(57)【要約】【課題】光検出器上におけるトラック方向が、非点収差によるビームスポットの変形方向に対して４５°の方向とならない場合にも、フォーカスエラー信号とトラッキングエラー信号の両方を円滑に生成し得る光ピックアップ装置を提供する。【解決手段】たとえば、図２の光学系において振り角αがα＝４５°とならず、その結果、光検出器１６上におけるトラック方向が、非点収差によるビームスポットの変形方向に対して４５°の方向とならない場合、４分割センサの分割線を、これら２つの方向の中間方向よりも、ビームスポットの変形方向に対して４５°の方向の方に、より接近させる。本発明の手法に従えば、フォーカスエラー信号とトラッキングエラー信号（プッシュプル信号）の両方を、円滑に生成することができる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体レーザと、
前記半導体レーザからのレーザ光をディスク上に収束させる対物レンズと、
前記ディスクから反射された前記レーザ光を受光すると共に直交する２つの分割線にて４つの領域に分割されたセンサパターンを有する光検出器と、
前記半導体レーザから出射された前記レーザ光を反射して前記対物レンズ側へと導く共に前記ディスクから反射された前記レーザ光を透過して前記光検出器側へと導く平板状の光学部材とを備え；
前記光検出器上における前記ディスクのトラック方向が、前記光学部材の非点収差作用によるビームスポットの変形方向に対して、４５°の角度とならない場合、前記センサパターンの２つの分割線のうち一方が、前記トラック方向に一致する第１の方向と、前記ビームスポットの変形方向に対して４５°の角度となる第２の方向のうち、前記第２の方向の方により接近するように、前記センサパターンが配置されている、
ことを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記センサパターンの２つの分割線のうち一方が第２の方向に一致するように、前記センサパターンが配置されている、
ことを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項３】
請求項１または２において、
前記対物レンズは、当該光ピックアップ装置の移動方向に平行な前記ディスクの径Ｌに対して前記ディスクの平面方向に距離Ｚだけ離間した位置に配置され、
前記センサパターンは、当該光ピックアップ装置が前記ディスクの最内周位置と最外周位置の間を移動するときの、前記光検出器上における前記トラック方向の変位範囲のセンター方向を前記第１の方向として、配置が調整されている、
ことを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項４】
非点収差法に基づくフォーカスエラー信号と、プッシュプル法に基づくトラッキングエラー信号を生成するための構成として、直交する２つの分割線にて４つの領域に分割されたセンサパターンを有する光検出器を具備する光ピックアップ装置のレイアウト設定方法であって、
前記光検出器上に投影される記録媒体のトラック方向が、非点収差作用によるビームスポットの変形方向に対して、４５°の角度とならない場合、前記センサパターンの２つの分割線のうち一方が、前記トラック方向に一致する第１の方向と、前記ビームスポットの変形方向に対して４５°の角度となる第２の方向のうち、前記第２の方向の方により接近するように、前記センサパターンの配置を設定する、
ことを特徴とする光ピックアップ装置のレイアウト設定方法。
【請求項５】
請求項４において、
前記センサパターンの２つの分割線のうち一方が第２の方向に一致するように、前記センサパターンの配置を設定する、
ことを特徴とする光ピックアップ装置のレイアウト設定方法。
【請求項６】
請求項４または５において、
前記記録媒体が、螺旋状または同心円状のトラックを有するディスクであり、
前記光ピックアップ装置に搭載される対物レンズが、該光ピックアップ装置の移動方向に平行な前記ディスクの径Ｌに対して前記ディスクの平面方向に距離Ｚだけ離間した位置に配置されている場合、
前記センサパターンは、当該光ピックアップ装置が前記ディスクの最内周位置と最外周位置の間を移動するときの、前記光検出器上における前記トラック方向の変位範囲のセンター方向を前記第１の方向として、配置が設定される、
ことを特徴とする光ピックアップ装置のレイアウト設定方法。
【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およびその光学系のレイアウトを設定するレイアウト設定方法に関し、特に、複数波長のレーザ光を出射可能な互換型光ピックアップ装置およびそのレイアウト設定方法に用いて好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
光ディスクの高容量化に伴い、青色波長のレーザ光を用いるＨＤ ＤＶＤ（High Definition Digital Versatile Disc）の開発が進められている。現在、かかるＨＤＤＶＤと既存のＤＶＤの両方に適用可能な互換型光ピックアップの開発が進められている。
【０００３】
この種の互換型光ピックアップにおいては、ＨＤＤＶＤ用レーザ光とＤＶＤ用レーザ光に対し、それぞれ個別に対物レンズを配する構成が採られ得る（特許文献１）。ここで、２つの対物レンズは、ディスク径に直交する方向に並べて配置することができる。この場合、一方の対物レンズがディスク径上を移動するようにすると、他方の対物レンズは、この径から一定距離だけ離れた位置を、この径に平行に移動するようになる。しかし、こうすると、以下の如く、他方の対物レンズとトラック方向の関係が、対物レンズの移動に応じて変化するようになる。
【０００４】
図１０は、前記２つの対物レンズがディスク径方向に移動したときの、各移動位置におけるトラック方向の角度を示すものである。
【０００５】
同図（ａ）において、２つの対物レンズのうち一方は、Ｏ−Ｙ線上を移動し（法線ずれ＝０）、他方は、Ｏ−Ｙ線から距離Ｚだけ離れた位置をＯ−Ｙ線に平行に移動する（法線ずれ＝Ｚ）。このとき、トラック方向の角度を同図（ａ）のθ２（トラック接線とＯＸ線に平行な線がなす角）とすると、対物レンズの変位量とトラック角度の間には、同図（ｂ）に示すような関係がある。なお、同図（ｂ）は、法線ずれを５ｍｍとしたときのものである。
【０００６】
図示の如く、対物レンズに法線ずれがない場合、対物レンズの移動位置に拘わらずトラック角θ２は常にゼロとなる。これに対し、対物レンズに法線ずれが生じると、図示の如く、対物レンズの移動に伴ってトラック角θ２が変化する。このようにトラック角θ２が変化すると、これとともに、光検出器上におけるトラックの方向も変化する。なお、同図において、トラック角θ２は、θ２＝θ１の関係を満たす。すなわち、トラック角は、θ１として表わすこともできる。
【０００７】
ところで、この種の光ピックアップ装置では、図１１に示す如く、振り角αを与えた光学系に平板状のハーフミラーを挿入し、ハーフミラーの屈折作用により、レーザ光に非点収差を導入する構成が採られ得る。こうすると、光学系をコンパクトに収め、且つ、部品点数を削減することができる。
【０００８】
しかし、この場合、光学部品をレイアウトする関係から、振り角αを±４５°に設定できない場合がある。この場合、光検出器上におけるトラック方向は、非点収差によるビームスポットの変形方向に対して４５°の方向とならなくなる。このため、４分割センサを、フォーカスエラー信号とトラッキングエラー信号（プッシュプル信号）の両方が適正となる位置に配置できないとの問題が生じる。
【０００９】
すなわち、分割線がビームスポットの変形方向に対し４５°となるように４分割センサを配置すると、センサ上のトラック方向が分割線に対し傾いてしまう。逆に、分割線がトラック方向に沿うように４分割センサを配置すると、４分割センサの分割線がビームスポットの変形方向に対して４５°の方向とならなくなる。
【００１０】
さらに、上記の如く、対物レンズに法線ズレが生じると、法線ズレの方向ないし大きさによっては、非点収差によるビームスポットの変形方向とトラック方向の関係がさらに悪化する場合がある。この場合、４分割センサを非点収差の検出に適するよう配置すると、センサ上のトラック方向が、４分割センサの分割線に対して、さらに大きく傾くこととなる。
【特許文献１】ＷＯ９７／４２６３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、上記の如く、光検出器上におけるトラック方向が、非点収差によるビームスポットの変形方向に対して４５°の方向とならない場合にも、フォーカスエラー信号とトラッキングエラー信号の両方を円滑に生成し得る光ピックアップ装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、光検出器上におけるトラック方向が、非点収差によるビームスポットの変形方向に対して４５°の方向とならない場合に、４分割センサの分割線を、これら２つの方向のうち、ビームスポットの変形方向に対して４５°の方向の方に、より接近させるものである。本発明の手法に従えば、フォーカスエラー信号とトラッキングエラー信号（プッシュプル信号）の両方を、円滑に生成することができる。
【００１３】
本発明の第１の局面に係る光ピックアップ装置は、半導体レーザと、前記半導体レーザからのレーザ光をディスク上に収束させる対物レンズと、前記ディスクから反射された前記レーザ光を受光すると共に直交する２つの分割線にて４つの領域に分割されたセンサパターンを有する光検出器と、前記半導体レーザから出射された前記レーザ光を反射して前記対物レンズ側へと導く共に前記ディスクから反射された前記レーザ光を透過して前記光検出器側へと導く平板状の光学部材とを備えており、前記光検出器上における前記ディスクのトラック方向が、前記光学部材の非点収差作用によるビームスポットの変形方向に対して、４５°の角度とならない場合、前記センサパターンの２つの分割線のうち一方が、前記トラック方向に一致する第１の方向と、前記ビームスポットの変形方向に対して４５°の角度となる第２の方向のうち、前記第２の方向の方により接近するように、前記センサパターンが配置されていることを特徴とする。
【００１４】
本発明の第２の局面は、第１の局面に係る光ピックアップ装置において、前記センサパターンの２つの分割線のうち一方が第２の方向に一致するように、前記センサパターンが配置されていることを特徴とする。
【００１５】
本発明の第３の局面は、第１または第２の局面に係る光ピックアップ装置において、前記対物レンズは、当該光ピックアップ装置の移動方向に平行な前記ディスクの径Ｌに対して前記ディスクの平面方向に距離Ｚだけ離間した位置に配置され、前記センサパターンは、当該光ピックアップ装置が前記ディスクの最内周位置と最外周位置の間を移動するときの、前記光検出器上における前記トラック方向の変位範囲のセンター方向を前記第１の方向として、配置が調整されていることを特徴とする。
【００１６】
本発明の第４の局面は、非点収差法に基づくフォーカスエラー信号と、プッシュプル法に基づくトラッキングエラー信号を生成するための構成として、直交する２つの分割線にて４つの領域に分割されたセンサパターンを有する光検出器を具備する光ピックアップ装置のレイアウト設定方法であって、前記光検出器上に投影される記録媒体のトラック方向が、非点収差作用によるビームスポットの変形方向に対して、４５°の角度とならない場合、前記センサパターンの２つの分割線のうち一方が、前記トラック方向に一致する第１の方向と、前記ビームスポットの変形方向に対して４５°の角度となる第２の方向のうち、前記第２の方向の方により接近するように、前記センサパターンの配置を設定することを特徴とする。
【００１７】
本発明の第５の局面は、第４の局面に係るレイアウト設定方法において、前記センサパターンの２つの分割線のうち一方が第２の方向に一致するように、前記センサパターンの配置を設定することを特徴とする。
【００１８】
本発明の第６の局面は、第４または第５の局面に係るレイアウト設定方法において、前記記録媒体が、螺旋状または同心円状のトラックを有するディスクであり、前記光ピックアップ装置に搭載される対物レンズが、該光ピックアップ装置の移動方向に平行な前記ディスクの径Ｌに対して前記ディスクの平面方向に距離Ｚだけ離間した位置に配置されている場合、前記センサパターンは、当該光ピックアップ装置が前記ディスクの最内周位置と最外周位置の間を移動するときの、前記光検出器上における前記トラック方向の変位範囲のセンター方向を前記第１の方向として、配置が設定されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
光検出器上に投影されるトラックの方向が、４分割センサの分割線に対して傾くと、トラッキングエラー信号（プッシュプル信号）の信号振幅が劣化する。他方、非点収差作用によるビームスポットの変形方向に対して４５°の角度を与える方向が、４分割センサの分割線に対して傾くと、フォーカスエラー信号の信号振幅が劣化する。両信号振幅のうち、何れの劣化がより顕著であるかにつき本願発明者が検討したところ、フォーカスエラー信号の劣化の方がより顕著であることが確認された。
【００２０】
したがって、本発明のように、センサパターンの２つの分割線のうち一方を、トラック方向に一致する第１の方向と、ビームスポットの変形方向に対して４５°の角度となる第２の方向のうち、第２の方向の方により接近させることにより、フォーカスエラー信号とトラッキングエラー信号の劣化を効果的に抑制することができ、両エラー信号を円滑に生成できるとの効果が奏される。
【００２１】
本発明の意義ないし効果は、以下に示す実施の形態の説明により更に明らかとなろう。ただし、以下の実施の形態は、あくまでも、本発明を具体化する際の一つの例示であって、本発明ないし各構成要件の用語の意義は、以下の実施の形態に記載されたものに制限されるものではない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の実施の形態につき図面を参照して説明する。本実施の形態は、ＨＤＤＶＤとＤＶＤの互換型光ピックアップ装置に本発明を適用したものである。
【００２３】
まず、図１に、光学系の基本構成を示す。なお、同図には、便宜上、スピンドルモータ２００が併せて示されている。この光学系は、ＨＤＤＶＤにレーザ光を照射するための光学系（ＨＤ用光学系）と、ＤＶＤにレーザ光を照射するための光学系（ＤＶＤ用光学系）に区分される。
【００２４】
ＨＤ用光学系は、ＨＤ用レーザ１１と、ＨＤ用ハーフミラー１２と、ＨＤ用立ち上げミラー１３と、ＨＤ用コリメータレンズ１４と、ＨＤ用対物レンズ１５と、ＨＤ用センサ１６から構成される。
【００２５】
ＨＤ用レーザ１１は、波長４００ｎｍ程度の青色波長のレーザ光を出射する。ＨＤ用ハーフミラー１２は、ＨＤ用レーザ１１から出射されたレーザ光の一部をＨＤ用立ち上げミラー１３側に反射し、且つ、ＨＤ用立ち上げミラー１３から入射されたレーザ光の一部を透過してＨＤ用センサ１６へと導く。
【００２６】
ここで、ＨＤ用ハーフミラー１２は、一定の厚みを有する平板状のガラス材から形成されており、平行な２つの平面のうち、ＨＤ用レーザ１１とＨＤ用立ち上げミラー１３に臨む側の平面に、ハーフミラー面が形成されている。ＨＤ用ハーフミラー１２は、ＨＤ用立ち上げミラー１３から入射されるレーザ光の光軸に対し、一定角度だけ、ディスク面に平行に傾斜するようにして配置されている。このため、ＨＤ用立ち上げミラー１３からのレーザ光のうち、ＨＤ用ハーフミラー１２を透過するレーザ光には、ＨＤ用ハーフミラー１２を透過する際の屈折作用によって非点収差が導入される。なお、本実施の形態では、非点収差法に基づいてＨＤＤＶＤ用のフォーカスエラー信号が生成される。
【００２７】
ＨＤ用立ち上げミラー１３は、ＨＤ用ハーフミラー１２によって反射されたレーザ光をＨＤ用コリメータレンズ１４の方向に反射する。ＨＤ用コリメータレンズ１４は、ＨＤ用立ち上げミラー１３によって反射されたレーザ光を平行光に変換する。ＨＤ用対物レンズ１５は、ＨＤ用コリメータレンズ１４からのレーザ光をディスク１００上に収束させる。
【００２８】
ＨＤ用センサ１６は、ＨＤ用ハーフミラー１２を透過したレーザ光（ディスク１００からの反射光）を受光する。このＨＤ用センサ１６には、非点収差法にてフォーカスエラー信号を生成し、且つ、１ビームプッシュプル法にてトラッキングエラー信号を生成できるよう、直交する２つの分割線にて４つの領域に分割されたセンサパターン（４分割センサ）が配されている。
【００２９】
また、ＤＶＤ用光学系は、ＤＶＤ用レーザ２１と、ＤＶＤ用回折格子２２と、ＤＶＤ用ハーフミラー２３と、ＤＶＤ用立ち上げミラー２４と、ＤＶＤ用コリメータレンズ２５と、ＤＶＤ用対物レンズ２６と、ＤＶＤ用センサ２７から構成される。
【００３０】
ＤＶＤ用レーザ２１は、波長６５０ｎｍ程度の赤色波長のレーザ光を出射する。ＤＶＤ用回折格子２２は、ＤＶＤ用レーザ２１からのレーザ光を３ビームに分割する。ＤＶＤ用ハーフミラー２３は、ＤＶＤ用回折格子２２から入射されるレーザ光の一部をＤＶＤ用立ち上げミラー２４側に反射し、且つ、ＤＶＤ用立ち上げミラー２４から入射されたレーザ光の一部を透過してＤＶＤ用センサ２７へと導く。
【００３１】
ここで、ＤＶＤ用ハーフミラー２３は、一定の厚みを有する平板状のガラス材から形成されており、平行な２つの平面のうち、ＤＶＤ用回折格子２２とＤＶＤ用立ち上げミラー２４に臨む側の平面に、ハーフミラー面が形成されている。ＤＶＤ用ハーフミラー２３は、ＤＶＤ用立ち上げミラー２４から入射されるレーザ光の光軸に対し、一定角度だけ、ディスク面に平行に傾斜するようにして配置されている。このため、ＤＶＤ用立ち上げミラー２４からのレーザ光のうち、ＤＶＤ用ハーフミラー２３を透過してＤＶＤ用センサ２７に向かうレーザ光には、ＤＶＤ用ハーフミラー２３を透過する際の屈折作用によって非点収差が導入される。なお、本実施の形態では、非点収差法に基づいてＤＶＤ用のフォーカスエラー信号が生成される。
【００３２】
ＤＶＤ用立ち上げミラー２４は、ＤＶＤ用ハーフミラー２３によって反射されたレーザ光をＤＶＤ用コリメータレンズ２５の方向に反射する。ＤＶＤ用コリメータレンズ２５は、ＤＶＤ用立ち上げミラー２４によって反射されたレーザ光を平行光に変換する。ＤＶＤ用対物レンズ２６は、ＤＶＤ用コリメータレンズ２５からのレーザ光をディスク１００上に収束させる。
【００３３】
ＤＶＤ用センサ２７は、ＤＶＤ用ハーフミラー２３を透過したレーザ光（ディスク１００からの反射光）を受光する。このＤＶＤ用センサ２７には、非点収差法にてフォーカスエラー信号を生成し、且つ、ディファレンシャルプッシュプル法にてトラッキングエラー信号を生成できるようなセンサパターンが配されている。すなわち、メインビームを受光するために、直交する２つの分割線にて４つの領域に分割されたセンサパターン（４分割センサ）が配され、さらに、２つのサブビームを受光するために、２分割された２対のセンサパターンが配されている。
【００３４】
ＨＤ用対物レンズ１５とＤＶＤ用対物レンズ２６は、共通のアクチュエータ可動部３０に装着されている。ここで、これら２つの対物レンズは、互いに、一定の距離をおいて、ディスク径に直交する方向に並ぶよう、アクチュエータ可動部３０に装着されている。アクチュエータ可動部３０は、対物レンズアクチュエータ３１によって、トラッキング方向およびフォーカス方向に駆動される。したがって、対物レンズアクチュエータ３１を介してＨＤ用対物レンズ１５とＤＶＤ用対物レンズ２６の何れか一方にフォーカスサーボおよびトラッキングサーボを掛けると、制御対象の対物レンズに伴って他方の対物レンズも、フォーカス方向およびトラッキング方向に駆動される。なお、対物レンズアクチュエータ３１は、周知の構成を用いることができる。
【００３５】
図２は、対物レンズとディスクの関係を示す図である。上述の如く、本実施の形態では、上記２つの対物レンズのうち、ＤＶＤ用対物レンズ２６の方が、ディスク径（図中、一点鎖線Ｌ１で示す）上を移動するよう配置されている。したがって、ＨＤ用対物レンズ１５は、このディスク径Ｌ１から一定距離だけずれた直線（図中、一点鎖線Ｌ２で示す）上を移動する。
【００３６】
図３は、ＨＤ用センサ１６上におけるビームスポットの状態を示す図である。
【００３７】
同図（ａ）を参照して、ＨＤ用対物レンズ１５にフォーカスエラーが生じると、ＨＤ用センサ１６上のビームスポットは、ＨＤ用ハーフミラー１２による非点収差作用によって、ディスク面に平行な方向と、これに垂直な方向に変形する。従って、ＨＤ用センサ１６に配された４分割センサの一つの分割線とディスク平面方向の間の角ψを、図示の如く、ψ＝４５°に設定すれば、非点収差法に基づくフォーカスエラー検出を適正に行うことができる。
【００３８】
同図（ｂ）を参照して、ＨＤセンサ１６上のビームスポットに投影されるトラックの方向とディスク平面方向の間の角φは、図２に示すトラック角θ１が最小（θ１min）となるとき、すなわち、ＨＤ用対物レンズ１５がディスク最外周位置にあるときに、最大となる。このときの角φをφmaxとすると、φmaxは次式で与えられる。
φmax＝α−θ１min  …（１）
【００３９】
同様に、角φは、同図（ｃ）に示す如く、トラック角θ１が最大（θ１max）となるとき、すなわち、ＨＤ用対物レンズ１５がディスク最内周位置にあるときに、最小となる。このときの角φをφminとすると、φminは次式で与えられる。
φmin＝α−θ１max  …（２）
【００４０】
このように、トラック方向とディスク平面方向の間の角φは、ＨＤ用対物レンズ１５がディスク最内周位置から最外周位置に移動するまでの間に、φmin≦φ≦φmaxの範囲で変化する。
【００４１】
角φがφmin≦φ≦φmaxの範囲で変化する場合、４分割センサの分割線をφminに一致させると、ＨＤ用対物レンズ１５がディスク最外周位置にあるときに、トラック方向がこの分割線から大きく傾いてしまう。他方、４分割センサの分割線をφmaxに一致させると、ＨＤ用対物レンズ１５がディスク最内周位置にあるときに、トラック方向がこの分割線から大きく傾く。
【００４２】
この場合、φminとφmaxの中間角φave、すなわち
φave＝α−（θ１max＋θ１min）／２  …（３）
を、４分割センサの一つの分割線に一致させると、この分割線に対するトラック方向の傾きを抑制できる。
【００４３】
このように、トラッキングエラー信号の最適化を図るためには、４分割センサの一つの分割線をφaveの方向に沿うように調整する必要がある。
【００４４】
ところが、上記の如く、フォーカスエラー信号の最適化を図るためには、４分割センサの一つの分割線を、同図（ａ）の如く、ψ＝４５°の位置に調整する必要がある。この場合、振れ角αが４５°で、且つ、ＨＤ用対物レンズ１５に法線ずれがなければ（θ１max＝θ１min＝０）、上記式（３）によるφaveを、ψ＝４５°と等しくできる。よって、４分割センサの一つの分割線を、フォーカスエラー信号とトラッキングエラー信号の両方が最適化される位置に調整することができる。
【００４５】
しかし、本実施の形態の如く、振れ角αが４５°でなく、あるいは、ＨＤ用対物レンズ１５に法線ずれが生じている場合には、式（３）によるφaveを、ψ＝４５°に一致させることができない。よって、４分割センサの一つの分割線を、フォーカスエラー信号とトラッキングエラー信号の両方が最適化される位置に調整することはできない。
【００４６】
この場合、４分割センサの分割線は、通常、ψ＝４５°の位置からφaveの位置までの範囲に調整され得る。このとき、分割線がψ＝４５°の位置に近づくほど、フォーカスエラー信号の適正化が図られるが、反面、トラッキングエラー信号が劣化する。他方、分割線がφaveの位置に近づくほど、トラッキングエラー信号の適正化が図られるが、反面、フォーカスエラー信号は劣化する。
【００４７】
本願発明者は、このようにψ＝４５°とφaveが不一致のときに、４分割センサの分割線を、ψ＝４５°の位置からφaveの位置までの範囲のどのあたりに設定するのが適当かを検討した。このとき、４分割センサの分割線が、ψ＝４５°の位置またはφaveの位置からずれる場合の、フォーカスエラー信号とトラッキングエラー信号の劣化具合について以下の如く考察した。
【００４８】
図３（ａ）に示す如く、レーザ光に非点収差が導入されると、光検出器上のビームスポットは、互いに直交する２方向に変形する。したがって、ビームスポットの中心を貫く直線を軸として４分割センサを回転させると、フォーカスエラー信号（非点収差法）の振幅（Peak-to-Peak）は、９０°の回転周期にて変化する。
【００４９】
これに対し、プッシュプル法に従ってトラッキングエラー信号を生成する場合、上記と同様、ビームスポットの中心を貫く直線を軸として４分割センサを回転させると、トラッキングエラー信号の振幅（Peak-to-Peak）は、１８０°の回転周期にて変化する。すなわち、トラッキングエラー信号の振幅周期は、フォーカスエラー信号の振幅周期の２倍となる。
【００５０】
よって、４分割センサの分割線が最適位置からずれたときの信号劣化の度合いは、トラッキングエラー信号よりもフォーカスエラー信号の方が数段大きくなる。したがって、ψ＝４５°とφaveが不一致の場合、４分割センサの分割線は、φaveの位置よりも、ψ＝４５°の位置に接近させた方が、フォーカスエラー信号とトラッキングエラー信号の劣化を、より効果的に抑制することができる。
【００５１】
以下、図１の光学系において、振れ角αと、トラック角θ１max、θ１min（法線ズレＺ）を所定の値に設定した場合における４分割センサの具体的調整例を示す。
【実施例１】
【００５２】
本実施例は、上記図１の光学系において、ＨＤ用対物レンズ１５の法線ズレＺがＺ＝５ｍｍに設定され、且つ、振れ角αがα＝＋３５°に設定されている場合に、４分割センサの配置を適正値に調整するものである。
【００５３】
ＨＤ用対物レンズ１５の法線ズレＺが５ｍｍの場合、図１３（ｂ）を参照して、トラック角θ１の最大値θ１maxと最小値θ１minは、それぞれ、最大値θ１max＝１３°、最小値θ１min＝５°となる。これらの値と振れ角α＝＋３５°を上記式（１）（２）に代入することにより、図３（ｂ）（ｃ）に示すφmaxとφminが、次のとおり求まる。
φmax ＝ ３５°−  ５° ＝ ３０°
φmin ＝ ３５°−１３° ＝ ２２°
【００５４】
また、これらφmaxおよびφminと上記式（３）から、φaveが、次のとおり求まる。
φave ＝ （３０°＋２２°）／２ ＝ ２６°
【００５５】
したがって、上記考察からすると、４分割センサの分割線は、ψ＝４５°とφave＝２６°の範囲で、且つ、φave＝２６°の位置よりもψ＝４５°の位置により接近する位置に設定すれば良い。より詳細には、φave＝２６°とψ＝４５°の中間の角は３５°程度であるから、たとえば、４分割センサの分割線が４０°程度の位置となるように、ＨＤ用光検出器１６のセンサパターンを配置すれば良い。
【００５６】
なお、上記では、ψ＝４５°とφave＝２６°をもとに、４分割センサの分割線の配置を調整するようにしたが、φmaxとφminのうち、ψ＝４５°に対してズレが大きい方と、ψ＝４５°をもとに、４分割センサの分割線の配置を調整するようにしても良い。
【００５７】
すなわち、上記の例では、φmax＝３０°とφmin＝２２°のうち、ψ＝４５°に対してよりズレが大きいφmin＝２２°と、ψ＝４５°をもとに、４分割センサの分割線の配置を調整する。こうすると、上記の場合に比べ、トラッキングエラー信号の劣化が幾分抑制され、反面、フォーカスエラー信号の劣化が幾分増長される。
【００５８】
この場合、４分割センサの分割線は、ψ＝４５°とφmin＝２２°の範囲で、且つ、φmin＝２２°の位置よりもψ＝４５°の位置により接近する位置に設定すれば良い。より詳細には、φmin＝２２°とψ＝４５°の中間の角は３３°程度であるから、たとえば、４分割センサの分割線が４０°よりもやや小さい角度の位置（たとえば、３８°程度）となるように、ＨＤ用光検出器１６のセンサパターンを配置すれば良い。
【００５９】
＜検証例＞
次に、ＨＤ用対物レンズ１５の法線ズレＺをＺ＝５ｍｍとし、且つ、振れ角αをα＝＋３５°としたときに生成されるフォーカスエラー信号およびトラッキングエラー信号の検証例（シミュレーション）を示す。
【００６０】
本検証例における設定条件（パラメータの設定値）は、以下のとおりである。
【００６１】
図４（ａ）および（ｂ）は、本検証におけるディスク１００のパラメータ値と、ＨＤ用センサ１６のパラメータ値を示している。
【００６２】
図５（ａ−１）に、本検証におけるトラッキングエラー信号（プッシュプル信号）の生成回路を示す。この構成において、ディスクを回転させつつトラッキングサーボをオフとすると、図５（ａ−２）に示すプッシュプル信号が生成される。
【００６３】
図５（ｂ−１）に、本検証におけるフォーカスエラー信号（プッシュプル信号）の生成回路を示す。この構成において、ＨＤ用対物レンズ１５をフォーカス方向に変位させると、図５（ｂ−２）に示すフォーカスエラー信号が生成される。
【００６４】
図６（ａ）および(ｂ)に、本検証におけるＨＤ用光学系の各種パラメータを示す。本検証において、同図における各種パラメータは、それぞれ、図７に示す値に設定されている。
【００６５】
図８に、検証結果（シミュレーション）を示す。
【００６６】
同図に示す検証結果は、４分割センサの分割線のうち、図５に示すＰＰ分割線を、図３（ａ）のψ＝４５°を基準位置（角度＝０°）として、同図のディスク平面方向に接近および離間する方向に回転させたときのフォーカスエラー信号の信号振幅（ＦＥ振幅）とトラッキングエラー信号（プッシュプル信号）の信号振幅（ＴＥ振幅）をシミュレーションしたものである。
【００６７】
図中の縦軸は、図５（ａ−２）、（ｂ−２）の信号振幅を標準化して表したものである。また、横軸は、図５に示すＰＰ分割線が、図３（ａ）のψ＝４５°の位置にあるときを基準位置（角度＝０°）とし、この基準位置から、ＰＰ分割線を、同図のディスク平面方向に接近させる方向に回転させたときを正、ディスク平面方向に接近させる方向に回転させたときを負として、ＰＰ分割線を回転させたときの回転角を表している。
【００６８】
なお、図中において、破線で示されるＴＥ振幅は、ＨＤ用対物レンズ１５のトラック角θ１が最小値θ１min＝５°であるとき（ＨＤ用対物レンズ１５が最外周位置にあるとき）のＴＥ振幅を示している。また、実線で示されるＴＥ振幅は、ＨＤ用対物レンズ１５のトラック角θ１が最大値θ１max＝１３°であるとき（ＨＤ用対物レンズ１５が最内周位置にあるとき）のＴＥ振幅を示している。
【００６９】
上記考察にて説明したとおり、フォーカスエラー信号の信号振幅特性は、トラッキングエラー信号の振幅特性に比べ、かなり急峻となっている。同図から、４分割センサのＰＰ分割線がψ＝４５°の位置からずれると、フォーカスエラー信号の信号振幅は大きく劣化することが分かる。これに対し、トラッキングエラー信号の信号振幅は、４分割センサのＰＰ分割線がφave＝２６°の位置（図８下段では１９°の位置）からずれても、それほど大きく劣化しない。したがって、４分割センサのＰＰ分割線をψ＝４５°の位置の方により接近させても、トラッキングエラー信号の信号振幅は、それほど劣化しないことが分かる。
【００７０】
４分割センサのＰＰ分割線をφaveの位置に合わせると、フォーカスエラー信号の信号振幅は、最大値の８２％程度（図中、“Ｂ”参照）に劣化する。さらに、４分割センサのＰＰ分割線をφminの位置に合わせると、フォーカスエラー信号の信号振幅は、最大値の７０％程度（図中、“Ｃ”参照）にまで劣化する。これに対し、４分割センサのＰＰ分割線をψ＝４５°の位置に合わせても、トラッキングエラー信号の信号振幅は、最大値の９５％程度に維持される（図中、“Ａ”参照）。したがって、４分割センサのＰＰ分割線をψ＝４５°の位置に合わせた場合にも、適正レベルのトラッキングエラー信号を生成できる。このとき、フォーカスエラー信号は、最適レベルとなるため、４分割センサのＰＰ分割線をψ＝４５°の位置に合わせることで、フォーカスエラー信号を最適レベルに維持しつつ、トラッキングエラー信号を適正レベルとすることができる。
【００７１】
以上のように、本実施例によれば、ＨＤ用センサ１６のＰＰ分割線を、ψ＝４５°の位置とφaveの位置の中間位置よりもさらにψ＝４５°の位置に接近するように設定することにより、フォーカスエラー信号とトラッキングエラー信号の両方を共に劣化なく最良のものとすることができる。このとき、ＨＤ用対物レンズ１５の移動に伴ってトラック角θ１が変化しても、トラッキングエラー信号の振幅を適正レベルに維持することができる。よって、本実施例によれば、安定したフォーカスサーボ及びトラッキングサーボを実現することができる。
【００７２】
また、本実施例において検証したとおり、ＨＤ用センサ１６のＰＰ分割線を、ψ＝４５°の位置に設定しても、それほど劣化のないトラッキングエラー信号を取得することができる。したがって、ＨＤ用センサ１６のＰＰ分割線をψ＝４５°の位置に設定してもよく、こうすると、トラッキングエラー信号の劣化を低く抑えながら、フォーカスエラー信号を最適レベルに維持することができる。
【実施例２】
【００７３】
上記実施例１では、図９（ａ）の如く、振れ角αがプラス方向（反時計方向）に設定されている場合を示したが、図９（ｂ）の如く、振れ角αがマイナス方向（時計方向）に設定されている場合には、上記式(1)(2)(3)の振れ角αにマイナスの値を代入してφmax、φminおよびφaveを求め、これらと、ψ＝−４５°に基づいて、４分割センサの分割線の位置を設定すれば良い。
【００７４】
たとえば、図９（ｂ）において、法線ズレＺがＺ＝５ｍｍ（θ１max＝１３°、θ１min＝５°）、振れ角αがα＝−２０°のとき、φmax、φminおよびφaveは、次のとおり求まる。
φmax＝−２０°−  ５°＝−２５°
φmin＝−２０°−１３°＝−３３°
φave＝−２０°−（１３°＋５°）／２  ＝−２９°
【００７５】
この場合、４分割センサの分割線は、ψ＝−４５°とφave＝−２９°の範囲で、且つ、φave＝−２９°の位置よりもψ＝−４５°の位置により接近する位置に設定すれば良い。より詳細には、φave＝−２９°とψ＝−４５°の中間の角は−３７°程度であるから、たとえば、４分割センサの分割線が−４０°か、これよりもやや小さい角度の位置（たとえば、−４２°程度）となるように、ＨＤ用光検出器１６のセンサパターンを配置すれば良い。
【００７６】
また、φmax＝−２５°とφmin＝−３３°のうち、ψ＝−４５°に対してよりズレが大きいφmax＝−２５°と、ψ＝−４５°をもとに、４分割センサの分割線の配置を調整するようにしても良い。こうすると、上記のようにφave＝−２９°とψ＝−４５°を用いる場合に比べ、トラッキングエラー信号の劣化が幾分抑制され、反面、フォーカスエラー信号の劣化が幾分増長される。
【００７７】
この場合、４分割センサの分割線は、ψ＝−４５°とφmax＝−２５°の範囲で、且つ、φmax＝−２５°の位置よりもψ＝−４５°の位置により接近する位置に設定すれば良い。より詳細には、φmax＝−２５°とψ＝−４５°の中間の角は−３５°程度であるから、たとえば、４分割センサの分割線が−４０°程度の位置となるように、ＨＤ用光検出器１６のセンサパターンを配置すれば良い。
【００７８】
なお、この場合も、上記実施例１にて検証と同様、ＨＤ用センサ１６のＰＰ分割線を、ψ＝−４５°の位置に設定しても、それほど劣化のないトラッキングエラー信号を取得できるものと想定される。したがって、ＨＤ用センサ１６のＰＰ分割線をψ＝−４５°の位置に設定してもよく、こうすると、トラッキングエラー信号の劣化を低く抑えながら、フォーカスエラー信号を最適レベルに維持することができる。
【実施例３】
【００７９】
また、図９（ｃ）の如く、ＨＤ用対物レンズ１５がＤＶＤ用対物レンズ２６の左側に配置されることにより、法線ズレがマイナス方向に生じている場合には、上記式(1)(2)(3)の法線ズレＺにマイナスの値を代入してφmax、φminおよびφaveを求め、これらと、ψ＝４５°に基づいて、４分割センサの分割線の位置を設定すれば良い。
【００８０】
たとえば、図９（ｂ）において、法線ズレＺがＺ＝−５ｍｍ（θ１max＝−５°、θ１min＝−１３°）、振れ角αがα＝２０°のとき、φmax、φminおよびφaveは、次のとおり求まる。
φmax＝２０°−（−１３）°＝３３°
φmin＝２０°−（−５）°＝２５°
φave＝２０°−（−１３°−５°）／２  ＝２９°
【００８１】
この場合、４分割センサの分割線は、ψ＝４５°とφave＝２９°の範囲で、且つ、φave＝２９°の位置よりもψ＝４５°の位置により接近する位置に設定すれば良い。より詳細には、φave＝２９°とψ＝４５°の中間の角は３７°程度であるから、たとえば、４分割センサの分割線が４０°か、これよりもやや大きい角度の位置（たとえば、４２°程度）となるように、ＨＤ用光検出器１６のセンサパターンを配置すれば良い。
【００８２】
また、φmax＝３３°とφmin＝２５°のうち、ψ＝４５°に対してよりズレが大きいφmin＝２５°と、ψ＝４５°をもとに、４分割センサの分割線の配置を調整するようにしても良い。こうすると、上記のようにφave＝２９°とψ＝４５°を用いる場合に比べ、トラッキングエラー信号の劣化が幾分抑制され、反面、フォーカスエラー信号の劣化が幾分増長される。
【００８３】
この場合、４分割センサの分割線は、ψ＝４５°とφmin＝２５°の範囲で、且つ、φmin＝２５°の位置よりもψ＝４５°の位置により接近する位置に設定すれば良い。より詳細には、φmin＝２５°とψ＝４５°の中間の角は３５°程度であるから、たとえば、４分割センサの分割線が４０°程度の位置となるように、ＨＤ用光検出器１６のセンサパターンを配置すれば良い。
【００８４】
なお、この場合も、上記実施例１にて検証と同様、ＨＤ用センサ１６のＰＰ分割線を、ψ＝４５°の位置に設定しても、それほど劣化のないトラッキングエラー信号を取得できるものと想定される。したがって、ＨＤ用センサ１６のＰＰ分割線をψ＝４５°の位置に設定してもよく、こうすると、トラッキングエラー信号の劣化を低く抑えながら、フォーカスエラー信号を最適レベルに維持することができる。
【００８５】
以上、本発明に係る実施の形態および実施例を説明したが、本発明は、上記実施の形態および実施例に限定されるものではなく、他にも、種々の変更が可能なものである。
【００８６】
たとえば、上記実施の形態では、ＨＤ用対物レンズの方に法線ずれが生じる場合を示したが、本発明は、ＤＶＤ用対物レンズの方に法線ずれが生じる場合にも同様に適用することができる。さらには、ＨＤ用対物レンズとＤＶＤ用対物レンズの両方に法線ずれが生じる場合にも、本発明を適用することができる。
【００８７】
逆に、対物レンズに法線ズレが生じておらず、振れ角αのみが、±４５と相違する角度となっている場合にも、本発明を適用できる。この場合、上記式(1)(2)(3)にθ１max＝θ１min＝０が代入される。このとき、φave＝φmin＝φmax＝αとなる。したがって、４分割センサの分割線は、ψ＝４５°（または、−４５°）とφave＝φmin＝φmax＝αをもとに、上記と同様の手法にしたがって位置調整される。
【００８８】
また、振れ角αはα＝±４５であるが、対物レンズに法線ズレが生じている場合も、上記実施例１、２、３と同様にして、本発明を適用できる。
【００８９】
さらに、上記実施の形態では、ＨＤ用ハーフミラー１２を用いるようにしたが、これに代えて、平板状の偏光ミラーを用いることもできる。この場合、偏光ミラーの２つの面のうち、ＨＤ用レーザ１１からのレーザ光が入射する方の面に偏光膜が形成される。また、偏光ミラーからＨＤ用対物レンズ１５までの光路中に、λ／４板が配される。
【００９０】
この他、上記実施の形態では、ＨＤＤＶＤとＤＶＤの互換型ピックアップおよび光ディスク装置を例示したが、この他のディスクに対する互換型ピックアップおよび光ディスクにも同様に適用することができる。
【００９１】
本発明の実施の形態は、特許請求の範囲に示された技術的思想の範囲内において、適宜、種々の変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００９２】
【図１】実施の形態に係る光ピックアップの光学系を示す図
【図２】実施の形態に係る対物レンズとディスクの関係を示す図
【図３】実施の形態に係るＨＤ用センサ上のビームスポットの状態を示す図
【図４】実施例１における検証条件を説明する図
【図５】実施例１における検証条件を説明する図
【図６】実施例１における検証条件を説明する図
【図７】実施例１における検証条件を説明する図
【図８】実施例１における検証結果を示す図
【図９】実施例２、３に係る光ピックアップの光学系を示す図
【図１０】対物レンズに法線ズレが生じた場合の問題を説明する図
【図１１】光ピックアップの光学系の構成例を示す図
【符号の説明】
【００９３】
１１  ＨＤ用レーザ
１２  ＨＤ用ハーフミラー
１５  ＨＤ用対物レンズ
１６  ＨＤ用センサ
【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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