JP4167024B2 - 光ピックアップ - 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に関する。
【０００２】
【従来の技術】
映像情報、音声情報、またはコンピュータ上のデータを保存する手段として、記録容量０.６５ＧＢのＣＤ(Compact Ｄisk)、記録容量４.７ＧＢのＤＶＤ(Ｄigital Ｖersatile Ｄisc／Ｄigital Ｖideo Ｄisc)などの光記録媒体が普及しつつある。そして、近年、さらなる光記録媒体の記録密度の向上および大容量化の要求が強くなっている。このような光記録媒体の記録密度を上げる手段として、光記録媒体に対して情報の書き込みまたは再生を行う光ピックアップにおいて、対物レンズの開口数（ＮＡ）を大きくすること、或いは、光源の波長を短くすることにより、対物レンズによって集光されて光記録媒体上に形成されるビームスポットを小径化する方法が有効である。
【０００３】
しかしながら、対物レンズの開口数をより大きくし、或いは光源の波長をより短くすると、光記録媒体のチルト（傾き）によって発生するコマ収差が大きくなる問題がある。コマ収差が発生すると、光記録媒体の情報記録面上に形成されるビームスポットが劣化するため、正常な記録再生動作が行えなくなる。光記録媒体のチルトによって発生するコマ収差Ｗ31は、一般的に以下の式で与えられる。
【０００４】
Ｗ31＝（（ｎ2−1）／（2ｎ3））×（ｄ×ＮＡ3×θ／λ）
ここに、ｎは光記録媒体の透明基板の屈折率、ｄは透明基板の厚み、ＮＡは対物レンズの開口数、λは光源の波長、θは光記録媒体のチルト量を意味する。この式から、短波長、高ＮＡほどコマ収差が大きくなることがわかる。
【０００５】
ＤＶＤ世代では、このようなコマ収差に伴うスポット劣化を抑制するために、光記録媒体のチルト量を定期的に検出して補正する手段が光情報処理装置に具備されている。
図３５はチルト検出手段の従来例を示す。このチルト検出手段は、光ピックアップ３１に設けられ、チルトセンサ３２と、差動アンプ３３とを備えており、チルトセンサ３２は、発光源３４と、受光素子３５ａ，３５ｂとを備えている（例えば実開昭６０−１２７６３０号公報参照）。発光源３４から光記録媒体３０に光が照射され、その反射光が受光素子３５ａ，３５ｂで受光される。差動アンプ３３は、受光素子３５ａ，３５ｂからの出力信号の差を演算する。
【０００６】
ここで、光記録媒体３０のチルトが０°のとき、すなわち光ピックアップ３１の対物レンズの光軸と光記録媒体３０とが垂直であるとき、光記録媒体３０からの反射光が受光素子３５ａ，３５ｂの境界に到達するようになっているので、光記録媒体３０のチルトが発生した場合には光記録媒体３０からの反射光が受光素子３５ａ，３５ｂのいずれか一方に片寄る。したがって、受光素子３５ａ，３５ｂの出力信号の差を演算する差動アンプ３３の出力として、光記録媒体３０のチルトの方向および量に応じた電気信号を得ることができる。
【０００７】
しかし、上記従来のチルト検出手段では、光ピックアップ３１から光記録媒体３０の情報記録面上に形成されるスポットの位置とチルトセンサ３２の測定位置とが異なるため、検出精度に限界があるとともに、リアルタイムの検出が行えないという問題があった。このような課題を解決する手段としては、特許第３１６１８９１号公報、特開２００１−２９７４５９号公報、特開２００１−２７３６６０号公報に挙げられているような光記録媒体からの反射光より光記録媒体のチルトの影響を検知するものが知られている。
【０００８】
特許第３１６１８９１号公報に記載されているチルト検出装置では、図３６に示すように、図示しないレーザ光源からのレーザビームが対物レンズ２に入射して光ディスク媒体１の情報トラック１ａ上に集光され、その反射光は対物レンズ２を経て遠視野領域において受光レンズ３及び分波素子４を通過する。分波素子４の微小プリズム４ａ、４ｂの形成されている領域を通過した光は受光素子５ａ、５ｂに入射し、分波素子４の他の領域を通過した光は受光素子６ａ、６ｂに入射する。受光素子５ａ、６ｂの出力信号は加算アンプ７で加算され、受光素子５ｂ、６ａの出力信号は加算アンプ８で加算される。差動アンプ９は加算アンプ７の出力信号から加算アンプ８の出力信号を引いてその結果を光ディスク媒体１のラジアル方向チルト量に対応するラジアル方向チルト検出信号として出力する。
【０００９】
さらに、レーザビームが照明手段から対物レンズに入射して光ディスク媒体１上の情報トラックに集光され、その反射光は対物レンズを介して、光ディスク媒体１上のタンジェンシャル方向に互いに隣接して配置されている２つの受光素子に入射する。この２つの受光素子の出力信号の差動演算が差動アンプで実行され、この差動アンプの出力信号の極大値と直小値が極大値検出回路と極小値検出回路でそれぞれサンプルホールドされて極大値検出回路の出力信号と極小値検出回路の出力信号との差が差動アンプで演算されることで、光ディスク媒体１のタンジェンシャル方向のチルト量に対応するタンジェンシャル方向チルト検出信号が得られる。
【００１０】
特開２００１−２９７４５９号公報には、光源と、前記光源からの出射光を光記録媒体上に集光する対物レンズと、前記光記録媒体からの反射光を受光する光検出器とを備え、前記光検出器は、前記反射光の前記光記録媒体の接線方向における一端側の領域であって前記光記録媒体の半径方向における両端部、前記反射光の前記光記録媒体の接線方向における他端側の領域であって前記光記録媒体の半径方向における中央部、前記反射光の前記光記録媒体の接線方向における一端側の領域であって前記光記録媒体の半径方向における中央部及び前期反射光の前記光記録媒体の接線方向における他端側の領域であって前記光記録媒体の半径方向における両端部の各々を個別に受光する受光部を有し、光記録媒体の接線方向のチルトを検出する光ヘッド装置が記載されている。
【００１１】
特開2001-273660号公報に記載されている第１実施形態によれば、光ピックアップ内において光照射手段からの光がコリメータレンズで平行光とされてビームスプリッタで反射された後に対物レンズにより集光され、光ディスクのトラック上に光スポットが投影される。この光ディスクからの反射光は、再び対物レンズを経由して上記ビームスプリッタを透過し、受光レンズにより受光手段に結像される。
【００１２】
図３７に示すように、この受光手段１９の受光面は、光ディスクの半径方向に２分割され、光ディスク上のトラックの接線方向に３分割されて６つの領域１９Ａ１〜１９Ａ３、１９Ｂ１〜１９Ｂ３に分割されている。受光手段１９の各領域１９Ａ１〜１９Ａ３、１９Ｂ１〜１９Ｂ３からの光量信号Ａ１〜Ａ３、Ｂ１〜Ｂ３は演算手段２０に入力され、光ディスク上のトラックの接線方向に配列されている領域１９Ａ１〜１９Ａ３のうち両端部の領域１９Ａ１、１９Ａ３からの光量信号Ａ１、Ａ３が加算手段１１で加算され、除算手段１３にて加算手段１１の出力信号が中央部の領域１９Ａ２からの光量信号Ａ２にて除算される。
【００１３】
同様に、光ディスク上のトラックの接線方向に配列されている領域１９Ｂ１〜１９Ｂ３のうち両端部の領域１９Ｂ１、１９Ｂ３からの光量信号Ｂ１、Ｂ３が加算手段１０で加算され、除算手段１２にて加算手段１０の出力信号が中央部の領域１９Ｂ２からの光量信号Ｂ２にて除算される。減算手段１４は、除算手段１３の出力信号から除算手段１２の出力信号を減算し、その減算結果を光ディスクの半径方向のチルト量を示すチルト信号として出力する。
【００１４】
特開2001-273660号公報に記載されている第２実施形態によれば、上記第１実施形態において、受光手段１９の受光面は、光ディスクのトラックの接線方向に２分割され、光ディスク上の半径方向に３分割されて６つの領域１９Ａ１〜１９Ａ３、１９Ｂ１〜１９Ｂ３に分割されている。演算手段２０は、受光手段１９の各領域１９Ａ１〜１９Ａ３、１９Ｂ１〜１９Ｂ３からの光量信号Ａ１〜Ａ３、Ｂ１〜Ｂ３を上記第１実施形態と同様に演算し、光ディスクのトラックの接線方向のチルト量を示すチルト信号を出力する。
【００１５】
特開2001-273660号公報に記載されている第３実施形態によれば、図３８に示すような碁盤目状の１６分割の受光素子１５を用い、この受光素子１５の各領域からの出力信号を演算手段で演算することにより、ラジアル方向とタンジェンシャル方向の両方向のチルト検出を行う。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
さて、近年、上記ＤＶＤ世代よりも、さらに大容量化を図るために青色波長帯域の光源を用いたシステムの提案がある。しかしながら、青色波長帯域の光源を用いる青色系光ピックアップでは、ＤＶＤ世代に比べてコマ収差の影響が波長の比だけ、すなわち約１.６倍大きくなり、高精度の光記録媒体チルト検出および補正が必要となる。
【００１７】
これに伴い、ＤＶＤ系光ピックアップでは、光記録媒体のラジアル方向（半径方向）のみのチルト補正で済んだが、青色系光ピックアップでは、光記録媒体のジッタ方向（回転方向）のチルト補正が必要となる。また、ＤＶＤ系光ピックアップでは、定期的な光記録媒体のチルト補正で済んだが、青色系光ピックアップでは、リアルタイムな光記録媒体のチルト補正が必要となる。よって、ラジアル方向とジッタ方向の２方向の光記録媒体のチルト検出が必要となり、かつ応答性のよい高精度の光記録媒体のチルト検出が必要となる。
【００１８】
さて、このような青色系光ピックアップにおいて、上述した特許第３１６１８９１号公報、特開２００１−２９７４５９号公報、特開２００１−２７３６６０号公報に挙げられている従来例の適用を検討する。特許第３１６１８９１号公報記載のものは、光ディスク媒体のラジアル方向のチルト検出を行い、光ディスク媒体のタンジェンシャル方向のチルト検出を反射光量変化の極大値検出で行う構成であるため、タンジェンシャル方向チルトのリアルタイム検出は行えないという問題がある。
【００１９】
特開２００１−２９７４５９号公報記載のものは、光記録媒体の接線方向のチルトを検出するものであり、光記録媒体のラジアル方向のチルト検出が行えないという問題がある。
特開２００１−２７３６６０公報記載の第１実施形態あるいは第２実施形態では、光ディスクのラジアル方向、タンジェンシャル方向のいずれかのチルトの検出は行えるが、両方向のチルトの検出は行えない。また、特開２００１−２７３６６０公報記載の第３実施形態では、図３８に示すような碁盤目状の、１６分割の受光素子１５を用いることにより、ラジアル方向とタンジェンシャル方向の両方向のチルト検出を行うものであるが、受光素子１５の各領域からの１６個もの出力信号を演算することは演算手段の煩雑化、応答性の低下などの問題がある。また、受光セグメント数は受光素子のパッケージ構成の制約条件となるため、受光セグメント数を少なくする必要がある。具体的には、
http://www.sharp.co.jp/products/device/ctlg/laser/holo.pdf
に紹介されている受光素子などにあるように、生産性のある受光素子としては１０セグメント程度である。
【００２０】
また、特開2001-273660号公報記載のものでは、チルト信号が除算手段１２、１３を用いて生成されているが、除算手段を用いると、回路規模が大きくなるために応答性の低下が問題になる。
また、特許第3161891号公報、特開2001-297459号公報、特開2001-273660号公報記載のものでは、いずれも、チルト検出はトラッキングがされているときにのみ可能となる。よって、トラッキング誤差信号のＳ/Ｎが確保できない（トラッキング誤差信号の振幅が小さい）大きなチルトが発生した場合、チルト検出は行えないという問題がある。
【００２１】
さらに、高精度のチルト検出／補正が必要とされる、青色波長域の光を用いる青色系光ピックアップと、赤色波長域の光を用いるＤＶＤ系光ピックアップ、あるいは赤外波長域の光を用いるＣＤ系光ピックアップを搭載した光情報処理装置、所謂コンボドライブでは、青色波長域の光を用いる場合の青色用光記録媒体のチルト検出と合わせて、赤色波長域の光、赤色波長域の光を用いる場合のＤＶＤ系光記録媒体、ＣＤ系光記録媒体のチルト検出も必要となる。ＤＶＤ系光記録媒体のチルト検出も、青色波長域の光を用いる場合と同様に行う方法もあるが、ＤＶＤ系光記録媒体、ＣＤ系光記録媒体のチルト検出は、光記録媒体のラジアル方向チルト検出のみで、かつ定期的なチルト検出のみでよいため、青色用光記録媒体で使用するチルト検出はオーバースペックとなり、構成の煩雑化、コストアップとなってしまう。
【００２２】
本発明の目的は、光記録媒体のラジアル方向／タンジェンシャル方向の２方向のチルト検出をリアルタイムで実現することができて光記録媒体の情報記録面上に良好なスポットを形成することが可能となり、受光素子のセグメント数の低下を図ることができる光ピックアップを提供することにある。
本発明の他の目的は、トラッキングが出来ないような大きな光記録媒体のチルトが発生した場合でも該チルトを補正して正常な記録再生動作が行えるようにすることができて光記録媒体の情報記録面上に良好なスポットを形成することが可能となる光ピックアップを提供することにある。
【００２４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１に係る発明は、光記録媒体に対して情報の記録、再生、消去の１以上を行う光ピックアップにおいて、前記光記録媒体に光ビームを照射する照明光学系と、前記光記録媒体からの反射光を検出する検出光学系と、前記光記録媒体の半径方向のチルトおよび回転方向のチルトによる前記光記録媒体上のスポットの劣化を補正する補正手段と、前記照明光学系および前記検出光学系の外側に、前記光記録媒体のチルト量を検知するチルト検出装置を備え、前記検出光学系は、遠視野における前記光記録媒体からの反射０次光と反射±１次回折光とで形成される２つの干渉領域を、前記光記録媒体の回転方向にそれぞれ４つに分離して受光し、前記光記録媒体の半径方向内側の干渉領域を４つに分離して受光することで得た受光信号を前記光記録媒体の回転方向順にＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄとし、前記光記録媒体の半径方向外側の干渉領域を４つに分離して受光することで得た受光信号を前記光記録媒体の回転方向順にＥ、Ｆ、Ｇ、Ｈとしたとき、前記補正手段は、前記受光信号Ａ〜Ｈの演算結果｜（Ａ＋Ｆ＋Ｇ＋Ｄ）−（Ｅ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｈ）｜に基づき前記光記録媒体の半径方向のチルトによる前記光記録媒体上のスポットの劣化を補正し、前記受光信号Ａ〜Ｈの演算結果｜（Ａ＋Ｂ＋Ｅ＋Ｆ）−（Ｃ＋Ｄ＋Ｇ＋Ｈ）｜に基づき前記光記録媒体の回転方向のチルトによる前記光記録媒体上のスポットの劣化を補正するものであって、前記チルト検出装置の出力信号に基づいて前記光記録媒体のチルトを補正し、トラッキングを行った後に、前記受光信号Ａ〜Ｈの演算結果｜（Ａ＋Ｆ＋Ｇ＋Ｄ）−（Ｅ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｈ）｜に基づき前記光記録媒体の半径方向のチルトによる前記光記録媒体上のスポットの劣化を補正し、前記受光信号Ａ〜Ｈの演算結果｜（Ａ＋Ｂ＋Ｅ＋Ｆ）−（Ｃ＋Ｄ＋Ｇ＋Ｈ）｜に基づき前記光記録媒体の回転方向のチルトによる前記光記録媒体上のスポットの劣化を補正する光ピックアップであって、前記遠視野における前記光記録媒体からの反射０次光と反射±１次回折光とで形成される２つの干渉領域を、前記光記録媒体の回転方向にそれぞれ４つに分離して受光する際、前記それぞれ４つに分離した領域はいずれも長方形の領域であり、前記光記録媒体の半径方向に対する前記長方形の領域の幅は前記反射０次光の直径の０．２〜０．３５倍の幅であるものである。
【００２５】
請求項２に係る発明は、使用波長が４０５ｎｍ±１０ｎｍの範囲で、光照射側基板厚ｄｂｌｕｅ、開口数：ＮＡｂｌｕｅが次の式（Ａ）：ｄｂｌｕｅ＜４．３×ＮＡｂｌｕｅ２−８．０×ＮＡｂｌｕｅ＋４．０ …（Ａ）で第１の光記録媒体に対して情報の記録、再生、消去の１以上を行い、使用波長が６６０ｎｍ±１０ｎｍの範囲で開口数：０．６０〜０．６５で第２の光記録媒体に対して情報の記録、再生、消去の１以上を行う光ピックアップにおいて、前記光記録媒体に光ビームを照射する照明光学系と、前記光記録媒体からの反射光を検出する検出光学系と、前記光記録媒体の半径方向のチルトおよび回転方向のチルトによる前記光記録媒体上のスポット劣化を補正する補正手段と、
前記照明光学系および前記検出光学系の外側に、前記光記録媒体のチルト量を検知するチルト検出装置を備え、前記検出光学系は、遠視野における前記光記録媒体からの反射０次光と反射±１次回折光とで形成される２つの干渉領域を、前記光記録媒体の回転方向にそれぞれ４つに分離して受光し、前記光記録媒体の半径方向内側の干渉領域を４つに分離して受光することで得た受光信号を前記光記録媒体の回転方向順にＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄとし、前記光記録媒体の半径方向外側の干渉領域を４つに分離して受光することで得た受光信号を前記光記録媒体の回転方向順にＥ、Ｆ、Ｇ、Ｈとしたとき、前記補正手段は、前記受光信号Ａ〜Ｈの演算結果｜（Ａ＋Ｆ＋Ｇ＋Ｄ）−（Ｅ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｈ）｜に基づき前記光記録媒体の半径方向のチルトによる前記光記録媒体上のスポットの劣化を補正し、前記受光信号Ａ〜Ｈの演算結果｜（Ａ＋Ｂ＋Ｅ＋Ｆ）−（Ｃ＋Ｄ＋Ｇ＋Ｈ）｜に基づき前記光記録媒体の回転方向のチルトによる前記光記録媒体上のスポットの劣化を補正するものであって、前記第１の光記録媒体については、前記チルト検出装置の出力信号に基づいて前記光記録媒体のチルトを補正し、トラッキングを行った後に、前記受光信号Ａ〜Ｈの演算結果｜（Ａ＋Ｆ＋Ｇ＋Ｄ）−（Ｅ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｈ）｜に基づき前記光記録媒体の半径方向のチルトによる前記光記録媒体上のスポットの劣化を補正し、前記受光信号Ａ〜Ｈの演算結果｜（Ａ＋Ｂ＋Ｅ＋Ｆ）−（Ｃ＋Ｄ＋Ｇ＋Ｈ）｜に基づき前記光記録媒体の回転方向のチルトによる前記光記録媒体上のスポットの劣化を補正し、
前記第２の光記録媒体については、前記チルト検出装置の出力信号に基づいて前記光記録媒体のチルトを補正する光ピックアップであって、前記遠視野における前記光記録媒体からの反射０次光と反射±１次回折光とで形成される２つの干渉領域を、前記光記録媒体の回転方向にそれぞれ４つに分離して受光する際、前記それぞれ４つに分離した領域はいずれも長方形の領域であり、前記光記録媒体の半径方向に対する前記長方形の領域の幅は前記反射０次光の直径の０．２〜０．３５倍の幅であるものである。
【００２６】
請求項３に係る発明は、使用波長が４０５ｎｍ±１０ｎｍの範囲で、光照射側基板厚ｄｂｌｕｅ、開口数：ＮＡｂｌｕｅが次の式（Ａ）：ｄｂｌｕｅ＜４．３×ＮＡｂｌｕｅ２−８．０×ＮＡｂｌｕｅ＋４．０ …（Ａ）で第１の光記録媒体に対して情報の記録、再生、消去の１以上を行い、使用波長が６６０ｎｍ±１０ｎｍの範囲で開口数：０．６０〜０．６５で第２の光記録媒体に対して情報の記録、再生、消去の１以上を行い、使用波長が７８０ｎｍ±１０ｎｍの範囲で開口数：０．４５〜０．５０で第３の光記録媒体に対して情報の記録、再生、消去の１以上を行う光ピックアップにおいて、前記光記録媒体に光ビームを照射する照明光学系と、前記光記録媒体からの反射光を検出する検出光学系と、前記光記録媒体の回転方向のチルトによる前記光記録媒体上のスポット劣化を補正する補正手段と、前記照明光学系および前記検出光学系の外側に、前記光記録媒体のチルト量を検知するチルト検出装置を備え、前記検出光学系は、遠視野における前記光記録媒体からの反射０次光と反射±１次回折光とで形成される２つの干渉領域を、前記光記録媒体の回転方向にそれぞれ４つに分離して受光し、前記光記録媒体の半径方向内側の干渉領域を４つに分離して受光することで得た受光信号を前記光記録媒体の回転方向順にＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄとし、前記光記録媒体の半径方向外側の干渉領域を４つに分離して受光することで得た受光信号を前記光記録媒体の回転方向順にＥ、Ｆ、Ｇ、Ｈとしたとき、前記補正手段は、前記受光信号Ａ〜Ｈの演算結果｜（Ａ＋Ｆ＋Ｇ＋Ｄ）−（Ｅ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｈ）｜に基づき前記光記録媒体の半径方向のチルトによる前記光記録媒体上のスポットの劣化を補正し、前記受光信号Ａ〜Ｈの演算結果｜（Ａ＋Ｂ＋Ｅ＋Ｆ）−（Ｃ＋Ｄ＋Ｇ＋Ｈ）｜に基づき前記光記録媒体の回転方向のチルトによる前記光記録媒体上のスポットの劣化を補正するものであって、前記第１の光記録媒体については、前記チルト検出装置の出力信号に基づいて前記光記録媒体のチルトを補正し、トラッキングを行った後に、前記受光信号Ａ〜Ｈの演算結果｜（Ａ＋Ｆ＋Ｇ＋Ｄ）−（Ｅ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｈ）｜に基づき前記光記録媒体の半径方向のチルトによる前記光記録媒体上のスポットの劣化を補正し、前記受光信号Ａ〜Ｈの演算結果｜（Ａ＋Ｂ＋Ｅ＋Ｆ）−（Ｃ＋Ｄ＋Ｇ＋Ｈ）｜に基づき前記光記録媒体の回転方向のチルトによる前記光記録媒体上のスポットの劣化を補正し、前記第２および前記第３の光記録媒体については、前記チルト検出装置の出力信号に基づいて前記光記録媒体のチルトを補正する光ピックアップであって、前記遠視野における前記光記録媒体からの反射０次光と反射±１次回折光とで形成される２つの干渉領域を、前記光記録媒体の回転方向にそれぞれ４つに分離して受光する際、前記それぞれ４つに分離した領域はいずれも長方形の領域であり、前記光記録媒体の半径方向に対する前記長方形の領域の幅は前記反射０次光の直径の０．２〜０．３５倍の幅であるものである。
【００３７】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の参考形態１の光ピックアップを示す。この光ピックアップは、使用波長が４０５ｎｍ±１０ｎｍの範囲で、光記録媒体の光照射側基板厚ｄblue、開口数：ＮＡblueが次の式（Ａ）：
ｄblue＜４.３×ＮＡblue ２−８.０×ＮＡblue＋４.０ …（Ａ）
を満足する光ピックアップであり、例えば使用波長４０５ｎｍ、ＮＡ０.６５、光照射側基板厚０.６ｍｍの青色系光記録媒体に対して情報の記録、再生、消去の１以上を行う光ピックアップである。なお、この青色系光記録媒体の光照射側基板厚は０．３ｍｍ〜０.６ｍｍの範囲内で任意に設定することができる。この光ピックアップは、青色波長域の光を発する光源としての半導体レーザ１０１と、コリメートレンズ１０２と、偏光ビームスプリッタ１０３と、プリズム１０４と、１／４波長板１０５と、対物レンズ１０６と、検出レンズ１０８と、円筒レンズ１０９と、受光手段としての受光素子１１０とを有する。
【００３８】
半導体レーザ１０１から出射された直線偏光の波長４０７ｎｍの発散光は、コリメートレンズ１０２で略平行光とされて偏光ビームスプリッタ１０３を透過し、プリズム１０４で光路が９０度偏向され、１／４波長板１０５を通過して円偏光とされ、対物レンズ１０６に入射して光記録媒体１０７上に微小スポットとして集光される。このスポットにより、光記録媒体１０７は情報の再生、記録、消去が選択的に行われる。光記録媒体１０７は図示しない駆動部により回転駆動され、かつ、本参考形態１の光ピックアップは図示しないシーク手段により光記録媒体１０７の半径方向に移送される。
【００３９】
光記録媒体１０７で反射された光は、往路とは反対回りの円偏光となり、対物レンズ１０６により再び略平行光とされ、１／４波長板１０５を通過して往路と直交した直線偏光になり、プリズム１０４及び偏光ビームスプリッタ１０３で反射され、検出レンズ１０８及び円筒レンズ１０９で集光されて受光素子１１０に至る。
【００４０】
次に、本参考形態１の動作を説明する。光記録媒体１０７には、図２に示すように案内溝１０７ａがスパイラル状（もしくは同心円状）に形成されている。この案内溝１０７ａからの反射光には、直接の反射光である０次光と、回折された±１次回折光とが含まれ、これらの光が干渉し合っている。図３は、受光素子１１０の受光面で受光される０次光（直進光）と±１次回折光とを、受光素子１１０の受光面の上から見た図である。０次光（直進光）と１次回折光とは重なる部分１２０、１２１があり、この重なる部分を干渉領域とよぶ。
【００４１】
この干渉領域１２０、１２１が光記録媒体１０７のチルトに伴いどのように変化するかを、図４を用いて説明する。図４（ａ）は、光記録媒体１０７が半径方向（ラジアル方向）に傾いていたときの光記録媒体１０７のチルト角と干渉領域１２０、１２１の変化を示している。光記録媒体１０７のチルトに伴い図４（ａ）の左右方向に光記録媒体１０７のチルト角に応じて干渉領域１２０、１２１の光量に偏りが生じる。これは、光記録媒体１０７の傾きにより、光記録媒体１０７上に投影されるスポットにコマ収差が発生するためである。この干渉領域１２０，１２１の光量の偏りは、一方の干渉領域１２０と、もう一方の干渉領域１２１とで、逆方向に生じる。図４（ａ）では、光記録媒体１０７のチルトが大きくなるほど、図４（ａ）中の右側の領域１２０が強くなり、左側の領域１２１が徐々に弱くなっていくのがわかる。
【００４２】
同様に、図４（ｂ）は光記録媒体１０７が回転方向（タンジェンシャル方向）に傾いたときの光記録媒体１０７のチルト角と干渉領域１２０、１２１の変化を示している。また、図４（ｃ）は光記録媒体１０７が半径方向（ラジアル方向）と回転方向（タンジェンシャル方向）に同時に同量傾いたときの光記録媒体１０７のチルト角と干渉領域１２０、１２１の変化を示している。
【００４３】
次に、図５を参照して受光素子１１０および演算手段１１１を詳細に説明する。受光素子１１０が反射光を受光する受光面は、８つの受光領域１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃ、１１０ｄ、１１０ｅ、１１０ｆ、１１０ｇ、１１０ｈに分割されている。すなわち、受光素子１１０の受光面は、光記録媒体１０７の半径方向（ラジアル方向）に分離された２つの受光領域１１０ａ〜１１０ｄ、１１０ｅ〜１１０ｈを有し、この２つの受光領域１１０ａ〜１１０ｄ、１１０ｅ〜１１０ｈは光記録媒体１０７の回転方向（タンジェンシャル方向）にそれぞれ４分割されて分離されている。
【００４４】
光記録媒体１０７の半径方向（ラジアル方向）に配列されている２つの受光領域１１０ａ〜１１０ｄ、１１０ｅ〜１１０ｈのうちの一方に含まれる４つの受光領域１１０ａ〜１１０ｄは光記録媒体１０７の回転方向順に１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃ、１１０ｄとする。そして、これらの受光領域１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃ、１１０ｄから出力される光量信号は、それぞれＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄとする。
【００４５】
光記録媒体１０７のラジアル方向に配置されている２つの受光領域１１０ａ〜１１０ｄ、１１０ｅ〜１１０ｈのうちのもう一方に含まれる４つの受光領域１１０ｅ〜１１０ｈは光記録媒体１０７の回転方向順に１１０ｅ、１１０ｆ、１１０ｇ、１１０ｈとする。そして、これらの受光領域１１０ｅ、１１０ｆ、１１０ｇ、１１０ｈから出力される光量信号は、それぞれＥ，Ｆ，Ｇ，Ｈとする。受光素子１１０の各受光領域１１０ａ〜１１０ｈはそれぞれ受光量に比例した光量信号Ａ〜Ｈを出力する。
【００４６】
演算手段１１１は、加算手段１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃ、１１１ｄおよび減算手段１１１ｅ、１１１ｆから構成されている。受光素子１１０の各受光領域１１０ａ〜１１０ｈから出力された光量信号Ａ〜Ｈは演算手段１１１に入力されて所定の演算がなされる。すなわち、受光領域１１０ａ〜１１０ｄの両端側受光領域１１０ａ、１１０ｄからの光量信号Ａ、Ｄと、受光領域１１０ｅ〜１１０ｈの中央側受光領域１１０ｆ、１１０ｇからの光量信号Ｆ、Ｇが加算手段１１１ａにより加算される。受光領域１１０ａ〜１１０ｄの中央側受光領域１１０ｂ、１１０ｃからの光量信号Ｂ、Ｃと、受光領域１１０ｅ〜１１０ｈの両端側受光領域１１０ｅ、１１０ｈからの光量信号Ｅ、Ｈが加算手段１１１ｂにより加算される。減算手段１１１ｅは、加算手段１１１ａの出力信号から加算手段１１１ｂの出力信号を引くことで、光記録媒体１０７のラジアル方向のチルト（ラジアルチルト）を示すチルト信号（ラジアルチルト信号）Ｔradを出力する。
【００４７】
受光領域１１０ａ〜１１０ｄの上側受光領域１１０ａ、１１０ｂからの光量信号Ａ、Ｂと、受光領域１１０ｅ〜１１０ｈの上側受光領域１１０ｅ、１１０ｆからの光量信号Ｅ、Ｆが加算手段１１１ｃにより加算される。受光領域１１０ａ〜１１０ｄの下側受光領域１１０ｃ、１１０ｄからの光量信号Ｃ、Ｄと、受光領域１１０ｅ〜１１０ｈの下側受光領域１１０ｇ、１１０ｈからの光量信号Ｇ、Ｈが加算手段１１１ｄにより加算される。減算手段１１１ｆは、加算手段１１１ｃの出力信号から加算手段１１１ｄの出力信号を引くことで、光記録媒体１０７の回転方向（タンジェンシャル方向）のチルト（タンジェンシャルチルト）を示すチルト信号（タンジェンシャルチルト信号）Ｔtanを出力する。
演算手段１１１による演算を式で表すと、下記の式（１）、（２）となる。
Ｔｒａｄ＝（Ａ＋Ｄ＋Ｆ＋Ｇ）-（Ｂ＋Ｃ＋Ｅ＋Ｈ） …（１）
Ｔｔａｎ＝（Ａ＋Ｂ＋Ｅ＋Ｆ）-（Ｃ＋Ｄ＋Ｇ＋Ｈ） …（２）
図６（ａ）（ｂ）は光記録媒体１０７のチルトに伴う干渉領域１２０、１２１の変化を演算手段１１１にて演算した結果を示す。図６（ａ）は光記録媒体１０７が半径方向（ラジアル方向）に傾いたときのチルト特性を示し、図６（ｂ）は光記録媒体１０７が回転方向（タンジェンシャル方向）に傾いたときのチルト特性を示す。なお、このときの光記録媒体１０７の案内溝１０７ａの形状は以下の通りである。
案内溝１０７ａの周期（トラックピッチ）：０.４６μｍ
案内溝１０７ａの幅（グルーブ幅） ：０.２３μｍ
案内溝１０７ａの深さ（グルーブ深さ） ：０.０５１μｍ
また、受光素子１１０の受光領域１１０ａ〜１１０ｈは、受光素子１１０上の戻り光の直径を１としたとき、チルト特性が図７に示すようになる受光領域区分とした。ここに、ｘは、受光素子１１０上の戻り光の直径を１としたとき、受光領域１１０ａ〜１１０ｈの半径方向（ラジアル方向）の長さを示す。例えば、受光領域１１０ａは光記録媒体１０７の半径方向（ラジアル方向）に０.２、光記録媒体１０７の回転方向（タンジェンシャル方向）に０.３７５の長方形の領域とした。
【００４８】
図６（ａ）（ｂ）において横軸は光記録媒体１０７のチルト量、縦軸は受光素子１１０の出力信号Ａ〜Ｈの和信号で規格化したチルト信号である。チルトの検出感度は、図６（ａ）（ｂ）の零度近傍チルト信号の傾き絶対値で与えられる。図６（ａ）のチルト検出感度は約６７％／ｄｅｇ、図６（ｂ）のチルト検出感度は約４０％／ｄｅｇであり、十分なチルト検出精度が得られる。このように、光記録媒体１０７で反射された光の各受光領域１１０ａ〜１１０ｈにおける強度の変化から光記録媒体１０７の半径方向（ラジアル方向）と回転方向（タンジェンシャル方向）の両方向のチルトを検出することが可能となる。特に本参考形態１では、従来例（特開2001-273660号公報記載のもの）のように除算手段を用いることなく、加算手段１１１ａ〜１１１ｄと減算手段１１１ｅ、１１１ｆのみの演算でチルト信号を生成しているため、従来例に比べて回路構成の単純化、さらには高速な応答性を確保できる。
【００４９】
図７は、各受光領域１１０ａ〜１１０ｈの半径方向（ラジアル方向）の長さ：ｘとラジアルチルトとチルト信号の関係を示したものである。同様に、図１１は、各受光領域１１０ａ〜１１０ｈの回転方向（タンジェンシャル方向）の長さ：ｙとラジアルチルトとチルト信号の関係を示したものである。ここで、各受光領域１１０ａ〜１１０ｈの半径方向（ラジアル方向）の長さｘ、回転方向（タンジェンシャル方向）の長さｙとは、受光素子１１０上の戻り光の直径を１としたときの各受光領域１１０ａ〜１１０ｈの半径方向（ラジアル方向）の長さ、回転方向（タンジェンシャル方向）の長さを意味するものであり、図９は各受光領域１１０ａ、１１０ｄ、１１０ｅ、１１０ｈについてｘ＝０.２、ｙ＝０.３７５のときの受光素子１１０の受光領域区分例、図１０は各受光領域１１０ａ、１１０ｄ、１１０ｅ、１１０ｈについてｘ＝０.５、ｙ＝０.３７５のときの受光素子１１０の受光領域区分例を示したものである。
【００５０】
再度、図７を説明すると、図７はｙ＝０.３７５のときのチルト信号とラジアルチルト（光記録媒体１０７のラジアル方向のチルト）との関係について、各受光領域１１０ａ、１１０ｄ、１１０ｅ、１１０ｈのｘをパラメータにしたときの状態を示すものである。また、図１１は各受光領域１１０ａ、１１０ｄ、１１０ｅ、１１０ｈのｘ＝０.２のときのチルト信号とラジアルチルトの関係について、ｙをパラメータにしたときの状態を示すものである。図８は、図７の各ｘに対して、チルト信号の０ｄｅｇ近傍の傾き（チルト信号の感度）をプロットしたものであり、ｘ＝０.３のとき、検出感度が最も大きくなることがわかる。
【００５１】
図８に示すように、各受光領域１１０ａ、１１０ｄ、１１０ｅ、１１０ｈのｘをｘ＝０.２〜０.３５の範囲とすることにより、感度６０％／ｄｅｇ以上と十分な検出感度を確保できることがわかる。また、ｙ方向についても、ｙ＝０.３〜０.４の範囲でｙを選択することにより、高感度検出が可能となる。以上から、干渉領域１２０、１２１のみで、式（１）（２）に示す演算を実行することにより十分な検出感度となり、高精度のチルト検出が行えることがわかる。
【００５２】
また、図１２は、図９に示す受光素子１１０の受光領域区分例において、光記録媒体１０７が図４（ａ）に示すように半径方向（ラジアル方向）にチルトしたときのラジアルチルト信号と、光記録媒体１０７が図４（ｃ）に示すように半径方向（ラジアル方向）と回転方向（タンジェンシャル方向）の両方向に同時にチルトしたときのラジアルチルト信号を示すものである。これら２つのラジアルチルト信号は同等の変化を示しており、光記録媒体１０７の回転方向（タンジェンシャル方向）のチルトが発生しても、ラジアルチルト信号の変化はないことがわかる。
【００５３】
同様に、図１３は、光記録媒体１０７が図４（ｂ）に示すように回転方向（タンジェンシャル方向）にチルトしたときのタンジェンシャルチルト信号と、図４（ｃ）に示すように半径方向（ラジアル方向）と回転方向（タンジェンシャル方向）の両方向に同時にチルトしたときのタンジェンシャルチルト信号を示すものである。図１３から、図１２と同様に半径方向（ラジアル方向）のチルトが発生しても、そのチルトが所定の範囲内ならばタンジェンシャルチルト信号の変化はないことがわかる。これらの結果から、本参考形態１におけるチルト信号生成方式によれば、光記録媒体１０７のラジアルチルトとタンジェンシャルチルトを、クロストークなく独立に検出できることがわかる。
【００５４】
また、図１４、図１５は、図９に示す受光素子１１０の受光領域区分例において、対物レンズ（ＯＬ）１０６がシフトしたときのラジアルチルト信号とタンジェンシャルチルト信号の変化を示したものである。対物レンズ１０６のシフトが発生しても、半径方向（ラジアル方向）と回転方向（タンジェンシャル方向）のチルト信号はほとんど変化しない。すなわち、本参考形態１におけるチルト信号生成方式によれば、光記録媒体１０７のチルトと、対物レンズ１０６のシフトが同時に発生しても、光記録媒体１０７のチルト信号は良好に検出できることがわかる。これは、本参考形態１におけるチルト信号生成方式が０次と±１次の干渉領域の光に対して、式（１）のような襷がけの演算を行うため、対物レンズ１０６のシフトに伴う光量分布の変化をキャンセルできることに因る。
【００５５】
また、図１６、１７は、図９に示す受光素子１１０の受光領域区分例において、光記録媒体１０７の案内溝１０７ａの深さと、ラジアルチルト信号とタンジェンシャルチルト信号の変化を示したものである。案内溝１０７ａの深さが変化しても、半径方向（ラジアル方向）と回転方向（タンジェンシャル方向）のチルト信号はほとんど変化しない。すなわち、本参考形態１におけるチルト信号生成方式によれば、案内溝１０７ａの深さにもほとんど依存せずに、複数種類の光記録媒体に対して、良好なチルト信号を生成できる。
【００５６】
次に、本参考形態１において、以上のチルト信号に基づいて、光記録媒体１０７のチルトに伴い発生するコマ収差を補正するコマ収差補正手段について説明する。コマ収差補正手段としては、対物レンズ１０６のフォーカス制御・トラッキング制御（トラッキング誤差信号、フォーカス誤差信号による対物レンズ１０６の２方向制御）だけでなく、対物レンズの２軸周りのチルト制御（ラジアルチルト信号、タンジェンシャルチルト信号による対物レンズの２軸周りの制御）が可能である４軸アクチュエータ（図示せず）を用いればよい。
【００５７】
この４軸アクチュエータは、対物レンズ１０６の光軸の、本参考形態１における光学系の光軸に対する傾きを演算手段１１１からのラジアルチルト信号及びタンジェンシャルチルト信号に応じて調整する対物レンズ傾き調整手段を含むように構成されている。この４軸アクチュエータの対物レンズ傾き調整手段で対物レンズ１０６の傾きを変化させると、対物レンズ１０６を透過する光束にコマ収差が発生するので、このコマ収差と光記録媒体１０７のチルトに伴い発生するコマ収差とを相殺するようにすることが可能である。すなわち、４軸アクチュエータの対物レンズ傾き調整手段は、対物レンズ１０６の光軸の、本参考形態１における光学系の光軸に対する傾きを、演算手段１１１からのラジアルチルト信号及びタンジェンシャルチルト信号により、光記録媒体１０７のチルトに伴い発生するコマ収差と対物レンズ１０６の傾きの変化による透過光束のコマ収差とが相殺されるように調整する。
【００５８】
図１８は、光記録媒体１０７のチルトと補正前後の波面収差との関係を示す。図１８から対物レンズ１０６を４軸アクチュエータの対物レンズ傾き調整手段でチルトさせることにより、波面収差の劣化が十分に抑制されることがわかる。図１９は、図１８において、光記録媒体１０７が１度傾いたときの補正前の波面収差を示し、図２０は対物レンズ１０６を約０.８ｄｅｇチルトさせたときの波面収差の様子を示す。対物レンズ１０６に光源側から入射する光束に対して、対物レンズ１０６の傾きを変化させると、補正後の波面収差がもとの波面収差よりも格段に小さくなることがわかる。
【００５９】
このような４軸アクチュエータの対物レンズ傾き調整手段を図示しない制御手段にて式（１）（２）に示されるチルト信号に基づいて制御することにより、光記録媒体１０７のチルトに伴う波面劣化を伴わず、すなわち常に光記録媒体１０７上の良好なスポットを維持することができる。
【００６０】
また、コマ収差補正手段は、４軸アクチュエータに限られるものでなく、図２１に示すように平行光路中に所定の電極パターンを有する液晶素子１１２をコマ収差補正手段として配置してもよい。この液晶素子１１２は、図２２に示すように、少なくとも一方の透明電極５０ａ〜５０ｒが左右上下対称に分割され、各電極部分５０ａ〜５０ｒと共通電極との間に独立して電圧を印加できるようになっており、この電圧を制御することにより、各電極部分５０ａ〜５０ｒと共通電極との間の液晶の屈折率：ｎをｎ1からｎ２まで自在に変えることができる。各電極部分５０ａ〜５０ｒと共通電極との間の液晶の屈折率：ｎを変化させると、各領域（各電極部分５０ａ〜５０ｒと共通電極との間の液晶）を通過する光線に光路差：Δｎ・ｄ（Δｎは屈折率変化分、ｄは液晶のセル厚）、即ち、波長をλとして、位相差Δｎ・ｄ（２π／λ）を与えることができる。
【００６１】
例えば、図２３に示すようなコマ収差が発生したとする。この波面収差を３次元曲線として示したのが図２４の上の実線部分である。このような波面収差に対し、対物レンズ１０６に光源側から入射する光束に、図２４の下側の破線部分に示すような位相差が与えられるように、液晶素子１１２の各電極５０ａ〜５０ｒに印加する電圧を制御手段にて演算手段１１１からのラジアルチルト信号及びタンジェンシャルチルト信号に応じて調整すると、液晶素子１１２を透過する光束の各部での波面の遅れにより上記波面収差を打ち消すことができる。図２５は、図２４における実線（波面収差）と破線（液晶素子１１２による波面の遅れ）の和、すなわち補正後の波面収差を示す。補正後の波面収差はもとの波面収差（図２４の実線部分）よりも格段に小さくなる。
【００６２】
さらに、本参考形態１は、図５に示す受光素子１１０の受光領域分割の代わりに図２６に示すような受光領域１１０ｐ、１１０ｑ、１１０ｒ、１１０ｓを追加することも可能である。これらの受光領域１１０ｐ、１１０ｑ、１１０ｒ、１１０ｓからの出力信号をそれぞれＰ、Ｑ、Ｒ、Ｓとしたとき、以下の式（３）〜（５）の演算を演算手段にて行うことにより、チルト信号に加えて、再生信号：ＲＦやトラッキング誤差信号：ＴＥやフォーカス誤差信号：ＦＥを同時に検出することができる。
ＲＦ＝（Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄ＋Ｅ＋Ｆ＋Ｇ＋Ｈ）＋（Ｐ＋Ｑ＋Ｒ＋Ｓ） …（３）
ＴＥ＝（(Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄ)＋(Ｐ＋Ｑ)）−((Ｅ＋Ｆ＋Ｇ＋Ｈ）＋（Ｒ＋Ｓ)） …（４）
ＦＥ＝（(Ａ＋Ｂ＋Ｇ＋Ｈ)＋(Ｐ＋Ｓ)）−((Ｃ＋Ｄ＋Ｅ＋Ｆ）＋（Ｑ＋Ｒ)） …（５）
図示しないトラッキングサーボ系はトラッキング誤差信号：ＴＥにより対物レンズ１０６を光記録媒体１０７の半径方向に移動させて光記録媒体１０７上のスポットを光記録媒体１０７上のトラックに追従させ、図示しないフォーカスサーボ系はフォーカス誤差信号：ＦＥにより対物レンズ１０６を光軸方向に移動させて光記録媒体１０７上のスポットを合焦させる。
【００６３】
図３４は、使用波長が４０５ｎｍ±１０ｎｍの範囲である光ピックアップにおいてその対物レンズの開口数：ＮＡと、光記録媒体の光照射側基板厚と、許容される光記録媒体のチルト（許容チルト）との関係を示す。この許容チルト量は、マーシャル・クライテリオンとして一般に知られる波面収差０．０７λｒｍｓ以下を満足するチルト上限値に相当する。本参考形態１においては、使用波長：４０５ｎｍ±１０ｎｍ、開口数：０．６５、光照射側基板厚：０．６ｍｍの光記録媒体１０７に対して、十分なチルト検出感度が得られることが分かる。本参考形態１以外の後述する実施形態などでも、使用波長が４０５ｎｍ±１０ｎｍの範囲で、光照射側基板厚ｄblue、開口数：ＮＡblueが次の式（Ａ）：
ｄblue＜４.３×ＮＡblue ２−８.０×ＮＡblue＋４.０ …（Ａ）
を満足すれば、光記録媒体の許容チルトが本参考形態１と同等であるため、十分なチルト検出感度を得ることができる。
【００６４】
この参考形態１によれば、遠視野における光記録媒体１０７からの反射０次光と反射±１次回折光とで形成される２つの干渉領域１２０、１２１を、光記録媒体１０７の回転方向にそれぞれ４分割に分離して受光する検出光学系（集光レンズ１０８、円筒レンズ１０９及び受光素子１１０）を備え、分離された各受光ビームの光量から光記録媒体１０７の傾き（チルト）によって発生するコマ収差を直接検出して、ラジアルチルト信号、タンジェンシャルチルト信号を生成するので、精度の高いチルト検出が可能となり、青色波長帯域の光により情報の記録・再生・消去の１以上を行う光記録媒体に対しても良好な記録再生動作が可能である。
【００６５】
また、本参考形態１におけるチルト検出方式は、受光領域が８分割の受光素子１１０で構成されているため、従来の受光素子の製造工法をそのまま適用できる。
また、本参考形態１におけるチルト検出方式は、対物レンズ１０６のシフトによってもチルト信号に誤差を発生させず、精度の高いチルト検出が可能である。
また、本参考形態１におけるチルト検出方式は、光記録媒体１０７の溝深さの違いによる誤差は発生せず、精度の高いチルト検出が可能である。
また、本参考形態１におけるチルト検出方式は、ラジアル方向とタンジェンシャル方向それぞれの間で、クロストークなく各方向のチルト信号を生成でき、精度の高いチルト検出が可能である。
【００６６】
図２７は、本発明の参考形態２の光ピックアップを示す。この光ピックアップは、使用波長が４０５ｎｍ±１０ｎｍの範囲で、光照射側基板厚ｄblue、開口数：ＮＡblueが次の式（Ａ）：
ｄblue＜４.３×ＮＡblue ２−８.０×ＮＡblue＋４.０ …（Ａ）
を満足する光ピックアップであり、例えば使用波長４０５ｎｍ、ＮＡ０.６５、光照射側基板厚０.６ｍｍの青色系光記録媒体に対して情報の記録、再生、消去の１以上を行う光ピックアップ装置である。なお、青色系光記録媒体の光照射側基板厚は０．３ｍｍ〜０.６ｍｍの範囲内で任意に設定することができる。この光ピックアップが図１に示す上記光ピックアップと異なる点は、円筒レンズ１０９に替えて同位置に回折素子としてのホログラム光学素子１１３を配置し、受光素子１１０の代わりに受光素子１１４を配置した点である。この受光素子１１４は受光素子１１０とは異なる受光領域を有する。
【００６７】
図２８及び図２９を参照してホログラム光学素子１１３及び受光素子１１４の詳細な構成を説明する。図２８はホログラム光学素子１１３を示す平面図である。ホログラム光学素子１１３は入射面に回折格子が形成された構成であり、この回折格子は、図２８中に点線の円１２２で示す対物レンズ１０６の有効径を含み、８つの領域１１３ａ〜１１３ｈに分割されている。
【００６８】
この回折格子は、光記録媒体１０７の半径方向（ラジアル方向）に分離された２つの領域１１３ａ〜１１３ｄ、１１３ｅ〜１１３ｈを有し、この２つの領域１１３ａ〜１１３ｄ、１１３ｅ〜１１３ｈはさらに回転方向（タンジェンシャル方向）に４分割されている。回折格子は、各領域１１３ａ〜１１３ｈの断面形状がいずれにおいても鋸歯状であり、鋸歯の上部と下部の位相差を２πとすると、各領域１１３ａ〜１１３ｈは入射光（光記録媒体１０７からの反射光）を＋１次回折光としてそれぞれほぼ１００％回折する。図２９に示すように、領域１１３ａ〜１１３ｄにおける鋸歯の向きは＋１次回折光が図２９の左側に偏向されるように設定されており、領域１１３ｅ〜１１３ｈにおける鋸歯の向きは＋１次回折光が図２９の左側に偏向されるように設定されており、各領域１１３ａ〜１１３ｈからの＋１次回折光が受光素子１１４上の対応する受光部分１１４ａ〜１１４ｈにそれぞれ集光される。
【００６９】
受光素子１１４は、図２９に示すように受光部（受光領域）１１４ａ〜１１４ｈから構成される。この受光部１１４ａ〜１１４ｈは、光記録媒体１０７の半径方向（ラジアル方向）に分離された２つの受光部１１４ａ〜１１４ｄ、１１４ｅ〜１１４ｈを有し、この２つの受光部１１４ａ〜１１４ｄ、１１４ｅ〜１１４ｈは光記録媒体１０７の回転方向（タンジェンシャル方向）にそれぞれ４つに分離されている。この受光部１１４ａ〜１１４ｈからの信号をそれぞれＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈとすると、上記参考形態１と同様に加算手段１１１ａ〜１１１ｄおよび減算手段１１１ｅ、１１１ｆから構成された演算手段１１１にて受光部１１４ａ〜１１４ｈからの信号Ａ〜Ｈにより、式（１）（２）で示されるチルト信号：Ｔrad、Ｔtanが生成される。
この参考形態２によれば、上記参考形態１と同様な効果が得られる。
【００７０】
図３０は、本発明の参考形態３の光ピックアップの構成を示す。この光ピックアップは、使用波長が４０５ｎｍ±１０ｎｍの範囲で、光照射側基板厚ｄblue、開口数：ＮＡblueが次の式（Ａ）：
ｄblue＜４.３×ＮＡblue ２−８.０×ＮＡblue＋４.０ …（Ａ）
を満足する光ピックアップであり、例えば使用波長４０５ｎｍ、ＮＡ０.６５、光照射側基板厚０.６ｍｍの青色系光記録媒体に対して情報の記録、再生、消去の１以上を行う光ピックアップである。なお、青色系光記録媒体の光照射側基板厚は０．３ｍｍ〜０.６ｍｍの範囲内で任意に設定することができる。この光ピックアップが図２７に示す上記光ピックアップと異なる点は、レーザ光を出射する光源としての半導体レーザ１１５ａと、光記録媒体１０７から対物レンズ１０６、１／４波長板１０５及びプリズム１０４を経由して入射する反射光を回折する回折素子としてのホログラム光学素子１１５ｂと、このホログラム光学素子１１５ｂで回折された光記録媒体１０７からの反射光を複数の受光部（受光領域）にて受光する光検出器１１５ｃとを一つのパッケージに収めた受発光素子１１５を備えている点である。このような受発光素子１１５を具備することにより、上述した各構成要素が半導体レーザ１１５ａから光記録媒体１０７までの間で一列に配設されており、従って、図１、２７のような偏光ビームスプリッタ１０３が不要となる構成になっている。
【００７１】
上記ホログラム光学素子１１５ｂは図２７に示したホログラム光学素子１１３と同じであり、光検出器１１５ｃは図２７に示した受光素子１１４と同様に光記録媒体１０７の半径方向（ラジアル方向）に分離された２つの受光部が光記録媒体１０７の回転方向（タンジェンシャル方向）にそれぞれ４つに分離される８つの受光部を有する。本参考形態３では、上記参考形態２と同様に、加算手段１１１ａ〜１１１ｄおよび減算手段１１１ｅ、１１１ｆから構成された演算手段１１１にて光検出器１１５ｃの各受光部からの信号Ａ〜Ｈにより、式（１）（２）で示されるチルト信号：Ｔrad、Ｔtanが生成される。
この参考形態３によれば、上記参考形態１と同様な効果が得られる。
【００７２】
図３１は、本発明の実施形態１の光ピックアップの構成を示す。この光ピックアップは、使用波長が４０５ｎｍ±１０ｎｍの範囲で、光照射側基板厚ｄblue、開口数：ＮＡblueが次の式（Ａ）：
ｄblue＜４.３×ＮＡblue ２−８.０×ＮＡblue＋４.０ …（Ａ）
を満足する光ピックフップを用いて青色系光記録媒体に対して情報の記録、再生、消去の１以上を行い、使用波長６６０ｎｍ±１０ｎｍ、開口数：０．６０〜０．６５でＤＶＤ系光記録媒体に対して情報の記録、再生、消去の１以上を行う光ピックフップであり、例えば使用波長４０７ｎｍ、ＮＡ０.６５、光照射側基板厚０.６ｍｍの青色系光記録媒体と、使用波長６６０ｎｍ、ＮＡ０.６５、光照射側基板厚０.６ｍｍのＤＶＤ系光記録媒体とに対して共に情報の記録、再生、消去の１以上を行う青色系光記録媒体／ＤＶＤ系光記録媒体互換型光ピックアップである。なお、青色系光記録媒体の光照射側基板厚は０．３ｍｍ〜０.６ｍｍの範囲内で任意に設定することができる。
【００７３】
この光ピックアップは、青色波長域の受発光素子１１５、コリメートレンズ１０２、ダイクロイックプリズム２０３、プリズム１０４、１／４波長板１０５、対物レンズ１０６より構成される、青色波長域の光が通過する青色用光学系と、受発光素子２０１、コリメートレンズ２０２、ダイクロイックプリズム２０３、プリズム１０４、１/４波長板１０５、対物レンズ１０６から構成される、赤色波長域の光が通過するＤＶＤ系光学系とを有する。すなわち、ダイクロイックプリズム２０３、プリズム１０４、１/４波長板１０５、対物レンズ１０６は青色用光学系とＤＶＤ系光学系との２つの光学系の共通部品である。また、受発光素子１１５、２０１は、いずれも半導体レーザ１１５ａ，２０１ａ、ホログラム光学素子１１５ｂ，２０１ｂ、光検出器１１５ｃ，２０１ｃから構成されている。さらに、この光ピックアップは、以上の光路とは別の光路に、光記録媒体１０７の傾き（チルト量）を直接的に検知するチルト検出装置４０１が配置されている。
【００７４】
まず、使用波長４０７ｎｍ、ＮＡ０.６５、光照射側基板厚０.６ｍｍの青色系光記録媒体に対する情報の記録、再生、消去の１以上を行う場合について説明する。半導体レーザ１１５ａから出射された直線偏光の波長４０７ｎｍの発散光は、ホログラム光学素子１１５ｂを透過し、コリメートレンズ１０２で略平行光とされ、ダイクロイックプリズム２０３を透過し、プリズム１０４で光路が９０度偏向され、１／４波長板１０５を通過して円偏光とされ、対物レンズ１０６に入射して光記録媒体１０７上に微小スポットとして集光される。
【００７５】
このスポットにより、光記録媒体１０７は情報の再生、記録、消去の１以上が行われる。光記録媒体１０７で反射された光は、往路とは反対回りの円偏光となり、対物レンズ１０６により再び略平行光とされ、１／４波長板１０５を通過して往路と直交した直線偏光になり、プリズム１０４で光路が９０度偏向され、ダイクロイックプリズム２０３を透過し、コリメートレンズ１０２で収束光とされ、ホログラム光学１１５ｂにより複数の光路に偏向分割されて光検出器１１５ｃに至る。ホログラム光学素子１１５ｂは、図２７に示したホログラム光学素子１１３と同じであり、光検出器１１５ｃは図２７に示した受光素子１１４と同様に光記録媒体１０７の半径方向（ラジアル方向）に分離された２つの受光部が光記録媒体１０７の回転方向（タンジェンシャル方向）にそれぞれ４つに分離された８つの受光部を有する。本実施形態１では、上記参考形態３と同様に、加算手段１１１ａ〜１１１ｄおよび減算手段１１１ｅ、１１１ｆから構成された演算手段１１１にて光検出器１１５ｃの各受光部からの信号Ａ〜Ｈにより、式（１）（２）で示されるチルト信号：Ｔrad、Ｔtanが生成される。
【００７６】
次に、使用波長６６０ｎｍ、ＮＡ０.６５、光照射側基板厚０.６ｍｍのＤＶＤ系光記録媒体に対する情報の記録、再生、消去の１以上を行う場合について説明する。受発光素子２０１の半導体レーザ２０１ａから出射された６６０ｎｍの光は、ホログラム光学素子２０１ｂを透過し、コリメートレンズ２０２で平行光とされ、ダイクロイックプリズム２０３によってプリズム１０４の方向に反射され、プリズム１０４によって光路が９０度偏向され、１／４波長板１０５を通過して円偏光とされ、対物レンズ１０６に入射して光記録媒体１０７上に微小スポットとして集光される。
【００７７】
このスポットにより、光記録媒体１０７は情報の再生、記録、消去の１以上が行われる。光記録媒体１０７で反射された光は、往路とは反対回りの円偏光となり、対物レンズ１０６により再び略平行光とされ、１／４波長板１０５を通過して往路と直交した直線偏光になり、プリズム１０４で光路が９０度偏向され、ダイクロイックプリズム２０３で反射され、コリメートレンズ２０２で収束光とされ、ホログラム光学素子２０１ｂにより半導体レーザ２０１ａと同一キャン内にある光検出器２０１ｃ方向に回折されて光検出器２０１ｃで受光される。
【００７８】
光検出器２０１ｃは複数に分離された受光部を有し、図示しない演算手段は光検出器２０１ｃの各受光部からの信号を演算して再生信号やフォーカス誤差信号、トラッキング誤差信号を生成する。図示しないトラッキングサーボ系は上記トラッキング誤差信号により対物レンズ１０６を光記録媒体１０７の半径方向に移動させて光記録媒体１０７上のスポットを光記録媒体１０７上のトラックに追従させ、図示しないフォーカスサーボ系は上記フォーカス誤差信号により対物レンズ１０６を光軸方向に移動させて光記録媒体１０７上のスポットを合焦させる。
【００７９】
さて、参考形態１〜３のチルト検出はトラッキングが行われているときにのみチルト検出が可能であった。よって、トラッキングが行えないような大きなチルトが発生した場合は、光記録媒体１０７のチルトの検出および補正が行えず、トラッキングも行えないという問題があった。これに対して本実施形態１では、光ピックアップ光学系とは別の光路にチルト検出装置４０１を併用することにより、参考形態１〜３で説明した高検出精度のチルト検出と、検出精度は低いものの広レンジのチルト検出がチルト検出装置４０１により行えるようにした。チルト検出装置４０１は、前述した図３５に示すような発光源３４と、受光素子３５ａ，３５ｂとを有するチルトセンサ３２と、差動アンプ３３が用いられる。発光源３４から光記録媒体１０７に光が照射され、その反射光が受光素子３５ａ，３５ｂで受光される。差動アンプ３３は受光素子３５ａ，３５ｂからの出力信号の差を演算して光記録媒体１０７のラジアル方向のチルトを示すチルト信号を出力し、図示しないチルト補正手段は差動アンプ３３からのチルト信号により対物レンズ１０６をチルトさせることで光記録媒体１０７のラジアル方向のチルトによるコマ収差を補正する。
【００８０】
次に、本実施形態１の具体的な動作を説明する。
(1）光記録媒体１０７を本実施形態１の光ピックアップを有する情報処理装置に導入すると同時に、まずフォーカス誤差信号の検出を行いながら、フォーカスサーボ系にてフォーカス誤差信号が零の位置、すなわち合焦位置に対物レンズ１０６の位置をサーボ制御する。
(2）チルト検出装置４０１からの信号に基づいて、予め決められた所定位置に対物レンズ１０６をチルトさせる。
(3）トラック誤差信号の検出を行いながら、トラッキングサーボ系にてトラック誤差信号が零の位置、すなわちグルーブ上にスポットが位置するように対物レンズ１０６の位置をサーボ制御する。
(4）干渉領域１２０、１２１の変化を検出しながら、コマ収差補正手段にてコマ収差信号（演算手段１１１からのラジアルチルト信号及びタンジェンシャルチルト信号）が零の位置になるように、すなわちコマ収差がなくなるように対物レンズ１０６の位置をサーボ制御する。
【００８１】
また、本実施形態１においては、ＤＶＤ系光記録媒体に対する情報の記録、再生動作時には、チルト検出装置４０１を用いればよい。ＤＶＤ系光記録媒体のチルト検出も、青色系光記録媒体と同様のチルト検出を行う方法もあるが、ＤＶＤ系光記録媒体のチルト検出はラジアル方向のみで、かつ定期的な検出のみでよいため、青色系光記録媒体で使用するチルト検出手段はオーバースペックとなる。そのため、本実施形態１はＤＶＤ系光記録媒体のチルト検出には、青色系光記録媒体の粗チルト調整用チルト検出装置４０１を併用することにより、コストアップを招くことなく、青色系光記録媒体／ＤＶＤ系光記録媒体それぞれのチルト検出を可能とした。
【００８２】
この実施形態１によれば、光記録媒体１０７の傾きを直接検知するチルト検出装置４０１を具備し、このチルト検出装置４０１の出力信号に基づくチルト補正を行う工程と、このチルト補正工程の後、演算手段１１１からのコマ収差信号に基づくチルト補正を行う工程を実行するため、トラッキング動作が行えないような大きなチルトが発生した場合も、そのチルトを補正し、正常な記録再生動作を行うことができる。すなわち、広レンジ、高精度の光記録媒体チルト補正が実現可能である。
【００８３】
さらに、本実施形態１によれば、青色系光記録媒体／ＤＶＤ系光記録媒体互換型光ピックアップにおいて、青色系光ピックアップはチルト検出装置４０１からのチルトセンサ信号および演算手段１１１からのコマ収差信号に基づくチルト補正を行い、ＤＶＤ系光ピックアップはチルトセンサ信号に基づくチルト補正を行うため、各光記録媒体に対して、最適なスポットを形成することが可能である。
【００８４】
図３２は、本発明の実施形態２の光ピックアップの構成を示す。この光ピックアップは、使用波長が４０５ｎｍ±１０ｎｍの範囲で、光照射側基板厚ｄblue、開口数：ＮＡblueが次の式（Ａ）：
ｄblue＜４.３×ＮＡblue ２−８.０×ＮＡblue＋４.０ …（Ａ）
を満足する大容量（青色系）光記録媒体に対して情報の記録、再生、消去の１以上を行い、使用波長６６０ｎｍ±１０ｎｍ、開口数：０．６０〜０．６５でＤＶＤ系光記録媒体に対して情報の記録、再生、消去の１以上を行い、使用波長７８０ｎｍ±１０ｎｍ、開口数：０．４５〜０．５０でＣＤ系光記録媒体に対して情報の記録、再生、消去の１以上を行う光ピックアップであり、例えば使用波長４０７ｎｍ、ＮＡ０.６５、光照射側基板厚０.６ｍｍの大容量光記録媒体と、使用波長６６０ｎｍ、ＮＡ０.６５、光照射側基板厚０.６ｍｍのＤＶＤ系光記録媒体と、使用波長７８０ｎｍ、ＮＡ０.５０、光照射側基板厚１.２ｍｍのＣＤ系光記録媒体とに対して共に情報の記録、再生、消去の１以上を行う。なお、大容量光記録媒体の光照射側基板厚は０．３ｍｍ〜０.６ｍｍの範囲内で任意に設定することができる。
【００８５】
この光ピックアップでは、上記実施形態１において、受発光素子２０１の代わりに受発光素子３０１が配置されている。受発光素子３０１は、ＤＶＤ用の半導体レーザ２０１ａ、回折素子としてのホログラム光学素子２０１ｂ、光検出器２０１ｃと、ＣＤ用の半導体レーザ３０１ａ、回折素子としてのホログラム光学素子３０１ｂ、光検出器３０１ｃから構成されている。
【００８６】
ＤＶＤ系光記録媒体に対する情報の記録、再生、消去の１以上を行う場合には、半導体レーザ２０１ａから出射された６６０ｎｍの光は、ホログラム光学素子２０１ｂを透過し、コリメートレンズ２０２で平行光とされ、ダイクロイックプリズム２０３によってプリズム１０４の方向に反射され、プリズム１０４によって光路が９０度偏向され、１／４波長板１０５を通過して円偏光とされ、対物レンズ１０６に入射して光記録媒体１０７上に微小スポットとして集光される。
【００８７】
このスポットにより、光記録媒体１０７は情報の再生、記録、消去の１以上が行われる。光記録媒体１０７で反射された光は、往路とは反対回りの円偏光となり、対物レンズ１０６により再び略平行光とされ、１／４波長板１０５を通過して往路と直交した直線偏光になり、プリズム１０４で光路が９０度偏向され、ダイクロイックプリズム２０３で反射され、コリメートレンズ２０２で収束光とされ、ホログラム光学素子２０１ｂにより半導体レーザ２０１ａと同一キャン内にある光検出器２０１ｃ方向に回折されて光検出器２０１ｃで受光される。
【００８８】
光検出器２０１ｃは複数に分離された受光部を有し、図示しない演算手段は光検出器２０１ｃの各受光部からの信号を演算して再生信号やフォーカス誤差信号、トラッキング誤差信号を生成する。図示しないトラッキングサーボ系は上記トラッキング誤差信号により対物レンズ１０６を光記録媒体１０７の半径方向に移動させて光記録媒体１０７上のスポットを光記録媒体１０７上のトラックに追従させ、図示しないフォーカスサーボ系は上記フォーカス誤差信号により対物レンズ１０６を光軸方向に移動させて光記録媒体１０７上のスポットを合焦させる。
【００８９】
ＣＤ系光記録媒体に対する情報の記録、再生、消去の１以上を行う場合には、半導体レーザ３０１ａから出射された７８０ｎｍの光は、ホログラム光学素子３０１ｂを透過し、コリメートレンズ２０２で平行光とされ、ダイクロイックプリズム２０３によってプリズム１０４の方向に反射され、プリズム１０４によって光路が９０度偏向され、１／４波長板１０５を通過して円偏光とされ、対物レンズ１０６に入射して光記録媒体１０７上に微小スポットとして集光される。
【００９０】
このスポットにより、光記録媒体１０７は情報の再生、記録、消去の１以上が行われる。光記録媒体１０７で反射された光は、往路とは反対回りの円偏光となり、対物レンズ１０６により再び略平行光とされ、１／４波長板１０５を通過して往路と直交した直線偏光になり、プリズム１０４で光路が９０度偏向され、ダイクロイックプリズム２０３で反射され、コリメートレンズ２０２で収束光とされ、ホログラム光学素子３０１ｂにより半導体レーザ３０１ａと同一キャン内にある光検出器３０１ｃ方向に回折されて光検出器３０１ｃで受光される。
【００９１】
光検出器３０１ｃは複数に分離された受光部を有し、図示しない演算手段は光検出器３０１ｃの各受光部からの信号を演算して再生信号やフォーカス誤差信号、トラッキング誤差信号を生成する。図示しないトラッキングサーボ系は上記トラッキング誤差信号により対物レンズ１０６を光記録媒体１０７の半径方向に移動させて光記録媒体１０７上のスポットを光記録媒体１０７上のトラックに追従させ、図示しないフォーカスサーボ系は上記フォーカス誤差信号により対物レンズ１０６を光軸方向に移動させて光記録媒体１０７上のスポットを合焦させる。
【００９２】
このような青色系光記録媒体／ＤＶＤ系光記録媒体／ＣＤ系光記録媒体互換型光ピックアップにおいては、青色系光記録媒体は上記参考形態１〜３及び実施形態１と同様にチルト検出を行い、ＤＶＤ系光記録媒体及びＣＤ系光記録媒体はチルト検出装置４０１にてチルト検出を行うことにより、各光記録媒体において、良好なスポット特性を確保することが可能である。
【００９３】
この実施形態２によれば、青色系光記録媒体／ＤＶＤ系光記録媒体／ＣＤ系光記録媒体互換型光ピックアップにおいて、青色系光ピックアップはチルト検出装置４０１からのチルトセンサ信号および演算手段１１１からのコマ収差信号に基づくチルト補正を行い、ＤＶＤ系光ピックアップ、ＣＤ系光ピックアップはチルトセンサ信号に基づくチルト補正を行うため、各光記録媒体に対して最適なスポットを形成することが可能である。
【００９４】
図３３は、本発明の実施形態３の光情報処理装置を示す。
この光情報処理装置３６は、光記録媒体１０７に対して、光ピックアップを用いて情報の記録・再生・消去の１以上を行う装置である。この実施形態３においては、光記録媒体１０７は、ディスク状であり、保護ケース３７内に格納されている。光記録媒体１０７は、保護ケース３７ごと、挿入口３８から光情報処理装置３６に矢印方向へ挿入されてセットされ、スピンドルモータ３９により回転され、光ピックアップ４０により情報の記録や再生、消去の１以上が行われる。光ピックアップ４０は、上記実施形態１〜５の光ピックアップのいずれかが用いられる。
この実施形態３によれば、上記参考形態１〜３及び実施形態１、２と同様な効果が得られる。
なお、本発明において、青色波長域は３９５〜４１５ｎｍの範囲を意味し、赤色波長域は６４５〜６７０ｎｍの範囲を意味し、赤外波長域は７７５〜７９５ｎｍの範囲を意味するものとする。上記実施形態において、上記青色波長域の光は青色波長域内の任意の波長の光としてもよく、上記赤色波長域の光は赤色波長域内の任意の波長の光としてもよく、上記赤外波長域の光は赤外波長域内の任意の波長の光としてもよい。
【００９５】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、精度の高い光記録媒体のチルト検出が可能となり、青色波長帯域の光により情報の記録・再生・消去の１以上を行う光記録媒体に対しても良好な記録再生動作が可能である。
また、従来の受光素子の製造工法をそのまま適用できる。また、対物レンズのシフトによってもチルト信号に誤差を発生させず、精度の高いチルト検出が可能である。また、光記録媒体の溝深さの違いによる誤差は発生せず、精度の高い光記録媒体チルト検出が可能である。また、ラジアル方向とタンジェンシャル方向それぞれの間で、クロストークなく各方向のチルト信号を生成でき、精度の高いチルト検出が可能である。
【００９６】
また、トラッキング動作が行えないような大きなチルトが発生した場合も、このチルトを補正して正常な記録再生動作を行うことができる。すなわち、広レンジ、高精度のチルト補正が実現可能である。
さらに、各光記録媒体に対して最適なスポットを形成することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の参考形態１を示す図である。
【図２】 同参考形態１の光記録媒体と干渉領域を説明するための図である。
【図３】 同参考形態１において受光素子の受光面で受光される０次光と±１次回折光とを受光素子の受光面の上から見た図である。
【図４】 同参考形態１のラジアルチルトに伴う干渉領域の変化、タンジェンシャルチルトに伴う干渉領域の変化、ラジアル方向・タンジェンシャル方向同時チルトに伴う干渉領域の変化を示す図である。
【図５】 同参考形態１の受光素子および演算手段を示すブロック図である。
【図６】 同参考形態１における光記録媒体のチルトに伴う干渉領域の変化を演算した結果を示す図である。
【図７】 同参考形態１の光記録媒体チルト特性例を示す特性図である。
【図８】 同参考形態１におけるラジアル方向受光領域区分値対チルト信号感度特性例を示す特性図である。
【図９】 同参考形態１における受光素子の受光領域区分例を示す図である。
【図１０】 同参考形態１における受光素子の他の受光領域区分例を示す図である。
【図１１】 同参考形態１における各受光領域のタンジェンシャル方向長さとチルト信号の関係を示す図である。
【図１２】 同参考形態１におけるラジアルチルトとチルト信号との関係例を示す図である。
【図１３】 同参考形態１におけるタンジェンシャルチルトとチルト信号との関係例を示す図である。
【図１４】 同参考形態１における対物レンズがシフトしたときのラジアルチルト信号の変化を示す図である。
【図１５】 同参考形態１における対物レンズがシフトしたときのタンジェンシャルチルト信号の変化を示す図である。
【図１６】 同参考形態１における光記録媒体の案内溝の深さとラジアルチルト信号の変化の関係を示す図である。
【図１７】 同参考形態１における光記録媒体の案内溝の深さとタンジェンシャルチルト信号の変化の関係を示す図である。
【図１８】 同参考形態１における光記録媒体のチルトと補正前後の波面収差との関係を示す図である。
【図１９】 図１８において光記録媒体が１度傾いたときの補正前の波面収差を示す図である。
【図２０】 図１８において対物レンズを約０.８ｄｅｇチルトさせたときの波面収差の様子を示す図である。
【図２１】 同参考形態１の他の構成を示す図である。
【図２２】 同参考形態１で用いる液晶素子の電極パターンの例を示す平面図である。
【図２３】 同参考形態１における光記録媒体のチルトに伴うコマ収差の例を示す図である。
【図２４】 同参考形態１における上記コマ収差と、対物レンズに光源側から入射する光束に与える位相差を示す図である。
【図２５】 同参考形態１の補正後の波面収差を示す図である。
【図２６】 同参考形態１で用いられる受光素子および演算手段の他の例を示すブロック図である。
【図２７】 本発明の参考形態２を示す図である。
【図２８】 同参考形態２のホログラム光学素子を示す平面図である。
【図２９】 同参考形態２のホログラム光学素子及び受光素子を示す斜視図である。
【図３０】 本発明の参考形態３の構成を示す図である。
【図３１】 本発明の実施形態１の構成を示す図である。
【図３２】 本発明の実施形態２の構成を示す図である。
【図３３】 本発明の実施形態３を示す斜視図である。
【図３４】 使用波長が４０５ｎｍ±１０ｎｍの範囲である光ピックアップにおいてその対物レンズの開口数：ＮＡと、光記録媒体の光照射側基板厚と、許容される光記録媒体のチルト（許容チルト）との関係を示す図である。
【図３５】 チルト検出装置の従来例を示す概略図である。
【図３６】 従来のチルト検出装置を示す概略図である。
【図３７】 従来の他のチルト検出装置を示すブロック図である。
【図３８】 従来の他のチルト検出装置で用いている１６分割受光素子を示す平面図である。
【符号の説明】
１０１ 半導体レーザ
１０２、２０２ コリメートレンズ
１０３ 偏光ビームスプリッタ
１０４ プリズム
１０５ １／４波長板
１０６ 対物レンズ
１０７ 光記録媒体
１０８ 検出レンズ
１０９ 円筒レンズ
１１０、１１４ 受光素子
１１０ａ〜１１０ｈ 受光領域
１１１ 演算手段
１１１ａ〜１１１ｄ 加算手段
１１１ｅ、１１１ｆ 減算手段
１１２ 液晶素子
１１３ ホログラム素子
１１５、２０１、３０１ 受発光素子
４０１ チルト検出装置
【発明の属する技術分野】
本発明は光ピックアップに関する。
【０００２】
【従来の技術】
映像情報、音声情報、またはコンピュータ上のデータを保存する手段として、記録容量０.６５ＧＢのＣＤ(Compact Ｄisk)、記録容量４.７ＧＢのＤＶＤ(Ｄigital Ｖersatile Ｄisc／Ｄigital Ｖideo Ｄisc)などの光記録媒体が普及しつつある。そして、近年、さらなる光記録媒体の記録密度の向上および大容量化の要求が強くなっている。このような光記録媒体の記録密度を上げる手段として、光記録媒体に対して情報の書き込みまたは再生を行う光ピックアップにおいて、対物レンズの開口数（ＮＡ）を大きくすること、或いは、光源の波長を短くすることにより、対物レンズによって集光されて光記録媒体上に形成されるビームスポットを小径化する方法が有効である。
【０００３】
しかしながら、対物レンズの開口数をより大きくし、或いは光源の波長をより短くすると、光記録媒体のチルト（傾き）によって発生するコマ収差が大きくなる問題がある。コマ収差が発生すると、光記録媒体の情報記録面上に形成されるビームスポットが劣化するため、正常な記録再生動作が行えなくなる。光記録媒体のチルトによって発生するコマ収差Ｗ31は、一般的に以下の式で与えられる。
【０００４】
Ｗ31＝（（ｎ2−1）／（2ｎ3））×（ｄ×ＮＡ3×θ／λ）
ここに、ｎは光記録媒体の透明基板の屈折率、ｄは透明基板の厚み、ＮＡは対物レンズの開口数、λは光源の波長、θは光記録媒体のチルト量を意味する。この式から、短波長、高ＮＡほどコマ収差が大きくなることがわかる。
【０００５】
ＤＶＤ世代では、このようなコマ収差に伴うスポット劣化を抑制するために、光記録媒体のチルト量を定期的に検出して補正する手段が光情報処理装置に具備されている。
図３５はチルト検出手段の従来例を示す。このチルト検出手段は、光ピックアップ３１に設けられ、チルトセンサ３２と、差動アンプ３３とを備えており、チルトセンサ３２は、発光源３４と、受光素子３５ａ，３５ｂとを備えている（例えば実開昭６０−１２７６３０号公報参照）。発光源３４から光記録媒体３０に光が照射され、その反射光が受光素子３５ａ，３５ｂで受光される。差動アンプ３３は、受光素子３５ａ，３５ｂからの出力信号の差を演算する。
【０００６】
ここで、光記録媒体３０のチルトが０°のとき、すなわち光ピックアップ３１の対物レンズの光軸と光記録媒体３０とが垂直であるとき、光記録媒体３０からの反射光が受光素子３５ａ，３５ｂの境界に到達するようになっているので、光記録媒体３０のチルトが発生した場合には光記録媒体３０からの反射光が受光素子３５ａ，３５ｂのいずれか一方に片寄る。したがって、受光素子３５ａ，３５ｂの出力信号の差を演算する差動アンプ３３の出力として、光記録媒体３０のチルトの方向および量に応じた電気信号を得ることができる。
【０００７】
しかし、上記従来のチルト検出手段では、光ピックアップ３１から光記録媒体３０の情報記録面上に形成されるスポットの位置とチルトセンサ３２の測定位置とが異なるため、検出精度に限界があるとともに、リアルタイムの検出が行えないという問題があった。このような課題を解決する手段としては、特許第３１６１８９１号公報、特開２００１−２９７４５９号公報、特開２００１−２７３６６０号公報に挙げられているような光記録媒体からの反射光より光記録媒体のチルトの影響を検知するものが知られている。
【０００８】
特許第３１６１８９１号公報に記載されているチルト検出装置では、図３６に示すように、図示しないレーザ光源からのレーザビームが対物レンズ２に入射して光ディスク媒体１の情報トラック１ａ上に集光され、その反射光は対物レンズ２を経て遠視野領域において受光レンズ３及び分波素子４を通過する。分波素子４の微小プリズム４ａ、４ｂの形成されている領域を通過した光は受光素子５ａ、５ｂに入射し、分波素子４の他の領域を通過した光は受光素子６ａ、６ｂに入射する。受光素子５ａ、６ｂの出力信号は加算アンプ７で加算され、受光素子５ｂ、６ａの出力信号は加算アンプ８で加算される。差動アンプ９は加算アンプ７の出力信号から加算アンプ８の出力信号を引いてその結果を光ディスク媒体１のラジアル方向チルト量に対応するラジアル方向チルト検出信号として出力する。
【０００９】
さらに、レーザビームが照明手段から対物レンズに入射して光ディスク媒体１上の情報トラックに集光され、その反射光は対物レンズを介して、光ディスク媒体１上のタンジェンシャル方向に互いに隣接して配置されている２つの受光素子に入射する。この２つの受光素子の出力信号の差動演算が差動アンプで実行され、この差動アンプの出力信号の極大値と直小値が極大値検出回路と極小値検出回路でそれぞれサンプルホールドされて極大値検出回路の出力信号と極小値検出回路の出力信号との差が差動アンプで演算されることで、光ディスク媒体１のタンジェンシャル方向のチルト量に対応するタンジェンシャル方向チルト検出信号が得られる。
【００１０】
特開２００１−２９７４５９号公報には、光源と、前記光源からの出射光を光記録媒体上に集光する対物レンズと、前記光記録媒体からの反射光を受光する光検出器とを備え、前記光検出器は、前記反射光の前記光記録媒体の接線方向における一端側の領域であって前記光記録媒体の半径方向における両端部、前記反射光の前記光記録媒体の接線方向における他端側の領域であって前記光記録媒体の半径方向における中央部、前記反射光の前記光記録媒体の接線方向における一端側の領域であって前記光記録媒体の半径方向における中央部及び前期反射光の前記光記録媒体の接線方向における他端側の領域であって前記光記録媒体の半径方向における両端部の各々を個別に受光する受光部を有し、光記録媒体の接線方向のチルトを検出する光ヘッド装置が記載されている。
【００１１】
特開2001-273660号公報に記載されている第１実施形態によれば、光ピックアップ内において光照射手段からの光がコリメータレンズで平行光とされてビームスプリッタで反射された後に対物レンズにより集光され、光ディスクのトラック上に光スポットが投影される。この光ディスクからの反射光は、再び対物レンズを経由して上記ビームスプリッタを透過し、受光レンズにより受光手段に結像される。
【００１２】
図３７に示すように、この受光手段１９の受光面は、光ディスクの半径方向に２分割され、光ディスク上のトラックの接線方向に３分割されて６つの領域１９Ａ１〜１９Ａ３、１９Ｂ１〜１９Ｂ３に分割されている。受光手段１９の各領域１９Ａ１〜１９Ａ３、１９Ｂ１〜１９Ｂ３からの光量信号Ａ１〜Ａ３、Ｂ１〜Ｂ３は演算手段２０に入力され、光ディスク上のトラックの接線方向に配列されている領域１９Ａ１〜１９Ａ３のうち両端部の領域１９Ａ１、１９Ａ３からの光量信号Ａ１、Ａ３が加算手段１１で加算され、除算手段１３にて加算手段１１の出力信号が中央部の領域１９Ａ２からの光量信号Ａ２にて除算される。
【００１３】
同様に、光ディスク上のトラックの接線方向に配列されている領域１９Ｂ１〜１９Ｂ３のうち両端部の領域１９Ｂ１、１９Ｂ３からの光量信号Ｂ１、Ｂ３が加算手段１０で加算され、除算手段１２にて加算手段１０の出力信号が中央部の領域１９Ｂ２からの光量信号Ｂ２にて除算される。減算手段１４は、除算手段１３の出力信号から除算手段１２の出力信号を減算し、その減算結果を光ディスクの半径方向のチルト量を示すチルト信号として出力する。
【００１４】
特開2001-273660号公報に記載されている第２実施形態によれば、上記第１実施形態において、受光手段１９の受光面は、光ディスクのトラックの接線方向に２分割され、光ディスク上の半径方向に３分割されて６つの領域１９Ａ１〜１９Ａ３、１９Ｂ１〜１９Ｂ３に分割されている。演算手段２０は、受光手段１９の各領域１９Ａ１〜１９Ａ３、１９Ｂ１〜１９Ｂ３からの光量信号Ａ１〜Ａ３、Ｂ１〜Ｂ３を上記第１実施形態と同様に演算し、光ディスクのトラックの接線方向のチルト量を示すチルト信号を出力する。
【００１５】
特開2001-273660号公報に記載されている第３実施形態によれば、図３８に示すような碁盤目状の１６分割の受光素子１５を用い、この受光素子１５の各領域からの出力信号を演算手段で演算することにより、ラジアル方向とタンジェンシャル方向の両方向のチルト検出を行う。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
さて、近年、上記ＤＶＤ世代よりも、さらに大容量化を図るために青色波長帯域の光源を用いたシステムの提案がある。しかしながら、青色波長帯域の光源を用いる青色系光ピックアップでは、ＤＶＤ世代に比べてコマ収差の影響が波長の比だけ、すなわち約１.６倍大きくなり、高精度の光記録媒体チルト検出および補正が必要となる。
【００１７】
これに伴い、ＤＶＤ系光ピックアップでは、光記録媒体のラジアル方向（半径方向）のみのチルト補正で済んだが、青色系光ピックアップでは、光記録媒体のジッタ方向（回転方向）のチルト補正が必要となる。また、ＤＶＤ系光ピックアップでは、定期的な光記録媒体のチルト補正で済んだが、青色系光ピックアップでは、リアルタイムな光記録媒体のチルト補正が必要となる。よって、ラジアル方向とジッタ方向の２方向の光記録媒体のチルト検出が必要となり、かつ応答性のよい高精度の光記録媒体のチルト検出が必要となる。
【００１８】
さて、このような青色系光ピックアップにおいて、上述した特許第３１６１８９１号公報、特開２００１−２９７４５９号公報、特開２００１−２７３６６０号公報に挙げられている従来例の適用を検討する。特許第３１６１８９１号公報記載のものは、光ディスク媒体のラジアル方向のチルト検出を行い、光ディスク媒体のタンジェンシャル方向のチルト検出を反射光量変化の極大値検出で行う構成であるため、タンジェンシャル方向チルトのリアルタイム検出は行えないという問題がある。
【００１９】
特開２００１−２９７４５９号公報記載のものは、光記録媒体の接線方向のチルトを検出するものであり、光記録媒体のラジアル方向のチルト検出が行えないという問題がある。
特開２００１−２７３６６０公報記載の第１実施形態あるいは第２実施形態では、光ディスクのラジアル方向、タンジェンシャル方向のいずれかのチルトの検出は行えるが、両方向のチルトの検出は行えない。また、特開２００１−２７３６６０公報記載の第３実施形態では、図３８に示すような碁盤目状の、１６分割の受光素子１５を用いることにより、ラジアル方向とタンジェンシャル方向の両方向のチルト検出を行うものであるが、受光素子１５の各領域からの１６個もの出力信号を演算することは演算手段の煩雑化、応答性の低下などの問題がある。また、受光セグメント数は受光素子のパッケージ構成の制約条件となるため、受光セグメント数を少なくする必要がある。具体的には、
http://www.sharp.co.jp/products/device/ctlg/laser/holo.pdf
に紹介されている受光素子などにあるように、生産性のある受光素子としては１０セグメント程度である。
【００２０】
また、特開2001-273660号公報記載のものでは、チルト信号が除算手段１２、１３を用いて生成されているが、除算手段を用いると、回路規模が大きくなるために応答性の低下が問題になる。
また、特許第3161891号公報、特開2001-297459号公報、特開2001-273660号公報記載のものでは、いずれも、チルト検出はトラッキングがされているときにのみ可能となる。よって、トラッキング誤差信号のＳ/Ｎが確保できない（トラッキング誤差信号の振幅が小さい）大きなチルトが発生した場合、チルト検出は行えないという問題がある。
【００２１】
さらに、高精度のチルト検出／補正が必要とされる、青色波長域の光を用いる青色系光ピックアップと、赤色波長域の光を用いるＤＶＤ系光ピックアップ、あるいは赤外波長域の光を用いるＣＤ系光ピックアップを搭載した光情報処理装置、所謂コンボドライブでは、青色波長域の光を用いる場合の青色用光記録媒体のチルト検出と合わせて、赤色波長域の光、赤色波長域の光を用いる場合のＤＶＤ系光記録媒体、ＣＤ系光記録媒体のチルト検出も必要となる。ＤＶＤ系光記録媒体のチルト検出も、青色波長域の光を用いる場合と同様に行う方法もあるが、ＤＶＤ系光記録媒体、ＣＤ系光記録媒体のチルト検出は、光記録媒体のラジアル方向チルト検出のみで、かつ定期的なチルト検出のみでよいため、青色用光記録媒体で使用するチルト検出はオーバースペックとなり、構成の煩雑化、コストアップとなってしまう。
【００２２】
本発明の目的は、光記録媒体のラジアル方向／タンジェンシャル方向の２方向のチルト検出をリアルタイムで実現することができて光記録媒体の情報記録面上に良好なスポットを形成することが可能となり、受光素子のセグメント数の低下を図ることができる光ピックアップを提供することにある。
本発明の他の目的は、トラッキングが出来ないような大きな光記録媒体のチルトが発生した場合でも該チルトを補正して正常な記録再生動作が行えるようにすることができて光記録媒体の情報記録面上に良好なスポットを形成することが可能となる光ピックアップを提供することにある。
【００２４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１に係る発明は、光記録媒体に対して情報の記録、再生、消去の１以上を行う光ピックアップにおいて、前記光記録媒体に光ビームを照射する照明光学系と、前記光記録媒体からの反射光を検出する検出光学系と、前記光記録媒体の半径方向のチルトおよび回転方向のチルトによる前記光記録媒体上のスポットの劣化を補正する補正手段と、前記照明光学系および前記検出光学系の外側に、前記光記録媒体のチルト量を検知するチルト検出装置を備え、前記検出光学系は、遠視野における前記光記録媒体からの反射０次光と反射±１次回折光とで形成される２つの干渉領域を、前記光記録媒体の回転方向にそれぞれ４つに分離して受光し、前記光記録媒体の半径方向内側の干渉領域を４つに分離して受光することで得た受光信号を前記光記録媒体の回転方向順にＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄとし、前記光記録媒体の半径方向外側の干渉領域を４つに分離して受光することで得た受光信号を前記光記録媒体の回転方向順にＥ、Ｆ、Ｇ、Ｈとしたとき、前記補正手段は、前記受光信号Ａ〜Ｈの演算結果｜（Ａ＋Ｆ＋Ｇ＋Ｄ）−（Ｅ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｈ）｜に基づき前記光記録媒体の半径方向のチルトによる前記光記録媒体上のスポットの劣化を補正し、前記受光信号Ａ〜Ｈの演算結果｜（Ａ＋Ｂ＋Ｅ＋Ｆ）−（Ｃ＋Ｄ＋Ｇ＋Ｈ）｜に基づき前記光記録媒体の回転方向のチルトによる前記光記録媒体上のスポットの劣化を補正するものであって、前記チルト検出装置の出力信号に基づいて前記光記録媒体のチルトを補正し、トラッキングを行った後に、前記受光信号Ａ〜Ｈの演算結果｜（Ａ＋Ｆ＋Ｇ＋Ｄ）−（Ｅ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｈ）｜に基づき前記光記録媒体の半径方向のチルトによる前記光記録媒体上のスポットの劣化を補正し、前記受光信号Ａ〜Ｈの演算結果｜（Ａ＋Ｂ＋Ｅ＋Ｆ）−（Ｃ＋Ｄ＋Ｇ＋Ｈ）｜に基づき前記光記録媒体の回転方向のチルトによる前記光記録媒体上のスポットの劣化を補正する光ピックアップであって、前記遠視野における前記光記録媒体からの反射０次光と反射±１次回折光とで形成される２つの干渉領域を、前記光記録媒体の回転方向にそれぞれ４つに分離して受光する際、前記それぞれ４つに分離した領域はいずれも長方形の領域であり、前記光記録媒体の半径方向に対する前記長方形の領域の幅は前記反射０次光の直径の０．２〜０．３５倍の幅であるものである。
【００２５】
請求項２に係る発明は、使用波長が４０５ｎｍ±１０ｎｍの範囲で、光照射側基板厚ｄｂｌｕｅ、開口数：ＮＡｂｌｕｅが次の式（Ａ）：ｄｂｌｕｅ＜４．３×ＮＡｂｌｕｅ２−８．０×ＮＡｂｌｕｅ＋４．０ …（Ａ）で第１の光記録媒体に対して情報の記録、再生、消去の１以上を行い、使用波長が６６０ｎｍ±１０ｎｍの範囲で開口数：０．６０〜０．６５で第２の光記録媒体に対して情報の記録、再生、消去の１以上を行う光ピックアップにおいて、前記光記録媒体に光ビームを照射する照明光学系と、前記光記録媒体からの反射光を検出する検出光学系と、前記光記録媒体の半径方向のチルトおよび回転方向のチルトによる前記光記録媒体上のスポット劣化を補正する補正手段と、
前記照明光学系および前記検出光学系の外側に、前記光記録媒体のチルト量を検知するチルト検出装置を備え、前記検出光学系は、遠視野における前記光記録媒体からの反射０次光と反射±１次回折光とで形成される２つの干渉領域を、前記光記録媒体の回転方向にそれぞれ４つに分離して受光し、前記光記録媒体の半径方向内側の干渉領域を４つに分離して受光することで得た受光信号を前記光記録媒体の回転方向順にＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄとし、前記光記録媒体の半径方向外側の干渉領域を４つに分離して受光することで得た受光信号を前記光記録媒体の回転方向順にＥ、Ｆ、Ｇ、Ｈとしたとき、前記補正手段は、前記受光信号Ａ〜Ｈの演算結果｜（Ａ＋Ｆ＋Ｇ＋Ｄ）−（Ｅ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｈ）｜に基づき前記光記録媒体の半径方向のチルトによる前記光記録媒体上のスポットの劣化を補正し、前記受光信号Ａ〜Ｈの演算結果｜（Ａ＋Ｂ＋Ｅ＋Ｆ）−（Ｃ＋Ｄ＋Ｇ＋Ｈ）｜に基づき前記光記録媒体の回転方向のチルトによる前記光記録媒体上のスポットの劣化を補正するものであって、前記第１の光記録媒体については、前記チルト検出装置の出力信号に基づいて前記光記録媒体のチルトを補正し、トラッキングを行った後に、前記受光信号Ａ〜Ｈの演算結果｜（Ａ＋Ｆ＋Ｇ＋Ｄ）−（Ｅ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｈ）｜に基づき前記光記録媒体の半径方向のチルトによる前記光記録媒体上のスポットの劣化を補正し、前記受光信号Ａ〜Ｈの演算結果｜（Ａ＋Ｂ＋Ｅ＋Ｆ）−（Ｃ＋Ｄ＋Ｇ＋Ｈ）｜に基づき前記光記録媒体の回転方向のチルトによる前記光記録媒体上のスポットの劣化を補正し、
前記第２の光記録媒体については、前記チルト検出装置の出力信号に基づいて前記光記録媒体のチルトを補正する光ピックアップであって、前記遠視野における前記光記録媒体からの反射０次光と反射±１次回折光とで形成される２つの干渉領域を、前記光記録媒体の回転方向にそれぞれ４つに分離して受光する際、前記それぞれ４つに分離した領域はいずれも長方形の領域であり、前記光記録媒体の半径方向に対する前記長方形の領域の幅は前記反射０次光の直径の０．２〜０．３５倍の幅であるものである。
【００２６】
請求項３に係る発明は、使用波長が４０５ｎｍ±１０ｎｍの範囲で、光照射側基板厚ｄｂｌｕｅ、開口数：ＮＡｂｌｕｅが次の式（Ａ）：ｄｂｌｕｅ＜４．３×ＮＡｂｌｕｅ２−８．０×ＮＡｂｌｕｅ＋４．０ …（Ａ）で第１の光記録媒体に対して情報の記録、再生、消去の１以上を行い、使用波長が６６０ｎｍ±１０ｎｍの範囲で開口数：０．６０〜０．６５で第２の光記録媒体に対して情報の記録、再生、消去の１以上を行い、使用波長が７８０ｎｍ±１０ｎｍの範囲で開口数：０．４５〜０．５０で第３の光記録媒体に対して情報の記録、再生、消去の１以上を行う光ピックアップにおいて、前記光記録媒体に光ビームを照射する照明光学系と、前記光記録媒体からの反射光を検出する検出光学系と、前記光記録媒体の回転方向のチルトによる前記光記録媒体上のスポット劣化を補正する補正手段と、前記照明光学系および前記検出光学系の外側に、前記光記録媒体のチルト量を検知するチルト検出装置を備え、前記検出光学系は、遠視野における前記光記録媒体からの反射０次光と反射±１次回折光とで形成される２つの干渉領域を、前記光記録媒体の回転方向にそれぞれ４つに分離して受光し、前記光記録媒体の半径方向内側の干渉領域を４つに分離して受光することで得た受光信号を前記光記録媒体の回転方向順にＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄとし、前記光記録媒体の半径方向外側の干渉領域を４つに分離して受光することで得た受光信号を前記光記録媒体の回転方向順にＥ、Ｆ、Ｇ、Ｈとしたとき、前記補正手段は、前記受光信号Ａ〜Ｈの演算結果｜（Ａ＋Ｆ＋Ｇ＋Ｄ）−（Ｅ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｈ）｜に基づき前記光記録媒体の半径方向のチルトによる前記光記録媒体上のスポットの劣化を補正し、前記受光信号Ａ〜Ｈの演算結果｜（Ａ＋Ｂ＋Ｅ＋Ｆ）−（Ｃ＋Ｄ＋Ｇ＋Ｈ）｜に基づき前記光記録媒体の回転方向のチルトによる前記光記録媒体上のスポットの劣化を補正するものであって、前記第１の光記録媒体については、前記チルト検出装置の出力信号に基づいて前記光記録媒体のチルトを補正し、トラッキングを行った後に、前記受光信号Ａ〜Ｈの演算結果｜（Ａ＋Ｆ＋Ｇ＋Ｄ）−（Ｅ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｈ）｜に基づき前記光記録媒体の半径方向のチルトによる前記光記録媒体上のスポットの劣化を補正し、前記受光信号Ａ〜Ｈの演算結果｜（Ａ＋Ｂ＋Ｅ＋Ｆ）−（Ｃ＋Ｄ＋Ｇ＋Ｈ）｜に基づき前記光記録媒体の回転方向のチルトによる前記光記録媒体上のスポットの劣化を補正し、前記第２および前記第３の光記録媒体については、前記チルト検出装置の出力信号に基づいて前記光記録媒体のチルトを補正する光ピックアップであって、前記遠視野における前記光記録媒体からの反射０次光と反射±１次回折光とで形成される２つの干渉領域を、前記光記録媒体の回転方向にそれぞれ４つに分離して受光する際、前記それぞれ４つに分離した領域はいずれも長方形の領域であり、前記光記録媒体の半径方向に対する前記長方形の領域の幅は前記反射０次光の直径の０．２〜０．３５倍の幅であるものである。
【００３７】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の参考形態１の光ピックアップを示す。この光ピックアップは、使用波長が４０５ｎｍ±１０ｎｍの範囲で、光記録媒体の光照射側基板厚ｄblue、開口数：ＮＡblueが次の式（Ａ）：
ｄblue＜４.３×ＮＡblue ２−８.０×ＮＡblue＋４.０ …（Ａ）
を満足する光ピックアップであり、例えば使用波長４０５ｎｍ、ＮＡ０.６５、光照射側基板厚０.６ｍｍの青色系光記録媒体に対して情報の記録、再生、消去の１以上を行う光ピックアップである。なお、この青色系光記録媒体の光照射側基板厚は０．３ｍｍ〜０.６ｍｍの範囲内で任意に設定することができる。この光ピックアップは、青色波長域の光を発する光源としての半導体レーザ１０１と、コリメートレンズ１０２と、偏光ビームスプリッタ１０３と、プリズム１０４と、１／４波長板１０５と、対物レンズ１０６と、検出レンズ１０８と、円筒レンズ１０９と、受光手段としての受光素子１１０とを有する。
【００３８】
半導体レーザ１０１から出射された直線偏光の波長４０７ｎｍの発散光は、コリメートレンズ１０２で略平行光とされて偏光ビームスプリッタ１０３を透過し、プリズム１０４で光路が９０度偏向され、１／４波長板１０５を通過して円偏光とされ、対物レンズ１０６に入射して光記録媒体１０７上に微小スポットとして集光される。このスポットにより、光記録媒体１０７は情報の再生、記録、消去が選択的に行われる。光記録媒体１０７は図示しない駆動部により回転駆動され、かつ、本参考形態１の光ピックアップは図示しないシーク手段により光記録媒体１０７の半径方向に移送される。
【００３９】
光記録媒体１０７で反射された光は、往路とは反対回りの円偏光となり、対物レンズ１０６により再び略平行光とされ、１／４波長板１０５を通過して往路と直交した直線偏光になり、プリズム１０４及び偏光ビームスプリッタ１０３で反射され、検出レンズ１０８及び円筒レンズ１０９で集光されて受光素子１１０に至る。
【００４０】
次に、本参考形態１の動作を説明する。光記録媒体１０７には、図２に示すように案内溝１０７ａがスパイラル状（もしくは同心円状）に形成されている。この案内溝１０７ａからの反射光には、直接の反射光である０次光と、回折された±１次回折光とが含まれ、これらの光が干渉し合っている。図３は、受光素子１１０の受光面で受光される０次光（直進光）と±１次回折光とを、受光素子１１０の受光面の上から見た図である。０次光（直進光）と１次回折光とは重なる部分１２０、１２１があり、この重なる部分を干渉領域とよぶ。
【００４１】
この干渉領域１２０、１２１が光記録媒体１０７のチルトに伴いどのように変化するかを、図４を用いて説明する。図４（ａ）は、光記録媒体１０７が半径方向（ラジアル方向）に傾いていたときの光記録媒体１０７のチルト角と干渉領域１２０、１２１の変化を示している。光記録媒体１０７のチルトに伴い図４（ａ）の左右方向に光記録媒体１０７のチルト角に応じて干渉領域１２０、１２１の光量に偏りが生じる。これは、光記録媒体１０７の傾きにより、光記録媒体１０７上に投影されるスポットにコマ収差が発生するためである。この干渉領域１２０，１２１の光量の偏りは、一方の干渉領域１２０と、もう一方の干渉領域１２１とで、逆方向に生じる。図４（ａ）では、光記録媒体１０７のチルトが大きくなるほど、図４（ａ）中の右側の領域１２０が強くなり、左側の領域１２１が徐々に弱くなっていくのがわかる。
【００４２】
同様に、図４（ｂ）は光記録媒体１０７が回転方向（タンジェンシャル方向）に傾いたときの光記録媒体１０７のチルト角と干渉領域１２０、１２１の変化を示している。また、図４（ｃ）は光記録媒体１０７が半径方向（ラジアル方向）と回転方向（タンジェンシャル方向）に同時に同量傾いたときの光記録媒体１０７のチルト角と干渉領域１２０、１２１の変化を示している。
【００４３】
次に、図５を参照して受光素子１１０および演算手段１１１を詳細に説明する。受光素子１１０が反射光を受光する受光面は、８つの受光領域１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃ、１１０ｄ、１１０ｅ、１１０ｆ、１１０ｇ、１１０ｈに分割されている。すなわち、受光素子１１０の受光面は、光記録媒体１０７の半径方向（ラジアル方向）に分離された２つの受光領域１１０ａ〜１１０ｄ、１１０ｅ〜１１０ｈを有し、この２つの受光領域１１０ａ〜１１０ｄ、１１０ｅ〜１１０ｈは光記録媒体１０７の回転方向（タンジェンシャル方向）にそれぞれ４分割されて分離されている。
【００４４】
光記録媒体１０７の半径方向（ラジアル方向）に配列されている２つの受光領域１１０ａ〜１１０ｄ、１１０ｅ〜１１０ｈのうちの一方に含まれる４つの受光領域１１０ａ〜１１０ｄは光記録媒体１０７の回転方向順に１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃ、１１０ｄとする。そして、これらの受光領域１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃ、１１０ｄから出力される光量信号は、それぞれＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄとする。
【００４５】
光記録媒体１０７のラジアル方向に配置されている２つの受光領域１１０ａ〜１１０ｄ、１１０ｅ〜１１０ｈのうちのもう一方に含まれる４つの受光領域１１０ｅ〜１１０ｈは光記録媒体１０７の回転方向順に１１０ｅ、１１０ｆ、１１０ｇ、１１０ｈとする。そして、これらの受光領域１１０ｅ、１１０ｆ、１１０ｇ、１１０ｈから出力される光量信号は、それぞれＥ，Ｆ，Ｇ，Ｈとする。受光素子１１０の各受光領域１１０ａ〜１１０ｈはそれぞれ受光量に比例した光量信号Ａ〜Ｈを出力する。
【００４６】
演算手段１１１は、加算手段１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃ、１１１ｄおよび減算手段１１１ｅ、１１１ｆから構成されている。受光素子１１０の各受光領域１１０ａ〜１１０ｈから出力された光量信号Ａ〜Ｈは演算手段１１１に入力されて所定の演算がなされる。すなわち、受光領域１１０ａ〜１１０ｄの両端側受光領域１１０ａ、１１０ｄからの光量信号Ａ、Ｄと、受光領域１１０ｅ〜１１０ｈの中央側受光領域１１０ｆ、１１０ｇからの光量信号Ｆ、Ｇが加算手段１１１ａにより加算される。受光領域１１０ａ〜１１０ｄの中央側受光領域１１０ｂ、１１０ｃからの光量信号Ｂ、Ｃと、受光領域１１０ｅ〜１１０ｈの両端側受光領域１１０ｅ、１１０ｈからの光量信号Ｅ、Ｈが加算手段１１１ｂにより加算される。減算手段１１１ｅは、加算手段１１１ａの出力信号から加算手段１１１ｂの出力信号を引くことで、光記録媒体１０７のラジアル方向のチルト（ラジアルチルト）を示すチルト信号（ラジアルチルト信号）Ｔradを出力する。
【００４７】
受光領域１１０ａ〜１１０ｄの上側受光領域１１０ａ、１１０ｂからの光量信号Ａ、Ｂと、受光領域１１０ｅ〜１１０ｈの上側受光領域１１０ｅ、１１０ｆからの光量信号Ｅ、Ｆが加算手段１１１ｃにより加算される。受光領域１１０ａ〜１１０ｄの下側受光領域１１０ｃ、１１０ｄからの光量信号Ｃ、Ｄと、受光領域１１０ｅ〜１１０ｈの下側受光領域１１０ｇ、１１０ｈからの光量信号Ｇ、Ｈが加算手段１１１ｄにより加算される。減算手段１１１ｆは、加算手段１１１ｃの出力信号から加算手段１１１ｄの出力信号を引くことで、光記録媒体１０７の回転方向（タンジェンシャル方向）のチルト（タンジェンシャルチルト）を示すチルト信号（タンジェンシャルチルト信号）Ｔtanを出力する。
演算手段１１１による演算を式で表すと、下記の式（１）、（２）となる。
Ｔｒａｄ＝（Ａ＋Ｄ＋Ｆ＋Ｇ）-（Ｂ＋Ｃ＋Ｅ＋Ｈ） …（１）
Ｔｔａｎ＝（Ａ＋Ｂ＋Ｅ＋Ｆ）-（Ｃ＋Ｄ＋Ｇ＋Ｈ） …（２）
図６（ａ）（ｂ）は光記録媒体１０７のチルトに伴う干渉領域１２０、１２１の変化を演算手段１１１にて演算した結果を示す。図６（ａ）は光記録媒体１０７が半径方向（ラジアル方向）に傾いたときのチルト特性を示し、図６（ｂ）は光記録媒体１０７が回転方向（タンジェンシャル方向）に傾いたときのチルト特性を示す。なお、このときの光記録媒体１０７の案内溝１０７ａの形状は以下の通りである。
案内溝１０７ａの周期（トラックピッチ）：０.４６μｍ
案内溝１０７ａの幅（グルーブ幅） ：０.２３μｍ
案内溝１０７ａの深さ（グルーブ深さ） ：０.０５１μｍ
また、受光素子１１０の受光領域１１０ａ〜１１０ｈは、受光素子１１０上の戻り光の直径を１としたとき、チルト特性が図７に示すようになる受光領域区分とした。ここに、ｘは、受光素子１１０上の戻り光の直径を１としたとき、受光領域１１０ａ〜１１０ｈの半径方向（ラジアル方向）の長さを示す。例えば、受光領域１１０ａは光記録媒体１０７の半径方向（ラジアル方向）に０.２、光記録媒体１０７の回転方向（タンジェンシャル方向）に０.３７５の長方形の領域とした。
【００４８】
図６（ａ）（ｂ）において横軸は光記録媒体１０７のチルト量、縦軸は受光素子１１０の出力信号Ａ〜Ｈの和信号で規格化したチルト信号である。チルトの検出感度は、図６（ａ）（ｂ）の零度近傍チルト信号の傾き絶対値で与えられる。図６（ａ）のチルト検出感度は約６７％／ｄｅｇ、図６（ｂ）のチルト検出感度は約４０％／ｄｅｇであり、十分なチルト検出精度が得られる。このように、光記録媒体１０７で反射された光の各受光領域１１０ａ〜１１０ｈにおける強度の変化から光記録媒体１０７の半径方向（ラジアル方向）と回転方向（タンジェンシャル方向）の両方向のチルトを検出することが可能となる。特に本参考形態１では、従来例（特開2001-273660号公報記載のもの）のように除算手段を用いることなく、加算手段１１１ａ〜１１１ｄと減算手段１１１ｅ、１１１ｆのみの演算でチルト信号を生成しているため、従来例に比べて回路構成の単純化、さらには高速な応答性を確保できる。
【００４９】
図７は、各受光領域１１０ａ〜１１０ｈの半径方向（ラジアル方向）の長さ：ｘとラジアルチルトとチルト信号の関係を示したものである。同様に、図１１は、各受光領域１１０ａ〜１１０ｈの回転方向（タンジェンシャル方向）の長さ：ｙとラジアルチルトとチルト信号の関係を示したものである。ここで、各受光領域１１０ａ〜１１０ｈの半径方向（ラジアル方向）の長さｘ、回転方向（タンジェンシャル方向）の長さｙとは、受光素子１１０上の戻り光の直径を１としたときの各受光領域１１０ａ〜１１０ｈの半径方向（ラジアル方向）の長さ、回転方向（タンジェンシャル方向）の長さを意味するものであり、図９は各受光領域１１０ａ、１１０ｄ、１１０ｅ、１１０ｈについてｘ＝０.２、ｙ＝０.３７５のときの受光素子１１０の受光領域区分例、図１０は各受光領域１１０ａ、１１０ｄ、１１０ｅ、１１０ｈについてｘ＝０.５、ｙ＝０.３７５のときの受光素子１１０の受光領域区分例を示したものである。
【００５０】
再度、図７を説明すると、図７はｙ＝０.３７５のときのチルト信号とラジアルチルト（光記録媒体１０７のラジアル方向のチルト）との関係について、各受光領域１１０ａ、１１０ｄ、１１０ｅ、１１０ｈのｘをパラメータにしたときの状態を示すものである。また、図１１は各受光領域１１０ａ、１１０ｄ、１１０ｅ、１１０ｈのｘ＝０.２のときのチルト信号とラジアルチルトの関係について、ｙをパラメータにしたときの状態を示すものである。図８は、図７の各ｘに対して、チルト信号の０ｄｅｇ近傍の傾き（チルト信号の感度）をプロットしたものであり、ｘ＝０.３のとき、検出感度が最も大きくなることがわかる。
【００５１】
図８に示すように、各受光領域１１０ａ、１１０ｄ、１１０ｅ、１１０ｈのｘをｘ＝０.２〜０.３５の範囲とすることにより、感度６０％／ｄｅｇ以上と十分な検出感度を確保できることがわかる。また、ｙ方向についても、ｙ＝０.３〜０.４の範囲でｙを選択することにより、高感度検出が可能となる。以上から、干渉領域１２０、１２１のみで、式（１）（２）に示す演算を実行することにより十分な検出感度となり、高精度のチルト検出が行えることがわかる。
【００５２】
また、図１２は、図９に示す受光素子１１０の受光領域区分例において、光記録媒体１０７が図４（ａ）に示すように半径方向（ラジアル方向）にチルトしたときのラジアルチルト信号と、光記録媒体１０７が図４（ｃ）に示すように半径方向（ラジアル方向）と回転方向（タンジェンシャル方向）の両方向に同時にチルトしたときのラジアルチルト信号を示すものである。これら２つのラジアルチルト信号は同等の変化を示しており、光記録媒体１０７の回転方向（タンジェンシャル方向）のチルトが発生しても、ラジアルチルト信号の変化はないことがわかる。
【００５３】
同様に、図１３は、光記録媒体１０７が図４（ｂ）に示すように回転方向（タンジェンシャル方向）にチルトしたときのタンジェンシャルチルト信号と、図４（ｃ）に示すように半径方向（ラジアル方向）と回転方向（タンジェンシャル方向）の両方向に同時にチルトしたときのタンジェンシャルチルト信号を示すものである。図１３から、図１２と同様に半径方向（ラジアル方向）のチルトが発生しても、そのチルトが所定の範囲内ならばタンジェンシャルチルト信号の変化はないことがわかる。これらの結果から、本参考形態１におけるチルト信号生成方式によれば、光記録媒体１０７のラジアルチルトとタンジェンシャルチルトを、クロストークなく独立に検出できることがわかる。
【００５４】
また、図１４、図１５は、図９に示す受光素子１１０の受光領域区分例において、対物レンズ（ＯＬ）１０６がシフトしたときのラジアルチルト信号とタンジェンシャルチルト信号の変化を示したものである。対物レンズ１０６のシフトが発生しても、半径方向（ラジアル方向）と回転方向（タンジェンシャル方向）のチルト信号はほとんど変化しない。すなわち、本参考形態１におけるチルト信号生成方式によれば、光記録媒体１０７のチルトと、対物レンズ１０６のシフトが同時に発生しても、光記録媒体１０７のチルト信号は良好に検出できることがわかる。これは、本参考形態１におけるチルト信号生成方式が０次と±１次の干渉領域の光に対して、式（１）のような襷がけの演算を行うため、対物レンズ１０６のシフトに伴う光量分布の変化をキャンセルできることに因る。
【００５５】
また、図１６、１７は、図９に示す受光素子１１０の受光領域区分例において、光記録媒体１０７の案内溝１０７ａの深さと、ラジアルチルト信号とタンジェンシャルチルト信号の変化を示したものである。案内溝１０７ａの深さが変化しても、半径方向（ラジアル方向）と回転方向（タンジェンシャル方向）のチルト信号はほとんど変化しない。すなわち、本参考形態１におけるチルト信号生成方式によれば、案内溝１０７ａの深さにもほとんど依存せずに、複数種類の光記録媒体に対して、良好なチルト信号を生成できる。
【００５６】
次に、本参考形態１において、以上のチルト信号に基づいて、光記録媒体１０７のチルトに伴い発生するコマ収差を補正するコマ収差補正手段について説明する。コマ収差補正手段としては、対物レンズ１０６のフォーカス制御・トラッキング制御（トラッキング誤差信号、フォーカス誤差信号による対物レンズ１０６の２方向制御）だけでなく、対物レンズの２軸周りのチルト制御（ラジアルチルト信号、タンジェンシャルチルト信号による対物レンズの２軸周りの制御）が可能である４軸アクチュエータ（図示せず）を用いればよい。
【００５７】
この４軸アクチュエータは、対物レンズ１０６の光軸の、本参考形態１における光学系の光軸に対する傾きを演算手段１１１からのラジアルチルト信号及びタンジェンシャルチルト信号に応じて調整する対物レンズ傾き調整手段を含むように構成されている。この４軸アクチュエータの対物レンズ傾き調整手段で対物レンズ１０６の傾きを変化させると、対物レンズ１０６を透過する光束にコマ収差が発生するので、このコマ収差と光記録媒体１０７のチルトに伴い発生するコマ収差とを相殺するようにすることが可能である。すなわち、４軸アクチュエータの対物レンズ傾き調整手段は、対物レンズ１０６の光軸の、本参考形態１における光学系の光軸に対する傾きを、演算手段１１１からのラジアルチルト信号及びタンジェンシャルチルト信号により、光記録媒体１０７のチルトに伴い発生するコマ収差と対物レンズ１０６の傾きの変化による透過光束のコマ収差とが相殺されるように調整する。
【００５８】
図１８は、光記録媒体１０７のチルトと補正前後の波面収差との関係を示す。図１８から対物レンズ１０６を４軸アクチュエータの対物レンズ傾き調整手段でチルトさせることにより、波面収差の劣化が十分に抑制されることがわかる。図１９は、図１８において、光記録媒体１０７が１度傾いたときの補正前の波面収差を示し、図２０は対物レンズ１０６を約０.８ｄｅｇチルトさせたときの波面収差の様子を示す。対物レンズ１０６に光源側から入射する光束に対して、対物レンズ１０６の傾きを変化させると、補正後の波面収差がもとの波面収差よりも格段に小さくなることがわかる。
【００５９】
このような４軸アクチュエータの対物レンズ傾き調整手段を図示しない制御手段にて式（１）（２）に示されるチルト信号に基づいて制御することにより、光記録媒体１０７のチルトに伴う波面劣化を伴わず、すなわち常に光記録媒体１０７上の良好なスポットを維持することができる。
【００６０】
また、コマ収差補正手段は、４軸アクチュエータに限られるものでなく、図２１に示すように平行光路中に所定の電極パターンを有する液晶素子１１２をコマ収差補正手段として配置してもよい。この液晶素子１１２は、図２２に示すように、少なくとも一方の透明電極５０ａ〜５０ｒが左右上下対称に分割され、各電極部分５０ａ〜５０ｒと共通電極との間に独立して電圧を印加できるようになっており、この電圧を制御することにより、各電極部分５０ａ〜５０ｒと共通電極との間の液晶の屈折率：ｎをｎ1からｎ２まで自在に変えることができる。各電極部分５０ａ〜５０ｒと共通電極との間の液晶の屈折率：ｎを変化させると、各領域（各電極部分５０ａ〜５０ｒと共通電極との間の液晶）を通過する光線に光路差：Δｎ・ｄ（Δｎは屈折率変化分、ｄは液晶のセル厚）、即ち、波長をλとして、位相差Δｎ・ｄ（２π／λ）を与えることができる。
【００６１】
例えば、図２３に示すようなコマ収差が発生したとする。この波面収差を３次元曲線として示したのが図２４の上の実線部分である。このような波面収差に対し、対物レンズ１０６に光源側から入射する光束に、図２４の下側の破線部分に示すような位相差が与えられるように、液晶素子１１２の各電極５０ａ〜５０ｒに印加する電圧を制御手段にて演算手段１１１からのラジアルチルト信号及びタンジェンシャルチルト信号に応じて調整すると、液晶素子１１２を透過する光束の各部での波面の遅れにより上記波面収差を打ち消すことができる。図２５は、図２４における実線（波面収差）と破線（液晶素子１１２による波面の遅れ）の和、すなわち補正後の波面収差を示す。補正後の波面収差はもとの波面収差（図２４の実線部分）よりも格段に小さくなる。
【００６２】
さらに、本参考形態１は、図５に示す受光素子１１０の受光領域分割の代わりに図２６に示すような受光領域１１０ｐ、１１０ｑ、１１０ｒ、１１０ｓを追加することも可能である。これらの受光領域１１０ｐ、１１０ｑ、１１０ｒ、１１０ｓからの出力信号をそれぞれＰ、Ｑ、Ｒ、Ｓとしたとき、以下の式（３）〜（５）の演算を演算手段にて行うことにより、チルト信号に加えて、再生信号：ＲＦやトラッキング誤差信号：ＴＥやフォーカス誤差信号：ＦＥを同時に検出することができる。
ＲＦ＝（Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄ＋Ｅ＋Ｆ＋Ｇ＋Ｈ）＋（Ｐ＋Ｑ＋Ｒ＋Ｓ） …（３）
ＴＥ＝（(Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄ)＋(Ｐ＋Ｑ)）−((Ｅ＋Ｆ＋Ｇ＋Ｈ）＋（Ｒ＋Ｓ)） …（４）
ＦＥ＝（(Ａ＋Ｂ＋Ｇ＋Ｈ)＋(Ｐ＋Ｓ)）−((Ｃ＋Ｄ＋Ｅ＋Ｆ）＋（Ｑ＋Ｒ)） …（５）
図示しないトラッキングサーボ系はトラッキング誤差信号：ＴＥにより対物レンズ１０６を光記録媒体１０７の半径方向に移動させて光記録媒体１０７上のスポットを光記録媒体１０７上のトラックに追従させ、図示しないフォーカスサーボ系はフォーカス誤差信号：ＦＥにより対物レンズ１０６を光軸方向に移動させて光記録媒体１０７上のスポットを合焦させる。
【００６３】
図３４は、使用波長が４０５ｎｍ±１０ｎｍの範囲である光ピックアップにおいてその対物レンズの開口数：ＮＡと、光記録媒体の光照射側基板厚と、許容される光記録媒体のチルト（許容チルト）との関係を示す。この許容チルト量は、マーシャル・クライテリオンとして一般に知られる波面収差０．０７λｒｍｓ以下を満足するチルト上限値に相当する。本参考形態１においては、使用波長：４０５ｎｍ±１０ｎｍ、開口数：０．６５、光照射側基板厚：０．６ｍｍの光記録媒体１０７に対して、十分なチルト検出感度が得られることが分かる。本参考形態１以外の後述する実施形態などでも、使用波長が４０５ｎｍ±１０ｎｍの範囲で、光照射側基板厚ｄblue、開口数：ＮＡblueが次の式（Ａ）：
ｄblue＜４.３×ＮＡblue ２−８.０×ＮＡblue＋４.０ …（Ａ）
を満足すれば、光記録媒体の許容チルトが本参考形態１と同等であるため、十分なチルト検出感度を得ることができる。
【００６４】
この参考形態１によれば、遠視野における光記録媒体１０７からの反射０次光と反射±１次回折光とで形成される２つの干渉領域１２０、１２１を、光記録媒体１０７の回転方向にそれぞれ４分割に分離して受光する検出光学系（集光レンズ１０８、円筒レンズ１０９及び受光素子１１０）を備え、分離された各受光ビームの光量から光記録媒体１０７の傾き（チルト）によって発生するコマ収差を直接検出して、ラジアルチルト信号、タンジェンシャルチルト信号を生成するので、精度の高いチルト検出が可能となり、青色波長帯域の光により情報の記録・再生・消去の１以上を行う光記録媒体に対しても良好な記録再生動作が可能である。
【００６５】
また、本参考形態１におけるチルト検出方式は、受光領域が８分割の受光素子１１０で構成されているため、従来の受光素子の製造工法をそのまま適用できる。
また、本参考形態１におけるチルト検出方式は、対物レンズ１０６のシフトによってもチルト信号に誤差を発生させず、精度の高いチルト検出が可能である。
また、本参考形態１におけるチルト検出方式は、光記録媒体１０７の溝深さの違いによる誤差は発生せず、精度の高いチルト検出が可能である。
また、本参考形態１におけるチルト検出方式は、ラジアル方向とタンジェンシャル方向それぞれの間で、クロストークなく各方向のチルト信号を生成でき、精度の高いチルト検出が可能である。
【００６６】
図２７は、本発明の参考形態２の光ピックアップを示す。この光ピックアップは、使用波長が４０５ｎｍ±１０ｎｍの範囲で、光照射側基板厚ｄblue、開口数：ＮＡblueが次の式（Ａ）：
ｄblue＜４.３×ＮＡblue ２−８.０×ＮＡblue＋４.０ …（Ａ）
を満足する光ピックアップであり、例えば使用波長４０５ｎｍ、ＮＡ０.６５、光照射側基板厚０.６ｍｍの青色系光記録媒体に対して情報の記録、再生、消去の１以上を行う光ピックアップ装置である。なお、青色系光記録媒体の光照射側基板厚は０．３ｍｍ〜０.６ｍｍの範囲内で任意に設定することができる。この光ピックアップが図１に示す上記光ピックアップと異なる点は、円筒レンズ１０９に替えて同位置に回折素子としてのホログラム光学素子１１３を配置し、受光素子１１０の代わりに受光素子１１４を配置した点である。この受光素子１１４は受光素子１１０とは異なる受光領域を有する。
【００６７】
図２８及び図２９を参照してホログラム光学素子１１３及び受光素子１１４の詳細な構成を説明する。図２８はホログラム光学素子１１３を示す平面図である。ホログラム光学素子１１３は入射面に回折格子が形成された構成であり、この回折格子は、図２８中に点線の円１２２で示す対物レンズ１０６の有効径を含み、８つの領域１１３ａ〜１１３ｈに分割されている。
【００６８】
この回折格子は、光記録媒体１０７の半径方向（ラジアル方向）に分離された２つの領域１１３ａ〜１１３ｄ、１１３ｅ〜１１３ｈを有し、この２つの領域１１３ａ〜１１３ｄ、１１３ｅ〜１１３ｈはさらに回転方向（タンジェンシャル方向）に４分割されている。回折格子は、各領域１１３ａ〜１１３ｈの断面形状がいずれにおいても鋸歯状であり、鋸歯の上部と下部の位相差を２πとすると、各領域１１３ａ〜１１３ｈは入射光（光記録媒体１０７からの反射光）を＋１次回折光としてそれぞれほぼ１００％回折する。図２９に示すように、領域１１３ａ〜１１３ｄにおける鋸歯の向きは＋１次回折光が図２９の左側に偏向されるように設定されており、領域１１３ｅ〜１１３ｈにおける鋸歯の向きは＋１次回折光が図２９の左側に偏向されるように設定されており、各領域１１３ａ〜１１３ｈからの＋１次回折光が受光素子１１４上の対応する受光部分１１４ａ〜１１４ｈにそれぞれ集光される。
【００６９】
受光素子１１４は、図２９に示すように受光部（受光領域）１１４ａ〜１１４ｈから構成される。この受光部１１４ａ〜１１４ｈは、光記録媒体１０７の半径方向（ラジアル方向）に分離された２つの受光部１１４ａ〜１１４ｄ、１１４ｅ〜１１４ｈを有し、この２つの受光部１１４ａ〜１１４ｄ、１１４ｅ〜１１４ｈは光記録媒体１０７の回転方向（タンジェンシャル方向）にそれぞれ４つに分離されている。この受光部１１４ａ〜１１４ｈからの信号をそれぞれＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈとすると、上記参考形態１と同様に加算手段１１１ａ〜１１１ｄおよび減算手段１１１ｅ、１１１ｆから構成された演算手段１１１にて受光部１１４ａ〜１１４ｈからの信号Ａ〜Ｈにより、式（１）（２）で示されるチルト信号：Ｔrad、Ｔtanが生成される。
この参考形態２によれば、上記参考形態１と同様な効果が得られる。
【００７０】
図３０は、本発明の参考形態３の光ピックアップの構成を示す。この光ピックアップは、使用波長が４０５ｎｍ±１０ｎｍの範囲で、光照射側基板厚ｄblue、開口数：ＮＡblueが次の式（Ａ）：
ｄblue＜４.３×ＮＡblue ２−８.０×ＮＡblue＋４.０ …（Ａ）
を満足する光ピックアップであり、例えば使用波長４０５ｎｍ、ＮＡ０.６５、光照射側基板厚０.６ｍｍの青色系光記録媒体に対して情報の記録、再生、消去の１以上を行う光ピックアップである。なお、青色系光記録媒体の光照射側基板厚は０．３ｍｍ〜０.６ｍｍの範囲内で任意に設定することができる。この光ピックアップが図２７に示す上記光ピックアップと異なる点は、レーザ光を出射する光源としての半導体レーザ１１５ａと、光記録媒体１０７から対物レンズ１０６、１／４波長板１０５及びプリズム１０４を経由して入射する反射光を回折する回折素子としてのホログラム光学素子１１５ｂと、このホログラム光学素子１１５ｂで回折された光記録媒体１０７からの反射光を複数の受光部（受光領域）にて受光する光検出器１１５ｃとを一つのパッケージに収めた受発光素子１１５を備えている点である。このような受発光素子１１５を具備することにより、上述した各構成要素が半導体レーザ１１５ａから光記録媒体１０７までの間で一列に配設されており、従って、図１、２７のような偏光ビームスプリッタ１０３が不要となる構成になっている。
【００７１】
上記ホログラム光学素子１１５ｂは図２７に示したホログラム光学素子１１３と同じであり、光検出器１１５ｃは図２７に示した受光素子１１４と同様に光記録媒体１０７の半径方向（ラジアル方向）に分離された２つの受光部が光記録媒体１０７の回転方向（タンジェンシャル方向）にそれぞれ４つに分離される８つの受光部を有する。本参考形態３では、上記参考形態２と同様に、加算手段１１１ａ〜１１１ｄおよび減算手段１１１ｅ、１１１ｆから構成された演算手段１１１にて光検出器１１５ｃの各受光部からの信号Ａ〜Ｈにより、式（１）（２）で示されるチルト信号：Ｔrad、Ｔtanが生成される。
この参考形態３によれば、上記参考形態１と同様な効果が得られる。
【００７２】
図３１は、本発明の実施形態１の光ピックアップの構成を示す。この光ピックアップは、使用波長が４０５ｎｍ±１０ｎｍの範囲で、光照射側基板厚ｄblue、開口数：ＮＡblueが次の式（Ａ）：
ｄblue＜４.３×ＮＡblue ２−８.０×ＮＡblue＋４.０ …（Ａ）
を満足する光ピックフップを用いて青色系光記録媒体に対して情報の記録、再生、消去の１以上を行い、使用波長６６０ｎｍ±１０ｎｍ、開口数：０．６０〜０．６５でＤＶＤ系光記録媒体に対して情報の記録、再生、消去の１以上を行う光ピックフップであり、例えば使用波長４０７ｎｍ、ＮＡ０.６５、光照射側基板厚０.６ｍｍの青色系光記録媒体と、使用波長６６０ｎｍ、ＮＡ０.６５、光照射側基板厚０.６ｍｍのＤＶＤ系光記録媒体とに対して共に情報の記録、再生、消去の１以上を行う青色系光記録媒体／ＤＶＤ系光記録媒体互換型光ピックアップである。なお、青色系光記録媒体の光照射側基板厚は０．３ｍｍ〜０.６ｍｍの範囲内で任意に設定することができる。
【００７３】
この光ピックアップは、青色波長域の受発光素子１１５、コリメートレンズ１０２、ダイクロイックプリズム２０３、プリズム１０４、１／４波長板１０５、対物レンズ１０６より構成される、青色波長域の光が通過する青色用光学系と、受発光素子２０１、コリメートレンズ２０２、ダイクロイックプリズム２０３、プリズム１０４、１/４波長板１０５、対物レンズ１０６から構成される、赤色波長域の光が通過するＤＶＤ系光学系とを有する。すなわち、ダイクロイックプリズム２０３、プリズム１０４、１/４波長板１０５、対物レンズ１０６は青色用光学系とＤＶＤ系光学系との２つの光学系の共通部品である。また、受発光素子１１５、２０１は、いずれも半導体レーザ１１５ａ，２０１ａ、ホログラム光学素子１１５ｂ，２０１ｂ、光検出器１１５ｃ，２０１ｃから構成されている。さらに、この光ピックアップは、以上の光路とは別の光路に、光記録媒体１０７の傾き（チルト量）を直接的に検知するチルト検出装置４０１が配置されている。
【００７４】
まず、使用波長４０７ｎｍ、ＮＡ０.６５、光照射側基板厚０.６ｍｍの青色系光記録媒体に対する情報の記録、再生、消去の１以上を行う場合について説明する。半導体レーザ１１５ａから出射された直線偏光の波長４０７ｎｍの発散光は、ホログラム光学素子１１５ｂを透過し、コリメートレンズ１０２で略平行光とされ、ダイクロイックプリズム２０３を透過し、プリズム１０４で光路が９０度偏向され、１／４波長板１０５を通過して円偏光とされ、対物レンズ１０６に入射して光記録媒体１０７上に微小スポットとして集光される。
【００７５】
このスポットにより、光記録媒体１０７は情報の再生、記録、消去の１以上が行われる。光記録媒体１０７で反射された光は、往路とは反対回りの円偏光となり、対物レンズ１０６により再び略平行光とされ、１／４波長板１０５を通過して往路と直交した直線偏光になり、プリズム１０４で光路が９０度偏向され、ダイクロイックプリズム２０３を透過し、コリメートレンズ１０２で収束光とされ、ホログラム光学１１５ｂにより複数の光路に偏向分割されて光検出器１１５ｃに至る。ホログラム光学素子１１５ｂは、図２７に示したホログラム光学素子１１３と同じであり、光検出器１１５ｃは図２７に示した受光素子１１４と同様に光記録媒体１０７の半径方向（ラジアル方向）に分離された２つの受光部が光記録媒体１０７の回転方向（タンジェンシャル方向）にそれぞれ４つに分離された８つの受光部を有する。本実施形態１では、上記参考形態３と同様に、加算手段１１１ａ〜１１１ｄおよび減算手段１１１ｅ、１１１ｆから構成された演算手段１１１にて光検出器１１５ｃの各受光部からの信号Ａ〜Ｈにより、式（１）（２）で示されるチルト信号：Ｔrad、Ｔtanが生成される。
【００７６】
次に、使用波長６６０ｎｍ、ＮＡ０.６５、光照射側基板厚０.６ｍｍのＤＶＤ系光記録媒体に対する情報の記録、再生、消去の１以上を行う場合について説明する。受発光素子２０１の半導体レーザ２０１ａから出射された６６０ｎｍの光は、ホログラム光学素子２０１ｂを透過し、コリメートレンズ２０２で平行光とされ、ダイクロイックプリズム２０３によってプリズム１０４の方向に反射され、プリズム１０４によって光路が９０度偏向され、１／４波長板１０５を通過して円偏光とされ、対物レンズ１０６に入射して光記録媒体１０７上に微小スポットとして集光される。
【００７７】
このスポットにより、光記録媒体１０７は情報の再生、記録、消去の１以上が行われる。光記録媒体１０７で反射された光は、往路とは反対回りの円偏光となり、対物レンズ１０６により再び略平行光とされ、１／４波長板１０５を通過して往路と直交した直線偏光になり、プリズム１０４で光路が９０度偏向され、ダイクロイックプリズム２０３で反射され、コリメートレンズ２０２で収束光とされ、ホログラム光学素子２０１ｂにより半導体レーザ２０１ａと同一キャン内にある光検出器２０１ｃ方向に回折されて光検出器２０１ｃで受光される。
【００７８】
光検出器２０１ｃは複数に分離された受光部を有し、図示しない演算手段は光検出器２０１ｃの各受光部からの信号を演算して再生信号やフォーカス誤差信号、トラッキング誤差信号を生成する。図示しないトラッキングサーボ系は上記トラッキング誤差信号により対物レンズ１０６を光記録媒体１０７の半径方向に移動させて光記録媒体１０７上のスポットを光記録媒体１０７上のトラックに追従させ、図示しないフォーカスサーボ系は上記フォーカス誤差信号により対物レンズ１０６を光軸方向に移動させて光記録媒体１０７上のスポットを合焦させる。
【００７９】
さて、参考形態１〜３のチルト検出はトラッキングが行われているときにのみチルト検出が可能であった。よって、トラッキングが行えないような大きなチルトが発生した場合は、光記録媒体１０７のチルトの検出および補正が行えず、トラッキングも行えないという問題があった。これに対して本実施形態１では、光ピックアップ光学系とは別の光路にチルト検出装置４０１を併用することにより、参考形態１〜３で説明した高検出精度のチルト検出と、検出精度は低いものの広レンジのチルト検出がチルト検出装置４０１により行えるようにした。チルト検出装置４０１は、前述した図３５に示すような発光源３４と、受光素子３５ａ，３５ｂとを有するチルトセンサ３２と、差動アンプ３３が用いられる。発光源３４から光記録媒体１０７に光が照射され、その反射光が受光素子３５ａ，３５ｂで受光される。差動アンプ３３は受光素子３５ａ，３５ｂからの出力信号の差を演算して光記録媒体１０７のラジアル方向のチルトを示すチルト信号を出力し、図示しないチルト補正手段は差動アンプ３３からのチルト信号により対物レンズ１０６をチルトさせることで光記録媒体１０７のラジアル方向のチルトによるコマ収差を補正する。
【００８０】
次に、本実施形態１の具体的な動作を説明する。
(1）光記録媒体１０７を本実施形態１の光ピックアップを有する情報処理装置に導入すると同時に、まずフォーカス誤差信号の検出を行いながら、フォーカスサーボ系にてフォーカス誤差信号が零の位置、すなわち合焦位置に対物レンズ１０６の位置をサーボ制御する。
(2）チルト検出装置４０１からの信号に基づいて、予め決められた所定位置に対物レンズ１０６をチルトさせる。
(3）トラック誤差信号の検出を行いながら、トラッキングサーボ系にてトラック誤差信号が零の位置、すなわちグルーブ上にスポットが位置するように対物レンズ１０６の位置をサーボ制御する。
(4）干渉領域１２０、１２１の変化を検出しながら、コマ収差補正手段にてコマ収差信号（演算手段１１１からのラジアルチルト信号及びタンジェンシャルチルト信号）が零の位置になるように、すなわちコマ収差がなくなるように対物レンズ１０６の位置をサーボ制御する。
【００８１】
また、本実施形態１においては、ＤＶＤ系光記録媒体に対する情報の記録、再生動作時には、チルト検出装置４０１を用いればよい。ＤＶＤ系光記録媒体のチルト検出も、青色系光記録媒体と同様のチルト検出を行う方法もあるが、ＤＶＤ系光記録媒体のチルト検出はラジアル方向のみで、かつ定期的な検出のみでよいため、青色系光記録媒体で使用するチルト検出手段はオーバースペックとなる。そのため、本実施形態１はＤＶＤ系光記録媒体のチルト検出には、青色系光記録媒体の粗チルト調整用チルト検出装置４０１を併用することにより、コストアップを招くことなく、青色系光記録媒体／ＤＶＤ系光記録媒体それぞれのチルト検出を可能とした。
【００８２】
この実施形態１によれば、光記録媒体１０７の傾きを直接検知するチルト検出装置４０１を具備し、このチルト検出装置４０１の出力信号に基づくチルト補正を行う工程と、このチルト補正工程の後、演算手段１１１からのコマ収差信号に基づくチルト補正を行う工程を実行するため、トラッキング動作が行えないような大きなチルトが発生した場合も、そのチルトを補正し、正常な記録再生動作を行うことができる。すなわち、広レンジ、高精度の光記録媒体チルト補正が実現可能である。
【００８３】
さらに、本実施形態１によれば、青色系光記録媒体／ＤＶＤ系光記録媒体互換型光ピックアップにおいて、青色系光ピックアップはチルト検出装置４０１からのチルトセンサ信号および演算手段１１１からのコマ収差信号に基づくチルト補正を行い、ＤＶＤ系光ピックアップはチルトセンサ信号に基づくチルト補正を行うため、各光記録媒体に対して、最適なスポットを形成することが可能である。
【００８４】
図３２は、本発明の実施形態２の光ピックアップの構成を示す。この光ピックアップは、使用波長が４０５ｎｍ±１０ｎｍの範囲で、光照射側基板厚ｄblue、開口数：ＮＡblueが次の式（Ａ）：
ｄblue＜４.３×ＮＡblue ２−８.０×ＮＡblue＋４.０ …（Ａ）
を満足する大容量（青色系）光記録媒体に対して情報の記録、再生、消去の１以上を行い、使用波長６６０ｎｍ±１０ｎｍ、開口数：０．６０〜０．６５でＤＶＤ系光記録媒体に対して情報の記録、再生、消去の１以上を行い、使用波長７８０ｎｍ±１０ｎｍ、開口数：０．４５〜０．５０でＣＤ系光記録媒体に対して情報の記録、再生、消去の１以上を行う光ピックアップであり、例えば使用波長４０７ｎｍ、ＮＡ０.６５、光照射側基板厚０.６ｍｍの大容量光記録媒体と、使用波長６６０ｎｍ、ＮＡ０.６５、光照射側基板厚０.６ｍｍのＤＶＤ系光記録媒体と、使用波長７８０ｎｍ、ＮＡ０.５０、光照射側基板厚１.２ｍｍのＣＤ系光記録媒体とに対して共に情報の記録、再生、消去の１以上を行う。なお、大容量光記録媒体の光照射側基板厚は０．３ｍｍ〜０.６ｍｍの範囲内で任意に設定することができる。
【００８５】
この光ピックアップでは、上記実施形態１において、受発光素子２０１の代わりに受発光素子３０１が配置されている。受発光素子３０１は、ＤＶＤ用の半導体レーザ２０１ａ、回折素子としてのホログラム光学素子２０１ｂ、光検出器２０１ｃと、ＣＤ用の半導体レーザ３０１ａ、回折素子としてのホログラム光学素子３０１ｂ、光検出器３０１ｃから構成されている。
【００８６】
ＤＶＤ系光記録媒体に対する情報の記録、再生、消去の１以上を行う場合には、半導体レーザ２０１ａから出射された６６０ｎｍの光は、ホログラム光学素子２０１ｂを透過し、コリメートレンズ２０２で平行光とされ、ダイクロイックプリズム２０３によってプリズム１０４の方向に反射され、プリズム１０４によって光路が９０度偏向され、１／４波長板１０５を通過して円偏光とされ、対物レンズ１０６に入射して光記録媒体１０７上に微小スポットとして集光される。
【００８７】
このスポットにより、光記録媒体１０７は情報の再生、記録、消去の１以上が行われる。光記録媒体１０７で反射された光は、往路とは反対回りの円偏光となり、対物レンズ１０６により再び略平行光とされ、１／４波長板１０５を通過して往路と直交した直線偏光になり、プリズム１０４で光路が９０度偏向され、ダイクロイックプリズム２０３で反射され、コリメートレンズ２０２で収束光とされ、ホログラム光学素子２０１ｂにより半導体レーザ２０１ａと同一キャン内にある光検出器２０１ｃ方向に回折されて光検出器２０１ｃで受光される。
【００８８】
光検出器２０１ｃは複数に分離された受光部を有し、図示しない演算手段は光検出器２０１ｃの各受光部からの信号を演算して再生信号やフォーカス誤差信号、トラッキング誤差信号を生成する。図示しないトラッキングサーボ系は上記トラッキング誤差信号により対物レンズ１０６を光記録媒体１０７の半径方向に移動させて光記録媒体１０７上のスポットを光記録媒体１０７上のトラックに追従させ、図示しないフォーカスサーボ系は上記フォーカス誤差信号により対物レンズ１０６を光軸方向に移動させて光記録媒体１０７上のスポットを合焦させる。
【００８９】
ＣＤ系光記録媒体に対する情報の記録、再生、消去の１以上を行う場合には、半導体レーザ３０１ａから出射された７８０ｎｍの光は、ホログラム光学素子３０１ｂを透過し、コリメートレンズ２０２で平行光とされ、ダイクロイックプリズム２０３によってプリズム１０４の方向に反射され、プリズム１０４によって光路が９０度偏向され、１／４波長板１０５を通過して円偏光とされ、対物レンズ１０６に入射して光記録媒体１０７上に微小スポットとして集光される。
【００９０】
このスポットにより、光記録媒体１０７は情報の再生、記録、消去の１以上が行われる。光記録媒体１０７で反射された光は、往路とは反対回りの円偏光となり、対物レンズ１０６により再び略平行光とされ、１／４波長板１０５を通過して往路と直交した直線偏光になり、プリズム１０４で光路が９０度偏向され、ダイクロイックプリズム２０３で反射され、コリメートレンズ２０２で収束光とされ、ホログラム光学素子３０１ｂにより半導体レーザ３０１ａと同一キャン内にある光検出器３０１ｃ方向に回折されて光検出器３０１ｃで受光される。
【００９１】
光検出器３０１ｃは複数に分離された受光部を有し、図示しない演算手段は光検出器３０１ｃの各受光部からの信号を演算して再生信号やフォーカス誤差信号、トラッキング誤差信号を生成する。図示しないトラッキングサーボ系は上記トラッキング誤差信号により対物レンズ１０６を光記録媒体１０７の半径方向に移動させて光記録媒体１０７上のスポットを光記録媒体１０７上のトラックに追従させ、図示しないフォーカスサーボ系は上記フォーカス誤差信号により対物レンズ１０６を光軸方向に移動させて光記録媒体１０７上のスポットを合焦させる。
【００９２】
このような青色系光記録媒体／ＤＶＤ系光記録媒体／ＣＤ系光記録媒体互換型光ピックアップにおいては、青色系光記録媒体は上記参考形態１〜３及び実施形態１と同様にチルト検出を行い、ＤＶＤ系光記録媒体及びＣＤ系光記録媒体はチルト検出装置４０１にてチルト検出を行うことにより、各光記録媒体において、良好なスポット特性を確保することが可能である。
【００９３】
この実施形態２によれば、青色系光記録媒体／ＤＶＤ系光記録媒体／ＣＤ系光記録媒体互換型光ピックアップにおいて、青色系光ピックアップはチルト検出装置４０１からのチルトセンサ信号および演算手段１１１からのコマ収差信号に基づくチルト補正を行い、ＤＶＤ系光ピックアップ、ＣＤ系光ピックアップはチルトセンサ信号に基づくチルト補正を行うため、各光記録媒体に対して最適なスポットを形成することが可能である。
【００９４】
図３３は、本発明の実施形態３の光情報処理装置を示す。
この光情報処理装置３６は、光記録媒体１０７に対して、光ピックアップを用いて情報の記録・再生・消去の１以上を行う装置である。この実施形態３においては、光記録媒体１０７は、ディスク状であり、保護ケース３７内に格納されている。光記録媒体１０７は、保護ケース３７ごと、挿入口３８から光情報処理装置３６に矢印方向へ挿入されてセットされ、スピンドルモータ３９により回転され、光ピックアップ４０により情報の記録や再生、消去の１以上が行われる。光ピックアップ４０は、上記実施形態１〜５の光ピックアップのいずれかが用いられる。
この実施形態３によれば、上記参考形態１〜３及び実施形態１、２と同様な効果が得られる。
なお、本発明において、青色波長域は３９５〜４１５ｎｍの範囲を意味し、赤色波長域は６４５〜６７０ｎｍの範囲を意味し、赤外波長域は７７５〜７９５ｎｍの範囲を意味するものとする。上記実施形態において、上記青色波長域の光は青色波長域内の任意の波長の光としてもよく、上記赤色波長域の光は赤色波長域内の任意の波長の光としてもよく、上記赤外波長域の光は赤外波長域内の任意の波長の光としてもよい。
【００９５】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、精度の高い光記録媒体のチルト検出が可能となり、青色波長帯域の光により情報の記録・再生・消去の１以上を行う光記録媒体に対しても良好な記録再生動作が可能である。
また、従来の受光素子の製造工法をそのまま適用できる。また、対物レンズのシフトによってもチルト信号に誤差を発生させず、精度の高いチルト検出が可能である。また、光記録媒体の溝深さの違いによる誤差は発生せず、精度の高い光記録媒体チルト検出が可能である。また、ラジアル方向とタンジェンシャル方向それぞれの間で、クロストークなく各方向のチルト信号を生成でき、精度の高いチルト検出が可能である。
【００９６】
また、トラッキング動作が行えないような大きなチルトが発生した場合も、このチルトを補正して正常な記録再生動作を行うことができる。すなわち、広レンジ、高精度のチルト補正が実現可能である。
さらに、各光記録媒体に対して最適なスポットを形成することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の参考形態１を示す図である。
【図２】 同参考形態１の光記録媒体と干渉領域を説明するための図である。
【図３】 同参考形態１において受光素子の受光面で受光される０次光と±１次回折光とを受光素子の受光面の上から見た図である。
【図４】 同参考形態１のラジアルチルトに伴う干渉領域の変化、タンジェンシャルチルトに伴う干渉領域の変化、ラジアル方向・タンジェンシャル方向同時チルトに伴う干渉領域の変化を示す図である。
【図５】 同参考形態１の受光素子および演算手段を示すブロック図である。
【図６】 同参考形態１における光記録媒体のチルトに伴う干渉領域の変化を演算した結果を示す図である。
【図７】 同参考形態１の光記録媒体チルト特性例を示す特性図である。
【図８】 同参考形態１におけるラジアル方向受光領域区分値対チルト信号感度特性例を示す特性図である。
【図９】 同参考形態１における受光素子の受光領域区分例を示す図である。
【図１０】 同参考形態１における受光素子の他の受光領域区分例を示す図である。
【図１１】 同参考形態１における各受光領域のタンジェンシャル方向長さとチルト信号の関係を示す図である。
【図１２】 同参考形態１におけるラジアルチルトとチルト信号との関係例を示す図である。
【図１３】 同参考形態１におけるタンジェンシャルチルトとチルト信号との関係例を示す図である。
【図１４】 同参考形態１における対物レンズがシフトしたときのラジアルチルト信号の変化を示す図である。
【図１５】 同参考形態１における対物レンズがシフトしたときのタンジェンシャルチルト信号の変化を示す図である。
【図１６】 同参考形態１における光記録媒体の案内溝の深さとラジアルチルト信号の変化の関係を示す図である。
【図１７】 同参考形態１における光記録媒体の案内溝の深さとタンジェンシャルチルト信号の変化の関係を示す図である。
【図１８】 同参考形態１における光記録媒体のチルトと補正前後の波面収差との関係を示す図である。
【図１９】 図１８において光記録媒体が１度傾いたときの補正前の波面収差を示す図である。
【図２０】 図１８において対物レンズを約０.８ｄｅｇチルトさせたときの波面収差の様子を示す図である。
【図２１】 同参考形態１の他の構成を示す図である。
【図２２】 同参考形態１で用いる液晶素子の電極パターンの例を示す平面図である。
【図２３】 同参考形態１における光記録媒体のチルトに伴うコマ収差の例を示す図である。
【図２４】 同参考形態１における上記コマ収差と、対物レンズに光源側から入射する光束に与える位相差を示す図である。
【図２５】 同参考形態１の補正後の波面収差を示す図である。
【図２６】 同参考形態１で用いられる受光素子および演算手段の他の例を示すブロック図である。
【図２７】 本発明の参考形態２を示す図である。
【図２８】 同参考形態２のホログラム光学素子を示す平面図である。
【図２９】 同参考形態２のホログラム光学素子及び受光素子を示す斜視図である。
【図３０】 本発明の参考形態３の構成を示す図である。
【図３１】 本発明の実施形態１の構成を示す図である。
【図３２】 本発明の実施形態２の構成を示す図である。
【図３３】 本発明の実施形態３を示す斜視図である。
【図３４】 使用波長が４０５ｎｍ±１０ｎｍの範囲である光ピックアップにおいてその対物レンズの開口数：ＮＡと、光記録媒体の光照射側基板厚と、許容される光記録媒体のチルト（許容チルト）との関係を示す図である。
【図３５】 チルト検出装置の従来例を示す概略図である。
【図３６】 従来のチルト検出装置を示す概略図である。
【図３７】 従来の他のチルト検出装置を示すブロック図である。
【図３８】 従来の他のチルト検出装置で用いている１６分割受光素子を示す平面図である。
【符号の説明】
１０１ 半導体レーザ
１０２、２０２ コリメートレンズ
１０３ 偏光ビームスプリッタ
１０４ プリズム
１０５ １／４波長板
１０６ 対物レンズ
１０７ 光記録媒体
１０８ 検出レンズ
１０９ 円筒レンズ
１１０、１１４ 受光素子
１１０ａ〜１１０ｈ 受光領域
１１１ 演算手段
１１１ａ〜１１１ｄ 加算手段
１１１ｅ、１１１ｆ 減算手段
１１２ 液晶素子
１１３ ホログラム素子
１１５、２０１、３０１ 受発光素子
４０１ チルト検出装置
Claims (3)
- 光記録媒体に対して情報の記録、再生、消去の１以上を行う光ピックアップにおいて、
前記光記録媒体に光ビームを照射する照明光学系と、
前記光記録媒体からの反射光を検出する検出光学系と、
前記光記録媒体の半径方向のチルトおよび回転方向のチルトによる前記光記録媒体上のスポットの劣化を補正する補正手段と、
前記照明光学系および前記検出光学系の外側に、前記光記録媒体のチルト量を検知するチルト検出装置を備え、
前記検出光学系は、遠視野における前記光記録媒体からの反射０次光と反射±１次回折光とで形成される２つの干渉領域を、前記光記録媒体の回転方向にそれぞれ４つに分離して受光し、
前記光記録媒体の半径方向内側の干渉領域を４つに分離して受光することで得た受光信号を前記光記録媒体の回転方向順にＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄとし、
前記光記録媒体の半径方向外側の干渉領域を４つに分離して受光することで得た受光信号を前記光記録媒体の回転方向順にＥ、Ｆ、Ｇ、Ｈとしたとき、
前記補正手段は、前記受光信号Ａ〜Ｈの演算結果｜（Ａ＋Ｆ＋Ｇ＋Ｄ）−（Ｅ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｈ）｜に基づき前記光記録媒体の半径方向のチルトによる前記光記録媒体上のスポットの劣化を補正し、前記受光信号Ａ〜Ｈの演算結果｜（Ａ＋Ｂ＋Ｅ＋Ｆ）−（Ｃ＋Ｄ＋Ｇ＋Ｈ）｜に基づき前記光記録媒体の回転方向のチルトによる前記光記録媒体上のスポットの劣化を補正するものであって、
前記チルト検出装置の出力信号に基づいて前記光記録媒体のチルトを補正し、
トラッキングを行った後に、
前記受光信号Ａ〜Ｈの演算結果｜（Ａ＋Ｆ＋Ｇ＋Ｄ）−（Ｅ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｈ）｜に基づき前記光記録媒体の半径方向のチルトによる前記光記録媒体上のスポットの劣化を補正し、前記受光信号Ａ〜Ｈの演算結果｜（Ａ＋Ｂ＋Ｅ＋Ｆ）−（Ｃ＋Ｄ＋Ｇ＋Ｈ）｜に基づき前記光記録媒体の回転方向のチルトによる前記光記録媒体上のスポットの劣化を補正する光ピックアップであって、
前記遠視野における前記光記録媒体からの反射０次光と反射±１次回折光とで形成される２つの干渉領域を、前記光記録媒体の回転方向にそれぞれ４つに分離して受光する際、前記それぞれ４つに分離した領域はいずれも長方形の領域であり、前記光記録媒体の半径方向に対する前記長方形の領域の幅は前記反射０次光の直径の０．２〜０．３５倍の幅であることを特徴とする光ピックアップ。 - 使用波長が４０５ｎｍ±１０ｎｍの範囲で、光照射側基板厚ｄｂｌｕｅ、開口数：ＮＡｂｌｕｅが次の式（Ａ）：ｄｂｌｕｅ＜４．３×ＮＡｂｌｕｅ２−８．０×ＮＡｂｌｕｅ＋４．０ …（Ａ）で第１の光記録媒体に対して情報の記録、再生、消去の１以上を行い、
使用波長が６６０ｎｍ±１０ｎｍの範囲で開口数：０．６０〜０．６５で第２の光記録媒体に対して情報の記録、再生、消去の１以上を行う光ピックアップにおいて、
前記光記録媒体に光ビームを照射する照明光学系と、
前記光記録媒体からの反射光を検出する検出光学系と、
前記光記録媒体の半径方向のチルトおよび回転方向のチルトによる前記光記録媒体上のスポット劣化を補正する補正手段と、
前記照明光学系および前記検出光学系の外側に、前記光記録媒体のチルト量を検知するチルト検出装置を備え、
前記検出光学系は、遠視野における前記光記録媒体からの反射０次光と反射±１次回折光とで形成される２つの干渉領域を、前記光記録媒体の回転方向にそれぞれ４つに分離して受光し、
前記光記録媒体の半径方向内側の干渉領域を４つに分離して受光することで得た受光信号を前記光記録媒体の回転方向順にＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄとし、
前記光記録媒体の半径方向外側の干渉領域を４つに分離して受光することで得た受光信号を前記光記録媒体の回転方向順にＥ、Ｆ、Ｇ、Ｈとしたとき、
前記補正手段は、前記受光信号Ａ〜Ｈの演算結果｜（Ａ＋Ｆ＋Ｇ＋Ｄ）−（Ｅ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｈ）｜に基づき前記光記録媒体の半径方向のチルトによる前記光記録媒体上のスポットの劣化を補正し、前記受光信号Ａ〜Ｈの演算結果｜（Ａ＋Ｂ＋Ｅ＋Ｆ）−（Ｃ＋Ｄ＋Ｇ＋Ｈ）｜に基づき前記光記録媒体の回転方向のチルトによる前記光記録媒体上のスポットの劣化を補正するものであって、
前記第１の光記録媒体については、前記チルト検出装置の出力信号に基づいて前記光記録媒体のチルトを補正し、トラッキングを行った後に、前記受光信号Ａ〜Ｈの演算結果｜（Ａ＋Ｆ＋Ｇ＋Ｄ）−（Ｅ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｈ）｜に基づき前記光記録媒体の半径方向のチルトによる前記光記録媒体上のスポットの劣化を補正し、前記受光信号Ａ〜Ｈの演算結果｜（Ａ＋Ｂ＋Ｅ＋Ｆ）−（Ｃ＋Ｄ＋Ｇ＋Ｈ）｜に基づき前記光記録媒体の回転方向のチルトによる前記光記録媒体上のスポットの劣化を補正し、
前記第２の光記録媒体については、前記チルト検出装置の出力信号に基づいて前記光記録媒体のチルトを補正する光ピックアップであって、
前記遠視野における前記光記録媒体からの反射０次光と反射±１次回折光とで形成される２つの干渉領域を、前記光記録媒体の回転方向にそれぞれ４つに分離して受光する際、前記それぞれ４つに分離した領域はいずれも長方形の領域であり、前記光記録媒体の半径方向に対する前記長方形の領域の幅は前記反射０次光の直径の０．２〜０．３５倍の幅であることを特徴とする光ピックアップ。 - 使用波長が４０５ｎｍ±１０ｎｍの範囲で、光照射側基板厚ｄｂｌｕｅ、開口数：ＮＡｂｌｕｅが次の式（Ａ）：ｄｂｌｕｅ＜４．３×ＮＡｂｌｕｅ２−８．０×ＮＡｂｌｕｅ＋４．０ …（Ａ）で第１の光記録媒体に対して情報の記録、再生、消去の１以上を行い、
使用波長が６６０ｎｍ±１０ｎｍの範囲で開口数：０．６０〜０．６５で第２の光記録媒体に対して情報の記録、再生、消去の１以上を行い、
使用波長が７８０ｎｍ±１０ｎｍの範囲で開口数：０．４５〜０．５０で第３の光記録媒体に対して情報の記録、再生、消去の１以上を行う
光ピックアップにおいて、
前記光記録媒体に光ビームを照射する照明光学系と、
前記光記録媒体からの反射光を検出する検出光学系と、
前記光記録媒体の回転方向のチルトによる前記光記録媒体上のスポット劣化を補正する補正手段と、
前記照明光学系および前記検出光学系の外側に、前記光記録媒体のチルト量を検知するチルト検出装置を備え、
前記検出光学系は、遠視野における前記光記録媒体からの反射０次光と反射±１次回折光とで形成される２つの干渉領域を、前記光記録媒体の回転方向にそれぞれ４つに分離して受光し、
前記光記録媒体の半径方向内側の干渉領域を４つに分離して受光することで得た受光信号を前記光記録媒体の回転方向順にＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄとし、
前記光記録媒体の半径方向外側の干渉領域を４つに分離して受光することで得た受光信号を前記光記録媒体の回転方向順にＥ、Ｆ、Ｇ、Ｈとしたとき、
前記補正手段は、前記受光信号Ａ〜Ｈの演算結果｜（Ａ＋Ｆ＋Ｇ＋Ｄ）−（Ｅ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｈ）｜に基づき前記光記録媒体の半径方向のチルトによる前記光記録媒体上のスポットの劣化を補正し、前記受光信号Ａ〜Ｈの演算結果｜（Ａ＋Ｂ＋Ｅ＋Ｆ）−（Ｃ＋Ｄ＋Ｇ＋Ｈ）｜に基づき前記光記録媒体の回転方向のチルトによる前記光記録媒体上のスポットの劣化を補正するものであって、
前記第１の光記録媒体については、前記チルト検出装置の出力信号に基づいて前記光記録媒体のチルトを補正し、トラッキングを行った後に、前記受光信号Ａ〜Ｈの演算結果｜（Ａ＋Ｆ＋Ｇ＋Ｄ）−（Ｅ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｈ）｜に基づき前記光記録媒体の半径方向のチルトによる前記光記録媒体上のスポットの劣化を補正し、前記受光信号Ａ〜Ｈの演算結果｜（Ａ＋Ｂ＋Ｅ＋Ｆ）−（Ｃ＋Ｄ＋Ｇ＋Ｈ）｜に基づき前記光記録媒体の回転方向のチルトによる前記光記録媒体上のスポットの劣化を補正し、
前記第２および前記第３の光記録媒体については、前記チルト検出装置の出力信号に基づいて前記光記録媒体のチルトを補正する光ピックアップであって、
前記遠視野における前記光記録媒体からの反射０次光と反射±１次回折光とで形成される２つの干渉領域を、前記光記録媒体の回転方向にそれぞれ４つに分離して受光する際、前記それぞれ４つに分離した領域はいずれも長方形の領域であり、前記光記録媒体の半径方向に対する前記長方形の領域の幅は前記反射０次光の直径の０．２〜０．３５倍の幅であることを特徴とする光ピックアップ。
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