(57)【要約】【課題】簡単な構成で安定したサーボ制御を行うことができるようにする。【解決手段】光検出部において、メインビームの光スポットを受光する領域１８０−１においては、ＡＣ成分を含む形状の光スポットが受光され、サブビームＡの光スポットを受光する領域１８０−２、およびサブビームＢの光スポットを受光する領域１８０−３においては、ＡＣ成分を含まない形状の光スポットが受光される。サブビームＡとサブビームＢの光スポットから得られるレンズシフト信号を、メインビームから得られるプッシュプル信号のＤＣオフセットとして用いることでトラッキングエラー信号を生成する。本発明は、光学ピックアップに適用することができる。【選択図】図６
2007172793.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディスクとして構成される光記録媒体に対して照射する光を発生する光源と、
前記光源から照射された光ビームを、メインビームとサブビームに分割するビーム分割部と、
前記記録媒体の記録面において反射された前記メインビームとサブビームを受光し、受光した光ビームに対応する信号を出力する光検出部とを備える光ピックアップ装置であって、
前記ビーム分割部は、前記光源から照射された光ビームの一部であって、前記記録媒体の記録面に光ビームを集光させる対物レンズのアパーチャの外に向かう光ビームを、前記対物レンズのアパーチャの内部を通るように偏向させることで２つのサブビームを生成するとともに、前記光源から照射された光ビームの他の部分に基づいてメインビームを生成し、
前記記録媒体の記録面において反射された前記メインビームには、前記ディスクのトラック構造により発生する０次光と、±１次光が重なり合う領域が含まれ、前記記録媒体の記録面において反射された前記２つのサブビームには前記ディスクのトラック構造により発生する０次光と、±１次光が重なり合う領域が含まれない
光ピックアップ装置。
【請求項２】
前記ビーム分割部は、
スポットの形状がそれぞれ同じとなる２つのサブビームを生成する
請求項１に記載の光ピックアップ装置。
【請求項３】
前記光検出部は、
前記メインビームを受光する第１の領域と、前記２つのサブビームを受光する第２および第３の領域を有し、
前記第１乃至第３の領域は、前記ディスクのラジアル方向に複数並べられた矩形の領域からなる
請求項１に記載の光ピックアップ装置。
【請求項４】
前記ディスクに対するサーボを制御する制御装置により、
前記第２の領域に含まれる前記複数の矩形の領域のそれぞれから得られる信号と、前記第３の領域に含まれる前記複数の矩形の領域のそれぞれから得られる信号とに基づいてレンズシフト信号の値が演算され、
前記第１の領域に含まれる前記複数の矩形の領域のそれぞれから得られる信号に基づいてプッシュプル信号の値が演算され、
前記レンズシフト信号と、前記プッシュプル信号に基づいてトラッキングエラー信号が生成される
請求項３に記載の光ピックアップ装置。
【請求項５】
前記ディスクに対するサーボを制御する制御装置により、
前記第２の領域に含まれる前記複数の矩形の領域のそれぞれから得られる信号と、前記第３の領域に含まれる前記複数の矩形の領域のそれぞれから得られる信号とに基づいてフォーカスエラー信号の値がさらに演算される
請求項４に記載の光ピックアップ装置。
【請求項６】
前記ビーム分割部は、
前記記録媒体の記録面において反射された前記２つのサブビームがそれぞれ前記光検出部の受光面において合焦するように、前記２つのサブビームを生成し、
前記ディスクに対するサーボを制御する制御装置により、
前記第２の領域に含まれる前記複数の矩形の領域のそれぞれから得られる信号と、前記第３の領域に含まれる前記複数の矩形の領域のそれぞれから得られる信号とに基づいて、ナイフエッジ法によりフォーカスエラー信号の値が演算される
請求項５に記載の光ピックアップ装置。
【請求項７】
前記ディスクに対するサーボを制御する制御装置により、
前記第２の領域に含まれる前記複数の矩形の領域のそれぞれから得られる信号と、前記第３の領域に含まれる前記複数の矩形の領域のそれぞれから得られる信号とに基づいてディスクチルト信号の値がさらに演算される
請求項４に記載の光ピックアップ装置。
【請求項８】
前記ビーム分割部は、
前記記録媒体の記録面において反射された前記２つのサブビームがそれぞれ前記光検出部の受光面の前焦点と後焦点とにおいて合焦するように、前記２つのサブビームを生成し、
前記ディスクに対するサーボを制御する制御装置により、
前記第２の領域に含まれる前記複数の矩形の領域のそれぞれから得られる信号と、前記第３の領域に含まれる前記複数の矩形の領域のそれぞれから得られる信号とに基づいて、スポットサイズ検出法によりディスクチルト信号の値が演算される
請求項７に記載の光ピックアップ装置。
【請求項９】
前記ビーム分割部は、
前記光源から照射された光ビームが通過する位置であって、前記光ビームの外周に対応する位置に回折格子が設けられた光学素子により構成される
請求項１に記載の光ピックアップ装置。
【請求項１０】
前記ビーム分割部は、
前記光源から照射された光ビームが通過する位置であって、前記光ビームの外周に対応する位置と、前記光ビーム中心に対応する位置とにそれぞれ回折格子が設けられた光学素子により構成される
請求項１に記載の光ピックアップ装置。
【請求項１１】
前記ビーム分割部は、
前記光源から照射された光ビームが通過する位置であって、前記光ビームの外周に対応する位置の光を屈折させるプリズムを有する光学素子により構成される
請求項１に記載の光ピックアップ装置。
【請求項１２】
前記ビーム分割部は、
前記光源から照射された光ビームが通過する位置であって、前記光ビームの外周に対応する位置の光を反射させるミラーを有する光学素子により構成される
請求項１に記載の光ピックアップ装置。
【請求項１３】
前記ビーム分割部は、
前記光源から照射された光ビームが通過する位置であって、前記光ビームの外周に対応する位置の光を散乱させる散乱板を有する光学素子により構成される
請求項１に記載の光ピックアップ装置。
【請求項１４】
前記ビーム分割部は、
前記光源から照射された光ビームが通過する位置であって、前記光ビームの外周に対応する位置に、光を散乱させる物質の平面ではない部分が配置された光学素子により構成さる
請求項１に記載の光ピックアップ装置。
【請求項１５】
前記ビーム分割部は、
前記光源から照射された光ビームが通過する位置であって、前記光ビームの外周に対応する位置に偏光回折格子が設けられた光学素子により構成される
請求項１に記載の光ピックアップ装置。
【請求項１６】
前記ビーム分割部は、
前記光源から照射された光ビームが通過する位置であって、前記光ビームの外周に対応する位置の光を回折させる第１の光学素子と、
前記回折された光ビームが通過する位置の光の偏光方向を変換させる第２の光学素子とにより構成される
請求項１に記載の光ピックアップ装置。
【請求項１７】
前記第１の光学素子は、回折格子として構成され、
前記第２の光学素子は、前記回折された光の偏光方向を、回折されていない光の偏光方向と直交するように変換させる
請求項１６に記載の光ピックアップ装置。
【請求項１８】
前記第１の光学素子と、前記第２の光学素子が一体として構成されている
請求項１６に記載の光ピックアップ装置。
【請求項１９】
ディスクとして構成される光記録媒体に対して照射する光を発生する光源と、
前記光源から照射された光ビームを、メインビームとサブビームに分割するビーム分割部と、
前記記録媒体の記録面において反射された前記メインビームとサブビームを受光し、受光した光ビームに対応する信号を出力する光検出部とを備える光学ピックアップ部と、
前記光学ピックアップ部のサーボを制御する制御部とを有する光ディスク装置であって、
前記ビーム分割部は、前記光源から照射された光ビームの一部であって、前記記録媒体の記録面に光ビームを集光させる対物レンズのアパーチャの外に向かう光を、前記対物レンズのアパーチャの内部を通るように偏向させることで、前記記録媒体の記録面において反射されたサブビームにおいて前記ディスクのトラック構造により発生する０次光と、±１次光が重なり合う領域が含まれないような２つのサブビームを生成するとともに、前記光源から照射された光ビームの他の部分に基づいて、前記記録媒体の記録面において反射された前記メインビームにおいて前記ディスクのトラック構造により発生する０次光と、±１次光が重なり合う領域が含まれるようなメインビームを生成し、
前記制御部は、
前記光検出部から出力される信号であって、受光した前記メインビームの光スポットに対応する信号からプッシュプル信号を生成するとともに、受光した前記２つのサブビームの光スポット対応する信号からレンズシフト信号を生成し、
前記プッシュプル信号と、前記レンズシフト信号とに基づいてトラッキングエラー信号を生成する
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および光ディスク装置に関し、特に、簡単な構成で安定したサーボ制御を行うことができるようにする光ピックアップ装置および光ディスク装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
高密度・大容量の記憶媒体として、近年、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）などの高密度・大容量の光ディスクが実用化され、動画のような大量の情報を扱える情報媒体として広く普及している。
【０００３】
従来より、光ディスクに対する情報の記録または読出しなどを行う光ディスク装置における光ピックアップでは、光ディスクに光ビームを照射し、光ディスクの情報記録面で反射されたビームを、複数の領域に分割された光検出部で受光し、各領域で受光した光に対応して光検出部から出力される信号に基づいて、プッシュプル法などによりトラッキングエラー信号を検出している。
【０００４】
しかしながら、1ビームのみを用いて行うプッシュプル法では、レンズシフトの影響で、トラッキングに誤差が生じてしまうことがある。
【０００５】
そこで、トラッキングエラー信号の誤差を低減する技術が提案されている。例えば、いわゆるディファレンシャルプッシュプル法によれば、メインビームと２つのサブビームとを、トラックと直交する方向に沿って予め設定された量だけずらして配置し、メインビームから得られるトラッキングエラー信号を第１のプッシュプル信号とし、２つのサブビームから得られるトラッキングエラー信号を第２のプッシュプル信号として第１のプッシュプル信号と第２のプッシュプル信号とを差動演算することによりトラッキングエラー信号が得られることになる。
【０００６】
すなわち、ディファレンシャルプッシュプル法によれば、レンズシフトの影響がキャンセルされ、誤差の少ないトラッキングエラー信号を検出することが可能となる。
【０００７】
また、メインビームの中で、プッシュプル成分が存在しない領域を抽出することによりレンズシフトの影響を補正する技術も提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００４−２８１０２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、ディファレンシャルプッシュプル法によれば、回折格子を用いてメインビームとサブビームを生成するため、光の利用効率が低下し、光源から出射されるビームの強度を上げる必要があり、装置の構成を変更する必要がある。
【０００９】
また、ディファレンシャルプッシュプル法によれば、サブビームにもＡＣ（プッシュプル）成分が含まれており、レンズシフト検出を行うためには、サブビームのプッシュプル信号が、メインビームと逆位相になるように、サブビームの位置を調整する必要がある。また、ディスクの内周から外周までサブビームのプッシュプル成分の位相のずれが生じないようにするため、メインビームとサブビームの間隔を大きく広げられず、例えば、多層記録媒体（光ディスク）に対する情報の記録または読出しを行う場合、他層からの迷光により、トラッキングエラー信号の特性が悪化するおそれがある。
【００１０】
特許文献１の技術を応用して、メインビームの中でプッシュプル成分の存在しない領域を抽出しようとしても、光検出部の手前に設けられた回折格子で抽出を行うと、摂動の影響を大きく受け、トラッキングエラー信号の特性の悪化が顕著なものとなってしまう。
【００１１】
さらに、他層迷光の影響を受けないようにするには、回折格子の格子間隔を狭くする必要があり、回折格子製造時の位置調整作業なども複雑かつ困難なものとなる。
【００１２】
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、簡単な構成で安定したサーボ制御を行うことができるようにするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の第１の側面は、ディスクとして構成される光記録媒体に対して照射する光を発生する光源と、前記光源から照射された光ビームを、メインビームとサブビームに分割するビーム分割部と、前記記録媒体の記録面において反射された前記メインビームとサブビームを受光し、受光した光ビームに対応する信号を出力する光検出部とを備える光ピックアップ装置であって、前記ビーム分割部は、前記光源から照射された光ビームの一部であって、前記記録媒体の記録面に光ビームを集光させる対物レンズのアパーチャの外に向かう光ビームを、前記対物レンズのアパーチャの内部を通るように偏向させることで２つのサブビームを生成するとともに、前記光源から照射された光ビームの他の部分に基づいてメインビームを生成し、前記記録媒体の記録面において反射された前記メインビームには、前記ディスクのトラック構造により発生する０次光と、±１次光が重なり合う領域が含まれ、前記記録媒体の記録面において反射された前記２つのサブビームには前記ディスクのトラック構造により発生する０次光と、±１次光が重なり合う領域が含まれない光ピックアップ装置である。
【００１４】
本発明の第１の側面においては、ビーム分割部により、前記光源から照射された光のビームの一部であって、前記記録媒体の記録面に光のビームを集光させる対物レンズのアパーチャの外に向かう光が、前記対物レンズのアパーチャの内部を通るように偏向させられることで２つのサブビームが生成されるとともに、前記光源から照射された光のビームの他の部分に基づいてメインビームが生成され、前記記録媒体の記録面において反射された前記メインビームには前記ディスクのトラック構造により発生する０次光と、±１次光が重なり合う領域が含まれ、前記記録媒体の記録面において反射された前記２つのサブビームには前記ディスクのトラック構造により発生する０次光と、±１次光が重なり合う領域が含まれないようになされる。
【００１５】
本発明の第２の側面は、ディスクとして構成される光記録媒体に対して照射する光を発生する光源と、前記光源から照射された光ビームを、メインビームとサブビームに分割するビーム分割部と、前記記録媒体の記録面において反射された前記メインビームとサブビームを受光し、受光した光ビームに対応する信号を出力する光検出部とを備える光学ピックアップ部と、前記光学ピックアップ部のサーボを制御する制御部とを有する光ディスク装置であって、前記ビーム分割部は、前記光源から照射された光ビームの一部であって、前記記録媒体の記録面に光ビームを集光させる対物レンズのアパーチャの外に向かう光を、前記対物レンズのアパーチャの内部を通るように偏向させることで、前記記録媒体の記録面において反射されたサブビームにおいて前記ディスクのトラック構造により発生する０次光と、±１次光が重なり合う領域が含まれないような２つのサブビームを生成するとともに、前記光源から照射された光ビームの他の部分に基づいて、前記記録媒体の記録面において反射された前記メインビームにおいて前記ディスクのトラック構造により発生する０次光と、±１次光が重なり合う領域が含まれるようなメインビームを生成し、前記制御部は、前記光検出部から出力される信号であって、受光した前記メインビームの光スポットに対応する信号からプッシュプル信号を生成するとともに、受光した前記２つのサブビームの光スポット対応する信号からレンズシフト信号を生成し、前記プッシュプル信号と、前記レンズシフト信号とに基づいてトラッキングエラー信号を生成する光ディスク装置である。
【００１６】
本発明の第２の側面においては、ビーム分割部により、前記光源から照射された光のビームの一部であって、前記記録媒体の記録面に光のビームを集光させる対物レンズのアパーチャの外に向かう光が、前記対物レンズのアパーチャの内部を通るように偏向させられることで、前記記録媒体の記録面において反射されたサブビームにおいて前記ディスクのトラック構造により発生する０次光と、±１次光が重なり合う領域が含まれないような２つのサブビームが生成されるとともに、前記光源から照射された光のビームの他の部分に基づいて、前記記録媒体の記録面において反射された前記メインビームにおいて前記ディスクのトラック構造により発生する０次光と、±１次光が重なり合う領域が含まれるようなメインビームが生成される。また、前記制御部により、前記光検出部から出力される信号であって、受光した前記メインビームの光スポットに対応する信号からプッシュプル信号が生成されるとともに、受光した前記２つのサブビームの光スポット対応する信号からレンズシフト信号が生成され、前記プッシュプル信号と、前記レンズシフト信号とに基づいてトラッキングエラー信号が生成される。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、簡単な構成で安定したサーボ制御を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下に本発明の実施の形態を説明するが、本発明の構成要件と、明細書または図面に記載の実施の形態との対応関係を例示すると、次のようになる。この記載は、本発明をサポートする実施の形態が、明細書または図面に記載されていることを確認するためのものである。従って、明細書または図面中には記載されているが、本発明の構成要件に対応する実施の形態として、ここには記載されていない実施の形態があったとしても、そのことは、その実施の形態が、その構成要件に対応するものではないことを意味するものではない。逆に、実施の形態が構成要件に対応するものとしてここに記載されていたとしても、そのことは、その実施の形態が、その構成要件以外の構成要件には対応しないものであることを意味するものでもない。
【００１９】
本発明の第１の側面の光ピックアップ装置は、ディスクとして構成される光記録媒体（例えば、図２の光記録媒体１０１）に対して照射する光を発生する光源（例えば、図２の光源１２１）と、前記光源から照射された光ビームを、メインビームとサブビームに分割するビーム分割部（例えば、図２のサブビーム生成回折格子１２３）と、前記記録媒体の記録面において反射された前記メインビームとサブビームを受光し、受光した光ビームに対応する信号を出力する光検出部（例えば、図２の光検出部１２７）とを備える光ピックアップ装置であって、前記ビーム分割部は、前記光源から照射された光ビームの一部であって、前記記録媒体の記録面に光ビームを集光させる対物レンズのアパーチャの外に向かう光ビームを、前記対物レンズのアパーチャの内部を通るように偏向させることで２つのサブビームを生成するとともに、前記光源から照射された光ビームの他の部分に基づいてメインビームを生成し、前記記録媒体の記録面において反射された前記メインビームには、前記ディスクのトラック構造により発生する０次光と、±１次光が重なり合う領域が含まれ、前記記録媒体の記録面において反射された前記２つのサブビームには前記ディスクのトラック構造により発生する０次光と、±１次光が重なり合う領域が含まれない。
【００２０】
前記ビーム分割部は、前記記録媒体の記録面において反射された前記２つのサブビームがそれぞれ前記光検出部の受光面において合焦するように、前記２つのサブビームを生成し（例えば、図２３に示されるような２つのサブビームを生成し）、前記ディスクに対するサーボを制御する制御装置により、前記第２の領域に含まれる前記複数の矩形の領域のそれぞれから得られる信号と、前記第３の領域に含まれる前記複数の矩形の領域のそれぞれから得られる信号とに基づいて、ナイフエッジ法によりフォーカスエラー信号の値が演算されるようにすることができる。
【００２１】
前記ビーム分割部は、前記記録媒体の記録面において反射された前記２つのサブビームがそれぞれ前記光検出部の受光面の前焦点と後焦点とにおいて合焦するように、前記２つのサブビームを生成し（例えば、図２５に示されるような２つのサブビームを生成し）、前記ディスクに対するサーボを制御する制御装置により、前記第２の領域に含まれる前記複数の矩形の領域のそれぞれから得られる信号と、前記第３の領域に含まれる前記複数の矩形の領域のそれぞれから得られる信号とに基づいて、スポットサイズ検出法によりディスクチルト信号の値が演算されるようにすることができる。
【００２２】
前記ビーム分割部は、前記光源から照射された光ビームが通過する位置であって、前記光ビームの外周に対応する位置に回折格子が設けられた光学素子（例えば、図３のサブビーム生成回折格子１２３）により構成されるようにすることができる。
【００２３】
前記ビーム分割部は、前記光源から照射された光ビームが通過する位置であって、前記光ビームの外周に対応する位置と、前記光ビーム中心に対応する位置とにそれぞれ回折格子が設けられた光学素子（例えば、図７のサブビーム生成回折格子１２３）により構成されるようにすることができる。
【００２４】
前記ビーム分割部は、前記光源から照射された光ビームが通過する位置であって、前記光ビームの外周に対応する位置の光を屈折させるプリズムを有する光学素子（例えば、図１１のサブビーム生成プリズム２０１）により構成されるようにすることができる。
【００２５】
前記ビーム分割部は、前記光源から照射された光ビームが通過する位置であって、前記光ビームの外周に対応する位置の光を反射させるミラーを有する光学素子（例えば、図１２のサブビーム生成ミラー２１１−１および２１１−２）により構成されるようにすることができる。
【００２６】
前記ビーム分割部は、前記光源から照射された光ビームが通過する位置であって、前記光ビームの外周に対応する位置の光を散乱させる散乱板を有する光学素子（例えば、図１３のサブビーム生成散乱板）により構成されるようにすることができる。
【００２７】
前記ビーム分割部は、前記光源から照射された光ビームが通過する位置であって、前記光ビームの外周に対応する位置に、光を散乱させる物質の平面ではない部分（例えば、図１４のサブビーム生成エッジ２３１−１および２３１−２）が配置された光学素子により構成さるようにすることができる。
【００２８】
前記ビーム分割部は、前記光源から照射された光ビームが通過する位置であって、前記光ビームの外周に対応する位置に偏光回折格子が設けられた光学素子（例えば、図１５のサブビーム生成偏光回折格子１２３）により構成されるようにすることができる。
【００２９】
前記ビーム分割部は、前記光源から照射された光ビームが通過する位置であって、前記光ビームの外周に対応する位置の光を回折させる第１の光学素子（例えば、図１６の回折格子２５１）と、前記回折された光ビームが通過する位置の光の偏光方向を変換させる第２の光学素子（例えば、図１６の領域分割位相差板２５２）とにより構成されるようにすることができる。
【００３０】
前記第１の光学素子と、前記第２の光学素子が一体として構成されている（例えば、図１７の偏光サブビーム生成回折格子２５０）ようにすることができる。
【００３１】
本発明の第２の側面の光ディスク装置は、ディスクとして構成される光記録媒体（例えば、図２の光記録媒体１０１）に対して照射する光を発生する光源（例えば、図２の光源１２１）と、前記光源から照射された光ビームを、メインビームとサブビームに分割するビーム分割部（例えば、図２のサブビーム生成回折格子１２３）と、前記記録媒体の記録面において反射された前記メインビームとサブビームを受光し、受光した光ビームに対応する信号を出力する光検出部（例えば、図２の光検出部１２７）とを備える光学ピックアップ部（例えば、図１の光学ピックアップ部２１）と、前記光学ピックアップ部のサーボを制御する制御部（例えば、図１の制御回路２４）とを有する光ディスク装置であって、前記ビーム分割部は、前記光源から照射された光ビームの一部であって、前記記録媒体の記録面に光ビームを集光させる対物レンズのアパーチャの外に向かう光を、前記対物レンズのアパーチャの内部を通るように偏向させることで、前記記録媒体の記録面において反射されたサブビームにおいて前記ディスクのトラック構造により発生する０次光と、±１次光が重なり合う領域が含まれないような２つのサブビームを生成するとともに、前記光源から照射された光ビームの他の部分に基づいて、前記記録媒体の記録面において反射された前記メインビームにおいて前記ディスクのトラック構造により発生する０次光と、±１次光が重なり合う領域が含まれるようなメインビームを生成し、前記制御部は、前記光検出部から出力される信号であって、受光した前記メインビームの光スポットに対応する信号からプッシュプル信号を生成するとともに、受光した前記２つのサブビームの光スポット対応する信号からレンズシフト信号を生成し、前記プッシュプル信号と、前記レンズシフト信号とに基づいてトラッキングエラー信号を生成する。
【００３２】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。
【００３３】
図１は、本発明を適用した光ディスク装置２０の構成例を示すブロック図である。この例において、光学ピックアップ部２１は、例えば、DVD（Digital Versatile Disc）などとして構成される光記録媒体１０１に対して光（レーザ光）を出射して、その反射光を、複数の受光部を有する受光素子で検出し、受光素子の各受光部の検出信号を、演算回路２２に出力するようになされている。
【００３４】
演算回路２２は、光学ピックアップ部２１からの検出信号から、再生信号、フォーカスエラー信号、またはトラッキングエラー信号などの信号を算出した後、再生信号を再生回路２３に出力し、フォーカスエラー信号またはトラッキングエラー信号などの信号を、制御回路２４に出力するようになされている。
【００３５】
再生回路２３は、演算回路２２から供給された再生信号をイコライズした後、２値化し、さらに、エラー訂正しながら復調した信号を、所定の装置（図示せず）に出力するようになされている。
【００３６】
制御回路２４は、演算回路２２により供給されたフォーカスエラー信号に対応して、フォーカスサーボ用アクチュエータ２６を制御し、例えば、光学ピックアップ部２１の対物レンズを光軸方向に移動させることにより、フォーカスエラーを補正し、また、演算回路２２より供給されたトラッキングエラー信号に応じて、トラッキングサーボ用アクチュエータ７を制御して、例えば、対物レンズを光記録媒体１０１の半径方向に移動させることにより、トラッキングエラーを補正するようになされている。なお、フォーカスサーボ用アクチュエータ２６とトラッキングサーボ用アクチュエータ２７とは、実際には１つのアクチュエータとして構成され、後述する対物レンズがそのアクチュエータに搭載されることになる。
【００３７】
また、制御回路２４は、モータ２９を制御し、光記録媒体１０１を所定の速度で回転させるようになされている。
【００３８】
図２は、図１の光学ピックアップ部２１の詳細な構成例を示す図であり、本発明を適用した光ピックアップ装置の一実施の形態に係る構成例を示すブロック図である。
【００３９】
同図において、光ピックアップ装置１００は、光記録媒体１０１に対する情報の記録を行うとともに、光記録媒体１０１に記録された情報を読み出す。
【００４０】
発光素子１２１は、例えば、半導体レーザーで構成され光ビームを射出する。発光素子１２１から射出された光ビーム（照射光）は、偏光ビームスプリッタ（BS）１２２を通過して、サブビーム生成回折格子１２３に入射される。
【００４１】
サブビーム生成回折格子１２３は、自身に入射された光ビームをメインビームとサブビームに分割し、メインビームとサブビームのそれぞれをコリメータレンズ１２４に入射させる。なお、サブビーム生成回折格子１２３と、サブビーム生成回折格子１２３により生成されるサブビームの詳細については後述する。また、同図において、太線で示されるサブビームは、実際には２つ生成され、往路（光記録媒体１０１に向かう光路）と復路（光記録媒体１０１から反射してくる光路）とが存在するが、ここでは、片側の往路のみが示されている。
【００４２】
コリメータレンズ１２４は、発散光である光ビーム（メインビームとサブビーム）を平行光ビームに変える。コリメータレンズ１２４を通過した平行光ビームは、QWP（quarter wave plate）１２５に入射される。
【００４３】
QWP１２５は、コリメータレンズ１２４から入射された光ビームを、円偏光に変換し、QWP１２５を通過した光ビームは、対物レンズ１２６に入射される。
【００４４】
対物レンズ１２６は、ＱＷＰ１２５から到達した光ビームを、光記録媒体１０１の記録面（図２において斜線で示される面）に収束させる。なお、対物レンズ１２６には、所定の大きさのアパーチャが設けられており、アパーチャの外側の光ビームは、不要光として捨てられる。
【００４５】
光記録媒体１０１の記録面で反射した光ビーム（メインビームとサブビーム）は、対物レンズ１２６で平行光ビームになされるとともに、上述したアパーチャの外側の光ビームは、不要光として捨てられる。その後、メインビームとサブビームは、QWP１２５を再び通過する。これにより、光記録媒体１０１から反射されたメインビームとサブビームは、照射光とは９０度偏光方向の異なる直線偏光に変換され、コリメータレンズ１２４とサブビーム生成回折格子１２３を通過した後、偏光ビームスプリッタ１２２に入射される。
【００４６】
偏光ビームスプリッタ１２２に入射した光ビームは、そこで反射して、光検出部１２７に向かう。
【００４７】
光検出部１２７は、受光面に受光素子が配置され、受光素子が受光した光に対応する電気信号を出力する。
【００４８】
図３は、サブビーム生成回折格子１２３の詳細な構成例を示す図である。同図に示されるように、サブビーム生成回折格子１２３の外周側（図中の左右両端）には、それぞれ回折格子１４１Aと１４１Bが設けられており、回折格子１４１Aと１４１Bは、発光素子１２１から射出された光ビームの外周側の光を回折させ、対物レンズ１２６のアパーチャの内側を通るようなサブビームAとサブビームBをそれぞれ生成する。
【００４９】
すなわち、サブビーム生成回折格子１２３は、発光素子１２１から射出された光ビームの一部分であって、光ビームの対物レンズ１２６のアパーチャにより不要光として捨てられる部分を回折させてサブビームを生成し、発光素子１２１から射出された光ビームの内周側の部分（回折格子１４１Aと１４１Bを通過しない部分）については、メインビームとして通過させる。
【００５０】
図３に示されるようなサブビーム生成回折格子１２３を通過したメインビームとサブビームは、コリメータレンズ１２４乃至対物レンズ１２６を通過して、光記録媒体１０１の記録面で反射し、再び対物レンズ１２６に入射される。
【００５１】
図４は、このとき、光記録媒体１０１の記録面で反射し、対物レンズ１２６に入射したメインビームとサブビームの対物レンズ１２６のアパーチャ位置における像を示す図である。図４ａは、サブビームＡの像を示しており、図４ｂは、メインビームの像を示しており、図４ｃは、サブビームＢの像を示している。なお、実際には、対物レンズ１２６のアパーチャ位置において、図４ａ乃至図４ｃに示される像が重なる状態となるが、ここでは、分かり易くするために、図４ａには、サブビームＡのみの像、図４ｂには、メインビームのみの像、図４ｃにはサブビームＢのみの像がそれぞれ示されている、
【００５２】
光ビームが光記録媒体１０１の記録面で反射するとき、記録面上で反射した０次光とともに、記録面に設けられたトラックによって回折されて反射した±１次光が対物レンズ１２６に入射する。図４ａ乃至図４ｃにおいて、像１６１−１乃至１６３−１は、それぞれメインビーム、サブビームＡ、サブビームＢの０次光を示しており、像１６１−２乃至１６３−２は、それぞれメインビーム、サブビームＡ、サブビームＢの−１次光を示しており、像１６１−３乃至１６３−３は、それぞれメインビーム、サブビームＡ、サブビームＢの＋１次光を示している。
【００５３】
対物レンズ１２６には、上述したアパーチャが設けられているので、像１６１−２乃至１６３−２および像１６１−３乃至１６３−３に対応するメインビームの±１次光の一部、サブビームＡ、サブビームＢの±１次光は、それぞれ不要光として捨てられ、像１６１−１乃至１６３−１に対応するメインビーム、サブビームＡ、サブビームＢの０次光およびメインビームの±１次光の一部のみがＱＷＰ１２５乃至偏光ビームスプリッタ１２２を通過して光検出部１２７に向かうことになる。
【００５４】
図５は、光検出部１２７の受光部の構成例を示す図である。この例では、光検出部１２７の受光部は、メインビームの光スポット１７１を受光する第１の領域と、サブビームＡの光スポット１７２を受光する第２の領域と、サブビームＢの光スポット１７３を受光する第３の領域に分けられて構成されている。図５ｂは、第１の領域に対応しており、図５ａは、第２の領域に対応しており、図５ｃは、第３の領域に対応している。
【００５５】
そして第１乃至第３の領域において光検出部１２７の受光部は、複数の矩形の小領域に分割される。この例では、図５ａと図５ｃに示されるように、第２の領域と、第３の領域において、サブビームＡまたはサブビームＢの光スポット１７２または１７３を、ディスク状に構成された光記録媒体１０１のラジアル方向に分割するように２つの小領域が設けられている。また、図５ｂに示されるように、第１の領域において、メインビームの光スポット１７１を、光記録媒体１０１のラジアル方向に分割するように２つの小領域が設けられている。なお、メインビームの光スポット１７１における領域１７１Ａと１７１Ｂは、光記録媒体１０１の記録面で反射したメインビームの０次光と、±１次光が重なり合う領域とされる。
【００５６】
領域１７１Ａと１７１Ｂにおいては、メインビームが光記録媒体１０１上で反射するとき、トラック溝による±1次回折光と0次光との位相差が変化し、光振幅の変調が生じる。このため、領域１７１Ａと１７１Ｂの光強度に対応して光検出部１２７から出力される電気信号においては、受光部のラジアル方向の光強度が変調されることで生じるＡＣ成分が含まれることになる。
【００５７】
このＡＣ成分は、上述したようにディスクのトラック構造により生じる回折光の位相が、スポット位置により変動することで生じるものであり、ディスクのトラックピッチを1周期とする振幅変調の信号であって、いわゆるプッシュプル信号と呼ばれるものである。
【００５８】
メインビームの光スポット１７１を受光する受光部の各小領域から検出されるそれぞれの信号に対して所定の演算を行うことにより、プッシュプル信号を検出することが可能となり、メインビーム１７１の光スポットを受光する受光部の各小領域から検出されるそれぞれの信号の合計を演算することによりRF信号を検出することが可能となる。
【００５９】
一方、図５ａまたは図５ｃに示されるように、サブビームＡとサブビームＢの光スポット１７２と１７３には、０次光と、±１次光が重なり合う領域が含まれていない。したがって、サブビームＡとサブビームＢの光スポット１７２と１７３を受光する受光部の各小領域から検出されるそれぞれの信号に対して所定の演算を行うことにより、レンズシフト信号を検出することができる。
【００６０】
すなわち、ディスクが回転するとき、回転中心とディスクのトラック中心との偏心に応じて、対物レンズが追従することにより、対物レンズに設けられたアパーチャも移動し、これによって、受光部における光ビームのスポット位置がラジアル方向へ移動し、受光部の分割位置とのずれによって、各小領域における光強度のバランスが変化するため、各小領域から検出されるそれぞれの信号に対して所定の演算を行うことにより、レンズシフト信号（またはレンズディスプレイスメント信号）が検出される。なお、レンズシフト信号は、上述したプッシュプル信号がＡＣ成分であるのに対してＤＣ成分となる。
【００６１】
本発明においては、メインビームから得られるプッシュプル信号と、２つのサブビームから得られるレンズシフト信号とに基づいてトラッキングエラー信号が検出される。
【００６２】
例えば、従来のディファレンシャルプッシュプル法により、トラッキングエラーを検出する場合、メインビームから得られるプッシュプル信号（ディファレンシャルプッシュプル法における第１のプッシュプル信号）と、サブビームから得られるプッシュプル信号（ディファレンシャルプッシュプル法における第２のプッシュプル信号）との差動演算を行うことによりトラッキングエラー信号が検出される。
【００６３】
すなわち、ディファレンシャルプッシュプル法においては、メインビームから得られるプッシュプル信号とサブビームから得られるプッシュプル信号の差動演算を行うことによりＤＣオフセット（レンズシフト信号）をキャンセルする演算を行う。
【００６４】
これに対して、本発明においては、メインビームには、０次光と、±１次光が重なり合う領域であって、プッシュプル信号の生成に用いられる領域が含まれるが、サブビームには０次光と、±１次光が重なり合う領域が含まれないことになる。したがって、２つのサブビームからレンズシフト信号を検出し、メインビームから得られるプッシュプル信号のＤＣオフセットをキャンセルすることで、正確なトラッキングエラー信号を検出することができる。
【００６５】
すなわち、図５ａにおいて、分割された小領域をそれぞれ小領域ＥとＦ、図５ｂにおいて、分割された小領域をそれぞれ小領域AとB、図５ｃにおいて分割された小領域をそれぞれ小領域ＧとＨとし、小領域A、B、Ｅ乃至Ｈからそれぞれ出力される信号の値をA、B、Ｅ乃至Ｈで表すと、レンズシフト信号ＬＳは次式により求めることができる。
【００６６】
ＬＳ＝（Ｅ−Ｆ）＋（Ｇ−Ｈ）
【００６７】
これにより、トラッキングエラー信号TRKは、ディファレンシャルプッシュプル法と同様な演算で、次式により求めることができる。
【００６８】
TRK =（Ａ−Ｂ）−ｋ｛（Ｅ−Ｆ）＋（Ｇ−Ｈ）｝
【００６９】
本発明によれば、このように簡単にトラッキングエラー信号を検出することが可能となる。
【００７０】
また、従来のディファレンシャルプッシュプル法を用いる場合、サブビームにもプッシュプル成分が含まれており、レンズシフト検出を行うためには、サブビームのプッシュプル信号が、メインビームと逆位相になるように、サブビームの位置を調整する必要があり、ディスクの内周から外周までサブビームのプッシュプル成分の位相のずれが生じないようにするため、メインビームとサブビームの間隔を大きく広げられず、例えば、多層記録媒体である光ディスクに対する情報の記録または読出しを行う場合、他層からの迷光により、レンズシフト信号やトラッキングエラー信号の特性が悪化するおそれがある。
【００７１】
すなわち、従来のディファレンシャルプッシュプル法によりトラッキングエラーを検出する場合、記録密度が高くトラックピッチの小さい光ディスクに対して照射されるメインビームと２つのサブビームのそれぞれの間隔を広くすると、光ディスクの内周と外周との差異、あるいはまた、光ディスクの半径方向と、光ピックアップのサーチ方向との差異によって、光ディスクから反射される２つのサブビームから得られるプッシュプル信号においてのＡＣ成分の位相の変動が大きなものとなってしまう。このため、ディファレンシャルプッシュプル法において、サブビームから得られるプッシュプル信号のＤＣオフセットをキャンセルする演算を行うときに、誤ってサブビームから得られるプッシュプル信号のＡＣ成分まで、上述したＡＣ成分の位相の変動により一部相殺されてしまい、その結果、トラッキングエラー信号を正しく検出できなくなる恐れがあった。
【００７２】
これに対して本発明によれば、図３に示されるようなサブビーム回折格子により、図４に示されるような形状のサブビームであって、０次光と、±１次光が重なり合う領域を含まないサブビームが生成されるため、メインビームと２つのサブビームのそれぞれの間隔を充分広くすることができる。
【００７３】
これにより、例えば、図６に示されるように光検出部１２７の受光部の第１乃至第３の領域を配置して、多層記録媒体である光ディスクに対する情報の記録または読出しを行う場合であっても、他層からの迷光の影響を回避することができる。
【００７４】
図６は、光検出部１２７において、メインビームの光スポットを受光する第１の領域（領域１８０−１）と、サブビームＡの光スポットを受光する第２の領域（領域１８０−２）、およびサブビームＢの光スポットを受光する第３の領域（領域１８０−３）の配置の例を示す図である。図６の図中中央のスポット１８１−１は、メインビームの他層からの迷光による光スポットで、図中上下のスポット１８１−２と１８１−３は、それぞれサブビームＡとサブビームＢの他層からの迷光による光スポットである。
【００７５】
同図に示されるように、領域１８０−１に対して、領域１８０−２と１８０−３は、それぞれ充分離れて配置されているので、スポット１８１−１は、領域１８０−２と１８０−３により光が受光されないようになされている。また、スポット１８１−２と１８１−３も、図４を参照して上述したサブビームの形状と同様の形状（図中斜線で示される部分の形状）となるため、やはり、領域１８０−２と１８０−３により光が受光されないようになされている。したがって、光検出部１２７が受光する光スポットに対応して出力される信号などにおいて、他層からの迷光の影響を回避することができる。
【００７６】
さらに、サブビームＡまたはサブビームＢは、メインビームの±１次回折光ではなく、メインビームとは別の領域の光がサブビームとして生成されるので光源から発せられる光の利用効率が向上し、装置に係るコストを抑制することが可能となる。
【００７７】
このように、本発明によれば、簡単な構成で正確なトラッキングエラー信号を検出することが可能となる。
【００７８】
ここでは、サブビームＡとサブビームＢをそれぞれ光ビームの外周側の光を使って生成する例、すなわち図３に示されるようなサブビーム生成回折格子１２３により図４ａと図４ｃに示されるようなサブビームＡとサブビームＢが生成される例について説明したが、サブビームＡとサブビームＢをそれぞれ光ビームの外周側の光と内周側の光を使って生成するようにしてもよい。
【００７９】
図７は、サブビーム生成回折格子１２３の別の詳細な構成例を示す図である。この例では、図３の場合と異なり、サブビーム生成回折格子１２３の外周側（図中の左右両端）にはそれぞれ回折格子１４１Aと１４１Bが設けられており、さらに、サブビーム生成回折格子１２３の内周側（図中中央）には、それぞれ回折格子１４１Ｃと１４１Ｄが設けられている。いまの場合、回折格子１４１Aと１４１Ｃにより対物レンズ１２６のアパーチャの内側を通るようなサブビームAが生成され、回折格子１４１Ｂと１４１Ｄにより対物レンズ１２６のアパーチャの内側を通るようなサブビームＢが生成されることになる。
【００８０】
図７に示されるようなサブビーム生成回折格子１２３を通過した光ビーム（メインビームとサブビーム）は、コリメータレンズ１２４乃至対物レンズ１２６を通過して、光記録媒体１０１の記録面で反射し、再び対物レンズ１２６に入射される。
【００８１】
図８は、このとき、光記録媒体１０１の記録面で反射し、対物レンズ１２６に入射したメインビームとサブビームの対物レンズ１２６のアパーチャ位置における像を示す図である。図８ａは、サブビームＡの像を示しており、図８ｂは、メインビームの像を示しており、図８ｃは、サブビームＢの像を示している。なお、実際には、対物レンズ１２６のアパーチャ位置において、図８ａ乃至図８ｃに示される像が重なる状態となるが、ここでは、説明を分かり易くするため、図８ａには、サブビームＡのみの像、図８ｂには、メインビームのみの像、図８ｃにはサブビームＢのみの像がそれぞれ示されている、
【００８２】
なお、この場合も、図４ａ乃至図４ｃを参照して上述した場合と同様に、光ビームが光記録媒体１０１の記録面で反射するとき、記録面上で反射した０次光とともに、記録面に設けられたトラックによって回折されて反射した±１次光が対物レンズ１２６に入射するが、対物レンズ１２６のアパーチャによりメインビームの±１次光の一部、サブビームＡ、サブビームＢの±１次光は、それぞれ不要光として捨てられ、メインビーム、サブビームＡ、サブビームＢの０次光およびメインビームの±１次光の一部のみがＱＷＰ１２５乃至偏光ビームスプリッタ１２２を通過して光検出部１２７に向かうことになる。
【００８３】
図９は、図７に示されるようなサブビーム回折格子１２３により生成されたメインビームとサブビームによる光スポットであって、光検出部１２７の受光部で受光されるメインビームの光スポット１７１と、サブビームＡの光スポット１７２と、サブビームＢの光スポット１７３とを示す図である。図９ａ乃至図９Ｃはそれぞれ上述した図５ａ乃至図５ｃに対応する図であり、図９ｂは、第１の領域に対応し、図９ａは、第２の領域に対応し、図９ｃは、第３の領域に対応する。
【００８４】
図９ａと図９ｃにおけるサブビームＡの光スポットとサブビームＢの光スポットは、それぞれ同じ形状とされている。すなわち、図５ａと図５ｃに示されるサブビームＡの光スポットとサブビームＢの光スポットは、それぞれ１８０°異なる形状とされているのに対して、図９ａと図９ｃに示される光スポットは同じ形状とされている。
【００８５】
このように２つのサブビームの形状が同じになるようにすることで、各種摂動や、ディフェクトによる影響が対称的になるため、レンズシフト信号やＲＦ信号の特性の劣化を抑制することが可能となる。
【００８６】
また、図７に示されるようなサブビーム生成回折格子１２３によりサブビームを生成する場合、メインビームの光の強度分布は図１０にしめされるようになる。図１０は、縦軸が光ビームの出射（入射）強度、横軸が光ビームの出射（入射）角度とされ、メインビームの光の強度分布がグラフとして示されている。図１０に示されるように、メインビームの光の強度分布は、中心付近の強度が下がり、相対的に対物レンズのアパーチャの周辺光の強度が充分な大きさとなってRIM強度が向上し、その結果、検出されるレンズシフト信号やRF信号の信号特性が向上する。
【００８７】
以上においては、サブビーム生成回折格子１２３によりサブビーム（およびメインビーム）を生成する例について説明したが、図２のサブビーム生成回折格子１２３に代えて他の光学素子を用い、上述した場合と同様のサブビーム（およびメインビーム）を生成することも可能である。
【００８８】
図１１は、サブビーム生成回折格子１２３に代えて用いられる、サブビーム生成プリズム２０１の構成例を示す図である。同図に示されるように、サブビーム生成プリズム２０１は、発光素子１２１から射出された光ビームの外周側の光を屈折させ、対物レンズ１２６のアパーチャの内側を通るようなサブビームAとサブビームBをそれぞれ生成する。
【００８９】
すなわち、サブビーム生成プリズム２０１は、発光素子１２１から射出された光ビームの一部分であって、光ビームの対物レンズ１２６のアパーチャにより不要光として捨てられる部分を回折させてサブビームを生成し、発光素子１２１から射出された光ビームの内周側の部分については、メインビームとして通過させる。これにより、図４、図５を参照して上述した場合と同様なメインビーム、サブビームＡ、およびサブビームＢが生成されることになる。
【００９０】
図１２は、サブビーム生成回折格子１２３に代えて用いられる、サブビーム生成ミラー２１１−１および２１１−２の構成例を示す図である。同図に示されるように、サブビーム生成ミラー２１１−１および２１１−２は、発光素子１２１から射出された光ビームの外周側の光を反射させ、対物レンズ１２６のアパーチャの内側を通るようなサブビームAとサブビームBをそれぞれ生成する。
【００９１】
すなわち、サブビーム生成ミラー２１１−１および２１１−２は、発光素子１２１から射出された光ビームの一部分であって、光ビームの対物レンズ１２６のアパーチャにより不要光として捨てられる部分を反射させてサブビームを生成し、発光素子１２１から射出された光ビームの内周側の部分については、メインビームとして通過させる。これにより、図４、図５を参照して上述した場合と同様なメインビーム、サブビームＡ、およびサブビームＢが生成されることになる。
【００９２】
図１３は、サブビーム生成回折格子１２３に代えて用いられる、サブビーム生成散乱板２２１の構成例を示す図である。同図に示されるように、サブビーム生成散乱板２２１は、発光素子１２１から射出された光ビームが、散乱板を通過することにより生成される散乱光から対物レンズ１２６のアパーチャの内側を通るようなサブビームAとサブビームBをそれぞれ生成する。
【００９３】
すなわち、サブビーム生成散乱板２２１は、発光素子１２１から射出された光ビームの一部分であって、光ビームの対物レンズ１２６のアパーチャにより不要光として捨てられる部分の散乱光からサブビームを生成し、発光素子１２１から射出された光ビームの内周側の部分については、メインビームとして通過させる。これにより、図４、図５を参照して上述した場合と同様なメインビーム、サブビームＡ、およびサブビームＢが生成されることになる。
【００９４】
図１４は、サブビーム生成回折格子１２３に代えて用いられる、サブビーム生成エッジ２３１−１および２３１−２の構成例を示す図である。同図に示されるように、サブビーム生成エッジ２３１−１および２３１−２は、例えば、散乱板のように光を散乱させる物質２３０−１および２３０−２のエッジ（平面ではない部分）により構成されている。そして、発光素子１２１から射出された光ビームが、サブビーム生成エッジ２３１−１および２３１−２に当たって発生する散乱光から対物レンズ１２６のアパーチャの内側を通るようなサブビームAとサブビームBがそれぞれ生成される。
【００９５】
すなわち、サブビーム生成エッジ２３１−１および２３１−２は、発光素子１２１から射出された光ビームの一部分であって、光ビームの対物レンズ１２６のアパーチャにより不要光として捨てられる部分の散乱光からサブビームを生成し、発光素子１２１から射出された光ビームの内周側の部分については、メインビームとして通過させる。これにより、図４、図５を参照して上述した場合と同様なメインビーム、サブビームＡ、およびサブビームＢが生成されることになる。
【００９６】
図１５は、サブビーム生成回折格子１２３に代えて用いられる、サブビーム生成偏光回折格子２４１の構成例を示す図である。サブビーム生成偏光回折格子２４１は、例えば、図３のサブビーム生成回折格子１２３と同様の構成を有し、やはり、図４、図５を参照して上述した場合と同様なメインビーム、サブビームＡ、およびサブビームＢを生成する。
【００９７】
サブビーム生成偏光回折格子２４１においては、光ビームの往路と復路とで、光が異なる方向に偏光されるので、光ビームが往復通過する位置にサブビーム生成偏向回折格子２４１を置いた場合でも、往路のみ作用させる（外周側の光を回折させる）ようにすることが可能となり、例えば、フォーカスサーチのときや、多層光記録媒体の記録または再生時に、迷光がほとんど発生しないようにすることができる。
【００９８】
図１６は、サブビーム生成回折格子１２３に代えて用いられる、偏光サブビーム生成回折格子２５０の構成例を示す図である。偏光サブビーム生成回折格子２５０は、例えば、図３のサブビーム生成回折格子１２３と同様の構成の回折格子２５１と、サブビームの通過位置において、光の偏光方向を変換させる領域分割位相差板２５２とにより構成され、やはり、図４、図５を参照して上述した場合と同様なメインビーム、サブビームＡ、およびサブビームＢを生成する。
【００９９】
偏光サブビーム生成回折格子２５０においては、サブビームＡとサブビームＢのみが、往路と復路で光の位相が異なるようになるので、例えば、多層光記録媒体の記録または再生時など、メインビームとサブビームＡおよびサブビームＢとが重なり合うような場合であっても、その重なりによって干渉縞が発生することがないようにすることができる。
【０１００】
なお、偏光サブビーム生成回折格子２５０は、図１７に示されるように、回折格子２５１と、領域分割位相差板２５２とが一体として構成されるようにすることも可能である。
【０１０１】
次に、図２の光ピックアップ装置１００の別の構成例について説明する。
【０１０２】
図１８は、図２の光ピックアップ装置１００の別の構成例である光ピックアップ装置３００の構成例を示す図である。同図において、発光素子３２１、サブビーム生成回折格子３２３乃至対物レンズ３２６は、それぞれ図２の発光素子１２１、サブビーム生成回折格子１２３乃至対物レンズ１２６と同様なので詳細な説明は省略する。
【０１０３】
図１８の光ピックアップ装置３００においては、図２の場合と異なり、偏光ビームスプリッタが設けられておらず、光検出部３２７に光を偏光分離させる折り曲げミラー３２７Ａが設けられている。このような構成とすることで、往路の光ビームは、折り曲げミラー３２７Ａで反射されサブビーム生成回折格子３２３に向かうようにし、復路の光ビームは、折り曲げミラー３２７Ａを通過して光検出部３２７の受光部３２７Ｂまたは３２７Ｃに向かうようになる。
【０１０４】
光検出部３２７の受光部３２７Ｂまたは３２７Ｃを、図５を参照して上述したように構成すれば、光ピックアップ装置３００においても、光ピックアップ装置１００の場合と同様に、簡単にトラッキングエラー信号を検出することが可能となる。
【０１０５】
また、図１８に示される発光素子３２１および光検出部３２７は、光ピックアップ装置などに取り付けられる部品として集積化されているものであり、光ピックアップ装置を図１８に示されるように構成することで、より安価に光ピックアップ装置を構成することができる。
【０１０６】
なお、サブビーム生成回折格子３２３に代えて、図１１乃至図１７を参照して上述した光学素子を用いることも可能である。
【０１０７】
図１９は、図２の光ピックアップ装置１００のさらに別の構成例である光ピックアップ装置４００の構成例を示す図である。同図において、発光素子４２１、偏光ビームスプリッタ４２２は、それぞれ図２の発光素子１２１、偏光ビームスプリッタ１２２と同様なので詳細な説明は省略する。また、同図においては、コリメータレンズ１２４乃至対物レンズ１２６の記載が省略されているが、それらは図２の場合と同様に配置されているものとする。なお、同図においては、２つあるサブビームのうち、サブビームＢの復路のみが太線で示されている。
【０１０８】
図１９の光ピックアップ装置４００においては、図２の場合と異なり、図１７を参照して上述した偏光サブビーム生成回折格子２５０と同様の構成とされる偏光サブビーム生成回折格子４２３が設けられており、また、光検出部がメインビームの光スポットを受光するための光検出部４２７−２と、サブビームの光スポットを受光するための光検出部４２７−１に分けられて構成されている。
【０１０９】
偏光サブビーム生成回折格子４２３の領域分割された位相差板は、1/2波長板となっており、サブビームの偏光方向は、メインビームの偏光方向に略直交するように構成されている。
【０１１０】
すなわち、偏光サブビーム生成回折格子４２３によってサブビームのみ、往路と復路で光の偏光方向が異なるようになされるので、復路のメインビームは、偏光ビームスプリッタ４２２で反射され、光検出部４２７−２に向かい、復路のサブビームは、偏光ビームスプリッタ４２２を透過して光検出部４２７−１へ向かうことになる。
【０１１１】
このように光ピックアップ装置を構成することで、メインビームと、サブビームとの間隔を広くとることができない場合であっても、互いの影響を排除することが可能となり、例えば、多層光記録媒体の記録または再生時など、メインビームとサブビームＡおよびサブビームＢとが重なり合うような場合であっても、その重なりによって干渉縞が発生することがないようにすることができ、サーボ信号やRF信号を正確に検出することが可能となる。
【０１１２】
図２０は、図１９の光ピックアップ装置４００の別の構成例である光ピックアップ装置５００の構成例を示す図である。同図においては、図１９の場合と同様に、偏光サブビーム生成回折格子２５０と同様の構成とされる偏光サブビーム生成回折格子５２３が設けられているが、図１９の場合と異なり、偏光ビームスプリッタが設けられておらず、光検出部５２７は２つ分けられていない。
【０１１３】
光ピックアップ装置５００においては、光検出部５２７の上部に、偏光領域が設けられており、その偏光領域は、サブビームＡが通過する領域５４１、メインビームが通過する領域５４３、サブビームＢが通過する領域５４２にそれぞれ分割されている。領域５４１と５４２は、例えば、Ｓ偏光を透過させ、Ｐ偏光を反射させる偏光ビームスプリッタとされ、領域５４３は、例えば、Ｓ偏光を反射させ、Ｐ偏光を透過させる偏光ビームスプリッタとされる。
【０１１４】
図２１は、光検出部５２７を側面からみた図である。同図に示されるように、光検出部５２７の面５５１は、光を偏光分離させる折り曲げミラーとして構成され、往路の光ビームは、面５５１で反射されて、偏光サブビーム生成回折格子５２３に向かい、復路の光ビームは、面５５１を透過して受光部５５２または５５３に向かうことになる。
【０１１５】
また、偏光サブビーム生成回折格子５２３の領域分割された位相差板は、1/2波長板となっており、偏光サブビーム生成回折格子４２３によってサブビームとメインビームの光の位相が異なるようになされるので、復路のサブビームは、Ｓ偏光の光ビームとなり、復路のメインビームはＰ偏光の光ビームとなる。従って、復路のサブビームＡまたはサブビームＢ（Ｓ偏光）は、領域５４１または５４２を透過することはできるが、領域５４３では反射されてしまう。また、復路のメインビーム（Ｐ偏光）は、領域５４３を透過することはできるが、領域５４１または５４２では反射されてしまう。
【０１１６】
このように、光ピックアップ装置５００においては、光検出部５２７の受光部５５２または５５３において、メインビームとサブビームの干渉を抑制することができるとともに、例えば、図１９の場合のように、光検出部を２つに分けて構成する場合と比較して、より小型の光ピックアップ装置を構成することが可能となる。
【０１１７】
ところで、上述した光ピックアップ装置１００、３００、４００、または５００は、おもに、簡単な構成で正確なトラッキングエラー信号を検出することができるものとして説明したが、光ピックアップ装置１００、３００、４００、または５００によりサブビームを用いてフォーカスエラー信号も検出することが可能である。
【０１１８】
光ピックアップ装置１００、３００、４００、または５００によりフォーカスエラー信号を検出する場合、サブビーム生成回折格子１２３（またはサブビーム生成回折格子１２３に代えて用いられる光学素子）により生成されるサブビームの形状を変える。例えば、サブビーム生成回折格子１２３の、ディスクのラジアル方向の片側の領域のみに、回折格子が設けられるようにし、図２２に示されるような形状のサブビームが生成されるようにすればよい。
【０１１９】
図２２は、例えば、光ピックアップ装置１００においてフォーカスエラー信号を検出する場合のサブビームの像であって、光記録媒体１０１の記録面で反射し、対物レンズ１２６に入射したサブビームＡとサブビームＢの対物レンズ１２６のアパーチャ位置における像を示す図である。
【０１２０】
光ビームが光記録媒体１０１の記録面で反射するとき、記録面上で反射した０次光とともに、記録面に設けられたトラックによって回折されて反射した±１次光が発生し、像６０１−１は、サブビームＡの０次光であり、像６０２−１は、サブビームＢの０次光である。また、像６０１−２または像６０１−３は、サブビームＡの±１次光であり、像６０２−２または像６０２−３は、サブビームＢの±１次光である。
【０１２１】
サブビームＡとサブビームＢの形状を図２２に示されるような形状とすることでナイフエッジ法によるフォーカスエラーの検出が可能となる。ナイフエッジ法では、記録媒体の記録面で反射した光ビームの光スポットが、例えば、光検出部１２７の受光部において２分割された小領域のうち、一方の小領域において受光されるような形状となる光ビームであって、受光部で合焦するような光ビームを生成し、受光した光スポットの形状差信号を得ることでフォーカスエラーが検出される。
【０１２２】
対物レンズ１２６のアパーチャでサブビームＡ、サブビームＢの±１次光は、それぞれ不要光として捨てられ、像６０１−１と６０２−１に対応するサブビームＡ、サブビームＢの０次光がＱＷＰ１２５乃至偏光ビームスプリッタ１２２を通過して光検出部１２７に向かうことになる。
【０１２３】
図２３ａ乃至図２３ｃは、光検出部１２７の受光部の構成例を示す図である。この例では、光検出部１２７の受光部は、図５ａ乃至図５ｃの場合と同様の構成とされているが、図５ａ乃至図５ｃの場合と異なり、メインビームと、サブビームＡおよびサブビームＢとでは焦点位置が異なるようになされている。すなわち、メインビームは、光検出部の受光部において合焦するものではなく、所定の大きさの光スポットとして受光されているが、サブビームＡとサブビームＢとは、光検出部の受光部において合焦しており、受光される光スポットはほぼ点に近い状態となっている。例えば、サブビーム生成回折格子１２３の回折格子に、それぞれ異なるパワーを持たせたり、あるいは、戻り光路中でメインビームのみ、パワーや光路長を変えることで、メインビームと、サブビームＡおよびサブビームＢとで焦点位置が異なるようにすることができる。
【０１２４】
小領域Ｅ乃至Ｈからそれぞれ出力される信号の値をＥ乃至Ｈで表すと、フォーカスエラー信号ＦＥは、ナイフエッジ法によって次式により求めることができる。
【０１２５】
ＦＥ＝(E-F) - (G-H)
【０１２６】
なお、次式によりレンズシフト信号ＬＳも求めることができる。
【０１２７】
ＬＳ＝(E+F)  (G+H)
【０１２８】
このように本発明によれば、簡単な構成で正確なトラッキングエラー信号を検出するとともに、さらにフォーカスエラー信号も検出することができる。
【０１２９】
また、光ピックアップ装置１００、３００、４００、または５００によりフォーカスエラー信号だけでなく、ディスクチルト信号を検出させるようにすることも可能である。
【０１３０】
光ピックアップ装置１００、３００、４００、または５００によりディスクチルト信号を検出する場合、サブビーム生成回折格子１２３（またはサブビーム生成回折格子１２３に代えて用いられる光学素子）により生成されるサブビームを予め設定された量だけデフォーカスさせる。例えばサブビーム生成回折格子１２３の回折格子に、それぞれ異なるパワーを持たせたり、あるいは、戻り光路中でパワーや光路長を変えることで、サブビームのフォーカス位置を変える。
【０１３１】
図２４は、例えば、光ピックアップ装置１００においてディスクチルト信号を検出する場合のサブビームの像であって、光記録媒体１０１の記録面で反射し、対物レンズ１２６に入射したサブビームＡとサブビームＢの対物レンズ１２６のアパーチャ位置における像を示す図である。
【０１３２】
光ビームが光記録媒体１０１の記録面で反射するとき、記録面上で反射した０次光とともに、記録面に設けられたトラックによって回折されて反射した±１次光が発生し、像６５１−１は、サブビームＡの０次光であり、像６５２−１は、サブビームＢの０次光である。また、像６５１−２または像６５１−３は、サブビームＡの±１次光であり、像６５２−２または像６５２−３は、サブビームＢの±１次光である。なお、同図に示されるサブビームＡとサブビームＢの形状は、図４を参照して上述した場合とほぼ同等のものであるが、図４の場合と異なり、いまの場合は、メインビーム、サブビームＡ、サブビームＢのフォーカス位置がそれぞれ異なるようになされている。
【０１３３】
対物レンズ１２６のアパーチャでサブビームＡ、サブビームＢの±１次光は、それぞれ不要光として捨てられ、像６５１−１と６５２−１に対応するサブビームＡ、サブビームＢの０次光がＱＷＰ１２５乃至偏光ビームスプリッタ１２２を通過して光検出部１２７に向かうことになる。
【０１３４】
図２５は、ディスクチルト信号を検出する場合の光検出部１２７の受光部の構成例を示す図である。この例では、図５ａまたは図５ｃの場合と異なり、サブビームＡの光スポット１７２を受光する第２の領域は図２５ａに示されるように構成され、サブビームＢの光スポット１７３を受光する第３の領域は、図２５ａに示されるように構成されている。
【０１３５】
すなわち、図２５ａおよび図２５ｃに示されるように、第２の領域と、第３の領域において光検出部１２７の受光部は、サブビームＡまたはサブビームＢの光スポット６７２または６７３を、光記録媒体１０１のラジアル方向に分割するように３つの小領域が設けられている。
【０１３６】
また、上述したように、ディスクチルト信号を検出する場合、サブビームのフォーカス位置が変更されるので、サブビームＡは、例えば光検出部１２７の受光部の位置を基準とした場合の前焦点で合焦するようにフォーカス位置が設定されており、サブビームＢは、例えば光検出部１２７の受光部の位置を基準とした場合の後焦点で合焦するようにフォーカス位置が設定されている。
【０１３７】
このように、２つのサブビームをそれぞれでフォーカスし、光検出部１２７の受光部の位置を基準とした場合の前焦点または後焦点で合焦させるようにすることで、スポットサイズ検出法によるフォーカスエラーの検出が可能となる。この場合、フォーカスエラー信号ＦＥは、図２５ａまたは図２５ｃの小領域Ｅ乃至Ｈ、Ｗ、およびＺからそれぞれ出力される信号の値をＥ乃至Ｈ、Ｗ、およびＺで表すと、次式により求めることができる。
【０１３８】
ＦＥ＝(W+G+H)  (Z+E+F)
【０１３９】
そして、ディスクチルト信号ＤＴは、次式により求めることができる。
【０１４０】
DT＝(W+Z)  (E+F+G+H)
【０１４１】
このように本発明によれば、簡単な構成で正確なトラッキングエラー信号を検出するとともに、さらにディスクチルト信号も検出することができる。
【０１４２】
また、本発明においては、上述したように、メインビームに何ら影響を与えることなく、サブビームのみを任意にデフォーカスさせるなどの調整が可能となるので、例えば、サブビームに所定の球面収差を付与するようにして、球面収差信号の検出を行うことも可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１４３】
【図１】本発明を適用した光ディスク装置の一実施形態に係る構成例を示すブロック図である。
【図２】本発明を適用した光ピックアップ装置の一実施形態に係る構成例を示すブロック図である。
【図３】図２のサブビーム生成回折格子の構成例を示す図である。
【図４】図３のサブビーム生成回折格子により生成されるメインビームとサブビームの像の例を示す図である。
【図５】図２の光検出部の受光部の例を示す図である。
【図６】光検出部の受光部の各領域の配置例を示す図である。
【図７】図２のサブビーム生成回折格子の別の構成例を示す図である。
【図８】図７のサブビーム生成回折格子により生成されるメインビームとサブビームの像の例を示す図である。
【図９】図２の光検出部の受光部の例を示す図である。
【図１０】図７に示されるようなサブビーム生成回折格子１２３により生成されるメインビームの光の強度分布の例を示す図である。
【図１１】サブビーム生成プリズムの構成例を示す図である。
【図１２】サブビーム生成ミラーの構成例を示す図である。
【図１３】サブビーム生成散乱板の構成例を示す図である。
【図１４】サブビーム生成エッジの構成例を示す図である。
【図１５】サブビーム生成偏光回折格子の構成例を示す図である。
【図１６】偏光サブビーム生成回折格子の構成例を示す図である。
【図１７】偏光サブビーム生成回折格子の別の構成例を示す図である。
【図１８】光ピックアップ装置の別の構成例を示すブロック図である。
【図１９】光ピックアップ装置のさらに別の構成例を示すブロック図である。
【図２０】光ピックアップ装置のさらに別の構成例を示すブロック図である。
【図２１】図２０の光検出部を側面から見た図である。
【図２２】光ピックアップ装置においてフォーカスエラー信号を検出する場合のサブビームの像の例を示す図である。
【図２３】図２２の場合に対応する光検出部の受光部の例を示す図である。
【図２４】光ピックアップ装置においてディスクチルト信号を検出する場合のサブビームの像の例を示す図である。
【図２５】図２４の場合に対応する光検出部の受光部の例を示す図である。
【符号の説明】
【０１４４】
２０  光ディスク装置，  ２１  光学ピックアップ部，  １００  光ピックアップ装置，  １０１  光記録媒体，  １２１  発光素子，  １２２  偏向ビームスプリッタ，  １２３  サブビーム生成回折格子，  １２４  コリメータレンズ，  １２５  ＱＷＰ，  １２６  対物レンズ，  １２７  光検出部，  ２０１  サブビーム生成プリズム，  ２１１−１，２１１−２  サブビーム生成ミラー，  ２２１  サブビーム生成散乱板，  ２３１−１，２３１−２  サブビーム生成エッジ，  ２４１  サブビーム生成偏光回折格子，  ２５０  偏光サブビーム生成回折格子，  ３００  光ピックアップ装置，  ３２７  光検出部，  ３２７A  折り曲げミラー，  ４００  光ピックアップ装置，  ４２７−１，４２７−２  光検出部，  ５００  光ピックアップ装置，  ５２７  光検出部，  ５４１乃至５４３  領域
【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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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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