ｄ、２０ｅは、スポット２０ｄのスポット中心と２０ｅとの距離がＤとなっている。
【００１９】
そして、光ディスク１００により反射した光ビームは、対物レンズ２、１／４波長板５６、立ち上げミラー、コリメートレンズ５１、ビームスプリッタ５２、検出レンズ５３を経て光検出器１０に入射する。
【００２０】
検出器１０には、例えば図４に示すように、３個の受光面１０ａ、１０ｂ、１０ｃが配置されている。受光面１０ａ、１０ｂ、１０ｃはそれぞれ４分割されており、受光面１０ａは、受光領域ａ１、ａ２、ａ３、ａ４に分けられ、受光面１０ｂは、受光領域ｂ１、ｂ２、ｂ３、ｂ４に分けられ、受光面１０ｃは、ｃ１、ｃ２、ｃ３、ｃ４に分けられる。
【００２１】
そして、光ディスクを反射した５つのビームは受光面に入射する。＋１次回折光スポット２０ａ、＋１次回折光スポット２０ｂは、受光面１０ａに入射し、０次光スポット２０ｃは受光面１０ｂに入射し、−１次回折光スポット２０ｄ、−１次回折光スポット２０ｅは受光面１０ｃに入射する。ここで、受光領域ａ１、ａ２、ａ３、ａ４、ｂ１、ｂ２、ｂ３、ｂ４、ｃ１、ｃ２、ｃ３、ｃ４から得られた信号Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４、Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４、Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４を以下の演算によりトラッキング誤差信号を生成する。
ＴＥＳ＝ＭＰＰ−ｋ×（ＳＰＰ１+ＳＰＰ２）
ＭＰＰ＝（Ｂ１＋Ｂ２）−（Ｂ３＋Ｂ４）
ＳＰＰ１＝（Ａ１＋Ａ２）−（Ａ３＋Ａ４）
ＳＰＰ２＝（Ｃ１＋Ｃ２）−（Ｃ３＋Ｃ４）
式中のＭＰＰ、ＳＰＰ１、ＳＰＰ２とは、受光面１０ｂ、１０ａ、１０ｃで検出されたプッシュプル信号を示す。また、式中のｋは、対物レンズが変位した場合に、トラッキング誤差信号にＤＣ成分を発生しないようにする係数である。
【００２２】
実際のドライブでは、対物レンズの変位や光ディスクの傾きなどが生じると、それに伴って各プッシュプル信号に所定のＤＣオフセット成分が発生するが、このオフセット成分は明らかにディスク面上のスポット位置に関係なくＭＰＰ、ＳＰＰ１、ＳＰＰ２のいずれも同じ極性で発生する。したがって上記演算を行うと、各プッシュプル信号に含まれるオフセット成分が打ち消し合い、結果的にオフセット成分が完全に除去または大幅に低減された良好なトラッキング誤差信号を検出することができる。
【００２３】
ここで、本実施例の効果を説明するために、特許文献１に示される従来５ビームＤＰＰ方式について簡単に説明する。本実施例と特許文献１の従来５ビームＤＰＰ方式との大きな違いは、ディスク上の２つのサブビーム間の距離Ｄが異なっていることである。特許文献１では、ｎを自然数とし、ディスク状記録媒体のトラックピッチをＰとしたときに、距離Ｄが略（２ｎ−１）×Ｐ／２となっていることを特徴としている。このため、検出されたＳＰＰ１とＳＰＰ２のプッシュプル信号振幅が０となる。これが特許文献１の最大の特徴となっている。しかし、ＳＰＰ１とＳＰＰ２のプッシュプル信号振幅を０にしてしまうとディスクの傷などによる外乱が発生した場合、安定したトラッキング制御ができない課題がある。
【００２４】
そこで、本実施例では、ｎを自然数とし、ディスクのトラックピッチをＰとしたときに、距離Ｄが、
（４ｎ−３）×Ｐ／２＜Ｄ＜（４ｎ−１）×Ｐ／２
を満たすことを特徴としている。このように配置するとＳＰＰ１、ＳＰＰ２はＭＰＰ信号と１８０度ずれた位相の信号となる。以下、それについて説明する。
【００２５】
ここでは、簡単のために図３の位置を基準とし、ディスクが回転することでスポットがディスク上の溝に対し、ｘμｍ移動したときの信号を考える。ここで、簡単のためにトラッキング誤差信号を三角関数で示す。
【００２６】
図３の位置を基準とするとＭＰＰ信号振幅はｓｉｎ（２π×ｘ／Ｐ）と考えることができる。また、ＳＰＰ１、ＳＰＰ２信号は、メインの信号に対してスポット位置が＋Ｄ／２μｍ、−Ｄ／２μｍずれた信号と考えることができるため、ｓｉｎ（２π×（ｘ＋Ｄ／２）／Ｐ）＋ｓｉｎ（２π×（ｘ−Ｄ／２）／Ｐ）と表せる。この式を演算するとＳＰＰ１、ＳＰＰ２信号振幅は、２×ｓｉｎ（２π×ｘ）×ｃｏｓ（２π×Ｄ／２／Ｐ）と表すことができる。ここで、トラッキング誤差信号振幅は、上記演算式より、ｓｉｎ（２π×ｘ／Ｐ）｛１−２×ｋ×ｃｏｓ（２π×Ｄ／２／Ｐ）｝と表せる。このとき、特許文献１では距離Ｄを略（２ｎ−１）×Ｐ／２とすることでｃｏｓ（２π×Ｄ／２／Ｐ）を０にしていた。
【００２７】
それに対し、本実施例では、（４ｎ−３）×Ｐ／２＜Ｄ＜（４ｎ−１）×Ｐ／２とすることでｃｏｓ（２π×Ｄ／２／Ｐ）を負とし、結果としてトラッキング誤差信号振幅を増幅することを特徴としている。これにより、ディスクの傷などによる外乱が発生した場合であっても、より安定したトラッキング制御が行えるのである。また、特許文献１で課題としているディスク偏芯に対するトラッキング誤差の変化を低減するためには、距離Ｄが（２ｎ−１）×Ｐとなる条件を除くことで効果が得られる。ただし、この条件であってもディスク偏芯に対してＤＰＰ方式と同等以上のトラッキング誤差信号性能が得られることは云うまでもない。
【００２８】
ここで、同じシステムでありながら複数のトラックピッチに対応したシステムについて説明を行う。例えば、２つのトラックピッチのディスクが存在するシステムの場合には、ｍを自然数とし、第一のディスクのトラックピッチをＰ１としたときに、距離Ｄが、（４ｍ−３）×Ｐ１／２＜Ｄ＜（４ｍ−１）×Ｐ１／２を満たしており、ｌを自然数とし、第二のディスクのトラックピッチをＰ２としたときに、距離Ｄが、（４ｌ−３）×Ｐ２／２＜Ｄ＜（４ｌ−１）×Ｐ２／２を満たしていれば、複数のトラックピッチであっても安定したトラッキング誤差信号が得られる。さらに３つ以上のトラックピッチのディスクが存在するシステムの場合には、それに合わせて条件を加えることで対応できることは言うまでもない。
【００２９】
ここで、ＤＶＤについて説明を行う。ＤＶＤではＤＶＤ±Ｒ／ＲＷ、ＤＶＤ−ＲＡＭＩＩなどがあり、ＤＶＤ±Ｒ／ＲＷとＤＶＤ−ＲＡＭＩＩは、同じ開口数、同じ波長にも関わらずトラックピッチが異なっている。ＤＶＤ±Ｒ／ＲＷはトラックピッチが０．７４μｍであり、ＤＶＤ−ＲＡＭＩＩは、１．２３μｍとなっている。このため、２つのディスクにおいて安定したトラッキング誤差信号を得るためには、ｍとｌを自然数とし、０．３７×（４ｍ−３）（μｍ）＜Ｄ＜０．３７×（４ｍ−１）（μｍ）および０．６１５×（４ｌ−３）（μｍ）＜Ｄ＜０．６１５×（４ｌ−１）（μｍ）の２式を満足すれば良いことがわかる。ここで例えばｍ＝１、ｌ＝１とすると０．３７（μｍ）＜Ｄ＜１．１１（μｍ）および０．６１５（μｍ）＜Ｄ＜１．８４５（μｍ）となるため、２式を満足するためには、０．６１５（μｍ）＜Ｄ＜１．１１（μｍ）となる。この範囲であれば、トラッキング誤差信号振幅は増幅するため、ＤＶＤ±Ｒ／ＲＷとＤＶＤ−ＲＡＭＩＩにおいて安定したトラッキング誤差信号が検出できる。
【００３０】
ここで、本実施例では、非点収差検出方式で説明を行ったが、本実施例の最大の特徴は、ディスク上のスポット間隔Ｄであることから、例えばナイフエッジ検出方式やスポットサイズ検出方式などの検出方式であっても同様の効果が得られることは言うまでもない。また、ＤＶＤで説明を行ったがそれ以外のシステムであっても良い事は言うまでもない。
さらに、回折格子から対物レンズまでの距離が大きい場合には、Ｔａｎ方向の分割線のずれが発生してしまう。このような場合には例えば、図５のように回折格子の領域を複数に分割することで対応しても良いし、図６のように受光面の中央領域を検出しないことで分割線のずれを検出しない構成としても良い。
【実施例２】
【００３１】
図７は本発明の第２の実施例に係る光ピックアップ装置の光学系を示したものである。実施例１との違いはレーザが２波長レーザ１５０となっていること、光検出器１１０の受光部配置が異なっていることであり、それ以外は実施例１と同様の構成である。ここでは、２波長レーザをＤＶＤ／ＣＤ用レーザで説明を行うがそれ以外の波長であっても同様の効果が得られることは言うまでもない。
【００３２】
２波長レーザ１５０は、発光点が２つあり、ＤＶＤ用の約６６０ｎｍレーザを出射する発光点１とＣＤ用の約７８５ｎｍレーザを出射する発光点２がある。発光点１と発光点２は、所定の距離を置いて配置されている。
【００３３】
まずＤＶＤ光学系について説明する。２波長レーザ１５０からは、波長略６６０ｎｍの光ビームが発散光として出射される。２波長レーザ１５０から出射した光ビームは回折格子１１に入射する。図２は回折格子１１を示したものである。回折格子１１は、例えば特許文献１の図３の回折格子とおなじ構成となっており、回折格子はＴａｎ方向に分割線８００によって領域Ｉと領域ＩＩに分けられている。領域Ｉと領域ＩＩは、同じ溝ピッチで溝方向が異なっているため、領域Ｉを回折した光ビームと領域ＩＩを回折した光ビームは異なる方向に回折される。また、回折格子領域Ｉおよび領域ＩＩの回折効率は例えば−１次光：０次光：＋１次光が１：１０：１であるとする。このため、回折格子１１に入射した光ビームは、領域Ｉの±１次回折光、領域ＩＩの±１次回折光、領域Ｉと領域ＩＩの０次回折光の５つのビームに分離される。
【００３４】
５つに分離された光ビームは、ビームスプリッタ５２を反射し、コリメートレンズ５１により略平行な光ビームに変換される。コリメートレンズ５１を透過した光ビームは立ち上げミラーを反射、１／４波長板５６を透過後、アクチュエータ５に搭載された対物レンズ２により光ディスク１００上に集光される。
【００３５】
この時、ディスク上には図８（ａ）、（ｂ）のように領域Ｉの＋１次回折光、領域ＩＩの＋１次回折光、領域Ｉと領域ＩＩの０次光、領域Ｉの−１次回折光、領域ＩＩの−１次回折光がそれぞれ、スポット２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄ、２５ｅが形成される。スポット２５ａ、２５ｂは、スポット２５ａのスポット中心と２５ｂのスポット中心との距離をＤａとなっている。また、−１次光も同様にスポット２５ｄ、２５ｅは、スポット２５ｄのスポット中心と２５ｅとの距離をＤａとなっている。
【００３６】
そして、光ディスク１００により反射した光ビームは、対物レンズ２、１／４波長板５６、立ち上げミラー、コリメートレンズ５１、ビームスプリッタ５２、検出レンズ５３を経て光検出器１１０に入射する。
【００３７】
検出器１１０には、例えば図９に示すように、６個の受光面１０ｇ、１０ｈ、１０ｉ、１０ｊ、１０ｋ、１０ｌが配置されている。受光面１０ｇ、１０ｈ、１０ｉ、１０ｊ、１０ｋ、１０ｌはそれぞれ４分割されており、受光面１０ｇは、受光領域ｇ１、ｇ２、ｇ３、ｇ４に分けられ、受光面１０ｈは、受光領域ｈ１、ｈ２、ｈ３、ｈ４に分けられ、受光面１０ｉは、ｉ１、ｉ２、ｉ３、ｉ４に分けられ、受光面１０ｊは、ｊ１、ｊ２、ｊ３、ｊ４に分けられ、受光面１０ｋは、ｋ１、ｋ２、ｋ３、ｋ４に分けられ、受光面１０ｌは、ｌ１、ｌ２、ｌ３、ｌ４に分けられる。
【００３８】
そして、光ディスク１００により反射した光ビームは、対物レンズ２、１／４波長板５６、立ち上げミラー、コリメートレンズ５１、ビームスプリッタ５２、検出レンズ５３を経て光検出器１１０の受光面１０ｇ、１０ｈ、１０ｉに入射する。受光面１０ｇ、１０ｈ、１０ｉのｇ１、ｇ２、ｇ３、ｇ４、ｈ１、ｈ２、ｈ３、ｈ４、ｉ１、ｉ２、ｉ３、ｉ４から得られた信号Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３、Ｇ４、Ｈ１、Ｈ２、Ｈ３、Ｈ４、Ｉ１、Ｉ２、Ｉ３、Ｉ４を以下の演算によりトラッキング誤差信号を生成する。
ＴＥＳ＝ＭＰＰ−ｋ１×（ＳＰＰ１+ＳＰＰ２）
ＭＰＰ＝（Ｈ１＋Ｈ２）−（Ｈ３＋Ｈ４）
ＳＰＰ１＝（Ｇ１＋Ｇ２）−（Ｇ３＋Ｇ４）
ＳＰＰ２＝（Ｉ１＋Ｉ２）−（Ｉ３＋Ｉ４）
式中のＭＰＰ、ＳＰＰ１、ＳＰＰ２とは、受光面１０ｈ、１０ｇ、１０ｉで検出されたプッシュプル信号を示す。また、式中のｋ１は、対物レンズが変位した場合に、トラッキング誤差信号にＤＣ成分を発生しないようにする係数である。
【００３９】
実際のドライブでは、対物レンズの変位や光ディスクの傾きなどが生じると、それに伴って各プッシュプル信号に所定のＤＣオフセット成分が発生するが、このオフセット成分は明らかにディスク面上のスポット位置に関係なくＭＰＰ、ＳＰＰ１、ＳＰＰ２のいずれも同じ極性で発生する。したがって上記演算を行うと、各プッシュプル信号に含まれるオフセット成分が打ち消し合い、結果的にオフセット成分が完全に除去または大幅に低減された良好なトラッキング誤差信号を検出することができる。
【００４０】
次にＣＤ光学系について説明する。２波長レーザ１５０からは、波長略７８５ｎｍの光ビームが発散光として出射される。２波長レーザ１５０から出射した光ビームは回折格子１１に入射する。回折格子１１を回折した光ビームはＤＶＤ同様、５つのビームに分離される。
【００４１】
５つに分離された光ビームは、ビームスプリッタ５２を反射し、コリメートレンズ５１により略平行な光ビームに変換される。コリメートレンズ５１を透過した光ビームは立ち上げミラーを反射、１／４波長板５６を透過後、アクチュエータ５に搭載された対物レンズ２により光ディスク１００上に集光される。
【００４２】
この時、ディスク上には図８（ｃ）のように領域Ｉの＋１次回折光、領域ＩＩの＋１次回折光、領域Ｉと領域ＩＩの０次光、領域Ｉの−１次回折光、領域ＩＩの−１次回折光がそれぞれ、スポット３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄ、３０ｅが形成される。スポット３０ａ、３０ｂは、スポット３０ａのスポット中心と３０ｂのスポット中心との距離をＤｂとするとＣＤとＤＶＤの波長の違いより、Ｄｂ＝（７８５／６６０）×Ｄａにより決定される。
そして、光ディスクを反射した５つのビームは受光面１０ｊ、１０ｋ、１０ｌに入射する。ここで、受光面１０ｊ、１０ｋ、１０ｌの受光領域ｊ１、ｊ２、ｊ３、ｊ４、ｋ１、ｋ２、ｋ３、ｋ４、ｌ１、ｌ２、ｌ３、ｌ４から得られた信号Ｊ１、Ｊ２、Ｊ３、Ｊ４、Ｋ１、Ｋ２、Ｋ３、Ｋ４、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４を以下の演算によりトラッキング誤差信号を生成する。
ＴＥＳ＝ＭＰＰ−ｋ２×（ＳＰＰ１+ＳＰＰ２）
ＭＰＰ＝（Ｋ１＋Ｋ２）−（Ｋ３＋Ｋ４）
ＳＰＰ１＝（Ｊ１＋Ｊ２）−（Ｊ３＋Ｊ４）
ＳＰＰ２＝（Ｌ１＋Ｌ２）−（Ｌ３＋Ｌ４）
式中のＭＰＰ、ＳＰＰ１、ＳＰＰ２とは、受光面１０ｋ、１０ｊ、１０ｌで検出されたプッシュプル信号を示す。また、式中のｋ２は、対物レンズが変位した場合に、トラッキング誤差信号にＤＣ成分を発生しないようにする係数である。
【００４３】
ここで、対応波長およびディスクのトラックピッチの異なるシステムに対応する方法について説明を行う。例えば、２つ波長が存在するシステムの場合には、ｍを自然数とし、第一のディスクのトラックピッチをＰ１としたときに、距離Ｄａが、（４ｍ−３）×Ｐ１／２＜Ｄａ＜（４ｍ−１）×Ｐ１／２を満たしており、ｔを自然数とし、第二のディスクのトラックピッチをＰ２としたときに、距離Ｄｂが、（４ｔ−３）×Ｐ２／２＜Ｄｂ＜（４ｔ−１）×Ｐ２／２を満たしていれば、安定したトラッキング誤差信号が得られる。ここで、波長と回折格子による回折角の関係から第一のディスクの対応波長をλ１、第二のディスクの対応波長をλ２とするとＤｂ＝Ｄａ×λ２／λ１と表すことができる。さらに例えば３つ以上の対応波長やトラックピッチのディスクが存在するシステムの場合には、それに合わせて条件を加えることで対応できることは言うまでもない。
【００４４】
ここで、ＤＶＤとＣＤについて説明を行う。ＤＶＤのディスク上でスポット２５ａ、２５ｂの距離を距離Ｄとすると、ＤＶＤは実施例１で説明したように、ｍとｌを自然数とし、０．３７×（４ｍ−３）（μｍ）＜Ｄ＜０．３７×（４ｍ−１）（μｍ）および０．６１５×（４ｌ−３）（μｍ）＜Ｄ＜０．６１５×（４ｌ−１）（μｍ）の２式を満足すれば良い。また、ＣＤは波長の違いを考慮し、ｔを自然数とし、０．８×（４ｔ−３）（μｍ）＜Ｄ×０．７８５／０．６６０＜０．８×（４ｔ−１）（μｍ）を満足すればよい。このため、上記３式を満足すればＤＶＤ、ＣＤにおいて安定したトラッキング誤差信号が検出可能となる。
【００４５】
ここで例えばｍ＝１、ｌ＝１、ｔ＝１とすると０．３７（μｍ）＜Ｄ＜１．１１（μｍ）、０．６１５（μｍ）＜Ｄ＜１．８４５（μｍ）、０．６７３（μｍ）＜Ｄ＜２．０１８（μｍ）となるため、３式を満足するためには、０．６７３（μｍ）＜Ｄ＜１．１１（μｍ）となる。この範囲であれば、トラッキング誤差信号振幅は増幅するため、ＤＶＤ±Ｒ／ＲＷとＤＶＤ−ＲＡＭＩＩ、ＣＤにおいて安定したトラッキング誤差信号が検出できる。
【００４６】
ここで、本実施例では、非点収差検出方式で説明を行ったが、本実施例の最大の特徴は、ディスク上のスポット間隔Ｄであることから、例えばナイフエッジ検出方式やスポットサイズ検出方式などの検出方式であっても同様の効果が得られることは言うまでもない。また、ＤＶＤで説明を行ったがそれ以外のシステムであっても良い事は言うまでもない。
さらに、回折格子から対物レンズまでの距離が大きい場合には、Ｔａｎ方向の分割線のずれが発生してしまう。このような場合には例えば、図５のように回折格子の領域を複数に分割することで対応しても良いし、図１０のように受光面の中央領域を検出しないことで分割線のずれを検出しない構成としても良い。
【実施例３】
【００４７】
実施例３では、光ピックアップ装置１７０を搭載した、光学的再生装置について説明する。図１１は光学的再生装置の概略構成である。光ピックアップ装置１７０は、光ディスク１００のＲａｄ方向に沿って駆動できる機構が設けられており、アクセス制御回路１７２からのアクセス制御信号に応じて位置制御される。
【００４８】
レーザ点灯回路１７７からは所定のレーザ駆動電流が光ピックアップ装置１７０内の半導体レーザに供給され、半導体レーザからは再生に応じて所定の光量でレーザ光が出射される。なお、レーザ点灯回路１７７は光ピックアップ装置１７０内に組み込むこともできる。
【００４９】
光ピックアップ装置１７０内の検出器１０または検出器１１０から出力された信号は、サーボ信号生成回路１７４および情報信号再生回路１７５に送られる。サーボ信号生成回路１７４では前記検出器１０または検出器１１０からの信号に基づいてフォーカス誤差信号、トラッキング誤差信号ならびにチルト制御信号などのサーボ信号が生成され、これを基にアクチュエータ駆動回路１７３を経て光ピックアップ装置１７０内のアクチュエータを駆動して、対物レンズの位置制御がなされる。
【００５０】
前記情報信号再生回路１７５では、前記検出器１０または検出器１１０からの信号に基づいて光ディスク１００に記録されている情報信号が再生される。
【００５１】
前記サーボ信号生成回路１７４および情報信号再生回路１７５で得られた信号の一部はコントロール回路１７６に送られる。このコントロール回路１７６にはスピンドルモータ駆動回路１７１、アクセス制御回路１７２、サーボ信号生成回路１７４、レーザ点灯回路１７７などが接続され、光ディスク１００を回転させるスピンドルモータ１８０の回転制御、アクセス方向およびアクセス位置の制御、対物レンズのサーボ制御、光ピックアップ装置１７０内の半導体レーザ発光光量の制御などが行われる。
【実施例４】
【００５２】
実施例４では、光ピックアップ装置１７０を搭載した、光学的記録再生装置について説明する。図１２は光学的記録再生装置の概略構成である。この装置で前記図１１に説明した光学的情報記録再生装置と相違する点は、コントロール回路１７６とレーザ点灯回路１７７の間に情報信号記録回路１７８を設け、情報信号記録回路１７８からの記録制御信号に基づいてレーザ点灯回路１７７の点灯制御を行って、光ディスク１００へ所望の情報を書き込む機能が付加されている点である。
【００５３】
なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
【符号の説明】
【００５４】
２：対物レンズ、５：アクチュエータ、１０：検出器、１０ａ〜１０ｌ：受光面、１１：回折格子、５０：半導体レーザ、５１：コリメートレンズ、５２：ビームスプリッタ、５３：検出レンズ、５６：１／４波長板、１００：光ディスク、１１０：検出器、１５０：半導体レーザ、１７０：光ピックアップ装置、１７１：スピンドルモータ、１７２：アクセス制御、１７３：アクチュエータ駆動回路、１７４：サーボ信号生成回路、１７５：情報信号再生回路、１７６：コントロール回路、１７７：レーザ点灯回路、１７８：情報記録回路、１８０：スピンドルモータ、８００：回折格子分割線
【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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