(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ディスクの情報トラックにレーザー光を照射してその反射光に基づいて情報の少なくとも再生を行なうための光ピックアップ装置であって、
レーザー光源と、
レーザー光源の周囲に位置する四つの光検出器と、
レーザー光源から射出されるレーザー光を集光するための対物レンズと、
光ディスクで反射されたレーザー光を分岐するためのホログラム素子とを有しており、
レーザー光源の発光点と四つの光検出器とはほぼ同じ平面上に位置しており、
四つの光検出器は、レーザー光源の発光点を通り情報トラックの集光点における接線に平行な線とレーザー光源の発光点を通り情報トラックの集光点における法線に平行な線とによって四つに分けられる領域の各々に一つずつ位置しており、
ホログラム素子は第一のホログラム領域と第二のホログラム領域とを有し、各ホログラム領域は光ディスクからの反射光を回折により＋１次回折光と−１次回折光に分岐し、第一のホログラム領域と第二のホログラム領域は、いずれも、レーザー光源の発光点と光検出器とが位置する平面を基準にして、その前後の一方の空間内で＋１次回折光に焦点を結ばせ、他方の空間内で−１次回折光に焦点を結ばせるとともに、レーザー光源の発光点を通り情報トラックの集光点における接線に平行な線を基準にして、一方の側に＋１次回折光を方向付け、他方の側に−１次回折光を方向付け、第一のホログラム領域と第二のホログラム領域の境界は情報トラックの集光点における接線に平行に延びており、各光検出器は少なくとも一つの受光素子で構成されており、トラッキングエラー信号は、一方の対角に位置する二つの光検出器の受光素子の出力の和と他方の対角に位置する二つの光検出器の受光素子の出力の和との差で得られる、光ピックアップ装置。
【請求項２】
請求項１において、各光検出器は一つの受光素子で構成されており、フォーカスエラー信号は、レーザー光源の発光点を通り情報トラックの集光点における接線に平行な線を基準にして、一方の側に位置する二つの光検出器の受光素子の出力の和と他方の側に位置する二つの光検出器の受光素子の出力の和との差で得られる、光ピックアップ装置。
【請求項３】
請求項１において、各光検出器は、情報トラックの集光点における接線に平行な線に沿って隣接して並んだ三つの受光素子で構成されており、フォーカスエラー信号は、一方の対角に位置する二つの光検出器に関して、一方の光検出器の外側の二つの受光素子の出力の和と中央の一つの受光素子の出力との差と、他方の光検出器の外側の二つの受光素子の出力の和と中央の一つの受光素子の出力との差との差と、他方の対角に位置する二つの光検出器に関して、一方の光検出器の外側の二つの受光素子の出力の和と中央の一つの受光素子の出力との差と、他方の光検出器の外側の二つの受光素子の出力の和と中央の一つの受光素子の出力との差との差との和で得られる、光ピックアップ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ディスクに記録された情報を読み出すための光ピックアップ装置に関する。特に再生信号に加えてフォーカスエラー信号とトラッキング誤差信号とを検出し得る光ピックアップ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光ディスクに対して情報の記録再生を行なう光ピックアップは小型化・低コスト化が望まれており、その要請に応えるものとして、光源となる半導体レーザーやディスク反射光の検出を行なう光検出器が一体的に設けられた、いわゆる集積型のピックアップ装置が開発されている。
【０００３】
特開平９−２４５３５６号は、集積型ピックアップ装置のひとつを開示している。この集積型ピックアップ装置の構成の概略を図５に示す。
【０００４】
図５に示されるように、半導体レーザー１を出たレーザー光はホログラム素子６ａを透過し、対物レンズ８を介して図示されない光ディスクに照射される。その反射光は対物レンズ８を経てホログラム素子６ａに戻り、ホログラム素子６ａによる回折光は光検出器（フォトダイオード素子）に到達し、光検出器で検出される光量に基づいて、光ディスクに対する合焦状態を反映したフォーカスエラー信号、光ディスクのトラックに対する追従状態を反映したトラック誤差信号の検出が行なわれる。
【０００５】
ホログラム素子６ａは二つの領域を有しており、その境界は、タンジェンシャル方向すなわち光ディスクのトラックに平行となっている。図の右側の領域からの回折光は、＋１次光２２ａが光検出器３０Ｇ、３０Ｈ、−１次光２２ｂが検出器３０Ｃ、３０Ｄにより検出される。また図の左側の領域からの回折光は、＋１次光２２ｃが光検出器３０Ｅ、３０Ｆ、−１次光２２ｄが３０Ａ、３０Ｂの検出器により検出される。
【０００６】
ホログラム素子６ａは回折光に収差を与えるように設計されており、＋１次光は光検出器よりも奥で焦点を結び、−１次光は光検出器よりも手前で焦点を結んでいる。このため、図６（ａ）と図６（ｂ）に示されるように、光検出器上に形成される＋１次光と−１次光のスポット３８は、光ディスクに対する焦点の位置（遠近）の変化に対して、その大きさと形状が対照的に変化し、光検出器で検出される光量が変化する。これを利用することにより、ディスクに対する合焦状態を示すフォーカスエラー信号を得ることができる。
【０００７】
具体的には、フォーカスエラー信号（ＦＥ）は、＋１次回折光を受光している光検出器の出力の和と−１次回折光を受光している光検出器の出力の和との差として求めている。すなわち、光検出器３０Ａ〜３０Ｈの出力をそれぞれ４０Ａ〜４０Ｈとして、次式の演算により求めている。
【０００８】
ＦＥ＝（４０Ａ＋４０Ｂ＋４０Ｃ＋４０Ｄ）−（４０Ｅ＋４０Ｆ＋４０Ｇ＋４０Ｈ）
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
このような集積型のピックアップ装置においては、装置が小型化しているため、部品実装の精度が性能やコストに与える影響が大きい。特に、ホログラム素子を用いて往路と復路の光路分岐を行なう集積型ピックアップ装置においては、ホログラムの回折角や回折面が半導体レーザーの波長変動や温度による光路長変化などに大きく影響されるため、ホログラムの内側に配置される部材、すなわち、半導体レーザー（の発光点）と光検出器との位置合わせ精度が非常に重要である。
【００１０】
前述の特開平９−２４５３５６号の装置における光検出器上の光分布を図７（ａ）に示す。半導体レーザー１と光検出器３０Ａ〜３０Ｅとの位置合わせは、光検出器がラジアル方向に細長く作られているため、図の横方向すなわちラジアル方向に関しては高い精度は要求されないが、ラジアル方向に直交するタンジェンシャル方向すなわち図の縦方向に関しては高い精度が要求される。つまり、光検出器３０Ａ〜３０Ｅの出力は、ラジアル方向に関する実装ずれの影響は受け難いが、タンジェンシャル方向の実装ずれの影響は受け易い。
【００１１】
半導体レーザー１の実装ずれがタンジェンシャル方向に発生した場合における光検出器上の光分布を図７（ｂ）に示す。この場合、図７（ｂ）に示されるように、半導体レーザー１の位置は、図７（ａ）と比べて、相対的に図の上方にずれている。このため、光検出器上のスポット３８も半導体レーザー１の位置と共に図の上方に移動している。
【００１２】
図７（ｂ）から分かるように、このようなタンジェンシャル方向の実装ずれが発生した場合、光検出器３０Ａ〜３０Ｈに入射する光量は、実装ずれがない場合から変化する。しかし、上側の光検出器３０Ａ〜３０Ｄと下側の光検出器３０Ｅ〜３０Ｈに対するスポット３８の移動量は同じなので、フォーカスエラー信号（ＦＥ＝（４０Ａ＋４０Ｂ＋４０Ｃ＋４０Ｄ）−（４０Ｅ＋４０Ｆ＋４０Ｇ＋４０Ｈ））の値は変わらず、従って、オフセットは生じない。
【００１３】
しかし、半導体レーザー１の波長変動等によるホログラムの回折角の変化やホログラムの高さが変化した場合には、図７（ａ）と図７（ｂ）で得られるフォーカスエラー信号（ＦＥ）には大きな相違が生じる。
【００１４】
半導体レーザー１の実装ずれがない状態に対して半導体レーザー１の波長変動が生じた場合における光検出器上の光分布を図７（ｃ）に示す。また半導体レーザー１のタンジェンシャル方向の実装ずれがある状態に対して半導体レーザー１の波長変動が生じた場合における光検出器上の光分布を図７（ｄ）に示す。
【００１５】
半導体レーザー１の波長変動に対して、四つのスポット３８は半導体レーザー１を中心に対照的に移動する。
【００１６】
図７（ｃ）に示されるように、半導体レーザー１の実装ずれがない場合には、半導体レーザー１の波長変動に関係なく、上側の光検出器３０Ａ〜３０Ｄに対する上側のスポット３８の位置関係と、下側の光検出器３０Ｅ〜３０Ｈに対する下側のスポット３８の位置関係は同じである。つまり、上側のスポット３８が上側の光検出器３０Ａ〜３０Ｄを照明する光量と、下側のスポット３８が下側の光検出器３０Ｅ〜３０Ｈを照明する光量とが等しい。従って、フォーカスエラー信号（ＦＥ）にオフセットは生じない。
【００１７】
しかし、図７（ｄ）に示されるように、半導体レーザー１のタンジェンシャル方向の実装ずれがある場合には、半導体レーザー１の波長変動に応じて、上側の光検出器３０Ａ〜３０Ｄに対する上側のスポット３８の位置関係と、下側の光検出器３０Ｅ〜３０Ｈに対する下側のスポット３８の位置関係との間に違いが生じる。このため、上側のスポット３８が上側の光検出器３０Ａ〜３０Ｄを照明する光量と、下側のスポット３８が下側の光検出器３０Ｅ〜３０Ｈを照明する光量とに違いが発生する。その結果、フォーカスエラー信号（ＦＥ）にオフセットが発生してしまう。
【００１８】
このオフセットの量は、実装ずれの量（半導体レーザー１のずれだけでなくホログラム素子の高さ等も含む）や半導体レーザー１の波長変動に依存する。特に半導体レーザー１の波長変動は、動作中に起こるため、始めからオフセットを見込んだ修正を電気的に行なうのは不可能である。
【００１９】
すなわち、特開平９−２４５３５６号に開示されているピックアップ装置では、フォーカスエラー信号の検出において、部品の実装ずれに起因してフォーカスエラー信号の質が著しく低下するおそれがある。別の見方をすれば、フォーカスエラー信号の質を高く維持するためには、非常に高精度な位置合わせが必要不可欠であり、このような要求は光ピックアップ装置のコストを上昇させてしまう。
【００２０】
本発明の目的は、実装ずれと波長変動に対しても、オフセットのない又はオフセットを電気的に修正できる質の高い信号を得ることのできる光ピックアップ装置を提供することである。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、光ディスクの情報トラックにレーザー光を照射してその反射光に基づいて情報の少なくとも再生を行なうための光ピックアップ装置であり、レーザー光源と、レーザー光源の周囲に位置する四つの光検出器と、レーザー光源から射出されるレーザー光を集光するための対物レンズと、光ディスクで反射されたレーザー光を分岐するためのホログラム素子とを有しており、レーザー光源の発光点と四つの光検出器とはほぼ同じ平面上に位置しており、四つの光検出器は、レーザー光源の発光点を通り情報トラックの集光点における接線に平行な線とレーザー光源の発光点を通り情報トラックの集光点における法線に平行な線とによって四つに分けられる領域の各々に一つずつ位置しており、ホログラム素子は第一のホログラム領域と第二のホログラム領域とを有し、各ホログラム領域は光ディスクからの反射光を回折により＋１次回折光と−１次回折光に分岐し、第一のホログラム領域と第二のホログラム領域は、いずれも、レーザー光源の発光点と光検出器とが位置する平面を基準にして、その前後の一方の空間内で＋１次回折光に焦点を結ばせ、他方の空間内で−１次回折光に焦点を結ばせるとともに、レーザー光源の発光点を通り情報トラックの集光点における接線に平行な線を基準にして、一方の側に＋１次回折光を方向付け、他方の側に−１次回折光を方向付ける。第一のホログラム領域と第二のホログラム領域の境界は情報トラックの集光点における接線に平行に延びており、各光検出器は少なくとも一つの受光素子で構成されており、トラッキングエラー信号は、一方の対角に位置する二つの光検出器の受光素子の出力の和と他方の対角に位置する二つの光検出器の受光素子の出力の和との差で得られる。
【００２２】
一実施形態においては、各光検出器は一つの受光素子で構成されており、フォーカスエラー信号は、レーザー光源の発光点を通り情報トラックの集光点における接線に平行な線を基準にして、一方の側に位置する二つの光検出器の受光素子の出力の和と他方の側に位置する二つの光検出器の受光素子の出力の和との差で得られる。
【００２３】
別の一実施形態においては、各光検出器は、情報トラックの集光点における接線に平行な線に沿って隣接して並んだ三つの受光素子で構成されており、フォーカスエラー信号は、一方の対角に位置する二つの光検出器に関して、一方の光検出器の外側の二つの受光素子の出力の和と中央の一つの受光素子の出力との差と、他方の光検出器の外側の二つの受光素子の出力の和と中央の一つの受光素子の出力との差との差と、他方の対角に位置する二つの光検出器に関して、一方の光検出器の外側の二つの受光素子の出力の和と中央の一つの受光素子の出力との差と、他方の光検出器の外側の二つの受光素子の出力の和と中央の一つの受光素子の出力との差との差との和で得られる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。
【００２６】
第一実施形態
図１に示されるように、本実施形態の光ピックアップ装置は、レーザーダイオード１０４と、レーザーダイオード１０４と光ディスク１１０との間に配置されたホログラム素子１０６と、ホログラム素子１０６と光ディスク１１０との間に配置された対物レンズ１０８と、レーザーダイオード１０４の周囲に配置された四つの光検出器１３０Ａ、１３０Ｂ、１３０Ｃ、１３０Ｄとを有している。
【００２７】
対物レンズ１０８は、レーザーダイオード１０４から射出されたレーザー光を光ディスク１１０の情報記録面１１０ａに集光させる。光ディスク１１０は情報記録面１１０ａにスパイラル状に延びている情報トラックを有している。図１に示される座標系に関して、Ｘ軸は、情報トラックの集光点における法線と平行に、Ｙ軸は、情報トラックの集光点における接線と平行に、Ｚ軸は、情報記録面１１０ａに立てた法線と平行に選ばれている。
【００２８】
四つの光検出器１３０Ａ、１３０Ｂ、１３０Ｃ、１３０Ｄは半導体基板１０２に形成されており、レーザーダイオード１０４は、半導体基板１０２に形成された開口部１０２ａの内側に配置されている。光検出器１３０Ａ、１３０Ｂ、１３０Ｃ、１３０Ｄはいずれも単一の受光素子で構成されており、各受光素子は受光した光量に対応した電気信号１５０Ａ、１５０Ｂ、１５０Ｃ、１５０Ｄを出力する。レーザーダイオード１０４は、その発光面が半導体基板１０２の上面とほぼ同じ高さになるように支持されている。従って、レーザーダイオード１０４の発光点と光検出器１３０Ａ、１３０Ｂ、１３０Ｃ、１３０Ｄとはほぼ同じ平面上に位置している。
【００２９】
光検出器１３０Ａ、１３０ＢはＹ軸に沿って並んでおり、光検出器１３０Ｃ、１３０ＤはＹ軸に沿って並んでいる。また、光検出器１３０Ａ、１３０ＣはＸ軸に沿って並んでおり、光検出器１３０Ｂ、１３０ＤはＸ軸に沿って並んでいる。つまり、図２において、光検出器１３０Ａ、１３０Ｂ、１３０Ｃ、１３０Ｄは、レーザーダイオード１０４の発光点を通り情報トラックの集光点における接線に平行な線Ｌｔとレーザーダイオード１０４の発光点を通り情報トラックの集光点における法線に平行な線Ｌｒとによって四つに分けられる領域の各々に一つずつ位置している。レーザーダイオード１０４は、好ましくは、その発光点が、光検出器１３０Ａ、１３０Ｂ、１３０Ｃ、１３０Ｄの中心に来るように配置される。
【００３０】
ホログラム素子１０６は第一のホログラム領域１０６ａと第二のホログラム領域１０６ｂとを有している。第一のホログラム領域１０６ａと第二のホログラム領域１０６ｂは互いに異なるパターンを有しており、それらの境界はＹ軸（情報トラックの集光点における接線）に平行に延びている。第一のホログラム領域１０６ａは光ディスク１１０からの反射光を回折により＋１次回折光１２２ａと−１次回折光１２２ｂに分岐し、第二のホログラム領域１０６ｂは光ディスク１１０からの反射光を回折により＋１次回折光１２２ｃと−１次回折光１２２ｄに分岐する。
【００３１】
第一のホログラム領域１０６ａと第二のホログラム領域１０６ｂは共に、半導体基板１０２の上面すなわちレーザーダイオード１０４の発光点と光検出器１３０Ａ、１３０Ｂ、１３０Ｃ、１３０Ｄとが位置する平面を基準にして、その前後の一方の空間（ホログラム素子１０６から遠い側の空間）内で＋１次回折光１２２ａ、１２２ｃに焦点を結ばせ、他方の空間（ホログラム素子１０６に近い側の空間）内で−１次回折光１２２ｂ、１２２ｄに焦点を結ばせる。
【００３２】
＋１次回折光１２２ａの焦点と＋１次回折光１２２ｃの焦点は共に半導体基板１０２の上面から等しい距離にあり、−１次回折光１２２ｂの焦点と−１次回折光１２２ｄの焦点は共に半導体基板１０２の上面から等しい距離にある。さらに半導体基板１０２の上面から＋１次回折光１２２ａ、１２２ｃの焦点までの距離と−１次回折光１２２ｂ、１２２ｄの焦点までの距離に互いに等しい。
【００３３】
さらに、第一のホログラム領域１０６ａと第二のホログラム領域１０６ｂは、それぞれ、レーザーダイオード１０４の発光点を通りＹ軸に平行な線（情報トラックの集光点における接線に平行な線）を基準にして、＋１次回折光１２２ａと＋１次回折光１２２ｃを共に第一の側（図の右側）に方向付け、−１次回折光１２２ｂと−１次回折光１２２ｄを共に第二の側（図の左側）に方向付ける。
【００３４】
レーザーダイオード１０４の発光点を原点とするＸＹ座標系を考えた場合、情報トラックの法線に平行なＸ軸（ラジアル軸）と情報トラックの接線に平行なＹ軸（タンジェンシャル軸）とによって分けられる四つの象限に対して、光検出器１３０Ａは第二象限に、光検出器１３０Ｂは第三象限に、光検出器１３０Ｃは第一象限に、光検出器１３０Ｄは第四象限に位置しており、また、第一のホログラム領域１０６ａによる＋１次回折光１２２ａは第一象限に、−１次回折光１２２ｂは第三象限に方向付けられ、第二のホログラム領域１０６ｂによる＋１次回折光１２２ｃは第四象限に、−１次回折光１２２ｄは第二象限に方向付けられる。
【００３５】
第一のホログラム領域１０６ａによる＋１次回折光１２２ａは光検出器１３０Ｃによって受光され、第一のホログラム領域１０６ａによる−１次回折光１２２ｂは光検出器１３０Ｂによって受光され、第二のホログラム領域１０６ｂによる＋１次回折光１２２ｃは光検出器１３０Ｄによって受光され、第二のホログラム領域１０６ｂによる−１次回折光１２２ｄは光検出器１３０Ａによって受光される。
【００３６】
光検出器１３０Ａ、１３０Ｂ、１３０Ｃ、１３０Ｄの受光素子から出力される電気信号１５０Ａ、１５０Ｂ、１５０Ｃ、１５０Ｄは共に図示しない信号処理部に供給される。信号処理部は、入力される電気信号１５０Ａ、１５０Ｂ、１５０Ｃ、１５０Ｄに基づいて、情報信号、フォーカスエラー信号、トラッキングエラー信号を求める。
【００３７】
情報信号（ＲＳ）は、次式によって求められる。
【００３８】
ＲＳ＝１５０Ａ＋１５０Ｂ＋１５０Ｃ＋１５０Ｄ
フォーカスエラー信号（ＦＥ）は、次式によって求められる。
【００３９】
ＦＥ＝（１５０Ａ＋１５０Ｂ）−（１５０Ｃ＋１５０Ｄ）
トラッキングエラー信号（ＴＥ）は、プッシュプル法に基づいて、次式によって求められる。
【００４０】
ＴＥ＝（１５０Ａ＋１５０Ｄ）−（１５０Ｂ＋１５０Ｃ）
本実施形態の光ピックアップ装置において、レーザーダイオード１０４のＹ軸に沿った実装ずれがある場合、つまりタンジェンシャル方向の実装ずれがある場合、レーザーダイオード１０４の波長変動が生じると、図２に示されるように、レーザーダイオード１０４の発光点を通りＸ軸（ラジカル軸）に平行な直線Ｌｒの上側と下側では、光検出器に対するスポットの位置関係に違いが生じる。すなわち、光検出器１３０Ａ、１３０Ｃに対するスポットの位置関係と、光検出器１３０Ｂ、１３０Ｄに対するスポットの位置関係との間に違いが生じる。
【００４１】
しかし、フォーカスエラー信号（ＦＥ）は、レーザーダイオード１０４の発光点を通りＹ軸（タンジェンシャル軸）に平行な直線Ｌｔに対して、左側の二つの光検出器１３０Ａ、１３０Ｂの出力の和（１５０Ａ＋１５０Ｂ）と右側の二つの光検出器１３０Ｃ、１３０Ｄの出力の和（１５０Ｃ＋１５０Ｄ）との差で求められるので、上述した直線Ｌｒの上下における光検出器に対するスポットの位置関係の違いによる影響はキャンセルされる。従って、フォーカスエラー信号（ＦＥ）にはオフセットが発生しないか、又は波長変動等が生じてもスポットの大きさが変化するだけなのでオフセット変化量が一定になり電気的に容易にオフセットを補正することができる。
【００４２】
また、トラッキングエラー信号（ＴＥ）は、一方の対角に位置する二つの光検出器１３０Ａ、１３０Ｄの出力の和（１５０Ａ＋１５０Ｄ）と他方の対角に位置する二つの光検出器１３０Ｂ、１３０Ｃの出力の和（１５０Ｂ＋１５０Ｃ）との差で求められるので、上述した直線Ｌｒの上下における光検出器に対するスポットの位置関係の違いによる影響はキャンセルされる。従って、トラッキングエラー信号（ＴＥ）にはオフセットが発生しないか、又は波長変動等が生じてもスポットの大きさが変化するだけなのでオフセット変化量が一定になり電気的に容易にオフセットを補正することができる。
【００４３】
勿論、四つの光検出器１３０Ａ、１３０Ｂ、１３０Ｃ、１３０Ｄの出力の和（１５０Ａ＋１５０Ｂ＋１５０Ｃ＋１５０Ｄ）である情報信号（ＲＳ）にはオフセットが発生しないか、又は波長変動等が生じてもスポットの大きさが変化するだけなのでオフセット変化量が一定になり電気的に容易にオフセットを補正することができる。
【００４４】
比較例として、本発明によるホログラム素子を使用した場合と従来のホログラム素子を使用した場合とにおける、光検出器に対する光源のタンジェンシャル方向の実装ずれと、光源から射出されるレーザー光の波長が３０ｎｍ変化した時のフォーカスエラー信号のオフセットの変化量との関係を図３に示す。この図から、光検出器に対して光源のタンジェンシャル方向の実装ずれがある場合であっても、ホログラム素子を使用することにより、フォーカスエラー信号のオフセットの変化量をほぼ一定に保つことができることがわかる。
【００４５】
このように本実施形態の光ピックアップ装置では、実装ずれと波長変動に対しても、オフセットの発生し難い質の高い情報信号（ＲＳ）とフォーカスエラー信号（ＦＥ）とトラッキングエラー信号（ＴＥ）とを得ることができる。
【００４６】
第二の実施の形態
図４に示されるように、本実施形態の光ピックアップ装置は、レーザーダイオード１０４と、レーザーダイオード１０４と光ディスク１１０との間に配置されたホログラム素子１０６と、ホログラム素子１０６と光ディスク１１０との間に配置された対物レンズ１０８と、レーザーダイオード１０４の周囲に配置された四つの光検出器１６０Ａ、１６０Ｂ、１６０Ｃ、１６０Ｄとを有している。
【００４７】
対物レンズ１０８は、レーザーダイオード１０４から射出されたレーザー光を光ディスク１１０の情報記録面１１０ａに集光させる。光ディスク１１０は情報記録面１１０ａにスパイラル状に延びている情報トラックを有している。図４に示される座標系の軸は、第一実施形態と同様に、Ｘ軸は、情報トラックの集光点における法線と平行に、Ｙ軸は、情報トラックの集光点における接線と平行に、Ｚ軸は、情報記録面１１０ａに立てた法線と平行に選ばれている。
【００４８】
四つの光検出器１６０Ａ、１６０Ｂ、１６０Ｃ、１６０Ｄは半導体基板１０２に形成されており、レーザーダイオード１０４は、半導体基板１０２に形成された開口部１０２ａの内側に配置されている。レーザーダイオード１０４は、その発光面が半導体基板１０２の上面とほぼ同じ高さになるように支持されている。従って、レーザーダイオード１０４の発光点と光検出器１６０Ａ、１６０Ｂ、１６０Ｃ、１６０Ｄとはほぼ同じ平面上に位置している。
【００４９】
光検出器１６０Ａ、１６０ＢはＹ軸に沿って並んでおり、光検出器１６０Ｃ、１６０ＤはＹ軸に沿って並んでいる。また、光検出器１６０Ａ、１６０ＣはＸ軸に沿って並んでおり、光検出器１６０Ｂ、１６０ＤはＸ軸に沿って並んでいる。つまり、光検出器１６０Ａ、１６０Ｂ、１６０Ｃ、１６０Ｄは、レーザーダイオード１０４の発光点を通り情報トラックの集光点における接線に平行な線とレーザーダイオード１０４の発光点を通り情報トラックの集光点における法線に平行な線とによって四つに分けられる領域の各々に一つずつ位置している。レーザーダイオード１０４は、好ましくは、その発光点が、光検出器１６０Ａ、１６０Ｂ、１６０Ｃ、１６０Ｄの中心に来るように配置される。
【００５０】
光検出器１６０Ａ、１６０Ｂ、１６０Ｃ、１６０Ｄはいずれも、Ｙ軸（タンジェンシャル軸）に沿って、言い換えれば情報トラックの集光点における接線に平行な線に沿って隣接して並んだ三つの受光素子１７０Ａと１７０Ｂと１７０Ｃ、１７０Ｄと１７０Ｅと１７０Ｆ、１７０Ｇと１７０Ｈと１７０Ｉ、１７０Ｊと１７０Ｋと１７０Ｌで構成されている。各受光素子１７０Ａ、１７０Ｂ、１７０Ｃ、１７０Ｄ、１７０Ｅ、１７０Ｆ、１７０Ｇ、１７０Ｈ、１７０Ｉ、１７０Ｊ、１７０Ｋ、１７０Ｌは受光した光量に対応した電気信号１８０Ａ、１８０Ｂ、１８０Ｃ、１８０Ｄ、１８０Ｅ、１８０Ｆ、１８０Ｇ、１８０Ｈ、１８０Ｉ、１８０Ｊ、１８０Ｋ、１８０Ｌを出力する。
【００５１】
ホログラム素子１０６は第一のホログラム領域１０６ａと第二のホログラム領域１０６ｂとを有している。第一のホログラム領域１０６ａと第二のホログラム領域１０６ｂは互いに異なるパターンを有しており、それらの境界はＹ軸（情報トラックの集光点における接線）に平行に延びている。第一のホログラム領域１０６ａは光ディスク１１０からの反射光を回折により＋１次回折光１２２ａと−１次回折光１２２ｂに分岐し、第二のホログラム領域１０６ｂは光ディスク１１０からの反射光を回折により＋１次回折光１２２ｃと−１次回折光１２２ｄに分岐する。
【００５２】
第一のホログラム領域１０６ａと第二のホログラム領域１０６ｂは共に、半導体基板１０２の上面すなわちレーザーダイオード１０４の発光点と光検出器１６０Ａ、１６０Ｂ、１６０Ｃ、１６０Ｄとが位置する平面を基準にして、その前後の一方の空間（ホログラム素子１０６から遠い側の空間）内で＋１次回折光１２２ａ、１２２ｃに焦点を結ばせ、他方の空間（ホログラム素子１０６に近い側の空間）内で−１次回折光１２２ｂ、１２２ｄに焦点を結ばせる。
【００５３】
＋１次回折光１２２ａの焦点と＋１次回折光１２２ｃの焦点は共に半導体基板１０２の上面から等しい距離にあり、−１次回折光１２２ｂの焦点と−１次回折光１２２ｄの焦点は共に半導体基板１０２の上面からほぼ等しい距離にある。さらに半導体基板１０２の上面から＋１次回折光１２２ａ、１２２ｃの焦点までの距離と−１次回折光１２２ｂ、１２２ｄの焦点までの距離にほぼ互いに等しい。
【００５４】
さらに、第一のホログラム領域１０６ａと第二のホログラム領域１０６ｂは、それぞれ、レーザーダイオード１０４の発光点を通りＹ軸に平行な線を基準にして、＋１次回折光１２２ａと＋１次回折光１２２ｃを共に第一の側（図の右側）に方向付け、−１次回折光１２２ｂと−１次回折光１２２ｄを共に第二の側（図の左側）に方向付ける。
【００５５】
第一のホログラム領域１０６ａによる＋１次回折光１２２ａは光検出器１６０Ｃによって受光され、第一のホログラム領域１０６ａによる−１次回折光１２２ｂは光検出器１６０Ｂによって受光され、第二のホログラム領域１０６ｂによる＋１次回折光１２２ｃは光検出器１６０Ｄによって受光され、第二のホログラム領域１０６ｂによる−１次回折光１２２ｄは光検出器１６０Ａによって受光される。
【００５６】
光検出器１６０Ａ、１６０Ｂ、１６０Ｃ、１６０Ｄの受光素子１７０Ａと１７０Ｂと１７０Ｃ、１７０Ｄと１７０Ｅと１７０Ｆ、１７０Ｇと１７０Ｈと１７０Ｉ、１７０Ｊと１７０Ｋと１７０Ｌから出力される電気信号１８０Ａ、１８０Ｂ、１８０Ｃ、１８０Ｄ、１８０Ｅ、１８０Ｆ、１８０Ｇ、１８０Ｈ、１８０Ｉ、１８０Ｊ、１８０Ｋ、１８０Ｌは共に図示しない信号処理部に供給される。信号処理部は、入力される電気信号１８０Ａ、１８０Ｂ、１８０Ｃ、１８０Ｄ、１８０Ｅ、１８０Ｆ、１８０Ｇ、１８０Ｈ、１８０Ｉ、１８０Ｊ、１８０Ｋ、１８０Ｌに基づいて、情報信号、フォーカスエラー信号、トラッキングエラー信号を求める。
【００５７】
情報信号（ＲＳ）は、次式によって求められる。
【００５８】
ＲＳ＝１８０Ａ＋１８０Ｂ＋１８０Ｃ＋１８０Ｄ＋１８０Ｅ＋１８０Ｆ＋１８０Ｇ＋１８０Ｈ＋１８０Ｉ＋１８０Ｊ＋１８０Ｋ＋１８０Ｌ
フォーカスエラー信号（ＦＥ）は、ビームサイズ法に基づいて、次式によって求められる。
【００５９】
ＦＥ＝｛（１８０Ａ＋１８０Ｃ−１８０Ｂ）−（１８０Ｊ＋１８０Ｌ−１８０Ｋ）｝＋｛（１８０Ｄ＋１８０Ｆ−１８０Ｅ）−（１８０Ｇ＋１８０Ｉ−１８０Ｈ）｝
トラッキングエラー信号（ＴＥ）は、プッシュプル法に基づいて、次式によって求められる。
【００６０】
ＴＥ＝｛（１８０Ａ＋１８０Ｂ＋１８０Ｃ）＋（１８０Ｊ＋１８０Ｋ＋１８０Ｌ）｝−｛（１８０Ｄ＋１８０Ｅ＋１８０Ｆ）＋（１８０Ｇ＋１８０Ｈ＋１８０Ｉ）｝
本実施形態の光ピックアップ装置において、レーザーダイオード１０４のＹ軸（タンジェンシャル軸）に沿った実装ずれがある場合、レーザーダイオード１０４の波長変動が生じると、第一実施形態で図２を参照して説明したように、レーザーダイオード１０４の発光点を通りＸ軸（ラジカル軸）に平行な直線の上側と下側では、光検出器に対するスポットの位置関係に違いが生じる。すなわち、光検出器１６０Ａ、１６０Ｃに対するスポットの位置関係と、光検出器１６０Ｂ、１６０Ｄに対するスポットの位置関係との間に違いが生じる。
【００６１】
フォーカスエラー信号（ＦＥ）は、一方の対角に位置する二つの光検出器１６０Ａ、１６０Ｄに関して、一方の光検出器１６０Ａの外側の二つの受光素子１７０Ａ、１７０Ｃの出力の和と中央の一つの受光素子１７０Ｂの出力との差（１８０Ａ＋１８０Ｃ−１８０Ｂ）と、他方の光検出器１６０Ｄの外側の二つの受光素子１７０Ｊ、１７０Ｌの出力の和と中央の一つの受光素子１７０Ｋの出力との差（１８０Ｊ＋１８０Ｌ−１８０Ｋ）との差（（１８０Ａ＋１８０Ｃ−１８０Ｂ）−（１８０Ｊ＋１８０Ｌ−１８０Ｋ））と、他方の対角に位置する二つの光検出器１６０Ｂ、１６０Ｃに関して、一方の光検出器１６０Ｂの外側の二つの受光素子１７０Ｄ、１７０Ｆの出力の和と中央の一つの受光素子１７０Ｅの出力との差（１８０Ｄ＋１８０Ｆ−１８０Ｅ）と、他方の光検出器１６０Ｃの外側の二つの受光素子１７０Ｇ、１７０Ｉの出力の和と中央の一つの受光素子１７０Ｈの出力との差（１８０Ｇ＋１８０Ｉ−１８０Ｈ）との差（（１８０Ｄ＋１８０Ｆ−１８０Ｅ）−（１８０Ｇ＋１８０Ｉ−１８０Ｈ））との和で求められるので、上述した光検出器に対するスポットの位置関係の違いによる影響はキャンセルされる。従って、フォーカスエラー信号（ＦＥ）にはオフセットが発生しないか、又は波長変動等が生じてもスポットの大きさが変化するだけなのでオフセット変化量が一定になり電気的に容易にオフセットを補正することができる。
【００６２】
また、トラッキングエラー信号（ＴＥ）は、一方の対角に位置する二つの光検出器１６０Ａ、１６０Ｄの受光素子１７０Ａと１７０Ｂと１７０Ｃ、１７０Ｊと１７０Ｋと１７０Ｌの出力の和（（１８０Ａ＋１８０Ｂ＋１８０Ｃ）＋（１８０Ｊ＋１８０Ｋ＋１８０Ｌ））と他方の対角に位置する二つの光検出器１６０Ｂ、１６０Ｃの受光素子１７０Ｄと１７０Ｅと１７０Ｆ、１７０Ｇと１７０Ｈと１７０Ｉの出力の和（１８０Ｄ＋１８０Ｅ＋１８０Ｆ）＋（１８０Ｇ＋１８０Ｈ＋１８０Ｉ）との差で求められるので、上述した光検出器に対するスポットの位置関係の違いによる影響はキャンセルされる。従って、トラッキングエラー信号（ＴＥ）にはオフセットが発生しないか、又は波長変動等が生じてもスポットの大きさが変化するだけなのでオフセット変化量が一定になり電気的に容易にオフセットを補正することができる。
【００６３】
勿論、四つの光検出器１６０Ａ、１６０Ｂ、１６０Ｃ、１６０Ｄの出力の和（１８０Ａ＋１８０Ｂ＋１８０Ｃ＋１８０Ｄ）である情報信号（ＲＳ）にはオフセットが発生しないか、又は波長変動等が生じてもスポットの大きさが変化するだけなのでオフセット変化量が一定になり電気的に容易にオフセットを補正することができる。
【００６４】
このように本実施形態の光ピックアップ装置では、実装ずれと波長変動に対しても、オフセットの発生し難い質の高い情報信号（ＲＳ）とフォーカスエラー信号（ＦＥ）とトラッキングエラー信号（ＴＥ）とを得ることができる。
【００６５】
これまで、いくつかの実施の形態について図面を参照しながら具体的に説明したが、本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で行なわれるすべての実施を含む。
【００６６】
【発明の効果】
本発明によれば、実装ずれと波長変動に対しても、オフセットの発生し難い質の高い情報信号とフォーカスエラー信号とトラッキングエラー信号とを信号を得ることのできる光ピックアップ装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】第一実施形態の光ピックアップ装置の概略的な構成を示している。
【図２】図１に示されるレーザーダイオードと光検出器の相対的位置関係を示している。
【図３】本発明によるホログラム素子を使用した場合と従来のホログラム素子を使用した場合とにおいて、光検出器に対する光源のタンジェンシャル方向の実装ずれと、レーザー光の波長が３０ｎｍ変化した時のフォーカスエラー信号のオフセットの変化量との関係を示している。
【図４】第二実施形態の光ピックアップ装置の概略的な構成を示している。
【図５】特開平９−２４５３５６号に開示されている集積型ピックアップ装置の概略的な構成を示している。
【図６】図５の装置において、光ディスクに対する焦点の位置の変化に応じて、光検出器上に形成されるスポットの大きさと形状が変化する様子を示しており、（ａ）は対物レンズと光ディスクが近い状態におけるスポットを示し、（ｂ）は対物レンズと光ディスクが遠い状態におけるスポットを示している。
【図７】図５の装置における光検出器上の光分布を示しており、（ａ）は半導体レーザーの実装ずれがない状態における光検出器上の光分布を示し、（ｂ）は半導体レーザーのタンジェンシャル方向の実装ずれがある状態における光検出器上の光分布を示し、（ｃ）は半導体レーザーの実装ずれがない状態で波長変動が生じた場合における光検出器上の光分布を示し、（ｄ）は半導体レーザーのタンジェンシャル方向の実装ずれがある状態で波長変動が生じた場合における光検出器上の光分布を示している。
【符号の説明】
１０２  半導体基板
１０２ａ  開口部
１０４  レーザーダイオード
１０６  ホログラム素子
１０６ａ  第一のホログラム領域
１０６ｂ  第二のホログラム領域
１１０  光ディスク
１１０ａ  情報記録面
１２２ａ  ＋１次回折光
１２２ｂ  −１次回折光
１２２ｃ  ＋１次回折光
１２２ｄ  −１次回折光
１３０Ａ  光検出器
１３０Ｂ  光検出器
１３０Ｃ  光検出器
１３０Ｄ  光検出器
【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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