(57)【要約】【課題】従来のチルトセンサを搭載した光ピックアップ装置は、チルトセンサの取り付けによる光ピックアップ装置のコスト上昇や大型化を招くという問題があった。また、別の従来のチルトセンサを搭載しない光ピックアップ装置においても、予めチルト検出の為の検査を必要とし、さらに、チルトの検出中にも各種多くの演算を必要とする為に回路系が複雑になるという問題があった。【解決手段】光記憶媒体に光ビームを照射する光源と  光ビームを一つのメインビームと二つのサブビームに分離する分離手段と  一つのメインビームと二つのサブビームを、光記録媒体が有する情報記録トラックに対して直交する方向に並ぶように照射し、その反射光を各々独立して受光する受光部と  二つのサブビームの反射光の受光光量に対応して受光部から出力される出力信号の差を演算し、光記録媒体のチルトを検出する演算手段と、を備えたことを特徴とする光ピックアップ装置。【選択図】図５
2007234083.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光記憶媒体に光ビームを照射する光源と
前記光ビームを一つのメインビームと二つのサブビームに分離する分離手段と
前記一つのメインビームと二つのサブビームを、前記光記録媒体が有する情報記録トラックに対して直交する方向に並ぶように照射し、その反射光を各々独立して受光する受光部と
前記二つのサブビームの反射光の受光光量に対応して前記受光部から出力される出力信号の差を演算し、前記光記録媒体のチルトを検出する演算手段と、を備えたことを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項２】
前記二つのサブビームをサブビームＳ１およびサブビームＳ２とし、
前記サブビームＳ１およびサブビームＳ２の反射光を受光する各々の受光部は、反射光を前記光情報記録媒体のトラック方向で二分割して受光する受光領域を有し、
前記受光領域で受光した受光光量に対応して前記受光部から出力される出力信号をＳ１１、Ｓ１２およびＳ２１、Ｓ２２とすると、
（Ｓ１１−Ｓ１２）＋（Ｓ２１−Ｓ２２）を演算し、前記光記憶媒体のチルトを検出することを特徴とする請求項１に記載の光ピックアップ装置。
【請求項３】
前記二つのサブビームをサブビームＳ１およびサブビームＳ２とし、
前記サブビームＳ１およびサブビームＳ２の反射光を受光する各々の受光部は、反射光を前記光情報記録媒体のトラック方向で二分割して受光する受光領域を有し、
前記受光領域で受光した受光光量に対応して前記受光部から出力される出力信号をＳ１１、Ｓ１２およびＳ２１、Ｓ２２とすると、
（Ｓ１１＋Ｓ１２）−（Ｓ２１＋Ｓ２２）を演算し、前記光記憶媒体のチルトを検出することを特徴とする請求項１に記載の光ピックアップ装置。
【請求項４】
前記二つのサブビームをサブビームＳ１およびサブビームＳ２とし、
前記サブビームＳ１およびサブビームＳ２の反射光を受光する各々の受光部は、反射光を前記光情報記録媒体のトラック方向で二分割して受光する受光領域を有し、
前記受光領域で受光した受光光量に対応して前記受光部から出力される出力信号をＳ１１、Ｓ１２およびＳ２１、Ｓ２２とすると、
（Ｓ１１−Ｓ１２）／（Ｓ１１＋Ｓ１２）＋（Ｓ２１−Ｓ２２）／（Ｓ２１＋Ｓ２２）を演算し、前記光記憶媒体のチルトを検出することを特徴とする請求項１に記載の光ピックアップ装置。
【請求項５】
前記二つのサブビームをサブビームＳ１およびサブビームＳ２とし、
前記サブビームＳ１およびサブビームＳ２の反射光を受光する各々の受光部は、反射光を前記光情報記録媒体のトラック方向で二分割して受光する受光領域を有し、
前記受光領域で受光した受光光量に対応して前記受光部から出力される出力信号をＳ１１、Ｓ１２およびＳ２１、Ｓ２２とし、
前記一つのメインビームをメインビームＭ１とし、
前記メインビームＭ１の反射光を受光する受光部からの該メインビームＭ１の反射光の受光光量に対応した出力信号をＴＯＴＡＬとすると、
｛（Ｓ１１＋Ｓ１２）−（Ｓ２１＋Ｓ２２）｝／ＴＯＴＡＬ
または｛（Ｓ１１−Ｓ１２）＋（Ｓ２１−Ｓ２２）｝／ＴＯＴＡＬを演算し、前記光記憶媒体のチルトを検出することを特徴とする請求項１に記載の光ピックアップ装置。
【請求項６】
前記光記憶媒体のチルトを検出することとは、
チルトのない状態での演算結果である定数または０とチルトのある状態での演算結果とを比較することによりチルトの方向または量の少なくとも一方を算出できることを特徴とする請求項２から請求項５のいずれかに記載の光ピックアップ装置。
【請求項７】
前記メインビームとサブビームは、前記光記録媒体での反射による該サブビームの反射光におけるトラックククロス信号成分であるプッシュプル信号出力がほぼ０となるように該サブビームの一部に位相差を与えることが可能な分離手段によって生成されることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれかに記載の光ピックアップ装置。
【請求項８】
光ピックアップ装置の主要構成部品である、光源と、受光素子と、導光手段と、分離手段と、１／４波長板とを筐体に搭載して、これらが一つの部品として構成されていることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれかに記載の光ピックアップ装置。
【請求項９】
前記分離手段は、偏光特性を有する偏光回折素子を用いて構成されていることを特徴とする請求項８に記載の光ピックアップ装置。
【請求項１０】
光源から出射された光ビームを、分離手段により一つのメインビームと二つのサブビームに分離し、
前記一つのメインビームと二つのサブビームを、光記録媒体が有する情報記録トラックに対して直交する方向に並ぶように照射し、
光記憶媒体から反射された二つのサブビームの反射光を各々独立して受光する受光部にて受光し、
前記二つのサブビームの反射光の受光光量に対応して前記受光部から出力される出力信号の差を演算することにより、前記光記憶媒体のチルトを検出することを特徴とする光記憶媒体のチルト検出方法。
【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に係り、とりわけチルト量を検出する機能を備えた光ピックアップ装置およびチルト検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、情報記録媒体である光ディスクの更なる大容量化が強く求められている。大容量化を進めるには、光ディスクに記録される情報の高密度化が有効な手段であり、光ディスク上に記録される情報の物理的間隔であるトラックピッチやピットピッチの縮小化が進められている。そして、前記ディスクの高密度化に対応するためには、光ディスク装置の基幹部分である光ピックアップ装置に搭載された、光源としてのレーザ光のスポットサイズをより小さくすることが必要であり、そのために波長の短い半導体レーザの使用や、光ピックアップ装置の対物レンズの開口数（ＮＡ：Numerical Aperture）の引上げ等の検討が推進されている。
【０００３】
一方、光ディスクの高密度化を行う場合、チルトの発生に起因する、光ディスクに記録された情報の読み取り不良または光ディスクへの情報の書き込み不良の問題が顕在化してくる。チルトとは、レーザ光の光軸と光ディスクの記録面の垂線との間の角度ずれ、すなわち、レーザ光に対する光ディスクの記録面の傾きずれを意味する。そして、その発生要因としては、（１）光ディスクをスピンドルモータに保持する際に、光ディスクが傾きずれを有した状態で保持してしまうこと、（２）光ディスクの製造時に光ディスク自体に歪みが発生していること、（３）光ディスク装置の経時変化によりスピンドルモータの軸と光ピックアップ装置のレンズの光軸との間に傾きずれが生ずること、等がある。
【０００４】
従来は、光ディスク装置の製造時に光軸調整を行っておきさえすれば、前述のような原因でチルト量が増大しても、信号の読み取りに重大な影響を与えることはなかったが、近年の光ディスクの高密度化に伴い、わずかな光軸のずれが問題となるようになっている。
【０００５】
光ディスク装置において、レーザ光の波長λ、開口数ＮＡ、およびチルトの許容値Ｔとの関係は、
Ｔ＝λ／（ＮＡ）３                                          （１）
となることが知られており、レーザ光の波長λの短縮化、開口数ＮＡの引上げを行うと、チルト量の許容値Ｔは小さくなる。そしてチルト量が許容値を超えると、コマ収差の発生によって光ディスク上に集光されたレーザ光のスポット品位が大幅に劣化し、正確な信号の読み取りまたは書き込みが困難となるという問題が生じる。
この問題に対する解決策としては、チルトの発生を根本からなくすような手法、すなわち変形量の少ない光ディスクを使用したり、経時変化の少ない材料を用いて光ディスク装置を構成したりという手法も考えられるが、いずれも大幅な製造コストの増大に繋がるため現実的ではない。このため、上記問題に対する解決策として、光ピックアップ装置に、前記光ディスクの傾きずれを検出するためのチルトセンサを搭載する方法が実施されている。
【０００６】
図１２に前記チルトセンサの構成例を示す。チルトセンサ１１０は、発光ダイオードなど一個の発光素子１１１と、２分割受光素子１１２と、レンズ１１３、および、前記各部品を保持するケース１１４を主たる部品として構成されている。
また、図１３および図１４を用いて、前記チルトセンサ１１０による傾きの検出原理を示す。先ず、発光素子１１１はレンズ１１３の中心線Ｘ上に配置されているので、発光素子１１１から放射される光は、図１３に示すように中心線Ｘに対し左右が対称の光束として、例えば光ディスクのような被検出物1を照射する。このとき、前記発光素子１１１から放射される光に対して、被検出物１にチルトが生じていなければ、被検出物１で反射された反射光も中心線Ｘに対し左右が対称となる条件が保持されている。よって、中心線Ｘに対し左右が対称に配置された２分割受光素子１１２のそれぞれの部分からの出力も同一となる。
【０００７】
また、図１４に示したように、中心線Ｘに対して前記被検出物１の例えば右側が上がった状態、すなわち、被検出物１にチルトが生じた状態においては、被検出物１で反射された反射光は中心線Ｘに対し左右が対称となる条件が保持されずに片寄ってしまう。その結果、２分割受光素子１１２からの出力のうち、２分割受光素子右半部１１２ａからの出力が２分割受光素子左半部１１２ｂからの出力よりも、チルト量に応じて大きくなる。従って、この不平衡の出力状態から、被検出物１は中心線Ｘに対して何れの側に傾いてチルトが生じているのかというチルト方向と、傾きの大きさであるチルト量との両方を検出することができる。
【０００８】
チルトの方向と量が検出できれば、これらを補正する機構を設けることによって本チルト問題を解決できる。例えば光ピックアップ装置を傾けることができる機構部分を光ディスク装置内に設ける。そして、前記チルトセンサから得られたチルトの方向と量に応じて、これらを補正するように前記機構部分を用いて光ピックアップ装置の傾き制御を行えばよい。
【０００９】
また、チルトセンサを搭載せずに、既存のサーボ動作に用いる信号を演算処理してチルト検出する方法も提案されている（例えば特許文献１）。本文献について具体的に説明すると、例えば公報の段落番号（００５２）から（００６４）に記載されているように、チルトに対する溝横断信号の非対称性と、レンズシフトに対する溝横断信号の非対称性を用いて、演算処理を行うことによりチルト量に対応した出力を得ている。
【特許文献１】特開２００１−３４４７９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、前記チルトセンサを光ピックアップ装置に搭載する方法には、次のような問題点がある。まず、チルトセンサを光ピックアップ装置に搭載する際には光ピックアップ装置に対して取り付け角度の調整工程等が必要となるので、光ピックアップ装置の製造工程数と時間の増加につながり、光ピックアップ装置の低価格化の妨げとなる。また部品点数が増えるので、コスト的にはもちろん、光ピックアップ装置の小型化に対しても不利となる。さらには、チルトセンサは、当然、光ピックアップ装置の対物レンズと同位置には搭載できないので、前記対物レンズとは異なった位置に搭載することになる。これは、チルトセンサ搭載位置、つまりはチルトセンサがチルト検出を行う位置と、対物レンズで光を集光させて再生記録を行う位置とが、同じ光ディスク上でも異なってしまうことを意味する。よって、補正を行うべき位置でのチルト状態と、チルトセンサから得られたチルト検出信号とで誤差が生じてしまうという問題点をも有する。
【００１１】
また、前記特許文献１の方法においても次のような問題点を有している。例えば公報の段落番号（００６１）や（００６９）に記載されているように、チルトを検出するためには、あらかじめ各種の検査を行う必要があり、さらには、前記検査にて取得したデータを記憶しておくための記憶手段が光ディスク装置に必要となる。また、チルトの検出中にも各種多くの演算を必要とするので、前記の記憶手段とも併せて回路系が複雑になってしまう。さらには、公報の段落番号（００５１）に記載されているように、チルト検出信号はトラッキングサーボＯＦＦ状態のときの信号を用いるので、トラッキングサーボＯＮ状態のまま、リアルタイムでチルト検出を行うことはできない。
従って、本発明の目的は、光ピックアップ装置のコスト上昇やサイズの大型化を招く特別な部品を追加せず、さらに、チルトを検出するための事前検査や各種複雑な演算処理を軽減し、簡易な演算でありながらも信頼性の高いチルト検出をリアルタイムで行うことができる光ディスク装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
かかる目的を達成するため、本発明は、光記憶媒体に光ビームを照射する光源と、前記光ビームを一つのメインビームと二つのサブビームに分離する分離手段と、前記一つのメインビームと二つのサブビームを、前記光記録媒体が有する情報記録トラックに対して直交する方向に並ぶように照射し、その反射光を各々独立して受光する受光部と、前記二つのサブビームの反射光の受光光量に対応して前記受光部から出力される出力信号の差を演算し、前記光記録媒体のチルトを検出する演算手段と、を備えたことを特徴とする光ピックアップ装置である。
【００１３】
また、前記二つのサブビームをサブビームＳ１およびサブビームＳ２とし、前記サブビームＳ１およびサブビームＳ２の反射光を受光する各々の受光部は、反射光を前記光情報記録媒体のトラック方向で二分割して受光する受光領域を有し、前記受光領域で受光した受光光量に対応して前記受光部から出力される出力信号をＳ１１、Ｓ１２およびＳ２１、Ｓ２２とすると、（Ｓ１１−Ｓ１２）＋（Ｓ２１−Ｓ２２）を演算し、前記光記憶媒体のチルトを検出することが望ましい。
【００１４】
または、前記二つのサブビームをサブビームＳ１およびサブビームＳ２とし、前記サブビームＳ１およびサブビームＳ２の反射光を受光する各々の受光部は、反射光を前記光情報記録媒体のトラック方向で二分割して受光する受光領域を有し、前記受光領域で受光した受光光量に対応して前記受光部から出力される出力信号をＳ１１、Ｓ１２およびＳ２１、Ｓ２２とすると、（Ｓ１１＋Ｓ１２）−（Ｓ２１＋Ｓ２２）を演算し、前記光記憶媒体のチルトを検出することが望ましい。
【００１５】
または、前記二つのサブビームをサブビームＳ１およびサブビームＳ２とし、前記サブビームＳ１およびサブビームＳ２の反射光を受光する各々の受光部は、反射光を前記光情報記録媒体のトラック方向で二分割して受光する受光領域を有し、前記受光領域で受光した受光光量に対応して前記受光部から出力される出力信号をＳ１１、Ｓ１２およびＳ２１、Ｓ２２とすると、（Ｓ１１−Ｓ１２）／（Ｓ１１＋Ｓ１２）＋（Ｓ２１−Ｓ２２）／（Ｓ２１＋Ｓ２２）を演算し、前記光記憶媒体のチルトを検出することを特徴とすることが望ましい。
【００１６】
または、前記二つのサブビームをサブビームＳ１およびサブビームＳ２とし、前記サブビームＳ１およびサブビームＳ２の反射光を受光する各々の受光部は、反射光を前記光情報記録媒体のトラック方向で二分割して受光する受光領域を有し、前記受光領域で受光した受光光量に対応して前記受光部から出力される出力信号をＳ１１、Ｓ１２およびＳ２１、Ｓ２２とし、前記一つのメインビームをメインビームＭ１とし、前記メインビームＭ１の反射光を受光する受光部からの該メインビームＭ１の反射光の受光光量に対応した出力信号をＴＯＴＡＬとすると、｛（Ｓ１１＋Ｓ１２）−（Ｓ２１＋Ｓ２２）｝／ＴＯＴＡＬ
または｛（Ｓ１１−Ｓ１２）＋（Ｓ２１−Ｓ２２）｝／ＴＯＴＡＬを演算し、前記光記憶媒体のチルトを検出することが望ましい。
【００１７】
さらに、前記光記憶媒体のチルトを検出することとは、チルトのない状態での演算結果である定数または０とチルトのある状態での演算結果とを比較することによりチルトの方向または量の少なくとも一方を算出できることを特徴とすることが望ましい。
【００１８】
さらに、前記メインビームとサブビームは、前記光記録媒体での反射による該サブビームの反射光におけるトラックククロス信号成分がほぼ０となるように該サブビームの一部に位相差を与えることが可能な分離手段によって生成されることが望ましい。
【００１９】
または、光ピックアップ装置の主要構成部品である、光源と、受光素子と、導光手段と、分離手段と、１／４波長板とを筐体に搭載して、これらが一つの部品として構成されていることが望ましい。
【００２０】
さらに、前記分離手段は、偏光特性を有する偏光回折素子を用いて構成されていることが望ましい。
【００２１】
さらに、本発明は、光源から出射された光ビームを、分離手段により一つのメインビームと二つのサブビームに分離し、前記一つのメインビームと二つのサブビームを、光記録媒体が有する情報記録トラックに対して直交する方向に並ぶように照射し、光記憶媒体から反射された二つのサブビームの反射光を各々独立して受光する受光部にて受光し、前記二つのサブビームの反射光の受光光量に対応して前記受光部から出力される出力信号の差を演算することにより、前記光記憶媒体のチルトを検出することを特徴とする光記憶媒体のチルト検出方法である。
【発明の効果】
【００２２】
以上説明したように、光ピックアップ装置のコスト上昇やサイズの大型化を招く特別な部品を追加せず、さらに、チルトを検出するための事前検査や各種複雑な演算処理を軽減して、信頼性の高いチルト検出をリアルタイムで行うことが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
（実施例１）
以下、図面を参照して本発明の実施例１について説明する。図１から図６は本発明の実施例１を示す図である。
【００２４】
図１に示すように、光ディスク装置７０は、光ディスク１を保持して回転させるスピンドルモータ２と、光ディスク１に記録された情報の読み取りまたは光ディスク１への情報の書き込みを行うための光ピックアップ装置３Ａと、光ピックアップ装置３Ａを光ディスク１の半径方向（以下、ラジアル方向と記載）に粗動させるための駆動装置４とを備えている。また、回転制御系５は、光ピックアップ装置３Ａによって読み取られた情報のうち、光ディスク１の半径方向についての位置情報に基づいて、スピンドルモータ２の回転速度の制御を行うように構成されている。
【００２５】
なお、本実施例において、光ディスク１とは、自身に記録されている情報がレーザ光等の照射によって読み取ることが可能な情報記録媒体である。また、前記レーザ光等の照射パワーを変化させることにより、情報の追記や消去や上書き等も可能な情報記録媒体であってもよい。
【００２６】
光ピックアップ装置３Ａには、レーザ光線を発生させるための半導体レーザ、レーザ光線を発散光から平行光へ変換するためのコリメートレンズ、レーザ光線の光路を分岐や変更するためのビームスプリッタ、レーザ光線を検出するための例えばフォトダイオード等の受光素子、レーザ光線を光ディスク１上の所望の位置に照射するための対物レンズや駆動系等が設けられている。前記駆動系は、対物レンズをフォーカス方向とトラッキング方向に微動可能なように構成されている。該駆動系によって前記対物レンズの微動を行い、前記対物レンズによって集束されたレーザ光線のスポットを光ディスク１上の所望の位置に導く。
【００２７】
次に、光ピックアップ装置３Ａの具体的な光学系構成を図２に示す。図２において、半導体レーザ６から出射したレーザ光線は発散光であるが、コリメートレンズ７を通過する際に平行光に変換される。そして、１／２波長板５０を通過することで偏光方向を揃えた後、整形プリズム８に入射する。整形プリズム８は、前記コリメートレンズ７で平行光に変換されたレーザ光線のビーム断面形状を整形する機能を有している。よって、整形プリズム８に入射した前記レーザ光線は、光強度分布が均一となるように整形されて、整形プリズム８より出射する。
【００２８】
その後、後述する位相シフトグレーティング９の回折効果にて３つの光線（以降、３ビームと呼ぶ）に分離され、これら全てが偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）１０に入射する。ＰＢＳ１０は反射もしくは透過作用を有する境界面を有しており、前記レーザ光線の一部は該境界面を透過して、ＡＰＣ（Auto Power Control）用光検出器１７に入射する。半導体レーザの出力は、該ＡＰＣ用光検出器１７に入射した光量に従って自動的に制御される。
【００２９】
一方、大部分のレーザ光線は、ＰＢＳ１０の前記境界面で反射して、１／４波長板６０を通過後、ビームエキスパンダユニット１１に入射する。ビームエキスパンダユニット１１は、凹レンズ１１ａと凸レンズ１１ｂで構成されており、光ディスク１の厚み誤差による球面収差が発生した場合、凹レンズ１１ａを光軸方向へ駆動することによって、その収差を補正する機能を有している。
【００３０】
ビームエキスパンダ１１を通過したレーザ光線は、４５°ミラー１２で反射されることにより光ディスク１の方向へ導かれ、対物レンズ１３にて光ディスク１上に集光される。そして、光ディスク１からの反射光（以下、戻り光と記載）は、対物レンズ１３、４５°ミラー１２、ビームエキスパンダ１１、１／４波長板６０を通過後、ＰＢＳ１０に入射、ＰＢＳ１０の境界面を透過する。その後、集光レンズ１４、シリンドリカルレンズ１５で受光素子１６上に集光される。
【００３１】
次に、位相シフトグレーティング９、および該位相シフトグレーティング９の回折効果にて分離生成された３ビームについて、詳しく説明を行う。まず、位相シフトグレーティング９によって分離生成された３ビームは、一つのメインビームと二つのサブビームから構成される。前記サブビームは、主にトラッキングサーボ用の信号の一部として用いられるので、前記メインビームに比べ出力は十分小さくて構わず、例えばメインビーム出力の十分の一程度でよい。これら３ビームの位置関係は、位相シフトグレーティング９の格子の溝方向に対して、直交する方向に三つ並ぶように分離生成されて、中央部がメインビーム、両端がサブビームである。
【００３２】
さらに本実施例においては、光ディスク１上に前記３ビームを集光したときに、該３ビームが光ディスク１のトラック方向に対して直交する方向に並ぶように設定される。従って、位相シフトグレーティング９を光ピックアップ装置３Ａに搭載する際には、位相シフトグレーティング９の格子の溝方向が、前記３ビームと光ディスク１のトラック方向との位置関係を満たすように配置してから搭載する。
【００３３】
図６は、位相シフトグレーティング９に形成される格子の特徴（グレーティングパターン）を示した模式図である。本グレーティングパターンは、特開２００１−２５０２５０号公報に開示されている位相シフトＤＰＰ法を用いたトラッキング誤差信号の検出のためのパターンであることが望ましく、その一例を示している。以下本グレーティングパターンについて説明する。
【００３４】
図６におけるグレーティングパターンは、領域３１ａと領域３１ｂの二つの領域で構成されている。なお、参考のため、レーザ光線の通過する領域を図中の点線円にて模式的に示している。また図６にはＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸による三次元座標系を示している。本座標系を用いて領域３１ａと領域３１ｂの位置関係の一例を説明すると次の通りである。すなわち、前記図中の点線円の中心点を前記三次元座標系の原点とし、レーザ光線の光軸方向をＺ軸方向とすると、グレーティングパターン面は図に示す通りＸ−Ｙ平面上に構成される。そして、前記Ｘ−Ｙ平面上の第４象限領域のみが領域３１ｂで構成され、その他の領域は領域３１ａで構成されている。そして、領域３１ａと領域３１ｂとの違いは、グレーティングの周期構造において、位相が１８０度異なっている点である。このような構成とすることで、光ディスク１での反射によるサブビームの戻り光におけるトラックククロス信号成分であるプッシュプル信号出力が、ほぼ０となるため、次の利点を有する。すなわち、光ピックアップ装置の製造において、従来のグレーティングパターンを用いる場合には必要となる、光ディスクのトラックと３ビームの位置関係の調整工程が不要となる。
【００３５】
もちろん、本実施例におけるグレーティングパターンは、あくまでも一例に過ぎず、特開２００１−２５０２５０号公報に開示されているグレーティングパターンであれば他のどのグレーティングパターンでも構わず、それら全てに前記利点が得られることは説明するまでもない。
【００３６】
さらには、本実施例において、３ビームを分離生成するグレーティングは前記の位相シフトグレーティングに限定されるものではない。前記従来のグレーティングパターン、つまり、いわゆる一般的な格子状のグレーティングでも、本発明の効果を得ることができる。その場合は、先に記載した通り、光ピックアップ装置の製造において、光ディスクのトラックと３ビームの位置関係の調整工程が必要となる。
【００３７】
前記調整工程の内容を説明すると、次の通りである。すなわち、グレーティングにより分離生成された３ビームのうち、一つのメインビームが光ディスク上のディスクグルーブ部を照射している場合には二つのサブビームはディスクランド部を照射するように、逆に、一つのメインビームがディスクランド部を照射している場合には二つのサブビームはディスクグルーブ部を照射するように、グレーティングの溝方向の調整を行う工程である。具体的な手法として、例えばグレーティングを光軸に垂直な面に沿って回転させることにより、グレーティングの溝方向の調整は可能である。
【００３８】
次に、チルト検出を行うための具体的な方法について説明する。図３に、光ピックアップ装置３Ａの構成部品である受光素子１６の受光部形状を示している。３ビームによる光ディスク１からの反射光は三つあるので、受光部もそれぞれを受光するために三つの領域から構成されている。さらに、前記三つの領域はそれぞれ次に示すように分割されている。
【００３９】
まず、前記三つの領域のうち中央に位置する領域は４分割されており、分割された各受光部を受光部Ａ、受光部Ｂ、受光部Ｃ、受光部Ｄとしている。また、前記中央領域を挟むように両側に位置する二つ領域は、共に２分割されており、分割された各受光部を受光部Ｅ、受光部Ｆ、および受光部Ｇ、受光部Ｈとしている。３ビームによる光ディスク１からの反射光のうち、メインビームによる反射光は受光部Ａ、受光部Ｂ、受光部Ｃ、受光部Ｄにて受光され、サブビームによる反射光は受光部Ｅ、受光部Ｆ、および受光部Ｇ、受光部Ｈにて受光される。
【００４０】
光ディスクからの反射光には光ディスク上の各種情報が含まれており、受光素子上でのスポットの明暗や大きさおよび形状の各変化として現れる。よって、受光素子の受光部を、分割等によって複数配置して、前記各変化を取得できるように構成する。前記構成にて取得できた複数の信号を演算処理することによって、前記各種情報を得ることができる。
【００４１】
前記演算処理によって得られる情報のうち、光ディスクのトラック関連情報を示すものとしてよく知られるプッシュプル（またはトラッキングプッシュプル）信号がある。前記プッシュプル信号は、受光素子上でのスポットを２分割するように配置された受光部からの各出力について、これらを差動演算処理することによって得られる。ここで、前記受光素子上でのスポットを２分割する分割方向は、次に示す通りである。前記受光素子上でのスポットとは、つまりは光ディスクからの反射光なので、光ディスク上に収束されたスポットの向き等の特徴を反映している。従って、前記光ディスク上に収束されたスポットが、光ディスクのトラックに沿って２分割される向きと等価となる方向にて、前記受光素子上でのスポットを２分割する。
【００４２】
前記プッシュプル信号において、３ビームのメインビームによって得られるプッシュプル信号をＭＰＰ（Main Push-Pull）、またサブビームによって得られるプッシュプル信号をＳＰＰ（Sub Push-Pull）とする。光ディスク上の所望のトラックに焦点を合わせるため、対物レンズをラジアル方向に追従制御させるが、そのためのトラッキング誤差信号ＴＥＳ(Tracking Error Signal)は
ＴＥＳ＝ＭＰＰ- α（ＳＰＰ）          α：定数              （２）
により生成される。
【００４３】
なお、本実施例では、シリンドリカルレンズ１５により、受光素子上でのスポットの向き、つまり受光素子上に投影される光ディスク１からの反射光のビームパターンは９０°回転する。その様子を、後述するチルトの検出原理説明に用いる図４に模式的に示している。したがって、受光部Ａ〜Ｈの出力信号をＳａ〜Ｓｈとすると、
ＭＰＰ＝（Ｓａ＋Ｓｄ）−（Ｓｂ＋Ｓｃ）                      （３）
ＳＰＰ＝（Ｓｅ−Ｓｆ）＋（Ｓｇ−Ｓｈ）                      （４）
と表すことができる。
【００４４】
また、光ディスク上の所望の厚み方向位置、すなわち記録面位置に焦点を合わせるため、対物レンズをフォーカス方向に追従制御させるが、そのためのフォーカス誤差信号ＦＥＳ(Focus Error Signal)は非点収差法により、
ＦＥＳ＝（Ｓａ＋Ｓｃ）−（Ｓｂ＋Ｓｄ）                      （５）
という演算式で生成され、さらに、光ディスクに記録されている情報信号は、メインビームの総和信号（ＴＯＴＡＬ）によって、
ＴＯＴＡＬ＝Ｓａ＋Ｓｂ＋Ｓｃ＋Ｓｄ                          （６）
という演算式により生成される。
【００４５】
そして、本実施例のチルト検出のためのチルト信号（ＴＩＬＴ）は、
ＴＩＬＴ＝（Ｓｅ＋Ｓｆ）−（Ｓｇ＋Ｓｈ）                    （７）
あるいは
ＴＩＬＴ＝（Ｓｅ−Ｓｆ）＋（Ｓｇ−Ｓｈ）                    （８）
という演算式にて生成される。
【００４６】
なお、（７）および（８）式の演算を行う演算手段の具体例として、オペアンプの組み合わせによる構成が簡易で望ましい。図７（ａ）および図７（ｂ）に、受光部Ａ〜Ｈの出力信号Ｓａ〜Ｓｈを用いて、（７）および（８）式の演算を示す。図７（ａ）は（７）式の演算構成例であり、図７（ｂ）は（８）式の演算構成例である。
【００４７】
また、図４および図５は、本実施例のチルト信号（ＴＩＬＴ）によるチルトの検出方法を説明するための図である。先ず、対物レンズ1３からディスク1に向かうサブビームＳ１,Ｓ２は、図４に示すように光軸Ｌに対し左右が対称の光束として光ディスク１を照射する。
【００４８】
このとき、光ディスク１にチルトが生じていなければ、光ディスク１で反射された反射サブビーム光は、光軸Ｌに対し左右が対称となる角度で戻ってくる。ただし、対物レンズ１３によるケラレ（光ビームが一部遮られること）が発生するので、各サブビームともメインビームに近い側の領域が若干少なくなっている。また、先に説明したシリンドリカルレンズ１５により、メインビームを含む受光素子上での各ビームパターンは９０°回転している。しかしながら、受光部Ｅ,ＨおよびＦ,Ｇを照射するサブビーム面積は同じとなるため（７）式より、
ＴＩＬＴ＝（Ｓｅ＋Ｓｆ）−（Ｓｇ＋Ｓｈ）＝０                （９）
あるいは（８）式より、
ＴＩＬＴ＝（Ｓｅ−Ｓｆ）＋（Ｓｇ−Ｓｈ）＝０                （１０）
となる。
【００４９】
ここで、図５（ａ）に示すように、光ディスク１に、例えば紙面右側が上がるチルトが生じると、サブビームによる反射光のうち、サブビームＳ２による反射光のケラレは大きくなり、他方のサブビームＳ１による反射光のケラレは小さくなる。
よって
ＴＩＬＴ＝（Ｓｅ＋Ｓｆ）−（Ｓｇ＋Ｓｈ）＞０                （１１）
あるいは
ＴＩＬＴ＝（Ｓｅ−Ｓｆ）＋（Ｓｇ−Ｓｈ）＞０                （１２）
次に、図５（ｂ）に示すように、光ディスク１に、例えば紙面左側が上がるチルトが生じると、サブビームによる反射光のうち、今度はサブビームＳ１による反射光のケラレが大きくなり、他方のサブビームＳ２による反射光のケラレは小さくなる。
よって
ＴＩＬＴ＝（Ｓｅ＋Ｓｆ）−（Ｓｇ＋Ｓｈ）＜０                （１３）
あるいは
ＴＩＬＴ＝（Ｓｅ−Ｓｆ）＋（Ｓｇ−Ｓｈ）＜０                （１４）
以上より、ＴＩＬＴの演算式によって得られる信号から、光ディスク１は光軸Ｌに対して何れの側に傾いてチルトが生じているのかというチルト方向と、傾きの大きさであるチルト量との両方を得ることができる。
【００５０】
また、一般的に光ピックアップ装置は、記録時と再生時で光ディスクへのレーザ光線の照射光量を切り替えている。このような照射光量の変化によって、前記ＴＩＬＴが影響を受けないようにするため、ＴＩＬＴを照射光量に対応する出力で正規化することが望ましい。更には、照射光量を直接検出して出力を得るのではなく、光ディスクからの戻り光による出力を用いる手段が簡便で望ましい。また、戻り光による出力を用いて正規化することによって、光ディスク毎による反射率の違いや、更には同一光ディスクでも記録部と未記録部における反射率の違いによるＴＩＬＴ出力への影響を回避できる。
具体的には、例えば（７）式を用いて、
ＴＩＬＴ＝｛（Ｓｅ＋Ｓｆ）−（Ｓｇ＋Ｓｈ）｝
／（Ｓａ＋Ｓｂ＋Ｓｃ＋Ｓｄ）                      （１５）
あるいは（８）式を用いて、
ＴＩＬＴ＝（Ｓｅ−Ｓｆ）／（Ｓｅ＋Ｓｆ）
＋（Ｓｇ−Ｓｈ）／（Ｓｇ＋Ｓｈ）                  （１６）
あるいは（８）式を用いて、
ＴＩＬＴ＝｛（Ｓｅ−Ｓｆ）＋（Ｓｇ−Ｓｈ）｝
／（Ｓａ＋Ｓｂ＋Ｓｃ＋Ｓｄ）                      （１７）
という演算式にて正規化される。
【００５１】
上記のＴＩＬＴはフォーカシング、トラッキングを行いデータの記録もしくは再生を行っている間、記録もしくは再生を行っている領域近傍のディスク面チルトをリアルタイムで検出できる。よって、この信号を利用することで、従来の方法よりも正確なチルト補正が可能となり、例えば光ディスク自体に歪みが発生しているチルトの大きな粗悪ディスクに対しても、光ディスク装置としての記録再生性能を劣化させることがない。
【００５２】
チルト補正の方法としては、例えばＴＩＬＴから得られたチルトの方向と量に応じて、これらを補正するように光ピックアップ装置３Ａ全体を傾ける方法、あるいは対物レンズ１３のみ傾ける方法により実現することができる。
【００５３】
以上説明した通り、光ピックアップ装置３Ａの光源である半導体レーザ６から出射されたレーザ光を分離して得られる、一つのメインビームと二つのサブビームとの三つのビームを、光ディスク１のトラック方向に対して直交する方向に並ぶように照射する。そして両ビームの戻り光のうち、二つのサブビームの戻り光を、それぞれ独立して受光する受光部Ｅ、受光部Ｆ、および受光部Ｇ、受光部Ｈで受光する。前記各受光部から得られる出力信号の差動演算（７）式もしくは（８）式にて、光ディスク１の傾きに比例したチルト信号を得ることにより、次のような作用および効果を奏する。
【００５４】
つまり、光ピックアップ装置のコスト上昇やサイズの大型化を招くチルトセンサ等の特別な部品を追加する必要はない。さらに、チルトを検出するために事前検査や複雑な演算処理も必要としないで、フォーカス及びトラッキングの各サーボ動作を止めることなくリアルタイムで信頼性の高いチルトの検出を行うことが可能となる。
【００５５】
また、（２）〜（４）式より、トラッキング誤差信号の生成にも、前記チルト信号を得るために用いた受光部Ｅ、受光部Ｆ、および受光部Ｇ、受光部Ｈからの各出力Ｓｅ,ＳｆおよびＳｇ,Ｓｈを利用しているので、次のような作用および効果を奏する。すなわち、本発明は、トラッキング誤差信号用とチルト検出用の受光部および出力信号が兼用できるので、チルト信号検出専用の受光部や受光素子は必要ない。
【００５６】
さらに、チルト信号の生成式である（８）式に対して、各サブビームのプッシュプル成分を、それぞれの戻り光量による出力で正規化を行い、（１６）式とすることによって、次のような作用および効果を奏する。すなわち、光ディスク１は、記録部と未記録部が混在し、各サブビームを照射するディスク位置によっては反射率が異なってしまうような場合でも、前記反射率の違いによる影響を受けない正確なチルト信号が生成できる。
【００５７】
また、チルト信号の生成式である（７）式および（８）式に対して、メインビームの戻り光量による総和信号出力で正規化を行い、それぞれ（１５）式および（１７）式とすることによって、次のような作用および効果を奏する。すなわち、記録時と再生時で光ディスクへのレーザ光線の照射光量を切り替えるが、このような照射光量の変化によってサブビームの光量が変化した場合でも、光量の違いによる影響を受けない正確なチルト信号が生成できる。
【００５８】
さらに、メインビームとサブビームを生成する回折素子に、位相シフトグレーティング９を用いることによって、次のような作用および効果を奏する。すなわち、光ピックアップ装置の製造において、従来のグレーティングパターンを用いる場合には必要となる、光ディスクのトラックと３ビームの位置関係の調整工程が不要となって、グレーティングの配置精度を大幅に緩和することができる。
【００５９】
（実施例２）
以下に本発明の実施例２について説明する。図８に示すように、光ピックアップ装置３Ｂは、光集積ユニット１９と、コリメートレンズ７と、対物レンズ１３とを備えている。光集積ユニット１９に搭載された光源である半導体レーザ４１から出射したレーザ光線は、コリメートレンズ７により平行光にされた後、対物レンズ１３を介して光ディスク１に集光される。そして、光ディスク１から反射した光（実施例１と同様に、以下、これを戻り光と記載）は、再び対物レンズ１３とコリメートレンズ７を通過して、光集積ユニット１９に搭載された受光素子３８上に受光される。
【００６０】
光ディスク１は、基板１ａと、レーザ光線が透過するカバー層１ｂと、基板１ａとカバー層１ｂとの境界に形成された記録層１ｃとによって構成されている。そして、対物レンズ１３は、対物レンズ駆動機構（図示せず）によってフォーカス方向（Ｚ軸方向）とトラッキング方向（Ｘ軸方向）に駆動可能であって、光ディスク１に面振れや偏心があっても、レーザ光線の集光スポットが記録層１ｃの所定位置に対して追従を行えるように構成されている。
【００６１】
本実施例では、光集積ユニット１９に波長４０５ｎｍ程度の短波長光源を備え、対物レンズ３にＮＡ０．８５程度の高ＮＡ対物レンズを備えた場合について説明する。本発明はこれに限定されるものではないが、前記短波長光源および高ＮＡ対物レンズを備えることにより、高密度の記録再生が可能になる。
【００６２】
図９は、図８に示した光集積ユニット１９を拡大して表示した構成図である。図９に示すように、光集積ユニット１９は、光源である半導体レーザ４１と、受光素子３８と、レーザ光線の導光手段としての偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）３４と、レーザ光線の分離手段としての偏光回折素子３５と、１／４波長板３６とを備え、これらを筐体としてのホルダ３７に搭載して、一つの部品として構成されている。ホルダ３７には、光を通過させるための窓部３７ｄが形成されている。
【００６３】
また、説明の便宜上、半導体レーザ４１から出射するレーザ光線（光ビーム２０）がＰＢＳ３４に入射する面を、ＰＢＳ３４の光ビーム２０入射面とし、戻り光がＰＢＳ３４に入射する面を、ＰＢＳ３４の戻り光入射面とする。また、光ビーム２０が偏光回折素子３５に入射する面を、偏光回折素子３５の光ビーム２０入射面とし、戻り光が偏光回折素子３５に入射する面を、偏光回折素子３５の戻り光入射面とする。ここで、偏光回折素子３５は、偏光回折素子３５の光ビーム２０入射面が、ＰＢＳ３４の戻り光入射面に対向するように、かつ、光ビーム２０の光軸が通過するように配置されている。
【００６４】
先に記載したように、本実施例では半導体レーザ４１は、波長λ＝４０５ｎｍ程度の短波長の光ビーム２０を出射するが、さらに、該光ビーム２０は、図示した光軸方向（Ｚ軸方向）に対してＸ軸方向の偏光振動面を有する直線偏光、つまりＰ偏光である特徴を有する。半導体レーザ４１から出射された光ビーム２０は、ＰＢＳ３４に入射する。
【００６５】
ＰＢＳ３４は二つの境界面、すなわち、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）面３４ａと、反射ミラー面（反射面）３４ｂとを有している。本実施例におけるＰＢＳ面３４ａは、図示した光軸方向（Ｚ軸方向）に対してＸ軸方向の偏光振動面を有する直線偏光、つまりＰ偏光を透過し、該偏光振動面に垂直な偏光振動面、すなわち、図示した光軸方向（Ｚ軸方向）に対してＹ軸方向の偏光振動面を有する直線偏光、つまりＳ偏光を反射する特性を有する。ＰＢＳ面３４ａは、光ビーム２０の光軸が通過するように、かつ、Ｐ偏光を有する該光ビーム２０が透過するように配置されている。また、反射ミラー面３４ｂは、ＰＢＳ面３４ａと向かい合い、かつ、ＰＢＳ面３４ａとなす角度が９０度になるように配置されている。
【００６６】
ＰＢＳ面３４ａに入射したＰ偏光を有する光ビーム２０は、ＰＢＳ面３４ａをそのまま透過する。ＰＢＳ面３４ａを透過した光ビーム２０は、次に、偏光回折素子３５に入射する。
【００６７】
次に、偏光回折素子３５について詳細に説明する。偏光回折素子３５は、第１の偏光ホログラム素子３１および第２の偏光ホログラム素子３２から構成されている。第１の偏光ホログラム素子３１および第２の偏光ホログラム素子３２は、共に、光ビーム２０の光軸が通過するように配置されており、第１の偏光ホログラム素子３１は、第２の偏光ホログラム素子３２よりも半導体レーザ4１に近い側に配置されている。
【００６８】
第１の偏光ホログラム素子３１はＰ偏光を回折させてＳ偏光を透過させる特徴を有し、逆に、第２の偏光ホログラム素子３２は偏光を回折させてＰ偏光を透過させる特徴を有する。これら偏光の回折は、各偏光ホログラム素子に形成された溝構造（格子）によって行われ、回折角度は、該格子のピッチ（以下、これを格子ピッチとよぶ）によって規定される。
【００６９】
第１の偏光ホログラム素子３１には、トラッキング誤差信号（ＴＥＳ）を検出するための３ビーム生成用の格子パターンであるホログラムパターンが形成されている。すなわち、ＰＢＳ面３４ａを透過したＰ偏光の光ビーム２０は、上記偏光回折素子３５を構成する第１の偏光ホログラム素子３１に入射すると、回折されてＴＥＳを検出するための３ビーム（一つのメインビームと二つのサブビーム）となって、該第１の偏光ホログラム素子３１から出射する。なお、第１の偏光ホログラム素子３１の詳細なホログラムパターンについては後述する。また、３ビームを用いたＴＥＳ検出方法として、３ビーム法や、差動プッシュプル（ＤＰＰ）法、または位相シフトＤＰＰ法等が一般に知られている。
【００７０】
第２の偏光ホログラム素子３２は、先に記載した通り、入射した光のうちＳ偏光は回折させＰ偏光はそのまま透過させる。つまり、第１の偏光ホログラム素子３１を通過して、３ビームとなった光ビーム２０はＰ偏光なので、第２の偏光ホログラム素子３２をそのまま透過する。なお、第２の偏光ホログラム素子３２の詳細なホログラムパターンについても後述する。
【００７１】
また、１／４波長板３６は、直線偏光を入射すると円偏光に変換して出射することができる。従って、１／４波長板３６に入射した直線偏光であるＰ偏光の光ビーム２０は、円偏光の光ビームに変換されて、光集積ユニット１９から出射する。
【００７２】
光集積ユニット１９から出射した円偏光の光ビームは、図８に示したように、コリメートレンズ７により平行光にされた後、対物レンズ１３を介して光ディスク1に集光される。そして、光ディスク１によって反射された光ビーム、すなわち戻り光は、再び対物レンズ１３とコリメートレンズ７を通過して、再び光集積ユニット１９に配置された１／４波長板３６に入射する。
【００７３】
光集積ユニット１９の１／４波長板３６に入射する前記戻り光は円偏光であり、該１／４波長板３６によって、今度は図示した光軸方向（Ｚ軸方向）に対してＹ軸方向の偏光振動面を有する直線偏光、つまりＳ偏光に変換される。Ｓ偏光に変換された戻り光は、上記第２の偏光ホログラム素子３２に入射する。
【００７４】
前記第２の偏光ホログラム素子３２に入射したＳ偏光に変換された戻り光は、０次回折光（非回折光）２２と、＋１次回折光（回折光）２３とに回折されて第２の偏光ホログラム素子３２から出射する。前記回折されたＳ偏光である戻り光（０次回折光および＋１次回折光）は、第１の偏光ホログラム素子３１に入射し、そのまま透過する。そして、該Ｓ偏光である戻り光は、ＰＢＳ３４に入射し、ＰＢＳ面３４ａによって反射され、反射ミラー３４ｂによってさらに反射された後、ＰＢＳ３４から出射する。ＰＢＳ３４から出射した前記戻り光は、受光素子３８にて受光される。なお、上記受光素子３８の受光部パターンについては、後述する。
【００７５】
次に、図６に示した第１の偏光ホログラム素子３１に形成されるホログラムパターンについて説明する。なお、第１の偏光ホログラム素子３１における格子ピッチは、受光素子３８上で３ビームが十分分離されるように設計されている。
【００７６】
一つの具体例として、半導体レーザ４１と第１の偏光ホログラム素子３１の距離を空気中の光路長換算で５ｍｍ程度として、受光素子３８上でのメインビームとサブビームとの間隔を１５０μｍ程度となるようにする。また、光ディスク１上でのメインビームとサブビームとの間隔を１６μｍ程度になるようにする。その場合には、第１の偏光ホログラム素子３１における格子ピッチは１４μｍ程度であることが好ましい。また格子の溝方向は光ディスク１のトラックに平行な方向に配置して、光ディスク１上でのメインビームとサブビームが、光ディスク１のトラック方向に対して直交する方向に並ぶように設定する。
【００７７】
そして、第１の偏光ホログラム素子３１に形成されるホログラムパターンとしては、実施例１にて説明した、特開２００１−２５０２５０号公報に開示されている位相シフトＤＰＰ法を用いたトラッキング誤差信号の検出のための格子パターンであることが望ましい。図６に前記格子パターンの模式図を示しているが、実施例１にて具体的な説明と効果を記載済みなので、ここでは省略する。
【００７８】
次に、第２の偏光ホログラム素子３２に形成されるホログラムパターンについて説明する。図１０は、第２の偏光ホログラム素子３２に形成されるホログラムパターンを示した模式図である。第２の偏光ホログラム素子３２のホログラムパターンは、３つの領域３２ａ、３２ｂ、３２ｃから構成される。具体的には、ラジアル方向に対応するＸ軸方向の境界線３２ｘによって２分割された一方の半円領域３２ｃと、他方の半円領域がさらに円弧状の境界線によって分割された内周領域３２ａおよび外周領域３２ｂで構成される。なお、参考のため、戻り光の通過する領域を図中の点線円にて模式的に示している。
【００７９】
第２の偏光ホログラム素子３２の前記各領域における格子ピッチは、領域３２ｂが一番小さく（回折角度が最大）、領域３２ｃが一番大きく（回折角度が最小）、領域３２ａはこれらの中間の数値となっている。球面収差を補正するために用いられる球面収差誤差信号（ＳＡＥＳ）は、領域３２ａおよび領域３２ｂからの＋１次回折光を用いて検出が可能である。また、焦点位置ずれを補正するために用いられるＦＥＳは、領域３２ｃからの＋１次回折光を用いたシングルナイフエッジ法、または、領域３２ａと領域３２ｂと領域３２ｃからの＋１次回折光を用いたダブルナイフエッジ法によって検出が可能である。さらに、本発明では、０次回折光のメインビームを、ＲＦ信号（光ディスクに記録されている情報信号）や位相差検出（ＤＰＤ）法を用いたＴＥＳ等の高速信号の検出に用い、０次回折光のメインビームおよびサブビームを、位相シフトＤＰＰ法を用いたＴＥＳの検出に用いる。
【００８０】
次に、図１１（ａ）および（ｂ）を用いて、第２の偏光ホログラム素子３２の分割パターンと受光素子３８の受光部パターンの関係を説明する。
【００８１】
まず、図１１（ａ）の光学的状態を説明すると、次の通りである。すなわち、図８における光ディスク１のカバー層１ｂの厚みに対して、対物レンズ1３による集光ビームに球面収差が発生しないように、コリメートレンズ7の光軸方向の位置調整がなされている状態にある。そして、前記調整がなされている状態にて、光ビーム２０は記録層１ｃ上に合焦状態に集光している。この場合の戻り光の受光素子３８上でのスポットを、図１１（ａ）は示している。さらに、図１０において説明した第２の偏光ホログラム素子３２の３つの領域３２ａ〜３２ｃと、＋１次回折光の進行方向の関係も、図１１（ａ）は示している。なお、第２の偏光ホログラム素子３２の中心位置は、受光部３８ａ〜３８ｄの中心位置に対応する位置に設置されるが、説明の便宜上、実際位置よりもＸ軸及びＹ軸方向にずらして図示している。
【００８２】
図１１（ａ）に示すように、受光素子３８は、３８ａ〜３８ｎの１４個の受光部で構成されている。往路光学系（半導体レーザ４１から出射した光ビーム２０が、光ディスク１に到達するまでの光学系）において、第１の偏光ホログラム素子３１で形成された３ビームは、光ディスク１で反射して戻り光となり、復路光学系（光ディスク１にて反射した戻り光が、受光素子３８に到達するまでの光学系）において第２の偏光ホログラム素子３２によりさらに分離されて、３つの非回折光（０次回折光）２２と、９つの回折光（＋１次回折光）２３の、合計１２個のビームが形成される。受光素子３８は、非回折光２２および回折光２３のうち、前記ＲＦ信号やチルト信号を含むサーボ信号の検出に必要な光ビームを受光するための受光部を備えている。
【００８３】
次に、図１１（ｂ）の光学的状態を説明すると、次の通りである。すなわち、図１１（ａ）の状態から、図８における対物レンズ１３が光ディスク１に近づいた場合の、戻り光の受光素子３８上でのスポットを示している。対物レンズ１３が光ディスク１に近づくことによって、戻り光のビーム径が大きくなるため、受光素子３８上でのスポットの大きさも大きくなる。ただし、受光部からの光ビームのはみ出しは、本状態ではまだ発生していないとする。
【００８４】
次に、サーボ信号生成の動作について説明する。なお、ここでは受光部３８ａ〜３８ｎの出力信号をＳａ〜Ｓｎと表す。
【００８５】
ＲＦ信号（ＲＦ）は、先に説明した通り、光ディスクに記録されている情報信号であり、０次回折光のメインビームを用いて検出を行う。よって、（６）式と同様にしてＲＦは、
ＲＦ＝Ｓａ＋Ｓｂ＋Ｓｃ＋Ｓｄ                                （１８）
という演算式により生成される。
【００８６】
ＤＰＤ法によるトラッキング誤差信号（ＴＥＳ１）は、Ｓａ〜Ｓｄの位相比較を行うことにより検出される。該ＤＰＤ法は、再生専用の光ディスク等、既に情報ピットが記録された光ディスクに有効な検出法であり、以下の原理が利用される。
【００８７】
例えば、図８に示した光ディスク１の記録層１ｃに形成されたピット列を、対物レンズ1３により集光された光ビームが走査する場合、ピット列と光ビームの位置関係によって、光ディスク１から反射した光である戻り光の強度分布パターンが変化する。前記強度分布パターンの変化を検出するために、（Ｓａ＋Ｓｃ）と（Ｓｂ＋Ｓｄ）の二つの出力変化に注目する。すなわち、光ビームがピット列の中央を走査している場合には、（Ｓａ＋Ｓｃ）と（Ｓｂ＋Ｓｄ）の二つの出力変化は同位相であるのに対して、光ビームがピット列の中央からずれた位置を走査している場合には、前記二つの出力変化に位相差が生じる。また、前記ピット列の中央からのずれの方向、つまり、光ディスク１の内周側にずれたか、もしくは外周側にずれたかによって、前記位相差の方向、すなわち位相進みと位相遅れとが逆となる。従って、本原理を利用することにより、トラッキング誤差信号が得られる。
【００８８】
また、位相シフトＤＰＰ法によるトラッキング誤差信号（ＴＥＳ２）は、
ＴＥＳ２＝｛（Ｓａ＋Ｓｂ）−（Ｓｃ＋Ｓｄ）｝
−α｛（Ｓｅ−Ｓｆ）＋（Ｓｇ−Ｓｈ）｝            （１９）
で与えられる。なお、ここでαは定数であり、対物レンズシフト等によってＴＥＳ２出力に発生したオフセット出力をキャンセルするための最適な値に設定される。
【００８９】
また、フォーカス誤差信号（ＦＥＳ）は、ダブルナイフエッジ法を用いて検出する。すなわち、ＦＥＳは、
ＦＥＳ＝（Ｓｍ−Ｓｎ）−｛（Ｓｉ＋Ｓｋ）−（Ｓｊ＋Ｓｌ）｝  （２０）
で与えられる。
【００９０】
さらに、本発明のチルトを検出するためのチルト信号（ＴＩＬＴ）は、前記第１の実施例における（７）式あるいは（８）式の演算と同様に、
ＴＩＬＴ＝（Ｓｅ＋Ｓｆ）−（Ｓｇ＋Ｓｈ）                    （２１）
あるいは
ＴＩＬＴ＝（Ｓｅ−Ｓｆ）＋（Ｓｇ−Ｓｈ）                    （２２）
という演算式にて生成される。
【００９１】
また、（２１）および（２２）式の演算を行う演算手段の具体例としても、前記第１の実施例同様、オペアンプの組み合わせによる構成が簡易で望ましい。
【００９２】
本実施例において、前記第１の実施例と大きく異なる点は、光集積ユニット１９を有している点である。光集積ユニット１９は、光ピックアップ装置３Ｂの主要構成部品である半導体レーザ４１と、受光素子３８と、レーザ光線の導光手段としての偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）３４と、レーザ光線の分離手段としての偏光回折素子３５と、１／４波長板３６とを、筐体であるホルダ３７に搭載して、これらを一つの部品として構成されていることを特徴とする。光集積ユニット１９を有することによって、実施例１にはない、次のような作用および効果を奏する。すなわち、前記光ピックアップ装置３Ｂの主要構成部品が集積化されているので、温度変化や外部からの衝撃による特性劣化を抑えることができ、信頼性の高い光ピックアップ装置の提供が可能となる。
【００９３】
また、光ピックアップ装置３Ｂにおけるレーザ光線の分離手段として、偏光回折素子３５を用いているが、これも実施例１にはない、次のような作用および効果を奏する。すなわち、偏光特性を有する回折素子を用いることによって、回折時における光量損失を抑えることが可能となる。そして、光量損失を抑えた分、半導体レーザの出力を控えることができる。このことは光ディスク１への記録時等、レーザ光線の光量を多く必要とする場合に特に有効である。つまり、従来に比べ少ない半導体レーザ出力での記録が可能であるので、その結果、半導体レーザの寿命が延びる。さらには余分な発熱も減少するため、長期間にわたって安定動作可能な信頼性の高い光ピックアップ装置を提供できる。
【００９４】
その他に関しては、チルトの検出方法や検出式が第１の実施例と同様のため、第１の実施例と同様の作用および効果を奏する
【図面の簡単な説明】
【００９５】
【図１】本発明の実施例１の光ピックアップ装置を有する光ディスク装置の構成を説明するための図である。
【図２】本発明の実施例１の光ピックアップ装置の光学系の構成を説明するための図である。
【図３】本発明の実施例１のチルト検出を説明するための受光素子の図である。
【図４】光ディスクがチルトしていないときの状態を説明するための図である。
【図５】光ディスクがチルトしているときの状態を説明するための図である。
【図６】本発明の実施例１の位相シフトグレーディングを説明するための図である。
【図７】本発明の実施例１の演算手段としての回路構成を説明するための図である。
【図８】本発明の実施例２の光ピックアップ装置の構成を示した図である。
【図９】本発明の実施例２の光ピックアップ装置の光集積ユニットの構成を拡大して示した図である。
【図１０】本発明の実施例２の第２の偏光ホログラム素子３２における格子パターンの構成の一例を示す図である。
【図１１】本発明の実施例２の光集積ユニットに用いる受光素子の受光部パターンを説明する図であり、（ａ）は、上記受光部パターンに、球面収差が発生していない場合における光ビームの受光状態を示し、（ｂ）は、（ａ）の状態から対物レンズが光ディスクに近づいた場合における光ビームの受光状態を示した図である。
【図１２】従来の光ピックアップ装置に搭載されているチルトセンサの構成例を示す図である。
【図１３】従来の光ピックアップ装置に搭載されているチルトセンサによるチルトの検出原理を示した図である。
【図１４】従来の光ピックアップ装置に搭載されているチルトセンサによるチルトの検出原理を示した別の図である。
【符号の説明】
【００９６】
１    光ディスク
２    スピンドルモータ
３Ａ,３Ｂ    光ピックアップ装置
４    駆動装置
５    回転制御系
６,４１    半導体レーザ
７    コリメートレンズ
８    整形プリズム
９    位相シフトグレーティング
１０,３４    偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）
１１    ビームエキスパンダユニット
１２    ４５°ミラー
１３    対物レンズ
１４    集光レンズ
１５    シリンドリカルレンズ
１６,３８    受光素子
１７    ＡＰＣ用光検出器
１９    光集積ユニット
３５    偏光回折素子
３６,６０    １／４波長板
３７    ホルダ
３７ｄ    窓部
５０    １／２波長板
７０    光ディスク装置
１１０    チルトセンサ
１１１    発光素子
１１２    ２分割受光素子
１１２ａ    ２分割受光素子右半部
１１２ｂ    ２分割受光素子左半部
１１３    レンズ
１１４    ケース
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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