JP2011150765A - 光ピックアップ装置及びそれを用いた光ディスク装置 - Google Patents

Abstract

【課題】多層光ディスクでの迷光による検出信号の変動を低減し、安定して高品質な記録又は再生品質の得られる光ピックアップ装置および光ディスク装置を提供する。
【解決手段】光ディスクで反射した光束のうち、プッシュプル領域を除いた周辺部領域の光のみからＤＰＤ信号を生成することで、光検出器受光面の内部結線を最適化し、ＤＰＰ方式でトラッキング誤差信号を生成する際に必要なレンズエラー信号の信号増幅を、従来よりも小さな増幅率において実現できる構成とする。また、多層光ディスクからの反射光を複数の領域に分割し、分割された光ビームが光検出器上の異なる位置に焦点を結ぶとともに、目的の層に焦点が合っているときには再生の対象でない記録層からの迷光が光検出器のサーボ信号用の受光面に入らないように光ビームの分割領域と受光面を配置する。
【選択図】図６

Description

本発明は、光ピックアップ装置及び光ディスク装置に関する。

本技術分野の背景技術として、例えば特開２００６−３４４３４４号公報（特許文献１）がある。本公報には「複数の記録層を有する光ディスクから所望の信号を精度良く取得する」と記載されている。また、例えば特開２００６−３４４３８０号公報（特許文献２）がある。本公報には「情報記録面を２面有する記録可能な光記憶媒体を用いた場合でも、オフセットの少ないトラッキング誤差信号を検出する」と記載されている。さらに、例えば非特許文献１には「トラッキング用フォトディテクタを他層迷光のない領域に配置する」と記載されており、その構成については特開２００４−２８１０２６（特許文献３）においても記載されている。

また、例えば特開２００８−１０２９９８号公報（特許文献４）がある。本公報には「光ディスクの目的の情報記録層に焦点を合わせた場合に、目的の情報記録層からの反射光束が光検出器の受光部上に焦点を結び、目的の情報記録層以外の情報記録層からの反射光束は光検出器の受光部に照射されないように、分割素子の各領域と光検出器の受光部を構成する。」と記載されている。

特開２００６−３４４３４４号公報 特開２００６−３４４３８０号公報 特開２００４−２８１０２６号公報 特開２００８−１０２９９８号公報

電子情報通信学会 信学技報ＣＰＭ２００５−１４９（２００５−１０）

近年、記録層が多層化された光ディスクの記録又は再生時において、再生の対象でない記録層で反射した迷光が光検出器面上へ入射して外乱成分となり、光検出器の検出信号を変動させるという課題がある。特に記録層が３層以上に多層化された光ディスクでは、不要光束が複数の層で発生する為、外乱成分が増加し前記検出信号の変動はさらに増大してしまう。前記課題に対して、特許文献４では複数の領域を有する分割素子を設け、光ディスクで反射された光束を、出射方向の異なる複数の光束に分割することで迷光と信号光を分離することにより検出信号の変動を抑制している。

しかし、前記構成ではＤＰＰ方式のトラッキング誤差信号に用いる信号に１０倍程度の信号増幅を必要とするものがあり、完全に分離しきれずに僅かに残留した迷光による信号揺れ成分や、傷や汚れ等の外乱成分を大幅に増幅してしまうという課題がある。その結果、増幅された外乱成分がＤＰＰ信号に漏れ込み、安定して高品質な記録又は再生品質の得ることが難しい。

本発明は電気的な信号増幅を抑えつつＤＰＰ信号を生成可能とし、外乱成分の検出信号への漏込みを大幅に低減し、安定して高品質な記録又は再生品質の得られる光ピックアップ装置および光ディスク装置を提供することを目的とする。加えて、信号増幅抑制可能な信号検出方式における光ピックアップ装置のインターフェースを構成する信号端子数を最小化して簡素化する。
効果：レンズエラー信号に漏れ込んだ多層ディスクの迷光やディスク傷・汚れ等の外乱成分が、信号増幅器によって増幅されることを抑制して多層光ディスクの再生／記録時において良好な信号を検出できる。

上記目的は、その一例として特許請求の範囲に記載の発明によって達成できる。

本発明によれば、検出信号への迷光による外乱の影響を低減し、高品質な信号の検出ができる、光ピックアップ装置及び光ディスク装置を提供できる。

本発明における光ピックアップ装置の構成例を示す概略図。 従来例における光束分割素子を示す概略図。 従来例における光検出器の構成を示す概略図。 第１の実施例における光束分割素子を示す概略図。 第１の実施例における光検出器の構成を示す概略図。 第１の実施例における光検出器と光スポットの位置ズレを探知可能な光検出器の構成を示す概略図。 第２の実施例における光検出器の構成を示す概略図。 第３の実施例における光束分割素子を示す概略図。 第３の実施例における光検出器の構成を示す概略図。 第３の実施例における光検出器と光スポットの位置ズレを探知可能な光検出器の構成を示す概略図。 第３の実施例における光検出器の多様な構成の一例を示す概略図。 第４の実施例における光検出器の構成を示す概略図。 第５の実施例における光検出器の構成を示す概略図。 本発明における光ディスク装置の構成例を示す概略図。

以下、本発明の実施形態の詳細について図面を参照しながら説明する。なお、各図において、同じ作用を示す構成要素には同じ符号を付している。

図１は本発明の第１の実施例に係る光ピックアップ装置の一例を示した概略構成図である。レーザ光源１から出射したレーザ光束２は偏光ビームスプリッタ３により進路方向が変更され、ステッピングモータ４の駆動により入射光束の球面収差補正が可能なコリメートレンズ５、互いに直交する偏光成分に９０度の位相差を与える１／４波長板６を経て対物レンズ７によって光ディスク８内の所定の記録層に集光される。
光ディスク８からの反射光束は再び対物レンズ７を透過後、１／４波長板６、偏光ビームスプリッタ３を経て、光束分割素子１０によって光束は複数光束に分割されたのち、光検出器１１へ入射する。なお、対物レンズ７は所定の方向に駆動するためのアクチュエータ９内に取付けられるのが望ましい。このアクチュエータを駆動して対物レンズの位置制御が実行される。対物レンズの位置制御にはトラッキング誤差信号を用いたトラッキング制御とフォーカス誤差信号を用いたフォーカス制御とが実行される。前記球面収差補正手段としては液晶素子等を用いても構わない。

上記構成は主に多層化された光ディスクを記録又は再生する際に良く用いられる光学系方式である。そこで、はじめに従来の前記光束分割素子と光検出器の具体的構成と課題について説明する。図２（ａ）に従来例における前記光束分割素子１０の概略形状の一例を示す。前記光束分割素子は回折格子であり、かつ回折格子面は複数の領域に分割され、領域毎に所定の回折格子溝の形状が夫々設けられたものとすればよい。光束分割素子には複数の回折領域ａ及至回折領域ｉが設けられる。光ディスクで反射した前記反射光束は、光ディスクの記録層に設けられたトラック溝により回折作用をうける。このディスク回折光のうち、回折領域ｉには、光束の中心を含む０次ディスク回折光が入射し、前記回折領域ａ及びｂには、０次、＋１次ディスク回折光が入射し、前記回折領域ｃ及びｄには、０次と−１次ディスク回折光が入射する。さらに前記回折領域ａに隣接して回折領域ｅが、前記回折領域ｂに隣接して回折領域ｆが、前記回折領域ｃに隣接して回折領域ｇが、前記回折領域ｄに隣接して回折領域ｈが夫々設けられる。そして回折領域ｅ及至回折領域ｈには０次のディスク回折光束の周辺部領域の光が主に入射する。上記各入射光束成分と回折領域の関係に対応した範囲内であれば各回折領域の形状の変更や領域間の一体化もしくは更なる領域分割を行っても構わない。図２（ｂ）には一例として光束分割素子の変形例を示す。各回折領域と入射するディスク回折光の関係は前記関係を維持している。

ディスク溝からの±１次ディスク回折光の含まれる回折領域ａ及至回折領域ｄの光束にはトラッキング誤差信号生成に必要なプッシュプル（以下、ＰＰと記す）信号成分が含まれる。ＰＰ信号により、ディスク溝と集光スポットの相対位置関係を知ることができる。回折領域ｅ及至回折領域ｈの光束にはトラッキング誤差信号生成に必要なレンズエラー信号成分が含まれる。レンズエラー信号はアクチュエータに搭載された対物レンズの位置移動量に比例した信号となる。

各領域で回折した＋１次光と−１次光は光検出器１１内に設けられた複数の受光面へ夫々集光して入射し信号検出される。図３（ａ）は従来例の光検出器１１の受光面パターンと信号結線を示した概略図である。また図３（ｂ）には多層光ディスクを記録又は再生する際の、記録又は再生の対象となっている記録層からの反射光である信号光束と、記録又は再生の対象ではない層からの反射光（以下、迷光と記す）の光検出器面上での光強度分布を示した。回折領域ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆ、ｇ、ｈ、ｉを通過した光束のうち＋１次光は夫々受光面ＤＥＴ１、４、２、３、８、６、７、５、１９へ入射し、集光スポット４５、４６，４７，４８，４９，５０，５１，５２，６１を形成する。回折領域ｅ、ｆ、ｇ、ｈを通過した光束の−１次光は受光面ＤＥＴ１５、１７、１６、１８へ夫々入射し、集光スポット５７，５８，５９，６０を形成する。回折領域ａ、ｂ、ｃ、ｄを通過した光束の−１次光はフォーカス検出用の受光面ＤＥＴ９及至ＤＥＴ１４の領域へ入射する。ただしフォーカス誤差信号検出にはダブルナイフエッジ法を用いるのが望ましいので、フォーカス制御時はＤＥＴ９及至ＤＥＴ１４には直接光が入射せず各受光面の間に光束は入射して集光スポット５３及至集光スポット５６を形成する。トラッキング誤差信号は広く一般に使用されるＤｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ ｐｕｓｈ−ｐｕｌｌ法（以下、ＤＰＰ法と記す。）及びＤｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ ｐｈａｓｅ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ法（以下、ＤＰＤ法と記す。）によって信号検出を行う。光束分割素子により再生の対称でない記録層で反射した迷光も信号光束と同様複数の光束に分割される。光検出器面上で集光される信号光に対し、迷光は焦点がずれているため信号光スポットとは異なり、集光されずに一定の領域にボケた光強度分布を持つ。回折領域ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆ、ｇ、ｈ、ｉを通過した迷光のうち＋１次光はスポット６２、６３，６４，６５，６６，６７，６８，６９，７８を形成する。回折領域ｅ、ｆ、ｇ、ｈを通過した迷光の−１次光はスポット７４，７５，７６，７７を形成する。回折領域ａ、ｂ、ｃ、ｄを通過した迷光の−１次光はスポット７０，７１，７２，７３を形成する。これによりトラッキング誤差信号生成に用いる回折領域からの集光スポットには受光面上で迷光が入射しない構成とすることができ、迷光が信号光へ干渉することによる検出信号の変動を抑制できる構成となっている。

前記回折領域ｅ及至回折領域ｈの＋１次格子回折光または−１次格子回折光を検出する２つ以上の受光面が前記光ディスクの半径方向に相当する方向と略一致する方向に略一直線で並び、前記回折格子領域ａ及至回折領域ｄの＋１次格子回折光または−１次格子回折光を検出する２つ以上の受光面が前記光ディスクの接線方向に相当する方向と略一致する方向に並ぶ構成とすると対物レンズシフト時にも迷光を回避しやすい構成とすることができる。

＋１次光の検出信号からは情報再生信号及びトラッキング誤差信号として用いるＤＰＤ信号及びＰＰ信号の検出を行う。−１次光はフォーカス誤差信号及びレンズエラー信号の検出に用いる。ＤＰＰ信号はＰＰ信号とレンズエラー信号よりＰＰ信号−ｋ＊レンズエラー信号の演算により生成される。ｋは増幅器による増幅率を示したものである。
具体的には以下のように内部結線し、信号演算を経て各種信号が検出される。
ＤＥＴ４とＤＥＴ６を内部結線し電流−電圧変換増幅器１２を経て出力される信号をＡ、
ＤＥＴ２とＤＥＴ７を内部結線し電流−電圧変換増幅器１３を経て出力される信号をＢ、
ＤＥＴ３とＤＥＴ５を内部結線し電流−電圧変換増幅器１４を経て出力される信号をＣ、
ＤＥＴ１とＤＥＴ８を内部結線し電流−電圧変換増幅器１５を経て出力される信号をＤ、
ＤＥＴ１５とＤＥＴ１７を内部結線し電流−電圧変換増幅器１６を経て出力される信号をＬ、
ＤＥＴ１６とＤＥＴ１８を内部結線し電流−電圧変換増幅器１７を経て出力される信号をＭ、
ＤＥＴ１９から電流−電圧変換増幅器１８を経て出力される信号をＲ、
ＤＥＴ１０とＤＥＴ１３を内部結線し電流−電圧変換増幅器１９を経て出力される信号をＦ１、
ＤＥＴ９とＤＥＴ１１とＤＥＴ１２とＤＥＴ１４を内部結線し電流−電圧変換増幅器２０を経て出力される信号をＦ２、
とする。前記出力信号から以下の演算により、情報再生信号及びサーボ制御信号を得ることができる。
ＰＰ信号：（Ａ＋Ｄ）−（Ｂ＋Ｃ）
レンズエラー信号：Ｌ−Ｍ
ＤＰＰ信号：ＰＰ信号−ｋ＊レンズエラー信号 （（Ａ＋Ｄ）−（Ｂ＋Ｃ）−ｋ＊（Ｌ−Ｍ））
フォーカス誤差信号：Ｆ１−Ｆ２
ＤＰＤ信号：（ＡとＢの位相比較）＋（ＣとＤの位相比較）
情報再生信号：Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄ＋Ｒ
従来例の光検出器では、受光面毎に電流−電圧変換増幅器を設けて信号検出するのではなく光検出器の内部で受光面同士を結線し、その後に電流−電圧変換増幅器を設けて信号検出することで、電流−電圧変換増幅器の数を低減している。これは情報再生信号検出に必要なＳ／Ｎを確保するためである。電流−電圧変換増幅器は数が減るほどノイズ成分を低減できる。またフォーカス検出に用いるダブルナイフエッジ法では受光面内に設けた暗線領域は信号検出の周波数特性に劣化がある為、前記受光面からの信号は情報再生信号の検出に用いないほうが良い。そこで、＋１次光と−１次光の光量配分を４：１程度とし、＋１次光に重みを持たせ、再生信号検出は光量の強い＋１次光側のみから、かつ内部結線により電流−電圧変換増幅器の数を低減した構成で検出をおこなっている。光量の弱い−１次光でフォーカス誤差信号の検出を行っている。よって前記光束分割素子の回折領域の回折効率は０次光：＋１次光：−１次光＝０：４：１程度とし、＋１次光の光量が−１次光の光量より大きくなるようブレーズ化された回折格子を用いるのが一般的である。

以下では従来例の課題について述べる。従来例で課題となるのは光量の弱い−１次光からレンズエラー信号を検出せざるを得ず、受光面で検出後に信号を増幅器によって電気的に増幅率ｋ＝１０程度で大幅に増幅する必要があることである。受光面配置は幾何光学的には多層ディスクにおいて迷光が受光面へ入射しない構成となっているものの、波動光学的に考えると迷光と信号光束との完全な分離は難しく、迷光は広範囲にわたって一定の光量成分を持つこととなる。従って僅かであるが受光面へ入射する迷光成分が存在する。特に層間隔が狭くかつ迷光の発生の原因となる記録層が複数存在する多層光ディスクでは光検出器面上での迷光の光量分布は非常に複雑となり、信号光との完全な分離は非常に難しくなる。従って迷光は受光面へ入射しやすく、前記迷光が外乱成分となって検出信号に変動を生じさせてしまう。この多層迷光による信号変動は従来例の構成では前記増幅器で大幅に増幅されてＤＰＰ信号に漏込む事となる。実際、従来構成の光ピックアップでは−１次光から検出しているレンズエラー信号に多層光ディスクにおいて変動が生じやすい。また多層迷光による信号変動以外にも、傷や汚れ等の外乱成分もレンズエラー信号に漏れ込んだ場合、前記増幅器で大幅に増幅されてしまい記録又は再生品質を大幅に劣化させる要因となる。このように従来例ではレンズエラー信号が様々な外乱に非常に敏感であることが課題となっている。

レンズシフト信号成分は回折領域ｅ及至回折領域ｈの＋１次光側の光スポットからも検出できる。こちらから検出できれば回折効率分の光量差がなく前記増幅率を小さく抑えることができる。加えて光量の弱い−１次光側の光は回折格子の製造誤差の影響を受けやすく、光束分割素子の各領域間の回折効率のバラツキが大きくなってしまうという課題もある。これはＤＰＰ信号のオフセット要因となり記録又は再生品質を低下させる。したがって回折効率バラツキの観点からも光量の強い側の＋１次光の光のみを使ってＤＰＰ信号を生成することが望ましい。しかしＤＰＤ信号検出の為には回折領域ａとｅの和信号、回折領域ｂとｆの和信号、回折領域ｃとｇの和信号、回折領域ｄとｈの和信号の４つの信号を検出する必要がある。そこでＰＰとＤＰＤ信号生成に必要な信号を結線せずに全て電流−電圧変換増幅器を通して独立に検出して、演算により生成しようとした場合、情報再生信号の検出に用いる電流−電圧変換増幅器が９個となりＳ／Ｎが大きく劣化することとなる。これを避けるため、内部結線することで電流−電圧変換増幅器を５個と低減してＰＰ信号とＤＰＤ信号及びノイズの少ない情報再生信号の検出を両立している。上記構成は本来ＤＰＰ信号演算時にＰＰ信号から減算されるべきレンズシフト信号の＋１次光側の信号が、ＰＰ信号に加算される構成となっている。従って＋１次光からはレンズエラー信号を検出できず、従来例は光量の小さい−１次光からレンズエラー信号を取らざる得ない構成となっている。
回折効率の光量差分と＋１次光のレンズシフト信号成分をＰＰへ加算してしまっている結果、前記増幅率がｋ＝１０程度と非常に大きな値となってしまうわけである。

これまでに説明したように、従来例の構成はＤＰＤ信号を検出しかつ、Ｓ／Ｎ確保のために電流−電圧変換増幅器数の低減を図っているために、ＤＰＰ信号生成に必要なレンズエラー信号の電気増幅率がｋ＝１０程度と大きな値となってしまっている。そこで、本発明では新たなＤＰＤ信号の検出法を導入することで、ＤＰＰ信号生成に必要な前記増幅器の増幅率を１〜２程度へと大幅に抑制し、かつ従来と同等の各種信号を得られる光ピックアップ装置とする。これにより多層迷光や回折格子の回折効率バラツキや傷等の外乱に強く、歩留良好でかつ安定して高品質な記録／再生品質の得られる光ピックアップ装置を提供することができる。

まず本発明での新たなＤＰＤ信号の検出法について説明する。従来のＤＰＤ法は前述の通り略信号光束の全域を使ってＤＰＤ信号検出を行っている。本発明では信号光束のＰＰ信号領域を除いた、信号光束の周辺部領域に着目した。すなわち回折領域ｅ及至回折領域ｈに相当する光束周辺部の領域の光束のみでＤＰＤ信号検出可能かを検討した。そして検討の結果、周辺領域の光束のみでも良好な品質のＤＰＤ信号を検出できることが判明した。ＤＰＤ信号は光量の変化自体を信号として検出するのではなく、光量が変化するタイミングの違い（位相差）を検出して、その位相差の変化量を信号とするため、光量や一部光束の領域が減少しても、光量変化のタイミングさえ検知できれば信号生成できることに起因する。前記本発明の新規ＤＰＤ検出法により、従来例において電流−電圧変換増幅器の低減のため強いられていた受光面ＤＥＴ１と８及びＤＥＴ２と７ＤＥＴ３と５ＤＥＴ４と６の夫々の内部結線を行わなくても、周辺領域の光束が入射するＤＥＴ５、６、７、８の信号のみでＤＰＤ信号検出可能であることが判明したわけである。本発明の新規ＤＰＤ検出法により前記内部結線不要になったことでＤＥＴ５、６、７、８の信号を用いれば光量の強い＋１次光側でレンズエラー信号を生成し、かつＤＰＤ信号検出可能である。したがって前記増幅器の増幅率を大きく低減できる。具体的には増幅率は１．５程度へと大幅に低減できることとなる。

以下では本発明の具体的な構成を説明する。図４は本発明での前記光束分割素子１０の構成を示した概略図である。前記した従来例の変形例の範囲内ではあるが回折領域ｂ、ｃは夫々回折領域ａ、ｄと一体になっている。回折領域ｅ、ｆ、ｇ、ｈは従来例と同様の回折効率とすることが望ましい。回折領域ａ、ｄは従来例と同様の回折効率とするか、＋１次光のみに光量が集中するような回折効率とすればよい。

前記回折領域のから回折された２次や３次のなどの高次回折光の回折効率は小さいほど望ましいが、完全にゼロとなるような回折格子溝形状の設計及び製造は難しく、前記高次回折光のスポットは僅かではあるが光量をもってしまう。これらは不要な光であるが故、検出信号の外乱成分となる。回折領域ａ、ｄの回折効率を、＋１次光のみに光量が集中するような回折格子とした場合、高次の回折光の光量を少なくなるよう回折格子を設計しやすいという利点があり、高次回折光による外乱影響を抑制した、高品質な信号を検出することができる光ピックアップ装置を提供することができる。
回折領域ｉは従来例と同様の回折効率とすれば良い。図５Ａは本発明での受光面構成と結線方法を示す概略図である。

回折領域ａ、ｄ、ｅ、ｆ、ｇ、ｈ、ｉを通過した光束のうち＋１次光はＤＥＴ１’、２’、３’、５’、４’、６’、１５’へ夫々入射する。回折領域ｅ、ｆ、ｇ、ｈを通過した光束のうち−１次光はフォーカス検出用の受光面ＤＥＴ７’及至ＤＥＴ１４’の領域へ入射する。ただしフォーカス誤差信号検出にはダブルナイフエッジ法を用いるのが望ましいので、フォーカス制御時には信号光束はＤＥＴ７’及至ＤＥＴ１４’には直接入射せず各受光面の間に光束は入射する。
各信号は夫々以下の演算により求める。
ＤＥＴ５’から電流−電圧変換増幅器２１を経ての出力される信号をＡ’、
ＤＥＴ４’から電流−電圧変換増幅器２２を経ての出力される信号をＢ’、
ＤＥＴ６’から電流−電圧変換増幅器２３を経ての出力される信号をＣ’、
ＤＥＴ３’から電流−電圧変換増幅器２４を経ての出力される信号をＤ’、
ＤＥＴ１’から電流−電圧変換増幅器２５を経ての出力される信号をＬ’、
ＤＥＴ２’から電流−電圧変換増幅器２６を経ての出力される信号をＭ’、
ＤＥＴ１５’から電流−電圧変換増幅器２７を経ての出力される信号をＲ’、
ＤＥＴ８’とＤＥＴ１４’を内部結線し電流−電圧変換増幅器２８を経ての出力される信号をＦ１’、
ＤＥＴ１０’とＤＥＴ１２’を内部結線し電流−電圧変換増幅器２９を経ての出力される信号をＦ２’、
ＤＥＴ９’とＤＥＴ１１’を内部結線し電流−電圧変換増幅器３０を経ての出力される信号をＦ３’、
ＤＥＴ７’とＤＥＴ１３’を内部結線し電流−電圧変換増幅器３１を経ての出力される信号をＦ４’、
とする。前記出力信号から以下の演算により、情報再生信号及びサーボ制御信号を得ることができる。
ＰＰ信号：Ｌ’−Ｍ’
レンズエラー信号：（Ａ’＋Ｄ’）−（Ｂ’＋Ｃ’）
ＤＰＰ信号：ＰＰ信号−ｋ＊レンズエラー信号 （Ｌ’−Ｍ’−ｋ＊｛（Ａ’＋Ｄ’）−（Ｂ’＋Ｃ’）｝）
フォーカス誤差信号：（Ｆ１’＋Ｆ３’）−（Ｆ２’＋Ｆ４’）
ＤＰＤ信号：（Ａ’とＢ’の位相比較）＋（Ｃ’とＤ’の位相比較）
情報再生信号：Ａ’＋Ｂ’＋Ｃ’＋Ｄ’＋Ｌ’＋Ｍ’＋Ｒ’
電流−電圧変換増幅器は７個となり従来例の５個からは増加してしまうが、２個であれば劣化量は大きくなく、電流−電圧変換増幅器自体の性能改善や、電流−電圧変換増幅器の感度設定などを最適化することで改善可能なレベルである。さらに光検出器の各受光面における受光感度はなるべく高くなるよう設定することが望ましい。これは受光感度を高く設定することで電流-電圧変換増幅器のゲイン抵抗を小さく設定でき、熱雑音による情報再生信号品質の劣化を抑制することができる。ただし受光感度を高めると一般的に周波数特性が劣化するため、所定の周波数特性を満たしうる範囲において、受光感度を設定することが望ましい。また、情報再生信号は該信号を生成するのに必要な各信号（本実施例では信号Ａ’、Ｂ’、Ｃ’、Ｄ’、Ｌ’、Ｍ’、Ｒ’に相当）を加算演算増幅回路により加算及び増幅を行ったうえで光ピックアップ装置から独立した信号端子で出力することがノイズや周波数特性の点で有利である。この際、ノイズ低減のために情報再生信号を２本の信号線を用いて差動で出力するのが望ましい。また、前記加算演算増幅器では信号を減衰させるゲイン設定とし、その減衰分を前記電流-電圧変換増幅器の増幅率で補うことで、より受光感度を高める構成をとることができ、ノイズの低減が可能である。

なお、フォーカス誤差信号はＦ１’とＦ３’を内部結線し、Ｆ２’＋Ｆ４’を内部結線とすれば信号出力に必要な信号端子数を減らした簡素な構成とすることもできる。

また内部結線を行うことは出力信号数を低減できるため、インターフェースの信号端子数を低減でき、低コストでシンプルな光ピックアップ装置を提供できる。

また、光検出器面上でのスポット数が減少しているため、ＰＰ領域を２つの回折領域とそれに対応する受光面から取ることで光検出器の調整が容易になり歩留まり改善できるというメリットがある。

なお、前記光束分割素子を往復路中の光束分割素子１０は偏光ビームスプリッタ３と１／４波長板６の間に配置してもよい。光検出器と光束分割素子間の距離が伸びるため、必要な回折格子ピッチを大きくでき、素子を作製しやすいという利点がある。また、回折格子面上での光束有効径も大きくなるため、素子の位置ズレに対する、各種信号の劣化度合いが緩やかになる。ただし、往路の光束には前記光束分割素子を作用させないために、光束分割素子の回折格子には偏光性を持たせた偏光回折格子とし復路光束のみに作用する構成とするのが望ましい。

次に本実施例の光ピックアップ装置と光ディスク装置との間での信号伝達に必要なインターフェース構成について説明する。インターフェースは、前記光束周辺部の光から検出するＤＰＤ信号及びレンズエラー信号の生成に必要な信号Ａ’、Ｂ’、Ｃ’、Ｄ’が夫々出力される４個の信号端子及び、ＰＰ信号の生成に必要な信号Ｌ’、Ｍ’が夫々出力される２個の信号端子及び、フォーカス誤差信号生成に用いるＦ１’、Ｆ２’、Ｆ３’、Ｆ４’が夫々出力される４個の信号端子及び、情報再生信号が出力される２個の信号端子の、少なくとも計１２個の信号端子を備えた構成とすればよい。上記では、本発明の主要部であるサーボ信号と情報再生信号に関する部分のインターフェース構成に限定して説明している。実際の光ピックアップ装置ではこれに加えて球面収差補正手段やアクチュエータの駆動等のインターフェースが追加されることがある。また、光検出器内での内部結線を行わなければ出力信号数が増加するため、増加に応じて信号端子を追加すればよい。光束分割素子による光束分割数増加による受光面スポットの増加、すなわち受光面の増加も出力信号数を増加させる要因となるため、増加に応じて信号端子を追加すればよい。

次に、Ｂｌｕ−ｒａｙディスクに代表される青色系光ディスクの記録又は再生と、ＤＶＤやＣＤに代表される赤色系光ディスクの記録又は再生に対応した互換型光ピックアップ装置を考える。すなわち、記録又は再生に用いる波長の異なる３つのメディアに対応する、３波長互換光ピックアップ装置である。一般的に、青色系のレーザ光源は可干渉性が高く、迷光による干渉の影響が顕著に表れやすい。そこで本実施例の構成は青色系光ディスクを記録又は再生する光学系に適用し、干渉影響の小さい赤色系光ディスクの光学系は一般的な非点収差系の構成で対応する３波長互換光ピックアップ装置を考える。前記３波長互換光ピックアップ装置におけるインターフェース構成は以下のようにすることで信号端子の増加を抑制できる。まず２種類の赤色系ディスクに用いる光学系は共に一般的な構成である非点収差検出系とすれば良いため、出力信号が同じものとなりインターフェースを共用できる。具体的には、メインＰＰ及びフォーカス誤差信号の生成及びＤＰＤ信号の生成に用いる信号成分が出力される４個の信号端子と、サブＰＰ及び差動非点収差方式（以下、ＤＡＤと記す。）でのフォーカス誤差信号の生成に用いる信号成分が出力される４個の信号端子と、情報再生信号が出力される２個の信号端子の、計１０個の信号端子で構成される。次に本実施例構成を用いた青色光学系側の信号出力と赤色光学系側の信号出力ピンの共用に当たり、信号の伝送特性の観点から高周波の信号が流れるＤＰＤ信号の信号端子を優先して共用化するのが望ましい。そこでＤＰＤ信号成分の流れる信号Ａ’、Ｂ’、Ｃ’、Ｄ’と赤色系のＤＰＤ信号生成用の４個の信号端子を極性が合うように共通化することが望ましい。情報再生信号が出力される信号端子２個も共通化できる。また青色のフォーカス誤差信号成分を出力する４個の信号端子は、赤色光学系のサブＰＰ及びＤＡＤ信号の生成に用いる信号を出力する４個の信号端子と極性を合わせた上での共用化が可能である。したがって、３波長互換光ピックアップ装置において、計１４個の信号端子にまで信号端子数を低減したインターフェースを構成することができる。光ピックアップ装置を搭載する光ディスク装置側では光ディスクの種類に応じてモードを切り替えることで共用化されている信号端子に対応して、所定の信号を生成する。

光検出器の位置調整のために、光検出器受光面をさらに細かく分割することで、光検出器位置調整信号を検出することが可能である。そこで光検出器受光面を図５Ｂに示すようにしてもよい。光検出器のパターンや配置規則はこれまで述べたものを逸脱しない範囲において、受光面に分割線を設け、多分割化することで光検出器位置の信号を得るものである。
図５Ｂではフォーカス誤差信号を検出する受光面ＤＥＴ７’，ＤＥＴ１０’ ＤＥＴ１２’ ＤＥＴ１４’の受光面を多分割化している。従って、変更が生じるのはフォーカス誤差信号の生成に用いる出力信号Ｆ１’、Ｆ２’、Ｆ３’、Ｆ４’に関してのみである。

図５Ｂに示すように受光面ＤＥＴ７’に光ディスク接線方向に分割線を１本設けることで、受光面ＤＥＴ７’ＡとＤＥＴ７’Ｂの２つへ分割する。同様に受光面ＤＥＴ１０’、ＤＥＴ１２’ ＤＥＴ１３’にも光ディスク接線方向に同様の分割線を夫々１本設けることで、夫々受光面ＤＥＴ１０’ＡとＤＥＴ１０’Ｂ、ＤＥＴ１２’ＡとＤＥＴ１２’Ｂ、ＤＥＴ１３’ＡとＤＥＴ１３’Ｂへ分割する。
ＤＥＴ８’とＤＥＴ１４’を内部結線し電流−電圧変換増幅器２８を経ての出力される信号をＦ１’、
ＤＥＴ７’ＢとＤＥＴ１０’ＢとＤＥＴ１２’ＢとＤＥＴ１３’Ｂを内部結線し電流−電圧変換増幅器２９を経ての出力される信号をＦ２’、
ＤＥＴ９’とＤＥＴ１１’を内部結線し電流−電圧変換増幅器３０を経ての出力される信号をＦ３’、
ＤＥＴ７’ＡとＤＥＴ１０’ＡとＤＥＴ１２’ＡとＤＥＴ１３’Ａを内部結線し電流−電圧変換増幅器３１を経ての出力される信号をＦ４’、
とする。
上記信号Ｆ１からＦ４までの信号を用いて、所定の演算をする事で光スポットに対する光検出器の位置ズレを探知できる信号とすることができる。
また、フォーカス誤差信号は（Ｆ１＋Ｆ３）−（Ｆ２＋Ｆ４）の演算により検出可能である。
図５Ｂに示した光検出器構成では出力される信号の数や、出力後の信号の演算方法に変化は無いので、前記インターフェースと同様の構成で。赤色系光ディスクの互換まで含めた光ピックアップ装置のインターフェースを構成することができる。ただし、上記受光面の分割方法は上記に限定されるものではない。

迷光の回避しやすい構成となるよう受光面の配置は従来例の基本構成に則った配置とするのが望ましい。したがって、前記回折領域ｅ及至回折領域ｈの＋１次格子回折光または−１次格子回折光を検出する２つ以上の受光面が前記光ディスクの半径方向に相当する方向と略一致する方向に略一直線で並び、前記回折格子領域ａ及至回折領域ｄの＋１次格子回折光または−１次格子回折光を検出する２つ以上の受光面が前記光ディスクの接線方向に相当する方向と略一致する方向に並ぶ構成とすると良い。したがって、各受光面の配置は図５Ａ及び図５Ｂに示した配置に限定されるものではない。各回折領域からの光束と入射する受光面の対応関係が変わらなければ、各受光面の配置位置は変更して構わない。それに応じて、光束分割素子の回折方向、角度を合わせることで対応受光面に光束を入射させる構成とすればよい。なお、前記フォーカス誤差信号の検出している受光面群は、情報再生信号やその他の制御信号の検出も行っていないため、受光面パターンの位置だけでなく、新たな受光面の追加や内部結線の変更、出力信号や電流−電圧変換増幅器の追加などの改変を自由に行って構わない。

以上の構成により、光量の強い＋１次光側でＰＰ信号とレンズエラー信号を検出して、かつＤＰＤ信号検出可能となり、レンズエラー信号をＰＰ信号と回折効率の等しい＋１次光側から検出できる。これにより前記増幅器の増幅率を大幅に低減でき増幅率は１．５程度となる。よって多層迷光による干渉変動や光ディスクの傷や汚れといった様々な外乱変動に強くなり、かつ回折効率バラツキによる信号劣化も抑制でき、安定して高品質な記録／再生品質の得られる光ピックアップ装置を提供することができる。

第２の実施例について図６を用いて説明する。本実施例では、第１実施例よりも、製造が容易な光束分割素子を用いることで、前記光束分割素子の量産製造バラツキを抑制して素子単体の性能を安定化させることで光ピックアップ装置の歩留まり向上や低コスト化を図ることができる。

本実施例における光ピックアップ装置の光学系構成は、例えば図１に示した光ピックアップ装置と同様の構成で構わない。第１の実施例と異なる点は、光束分割素子１０と光検出器１１の構成である。そこで第２の実施例の主要部である光検出器１１の構成を図６に示して説明する。

第１の実施例の光学系構成は回折領域ｉの回折格子ピッチが最も小さくなりやすい。回折格子のピッチが小さくなると、製造誤差の影響で回折効率等に変化が生じやすくなる。結果、光ピックアップの性能バラツキが生じ、歩留まりの低下を招く。そこで、前記回折領域ｉのみ＋１次光と−１次光の光量が等しくなる矩形格子を設ける領域する。第１の実施例で用いたブレーズ格子に比べ矩形格子は作製が非常に易しく、性能のバラツキを大きく抑制することができる。各回折領域の形状は第１の実施例と同様で良い。

図６に回折領域ｉが矩形格子とした場合の光検出器の概略図を示す。第１の実施例と異なるのは回折領域ｉからの光束を受光する受光面構成とその内部結線である。回折領域ｉを矩形格子として±１次光に均等に光量を割り振ったため、＋１次光の光量が第１の実施例に比べ減少する。そこで、新たにＤＥＴ１６’を設けて光量が増加した回折領域ｉの−１次光も検出する。また、ＤＥＴ１５’とＤＥＴ１６’は内部結線して信号Ｒ’として出力すればよく電流−電圧変換増幅器の増加はない。

その他の各回折領域と受光面の対応及び内部結線及び信号演算方法は第１の実施例と同等でよい。具体的には、回折領域ａ、ｄ、ｅ、ｆ、ｇ、ｈを通過した光束のうち＋１次光はＤＥＴ１’、２’、３’、５’、４’、６’へ夫々入射する。回折領域ｅ、ｆ、ｇ、ｈを通過した光束のうち−１次光はフォーカス検出用の受光面ＤＥＴ７’及至ＤＥＴ１４’の領域へ入射する。ただしフォーカス誤差信号検出にはダブルナイフエッジ法を用いるのが望ましいので、信号光束はＤＥＴ７’及至ＤＥＴ１４’には直接入射せず各受光面の間に光束は入射する。トラッキング誤差信号は広く一般に使用されるＤＰＰ法及びＤＰＤ法の信号検出を行う。前記矩形の回折格子溝を設けた回折領域ｉの＋１次光は受光面ＤＥＴ１５’へ、−１次光は受光面ＤＥＴ１６’へ入射する。
各信号は夫々以下の演算により求める。
ＤＥＴ５’から電流−電圧変換増幅器２１を経ての出力される信号をＡ’、
ＤＥＴ４’から電流−電圧変換増幅器２２を経ての出力される信号をＢ’、
ＤＥＴ６’から電流−電圧変換増幅器２３を経ての出力される信号をＣ’、
ＤＥＴ３’から電流−電圧変換増幅器２４を経ての出力される信号をＤ’、
ＤＥＴ１’から電流−電圧変換増幅器２５を経ての出力される信号をＬ’、
ＤＥＴ２’から電流−電圧変換増幅器２６を経ての出力される信号をＭ’、
ＤＥＴ１５’とＤＥＴ１６’を内部結線し電流−電圧変換増幅器２７を経ての出力される信号をＲ’、
ＤＥＴ８’とＤＥＴ１４’を内部結線し電流−電圧変換増幅器２８を経ての出力される信号をＦ１’、
ＤＥＴ１０’とＤＥＴ１２’を内部結線し電流−電圧変換増幅器２９を経ての出力される信号をＦ２’、
ＤＥＴ９’とＤＥＴ１１’を内部結線し電流−電圧変換増幅器３０を経ての出力される信号をＦ３’、
ＤＥＴ７’とＤＥＴ１３’を内部結線し電流−電圧変換増幅器３１を経ての出力される信号をＦ４’、
とする。前記出力信号から以下の演算により、情報再生信号及びサーボ制御信号を得ることができる。
ＰＰ信号：Ｌ’−Ｍ’
レンズエラー信号：（Ａ’＋Ｄ’）−（Ｂ’＋Ｃ’）
ＤＰＰ信号：ＰＰ信号−ｋ＊レンズエラー信号 （Ｌ’−Ｍ’−ｋ＊｛（Ａ’＋Ｄ’）−（Ｂ’＋Ｃ’）｝）
フォーカス誤差信号：（Ｆ１’＋Ｆ３’）−（Ｆ２’＋Ｆ４’）
ＤＰＤ信号：（Ａ’とＢ’の位相比較）＋（Ｃ’とＤ’の位相比較）
情報再生信号：Ａ’＋Ｂ’＋Ｃ’＋Ｄ’＋Ｌ’＋Ｍ’＋Ｒ’
出力される信号は第１の実施例と同等となるため、インターフェース構成も第１の実施例と同じ構成とすることができる。また、特に図示はしないが、ＤＥＴ１５’とＤＥＴ１６’からの出力を内部結線せずに、夫々信号Ｒ１’及びＲ２’と個別に出力することで、光検出器の位置調整信号に利用することができる。この場合は、前記したインターフェース構成に加えて、Ｒ１’とＲ２’を出力する信号端子を設ければよい。

即ち、本実施例では、第１実施例より製造が容易な光束分割素子を用いることで、前記光束分割素子の量産製造バラツキを抑制して素子単体の性能を安定化させ、光ピックアップ装置の歩留まり向上や低コスト化を図り、かつ前記増幅器の増幅率を１．５程度へと大幅に低減できることとなる。これにより、多層迷光干渉等の外乱に強く、かつ第１の実施例よりも量産時の性能ばらつき少なく安定して高品質な記録／再生信号の得られる光ピックアップ装置を提供できるという利点がある。

次に、第３の実施例について図７及び図８を用いて説明する。本実施例では、第１の実施例よりも、情報再生信号検出に用いる電流−電圧変換増幅器の数を低減して、よりノイズ成分の少ない高品質な情報再生信号を検出できる光ピックアップ装置を提供する。

本実施例における光ピックアップ装置の光学系構成は、例えば図１に示した光ピックアップ装置と同様の構成で構わない。第１の実施例と異なる点は、光束分割素子１０と光検出器１１の構成である。そこで第３の実施例の主要部である光束分割素子１０と光検出器１１の構成を図７と図８Ａに夫々示す。

光束分割素子の構成は第１の実施例で説明した従来例の光束分割素子と同様で良い。回折領域ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆ、ｇ、ｈ、ｉは従来例と同様の回折効率とすることが望ましい。
回折領域ａ及至回折領域ｄの＋１次光からＰＰ信号を検出し、回折領域ｅ及至回折領域ｈの＋１次光からレンズエラー信号を検出し、回折領域ｅ及至回折領域ｈの−１次光から前記ＤＰＤ信号を検出し、回折領域ａ及至回折領域ｄの−１次光からフォーカス誤差信号を検出し、回折領域ａ及至回折領域ｉの＋１次光から情報再生信号を検出する。第２の実施例で特徴となるのは、光束周辺部の領域を使う新規ＤＰＤ信号を光量の弱い−１次光側から検出することである。前述したが、ＤＰＤ信号は信号変化のタイミングを検知し、その変化タイミングの位相差量からトラッキング誤差信号をえる。したがって信号光量が弱くても信号変化のタイミングさえ検知できれば正確なトラッキング誤差信号を得られるという利点があり、光量変化が直接トラッキング誤差信号となるＤＰＰ信号に比べて外乱にも強い。そこで光束周辺部から検出するＤＰＤ信号は光量の弱い−１次光から検出する構成とした。これにより＋１次光側からはＰＰ信号とレンズシフト信号のみえられれば良いので、受光面ＤＥＴ１と４、受光面２と３、受光面５と７、受光面６と８を夫々内部結線することで、電流−電圧変換増幅器の数を従来例と同等の５個にまで低減できる。レンズエラー信号は＋１次光から検出しているためレンズエラー信号の増幅率は第１の実施例と同等のｋ＝１．５程度へと低減できる。

図８Ａは本発明での光検出器１１の構成を示した概略図である。回折領域ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆ、ｇ、ｈ、ｉを通過した光束のうち＋１次光はＤＥＴ１、４、２、３、８、６、７、５、１９へ夫々入射し、回折領域ｅ、ｆ、ｇ、ｈを通過した光束のうち−１次光はＤＥＴ１５、１７、１６、１８へ夫々入射する。回折領域ａ、ｂ、ｃ、ｄを通過した光束の−１次光はフォーカス検出用の受光面ＤＥＴ９及至ＤＥＴ１４の領域へ入射する。ただしフォーカス誤差信号検出にはダブルナイフエッジ法を用いるのが望ましいのでＤＥＴ９及至ＤＥＴ１４には直接光が入射せず各受光面の間に光束は入射する。

各信号は夫々以下の演算により求める。
ＤＥＴ１７から電流−電圧変換増幅器３２を経ての出力される信号をＡ’、
ＤＥＴ１６から電流−電圧変換増幅器３３を経ての出力される信号をＢ’、
ＤＥＴ１８から電流−電圧変換増幅器３４を経ての出力される信号をＣ’、
ＤＥＴ１５から電流−電圧変換増幅器３５を経ての出力される信号をＤ’、
ＤＥＴ１とＤＥＴ４を内部結線し電流−電圧変換増幅器３６の出力信号をＬ’、
ＤＥＴ２とＤＥＴ３を内部結線し電流−電圧変換増幅器３７の出力信号をＭ’、
ＤＥＴ６とＤＥＴ８を内部結線し電流−電圧変換増幅器３８の出力信号をＰ’、
ＤＥＴ５とＤＥＴ７を内部結線し電流−電圧変換増幅器３９の出力信号をＱ’、
ＤＥＴ１９から電流−電圧変換増幅器４０を経ての出力される信号をＲ’、
ＤＥＴ１０とＤＥＴ１３を内部結線し電流−電圧変換増幅器４１を経て出力される信号をＦ１’、
ＤＥＴ９とＤＥＴ１１とＤＥＴ１２とＤＥＴ１４を内部結線し電流−電圧変換増幅器４２を経て出力される信号をＦ２’、
とする。前記出力信号から以下の演算により、情報再生信号及びサーボ制御信号を得ることができる。
ＰＰ信号：Ｌ’−Ｍ’
レンズエラー信号：Ｐ’−Ｑ’
ＤＰＰ信号：ＰＰ信号−ｋ＊レンズエラー信号 （Ｌ’−Ｍ’−ｋ＊（Ｐ’−Ｑ’））
フォーカス誤差信号：Ｆ１’−Ｆ２’
ＤＰＤ信号：（Ａ’とＢ’の位相比較）＋（Ｃ’とＤ’の位相比較）
情報再生信号：Ｌ’＋Ｍ’＋Ｐ’＋Ｑ’＋Ｒ’
前述の通り光束周辺部で検出するＤＰＤ信号を光量の弱い−１次光から検出する構成としたため、受光面ＤＥＴ１と４、受光面２と３、受光面５と７、受光面６と８を夫々内部結線して信号出力可能となり、電流−電圧変換増幅器を従来例と同等の５個にまで低減できる。

また本実施例における光ピックアップ装置のインターフェースの構成は以下のようにすれば良い。インターフェースには、ＤＰＰ信号生成に必要な信号Ｌ’、Ｍ’、Ｐ’、Ｑ’が夫々出力される４個の信号端子及び、前記光束周辺部の光から検出するＤＰＤ信号生成に必要な信号Ａ’、Ｂ’、Ｃ’、Ｄ’が夫々出力される４個の信号端子及び、フォーカス誤差信号生成に用いる信号Ｆ１’、Ｆ２’が夫々出力される２個の信号端子及び、情報再生信号が差動で出力される２個の信号端子の、少なくとも計１２個の信号端子を備えた構成とすればよい。

さらに光検出器の位置調整のために、光検出器受光面を図８Ｂに示すようにした場合を考える。図８Ｂではフォーカス誤差信号を検出する受光面ＤＥＴ１０及び受光面ＤＥＴ１３に新たな分割線を設けて多分割化している。光検出器のパターンや配置規則はこれまで述べたものを逸脱しに範囲において、受光面に新たな分割線を設け、多分割化することで光検出器の位置ズレ誤差の信号を得るものである。ただし、受光面の分割方法は図に示したものに限定されるものではない。迷光の回避しやすい構成となるよう受光面の配置は従来例の基本構成に則った配置とするのが望ましい。したがって、前記回折領域ｅ及至回折領域ｈの＋１次格子回折光または−１次格子回折光を検出する２つ以上の受光面が前記光ディスクの半径方向に相当する方向と略一致する方向に略一直線で並び、前記回折格子領域ａ及至回折領域ｄの＋１次格子回折光または−１次格子回折光を検出する２つ以上の受光面が前記光ディスクの接線方向に相当する方向と略一致する方向に並ぶ構成とすると良い。したがって、各受光面の配置は図８Ａ及び図８Ｂに示した配置に限定されるものではない。図８Ｃは受光面配置の多様な構成例の一例を示したものである。図８Ｃの配置においても迷光回避に必要な基本構成条件を満たした構成となる。

図８Ｂに示したように受光面ＤＥＴ１０に光ディスク接線方向に平行な分割線を１本設けることで、受光面ＤＥＴ１０ＡとＤＥＴ１０Ｂの２つの受光面へ分割する。同様に受光面ＤＥＴ１３にも光ディスク接線方向に平行な分割線を１本設けることで、受光面ＤＥＴ１３ＡとＤＥＴ１３Ｂに分割する。
ＤＥＴ１０ＡとＤＥＴ１３Ａを内部結線し電流−電圧変換増幅器４１を経ての出力される信号をＦ１’、
ＤＥＴ９ＢとＤＥＴ１２を内部結線し電流−電圧変換増幅器４２を経ての出力される信号をＦ２’、
ＤＥＴ１０ＢとＤＥＴ１３Ｂを内部結線し電流−電圧変換増幅器７９を経ての出力される信号をＦ３’、
ＤＥＴ１１とＤＥＴ１４を内部結線し電流−電圧変換増幅器８０を経ての出力される信号をＦ４’、
とする。
上記信号Ｆ１からＦ４までの信号を用いて、所定の演算をする事で光スポットに対する光検出器の位置ズレを探知できる信号とすることができる。
また、フォーカス誤差信号は（Ｆ１＋Ｆ３）−（Ｆ２＋Ｆ４）の演算により検出可能である。
インターフェース構成はフォーカス誤差信号を生成する信号が出力される部分だけの変更でよく、信号Ｆ１’、Ｆ２’の流れる２個の信号端子に代えて信号Ｆ１’、Ｆ２’、Ｆ３’、Ｆ４’の流れる４個の信号端子が必要となる。上記のように本実施例の趣旨を逸脱しない範囲において信号端子数は変更することができる。

次に３波長互換の光ピックアップ装置を考える。前記３波長互換光ピックアップ装置におけるインターフェース構成は以下のようにすることで、信号端子の数を抑制でき低コストな構成とできる。第１の実施例同様、２種類の赤色系のディスクに用いる光学系はどちらも非点収差検出系を用いればよく、出力信号が同じでありインターフェースを共用できる。具体的には、メインＰＰ信号及びフォーカス誤差信号及びＤＰＤ信号の信号成分を出力する４個の信号端子と、サブＰＰ信号及びＤＡＤ方式でのフォーカス誤差信号の信号成分を出力する４個の信号端子と、情報再生信号を出力する２個の信号端子の、計１０個の信号端子で構成される。

次に、青色光学系側の信号出力と赤色光学系側の信号出力ピンの共用に当たり、信号の伝送特性の観点から高周波の信号が流れるＤＰＤ信号成分の信号端子を優先して共用化するのが望ましい。そこで情報再生信号の出力される２個の信号端子は共通化できる。ＤＰＤ信号成分となる信号Ａ’、Ｂ’、Ｃ’、Ｄ’を出力する４個の信号端子と赤色系ディスクのＤＰＤ生成用の信号を出力する４個の信号端子を極性が合うように共通化することができる。

また青色ディスクでのフォーカス誤差信号の生成に用いる２個又は４個の信号端子は、赤色光学系のサブＰＰ及びＤＡＤ信号の生成に用いる４個の信号端子と極性を合わせた上で共用化することが可能である。信号を受ける光ディスク装置側では共用化されている信号端子の部分は、記録又は再生している光ディスクの種類に応じてモードを切り替えることで内部での信号処理を切り替えて対応する。

上記では、本実施例の主要部であるサーボ信号と情報再生信号に関する部分のインターフェース構成に限定して説明している。実際の光ピックアップ装置ではこれに加えて球面収差補正手段やアクチュエータの駆動等のインターフェースが追加されることがある。

即ち、本実施例では、光束周辺部で検出するＤＰＤ信号を光量の弱い−１次光から検出する構成とすることで電流−電圧変換増幅器の使用数を低減し、第１の実施例よりもノイズの少ない高品質な情報再生信号が得られるという利点がある。かつ前記増幅器の増幅率をｋ＝１．５程度へと大幅に低減できることとなり、多層迷光干渉等の外乱に強い安定して高品質な記録／再生信号の得られる光ピックアップ装置を提供できる。

第４の実施例について図９を用いて説明する。本実施例では、第３の実施例よりも製造が容易な光束分割素子を用いることで、前記光束分割素子の量産製造バラツキを抑制して素子単体の性能を安定化させ、光ピックアップ装置の歩留まり向上や低コスト化を図ることができる。

本実施例における光ピックアップ装置の光学系構成は、例えば図１に示した光ピックアップ装置と同様の構成で構わない。第一の実施例と異なる点は、光束分割素子１０と光検出器１１の構成である。そこで第４の実施例の主要部である光検出器１１の構成を図９に示して説明する。

第１の実施例の光学系構成は回折領域ｉの回折格子ピッチが最も小さくなりやすい。回折格子のピッチが小さくなると、製造誤差の影響で回折効率等に変化が生じやすくなる。結果、光ピックアップの性能バラツキが生じ、歩留まりの低下を招く。

そこで、前記回折領域ｉのみ＋１次光と−１次光の光量が等しくなる矩形格子を設ける領域する。第１の実施例で用いたブレーズ格子に比べ矩形格子は作製が非常に易しく、性能のバラツキを大きく抑制することができる。各回折領域の形状は第１の実施例と同様で良い。

図９は回折領域ｉを矩形格子とした場合の光検出器構成の一例を示した概略図である。第３の実施例と異なるのは回折領域ｉからの光束を受光する受光面の構成である。回折領域ｉを矩形格子として±１次光に均等に光量を割り振ったため、＋１次光の光量が第１の実施例に比べ減少する。そこで、新たにＤＥＴ２０を設けて回折領域ｉからの光束の−１次光も検出する。また、ＤＥＴ１９とＤＥＴ２０は内部結線して信号Ｒ’として出力すればよく電流−電圧変換増幅器の増加はない。ＤＥＴ１９とＤＥＴ２０以外の受光面は第３の実施例と同様に迷光回避に必要な基本構成条件を満たした配置とすれば良い。

その他の各回折領域と受光面の対応及び内部結線及び信号演算方法は第１の実施例と同等でよい。具体的には、回折領域ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆ、ｇ、ｈを通過した光束のうち＋１次光はＤＥＴ１、４、２、３、８、６、７、５へ夫々入射し、回折領域ｅ、ｆ、ｇ、ｈを通過した光束のうち−１次光はＤＥＴ１５、１７、１６、１８へ夫々入射する。回折領域ａ、ｂ、ｃ、ｄを通過した光束の−１次光はフォーカス検出用の受光面ＤＥＴ９及至ＤＥＴ１４の領域へ入射する。ただしフォーカス誤差信号検出にはダブルナイフエッジ法を用いるのが望ましいのでＤＥＴ９及至ＤＥＴ１４には直接光が入射せず各受光面の間に光束は入射する。トラッキング誤差信号は広く一般に使用されるＤＰＰ法及びＤＰＤ法の信号検出を行う。前記矩形の回折格子溝を設けた回折領域ｉの＋１次光は受光面ＤＥＴ１９へ、−１次光は受光面ＤＥＴ２０へ入射する。

各信号は夫々以下の演算により求める。
ＤＥＴ１７から電流−電圧変換増幅器３２を経ての出力される信号をＡ’、
ＤＥＴ１６から電流−電圧変換増幅器３３を経ての出力される信号をＢ’、
ＤＥＴ１８から電流−電圧変換増幅器３４を経ての出力される信号をＣ’、
ＤＥＴ１５から電流−電圧変換増幅器３５を経ての出力される信号をＤ’、
ＤＥＴ１とＤＥＴ４を内部結線し電流−電圧変換増幅器３６の出力信号をＬ’、
ＤＥＴ２とＤＥＴ３を内部結線し電流−電圧変換増幅器３７の出力信号をＭ’、
ＤＥＴ６とＤＥＴ８を内部結線し電流−電圧変換増幅器３８の出力信号をＰ’、
ＤＥＴ５とＤＥＴ７を内部結線し電流−電圧変換増幅器３９の出力信号をＱ’、
ＤＥＴ１９とＤＥＴ２０を内部結線し電流−電圧変換増幅器４０の出力信号をＲ’、
ＤＥＴ１０とＤＥＴ１３を内部結線し電流−電圧変換増幅器４１を経て出力される信号をＦ１’、
ＤＥＴ９とＤＥＴ１１とＤＥＴ１２とＤＥＴ１４を内部結線し電流−電圧変換増幅器４２を経て出力される信号をＦ２’、
とする。前記出力信号から以下の演算により、情報再生信号及びサーボ制御信号を得ることができる。
ＰＰ信号：Ｌ’−Ｍ’
レンズエラー信号：Ｐ’−Ｑ’
ＤＰＰ信号：ＰＰ信号−ｋ＊レンズエラー信号 （Ｌ’−Ｍ’−ｋ＊（Ｐ’−Ｑ’））
フォーカス誤差信号：Ｆ１’−Ｆ２’
ＤＰＤ信号：（Ａ’とＢ’の位相比較）＋（Ｃ’とＤ’の位相比較）
情報再生信号：Ｌ’＋Ｍ’＋Ｐ’＋Ｑ’＋Ｒ’
出力される信号は第３の実施例と同等となるため、インターフェース構成も第３の実施例と同じ構成とすることができる。また、特に図示はしないが、ＤＥＴ１９とＤＥＴ２０からの出力を内部結線せずに、夫々信号Ｒ１及びＲ２として個別に出力することで、光検出器の位置調整信号に利用することができる。この場合は、前記したインターフェース構成に加えて、Ｒ１とＲ２を出力する信号端子を設ければよい。

即ち、本実施例では、第３実施例より製造が容易な光束分割素子を用いることで、前記光束分割素子の量産製造バラツキを抑制して素子単体の性能を安定化させ、光ピックアップ装置の歩留まり向上や低コスト化を図り、かつ前記増幅器の増幅率を１．５程度へと大幅に低減できることとなる。これにより多層迷光干渉等の外乱に強くかつ量産時の性能ばらつき少なく安定して高品質な記録／再生信号の得られる光ピックアップ装置を提供できるという利点がある。

次に、第５の実施例について図１０を用いて説明する。本実施例では、第１実施例よりも、情報再生信号検出に用いる電流−電圧変換増幅器の数を低減して、よりノイズ成分の少ない高品質な情報再生信号の得られる光ピックアップ装置を提供する。

本実施例における光ピックアップ装置の光学系構成は、例えば図１に示した第１の実施例の光ピックアップ装置と同様の構成で構わない。第１の実施例と異なる点は光検出器１１の構成である。そこで、図１０に第５の実施例の主要部である光検出器１１を示す。ＤＰＤ信号はＲＯＭディスクを前提としたトラッキング誤差信号の検出方式である。ＤＰＤ信号は光量変化の位相差を検知しているが、この光量変化がＲＯＭディスクに設けられている記録ピットによってもたらされるものだからである。しかし例えばＢｌｕ−ｒｅｙディスク（以下ＢＤと記す）ではＲＯＭディスクもＤＰＰ方式をサポートしているため、必ずしもＤＰＤ信号の検出が必要というわけではない。そこで、本実施例の光ピックアップ装置ではＤＰＤ信号の検出自体を行わずＲＯＭディスクもＤＰＰ方式のトラッキング誤差信号検出を行うことで、さらに受光面の内部結線を増やして電流−電圧変換増幅器の数を低減し情報再生信号のノイズ成分を低減することを目指すものである。光束分割素子は第１及び第２の実施例と同等で良い。また、光検出器の受光面配置も第１及び第２の実施例と同等で良い。第１及び第２の実施例と異なるのは受光面ＤＥＴ３’及至ＤＥＴ６’から電流−電圧変換増幅器４３と電流−電圧変換増幅器４４にいたるまでの内部結線の方法である。図１０では回折領域ｉを矩形の回折格子溝とした場合の受光面パターンの一例を示している。
ＤＥＴ３とＤＥＴ５’を内部結線し電流−電圧変換増幅器４３を経ての出力される信号をＰ’、
ＤＥＴ４とＤＥＴ６’を内部結線し電流−電圧変換増幅器４４を経ての出力される信号をＱ’、とする。これによりレンズエラー信号をＰ’−Ｑ’により生成し、情報再生信号をＬ’＋Ｍ’＋Ｐ’＋Ｑ’＋Ｒ’により生成する。他の内部結線方法や信号演算方法は第１及び第２の実施例と同様でよい。

また本実施例における光ピックアップ装置のインターフェースの構成は以下のようにすれば良い。インターフェースには少なくとも、ＤＰＰ信号生成に必要な信号Ｌ’、Ｍ’、Ｐ’、Ｑ’を出力する４個の信号端子及び、フォーカス誤差信号生成に用いる信号Ｆ１’、Ｆ２’、Ｆ３’、Ｆ４’を出力する４個の信号端子及び、情報再生信号を差動で出力する２個の信号端子の、計１０個の信号端子を備えた構成とすればよい。

次に３メディア互換の光ピックアップ装置を考える。前記互換光ピックアップ装置におけるインターフェース構成は以下のようにすると、信号端子の数を抑制でき低コストな構成とすることができる。まずＤＶＤ系とＣＤ系はどちらも非点収差検出系のため、出力信号が同じでありインターフェースを共用できる。具体的には、メインＰＰ信号及びフォーカス誤差信号及びＤＰＤ信号を生成可能な信号成分を出力する４個の信号端子と、サブＰＰ信号及びＤＡＤ方式でのフォーカス誤差信号の成分を出力する４個の信号端子と、情報再生信号を差動で出力する２個の信号端子の、計１０個の信号端子で構成される。

次に、３波長互換光ピックアップ装置において、青色光学系側の信号出力と赤色光学系側の信号端子の共用化について考える。青色系の情報再生信号の２個の信号端子と赤色系の情報再生信号の２個の信号端子は共用化することができる。また青色のフォーカス誤差信号の成分の流れる４個の信号端子は、赤色光学系のサブＰＰ信号及びＤＡＤ信号成分の流れる４個の信号端子と共用化が可能である。したがって、３波長互換光ピックアップ装置において、計１４個の信号端子にまで信号端子数を低減してインターフェースを構成することができる。光ピックアップ装置からの信号を受けとる光ディスク装置側では光ディスクの種類に応じてモードを切り替えることで共用化されている信号端子に対応する。

上記では、本実施例の主要部であるサーボ信号と情報再生信号に関する部分のインターフェース構成に限定して説明している。実際の光ピックアップ装置ではこれに加えて球面収差補正手段やアクチュエータの駆動等のインターフェースが追加されることがある。

光検出器の位置調整のために、光検出器受光面をさらに細かく分割することで、光検出器位置調整信号を検出することが可能である。受光面の分割方法は例えば図５Ｂで説明したものと同様の構成でよい。フォーカス誤差信号を検出する受光面ＤＥＴ７’，ＤＥＴ１０’ ＤＥＴ１２’ ＤＥＴ１４’の受光面を多分割化している。従って、変更が生じるのはフォーカス誤差信号の生成に用いる出力信号Ｆ１’、Ｆ２’、Ｆ３’、Ｆ４’に関してのみである。
ＤＥＴ８’とＤＥＴ１４’を内部結線し電流−電圧変換増幅器２８を経ての出力される信号をＦ１’、
ＤＥＴ７’ＢとＤＥＴ１０’ＢとＤＥＴ１２’ＢとＤＥＴ１３’Ｂを内部結線し電流−電圧変換増幅器２９を経ての出力される信号をＦ２’、
ＤＥＴ９’とＤＥＴ１１’を内部結線し電流−電圧変換増幅器３０を経ての出力される信号をＦ３’、
ＤＥＴ７’ＡとＤＥＴ１０’ＡとＤＥＴ１２’ＡとＤＥＴ１３’Ａを内部結線し電流−電圧変換増幅器３１を経ての出力される信号をＦ４’、
とする。
上記信号Ｆ１からＦ４までの信号を用いて、所定の演算をする事で光スポットに対する光検出器の位置ズレを探知できる信号とすることができる。
また、フォーカス誤差信号は（Ｆ１＋Ｆ３）−（Ｆ２＋Ｆ４）の演算により検出可能である。
図５Ｂに示した光検出器構成では出力される信号の数や、出力後の信号の演算方法に変化は無いので、前記インターフェースと同様の構成で、赤色系光ディスクの互換まで含めた光ピックアップ装置のインターフェースを構成することができる。ただし、上記受光面の分割方法は上記に限定されるものではない。

上記構成により情報再生信号に影響する電流−電圧変換増幅器の数を７個から５個へと低減できる。即ち、本実施例では、第１の実施例よりもノイズの少ない高品質な情報再生信号が得られるという利点がある。

図１１は、第１及至第５実施例に係る光ピックアップ装置を搭載した光ディスク装置概略図である。８は光ディスク、９１０はレーザ点灯回路、９２０は光ピックアップ装置、９３０はスピンドルモータ、９４０はスピンドルモータ駆動回路、９５０はアクセス制御回路、９６０はアクチュエータ駆動回路、９７０はサーボ信号生成回路、９８０は情報信号再生回路、９９０は情報信号記録回路、９００はコントロール回路である。コントロール回路９００、サーボ信号生成回路９７０、アクチュエータ駆動回路９６０は、光ピックピックアップ９２０からの出力に応じて、アクチュエータを制御する。本発明における光ピックアップ装置からの出力をアクチュエータ制御に用いることにより、安定的かつ高精度の情報記録や情報再生ができる。

また、本発明を用いた光ピックアップ装置としては、図１に示されるような光学系や実施例で説明した光学系構成あるいは受光面構成に限定されるものではない。

上記した各手段を用いることにより、多層化された光ディスクを記録又は再生する際に、良好な再生品質を得ることができる。

以上、本発明に従う光ピックアップ装置及びそれを用いた光ディスク装置の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の改良や変形を行うことができる。つまり、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。

１…レーザ光源、２…レーザ光束、３…偏光ビームスプリッタ、４…ステッピングモータ、５…コリメートレンズ、６…１／４波長板、７…対物レンズ、８…光ディスク、９…アクチュエータ、１０…光束分割素子、１１…光検出器、１８〜４４…電流−電圧変換増幅器、９００…コントロール回路、９１０…レーザ点灯回路、９２０…光ピックアップ装置、９３０…スピンドルモータ、９４０…スピンドルモータ駆動回路、９５０…アクセス制御回路、９６０…アクチュエータ駆動回路、９７０…サーボ信号生成回路、９８０…情報信号再生回路、９９０…情報信号記録回路

Claims (12)

1. レーザ光源と、
   該レーザ光源から出射したレーザ光束を光ディスク上に集光させる対物レンズと、
   光ディスクで反射された信号光束を複数の光束へと分割する光束分割素子と、
   複数に分割された前記信号光束を夫々受光する為の複数の受光面を有する光検出器とを備え、
   前記光束分割素子により信号光束をプッシュプル信号領域を含む光束と含まない光束の少なくとも２つの光束に分割し、
   分割された信号光束のうち、前記プッシュプル信号領域を含む光束を除いた光束周辺部領域の光束を前記光検出器で検出し、
   前記光束周辺部領域の光束からの検出信号を用いてトラッキング誤差信号となるＤＰＤ信号を生成するための信号を出力することを特徴とする光ピックアップ装置。
2. 請求項１に記載の光ピックアップ装置であって、
   レンズエラー信号を生成するための信号を出力する信号端子から、前記光束周辺部領域の光束から検出するＤＰＤ信号を生成するための信号を出力可能なことを特徴とする光ピックアップ装置。
3. 請求項２に記載の光ピックアップ装置であって、
   プッシュプル信号を生成するための信号を出力する２個の信号端子と、
   プッシュプル信号成分を含まずにレンズエラー信号成分及びＤＰＤ信号成分を出力する４個の信号端子と、
   フォーカス誤差信号を生成するための信号を出力する４個の信号端子と、
   情報再生信号を生成するための信号を出力する２個の信号端子との、
   少なくとも１２個の信号端子で構成されるインターフェースを備えたことを特徴とする光ピックアップ装置。
4. 請求項１に記載の光ピックアップ装置であって、
   レンズエラー信号を生成するための信号を出力する信号端子と、前記光束周辺部領域の光束から検出するＤＰＤ信号を生成するための信号を出力する信号端子とはそれぞれ独立しており、
   レンズエラー信号の信号端子数は少なくとも２個であり、
   前記光束周辺部領域の光束から検出するＤＰＤ信号成分の信号端子数は少なくとも４個であるインターフェースを備えたことを特徴とする光ピックアップ装置。
5. 請求項４に記載の光ピックアップ装置であって、
   プッシュプル信号を生成するための信号を出力する２個の信号端子と、
   レンズエラー信号を生成するための信号を出力する２個の信号端子と、
   プッシュプル信号成分を含まずにＤＰＤ信号成分を出力する４個の信号端子と、
   フォーカス誤差信号を生成するための信号を出力する２個の信号端子と、
   情報再生信号を生成するための信号を出力する２個の信号端子との、
   少なくとも１２個の信号端子で構成されるインターフェースを備えたことを特徴とする光ピックアップ装置。
6. 請求項１に記載の光ピックアップ装置であって、
   前記光ピックアップ装置は記録及び再生する光の波長の異なる３つのメディア（第１、第２及び第３のメディア）に対応可能な３波長互換光ピックアップ装置であり、
   前記光ピックアップ装置は第２及び第３のメディアを記録又は再生する為の所定の光学系構成を有し、
   前記３波長互換光ピックアップ装置のインターフェースは、
   前記第１のメディアの記録又は再生時に前記光束周辺部領域の光束から検出するＤＰＤ信号を生成するための信号を出力する信号端子と、前記第２及びの第３のメディアの記録又は再生時にＤＰＤ信号を生成するための信号を出力する信号端子とが共通化され、
   かつ前記第１のメディアの記録又は再生時にフォーカス誤差信号を生成するための信号を出力する信号端子と、前記第２及び第３のメディアの記録又は再生時にサブプッシュプル信号を生成するための信号を出力する信号端子とが共通化されたことを特徴とする光ピックアップ装置。
7. 請求項１に記載の光ピックアップ装置であって、
   前記光検出器では各受光面で検出した信号を電流―電圧変換増幅器により信号増幅を行い、かつ情報再生信号を生成する為に、前記電流―電圧変換増幅器で信号増幅後の各検出信号を加算演算増幅器で加算演算する際には信号を減衰させるゲイン設定がなされていることを特徴とする光ピックアップ装置。
8. レーザ光源と、
   該レーザ光源から出射したレーザ光束を光ディスク上に集光させる対物レンズと、
   光ディスクで反射された信号光束を複数の光束へと分割する光束分割素子と、
   複数に分割された前記信号光束を夫々受光する為の複数の受光面を有する光検出器とを備え、
   前記光束分割素子は回折格子であり、かつ複数の回折領域に分割され、所定の次数かつ所定の符号の回折光に光量が集中するようにブレーズ化された回折領域を備えることを特徴とする光ピックアップ装置。
9. 請求項８に記載の光ピックアップ装置であって、
   前記光束分割素子は、＋１次光の回折光に光量が集中するようにブレーズ化された回折領域を備えることを特徴とする光ピックアップ装置。
10. 前記光ディスク内に所定間隔で設けられた複数の記録層に記録された各情報信号を再生する機能と、各記録層に各情報信号を記録する機能とを備えた請求項１から請求項９いずれか１項に記載の光ピックアップ装置。
11. 請求項１から請求項９いずれか１項に記載の光ピックアップ装置と、該光ピックアップ装置内における前記レーザ光源を駆動するレーザ点灯回路と、前記光ピックアップ装置内の前記光検出器から検出された信号を用いてフォーカス誤差信号とトラッキング誤差信号を生成するサーボ信号生成回路と、光ディスクに記録された情報信号を再生する情報信号再生回路を搭載した光ディスク装置。
12. 前記光ディスク内に所定間隔で設けられた複数の記録層に記録された各情報信号を再生する機能と、各記録層に各情報信号を記録する機能とを備えた請求項１１に記載の光ディスク装置。

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