JP3933374B2 - 安定した誤差信号を検出可能な光ピックアップ装置 - Google Patents
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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に係り、詳細には対物レンズのような集束手段の揺れ、光検出器の歪み及び／または温度変化時にもオフセットが低減された安定した誤差信号を検出できるようになった光ピックアップ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
高容量の記録及び／または再生光ピックアップ装置において、フォーカス及び／またはトラック誤差信号の検出は安定したサーボ機能を遂行するのに必須である。一般的に光ピックアップ装置は光源と、前記光源からのビームをディスクの記録面に集束させる対物レンズと、前記ディスクで反射され、対物レンズを経由した光から情報信号及び誤差信号を検出する信号検出ユニットとを含んで構成される。
【０００３】
非点収差法によりフォーカス誤差信号を検出するようになった光ピックアップ装置の場合、信号検出ユニットは図１に示したような光学的構成を有する。図１を参照すれば、ディスク（図示せず）で反射されたビームは対物レンズ（図示せず）を経由して検出レンズ２により集束され、非点収差を発生する非点収差レンズ４を経由して光検出器６に受光される。この時、前記光検出器６は２×２行列配置を有する４個の受光領域Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄよりなっている。
【０００４】
受光領域Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄとその受光領域での検出信号を同一記号で表示すれば、情報信号（Radio Frequency Signal：ＲＦＳ）は数式１に示したように、前記受光領域Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの検出信号を合算して検出される。
【数１】
【０００５】
非点収差法によるフォーカス誤差信号（Focus Error Signal：ＦＥＳ）は数式２に示したように、対角線方向の受光領域の検出信号を各々合算した後、これを差動して検出される。
【数２】
【０００６】
プッシュプル法によるトラック誤差信号（Track Error Signal：ＴＥＳ）は、数式３に示したようにトラック方向と並んだ受光領域の検出信号を各々合算した後、これを差動して検出される。
【数３】
【０００７】
前記のような従来の信号検出ユニットを採用した光ピックアップ装置でランド／グルーブ記録方式の高密度記録及び／または再生用ディスク、例えば、ＤＶＤ−ＲＡＭディスクを記録／再生する場合、オンフォーカス状態でも隣接トラックの影響により非点収差法によるフォーカス誤差信号にクロストークが大きく発生し、これによってランド／グルーブの最適フォーカス位置が異に示される。
【０００８】
さらに、前記のような従来の信号検出ユニットの場合、光検出器に結ばれる光スポットが小さいため、フォーカス誤差信号及びトラック誤差信号は光検出器の歪みに敏感に変化し、これによりオンフォーカス及びオントラック位置でフォーカス及びトラック誤差信号が０以外の値になるフォーカス及びトラックオフセットが発生してしまう。
【０００９】
この他に、温度変化時にその温度変化に従って光源から出射される光波長が変わり、これにより集束手段、例えば、対物レンズのような光学素子に色収差が発生すれば（大部分の光学素子は波長が長くなれば屈折率が小さくなる）、オンフォーカス状態でもフォーカス誤差信号が０以外の値になるフォーカスオフセットが発生する。
【００１０】
また、対物レンズがシークまたはディスク偏心により本来の位置でシフトする場合、光検出器上でもビームがシフトするのでプッシュプル信号にオフセットが発生する。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、前記のような問題点を勘案して案出されたものであって、対物レンズのような集束手段の揺れによってもトラック誤差信号にオフセットが発生せずに高密度記録及び／または再生が可能で、光検出器の歪み及び／または温度変化時にもフォーカス誤差信号にオフセットが発生しない安定した誤差信号を検出できるようになった光ピックアップ装置を提供することにその目的がある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために本発明は、光を生成出射する第１光源と、入射光の進行経路を変換する第１光経路変換手段と、前記第１光経路変換手段側から入射される光を記録媒体に集束する集束手段と、前記記録媒体で反射され、集束手段及び第１光経路変換手段を経由した光を受光して情報信号及び／または誤差信号を検出する第１信号検出ユニットとを含む光ピックアップ装置において、前記第１信号検出ユニットは、前記記録媒体で反射されて入射される光を回折するホログラム部材と、前記ホログラム部材で回折された光を受光して光電変換する光検出器と、前記光検出器の検出信号からフォーカス誤差信号及び／またはトラック誤差信号を生成する信号演算部とを含み、前記ホログラム部材は、お互い所定間隔離隔して配置され、入射された光を回折し集束する第１及び第２パターン部と、前記第１及び第２パターン部の周辺に各々配置されて入射された光を相異なる方向に回折する第３及び第４パターン部とを具備し、前記第１及び第２パターン部は±１次回折光が相異なる第１または第２焦点ｆ１、ｆ２に結ばれるように備えられ、前記光検出器は、オンフォーカス状態で前記第１及び第２焦点ｆ１、ｆ２間に位置し、前記第１及び第２パターン部により各々回折され集束された光を受光する第１及び第２受光部と、前記第３及び第４パターン部により各々回折された光を受光する第３及び第４受光部とを具備することを特徴とする。
【００１３】
ここで、前記第１パターン部は第１及び第２パターン領域Ａ、Ｄよりなり、前記第２パターン部は前記第１及び第２パターン領域Ａ、Ｄに各々向かい合う第３及び第４パターン領域Ｂ、Ｃよりなり、前記第１及び第４パターン領域Ａ、Ｃで回折された±１次回折光中で一回折光は前記第１焦点、他の回折光は前記第２焦点に各々結ばれ、前記第２及び第４パターン領域Ｄ、Ｂで回折された±１次回折光中で一回折光は前記第２焦点、他の回折光は前記第１焦点に各々結ばれるように備えられたことが望ましい。
【００１４】
この時、前記第１受光部は、前記第１パターン領域Ａにより回折された±１次回折光中一つの回折光を受光する２分割受光領域をなす第１及び第２分割受光領域Ａ１、Ａ２と、前記第２パターン領域Ｄにより回折された±１次回折光中一つの回折光を受光する２分割受光領域をなす第３及び第４分割受光領域Ｄ１、Ｄ２とを含み、前記第２受光部は、前記第３パターン領域Ｂにより回折された±１次回折光中一つの回折光を受光する２分割受光領域をなす第５及び第６分割受光領域Ｂ１、Ｂ２と、前記第４パターン領域Ｃにより回折された±１次回折光中一つの回折光を受光する２分割受光領域をなす第７及び第８分割受光領域Ｃ１、Ｃ２とを含んで構成され得る。
【００１５】
前記２分割受光領域は概略お互い並んだ方向に分割され、第２及び第８分割受光領域Ａ２、Ｃ２と第５及び第３分割受光領域Ｂ１、Ｄ１は各々第１及び第７分割受光領域Ａ１、Ｃ１と第６及び第４分割受光領域Ｂ２、Ｄ２の内側に配置されることが望ましい。
【００１６】
前記信号演算部は、前記第１、第３、第５及び第７分割受光領域Ａ１、Ｂ１、Ｃ１、Ｄ１の検出信号の和信号と、第２、第４、第６及び第８分割受光領域Ａ２、Ｂ２、Ｃ２、Ｄ２の検出信号の和信号の差動信号でフォーカス誤差信号を検出する。
【００１７】
一方、前記第１受光部は、前記第１及び第２パターン領域により回折された他の回折光を受光する第１及び第２単一受光領域Ａ、Ｄをさらに具備し、前記第２受光部は、前記第３及び第４パターン領域により回折された他の回折光を受光する第３及び第４単一受光領域Ｂ、Ｃをさらに具備することが望ましい。
【００１８】
前記第３及び第４パターン部は各々前記第１及び第２パターン部間及び／または外側に備えられる。
【００１９】
この時、前記第１及び第２パターン部間の間隔及び第１及び第２パターン部の各々の幅は、集束手段の移動に対してトラック誤差信号にオフセット発生が抑制されるように最適化される。
【００２０】
一方、前記信号演算部は、直流成分のオフセットが相殺されたプッシュプル信号を検出するために、前記第１受光部の検出信号と前記第２受光部の検出信号を差動する第１差動部と、前記第３及び第４受光部の検出信号を差動する第２差動部と、前記第１及び第２差動部側から入力される信号を各々所定ゲインに増幅する第１及び第２増幅部と、前記第１及び第２増幅部側から入力される信号を差動する第３差動部とを含み、前記第１及び第２増幅部のゲインは第３差動部の差動信号に直流成分のオフセットが相殺される条件を満たすことが望ましい。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、添付した図面を参照して本発明の望ましい実施形態に対して詳細に説明する。
【００２２】
本発明に係る信号検出ユニットは、図８に示したような光ピックアップ装置に採用されて、その光ピックアップ装置が記録媒体、例えば、ディスクの正しいトラック位置を追従しながら情報信号を記録／再生するように光源で照射され、前記記録媒体で反射された光を受光してフォーカス誤差信号及び／またはトラック誤差信号を検出する。また記録再生時には情報信号を検出する。
【００２３】
図２及び図３を参照すれば、本発明に係る信号検出ユニットは、記録媒体（図示せず）から反射されて入射される収斂光を回折するホログラム部材１０と、前記ホログラム部材１０により回折された光を受光して光電変換する光検出器３０と、前記光検出器３０の検出信号から情報信号及び／または誤差信号を生成する信号演算部５０とを含んで構成される。ここで、参照符号２１は、記録媒体で反射されて信号検出ユニット側に入射される光を集束する光検出レンズを示す。
【００２４】
前記ホログラム部材１０は、お互い所定間隔離隔して配置され入射された光を回折し集束する第１及び第２パターン部と、前記第１及び第２パターン部の周辺に各々配置されて入射された光を相異なる方向に回折する第３及び第４パターン部とを具備する。
【００２５】
望ましくは、前記第１パターン部は第１及び第２パターン領域Ａ、Ｄ、第２パターン部は前記第１及び第２パターン領域Ａ、Ｄに各々向い合う第３及び第４パターン領域Ｂ、Ｃよりなる。この時、前記第１及び第２パターン領域Ａ、Ｄの境界線と第３及び第４パターン領域Ｂ、Ｃの境界線は概略一直線上にあり、その幅Ｗ１は相互ほぼ同一である。従って、前記パターン領域Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄは２×２行列配置をなし、時計方向に配置される。
【００２６】
前記第３パターン部は、前記第１及び第２パターン部間に前記第１パターン部に近接に配置されたパターン領域Ｅ１と、これに対向に前記第１パターン部の外側に配置されたパターン領域Ｅ２とよりなる。同じく、前記第４パターン部は前記パターン領域Ｅ１と第２パターン部との間に配置されたパターン領域Ｆ１と、これに対向して前記第２パターン部の外側に配置されたパターン領域Ｆ２とよりなる。ここで、前記第３及び第４パターン部のパターン領域は、前記第１及び第２パターン部間及び外側中いずれか一側にだけ備えられる場合もある。
【００２７】
結果的に本発明に係るホログラム部材１０は、入射光を相異なる方向に回折し集束するパターン領域Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄとその間及び／または外側に配置されて入射光を回折する少なくとも２つのパターン領域（Ｅ１、Ｅ２）（Ｆ１、Ｆ２）を具備し、少なくとも６つのパターン領域よりなる。従って、パターン領域（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）（Ｄ）（Ｅ１、Ｅ２）（Ｆ１、Ｆ２）は入射光を少なくとも６分割して各々±１次回折光に回折する。
【００２８】
この時、前記第１乃至第４パターン領域Ａ、Ｄ、Ｂ、Ｃに形成されたホログラムパターンは、入射光を相異なる方向に回折するように相互所定角度をなし、その少なくとも一部パターン領域のパターンは相異なる回折角で入射光を回折するように相異なるピッチを有する。ここで、各パターン領域Ａ、Ｄ、Ｂ、Ｃに形成されたホログラムパターンのピッチ間隔及びその配置方向による入射光の回折角及び入射光を回折する方向は、後述する前記光検出器３０の受光領域の配置と関連されて誤差信号のオフセットを低減できるように最適化される。
【００２９】
具体的に、前記第１及び第２パターン領域Ａ、Ｄには入射光を回折して、図４に示した座標に対して概略１四分面に＋１次回折光、概略３四分面に−１次回折光が位置するようにパターンが形成されている。第３及び第４パターン領域Ｂ、Ｃには入射光を回折して概略４四分面に＋１次回折光、概略２四分面に−１次回折光が位置するようにパターンが形成されている。この時、前記各パターン領域Ａ、Ｄ、Ｂ、Ｃのパターンは、その各パターンにより回折された光がｘ軸に対してなす回折方向の組合が、記録モード時や温度変化により光ピックアップ装置の光源から出射される光の波長が変わる場合にもフォーカスオフセットが発生しないようにする配置方向を有することが望ましい。
【００３０】
即ち、温度が変われば光源の出射光波長が変わり、これにより光ピックアップ装置をなす少なくとも一部光学素子、例えば、集束手段の屈折率が変わり回折ビームの焦点位置が変わってフォーカス誤差信号にオフセットが発生する。また、温度変化に従って光源の出射光波長が変われば、ホログラム部材１０で回折された光の回折角度が変わってフォーカス誤差信号にオフセットが発生する。従って、図４に示したように、光検出器３０上に落ちるビームの位置が最適化されるようにパターン領域Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄのパターン方向を適当に設計してｘ軸に対するビームの隔離距離のα，β，γ値を最適化すれば、前記のようなフォーカス誤差信号オフセットをお互い相殺することができる。ここで、前記α，β，γは、ｘ軸と後述する２分割受光領域Ａ１、Ａ２、２分割受光領域Ｃ１、Ｃ２、２分割受光領域Ｂ１、Ｂ２に各々受光される光スポットとの最短距離である。
【００３１】
一方、前記第１及び第４パターン領域Ａ、Ｃは入射光を回折する同時に一回折光、例えば、＋１次回折光に対しては（−）パワー、−１次回折光に対しては（＋）パワーを有するレンズ役割をするように備えられる。前記第２及び第３パターン領域Ｄ、Ｂは入射光を回折すると同時に一回折光、例えば＋１次回折光に対しては（＋）パワー、−１次回折光に対しては（−）パワーを有するレンズ役割をするように備えられる。
【００３２】
この場合、前記第１及び第４パターン領域Ａ、Ｃで回折された−１次回折光と第２及び第３パターン領域Ｄ、Ｂで回折された＋１次回折光は、相対的に短い焦点距離を有し第１焦点ｆ１に集束される。前記第１及び第４パターン領域Ａ、Ｃで回折された＋１次回折光と第２及び第３パターン領域Ｂ、Ｄで回折された−１次回折光は相対的に長い焦点距離を有し、記録媒体側から見て第１焦点ｆ１より遠く位置した第２焦点ｆ２に集束される。
【００３３】
ここで、前記光検出器３０は後述するように、オンフォーカス状態の場合に前記第１及び第２焦点ｆ１、ｆ２がその前後に位置するように第１及び第２焦点ｆ１、ｆ２間、望ましくは、その間の中心に位置する。従って、オンフォーカス位置では図４に示したように、前記光検出器３０上に受光される第１乃至第４パターン領域Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄによる±１次回折光の光スポットの大きさはほぼ同一である。
【００３４】
この時、前記第１乃至第４パターン領域Ａ、Ｄ、Ｂ、Ｃは入射される光スポットを分割して各々その領域内に入射される光だけを回折するので、±１次回折光の光スポットは図４に示したようにお互い倒像になりその姿は同一である。
【００３５】
一方、前記第３及び第４パターン部のパターン領域（Ｅ１、Ｅ２）（Ｆ１、Ｆ２）は、前記第１及び第２パターン部とは違って入射光を相異なる方向に回折する役割だけする。従って、前記パターン領域（Ｅ１、Ｅ２）（Ｆ１、Ｆ２）により回折された＋１次回折光はオンフォーカス状態の時、望ましくは前記第１及び第２焦点ｆ１、ｆ２間の中心の焦点ｆに集束され、−１次回折光も同じである。
【００３６】
この時、前記のような本発明に係るホログラム部材１０において、前記第１及び第２パターン部間の間隔、望ましくはその間に位置した前記第３及び第４パターン部のパターン領域Ｅ１、Ｆ１の幅Ｗ２と前記第１及び第２パターン部各々の幅Ｗ１は、光ピックアップ装置の集束手段の移動に対してトラック誤差信号にオフセット発生が抑制されるように最適化される。ここで、前記第３及び第４パターン部のパターン領域Ｅ１、Ｆ１の幅はお互い同一である。従って、ホログラム部材１０は前記第３及び第４パターン部間を中心軸として概略対称構造を有する。
【００３７】
一方、前記ホログラム部材１０と光検出器３０との間に焦点調整レンズ２５、例えば、凹レンズをさらに具備することが望ましい。この焦点調整レンズ２５はホログラム部材１０と前記第１焦点ｆ１との間に配置されることが望ましく、焦点距離を変化、例えば伸ばす役割をする。従って、このような焦点調整レンズ２５を採用すれば、光検出器３０設置の自由度が増える。
【００３８】
本発明によれば、前記光検出器３０はオンフォーカス状態の時前記第３及び第４パターン部による回折光が集束される焦点ｆに位置する。この光検出器３０は図４に示したように、前記第１及び第２パターン部により各々回折され集束された光を受光する第１及び第２受光部と、前記第３及び第４パターン部により各々回折された光を受光する第３及び第４受光部とを含んでなる。
【００３９】
前記第１受光部は、前記第１及び第２パターン領域Ａ、Ｄにより回折された±１次回折光中、例えば、＋１次回折光を各々受光する一対の２分割受光領域（Ａ１、Ａ２）（Ｄ１、Ｄ２）を具備する。前記第２受光部は、前記第３及び第４パターン領域Ｂ、Ｃにより回折された±１次回折光中、例えば＋１次回折光を各々受光する一対の２分割受光領域（Ｂ１、Ｂ２）（Ｃ１、Ｃ２）を具備する。ここで、便宜上パターン領域の参照符号とそのパターン領域により回折された光が受光される受光領域の参照符号を一貫的に表示した。
【００４０】
本発明の望ましい実施形態において、前記２分割受光領域（Ａ１、Ａ２）（Ｄ１、Ｄ２）（Ｂ１、Ｂ２）（Ｃ１、Ｃ２）は、例えば、図４に示したような配置構造を有する。即ち、前記２分割受光領域（Ａ１、Ａ２）（Ｄ１、Ｄ２）と２分割受光領域（Ｂ１、Ｂ２）（Ｃ１、Ｃ２）は、前記パターン領域Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの設計と関連して概略第１及び第４四分面に配置される。この時、前記２分割受光領域Ｄ１、Ｄ２はｘ軸と隣接される。また、前記２分割受光領域（Ａ１、Ａ２）（Ｂ１、Ｂ２）（Ｃ１、Ｃ２）（Ｄ１、Ｄ２）の各々はその分割境界線が、例えばｘ軸と平行に分割される。そして、分割受光領域Ａ２、Ｃ２、Ｂ１、Ｄ１の各々が分割受光領域Ａ１、Ｃ１、Ｂ２、Ｄ２よりｘ軸に近く配置される。即ち、分割受光領域Ａ２、Ｃ２と分割受光領域Ｂ１、Ｄ１は各々分割受光領域Ａ１、Ｃ１と分割受光領域Ｂ２、Ｄ２の内側に配置される。
【００４１】
上記のように備えられた２分割受光領域（Ａ１、Ａ２）（Ｂ１、Ｂ２）（Ｃ１、Ｃ２）（Ｄ１、Ｄ２）の検出信号は、後述するように主にフォーカス誤差信号を検出するのに使われ、トラック誤差信号及び情報信号検出に使われる場合もある。
【００４２】
一方、前記第１及び第２受光部は各々前記パターン領域Ａ、Ｄとパターン領域Ｂ、Ｃにより各々回折された他の回折光、例えば、−１次回折光を受光する単一受光領域Ａ、Ｄと単一受光領域Ｂ、Ｃをさらに具備することが望ましい。この時、前記単一受光領域Ａ、Ｄは、図４の座標軸上の原点Ｏに対して前記の２分割受光領域（Ａ１、Ａ２）（Ｄ１、Ｄ２）と対称になるように３四分面に位置し、同じように前記単一受光領域Ｂ、Ｃは２分割受光領域（Ｂ１、Ｂ２）（Ｃ１、Ｃ２）に対称になるように２四分面に位置する。
【００４３】
この単一受光領域Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの検出信号は情報信号の検出に主に使われ、トラック誤差信号検出にも使われる場合がある。
【００４４】
一方、前記第３受光部は、前記第３パターン部のパターン領域Ｅ１、Ｅ２により回折された、例えば＋１次回折光を受光するように２四分面に位置した受光領域Ｅ１＋Ｅ２よりなり、前記第４受光部は前記第４パターン部のパターン領域Ｆ１、Ｆ２により回折された、例えば＋１次回折光を受光するように１四分面に位置した受光領域Ｆ１＋Ｆ２よりなる。ここで、前記第３及び第４受光部は第３及び第４パターン部により回折された−１次回折光を受光するように備えられる場合もある。
【００４５】
前記のような光検出器３０はオンフォーカス状態の時、概略前記第１及び第２焦点ｆ１、ｆ２間の中心、即ち、焦点ｆ上に位置するので、オンフォーカス位置で前記２分割受光領域（Ａ１、Ａ２）（Ｂ１、Ｂ２）（Ｃ１、Ｃ２）（Ｄ１、Ｄ２）及び単一受光領域Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄに受光される光スポットの形状及び大きさはほぼ同一である。また、第３及び第４受光部の受光領域（Ｅ１＋Ｅ２）（Ｆ１＋Ｆ２）には光スポットが焦点を結ぶ。
【００４６】
前記信号演算部５０は、前記のような光検出器３０の検出信号からトラック誤差信号及び／またはフォーカス誤差信号を検出し、再生時には情報信号を検出する。
【００４７】
本発明によれば、前記信号演算部５０は、記録／再生モード及び記録媒体の種類に従って選択的にプッシュプル信号または位相差信号を検出してトラック誤差信号を検出するように備えられることが望ましい。ここで、トラック誤差信号は記録／再生モード及び記録媒体の種類に従ってその検出方法を異にする。
【００４８】
例えば、ＤＶＤ−ＲＯＭディスク記録／再生時やＤＶＤ−Ｒ／ＲＷディスク再生時には前記信号演算部５０は、ホログラム部材１０の一対角線方向のパターン領域Ａ、Ｃにより回折された光が受光される単一受光領域Ａ、Ｃの検出信号の和信号と、他の対角線方向のパターン領域Ｂ、Ｄにより回折された光が受光される単一受光領域（Ｂ）（Ｄ）の検出信号の位相信号とを比較して位相差信号を作る。ここで、これに対応する２分割受光領域の検出信号の位相信号を比較して位相差信号を作る場合もある。この時、位相差信号は検出信号の位相を比較するのでオフセットがほとんど発生しない。
【００４９】
ＤＶＤ−ＲＡＭディスク記録／再生時やＤＶＤ−Ｒ／ＲＷディスク再生時には、前記信号演算部５０はプッシュプル信号を検出するように作動される。
【００５０】
この時、前記信号演算部５０は、シークやディスク状記録媒体の偏心により対物レンズのような集束手段が本来の位置でシフトした場合にもプッシュプル信号にオフセットが発生しないようにプッシュプル信号を検出できるが、その原理は次の通りである。
【００５１】
集束手段移動時にプッシュプル信号のオフセットは、主にビームの中心領域、即ち、パターン領域Ｅ１、Ｆ１に入射される部分と外郭領域、即ち、パターン領域Ｅ２、Ｆ２に入射される部分で主に発生する。従って、パターン領域Ｅ１、Ｆ１の幅Ｗ２及びパターン領域Ａ、Ｂの幅Ｗ１を適当な値を有するようにホログラム部材１０を形成すれば、後述する図６（ａ）に示したようにパターン領域Ａ、Ｄ、Ｂ、Ｃによるプッシュプル信号（ＰＰ１：ＰＰ１＝ａ＋ｄ−ｂ−ｃ）は、前記パターン領域（Ｅ１、Ｅ２）（Ｆ１、Ｆ２）によるプッシュプル信号（ＰＰ２：ＰＰ２＝ｅ１＋ｅ２−ｆ１−ｆ２）に比べて相対的に交流成分は大きいが、直流成分のオフセット発生量は小さい。反対に、図６Ｂに示したように前記ＰＰ２信号は前記ＰＰ１信号に比べて交流成分は小さいが、直流成分のオフセット発生量は大きくなる。従って、前記ＰＰ１信号とＰＰ２信号を分離検出して各々に適当な係数をかけ、この二つの信号を差動すれば集束手段の移動時にもオフセットが発生しないプッシュプル信号を作ることができる。
【００５２】
具体的な実施形態として、前記信号演算部５０のプッシュプル信号検出部分は、図５に示したように第１及び第２受光部の検出信号を差動する第１差動部５１ａ、第３及び第４受光部の検出信号を差動する第２差動部５１ｂ、前記第１及び第２差動部５１ａ、５１ｂの出力信号を各々所定ゲインで増幅する第１及び第２増幅部５３ａ、５３ｂ及び前記第１及び第２増幅部５３ａ、５３ｂ側から入力される信号を差動する第３差動部５５を含んでなる。
【００５３】
前記第１差動部５１ａの＋入力端には第１受光部の検出信号、望ましくは単一受光領域Ａ、Ｄの検出信号ａ、ｄの和信号ａ＋ｄが入力され、−入力端には第２受光部の検出信号、望ましくは単一受光領域Ｂ、Ｃの検出信号ｂ、ｃの和信号ｂ＋ｃが入力される。ここで、前記第１差動部５１ａに２分割受光領域（Ａ１、Ａ２）（Ｄ１、Ｄ２）の検出信号（ａ１、ａ２）（ｄ１、ｄ２）の和信号ａ１＋ａ２＋ｄ１＋ｄ２と２分割受光領域（Ｂ１、Ｂ２）（Ｃ１、Ｃ２）の検出信号（ｂ１、ｂ２）（ｃ１、ｃ２）の和信号（ｂ１＋ｂ２＋ｃ１＋ｃ２）を入力する場合もある。
【００５４】
前記のような第１差動部５１ａの出力信号（ＰＰ１＝Ｄ＋Ｅｓｉｎ（ｗｔ））は図６（ａ）のようなオフセットＤを有する。この第１差動部５１ａの出力信号は第１増幅部５３ａでゲインｋ1で増幅された後、第３差動部５５の＋入力端に入力される。
【００５５】
一方、前記第２差動部５１ｂの＋、−入力端には各々第３及び第４受光部の受光領域（Ｅ１＋Ｅ２）（Ｆ１＋Ｆ２）の検出信号（ｅ１＋ｅ２）（ｆ１＋ｆ２）が入力され、その出力信号（ＰＰ２＝Ｄ’＋Ｅ’ｓｉｎ（ｗｔ））は図６ＢのようなオフセットＤ’を有する。同じく、この第２差動部５１ｂの出力信号は第２増幅部５３ｂでゲインｋ2で増幅された後、第３差動部５５の−入力端に入力される。
【００５６】
従って、第３差動部５５の出力信号は数式４のように表現できる。
【数４】
【００５７】
従って、前記ゲインｋ １ 、ｋ ２ が数式４での直流成分、即ち、オフセットが数式５のように０の条件を満足すれば、第３差動部では数式６のようにオフセットが除去されたプッシュプル信号ＰＰが出力される。ここで、図６Ｃはオフセットが除去されたプッシュプル信号ＰＰを示すグラフである。
【数５】
【数６】
【００５８】
一方、本発明に係る信号演算部５０は次のようにフォーカス誤差信号を検出する。
【００５９】
即ち、信号演算部５０は前記各２分割受光領域（Ａ１、Ａ２）（Ｂ１、Ｂ２）（Ｃ１、Ｃ２）（Ｄ１、Ｄ２）の検出信号を差動し、これらを合算してフォーカス誤差信号を検出する。第１及び第４パターン領域Ａ、Ｃにより回折された光の場合には、ｘ軸に対して遠いところに配置された分割受光領域Ａ１、Ｃ１の検出信号ａ１、ｃ１でｘ軸に近いところに配置された分割受光領域Ａ２、Ｃ２の検出信号ａ２、ｃ２を差動し、第２及び第３パターン領域Ｄ、Ｂにより回折された光の場合には、ｘ軸に近いところに配置された分割受光領域Ｂ１、Ｄ１の検出信号ｂ１、ｄ１でｘ軸から遠いところに配置された分割受光領域Ｂ２、Ｄ２の検出信号ｂ２、ｄ２を差動した後これを合算すればよい。従って、フォーカス誤差信号ＦＥＳは数式７と同じである。
【数７】
【００６０】
この時、オンフォーカス位置では検出信号値がａ１＝ａ２、ｂ１＝ｂ２、ｃ１＝ｃ２、ｄ１＝ｄ２になりフォーカス誤差信号は０になる（ＦＥＳ＝０）。このような結果は前記ホログラム部材１０と関連して各２分割受光領域の分割境界線の位置及びその間隔を適切にしたり、信号演算部５０で各分割受光領域の検出信号を適切に増幅することによって得られる。
【００６１】
記録媒体と集束手段との距離が集束手段の焦点距離より近い時はホログラム部材１０により回折された光の焦点が全体的に後ろに移動するので、２分割受光領域（Ａ１、Ａ２）（Ｃ１、Ｃ２）に受光される光スポットは大きくなり、２分割受光領域（Ｂ１、Ｂ２）（Ｄ１、Ｄ２）に受光される光スポットは小さくなって、フォーカス誤差信号は０より大きい値になる（ＦＥＳ＞０）。
【００６２】
また、記録媒体と集束手段との距離が集束手段の焦点距離より遠い時は、ホログラム部材１０により回折された光の焦点が全体的に前に移動して２分割受光領域（Ａ１、Ａ２）（Ｃ１、Ｃ２）に受光される光スポットは小さくなり、２分割受光領域（Ｂ１、Ｂ２）（Ｄ１、Ｄ２）に受光される光スポットは大きくなってフォーカス誤差信号は０より小さな値になる（ＦＥＳ＜０）。
【００６３】
このように本発明に係るホログラム部材１０が、その一部パターン領域Ａ、Ｄ、Ｂ、Ｃに入射される光を分割して各々独立的に回折すると同時にその回折光を相異なる焦点に集束するので、記録媒体と集束手段との距離に従って前記回折光の焦点が移動して光検出器３０に受光される光スポットの大きさが変わるのでフォーカス誤差信号を検出できる。
【００６４】
この時、本発明に係る信号検出ユニットは、２分割受光領域（Ａ１、Ａ２）（Ｄ１、Ｄ２）（Ｂ１、Ｂ２）（Ｃ１、Ｃ２）の受光面積がこれに受光される光スポットに比べて大きいため、光検出器３０の歪みによるフォーカス誤差信号の劣化が従来に比べて小さく、またこのように光検出器３０が歪んだ場合にも次のようにオフセットがほとんど発生しないフォーカス誤差信号を検出できる。
【００６５】
２分割受光領域（Ａ１、Ａ２）（Ｄ１、Ｄ２）（Ｂ１、Ｂ２）（Ｃ１、Ｃ２）がｙ−軸方向に分割されているので、ｘ−軸方向への光検出器３０の歪みによるオフセットが発生しない。
【００６６】
ｙ−軸方向、例えば、＋ｙ方向に光検出器３０が歪めばオンフォーカス状態で２分割受光領域（Ａ１、Ａ２）（Ｃ１、Ｃ２）での検出信号差はａ１−ａ２＝−Ｓ、ｃ１−ｃ２＝Ｓになり、他の２分割受光領域（Ｂ１、Ｂ２）（Ｄ１、Ｄ２）での検出信号差はｂ１−ｂ２＝−Ｔ、ｄ１−ｄ２＝Ｔになる。従って、フォーカス誤差信号は（ａ１−ａ２）＋（ｃ１−ｃ２）＋（ｂ１−ｂ２）＋（ｄ１−ｄ２）＝−Ｓ＋Ｓ−Ｔ＋Ｔ＝０になってオフセットが発生しない。反対方向への歪みに対しても逆に相殺されるため、オフセットが発生しない。
【００６７】
また、本発明に係る信号検出ユニットは記録時または温度変化に従う光源の出射光波長変化時にもオフセットがほとんど発生しないフォーカス誤差信号を検出できる。
【００６８】
例えば、波長が組立調整時より長くなれば、光学素子、例えば集束手段の屈折率が変わり、光源から光検出器３０までの全体光学系を考慮する時、オンフォーカス状態でホログラム部材１０により回折された光の焦点ｆ１、ｆ、ｆ２は図７に示したように、全体的に焦点調整レンズ２５側に移動して焦点がｆ１’、ｆ’、ｆ２’に変わる。
【００６９】
光検出器３０に受光される±１次回折光の回折角度変化を考慮しないと、オンフォーカス位置で焦点調整レンズ２５側への焦点シフトによって２分割受光領域（Ａ１、Ａ２）（Ｃ１、Ｃ２）に結ばれる光スポットが小さくなって、その検出信号はａ１＜ａ２、ｃ１＜ｃ２になり、他の２分割受光領域（Ｂ１、Ｂ２）（Ｄ１、Ｄ２）に結ばれる光スポットは大きくなってその検出信号はｂ１＜ｂ２、ｄ１＜ｄ２になり、フォーカス誤差信号ＦＥＳは（ａ１＋ｂ１＋ｃ１＋ｄ１）−（ａ２＋ｂ２＋ｃ２＋ｄ２）＜０になるオフセットが発生する。
【００７０】
しかし、光検出器３０に受光される光はホログラム部材１０により回折された光で、この回折光の回折角度θは波長λとｓｉｎθ＝λ／ｐ（ｐ：ホログラム部材１０の各パターン領域のピッチ）との関係があるので、波長λが長くなれば回折角度θは大きくなる。従って、２分割受光領域（Ａ１、Ａ２）（Ｂ１、Ｂ２）（Ｃ１、Ｃ２）（Ｄ１、Ｄ２）に受光された±１次回折光は図４の原点Ｏに対して遠ざかる方向にシフトされる。
【００７１】
この時、２分割受光領域（Ａ１、Ａ２）（Ｃ１、Ｃ２）に受光される＋１次回折光は、各々分割受光領域Ａ２、Ｃ２側から分割受光領域Ａ１、Ｃ１側に移動、即ち、焦点調整レンズ２５側への焦点シフトにより発生したオフセットを減らす方向に移動する。
【００７２】
同じように、２分割受光領域Ｂ１、Ｂ２に受光される＋１次回折光は、分割受光領域Ｂ１から分割受光領域Ｂ２側に移動、即ち、前記焦点シフトにより発生したオフセットを増やす方向に移動する。また、２分割受光領域Ｄ１、Ｄ２に受光される＋１次回折光は分割受光領域Ｄ１から分割受光領域Ｄ２側に移動、即ち、焦点シフトにより発生したオフセットを増やす方向に移動する。
【００７３】
従って、図４に示したように第１及び第４パターン領域Ａ、Ｄによる入射光の回折方向がｘ軸となす絶対角度が、第２及び第３回折パターンＤ、Ｃによる回折方向よりｘ軸となす絶対角度よりさらに大きく、その各々の絶対角度が適当な値を有するようにパターンが形成されれば、前記２分割受光領域（Ｂ１、Ｂ２）（Ｄ１、Ｄ２）でのオフセット増加量を２分割受光領域（Ａ１、Ａ２）（Ｃ１、Ｃ２）でのオフセット減少量より小さくすることができるので、回折角度変化時オフセットは減少する。
【００７４】
また、波長が組立調整時より短くなれば前記と反対になる。
【００７５】
結果的に光源から出射される光の波長変化により発生するフォーカス誤差信号オフセットは、本発明に係るホログラム部材１０及び光検出器３０の採用によりほとんど相殺される。
【００７６】
一方、光ピックアップ装置が記録媒体を再生する場合、信号演算部５０は第１乃至第４受光部の検出信号を合算して情報信号ＲＦＳを検出する。ここで、情報信号ＲＦＳは数式８に示したように、第１及び第２受光部の単一受光領域Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの検出信号ａ、ｂ、ｃ、ｄと第３及び第４受光部の受光領域（Ｅ１＋Ｅ２）（Ｆ１＋Ｆ２）の検出信号（ｅ１＋ｅ２）（ｆ１＋ｆ２）とを合算して検出される。
【数８】
【００７７】
ここで、情報信号ＲＦＳは受光領域（Ｅ１＋Ｅ２）（Ｆ１＋Ｆ２）の検出信号に２分割受光領域（Ａ１、Ａ２）（Ｂ１、Ｂ２）（Ｃ１、Ｃ２）（Ｄ１、Ｄ２）の検出信号を合算したり、全ての検出信号を合算して検出される場合もある。
【００７８】
以上の本発明に係る信号検出ユニットで、ホログラム部材１０の第１及び第２パターン部が各々２個のパターン領域よりなる場合に対して説明及び示したが、前記第１及び第２パターン部が各々一つのパターン領域よりなり、これに対応して光検出器の受光領域及び信号演算部が備えられることもでき、以上の説明により十分に類推できるのでその詳細な説明及び図示は省略する。
【００７９】
以下、本発明に係る信号検出ユニットを採用した光ピックアップ装置の一実施形態を図８を参照して説明する。
【００８０】
図面を参照すれば、光ピックアップ装置は光源１０１と、入射光の進行経路を変換する光経路変換手段１０３と、前記光経路変換手段１０３側から入射される光を記録媒体１００ａに集束する対物レンズのような集束手段１１０と、記録媒体１００ａの情報信号及び／または誤差信号を検出する信号検出ユニット１２０とを含んで構成される。また、光経路変換手段１０３と集束手段１１０との間に光源１０１から出射された発散光を平行光に変えるコリメーティングレンズ１０７をさらに具備する。
【００８１】
前記光源１０１は例えば、ＤＶＤファミリーのように相対的に薄い記録媒体１００ａを記録及び／または再生するのに適した波長領域λ１の光を出射し、前記光経路変換手段１０３を経由して集束手段１１０により記録媒体１００ａに集束される。
【００８２】
図８は、光経路変換手段１０３に入射される光をその偏光方向に沿って透過及び反射させる偏光ビームスプリッタを具備した例を示す。この場合、前記偏光ビームスプリッタと集束手段１１０との間には入射光の偏光を変える波長板１０９がさらに具備される。ここで、前記波長板１０９は前記光源１０１の出射波長に対して四分波長板（quarter wave plate）であることが望ましく、前記光源１０１が相異なる波長の記録用及び再生用光を選択的に出射する場合には再生用光波長に対して四分波長板であることが望ましい。
【００８３】
本実施形態において、前記偏光ビームスプリッタは光源１０１側から入射される一線偏光の光は透過させて記録媒体１００ａに向かわせ、これに直交する他の線偏光の光は反射させる。従って、偏光ビームスプリッタを透過した一線偏光の光は四分波長板により一円偏光に変わり、集束手段１１０により記録媒体１００ａ上に集束される。記録媒体１００ａで反射された光は集束手段１１０を経由した後四分波長板により他の線偏光に変わり、偏光ビームスプリッタで反射されて信号検出ユニット１２０に入射される。
【００８４】
一方、偏光ビームスプリッタと集束手段１１０との間にはコリメーティングレンズ１０７を配置して信号検出ユニット１２０に収斂光を入射する。この時、前記コリメーティングレンズ１０７は光検出レンズの機能を有する。ここで、前記コリメーティングレンズ１０７を光源１０１と偏光ビームスプリッタとの間に配置し、偏光ビームスプリッタと信号検出ユニット１２０との間に入射光を集束する光検出レンズ（図示せず）を別に具備する場合もある。
【００８５】
信号検出ユニット１２０はホログラム部材１０、焦点調整レンズ２５及び光検出器３０を含んでなり、図２乃至図７を参照して説明したことと実質上同一である。
【００８６】
前記のような本発明に係る光ピックアップ装置は、相対的に薄いディスク状記録媒体１００ａの記録及び／または再生時、図３に示したような少なくとも６つのパターン領域を有するホログラム部材１０により記録媒体１００ａで反射されて入射された光を回折及び／または集束し、その回折光を図４に示したように前記各パターン領域により回折された光を受光する複数の受光領域を具備する光検出器３０を通じて検出するので、誤差信号を正確に検出できる。即ち、光検出器３０の歪み、対物レンズのような集束手段１１０のシフト及び記録時や温度変化により光源１０１から出射される光波長が変わる場合にも、オフセットがほとんどない安定したフォーカス誤差信号及びトラック誤差信号を検出できる。
【００８７】
再び図８を参照すれば、本発明に係る光ピックアップ装置は、ＣＤファミリーのように相対的に厚いディスク状記録媒体１００ｂの記録及び／または再生に適した波長領域λ２の光を出射しその記録媒体１００ｂから反射された光を受光する光モジュール１３１と、前記光モジュール１３１から出射された光の進行経路を変換する光経路変換手段１４０とをさらに具備し、相異なる厚さの記録媒体を互換採用するように備えられることが望ましい。
【００８８】
前記光モジュール１３１は光源（図示せず）、この光源側から入射される光は大部分直進させ、ＣＤファミリーのように相対的に厚いディスク状記録媒体１００ｂに反射され入射される光を＋１次及び／または−１次で回折するホログラム（図示せず）と、前記光源の一側に配置されて前記ホログラムにより回折され入射される光を受光して情報信号及び／または誤差信号を検出する光検出器（図示せず）とを含む構成を有する。ここで、前記のような光モジュール１３１の構成は公知であるのでその図示は省略する。
【００８９】
前記のような光モジュール１３１の代りに、本発明は光源１０１と、この光源１０１と前記光経路変換手段１４０との間に配置されたビームスプリッタ（図示せず）と、本発明に係る信号検出ユニット１２０とを具備する場合もある。
【００９０】
前記光経路変換手段１４０では、相対的に薄い記録媒体１００ａの記録及び／または再生用光の損失を最小化できるように、前記光源１０１から出射された波長領域λ１の光は大部分通過させ、前記光モジュール１３１から出射された波長領域λ２の光は反射させる二色フィルタを具備することが望ましい。ここで、参照符号１３７は光モジュール１３１と二色フィルタとの間の光経路上に配置された集束レンズである。
【００９１】
一方、上記のように相異なる厚さを有する記録媒体を互換採用するように備えられる場合に、集束手段１１０に入射される光の開口を調節する手段をさらに具備することが望ましい。図８は、開口調節手段で記録及び／または再生する記録媒体の厚さに従って入射光ビームの透過大きさを調節する液晶シャッターのような開口フィルタ１１５を具備した例を示す。ここで、参照符号１０８は入射光を反射させてその進行方向を変えるミラーである。
【００９２】
前記のような本発明に係る光ピックアップ装置は、相対的に薄いディスク状記録媒体の記録及び／または再生時オフセットが発生しないフォーカス誤差信号及びトラック誤差信号を検出できるので、安定したサーボ具現が可能になる。
【００９３】
ここで、本発明に係る信号検出ユニットが光ピックアップ装置に採用されてフォーカス誤差信号及びトラック誤差信号を安定的に検出する実施形態を図８を参照して説明したが、本発明の技術的思想の範囲内で多様な構成の光ピックアップ装置に採用できることはもちろんである。
【００９４】
【発明の効果】
前記のような本発明に係る信号検出ユニットは、入射光を回折及び集束する４個のパターン領域及び入射光を回折する少なくとも２個のパターン領域で構成されたホログラム部材及びこれに対応するように備えられた光検出器を具備して、光検出器の歪み及び／または光源から出射される光波長の変化時にもオフセットが低減された安定したフォーカス誤差信号を検出できる。
【００９５】
また、本発明に係る信号検出ユニットは、対物レンズのような集束手段のシフトにもオフセットが除去されたプッシュプル信号を検出できる。
【００９７】
従って、これを採用した光ピックアップ装置は安定したサーボ具現が可能で、高密度記録及び／または再生が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 一般的な光ピックアップ装置の信号検出ユニットの構成を概略的に示す図である。
【図２】 本発明に係る信号検出ユニットの構成を概略的に示す図である。
【図３】 本発明に係るホログラム部材を概略的に示す平面図。
【図４】 本発明に係る光検出器を概略的に示す平面図。
【図５】 図２の信号演算部のプッシュプル信号検出部分の実施形態を示す図である。
【図６】 （ａ）乃至（ｃ）はともに、図５におけるＰＰ１、ＰＰ２及びＰＰ信号を各々示すグラフである。
【図７】 記録時または温度変換に従う光源の出射光波長変化時、本発明に係る信号検出ユニットで回折光の焦点位置変化を示す図である。
【図８】 本発明に係る信号検出ユニットを採用した光ピックアップ装置の一実施形態を示す図である。
【符号の説明】
１０ ホログラム部材
２１ 光検出レンズ
２５ 焦点調整レンズ
３０ 光検出器
５０ 信号演算部
５１ａ 第１差動部
５１ｂ 第２差動部
５３ａ 第１増幅部
５３ｂ 第２増幅部
５５ 第３差動部
１００ａ，１００ｂ 記録媒体
１０１ 光源
１０３ 光経路変換手段
１０７ コリメーティングレンズ
１０８ ミラー
１０９ 波長板
１１０ 集束手段
１１５ 開口フィルタ
１２０ 信号検出ユニット
１３１ 光モジュール
１３７ 集束レンズ
１４０ 光経路変換手段
【発明の属する技術分野】
本発明は光ピックアップ装置に係り、詳細には対物レンズのような集束手段の揺れ、光検出器の歪み及び／または温度変化時にもオフセットが低減された安定した誤差信号を検出できるようになった光ピックアップ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
高容量の記録及び／または再生光ピックアップ装置において、フォーカス及び／またはトラック誤差信号の検出は安定したサーボ機能を遂行するのに必須である。一般的に光ピックアップ装置は光源と、前記光源からのビームをディスクの記録面に集束させる対物レンズと、前記ディスクで反射され、対物レンズを経由した光から情報信号及び誤差信号を検出する信号検出ユニットとを含んで構成される。
【０００３】
非点収差法によりフォーカス誤差信号を検出するようになった光ピックアップ装置の場合、信号検出ユニットは図１に示したような光学的構成を有する。図１を参照すれば、ディスク（図示せず）で反射されたビームは対物レンズ（図示せず）を経由して検出レンズ２により集束され、非点収差を発生する非点収差レンズ４を経由して光検出器６に受光される。この時、前記光検出器６は２×２行列配置を有する４個の受光領域Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄよりなっている。
【０００４】
受光領域Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄとその受光領域での検出信号を同一記号で表示すれば、情報信号（Radio Frequency Signal：ＲＦＳ）は数式１に示したように、前記受光領域Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの検出信号を合算して検出される。
【数１】
非点収差法によるフォーカス誤差信号（Focus Error Signal：ＦＥＳ）は数式２に示したように、対角線方向の受光領域の検出信号を各々合算した後、これを差動して検出される。
【数２】
プッシュプル法によるトラック誤差信号（Track Error Signal：ＴＥＳ）は、数式３に示したようにトラック方向と並んだ受光領域の検出信号を各々合算した後、これを差動して検出される。
【数３】
前記のような従来の信号検出ユニットを採用した光ピックアップ装置でランド／グルーブ記録方式の高密度記録及び／または再生用ディスク、例えば、ＤＶＤ−ＲＡＭディスクを記録／再生する場合、オンフォーカス状態でも隣接トラックの影響により非点収差法によるフォーカス誤差信号にクロストークが大きく発生し、これによってランド／グルーブの最適フォーカス位置が異に示される。
【０００８】
さらに、前記のような従来の信号検出ユニットの場合、光検出器に結ばれる光スポットが小さいため、フォーカス誤差信号及びトラック誤差信号は光検出器の歪みに敏感に変化し、これによりオンフォーカス及びオントラック位置でフォーカス及びトラック誤差信号が０以外の値になるフォーカス及びトラックオフセットが発生してしまう。
【０００９】
この他に、温度変化時にその温度変化に従って光源から出射される光波長が変わり、これにより集束手段、例えば、対物レンズのような光学素子に色収差が発生すれば（大部分の光学素子は波長が長くなれば屈折率が小さくなる）、オンフォーカス状態でもフォーカス誤差信号が０以外の値になるフォーカスオフセットが発生する。
【００１０】
また、対物レンズがシークまたはディスク偏心により本来の位置でシフトする場合、光検出器上でもビームがシフトするのでプッシュプル信号にオフセットが発生する。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、前記のような問題点を勘案して案出されたものであって、対物レンズのような集束手段の揺れによってもトラック誤差信号にオフセットが発生せずに高密度記録及び／または再生が可能で、光検出器の歪み及び／または温度変化時にもフォーカス誤差信号にオフセットが発生しない安定した誤差信号を検出できるようになった光ピックアップ装置を提供することにその目的がある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために本発明は、光を生成出射する第１光源と、入射光の進行経路を変換する第１光経路変換手段と、前記第１光経路変換手段側から入射される光を記録媒体に集束する集束手段と、前記記録媒体で反射され、集束手段及び第１光経路変換手段を経由した光を受光して情報信号及び／または誤差信号を検出する第１信号検出ユニットとを含む光ピックアップ装置において、前記第１信号検出ユニットは、前記記録媒体で反射されて入射される光を回折するホログラム部材と、前記ホログラム部材で回折された光を受光して光電変換する光検出器と、前記光検出器の検出信号からフォーカス誤差信号及び／またはトラック誤差信号を生成する信号演算部とを含み、前記ホログラム部材は、お互い所定間隔離隔して配置され、入射された光を回折し集束する第１及び第２パターン部と、前記第１及び第２パターン部の周辺に各々配置されて入射された光を相異なる方向に回折する第３及び第４パターン部とを具備し、前記第１及び第２パターン部は±１次回折光が相異なる第１または第２焦点ｆ１、ｆ２に結ばれるように備えられ、前記光検出器は、オンフォーカス状態で前記第１及び第２焦点ｆ１、ｆ２間に位置し、前記第１及び第２パターン部により各々回折され集束された光を受光する第１及び第２受光部と、前記第３及び第４パターン部により各々回折された光を受光する第３及び第４受光部とを具備することを特徴とする。
【００１３】
ここで、前記第１パターン部は第１及び第２パターン領域Ａ、Ｄよりなり、前記第２パターン部は前記第１及び第２パターン領域Ａ、Ｄに各々向かい合う第３及び第４パターン領域Ｂ、Ｃよりなり、前記第１及び第４パターン領域Ａ、Ｃで回折された±１次回折光中で一回折光は前記第１焦点、他の回折光は前記第２焦点に各々結ばれ、前記第２及び第４パターン領域Ｄ、Ｂで回折された±１次回折光中で一回折光は前記第２焦点、他の回折光は前記第１焦点に各々結ばれるように備えられたことが望ましい。
【００１４】
この時、前記第１受光部は、前記第１パターン領域Ａにより回折された±１次回折光中一つの回折光を受光する２分割受光領域をなす第１及び第２分割受光領域Ａ１、Ａ２と、前記第２パターン領域Ｄにより回折された±１次回折光中一つの回折光を受光する２分割受光領域をなす第３及び第４分割受光領域Ｄ１、Ｄ２とを含み、前記第２受光部は、前記第３パターン領域Ｂにより回折された±１次回折光中一つの回折光を受光する２分割受光領域をなす第５及び第６分割受光領域Ｂ１、Ｂ２と、前記第４パターン領域Ｃにより回折された±１次回折光中一つの回折光を受光する２分割受光領域をなす第７及び第８分割受光領域Ｃ１、Ｃ２とを含んで構成され得る。
【００１５】
前記２分割受光領域は概略お互い並んだ方向に分割され、第２及び第８分割受光領域Ａ２、Ｃ２と第５及び第３分割受光領域Ｂ１、Ｄ１は各々第１及び第７分割受光領域Ａ１、Ｃ１と第６及び第４分割受光領域Ｂ２、Ｄ２の内側に配置されることが望ましい。
【００１６】
前記信号演算部は、前記第１、第３、第５及び第７分割受光領域Ａ１、Ｂ１、Ｃ１、Ｄ１の検出信号の和信号と、第２、第４、第６及び第８分割受光領域Ａ２、Ｂ２、Ｃ２、Ｄ２の検出信号の和信号の差動信号でフォーカス誤差信号を検出する。
【００１７】
一方、前記第１受光部は、前記第１及び第２パターン領域により回折された他の回折光を受光する第１及び第２単一受光領域Ａ、Ｄをさらに具備し、前記第２受光部は、前記第３及び第４パターン領域により回折された他の回折光を受光する第３及び第４単一受光領域Ｂ、Ｃをさらに具備することが望ましい。
【００１８】
前記第３及び第４パターン部は各々前記第１及び第２パターン部間及び／または外側に備えられる。
【００１９】
この時、前記第１及び第２パターン部間の間隔及び第１及び第２パターン部の各々の幅は、集束手段の移動に対してトラック誤差信号にオフセット発生が抑制されるように最適化される。
【００２０】
一方、前記信号演算部は、直流成分のオフセットが相殺されたプッシュプル信号を検出するために、前記第１受光部の検出信号と前記第２受光部の検出信号を差動する第１差動部と、前記第３及び第４受光部の検出信号を差動する第２差動部と、前記第１及び第２差動部側から入力される信号を各々所定ゲインに増幅する第１及び第２増幅部と、前記第１及び第２増幅部側から入力される信号を差動する第３差動部とを含み、前記第１及び第２増幅部のゲインは第３差動部の差動信号に直流成分のオフセットが相殺される条件を満たすことが望ましい。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、添付した図面を参照して本発明の望ましい実施形態に対して詳細に説明する。
【００２２】
本発明に係る信号検出ユニットは、図８に示したような光ピックアップ装置に採用されて、その光ピックアップ装置が記録媒体、例えば、ディスクの正しいトラック位置を追従しながら情報信号を記録／再生するように光源で照射され、前記記録媒体で反射された光を受光してフォーカス誤差信号及び／またはトラック誤差信号を検出する。また記録再生時には情報信号を検出する。
【００２３】
図２及び図３を参照すれば、本発明に係る信号検出ユニットは、記録媒体（図示せず）から反射されて入射される収斂光を回折するホログラム部材１０と、前記ホログラム部材１０により回折された光を受光して光電変換する光検出器３０と、前記光検出器３０の検出信号から情報信号及び／または誤差信号を生成する信号演算部５０とを含んで構成される。ここで、参照符号２１は、記録媒体で反射されて信号検出ユニット側に入射される光を集束する光検出レンズを示す。
【００２４】
前記ホログラム部材１０は、お互い所定間隔離隔して配置され入射された光を回折し集束する第１及び第２パターン部と、前記第１及び第２パターン部の周辺に各々配置されて入射された光を相異なる方向に回折する第３及び第４パターン部とを具備する。
【００２５】
望ましくは、前記第１パターン部は第１及び第２パターン領域Ａ、Ｄ、第２パターン部は前記第１及び第２パターン領域Ａ、Ｄに各々向い合う第３及び第４パターン領域Ｂ、Ｃよりなる。この時、前記第１及び第２パターン領域Ａ、Ｄの境界線と第３及び第４パターン領域Ｂ、Ｃの境界線は概略一直線上にあり、その幅Ｗ１は相互ほぼ同一である。従って、前記パターン領域Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄは２×２行列配置をなし、時計方向に配置される。
【００２６】
前記第３パターン部は、前記第１及び第２パターン部間に前記第１パターン部に近接に配置されたパターン領域Ｅ１と、これに対向に前記第１パターン部の外側に配置されたパターン領域Ｅ２とよりなる。同じく、前記第４パターン部は前記パターン領域Ｅ１と第２パターン部との間に配置されたパターン領域Ｆ１と、これに対向して前記第２パターン部の外側に配置されたパターン領域Ｆ２とよりなる。ここで、前記第３及び第４パターン部のパターン領域は、前記第１及び第２パターン部間及び外側中いずれか一側にだけ備えられる場合もある。
【００２７】
結果的に本発明に係るホログラム部材１０は、入射光を相異なる方向に回折し集束するパターン領域Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄとその間及び／または外側に配置されて入射光を回折する少なくとも２つのパターン領域（Ｅ１、Ｅ２）（Ｆ１、Ｆ２）を具備し、少なくとも６つのパターン領域よりなる。従って、パターン領域（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）（Ｄ）（Ｅ１、Ｅ２）（Ｆ１、Ｆ２）は入射光を少なくとも６分割して各々±１次回折光に回折する。
【００２８】
この時、前記第１乃至第４パターン領域Ａ、Ｄ、Ｂ、Ｃに形成されたホログラムパターンは、入射光を相異なる方向に回折するように相互所定角度をなし、その少なくとも一部パターン領域のパターンは相異なる回折角で入射光を回折するように相異なるピッチを有する。ここで、各パターン領域Ａ、Ｄ、Ｂ、Ｃに形成されたホログラムパターンのピッチ間隔及びその配置方向による入射光の回折角及び入射光を回折する方向は、後述する前記光検出器３０の受光領域の配置と関連されて誤差信号のオフセットを低減できるように最適化される。
【００２９】
具体的に、前記第１及び第２パターン領域Ａ、Ｄには入射光を回折して、図４に示した座標に対して概略１四分面に＋１次回折光、概略３四分面に−１次回折光が位置するようにパターンが形成されている。第３及び第４パターン領域Ｂ、Ｃには入射光を回折して概略４四分面に＋１次回折光、概略２四分面に−１次回折光が位置するようにパターンが形成されている。この時、前記各パターン領域Ａ、Ｄ、Ｂ、Ｃのパターンは、その各パターンにより回折された光がｘ軸に対してなす回折方向の組合が、記録モード時や温度変化により光ピックアップ装置の光源から出射される光の波長が変わる場合にもフォーカスオフセットが発生しないようにする配置方向を有することが望ましい。
【００３０】
即ち、温度が変われば光源の出射光波長が変わり、これにより光ピックアップ装置をなす少なくとも一部光学素子、例えば、集束手段の屈折率が変わり回折ビームの焦点位置が変わってフォーカス誤差信号にオフセットが発生する。また、温度変化に従って光源の出射光波長が変われば、ホログラム部材１０で回折された光の回折角度が変わってフォーカス誤差信号にオフセットが発生する。従って、図４に示したように、光検出器３０上に落ちるビームの位置が最適化されるようにパターン領域Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄのパターン方向を適当に設計してｘ軸に対するビームの隔離距離のα，β，γ値を最適化すれば、前記のようなフォーカス誤差信号オフセットをお互い相殺することができる。ここで、前記α，β，γは、ｘ軸と後述する２分割受光領域Ａ１、Ａ２、２分割受光領域Ｃ１、Ｃ２、２分割受光領域Ｂ１、Ｂ２に各々受光される光スポットとの最短距離である。
【００３１】
一方、前記第１及び第４パターン領域Ａ、Ｃは入射光を回折する同時に一回折光、例えば、＋１次回折光に対しては（−）パワー、−１次回折光に対しては（＋）パワーを有するレンズ役割をするように備えられる。前記第２及び第３パターン領域Ｄ、Ｂは入射光を回折すると同時に一回折光、例えば＋１次回折光に対しては（＋）パワー、−１次回折光に対しては（−）パワーを有するレンズ役割をするように備えられる。
【００３２】
この場合、前記第１及び第４パターン領域Ａ、Ｃで回折された−１次回折光と第２及び第３パターン領域Ｄ、Ｂで回折された＋１次回折光は、相対的に短い焦点距離を有し第１焦点ｆ１に集束される。前記第１及び第４パターン領域Ａ、Ｃで回折された＋１次回折光と第２及び第３パターン領域Ｂ、Ｄで回折された−１次回折光は相対的に長い焦点距離を有し、記録媒体側から見て第１焦点ｆ１より遠く位置した第２焦点ｆ２に集束される。
【００３３】
ここで、前記光検出器３０は後述するように、オンフォーカス状態の場合に前記第１及び第２焦点ｆ１、ｆ２がその前後に位置するように第１及び第２焦点ｆ１、ｆ２間、望ましくは、その間の中心に位置する。従って、オンフォーカス位置では図４に示したように、前記光検出器３０上に受光される第１乃至第４パターン領域Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄによる±１次回折光の光スポットの大きさはほぼ同一である。
【００３４】
この時、前記第１乃至第４パターン領域Ａ、Ｄ、Ｂ、Ｃは入射される光スポットを分割して各々その領域内に入射される光だけを回折するので、±１次回折光の光スポットは図４に示したようにお互い倒像になりその姿は同一である。
【００３５】
一方、前記第３及び第４パターン部のパターン領域（Ｅ１、Ｅ２）（Ｆ１、Ｆ２）は、前記第１及び第２パターン部とは違って入射光を相異なる方向に回折する役割だけする。従って、前記パターン領域（Ｅ１、Ｅ２）（Ｆ１、Ｆ２）により回折された＋１次回折光はオンフォーカス状態の時、望ましくは前記第１及び第２焦点ｆ１、ｆ２間の中心の焦点ｆに集束され、−１次回折光も同じである。
【００３６】
この時、前記のような本発明に係るホログラム部材１０において、前記第１及び第２パターン部間の間隔、望ましくはその間に位置した前記第３及び第４パターン部のパターン領域Ｅ１、Ｆ１の幅Ｗ２と前記第１及び第２パターン部各々の幅Ｗ１は、光ピックアップ装置の集束手段の移動に対してトラック誤差信号にオフセット発生が抑制されるように最適化される。ここで、前記第３及び第４パターン部のパターン領域Ｅ１、Ｆ１の幅はお互い同一である。従って、ホログラム部材１０は前記第３及び第４パターン部間を中心軸として概略対称構造を有する。
【００３７】
一方、前記ホログラム部材１０と光検出器３０との間に焦点調整レンズ２５、例えば、凹レンズをさらに具備することが望ましい。この焦点調整レンズ２５はホログラム部材１０と前記第１焦点ｆ１との間に配置されることが望ましく、焦点距離を変化、例えば伸ばす役割をする。従って、このような焦点調整レンズ２５を採用すれば、光検出器３０設置の自由度が増える。
【００３８】
本発明によれば、前記光検出器３０はオンフォーカス状態の時前記第３及び第４パターン部による回折光が集束される焦点ｆに位置する。この光検出器３０は図４に示したように、前記第１及び第２パターン部により各々回折され集束された光を受光する第１及び第２受光部と、前記第３及び第４パターン部により各々回折された光を受光する第３及び第４受光部とを含んでなる。
【００３９】
前記第１受光部は、前記第１及び第２パターン領域Ａ、Ｄにより回折された±１次回折光中、例えば、＋１次回折光を各々受光する一対の２分割受光領域（Ａ１、Ａ２）（Ｄ１、Ｄ２）を具備する。前記第２受光部は、前記第３及び第４パターン領域Ｂ、Ｃにより回折された±１次回折光中、例えば＋１次回折光を各々受光する一対の２分割受光領域（Ｂ１、Ｂ２）（Ｃ１、Ｃ２）を具備する。ここで、便宜上パターン領域の参照符号とそのパターン領域により回折された光が受光される受光領域の参照符号を一貫的に表示した。
【００４０】
本発明の望ましい実施形態において、前記２分割受光領域（Ａ１、Ａ２）（Ｄ１、Ｄ２）（Ｂ１、Ｂ２）（Ｃ１、Ｃ２）は、例えば、図４に示したような配置構造を有する。即ち、前記２分割受光領域（Ａ１、Ａ２）（Ｄ１、Ｄ２）と２分割受光領域（Ｂ１、Ｂ２）（Ｃ１、Ｃ２）は、前記パターン領域Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの設計と関連して概略第１及び第４四分面に配置される。この時、前記２分割受光領域Ｄ１、Ｄ２はｘ軸と隣接される。また、前記２分割受光領域（Ａ１、Ａ２）（Ｂ１、Ｂ２）（Ｃ１、Ｃ２）（Ｄ１、Ｄ２）の各々はその分割境界線が、例えばｘ軸と平行に分割される。そして、分割受光領域Ａ２、Ｃ２、Ｂ１、Ｄ１の各々が分割受光領域Ａ１、Ｃ１、Ｂ２、Ｄ２よりｘ軸に近く配置される。即ち、分割受光領域Ａ２、Ｃ２と分割受光領域Ｂ１、Ｄ１は各々分割受光領域Ａ１、Ｃ１と分割受光領域Ｂ２、Ｄ２の内側に配置される。
【００４１】
上記のように備えられた２分割受光領域（Ａ１、Ａ２）（Ｂ１、Ｂ２）（Ｃ１、Ｃ２）（Ｄ１、Ｄ２）の検出信号は、後述するように主にフォーカス誤差信号を検出するのに使われ、トラック誤差信号及び情報信号検出に使われる場合もある。
【００４２】
一方、前記第１及び第２受光部は各々前記パターン領域Ａ、Ｄとパターン領域Ｂ、Ｃにより各々回折された他の回折光、例えば、−１次回折光を受光する単一受光領域Ａ、Ｄと単一受光領域Ｂ、Ｃをさらに具備することが望ましい。この時、前記単一受光領域Ａ、Ｄは、図４の座標軸上の原点Ｏに対して前記の２分割受光領域（Ａ１、Ａ２）（Ｄ１、Ｄ２）と対称になるように３四分面に位置し、同じように前記単一受光領域Ｂ、Ｃは２分割受光領域（Ｂ１、Ｂ２）（Ｃ１、Ｃ２）に対称になるように２四分面に位置する。
【００４３】
この単一受光領域Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの検出信号は情報信号の検出に主に使われ、トラック誤差信号検出にも使われる場合がある。
【００４４】
一方、前記第３受光部は、前記第３パターン部のパターン領域Ｅ１、Ｅ２により回折された、例えば＋１次回折光を受光するように２四分面に位置した受光領域Ｅ１＋Ｅ２よりなり、前記第４受光部は前記第４パターン部のパターン領域Ｆ１、Ｆ２により回折された、例えば＋１次回折光を受光するように１四分面に位置した受光領域Ｆ１＋Ｆ２よりなる。ここで、前記第３及び第４受光部は第３及び第４パターン部により回折された−１次回折光を受光するように備えられる場合もある。
【００４５】
前記のような光検出器３０はオンフォーカス状態の時、概略前記第１及び第２焦点ｆ１、ｆ２間の中心、即ち、焦点ｆ上に位置するので、オンフォーカス位置で前記２分割受光領域（Ａ１、Ａ２）（Ｂ１、Ｂ２）（Ｃ１、Ｃ２）（Ｄ１、Ｄ２）及び単一受光領域Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄに受光される光スポットの形状及び大きさはほぼ同一である。また、第３及び第４受光部の受光領域（Ｅ１＋Ｅ２）（Ｆ１＋Ｆ２）には光スポットが焦点を結ぶ。
【００４６】
前記信号演算部５０は、前記のような光検出器３０の検出信号からトラック誤差信号及び／またはフォーカス誤差信号を検出し、再生時には情報信号を検出する。
【００４７】
本発明によれば、前記信号演算部５０は、記録／再生モード及び記録媒体の種類に従って選択的にプッシュプル信号または位相差信号を検出してトラック誤差信号を検出するように備えられることが望ましい。ここで、トラック誤差信号は記録／再生モード及び記録媒体の種類に従ってその検出方法を異にする。
【００４８】
例えば、ＤＶＤ−ＲＯＭディスク記録／再生時やＤＶＤ−Ｒ／ＲＷディスク再生時には前記信号演算部５０は、ホログラム部材１０の一対角線方向のパターン領域Ａ、Ｃにより回折された光が受光される単一受光領域Ａ、Ｃの検出信号の和信号と、他の対角線方向のパターン領域Ｂ、Ｄにより回折された光が受光される単一受光領域（Ｂ）（Ｄ）の検出信号の位相信号とを比較して位相差信号を作る。ここで、これに対応する２分割受光領域の検出信号の位相信号を比較して位相差信号を作る場合もある。この時、位相差信号は検出信号の位相を比較するのでオフセットがほとんど発生しない。
【００４９】
ＤＶＤ−ＲＡＭディスク記録／再生時やＤＶＤ−Ｒ／ＲＷディスク再生時には、前記信号演算部５０はプッシュプル信号を検出するように作動される。
【００５０】
この時、前記信号演算部５０は、シークやディスク状記録媒体の偏心により対物レンズのような集束手段が本来の位置でシフトした場合にもプッシュプル信号にオフセットが発生しないようにプッシュプル信号を検出できるが、その原理は次の通りである。
【００５１】
集束手段移動時にプッシュプル信号のオフセットは、主にビームの中心領域、即ち、パターン領域Ｅ１、Ｆ１に入射される部分と外郭領域、即ち、パターン領域Ｅ２、Ｆ２に入射される部分で主に発生する。従って、パターン領域Ｅ１、Ｆ１の幅Ｗ２及びパターン領域Ａ、Ｂの幅Ｗ１を適当な値を有するようにホログラム部材１０を形成すれば、後述する図６（ａ）に示したようにパターン領域Ａ、Ｄ、Ｂ、Ｃによるプッシュプル信号（ＰＰ１：ＰＰ１＝ａ＋ｄ−ｂ−ｃ）は、前記パターン領域（Ｅ１、Ｅ２）（Ｆ１、Ｆ２）によるプッシュプル信号（ＰＰ２：ＰＰ２＝ｅ１＋ｅ２−ｆ１−ｆ２）に比べて相対的に交流成分は大きいが、直流成分のオフセット発生量は小さい。反対に、図６Ｂに示したように前記ＰＰ２信号は前記ＰＰ１信号に比べて交流成分は小さいが、直流成分のオフセット発生量は大きくなる。従って、前記ＰＰ１信号とＰＰ２信号を分離検出して各々に適当な係数をかけ、この二つの信号を差動すれば集束手段の移動時にもオフセットが発生しないプッシュプル信号を作ることができる。
【００５２】
具体的な実施形態として、前記信号演算部５０のプッシュプル信号検出部分は、図５に示したように第１及び第２受光部の検出信号を差動する第１差動部５１ａ、第３及び第４受光部の検出信号を差動する第２差動部５１ｂ、前記第１及び第２差動部５１ａ、５１ｂの出力信号を各々所定ゲインで増幅する第１及び第２増幅部５３ａ、５３ｂ及び前記第１及び第２増幅部５３ａ、５３ｂ側から入力される信号を差動する第３差動部５５を含んでなる。
【００５３】
前記第１差動部５１ａの＋入力端には第１受光部の検出信号、望ましくは単一受光領域Ａ、Ｄの検出信号ａ、ｄの和信号ａ＋ｄが入力され、−入力端には第２受光部の検出信号、望ましくは単一受光領域Ｂ、Ｃの検出信号ｂ、ｃの和信号ｂ＋ｃが入力される。ここで、前記第１差動部５１ａに２分割受光領域（Ａ１、Ａ２）（Ｄ１、Ｄ２）の検出信号（ａ１、ａ２）（ｄ１、ｄ２）の和信号ａ１＋ａ２＋ｄ１＋ｄ２と２分割受光領域（Ｂ１、Ｂ２）（Ｃ１、Ｃ２）の検出信号（ｂ１、ｂ２）（ｃ１、ｃ２）の和信号（ｂ１＋ｂ２＋ｃ１＋ｃ２）を入力する場合もある。
【００５４】
前記のような第１差動部５１ａの出力信号（ＰＰ１＝Ｄ＋Ｅｓｉｎ（ｗｔ））は図６（ａ）のようなオフセットＤを有する。この第１差動部５１ａの出力信号は第１増幅部５３ａでゲインｋ1で増幅された後、第３差動部５５の＋入力端に入力される。
【００５５】
一方、前記第２差動部５１ｂの＋、−入力端には各々第３及び第４受光部の受光領域（Ｅ１＋Ｅ２）（Ｆ１＋Ｆ２）の検出信号（ｅ１＋ｅ２）（ｆ１＋ｆ２）が入力され、その出力信号（ＰＰ２＝Ｄ’＋Ｅ’ｓｉｎ（ｗｔ））は図６ＢのようなオフセットＤ’を有する。同じく、この第２差動部５１ｂの出力信号は第２増幅部５３ｂでゲインｋ2で増幅された後、第３差動部５５の−入力端に入力される。
【００５６】
従って、第３差動部５５の出力信号は数式４のように表現できる。
【数４】
従って、前記ゲインｋ １ 、ｋ ２ が数式４での直流成分、即ち、オフセットが数式５のように０の条件を満足すれば、第３差動部では数式６のようにオフセットが除去されたプッシュプル信号ＰＰが出力される。ここで、図６Ｃはオフセットが除去されたプッシュプル信号ＰＰを示すグラフである。
【数５】
一方、本発明に係る信号演算部５０は次のようにフォーカス誤差信号を検出する。
【００５９】
即ち、信号演算部５０は前記各２分割受光領域（Ａ１、Ａ２）（Ｂ１、Ｂ２）（Ｃ１、Ｃ２）（Ｄ１、Ｄ２）の検出信号を差動し、これらを合算してフォーカス誤差信号を検出する。第１及び第４パターン領域Ａ、Ｃにより回折された光の場合には、ｘ軸に対して遠いところに配置された分割受光領域Ａ１、Ｃ１の検出信号ａ１、ｃ１でｘ軸に近いところに配置された分割受光領域Ａ２、Ｃ２の検出信号ａ２、ｃ２を差動し、第２及び第３パターン領域Ｄ、Ｂにより回折された光の場合には、ｘ軸に近いところに配置された分割受光領域Ｂ１、Ｄ１の検出信号ｂ１、ｄ１でｘ軸から遠いところに配置された分割受光領域Ｂ２、Ｄ２の検出信号ｂ２、ｄ２を差動した後これを合算すればよい。従って、フォーカス誤差信号ＦＥＳは数式７と同じである。
【数７】
この時、オンフォーカス位置では検出信号値がａ１＝ａ２、ｂ１＝ｂ２、ｃ１＝ｃ２、ｄ１＝ｄ２になりフォーカス誤差信号は０になる（ＦＥＳ＝０）。このような結果は前記ホログラム部材１０と関連して各２分割受光領域の分割境界線の位置及びその間隔を適切にしたり、信号演算部５０で各分割受光領域の検出信号を適切に増幅することによって得られる。
【００６１】
記録媒体と集束手段との距離が集束手段の焦点距離より近い時はホログラム部材１０により回折された光の焦点が全体的に後ろに移動するので、２分割受光領域（Ａ１、Ａ２）（Ｃ１、Ｃ２）に受光される光スポットは大きくなり、２分割受光領域（Ｂ１、Ｂ２）（Ｄ１、Ｄ２）に受光される光スポットは小さくなって、フォーカス誤差信号は０より大きい値になる（ＦＥＳ＞０）。
【００６２】
また、記録媒体と集束手段との距離が集束手段の焦点距離より遠い時は、ホログラム部材１０により回折された光の焦点が全体的に前に移動して２分割受光領域（Ａ１、Ａ２）（Ｃ１、Ｃ２）に受光される光スポットは小さくなり、２分割受光領域（Ｂ１、Ｂ２）（Ｄ１、Ｄ２）に受光される光スポットは大きくなってフォーカス誤差信号は０より小さな値になる（ＦＥＳ＜０）。
【００６３】
このように本発明に係るホログラム部材１０が、その一部パターン領域Ａ、Ｄ、Ｂ、Ｃに入射される光を分割して各々独立的に回折すると同時にその回折光を相異なる焦点に集束するので、記録媒体と集束手段との距離に従って前記回折光の焦点が移動して光検出器３０に受光される光スポットの大きさが変わるのでフォーカス誤差信号を検出できる。
【００６４】
この時、本発明に係る信号検出ユニットは、２分割受光領域（Ａ１、Ａ２）（Ｄ１、Ｄ２）（Ｂ１、Ｂ２）（Ｃ１、Ｃ２）の受光面積がこれに受光される光スポットに比べて大きいため、光検出器３０の歪みによるフォーカス誤差信号の劣化が従来に比べて小さく、またこのように光検出器３０が歪んだ場合にも次のようにオフセットがほとんど発生しないフォーカス誤差信号を検出できる。
【００６５】
２分割受光領域（Ａ１、Ａ２）（Ｄ１、Ｄ２）（Ｂ１、Ｂ２）（Ｃ１、Ｃ２）がｙ−軸方向に分割されているので、ｘ−軸方向への光検出器３０の歪みによるオフセットが発生しない。
【００６６】
ｙ−軸方向、例えば、＋ｙ方向に光検出器３０が歪めばオンフォーカス状態で２分割受光領域（Ａ１、Ａ２）（Ｃ１、Ｃ２）での検出信号差はａ１−ａ２＝−Ｓ、ｃ１−ｃ２＝Ｓになり、他の２分割受光領域（Ｂ１、Ｂ２）（Ｄ１、Ｄ２）での検出信号差はｂ１−ｂ２＝−Ｔ、ｄ１−ｄ２＝Ｔになる。従って、フォーカス誤差信号は（ａ１−ａ２）＋（ｃ１−ｃ２）＋（ｂ１−ｂ２）＋（ｄ１−ｄ２）＝−Ｓ＋Ｓ−Ｔ＋Ｔ＝０になってオフセットが発生しない。反対方向への歪みに対しても逆に相殺されるため、オフセットが発生しない。
【００６７】
また、本発明に係る信号検出ユニットは記録時または温度変化に従う光源の出射光波長変化時にもオフセットがほとんど発生しないフォーカス誤差信号を検出できる。
【００６８】
例えば、波長が組立調整時より長くなれば、光学素子、例えば集束手段の屈折率が変わり、光源から光検出器３０までの全体光学系を考慮する時、オンフォーカス状態でホログラム部材１０により回折された光の焦点ｆ１、ｆ、ｆ２は図７に示したように、全体的に焦点調整レンズ２５側に移動して焦点がｆ１’、ｆ’、ｆ２’に変わる。
【００６９】
光検出器３０に受光される±１次回折光の回折角度変化を考慮しないと、オンフォーカス位置で焦点調整レンズ２５側への焦点シフトによって２分割受光領域（Ａ１、Ａ２）（Ｃ１、Ｃ２）に結ばれる光スポットが小さくなって、その検出信号はａ１＜ａ２、ｃ１＜ｃ２になり、他の２分割受光領域（Ｂ１、Ｂ２）（Ｄ１、Ｄ２）に結ばれる光スポットは大きくなってその検出信号はｂ１＜ｂ２、ｄ１＜ｄ２になり、フォーカス誤差信号ＦＥＳは（ａ１＋ｂ１＋ｃ１＋ｄ１）−（ａ２＋ｂ２＋ｃ２＋ｄ２）＜０になるオフセットが発生する。
【００７０】
しかし、光検出器３０に受光される光はホログラム部材１０により回折された光で、この回折光の回折角度θは波長λとｓｉｎθ＝λ／ｐ（ｐ：ホログラム部材１０の各パターン領域のピッチ）との関係があるので、波長λが長くなれば回折角度θは大きくなる。従って、２分割受光領域（Ａ１、Ａ２）（Ｂ１、Ｂ２）（Ｃ１、Ｃ２）（Ｄ１、Ｄ２）に受光された±１次回折光は図４の原点Ｏに対して遠ざかる方向にシフトされる。
【００７１】
この時、２分割受光領域（Ａ１、Ａ２）（Ｃ１、Ｃ２）に受光される＋１次回折光は、各々分割受光領域Ａ２、Ｃ２側から分割受光領域Ａ１、Ｃ１側に移動、即ち、焦点調整レンズ２５側への焦点シフトにより発生したオフセットを減らす方向に移動する。
【００７２】
同じように、２分割受光領域Ｂ１、Ｂ２に受光される＋１次回折光は、分割受光領域Ｂ１から分割受光領域Ｂ２側に移動、即ち、前記焦点シフトにより発生したオフセットを増やす方向に移動する。また、２分割受光領域Ｄ１、Ｄ２に受光される＋１次回折光は分割受光領域Ｄ１から分割受光領域Ｄ２側に移動、即ち、焦点シフトにより発生したオフセットを増やす方向に移動する。
【００７３】
従って、図４に示したように第１及び第４パターン領域Ａ、Ｄによる入射光の回折方向がｘ軸となす絶対角度が、第２及び第３回折パターンＤ、Ｃによる回折方向よりｘ軸となす絶対角度よりさらに大きく、その各々の絶対角度が適当な値を有するようにパターンが形成されれば、前記２分割受光領域（Ｂ１、Ｂ２）（Ｄ１、Ｄ２）でのオフセット増加量を２分割受光領域（Ａ１、Ａ２）（Ｃ１、Ｃ２）でのオフセット減少量より小さくすることができるので、回折角度変化時オフセットは減少する。
【００７４】
また、波長が組立調整時より短くなれば前記と反対になる。
【００７５】
結果的に光源から出射される光の波長変化により発生するフォーカス誤差信号オフセットは、本発明に係るホログラム部材１０及び光検出器３０の採用によりほとんど相殺される。
【００７６】
一方、光ピックアップ装置が記録媒体を再生する場合、信号演算部５０は第１乃至第４受光部の検出信号を合算して情報信号ＲＦＳを検出する。ここで、情報信号ＲＦＳは数式８に示したように、第１及び第２受光部の単一受光領域Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの検出信号ａ、ｂ、ｃ、ｄと第３及び第４受光部の受光領域（Ｅ１＋Ｅ２）（Ｆ１＋Ｆ２）の検出信号（ｅ１＋ｅ２）（ｆ１＋ｆ２）とを合算して検出される。
【数８】
ここで、情報信号ＲＦＳは受光領域（Ｅ１＋Ｅ２）（Ｆ１＋Ｆ２）の検出信号に２分割受光領域（Ａ１、Ａ２）（Ｂ１、Ｂ２）（Ｃ１、Ｃ２）（Ｄ１、Ｄ２）の検出信号を合算したり、全ての検出信号を合算して検出される場合もある。
【００７８】
以上の本発明に係る信号検出ユニットで、ホログラム部材１０の第１及び第２パターン部が各々２個のパターン領域よりなる場合に対して説明及び示したが、前記第１及び第２パターン部が各々一つのパターン領域よりなり、これに対応して光検出器の受光領域及び信号演算部が備えられることもでき、以上の説明により十分に類推できるのでその詳細な説明及び図示は省略する。
【００７９】
以下、本発明に係る信号検出ユニットを採用した光ピックアップ装置の一実施形態を図８を参照して説明する。
【００８０】
図面を参照すれば、光ピックアップ装置は光源１０１と、入射光の進行経路を変換する光経路変換手段１０３と、前記光経路変換手段１０３側から入射される光を記録媒体１００ａに集束する対物レンズのような集束手段１１０と、記録媒体１００ａの情報信号及び／または誤差信号を検出する信号検出ユニット１２０とを含んで構成される。また、光経路変換手段１０３と集束手段１１０との間に光源１０１から出射された発散光を平行光に変えるコリメーティングレンズ１０７をさらに具備する。
【００８１】
前記光源１０１は例えば、ＤＶＤファミリーのように相対的に薄い記録媒体１００ａを記録及び／または再生するのに適した波長領域λ１の光を出射し、前記光経路変換手段１０３を経由して集束手段１１０により記録媒体１００ａに集束される。
【００８２】
図８は、光経路変換手段１０３に入射される光をその偏光方向に沿って透過及び反射させる偏光ビームスプリッタを具備した例を示す。この場合、前記偏光ビームスプリッタと集束手段１１０との間には入射光の偏光を変える波長板１０９がさらに具備される。ここで、前記波長板１０９は前記光源１０１の出射波長に対して四分波長板（quarter wave plate）であることが望ましく、前記光源１０１が相異なる波長の記録用及び再生用光を選択的に出射する場合には再生用光波長に対して四分波長板であることが望ましい。
【００８３】
本実施形態において、前記偏光ビームスプリッタは光源１０１側から入射される一線偏光の光は透過させて記録媒体１００ａに向かわせ、これに直交する他の線偏光の光は反射させる。従って、偏光ビームスプリッタを透過した一線偏光の光は四分波長板により一円偏光に変わり、集束手段１１０により記録媒体１００ａ上に集束される。記録媒体１００ａで反射された光は集束手段１１０を経由した後四分波長板により他の線偏光に変わり、偏光ビームスプリッタで反射されて信号検出ユニット１２０に入射される。
【００８４】
一方、偏光ビームスプリッタと集束手段１１０との間にはコリメーティングレンズ１０７を配置して信号検出ユニット１２０に収斂光を入射する。この時、前記コリメーティングレンズ１０７は光検出レンズの機能を有する。ここで、前記コリメーティングレンズ１０７を光源１０１と偏光ビームスプリッタとの間に配置し、偏光ビームスプリッタと信号検出ユニット１２０との間に入射光を集束する光検出レンズ（図示せず）を別に具備する場合もある。
【００８５】
信号検出ユニット１２０はホログラム部材１０、焦点調整レンズ２５及び光検出器３０を含んでなり、図２乃至図７を参照して説明したことと実質上同一である。
【００８６】
前記のような本発明に係る光ピックアップ装置は、相対的に薄いディスク状記録媒体１００ａの記録及び／または再生時、図３に示したような少なくとも６つのパターン領域を有するホログラム部材１０により記録媒体１００ａで反射されて入射された光を回折及び／または集束し、その回折光を図４に示したように前記各パターン領域により回折された光を受光する複数の受光領域を具備する光検出器３０を通じて検出するので、誤差信号を正確に検出できる。即ち、光検出器３０の歪み、対物レンズのような集束手段１１０のシフト及び記録時や温度変化により光源１０１から出射される光波長が変わる場合にも、オフセットがほとんどない安定したフォーカス誤差信号及びトラック誤差信号を検出できる。
【００８７】
再び図８を参照すれば、本発明に係る光ピックアップ装置は、ＣＤファミリーのように相対的に厚いディスク状記録媒体１００ｂの記録及び／または再生に適した波長領域λ２の光を出射しその記録媒体１００ｂから反射された光を受光する光モジュール１３１と、前記光モジュール１３１から出射された光の進行経路を変換する光経路変換手段１４０とをさらに具備し、相異なる厚さの記録媒体を互換採用するように備えられることが望ましい。
【００８８】
前記光モジュール１３１は光源（図示せず）、この光源側から入射される光は大部分直進させ、ＣＤファミリーのように相対的に厚いディスク状記録媒体１００ｂに反射され入射される光を＋１次及び／または−１次で回折するホログラム（図示せず）と、前記光源の一側に配置されて前記ホログラムにより回折され入射される光を受光して情報信号及び／または誤差信号を検出する光検出器（図示せず）とを含む構成を有する。ここで、前記のような光モジュール１３１の構成は公知であるのでその図示は省略する。
【００８９】
前記のような光モジュール１３１の代りに、本発明は光源１０１と、この光源１０１と前記光経路変換手段１４０との間に配置されたビームスプリッタ（図示せず）と、本発明に係る信号検出ユニット１２０とを具備する場合もある。
【００９０】
前記光経路変換手段１４０では、相対的に薄い記録媒体１００ａの記録及び／または再生用光の損失を最小化できるように、前記光源１０１から出射された波長領域λ１の光は大部分通過させ、前記光モジュール１３１から出射された波長領域λ２の光は反射させる二色フィルタを具備することが望ましい。ここで、参照符号１３７は光モジュール１３１と二色フィルタとの間の光経路上に配置された集束レンズである。
【００９１】
一方、上記のように相異なる厚さを有する記録媒体を互換採用するように備えられる場合に、集束手段１１０に入射される光の開口を調節する手段をさらに具備することが望ましい。図８は、開口調節手段で記録及び／または再生する記録媒体の厚さに従って入射光ビームの透過大きさを調節する液晶シャッターのような開口フィルタ１１５を具備した例を示す。ここで、参照符号１０８は入射光を反射させてその進行方向を変えるミラーである。
【００９２】
前記のような本発明に係る光ピックアップ装置は、相対的に薄いディスク状記録媒体の記録及び／または再生時オフセットが発生しないフォーカス誤差信号及びトラック誤差信号を検出できるので、安定したサーボ具現が可能になる。
【００９３】
ここで、本発明に係る信号検出ユニットが光ピックアップ装置に採用されてフォーカス誤差信号及びトラック誤差信号を安定的に検出する実施形態を図８を参照して説明したが、本発明の技術的思想の範囲内で多様な構成の光ピックアップ装置に採用できることはもちろんである。
【００９４】
【発明の効果】
前記のような本発明に係る信号検出ユニットは、入射光を回折及び集束する４個のパターン領域及び入射光を回折する少なくとも２個のパターン領域で構成されたホログラム部材及びこれに対応するように備えられた光検出器を具備して、光検出器の歪み及び／または光源から出射される光波長の変化時にもオフセットが低減された安定したフォーカス誤差信号を検出できる。
【００９５】
また、本発明に係る信号検出ユニットは、対物レンズのような集束手段のシフトにもオフセットが除去されたプッシュプル信号を検出できる。
【００９７】
従って、これを採用した光ピックアップ装置は安定したサーボ具現が可能で、高密度記録及び／または再生が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 一般的な光ピックアップ装置の信号検出ユニットの構成を概略的に示す図である。
【図２】 本発明に係る信号検出ユニットの構成を概略的に示す図である。
【図３】 本発明に係るホログラム部材を概略的に示す平面図。
【図４】 本発明に係る光検出器を概略的に示す平面図。
【図５】 図２の信号演算部のプッシュプル信号検出部分の実施形態を示す図である。
【図６】 （ａ）乃至（ｃ）はともに、図５におけるＰＰ１、ＰＰ２及びＰＰ信号を各々示すグラフである。
【図７】 記録時または温度変換に従う光源の出射光波長変化時、本発明に係る信号検出ユニットで回折光の焦点位置変化を示す図である。
【図８】 本発明に係る信号検出ユニットを採用した光ピックアップ装置の一実施形態を示す図である。
【符号の説明】
１０ ホログラム部材
２１ 光検出レンズ
２５ 焦点調整レンズ
３０ 光検出器
５０ 信号演算部
５１ａ 第１差動部
５１ｂ 第２差動部
５３ａ 第１増幅部
５３ｂ 第２増幅部
５５ 第３差動部
１００ａ，１００ｂ 記録媒体
１０１ 光源
１０３ 光経路変換手段
１０７ コリメーティングレンズ
１０８ ミラー
１０９ 波長板
１１０ 集束手段
１１５ 開口フィルタ
１２０ 信号検出ユニット
１３１ 光モジュール
１３７ 集束レンズ
１４０ 光経路変換手段
Claims (6)
- 光を生成出射する第１光源と、
入射光の進行経路を変換する第１光経路変換手段と、
前記第１光経路変換手段側から入射される光を記録媒体に集束させる集束手段と、
前記記録媒体で反射されて入射される光を回折するホログラム部材と、前記ホログラム部材で回折された光を受光して光電変換する光検出器及び、前記光検出器の検出信号からフォーカス誤差信号及び／またはトラック誤差信号を生成する信号演算部とを具備して、前記記録媒体で反射され集束手段及び第１光経路変換手段を経由した光を受光して情報信号及び／または誤差信号を検出する第１信号検出ユニットとを含み、
前記ホログラム部材は、
お互い所定間隔離隔して配置され、入射された光を回折し集束する第１及び第２パターン部と、前記第１パターン部の周辺に配置された第３パターン部と、前記第２パターン部の周辺に配置された第４パターン部とを具備し、前記第３及び第４パターン部は入射された光を相異なる方向に回折させ、前記第１及び第２パターン部は±１次回折光が相異なる第１または第２焦点（ｆ１、ｆ２）に結ばれるように備えられ、
前記光検出器は、
オンフォーカス状態で前記第１及び第２焦点（ｆ１、ｆ２）間に位置し、前記第１及び第２パターン部により各々回折され集束された光を受光する第１及び第２受光部と、前記第３及び第４パターン部により各々回折された光を受光する第３及び第４受光部とを具備し、
前記第１パターン部は第１及び第２パターン領域（Ａ、Ｄ）よりなり、
前記第２パターン部は、前記第１及び第２パターン領域（Ａ、Ｄ）に各々向かい合う第３及び第４パターン領域（Ｂ、Ｃ）よりなり、
前記第１及び第４パターン領域（Ａ、Ｃ）で回折された±１次回折光中で一回折光は前記第１焦点、他の回折光は前記第２焦点に各々結ばれ、前記第２及び第４パターン領域（Ｄ、Ｂ）で回折された±１次回折光中で一回折光は前記第２焦点、他の回折光は前記第１焦点に各々結ばれ、
前記第１受光部は、
前記第１パターン領域（Ａ）により回折された±１次回折光中一つの回折光を受光する２分割受光領域をなす第１及び第２分割受光領域（Ａ１、Ａ２）と、前記第２パターン領域（Ｄ）により回折された±１次回折光中一つの回折光を受光する２分割受光領域をなす第３及び第４分割受光領域（Ｄ１、Ｄ２）とを含み、
前記第２受光部は、
前記第３パターン領域（Ｂ）により回折された±１次回折光中一つの回折光を受光する２分割受光領域をなす第５及び第６分割受光領域（Ｂ１、Ｂ２）と、前記第４パターン領域（Ｃ）により回折された±１次回折光中一つの回折光を受光する２分割受光領域をなす第７及び第８分割受光領域（Ｃ１、Ｃ２）とを含み、
前記信号演算部は、
前記第１、第３、第５及び第７分割受光領域（Ａ１、Ｂ１、Ｃ１、Ｄ１）の検出信号の和信号と、その他の第２、第４、第６及び第８分割受光領域（Ａ２、Ｂ２、Ｃ２、Ｄ２）の検出信号の和信号の差動信号でフォーカス誤差信号を検出することを特徴とする光ピックアップ装置。 - 光を生成出射する第１光源と、
入射光の進行経路を変換する第１光経路変換手段と、
前記第１光経路変換手段側から入射される光を記録媒体に集束させる集束手段と、
前記記録媒体で反射されて入射される光を回折するホログラム部材と、前記ホログラム部材で回折された光を受光して光電変換する光検出器及び、前記光検出器の検出信号からフォーカス誤差信号及び／またはトラック誤差信号を生成する信号演算部とを具備して、前記記録媒体で反射され集束手段及び第１光経路変換手段を経由した光を受光して情報信号及び／または誤差信号を検出する第１信号検出ユニットとを含み、
前記ホログラム部材は、
お互い所定間隔離隔して配置され、入射された光を回折し集束する第１及び第２パターン部と、前記第１パターン部の周辺に配置された第３パターン部と、前記第２パターン部の周辺に配置された第４パターン部とを具備し、前記第３及び第４パターン部は入射された光を相異なる方向に回折させ、前記第１及び第２パターン部は±１次回折光が相異なる第１または第２焦点（ｆ１、ｆ２）に結ばれるように備えられ、
前記光検出器は、
オンフォーカス状態で前記第１及び第２焦点（ｆ１、ｆ２）間に位置し、前記第１及び第２パターン部により各々回折され集束された光を受光する第１及び第２受光部と、前記第３及び第４パターン部により各々回折された光を受光する第３及び第４受光部とを具備し、
前記第１パターン部は第１及び第２パターン領域（Ａ、Ｄ）よりなり、
前記第２パターン部は、前記第１及び第２パターン領域（Ａ、Ｄ）に各々向かい合う第３及び第４パターン領域（Ｂ、Ｃ）よりなり、
前記第１及び第４パターン領域（Ａ、Ｃ）で回折された±１次回折光中で一回折光は前記第１焦点、他の回折光は前記第２焦点に各々結ばれ、前記第２及び第４パターン領域（Ｄ、Ｂ）で回折された±１次回折光中で一回折光は前記第２焦点、他の回折光は前記第１焦点に各々結ばれ、
前記第１受光部は、
前記第１パターン領域（Ａ）により回折された±１次回折光中一つの回折光を受光する２分割受光領域をなす第１及び第２分割受光領域（Ａ１、Ａ２）と、前記第２パターン領域（Ｄ）により回折された±１次回折光中一つの回折光を受光する２分割受光領域をなす第３及び第４分割受光領域（Ｄ１、Ｄ２）とを含み、
前記第２受光部は、
前記第３パターン領域（Ｂ）により回折された±１次回折光中一つの回折光を受光する２分割受光領域をなす第５及び第６分割受光領域（Ｂ１、Ｂ２）と、前記第４パターン領域（Ｃ）により回折された±１次回折光中一つの回折光を受光する２分割受光領域をなす第７及び第８分割受光領域（Ｃ１、Ｃ２）とを含み、
前記２分割受光領域は概略お互い並んだ方向に分割され、
第２及び第８分割受光領域（Ａ２、Ｃ２）と第５及び第３分割受光領域（Ｂ１、Ｄ１）は各々第１及び第７分割受光領域（Ａ１、Ｃ１）と第６及び第４分割受光領域（Ｂ２、Ｄ２）の内側に配置され、
前記信号演算部は、
前記第１、第３、第５及び第７分割受光領域（Ａ１、Ｂ１、Ｃ１、Ｄ１）の検出信号の和信号と、第２、第４、第６及び第８分割受光領域（Ａ２、Ｂ２、Ｃ２、Ｄ２）の検出信号の和信号の差動信号でフォーカス誤差信号を検出することを特徴とする光ピックアップ装置。 - 前記第１受光部は、前記第１及び第２パターン領域により回折された他の回折光を受光する第１及び第２単一受光領域（Ａ、Ｄ）をさらに具備し、
前記第２受光部は、前記第３及び第４パターン領域により回折された他の回折光を受光する第３及び第４単一受光領域（Ｂ、Ｃ）をさらに具備することを特徴とする請求項１または２の何れか１項に記載の光ピックアップ装置。 - 光を生成出射する第１光源と、
入射光の進行経路を変換する第１光経路変換手段と、
前記第１光経路変換手段側から入射される光を記録媒体に集束させる集束手段と、
前記記録媒体で反射されて入射される光を回折するホログラム部材と、前記ホログラム部材で回折された光を受光して光電変換する光検出器及び、前記光検出器の検出信号からフォーカス誤差信号及び／またはトラック誤差信号を生成する信号演算部とを具備して、前記記録媒体で反射され集束手段及び第１光経路変換手段を経由した光を受光して情報信号及び／または誤差信号を検出する第１信号検出ユニットとを含み、
前記ホログラム部材は、
お互い所定間隔離隔して配置され、入射された光を回折し集束する第１及び第２パターン部と、前記第１パターン部の周辺に配置された第３パターン部と、前記第２パターン部の周辺に配置された第４パターン部とを具備し、前記第３及び第４パターン部は入射された光を相異なる方向に回折させ、前記第１及び第２パターン部は±１次回折光が相異なる第１または第２焦点（ｆ１、ｆ２）に結ばれるように備えられ、
前記光検出器は、
オンフォーカス状態で前記第１及び第２焦点（ｆ１、ｆ２）間に位置し、前記第１及び第２パターン部により各々回折され集束された光を受光する第１及び第２受光部と、前記第３及び第４パターン部により各々回折された光を受光する第３及び第４受光部とを具備し、
前記第１受光部は、前記第１パターン部により回折された±１次回折光中で一回折光を受光する２分割受光領域をなす第１及び第２分割受光領域（Ａ１、Ａ２）を含み、
前記第２受光部は、前記第２パターン部により回折された±１次回折光中で一回折光を受光する２分割受光領域をなす第３及び第４分割受光領域（Ｂ１、Ｂ２）を含み、
前記信号演算部は、
前記第１及び第３分割受光領域（Ａ１、Ｂ１）の検出信号の和信号と第２及び第４分割受光領域（Ａ２、Ｂ２）の検出信号の和信号の差動信号でフォーカス誤差信号を検出することを特徴とする光ピックアップ装置。 - 光を生成出射する第１光源と、
入射光の進行経路を変換する第１光経路変換手段と、
前記第１光経路変換手段側から入射される光を記録媒体に集束させる集束手段と、
前記記録媒体で反射されて入射される光を回折するホログラム部材と、前記ホログラム部材で回折された光を受光して光電変換する光検出器及び、前記光検出器の検出信号からフォーカス誤差信号及び／またはトラック誤差信号を生成する信号演算部とを具備して、前記記録媒体で反射され集束手段及び第１光経路変換手段を経由した光を受光して情報信号及び／または誤差信号を検出する第１信号検出ユニットとを含み、
前記ホログラム部材は、
お互い所定間隔離隔して配置され、入射された光を回折し集束する第１及び第２パターン部と、前記第１パターン部の周辺に配置された第３パターン部と、前記第２パターン部の周辺に配置された第４パターン部とを具備し、前記第３及び第４パターン部は入射された光を相異なる方向に回折させ、前記第１及び第２パターン部は±１次回折光が相異なる第１または第２焦点（ｆ１、ｆ２）に結ばれるように備えられ、
前記光検出器は、
オンフォーカス状態で前記第１及び第２焦点（ｆ１、ｆ２）間に位置し、前記第１及び第２パターン部により各々回折され集束された光を受光する第１及び第２受光部と、前記第３及び第４パターン部により各々回折された光を受光する第３及び第４受光部とを具備し、
前記第１受光部は、前記第１パターン部により回折された±１次回折光中で一回折光を受光する２分割受光領域をなす第１及び第２分割受光領域（Ａ１、Ａ２）を含み、
前記第２受光部は、前記第２パターン部により回折された±１次回折光中で一回折光を受光する２分割受光領域をなす第３及び第４分割受光領域（Ｂ１、Ｂ２）を含み、
前記２分割受光領域はお互い並んだ方向に分割され、
第２及び第３分割受光領域（Ａ２、Ｂ１）は第１及び第４分割受光領域（Ａ１、Ｂ２）間に配置され、
前記信号演算部は、
前記第１及び第３分割受光領域（Ａ１、Ｂ１）の検出信号の和信号と第２及び第４分割受光領域（Ａ２、Ｂ２）の和信号の差動信号でフォーカス誤差信号を検出することを特徴とする光ピックアップ装置。 - 前記第１及び第２受光部は、各々前記第１及び第２パターン部により回折された他の回折光を受光する単一受光領域（Ａ、Ｂ）をさらに具備することを特徴とする請求項４または５の何れか１項に記載の光ピックアップ装置。
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