(57)【要約】【課題】  光記録媒体に記録される情報の読み出しに複数の波長の光を用いても、安定した再生特性を得ることができる光ピックアップ装置および電子機器を提供する。【解決手段】  第２レーザチップ２が出射する光の波長よりも短い波長の光を出射する第１レーザチップ１を、第２レーザチップ２よりも、受光素子１６の位置から遠い位置に配置する。フォーカス用回折格子２０は、第１波長の光を、受光領域Ａと受光領域Ｂとの境界線上で、受光領域Ａおよび受光領域Ｂの長手方向の中心の集光位置Ｐ１の方向に回折する複数の第１フォーカス小領域２１と、第２波長の光を集光位置Ｐ１の方向に回折する複数の第２フォーカス小領域２２とを含む。第１フォーカス小領域２１と第２フォーカス小領域２２とは、互いに隣接して交互に配置されている。第１フォーカス小領域２１および第２フォーカス小領域２２は、複数の直線によって囲まれた領域である。【選択図】      図３
2013025851.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１波長の光を出射する第１発光点と、第１波長よりも波長の長い波長である第２波長の光を出射する第２発光点とを含む光源と、
光源から出射され、光記録媒体で反射された反射光を回折する回折素子と、
回折素子で回折された反射光を受光し、電気信号に変換する受光素子とを含み、
第１発光点は、第２発光点よりも受光素子から遠い位置に配置され、
受光素子は、受光した光を、光源から出射した光の焦点を制御するための電気信号に変換するフォーカス受光領域を含み、
回折素子は、前記反射光をフォーカス受光領域の方向に回折するフォーカス回折領域を含み、
フォーカス回折領域は、複数のフォーカス小領域に分割され、
複数のフォーカス小領域は、第１波長の光をフォーカス受光領域の方向に回折する複数の第１フォーカス小領域と、第２波長の光をフォーカス受光領域の方向に回折する複数の第２フォーカス小領域とからな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フォーカス小領域それぞれは、第２波長の光をフォーカス受光領域の方向とは異なる方向に回折し、前記第２フォーカス小領域それぞれは、第１波長の光をフォーカス受光領域の方向とは異なる方向に回折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】
前記光記録媒体には、複数のトラックが形成され、
前記受光素子は、受光した光を、光源から出射された光を光記録媒体の目的のトラックへ照射する制御を行うための電気信号に変換するトラック受光領域をさらに含み、
前記回折素子は、前記反射光をトラック受光領域の方向に回折するトラック回折領域を含み、
トラック回折領域は、複数のトラック小領域に分割され、
複数のトラック小領域は、第１波長の光をトラック受光領域の方向に回折する複数の第１トラック小領域と、第２波長の光をトラック受光領域の方向に回折する複数の第２トラック小領域とからなることを特徴とする請求項１または２に記載の光ピックアップ装置。
【請求項４】
前記第１トラック小領域それぞれは、第２波長の光をトラック受光領域の方向とは異なる方向に回折し、前記第２トラック小領域それぞれは、第１波長の光をトラック受光領域の方向とは異なる方向に回折することを特徴とする請求項３に記載の光ピックアップ装置。
【請求項５】
前記複数の第１トラック小領域全体を外囲する領域の輪郭形状と前記複数の第２トラック小領域全体を外囲する領域の輪郭形状とが異なることを特徴とする請求項３または４に記載の光ピックアップ装置。
【請求項６】
前記トラック小領域それぞれは、複数の直線によって囲まれる領域であることを特徴とする請求項３〜５のいずれか１つに記載の光ピックアップ装置。
【請求項７】
前記複数の第１フォーカス小領域全体を外囲する領域の輪郭形状と前記複数の第２フォーカス小領域全体を外囲する領域の輪郭形状とが異なることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載の光ピックアップ装置。
【請求項８】
前記フォーカス小領域それぞれは、複数の直線によって囲まれる領域であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１つに記載の光ピックアップ装置。
【請求項９】
前記受光素子は、複数の受光領域を含み、
各受光領域は、回折格子によって回折された光を、該光の波長に応じて選択的に受光することを特徴とする請求項１〜８のいずれか１つに記載の光ピックアップ装置。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか１つに記載の光ピックアップ装置を搭載することを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光記録媒体に情報を記録および再生するための光ピックアップ装置および電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
第１の従来技術として、特許文献１に記載される光ピックアップがある。この光ピックアップは、第１の半導体レーザおよび第２の半導体レーザからの光ビームを回折する第１のホログラムと、第１のホログラムで回折された光のうち、第２の半導体レーザからの光ビームのみを回折して受光素子に導く第２のホログラムとを備える。この光ピックアップは、２つのホログラムを用いるので、組立調整工数および製造コストがかかるという問題がある。
【０００３】
この問題を解決するための第２の従来技術として、特許文献２に記載される光ピックアップ装置がある。この光ピックアップ装置は、１つのホログラムで、フォーカスエラー信号およびトラッキングエラー信号を生成して、組立調整工数および製造コストを低減しようとするものである。第２の従来技術に係る光ピックアップ装置の一例である光ピックアップ装置１１０の形態について図１４〜１６を用いて説明する。
【０００４】
図１４は、第２の従来技術による光ピックアップ装置１１０の構造を示す断面図である。光ピックアップ装置１１０は、第１の半導体レーザ１０１、第２の半導体レーザ１０２、３ビーム用回折格子１０３、ホログラム１１４および光検出器１１６を備えている。
【０００５】
第１の半導体レーザ１０１が出射する光ビームの第１の波長は、第２の半導体レーザ１０２が出射する光ビームの第２の波長よりも短波長となるように、第１および第２の半導体レーザ１０１，１０２を配置する。たとえば、第１の半導体レーザ１０１の発光波長が４００ｎｍ帯のときは、第２の半導体レーザ１０２の発光波長を６３５ｎｍ帯または７８０ｎｍ帯とし、第１の半導体レーザ１０１の発光波長が６３５ｎｍ帯のときは、第２の半導体レーザ１０２の発光波長を７８０ｎｍ帯となるように第１，第２の半導体レーザ１０１，１０２を配置する。
【０００６】
図１５は、ホログラム１１４および光検出器１１６の構造を示す図である。レーザユニットに設けられるホログラム１１４は、Ｘ方向の分割線１１４ｃによって分割された２つの領域１１４ａ，１１４ｂより構成されている。また、光検出器１１６は、Ｘ方向の分割線１１６ｇにより受光領域１１６ａ，１１６ｂに分割された２分割受光素子と、受光領域１１６ｃ〜１１６ｅの領域から構成されている。ここで、各受光領域１１６ａ〜１１６ｅからの出力をそれぞれＳａ〜Ｓｅとする。
【０００７】
ここで、ホログラム１１４の領域１１４ａは、第１の波長の光ビームが透過したときに、受光領域１１６ａ，１１６ｂの分割線上に集光するように形成されている。ホログラム１１４の領域１１４ｂは、第２の波長の光ビームが透過したときに、受光領域１１６ａ，１１６ｂの分割線１１６ｇ上に集光するように形成されている。
【０００８】
図１６は、光ピックアップ装置１１０における信号検出方法を示す図である。第１の半導体レーザ１０１から出射した光ビームの光ディスクからの反射光は、ホログラム１１４に入射する。ホログラム１１４の領域１１４ａを透過した光ビームは、受光領域１１６ａ，１１６ｂの分割線１１６ｇ上に集光する。
【０００９】
領域１１４ｂは、第２の波長の光ビームが透過した際に、受光領域１１６ａ，１１６ｂの分割線１１６ｇ上に集光するようにホログラムパターンが形成されている。第１の半導体レーザ１０１の発光波長は、第２の半導体レーザ１０２の発光波長よりも短波長であり、ホログラム１１４による回折角度が小さくなる。
【００１０】
そのため、領域１１４ｂで回折された第１の波長の光ビームは、受光領域１１６ａ，１１６ｂよりもホログラム１１４側の受光領域１１６ｅに入射する。図１４に示した３ビーム用回折格子１０３により生成された２つのサブビームはそれぞれ受光領域１１６ｃ，１１６ｄに入射する。
【００１１】
フォーカスエラー信号（Focus Error Signal：以下「ＦＥＳ」ともいう）は、ナイフエッジ法を用いて、ＦＥＳ＝Ｓａ−Ｓｂにより検出することが可能である。トラッキングエラー信号（Tracking Error Signal：以下「ＴＥＳ」ともいう）は３ビーム法を用いて、ＴＥＳ＝Ｓｃ−Ｓｄにより検出することが可能である。情報信号（以下「ＲＦ」という）は、ＲＦ＝Ｓａ＋Ｓｂ＋Ｓｅにより得られる。
【００１２】
第２の半導体レーザ１０２から出射した光ビームの光ディスクからの反射光は、ホログラム１１４の領域１１４ｂで回折された光ビームが受光領域１１６ａ，１１６ｂの分割線１１６ｇ上に集光する。領域１１４ａは、第１の波長の光ビームに対して、受光領域１１６ａ，１１６ｂの分割線上に集光するようにホログラムパターンが形成されている。第１の波長よりも第２の波長は長波長となるため、ホログラム１１４での回折角度は第２の波長の光ビームの方が大きくなる。そのため、領域１１４ａで回折された第２の波長光ビームは、受光領域１１６ｆに入射する。図１４に示した３ビーム用回折格子１０３により生成された２つのサブビームはそれぞれ受光領域１１６ｃ，１１６ｄに入射する。
【００１３】
フォーカスエラー信号（ＦＥＳ）は、第１の波長の光ビームと同様、ナイフエッジ法を用いて、ＦＥＳ＝Ｓａ−Ｓｂで検出することが可能である。トラッキングエラー信号（ＴＥＳ）も第１の波長の光ビームと同様、３ビーム法を用いて、演算式ＴＥＳ＝Ｓｃ−Ｓｄにより検出することが可能である。情報信号（ＲＦ）は、第１の波長の光ビームとは演算式が異なり、ＲＦ＝Ｓａ＋Ｓｂ＋Ｓｆにより得られる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開２００２−９２９３３号公報
【特許文献２】特開２００７−２８７２７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
第２の従来技術では、以下の様な問題が発生する。第１に、光ピックアップ装置１１０では、第１波長および第２波長の光の発光点１０１，１０２の位置の差異によって、または第１，第２の半導体レーザ１０１，１０２の３ビーム用回折格子１０３およびホログラム１１４に対する姿勢の差異によって、ホログラム１１４に入射する光ビームの位置がホログラム１１４に対して変化すると、光検出器１１６の受光面に入射する光の光強度および光検出器１１６上の集光スポット位置が変化するので、安定したサーボ信号を得ることができないという問題がある。
【００１６】
第２に、異なる２つの波長の光を出射する２つのレーザチップは、異なる波長の光が、同じ位置から出射されることはなく、製造プロセスの関係上、おおよそ１００μｍの間隔がある。この間隔により異なる位置から光が出射されるが、波長の長い方の光が、光検出器１１６よりも遠い位置にある場合、ホログラム１１４での回折角度が接近してしまい、光検出器１１６上の光の集光位置も接近してしまう結果となる。
【００１７】
第３に、光ピックアップ装置１１０による受光方式では、異なる波長の光を受光するときに、光検出器１１６の異なる受光領域に光が入射するため、各受光領域から電気信号を取得する場合、それぞれの電気信号をモニタしなければならず、結果として、出力端子が増えたり、光検出器１１６の面積の増大に伴うパッケージの増大化等の欠点が生ずる。
【００１８】
第４に、光ピックアップ装置１１０では、異なる波長の光に対して、ホログラム１１４に形成される回折格子の小間格子の大きさを変更することができない。通常、異なる光ディスクを読み取る場合、光学系の開口数は、それぞれ最適化する必要がある。最適化できない場合、多層ディスクの読み取りや、対物レンズの集光特性等により信号光ではない、迷光と呼称される光が光検出器１１６の受光領域に戻り、光ピックアッ装置の特性を悪化させる可能性がある。
【００１９】
本発明の目的は、光記録媒体に記録される情報の読み出しに複数の波長の光を用いても、安定した再生特性を得ることができる光ピックアップ装置および電子機器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
本発明は、第１波長の光を出射する第１発光点と、第１波長よりも波長の長い波長である第２波長の光を出射する第２発光点とを含む光源と、
光源から出射され、光記録媒体で反射された反射光を回折する回折素子と、
回折素子で回折された反射光を受光し、電気信号に変換する受光素子とを含み、
第１発光点は、第２発光点よりも受光素子から遠い位置に配置され、
受光素子は、受光した光を、光源から出射した光の焦点を制御するための電気信号に変換するフォーカス受光領域を含み、
回折素子は、前記反射光をフォーカス受光領域の方向に回折するフォーカス回折領域を含み、
フォーカス回折領域は、複数のフォーカス小領域に分割され、
複数のフォーカス小領域は、第１波長の光をフォーカス受光領域の方向に回折する複数の第１フォーカス小領域と、第２波長の光をフォーカス受光領域の方向に回折する複数の第２フォーカス小領域とからなることを特徴とする光ピックアップ装置である。
【００２１】
また本発明は、前記第１フォーカス小領域それぞれは、第２波長の光をフォーカス受光領域の方向とは異なる方向に回折し、前記第２フォーカス小領域それぞれは、第１波長の光をフォーカス受光領域の方向とは異なる方向に回折することを特徴とする。
【００２２】
また本発明は、前記光記録媒体には、複数のトラックが形成され、
前記受光素子は、受光した光を、光源から出射された光を光記録媒体の目的のトラックへ照射する制御を行うための電気信号に変換するトラック受光領域をさらに含み、
前記回折素子は、前記反射光をトラック受光領域の方向に回折するトラック回折領域を含み、
トラック回折領域は、複数のトラック小領域に分割され、
複数のトラック小領域は、第１波長の光をトラック受光領域の方向に回折する複数の第１トラック小領域と、第２波長の光をトラック受光領域の方向に回折する複数の第２トラック小領域とからなることを特徴とする。
【００２３】
また本発明は、前記第１トラック小領域それぞれは、第２波長の光をトラック受光領域の方向とは異なる方向に回折し、前記第２トラック小領域それぞれは、第１波長の光をトラック受光領域の方向とは異なる方向に回折することを特徴とする。
【００２４】
また本発明は、前記複数の第１トラック小領域全体を外囲する領域の輪郭形状と前記複数の第２トラック小領域全体を外囲する領域の輪郭形状とが異なることを特徴とする。
【００２５】
また本発明は、前記トラック小領域それぞれは、複数の直線によって囲まれる領域であることを特徴とする。
【００２６】
また本発明は、前記複数の第１フォーカス小領域全体を外囲する領域の輪郭形状と前記複数の第２フォーカス小領域全体を外囲する領域の輪郭形状とが異なることを特徴とする。
【００２７】
また本発明は、前記フォーカス小領域それぞれは、複数の直線によって囲まれる領域であることを特徴とする。
【００２８】
また本発明は、前記受光素子は、複数の受光領域を含み、
各受光領域は、回折格子によって回折された光を、該光の波長に応じて選択的に受光することを特徴とする。
【００２９】
また本発明は、前記光ピックアップ装置を搭載することを特徴とする電子機器である。
【発明の効果】
【００３０】
本発明によれば、光源は、第１波長の光を出射する第１発光点と、第１波長よりも波長の長い波長である第２波長の光を出射する第２発光点とを含む。回折素子は、光源から出射され、光記録媒体で反射された反射光を回折する。受光素子は、回折素子で回折された反射光を受光し、電気信号に変換する。第１発光点は、第２発光点よりも受光素子から遠い位置に配置される。受光素子は、受光した光を、光源から出射した光の焦点を制御するための電気信号に変換するフォーカス受光領域を含む。回折素子は、前記反射光をフォーカス受光領域の方向に回折するフォーカス回折領域を含む。フォーカス回折領域は、複数のフォーカス小領域に分割される。そして、複数のフォーカス小領域は、第１波長の光をフォーカス受光領域の方向に回折する複数の第１フォーカス小領域と、第２波長の光をフォーカス受光領域の方向に回折する複数の第２フォーカス小領域とからなる。したがって、フォーカス回折領域が複数のフォーカス小領域に分割されているので、光ピックアップ装置は、発光点の位置が異なっても安定したフォーカス制御を行うことができ、光記録媒体に記録される情報の読み出しに複数の波長の光を用いても、安定した再生特性を得ることができる。
【００３１】
また本発明によれば、前記第１フォーカス小領域それぞれは、第２波長の光をフォーカス受光領域の方向とは異なる方向に回折し、前記第２フォーカス小領域それぞれは、第１波長の光をフォーカス受光領域の方向とは異なる方向に回折する。したがって、光ピックアップ装置は、不要な光を受光素子で受光することを回避することができ、より安定したフォーカス制御を行うことができる。
【００３２】
また本発明によれば、前記光記録媒体には、複数のトラックが形成される。前記受光素子は、受光した光を、光源から出射された光を光記録媒体の目的のトラックへ照射する制御を行うための電気信号に変換するトラック受光領域をさらに含む。前記回折素子は、前記反射光をトラック受光領域の方向に回折するトラック回折領域を含む。トラック回折領域は、複数のトラック小領域に分割される。そして、複数のトラック小領域は、第１波長の光をトラック受光領域の方向に回折する複数の第１トラック小領域と、第２波長の光をトラック受光領域の方向に回折する複数の第２トラック小領域とからなる。したがって、トラック回折領域が複数のトラック小領域に分割されるので、光ピックアップ装置は、発光点の位置が異なっても安定したトラッキング制御を行うことができ、光記録媒体に記録される情報の読み出しに複数の波長の光を用いても、安定した再生特性を得ることができる。
【００３３】
また本発明によれば、前記第１トラック小領域それぞれは、第２波長の光をトラック受光領域の方向とは異なる方向に回折する。そして、前記第２トラック小領域それぞれは、第１波長の光をトラック受光領域の方向とは異なる方向に回折する。したがって、光ピックアップ装置は、不要な光を受光素子で受光することを回避することができ、より安定したトラッキング制御を行うことができる。
【００３４】
また本発明によれば、前記複数の第１トラック小領域全体を外囲する領域の輪郭形状と前記複数の第２トラック小領域全体を外囲する領域の輪郭形状とが異なる。したがって、光ピックアップ装置は、特にＤＶＤ２層ディスクの迷光の影響を回避することができ、ＤＶＤ再生時、安定した再生信号を得ることができる
また本発明によれば、前記トラック小領域それぞれは、複数の直線によって囲まれる領域である。したがって、隣接するトラック小領域との間に隙間がないので、光ピックアップ装置は、光学系の移動（シフト）による特性変動の発生を防止することができる。
【００３５】
また本発明によれば、前記複数の第１フォーカス小領全体を外囲する領域の輪郭形状と前記複数の第２フォーカス小領域全体を外囲する領域の輪郭形状とが異なる。したがって、光ピックアップ装置は、対物レンズからのフレア光の影響を回避することができ、ＣＤ再生時、安定した再生信号を得ることができる。
【００３６】
また本発明によれば、前記フォーカス小領域それぞれは、複数の直線によって囲まれる領域である。したがって、隣接するフォーカス小領域との間に隙間がないので、光ピックアップ装置は、フォーカス信号に変曲点等の発生を防止することができる。
【００３７】
また本発明によれば、前記受光素子は、複数の受光領域を含む。そして、各受光領域は、回折格子によって回折された光を、該光の波長に応じて選択的に受光する。したがって、光ピックアップ装置は、１つの回折格子でＤＰＤ法および３ビーム法などのトラッキング方式に応じたトラッキング制御を行うことができる。
【００３８】
また本発明によれば、電子機器は、前記光ピックアップ装置を搭載する。したがって、電子機器は、光記録媒体に記録される情報の読み出しに複数の波長の光を用いても、安定した再生特性を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の一実施形態である光ピックアップ装置１０の集光位置を説明するための図である。
【図２】本発明の一実施形態である光ピックアップ装置１０の集光位置を説明するための図である。
【図３】フォーカス用回折格子２０の一例と受光領域Ａ，Ｂとの関係を模式的に示す図である。
【図４】フォーカス用回折格子２０の他の例と受光領域Ａ，Ｂとの関係を模式的に示す図である。
【図５】トラック用回折格子２３の一例と受光領域Ｃ，Ｄとの関係を模式的に示す図である。
【図６】トラック用回折格子２３の他の例と受光領域Ｃ，Ｄとの関係を模式的に示す図である。
【図７】トラック用受光素子を含めた受光領域１６の他の例を模式的に示す図である。
【図８】フォーカス用回折格子２０およびトラック用回折格子２３のさらに他の例と受光領域Ａ〜Ｄとの関係を模式的に示す図である。
【図９】２層の光記録媒体３３で発生する迷光３１を説明するための図である。
【図１０】回折格子１３に照射される迷光３１の位置を示す図である。
【図１１】対物レンズ３４で発生するＣＤ光照射時のフレア光３６を説明するための図である。
【図１２】回折格子１３に照射されるフレア光３６の位置を示す図である。
【図１３】受光素子１６によって生成される信号を説明するための図である。
【図１４】第２の従来技術による光ピックアップ装置１１０の構造を示す断面図である。
【図１５】ホログラム１１４および光検出器１１６の構造を示す図である。
【図１６】光ピックアップ装置１１０における信号検出方法を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００４０】
図１および図２は、本発明の一実施形態である光ピックアップ装置１０の集光位置を説明するための図である。光ピックアップ装置１０は、第１レーザチップ１、第２レーザチップ２、ホログラム素子１５および受光素子１６を含んで構成される。
【００４１】
第１レーザチップ１および第２レーザチップ２は、いずれも半導体レーザによって構成され、互いに異なる波長の光を出射する。第１レーザチップ１および第２レーザチップ２は、光源を構成する。光源から出射された光は、ホログラム素子１５および図示しない光学レンズを透過し、後述する光記録媒体（以下「光ディスク」ともいう）で反射される。光記録媒体で反射された反射光は、光学レンズを透過した後、回折素子である回折格子１３によって受光素子１６の方向に回折される。光学レンズは、コリメートレンズおよび対物レンズを含む。第１レーザチップ１の発光点は、第１発光点であり、第２レーザチップ２の発光点は、第２発光点である。
【００４２】
以下、第１レーザチップ１が出射する光の波長を第１波長といい、第２レーザチップ２が出射する光の波長を第２波長という。本実施形態では、第１波長よりも、第２波長の波長が長い。第１波長は、予め定める長さの波長である。
【００４３】
ホログラム素子１５は、光源に対向する面と反対側の面に回折格子１３が形成される。回折格子１３および光学レンズは、光源が出射する光の光軸上に配置される。回折格子１３は、光記録媒体で反射された反射光を受光素子１６の方向に回折する。受光素子１６は、回折格子１３で回折された光を受光し、受光した光を電気信号に変換する。受光素子１６で変換される電気信号は、フォーカス制御を行うためのフォーカスエラー信号、トラッキング制御を行うためトラッキングエラー信号、および光記録媒体に記録されている情報を再生するための再生信号を生成するための信号である。回折格子１３は、第１波長の光を所定の位置の方向に回折する第１領域と、第２波長の光を該所定の位置の方向に回折する第２領域とを含む。
【００４４】
フォーカスエラー信号は、光ディスクに対する対物レンズの位置を制御するために用いる信号であり、光ディスクに対して、対物レンズの遠近の位置を制御するための信号である。トラックエラー信号は、対物レンズによって集光される光の位置を、光ディスクの内外周方向、つまり半径方向に制御するために用いる信号である。光ピックアップ装置１０は、光ディスクに形成されるトラック上に光を追随させるために、トラックエラー信号によって、光ディスク上の内外周の位置を検出し、常にトラックの中心に照射するように制御する。
【００４５】
図１（ａ）および図２（ａ）は、本発明の一実施形態である光ピックアップ装置１０に含まれる第１レーザチップ１および第２レーザチップ２が配置される位置を示す。光ピックアップ装置１０は、第１レーザチップ１を第２レーザチップ２よりも受光素子１６から遠い位置に配置する。図１（ｂ）および図２（ｂ）は、第１レーザチップ１および第２レーザチップ２を、光ピックアップ装置１０の配置位置とは逆に配置した例である。すなわち、第２レーザチップ２を第１レーザチップ１よりも受光素子１６から遠い位置に配置した例である。図１（ａ），図２（ｂ）は、第１レーザチップ１から第１波長の光を出射した場合の集光位置を示す。図１（ｂ），図２（ａ）は、第２レーザチップ２から第２波長の光を出射した場合の集光位置を示す。
【００４６】
所定の波長の光を所定の位置に集光するように回折させる領域に、所定の波長とは異なる波長の光が入射すると、波長の長短に応じて回折角度が変化し、所定の波長とは異なる波長の光は、所定の位置とは異なる位置に集光する。
【００４７】
図１（ａ）では、回折格子１３の第１領域で回折された反射光１７ａは、集光位置Ｐ１に集光する。これに対し、回折格子１３の第２領域で回折された反射光１８ａは、集光位置Ｐ２に集光される。集光位置Ｐ２は、集光位置Ｐ１よりも、距離Ｌ１だけ光源に近い位置である。これは、回折格子１３の第２領域が、第１波長よりも長い波長である第２波長を所定の位置に回折させる領域であるので、第２波長よりも波長が短い第１波長の回折角度が小さくなるからである。
【００４８】
図１（ｂ）では、回折格子１３の第２領域で回折された反射光１７ｂは、集光位置Ｐ１に集光する。これに対し、回折格子１３の第１領域で回折された反射光１９ｂは、集光位置Ｐ３に集光される。集光位置Ｐ３は、集光位置Ｐ１よりも、距離Ｌ２だけ光源よりも遠い位置である。これは、回折格子１３の第１領域が、第２波長よりも短い波長である第１波長を所定の位置に回折させる領域であるので、第１波長よりも波長が長い第２波長の回折角度が大きくなるからである。このとき、距離Ｌ１は、距離Ｌ２よりも長い、つまり距離Ｌ１＞距離Ｌ２である。
【００４９】
図２（ａ）では、回折格子１３の第２領域で回折された反射光１７ｃは、集光位置Ｐ１に集光する。これに対し、回折格子１３の第１領域で回折された反射光１９ｃは、集光位置Ｐ４に集光される。集光位置Ｐ４は、集光位置Ｐ１よりも、距離Ｌ３だけ光源よりも遠い位置である。これは、回折格子１３の第１領域が、第２波長よりも短い波長である第１波長を所定の位置に回折させる領域であるので、第１波長よりも波長が長い第２波長の回折角度が大きくなるからである。
【００５０】
図２（ｂ）では、回折格子１３の第１領域で回折された反射光１７ｄは、集光位置Ｐ１に集光する。これに対し、回折格子１３の第２領域で回折された反射光１８ｄは、集光位置Ｐ５に集光される。集光位置Ｐ５は、集光位置Ｐ１よりも、距離Ｌ４だけ光源に近い位置である。これは、回折格子１３の第２領域が、第１波長よりも長い波長である第２波長を所定の位置に回折させる領域であるので、第２波長よりも波長が短い第１波長の回折角度が小さくなるからである。このとき、距離Ｌ３は、距離Ｌ４よりも長い、つまり距離Ｌ３＞距離Ｌ４である。
【００５１】
第１レーザチップ１および第２レーザチップ２は、数百μｍの大きさの半導体によって構成されたり、あるいは、同一のレーザチップの中に２つの異なる波長の光を発光する領域をもつ。異なる波長の光を発光させるため、それぞれの条件にあった方法でレーザチップを製造する必要があるが、同じ位置から異なる波長の光を発光させることはできない。最も近付けることができる位置となるように製造しても、それらの発光点の間隔は、おおよそ１００μｍ程度である。
【００５２】
本発明の一実施形態である光ピックアップ装置１０は、第２レーザチップ２が出射する光の波長よりも短い波長の光を出射する第１レーザチップ１を、第２レーザチップ２よりも、受光素子１６の位置から遠い位置に配置している。このような配置にしたことによって、第１波長用に設計された回折格子１３の第１領域に、第１波長よりも波長の長い第２波長の光が透過したとき、第１波長よりも波長の長い第２波長の光が、相対的に受光素子１６に近いため、第２波長の光は、所望の位置、たとえば集光位置Ｐ１から、距離Ｌ２よりも長い距離Ｌ１、または距離Ｌ４も長い距離Ｌ３離れた位置に集光される。所望の集光位置は、第１波長の光が集光される受光素子１６上の、たとえば集光位置Ｐ１の位置である。以下、回折格子１３が反射光を所望の位置に集光するように設計されていることを、回折格子１３が最適化されているともいう。
【００５３】
この配置を逆にして、第１波長よりも波長の長い第２波長の光を出射する第２レーザチップ２を受光素子１６から、第１レーザチップ１よりも遠い位置に配置した場合、第１波長よりも波長の長い第２波長の光が、回折格子１３の第２領域を透過した場合、所望の位置に集光するが、第２波長よりも波長の短い第１波長の光が、回折格子１３の第２領域を透過した場合、光ピックアップ装置１０の場合よりも、所望の位置、たとえば集光位置Ｐ１により近い位置に集光する。つまり、距離Ｌ２は、距離Ｌ１よりも短く、距離Ｌ４は、距離Ｌ３よりも短くまる。
【００５４】
これらの集光位置は、受光素子１６に形成される後述する受光領域で互いに干渉する可能性がある。量産を考慮した場合、受光素子１６の位置、ならびに第１レーザチップ１および第２レーザチップ２の各発光点の位置のばらつきや、第１レーザチップ１および第２レーザチップ２が出射する光の波長のばらつき、あるいは温度による波長の変動などによって、集光位置は必ずしも一定の位置になるとは限らない。したがって、第１波長の光が第１領域で回折して集光する集光位置と、第１波長の光が第２領域で回折して集光する集光位置とは、より離れているほうが望ましく、かつ第２波長の光が第２領域で回折して集光する集光位置と、第２波長の光が第１領域で回折して集光する集光位置とは、より離れているほうが望ましい。
【００５５】
光ピックアップ装置１０は、第２レーザチップ２が出射する光の波長よりも短い波長の光を出射する第１レーザチップ１を、第２レーザチップ２よりも、受光素子１６の位置から遠い位置に配置しているので、受光素子１６の位置、第１レーザチップ１および第２レーザチップ２の発光点の位置ばらつきや、波長のばらつきを考慮した場合でも、１つの波長の光が第１領域で集光する集光位置と第２領域で集光する集光位置とを、互いに影響が生じない距離まで離すことができ、所望の特性を得ることができる。
【００５６】
図３は、フォーカス用回折格子２０の一例と受光領域Ａ，Ｂとの関係を模式的に示す図である。回折格子１３は、円形状に形成され、回折格子１３の中心点Ｐ０を通る直線である分割線４０によって、フォーカス用回折格子２０とトラック用回折格子２３とに分割される。フォーカス用回折格子２０は、フォーカス回折領域である。トラック用回折格子２３は、トラック回折領域である。
【００５７】
受光素子１６は、光源に対して、分割線４０を延長した方向に離れた位置に配置される。受光素子１６は、フォーカス受光領域およびトラック受光領域を含む。フォーカス用回折格子２０は、反射光をフォーカス受光領域の方向に回折する。フォーカス受光領域は、受光する光を、光源から出射された光の焦点を制御するための電気信号に変換する。トラック用回折格子２３は、反射光をトラック受光領域の方向に回折する。トラック受光領域は、受光する光を、光源から出射された光を光記録媒体の目的のトラックへ照射する制御を行うための電気信号に変換する。
【００５８】
フォーカス受光領域は、受光領域Ａと受光領域Ｂとを含んで構成される。
【００５９】
フォーカス用回折格子２０は、第１波長の光を、受光領域Ａと受光領域Ｂとの境界線上で、受光領域Ａおよび受光領域Ｂの長手方向の中心の集光位置Ｐ１ の方向に回折する複数の第１フォーカス小領域２１と、第２波長の光を集光位置Ｐ１の方向に回折する複数の第２フォーカス小領域２２とを含む。第１フォーカス小領域２１と第２フォーカス小領域２２とは、互いに隣接して交互に配置される。以下、第１フォーカス小領域２１および第２フォーカス小領域２２のことを総称して、フォーカス小領域という。
【００６０】
第１フォーカス小領域２１および第２フォーカス小領域２２は、複数の直線によって囲まれた領域である。すなわち、第１フォーカス小領域２１および第２フォーカス小領域２２は、複数の直線によって分割された領域である。図３に示した例では、第１フォーカス小領域２１および第２フォーカス小領域２２は、直交する複数の直線によって四角形の形状に形成されている。
【００６１】
図３（ａ）は、第２波長の光がフォーカス用回折格子２０で回折されたときの集光位置を示す。第２フォーカス小領域２２で回折された第２波長の反射光１７ｅは、集光位置Ｐ１に集光され、第１フォーカス小領域２１で回折された第２波長の反射光１９ｅは、集光位置Ｐ１よりも光源から遠い集光位置Ｐ６に集光される。第１フォーカス小領域２１は、第１波長の反射光を集光位置Ｐ１に集光するように設計されており、第１波長よりも波長の長い第２波長の反射光１９ｅに対しては回折角度が大きくなり、第２波長の反射光１９ｅを集光位置Ｐ１とは異なる集光位置Ｐ６に集光する。
【００６２】
図３（ｂ）は、第１波長の光がフォーカス用回折格子２０で回折されたときの集光位置を示す。第１フォーカス小領域２１で回折された第１波長の反射光１７ｆは、集光位置Ｐ１に集光され、第２フォーカス小領域２２で回折された第１波長の反射光１８ｆは、集光位置Ｐ１よりも光源に近い集光位置Ｐ７に集光される。第２フォーカス小領域２２は、第２波長の反射光を集光位置Ｐ１に集光するように設計されており、第２波長よりも波長の短い第１波長の反射光１８ｆに対しては回折角度が小さくなり、第１波長の反射光１８ｆを、集光位置Ｐ１とは異なる集光位置Ｐ７に集光する。
【００６３】
光ディスク上に焦点が合ったとき、受光素子１６の受光領域Ａでの光量と受光領域Ｂでの光量とは同じになる。光ピックアップ装置１０は、この位置を求めるために、対物レンズを光ディスクに対して接近または離反させて、回折格子１３上の反射光の大きさを変化させる。
【００６４】
反射光の大きさが変化したときに、回折格子１３の小領域をまたいだ場合、これまで光が入射していなかった領域に光が入射したり、また逆に光が入射していた領域に光が入射しなくなる現象が起こる。
【００６５】
このとき小領域２１と小領域２２が隣接しているため、集光位置Ｐ１に入射する光が急激にまた突発的に変化することなく、徐々にゆるやかに変化する。
【００６６】
反射光の大きさが変化した場合、受光素子１６上で受光領域Ａと受光領域Ｂとに入射する光がアンバランスとなる。このアンバランスを補正するために、光ディスク上に焦点を合わせるように対物レンズを制御し、光メディアの信号を読み取ることを可能にしている。
【００６７】
図４は、フォーカス用回折格子２０の他の例と受光領域Ａ，Ｂとの関係を模式的に示す図である。図４に示したフォーカス用回折格子２０の例は、図３に示したフォーカス用回折格子２０の例での四角形の形状の小領域を、三角形の形状の小領域に置き換えたものである。図４に示したフォーカス用回折格子２０の例と図３に示したフォーカス用回折格子２０の例との相違点は、小領域の形状のみであり、機能的には差はなく、重複を避けるために説明は省略する。小領域の形状は、四角形あるいは三角形に限定されるものではなく、たとえばひし形であってもよい。いずれの形状も複数の直線によって囲まれた形状である。
【００６８】
図５は、トラック用回折格子２３の一例と受光領域Ｃ，Ｄとの関係を模式的に示す図である。トラック受光領域は、受光領域Ｃと受光領域Ｄとを含んで構成される。受光領域Ｃと受光領域Ｄとは、回折格子１３に直交し、かつ分割線４０を含む仮想平面を挟んで、受光領域Ａおよび受光領域Ｂよりも仮想平面から離れた対称な位置に配置される。
【００６９】
トラック用回折格子２３は、第２波長の光を受光領域Ｄの方向に回折する複数の第１トラック小領域２４と、第１波長の光を受光領域Ｄの方向に回折する複数の第２トラック小領域２５と、第２波長の光を受光領域Ｃの方向に回折する複数の第３トラック小領域２６と、第１波長の光を受光領域Ｃの方向に回折する複数の第４トラック小領域２７とを含む。以下、第１トラック小領域２４、第２トラック小領域２５、第３トラック小領域２６および第４トラック小領域２７のことを総称して、トラック小領域という。また、フォーカス小領域とトラック小領域のことを総称して、小領域という。
【００７０】
第１トラック小領域２４および第２トラック小領域２５は、トラック用回折格子２３の領域を、分割線４０に直交する直線である分割線４１によって分割した２つの領域のうち、受光素子１６から遠い方の領域に含まれる。第３トラック小領域２６および第４トラック小領域２７は、トラック用回折格子２３の領域を分割線４１によって分割した２つの領域のうち、受光素子１６に近い方の領域に含まれる。第１トラック小領域２４と第２トラック小領域２５とは、互いに隣接して交互に配置され、第３トラック小領域２６と第４トラック小領域２７とは、互いに隣接して交互に配置される。
【００７１】
図５（ａ）は、第２波長がトラック用回折格子２３で回折されたときの集光位置を示す。第１トラック小領域２４で回折された反射光１７ｇは、受光領域Ｄの中心部に集光され、第３トラック小領域２６で回折された反射光１７ｈは、受光領域Ｃの中心部に集光される。第２トラック小領域２５で回折された反射光１９ｇは、受光領域Ｄよりも回折格子１３から遠い位置に集光され、第４トラック小領域２７で回折された反射光１９ｈは、受光領域Ｃよりも回折格子１３から遠い位置に集光される。反射光１９ｇおよび反射光１９ｈが受光領域Ｃ，Ｄよりも回折格子１３から遠い位置に集光されるのは、第２トラック小領域２５および第４トラック小領域２７は、第２波長の光に対して最適化されておらず、第２の波長の光に対しては、回折角が大きくなるからである。
【００７２】
図５（ｂ）は、第１波長がトラック用回折格子２３で回折されたときの集光位置を示す。第２トラック小領域２５で回折された反射光１７ｉは、受光領域Ｄの中心部に集光され、第４トラック小領域２７で回折された反射光１７ｊは、受光領域Ｃの中心部に集光される。第１トラック小領域２４で回折された反射光１８ｉは、受光領域Ｄよりも回折格子１３に近い位置に集光され、第３トラック小領域２６で回折された反射光１８ｊは、受光領域Ｃよりも回折格子１３に近い位置に集光される。反射光１８ｉおよび反射光１８ｊが受光領域Ｃ，Ｄよりも回折格子１３に近い位置に集光されるのは、第１トラック小領域２４および第３トラック小領域２６は、第１波長の光に対して最適化されておらず、第２の波長の光に対しては、回折角が小さくなるからである。
【００７３】
図６は、トラック用回折格子２３の他の例と受光領域Ｃ，Ｄとの関係を模式的に示す図である。図６に示したトラック用回折格子２３の例は、図５に示したトラック用回折格子２３の例の第３トラック小領域２６の代わりに、第１トラック小領域２４を用いる。すなわち、第１トラック小領域２４は、トラック用回折格子２３を分割線４１によって分割した２つの領域に含まれる。第２トラック小領域２５は、トラック用回折格子２３の領域を分割線４１によって分割した２つの領域のうち、受光素子１６から遠い方の領域に含まれる。第４トラック小領域２７は、トラック用回折格子２３の領域を分割線４１によって分割した２つの領域のうち、受光素子１６に近い方の領域に含まれる。第１トラック小領域２４と第２トラック小領域２５とは、互いに隣接して交互に配置され、第１トラック小領域２４と第４トラック小領域２７とは、互いに隣接して交互に配置される。
【００７４】
図６（ａ）は、第２波長がトラック用回折格子２３で回折されたときの集光位置を示す。図６（ｂ）は、第１波長がトラック用回折格子２３で回折されたときの集光位置を示す。図６に示したトラック用回折格子２３の例は、第３トラック小領域２６の代わりに第１トラック小領域２４が設けられている。したがって、第２波長の反射光１７ｋ，１７ｌは、図６（ａ）に示すように、いずれも、受光領域Ｃには集光されることなく、受光領域Ｄの中心部に集光される。また、第１波長の反射光１８ｍ，１８ｎは、図６（ｂ）に示すように、いずれも、受光領域Ｃよりも回折格子１３に近い位置に集光されることなく、受光領域Ｄよりも回折格子１３に近い位置に集光される。
【００７５】
図７は、トラック用受光素子を含めた受光領域１６の他の例を模式的に示す図である。図５，図６および図７（ａ）は、デジタルバーサタイルディスク（digital versatile disk, 略称「ＤＶＤ」）用の信号を取得するために用いられる差動位相検出（Differential Phase Detection：以下「ＤＰＤ」という）法のためのトラック小領域の形状を示し、図７（ｂ）は、コンパクトディスク（compact disk, 略称「ＣＤ」）用の信号を取得するために用いられる３ビーム法のためのトラック小領域の形状を示す。図５，６，７（ａ）では、メインビームの集光位置を示し、図７（ｂ）では、３ビーム法で用いるサブビームも含めた集光位置を示す。
【００７６】
受光素子１６は、受光領域Ａ〜Ｄの他に、さらに受光領域Ｅ１，Ｅ２，Ｆ１，Ｆ２を含んで構成される。図７は、図６に示した受光領域Ａ〜Ｄに加えて、３ビーム法で用いられる受光領域Ｅ１，Ｅ２，Ｆ１，Ｆ２を追加して示している。以下、受光領域Ｅ１，Ｅ２のことを総称して、受光領域Ｅといい、受光領域Ｆ１，Ｆ２のことを総称して、受光領域Ｆという。トラック受光領域は、受光領域Ｃ，Ｄ，Ｅ１，Ｅ２，Ｆ１，Ｆ２を含んで構成される。
【００７７】
３ビーム法は、第２波長の光のときに用いられる。３ビーム法では、トラッキング信号にサブビームを用いる。光ピックアップ装置１０は、グレーティングと呼ばれる回折格子をさらに含む。グレーティングと呼ばれる回折格子は、たとえばホログラム素子１５の面のうち光源に対向する面に形成される。グレーティングは、光源から出射される光を０次回折光および±１次回折光に分割する。０次回折光は、メインビームであり、±１次回折光は、２つのサブビームである。メインビームは、中心の光であり、サブビームは、外側の２本の光である。
【００７８】
グレーティングで回折されたメインビームおよび２つのサブビームは、回折格子１３および光学レンズを透過して、光記録媒体で反射される。光記録媒体で反射された反射光は、光学レンズを透過して、回折格子１３で受光素子１６の方向に回折される。グレーティングで回折されたメインビームは、トラッキング信号取得に使用せず、フォーカス信号やＲＦ信号に使用する。また、３ビーム法を用いない第１波長の光については、サブビームを信号取得に使用しないので、図示していない。
【００７９】
図７（ａ）は、第１波長の光がフォーカス用回折格子２０およびトラック用回折格子２３で回折されたときの集光位置を示す。図７（ａ），（ｂ）には、トラック小領域を省略しているが、図３または図４に示したトラック小領域と同じ小領域が形成されている。フォーカス用回折格子２０の第１フォーカス小領域２１で回折された光は、受光領域Ａ，Ｂの境界線上の集光位置Ｐ１に集光される。トラック用回折格子２３の第２トラック小領域２５で回折された光は、受光領域Ｄの中心部に集光される。トラック用回折格子２３の第４トラック小領域２７で回折された光は、受光領域Ｃの中心部に集光される。
【００８０】
図７（ｂ）は、第２波長の光がフォーカス用回折格子２０およびトラック用回折格子２３で回折されたときの集光位置を示す。第１トラック小領域２４を透過したメインビームは、受光領域Ｄの中心部に集光し、２つのサブビームはそれぞれ受光領域Ｅ２，Ｆ２の中心部に集光される。図７（ｂ）では、異なる第１トラック小領域２４からそれぞれメインビームおよび２つのサブビームが集光されるように、図示しているが、実際には、メインビームおよび２つのサブビームの３本のビームは、同じ第１トラック小領域２４を透過して集光される。
【００８１】
同様にフォーカス用回折格子２０の第１フォーカス小領域２１を透過した光も、メインビームは受光領域Ａ，Ｂの境界線上の集光位置Ｐ１に集光され、２つのサブビームはそれぞれ受光領域Ｅ１，Ｆ１の中心部に集光される。
【００８２】
光記録媒体がＤＶＤの場合、一般的にＤＰＤ法と呼ばれる方式が用いられる。ＤＰＤ法は、受光素子１６の受光領域Ｃの光量と受光領域Ｄの光量とから求められる位相差が同じとなるように制御する。光記録媒体がＣＤの場合は、一般的に３ビーム法と呼ばれる方式が用いられる。３ビーム法、光源からの出射光をグレーティングと呼ばれる回折格子で３分割し、３分割された光のうち、外側の２つの光をそれぞれ受光領域Ｅと受光領域Ｆとに集光し、外側の２つの光がトラック方向、つまり半径方向にずれた場合、外側の２つの光がトラックに照射されるか否かによって、受光素子１６で検出される電気信号に強弱が発生する。この電気信号の強弱を用いることによって、トラック位置を制御することができる。
【００８３】
光が照射される光ディスク上の位置を求めるために、対物レンズが光ディスクの内外周方向に動く。それに伴って、回折格子１３上での反射光の大きさが変化することはないが、回折格子１３上での反射光の位置がトラックの接線方向に直交する方向、つまり分割線４０の方向に移動する。
【００８４】
この位置が変化したときに、反射光は、回折格子１３の小領域をまたぐ。反射光が小領域をまたいだ場合、これまで反射光が入射していなかった小領域に光が入射したり、また逆に光が入射ていた小領域に反射光が入射しなくなる現象が起こる。
【００８５】
このとき小領域２４と小領域２５が、また小領域２６と小領域２７とが隣接しているため、受光領域Ｃと受光領域Ｄとに入射する光が急激にまた突発的に変化することなく、徐々にゆるやかに変化する。
【００８６】
反射光の大きさが変化した場合も、ＤＶＤの場合は、受光素子１６上で受光領域Ｃと受光領域Ｄから求められる位相差が同じとなるように対物レンズを制御する。また、ＣＤの場合は、受光領域Ｅと受光領域Ｆとに入射する光量の変化が発生しないように対物レンズを制御し、光メディアの信号を読み取ることを可能にしている。
【００８７】
光ピックアップ装置１０は、ＤＰＤ法および３ビーム法のいずれの制御においても、受光素子１６で受光する光量を監視している。したがって、対物レンズの位置の変化による光ディスク上への照射位置の変動が、正確に受光素子１６で検出される電気信号となって現れる必要がある。
【００８８】
回折格子１３の形状が、トラックの動きを把握することができる小領域に分割されているので、光ピックアップ装置１０は、安定した信号制御を行うことができる。光ピックアップ装置１０は、トラックの動きに合わせて、対物レンズの位置がトラックの接線方向に直交する方向、つまり分割線４０の方向に移動する。この移動に伴って、今まで入射していた小間格子に光が入射しなくなり、別の小間格子に光が入射するが、この小間格子への光量の増減が同じになるように小間格子が最適化されている。小間格子への光量の増減が同じになるように小間格子を最適化するとは、小間格子を小さい領域に分割し、かつ連続して隣接するように形成することである。
【００８９】
フォーカス用回折格子２０のフォーカス小領域では、光ディスクからの反射光の大きさが変化したとき、バランス良くそれぞれの波長用に設計されたフォーカス小領域が交互に配置されているので、光ピックアップ装置１０は、フォーカス制御を精度良く実現することができる。
【００９０】
また、トラック用回折格子２３のトラック小領域は、光ディスクからの反射光の位置がずれたときに、バランス良くそれぞれの波長用に設計されたトラック小領域が交互に配置されているので、光ピックアップ装置１０は、トラック制御を精度良く実現することができる。
【００９１】
図８は、フォーカス用回折格子２０およびトラック用回折格子２３のさらに他の例と受光領域Ａ〜Ｄとの関係を模式的に示す図である。図８（ａ）は、ＤＶＤ用の第１波長の光がフォーカス用回折格子２０およびトラック用回折格子２３で回折されたときの集光位置を示す。図８（ｂ）は、ＣＤ用の第２波長の光がフォーカス用回折格子２０およびトラック用回折格子２３で回折されたときの集光位置を示す。
【００９２】
図８に示したフォーカス用回折格子２０およびトラック用回折格子２３は、小領域の形状がストライプ状に形成されている。小領域の形状は、ストライプ状であっても、図３〜図７に示した小領域と同様の効果がある。
【００９３】
フォーカス用回折格子２０は、第１波長の光を、受光領域Ａと受光領域Ｂとの境界線上で、受光領域Ａおよび受光領域Ｂの長手方向の中心の集光位置Ｐ１の方向に回折する複数の第１フォーカス小領域２１と、第２波長の光を集光位置Ｐ１の方向に回折する複数の第２フォーカス小領域２２とを含む。第１フォーカス小領域２１と第２フォーカス小領域２２とは、互いに隣接して交互に配置されている。
【００９４】
図８（ａ）に示した複数の第１フォーカス小領域２１から構成される領域は、円形状に形成される回折格子１３の円周と、分割線４０ａとによって囲まれる領域によって、破線で示した外形が形成される。分割線４０ａは、円周から中心点Ｐ０の方向に所定の距離までは分割線４０と同じであるが、所定の距離の位置から斜め方向に屈曲し、トラック用回折格子２３側にほぼ「コ」の字状に突出する突出部を有する。
【００９５】
図８（ｂ）に示した複数の第２フォーカス小領域２２から構成される領域は、中心点Ｐ０よりも所定の距離だけ受光素子１６側にある中心点Ｐ００を中心とする半径が回折格子１３の半径よりも短い半径の円周と、分割線４０と平行でフォーカス用回折格子２０側に分割線４０から回折格子１３の半径未満の所定の距離にある直線と、分割線４０とによって囲まれる領域によって、破線で示した外形が形成される。
【００９６】
トラック用回折格子２３は、第２波長の光を受光領域Ｄの方向に回折する複数の第１トラック小領域２４と、第１波長の光を受光領域Ｄの方向に回折する複数の第２トラック小領域２５と、第２波長の光を受光領域Ｃの方向に回折する複数の第３トラック小領域２６と、第１波長の光を受光領域Ｃの方向に回折する複数の第４トラック小領域２７とを含む。
【００９７】
図８（ａ）に示した複数の第２トラック小領域２５から構成される領域は、円形状に形成される回折格子１３の円周と、分割線４０ａとによって囲まれる領域のうち、分割線４１ａよりも受光素子１６から遠い側の領域によって外形が形成される。分割線４１ａは、分割線４１よりも、前記突出部の分だけ短い分割線である。図８（ａ）に示した複数の第４トラック小領域２７から構成される領域は、円形状に形成される回折格子１３の円周と、分割線４０ａとによって囲まれる領域のうち、分割線４１ａよりも受光素子１６に近い側の領域によって外形が形成される。
【００９８】
図８（ｂ）に示した複数の第１トラック小領域２４から構成される領域は、中心点Ｐ０よりも所定の距離だけ受光素子１６側にある中心点Ｐ００を中心とする半径が回折格子１３の半径よりも短い半径の円周と、分割線４０と平行でトラック用回折格子２３側に分割線４０から回折格子１３の半径未満の所定の距離にある直線と、分割線４０とによって囲まれる領域のうち、中心点Ｐ００を通り、かつ分割線４１ａに平行な分割線４１ｂよりも受光素子１６から遠い側の領域によって外形が形成される。
【００９９】
図８（ｂ）に示した複数の第３トラック小領域２６から構成される領域は、中心点Ｐ０よりも所定の距離だけ受光素子１６側にある中心点Ｐ００を中心とする半径が回折格子１３の半径よりも短い半径の円周と、分割線４０と平行でトラック用回折格子２３側に分割線４０から回折格子１３の半径未満の所定の距離にある直線と、分割線４０とによって囲まれる領域のうち、分割線４１ｂよりも受光素子１６に近い側の領域によって外形が形成される。
【０１００】
これらの外形は、ＣＤ、ＤＶＤといった異なる光記録媒体を読むための光学系の開口領域の大きさにあわせて大きさを変えている。一般的にＤＶＤを読むための開口領域のほうが、ＣＤを読むための開口領域より大きいため、回折格子のＤＶＤの領域がＣＤの領域より大きく形成されている。
【０１０１】
ＤＶＤおよびブルーレイディスク（Blu-ray Disk, 略称「ＢＤ」：登録商標）などの光記録媒体にはそれぞれ、記録面が１層あるいは２層など層数の異なる種類があり、光ピックアップ装置１０は、これらの異なる種類の光記録媒体に記録される情報を読み取る必要がある。
【０１０２】
図９は、２層の光記録媒体３３で発生する迷光３１を説明するための図である。図１０は、回折格子１３に照射される迷光３１の位置を示す図である。図９に示した２層の光記録媒体３３は、ＤＶＤである。２層のＤＶＤには、第１の記録面２８および第１の記録面２８よりも対物レンズ３４から離れた位置にある第２の記録面２９が形成される。
【０１０３】
ＤＶＤの第１の記録面２８に記録される情報を読み取る場合、第１の記録面２８で反射された反射光３０の他に、第２の記録面２９で反射された反射光が迷光３１として、回折格子１３に戻り、回折格子１３で回折された反射光３０および迷光３１は受光素子１６に集光する。
【０１０４】
迷光３１は、図１０に示すように、回折格子１３の中心点Ｐ０付近に、小さい光スポットとして照射される。迷光３１は、受光素子１６で検出される電気信号、とくにトラッキングエラー信号に悪影響を及ぼし、正確に再生信号を読み取ることができない場合がある。
【０１０５】
図８に示したフォーカス用回折格子２０およびトラック用回折格子２３は、上述したような外形、すなわちフォーカス用回折格子２０およびトラック用回折格子２３のそれぞれの全体を外囲する領域の輪郭形状としているので、この影響を避けることができる。すなわち、第１波長の光の場合、つまり図８（ａ）に示した場合、分割線４０ａによって、迷光３１が照射される回折格子１３の中心点Ｐ０付近を、トラック小領域から除外して、フォーカス小領域として、迷光３１がトラッキングエラー信号に影響を及ぼさないようにしている。これによって、光ピックアップ装置１０は、ＤＶＤ再生時、安定した再生信号を得ることができる。
【０１０６】
図１１は、対物レンズ３４で発生するＣＤ光照射時のフレア光３６を説明するための図である。一般的には、対物レンズ３４の周縁部に回折格子を設け、波長に応じて対物レンズ３４の開口数を変える手法が用いられる。具体的には、光ピックアップ装置１０は、ＣＤ再生時は、対物レンズ３４の中央部を透過する光のみを使用し、対物レンズ３４の周縁部への光を、周縁部に設けられる回折格子によって、光記録媒体３３の記録面２８に照射しないように設計される。ＤＶＤ再生時は、レンズ外周部までの領域を使用して、信号を読み取る。しかし、対物レンズ３４の周縁部に設けられた回折格子により、集光位置を変えられた光は、光ディスクから離れた位置３７で集光し、記録録媒体３３の記録面２８で反射され、フレア光３６となって、回折格子１３に戻り、受光素子１６に集光する。
図１２は、回折格子１３に照射されるフレア光３６の位置を示す図である。図１１に示した光記録媒体３３は、ＣＤである。
【０１０７】
ＣＤの記録面２８に記録される情報を読み取る場合、記録面２８で反射された反射光３０の他に、位置３７で集光される反射光が記録面２８により反射され、フレア光３６として、回折格子１３に戻り、回折格子１３で回折された反射光３０および迷光３１は受光素子１６に集光する。
【０１０８】
フレア光３６は、図１２に示すように、回折格子１３の周縁付近に環状に照射される。フレア光３６は、受光素子１６で検出される電気信号、とくにトラッキングエラー信号に悪影響を及ぼし、正確に再生信号を読み取ることができない場合がある。
【０１０９】
図８に示したフォーカス用回折格子２０およびトラック用回折格子２３は、上述したような外形とされているので、この影響を避けることができる。すなわち、ＣＤの記録面２８に記録される情報を読み取る場合、回折格子１３の中央部を透過する光のみを使用し、回折格子１３の周縁部を透過する光は、受光素子１６に集光しないようにするために、図８（ｂ）に示すように、第２フォーカス小領域２２、第１トラック小領域２４および第３トラック小領域２６の外形、すなわち第２フォーカス小領域２２、第１トラック小領域２４および第３トラック小領域２６全体を外囲する領域の輪郭形状は、破線で示すように、回折格子１３の周縁部を除いた形状としている。これによって、光ピックアップ装置１０は、ＣＤ再生時、安定した再生信号を得ることができる。
【０１１０】
このように、光ピックアップ装置１０は、異なる２つ波長の光にそれぞれ適応した形状の小領域が、１つの回折格子１３内に形成されるので、各々の波長に最適な安定した再生信号を取得することができる。
【０１１１】
図１３は、受光素子１６によって生成される信号を説明するための図である。図１３（ａ）は、ＤＶＤ用の第１波長の光を受光した場合の信号を示し、図１３（ｂ）は、ＣＤ用の第２波長の光を受光した場合の信号を示す。図１３に示した受光素子１６は、受光領域Ａ〜Ｄ，Ｅ１，Ｅ２，Ｆ１，Ｆ２、およびスイッチＳ１，Ｓ２を含んで構成される。
【０１１２】
光ピックアップ装置１０は、一例として、トラッキング方式として、ＤＶＤを再生する場合、１ビームＤＰＤ法を用い、ＣＤを再生する場合、３ビーム法を用いる。これらの方式はそれぞれの光ディスクの規格により利用可能な方式が決まっている。
【０１１３】
トラック用回折格子２３は、図５〜８に示すように、分割線４１、分割線４１ａまたは分割線４１ｂによって、受光素子１６から遠い領域と、受光素子１６に近い領域とに分割されている。分割線４１，４１ａ，４１ｂの方向は、光ディスクの内外周の方向、つまり光ディスクの半径方向と一致している。
【０１１４】
１ビームＤＰＤ法の場合、２つに分割された領域内の最適化された小領域で回折された光は、受光素子１６の受光領域Ｃ，Ｄに集光される。２つに分割された領域内の最適化されていない小領域で回折された光は、受光領域Ｃ，Ｄでない位置に集光される。トラッキングエラー信号は、受光領域Ｃ，Ｄで検出される電気信号から生成される。光ピックアップ装置１０は、光ディスクに形成されるトラックによる位相差を、トラッキングエラー信号によってモニタすることにより、トラッキング制御を行う。
【０１１５】
３ビーム法の場合、光ピックアップ装置１０は、ＣＤ用の第２レーザチップ２が発光するとき、第２レーザチップ２からの出射光をグレーティングと呼ばれる回折格子で３つの光に分割する。３つの光のうち、真ん中の光は、光ディスクの再生およびフォーカスエラー信号の生成に用い、外側の２つの光は、トラッキング信号の生成に用いる。
【０１１６】
外側の２つの光は、トラックに対して、所定の角度になるように調整される。外側の２つの光がトラック方向、つまり半径方向にずれた場合、外側の２つの光がトラックに照射されるか否かによって、受光素子１６で検出される電気信号に強弱が発生する。この電気信号の強弱を用いることによって、トラック位置を制御することができる。
【０１１７】
これらの２つの外側の光はフォーカス用回折格子２０、トラック用回折格子２３を透過し、所定の位置に設けられた受光領域Ｅ，Ｆに入射する。図１３に示すように、受光領域Ｅ１，Ｅ２は、真ん中の光による再生用信号を検出する受光領域Ａ，Ｂの両側に設けられ、受光領域Ｆ１，Ｆ２は、真ん中の光による再生用信号を検出する受光領域Ｄの両側に設けられる。上述したように、最適化されていない小領域を透過した光は、図示していないが、受光領域Ｅ，Ｆとは異なる位置に落射する。
【０１１８】
光ピックアップ装置１０は、受光領域Ｅ１，Ｅ２，Ｆ１，Ｆ２で検出される電気信号の差をモニタすることにより、トラッキング制御を行う。
【０１１９】
各受光領域Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ１，Ｅ２，Ｆ１，Ｆ２で検出される電気信号を、各受光領域Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ１，Ｅ２，Ｆ１，Ｆ２の参照符Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ１，Ｅ２，Ｆ１，Ｆ２で表わすと、ＣＤおよびＤＶＤ用のフォーカスエラー信号はＡ−Ｂで算出し、ＤＶＤ用のトラッキング信号はＣ−Ｄの位相差で算出し、ＣＤ用のトラッキング信号はＥ−Ｆで算出し、ＣＤおよびＤＶＤ用のＲＦ信号はＡ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄで算出することができる。
【０１２０】
スイッチＳ１，Ｓ２は、１ビームＤＰＤ法であるか、３ビーム法であるかによって、トラッキングエラー信号を生成するための電気信号を検出する受光領域を切り換える。「Ｆｅｓ＋」信号および「Ｆｅｓ−」信号は、フォーカスエラー信号を生成するための信号である。「Ｔｅｓ＋」信号および「Ｔｅｓ−」信号は、トラッキングエラー信号を生成するための信号である。ＲＦ信号は、再生信号である。
【０１２１】
トラッキング方式が１ビームＤＰＤ法であるとき、つまり、図１３（ａ）の場合、「Ｔｅｓ＋」信号は、スイッチＳ１が受光領域Ｄ側に切り換えられるので、受光領域Ｄで検出される電気信号であり、「Ｔｅｓ−」信号は、スイッチＳ２が受光領域Ｃ側に切り換えられるので、受光領域Ｃで検出される電気信号である。トラッキング方式が３ビーム法であるとき、つまり、図１３（ｂ）の場合、「Ｔｅｓ＋」信号は、スイッチＳ１が受光領域Ｆ１，Ｆ２側に切り換えられるので、受光領域Ｆ１，Ｆ２で検出される電気信号であり、「Ｔｅｓ−」信号は、スイッチＳ２が受光領域Ｅ１，Ｅ２側に切り換えられるので、受光領域Ｅ１，Ｅ２で検出される電気信号である。
【０１２２】
「Ｆｅｓ＋」信号は、受光領域Ａで検出される電気信号であり、「Ｆｅｓ−」信号は、受光領域Ｂで検出される電気信号である。ＲＦ信号は、受光領域Ａ〜Ｄで検出される電気信号である。「Ｆｅｓ＋」信号、「Ｆｅｓ−」信号およびＲＦ信号は、図１３（ａ），図１３（ｂ）の場合とも共通である。
【０１２３】
１ビームＤＰＤ法および３ビーム法のいずれのトラッキング方式でも、回折格子１３で回折される各光は、受光素子１６の対応する受光領域に入射する。各受光領域は、受光した光を電気信号に変換し、変換された電気信号は、後段の図示しないサーボ制御回路に入力される。異なる波長の光を対応する受光領域によって受光して電気信号に変換して、トラッキング制御を行う必要があるが、検出した電気信号を後段のサーボ制御回路へ入力し易くするために、受光素子１６内に切り換え用のスイッチＳ１，Ｓ２を設けている。
【０１２４】
スイッチＳ１，Ｓ２は、ＤＶＤ再生時に、受光領域Ｃ,Ｄで検出される電気信号をトラッキングエラー信号として出力し、ＣＤ再生時は、受光領域Ｅ，Ｆで検出される電気信号をトラッキングエラー信号として出力する。この様な方式にすることによって、電気信号を出力する信号線の本数は、２つ少なくなる。すなわち、各受光領域Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ１，Ｅ２，Ｆ１，Ｆ２の参照符で表わされる電気信号Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ（Ｅ１＋Ｅ２），、Ｆ（Ｆ１＋Ｆ２），およびＲＦの７本の信号線が、電気信号Ａ，Ｂ，ＣまたはＥ（Ｅ１＋Ｅ２），ＤまたはＦ（Ｆ１＋Ｆ２）、およびＲＦの５本の信号線になる。しかし、スイッチＳ１，Ｓ２を切り換えるための切り換え信号を入力する必要があるので、電気信号の本数が１本必要である。したがって、差し引き、光ピックアップ装置１０の電気信号の本数を１本減らすことができ、パッケージの小型化を実現することができる。
【０１２５】
また、光ピックアップ装置１０は、光ドライブシステムなどの電子機器に搭載することも可能である。光ピックアップ装置１０が搭載された電子機器は、光ピックアップ装置１０が有する効果を発揮することができる。
【０１２６】
上述した実施形態では、第２波長をＣＤ用の長い波長の赤外の光であり、第１波長をＤＶＤ用の第２の波長よりも短い波長の赤色の光であるが、これに限定されるものではなく、他の波長の光、たとえばＢＤ用の青紫色の波長帯の光を用いてもよい。
【０１２７】
このように、光源は、第１波長の光を出射する第１発光点と、第１波長よりも波長の長い波長である第２波長の光を出射する第２発光点とを含む。回折格子１３は、光源から出射され、光記録媒体３３で反射された反射光を回折する。受光素子１６は、回折格子１３で回折された反射光を受光し、電気信号に変換する。第１発光点は、第２発光点よりも受光素子１６から遠い位置に配置される。受光素子１６は、受光した光を、光源から出射した光の焦点を制御するための電気信号に変換するフォーカス受光領域を含む。回折格子１３は、前記反射光をフォーカス受光領域の方向に回折するフォーカス用回折格子２０を含む。フォーカス用回折格子２０は、複数のフォーカス小領域に分割される。そして、複数のフォーカス小領域は、第１波長の光をフォーカス受光領域の方向に回折する複数の第１フォーカス小領域２１と、第２波長の光をフォーカス受光領域の方向に回折する複数の第２フォーカス小領域２２とからなる。したがって、フォーカス用回折格子２０が複数のフォーカス小領域に分割されているので、光ピックアップ装置１０は、発光点の位置が異なっても安定したフォーカス制御を行うことができ、光記録媒体３３に記録される情報の読み出しに複数の波長の光を用いても、安定した再生特性を得ることができる。
【０１２８】
さらに、第１フォーカス小領域２１それぞれは、第２波長の光をフォーカス受光領域の方向とは異なる方向に回折し、第２フォーカス小領域２２それぞれは、第１波長の光をフォーカス受光領域の方向とは異なる方向に回折する。したがって、光ピックアップ装置１０は、不要な光を受光素子１６で受光することを回避することができ、より安定したフォーカス制御を行うことができる。
【０１２９】
さらに、光記録媒体３３には、複数のトラックが形成される。受光素子１６は、受光した光を、光源から出射された光を光記録媒体の目的のトラックへ照射する制御を行うための電気信号に変換するトラック受光領域をさらに含む。回折格子１３は、前記反射光をトラック受光領域の方向に回折するトラック用回折格子２３を含む。トラック用回折格子２３は、複数のトラック小領域に分割される。そして、複数のトラック小領域は、第１波長の光をトラック受光領域の方向に回折する複数の第２，４トラック小領域２５，２７と、第２波長の光をトラック受光領域の方向に回折する複数の第１トラック小領域２４または複数の第１,３トラック小領域２４，２６とからなる。したがって、トラック用回折格子２３が複数のトラック小領域に分割されるので、光ピックアップ装置１０は、発光点の位置が異なっても安定したトラッキング制御を行うことができ、光記録媒体３３に記録される情報の読み出しに複数の波長の光を用いても、安定した再生特性を得ることができる。
【０１３０】
さらに、第２，４トラック小領域２５，２７それぞれは、第２波長の光をトラック受光領域の方向とは異なる方向に回折する。そして、第１トラック小領域２４または第１,３トラック小領域２４，２６それぞれは、第１波長の光をトラック受光領域の方向とは異なる方向に回折する。したがって、光ピックアップ装置１０は、不要な光を受光素子１６で受光することを回避することができ、より安定したトラッキング制御を行うことができる。
【０１３１】
さらに、複数の第２，４トラック小領域２５，２７全体を外囲する領域の輪郭形状と複数の第１トラック小領域２４または複数の第１,３トラック小領域２４，２６全体を外囲する領域の輪郭形状とが異なる。したがって、光ピックアップ装置１０は、特にＤＶＤ２層ディスクの迷光３１の影響を回避することができ、ＤＶＤ再生時、安定した再生信号を得ることができる。
【０１３２】
さらに、トラック小領域それぞれは、複数の直線によって囲まれる領域である。したがって、隣接するトラック小領域との間に隙間がないので、光ピックアップ装置１０は、光学系の移動（シフト）による特性変動の発生を防止することができる。
【０１３３】
さらに、複数の第１フォーカス小領域２１全体を外囲する領域の輪郭形状と複数の第２フォーカス小領域２２全体を外囲する領域の輪郭形状とが異なる。したがって、光ピックアップ装置１０は、対物レンズからのフレア光３６の影響を回避することができ、ＣＤ再生時、安定した再生信号を得ることができる。
【０１３４】
さらに、フォーカス小領域それぞれは、複数の直線によって囲まれる領域である。したがって、隣接するフォーカス小領域との間に隙間がないので、光ピックアップ装置１０は、フォーカス信号に変曲点等の発生を防止することができる。
【０１３５】
さらに、受光素子１６は、複数の受光領域Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ１，Ｅ２，Ｆ１，Ｆ２を含む。そして、各受光領域Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ１，Ｅ２，Ｆ１，Ｆ２は、回折格子１３によって回折された光を、該光の波長に応じて選択的に受光する。したがって、光ピックアップ装置１０は、１つの回折格子１３でＤＰＤ法および３ビーム法などのトラッキング方式に応じたトラッキング制御を行うことができる。
【０１３６】
さらに、電子機器は、光ピックアップ装置１０を搭載する。したがって、電子機器は、光記録媒体３３に記録される情報の読み出しに複数の波長の光を用いても、安定した再生特性を得ることができる。
【符号の説明】
【０１３７】
１  第１レーザチップ
２  第２レーザチップ
１０  光ピックアップ装置
１３  回折格子
１５  ホログラム素子
１６  受光素子
２０  フォーカス用回折格子
２１  第１フォーカス小領域
２２  第２フォーカス小領域
２３  トラック用回折格子
２４  第１トラック小領域
２５  第２トラック小領域
２６  第３トラック小領域
２７  第４トラック小領域
２８  第１の記録面
２９  第２の記録面
３１  迷光
３３  光記録媒体
３４  対物レンズ
３６  フレア光
３７  フレア光の仮想焦点位置
【図１】
2013025851.tif 000003
【図２】
2013025851.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2013025851.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
2013025851.tif 000012
【図１１】
2013025851.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
2013025851.tif 000016
【図１５】
2013025851.tif 000017
【図１６】
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