JP2012160220A - 光ピックアップ - Google Patents

Abstract

【課題】ＤＰＰ法を用いたトラッキング制御を行う際に使用される汎用の受光パターンを使用して、ＤＰＰ法に代わるトラッキング制御方式を実現できる光ピックアップを提供する。
【解決手段】光ピックアップの光検出部２４１は、それぞれ田の字型に４分割された、メイン検出部２４１ａと、第１のサブ検出部２４１ｂと、第２のサブ検出部２４１ｃとを有する。光ディスクからの反射光を光検出部２４１に導く光路中に配置される光学素子２２の各回折領域Ｒ１〜Ｒ４は、各回折領域Ｒ１〜Ｒ４で回折された＋１次光が第１のサブ検出部２４１ａの別々の領域に至るとともに、各回折領域Ｒ１〜Ｒ４で回折された＋１次光について、シリンドリカル面（図示せず）によって与えられる非点収差と逆極性の非点収差が与えられるように設けられている。
【選択図】図５

Description

本発明は、光ディスクに記録される情報の読み取りや光ディスクへの情報の書き込みを行う際に用いられる光ピックアップに関する。

従来、ブルーレイディスク（以下ＢＤと記載）、デジタル多用途ディスク（以下ＤＶＤと記載）、コンパクトディスク（以下ＣＤと記載）といった３種類の光ディスクに対して、情報を読み取ったり、情報を書き込んだりすることが可能な光ピックアップが知られている。そして、このような光ピックアップの中には、光ディスクの種類によって切り替えて使用される２種類の対物レンズ（例えばＢＤ用の対物レンズと、ＤＶＤ及びＣＤ用の対物レンズとの２種類）を備えるものがある。なお、ここで言う対物レンズは、光源から出射される光を光ディスクの情報記録面に集光するレンズのことである。

光ピックアップが有する対物レンズを２つとする場合、従来、図９（ａ）や図９（ｂ）に示すように配置することがある。図９（ａ）は、２つの対物レンズ１０１、１０２が、光ディスクＤの半径方向（ラジアル方向（Ｒａｄ方向））に並列配置された構成を示す図である。一方、図９（ｂ）は、２つの対物レンズ１０１、１０２が、光ディスクＤのトラックに対する接線と平行な方向であるタンジェンシャル方向（Ｔａｎ方向）に並列配置された構成を示す図である。なお、図９において、１０３は光ピックアップで、この光ピックアップ１０３はＲａｄ方向に移動可能となっている。また、１０４は光ディスクＤを回転させるターンテーブルを示している。

図９（ａ）に示すように、２つの対物レンズ１０１、１０２がＲａｄ方向に並列配置される構成の場合には、第１対物レンズ１０１に比べて、第２対物レンズ１０２は光ディスクＤの中心Ｏに近づきにくくなる。このため、第２対物レンズ１０２を用いて情報の読み取りや書き込みが行われる光ディスクＤにおいては、内周側に、使用することができない無駄な領域が増えてしまう。なお、ターンテーブル１０４を小さくする等して、第２対物レンズ１０２をなるべく光ディスク１００の中心Ｏに近づけることも可能である。しかし、この場合には、光ディスクＤの回転時の面ぶれが大きくなりやすく、情報の読み取りや書き込みの品質が低下するという問題がある。

この点、図９（ｂ）に示すように２つの対物レンズ１０１、１０２がＴａｎ方向に並列配置される構成を採用すると、第１対物レンズ１０１と第２対物レンズ１０２とを同等に光ディスクＤの中心側に近づけることができる。ただし、この構成では、例えば以下に述べるような問題が生じる。

２つの対物レンズ１０１、１０２がＴａｎ方向に並列配置される構成の場合、図９（ｂ）に示すように、通常、ターンテーブル１０４の中心（光ディスクの中心Ｏと一致）を通って光ピックアップ１０３の移動方向（Ｒａｄ方向）に平行となる面（基準面）上に、一方の対物レンズ（ここでは第１対物レンズ１０１）の中心ＴＯ１が載るように構成する。この場合、図１０（ａ）に示すように、光ピックアップ１０３をＲａｄ方向に移動しても、トラックＴＲと、基準面上にある第１対物レンズ１０１により集光されて光ディスクＤ上に形成される光スポットＳＰと、の相対的な位置関係は変わらない。

一方、基準面からずれた位置にある第２対物レンズ１０２については、光ピックアップ１０３のＲａｄ方向の位置によって、それによって集光されて光ディスクＤ上に形成される光スポットＳＰと、トラックＴＲとの相対的な位置関係が変化する（図１０（ｂ）参照）。すなわち、例えば光ピックアップ１０３が内周側から外周側に移動すると、光スポットＳＰに対してトラックＴＲの接線方向が回転（図１０（ｂ）において時計方向に回転）する。

光ピックアップ１０３におけるトラッキング制御方式として、従来、例えば差動プッシュプル法（ＤＰＰ法）が採用されている。この方法では、光源から出射される光を回折素子によって主光（メインビーム）と２つの副光（サブビーム）とからなる３つの光に分けて光ディスクに照射する。ＤＰＰ法では、回折素子によって生成されるサブビームについては、トラックＴＲを横切る方向（ピッチ方向）の位置調整が、正確に行われる必要がある。しかしながら、上述のように、２つの対物レンズ１０１、１０２をＴａｎ配置した場合には、基準面からずれた位置にある対物レンズ（上述の例では第２対物レンズ１０２）を使用する場合に、光ピックアップ１０３の位置によって光スポットＳＰとトラックＴＲとの相対的な位置関係が変化する。このため、２つの対物レンズ１０１、１０２をＴａｎ配置する場合には、基準面からずれた位置にある対物レンズを使用する場合に、従来知られているＤＰＰ法は採用できないことになる。

したがって、２つの対物レンズ１０１、１０２をＴａｎ配置する、上記構成においては、第２対物レンズ１０２を使用する場合に、ＤＰＰ法と異なるトラッキング制御方式を採用する必要がある。ＤＰＰ法と異なるトラッキング制御方式として、例えば特許文献１、２に示されるように、ホログラム光学素子が使用される方式の適用が考えられる。

しかしながら、特許文献１、２に開示される、ホログラム光学素子を使用する構成では、従来、ＤＰＰ法等で使用される受光パターン（田の字型に４分割された検出部が３つ、直線状に並ぶ構成）とは異なる受光パターンを有する光検出器（ＰＤＩＣ）を準備する必要が生じてしまう。すなわち、新たに光検出器を作製する必要があり、多額のコストと、長期の製作期間が必要になるといった問題がある。

特開２０１０−４４８４７号公報 特開２０１０−２７０９８号公報

以上の点に鑑みて、本発明の目的は、ＤＰＰ法を用いたトラッキング制御を行う際に使用される汎用の受光パターンを使用して、ＤＰＰ法に代わるトラッキング制御方式を実現できる光ピックアップを提供することである。また、本発明の他の目的は、２つの対物レンズがタンジェンシャル配置された光ピックアップに対して好適な技術を提供することである。

上記目的を達成するために本発明の光ピックアップは、光ディスクからの反射光を光検出部に導く光路中に、特定の波長に対して作用する光学素子と、前記光学素子と前記光検出部との間に配置され、シリンドリカル面を有するレンズと、を有する光ピックアップであって、前記光検出部は、それぞれ田の字型に４分割された、メイン検出部と、第１のサブ検出部と、第２のサブ検出部とを有し、前記３つの検出部は、前記メイン検出部を真ん中として一列に配列されており、前記光学素子は、前記光ディスク上のトラックにより回折された０次光と＋１次光とが重なる光が入射する第１の回折領域と、前記光ディスク上のトラックにより回折された０次光と−１次光とが重なる光が入射するとともに、前記第１の回折領域に対して対称配置される第２の回折領域と、前記光ディスク上のトラックにより回折された±１次光は全く又はほぼ入射せず、０次光が入射し、且つ、対称配置される前記第１の回折領域と前記第２の回折領域との間の対称線を基準として、前記第１の回折領域と同じ側にある第３の回折領域と、前記光ディスク上のトラックにより回折された±１次光は全く又はほぼ入射せず、０次光が入射し、且つ、前記対称線を基準として前記第２の回折領域と同じ側にある第４の回折領域と、を有し、前記光学素子の各回折領域は、前記各回折領域で回折された＋１次光が前記第１のサブ検出部の別々の領域に至るとともに、前記各回折領域で回折された＋１次光について、前記シリンドリカル面によって与えられる非点収差と逆極性の非点収差が与えられるように設けられている。

本構成によれば、光ディスクからの戻り光（反射光）が通過する光路中に配置される光学素子を用いて、ＤＰＰ法とは異なる方式でトラッキング制御を行える。そして、戻り光を利用する構成であるために、ＤＰＰ法の場合のように２つの対物レンズがＴａｎ配置される場合には使用できない、といった不都合は生じない。また、本構成によって使用されるトラッキング制御方式は、ＤＰＰ法によって用いられる汎用の受光パターン（田の字型に４分割された、３つの検出部を使用する構成）の利用が可能であり、コスト面で非常に有利である。

上記構成の光ピックアップにおいて、前記第２のサブ検出部では、前記光学素子の各回折領域で回折される−１次光が検出されないこととしてもよい。そして、この構成の具体的な構成例として、前記光学素子の各回折領域に形成される回折格子はブレーズド格子であり、前記光学素子の各回折領域から出射される−１次光の光量が略ゼロであることとしてもよい。また、この構成の具体的な他の構成例として、前記光学素子と前記第２のサブ検出部との間に遮光部が設けられ、前記遮光部に遮られて、前記光学素子の各領域で回折された−１次光は前記第２のサブ検出部に入射しないこととしてもよい。このような構成とすることで、第２のサブ検出部から出力される信号をオンオフ制御する必要がなく、コスト面等で有利とできる。特に、具体的な構成例の前者は、上述の遮光部も必要がなく、コスト面で有利である。

上記構成の光ピックアップにおいて、前記光学素子で回折された−１次光が前記第２のサブ検出部で検出され、前記光検出部には、前記第２のサブ検出部からの出力をオンオフするスイッチ部が設けられていることとしてもよい。本構成では、第２のサブ検出部から出力される信号が不要な場合にスイッチ部をオフとすればよく、トラッキング制御のための信号（トラッキングエラー信号）を適切に得られる。

上記構成の光ピックアップにおいて、第１の波長の光を出射する第１の光源と、前記第１の波長の光を光ディスクの情報記録面に集光する第１の対物レンズと、前記第１の波長と異なる第２の波長の光を出射する第２の光源と、前記第２の波長の光を光ディスクの情報記録面に集光する第２の対物レンズと、を更に備えることとしてもよい。

そして、２つの対物レンズを備える上記構成の光ピックアップにおいて、前記特定の波長は前記第２の波長であり、前記第１の光源と前記第１の対物レンズとの間には、入射した光を主光と２つの副光とに分ける回折素子が配置されることとしてもよい。本構成によれば、第１の対物レンズを使用する光ディスクについては、ＤＰＰ法を用いたトラッキング制御方式を採用し、第２の対物レンズを用いる光ディスクについては、ＤＰＰ法とは異なるトラッキング制御方式を採用するといったことができる。

また、２つの対物レンズを備える上記構成の光ピックアップにおいて、前記第１の対物レンズと前記第２の対物レンズとは、前記トラックの接線方向と平行な方向に並列配置されていることとしてもよい。本構成は、２つの対物レンズがいわゆるＴａｎ配置される構成であり、本発明はこのような構成の光ピックアップに対して好適である。

本発明によれば、ＤＰＰ法を用いたトラッキング制御を行う際に使用される汎用の受光パターンを使用して、ＤＰＰ法に代わるトラッキング制御方式を実現できる光ピックアップを提供できる。また、本発明によれば、２つの対物レンズがＴａｎ配置された光ピックアップに対して好適な技術を提供できる。

本実施形態の光ピックアップの構成を示す概略平面図 本実施形態の光ピックアップの光学構成を示す概略平面図 本実施形態の光ピックアップが備える光検出器に形成される受光パターンの構成を示す概略平面図 本実施形態の光ピックアップが備えるホログラム光学素子について説明するための図 本実施形態の光ピックアップにおける、ホログラム光学素子と光検出器の第１の受光部との関係を示す模式図 本実施形態の光ピックアップの第１の変形例を説明するための模式図 本実施形態の光ピックアップの第２の変形例を説明するための模式図 本実施形態の光ピックアップが備えるホログラム光学素子の回折領域の構成に関する変形例を説明するための図 対物レンズを２つ有する光ピックアップの従来の構成例を説明するための模式図 光ディスク上に集光される光スポットと、トラックとの関係を示した模式図

以下、本発明の光ピックアップの実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本実施形態の光ピックアップは、ＢＤ及びＤＶＤについて情報の読み取り及び情報の書き込みが可能であり、ＣＤについては情報の読み取りが可能である。このような構成は、例えば光ディスクレコーダに好適である。

図１は、本実施形態の光ピックアップの構成を示す概略平面図で、図１（ａ）は光ピックアップの上面図、図１（ｂ）は光ピックアップの側面図である。なお、図１（ｂ）は、図１（ａ）に示す矢印Ａに沿って見た図である。また、図１（ｂ）には、理解を容易とするために、光ディスクＤも併せて示している。

図１に示すように、本実施形態の光ピックアップ１は、ピックアップベース１０と、ピックアップベース１０上に固定配置される対物レンズアクチュエータ３０と、を備えた構成となっている。

ピックアップベース１０の左右の端部には軸受け部１０ａ、１０ｂが設けられている。ピックアップベース１０は、この軸受け部１０ａ、１０ｂによって、光ディスク装置（光ディスクＤの再生や記録を行うための装置）に設けられるガイドシャフト１００（図１（ａ）に破線で示す）に摺動可能に支持されることになる。光ディスク装置に設けられるガイドシャフト１００は、ラジアル方向（Ｒａｄ方向）に延びるように配置されている。ガイドシャフト１００に対して摺動可能とされる光ピックアップ１は、回転する光ディスクＤの所望のアドレスにアクセスして情報の読み取りや書き込みを行うことができる。

対物レンズアクチュエータ３０は、光ピックアップ１の光学系に備えられる２つの対物レンズ１８、２１をフォーカス方向及びラジアル方向に移動可能とする装置である。ここで、フォーカス方向は、対物レンズ１８、２１が光ディスクＤに接離する方向である。

光ピックアップ１においては、情報の読み取りや書き込みを行う際に、対物レンズ１８、２１の焦点位置が光ディスクＤの情報記録面ＲＳに合うようにフォーカシング制御を行う必要がある。また、光ピックアップ１においては、情報の読み取りや書き込みを行う際に、対物レンズ１８、２１によって光ディスクＤの情報記録面ＲＳに集光される光スポットの位置が、光ディスクＤのトラックに追随するようにトラッキング制御を行う必要がある。対物レンズアクチュエータ３０は、これらフォーカシング制御及びトラッキング制御を可能とするものである。

なお、本実施形態の対物レンズアクチュエータ３０は、対物レンズ１８、２１の光軸に対する傾きを調整するチルト機能も発揮できるようになっている。対物レンズアクチュエータ３０は、対物レンズ１８、２１を保持するレンズホルダを有し、レンズホルダをワイヤで揺動可能に支持する構成のものである。このようなタイプの対物レンズアクチュエータは公知であるので、ここでは、詳細な説明は省略する。

図２は、本実施形態の光ピックアップの光学構成を示す概略平面図である。第１の半導体レーザ１１は２波長レーザとなっており、ＤＶＤ用のレーザ光（例えば波長６５０ｎｍ帯のレーザ光）と、ＣＤ用のレーザ光（例えば波長７８０ｎｍ帯のレーザ光）とを切り替えて出射可能となっている。第１の半導体レーザ１１から出射されたレーザ光は、回折素子１２によって主光と２つの副光との３つの光に分けられる。回折素子１２を出射したレーザ光はビームスプリッタ１３に至る。ビームスプリッタ１３で反射されたレーザ光は、偏光ビームスプリッタ１４、１／４波長板１５、コリメートレンズ１６を通過し、第１の立ち上げミラー１７によって反射され、第１の立ち上げミラー１７の上方にある第１の対物レンズ１８へと至る。第１の対物レンズ１８は、入射したレーザ光を光ディスクＤの情報記録面ＲＳ（図１（ｂ）参照）に集光する機能を有する。

第１の対物レンズ１８によって情報記録面ＲＳに集光されたレーザ光は、情報記録面ＲＳで反射される。この反射光（戻り光）は、第１の対物レンズ１８を通過後、第１の立ち上げミラー１７で反射され、コリメートレンズ１６、１／４波長板１５、偏光ビームスプリッタ１４、ビームスプリッタ１３を順に透過する。そして、ビームスプリッタ１３を透過したレーザ光は、ホログラム光学素子２２と、シリンドリカル面を含むセンサーレンズ２３と、からなるセンサー光学系を介して光検出器２４へと集光する。光検出器２４は、受光した光信号を電気信号に変換する光電変換手段として機能する。光検出器２４から出力された電気信号は、信号処理部２５において、再生信号やサーボ信号等に変換される。

第２の半導体レーザ１９は、ＢＤ用のレーザ光（例えば波長４０５ｎｍ帯のレーザ光）を出射可能となっている。第２の半導体レーザ１９から出射されたレーザ光は、偏光ビームスプリッタ１４によって反射され、１／４波長板１５、コリメートレンズ１６、第１の立ち上げミラー１７を透過し、第２の立ち上げミラー２０によって反射される。第２の立ち上げミラー２０で反射されたレーザ光は、第２の立ち上げミラー２０の上方にある第２の対物レンズ２１へと至る。第２の対物レンズ２１は、入射したレーザ光を光ディスクＤの情報記録面ＲＳ（図１（ｂ）参照）に集光する機能を有する。

第２の対物レンズ２１によって情報記録面ＲＳに集光されたレーザ光は、情報記録面ＲＳで反射される。この反射光（戻り光）は、第２の対物レンズ２１を通過後、第２の立ち上げミラー２０で反射され、第１の立ち上げミラー１７を通過し、この後は、第１の半導体レーザ１１から出射されたレーザ光が光ディスクＤで反射された場合と同様に、光検出器２４へと至る。また、光検出器２４で光電変換されて得られた電気信号は信号処理部２５へと出力される。

なお、偏光ビームスプリッタ１４は、ＢＤ用のレーザ光に作用する光学部材である。また、コリメートレンズ１６は、光軸方向Ｍ（図２の左右方向）に移動可能となっており、その位置は光ディスクＤの種類等に応じて適宜移動される。また、第１の立ち上げミラー１７はダイクロイックミラーである。また、センサーレンズ２３にシリンドリカル面を設けて非点収差が与えられるように構成しているのは、フォーカスエラー信号を公知の手法である非点収差法によって得られるようにするためである。

図３は、本実施形態の光ピックアップが備える光検出器に形成される受光パターンの構成を示す概略平面図である。本実施形態では、ＤＶＤ用のレーザ光とＣＤ用のレーザ光とを２波長レーザ１１を用いて出射する構成となっている。２波長レーザ１１では、ＤＶＤ用のレーザ光の発光点位置と、ＣＤ用のレーザ光の発光点位置とがずれている。このために、詳細にはＤＶＤ用のレーザ光とＣＤ用のレーザ光とでは光軸がずれている。本実施形態では、ＤＶＤ用のレーザ光の光軸とＢＤ用のレーザ光の光軸とが略一致するように構成されている。このようなことから、光検出器２４においては、図３に示すように、ＤＶＤのレーザ光とＢＤ用のレーザ光とで共用して使用される第１の受光部２４１と、ＣＤ用のレーザ光に対してのみ使用される第２の受光部２４２と、が設けられる構成が採用されている。

第１の受光部２４１は、いずれも田の字型に４分割された、メイン検出部２４１ａと、第１のサブ検出部２４１ｂと、第２のサブ検出部２４１ｃと、を有する。３つの検出部２４１ａ〜２４１ｃは、メイン検出部２４１ａを真ん中として一列に配置されている。また、第２の受光部２４２は、田の字型に４分割されたメイン検出部２４２ａと、日の字型に２分割された第１のサブ検出部２４２ｂ及び第２のサブ検出部２４２ｃと、を有する。３つの検出部２４２ａ〜２４２ｃは、メイン検出部２４２ａを真ん中として、第１の検出部２４１と同様に、一列に配置されている。なお、図３においては、左右方向がＲａｄ方向に対応する方向となっている。

以上のように構成される光ピックアップ１においては、ＤＶＤ対応の場合には、式（１）に示すように非点収差法によってフォーカスエラー（ＦＥ）信号が得られ、式（２）に示すようにＤＰＰ法によってトラッキングエラー（ＴＥ）信号が得られる。そして、これらの信号を利用して、対物レンズアクチュエータ３０を用いたフォーカシング制御及びトラッキング制御が可能になっている。
ＦＥ＝（Ａ＋Ｃ）−（Ｂ＋Ｄ） （１）
ＴＥ＝（Ａ＋Ｄ）−（Ｂ＋Ｃ）−ｋ（（Ｅ＋Ｈ＋Ｉ＋Ｌ）−（Ｆ＋Ｇ＋Ｊ＋Ｋ））（２）
なお、式（１）、（２）において、アルファベットは、第１の受光部２４１の各検出部２４１ａ〜２４１ｃにおける各領域で得られる信号を示している。また、ｋは適宜決定される係数である。また、ＦＥ信号及びＴＥ信号は、信号処理部２５によって生成される。

なお、ＣＤ対応の場合は、詳細は省略するが、非点収差法によってＦＥ信号が得られ、公知の位相差検出法（ＤＰＤ法）によってＴＥ信号が得られる。ただし、ＴＥ信号について、例えば、いわゆる３ビーム法等で得てもよい。

ところで、本実施形態では、ＤＶＤ用の第１の対物レンズ１８とＢＤ用の対物レンズ２１とが、Ｔａｎ方向に配置される構成となっている。また、第１の対物レンズ１８の中心が、光ディスクＤの中心を通って光ピックアップ１の移動方向に平行となる面（基準面）上に載るような構成となっている。このために、ＢＤ対応の場合（基準面からずれた位置に配置される第２の対物レンズ２１を使用する）には、ＤＰＰ法を用いてＴＥ信号を得ることができない。このため、ＢＤ用のレーザ光に対して作用するホログラム光学素子２２をセンサー光学系に配置し、これを用いてＴＥ信号を得る構成となっている。なお、ＢＤ対応の場合においても、ＦＥ信号はＤＶＤ対応の場合と同様に非点収差法を用いて得られる。

図４は、本実施形態の光ピックアップが備えるホログラム光学素子について説明するための図で、図４（ａ）はホログラム光学素子に入射する戻り光の構成を示す模式図、図４（ｂ）はホログラム光学素子の構成を示す概略平面図である。図４（ｂ）においては、ホログラム光学素子と、それに入射する戻り光との関係がわかり易くなるように、戻り光が破線で示されている。

光ディスクＤに形成されるトラックは、光ディスクＤに入射する光に対して回折格子として作用する。このために、光ディスクＤの情報記録面ＲＳで反射される戻り光（反射光）は分光される。その結果、図４（ａ）に示すように、光ディスクＤ上のトラックで回折された０次光は、±１次光が重なった領域をＲａｄ方向の両端に有するようになる。この０次光と±１次光とが重なる部分は、光ディスクＤに入射する光がトラックを横切る際に発生する交流信号（トラック横断信号）成分を含む領域に該当する。一方、０次光の±１次光が重ならない部分は、光ディスクＤの反射率に応じた光量を示す。すなわち、この部分は、例えばレンズシフトや光ディスクＤのチルト等によって生じるオフセット成分を含む領域に該当する。

ホログラム光学素子２２は、図４（ｂ）に示すように、それぞれ異なる作用を有する複数の回折領域Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４を含む略矩形状の領域を有する。略矩形状の第１の回折領域Ｒ１は、光ディスクＤ上のトラックにより回折された０次光と＋１次光とが重なる光が入射するように設けられている。略矩形状の第２の回折領域Ｒ２は、光ディスクＤ上のトラックにより回折された０次光と−１次光とが重なる光が入射するように設けられている。なお、Ｒａｄ方向に並ぶ第１の回折領域Ｒ１と第２の回折領域Ｒ２との間には、回折作用を有さない矩形状の領域Ｎが存在する。また、第１の回折領域Ｒ１と第２の回折領域Ｒ２とは、対称線ＣＸを基準として線対称に配置されており、ほぼ同一の面積を有する。

略矩形状の２つの領域で構成される第３の回折領域Ｒ３は、光ディスクＤにより回折された±１次光がほぼ入射せず、０次光が入射するように設けられている。また、第３の回折領域Ｒ３を構成する２つの領域は、第１の回折領域Ｒ１をＲａｄ方向に垂直な方向から挟むように隣接配置されている。略矩形状の２つの領域で構成される第４の回折領域Ｒ４は、光ディスクＤにより回折された±１次光がほぼ入射せず、０次光が入射するように設けられている。また、第４の回折領域Ｒ４を構成する２つの領域は、第２の回折領域Ｒ２をＲａｄ方向に垂直な方向から挟むように隣接配置されている。第３の回折領域Ｒ３と第４の回折領域Ｒ４とは互いに隣接した状態で、対称線ＣＸを基準として対称配置されており、両者の面積は、ほぼ同一となっている。

なお、第３の回折領域Ｒ３と第４の回折領域Ｒ４とには、±１次光が全く入射しないようにするのが好ましい。

図５は、本実施形態の光ピックアップにおける、ホログラム光学素子と光検出器の第１の受光部との関係を示す模式図である。なお、図５は、ホログラム光学素子２２にＢＤ用のレーザ光が入射した場合を想定した図である。ホログラム光学素子２２の各回折領域Ｒ１〜Ｒ４にはブレーズド格子が形成されており、ホログラム光学素子２２に入射した戻り光（ＢＤ用のレーザ光）は、０次光と＋１次光に分光され、−１次光の光量はほぼゼロとなるように構成されている。

ホログラム光学素子２２においては、回折領域Ｒ１〜Ｒ４毎に、入射した戻り光を第１の検出部２４１ｂの別々の領域に集光させるようになっている。詳細には、第１の回折領域Ｒ１で回折された＋１次光は第１のサブ検出部２４１ｂの領域Ｅに集光する。第２の回折領域Ｒ２で回折された＋１次光は第１のサブ検出部２４１ｂの領域Ｆに集光する。第３の回折領域Ｒ３で回折された＋１次光は第１のサブ検出部２４１ｂの領域Ｈに集光する。第４の回折領域Ｒ４で回折された＋１次光は第１のサブ検出部２４１ｂの領域Ｇに集光する。

なお、各回折領域Ｒ１〜Ｒ４は、ホログラム光学素子２２で回折されて得られる＋１次光に対して、センサーレンズ２３のシリンドリカル面によって与えられる非点収差と逆極性の非点収差が与えられるように設けられている。このために、ホログラム光学素子２２の各回折領域Ｒ１〜Ｒ４で回折された＋１次光は、第１のサブ検出部２４１ｂの各領域にビームが絞られて集光することになる。これにより、各回折領域Ｒ１〜Ｒ４で回折された＋１次光が第１のサブ検出部２４１ｂの各領域Ｅ〜Ｈからはみ出すことがなく、受光バランスずれが生じないようにできる。また、例えば、温度変化や振動・衝撃等によって光検出器２４の位置が若干ずれることが起こり得るが、本実施形態のように構成しておけば、このような位置ずれによって受光バランスずれが生じる可能性が低くなる。

以上のような構成により、ＢＤ対応の場合には、以下の式（３）によって、レンズシフトや光ディスクＤにおけるチルト等のオフセットの影響を抑制したＴＥ信号を得ることができる。
ＴＥ＝（Ｅ−Ｆ）−ｋ（Ｈ−Ｇ） （３）
式（３）において、アルファベットは、第１のサブ検出部２４１ｂにおける各領域で得られる信号を示している。また、ｋは適宜決定される係数である。また、このＴＥ信号は、信号処理部２５によって生成される。

なお、式（３）における係数ｋは、例えば、実験的にレンズシフト等のオフセットを発生させ、そのオフセットをキャンセルできるような適当な値に決定すればよい。また、ＢＤ対応の場合には、第２のサブ検出部２４１ｃにはレーザ光がほぼ入射せず、第２のサブ検出部２４１ｃはＴＥ信号を求めるためには使用されない。

本実施形態によれば、第１の対物レンズ１８と第２の対物レンズ２１とがＴａｎ配置されているにもかかわらず、いずれの対物レンズが使用される場合にも、適切にＴＥ信号を得て、適切にトラッキング制御を行うことができる。そして、戻り光のみが通過する位置に配置されるホログラム光学素子２２を利用してＴＥ信号を得る構成にかかわらず、ＤＰＰ法に好適な汎用の受光パターン（光検出器）が利用できるために、コスト面で非常に有利である。

以上に示した実施形態は本発明の一例であり、本発明の光ピックアップは以上に示した構成に限定されるものではない。

例えば、以上に示した実施形態では、ホログラム光学素子２２の各回折領域Ｒ１〜Ｒ４はブレーズド格子とされ、−１次光の光量がほぼゼロとなる構成とした。しかし、この構成に限定される趣旨ではない。すなわち、例えばホログラム光学素子２２の各回折領域Ｒ１〜Ｒ４が、矩形の回折溝が複数形成されたレリーフ格子とされ、ホログラム光学素子２２に入射した戻り光が０次光及び±１次光に分光されるようにしてもよい。

しかしながら、このように構成した場合には、ホログラム光学素子２２の各回折領域Ｒ１〜Ｒ４が、＋１次光に対してセンサーレンズ２３のシリンドリカル面によって与えられる非点収差と逆極性の非点収差が与えられるように設けられているために、次のような問題が生じる。すなわち、−１次光は＋１次光の共役なので、第２のサブ検出部２４１ｃに至る光スポットのサイズが非常に大きくなり、第２のサブ検出部２４１ｃで検出される信号は使いものにならない。このために、何らかの対策が必要となる。

そこで、ホログラム光学素子２２から−１次光が出射される場合には、例えば図６に示されるように、第２のサブ検出部２４１ｃの表面に、ホログラム光学素子２２で回折された−１次光を遮光する遮光部４０を設けるようにすればよい。この遮光部４０は、例えば、ＤＶＤ用のレーザ光のみを選択的に透過し、他の波長の光は反射するダイクロイック膜等とすることができる。なお、図６は、本実施形態の光ピックアップの第１の変形例を説明するための模式図である。

また、ホログラム光学素子２２から−１次光が出射される場合の他の構成例として、図７に示されるように、第２のサブ検出部２４１ｃにスイッチ部５０を設け、ＢＤ対応の場合には、スイッチ部５０をオフ設定にし、第２のサブ検出部２４１ｃから出力される信号が使用されないようにしてもよい。なお、ＤＶＤ対応の場合には、スイッチ部５０をオン設定で使用すればよい。なお、図７は、本実施形態の光ピックアップの第２の変形例を説明するための模式図である。

また、各回折領域Ｒ１〜Ｒ４で回折された＋１次光が集光される第１のサブ検出部２４１ｂの領域は、本実施形態の構成に限らず、適宜変更可能である。第１のサブ検出部２４１ｂの各領域Ｅ〜Ｈから出力される信号の演算構成を本実施形態の場合から変更することで対応できるからである。

また、以上に示したホログラム光学素子２２の回折領域の構成（パターン）は一例にすぎず、回折領域の構成は適宜変更可能である。例えば図８（ａ）に示すように、本実施形態の中央部にある回折溝が形成されない領域Ｎ（図４（ｂ）参照）を２分割（対称線ＣＸに沿って分割）して、一方を第３の回折領域Ｒ３に含め、他方を第４の回折領域Ｒ４に含めるようにしても構わない。図８（ａ）に示す構成においては、第１の回折領域Ｒ１と第２の回折領域Ｒ２は、本実施形態の場合（図４に示す構成）と同様である。

また、例えば図８（ｂ）に示すように、本実施形態の中央部にある回折溝が形成されない領域Ｎを２分割（対称線ＣＸに沿って分割）して、一方を第１の回折領域Ｒ１に含め、他方を第２の回折領域Ｒ２に含めるようにしても構わない。図８（ｂ）に示す構成においては、第３の回折領域Ｒ３と第４の回折領域Ｒ４は、本実施形態の場合（図４に示す構成）と同様である。

また、以上に示した実施形態では、ＤＶＤ対応の場合にはＤＰＰ法を用いてＴＥ信号を得る構成とした。しかしながら、場合によっては、ホログラム光学素子２２が、ＢＤ用のレーザ光にみならず、ＤＶＤ用のレーザ光に対しても作用するように設け、ＤＶＤ及びＢＤ対応の場合で、上述の式（３）に示す方法でＴＥ信号を得るようにしても構わない。

また、以上に示した実施形態では、ＤＶＤ対応の場合にはＤＰＰ法でＴＥ信号を得るようにし、ＢＤ対応の場合にはホログラム光学素子２２を用いてＴＥ信号を得るようにした。しかし、これと反対の構成（ＢＤ対応でＤＰＰ法を利用し、ＤＶＤ対応でホログラム光学素子２２を利用する）としても構わない。この場合には、例えば、本実施形態の回折素子１２がＢＤ用のレーザ光を出射する第２の半導体レーザ１９の前に配置されるように変更することになる。

また、以上に示した実施形態では、第１の対物レンズ１８と第２の対物レンズ２１とがＴａｎ配置される構成としたが、本発明の適用範囲はこの構成に限らない。すなわち、例えば、２つの対物レンズ１８、２１がＲａｄ配置される場合等にも本発明は適用可能である。

その他、本発明が適用される光ピックアップによって対象となる光ディスクの種類は、以上に示した実施形態のものに限定されないのは言うもでもない。また、光ピックアップが備える対物レンズの数が２つ以外の場合にも、本発明は適用可能である。更に、本実施形態では、ＣＤについて情報の読み取りのみを行う構成としているが、勿論、本発明は、ＣＤについて情報の書き込みができるようにしたものにも適用できる。

本発明は、２つの対物レンズがＴａｎ配置される光ピックアップに対して好適である。

１ 光ピックアップ
１１ 第１の半導体レーザ（第１の波長の光を出射する第１の光源）
１２ 回折素子
１９ 第２の半導体レーザ（第２の波長の光を出射する第２の光源）
１８ 第１の対物レンズ
２１ 第２の対物レンズ
２２ ホログラム光学素子
２３ センサーレンズ（シリンドリカル面を有するレンズ）
２４ 光検出器（光検出部）
２４１ａ メイン検出部
２４１ｂ 第１のサブ検出部
２４１ｃ 第２のサブ検出部
ＣＸ 対称線
Ｄ 光ディスク
ＲＳ 情報記録面
Ｒ１ 第１の回折領域
Ｒ２ 第２の回折領域
Ｒ３ 第３の回折領域
Ｒ４ 第４の回折領域

Claims (8)

1. 光ディスクからの反射光を光検出部に導く光路中に、特定の波長に対して作用する光学素子と、前記光学素子と前記光検出部との間に配置され、シリンドリカル面を有するレンズと、を有する光ピックアップであって、
   前記光検出部は、それぞれ田の字型に４分割された、メイン検出部と、第１のサブ検出部と、第２のサブ検出部とを有し、前記３つの検出部は、前記メイン検出部を真ん中として一列に配列されており、
   前記光学素子は、
   前記光ディスク上のトラックにより回折された０次光と＋１次光とが重なる光が入射する第１の回折領域と、
   前記光ディスク上のトラックにより回折された０次光と−１次光とが重なる光が入射するとともに、前記第１の回折領域に対して対称配置される第２の回折領域と、
   前記光ディスク上のトラックにより回折された±１次光は全く又はほぼ入射せず、０次光が入射し、且つ、対称配置される前記第１の回折領域と前記第２の回折領域との間の対称線を基準として、前記第１の回折領域と同じ側にある第３の回折領域と、
   前記光ディスク上のトラックにより回折された±１次光は全く又はほぼ入射せず、０次光が入射し、且つ、前記対称線を基準として前記第２の回折領域と同じ側にある第４の回折領域と、
   を有し、
   前記光学素子の各回折領域は、前記各回折領域で回折された＋１次光が前記第１のサブ検出部の別々の領域に至るとともに、前記各回折領域で回折された＋１次光について、前記シリンドリカル面によって与えられる非点収差と逆極性の非点収差が与えられるように設けられている、光ピックアップ。
2. 前記第２のサブ検出部では、前記光学素子の各回折領域で回折される−１次光が検出されない、請求項１に記載の光ピックアップ。
3. 前記光学素子の各回折領域に形成される回折格子はブレーズド格子であり、前記光学素子の各回折領域から出射される−１次光の光量が略ゼロである、請求項２に記載の光ピックアップ。
4. 前記光学素子と前記第２のサブ検出部との間に遮光部が設けられ、
   前記遮光部に遮られて、前記光学素子の各領域で回折された−１次光は前記第２のサブ検出部に入射しない、請求項２に記載の光ピックアップ。
5. 前記光学素子で回折された−１次光が前記第２のサブ検出部で検出され、
   前記光検出部には、前記第２のサブ検出部からの出力をオンオフするスイッチ部が設けられている、請求項１に記載の光ピックアップ。
6. 第１の波長の光を出射する第１の光源と、
   前記第１の波長の光を光ディスクの情報記録面に集光する第１の対物レンズと、
   前記第１の波長と異なる第２の波長の光を出射する第２の光源と、
   前記第２の波長の光を光ディスクの情報記録面に集光する第２の対物レンズと、
   を更に備える、請求項１から５に記載の光ピックアップ。
7. 前記特定の波長は前記第２の波長であり、
   前記第１の光源と前記第１の対物レンズとの間には、入射した光を主光と２つの副光とに分ける回折素子が配置される、請求項６に記載の光ピックアップ。
8. 前記第１の対物レンズと前記第２の対物レンズとは、前記トラックの接線方向と平行な方向に並列配置されている、請求項６又は７に記載の光ピックアップ。
   

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