JP4068050B2 - 集積化ピックアップおよび光ピックアップ - Google Patents

Description

本発明は、使用波長の異なる光ディスクを互換可能な光ディスク装置に用いられる集積化ピックアップおよび光ピックアップに関するものである。

近年、簡単な構成でＣＤ（コンパクトディスク）とＤＶＤ（デジタルビデオディスク）を互換することのできるピックアップが求められている。

簡単な構成で、使用波長の異なる光ディスクを互換することのできる光ピックアップは、例えば特許文献１に開示されているようなものや特許文献２に開示されているようなものがある。

特許文献１に開示されている光ピックアップを図６（ａ）に示した。図６（ａ）において、符号６は「光ディスク」の１種であるＣＤを、符号７は同じく「光ディスク」の１種であるＤＶＤを示している。これら２種の光ディスクに対する使用波長は、ＣＤ６が７８５ｎｍ、ＤＶＤ７が６５０ｎｍである。半導体レーザ１０１は波長７８５ｎｍの光を、半導体レーザ１０２は波長６５０ｎｍの光を照射する。

ＣＤ６に対して情報の記録再生を行うときは、半導体レーザ１０１を発光させる。半導体レーザ１０１から放射された光は、波長７８５ｎｍの光を反射し、波長６５０ｎｍの光を透過させるダイクロイックミラー膜を装荷したダイクロビームスプリッタ１１７により反射され、コリメータレンズ１０４にて平行光束とされた後、ビームスプリッタ１１８を透過し、対物レンズ１０５にてＣＤ６の記録面上に集光される。記録面からの反射光は、対物レンズ１０５を透過し、ビームスプリッタ１１８により反射され、ホログラム素子１１６により回折されて、光検出器１１９に入射する。

一方、ＤＶＤ７に対して情報の記録・再生を行うときには、半導体レーザ１０２を発光させる。半導体レーザ１０２から放射された波長６５０ｎｍの光は、ダイクロビームスプリッタ１１７を透過し、コリメータレンズ１０４にて平行光束となる。この平行光束はビームスプリッタ１１８を透過し、対物レンズ１０５によって、ＤＶＤ７の記録面上に集光される。記録面からの反射光は、対物レンズ１０５を透過し、ビームスプリッタ１１８により反射され、ホログラム素子１１６により回折されて、光検出器１１９に落ちる。

光検出器１１９は、図６（ｂ）に示すように、単一のものであって、同一ウエハ上に、２つの受光部領域、受光部領域（Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ）と受光部領域（Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈ）とが別個に形成されている。これら受光部領域からの各出力信号をそれぞれＳＡ〜ＳＨとする。また、ホログラム素子１１６は、図６（ｃ）に示すように、２種のホログラムＨ１、Ｈ２で構成されており、ホログラムＨ１は、波長７８５ｎｍの光を回折しつつ非点収差を与え、ホログラムＨ２は、波長６５０ｎｍの光を回折しつつ非点収差を与えるように最適化されている。波長７８５ｎｍの戻り光は、ホログラムＨ１により、図６（ａ）に実線で示す如く回折され、非点光束化されて受光部領域（Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ）に入射する。

この受光部領域（Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ）から出力される信号をそれぞれＳＡ、ＳＢ、ＳＣ、ＳＤとすると、フォーカス誤差信号（以下、ＦＥＳと略記する。）は非点収差法による「(ＳＡ＋ＳＣ)−(ＳＢ＋ＳＤ)」の演算から、トラック誤差信号（以下、ＲＥＳと略記する。）はプッシュプル法による「(ＳＡ＋ＳＢ)−(ＳＣ＋ＳＤ)」の演算から、再生信号（以下、ＲＦと略記する。）は「(ＳＡ＋ＳＢ＋ＳＣ＋ＳＤ)」の演算から得られる。同様に、波長６５０ｎｍの戻り光は、ホログラムＨ２のホログラム作用により図６（ａ）に破線で示す如く回折され、非点光束化されて、受光部領域（Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈ）に入射する。この受光部領域（Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈ）から出力される信号をそれぞれＳＥ、ＳＦ、ＳＧ、ＳＦとすると、ＦＥＳは「(ＳＥ＋ＳＧ)−(ＳＦ＋ＳＨ)」、ＲＥＳは「(ＳＥ＋ＳＦ)−(ＳＧ＋ＳＨ)」、ＲＦは「(ＳＥ＋ＳＦ＋ＳＧ＋ＳＨ)」の演算で得られる。単一ピッチのホログラム素子を使用した場合、使用する波長によって回折角度が変わる、いわゆる色収差のため、光ディスクからの戻り光を単一の光検出器に導けなくなるが、このように構成することで、使用波長が変わっても単一の光検出器に導くことができる。

次に、特許文献２に開示されている光ピックアップを図７に示した。ＤＶＤ等の光ディスク７を再生する場合、光源２２０からの６５０ｎｍの波長の光ビームは、ホログラム素子２１の回折格子２０９によりメインビーム及び二つのサイドビームに分割された後、対物レンズ１０５により、光ディスク７の信号記録面に集束される。光ディスク７からの戻り光は、再び対物レンズ１０５を介して、ホログラム２１に入射する。ホログラム２１は、図７に示すように、半円形のホログラム部２１ａと、１／４円形の二つのホログラム部２１ｂ，２１ｃとの合計３つの領域を備えている。

また、光検出器２２は、図８（ａ）に示すように、上記回折格子２０９により分割されたメインビームが入射すべき受光部２２１、２２２、２２３、２２４が形成されている。またこれらの受光部２２２、２２３、２２４の両サイドには、上記回折格子２０９により分割されたサイドビームが入射すべき受光部２２５、２２６が形成されている。受光部２２１〜２２４は、横方向に一列に並んでいると共に、それぞれが中心線によって、これと直交する方向に二つに分割されて、それぞれ２２１Ａ・２２１Ｂ・２２２Ｃ・２２２Ｄ・２２３Ｅ・２２３Ｆ及び２２４部Ｇ・２２４Ｈを構成している。

ここで、上記戻り光は、ホログラム２１の各ホログラム部２１ａ、２１ｂ、２１ｃによりそれぞれ回折されて、図８（ａ）に示すように、メインビームの戻り光が、光検出器２２の受光部２２１、２２２、２２３に入射すると共に、サイドビームの戻り光の一部、即ちホログラム部２１ｂ、２１ｃによる回折光が、光検出器の受光部２２５、２２６に入射する。受光部２２１Ａ、２２１Ｂ、２２２Ｃ、２２２Ｄ、２２３Ｅ、２２３Ｆから出力される信号をそれぞれＳａ、Ｓｂ、Ｓｃ、Ｓｄ、Ｓｅ、Ｓｆとすると、光ディスク７に関するＲＦは「（Ｓａ＋Ｓｂ）＋（Ｓｃ＋Ｓｄ）＋（Ｓｅ＋Ｓｆ）」の演算から、ＦＥＳはナイフエッジ法により「（Ｓａ−Ｓｂ）」の演算から、ＲＥＳはＤＰＤ（Differential Phase Detection）法により「（Ｓｃ＋Ｓｄ）−（Ｓｅ＋Ｓｆ）」の演算から得られる。

また、ＣＤ等の光ディスク６を再生する場合、光源２２０からの７８０ｎｍの波長の光ビームは、ホログラム素子２１の回折格子２０９によりメインビーム及び二つのサイドビームに分割された後、対物レンズ１０５により、光ディスク７の信号記録面に集束される。光ディスク７からの戻り光は、再び対物レンズ１０５を介して、ホログラム２１に入射する。ここで、上記戻り光は、ホログラム２１の各ホログラム部２１ａ、２１ｂ、２１ｃによりそれぞれ回折されて、図８（ｂ）に示すように、メインビームの戻り光が、光検出器の受光部２２２、２２３、２２４に入射すると共に、サイドビームの戻り光が、光検出器の受光部２２５、２２６に入射する。これにより、受光部２２２Ｃ、２２２Ｄ、２２３Ｅ、２２３Ｆ、２２４Ｇ、２２４Ｈ、２２５、２２６から出力される信号をそれぞれ、Ｓｃ・Ｓｄ・Ｓｅ・Ｓｆ・Ｓｇ・Ｓｈ・Ｓｉ・Ｓｊとすると、光ディスク７に関するＲＦは「（Ｓｃ＋Ｓｄ）＋（Ｓｅ＋Ｓｄ）＋（Ｓｇ＋Ｓｈ）」、ＦＥＳは「（Ｓｃ−Ｓｄ）」、ＲＥＳは「（Ｓｉ−Ｓｊ）」の演算で得られる。

この場合、単一ピッチのホログラムを使用しているため、使用波長が変わると回折角度
も変わり、光検出器上での光の落ちる位置が違ってくるが、使用する波長それぞれに応じ
て光の落ちる位置に受光部を設けることで対応している。
特開２０００−７６６８８号公報（公開日：平成１２年３月１４日） 特開２０００−２１５４９１号公報（公開日：平成１２年８月４日）

しかし、特許文献１に開示されている光ピックアップでは、使用するそれぞれの波長に応じて最適化されたホログラム素子を使用するため、最適化されていない領域の光は光検出器に入らず、光の利用効率が低下し、広帯域を必要とするＲＦ信号のＳ／Ｎ比が悪くなり、エラーレートが高くなる。

また、特許文献２に開示されている光ピックアップでは、単一のホログラム素子を使用するため戻り光は、波長の違いにより回折角度が変わり、違う受光部に落ちるように構成されているため、上記特許文献１の光ピックアップにおける、光の利用効率の低下という問題は解消される。しかしながら、この構成では、例えばＤＶＤの光学系でフォーカス誤差信号（ＦＥＳ）が出力されるようにホログラム素子の調整を行った場合、ＣＤの光学系では調整が出来ないという問題が生じる。具体的には、ＤＶＤとＣＤの戻り光のホログラム素子上での大きさが違うこと、ＤＶＤとＣＤの光軸調整ずれ、及び光検出器を作製する上で生じる公差により、ＤＶＤ又はＣＤのいずれか一方に適合するようにホログラム素子の調整を行った場合には、ＦＥＳにオフセットが発生する。そして、最悪の場合、フォーカス誤差信号が出力されないといった問題が起こり得る。また、近年提案されている１パッケージで２つの波長のレーザを照射することのできるいわゆる「２波長１レーザユニット」の場合、２つのレーザの発光点位置が光軸と垂直面内方向にずれているが、このレーザユニットを使用した場合、ホログラム素子上で、ＤＶＤとＣＤの戻り光位置がずれることになり、ＰＰ法でＲＥＳを生成する場合、ＤＶＤでＲＥＳのオフセット調整を行うと、ＣＤでは必然的にオフセットが発生してしまう。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、使用波長の異なる複数の光ディスクに対して別個に記録再生を行うことが可能な互換型の集積化ピックアップおよび光ピックアップにおいて、上記光の利用効率低下およびオフセットの発生という問題を解決することが可能な集積化ピックアップおよび光ピックアップを提供することにある。

本発明に係る集積化ピックアップは、上記の課題を解決するために、使用波長の異なる光ディスクを互換可能な集積化ピックアップであって、波長の異なる２つの第１光および第２光を照射する光源と、波長の異なる第１光および第２光それぞれに対応したディスク構造をもつ第１のディスクおよび第２のディスクからの反射光を受光する１つの光検出手段と、上記第１および第２のディスクと光検出手段との間に配置され、上記第１および第２のディスクからの反射光を光検出手段に導く１つのホログラム素子とを備え、上記光検出手段は、フォーカス誤差信号およびトラック誤差信号を生成するための第１サーボディテクタおよび第２サーボディテクタと、再生信号を生成するための第１再生信号ディテクタおよび第２再生信号ディテクタとを備えており、上記ホログラム素子は、その第１および第２のディスクからの反射光が入射する面が上記第１および第２のディスクの半径方向に相当する分割線によって第１領域および第２領域に２分割され、さらに上記第１および第２のディスクの接線方向に相当する分割線により上記第１領域が第１象限および第２象限に、上記第２領域が第３象限および第４象限に分割され、かつ、上記第１領域が第１光の波長に対応する回折ピッチに設定され、第２領域が第２光の波長に対応する回折ピッチに設定されており、上記ホログラム素子は、第１領域の第２象限で回折される第１光および第２領域の第４象限で回折される第２光が、上記光検出手段の第１サーボディテクタの略同一位置に入射し、第１領域の第１象限で回折される第１光および第２領域の第３象限で回折される第２光が、上記光検出手段の第２サーボディテクタの略同一位置に入射し、第１光の反射光のうち上記ホログラム素子の第３象限および第４象限で回折される光が第１再生信号ディテクタに入射し、第２光の反射光のうち上記ホログラム素子の第１象限および第２象限で回折される光が第２再生信号ディテクタに入射するように構成されていることを特徴とする。

なお、ここで、上記「集積化ピックアップ」とは、光ピックアップの構成のうち、光源と光検出手段とホログラム素子からなる構成部分を意味している。

本発明に係る集積化ピックアップは、上記の構成に加えて、上記ホログラム素子の第２象限で回折される第１光の焦点位置および第４象限で回折される第２光の焦点位置のうち、一方が上記第１サーボディテクタの受光面よりも光軸方向で上記第１および第２のディスクに近く、他方が当該受光面よりも光軸方向で上記第１および第２のディスクから遠くなるように設定されており、かつ、上記第１象限で回折される第１光の焦点位置および第３象限で回折される第２光の焦点位置のうち、一方が上記第２サーボディテクタの受光面よりも光軸方向で上記第１および第２のディスクに近く、他方が当該受光面よりも光軸方向で上記第１および第２のディスクから遠くなるように設定されているものであってもよい。

本発明に係る集積化ピックアップは、上記の構成に加えて、上記光源は第１光および第２光を異なる発光点から照射するものであり、上記ホログラム素子の第１領域を上記第１および第２のディスクの接線方向に分割する分割線と、上記ホログラム素子の第２領域を上記第１および第２のディスクの接線方向に分割する分割線とが、上記第１および第２のディスクの半径方向にずれているものであってもよい。

本発明に係る集積化ピックアップは、上記の構成に加えて、上記ホログラム素子の第１領域を上記第１および第２のディスクの接線方向に分割する分割線と、上記ホログラム素子の第２領域を上記第１および第２のディスクの接線方向に分割する分割線とのずれは、第１象限および第２象限のビーム面積が等しくなるように、また第３象限および第４象限のビーム面積が等しくなるように設定されているものであってもよい。

また、本発明に係る集積化ピックアップは、使用波長の異なる光ディスクを互換可能な集積化ピックアップであって、波長の異なる２つの第１光および第２光を異なる発光点から照射する光源と、波長の異なる第１光および第２光それぞれに対応したディスク構造をもつ第１のディスクおよび第２のディスクからの反射光を受光する１つの光検出手段と、上記第１および第２のディスクと光検出手段との間に配置され、上記第１および第２のディスクからの反射光を光検出手段に導く１つのホログラム素子とを備え、上記光検出手段は、フォーカス誤差信号およびトラック誤差信号を生成するための第１サーボディテクタおよび第２サーボディテクタとを備えており、上記ホログラム素子は、その第１および第２のディスクからの反射光が入射する面が上記第１および第２のディスクの半径方向に相当する分割線によって第１領域および第２領域に２分割され、さらに上記第１および第２のディスクの接線方向に相当する分割線により上記第１領域が第１象限および第２象限に、上記第２領域が第３象限および第４象限に分割され、かつ、上記第１領域が第１光の波長に対応する回折ピッチに設定され、第２領域が第２光の波長に対応する回折ピッチに設定され、これにより第１領域の第２象限で回折される第１光および第２領域の第４象限で回折される第２光が、上記光検出手段の第１サーボディテクタに入射し、第１領域の第１象限で回折される第１光および第２領域の第３象限で回折される第２光が、上記光検出手段の第２サーボディテクタに入射するように構成されており、かつ、上記ホログラム素子の第１領域を上記第１および第２のディスクの接線方向に分割する分割線と、上記ホログラム素子の第２領域を上記第１および第２のディスクの接線方向に分割する分割線とが、上記第１および第２のディスクの半径方向にずれていることを特徴とするものである。

本発明に係る集積化ピックアップは、上記の構成に加えて、上記ホログラム素子の第１領域を上記第１および第２のディスクの接線方向に分割する分割線と、上記ホログラム素子の第２領域を上記第１および第２のディスクの接線方向に分割する分割線とのずれは、第１象限および第２象限のビーム面積が等しくなるように、また第３象限および第４象限のビーム面積が等しくなるように設定されているものであってもよい。

また、本発明に係る集積化ピックアップは、上記の構成に加えて、上記ホログラム素子が光源から上記第１および第２のディスクに至る光路中の発散光領域に配置されているものであってもよい。

本発明に係る光ピックアップは、少なくとも上記第１および第２光をそれぞれ対応する第１および第２のディスクの信号記録面に集光する１つ以上の対物レンズと、上記構成の集積化ピックアップとを備えることを特徴とするものである。

本発明に係る集積化ピックアップは、波長の異なる２つの第１光および第２光を照射する光源と、フォーカス誤差信号およびトラック誤差信号を生成するための第１サーボディテクタおよび第２サーボディテクタと再生信号を生成するための第１再生信号ディテクタおよび第２再生信号ディテクタとを備えている光検出手段と、ディスクからの反射光を光検出手段に導く１つのホログラム素子とを備えており、上記ホログラム素子は、その第１および第２のディスクからの反射光が入射する面が上記第１および第２のディスクの半径方向に相当する分割線によって第１領域および第２領域に２分割され、さらに上記第１および第２のディスクの接線方向に相当する分割線により上記第１領域が第１象限および第２象限に、上記第２領域が第３象限および第４象限に分割され、かつ、上記第１領域が第１光の波長に対応する回折ピッチに設定され、第２領域が第２光の波長に対応する回折ピッチに設定されており、第１領域の第２象限で回折される第１光および第２領域の第４象限で回折される第２光が、上記光検出手段の第１サーボディテクタの略同一位置に入射し、第１領域の第１象限で回折される第１光および第２領域の第３象限で回折される第２光が、上記光検出手段の第２サーボディテクタの略同一位置に入射するように構成されているため、どちらか一方の波長の光を使用して正確なフォーカス誤差信号（ＦＥＳ）が出力されるようにホログラム素子を調整するだけで、他方の波長の光を使用した場合に、無調整でオフセットがほとんど無いフォーカス誤差信号（ＦＥＳ）が得られるという効果を奏する。

また、上記ホログラム素子の第１領域の第２象限で回折される第１光および第２領域の第４象限で回折される第２光が、上記光検出手段の第１サーボディテクタの略同一位置に入射し、上記ホログラム素子の第１領域の第１象限で回折される第１光および第２領域の第３象限で回折される第２光が、上記光検出手段の第２サーボディテクタの略同一位置に入射するだけでなく、第１光の反射光のうち上記ホログラム素子の第３象限および第４象限で回折される光が第１再生信号ディテクタに入射し、第２光の反射光のうち上記ホログラム素子の第１象限および第２象限で回折される光が第２再生信号ディテクタに入射するように構成されているため、戻り光すべてを再生信号（ＲＦ）とすることができ、Ｓ／Ｎ比の低下がなくなるという効果を奏するとともに、２種類の異なる波長の光を使用しても、フォーカス誤差信号およびトラック誤差信号を生成するための各種演算方法の適用を同一とすることができるという効果を奏する。

また、上記ホログラム素子の第２象限で回折される第１光の焦点位置および第４象限で回折される第２光の焦点位置のうち、一方が上記第１サーボディテクタの受光面よりも光軸方向で上記第１および第２のディスクに近く、他方が当該受光面よりも光軸方向で上記第１および第２のディスクから遠くなるように設定されており、かつ、上記第１象限で回折される第１光の焦点位置および第３象限で回折される第２光の焦点位置のうち、一方が上記第２サーボディテクタの受光面よりも光軸方向で上記第１および第２のディスクに近く、他方が当該受光面よりも光軸方向で上記第１および第２のディスクから遠くなるように設定されていることにより、上記第１サーボディテクタおよび第２サーボディテクタには常に同じ形状の光が入射する。これにより、スポットサイズ法を使用してフォーカス誤差信号を生成することができるので、ホログラム素子の光軸と垂直方向面内の調整精度が緩和できるという効果を奏する。さらに、波長の異なる２つの光のうちいずれか一方でホログラム素子の位置調整を行うことで、集積化ピックアップの全調整が完了できるという効果を奏する。

さらに、上記ホログラム素子の第１領域を上記第１および第２のディスクの接線方向に分割する分割線と、上記ホログラム素子の第２領域を上記第１および第２のディスクの接線方向に分割する分割線とが、上記第１および第２のディスクの半径方向にずれている構成とすることで、第１象限のビーム面積と第２象限のビーム面積との差および第３象限のビーム面積と第４象限のビーム面積との差を小さくすることができる。これにより、例えばいわゆる「２波長１レーザユニット」を使用した場合に２つの発光点位置がずれることにより発生するトラック誤差信号のオフセットを低減させることができるという効果を奏する。

さらに、上記ホログラム素子の第１領域を上記第１および第２のディスクの接線方向に分割する分割線と、上記ホログラム素子の第２領域を上記第１および第２のディスクの接線方向に分割する分割線とのずれは、第１象限および第２象限のビーム面積が等しくなるように、また第３象限および第４象限のビーム面積が等しくなるように設定されている構成とすることで、例えばいわゆる「２波長１レーザユニット」を使用した場合に２つの発光点位置がずれることにより発生するトラック誤差信号のオフセットをなくすことができるという効果を奏する。

本発明に係る集積化ピックアップは、波長の異なる２つの第１光および第２光を照射する光源と、フォーカス誤差信号およびトラック誤差信号を生成するための第１サーボディテクタおよび第２サーボディテクタを備えている光検出手段と、ディスクからの反射光を光検出手段に導く１つのホログラム素子とを備えており、上記ホログラム素子は、その第１および第２のディスクからの反射光が入射する面が上記第１および第２のディスクの半径方向に相当する分割線によって第１領域および第２領域に２分割され、さらに上記第１および第２のディスクの接線方向に相当する分割線により上記第１領域が第１象限および第２象限に、上記第２領域が第３象限および第４象限に分割され、かつ、上記第１領域が第１光の波長に対応する回折ピッチに設定され、第２領域が第２光の波長に対応する回折ピッチに設定され、これにより第１領域の第２象限で回折される第１光および第２領域の第４象限で回折される第２光が、上記光検出手段の第１サーボディテクタに入射し、第１領域の第１象限で回折される第１光および第２領域の第３象限で回折される第２光が、上記光検出手段の第２サーボディテクタの略同一位置に入射するように構成されており、かつ、上記ホログラム素子の第１領域を上記第１および第２のディスクの接線方向に分割する分割線と、上記ホログラム素子の第２領域を上記第１および第２のディスクの接線方向に分割する分割線とが、上記第１および第２のディスクの半径方向にずれている構成とすることで、第１象限のビーム面積と第２象限のビーム面積との差および第３象限のビーム面積と第４象限のビーム面積との差を小さくすることができる。これにより、例えばいわゆる「２波長１レーザユニット」を使用した場合に２つの発光点位置がずれることにより発生するトラック誤差信号のオフセットを低減させることができるという効果を奏する。

さらに、上記ホログラム素子の第１領域を上記第１および第２のディスクの接線方向に分割する分割線と、上記ホログラム素子の第２領域を上記第１および第２のディスクの接線方向に分割する分割線とのずれは、第１象限および第２象限のビーム面積が等しくなるように、また第３象限および第４象限のビーム面積が等しくなるように設定されている構成とすることで、例えばいわゆる「２波長１レーザユニット」を使用した場合に２つの発光点位置がずれることにより発生するトラック誤差信号のオフセットをなくすことができるという効果を奏する。

本発明に係る光ピックアップは、少なくとも上記第１および第２光をそれぞれ対応する第１および第２のディスクの信号記録面に集光する１つ以上の対物レンズと、上記構成の集積化ピックアップとを備えるので、無調整でオフセットがほとんど無いフォーカス誤差信号（ＦＥＳ）が得られると共にＳ／Ｎ比の低下のない光ピックアップ、あるいは、２つの発光点位置がずれることにより発生するトラック誤差信号のオフセットを低減させることができる光ピックアップを提供することができるという効果を奏する。

本発明の集積化ピックアップおよびそれを使用した光ピックアップの一実施形態について図１ないし図５に基づいて説明すると以下の通りである。

図１は本発明の実施の一形態に係る光ピックアップの構成図である。本実施形態の光ピックアップは、互いに異なる第１波長および第２波長をそれぞれ使用し、第１波長および第２波長のレーザ光にそれぞれ対応したディスク構造をもつ第１波長専用ディスクおよび第２波長専用ディスクを互換可能な光ピックアップである。本実施形態では、光源として、波長の異なる第１波長のレーザ光（第１光）および第２波長のレーザ光（第２光）をそれぞれ照射する第１レーザチップおよび第２レーザチップを有している。第１レーザチップの発振波長（第１波長）を７８０ｎｍ、第２レーザチップの発振波長（第２波長）を６５０ｎｍとし、第１波長専用ディスクをＣＤ（コンパクトディスク）、第２波長専用ディスクをＤＶＤ（デジタルビデオディスク）とする。なお、２つの光の波長、光ディスクの種類および光源の種類はこれらに限定されるものではない。本願明細書において、「ＣＤ」とは、いわゆるＣＤファミリーを指し、再生専用のＣＤ、ＣＤ−ＲＯＭ(Compact Disc Read-Only Memory)、ＣＤ−Ｒ(Compact Disc Recordable)、ＣＤ−ＲＷ(Compact Disc ReWritable)等を含むものとする。また、本願明細書において、「ＤＶＤ」とは、いわゆるＤＶＤファミリーを指し、再生専用のＤＶＤ、ＤＶＤ−Ｒ(Digital Vesatile Disc Recordable)、ＤＶＤ−ＲＷ(Digital Vesatile Disc ReWritable)、ＤＶＤ＋ＲＷ、ＤＶＤ−ＲＡＭ(Digital Vesatile Disc Random Access Memory)等を含むものとする。ディスクは、波長４０５ｎｍ専用のBlu-rayディスク等でもよい。

光源から出射した光は、ホログラム素子３を透過して、コリメータレンズ４に入射し平行光束にされた後、対物レンズ５にて第１波長専用ディスク６（以下、第１ディスクと称する。）または第２波長専用ディスク（以下、第２ディスクと称する。）７の信号記録面に集光される。第１ディスク６または第２ディスク７で反射された戻り光（反射光）は、対物レンズ５、コリメータレンズ４の順に透過して、ホログラム素子３にて回折され、光検出器８に導かれる。

図１に示した光ピックアップは、光源として第１レーザチップ１および第２レーザチップ２の２つのレーザチップを有しているが、一つのレーザチップで第１レーザチップ１の波長と第２レーザチップ２の波長を発振することのできるモノシリック型としてもよい。第１レーザチップ１および第２レーザチップ２は光軸と垂直平面内で１ｍｍ以内、好ましくは５〜１００μｍに近接している。

ホログラム素子３は、第１レーザチップ１および第２レーザチップ２から第１ディスク６および第２ディスク７に至る光路中の発散光領域に配置されている。ホログラム素子３は、光軸方向光源側の面には３ビーム用回折格子９が、光軸方向ディスク側の面（第１ディスク６または第２ディスク７からの反射光が入射する入射面）には４つのホログラム領域３ａ、３ｂ、３ｃおよび３ｄが形成されている。光源側の面の３ビーム用回折格子９により、光源から出射した光が１つのメインビーム１０ａまたは１１ａと２つのサブビーム１０ｂ・１０ｃまたは１１ｂ・１１ｃとに分離される。ディスク側の面は、第１ディスク６および第２ディスク７の半径方向に相当する分割線３ｅによって第１領域および第２領域に２分割され、さらに上記第１および第２のディスクの接線方向に相当する分割線３ｆ・３ｇにより上記第１領域が第１象限（ホログラム領域３ｄ）および第２象限（ホログラム領域３ｃ）に、上記第２領域が第３象限（ホログラム領域３ａ）および第４象限（ホログラム領域３ｂ）に分割されている。上記４つのホログラム領域３ａ、３ｂ、３ｃおよび３ｄにより、第１ディスク６または第２ディスク７で反射された戻り光が回折され、光検出器８に導かれる。

本実施形態では、第１レーザチップ１および第２レーザチップ２（光源）とホログラム素子３と光検出器８とで１パッケージの集積化ピックアップを構成する。光ピックアップの構成としては、上記集積化ピックアップ、コリメータレンズ４および対物レンズ５の３パーツのみで構成でき、調整箇所も少なくなるため、光ピックアップの簡略化、小型化、低コスト化が図れる。

図２および図３に集積化ピックアップの構成図を示す。図２は、第１ディスク６（ＣＤ）を記録再生するときの光ビームおよび光検出器８上の光スポットの光軸位置（黒丸で示す）と共に集積化ピックアップの構成を示し、図３は第２ディスク７（ＤＶＤ）を記録再生するときの光ビームおよび光検出器８上の光スポットの光軸位置（黒丸で示す）と共に集積化ピックアップの構成を示している。

光検出器８には、図２および図３に示すように、１０個のディテクタ、すなわち、受光領域Ａ・Ｂからなるディテクタ（以下、「ディテクタＡ＋Ｂ」と記す）、受光領域Ｃ・Ｄからなるディテクタ（以下、「ディテクタＣ＋Ｄ」と記す）、ディテクタＥ、ディテクタＦ、ディテクタＧ、ディテクタＨ、ディテクタＩ、ディテクタＪ、ディテクタＫ、およびディテクタＬが形成されている。なお、光検出器８が有するディテクタの数はこれに限定されるものではない。

ディテクタＧ、ディテクタＨ、ディテクタＡ＋Ｂ、ディテクタＣ＋Ｄ、ディテクタＥ、およびディテクタＦは、第１ディスク６および第２ディスク７の半径方向に相当する方向（分割線３ｅと平行な方向）に一列にこの順で並んでいる。ディテクタＡ＋ＢおよびディテクタＣ＋Ｄは、それぞれが第１ディスク６および第２ディスク７の半径方向に相当する方向の中心線によって２つに分割されて、それぞれ受光領域Ａ・Ｂおよび受光領域Ｃ・Ｄを構成している。また、ディテクタＩおよびディテクタＫは、ディテクタＡ＋Ｂを挟んで、第１ディスク６および第２ディスク７の接線方向に相当する方向（分割線３ｆ・３ｇと平行な方向）に一列に並んでいる。同様に、また、ディテクタＪおよびディテクタＬは、ディテクタＣ＋Ｄを挟んで、第１ディスク６および第２ディスク７の接線方向に相当する方向に一列に並んでいる。

光検出器８のディテクタのうち、ディテクタＡ＋ＢおよびディテクタＣ＋Ｄが、サーボ信号（ＦＥＳおよびＲＥＳ）を生成するための第１サーボディテクタおよび第２サーボディテクタである。より詳細には、ディテクタＡ＋ＢおよびディテクタＣ＋Ｄは、これらで受光されたメインビーム１０ａまたは１１ａの光強度差を使用してＲＥＳを生成するためのものである。また、ディテクタＡ＋ＢおよびディテクタＣ＋Ｄは、一方のディテクタ（Ａ＋Ｂ）の一方の受光領域（Ａ）と、これと点対称な位置にある他方のディテクタ（Ｃ＋Ｄ）の受光領域（Ｄ）とで受光されたメインビーム１０ａの光強度差をとることによって、スポットサイズ法によるＦＥＳを生成するためのものである。

また、ディテクタＥ、Ｆが、第１ディスク６（ＣＤ）の記録再生時にメインビーム１０ａを受光して再生信号を生成するための第１再生信号ディテクタ（ＲＦディテクタ）、ディテクタＧ、Ｈが、第２ディスク７（ＤＶＤ）の記録再生時にメインビーム１１ａを受光して再生信号を生成するための第２再生信号ディテクタである。なお、ディテクタＥ〜Ｈだけでなく、ディテクタＡ＋Ｂ、Ｃ＋Ｄも、再生信号の生成に使用される。

ディテクタＩおよびディテクタＪは、これらで受光されたサブビーム１０ｂの光強度差を使用してＤＰＰ（Differetial Push-Pull；３ビームプッシュプル方式）法によるＲＥＳを生成するためのものである。同様に、ディテクタＫおよびディテクタＬは、これらで受光されたサブビーム１０ｃの光強度差を使用してＤＰＰ法によるＲＥＳを生成するためのものである。

まず、図２を説明する。第１レーザチップ１から出射した光はホログラム素子３の光軸方向光源側の面に設けられた３ビーム回折格子９によりメインビーム１０ａと２つのサブビーム１０ｂ・１０ｃの３つの光に分離されて、コリメータレンズ４に向かう。第１ディスク６で反射された戻り光は、再びコリメータレンズ４を透過した後、ホログラム素子３にメインビーム１０ａ、サブビーム１０ｂおよび１０ｃのように落ちる。

ホログラム素子３の光軸方向ディスク側の面は、上述のように、分割線３ｅ、３ｆ、３ｇによりホログラム領域３ａ、３ｂ、３ｃおよび３ｄの４つに分割されている。この内第２象限のホログラム領域３ｃは第１レーザチップ１の発振波長である７８０ｎｍの波長をもつメインビーム１０ａが、第４象限のホログラム領域３ｂは後述する図３の第２レーザチップ２の発振波長である６５０ｎｍの波長をもつメインビーム１１ａが光検出器８の第１サーボディテクタＡ＋Ｂ上の略同一位置に落ちるように最適化された格子ピッチに設定されている。同様に、第１象限の３ｄの領域は７８０ｎｍの波長のメインビーム１０ａが、第３象限のホログラム領域３ａは６５０ｎｍの波長のメインビーム１１ａが光検出器８の第２サーボディテクタＣ＋Ｄ上の略同一位置に落ちるように最適化された格子ピッチに設定されている。このような構成とすることにより、ＤＶＤとＣＤでサーボ用の光検出器（第１サーボディテクタＡ＋Ｂおよび第２サーボディテクタＣ＋Ｄ）を共用できるため、ＤＶＤ光学系またはＣＤ光学系のどちらか一方でホログラム素子３の調整を行うだけで、集積化ピックアップに関する全調整が完了できる。

ただし、これだけでは、第１レーザチップ１と第２レーザチップ２の発光点位置がずれている場合に、どちらか無調整の光学系において、サーボ信号、特にＦＥＳにオフセットが発生する場合がある。従って、ホログラム素子３の第１象限のホログラム領域３ｄおよび第４象限のホログラム領域３ｂから回折される光の焦点位置は光検出器８の第１サーボディテクタＡ＋Ｂおよび第２サーボディテクタＣ＋Ｄの受光面に対して光軸方向で第１ディスク６および第２ディスク７に近くなるように（光軸方向でディスク側に）、第２象限のホログラム領域３ｃおよび第３象限のホログラム領域３ａから回折される光の焦点位置は光検出器８の第１サーボディテクタＡ＋Ｂおよび第２サーボディテクタＣ＋Ｄの受光面（形成面）に対して光軸方向で第１ディスク６および第２ディスク７から遠くなるように（光軸方向でディスクと反対側に）設定されている。詳細は後述するが、このように設定することで、ＦＥＳの検出にスポットサイズ法を使用することができ、ホログラム素子３の光軸と垂直方向面内の調整精度が緩和できるため、オフセットの発生を完全に抑制できないまでも、非常に小さくすることができる。さらに、ホログラム素子３の分割線３ｆと３ｇが第１ディスク６および第２ディスク７の半径方向に平行にずれて設定されている。これに関しても後述するが、このように設定することで、ＲＥＳに発生するオフセットを抑制することができる。

上記のように設定されたホログラム素子３上に第１ディスク６で反射された戻り光が入射すると、ホログラム領域３ｃに入射したメインビーム１０ａは光検出器８の第１サーボディテクタＡ＋Ｂ上に、ホログラム領域３ｄに入射したメインビーム１０ａは光検出器８の第２サーボディテクタＣ＋Ｄ上に、ホログラム領域３ａに入射したメインビーム１０ａは波長の違いにより生じる回折角度の変化により光検出器８のディテクタＦ上に、ホログラム領域３ｂに入射したメインビーム１０ａも同じく波長の違いにより生じる回折角度の変化により光検出器８のディテクタＥ上にそれぞれ回折される。さらに、ホログラム領域３ｃに入射したサブビーム１０ｂは光検出器８のディテクタＩ上に、ホログラム領域３ｄに入射したサブビーム１０ｂは光検出器８のディテクタＪ上に、ホログラム領域３ｃに入射したサブビーム１０ｃは光検出器８のディテクタＫ上に、ホログラム領域３ｄに入射したサブビーム１０ｃは光検出器８のディテクタＬ上にそれぞれ回折される。なお、ホログラム領域３ａに入射したサブビーム１０ｂ、ホログラム領域３ｂに入射したサブビーム１０ｂ、３ａ領域に入射したサブビーム１０ｃ、ホログラム領域３ｂに入射したサブビーム１０ｃを検出するディテクタを設けてもよい。

光検出器８のディテクタＡ〜Ｌから出力される信号をそれぞれＳＡ〜ＳＬとすると、ＦＥＳはスポットサイズ法を使用して、次式
ＦＥＳ＝ＳＡ−ＳＤ ・・・（１）
で得られる。ＲＥＳは、ＤＰＰ法を使用して、次式
ＭＰＰ＝（ＳＡ＋ＳＢ）−（ＳＣ＋ＳＤ） ・・・（２）
により求められるＭＰＰ信号から、次式
ＲＥＳ＝ＭＰＰ−ｋ｛（ＳＩ−ＳＪ）＋（ＳＫ−ＳＬ）｝ ・・・（３）
により得られる。ＲＦは、次式
ＲＦ＝（ＳＡ＋ＳＢ＋ＳＣ＋ＳＤ＋ＳＥ＋ＳＦ＋ＳＧ＋ＳＨ） ・・・（４）
で得られる。ここで式（３）の係数ｋは、基本的には光検出器８のディテクタＡ〜ＤとディテクタＩ〜Ｌに入射するビームの面積比とビームの強度比の違いを一つのゲインで補正するためのものであるが、集積化ピックアップの製作上発生する各部品寸法・調整等誤差やホログラム素子３の各ホログラム領域間の回折効率差により発生するオフセットもあわせて除去されるため、一概に各ディテクタ（受光素子）に入射するビームの面積比および強度比から決定されるものではない。

次に図３を説明する。第２レーザチップ２から出射した光はホログラム素子３の光軸方向光源側の面に設けられた３ビーム回折格子９によりメインビームとサブビーム２つの３つの光に分離されて、コリメータレンズ４に向かう。第２ディスク７で反射された戻り光は、再びコリメータレンズ４を透過した後、ホログラム素子３にメインビーム１１ａ、サブビーム１１ｂおよび１１ｃのように落ちる。

ホログラム素子３の光軸方向ディスク側の面は、図２の説明で詳述したように、分割線３ｅ、３ｆ、３ｇによりホログラム領域３ａ、３ｂ、３ｃおよび３ｄの４つに分割され、各象限の格子ピッチが設定されている。この構成により、ホログラム素子３上に第２ディスク７で反射された戻り光が入射すると、ホログラム領域３ｂに入射したメインビーム１１ａは光検出器８のディテクタＡ、Ｂ上に、ホログラム領域３ａに入射したメインビーム１１ａは光検出器８のディテクタＣ、Ｄ上に、ホログラム領域３ｃに入射したメインビーム１１ａは波長の違いにより生じる回折角度の変化により光検出器８のディテクタＧ上に、ホログラム領域３ｄに入射したメインビーム１１ａも同じく波長の違いにより生じる回折角度の変化により光検出器８のディテクタＨ上にそれぞれ回折される。

さらに、ホログラム領域３ｂに入射したサブビーム１１ｂは光検出器８のディテクタＩ上に、ホログラム領域３ａに入射したサブビーム１１ｂは光検出器８のディテクタＪ上に、ホログラム領域３ｂに入射したサブビーム１１ｃは光検出器８のディテクタＫ上に、ホログラム領域３ｂに入射したサブビーム１１ｃは光検出器８のディテクタＬ上にそれぞれ回折される。なお、ホログラム領域３ｃに落ちたサブビーム１１ｂ、ホログラム領域３ｄに落ちたサブビーム１１ｂ、ホログラム領域３ｃに落ちたサブビーム１１ｃ、ホログラム領域３ｄに落ちたサブビーム１１ｃを検出するディテクタを設けてもよい。

光検出器８のディテクタＡ〜Ｌから出力される信号をそれぞれＳＡ〜ＳＬとすると、ＦＥＳは、スポットサイズ法を使用して、次式
ＦＥＳ＝ＳＡ−ＳＤ ・・・（５）
で得られる。記録時のＲＥＳ（「ＲＥＳ」と記す）は、ＤＰＰ法を使用して、次式
ＭＰＰ＝（ＳＡ＋ＳＢ）−（ＳＣ＋ＳＤ） ・・・（６）
により求められるＭＰＰ信号から、次式
ＲＥＳ＝ＭＰＰ−ｋ’｛（ＳＩ−ＳＪ）＋（ＳＫ−ＳＬ）｝ ・・・（７）
により得られる。再生時のＲＥＳ（「ＤＰＤ」と記す）はＤＰＤ法を使用して、次式
ＤＰＤ＝Ｐｈ｜（ＳＡ＋ＳＢ）−（ＳＣ＋ＳＤ）｜ ・・・（８）
（Ｐｈは位相比較差を取るという意味）
により得られる。ＲＦは、次式
ＲＦ＝（ＳＡ＋ＳＢ＋ＳＣ＋ＳＤ＋ＳＥ＋ＳＦ＋ＳＧ＋ＳＨ） ・・・（９）
で得られる。ここで式（７）の係数ｋ’は、基本的には光検出器８のディテクタＡ〜ＤとディテクタＩ〜Ｌに入射するビームの面積比とビームの強度比の違いを一つのゲインで補正するためのものであるが、集積化ピックアップの製作上発生する各部品寸法・調整等誤差やホログラム素子３の各ホログラム領域の回折効率差により発生するオフセットもあわせて除去されるため、一概に各ディテクタ（受光素子）に入射するビームの面積比および強度比から決定されるものではない。

なお、ここでは、第１ディスク６（ＣＤ）記録・再生時のＲＥＳ、および第２ディスク（ＤＶＤ）記録時のＲＥＳを、ＤＰＰ法を使用して得ていたが、プッシュプル法を使用し、次式
ＲＥＳ＝(ＳＡ＋ＳＢ)−(ＳＣ＋ＳＤ)
の演算から、あるいはＤＰＤ法を使用して式（８）の演算からこれらのＲＥＳを得てもよい。プッシュプル法あるいはＤＰＤ法を使用する場合、３ビーム用回折格子９およびサブビームを受光するためのディテクタＩ〜Ｌは不要である。また、これらのＲＥＳを３ビーム法を用いて得てもよい。ただし、より精度の高いＲＥＳを得るために、ＤＰＰ法を使用してＲＥＳを得ることがより好ましい。

また、ここでは、第２ディスク７（ＤＶＤ）再生時のＲＥＳを、ＤＰＤ法を使用して得ていたが、３ビーム法、プッシュプル法、ＤＰＰ法を使用して得てもよい。ただし、第２ディスク７が再生専用ＤＶＤである場合には、ＤＰＤ法を使用してＲＥＳを得ることがより好ましい。ＤＰＤ法がより好ましい理由としては、ＤＰＤ法はその原理上ディスクの溝深さに関係なく信号が得られる方式であるが、プッシュプル法の場合はディスクの溝深さによっては信号が得られなくなるからである。再生専用ＤＶＤの規格書中には、ディスクの溝深さの規定が無いため、場合によってはプッシュプル信号が得られないディスクが流通する恐れがある。なお、記録・再生用のＤＶＤの場合は、規格書中にディスクの溝深さの規定が無いが、別の規定によってプッシュプルの信号が得られるように保証されている。

図４に、光検出器８のサーボディテクタＡ〜Ｄの詳細図を示す。図４（ａ）は第１レーザチップ１使用時（ＣＤ記録再生時）を、図４（ｂ）は第２レーザチップ２使用時（ＤＶＤ記録再生時）を示している。第１レーザチップ１使用時のホログラム素子３のホログラム領域３ｃに入射するメインビーム１０ａが回折されて第１サーボディテクタＡ＋Ｂに入射する光を１２、第１レーザチップ１使用時の領域３ｄに入射するメインビーム１０ａが回折されて第２サーボディテクタＣ＋Ｄに入射する光を１３、第２レーザチップ２使用時のホログラム素子３の領域３ｂに入射するメインビーム１１ａが回折されて第１サーボディテクタＡ＋Ｂに入射する光を１４、第２レーザチップ２使用時のホログラム領域３ａに入射するメインビーム１１ａが回折されて第２サーボディテクタＣ＋Ｄに入射する光を１５とする。

ホログラム素子３は、各戻り光１２〜１５が図４に図示するように分割線８Ｍおよび８Ｎをまたぐように調整される。ホログラム素子３の第１象限のホログラム領域３ｄおよび第４象限のホログラム領域３ｂから回折される光の焦点位置は光検出器８のサーボディテクタＡ〜Ｄの受光面に対して光軸方向で第１ディスク６および第２ディスク７に近くなるように、第２象限のホログラム領域３ｃおよび第３象限のホログラム領域３ａから回折される光の焦点位置は光検出器８のサーボディテクタＡ〜Ｄの受光面に対して光軸方向で第１ディスク６および第２ディスク７から遠くなるようにホログラム素子３を設定することで、図４（ａ）、（ｂ）に示すようにサーボディテクタＡ＋ＢおよびＣ＋Ｄには常に同じ形状の光が入射する。すなわち、焦点位置を光軸方向で第１および第２ディスクに近くなるように設定した場合にはホログラム素子３の各象限を照射する光の形状と１８０度回転した形状の光がサーボディテクタＡ〜Ｄの受光面に入射し、焦点位置を光軸方向で第１ディスク６および第２ディスク７から遠くなるように設定した場合にはホログラム素子３の各ホログラム領域を照射する光の形状と同一形状の光がサーボディテクタＡ〜Ｄの受光面に入射するため、サーボディテクタ８Ａ、８Ｂおよび８Ｃ、８Ｄには常に同じ形状の光が落ちることになる。このように設定することで、スポットサイズ法を用いて、ホログラム素子３の光軸方向に垂直面内の調整精度が緩和できるだけでなく、ＣＤおよびＤＶＤで光検出器に落ちる光の形状が同じとなる。このため、調整方向が同じにできる。また、スポットサイズ法を用いてのＦＥＳの演算も、ＤＶＤおよびＣＤで同じにできる。

図５は、第１レーザチップ１と第２レーザチップ２を使用した際、ホログラム素子３に落ちる戻り光１０ａと１１ａの位置を示している。本実施形態では、発光点の異なる２つのレーザチップを有しており、コリメータレンズ４の光軸中心と、第１レーザチップ１の発光点を光軸と垂直面内において一致させている。このため、第２レーザチップ２からの光はコリメータレンズ４に対して斜めに入射することになり、それぞれ第１ディスク６および第２ディスク７で反射されて戻ってきた光はホログラム素子３上でずれることになる。ＭＰＰ信号およびＤＰＰ信号（第２ディスク７（ＤＶＤ）記録時のＲＥＳ）は基本的に、第１ディスク６および第２ディスク７の接線方向の分割線（３ｆ・３ｇ）で戻り光を分割した際、第１ディスク６および第２ディスク７の半径方向の２領域の光強度差が無い状態をジャストトラックと認定する。このため、第２ディスク７（ＤＶＤ）記録時のＲＥＳ（ＤＰＰ信号）のオフセットを無くすためには、戻り光位置によって分割線３ｆ・３ｇをそれぞれ設定する必要がある。すなわち、第１レーザチップ１の発光点とコリメータレンズ４の光軸中心とが垂直面内において一致しているため、第１レーザチップ１のから出射され第１ディスク６で反射された戻り光はホログラム素子３と同心円の状態となる。そのため、第１ディスク６および第２ディスク７の半径方向の分割線３ｅによって分割される第１領域を接線方向に分割する場合はホログラム素子３の中心を通る第１ディスク６および第２ディスク７の接線方向の分割線で第１象限と第２象限に分割すれば、両象限のビーム面積が等しくなる。一方、第２レーザチップ２から出射され第２ディスク７で反射された戻り光はホログラム素子３と同心円とならない。そのため、半径方向の分割線３ｅによって分割される第２領域を接線方向に分割する場合は第２レーザチップ２の戻り光が描く円の中心を通る接線方向の分割線で第３象限と第４象限に分割することにより両象限の面積を等しくすることができる。これが、分割線３ｆと３ｇが半径方向に平行にずれて設定されている理由であり、このように設定することによって第１レーザチップ１と第２レーザチップ２の発光点位置がずれることにより発生するＲＥＳのオフセットを無くすことができる。ここで、上記「ビーム面積」とは受光面上における光ビームによって有効に照射されている領域の面積を意味し、この場合は第１ディスク６または第２ディスク７で反射された戻り光によって有効に照射されているホログラム素子３の第１および第２ディスク側の面面上の領域の面積である。

なお、本実施形態では第１レーザチップ１の発光点をコリメータレンズ４の光軸中心と一致させているが、必ずしも片方の発光点がコリメータレンズ４の光軸中心と一致している必要はない。両方の発光点ともコリメータレンズ４の光軸中心と一致していない場合でも、それぞれの戻り光がホログラム素子の受光面上で描く円の中心を通る接線方向の分割線で分割することにより、両象限の面積を等しくすることが可能となる。

また、本実施形態では、ホログラム素子３が、第１象限のホログラム領域３ｄおよび第４象限のホログラム領域３ｂから回折される光の焦点位置が、光検出器８のサーボディテクタＡ〜Ｄの受光面に対して光軸方向で第１ディスク６および第２ディスク７に近くなるように、第２象限のホログラム領域３ｃおよび第３象限のホログラム領域３ａから回折される光の焦点位置が、光検出器８のサーボディテクタＡ〜Ｄの受光面に対して光軸方向で第１ディスク６および第２ディスク７から遠くなるように設定されている。しかしながら、ホログラム素子３が、第１象限のホログラム領域３ｄおよび第４象限のホログラム領域３ｂから回折される光の焦点位置が、光検出器８のサーボディテクタＡ〜Ｄの受光面に対して光軸方向で第１ディスク６および第２ディスク７から遠くなるように、第２象限のホログラム領域３ｃおよび第３象限のホログラム領域３ａから回折される光の焦点位置が、光検出器８のサーボディテクタＡ〜Ｄの受光面に対して光軸方向で第１ディスク６および第２ディスク７に近くなるように設定されていても、全く同様の効果が得られる。また、これら４つの回折光の焦点位置を、他の位置関係、例えば、全ての焦点位置がサーボディテクタＡ〜Ｄの受光面に対して光軸方向で第１ディスク６および第２ディスク７から遠くなるように設定しても、従来技術と比較すると、ＦＥＳのオフセットを低減させることができる。

また、本実施形態では、ホログラム素子３の第１領域を第１ディスク６および第２ディスク７の接線方向に分割する分割線３ｆと、ホログラム素子３の第２領域を第１ディスク６および第２ディスク７の接線方向に分割する分割線３ｇとが、第１ディスク６および第２ディスク７の半径方向にずれていたが、分割線３ｆと分割線３ｇとが一直線上にあって、ＦＥＳのオフセットを低減させる効果を得ることができる。

また、本実施形態では、波長７８０ｎｍのメインビーム１０ａが第２象限のホログラム領域３ｃで回折された光と、波長６５０ｎｍのメインビーム１１ａが第４象限のホログラム領域３ｂで回折された光とが略同一位置に落ちるように、かつ、波長７８０ｎｍのメインビーム１０ａが第１象限のホログラム領域３ｄで回折された光と、波長６５０ｎｍのメインビーム１１ａが第３象限のホログラム領域３ａで回折された光とが略同一位置に落ちるように、各ホログラム領域３ａ〜３ｄの格子ピッチが設定されている。しかしながら、これら回折光の落ちる位置は、第１レーザチップ１と第２レーザチップ２の発光点位置がずれることにより発生するＲＥＳのオフセットを無くすという効果を得るだけであれば、必ずしもこのような設定である必要はない。

本発明の実施の一形態に係る光ピックアップの構成図である。 本発明の実施の一形態に係る集積化ピックアップの構成図である。 本発明の実施の一形態に係る集積化ピックアップの構成図である。 本発明の実施の一形態における光検出器のサーボディテクタに落ちるビームを示した図である。 本発明の実施の一形態におけるホログラム素子におちるビームを示した図である。 第１の従来例の光ピックアップを示す図である。 第２の従来例の光ピックアップを示す図である。 （ａ）は図７の光検出器における光源波長６５０ｎｍに対応する光ディスクの再生時を示す図であり、（ｂ）は図７の光検出器における光源波長７８０ｎｍに対応する光ディスクの再生時を示す図である。

符号の説明

１ 第１レーザチップ（光源）
２ 第２レーザチップ（光源）
３ ホログラム素子
３ａ ホログラム領域（第３象限）
３ｂ ホログラム領域（第４象限）
３ｃ ホログラム領域（第２象限）
３ｄ ホログラム領域（第１象限）
３ｅ 第１ディスクおよび第２ディスクの半径方向に相当する分割線
３ｆ 第１ディスクおよび第２ディスクの接線方向に相当する分割線
３ｇ 第１ディスクおよび第２ディスクの接線方向に相当する分割線
４ コリメータレンズ
５ 対物レンズ
６ 第１波長専用ディスク
７ 第２波長専用ディスク
８ 光検出器（光検出手段）
９ ３ビーム用回折格子
１０ａ 第１波長の戻り光のメインビーム
１１ａ 第２波長の戻り光のメインビーム
１２ ホログラム素子の第２象限で回折されたメインビーム
１３ ホログラム素子の第１象限で回折されたメインビーム
１４ ホログラム素子の第４象限で回折されたメインビーム
１５ ホログラム素子の第３象限で回折されたメインビーム
Ａ＋Ｂ 第１サーボディテクタ
Ｃ＋Ｄ 第２サーボディテクタ
Ｅ，Ｆ 第１再生信号ディテクタ
Ｇ，Ｈ 第２再生信号ディテクタ

Claims (6)

1. 使用波長の異なる光ディスクを互換可能な集積化ピックアップであって、
   波長の異なる２つの第１光および第２光を照射する光源と、
   波長の異なる第１光および第２光それぞれに対応したディスク構造をもつ第１のディスクおよび第２のディスクからの反射光を受光する１つの光検出手段と、
   上記第１および第２のディスクと光検出手段との間に配置され、上記第１および第２のディスクからの反射光を光検出手段に導く１つのホログラム素子とを備え、
   上記光検出手段は、
   フォーカス誤差信号およびトラック誤差信号を生成するための第１サーボディテクタおよび第２サーボディテクタと、
   再生信号を生成するための第１再生信号ディテクタおよび第２再生信号ディテクタとを備えており、
   上記ホログラム素子は、その第１および第２のディスクからの反射光が入射する面が上記第１および第２のディスクの半径方向に相当する分割線によって第１領域および第２領域に２分割され、さらに上記第１および第２のディスクの接線方向に相当する分割線により上記第１領域が第１象限および第２象限に、上記第２領域が第３象限および第４象限に分割され、かつ、上記第１領域が第１光の波長に対応する回折ピッチに設定され、第２領域が第２光の波長に対応する回折ピッチに設定されており、
   上記ホログラム素子は、第１領域の第２象限で回折される第１光および第２領域の第４象限で回折される第２光が、上記光検出手段の第１サーボディテクタの略同一位置に入射し、第１領域の第１象限で回折される第１光および第２領域の第３象限で回折される第２光が、上記光検出手段の第２サーボディテクタの略同一位置に入射し、第１光の反射光のうち上記ホログラム素子の第３象限および第４象限で回折される光が第１再生信号ディテクタに入射し、第２光の反射光のうち上記ホログラム素子の第１象限および第２象限で回折される光が第２再生信号ディテクタに入射するように構成されていると共に、
   上記光源は第１光および第２光を異なる発光点から照射するものであり、
   上記ホログラム素子の第１領域を上記第１および第２のディスクの接線方向に分割する分割線と、上記ホログラム素子の第２領域を上記第１および第２のディスクの接線方向に分割する分割線とが、上記第１および第２のディスクの半径方向にずれていることを特徴とする集積化ピックアップ。
2. 使用波長の異なる光ディスクを互換可能な集積化ピックアップであって、
   波長の異なる２つの第１光および第２光を照射する光源と、
   波長の異なる第１光および第２光それぞれに対応したディスク構造をもつ第１のディスクおよび第２のディスクからの反射光を受光する１つの光検出手段と、
   上記第１および第２のディスクと光検出手段との間に配置され、上記第１および第２のディスクからの反射光を光検出手段に導く１つのホログラム素子とを備え、
   上記光検出手段は、
   フォーカス誤差信号およびトラック誤差信号を生成するための第１サーボディテクタおよび第２サーボディテクタと、
   再生信号を生成するための第１再生信号ディテクタおよび第２再生信号ディテクタとを備えており、
   上記ホログラム素子は、その第１および第２のディスクからの反射光が入射する面が上記第１および第２のディスクの半径方向に相当する分割線によって第１領域および第２領域に２分割され、さらに上記第１および第２のディスクの接線方向に相当する分割線により上記第１領域が第１象限および第２象限に、上記第２領域が第３象限および第４象限に分割され、かつ、上記第１領域が第１光の波長に対応する回折ピッチに設定され、第２領域が第２光の波長に対応する回折ピッチに設定されており、
   上記ホログラム素子は、第１領域の第２象限で回折される第１光および第２領域の第４象限で回折される第２光が、上記光検出手段の第１サーボディテクタの略同一位置に入射し、第１領域の第１象限で回折される第１光および第２領域の第３象限で回折される第２光が、上記光検出手段の第２サーボディテクタの略同一位置に入射し、第１光の反射光のうち上記ホログラム素子の第３象限および第４象限で回折される光が第１再生信号ディテクタに入射し、第２光の反射光のうち上記ホログラム素子の第１象限および第２象限で回折される光が第２再生信号ディテクタに入射するように構成されていると共に、
   上記ホログラム素子の第１領域を上記第１および第２のディスクの接線方向に分割する分割線と、上記ホログラム素子の第２領域を上記第１および第２のディスクの接線方向に分割する分割線とのずれは、第１象限および第２象限のビーム面積が等しくなるように、また第３象限および第４象限のビーム面積が等しくなるように設定されていることを特徴とする集積化ピックアップ。
3. 使用波長の異なる光ディスクを互換可能な集積化ピックアップであって、
   波長の異なる２つの第１光および第２光を異なる発光点から照射する光源と、
   波長の異なる第１光および第２光それぞれに対応したディスク構造をもつ第１のディスクおよび第２のディスクからの反射光を受光する１つの光検出手段と、
   上記第１および第２のディスクと光検出手段との間に配置され、上記第１および第２のディスクからの反射光を光検出手段に導く１つのホログラム素子とを備え、
   上記光検出手段は、
   フォーカス誤差信号およびトラック誤差信号を生成するための第１サーボディテクタおよび第２サーボディテクタとを備えており、
   上記ホログラム素子は、その第１および第２のディスクからの反射光が入射する面が上記第１および第２のディスクの半径方向に相当する分割線によって第１領域および第２領域に２分割され、さらに上記第１および第２のディスクの接線方向に相当する分割線により上記第１領域が第１象限および第２象限に、上記第２領域が第３象限および第４象限に分割され、かつ、上記第１領域が第１光の波長に対応する回折ピッチに設定され、第２領域が第２光の波長に対応する回折ピッチに設定され、これにより第１領域の第２象限で回折される第１光および第２領域の第４象限で回折される第２光が、上記光検出手段の第１サーボディテクタに入射し、第１領域の第１象限で回折される第１光および第２領域の第３象限で回折される第２光が、上記光検出手段の第２サーボディテクタに入射するように構成されており、
   かつ、上記ホログラム素子の第１領域を上記第１および第２のディスクの接線方向に分割する分割線と、上記ホログラム素子の第２領域を上記第１および第２のディスクの接線方向に分割する分割線とが、上記第１および第２のディスクの半径方向にずれていることを特徴とする集積化ピックアップ。
4. 上記ホログラム素子の第１領域を上記第１および第２のディスクの接線方向に分割する分割線と、上記ホログラム素子の第２領域を上記第１および第２のディスクの接線方向に分割する分割線とのずれは、第１象限および第２象限のビーム面積が等しくなるように、また第３象限および第４象限のビーム面積が等しくなるように設定されていることを特徴とする請求項３に記載の集積化ピックアップ。
5. 上記ホログラム素子は、光源から上記第１および第２のディスクに至る光路中の発散光領域に配置されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の集積化ピックアップ。
6. 少なくとも上記第１および第２光をそれぞれ対応する第１および第２のディスクの信号記録面に集光する１つ以上の対物レンズと、
   請求項１〜５のいずれか１項に記載の集積化ピックアップとを備えることを特徴とする光ピックアップ。

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