JP2007213650A - 光ピックアップ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】回折光を得るために回折素子を備える光ピックアップ装置において、１つで複数の波長の光ビームについてそれぞれ目的の回折光が得られ、更に各波長の光ビームが通過した時に不要な回折光を生じない回折素子を備える光ピックアップ装置を提供する。
【解決手段】光ピックアップ装置が備える回折素子８は、液晶と、液晶を挟む２枚の透明電極と、透明電極に電気的に接続される電極を有し、２枚の透明電極の間に印加する電圧を制御する液晶制御部２１と、を有する。回折素子８には、２種類の回折領域１９、２０が設けられており、回折領域１９、２０はそれぞれ異なる波長の光ビームに対してのみ所定の回折光を生じる。回折領域１９、２０のパターン形成される透明電極は、それぞれ異なる電極２２ｃ、２２ａと電気的に接続される。
【選択図】図２

Description

本発明は、光記録媒体に光ビームを照射して情報の記録や情報の読み取りを可能とする光ピックアップ装置に関し、特に、回折光を生じさせるために、光ピックアップ装置の光学系に配置される回折素子の構成に関する。

現在、コンパクトディスク（以下、ＣＤという。）やデジタル多用途ディスク（以下、ＤＶＤという。）といった光記録媒体が普及している。更に、近年、光記録媒体の情報量を増やすために、光記録媒体の高密度化に関する研究が進められ、例えば、高品位のＤＶＤであるＨＤ−ＤＶＤやブルーレイディスク（以下、ＢＤという。）といった高密度化された光記録媒体も実用化されつつある。このような光記録媒体の記録再生を行うにあたっては、光記録媒体に光ビームを照射して情報の記録や情報の読み取りを可能とする光ピックアップ装置が用いられる。

ところで、光ピックアップ装置を構成する光学系には、様々な目的で光ビームを回折する回折素子が配置される。例えば、光ピックアップ装置においては、光源から出射される光ビームの焦点を常に光記録媒体の記録面に合わせ、また、光ビームのスポット位置を光記録媒体上に形成されるトラックに追従させる必要があるため、その光学系の中にフォーカスエラー信号やトラッキングエラー信号といったサーボ信号が得られるように回折素子を配置するものがある。

このような目的で光ピックアップ装置内に回折素子を配置するものとして、例えば、特許文献１や特許文献２のようなものがある。特許文献１においては、半導体レーザのすぐ後に回折素子として機能する液晶パネルを配置し、この液晶パネルによって半導体レーザから出射される光ビームを主ビーム（０次光）と副ビーム（±１次光）とに分け、いわゆる３ビーム法を用いてトラッキング制御を可能としている。また、回折素子に液晶パネルを用いることにより、液晶パネルに電圧を印加する電源をオンオフすることにより、回折機能の切り換えを可能としている。

また、特許文献２に紹介される光ピックアップ装置では、異なる波長を有する複数の光源から出射される光ビームを光記録媒体に導く共通光学経路が設けられ、この共通光学経路上に回折素子を配置することで、共通光学経路に入射する光ビームから±１次の回折光が得られる構成となっており、回折素子を配置することによって得られるトラッキングエラー信号を用いてトラッキング制御を行う。そして、特許文献２における光ピックアップ装置では異なる２つの波長の光ビームに対応する必要があるために、回折素子は、例えば同一の面に２種類の回折格子領域を作製する構成となっている。

光ピックアップ装置に回折素子を配置する他の目的としては、複数種類の光記録媒体に対応可能な光ピックアップ装置のサイズを小型化する目的ものが知られている。このようなものとして、例えば特許文献３に紹介される光ピックアップ装置があり、この装置においては、光源と受光部を１つのケースに収納する構成とし、回折素子は光記録媒体への照明光と光記録媒体からの反射光の光路を切り換えるために用いられる。そして、この回折素子の働きによって光源と受光部を１つのケースする場合の問題点が解決されるために光ピックアップ装置の小型化が図れる。なお、特許文献３における回折素子は液晶を用いて構成された回折素子であるが、異なる２つの波長の光ビームに対応できるように２つの回折素子を配置する構成となっている。

しかしながら、特許文献１から特許文献３における光ピックアップ装置は以下に説明するような点で、十分なものとは言えない。まず、特許文献１に示される光ピックアップ装置が備える回折素子は、光ピックアップ装置が複数の光記録媒体に対応が必要となる場合、各光記録媒体に対応する光源毎の回折素子が必要となるため、光ピックアップ装置のサイズが大きくなり、更にコストが上昇するといった問題がある。特に近年においては、複数の光記録媒体に対応する光ピックアップ装置が要求されているため、この点は重大な問題となる。

また、特許文献２に示される光ピックアップ装置が備える回折素子では、異なる２つの回折格子領域を形成し、一方の回折格子領域で回折される波長の光ビームは、他の回折格子領域では回折されないという構成となっているが、このような構成の回折素子を作製するのは技術的に難しく、可能であってもコストが大幅に上昇するという問題がある。このため、実際のところは、本来、回折されないはずの回折格子領域を通過した際に、不要な回折光である迷光を発生することが多い。そして、迷光が発生した場合には、光の利用効率の低下、再生信号やサーボ信号に悪影響を及ぼし信号を劣化させるといった問題が発生する。

この点、ＣＤ用の光ビームの波長（例えば７８０ｎｍ）とＨＤ−ＤＶＤやＢＤ用の光ビームの波長（例えば４０５ｎｍ）は、ほぼ２倍（整数倍）の関係にあるために、この両者を迷光が発生することなく、従来の回折素子で分離するのは非常に難しい。このため、近年開発が盛んなＨＤ−ＤＶＤやＢＤ対応の光ピックアップ装置を開発するに当たって、大きな問題となる。

また、特許文献３に示される回折素子では、異なる複数の波長の光ビームに対しては、複数の回折素子を配置する必要が生じるために、光ピックアップ装置の小型化という点で十分とは言えない。また、部品点数の増大となり、コスト的な問題もある。
特許第３５６０８０５号公報 特開２００４−３２７００５号公報 特開２００４−２１９７５０号公報

以上の点を鑑みて、本発明は、回折光を得るために回折素子を備える光ピックアップ装置において、１つで複数の波長の光ビームについてそれぞれ目的の回折光が得られ、更に各波長の光ビームが通過した時に不要な回折光を生じない回折素子を備える光ピックアップ装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明は、異なる波長の光ビームを出射する複数の光源と、該光源から出射される光ビームを光記録媒体の記録面に集束する集束手段と、液晶と、該液晶を挟持する２枚の透明電極と、該透明電極に接続される電極が設けられて前記２枚の透明電極の間に印加する電圧の制御を行う液晶制御部と、を有し、前記透明電極のうち、少なくとも一方は所定の回折光を生成できるようにパターン形成され、前記光源と前記集束手段との間に配置される回折素子と、を備える光ピックアップ装置において、前記回折素子には、前記透明電極に形成される前記パターンをそれぞれ異なるパターンとした複数種類の回折領域が設けられ、該複数種類の回折領域のそれぞれは、複数の細長い形状の領域に分割されて、前記光源から出射される光ビームのうち、異なる１つの波長の光ビームについてのみ所定の回折光を生じるように形成され、前記細長い形状の領域は、前記複数種類の回折領域が異なる回折領域と隣接するように長手方向と垂直な方向に所定の順番で連続して並び、且つ所定の順番の並びが繰り返されるように配置され、前記回折領域のそれぞれの種類毎に、前記パターン形成された前記透明電極が接続される前記電極は異なり、前記回折素子は、前記光記録媒体の記録面で反射された反射光を回折して回折光を生じることにより、前記光源から出射され前記集束手段を通過する光ビームについて、その焦点が前記記録面に合うように制御するためのフォーカスサーボ信号と、そのスポット光が前記光記録媒体のトラックに追従するように制御するためのトラッキングサーボ信号と、を生成可能とすることを特徴としている。

上記目的を達成するために本発明は、異なる波長の光ビームを出射する複数の光源と、該光源から出射される光ビームを光記録媒体の記録面に集束する集束手段と、液晶と、該液晶を挟持する２枚の透明電極と、該透明電極に接続される電極が設けられて前記２枚の透明電極の間に印加する電圧の制御を行う液晶制御部と、を有し、前記透明電極のうち、少なくとも一方は所定の回折光を生成できるようにパターン形成され、前記光源と前記集束手段との間に配置される回折素子と、を備える光ピックアップ装置において、前記回折素子には、前記透明電極に形成される前記パターンをそれぞれ異なるパターンとした複数種類の回折領域が設けられ、該複数種類の回折領域のそれぞれは、前記光源から出射される光ビームのうち、異なる１つの波長の光ビームについてのみ所定の回折光を生じるように形成され、前記回折領域のそれぞれの種類毎に、前記パターン形成された前記透明電極が接続される前記電極は異なることを特徴としている。

また、本発明は、上記構成の光ピックアップ装置において、前記複数種類の回折領域のそれぞれは、複数の細長い形状の領域に分割されており、前記細長い形状の領域は、前記複数種類の回折領域が異なる回折領域と隣接するように長手方向と垂直な方向に所定の順番で連続して並び、且つ所定の順番の並びが繰り返されるように配置されることを特徴としている。

また、本発明は、上記構成の光ピックアップ装置において、前記回折素子は、前記光記録媒体の記録面で反射された反射光を回折して回折光を生じることにより、前記光源から出射され前記集束手段を通過する光ビームについて、その焦点が前記記録面に合うように制御するためのフォーカスサーボ信号と、そのスポット光が前記光記録媒体のトラックに追従するように制御するためのトラッキングサーボ信号と、を生成可能とすることを特徴としている。

本発明の第１の構成によれば、回折光を得るために回折素子を備える光ピックアップ装置において、１つの回折素子で、異なる波長の光ビームそれぞれに対して目的の回折光を得ることが可能となる。そして、光源から出射される光ビームの波長に応じて、目的の回折光を生じない領域については透明電極に電圧を印加しないようにし、その領域では光ビームが回折しないようにできるために、不要な回折光（迷光）が生じないようにできる。また、複数種類の回折領域のそれぞれの配置を、入射する光ビームに対して均等な位置に割り振ることが可能な構成であるため、各波長の光ビームそれぞれについて、目的の回折光を得やすい。

また、本発明の第２の構成によれば、回折光を得るために回折素子を備える光ピックアップ装置において、１つの回折素子で、異なる波長の光ビームそれぞれに対して目的の回折光を得ることが可能となる。そして、光源から出射される光ビームの波長に応じて、目的の回折光を生じない領域については透明電極に電圧を印加しないようにし、その領域では光ビームが回折しないようにできるために、不要な回折光（迷光）が生じないようにできる。

また、本発明の第３の構成によれば、上記第２の構成の光ピックアップ装置において、回折素子に形成される複数種類の回折領域のそれぞれの配置を、入射する光ビームに対して均等な位置に割り振ることが可能な構成であるため、各波長の光ビームそれぞれについて目的の回折光を得やすい。

また、本発明の第４の構成によれば、上記第２又は第３の構成の光ピックアップ装置において、フォーカスエラー信号及びトラッキングエラー信号といったサーボ信号が得されるように回折素子を配置する場合に、回折素子で発生する迷光が少ないために、良好な光利用効率の下、再生信号やサーボ信号の劣化の少な光ピックアップ装置の提供が可能となる。

以下に本発明の実施形態を、図面を参照しながら説明する。なお、ここで示す実施形態は一例であり、本発明はここに示す実施形態に限定されるものではない。

図１は、本実施形態の光ピックアップ装置における光学系の構成を示す概略図である。１は、光ピックアップ装置で、ＤＶＤとＢＤの２種類の光記録媒体１２に対して、光ビームを照射して反射光を受光することにより光記録媒体１２の記録面１２ａに記録されている情報を読み取ったり、光記録媒体１２に光ビームを照射して記録面１２ａに情報を書き込んだりすることを可能とする装置である。

この光ピックアップ装置１は、第１光源２と、第２光源３と、ダイクロプリズム４と、コリメートレンズ５と、ビームスプリッタ６と、立ち上げミラー７と、回折素子８と、対物レンズ９と、検出レンズ１０と、光検出器１１と、を備えている。以下に、各光学部材の詳細を説明する。

第１光源２は、ＤＶＤに対応する６５０ｎｍ帯の光ビームを出射できる半導体レーザで、第２光源３は、ＢＤに対応する４０５ｎｍ帯の光ビームを出射できる半導体レーザである。なお、本実施形態では、光源２、３として、単一の波長の光ビームのみを出射する半導体レーザを用いているがこれに限られる趣旨ではなく、例えば、２種類の波長の光ビームを出射できるように２つの発光点を有する２波長一体型の半導体レーザを用いても構わない。

ダイクロプリズム４は、ＤＶＤ用の光ビームを出射する第１光源２から出射される光ビームを透過し、ＢＤ用の光ビームを出射する第２光源３から出射される光ビームを反射する。そして、第１光源２及び第２光源３から出射される光ビームの光軸を一致させる。ダイクロプリズム４において、透過又は反射された光ビームは、コリメートレンズ５に送られる。

コリメートレンズ５は、ダイクロプリズム４を通過した光ビームを平行光に変換する。ここで、平行光とは、第１光源２及び第２光源３から出射された光ビームの全ての光路が光軸とほぼ平行である光をいう。コリメートレンズ５で平行光とされた光ビームは、ビームスプリッタ６に送られる。

ビームスプリッタ６は、入射する光ビームを分離する光分離素子として機能し、コリメートレンズ５から送られてきた光ビームを透過して、光記録媒体１２へと導くとともに、光記録媒体１２で反射された反射光を反射して光検出器１１へと導く。ビームスプリッタ６を透過した光ビームは、立ち上げミラー７に送られる。

立ち上げミラー７は、ビームスプリッタ６を透過してきた光ビームを反射して光記録媒体１２へと導く。立ち上げミラー７は、ビームスプリッタ６からの光ビームの光軸に対して４５°傾いた状態となっており、立ち上げミラー７で反射された光ビームの光軸は、光記録媒体１２の記録面１２ａと略直交する。立ち上げミラー７で反射された光ビームは、回折素子８に送られる。

回折素子８は、入射した光ビームを回折して、０次光、±１次光を生じさせる。回折素子８は、図示しない液晶を用いて形成されており、液晶を挟む図示しない透明電極に印加する電圧を制御することにより、回折機能の有無の切り換えが可能となっている。そして、回折素子８は、これ１つで、ＤＶＤ用の波長の光ビームとＢＤ用の波長の光ビームとの両方の光ビームに対して、目的の回折光を不要な回折光を生じることなく得ることができるという利点を有している。この回折素子８の構成の詳細については後述する。回折素子８を透過した光ビームは、対物レンズ９に送られる。

対物レンズ９は、回折素子８を透過した光ビームを光記録媒体１２の記録面１２ａ上に集光させる。また、対物レンズ９は図示しない対物レンズ駆動装置によって、図１の上下方向および左右方向に移動可能とされており、フォーカスサーボ信号及びトラッキングサーボ信号に基づいてその位置が制御される。なお、本実施形態においては、回折素子８も対物レンズ９と共に移動できるように、対物レンズ駆動装置に搭載されている。ただし、回折素子８は、必ずしも対物レンズ駆動装置に搭載する必要はなく、光学系の構成に応じて、その構成は変更可能である。

光記録媒体１２で反射された反射光は、対物レンズ９、回折素子８の順に通過し、立ち上げミラー７で反射された後、更にビームスプリッタ６で反射されて、検出レンズ１０によって光検出器１１上に設けられる図示しない受光領域へと集光される。

光検出器１１には、光記録媒体１２で反射された反射光が回折素子８を通過することによって生じる０次光、±１次光を受光する受光領域（図示せず）が設けられており、受光領域で受光された光情報は電気信号に変換されて、図示しないＲＦアンプ等に出力される。この際、光検出器１１で受光される０次光は情報の記録再生用の信号として用いられ、±１次光はサーボ制御用の信号として用いられる。なお、回折素子８を通過した光ビームと受光領域の関係については後述する。

次に、回折素子８の構成の詳細について説明する。図２は本実施形態の回折素子８を面８ａ（図１参照）の正面から見た構成を模式的に示した模式図である。図２に示されるように、回折素子８は大きくは回折格子部分１８と、透明電極（図示せず）に印加する電圧の制御を行う液晶制御部２１と、から成る。まず、回折格子部分１８の構成について説明する。

回折格子部分１８には、ＤＶＤ用の光ビームとＢＤ用の光ビームとに対してそれぞれ所定の回折光が得られるように、透明電極に形成されるパターンが異なる２種類の回折領域１９、２０（それぞれ斜線の領域、横線の領域が対応）が形成されている。本実施形態においては、回折領域１９はＤＶＤ用の光ビームに対してのみ目的の回折光を生じ、回折領域２０は、ＢＤ用の光ビームに対してのみ目的の回折光を生じる。そして、この２種類の回折領域１９、２０は、いずれも複数の細長い形状の領域から成っており、回折領域１９と回折領域２０のそれぞれの細長い形状の領域は、交互に繰り返されるように配置されている。

図３は、本実施形態の回折素子８の回折領域１９の一部を切り出した概略断面図である。なお、回折領域１９と回折領域２０は、透明電極に形成されるパターンが異なる以外は同様の構成であるので、ここでは回折領域１９の一部を切り出した部分について説明する。図３に示すように、回折領域１９は、液晶１３と、液晶１３を挟む透明電極１４ａ、１４ｂと、液晶１３と透明電極１４ａ、１４ｂとから成る部分１５を挟むガラス基板１６と、から構成される。

透明電極１４ａはパターン形成されており、この透明電極１４ａが設けられる側には、透明電極がある部分と無い部分１７が存在する。一方、透明電極１４ｂはパターン形成されておらず、透明電極１４ｂが設ける側には透明電極が全て存在し、全体で１つの共通電極となっている。なお、パターン形成される透明電極１４ａは、細長い形状の領域（図２参照）のそれぞれにおいて、その外周側がつながって等電位となっている。一方、隣り合う細長い形状の領域間（すなわち、異なる種類の回折領域の間）では、透明電極１４ａはつながっていない。

また、透明電極１４ａ、１４ｂのいずれをパターン形成するかについては、本実施形態の構成に限られる趣旨ではない。すなわち、例えば透明電極１４ｂについても透明電極１４ａと同一のパターンを形成しても構わない。たたし、透明電極１４ｂを共通電極とした方が、透明電極１４ｂから引き出される配線の数や電極の数が増えないため好ましい。また、本実施形態の構成とは逆に、透明電極１４ｂのみをパターン形成し、透明電極１４ａは共通電極とする構成としても構わない。

図４は、図３の透明電極１４ａ、１４ｂに電圧を印加した状態を模式的に示した模式図である。透明電極１４ａ、１４ｂに電圧が印加されると、透明電極１４ａのある部分では、透明電極１４ａ、１４ｂに挟まれる液晶１３の配向方向が変わる。このため、図３に示すように、透明電極１４ａが無い部分１７の下に存在する液晶１３の屈折率（ｎ₀）と透明電極１４ａがある部分の下に存在する液晶１３の屈折率（ｎ₁）には差が生じる。従って、透明電極１４ａ、１４ｂに電圧が印加されている場合には、回折格子として機能するようになる。一方、透明電極１４ａ、１４ｂに電圧が印加されていない場合には、回折格子として機能せず、通過する光ビームは回折光を生じることがない。

なお、本実施形態では、電圧を印加した場合に回折格子として機能し、電圧を印加しない場合には回折格子として機能しない構成としているが、逆の構成でも良く、電圧を印加した場合に回折格子として機能しなくなり、電圧を印加した場合に回折格子として機能するように構成しても構わない。

図２に戻って、液晶制御部２１について説明する。液晶制御部２１には、３つの電極２２ａ〜２２ｃが設けられている。電極２２ａは、ＢＤ用の光ビームに対して所定の回折光を生じる回折領域２０の透明電極１４ａとリード線２８ａによって接続されており、電極２２ｃは、ＤＶＤ用の光ビームに対して所定の回折光を生じる回折領域１９の透明電極１４ａとリード線２８ｃによって接続されている。電極２２ｂは、共通電極となる透明電極１４ｂ（図３参照）とリード線２８ｂによって接続されている。

以上のように構成される回折素子８の作用について、図２を参照しながら以下に説明する。光ピックアップ装置１を用いてＤＶＤの情報の記録再生を行う場合、すなわち第１光源２からＤＶＤ用の波長を有する光ビームが出射される場合には、回折素子８に設けられる電極２２ａと電極２２ｂとの間では電圧は印加されず、電極２２ｃと電極２２ｂとの間で所定の電圧が印加される。この場合、回折素子８を通過する光ビームのうち、回折領域１９を通過する光ビームは、回折領域１９が回折格子としての機能を有するために所定の回折光（０次光と±１次光）を生じるが、回折領域２０を通過する光ビームは、回折領域２０が回折格子としての機能を有さないために回折光を一切生じることなく通過する。

一方、光ピックアップ装置１を用いてＢＤの情報の記録再生を行う場合、すなわち第２光源３からＢＤ用の波長を有する光ビームが出射される場合には、回折素子８に設けられる電極２２ｃと電極２２ｂとの間では電圧は印加されず、電極２２ａと電極２２ｂとの間で所定の電圧が印加される。この場合、回折素子８を通過する光ビームのうち、回折領域２０を通過する光ビームは、回折領域２０が回折格子としての機能を有しているため所定の回折光（０次光と±１次光）を生じるが、回折領域１９を通過する光ビームは、回折領域１９が回折格子としての機能を有していないために回折光を一切生じることなく通過する。

従って、光記録媒体１２で反射された反射光が回折素子８を通過すると、回折されずにそのまま通過する０次光と、回折された１次光（±１次光）を生じることとなる。そして、この０次光及び±１次光は、光検出器１１の受光領域に到達し、それぞれ再生信号及びサーボ用の信号を生成する。以下に、本実施形態の光ピックアップ装置１における回折素子８を通過した光ビームと光検出器１１に設けられる受光領域との関係について、図５を用いて説明する。なお、図５は説明のための模式図であり、図５においては、ＢＤ用の光ビームの場合について説明しているが、ＤＶＤ用の場合も基本的には同様であるのでここでは説明を省略する。

回折素子８を構成する回折領域１９、２０は、中心線Ｔ（図２も参照）に対して線対称に設けられているが、詳細には、この対称線Ｔの左と右では、回折領域１９、２０のそれぞれにおいて、回折機能が異なるようにパターン形成されている。このため、回折素子８を通過するＢＤ用の光ビームのうち、回折領域２０を通過する光ビームは、回折されて所定の回折光を生じるわけであるが、対称線Ｔを挟んで異なる回折光を生じる。

図５において、光検出器１１上に設けられる矩形状の受光領域２７ａ〜２７ｃは、２７ａが＋１次光２３ａ、２４ａを受光する受光領域、２７ｂが図示しない０次光を受光する受光領域、２７ｃが−１次光２３ｂ、２４ｂを受光する受光領域を示す。

図５に示すように、ＢＤ（光記録媒体１２）で反射された反射光は、回折素子８の回折領域２０で回折されるが、対称線Ｔの左側においては、ここで回折される回折光のうち、＋１次光２３ａは、その焦点位置２５ａが光検出器１１よりも後方となるように調整され、−１次光２３ｂは、その焦点位置２５ｂが光検出器１１より前方となるように調整されている。一方、対称線Ｔの右側においては、ここで回折される回折光のうち、＋１次光２４ａは、その焦点位置２６ａが光検出器１１の前方となるように調整され、−１次光２４ｂは、その焦点位置２６ｂが光検出器１１の後方となるように調整されている。

このため、図５に示すように、対称線Ｔの左右で回折されて生じた＋１次光は、それぞれ、受光領域２７ａ上に半円形状のスポットを１個ずつ形成する。一方、対称線Ｔの左右で回折されて生じた−１次光も、それぞれ、受光領域２７ｃ上に半円形状のスポットを１個ずつ形成する。

受光領域２７ａは、図５に示すように、計６つの領域（Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ）に分けられている。このため、いわゆるスポットサイズ法を用いた演算によりフォーカスエラー信号の生成が可能となり、Ａ〜Ｆの受光領域から出力される信号をそれぞれ、ＳＡ、ＳＢ、ＳＣ、ＳＤ、ＳＥ、ＳＦとすると、「（ＳＡ＋ＳＣ−ＳＢ）−（ＳＤ＋ＳＦ−ＳＥ）」の演算によりフォーカスエラー信号が得られる。

一方、受光領域２７ｃは、図５に示すように、２つの領域（Ｇ、Ｈ）に分割されている。このため、いわゆるコレクトファーフィールド法を用いた演算によりトラッキングエラー信号の生成が可能となり、Ｇ、Ｈの受光領域から出力される信号をそれぞれ、ＳＧ、ＳＨとすると、「ＳＧ−ＳＨ」の演算によりトラッキングエラー信号が得られる。なお、本実施形態においては、再生信号は、受光領域２７ｂで受光する０次光を用いて得る構成としている。

なお、本実施形態においては、回折素子８で回折されて生じる＋１次光によってフォーカスエラー信号を、−１次光によってトラッキングエラー信号を得る構成としているが、−１次光でフォーカスエラー信号を、＋１次光でトラッキングエラー信号を得る構成としても構わない。また、本実施形態では、回折素子１０の回折領域１９、２０のそれぞれにおいて、異なる回折機能を有する２つの領域を形成して、フォーカスエラー信号をスポットサイズ法で、トラッキングエラー信号をコレクトファーフィールド法で得る構成としているがこれに限定されず、異なる回折機能を有する領域の数を変更する等して、他の手法（例えば、フォーカス制御の方法として非点収差法、トラッキング制御の方法として差動プッシュプル法等）によってフォーカスエラー信号及びトラッキングエラー信号を得る構成として構わない。

以上に示した本実施形態においては、回折素子８に設けられる各波長用の回折領域１９、２０について、それぞれの回折領域１９、２０を複数の細長い形状に分割し、これを各回折領域１９、２０が交互となるように配置しているが、必ずしもこれに限定される趣旨ではなく、本発明の目的を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。すなわち、例えば、回折領域１９、２０のそれぞれについて複数の領域とせず、それぞれ１つの領域としてこれを並べたような構成としても良いし、回折領域１９、２０のそれぞれについて複数の領域とし、同心円状に回折領域１９、２０を交互に並べるような構成等としても良い。ただし、本実施形態のように細長い形状の領域を回折領域１９、２０毎に順番に並べる方が、入射する光ビームに対して均等に各回折領域１９、２０を振り分けることができる点で好ましい。また、このように光ビームを均等に振り分ける手法として、図６に示すように、回折素子８の回折格子部分１８を均等に２分割する線Ｓの上下で回折領域１９、２０の並びの順番を変更するのも有効である。

また、本実施形態の光ピックアップ装置１においては、ＤＶＤとＢＤに対応する構成としているが、これに限らず本発明の目的を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば、ＣＤとＢＤ、とする構成や、ＣＤとＤＶＤとする構成であっても構わない。また、本実施形態では、２種類の光記録媒体に対応する構成となっているが、３種類以上の光記録媒体に対応する構成としても構わず、この場合、回折素子は、異なる３種類以上の波長の光ビームに対応する３種類以上の回折領域を設ける構成とできる。そして、この場合においても、回折素子８に入射する光ビームに対して３種類以上の回折領域を均等に振り分けるために、３種類以上の回折領域を細長い複数の領域に分割し、各回折領域が所定の順番で繰り返し並べられるように配置するのが好ましい。

その他、本実施形態の光ピックアップ装置１においては、回折素子８はフォーカスエラー信号及びトラッキングエラー信号を得るために設けられる構成となっているが、これに限る趣旨ではなく、本発明の目的を逸脱しないで種々の変更が可能である。すなわち、例えば、２波長一体型の光源を有し、３ビーム法でトラッキングエラー信号を得る構成の光ピックアップ装置において、２波長一体型の光源の直後に回折素子を配置し、その回折素子に、異なる２波長の光ビームそれぞれ一方に対してのみ、所定の主ビーム（０次光）と副ビーム（±１次光）を生じさせる２種類の回折領域を設け、光源から出射される光ビームの波長に応じて、印加する電圧を切り換えて、この２種類のうち一方のみが回折機能を有するようにできる構成の光ピックアップ装置とする等としても構わない。このように構成することで、不要な回折光を生じることがないため、高品質の記録再生を可能とする光ピックアップ装置を得ることが可能となる。

本発明は、異なる波長の光ビームを出射する複数の光源と、光源から出射される光ビームを光記録媒体の記録面に集束する集束手段と、液晶と、液晶を挟持する２枚の透明電極と、透明電極に接続される電極が設けられて２枚の透明電極の間に印加する電圧の制御を行う液晶制御部と、を有し、透明電極のうち、少なくとも一方は所定の回折光を生成できるようにパターン形成され、光源と集束手段との間に配置される回折素子と、を備える光ピックアップ装置において、回折素子には、透明電極に形成されるパターンをそれぞれ異なるパターンとした複数種類の回折領域が設けられ、複数種類の回折領域のそれぞれは、光源から出射される光ビームのうち、異なる１つの波長の光ビームについてのみ所定の回折光を生じるように形成され、回折領域のそれぞれの種類毎に、パターン形成された透明電極が接続される電極は異なることとする。

このため、１つの回折素子で、異なる波長の光ビームそれぞれに対して目的の回折光を得ることが可能となり、更に各波長の光ビームについて不要な回折光（迷光）が生じないようにできる。

また、上記の光ピックアップ装置について、複数種類の回折領域のそれぞれは、複数の細長い形状の領域に分割されており、そして細長い形状の領域は、複数種類の回折領域が異なる回折領域と隣接するように長手方向と垂直な方向に所定の順番で連続して並び、且つ所定の順番の並びが繰り返されるように配置されることで、複数種類の回折領域のそれぞれを、入射する光ビームに対して均等な位置に割り振ることが可能となり、各波長の光ビームそれぞれについて目的の回折光を得やすい。

は、本実施形態の光ピックアップ装置における光学系の構成を示す概略図である。 は、本実施形態の光ピックアップ装置に備えられる回折素子を正面から見た場合の模式図である。 は、本実施形態の光ピックアップ装置が備える回折素子の回折領域に一部を切り出した概略断面図である。 は、図３の透明電極に電圧を印加した状態を模式的に示した模式図である。 は、本実施形態の光ピックアップ装置における回折素子を通過した反射光と光検出器に設けられる受光領域の関係を説明するための模式図である。 は、回折素子の構成の変形例である。

符号の説明

１ 光ピックアップ装置
２ 第１光源
３ 第２光源
８ 回折素子
９ 対物レンズ（集束手段）
１１ 光検出器
１２ 光記録媒体
１２ａ 記録面
１３ 液晶
１４ａ、１４ｂ 透明電極
１９、２０ 回折領域
２１ 液晶制御部
２２ａ〜２２ｃ 電極

Claims (4)

1. 異なる波長の光ビームを出射する複数の光源と、
   該光源から出射される光ビームを光記録媒体の記録面に集束する集束手段と、
   液晶と、該液晶を挟持する２枚の透明電極と、該透明電極に接続される電極が設けられて前記２枚の透明電極の間に印加する電圧の制御を行う液晶制御部と、を有し、前記透明電極のうち、少なくとも一方は所定の回折光を生成できるようにパターン形成され、前記光源と前記集束手段との間に配置される回折素子と、
   を備える光ピックアップ装置において、
   前記回折素子には、前記透明電極に形成される前記パターンをそれぞれ異なるパターンとした複数種類の回折領域が設けられ、
   該複数種類の回折領域のそれぞれは、複数の細長い形状の領域に分割されて、前記光源から出射される光ビームのうち、異なる１つの波長の光ビームについてのみ所定の回折光を生じるように形成され、
   前記細長い形状の領域は、前記複数種類の回折領域が異なる回折領域と隣接するように長手方向と垂直な方向に所定の順番で連続して並び、且つ所定の順番の並びが繰り返されるように配置され、
   前記回折領域のそれぞれの種類毎に、前記パターン形成された前記透明電極が接続される前記電極は異なり、
   前記回折素子は、前記光記録媒体の記録面で反射された反射光を回折して回折光を生じることにより、前記光源から出射され前記集束手段を通過する光ビームについて、その焦点が前記記録面に合うように制御するためのフォーカスサーボ信号と、そのスポット光が前記光記録媒体のトラックに追従するように制御するためのトラッキングサーボ信号と、を生成可能とすることを特徴とする光ピックアップ装置。
2. 異なる波長の光ビームを出射する複数の光源と、
   該光源から出射される光ビームを光記録媒体の記録面に集束する集束手段と、
   液晶と、該液晶を挟持する２枚の透明電極と、該透明電極に接続される電極が設けられて前記２枚の透明電極の間に印加する電圧の制御を行う液晶制御部と、を有し、前記透明電極のうち、少なくとも一方は所定の回折光を生成できるようにパターン形成され、前記光源と前記集束手段との間に配置される回折素子と、
   を備える光ピックアップ装置において、
   前記回折素子には、前記透明電極に形成される前記パターンをそれぞれ異なるパターンとした複数種類の回折領域が設けられ、
   該複数種類の回折領域のそれぞれは、前記光源から出射される光ビームのうち、異なる１つの波長の光ビームについてのみ所定の回折光を生じるように形成され、
   前記回折領域のそれぞれの種類毎に、前記パターン形成された前記透明電極が接続される前記電極は異なることを特徴とする光ピックアップ装置。
3. 前記複数種類の回折領域のそれぞれは、複数の細長い形状の領域に分割されており、前記細長い形状の領域は、前記複数種類の回折領域が異なる回折領域と隣接するように長手方向と垂直な方向に所定の順番で連続して並び、且つ所定の順番の並びが繰り返されるように配置されることを特徴とする請求項２に記載の光ピックアップ装置。
4. 前記回折素子は、前記光記録媒体の記録面で反射された反射光を回折して回折光を生じることにより、前記光源から出射され前記集束手段を通過する光ビームについて、その焦点が前記記録面に合うように制御するためのフォーカスサーボ信号と、そのスポット光が前記光記録媒体のトラックに追従するように制御するためのトラッキングサーボ信号と、を生成可能とすることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の光ピックアップ装置。