(57)【要約】【課題】ＤＰＰ法に代わる手法でＴＥ信号を得られ、光の利用効率が良い光ピックアップを提供する。【解決手段】光ピックアップ１は、光ディスクからの反射光を光検出部２３に導く光路中に回折光学素子２１を有する。光検出部２３は、回折光学素子２１からの０次光を受光するメイン受光部２３１と、回折光学素子２１に入射する光のうち、光ディスクのトラック構造によって生じる０次光と±１次光とが重なり合う部分とは異なる部分が、回折光学素子２１で回折されて生じる回折光を受光するサブ受光部２３２ａ、２３２ｂと、を有する。サブ受光部２３２ａ、２３２ｂは、複数の分割領域に分割されている。光ピックアップ１は、光ディスクに照射する波長に応じて、前記複数の分割領域の組み合わせを切り替えてＴＥ信号を生成する。【選択図】図４
2012155800.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ディスクからの反射光を光検出部に導く光路中に回折光学素子を有し、前記光検出部から出力される信号を用いてトラッキングエラー信号が生成される光ピックアップであって、
前記光検出部は、
前記回折光学素子で回折されることなく前記回折光学素子を透過する光を受光するメイン受光部と、
前記回折光学素子に入射する光のうち、前記光ディスクのトラック構造によって生じる０次光と±１次光とが重なり合う部分とは異なる部分が、前記回折光学素子で回折されて生じる回折光を受光するサブ受光部と、
を有し、
前記サブ受光部は、複数の分割領域に分割されており、
前記光ディスクに照射する波長に応じて、前記複数の分割領域の組み合わせを切り替えて前記トラッキングエラー信号を生成する、光ピックアップ。
【請求項２】
光源からの光を前記光ディスクの情報記録面に集光する対物レンズと、
前記対物レンズを前記光ディスクのトラックとほぼ直交するトラッキング方向に移動させるアクチュエータと、
を備え、
前記メイン受光部と前記サブ受光部とは、前記トラッキング方向に対応する方向に並列配置されており、
前記サブ受光部は、前記トラッキング方向に対応する方向に対して略直交する複数の分割線を有する、請求項１に記載の光ピックアップ。
【請求項３】
前記サブ受光部は２つ設けられ、
前記２つのサブ受光部は、前記メイン受光部を挟むように対称配置されている、請求項２に記載の光ピックアップ。
【請求項４】
第１の波長の光を出射する第１の光源と、
前記第１の波長と異なる第２の波長の光を出射する第２の光源と、
を備え、
前記複数の分割線には、
前記対物レンズが前記トラッキング方向にレンズシフトしていない状態において、前記第１の波長の光が前記サブ受光部に形成する光スポットを二等分する第１の分割線と、
前記対物レンズが前記トラッキング方向にレンズシフトしていない状態において、前記第２の波長の光が前記サブ受光部に形成する光スポットを二等分する第２の分割線と、
が含まれる、請求項２又は３に記載の光ピックアップ。
【請求項５】
前記対物レンズには、
前記第１の波長の光を前記光ディスクの情報記録面に集光する第１の対物レンズと、
前記第２の波長の光を前記光ディスクの情報記録面に集光する第２の対物レンズと、
が含まれる、請求項４に記載の光ピックアップ。
【請求項６】
前記第１の波長の光はＢＤ対応の波長の光であり、前記第２の波長の光はＤＶＤ対応の光である、請求項４又は５に記載の光ピックアップ。
【請求項７】
前記回折光学素子には、
前記回折光学素子に入射する光のうち、前記光ディスクのトラック構造によって生じる０次光と±１次光とが重なり合う部分とは異なる部分を、前記トラッキング方向に対応する方向に回折する第１の回折領域と、
前記回折光学素子に入射する光のうち、前記光ディスクのトラック構造によって生じる０次光と±１次光とが重なり合う部分を含む部分を、前記トラッキング方向に対応する方向に対して略直交する方向に回折する第２の回折領域と、
が形成されている、請求項１から６のいずれかに記載の光ピックアップ。
【請求項８】
前記第１の回折領域は、前記トラッキング方向に対応する方向に対して略直交する方向に間隔を空けて配置される２つの領域からなり、
前記第２の回折領域が、前記第１の回折領域を形成する２つの領域に挟まれるように形成されている、請求項７に記載の光ピックアップ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ディスクに記録される情報の読み取りや光ディスクへの情報の書き込みを行う際に用いられる光ピックアップに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ブルーレイディスク（以下ＢＤと記載）、デジタル多用途ディスク（以下ＤＶＤと記載）、コンパクトディスク（以下ＣＤと記載）等の光ディスクに対して、情報を読み取ったり、情報を書き込んだりする目的で使用される光ピックアップが知られている。この光ピックアップには、光源から出射される光を光ディスクの情報記録面に集光するための対物レンズと、光ディスクで反射される反射光（戻り光）を受光する光検出器（ＰＤＩＣ）と、が含まれる。
【０００３】
光ピックアップによって、光ディスクの情報を読み取ったり、光ディスクに情報を書き込んだりする場合には、対物レンズによって集光される光スポットの位置を次のように制御する必要がある。第１に、対物レンズによって集光される光スポットが、光ディスクの情報記録面上に常に存在するように制御（フォーカシング制御）する必要がある。第２に、対物レンズによって情報記録面に集光された光スポットが、光ディスクに形成されるトラックに常に追従するように制御（トラッキング制御）する必要がある。
【０００４】
このために、光ピックアップにおいては、光検出器から出力される信号に基づいて、光スポットと情報記録面（目標の情報記録面）とのズレ量を表すフォーカスエラー（ＦＥ）信号と、光スポットとトラック（目標のトラック）とのズレ量を表すトラッキングエラー（ＴＥ）信号とが算出されるように構成される。そして、ＦＥ信号に基づいて対物レンズのフォーカス方向の位置を動かす制御（フォーカシング制御）が行われ、ＴＥ信号に基づいて対物レンズのトラッキング方向の位置を動かす制御（トラッキング制御）が行われる。
【０００５】
なお、フォーカス方向は、光ディスクの情報記録面に略垂直な方向であり、トラッキング方向は、光ディスクのトラック（情報記録面に同心円状又は螺旋状に形成される）に略垂直な方向である。
【０００６】
ところで、ＴＥ信号を算出する方法としては、従来、ＰＰ（Push-Pull）法やＤＰＰ（Differential Push-Pull）法等が知られている。ＤＰＰ法は、レンズシフト（対物レンズのトラッキング方向へのオフセット）の影響を抑制してＴＥ信号を得る方式であり、従来、光ピックアップに広く採用されている（例えば、特許文献１から３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００７−２６５５７５号公報
【特許文献２】特開２００８−１４６６９０号公報
【特許文献３】特開２００９−２６４１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、ＤＰＰ法を用いてＴＥ信号を得る方式は、例えば対物レンズを２つ有する光ピックアップにおいて、光ピックアップの設計の自由度を低下させるといった問題がある。これについて、図８及び図９を参照しながら説明する。なお、図８において、Ｔａｎ方向（タンジェンシャル方向）は、光ディスクのトラックに対する接線と平行な方向である。また、Ｒａｄ方向（ラジアル方向）は、Ｔａｎ方向と垂直な方向であって、上述のトラッキング方向と平行な方向のことである。
【０００９】
図８（ａ）は、２つの対物レンズ１０１、１０２がＴａｎ方向に並列配置（以下、単にＴａｎ配置ということがある）された構成を示す図である。一方、図８（ｂ）は、２つの対物レンズ１０１、１０２がＲａｄ方向に並列配置（以下、単にＲａｄ配置ということがある）された構成を示す図である。なお、図８において、１０３は光ピックアップで、この光ピックアップ１０３はＲａｄ方向に移動可能となっている。また、１０４は光ディスクＤを回転させるターンテーブルを示している。
【００１０】
２つの対物レンズ１０１、１０２がＴａｎ配置される構成の場合、通常、図８（ａ）に示すように、ターンテーブル１０４の中心（光ディスクの中心Ｏと一致）を通る基準面Ｒ上に、一方の対物レンズ（ここでは第１対物レンズ１０１）の中心ＴＯ１が載るように構成する。なお、基準面Ｒは、光ピックアップ１０３の移動方向（Ｒａｄ方向）に平行であるとともに、光ディスクＤの板面に垂直である。
【００１１】
この場合、図９（ａ）に示すように、光ピックアップ１０３がＲａｄ方向に移動されても、トラックＴＲと、基準面Ｒ上にその中心がある対物レンズ（第１対物レンズ１０１）により集光される光スポットＳＰと、の相対的な位置関係は変わらない。
【００１２】
一方、基準面Ｒからずれた位置にその中心がある対物レンズ（第２対物レンズ１０２）を使用する場合には、光ピックアップ１０３のＲａｄ方向の位置によって、対物レンズ１０２によって集光される光スポットＳＰと、トラックＴＲとの相対的な位置関係が変化する（図９（ｂ）参照）。すなわち、例えば光ピックアップ１０３が内周側から外周側に移動すると、光スポットＳＰに対してトラックＴＲの接線方向が回転（図９（ｂ）において時計方向に回転）する。
【００１３】
ＤＰＰ法では、光源から出射される光を回折格子（グレーティング）によって主光（メインビーム）と２つの副光（サブビーム）とからなる３つの光に分けて光ディスクに照射する。グレーティングによって生成されるサブビームについては、トラックＴＲを横切る方向（ピッチ方向、トラッキング方向）の位置調整が、正確に行われる必要がある。しかし、上述のように、２つの対物レンズ１０１、１０２をＴａｎ配置した場合には、基準面Ｒからずれた位置にその中心がある対物レンズ（上述の例では第２対物レンズ１０２）を使用する場合に、光ピックアップ１０３の位置によって光スポットＳＰとトラックＴＲとの相対的な位置関係が変化する。このため、２つの対物レンズ１０１、１０２がＴａｎ配置される構成では、基準面Ｒからずれた位置にその中心がある対物レンズを使用する場合に、従来知られているＤＰＰ法は採用できないことになる。
【００１４】
なお、図８（ｂ）に示すように、対物レンズ１０１、１０２がＲａｄ配置される場合には、２つの対物レンズ１０１、１０２の中心が基準面Ｒ上にあれば、上述のような問題は起こらず、いずれの対物レンズ１０１、１０２を使用する場合にもＤＰＰ法の使用が可能である。
【００１５】
また、ＤＰＰ法においては、光の利用効率が必ずしも良くないといった問題もある。ＤＰＰ法においては、上述のように光源から出射される光を３つの光に分けて光ディスクに照射するために、１つの光のみを光ディスクに照射する場合に比べて、光の利用効率が低下してしまう。
【００１６】
以上の点に鑑みて、本発明の目的は、ＤＰＰ法に代わる手法でＴＥ信号を得られ、光の利用効率が良い光ピックアップを提供することである。また、本発明の他の目的は、ＤＰＰ法に代わる手法でＴＥ信号を得られ、２つの対物レンズを有する光ピックアップに広く適用可能な技術を提供することである。更に、本発明の他の目的は、ＤＰＰ法に代わる手法で複数種類の光ディスクに対して適切にＴＥ信号を生成でき、光利用効率の良い光ピックアップを、少ない部品点数で構成する技術を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記目的を達成するために本発明の光ピックアップは、光ディスクからの反射光を光検出部に導く光路中に回折光学素子を有し、前記光検出部から出力される信号を用いてトラッキングエラー信号が生成される光ピックアップであって、前記光検出部は、前記回折光学素子で回折されることなく前記回折光学素子を透過する光を受光するメイン受光部と、前記回折光学素子に入射する光のうち、前記光ディスクのトラック構造によって生じる０次光と±１次光とが重なり合う部分とは異なる部分が、前記回折光学素子で回折されて生じる回折光を受光するサブ受光部と、を有し、前記サブ受光部は、複数の分割領域に分割されており、前記光ディスクに照射する波長に応じて、前記複数の分割領域の組み合わせを切り替えて前記トラッキングエラー信号を生成する。
【００１８】
本構成によれば、戻り光が通過する光路中に配置される回折光学素子を使用してＴＥ信号を得ることができるようになっている。このために、本構成の光ピックアップでは、光源から出射される光を３つの光に分けて光ディスクに照射する必要がなく、ＤＰＰ法を用いてＴＥ信号を生成する場合に比べて光利用効率を高められる。また、本構成においては、光ディスクに照射される光の波長に応じて、回折光を受光するサブ受光部の分割領域の組み合わせを切り替えてＴＥ信号を生成する構成となっている。このために、本構成によれば、戻り光が通過する位置に配置される１つの回折光学素子を利用して、複数種類の光ディスク（例えばＢＤとＤＶＤの２種類等）に対応する場合に、適切なＴＥ信号を生成することが可能である。
【００１９】
上記構成の光ピックアップにおいて、光源からの光を前記光ディスクの情報記録面に集光する対物レンズと、前記対物レンズを前記光ディスクのトラックとほぼ直交するトラッキング方向に移動させるアクチュエータと、を備え、前記メイン受光部と前記サブ受光部とは、前記トラッキング方向に対応する方向に並列配置されており、前記サブ受光部は、前記トラッキング方向に対応する方向に対して略直交する複数の分割線を有する、こととしてよい。ここで、「トラッキング方向に対応する方向」は、対物レンズをトラッキング方向に移動（レンズシフト）した場合に、光スポットが移動する方向のことであり、以下においても同様である。
【００２０】
そして、この構成において、前記サブ受光部は２つ設けられ、前記２つのサブ受光部は、前記メイン受光部を挟むように対称配置されていることとしてもよい。この構成は、回折光学素子をブレーズド格子としない場合には好ましい態様である。
【００２１】
上記構成の光ピックアップにおいて、第１の波長の光を出射する第１の光源と、前記第１の波長と異なる第２の波長の光を出射する第２の光源と、を備え、前記複数の分割線には、前記対物レンズが前記トラッキング方向にレンズシフトしていない状態において、前記第１の波長の光が前記サブ受光部に形成する光スポットを二等分する第１の分割線と、前記対物レンズが前記トラッキング方向にレンズシフトしていない状態において、前記第２の波長の光が前記サブ受光部に形成する光スポットを二等分する第２の分割線と、が含まれる、こととしてよい。
【００２２】
そして、この構成において、前記対物レンズには、前記第１の波長の光を前記光ディスクの情報記録面に集光する第１の対物レンズと、前記第２の波長の光を前記光ディスクの情報記録面に集光する第２の対物レンズと、が含まれることとしてもよい。本構成では、２つの対物レンズは、Ｒａｄ配置に限らず、Ｔａｎ配置とされてもよく、設計の自由度が大きい。また、この構成においては、前記第１の波長の光はＢＤ対応の波長の光であり、前記第２の波長の光はＤＶＤ対応の光であることとしてもよい。
【００２３】
上記構成の光ピックアップにおいて、前記回折光学素子には、前記回折光学素子に入射する光のうち、前記光ディスクのトラック構造によって生じる０次光と±１次光とが重なり合う部分とは異なる部分を、前記トラッキング方向に対応する方向に回折する第１の回折領域と、前記回折光学素子に入射する光のうち、前記光ディスクのトラック構造によって生じる０次光と±１次光とが重なり合う部分を含む部分を、前記トラッキング方向に対応する方向に対して略直交する方向に回折する第２の回折領域と、が形成されている、こととするのが好ましい。回折光学素子は、一部に回折領域を設けない構成を採用することもできる。しかし、本構成によれば、メイン受光部で受光される０次光（回折光学素子を回折されることなく透過する光）の光量分布に関する補正が必要なく好ましい。
【００２４】
上記構成の光ピックアップにおいて、前記第１の回折領域は、前記トラッキング方向に対応する方向に対して略直交する方向に間隔を空けて配置される２つの領域からなり、前記第２の回折領域が、前記第１の回折領域を形成する２つの領域に挟まれるように形成されている、こととしてもよい。本構成によれば、回折光学素子の構成が複雑でなく、光ピックアップの組み立て時において、回折光学素子の位置調整が行い易い。また、本構成によれば光の利用効率もよい。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、ＤＰＰ法に代わる手法でＴＥ信号を得られ、光の利用効率が良い光ピックアップを提供できる。また、本発明によれば、２つの対物レンズがＲａｄ配置される光ピックアップに限らず、例えば２つの対物レンズがＴａｎ配置される光ピックアップでも、いずれの対物レンズを使用する場合にも適切なＴＥ信号を得られる。すなわち、本発明は、２つの対物レンズを有する光ピックアップに広く適用可能である。更に本発明は、以上にような効果を、戻り光が通過する光路に、１つの回折光学素子を配置することによって実現できるために、部品点数の面でも有利である。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本実施形態の光ピックアップの構成を示す概略平面図
【図２】本実施形態の光ピックアップの光学構成を示す概略平面図
【図３】本実施形態の光ピックアップが備える回折光学素子について説明するための図
【図４】本実施形態の光ピックアップが備えるフォトディテクタに形成される受光パターンを示す概略平面図
【図５】本実施形態の光ピックアップにおいて、フォトディテクタに形成される受光パターンを図４の構成とする理由を説明するために示した比較図
【図６】本実施形態の光ピックアップが備えるフォトディテクタの第１のサブ受光部から出力される信号の一部の処理について説明するための模式図
【図７】本実施形態の光ピックアップが備える回折光学素子の回折領域の構成に関する変形例を説明するための図
【図８】対物レンズを２つ有する光ピックアップの従来の構成例を説明するための模式図
【図９】２つの対物レンズがＴａｎ方向に並列配置される場合について説明する図で、光ディスク上に集光される光スポットと、トラックとの関係を示した模式図
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明の光ピックアップの実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本実施形態の光ピックアップは、ＢＤ及びＤＶＤに対応可能な構成となっている。
【００２８】
図１は、本実施形態の光ピックアップの構成を示す概略平面図で、図１（ａ）は光ピックアップの上面図、図１（ｂ）は光ピックアップの側面図である。なお、図１（ｂ）は、図１（ａ）に示す矢印Ａに沿って見た図である。また、図１（ｂ）には、理解を容易とするために、光ディスクＤも併せて示している。
【００２９】
図１に示すように、本実施形態の光ピックアップ１は、ピックアップベース１０と、ピックアップベース１０上に固定配置される対物レンズアクチュエータ３０（本発明のアクチュエータの一例）と、を備えた構成となっている。
【００３０】
ピックアップベース１０の左右の端部には軸受け部１０ａ、１０ｂが設けられている。ピックアップベース１０は、この軸受け部１０ａ、１０ｂによって、光ディスク装置（光ディスクＤの再生や記録を行うための装置）に設けられるガイドシャフト１００（図１（ａ）に破線で示す）に摺動可能に支持されることになる。光ディスク装置に設けられるガイドシャフト１００は、ラジアル方向（Ｒａｄ方向）に延びるように配置される。ガイドシャフト１００に対して摺動可能とされる光ピックアップ１は、回転する光ディスクＤの所望のアドレスにアクセスして情報の読み取りや書き込みを行うことができる。
【００３１】
対物レンズアクチュエータ３０は、光ピックアップ１の光学系に備えられる２つの対物レンズ１６、２０をフォーカス方向及びトラッキング方向（Ｒａｄ方向に同じ）に移動可能とする装置である。
【００３２】
光ピックアップ１においては、情報の読み取りや書き込みを行う際に、対物レンズ１６、２０の焦点位置が常に光ディスクＤの情報記録面ＲＳに合うようにフォーカシング制御を行う必要がある。また、光ピックアップ１においては、情報の読み取りや書き込みを行う際に、対物レンズ１６、２０によって光ディスクＤの情報記録面ＲＳに集光される光スポットの位置が、光ディスクＤのトラックに常に追随するようにトラッキング制御を行う必要がある。対物レンズアクチュエータ３０は、これらフォーカシング制御及びトラッキング制御を可能とするものである。
【００３３】
なお、対物レンズアクチュエータ３０は、対物レンズ１６、２０を保持するレンズホルダを有し、レンズホルダをワイヤで揺動可能に支持する構成のものである。このようなタイプの対物レンズアクチュエータは公知であるので、ここでは、詳細な説明は省略する。
【００３４】
図２は、本実施形態の光ピックアップの光学構成を示す概略平面図である。光ピックアップ１には、第１の光源１１から出射される光を光ディスクＤに導くとともに、光ディスクＤで反射される反射光（戻り光）を光検出部２３に導く、ＢＤ用の光学路が形成されている。また、光ピックアップ１には、第２の光源１７から出射される光を光ディスクＤに導くとともに、光ディスクＤで反射される反射光（戻り光）を光検出部２３に導く、ＤＶＤ用の光学路が形成されている。
【００３５】
なお、光ピックアップ１においては、複数の光学部材（光検出部２３も含めて）が、ＢＤ用の光学路とＤＶＤ用の光学路とで共用された構成となっている。このため、光ピックアップ１は、ＢＤ及びＤＶＤに対応する光ピックアップを少ない部品点数で形成可能となっている。
【００３６】
まず、ＢＤ用の光学路について説明する。第１の半導体レーザ１１は、ＢＤ用のレーザ光（例えば波長４０５ｎｍ帯のレーザ光；本発明の第１の波長の光）を出射可能となっている。第１の半導体レーザ１１から出射されたレーザ光は、偏光ビームスプリッタ１２に送られる。
【００３７】
偏光ビームスプリッタ１２は、第１の半導体レーザ１１から出射されたＳ偏光（或いはＰ偏光）を反射する。偏光ビームスプリッタ１２で反射されたＳ偏光は、１／４波長板１３で円偏光に変換される。１／４波長板１３から出射される円偏光は、コリメートレンズ１４を透過後、第１の立ち上げミラー１５で反射される。第１の立ち上げミラー１５で反射されたレーザ光は、第１の立ち上げミラー１５の上方にある第１の対物レンズ１６へと至る。第１の対物レンズ１６は、入射したレーザ光を光ディスクＤの情報記録面ＲＳに集光する機能を有する。
【００３８】
第１の対物レンズ１６によって情報記録面ＲＳに集光された後、情報記録面ＲＳで反射された反射光（戻り光）は、第１の対物レンズ１６を通過後、第１の立ち上げミラー１５で反射される。そして、戻り光は、コリメートレンズ１４を通過し、１／４波長板１３でＰ偏光（或いはＳ偏光）に変換されて偏光ビームスプリッタ１２を通過する。ビームスプリッタ１８を通過した戻り光は、回折光学素子２１（本発明の回折光学素子の一例）と、シリンドリカル面を含むセンサーレンズ２２と、からなるセンサー光学系を介してフォトディテクタ２３へと集光される。
【００３９】
フォトディテクタ２３は、受光した光信号を電気信号に変換する光電変換手段として機能する。フォトディテクタ２３から出力された電気信号は、信号処理部２４に送られる。信号処理部２４においては、再生信号、ＦＥ信号、ＴＥ信号等が生成される。
【００４０】
次に、ＤＶＤ用の光学路について説明する。第２の半導体レーザ１７は、ＤＶＤ用のレーザ光（例えば例えば波長６５０ｎｍ帯のレーザ光；本発明の第２の波長の光）を出射可能となっている。第２の半導体レーザ１７から出射されたレーザ光は、ビームスプリッタ１８に送られる。
【００４１】
ビームスプリッタ１８は、入射したレーザ光の一部を反射し、一部を透過する。ビームスプリッタ１８で反射されたレーザ光は、偏光ビームスプリッタ１２、１／４波長板１３、コリメートレンズ１４を通過する。なお、偏光ビームスプリッタ１２は、ＢＤ用のレーザ光に作用する光学部材であり、ＤＶＤ用のレーザ光は、その偏光状態に関わらず透過する。
【００４２】
第１の立ち上げミラー１５は、ダイクロイックミラーであり、ＢＤ用のレーザ光は反射されるが、ＤＶＤ用のレーザ光は透過可能となっている。このため、第２の半導体レーザ１７から出射されてコリメートレンズ１４を透過したレーザ光は、第１の立ち上げミラー１５も透過する。第１の立ち上げミラー１５を透過したレーザ光は、第２の立ち上げミラー１９で反射される。第２の立ち上げミラー１９で反射されたレーザ光は、第２の立ち上げミラー１９の上方にある第２の対物レンズ２０へと至る。第２の対物レンズ２０は、入射したレーザ光を光ディスクＤの情報記録面ＲＳに集光する機能を有する。
【００４３】
第２の対物レンズ２０によって情報記録面ＲＳに集光された後、情報記録面ＲＳで反射された反射光（戻り光）は、第２の対物レンズ２０を通過後、第２の立ち上げミラー１９で反射される。そして、戻り光は、第１の立ち上げミラー１５、コリメートレンズ１４、１／４波長板１３、偏光ビームスプリッタ１２を通過する。その後、ビームスプリッタ１８を通過した戻り光は、回折光学素子２１と、シリンドリカル面を含むセンサーレンズ２２と、からなるセンサー光学系を介してフォトディテクタ２３へと集光される。フォトディテクタ２３は、光電変換を行って電気信号を信号処理部２４に送り、信号処理部２４は、再生信号、ＦＥ信号、ＴＥ信号等を生成する。
【００４４】
なお、コリメートレンズ１４は、光軸方向Ｍ（図２の左右方向）に移動可能となっており、その位置は光ディスクＤの種類や、レイヤージャンプ等に応じて適宜移動される。これにより、光ピックアップ１においては、球面収差の影響が適切に抑制される。また、回折光学素子２１は、ＴＥ信号の生成を可能とすべく、設けられている。この点は後述する。また、センサーレンズ２２にシリンドリカル面を設けて非点収差が与えられるように構成しているのは、ＦＥ信号を公知の手法である非点収差法によって得られるようにするためである。
【００４５】
また、信号処理部２４で生成されたＦＥ信号及びＴＥ信号に基づいて、光ピックアップ１の制御部（図示せず）は、フォーカシング制御及びトラッキング制御を行うべく、対物レンズアクチュエータ３０の駆動を制御する。
【００４６】
また、光源１１、１７から出射された光が光ディスクＤへと導かれる往路において、光学部材１２、１３、１４、１５は、ＢＤ用の光学路とＤＶＤ用の光学路とで共用されている。また、光ディスクＤで反射された戻り光が光検出部２３へと至る復路において、光学部材１５、１４、１３、１２、１８、２１、２２は、ＢＤ用の光学路とＤＶＤ用の光学路とで共用されている。
【００４７】
図３は、本実施形態の光ピックアップが備える回折光学素子について説明するための図で、図３（ａ）は回折光学素子に入射する戻り光の構成を示す模式図、図３（ｂ）は回折光学素子の構成を示す概略平面図である。なお、図３（ｂ）においては、回折光学素子と、それに入射する戻り光との関係がわかり易くなるように、戻り光が破線で示されている。また、図３は、対物レンズ１６、２０によって集光されたレーザ光が光ディスクＤのトラックの中心に当たって反射されたことを想定した図である。
【００４８】
光ディスクＤに形成されるトラック（情報記録面ＲＳに同心円状又は螺旋状に形成される）は、光ディスクＤに入射する光に対して回折格子として作用する。このために、光ディスクＤの情報記録面ＲＳで反射される戻り光（反射光）は分光され、戻り光には０次光と±１次光とが含まれる。図３（ａ）に示すように、０次光と±１次光とは一部が重なっており、回折光学素子２１には、この０次光と±１次光とが重なった光が入射する。
【００４９】
０次光と±１次光とが重なった部分（光束の中央両端部側に存在；図３（ａ）の斜線を施した部分）は、光ディスクＤに入射する光がトラックを横切る際に発生する交流信号（トラック横断信号）成分を含む領域に該当する。一方、０次光の±１次光が重ならない部分は、光ディスクＤの反射率に応じた光量を示す領域である。すなわち、この部分は、トラック横断信号成分は含まず、例えばレンズシフト等によって生じるオフセット成分を含む領域に該当する。
【００５０】
図３（ｂ）に示すように、回折光学素子２１は、それぞれ異なる作用を示す第１の回折領域Ｒ１と第２の回折領域Ｒ２との２種類の回折領域を有する。第１の回折領域Ｒ１は、２つの矩形状の領域に分かれている。そして、第１の回折領域Ｒ１を構成する２つの領域は、トラッキング方向に対応する方向に対して略直交する方向に、間隔をおいて並列配置されている。矩形状の第２の回折領域Ｒ２は、第１の回折領域Ｒ１を構成する、間隔をおいて並ぶ２つの領域に挟まれた状態となっている。
【００５１】
なお、各回折領域Ｒ１、Ｒ２に形成される回折パターンは、例えば矩形の回折溝から成るレリーフ格子タイプのものとできる。なお、各回折領域Ｒ１、Ｒ２に形成される回折パターンは、例えばブレーズド格子等であってもよい。
【００５２】
詳細には、第１の回折領域Ｒ１は、回折光学素子２１に入射する光束のトラック横断信号成分を含む部分（図３（ａ）の斜線部分）がほぼ入射しないように形成されている。この第１の回折領域Ｒ１は、入射した光をトラッキング方向に対応する方向（図３において左右方向）に回折するように回折溝が形成されている。
【００５３】
一方、第２の回折領域Ｒ２は、回折光学素子２１に入射する光束のトラック横断信号成分を含む部分（図３（ａ）の斜線部分）が入射するようになっている。そして、第２の回折領域Ｒ２は、入射した光を、トラッキング方向に対応する方向に対して直交する方向（図３において上下方向）に回折するように回折溝が形成されている。
【００５４】
図４は、本実施形態の光ピックアップが備えるフォトディテクタに形成される受光パターンを示す概略平面図である。図５は、本実施形態の光ピックアップにおいて、フォトディテクタに形成される受光パターンを図４の構成とする理由を説明するために示した比較図である。図４及び図５においては、回折光学素子２１を通過したレーザ光がフォトディテクタ２３の受光面に形成する光スポットも合わせて示している。なお、この光スポットは、対物レンズ１６、２０が対物レンズアクチュエータ３０によってトラッキング方向に移動されていない（レンズシフトされていない）状態を想定したものである。
【００５５】
本実施形態のフォトディテクタ２３に採用される受光パターンの構成（図４に示す）について説明する前に、図５に示す比較用の受光パターンがフォトディテクタ２３に採用された場合の問題点について説明する。なお、図５に示す受光パターンは、ＤＰＰ法を用いてＴＥ信号を生成する場合に使用される受光パターンの一例である。
【００５６】
図５に示す受光パターンは、メイン受光部２３５と、メイン受光部２３５を挟むように設けられる、２つの同一形状及び同一サイズのサブ受光部２３６ａ、２３６ｂと、からなる。３つの受光部２３５、２３６ａ、２３６ｂは、トラッキング方向に対応する方向に一列に並ぶように配置されている。なお、「トラッキング方向に対応する方向」は、対物レンズ１６、２０がトラッキング方向に移動された（レンズシフトされた）場合に、光スポット（フォトディテクタ２３の受光面に形成される）が移動する方向である。
【００５７】
メイン受光部２３５は、正方形状の受光領域を、トラッキング方向に対応する方向、及び、トラッキング方向に対応する方向に対して直交する方向に、それぞれ２等分して得られる４つの分割領域ａ、ｂ、ｃ、ｄを有する。また、第１のサブ受光部２３６ａは、正方形状の受光領域を、トラッキング方向に対応する方向に対して直交する分割線ＤＬで２等分して得られる２つの分割領域ｅ、ｆを有する。また、第２のサブ受光部２３６ｂは、正方形状の受光領域を、トラッキング方向に対応する方向に対して直交する分割線ＤＬで２等分して得られる２つの分割領域ｇ、ｈを有する。
【００５８】
回折光学素子２１に入射した戻り光のうち、回折光学素子２１で回折されることなく回折光学素子２１を透過する光（０次光）は、メイン受光部２３５で受光される。また、回折光学素子２１に入射した戻り光のうち、第１の回折領域Ｒ１で回折された＋１次光は第１のサブ受光部２３６ａで受光され、第１の回折領域Ｒ１で回折された−１次光は第２のサブ受光部２３６ｂで受光される。
【００５９】
ところで、本実施形態の光ピックアップ１は、上述のようにＢＤとＤＶＤを互換する構成となっており、回折光学素子２１には、ＢＤ用のレーザ光とＤＶＤ用のレーザ光が入射することが想定されている。ＢＤ用のレーザ光とＤＶＤ用のレーザ光は波長が異なるために、回折光学素子２１で回折される際の回折角が異なり、フォトディテクタ２３の受光面に形成される光スポットの位置が、図５に示すようにずれることになる。
【００６０】
なお、ＢＤ用のレーザ光に比べて、ＤＶＤ用のレーザ光の方が回折角が大きい。図５に示す回折光は、実線がＢＤ用のレーザ光の回折光（±１次光）で、破線がＤＶＤ用のレーザ光の回折光（±１次光）である。
【００６１】
図５に示す例では、第１のサブ受光部２３６ａの分割線ＤＬと、第２のサブ受光部２３６ａの分割線ＤＬとは、第１の対物レンズ１６がレンズシフトされていない場合に、ＢＤ用のレーザ光の光スポットを２等分する位置に設けられている。このために、以下の演算式（１）でＴＥ信号を得れば、ＢＤ対応の場合には、第１の対物レンズ１６のレンズシフトの影響がキャンセルされた信号を得られる。
【００６２】
ＴＥ＝((Sa+Sd)-(Sb+Sc))-ｋ*((Se−Sf)+(Sg−Sh))    （１）
なお、式（１）のｋは係数である。また、式（１）においては、受光部２３５、２３６ａ、２３６ｂの各分割領域から出力される信号が、各分割領域の名前に「Ｓ」を付して示されている。
【００６３】
しかしながら、ＤＶＤ対応の場合には、分割線ＤＬの位置は、第２の対物レンズ２０がレンズシフトされていない場合に、ＤＶＤ用のレーザ光の光スポットを２等分する位置ではなくなる。このために、上記の式（１）でＴＥ信号を求めても、第２の対物レンズ２０のレンズシフトの影響がキャンセルされた信号を得ることができない。これに対する対応策として、例えば第２の半導体レーザ１７とビームスプリッタ１８との間にグレーティング（回折格子）を配置して、ＤＶＤ対応の場合にはＴＥ信号をＤＰＰ法で得ることが考えられる。
【００６４】
しかし、この場合には、回折光学素子２１に加えて、更にグレーティングを配置する構成となるために、部品点数が増加して好ましくない。また、回折光学素子２１は、ＤＶＤ用のレーザ光に対して回折作用を示さないように構成する必要があるが、このような回折光学素子２１を作製するのは容易ではなく、製造コストの増加を招いてしまう。
【００６５】
なお、分割線ＤＬの位置が、第２の対物レンズ２０がレンズシフトがされていない状態で、ＤＶＤ用のレーザ光の光スポットを２等分する位置にある場合には、逆にＢＤ対応の場合にＴＥ信号が不適切となる。
【００６６】
本実施形態のフォトディテクタ２３の受光パターン（図４参照）を採用することにより、以上の問題を解消できる。本実施形態のフォトディテクタ２３に形成される受光パターンは、メイン受光部２３１と、メイン受光部２３１を挟むように設けられる、２つの同一形状及び同一サイズのサブ受光部２３２ａ、２３２ｂと、からなる。３つの受光部２３１、２３２ａ、２３２ｂは、トラッキング方向に対応する方向に一列に並ぶように配置されている。
【００６７】
メイン受光部２３１は、図５に示すメイン受光部２３５と同様に構成された、４分割領域Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄを有する。また、第１のサブ受光部２３２ａは、矩形状の受光領域を、トラッキング方向に対応する方向に対して直交する２つの分割線ＤＬ１、ＤＬ２で分割して得られる３つの受光領域Ｅ、Ｘ、Ｆを有する。また、第２のサブ受光部２３２ｂは、矩形状の受光領域を、トラッキング方向に対応する方向に対して直交する２つの分割線ＤＬ１、ＤＬ２で分割して得られる３つの受光領域Ｇ、Ｙ、Ｈを有する。
【００６８】
２つのサブ受光部２３２ａ、２３２ｂにおいて、第１の分割線ＤＬ１は、第１の対物レンズ１６がレンズシフトされていない場合に、ＢＤ用のレーザ光の光スポット（フォトディテクタ２３の受光面に形成される）を２等分する位置に設けられている。また、第２の分割線ＤＬ２は、第２の対物レンズ２０がレンズシフトされていない場合に、ＤＶＤ用のレーザ光の光スポット（フォトディテクタ２３の受光面に形成される）を２等分する位置に設けられている。なお、第１のサブ受光部２３２ａと第２のサブ受光部２３２ｂとは、メイン受光部２３５を挟んで対称的な関係となっている。
【００６９】
このように形成されるフォトディテクタ２３を用いて、本実施形態の光ピックアップ１では、次のようにしてＴＥ信号を生成する。
【００７０】
ＢＤ対応の場合には、第１のサブ受光部２３２ａが、分割領域Ｅと分割領域Ｘとが組み合わされた１つの仮想分割領域（Ｅ＋Ｘ）と、分割領域Ｆと、の２つの分割領域からなるものとみなされる。また、第２のサブ受光部２３２ｂは、分割領域Ｇと、分割領域Ｈと分割領域Ｙとが組み合わされた１つの仮想分割領域（Ｈ＋Ｙ）と、の２つの分割領域からなるものとみなされる。そして、以下の演算式（２）でＴＥ信号が生成される。
【００７１】
ＴＥ＝((SA+SD)-(SB+SC))-ｋ1*（((SE+SX)−SF)+(SG−(SH+SY))）    （２）
なお、式（２）のｋ１は係数である。また、式（２）においては、受光部２３１、２３１ａ、２３１ｂの各分割領域から出力される信号が、各分割領域の名前に「Ｓ」を付して示されている。
【００７２】
ＤＶＤ対応の場合には、第１のサブ受光部２３２ａが、分割領域Ｅと、分割領域Ｆと分割領域Ｙとが組み合わされた１つの仮想分割領域（Ｆ＋Ｘ）と、の２つの分割領域からなるものとみなされる。また、第２のサブ受光部２３２ｂは、分割領域Ｇと分割領域Ｙとが組み合わされた１つの仮想分割領域（Ｇ＋Ｙ）と、分割領域Ｆと、の２つの分割領域からなるものとみなされる。そして、以下の演算式（３）でＴＥ信号が生成される。
【００７３】
ＴＥ＝((SA+SD)-(SB+SC))-ｋ２*（(SE-(SF+SX))+((SG+SY)−SH)）    （３）
なお、式（３）のｋ２は係数である。また、式（３）においては、受光部２３１、２３１ａ、２３１ｂの各分割領域から出力される信号が、各分割領域の名前に「Ｓ」を付して示されている。
【００７４】
なお、式（２）、（３）における係数ｋ１、ｋ２は、例えば、故意にレンズシフトを発生させ、そのオフセットをキャンセルできるような適当な値に決定すればよい。
【００７５】
以上のように構成することで、ＢＤ対応の場合とＤＶＤ対応の場合とのいずれの場合にも、対物レンズ１６、２０のレンズシフトの影響がキャンセルされたＴＥ信号を得られる。本実施形態においては、ＢＤ対応の場合とＤＶＤ対応の場合とで、サブ受光部２３２ａ、２３２ｂに形成される分割領域の組み合わせを切り替えて使用するようになっている。これは、例えば、図６に示すような構成で実現できる。
【００７６】
なお、切り替えの構成については、第１のサブ受光部２３２ａと第２のサブ受光部２３２ｂとは同様の構成であるので、ここでは、第１の受光部２３２ａの構成についてのみ説明する。
【００７７】
図６は、本実施形態の光ピックアップが備えるフォトディテクタの第１のサブ受光部から出力される信号の一部の処理について説明するための模式図である。図６に示すように、分割領域Ｘから出力される信号（ＳＸ）は、スイッチ部２５によって、分割領域Ｅから出力される信号（ＳＥ）と加算されるか、分割領域Ｆから出力される信号（ＳＦ）と加算されるか、が切り替えられるようになっている。すなわち、光ピックアップ１の制御部（図示せず）は、光ピックアップ１がＢＤ対応であるか、ＤＶＤ対応であるかを判断して、スイッチ部２５に対してスイッチ端子２５ａの位置を切り替えるように指示を出す。
【００７８】
なお、図６において、符号２６は加算器である。また、図６においては、スイッチ端子２５ａは、分割領域Ｘから出力される信号（ＳＸ）が分割領域Ｅから出力される信号（ＳＥ）と加算される状態（ＢＤ対応の状態）となっている。
【００７９】
また、光ピックアップ１においては、ＢＤ対応の場合とＤＶＤに対応の場合とのいずれの場合も、ＦＥ信号は非点収差法を用いて得られる。以下の演算式（４）は、非点収差法を用いてＦＥ信号を得る場合の演算を示している。
ＦＥ＝(SA+SC)-(SB+SD)        （４）
式（４）においては、受光部２３１、２３１ａ、２３１ｂの各分割領域から出力される信号が、各分割領域の名前に「Ｓ」を付して示されている。
【００８０】
本実施形態の光ピックアップ１によれば、第１の対物レンズ１６と第２の対物レンズ２０とがＴａｎ配置されているにもかかわらず、いずれの対物レンズが使用される場合にも、適切にＴＥ信号を得て、適切なトラッキング制御を行うことができる。そして、戻り光のみが通過する位置に配置される回折光学素子２１を利用してＴＥ信号を得る構成であるために、ＤＰＰ法を用いる場合に比べて光の利用効率が良い。
【００８１】
以上に示した実施形態は本発明の一例であり、本発明の光ピックアップは以上に示した構成に限定されるものではない。
【００８２】
例えば、以上に示した回折光学素子２１の回折領域の構成（パターン）は一例にすぎず、回折領域の構成は適宜変更可能である。例えば、図７（ａ）に示すように、図３に示す本実施形態の回折光学素子２１における、第１の回折領域Ｒ１を構成する２つの領域のうちの一方を形成せず（図７（ａ）では下側の領域を形成しないことにしているが、上側を形成しなくてもよい）、その領域を第２の回折領域Ｒ２に含める構成としてもよい。
【００８３】
また、図７（ｂ）に示すように、戻り光の０次光と±１次光とが重なる部分（トラック横断信号成分を含む領域）を除く全ての部分が第１の回折領域Ｒ１（入射した光をトラッキング方向に対応する方向に回折する領域）となり、戻り光の０次光と±１次光とが重なる部分が第２の回折領域Ｒ２（入射した光をトラッキング方向に対応する方向に対して直交する方向に回折する領域）となるように構成してもよい。
【００８４】
更には、本実施形態の回折光学素子２１における第２の回折領域Ｒ２の部分を、回折溝を設けない構成としても構わない。要は、光ピックアップ１に設けられる回折光学素子２１は、次の２つの要件を満たすように構成されればよい。１つ目の要件として、回折光学素子２１を透過する０次光が、メイン受光部２３１で受光されるように構成することが挙げられる。また、２つ目の要件として、回折光学素子２１に入射する戻り光のうち、０次光と±１次光とが重なり合う部分（トラック横断信号成分を含む領域）とは異なる部分が回折光学素子２１で回折されて生じる回折光が、サブ受光部２３２ａ、２３２ｂ（いずれか一方のサブ受光部のみでもよい）で受光されるように構成することが挙げられる。
【００８５】
また、以上に示した実施形態では、第１の対物レンズ１６と第２の対物レンズ２０とがＴａｎ配置される構成としたが、本発明の適用範囲はこの構成に限らない。すなわち、例えば、２つの対物レンズ１６、２０がＲａｄ配置される場合等にも本発明は適用可能である。また、光ピックアップが備える対物レンズの数が２つ以外の場合にも、本発明は適用可能である。
【００８６】
その他、本発明が適用される光ピックアップによって対象となる光ディスクの種類は、以上に示した実施形態のものに限定されないのは言うもでもない。また、光ピックアップが、ＢＤ及びＤＶＤに加えてＣＤにも対応するような、３種類（場合によっては、それ以上）の光ディスクに対応するものである場合にも、本発明は適用可能である。
【産業上の利用可能性】
【００８７】
本発明は、例えばＢＤ及びＤＶＤを互換する光ピックアップに対して好適である。
【符号の説明】
【００８８】
１  光ピックアップ
１１  第１の半導体レーザ（第１の光源）
１７  第２の半導体レーザ（第２の光源）
１６  第１の対物レンズ
２０  第２の対物レンズ
２１  回折光学素子
２３  フォトディテクタ（光検出部）
３０  対物レンズアクチュエータ
２３１  メイン受光部
２３２ａ、２３２ｂ  サブ受光部
Ｄ  光ディスク
ＤＬ１  第１の分割線
ＤＬ２  第２の分割線
ＲＳ  情報記録面
Ｒ１  第１の回折領域
Ｒ２  第２の回折領域
【図１】
2012155800.tif 000003
【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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