JP2002133675A - 光ピックアップ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 複数の誤差要因により回折光が互いに異なる
方向にずれる場合において、それぞれの回折光の位置ず
れが許容度以内となるようにバランスを取った光ピック
アップ装置を提供する。 【解決手段】 第２受光領域９ａ−を複数の副領域２３
ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄに分割する分割線の方向と
ラジアル方向５とのなす第１鋭角θ_２が、第１回折方向
１０ａがラジアル方向５となす第２鋭角θ_１より小さ
い。第１回折方向１０ａに沿った回折光の位置の誤差の
最大値を最大回折方向誤差、ラジアル方向５に沿った回
折光の相対位置の誤差の最大値を最大ラジアル方向誤
差、Δθ＝θ_１−θ_２とすると、sin（Δθ）により、
第２受光領域９ａ−の分割線の直交方向に最大回折方向
誤差を投影した位置ずれ寸法が、sinθ_２により、第２
受光領域９ａ−の分割線の直交方向に最大ラジアル方向
誤差を投影した位置ずれ寸法と等しい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光ディスク等の光
情報記録媒体の読み取り装置に用いられる光ピックアッ
プ装置に係り、特にＤＶＤ等の高感度ディスクの再生に
好適な光ピックアップ装置に関する。具体的には、ホロ
グラム等の回折素子と、複数の副領域に分割された受光
領域とを組み合わせてフォーカス・エラー信号、トラッ
キング・エラー信号を検出する光ピックアップ装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】既に一般に普及している民生用光ディス
クシステムであるＣＤに対し、近年、より高密度なＤＶ
Ｄシステムが提案、商品化され、普及が始まっている。
ＤＶＤプレーヤにおいては、装置の重複や使用上の煩雑
さを避けるため、ＣＤの互換再生が必須となっており、
この２種の規格のディスクを再生するための技術が開発
され、更にそれを実現する構成の簡略化やコストダウン
が課題になっている。

【０００３】ＤＶＤにおいては、トラッキング方式とし
て「ＤＰＤ法」（位相差法）が主流となっている。例え
ば、樋口、「ＤＶＤプレーヤのための新サーボ機能開
発」、パイオニア・アール・アンド・ディ（Pioneer R&
D） 第７巻、第１号、第４７頁以降を参照されたい（以
下において「第１従来技術」と言う。）。第１従来技術
の方式では、ディスク反射光束を、ディスクのトラック
の接線に平行なタンジェンシャル軸、及びトラックの法
線方向のラジアル方向を各々２分割している。そして、
この計４分割された光束を、独立した４つの受光領域に
おいてそれぞれ信号を検出し、４つの受光領域からの出
力の演算からトラッキングエラー信号を得ている。

【０００４】一方、コストダウンや小型化といった要求
に合わせて、光ピックアップ装置の光学系の集積化の試
みも進展しており、半導体レーザ（ＬＤ）、フォトディ
テクタ（ＰＤ）やホログラム素子（ＨＯＥ）を一体化し
たデバイスが開発され、ＣＤを始め、ＤＶＤ用途にも応
用されつつある。例えば、水野ら、「集積型ＤＶＤ用光
ヘッド」：ナショナル・テクニカル・レポート（Nation
al Technical Report）第４３巻、第３号、１９９７年
６月、第２７５頁以降にはこの様な集積化構造が記載さ
れている（以下において「第２従来技術」と言う。）。
ＬＤやＰＤを直近に配置出来る第２従来技術では、ＨＯ
Ｅによる回折光とＬＤの発光点を略共役な位置に配置す
ることが可能である。このため、ＨＯＥによる±１次回
折光を共に利用した、コンプリメンタリ（相補的）な
「ＳＳＤ法」（スポットサイズ法）によるフォーカスエ
ラー検出が実現出来る。ＳＳＤ法は、他に実用化されて
いる「ナイフエッジ法」と比較し、ＨＯＥの厳密な位置
調整が必ずしも必要でない。又、±１次回折光の一方を
捨てる必要がなく、高効率である等の利点を持ってい
る。

【０００５】このように、ＤＶＤの再生に対応、且つピ
ックアップ光学系を集積化しようとすると、ＤＰＤ法、
及びＳＳＤ法を両立可能な光学構成が必要となって来て
いる。そこで、本発明者は、特開平１１−２９６８７３
号公報において、図９に示すような光ピックアップ装置
を提案した（以下において「第３従来技術」と言
う。）。図９に示すように、第３従来技術に係る光ピッ
クアップ装置は、光学的情報を記録するトラック２を有
する光ディスク１、この光ディスク１に収束光を照射
し、この光ディスク１からの反射光を得る対物レンズ１
６、ホログラム素子７、第１受光領域９ａ＋、第２受光
領域９ａ−、第３受光領域９ｂ＋及び第４受光領域９ｂ
−とを備えている。ホログラム素子７は、第１の領域７
ａ及び第２の領域７ｂとを有する。ここで、第１の領域
７ａは、反射光を第１回折方向１０ａに回折させるよう
に格子方向を設定している。一方、第２の領域７ｂは、
第１回折方向１０ａと１〜３０度の範囲の交角２θ_１で
交わる第２回折方向１０ｂに反射光を回折させるように
格子方向を設定している。第１受光領域９ａ＋、第２受
光領域９ａ−、第３受光領域９ｂ＋及び第４受光領域９
ｂ−は、それぞれ複数の副領域から構成されている。そ
して、第１受光領域９ａ＋、第２受光領域９ａ−、第３
受光領域９ｂ＋及び第４受光領域９ｂ−は、受光素子基
板９の同一平面上において、光軸３に関して実質的に対
称に配置されている。即ち、第１回折方向１０ａと第２
回折方向１０ｂとをラジアル方向５に対して互いに逆方
向に数度傾けることにより、ＤＰＤ法を成立させなが
ら、第１受光領域９ａ＋、第２受光領域９ａ−、第３受
光領域９ｂ＋及び第４受光領域９ｂ−をホログラム中心
Ｐから等距離に配置し、ＳＳＤ法の理想的配置をも満足
させる構成である。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】このような、ホログラ
ム等の回折素子を光束分岐に用いた光ピックアップ装置
においては、波長分散と呼ばれる回折素子固有の特性、
即ち、入射光の波長変化に対し、その回折角が敏感に変
化することが従来より問題視されており、その影響を回
避する構造が提案されている。例えば特許第２７２４４
２２号では、受光領域を矩形（長方形）とし、且つ、こ
の矩形の長手方向及び受光領域を複数の副領域に分割す
るための分割線の方向を、光源の波長変動により回折光
のスポット位置が移動する方向に平行に定めており、事
実上波長変動の影響に対して不感な構造としている。

【０００７】又、トラッキング動作による対物レンズ１
６の移動によっても回折光のスポット位置は、ラジアル
方向５に沿って移動する。従来は、トラッキング動作に
よる対物レンズ１６の移動による回折光のスポット位置
の移動方向と、光源の波長変動により回折光のスポット
位置の移動する方向とが一致していると想定して、トラ
ッキング動作による対物レンズ１６の移動の影響に対し
て不感な構造を得ようとするのが一般的であった。

【０００８】例えば、第３従来技術では、図６に示すよ
うに、第２受光領域９ａ−の長手方向、及び第２受光領
域９ａ−を複数の副領域２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３
ｄに分割する分割線の方向を、第１回折方向１０ａに平
行にし、波長変動に不感な方向になるように設定してい
る（図６は、図９に示した第３従来技術における第２受
光領域９ａ−を拡大して示す図である。）。拡大図を省
略しているが、第１受光領域９ａ＋においても、その外
形となる矩形の長手方向、及び分割線の方向を、第１回
折方向１０ａに一致させ、波長変動に不感な方向に設定
している。更に、第３受光領域９ｂ＋及び第４受光領域
９ｂ−においては、その外形となる矩形の長手方向、及
びそれぞれの分割線の方向を、第１回折方向とは異なる
第２回折方向に平行に設定し、波長変動に不感な方向を
選んでいる（図９には、ホログラム素子７の第１回折方
向１０ａ及び第２回折方向１０ｂと同一方向に、第１受
光領域９ａ＋、第２受光領域９ａ−、第３受光領域９ｂ
＋及び第４受光領域９ｂ−の長手方向の辺の方向、及び
それぞれの分割線の方向が傾斜していることが示されて
いる。）。この構造はこの第３従来技術に限らず多くの
回折型の光ピックアップ装置で常識的に用いられてい
る。

【０００９】しかし、現実には、対物レンズ１６の移動
によるラジアル方向５に沿った回折光のスポット位置の
移動方向と、第１受光領域９ａ＋、第２受光領域９ａ
−、第３受光領域９ｂ＋及び第４受光領域９ｂ−のそれ
ぞれの分割線の方向とは数度のずれが生じ、対物レンズ
１６の位置が大きく変化した場合にはフォーカスエラー
信号の検出感度低下やオフセット発生、ひいてはジッタ
やエラーレートの劣化の原因となっていた。このこと
を、第３従来技術を例に説明する。

【００１０】先ず、回折光のスポット位置を移動させる
要因（第１の誤差要因）として光源たる半導体レーザ１
３の波長変動、及びホログラム素子７の高さ誤差があ
る。この第１の誤差要因による回折光のスポット位置の
移動方向は、上述したように、ホログラムパターン７１
の第１の領域７ａによる第１回折方向１０ａに沿ってい
る（或いは、第２の領域７ｂによる第２回折方向１０ｂ
に沿って移動する。しかし、ここでは、第２受光領域９
ａ−に関係する回折光のスポット位置の移動方向につい
て説明する。）。第３従来技術における第２受光領域９
ａ−は、第２受光領域９ａ−の長手方向の辺の方向は、
第１の領域７ａによる第１回折方向１０ａに選ばれてい
るので、第１の誤差要因による回折光のスポットの移動
方向は、図６（ａ）における破線で示した３つ半円形の
ように、第２受光領域９ａ−の長手方向の辺の方向に沿
って移動する。半導体レーザ１３の波長誤差、及び変動
によって生じる回折光のスポット位置の誤差の最大値を
ΔＬとし、回折素子７の取付け高さ、及び厚さ誤差によ
って生じる回折光のスポット位置の誤差の最大値をΔｈ
とすれば、長手方向の辺の方向に沿った移動の大きさは
ΔＬ＋Δｈとなる。この場合は、図６（ａ）に示すよう
に、第１の誤差要因による移動が発生しても、回折光の
スポット８ａ−は、第２受光領域９ａ−の外形の枠内に
収納されており、検出信号の各副領域２３ａ，２３ｂ，
２３ｃ，２３ｄにおける強度比率は変化ない。したがっ
て、第１の誤差要因によっては、各副領域２３ａ，２３
ｂ，２３ｃ，２３ｄから得られるトラッキングエラー信
号やフォーカスエラー信号等も一定の状態に保たれる。

【００１１】一方、他の回折光のスポット位置を移動さ
せる要因（第２の誤差要因）、即ち、光軸３と第２受光
領域９ａ−のラジアル方向５の相対位置誤差、あるいは
対物レンズ１６のトラッキング可動範囲によって生じる
回折光のスポット位置の誤差に関しては、この回折光の
スポット位置の移動方向が、第１の誤差要因による移動
方向とは異なる。即ち、図６（ｂ）に示すように、第２
の誤差要因による回折光のスポット位置の移動方向は、
ラジアル方向５に沿った方向である。図６（ａ）に示す
ように、第１の領域７ａによる第１回折方向１０ａが第
２受光領域９ａ−の外形の長手方向に平行である。この
ため、図６（ｂ）に示す第２受光領域９ａ−の長手方向
（副領域２３ｂと２３ｃとの分割線の方向）とラジアル
方向５との傾斜角は、第１回折方向１０ａとラジアル方
向５との傾斜角θ_１に等しい。図６（ｂ）に示す配置関
係では、回折光のスポット位置は、第２受光領域９ａ−
の長手方向（分割線の方向）に直交する方向に投影され
た距離を移動する。発光点、又は光軸と受光領域のラジ
アル方向の相対位置誤差の最大値をΔｘ、記録媒体上に
出射光を収束させる対物レンズの、トラッキング可動範
囲によって生じる回折光のスポット位置の誤差の最大値
をΔｒとすれば、第２受光領域９ａ−の長手方向（分割
線の方向）に直交する方向に移動する距離δ_tr0は、 δ_tr0＝（Δｘ＋Δｒ）sinθ_１ …（１） で与えられる。第２受光領域９ａ−の長手方向（分割線
の方向）に直交する方向に、回折光のスポット位置が距
離δ_tr0移動すれば、回折光のスポット８ａ−の一部
は、図６（ｂ）に示すように、第２受光領域９ａ−の外
形線からはみ出すことになる。回折光のスポット８ａ−
が第２受光領域９ａ−の外形線からはみ出せば、検出信
号の４つの副領域２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄにお
けるそれぞれの強度比率が変化、これより得られるトラ
ッキングエラー信号やフォーカスエラー信号等にもオフ
セットが生じ、フォーカス動作点のずれ、ひいては再生
信号の劣化を招く。

【００１２】上記問題点を鑑み、本発明は複数の誤差要
因により回折光のスポットの位置が互いに異なる方向に
ずれる場合において、それぞれの回折光のスポットの位
置ずれ寸法が許容度以内となるように互いのバランスを
取った光ピックアップ装置を提供することを目的とす
る。

【００１３】本発明の他の目的は、複数の誤差要因によ
る回折光のスポットの位置ずれ寸法の配分を行ない、各
素子のバラツキや組立ての総合的な許容度を満足させる
ことが可能な光ピックアップ装置を提供するものであ
る。

【００１４】本発明の更に他の目的は、複数の誤差要因
による回折光のスポットの位置ずれ寸法のすべてを所定
の許容値の範囲内に設定することが可能な、実用性の高
い光ピックアップ装置を提供することである。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、（イ）光学的情報を記録するトラックを
有する情報記録媒体、（ロ）この情報記録媒体に収束光
を照射し、この情報記録媒体からの反射光を得る対物レ
ンズ等の光学系、（ハ）反射光を第１回折方向に回折さ
せるように格子方向を設定した第１の領域、及び第１回
折方向と反射光の光軸において、１〜３０度の範囲の交
角２θ_１で交わる第２回折方向に、反射光を回折させる
ように格子方向を設定した第２の領域とを有する回折素
子、（ニ）それぞれ複数の副領域からなり、第１回折方
向の回折光を受光する第１及び第２受光領域、（ホ）そ
れぞれ複数の副領域からなり、第２回折方向の回折光を
受光する第３及び第４受光領域、（ヘ）同一平面上にお
いて、第１〜第４受光領域を光軸に関して実質的に対称
に配置する受光素子基板とからなり、第１〜第４受光領
域を複数の副領域に分割するそれぞれの分割線の方向と
トラックのラジアル方向とのなす角度で定義される第１
鋭角θ_２が、第１及び第２回折方向の交角２θ_１の半分
の角度で定義される第２鋭角θ_１より小さくなるように
設定した光ピックアップ装置であることを要旨とする。

【００１６】この様に第１鋭角θ_２及び第２鋭角θ_１を
選定することにより、複数の誤差要因により回折光のス
ポットの位置が互いに異なる方向にずれる場合におい
て、それぞれの回折光のスポットの位置ずれ寸法が許容
度以内となるように互いのバランスを取ることが可能に
なる。

【００１７】具体的には、受光素子基板の表面における
第１回折方向に沿った回折光のスポット位置の誤差の最
大値を「最大回折方向誤差」、受光素子基板の表面にお
けるラジアル方向に沿った回折光の相対位置の誤差の最
大値を「最大ラジアル方向誤差」、第２鋭角θ_１と第１
鋭角θ_２との差Δθ＝θ_１−θ_２を第３鋭角としたと
き、この第３鋭角の正弦：sin（Δθ）により、第２受
光領域の分割線の直交方向に最大回折方向誤差を投影し
た位置ずれ寸法δ_tdが、第１鋭角の正弦：sinθ _２によ
り、第２受光領域の分割線の直交方向に最大ラジアル方
向誤差を投影した位置ずれ寸法δ_trと等しくなるように
すれば良い。即ち、最大回折方向誤差の長さの斜辺を有
する直角三角形の第３鋭角の正弦（sin（Δθ））と、
最大ラジアル方向誤差の長さの斜辺を有する直角三角形
の第１鋭角の正弦（sinθ_２）とが等しくなるように設
定すれば良い。

【００１８】この様に第１鋭角θ_２、第２鋭角θ_１及び
第３鋭角Δθを選定することにより、最大回折方向誤差
及び最大ラジアル方向誤差による回折光のスポットの位
置ずれ寸法の配分を定量的に行ない、各素子のバラツキ
や組立ての総合的な許容度を満足させることが可能とな
る。位置ずれ寸法δ_td，δ_trの定量的配分に際しては、
後述する式（４）、（５），（６）等の関係式を用いれ
ば良い。即ち、複数の誤差要因による回折光のスポット
の位置ずれ寸法のすべてを所定の許容値の範囲内に設定
する定量的設計が可能な、実用性の高い光ピックアップ
装置を提供することが出来る。

【００１９】尚、受光素子基板上に第１〜第４受光領域
が、それぞれ光軸に関して実質的に対称に配置されてい
るので、第１受光領域に対しても同様な関係が成立す
る。即ち、第３鋭角の正弦：sin（Δθ）により、第１
受光領域の分割線の直交方向に最大回折方向誤差を投影
した位置ずれ寸法δ_tdが、第１鋭角の正弦：sinθ_２に
より、第２受光領域の分割線の直交方向に最大ラジアル
方向誤差を投影した位置ずれ寸法δ_trと等しくなるよう
にすれば良い。

【００２０】又、受光素子基板の表面における第２回折
方向にも同様に、「最大回折方向誤差」が定義される。
即ち、第２回折方向に沿った回折光のスポット位置の誤
差の最大値を「最大回折方向誤差」、受光素子基板の表
面におけるラジアル方向に沿った回折光の相対位置の誤
差の最大値を「最大ラジアル方向誤差」、第２鋭角θ _１
と第１鋭角θ_２との差Δθ＝θ_１−θ_２を第３鋭角とし
たとき、この第３鋭角の正弦：sin（Δθ）により、第
３若しくは第４受光領域の分割線の直交方向に最大回折
方向誤差を投影した位置ずれ寸法δ_tdが、第１鋭角の正
弦：sinθ_２により、対応する第３若しくは第４受光領
域の分割線の直交方向に最大ラジアル方向誤差を投影し
た位置ずれ寸法δ_trと等しくなるようにすれば良い。

【００２１】ここで、「最大回折方向誤差」は、光源波
長の変動・誤差による回折光のスポット位置の誤差の最
大値ΔＬと、回折素子の取付け高さ及び厚さ誤差による
回折光のスポット位置の誤差の最大値Δｈとの和（ΔＬ
＋Δｈ）により定義される。一方、「最大ラジアル方向
誤差」は、発光点、又は光軸と第２受光領域との距離の
誤差の最大値Δｘと光学系のトラッキング可動範囲によ
って生じる回折光のスポット位置の誤差の最大値Δｒと
の和（Δｘ＋Δｒ）により定義される。Δｒは、具体的
に例示すれは、トラッキングによる対物レンズの移動に
対する誤差である。

【００２２】尚、近年の光ディスク再生装置において
は、「ディジタルサーボ」と称し、光ディスクの挿入時
に、学習を行ない、最適フォーカス位置、トラッキング
位置等を決定するシステムが導入されており、システム
による改善係数が、多少のオフセット要因を持っていて
も、それを補償することが可能である。例えば、波長変
動に対するシステムによる改善係数を第１改善係数ｋ_１
（０＜ｋ_１＜１）、第２受光領域の位置誤差及び回折素
子の高さ誤差に対するシステムによる改善係数を第２改
善係数ｋ_２（０＜ｋ_２＜１）とすれば、最大回折方向誤
差は、光源波長の変動・誤差による回折光のスポット位
置の誤差の最大値を第１改善係数ｋ_１で補正した値と、
回折素子の取付け高さ及び厚さ誤差による回折光のスポ
ット位置の誤差の最大値を第２改善係数ｋ_２で補正した
値との和（ｋ_１ΔＬ＋ｋ_２Δｈ）により定義される。同
様に、最大ラジアル方向誤差は、光軸と第２受光領域と
の距離の誤差の最大値を第２改善係数ｋ_２で補正した値
と光学系のトラッキング可動範囲によって生じる回折光
のスポット位置の誤差の最大値との和（ｋ_２Δｘ＋Δ
ｒ）により定義される。

【００２３】この様にすれば、最大回折方向誤差及び最
大ラジアル方向誤差による回折光のスポット位置の移動
距離のバランスを定量的に反映し、定量的な設計から、
受光領域の長手方向（分割線の方向）とラジアル方向と
のなす第１鋭角θ_２を決定出来る。このため、特定の誤
差要因に偏ることなく、それぞれの誤差要因の影響を緩
和出来、最大回折方向誤差及び最大ラジアル方向誤差に
対しバランスのとれた許容度を実現出来る。特にディジ
タルサーボ等の改良されたシステム構成における実動作
レベルで、位置ずれ寸法が許容度以内になるようにバラ
ンスの取れた配分が可能となる。

【００２４】

【発明の実施の形態】次に、図面を参照して、本発明の
第１及び第２の実施の形態を説明する。以下の図面の記
載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符
号を付している。但し、図面は模式的なものであり、寸
法の比率等は現実のものとは異なることに留意すべきで
ある。

【００２５】（第１の実施の形態）図８に示すように、
本発明の第１の実施の形態に係る光ピックアップ装置
は、光学的情報を記録するトラック２を有する情報記録
媒体（光ディスク）１、この光ディスク１に収束光を照
射し、この光ディスク１からの反射光を得る光学系１
６、回折素子（ホログラム素子）７、第１受光領域９ａ
＋、第２受光領域９ａ−、第３受光領域９ｂ＋及び第４
受光領域９ｂ−とを備えている。ホログラム素子７は、
第１の領域７ａ及び第２の領域７ｂとを有する。ここ
で、第１の領域７ａは、反射光を第１回折方向１０ａに
回折させるように格子方向を設定している。一方、光軸
３において、第２の領域７ｂは第１回折方向１０ａと１
〜３０度の範囲の交角２θ_１で交わる第２回折方向１０
ｂに反射光を回折させるように格子方向を設定してい
る。第１受光領域９ａ＋、第２受光領域９ａ−、第３受
光領域９ｂ＋及び第４受光領域９ｂ−は、それぞれ複数
の副領域から構成されている。そして、第１受光領域９
ａ＋、第２受光領域９ａ−、第３受光領域９ｂ＋及び第
４受光領域９ｂ−は、受光素子基板９の同一平面上にお
いて、光軸３に関して実質的に対称に配置されている。
光学系１６としての対物レンズは、光ディスク１とホロ
グラム基板７との間に配置されている。又、ホログラム
基板７に対して所定位置関係でパッケージ１９が配置さ
れ、このパッケージ１９内に受光素子基板９が収納され
ている。受光素子基板９の中央部分にサブマウント１４
が配置されている。このサブマウント１４の上に、光源
としての半導体レーザ（ＬＤ）１３と、これと対向する
ようにミラー１５が配置されている。半導体レーザ１３
から出射された出射光１８はミラー１５により直角に進
路を変更され、ホログラム基板７方向に照射され、その
光軸は反射光の光軸３と一致している。又、対物レンズ
１６、ホログラム基板７、パッケージ１９などは、ピッ
クアップ筐体１７内に一体に収納されている。

【００２６】本発明の第１の実施の形態に係る光ピック
アップ装置においては、図７に示すように、光の回折と
レンズ作用を有するホログラムパターン７１を形成した
ホログラム基板７に対して、所定の位置関係で受光素子
基板９が配置されている。又、ホログラム基板７は光デ
ィスク１に対して所定の位置関係で配置されている。光
ディスク１のトラック２の読み出し位置に、光ディスク
１からのディスク反射（収束）光６の光軸３があり、こ
の光軸３とトラック２の交わった点の接線方向がタンジ
ェンシャル方向４である。又、このタンジェンシャル方
向４と直角方向がラジアル方向５である。

【００２７】図１（ａ）は、このタンジェンシャル方向
４とラジアル方向５との関係を説明するための図であ
る。図１（ａ）に示すように、「ラジアル方向５」は、
光ディスク１上のトラック２で光ピックアップ装置の出
射光が照射される点において、トラック２の接線方向
（タンジェンシャル軸）に直角、且つ光ディスク１の平
面に平行、光軸３に直角な軸に沿った方向である。した
がって、ラジアル方向５は、光ディスク１によって定ま
る方向である。

【００２８】図７及び図８に示す構成において、半導体
レーザ（ＬＤ）１３から発光されたレーザ光はホログラ
ム基板７のホログラムパターン７１を含む光学系によ
り、光ディスク１上に集光され、この集光された光がト
ラック２の記録情報に応じて変調され、入射時と同一経
路を通って反射する。この際、ディスク反射（収束）光
６は、図８に示す対物レンズ１６などの光学系を通っ
て、ホログラム基板７のホログラムパターン７１に入射
する。

【００２９】ホログラム基板７の中央には、図７及び図
１（ｂ）に示すように、光軸３が通過する点を中心とし
た円形のホログラムパターン７１が形成されている。こ
のホログラムパターン７１はタンジェンシャル方向４と
一致した方向で、光軸３と交わる分割線７ｃにより、前
述した第１の領域７ａと第２の領域７ｂに分割されてい
る。この様に、ホログラムパターン７１は第１の領域７
ａと第２の領域７ｂに分割されているため、第１の領域
７ａでディスク反射（収束）光６が回折されて±１次回
折光の光束８ａ＋、８ａ−となる。一方、第２の領域７
ｂでディスク反射（収束）光６が回折されて±１次回折
光の光束８ｂ＋、８ｂ−となる。これに対応して、ホロ
グラムパターン７１の第１の領域７ａで回折された＋１
次回折光の回折方向１９ａ＋、−１次回折光の回折方向
１９ａ−が定義される。又、ホログラムパターン７１の
第２の領域７ｂで回折された＋１次回折光の回折方向１
９ｂ＋、−１次回折光の回折方向１９ｂ−が定義され
る。

【００３０】図７，８及び図２に示すように、第１受光
領域９ａ＋、第２受光領域９ａ−、第３受光領域９ｂ＋
及び第４受光領域９ｂ−には、それぞれ半円形状の回折
光８ａ＋、８ａ−、８ｂ＋、８ｂ−のスポットが投影さ
れている。第１受光領域９ａ＋及び第２受光領域９ａ−
の中央を通る第１の領域による回折方向（第１回折方
向）１０ａと、第３受光領域９ｂ＋及び第４受光領域９
ｂ−の中央を通る第２の領域による回折方向（第２回折
方向）１０ｂの交点は、ほぼ光軸３の近傍である。

【００３１】図１（ｂ）に示す第１の領域による回折方
向１９ａ＋、１９ａ−が、図２の第１回折方向１０ａに
対応し、図１（ｂ）に示す第２の領域による回折方向１
９ｂ＋、１９ｂ−が、図２の第２回折方向１０ｂに対応
する。図１（ｂ）において、第１の領域による回折方向
１９ａ＋、１９ａ−と第２の領域による回折方向１９ｂ
＋、１９ｂ−のなす角α＝２θ_１は、１度以上３０度未
満、好ましくは１２度未満である。具体的には、３度、
５度、１１度等の値が選ばれる。図１（ｂ）に示す関係
が投影されるので、図２（ａ）に示す第１の領域による
回折方向（第１回折方向）１０ａと第２の領域による回
折方向（第２回折方向）１０ｂの交角（鋭角）β＝２θ
_１は、上記交角αが等角投影されるので、１度以上３０
度未満、好ましくは１２度未満である。交角α，βは、
双方の回折光８ａ＋、８ａ−、８ｂ＋、８ｂ−に対応し
た第１受光領域９ａ＋、第２受光領域９ａ−、第３受光
領域９ｂ＋及び第４受光領域９ｂ−が、それぞれ分離配
置出来る程度に、各々ラジアル方向５から所定の角度
（±θ_１）だけ傾けられている。即ち、角α，βは、半
円形状の回折光８ａ＋、８ａ−、８ｂ＋、８ｂ−のスポ
ットサイズ、及び第１受光領域９ａ＋、第２受光領域９
ａ−、第３受光領域９ｂ＋及び第４受光領域９ｂ−の平
面寸法等を考慮して決められる。

【００３２】ここで、受光素子基板９上の第１受光領域
９ａ＋、第２受光領域９ａ−、第３受光領域９ｂ＋及び
第４受光領域９ｂ−の位置は、入射光の方向及び波長
と、ホログラムパターン７１の直（曲）線群形状で定ま
る。通常、前提として入射光との位置関係や波長は既に
決定されており、光ピックアップ装置の設計上はホログ
ラム素子７の回折方向（軸）１９ａ＋、１９ａ−、１９
ｂ＋、１９ｂ−を基準として決定される。ホログラム素
子７の溝周期構造に直交する方向と言って良い。即ち、
第１受光領域９ａ＋、第２受光領域９ａ−、第３受光領
域９ｂ＋及び第４受光領域９ｂ−は、受光素子基板９の
設計で任意に配置可能だが、事実上、ホログラム素子７
による回折光の標準的な照射位置（スポット位置）８ａ
＋、８ａ−、８ｂ＋、８ｂ−を含み、更に各種誤差要因
によるスポット位置８ａ＋、８ａ−、８ｂ＋、８ｂ−の
移動を考慮して所定方向に拡大した形状とするのが一般
的である。具体的には、第１受光領域９ａ＋、第２受光
領域９ａ−、第３受光領域９ｂ＋及び第４受光領域９ｂ
−は、図２に示すような長方形とする場合が多い。即
ち、第１受光領域９ａ＋、第２受光領域９ａ−、第３受
光領域９ｂ＋及び第４受光領域９ｂ−は、標準的なスポ
ット位置８ａ＋、８ａ−、８ｂ＋、８ｂ−を中心に、ス
ポット位置８ａ＋、８ａ−、８ｂ＋、８ｂ−を含み、且
つ各誤差要因によるスポット位置８ａ＋、８ａ−、８ｂ
＋、８ｂ−の移動を許容するため、スポット位置８ａ
＋、８ａ−、８ｂ＋、８ｂ−に対して一方向に長い長方
形の形状とされている。

【００３３】図２（ｂ）は、図２（ａ）に示した第２受
光領域９ａ−の拡大図である。第２受光領域９ａ−は、
分割線２２ａ，２１，２２ｂにより、４つの副領域２３
ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄに分割されている。この分
割線２２ａ，２１，２２ｂも、第２受光領域９ａ−の外
形を規定する長方形における長手方向の辺と略平行に定
められている。詳述しないが、第１受光領域９ａ＋、第
３受光領域９ｂ＋及び第４受光領域９ｂ−も、同様に、
分割線により４つの副領域に、それぞれ分割されてい
る。そして、それぞれの分割線は、第１受光領域９ａ
＋、第３受光領域９ｂ＋及び第４受光領域９ｂ−の外形
を規定する長方形における長手方向の辺と略平行に定め
られている。

【００３４】図３は、本発明の第１の実施の形態に係る
光ピックアップ装置において、４個の第１受光領域９ａ
＋、第２受光領域９ａ−、第３受光領域９ｂ＋及び第４
受光領域９ｂ−からＤＰＤ方式によるトラッキングエラ
ー信号を求める方法を説明する図である。受光領域９ａ
＋の２分割の光電変換領域９１１、９１２から得られる
光電変換信号をＲｕ、Ｒｄ、第２受光領域９ａ−の２分
割の光電変換領域９１１、９１２から得られる光電変換
信号をＲｄ、Ｒｕ、受光領域９ｂ＋の２分割の光電変換
領域９１１、９１２から得られる光電変換信号をＬｕ、
Ｌｄ、受光領域９ｂ−の２分割の光電変換領域９１１、
９１２から得られる光電変換信号をＬｄ、Ｌｕとする。
先ず、±１次回折光による信号を加算する。即ち、例え
ばＲｕ＋Ｒｕ＝Ｒｕ^＊のように同一記号の信号を加算す
ることにより、Ｒｕ^＊、Ｒｄ^＊、Ｌｕ^＊、Ｌｄ^＊が得ら
れる。次に［（Ｒｕ^＊＋Δｔ）］＋Ｌｄ^＊と［（Ｌｕ^＊
＋Δｔ）＋Ｒｄ^＊］の位相を比較することにより、トラ
ッキングエラー信号が求まる。但し、ΔｔはＤＰＤ方式
における理想の光束分割からのずれ分より生じる誤差で
ある。

【００３５】図４は、本発明の第１の実施の形態に係る
光ピックアップ装置において、４個の第１受光領域９ａ
＋、第２受光領域９ａ−、第３受光領域９ｂ＋及び第４
受光領域９ｂ−からＳＳＤ方式によるフォーカスエラー
信号を求める方法を説明する図である。受光領域９ａ＋
の外側の２光電変換領域９３、９４から得られる光電変
換信号を加算してＲ_＋ Ｏ、内側の光電変換領域９１３
から得られる光電変換信号をＲ_＋ ｉとし、第２受光領
域９ａ−の外側の２光電変換領域９３、９４から得られ
る光電変換信号を加算してＲ₋ Ｏ、内側の光電変換領
域９１３から得られる光電変換信号をＲ₋ ｉとし、受
光領域９ｂ＋の外側の２光電変換領域９３、９４から得
られる光電変換信号を加算してＬ_＋ Ｏ、内側の光電変
換領域９１３から得られる光電変換信号をＬ_＋ ｉと
し、受光領域９ｂ−の外側の２光電変換領域９３、９４
から得られる光電変換信号を加算してＬ₋ Ｏ、内側の
光電変換領域９１３から得られる光電変換信号をＬ₋
ｉとする。この様に、信号を決めると、フォーカスエラ
ー信号＝［Ｌ_＋ ｉ−Ｌ_＋ Ｏ］＋［Ｒ_＋ ｉ−Ｒ_＋ Ｏ］
−［Ｌ₋ ｉ−Ｌ₋ Ｏ］−［Ｒ₋ ｉ−Ｒ₋ Ｏ］とな
る。尚、各受光領域の４分割光電変換領域からは同時に
信号が得られるため、図３で説明したトラッキング信号
と図４で説明したフォーカスエラー信号は同時に得られ
る。この様に、ホログラム基板７のホログラムパターン
７１を領域７ａ、７ｂに２分割し、第１受光領域９ａ
＋、第２受光領域９ａ−、第３受光領域９ｂ＋及び第４
受光領域９ｂ−の各々の４分割の光電変換領域を組み合
わせて２分割の光電変換領域９１１、９１２とすること
により、光ディスク１からの反射光６を４分割すること
が出来るため、ＤＰＤ方式によりトラッキングエラー信
号を得ることが出来る。しかも、このトラッキングエラ
ー信号を得るに際して、図３に示すように＋１次回折光
と−１次回折光の成分を加算することにより、両回折光
による信号を利用するため、トラッキングエラー信号を
得る効率を著しく向上させることが出来る。又、この加
算により、ＤＰＤ方式における理想の光束分割からのず
れ分を＋１次回折光と−１次回折光の分で相殺すること
が出来るため、精度の良いトラッキングエラー信号を得
ることが出来る。

【００３６】更に、第１受光領域９ａ＋、第２受光領域
９ａ−、第３受光領域９ｂ＋及び第４受光領域９ｂ−の
各々の４分割副領域を組み合わせて３分割の光電変換領
域９３、９４、９１３とし、且つ＋１次回折光と−１次
回折光に対応する受光領域９ａ＋（９ｂ＋）と第２受光
領域９ａ−（９ｂ−）を反射光６の光軸３が通るホログ
ラムの中心点から反射光６の収束点とほぼ光学的に等距
離に配置することにより、±１次回折光を両方利用し
て、ＳＳＤ方式により効率良くフォーカスエラー信号を
得ることが出来る。しかもその際、±１次回折光の各々
が含む誤差信号は相殺方向に出るため、両信号を利用す
ることにより、フォーカスエラー信号の精度を向上させ
ることが出来る。図４に示すように、フォーカスエラー
信号を求めるのにＳＳＤ方式を用いることにより、各部
の位置調整が簡単で、組立て性が良く、安価に装置を製
造することが出来る。更に、トラッキングエラー信号を
求めるのに図３に示すようなＤＰＤ方式を用いているた
め、ＣＤとＤＶＤを問題なく互換再生することが出来
る。

【００３７】本発明の第１の実施の形態に係る光ピック
アップ装置においては、図２に示すように、第１受光領
域９ａ＋、第２受光領域９ａ−、第３受光領域９ｂ＋及
び第４受光領域９ｂ−を複数の副領域に分割するそれぞ
れの分割線の方向とトラック２のラジアル方向５とのな
す角度で定義される第１鋭角θ_２が、第１回折方向１０
ａ及び第２回折方向１０ｂの交角の半分の角度で定義さ
れる第２鋭角θ_１より小さくしている。第１回折方向１
０ａ及び第２回折方向１０ｂの交角の半分の角度は、第
１回折方向１０ａがラジアル方向５となす角度である。
なお、図１（ａ）を用いて定義したように、「ラジアル
方向５」は、トラック２の接線方向（タンジェンシャル
軸）に直角、且つ光ディスク１の平面に平行、光軸３に
直角な軸に沿った方向である。しかし、本発明では、こ
の「ラジアル方向５」に平行な方向は、すべて等価な
「ラジアル方向５」として取り扱う。即ち、受光素子基
板９の表面に「ラジアル方向５」を投影した仮想的な軸
も「ラジアル方向５」として取り扱う。

【００３８】つまり、本発明の第１の実施の形態に係る
光ピックアップ装置においては、第２受光領域９ａ−の
外形を規定する長方形の長手方向（分割線の方向）がラ
ジアル方向５に対する傾斜角である第１鋭角θ_２は、第
１回折方向１０ａがラジアル方向５となす第２鋭角θ_１
に対し、 ０＜θ_２＜θ_１ …（２） なる関係を満たすように定められている。言い換える
と、本発明では、第２受光領域９ａ−の長手方向の辺の
方向（分割線の方向）は、ラジアル方向５と第１回折方
向１０ａの中間に位置する。第１受光領域９ａ＋、第３
受光領域９ｂ＋及び第４受光領域９ｂ−の長手方向（分
割線の方向）も、同様に、ラジアル方向５に対し、傾斜
角（第１鋭角）θ_２だけ傾いている。この様に第１鋭角
θ_２及び第２鋭角θ_１を選定することにより、複数の誤
差要因により回折光のスポットの位置が互いに異なる方
向にずれる場合において、それぞれの回折光のスポット
の位置ずれ寸法が許容度以内となるように互いのバラン
スを取ることが可能になる。

【００３９】以下においては、受光素子基板９の表面に
おける第１回折方向１０ａに沿った回折光のスポット位
置の誤差の最大値を「最大回折方向誤差」、受光素子基
板９の表面におけるラジアル方向５に沿った回折光の相
対位置の誤差の最大値を「最大ラジアル方向誤差」と定
義して説明する。図２（ｂ）から明らかなように、第２
受光領域９ａ−の長手方向（分割線の方向）は、第１回
折方向１０ａに対し、 Δθ＝θ_１−θ_２ …（３） だけ傾いていることになる。本発明では、式（３）で定
義される第２鋭角θ_１と第１鋭角θ_２との差Δθ＝θ_１
−θ_２を第３鋭角と呼ぶ。第１受光領域９ａ＋、第３受
光領域９ｂ＋及び第４受光領域９ｂ−の長手方向（分割
線の方向）も、同様に、第１回折方向１０ａ又は第２回
折方向１０ｂに対し、それぞれ式（３）で与えられる傾
斜角（第３鋭角）Δθだけ傾いている。

【００４０】本発明の第１の実施の形態に係る光ピック
アップ装置においては、図５に示すようにこの第３鋭角
の正弦：sin（Δθ）により、第２受光領域９ａ−の分
割線の直交方向に最大回折方向誤差を投影した位置ずれ
寸法δ_tdが、第１鋭角の正弦：sinθ_２により、第２受
光領域９ａ−の分割線の直交方向に最大ラジアル方向誤
差を投影した位置ずれ寸法δ_trと等しくなるようにして
いる（図５は、本発明の第１の実施の形態に係る光ピッ
クアップ装置の第２受光領域９ａ−を拡大して示す図で
あり、図２（ｂ）と同様な第２受光領域９ａ−と第１回
折方向１０ａとの関係を示している。）。即ち、第２受
光領域９ａ−の長手方向の辺の方向（分割線の方向）と
第１回折方向１０ａとは、式（３）で与えられる第３鋭
角Δθだけ傾斜している。

【００４１】ここで、「最大回折方向誤差」は、光源で
ある半導体レーザ１３の波長の変動・誤差による回折光
のスポット位置の誤差の最大値ΔＬと、ホログラム素子
７の取付け高さ及び厚さ誤差による回折光のスポット位
置の誤差の最大値Δｈとの和（ΔＬ＋Δｈ）により定義
される。図５（ａ）から明らかなように、「最大回折方
向誤差」を、第２受光領域９ａ−の長手方向の垂直方向
に投影した位置ずれ寸法δ_tdの大きさは δ_td＝（ΔＬ＋Δｈ）sin（Δθ） …（４） となる。

【００４２】一方、「最大ラジアル方向誤差」は、発光
点、又は光軸３と第２受光領域９ａ−との距離の誤差の
最大値Δｘと光ディスク１上に出射光を収束させる対物
レンズ１６のトラッキング可動範囲によって生じる回折
光のスポット位置の誤差の最大値Δｒとの和（Δｘ＋Δ
ｒ）により定義される。即ち、図５（ｂ）に示すよう
に、「最大ラジアル方向誤差」を、第２受光領域９ａ−
の長手方向（分割線の方向）に直交する方向に投影した
位置ずれ寸法δ_trの大きさは、 δ_tr＝（Δｘ＋Δｒ）sinθ_２ …（５） で与えられる。そこで、 δ_td＝δ_tr …（６） なる関係が成立するようにしておけば、第２受光領域９
ａ−の長手方向（分割線の方向）に直交する方向に投影
された回折光のスポット位置がそれぞれ逆方向に距離δ
_td，δ_trだけ移動しても、回折光のスポット８ａ−の一
部が、図５に示すように、第２受光領域９ａ−の外形線
からはみ出す面積は、極僅かに抑制出来る。即ち、最大
回折方向誤差の誤差要因としての光源たる半導体レーザ
１３の波長変動、及びホログラム素子７の高さ誤差によ
り、図５（ａ）に示すように、回折光のスポット位置が
分割線の垂直方向に対して若干変動するが、その移動距
離δ _tdは図６（ｂ）に示す移動距離δ_tr0より小さいの
は明らかである。同様に、最大ラジアル方向誤差の誤差
要因である、光軸３と第２受光領域９ａ−のラジアル方
向５の相対位置誤差、あるいは対物レンズ１６の、トラ
ッキング可動範囲によって生じる回折光のスポット位置
の誤差に関しても、回折光のスポット位置は分割線の垂
直方向に対してに対して若干変動するが、その移動距離
δ_trは、図６（ｂ）に示す移動距離δ_tr0より小さいの
は明らかである。この様に第１鋭角θ_２、第２鋭角θ_１
及び第３鋭角Δθを選定することにより、最大回折方向
誤差及び最大ラジアル方向誤差による回折光のスポット
の位置ずれ寸法の配分を定量的に行ない、各素子のバラ
ツキや組立ての総合的な許容度を満足させることが可能
となる。即ち、複数の誤差要因による回折光のスポット
の位置ずれ寸法のすべてを所定の許容値の範囲内に設定
する定量的設計が可能な、実用性の高い光ピックアップ
装置を提供することが出来る。

【００４３】尚、図７及び図８に示すように、受光素子
基板９上に第１受光領域９ａ＋、第２受光領域９ａ−、
第３受光領域９ｂ＋及び第４受光領域９ｂ−が、それぞ
れ光軸３に関して実質的に対称に配置されているので、
第１受光領域９ａ＋に対しても同様な関係が成立する。
即ち、第３鋭角の正弦：sin（Δθ）により、第１受光
領域９ａ＋の分割線の直交方向に最大回折方向誤差を投
影した位置ずれ寸法δ _tdが、第１鋭角の正弦：sinθ_２
により、第２受光領域９ａ−の分割線の直交方向に最大
ラジアル方向誤差を投影した位置ずれ寸法δ_trと等しく
なるように設定されている。又、受光素子基板９の表面
における第２回折方向１０ｂにも同様に、「最大回折方
向誤差」が定義される。即ち、第２回折方向１０ｂに沿
った回折光のスポット位置の誤差の最大値を「最大回折
方向誤差」、受光素子基板９の表面におけるラジアル方
向５に沿った回折光の相対位置の誤差の最大値を「最大
ラジアル方向誤差」、第２鋭角θ_１と第１鋭角θ_２との
差Δθ＝θ_１−θ_２を第３鋭角としたとき、この第３鋭
角の正弦：sin（Δθ）により、第３受光領域９ｂ＋若
しくは第４受光領域９ｂ−の分割線の直交方向に最大回
折方向誤差を投影した位置ずれ寸法δ_tdが、第１鋭角の
正弦：sinθ_２により、対応する第３受光領域９ｂ＋若
しくは第４受光領域９ｂ−の分割線の直交方向に最大ラ
ジアル方向誤差を投影した位置ずれ寸法δ_trと等しくな
るように設定されている。

【００４４】このように、本発明の第１の実施の形態に
係る光ピックアップ装置においては、半導体レーザ１３
の波長変動、及びホログラム素子７の高さ誤差に対して
は若干の影響を受けるものの、他の第２受光領域９ａ−
の相対位置誤差、及び対物レンズ１６の位置誤差に対し
ては影響を緩和出来る。例えばθ_２＝０．５×θ_１とし
た場合、最大ラジアル方向誤差の影響は、式（１）と式
（５）との比較で分かるように、 sinθ_２／sinθ_１ …（７） となる。即ち、最大ラジアル方向誤差の影響は、半減出
来る。

【００４５】したがって、本発明の第１の実施の形態に
よれば、最大回折方向誤差及び最大ラジアル方向誤差の
いずれかに偏ることなく、その影響を緩和出来、いずれ
の誤差要因に対しても、バランスのとれた許容度を実現
出来る。即ち、式（４）、（５），（６）の関係から、
最大回折方向誤差及び最大ラジアル方向誤差による回折
光のスポット位置の移動距離のバランスを定量的に検討
し、定量的な設計から、第２受光領域９ａ−の長手方向
（分割線の方向）とラジアル方向５とのなす第１鋭角θ
_２を決定出来る。このため、いずれの誤差要因による影
響も同量以内に納めることが可能である。実際には、部
品精度、組立て誤差、波長変動等々の個別要因を考慮し
て、最適な第１鋭角θ_２及び第２鋭角θ_１を決定出来
る。

【００４６】（第２の実施の形態）近年の光ディスク再
生装置においては、「ディジタルサーボ」と称し、光デ
ィスクの挿入時に、学習を行ない、最適フォーカス位
置、トラッキング位置等を決定するシステムが導入され
ており、光ピックアップ装置が多少のオフセット要因を
持っていても、それを補償することが可能である。

【００４７】このディジタルサーボのシステム動作を考
慮すると、受光領域の位置誤差、及び回折素子（ホログ
ラム素子）高さ誤差の二つの要因は、光ピックアップ装
置（若しくはデバイス）組立て時点で固定される誤差で
あり、学習効果によってほぼキャンセル可能と考えられ
る。又、光源波長、特に素子の個体ばらつき等もこれら
に準じてほぼキャンセル可能ではある。しかし、光ディ
スク１の挿入後の温度変化による波長変動分はキャンセ
ル出来ない。これらに対し、トラッキング動作に伴う対
物レンズ位置は、通常の再生動作、特にサーチ動作等に
よって常に変化しうるものであり、この誤差要因だけ
は、ディジタルサーボのシステムでキャンセル不可能で
ある。

【００４８】本発明の第２の実施の形態では、このディ
ジタルサーボによる改善度を係数として考慮する。即
ち、波長変動に対し第１改善係数ｋ_１（０＜ｋ_１＜１）
で、受光領域の位置誤差、及び回折素子（ホログラム素
子）高さ誤差の２要因に対し第２改善係数ｋ_２（０＜ｋ
_２＜１）という係数で、ディジタルサーボによる改善の
寄与度を考慮する。

【００４９】即ち、半導体レーザ１３の波長誤差、及び
変動によって生じる位置の移動方向の改善係数を第１改
善係数ｋ_１（０＜ｋ_１＜１）とし、回折素子７の取付け
高さ、及び厚さ誤差によって生じる位置の移動方向の改
善係数を第２改善係数ｋ_２（０＜ｋ_２＜１）とすれば、
最大回折方向誤差は、光源波長の変動・誤差による回折
光のスポット位置の誤差の最大値を第１改善係数ｋ_１で
補正した値と、ホログラム素子７の取付け高さ及び厚さ
誤差による回折光のスポット位置の誤差の最大値を第２
改善係数ｋ_２で補正した値との和（ｋ_１ΔＬ＋ｋ_２Δ
ｈ）により定義される。したがって、最大回折方向誤差
を長手方向の垂直方向に投影したスポット８ａ−の位置
の移動の大きさは ^aδ_td＝（ｋ_１ΔＬ＋ｋ_２Δｈ）sin（Δθ） …（８） となる。

【００５０】同様に、発光点、又は光軸と受光領域のラ
ジアル方向の相対位置の誤差に対し、第２改善係数ｋ_２
を用いて補正すれば、最大ラジアル方向誤差は、光軸３
と第２受光領域９ａ−との距離の誤差の最大値を第２改
善係数ｋ_２で補正した値と光学系（対物レンズ）１６の
トラッキング可動範囲によって生じる回折光のスポット
位置の誤差の最大値との和（ｋ_２Δｘ＋Δｒ）により定
義される。したがって、最大ラジアル方向誤差を、第２
受光領域９ａ−の長手方向（分割線の方向）に直交する
方向に投影したスポット８ａ−の位置が移動する距離^a
δ_trは、 ^aδ_tr＝（ｋ_２Δｘ＋Δｒ）sinθ_２ …（９） で与えられる。そこで、第１の実施の形態と同様に、 ^aδ_td＝^aδ_tr …（１０） なる関係が成立するようにしておけば、第２受光領域９
ａ−の長手方向（分割線の方向）に直交する方向に、回
折光のスポット位置がそれぞれ距離^aδ_td，^aδ_trだけ移
動しても、回折光のスポット８ａ−の一部が、第２受光
領域９ａ−の外形線からはみ出す面積は、極僅かに抑制
出来る。

【００５１】本発明の第２の実施の形態においても、式
（８）、（９），（１０）の関係から、最大回折方向誤
差及び最大ラジアル方向誤差による回折光のスポット位
置の移動距離のバランスを定量的に反映し、定量的な設
計から、受光領域の長手方向（分割線の方向）とラジア
ル方向とのなす第１鋭角θ_２を決定出来る。このため、
特定の誤差要因に偏ることなく、それぞれの誤差要因の
影響を緩和出来、最大回折方向誤差及び最大ラジアル方
向誤差に対しバランスのとれた許容度を実現出来る。こ
の結果、ディジタルサーボの実動作レベルで、バランス
の取れた誤差要因許容度配分が可能となる。

【００５２】

【発明の効果】本発明によれば、ＤＶＤ等の高感度光デ
ィスクに対する集積型光ピックアップ装置において、波
長変動、回折素子の位置誤差、発光素子と受光領域の相
対位置誤差、トラッキング動作に伴う回折光の移動等の
複数の誤差要因に対し、各々に偏らない許容度配分が可
能である。

【００５３】このため、集積型光ピックアップ装置を構
成する各素子のバラツキや組立ての総合的な許容度を満
足させ、且つ誤差要因のすべてに対し、ある程度の許容
度を持った、バランスの取れた実用性の高い、小型・高
速・低コストの光ピックアップ装置を実現出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１（ａ）は、本発明の第１の実施の形態に係
る光ピックアップ装置のタンジェンシャル方向とラジア
ル方向との関係を示す図で、図１（ｂ）は、ホログラム
パターンの第１及び第２の領域による回折光の方向を説
明する図である。

【図２】図２（ａ）は、本発明の第１の実施の形態に係
る光ピックアップ装置の第１受光領域９ａ＋、第２受光
領域９ａ−、第３受光領域９ｂ＋及び第４受光領域９ｂ
−の配置を示す図で、図２（ｂ）は、第２受光領域９ａ
−の拡大図である。

【図３】本発明の第１の実施の形態に係る光ピックアッ
プ装置において、４個の受光領域からＤＰＤ方式による
トラッキングエラー信号を求める方法を示す図である。

【図４】本発明の第１の実施の形態に係る光ピックアッ
プ装置において、４個の受光領域からＳＳＤ方式による
フォーカスエラー信号を求める方法を説明する図であ
る。

【図５】本発明の第１の実施の形態に係る光ピックアッ
プ装置における回折光のスポット位置のずれを、第２受
光領域の長手方向の垂直方向に投影した寸法を示す図で
ある。

【図６】従来技術に係る光ピックアップ装置における回
折光のスポット位置のずれを示す図である。

【図７】本発明の第１の実施の形態に係る光ピックアッ
プ装置の要部を示す図である。

【図８】本発明の第１の実施の形態に係る光ピックアッ
プ装置の全体の概略を示す図である。

【図９】従来の光ピックアップ装置の構造を示す図であ
る。

【符号の説明】

１ 光ディスク ２ トラック ３ 光軸 ４ タンジェンシャル方向 ５ ラジアル方向 ６ 光ディスク反射（収束）光 ７ ホログラム素子（基板） ７ａ （ホログラムの）第１の領域 ７ｂ （ホログラムの）第２の領域 ７ｃ （ホログラムの）分割線 ８ａ＋ 第１の領域の＋１次回折光 ８ａ− 第１の領域の−１次回折光 ８ｂ＋ 第２の領域の＋１次回折光 ８ｂ− 第２の領域の−１次回折光 ９ 受光素子基板 ９ａ＋ 第１受光領域（８ａ＋の光束を受光する領域） ９ａ− 第２受光領域（８ａ−の光束を受光する領域） ９ｂ＋ 第３受光領域（８ｂ＋の光束を受光する領域） ９ｂ− 第４受光領域（８ｂ−の光束を受光する領域） １０ａ 第１回折方向（第１の領域による回折方向） １０ｂ 第２回折方向（第２の領域による回折方向） α，β 第１回折方向と第２回折方向のなす鋭角 １９ａ＋ 第１の領域の＋１次回折方向 １９ａ− 第１の領域の−１次回折方向 １９ｂ＋ 第２の領域の＋１次回折方向 １９ｂ− 第２の領域の−１次回折方向 ２１ 分割線 ２２ａ，２２ｂ 分割線 ２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄ 受光素子の副領域 ７１ ホログラムパターン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5D118 AA18 BA01 BF02 BF03 CD02 CD03 CD08 CF03 CF04 CF11 CG02 DA20 DC03 5D119 AA04 AA29 AA38 BA01 CA09 DA01 DA05 EA02 EA03 FA05 JA14 KA02 KA08 KA17 KA18 KA21 KA27 LB07

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光学的情報を記録するトラックを有する
   情報記録媒体と、 該情報記録媒体に収束光を照射し、該情報記録媒体から
   の反射光を得る光学系と、 前記反射光を第１回折方向に回折させるように格子方向
   を設定した第１の領域、及び前記第１回折方向と前記反
   射光の光軸において、１〜３０度の範囲の交角で交わる
   第２回折方向に、前記反射光を回折させるように格子方
   向を設定した第２の領域とを有する回折素子と、 それぞれ複数の副領域からなり、前記第１回折方向の回
   折光を受光する第１及び第２受光領域と、 それぞれ複数の副領域からなり、前記第２回折方向の回
   折光を受光する第３及び第４受光領域と、 同一平面上において、前記第１〜第４受光領域を前記光
   軸に関して実質的に対称に配置する受光素子基板とから
   なり、前記第１〜第４受光領域を前記複数の副領域に分
   割するそれぞれの分割線の方向と前記トラックのラジア
   ル方向とのなす角度で定義される第１鋭角が、前記交角
   の半分の角度で定義される第２鋭角より小さいことを特
   徴とする光ピックアップ装置。
2. 【請求項２】 前記受光素子基板の表面における前記第
   １回折方向に沿った前記回折光のスポット位置の誤差の
   最大値を最大回折方向誤差、前記受光素子基板の表面に
   おける前記ラジアル方向に沿った前記回折光の相対位置
   の誤差の最大値を最大ラジアル方向誤差、前記第２鋭角
   と前記第１鋭角との差を第３鋭角としたとき、 該第３鋭角の正弦により、前記第２受光領域の前記分割
   線の直交方向に前記最大回折方向誤差を投影した位置ず
   れ寸法が、前記第１鋭角の正弦により、前記直交方向に
   前記最大ラジアル方向誤差を投影した位置ずれ寸法と等
   しくなるようにしたことを特徴とする請求項１記載の光
   ピックアップ装置。
3. 【請求項３】 前記最大回折方向誤差は、光源波長の変
   動・誤差による前記回折光のスポット位置の誤差の最大
   値と、前記回折素子の取付け高さ及び厚さ誤差による回
   折光のスポット位置の誤差の最大値との和により定義さ
   れ、 前記最大ラジアル方向誤差は、前記光軸と前記第２受光
   領域との距離の誤差の最大値と前記光学系のトラッキン
   グ可動範囲によって生じる回折光のスポット位置の誤差
   の最大値との和により定義されることを特徴とする請求
   項２記載の光ピックアップ装置。
4. 【請求項４】 波長変動に対するシステムによる改善係
   数を第１改善係数ｋ _１（０＜ｋ_１＜１）、前記第２受光
   領域の位置誤差及び前記回折素子の高さ誤差に対するシ
   ステムによる改善係数を第２改善係数ｋ_２（０＜ｋ_２＜
   １）とし、 前記最大回折方向誤差は、前記光源波長の変動・誤差に
   よる前記回折光のスポット位置の誤差の最大値を前記第
   １改善係数ｋ_１で補正した値と、前記回折素子の取付け
   高さ及び厚さ誤差による回折光のスポット位置の誤差の
   最大値を前記第２改善係数ｋ_２で補正した値との和によ
   り定義され、 前記最大ラジアル方向誤差は、前記光軸と前記第２受光
   領域との距離の誤差の最大値を前記第２改善係数ｋ_２で
   補正した値と前記光学系のトラッキング可動範囲によっ
   て生じる回折光のスポット位置の誤差の最大値との和に
   より定義されることを特徴とする請求項２記載の光ピッ
   クアップ装置。