(57)【要約】【課題】複数層の情報記録面を有する光ディスクの用いられ方によらずトラッキング制御に用いられる信号に発生するオフセットを極小に保つことができる光ピックアップ装置及び光ディスク装置を提供することを目的とする。【解決手段】光源１と、メイントラッキング光検出面とサブトラッキング光検出面とを有する受光センサ１０と、メイントラッキング領域とサブトラッキング領域とを有しタンジェンシャル方向の分割線で区切られたトラッキング領域を有するホログラム７ａと、を具備し、ホログラム７ａは、トラッキング領域がラジアル方向の分割線でメイントラッキング領域とサブトラッキング領域とに交互に区切られ、メイントラッキング領域とサブトラッキング領域とがラジアル方向において同一幅であるものとした光ピックアップ装置とした。【選択図】図１
2007095247.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ディスクの情報記録面に集光させて情報の記録または再生の少なくとも一方を行う光ピックアップ装置において、
前記光ディスクに向けてレーザ光を出射する光源と、
前記光ディスクの情報記録面からの反射光のうち前記光ピックアップ装置のトラッキング制御に用いられる光を受光するメイントラッキング光検出面と前記トラッキング制御の補助に用いられる光を受光するサブトラッキング光検出面とを有する受光センサと、
前記光ディスクの情報記録面からの反射光を前記メイントラッキング光検出面に入射する光束に分離するメイントラッキング領域と前記サブトラッキング光検出面に入射する光束に分離するサブトラッキング領域とを有し前記光ディスクの円周の接線方向に平行なタンジェンシャル方向の分割線で区切られたトラッキング領域を有するホログラムと、を具備し、
前記ホログラムは、前記トラッキング領域が前記光ディスクの半径方向に平行なラジアル方向の分割線で前記メイントラッキング領域と前記サブトラッキング領域とに交互に区切られ、前記メイントラッキング領域と前記サブトラッキング領域とが前記ラジアル方向において同一幅であるものとしたことを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項２】
前記光ディスクは複数層の情報記録面を有するＤＶＤであることを特徴とする請求項１記載の光ピックアップ装置。
【請求項３】
前記受光センサは前記光ディスクの情報記録面からの反射光のうち前記光ピックアップ装置のフォーカス制御に用いられる光を受光するフォーカス光検出面を備え、前記ホログラムは前記光ディスクの情報記録面からの反射光を前記フォーカス光検出面に入射する光束に分離するフォーカス領域を備え、前記フォーカス領域と前記トラッキング領域とは前記タンジェンシャル方向の分割線で区切られたことを特徴とする請求項１記載の光ピックアップ装置。
【請求項４】
前記メイントラッキング領域と前記サブトラッキング領域とを備えた前記トラッキング領域は前記ホログラムの前記ラジアル方向の中央部にあることを特徴とする請求項１記載の光ピックアップ装置。
【請求項５】
前記受光センサの前記メイントラッキング光検出面と前記サブトラッキング光検出面とは前記タンジェンシャル方向に並列で配置され、複数層の前記情報記録面を有する前記光ディスクの所定の情報記録面に前記レーザ光を集光させて情報の記録または再生を行う場合において前記所定の情報記録面からの反射光については、前記メイントラッキング領域で分離された光束が前記メイントラッキング光検出面に入射する位置と前記サブトラッキング領域で分離された光束が前記サブトラッキング光検出面に入射する位置とは前記ラジアル方向においても互いにずれていることを特徴とする請求項１記載の光ピックアップ装置。
【請求項６】
複数層の前記情報記録面を有する前記光ディスクの所定の情報記録面に前記レーザ光を集光させて情報の記録または再生を行う場合において前記所定の情報記録面以外からの反射光については、前記トラッキング領域の中のある領域を通過した場合前記メイントラッキング光検出面に入射し、一方、前記トラッキング領域の中の他の領域を通過した場合前記サブトラッキング光検出面に入射することを特徴とする請求項４記載の光ピックアップ装置。
【請求項７】
前記ホログラムは、複数層の前記情報記録面を有する前記光ディスクの所定の情報記録面に前記レーザ光を集光させて情報の記録または再生を行う場合において前記所定の情報記録面からの反射光を前記メイントラッキング光検出面に入射させるトラッキング領域を、前記ラジアル方向の前記ホログラムの周辺部に備えたことを特徴とする請求項４記載の光ピックアップ装置。
【請求項８】
複数層の前記情報記録面を有する前記光ディスクの所定の情報記録面に前記レーザ光を集光させて情報の記録または再生を行う場合において前記所定の情報記録面以外からの反射光については、前記ラジアル方向の周辺部に設けられたトラッキング領域は、前記受光センサの光検出面の領域外に入射させることを特徴とする請求項７記載の光ピックアップ装置。
【請求項９】
複数層の前記情報記録面を有する前記光ディスクの所定の情報記録面に前記レーザ光を集光させて情報の記録または再生を行う場合において前記所定の情報記録面以外からの反射光については、前記ホログラムの前記ラジアル方向の中心に最も近く且つ前記タンジェンシャル方向の中心に最も近い前記メイントラッキング領域を通過した場合、前記メイントラッキング光検出面に入射させることを特徴とする請求項４記載の光ピックアップ装置。
【請求項１０】
複数層の前記情報記録面を有する前記光ディスクの所定の情報記録面に前記レーザ光を集光させて情報の記録または再生を行う場合において前記所定の情報記録面以外からの反射光については、前記ホログラムの前記ラジアル方向の中心に最も近く且つ前記タンジェンシャル方向の中心に最も近い前記サブトラッキング領域を通過した場合、前記サブトラッキング光検出面に入射させることを特徴とする請求項４記載の光ピックアップ装置。
【請求項１１】
前記ホログラムは、メイントラッキング領域とサブトラッキング領域とが前記タンジェンシャル方向の分割線で区切られているトラッキング領域を、前記ラジアル方向の前記ホログラムの周辺部に備えたことを特徴とする請求項４記載の光ピックアップ装置。
【請求項１２】
前記光源から第２光ディスクに向けて出射されたレーザ光を回折して前記光ピックアップ装置のトラッキング制御に用いられる０次光または±１次光の光束に分離する回折格子と、
前記第２光ディスクの情報記録面からの反射光のうち前記０次光を受光する第２メイントラッキング光検出面と前記＋１次光または前記−１次光のいずれか一方を受光する第２サブトラッキング光検出面と前記＋１次光または前記−１次光の他方を受光する第３サブトラッキング光検出面とを備えた第２受光センサと、
前記第２光ディスクの情報記録面からの反射光を前記第２メイントラッキング光検出面、前記第２サブトラッキング光検出面及び前記第３サブトラッキング光検出面に入射する光束に分離する第２トラッキング領域を備えた第２ホログラムと、を備えたことを特徴とする請求項３記載の光ピックアップ装置。
【請求項１３】
前記受光センサは前記第２受光センサを兼用し、前記受光センサの前記メイントラッキング光検出面は前記第２受光センサの前記第２メイントラッキング光検出面を兼用し、前記受光センサの前記サブトラッキング光検出面は前記第２受光センサの前記第２サブトラッキング光検出面を兼用することを特徴とする請求項１２記載の光ピックアップ装置。
【請求項１４】
前記第２光ディスクはＣＤであることを特徴とする請求項１２記載の光ピックアップ装置。
【請求項１５】
複数層の前記情報記録面を有する前記光ディスクの所定の情報記録面に前記レーザ光を集光させて情報の記録または再生を行う場合において前記所定の情報記録面以外からの反射光については、前記ホログラムの前記ラジアル方向の中央部に設けられたトラッキング領域の中のある領域を通過した場合前記第２メイントラッキング光検出面に入射し、一方、前記トラッキング領域の中の他の領域を通過した場合前記第２サブトラッキング光検出面及び前記第３サブトラッキング光検出面の少なくともいずれか一方に入射することを特徴とする請求項１３記載の光ピックアップ装置。
【請求項１６】
複数層の前記情報記録面を有する前記光ディスクの所定の情報記録面に前記レーザ光を集光させて情報の記録または再生を行う場合において前記所定の情報記録面以外からの反射光については、前記ホログラムの前記ラジアル方向の中心に最も近く且つ前記タンジェンシャル方向の中心に２番目に近い前記メイントラッキング領域を通過した場合、前記第３サブトラッキング光検出面の前記タンジェンシャル方向の中央部に入射することを特徴とする請求項１５記載の光ピックアップ装置。
【請求項１７】
前記第２受光センサは前記第２光ディスクの情報記録面からの反射光のうち前記光ピックアップ装置のフォーカス制御に用いられる光を受光する第２フォーカス光検出面を備え、前記第２ホログラムは前記第２光ディスクの情報記録面からの反射光を前記第２フォーカス光検出面に入射する光束に分離する第２フォーカス領域を備えたことを特徴とする請求項１２記載の光ピックアップ装置。
【請求項１８】
複数層の前記情報記録面を有する前記光ディスクの所定の情報記録面に前記レーザ光を集光させて情報の記録または再生を行う場合において前記所定の情報記録面以外からの反射光については、前記メイントラッキング光検出面が受光する受光量と前記サブトラッキング光検出面が受光する受光量との比率が一定であることを特徴とする請求項１記載の光ピックアップ装置。
【請求項１９】
複数層の前記情報記録面を有する前記光ディスクの所定の情報記録面に前記レーザ光を集光させて情報の記録または再生を行う場合において前記所定の情報記録面以外からの反射光については、前記第２メイントラッキング光検出面が受光する受光量と、前記第２サブトラッキング光検出面が受光する受光量と前記第３サブトラッキング光検出面が受光する受光量の合計との比率が一定であることを特徴とする請求項１３記載の光ピックアップ装置。
【請求項２０】
請求項１から請求項１９のいずれかに記載の光ピックアップ装置を備えたことを特徴とする光ディスク装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はパーソナルコンピュータ等の電子機器に搭載される光ピックアップ装置及び光ディスク装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｃ）は片面に１層の情報記録面を有していた。近年、大容量化のために記録及び再生を行うことができる片面に２層の情報記録面を有するＤＶＤが発売されている。図３７は従来の光ピックアップ装置の光学系の構成図である。光源５０１はＤＶＤ用レーザ光源であり、ＤＶＤ用の波長λ（約６５０ｎｍ）のレーザ光を出射する発光点を備えている。プリズム５０２は内部に偏光分離膜を備えた斜面を有する。コリメートレンズ５０３は光源５０１から出射されたレーザ光を略平行光に変換する。ビームスプリッタ５０４は光源５０１から出射されたレーザ光の大半を反射させ、一部のみ透過させる。ビームスプリッタ５０４は光ディスク５００で反射された光をほぼ反射させる。立ち上げプリズム５０５はそれまで光ディスク５００にほぼ平行であったレーザ光の経路を光ディスク５００に対しほぼ直角に立ち上げるためのプリズムである。ホログラム素子５０６はホログラム５０６ａと１／４波長板５０６ｂを組み合わせた素子である。ホログラム５０６ａは通過するレーザ光の偏光状態に応じ、光源５０１から出射されたレーザ光をそのまま透過させ、光ディスク５００で反射されたレーザ光をフォーカス制御とトラッキング制御に必要な光束に分離する。１／４波長板５０６ｂは光源５０１から出射されたレーザ光の偏光をＰ偏光から円偏光に変換し、光ディスク５００で反射されたレーザ光の偏光を円偏光からＳ偏光に変換する。ホログラム素子５０６は対物レンズ５０７とともにレンズホルダに配置され、フォーカス方向とトラッキング方向に可動である。対物レンズ５０７はコリメートレンズ５０３で平行光にされたレーザ光を光ディスク５００で集光するように集束光に変換する。受光センサ５０８は光ディスク５００で反射されたレーザ光を受光し、各種電気信号に変換して、外部に出力する。前光モニタ５０９は光源５０１から出射され、ビームスプリッタ５０４を透過したレーザ光を受光し、その光量に応じて電気信号に変換する。この電気信号は光源５０１の光量制御に用いられる。
【０００３】
（特許文献１）にはホログラム５０６ａの分割パターンの例が示されている。図３８（ａ）は従来のホログラムの分割パターンにおける分割領域の例を示す図、図３８（ｂ）は分割領域をより多く形成した例を示す図、図３８（ｃ）はさらに周辺部のみを分割領域とした例を示す図である。（特許文献１）によれば、ホログラム５０６ａは光ディスク５００の半径方向に平行なラジアル方向の分割線及び円周の接線方向に平行なタンジェンシャル方向の分割線５０６ｃにより略４等分に分割される。さらに、分割された各領域はトラッキング検出用の領域とフォーカス検出用の領域に分割される。トラッキング検出用の領域の少なくとも一部は、光ディスク５００のタンジェンシャル方向の分割線で分割された分割領域５０６ｄとした。図３８（ａ）、図３８（ｂ）、図３８（ｃ）にはタンジェンシャル方向の分割線５０６ｃと分割領域５０６ｄのみを示した。分割領域５０６ｄは分割線５０６ｃを挟んで対称に配置される。分割領域５０６ｄからの光束をトラッキング制御の補助として用いることにより、光源５０１から出射されるレーザ光のファーフィールドパターンのずれが生じてもトラッキング制御用の信号が安定して得られる。また、図３８（ｂ）、図３８（ｃ）に示すように分割領域５０６ｄをより多く配置することで光ディスク５００上に傷があっても傷によって光ディスク５００からの反射光が受ける影響を分散させることもできる。
【０００４】
図３９（ａ）は２層の情報記録面を有する光ディスクにおけるレーザ光の反射の様子において手前側の情報記録面で反射した場合を示す図、図３９（ｂ）は奥側の情報記録面で反射した場合の図である。レーザ光５１０が手前側の情報記録面であるＬ０層５００ａに集光して反射される場合、一部はＬ０層５００ａを透過し奥側の情報記録面であるＬ１層５００ｂで反射される。また、Ｌ１層５００ｂに集光して反射される場合、一部は手前のＬ０層５００ａで反射される。したがって、Ｌ０層５００ａに集光する場合も、Ｌ１層５００ｂに集光する場合も、非集光で反射されたレーザ光が反射してくる。これらの非集光で反射されたレーザ光は信号成分を含んだ集光で反射されたレーザ光とともに受光センサ５０８に入射する。そのため受光センサ５０８から出力される信号にはこれらの非集光で反射されたレーザ光の成分の分がオフセットとして加わってしまう。
【０００５】
そのため（特許文献２）では、ホログラム５０６ａで発生する０次回折光用の光検出器とフォーカスサーボ信号生成演算回路と±１次回折光用の光検出器とフォーカスサーボ信号生成演算回路とを設けた。そのため、フォーカス制御を安定させることができるようになった。また、（特許文献３）では光源５０１とプリズム５０２の間に３ビームを生成する回折格子を設け、さらに集光で反射された±１次光の光量が非集光で反射された０次光の光量以上となるようにした。そのため光源５０１の出力を若干損失するもののトラッキング制御用信号のオフセットを小さくすることができた。
【特許文献１】特開２００５−６３６２１号公報
【特許文献２】特開２００２−１９０１３２号公報
【特許文献３】特開２００３−６７９４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところが、たとえば２層の情報記録面を有する光ディスクのＬ０層に記録し、Ｌ１層に移って続けざまにＬ１層に記録を開始する場合のように、複数層の光ディスクの所定の情報記録面にレーザ光を集光させて情報の記録または再生を行う場合において所定の情報記録面以外の情報記録状態がアンバランスな場合、トラッキング制御用信号にオフセットが発生したりする場合があった。
【０００７】
本発明は、上記問題点を解決するもので、複数層の情報記録面を有する光ディスクの用いられ方によらずトラッキング制御に用いられる信号に発生するオフセットを極小に保つことができる光ピックアップ装置及び光ディスク装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために本発明は、光ディスクの情報記録面に集光させて情報の記録または再生の少なくとも一方を行う光ピックアップ装置において、前記光ディスクに向けてレーザ光を出射する光源と、前記光ディスクの情報記録面からの反射光のうち前記光ピックアップ装置のトラッキング制御に用いられる光を受光するメイントラッキング光検出面と前記トラッキング制御の補助に用いられる光を受光するサブトラッキング光検出面とを有する受光センサと、前記光ディスクの情報記録面からの反射光を前記メイントラッキング光検出面に入射する光束に分離するメイントラッキング領域と前記サブトラッキング光検出面に入射する光束に分離するサブトラッキング領域とを有し前記光ディスクの円周の接線方向に平行なタンジェンシャル方向の分割線で区切られたトラッキング領域を有するホログラムと、を具備し、前記ホログラムは、前記トラッキング領域が前記光ディスクの半径方向に平行なラジアル方向の分割線で前記メイントラッキング領域と前記サブトラッキング領域とに交互に区切られ、前記メイントラッキング領域と前記サブトラッキング領域とが前記ラジアル方向において同一幅であるものとしたことを特徴とする光ピックアップ装置とした。
【０００９】
複数層の情報記録面を有する光ディスクの所定の情報記録面にレーザ光を集光させて情報の記録または再生を行う場合において、トラッキング制御には必要のない所定の情報記録面以外からの反射光については、メイントラッキング領域で分離される光とサブトラッキング領域で分離される光とが光ディスクの半径に平行な方向において同一幅である。そのためメイントラッキング領域で分離された光をメイントラッキング光検出面が受光する受光量とサブトラッキング領域で分離された光をサブトラッキング光検出面が受光する受光量との比率が一定になるように、メイントラッキング光検出面とサブトラッキング光検出面とを配置することが容易となる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の光ピックアップ装置は、複数層の情報記録面を有する光ディスクの所定の情報記録面にレーザ光を集光させて情報の記録または再生を行う場合において所定の情報記録面以外からの反射光を受光するメイントラッキング光検出面とサブトラッキング光検出面からの出力の比率が一定になるようにできる。そのためトラッキング制御に用いられる信号としてほぼキャンセルしてオフセットを極小に保つことができる。そのため複数層の情報記録面を有する光ディスクに対して安定した記録及び再生を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明の請求項１の発明は、光ディスクの情報記録面に集光させて情報の記録または再生の少なくとも一方を行う光ピックアップ装置において、光ディスクに向けてレーザ光を出射する光源と、光ディスクの情報記録面からの反射光のうち光ピックアップ装置のトラッキング制御に用いられる光を受光するメイントラッキング光検出面とトラッキング制御の補助に用いられる光を受光するサブトラッキング光検出面とを有する受光センサと、光ディスクの情報記録面からの反射光をメイントラッキング光検出面に入射する光束に分離するメイントラッキング領域とサブトラッキング光検出面に入射する光束に分離するサブトラッキング領域とを有し光ディスクの円周の接線方向に平行なタンジェンシャル方向の分割線で区切られたトラッキング領域を有するホログラムと、を具備し、ホログラムは、トラッキング領域が光ディスクの半径方向に平行なラジアル方向の分割線でメイントラッキング領域とサブトラッキング領域とに交互に区切られ、メイントラッキング領域とサブトラッキング領域とがラジアル方向において同一幅であるものとしたことを特徴とする光ピックアップ装置である。
【００１２】
複数層の情報記録面を有する光ディスクの所定の情報記録面にレーザ光を集光させて情報の記録または再生を行う場合において、トラッキング制御には必要のない所定の情報記録面以外からの反射光については、メイントラッキング領域で分離される光とサブトラッキング領域で分離される光とが光ディスクの半径に平行な方向において同一幅である。そのためメイントラッキング領域で分離された光をメイントラッキング光検出面が受光する受光量とサブトラッキング領域で分離された光をサブトラッキング光検出面が受光する受光量との比率が一定になるように、メイントラッキング光検出面とサブトラッキング光検出面とを配置することが容易となる。そのためトラッキング制御に用いられる信号としてほぼキャンセルしてオフセットを極小に保つことができる。そのため複数層の情報記録面を有する光ディスクに対して安定した記録及び再生を実現することができる。
【００１３】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、光ディスクは複数層の情報記録面を有するＤＶＤである光ピックアップ装置である。
【００１４】
ＤＶＤには複数層の情報記録面を有するものがある。そのため、複数層の情報記録面を有するＤＶＤの所定の情報記録面にレーザ光を集光させて情報の記録または再生を行う場合において、トラッキング制御には必要のない所定の情報記録面以外からの反射光については、メイントラッキング領域で分離される光とサブトラッキング領域で分離される光とが光ディスクの半径に平行な方向において同一幅である。そのためメイントラッキング領域で分離された光をメイントラッキング光検出面が受光する受光量とサブトラッキング領域で分離された光をサブトラッキング光検出面が受光する受光量との比率が一定になるように、メイントラッキング光検出面とサブトラッキング光検出面とを配置することが容易となる。そのためトラッキング制御に用いられる信号としてほぼキャンセルしてオフセットを極小に保つことができる。そのため複数層の情報記録面を有するＤＶＤに対して安定した記録及び再生を実現することができる。
【００１５】
請求項３の発明は、請求項１の発明において、受光センサは光ディスクの情報記録面からの反射光のうち光ピックアップ装置のフォーカス制御に用いられる光を受光するフォーカス光検出面を備え、ホログラムは光ディスクの情報記録面からの反射光をフォーカス光検出面に入射する光束に分離するフォーカス領域を備え、フォーカス領域とトラッキング領域とはタンジェンシャル方向の分割線で区切られた光ピックアップ装置である。
【００１６】
フォーカス領域はタンジェンシャル方向の分割線でトラッキング領域と区切られている。このようなフォーカス領域で分離された光束が作り出すフォーカス制御用信号は波形の乱れが少なく、安定したフォーカス制御ができる。
【００１７】
請求項４の発明は、請求項１の発明において、メイントラッキング領域とサブトラッキング領域とを備えたトラッキング領域はホログラムのラジアル方向の中央部にある光ピックアップ装置である。
【００１８】
トラッキング情報の少ない光ディスクの情報記録面に集光するスポットの中央部付近をトラッキング制御の補助に用いられる光束を分離するサブトラッキング領域に配分することができる。そのためトラッキング制御用信号の出力を大きくすることができる。
【００１９】
請求項５の発明は、請求項１の発明において、受光センサのメイントラッキング光検出面とサブトラッキング光検出面とはタンジェンシャル方向に並列で配置され、複数層の情報記録面を有する光ディスクの所定の情報記録面にレーザ光を集光させて情報の記録または再生を行う場合において所定の情報記録面からの反射光については、メイントラッキング領域で分離された光束がメイントラッキング光検出面に入射する位置とサブトラッキング領域で分離された光束がサブトラッキング光検出面に入射する位置とはラジアル方向においても互いにずれている光ピックアップ装置である。
【００２０】
所定の情報記録面以外からの反射光は所定の情報記録面からの反射光に従って受光センサに入射してくる。そのため、所定の情報記録面からの反射光について、メイントラッキング領域で分離された光束の入射位置とサブトラッキング領域で分離された光束の入射位置とをラジアル方向においても互いにずらすと、所定の情報記録面以外からの反射光もずらすことができる。そのため、不必要な光束を光検出面に入射させないようにすることができる。
【００２１】
請求項６の発明は、請求項４の発明において、複数層の情報記録面を有する光ディスクの所定の情報記録面にレーザ光を集光させて情報の記録または再生を行う場合において所定の情報記録面以外からの反射光については、トラッキング領域の中のある領域を通過した場合メイントラッキング光検出面に入射し、一方、トラッキング領域の中の他の領域を通過した場合サブトラッキング光検出面に入射する光ピックアップ装置である。
【００２２】
たとえば、所定の情報記録面以外からの反射光がメイントラッキング光検出面にのみ入射する場合を考える。すると、複数層の情報記録面を有する光ディスクや光学系のばらつきで光束の入射位置がラジアル方向にずれると、メイントラッキング光検出面に入射する光束の光量は変化する。しかし、サブトラッキング光検出面の光量は０のままである。そのため、所定の情報記録面以外からの反射光について、メイントラッキング光検出面とサブトラッキング光検出面の出力のバランスが崩れる。しかし、メイントラッキング光検出面とサブトラッキング光検出面の両方に入射するようにすると、メイントラッキング光検出面とサブトラッキング光検出面の光量はばらつき等によって同時に変化する。そのため、メイントラッキング光検出面とサブトラッキング光検出面の出力のバランスが崩れるのを防ぐことができる。
【００２３】
請求項７の発明は、請求項４の発明において、ホログラムは、複数層の情報記録面を有する光ディスクの所定の情報記録面にレーザ光を集光させて情報の記録または再生を行う場合において所定の情報記録面からの反射光をメイントラッキング光検出面に入射させるトラッキング領域を、ラジアル方向のホログラムの周辺部に備えた光ピックアップ装置である。
【００２４】
このトラッキング領域を通過した所定の情報記録面以外からの反射光がメイントラッキング光検出面とサブトラッキング光検出面に入射すると、バランスを欠いた状態となりやすい。しかし、ラジアル方向の周辺部に設けることで、所定の情報記録面以外からの反射光がメイントラッキング光検出面やサブトラッキング光検出面に入射するのを防ぐことができる。また、ラジアル方向のホログラムの周辺部はトラッキングの情報を多く含んでおり、この区域の光束をメイントラッキング光検出面に入射させることで、トラッキング制御用信号の出力を大きくすることができる。
【００２５】
請求項８の発明は、請求項７の発明において、複数層の情報記録面を有する光ディスクの所定の情報記録面にレーザ光を集光させて情報の記録または再生を行う場合において所定の情報記録面以外からの反射光については、ラジアル方向の周辺部に設けられたトラッキング領域は、受光センサの光検出面の領域外に入射させる光ピックアップ装置である。
【００２６】
所定の情報記録面以外からの反射光は所定の情報記録面からの反射光に従って入射する。また、所定の情報記録面以外からの反射光は、光ディスクのばらつき等があると、ホログラムの中心に近い区域を通過した光束ほど入射位置の変動は小さく、ホログラムの端部に近い区域を通過した光束ほど入射位置の変動が大きい。そのため、初めから変動要因が多い光束を受光センサの光検出面の領域外に入射させることにより、メイントラッキング光検出面とサブトラッキング光検出面の入射光量バランスを安定して保つことができる。
【００２７】
請求項９の発明は、請求項４の発明において、複数層の情報記録面を有する光ディスクの所定の情報記録面にレーザ光を集光させて情報の記録または再生を行う場合において所定の情報記録面以外からの反射光については、ホログラムのラジアル方向の中心に最も近く且つタンジェンシャル方向の中心に最も近いメイントラッキング領域を通過した場合、メイントラッキング光検出面に入射させる光ピックアップ装置である。
【００２８】
所定の情報記録面以外からの反射光は、ホログラムの中心に近い光束ほど、光ディスクがばらついても受光センサに入射する位置は変化しにくい。ホログラムのラジアル方向の中心に最も近く且つタンジェンシャル方向の中心に最も近いメイントラッキング領域を通過した光束をメイントラッキング光検出面に入射させるようにした。そのため光ディスクがばらついても光束は安定して光検出面に入射するので、トラッキング制御用信号が安定する。
【００２９】
請求項１０の発明は、請求項４の発明において、複数層の情報記録面を有する光ディスクの所定の情報記録面にレーザ光を集光させて情報の記録または再生を行う場合において所定の情報記録面以外からの反射光については、ホログラムのラジアル方向の中心に最も近く且つタンジェンシャル方向の中心に最も近いサブトラッキング領域を通過した場合、サブトラッキング光検出面に入射させる光ピックアップ装置である。
【００３０】
ホログラムのラジアル方向の中心に最も近く且つタンジェンシャル方向の中心に最も近いサブトラッキング領域を通過した光束をサブトラッキング光検出面に入射させるようにした。そのため光ディスクがばらついても光束は安定して光検出面に入射するので、トラッキング制御用信号が安定する。サブトラッキング光検出面の出力は一般的にメイントラッキング光検出面の出力に比べてゲインがかかるため重要であるが、その一方小光量ですむ。そのためその残りをメイントラッキング光検出面での出力に回すことができる。
【００３１】
請求項１１の発明は、請求項４の発明において、ホログラムは、メイントラッキング領域とサブトラッキング領域とがタンジェンシャル方向の分割線で区切られているトラッキング領域を、ラジアル方向のホログラムの周辺部に備えた光ピックアップ装置である。
【００３２】
所定の情報記録面以外の反射光について、トラッキング領域がタンジェンシャル方向の分割線で区切られることで、光ディスクのばらつき等でメイントラッキング光検出面とサブトラッキング光検出面の出力のバランスを崩す恐れがある。しかし、このトラッキング領域はホログラムのラジアル方向の周辺部にあるため、所定の情報記録面以外の反射光はメイントラッキング光検出面とサブトラッキング光検出面には入射しないため、その出力のバランスには影響しない。そのため、トラッキング制御用信号としてはキャンセルされてオフセットを極小に保つことができる。さらに、ホログラムのラジアル方向の周辺部はトラッキングの情報が多く含まれており、タンジェンシャル方向の分割線でトラッキング領域を区切って、メイントラッキング光検出面に入射する光量を増やすことで、トラッキング制御用信号の出力を大きくすることができる。
【００３３】
請求項１２の発明は、請求項３の発明において、光源から第２光ディスクに向けて出射されたレーザ光を回折して光ピックアップ装置のトラッキング制御に用いられる０次光または±１次光の光束に分離する回折格子と、第２光ディスクの情報記録面からの反射光のうち０次光を受光する第２メイントラッキング光検出面と＋１次光または−１次光のいずれか一方を受光する第２サブトラッキング光検出面と＋１次光または−１次光の他方を受光する第３サブトラッキング光検出面とを備えた第２受光センサと、第２光ディスクの情報記録面からの反射光を第２メイントラッキング光検出面、第２サブトラッキング光検出面及び第３サブトラッキング光検出面に入射する光束に分離する第２トラッキング領域を備えた第２ホログラムと、を備えた光ピックアップ装置である。
【００３４】
第２光ディスク用のホログラムと３ビーム法を用いる第２光ディスク用のトラッキング制御に必要な光検出面を備えることで光ディスクと第２光ディスクの両方に用いることができる。
【００３５】
請求項１３の発明は、請求項１２の発明において、受光センサは第２受光センサを兼用し、受光センサのメイントラッキング光検出面は第２受光センサの第２メイントラッキング光検出面を兼用し、受光センサのサブトラッキング光検出面は第２受光センサの第２サブトラッキング光検出面を兼用する光ピックアップ装置である。
【００３６】
トラッキング制御に必要な光検出面を兼用して受光センサと第２受光センサを兼用することで、部品点数を減らすことができる。さらに光検出面も兼用しているので、光検出面を配置する面積を少なくすることができ、光ピックアップ装置を小型、薄型にすることができる。また、光検出面と外部をつなぐ端子数を減らすことができるため、受光センサを小さくでき、光ピックアップ装置を小型、薄型にすることができる。
【００３７】
請求項１４の発明は、請求項１２の発明において、第２光ディスクはＣＤである光ピックアップ装置である。
【００３８】
ＣＤ用のホログラムと３ビーム法を用いるＣＤのトラッキング制御に必要な光検出面を備えることでＤＶＤとＣＤの両方に用いることができる。
【００３９】
請求項１５の発明は、請求項１３の発明において、複数層の情報記録面を有する光ディスクの所定の情報記録面にレーザ光を集光させて情報の記録または再生を行う場合において所定の情報記録面以外からの反射光については、ホログラムのラジアル方向の中央部に設けられたトラッキング領域の中のある領域を通過した場合第２メイントラッキング光検出面に入射し、一方、トラッキング領域の中の他の領域を通過した場合第２サブトラッキング光検出面及び第３サブトラッキング光検出面の少なくともいずれか一方に入射する光ピックアップ装置である。
【００４０】
第３サブトラッキング光検出面と第２サブトラッキング光検出面とは電気的に接続される。どちらか少なくとも一方に光束が入射すれば出力として現れる。ここで、たとえば、所定の情報記録面以外からの反射光が第２メイントラッキング光検出面にのみ入射する場合を考える。すると、複数層の情報記録面を有する光ディスクや光学系のばらつきで光束の入射位置がラジアル方向にずれると、第２メイントラッキング光検出面に入射する光束の光量は変化する。しかし、第２サブトラッキング光検出面と第３サブトラッキング光検出面の総和の光量は０のままである。そのため、所定の情報記録面以外からの反射光について、第２メイントラッキング光検出面の出力と、第２サブトラッキング光検出面と第３サブトラッキング光検出面の総和の出力のバランスが崩れる。しかし、第２メイントラッキング光検出面と、第２サブトラッキング光検出面と第３サブトラッキング光検出面の少なくともいずれか一方と、の両方に入射するようにすると、第２メイントラッキング光検出面の光量と、第２サブトラッキング光検出面と第３サブトラッキング光検出面の総和の光量とはばらつき等によって同時に変化する。そのため、第２メイントラッキング光検出面の出力と、第２サブトラッキング光検出面と第３サブトラッキング光検出面の総和の出力とのバランスが崩れるのを防ぐことができる。
【００４１】
請求項１６の発明は、請求項１５の発明において、複数層の情報記録面を有する光ディスクの所定の情報記録面にレーザ光を集光させて情報の記録または再生を行う場合において所定の情報記録面以外からの反射光については、ホログラムのラジアル方向の中心に最も近く且つタンジェンシャル方向の中心に２番目に近いメイントラッキング領域を通過した場合、第３サブトラッキング光検出面のタンジェンシャル方向の中央部に入射する光ピックアップ装置である。
【００４２】
所定の情報記録面以外からの反射光は、ホログラムの中心に近い光束ほど、光ディスクがばらついても受光センサに入射する位置は変化しにくい。第３サブトラッキング光検出面には所定の情報記録面以外のある特定の情報記録面からの反射光がどうしても入射してしまう。そのため、ホログラムのラジアル方向の中心に最も近く且つタンジェンシャル方向の中心に２番目に近いメイントラッキング領域で分離された光束が第３サブトラッキング光検出面のタンジェンシャル方向の中央に入射するように構成した。さらにその両隣はサブトラッキング領域として分離されることになるので、このメイントラッキング領域で分離された光束は独立して第３サブトラッキング光検出面に入射することになる。そのためこの光束は多少複数層の情報記録面を有する光ディスクがばらついても安定して第３サブトラッキング光検出面に入射するため、安定したトラッキング制御用信号が得られる。
【００４３】
請求項１７の発明は、請求項１２の発明において、第２受光センサは第２光ディスクの情報記録面からの反射光のうち光ピックアップ装置のフォーカス制御に用いられる光を受光する第２フォーカス光検出面を備え、第２ホログラムは第２光ディスクの情報記録面からの反射光を第２フォーカス光検出面に入射する光束に分離する第２フォーカス領域を備えた光ピックアップ装置である。
【００４４】
第２光ディスク用の第２フォーカス光検出面を備えることで、第２光ディスクの光束に最適な第２フォーカス光検出面とすることができる。そのため、第２光ディスクのフォーカス制御をより精度良く行うことができる。
【００４５】
請求項１８の発明は、請求項１の発明において、複数層の情報記録面を有する光ディスクの所定の情報記録面にレーザ光を集光させて情報の記録または再生を行う場合において所定の情報記録面以外からの反射光については、メイントラッキング光検出面が受光する受光量とサブトラッキング光検出面が受光する受光量との比率が一定である光ピックアップ装置である。
【００４６】
所定の情報記録面以外からの反射光は、所定の比率でメイントラッキング光検出面とサブトラッキング光検出面で受光される。所定の比率は、所定の情報記録面以外からの反射光により生成されるトラッキング制御用信号が略０になる比率である。そのため、トラッキング制御用信号としてはキャンセルされてオフセットを極小に保つことができる。
【００４７】
請求項１９の発明は、請求項１３の発明において、複数層の情報記録面を有する光ディスクの所定の情報記録面にレーザ光を集光させて情報の記録または再生を行う場合において所定の情報記録面以外からの反射光については、第２メイントラッキング光検出面が受光する受光量と、第２サブトラッキング光検出面が受光する受光量と第３サブトラッキング光検出面が受光する受光量の合計との比率が一定である光ピックアップ装置である。
【００４８】
第３サブトラッキング光検出面と第２サブトラッキング光検出面とは電気的に接続される。どちらか少なくとも一方に光束が入射すれば出力として現れる。所定の情報記録面以外からの反射光は、所定の比率で第２メイントラッキング光検出面と、第２サブトラッキング光検出面及び第３サブトラッキング光検出面で受光される。所定の比率は、所定の情報記録面以外からの反射光により生成されるトラッキング制御用信号が略０になる比率である。そのため、トラッキング制御用信号としてはキャンセルされてオフセットを極小に保つことができる。
【００４９】
請求項２０の発明は、請求項１から請求項１９のいずれかの発明の光ピックアップ装置を備えた光ディスク装置である。
【００５０】
複数層の情報記録面を有する光ディスクの所定の情報記録面にレーザ光を集光させて情報の記録または再生を行う場合において、トラッキング制御には必要のない所定の情報記録面以外からの反射光については、メイントラッキング領域で分離される光とサブトラッキング領域で分離される光とが光ディスクの半径に平行な方向において同一幅である。そのためメイントラッキング領域で分離された光をメイントラッキング光検出面が受光する受光量とサブトラッキング領域で分離された光をサブトラッキング光検出面が受光する受光量との比率が一定になるように、メイントラッキング光検出面とサブトラッキング光検出面とを配置することが容易となる。そのためトラッキング制御に用いられる信号としてほぼキャンセルしてオフセットを極小に保つことができる。そのため複数層の情報記録面を有する光ディスクに対して安定した記録及び再生を実現することができる。
【００５１】
（実施の形態１）
本発明の実施の形態１について図面を参照しながら説明する。図１は本実施の形態１の光ピックアップ装置の光学系の構成図、図２（ａ）は本実施の形態１の光ピックアップ装置の上面構成図、図２（ｂ）は下面構成図である。本実施の形態１において複数層の情報記録面を有する光ディスクとしてＤＶＤ９、第２光ディスクとしてＣＤ９ｅとした。しかし、他の種類のディスクとの組み合わせでも一般性を失わない。また、本実施の形態１の光ピックアップ装置はいわゆる２波長半導体レーザ光源を用い、ＤＶＤ９に対してもＣＤ９ｅに対しても記録または再生の少なくとも一方をすることができる光ピックアップ装置である。
【００５２】
本実施の形態１の光ピックアップ装置２０において、光源１、回折素子２、集積プリズム３及び受光センサ１０は結合ベース１３に取り付けられ、結合ベース１３がキャリッジ１２に取り付けられる。コリメートレンズ４、ビームスプリッタ５、立ち上げプリズム６及び前光モニタ１１は直接または取り付け部材を介してキャリッジ１２に取り付けられる。また、ホログラム素子７と対物レンズ８はアクチュエータ１４のレンズホルダ１５に取り付けられる。レンズホルダ１５はサスペンションホルダ１７にサスペンションワイヤ１６によって可動状態で支持される。アクチュエータ１４はキャリッジ１２に固定される。
【００５３】
光源１はＤＶＤ用の波長λ１（約６５０ｎｍ）のレーザ光を出射する発光点とＣＤ用の波長λ２（約７８０ｎｍ）のレーザ光を出射する発光点を近接して設けた。光源１は２つの波長のレーザ光の発光点を１つの半導体素子に形成したいわゆるモノリシック型２波長半導体レーザ光源としても良いし、それぞれ異なる波長の発光点を有する半導体素子を２個近接して設けたいわゆるハイブリッド型２波長半導体レーザ光源としても良い。本実施の形態１において光源１はいわゆるモノリシック型２波長半導体レーザ光源とした。
【００５４】
回折素子２はＤＶＤ用の波長λ１のレーザ光に対してはそのまま透過させ、ＣＤ用の波長λ２のレーザ光に対しては回折してトラッキング制御に用いる中央のメインビームと呼ばれる光量の大きい０次光の光束と両側のサイドビームと呼ばれる光量の小さい±１次光の光束の３本の光束に分離する波長選択回折素子とした。従来ＤＶＤ９のトラッキング制御にはＤＶＤ９に１本の光束を照射する１ビームトラッキング制御法を用い、ＣＤ９ｅのトラッキング制御にはＣＤ９ｅに３本の光束を照射する３ビームトラッキング制御法を用いてきた。本実施の形態１のように光源１として２波長半導体レーザ光源を用いる場合、ＤＶＤ用のレーザ光に対しては回折素子２を介さずに、ＣＤ用のレーザ光のみに回折素子２を介するような構成にすることは困難である。また波長選択性のない通常の回折素子２を用いると、ＤＶＤ用のレーザ光も３ビームに分離され、そのうちメインビームのみが記録や再生に用いられる。ＤＶＤに高倍速で記録する場合、サイドビームの損失分をカバーするために、光源１はより大パワーのレーザ光を出力する必要がある。そのため回折素子２として波長選択回折素子が望ましい。
【００５５】
図３（ａ）は本実施の形態１の回折素子の構成図、図３（ｂ）は回折格子部分を中心とした詳細構成図である。回折素子２は透明基板２ａの表面に凸部材２ｃと充填部材２ｄからなる回折格子２ｂを構成した上に透明保護板２ｅを設け、さらに透明保護板２ｅの表面に開口制限膜２ｆを設けた構成とした。凸部材２ｃには所定の波長域に光吸収の性質を有する有機物が含有されている。この有機物は可視光領域に光吸収の性質を有していれば顔料や染料と呼ばれるものである。このような有機物を含有していると凸部材２ｃの屈折率はその近傍の波長域で有機物を含有しない場合に対して変化を起こす。その変化幅は光吸収の波長に近いほど大きい。上記所定の波長域を波長λ１よりわずかに短い波長域とすれば、波長λ１と波長λ２とで凸部材２ｃの屈折率を違えることができる。凸部材２ｃの材料、充填部材２ｄの材料、有機物の材料を適切に選択すれば波長λ１で凸部材２ｃと充填部材２ｄの屈折率を等しくし、波長λ２で凸部材２ｃと充填部材２ｄの屈折率を異ならせることができる。したがって回折素子２はＤＶＤ用の波長λ１のレーザ光に対してはそのまま透過させ、ＣＤ用の波長λ２のレーザ光に対しては回折してトラッキング制御に用いる３本の光束に分離する波長選択回折素子とすることができる。なお、有機物は充填部材２ｄに含有させても良い。
【００５６】
透明基板２ａ及び透明保護板２ｅは光学ガラスまたは光学プラスチックで構成した。凸部材２ｃ、充填部材２ｄはレジスト、紫外線硬化型や熱硬化型の接着剤等で構成した。開口制限膜２ｆは例えばＳｉＯ2膜とＳｉ膜、Ｔｉ膜の少なくとも一方とを交互に複数回積層した構成とした。開口制限膜２ｆは開口部を有し、開口制限膜２ｆに入射した光は吸収し、開口部に入射した光は透過する。開口形状は光ピックアップ装置２０の光学設計の状況に応じて略方形状、円形や楕円形状、小判型形状あるいは多角形として良い。
【００５７】
なお、回折素子２の形状は本実施の形態１では略直方体としたが、楕円柱型や角丸四角柱型等としても良い。また、端部をＣ面取り、Ｒ面取りした形状としても良い。
【００５８】
図４は本実施の形態１の集積プリズムの構成図である。集積プリズム３は、透明な光学ガラスや光学プラスチックで形成されたブロック３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄを互いにガラスや紫外線硬化接着剤などで接合して、全体として略直方体形状とした。集積プリズム３は互いに略平行な傾斜面３ｅ、３ｆ、３ｇを内蔵する。傾斜面３ｅはブロック３ａと３ｂの間に形成されており、この傾斜面３ｅはブロック３ａと３ｂの接合面に相当する。ブロック３ａ、３ｂの少なくとも一方の面に偏光分離膜３ｈを形成する。偏光分離膜３ｈは、波長λ１のＰ偏光のレーザ光はほぼ透過し、Ｓ偏光のレーザ光は反射し、波長λ２のレーザ光のＰ偏光のレーザ光もＳ偏光のレーザ光もほぼ透過させる特性を有する。傾斜面３ｆはブロック３ｂと３ｃの間に形成されており、傾斜面３ｆはブロック３ｂと３ｃの接合面に相当する。ブロック３ｂ、３ｃの少なくとも一方の面に偏光分離膜３ｉを形成する。偏光分離膜３ｉは、波長λ１のＰ偏光のレーザ光、Ｓ偏光のレーザ光ともにほぼ透過し、波長λ２のレーザ光のＰ偏光のレーザ光を透過させ、Ｓ偏光のレーザ光を反射させる特性を有する。傾斜面３ｇはブロック３ｃと３ｄの間に形成されており、傾斜面３ｇはブロック３ｃと３ｄの接合面に相当する。ブロック３ｃ、３ｄの少なくとも一方の面にＣＤ用のホログラム３ｊを設けた。
【００５９】
ホログラムの働きを説明する。図５はホログラムの働きを示す図である。ホログラム２５は光の回折と干渉を利用して入射した光束を所定の方向に導く光学素子である。ここでホログラム２５は基板２５ａの表面に設けた凹凸２５ｂにより入射した光束が透過する際に回折と干渉を受けて所定の方向に導かれる形態であるとして説明する。また、簡単のためホログラム２５と受光センサ１０との間の集光レンズは省略した。凹凸２５ｂは凸部と凹部とを交互に略平行に並べた構成である。通常、回折の＋１次光または−１次光の回折光の少なくとも一方が光ピックアップ装置２０に用いられる。主に凹凸２５ｂの深さにより回折光の光量が決まり、凹凸２５ｂの間隔と凹凸２５ｂの方向により回折光の光束が向かう方向が決まる。隣り合う２つの凹凸２５ｂは分割線２５ｃと呼ばれる仮想線で区切られる。凸部と凹部とが平行に並んでいると、入射した光束の形状が保たれたままホログラム２５から出射される。一方、凸部と凹部の並びがカーブしているとそれに合わせて出射される光束の形状が変化するため、平行光が入射した場合に集束光や発散光にすることもできる。
【００６０】
図５において、ホログラム２５は３本の分割線２５ｃで区切られる。区切られた４つの領域それぞれに入射した光は凹凸２５ｂの方向に従って回折されてホログラム２５から出射し、受光センサ１０に入射する。それぞれの領域からの光束が入射する位置に光検出面を配置することにより光束を分離することができる。なお、ホログラム２５は透過型としたが、反射型としても構わない。また、光束は反対側から透過するようにしても構わない。また、凹凸２５ｂは基板２５ａの表面に剥き出しとしたが、凹凸２５ｂを充填材料で充填しても良い。その際、ホログラムとして使用するレーザ光の波長において凹凸２５ｂと充填材料の屈折率は異なるようにする。
【００６１】
図６は本実施の形態１のＣＤ用のホログラムの分割パターン図である。第２ホログラムはＣＤ用のホログラム３ｊとした。ＣＤ用のホログラム３ｊはＣＤ９ｅの半径方向に平行な方向の分割線３５とＣＤ９ｅの円周の接線方向に平行な方向の分割線３６を有する等面積の４つの分割領域３１、３２、３３、３４を備える。分割領域３１、３２、３３、３４は各々トラッキング制御に必要な光束を分離する第２トラッキング領域３１ａ、３２ａ、３３ａ、３４ａとフォーカス制御に必要な光束を分離する第２フォーカス領域３１ｂ、３１ｃ、３２ｂ、３２ｃ、３３ｂ、３３ｃ、３４ｂ、３４ｃに分割される。そのうち第２フォーカス領域３１ｂ、３２ｂ、３３ｂ、３４ｂで分離された光束は合焦してから受光センサ１０に入射し、第２フォーカス領域３１ｃ、３２ｃ、３３ｃ、３４ｃで分離された光束は合焦する前に受光センサ１０に入射する。第２フォーカス領域３１ｂ、３２ｂ、３３ｂ、３４ｂと第２フォーカス領域３１ｃ、３２ｃ、３３ｃ、３４ｃの合焦の状態は逆でも構わない。
【００６２】
なお、本実施の形態１では、集積プリズム３を４つのブロックで構成したが、光学設計の仕様などによって、３つ以下のブロックや５つ以上のブロックで構成しても良く、その結果傾斜面を２つ以下や４つ以上集積プリズム３の中に内蔵させても良い。
【００６３】
コリメートレンズ４は光源１から出射された発散光のレーザ光を略平行光に変換し、ＤＶＤ９、ＣＤ９ｅの情報記録面で反射された略平行光のレーザ光を集束光に変換する。コリメートレンズ４は光学ガラスまたは光学プラスチックで作製される。
【００６４】
ビームスプリッタ５は光学ガラスまたは光学プラスチックで作製される。光源１側の面には偏光分離膜を形成する。偏光分離膜は光源１のいずれの発光点から出射されたレーザ光も大半を反射し、一部を透過させる。また、偏光分離膜はＤＶＤ９、ＣＤ９ｅの情報記録面で反射されたいずれのレーザ光もほとんど全部を反射させる。立ち上げプリズム６はそれまでＤＶＤ９、ＣＤ９ｅの面に略平行な面内にあった光軸をＤＶＤ９、ＣＤ９ｅの面に略直角に立ち上げるためのプリズムであり、ミラーとしても良い。
【００６５】
図７は本実施の形態１のホログラム素子の断面構成図である。ホログラム素子７は光学ガラス等で作製された光源１側の基板７ｃ、ＤＶＤ９、ＣＤ９ｅ側の基板７ｄの間に、光源１側にＤＶＤ用のホログラム７ａ、ＤＶＤ９、ＣＤ９ｅ側に１／４波長板７ｂを有した構成である。ＤＶＤ用のホログラム７ａはＤＶＤ９で反射された復路の波長λ１のレーザ光にのみ作用するよう波長選択性、偏光選択性を持たせて基板７ｃの表面に形成されている。また１／４波長板７ｂは両方の波長の光に作用するよう屈折率と厚みが設定されている。
【００６６】
図８は本実施の形態１のＤＶＤ用のホログラムの分割パターン図である。ＤＶＤ用のホログラム７ａはＤＶＤ９で反射されたレーザ光を＋１次光の回折光であるトラッキング制御とフォーカス制御に必要な光束に分離する。ＤＶＤ用のホログラム７ａはＤＶＤ９の半径方向に平行なラジアル方向の第１分割線７ｅとＤＶＤ９の円周の接線方向に平行なタンジェンシャル方向の第２分割線７ｆで隔てられた略等面積の４つの分割領域１００、２００、３００、４００を備える。ラジアル方向、タンジェンシャル方向はＤＶＤ９に光源１からのレーザ光が入射する位置を基準とする。第１分割線７ｅがＤＶＤ用のホログラム７ａのタンジェンシャル方向のほぼ中心、第２分割線７ｆがＤＶＤ用のホログラム７ａのラジアル方向のほぼ中心である。各々の分割領域１００、２００、３００、４００はタンジェンシャル方向の分割線でトラッキング領域１１３、２１３、３１３、４１３とフォーカス領域１２３、２２３、３２３、４２３に区切られる。
【００６７】
ＤＶＤ用のホログラム７ａのラジアル方向の中心に近い領域のトラッキング領域１１３、２１３、３１３、４１３は、ラジアル方向の分割線でメイントラッキング領域１１１、２１１、３１１、４１１とサブトラッキング領域１１２、２１２、３１２、４１２とに交互に区切られる。すなわち、メイントラッキング領域１１１、２１１、３１１、４１１とサブトラッキング領域１１２、２１２、３１２、４１２とはラジアル方向において同一幅とした。ＤＶＤの情報記録面に集光するスポットの中央部付近はトラッキング情報が少ない。ＤＶＤ用のホログラム７ａのラジアル方向の中央部にサブトラッキング領域１１２、２１２、３１２、４１２を配置して、トラッキング情報が少ない区域の光束をトラッキング制御の補助に用いる。これにより、トラッキング制御用信号の出力を大きくすることができる。ＤＶＤ用のホログラム７ａのラジアル方向の周辺部の領域のトラッキング領域１１３、２１３、３１３、４１３はメイントラッキング領域１１１、２１１、３１１、４１１のみとした。またトラッキング領域１１３、２１３、３１３、４１３のうちＤＶＤ用のホログラム７ａのタンジェンシャル方向の端部もメイントラッキング領域１１１、２１１、３１１、４１１とした。
【００６８】
また、フォーカス領域１２３、２２３、３２３、４２３は、タンジェンシャル方向の分割線で、フォーカス領域１２１、２２１、３２１、４２１とフォーカス領域１２２、２２２、３２２、４２２に区切られる。フォーカス領域１２１、２２１、３２１、４２１が分離する光束は合焦してから受光センサ１０に入射する。また、フォーカス領域１２２、２２２、３２２、４２２が分離する光束は合焦する前に受光センサ１０に入射する。なお、フォーカス領域１２１、２２１、３２１、４２１とフォーカス領域１２２、２２２、３２２、４２２は光束の合焦の状態が逆でも構わない。タンジェンシャル方向の分割線で区切られたフォーカス領域１２１、１２２、２２１、２２２、３２１、３２２、４２１、４２２で分離された光束が作り出すフォーカス制御用信号は波形の乱れが少なく、安定したフォーカス制御ができる。
【００６９】
対物レンズ８は光学ガラスや光学プラスチック等で作製され、ＤＶＤ９、ＣＤ９ｅの両方に焦点を合わせることができる。２焦点対物レンズである対物レンズ８としては、集光レンズ及びフレネルレンズまたはホログラムレンズの組み合わせ、ＤＶＤ用集光レンズにＣＤ再生時に開口制限手段を設ける組み合わせ等を用い、ＤＶＤ９、ＣＤ９ｅの厚み及び開口数の違いを吸収するものも使用することができる。
【００７０】
ＤＶＤ９はＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ±Ｒ／ＲＷ、ＤＶＤ−ＲＡＭ等である。ＣＤ９ｅはＣＤ、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ／ＲＷである。ＤＶＤ９もＣＤ９ｅも再生専用の媒体を除いて全て記録も再生も可能なものである。しかも、２層の情報記録面を有する光ディスクを含む複数層の情報記録面を有する光ディスクを含むものである。また、ＤＶＤ９とＣＤ９ｅの組み合わせだけでなく、いわゆるＢＤ（Ｂｌｕ−ｒａｙ  Ｄｉｓｃ）やＨＤ  ＤＶＤ（Ｈｉｇｈ  Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ  ＤＶＤ）等との組み合わせでも一般性を失うものではない。
【００７１】
受光センサ１０は、モールド樹脂などで構成されたケース内にＤＶＤ９、ＣＤ９ｅからの反射光が入射する光検出面１０ａを内蔵する。光検出面１０ａは仕様などに応じて所定のパターンで配置される。図９は本実施の形態１の受光センサの光検出面の配置図である。本実施の形態１において、受光センサ１０はＤＶＤ用とＣＤ用を兼用した。兼用することでＣＤ専用の受光センサを用いる必要がなくなり、部品点数を減らすことができる。また、光検出面１０ａを配置する面積を少なくすることができ、光ピックアップ装置２０を小型、薄型にすることができる。さらに、光検出面１０ａと外部をつなぐ端子数を減らすことができるため、受光センサ１０を小さくすることができ、光ピックアップ装置２０を小型、薄型にすることができる。光検出面１０ａはその内容によりメイントラッキング光検出面１０ｂ、サブトラッキング光検出面１０ｃ、ＤＶＤ用フォーカス光検出面１０ｄ、ＣＤ用サブトラッキング光検出面１０ｅ、ＣＤ用フォーカス光検出面１０ｆに分類できる。第２メイントラッキング光検出面はメイントラッキング光検出面１０ｂと兼用である。第２サブトラッキング光検出面はサブトラッキング光検出面１０ｃと兼用である。また、第３サブトラッキング光検出面はＣＤ用サブトラッキング光検出面１０ｅである。フォーカス光検出面はＤＶＤ用フォーカス光検出面１０ｄである。また、第２フォーカス光検出面はＣＤ用フォーカス光検出面１０ｆである。
【００７２】
光検出面１０ａは、ＤＶＤ用フォーカス光検出面１０ｄが長方形の中心位置、メイントラッキング光検出面１０ｂが長方形の頂点位置となるように配置される。また、サブトラッキング光検出面１０ｃはメイントラッキング光検出面１０ｂのタンジェンシャル方向の内側に並列で配置される。ＣＤ用サブトラッキング光検出面１０ｅが配置されるのは１組のラジアル方向に並ぶメイントラッキング光検出面１０ｂの側部である。ＣＤ用サブトラッキング光検出面１０ｅはそれぞれのメイントラッキング光検出面１０ｂのタンジェンシャル方向の外側に並列で配置される。また、ＣＤ用フォーカス光検出面１０ｆがＤＶＤ用フォーカス光検出面１０ｄのラジアル方向に隣接して配置される。Ｂ１１、Ａ１１、Ｂ１２、Ａ１２、Ｂ１３のＤＶＤ用フォーカス光検出面１０ｄはタンジェンシャル方向に接するように並ぶ。Ａ２１、Ｂ２１、Ａ２２のＣＤ用フォーカス光検出面１０ｆもまたタンジェンシャル方向に接するように並ぶ。ＣＤ専用に最適なＣＤ用フォーカス光検出面１０ｆを備えることで、ＣＤ９ｅのフォーカス制御をより精度良く行うことができる。メイントラッキング光検出面１０ｂとサブトラッキング光検出面１０ｃとＣＤ用サブトラッキング光検出面１０ｅのラジアル方向外側の縁は全てラジアル方向のほぼ同じ位置とした。サブトラッキング光検出面１０ｃとＣＤ用サブトラッキング光検出面１０ｅのラジアル方向の長さは等しく、メイントラッキング光検出面１０ｂのラジアル方向の長さはそれらよりも長い。なお、ＣＤ用サブトラッキング光検出面１０ｅは、スペースに十分な余裕があれば、全てのメイントラッキング光検出面１０ｂのタンジェンシャル方向の外側に並列で配置しても構わない。
【００７３】
ＤＶＤのフォーカス制御にはＡ１１、Ａ１２、Ｂ１１、Ｂ１２、Ｂ１３の各ＤＶＤ用フォーカス光検出面１０ｄからの出力が用いられる。また、ＣＤのフォーカス制御にはＡ２１、Ａ２２、Ｂ２１の各ＣＤ用フォーカス光検出面１０ｆからの出力が用いられる。ＣＤ用フォーカス光検出面１０ｆはＤＶＤ用フォーカス光検出面１０ｄと共用としても構わないが、専用のＣＤ用フォーカス光検出面１０ｆを設けることで最適なフォーカス制御用信号が得られる。なお、Ａ１１、Ａ１２、Ａ２１、Ａ２２の各ＤＶＤ用フォーカス光検出面１０ｄ、ＣＤ用フォーカス光検出面１０ｆは電気的に接続してある。同様にＢ１１、Ｂ１２、Ｂ１３、Ｂ２１の各ＤＶＤ用フォーカス光検出面１０ｄ、ＣＤ用フォーカス光検出面１０ｆも電気的に接続してある。一方、ＤＶＤのトラッキング制御にはα、β、Ｃ、Ｄの各メイントラッキング光検出面１０ｂの出力が用いられ、その補助としてＧ、Ｈ、Ｔ、Ｕの各サブトラッキング光検出面１０ｃの出力が用いられる。また、ＣＤのトラッキング制御にはα、β、Ｃ、Ｄの各メイントラッキング光検出面１０ｂの出力とＧ、Ｈ、Ｔ、Ｕの各サブトラッキング光検出面１０ｃの出力に加えて、Ｅ、Ｆの各ＣＤ用サブトラッキング光検出面１０ｅの出力が用いられる。Ｇ、Ｔ、Ｅの各サブトラッキング光検出面１０ｃ、ＣＤ用サブトラッキング光検出面１０ｅ及びＨ、Ｕ、Ｆの各サブトラッキング光検出面１０ｃ、ＣＤ用サブトラッキング光検出面１０ｅは電気的に接続されている。
【００７４】
図１０は本実施の形態１のＤＶＤ用のホログラムのメイントラッキング領域で分離された光束がメイントラッキング光検出面に入射する様子を示した図、図１１は本実施の形態１のＤＶＤ用のホログラムのサブトラッキング領域で分離された光束がサブトラッキング光検出面に入射する様子を示した図である。ＤＶＤ９で集光し反射して分割領域２００のメイントラッキング領域２１１に入射した光束は分離されてすべてαのメイントラッキング光検出面１０ｂの「●」の位置にスポット２７として略合焦状態で入射するようにＤＶＤ用のホログラム７ａが構成されている。図１０の「●」は図９の「●」と同じものである。分割領域２００のメイントラッキング領域２１１とαのメイントラッキング光検出面１０ｂとはラジアル方向及びタンジェンシャル方向で交差した配置になっている。また、ＤＶＤ９で集光し反射して分割領域２００のサブトラッキング領域２１２に入射した光束は分離されてすべてＧのサブトラッキング光検出面１０ｃの「●」の位置にスポット２７ａとして略合焦状態で入射するようにＤＶＤ用のホログラム７ａが構成されている。図１１の「●」は図９の「●」と同じである。Ｇのサブトラッキング光検出面１０ｃはαのメイントラッキング光検出面１０ｂと隣合わせている。分割領域２００のサブトラッキング領域２１２とＧのサブトラッキング光検出面１０ｃとはラジアル方向及びタンジェンシャル方向で交差した配置になっている。サブトラッキング領域２１２で分離された光束はサブトラッキング光検出面１０ｃの中心部に入射する。メイントラッキング領域２１１で分離された光束は、メイントラッキング光検出面１０ｂがサブトラッキング光検出面１０ｃよりラジアル方向が長くなっている分、ラジアル方向の内側に入射する。
【００７５】
同様にして、図９に示すように、メイントラッキング領域１１１、２１１、３１１、４１１で分離された各光束はそれぞれＣ、α、β、Ｄの各メイントラッキング光検出面１０ｂにスポット２７として略合焦状態で入射する。同様にサブトラッキング領域１１２、２１２、３１２、４１２で分離された各光束はそれぞれＴ、Ｇ、Ｈ、Ｕの各サブトラッキング光検出面１０ｃにスポット２７ａとして略合焦状態で入射する。このようにＤＶＤ用のホログラム７ａの各々の分割領域１００、２００、３００、４００のトラッキング領域１１３、２１３、３１３、４１３で分離された光束はラジアル方向及びタンジェンシャル方向で交差してメイントラッキング光検出面１０ｂとサブトラッキング光検出面１０ｃに入射する。このようにすることは光束全体の幅が光路の途中で狭くなることであり、光路の途中で光束全体の幅が広がって他の光学部品によって光束の端部が遮断されることを防ぐことができる。なお、交差させるのはラジアル方向またはタンジェンシャル方向のどちらか一方向でも構わない。交差させた方向では光束全体の幅は途中で狭くなるのでその方向では光束の端部が遮断されることを防ぐことができる。また、ＤＶＤ用のホログラム７ａのフォーカス領域１２１、１２２、２２１、２２２、３２１、３２２、４２１、４２２で分離された光束は、Ａ１１、Ａ１２、Ｂ１１、Ｂ１２、Ｂ１３のＤＶＤ用フォーカス光検出面１０ｄにスポット２８として入射してフォーカス制御用の信号に変換される。フォーカス領域１２１、２２１、３２１、４２１からの光束は合焦してからＤＶＤ用フォーカス光検出面１０ｄに入射し、フォーカス領域１２２、２２２、３２２、４２２からの光束は合焦する前にＤＶＤ用フォーカス光検出面１０ｄに入射するので、スポット２９はわずかに広がりを持つ。
【００７６】
ＣＤの場合も同様に図９に示すように、ＣＤ用のホログラム３ｊの第２トラッキング領域３１ａ、３２ａ、３３ａ、３４ａで分離された光束のうち回折素子２の回折格子２ｂで分離されたメインビームはそれぞれＣ、α、β、Ｄのメイントラッキング光検出面１０ｂの「×」の位置にスポット２９として略合焦状態で入射する。また、サイドビームはそれぞれＴ、Ｇ、Ｅ、Ｈ、Ｆ、Ｕのサブトラッキング光検出面１０ｃの「×」の位置とＣＤ用サブトラッキング光検出面１０ｅの「×」の位置にスポット２９ａとして略合焦状態で入射する。スポット２９のラジアル方向の入射位置とスポット２９ａのラジアル方向の入射位置とはほぼ等しい。前述のように、本来、Ｃ、Ｄのメイントラッキング光検出面１０ｂのタンジェンシャル方向の外側にもＣＤ用サブトラッキング光検出面１０ｅを配置するべきであるが、配置しなかった。その理由は以下の通りである。この部分に光検出面を配置することで受光センサ１０の幅が大きくなってしまい、光ピックアップ装置２０の厚さが厚くなってしまうことと、後述するように光検出面を配置しなくても十分にトラッキング制御用の信号が確保できるためである。さらに光検出面１０ａの数を減らすことで、情報の記録または再生を行う所定の情報記録面以外から光検出面１０ａに入射する反射光の光量の絶対値を減らすことができる効果もある。またＣＤ用のホログラム３ｊの各々の分割領域３１、３２、３３、３４の第２トラッキング領域３１ａ、３２ａ、３３ａ、３４ａで分離された光束もＤＶＤの場合と同様にＣＤ９ｅの半径方向に平行な方向及び円周の接線方向に平行な方向で交差してメイントラッキング光検出面１０ｂとサブトラッキング光検出面１０ｃとＣＤ用サブトラッキング光検出面１０ｅに入射させる。このようにすることは光束全体の幅が光路の途中で狭くなることであり、光路の途中で光束全体の幅が広がって集積プリズム３の側面によって光束の端部が遮断されることを防ぐことができる。なお、交差させるのはＣＤ９ｅの半径方向に平行な方向または円周の接線方向に平行な方向のどちらか一方向でも構わない。交差させた方向では光束全体の幅は途中で狭くなるのでその方向では光束の端部が遮断されることを防ぐことができる。また、ＣＤ用のホログラム３ｊの第２フォーカス領域３１ｂ、３１ｃ、３２ｂ、３２ｃ、３３ｂ、３３ｃ、３４ｂ、３４ｃで分離された光束は、Ａ２１、Ａ２２、Ｂ２１のＣＤ用フォーカス光検出面１０ｆにスポット３０として入射してＣＤ用フォーカス制御用の信号に変換される。第２フォーカス領域３１ｂ、３２ｂ、３３ｂ、３４ｂからの光束は合焦してからＣＤ用フォーカス光検出面１０ｆに入射し、第２フォーカス領域３１ｃ、３２ｃ、３３ｃ、３４ｃからの光束は合焦する前にＣＤ用フォーカス光検出面１０ｆに入射するので、スポット３０はわずかに広がりを持つ。
【００７７】
光ピックアップ装置２０のトラッキング制御とフォーカス制御の流れを説明する。図１２は光ピックアップ装置の制御の流れを示す図である。受光センサ１０に入射した光はＤＶＤ用トラッキング制御用、ＤＶＤ用フォーカス制御用、ＣＤ用トラッキング制御用、ＣＤ用フォーカス制御用の電気信号に変換され、光ディスク装置本体２６のアナログ信号処理部２６ａに入る。アナログ信号処理部２６ａは入力された信号に演算・帯域処理を行い、サーボ処理部２６ｂに出力する。サーボ処理部２６ｂはアナログ信号処理部２６ａからの信号を基にフォーカスエラー信号及びトラッキングエラー信号を生成してモータ駆動部２６ｃに出力する。フォーカスエラー信号はＤＶＤ９、ＣＤ９ｅの情報記録面に集光した光束の焦点のずれである。トラッキングエラー信号はＤＶＤ９、ＣＤ９ｅの情報記録面に集光した光束の情報トラックに対するＤＶＤ９、ＣＤ９ｅの半径方向のずれである。モータ駆動部２６ｃは入力されたフォーカスエラー信号及びトラッキングエラー信号を基に対物レンズ８を搭載するアクチュエータ１４を駆動する電流を生成する。これによりＤＶＤ９、ＣＤ９ｅの情報記録面上に集光した光束の焦点のずれ及び情報トラックに対するずれが極小になるように制御される。
【００７８】
また、コントローラ２６ｄにはアナログ信号処理部２６ａ、サーボ処理部２６ｂ、モータ駆動部２６ｃ、ディジタル信号処理部２６ｅ、レーザ駆動部２６ｆの各部から送られる信号が入力される。コントローラ２６ｄはこれらの信号の演算処理等を行い、この演算処理の結果（信号）を各部に送出し、各部にて駆動、処理を実行させることで各部の制御を行う。
【００７９】
前光モニタ１１は光源１から出射されたレーザ光の一部を受け、光量を電気信号に変換し出力するセンサである。図１２に示すように、この電気信号は光ディスク装置本体２６のアナログ信号処理部２６ａに入る。アナログ信号処理部２６ａは入力された信号に演算・帯域処理を行い、ディジタル信号処理部２６ｅに出力する。ディジタル信号処理部２６ｅはアナログ信号処理部２６ａからの信号とホストから送られたデータを基にレーザ変調信号を生成してレーザ駆動部２６ｆに送る。光ピックアップ装置２０本体の光源１の近傍に配置されたレーザ光源駆動電源２６ｈはレーザ駆動部２６ｆからの信号を受けて光源１に駆動電流を供給する。これによりＤＶＤ９、ＣＤ９ｅの情報記録面に集光した光束の光量が一定になるように制御される。
【００８０】
図２において、キャリッジ１２は光ピックアップ装置２０の骨格を成すもので、前述のようにキャリッジ１２に各種光学部品を始めとする光ピックアップ装置２０を構成する部品が直接あるいは他の部品を介して取り付けられる。キャリッジ１２はＺｎ合金、Ｍｇ合金などの合金材料あるいは硬質樹脂材料などで形成される。
【００８１】
結合ベース１３を形成する材料は比較的軽量で、高精度なできあがり寸法を実現できる形状加工性、良好な放熱性等を兼ね備えることが求められる。例えば、Ｚｎ、Ｚｎ合金、Ａｌ、Ａｌ合金、Ｔｉ、Ｔｉ合金などが好適に用いられる。本実施の形態１では、コスト面などを考慮し、Ｚｎダイキャストで結合ベース１３を形成した。結合ベース１３の光源１、回折素子２、集積プリズム３及び受光センサ１０の取り付け部はキャリッジ１２への取り付け部に対して所定の位置、角度で形成される。
【００８２】
ホログラム素子７と対物レンズ８はコイルを備えたレンズホルダ１５に固定される。レンズホルダ１５はサスペンションワイヤ１６を介してサスペンションホルダ１７に可動状態で支持される。サスペンションホルダ１７は磁石を備えたヨーク１８に固定される。その際レンズホルダ１５はサスペンションワイヤ１６以外には触れないようにする。アクチュエータ１４は対物レンズ８、コイル、磁石を備える。アクチュエータ１４はキャリッジ１２に接着剤で固定される。アクチュエータ１４は接着剤を介してのみキャリッジ１２と接触する。アクチュエータ１４はフォーカス制御、トラッキング制御によりＤＶＤ９の情報記録面の情報トラック上に集光スポットが合焦し、位置ずれがないように対物レンズ８を駆動する。
【００８３】
次に光路について説明する。図１において、光源１から出射されたＤＶＤ用の波長λ１のレーザ光は波長選択回折素子である回折素子２をほとんど回折されずにそのまま透過する。以下、光源１から出射されたレーザ光を往路光、往路光がＤＶＤ９、ＣＤ９ｅで反射されたレーザ光を復路光という。往路光はＰ偏光であるので集積プリズム３をそのまま透過し、コリメートレンズ４に入射する。コリメートレンズ４にてそれまで発散光であった往路光は略平行光に変換される。往路光はビームスプリッタ５に入射し、一部が透過され、大半が反射される。透過した往路光は前光モニタ１１に入射し、往路光の出力制御に用いられる。ビームスプリッタ５で反射された大半の往路光は立ち上げプリズム６に入射し、それまでＤＶＤ９に略平行だった光路の向きがＤＶＤ９に略直角な方向に変換される。ホログラム素子７に入射した往路光はＤＶＤ用のホログラム７ａをそのまま透過し、１／４波長板７ｂでＰ偏光から円偏光に変換される。さらに対物レンズ８で集束光に変換され、ＤＶＤ９の情報記録面に合焦で入射する。
【００８４】
ＤＶＤ９の情報記録面で反射され、復路光となったレーザ光は対物レンズ８にて略平行光に変換されて、ホログラム素子７に入射する。復路光は１／４波長板７ｂにて円偏光からＳ偏光に変換される。さらにＤＶＤ用のホログラム７ａでトラッキング制御に必要な光束とフォーカス制御に必要な光束に分離される。ＤＶＤ用のホログラム７ａで分離された復路光は立ち上げプリズム６を通過し、ビームスプリッタ５でほぼ全反射され、コリメートレンズ４で集束光に変換され、集積プリズム３に入射する。集積プリズム３に入射した復路光は偏光分離膜３ｉを透過し、偏光分離膜３ｈで反射されて集積プリズム３から出射されて受光センサ１０に入射する。
【００８５】
光源１から出射されたＣＤ用の波長λ２のレーザ光の往路光は回折素子２でトラッキング制御用に用いられる３ビームに分割されて集積プリズム３に入射する。その後はＤＶＤの往路光と同じ経路をたどり、ＣＤ９ｅに入射する。ＣＤ９ｅの情報記録面で反射されて復路光となったレーザ光は対物レンズ８にて略平行光に変換されて、ホログラム素子７に入射する。復路光は１／４波長板７ｂで円偏光からＳ偏光に変換され、ＤＶＤ用のホログラム７ａはそのまま透過する。復路光はさらに立ち上げプリズム６を通過し、ビームスプリッタ５でほぼ全反射され、コリメートレンズ４で集束光に変換され、集積プリズム３に入射する。集積プリズム３に入射した復路光は偏光分離膜３ｉで反射され、ＣＤ用のホログラム３ｊでトラッキング制御に必要な光束とフォーカス制御に必要な光束に分離される。その後、再度偏光分離膜３ｉで反射され集積プリズム３から出射されて受光センサ１０に入射する。
【００８６】
ＣＤのトラッキング制御用のレーザ光である回折格子２ｂで回折され、ＣＤ用のホログラム３ｊで分離された光束が受光センサ１０にスポット２９、２９ａとして入射する位置は図９の「×」で示した位置である。メインビームのスポット２９、サイドビームのスポット２９ａのラジアル方向の位置はほとんど同じである。スポット２９ａはサブトラッキング光検出面１０ｃやＣＤ用サブトラッキング光検出面１０ｅのほぼ中心に位置する。一方、ＤＶＤのトラッキング制御用のレーザ光であるＤＶＤ用のホログラム７ａのトラッキング領域１１３、２１３、３１３、４１３で分離された光束が受光センサ１０に入射する位置は図９の「●」で示した位置である。サブトラッキング領域１１２、２１２、３１２、４１２で分離された光束はＣＤの場合とほぼ同様にサブトラッキング光検出面１０ｃのほぼ中心に入射し、スポット２７ａの位置はスポット２９ａの位置とほぼ同じである。しかし、メイントラッキング領域１１１、２１１、３１１、４１１で分離された光束がメイントラッキング光検出面１０ｂに入射するスポット２７の位置はラジアル方向のより内側とした。また、それに伴いメイントラッキング光検出面１０ｂのラジアル方向の長さを内側に伸ばした。これは後述するように２層の情報記録面を有するＤＶＤを用いる際に、情報の記録または再生を行う所定の情報記録面以外からの反射光の影響により発生するオフセットを極小にするのに必要なものである。なお、伸ばすのはラジアル方向の外側でも良く、その場合、メイントラッキング光検出面１０ｂに入射する位置はラジアル方向のより外側とする。
【００８７】
次にフォーカス制御について説明する。本実施の形態１ではＤＶＤ９もＣＤ９ｅもスポットサイズ法で行うものとした。そのために、フォーカス領域１２１、２２１、３２１、４２１からの光束は合焦してからＤＶＤ用フォーカス光検出面１０ｄに入射し、フォーカス領域１２２、２２２、３２２、４２２からの光束は合焦する前にＤＶＤ用フォーカス光検出面１０ｄに入射するように、ＤＶＤ用のホログラム７ａを構成した。また、第２フォーカス領域３１ｂ、３２ｂ、３３ｂ、３４ｂからの光束は合焦してからＣＤ用フォーカス光検出面１０ｆに入射し、第２フォーカス領域３１ｃ、３２ｃ、３３ｃ、３４ｃからの光束は合焦前する前にＣＤ用フォーカス光検出面１０ｆに入射するように、ＣＤ用のホログラム３ｊを構成した。ＤＶＤ用のフォーカス制御するためのフォーカスエラー信号ＦＥＳはＤＶＤ用フォーカス光検出面１０ｄの出力をＩＡ１１、ＩＡ１２、ＩＢ１１、ＩＢ１２、ＩＢ１３とすると以下のように表される。
【００８８】
ＦＥＳ＝（ＩＡ１１＋ＩＡ１２）−（ＩＢ１１＋ＩＢ１２＋ＩＢ１３）
同様にＣＤ用のフォーカスエラー信号ＦＥＳはフォーカス光検出面１０ｆの出力をＩＡ２１、ＩＡ２２、ＩＢ２１とすると以下のように表される。
【００８９】
ＦＥＳ＝（ＩＡ２１＋ＩＡ２２）−ＩＢ２１
ＤＶＤ９においてＤＶＤ用のホログラム７ａのフォーカス領域１２１、１２２、２２１、２２２、３２１、３２２、４２１、４２２がタンジェンシャル方向に一様な帯状形状がフォーカスエラー信号ＦＥＳにとって望ましい。これはフォーカスエラー信号ＦＥＳが乱れにくいようにするためである。本実施の形態１のＤＶＤ用のホログラム７ａでは各分割領域１００、２００、３００、４００内ではフォーカス領域１２１、１２２、２２１、２２２、３２１、３２２、４２１、４２２はタンジェンシャル方向の分割線でのみ分割されるように構成した。ＣＤ用のホログラム３ｊも同様であり、第２フォーカス領域３１ｂ、３１ｃ、３２ｂ、３２ｃ、３３ｂ、３３ｃ、３４ｂ、３４ｃが外周部からＣＤ用のホログラム３ｊの中心に近い部分までＣＤ９ｅの円周の接線方向に平行な分割線でのみ分割されるように構成した。
【００９０】
次にトラッキング制御について説明する。本実施の形態１ではトラッキング制御はＣＤ９ｅにおいては３ビーム・ディファレンシャル・プッシュプル法（以下、ＤＰＰ法という。）で行い、粗悪な光ディスクが使われた場合に位相差法に変更できるものとした。また、ＤＶＤ９においてはＤＶＤ９の種類により異なり、ＤＶＤ−ＲＡＭの場合、再生の場合も記録の場合も１ビーム・プッシュプル法、それ以外のＤＶＤ９の再生の場合、位相差法、記録の場合、１ビーム・アドバンスト・プッシュプル法とした。
【００９１】
ＣＤ９ｅにおけるＤＰＰ法によるＣＤ用のトラッキング制御するためのトラッキングエラー信号ＴＥＳは以下の通りのように表される。ここでメイントラッキング光検出面１０ｂ、サブトラッキング光検出面１０ｃ、ＣＤ用サブトラッキング光検出面１０ｅの出力をＩα、Ｉβ、ＩＣ、ＩＤ、ＩＧ、ＩＨ、ＩＴ、ＩＵ、ＩＥ、ＩＦとする。
【００９２】
ＴＥＳ＝（ＩＣ＋Ｉα）−（ＩＤ＋Ｉβ）−ｋ２｛（ＩＥ＋ＩＧ＋ＩＴ）−（ＩＦ＋ＩＨ＋ＩＵ）｝
（但し、ｋ２は動作設定に応じて定まる定数）
通常ｋ２は理想的にはｋ２≒１になるように設計される。またＩＥ、ＩＧ、ＩＴ、ＩＦ、ＩＨ、ＩＵには数倍程度のゲインがかけられているのでサブトラッキング光検出面１０ｃ、ＣＤ用サブトラッキング光検出面１０ｅに入射する光量は小さい。前述のようにサイドビームのうちＴとＵに入射する光束とペアになる光束が入射するＣＤ用サブトラッキング光検出面１０ｅはないが、トラッキングエラー信号ＴＥＳを得ることができる。
【００９３】
また、ＣＤにおける位相差法によるトラッキングエラー信号ＴＥＳは以下の通りとなる。
【００９４】
ＴＥ＝∠｛（ＩＣ＋Ｉβ）−（ＩＤ＋Ｉα）｝
（但し、∠は検出した位相差を変換した電圧）
通常はより安定してトラッキング制御することができるＤＰＰ法が用いられる。しかし例えば、ピットの高さが規格に入っていないような粗悪ディスクを再生するような場合、ＤＰＰ法ではトラッキングエラー信号ＴＥＳがうまく出力されない場合がある。そのような場合でも位相差法ではトラッキングエラー信号ＴＥＳがうまく出力できるため、予備のトラッキング制御法として用いることができる。このようにトラッキング制御しきれない規格から外れているような粗悪なＣＤ９ｅを再生するような場合でもトラッキング制御することができるので、光ディスク装置としてより幅広いＣＤ９ｅに対応することができる。
【００９５】
一方、ＤＶＤ−ＲＡＭのトラッキングエラー信号ＴＥＳは以下のように表される。なお、ＤＶＤ９のトラッキング制御はいずれも１ビームを用いる方式である。
【００９６】
ＴＥＳ＝（ＩＣ＋Ｉα）−（ＩＤ＋Ｉβ）
また、ＤＶＤ−ＲＡＭ以外のＤＶＤ９の再生の場合のトラッキングエラー信号ＴＥＳは以下のように表される。
【００９７】
ＴＥＳ＝∠（ＩＣ−ＩＤ）＋∠（Ｉβ−Ｉα）
もしくは
ＴＥＳ＝∠｛（ＩＣ＋Ｉβ）−（ＩＤ＋Ｉα）｝
である。どちらの関係式で算出したトラッキングエラー信号ＴＥＳを用いても良い。
【００９８】
また、ＤＶＤ−ＲＡＭ以外のＤＶＤ９の記録の場合のトラッキングエラー信号ＴＥＳは以下のように表される。
【００９９】
ＴＥＳ＝（ＩＣ＋Ｉα）−（ＩＤ＋Ｉβ）−ｋ１｛（ＩＧ＋ＩＴ）−（ＩＨ＋ＩＵ）｝
（但し、ｋ１は動作設定に応じて定まる定数）
この場合にのみ、Ｇ，Ｈ，Ｔ，Ｕのサブトラッキング光検出面１０ｃの出力がトラッキング制御の補助に用いられる。通常ｋ１は理想的にはｋ１≒１になるように設計される。またＩＧ、ＩＴ、ＩＨ、ＩＵには数倍程度のゲインがかけられているのでサブトラッキング光検出面１０ｃに入射する光量は小さい。ただし、ＣＤ用サブトラッキング光検出面１０ｅも電気的にはつながっているので、仮にＣＤ用サブトラッキング光検出面１０ｅに何らかの光が入射すれば出力として加算される。このようにＤＶＤ９においては各使用するＤＶＤ９の種類と記録または再生の動作に応じて最適なトラッキングエラー信号が得られるため、最適なトラッキング制御が行える。
【０１００】
本実施の形態１においてＤＶＤ９として２層の情報記録面を有するＤＶＤを用いた場合を説明する。図１３（ａ）は本実施の形態１の２層の情報記録面を有するＤＶＤにおけるレーザ光の反射の様子において手前側の情報記録面で反射した場合を示す図、図１３（ｂ）は奥側の情報記録面で反射した場合を示す図である。手前側の情報記録面をＬ０層９ａ、奥側の情報記録面をＬ１層９ｂという。レーザ光４０がＬ０層９ａに集光して反射される場合、一部はＬ０層９ａを透過し奥側のＬ１層９ｂで反射される。また、Ｌ１層９ｂに集光して反射される場合、一部は手前のＬ０層９ａで反射される。したがって、Ｌ０層９ａに集光する場合も、Ｌ１層９ｂに集光する場合も、非集光で反射されたレーザ光が反射してくる。このように集光でレーザ光を反射する方の情報記録面を集光面、非集光でレーザ光を反射する方の情報記録面を非集光面という。図１３（ａ）においてＬ０層９ａが集光面、Ｌ１層９ｂが非集光面、図１３（ｂ）においてＬ０層９ａが非集光面、Ｌ１層９ｂが集光面である。これらの非集光面の情報記録面で反射されたレーザ光は信号成分を含んだ集光面の情報記録面で反射されたレーザ光とともに受光センサ１０に入射する。そして非集光面の情報記録面で反射されたレーザ光はトラッキング制御を行う際のノイズ成分となりトラッキング制御を不安定にさせる原因となり得る。
【０１０１】
図１４は本実施の形態１の非集光面であるＬ１層で反射されＤＶＤ用のホログラムのメイントラッキング領域で分離された光束が受光センサに入射する様子を示した図、図１５は本実施の形態１の非集光面であるＬ１層で反射されＤＶＤ用のホログラムのサブトラッキング領域で分離された光束が受光センサに入射する様子を示した図である。図１６は本実施の形態１の非集光面であるＬ０層で反射されＤＶＤ用のホログラムのメイントラッキング領域で分離された光束が受光センサに入射する様子を示した図、図１７は本実施の形態１の非集光面であるＬ０層で反射されＤＶＤ用のホログラムのサブトラッキング領域で分離された光束が受光センサに入射する様子を示した図である。
【０１０２】
図１４において非集光面であるＬ１層９ｂで反射したレーザ光は、分割領域２００のメイントラッキング領域２１１で分離され、１点には集光せずに分散してスポット４１として非合焦状態で受光センサ１０に入射する。入射する位置はメイントラッキング光検出面１０ｂとＤＶＤ用フォーカス光検出面１０ｄとの間である。各スポット４１は各メイントラッキング領域２１１に対応する。スポット４１のＤＶＤ用のホログラム７ａの中心に相当する位置がほぼ図１０のスポット２７の位置である。そしてＤＶＤ用のホログラム７ａのラジアル方向の中心に最も近く且つＤＶＤ用のホログラム７ａのタンジェンシャル方向の中心に最も近いメイントラッキング領域２１１で分離された光束がスポット４４としてメイントラッキング光検出面１０ｂに入射する。同様に図１５において非集光面であるＬ１層で反射したレーザ光は、分割領域２００のサブトラッキング領域２１２で分離され、１点には集光せずに分散してスポット４２として非合焦状態で受光センサ１０に入射する。入射する位置はサブトラッキング光検出面１０ｃとＤＶＤ用フォーカス光検出面１０ｄとの間である。各スポット４２は各サブトラッキング領域２１２に対応する。スポット４２のＤＶＤ用のホログラム７ａの中心に相当する位置がほぼ図１１のスポット２７ａの位置である。そしてＤＶＤ用のホログラム７ａのラジアル方向の中心に最も近く且つＤＶＤ用のホログラム７ａのタンジェンシャル方向の中心に最も近いサブトラッキング領域で分離された光束がスポット４５としてサブトラッキング光検出面１０ｃに入射する。
【０１０３】
一方、図１６において非集光面であるＬ０層で反射したレーザ光は、分割領域２００のメイントラッキング領域２１１で分離され、１点には集光せずに分散してスポット４１として非合焦状態で受光センサ１０に入射する。入射する位置はＤＶＤ用フォーカス光検出面１０ｄと反対側である。各スポット４１は各メイントラッキング領域２１１に対応する。スポット４１のＤＶＤ用のホログラム７ａの中心に相当する位置がほぼ図１０のスポット２７の位置である。ＤＶＤ用のホログラム７ａのラジアル方向の中心に最も近く且つＤＶＤ用のホログラム７ａのタンジェンシャル方向の中心に最も近いメイントラッキング領域２１１で分離された光束がスポット４４としてメイントラッキング光検出面１０ｂに入射する。また、ＤＶＤ用のホログラム７ａのラジアル方向の中心に最も近く且つＤＶＤ用のホログラム７ａのタンジェンシャル方向の中心から２番目に近いメイントラッキング領域２１１で分離された光束が、スポット４６としてＣＤ用サブトラッキング光検出面１０ｅのタンジェンシャル方向の中央部に入射する。同様に図１７において非集光面であるＬ０層で反射したレーザ光は、分割領域２００のサブトラッキング領域２１２で分離され、１点には集光せずに分散してスポット４２として非合焦状態で受光センサ１０に入射する。入射する位置はＤＶＤ用フォーカス光検出面１０ｄと反対側である。各スポット４２は各サブトラッキング領域２１２に対応する。スポット４２のＤＶＤ用のホログラム７ａの中心に相当する位置がほぼ図１１のスポット２７ａの位置である。そしてＤＶＤ用のホログラム７ａのラジアル方向の中心に最も近く且つＤＶＤ用のホログラム７ａのタンジェンシャル方向の中心に最も近いサブトラッキング領域で分離された光束がスポット４５としてサブトラッキング光検出面１０ｃに入射する。
【０１０４】
図１８は本実施の形態１の非集光面であるＬ１層で反射されたレーザ光の受光センサ上の入射位置を示す図であり、図１３（ａ）に相当する。図１４及び図１５で示した受光センサ１０に入射するレーザ光の位置が図１８にも示されている。図１９は本実施の形態１の非集光面であるＬ０層で反射されたレーザ光の受光センサ上の入射位置を示す図であり、図１３（ｂ）に相当する。図１６及び図１７で示した受光センサ１０に入射するレーザ光の位置が図１９にも示されている。非集光面であるＬ１層９ｂで反射されたレーザ光４０も非集光面であるＬ０層９ａで反射されたレーザ光４０もメイントラッキング領域１１１、２１１、３１１、４１１で分離された光束はスポット４１として受光センサ１０上に入射する。同様にサブトラッキング領域１１２、２１２、３１２、４１２で分離された光束はスポット４２として受光センサ１０上に入射する。フォーカス領域１２１、１２２、２２１、２２２、３２１、３２２、４２１、４２２で分離された光束はスポット４３として受光センサ１０上に入射する。スポット４１はＬ１層９ｂで反射された場合の入射位置とＬ０層９ａで反射された場合の入射位置とでは、集光面で反射されて受光センサ１０上に入射した図９のスポット２７を中心に点対称の位置関係にある。また、スポット４２はＬ１層９ｂで反射された場合の入射位置とＬ０層９ａで反射された場合の入射位置とでは、集光面で反射されて受光センサ１０上に入射した図９のスポット２７ａを中心に点対称の位置関係にある。
【０１０５】
また、ＤＶＤ９はＬ０層９ａとＬ１層９ｂ間の距離がばらついたり、ＤＶＤ９全体の屈折率がばらついたりする場合がある。そのような場合、ＤＶＤ用のホログラム７ａの中心付近を通過した光束が受光センサ１０に入射する位置はほとんど動かずに、そこから離れた位置を通過した光束ほど入射する位置が大きく変動する。このことより、スポット４１、４２は光検出面１０ａに全く入射しないようにするのは非常に困難なことである。したがって、トラッキングエラー信号ＴＥＳを生成する場合にスポット４１、４２の影響を極小にすることが必要である。特にサブトラッキング光検出面１０ｃやＣＤ用サブトラッキング光検出面１０ｅにつながる検出回路にはｋ１やｋ２を満たすために数倍のアンプが組み込まれており、スポット４１、４２の影響はさらに大きい。そこで各光検出面１０ａに入射するスポット４１、４２が生成するトラッキングエラー信号ＴＥＳがｋ１を考慮してなおバランスが取れるようにすること、つまりトラッキングエラー信号ＴＥＳがほぼ０とすることによりスポット４１、４２の影響を極小にできる。これはすなわち、メイントラッキング光検出面１０ｂが受光する受光量と、サブトラッキング光検出面１０ｃが受光する受光量とＣＤ用サブトラッキング光検出面１０ｅが受光する受光量の合計との比率が一定になるようにすることである。これは、受光センサ１０をＤＶＤ専用としたり、サブトラッキング光検出面１０ｃとＣＤ用サブトラッキング光検出面１０ｅとを電気的に接続しなかったりする場合には、次の通りになる。すなわち、メイントラッキング光検出面１０ｂが受光する受光量と、サブトラッキング光検出面１０ｃが受光する受光量との比率が一定になるようにすることである。しかも２層の情報記録面を有するＤＶＤ９や光ピックアップ装置の光学系のばらつきを考慮してもその状態が保たれることが望ましい。すなわちスポット４１、４２が生成するトラッキングエラー信号ＴＥＳは以下の通りに表される。
【０１０６】
ＴＥＳ＝（ＩＣ＋Ｉα）−（ＩＤ＋Ｉβ）−ｋ１｛（ＩＧ＋ＩＴ）−（ＩＨ＋ＩＵ）｝≒０
そのために、スポット４１の所定の一部がメイントラッキング光検出面１０ｂに入射するようにメイントラッキング光検出面１０ｂが配置されている。同様にスポット４２の所定の一部がサブトラッキング光検出面１０ｃに入射するようにサブトラッキング光検出面１０ｃが配置されている。スポット４３の一部がＤＶＤ用フォーカス光検出面１０ｄに入射するようにＤＶＤ用フォーカス光検出面１０ｄが配置されている。
【０１０７】
逆に、スポット４１、４２が所定のメイントラッキング光検出面１０ｂ及びサブトラッキング光検出面１０ｃ以外のメイントラッキング光検出面１０ｂ、サブトラッキング光検出面１０ｃ、ＤＶＤ用フォーカス光検出面１０ｄには入射しないように光検出面１０ａが配置されている。このような配置は、集光面からの反射光について、メイントラッキング領域１１１、２１１、３１１、４１１で分離された光束の入射位置とサブトラッキング領域１１２、２１２、３１２、４１２で分離された光束の入射位置とをラジアル方向においても互いにずらし、非集光面からの反射光もずらすことで実現した。このようにして、不必要な光束を光検出面１０ａに入射させないようにすることができる。また、ＤＶＤ用のホログラム７ａのラジアル方向の周辺部に設けられたトラッキング領域１１３、２１３、３１３、４１３で分離された光束は、受光センサ１０の光検出面１０ａの領域外に入射させる。ＤＶＤ用のホログラム７ａの端部に近い区域を通過した光束ほど入射位置の変動が大きい。そのため、初めから変動要因が多い光束を受光センサ１０の光検出面１０ａの領域外に入射させることにより、メイントラッキング光検出面１０ｂとサブトラッキング光検出面１０ｃの入射光量バランスを安定して保つことができる。逆にＤＶＤ用のホログラム７ａの端部に近い区域からの光束ほどスポット２７、２７ａから離れるので、光検出面１０ａの領域から外しやすい。また、スポット４３がメイントラッキング光検出面１０ｂ、サブトラッキング光検出面１０ｃ、ＣＤ用サブトラッキング光検出面１０ｅには入射しないように光検出面１０ａが配置されている。
【０１０８】
また、図示していないが、ＤＶＤ用のホログラム７ａで回折されずに０次光としてそのまま通過したレーザ光がＤＶＤ用フォーカス光検出面１０ｄ、メイントラッキング光検出面１０ｂ、サブトラッキング光検出面１０ｃのいずれにも入射しないように光学系が構成されている。また、ＤＶＤ用のホログラム７ａで−１次光として回折されたレーザ光もＤＶＤ用フォーカス光検出面１０ｄ、メイントラッキング光検出面１０ｂ、サブトラッキング光検出面１０ｃのいずれにも入射しないように光検出面１０ａが配置されている。さらにα、β、Ｃ、Ｄの各メイントラッキング光検出面１０ｂにはほぼ同程度の光量のスポット４１が入射する。また、Ｇ、Ｈ、Ｔ、Ｕの各サブトラッキング光検出面１０ｃにもほぼ同程度の光量のスポット４２が入射する。また、Ｅ、Ｆの各ＣＤ用サブトラッキング光検出面１０ｅにもほぼ同程度の光量のスポット４１が入射する。そのため、メイントラッキング光検出面１０ｂが受光する受光量と、サブトラッキング光検出面１０ｃが受光する受光量との比率が一定になり、トラッキングエラー信号ＴＥＳはｋ１を考慮してもほぼ０となる。このように構成するためには光検出面１０ａの（α、Ｇ、Ｅ）、（β、Ｈ、Ｆ）、（Ｃ、Ｔ）、（Ｄ、Ｕ）、（Ｂ１１、Ａ１１、Ｂ１２、Ａ１２、Ｂ１３）をお互いに離すように配置した。そのためＤＶＤ用のホログラム７ａからのレーザ光は前述のように交差させて対角に相当する光検出面１０ａに入射させることにより光路の途中で光束の一部が遮断されることを防いだ。
【０１０９】
スポット４４は、前述のようにＤＶＤ用のホログラム７ａのラジアル方向の中心に最も近く且つタンジェルシャル方向のＤＶＤ用のホログラム７ａの中心に最も近いメイントラッキング領域１１１、２１１、３１１、４１１で分離された光束のものである。スポット４４はＬ１層９ｂで反射されたものもＬ０層９ａで反射されたものもメイントラッキング光検出面１０ｂに入射させる。スポット４５は、ＤＶＤ用のホログラム７ａのラジアル方向の中心に最も近く且つタンジェルシャル方向のＤＶＤ用のホログラム７ａの中心に最も近いサブトラッキング領域１１２、２１２、３１２、４１２で分離されたものである。スポット４５はＬ１層９ｂで反射されたものもＬ０層９ａで反射されたものもサブトラッキング光検出面１０ｃに入射させる。スポット４６はラジアル方向のＤＶＤ用のホログラム７ａの中心に最も近く且つタンジェンシャル方向のＤＶＤ用のホログラム７ａの中心に２番目に近いメイントラッキング領域１１１、２１１、３１１、４１１で分離された光束のものである。スポット４６はＬ０層９ａで反射されたもののみＣＤ用サブトラッキング光検出面１０ｅのタンジェンシャル方向の中央部に入射させる。スポット４４はＤＶＤ用のホログラム７ａの中心に最も近いメイントラッキング領域１１１、２１１、３１１、４１１で分離された光束のものである。スポット４５はＤＶＤ用のホログラム７ａの中心に最も近いサブトラッキング領域１１２、２１２、３１２、４１２で分離された光束のものである。そのためＤＶＤ９のばらつきがあっても、スポット４４、４５はその入射位置はほとんどばらつかないため、メイントラッキング光検出面１０ｂやサブトラッキング光検出面１０ｃからはみ出しにくい。また、スポット４６もＣＤ用サブトラッキング光検出面１０ｅのタンジェンシャル方向の中央に入射するように構成した。そのためスポット４６は複数層の情報記録面を有するＤＶＤ９が多少ばらついても安定してＣＤ用サブトラッキング光検出面１０ｅ内に位置する。したがって、安定したトラッキング制御用信号が得られる。
【０１１０】
ＤＶＤ９の非集光面の情報記録面からの反射光については、あるトラッキング領域１１３、２１３、３１３、４１３の中のある領域を通過した場合メイントラッキング光検出面１０ｂに入射し、そのトラッキング領域１１３、２１３、３１３、４１３の中の他の領域を通過した場合サブトラッキング光検出面１０ｃに入射することが重要である。たとえば、ＤＶＤ９の非集光面の情報記録面からの反射光がメイントラッキング光検出面１０ｂにのみ入射する場合を考える。すると、複数層の情報記録面を有するＤＶＤ９や光学系のばらつきで光束の入射位置がラジアル方向にずれると、メイントラッキング光検出面１０ｂに入射する光束の光量は変化する。しかし、サブトラッキング光検出面１０ｃの光量は０のままである。そのため、ＤＶＤ９の非集光面情報記録面からの反射光について、メイントラッキング光検出面１０ｂとサブトラッキング光検出面１０ｃの出力のバランスが崩れる。しかし、メイントラッキング光検出面１０ｂとサブトラッキング光検出面１０ｃの両方に入射するようにすると、メイントラッキング光検出面１０ｂとサブトラッキング光検出面１０ｃの光量はばらつき等によって同時に変化する。そのため、メイントラッキング光検出面１０ｂとサブトラッキング光検出面１０ｃの出力のバランスが崩れるのを防ぐことができる。
【０１１１】
本実施の形態１のようにサブトラッキング光検出面１０ｃとＣＤ用サブトラッキング光検出面１０ｅとが電気的に接続されている場合には、以下のように考える。すなわち、ＤＶＤ９の非集光面の情報記録面からの反射光については、あるトラッキング領域１１３、２１３、３１３、４１３の中のある領域を通過した場合メイントラッキング光検出面１０ｂに入射し、そのトラッキング領域１１３、２１３、３１３、４１３の中の他の領域を通過した場合サブトラッキング光検出面１０ｃまたはＣＤ用サブトラッキング光検出面１０ｅの少なくともいずれか一方に入射することが重要である。それによって、メイントラッキング光検出面１０ｂの出力と、サブトラッキング光検出面１０ｃとＣＤ用サブトラッキング光検出面１０ｅの総和の出力とのバランスが崩れるのを防ぐことができる。
【０１１２】
また、スポット４４のラジアル方向の幅をメイントラッキング光検出面１０ｂとサブトラッキング光検出面１０ｃとのラジアル方向の長さの差以下とした。その結果、非集光面のＬ１層９ｂで反射した場合に、ＤＶＤ用のホログラム７ａのラジアル方向の中心に最も近いメイントラッキング領域１１１、２１１、３１１、４１１を通過したラジアル方向の幅一杯の光束をスポット４４として、メイントラッキング光検出面１０ｂに取り込むことができる。同時に、スポット４４と同じ列のスポット４１がサブトラッキング光検出面１０ｃに入射しないようにできる。また、スポット４５のラジアル方向の幅はスポット４４のラジアル方向の幅とほぼ同じであり、前述したようにスポット２７とスポット２７ａのラジアル方向の入射位置の差はメイントラッキング光検出面１０ｂとサブトラッキング光検出面１０ｃとの長さの差とほぼ等しい。そのため、非集光面のＬ１層９ｂで反射した場合に、ＤＶＤ用のホログラム７ａのラジアル方向の中心に最も近いサブトラッキング領域１１２、２１２、３１２、４１２を通過したラジアル方向の幅一杯の光束をスポット４５として、サブトラッキング光検出面１０ｃに取り込むことができる。また、非集光面のＬ０層９ａで反射した場合も、ＤＶＤ用のホログラム７ａのラジアル方向の中心に最も近いサブトラッキング領域１１２、２１２、３１２、４１２を通過したラジアル方向の幅一杯の光束をスポット４５として、サブトラッキング光検出面１０ｃに取り込むことができる。
【０１１３】
図１９において、スポット４５と同じ列のスポット４２がメイントラッキング光検出面１０ｂに入射している。しかし、ＤＶＤ９のばらつきがあっても、メイントラッキング光検出面１０ｂに入射する光量はほとんど変化しない。また、スポット４４の隣の列のスポット４２の一部がメイントラッキング光検出面１０ｂとＣＤ用サブトラッキング光検出面１０ｅに同時に入射している。しかし、この場合、ＤＶＤ９のばらつきがあってこのスポット４２の位置がずれても、メイントラッキング光検出面１０ｂに入射する光量とＣＤ用サブトラッキング光検出面１０ｅに入射する光量の比率はほとんど変わらない。
【０１１４】
以上のように、ＤＶＤ９のばらつきがあっても、非集光面の情報記録面からの反射光については、メイントラッキング光検出面１０ｂの受光量と、サブトラッキング光検出面１０ｃの受光量とＣＤ用サブトラッキング光検出面１０ｅの受光量の合計との比率は、ほぼ一定に保たれる。それは、図１８に示す非集光面であるＬ１層９ｂからの反射光でも、図１９に示す非集光面であるＬ０層９ａからの反射光でも、同じである。
【０１１５】
メイントラッキング光検出面１０ｂはラジアル方向の長さが長いので入射する光束を１点に集光させるのではなく、複数の集光点に分けたり、線状に集光させたりしても良い。そのことによって、スポット４１、４２がメイントラッキング光検出面１０ｂに入射するのを効率的に回避したり、スポット４１、４２が生成するトラッキングエラー信号ＴＥＳが略０の値を保ちやすくしたりできる。その目的でメイントラッキング光検出面１０ｂ、サブトラッキング光検出面１０ｃの長さは自由に設定しても良い。また、スポット４１、４２の分布は光学倍率によって広くなったり狭くなったりする。そこで適宜これらのテクニックを駆使してトラッキングエラー信号ＴＥＳへの影響を最小限にするのが肝要である。また、受光センサ１０の出力ピン数に余裕があれば、メイントラッキング光検出面１０、サブトラッキング光検出面１０ｃの出力をさらに分離することができる。それによりスポット４１、４２によるトラッキングエラー信号へ与える影響をさらに小さくすることができる。
【０１１６】
なお、再生信号ＲＦは記録マーク列方向の記録マークのエッジの情報を含めることでジッターを良化することができる。再生信号ＲＦは以下の通りとした。
【０１１７】
ＲＦ＝ＩＡ１１＋ＩＡ１２＋ＩＢ１１＋ＩＢ１２＋ＩＢ１３＋Ｉα＋Ｉβ＋ＩＣ＋ＩＤである。サブトラッキング光検出面１０ｃやＣＤ用サブトラッキング光検出面１０ｅの出力も合算するのが、本来望ましいが、受光センサ１０のサイズの制限から上記の通りとした。本実施の形態１ではタンジェンシャル方向のＤＶＤ用のホログラム７ａの端部をメイントラッキング領域１１１、２１１、３１１、４１１として割り当て、光束をメイントラッキング光検出面１０ｂに入射させて再生信号ＲＦとして取り込んだ。そのため、再生信号ＲＦは良好なジッターを有する。
【０１１８】
次に２層の情報記録面を有するＤＶＤのＬ０層９ａに記録後Ｌ１層９ｂに記録を開始した場合の例を示す。図２０は本実施の形態１のＬ０層に記録後Ｌ１層に記録を開始した場合の光ディスクの状況を示す図である。また、図２１（ａ）は本実施の形態１のＬ０層に記録後Ｌ１層に記録を開始した場合のＬ０層からのレーザ光の反射光量分布を示した、Ｌ１層に記録を開始した直後でＬ０層の記録エリアと未記録エリアの境界からＬ１層にレーザ光を照射した場合の図、図２１（ｂ）はわずかにＬ０層の記録エリアに入った領域からＬ１層にレーザ光を照射した場合の図、図２１（ｃ）はＬ０層の記録エリアに完全に入った領域からＬ１層にレーザ光を照射した場合の図、図２１（ｄ）は（ｂ）の場合のＤＶＤ用のホログラムの状況を示した図である。
【０１１９】
通常、２層の情報記録面を有するＤＶＤ９に記録する際、Ｌ０層９ａの内周側から記録を進め、記録可能な最外周まで記録後、Ｌ１層９ｂへ焦点をジャンプし、Ｌ１層９ｂの最外周側から内周に向かって再び記録を進める。Ｌ０層９ａに記録を進めている間は非集光面であるＬ１層９ｂからの反射光は内周側のＬ０層９ａの記録エリア９ｃを半分、外周側の未記録エリア９ｄを半分含んでいる。記録エリア９ｃの反射率は未記録エリア９ｄの反射率と異なり、その境界線はタンジェンシャル方向の向きである。
【０１２０】
Ｌ０層９ａへの記録を終了し、Ｌ１層９ｂへジャンプした直後は、図２１（ａ）に示すように非集光面であるＬ０層９ａからの反射光４０ａは内周側のＬ０層９ａの記録エリア９ｃからの反射光４０ｂを半分、外周側の未記録エリア９ｄからの反射光４０ｃを半分含んだ分布である。その境界線４０ｄはタンジェンシャル方向の向きである。次に内周側へ記録を開始すると、図２１（ｂ）に示すように非集光面であるＬ０層９ａからの反射光４０ａの分布は内周側の記録エリア９ｃからの反射光４０ｂの分が増え、外周側の未記録エリア９ｄからの反射光４０ｃの分が減少する。その際も境界線４０ｄはタンジェンシャル方向の向きである。さらに内周側に記録が進むと、図２１（ｃ）に示すように非集光面であるＬ０層９ａからの反射光４０ａは記録エリア９ｃからの反射光４０ｂのみの均一な分布となる。図２１（ｂ）の分布を持つ反射光４０ａがＤＶＤ用のホログラム７ａに入射すると、図２１（ｂ）の破線で示した記録エリア９ｃと未記録エリア９ｄの境界線４０ｄが、図２１（ｄ）に示すタンジェンシャル方向の破線となる。ここでメイントラッキング領域１１１、２１１及びサブトラッキング領域１１２、２１２を横切っている間はメイントラッキング領域１１１、２１１とサブトラッキング領域１１２、２１２の間の分割線がラジアル方向に平行で、ラジアル方向の幅が同一であるので、メイントラッキング光検出面１０ｂとサブトラッキング光検出面１０ｃに入射する光量の比はほとんど変化しない。そのため、トラッキングエラー信号ＴＥＳの非集光面であるＬ０層９ａからの反射光４０ａによるオフセットの変化は極小であるので、この場合でもトラッキングエラー信号ＴＥＳは安定している。
【０１２１】
なお、例えばメイントラッキング領域１１１、２１１とサブトラッキング領域１１２、２１２の間の分割線がタンジェンシャル方向に平行な場合、メイントラッキング光検出面１０ｂとサブトラッキング光検出面１０ｃに入射する光量の比が図２１（ｄ）の破線の位置により大きく変化する。そのためトラッキングエラー信号ＴＥＳは安定しない。
【０１２２】
ただし、ＤＶＤ用のホログラム７ａのラジアル方向の周辺部にあるトラッキング領域１１３、２１３、３１３、４１３（本実施の形態１ではラジアル方向のＤＶＤ用のホログラム７ａの中心から３番目に近いトラッキング領域以遠）で分離されたレーザ光の光束はメイントラッキング光検出面１０ｂにもサブトラッキング光検出面１０ｃにも入射しない。このような区域のトラッキング領域１１３、２１３、３１３、４１３のメイントラッキング領域１１１、２１１、３１１、４１１とサブトラッキング領域１１２、２１２、３１２、４１２を隔てる分割線がタンジェンシャル方向に平行でも上記光量の比は変化しにくく、トラッキングエラー信号ＴＥＳは不安定にはならない。このようにメイントラッキング光検出面１０ｂとサブトラッキング光検出面１０ｃに入射するＬ０層９ａからの非集光での反射光の比が一定になるようにＤＶＤ用のホログラム７ａを設計することが望ましい。
【０１２３】
また、図１８においてラジアル方向のＤＶＤ用のホログラム７ａの中心に最も近いトラッキング領域１１３、２１３、３１３、４１３で分離された光束はメイントラッキング光検出面１０ｂとサブトラッキング光検出面１０ｃの両方に入射している。しかし、その他のトラッキング領域１１３、２１３、３１３、４１３で分離された光束はいずれもメイントラッキング光検出面１０ｂにもサブトラッキング光検出面１０ｃにもＣＤ用サブトラッキング光検出面１０ｅにも入射していない。このような場合、スポット４１、４２の入射位置が２層の情報記録面を有するＤＶＤ９のばらつきや光学系のばらつきでラジアル方向に多少ずれてもメイントラッキング光検出面１０ｂの受光量とサブトラッキング光検出面１０ｃの受光量のバランスはほとんど変化しないので安定している。また、前述の非集光面の記録エリア９ｃからの反射光４０ｂと未記録エリア９ｄからの反射光４０ｃによるアンバランスが発生した場合もそのアンバランスはラジアル方向の光量分布となって現れる。そのためメイントラッキング光検出面１０ｂの出力とサブトラッキング光検出面１０ｃの受光量のバランスはほとんど変化しないので安定している。また、実施の形態２で後述するように、フィルタを用いた場合もそのアンバランスはラジアル方向の光量分布となって現れる。そのためメイントラッキング光検出面１０ｂの受光量とサブトラッキング光検出面１０ｃの受光量のバランスはほとんど変化しないので安定している。
【０１２４】
なお、ＤＶＤ用のホログラム７ａの凹凸のピッチは小さい方がＤＶＤ用フォーカス光検出面１０ｄとメイントラキング光検出面１０ｂとの距離を離すことができるため望ましい。しかしＤＶＤ用のホログラム７ａのピッチは８μｍ以上となるようにした。前述のようにＤＶＤ用のホログラム７ａはＣＤ用の波長λ２のレーザ光はそのまま透過させるようにしている。しかし、ピッチが９μｍ以下になると波長λ２のレーザ光の透過率が低下し始め、８μｍ以下になるとＣＤの光量低下が大きくなり、使用しにくくなるためである。
【０１２５】
以上のように本実施の形態１の光ピックアップ装置は、複数層の情報記録面を有する光ディスクの所定の情報記録面にレーザ光を集光させて情報の記録または再生を行う場合において所定の情報記録面以外からの反射光を受光するメイントラッキング光検出面とサブトラッキング光検出面からの出力の比率が一定になるようにできる。そのためトラッキング制御に用いられる信号としてほぼキャンセルしてオフセットを極小に保つことができる。そのため複数層の情報記録面を有する光ディスクに対して安定した記録及び再生を実現することができる。
【０１２６】
（実施の形態２）
本実施の形態２について図面を参照しながら説明する。図２２は本実施の形態２の光ピックアップ装置の光学系の構成図である。図２３（ａ）は本実施の形態２のビームスプリッタの構成でフィルタの形状の一例を示した図、図２３（ｂ）はフィルタ形状の別の例を示した図、図２３（ｃ）はフィルタの構成とレーザ光の経路を示した図である。ビームスプリッタ５以外の構成部品は実施の形態１と同じであるのでその説明を援用する。
【０１２７】
ビームスプリッタ５は光透過部材２１の面２１ａにフィルタ２２を設けた構成である。面２１ａは光源１と対向しない面である。ビームスプリッタ５は実施の形態１と同様にキャリッジ１２に直接または取り付け部材を介して取り付けられる。
【０１２８】
光透過部材２１は光学ガラスまたは光学プラスチックで作製されている。光透過部材２１は面２１ａと、光源１と対向する面２１ｂを有する。面２１ａと面２１ｂとは例えば１．１°程度の角度をつけて平行でないようにし、光透過部材２１を通過した光が干渉を起こさないようにしている。さらに光軸とＤＶＤ用の波長λ１のレーザ光を出射する発光点とＣＤ用の波長λ２のレーザ光を出射する発光点とからなる平面に垂直な面２１ａと面２１ｂとが平行でなく非平行とすることで、光学系の光軸上にない両発光点から出射されたレーザ光の非点収差を小さくすることができる。一方、こういった光の干渉、非点収差が問題にならないのであれば面２１ａと面２１ｂとは平行にした方が製造コストの低減が実現できる。
【０１２９】
フィルタ２２は光透過部材２１の面２１ａに形成される。フィルタ２２は光透過部材２１の面２１ａに形成された波長選択偏光分離膜２２ａと、所定の光強度分布に対応させて波長選択偏光分離膜２２ａの表面に形成された全反射膜２２ｂを備えている。波長選択偏光分離膜２２ａは誘電体多層膜で作製される。波長選択偏光分離膜２２ａは高屈折率膜と低屈折率膜が交互に２８〜４８層積層されている。高屈折率膜としてはＴｉＯ2、Ｎｂ2Ｏ5、Ｔａ2Ｏ5、Ａｌ2Ｏ3等がある。また、低屈折率膜としてはＳｉＯ2、ＭｇＦ2等がある。各膜の厚さは１００〜２００ｎｍである。波長選択偏光分離膜２２ａの反射率はこの高屈折率膜と低屈折率膜の積層反射率に対応する。本実施の形態２において波長選択偏光分離膜２２ａの膜特性の設計は例えば波長λ１のＰ偏光反射率を５０％程度、Ｓ偏光反射率をほぼ１００％、波長λ２のＰ偏光反射率を９０％程度、波長λ１及び波長λ２のＳ偏光反射率をほぼ１００％となるようにした。しかしこの数字は光学系を構成する部品がもつ定数、光学系の設計定数で変わるものであり、最適の膜特性はその光学系ごとで異なる。
【０１３０】
また、全反射膜２２ｂは誘電体多層膜または金属膜で作製される。誘電体多層膜で作製される場合、全反射膜２２ｂは高屈折率膜と低屈折率膜が交互に２０層以下で積層されている。高屈折率膜としてはＴｉＯ2、Ｎｂ2Ｏ5、Ｔａ2Ｏ5、Ａｌ2Ｏ3等がある。また、低屈折率膜としてはＳｉＯ2、ＭｇＦ2等がある。各膜の厚さは１００〜２００ｎｍである。金属膜で作製される場合、全反射膜２２ｂは金属膜の単層で構成される。金属膜としてはＡｕ、Ａｇ、Ａｌ、Ｐｔ等がある。また金属膜を保護する目的で金属膜の表面にＳｉＯ2等の誘電体等で構成される保護膜を設けても良い。また、この保護膜は必要な光学的な特性が得られれば、波長選択偏光分離膜２２ａの最後の１層として波長選択偏光分離膜２２ａの領域と全反射膜２２ｂの全領域に成膜しても良い。また、波長選択偏光分離膜２２ａと全反射膜２２ｂとを一気に全体に形成し、波長選択偏光分離膜２２ａの部分のみ全反射膜２２ｂに相当する分を除去して波長選択偏光分離膜２２ａとしても良い。その場合、全反射膜２２ｂが波長選択偏光分離膜２２ａと同じ組成、膜厚の誘電体の層で構成され、必要な光学的な特性が得られなければならない。
【０１３１】
光源１から出射された光の中心部に相当する個所には所定の大きさ、形状に全反射膜２２ｂが形成されない領域２２ｃを設ける。図２３（ａ）、図２３（ｂ）に示すように本実施の形態２において領域２２ｃは光学系の光軸付近の領域とした。領域２２ｃで露出している膜は波長選択偏光分離膜２２ａとなる。図２３（ａ）に示すように波長選択偏光分離膜２２ａの波長λ１のＰ偏光反射率が５０％程度の場合、ＤＶＤ９のラジアル方向に相当する方向では光束が分布する領域の６５％程度以内の領域を領域２２ｃとし、領域２２ｃと全反射膜２２ｂの境界線はタンジェンシャル方向に相当する方向の直線状とした。すなわち領域２２ｃを短冊状の形状とした。また、波長選択偏光分離膜２２ａの波長λ１のＰ偏光反射率が７５％程度の場合、ＤＶＤ９のラジアル方向に相当する方向では光束が分布する領域の４５％程度以内の領域を領域２２ｃとすると良い。また、図２３（ｂ）に示すように短冊状ではなく、ＤＶＤ９のタンジェンシャル方向に相当する方向において光束が分布する領域の９０〜９５％程度以内とする楕円形の領域を領域２２ｃとしても良い。
【０１３２】
なお、本実施の形態２において光透過部材２１の面２１ａや面２１ｂの形状を略長方形としたが、四隅をＣ面取りやＲ面取りしても良い。また、光束が入射し出射するのに必要最小限の領域があれば良いので、その形状に合わせた楕円形状や角丸四角形のような形状としても構わない。
【０１３３】
次にフィルタ２２の作用について説明する。図２４（ａ）は本実施の形態２のフィルタを通過したレーザ光の対物レンズの開口面における光強度分布を示す図、図２４（ｂ）は光ディスクの記録面における光強度分布を示す図である。光源１から出射されビームスプリッタ５に入射したレーザ光は光透過部材２１を透過し、フィルタ２２に入射する。この場合レーザ光はＰ偏光である。レーザ光が波長λ１の場合上記の通り、波長選択偏光分離膜２２ａである領域２２ｃに入射したレーザ光は５０％程度が反射され、全反射膜２２ｂに入射したレーザ光はほぼ１００％が反射されて、再び光透過部材２１を透過してＤＶＤ９に向けて出射される。レーザ光は対物レンズ８で集束光に変換されてＤＶＤ９の情報記録面で集光される。その際、レーザ光は対物レンズ８において図２４（ａ）の実線に示すような中心部が低下した光強度分布となる。このような光強度分布のレーザ光がＤＶＤ９の情報記録面で集光されると、図２４（ｂ）に示すようにフィルタ２２がない場合に比べて光強度分布が小さくなる。すなわち、ＤＶＤ９の情報記録面のレーザ光の集光スポットを小さく絞ることができる。この現象を超解像現象という。対物レンズ８の開口面での光強度分布を光学系に合わせて最適化することにより集光スポットは小さく絞れ、サイドローブと呼ばれる周辺部の盛り上がりも低く抑えることができる。そのため、ＤＶＤ９の集光スポットの収差を低く抑えることができる。
【０１３４】
一方、レーザ光が波長λ２の場合上記の通り、波長選択偏光分離膜２２ａである領域２２ｃに入射したレーザ光は９０％程度が反射され、全反射膜２２ｂに入射したレーザ光はほぼ１００％が反射されて、再び光透過部材２１を透過してＣＤ９ｅに向けて出射される。すなわち、波長λ２のレーザ光は波長選択偏光分離膜２２ａによる光強度の低下はほとんど見られない。そしてレーザ光は対物レンズ８で集束光に変換されてＣＤ９ｅの情報記録面で集光される。そのため、対物レンズ８の開口面における光強度分布は図２４（ａ）の破線に示すフィルタ２２なしの分布に近く、ＣＤ９ｅの情報記録面における集光スポットの光強度分布も図２４（ｂ）の破線で示すフィルタ２２なしの分布に近い。そのためＣＤ９ｅの集光スポットは利用効率が良い。
【０１３５】
ＤＶＤ９の情報記録面及びＣＤ９ｅの情報記録面で反射されたレーザ光はＳ偏光であり、上記の通りほぼ１００％が反射されて受光センサ１０に向かう。すなわち、光強度分布に変化は起きない。また領域２２ｃにおける波長選択偏光分離膜２２ａで透過されたレーザ光は前光モニタ１１に入射し、光量制御に用いられ、効率良く光を使うことができる。
【０１３６】
本実施の形態２の場合、上記の通りフィルタ２２はキャリッジ１２に固定して取り付けられる。ＤＶＤ用のホログラム７ａは対物レンズ８とともにアクチュエータ１４のレンズホルダ１５にキャリッジ１２に対して可動状態で取り付けられる。そのため、ＤＶＤ９に対して情報を記録したり、再生したりする際に、フィルタ２２の領域２２ｃを通過してきたレーザ光の光強度分布の中心とＤＶＤ用のホログラム７ａの中心とが必ずしも一致しない。この中心ずれはＤＶＤ用のホログラム７ａに入射する光強度分布の中心がずれていることに相当する。また、この光強度分布は方向を限らずに変化する。本実施の形態２のＤＶＤ用のホログラム７ａは実施の形態１と同じものを使用する。
【０１３７】
中心ずれがタンジェンシャル方向に発生した場合、図８に示すようにＤＶＤ用のホログラム７ａのフォーカス領域１２１、１２２、２２１、２２２、３２１、３２２、４２１、４２２はタンジェンシャル方向の分割腺で区切られているため、フォーカスエラー信号ＦＥＳはタンジェンシャル方向の中心ずれの影響を受けにくい。さらに、メイントラッキング領域１１１、２１１、３１１、４１１とサブトラッキング領域１１２、２１２、３１２、４１２とはラジアル方向の分割線で区切られてタンジェンシャル方向に交互に並ぶように配置されているので、トラッキングエラー信号ＴＥＳもやはりタンジェンシャル方向の中心ずれの影響は受けにくい。
【０１３８】
中心ずれがラジアル方向に発生した場合、図８に示すようにフォーカス領域（１２１、１２２）、（２２１、２２２）、（３２１、３２２）、（４２１、４２２）の各組がトラッキング領域１１３、２１３、３１３、４１３と交互にラジアル方向に並ぶように配置されているので、フォーカスエラー信号ＦＥＳはラジアル方向の中心ずれの影響を受けにくい。さらにメイントラッキング領域１１１、２１１、３１１、４１１とサブトラッキング領域１１２、２１２、３１２、４１２がラジアル方向の分割線で区切られ、ラジアル方向において同一幅であるのでメイントラッキング光検出面１０ｂとサブトラッキング光検出面１０ｃに入射する光量の比はほとんど変化しない。そのためトラッキングエラー信号ＴＥＳもタンジェンシャル方向の中心ずれの影響は受けにくい。
【０１３９】
なお、ＤＶＤ用のホログラム７ａは第２分割線７ｆを対称軸に対称な形状であることが望ましい。また、フィルタ２２の領域２２ｃと全反射膜２２ｂとの境界部がＤＶＤ用のホログラム７ａのフォーカス領域１２３、２２３、３２３、４２３に相当するように、その周辺がトラッキング領域１１３、２１３、３１３、４１３に相当するように設計するとトラッキング制御にはフィルタ２２の反射率段差の影響が出にくい。
【０１４０】
このように本実施の形態２の光ピックアップ装置２０はキャリッジ１２に固定されたフィルタ２２を備えていて、フィルタ２２の領域２２ｃを透過してきたレーザ光の光強度分布の中心とＤＶＤ用のホログラム７ａの中心とがずれても安定したトラッキングエラー信号ＴＥＳ、フォーカスエラー信号ＦＥＳを生成することができる。しかもフィルタ２２を備えているためにＤＶＤの集光スポットの収差を低く抑えることができるとともに、ＣＤの集光スポットは利用効率が良い。
【０１４１】
（実施の形態３）
本実施の形態３について図面を参照しながら説明する。図２５は本実施の形態３の光ピックアップ装置の光学系の構成図である。図２６は本実施の形態３のＤＶＤ用受光センサの光検出面の配置図である。本実施の形態３の光ピックアップ装置２０はＤＶＤ用光源１ａとＣＤ用光源１ｂとを離して配置し、ＤＶＤ用受光センサ１０ｇとＣＤ用受光センサ１０ｈとを別々に配置したものである。
【０１４２】
ＤＶＤ用光源１ａの半導体レーザ素子はＤＶＤ用受光センサ１０ｇの光検出面１０ａを形成する基板上に配置され、１つのパッケージとして形成される。ＤＶＤ用光源１ａはＤＶＤ９に対して情報を記録または再生の少なくとも一方を行うのに必要なレーザ光をＤＶＤ９に向けて出射する。同様にＣＤ用光源１ｂの半導体レーザ素子はＣＤ用受光センサ１０ｈの光検出面１０ａを形成する基板上に配置され、１つのパッケージとして形成される。ＣＤ用光源１ａはＣＤ９ｅに対して情報を記録または再生の少なくとも一方を行うのに必要なレーザ光をＣＤ９ｅに向けて出射する。
【０１４３】
本実施の形態３の回折格子２ｂはＣＤ用光源１ｂを収納したパッケージのレーザ光が出射される窓部のＣＤ用光源１ｂ側の面に設けた。ＤＶＤ用光源１ａとＣＤ用光源１ｂとは離れているため回折格子２ｂにはＣＤ用のレーザ光のみ入射させることができる。そのため回折格子２ｂはＣＤのトラッキング制御専用に中央の光量の大きい０次光であるメインビームと両側の光量の小さい±１次光であるサイドビームの３本の光束にレーザ光を分離する。窓部は透明なプラスチックで形成されており、金型に所定の回折格子２ｂの形状と逆の形状の凹凸を形成しておき、そこに窓部の材料を射出、硬化して回折格子２ｂを形成する。ＣＤ用光源１ｂを収納したパッケージの一部として回折格子２ｂを構成することで光ピックアップ装置２０の小型化や軽量化が図れる。
【０１４４】
なお、回折素子２は透明基板２ａのＣＤ用光源１ｂ側の面に回折格子２ｂを形成し、反対側の面に開口制限膜２ｆを設けた構成としても良い。透明基板２ａ及び開口制限膜２ｆは実施の形態１と同じであり、その説明を援用する。回折格子２ｂは透明基板２ａのＣＤ用光源１ｂ側の面に所定の形状の凹凸を形成する。例えば、金型に所定の形状と逆の形状の凹凸を形成しておき、そこに透明基板２ａの材料を射出、硬化して透明基板２ａを形成しても良い。また、透明基板２ａの表面を所定の形状の凹凸にエッチングし、その後、所定の形状に切断しても良い。また、実施の形態１で説明した回折素子２をそのまま使用しても構わない。
【０１４５】
ＣＤ用のホログラム３ｊはＣＤ用光源１ｂを収納したパッケージのレーザ光が出射させる窓部のＣＤ用光源１ｂと反対側の面に設けた。窓部を作る金型のＣＤ用のホログラム３ｊを形成する面にＣＤ用のホログラム３ｊと逆の凹凸を形成しておくことで、窓部を作る際に回折格子２ｂと同時に作製することができる。すなわち本実施の形態３ではＣＤ用光源１ｂ、ＣＤ用受光センサ１０ｈ、回折格子２ｂ、ＣＤ用のホログラム３ｊを１つのパッケージに収めた構成である。そのため、光ピックアップ装置２０の小型化や軽量化が図れる。本実施の形態３におけるＣＤ用のホログラム３ｊは実施の形態１のＣＤ用のホログラム３ｊとは異なり、透過型のホログラムとなるが、実施の形態１のＣＤ用のホログラム３ｊと同様にフォーカス制御用に用いられる光束とトラッキング制御用に用いられる光束を分離する。
【０１４６】
なお、ＣＤ用のホログラム３ｊはパッケージの窓部に形成する必要はない。単独の素子として光学ガラスや光学プラスチックの板上にＣＤ用のホログラム３ｊを形成しても良い。また、回折素子２の開口制限膜２ｆを形成する面にＣＤ用のホログラム３ｊを形成した上で開口制限膜２ｆを形成しても良い。ＣＤ用のホログラム３ｊは図６に示す分割パターンとした。
【０１４７】
リレーレンズ２３は光学ガラスや光学プラスチックで形成される。リレーレンズ２３はＣＤ用光源１ｂから出射されたレーザ光の発散角を変換し、コリメートレンズ４で略平行光になるように調整するためのレンズである。リレーレンズ２３を配置することで、ＣＤ用光源１ｂから出射されたレーザ光を光強度分布の裾の方まで取り込むことができるため、レーザ光を効率良く利用することができる。また、開口制限する役割を果たすことができるため、回折素子２を用いた場合の開口制限膜２ｆを省略することができる。
【０１４８】
前光ホログラム２４は光学ガラスや光学プラスチックの表面にホログラムを形成し、ＤＶＤ用光源１ａから出射されたレーザ光の一部をＤＶＤ用受光センサ１０ｇに入射させ、ＤＶＤの光量制御用の信号を得るためのものである。実際にホログラムが形成され光量制御用に用いられるのは記録や再生には用いられない光束の端の部分である。実際の記録や再生に用いられる光束の部分にはホログラムは形成されない。
【０１４９】
ビームスプリッタ５は光学ガラスまたは光学プラスチックで作製された透明基板５ａのＤＶＤ用光源１ａに対向する側の表面に波長選択偏光分離膜５ｂを形成した構成である。波長選択偏光分離膜５ｂは波長λ１のレーザ光をＰ偏光、Ｓ偏光に関わらず全反射させ、波長λ２のＰ偏光のレーザ光の大半を透過させて一部を反射させ、Ｓ偏光を全透過させる。波長選択偏光分離膜５ｂは誘電体多層膜で作製される。
【０１５０】
コリメートレンズ４、ホログラム素子７、対物レンズ８、前光モニタ１１は実施の形態１と同じであり、その説明を援用する。また、立ち上げミラー６ａは実施の形態１の立ち上げプリズム６を置き換えたものである。ここでＤＶＤ用のホログラム７ａの分割パターンは図８に示す通りとした。
【０１５１】
ＤＶＤ用受光センサ１０ｇの光検出面１０ａは図９に対し、ＣＤ用サブトラッキング光検出面１０ｅとＣＤ用フォーカス光検出面１０ｆを省いた。さらにメイントラッキング光検出面１０ｂのラジアル方向の長さをサブトラッキング光検出面１０ｃのラジアル方向の長さと同じにした。その際、メイントラッキング光検出面１０ｂのラジアル方向の外側の縁の方を切り詰めた。したがって、メイントラッキング光検出面１０ｂとサブトラッキング光検出面１０ｃとはラジアル方向において位置がずれた配置となっている。なお、ＤＶＤ用光源１ａと前光ホログラム２４で分離された光束を受光する光検出面の配置は省略した。
【０１５２】
図２６において、集光面の情報記録面からの反射光はスポット２７、２７ａとしてメイントラッキング光検出面１０ｂ、サブトラッキング光検出面１０ｃの中心に入射する。したがって、スポット２７とスポット２７ａのラジアル方向の入射位置はメイントラッキング光検出面１０ｂとサブトラッキング光検出面１０ｃとのラジアル方向の位置ずれ分だけずれている。スポット４１は非集光面であるＬ０層９ａ、Ｌ１層９ｂで反射され、メイントラッキング領域１１１、２１１、３１１、４１１で分離された光束によるものである。スポット４２は非集光面であるＬ０層９ａ、Ｌ１層９ｂで反射され、サブトラッキング領域１１２、２１２、３１２、４１２で分離された光束によるものである。メイントラッキング光検出面１０ｂに入射するスポットはＤＶＤ用のホログラム７ａのラジアル方向の中心に最も近く且つタンジェンシャル方向の中心に最も近いメイントラッキング領域１１１、２１１、３１１、４１１で分離された光束によるスポット４４のみである。また、サブトラッキング光検出面１０ｃに入射するスポットはＤＶＤ用のホログラム７ａのラジアル方向の中心に最も近く且つタンジェンシャル方向の中心に最も近いサブトラッキング領域１１２、２１２、３１２、４１２で分離されたスポット４５のみである。
【０１５３】
これは、以下の理由による。スポット４４のラジアル方向の幅をメイントラッキング光検出面１０ｂとサブトラッキング光検出面１０ｃとのラジアル方向の位置の差以下とした。その結果、非集光面のＬ１層９ｂで反射した場合に、ＤＶＤ用のホログラム７ａのラジアル方向の中心に最も近いメイントラッキング領域１１１、２１１、３１１、４１１を通過したラジアル方向の幅一杯の光束をスポット４４として、メイントラッキング光検出面１０ｂに取り込むことができる。同時に、スポット４４と同じ列のスポット４１がサブトラッキング光検出面１０ｃに入射しないようにできる。また、スポット４５のラジアル方向の幅はスポット４４のラジアル方向の幅とほぼ同じであり、前述したようにスポット２７とスポット２７ａのラジアル方向の入射位置の差はメイントラッキング光検出面１０ｂとサブトラッキング光検出面１０ｃとの長さの差とほぼ等しい。そのため、ＤＶＤ用のホログラム７ａのラジアル方向の中心に最も近いサブトラッキング領域１１２、２１２、３１２、４１２を通過したラジアル方向の幅一杯の光束をスポット４５として、サブトラッキング光検出面１０ｃに取り込むことができる。同時に、スポット４５と同じ列のスポット４２がメイントラッキング光検出面１０ｂに入射しないようにできる。
【０１５４】
そして、非集光面のＬ０層９ａで反射した場合についても、ＤＶＤ用のホログラム７ａのラジアル方向の中心に最も近いメイントラッキング領域１１１、２１１、３１１、４１１を通過したラジアル方向の幅一杯の光束をスポット４４として、メイントラッキング光検出面１０ｂに取り込むことができる。同時に、スポット４４と同じ列のスポット４１がサブトラッキング光検出面１０ｃに入射しないようにできる。また、ＤＶＤ用のホログラム７ａのラジアル方向の中心に最も近いサブトラッキング領域１１２、２１２、３１２、４１２を通過したラジアル方向の幅一杯の光束をスポット４５として、サブトラッキング光検出面１０ｃに取り込むことができる。同時に、スポット４５と同じ列のスポット４２がメイントラッキング光検出面１０ｂに入射しないようにできる。
【０１５５】
このようにＤＶＤ専用の光検出面１０ａの配置とすることにより、ＣＤ用サブトラッキング光検出面１０ｅに入射するはずの光束を考慮する必要がなくなるだけでなく、メイントラッキング光検出面１０ｂに入射していた変動要因を含みやすい光束がメイントラッキング光検出面１０ｂへ入射することを防ぐことができる。そのため２層の情報記録面を有するＤＶＤを用いた場合に、トラッキングエラー信号ＴＥＳに発生するオフセットをさらに小さくすることができ、より安定したフォーカスエラー信号ＴＥＳを得ることができる。
【０１５６】
なお、第２受光センサをＣＤ用受光センサ１０ｈとし、ＣＤ用受光センサ１０ｈの光検出面１０ａは図９におけるＤＶＤ用フォーカス光検出面１０ｄを省いた配置にすれば良い。そして、メイントラッキング光検出面１０ｂを第２メイントラッキング光検出面に置き換え、サブトラッキング光検出面１０ｃを第２サブトラッキング光検出面に置き換え、ＣＤ用サブトラッキング光検出面１０ｅを第３サブトラッキング光検出面に置き換える。また、ＣＤ用フォーカス光検出面１０ｆを第２フォーカス光検出面に置き換える。第２メイントラッキング光検出面はＣＤ用のホログラム３ｊの第２トラッキング領域３１ａ、３２ａ、３３ａ、３４ａを通過したＣＤ９ｅの情報記録面からの反射光のうち、回折格子２ｄで分離された０次光であるメインビームを受光する。第２サブトラッキング光検出面はＣＤ用のホログラム３ｊの第２トラッキング領域３１ａ、３２ａ、３３ａ、３４ａを通過したＣＤ９ｅの情報記録面からの反射光のうち、回折格子２ｄで分離された±１次光であるサイドビームの一方を受光する。第３サブトラッキング光検出面はサイドビームの他方を受光する。第２フォーカス光検出面はＣＤ用のホログラム３ｊの第２フォーカス領域３１ｂ、３１ｃ、３２ｂ、３２ｃ、３３ｂ、３３ｃ、３４ｂ、３４ｃを通過したＣＤ９ｅの情報記録面からの反射光を受光する。第２メイントラッキング光検出面の大きさは第２サブトラッキング光検出面や第３サブトラッキング光検出面に合わせても良い。また、第３サブトラッキング光検出面を全ての第２メイントラッキング光検出面の側方に設けても良い。
【０１５７】
なお、本実施の形態３ではＤＶＤ用光源１ａとＣＤ用光源１ｂとを離して配置した光ピックアップ装置とした。しかし光源１として実施の形態１で説明した光源１を用い、回折素子２を用いずにＣＤのトラッキング制御を１ビーム法で行う場合も同じＤＶＤ用のホログラム７ａとＤＶＤ用受光センサ１０ｇを用いることができる。この場合、光学系全体は図１の回折素子２がない構成となる。ＤＶＤ用のホログラム７ａは実施の形態３のＤＶＤ用のホログラム７ａと同じで良いが、ＣＤ用のホログラム３ｊは別途専用に設計する必要がある。また、ＤＶＤ用受光センサ１０ｇの光検出面１０ａの配置は図２６に説明した通りでも構わないが、ＣＤ用フォーカス光検出面１０ｆを配置しても良い。
【０１５８】
（実施の形態４）
本実施の形態４について図面を参照しながら説明する。図２７は本実施の形態４のＤＶＤ用のホログラムの分割パターン図である。図２８は本実施の形態４のＤＶＤ用のホログラムのメイントラッキング領域で分離された光束がメイントラッキング光検出面に入射する様子を示した図、図２９は本実施の形態４のＤＶＤ用のホログラムのサブトラッキング領域で分離された光束がサブトラッキング光検出面に入射する様子を示した図である。図３０は本実施の形態４の非集光面であるＬ１層で反射されＤＶＤ用のホログラムのメイントラッキング領域で分離された光束が受光センサに入射する様子を示した図、図３１は本実施の形態４の非集光面であるＬ１層で反射されＤＶＤ用のホログラムのサブトラッキング領域で分離された光束が受光センサに入射する様子を示した図、図３２は本実施の形態４の非集光面であるＬ０層で反射されＤＶＤ用のホログラムのメイントラッキング領域で分離された光束が受光センサに入射する様子を示した図、図３３は本実施の形態４の非集光面であるＬ０層で反射されＤＶＤ用のホログラムのサブトラッキング領域で分離された光束が受光センサに入射する様子を示した図である。図３４は本実施の形態４の非集光面の情報記録面で反射された光束の分布図である。本実施の形態４はＤＶＤ用のホログラム７ａの分割パターンの変形例である。ＤＶＤ用のホログラム７ａの分割パターンを除いた構成は実施の形態１と同じであるのでその説明を援用する。
【０１５９】
図２７に示すように、本実施の形態４においてＤＶＤ用のホログラム７ａはラジアル方向の第１分割線７ｅ及びタンジェンシャル方向の第２分割線７ｆで区切られた略等面積の４つの分割領域１００、２００、３００、４００を備える。各分割領域１００、２００、３００、４００はタンジェンシャル方向の分割線で区切られて交互に並ぶトラッキング領域１１３、２１３、３１３、４１３とフォーカス領域１２３、２２３、３２３、４２３を備える。
【０１６０】
ＤＶＤ用のホログラム７ａのラジアル方向の中心に２番目に近いフォーカス領域１２３、２２３、３２３、４２３はタンジェンシャル方向の分割線でフォーカス領域１２１、１２２、２２１、２２２、３２１、３２２、４２１、４２２にそれぞれ２つに分割される。その他のフォーカス領域１２３、２２３、３２３、４２３はフォーカス領域１２１、１２２、２２１、２２２、３２１、３２２、４２１、４２２のいずれか１つで構成される。フォーカス領域１２１、２２１、３２１、４２１で分離された光束は合焦してから受光センサ１０に入射する。また、フォーカス領域１２２、２２２、３２２、４２２で分離された光束は合焦する前に受光センサに１０に入射する。なお、フォーカス領域１２１、２２１、３２１、４２１とフォーカス領域１２２、２２２、３２２、４２２は光束の合焦の状態が逆でも構わない。
【０１６１】
ＤＶＤ用のホログラム７ａのラジアル方向の中心に最も近いトラッキング領域１１３、２１３、３１３、４１３はラジアル方向の分割線で区切られて交互に並ぶメイントラッキング領域１１１、２１１、３１１、４１１とサブトラッキング領域１１２、２１２、３１２、４１２を備える。このメイントラッキング領域１１１、２１１、３１１、４１１とサブトラッキング領域１１２、２１２、３１２、４１２とはラジアル方向において同一幅である。ＤＶＤ用のホログラム７ａのタンジェンシャル方向の中心から最も遠い区域のトラッキング領域１１３、２１３、３１３、４１３はメイントラッキング領域１１１、２１１、３１１、４１１とした。ＤＶＤ用のホログラム７ａのラジアル方向の中心に２番目に近いトラッキング領域はラジアル方向の分割線とタンジェンシャル方向の分割線で区切られて並ぶメイントラッキング領域１１１、２１１、３１１、４１１とサブトラッキング領域１１２、２１２、３１２、４１２を備える。ＤＶＤ用のホログラム７ａのラジアル方向の周辺部はトラッキング情報が多く含まれており、その区域をメイントラッキング光検出面１０ｂに入射させることにより、トラッキング制御用信号の出力を大きくする。ＤＶＤ用のホログラム７ａのラジアル方向の中心から最も遠いトラッキング領域１１３、２１３、３１３、４１３はメイントラッキング領域１１１、２１１、３１１、４１１とした。
【０１６２】
図２８に示すように、ＤＶＤ９で集光し反射してＤＶＤ用のホログラム７ａのラジアル方向の中心から２番目に近いメイントラッキング領域２１１と最も遠いメイントラッキング領域２１１で分離された光束はαのメイントラッキング光検出面１０ｂのラジアル方向のほぼ中心近くの「●」の位置にスポット２７ｂとして略合焦状態で入射するようにした。またＤＶＤ９で集光し反射してＤＶＤ用のホログラム７ａのラジアル方向の中心に最も近いメイントラッキング領域１１１で分離された光束はαのメイントラッキング光検出面１０ｂ上のさらにラジアル方向の内側の「●」の位置にスポット２７として略合焦状態で入射するようにした。いずれにしても分割領域２００のメイントラッキング領域２１１で分離された光束は全てメイントラッキング光検出面１０ｂに入射する。分割領域２００とαのメイントラッキング光検出面１０ｂとはラジアル方向及びタンジェンシャル方向で交差した配置になっている。
【０１６３】
また、図２９に示すように、サブトラッキング領域２１２で分離された光束はＧのサブトラッキング光検出面１０ｃのほぼ中心の「●」の位置にスポット２７ａとして略合焦状態で入射するようにした。分割領域２００とＧのサブトラッキング光検出面１０ｃとはラジアル方向及びタンジェンシャル方向で交差した配置になっている。スポット２７とスポット２７ａのラジアル方向の入射位置の差はメイントラッキング光検出面１０ｂとサブトラッキング光検出面１０ｃのラジアル方向の長さの差にほぼ等しい。
【０１６４】
非集光面の情報記録面で反射された場合は以下のようになる。図３０において非集光面であるＬ１層で反射したレーザ光は、分割領域２００のメイントラッキング領域２１１で分離され、１点には集光せずに分散して非合焦状態で受光センサ１０に入射する。入射する位置はメイントラッキング光検出面１０ｂとＤＶＤ用フォーカス光検出面１０ｄとの間であり、一部がメイントラッキング光検出面１０ｂに入射する。各スポット４１は各メイントラッキング領域２１１に対応する。同様に図３１において非集光面であるＬ１層で反射したレーザ光は、分割領域２００のサブトラッキング領域２１２で分離され、１点には集光せずに分散して非合焦状態で受光センサ１０に入射する。入射する位置はサブトラッキング光検出面１０ｃとＤＶＤ用フォーカス光検出面１０ｄとの間であり、一部がサブトラッキング光検出面１０ｃに入射する。各スポット４２は各サブトラッキング領域２１２に対応する。
【０１６５】
一方、図３２において非集光面であるＬ０層で反射したレーザ光は、分割領域２００のメイントラッキング領域２１１で分離され、１点には集光せずに分散して非合焦状態で受光センサ１０に入射する。入射する位置はＤＶＤ用フォーカス光検出面１０ｄと反対側であり、一部がメイントラッキング光検出面１０ｂに入射する。各スポット４１は各メイントラッキング領域２１１に対応する。同様に図３３において非集光面であるＬ０層で反射したレーザ光は、分割領域２００のサブトラッキング領域２１２で分離され、１点には集光せずに分散して非合焦状態で受光センサ１０に入射する。入射する位置はＤＶＤ用フォーカス光検出面１０ｄと反対側であり、一部がサブトラッキング光検出面１０ｃに入射する。各スポット４２は各サブトラッキング領域２１２に対応する。
【０１６６】
非集光面の情報記録面で反射されＤＶＤ用のホログラム７ａのラジアル方向の中心に最も近く且つＤＶＤ用のホログラム７ａのタンジェンシャル方向の中心に最も近いメイントラッキング領域２１１で分離された光束がメイントラッキング光検出面１０ｂに入射するようにした。また、非集光面の情報記録面で反射されＤＶＤ用のホログラム７ａのラジアル方向の中心に最も近く且つＤＶＤ用のホログラム７ａのタンジェンシャル方向の中心に最も近いサブトラッキング領域２１２で分離された光束はサブトラッキング光検出面１０ｃに入射するようにした。また、ＣＤ用サブトラッキング光検出面１０ｅのタンジェンシャル方向の中心部には、非集光面のＬ０層９ａで反射され、ＤＶＤ用のホログラム７ａのラジアル方向の中心に最も近く、ＤＶＤ用のホログラム７ａのタンジェンシャル方向の中心に２番目に近いメイントラッキング領域２１１で分離された光束が入射するようにした。ＤＶＤ用のホログラム７ａのラジアル方向の中心に最も近いメイントラッキング領域２１１からのスポット４１のラジアル方向の幅は、同じ列のサブトラッキング領域２１２からのスポット４２のラジアル方向の幅とほぼ等しい。その幅はメイントラッキング光検出面１０ｂとサブトラッキング光検出面１０ｃのラジアル方向の長さの差以下とした。メイントラッキング光検出面１０ｂ、サブトラッキング光検出面１０ｃ、ＣＤ用サブトラッキング光検出面１０ｅに入射する非集光面の情報記録面で反射されたレーザ光の光束はいずれも、そのメイントラッキング領域２１１、サブトラッキング領域２１２で分離された光束のラジアル方向の幅全体がほぼ光検出面１０ａに入射するようにした。
【０１６７】
一方、非集光面の情報記録面で反射されＤＶＤ用のホログラム７ａのラジアル方向の中心に２番目に近いメイントラッキング領域２１１、サブトラッキング領域２１２で分離された光束はいずれもどの光検出面１０ａにも入射しない。したがってトラッキング領域をタンジェンシャル方向の分割線でメイントラッキング領域とサブトラッキング領域に隔てた場合に生じる２層の情報記録面を有するＤＶＤ９のばらつきや光学系のばらつきに起因するメイントラッキング光検出面１０ｂとサブトラッキング光検出面１０ｃに入射する光量バランスのばらつきによる不具合は生じない。よって、実施の形態１で説明したようなＬ０層９ａへの記録直後にＬ１層９ｂへジャンプして引き続きＬ１層９ｂでの記録を行う場合や実施の形態２で説明したフィルタ２２を使用した場合等での不具合は生じない。
【０１６８】
図３４に示すように、全てのメイントラッキング領域１１１、２１１、３１１、４１１、サブトラッキング領域１１２、２１２、３１２、４１２、メイントラッキング光検出面１０ｂ、サブトラッキング光検出面１０ｃ、ＣＤ用サブトラッキング光検出面１０ｅで成り立つ。
【０１６９】
このようにトラッキング領域１１３、２１３、３１３、４１３をメイントラッキング領域１１１、２１１、３１１、４１１とサブトラッキング領域１１２、２１２、３１２、４１２に分割する際、ＤＶＤ用のホログラム７ａのタンジェンシャル方向の分割線で隔てる必要がある場合、非集光面の情報記録面で反射されその領域で分離された光束が光検出面１０ａに入射しないようにすることが肝要である。そのようなトラッキング領域１１３、２１３、３１３、４１３をＤＶＤ用のホログラム７ａのラジアル方向の周辺部に配置することで実現できる。
【０１７０】
なお、本実施の形態４で示したスポット２７とスポット２７ｂのようにメイントラッキング光検出面１０ｂに集光するスポットを複数にすることにより、必要最小限の光束のみ光検出面１０ａに入射させることができる。また、本実施の形態４においてもスポット４１、４２が所定のメイントラッキング光検出面１０ｂ及びサブトラッキング光検出面１０ｃ以外のメイントラッキング光検出面１０ｂ、サブトラッキング光検出面１０ｃ、ＤＶＤ用フォーカス光検出面１０ｄには入射しないように光検出面１０ａが配置されている。また、スポット４３がメイントラッキング光検出面１０ｂ、サブトラッキング光検出面１０ｃ、ＣＤ用サブトラッキング光検出面１０ｅには入射しないように光検出面１０ａが配置されている。また、図示していないが、ＤＶＤ用のホログラム７ａで回折されずにそのまま通過したレーザ光がＤＶＤ用フォーカス光検出面１０ｄ、メイントラッキング光検出面１０ｂ、サブトラッキング光検出面１０ｃのいずれにも入射しないように光学系が構成されている。また、ＤＶＤ用のホログラム７ａで−１次光として回折されたレーザ光もＤＶＤ用フォーカス光検出面１０ｄ、メイントラッキング光検出面１０ｂ、サブトラッキング光検出面１０ｃのいずれにも入射しないように光検出面１０ａが配置されている。
【０１７１】
このように実施の形態４の光ピックアップ装置は、複数層の情報記録面を有する光ディスクの所定の情報記録面にレーザ光を集光させて情報の記録または再生を行う場合において所定の情報記録面以外からの反射光を受光するメイントラッキング光検出面とサブトラッキング光検出面からの出力の比率が一定になるようにできる。そのためトラッキング制御に用いられる信号としてほぼキャンセルしてオフセットを極小に保つことができる。そのため複数層の情報記録面を有する光ディスクに対して安定した記録及び再生を実現することができる。
【０１７２】
（実施の形態５）
本実施の形態５について図面を参照しながら説明する。図３５は本実施の形態５の光ピックアップモジュールの構成図、図３６は本実施の形態５の光ディスク装置の構成図である。実施の形態５は実施の形態１から実施の形態４で説明した光ピックアップ装置を搭載した光ディスク装置である。
【０１７３】
光ディスク装置６０のＤＶＤ９、ＣＤ９ｅ及び光ピックアップ装置２０を駆動する駆動機構を光ピックアップモジュール５０という。ベース５１は光ピックアップモジュール５０の骨組みを成すもので、このベース５１に直接的、間接的に各構成部品を固定する。
【０１７４】
ＤＶＤ９やＣＤ９ｅを載置するターンテーブルを備えたスピンドルモータ５２はベース５１に固定される。スピンドルモータ５２はＤＶＤ９やＣＤ９ｅを回転させる回転駆動力を生成する。
【０１７５】
フィードモータ５３はベース５１に固定される。フィードモータ５３は光ピックアップ装置２０がＤＶＤ９やＣＤ９ｅの内周と外周の間を移動するために必要な回転駆動力を生成する。フィードモータ５３としてステッピングモータ、ＤＣモータなどが使用される。スクリューシャフト５４はらせん状に溝が掘られており、直接または数段のギアを介してフィードモータ５３に接続される。本実施の形態５では直接フィードモータ５３と接続される。ガイドシャフト５５、５６はそれぞれ両端で支持部材を介してベース５１に固定される。ガイドシャフト５５、５６は光ピックアップ装置２０を移動自在に支持する。光ピックアップ装置２０はスクリューシャフト５４の溝と噛み合うガイド歯を有するラックを備える。ラックがスクリューシャフト５４に伝達されたフィードモータ５３の回転駆動力を直線駆動力に変換するために光ピックアップ装置２０はＤＶＤ９やＣＤ９ｅの内周と外周の間を移動することができる。
【０１７６】
光ピックアップ装置２０は実施の形態１から実施の形態４で説明したものである。光ピックアップ装置２０はＤＶＤ９やＣＤ９ｅに対し情報の記録または再生の少なくとも一方を行い、そのためにレーザ光をＤＶＤ９やＣＤ９ｅに向けて出射する。光ピックアップ装置２０から出射されるレーザ光がＤＶＤ９やＣＤ９ｅに対し直角に入射するように、支持部材を構成する調整機構でガイドシャフト５５、５６の傾きを調整する。
【０１７７】
上部筐体６１ａと下部筐体６１ｂを組み合わせてネジなどを用いて互いに固定して筐体６１とする。トレイ６２は筐体６１に出没自在に設けられる。トレイ６２はカバー６３を取り付けた光ピックアップモジュール５０を下面側から配置する。カバー６３は開口を有し、光ピックアップ装置２０の対物レンズ８を含む一部とスピンドルモータ５２のターンテーブルを露出させる。本実施の形態５の場合、フィードモータ５３も露出させる。ベゼル６４をトレイ６２の前端面に設け、トレイ６２が筐体６１内に収納された時に、トレイ６２の出没口を塞ぐようにする。
【０１７８】
ベゼル６４にはイジェクトスイッチ６５が設けられ、イジェクトスイッチ６５を押すことで、筐体６１とトレイ６２との係合が解除され、トレイ６２は筐体６１に対し出没が可能な状態となる。レール６６はそれぞれトレイ６２の両側部及び筐体６１の双方に摺動自在に取り付けられる。
【０１７９】
筐体６１の内部やトレイ６２の内部には図示していない回路基板があり、信号処理系のＩＣや電源回路などが搭載されている。外部コネクタ６７はコンピュータ等の電子機器に設けられた電源／信号ラインと接続される。そして、外部コネクタ６７を介して光ディスク装置６０内に電力を供給したり、外部からの電気信号を光ディスク装置６０内に導いたり、あるいは光ディスク装置６０で生成された電気信号を外部の電子機器などに送出したりする。
【０１８０】
このように本実施の形態５の光ディスク装置は実施の形態１から実施の形態４で説明した光ピックアップ装置を備えている。実施の形態１から実施の形態４の光ピックアップ装置は複数層の情報記録面を有する光ディスクの所定の情報記録面にレーザ光を集光させて情報の記録または再生を行う場合において所定の情報記録面以外からの反射光を受光するメイントラッキング光検出面とサブトラッキング光検出面からの出力の比率が一定になるようにできる。そのためトラッキング制御に用いられる信号としてほぼキャンセルしてオフセットを極小に保つことができる。そのため複数層の情報記録面を有する光ディスクに対して安定した記録及び再生を実現することができる。したがって、本実施の形態５の光ディスク装置は複数層の情報記録面を有する光ディスクに対して安定した記録及び再生を実現することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１８１】
以上のように、本発明の光ピックアップ装置は複数層の情報記録面を有する光ディスクに対して安定した記録及び再生ができ、光ディスク装置に用いられる光ピックアップ装置として有用である。また、本発明の光ディスク装置は複数層の情報記録面を有する光ディスクに対して安定した記録及び再生ができ、コンピュータやＤＶＤレコーダ等に用いられる光ディスク装置として有用である。
【図面の簡単な説明】
【０１８２】
【図１】本実施の形態１の光ピックアップ装置の光学系の構成図
【図２】（ａ）本実施の形態１の光ピックアップ装置の上面構成図、（ｂ）下面構成図
【図３】（ａ）本実施の形態１の回折素子の構成図、（ｂ）回折格子部分を中心とした詳細構成図
【図４】本実施の形態１の集積プリズムの構成図
【図５】ホログラムの働きを示す図
【図６】本実施の形態１のＣＤ用のホログラムの分割パターン図
【図７】本実施の形態１のホログラム素子の断面構成図
【図８】本実施の形態１のＤＶＤ用のホログラムの分割パターン図
【図９】本実施の形態１の受光センサの光検出面の配置図
【図１０】本実施の形態１のＤＶＤ用のホログラムのメイントラッキング領域で分離された光束がメイントラッキング光検出面に入射する様子を示した図
【図１１】本実施の形態１のＤＶＤ用のホログラムのサブトラッキング領域で分離された光束がサブトラッキング光検出面に入射する様子を示した図
【図１２】光ピックアップ装置の制御の流れを示す図
【図１３】（ａ）本実施の形態１の２層の情報記録面を有するＤＶＤにおけるレーザ光の反射の様子において手前側の情報記録面で反射した場合を示す図、（ｂ）奥側の情報記録面で反射した場合を示す図
【図１４】本実施の形態１の非集光面であるＬ１層で反射されＤＶＤ用のホログラムのメイントラッキング領域で分離された光束が受光センサに入射する様子を示した図
【図１５】本実施の形態１の非集光面であるＬ１層で反射されＤＶＤ用のホログラムのサブトラッキング領域で分離された光束が受光センサに入射する様子を示した図
【図１６】本実施の形態１の非集光面であるＬ０層で反射されＤＶＤ用のホログラムのメイントラッキング領域で分離された光束が受光センサに入射する様子を示した図
【図１７】本実施の形態１の非集光面であるＬ０層で反射されＤＶＤ用のホログラムのサブトラッキング領域で分離された光束が受光センサに入射する様子を示した図
【図１８】本実施の形態１の非集光面であるＬ１層で反射されたレーザ光の受光センサ上の入射位置を示す図
【図１９】本実施の形態１の非集光面であるＬ０層で反射されたレーザ光の受光センサ上の入射位置を示す図
【図２０】本実施の形態１のＬ０層に記録後Ｌ１層に記録を開始した場合の光ディスクの状況を示す図
【図２１】（ａ）本実施の形態１のＬ０層に記録後Ｌ１層に記録を開始した場合のＬ０層からのレーザ光の反射光量分布を示した、Ｌ１層に記録を開始した直後でＬ０層の記録エリアと未記録エリアの境界からＬ１層にレーザ光を照射した場合の図、（ｂ）わずかにＬ０層の記録エリアに入った領域からＬ１層にレーザ光を照射した場合の図、（ｃ）Ｌ０層の記録エリアに完全に入った領域からＬ１層にレーザ光を照射した場合の図、（ｄ）（ｂ）の場合のＤＶＤ用のホログラムの状況を示した図
【図２２】本実施の形態２の光ピックアップ装置の光学系の構成図
【図２３】（ａ）本実施の形態２のビームスプリッタの構成でフィルタの形状の一例を示した図、（ｂ）フィルタ形状の別の例を示した図、（ｃ）フィルタの構成とレーザ光の経路を示した図
【図２４】（ａ）本実施の形態２のフィルタを通過したレーザ光の対物レンズの開口面における光強度分布を示す図、（ｂ）光ディスクの記録面における光強度分布を示す図
【図２５】本実施の形態３の光ピックアップ装置の光学系の構成図
【図２６】本実施の形態３のＤＶＤ用受光センサの光検出面の配置図
【図２７】本実施の形態４のＤＶＤ用のホログラムの分割パターン図
【図２８】本実施の形態４のＤＶＤ用のホログラムのメイントラッキング領域で分離された光束がメイントラッキング光検出面に入射する様子を示した図
【図２９】本実施の形態４のＤＶＤ用のホログラムのサブトラッキング領域で分離された光束がサブトラッキング光検出面に入射する様子を示した図
【図３０】本実施の形態４の非集光面であるＬ１層で反射されＤＶＤ用のホログラムのメイントラッキング領域で分離された光束が受光センサに入射する様子を示した図
【図３１】本実施の形態４の非集光面であるＬ１層で反射されＤＶＤ用のホログラムのサブトラッキング領域で分離された光束が受光センサに入射する様子を示した図
【図３２】本実施の形態４の非集光面であるＬ０層で反射されＤＶＤ用のホログラムのメイントラッキング領域で分離された光束が受光センサに入射する様子を示した図
【図３３】本実施の形態４の非集光面であるＬ０層で反射されＤＶＤ用のホログラムのサブトラッキング領域で分離された光束が受光センサに入射する様子を示した図
【図３４】本実施の形態４の非集光面の情報記録面で反射された光束の分布図
【図３５】本実施の形態５の光ピックアップモジュールの構成図
【図３６】本実施の形態５の光ディスク装置の構成図
【図３７】従来の光ピックアップ装置の光学系の構成図
【図３８】（ａ）従来のホログラムの分割パターンにおける分割領域の例を示す図、（ｂ）分割領域をより多く形成した例を示す図、（ｃ）さらに周辺部のみを分割領域とした例を示す図
【図３９】（ａ）２層の情報記録面を有する光ディスクにおけるレーザ光の反射の様子において手前側の情報記録面で反射した場合を示す図、（ｂ）奥側の情報記録面で反射した場合の図
【符号の説明】
【０１８３】
１    光源
１ａ    ＤＶＤ用光源
１ｂ    ＣＤ用光源
２    回折素子
２ａ    透明基板
２ｂ    回折格子
２ｃ    凸部材
２ｄ    充填部材
２ｅ    透明保護板
２ｆ    開口制限膜
３    集積プリズム
３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ    ブロック
３ｅ、３ｆ、３ｇ    傾斜面
３ｈ、３ｉ    偏光分離膜
３ｊ    ホログラム
４    コリメートレンズ
５    ビームスプリッタ
６    立ち上げプリズム
６ａ    立ち上げミラー
７    ホログラム素子
７ａ    ホログラム
７ｂ    １／４波長板
７ｃ、７ｄ    基板
７ｅ    第１分割線
７ｆ    第２分割線
８    対物レンズ
９    ＤＶＤ
９ａ    Ｌ０層
９ｂ    Ｌ１層
９ｃ    記録エリア
９ｄ    未記録エリア
９ｅ    ＣＤ
１０    受光センサ
１０ａ    光検出面
１０ｂ    メイントラッキング光検出面
１０ｃ    サブトラッキング光検出面
１０ｄ    ＤＶＤ用フォーカス光検出面
１０ｅ    ＣＤ用サブトラッキング光検出面
１０ｆ    ＣＤ用フォーカス光検出面
１０ｇ    ＤＶＤ用受光センサ
１０ｈ    ＣＤ用受光センサ
１１    前光モニタ
１２    キャリッジ
１３    結合ベース
１４    アクチュエータ
１５    レンズホルダ
１６    サスペンションワイヤ
１７    サスペンションホルダ
１８    ヨーク
２０    光ピックアップ装置
２１    光透過部材
２１ａ、２１ｂ    面
２２    フィルタ
２２ａ    波長選択偏光分離膜
２２ｂ    全反射膜
２２ｃ    領域
２３    リレーレンズ
２４    前光ホログラム
２５    ホログラム
２５ａ    基板
２５ｂ    凹凸
２５ｃ    分割線
２６    光ディスク装置本体
２６ａ    アナログ信号処理部
２６ｂ    サーボ処理部
２６ｃ    モータ駆動部
２６ｄ    コントローラ
２６ｅ    ディジタル信号処理部
２６ｆ    レーザ駆動部
２６ｇ    ホスト
２６ｈ    レーザ光源駆動電源
２７、２７ａ、２７ｂ、２８、２９、２９ａ、３０    スポット
３１、３２、３３、３４    分割領域
３１ａ、３２ａ、３３ａ、３４ａ    第２トラッキング領域
３１ｂ、３１ｃ、３２ｂ、３２ｃ、３３ｂ、３３ｃ、３４ｂ、３４ｃ    第２フォーカス領域
３５、３６    分割線
４０    レーザ光
４０ａ、４０ｂ、４０ｃ    反射光
４０ｄ    境界線
４１、４２、４３、４４、４５、４６    スポット
５０    光ピックアップモジュール
５１    ベース
５２    スピンドルモータ
５３    フィードモータ
５４    スクリューシャフト
５５、５６    ガイドシャフト
６０    光ディスク装置
６１    筐体
６１ａ    上部筐体
６１ｂ    下部筐体
６２    トレイ
６３    カバー
６４    ベゼル
６５    イジェクトスイッチ
６６    レール
６７    外部コネクタ
１００、２００、３００、４００    分割領域
１１１、２１１、３１１、４１１    メイントラッキング領域
１１２、２１２、３１２、４１２    サブトラッキング領域
１１３、２１３、３１３、４１３    トラッキング領域
１２１、１２２、１２３、２２１、２２２、２２３、３２１、３２２、３２３、４２１、４２２、４２３    フォーカス領域
【図１】
2007095247.tif 000003
【図２】
2007095247.tif 000004
【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】
2007095247.tif 000009
【図８】
2007095247.tif 000010
【図９】
2007095247.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
2007095247.tif 000013
【図１２】
2007095247.tif 000014
【図１３】
2007095247.tif 000015
【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
2007095247.tif 000019
【図１８】
2007095247.tif 000020
【図１９】
2007095247.tif 000021
【図２０】
2007095247.tif 000022
【図２１】
2007095247.tif 000023
【図２２】
2007095247.tif 000024
【図２３】
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【図２４】
2007095247.tif 000026
【図２５】
2007095247.tif 000027
【図２６】
2007095247.tif 000028
【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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