JP2010146616A - 光ピックアップ - Google Patents

Abstract

【課題】半導体レーザ端面反射によるサーボ信号検出用サブビームの光量変動の課題を解消する光ピックアップを提供する。
【解決手段】光ディスクから半導体レーザ端面近傍へ戻るサブビームの内で、第１のサブビームを半導体レーザ端面外に配置し、第２のサブビームを半導体レーザ端面内に配置し、受光素子で受光する第１のサブビームをサーボ信号検出用に使用し、第２のサブビームはサーボ信号検出用に使用しないことにした。
【選択図】 図１

Description

本発明は、半導体レーザからの光ビームを回折格子によりメインビームとサブビームに分離し、対物レンズを介して光ディスクに集光させ、光ディスクからの戻り光を受光素子で受光する光ピックアップに関し、特に半導体レーザが２波長半導体レーザである光ピックアップに関する。

半導体レーザからの光ビームを回折格子によりメインビームとサブビームに分離し、対物レンズを介して光ディスクに集光させ、光ディスクからの戻り光を受光素子で受光し、かつ半導体レーザが２波長半導体レーザである光ピックアップが従来から知られている。例えば、特許文献１や特許文献２には、２波長半導体レーザとして異なる２つの波長の光を異なる発光点位置から出射する２波長光源が記載されている。また、回折格子として２つの波長の光が透過する２波長回折素子が記載されている。

ＷＯ２００４／０４４９０５号公報 特開２００２−３１８３０６

特許文献１の２波長回折素子は、２波長光源から出射された２つの波長の光のうち一方の波長の光を回折せず透過し他方の波長の光のうち少なくとも一部の偏光面を有する光を回折してトラッキングビーム化する第１の回折格子と、一方の波長の光のうち少なくとも一部の偏光面を有する光を回折してトラッキングビーム化し他方の波長の光を回折せず透過する第２の回折格子と、２つの波長の光のうち少なくともいずれか一方の波長の光を検出可能な量だけ回折する回折格子と記載されている。そして、ＣＤ系光ディスクおよびＤＶＤ系光ディスクにおいて安定した信号検出が可能となると記載されている。

しかしながら、特許文献１に記載の２波長回折格子は、高価という課題がある。すなわち、凹凸状の格子を形成する格子材と格子材の凹凸部を充填する充填材とから構成する必要がある。格子材と充填材との屈折率は等しくする必要があるので、このような特殊な材料を選定して使用する必要がある。このような複屈折材料を用いた偏光回折格子や屈折率波長分散の異なる材料の組み合わせからなる波長選択回折格子は、１波長半導体レーザで使用しているガラスやプラスチック製の普通の回折格子に比較して材料構成や製造プロセスが複雑なので非常に高価であるという課題があった。

高価という課題の他に、±１次回折光の受光素子における混入という課題もある。すなわち、２波長選択回折格子は、透光性基板上に直線状の格子を形成し０次回折光と±１次回折光とを発生させる第１および第２の回折格子からなっている。実際に製造する際において、格子材と充填材の屈折率の違いにより、第１の回折格子で発生した±１次回折光と第２の回折格子で発生した±１次回折光とが受光素子で混入する。さらに第１の回折格子で発生した±３次回折光と第２の回折格子で発生した±３次回折光とが受光素子で混入する。

この混入を回避するために、ＣＤ用回折格子の±１次回折光と、ＤＶＤ用回折格子の±１次回折光の受光素子上での間隔を調整変更するといった混入回避対策が必要である。例えば、ＤＶＤの±１次回折光の間隔をより広くし、ＣＤの±１次回折光の間隔をより狭くするといった混入回避対策設計をする。

ここで、ＣＤの±１次回折光の間隔を狭くすると、半導体レーザへの戻り光の±１次回折光の内の一方が半導体レーザ端面で反射するという課題が発生する。半導体レーザ端面反射という課題は、トラッキング用サブビームの光量が半導体レーザ端面と光ディスク記録面間の干渉現象により変動し、安定したトラッキング信号が得られなくなるという重大な課題である。

そこで、半導体レーザ端面反射を回避するためにＣＤの±１次回折光の間隔を変更しないとすると、今度はＤＶＤの±１次回折光の間隔をさらに広げなくてはならなくなる。例えば、受光素子上での混入を回避するためには、ＣＤの±１次回折光の間隔に対してＤＶＤの±１次回折光の間隔を２倍にすれば良い。しかし、この場合、ＤＶＤの±１次回折光の間隔が広くなりすぎてしまい、対物レンズの像高特性により光ディスク上のサブビームが収差劣化するという課題がある。また対物レンズの像面湾曲により光ディスク上のサブビームのフォーカス位置とメインビームのフォーカス位置がずれてしまい、フォーカスオフセットが発生するという課題もある。

なお、トラッキング用サブビームの半導体レーザ端面反射の課題は、１波長半導体レーザにも従来からある共通の課題である。２波長半導体レーザに対応した従来の２波長選択回折格子では、上記説明したように混入課題があるためＣＤ用サブビーム間隔設計とＤＶＤ用サブビーム間隔設計の自由度が少ない。このため、トラッキング用サブビームの半導体レーザ端面反射の課題が重要な課題である。

以下、図面を用いて従来のトラッキング用サブビームの半導体レーザ端面反射の課題について詳細に説明する。

図８は従来のＣＤ用光ピックアップ光学系の説明図である。ＣＤ用半導体レーザ１００の発光点１０１からの光ビーム１０２は断面形状が凹凸階段状のステップ回折格子１０３により、０次光であるメインビーム１０４と、＋１次光である第１のサブビーム１０５と、−１次光である第２のサブビーム１０６との３ビームに分離される。図８において、＋１次光は図面上方向に回折し、−１次光は図面下方向に回折すると定義した。本明細書では図８以外の全ての図面において同じ回折次数の符号の定義を用いる。０次光の回折効率に対する±１次光の回折効率の比率である分光比は略１０％である。例えば、０次光の回折効率は略８０％、±１次光の回折効率は略８％である。ステップ回折格子１０３により分離された各ビームは、ミラー１０７で反射され、対物レンズ１０８によりＣＤ光ディスク１０９に集光される。ミラー１０７の反射率は略５０％である。対物レンズ１０８の透過率は略９０％である。

光ディスク１０９に集光される各ビームは、メインビーム１０４に対応するメインビーム１１０と、第１のサブビーム１０５に対応する第１のサブビーム１１１と、第２のサブビーム１０６に対応する第２のサブビーム１１２との３ビームである。

光ディスク１０９で反射される各ビームは、メインビーム１１０に対応するメインビーム１１３と、第１のサブビーム１１１に対応する第１のサブビーム１１４と、第２のサブビーム１１２に対応する第２のサブビーム１１５との３ビームである。光ディスク１０９の反射率は略４０％である。

光ディスク１０９からの戻り光である各ビーム１１３，１１４，１１５は対物レンズ１０８を介して、ミラー１０７で一部が透過されて受光素子１１６で受光される。ミラー１０７の透過率は略５０％である。

受光素子１１６で受光される戻り光は、メインビーム１１３に対応するメインビーム１１７と、第１のサブビーム１１４に対応する第１のサブビーム１１８と、第２のサブビーム１１５に対応する第２のサブビーム１１９との３ビームである。

受光素子１１６は、メインビーム１１７を受光する４分割受光素子１２０と、第１のサブビーム１１８を受光する４分割受光素子１２１と、第２のサブビーム１１９を受光する４分割受光素子１２２との３つの４分割受光素子を有する。

一方、光ディスク１０９からの戻り光は対物レンズ１０８を介して、ミラー１０７で一部が反射されてステップ回折格子１０３に再び入射する。

ステップ回折格子１０３に入射する各ビームは、メインビーム１１３に対応するメインビーム１２３と、第１のサブビーム１１４に対応する第１のサブビーム１２４と、第２のサブビーム１１５に対応する第２のサブビーム１２５との３ビームである。

ステップ回折格子１０３により、メインビーム１２３の０次光であるビーム１２６と、第１のサブビーム１２４の０次光であるビーム１２７と、第２のサブビーム１２５の０次光であるビーム１２８との３ビームが出射する。さらに、ステップ回折格子１０３により、メインビーム１２３の＋１次光であるビーム１２９と、第１のサブビーム１２４の＋１次光であるビーム１３０と、第２のサブビーム１２５の＋１次光であるビーム１３１との３ビームが追加で出射する。さらに、ステップ回折格子１０３により、メインビーム１２３の−１次光であるビーム１３２と、第１のサブビーム１２４の−１次光であるビーム１３３と、第２のサブビーム１２５の−１次光であるビーム１３４との３ビームが追加で出射する。

ステップ回折格子１０３を出射した各ビームの内で、実線で示したビーム１２６，１３０，１３４は半導体レーザ１００の発光点１０１に戻り、レーザ端面１３５で反射される。同じく実線で示したビーム１２８，１２９も発光点１０１の上方向に位置するレーザ端面１３５で反射される。レーザ端面１３５はミラーのような鏡面反射面であり、反射率は略４０％である。

一方、破線で示したビーム１３１は発光点１０１のさらに上方向のレーザ端面１３５の外に位置するためレーザ端面１３５で反射されない。同じく破線で示したビーム１２７，１３２も発光点１０１の下方向のレーザ端面１３５の外に位置するためレーザ端面１３５で反射されない。同じく破線で示したビーム１３３も発光点１０１のさらに下のレーザ端面１３５の外に位置するためレーザ端面１３５で反射されない。

次に図９により半導体レーザ１００のレーザ端面１３５で反射される戻り光について説明する。なお、図９は図８と同じ光ピックアップ光学系の説明図である。

ビーム１２６，１３０，１３４は、レーザ端面１３５で反射され、ビーム１３６，１３７，１３８となる。ビーム１２８，１２９は、レーザ端面１３５で反射され、ビーム１３９，１４０となる。

ビーム１３６，１３７，１３８は、ステップ回折格子１０３により、０次光であるビーム１４１，１４２，１４３と、＋１次光であるビーム１４４，１４５，１４６と、−１次光であるビーム１４７，１４８，１４９とに分離される。ビーム１３９，１４０は、ステップ回折格子１０３により、０次光であるビーム１５０，１５１と、＋１次光であるビーム１５２，１５３と、−１次光であるビーム１５４，１５５とに分離される。

ステップ回折格子１０３で分離された各ビームは、ミラー１０７、対物レンズ１０８で光ディスク１０９に集光される。光ディスク１０９で反射された各ビームは、対物レンズ１０８，ミラー１０７を介して受光素子１１６で受光される。各ビームの途中の経路の説明は省略し、受光素子１１６で受光される各ビームについてのみ詳細に説明する。

メインビーム１１７を受光する４分割受光素子１２０は、ビーム１４１，１４２，１４３，１５２，１５３に対応するビーム１５６，１５７，１５８，１５９，１６０も受光する。

第１のサブビーム１１８を受光する４分割受光素子１２１は、ビーム１４４，１４５，１４６に対応するビーム１６１，１６２，１６３も受光する。

第２のサブビーム１１９を受光する４分割受光素子１２２は、ビーム１４７，１４８，１４９，１５０，１５１に対応するビーム１６４，１６５，１６６，１６７，１６８も受光する。

なお、ビーム１５４，１５５に対応するビーム１６９，１７０は受光素子１１６では受光されない。

光ディスク１０９が傾いた場合について、各ビームの振幅と位相を説明する。
ステップ回折格子１０３の０次光の回折効率をＥ［ ０］、＋１次光の回折効率をＥ［＋１］、−１次光の回折効率をＥ［−１］とする。計算の簡単のために、ミラー１０７の透過率と反射率は同じとし、ミラー１０７と対物レンズ１０８と光ディスク１０９を往復した場合の光利用効率をまとめてＤとする。半導体レーザ１００のレーザ端面１３５の反射率をＬとする。光ディスク１０９が傾いたことにより、メインビーム１１０に比べ、第１のサブビーム１１１の位相はδ進み、第２のサブビーム１１２の位相はδ遅れる。戻り光は、往復なので、メインビーム１１３に比べ、第１のサブビーム１１４の位相は２δ進み、第２のサブビーム１１５の位相は２δ遅れる。以下、位相が２δ進む場合の位相を＋２δ、位相が２δ遅れる場合の位相を−２δと表す。

表１に従来のＣＤ用光ピックアップの各ビームの振幅計算式と位相を示す。

例えば、表１の２行目を見ると、受光素子１１６の４分割受光素子１２０で受光するメインビーム１１７の振幅は、Ｅ［０］×Ｄで、位相は０であることがわかる。表１の３行目を見ると、ビーム１５６の振幅は、Ｅ［ ０］×Ｄ×Ｅ［ ０］×Ｌ×Ｅ［ ０］×Ｄで、位相は０であることがわかる。表１の４行目を見ると、ビーム１５７の振幅は、Ｅ［＋１］×Ｄ×Ｅ［＋１］×Ｌ×Ｅ［ ０］×Ｄで、位相は−２δであることがわかる。表１の５行目以降も見方は同様であるので説明は省略する。

表２に従来のＣＤ用光ピックアップの各ビームの振幅計算値と位相差を示す。

振幅計算条件は、Ｅ［０］＝０．８０，Ｅ［＋１］＝０．０８，Ｅ［−１］＝０．０８，Ｄ＝０．０８，Ｌ＝０．４０と設定した。例えば、表２の２行目を見ると、受光素子１１６の４分割受光素子１２０で受光するメインビーム１１７の振幅計算値は０．０６４であることがわかる。振幅計算相対値を括弧内に単位％で表すことにした。メインビーム１１７の振幅計算相対値は基準の１００％とした。位相差はメインビーム１１７を基準の０とした。表２の３行目を見ると、ビーム１５６の振幅計算値は０．００１３１０７２、振幅計算相対値は２．０４８％、位相差は０であることがわかる。表２の４行目を見ると、ビーム１５７の振幅計算値は０．００００１３１０７２、振幅計算相対値は０．０２０４８％、位相差は−２δであることがわかる。表２の５行目以降も見方は同様であるので説明は省略する。

表２を用いて、第１のサブビーム１１８の干渉による信号変動の度合と、第２のサブビーム１１９の干渉による信号変動の度合いについて詳細に説明する。

まず、受光素子１１６の４分割受光素子１２１で受光する第１のサブビーム１１８の振幅計算値は０．００６４、振幅計算相対値は基準の１００％、位相差は基準の０である。第１のサブビーム１１８と同じ４分割受光素子１２１には、ビーム１６１，１６２，１６３が加えて受光される。ビーム１６１の振幅計算値は０．０００１３１０７２、振幅計算相対値は２．０４８％と大きい値であるが、位相差は０なのでビーム１１８とは干渉しない。ビーム１６２の位相差は−２δなので干渉するが、振幅計算値は０．０００００１３１０７２、振幅計算相対値０．０２０４８％と小さい値であるので干渉による信号変動は問題とならない。ビーム１６３の位相差は＋２δなので干渉するが、振幅計算値はビーム１６２と同様に０．０００００１３１０７２、振幅計算相対値０．０２０４８％と小さい値であるので干渉による信号変動は問題とならない。

次に、受光素子１１６の４分割受光素子１２２で受光する第２のサブビーム１１９の振幅計算値は０．００６４，振幅計算相対値は基準の１００％、位相差は基準の０である。第２のサブビーム１１９と同じ４分割受光素子１２２には、ビーム１６４，１６５，１６６，１６７，１６８が加えて受光される。ビーム１６４の振幅計算値は０．０００１３１０７２、振幅計算相対値は２．０４８％と大きい値であるが、位相差は０なのでビーム１１９とは干渉しない。ビーム１６５の位相差は−２δなので干渉するが、振幅計算値は０．０００００１３１０７２、振幅計算相対値０．０２０４８％と小さい値であるので干渉による信号変動は問題とならない。ビーム１６６の位相差は＋２δなので干渉するが、振幅計算値はビーム１６５と同様に０．０００００１３１０７２、振幅計算相対値０．０２０４８％と小さい値であるので干渉による信号変動は問題とならない。ビーム１６７の振幅計算値は０．０００１３１０７２、振幅計算相対値は２．０４８％と大きい値であり、位相差は＋２δなのでビーム１１９とは干渉し、干渉による信号変動が問題となる。ビーム１６８の振幅計算値は０．０００１３１０７２、振幅計算相対値は２．０４８％と大きい値であるが、位相差は０なのでビーム１１９とは干渉しない。

以上、表２を用いて詳細説明したとおり、第１のサブビーム１１８に対しては干渉による信号変動が問題となるビームは全く存在しないが、第２のサブビーム１１９に対しては干渉による信号変動が問題となるビーム１６７が１個だけ存在することがわかる。表２の振幅計算条件の場合、干渉による信号変動は最大略±２％である。光ディスク１０９が傾くことで、第２のサブビーム１１９を受光する４分割受光素子１２２の信号が変動するため、トラッキング用サブビームの光量が変動し、安定したトラッキング信号が得られないという問題点が有る。

本発明は、上記の従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、半導体レーザ端面反射によるサーボ信号検出用サブビームの光量変動の課題を解消する光ピックアップを提供することを目的とする。

また本発明は、モノリシック型２波長半導体レーザにおいても、半導体レーザ端面反射によるサーボ信号検出用サブビームの光量変動の課題を解消するとともに、波長選択回折格子より低価格な回折格子を備える光ピックアップを提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明では、半導体レーザと、半導体レーザからの光ビームを０次光であるメインビームと±１次光である第１のサブビームと第２のサブビームとの３ビームに分離する回折格子と、回折格子により分離された各ビームを光ディスクに集光させるための対物レンズと、光ディスクからの戻り光を受光する受光素子を備え、半導体レーザは発光点が半導体レーザ端面の中央ではなく片側の辺近傍に偏って位置し、半導体レーザ端面は光を鏡面反射する半導体レーザである光ピックアップにおいて、光ディスクから半導体レーザ端面近傍へ戻るサブビームの内で、第１のサブビームを半導体レーザ端面外に配置し、第２のサブビームを半導体レーザ端面内に配置し、受光素子で受光する第１のサブビームをフォーカス誤差信号、またはトラッキング誤差信号、または対物レンズ位置信号のサーボ信号検出用に使用し、第２のサブビームはサーボ信号検出用に使用しないことにした。

さらに、回折格子は、第１のサブビームの回折効率が第２のサブビームの回折効率よりも大きいブレーズ回折格子とした。

さらに、半導体レーザは波長が異なるモノリシック型２波長半導体レーザであり、回折格子は０次光であるメインビームと±１次光である第１のサブビームと第２のサブビームに加え±２次光である第３のサブビームと第４のサブビームに分離する回折格子であり、光ディスクはトラックピッチが異なる少なくとも２種類の光ディスクであり、光ディスクから半導体レーザ端面近傍へ戻るサブビームの内で、第３のサブビームを半導体レーザ端面外に配置し、受光素子で受光する第３のサブビームをフォーカス誤差信号、またはトラッキング誤差信号、または対物レンズ位置信号のサーボ信号検出用に使用することにした。

さらに、回折格子は、第３のサブビームの回折効率が第４のサブビームの回折効率よりも大きいブレーズ回折格子とした。

さらに、半導体レーザはＣＤ用とＤＶＤ用のモノリシック型２波長半導体レーザであり、光ディスクはトラックピッチが異なるＣＤ−Ｒ／ＲＷ，ＤＶＤ±Ｒ／ＲＷ，ＤＶＤ−ＲＡＭであり、ブレーズ回折格子を２個近接して配置するとともに、一方は右回りに、他方は左回りに回転して配置し、１個のメインビームと、２個の第１のサブビームと、２個の第３のサブビームとの合計５個のビームを発生させ、ＣＤ用半導体レーザ発光時の光ディスクにおけるメインビームの位置をＣＤのトラックのグルーブ中心に合わせた時に、２個の第３のサブビームの位置をＣＤのトラックのグルーブに隣接するランド中心に概略合わせた。

本発明によれば、半導体レーザ端面反射によるトラッキング用サブビームの光量変動の課題を解消する光ピックアップを提供することができる。

また、本発明によれば、２波長半導体レーザにおいても、半導体レーザ端面反射によるトラッキング用サブビームの光量変動の課題を解消するとともに、波長選択回折格子より低価格な回折格子を備える光ピックアップを提供することができる。

以下、本発明にかかる光ピックアップの実施形態について図面を用いて詳細に説明する。しかし、本発明の以下の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形例、改良例を含むものである。

図１は、本発明の実施例の光ピックアップ光学系の説明図である。ＣＤ用とＤＶＤ用のモノリシック型２波長半導体レーザ１のＣＤ用発光点２からのビーム３は断面形状が鋸歯状の第１のブレーズ回折格子４と第２のブレーズ回折格子５により、０次光であるメインビーム６と、＋１次光である第１の２個のサブビーム７，８と、＋２次光である２個の第３のサブビーム９，１０との５ビームに分離される。第１のブレーズ回折格子４と第２のブレーズ回折格子５は同一の形状であり、互いに近接して配置するとともに、小さい相対角度で回転調整して固定する。

なお、第１のブレーズ回折格子４と第２のブレーズ回折格子５により、図示しない−１次光である第２の２個のサブビームと、−２次光である第４の２個のサブビームも分離されるが、これらの回折効率は＋１次光である第１の２個のサブビーム７，８と、＋２次光である２個の第３のサブビーム９，１０の回折効率に比べて小さくした。受光素子については後で詳細に説明するが、受光素子で受光する第１のサブビームと第３のサブビームをサーボ信号検出用に使用し、第２のサブビームと第４のサブビームはサーボ信号検出用に使用しない。これにより、サーボ信号検出用に使用するビームの光利用効率を向上した。

０次光の回折効率に対する２個の＋１次光の回折効率の比率である分光比は各々略５％であり、０次光の回折効率に対する２個の＋２次光の回折効率の比率である分光比も各々略５％である。２個の＋１次光の分光比を合計すると略１０％であり、２個の＋２次光の分光比も合計すると略１０％である。例えば、０次光の回折効率は略８０％、＋１次光の回折効率は略４％（２個の＋１次光の回折効率の合計は略８％）、＋２次光の回折効率は略４％（２個の＋２次光の回折効率の合計は略８％）である。ブレーズ回折格子４，５により分離された各ビームは、ミラー１１で反射され、対物レンズ１２によりＣＤである光ディスク１３に集光される。ミラー１１の反射率は略５０％である。対物レンズ１２の透過率は略９０％である。

光ディスク１３に集光される各ビームは、メインビーム６に対応するメインビーム１４と、第１のサブビーム７，８に対応する第１のサブビーム１５，１６と、第３のサブビーム９，１０に対応する第３のサブビーム１７，１８との５ビームである。

光ディスク１３で反射される各ビームは、メインビーム１４に対応するメインビーム１９と、第１のサブビーム１５，１６に対応する第１のサブビーム２０，２１と、第３のサブビーム１７，１８に対応する第３のサブビーム２２，２３との５ビームである。光ディスク１３の反射率は略４０％である。

光ディスク１３からの戻り光である各ビーム１９，２０，２１，２２，２３は対物レンズ１２を介して、ミラー１１で一部が透過されて受光素子２４で受光される。ミラー１１の透過率は略５０％である。

受光素子２４で受光される戻り光は、メインビーム１９に対応するメインビーム２５と、第１のサブビーム２０，２１に対応する第１のサブビーム２６，２７と、第３のサブビーム２２，２３に対応する第３のサブビーム２８，２９との５ビームである。

受光素子２４は、メインビーム２５を受光する４分割受光素子３０と、第１のサブビーム２６，２７を受光する４分割受光素子３１と、第３のサブビーム２８，２９を受光する４分割受光素子３２との３つの４分割受光素子を有する。２個の第１のサブビーム２６，２７は、受光素子２４の４分割受光素子３１上で重なり合い１つのビームとなる。２個の第３のサブビーム２８，２９も、受光素子２４の４分割受光素子３２上で重なり合い１つのビームとなる。

一方、光ディスク１３からの戻り光は対物レンズ１２を介して、ミラー１１で一部が反射されてブレーズ回折格子４，５に再び入射する。

ブレーズ回折格子４，５に入射する各ビームは、メインビーム１９に対応するメインビーム３３と、第１のサブビーム２０，２１に対応する第１のサブビーム３４，３５と、第３のサブビーム２２，２３に対応する第３のサブビーム３６，３７との５ビームである。

ブレーズ回折格子４，５から出射されるビーム数は非常に多く説明が煩雑になるので、２波長半導体レーザ１のレーザ端面３８で反射するビームについてのみ符号を付けて説明する。２波長半導体レーザ１のレーザ端面３８で反射しないビームについては符号なしの破線で示した。

ブレーズ回折格子４，５により、メインビーム３３の０次光であるビーム３９と、第１のサブビーム３４，３５の０次光であるビームと、第３のサブビーム３６，３７の０次光であるビームとの５ビームが出射する。さらに、ブレーズ回折格子４，５により、メインビーム３３の＋１次光であるビーム４０，４１と、第１のサブビーム３４，３５の＋１次光であるビーム４２，４３，４４，４５と、第３のサブビーム３６，３７の＋１次光であるビームとが追加で出射する。さらに、ブレーズ回折格子４，５により、メインビーム３３の＋２次光であるビームと、第１のサブビーム３４，３５の＋２次光であるビーム４６，４７，４８，４９と、第３のサブビーム３６，３７の＋２次光であるビーム５０，５１，５２，５３とが追加で出射する。

ブレーズ回折格子４，５を出射した各ビームの内で、ビーム３９，４２，４３，４４，４５，５０，５１，５２，５３はモノリシック型２波長半導体レーザ１のＣＤ用発光点２近傍に戻り、レーザ端面３８で反射される。ビーム４０，４１，４６，４７，４８，４９もＣＤ用発光点２の上方に位置するレーザ端面３８で反射される。レーザ端面３８の反射率は略４０％である。

次に図２によりモノリシック型２波長半導体レーザ１のレーザ端面３８で反射される戻り光について説明する。なお、図２は図１と同じ光ピックアップ光学系の説明図である。

ビーム３９，４２，４３，４４，４５，５０，５１，５２，５３は、レーザ端面３８で反射され、ビーム５４，５５，５６，５７，５８，５９，６０，６１，６２となる。ビーム４０，４１，４６，４７，４８，４９は、レーザ端面３８で反射され、ビーム６３，６４，６５，６６，６７，６８となる。

ビーム５４，５５，５６，５７，５８，５９，６０，６１，６２は、ブレーズ回折格子４，５により、０次光であるビーム５４ａ，５５ａ，５６ａ，５７ａ，５８ａ，５９ａ，６０ａ，６１ａ，６２ａと、＋１次光であるビーム５４ｂ，５５ｂ，５６ｂ，５７ｂ，５８ｂ，５９ｂ，６０ｂ，６１ｂ，６２ｂ，５４ｃ，５５ｃ，５６ｃ，５７ｃ，５８ｃ，５９ｃ，６０ｃ，６１ｃ，６２ｃと、＋２次光であるビーム５４ｄ，５５ｄ，５６ｄ，５７ｄ，５８ｄ，５９ｄ，６０ｄ，６１ｄ，６２ｄ，５４ｅ，５５ｅ，５６ｅ，５７ｅ，５８ｅ，５９ｅ，６０ｅ，６１ｅ，６２ｅに分離される。

ビーム６３，６４，６５，６６，６７，６８は、ブレーズ回折格子４，５により、０次光であるビーム６３ａ，６４ａ，６５ａ，６６ａ，６７ａ，６８ａと、＋１次光であるビーム６３ｂ，６４ｂ，６５ｂ，６６ｂ，６７ｂ，６８ｂ，６３ｃ，６４ｃ，６５ｃ，６６ｃ，６７ｃ，６８ｃと、＋２次光であるビーム６３ｄ，６４ｄ，６５ｄ，６６ｄ，６７ｄ，６８ｄ，６３ｅ，６４ｅ，６５ｅ，６６ｅ，６７ｅ，６８ｅとに分離される。

ブレーズ回折格子４，５で分離された各ビームは、ミラー１１、対物レンズ１２で光ディスク１３に集光される。光ディスク１３で反射された各ビームは、対物レンズ１２，ミラー１１を介して受光素子２４で受光される。各ビームの途中の経路の説明は省略し、受光素子２４で受光される各ビームについてのみ詳細に説明する。

メインビーム２５を受光する４分割受光素子３０は、ビーム５４ａ，５５ａ，５６ａ，５７ａ，５８ａ，５９ａ，６０ａ，６１ａ，６２ａ，６３ｂ，６４ｂ，６５ｂ，６６ｂ，６７ｂ，６８ｂ，６３ｃ，６４ｃ，６５ｃ，６６ｃ，６７ｃ，６８ｃに対応するビーム５４ｆ，５５ｆ，５６ｆ，５７ｆ，５８ｆ，５９ｆ，６０ｆ，６１ｆ，６２ｆ，６３ｇ，６４ｇ，６５ｇ，６６ｇ，６７ｇ，６８ｇ，６３ｈ，６４ｈ，６５ｈ，６６ｈ，６７ｈ，６８ｈも受光する。

第１のサブビーム２６，２７を受光する４分割受光素子３１は、ビーム５４ｂ，５５ｂ，５６ｂ，５７ｂ，５８ｂ，５９ｂ，６０ｂ，６１ｂ，６２ｂ，５４ｃ，５５ｃ，５６ｃ，５７ｃ，５８ｃ，５９ｃ，６０ｃ，６１ｃ，６２ｃ，６３ｄ，６４ｄ，６５ｄ，６６ｄ，６７ｄ，６８ｄ，６３ｅ，６４ｅ，６５ｅ，６６ｅ，６７ｅ，６８ｅに対応するビーム５４ｇ，５５ｇ，５６ｇ，５７ｇ，５８ｇ，５９ｇ，６０ｇ，６１ｇ，６２ｇ，５４ｈ，５５ｈ，５６ｈ，５７ｈ，５８ｈ，５９ｈ，６０ｈ，６１ｈ，６２ｈ，６３ｉ，６４ｉ，６５ｉ，６６ｉ，６７ｉ，６８ｉ，６３ｊ，６４ｊ，６５ｊ，６６ｊ，６７ｊ，６８ｊも受光する。

第３のサブビーム２８，２９を受光する４分割受光素子３２は、ビーム５４ｄ，５５ｄ，５６ｄ，５７ｄ，５８ｄ，５９ｄ，６０ｄ，６１ｄ，６２ｄ，５４ｅ，５５ｅ，５６ｅ，５７ｅ，５８ｅ，５９ｅ，６０ｅ，６１ｅ，６２ｅに対応するビーム５４ｉ，５５ｉ，５６ｉ，５７ｉ，５８ｉ，５９ｉ，６０ｉ，６１ｉ，６２ｉ，５４ｊ，５５ｊ，５６ｊ，５７ｊ，５８ｊ，５９ｊ，６０ｊ，６１ｊ，６２ｊも受光する。

なお、ビーム６３ａ，６４ａ，６５ａ，６６ａ，６７ａ，６８ａに対応するビーム６３ｆ，６４ｆ，６５ｆ，６６ｆ，６７ｆ，６８ｆは受光素子２４では受光されない。

光ディスク１３が傾いた場合について、各ビームの振幅と位相を説明する。

ブレーズ回折格子４，５の０次光の回折効率をＥ［ ０］、＋１次光の回折効率をＥ［＋１］、＋２次光の回折効率をＥ［＋２］とする。計算の簡単のために、ミラー１１の透過率と反射率は同じとし、ミラー１１と対物レンズ１２と光ディスク１３を往復した場合の光利用効率をＤとする。半導体レーザ１のレーザ端面３８の反射率をＬとする。光ディスク１３が傾いたことにより、メインビーム１４に比べ、第１のサブビーム１５，１６の位相はδ進み、第３のサブビーム１７，１８の位相は２δ進む。戻り光は、往復なので、メインビーム１９に比べ、第１のサブビーム２０，２１の位相は２δ進み、第３のサブビーム２２，２３の位相は４δ進む。以下、位相が２δ進む場合の位相を＋２δ、位相が４δ進む場合の位相を＋４δと表す。

表３、表４、表５に本発明の実施例の光ピックアップのＣＤにおける各ビームの振幅と位相を示す。表３にはメインビーム２５を受光する４分割受光素子３０で受光する各ビームを示した。表４には第１のサブビーム２６,２７を受光する４分割受光素子３１で受光する各ビームを示した。表５には第３のサブビーム２８，２９を受光する４分割受光素子３２で受光する各ビームを示した。

例えば、表３の２行目を見ると、受光素子２４の４分割受光素子３０で受光するメインビーム２５の振幅は、Ｅ［０］×Ｄで、位相は０であることがわかる。表３の３行目を見ると、ビーム５４ｆの振幅は、Ｅ［ ０］×Ｄ×Ｅ［ ０］×Ｌ×Ｅ［ ０］×Ｄで、位相は０であることがわかる。表３の４行目を見ると、ビーム５５ｆの振幅は、Ｅ［＋１］×Ｄ×Ｅ［＋１］×Ｌ×Ｅ［ ０］×Ｄで、位相は＋２δであることがわかる。表３の５行目以降、表４、表５も見方は同様であるので説明は省略する。

表６、表７、表８に本発明の実施例のＣＤ用光ピックアップの各ビームの振幅計算値と位相差を示す。表６にはメインビーム２５を受光する４分割受光素子３０で受光する各ビームを示した。表７には第１のサブビーム２６，２７を受光する４分割受光素子で受光する各ビームを示した。表８には第３のサブビーム２８，２９を受光する４分割受光素子３２で受光する各ビームを示した。

振幅計算条件は、Ｅ［０］＝０．８０，Ｅ［＋１］＝０．０４，Ｅ［＋２］＝０．０４，Ｄ＝０．０８，Ｌ＝０．４０と設定した。例えば、表６の２行目を見ると、受光素子２４の４分割受光素子３０で受光するメインビーム２５の振幅計算値は０．０６４であることがわかる。振幅計算相対値を括弧内に単位％で表すことにした。メインビーム６７の振幅計算相対値は基準の１００％とした。位相差はメインビーム２５を基準の０とした。表６の３行目を見ると、ビーム５４ｆの振幅計算値は０．００１３１０７２、振幅計算相対値は２．０４８％、位相差は０であることがわかる。表６の４行目を見ると、ビーム５５ｆの振幅計算値は０．０００００３２７６８、振幅計算相対値は０．００５１２％、位相差は＋２δであることがわかる。表６の５行目以降、表７、表８も見方は同様であるので説明は省略する。

表６を用いて、メインビーム２５の干渉による信号変動の度合いについて詳細に説明する。ビーム２５と干渉するのは位相差が０でないビーム５５ｆ、５６ｆ、５７ｆ、５８ｆ、５９ｆ、６０ｆ、６１ｆ、６２ｆ、６７ｇ、６８ｇ、６５ｈ、６６ｈ、６７ｈ、６８ｈであり、信号変動は最大略０．００５％と小さい。これら干渉するビームを合計しても最大略０．０４％と小さい。従来例の信号変動最大略０．０６％に比べ、本実施例の方がより小さい。

表７を用いて、第１のサブビーム２６，２７の干渉による信号変動の度合いについて詳細に説明する。受光素子２４の４分割受光素子３１で受光する第１のサブビーム２６，２７の振幅計算値は０．００３２、振幅計算相対値は基準の１００％、位相差は基準の０である。第１のサブビーム２６，２７を受光する４分割受光素子３１には、ビーム５４ｇ、５５ｇ、５６ｇ、５７ｇ、５８ｇ、５９ｇ、６０ｇ、６１ｇ、６２ｇ、５４ｈ、５５ｈ、５６ｈ、５７ｈ、５８ｈ、５９ｈ、６０ｈ、６１ｈ、６２ｈ、６３ｉ，６４ｉ，６５ｉ，６６ｉ，６７ｉ，６８ｉ，６３ｊ，６４ｊ，６５ｊ，６６ｊ，６７ｊ，６８ｊが加えて受光される。振幅計算値が０．０００６５５３６、振幅計算相対値が２．０４８％と大きい値の２個のビーム５４ｇ，５４ｈがあるが、位相差は０なのでビーム２６，２７とは干渉しない。ビーム２６，２７と干渉するのは位相差が０でないビーム５５ｇ，５６ｇ，５７ｇ，５８ｇ，５９ｇ，６０ｇ，６１ｇ，６２ｇ，５５ｈ，５６ｈ，５７ｈ，５８ｈ，５９ｈ，６０ｈ，６１ｈ，６２ｈ，６５ｉ，６６ｉ，６７ｉ，６８ｉ，６５ｊ，６６ｊ，６７ｊ，６８ｊであるが、振幅計算相対値が０．００５１２％と小さい値である。干渉するこれらのビームを合計しても最大略０．１２％と小さい値であるので干渉による信号変動は問題とならない。

表８を用いて、第３のサブビーム２８，２９の干渉による信号変動の度合いについて詳細に説明する。受光素子２４の４分割受光素子３２で受光する第３のサブビーム２８，２９の振幅計算値は０．００３２、振幅計算相対値は基準の１００％、位相差は基準の０である。第３のサブビーム２８，２９を受光する４分割受光素子３２には、ビーム５４ｉ，５５ｉ，５６ｉ，５７ｉ，５８ｉ，５９ｉ，６０ｉ，６１ｉ，６２ｉ，５４ｊ，５５ｊ，５６ｊ，５７ｊ，５８ｊ，５９ｊ，６０ｊ，６１ｊ，６２ｊが加えて受光される。振幅計算値が０．０００６５５３６、振幅計算相対値が２．０４８％と大きい値の２個のビーム５４ｉ，５４ｊがあるが、位相差は０なのでビーム２８，２９とは干渉しない。ビーム２８，２９と干渉するのは位相差が０でないビーム５５ｉ，５６ｉ，５７ｉ，５８ｉ，５９ｉ，６０ｉ，６１ｉ，６２ｉ，５５ｊ，５６ｊ，５７ｊ，５８ｊ，５９ｊ，６０ｊ，６１ｊ，６２ｊであるが、振幅計算相対値が０．００５１２％と小さい値である。干渉するこれらのビームを合計しても最大略０．０８％と小さい値であるので干渉による信号変動は問題とならない。

表６、表７、表８を用いて詳細説明したとおり、第１のサブビーム２６，２７や第３のサブビーム２８，２９に対して干渉による信号変動が問題となるビームは全く存在しない。第１のサブビーム２６，２７を受光する４分割受光素子３１の信号変動は小さく、第３のサブビーム２８，２９を受光する４分割受光素子３２の信号変動も小さい。信号変動が小さいので、トラッキング用サブビームの光量が変動し、安定したトラッキング信号が得られるという効果がある。

以上、ＣＤについて本発明の効果を説明したが、ＤＶＤについても本発明の効果がある。特に２波長半導体レーザ１がモノリシック型の場合に好適である。

図３は、本発明の実施例のモノリシック型半導体レーザ１と回折格子４，５の斜視図である。ＣＤ用発光点２から水平方向に１１０μｍ間隔の位置にＤＶＤ用発光点６９がある。レーザ端面３８の高さ方向についてはＣＤ用発光点２とＤＶＤ用発光点６９と同じである。すなわち、２個の発光点２，６９が半導体レーザ端面３８の下方の辺に偏って位置する。

ＣＤとＤＶＤとで異なるのは、ブレーズ回折格子４，５で出射される＋１次光の回折角度と＋２次光の回折角度である。回折角度は波長に比例する。ＣＤの波長７８５ｎｍ，ＤＶＤの波長６６０ｎｍの場合、ＤＶＤの回折角度＝ＣＤの回折角度×６６０／７８５≒ＣＤの回折角度×０．８４である。レーザ端面３８への戻り光がＣＤよりもＤＶＤの方がやや間隔が狭くなる程度の違いだけなので、ＤＶＤについてもＣＤと同様に本発明の効果がある。また、波長の違いにより回折効率もやや違いが有るが、分光比がＣＤよりもＤＶＤの方がやや大きくなる程度の違いだけなので、ＤＶＤについてもＣＤと同様に本発明の効果がある。

図４は、本発明の実施例のＣＤ−Ｒ光ディスク１３上のビーム説明図である。メインビーム１４の位置をＣＤ−Ｒのトラックのグルーブ７０中心に合わせた時に、第３の２個のサブビーム１７，１８の位置をＣＤ−Ｒのトラックのグルーブ７０に隣接するランド７１，７２中心に概略合わせた。すなわち、メインビーム１４と第３のサブビーム１７，１８とのトラック横断方向の距離は、ＣＤ−Ｒのトラックピッチ１．６μｍの半分の０．８μｍに合わせた。

一方、第１の２個のサブビーム１５，１６の位置は第３の２個のサブビーム１７，１８の位置に従属する。すなわち、メインビーム１４と第１のサブビーム１５，１６とのトラック横断方向の距離は、ＣＤ−Ｒのトラックピッチ１．６μｍの４分の１の０．４μｍになる。

図５は、本発明の実施例のＣＤ−Ｒにおける受光素子２４の説明図である。メインビーム２５を受光する４分割受光素子３０は信号Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄを出力する。第１のサブビーム２６，２７を受光する４分割受光素子３１は信号Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３，Ｅ４を出力する。第３のサブビーム２８，２９を受光する４分割受光素子３２は信号Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆ４を出力する。

フォーカス誤差信号は非点収差検出方式とした。メインビーム２５のメインフォーカス誤差信号は（Ａ−Ｂ＋Ｃ−Ｄ）である。第３のサブビーム２８，２９のサブフォーカス誤差信号は（Ｆ１−Ｆ２＋Ｆ３−Ｆ４）である。メインフォーカス誤差信号とサブフォーカス誤差信号を加算した差動非点収差検出方式によるフォーカス誤差信号は（Ａ−Ｂ＋Ｃ−Ｄ）＋Ｋ×（Ｆ１−Ｆ２＋Ｆ３−Ｆ４）である。ここでＫはメインフォーカス誤差信号レベルとサブフォーカス誤差信号レベルを合わせるための利得係数である。非点収差検出方式においては、トラック横断時のプッシュプル方式によるトラッキング誤差信号がフォーカス誤差信号に混入するが、差動非点収差検出方式を採用することができるので、このトラッキング誤差信号の混入を打ち消すことにより安定したフォーカス誤差信号が得られる。

トラッキング誤差信号はプッシュプル検出方式とした。メインビーム２５のメイントラッキング誤差信号は（Ａ−Ｂ−Ｃ＋Ｄ）である。第３のサブビーム２８，２９のサブトラッキング誤差信号は（Ｆ１−Ｆ２−Ｆ３＋Ｆ４）である。メイントラッキング誤差信号とサブトラッキング誤差信号を減算した差動プッシュプル検出方式によるトラッキング誤差信号は（Ａ−Ｂ−Ｃ＋Ｄ）−Ｋ×（Ｆ１−Ｆ２−Ｆ３＋Ｆ４）である。プッシュプル検出方式においては、フォーカス誤差信号がトラッキング誤差信号に混入するが、差動プッシュプル検出方式を採用することができるので、このフォーカス誤差信号の混入を打ち消すことにより安定したトラッキング誤差信号が得られる。

対物レンズ位置信号は、第１のサブビーム２６，２７のサブトラッキング誤差信号の（Ｅ１−Ｅ２−Ｅ３＋Ｅ４）を採用することができる。光ディスク１３上の第１のサブビーム１５，１６はグルーブ７０の中心に対して左右に４分の１トラックの距離に配置したので、プッシュプル検出方式によるトラッキング誤差信号は打ち消される。このため、トラッキング誤差信号の混入を打ち消すことにより安定した対物レンズ位置信号が得られる。

なお、対物レンズ位置信号は、メインビーム２５のトラッキング誤差信号と第３のサブビーム２８，２９のトラッキング誤差信号を加算することにより求めることもできる。すなわち、メイントラッキング誤差信号とサブトラッキング誤差信号を加算した対物レンズ位置信号は（Ａ−Ｂ−Ｃ＋Ｄ）＋Ｋ×（Ｆ１−Ｆ２−Ｆ３＋Ｆ４）である。

なお、トラッキング誤差信号はプッシュプル検出方式として、メインビーム２５のトラッキング誤差信号と第１のサブビーム２８，２９の対物レンズ位置信号であるトラッキング誤差信号を減算することにより求めることもできる。メイントラッキング誤差信号とサブトラッキング誤差信号を減算した差動プッシュプル検出方式によるトラッキング誤差信号は（Ａ−Ｂ−Ｃ＋Ｄ）−Ｋ×（Ｅ１−Ｅ２−Ｅ３＋Ｅ４）である。プッシュプル検出方式においては、対物レンズ位置信号がトラッキング誤差信号に混入するが、差動プッシュプル検出方式を採用することができるので、この対物レンズ位置信号の混入を打ち消すことにより安定したトラッキング誤差信号が得られる。

以上説明したように、ＣＤ−Ｒにおいて、差動非点収差方式によるフォーカス誤差信号、差動プッシュプル方式によるトラッキング誤差信号、対物レンズ位置信号といった安定性に優れた３つのサーボ信号を検出することができる。

なお、ＣＤ−Ｒについて説明したが、同じトラックピッチのＣＤ，ＣＤ−Ｒ／ＲＷにおいても同様の効果がある。

図６は、本発明の実施例のＤＶＤ−Ｒである光ディスク７３上のビーム位置の説明図である。メインビーム７４の位置をＤＶＤ―Ｒのトラックのグルーブ７５中心に合わせる。回折格子４，５の回折角度は波長に比例する。ＣＤの波長は略７８５ｎｍ、ＤＶＤの波長は略６６０ｎｍである。したがって、メインビーム７４と第１のサブビーム７６，７７とのトラック横断方向の距離は、ＣＤ−Ｒでは０．４μｍだったが、ＤＶＤ−Ｒでは０．４μｍ×６６０ｎｍ／７８５ｎｍ≒０．３３６μｍとなる。この０．３３６μｍは、ＤＶＤ−Ｒのトラックピッチ０．７４μｍの半分の０．３７μｍに近い値になる。このため、２個の第１のサブビーム７６，７７の位置をＤＶＤ−Ｒのトラックのグルーブ７５に隣接するランド７８，７９中心に概略合わせることができる。

一方、２個の第３のサブビーム８０，８１の位置は第１の２個のサブビーム７６，７７の位置に従属する。すなわち、メインビーム７４と第３のサブビーム８０，８１とのトラック横断方向の距離は、０．６７３μｍとなり、ＤＶＤ−Ｒのトラックピッチ０．７４μｍに近い値になる。

図５を用いて本発明の実施例のＤＶＤ−Ｒにおける受光素子２４を説明する。メインビーム８２を受光する４分割受光素子８３は信号ａ，ｂ，ｃ，ｄを出力する。第１のサブビーム８４，８５を受光する４分割受光素子８６は信号ｅ１，ｅ２，ｅ３，ｅ４を出力する。第３のサブビーム８７，８８を受光する４分割受光素子８９は信号ｆ１，ｆ２，ｆ３，ｆ４を出力する。

フォーカス誤差信号は非点収差検出方式とした。メインビーム８２のメインフォーカス誤差信号は（ａ−ｂ＋ｃ−ｄ）である。第１のサブビーム８４，８５のサブフォーカス誤差信号は（ｅ１−ｅ２＋ｅ３−ｅ４）である。メインフォーカス誤差信号とサブフォーカス誤差信号を加算した差動非点収差検出方式によるフォーカス誤差信号は（ａ−ｂ＋ｃ−ｄ）＋ｋ×（ｅ１−ｅ２＋ｅ３−ｅ４）である。ここでｋはメインフォーカス誤差信号レベルとサブフォーカス誤差信号レベルを合わせるための利得係数である。非点収差検出方式においては、トラック横断時のプッシュプル方式によるトラッキング誤差信号がフォーカス誤差信号に混入するが、差動非点収差検出方式を採用することができるので、このトラッキング誤差信号の混入を打ち消すことにより安定したフォーカス誤差信号が得られる。

トラッキング誤差信号はプッシュプル検出方式とした。メインビーム８２のメイントラッキング誤差信号は（ａ−ｂ−ｃ＋ｄ）である。第１のサブビーム８４，８５のサブトラッキング誤差信号は（ｅ１−ｅ２−ｅ３＋ｅ４）である。メイントラッキング誤差信号とサブトラッキング誤差信号を減算した差動プッシュプル検出方式によるトラッキング誤差信号は（ａ−ｂ−ｃ＋ｄ）−ｋ×（ｅ１−ｅ２−ｅ３＋ｅ４）である。プッシュプル検出方式においては、フォーカス誤差信号がトラッキング誤差信号に混入するが、差動プッシュプル検出方式を採用することができるので、このフォーカス誤差信号の混入を打ち消すことにより安定したトラッキング誤差信号が得られる。

対物レンズ位置信号は、メインビーム８２のメイントラッキング誤差信号と第１のサブビーム８４，８５のサブトラッキング誤差信号を加算することにより求めることができる。すなわち、メイントラッキング誤差信号とサブトラッキング誤差信号を加算した対物レンズ位置信号は（ａ−ｂ−ｃ＋ｄ）＋ｋ×（ｅ１−ｅ２−ｅ３＋ｅ４）である。

以上説明したように、ＤＶＤ−Ｒにおいても、差動非点収差方式によるフォーカス誤差信号、差動プッシュプル方式によるトラッキング誤差信号、対物レンズ位置信号といった安定性に優れた３つのサーボ信号を検出することができる。

なお、ＤＶＤ−Ｒについて説明したが、同じトラックピッチのＤＶＤ，ＤＶＤ±Ｒ／ＲＷにおいても同様である。

図７は、本発明の実施例のＤＶＤ−ＲＡＭである光ディスク９０上のビーム位置の説明図である。なお、ＤＶＤ−ＲＡＭはランド・グルーブ記録方式なので、トラックピッチはランドとグルーブの間隔である。メインビーム７４の位置をＤＶＤ―ＲＡＭのトラックのグルーブ９１中心に合わせる。メインビーム７４と第１のサブビーム７６，７７とのトラック横断方向の距離は、ＤＶＤ−ＲＡＭでもＤＶＤ−Ｒと同じ０．３６μｍとなる。ＤＶＤ−ＲＡＭのトラックピッチは、ＤＶＤ−ＲＡＭ１が０．７４μｍ、ＤＶＤ−ＲＡＭ２が０．６１５μｍである。ＤＶＤ−ＲＡＭのトラックピッチの半分は、ＤＶＤ−ＲＡＭ１が０．３７μｍ、ＤＶＤ−ＲＡＭ２が０．３０７５μｍなので、距離０．３６μｍはトラックピッチの半分に近い値となる。

一方、２個の第３のサブビーム８０，８１の位置は２個の第１のサブビーム７６，７７の位置に従属する。すなわち、メインビーム７４と第３のサブビーム８０，８１とのトラック横断方向の距離は、０．６７３μｍとなり、ＤＶＤ−ＲＡＭのＤＶＤ−ＲＡＭ１のトラックピッチ０．７４μｍ，ＤＶＤ−ＲＡＭ２のトラックピッチ０．６１５μｍに近い値になる。このため、２個の第３のサブビーム８０，８１の位置をＤＶＤ−ＲＡＭのトラックのグルーブ９１に隣接するランド９２，９３中心に概略合わせることができる。

図５を用いて本発明の実施例のＤＶＤ−ＲＡＭにおける受光素子２４を説明する。メインビーム８２を受光する４分割受光素子８３は信号ａ，ｂ，ｃ，ｄを出力する。第１のサブビーム８４，８５を受光する４分割受光素子８６は信号ｅ１，ｅ２，ｅ３，ｅ４を出力する。第３のサブビーム８７，８８を受光する４分割受光素子８９は信号ｆ１，ｆ２，ｆ３，ｆ４を出力する。

フォーカス誤差信号は非点収差検出方式とした。メインビーム８２のメインフォーカス誤差信号は（ａ−ｂ＋ｃ−ｄ）である。第３のサブビーム８７，８８のサブフォーカス誤差信号は（ｆ１−ｆ２＋ｆ３−ｆ４）である。メインフォーカス誤差信号とサブフォーカス誤差信号を加算した差動非点収差検出方式によるフォーカス誤差信号は（ａ−ｂ＋ｃ−ｄ）＋ｋ×（ｆ１−ｆ２＋ｆ３−ｆ４）である。ここでｋはメインフォーカス誤差信号レベルとサブフォーカス誤差信号レベルを合わせるための利得係数である。非点収差検出方式においては、トラック横断時のプッシュプル方式によるトラッキング誤差信号がフォーカス誤差信号に混入するが、差動非点収差検出方式を採用することができるので、このトラッキング誤差信号の混入を打ち消すことにより安定したフォーカス誤差信号が得られる。

トラッキング誤差信号はプッシュプル検出方式とした。メインビーム８２のメイントラッキング誤差信号は（ａ−ｂ−ｃ＋ｄ）である。第３のサブビーム８７，８８のサブトラッキング誤差信号は（ｆ１−ｆ２−ｆ３＋ｆ４）である。メイントラッキング誤差信号とサブトラッキング誤差信号を減算した差動プッシュプル検出方式によるトラッキング誤差信号は（ａ−ｂ−ｃ＋ｄ）−ｋ×（ｆ１−ｆ２−ｆ３＋ｆ４）である。プッシュプル検出方式においては、フォーカス誤差信号がトラッキング誤差信号に混入するが、差動プッシュプル検出方式を採用することができるので、このフォーカス誤差信号の混入を打ち消すことにより安定したトラッキング誤差信号が得られる。

対物レンズ位置信号は、メインビーム８２のメイントラッキング誤差信号と第３のサブビーム８７，８８のサブトラッキング誤差信号を加算することにより求めることができる。すなわち、メイントラッキング誤差信号とサブトラッキング誤差信号を加算した対物レンズ位置信号は（ａ−ｂ−ｃ＋ｄ）＋ｋ×（ｆ１−ｆ２−ｆ３＋ｆ４）である。

以上説明したように、ＤＶＤ−ＲＡＭにおいても、差動非点収差方式によるフォーカス誤差信号、差動プッシュプル方式によるトラッキング誤差信号、対物レンズ位置信号といった安定性に優れた３つのサーボ信号を検出することができる。

本発明の実施例によれば、半導体レーザ端面反射によるトラッキング用サブビームの光量変動の課題を解消する光ピックアップを提供することができる。

また、本発明の実施例によれば、２波長半導体レーザにおいても、半導体レーザ端面反射によるトラッキング用サブビームの光量変動の課題を解消するとともに、波長選択回折格子より低価格な回折格子を備える光ピックアップを提供することができる。

なお、本発明の実施例ではモノリシック型２波長半導体レーザがＣＤ用とＤＶＤ用について説明したが、ＤＶＤ用とＢＤ用等あらゆるモノリシック型２波長半導体レーザに適用可能である。

以上、本発明に従う光ピックアップの実施形態について、図面により詳細に説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の改良や変更を行うことができる。

本発明の実施例の光ピックアップ光学系の説明図である。 レーザ端面３８で反射される戻り光についての説明図である。 モノリシック型２波長半導体レーザ１と回折格子４，５を示す図である。 ＣＤ−Ｒ光ディスク１３上のビーム説明図である。 受光素子２４の説明図である。 ＤＶＤ−Ｒ光ディスク７３上のビーム説明図である。 ＤＶＤ−ＲＡＭ光ディスク９０上のビーム説明図である。 従来のＣＤ用光ピックアップ光学系の説明図である。 レーザ端面１３５で反射される戻り光についての説明図である。

符号の説明

１…モノリシック型２波長半導体レーザ、２…ＣＤ用発光点、３…光ビーム、４…ブレーズ回折格子、５…ブレーズ回折格子、６…メインビーム、７…第１のサブビーム、８…第１のサブビーム、９…第３のサブビーム、１０…第３のサブビーム、１１…ミラー、１２…対物レンズ、１３…ＣＤ−Ｒ光ディスク、１４…メインビーム、１５…第１のサブビーム、１６…第１のサブビーム、１７…第３のサブビーム、１８…第３のサブビーム、１９…メインビーム、２０…第１のサブビーム、２１…第１のサブビーム、２２…第３のサブビーム、２３…第３のサブビーム、２４…受光素子、２５…メインビーム、２６…第１のサブビーム、２７…第１のサブビーム、２８…第３のサブビーム、２９…第３のサブビーム、３０…４分割受光素子、３１…４分割受光素子、３２…４分割受光素子、３３…メインビーム、３４…第１のサブビーム、３５…第１のサブビーム、３６…第３のサブビーム、３７…第３のサブビーム、３８…レーザ端面、３９〜６８…ビーム、６９…ＤＶＤ用発光点、７０…グルーブ、７１…ランド、７２…ランド、７３…ＤＶＤ−Ｒ光ディスク、７４…メインビーム、７５…グルーブ、７６…第１のサブビーム、７７…第１のサブビーム、７８…ランド、７９…ランド、８０…第３のサブビーム、８１…第３のサブビーム、８２…メインビーム、８３…４分割受光素子、８４…第１のサブビーム、８５…第１のサブビーム、８６…４分割受光素子、８７…第３のサブビーム、８８…第３のサブビーム、８９…４分割受光素子、９０…ＤＶＤ−ＲＡＭ光ディスク、９１…グルーブ、９２…ランド、９３…ランド、１００…ＣＤ用半導体レーザ、１０１…発光点、１０２…光ビーム、１０３…ステップ回折格子、１０４…メインビーム、１０５…第１のサブビーム、１０６…第２のサブビーム、１０７…ミラー、１０８…対物レンズ、１０９…ＣＤ光ディスク、１１０…メインビーム、１１１…第１のサブビーム、１１２…第２のサブビーム、１１３…メインビーム、１１４…第１のサブビーム、１１５…第２のサブビーム、１１６…受光素子、１１７…メインビーム、１１８…第１のサブビーム、１１９…第２のサブビーム、１２０…４分割受光素子、１２１…４分割受光素子、１２２…４分割受光素子、１２３…メインビーム、１２４…第１のサブビーム、１２５…第２のサブビーム、１２６〜１７０…ビーム。

Claims (5)

1. 半導体レーザと、前記半導体レーザからの光ビームを０次光であるメインビームと±１次光である第１のサブビームと第２のサブビームとの３ビームに分離する回折格子と、前記回折格子により分離された各ビームを光ディスクに集光させるための対物レンズと、前記光ディスクからの戻り光を受光する受光素子を備える光ピックアップであって、
   前記半導体レーザは、発光点が半導体レーザ端面の中央ではなく片側の辺近傍に偏って位置し、前記半導体レーザ端面は光を鏡面反射する半導体レーザであり、
   前記光ディスクから半導体レーザ端面近傍へ戻るサブビームの内で、第１のサブビームを半導体レーザ端面外に配置し、第２のサブビームを半導体レーザ端面内に配置し、前記受光素子で受光する第１のサブビームをフォーカス誤差信号、またはトラッキング誤差信号、または対物レンズ位置信号のサーボ信号検出用に使用し、第２のサブビームはサーボ信号検出用に使用しないことを特徴とする光ピックアップ。
2. 前記回折格子は、前記第１のサブビームの回折効率が前記第２のサブビームの回折効率よりも大きいブレーズ回折格子としたことを特徴とする請求項１記載の光ピックアップ。
3. 前記半導体レーザは波長が異なるモノリシック型２波長半導体レーザであり、前記回折格子は０次光であるメインビームと±１次光である第１のサブビームと第２のサブビームに加え±２次光である第３のサブビームと第４のサブビームに分離する回折格子であり、前記光ディスクはトラックピッチが異なる少なくとも２種類の光ディスクであり、前記光ディスクから半導体レーザ端面近傍へ戻るサブビームの内で、第３のサブビームを半導体レーザ端面外に配置し、前記受光素子で受光する第３のサブビームをフォーカス誤差信号、またはトラッキング誤差信号、または対物レンズ位置信号のサーボ信号検出用に使用することを特徴とする請求項２記載の光ピックアップ。
4. 前記回折格子は、前記第３のサブビームの回折効率が前記第４のサブビームの回折効率よりも大きいブレーズ回折格子としたことを特徴とする請求項３記載の光ピックアップ。
5. 前記半導体レーザはＣＤ用とＤＶＤ用のモノリシック型２波長半導体レーザであり、前記光ディスクはトラックピッチが異なるＣＤ−Ｒ／ＲＷ，ＤＶＤ±Ｒ／ＲＷ，ＤＶＤ−ＲＡＭであり、前記ブレーズ回折格子を２個近接して配置するとともに、一方は右回りに、他方は左回りに回転して配置し、１個のメインビームと、２個の第１のサブビームと、２個の第３のサブビームとの合計５個のビームを発生させ、ＣＤ用半導体レーザ発光時の前記光ディスクにおけるメインビームの位置をＣＤのトラックのグルーブ中心に合わせた時に、２個の第３のサブビームの位置をＣＤのトラックのグルーブに隣接するランド中心に概略合わせたことを特徴とする請求項４記載の光ピックアップ。

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