(57)【要約】【課題】サブビームに対するメインビーム迷光の影響を軽減すること。【解決手段】光検出器において、光ディスクの記録面で反射したメインビームを受光するメインビーム受光部Ｍと、上記記録面で反射したサブビームを受光するサブビーム受光部Ｓ１ａ，Ｓ２ａと、を含む光検出器１２０ａを備え、光ディスクの接線方向に対応するＹ方向及び該光ディスクの半径方向に対応するＸ方向のうちのいずれか少なくとも一方について、各サブビーム受光部Ｓ１ａ，Ｓ２ａの最大幅が、メインビーム受光部Ｍの最大幅よりも小さいことを特徴とする。これによれば、サブビーム受光部Ｓ１ａ，Ｓ２ａにおけるメインビーム迷光の受光量を減らすことができるので、サブビームに対するメインビーム迷光の影響を軽減することが可能になる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ディスクの記録面で反射したメインビームを受光するメインビーム受光部と、
前記記録面で反射したサブビームを受光する１又は複数のサブビーム受光部と、
を備え、
前記光ディスクの接線方向に対応する第１の方向及び該光ディスクの半径方向に対応する第２の方向のうちの少なくとも一方について、前記各サブビーム受光部の最大幅が、前記メインビーム受光部の最大幅よりも小さいことを特徴とする光検出器。
【請求項２】
前記第１の方向及び前記第２の方向の両方について、前記各サブビーム受光部の最大幅が、前記メインビーム受光部の最大幅よりも小さいことを特徴とする請求項１に記載の光検出器。
【請求項３】
復路光学系で非点収差を発生させてフォーカシング誤差信号を得る方式に用いられることを特徴とする請求項１又は２に記載の光検出器。
【請求項４】
前記各サブビーム受光部の形状が正方形、八角形、又は円形のうちのいずれかであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の光検出器。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか一項に記載の光検出器を備えることを特徴とする光ピックアップ。
【請求項６】
請求項５に記載の光ピックアップを用いて、多層化した光ディスクの再生又は記録のうちの少なくとも一方を行うことを特徴とする光再生記録装置。
【請求項７】
前記メインビーム受光部の出力に基づく第１のフォーカシング誤差信号に応じて、前記メインビーム受光部及び前記各サブビーム受光部の出力に基づく第２のフォーカシング誤差信号を用いるフォーカスサーボを開始する焦点制御手段、
を備えることを特徴とする請求項６に記載の光再生記録装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は光検出器に関し、特に、多層化した光ディスクの再生や記録に用いることが好適な光検出器に関する。また、本発明はこのような光検出器を備える光ピックアップ、および該光ピックアップを備えた光再生記録装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＣＤ(Compact Disc)、ＤＶＤ、ＨＤ−ＤＶＤ、ＢＤ(Blu-ray Disc)等の光ディスクの再生や記録を行うための光再生記録装置に含まれる光ピックアップには、記録面で反射した光ビームを受光するための光検出器が備えられる。
【０００３】
図８は、上記光検出器の例を示す図である。光ピックアップの中には、光ビームを、回折格子を用いて０次回折光（メインビームＭＢ）、＋１次回折光（第１サブビームＳＢ１）、−１次回折光（第２サブビームＳＢ２）の３つに分けて用いるものがあり、図８はこのような光ピックアップに備えられる光検出器１０００の例を示している。図８に示すように、光検出器１０００は、各ビームに対応して、メインビーム受光部Ｍ、第１サブビーム受光部Ｓ１、第２サブビーム受光部Ｓ２を有する。これらの各受光部の出力（受光結果）は、光ビームの焦点を記録面上に合わせる制御（サーボ）のために用いられる。
【０００４】
なお、特許文献１には、光ディスク記録トラックに追従する、半径方向の位置制御（トラッキングサーボ）のための具体的な技術である差動プッシュプル法が開示されている。また、特許文献２には、記録面垂直方向の焦点位置制御（フォーカスサーボ）のための具体的な技術である差動非点収差法が開示されている。また、特許文献３には、上記差動プッシュプル法及び上記差動非点収差法が開示されている。
【特許文献１】特公平４−３４２１２号公報
【特許文献２】特開平４−１６８６３１号公報
【特許文献３】特開２００３−１７８４８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記光検出器には記録面での反射光のみが受光されることが望ましいところ、実際には記録面以外の部分での反射光（これを迷光という。）も受光されることがある。特に、近年は光ディスクの多層化が進展してきており、再生や記録の対象となる層以外の層での反射光が迷光として上記光検出器に受光されることが多くなっている。
【０００６】
一般に、迷光は焦点が全く合っていない光ビームであり、光検出器上で大きくぼやけているため、光検出器での受光量（光ビームの強度を受光面で面積分して得られる値）は本来受光されるべき光ビームに比べてそれほど大きくはない。しかしながら、サブビームに関しては、その強度がメインビームの１／１０程度しかないために、メインビームの迷光の受光量が無視できない程度になってしまうことがある。このような場合、上記サーボが実行困難になるという問題が生ずる。
【０００７】
なお、ビーム間の距離（記録面上でのスポット間の距離）を大きくすることにより、メインビーム迷光がサブビーム受光部に受光されないようにすることも考えられる。しかしながら、光ディスクが一般に円盤状であるため、ビーム間の距離を離しすぎるとトラックのカーブがトラッキングサーボに影響してしまう。そのため、ビーム間の距離には限界があり（記録面上でのスポット間の距離で１５μｍ程度）、限界値を超えてビーム間の距離を空けることはできない。
【０００８】
したがって、本発明の課題のひとつは、サブビームに対するメインビーム迷光の影響を軽減することのできる光検出器、光ピックアップ、及び光再生記録装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するための本発明による光検出器は、光ディスクの記録面で反射したメインビームを受光するメインビーム受光部と、前記記録面で反射したサブビームを受光する１又は複数のサブビーム受光部と、を含む光検出器を備え、前記光ディスクの接線方向に対応する第１の方向及び該光ディスクの半径方向に対応する第２の方向のうちのいずれか少なくとも一方について、前記各サブビーム受光部の最大幅が、前記メインビーム受光部の最大幅よりも小さいことを特徴とする。
【００１０】
本発明によれば、サブビーム受光部におけるメインビーム迷光の受光量を減らすことができるので、サブビームに対するメインビーム迷光の影響を軽減することが可能になる。
【００１１】
また、上記光検出器において、前記第１の方向及び前記第２の方向の両方について、前記各サブビーム受光部の最大幅が、前記メインビーム受光部の最大幅よりも小さいこととしてもよい。これによれば、より確実に、サブビームに対するメインビーム迷光の影響を軽減することが可能になる。
【００１２】
また、上記各光検出器は復路光学系で非点収差を発生させてフォーカシング誤差信号を得る方式に用いられることとしてもよい。これによれば、このような方式に用いられる光検出器において、サブビームに対するメインビーム迷光の影響を軽減することが可能になる。
【００１３】
また、上記各光検出器において、前記各サブビーム受光部の形状が正方形、八角形、又は円形のうちのいずれかであることとしてもよい。サブビーム受光部は一般的な正方形であってももちろんよいし、八角形や円形とすれば、サブビーム受光部におけるメインビーム迷光の受光量を特に減ずることができる。
【００１４】
また、本発明による光ピックアップは上記各光検出器を備えることを特徴とする。
【００１５】
また、本発明による光再生記録装置は上記光ピックアップを用いて、多層化した光ディスクの再生又は記録のうちの少なくとも一方を行うことを特徴とする。
【００１６】
また、上記再生記録装置において、前記メインビーム受光部の出力に基づく第１のフォーカシング誤差信号に応じて、前記メインビーム受光部及び前記各サブビーム受光部の出力に基づく第２のフォーカシング誤差信号を用いるフォーカスサーボを開始する焦点制御手段をさらに備えることとしてもよい。これによれば、ある程度光ビームの焦点が合ってからサブビーム受光部を用いるようにすることができるので、メインビームの迷光がサブビームに大きな影響を及ぼすことを回避できる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、サブビームに対するメインビーム迷光の影響を軽減することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、添付図面を参照しながら、本発明の好ましい実施の形態について詳細に説明する。
【００１９】
図１は、光ディスク２００の再生及び記録を行うための光ピックアップ１００の模式図である。
【００２０】
図１（ａ）は光ディスク２００の記録面の側面方向から見た模式図、同図（ｂ）は光ディスク２００の記録面の上面方向から見た模式図である。なお、光ディスク２００には、ＣＤ、ＤＶＤ、ＨＤ−ＤＶＤ、ＢＤ等の各種光ディスクを用いることができるが、本実施の形態では特に、記録面が多層化された円盤状の光ディスクを用いる。
【００２１】
図１に示すように、光ピックアップ１００の往路光学系は、レーザ光源１０１と、回折格子１０２と、ビームスプリッタ１０３と、フロントモニタ（ＦＭＰＤ）１０４と、コリメータレンズ１０５と、ミラー１０６と、１／４波長板１０７と、対物レンズ１０８と、を備えている。
【００２２】
回折格子１０２は、レーザ光源１０１が発した光ビームを上述した３ビームに分解しＰ偏光としてビームスプリッタ１０３に入射させる。ビームスプリッタ１０３は、入射されたＰ偏光を９０％程度透過し残りを反射する。ＦＭＰＤ１０４は、ビームスプリッタ１０３で反射されたＰ偏光を受光して電気信号に変換し、光源出力のフィードバック制御を行うコントローラ（不図示）に出力する。コリメータレンズ１０５は、ビームスプリッタ１０３を透過した光ビームを平行光とする。ミラー１０６は、コリメータレンズ１０５を通過した光ビームを反射して、その進路を光ディスク２００方向に折り曲げる。１／４波長板１０７は、ミラー１０６で反射した光ビームを円偏光とする。対物レンズ１０８は、１／４波長板１０７を通過した光ビームを収束光として光ディスク２００の記録面に照射する。
【００２３】
また、光ピックアップ１００は、対物レンズ１０８の位置を制御するアクチュエータ１０９も備えており、これによって、対物レンズ１０８を通過した光ビームの焦点位置は光ディスク２００の記録面垂直方向及び半径方向に制御可能とされている。制御内容の詳細については後述する。
【００２４】
光ピックアップ１００の復路光学系は、上述した対物レンズ１０８、１／４波長板１０７、ミラー１０６、及びコリメータレンズ１０５、ビームスプリッタ１０３に加え、アナモフィックレンズ１１０と光検出器１２０ａを備えている。このうち、ビームスプリッタ１０３は、記録面で反射してＳ偏光となり復路光学系を逆行してきた光ビームを１００％反射してアナモフィックレンズ１１０に入射させる。アナモフィックレンズ１１０は、ビームスプリッタ１０３から入射された光ビームに非点収差を付与する。光検出器１２０ａは、アナモフィックレンズ１１０によって非点収差を付与された光ビームを受光する。
【００２５】
ここで、回折格子１０２によって３つに分解された各光ビームは、上述した往路光学系の働きにより、光ディスク２００の記録面上に、概ね光ディスク２００の接線方向及び半径方向に等間隔で並ぶ３つのスポットを形成する。なお、光ピックアップ１００の往路光学系は、各スポットが、記録面上において第１サブビーム、メインビーム、第２サブビームの順に並び、かつ、各スポットの接線方向の間隔が１０μｍ程度、同半径方向の間隔がトラックピッチの１／２となるよう構成されている。各ビームはそれぞれ記録面によって反射され、上述した復路光学系の働きにより光検出器１２０ａに到達し、光検出器１２０ａ上にもそれぞれのスポットを形成する。
【００２６】
図２は、光ビームの照射方向から見た光検出器１２０ａの外観図である。
【００２７】
図２に示すように、光検出器１２０ａはメインビーム受光部Ｍ、第１サブビーム受光部Ｓ１ａ、第２サブビーム受光部Ｓ２ａを備えている。ここで、同図Ｘ方向は光ディスク２００の半径方向に対応し、同図Ｙ方向は光ディスク２００の接線方向に対応する。第１サブビーム受光部Ｓ１ａ、メインビーム受光部Ｍ、第２サブビーム受光部Ｓ２ａは、それぞれ第１サブビームＳＢ１、メインビームＭＢ、第２サブビームＳＢ２を受光できるよう、Ｙ方向にこの順で並んで配置されている。
【００２８】
各受光部はいずれも、それぞれ正方形の受光面を有する４つのフォトダイオードを正方形状に配置してなる４分割光検出器である。また、各フォトダイオードの受光面のサイズは、各受光部内で同一である。各フォトダイオードは、光ビームを受光すると、光ビームの強度を受光面で面積分して得られる値（受光量）の振幅を有する信号を出力する。
【００２９】
本実施の形態では、各サブビーム受光部Ｓ１ａ，Ｓ２ａの最大幅が従来より小さくなっており、これによって、多層化した光ディスクの再生や記録を行う際のサブビームに対するメインビーム迷光の影響が軽減され、サブビームを用いるサーボの引き込みが安定化されている。以下では、この点について、フォーカスサーボ及びトラッキングサーボによる光ピックアップ１００の動作の説明の後、説明することにする。
【００３０】
なお、説明にあたり、各フォトダイオードに符号を付与しておく。具体的には、図２に示すように、メインビーム受光部Ｍを構成する各フォトダイオードを、図面右上から時計回りにフォトダイオードａ，ｂ，ｃ，ｄとし、サブビーム受光部Ｓ１ａを構成する各フォトダイオードを、図面右上から時計回りにフォトダイオードｅ１，ｅ２，ｅ３，ｅ４とし、サブビーム受光部Ｓ２ａを構成する各フォトダイオードを、図面右上から時計回りにフォトダイオードｆ１，ｆ２，ｆ３，ｆ４とする。そして、各フォトダイオードａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ１，ｅ２，ｅ３，ｅ４，ｆ１，ｆ２，ｆ３，ｆ４の出力（受光量）を、それぞれＩａ，Ｉｂ，Ｉｃ，Ｉｄ，Ｉｅ１，Ｉｅ２，Ｉｅ３，Ｉｅ４，Ｉｆ１，Ｉｆ２，Ｉｆ３，Ｉｆ４とする。
【００３１】
まず、フォーカスサーボに関して説明する。光ピックアップ１００は、差動非点収差法によるフォーカスサーボを行う。
【００３２】
差動非点収差法では、メインビームフォーカシング誤差信号ＦＥＭ及びサブビームフォーカシング誤差信号ＦＥＳが式（１）及び式（２）のように定義される。また、フォーカシング誤差信号ＦＥが次の式（３）のように定義される。
ＦＥＭ＝（Ｉａ＋Ｉｃ）−（Ｉｂ＋Ｉｄ）  ・・・（１）
ＦＥＳ＝｛（Ｉｅ１＋Ｉｆ１）＋（Ｉｅ３＋Ｉｆ３）｝−｛（Ｉｅ２＋Ｉｆ２）＋（Ｉｅ４＋Ｉｆ４）｝  ・・・（２）
ＦＥ＝ＦＥＭ＋ｋｆＦＥＳ  ・・・（３）
【００３３】
サブビームフォーカシング誤差信号ＦＥＳを用いるのは、トラッククロスノイズ（対物レンズ１０８がトラック上を横切るときに発生するノイズ）をキャンセルするためである。すなわち、上述したように、記録面上における第１サブビームＳＢ１、メインビームＭＢ、第２サブビームＳＢ２の各スポット位置はトラックピッチの１／２ずつ光ディスク半径方向に離隔して並んでおり、そのために、ＦＥＳとＦＥＭには、対物レンズ１０８がトラック上を横切るとき、互いに逆位相の変動成分（トラッククロスノイズ）が現れる。定数ｋｆは、これらの変動成分を打ち消すように決定される。したがって、フォーカシング誤差信号ＦＥではトラッククロスノイズがキャンセルされる。
【００３４】
アナモフィックレンズ１１０の働きにより、各光ビームの焦点位置が記録面上にある場合、各光ビームは略円形のスポットを各受光部に形成する（図２のメインビームＭＢ−１，サブビームＳＢ１−１，サブビームＳＢ２−１）。一方、焦点位置が記録面上にない場合、各光ビームが形成するスポットは、各受光部の対角線方向に長軸を有する略楕円形となる（図２のメインビームＭＢ−２，サブビームＳＢ１−２，サブビームＳＢ２−２）。そのため、各光ビームの焦点位置が記録面上にあるとフォーカシング誤差信号ＦＥの値は０になるが、そうでないと０以外の値となる。差動非点収差法はこのようなフォーカシング誤差信号ＦＥの性質を利用するもので、光ピックアップ１００はフォーカシング誤差信号ＦＥの値が０になるようにアクチュエータ１０９を制御することにより、記録面垂直方向の焦点位置合わせを行う。
【００３５】
次に、トラッキングサーボに関して説明する。光ピックアップ１００は、差動プッシュプル法によるトラッキングサーボを行う。
【００３６】
差動プッシュプル法では、メインプッシュプルＭＰＰ及びサブプッシュプルＳＰＰが式（４）及び式（５）のように定義される。また、トラッキング誤差信号ＴＥが次の式（６）のように定義される。
ＭＰＰ＝（Ｉａ＋Ｉｄ）−（Ｉｂ＋Ｉｃ）  ・・・（４）
ＳＰＰ＝｛（Ｉｅ１＋Ｉｆ１）＋（Ｉｅ４＋Ｉｆ４）｝−｛（Ｉｅ２＋Ｉｆ２）＋（Ｉｅ３＋Ｉｆ３）｝  ・・・（５）
ＴＥ＝ＭＰＰ−ｋｔＳＰＰ  ・・・（６）
【００３７】
サブプッシュプルＳＰＰを用いるのは、レンズシフトオフセット（アクチュエータ１０９によって対物レンズ１０８を動かすことにより発生するオフセット）をキャンセルするためである。すなわち、ＭＰＰとＳＰＰには、アクチュエータ１０９によって対物レンズ１０８を動かすとき、同方向のオフセット成分（レンズシフトオフセット）が現れる。定数ｋｔは、このオフセット成分を打ち消すように決定される。したがって、トラッキング誤差信号ＴＥではレンズシフトオフセットがキャンセルされる。
【００３８】
各光ビームの焦点位置がトラック内の所定位置（ランド又はグループの中心）にあるとき、各光ビームが光検出器１２０ａに形成するスポットの強度中心は、各受光部の中心と一致する。一方、各光ビームの焦点位置がトラック内の上記所定位置から光ディスク半径方向にずれると、各光ビームが光検出器１２０ａに形成するスポットの強度中心は、各受光部の中心からＹ方向にずれる。その結果、例えばメインビームＭＢに関して言えば、フォトダイオードａ及びｄの受光量の合計値Ｉａ＋Ｉｄと、フォトダイオードｂ及びｃの受光量の合計値Ｉｂ＋Ｉｃとが異なる値になる。また、記録面上における各サブビームのスポット位置は、メインビームから光ディスク半径方向に、互いに逆向きに等距離離れている。これらにより、メインビームの焦点位置がトラック内の所定位置にあるとトラッキング誤差信号ＴＥの値は０になるが、そうでないと０以外の値となる。差動プッシュプル法はこのようなトラッキング誤差信号ＴＥの性質を利用するもので、光ピックアップ１００はトラッキング誤差信号ＴＥの値が０になるようにアクチュエータ１０９を制御することにより、光ディスク半径方向の焦点位置合わせを行う。
【００３９】
さて、ここから、各受光部の大きさ及び形状について説明する。まず、メインビーム受光部Ｍの形状はＸ方向及びＹ方向に平行な各辺を有する正方形であり、その最大幅Ｘｍ及びＹｍ（＝各辺の長さ）は、フォーカシング誤差信号が最大となるときのメインビームＭＢ（図２のメインビームＭＢ−２等）のスポットが受光範囲に含まれるよう決定されている。具体的な数値を挙げると、焦点が合っているときのスポットの直径の設計値約６０μｍに対して約７０％増しのＸｍ＝Ｙｍ＝１００μｍ程度とすればよい。
【００４０】
サブビーム受光部Ｓ１ａ，Ｓ２ａも、その形状は、Ｘ方向及びＹ方向に平行な各辺を有する正方形である。しかし、Ｘ方向についてのサブビーム受光部Ｓ１ａ，Ｓ２ａの最大幅Ｘｓは、メインビーム受光部Ｍの最大幅Ｘｍよりも小さくなっている（Ｘｓ＜Ｘｍ）。同様に、Ｙ方向についてのサブビーム受光部Ｓ１ａ，Ｓ２ａの最大幅Ｙｓも、メインビーム受光部Ｍの最大幅Ｙｍよりも小さくなっている（Ｙｓ＜Ｙｍ）。最大幅Ｘｓ，Ｙｓの具体的な値は、焦点が合っているときのサブビームＳＢ１及びＳＢ２（図２のサブビームＳＢ１−１及びＳＢ２−１）のスポットが、各受光部の受光範囲に含まれるよう決定される。具体的な数値を挙げると、焦点が合っているときのサブビームＳＢ１及びＳＢ２のスポットの直径の設計値約６０μｍに対して約３０％の余裕を見て、Ｘｓ＝Ｙｓ＝８０μｍ程度とすることが好ましい。
【００４１】
図３は、図２と同じ光検出器１２０ａの外観図に重ねて、メインビームＭＢに由来する迷光Ｌ１を記載したものである。
【００４２】
迷光Ｌ１はフォーカシングされていない光ビームであるため、図３に示すようにその範囲は大きく広がり、メインビーム受光部Ｍだけでなくサブビーム受光部Ｓ１ａ，Ｓ２ａにも照射されることになる。このとき、各フォトダイオードの出力（受光量）には、迷光Ｌ１成分が含まれることになる。
【００４３】
本実施の形態では、Ｘ方向及びＹ方向について、各サブビーム受光部Ｓ１ａ，Ｓ２ａの最大幅を、メインビーム受光部Ｍの最大幅（焦点が合っていないときのスポットを受光できるよう最適化された長さ）よりも小さくしているので、各サブビーム受光部Ｓ１ａ，Ｓ２ａを構成する各フォトダイオードの出力（Ｉｅ１，Ｉｅ２，Ｉｅ３，Ｉｅ４，Ｉｆ１，Ｉｆ２，Ｉｆ３，Ｉｆ４）に含まれる迷光Ｌ１成分を低減することが可能になっている。一方で、本来受光されるべきサブビーム成分は、サブビームのスポットがサブビーム受光部Ｓ１ａ，Ｓ２ａの受光面内に含まれている限りにおいては、低減されることはない。したがって、各サブビーム受光部Ｓ１ａ，Ｓ２ａを構成する各フォトダイオードの出力（Ｉｅ１，Ｉｅ２，Ｉｅ３，Ｉｅ４，Ｉｆ１，Ｉｆ２，Ｉｆ３，Ｉｆ４）に含まれる迷光Ｌ１成分の割合を相対的に低減することができるので、上記各サーボを行うにあたり、サブビームに対するメインビーム迷光Ｌ１の影響を軽減することが可能になっている。
【００４４】
以上説明したように、本実施の形態によれば、サブビームに対するメインビーム迷光の影響を軽減することが可能になっている。
【００４５】
なお、本実施の形態では正方形状のサブビーム受光部を用いたが、他の形状、例えば八角形や円形のサブビーム受光部を用いることもできる。以下、具体的に説明する。
【００４６】
図４は、八角形状のサブビーム受光部Ｓ１ｂ，Ｓ２ｂを有する光検出器１２０ｂの外観図である。
【００４７】
図４のようにすれば、サブビームに対するメインビーム迷光の影響をより軽減することが可能になる。加えて、八角形は正方形から角を取り去った形状であるので、メインビーム迷光が同図に示した迷光Ｌ２のような形状であるとき、各サブビーム受光部におけるメインビーム迷光の受光量を特に減ずることが可能になっている。
【００４８】
また、図５は、円形状のサブビーム受光部Ｓ１ｃ，Ｓ２ｃを有する光検出器１２０ｃの外観図である。
【００４９】
図５のようにしても、サブビームに対するメインビーム迷光の影響をより軽減することが可能になる。加えて、八角形の場合と同様、メインビーム迷光が同図に示した迷光Ｌ２のような形状であるとき、各サブビーム受光部におけるメインビーム迷光の受光量を特に減ずることが可能になっている。
【００５０】
以上、サブビーム受光部の形状の例を２つ取り挙げたが、他にも、長方形、菱形、六角形、Ｘ方向及びＹ方向に対角方向が一致する正方形等、様々な形状の受光部を用いることができるのはもちろんである。
【００５１】
また、本発明は、上述した種類のサーボを行う場合にのみ適用できるものではなく、他の種類のサーボを行う場合にも適用可能である。例えば、本実施の形態ではフォーカスサーボとして差動非点収差法を用いたが、単なる非点収差法を用いる場合にも本発明を適用できる。以下、非点収差法を用いる場合の光検出器について説明しておく。
【００５２】
図６は、非点収差法を用いる光検出器１２０ｄの外観図である。
【００５３】
図６に示すように、光検出器１２０ｄのサブビーム受光部Ｓ１ｄ，Ｓ２ｄは、それぞれ長方形の受光面を有する２つのフォトダイオードを上下に配置してなる２分割光検出器である。この場合、フォーカシング誤差信号ＦＥは、次の式（７）のように定義される。
ＦＥ＝ＦＥＭ  ・・・（７）
【００５４】
式（７）ではトラッククロスノイズのキャンセルはできないが、トラッククロスノイズの影響が小さい場合にはこうすることで処理量を減ずることができる。そして、この場合においても、本発明を適用することは可能である。
【００５５】
図７は、光ピックアップ１００を用いて光ディスク２００の記録再生を行う光再生記録装置３００と、該光再生記録装置３００を備えるコンピュータ３１０のシステム構成を示す図である。なお、ここでは光再生記録装置３００を備えるコンピュータ３１０について説明するが、光再生記録装置３００はコンピュータにしか搭載できない性質のものではなく、光ディスクプレーヤや光ディスクレコーダなどの他の装置にも搭載可能である。
【００５６】
図７に示すように、コンピュータ３１０は、光再生記録装置３００の他、光再生記録装置３００の制御を含む各種制御や信号処理を行うＣＰＵ３１１と、ＣＰＵ３１１で利用される各種データを記憶するメモリ３１２と、他の装置とＣＰＵ３１１の接続インターフェイスであるインターフェイス回路（Ｉ／Ｆ）３１３と、を備えており、これらはバスで相互に接続されている。
【００５７】
また、光再生記録装置３００は、光ピックアップ１００（光検出器１２０ａを含む。）の他、信号演算部３０１と、レーザ駆動回路３０２と、アクチュエータ駆動回路３０３と、粗動モータ３０４と、粗動モータ駆動回路３０５と、スピンドルモータ３０６と、スピンドルモータ駆動回路３０７と、コントローラ３０８と、を備えている。
【００５８】
信号演算部３０１は、上述した各フォトダイオード（図２）から出力される信号の入力を受けて上記各誤差信号ＦＥ，ＴＥを算出するとともに、メインビーム受光部Ｍの各フォトダイオード（図２）が出力する信号の合計信号ＲＦ（ＲＦＰ＝Ｉａ＋Ｉｂ＋Ｉｃ＋ＩｄとＲＦＮ＝−（Ｉａ＋Ｉｂ＋Ｉｃ＋Ｉｄ）の差動信号）を算出するための演算回路及び増幅回路を有する。
【００５９】
レーザ駆動回路３０２は、レーザ光源１０１（図１）の出力制御を行う。アクチュエータ駆動回路３０３は、アクチュエータ１０９（図１）を制御して対物レンズ１０８（図１）を移動させる。粗動モータ３０４は、光ピックアップ１００自体を光ディスク２００の半径方向に移動させる。粗動モータ駆動回路３０５は、粗動モータ３０４を制御して光ピックアップ１００を移動させる。スピンドルモータ３０６は、光ディスク２００を回転させる。スピンドルモータ駆動回路３０７は、スピンドルモータ３０６を制御して光ディスク２００を回転させる。
【００６０】
コントローラ３０８は、信号演算部３０１が算出した各誤差信号ＦＥ，ＴＥに基づいてアクチュエータ駆動回路３０３を制御する他、光ピックアップ１００自体の位置制御（シーク）のための粗動モータ駆動回路３０５の制御、及び光ディスク２００を回転させるためのスピンドルモータ駆動回路３０７の制御を行う。なお、コントローラ３０８はＩ／Ｆ３１３を介してＣＰＵ３１１と接続されている。
【００６１】
ここで、コントローラ３０８内部の具体的構成としては、ＤＳＰ(Digital Signal Processor)などのプロセッサを用いることもできるし、フォーカスサーボ追従回路、トラッキングサーボ追従回路、レーザコントロール等の各種専用回路を用いることもできる。プロセッサを用いる場合、後述するコントローラ３０８の各種動作は、ソフトウェアにより実現される。また、図７では信号演算部３０１を光ピックアップ１００の外部に設けているが、信号演算部３０１を光ピックアップ１００の内部に設けることもできる。コントローラ３０８及び信号演算部３０１は、協働して、光ビームの焦点位置を制御する焦点制御手段として機能する。
【００６２】
次に、光再生記録装置３００の動作について説明する。
【００６３】
コントローラ３０８は、ＣＰＵ３１１からの指示に応じて光ディスク２００の記録や再生を開始する。具体的には、コントローラ３０８は、まず、スピンドルモータ駆動回路３０７を制御して光ディスク２００を回転させるとともに、粗動モータ駆動回路３０５を制御して光ピックアップ１００を移動させ、記録面上における光ビームスポット位置が、大まかに所定の位置に合うようにする。また、コントローラ３０８は、レーザ駆動回路３０２を制御してレーザ光源１０１（図１）に光ビームを出力させる。
【００６４】
次に、コントローラ３０８は、信号演算部３０１に指示して、各信号ＦＥ，ＴＥ，ＲＦの算出を開始させる。このとき、信号演算部３０１は、トラッキング誤差信号ＴＥの算出を式（６）により行うが、フォーカシング誤差信号ＦＥの算出は、式（３）ではなく式（７）により行う。すなわち、この時点では、信号演算部３０１によって算出されるフォーカシング誤差信号ＦＥはメインビームフォーカシング誤差信号ＦＥＭ（メインビーム受光部Ｍ（図１）の出力に基づくフォーカシング誤差信号）である。
【００６５】
コントローラ３０８は、まず、信号演算部３０１が算出したフォーカシング誤差信号ＦＥに基づいてアクチュエータ駆動回路３０３を制御する。つまり、フォーカシング誤差信号ＦＥが０に近づくようにアクチュエータ駆動回路３０３を制御することにより対物レンズ１０８（図１）を移動させ、光ビームの記録面垂直方向の焦点合わせ（フォーカスサーボ）を行う。
【００６６】
信号演算部３０１は、２ステップによるフォーカスサーボを実現する。第１ステップでは、式（３）の非点収差法によるフォーカスサーボを実現する。第１ステップでのフォーカスサーボによってサブビームがサブビーム受光部内に収まるようになると、信号演算部３０１は、ステップを第２ステップに切り替える。第２ステップでは、式（７）の差動非点収差法によるフォーカスサーボを実現する。第２ステップでは、迷光の影響を受けることなく、トラッククロスノイズを低減することができ、良好なフォーカスサーボを行うことができる。
【００６７】
具体的なステップ切り替えの方法について説明する。信号演算部３０１は、第１ステップのフォーカスサーボが行われている間、算出しているフォーカシング誤差信号ＦＥの値を監視する。そして、フォーカシング誤差信号ＦＥの値が第１の所定値を下回ったところで、式（３）によるフォーカシング誤差信号ＦＥの算出に切り替える。その結果、以降信号演算部３０１によって算出されるフォーカシング誤差信号ＦＥは、メインビーム受光部Ｍ及び各サブビーム受光部Ｓ１，Ｓ２（図１）の出力に基づくフォーカシング誤差信号となり、第２ステップが開始される。
【００６８】
ここで、フォーカシング誤差信号ＦＥの値が第１の所定値を下回るのは、コントローラ３０８による対物レンズ１０８の位置制御によって光ビームの焦点が合ってきたためである。
【００６９】
光ビームの焦点が合っていない状態では、光検出器（図１）上における光ビームのスポットは大きく広がっており、本実施の形態のようにサブビーム受光部Ｓ１，Ｓ２を小さくしていると、サブビームが各サブビーム受光部Ｓ１，Ｓ２の受光面内に収まらないことがある。このような場合、ある程度焦点が合って光ビームのスポットが収束してからでないと、有意なフォーカシング誤差信号を取り出せない。これに対し、本実施の形態によれば、ある程度焦点があってからサブビームを用いるようにしているので、有意でないフォーカシング誤差信号に基づく誤った制御を行ってしまうことを防止できる。そしてまた、光ビームの記録面垂直方向の焦点合わせが完了した後に行われるトラッキングサーボを、安定したフォーカスサーボ状態の下、実行することができる。
【００７０】
以下、信号演算部３０１が、式（３）によるフォーカシング誤差信号ＦＥの算出を開始した後の処理について説明する。
【００７１】
コントローラ３０８は、フォーカスサーボを行っている間、フォーカシング誤差信号ＦＥの値を監視する。そして、フォーカシング誤差信号ＦＥの値が第２の所定値（＜第１の所定値）を下回った場合に、トラッキング誤差信号ＴＥに基づくアクチュエータ駆動回路３０３の制御を開始する。そして、トラッキング誤差信号ＴＥの値が第３の所定値を下回ったときに、光ディスク再生時においては、信号演算部３０１から入力されている合計信号ＲＦを１又は０のデジタル値に変換し、読み取ったデータとしてＩ／Ｆ３１３を介してＣＰＵ３１１に出力する。光ディスクへの記録時においては、レーザ光源１０１の出力を制御し、ＣＰＵ３１１から入力されるデータを光ディスクに書き込む。
【００７２】
以上、本発明の好ましい実施の形態について説明したが、本発明はこうした実施の形態に何等限定されるものではなく、本発明が、その要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施され得ることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】本発明の実施の形態１による光ピックアップの模式図である。
【図２】本発明の実施の形態１による光検出器を光ビームの照射方向から見た場合の外観図である。
【図３】図２と同じ光検出器の外観図に重ねて、メインビームに由来する迷光を記載した図である。
【図４】本発明の実施の形態１の変形例による八角形状のサブビーム受光部を有する光検出器の外観図である。
【図５】本発明の実施の形態１の変形例による円形状のサブビーム受光部を有する光検出器の外観図である。
【図６】本発明の実施の形態１の変形例による非点収差法を用いる光検出器の外観図である。
【図７】本発明の実施の形態２によるコンピュータ及びその一部を構成する光再生記録装置のシステム構成を示す図である。
【図８】本発明の背景技術による光検出器を光ビームの照射方向から見た場合の外観図である。
【符号の説明】
【００７４】
１００  光ピックアップ
１０１  レーザ光源
１０２  回折格子
１０３  ビームスプリッタ
１０５  コリメータレンズ
１０６  ミラー
１０７  １／４波長板
１０８  対物レンズ
１０９  アクチュエータ
１１０  アナモフィックレンズ
１２０ａ，１２０ｂ，１２０ｃ，１２０ｄ  光検出器
２００  光ディスク
３００  光再生記録装置
３０１  信号演算部
３０２  レーザ駆動回路
３０３  アクチュエータ駆動回路
３０４  粗動モータ
３０５  粗動モータ駆動回路
３０６  スピンドルモータ
３０７  スピンドルモータ駆動回路
３０８  コントローラ
３１０  コンピュータ
３１１  ＣＰＵ
３１２  メモリ
３１３  インターフェイス（Ｉ／Ｆ）
ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ１，ｅ２，ｅ３，ｅ４，ｆ１，ｆ２，ｆ３，ｆ４  フォトダイオード、
Ｍ      メインビーム受光部
Ｓ１ａ，Ｓ１ｂ，Ｓ１ｃ，Ｓ１ｄ  第１サブビーム受光部
Ｓ２ａ，Ｓ２ｂ，Ｓ２ｃ，Ｓ２ｄ  第２サブビーム受光部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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