JP2004185769A

JP2004185769A - 光ピックアップ装置及び光ディスク装置

Info

Publication number: JP2004185769A
Application number: JP2002354748A
Authority: JP
Inventors: Junichi Kitabayashi; 淳一北林
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2002-12-06
Filing date: 2002-12-06
Publication date: 2004-07-02

Abstract

【課題】高コスト化を招くことなく、対物レンズの位置制御に必要な情報を含む信号を精度良く安定して出力することができる光ピックアップ装置を提供する。
【解決手段】少なくとも２つの光ビームのうちの少なくとも１つの特定ビームの反射光について検出系（ＨＧｂ、ＰＤｂ）で検出されるトラックエラー検出用のプッシュプル信号の振幅がほぼ０となるように、特定ビームの全域に連続した光学的な収差を付与する収差付与手段５２ｂを光学系の一部に設けているために、メディアチルトあるいはレンズシフトに起因するオフセット成分を従来よりも容易に抽出することができる。
【選択図】図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は光ピックアップ装置及び光ディスク装置に係り、さらに詳しくは、情報記録媒体の記録面に光を照射し、その記録面からの反射光を受光する光ピックアップ装置及び該光ピックアップ装置を備えた光ディスク装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
通常、光ピックアップ装置は、対物レンズを含み、光源から出射される光束を情報記録媒体の記録面に導くとともに、記録面で反射された戻り光束を所定の受光位置まで導く光学系、及び受光位置に配置された受光素子などを備えている。この受光素子からは、記録面に記録されているデータの再生情報だけでなく、光ピックアップ装置自体及び対物レンズの位置制御などに必要な情報（サーボ制御情報）を含む信号が出力される。
【０００３】
記録面の所定位置にデータを正しく記録したり、記録面の所定位置に記録されているデータを正しく再生するためには、光スポットが記録面の所定位置に正確に形成されなければならない。そのためには、光スポットの形成位置を正確に検出する必要がある。そこで、記録面で反射された戻り光束を利用して記録面における光スポットの形成位置を検出する方法が種々提案され、一部実用に供されている。
【０００４】
記録面における光スポットの形成位置を検出する方法としては、記録面に形成された１つの光スポットからの戻り光束を利用する方法（１ビーム方式）と、記録面に形成された３つの光スポットからの戻り光束を利用する方法（３ビーム方式）とに大別できる。３ビーム方式を用いる場合には、記録面に３つの光スポットを形成するために、光源から出射される光束は３つに分割（３ビーム化）されることとなる。
【０００５】
１ビーム方式では、いわゆるプッシュプル法が一般的に用いられている。３ビーム方式では、いわゆる３スポット法及び差動プッシュプル（ＤＰＰ）法が一般的に用いられている。
【０００６】
プッシュプル法では、戻り光束をトラックの接線方向に対応した方向の分割線によって２分割し、それぞれの光量の差に関する情報を含む信号（プッシュプル信号）から光スポットの位置ずれ（いわゆるトラックエラー信号）を検出している。しかしながら、対物レンズの光軸方向と記録面に垂直な方向とにずれ（以下「メディアチルト」ともいう）がある場合や、対物レンズがその基準位置からトラッキング方向にシフト（以下「レンズシフト」ともいう）している場合には、検出信号にオフセット成分が付加されるおそれがあった。
【０００７】
３スポット法では、光源から出射される光束を１つの主ビームと２つの副ビームとに分割して、記録面において主ビームと副ビームとがトラッキング方向（トラックの接線方向に直交する方向）に関し１／４トラックピッチだけずれるように照射している。そして、記録面で反射した２つの副ビームの戻り光を２つの受光素子でそれぞれ受光し、その２つの受光素子の受光量の差からトラックエラー信号を検出している。この場合には、例えば追記型の光ディスクでは、ピット（記録ピット）の有無に起因するオフセット成分が検出信号に付加されるおそれがあった。
【０００８】
差動プッシュプル法では、光源から出射される光束を１つの主ビームと２つの副ビームとに分割して、記録面において主ビームと副ビームとがトラッキング方向に関し１／２トラックピッチだけずれるように照射している。記録面で反射した主ビーム及び２つの副ビームの戻り光を３つの２分割受光素子でそれぞれ受光し、その２分割受光素子それぞれでプッシュプル信号を求める。そして、主ビームのプッシュプル信号と、２つの副ビームのプッシュプル信号の和信号との差信号からトラックエラー信号を検出している。この場合には、オフセット成分が付加されることはないが、主ビームと副ビームとの互いの位置関係を調整する作業が煩雑となり、さらに、トラックピッチが異なる光ディスクには対応が困難であった。
【０００９】
そこで、光スポットの形成位置を更に精度良く検出するための方法及び装置などが種々提案された（例えば、特許文献１、特許文献２、及び特許文献３参照）
【００１０】
【特許文献１】
特開平９−８１９４２号公報
【特許文献２】
特開平１０−１６２３８３号公報
【特許文献３】
特開２００１−２５０２５０号公報
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特許文献１に開示されているトラッキング誤差検出装置では、記録面に形成される２つの光スポットの間隔がトラック間隔の略整数倍となるように光源や光学系などを調整する必要があるため、光ピックアップ装置に組み込まれる場合に、調整作業が煩雑となり、結果的に製造コストが高くなるという不都合があった。
【００１２】
また、上記特許文献２に開示されている光ディスク装置では、主ビームにおける中央部の光量が低下するとともに、中央部の位相と外周部の位相とが異なっているために、記録面に形成される光スポットの形状が変化し、記録品質及び再生信号の劣化を招くおそれがあった。
【００１３】
さらに、上記特許文献３に開示されている光ピックアップ装置では、光源と回折格子との位置関係の許容誤差が小さいために、調整作業が煩雑となり、結果的に製造コストが高くなるという不都合があった。
【００１４】
本発明は、かかる事情の下になされたもので、その第１の目的は、高コスト化を招くことなく、対物レンズの位置制御に必要な情報を含む信号を精度良く安定して出力することができる光ピックアップ装置を提供することにある。
【００１５】
また、本発明の第２の目的は、情報記録媒体への高速度でのアクセスを精度良く安定して行うことができる光ディスク装置を提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、光ビームを出射する少なくとも１つの光源と、スパイラル状又は同心円状のトラックが形成された情報記録媒体の記録面に少なくとも２つの光ビームを照射する対物レンズを含む光学系と、前記記録面からのそれぞれの反射光を検出する分岐光学素子及び光検出器を含む検出系と、を備える光ピックアップ装置において、前記少なくとも２つの光ビームのうちの少なくとも１つの特定ビームの反射光について前記検出系で検出されるトラックエラー検出用のプッシュプル信号の振幅がほぼ０となるように、前記特定ビームの全域に連続した光学的な収差を付与する収差付与手段を前記光学系の一部に設けることを特徴とする光ピックアップ装置である。
【００１７】
これによれば、少なくとも２つの光ビームのうちの少なくとも１つの特定ビームの反射光について検出系で検出されるトラックエラー検出用のプッシュプル信号の振幅がほぼ０となるように、特定ビームの全域に連続した光学的な収差を付与する収差付与手段を光学系の一部に設けているために、記録面に形成される特定ビームの光スポットの位置はどこでも良いこととなり、前述した従来例（特許文献１及び特許文献３）に比べて調整作業を極めて簡略化することができる。また、前述した従来例（特許文献２）と異なり、信号検出用の光スポットの形状を変化させないことが可能である。そして、例えばメディアチルトあるいはレンズシフトに起因するオフセット成分を精度良く検出することができる。従って、その結果として、高コスト化を招くことなく、対物レンズの位置制御に必要な情報を含む信号を精度良く安定して出力することが可能となる。なお、例えば前述した１ビーム方式の場合には、光源から出射された光束を分割し、そのうちの少なくとも１つを特定ビームとしても良いが、特定ビーム用の光源が別に設けられても良い。また、例えば前述した３ビーム方式の場合には、副ビームの少なくとも一方を特定ビームとしても良い。
【００１８】
この場合において、請求項２に記載の光ピックアップ装置の如く、前記情報記録媒体の傾きを検出する傾き検出手段と；前記傾き検出手段の検出結果と前記プッシュプル信号とに基づいて、前記対物レンズのトラッキング方向に関する位置情報を含む信号を生成する位置信号生成手段と；を更に備えることとすることができる。
【００１９】
上記請求項１に記載の光ピックアップ装置において、請求項３に記載の光ピックアップ装置の如く、前記対物レンズのトラッキング方向に関する位置を検出する位置検出手段と；前記位置検出手段の検出結果と前記プッシュプル信号とに基づいて、前記情報記録媒体の傾きに関する情報を含む信号を生成する傾き信号生成手段と；を更に備えることとすることができる。
【００２０】
上記請求項１〜３に記載の各光ピックアップ装置において、請求項４に記載の光ピックアップ装置の如く、前記特定ビームの反射光の検出信号を用いて、前記光学的な収差を付与されなかった光ビームの反射光の検出信号に含まれるオフセット成分を補正する信号補正手段を更に備えることとすることができる。
【００２１】
この場合において、請求項５に記載の光ピックアップ装置の如く、前記光検出器は、前記トラックの接線方向に対応する方向の分割線により２分割された第１、第２の分割受光素子を備え、前記特定ビームの反射光は前記第１の分割受光素子で受光され、前記光学的な収差を付与されなかった光ビームの反射光は前記第２の分割受光素子で受光され、前記信号補正手段は、前記第２の分割受光素子からの各信号のプッシュプル信号と前記第１の分割受光素子からの各信号のプッシュプル信号との差信号を生成することとすることができる。かかる場合には、例えばメディアチルトあるいはレンズシフトがあっても、トラックずれに関する情報を検出するための信号に含まれるオフセット成分を低く抑えることができる。
【００２２】
上記請求項１〜５に記載の各光ピックアップ装置において、請求項６に記載の光ピックアップ装置の如く、前記分岐光学素子は、前記特定ビームの反射光の波面収差を補正する作用を奏することとすることができる。かかる場合には、光検出器で受光される特定ビームの反射光のビーム径を小さくすることが可能となる。
【００２３】
上記請求項１〜６に記載の各光ピックアップ装置において、請求項７に記載の光ピックアップ装置の如く、前記分岐光学素子は、ホログラム素子であることとすることができる。
【００２４】
上記請求項１〜７に記載の各光ピックアップ装置において、前記光学的な収差としては種々の収差が考えられるが、請求項８に記載の光ピックアップ装置の如く、前記光学的な収差は、球面収差又は非点収差であることとしても良い。
【００２５】
この場合において、請求項９に記載の光ピックアップ装置の如く、前記光学的な収差は非点収差であり、前記少なくとも２つの光ビームのうち前記特定ビームを除く少なくとも１つの光ビームのスポットが前記記録面に合焦状態で形成されるときに、前記特定ビームのスポットは前記記録面において楕円形状を呈し、その長軸方向が前記トラックの接線に直交する方向とほぼ一致することとすることができる。
【００２６】
この場合において、請求項１０に記載の光ピックアップ装置の如く、前記収差付与手段は、シリンダレンズ及び非平行平板の少なくともいずれかを含むこととすることができる。
【００２７】
上記請求項８に記載の光ピックアップ装置において、請求項１１に記載の光ピックアップ装置の如く、前記光学的な収差は球面収差であり、前記収差付与手段は、前記記録面に形成される前記特定ビームの光スポットがデフォーカス状態となるように配置されたコリメートレンズを含むこととすることができる。
【００２８】
上記請求項８に記載の光ピックアップ装置において、請求項１２に記載の光ピックアップ装置の如く、前記光学的な収差は球面収差であり、前記収差付与手段は、凸レンズ、凹レンズ及び少なくとも一部に非平面を有するガラス板の少なくとも１つを含むこととすることができる。
【００２９】
上記請求項１〜８に記載の各光ピックアップ装置において、請求項１３に記載の光ピックアップ装置の如く、前記収差付与手段は、前記光源から出射された光ビームを０次光と回折光とに分離するとともに、前記回折光のみに前記光学的な収差を付与する回折素子を含むこととすることができる。
【００３０】
この場合において、請求項１４に記載の光ピックアップ装置の如く、前記回折素子と前記分岐光学素子と前記光検出器と前記光源とは一体化されていることとすることができる。かかる場合には、光ピックアップ装置の小型化を更に促進することができる。
【００３１】
請求項１５に記載の発明は、情報記録媒体に対して、情報の記録、再生及び消去のうち少なくとも再生を行なう光ディスク装置であって、請求項１〜１４のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置と；前記光ピックアップ装置からの出力信号を用いて、前記情報の記録、再生及び消去のうち少なくとも再生を行なう処理装置と；を備える光ディスク装置。
【００３２】
これによれば、請求項１〜１４のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置からの出力信号に基づいて、サーボ信号を精度良く安定して検出することができるため、結果として情報記録媒体への情報の記録、再生、及び消去のうち少なくとも再生を含むアクセスを高速度で精度良く安定して行うことが可能となる。
【００３３】
【発明の実施の形態】
《第１の実施形態》
以下、本発明の第１の実施形態を図１〜図７に基づいて説明する。図１には、本発明の第１の実施形態に係る光ディスク装置２０の概略構成が示されている。
【００３４】
この図１に示される光ディスク装置２０は、情報記録媒体としての光ディスク１５を回転駆動するためのスピンドルモータ２２、光ピックアップ装置２３、レーザコントロール回路２４、エンコーダ２５、モータドライバ２７、再生信号処理回路２８、サーボコントローラ３３、バッファＲＡＭ３４、バッファマネージャ３７、インターフェース３８、ＲＯＭ３９、ＣＰＵ４０及びＲＡＭ４１などを備えている。なお、図１における矢印は、代表的な信号や情報の流れを示すものであり、各ブロックの接続関係の全てを表すものではない。また、本実施形態では、一例としてＤＶＤ（ｄｉｇｉｔａｌｖｅｒｓａｔｉｌｅｄｉｓｃ）系の規格に準拠した情報記録媒体が光ディスク１５として用いられるものとする。
【００３５】
前記光ピックアップ装置２３は、光ディスク１５のスパイラル状又は同心円状のトラックが形成された記録面の所定位置にレーザ光を照射するとともに、記録面からの反射光を受光するための装置である。トラックは、一例として図２に示されるように、トラックの接線方向に直交する方向に２分割され、データトラックとしてのグルーブＧと案内トラックとしてのランドＬとから構成されている。そして、隣り合うグルーブ又はランドのトラッキング方向に関する中心間距離はトラックピッチと呼ばれている。なお、光ピックアップ装置２３の構成等については後に詳述する。
【００３６】
図１に戻り、前記再生信号処理回路２８は、光ピックアップ装置２３からの出力信号に基づいてウォブル信号、ＲＦ信号及びサーボ信号（フォーカスエラー信号、トラックエラー信号）などを検出する。そして、再生信号処理回路２８はウォブル信号からアドレス情報及び同期信号などを抽出する。ここで抽出されたアドレス情報はＣＰＵ４０に出力され、同期信号はエンコーダ２５に出力される。さらに、再生信号処理回路２８は、ＲＦ信号に対して復調処理及び誤り訂正処理などを行なった後、再生データとしてバッファマネージャ３７を介してバッファＲＡＭ３４に格納する。また、サーボ信号は再生信号処理回路２８からサーボコントローラ３３に出力される。
【００３７】
前記サーボコントローラ３３は、再生信号処理回路２８からのサーボ信号及び後述するチルト情報信号に基づいて光ピックアップ装置２３を制御する各種制御信号を生成し、モータドライバ２７に出力する。
【００３８】
前記モータドライバ２７は、サーボコントローラ３３からの各種制御信号に基づいて光ピックアップ装置２３に駆動信号を出力する。また、モータドライバ２７は、ＣＰＵ４０の指示に基づいてスピンドルモータ２２に駆動信号を出力する。
【００３９】
前記バッファマネージャ３７は、バッファＲＡＭ３４へのデータの入出力を管理し、蓄積されたデータ量が所定の量になるとＣＰＵ４０に通知する。
【００４０】
前記エンコーダ２５は、ＣＰＵ４０の指示に基づいて、バッファＲＡＭ３４に蓄積されているデータをバッファマネージャ３７を介して取り出し、データの変調処理、エラー訂正コードの付加処理などを行ない、光ディスク１５への書き込み信号を生成するとともに、再生信号処理回路２８からの同期信号に同期して、書き込み信号をレーザコントロール回路２４に出力する。
【００４１】
前記レーザコントロール回路２４は、エンコーダ２５からの書き込み信号及びＣＰＵ４０の指示に基づいて、光ピックアップ装置２３から出射されるレーザ光の発光パワーを制御する。
【００４２】
前記インターフェース３８は、ホスト（例えばパソコン）との双方向の通信インターフェースであり、ＡＴＡＰＩ（ＡＴＡｔｔａｃｈｍｅｎｔＰａｃｋｅｔＩｎｔｅｒｆａｃｅ）、ＳＣＳＩ（ＳｍａｌｌＣｏｍｐｕｔｅｒＳｙｓｔｅｍＩｎｔｅｒｆａｃｅ）及びＵＳＢ（ＵｎｉｖｅｒｓａｌＳｅｒｉａｌＢｕｓ）などの標準インターフェースに準拠している。
【００４３】
前記ＲＯＭ３９には、ＣＰＵ４０にて解読可能なコードで記述されたプログラムが格納されている。そして、ＣＰＵ４０は、ＲＯＭ３９に格納されているプログラムに従って上記各部の動作を制御するとともに、制御に必要なデータ等を一時的にＲＡＭ４１に保存する。
【００４４】
次に、前記光ピックアップ装置２３の構成等について図３に基づいて説明する。この図３に示される光ピックアップ装置２３は、第１の受発光ユニット５１ａ、第２の受発光ユニット５１ｂ、第１のコリメートレンズ５２ａ、第２のコリメートレンズ５２ｂ、反射ミラー５３、ビームスプリッタ５４、対物レンズ６０、チルトセンサＴＳ、駆動系（フォーカシングアクチュエータ、トラッキングアクチュエータ、チルトアクチュエータ及びシークモータ（いずれも図示省略））、処理回路９１及びアンプ（ＡＭＰ）９２などを備えている。
【００４５】
上記第１の受発光ユニット５１ａは、光源としての半導体レーザＬＤａ、光検出器としての受光器ＰＤａ及び分岐光学素子としてのホログラムＨＧａを含んで構成されている。上記第２の受発光ユニット５１ｂは、第１の受発光ユニット５１ａの−Ｙ側に配置され、光源としての半導体レーザＬＤｂ、光検出器としての受光器ＰＤｂ及び分岐光学素子としてのホログラムＨＧｂを含んで構成されている。
【００４６】
半導体レーザＬＤａ及び半導体レーザＬＤｂはほぼ同じ特性を有する半導体レーザであり、いずれも波長が６６０ｎｍの光束（発散光）を出射する。ここでは、各半導体レーザから出射される光束の最大強度出射方向を＋Ｚ方向とし、半導体レーザＬＤａの発光点位置と半導体レーザＬＤｂの発光点位置とは、Ｚ軸方向に関してほぼ一致している。なお、以下では便宜上、半導体レーザＬＤａから出射される光束を「第１出射光束」、半導体レーザＬＤｂから出射される光束を「第２出射光束」ともいう。そして、本第１の実施形態では、第２出射光束をオフセットを補正するための特定ビームとしている。
【００４７】
ホログラムＨＧａ及びホログラムＨＧｂはほぼ同じ特性を有するホログラムである。ホログラムＨＧａは、半導体レーザＬＤａの＋Ｚ側に配置され、光ディスク１５の記録面で反射した第１出射光束の戻り光束（以下、便宜上「第１戻り光束」ともいう）を受光器ＰＤａの受光面方向に分岐する。ホログラムＨＧｂは、半導体レーザＬＤｂの＋Ｚ側に配置され、光ディスク１５の記録面で反射した第２出射光束の戻り光束（以下、便宜上「第２戻り光束」ともいう）を受光器ＰＤｂの受光面方向に分岐する。
【００４８】
受光器ＰＤａは、半導体レーザＬＤａの−Ｙ側に配置され、図４（Ａ）に示されるように、トラックの接線方向に対応した方向、すなわちＸ軸方向の分割線によってＹ軸方向に２分割され、部分受光素子ＰＤａ１と部分受光素子ＰＤａ２とからなる第２の分割受光素子としての２分割受光素子ＰＤａＡを含み、再生信号処理回路２８にてウォブル信号、ＲＦ信号及びサーボ信号などを検出するのに最適な信号を出力する複数の受光素子から構成されている。
【００４９】
受光器ＰＤｂは、半導体レーザＬＤｂの−Ｙ側に配置され、図４（Ｂ）に示されるように、Ｘ軸方向の分割線によってＹ軸方向に２分割され、部分受光素子ＰＤｂ１と部分受光素子ＰＤｂ２とからなる第１の分割受光素子としての２分割受光素子ＰＤｂＡを含んで構成されている。
【００５０】
図３に戻り、前記第１のコリメートレンズ５２ａ及び第２のコリメートレンズ５２ｂはほぼ同じレンズ特性を有するコリメートレンズである。第１のコリメートレンズ５２ａは、第１の受発光ユニット５１ａの＋Ｚ側に配置され、第１出射光束を略平行光とする。前記第２のコリメートレンズ５２ｂは、第２の受発光ユニット５１ｂの＋Ｚ側であって、部分受光素子ＰＤｂ１の出力信号と部分受光素子ＰＤｂ２の出力信号とのプッシュプル信号において、振幅がほぼ０となるときの位置に配置されている。この位置は、第２のコリメートレンズ５２ｂの組み付け時あるいは調整時に部分受光素子ＰＤｂ１及び部分受光素子ＰＤｂ２のプッシュプル信号をモニタしながら決定される。なお、第２のコリメートレンズ５２ｂの位置は予め設計値として求めていても良い。これにより、第２出射光束は第２のコリメートレンズ５２ｂにて光学的な収差として球面収差が付与され、記録面にはデフォーカス状態で光スポットが形成されることとなる。
【００５１】
前記反射ミラー５３は、第２のコリメートレンズ５２ｂの＋Ｚ側に配置され、第２のコリメートレンズ５２ｂを透過した第２出射光束を＋Ｙ方向に反射する。
【００５２】
前記ビームスプリッタ５４は、第１のコリメートレンズ５２ａの＋Ｚ側で、かつ反射ミラー５３の＋Ｙ側に配置され、反射ミラー５３で反射された第２出射光束を＋Ｚ方向に分岐するとともに、光ディスク１５からの第２戻り光束を−Ｙ方向に分岐する。
【００５３】
前記対物レンズ６０は、ビームスプリッタ５４の＋Ｚ側に配置され、ビームスプリッタ５４を透過した第１出射光束及び第２出射光束を集光し、光ディスク１５の記録面上にそれぞれの光スポットを形成する。
【００５４】
前記チルトセンサＴＳは、対物レンズ６０の近傍に配置され、光ディスク１５にチルト検出用のレーザ光を照射する半導体レーザＬＤｔと、光ディスク１５で反射されたチルト検出用のレーザ光を受光する２分割受光素子ＰＤｔとを含んで構成されている。ここでは、メディアチルトが小さいときには、２分割受光素子ＰＤｔを構成する各部分受光素子の出力は互いにほぼ同一信号であり、メディアチルトが比較的大きいと、そのチルト方向及びチルト量に応じて各部分受光素子の出力に差が生じるように設定されている。そして、各部分受光素子の出力の差信号（以下、便宜上「チルト差信号」ともいう）は処理回路９１に出力される。また、チルト差信号とチルト量との関係及びチルト差信号とオフセット量との関係が予め計測され、それぞれチルトテーブル及びオフセットテーブルとしてＲＯＭ３９に格納されている。
【００５５】
前記アンプ９２は、２分割受光素子ＰＤａＡでの受光量と２分割受光素子ＰＤｂＡでの受光量との違いに対応したゲインを有し、２分割受光素子ＰＤｂＡの出力信号を増幅する。これにより、例えばメディアチルトやレンズシフトがある場合に、２分割受光素子ＰＤａＡの出力信号に含まれるオフセット成分と２分割受光素子ＰＤｂＡの出力信号に含まれるオフセット成分とはほぼ同じレベルとなる。
【００５６】
ここで、前述のようにして構成された光ピックアップ装置２３の作用について簡単に説明する。
【００５７】
半導体レーザＬＤａから出射された光束（第１出射光束）は、その大部分がホログラムＨＧａを透過し、第１のコリメートレンズ５２ａで略平行光となった後、ビームスプリッタ５４に入射する。ビームスプリッタ５４を透過した光束は、対物レンズ６０で集光され、一例として図５に示されるように、回折限界の光スポットＳａとなる。
【００５８】
半導体レーザＬＤｂから出射された光束（第２出射光束）は、その大部分がホログラムＨＧｂを透過し、第２のコリメートレンズ５２ｂに入射する。第２のコリメートレンズ５２ｂでは、一例として図６に示されるように、球面収差が付与される。第２のコリメートレンズ５２ｂを透過した光束は反射ミラー５３で＋Ｙ方向に反射され、ビームスプリッタ５４に入射する。ビームスプリッタ５４で＋Ｚ方向に分岐された光束は、対物レンズ６０で集光され、一例として図５に示されるように、光スポットＳａよりも大きな光スポットＳｂとなる。なお、光スポットＳａはグルーブ上に形成する必要があるが、光スポットＳｂはどこに形成されても良い。
【００５９】
光ディスク１５の記録面にて反射した第１出射光束の反射光は、第１戻り光束として対物レンズ６０で再び略平行光とされ、ビームスプリッタ５４に入射する。ビームスプリッタ５４を透過した第１戻り光束は第１のコリメートレンズ５２ａを介してホログラムＨＧａに入射する。ホログラムＨＧａで分岐された第１戻り光束は受光器ＰＤａで受光される。受光器ＰＤａを構成する各受光素子は、受光量に応じた電流信号をそれぞれ処理回路９１及び再生信号処理回路２８に出力する。なお、２分割受光素子ＰＤａＡでは、一例として図４（Ａ）に示されるように、トラックパターンの一方が部分受光素子ＰＤａ１で受光され、他方が部分受光素子ＰＤａ２で受光される。
【００６０】
また、光ディスク１５の記録面にて反射した第２出射光束の反射光は、第２戻り光束として対物レンズ６０を介してビームスプリッタ５４に入射する。ビームスプリッタ５４で−Ｙ方向に分岐された第２戻り光束は反射ミラー５３で−Ｚ方向に反射され、第２のコリメートレンズ５２ｂを介してホログラムＨＧｂに入射する。ホログラムＨＧｂで分岐された第２戻り光束は受光器ＰＤｂで受光される。受光器ＰＤｂを構成する各部分受光素子は、受光量に応じた電流信号をそれぞれアンプ９２に出力する。なお、２分割受光素子ＰＤｂＡでは、一例として図４（Ｂ）に示されるように、トラックパターンの一方が部分受光素子ＰＤｂ１で受光され、他方が部分受光素子ＰＤｂ２で受光される。そして、各トラックパターンは、第１戻り光束と異なり、明暗の縞模様が生じている。
【００６１】
次に、光ディスク装置２０における対物レンズ６０の位置及び姿勢の制御について説明する。
【００６２】
《トラッキング制御》
１．処理回路９１は、次の（１）式に示されるように、部分受光素子ＰＤａ１からの出力信号Ｓａ１と部分受光素子ＰＤａ２からの出力信号Ｓａ２とのプッシュプル信号Ｐａを求める。なお、ここでは、一例として図７に示されるように、プッシュプル信号Ｐａにはオフセット成分Ｓｏｆｔが付加されているものとする。
【００６３】
Ｐａ＝Ｓａ１−Ｓａ２ ……（１）
【００６４】
２．処理回路９１は、次の（２）式に示されるように、アンプ９２で増幅された部分受光素子ＰＤｂ１からの出力信号Ｓｂ１と部分受光素子ＰＤｂ２からの出力信号Ｓｂ２とのプッシュプル信号Ｐｂを求める。このプッシュプル信号Ｐｂは、プッシュプル信号Ｐａと同様にオフセット成分Ｓｏｆｔが付加されているものの、一例として図７に示されるように、振幅が非常に小さい信号となる。
【００６５】
Ｐｂ＝Ｓｂ１−Ｓｂ２ ……（２）
【００６６】
３．処理回路９２は、次の（３）式に基づいてトラックエラー信号Ｔｅを求める。すなわち、プッシュプル信号Ｐａに含まれるオフセット成分Ｓｏｆｔがほぼ除去され、一例として図７に示されるように、オフセット成分が極めて小さいトラックエラー信号Ｔｅが得られる。
【００６７】
Ｔｅ＝Ｐａ−Ｐｂ ……（３）
【００６８】
４．トラックエラー信号Ｔｅは、再生信号処理回路２８を介してサーボコントローラ３３に出力される。
５．サーボコントローラ３３は、トラックエラー信号Ｔｅに基づいてトラックずれを補正するためのトラッキング制御信号を生成し、モータドライバ２７に出力する。
６．モータドライバ２７は、トラッキング制御信号に対応したトラッキング制御用の駆動電流を光ピックアップ装置２３に出力する。
７．光ピックアップ装置２３は、モータドライバ２７からのトラッキング制御用の駆動電流をトラッキングアクチュエータに供給する。
８．トラッキングアクチュエータでは、駆動電流の大きさ及び電流の向きに応じた駆動力が発生し、それによって対物レンズ６０がトラッキング方向にシフトし、トラックずれが補正される。
【００６９】
《フォーカス制御》
１．再生信号処理回路２８は、従来と同様に受光器ＰＤａの出力信号に基づいてフォーカスエラー信号を検出し、サーボコントローラ３３に出力する。
２．サーボコントローラ３３は、フォーカスエラー信号に基づいてフォーカスずれを補正するためのフォーカス制御信号を生成し、モータドライバ２７に出力する。
３．モータドライバ２７は、フォーカス制御信号に対応したフォーカス制御用の駆動電流を光ピックアップ装置２３に出力する。
４．光ピックアップ装置２３は、モータドライバ２７からのフォーカス制御用の駆動電流をフォーカシングアクチュエータに供給する。
５．フォーカシングアクチュエータでは、駆動電流の大きさ及び電流の向きに応じた駆動力が発生し、それによって対物レンズ６０がフォーカス方向にシフトし、フォーカスずれが補正される。
【００７０】
《チルト制御》
１．処理回路９１は、ＲＯＭ３９に格納されている前記チルトテーブルを参照し、チルトセンサＴＳからのチルト差信号に基づいて記録面のチルト量を検出し、チルト情報信号としてサーボコントローラ３３に出力する。
２．サーボコントローラ３３は、処理回路９１からのチルト情報信号に基づいて、チルトを補正するためのチルト補正信号を生成し、モータドライバ２７に出力する。
３．モータドライバ２７は、チルト補正信号に対応したチルト制御用の駆動電流を光ピックアップ装置２３に出力する。
４．光ピックアップ装置２３は、モータドライバ２７からのチルト制御用の駆動電流をチルトアクチュエータに供給する。
５．チルトアクチュエータでは、駆動電流の大きさ及び電流の向きに応じた駆動力が発生し、対物レンズ６０が回動することによってチルトが補正される。
【００７１】
また、プッシュプル信号におけるオフセットは、その大部分がメディアチルト及びレンズシフトに起因するため、オフセットとチルト量とからレンズシフトを求めることができる。この場合には、例えば処理回路９１は、先ず、チルト差信号とＲＯＭ３９に格納されている前記オフセットテーブルとから、記録面の傾きによるオフセット量Ｓｏｆｔ１を求め、次の（４）式に示されるように、プッシュプル信号Ｐｂとの差を演算し、レンズシフトによるオフセット量Ｓｏｆｔ２を求める。
【００７２】
Ｓｏｆｔ２＝Ｐｂ−Ｓｏｆｔ１ ……（４）
【００７３】
次に、予め計測されＲＯＭ３９に格納されている換算テーブルを参照してオフセット量Ｓｏｆｔ２から対物レンズ６０のシフト量、すなわち対物レンズ６０の位置情報を求める。この対物レンズ６０の位置情報は、シーク動作終了時の対物レンズ６０の整定に利用され、アクセス時間の短縮に寄与している。
【００７４】
次に、前述の光ディスク装置２０を用いて、光ディスク１５に対するデータの記録及び再生を行なう場合のＣＰＵ４０による処理について簡単に説明する。
【００７５】
《記録処理》
ホストから記録要求のコマンドを受信すると、記録速度に基づいてスピンドルモータ２２の回転を制御するための制御信号をモータドライバ２７に出力するとともに、記録要求のコマンドを受信した旨を再生信号処理回路２８に通知する。これにより、光ディスク１５の回転が所定の線速度に達すると、前述の如くしてフォーカス制御、トラッキング制御及びチルト制御（以下、これらを総称して「位置姿勢制御」ともいう）が行われる。また、再生信号処理回路２８から所定のタイミング毎にアドレス情報が出力される。
【００７６】
そして、アドレス情報に基づいて、書き込み開始地点に光ピックアップ装置２３が位置するようにシークモータを制御する信号をモータドライバ２７に出力する。また、ホストから受信したユーザデータのバッファＲＡＭ３４への蓄積をバッファマネージャ３７に指示する。
【００７７】
バッファマネージャ３７からバッファＲＡＭ３４に蓄積されたユーザデータ量が所定の値を超えたとの通知を受け取ると、エンコーダ２５に書き込み信号の生成を指示する。
【００７８】
そして、光ピックアップ装置２３が書き込み開始地点に到達すると、エンコーダ２５に通知する。これにより、ユーザデータは、エンコーダ２５、レーザコントロール回路２４及び光ピックアップ装置２３を介して光ディスク１５に記録される。
【００７９】
《再生処理》
ホストから再生要求のコマンドを受信すると、再生速度に基づいてスピンドルモータ２２の回転を制御するための制御信号をモータドライバ２７に出力するとともに、再生要求のコマンドを受信した旨を再生信号処理回路２８に通知する。これにより、光ディスク１５の回転が所定の線速度に達すると、前述の如くして位置姿勢制御が行われる。また、再生信号処理回路２８から所定のタイミング毎にアドレス情報が出力される。
【００８０】
そして、アドレス情報に基づいて、読み出し開始地点に光ピックアップ装置２３が位置するようにシークモータを制御する信号をモータドライバ２７に出力する。
【００８１】
続いて、光ピックアップ装置２３が読み出し開始地点に到達すると、再生信号処理回路２８に通知する。これにより、前述の如くして再生データが再生信号処理回路２８を介してバッファＲＡＭ３４に蓄積される。バッファＲＡＭ３４に蓄積された再生データがセクタデータとして揃うと、バッファマネージャ３７によりインターフェース３８を介してホストに転送される。
【００８２】
なお、位置姿勢制御は記録処理及び再生処理が終了するまで随時行われる。
【００８３】
以上の説明から明らかなように、本第１の実施形態に係る光ディスク装置では、再生信号処理回路２８とＣＰＵ４０及び該ＣＰＵ４０によって実行されるプログラムとによって処理装置が実現されている。しかしながら、本発明がこれに限定されるものではないことは勿論である。すなわち、上記実施形態は一例に過ぎず、上記のＣＰＵ４０によるプログラムに従う処理によって実現した構成各部の少なくとも一部をハードウェアによって構成することとしても良いし、あるいは全ての構成部分をハードウェアによって構成することとしても良い。
【００８４】
以上説明したように、本第１の実施形態に係る光ピックアップ装置によると、半導体レーザＬＤａから出射された光束は球面収差を付与されることなく対物レンズを介して記録面に集光され、半導体レーザＬＤｂから出射された光束は、２分割受光素子ＰＤｂＡのプッシュプル信号における振幅がほぼ０となるような球面収差を付与されて対物レンズを介して記録面に集光される。それにより、２分割受光素子ＰＤａＡからはトラックずれに関する情報とオフセットに関する情報とを含む信号が出力され、２分割受光素子ＰＤｂＡからはオフセットに関する情報を含む信号のみが出力されることとなる。従って、２分割受光素子ＰＤａＡの出力信号と２分割受光素子ＰＤｂＡの出力信号との差からオフセット成分が極めて小さいトラックエラー信号を検出することができる。また、本第１の実施形態によると、記録面における半導体レーザＬＤｂから出射された光束による光スポットの位置はどこでも良いため、組み付け作業及び調整作業を簡略化することができ、作業コストの低減を促進することが可能となる。すなわち、高コスト化を招くことなく、対物レンズの位置制御に必要な情報を含む信号を精度良く安定して出力することが可能となる。
【００８５】
また、本第１の実施形態に係る光ディスク装置によると、光ピックアップ装置の出力信号に基づいて光ピックアップ装置自体及び対物レンズの位置を精度良く制御することができるため、高速度での情報の記録、再生、及び消去のうち少なくとも再生を含むアクセスを精度良く安定して行うことが可能となる。
【００８６】
なお、上記第１の実施形態では、チルトセンサが光ピックアップ装置内に実装される場合について説明したが、これに限らず、チルトセンサが光ピックアップ装置とは別に配置されても良い。
【００８７】
また、上記第１の実施形態では、チルトアクチュエータによって記録面の傾きを補正する場合について説明したが、これに限らず、例えば対物レンズ６０とビームスプリッタ５４との間に、記録面の傾きに起因する波面収差を打ち消すための光学素子を配置しても良い。この光学素子としては、例えば印加電圧によって光学的異方性が変化する液晶素子などが好適である。この場合には、処理回路９１はチルト量に基づいて液晶素子の印加電圧を制御し、記録面での光スポットの波面収差と反対の波面収差を出射光束に付与することとなる。
【００８８】
また、上記第１の実施形態では、チルトセンサを用いてチルト量を求める場合について説明したが、これに限らず、例えば図８に示されるように対物レンズ６０のトラッキング方向のシフト量を検出する位置センサＳＰを設け、その検出結果からチルト量を求めても良い。この位置センサＳＰは、対物レンズ６０を保持し、対物レンズ６０とともにトラッキング方向に移動するレンズホルダ８１に設けられた遮光板ＰＴと、トラッキング制御時には移動しないベース板８５上に配置された半導体レーザＬＤｓ及び受光素子ＰＤｓなどから構成されている。この場合には、受光素子ＰＤｓからの信号は処理回路９１に出力される。この位置センサＳＰでは、対物レンズ６０の基準位置からのシフト量に応じて受光素子ＰＤｓでの受光量が変化するようになっている。そこで、予め受光素子ＰＤｓの出力信号とレンズシフトに起因するオフセット量との関係を計測しておくことにより、受光素子ＰＤｓの出力信号からレンズシフトによるオフセット量Ｓｏｆｔ２を求めることができる。そして、次の（５）式に示されるように、プッシュプル信号Ｐｂとの差を演算することにより、メディアチルトによるオフセット量Ｓｏｆｔ１を求めることができる。
【００８９】
Ｓｏｆｔ１＝Ｐｂ−Ｓｏｆｔ２ ……（５）
【００９０】
そして、予めオフセット量Ｓｏｆｔ１とチルト量との関係を計測しておくことにより、記録面のチルト量を求めることができる。これにより、チルトセンサＴＳがなくても、チルト制御が可能となる。
【００９１】
また、上記第１の実施形態において、チルト制御を行う必要がなければ、チルトセンサＴＳ、チルトアクチュエータなどチルト制御に関する装置、回路などはなくても良い。
【００９２】
また、上記第１の実施形態では、第２のコリメートレンズ５２ｂの位置をずらして第２出射光束による光スポットをデフォーカス状態で形成する場合について説明したが、本発明がこれに限定されるものではない。例えば図９に示されるように、第２のコリメートレンズ５２ｂの位置をずらすかわりに、第２のコリメートレンズ５２ｂと反射ミラー５３との間に、第２出射光束に球面収差を与える収差レンズ５６を配置しても良い。この場合には、部品点数が増加するが、第２のコリメートレンズ５２ｂの位置をずらす場合に比べて、光束の拡がりが少ないために、光利用効率を向上させることができる。また、ホログラムＨＧｂ及び受光器ＰＤｂに入射する第２戻り光束のビーム径が小さいために、第２の受発光ユニット５１ｂを小さくすることが可能となる。なお、収差レンズ５６としては、通常の凹レンズ、凸レンズ及び少なくとも一部に非平面を有するガラス板などを用いることができる。
【００９３】
また、第２のコリメートレンズ５２ｂの位置をずらすかわりに、第２のコリメートレンズ５２ｂと反射ミラー５３との間に、第２出射光束に非点収差を与えるためのシリンダレンズや非平行平板などの光学素子を配置しても良い。この場合には、対物レンズ６０のフォーカス方向に関する位置が変化しても、第２出射光束による光スポットの大きさが小さくなることがないため、フォーカス制御やシーク動作時に、プッシュプル信号Ｐｂにおける振幅が急に大きくなることはない。従って、精度の良いトラックエラー信号をより安定して検出することができる。なお、この場合には、第２出射光束による光スポットＳｂは楕円形状となる。
【００９４】
さらに、この場合において、一例として図１０に示されるように、Ｘ軸方向の波面収差が小さくなるように設定することにより、一例として図１１に示されるように、光スポットＳｂの長軸方向をＹ軸方向とほぼ一致させ、短軸方向をＸ軸方向とほぼ一致させることができる。そして、光スポットＳｂにおけるＸ軸方向の長さは、光スポットＳａにおけるＸ軸方向の長さとほぼ等しくなり、一例として図１２に示されるように、シーク動作におけるピットの有無による反射率の変動の影響は、光スポットＳａおよび光スポットＳｂとで同様にあらわれることとなる。そこで、次の（６）式に基づいてトラッククロス信号ＴＣを生成することができる。ここで、Ｒａは第１戻り光束の全光量、Ｒｂは第２戻り光束の全光量、及びＫは定数である。なお、トラッククロス信号ＴＣの生成は、処理回路９１及び再生信号処理回路２８のいずれで行われても良い。
【００９５】
ＴＣ＝Ｒａ−Ｋ×Ｒｂ ……（６）
【００９６】
そして、トラッククロス信号ＴＣから従来と同様にしてトラック溝横断パルスを生成し、そのパルス数をカウントすることにより移動距離を算出することができるため、シーク動作時間を短縮することが可能となる。また、トラッククロス信号ＴＣは、ＤＶＤ−Ｒのように記録部と未記録部の反射率が大きく異なる場合に、ＲＦ信号を補正するためにも用いられる。
【００９７】
また、上記第１の実施形態では、半導体レーザ、受光器及びホログラムが一体化される場合について説明したが、これに限らず、例えば半導体レーザ、受光器及びホログラムのうちの少なくとも一つが個別に配置されても良い。
【００９８】
また、上記第１の実施形態では、トラックエラー信号が処理回路９１で生成される場合について説明したが、これに限らず、例えば同様な処理を行う回路を再生信号処理回路２８に付加しても良い。
【００９９】
また、上記第１の実施形態では、記録面のチルト量が処理回路で検出される場合について説明したが、これに限らず、例えば同様な処理を行う回路を再生信号処理回路に付加しても良い。
【０１００】
また、上記第１の実施形態では、２つの半導体レーザを用いる場合について説明したが、これに限らず、例えば１つの半導体レーザから出射される光束を２つに分割しても良い。
【０１０１】
《第２の実施形態》
次に、本発明の第２の実施形態を図１３〜図１９（Ｂ）に基づいて説明する。
【０１０２】
この第２の実施形態は、図１３に示されるように、前述した第１の実施形態における第１、第２の受発光ユニットに代えて回折格子ＫＫを備えた第３の受発光ユニット５１ｃを用いている点に特徴を有する。また、処理回路９１に代えて処理回路９１’が用いられる。なお、第１の実施形態における第２のコリメートレンズ５２ｂ、反射ミラー５３、ビームスプリッタ５４及びアンプ９２は不要となる。また、光ピックアップ装置におけるその他の構成、及び光ディスク装置の構成などは、第１の実施形態と同様である。従って、以下においては、第１の実施形態との相違点を中心に説明するとともに、前述した第１の実施形態と同一若しくは同等の構成部分については同一の符号を用い、その説明を簡略化し若しくは省略するものとする。
【０１０３】
前記第３の受発光ユニット５１ｃは、光源としての半導体レーザＬＤａ、回折素子としての回折格子ＫＫ、ホログラムＨＧｃ及び光検出器としての受光器ＰＤｃなどを備えている。
【０１０４】
前記回折格子ＫＫは半導体レーザＬＤａの＋Ｚ側に配置され、半導体レーザＬＤａから出射された光束を０次光と±１次回折光とに分離する。また、回折格子ＫＫは、従来の３ビーム発生用回折格子と異なり、受光器ＰＤｃからの各回折光の戻り光束の検出信号におけるプッシュプル信号の振幅がほぼ０となるように、回折光に光学的な収差を付与する機能を有している。これにより、±１次回折光による光スポットはデフォーカス状態で形成されることとなる。そこで、回折格子ＫＫは、場所によってピッチを変更して溝が形成されたり、あるいは一例として図１４に示されるように溝が湾曲して形成されている。
【０１０５】
従って、０次光による光スポットはグルーブ上に形成する必要があるが、±１次回折光による光スポットはどこに形成されても良いこととなり、回折格子ＫＫは、従来の３ビーム発生用回折格子よりもその位置調整が容易となる。例えば図１５に示されるように、回折格子ＫＫで分離された各光束をビームスプリッタ５７で−Ｙ方向に分岐し、オートコリメータＯＣで受光しながら位置調整を行なう際に、一例として図１６（Ａ）に示されるように、オートコリメータＯＣ上で＋１次回折光のスポットＰ_＋１及び−１次回折光のスポットＰ_−１が０次光に対して＋Ｚ方向にずれている場合に、回折格子ＫＫを＋Ｙ方向に移動すると、図１６（Ｂ）に示されるように、０次光のスポットＰ_０の位置は変化せずに＋１次回折光のスポットＰ_＋１及び−１次回折光のスポットＰ_−１のみが−Ｚ方向に移動する。前記従来例（特許文献１及び特許文献３）では、回折格子を移動しても回折光の方向は一定であり、位相差のある境界が移動するだけであるため、回折格子の位置調整が非常に困難であり、±１次回折光のスポット位置が所定位置からずれる場合があった。
【０１０６】
ホログラムＨＧｃは、一例として図１７に示されるようにＹ軸方向の分割線とＸ軸方向の分割線とによって３つの領域に分割されている。ここでは、Ｙ軸方向の分割線の−Ｘ側の領域を領域Ｈ１、Ｙ軸方向の分割線の＋Ｘ側で、かつＸ軸方向の分割線の＋Ｙ側の領域を領域Ｈ２、Ｙ軸方向の分割線の＋Ｘ側で、かつＸ軸方向の分割線の−Ｙ側の領域を領域Ｈ３とする。
【０１０７】
受光器ＰＤｃは、一例として図１８に示されるように、６つの受光素子（Ｄａ、Ｄｂ、Ｄｃ、Ｄｆ、Ｄｇ、Ｄｈ）と１つの２分割受光素子（部分受光素子Ｄｄ、Ｄｅ）とを含んで構成されている。ここでは、領域Ｈ１で分岐された０次光は２分割受光素子で受光され、領域Ｈ２で分岐された０次光は受光素子Ｄｂで受光され、＋１次回折光は受光素子Ｄａで受光され、−１次回折光は受光素子Ｄｃで受光される。また、領域Ｈ３で分岐された０次光は受光素子Ｄｇで受光され、＋１次回折光は受光素子Ｄｆで受光され、−１次回折光は受光素子Ｄｈで受光される。そして、各受光素子からの信号は、処理回路９１’及び再生信号処理回路２８に出力される。
【０１０８】
なお、±１次回折光による光スポットは、０次光による光スポットよりも大きくなるため、従来のホログラムでは、一例として図１９（Ａ）に示されるように、戻り光束においても、±１次回折光の戻り光束はそのビーム径が大きくなり、大きな受光素子が必要となる。そこで、本第２の実施形態では、ホログラムＨＧｃに、それぞれ戻り光束の波面収差を補正する機能を付加している。これにより、一例として図１９（Ｂ）に示されるように、受光器ＰＤｃの受光面において０次光の戻り光束と±１次回折光の戻り光束とがほぼ同一のビーム径で受光されるようになり、受光器ＰＤｃを小型化することが可能となる。
【０１０９】
処理回路９１’におけるトラックエラー信号の生成処理について以下に説明する。
【０１１０】
１．次の（７）式に基づいて、＋１次回折光のプッシュプル信号ＰＰ_１１を求める。ＳＤａは受光素子Ｄａからの信号であり、ＳＤｆは受光素子Ｄｆからの信号である。
【０１１１】
ＰＰ_１１＝ＳＤａ−ＳＤｆ ……（７）
【０１１２】
２．次の（８）式に基づいて、−１次回折光のプッシュプル信号ＰＰ_１２を求める。ＳＤｃは受光素子Ｄｃからの信号であり、ＳＤｈは受光素子Ｄｈからの信号である。
【０１１３】
ＰＰ_１２＝ＳＤｃ−ＳＤｈ ……（８）
【０１１４】
３．次の（９）式に基づいて、プッシュプル信号ＰＰ_１１とプッシュプル信号ＰＰ_１２との和信号ＰＰ_１を求める。
【０１１５】
ＰＰ_１＝ＰＰ_１１＋ＰＰ_１２ ……（９）
【０１１６】
４．次の（１０）式に基づいて、０次光のプッシュプル信号ＰＰ_１０を求める。ここで、ＳＤｂは受光素子Ｄｂからの信号であり、ＳＤｇは受光素子Ｄｇからの信号である。
【０１１７】
ＰＰ_１０＝ＳＤｂ−ＳＤｇ ……（１０）
【０１１８】
５．そして、プッシュプル信号ＰＰ_１のレベル調整を行った後、次の（１１）式を用いて、トラックエラー信号Ｔｅを求める。すなわち、差動プッシュプル法によりトラックエラー信号Ｔｅが検出される。
【０１１９】
Ｔｅ＝ＰＰ_１０−ＰＰ_１ ……（１１）
【０１２０】
そして、前述した第１の実施形態と同様にしてトラッキング制御が行われる。
【０１２１】
また、再生信号処理回路２８は、次の（１２）式に基づいて、フォーカスエラー信号Ｆｅを求める。ＳＤｄは部分受光素子Ｄｄからの信号であり、ＳＤｅは部分受光素子Ｄｅからの信号である。すなわち、いわゆるナイフエッジ法によりフォーカスエラー信号Ｆｅが検出される。
【０１２２】
Ｆｅ＝ＳＤｄ−ＳＤｅ ……（１２）
【０１２３】
そして、前述した第１の実施形態と同様にしてフォーカス制御が行われる。
【０１２４】
また、処理回路９１’では、次の（１３）式に基づいて、トラッククロス信号ＴＣを求める。
【０１２５】
ＴＣ＝（ＳＤｂ＋ＳＤｇ）−（ＳＤａ＋ＳＤｃ＋ＳＤｆ＋ＳＤｈ） ……（１３）
【０１２６】
さらに、処理回路９１’では、第１の実施形態と同様にしてチルト情報信号を生成する。そして、第１の実施形態と同様にしてチルト制御が行われる。
【０１２７】
以上の説明から明らかなように、本第２の実施形態に係る光ディスク装置では、再生信号処理回路２８とＣＰＵ４０及び該ＣＰＵ４０によって実行されるプログラムとによって処理装置が実現されており、第１の実施形態に係る光ディスク装置と同様にして記録及び再生処理を行なうことができる。
【０１２８】
以上説明したように、本第２の実施形態に係る光ピックアップ装置によると、半導体レーザＬＤａから出射された光束は回折格子ＫＫで０次光と±１次回折光とに分離されるとともに、±１次回折光のみにその戻り光束のプッシュプル信号における振幅がほぼ０となるような光学的な収差を付与しているために、回折格子ＫＫの位置調整が従来に比べ非常に容易となる。従って、高コスト化を招くことなく、対物レンズの位置制御に必要な情報を含む信号を精度良く出力することが可能となる。
【０１２９】
また、本第２の実施形態によると、半導体レーザ、受光器、回折格子及びホログラムが一体化されているために、光ピックアップ装置の小型化を促進することができる。
【０１３０】
また、本第２の実施形態に係る光ディスク装置によると、光ピックアップ装置から対物レンズの位置制御に必要な情報を含む信号が精度良く出力されるため、第１の実施形態に係る光ディスク装置と同様な効果を得ることができる。さらに、光ピックアップ装置の小型化によって、光ディスク装置自体の小型化及び消費電力の低減も促進することができ、例えば携帯用として用いられる場合には、持ち運びが容易となり、更に長時間の使用が可能となる。
【０１３１】
なお、上記第２の実施形態では、半導体レーザ、受光器、回折格子及びホログラムが一体化される場合について説明したが、これに限らず、例えば半導体レーザ、受光器、回折格子及びホログラムのうちの少なくとも一つが個別に配置されても良い。
【０１３２】
また、上記第２の実施形態では、差動プッシュプル法によりトラックエラー信号Ｔｅを検出する場合について説明したが、これに限らず、３ビーム法を用いて検出しても良い。
【０１３３】
また、上記第２の実施形態では、ナイフエッジ法によりフォーカスエラー信号Ｆｅを検出する場合について説明したが、これに限定されるものではない。
【０１３４】
また、上記第２の実施形態では、トラックエラー信号が処理回路９１’で生成される場合について説明したが、これに限らず、例えば同様な処理を行う回路を再生信号処理回路２８に付加しても良い。
【０１３５】
また、上記第２の実施形態では、トラッククロス信号が処理回路９１’で生成される場合について説明したが、これに限らず、例えば同様な処理を行う回路を再生信号処理回路２８に付加しても良い。
【０１３６】
また、上記各実施形態では、分岐光学素子としてホログラムを用いる場合について説明したが、本発明がこれに限定されるものではない。例えばビームスプリッタを用いても良い。
【０１３７】
また、上記各実施形態において、分岐光学素子として、入射光束の偏光方向によって回折効率が異なる偏光ホログラムを用いても良い。但し、この場合には対物レンズと偏光ホログラムとの間に例えばλ／４板などのように、往路と復路とで偏光方向を９０度異ならせるための光学素子が必要となる。
【０１３８】
また、上記各実施形態では、ＤＶＤ系の規格に準拠した情報記録媒体が光ディスク１５として用いられる場合について説明したが、これに限らず、例えば波長が４０５ｎｍの光束に対応する情報記録媒体や波長が７８０ｎｍの光束に対応する情報記録媒体などであっても良い。
【０１３９】
また、上記各実施形態では、光源が１つの場合について説明したが、これに限らず、複数の光源を備えていても良い。この場合に、例えば波長が４０５ｎｍの光束を出射する光源、波長が６６０ｎｍの光束を出射する光源及び波長が７８０ｎｍの光束を出射する光源の少なくともいずれかを含む複数の光源を備えていても良い。
【０１４０】
また、上記各実施形態では、情報の記録及び再生が可能な光ディスク装置について説明したが、これに限らず、情報の記録、再生及び消去のうち少なくとも再生が可能な光ディスク装置であれば良い。
【０１４１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る光ピックアップ装置によれば、高コスト化を招くことなく、対物レンズの位置制御に必要な情報を含む信号を精度良く安定して出力することができるという効果がある。
【０１４２】
また、本発明に係る光ディスク装置によれば、情報記録媒体への高速度でのアクセスを精度良く安定して行うことができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る光ディスク装置の構成を示すブロック図である。
【図２】光ディスクのトラック構成を説明するための図である。
【図３】図１の光ピックアップ装置の概略構成を示す図である。
【図４】図４（Ａ）及び図４（Ｂ）は、それぞれ２分割受光素子を説明するための図である。
【図５】記録面に形成される光スポットの大きさを説明するための図である。
【図６】第２のコリメートレンズで付与される波面収差を説明するための図である。
【図７】各２分割受光素子のプッシュプル信号、及びトラックエラー信号を説明するための図である。
【図８】対物レンズの位置を検出するための位置センサを説明するための図である。
【図９】図１における光ピックアップ装置の変形例を示すブロック図である。
【図１０】図９の光ピックアップ装置において、収差レンズで付与される波面収差を説明するための図である。
【図１１】図９の光ピックアップ装置において、記録面に形成される光スポットを説明するための図である。
【図１２】図９の光ピックアップ装置において、トラッククロス信号を説明するための図である。
【図１３】本発明の第２の実施形態に係る光ピックアップ装置の構成を示すブロック図である。
【図１４】図１３における回折格子を説明するための図である。
【図１５】図１３における回折格子の位置調整を説明するための図である。
【図１６】図１６（Ａ）及び図１６（Ｂ）は、それぞれオートコリメータ上のスポット位置を説明するための図である。
【図１７】図１３におけるホログラムを説明するための図である。
【図１８】図１３における受光器を説明するための図である。
【図１９】図１９（Ａ）及び図１９（Ｂ）は、それぞれ各受光素子で受光される戻り光束のビーム径を説明するための図である。
【符号の説明】
１５…光ディスク（情報記録媒体）、２０…光ディスク装置、２３…光ピックアップ装置、２８…再生信号処理回路（処理装置の一部）、４０…ＣＰＵ（処理装置の一部）、６０…対物レンズ、９１…処理回路（位置信号生成手段、傾き信号生成手段、信号補正手段）、ＨＧｃ…ホログラム（分岐光学素子、ホログラム素子）、ＫＫ…回折格子（回折素子）、ＰＤａＡ…２分割受光素子（第２の分割受光素子）、ＰＤａＢ…２分割受光素子（第１の分割受光素子）、ＳＰ…位置センサ（位置検出手段）、ＴＳ…チルトセンサ（傾き検出手段）。

Claims

光ビームを出射する少なくとも１つの光源と、スパイラル状又は同心円状のトラックが形成された情報記録媒体の記録面に少なくとも２つの光ビームを照射する対物レンズを含む光学系と、前記記録面からのそれぞれの反射光を検出する分岐光学素子及び光検出器を含む検出系と、を備える光ピックアップ装置において、
前記少なくとも２つの光ビームのうちの少なくとも１つの特定ビームの反射光について前記検出系で検出されるトラックエラー検出用のプッシュプル信号の振幅がほぼ０となるように、前記特定ビームの全域に連続した光学的な収差を付与する収差付与手段を前記光学系の一部に設けることを特徴とする光ピックアップ装置。
前記情報記録媒体の傾きを検出する傾き検出手段と；
前記傾き検出手段の検出結果と前記プッシュプル信号とに基づいて、前記対物レンズのトラッキング方向に関する位置情報を含む信号を生成する位置信号生成手段と；を更に備え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。
前記対物レンズのトラッキング方向に関する位置を検出する位置検出手段と；
前記位置検出手段の検出結果と前記プッシュプル信号とに基づいて、前記情報記録媒体の傾きに関する情報を含む信号を生成する傾き信号生成手段と；を更に備え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。
前記特定ビームの反射光の検出信号を用いて、前記光学的な収差を付与されなかった光ビームの反射光の検出信号に含まれるオフセット成分を補正する信号補正手段を更に備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置。
前記光検出器は、前記トラックの接線方向に対応する方向の分割線により２分割された第１、第２の分割受光素子を備え、
前記特定ビームの反射光は前記第１の分割受光素子で受光され、前記光学的な収差を付与されなかった光ビームの反射光は前記第２の分割受光素子で受光され、
前記信号補正手段は、前記第２の分割受光素子からの各信号のプッシュプル信号と前記第１の分割受光素子からの各信号のプッシュプル信号との差信号を生成することを特徴とする請求項４に記載の光ピックアップ装置。
前記分岐光学素子は、前記特定ビームの反射光の波面収差を補正する作用を奏することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置。
前記分岐光学素子は、ホログラム素子であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置。
前記光学的な収差は、球面収差又は非点収差であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置。
前記光学的な収差は非点収差であり、
前記少なくとも２つの光ビームのうち前記特定ビームを除く少なくとも１つの光ビームのスポットが前記記録面に合焦状態で形成されるときに、前記特定ビームのスポットは前記記録面において楕円形状を呈し、その長軸方向が前記トラックの接線に直交する方向とほぼ一致することを特徴とする請求項８に記載の光ピックアップ装置。
前記収差付与手段は、シリンダレンズ及び非平行平板の少なくともいずれかを含むことを特徴とする請求項９に記載の光ピックアップ装置。
前記光学的な収差は球面収差であり、
前記収差付与手段は、前記記録面に形成される前記特定ビームの光スポットがデフォーカス状態となるように配置されたコリメートレンズを含むことを特徴とする請求項８に記載の光ピックアップ装置。
前記光学的な収差は球面収差であり、
前記収差付与手段は、凸レンズ、凹レンズ及び少なくとも一部に非平面を有するガラス板の少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項８に記載の光ピックアップ装置。
前記収差付与手段は、前記光源から出射された光ビームを０次光と回折光とに分離するとともに、前記回折光のみに前記光学的な収差を付与する回折素子を含むことを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置。
前記回折素子と前記分岐光学素子と前記光検出器と前記光源とは一体化されていることを特徴とする請求項１３に記載の光ピックアップ装置。
情報記録媒体に対して、情報の記録、再生及び消去のうち少なくとも再生を行なう光ディスク装置であって、
請求項１〜１４のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置と；
前記光ピックアップ装置からの出力信号を用いて、前記情報の記録、再生及び消去のうち少なくとも再生を行なう処理装置と；を備える光ディスク装置。