(57)【要約】      （修正有）【課題】簡素な構成で受光面の位置ずれに対して安定なサーボ信号および再生信号を生成する。【解決手段】光ピックアップ装置２は、少なくとも互いに独立した光束を出射する第１のレーザ光源２０ａ及び第２のレーザ光源２０ｂを一の筐体に格納したレーザ光源ユニット２０と、レーザ光源ユニット２０から出射され、光ディスク５の情報層に反射した前記光束を分割する光分割ユニット２６と、光分割ユニット２６によって分割された光束を受光する複数の受光面を備えた光検出器２７と、を備え、前記光分割ユニット２６は、前記第１のレーザ光源２０ａから出射された第１の光束２００ａを複数の領域に分割する第１の光分割素子と、前記第２のレーザ光源２０ｂから出射された第２の光束２００ｂを複数の領域に分割する第２の光分割素子と、を備え、光ディスク５の情報を反射した光束のみが入射する位置に配置される。【選択図】図２
2012104184.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも互いに独立した光束を出射する第１のレーザ光源及び第２のレーザ光源を一の筐体に格納したレーザ光源ユニットと、
前記レーザ光源ユニットから出射された前記光束を前記光ディスクの情報層に集光する対物レンズと、
前記レーザ光源ユニットから出射され、前記光ディスクの情報層に反射した前記光束を分割する光分割ユニットと、
前記光分割ユニットによって分割された前記光束を受光する複数の受光面を備えた光検出器と、
を備え、
前記光分割ユニットは、
前記第１のレーザ光源から出射された前記第１の光束を複数の領域に分割する第１の光分割素子と、
前記第２のレーザ光源から出射された前記第２の光束を複数の領域に分割する第２の光分割素子と、
を備え、
前記光ディスクの情報を反射した光束のみが入射する位置に配置される
ことを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項２】
前記第１の光束および前記第２の光束は、互いに異なる波長からなり、
前記第１の光分割素子は、前記第１の光束のみを選択的に分割し、
前記第２の光分割素子は、前記第２の光束のみを選択的に分割するように、
前記第１および第２の光分割素子に所定の波長選択機能を備えた
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】
前記第１および第２の光束は互いに直交した偏光を備え、
前記第１の光分割素子は、前記第１の光束のみを選択的に分割し、
前記第２の光分割素子は、前記第２の光束のみを選択的に分割するように、
前記第１および第２の光分割素子に所定の偏光選択機能を備えた
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】
前記第１の光分割素子および前記第２の光分割素子は、所定の分割線によって少なくとも２つ以上の領域に分割された回折格子であって、
当該複数の分割領域の格子溝方向又は格子ピッチが互いに異なる
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】
前記第１の光分割素子および前記第２の光分割素子は、該光分割素子において前記光ディスクのトラック方向に相当する方向に略平行な方向の分割線をそれぞれ有し、
前記第１の光分割素子の前記トラック方向に略平行な方向の分割線は、前記第１の光分割素子に入射する前記第１の光束の中心光軸を通るように配置され、
前記第２の光分割素子の前記トラック方向に略平行な方向の分割線は、前記第２の光分割素子に入射する前記第２の光束の中心光軸を通るように配置される
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】
前記光検出器の少なくとも１つ以上の光受光面は、
前記第１の光分割素子で複数に分割された前記第１の光束の少なくとも一部、若しくは、前記第２の光分割素子で複数に分割された前記第２の光束の少なくとも一部を受光する
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７】
前記光検出器は、
前記光ディスクの情報層を反射して前記回折格子によって分割された回折光のうち、０次回折光又は＋１次回折光又は−１次回折光を受光する受光面を備えた
ことを特徴とする請求項４に記載の光ピックアップ装置。
【請求項８】
前記回折格子で分割された回折光のうち、０次回折光の受光面で再生信号を検出し、
＋１次回折光および−１次回折光の受光面で、トラッキング誤差信号およびフォーカス誤差信号を検出する
ことを特徴とする請求項７に記載の光ピックアップ装置。
【請求項９】
ナイフエッジ方式でフォーカス誤差信号を検出する
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１０】
少なくとも互いに独立した光束を出射する第１のレーザ光源及び第２のレーザ光源を一の筐体に格納したレーザ光源ユニットと、
前記レーザ光源ユニットから出射された前記光束を前記光ディスクの情報層に集光する対物レンズと、
前記レーザ光源ユニットから出射され、前記光ディスクの情報層に反射した前記光束を分割する光分割ユニットと、
前記光分割ユニットによって分割された前記光束を受光する複数の受光面を備えた光検出器と、
を備えた光ピックアップ装置と、
前記レーザ光源ユニットを駆動するためのレーザ点灯回路と、
前記光ピックアップ装置の光検出器で得られた検出信号より、前記光ディスクに対して安定なサーボ信号を生成するためのサーボ信号生成回路と、
前記光ピックアップ装置の光検出器で得られた検出信号より、前記光ディスクに記録されている情報を安定に再生するための情報信号再生回路と、
前記レーザ点灯回路、前記サーボ信号生成回路及び前記情報信号再生回路を制御するコントロール回路と、を備えた光ディスク装置において、
前記光ピックアップ装置に備わる光分割ユニットは、
前記第１のレーザ光源から出射された前記第１の光束を複数の領域に分割する第１の光分割素子と、
前記第２のレーザ光源から出射された前記第２の光束を複数の領域に分割する第２の光分割素子と、
を備え、
前記光ディスクの情報を反射した光束のみが入射する位置に配置される
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、光ピックアップ装置及び光ディスク装置に関し、特に複数種類の光ディスクの記録及び再生を行う光ピックアップ装置及び光ディスク装置に適用して好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、光ピックアップ装置は、レーザ光源から出射されたレーザ光を光ディスクに導くとともに、光ディスクで反射された光束を光検出器に導く光学部品から構成される。当該光ピックアップ装置は、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）やＣＤ（Compact Disk）などの光ディスクの再生及び記録に用いられている。
【０００３】
また、近年、例えばＤＶＤやＣＤのような互いに波長の異なる規格の光ディスクを記録したり再生したりする場合に、光ピックアップ装置において、２波長マルチレーザ光源を使用することが提案されている。２波長マルチレーザ光源は、ＣＤ用半導体レーザとＤＶＤ用半導体レーザが共通の筺体に格納されたレーザ光源である。当該２波長マルチレーザ光源を用いると、レーザ光源の配置の省スペース化や、２波長合成用のプリズムの削除や、レンズや光検出器などの光学部品の共用化など、光ピックアップ装置の小型化や低コスト化の面で有利となる。
【０００４】
２波長マルチレーザ光源を用いたＤＶＤ及びＣＤ互換光ピックアップ装置は、例えば特許文献１のように３ビーム光学系を用いるのが一般的である。３ビーム光学系では、レーザ光源を出射した光束を往路回折格子で３本の光束に分離して光ディスクの情報層上に集光し、情報層を反射した３本の光束に分離して光ディスクの情報層上に集光する。そして、情報層を反射した３つの光束を非点収差方式で検出することにより、サーボ信号であるフォーカス誤差信号（ＦＥＳ：Focusing Error Signal）やトラッキング誤差信号（ＴＥＳ：Tracking Error Signal）、または再生信号であるＲＦ信号（ＲＦ：Radio Frequency）を生成する。
【０００５】
一般的に、光ピックアップ装置は、光ディスク内にある所定の記録トラック上に正しくスポットを照射するため、フォーカス誤差信号およびトラッキング誤差信号を用いて対物レンズの位置を制御している。具体的に、フォーカス誤差信号を検出することにより、対物レンズをフォーカス方向に変位させてフォーカス方向に調整が行われる。また、トラッキング誤差信号を検出することにより、対物レンズを光ディスクの半径方向へ変位させてトラッキング調整が行われている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−４８７５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記した３ビーム光学系を用いる場合には、回折格子の受光面で精度の良い光束を検出するために、光ディスクの情報層に集光する３本の光束の配置方向を光ディスクのトラック方向に対して非常に高い精度で取り付ける必要があった。また、２波長マルチレーザ光源で３ビーム光学系を実現しようとすると、２つのレーザが単一の筐体に格納されているために、各光束の方向をそれぞれ調整しなければならなかった。
【０００８】
さらに、３ビーム光学系では、光源から出射された光束を３つのビームに分岐する回折格子や、３本の光束を別々に検知する受光素子などが必要となるため、装置の構成部品が多くなり構造が複雑になってしまうという欠点があった。
【０００９】
また、従来、サーボ信号を求めるために使用されている非点収差方式は、光検出器の受光面に対して入射される光束の位置ずれによってサーボ信号が大きく劣化し、位置ずれによる感度も大きいことが課題となっている。つまり、光検出器の受光面に入射される光束のスポット形が小さければ小さいほど、光検出器に対して入射される光束の上下左右のずれに対する影響が大きくなるといった問題があった。
【００１０】
従って、光ディスクの情報層上に１つの光束を集光し、その反射光束を用いてサーボ信号やＲＦ信号を生成する、いわゆる１ビーム光学系を用いることが望ましい。また、非点収差方式よりも位置ずれ感度の小さい信号生成方式を用いることが望ましい。
【００１１】
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、２波長マルチレーザ光源を用いたＤＶＤ／ＣＤ互換光ピックアップ装置において、簡素な構成で受光面の位置ずれに対して安定なサーボ信号および再生信号を生成することが可能な光ピックアップ装置およびそれを搭載した光ディスク装置を提案しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
かかる課題を解決するため本発明においては、少なくとも互いに独立した光束を出射する第１のレーザ光源及び第２のレーザ光源を一の筐体に格納したレーザ光源ユニットと、前記レーザ光源ユニットから出射された前記光束を前記光ディスクの情報層に集光する対物レンズと、前記レーザ光源ユニットから出射され、前記光ディスクの情報層に反射した前記光束を分割する光分割ユニットと、前記光分割ユニットによって分割された前記光束を受光する複数の受光面を備えた光検出器と、を備え、前記光分割ユニットは、前記第１のレーザ光源から出射された前記第１の光束を複数の領域に分割する第１の光分割素子と、前記第２のレーザ光源から出射された前記第２の光束を複数の領域に分割する第２の光分割素子と、を備え、前記光ディスクの情報を反射した光束のみが入射する位置に配置されることを特徴とする。
【００１３】
また、本発明においては、少なくとも互いに独立した光束を出射する第１のレーザ光源及び第２のレーザ光源を一の筐体に格納したレーザ光源ユニットと、前記レーザ光源ユニットから出射された前記光束を前記光ディスクの情報層に集光する対物レンズと、前記レーザ光源ユニットから出射され、前記光ディスクの情報層に反射した前記光束を分割する光分割ユニットと、前記光分割ユニットによって分割された前記光束を受光する複数の受光面を備えた光検出器と、を備え、前記光分割ユニットは、前記第１のレーザ光源から出射された前記第１の光束を複数の領域に分割する第１の光分割素子と、前記第２のレーザ光源から出射された前記第２の光束を複数の領域に分割する第２の光分割素子と、を備え、前記光ディスクの情報を反射した光束のみが入射する位置に配置されることを特徴とする光ピックアップ装置と、前記レーザ光源ユニットを駆動するためのレーザ点灯回路と、前記光ピックアップ装置の光検出器で得られた検出信号より、前記光ディスクに対して安定なサーボ信号を生成するためのサーボ信号生成回路と、前記光ピックアップの光検出器で得られた検出信号より、前記光ディスクに記録されている情報を安定に再生するための情報信号再生回路と、前記レーザ点灯回路、前記サーボ信号生成回路及び前記情報信号再生回路を制御するコントロール回路と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、２波長マルチレーザ光源を用いた光ピックアップ装置において、簡素な構成で受光面の位置ずれに対して安定なサーボ信号およびＲＦ信号を生成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】第１の実施の形態による光ディスク装置の構成例を示すブロック図である。
【図２】第１の実施の形態による光ピックアップ装置の構成例を示す平面図である。
【図３】２面回折格子の構成例を示す拡大図である。
【図４】回折格子の形状の一例を示す光束の入射方向から見た図である。
【図５】光検出器の受光面の構成例を光束の入射方向から見た図である。
【図６】信号光が光検出器の受光面に集光した例を示す図である。
【図７】第１の実施の形態による光検出器の受光面の変形例を示す光束の入射方向から見た図である。
【図８】図７の光検出器の受光面に信号光が集光した例を示す光束の入射方向から見た図である。
【図９】第２の実施の形態による回折格子の形状の一例を示す光束の入射方向から見た図である。
【図１０】第２の実施の形態による光検出器の受光面の構成例を示す光束の入射方向から見た平面図である。
【図１１】ＤＶＤ信号光が光検出器の受光面に集光した例を示す光束の入射方向から見た図である。
【図１２】ＣＤ信号光が光検出器の受光面に集光した例を示す光束の入射方向から見た図である。
【図１３】２層光ディスクの情報層と対物レンズの拡大図である。
【図１４】信号光と迷光がＤＶＤ回折格子面に入射した例を示す光束の入射方向から見た図である。
【図１５】０次迷光が光検出器上に入射した例を示す光束の入射方向から見た図である。
【図１６】＋１次及び−１次迷光が光検出器上に入射した例を示す光束の入射方向から見た図である。
【図１７】信号光と迷光がＤＶＤ回折格子面に入射した例を示す光束の入射方向から見た図である。
【図１８】＋１次および−１次迷光が光検出器上に入射した例を示す光束の入射方向から見た図である。
【図１９】信号光と迷光がＤＶＤ回折格子面に入射した例を示す光束の入射方向から見た図である。
【図２０】＋１次および−１次迷光が光検出器上に入射した例を示す光束の入射方向から見た図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下図面について、本発明の一実施の形態を詳述する。
【００１７】
（１−１）第１の実施の形態
図１は、本実施の形態による光ピックアップ装置２を搭載した光ディスク装置１を示す。光ディスク装置１は、光ピックアップ装置２、スピンドルモータ３、スピンドルモータ駆動回路４、サーボ信号生成回路６、情報信号再生回路７、アクチュエータ駆動回路８、コントロール回路１０、アクセス制御回路１１、レーザ点灯回路１２及び情報信号記録回路１３を備えている。
【００１８】
スピンドルモータ３のターンテーブル（図示せず）に保持された光ディスク５は、スピンドルモータ駆動回路４によって中心軸の回りに回転駆動する。そして、光ピックアップ装置２は、光学的に、光ディスク５の情報層に情報を記録および再生する機能を持つ。なお、以下では、光ディスク５として、ＣＤ及びＤＶＤを例示して説明するが、かかる例に限定されず、他の記録媒体であってもよい。
【００１９】
また、光ピックアップ装置２内の光検出器から検出された信号は、サーボ信号生成回路６および情報信号再生回路７に送られる。
【００２０】
サーボ信号生成回路６は、光ピックアップ装置２により検出された信号に基づいて、光ディスク５に適したフォーカス誤差信号、トラッキング誤差信号及びチルト制御信号等を生成する。そして、これらの信号を基にアクチュエータ駆動回路８を経て光ピックアップ装置２内の対物レンズアクチュエータを駆動して、対物レンズ９の位置制御を行う。
【００２１】
また、情報信号再生回路７は、光ピックアップ装置２により検出された信号から光ディスク５に記録された情報信号を再生する。
【００２２】
また、サーボ信号生成回路６および情報信号再生回路７にて得られた信号の一部は、コントロール回路１０に送られる。コントロール回路１０はレーザ駆動用信号をレーザ点灯回路１２に送信し、当該レーザ点灯回路１２を駆動させて光ピックアップ装置２内の２波長マルチレーザ光源にレーザ駆動電流を供給する。なお、レーザ点灯回路１２は光ピックアップ装置２内に組み込むことも可能である。
【００２３】
コントロール回路１０には、サーボ信号制御回路６、情報信号先性回路７、スピンドルモータ駆動回路４及びアクセス制御回路１１で得られた信号が入力される。そして、コントロール回路１０は、スピンドルモータ３の回転制御、対物レンズ９の位置制御、光ピックアップ装置２のアクセス方向位置制御などを行う。
【００２４】
また、コントロール回路１０は、再生しようとしている光ディスク５の種類を判別する機能を有している。コントロール回路１０は、光ディスク５の種類を判別した後、所望の発振波長の光束を出射するようにレーザ点灯回路１２を駆動する。また、コントロール回路１０は、所望の発振波長の光束を受光する光検出器上の受光面を有効にする処理を行う。
【００２５】
なお、記録時はコントロール回路１０とレーザ点灯回路１２の間に設けられている情報信号記録回路１３は、記録制御信号に基づいて、レーザ点灯回路１２を駆動させて光ディスク５に情報を記録する。
【００２６】
次に、図１の光ディスク装置１に搭載された光ピックアップ装置２の光学系について説明する。図２に示すように、光ピックアップ装置２は、２波長マルチレーザ光源２０、偏光ビームスプリッタ２１、フロントモニタ２２、コリメートレンズ２３、１／４波長板２４、立上げミラー２５、対物レンズ９、２面回折格子２６及び光検出器２７を備えている。
【００２７】
２波長マルチレーザ光源２０は、半導体レーザ光源２０ａと、半導体レーザ光源２０ｂとを備える。半導体レーザ光源２０ａは、例えば波長略６６０ｎｍの光束を出射するＤＶＤ用の半導体レーザ光源である。また、半導体レーザ光源２０ｂは、例えば、波長略７８５ｎｍの光束を出射するＣＤ用の半導体レーザ光源である。ＤＶＤを記録再生する場合は、ＤＶＤ用の半導体レーザ光源２０ａからＤＶＤ光束２００ａを発散光で出射する。また、ＣＤを記録再生する場合は、ＣＤ用半導体レーザ光源２０ｂからＣＤ光束２００ｂを発散光で出射する。
【００２８】
なお、図２では、ＤＶＤ光束２００ａを実線で、ＣＤ光束２００ｂを点線で、それぞれ示している。また、半導体レーザは直線偏光の光束を出射するのが一般的であり、２波長マルチレーザ光源２０からも直線偏光の光束２００ａ若しくは２００ｂを出射することを想定する。
【００２９】
さらに、ＤＶＤ用半導体レーザ光源２０ａとＣＤ用半導体レーザ光源２０ｂは、図２に示すように発光点間隔がＴａだけ離れた位置にそれぞれ配置されているとする。
【００３０】
２波長マルチレーザ光源２０から出射された光束２００ａ若しくは光束２００ｂは、偏光ビームスプリッタ２１（ＰＢＳ：Polarized Beam Splitter prism）を透過する光束と、偏光ビームスプリッタ２１を反射する光束とに分離される。偏光ビームスプリッタ２１は、所定の方向の直線偏光を透過し、その方向と直行する方向の直線偏光を反射させる素子である。ここでは、光束２００ａ若しくは光束２００ｂの大部分を反射するように偏光を制御する。
【００３１】
偏光ビームスプリッタ２１を透過した光束は、フロントモニタ２２に入射され、偏光ビームスプリッタ２１を反射した光束は、コリメートレンズ２３に入射される。
【００３２】
一般的に、光ディスク５の記録再生動作の精度をよくするために、光ディスク５に照射される光束２００ａ若しくは光束２００ｂの光量をフロントモニタ２２で検出し、コントロール回路２０６で所望の値に制御することが必要となる。フロントモニタ２２は、２波長マルチレーザ光源２０から出射された光束２００ａ若しくは光束２００ｂの光量の変化を検出して、図１のコントロール回路２０６にフィードバックする。これにより、光束の光量を制御することが可能となる。なお、簡略化のために図２にはフロントモニタ２２に入射する光束２００ａ若しくは光束２００ｂを図示していない。
【００３３】
また、偏光ビームスプリッタ２１により反射されコリメートレンズ２３に入射した光束２００ａ若しくは光束２００ｂは、光軸と略平行な光束に変換される。続いて、光束２００ａ若しくは光束２００ｂは、１／４波長板２４を通過し、円偏光に変換される。そして、立上げミラー１５を反射後、アクチュエータ（図示せず）に搭載された対物レンズ９を透過して、光ディスク５の情報層上に集光される。なお、２波長マルチレーザ光源２０から光ディスク５の情報層までの往路光路中に光束を分割する素子はないため、情報層に入射する光束は１つ、すなわち１ビームとなる。
【００３４】
光ディスク５の情報層上より反射した光束２００ａ若しくは光束２００ｂは、往路光ビームと同様の光路を逆向きに進行し、対物レンズ９、立上げミラー２５、１／４波長板２４、コリメートレンズ２３を透過し、偏光ビームスプリッタ２１に入射する。このとき、光束２００ａ若しくは光束２００ｂは１／４波長板２４を２回通過しているため、往路のときと直交する方向の直線偏光となっている。従って、光束２００ａ若しくは光束２００ｂは偏光ビームスプリッタ２１を透過する。偏光ビームスプリッタ２１を透過した光束２００ａ若しくは光束２００ｂは、２面回折格子２６を通り、光検出器２７上に集光する。
【００３５】
光検出器２７は、光束２００ａ若しくは光束２００ｂが集光できるような受光面構成となっており、当該光検出器２７では、受光面に照射された光量に従って再生信号であるＲＦ信号やフォーカス誤差信号やトラッキング誤差信号などが生成される。
【００３６】
また、図２において、ＤＶＤ用半導体レーザ１０ａからの光束２００ａの光束中心が光学部品の中心を通るように描かれているが、これに限定されるものではない。ＣＤ用半導体レーザ１０ｂからの光束２００ｂの光束中心が光学部品の中心を通ってもよく、また光束２００ａの光束中心とＣＤ光束２００ｂの光束中心の間に光学部品の中心があってもよい。
【００３７】
図３は、図２における２面回折格子２６に入射する光束２００ａ及び光束２００ｂと、出射する光束２００ａ及び光束２００ｂの関係を格子側面から示した図である。図３（Ａ）に示す２面回折格子２６は、ＤＶＤ光束２００ａが回折されるＤＶＤ回折格子面３０とＣＤ光束２００ｂが回折されるＣＤ回折格子面３１の２面を有する。
【００３８】
ＤＶＤ回折格子面３０は、ＤＶＤの波長のみの光束２００ａを所定の方向へ回折し、ＣＤの光束２００ｂを透過する。また、ＣＤ回折格子面３１は、ＣＤの波長のみの光束２００ｂを所定の方向へ回折し、ＤＶＤの波長の光束２００ａを透過する。
【００３９】
２面回折格子２６は、例えばガラス等により形成される透明な基板から成り、光束入射面に周期的な凹凸の格子溝が設けられている。これにより、入射面側に入射した光束２００ａ及び光束２００ｂは、メインビームとなる０次回折光と、そのサブビームとなる＋１次回折光と、−１次回折光との３種類の光ビームに回折される。さらに、＋1次回折光若しくは１次回折光は、２面回折格子２６の光束入射面の凹凸の格子溝の角度と間隔に応じて、それぞれ所定の方向に回折される。
【００４０】
図３（Ｂ）は、ＤＶＤ回折格子面３０でＤＶＤの光束２００ａが回折されている様子を示している。まず、ＤＶＤの光束２００ａは、２面回折格子２６へ入射すると、ＤＶＤ回折格子面３０で回折され、図３（Ｂ）に示すように、０次回折光２０１ａ、＋１次回折光２０２ａ、−１次回折光２０３ａに回折される。その後、回折されたＤＶＤ光束２００ａの０次回折光、＋１次回折光および−１次回折光は、ＣＤ回折格子面３１を透過して、光検出器２７に入射する。
【００４１】
一方、図３（Ｃ）は、ＣＤ回折格子面３１でＣＤ光束２００ｂが回折されている様子を示している。まず、ＣＤの光束２００ｂは、２面回折格子２６へ入射すると、ＤＶＤ回折格子面３０を透過し、ＣＤ回折格子面３１に入射する。そして、図３（Ｃ）に示すように、ＣＤ光束２００ｂは、ＣＤ回折格子面３１で、０次回折光２０１ｂ、＋１字回折光２０２ｂおよび−１次回折光２０３ｂに回折されて、光検出器２７に入射する。
【００４２】
なお、ＤＶＤ回折格子面３０およびＣＤ回折格子面３１の回折光は、主に０次回折光、＋１次回折光、そして−１次回折光で構成されるものとする。
【００４３】
図４（Ａ）は、ＤＶＤ回折格子面３０を光軸方向に沿った方向から見た概略平面図の一例である。実線で描かれた円はＤＶＤ回折格子面３０に入射したＤＶＤ光束２００ａを示している。ＤＶＤ回折格子面３０は、領域３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄ、３０ｅ、３０ｆ、３０ｇ及び３０ｈの８個の回折領域に分かれている。そして、それぞれの領域ごとに、所定の方向へＤＶＤ回折格子面３０に入射したＤＶＤ光束２００ａを回折するように格子溝の角度と間隔が定められている。
【００４４】
また、ＤＶＤ回折格子面３０には、トラック方向に略平行な方向、つまり光ディスク接線方向（以下Ｔａｎ方向と略す。）に中央分割線３２が設けられており、この中央分割線３２に、実線の円で示したＤＶＤ光束２００ａの光軸の略中心が重なるように配置されている。さらに、ＤＶＤ回折格子面３０の８個の領域は、中央分割線３２を中心軸にして線対称になるように配置されている。
【００４５】
なお、３０ａ、３０ｂ、３０ｃ及び３０ｄから構成される領域を領域Ａ、３０ｅ、３０ｆ、３０ｇ及び３０ｈから構成される領域を領域Ｂと称して以下説明する。
【００４６】
図４（Ｂ）は、ＣＤ回折格子面３１の格子形状の一例である。点線で描かれた円はＤＶＤ回折格子面３０に入射したＣＤ光束２００ｂを示している。なお、ＣＤの光束２００ｂがＤＶＤの光束２００ａと比較して、小さいスポット径になるのは、対物レンズ９の開口数によるためである。
【００４７】
ＣＤ回折格子面３１は領域３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄ、３１ｅ、３１ｆ、３１ｇ及び３１ｈの８個の回折領域に分かれており、それぞれ所定の方向へＣＤ光束２００ｂを回折するように格子溝の角度と間隔が定められている。
【００４８】
ＣＤ回折格子面３１も同様に、Ｔａｎ方向に中央分割線３３が設けられており、この中央分割線３３に、点線の円で示したＣＤの光束２００ｂの光軸の略中心が重なるように配置されている。さらに、ＣＤ回折格子面３１の８個の領域は、中央分割線３３を中心軸にして線対称になるように配置されている。
【００４９】
なお、３１ａ、３１ｂ、３１ｃ及び３１ｄから構成される領域を領域Ａ’、３１ｅ、３１ｆ、３１ｇ及び３１ｈから構成される領域を領域Ｂ’と称して以下説明する。
【００５０】
また、ＤＶＤ用半導体レーザ光源２０ａとＣＤ用半導体レーザ光源２０ｂは、図２に示すように発光点間隔がＴａだけ離れた位置にそれぞれ配置されている。このため、ＣＤ回折格子面３１に入射するＣＤ光束２００ｂの光軸の略中心は、ＤＶＤ回折格子面３０に入射するＤＶＤ光束２００ａの光軸の略中心に対してＴｂだけ離れた位置となる。
【００５１】
図５は、図２における光検出器２７の構成の一例である。光検出器２７は集光するＤＶＤ回折光及びＣＤ回折光を受光する複数の受光面を備えている。受光面はＤ０からＤ２０まで、計２１面ある。これらの受光面のうち、Ｄ０にはＤＶＤの０次回折光が、Ｄ２０にはＣＤの０次回折光がそれぞれ入射する。なお、ＤＶＤの回折光を黒点、ＣＤの回折光を白抜き点でそれぞれ表わしている。
【００５２】
黒点で示すＤＶＤの０次回折光の集光位置と、白抜き点で示すＣＤの０次回折光の集光位置の間隔は、半導体レーザの発光点間隔に相当する。上記したように、ＤＶＤ用半導体レーザ光源２０ａとＣＤ用半導体レーザ光源２０ｂは、発光点間隔がＴａだけ離れた位置にそれぞれ配置されているため、ＤＶＤの０次回折光の集光位置と、ＣＤの０次回折光の集光位置とはＴａだけ離れることとなる。また、網掛けの領域は、集光状態の信号光を入射させるための暗線部を表している。
【００５３】
図６（Ａ）は、ＤＶＤ回折光が光検出器２７に入射するときの受光位置を示す。ＤＶＤ回折格子面３０の領域３０ａ、３０ｂ、３０ｃ及び３０ｄ(領域Ａ)と３０ｅ、３０ｆ、３０ｇ及び３０ｈ（領域Ｂ）を回折した光束の＋１次回折光は、それぞれ受光面Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４、Ｄ５、Ｄ６、Ｄ７及びＤ８に入射する。また、領域３０ｅ、３０ｆ、３０ｇ及び３０ｈ（領域Ｂ）を回折した光束の−１次回折光は、それぞれ受光面Ｄ１０とＤ１１間の暗線部、Ｄ１４とＤ１５間の暗線部、Ｄ１２とＤ１３間の暗線部、Ｄ１６とＤ１７間の暗線部に入射する。２面回折格子２６をそのまま透過した０次回折光は、Ｄ０に入射する。なお、領域３０ａ、３０ｂ、３０ｃ及び３０ｄを回折した光束の−１次回折光は、図６（Ａ）中の破線で示す範囲２４の位置に受光面を回避して光検出器２７に入射する。
【００５４】
図６（Ｂ）は、ＣＤ回折光が光検出器２７に入射するときの受光位置を示す。ＣＤ回折格子面３１の領域３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄ（領域Ａ’）と、３１ｅ、３１ｆ、３１ｇ及び３１ｈ（領域Ｂ’）とを回折した光束の＋１次回折光は、それぞれ受光面Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４、Ｄ９、Ｄ６、Ｄ７及びＤ８に入射する。また、領域３１ｅ、３１ｆ、３１ｇ及び３１ｈ（領域Ｂ’）を回折した光束の−１次回折光は、それぞれ受光面Ｄ１４とＤ１５間の暗線部、Ｄ１０とＤ１１間の暗線部、Ｄ１８とＤ１９間の暗線部、Ｄ１２とＤ１３間の暗線部に入射する。２面回折格子２６をそのまま透過した０次回折光は、Ｄ２０に入射する。なお、領域３１ａ、３１ｂ、３１ｃ及び３１ｄ（領域Ａ’）を回折した光束の−１次回折光は、図６（Ｂ）中の破線で示す範囲２５の位置に受光面を回避して光検出器に入射する。
【００５５】
光検出器２７の受光面Ｄ０、Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４、Ｄ５、Ｄ６、Ｄ７、Ｄ８、Ｄ９、Ｄ１０、Ｄ１１、Ｄ１２、Ｄ１３、Ｄ１４、Ｄ１５、Ｄ１６、Ｄ１７、Ｄ１８、Ｄ１９及びＤ２０でそれぞれ検出され、順にＳ０、Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４、Ｓ５、Ｓ６、Ｓ７、Ｓ８、Ｓ９、Ｓ１０、Ｓ１１、Ｓ１２、Ｓ１３、Ｓ１４、Ｓ１５、Ｓ１６、Ｓ１７、Ｓ１８、Ｓ１９及びＳ２０の信号を得ることができる。これらの各受光面に入射した信号光を用いて、上述したサーボ信号生成回路６は、フォーカス誤差信号、トラッキング誤差信号及びＲＦ信号を生成する。
【００５６】
フォーカス誤差信号の検出には、例えばダブルナイフエッジ法を使用する。ダブルナイフエッジ法でフォーカス誤差信号を生成するために、集光状態において２分割した受光面間の暗線部に信号光を入射する構成としている。暗線部は受光面から離れた光でも、受光面からの距離に応じて所定の感度を持って光を検出するため、この暗線部を用いることで、デフォーカスに対して感度を持ったフォーカス誤差信号を生成することができる。
【００５７】
デフォーカスとは、対物レンズ９の焦点距離に対して光ディスク５の情報層の位置が近づく、若しくは遠ざかる状態である。デフォーカス状態の場合に、２分割した受光面の一方に、光束の一部が入射する。そして、分かれた２分割受光面によって検出された信号の差分をとり、差分が０になるときが集光状態を示す。従って、アクチュエータ駆動回路８は、当該差分が０になるように、対物レンズ９を制御する。なお、ダブルナイフエッジ法は公知の技術であるため、詳細な説明は省略する。
【００５８】
本実施形態では、上記したダブルナイフエッジ法を用いて、信号Ｓ１０、Ｓ１１、Ｓ１２、Ｓ１３、Ｓ１４、Ｓ１５、Ｓ１６、Ｓ１７、Ｓ１８及びＳ１９より、式１および式２に示す演算式でＤＶＤとＣＤのフォーカス誤差信号を生成する。
【００５９】
【数１】
2012104184.tif 000003
【００６０】
一方、トラッキング誤差信号の検出には、例えば１ビームディファレンシャルプッシュプル法（ＤＰＰ：Differential Push Pull）（以下ＤＰＰ法と略す。）を使用する。
【００６１】
ＤＰＰ法とは、レンズシフトをしたときにオフセットが発生することなく、プッシュプル信号によりトラッキング誤差信号を生成する方法である。プッシュプル信号は、光ディスクの情報層によって反射した光束を、例えば回折格子上のＴａｎ方向に略平行で光束中心を通る分割線によって２分割にし、左右の光束の差分をとることで生成することができる。しかし、プッシュプル成分を含んだ信号のみでは、対物レンズ９が光ディスク半径方向（以下Ｒａｄ方向と略す。）に変位したとき、すなわちレンズシフトしたときに、左右の光束の光量アンバランスが生じて直流成分のオフセットが発生し、不安定なトラッキング誤差信号となってしまう。そこで、オフセット成分含んだ信号を用いて、オフセットをキャンセルする演算を行うことにより、安定なトラッキング誤差信号を得ることができる。ＤＰＰ法を１ビームで行うことを１ビームＤＰＰ法と呼ぶ。なお、１ビームＤＰＰは公知の技術であるため、これ以上の説明は省略する。
【００６２】
上記した１ビームＤＰＰ法を用いて、信号Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４、Ｓ５、Ｓ６、Ｓ７、Ｓ８Ｓ９より、数２に示す演算式でＤＶＤとＣＤのトラッキング誤差信号を生成する。なお、プッシュプル成分を含んだ信号をメインプッシュプル（以下ＭＰＰと略す。）信号とし、ＭＰＰ信号のオフセット成分をキャンセルする信号をオフセットキャンセル（以下ＯＣと略す。）信号とする。
【００６３】
【数２】
2012104184.tif 000004
【００６４】
数２のｋ１およびｋ２は、対物レンズがレンズシフトした際に、トラッキング誤差信号の式中第１項の信号に含まれるオフセット成分と、式中第２項の信号に含まれるオフセット成分とを補正するための係数である。このような演算を行うことによって、対物レンズがレンズシフトした際であってもオフセットのない安定したトラッキング誤差信号を生成することが可能である。
【００６５】
また、以下の数３に示す演算式のように、０次回折光で得られた信号をもとにＲＦ信号を生成する。ＲＦ信号は、集光した０次回折光のみで生成するため、１つの受光面で実現することができる。このように、受光面が少ないため、ノイズの少ない信号を得ることができる。また、０次回折光の光量を大きくすることにより、ＳＮ比のよいＲＦ信号を生成することができる。
【００６６】
【数３】
2012104184.tif 000005
【００６７】
本実施の形態のように、復路に２面回折格子を用いた構成は、２波長マルチレーザ光源２０を用いた１ビーム光学系で生じる課題を解決することができる。以下、説明する。
【００６８】
上記したように、２波長マルチレーザ光源２０は、ＤＶＤ用半導体レーザ光源２０ａとＣＤ用半導体レーザ光源２０ｂの発光点間隔がＴａずれている。すなわち、光軸が互いにずれている。このため、光束を分割する２面回折格子２６上でも、ＤＶＤ光束とＣＤ光束の光軸の中心は互いにずれている。
【００６９】
図４（Ｂ）に示したＣＤ回折格子面３１のＴａｎ方向の中央分割線３３と、一点鎖線で示したＤＶＤ回折格子面３０のＴａｎ方向の中央分割線３２の間隔Ｔｂは、この発光点間隔Ｔａのずれのために生じた回折格子上での光軸中心のずれ量である。光軸の中心がずれた状態で共通の中央分割線を使用すると、どちらか一方若しくは両方の光束の分割が図４のＲａｄ方向で非対称となる。非対称になると信号にオフセットが発生する問題が生じる。
【００７０】
また、２波長マルチレーザ光源２０ではＤＶＤの発振波長が略６６０ｎｍ、ＣＤの発振波長が略７８５ｎｍとおよそ１．２倍異なる。このため、光検出器２７の受光面数を増加したり、受光面サイズを大きくしたりする必要がある。受光面サイズが大きくなると、信号ノイズが大きくなるという問題が発生してしまう。
【００７１】
しかし、２面回折格子２６を用いるとそれぞれ独立にＴａｎ方向の分割線を定めることが可能である。これにより、ＤＶＤの光束とＣＤの光束の非対称は起こらなくなるため、信号オフセットの問題を解決することができる。
【００７２】
また、２面回折格子２６では、各格子面の各領域に刻まれた凹凸の格子溝のピッチの間隔を独立に設計することが可能である。このため、波長の異なるＤＶＤ光束２００ａ及びＣＤ光束２００ｂの回折方向をそれぞれ自由に決定することが可能となる。
【００７３】
従来、波長の異なる光束で同じ格子面を使用していた場合には、格子溝のピッチの間隔が一定であるために波長に依存して光束の回折方向が決まってしまい、波長の異なる光束で受光面を共通にすることが困難であった。
【００７４】
ところが、光検出器２７上の分割した光束の集光位置をＤＶＤとＣＤで自由に設計することができるようになり、この結果、受光面を一部共通化することが可能となった。つまり、波長数の異なる光束を用いた場合であっても受光面サイズを大きくする必要がなくなり光検出器２７をコンパクト化することが可能となった。また、ＤＶＤとＣＤで一部を除いて受光面を共通にすることで、数１および数２のようにＤＶＤとＣＤの演算式は一部を除いて、同じ信号を用いた式で実現できる。すわなち、演算切り替えの少ない構成とすることが可能である。
【００７５】
また、２面回折格子２６を往復路光路中に配置すると、往路中でこの２面回折格子２６によって光束が複数に分割され、これら分割された不要な光束が光ディスク５の情報層を反射し、迷光となって光検出器２７で検出されてしまうという問題があった。そこで、本実施の形態では、２面回折格子２６を復路に配置し、往路の光束は１ビームとなるように構成することで、迷光の発生を防ぐことを可能としている。
【００７６】
さらに、本実施の形態は、非点収差方式よりも位置ずれによる信号性能劣化を低減することが可能である。非点収差方式の場合、例えば４０〜６０μｍ程度の有効径を持った光束が、光検出器の４分割受光面に入射されるのが一般的である。ここで、光検出器の位置が２〜５μｍずれると、受光面に入射する信号光のバランスが劣化し、フォーカス誤差信号およびトラッキング誤差信号の性能が劣化する。
【００７７】
しかし、本実施の形態のように、光束を受光面に集光する場合は、光検出器が位置ずれしても受光面から外れなければトラッキング誤差信号の性能は劣化しない。また、フォーカス誤差信号についても暗線幅を調整することにより、位置ずれに対してフォーカス誤差信号の性能劣化を緩和することが可能である。
【００７８】
具体的に、本実施の形態では、図３及び図４に示すＤＶＤ回折格子面３０とＣＤ回折格子面３１とを有した２面回折格子２６を復路光路中に配置し、図５に示す受光面構成の光検出器２７を設けている。これにより、２波長マルチレーザ光源２０の発光点位置の違いや、ＤＶＤとＣＤの波長の違いに制限されることなく、受光面の位置ずれに対して安定なサーボ信号およびＲＦ信号を生成する光ピックアップ装置２を実現することができる。また、光検出器２７の受光面の一部を共通化することが可能である。さらに、２面回折格子２６以外に特殊な部品を用いていないため、部品点数の少ない、簡素な光学系構成を実現している。
【００７９】
（１−２）他の実施の形態
なお上述の第１の実施形態においては、２面回折格子２６の分割領域構成や、光検出器２７の受光面構成は、図４および図５に示すような構成であったが、本発明はこれに限らず、例えば、光検出器２７は図７に示す構成であってもよい。
【００８０】
図７は、図５では受光面Ｄ１〜Ｄ４をＴａｎ方向に一列に並べて配置していたのに対して、受光面Ｄ１〜Ｄ４をＴａｎ方向に２つずつ並べて、０次回折光に対して向かい合わせて配置している。このとき、ＤＶＤ回折光が光検出器２７に入射するときの受光位置は、図８（Ａ）となる。また、ＣＤ回折光が光検出器２７に入射するときの受光位置は図８（Ｂ）となる。また、２面回折格子２６の形状や信号生成については、図４、数１〜数３と同様である。図７に示す受光面の構成とすると、図５に示す受光面の構成よりも光検出器のサイズをＴａｎ方向に小さくすることが可能となる。
【００８１】
２面回折格子２６および光検出器２７は、２波長マルチレーザ光源２０の発光点位置の違いおよびＤＶＤとＣＤの波長の違いの制限がなく、受光面の位置ずれに対して安定なサーボ信号およびＲＦ信号を生成することができれば、どのような構成であっても構わない
【００８２】
また、２面回折格子２６はＤＶＤ回折格子面３０については、前述のようにＤＶＤ光束２００ａを回折する一方ＣＤ光束２００ｂを回折しない、また、ＣＤ回折格子面３１では、ＣＤ光束２００ｂを回折するが、ＤＶＤ光束２００ａを回折しないといった、波長選択性の機能を備えたものでなくても構わない。例えば、ＤＶＤ回折格子面３０はＰ偏光のみを回折し、ＣＤ回折格子面３１はＳ偏光のみを回折するといった、偏光選択性の機能を備えたものでもよい。具体的には、図３（Ｂ）においてＤＶＤ光束２００ａは紙面に略平行な方向の偏光（Ｐ偏光とする）の光束が、図３（Ｃ）においてＣＤ光束２００ｂは紙面に略垂直な方向の偏光（Ｓ偏光とする）の光束が、それぞれ入射するとする。このとき、波長選択性を持たせなくてもＤＶＤ光束２００ａはＤＶＤ回折格子面３０でのみ、ＣＤ光束２００ｂはＣＤ回折格子面３１でのみ、それぞれ回折することが可能である。また、このような偏光性を有した素子は、複屈折性を有した結晶板や高分子結晶材料を用いることで実現することが可能である。
以上のように２面回折格子２６は、ＤＶＤ回折格子面でＤＶＤの発振波長の光束のみ回折し、ＣＤ回折格子面でＣＤの発振波長の光束のみ回折する機能を持った構成であれば、どのような格子でも構わない。
【００８３】
（１−３）本実施の形態の効果
以上のように本実施の形態による光ピックアップ装置２によれば、２波長マルチレーザ光源２０を用いたＤＶＤ及びＣＤ互換光ピックアップ装置２において、２面回折格子を用いるとそれぞれ独立にＴａｎ方向の分割線を定めることが可能となり、信号オフセットの少ない受光面の位置ずれに対して安定なサーボ信号およびＲＦ信号を生成することが可能な光ピックアップ装置２及びそれを搭載した光ディスク装置１を提供することができる。
【００８４】
（２−１）第２の実施の形態
図９は、第２の実施の形態に係る光ピックアップ装置２で用いる２面回折格子２６を光軸方向に沿った方向から見た概略平面図の一例を示す。第１の実施の形態との違いは、２面回折格子２６のＤＶＤ回折格子面４０及びＣＤ回折格子面４１がＤＶＤ回折格子面３０及びＣＤ回折格子面３１と異なる形状となっている点である。なお、光学系は図２と同様の構成であり、２面回折格子２６における光束の反射及び透過における構成は図３と同様の構成である。
【００８５】
図９（Ａ）に示すように、ＤＶＤ回折格子面４０は、領域４０ａ、４０ｂ、４０ｃ、４０ｄ、４０ｅ、４０ｆ、４０ｇ、４０ｈ、４０ｉ、４０ｊ、４０ｋ、４０ｌ及び４０ｍの１３個の回折領域に分かれている。そして、ＤＶＤ回折格子面４０に入射した光束が、それぞれ所定の方向に回折されるように格子溝の方向が定められている。
【００８６】
また、ＤＶＤ回折格子面４０には、Ｔａｎ方向の中央分割線３２が設けられている。そして、この中央分割線３２に、実線の円で示したＤＶＤの光束２００ａの光軸の略中心が重なるように配置されている。また、ＤＶＤ回折格子面４０の１３個の領域は、中央分割線３２を中心軸にして線対称になるように配置されている。
【００８７】
なお、第２の実施の形態における２面回折格子２６では、４０ａ、４０ｂ、４０ｃ及び４０ｄから構成される領域を領域Ｅ、４０ｅ、４０ｆ、４０ｇ及び４０ｈから構成される領域を領域Ｆ、４０ｉ、４０ｊ、４０ｋ及び４０ｌから構成される領域を領域Ｇ、４０ｍで構成される領域Ｈとして以下説明していく。
【００８８】
図９（Ｂ）は、ＣＤ回折格子面４１の格子形状の一例である。ＣＤ回折格子面４１は領域４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄ、４１ｅ、４１ｆ、４１ｇ、４１ｈ、４１ｉ、４１ｊ、４１ｋ及び４１ｌの１２個の回折領域に分かれている。そして、ＣＤ回折格子面４１に入射した光束が、それぞれ所定の方向に回折されるように格子溝の方向が定められている。
【００８９】
ＣＤ回折格子面４１も同様に、Ｔａｎ方向の中央分割線３３が、点線の円で示したＣＤ光束２００ｂの光軸中心を通るように分割されている。また、ＣＤ回折格子面４１の１２個の領域は、中央分割線３２を中心軸にして線対称になるように配置されている。
【００９０】
なお、４１ａ、４１ｂ、４１ｃ及び４１ｄから構成される領域を領域Ｅ’、４１ｅ、４１ｆ、４１ｇ及び４１ｈから構成される領域を領域Ｆ’、４１ｉ、４１ｊ、４１ｋ及び４１ｌから構成される領域を領域Ｇ’として以下説明していく。
【００９１】
図９に示すように、本実施の形態では、各回折格子面の領域を、１２分割または１３分割にしている。このように分割することにより、２層ディスクの迷光を回避することが可能となる。迷光の回避については、後で詳細に説明する。
【００９２】
図１０は、本実施の形態による光ピックアップ装置２で用いる光検出器２７の構成の一例である。図１０に示すように、光検出器２７の受光面は、Ｄ０からＤ２５までの計２６面から構成される。これらの受光面のうち、Ｄ０にはＤＶＤの０次回折光が入射し、Ｄ２５にはＣＤの０次回折光が入射する。なお、ＤＶＤの回折光を黒点、ＣＤの回折光を白抜き点でそれぞれ表している。上記したように、ＤＶＤ用半導体レーザ光源２０ａとＣＤ用半導体レーザ光源２０ｂは、発光点間隔がＴａだけ離れた位置にそれぞれ配置されているためＤＶＤの０次回折光の集光位置と、ＣＤの０次回折光の集光位置とはＴａだけ離れることとなる。また、網掛けの領域は、集光状態の信号光を入射させるための暗線部を表している。
【００９３】
図１１は、ＤＶＤ回折光が光検出器２７の受光面に入射した状態を光束の入射方向から示した図である。ＤＶＤ回折格子面４０の領域４０ａ、４０ｂ、４０ｃ及び４０ｄ（領域Ｅ）と、４０ｅ、４０ｆ、４０ｇ及び４０ｈ（領域Ｆ）と、４０ｉ、４０ｊ、４０ｋ及び４０ｌ（領域Ｇ）とを回折した光束の＋１次回折光は、それぞれ受光面Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４、Ｄ５、Ｄ６、Ｄ７、Ｄ８、Ｄ９、Ｄ１０、Ｄ１１及びＤ１２に入射する。また、ＤＶＤ回折格子４０の領域４０ａ、４０ｂ、４０ｃ及び４０ｄ（領域Ｅ）を回折した光束の−１次回折光は、それぞれ受光面Ｄ１７とＤ１８間の暗線部、Ｄ１４とＤ１５間の暗線部、Ｄ１６とＤ１７間の暗線部、Ｄ１３とＤ１４間の暗線部に入射する。
【００９４】
また、２面回折格子２６をそのまま透過した０次回折光は、Ｄ０に入射する。なお、ＤＶＤ回折格子４０の領域４０ｅ、４０ｆ、４０ｇ及び４０ｈ（領域Ｆ）と、４０ｉ、４０ｊ、４０ｋ及び４０ｌ（領域Ｇ）とを回折した光束の−１次回折光は、図１１中の破線で示す範囲４２の位置に受光面を回避して光検出器に入射する。また、ＤＶＤ回折格子４０の領域４０ｍ（領域Ｈ）を回折した光束の＋１次光および−１次回折光は、例えば図１１中の破線で示す範囲４３のように受光面から遠く離れた位置に回折させる。ＤＶＤ回折格子４０の領域４０ｍの回折光を受光しないことにより、２層ディスクの迷光を回避することが可能となる。迷光の回避については、後で詳細に説明する。
【００９５】
図１２は、ＣＤ回折光が光検出器２７に入射する際の受光面を示す。図１２に示すように、ＣＤ回折光は、全て白抜き点で示す。ＣＤ回折格子面４１の領域４１ａ、４１ｂ、４１ｃ及び４１ｄ（領域Ｅ’）と、４１ｅ、４１ｆ、４１ｇ及び４１ｈ（領域Ｆ’）と、４１ｉ、４１ｊ、４１ｋ及び４１ｌ（領域Ｇ’）とを回折した光束の＋１次回折光は、それぞれ受光面Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４、Ｄ５、Ｄ６、Ｄ７、Ｄ８、Ｄ９、Ｄ１０、Ｄ１１及びＤ１２に入射する。また、ＣＤ回折格子面４１の領域４１ａ、４１ｂ、４１ｃ及び４１ｄ（領域Ｅ’）を回折した光束の−１次回折光は、それぞれ受光面Ｄ２３とＤ２４間の暗線部、Ｄ２０とＤ２１間の暗線部、Ｄ２２とＤ２３間の暗線部、Ｄ１９とＤ２０間の暗線部に入射する。
【００９６】
また、２面回折格子２６をそのまま透過した０次回折光は、Ｄ２５に入射する。なお、領域４１ｅ、４１ｆ、４１ｇ及び４１ｈ（領域Ｆ’）と、４１ｉ、４１ｊ、４１ｋ及び４１ｌ（領域Ｇ’）とを回折した光束の−１次回折光は、受光面を回避して、図１２中の破線で示す範囲４４の位置に入射する。
【００９７】
光検出器２７の受光面Ｄ０、Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４、Ｄ５、Ｄ６、Ｄ７、Ｄ８、Ｄ９、Ｄ１０、Ｄ１１、Ｄ１２、Ｄ１３、Ｄ１４、Ｄ１５、Ｄ１６、Ｄ１７、Ｄ１８、Ｄ１９、Ｄ２０、Ｄ２１、Ｄ２２、Ｄ２３、Ｄ２４及びＤ２５でそれぞれ検出して得られる信号を、順にＳ０、Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４、Ｓ５、Ｓ６、Ｓ７、Ｓ８、Ｓ９、Ｓ１０、Ｓ１１、Ｓ１２、Ｓ１３、Ｓ１４、Ｓ１５、Ｓ１６、Ｓ１７、Ｓ１８、Ｓ１９、Ｓ２０、Ｓ２１、Ｓ２２、Ｓ２３、Ｓ２４及びＳ２５とする。これらの各受光面に入射した信号光を用いて、上述したサーボ信号生成回路６は、フォーカス誤差信号、トラッキング誤差信号及び再生信号であるＲＦ信号を生成する。
【００９８】
サーバ信号生成回路６は、例えばダブルナイフエッジ法を用いてフォーカス誤差信号を検出する。具体的に、サーバ信号生成回路６は、信号Ｓ１３、Ｓ１４、Ｓ１５、Ｓ１６、Ｓ１７、Ｓ１８、Ｓ１９、Ｓ２０、Ｓ２１、Ｓ２２、Ｓ２３及びＳ２４から、数４に示す演算式でＤＶＤとＣＤのフォーカス誤差信号を生成する。
【００９９】
【数４】
2012104184.tif 000006
【０１００】
一方、サーバ信号生成回路６は、例えば１ビームＤＰＰ法を用いてトラッキング誤差信号を検出する。サーバ信号生成回路６は、信号Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４、Ｓ５、Ｓ６、Ｓ７、Ｓ８、Ｓ９、Ｓ１０、Ｓ１１及びＳ１２から、数５に示す演算式でＤＶＤとＣＤのトラッキング誤差信号を生成する。なお、プッシュプル成分を含んだ信号をＭＰＰ信号とし、ＭＰＰ信号のオフセット成分をキャンセルする信号をＯＣ信号とする。
【０１０１】
【数５】
2012104184.tif 000007
【０１０２】
数５のｋ１およびｋ２は、対物レンズがレンズシフトした際に、トラッキング誤差信号の式中第１項の信号に含まれるオフセット成分と、式中第２項の信号に含まれるオフセット成分とを補正するための係数である。なお、トラッキング誤差信号の生成に用いる受光面Ｄ１〜Ｄ１２を、ＤＶＤとＣＤで全て共通の受光面を用いている。このため、上記数２のようにＤＶＤとＣＤの演算式はオフセット補正係数ｋ１およびｋ２を除き、全て同じ式で実現できる。すわなち、トラッキング誤差信号を検出するに際して、演算切り替えを必要としない構成とすることができる。
【０１０３】
また、数６に示す演算式のように０次回折光で得られた信号でＲＦ信号を生成する。ＲＦ信号は集光した０次回折光のみで生成するため、１つの受光面を用いてＲＦ信号を生成することができる。このように、受光面が少ないのでノイズの少ない信号を得ることが可能であり、０次回折光の光量を大きくすることでＳＮ比のよいＲＦ信号を生成できる。
【０１０４】
【数６】
2012104184.tif 000008
【０１０５】
本実施形態のように、復路に２面回折格子を用いた構成は、２層を有するＤＶＤなどで問題となる迷光の課題を解決することができる。以下、迷光について説明する。
【０１０６】
ＤＶＤは大容量化のために情報層を２層有する、２層光ディスクが存在する。２層光ディスクを用いる場合、光量の一部は目的となる情報層で反射せず、目的ではない情報層で反射される。このため、目的となる情報層で反射された所望の信号光だけでなく、目的となる情報層以外の情報層で反射された迷光が光検出器の各受光面に入射してしまうという問題がある。このように、迷光が受光面に入射すると、信号に不要なノイズが漏れ込んでしまうことになるため、他層からの迷光が受光面に入らないようにすることが必要である。
【０１０７】
図９（Ａ）に示したＤＶＤ回折格子面４０および図１０に示した光検出器２７は、上記した迷光の問題を解決する構成となっている。
【０１０８】
図１３は、２層光ディスク５０の情報層を反射した直後の信号光であるＤＶＤ光束２００ａと迷光２２０ａの関係である。図１３に示す２層ＤＶＤの情報層のうち、対物レンズ９に対して奥に位置する情報層を情報層５１、手前に位置する情報層を情報層５２、情報層の層間隔をＬとする。
【０１０９】
図１３（Ａ）は、光束２００ａが情報層５１に集光して、情報層５１に反射した様子を示した図である。奥の情報層５１で集光した光束２００ａは、情報層５１に反射して信号光として光路を進行する。しかし、光束２００ａのうち、一部の光束は手前の情報層５２で反射し、迷光２２０ａとして光路を進行する。この迷光２２０ａは、図１３（Ａ）に示すように、信号光である光束２００ａよりも弱発散した光束で光路を進行する。
【０１１０】
一方、図１３（Ｂ）は、情報層５２に光束が集光したときの、反射光の様子である。情報層５２で集光した光束は、反射して信号光２００ａとして光路を進行する。しかし、光束２００ａのうち一部の光束は手前の情報層５２を透過して奥の情報層５１で反射し、迷光２２０ａとして光路を進行する。この迷光２２０ａは、図のように信号光２００ａよりも弱収束した光束で光路を進行する。
【０１１１】
図１４は、図１３（Ａ）のように２層光ディスクのうち奥の情報層５１を記録再生するときの、２面回折格子２６のＤＶＤ回折格子面４０上での信号光２００ａと迷光２２０ａの様子を示している。信号光２００ａは実線の円で示し、迷光２２０ａは点線の円で示す。図１４に示すように、情報層５２による迷光２２０ａは、信号光２００ａよりも弱発散光のため、ＤＶＤ回折格子面４０上で信号光よりも大きくなる。
【０１１２】
ＤＶＤ回折格子面４０では、光束を主に０次回折光、＋１次回折光、−１次回折光に分割されるため、迷光も０次迷光、＋１次回折迷光、−１次回折迷光が発生する。まず、図１５に、０次迷光が光検出器２７に入射したときの様子を示す。信号光は黒点で、０次迷光は網掛けの領域で示す。図１５に示すように、０次迷光は回折せずに、受光面Ｄ０に入射する０次信号光を中心にデフォーカスして入射する。従って、０次迷光の外側にＤＶＤ受光面を配置することにより、０次迷光を回避することが可能である。
【０１１３】
次に、図１６に、＋１次回折迷光および−１次回折迷光が光検出器２７に入射したときの様子を示す。図１６では、信号光は黒点で、＋１次回折迷光および−１次回折迷光は網掛けの領域で示される。信号光同様、＋１次回折迷光および−１次回折迷光はＤＶＤ回折格子面４０に入射した領域の数に分割される。従って、図１４に示すように、迷光２２０ａは領域４０ａから４０ｍの１３領域全てに入射するので、光検出器２７上には、１３分割された＋１次回折迷光と−１次回折迷光の合計２６個の回折迷光が入射する。
【０１１４】
しかし、図１６に示すように、迷光はＤＶＤ受光面を回避しており、信号光と迷光は重なり合っていない。これは回折格子領域を１３分割にして、迷光を効果的に回避する位置に受光面を配置しているためである。すなわち、領域４０ａから４０ｄの光束を受光する受光面Ｄ１からＤ４及びＤ１３からＤ１８は、迷光が信号光に対してＲａｄ方向にずれて入射する。そのため、Ｔａｎ方向に受光面を一列に配列することによってそれぞれの受光面に迷光が入射するのを回避するような構成となっている。また、領域４０ｅから４０ｌの光束を受光する受光面Ｄ５からＤ１２は、迷光が信号光に対してＴａｎ方向にずれて入射する。そのため、Ｒａｄ方向に受光面を一列に配列することによって受光面に迷光が入射するのを回避するような構成となっている。なお、ＣＤ受光面であるＤ１９からＤ２５には迷光が入射しているが、これらの受光面より得られる信号は使用されないため、ＤＶＤの信号ノイズにはならない。また、レンズシフトを行って迷光がＲａｄ方向に変位した場合でも、迷光の影響を最小限に抑えることが可能である。
【０１１５】
図１３（Ａ）に示したように、２層光ディスクのうち奥の情報層５１を記録再生する場合、光検出器２７上の受光面は迷光を回避している。
【０１１６】
図１７は、図１３（Ｂ）に示すように２層光ディスクのうち手前の情報層５２を記録再生するときの、２面回折格子２６のＤＶＤ回折格子面４０上での信号光２００ａと迷光２２０ａの様子を示している。信号光２００ａは実線の円で、迷光２２０ａは点線の円で、それぞれ示す。図１７に示すように、奥の情報層５１による迷光２２０ａは、信号光２００ａよりも弱収束光のため、ＤＶＤ回折格子面４０上で信号光２００ａよりも小さくなる。ここでは迷光２２０ａが領域４０ｉから４０ｍのみに入射する場合を想定している。
【０１１７】
０次迷光が光検出器２７に入射する場合は、０次回折光を中心にデフォーカスして入射する。従って、０次迷光の入射の様子は図１５と同様となるため、詳細は省略する。
【０１１８】
図１８に、＋１次回折迷光および−１次回折迷光が光検出器２７に入射したときの様子を示す。図１８では、信号光は黒点で、０次迷光は網掛けの領域で示される。信号光同様、＋１次回折迷光および−１次回折迷光はＤＶＤ回折格子面４０に入射した領域の数に分割される。従って、図１７に示すように、迷光２２０ａは領域４０ｉから４０ｍの５領域に入射しているので、光検出器上でも５分割の迷光が＋１次と−１次で合計１０個入射する。
【０１１９】
しかし、図１８に示すように、迷光はＤＶＤ受光面を回避しており、信号光と迷光は重なり合っていない。これは回折格子領域を１３分割にして、迷光を効果的に回避する位置に受光面を配置しているためである。すなわち、領域４０ｉから４０ｌの光束を受光する受光面Ｄ９からＤ１２は、迷光が信号光に対してＴａｎ方向にずれて入射する。そのため、Ｒａｄ方向受光面を一列に配列することによってそれぞれの受光面に迷光が入射するのを回避するような構成となっている。また、レンズシフトを行って迷光がＲａｄ方向に変位した場合でも、迷光の影響を最小限に抑えることが可能である。
【０１２０】
図１９は、図１３（Ｂ）に示すように２層光ディスクのうち手前の情報層５２を記録再生するときで、かつ情報層の層間隔Ｌが大きい場合を想定したときの、２面回折格子２６のＤＶＤ回折格子面４０上での信号光２００ａと迷光２２０ａの様子を示している。層間隔Ｌは、ＤＶＤ２層ディスクにおいて４５μｍから７０μｍの範囲であることが、規格で定められている。このように、ＤＶＤ層の層間隔Ｌは２５μｍものばらつきがあるため、図１９に示すように迷光２２０ａが回折格子面上で焦点を結ぶように領域４０ｍのみに入射する場合にも対応させる必要がある。
【０１２１】
なお、図２０に、＋１次回折迷光および−１次回折迷光が光検出器２７に入射したときの様子を示す。信号光は黒点で、０次迷光は網掛けの領域で示される。信号光同様、＋１次回折迷光及び−１次回折迷光はＤＶＤ回折格子面４０に入射した領域において分割する。従って、図１９に示すように、迷光２２０ａは領域４０ｍのみに入射するので、光検出器２７上には、略円状の＋１次回折迷光と−１次回折迷光とで２個入射する。しかし、領域４０ｍの信号光は、信号生成に用いずに受光面から大きく離れた位置に回折させている。このため、図２０に示すように、ように迷光はＤＶＤ受光面を回避しており、信号光と迷光は重なり合っていないことがわかる。また、レンズシフトを行って迷光がＲａｄ方向に変位した場合でも、迷光の影響を最小限に抑えることが可能である。
【０１２２】
もちろん、ＤＶＤ回折格子面４０上で信号光２００ａよりも小さい迷光２２０ａが、領域４０ａから４０ｍの全領域に入射する場合も、図２０に示すように迷光を回避することは可能である。
【０１２３】
以上説明したように、図１３（Ｂ）に示すように２層光ディスクのうち情報層５２を記録再生する場合に、光検出器２７上の受光面は迷光を回避している。
【０１２４】
また、一般に、回折格子の各領域で分割された迷光は、光検出器２７上で信号光の集光位置を中心に入射する。領域４０ａから４０ｌは光束中心の領域を含まないため、迷光は信号光から離れて入射し、信号光と分離することが可能である。しかし、領域４０ｍのみは光束中心の領域を含むため、迷光は必ず信号光と重なって入射する。そこで、本実施の形態では、光束中心を含む領域４０ｍのみ、信号生成には用いずに大きく回折することとした。これにより、本実施の形態は、２層光ディスクでのいかなる迷光も信号光と分離することが可能である。また、レンズシフト時も迷光の影響を最小限に抑えることが可能となる。従って、安定したサーボ信号やＲＦ信号を生成することが可能となる。
【０１２５】
なお、レンズシフトによってＤＶＤ回折格子面４０上の迷光２２０ａはＲａｄ方向に変位するため、許容するレンズシフト範囲で光束中心が領域４０ｍに収める。このため図９（Ａ）のように領域４０ｍのＲａｄ方向に平行な辺はＴａｎ方向に平行な辺よりも長いことが望ましい。
【０１２６】
また、ＣＤについては２層光ディスクが存在しないため、迷光を考慮する必要はない。また、入射した光束の一部は２面回折格子２６の所望の回折格子面ではない面で回折することがある。例えば、ＤＶＤ光束はＤＶＤ回折格子面４０で回折して、ＣＤ回折格子面４１では透過する。しかし、格子溝の深さや偏光のばらつきの影響で、一部のＤＶＤ光束はＤＶＤ回折格子面４０で透過して、ＣＤ回折格子面４１で回折する。この場合、ＣＤ回折格子面４１で回折した回折光は、迷光として光検出器１８に入射する。この迷光を２面格子迷光と呼ぶこととする。
【０１２７】
この２面格子迷光が例えばＤＶＤ受光面に入射すると、ノイズとなって信号オフセットが発生する問題がある。しかし、ＤＶＤとＣＤの波長はおよそ１．２倍の波長差があるため、ＣＤ回折格子面４１での２面格子迷光は図１１の黒点で示した信号光よりも０次回折光受光面Ｄ０に近い位置に集光する。本実施の形態は、光軸に対して放射線状に受光面を配置した構成になっているため、この２面格子迷光を回避することが可能である。一部のＣＤ光束がＤＶＤ回折格子面４０で回折して、ＣＤ回折格子面４１で透過するような場合も、同様に回避することが可能である。
【０１２８】
ＤＶＤ回折格子面４０およびＣＤ回折格子面４１の領域を１３ないし１２分割にしているもう１つの理由として、フォーカス誤差信号のバランスを改善するためであるある。例えば第１の実施の形態による光検出器２７は、ＤＶＤ回折格子面３０（図４（Ａ））の８分割領域（３０ａ〜３０ｈ）を回折した光束より信号光を検出してフォーカス誤差信号を生成していた。この場合、光束の強度分布の影響でフォーカス誤差信号がアンバランスになってしまい、フォーカス制御性能が劣化してしまっていた。
【０１２９】
フォーカス誤差信号のバランスを改善する方法として、光量の大きい光束中心の一部を使わない方法がある。このため、本実施の形態では、１３分割されたＤＶＤ回折格子４０の４分割領域（４０ａ〜４０ｄ）の回折光を用いてダブルナイフエッジ方式によりフォーカス誤差信号を生成することで、光束中心を用いずにフォーカス誤差信号を生成した。ＣＤ回折格子面を１２分割にしている理由も、ＤＶＤ回折格子面４０と同様に、フォーカス誤差信号のバランスを改善するためである。
【０１３０】
また、本実施の形態にかかる光ピックアップ装置は、第１の実施の形態と同様に、２面回折格子２６を用いているため、２波長マルチレーザ光源を用いた１ビーム光学系で生じる課題を解決することが可能である。
【０１３１】
２面回折格子２６を用いることで、ＤＶＤの光束２００ａとＣＤの光束２００ｂの発光点位置の違いや波長の違いに制限されることなく、自由にＤＶＤ回折格子面４０とＣＤ回折格子面４１の分割領域数を変更することが可能である。また、格子溝のピッチの間隔も独立して変更することが可能である。これによって、波長数の異なるＤＶＤ光束２００ａ及びＣＤ光束２００ｂの回折方向を光束ごと自由に決定することが可能となり、受光面を一部共通にすることができ、光検出器２７をコンパクト化することが可能となった。
【０１３２】
また、２面回折格子２６を往路光路中に配置すると、往路中でこの２面回折格子２６によって３分割された光束の内の一部の光束が光ディスク５の情報層のトラックピッチによって、さらに細かく分割されてしまう。このように細かく分割された光束が迷光となって光検出器２７で検出されてしまうという問題があった。そこで、本実施の形態では、復路に２面回折格子２６を配置し、往路が１ビームとなるように構成することで、迷光の発生を防ぐことを可能としている。
【０１３３】
また、本構成は非点収差方式よりも位置ずれによる信号性能劣化を低減することが可能である。非点収差方式の場合、例えば４０〜６０μｍ程度の有効径を持った光束が、光検出器の４分割受光面に入射するのが一般的である。ここで、光検出器の位置が２〜５μｍずれると、受光面に入射する信号光のバランスが劣化し、フォーカス誤差信号およびトラッキング誤差信号の性能が劣化する。しかし、本実施の形態のように光束を受光面に集光する場合は、光検出器が位置ずれしても受光面から外れなければトラッキング誤差信号の性能は劣化しない。また、フォーカス誤差信号についても暗線幅を調整することで、位置ずれに対してフォーカス誤差信号の性能劣化を緩和することが可能である。
【０１３４】
（２−２）他の実施の形態
なお上述の第２の実施形態においては、２面回折格子２６の分割領域構成や、光検出器２７の受光面構成は、図９および図１０に示すような構成であったが、本発明はこれに限らず、波長マルチレーザ光源の発光点位置の違いおよびＤＶＤとＣＤの波長の違いの制限がなく、受光面の位置ずれや２層光ディスクによる迷光に対して安定なサーボ信号およびＲＦ信号を生成することができれば、どのような構成であっても構わない。
【０１３５】
また、２面回折格子２６は波長選択性の機能を備えたとしても、偏光選択性の機能を備えたとしても、またはそれ以外でも構わない。ＤＶＤ回折格子面でＤＶＤの発振波長の光束のみ回折し、ＣＤ回折格子面でＣＤの発振波長の光束のみ回折する構成であれば構わない。
【０１３６】
（２−３）第２の実施の形態による効果
以上より、図９に示すＤＶＤ回折格子面４０とＣＤ回折格子面４１を有した２面回折格子２６を復路光路中に配置し、図１０に示す受光面構成の光検出器２７を設けることで、２波長マルチレーザ光源の発光点位置の違いやＤＶＤとＣＤの波長の違いに制限されることなく、受光面の位置ずれに対して安定なサーボ信号およびＲＦ信号を生成する光ピックアップ装置２を実現することができる。また、光検出器２７の受光面の一部を共通化することが可能である。また、２層光ディスクによって発生する迷光に対して安定なサーボ信号を生成することが可能である。さらに、２面回折格子以外に特殊な部品を用いていないため、部品点数の少ない、簡素な光学系構成を実現している。
【符号の説明】
【０１３７】
５……光ディスク、
９……対物レンズ、
２０……２波長マルチレーザ光源、
２０ａ……ＤＶＤ半導体レーザ光源、
２０ｂ……ＣＤ半導体レーザ光源、
２６…２面回折格子、
２７…光検出器、
３０、４０…ＤＶＤ回折格子面、
３０ａ〜３０ｈ、４０ａ〜４０ｍ……ＤＶＤ回折格子面の領域、
３１、４１…ＣＤ回折格子面、
３１ａ〜３１ｈ、４１ａ〜４１ｍ……ＣＤ回折格子面の領域、
２００ａ……ＤＶＤ光束、
２００ｂ……ＣＤ光束、
２０１ａ……ＤＶＤ０次回折光、
２０２ａ……ＤＶＤ＋１字回折光、
２０３ａ……ＤＶＤ−１字回折光、
２０１ｂ……ＣＤ０次回折光、
２０２ｂ……ＣＤ＋１字回折光、
２０３ｂ……ＣＤ−１字回折光、
Ｄ０〜Ｄ２５……光検出器の受光面。
【図１】
2012104184.tif 000009
【図２】
2012104184.tif 000010
【図３】
2012104184.tif 000011
【図４】
2012104184.tif 000012
【図５】
2012104184.tif 000013
【図６】
2012104184.tif 000014
【図７】
2012104184.tif 000015
【図８】
2012104184.tif 000016
【図９】
2012104184.tif 000017
【図１０】
2012104184.tif 000018
【図１１】
2012104184.tif 000019
【図１２】
2012104184.tif 000020
【図１３】
2012104184.tif 000021
【図１４】
2012104184.tif 000022
【図１５】
2012104184.tif 000023
【図１６】
2012104184.tif 000024
【図１７】
2012104184.tif 000025
【図１８】
2012104184.tif 000026
【図１９】
2012104184.tif 000027
【図２０】
2012104184.tif 000028