(57)【要約】【課題】  回折素子の位置調整を容易にし、かつ安定した焦点制御を行うことができるフォーカス誤差検出装置および光ピックアップ装置を提供する。【解決手段】  受光素子２が、分割線によってフォーカス受光領域２ａ、２ｂに分割されるフォーカス受光領域を含み、回折素子４が、合焦状態において、光源１から出射され、光学記録媒体７で反射した反射光の一部を回折させて、分割線上にスポットを形成する回折領域Ｅと、反射光の他の一部を、フォーカス受光領域２ａ、２ｂに向けてそれぞれ回折させて、分割線に対して対称な位置にそれぞれスポットを形成する回折領域Ｅ，Ｆとを含む。【選択図】      図２
2013175260.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学記録媒体に照射される光を出射する光源と、
光学記録媒体に照射されて反射された光を受光する受光素子であって、光学記録媒体に照射される光の焦点を制御するために受光した光を電気信号に変換する、分割線によって第１受光領域と第２受光領域とに分割されたフォーカス受光領域を含む受光素子と、
前記光学記録媒体で反射された反射光の一部を回折させ、合焦状態において、前記分割線上にスポットを形成する第１回折領域と、前記反射光の他の一部を、前記第１受光領域と前記第２受光領域とに向けてそれぞれ回折させ、合焦状態において、前記分割線かつ第１回折領域により回折されて形成された分割線上のスポットに対して対称な前記第１受光領域と前記第２受光領域との位置にそれぞれスポットを形成する第２回折領域と、光軸中心近傍を通る、前記第１回折領域および前記第２回折領域を含む一方領域と、該一方領域以外の領域である他方領域との境界線であって、前記第１回折領域および前記第２回折領域が、外縁として少なくとも一部共有する境界線とを含む回折素子と、を備えることを特徴とするフォーカス誤差検出装置。
【請求項２】
前記第１回折領域は、前記反射光の中央部分の光を回折させることを特徴とする請求項１記載のフォーカス誤差検出装置。
【請求項３】
前記第２回折領域は、前記反射光の他の一部を、前記第１受光領域に向けて回折させる複数の第１帯状領域と、前記第２受光領域に向けて回折させる複数の第２帯状領域と、を有することを特徴とする請求項１または２記載のフォーカス誤差検出装置。
【請求項４】
前記帯状領域は、それぞれ面積が異なるように設けられることを特徴とする請求項３記載のフォーカス誤差検出装置。
【請求項５】
前記第１帯状領域と、前記第２帯状領域とは、交互に配置されることを特徴とする請求項３または４記載のフォーカス誤差検出装置。
【請求項６】
前記第１帯状領域と、前記第２帯状領域とは、互いに隣接して配置されることを特徴とする請求項５記載のフォーカス誤差検出装置。
【請求項７】
前記第１帯状領域および前記第２帯状領域は、その延びる方向が、光軸中心を通る、前記第１回折領域および前記第２回折領域を含む一方領域と、該一方領域以外の領域である他方領域との境界線に対して直交するか、または前記境界線と３０°以上１５０°以下の角度を成すように設けられることを特徴とする請求項３〜６のいずれか１つに記載のフォーカス誤差検出装置。
【請求項８】
前記第１帯状領域および前記第２帯状領域は、合焦していない状態において、焦点が光学記録媒体に対して光源側に位置する場合にフォーカス受光領域に形成されるスポット形状と、焦点が光学記録媒体に対して光源とは反対側に位置する場合にフォーカス受光領域に形成されるスポット形状とが、前記分割線かつ第１回折領域により回折されて形成された分割線上のスポットに対して対称となるように設けられることを特徴とする請求項３〜７のいずれか１つに記載のフォーカス誤差検出装置。
【請求項９】
前記光源は、複数種類の波長の光を出射することが可能に構成され、前記第１回折領域および前記第２回折領域は、異なる波長の光を回折する複数種類の回折領域からなることを特徴とする請求項３〜８のいずれか１つに記載のフォーカス誤差検出装置。
【請求項１０】
前記第１回折領域を構成する前記回折領域は、異なる波長の光をそれぞれ回折させて、前記分割線上の同じ位置にスポットを形成するように設けられることを特徴とする請求項９記載のフォーカス誤差検出装置。
【請求項１１】
前記第２回折領域を構成する前記回折領域は、異なる波長の光のうち少なくとも１つの波長の光を回折させて、前記分割線に対して対称な位置にそれぞれスポットを形成するように設けられることを特徴とする請求項９または１０記載のフォーカス誤差検出装置。
【請求項１２】
前記第２回折領域を構成する前記回折領域は、前記分割線に対して対称な位置にそれぞれ形成されるスポットの前記分割線からの距離が波長ごとに異なるように設けられることを特徴とする請求項１１記載のフォーカス誤差検出装置。
【請求項１３】
前記第２回折領域を構成する前記回折領域は、前記分割線に対して対称な位置にそれぞれ形成されるスポットのデフォーカス量が波長ごとに異なるように設けられることを特徴とする請求項１１記載のフォーカス誤差検出装置。
【請求項１４】
ナイフエッジ法によってフォーカス誤差の検出を行うことを特徴とする請求項１〜１３のいずれか１つに記載のフォーカス誤差検出装置。
【請求項１５】
ビームスポット法によってフォーカス誤差の検出を行うことを特徴とする請求項１〜１３のいずれか１つに記載のフォーカス誤差検出装置。
【請求項１６】
請求項１〜１５のいずれか１つに記載のフォーカス誤差検出装置を備えたことを特徴とする光ピックアップ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学記録媒体に記録される情報の再生および記録のために、光学記録媒体に光を照射し光学記録媒体からの反射光を受光する際に、フォーカス誤差を検出するフォーカス誤差検出装置および光ピックアップ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図２０は、第１の従来技術に係る光ピックアップ装置１０８の構成を表す図である。図２１は、第１の従来技術における回折素子１０３の回折領域１０４と受光素子１０２との平面図である。図２２は、第１の従来技術の光ピックアップ装置１０８で、対物レンズ１０６のフォーカス方向であるＺ方向の移動距離に応じて検出されるフォーカスエラー信号（以下、ＦＥＳと略す）を表した特性図である。
【０００３】
光ピックアップ装置１０８は、半導体レーザからなる光源１０１と、出射された光を平行光にするためのコリメートレンズ１０５と、コリメートレンズ１０５によって平行光となった光線束を光学記録媒体１０７に向けて集光する対物レンズ１０６と、受光素子１０２と、回折素子１０３とを含んで構成される。
【０００４】
受光素子１０２には、複数の受光領域が形成され、複数の受光領域の一部は、フォーカス受光領域１０２ａ，１０２ｂとして用いられ、他の一部は、ラジアル受光領域１０２ｃ、１０２ｄとして用いられる。フォーカス受光領域１０２ａ，１０２ｂは、フォーカスサーボに用いられ、ラジアル受光領域１０２ｃ、１０２ｄはラジアルサーボに用いられる。回折素子１０４は、光学記録媒体７からの反射光１１２が入射し、それを受光素子１０２に向けて回折させる機能を備え、複数に分割された回折領域を有し、その一部は、反射光１１２をフォーカス受光領域１０２ａ，１０２ｂに向けて回折させる回折領域として用いられる。
【０００５】
回折素子１０４は、円形状の外縁の中に、光軸となる中心Ｏを通るＸ方向の分割線１０９を境界として、−Ｙ方向に形成されたラジアル回折領域と、＋Ｙ方向に形成されたフォーカス回折領域で構成される。さらに、ラジアル回折領域は、中心Ｏから−Ｙ方向に延びた分割線１１１を境界として、その−Ｘ方向の回折領域Ｃと、＋Ｘ方向の回折領域Ｄで構成され、フォーカス回折領域は、分割線１０９から、分割線１０９に直交した＋Ｙ方向に所定間隔で延びた複数の分割線１１０を境界とする回折領域Ｅ〜Ｋで構成される。
【０００６】
受光素子１０２は、回折素子１０４に対して＋Ｘ方向に配置されたフォーカス受光領域１０２ａ，１０２ｂと、それから＋Ｙ方向に配置されたラジアル受光領域１０２ｃ、−Ｙ方向に配置されたラジアル受光領域１０２ｄで構成されている。フォーカス受光領域１０２ａ，１０２ｂの境界となる分割線は、回折素子１０４の分割線１０９の方向から若干傾斜した角度αの方向に構成される。受光領域１０２ａ〜１０２ｄの外形寸法は、Ｙ方向に比べてＸ方向が長くなるように設定されている。これは、光源１０１、受光素子１０２および回折素子１０４の配置が所定位置からずれた場合、Ｙ方向位置ずれについては、回折素子４をＸＹ平面内で回転角θで調整可能だが、受光素子１０２上に落射する光スポットの位置がＸ方向に移動するためである。
【０００７】
光学記録媒体１０７からの反射光１１２が回折領域１０４に入射すると、回折領域Ｃ、Ｄにより回折された光は、受光領域１０２ｃ、１０２ｄに向けて落射するように回折される。回折領域Ｅ〜Ｋにより回折された光は、受光領域１０２ａと１０２ｂの分割線近傍に向けて回折され、その内、回折領域Ｅ、Ｇ、Ｉ、Ｋの回折光は、受光領域１０２ａ，１０２ｂ分割線から＋Ｙ方向に僅かにずれ、且つ±Ｘ方向に一定間隔ずれて回折されて光スポットｅ、ｇ、ｉ、ｋに落射され、回折領域Ｆ、Ｈ、Ｊの回折光は、１０２ａ，１０２ｂ分割線から−Ｙ方向に僅かにずれ、且つ±Ｘ方向に一定間隔ずれて回折され光スポットｆ、ｈ、ｊに落射される。
【０００８】
ただし、光源１０１、回折素子１０４および受光素子１０２の光学配置は、受光素子１０２上の落射光スポットｃ、ｄ、ｅ〜ｋが、光スポット１１３のように集光されるように設定されているが、光学配置に、例えば、Ｚ方向がずれるような公差が入ると、光スポットは−Ｘ方向に移動しつつスポットが大きくなった光スポット１１４のようになる場合や、＋Ｘ方向に移動しつつ光スポットが反転して大きくなった光スポット１１５のようになる場合がある。その場合でも、ＦＥＳ特性を確保するために、フォーカス受光領域１０２ａ，１０２ｂの分割線の角度を、角度αだけ傾斜し、かつ回折素子１０３を光軸方向Ｚに垂直なＸＹ平面内で、中心Ｏを中心として回転させている。
【０００９】
次に、第１の従来技術に係る光ピックアップ装置１０８の動作原理について説明する。受光領域１０２ａ〜１０２ｄへ入射した光が電気信号に変換された値を、Ｓａ，Ｓｂ，Ｓｃ，Ｓｄとすると、後段のサーボ信号生成部がフォーカスエラー信号ＦＥＳおよびラジアルエラー信号ＲＥＳを生成し、それらのサーボ信号により、サーボ信号処理部により、フォーカスサーボ制御およびラジアルサーボ制御を行い、光学記録媒体１０７の所定トラックに対して対物レンズ１０６による集光点を追従するように、アクチュエータを搭載した対物レンズ１０６のフォーカス方向およびトラック方向の位置制御を行う。
【００１０】
具体的には、フォーカスエラー信号ＦＥＳは、次式で得ることができる。
ＦＥＳ＝Ｓａ−Ｓｂ                                              …（１）
また、ラジアルエラー信号は、プッシュプル法であれば、
ＲＥＳ＝Ｓｃ−Ｓｄ                                              …（２）
で、得ることができ、ＤＰＤ法であれば、
ＲＥＳ＝Ｐｈａｓｅ（Ｓｃ−Ｓｄ）                                …（３）
で得ることができ、サーボ制御を行うことで、光学記録媒体１０７の所望のトラックに光を集光するものである。
【００１１】
さらに、再生信号ＲＦは、
ＲＦ＝Ｓａ＋Ｓｂ＋Ｓｃ＋Ｓｄ                                    …（４）
の演算を行うことで、トラックの再生信号ＲＦを再生することができる。
【００１２】
ここで得られたフォーカスエラー信号ＦＥＳの電気信号量を縦軸に、対物レンズ１０６のフォーカス方向であるＺ方向の移動距離（以下、デフォーカス量）をＸ軸にすると、図２２のようなＦＥＳ曲線（以下、ＦＥＳカーブ）が得られる。ＦＥＳカーブのＸ軸との交点がデフォーカス量＝０からずれると、その距離の分だけ、対物レンズ１０６のフォーカス方向であるＺ方向の位置がずれ、光学記録媒体に集光する集光点がずれ、安定したＲＦ信号を再生することができない。
【００１３】
また、光学記録媒体１０７に集光したとき、ＦＥＳカーブのＸ軸との交点近傍は直線状となり、常に交点でフォーカスサーボを引き込むようフォーカスサーボが制御されることになる。さらに、回折領域１０４上の分割線１０９をナイフエッジとして利用したナイフエッジ法によりフォーカスエラー信号ＦＥＳを検出されるが、特に回折領域Ｅ〜Ｋにより回折され、受光領域１０２ａ，１０２ｂの分割線近傍上に集光する光スポットは、複数の光スポットｅ〜ｋで構成されるため、１点の光スポット時に比べてゼロクロス点でのＦＥＳカーブの直線の傾きが緩やかになり、フォーカスエラー信号ＦＥＳの検出感度を低下させることができるため、フォーカスサーボ制御をより容易に行うことが可能となる。
【００１４】
ただし、受光領域１０２ａ，１０２ｂの分割線上の複数の光スポットｅ〜ｋは、光源１０１、回折素子１０３および受光素子１０２の配置に公差が入り、光スポットｅ〜ｋの位置がずれると、回折素子１０３を光軸方向Ｚに垂直なＸＹ平面内で回転する受光素子１０２の姿勢が、光軸方向Ｚに垂直な平面内でＸＹ方向に回転して調整することが可能であるが、分割線近傍でＹ方向に比べてＸ方向に長さを持っているため、受光領域１０２ａ，１０２ｂの分割線に対する複数の光スポットｅ〜ｋの位置感度は、回折素子１０３の回転角θに対して、Ｘ方向に光スポットの位置がずれている分だけ僅かに緩和されるだけであるので、デフォーカス量を僅かに小さくできるだけであり、回折素子１０３の回転角θの調整には高精度が必要である。例えば、受光素子１０２ａ，１０２ｂの分割線上の光スポットが１点である場合、回折素子１０３の回転角θ＝±１度で、デフォーカス量＝±０．７μｍ発生する場合に比べて、複数の光スポットｅ〜ｋである場合は、同じ回折素子１０３の回転角θ＝±１度で、デフォーカス量＝±０．６μｍと僅かに小さくなる程度である。
【００１５】
したがって、第１の従来技術である光ピックアップ装置１０８では、フォーカスエラー信号ＦＥＳの検出感度は低下するが、デフォーカス量を小さくするためには、回折素子１０３の回転角θを高精度で行う必要がある。
【００１６】
次に、第２の従来技術に係る光ピックアップ装置について説明する。
第２の従来技術に係る光ピックアップ装置は、第１の従来技術に係る光ピックアップ装置１０８に類似しており、回折素子１０３上の回折領域１１６を構成する分割線と、その分割線で設けられた個々の回折領域から回折される光スポットの位置が異なる。図２３は、第２の従来技術における回折素子１０３の回折領域１１６と受光素子１０２との平面図である。図２４は、受光領域１０２ａ，１０２ｂに落射する３つの光スポットの内の２つの光スポットｅ，ｆと、回折する一部の２種の回折領域（Ｅ１，Ｅ２），（Ｆ１，Ｆ２）とを、光学記録媒体に対して対物レンズ１０６の焦点が合致したときと、ぼやけたときの状態を示す構成図と、それぞれから得られるフォーカスエラー信号を表した特性図とを、回折領域（Ｅ１、Ｅ２）、回折領域（Ｆ１、Ｆ２）ごとに示したものである。図２５は、第２の従来技術の光ピックアップ装置で、対物レンズ１０６のフォーカス方向であるＺ方向の移動距離に応じて検出されるフォーカスエラー信号ＦＥＳを表した特性図である。その他構成部品については、第１の従来技術と同じであるため、説明を省略する。
【００１７】
回折素子１１６は、Ｘ方向に平行で、且つ光軸となる中心Ｏから距離Ｌｈだけオフセットした分割線１１７と、中心Ｏを中心とした円弧で囲まれた回折領域Ｉと、分割線１１７とを境界として、−Ｙ方向に形成されたラジアル回折領域と、＋Ｙ方向に形成された回折領域Ｉを含むフォーカス回折領域で構成される。さらに、ラジアル回折領域は、中心Ｏから−Ｙ方向に延びた分割線１１８を境界とする、−Ｘ方向の回折領域Ｃと、＋Ｘ方向の回折領域Ｄで構成され、フォーカス回折領域は、中心Ｏから＋Ｙ方向の軸と分割線１１７との交点を基準として、等角度で８分割する複数の分割線１１９により囲まれた回折領域Ｅ１、Ｆ１、Ｇ１、Ｈ１、Ｈ２、Ｇ２、Ｆ２およびＥ２と、回折領域Ｉとで構成される。
【００１８】
光学記録媒体１０７からの反射光１１２が回折領域１１６に入射すると、回折領域Ｃ、Ｄにより回折された光は、受光領域１０２ｃ、１０２ｄに向けて落射するように回折される（第１の従来技術と同じであるため省略）。回折領域Ｅ１、Ｆ１、Ｇ１、Ｈ１、Ｈ２、Ｇ２、Ｆ２、Ｅ２およびＩにより回折された光は、受光領域１０２ａと１０２ｂの分割線近傍に向けて回折される。その内、回折領域Ｉは、受光領域１０２ａ，１０２ｂの分割線の中央に、光スポットｉとして落射される。回折領域Ｇ１、Ｇ２は、受光領域１０２ａ，１０２ｂの分割線上の光スポットｉから−Ｙ方向に距離Ｇｗだけずれた位置に光スポットｇとして落射される。回折領域Ｈ１、Ｈ２は、受光領域１０２ａ，１０２ｂの分割線上の光スポットｉから＋Ｙ方向に距離Ｇｗだけずれた位置に光スポットｈとして落射される。回折領域Ｅ１、Ｅ２は、受光領域１０２ａ，１０２ｂの分割線上の光スポットｇからーＹ方向に距離Ｇｗだけずれた位置に光スポットｅとして落射される。回折領域Ｆ１、Ｆ２は、受光領域１０２ａ，１０２ｂの分割線上の光スポットｈから＋Ｙ方向に距離Ｇｗだけずれた位置に光スポットｈとして落射される。つまり、受光領域１０２ａ，１０２ｂの分割線上の光スポットは、光スポットｉを基準に、±Ｙ方向に一定間隔Ｇｗで、５点集光されている。
【００１９】
第２の従来技術も、フォーカスエラー信号ＦＥＳ、ラジアルエラー信号ＲＥＳ、再生信号ＲＦを同様に得ることができる。ただし、フォーカスエラー信号ＦＥＳの振幅に大きく依存するのは、光軸中心Ｏからの＋Ｙ方向のナイフエッジの距離と、そのナイフエッジとなる分割線から回折領域の＋Ｙ方向の寸法であり、かつ入射する反射光１１２の光強度分布である。さらに、フォーカスエラー信号ＦＥＳのオフセット（デフォーカス量）に大きく依存するのは、受光領域１０２ａ，１０２ｂの分割線に対する±Ｙ方向の光スポット位置である。
【００２０】
受光領域１０２ａ，１０２ｂの分割線に対称な位置の光スポットｅ、ｆそれぞれにより、生成するフォーカスエラー信号ＦＥＳｅ、ＦＥＳｆを比較する。
【００２１】
光スポットｅは、合焦時に受光領域１０２ａ上の、光軸中心Ｏを通るＸ方向の基準線からＹ方向に＋２Ｇｗだけ離れた位置に集光しているため、フォーカスエラー信号ＦＥＳｅはプラス側にオフセットする。逆に、光スポット位置ｉに対して対称な位置にある光スポットｆは、合焦時に受光領域１０２ｂ上の、光軸中心Ｏを通るＸ方向の基準線からＹ方向に−２Ｇｗだけ離れた位置に集光しているため、フォーカスエラー信号ＦＥＳｆはマイナス側にオフセットする。
【００２２】
さらに、光源１には半導体レーザを使用しており、その放射角は、Ｙ方向／Ｘ方向＝１．５〜２のアスペクト比となる光強度分布となっているため、光スポットｅ、ｆとの光量Ｉｅ，Ｉｆのみを比較すると、Ｉｅ＜Ｉｆである。したがって、フォーカスエラー信号ＦＥＳｅに比べて、フォーカスエラー信号ＦＥＳｆの振幅は大きくなり、かつそれらを合算したフォーカスエラー信号ＦＥＳｅｆは、マイナス側にオフセットする。
【００２３】
さらに、合焦時から、対物レンズ１０６をフォーカス方向の＋Ｚ方向（Ｎｅａｒ側とする）に移動したときの、受光領域１０２ａ，１０２ｂに入射する光スポットｅ，ｆの形状を比較すると、光軸中心Ｏを通るＸ方向の基準線に対して、光スポットｅと光スポットｆの形状が対称な形にならない。それは、回折領域Ｅ１，Ｅ２と回折領域Ｆ１，Ｆ２の形状が異なるためであり、光スポットｅのＹ方向寸法Ｅｙに比べて光スポットｆのＹ方向寸法Ｆｙが長い。同様に、対物レンズ１０６をフォーカス方向の−Ｚ方向（ｆａｒ側とする）に移動したときの、受光領域１０２ａ，１０２ｂに入射する光スポットｅ、ｆの形状も同様で、光スポットｅのＹ方向寸法Ｅｙに比べて光スポットｆのＹ方向寸法Ｆｙが長い。したがって、光スポットｅ，ｆの光量Ｉｅ，Ｉｆが同じ場合であっても、フォーカスエラー信号ＦＥＳｅに比べてＦＥＳｆの振幅が大きくなる。
【００２４】
したがって、受光領域１０２ａ，１０２ｂ上に、光軸中心Ｏを通る基準線に対してＹ方向に対称な位置に落射する光スポットｅ、ｆにより、生成するフォーカスエラー信号ＦＥＳｅｆは、光スポットｅに比べて光スポットｆの影響が強く、結果、マイナス側にオフセットしつつ、振幅もプラス側に比べてマイナス側が大きくなり、バランスが偏った形状となる。
【００２５】
同様に、図示しないが、光軸中心ＯからＸ方向の基準線に対して対称な回折領域Ｇ、Ｈについても同様で、光スポットｇで生成したフォーカスエラー信号ＦＥＳｇと、光スポットｈで生成したフォーカスエラー信号ＦＥＳｈを合算したフォーカスエラー信号ＦＥＳｇｈは、光スポットｇに比べて光スポットｈの影響が強く、結果、マイナス側にオフセットしつつ、振幅もプラス側に比べてマイナス側が大きくなり、バランスが偏った形状となる。ただし、光スポットｅ〜ｈの光量Ｉｅ〜Ｉｈを比較すると、Ｉｅ＜Ｉｆ＜Ｉｇ＜Ｉｈであるため、フォーカスエラー信号ＦＥＳｅｆよりも、フォーカスエラー信号ＦＥＳｇｈの影響が強くなる。
【００２６】
光スポットｉは、回折領域Ｉが光軸中心近傍にあるため、最も光量が多いが、光軸中心Ｏを通るＸ軸から分割線までの距離Ｌｈが短いため、フォーカスエラー信号ＦＥＳｉのオフセットおよび振幅は小さい。
【００２７】
以上により、フォーカスエラー信号ＦＥＳｅｆ，ＦＥＳｇｈに比べて、フォーカスエラー信号ＦＥＳｉは、それぞれオフセット、振幅のバランスの極性が異なるが、その影響度は少ないため、ＦＥＳｅｆ，ＦＥＳｇｈ，ＦＥＳｉを合算したフォーカスエラー信号ＦＥＳは、マイナス方向にオフセットし、かつＦＥＳカーブの振幅のバランスもマイナス側に大きくずれる。したがって、デフォーカスが大きくずれ、かつＦＥＳバランスも偏るため、正確に安定してフォーカスサーボ制御を行えず、再生信号を安定して検出することができない。
【００２８】
次に、第３の従来技術に係る光ピックアップ装置について説明する。
第３の従来技術に係る光ピックアップ装置は、第１、第２の従来技術に係る光ピックアップ装置１０８の光源１０１、受光素子１０２、回折素子１０３の構成が異なる構造となる。図２６は、第３の従来技術に係る光ピックアップ装置１２８の構成を表す図である。図２７は、第３の従来技術における光源１３０と受光素子１３２、１３３とが一体となった複合素子１２１を光軸方向から見た平面図である。図２８は、第３の従来技術の回折素子１２３の回折領域１２４の平面図である。図２９は、光ピックアップ装置１２８で、対物レンズ１２６のフォーカス方向であるＺ方向の移動距離に応じて検出されるフォーカスエラー信号を表した特性図である。
【００２９】
回折素子１２３は、光軸となる中心Ｏを中心とする円周に囲まれた円形領域であり、この円形領域は、中心ＯからＸ方向とＹ方向とにそれぞれ延びた分割線１２３ｘ、１２３ｙにより、大領域Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄに分割されており、さらにそれぞれの領域は、Ｙ方向に延びる複数の直線により短冊状の領域に分割されている。各大領域は、それぞれ６つの小領域に分割されている。ここで一つおきの小領域をＡｂ１、Ａｂ２、Ａｂ３としてこれらを１つのグループとし、一つおきの小領域をＡｆ１、Ａｆ２、Ａｆ３としてこれらを他の１つのグループとする。他に大領域Ｂ、Ｃ、Ｄも同様にそれぞれ３領域のグループが構成される。また、この回折素子１２３は、Ｘ方向の直線偏光を透過し、Ｙ方向の直線偏光を回折させる偏光特性を有する。
【００３０】
複合素子１２１は、シリコン基板上に受光素子が形成され、光源１３０から出射された光は、受光素子上にエッチングにより形成された立上ミラー１３１によって、Ｙ方向からＺ方向に反射される。その立上ミラー１３１の±Ｘ方向に受光領域１３２，１３３を備えている。受光領域１３２はフォーカスエラー信号検出用の受光領域ＦＥ１〜ＦＥ４およびＦＥ５〜ＦＥ８がＹ方向にそれぞれ４個の領域として分割されており、受光領域１３３はラジアルエラー信号検出用の受光領域ＴＥ１〜ＴＥ４が、Ｘ方向およびＹ方向の分割線で４個の領域として分割されている。
【００３１】
回折素子１２３とコリメートレンズ１２５との間には、１／４波長板１２４が設けられている。
【００３２】
光源１３０から出射されたＹ方向の光は、立上ミラー１３１によりＺ方向に反射され、回折素子１２３に入射する。回折素子１２３はＸ方向の直線偏光Ｌ０を透過し、１／４波長板１２４により円偏光となり、コリメートレンズ１２５および対物レンズ１２６を通って、光記録媒体１２７に照射される。光記録媒体１２７によって反射された反射光は、コリメートレンズ１２５および対物レンズ１２６を通り、再び１／４波長板１２４を通ってＹ方向の直線偏光となり、回折素子１２３に入射し、受光領域１３２に向けて回折する＋１次回折光Ｌ１と、受光領域１３３に向けて回折する−１次回折光Ｌ２とが生成される。
【００３３】
回折素子１２３の小領域Ａｂ１〜Ａｂ３には、入射した光の内、＋１次回折光Ｌ１は受光領域１３２よりも後方（−Ｚ方向）に集光しつつ、受光領域１３２上では受光領域ＦＥ５と受光領域ＦＥ６の分割線中央に入射するような光スポットＬ１Ａｂが形成されるような回折溝が設けられている。また、回折素子１２３の領域Ａｆ１〜Ａｆ３には、入射した光が、受光領域１３２よりも前方（＋Ｚ方向）に集光しつつ、受光領域１３２上では受光領域ＦＥ５と受光領域ＦＥ６の分割線中央に入射するような光スポットＬ１Ａｆが形成されるような回折溝が設けられている。−１次回折光は、回折素子１２３の中心Ｏに対して、対称な位置に光スポットＬ２Ａｂおよび光スポットＬ２Ａｆが形成され、それぞれ受光領域１３３のＴＥ１中央に入射する。
【００３４】
回折素子１２３の領域Ｂｂ１〜Ｂｂ３には、入射した光の内、＋１次回折光Ｌ１は受光領域１３２よりも後方（−Ｚ方向）に集光しつつ、受光領域１３２上では受光領域ＦＥ１と受光領域ＦＥ２の分割線中央に入射するような光スポットＬ１Ｂｂが形成されるような回折溝が設けられている。また、回折素子１２３の領域Ｂｆ１〜Ｂｆ３には、入射した光が、受光領域１３２よりも前方（＋Ｚ方向）に集光しつつ、受光領域１３２上では受光領域ＦＥ１と受光領域ＦＥ２の分割線中央に入射するような光スポットＬ１Ｂｆが形成されるような回折溝が設けられている。−１次回折光Ｌ２は、回折素子１２３の中心Ｏに対して、対称な位置に光スポットＬ２Ｂｂおよび光スポットＬ２Ｂｆが形成され、それぞれ受光領域１３３のＴＥ２中央に入射する。
【００３５】
回折素子１２３の領域Ｃｂ１〜Ｃｂ３には、入射した光の内、＋１次回折光Ｌ１は受光領域１３２よりも後方（−Ｚ方向）に集光しつつ、受光領域１３２上では受光領域ＦＥ１と受光領域ＦＥ２の分割線中央に入射するような光スポットＬ１Ｃｂが形成されるような回折溝が設けられている。また、回折素子１２３の領域Ｃｆ１〜Ｃｆ３には、入射した光が、受光領域１３２よりも前方（＋Ｚ方向）に集光しつつ、受光領域１３２上では受光領域ＦＥ１と受光領域ＦＥ２の分割線中央に入射するような光スポットＬ１Ｃｆが形成されるような回折溝が設けられている。−１次回折光Ｌ２は、回折素子１２３の中心Ｏに対して、対称な位置に光スポットＬ２Ｃｂおよび光スポットＬ２Ｃｆが形成され、それぞれ受光領域１３３のＴＥ３中央に入射する。
【００３６】
回折素子１２３の領域Ｄｂ１〜Ｄｂ３には、入射した光の内、＋１次回折光Ｌ１は受光領域１３２よりも後方（−Ｚ方向）に集光しつつ、受光領域１３２上では受光領域ＦＥ５と受光領域ＦＥ６の分割線中央に入射するような光スポットＬ１Ｄｂが形成されるような回折溝が設けられている。また、回折素子１２３の領域Ｄｆ１〜Ｄｆ３には、入射した光が、受光領域１３２よりも前方（＋Ｚ方向）に集光しつつ、受光領域１３２上では受光領域ＦＥ５と受光領域ＦＥ６の分割線中央に入射するような光スポットＬ１Ｄｆが形成されるような回折溝が設けられている。−１次回折光Ｌ２は、回折素子１２３の中心Ｏに対して、対称な位置に光スポットＬ２Ｄｂおよび光スポットＬ２Ｄｆが形成され、それぞれ受光領域１３３のＴＥ４中央に入射する。
【００３７】
次に、第３の従来技術に係る光ピックアップ装置１２８の動作原理について説明する。受光領域ＦＥ１〜ＦＥ８およびＴＥ１〜ＴＥ４へ入射した光が電気信号に変換された値をそれぞれＳＦ１〜ＳＦ８およびＳＴ１〜ＳＴ４とすると、ビームサイズ法であればフォーカスエラー信号ＦＥＳは、次式で得ることができる。
ＦＥＳ＝｛（ＳＦ１＋ＳＦ６）−（ＳＦ２＋ＳＦ５）｝
−｛（ＳＦ３＋ＳＦ８）−（ＳＦ４＋ＳＦ７）｝        …（５）
また、ラジアルエラー信号は、プッシュプル法であれば、
ＲＥＳ＝｛（ＴＥ１＋ＴＥ２）−（ＴＥ３＋ＴＥ４）｝            …（６）
で、得ることができ、ＤＰＤ法であれば、
ＲＥＳ＝Ｐｈａｓｅ｛（ＴＥ１＋ＴＥ４）−（ＴＥ２＋ＴＥ３）    …（７）
で、得ることができ、サーボ制御を行うことで、光学記録媒体１２７の所望のトラックに光を集光するものである。
【００３８】
さらに、小領域Ａｂ１〜Ａｂ３は、それぞれ回折された光の位相を変えることで、受光領域ＦＥ５〜ＦＥ８上の光スポットＬ１Ａｂの干渉を低減させる。さらに小領域Ａｆ１〜Ａｆ３、小領域Ｂｂ１〜Ｂｂ３、小領域Ｂｆ１〜Ｂｆ３、小領域Ｃｂ１〜Ｃｂ３、小領域Ｃｆ１〜Ｃｆ３、小領域Ｄｂ１〜Ｄｂ３、小領域Ｄｆ１〜Ｄｆ３も同様に回折された光の位相を変えることで、光スポットＬ１Ａｆ、Ｌ１Ｂｂ、Ｌ１Ｂｆ、Ｌ１Ｃｂ、Ｌ１Ｃｆ、Ｌ１Ｄｂ、Ｌ１Ｄｆの干渉を低減し、フォーカスエラー信号ＦＥＳの＋方向ピーク〜−方向ピーク間を除く領域ＮＦ１およびＮＦ２のうねりを低減するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００３９】
【特許文献１】特開２００５−１００４７８号公報
【特許文献２】特開２００６−２４２８５号公報
【特許文献３】特開２００１−２７７１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００４０】
第１の従来技術では、フォーカスエラー信号ＦＥＳの検出感度は、受光領域１０２ａ，１０２ｂの分割線上に集光する光スポットが１点の場合と比較すると低下するが、デフォーカス量を小さくするためには、回折素子１０３の回転角の調整を高精度で行う必要がある。そのため、デフォーカス量のばらつきを小さくするためには、高精度の回転調整装置を導入する必要が生じる。逆に、精度が低い調整装置であれば、デフォーカス量のばらつきが大きくなり、不良品が発生しやすくなる。
【００４１】
第２の従来技術では、第１の従来技術と同様に、フォーカスエラー信号ＦＥＳの検出感度は、受光領域１０２ａ，１０２ｂの分割線上に集光する光スポットが１点の場合と比較すると低下するが、受光領域１０２ａ，１０２ｂに対称に入射するそれぞれの光スポットの光量が同等にはならない。さらに、各回折領域のＹ方向寸法が異なるため、各領域により生成するフォーカスエラー信号ＦＥＳのオフセットおよびＦＥＳバランスずれを吸収できず、結果的に全領域を合算したフォーカスエラー信号ＦＥＳにオフセットおよびＦＥＳバランスずれが残留し、正確にフォーカスサーボ制御を行うことが困難である。
【００４２】
第３の従来技術では、フォーカスエラー信号ＦＥＳの＋ピーク〜−ピーク間を除いた領域ＮＦ１、ＮＦ２でのうねりは低減されるが、光源１３０、回折素子１２３、複合素子１２１の位置の公差によるデフォーカス量のばらつきを抑えることができず、高精度な組み立て調整装置が必要となる。
【００４３】
本発明の目的は、回折素子の位置調整を容易にし、かつ安定した焦点制御を行うことができるフォーカス誤差検出装置および光ピックアップ装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００４４】
本発明は、光学記録媒体に照射される光を出射する光源と、
光学記録媒体に照射されて反射された光を受光する受光素子であって、光学記録媒体に照射される光の焦点を制御するために受光した光を電気信号に変換する、分割線によって第１受光領域と第２受光領域とに分割されたフォーカス受光領域を含む受光素子と、
前記光学記録媒体で反射された反射光の一部を回折させ、合焦状態において、前記分割線上にスポットを形成する第１回折領域と、前記反射光の他の一部を、前記第１受光領域と前記第２受光領域とに向けてそれぞれ回折させ、合焦状態において、前記分割線かつ第１回折領域により回折されて形成された分割線上のスポットに対して対称な前記第１受光領域と前記第２受光領域との位置にそれぞれスポットを形成する第２回折領域と、光軸中心近傍を通る、前記第１回折領域および前記第２回折領域を含む一方領域と、該一方領域以外の領域である他方領域との境界線であって、前記第１回折領域および前記第２回折領域が、外縁として少なくとも一部共有する境界線とを含む回折素子と、を備えることを特徴とするフォーカス誤差検出装置である。
【００４５】
また本発明は、前記第１回折領域は、前記反射光の中央部分の光を回折させることを特徴とする。
【００４６】
また本発明は、前記第２回折領域は、前記反射光の他の一部を、前記第１受光領域に向けて回折させる複数の第１帯状領域と、前記第２受光領域に向けて回折させる複数の第２帯状領域と、を有することを特徴とする。
【００４７】
また本発明は、前記帯状領域は、それぞれ面積が異なるように設けられることを特徴とする。
【００４８】
また本発明は、前記第１帯状領域と、前記第２帯状領域とは、交互に配置されることを特徴とする。
【００４９】
また本発明は、前記第１帯状領域と、前記第２帯状領域とは、互いに隣接して配置されることを特徴とする。
【００５０】
また本発明は、前記第１帯状領域および前記第２帯状領域は、その延びる方向が、光軸中心を通る、前記第１回折領域および前記第２回折領域を含む一方領域と、該一方領域以外の領域である他方領域との境界線に対して直交するか、または前記境界線と３０°以上１５０°以下の角度を成すように設けられることを特徴とする。
【００５１】
また本発明は、前記第１帯状領域および前記第２帯状領域は、合焦しいていない状態において、焦点が光学記録媒体に対して光源側に位置する場合にフォーカス受光領域に形成されるスポット形状と、焦点が光学記録媒体に対して光源とは反対側に位置する場合にフォーカス受光領域に形成されるスポット形状とが、前記分割線かつ第１回折領域により回折されて形成された分割線上のスポットに対して対称となるように設けられることを特徴とする。
【００５２】
また本発明は、前記光源は、複数種類の波長の光を出射することが可能に構成され、前記第１回折領域および前記第２回折領域は、異なる波長の光を回折する複数種類の回折領域からなることを特徴とする。
【００５３】
また本発明は、前記第１回折領域を構成する前記回折領域は、異なる波長の光をそれぞれ回折させて、前記分割線上の同じ位置にスポットを形成するように設けられることを特徴とする。
【００５４】
また本発明は、前記第２回折領域を構成する前記回折領域は、異なる波長の光のうち少なくとも１つの波長の光を回折させて、前記分割線に対して対称な位置にそれぞれスポットを形成するように設けられることを特徴とする。
【００５５】
また本発明は、前記第２回折領域を構成する前記回折領域は、前記分割線に対して対称な位置にそれぞれ形成されるスポットの前記分割線からの距離が波長ごとに異なるように設けられることを特徴とする。
【００５６】
また本発明は、前記第２回折領域を構成する前記回折領域は、前記分割線に対して対称な位置にそれぞれ形成されるスポットのデフォーカス量が波長ごとに異なるように設けられることを特徴とする。
【００５７】
また本発明は、ナイフエッジ法によってフォーカス誤差の検出を行うことを特徴とする。
また本発明は、ビームスポット法によってフォーカス誤差の検出を行うことを特徴とする。
また本発明は、上記のフォーカス誤差検出装置を備えたことを特徴とする光ピックアップ装置である。
【発明の効果】
【００５８】
本発明によれば、受光素子が、分割線によって第１受光領域と第２受光領域とに分割されるフォーカス受光領域を含み、回折素子が、合焦状態において、前記光源から出射され、前記光学記録媒体で反射した反射光の一部を回折させて、前記分割線上にスポットを形成する第１回折領域と、前記反射光の他の一部を、前記第１受光領域と前記第２受光領域とに向けてそれぞれ回折させて、前記分割線かつ第１回折領域により回折されて形成された分割線上のスポットに対して対称な位置にそれぞれスポットを形成する第２回折領域とを含む。回折素子は、光軸中心近傍を通る、前記第１回折領域および前記第２回折領域を含む一方領域と、該一方領域以外の領域である他方領域との境界線を有しており、この境界線は、前記第１回折領域および前記第２回折領域が、外縁として少なくとも一部共有される。
【００５９】
これにより、受光素子における反射光の強度分布が、分割線に対して対称な強度分布となり、高精度の回転調整装置を必要とせず、フォーカスエラー信号ＦＥＳのオフセットおよびＦＥＳバランスずれを抑えて安定した焦点制御を行うことができる。
【００６０】
また本発明によれば、前記第１回折領域は、前記反射光の中央部分の光を回折させるので、形成するスポットの光量が多くなり、フォーカスエラー信号ＦＥＳの振幅の低下を防ぐことができる。
【００６１】
また本発明によれば、前記第２回折領域は、前記反射光の他の一部を、前記第１受光領域に向けて回折させる複数の第１帯状領域と、前記第２受光領域に向けて回折させる複数の第２帯状領域と、を有する。
【００６２】
これにより、前記第２回折領域によって回折されて形成されるスポット形状が、分割線に対して直交する方向に延びる形状となるので、フォーカスエラー信号ＦＥＳの振幅の低下を防ぐことができ、回転調整が容易となって、光源、受光素子、回折素子の配置ずれの影響も小さくすることができる。
【００６３】
また本発明によれば、前記帯状領域は、それぞれ面積が異なるように設けられるので、回折されて形成されたスポットのデフォーカス量を領域ごとに異ならせることができ、スポット形状をより延びたものとし、焦点深度がより長くなった効果が得られるので、フォーカスエラー信号ＦＥＳのオフセットのさらなる低減が可能となる。
【００６４】
また本発明によれば、前記第１帯状領域と、前記第２帯状領域とは、交互に配置されるので、前記第１受光領域と前記第２受光領域のぞれぞれで受光する光量の偏りが小さくなり、フォーカスエラー信号ＦＥＳのオフセットおよびＦＥＳバランスずれをさらに抑えることができる。
【００６５】
また本発明によれば、前記第１帯状領域と、前記第２帯状領域とは、互いに隣接して配置される。これにより、対物レンズがラジアル方向に移動して、スポット位置が変動しても、隣接した領域で回折される光量差は小さいので、前記第１受光領域と前記第２受光領域のぞれぞれで受光する光量の偏りが小さくなり、フォーカスエラー信号ＦＥＳのオフセットおよびＦＥＳバランスずれをさらに抑えることができる。
【００６６】
また本発明によれば、前記第１帯状領域および前記第２帯状領域は、その延びる方向が、ナイフエッジに対して直交するか、またはナイフエッジと３０°以上１５０°以下の角度を成すように設けられる。
【００６７】
前記第１帯状領域および前記第２帯状領域の延びる方向が光軸中心を通る、前記第１回折領域および前記第２回折領域を含む一方領域と、該一方領域以外の領域である他方領域との境界線と平行であると、前記第１受光領域と前記第２受光領域のぞれぞれで受光する光量に偏りが生じてしまうが、直交するか、３０°以上１５０°以下の角度を成すように設けられていれば、光量の偏りが生じず、フォーカスエラー信号曲線のノイズを低減することができる。
【００６８】
また本発明によれば、前記第１帯状領域および前記第２帯状領域は、合焦しいていない状態において、焦点が光学記録媒体に対して光源側に位置する場合にフォーカス受光領域に形成されるスポット形状と、焦点が光学記録媒体に対して光源とは反対側に位置する場合にフォーカス受光領域に形成されるスポット形状とが、前記分割線かつ第１回折領域により回折されて形成された分割線上のスポットに対して対称となるように設けられる。
【００６９】
これにより、前記第１受光領域と前記第２受光領域のそれぞれに形成されるスポット形状が、分割線に対して直交する方向に、互いに逆方向に延びるので、スポットの焦点深度が長くなり、フォーカスエラー信号ＦＥＳのオフセットおよびＦＥＳバランスずれを抑えることができる。
【００７０】
また本発明によれば、前記光源は、複数種類の波長の光を出射することが可能に構成され、前記第１回折領域および前記第２回折領域は、異なる波長の光を回折する複数種類の回折領域からなる。
【００７１】
これにより、たとえば、再生するため照射する光の波長が異なる複数種類の光学記録媒体にも対応することが可能となる。
【００７２】
また本発明によれば、前記第１回折領域を構成する前記回折領域は、異なる波長の光をそれぞれ回折させて、前記分割線上の同じ位置にスポットを形成するように設けられる。これにより、いずれか１種の波長の光によって回折素子の位置調整が可能となる。
【００７３】
また本発明によれば、前記第２回折領域を構成する前記回折領域は、異なる波長の光のうち少なくとも１つの波長の光を回折させて、前記分割線に対して対称な位置にそれぞれスポットを形成するように設けられる。これにより、回折素子の位置調整に用いる以外の波長の光を照射したときに、スポット形状をより延びたものとし、焦点深度がより長くなった効果が得られるので、フォーカスエラー信号ＦＥＳのオフセットのさらなる低減が可能となる。
【００７４】
また本発明によれば、前記第２回折領域を構成する前記回折領域は、前記分割線に対して対称な位置にそれぞれ形成されるスポットの前記分割線からの距離が波長ごとに異なるように設けられる。これにより、対物レンズなどの光軸中心からずれて照射される光についても、フォーカスエラー信号ＦＥＳのオフセットおよびＦＥＳバランスずれを抑えて安定した焦点制御を行うことができる。
【００７５】
また本発明によれば、前記第２回折領域を構成する前記回折領域は、前記分割線に対して対称な位置にそれぞれ形成されるスポットのデフォーカス量が波長ごとに異なるように設けられる。これにより、対物レンズなどの光軸中心からずれて照射される光についても、フォーカスエラー信号ＦＥＳのオフセットおよびＦＥＳバランスずれをさらに抑えて安定した焦点制御を行うことができる。
【００７６】
また本発明によれば、ナイフエッジ法を用いる場合、第１回折領域と第２回折領域とのナイフエッジとなる分割線が、共通の直線上に、ナイフエッジとなる境界線を配置するため、第１回折領域および第２回折領域で回折されたスポットによって発生するフォーカスエラー信号ＦＥＳのオフセットおよびＦＥＳバランスずれを抑えて安定した焦点制御を行うことができる。
【００７７】
また本発明によれば、ビームスポット法を用いる場合、第１受光領域および第２受光領域に入射する、Ｎｅａｒ側とＦａｒ側のスポットを、受光素子の分割線に対して対称な位置に複数形成することで、生成されるフォーカスエラー信号ＦＥＳのオフセットおよびＦＥＳバランスずれを抑えて安定した焦点制御を行うことができる。
また本発明によれば、上記のフォーカス誤差検出装置を備えることで、安定した焦点制御を行うことが可能な光ピックアップ装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】図１は、本発明の第１実施形態に係る光ピックアップ装置８の構成を示す模式図である。
【図２】第１実施形態に含まれるフォーカス誤差検出装置の一例のうち、回折素子４と、これによって回折した光が到達する受光素子２の各受光領域との関係を表す平面図である。
【図３】第１実施形態において、対物レンズ６による集光された光が、光学記録媒体７に集光したとき、およびその位置からのフォーカス方向であるＺ方向にプラス側／マイナス側に移動したときの、回折素子４よび受光素子２上に落射する光スポット形状を表す平面図と、対物レンズ６のＺ方向の移動距離に応じて検出されるフォーカスエラー信号ＦＥＳの特性図とを、回折素子４の回折領域毎に独立して表した図である。
【図４】フォーカスエラー信号ＦＥＳの特性図であり、回折素子８の回転調整角度毎に、特性が異なることを示した特性図である。
【図５】本発明の第２実施形態に係る光ピックアップ装置２８の構成を示す模式図である。
【図６】光源２１および受光素子２２の配置構成を、光軸方向から見た平面図である。
【図７】第２実施形態に含まれるフォーカス誤差検出装置の一例のうち、光源２１が第１波長の光を出射したときの回折素子２４と、これによって回折した光が到達する受光素子２２の各受光領域との関係を表す平面図である。
【図８】第２実施形態に含まれるフォーカス誤差検出装置の一例のうち、光源２１が第２波長の光を出射したときの回折素子２４と、これによって回折した光が到達する受光素子２２の各受光領域との関係を表す平面図である。
【図９】受光素子２２に入射する光を、光軸方向に対して直交する方向から見たときの模式図である。
【図１０】第２実施形態において、対物レンズ２６によって集光された光が、光学記録媒体２７に集光したとき、およびその位置からのフォーカス方向であるＺ方向にプラス側／マイナス側に移動したときの、回折素子２４および受光素子２２上に落射する光スポット形状を表す平面図である。
【図１１】図１０に示した回折領域毎のフォーカスエラー信号ＦＥＳを全てまとめたフォーカスエラー信号ＦＥＳの特性図であり、対物レンズ２６のフォーカス方向であるＹ方向の移動距離に応じて検出されるフォーカスエラー信号ＦＥＳを波長毎に表した特性図である。
【図１２】本発明の第３実施形態に係る光ピックアップ装置４８の構成を表す模式図である。
【図１３】光源４１および受光素子４２の配置構成を、光軸方向から見た平面図である。
【図１４】第３実施形態において、光源４１が第１波長の光を出射したときの回折素子４４と、これによって回折した光が到達する受光素子４２の各受光領域との関係を表す平面図である。
【図１５】第３実施形態において、光源４１が第２波長の光を出射したときの回折素子４４と、これによって回折した光が到達する受光素子４２の各受光領域との関係を表す平面図である。
【図１６】第３実施形態において、光源４１が第３波長の光を出射したときの回折素子４４と、これによって回折した光が到達する受光素子４２の各受光領域との関係を表す平面図である。
【図１７】第４の実施形態に係る光ピックアップ装置６８の構成を表す図である。
【図１８】第４の実施形態における光源７０と受光素子７２、７３が一体となった複合素子６１を光軸方向から見た平面図である。
【図１９】第４の実施形態の回折素子６３の回折領域６４の平面図である。
【図２０】第１の従来技術に係る光ピックアップ装置１０８の構成を表す図である。
【００７９】
【図２１】第１の従来技術における回折素子１０３の回折領域１０４と受光素子１０２との平面図である。
【図２２】第１の従来技術の光ピックアップ装置で、対物レンズ１０６のフォーカス方向であるＺ方向の移動距離に応じて検出されるフォーカスエラー信号（以下、ＦＥＳと略す）を表した特性図である。
【図２３】第２の従来技術における回折素子１０３の回折領域１１６と受光素子１０２との平面図である。
【図２４】受光領域１０２ａ，１０２ｂに落射する３つの光スポットの内の２つの光スポットｅ，ｆと、回折する一部の２種の回折領域とを、光学記録媒体に対して対物レンズ１０６の焦点が合致したときと、ぼやけたときの状態を示す図と、それぞれから得られるフォーカスエラー信号を表した特性図とを、回折領域ごとに示したものである。
【図２５】第２の従来技術の光ピックアップ装置で、対物レンズ１０６のフォーカス方向であるＺ方向の移動距離に応じて検出されるフォーカスエラー信号ＦＥＳを表した特性図である。
【図２６】第３の従来技術に係る光ピックアップ装置１２８の構成を表す図である。
【図２７】第３の従来技術における光源１３０と受光素子１３２、１３３とが一体となった複合素子１２１を光軸方向から見た平面図である。
【図２８】第３の従来技術の回折素子１２３の回折領域１２４の平面図である。
【図２９】光ピックアップ装置１２８で、対物レンズ１２６のフォーカス方向であるＺ方向の移動距離に応じて検出されるフォーカスエラー信号を表した特性図である。
【発明を実施するための形態】
【００８０】
以下、図面を参照しながら、本発明を実施するための複数の形態について説明する。以下の説明においては、各形態に先行する形態ですでに説明している事項に対応している部分には同一の参照符を付し、重複する説明を略す場合がある。構成の一部のみを説明している場合、構成の他の部分は、先行して説明している形態と同様とする。実施の各形態で具体的に説明している部分の組合せばかりではなく、特に組合せに支障が生じなければ、実施の形態同士を部分的に組み合せることも可能である。またそれぞれの実施形態は、本発明に係る技術を具体化するために例示するものであり、本発明の技術的範囲を限定するものではない。本発明に係る技術内容は、特許請求の範囲に記載された技術的範囲内において、種々の変更を加えることが可能である。
【００８１】
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係る光ピックアップ装置８の構成を示す模式図である。図２は、第１実施形態に含まれるフォーカス誤差検出装置の一例のうち、回折素子４と、これによって回折した光が到達する受光素子２の各受光領域との関係を表す平面図である。図３は、第１実施形態において、対物レンズ６による集光された光が、光学記録媒体７に集光したとき、およびその位置からのフォーカス方向であるＺ方向にプラス側／マイナス側に移動したときの、回折素子４よび受光素子２上に落射する光スポット形状を表す平面図と、対物レンズ６のＺ方向の移動距離に応じて検出されるフォーカスエラー信号ＦＥＳの特性図とを、回折素子４の回折領域毎に独立して表した図である。図４は、図３に示した回折領域毎のフォーカスエラー信号ＦＥＳを全てまとめたフォーカスエラー信号ＦＥＳの特性図であり、回折素子４の回転角毎に、特性が異なることを示した特性図である。
【００８２】
光ピックアップ装置８は、光学記録媒体７に記録される情報を読取るために、光学記録媒体７に光を照射し、光学記録媒体７からの反射光を受光する装置である。
【００８３】
第１実施形態において、光ピックアップ装置８は、半導体レーザからなる光源１と、出射された光を平行光にするためのコリメートレンズ５と、コリメートレンズ５によって平行光となった光線束を光学記録媒体７に向けて集光する対物レンズ６と、受光素子２と、回折素子４が設けられたホログラム素子３とを含んで構成される。
【００８４】
光源１は、光学記録媒体７に照射されるべき光を出射する。受光素子２には、複数の受光領域が形成され、複数の受光領域の一部は、フォーカス受光領域２ａ、２ｂとして用いられ、他の一部は、ラジアル受光領域２ｃ、２ｄとして用いられる。フォーカス受光領域２ａ、２ｂは、フォーカスサーボ制御に用いられ、ラジアル受光領域２ｃ、２ｄはラジアルサーボ制御に用いられる。回折素子４は、光学記録媒体７からの反射光１２が入射し、それを受光素子２に向けて回折させる機能を備え、複数に分割された回折領域を有し、その一部は、反射光１２をフォーカス受光領域２ａ、２ｂに向けて回折させる回折領域として用いられる。
【００８５】
図１において、光源１からの出射光を光学記録媒体７に導く複数の光学部品の光軸は、１つの直線上に配置される。以下、光源１からの出射光の光軸方向を、単に「光軸方向」（Ｚ方向）という。対物レンズ６とコリメートレンズ５は、それぞれの中心が光軸を通るように配置される。なお、図２は、回折素子４および受光素子２をＺ方向に見て図示している。
【００８６】
光源１からの出射光が光学記録媒体７の記録面上において集光される集光点は、記録面に形成されるトラック上に位置する。このトラックの集光点における接線方向を、「タンジェンシャル方向」（Ｙ方向）とする。またトラックの集光点における接線方向に対応する回折素子４および受光素子２における方向も、同様に「タンジェンシャル方向」（Ｙ方向）として説明する。またＺ方向に垂直で、かつＹ方向に垂直な方向を「ラジアル方向」（Ｘ方向）とする。
【００８７】
受光素子２は、光源１からＸ方向に離れた位置に配置される。ラジアル方向のうち、光源１から受光素子２に向かう向きを＋Ｘ方向とし、その反対側の向きを−Ｘ方向とする。また、タンジェンシャル方向の内、光軸中心Ｏを通る回折素子４上の分割線９に対して、フォーカス回折領域Ｅ〜Ｇに向かう向きを＋Ｙ方向とし、その反対側の向きを−Ｙ方向とする。
【００８８】
回折素子４は、円形状の外縁の中に、光軸となる中心Ｏを通るＸ方向に平行な直線である分割線９を境界として、−Ｙ方向に形成されたラジアル回折領域と、＋Ｙ方向に形成されたフォーカス回折領域とで構成される。さらに、ラジアル回折領域は、中心Ｏから−Ｙ方向に延びた分割線１１を境界として、その−Ｘ方向の回折領域Ｃと、＋Ｘ方向の回折領域Ｄとで構成される。フォーカス回折領域は、分割線９から、分割線９に直交した＋Ｙ方向に所定間隔で延びた複数の分割線１０を境界とする帯状の複数の回折領域Ｅ、Ｆ、Ｇで構成される。
【００８９】
回折領域Ｅは、光軸中心Ｏが幅方向の中心に位置するようにフォーカス回折領域の中央に１つだけ配置される。回折領域Ｆと回折領域Ｇは、回折領域Ｅから−Ｘ方向に向かって、回折領域Ｆ、回折領域Ｇの順で交互に、かつＸ方向に同じ幅で配置され、回折領域Ｅから＋Ｘ方向に向かって、回折領域Ｇ、回折領域Ｆの順で交互に、かつＸ方向に同じ幅で配置される。
【００９０】
回折領域Ｅ、回折領域Ｆおよび回折領域ＧのＸ方向の幅は、全て同一幅として設定される。したがって、各回折領域Ｅ〜Ｇは、分割線９を共通とする境界線を備えた構成となる。Ｘ方向の幅は、反射光１２が回折素子４に入射したときの光スポット半径内に、回折領域Ｆまたは回折領域Ｇが、それぞれ少なくとも２本以上含まれるような幅に設定される。また、回折領域Ｅ〜Ｇの各領域には、凹凸形状となる複数の回折溝が平行もしくはそれに近い形状でかつ周期的に並んで形成されるが、１つの回折領域内に、この回折溝が５本以上配置するようなＸ方向の幅とする。これらの回折領域Ｃ〜Ｇは、光学記録媒体７からの反射光１２をそれぞれ信号検出用の受光領域２ａ〜２ｄに向けて、＋１次回折光を回折する。
【００９１】
受光素子２は、回折素子４に対して＋Ｘ方向に配置されたフォーカス受光領域２ａ、２ｂと、フォーカス受光領域２ａ、２ｂに対して＋Ｙ方向に配置されたラジアル受光領域２ｃと、フォーカス受光領域２ａ、２ｂに対して−Ｙ方向に配置されたラジアル受光領域２ｄとを有している。第１受光領域であるフォーカス受光領域２ａと第２受光領域であるフォーカス受光領域２ｂの境界となる分割線は、Ｘ方向に平行か、または、Ｘ方向に対して角度αだけ傾斜して設けられる。傾斜角度αは、光源１の波長変動によって、回折領域で回折されるときの回折角が変動し、受光領域２ａ，２ｂの分割線上に入射する光スポットの形状が大きくなり、かつ変形するため、その影響で発生するフォーカスエラー信号ＦＥＳに生じるオフセットを吸収するために分割線を傾かせるための角度である。
【００９２】
受光領域２ａ〜２ｄの外形寸法は、Ｙ方向長さに比べてＸ方向長さが長くなるように設定されている。これは、光源１、受光素子２および回折素子４の配置において、Ｚ方向位置がずれた場合、光源１の波長のずれにより、受光素子２上に集光する光スポットの位置が、Ｘ方向に移動するためである。Ｙ方向の位置ずれについては、回折素子４を、ＸＹ平面内でＹ方向に水平移動調整し、さらに光軸を回転軸として回転させることにより調整可能である。
【００９３】
光学記録媒体７からの反射光１２が回折素子４に入射すると、回折領域Ｃ、Ｄに入射した光は、受光領域２ｃ、２ｄに向けて落射するように回折される。回折領域Ｅ〜Ｇに入射した光は、受光領域２ａと受光領域２ｂとの分割線近傍に向けて落射するように回折される。回折領域Ｅ〜Ｇで回折された回折光のうち、第１回折領域として定義する帯状の回折領域Ｅによって回折された光は、受光領域２ａ、２ｂの分割線の中央に光スポットｅとして、１点に集光するように落射される。第２回折領域として定義する帯状の回折領域Ｆ，Ｇのうち、回折領域Ｆによって回折された光は、光スポットｅから＋Ｙ方向に距離−Ｔｙの位置に、光スポットｆとして、１点に集光するように落射される。また、第２回折領域として定義する帯状の回折領域Ｆ，Ｇのうち、回折領域Ｇによって回折された光は、光スポットｅから−Ｙ方向に距離＋Ｔｙの位置に、光スポットｇとして、１点に集光するように落射される。
【００９４】
情報の記録または再生が可能な光学記録媒体７としては、コンパクトディスク（compact disk, 略称「ＣＤ」）、デジタルバーサタイルディスク（digital versatile disk, 略称「ＤＶＤ」）およびブルーレイディスク（blu-ray disk, 略称「ＢＤ」：登録商標）などを挙げることができる。第１実施形態では、これらのうちのいずれか１種類であればよい。ＣＤでは、情報の記録および再生に、７８０ｎｍ近傍の赤外領域の波長光を用いる。ＤＶＤでは、情報の記録および再生に、６５０ｎｍ近傍の赤色領域の波長光を用いる。ＢＤでは、情報の記録および再生に、４０５ｎｍ近傍の青紫色領域の波長光を用いる。また光学記録媒体７は、複数の記録層を重ねたさらに大容量のものであってもよい。
【００９５】
光学記録媒体７に対してフォーカスサーボ制御およびトラッキングサーボ制御を行うために、受光素子２上の受光領域で受光した光の光信号を電気信号に変換して、サーボ信号を検出する。フォーカスサーボ制御およびトラッキングサーボ制御は、それらのサーボ信号の検出結果に基づいて行われる。フォーカスサーボ制御には、ナイフエッジ法が使用される。また、ラジアルサーボ制御には、ＤＰＤ法（differential phase detection method）、プッシュプル法（push-pull method）などを、光学記録媒体７の種類に応じて使い分ける。
【００９６】
次に、第１の実施形態に係る光ピックアップ装置８の動作原理について説明する。受光領域２ａ〜２ｄへ入射した光が電気信号に変換された値をそれぞれ、Ｓａ，Ｓｂ，Ｓｃ，Ｓｄとすると、後段のサーボ信号生成部が、フォーカスエラー信号ＦＥＳおよびラジアルエラー信号ＲＥＳを生成し、それらのサーボ信号に基づいて、サーボ信号処理部が、フォーカスサーボ制御およびラジアルサーボ制御を行う。フォーカスサーボ制御およびラジアルサーボ制御によって、光学記録媒体７の所定トラックに対して対物レンズ６による集光点が追従するように、アクチュエータによる対物レンズ６のフォーカス方向およびトラック方向の位置制御を行う。これらはサーボ信号生成部、サーボ信号処理部およびアクチュエータを制御する駆動制御部によって実現される。
【００９７】
具体的には、フォーカスエラー信号ＦＥＳは、次式で得ることができる。
ＦＥＳ＝Ｓａ−Ｓｂ                                              …（８）
また、ラジアルエラー信号ＲＥＳは、プッシュプル法であれば、
ＲＥＳ＝Ｓｃ−Ｓｄ                                              …（９）
で得ることができ、ＤＰＤ法であれば、
ＲＥＳ＝Ｐｈａｓｅ（Ｓｃ−Ｓｄ）                              …（１０）
で得ることができ、サーボ制御を行うことで、光学記録媒体７の所望のトラックに光を集光することができる。
【００９８】
さらに、再生信号ＲＦは、
ＲＦ＝Ｓａ＋Ｓｂ＋Ｓｃ＋Ｓｄ                                  …（１１）
の演算を行うことで、トラックの再生信号ＲＦを再生することができる。
【００９９】
ここで得られたフォーカスエラー信号ＦＥＳの電気信号量を縦軸とし、対物レンズ６のフォーカス方向であるＺ方向の移動距離（以下、デフォーカス量）を横軸とすると、図４のようなＦＥＳ曲線（以下ＦＥＳカーブ）が得られる。ＦＥＳカーブの横軸との交点がデフォーカス量＝０から例えば１μｍ以上に大きくずれると、その距離の分だけ、対物レンズ６のフォーカス方向であるＺ方向の位置がずれ、光学記録媒体７に集光する集光点がぼけて、安定したＲＦ信号を再生することができない。また、光学記録媒体７に集光したとき、ＦＥＳカーブの横軸との交点近傍は直線状となり、常に交点でフォーカスサーボを引き込むようフォーカスサーボ制御されることになる。
【０１００】
さらに、ＦＥＳカーブは、回折領域Ｅ〜Ｇの共通の境界線となる分割線９をナイフエッジとして利用したナイフエッジ法によりフォーカスエラー信号を検出する。
【０１０１】
まず、回折素子４の回折領域Ｅで回折された光スポットｅのみから生成されるフォーカスエラー信号ＦＥＳｅについて説明する。光スポットｅは、光学記録媒体７に合焦した状態で、光軸中心Ｏを通るＸ方向の基準線の延長上に点状に集光される。さらに、合焦状態から、対物レンズ６をフォーカス方向の＋Ｚ方向（光学記録媒体７に近づく方向、Ｎｅａｒ側とする）に移動させると、受光領域２ａ，２ｂに入射する光スポットｅは、ナイフエッジとなる分割線９を境界に、−Ｙ方向に反転して受光領域２ａに入射する光スポット形状となる。そのため、受光領域２ｂには光は入射せず、受光領域２ａ側のみに光が入射する。逆に、合焦状態から、対物レンズ６をフォーカス方向の−Ｚ方向（光学記録媒体７から遠ざかる方向、Ｆａｒ側とする）に移動すると、受光領域２ａ，２ｂに入射する光スポットは、ナイフエッジとなる分割線９を境界に、−Ｙ方向に反転せずその形状のままの光スポットとなる。そのため、受光領域２ａには光は入射せず、受光領域２ｂのみに光が入射する。
【０１０２】
回折領域Ｅの形状は、分割線９と反対側の１辺が円弧状となる略矩形状であり、Ｎｅａｒ方向に対物レンズ６の位置をさらにずらすと、受光領域２ａ上の光スポットｅの形状は、−Ｙ方向にさらに延びた形状となる。円弧状の辺が受光領域２ａの端に到達した点で、フォーカスエラー信号ＦＥＳｅのプラス側振幅が最大となり、受光領域２ａの端からはみ出すと、フォーカスエラー信号ＦＥＳｅは徐々に低下する。同様に、Ｆａｒ方向に対物レンズ６の位置をさらにずらすと、受光領域２ｂ上の光スポットｅの形状は、＋Ｙ方向にさらに延びた形状となる。円弧状の辺が受光領域２ｂの端に到達した点で、フォーカスエラー信号ＦＥＳｅのマイナス側振幅が最大となり、受光領域２ｂの端からはみ出すと、フォーカスエラー信号ＦＥＳｅは徐々に低下する。
【０１０３】
したがって、光スポットｅのみで生成されるフォーカスエラー信号ＦＥＳｅのＦＥＳカーブは、オフセットの発生が無く、かつプラス側とマイナス側の振幅が同一となり、バランスの良い曲線形状となる。
【０１０４】
次に、回折素子４の回折領域Ｆで回折された光スポットｆのみから生成されるフォーカスエラー信号ＦＥＳｆについて説明する。光スポットｆは、光学記録媒体７に合焦した状態で、光軸中心Ｏを通るＸ方向の基準線からＹ方向に−Ｔｙだけずれた延長上に点状に集光される。さらに、光スポットｅと同様に、合焦状態から、対物レンズ６をＮｅａｒ方向に移動させると、受光領域２ａ，２ｂに入射する光スポットｆは、光軸中心Ｏを通るＸ方向の基準線からＹ方向に−Ｔｙだけずれた位置のナイフエッジとなる分割線９を境界に、−Ｙ方向に反転して受光領域２ａに入射する光スポット形状となる。そのため、受光領域２ｂには光は入射せず、受光領域２ａ側のみに光が入射する。逆に、合焦状態から、対物レンズ６をＦａｒ方向に移動させると、受光領域２ａ，２ｂに入射する光スポットは、ナイフエッジとなる分割線９を境界に、−Ｙ方向に反転せずその形状のままの光スポットとなり、光軸中心Ｏを通るＸ方向の基準線からＹ方向に−Ｔｙだけずれた受光領域２ａ内の位置となる基点に光が入射する。
【０１０５】
回折領域Ｆの形状は、半円を外縁とした短冊形状であるため、Ｎｅａｒ方向に対物レンズ６のフォーカス方向の位置をさらにずらすと、受光領域２ａ上の光スポットｆは、前記基点から−Ｙ方向にさらに延びた形状となり、その外縁が受光領域２ａの端に到達した点で、フォーカスエラー信号ＦＥＳｆのプラス側振幅ＦＥＳＰが最大となり、受光領域２ａの端からはみ出すと、フォーカスエラー信号ＦＥＳｆは徐々に低下する。同様に、合焦状態からＦａｒ方向に対物レンズ６の位置をさらにずらすと、受光領域２ｂ上の光スポットｆの形状は、前記基点から＋Ｙ方向にさらに延びた形状となる。さらにＦａｒ方向に対物レンズ６がずれると、光スポットｆの形状は、受光領域２ａ，２ｂの分割線を越え、受光領域２ｂにも入射する。その外縁が受光領域２ｂのもう端に到達した点で、フォーカスエラー信号ＦＥＳｆのマイナス側振幅ＦＥＳＭが最大となり、受光領域２ｂの端からはみ出すと、フォーカスエラー信号ＦＥＳｆは徐々に低下する。
【０１０６】
したがって、光スポットｆのみで生成されるフォーカスエラー信号ＦＥＳｆのＦＥＳカーブは、マイナス側にオフセットする（デフォーカス量＝−βｆとする）。さらに、Ｆａｒ方向にずれた場合の光スポットｆは、受光領域２ａおよび２ｂに跨っているため、Ｆａｒ方向にずれた場合のフォーカスエラー信号ＦＥＳｆの振幅のピークは、Ｎｅａｒ方向にずれた場合よりも、その絶対値が小さくなる。したがってマイナス側振幅に比べてプラス側振幅が大きくなり、バランスがくずれた曲線形状となる。
【０１０７】
ＦＥＳバランスを示す「ＦＥＳ―Ｂ」は、
ＦＥＳ−Ｂ＝（ＦＥＳＰ−ＦＥＳＭ）／（ＦＥＳＰ＋ＦＥＳＭ）…（１２）
で求められ、ＦＥＳ−Ｂ＝＋γとする。
【０１０８】
同様に、回折素子４の回折領域Ｇから回折された光スポットｇのみから生成されるフォーカスエラー信号ＦＥＳｇについて説明する。光スポットｇは、光学記録媒体７に合焦した状態で、光軸中心Ｏを通るＸ方向の基準線からＹ方向に＋Ｔｙだけずれた延長上に点状に集光される。さらに、光スポットｅと同様に、合焦状態から、対物レンズ６をＦａｒ方向に移動させると、受光領域２ａ，２ｂに入射する光スポットｇは、光軸中心Ｏを通るＸ方向の基準線からＹ方向に＋Ｔｙだけずれた位置のナイフエッジとなる分割線９を境界に、反転せずその形状のままの光スポットとなり、受光領域２ａには光は入射せず、受光領域２ｂ側のみに光が入射する。逆に、合焦状態から、対物レンズ６をＮｅａｒ方向に移動させると、受光領域２ａ，２ｂに入射する光スポットは、ナイフエッジとなる分割線９を境界に、−Ｙ方向に反転した形状であり、光軸中心Ｏを通るＸ方向の基準線からＹ方向に＋Ｔｙだけずれた受光領域２ｂ内の位置が基点となる光が入射する。
【０１０９】
回折領域Ｇの形状は、半円を外縁とした短冊形状であるため、Ｆａｒ方向に対物レンズ６の位置をさらにずらすと、受光領域２ｂ上の光スポットｇは、前記基点を基準に、半円を外縁とした短冊形状が＋Ｙ方向にさらに延びた形状となり、その外縁が受光領域２ｂの端に到達した点で、フォーカスエラー信号ＦＥＳｇのマイナス側振幅ＦＥＳＭが最小となり、受光領域２ｂの端からはみ出すと、フォーカスエラー信号ＦＥＳｇは徐々に増加する。同様に、合焦状態からＮｅａｒ方向に対物レンズ６の位置をさらにずらすと、受光領域２ｂ上の光スポットｇの形状は、前記基点を基準に、半円を外縁とした短冊形状が−Ｙ方向にさらに延びた形状となる。さらにＮｅａｒ方向に対物レンズ６がずれると、光スポットｇは、受光領域２ａ，２ｂの分割線を越え、受光領域２ａにも入射する。その外縁が受光領域２ａのもう一方の端に到達した点で、フォーカスエラー信号ＦＥＳｇのプラス側振幅ＦＥＳＰが最大となり、受光領域２ａの端からはみ出すと、フォーカスエラー信号ＦＥＳｇは徐々に低下する。
【０１１０】
したがって、光スポットｇのみから生成されるフォーカスエラー信号ＦＥＳｇのＦＥＳカーブは、プラス側にオフセットする（デフォーカス量＝＋βｇとする）。さらに、Ｎｅａｒ方向にずれた場合の光スポットｇは、受光領域２ａおよび受光領域２ｂに跨っているため、Ｎｅａｒ方向にずれた場合のフォーカスエラー信号ＦＥＳｇの振幅のピークは、Ｆａｒ方向にずれた場合よりも、その絶対値が小さくなる。したがってプラス側振幅ＦＥＳＰに比べてマイナス側振幅ＦＥＳＭが大きくなり、バランスがくずれた曲線形状となる。ＦＥＳ―Ｂは、上記の式（１２）で求められ、ＦＥＳ−Ｂ＝−γｇとする。
【０１１１】
ここで、光スポットｅが、受光領域２ａ，２ｂの分割線に入射し、その位置から±Ｔｙ方向の対称な位置に、光スポットｆ，ｇが落射し、受光領域２ａ，２ｂのＹ方向端が、その分割線中心から同じ距離にあり、回折領域Ｆ，Ｇは、回折素子４を複数に分割した領域のＹ方向寸法を同一とすることで、フォーカスエラー信号ＦＥＳｆ，ＦＥＳｇに発生するデフォーカス量の絶対値βｆとβｇとが等しくなり、さらにＦＥＳ−Ｂの絶対値γｆとγｇとが等しくなる。
【０１１２】
したがって、フォーカス回折領域Ｅ〜Ｇ全てによるフォーカスエラー信号ＦＥＳは、下記式（１３）で示され、デフォーカス量とＦＥＳバランスがほぼ打ち消し合うため、発生するデフォーカス量およびＦＥＳバランスの偏りも発生しにくくなり、フォーカスサーボ制御が安定して行えるようになり、その結果、安定して再生信号を検出することができる。
ＦＥＳ＝ＦＥＳｅ＋ＦＥＳｆ＋ＦＥＳｇ                          …（１３）
【０１１３】
ただし、受光領域２ａ，２ｂの分割線のＹ方向位置に対する受光領域２ａ，ｂの光電変換感度Ｍａ，Ｍｂは、分割線中央ではそれぞれ等しくＭａ＝Ｍｂとなるが、それが＋Ｙ方向にずれるとＭａ＜Ｍｂとなり、ある位置までずれると受光領域２ａの光電変換感度Ｍａが０になり、受光領域２ｂの光電変換感度Ｍｂが最大となる。逆に−Ｙ方向にずれるとＭａ＞Ｍｂとなり、ある位置までずれると受光領域２ｂの光電変換感度Ｍｂが０になり、受光領域２ａの光電変換感度Ｍａが最大となる。
【０１１４】
光スポットｅから離れた光スポットｆ，ｇのＹ方向の距離Ｔｙが大きな値を取り過ぎて、例えばフォーカスエラー信号ＦＥＳｆのデフォーカスβｆの絶対値と、フォーカスエラー信号ＦＥＳｇのデフォーカスβｇの絶対値とが、お互いのフォーカスエラー信号振幅のプラス側ピーク、マイナス側ピークを越えるほどに離れすぎると、フォーカスエラー信号ＦＥＳのＦＥＳカーブに、２次的なピークを持つような曲線となる。このようなピークは、ノイズとなって、安定したフォーカスサーボ制御ができないことになる。そのため、光スポットｆ，ｇを落射するＹ方向位置Ｔｙは、光変換感度が０にならない程度の位置に設けることが好ましい。
【０１１５】
また、光スポットｆ、ｇの光量差が大きくなるような回折領域の形状である場合、ナイフエッジとなる境界線が異なる位置にある場合は、それぞれの光スポットｆ，ｇで生成されるフォーカスエラー信号ＦＥＳｆ、ＦＥＳｇの逆極性であるデフォーカス量とＦＥＳバランス量の絶対値とがずれてしまい、フォーカスエラー信号ＦＥＳにデフォーカスずれとＦＥＳバランスずれが発生し、フォーカスサーボ制御を安定してできなくなる。
【０１１６】
そのため、受光領域２ａ，２ｂ上に入射する見かけ上の光スポットｆ，ｇを、分割線中央の光強度分布が最も強く、分割線方向に対しておおよそ垂直方向となるＹ方向に長く延び、かつその光強度分布がほぼ対称な光スポットとすることで、光源１、受光素子２、回折素子４の光学配置ずれや、光源１の波長ずれに対するフォーカスエラー信号ＦＥＳのデフォーカスずれ、ＦＥＳバランスずれが、発生しにくくなる。
【０１１７】
例えば、回折素子４の回転調整角度をθとすると、このθに対して、発生するデフォーカス量の裕度が大きくなる。受光領域２ａ、２ｂの分割線上の光スポットが１点である場合、回折素子４の回転調整角度θ＝±１度で、デフォーカス量＝±０．７μｍ発生する場合に比べて、第１の実施形態による光ピックアップ装置８では、同じ回折素子４の回転調整角度θ＝±１度で、デフォーカス量＝±０．５μｍと、回転調整角度θに対するデフォーカス量を低減することができる。
【０１１８】
また、第１の実施形態の光ピックアップ装置８では、受光領域２ａ，２ｂの分割線近傍に３つの光スポットを生成し、中央の光スポットｅに対して、Ｙ方向にそれぞれ対称な位置に、補助的な光スポットｆ、ｇを配置したが、光スポットｆ、ｇの位置をＹ方向にのみずらして配置した場合は、受光領域２ａ，２ｂの分割線方向とほぼ同じであるため、光スポットｆ、ｇそれぞれから生成されるフォーカスエラー信号ＦＥＳｆ、ＦＥＳｇのＦＥＳカーブは、光スポットｅで生成されるフォーカスＦＥＳｅのＦＥＳカーブとほぼ同じとなる。そのため、デフォーカス量およびＦＥＳバランスはほぼ同じであり、光スポットが一つであった場合のフォーカスエラー信号ＦＥＳの特性とあまり差異が無い。
【０１１９】
つまり、受光領域２ａ，２ｂの分割線上に入射する見かけ上の光スポットが、受光領域２ａ，２ｂの分割線と同じ方向に長くなっただけであるため、光源１、受光素子２、回折素子４の光学配置ずれや、光源１の波長ずれに対するフォーカスエラー信号ＦＥＳのデフォーカスずれ、ＦＥＳバランスずれは、光スポットが一つだった場合に比べて、変化が少ない。
【０１２０】
また、上記では、回折素子４のフォーカス回折領域において光強度分布が最も強い回折領域Ｅについては、１つのみの構成としたが、これに限定されることなく、中心Ｏを通るＹ方向の軸に対して対称な位置であれば、複数の領域を備えていてもよい。
【０１２１】
また、上記では、回折素子４のフォーカス回折領域における光強度分布が最も強い回折領域Ｅの幅を、回折領域Ｆ、Ｇと同一としたが、これに限定されることなく、回折領域Ｅの幅を、回折領域Ｆ、Ｇと異なる幅としてもよい。異ならせる場合であっても、複数ある回折領域Ｆ，Ｇの各領域に設けられる回折格子の本数が、少なくとも５本以上となるような幅に設定すればよい。
【０１２２】
また、上記では、受光領域ａ，ｂの分割線近傍に落射する光スポットを、光スポットｅ，光スポットｆおよび光スポットｇの３点に設定したが、これに限定されることなく、分割線中央に落射する光スポットに対して対称な位置であれば、さらに多くても良い。
【０１２３】
また、上記では、受光領域ａ，ｂの中央に落射する光スポットに対して、その他の光スポットの位置を、Ｙ方向に離れた位置にのみ配置したが、これに限定されることなく、Ｙ方向に対して対称な位置であれば、Ｙ方向とＸ方向の双方を組み合わせてずらした位置に配置することも可能である。
【０１２４】
また、上記では、回折領域Ｆ、Ｇの分割領域を、Ｙ方向に複数分割し、Ｘ方向の一方向から見たときに、交互に配置しているが、これに限定されることなく、回折領域Ｅに対して、対称な位置に交互に配置しても良い。また、上記では、回折領域Ｅ〜Ｇの分割線は、Ｙ方向に平行な方向で、かつ直線状としたが、これに限定されることなく、折れ線状および曲線状などであっても良い。
【０１２５】
（第２実施形態）
図５は、本発明の第２実施形態に係る光ピックアップ装置２８の構成を示す模式図である。図６は、光源２１および受光素子２２の配置構成を、光軸方向から見た平面図である。図７は、第２実施形態に含まれるフォーカス誤差検出装置の一例のうち、光源２１が第１波長の光を出射したときの回折素子２４と、これによって回折した光が到達する受光素子２２の各受光領域との関係を表す平面図である。図８は、第２実施形態に含まれるフォーカス誤差検出装置の一例のうち、光源２１が第２波長の光を出射したときの回折素子２４と、これによって回折した光が到達する受光素子２２の各受光領域との関係を表す平面図である。図９は、受光素子２２に入射する光を、光軸方向に対して直交する方向から見たときの模式図である。図１０は、第２実施形態において、対物レンズ２６によって集光された光が、光学記録媒体２７に集光したとき、およびその位置からのフォーカス方向であるＺ方向にプラス側／マイナス側に移動したときの、回折素子２４および受光素子２２上に落射する光スポット形状を表す平面図である。図１１は、図１０に示した回折領域毎のフォーカスエラー信号ＦＥＳを全てまとめたフォーカスエラー信号ＦＥＳの特性図であり、対物レンズ２６のフォーカス方向であるＹ方向の移動距離に応じて検出されるフォーカスエラー信号ＦＥＳを波長毎に表した特性図である。
【０１２６】
第２実施形態に係る光ピックアップ装置２８は、第１実施形態の光ピックアップ装置８の構成と類似しており、以下、第１実施形態に対する第２実施形態の相違点を中心に説明する。
【０１２７】
第２実施形態に係る光ピックアップ装置２８の光源２１は、光学記録媒体２７に照射されるべき光をとして、波長の異なる複数種類の光を出射することが可能であり、たとえば、第１発光点２１ａと第２発光点２１ｂとを備え、第１発光点２１ａは、第１波長である６５０ｎｍ近傍の光を出射し、第２発光点２１ｂは、第２波長である７８０ｎｍ近傍の光を出射する。このような光源２１は、たとえばモノリシック型の半導体レーザ素子で実現できる。
【０１２８】
光源２１は、第１発光点２１ａを光軸中心として出射し、第１発光点２１ａに対して＋Ｘ方向に距離ＬＤｘずれた位置に、第２発光点２１ｂが位置するように配置される。第１波長の光の光軸は、コリメートレンズ２５および対物レンズ２６の中心を通るように配置され、第１波長の光に対応した光学記録媒体２７ａに集光される。さらに、第２波長の光の光軸は、コリメートレンズ２５および対物レンズ２６の光学系の中心から距離ＬＤｘだけずれているため、主光線方向は光学系の倍率分だけ傾き、第２波長の光に対応した光学記録媒体２７ｂに集光される。
【０１２９】
受光素子２２は、第１実施形態の受光素子２と略同一構造であり、光源２１ａ，２１ｂに対して＋Ｘ方向側に配置されたフォーカス受光領域２２ａ、２２ｂと、フォーカス受光領域２２ａ、２２ｂに対して＋Ｙ方向に配置されたラジアル受光領域２２ｃと、−Ｙ方向に配置されたラジアル受光領域２２ｄとを有している。フォーカス受光領域２２ａ、２２ｂの境界となる分割線は、第１発光点２１ａ、第２発光点２１ｂの配設方向であるＸ方向に平行か、またはＸ方向に対して角度α２だけ傾斜して設けられる。傾斜角度α２は、光源２１の波長変動によって、回折領域で回折されるときの回折角が変動し、受光領域２２ａ，２２ｂの分割線上に入射する光スポットの形状が大きくなり、かつ変形するため、その影響で発生するフォーカスエラー信号ＦＥＳに生じるオフセットを吸収するために分割線を傾かせるための角度である。
【０１３０】
回折素子２４は、第１の実施形態とフォーカス回折領域のみが異なるように構成される。フォーカス回折領域２４は、円形状の外縁の中に、光軸となる中心Ｏを通るＸ方向に平行な分割線２９を境界として、その分割線２９から、分割線２９に対して一定の角度δで傾斜し、所定の間隔を開けて平行に延びる複数の分割線３０で分割された、帯状の回折領域Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈ（それぞれの領域は、前記第１回折領域、第２回折領域に相当する）で構成される。
【０１３１】
回折領域Ｅは、光軸中心Ｏから−Ｘ方向にややずれた位置に１つだけ配置される。回折領域Ｆ〜Ｈは、回折領域Ｅから、−Ｘ方向に、回折領域Ｈ→回折領域Ｇ→回折領域Ｈ→回折領域Ｆを１サイクルとして繰り返し配置される。つまり、１領域置きに回折領域Ｈが現れるように配置され、回折領域Ｈに隣接する回折領域Ｆと回折領域Ｇとが、交互に現れるように配置される。
【０１３２】
同様に、回折領域Ｅから＋Ｘ方向に、回折領域Ｈ→回折領域Ｆ→回折領域Ｈ→回折領域Ｇを１サイクルとして繰り返し配置される。つまり、１領域置きに回折領域Ｈが現れるように配置され、回折領域Ｈに隣接する回折領域Ｆと回折領域Ｇとが、交互に現れるように配置される。
【０１３３】
回折領域Ｅおよび回折領域ＨのＸ方向幅を等しくし、回折領域Ｆおよび回折領域ＧのＸ方向幅は、回折領域Ｅおよび回折領域ＨのＸ方向幅に対して半分とする。
【０１３４】
回折領域Ｈは、第１波長の光用のフォーカス回折領域で、回折領域Ｅ〜Ｇは、第２波長の光用のフォーカス回折領域として構成されている。ただし、第１波長の光が光学記録媒体２７ａで反射した反射光３２ａが、回折素子２４に入射したときの光スポット３２ａの半径内に、回折領域Ｈが、回折領域ＥのＸ方向両側にそれぞれ少なくとも２本以上含まれるように設定される。また、第２波長の光が光学記録媒体２７ｂで反射した反射光３２ｂが、回折素子２４に入射したときの光スポット３２ｂの半径内に、回折領域Ｆまたは回折領域Ｇが、回折領域ＥのＸ方向両側にそれぞれ少なくとも２本以上含まれるように設定される。
【０１３５】
また、回折領域Ｅ〜Ｈの各領域には、凹凸形状となる複数の回折溝が平行もしくはそれに近い形状でかつ周期的に並んで形成されるが、１つの回折領域内に、この回折溝が５本以上配置するようなＸ方向の幅とする。また、回折領域Ｈは、光学記録媒体２７ａからの第１波長の反射光３２ａを信号検出用の受光領域２２ａ〜２２ｄに向けて、＋１次回折光を回折する。さらに、回折領域Ｅ〜Ｇは、光学記録媒体２７ｂからの第２波長の反射光３２ｂをそれぞれ信号検出用の受光領域２２ａ〜２２ｄに向けて、＋１次回折光を回折する。
【０１３６】
光学記録媒体２７ａで反射された第１波長の反射光３２ａが回折素子２４に入射すると、回折領域Ｈによって、受光領域２２ａと受光領域２２ｂの分割線近傍に向けて回折される。その反射光３２ａは、回折素子２４上では、光軸中心Ｏを中心とした円形の光スポットとなり、回折領域Ｈにより回折された光は、光軸中心Ｏから＋Ｘ方向に距離Ｔｘだけ離れた位置に、光スポットｈとして１点に集光するように落射される。
【０１３７】
また、光学記録媒体２７ｂからの第２波長の反射光３２ｂが回折素子２４に入射すると、回折領域Ｅ〜Ｇにより回折された光は、受光領域２２ａと２２ｂの分割線近傍に向けて回折される。その反射光３２ｂは、光源２１ｂが＋Ｘ方向にずれているため、回折素子２４上では、光軸中心Ｏから＋Ｘ方向にずれた位置Ｏ’を中心とした円形の光スポットとなり、その内、回折領域Ｅにより回折された光は、受光領域２２ａ、２２ｂ分割線の中央に光スポットｅとして、光軸中心Ｏから＋Ｘ方向に、距離Ｔｘだけ離れた位置に、１点に集光するように落射される。回折領域Ｆにより回折された光は、光スポットｅから＋Ｙ方向に距離Ｔｙだけ離れた位置に、光スポットｆとして、−Ｚ方向に距離Ｔｚだけデフォーカスするように落射される。回折領域Ｇにより回折された光は、光スポットｅから−Ｙ方向に距離Ｔｙだけ離れた位置に、光スポットｇとして、＋Ｚ方向に距離Ｔｚだけデフォーカスするように落射される。つまり、光スポットｆおよび光スポットｇは、受光領域２２ａ，２２ｂの分割線中央に集光した光スポットｅに対してＹ方向、Ｚ方向に対して対称な位置となるような位置に集光するように設定される。
【０１３８】
受光領域２２ａと受光領域２２ｂとの分割線近傍では、光スポットｆおよび光スポットｇは、複数の帯状スポットの外接形状が半月型となるぼやけたスポット形状となり、半月型の外接形状のうち、回折領域の分割線２９に対応してナイフエッジとなる直線部分が、光スポットｅに対して互いに離れるように、かつ円弧部分が互いに向き合うように、複数の光スポット群として落射される。
【０１３９】
このように、第１波長の光と第２波長の光がそれぞれ入射しても、受光領域２２ａ，２２ｂの集光位置を、光軸中心Ｏから距離Ｔｘだけ離れた位置としている。
【０１４０】
上記のように回折領域Ｅ〜Ｈの回折方向および光スポットｅ〜ｈの集光位置を設定すると、第１波長の反射光３２ａが、第２波長の光を回折させるための回折領域Ｅ〜Ｇに入射して回折された光の回折角と、回折領域Ｈに入射して回折された光の回折角とが異なる。回折領域Ｅ〜Ｇに入射されるべき第２波長の光は、回折領域Ｈで回折されるべき第１波長の光よりも波長が長いので、第１波長の反射光３２ａが回折領域Ｅ〜Ｇに入射して回折された光の回折角は大きくなり、距離Ｔｘよりも遠い位置に落射する。
【０１４１】
同様に、第２波長の反射光３２ｂが、第１波長の光を回折させるための回折領域Ｈに入射して回折された光の回折角と、回折領域Ｅ〜Ｇに入射して回折された光の回折角とが異なる。
【０１４２】
回折領域Ｈで回折されるべき第１波長の光は、回折領域Ｅ〜Ｇに入射されるべき第２波長の光よりも波長が短いので、第２波長の反射光３２ｂが回折領域Ｈに入射して回折された光の回折角は小さくなり、距離Ｔｘよりも近い位置に落射する。
【０１４３】
これらの光スポットが、受光領域２２ａおよび受光領域２２ｂに入射しないように、受光領域２２ａと受光領域２２ｂのＸ方向寸法を短くすることで、本来回折されるべき光以外の光の影響を受けることが無い。
【０１４４】
第２の実施形態に係る光ピックアップ装置２８の動作原理について説明する。第１波長の光および第２波長の光に対応した対物レンズ２６の有効径が異なることから、それぞれの光に対応するフォーカスエラー信号ＦＥＳの検出感度および振幅などの特性は変わるものの、原理的には第１の実施形態の光ピックアップ装置８と同じである。
【０１４５】
第１波長の光が出射されるときは、対物レンズ２６の第１波長の光に対応する有効径が大きく、かつ受光領域２２ａおよび受光領域２２ｂの分割線上に集光する光スポットｈが１点のため、検出感度が大きくなる。
【０１４６】
また、第２波長の光が出射されるときは、対物レンズ２６の第２波長の光に対応する有効径が、第１波長の光に対する有効径よりも小さい。第１の実施形態と同様、見かけ上の光スポットがＹ方向に長くなる。光スポットｆは、光スポットｅに対して、−Ｙ方向だけでなく、−Ｚ方向に距離Ｔｚだけシフトしている。これは対物レンズ２６がＦａｒ側にシフトしているのと同じ効果となる。光スポットｅが合焦状態となる対物レンズ位置で、光スポットｆの形状は、受光領域２２ａ上で距離−Ｔｚ分だけぼやけて、受光領域２２ｂ方向に延びる大きなスポットとなり、対物レンズがＮｅａｒ側にシフトするにつれて、スポットが小さくなり、やがて集光し、そして反転して大きくなる。逆にＦａｒ側にシフトすると、反転せずさらに大きくなる。したがって、光スポットｆのみから生成されるフォーカスエラー信号ＦＥＳｆ２の特性として、オフセットβｆ２は、第１の実施形態のように第１波長の光が出射されたときの光スポットｆが仮に集光したときに発生するオフセットβｆと比較すると小さくなる。
【０１４７】
同様に、光スポットｇは光スポットｅに対して、＋Ｙ方向だけでなく、＋Ｚ方向に距離Ｔｚ分だけシフトしている。これはＮｅａｒ側に対物レンズ２６がシフトしているのと同じ効果となる。光スポットｅが合焦状態となる対物レンズ位置で、光スポットｇの形状は、受光領域２２ｂ上で距離＋Ｔｚ分だけぼやけて、受光領域２２ａ方向に延びる大きなスポットとなり、対物レンズ２６がＦａｒ側にシフトするにつれて、スポットが小さくなり、やがて集光し、そして反転して大きくなる。逆にＮｅａｒ側にシフトすると、反転せずさらに大きくなる。したがって、光スポットｇのみから生成されるフォーカスエラー信号ＦＥＳｇ２の特性として、オフセットβｇ２は、第１の実施形態のように第１波長の光が出射されたときの光スポットｆが仮に集光したときに発生するオフセットβｇと比較すると小さくなる。
【０１４８】
光スポットｅのみから生成されるフォーカスエラー信号ＦＥＳｅ２と、光スポットｅ〜ｇ全てを合成したフォーカスエラー信号ＦＥＳ２については、第１の実施形態と同一原理であるため、説明を省略する。
【０１４９】
ただし、光スポットｅおよび光スポットｆのＹ方向位置は、スポット外形が分割線に向かって大きくなる形状ではあるが、第１の実施形態と同じく、受光領域２２ａおよび受光領域２２ｂの分割線近傍の光変換感度が０にならない程度のＹ方向位置Ｔｙに設けるのが良い。また、光スポットｅおよび光スポットｆのＺ方向位置Ｔｚを長くしすぎると、フォーカスエラー信号ＦＥＳの振幅が小さくなり、ダイナミックレンジが小さくなってしまうため、適切な長さとすることが好ましい。
【０１５０】
以上より、第２の実施形態では、受光領域２２ａおよび受光領域２２ｂに入射する見かけ上の光スポットが、Ｙ方向に大きくなるのと同時に、焦点深度が長くなる効果を得ることができる。つまり、第１発光点２１ａに対して、第２発光点２１ｂ、受光素子２２および回折素子２３の光学配置にずれが生じたとしても、第１の実施形態の光ピックアップ装置８よりも、発生するデフォーカス量をさらに低減することが可能である。そのため、第１波長の光を出射した状態で、精度よく回折素子の位置調整（ＸＹθ方向）を行えば、第２波長の光が、受光領域２２ａおよび受光領域２２ｂの分割線上で、ＸＹＺ方向に若干ずれても、見かけ上の光スポットは、Ｙ方向に大きくなっており、かつＺ方向にも焦点深度が長くなっているため、デフォーカス量のばらつきを少なくできる。
【０１５１】
第１波長の光を出射した状態では、回折素子２３の回転調整角度θ＝±１度で、デフォーカス量＝±０．４μｍと、回転調整角度θに対するデフォーカス量を低減することができる。また、受光素子２２の位置がＹ方向に±１０μｍずれた場合、第１波長の光を出射した状態で回折素子２３を移動、回転させ、デフォーカス量が０μｍになるように調整したときの、第２波長の光で発生するデフォーカス量は、±０．１μｍ程度で抑えられる。これは、第１発光点２１ａと第２発光点２１ｂとを結んだ直線と、受光領域２２ａ，２２ｂの分割線とが、平行もしくはそれに近い（成す角がせいぜい角度α２）ため、回折素子２３の位置調整（ＸＹθ方向）を行い、デフォーカス量のばらつきを±０．４μｍ以内に抑えれば、第２波長の光でのデフォーカス量を±０．５μｍ以内に抑えることが可能である。
【０１５２】
ここで、受光領域２２ａ，２２ｂに入射した第２波長による光スポットｆ，ｇのＹ方向位置は、光スポットｆ，ｇのナイフエッジとなる直線部分が互いに離れるような配置としたが、これを逆にＹ方向に向き合うように配置すると、光スポットｆのみから生成されるフォーカスエラー信号ＦＥＳｆ２と、光スポットｇのみから生成されるフォーカスエラー信号ＦＥＳｇ２の、ＦＥＳカーブのオフセットが大きくなるため、光スポットｅ〜ｇを合成したフォーカスエラー信号ＦＥＳも、光学配置がずれた場合に、そのオフセットが大きくなるので、好ましくない。
【０１５３】
また、光軸中心Ｏから受光領域２２ａ，２２ｂへのＸ方向の集光位置を、第１波長の光および第２波長の光ともに、等しく距離Ｔｘだけ離れた位置としているため、受光素子２２がＸＹ平面内で回転した場合でも、第１波長の光に対する第２波長の光の光スポット位置ずれが小さく、発生する第２波長の光のデフォーカス量のばらつきを小さくすることができる。
【０１５４】
また、上記では、光源２１としてモノシリック型の半導体レーザ素子を例示したが、これに限定されることなく、２つの半導体レーザ素子を並列に配置したハイブリッド型でも良い。
【０１５５】
また、上記では、一方の第２波長の光についてのみ、受光領域２２ａ，２２ｂに入射する光を、Ｙ方向およびＺ方向にずらした複数のスポットを生成する３種の回折領域を配置したが、これに限定されることなく、第１波長の光と第２波長の光の双方で生成する光スポットを、複数生成するような回折領域を配置しても良い。
【０１５６】
また、フォーカス回折領域Ｅ〜Ｈの傾斜角δは、３０°〜１５０°の範囲の中で配置しても良い。さらに分割線３０は、平行直線である必要はなく、平行な曲線などでも良い。
【０１５７】
また、上記では、第２波長の光を回折させるための回折領域Ｆ、Ｇを、隣接して配置したが、これに限定されることなく、第１波長の光を回折させるための回折領域Ｈにそれぞれを隣接して配置し、例えば、回折領域Ｈ→回折領域Ｇ→回折領域Ｈ→回折領域Ｆを１サイクルとするなど、光スポットＦ、Ｇの対称性が良くなるような配置としても良い。
【０１５８】
（第３実施形態）
図１２は、本発明の第３実施形態に係る光ピックアップ装置４８の構成を表す模式図である。図１３は、光源４１および受光素子４２の配置構成を、光軸方向から見た平面図である。図１４は、第３実施形態において、光源４１が第１波長の光を出射したときの回折素子４４と、これによって回折した光が到達する受光素子４２の各受光領域との関係を表す平面図である。図１５は、第３実施形態において、光源４１が第２波長の光を出射したときの回折素子４４と、これによって回折した光が到達する受光素子４２の各受光領域との関係を表す平面図である。図１６は、第３実施形態において、光源４１が第３波長の光を出射したときの回折素子４４と、これによって回折した光が到達する受光素子４２の各受光領域との関係を表す平面図である。
【０１５９】
第３実施形態に係る光ピックアップ装置４８は、第１実施形態および第２実施形態に係る光ピックアップ装置８、２８の構成と類似しており、以下、第１実施形態および第２実施形態に対する第３実施形態の相違点を中心に説明する。
【０１６０】
第３実施形態に係る光ピックアップ装置４８の光源４１は、光学記録媒体４７に照射されるべき光として、波長の異なる３種類の光を出射可能である。光源４１は、第１発光点４１ａは、第１波長である４０５ｎｍ近傍の光を出射し、第２発光点４１ｂは、第２波長である６５０ｎｍ近傍の光を出射し、第３発光点４１ｃは、第３波長である７８０ｎｍ近傍の光を出射する。このような光源４１は、第１波長の光を出射する半導体レーザ素子と、第２波長の光および第３波長の光を出射するモノリシック型の半導体レーザ素子とから成る。光源４１は、第１発光点４１ａを光軸中心として出射し、第１発光点４１ａに対して−Ｘ方向に距離ＬＤｘ１ずれた位置に、第２発光点４１ｂが位置するように配置され、第１発光点４１ａに対して−Ｘ方向に距離ＬＤｘ２ずれた位置に、第３発光点４１ｃが位置するように配置される。第１発光点４１ａ、第２発光点４１ｂおよび第３発光点４１ｃのＹ方向およびＺ方向の位置ずれはほとんどない。
【０１６１】
第１発光点４１ａの光軸は、コリメートレンズ４５および対物レンズ４６の中心を通るように配置され、第１波長の光に対応した光学記録媒体４７ａに集光される。さらに、第２発光点４１ｂの光軸は、コリメートレンズ４５および対物レンズ４６の光学系の中心から距離ＬＤｘ１だけずれているため、主光線方向は光学系の倍率分だけ傾き、第２波長の光に対応した光学記録媒体４７ｂに集光される。さらに、第３発光点４１ｃの光軸は、コリメートレンズ４５および対物レンズ４６の中心から距離ＬＤｘ２だけずれているため、主光線方向は光学系の倍率分だけさらに傾き、第３波長の光に対応した光学記録媒体４７ｃに集光される。
【０１６２】
また、第３実施形態に係る光ピックアップ装置４８のコリメートレンズ４５と対物レンズ４６の間には、第１波長〜第３波長の偏光特性を変換する波長板６１が設けられる。この波長板６１は、光源４１から出射された直線偏光を円偏光もしくは楕円偏光に変換するもので、複屈折性を備えた水晶や、プラスチック、液晶などで構成したものである。
【０１６３】
また、第３実施形態に係る光ピックアップ装置４８には、回折素子４４を備えるホログラム素子４３の上部に偏光ビームスプリッタ（以下、ＰＢＳと略称する）６０が備えられる。このＰＢＳ６０は、Ｐ偏光を透過し、Ｓ偏光を反射させる機能を持つ偏光膜６０ａと、Ｓ偏光を反射させる反射膜６０ｂとを有する。光源４１の第１〜第３発光点４１ａ〜４１ｃが、それぞれＰ偏光を出射し、回折素子４４を透過し、ＰＢＳ６０の偏光膜６０ａも透過する。そして、コリメートレンズ４５を通って、波長板６１により円偏光もしくは楕円偏光に変換され、対物レンズ４６を通って、各波長に対応した光学記録媒体４７の光学記録媒体４７ａ〜４７ｃのいずれかに集光して反射する。この反射光が再び対物レンズ４６を通り、波長板６１を通ると、円偏光および楕円偏光の偏光方向が変わり、Ｓ偏光となる。そしてコリメートレンズ４５を通り、ＰＢＳ６０に入射する。ＰＢＳ６０に入射したＳ偏光は、偏光膜６０ａにより反射されて、＋Ｘ方向に光路変換される。その後、反射膜６０ｂにより反射され、−Ｚ方向に向けて光路変換される。このようにＰＢＳ６０で反射されたＳ偏光は回折素子４４に入射し、回折領域４４によって回折される。
【０１６４】
受光素子４２は、第１および第２の実施形態とほぼ同一の構造であるが、回折領域で回折しない０次回折光（透過光）を受光する受光領域４２ｅ〜４２ｇをさらに備えている。フォーカス受光領域４２ａ，４２ｂ、ラジアル受光領域４２ｃ，４２ｄの構成は、第１および第２の実施形態と同じであるため、説明を省略する。
【０１６５】
第１発光点４１ａ，第２発光点４１ｂおよび第３発光点４１ｃは、−Ｘ方向に離れた配置となっているため、それぞれに対応する受光領域４２ｅ，４２ｆ，４２ｇも同じく、Ｘ方向に離れた位置に設けられる。その距離は、第１〜第３発光点４１ａ〜４１ｃの距離と、光学系の倍率とから決まる。これらの受光領域４２ｅ，４２ｆ，４２ｇに入射した０次回折光を検出することで、光学記録媒体のＲＦ信号を再生する。
【０１６６】
回折素子４４は、第１および第２の実施形態とフォーカス回折領域のみが異なる。フォーカス回折領域４４は、円形状の外縁の中に、光軸となる中心Ｏを通るＸ方向の分割線４９を境界として、その分割線４９から、分割線４９に直交した＋Ｙ方向に所定間隔で延びる複数の分割線３０によって分割された帯状の回折領域Ｅ〜Ｍで構成される。第２の実施形態の回折領域Ｅ〜Ｇのように、波長毎に３つの領域を設け、光強度分布が最も高い領域に回折領域を配置し、受光領域４２ａ，４２ｂの分割線中心に入射し、かつそのスポットが集光するような回折領域を設ける。第１〜第３波長に対応する回折領域は、それぞれ回折領域Ｋ，Ｈ，Ｅであり、受光領域４２ａ，４２ｂに入射する光スポットは、それぞれ光スポットｋ，ｈ，ｅが対応する。光強度分布が低下する回折領域は、分割線中央に入射した光スポットに対して、±Ｙ方向に対称な位置に光スポットを入射させる。−Ｙ方向に入射した光は同時に−Ｚ方向に、＋Ｙ方向に入射した光は＋Ｚ方向にぼやけたスポットとなる。−Ｙ方向に入射する光の第１〜第３波長にそれぞれ対応する回折領域は、回折領域Ｌ，Ｉ，Ｆであり、受光領域４２ａ，４２ｂに入射する光スポットは、それぞれ光スポットｌ，ｉ、ｆが対応する。＋Ｙ方向に入射する光の第１〜第３波長にそれぞれ対応する回折領域は、回折領域Ｍ，Ｊ，Ｇであり、受光領域４２ａ，４２ｂに入射する光スポットは、それぞれ光スポットｍ，ｊ，ｇが対応する。
【０１６７】
光軸中心となる第１波長の光スポットｋは、受光領域４２ａ，４２ｂの分割線中央に入射する。その位置は、光軸中心Ｏから＋Ｘ方向にＴｘだけずれた位置に入射する。光スポットｌ、ｍは、光スポットｋに対して±Ｙ方向に対称な位置であって、距離Ｔｙ１だけ離れた位置に、それぞれのナイフエッジに相当する外縁が位置するように、±Ｚ方向に距離Ｔｚ１だけずれて集光する。
【０１６８】
第２波長の光の光スポットｈは、受光領域４２ａ，４２ｂの分割線中央に入射する。その位置は、光軸中心Ｏから＋Ｘ方向にＴｘだけずれた位置に入射する。光スポットｉ，ｊは、光スポットｈに対して±Ｙ方向に対称な位置であって、距離Ｔｙ２だけ離れた位置に、それぞれのナイフエッジに相当する外縁が位置するように、±Ｚ方向に距離Ｔｚ２だけずれて集光する。距離Ｔｙ２および距離Ｔｚ２は、距離Ｔｙ１および距離Ｔｚ１よりもそれぞれ大きくなるように設定する。
【０１６９】
第３波長の光の光スポットｅは、受光領域４２ａ，４２ｂの分割線中央に入射する。その位置は、光軸中心Ｏから＋Ｘ方向にＴｘだけずれた位置に入射する。光スポットｆ，ｇは、光スポットｅに対して±Ｙ方向に対称な位置であって、光スポット中心に近い回折領域による回折光は距離Ｔｙ３だけ離れた位置に、光スポット中心から遠い回折領域による回折光は距離Ｔｙ４だけ離れた位置に、それぞれのナイフエッジに相当する外縁が位置するように、±Ｚ方向に、光スポット中心に近い回折領域による回折光は距離Ｔｚ３ずれて、光スポット中心から遠い回折領域による回折光は距離Ｔｚ４ずれて集光する。距離Ｔｙ２〜Ｔｙ４、Ｔｚ２〜Ｔｚ４の大小関係は、それぞれＴｙ２＜Ｔｙ３＜Ｔｙ４、Ｔｚ２＜Ｔｚ３＜Ｔｚ４と設定する。
【０１７０】
回折素子４４の位置調整を、第１波長の光を出射したときに行うと、第２発光点４１ｂおよび第３発光点４１ｃ、受光素子４２、回折素子４４、ＰＢＳ６０の光学配置にずれが生じると、反射された第２波長の光および第３波長の光の受光領域４２ａ，４２ｂの分割線上の光スポットの位置がずれる。ここで、第２実施形態の光ピックアップ装置２８と同様に、受光領域４２ａ，４２ｂの分割線上の第２波長の光の光スポットi〜ｊ、および第３波長の光の光スポットｅ〜ｇの±Ｙ方向寸法を大きくして見かけ上のスポットをＹ方向に長くし、かつ±Ｚ方向を広くすることで、見かけ上の光スポットの焦点深度を長くすることができ、発生するデフォーカス量およびＦＥＳバランスのずれを抑えることが可能となる。さらに、第３発光点４１ｃは、第２発光点４１ｂよりも光軸中心から遠く離れるため、光学配置のずれに対するデフォーカス量およびＦＥＳバランスに与える影響が大きい。そこで、光スポットｆ，ｇを回折する複数の回折領域を、光強度分布が弱く光軸中心から離れた領域程、±Ｙ方向および±Ｚ方向の双方でより離れるように回折させると、光スポットｆ，ｇは、光スポットｅに対してより大きなスポット外形となる。このようにすると、さらに見かけ上の光スポットのＹ方向寸法が大きくなり、かつ焦点深度も長くなるため、光学配置のずれに対して発生するデフォーカス量およびＦＥＳバランスずれを低減することができる。
【０１７１】
また、第３波長の光を出射するときのように、受光領域４２ａ，４２ｂの分割線中央に対して、対称な位置に入射する光スポットを、±Ｙ方向、±Ｚ方向に移動させるだけでなく、±Ｘ方向にずらしても良い。対物レンズ４６がフォーカス方向に移動すると、受光素子４２上で光スポットは大きくなる。光学記録媒体４７上に合焦しても、受光領域４２ａ，４２ｂの分割線中央に対して、対称な位置に入射する光スポットが、ぼやけた状態では、対物レンズ４６がフォーカス方向に動くとスポットがさらに大きくなる場合がある。そのため、フォーカスエラー信号ＦＥＳのプラス側ピーク、マイナス側ピークの光スポットのＸ方向寸法が最小となるように、光スポットｆ、ｇを回折する回折領域Ｆ、Ｇの回折位置を個々に決めればよい。
【０１７２】
なお、第３実施形態の動作原理については、第２の実施形態と同一であるので、説明を省略する。
【０１７３】
以上のような構造とすることで、３波長の光全てに対して、フォーカスエラー信号ＦＥＳに発生するデフォーカス量およびＦＥＳバランスのずれを低減することができ、安定したフォーカスサーボ制御を行うことができる。
【０１７４】
また、本実施形態では、第１発光点４１ａから出射される光の光軸をコリメートレンズ４５および対物レンズ４６の中心を通るように配置したが、これに限定されることなく、第２発光点４１ｂまたは第３発光点４１ｃが光軸中心となるように配置しても良い。
【０１７５】
また、上記では、第１〜第３発光点４１ａ〜４１ｃを並列に並べているが、これに限定されることなく、それぞれの波長の光の光強度分布中心のずれ量が少なくなるように、出射方向を調整しても良い。
【０１７６】
また、上記では、第１〜第３発光点４１ａ〜４１ｃの配置を、Ｘ方向にのみずらした配置としたが、これに限定されることなく、互いにＹ方向、Ｚ方向にずれた位置に配置してもよい。回折領域４４の内のそれぞれの回折領域を対応した格子形状にし、回折角をＹＺ方向にも変えることで、受光領域への入射スポットの位置を調整することが可能である。さらに、上記では、光源４１として半導体レーザ素子を２つ用いる例を説明したが、これに限定されることなく、３波長の光をそれぞれ個々の半導体レーザ素子から出射したり、３波長の光を出射可能なモノリシック型の半導体レーザ素子を用いてもよく、それぞれの発光点の位置さえ決まれば、回折領域の格子形状を設定でき、受光領域への入射スポットの位置を調整することが可能である。
【０１７７】
また、上記では、偏光ビームスプリッタ６０と回折素子４４とを使い、復路光に１次回折光だけでなく、０次回折光を使用する構造であるが、これに限定されることなく、第１および第２の実施形態と同様に、回折素子４４のみを使用し、復路光に１次回折光のみを使用する構造であっても良い。また、その場合、回折素子４４の回折領域は、偏光特性を備えたもので、往路偏光の０次回折効率を上げ、波長板６１により偏光方向が９０°変わった復路偏光の１次回折効率を上げ、往復利用効率を向上させたものであっても良い。
【０１７８】
また、上記では、１／２波長板６１を、コリメートレンズ４５と対物レンズ４６との間に配置したが、これに限定することなく、偏光ビームスプリッタ６０と対物レンズ４６との間に配置しても良く、たとえば、偏光ビームスプリッタ６０の上面に貼り付けたような構造であっても良い。さらに、偏光ビームスプリッタ５０にホログラムを一体化した構造であっても良い。
【０１７９】
また、上記では、受光領域４２ａ，４２ｂに入射する第２波長の光および第３波長の光の光スポットが複数のスポットとなるように回折し、第１波長の光の光スポットが１つのスポットとなるように回折する構成としたが、これに限定されることなく、第１波長の光の光スポットも複数のスポットになるようにしても良い。
【０１８０】
また、上記では、回折領域４４から回折される＋１次回折光のみを使ったシングルナイフエッジ法を利用したが、同時に発生する−１次回折光を使うダブルナイフエッジ法を利用することも可能である。
【０１８１】
（第４実施形態）
次に、第４の実施形態に係る光ピックアップ装置について説明する。
上記では、ナイフエッジ法を中心に説明してきたが、これに限定されることなく、ビームサイズ法を適用した光ピックアップ装置であってもよい。ビームサイズ法は、受光素子上で、２種の回折領域から回折された光の内、一方の光をＮｅａｒ側とし、他方の光をＦａｒ側に設定し、それぞれの光を独立した受光領域で検出して、その差分に基づいて、フォーカスエラー信号ＦＥＳを生成している。たとえば、Ｎｅａｒ側スポットおよびＦａｒ側スポットが、複数の光スポットで形成され、かつ受光素子の分割線に対してその位置に広がりを持たせるように配置することで、光源、受光素子、回折素子などの光学配置のずれに対するデフォーカス量およびＦＥＳバランスのずれを緩和することが可能である。
【０１８２】
図１７は、第４の実施形態に係る光ピックアップ装置６８の構成を表す図である。図１８は、第４の実施形態における光源７０と受光素子７２、７３が一体となった複合素子６１を光軸方向から見た平面図である。図１９は、第４の実施形態の回折素子６３の回折領域６４の平面図である。第４の実施形態に係る光ピックアップ装置６８は、第１〜第３の実施形態に係る各光ピックアップ装置と、光源、受光素子、回折素子の構成が異なる構造となっている。
【０１８３】
回折素子６３は、光軸となる中心Ｏを中心とした円周状の領域であり、この円形状の領域の内、中心ＯからＸ方向とＹ方向に延びた分割線６３ｘ、６３ｙにより、大領域Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄに分割されおり、さらにそれぞれの領域は、Ｙ方向に延びる複数の直線により短冊状の領域に分割されている。各大領域は、それぞれ６つの小領域に分割されている。ここで一つおきの小領域をＡｂ１、Ａｂ２、Ａｂ３としてこれらを１つのグループとし、一つおきの小領域をＡｆ１、Ａｆ２、Ａｆ３としてこれらを他の１つのグループとする。他に大領域Ｂ、Ｃ、Ｄも同様にそれぞれ３領域のグループが構成される。また、この回折素子６３は、Ｘ方向の直線偏光を透過し、Ｙ方向の直線偏光を回折させる偏光特性を有する。
【０１８４】
複合素子６１は、シリコン基板上に受光素子が形成され、光源７０から出射された光は、同じく受光素子上にエッチングにより形成された立上ミラー７１によって、Ｙ方向からＺ方向に反射される。その立上ミラー７１の±Ｘ方向に受光領域７２，７３を備えている。受光領域７２はフォーカスエラー信号検出用の受光領域ＦＥ1〜ＦＥ４およびＦＥ５〜ＦＥ８がＹ方向にそれぞれ４個の領域として分割されており、受光領域７３はラジアルエラー信号検出用の受光領域ＴＥ１〜ＴＥ４が、Ｘ方向およびＹ方向の分割線で４個の領域として分割されている。
【０１８５】
回折素子６３とコリメートレンズ６５の間には、１／４波長板６４が設けられている。
光源７０から出射されたＹ方向の光は、立上ミラー７１によりＺ方向に反射され、回折素子６３に入射する。回折素子６３はＸ方向の直線偏光Ｌ０を透過し、１／４波長板６４により円偏光となり、コリメートレンズ６５および対物レンズ６６を通って、光記録媒体６７に照射される。光記録媒体６７により反射された反射光は、コリメートレンズ６５および対物レンズ６６を通り、再び１／４波長板６４を通ってＹ方向の直線偏光となり、回折素子６３に入射し、受光領域７２に向けて回折する＋１次回折光Ｌ１と、受光領域７３に向けて回折する−１次回折光Ｌ２とが生成される。
【０１８６】
回折素子６３の領域Ａｂ１〜Ａｂ３には、入射した光の内、＋１次回折光Ｌ１は受光領域７２よりも後方（−Ｚ方向）に集光しつつ、受光領域７２上では受光領域ＦＥ５と受光領域ＦＥ６の分割線中央近傍で、光スポットＬ１Ａｂ１が受光領域ＦＥ５と受光領域ＦＥ６の分割線中央上に、光スポットＬ１Ａｂ２が−Ｙ方向に、光スポットＬ１Ａｂ３が＋Ｙ方向にずれた位置に入射するような光スポットＬ１Ａｂ１〜Ｌ１Ａｂ３が形成されるような回折溝が設けられている。また、回折素子６３の領域Ａｆ１〜Ａｆ３には、入射した光が、受光領域７２よりも前方（＋Ｚ方向）に集光しつつ、受光領域７２上では受光領域ＦＥ５と受光領域ＦＥ６の分割線中央近傍で、光スポットＬ１Ａｆ１が受光領域ＦＥ５と受光領域ＦＥ６の分割線中央上に、光スポットＬ１Ａｆ２が＋Ｙ方向に、光スポットＬ１Ａｆ３が−Ｙ方向にずれた位置に入射するような光スポットＬ１Ａｆ１〜Ｌ１Ａｆ３が形成されるような回折溝が設けられている。−１次回折光は、回折素子６３の中心Ｏに対して、対称な位置に光スポットＬ２Ａｂ１〜Ｌ２Ａｂ３およびＬ２Ａｆ１〜Ｌ２Ａｆ３が形成され、それぞれ受光領域７３のＴＥ１中央近傍に入射する。
【０１８７】
回折素子６３の領域Ｂｂ１〜Ｂｂ３には、入射した光の内、＋１次回折光Ｌ１は受光領域７２よりも後方（−Ｚ方向）に集光しつつ、受光領域７２上では受光領域ＦＥ１と受光領域ＦＥ２の分割線中央近傍で、光スポットＬ１Ｂｂ１が受光領域ＦＥ１と受光領域ＦＥ２の分割線中央上に、光スポットＬ１Ｂｂ２が＋Ｙ方向に、光スポットＬ１Ｂｂ３が−Ｙ方向にずれた位置に入射するような光スポットＬ１Ｂｂ１〜Ｌ１Ｂｂ３が形成されるような回折溝が設けられている。また、回折素子６３の領域Ｂｆ１〜Ｂｆ３には、入射した光が、受光領域７２よりも前方（＋Ｚ方向）に集光しつつ、受光領域７２上では受光領域ＦＥ１と受光領域ＦＥ２の分割線中央近傍で、光スポットＬ１Ｂｆ１が受光領域ＦＥ１と受光領域ＦＥ２の分割線中央上に、光スポットＬ１Ｂｆ２が−Ｙ方向に、光スポットＬ１Ｂｆ３が＋Ｙ方向にずれた位置に入射するような光スポットＬ１Ｂｆ１〜Ｌ１Ｂｆ３が形成されるような回折溝が設けられている。−１次回折光は、回折素子６３の中心Ｏに対して、対称な位置に光スポットＬ２Ｂｂ１〜Ｌ２Ｂｂ３およびＬ２Ｂｆ１〜Ｌ２Ｂｆ３が形成され、それぞれ受光領域７３のＴＥ２中央近傍に入射する。
【０１８８】
回折素子６３の領域Ｃｂ１〜Ｃｂ３には、入射した光の内、＋１次回折光Ｌ１は受光領域７２よりも後方（−Ｚ方向）に集光しつつ、受光領域７２上では受光領域ＦＥ１と受光領域ＦＥ２の分割線中央近傍で、光スポットＬ１Ｃｂ１が受光領域ＦＥ１と受光領域ＦＥ２の分割線中央上に、光スポットＬ１Ｃｂ２が−Ｙ方向に、光スポットＬ１Ｃｂ３が＋Ｙ方向にずれた位置に入射するような光スポットＬ１Ｃｂ１〜Ｌ１Ｃｂ３が形成されるような回折溝が設けられている。また、回折素子６３の領域Ｃｆ１〜Ｃｆ３には、入射した光が、受光領域７２よりも前方（＋Ｚ方向）に集光しつつ、受光領域７２上では受光領域ＦＥ１と受光領域ＦＥ２の分割線中央近傍で、光スポットＬ１Ｃｆ１が受光領域ＦＥ１と受光領域ＦＥ２の分割線中央上に、光スポットＬ１Ｃｆ２が＋Ｙ方向に、光スポットＬ１Ｃｆ３が−Ｙ方向にずれた位置に入射するような光スポットＬ１Ｃｆ１〜Ｌ１Ｃｆ３が形成されるような回折溝が設けられている。−１次回折光は、回折素子６３の中心Ｏに対して、対称な位置に光スポットＬ２Ｃｂ１〜Ｌ２Ｃｂ３およびＬ２Ｃｆ１〜Ｌ２Ｃｆ３が形成され、それぞれ受光領域７３のＴＥ３中央近傍に入射する。
【０１８９】
回折素子６３の領域Ｄｂ１〜Ｄｂ３には、入射した光の内、＋１次回折光Ｌ１は受光領域７２よりも後方（−Ｚ方向）に集光しつつ、受光領域７２上では受光領域ＦＥ５と受光領域ＦＥ６の分割線中央近傍で、光スポットＬ１Ｄｂ１が受光領域ＦＥ５と受光領域ＦＥ６の分割線中央上に、光スポットＬ１Ｄｂ２が＋Ｙ方向に、光スポットＬ１Ｄｂ３が−Ｙ方向にずれた位置に入射するような光スポットＬ１Ｄｂ１〜Ｌ１Ｄｂ３が形成されるような回折溝が設けられている。また、回折素子６３の領域Ｄｆ１〜Ｄｆ３には、入射した光が、受光領域７２よりも前方（＋Ｚ方向）に集光しつつ、受光領域７２上では受光領域ＦＥ５と受光領域ＦＥ６の分割線中央近傍で、光スポットＬ１Ｄｆ１が受光領域ＦＥ５と受光領域ＦＥ６の分割線中央上に、光スポットＬ１Ｄｆ２が−Ｙ方向に、光スポットＬ１Ｄｆ３が＋Ｙ方向にずれた位置に入射するような光スポットＬ１Ｄｆ１〜Ｌ１Ｄｆ３が形成されるような回折溝が設けられている。−１次回折光は、回折素子６３の中心Ｏに対して、対称な位置に光スポットＬ２Ｄｂ１〜Ｌ２Ｄｂ３およびＬ２Ｄｆ１〜Ｌ２Ｄｆ３が形成され、それぞれ受光領域７３のＴＥ１中央近傍に入射する。
【０１９０】
次に、第４の実施形態に係る光ピックアップ装置６８の動作原理について説明する。受光領域ＦＥ１〜ＦＥ８およびＴＥ１〜ＴＥ４へ入射した光が電気信号に変換された値をそれぞれＳＦ１〜ＳＦ８およびＳＴ１〜ＳＴ４とすると、ビームサイズ法であればフォーカスエラー信号ＦＥＳは、次式で得ることができる。
ＦＥＳ＝｛（ＳＦ１＋ＳＦ６）−（ＳＦ２＋ＳＦ５）｝
−｛（ＳＦ３＋ＳＦ８）−（ＳＦ４＋ＳＦ７）｝        …（１４）
また、ラジアルエラー信号は、プッシュプル法であれば、
ＲＥＳ＝｛（ＴＥ１＋ＴＥ２）−（ＴＥ３＋ＴＥ４）｝            …（１５）
で、得ることができ、ＤＰＤ法であれば、
ＲＥＳ＝Ｐｈａｓｅ｛（ＴＥ１＋ＴＥ４）−（ＴＥ２＋ＴＥ３）    …（１６）
で、得ることができる。
【０１９１】
第１の実施形態のように、受光領域ＦＥ１〜ＦＥ２およびＦＥ５〜ＦＥ５間の分割線に対して、分割線の直交方向となるＹ方向にそれぞれ光スポットをずらすことで、見かけ上の光スポットが大きくなるため、光源６１、複合素子６１、回折素子６２の公差によるデフォーカス量およびＦＥＳバランスずれが小さくなる。
【０１９２】
さらに、第２および第３の実施形態のように、複数波長に対応したもの、受光領域上の複数のスポットがフォーカス方向であるＺ方向にプラス側／マイナス側に移動したものであっても良い。
【符号の説明】
【０１９３】
１，２１，４１      光源
２，２２，４２      受光素子
２ａ，２ｂ，２２ａ，２２ｂ，４２ａ，４２ｂ    フォーカス受光領域
２ｃ，２ｄ，２２ｃ，２２ｄ，４２ｃ，４２ｄ    ラジアル受光領域
４，２４，４４      回折素子
５，２５，４５      コリメートレンズ
６，２６，４６      対物レンズ
７，２７，４７      光学記録媒体
８，２８，４８      光ピックアップ装置
【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９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図７】
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【図８】
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