(57)【要約】【課題】波長の異なる複数の光源を備え、出射される光ビームの光路長が異なる光源を含む光ピックアップ装置において、光検出手段の数を１つとし、光学素子の部品点数を減らせるとともに光学部品の調整が複雑とならない光ピックアップ装置を提供する。【解決手段】光ピックアップ装置１は、２波長の光ビームを出射できる２波長複合型光源２と、単一の波長の光ビームを出射する光源３とを備えている。このうち、光源３から出射されるレーザビームは、２波長複合型光源２から出射されるレーザビームの光路長と異なる。光ピックアップ装置１が備えるホログラム素子８の一方の面８ａには、光源３と２波長複合型光源２との光路長の違いを調整するレンズ効果が付与されている。また、ホログラム素子８のもう一方の面８ｂには、サーボ信号を生成可能とする光制御機能が付与されている。【選択図】図１
2007134013.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
波長の異なる３つの光源と、該光源から出射された光ビームを光記録媒体の記録面に集束する集束手段と、前記記録面で反射された反射光を受光する光検出手段と、を備える光ピックアップ装置において、
前記３つの光源を波長の長い方から順に第１光源、第２光源、第３光源とした場合に、
前記第１光源と前記第２光源は、一体化されて２波長複合型光源を形成し、
前記第３光源から出射される光ビームは、前記２波長複合型光源から出射される光ビームと光路長が異なり、
前記２波長複合型光源及び前記第３光源と、前記集束手段との間にはホログラム素子が設けられ、
該ホログラム素子のうち、
前記２波長複合型光源及び前記第３光源から出射される光ビームが入射する面は、前記第３光源から出射された光ビームの前記反射光が前記光検出手段に集光するまでの距離を前記２波長複合型光源から出射された光ビームの前記反射光が前記光検出手段に集光するまでの距離と合わせるレンズ効果を有し、
前記反射光が入射する面は、＋１次の回折光が前記光検出手段の後方で焦点を結び、且つ−１次の回折光が前記光検出器の前方で焦点を結ぶようにする第１の領域と、＋１次の回折光が前記光検出手段の前方で焦点を結び、−１次の回折光が前記光検出器の後方で焦点を結ぶようにする第２の領域と、に分割され、
前記光検出器には、前記第１及び第２の領域のそれぞれで回折されて生じた＋１次光と−１次光とのいずれか一方を受光して、前記集束手段が、前記記録面に焦点を合わせるためのフォーカスサーボ信号を生成する受光領域と、他方を受光して、前記集束手段が、前記光記録媒体のトラックに追従するためのトラッキングサーボ信号を生成する受光領域と、が備えられることを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項２】
互いに波長が異なる複数の光源と、該光源から出射される光ビームを光記録媒体の記録面に集束する集束手段と、前記記録面で反射された反射光を受光する光検出手段と、を備える光ピックアップ装置において、
前記複数の光源のうちいずれか一つから出射される光ビームの光路長を基準光路長とした場合に、前記基準光路長を有する光源以外の光源のうち少なくとも１つは、前記基準光路長と異なった光路長を有しており、
前記光源と前記集束手段との間にはホログラム素子が設けられ、
該ホログラム素子の前記光源から出射された光ビームが入射する面と前記反射光が入射する面のうち、
一方の面は、前記基準光路長と異なる光路長を有する光源から出射された光ビームの前記反射光が前記光検出手段に集光するまでの距離を、前記基準光路長を有する光源から出射された光ビームの前記反射光が前記光検出手段に集光するまでの距離と合わせるレンズ効果を有し、
もう一方の面は、前記反射光を用いて、前記集束手段が、前記記録面に焦点を合わせるためのフォーカスサーボ信号と、前記光記録媒体のトラックに追従するためのトラッキングサーボ信号と、を生成可能とする光制御機能を有することを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項３】
前記ホログラム素子の前記光制御機能を有する面は、＋１次の回折光が前記光検出手段の後方で焦点を結び、且つ−１次の回折光が前記光検出器の前方で焦点を結ぶようにする第１の領域と、＋１次の回折光が前記光検出手段の前方で焦点を結び、−１次の回折光が前記光検出器の後方で焦点を結ぶようにする第２の領域と、に分割され、
前記光検出器には、前記第１及び第２の領域のそれぞれで回折されて生じた＋１次光と−１次光とのいずれか一方を受光して、前記フォーカスサーボ信号を生成する受光領域と、他方を受光して前記トラッキングサーボ信号を生成する受光領域と、が備えられることを特徴とする請求項２に記載の光ピックアップ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光源から光記録媒体の記録面に光を射出して、光記録媒体に情報を記録したり、光記録媒体に記録された情報を読み出したりすることを可能とする光ピックアップ装置に関し、特に波長の異なる複数の光源を有する光ピックアップ装置の構成に関する。
【背景技術】
【０００２】
光記録媒体には、コンパクトディスク（以下、ＣＤという。）やデジタル多用途ディスク（以下、ＤＶＤという。）、その他、近年提唱されている大容量の情報の記録ができるブルーレイディスク（以下、ＢＤという。）等、多種類の媒体が存在する。そして、これらの光記録媒体に記録されている情報を読み出したり、これらの光記録媒体に情報を書き込もうとしたりする場合、光ピックアップ装置が用いられる。このような光ピックアップ装置としては、例えば、ＣＤやＤＶＤといった２種類の光記録媒体を１台で処理できる装置が開発されており、更に最近では、例えば、ＣＤ、ＤＶＤ、ＢＤといった３種類の光記録媒体の全てを１台で処理できる光ピックアップ装置についても開発され始めている。
【０００３】
ところで、光ピックアップ装置を用いて、例えば光記録媒体に記録された情報を読み取ろうとする場合、球面収差、コマ収差、非点収差といった波面収差が生じ、情報の読み取りができないといった問題が発生することがある。特に、光ピックアップ装置が備える光源が複数ある場合、それぞれの媒体に対してこの波面収差が生じないように光ピックアップ装置の光学系を調整する必要がある。
【０００４】
このため、波長の異なる光源を備える光ピックアップ装置の光学系として、或る波長の光源については、光記録媒体の記録面に光源からの光を集光させる対物レンズに平行光が入射する無限光学系とし、他の波長の光源については、前述の対物レンズに発散光又は収束光が入射する有限光学系とすることがある。
【０００５】
しかしながら、この場合、無限光学系と有限光学系では光路長に差が生じるために、光記録媒体からの戻り光が集光する集光点までの距離が異なり、光ピックアップ装置が備える光検出手段を２つ以上とする必要があった。このため、部品点数の増加、光ピックアップ装置の大型化、及び製造コストの増大といった問題が生じていた。
【０００６】
また、光ピックアップ装置においては、光源から出射される光ビームの焦点を常に光記録媒体の記録面に合わせ、また、光ビームのスポット位置を光記録媒体上に形成されるトラックに追従させるために、その光学系の設計で、サーボ誤差信号が得られるようにするのが一般的である。このような設計の中に、例えば、特許文献１や特許文献２に記載されているように、光源と対物レンズの間に回折格子を配置し、光源から出射された光ビームを回折格子によって３ビームに分け、この３つの光ビームを光記録媒体に照射し、その反射光から検出される光情報を用いてトラッキングサーボ信号を得る３ビーム方式の光ピックアップ装置がある。
【０００７】
しかしながら、この３ビーム方式の光ピックアップ装置は、回折格子によって分けられた３つの光ビームそれぞれが、光記録媒体上に形成されるトラックに所定の関係をもって照射されるように調整する必要がある。このため、１台で複数の波長の光ビームを出射できるような光ピックアップ装置を想定した場合、このような３ビーム方式を採用すると、調整作業の負担が大きくなる。また、光源毎に回折格子を用意する必要がある場合等、部品点数が増大するといった問題も生じる。
【特許文献１】特開２００５−１７４４５２号公報
【特許文献２】特開２０００−７６６８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
以上の問題点に鑑み、本発明の目的は、波長の異なる複数の光源を備え、出射される光ビームの光路長が異なる光源を含む光ピックアップ装置において、光検出手段の数を１つとし、光学素子の部品点数を減らせるとともに光学部品の調整が複雑とならない光ピックアップ装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために本発明は、波長の異なる３つの光源と、該光源から出射された光ビームを光記録媒体の記録面に集束する集束手段と、前記記録面で反射された反射光を受光する光検出手段と、を備える光ピックアップ装置において、前記３つの光源を波長の長い方から順に第１光源、第２光源、第３光源とした場合に、前記第１光源と前記第２光源は、一体化されて２波長複合型光源を形成し、前記第３光源から出射される光ビームは、前記２波長複合型光源から出射される光ビームと光路長が異なり、前記２波長複合型光源及び前記第３光源と、前記集束手段との間にはホログラム素子が設けられ、該ホログラム素子のうち、前記２波長複合型光源及び前記第３光源から出射される光ビームが入射する面は、前記第３光源から出射された光ビームの前記反射光が前記光検出手段に集光するまでの距離を前記２波長複合型光源から出射された光ビームの前記反射光が前記光検出手段に集光するまでの距離と合わせるレンズ効果を有し、前記反射光が入射する面は、＋１次の回折光が前記光検出手段の後方で焦点を結び、且つ−１次の回折光が前記光検出器の前方で焦点を結ぶようにする第１の領域と、＋１次の回折光が前記光検出手段の前方で焦点を結び、−１次の回折光が前記光検出器の後方で焦点を結ぶようにする第２の領域と、に分割され、前記光検出器には、前記第１及び第２の領域のそれぞれで回折されて生じた＋１次光と−１次光とのいずれか一方を受光して、前記集束手段が、前記記録面に焦点を合わせるためのフォーカスサーボ信号を生成する受光領域と、他方を受光して、前記集束手段が、前記光記録媒体のトラックに追従するためのトラッキングサーボ信号を生成する受光領域と、が備えられることを特徴としている。
【００１０】
また、上記目的を達成するために本発明は、互いに波長が異なる複数の光源と、該光源から出射される光ビームを光記録媒体の記録面に集束する集束手段と、前記記録面で反射された反射光を受光する光検出手段と、を備える光ピックアップ装置において、前記複数の光源のうちいずれか一つから出射される光ビームの光路長を基準光路長とした場合に、前記基準光路長を有する光源以外の光源のうち少なくとも１つは、前記基準光路長と異なった光路長を有しており、前記光源と前記集束手段との間にはホログラム素子が設けられ、該ホログラム素子の前記光源から出射された光ビームが入射する面と前記反射光が入射する面のうち、一方の面は、前記基準光路長と異なる光路長を有する光源から出射された光ビームの前記反射光が前記光検出手段に集光するまでの距離を、前記基準光路長を有する光源から出射された光ビームの前記反射光が前記光検出手段に集光するまでの距離と合わせるレンズ効果を有し、もう一方の面は、前記反射光を用いて、前記集束手段が、前記記録面に焦点を合わせるためのフォーカスサーボ信号と、前記光記録媒体のトラックに追従するためのトラッキングサーボ信号と、を生成可能とする光制御機能を有することを特徴としている。
【００１１】
また、本発明は、上記構成の光ピックアップ装置において、前記ホログラム素子の前記光制御機能を有する面は、＋１次の回折光が前記光検出手段の後方で焦点を結び、且つ−１次の回折光が前記光検出器の前方で焦点を結ぶようにする第１の領域と、＋１次の回折光が前記光検出手段の前方で焦点を結び、−１次の回折光が前記光検出器の後方で焦点を結ぶようにする第２の領域と、に分割され、前記光検出器には、前記第１及び第２の領域のそれぞれで回折されて生じた＋１次光と−１次光とのいずれか一方を受光して、前記フォーカスサーボ信号を生成する受光領域と、他方を受光して前記トラッキングサーボ信号を生成する受光領域と、が備えられることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の第１の構成によれば、例えば、ＢＤについて無限光学系、ＣＤ及びＤＶＤについて有限光学系として光ピックアップ装置を構成した場合においても、ホログラム素子が有するレンズ効果のために光検出手段を１つとすることが可能となる。また、レンズ効果を有するホログラム素子の反対側の面を２つの領域に分割して、そこで回折される１次の回折光の焦点位置を制御し、それに対応してフォーカスサーボ信号とトラッキングサーボ信号とが得られるように光検出手段の受光領域を構成しているために、ビームを３ビームに分ける回折格子等を使用しなくて済み、部品数の削減を図れ、光ピックアップ装置の構成を簡易にできる。
【００１３】
また、本発明の第２の構成によれば、光路長が異なる光源を含む光ピックアップ装置において、ホログラム素子が有するレンズ効果のために光検出手段を１つとすることが可能となる。また、レンズ効果を有するホログラム素子の反対側の面に、光記録媒体で反射された反射光を制御して、フォーカスサーボ信号とトラッキングサーボ信号とが得られるようにする光制御機能を付加しているために、ビームを３ビームに分ける回折格子等を使用しなくて済み、部品数の削減を図れ、光ピックアップ装置の構成を簡易にできる。
【００１４】
また、本発明の第３の構成によれば、上記第２の構成の光ピックアップ装置において、フォーカスサーボ信号としてスポットサイズ法（ＳＳＤ法）を、トラッキングサーボ信号としてコレクトファーフィールド法（ＣＦＦ法）を用いることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下に本発明の実施形態を、図面を参照しながら説明する。なお、ここで示す実施形態は一例であり、本発明はここに示す実施形態に限定されるものではない。
【００１６】
図１は、本実施形態の光ピックアップ装置の光学系を示す概略図である。１は、光ピックアップ装置で、ＣＤ、ＤＶＤ、及びＢＤの３種類の光記録媒体１１に対して、光ビームを照射して反射光を受光することにより光記録媒体１１の記録面１１ａに記録されている情報を読み取ったり、光記録媒体１１に光ビームを照射して記録面１１ａに情報を書き込んだりすることを可能とする装置である。この光ピックアップ装置１は、２波長の光ビームを出射できる２波長複合型光源２と、単一の波長の光ビームを出射する光源３と、ダイクロイックプリズム４と、ビームスプリッタ５と、コリメートレンズ６と、立ち上げミラー７と、ホログラム素子８と、対物レンズ９と、光検出器１０と、を備えている。以下に、各光学素子の詳細を説明する。
【００１７】
２波長複合型光源２は、モノリシック型の半導体レーザで構成されており、ＣＤに対応する７８０ｎｍ帯のレーザビームと、ＤＶＤに対応する６５０ｎｍ帯のレーザビームを出射できるように、２つの発光点を有している。また、光源３は、単一の波長を出射できる半導体レーザで、ＢＤに対応する４０５ｎｍ帯のレーザビームを出射できる。なお、本実施形態においては、２波長複合型光源２としてモノリシック型の半導体レーザを用いているが、これに限定される趣旨ではなく、例えば、別々に作製した光源を１つのパッケージに収めるタイプのハイブリッド型の半導体レーザを用いても構わない。
【００１８】
また、本実施形態においては、図１に示すように、２波長複合型光源２から出射されるレーザビームは、同軸化補正素子１２を通過するように構成されている。この同軸化補正素子１２によって、２つの発光点の位置がずれているために光軸ずれを起こす２波長複合型光源２からレーザビームについて、光軸ずれの解消が可能となる。
【００１９】
ダイクロイックプリズム４は、ＣＤ用及びＤＶＤ用のレーザビームを出射する２波長複合型光源２からのレーザビームを反射し、ＢＤ用のレーザビームを出射する光源３からのレーザビームを透過する。ダイクロイックプリズム４において、反射又は透過されたレーザビームは、ビームスプリッタ５に送られる。
【００２０】
ビームスプリッタ５は、レーザビームを分離する分離素子として機能し、ダイクロイックプリズム４において、反射又は透過されたレーザビームを透過して、光記録媒体１１へと導くとともに、光記録媒体１１で反射された反射光を更に反射して光検出器１０へと導く。ビームスプリッタ５を透過したレーザビームは、コリメートレンズ６に送られる。
【００２１】
コリメートレンズ６は、光源３より出射され、ビームスプリッタ５を透過したレーザビームを平行光に変換する。ここで、平行光とは、光源３から出射されたレーザビームの全ての光路が光軸とほぼ平行である光をいう。一方、２波長複合型光源２はコリメートレンズ６の焦点距離からずれた位置に配置されているために、２波長複合型光源２より出射され、ビームスプリッタ５を透過したレーザビームは平行光とならず、発散光又は収束光となる。すなわち、光源３から出射されるレーザビームの光学系は、無限光学系を構成し、２波長複合型光源２から出射されるレーザビームの光学系は有限光学系を構成する。コリメートレンズ６を透過したレーザビームは、立ち上げミラー７に送られる。
【００２２】
立ち上げミラー７は、コリメートレンズ６を透過してきたレーザビームを反射して光記録媒体１１へと導く。本実施形態においては、図１に示すように、立ち上げミラー７は４５°傾いた状態となっている。立ち上げミラー７で反射されたレーザビームは、ホログラム素子８に送られる。なお、立ち上げミラー７の傾き角は、４５°に限られる趣旨ではない。
【００２３】
ホログラム素子８は、立ち上げミラー７で反射されたレーザビームを透過する一方で、光記録媒体１１で反射された反射光について、一部の波長の反射光に対してレンズ効果を発揮し、また、全部の波長の反射光に対してサーボ信号を得ることができるように反射光を制御する光制御機能を発揮する。ホログラム素子の構成、及びその機能の詳細については後述する。ホログラム素子８を透過したレーザビームは対物レンズ９に送られる。
【００２４】
対物レンズ９は、ホログラム素子８を透過したレーザビームを光記録媒体１１の記録面１１ａ上に集光させる。また、対物レンズ９は図示しない対物レンズ駆動装置によって、図１の上下方向および左右方向に移動可能とされており、後述するフォーカスサーボ信号及びトラッキングサーボ信号に基づいてその位置が制御される。なお、ホログラム素子８はこの対物レンズ９と共に移動するように構成されている。
【００２５】
光記録媒体１１で反射されたレーザビームは、対物レンズ９、ホログラム素子８を透過して、立ち上げミラー７で反射され、コリメートレンズ６を透過後、ビームスプリッタ５で反射されて、光検出器１０へと導かれる。
【００２６】
光検出器１０には、ホログラム素子８の光制御機能によって回折された回折光のうち、０次光、±１次光を受光する受光領域が設けられており、ここで受光した光情報を電気信号に変換して、例えば、図示しないＲＦアンプ等に出力する。そして、この電気信号は、記録面１１ａに記録されているデータの再生信号として、また、フォーカス制御を行うためのフォーカスサーボ信号として、更には、トラッキング制御を行うためのトラッキングサーボ信号として用いられる。光検出器１０における受光領域の構成の詳細については後述する。
【００２７】
次に、ホログラム素子８の構成及び機能の詳細について説明する。本発明のホログラム素子８は、２波長複合型光源２及び光源３から出射されるレーザビームが入射する側の面８ａと、光記録媒体１１から反射された反射光が入射する側の面８ｂとに、それぞれ異なる機能が付与されている。まず、面８ａの機能について説明する。
【００２８】
図２は、２波長複合型光源２と光源３とから出射されて光記録媒体１１で反射された反射光が光検出器１０上に集光する位置を説明するための模式図である。なお、図２においては、本発明のホログラム素子８が配置されていない場合の状態を示している。また、図２（ａ）、図２（ｂ）は、それぞれ、２波長複合型光源２から出射されたレーザビームの反射光が光検出器１０上に集光する位置と、光源３から出射されたレーザビームの反射光が光検出器１０上に集光する位置を示した図である。
【００２９】
上述のように、本実施形態の光ピックアップ装置１については、２波長複合型光源２は有限光学系を構成し、光源３は無限光学系を構成する。このため、図２に示すように、光源２、３から出射されて光記録媒体１１で反射されるレーザビームが光検出器１０上に集光するまでの距離が異なる。そして、本実施形態では、図２に示すように光源３から出射されるレーザビームの反射光が光検出器１０上に集光する位置１３ｂの方が、２波長複合型光源２からの反射光が光検出器１０上に集光する位置１３ａよりも遠くなっている。
【００３０】
このように、集光位置が異なる場合、２波長複合型光源２と光源３とで光検出器１０を別々に設ける必要が生じるが、本実施形態のホログラム素子８の面８ａには、レンズ効果が付与されており、光源３から出射されるレーザビームの集光位置１３ｂと、２波長複合型光源２から出射されるレーザビームの集光位置１３ａとは同一となる。このため、光ピックアップ装置１が備える光検出器１０は１つとなっている。次に、このようなホログラム素子８の面８ａの設計について説明する。
【００３１】
面８ａの設計は、回折格子の本数又は光路長付加に相当するものを直接レンズ面上の位相関数として定義し、回折面を取り扱う方法である位相関数法を用いたシミュレーションによって行われる。本実施形態においては、以下に（１）で示す光路差関数（回転対象多項式）を用いて、ホログラム素子８の面８ａの設計を行っている。
光路差関数（Ｒ）＝（Ｃ１×Ｒ2＋Ｃ２×Ｒ4＋Ｃ３×Ｒ6＋・・・）      （１）
なお、Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３・・・は、光路差関数係数（回転対象多項式の係数）を表し、Ｒは、光軸からの距離を表す。
【００３２】
図３は、ホログラム素子８における面８ａの設計の一例を示す説明図で、光源３から出射されるレーザビームの集光位置１３ｂが、２波長複合型光源２から出射されるレーザビームの集光位置１３ａよりも３．３ｍｍ長い場合（図３（ｂ）の状態）に、光源３から出射されるレーザビームを３．３ｍｍ手前に集光させる場合のシミュレーション結果（図３（ａ）の状態）を示している。なお、図３（ｂ）におけるホログラム素子８の面８ａには、レンズ効果が付与されていない。
【００３３】
シミュレーションに際しては、図３（ａ）に英字で示した位置の間の長さ（距離）、とコリメートレンズ６、ビームスプリッタ５、及び光検出器１０のカバーガラス１０ａの屈折率と、コリメートレンズ６の３つのレンズ面６ａ〜６ｃの曲率を設定条件として用いている。なお、シミュレーションの用いた各値は、図４（ａ）と図４（ｂ）にテーブルで示している。
【００３４】
このシミュレーションによって、本実施形態の光ピックアップ装置１の構成で、光源３から出射されたレーザビームの集光位置１３ｂを３．３ｍｍ手前に配置する場合における、ホログラム素子８の面８ａの設計結果は、以下の光路差関数で表される。
光路差関数（Ｒ）＝（７．３４１９×１０-3×Ｒ2）−（３．０６６２×１０-7×Ｒ4）
【００３５】
そして、このように設計することで、光源３から出射されて光記録媒体１１で反射された反射光は、図３（ａ）に示すようにホログラム素子８を通過すると、非平行光（本実施形態の場合は収束光）となって、集光位置１３ｂを３．３ｍｍ手前とすることができる。なお、２波長複合型光源２から出射されたレーザビームは、ホログラム素子８の面８ａを通過しても何ら影響されることがなく、ホログラム素子８の有無に関わらず、集光位置は変わらない。
【００３６】
次に、ホログラム素子８の面８ｂの構成と機能について、図５を用いて説明する。図５は、ホログラム素子８の面８ｂと、面８ｂを通過したレーザビームを受光する光検出器１０（図１参照）上の受光領域について模式的に示した模式図である。図５において、光検出器１０上に設けられる矩形状の受光領域１４ａ〜１４ｃは、１４ａが＋１次の回折光（＋１次光）１５ａ、１６ａを受光する受光領域、１４ｂが図示しない０次の回折光（０次光）を受光する受光領域、１４ｃが−１次の回折光（−１次光）１５ｂ、１６ｂを受光する受光領域を示す。
【００３７】
図５に示すように、面８ｂは２つの領域ＬとＲに分割されており、２波長複合型光源２及び光源３を出射されたレーザビームのうち、光記録媒体１１の記録面１１ａ（いずれも図１参照）で反射された反射光は、この領域ＬとＲを有する面８ｂで回折される。そして、領域Ｌにおいては、ここで回折される回折光のうち、＋１次光１５ａは、その焦点位置１７ａが光検出器１０よりも後方となるように調整され、−１次光１５ｂは、その焦点位置１７ｂが光検出器１０より前方となるように調整されている。一方、領域Ｒにおいては、ここで回折される回折光のうち、＋１次光１６ａは、その焦点位置１８ａが光検出器１０の前方となるように調整され、−１次光１６ｂは、その焦点位置１８ｂが光検出器１０の後方となるように調整されている。
【００３８】
このため、図５に示すように、面８ｂの領域ＲとＬで回折された＋１次光は、それぞれ、受光領域１４ａ上に半円形状のスポットを１個ずつ形成する。一方、面８ｂの領域ＲとＬで回折された−１次光も、それぞれ、受光領域１４ｃ上に半円形状のスポットを１個ずつ形成する。
【００３９】
受光領域１４ａは、図５に示すように、面８ｂを分割する分割線１９と平行な線２０によって、２つの半円が別々の領域に受光されるように２分割され、更に、この２分割された領域は、線２０と直交する２本の線２１ａ、２１ｂによってそれぞれ３つの領域に分割されている。すなわち、受光領域１４ａは合計６つの領域（Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ）に分けられている。このため、いわゆるスポットサイズ法を用いた演算によりフォーカスエラー信号の生成が可能となり、Ａ〜Ｆの受光領域から出力される信号をそれぞれ、ＳＡ、ＳＢ、ＳＣ、ＳＤ、ＳＥ、ＳＦとすると、「（ＳＡ＋ＳＣ−ＳＢ）−（ＳＤ＋ＳＦ−ＳＥ）」の演算によりフォーカスエラー信号が得られる。
【００４０】
一方、受光領域１４ｃは、図５に示すように、面８ｂを分割する分割線１９と平行な線２２によって、２つの半円が別々の領域に受光されるように２つの領域（Ｇ、Ｈ）に分割されている。このため、いわゆるコレクトファーフィールド法を用いた演算によりトラッキングエラー信号の生成が可能となり、Ｇ、Ｈの受光領域から出力される信号をそれぞれ、ＳＧ、ＳＨとすると、「ＳＧ−ＳＨ」の演算によりトラッキングエラー信号が得られる。なお、本実施形態においては、ＲＦ信号は、受光領域１４ｂで受光する０次光を用いて得る構成としているが、これに限らず、例えば、「ＳＡ＋ＳＢ＋ＳＣ＋ＳＤ＋ＳＥ＋ＳＦ＋ＳＧ＋ＳＨ」の演算を用いて得る等しても構わない。
【００４１】
本実施形態においては、ホログラム素子８の面８ｂで回折されて生じる＋１次光によってフォーカスエラー信号を、−１次光によってトラッキングエラー信号を得る構成としているが、−１次光でフォーカスエラー信号を、＋１次光でトラッキングエラー信号を得る構成としても構わない。
【００４２】
また、本実施形態では、ホログラム素子８の面８ｂを２分割する構成としているがこれに限定される趣旨ではなく、本発明の目的を逸脱しない範囲で変更可能である。すなわち、例えば、図６に示すように、本実施形態の面８ｂのＲとＬの領域をそれぞれ、更に分割線２３によって２分割して、合計４分割する構成（この場合も領域Ｒと領域Ｌの機能は本実施形態と同じ）等としても構わない。そして、この場合においては、図６に示すように、−１次光を受光する受光領域１４ｃも４つの領域（Ｇ、Ｈ、Ｉ、Ｊ）から成るように構成する等しても構わない。図６の場合、フォーカスエラー信号は、本実施形態と同一の演算となり、トラッキングエラー信号は、「（ＳＧ＋ＳＨ）−（ＳＩ＋ＳＪ）」の演算で得られる。なお、ＳＧ〜ＳＩはＳ〜Ｉの受光領域から出力される信号を表す。
【００４３】
また、本実施形態においては、ホログラム素子８における光源２、３から出射されたレーザビームが入射する入射面８ａにレンズ効果を付与し、面８ａに対向する面８ｂにフォーカスサーボ信号等を生成する光制御機能を付与する構成としているが、面８ａと面８ｂの機能を逆としても構わない。更に、本実施形態のホログラム素子８の面８ｂは、フォーカスエラー信号をスポットサイズ法によって、トラッキングエラー信号をコレクトファーフィールド法によって得られるように設計されているが、その設計を変更して、例えば、フォーカスエラー信号を非点収差法によって得る構成等としても構わない。
【００４４】
その他、本実施形態においては、同軸化補正素子１２を用いて２波長複合型光源２を用いた場合の光軸ずれを補正する構成としているが、本発明のホログラム素子８に、この機能を付加しても構わない。また、本実施形態においては、３つの波長の光ビームを出射し、３種類の媒体（ＣＤ、ＤＶＤ、ＢＤ）の再生記録を可能とする光ピックアップ装置について示したが、これに限らず、２つの波長、又は４つの波長の光ビームを出射する光ピックアップ装置についても本発明のホログラム素子は適用可能である。そして、４つ以上の波長の光ビームを出射する光ピックアップ装置の場合、ホログラム素子が有するレンズ効果を２つ以上の波長の光ビームについて機能させる構成としても構わない。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
以上のように、本発明は、光路長が異なる光源を含む光ピックアップ装置において、ホログラム素子が有するレンズ効果のために光検出手段を１つとすることが可能となる。また、レンズ効果を有するホログラム素子の反対側の面に、光記録媒体で反射された反射光をフォーカスサーボ信号とトラッキングサーボ信号とが得られるように制御する光制御機能を付与しているために、ビームを３ビームに分ける回折格子等を使用しなくて済み、部品数の削減を図れ、光ピックアップ装置の構成を簡易にできる。
【００４６】
また、フォーカスサーボ信号としてスポットサイズ法を、トラッキングサーボ信号としてコレクトファーフィールド法を用いることができるため、本発明の光ピックアップ装置を用いて、的確な再生記録が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】は、本実施形態の光ピックアップ装置の光学系を示す概略図である。
【図２】は、光源から出射されて光記録媒体で反射された反射光が光検出器上に集光する位置を説明するための模式図である。
【図３】は、本実施形態のホログラム素子のレンズ効果を有する面の設計の一例を示す説明図である。
【図４】は、本実施形態のホログラム素子のレンズ効果を有する面の設計時のシミュレーションに用いた値を示すテーブルである。
【図５】は、本実施形態のホログラム素子の光制御機能を有する面と、その面を通過したレーザビームを受光する光検出器上の受光領域について模式的に示した模式図である。
【図６】は、本実施形態の光ピックアップ装置の変形例を示す模式図である。
【符号の説明】
【００４８】
１                光ピックアップ装置
２                ２波長複合型光源（第１光源及び第２光源）
３                光源（第３光源）
８                ホログラム素子
８ａ、８ｂ        ホログラム素子の面
９                対物レンズ（集束手段）
１０              光検出器（光検出手段）
１１              光記録媒体
１１ａ            記録面
１４ａ〜１４ｃ    受光領域
１５ａ、１６ａ    ＋１次の回折光
１５ｂ、１６ｂ    −１次の回折光
Ｌ                ホログラム素子の光制御機能を有する面の領域（第１の領域）
Ｒ                ホログラム素子の光制御機能を有する面の領域（第２の領域）
【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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