(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ディスク装置中に光ディスクが存在するか否か、及び存在する光ディスクの種類を判別する光ディスク種別認識方法であって、
前記光ディスク装置は、波長λ１の光ビームを出射する第１の半導体レーザー光源と、前記波長λ１より長い波長λ２の光ビームを出射する第２の半導体レーザー光源と、前記第１と第２の半導体レーザー光源から出射される光ビームを受けて光ディスク上へ微小スポットに収束する集光光学系と、前記光ディスクで反射した光ビームを回折する回折手段と、前記回折手段で回折した各回折光を受けてその光量に応じて電気信号を出力する光検出部とを具備し、
前記光検出部は前記回折手段からの＋１次回折光を受光する光検出部ＰＤ０と、前記回折手段で回折される回折光のうち、前記波長λ１の光ビームの−１次回折光を受光する光検出部ＰＤ１と、前記波長λ２の光ビームの−１次回折光を受光する光検出部ＰＤ２を含み、
前記光検出部ＰＤ０の中心と前記第１及び第２の半導体レーザー光源の各発光点との間の距離を、それぞれｄ１、ｄ２としたときに、前記ＰＤ０と前記ＰＤ１の中心の距離がｄ１の２倍の距離を置いて形成され、前記ＰＤ０と前記ＰＤ２の中心の距離がｄ２の２倍の距離を置いて形成され、かつ
λ１／λ２＝ｄ１／ｄ２
の関係を実質的に満足しており、
前記光ディスク装置の電源を入れた後に、または、前記光ディスク装置に光ディスクを新たに装着した後に、前記第２の半導体レーザー光源を発光させて、前記波長λ２の光ビームを用いて前記光ディスクの有無を判別し、前記光ディスクが存在する場合は、前記光ディスクからの反射光を利用して光ディスク種類の判別を行うことを特徴とする光ディスク種別認識方法。
【請求項２】
前記波長λ１の光ビームが赤色光であり、前記波長λ２の光ビームが赤外光である請求項１に記載の光ディスク種別認識方法。
【請求項３】
前記第２の半導体レーザーを用いて前記光ディスクに記録された信号を再生する時と略同等の強度で、前記第２の半導体レーザー光源を発光させる請求項１又は２に記載の光ディスク種別認識方法。
【請求項４】
挿入されている光ディスクがＣＤであると判断すれば、そのまま赤外光を発光し続けて情報の記録又は再生に移り、挿入されている光ディスクがＤＶＤであると判断すれば、前記赤外光を消光して赤色光を点灯し、ＤＶＤの記録又は再生を行う請求項２又は３に記載の光ディスク種別認識方法。
【請求項５】
前記回折手段は、前記回折手段上における前記波長λ１の光ビームの中心と、前記回折手段上における前記波長λ２の光ビームの中心とが成す方向に対して直交する方向に、複数の分割線が形成されている請求項１から４のいずれか一項に記載の光ディスク種別認識方法。
【請求項６】
前記光検出部ＰＤ１及び前記光検出部ＰＤ２は、それぞれ分割線によって複数の領域に分けられており、前記光検出部ＰＤ２の前記分割線に平行な対称中心線と、前記光検出部ＰＤ１の前記分割線に平行な対称中心線とが、前記各対称中心線と直交する方向においてずれている請求項１から５のいずれか一項に記載の光ディスク種別認識方法。
【請求項７】
波長λ１の光ビームを出射する第１の半導体レーザー光源と、前記波長λ１より長い波長λ２の光ビームを出射する第２の半導体レーザー光源と、前記第１と第２の半導体レーザー光源から出射される光ビームを受けて光ディスク上へ微小スポットに収束する集光光学系と、前記光ディスクで反射した光ビームを回折する回折手段と、前記回折手段で回折した各回折光を受けてその光量に応じて電気信号を出力する光検出部とを具備する光ピックアップであって、
前記光検出部は前記回折手段からの＋１次回折光を受光する光検出部ＰＤ０と、前記回折手段で回折される回折光のうち、前記波長λ１の光ビームの−１次回折光を受光する光検出部ＰＤ１と、前記波長λ２の光ビームの−１次回折光を受光する光検出部ＰＤ２を含み、
前記光検出部ＰＤ０の中心と前記第１及び第２の半導体レーザー光源の各発光点との間の距離を、それぞれｄ１、ｄ２としたときに、前記ＰＤ０と前記ＰＤ１の中心の距離がｄ１の２倍の距離を置いて形成され、前記ＰＤ０と前記ＰＤ２の中心の距離がｄ２の２倍の距離を置いて形成され、かつ
λ１／λ２＝ｄ１／ｄ２
の関係を実質的に満足しており、
前記光ディスク装置の電源を入れた後に、または、前記光ディスク装置に光ディスクを新たに装着した後に、前記第２の半導体レーザー光源を発光させて、前記波長λ２の光ビームを用いて前記光ディスクの有無を判別し、前記光ディスクが存在する場合は、前記光ディスクからの反射光を利用して光ディスク種類の判別を行うことを特徴とする光ディスク装置。
【請求項８】
前記波長λ１の光ビームが赤色光であり、前記波長λ２の光ビームが赤外光である請求項７に記載の光ディスク装置。
【請求項９】
前記第２の半導体レーザーを用いて前記光ディスクに記録された信号を再生する時と略同等の強度で、前記第２の半導体レーザー光源を発光させる請求項７又は８に記載の光ディスク装置。
【請求項１０】
挿入されている光ディスクがＣＤであると判断すれば、そのまま赤外光を発光し続けて情報の記録又は再生に移り、挿入されている光ディスクがＤＶＤであると判断すれば、前記赤外光を消光して赤色光を点灯し、ＤＶＤの記録又は再生を行う請求項８又は９に記載の光ディスク装置。
【請求項１１】
前記回折手段は、前記回折手段上における前記波長λ１の光ビームの中心と、前記回折手段上における前記波長λ２の光ビームの中心とが成す方向に対して直交する方向に、複数の分割線が形成されている請求項７から１０のいずれか一項に記載の光ディスク装置。
【請求項１２】
前記光検出部ＰＤ１及び前記光検出部ＰＤ２は、それぞれ分割線によって複数の領域に分けられており、前記光検出部ＰＤ２の前記分割線に平行な対称中心線と、前記光検出部ＰＤ１の前記分割線に平行な対称中心線とが、前記各対称中心線と直交する方向においてずれている請求項７から１１のいずれか一項に記載の光ディスク装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ディスクに対する情報の記録・再生又は消去に用いる光ピックアップ、それを用いた光ディスク装置、およびこれらを用いた情報処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
高密度・大容量の記憶媒体として、ピット状パターンを有する光ディスクを用いる光メモリ技術は、ディジタルオーディオディスク、ビデオディスク、文書ファイルディスク、さらにはデータファイルと用途を拡張しつつ、実用化されてきている。近年は特にＤＶＤ−ＲＯＭ等、波長６３０ｎｍ〜６７０ｎｍの可視赤色レーザーを光源とした高密度光ディスクも普及しつつある。また、高密度の記録可能な光ディスク（ＤＶＤ−ＲＡＭ）も商品化されており、大容量のデジタルデータを光ディスクに手軽に記録できるようになりつつある。また、すでに広く普及したＣＤと互換性の高いＣＤ−Ｒも広く普及してきた。
【０００３】
前記の背景から、ＤＶＤの情報再生装置では、ＤＶＤ−ＲＯＭとＣＤに加えてＤＶＤ−ＲＡＭとＣＤ−Ｒの再生が重要である。そしてＤＶＤの情報記録再生装置では、ＤＶＤ−ＲＡＭへの記録再生機能に加えて、ＤＶＤ−ＲＯＭとＣＤ及びＣＤ−Ｒの再生が重要である。
【０００４】
ＣＤ−Ｒは色素の反射率の変化を利用して情報の記録再生を行っているが、８００ｎｍ前後の波長に対して最適化されているため、可視光など他の波長では信号再生をできない場合がある。そこで、ＣＤ−Ｒの再生を行うためには波長８００ｎｍ前後の赤外光源を用いることが望ましく、ＤＶＤ用の赤色半導体レーザーと、ＣＤ及びＣＤ−Ｒ用の赤外半導体レーザーを具備する光ピックアップが開発されている。そして、光学系を簡素化し、小型、低コスト化を実現するため、前記の２種の波長の半導体レーザーを１個のパッケージの中に集積化する事が提案されている。
【０００５】
図２０と図２１を用いて、特開平１０−２８９４６８号公報に開示された光ピックアップを説明する。図２０は光ピックアップ２００の概略構成図である。光ディスク７として、透明基板２２０の厚さの異なる複数種類のものを用いて、記録／再生することを前提とする。ここで記録／再生とは、光ディスク７の情報記録面２４０上に情報を記録し、又は情報記録面２４０上の情報を再生することをいう。従来例の光ピックアップ装置２００では光源として、第１光源である第１半導体レーザー１００ａ（波長λ＝６１０ｎｍ〜６７０ｎｍ）と、第２光源である第２半導体レーザー１００ｂ（波長λ＝７４０ｎｍ〜８３０ｎｍ）とを有している。この第１半導体レーザー１００ａはＤＶＤの記録／再生に使用される光源であり、第２半導体レーザー１００ｂは第２光ディスクの記録／再生に使用される光源である。これらの半導体レーザーは、記録／再生する光ディスクに応じて使い分けられる。
【０００６】
合成手段２１０は、第１半導体レーザー１００ａから出射された光束と第２半導体レーザー１００ｂから出射された光束とを合成し、後述する１つの集光光学系を介して、光ディスク７に集光させるために、同一（ほぼ同一でもよい）光路となす手段である。合成手段２１０として偏光プリズム（複屈折性プレート）を用い、第１半導体レーザ１００ａから出射された光束は常光線として光路を変更せずにそのまま通過させ、第２半導体レーザー１００ｂから出射された光束は異常光線として光路を変更している。この合成手段２１０としては、ホログラムを用いてもよい。
【０００７】
対物レンズ６０とコリメートレンズ５０からなる集光光学系は、半導体レーザーから出射された光束を、光ディスク７の透明基板２２０を介して、情報記録面２４０上に集光させ、スポットを形成させる手段である。絞り１５０は光束を所定の開口数に制限する。
【０００８】
ユニット１６０は、第１半導体レーザー１００ａ、第２半導体レーザー１００ｂの他に、ホログラム４０、光検出器８００等を含み、その詳細は図２０に示される。ユニット１６０内で、第１半導体レーザー１００ａ、第２半導体レーザー１００ｂ、及び光検出器８００が同一平面上に配置されている。半導体レーザーの後ろ光検出用に、さらに１つの光検出器２３０が設けられている。この光検出器２３０は、半導体レーザーから出射した光束の光量が所定の光量となるように、半導体レーザーの後方から出射された光の光量に基いて、ＡＰＣ（オートパワーコントロール）回路で半導体レーザーの電流制御をするために用いられる。
【０００９】
また、フォーカスエラー信号はナイフエッジ法で検出するよう構成されている。そのために、光検出手段８００の受光面には、Ａ１〜Ｄ１、Ａ２〜Ｄ２の８つの受光素子（受光面）が設けられている。また、光分岐手段としてホログラム４０を用い、このホログラム素子をＡ〜Ｄのように４分割して、各分割面を通過した光束が光検出手段８００の受光面に結像するように配置している。
【００１０】
同様に、ＤＶＤ、ＣＤ、ＣＤ−Ｒを記録／再生できる小型の光ピックアップを実現することを目的として、光検出器と２個の波長の異なる半導体レーザーチップを１個のユニットに納めた構成が、上述の特開平１０−２８９４６８号公報以外にも特開平１０−３１９３１８号公報、特開平１０−２１５７７号公報、特開平１０−６４１０７号公報、特開平１０−３２１９６１号公報、特開平１０−１３４３８８号公報、特開平１０−１４９５５９号公報、特開平１０−２４１１８９号公報、特開１９９８−１２４９１８号公報、特開平９−１２０５６８号公報、特開２０００−１１４１７号公報などに開示されている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
ＤＶＤのカテゴリー中には、ＤＶＤ−ＲＯＭに加えて、ＤＶＤ−ＲＡＭもある。従ってＤＶＤの記録又は再生装置は、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＡＭおよび、すでに広く普及した光ディスクであるＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ（ＣＤ−ＲＥＣＯＲＤＡＢＬＥ）を再生できることが望ましい。これらの光ディスクにはそれぞれ規格があり、安定に信号再生を行うことのできるトラッキングエラー（ＴＥ）信号検出方式が定められている。
【００１２】
ＤＶＤ−ＲＯＭのＴＥ信号は位相差法により得られる。位相差法は、ディファレンシャル・フェイズ・ディテクション（ＤＰＤ）法とも呼ばれる。光ディスクから反射・回折して戻ってくるファーフィールドパターン（ＦＦＰ）の強度変化を利用して、１ビームでＴＥ信号を得ることができる。ピットの２次元的な配列による回折光の変化を利用する方法である。ピット列による回折における光量分布の変化を、４分割フォトディテクターによって検出し、位相比較することによってＴＥ信号を得る。この方法は、ピット列を有する再生専用ディスクに向いている。
【００１３】
ＤＶＤ−ＲＡＭのＴＥ信号はプッシュプル（ＰＰ）法によって得られる。ＰＰ法は追記型、および書換型光ディスクに対して主に用いられる。光ディスク記録面の案内溝に収束スポットが照射されると、その反射光は案内溝の延伸方向と直角方向に回折光を伴う。対物レンズ面に戻ってきたＦＦＰは案内溝の±１次回折光と０次回折光の干渉によって、光強度の強弱の分布が生じる。案内溝と収束スポットの位置関係に依存して、一部が明るくて他の一部が暗くなったり、逆になったりする。このような光強度変化を２分割フォトディテクターで検知することによってＰＰ法のＴＥ信号が得られる。
【００１４】
規格上はＣＤ−ＲＯＭ（オーディオ用のＣＤも含む）及びＣＤ−Ｒも前記のＰＰ法によってＴＥ信号を得られることになっているが、ＤＶＤ−ＲＡＭに比べるとＴＥ信号強度が小さい。また、ＰＰ法はレンズシフトによってＴＥ信号オフセットが生じるという課題を伴う。ＤＶＤ−ＲＡＭでは、この課題に対してＴＥ信号のオフセット補正用区間を情報記録面上の一部に設けているのに対して、ＣＤ−ＲＯＭやＣＤ−Ｒではそのような対策が光ディスクに講じられていない。そのため、ＴＥ信号検出方法としては３ビーム法が多く用いられている。
【００１５】
３ビーム法では、光源から光ディスクへと至る往路に回折格子を挿入し、回折格子の０次回折光（主ビーム）と±１次回折光（副ビーム）を光ディスク上に形成する。主ビームがトラック中心からずれたときに副ビームの一方はトラック中心に近づき、他方はトラック中心から遠ざかるため、それぞれの反射戻り光量に差ができる。この差を検出することによってＴＥ信号を得る。
【００１６】
このように、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＡＭおよび、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒを記録又は再生するためには、位相差法、ＰＰ法、３ビーム法という３種類のＴＥ信号検出方式を行う必要がある。しかしながら従来例には、位相差法、ＰＰ法、３ビーム法という、３種類のＴＥ信号検出方式のすべてに対応できる具体的な構成の例はなかった。
【００１７】
また、ＤＶＤとＣＤは、情報記録面を覆う透明基板の厚みが異なる。ＤＶＤの基板厚みは０．６ｍｍ、ＣＤの基板厚みは１．２ｍｍが標準である。このように基材厚の違う光ディスク上に共通の集光光学系で光を収束させると、球面収差と呼ばれる光軸中心に対称な収差が発生する。この収差を克服してＤＶＤとＣＤを共通の集光光学系で記録再生する方式も数多く提案されている。さらに、ＤＶＤはＣＤよりも記録密度が高く、短波長の赤色レーザー光源を用いてもなお、対物レンズの開口径（ＮＡ）としては、ＣＤで用いる０．４５よりも大きな０．６を必要とする。特開平１０−２８９４６８号公報などの従来例でも、絞り１５０を用いてＣＤ再生時のＮＡをより小さくする構成が開示されている。
【００１８】
上述のようにＣＤとＤＶＤは、基材厚、光源波長、ＮＡという３項目において著しく異なる光学的条件下において情報再生を行うものである。このため、従来例のように、ＣＤとＤＶＤの再生時において共通の受光分割領域からＦＥ信号を検出する構成では、前記３項目の光学的特性の違いにより、ＦＥ信号オフセットの発生、ＦＥ信号振幅（信号強度）の劣化などの、特性劣化が発生するという課題がある。
【００１９】
さらに、特開平９−１２０５６８号公報の様に図２２（特開平９−１２０５６８号公報の図５（ａ））の様に波長の違いによって光検出器上の異なる位置に入射する回折光（１１２Ｅと１１３Ｅ）を連続した光検出器領域（例えば８００Ｄ）によって受光する構成にすると、各光検出器領域の面積が大きくなり、光検出器領域の電気的容量が増大して、高域の信号検出が困難になり、高速の信号再生をできないという課題がある。
【００２０】
また、波長の違いと発光点位置の違いを前提として、ＤＶＤとＣＤの再生時にいずれも良好な信号を得るための好適な構成について、従来は検討がなされていなかった。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
前記のような従来の問題を解決するため、本発明の第１番目の光ピックアップは、波長λ１の光ビームを出射する第１の半導体レーザー光源と、波長λ２の光ビームを出射する第２の半導体レーザー光源と、前記第１と第２の半導体レーザー光源から出射される光ビームを受けて光ディスク上へ微小スポットに収束する集光光学系と、前記光ディスクで反射した光ビームを回折する回折手段と、前記回折手段で回折した各回折光を受けてその光量に応じて電気信号を出力する光検出部とを具備する光ピックアップであって、
前記光検出部は前記回折手段からの＋１次回折光を受光する光検出部ＰＤ０を含み、前記光検出部ＰＤ０の中心と前記第１及び第２の半導体レーザー光源の各発光点との間の距離を、それぞれｄ１、ｄ２としたときに、
λ１／λ２＝ｄ１／ｄ２
の関係を実質的に満足することを特徴とする。前記のような光ピックアップによれば、光検出部を両波長に対して共通に使用でき、光検出部の数を低減できる。従って、光検出器面積の縮小、出力を電流電圧変換する回路素子数の低減によるコスト低減、及び小型化を実現できる。
【００２２】
本発明の第２番目の光ピックアップは、波長λ１の光ビームを出射する第１の半導体レーザー光源と、波長λ２の光ビームを出射する第２の半導体レーザー光源と、前記第１と第２の半導体レーザー光源から出射される光ビームを受けて光ディスク上へ微小スポットに収束する集光光学系と、前記光ディスクで反射した光ビームを回折する回折手段と、前記回折手段で回折した回折光を受けてその光量に応じて電気信号を出力する光検出部とを具備する光ピックアップであって、前記光検出部は前記回折手段からの＋１次回折光を受光する光検出部ＰＤ０を含み、前記光検出部ＰＤ０の中心と前記第１及び第２の半導体レーザー光源の各発光点との間の距離を、それぞれｄ１、ｄ２とし、前記第１と第２の半導体レーザー光源の発光点間距離をｄ１２としたときに、
ｄ２＝ｄ１＋ｄ１２
の関係を満足し、かつ
ｄ１＝λ１・ｄ１２／（λ２−λ１）
ｄ２＝λ２・ｄ１２／（λ２−λ１）
の関係を実質的に満足することを特徴とする。前記のような光ピックアップによれば、所定の発光点間距離と波長に対して、光検出部を両波長に対して共通に使用でき、光検出部の数を低減できるので、光検出器面積の縮小、出力を電流電圧変換する回路素子数の低減によるコスト低減、小型化を実現できる。
【００２３】
本発明の第３番目の光ピックアップは、波長λ１の光ビームを出射する第１の半導体レーザー光源と、波長λ２の光ビームを出射する第２の半導体レーザー光源と、前記第１と第２の半導体レーザー光源から出射される光ビームを受けて光ディスク上へ微小スポットに収束する集光光学系と、前記光ディスクで反射した光ビームを回折する回折手段と、前記回折手段で回折した回折光を受けてその光量に応じて電気信号を出力する光検出部とを具備する光ピックアップであって、前記光検出部は、前記回折手段で回折される回折光のうち、前記波長λ１の光ビームの−１次回折光を受光する光検出部ＰＤ１と、前記波長λ２の光ビームの−１次回折光を受光する光検出部ＰＤ２とを含み、前記光検出部ＰＤ１及び前記光検出部ＰＤ２はそれぞれ複数の領域に分けられており、
前記波長λ１の光を用いて情報再生を行うときには前記光検出部ＰＤ１の前記各領域から得られる信号を演算してフォーカスエラー信号を検出し、前記波長λ２の光を用いて情報再生を行うときには前記光検出部ＰＤ２の前記各領域から得られる信号を演算してフォーカスエラー信号を検出することを特徴とする。
【００２４】
前記のような光ピックアップによれば、光源の各波長に対応した光検出部を有しているので、各波長に対応する異なる種類の光ディスク、例えばＤＶＤ（ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＡＭ）、及びＣＤ（ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ）のいずれを記録又は再生した場合であっても、フォーカスエラー信号の特性劣化を防止できる。また、各領域が複数に分けられているので、各分割領域の回折光の大きさを差動演算することにより、フォーカスエラー信号を得ることができる。
【００２５】
前記本発明の第３番目の光ピックアップにおいては、前記光検出部ＰＤ１と前記光検出部ＰＤ２の形状が異なることが好ましい。前記のような光ピックアップによれば、基材厚が異なる光ディスクを記録再生する場合においても、フォーカスエラー信号のオフセットを防止できる。
【００２６】
また、前記光検出部ＰＤ１及び前記光検出部ＰＤ２は、それぞれ分割線によって複数の領域に分けられており、前記光検出部ＰＤ２の前記分割線に平行な対称中心線と、前記光検出部ＰＤ１の前記分割線に平行な対称中心線とが、前記各対称中心線と直交する方向においてずれていることが好ましい。前記のような光ピックアップによれば、基材厚が異なる光ディスクを記録再生する場合においても、フォーカスエラー信号のオフセットを防止できる。
【００２７】
本発明の第４番目の光ピックアップは、波長λ１の光ビームを出射する第１の半導体レーザー光源と、波長λ２の光ビームを出射する第２の半導体レーザー光源と、前記第１と第２の半導体レーザー光源から出射される光ビームを受けて光ディスク上へ微小スポットに収束する集光光学系と、前記光ディスクで反射した光ビームを回折する回折手段と、前記回折手段で回折した回折光を受けてその光量に応じて電気信号を出力する光検出部とを具備する光ピックアップであって、前記光検出部は、前記回折手段で回折される回折光のうち、前記波長λ１の光ビームの−１次回折光を受光する光検出部ＰＤ１と、前記波長λ２の光ビームの−１次回折光を受光する光検出部ＰＤ２とを含み、前記光検出部ＰＤ１の中心と前記第１の半導体レーザー光源の発光点との間の距離をｄ１、前記光検出部ＰＤ２の中心と前記第２の半導体レーザー光源の発光点との間の距離をｄ２としたときに、
λ１／λ２＝ｄ１／ｄ２
の関係を実質的に満足することを特徴とする。前記のような光ピックアップによれば、光源の各波長に対応した光検出部ＰＤ１、ＰＤ２を有しているので、光検出部ＰＤ１、ＰＤ２を、各波長に対応する異なる種類の光ディスクのフォーカスエラー信号の検出部として用いることができる。
【００２８】
前記本発明の第４番目の光ピックアップにおいては、前記第１と第２の半導体レーザー光源の発光点間距離をｄ１２としたときに、光検出部ＰＤ１の中心と光検出部ＰＤ２の中心の間隔をｄ１２の略２倍としたことが好ましい。前記のような光ピックアップによれば、各光検出部の中心と回折光の中心を一致させることができ、波長変動などの誤差があっても、もれなく受光することができる。
【００２９】
また、前記光検出部ＰＤ１及び前記光検出部ＰＤ２はそれぞれ複数の領域に分けられており、前記波長λ１の光を用いて情報再生を行うときには前記光検出部ＰＤ１の各領域から得られる信号を演算してフォーカスエラー信号を検出し、前記波長λ２の光を用いて情報再生を行うときには前記光検出部ＰＤ２の各領域から得られる信号を演算してフォーカスエラー信号を検出することが好ましい。前記のような光ピックアップによれば、光源の各波長に対応した光検出部でそれぞれ、フォーカスエラー信号を検出するので、フォーカスエラー信号の特性劣化を防止できる。また、各領域が複数に分けられているので、各分割領域の回折光の大きさを差動演算することにより、フォーカスエラー信号を得ることができる。
【００３０】
また、前記光検出部ＰＤ１と前記光検出部ＰＤ２の形状が異なることが好ましい。前記のような光ピックアップによれば、基材厚が異なる光ディスクを記録再生する場合においても、フォーカスエラー信号のオフセットを防止できる。
【００３１】
また、前記光検出部ＰＤ１及び前記光検出部ＰＤ２は、それぞれ分割線によって複数の領域に分けられており、前記光検出部ＰＤ２の前記分割線に平行な対称中心線と、前記光検出部ＰＤ１の前記分割線に平行な対称中心線とが、前記各対称中心線と直交する方向においてずれていることが好ましい。
【００３２】
本発明の第５番目の光ピックアップは、波長λ１の光ビームを出射する第１の半導体レーザー光源と、波長λ２の光ビームを出射する第２の半導体レーザー光源と、前記第１と第２の半導体レーザー光源から出射される光ビームを受けて光ディスク上へ微小スポットに収束する集光光学系と、前記光ディスクで反射した光ビームを回折する回折手段と、前記回折手段で回折した回折光を受けてその光量に応じて電気信号を出力する光検出部とを具備する光ピックアップであって、前記光検出部は、前記回折手段で回折される回折光のうち、前記波長λ１の光ビームの−１次回折光を受光する光検出部ＰＤ１と、前記波長λ２の光ビームの−１次回折光を受光する光検出部ＰＤ２と、前記波長λ１及び波長λ２の光ビームの＋１次回折光を受光する光検出部ＰＤ０とを含むことを特徴とする。前記のような光ピックアップによれば、各波長の双方に対応した光検出部ＰＤ０と、各波長のそれぞれに対応した光検出部ＰＤ１、ＰＤ２を有しているので、例えば、両波長に対して共通に使用できる光検出部ＰＤ０をトラッキングエラー信号情報信号の検出部とし、光検出部ＰＤ１、ＰＤ２を、各波長に対応する異なる種類の光ディスクのフォーカスエラー信号の検出部として用いることができる。
【００３３】
前記本発明の第５番目の光ピックアップにおいては、前記光検出部ＰＤ０の中心と前記第１と第２の半導体レーザー光源の発光点との間の距離を、それぞれｄ１、ｄ２、前記第１と第２の半導体レーザー光源の発光点間距離をｄ１２としたときに、
前記光検出部ＰＤ１の中心と前記第１の半導体レーザー光源の発光点との間の距離がｄ１、前記光検出部ＰＤ２の中心と前記第２の半導体レーザー光源の発光点との間の距離をｄ２であり、
λ１／λ２＝ｄ１／ｄ２
の関係を実質的に満足し、さらに
ｄ２＝ｄ１＋ｄ１２、
の関係を満足し、かつ
ｄ１＝λ１・ｄ１２／（λ２−λ１）
ｄ２＝λ２・ｄ１２／（λ２−λ１）
の関係を実質的に満足することが好ましい。前記のような光ピックアップによれば、光検出部を両波長に対して共通に使用でき、光検出部の数を低減できる。また、λ１がλ２に比べ短波長の場合、第１の半導体レーザー光源、第２の半導体レーザー光源、光検出部ＰＤ１、光検出部ＰＤ２の順に光軸と直交する方向に配置すると、ｄ１を小さくしつつ、光検出部の長さを確保でき、光検出器の小型化を実現できる。
【００３４】
また、前記光検出部ＰＤ１、前記光検出部ＰＤ２、及び前記光検出部ＰＤ０はそれぞれ複数の領域に分けられており、前記波長λ１の光を用いて情報再生を行うときには前記光検出部ＰＤ１の各領域から得られる信号を演算してフォーカスエラー信号を検出し、前記波長λ２の光を用いて情報再生を行うときには前記光検出部ＰＤ２の各領域から得られる信号を演算してフォーカスエラー信号を検出し、前記光検出部ＰＤ０の各領域から得られる信号を演算してトラッキングエラー信号を検出することが好ましい。
【００３５】
前記のような光ピックアップによれば、光源の各波長に対応した光検出部でそれぞれ、フォーカスエラー信号を検出するので、フォーカスエラー信号の特性劣化を防止できる。加えて、複数の領域に分けられた専用のトラッキングエラー信号を検出する光検出部ＰＤ０を有しているので、位相差法、ＰＰ法、３ビーム法という３種類のＴＥ信号検出方式のすべてに対応できる。
【００３６】
また、前記光検出部ＰＤ１及び前記光検出部ＰＤ２はそれぞれ複数の領域に分けられており、前記波長λ１の光を用いて情報再生を行うときには前記光検出部ＰＤ１の各領域から得られる信号を演算してフォーカスエラー信号を検出し、前記波長λ２の光を用いて情報再生を行うときには前記光検出部ＰＤ２の各領域から得られる信号を演算してフォーカスエラー信号を検出し、
前記光検出部ＰＤ１と前記光検出部ＰＤ２の形状が異なることが好ましい。前記のような光ピックアップによれば、基材厚が異なる光ディスクを記録再生する場合においても、フォーカスエラー信号のオフセットを防止できる。
【００３７】
また、前記光検出部ＰＤ１及び前記光検出部ＰＤ２はそれぞれ分割線によって複数の領域に分けられており、前記波長λ１の光を用いて情報再生を行うときには前記光検出部ＰＤ１の各領域から得られる信号を演算してフォーカスエラー信号を検出し、前記波長λ２の光を用いて情報再生を行うときには前記光検出部ＰＤ２の各領域から得られる信号を演算してフォーカスエラー信号を検出し、
前記光検出部ＰＤ２の前記分割線に平行な対称中心線と、前記光検出部ＰＤ１の前記分割線に平行な対称中心線とが、前記各対称中心線と直交する方向においてずれていることが好ましい。前記のような光ピックアップによれば、基材厚が異なる光ディスクを記録再生する場合においても、フォーカスエラー信号のオフセットを防止できる。
【００３８】
本発明の第６番目の光ピックアップは、波長λ１の光ビームを出射する第１の半導体レーザー光源と、波長λ２の光ビームを出射する第２の半導体レーザー光源と、前記第１と第２の半導体レーザー光源から出射される光ビームを受けて光ディスク上へ微小スポットに収束する集光光学系と、前記光ディスクで反射した光ビームを回折する回折手段と、前記回折手段で回折した回折光を受けてその光量に応じて電気信号を出力する光検出部とを具備する光ピックアップであって、前記光検出部は、前記回折手段で回折される回折光のうち、前記波長λ１のビームの回折光を受光する光検出部ＰＤ１と、前記波長λ２の光ビームの回折光を受光する光検出部ＰＤ２と、前記波長λ１及び波長λ２の光ビームの回折光を受光する光検出部ＰＤ０とを含み、
前記波長λ１の光を用いて情報再生を行うときには前記光検出部ＰＤ１から得られる信号を演算してフォーカスエラー信号を検出し、前記波長λ２の光を用いて情報再生を行うときには前記光検出部ＰＤ２から得られる信号を演算してフォーカスエラー信号を検出し、前記光検出部ＰＤ０から得られる信号を演算してトラッキングエラー信号を検出することを特徴とする。
【００３９】
前記第1番目から第６番目の光ピックアップにおいては、前記第１の半導体レーザー光源と、前記第２の半導体レーザー光源を、モノリシックに１個の半導体チップに形成したことが好ましい。前記のような光ピックアップによれば、組立工数が削減でき、２個の光源の発光点間距離を正確に決めることができる。
【００４０】
また、前記波長λ１を波長６１０ｎｍ〜６７０ｎｍの範囲、前記波長λ２を７４０ｎｍ〜８３０ｎｍの範囲としたときに、前記第２の半導体レーザー光源から出射する前記波長λ２の光ビームを受けて主ビーム及び±１次回折光である副ビームを形成する回折格子をさらに具備し、
前記回折格子の格子断面形状は略矩形で凹凸部を有しており、凹部と凸部の幅は略等しく、前記波長λ１に対する回折格子材料の屈折率をｎ１としたときに、断面形状の凹部と凸部の段差ｈを、
ｈ＝λ１／（ｎ１−１）
として、凹部と凸部の光路差が前記波長λ２の光に対して１波長分となるよう設定していることが好ましい。前記のような光ピックアップによれば、光路差による位相差が２πになり、設計上は、波長λ１の光ビームは回折格子によって回折されず、光量損失なく光を有効に利用できる。また、波長λ２の光ビームの場合は、波長が波長λ１より長いので、段差ｈによって生じる光路差は１波長より小さくなり、位相差も２πより小さくなるため、回折が起こり、副スポットを生成可能になる。
【００４１】
また、前記波長λ１の光ビーム、及び前記波長λ２の光ビームの双方に関して、前記回折格子で回折されずに前記集光学系を構成する対物レンズに入射した光ビームが、光ディスク再生に必要なＮＡを満たす範囲すべてに格子縞を形成することが好ましい。
【００４２】
また、前記波長λ１は、前記波長λ２より小さく、前記第１の半導体レーザー光源の発光点を、前記集光光学系の略光軸上に配置したことが好ましい。前記のような光ピックアップによれば、レンズ収差の影響を受け易い短波長レーザー素子からのレーザー光が、レンズ収差の程度の小さい集光光学系の光軸近傍を通ることになるので、軸外収差の発生を有効に防止できる。
【００４３】
また、前記回折手段は、フォーカスエラーオフセット低減領域を有していることが好ましい。前記のような光ピックアップによれば、フォーカスオフセットを抑圧でき、安定かつ正確なフォーカスサーボ動作を実現できる。また、回折手段にλ１、及びλ２の双方の光ビームに対応した複数のフォーカスエラーオフセット低減領域を設ければ、λ１、及びλ２の双方の光ビーム発光時にフォーカスエラーオフセットを抑圧できる。
【００４４】
次に、本発明の光ディスク装置は、前記第１番目から第６番目の光ピックアップのいずれかと、前記光ピックアップの移動手段と、前記光ディスクを回転させる回転手段とを備えたことを特徴とする。
【００４５】
次に、本発明の光ディスク種別認識方法は、光ディスク装置中に光ディスクが存在するか否か、及び存在する光ディスクがＣＤかＤＶＤかを判別する光ディスク種別認識方法であって、
赤外光及び赤色光の光源を用いた光ピックアップを具備する光ディスク装置を用い、前記光ディスク装置の電源を入れたときに、または、前記光ディスク装置に光ディスクを新たに装着したときに、まず前記赤外光の光源を発光させて、赤外光ビームを用いて前記光ディスクの有無を判別し、前記光ディスクが存在する場合は、前記光ディスクからの反射光を利用して光ディスク種類の判別を行うことを特徴とする。前記のような光ディスク種別認識方法によれば、装着されている光ディスクが赤外光用の光ディスク例えばＣＤ−Ｒであっても不要な書き込みを行なったり、情報を誤って消去したりすることを防止できる。
【００４６】
次に、本発明の光ディスク記録再生方法は、前記本発明の光ディスク種別認識方法により光ディスク種類の判別を行った結果、挿入されている光ディスクがＣＤであると判断すれば、そのまま赤外光を発光し続けて情報の記録又は再生に移り、挿入されている光ディスクがＤＶＤであると判断すれば、前記赤外光を消光して赤色光を点灯し、ＤＶＤの記録又は再生を行うことを特徴とする。
【００４７】
次に、本発明の情報処理装置は、光ディスクに対して情報の記録又は再生、あるいは記録及び再生を行う光ディスク装置と、原稿の画像情報を読みとる画像情報読み込み手段とを具備し、
前記画像情報読み込み手段が読み込んだ画像情報を、前記光ディスク装置に記録可能であることを特徴とする。
【００４８】
前記情報処理装置においては、さらに、情報の複写手段を備えており、少なくとも前記画像情報読み込み手段が読み込んだ画像情報の前記複写手段による複写、及び前記光ディスク装置に記録された画像情報の前記複写手段による複写のいずれかが可能であることが好ましい。
【００４９】
次に、本発明の映像投影装置は、自動車のフロントガラスに映像を投影する映像投影手段を備えたことを特徴とする。
【００５０】
前記映像投影装置においては、さらに、光ディスクに対して情報の記録又は再生、あるいは記録及び再生を行う光ディスク装置とを備えており、前記光ディスク装置から再生した情報を前記フロントガラスに投影することが好ましい。
【００５１】
また、前記光ディスク装置から再生した情報を前記フロントガラスの曲率に合わせた画像に変換する変換回路を具備し、前記変換回路の出力する情報を前記フロントガラスに投影することが好ましい。前記のような映像投影装置によれば、フロントガラスの曲率による映像の歪みを防止できる。
【００５２】
次に、本発明の第1番目の半導体レーザー装置は、波長λ１の光ビームを出射する第１の半導体レーザー光源と、波長λ２の光ビームを出射する第２の半導体レーザー光源と、光ビームを受けてその光量に応じて電気信号を出力する光検出部とを具備する半導体レーザー装置であって、
前記光検出部に含まれる光検出部ＰＤ０の中心と、前記第１及び第２の半導体レーザー光源の各発光点との間の距離を、それぞれｄ１、ｄ２としたときに、
λ１／λ２＝ｄ１／ｄ２
の関係を実質的に満足することを特徴とする。前記のような半導体レーザー装置によれば、光検出部を両波長に対して共通に使用でき、光検出部の数を低減できる。従って、光検出器面積の縮小、出力を電流電圧変換する回路素子数の低減によるコスト低減、及び小型化を実現できる。
【００５３】
本発明の第２番目の半導体レーザー装置は、波長λ１の光ビームを出射する第１の半導体レーザー光源と、波長λ２の光ビームを出射する第２の半導体レーザー光源と、光ビームを受けてその光量に応じて電気信号を出力する光検出部とを具備する半導体レーザー装置であって、
前記光検出部に含まれる光検出部ＰＤ０の中心と、前記第１及び第２の半導体レーザー光源の各発光点との間の距離を、それぞれｄ１、ｄ２とし、前記第１及び第２の半導体レーザー光源の発光点間距離をｄ１２としたときに、
ｄ２＝ｄ１＋ｄ１２
の関係を満足し、かつ
ｄ１＝λ１・ｄ１２／（λ２−λ１）
ｄ２＝λ２・ｄ１２／（λ２−λ１）
の関係を実質的に満足することを特徴とする。前記のような半導体レーザー装置によれば、所定の発光点間距離と波長に対して、光検出部を両波長に対して共通に使用でき、光検出部の数を低減できるので、光検出器面積の縮小、出力を電流電圧変換する回路素子数の低減によるコスト低減、小型化を実現できる。
【００５４】
前記第１番目又は第２番目の半導体レーザー装置においては、前記光検出部は、前記波長λ１の光を受光する光検出部ＰＤ１と、前記波長λ２の光を受光する光検出部ＰＤ２とを含み、前記光検出部ＰＤ１と前記光検出部ＰＤ２はそれぞれ複数の領域に分けられており、前記光検出部ＰＤ１と前記光検出部ＰＤ２の形状が異なることが好ましい。前記のような半導体レーザー装置によれば、基材厚が異なる光ディスクを記録再生する場合においても、フォーカスエラー信号のオフセットを防止できる。
【００５５】
また、前記光検出部は、波長λ１の光を受光する光検出部ＰＤ１と、前記波長λ２の光を受光する光検出部ＰＤ２とを含み、前記光検出部ＰＤ１と前記光検出部ＰＤ２はそれぞれ分割線によって複数の領域に分けられており、前記光検出部ＰＤ２の前記分割線に平行な対称中心線と、前記光検出部ＰＤ１の前記分割線に平行な対称中心線とが、前記各対称中心線と直交する方向においてずれていることが好ましい。前記のような半導体レーザー装置によれば、基材厚が異なる光ディスクを記録再生する場合においても、フォーカスエラー信号のオフセットを防止できる。
【００５６】
本発明の第３番目の半導体レーザー装置は、波長λ１の光ビームを出射する第１の半導体レーザー光源と、波長λ２の光ビームを出射する第２の半導体レーザー光源と、光ビームを受けてその光量に応じて電気信号を出力する光検出部とを具備する半導体レーザー装置であって、
前記光検出部は、前記波長λ１の光を受光する光検出部ＰＤ１と、前記波長λ２の光を受光する光検出部ＰＤ２とを含み、前記光検出部ＰＤ１の中心と前記第１の半導体レーザー光源の発光点との間の距離をｄ１、前記光検出部ＰＤ２の中心と前記第２の半導体レーザー光源の発光点との間の距離をｄ２としたときに、
λ１／λ２＝ｄ１／ｄ２
の関係を実質的に満足することを特徴とする。前記のような半導体レーザー装置によれば、光源の各波長に対応した光検出部ＰＤ１、ＰＤ２を有しているので、光検出部ＰＤ１、ＰＤ２を、各波長に対応する異なる種類の光ディスクの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部として用いることができる。
【００５７】
前記本発明の第３番目の半導体レーザー装置においては、前記光検出部ＰＤ１と前記光検出部ＰＤ２の少なくとも一方は、５本の短冊状の領域、４本の短冊状の領域、及び６本の短冊状の領域のいずれかに分割されていることが好ましい。前記のような半導体レーザー装置によれば、分割領域における回折光を適度に離すことができ、これらの共役光である各回折光も適度に離れる。このため、光検出部において、確実に各回折光を分離して信号検出でき、より良好な位相差法のＴＥ信号を得ることができる。
【００５８】
本発明の第４番目の半導体レーザー装置は、波長λ１の光ビームを出射する第１の半導体レーザー光源と、波長λ２の光ビームを出射する第２の半導体レーザー光源と、光を受けてその光量に応じて電気信号を出力する光検出部とを具備する半導体レーザー装置であって、
前記光検出部は、前記波長λ１の光を受光する光検出部ＰＤ１と、前記波長λ２の光を受光する光検出部ＰＤ２と、前記波長λ１及びλ２の両方の光を受光する光検出部ＰＤ０とを含み、
前記光検出部ＰＤ０の中心と前記第１と第２の半導体レーザー光源の発光点との間の距離を、それぞれｄ１、ｄ２、前記第１と第２の半導体レーザー光源の発光点間距離をｄ１２としたときに、
前記光検出部ＰＤ１の中心と前記第１の半導体レーザー光源の発光点との間の距離がｄ１、前記光検出部ＰＤ２の中心と前記第２の半導体レーザー光源の発光点との間の距離がｄ２であり、
λ１／λ２＝ｄ１／ｄ２
の関係を実質的に満足し、さらに
ｄ２＝ｄ１＋ｄ１２、
の関係を満足し、かつ
ｄ１＝λ１・ｄ１２／（λ２−λ１）
ｄ２＝λ２・ｄ１２／（λ２−λ１）
の関係を実質的に満足することを特徴とする。前記のような半導体レーザー装置によれば、光検出部を両波長に対して共通に使用でき、光検出部の数を低減できる。また、λ１がλ２に比べ短波長の場合、第１の半導体レーザー光源、第２の半導体レーザー光源、光検出部ＰＤ１、光検出部ＰＤ２の順に光軸と直交する方向に配置すると、ｄ１を小さくしつつ、光検出部の長さを確保でき、光検出器の小型化を実現できる。
【００５９】
前記第１番目又は第２番目の半導体レーザー装置においては、前記光検出部ＰＤ１と前記光検出部ＰＤ２はそれぞれ複数の領域に分けられており、前記光検出部ＰＤ１と前記光検出部ＰＤ２の形状が異なることが好ましい。前記のような半導体レーザー装置によれば、基材厚が異なる光ディスクを記録再生する場合においても、フォーカスエラー信号のオフセットを防止できる。
【００６０】
また、前記光検出部ＰＤ１と前記光検出部ＰＤ２はそれぞれ分割線によって複数の領域に分けられており、前記光検出部ＰＤ２の前記分割線に平行な対称中心線と、前記光検出部ＰＤ１の前記分割線に平行な対称中心線とが、前記各対称中心線と直交する方向においてずれていることが好ましい。前記のような半導体レーザー装置によれば、基材厚が異なる光ディスクを記録再生する場合においても、フォーカスエラー信号のオフセットを防止できる。
【００６１】
前記第1番目から第4番目の半導体レーザー装置においては、前記第１の半導体レーザー光源と前記第２の半導体レーザー光源を、モノリシックに１個の半導体チップに形成したことが好ましい。前記のような半導体レーザー装置によれば、組立工数が削減でき、２個の光源の発光点間距離を正確に決めることができる。
【００６２】
【発明の実施の形態】
以下図面を用いて本発明の実施の形態を説明する。
【００６３】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１における光ピックアップの構成図である。図１において、半導体レーザー光源が、赤色レーザー１ａと赤外レーザー１ｂにより構成されている。８１、８２、８３は、光ビームを受光して電流などの電気信号に光電変換する光検出部（ＰＤ０、ＰＤ１、ＰＤ２）である。３は回折格子である。
【００６４】
４は回折手段であり、位相や透過率が周期構造を持つ光学素子が用いられる。
回折手段４は、周期や方向すなわち格子ベクトルは、場所によって変化する場合もある。回折手段４は、ホログラム例えば位相型のホログラムが代表的であり、以下の説明では回折手段４をホログラム４として説明する。５はコリメートレンズ、６は対物レンズで集光光学系を構成する。７は光ディスクである。
【００６５】
なお、本図に示した光ピックアップにおいて、半導体レーザー光源と光検出部とを有する部分が半導体レーザ装置に相当する。このことは、以下の各実施形態でも同様である。
【００６６】
後述するように、光ディスク７としては、基材厚み（対物レンズを出射した光ビームが光ディスクへ入射する表面から情報記録面までの厚み）がｔ１＝１．２ｍｍ程度のＣＤ又はＣＤ−Ｒなど、基材厚みがｔ２＝０．６ｍｍ程度のＤＶＤ（ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＡＭなど）の両方を含む。以下、基材厚が約１．２ｍｍでＣＤ−ＲＯＭと同程度の記録密度の光ディスクを総称してＣＤ光ディスクと呼び、基材厚が約０．６ｍｍでＤＶＤ−ＲＯＭと同程度の記録密度の光ディスクを総称してＤＶＤ光ディスクと呼ぶこととする。
【００６７】
赤色レーザー１ａと赤外レーザー１ｂは、一例としては、それぞれ別個の半導体レーザーチップをハイブリッドに配置することができる。その場合、それぞれの半導体レーザーチップを最小限の大きさで、それぞれに最適な作製法で作製することができるため、低雑音、低消費電流、高耐久性を実現することが可能である。また他の例としては、赤色レーザー１ａと赤外レーザー１ｂを単一の半導体レーザーチップに、モノリシックに作り込んだ構成としてもよい。その場合は、組立工数の削減や、２個の発光点間距離を正確に決めることができる。これらの構成はいずれも、以下の光ピックアップ、及び各実施の形態すべてに適用可能である。
【００６８】
光検出部８１、８２、８３はそれぞれ、「課題を解決するための手段」の項で述べた光検出部ＰＤ０、ＰＤ１、ＰＤ２に対応している。光検出部８１、８２、８３は、図１では分離して描いているが、単一のシリコン基板上に形成することにより、互いの相対位置関係を正確に決めることができる。
【００６９】
光ディスクに対して情報を記録または再生する時の動作について、図２と図３を用いて説明する。図２は赤色レーザー１ａを用いて、基材厚ｔ２＝０．６ｍｍ程度のＤＶＤ（ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＡＭなど）光ディスク７１に対して記録又は再生をする場合の説明図である。
【００７０】
赤色レーザー１ａから出射した赤色光ビーム２は、回折格子３とホログラム４を透過し、コリメートレンズ５によって略平行光にされ、対物レンズ６によって光ディスク７１上に収束される。さらに赤色光ビーム２は、光ディスク７１の記録面上のピットやトラック溝で回折されると共に反射された後、ほぼ同じ光路を戻り、対物レンズ６とコリメートレンズ５を介してホログラム４に再び入射し、＋１次回折光１０と−１次回折光１１を発生する。
【００７１】
＋１次回折光１０と−１次回折光１１はそれぞれ、光検出部８１と光検出部８２に入射し、光電変換される。ここで、光検出部８１の中心と赤色レーザー１ａの発光点との距離をｄ１とすると、＋１次回折光１０と共役な−１次回折光１１を受光する光検出部８２の中心と赤色レーザー１ａの発光点との距離も略ｄ１とする必要がある。
【００７２】
図３は赤外レーザー１ｂを用いて、基材厚ｔ１＝１．２ｍｍ程度のＣＤ（ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒなど）光ディスク７２に対して記録又は再生をする場合の説明図である。
【００７３】
赤外レーザー１ｂから出射した赤外光ビーム２５は、回折格子３を透過する際に回折されて±１次の副スポットを生成し、０次回折光（主スポット）とともに、ホログラム４を透過し、コリメートレンズ５によって略平行光にされ、対物レンズ６によって光ディスク７１上に収束される。さらに赤外光ビーム２５は、光ディスク７１の記録面上のピットやトラック溝で回折されると共に反射された後、ほぼ同じ光路を戻り、対物レンズ６とコリメートレンズ５を介してホログラム４に再び入射し、＋１次回折光１２と−１次回折光１３を発生する。＋１次回折光１２と−１次回折光１３はそれぞれ、光検出部８１と光検出部８３に入射し、光電変換される。
【００７４】
ここで、光検出部８１の中心と赤外レーザー１ｂの発光点との距離をｄ２とすると、＋１次回折光１２と共役な−１次回折光１３を受光する光検出部８３の中心と赤外レーザー１ｂの発光点との距離も略ｄ２とする必要がある。
【００７５】
回折格子３の格子断面形状を図４に示す。回折格子３の格子断面形状は略矩形で、凹部の幅Ｗ１と凸部の幅Ｗ２とは略等しい。赤色光ビーム２の波長をλ１、波長λ１に対する回折格子材料の屈折率をｎ１としたときに、断面形状の凹部と凸部の段差ｈを、
ｈ＝λ１／（ｎ１−１）                    ・・・（１）
として、凹部と凸部の光路差を、赤色光に対して１波長となるよう設定する。こうすることによって、光路差による位相差が２πになり、設計上は、赤色光は回折格子３によって回折されず、光量損失なく光を有効に利用できる。また、赤外光の場合は、波長が赤色光より長いので、段差ｈによって生じる光路差は１波長より小さくなり、位相差も２πより小さくなるため、回折が起こり、上述したように副スポットを生成可能である。
【００７６】
なお、赤外光ビームによってＣＤ光ディスクを再生する場合には、ＮＡは０．４５以上を必要とするが、対物レンズ６においてサブビームのＮＡが０．４５になる範囲すべてから、回折光が発生するように、回折格子３には十分に広い範囲に回折縞を作製しておく必要がある。
【００７７】
また、赤色光ビーム２に対しては上述したように、回折が起こらないように設計することが望ましいが、製造誤差により少しの回折は起こることが考えられる。赤色光ビーム２の一部が回折格子３の回折格子縞のない部分を透過して対物レンズ５に入射すると、回折縞を通った光との強度および位相ムラ（場所による違い）が生じ、光ディスク７１の記録面上への収束性能が劣化する恐れがある。そこで、赤色光ビーム２に関しても、回折格子３で回折されずに対物レンズ６に入射した場合の光ビームがＤＶＤ光ディスク再生に必要なＮＡ（０．６）を満たす範囲すべてに格子縞を形成することが望ましい。
【００７８】
ただし、ＣＤ光ディスク７２から反射して戻ってきた光がホログラム４に入射して回折した、回折光１２又は回折光１３が格子縞に入射すると、さらに回折されて光量の損失となるので、これを避けるため、回折光１２又は回折光１３に対して、回折格子３上の格子縞の範囲を制限する必要がある。
【００７９】
例えば、図１において回折格子３を図示した部分に格子縞を作製することにより、ＤＶＤ光ディスク再生時の収束スポット性能を確保し、かつ、ＣＤ光ディスク再生時の光量損失を防ぐことができる。回折格子３は格子縞を含み、図示はしていないが、より広い範囲にわたって透明な基板を有し、回折光１２や、回折光１３はその透明な（格子縞の形成されていない）部分を透過する構成とする。
【００８０】
また、ＤＶＤ光ディスクはＣＤ光ディスクに比べて高密度の光ディスクであり、ＣＤ光ディスクより収差の少ない収束スポットをもって再生（または記録）を行う必要があるため、赤色レーザー１ａの発光点を、組み立て公差範囲内で集光光学系の光軸上に（本実施の形態ではコリメートレンズ５の光軸）配置することが望ましい。このことにより、レンズ収差の影響を受け易い短波長レーザー素子からのレーザー光が、レンズ収差の程度の小さいコリメートレンズ５の光軸近傍を通ることになる。このため、ＤＶＤ光ディスク再生時に軸外収差が発生せず、より安定に高密度のＤＶＤ光ディスクの再生（又は記録）を行うことができる。
【００８１】
さらに、光検出部８１の中心と赤色レーザー１ａの発光点との距離ｄ１と、光検出部８１の中心と赤外レーザー１ｂの発光点との距離ｄ２、及び波長との関係を考える。回折距離はほぼ波長に比例するため、赤色レーザーの波長をλ１、赤外レーザーの波長をλ２とすると、
ｄ１：ｄ２＝λ１：λ２                    ・・・（２）
の関係を満足するように、すなわち
ｄ１／ｄ２＝λ１／λ２                    ・・・（２´）
の関係を満足するように配置する。このことにより、光検出部８１を両波長に対して共通に使用でき、光検出部の数を低減できる。従って、光検出器面積の縮小、出力を電流電圧変換する回路素子数の低減によるコスト低減、及び小型化を実現できる。
【００８２】
また、赤色レーザー１ａの発光点と赤外レーザー１ｂの発光点の間の距離をｄ１２とすれば、図２と図３からも明らかなように、
ｄ２＝ｄ１＋ｄ１２                        ・・・（３）
である。式（２）と式（３）より、
ｄ１＝λ１・ｄ１２／（λ２−λ１）        ・・・（４）
ｄ２＝λ２・ｄ１２／（λ２−λ１）        ・・・（５）
このように配置することにより、所定の発光点間距離と波長に対して、光検出部８１を両波長に対して共通に使用でき、光検出部の数を低減できるので、光検出器面積の縮小、出力を電流電圧変換する回路素子数の低減によるコスト低減、小型化を実現できる。
【００８３】
ここで、２個のレーザー光源１ａ、１ｂと、電気的に分離して設ける光検出部８２と８３は、図２の左側から順に、赤色レーザ１ａ、赤外レーザ１ｂ、赤色レーザに対応する光検出部８２、赤外レーザに対応する光検出部８３の順に並べる。このようにすることによりｄ１２が例えば１００μm〜１２０μm程度、ｄ１が５００μm程度のときに光検出部８２と８３の図２における左右方向の長さを５０μm以上に確保でき、かつ、光検出器の小型化を実現できるという効果がある。一方、特開１９９８−１２４９１８は、光検出器８２と光検出器８３の順番が逆の構成であるため、ｄ１を１ｍｍ以上にしなければ、光検出部の長さを５０μm以上は確保することができず、光検出部全体の大きさが大きくなり、小型化できない。すなわち、本願の光検出部を小型化できるという効果を得られない。
【００８４】
なお、前記式（２´）、（４）、及び（５）においては、各式の両辺の値は実質的に一致していればよい。すなわち、両辺の値が完全一致する場合のみならず、前記の各式が満足することによる効果を、実用上問題のない程度に達成できる程度に略一致する場合も含んでいる。
【００８５】
（実施の形態２）
図５と図６は、実施の形態２における、立ち上げミラーを用いて薄型の光ピックアップを構成した場合を示す。図５は赤色光ビーム２を発光させてＤＶＤ光ディスクを再生する場合について示している。図６は赤外光ビーム２５を発光させてＤＶＤ光ディスクを再生する場合について示している。
【００８６】
コリメートレンズ５によって略平行光にされた光は、立ち上げミラー１７によって反射され、進行方向を変える。それにより、光ディスク７の平面に対する直角方向における光ピックアップの大きさ（厚み）を小さくしている。
【００８７】
図５に示すように波長選択絞り１８は、赤色光ビーム２に対しては単なる透明板として振る舞い、何ら作用しない構成にする。そして図６に示すように、赤外光ビーム２５に対しては、光軸から離れたところの光ビームを波長選択絞り１８によって遮光する。この波長選択絞り１８は、光軸付近と光軸から離れた外周部に、波長特性の異なる誘電体多層膜を形成したり、位相変調量の異なる位相格子を形成するなどの方法で実現できる。ＤＶＤ光ディスクは記録密度が高いために、ＣＤ光ディスクよりも大きなＮＡによって再生を行う必要があるため、このような波長によってＮＡを変える手段を用いて、ＣＤ光ディスク再生時のＮＡは必要最小限にして、基材厚さやディスク傾きによる収差を低減できる。
【００８８】
図５と図６において、１５はパッケージであり、少なくとも、図１に示した、赤色レーザー１ａと赤外レーザー１ｂ、及び光検出部８１〜８３を形成した光検出器を内蔵する。このように光源と光検出器を一体集積化して一部品化したものを、以下ユニットと呼ぶ。ホログラム４はコリメートレンズ５の近くに配置しても良いが、ユニット１６にホログラム４も集積化すれば、サーボ信号を生成するために必要な部品を近接して固定できるため、温度変化によるひずみの影響を受け難く安定したサーボ信号検出が可能になる。
【００８９】
なお、ホログラム４は、対物レンズ６に対して固定し、一体駆動しても良い。ＤＶＤ−ＲＡＭ再生時には、ホログラム４から発生する回折光を光検出器の分割領域によって受光し、その出力の差動演算を行い、プッシュ・プル（ＰＰ）方式のトラッキングエラー（ＴＥ）信号を得る。その際、対物レンズ６の移動によってホログラム４に対して遠視野像（ＦＦＰ）が移動すると、ＴＥ信号オフセットが発生する。対物レンズ６とホログラム４を一体駆動すれば、対物レンズ６が移動しても、対物レンズ６を透過したＦＦＰとホログラム４の相対位置は不変であるので、ＴＥオフセット発生などの不安定要因を解消できる。
【００９０】
（実施の形態３）
図７は、実施の形態３における光検出器８を示す。この光検出器８は、赤色レーザー１ａと赤外レーザー１ｂ、及び光検出部８１〜８３を集積化した構成である。光検出器８は、シリコン基板などの上に形成された光検出部８１〜８３を有する。このように１枚の基板に光検出部をすべて集積して形成することにより、電気的接続の工数を低減できると共に、光検出器間の相対位置を高精度に決めることができる。１は、半導体レーザーなどのレーザー光源であり、赤色レーザーと赤外レーザーがモノリシックに集積化されている。このように１チップの半導体レーザー光源１に２種の波長のレーザーを一体形成することによって、赤色レーザーと赤外レーザーの発光点間距離をμｍオーダー、もしくはサブμｍオーダーの精度で決めることができる。従って、両波長の光をそれぞれ用いたときの検出信号について、いずれも良好な特性を得ることができる。
【００９１】
レーザー光源１から赤色光ビーム２や赤外光ビーム２５が出射する方向には、小型の反射ミラー１４が形成され、光検出部８１〜８３の成す面に対して垂直な方向に赤色光ビーム２や赤外光ビーム２５の光軸を折り曲げる。このミラー１４は、基板のシリコンを異方性エッチングしたり、小型のプリズムミラーを光検出器８に貼り付けたりして実現できる。レーザー光源１に対して、ミラー１４と反対の側にも光検出部８９を形成することにより、レーザー光源１からその方向に出射する光量を検知して、発光量を制御するための信号に利用できる。
【００９２】
次に、光検出部８１〜８３およびホログラム４の詳細な構成について、図８、図９及び図１０を参照して説明する。なお、光ピックアップ全体の構成は図１と同様であり、基本的な動作は、図２及び図３を参照して説明したものと同様である。
【００９３】
図８は、光検出器８をその表面に対して垂直な方向から見た図である。赤色光スポット４Ｒは、赤色レーザー１ａの発光時、すなわちＤＶＤ光ディスク再生時における、ホログラム４上の赤色光ビームの有効径（すなわち対物レンズ５の有効径の射影）を示す。Ｐ４Ａ〜Ｐ４Ｄ、Ｍ４Ａ〜Ｍ４Ｄは、ホログラム４から発生する回折光の光検出器８上の射影を示している。赤外光スポット４Ｒは、ホログラム４の一部分に相当するものであり、ホログラム４は赤外光スポット４Ｒより広い範囲に形成されている。１ａＬは赤色レーザー１ａの発光点を示しており、ホログラム４上の赤色光スポット４Ｒは、発光点１ａＬを中心に広がっている。
【００９４】
光検出部８１、８２、８３は、共通の基板上に形成され、従って、互いの位置関係を容易に精度良く決めることができる。さらに半導体レーザーも同一基板上に形成することによって、光検出部との相対位置関係が安定になり、サーボ信号を安定に得ることができる。なお、光検出部８１、８２、８３はそれぞれ独立にＳｉ基板などに形成して、ハイブリッドに組み立てても良く、また、そのうちの複数の一部を共通の基板上に形成してもよい。
【００９５】
Ｐ４Ａ、Ｐ４Ｂ、Ｐ４Ｃ、Ｐ４Ｄは、ホログラム４から回折する＋１次回折光、Ｍ４Ａ、Ｍ４Ｂ、Ｍ４Ｃ、Ｍ４Ｄは、ホログラム４から回折する−１次回折光である。ホログラム４は、ｘｙ軸によって少なくとも４分割されており、Ｐ４ＡとＭ４Ａは領域４Ａから、Ｐ４ＢとＭ４Ｂは領域４Ｂから、Ｐ４ＣとＭ４Ｃは領域４Ｃから、Ｐ４ＤとＭ４Ｄは領域４Ｄから、回折されるように設計する。
【００９６】
フォーカスエラー信号（ＦＥ信号）は、ホログラム４から回折する−１次回折光Ｍ４Ａ、Ｍ４Ｂ、Ｍ４Ｃ、Ｍ４Ｄを光検出部８２で受光することによって得ることができる。例えば、Ｍ４ＡとＭ４Ｄは光検出部８２の表面に対してコリメートレンズ５（図１）の反対側に焦点を結び（これを後ピンと呼ぶ）、Ｍ４ＢとＭ４Ｃは光検出部８２の表面に対してコリメートレンズ５と同じ側に焦点を結ぶ（これを前ピンと呼ぶ）ように波面を設計する。
【００９７】
すなわち、光軸方向に焦点位置の異なる波面を生じるように設計する。従って、ＤＶＤ光ディスク７１と対物レンズの光軸方向の間隔がずれた場合、すなわちデフォーカスによって、情報記録面上に収束スポットが合焦状態である位置の前後において、光検出部８２上の回折光の大きさがそれぞれ変化する。この変化は焦点位置の違いに対して相互に逆の動き（例えばＭ４ＡとＭ４Ｄは大きく、Ｍ４ＢとＭ４Ｃは小さく）となる。
【００９８】
従って、図８のように分割領域を結線して、各短冊状の領域の出力を加えたＦ１とＦ２の信号を、
ＦＥ＝Ｆ１−Ｆ２                    ・・・（６）
と差動演算することによってＦＥ信号を得ることができる。
【００９９】
またＴＥ信号は以下のようにして得る。すなわち、光検出器８のｙ方向をＤＶＤ光ディスク７１のトラック延伸方向（タンジェンシャル方向）の射影方向に、ｘ方向をディスク中心から外周へ向かって伸びる放射方向（ラジアル方向）に合わせる。図９に示すように、ＤＶＤ−ＲＡＭ等の、記録可能な光ディスクには、案内溝があり、案内溝による回折を強く受ける。なお、図９は動作の説明の便宜上、上半分は立面図、下半分は平面図で示されている。図９において２５、２６、２７は、光ディスク記録面２４上の案内溝によるそれぞれ０次、＋１次、−１次の回折光を示す。また８４は説明のために用いる２分割光検出器である。光検出器８４は、光ディスク面２４や対物レンズ６とは直角方向の光軸方向から見た状態が示されている。
【０１００】
光ディスク記録面２４の案内溝に収束スポットが照射されると、その反射光は案内溝の延伸方向に対して直角な方向に回折を伴う。対物レンズ面に戻ってきたＦＦＰ（遠視野像）２８は、案内溝の±１次回折光と０次回折光の干渉によって、Ａ及びＢの部分に光強度の強弱の分布を生じる。案内溝と収束スポットの位置関係に依存して、Ａが明るくてＢが暗くなったり、逆にＡが暗くてＢが明るくなったりする。このような光強度変化を２分割光検出器で検知することによってＰＰ法のＴＥ信号が得られる。
【０１０１】
図８で示した実施の形態では、ホログラム４（図８ではホログラム上の赤色光４Ｒのみを示した）が図９における２分割光検出器８４の位置にあるので、ホログラム４の領域分割とそれぞれの領域からの回折光が到達する光検出部の分割領域を考慮すると、信号強度を領域名によって表示（以下同様）すれば、
ＴＥ＝（ＴＡ＋ＴＢ）−（ＴＣ＋ＴＤ）          ・・・（７）
という演算によって、プッシュプル法によるトラッキングエラー（ＴＥ）信号を得ることができる。
【０１０２】
また、ＤＶＤ−ＲＯＭ再生時には位相差法によるＴＥ信号を用いる必要があるが、その場合は、（ＴＡ＋ＴＣ）と（ＴＢ＋ＴＤ）の信号の位相比較によって、位相差法ＴＥ信号を得ることができる。なお、ＴＡとＴＢ又はＴＣとＴＤの位相比較によっても位相差法ＴＥ信号を得ることができる。
【０１０３】
なお上述のとおり、光検出部８２で受光するＦＥ信号検出用回折光は、例えば、Ｍ４ＡとＭ４Ｄは光検出部８２の表面に対してコリメートレンズ５（図１）の反対側に焦点を結び、Ｍ４ＢとＭ４Ｃは光検出部８２の表面に対してコリメートレンズ５（図１）と同じ側に焦点を結ぶ。すなわちホログラム４の領域４Ａから回折する回折光と、ホログラム４の領域４Ｄから回折する回折光の特性が同じである。
【０１０４】
このように、ホログラム４の、光ディスク７のタンジェンシャル方向に相当するｙ軸に対して対称な領域から回折する回折光の特性を同じにすると、ＦＥ信号検出時に、図９を用いて説明したＡとＢの光量変化が、ｙ軸に対して対称な領域から回折する回折光どうしで相殺する。例えばトラッキングずれによって、Ａにおいて光量が増加すれば、Ｂにおける光量はこの増加分だけ減少し、ＡとＢとの光量変化を合計すればゼロになる。このため、ＴＥ信号が変化してもＦＥ信号に影響を与えることがなく、ＴＥ信号のＦＥ信号への混入、いわゆる溝横断信号の発生を防ぐことができる。
【０１０５】
次に情報（ＲＦ）信号は、
ＲＦ＝ＴＡ＋ＴＢ＋ＴＣ＋ＴＤ                    ・・・（８）
によって得ることができる。または
ＲＦ＝ＴＡ＋ＴＢ＋ＴＣ＋ＴＤ＋Ｆ１＋Ｆ２        ・・・（９）
というように±１次回折光をすべて利用してＲＦ信号を得ることによって、電気的な雑音に対する信号／雑音比（Ｓ／Ｎ）を高めることができる。
【０１０６】
なお図８のように、領域８２を５本の短冊状分割領域から構成することによって、回折光Ｍ４Ｄと回折光Ｍ４Ａを適度に離すことができる。また回折光Ｍ４Ｂと回折光Ｍ４Ｃを適度に離すことができる。このため、これらの共役光である回折光Ｐ４Ｄと回折光Ｐ４Ａが適度に離れる。また同様に回折光Ｐ４Ｂと回折光Ｐ４Ｃも適度に離れる。このため、光検出部８１において、確実に４個の回折光を分離して信号検出でき、より良好な位相差法のＴＥ信号を得ることができる。
【０１０７】
図１０は、図８と同じ構成のユニットにおいて、赤外光を発光させてＣＤ光ディスクを記録又は再生する場合の様子を示す。図３に示したように、赤外光ビーム２５は回折格子３によって一部の光が回折され、副ビームを形成する。この副ビームは主ビームと同様にＣＤ光ディスク７２上に収束され反射されて、光検出器８上に入射する。図８の赤色光ビームの場合と異なり、赤外光ビームは光検出部８１と光検出部８３に入射する。主ビームが入射する光検出部８１の領域は、図８の場合と同様であり、動作についても同様である。
【０１０８】
光検出部８３における主ビームが入射する領域は、光検出部８２の場合に対応し、動作についても同様である。副ビームは、光検出部８１の分割領域ＴＦ、ＴＧ、及び光検出部８３の分割領域ＴＨ、ＴＩに入射する。なお、図１０における赤外光スポット４ＩＲは、図８における赤色光スポット４Ｒと同様の様子を主ビームについて示したものである。１ｂＬは赤外レーザー１ｂの発光点を示しており、ホログラム４上の赤外光スポット４ＩＲは、発光点１ｂＬを中心に広がっている。
【０１０９】
まず、ＦＥ信号の生成について説明する。基本的には図８の場合と同様である。ＣＤ光ディスク７２と対物レンズの光軸方向の間隔がずれた場合、すなわちデフォーカスによって、光検出部８３上の回折光の大きさが変化する。この変化は焦点位置の違いに対して逆の動きである。従って、図１０のように光検出部８３の分割領域を結線して各短冊状の領域の出力を加えたＦ３とＦ４の信号を、
ＦＥ＝Ｆ３−Ｆ４                                    ・・・（１０）
と差動演算することによってＦＥ信号を得ることができる。なお、ホログラム４はｘｙ軸によって４分割されているので、Ｆ３とＦ４の信号を検出するための４個の回折光の大きさは互いに等しくないが、ＦＥ信号検出に支障はない。ホログラム４の領域ＡとＤ、領域ＢとＣは、それぞれ大と小の組み合わせになるからである。
【０１１０】
また、例えばＦ１とＦ３、Ｆ２とＦ４を光検出器８の中で結線することによって、光検出部から得られる電流信号を電圧信号に変換するためのＩ−Ｖアンプの数や、ユニットから外部への信号を取り出す電気端子の数を低減し、ユニットの小型化を図ることができる。
【０１１１】
ところでＤＶＤとＣＤは基材厚が異なる。このため、ＦＥ信号検出を同じ形状の光検出部で行うと球面収差の影響でＦＥ信号にオフセットが生じる場合がある。そこで、図１０のように、光検出部８３のｘ軸に沿った対称線（中心線）を、光検出部８２のｘ軸に沿った対称線に対してずらして配置する。図１０は、光検出部８３の中央の短冊領域を形成するｘ軸方向の２本の分割線と、光検出部８２の対称線との各距離ａ、ｂが、ａ≠ｂである様子を示している。また、回折光の大きさも波長と球面収差の影響で異なるので、短冊の幅も光検出部８２と光検出部８３で変えることにより、感度が高くダイナミックレンジの広いＦＥ信号を得ることができる。
【０１１２】
ＣＤ再生時のＴＥ信号は、ＤＶＤ再生時と同様に位相差法でも検出可能であるが、ＣＤ−Ｒでは、規格上３ビーム法を保証している。従って、ＴＥ信号の検出には、光検出器８の分割領域ＴＦ、ＴＧ、ＴＨ、ＴＩに入射する副ビームも用いることができるように構成する。３ビーム法によるＴＥ信号は、
ＴＥ＝（ＴＦ＋ＴＨ）−（ＴＧ＋ＴＩ）              ・・・（１１）
という演算によって得ることができる。
【０１１３】
なお、ＴＦとＴＨを光検出器８においてアルミ配線などによって内部結線することにより外部への出力端子数を減じ、ユニットを小型化できるという効果を得ることもできる。ＴＧとＴＩも同様である。
【０１１４】
また、
ＴＥ＝ＴＦ−ＴＧ                                ・・・（１２）
又は、
ＴＥ＝ＴＨ−ＴＩ                                ・・・（１３）
によっても３ビーム法によるＴＥ信号検出を可能であり、外部への出力端子数を減じ、ユニットを小型化できる。
【０１１５】
次に情報（ＲＦ）信号は、
ＲＦ＝ＴＡ＋ＴＢ＋ＴＣ＋ＴＤ                      ・・・（１４）
によって得ることができる。または、
ＲＦ＝ＴＡ＋ＴＢ＋ＴＣ＋ＴＤ＋Ｆ３＋Ｆ４          ・・・（１５）
というように±１次回折光をすべて利用してＲＦ信号を得ることによって、電気的な雑音に対する信号／雑音比（Ｓ／Ｎ）を高めることができる。
【０１１６】
なお、式（４）、（５）と図８又は図１０から明らかなように、光検出部８２の中心と光検出部８３の中心を、ｄ１２の２倍の距離にすることにより、それぞれの光検出部の中心と回折光の中心を一致させることができ、波長変動などの誤差があっても、もれなく受光することができる。
【０１１７】
また、Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４については、前記の図面等では独立しているものとして記載したが、例えばＦ１とＦ３、Ｆ２とＦ４を内部結線することにより外部への出力端子数を減じ、ユニットを小型化できる。
【０１１８】
（実施の形態４）
図１１及び図１２を用いて実施の形態４について説明する。図１１は光検出器８０１をその表面に対して垂直な方向から見た図である。赤色光スポット４０１Ｒは、赤色レーザー１ａの発光時、すなわちＤＶＤ光ディスク再生時における、ホログラム上の光ビーム有効径（すなわち対物レンズ５の有効径の射影）を示す。Ｐ４０１Ａ〜Ｐ４０１Ｄ、Ｍ４０１Ａ〜Ｍ４０１Ｄは、ホログラムから発生する回折光の光検出器８０１上の射影を示している。光検出器８０１は、実施の形態３における光検出器８に対応し、その形状に変更を加えたものである。光検出部８１１、８２１、８３１はそれぞれ実施の形態３における光検出部８１、８２、８３に対応し、その形状を変えたものである。同様にホログラムとその分割領域４０１Ａ、４０１Ｂ、４０１Ｃ、４０１Ｄは、それぞれ実施の形態３におけるホログラム４とその分割領域４Ａ、４Ｂ、４Ｃ、４Ｄに対応し、その形状を変えたものである。
【０１１９】
赤色レーザー１ａ発光時のＦＥ信号は、光検出部８２１から得る。光検出部８２１は、４本の領域で構成されている。そのため、射影Ｍ４０１ＤとＭ４０１Ｂを同一領域に入射させる。実施の形態３に比べて領域数を減らすことにより、光検出部の面積を小さくし、散乱光などによる迷光のＦＥ信号への影響を低減できる。図１１のように光検出部８２１の分割領域を結線して２個ずつの領域の出力を加えたＦ１１とＦ２１の信号を、
ＦＥ＝Ｆ１１−Ｆ２１                    ・・・（１６）
と差動演算することによってＦＥ信号を得ることができる。ＴＥ信号、ＲＦ信号も実施の形態３と同様に得ることができる。
【０１２０】
図１２は、赤外レーザー１ｂ発光時、すなわちＣＤ光ディスク再生時を示す。赤外光スポット４０１ＩＲは、図１０における赤外光スポット４ＩＲと同様である。
【０１２１】
赤外レーザー１ｂ発光時のＦＥ信号は、光検出部８３１から得る。光検出部８２１に対応する光検出部８３１の中央部分は４本の領域で構成されている。それにより、光検出部の面積を小さくし、散乱光などによる迷光のＦＥ信号への影響を低減できる。図１２のように光検出部８３１の分割領域を結線して２個ずつの領域の出力を加えたＦ３１とＦ４１の信号を、
ＦＥ＝Ｆ３１−Ｆ４１                    ・・・（１７）
と差動演算することによってＦＥ信号を得ることができる。ＴＥ信号、ＲＦ信号も実施の形態３と同様に得ることができる。
【０１２２】
以上に説明した以外の構成については、すべて実施の形態３と同じであるので、説明は省略する。
【０１２３】
（実施の形態５）
図１３及び図１４を用いて実施の形態５について説明する。図１３は光検出器８０２をその表面に対して垂直な方向から見た図である。赤色光スポット４０２Ｒは、赤色レーザー１ａ発光時、すなわちＤＶＤ光ディスク再生時のホログラム上の光ビーム有効径（すなわち対物レンズ５の有効径の射影）を示す。また、ホログラムから発生する回折光の、光検出部８１２、８２２上の様子が示されている。光検出器８０２は実施の形態３における光検出器８に対応し、その形状に変更を加えたものである。光検出部８１２、８２２、８３２はそれぞれ、実施の形態３における光検出部８１、８２、８３に対応し、その形状を変えたものである。同様にホログラムとその分割領域４０２Ａ、４０２Ｂ、４０２Ｃ、４０２Ｄはそれぞれ、実施の形態３におけるホログラム４とその分割領域４Ａ、４Ｂ、４Ｃ、４Ｄ、光検出器８に対応し、その形状を変えたものである。
【０１２４】
例えば、ホログラム４の領域４０２Ａ、４０２Ｄをまとめて一つの領域として扱い、この中から光検出器８０２に対して光軸方向に、前側と後側に焦点を持つ回折光（前ピンと後ピン）を発生させる。そして。図１３の光検出部８２２におけるＦ１２、Ｆ２２の信号を得るための分割領域上に重ねて入射させる。領域４０２Ａと４０２Ｄから前ピンと後ピンの回折光を発生させるためには、例えば、ｙ軸と平行に延びる分割線によって領域をさらに複数に分割し、交互に前ピンと後ピンの回折光を発生させるための格子を形成すればよい。なお、前ピンと後ピンの回折光は、ｙ軸に沿う方向に対して光検出器８０２の前側と後側で集束すればよい。また、この前側及び後側における集束は、1点に集束するものでなくてもよく、ｘ軸方向については集束し、ｙ軸方向については集束していない焦線、すなわちｙ軸方向に延びる焦線に集束してもよい。
【０１２５】
ホログラム４の領域４０２Ｂと４０２Ｃからはそれぞれ、光検出部８２２の分割領域ＴＡ２とＴＢ２へと入射する回折光を発生させる。
【０１２６】
前記の回折光はすべて、光検出部８２２へ回折するが、その共役光は、光検出部８１２の分割領域ＲＦ２へ入射する。
【０１２７】
以上の構成において、赤色レーザー１ａ発光時のＦＥ信号は光検出部８２２から得る。
Ｆ１２とＦ２２の信号を、
ＦＥ＝Ｆ１２−Ｆ２２                      ・・・（１８）
と差動演算することによってＦＥ信号を得ることができる。ＴＥ信号は
ＴＥ＝ＴＡ２−ＴＢ２                      ・・・（１９）
によって、プッシュプルのＴＥ信号を得ることができる。また、ＴＡ２とＴＢ２の位相を比較することによって位相差法ＴＥを得ることもできる。
【０１２８】
ＲＦ信号は領域ＲＦ２の信号から得ることができる。本実施の形態ではＲＦ信号を領域ＲＦ２のみの信号から得ることができるので、最も高い周波数特性とＳ／Ｎ比を求められるＲＦ信号用のＩ−Ｖ変換アンプを１個だけにでき、Ｉ−Ｖ変換アンプにかかる費用を最小にできる。
【０１２９】
図１４は赤外レーザー１ｂ発光時、すなわちＣＤ光ディスク再生時を示す。赤外光スポット４０２ＩＲは、図１０における赤外光スポット４ＩＲと同様である。
【０１３０】
ホログラム４の分割領域４０２Ａと４０２Ｄから発生する回折光は、赤色レーザー発光時と同様に、前ピンと後ピンの光スポットとなる。そして、光検出部８３２の分割領域Ｆ３２、Ｆ４２に入射する。ホログラム４の分割領域４０２Ｂと４０２Ｃ（これらの境界線はｙ軸である）から発生する回折光は、領域ＲＦ１へ入射する。前記の回折光はすべて、光検出部８３２に入射するが、その共役な回折光は光検出部８１２の分割領域ＲＦ２へ入射する。
【０１３１】
また、光検出部８１２の分割領域ＴＦ２、ＴＧ２、及び光検出部８３２の分割領域ＴＨ２、ＴＩ２へは、図３に示したように、往路において回折格子３によって発生した副ビームが、ＣＤ光ディスク７２によって反射され、さらにホログラム４によって回折された光ビームが入射する。
【０１３２】
前記の構成において、赤外レーザー１ｂ発光時のＦＥ信号は光検出部８３２から得る。
領域Ｆ３２とＦ４２の信号を、
ＦＥ＝Ｆ３２−Ｆ４２                      ・・・（２０）
と差動演算することによってＦＥ信号を得ることができる。ＴＥ信号は
ＴＥ＝（ＴＦ２＋ＴＨ２）−（ＴＧ２＋ＴＩ２）    ・・・（２１）
によって３ビーム法のＴＥ信号を得ることができる。ＲＦ信号はやはり領域ＲＦ２の信号から得ることができる。
【０１３３】
以上に説明した以外の構成については、すべて実施の形態３と同様であるので、説明は省略する。
【０１３４】
なお、前記実施の形態ではＤＶＤ光ディスクとＣＤ光ディスクを例にとって説明したが、光ディスク７として、透明基板の厚さｔ１の第１光ディスクと、ｔ１とは異なる厚さｔ２の第２光ディスクを再生又は記録する場合に適用可能である。ｔ１を０．６ｍｍ、ｔ２を１．２ｍｍにすると、現在市販されているＤＶＤ光ディスクとＣＤ光ディスクに広く適用できるが、これに限らず種々の組合せに適用可能である。さらに波長についても、λ１を６１０ｎｍ〜６８０ｎｍの赤色光、λ２を７４０ｎｍ〜８３０ｎｍの赤色光として説明したが、一方を略４００ｎｍの紫色光とした場合などにも適用できる。すなわち、λ１とλ２は前記以外の組み合わせも可能である。
【０１３５】
前記の実施の形態において説明した本発明の要部は、例えば図５に示したユニット１６の中にある。
【０１３６】
また、本発明の光ピックアップは、ＣＤ再生時に３ビーム法でＴＥ信号を検出することにより、ホログラム素子の設定位置が正規の位置とは異なる場合でも、オフセットの生じない安定なＴＥ信号を得ることができるので、情報の再生を正確かつ、安定に実行することができるが、これもユニットの特徴によるものである。
【０１３７】
（実施の形態６）
実施の形態６について、図１５を用いながら説明する。図１５は、本実施の形態６におけるホログラム構成を示す概略平面図である。実施の形態６は、フォーカスサーボ信号を検出するためにスポットサイズディテクション法（ＳＳＤ法）を用いた実施形態である。
【０１３８】
ＳＳＤ法は特開平２−１８５７２２号公報にも開示されているように、光ヘッド装置の組み立て許容誤差を著しく緩和できる上に波長変動に対しても安定にサーボ信号を得ることができ、さらにトラッキングエラー信号のフォーカスエラー信号への混入量も少なくすることができるという効果を有するフォーカスエラー信号検出方法である。
【０１３９】
ＳＳＤ法を実現するためには、ホログラムから発生する復路の＋１次回折光が曲率の異なる２種類の球面波となるように設計する。それぞれの球面波は図１において光検出部８２や光検出部８３の表面の前側または後側に焦点（光検出領域の分割線方向に垂直な方向、すなわち図８のｙ方向に伸びる焦線でも良い。以下、簡単のため球面波の前焦点と、後ろ焦点と表記する）を持つように設計する。
そしてフォーカスエラー信号ＦＥは、
ＦＥ＝Ｆ２−Ｆ１              ．．．（２２）
という演算によって得られる。ここで、Ｆ２、Ｆ１はたとえば図８に示すようにいくつかの光検出領域から得られる電気信号である。
【０１４０】
このようにスポットサイズディテクション法を実現するためには前焦点と、後ろ焦点の波面を発生させる必要がある。また、赤色光発光に、レンズシフトあるいは製造誤差によるフォーカスオフセットの発生防止や、先に述べたトラッキングエラー信号のフォーカスエラー信号への混入量低減のためには、赤色光発光点を光軸として、その光軸とホログラム面の交点を原点とするｘｙ座標系の４象限（ｘｙ軸によって分割される４領域）のホログラムに、それぞれ、前焦点波面発生領域と後ろ焦点波面発生領域（例えば、図１５におけるＢｂとＢｆ）を形成することが望ましい。
【０１４１】
さらに、赤外光発光時にも同様に先に述べたトラッキングエラー信号のフォーカスエラー信号への混入量低減のためには、赤外光発光点を光軸として、その光軸とホログラム面の交点を原点とするｘｙ座標系の４象限（ｘｙ軸によって分割される４領域）のホログラムに、それぞれ、前焦点波面発生領域と後ろ焦点波面発生領域を形成することが望ましい。
【０１４２】
したがって、赤色光に対して、ホログラム面の各象限に前焦点波面発生領域と後ろ焦点波面発生領域を形成することに加えて、赤外光発光時のオフセット発生抑制のために、さらに１個のホログラム領域（例えば、図１５におけるＢｂ２）を加える。
【０１４３】
ここで、例えば、ホログラム領域ＢｂとＢｂ２には後ろ焦点波面発生のためのホログラムを形成し、ホログラム領域Ｂｆには前焦点波面発生のためのホログラムを形成する。
【０１４４】
本実施の形態は、上述のようにフォーカスオフセット抑制領域をホログラム面に形成することを特徴とし、本願の他のいずれの実施形態とも組み合わせ可能である。そして、赤色光発光時、赤外光発光時共にフォーカスオフセットを抑圧でき、安定かつ正確なフォーカスサーボ動作を実現できるという効果を有する。
【０１４５】
（実施の形態７）
図１６は、本発明の光ピックアップを用いた、実施の形態６における光ディスク装置を示す。図１６において光ディスク７は、光ディスク駆動機構３２によって回転される。光ピックアップ２０は、光ディスク７の所望の情報の存在するトラックの位置まで、光ピックアップ駆動装置３１によって粗動（シーク動作）される。
【０１４６】
光ピックアップ２０は、また、光ディスク７との位置関係に対応して、フォーカスエラー信号やトラッキングエラー信号を電気回路３３へ送る。電気回路３３はこの信号に対応して、光ピックアップ２０へ、対物レンズを微動させるための信号を送る。この信号によって、光ピックアップ２０は、光ディスク７に対してフォーカスサーボと、トラッキングサーボを行い、光ディスク７に対して、情報の読みだし、または書き込みや消去を行う。
【０１４７】
本実施の形態の光ディスク装置は、光ピックアップとして、前記の実施の形態で説明したような本発明による小型、低コストで、Ｓ／Ｎ比のよい情報信号を得ることのできる光ピックアップを用いるので、情報の再生を正確かつ、安定に実行することができ、かつ小型、低コストであるという効果を有する。
【０１４８】
また、本発明の光ピックアップは、小型かつ軽量であるため、これを用いた本実施の形態の光ディスク装置は、アクセス時間が短い。
【０１４９】
（実施の形態８）
図１７を参照して、実施の形態７における光ディスク種別認識方法について説明する。本実施の形態は、電源投入後や光ディスク入れ替え後など、光ディスク装置中に光ディスクがあるかないか、また、その光ディスクがＣＤかＤＶＤかについて、未だ光ディスク装置により認識されていない、いわゆる立ち上げ時の、光ディスク種別を認識する方法である。
【０１５０】
前記各実施の形態のように、赤外光と赤色光を光源として用いた光ピックアップを有する光ディスク装置において、電源を入れたとき、または、光ディスクを新たに入れたとき、まず赤外光を信号再生時と同等の低い出力で発光させる（ステップＳ１）。これにより、光ディスクがＣＤ−Ｒであっても不要な書き込みを行ったり、情報を誤って消去したりすることを防ぐことができる。ここで、赤色光を最初に発光させない理由は次のとおりである。ＣＤ−Ｒは赤外光に対して反射率を制御されているが、赤色光に対しては反射率が制御されておらず、赤色光に対しては非常に吸収率が高いこともあり得るためである。
【０１５１】
前記のように発光させた赤外光の反射光の有無によって光ディスクの有無を判別し（ステップＳ２）、光ディスクがない場合は発光を止める（ステップＳ３）ことにより、省電力を実現できる。光ディスクがある場合は、光ディスクからの反射光を利用して光ディスク種類の判別を行う（ステップＳ４）。光ディスク種類の判別は、本実施の形態では、透明基板の厚さｔを検出することにより行う。厚さの判別は周知の方法を用いることができるので、具体的な記載は省略する。本実施の形態では、厚さｔが０．６ｍｍか否かにより光ディスク種類を判別する。光ディスク種類判別の方法は、光ディスクの種類の組合せに応じて適宜選択すればよい。
【０１５２】
挿入されている光ディスクの透明基板の厚さｔが０．６ｍｍでなければＣＤであると判断し、そのまま赤外光を発光させ続けて（ステップＳ５）、情報の記録や再生に移る（ステップＳ６）。透明基板の厚さｔが０．６ｍｍであればＤＶＤであると判断し、赤外光を消光し（ステップＳ７）、赤色光を点灯して（ステップＳ８）、ＤＶＤの記録又は再生を行う（ステップＳ９）。
【０１５３】
本実施の形態の光ディスク種別認識方法は、上述の実施の形態で述べた光ピックアップや、上述の実施の形態の光ディスク装置と組み合わせて行うことが望ましいが、それに限らず、赤外光と他の波長の複数の光源を用いた光ピックアップを有する光ディスク装置に適用可能であり、光ディスクがＣＤ−Ｒであっても不要な書き込みを行ったり、情報を誤って消去したりすることを防ぐことができる。
【０１５４】
（実施の形態９）
図１８は、実施の形態９における複写機５０を示す。複写機５０は、上述の実施の形態で述べた光ピックアップや光ディスク種別認識方法を用い、光ディスクの記録や再生を行う光ディスク装置３０を備えている。複写機５０は、原稿を読みとるスキャナーの機構や複写用紙の送り機構など、通常の複写装置の備える機構を備えているが、図示は省略する。５１は情報をケーブルやネットワークを通じて他の機器とやりとりするための情報入出力端子、５２は原稿を送る機構（シートフィーダー）、５３は複写後の複写用紙などをためておく排紙受け皿である。
【０１５５】
複写機５０は、通常の複写機として複写用紙に対してコピーを行う機能を備えているが、スイッチ５４の操作や、情報入出力端子を通じて送られる命令により、原稿の情報を光ディスク装置３０に送って記録することもできる。このとき、同時にコピーを行うように構成することも可能である。原稿の送り機構５２により、大量の原稿を複写し、また、両面に印刷された情報を、高速に、光ディスク装置３０に電子情報として蓄えることにより、情報の保存空間を短時間に圧縮できる。
【０１５６】
（実施の形態１０）
図１９は、実施の形態１０における映像投影装置を示す。この映像投影装置は、前記の各実施の形態で述べた光ピックアップや光ディスク種別認識方法を用いた光ディスク装置３０を備えている。図１９において、６２は自動車のフロントガラス、６１はフロントガラス６２に対して文字や絵を映し出す映像投影部である。
【０１５７】
光ディスク装置３０で再生された情報を、映像投影部６１によってフロントガラス６２に映し出す。フロントガラス６２は基本的には透明であるが、数％の反射率はあるので、映像を映し出すことは可能である。また、フロントガラス６２は平坦ではなく曲率を有しているので、映像が歪む。そこで、情報を変換する変換回路６３によって情報を加工し、この歪みを補償すると、歪みのない映像を見ることができるので望ましい。
【０１５８】
また、表示映像は、文字や絵に限るものではなく動画であってもよい。特に、本実施形態は、光ディスク装置３０を備えており、大容量データの記録が可能な光ディスクを再生できるので、動画の再生に適している。
【０１５９】
【発明の効果】
本発明によれば、以下の効果が得られる。
（１）基材厚、光源波長、ＮＡの３種のファクターにおいて著しく異なる光学的条件下において、ＣＤ（ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ等）とＤＶＤ（ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＡＭ等）のいずれについても良好な再生が可能である。
（２）波長の違いと発光点位置の違いに対して、ＤＶＤとＣＤの再生時にいずれも良好な信号を得ることができる。
（３）ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＡＭおよび、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒを記録又は再生するために必要な位相差法、ＰＰ法、３ビーム法という３種類のＴＥ信号検出方式をすべて同一の装置で実施可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１における光ピックアップの概略断面図
【図２】図１の光ピックアップの動作を示す概略断面図
【図３】図１の光ピックアップの動作を示す概略断面図
【図４】図１の光ピックアップに用いられる回折格子の断面図
【図５】実施の形態２における光ピックアップの動作を示す概略断面図
【図６】実施の形態２における光ピックアップの動作を示す概略断面図
【図７】実施の形態３における光検出器を示す概略斜視図
【図８】実施の形態３における光検出器の構成及び動作を示す概略平面図
【図９】実施の形態３おける光検出器の動作を説明するための図
【図１０】実施の形態３における光検出器の動作を示す概略平面図
【図１１】実施の形態４における光検出器の構成及び動作を示す概略平面図
【図１２】実施の形態４における光検出器の動作を示す概略平面図
【図１３】実施の形態５における光検出器の構成及び動作を示す概略平面図
【図１４】実施の形態５における光検出器の動作を示す概略平面図
【図１５】実施の形態６におけるホログラム構成を示す概略平面図
【図１６】実施の形態７における光ディスク装置の概略断面図
【図１７】実施の形態８における光ディスク種別認識方法の手順を示すフローチャート
【図１８】実施の形態９における複写機の概略断面図
【図１９】実施の形態１０における映像投影装置の概略断面図
【図２０】従来例の光ピックアップの概略断面図
【図２１】従来例の光ピックアップの要部を示す概略斜視図
【符号の説明】
１  レーザー光源
１ａ  赤色レーザー
１ｂ  赤外レーザー
２  赤色光ビーム
３  回折格子
４  ホログラム
６  対物レンズ
７  光ディスク
８  光検出器
１０、１２  ＋１次回折光
１１、１３  −１次回折光
１６  ユニット
２０  光ピックアップ
２５  赤外光ビーム
３０  光ディスク装置
５０  複写機
６２  フロントガラス
【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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