JP4220118B2 - 受光ユニットおよびこの受光ユニットを備えた光ピックアップならびに光学式再生装置、光学式記録装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光記録媒体からの情報を読み取る光学式再生装置、光記録媒体に情報を書き込む光学式記録装置、および光ピックアップ、受光ユニットに関する。
【０００２】
【従来の技術】
光記録媒体には、記録密度の違い等により複数の規格が存在する。近年では異なる物理フォーマットの光記録媒体に対し、１つの光学式再生装置を用いて必要な情報を再生することが要求されている。
記録密度が異なる複数の光記録媒体に対応して光記録媒体に書き込まれた情報の再生を行う光学式再生装置として、特開平９−１８０２１２号公報に開示されている光学式再生装置がある。
【０００３】
この光学的再生装置では、光記録媒体に反射された戻り光を受ける受光ユニットにおいて、３ビーム法に必要な受光信号群と位相比較法に必要な受光信号群とを得る為に複数の受光素子を備える。ここで、３ビーム法、位相比較法は、それぞれトラッキングサーボに用いられるトラッキング誤差信号を検出する方式である。３ビーム法は、従来のＣＤ−ＲＯＭに適用され、位相比較法は高密度の光記録媒体（ＤＶＤ−ＲＯＭ）に適用される。
【０００４】
光学式再生装置では、光記録媒体が高密度であるか高密度でないかの指定を受け、高密度と指定された場合は位相比較法により、高密度でないと指定された場合は３ビーム法によりトラッキング誤差信号を検出し、検出したトラッキング誤差信号によりトラッキングサーボを行なう。
このようにして、３ビーム法によるトラッキング誤差信号の検出と位相比較法によるトラッキング誤差信号の検出の一方を選択することにより、ＣＤ−ＲＯＭなどの光記録媒体と、さらに記録密度の高い光記録媒体（例えばＤＶＤ）とに対応することを可能にしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来技術における光学式再生装置によれば、例えば、ＣＤ−ＲＯＭとＤＶＤ−ＲＯＭというように記録密度が異なる光記録媒体に対応することができるが、さらに別の光記録媒体には対応することが困難であるという問題がある。
【０００６】
すなわち、近年では、トラック形状の違い（ピット列であるか連続溝であるか）やトラックピッチの違いなどにより、物理的なフォーマットの異なる多種類の光記録媒体ものが存在するが、従来の光学的再生装置ではこのような多種類の光記録媒体に対応することは困難であり、それらの光記録媒体の種類に応じて複数台の光学式再生装置を要することになる。これは大変不経済であり、このような不都合は、光記録媒体に情報を書き込む光学式記録装置の場合についても生じる。
【０００７】
本発明の第１の目的は、トラック形状やトラックピッチが異なる多種類の光記録媒体の再生または記録に最適な受光ユニットを提供することである。また、本発明の第２の目的は、そのような受光ユニットを備え、多種類の光記録媒体を再生または記録の可能な光ピックアップを提供することである。さらに、本発明の第３の目的は、上記多種類の光記録媒体の再生に最適な光学式再生装置を提供することである。さらに、また、本発明の第４の目的は、上記多種類の光記録媒体への記録に最適な光学式記録装置を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
第１の目的は、レーザビームを光記録媒体に照射し、当該光記録媒体により反射された戻り光を受光する光ピックアップに使用される受光ユニットであって、前記光ピックアップは、前記レーザビームを、メインビーム、先行サブビーム、後行サブビームに分割して光記録媒体に照射し、当該光記録媒体により反射された戻り光のそれぞれを、第１〜第４メインビーム、第１〜第４先行サブビームおよび第１〜第４後行サブビームに分割するように構成されており、前記受光ユニットは、前記第１〜第４メインビームの各々を受光する第１〜第４メイン受光素子と、前記第１〜第４先行サブビームの各々を受光する第１〜第４先行サブ受光素子と、前記第１〜第４後行サブビームの各々を受光する第１〜第４後行サブ受光素子とを備え、前記第１〜第４のメイン受光素子は、ほぼ直線上に配列され、各第１〜第４のメイン受光素子は、当該配列方向と直交する方向に配設された少なくとも２つの受光部を含み、かつ、第１〜第４のメイン受光素子の各受光部、第１〜第４の先行サブ受光素子及び第１〜第４の後行サブ受光素子の各々に接続された信号線からなりプッシュプル法を実行するための受光信号を伝送する第１の配線群と、第１〜第４のメイン受光素子の受光部の各々に接続された信号線からなり位相比較法を実行するための受光信号を伝送する第２の配線群と、第１〜第４の先行サブ受光素子及び第１〜第４の後行サブ受光素子の各々に接続された信号線からなり３ビーム法を実行するための受光信号を伝送する第３の配線群とを備えることによって達成される。
【０００９】
このような構成を有する受光ユニットによれば、複数の受光素子群の受光信号を組み合わせることにより３つ以上の異なるトラッキング誤差信号の検出が可能となり、当該受光素子を搭載した光ピックアップにおいて、多様な記録媒体の種類に応じたトラッキング誤差信号に基づき、的確なトラッキングサーボを実行することができる。
【００１１】
また、この構成によれば、第１〜第３の配線群からトラッキング誤差信号検出法としてプッシュプル法、位相比較法及び３ビーム法の３つを実行するのに適した受光信号群を出力することができる。また、さらに受光ユニットが、第１配線群からの受光信号に基づいてプッシュプル法による第１トラッキング誤差信号を生成する第１回路と、第２配線群からの受光信号に基づいて位相比較法による第２トラッキング誤差信号を生成する第２回路と、第３配線群からの受光信号に基づいて３ビーム法による第３トラッキング誤差信号を生成する第３回路とを備えるようにしてもよい。
【００１２】
この構成によれば、第１〜第３の回路により、受光ユニットにおいてプッシュプル法、位相比較法及び３ビーム法による第１〜第３のトラッキング誤差信号を独立に生成することができる。
また、上記第２の目的は、レーザビームを光記録媒体に照射し、当該光記録媒体により反射された戻り光を受光する光ピックアップであって、（１）レーザビームを射出する第１の半導体レーザ素子と、（２）前記半導体レーザ素子からのレーザビームをメインビーム、先行サブビーム及び後行サブビームに分割する第１回折格子と、（３）第１回折格子により分割されたメインビーム、先行サブビーム及び後行サブビームを光記録媒体に収束させるレンズと、（４）第１回折格子とほぼ平行に設けられ、光記録媒体からの戻り光のそれぞれを左右に２分割し、左分割光と右分割光のそれぞれを２分割することにより、第１〜第４メインビーム、第１〜第４先行サブビームおよび第１〜第４後行サブビームを生成する第２回折格子と、（５）第１〜第４メインビームをそれぞれ受光する第１〜第４メイン受光素子と、第１〜第４先行サブビームをそれぞれ受光する第１〜第４の先行サブ受光素子と、第１〜第４後行サブビームをそれぞれ受光する第１〜第４の後行サブ受光素子とからなる受光ユニットとを備え、前記受光ユニットにおける各受光素子の受光面は、ほぼ同一の平面上にあると共に、当該受光ユニットは、当該受光面が前記第１回折格子とほぼ平行となるように配設され、かつ、前記第１〜第４のメイン受光素子は、ほぼ直線上に配列されると共に、各第１〜第４のメイン受光素子は、当該配列方向と直交する方向に配設された少なくとも２つの受光部を含んでおり、第１配線群からの受光信号に基づいてプッシュプル法による第１トラッキング誤差信号を生成する第１回路と、第２配線群からの受光信号に基づいて位相比較法による第２トラッキング誤差信号を生成する第２回路と、第３配線群からの受光信号に基づいて３ビーム法による第３トラッキング誤差信号を生成する第３回路とを備えることによって達成される。
【００１３】
これによれば、受光素子群の受光信号を組み合わせることにより、本受光ユニットを備える光学的再生装置は複数の異なるトラッキング誤差信号の検出方法を適用することができるので、トラック形状やトラックピッチが異なる複数種類の光記録媒体に対応できる光ピックアップを得ることができる。
また、第３の目的は、光記録媒体に照射されたレーザビームの戻り光を検出する光ピックアップを備えた光学式再生装置であって、当該光ピックアップとして上記光ピックアップを用いることによって達成できる。
【００１４】
また、第４の目的は、光記録媒体に照射されたレーザビームの戻り光を検出する光ピックアップを備えた光学式記録装置であって、当該光ピックアップとして上記光ピックアップを用いることによって達成できる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
＜第１の実施の形態＞
＜概略構成＞
図１は、本発明の第１の実施の形態における光学式記録再生装置の主要部の構成を示すブロック図である。
【００１８】
この光学的記録再生装置は、光ピックアップ１、焦点誤差演算回路２８、差動プッシュプル回路２９、位相比較演算回路３０、３ビーム演算回路３１、判定回路３０１、選択回路３０２、トラッキングサーボ回路３０３、ディスクモータ３０５、ディスクモータ制御回路３０６、トラバースモータ制御回路３０７、レーザ制御部３０８、情報信号検出回路３０９および信号処理回路３１０などからなる。
【００１９】
光記録媒体４は、ディスクモータ３０５により所定の回転速度で回転される。光ピックアップ１は、ステッピングモータなどからなるトラバースモータ３１１を駆動源とする公知のスライド送り機構（不図示）により光記録媒体４の半径方向に移動され、当該光記録媒体４の情報を読み取り、あるいは光記録媒体４に情報を書き込むように構成される。
【００２０】
情報信号検出回路３０９は、光ピックアップ１からの検出信号から情報信号とアドレス信号（サブコーディング）を検出し、情報信号を外部に出力すると共に、アドレス信号をディスクモータ制御回路３０６およびトラバースモータ制御回路３０７に送出する。
ディスクモータ制御回路３０６とトラバースモータ制御回路３０７は、上記アドレス信号に基づき、ディスクモータ３０５とスライド送り機構のトラバースモータ３１１を制御し、光ピックアップ１のレーザビームＬＢが光記録媒体４の情報記録列を適切にトレースするようにしている。
【００２１】
光ピックアップ１の内部には、レーザビームを３ビーム（メインビーム、先行サブビーム、後行サブビーム）に分割して光ディスクに照射し、光ディスクに反射された戻り光のそれぞれを４分割し、第１〜第４メインビーム、第１〜第４先行サブビームおよび第１〜第４後行サブビームに分割するように構成された光学系と、当該光学系により分割された各戻り光をそれぞれ受光する受光ユニットが設けられている。
【００２２】
上記受光ユニットは、後述の図４に示すように第１〜第４メインビームの各々を受光する第１〜第４メイン受光素子（１８ｂ−ｄ、１９ｂ−ｄ、２０ｂーｄ、２１ｂーｄ）と、第１〜第４先行サブビームの各々を受光する第１〜第４先行サブ受光素子（１８ａ、１９ａ、２０ａ、２１ａ）と、第１〜第４後行サブビームの各々を受光する第１〜第４後行サブ受光素子（１８ｄ、１９ｄ、２０ｄ、２１ｄ）とからなる。第１メイン受光素子は、中央部分の受光素子エレメント１８ｃと、その両側の受光素子エレメント１８ｂ、１８ｄとに３分割されている。これは、焦点誤差検出法としていわゆるＳＳＤ(Spot Size Detection)法を採用しているからである。
【００２３】
焦点誤差演算回路２８は、上記第１〜第４メイン受光素子から得られる受光信号群を用いてＳＳＤ法により焦点誤差信号を検出する。この焦点誤差信号の検出は、光記録媒体の種別に依存しない、すなわち異なるトラック密度や異なるトラック形状に対応することができる。
差動プッシュプル回路２９は、第１〜第４メイン受光素子、第１〜第４先行サブ受光素子および第１〜第４後行サブ受光素子から得られる受光信号群を用いていわゆる差動プッシュプル法によりトラッキング誤差信号を検出する。差動プッシュプル法によるトラッキング誤差信号の検出は、高密度の光記録媒体や追記型の光記録媒体に適している。
【００２４】
位相比較演算回路３０は、第１〜第４メイン受光素子から得られる受光信号群を用いていわゆる位相比較法によりトラッキング誤差信号を検出する。位相比較法によるトラッキング誤差信号の検出は、レーザビームの波長の４分の１（λ/4）の位相深さを有するピットを有する光記録媒体に適している。
３ビーム演算回路３１は、第１〜第４先行サブ受光素子および第１〜第４後行サブ受光素子から得られる受光信号群を用いていわゆる３ビーム法によりトラッキング誤差信号を検出する。３ビーム法によるトラッキング誤差信号の検出は、ピット列または連続溝からなるトラック形状の光記録媒体に適している。
【００２５】
判定回路３０１は、新たに光記録媒体が装着されたときトラッキングサーボ回路３０３をオフにしかつ光記録媒体が回転した状態で、差動プッシュプル回路２９、位相比較演算回路３０、３ビーム演算回路３１からそれぞれのトラッキング誤差信号を得て、それぞれの振幅レベルがしきい値を越えているトラッキング誤差信号を最適と判定し、最適と判定されたトラッキング誤差信号を選択するよう選択回路３０２を制御し、トラッキングサーボ回路３０３をオンにする。
【００２６】
判定回路３０１がトラッキングサーボがオフの状態でかつ回転している状態におけるトラッキング誤差信号の振幅レベルを用いて判定しているのは、光記録媒体そのものの偏心や装着による偏心によってレーザビームのスポットが複数本のトラックを往復するように横断するので、トラッキング誤差信号が、適切な検出方式では一定レベル以上の振幅をもつ正弦波状の信号となり、不適切な検出方式では振幅レベルの小さい正弦波状あるいは直流に近い信号となるからである。 選択回路３０２は、差動プッシュプル回路２９、位相比較演算回路３０、３ビーム演算回路３１からの各トラッキング誤差信号が入力され、判定回路３０１の判別結果に従って何れか１つを選択する。
【００２７】
トラッキングサーボ回路３０３は、選択回路３０２により選択されたトラッキング誤差信号を用いてトラッキングサーボを行なう。
フォーカスサーボ回路３０４は、焦点誤差演算回路２８から入力される焦点誤差信号を用いてフォーカスサーボを行なう。
このように差動プッシュプル回路２９、位相比較演算回路３０、３ビーム演算回路３１からのトラッキング誤差信号に基づいて光記録媒体の種別を判定回路３０１により判別して、適切なトラッキング誤差信号を選択することにより複数種類の光記録媒体に対応することが可能となる。
【００２８】
光学式記録再生装置は、上述のようなトラッキングサーボやフォーカシングサーボを実行しつつ、光記録媒体４の情報を再生し、あるいは光記録媒体４に情報を記録する。
光記録媒体４の情報を再生する場合には、光ピックアップ１内部の受光ユニットからの信号を情報信号検出回路３０９で処理して再生信号として出力する。また、光記録媒体４に情報を記録する際には、外部から入力された情報を信号処理回路３１０で光記録媒体への記録に適した信号形態に変換し、レーザ制御部３０８に送出される。レーザ制御部３０８は、当該信号に基づき再生時よりも高い光出力で光ピックアップ１内部の半導体レーザ素子を駆動して、光記録媒体４に情報を記録させる。
【００２９】
なお、光ピックアップ１は、後述するように波長の異なる２種類の半導体レーザを備えており、レーザ制御部３０８は、判定回路３０１からの指示に基づき、光記録媒体の種類に応じて適切な波長の半導体レーザを選択し駆動するように構成されている。
＜光ピックアップの構成＞
図２は、上記光ピックアップ１の構成を示す縦断面図である。同図に示すように光ピックアップ１は、光学基台１００に、受光部１５、固定部材１０１、コリメータレンズ５、ミラー１０４およびヨーク１０６が搭載される。そして、対物レンズ６を搭載する可動部材１０３が、複数本の支持部材１０２を介して上記固定部材１０１に保持されている。本実施の形態では、支持部材１０２は、弾性を有する金属ワイヤからなり、その本数は４本であり、図２は断面図であるため、奥側の２本のみが見えている。これにより対物レンズ６が光学基台１００に対して、対物レンズ６の光軸に平行な方向（フォーカシング方向）および、紙面に垂直な方向（トラッキング方向）に変位可能なように構成される。
【００３０】
コイル部１０５は、トラッキングコイルとフォーカシングコイルの２組のコイルからなり、ヨーク１０６に保持された１組の磁石１０７により形成される磁界中で、上記コイル部１０５に電流を通ずることによりローレンツ力が生じ、可動部材１０３がフォーカシング方向もしくはトラッキング方向に駆動されるように構成されている。
【００３１】
受光部１５は、ホログラム光学素子２３と、２種類の半導体レーザ素子１７ａ，１７ｂからなる半導体レーザ部１７や複数の受光素子を有する受光ユニット１０を備えている。いずれか一方の半導体レーザ素子１７ａ（もしくは１７ｂ）から射出されたレーザビームＬＢは、コリメータレンズ５により平行光にされ、固定部材１０１のほぼ中央に形成された切欠き１０１ａを通過し、その後、ミラー１０４で光路を上方に変更され、さらに対物レンズ６により収束されて、光記録媒体４の記録面に集光される。同記録面で反射した光は戻り光として、上記光路を逆進し、受光部１５の第１〜第４の受光素子ユニット１８〜２１により検出される。
【００３２】
この検出信号により、上述のトラッキング誤差信号および焦点誤差信号が生成され、トラッキングサーボ回路３０３、フォーカスサーボ回路３０４からのサーボ信号によりコイル部１０５が駆動されて対物レンズ６が適切な位置に移動し、これによりレーザビームＬＢが光記録媒体４の情報記録列を精度よくトレースするように構成されている。
【００３３】
なお、本実施の形態では、支持部材１０２は、コイル部１０５のトラッキングコイルとフォーカシングコイルへの給電路も兼ねており、これにより他のリード線を可動部材１０３から外部に導出させる必要がなくなって当該可動部材１０３を円滑に移動させることが可能となり、光記録媒体４の情報記録列への追随性を向上することができる。
＜光学系の構成＞
図３は、光ピックアップ１の光学系主要部の構成を示す概略断面図である。簡略化のため図２におけるミラー１０４などは省略して示してある。
【００３４】
ここで、対物レンズ６は、例えば、２焦点レンズ等のＣＤ／ＤＶＤ互換のレンズである。一例としては、対物レンズ６の中央部分に、０次回折光と１次回折光とに分けるホログラム領域を備え、０次回折光（透過光）と１次回折光とで焦点距離及び開口率を異にするように形成される。
受光部１５は、枠体１６と、枠体１６の底に配置された半導体レーザ素子１７ａ、１７ｂと、枠体１６の底に配置されかつ半導体レーザ素子１７ａ、１７ｂの両側に配置された４つの受光素子ユニット１８〜２１からなる受光ユニット１０と、枠体１６を覆う、硝子や樹脂等の透明材料により成形された透明基板２２と、透明基板２２の上に載置されたホログラム光学素子２３とからなる。
【００３５】
半導体レーザ素子１７ａは赤色レーザビーム（波長約６５０nm）を、半導体レーザ素子１７ｂは赤外レーザビーム（波長約８００nm）を出射する。半導体レーザ素子１７ａ、１７ｂは光記録媒体の種別やトラック形状・トラック密度に応じて一方が選択される。また、このように波長の異なる２種類の半導体レーザを選択することにより各トラッキング誤差信号の検出方法において２種類のトラッキング誤差信号を検出させることができ、より多くの種類の光記録媒体に対応することができる。詳しくは後述する。
【００３６】
ホログラム光学素子２３は、半導体レーザ素子１７ａ、１７ｂ側の表面に光分割ホログラム２４を、光記録媒体４側の表面に戻り光用ホログラム２５を有し、半導体レーザ素子１７ａ、１７ｂからの出射光の光路上には設けられる。
光分割ホログラム２４は、半導体レーザ素子１７ａ（１７ｂ）から出射される光ビームをメインビーム、先行サブビーム、後行サブビームに３分割する。分割された３本のビームは、コリメータレンズ５および対物レンズ６を通って光記録媒体４に照射され、戻り光用ホログラム２５に戻る。
【００３７】
戻り光用ホログラム２５は、メインビーム、先行サブビーム、後行サブビームそれぞれの戻り光について、４分割すなわち左半分の＋１次回折光と−１次回折光、右半分の＋１次回折光と−１次回折光に分割する。
また、半導体レーザ素子１７ａ（１７ｂ）からの出射光の主光線と、コリメータレンズ５の光軸と、対物レンズ６の光軸とが一致している。図３および以下の図面において、半導体レーザ素子１７ａ（１７ｂ）から出射される光ビームは一点鎖線で、戻り光は破線で表されている。半導体レーザ素子１７ａ（１７ｂ）から出射される光ビームは、ホログラム光学素子２３によりメインビーム、先行サブビーム、後行サブビームに３分割される。さらにメインビーム、先行サブビーム、後行サブビームそれぞれの戻り光は、ホログラム光学素子２３により４分割、すなわち左半分の＋１次回折光と−１次回折光、右半分の＋１次回折光と−１次回折光に分割される。
＜受光ユニット＞
枠体１６の底面には、半導体レーザ部１７と４つの受光素子ユニット１８〜２１とからなる受光ユニット１０が設けられている。図４は、当該受光ユニット１０を上方から見たときの平面図である。
【００３８】
同図に示すように、受光ユニット１０において、半導体レーザ部１７と４つの受光素子ユニット１８〜２１とは、半導体レーザ部１７によるレーザビームの出射方向側から見て、図４に示すように、左側より受光素子ユニット１８、受光素子ユニット１９、半導体レーザ部１７、受光素子ユニット２０、受光素子ユニット２１の順に配列されている。半導体レーザ部１７は、波長の異なるレーザビームを射出する半導体レーザ素子１７ａ、１７ｂからなることは上述の通りである。
【００３９】
受光素子ユニット１８〜２１のそれぞれは、受光素子ユニットの配列方向とは直角の方向に同程度の大きさの３つの受光素子を配列させた構成である。ただし受光素子ユニット１８の中央にある受光素子は、受光素子ユニット１８〜２１の配列とは直角の方向にさらに３分割されている。受光素子ユニット１８において受光素子ユニット１８〜２１の配列方向とは直角の方向に配列された受光素子を、順に受光素子エレメント１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、１８ｄ、１８ｅと表す。受光素子ユニット１９〜２１についても同様である。
【００４０】
また、受光素子エレメント１８ａ〜２１ａは、上記の第１〜第４先行サブ受光素子であり、先行サブビームの戻り光の受光用である。図４に示すように受光素子エレメント１８ａ〜２１ａは、順に先行サブビームの戻り光の左半分の＋１次回折光、右半分の＋１次回折光、右半分の−１次回折光、左半分の−１次回折光を受光する。また受光素子エレメント１８ｂ〜１８ｄ、１９ｂ〜１９ｄ、２０ｂ〜２０ｄ、２１ｂ〜２１ｄは、第１〜第４メイン受光素子であり、順にメインビームの戻り光の左半分の＋１次回折光、右半分の＋１次回折光、右半分の−１次回折光、左半分の−１次回折光の受光用である。同様に、受光素子エレメント１８ｅ〜２１ｅは第１〜第４後行サブ受光素子であり、順に先行サブビームの戻り光の左半分の＋１次回折光、右半分の＋１次回折光、右半分の−１次回折光、左半分の−１次回折光を受光する。
【００４１】
以上のように構成された受光ユニット１０における各受光素子エレメントの数及び配列は、各受光素子エレメントからの信号を適切に組み合わせることにより、焦点誤差信号を検出ことはもちろんのこと、少なくとも３種類のトラッキング誤差信号を検出することを可能にする。具体的には、受光ユニット１０の受光素子エレメントの配列及び数は、図１に示したようにＳＳＤ法による焦点誤差信号と、差動プッシュプル法、位相比較法及び３ビーム法による３種類のトラッキング誤差信号を検出する場合に好適である。これにより、本受光ユニット１０を実装する光学式再生装置は、３種のトラッキング信号を選択的に使用できるので、トラック形状やトラックピッチ等が異なる複数種類の光記録媒体に容易に対応できる。なお、この受光ユニット１０は、受光素子群が配列される中央部分に、配列面と略垂直な方向にレーザビームを発射する半導体レーザ素子１７ａ、１７ｂを備えているので、光記録媒体への出射光の主光線と戻り光の主光線を略一致させることができ、本受光ユニット１０を備える光ピックアップを小型化することができる。
＜ホログラム光学素子２３＞
図６は、半導体レーザ素子１７ａもしくは１７ｂより放射された光ビームが光分割ホログラム２４に入射する様子と、光記録媒体４より反射されて戻ってくる戻り光が戻り光用ホログラム２５に入射して回折し、受光素子ユニット１８、１９、２０および２１へ入射する様子を模式的に示す説明図である。
【００４２】
光分割ホログラム２４は、いわゆる３ビーム発生用の回折格子であり、半導体レーザ素子１７ａ（１７ｂ）より放射された光ビームを３つのビームに分け、光記録媒体４上にそれらのビームを、光記録媒体４の表面上につくるスポットの間隔が情報記録媒体の持つ情報記録列ピッチの略１／２の奇数倍の間隔になるように集光させるものである。図６では、図示する都合上、光分割ホログラム２４に小さめのスポットがやや右寄りに偏っているが、実際には光分割ホログラム２４の中央部分に、光分割ホログラム２４の半径よりも大きなスポットが照射される。
【００４３】
戻り光用ホログラム２５は、図５に示すように分割線により分割された２つのホログラム領域２６および２７からなる。分割線は光記録媒体４上のトラックの方向と同じ方向にとられる。この２つのホログラム領域２６および２７は、光記録媒体４からの３ビームの戻り光の左半分と右半分のそれぞれを回折して各受光素子ユニットへ導く。
【００４４】
ホログラム領域２６と２７は、互いにほぼ同じ方向の回折格子を有し、回折格子間のピッチはホログラム領域２６の方がホログラム領域２７よりも小さい。ピッチが異なるのは、異なる回折角度にするためである。つまり、ピッチの小さいホログラム領域２６はホログラム領域２７よりも回折角度が大きい。これにより、ホログラム領域２６の＋１次、−１次回折光は外側の受光素子ユニット１８と受光素子ユニット２１に、ホログラム領域２７の＋１次、−１次回折光は内側の受光素子ユニット１９と受光素子ユニット２０に受光させるようにしている。
【００４５】
また、ホログラム領域２６及び２７は、図５のように回折格子に曲率を持たせることにより波面変換機能（レンズ効果）を持たせている。これにより、ホログラム領域２６、２７それぞれにおいて＋１次回折光と−１次回折光との焦点距離を異ならしめている。＋１次回折光の焦点距離は、図３の破線が示すように、−１次の回折光よりも短くなっている。このように焦点距離を変えているのは、焦点誤差検出法としてＳＳＤ法を採用するためである。
【００４６】
光分割ホログラム２４の回折格子のピッチの間隔及び格子数と、戻り光用ホログラム２５の回折格子のピッチの間隔及び格子数との間には特に決まった関係がないが、ここでは光分割ホログラム２４の回折格子のピッチの方向と戻り光用ホログラム２５の回折格子のピッチの方向とはほぼ垂直になるように配置され、かつ光分割ホログラム２４の回折格子の並ぶ方向は半導体レーザ素子１７ａもしくは１７ｂより放射された光ビームの遠視野像の長軸方向にほぼ一致するように配置されている。
【００４７】
図６において、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３は、メインビーム、先行サブビーム、後行サブビームのスポットとする。Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３は、それぞれ戻り光用ホログラム２５に入射して回折され、第１から第４の受光素子ユニット１８、１９、２０および２１へ入射する。また、一点鎖線で記したＢ１、Ｂ２は、先行サブビームＲ２の左半分（図６では下半分）の＋１次回折光、−１次回折光を示す。Ｂ３、Ｂ４は、後行サブビームＲ３の右半分（図６では上半分）の＋１次回折光、−１次回折光を示す。これ以外の回折光は図示を省略してある。
【００４８】
例えば、第１のホログラム領域２６へ入射した先行サブビームＲ２のうち＋１次回折光Ｂ１は受光素子ユニット１８へ入射し、−１次回折光Ｂ２は受光素子ユニット２１へ入射する。また、第２のホログラム領域２７へ入射した後方サブビームＲ３のうち＋１次回折光Ｂ３は受光素子ユニット１９へ入射し、−１次回折光Ｂ４は受光素子ユニット２０へ入射する。ただし、同図では、便宜上、Ｒ１−Ｒ３は、小さく図示されているが、実際には戻り光用ホログラム２５の分割線に対称な位置に戻り光用ホログラム２５の面積の１／３以上の大きさとなる。
【００４９】
以上のように構成された光ピックアップでは、戻り光の焦点位置と受光素子エレメントに合せる１μｍオーダ調整を必要とせず、戻り光用ホログラム２５の各領域に光スポットを合せる調整でよく、調整許容誤差を数１０μｍと大きくとることができる。また、複数の受光素子が半導体レーザ素子の両側に配置され、かつ戻り光用ホログラム２５からの回折光の±１次光の両方が受光されるので、光の利用効率を従来の半導体レーザ素子と受光素子とを一体集積した素子よりも高くすることができる。さらに、この光ピックアップは、ＳＳＤ法により焦点誤差信号、差動プッシュプル法、位相比較法、３ビーム法による各トラッキング誤差信号を生成可能でありかつ一体化されているので、小型化かつ量産性に優れる。＜回路系の構成＞
図７は、図１に示した回路系と光ピックアップ１内の受光ユニット１０との接続関係を示す図である。
【００５０】
同図のように、受光ユニット１０は、受光素子エレメントと当該受光素子エレメントから得られる受光量を表す電流値を電圧値に変換する電流電圧変換回路群と、電流電圧変換回路群から得られる受光信号群を、焦点誤差演算回路２８、差動プッシュプル回路２９、位相比較演算回路３０、３ビーム演算回路３１に伝送する配線群とを有する。図中、端子群ｓ１〜ｓ１２、ｐ１〜ｐ２０、ｈ１〜ｈ８、ｔ１〜ｔ８は、順に焦点誤差演算回路２８、差動プッシュプル回路２９、位相比較演算回路３０、３ビーム演算回路３１に接続される。
【００５１】
図８は、図７における受光ユニット１０における受光素子エレメント群と電流電圧変換回路と端子群とを接続する配線例を示す図である。図中、端子名には、端子に現れる受光信号を出力する受光素子エレメントの符号を付記してある。
同図のように、各受光素子エレメントの出力信号は、受光量を示す電流値により表し、電流電圧変換回路に接続される。電流電圧変換回路は、受光素子エレメントの出力信号を受け、受光量を電圧値により示す受光信号を出力する。各電流電圧変換回路からの受光信号は、同図のような配線により、１つ以上の端子に接続される。
＜焦点誤差演算回路２８＞
図９は、焦点誤差演算回路２８の回路例を示す図である。同図のように、焦点誤差演算回路２８は加算器８０１〜８０４、８０６〜８０９、８１１及び減算器８０５、８１０の組み合わせにより構成される。
【００５２】
加算器８０１〜８０４の入力端子は、図８に示した端子ｓ７〜ｓ１２に接続され、受光素子エレメント１８ｂ、１８ｃ、１８ｄ、２１ｂ、２１ｃおよび２１ｄによる各受光信号が入力される。これらの受光素子エレメントは、メインビームの戻り光の左半分つまりホログラム領域２６による±１次回折光を受光する。以下、受光素子エレメントｉｘ（ｉ∈１８，１９，２０，２１、ｘ∈ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ）による受光信号の電圧値をＳｇｉｘと表記するものとする。例えば受光素子エレメント１８ｂ及びそれに対応する電流電圧変換回路から得られる受光信号をＳｇ１８ｂと表す。
【００５３】
加算器８０１〜８０４及び減算器８０５は次式の演算を行い、演算結果を第１のＳＳＤ信号ＦＥ１として出力する。
ＦＥ１＝（Ｓｇ１８ｂ＋Ｓｇ１８ｄ＋Ｓｇ２１ｃ）−（Ｓｇ１８ｃ＋Ｓｇ２１ｂ＋Ｓｇ２１ｄ）
同様に、加算器８０８〜８０９の入力端子には、図８に示した端子ｓ１〜ｓ６に接続され、受光素子エレメント１９ｂ、１９ｃ、１９ｄ、２０ｂ、２０ｃおよび２０ｄによる各受光信号が入力される。これらの受光信号は、メインビームの戻り光の右半分つまりホログラム領域２７による±１次回折光の受光量を表す。
【００５４】
また、加算器８０６〜８０９及び減算器８１０は次式の演算を行い、演算結果を第２のＳＳＤ信号ＦＥ２として出力する。
ＦＥ２＝（Ｓｇ１９ｂ＋Ｓｇ１９ｄ＋Ｓｇ２０ｃ）−（Ｓｇ１９ｃ＋Ｓｇ２０ｂ＋Ｓｇ２０ｄ）
第１、第２のＳＳＤ信号ＦＥ１、ＦＥ２は、加算器８１１により次式のように加算され、焦点誤差を表す信号として出力される。
【００５５】
ＦＥ＝ＦＥ１＋ＦＥ２
この信号ＦＥがＳＳＤ法による焦点誤差信号である。
＜差動プッシュプル回路２９＞
図１０は、差動プッシュプル回路２９の回路例を示す図である。同図のように差動プッシュプル回路２９は、加算器９０１〜９０４、９０６〜９０９、９１１及び減算器９０５、９１０からなる第１プッシュプル信号検出部９００と、加算器９２１、９２２及び減算器９２３からなる第２プッシュプル信号検出部９２０と、加算器９３１、９３２及び減算器９３３からなる第３プッシュプル信号検出部９３０と、乗算器９４１、９４２と、減算器９４３、９４４を備える。
【００５６】
第１プッシュプル信号検出部９００は、メインビームの戻り光の左半分と右半分との差分、すなわち メインビームについてのホログラム領域２６からの戻り光（受光素子エレメント１８ｂ〜１８ｄ及び２１ｂ〜２１ｄの受光信号）とホログラム領域２７からの戻り光（受光素子エレメント１９ｂ〜１９ｄ、２０ｂ〜２０ｄの受光信号）との差分を表す第１プッシュプル信号ＴＥ１を次式のように演算する。
【００５７】
ＴＥ１＝（Sg18b + Sg18c + Sg18d + Sg21b + Sg21c + Sg21d）−（Sg19b + Sg19c + Sg19d + Sg20b + Sg20c + Sg20d）
第２プッシュプル信号検出部９２０は、先行サブビームの戻り光の左半分と右半分との差分、すなわち、先行サブビームについてのホログラム領域２６からの戻り光（受光素子エレメント１８ａ、２１ａの受光信号）とホログラム領域２７からの戻り光（受光素子エレメント１９ａ、２０ａの受光信号）との差分を表す第２プッシュプル信号ＴＥ２を次式のように演算する。
【００５８】
ＴＥ２＝（Ｓｇ１８ａ＋Ｓｇ２１ａ）−（Ｓｇ１９ａ＋Ｓｇ２０ａ）
第３プッシュプル信号検出部９３０は、後行サブビームの戻り光の左半分と右半分との差分、すなわち、先行サブビームについてのホログラム領域２６からの戻り光（受光素子エレメント１８ｅ、２１ｅの受光信号）とホログラム領域２７からの戻り光（受光素子エレメント１９ｅ、２０ｅの受光信号）と差分を表す第３プッシュプル信号ＴＥ３を次式のように演算する。
【００５９】
ＴＥ３＝（Ｓｇ１８ｅ＋Ｓｇ２１ｅ）−（Ｓｇ１９ｅ＋Ｓｇ２０ｅ）
乗算器９４１、９４２、減算器９４３、９４４からなる回路は、第１〜第３プッシュプル信号を用いて、次式により第１トラッキング誤差信号ＴＥＳ１を算出する。
ＴＥＳ１＝（ＴＥ１−ａＴＥ２）−ｂＴＥ３
ここで、ａ、ｂは、乗算器９４１、９４２に与えれる定数であり、メインビームによる第１プッシュプル信号ＴＥ１を２つのサブビームによる第２、第３プッシュプル信号を用いて補正するための補正係数である。
【００６０】
以下、差動プッシュプル回路２９により得られる第１のトラッキング誤差信号ＴＥＳ１をＤＰＰ＿ＴＥＳ１と表記する。
＜位相比較演算回路３０＞
図１１は、位相比較演算回路３０の回路例を示す図である。この位相比較演算回路３０は、加算器９５１〜９５３と位相比較器３２とから構成される。
【００６１】
加算器９５４〜９５６は、次式による出力信号Ｐ１を算出する。出力信号Ｐ１は、メインビームのスポットを上下左右に４分割した場合に袈裟掛けした２つのスポット部分の受光量を表す。
Ｐ１＝Ｓｇ１８ｂ＋Ｓｇ１９ｄ＋Ｓｇ２０ｄ＋Ｓｇ２１ｂ
加算器９５１〜９５３は、次式による出力信号Ｐ２を算出する。出力信号Ｐ２は、メインビームのスポットを上下左右に４分割した場合に、出力信号Ｐ１の場合とは異なる方向に袈裟掛けの２つスポット部分の受光量を表す。
【００６２】
Ｐ２＝Ｓｇ１８ｄ＋Ｓｇ１９ｂ＋Ｓｇ２０ｂ＋Ｓｇ２１ｄ
位相比較器３２は、出力信号Ｐ１とＰ２の位相差、例えば出力信号Ｐ１に対してＰ２の位相がどれだけ進んでいるかを検出し、検出結果を第２トラッキング誤差信号ＴＥＳ２として出力する。以下、位相比較演算回路３０により得られる第２のトラッキング誤差信号をＰＨ＿ＴＥＳ２と表記する。
＜３ビーム演算回路３１＞
図１２は、３ビーム演算回路３１の回路例を示す図である。この３ビーム演算回路３１は、加算器９６１〜９６６と減算器９６７とからなり、先行サブビームと後行サブビームとの受光量の差ＴＥＳ３を次式により演算する。
【００６３】
ＴＥＳ３＝（Ｓｇ１８ａ＋Ｓｇ１９ａ＋Ｓｇ２０ａ＋Ｓｇ２１ａ）−（Ｓｇ１８ｅ＋Ｓｇ１９ｅ＋Ｓｇ２０ｅ＋Ｓｇ２１ｅ）
以下、３ビーム演算回路３１により得られる第３のトラッキング誤差信号ＴＥＳ３を３Ｂ＿ＴＥＳ３と表記する。
＜判定回路３０１＞
図１３、図１４は、判定回路３０１の詳細な処理内容を示すフローチャートである。
【００６４】
当該処理は、光記録媒体が本光学式記録再生装置のディスク装着部（図外）に装着されたとき等、光記録媒体に最初にアクセスする直前に行われる。
図１３に示すように判定回路３０１は、まず、光記録媒体を格納するカートリッジ（又はキャディ）の一部分の形状等から光記録媒体を判別できない場合（ステップ１０１）、赤色レーザビームの半導体レーザ素子１７ａを発光させる（ステップ１０２）。フォーカスサーボオフの状態で、上記信号ＦＥ（焦点誤差信号）の振幅（例えば、正方向における最大ピーク値と負方向における最大ピーク値の差分。以下同じ）が、所定値Ｋ１以上であるか否かを判定する。
【００６５】
光記録媒体４の反りや回転軸の微少なぶれのため、光記録媒体４の回転時に光ピックアップ１と光記録媒体４の情報記録面との距離が微少に変動し、通常フォーカスサーボオフの状態では、上記信号ＦＥが周期的に変化する。ここで、使用するレーザビームの波長が、当該光記録媒体４における焦点誤差信号の検出に適している場合には、適度の信号ＦＥの振幅のレベルが得られるが、反対に当該レーザビームの波長が、焦点誤差信号の検出に適していない場合には、信号ＦＥのレベルそのものが小さくなり、その振幅レベルも小さくなる。
【００６６】
従って、ステップ１０３で、ＦＥの振幅レベルが所定値Ｋ１以上であると判定された場合には、赤色レーザビームが焦点誤差検出に適していると解されるので、当該レーザビーム素子１７ａを発光させたままフォーカスサーボをオンにする（ステップ１０４）。
そして、差動プッシュプル回路２９、位相比較演算回路３０、３ビーム演算回路３１からのＤＰＰ＿ＴＥＳ１、ＰＨ＿ＴＥＳ２、３Ｂ＿ＴＥＳ３を入力してそれぞれの振幅を測定する（ステップ１０８）。
【００６７】
その後、判定回路３０１は、光源を半導体レーザ素子１７ａから半導体レーザ素子１７ｂに切り替えて赤外色レーザビームを発光させ（ステップ１０９）、差動プッシュプル回路２９、位相比較演算回路３０、３ビーム演算回路３１から得られるＤＰＰ＿ＴＥＳ１、ＰＨ＿ＴＥＳ２、３Ｂ＿ＴＥＳ３の振幅を測定する（ステップ１１０）。
【００６８】
なお、ステップ１０３において、信号ＦＥの振幅が所定値Ｋ１未満であると判定された場合には、半導体レーザ素子１７ａの発光色（赤色）は、当該光記録媒体４の焦点誤差の検出に適していないと判断して、ステップ１０５に移り、光源を半導体レーザ素子１７ａから半導体レーザ素子１７ｂに切り換えて、赤外のレーザビームを発光させる。そしてそのときの信号ＦＥの振幅のレベルが所定値Ｋ２以上になっているか否かを判断し（ステップ１０６）、そうであれば、フォーカスサーボをオンにして（ステップ１０７）、上記ステップ１１０におけるＤＰＰ＿ＴＥＳ１、ＰＨ＿ＴＥＳ２、３Ｂ＿ＴＥＳ３の振幅を測定する。
【００６９】
もし、ステップ１０６においても、信号ＦＥの振幅のレベルが所定値Ｋ２未満である場合には、もはや当該光記録媒体４に対して適合するレーザビームがないと判断して、エラーである旨を不図示の表示部に出力して（ステップ１１３）、判定処理を終える。なお、上記所定値Ｋ１、Ｋ２は、予め実験などにより適当な値が決定されて内部メモリに格納されている。
【００７０】
なお、図１３のフローチャートにおいて、半導体レーザ素子１７ａの赤色レーザビーム発光時における各トラッキング誤差信号をＴＥＳ１ａ、ＴＥＳ２ａ、ＴＥＳ３ａ（ステップ１０８）、半導体レーザ素子１７ｂの赤外色レーザビーム発光時における各トラッキング誤差信号をＴＥＳ１ｂ、ＴＥＳ２ｂ、ＴＥＳ３ｂ（ステップ１１０）とそれぞれ表記している。これら６つのトラッキング誤差信号は、いずれもサーボオフ時に検出されているので、光記録媒体自身の偏心や装着に起因する偏心によってレーザビームのスポットが複数本のトラックを往復しながら横断すると、光記録媒体に合致する検出方式では一定レベル以上の振幅をもつ正弦波状のトラッキング誤差信号が得られ、光記録媒体に合致しない検出方法では振幅レベルの小さい正弦波状あるいは直流に近い信号となる。光記録媒体の種別により、一定レベル以上の振幅をもつトラッキング誤差信号が複数存在する場合や１つだけ存在する場合がある。
【００７１】
判定回路３０１は、６つのトラッキング誤差信号の振幅レベルから、物理形状つまりトラック形状が連続溝であるかピット列であるか、溝又はピットの位相深さが赤色レーザおよび赤外色レーザのλ／４であるか否か及びトラック密度が低密度であるか高密度であるかを判定し、さらに判定結果に基づいてどの種別の光記録媒体であるかを判別する（ステップ１１１）。この判別は、一定レベル以上の振幅をもつトラッキング誤差信号の組み合わせに応じて、光記録媒体の１つの種別を特定できる場合と、複数種別の何れかであると判別するに留まる場合（光記録媒体の種別の候補を絞る場合）とがある。
【００７２】
具体的には、判定回路３０１は、図１５に示すように６つのトラッキング誤差信号の振幅レベルの組み合わせと、物理形状と、光記録媒体の種別とを対応させたテーブルを保持し、６つのトラッキング誤差信号の振幅レベルに従ってテーブルを参照することにより物理形状の判定と光記録媒体の種別の判別を行なう。
媒体種別の判別により光記録媒体の１つの種別にまで特定できなかったとき（ステップ１１２でＮｏ）、図１４に移って、判定回路３０１は、検出された６つのトラッキング誤差信号について順に適切な振幅レベルになっているかどうかを判定する（ステップ１１９〜１２７のループ処理）。
【００７３】
具体的には、判定回路３０１は、ステップ１０８にて測定されたＤＰＰ＿ＴＥＳ１ａの振幅としきい値Ａ１ａとを比較する（ステップ１２０）。ここで、しきい値Ａｉｘ（ｉ＝１〜３、ｘ＝ａ、ｂ）は６つのトラッキング誤差信号毎に予め判定回路３０１内に記憶されている。例えば、しきい値Ａｉｘは、フォーカス誤差信号として得られる受光量の最大値に対する割合（例えば５０％）をもって値を定めればよい。
【００７４】
比較の結果、ＤＰＰ＿ＴＥＳ１ａの振幅がしきい値Ａ１ａ以上である場合には、半導体レーザ素子１７ａを選択し（発光させ）、差動プッシュプル回路２９からのＴＥＳ１を選択するよう選択回路３０２を制御し（ステップ１２１）、トラッキングサーボ回路３０３のトラッキングサーボをオンにし（ステップ１２２）、情報記録信号の振幅がしきい値Ｂ１ａ以上でなければ（ステップ１２３でＮｏ）、トラッキングサーボ回路３０３に対してトラッキング極性を反転させ（ステップ１２４）、再度情報記録信号の振幅がしきい値Ｂ１ａ以上が否かを判定する（ステップ１２５）。
【００７５】
ステップ１２３もしくはステップ１２５において情報記録信号の振幅がしきい値Ｂ１ａ以上であると判定された場合は、判定回路３０１は当該トラッキング誤差信号を選択した状態で判定処理を終える。一方、情報記録信号の振幅がしきい値Ｂ１ａ以上でないと判定された場合は、判定回路３０１は、トラッキングサーボを一旦オフにし（ステップ１２６）、ステップ１２０に戻って次のＴＥＳｉｘについて同様の処理を繰り返す。
【００７６】
このようにして６つのトラッキング信号のうち、必要な振幅レベルをもつトラッキング誤差信号が選択されるので、複数種類の光記録媒体の何れかが装着された場合でも適切なトラッキング誤差信号が選択される。
また、同図のループ１の処理にて６つのトラッキング誤差信号の全てについて、ＴＥＳｉｘの振幅がしきい値Ａｉｘより小さい場合（ステップ１２０でＮｏ）、及び情報記録信号の振幅がしきい値Ｂｉｘよりも小さい場合には（ステップ１２３およびステップ１２５でＮｏ）、適切なトラッキング誤差信号を得られないので、エラーである旨を出力して（図１３のステップ１１８）、判定処理を終える。このエラー出力は、想定外の媒体が装着された場合や媒体が誤って裏返しに装着された場合や未装着である場合等になされる。
【００７７】
上記ステップ１０１又はステップ１１２において媒体種別が１つに特定された場合には、当該光記録媒体に対応する半導体レーザ素子とトラッキング誤差信号を選択し（ステップ１１３）、上記ステップ１２２〜ステップ１２５と同様に情報記録信号の振幅が必要レベルあることを確認して（ステップ１１４〜１１７）、判定処理を終える。
＜物理形状の判定、媒体種別の判別＞
次に図１３のステップ１１１における物理形状の判定及び媒体種別の判別について説明する。
【００７８】
図１５は、６つのトラッキング誤差信号に対する判定回路３０１の判定結果の組み合わせと、物理形状と、媒体種別と、半導体レーザ素子及びトラッキング誤差信号の選択結果とを対応させたテーブルの一例である。このテーブルは判定回路３０１内に予め格納され、上記ステップ１１１の物理形状の判定及び媒体種別の判別に参照される。
【００７９】
同図において「トラッキング誤差信号の判定結果」の列において、ばつ（×）印及びアスタリスク（＊）印はトラッキング誤差信号の振幅がしきい値より小さいことを、二重丸（◎）印、丸（○）印及び三角（△）印はいずれもトラッキング誤差信号の振幅がしきい値以上であることを意味する。ただし、＊印はサブビーム位置を調整すればしきい値以上の振幅を得ることが可能であることを、また、◎、○、△印は、この順番でトラッキングサーボ用に選択することが望ましいことを意味する。
【００８０】
「物理形状」の列は、判定結果の組み合わせに対応する物理形状を示す。物理形状は、プリピット（成型された溝のないピット列）であるか連続溝であるか、位相深さがλ／４近傍であるか否か、トラックピッチが低密度であるか高密度であるか、記録されていない追記型の光記録媒体であるか否かを示す。ここで低密度とはトラックピッチが１．５〜１．６μｍ程度をいい、高密度とは０．６〜１．０μｍ程度をいう。
【００８１】
「媒体種別」の列は判定結果の組み合わせに対応すると考えられる具体的な媒体種別を示す。
「レーザ選択・ＴＥＳ選択」の列は判定結果の組み合わせに対応して選択すべき半導体レーザ素子とトラッキング誤差信号検出法とを示す。「赤色」の表記は半導体レーザ素子１７ａを、「赤外」の表記は半導体レーザ素子１７ｂを示す。また、「（赤色）」の表記は、赤外の半導体レーザ素子１７ｂでなくても赤色の半導体レーザ素子１７ａでも利用可能なことを示す。
【００８２】
上記ステップ１１１において判定回路３０１は、このようなテーブルを参照して、物理形状の判定及び媒体種別の判別を行い、判定された物理形状及び媒体種別を他の回路に通知する。この判別処理では、６つのトラッキング誤差信号の振幅レベルに基づいているので、将来登場する新たな光記録媒体や現存する全ての光記録媒体を含めて全ての光記録媒体の物理形状及び媒体種別を判別できるわけではないが、代表的な光記録媒体のほとんどを判別することができる。判定回路３０１は、６つのトラッキング誤差信号の判定結果の組み合わせがテーブル中に記載されている場合には、テーブル中の「レーザ選択・ＴＥＳ選択」に従って半導体レーザ素子とトラッキング誤差信号とを選択する。
【００８３】
以上のように構成された回路系によれば、ＳＳＤ法による焦点誤差信号と、差動プッシュプル法、位相比較法及び３ビーム法によるサーボオフ時の各トラッキング誤差信号を赤色レーザ光の場合と赤外色レーザ光の場合の両者で検出し、判定回路３０１において検出結果の６つのトラッキング誤差信号のそれぞれの振幅レベルに基づいて最適なトラッキング誤差信号とレーザ光とを選択する。また、判定回路３０１は、検出された６つのトラッキング誤差信号の振幅レベルに基づいて光記録媒体の物理形状の判定と光記録媒体の種別の判別とを行なう。
【００８４】
以上説明してきたように本実施の形態における受光ユニット１０によれば、図４に示したように焦点誤差信号とともに３種のトラッキング誤差信号を検出するのに好適な受光素子エレメントの配列を有し、複数の光記録媒体に容易に対応することを可能にしている。
また、光ピックアップによれば、その主要部が図３に示したように、受光ユニット１０を含む枠体１６と透明基板２２とホログラム光学素子２３とが一体となっており、かつレーザビームの出射光の主光線と戻り光の主光線と略一致するので、小型化に適している。また、枠体１６の底に配置された受光ユニットと透明基板２２とホログラム光学素子２３の位置関係は、戻り光が各受光素子ユニットに収束するように予め固定的に定められるので、組み立て工程における調整が極めて容易になる。また、戻り光用ホログラム２５からの回折光は、その±１次光の両方が受光されるので、光の利用効率を従来の半導体レーザ素子と受光素子とを一体集積した素子よりも高くすることができる。
【００８５】
本光学式記録再生装置によれば、上記受光ユニット１０を含む光ピックアップを備えることにより、差動プッシュプル法、位相比較法及び３ビーム法によるサーボオフ時の各トラッキング誤差信号を検出し、判定回路３０１において最適なトラッキング誤差信号とレーザ光とを選択することができる。また、判定回路３０１は、検出された６つのトラッキング誤差信号の振幅レベルに基づいて光記録媒体の物理形状の判定と光記録媒体の種別の判別をかなりの正確度で行なうことができる。
＜その他変形例＞
以下本実施の形態における変形例について説明する。
（１） 図１３のフローチャートにおいて、ステップ１０１、１１１、１１２、１１３〜１１７を省略して、ステップ１１０の次に図１４のステップ１１９〜１２７を行なう構成としてもよい。
【００８６】
この場合、判定回路３０１は、光記録媒体の物理形状の判定及び媒体種別の判別を行なわないが、ステップ１１９〜ステップ１２７のループ処理において、６つのトラッキング誤差信号からトラッキングサーボに必要な振幅レベルを確保しているトラッキング誤差信号を適切に選択することができる。この選択において、振幅判定を赤色レーザ光についてのＤＰＰ＿ＴＥＳ１、ＰＨ＿ＴＥＳ２、３Ｂ＿ＴＥＳ３、赤外色レーザ光についてのＤＰＰ＿ＴＥＳ１、ＰＨ＿ＴＥＳ２、３Ｂ＿ＴＥＳ３の順番としているのは、今後高密度の光記録媒体が主流になると考えられるので高密度記録媒体に適したトラッキング誤差検出法から順に判定している。また、この順番は、制御が最も単純な３ビーム法からするようにしてもよい。さらに、光記録媒体が装着された過去の履歴を保存しておき、使用する頻度の高い順番としてもよい。
（２）また、判定回路３０１は、ステップ１０１におけるカートリッジ形状等による媒体種別の判定結果を、ステップ１１１における物理形状の判定及び媒体種別の判定に利用するようにしてもよい。こうすれば、媒体種別判定の精度及びトラッキング誤差信号の選択をより精度良く行なうことができる。
（３）判定回路３０１では、反射率を算出し、この反射率を用いて物理形状の判定及び媒体種別の判別を行なうようにしてもよい。具体的に、例えば、光記録媒体の反射率分布を調べて判別するようにしてもよい。この場合、光記録媒体の判別する精度を向上させることができる。
（４）図３に示した光ピックアップの代わりに図１６に示す光学系を有する光ピックアップを備える構成としてもよい。図１６は、図３に対して受光ユニット１０が１枚の基板３３上に形成されている点のみが異なり、これ以外は同じ構成であるので、異なる点のみ説明する。基板３３は、１枚基板の半導体上に半導体加工技術により形成された受光素子エレメントを備える。図１７に、枠体１６の底に配置された基板３３の平面図を示す。同図に示すように、本変形例の受光ユニット１０においても各受光素子エレメントが図４に示したのと全く同様に配列されている。
【００８７】
さらに、半導体レーザ素子１７ａ及び１７ｂは、基板３３上にハイブリッドに実装してもよく、またはモノリシックに形成してもよい。例えば、半導体加工技術により面発光型の半導体レーザ素子１７ａ、１７ｂを形成するようにしてもよい。このように、受光ユニット１０は、１枚の半導体基板上に形成するほうが、量産性およびコスト面からは望ましい。
【００８８】
この構成によれば、各受光素子エレメントは、半導体加工技術により高い精度で適切な配置位置に形成されるので、図３と比べて各受光素子エレメントの配置位置を調整する工数を削減することができる。
また、受光ユニット１０は基板３３という単体の部品から構成されるので、図３のように受光素子エレメントという個別部品から受光ユニット１０を組み立てる場合に比べて、組み立て工数もコストも低減することができる。
【００８９】
また、半導体レーザ素子１７ａ、１７ｂも基板上３３に形成すれば、受光ユニットは半導体レーザ素子１７ａ及びｂと各受光素子エレメントを備えた単一の部品となるので、同様に調整コスト、組み立てコスト及び部品数を低減することができる。
（５）図１７に対して半導体レーザ素子１７ａ及び１７ｂをハイブリッドに実装して受光ユニット１０を構成した例を図１８に示す。同図に示すように基板３３には、中央部に半導体加工技術により略４５度の反射面（鏡面）３４を有する窪み３５が形成されている。窪み３５は、端面出射型の半導体レーザ素子１７ａ及び１７ｂを搭載する。図１９は、図１８におけるＡ−Ａ’線における縦断面図である。同図に示すように半導体レーザ素子１７ｂ（もしくは１７ａ）から射出されたレーザビームＬＢは、反射面３４で反射されて光記録媒体４方向へ進行する。
【００９０】
この構成によれば、反射面３４による主光線の進行方向の変換により半導体レーザ素子１７ａ、１７ｂと各受光素子エレメントとの位置関係を２次元的に制御することが可能となる。すなわち、半導体レーザ素子１７ａ、１７ｂの窪み３５の底面における設置位置を２次元的に調整することにより、レーザビームの主光線と対物レンズ６の光軸を一致させるための光軸合わせのみならず、当該半導体レーザ素子１７ａ、１７ｂの発光点から対物レンズ６までの光路長の調整が行える。これにより組み立て時の光学的な調整が容易となり、製造コストを低減することが可能となる。
【００９１】
なお、反射面の傾きは４５度でなくてもよく、反射光が光分割ホログラム２４に入射するように、半導体レーザ素子１７ａ、ｂの出射角度とともに決定すればよい。
また、半導体レーザ素子１７ａ、１７ｂをハイブリッドに実装する代わりに、同一基板に形成された２波長半導体レーザ素子を基板３３に実装してもよい。
（６）また、図１７、図１８に示した基板３３は、図８に示した電流電圧変換回路及び配線群を備える。電流電圧変換回路及び配線群は、半導体加工技術により容易に形成することができる。加えて、基板３３は、図７に示した焦点誤差演算回路２８、差動プッシュプル回路２９、位相比較演算回路３０、３ビーム演算回路３１、判定回路３０１及び選択回路３０２の全部又は一部を、半導体加工技術により集積回路として形成することが望ましい。
【００９２】
この構成によれば、基板３３は受光ユニットとその周辺の回路を単体の集積回路部品となるので、組み立て工数、調整工数及びコストを低減することができ、また、信頼性を向上することができる。
（７）図２０に示すように、透明基板２２の代わりにホログラム光学素子２３を用いて枠体１６を覆ってもよい。すなわち、透明基板２２とホログラム光学素子２３とを一体化してもよい。
【００９３】
これにより、ホログラム光学素子２３と枠体１６により１個の筐体が形成され、直接ホログラム光学素子２３と枠体１６中の受光ユニット１０との位置関係の調整がきわめて容易になるばかりでなく、透明基板２２を独立に用いる場合に比べて光学式記録再生装置の部品数および製造工程をより少なくすることができるので、安価な光学式記録再生装置を組み立てることができる。
【００９４】
さらに、本実施例の光学式記録再生装置においてホログラム光学素子２３を形成する材料として光学ガラスを用いてよいが、樹脂を用いればなおよい。樹脂を用いることにより、ホログラム光学素子の形成の自由度の高い樹脂を用いることにより、たとえは透明基板２２とホログラム光学素子２３とを一体化することができ、かつ金型で成形が可能であることより安定な特性を持つ素子を大量に生産が可能である。そうすればより安価な光学式記録再生装置を組み立てることができる。
（８）また、本実施の形態における光ピックアップ１は、図２に示すように可動部材１０３に対物レンズ６のみを搭載して、これをフォーカスサーボ回路３０４、トラッキングサーボ回路３０３により送出されるサーボ信号により変位させるようにしていた。
【００９５】
しかしながら、このような構成では、対物レンズ６のみが移動してフォーカス位置の調整や情報記録列への追随動作を行うように構成されているため、半導体レーザ素子から射出されたレーザビームの主光線と対物レンズ６の光軸との間にずれが生じ、これによりレンズ収差などが発生して光ピックアップの光学特性が劣化し、これにより光記録媒体４に対する情報記録信号の書込み／読取り精度が悪くなるおそれがある。
【００９６】
そこで、半導体レーザ素子や受光素子を対物レンズ６を保持する可動部材１０３に搭載すれば、これらの光学素子の位置関係を常に一定に維持することができ、光ピックアップの光学系における光学的ずれの問題を解消することができる。図２１は、このような場合における光ピックアップ１の変形例を示す縦断面図である。なお、同図において図２と同じ符号を付したものは同じ構成要素を示すので、説明を省略する。
【００９７】
この変形例に係る光ピックアップ１は、筐体状の可動部材１０３内に対物レンズ６、受光ユニット１０、ホログラム光学素子２３、ミラー１０４を搭載し、当該可動部材１０３を、複数本の支持部材１０２を介してトラッキング方向およびフォーカシング方向に揺動可能な状態で固定部材１０１に保持して構成される。ここで、支持部材１０２は、導電性を有して、受光ユニット１０やコイル部１０５への信号線もしくは電力供給線を兼ねており、その本数は、それらの信号線および電力供給線の総和を上回る適当な数が設定されている。これにより他のリード線を可動部材１０３から外部に導出させる必要がなくなって当該可動部材１０３を円滑に変位することが可能となり、光記録媒体４の情報記録列への追随性を向上することができる。
【００９８】
このように、光ピックアップの光学系を全て可動部材１０３に搭載して一体化することにより、フォーカシング動作やトラッキング動作のときも、対物レンズ６と半導体レーザ素子１７ａ、１７ｂとの位置関係が常に一定に維持され、上述の図２の構成に比べて光学特性を安定させることができ、再生／記録精度に優れる。
（９）本実施の形態においては、光学式記録再生装置について述べたが、再生専用の装置であってよいし、記録専用の装置であっても構わないのは言うまでもない。
＜第２の実施の形態＞
＜構成＞
図２２は、本発明の第２の実施の形態における光ピックアップ１の主要部の構成を示す図である。この光ピックアップは、図３と比較して、ビームスプリッタ３７、反射面３８、偏光分離素子３９を追加した点と、枠体１６を大きくして内部に受光ユニット１０の構成要素として受光素子ユニット４０、４１を追加した点とが異なっている。以下、第１の実施の形態と同一の構成要素については説明を省略し、異なる点を中心に説明する。また、回路系についても第１実施の形態と同じ点は説明を省略し、異なる点を中心に説明する。
【００９９】
光記録媒体４からの戻り光は、対物レンズ６、コリメータレンズ５を通過し、ビームスプリッタ３７により透過光と９０度曲げられた反射光に分割される。この反射光は、さらに反射面３８により９０度曲げられて偏光分離素子３９に入射し、偏光分離素子３９によって２つに偏光分離されて、枠体１６内の受光素子ユニット４０、４１に入射する。
【０１００】
枠体１６内部の受光ユニット１０の構成を図２３に示す。同図は図４と比較して受光素子ユニット４０及び４１が追加された点が異なる。受光素子ユニット４０及び４１は、偏光分離素子３９からの２つの戻り光が入射する位置に配置されている。
受光素子ユニット４０及び４１は、光磁気記録媒体と反射率変調を利用した光記録媒体の情報記録信号を取り出すために備えられる。すなわち、情報再生回路（図外）は、光記録媒体４が光磁気記録媒体である場合には、受光素子ユニット４０および４１の出力の差をとることにより情報記録信号を再生する。また、光記録媒体４がプリピットの光記録媒体や相変化記録媒体等の反射率変調の光記録媒体である場合には、受光素子ユニット４０および４１の出力の和をとることにより情報記録信号を再生する。
【０１０１】
この光学式記録再生装置の構成によれば、第１の実施の形態における効果に加え、２つに偏光分離された戻り光に関する各出力信号の和又は差をとることにより光磁気記録媒体と反射率変調を利用した光記録媒体とを選択して再生することができる。
＜変形例＞
なお、この第２の実施の形態に係る光学式記録再生装置において、以下に示す置き換えを行っても同様の効果が得られる。
（１） 図２４および図２５のように半導体レーザ素子１７ａ、１７ｂと受光素子ユニット１８〜２１、４０、４１を同一の基板４２上に形成してもよい。また、半導体レーザ素子１７ａ、１７ｂを基板４２にハイブリッドに実装またはモノリシックに形成してもよい。例えば、半導体加工技術により面発光型の半導体レーザ素子１７ａ、１７ｂを形成するようにしてもよい。
【０１０２】
また、図２６に示すように、受光素子ユニット１８〜２１、４０、４１を形成した基板４２に半導体加工技術により略４５度の反射面４３を有する窪み４４を形成しておき、さらに窪み４４内に端面出射型の半導体レーザ素子１７ａ、１７ｂを搭載する。反射面４３に向けて光ビームを出射させ、反射面４３より光記録媒体の方向へ光ビームを向かわせるようにしてもよい。
【０１０３】
この構成によれば、半導体レーザ素子１７ａもしくは１７ｂから出射される光ビームを反射する反射面４３を１枚の基板上に備えているので、反射により主光線の進行方向を変更することにより半導体レーザ素子と受光素子との位置関係を２次元的に制御することが可能となるとともに、同一基板上に半導体加工技術により高精度に作製が可能であり調整工数を削減することができ、光学式記録再生装置を構成する部品数をさらに少なくでき、かつ装置を小型化することができる。
（２） 基板４２の上に焦点誤差信号及びトラッキング誤差信号の電流電圧変換、演算及び選択を行う集積回路、及び情報記録信号の電流電圧変換、演算回路の全部又は一部を形成してもよい。
【０１０４】
この構成によれば、焦点誤差信号及びトラッキング誤差信号の電流電圧変換、演算及び選択を行う集積回路、情報記録信号の電流電圧変換及び演算回路を行う集積回路を基板４２の上に形成しているので、外部に前記集積回路を必要とせず、かつ同一基板上に形成することから浮遊ノイズ等の外部ノイズに対して強くすることができ、光学式記録再生装置を集積回路を含めて小型化することができる。
（３） ビームスプリッタ３７、反射面３８および偏光分離素子３９を一体化してもよい。例えば、図２７に示すようにビームスプリッタ３７、反射面３８及び偏光分離素子３９の機能を一体化した複合プリズム４５を使用するとともに、枠体を封止する透明基板２２の代わりにホログラム光学素子２３で封止し、ホログラム光学素子２３を樹脂で成形し、複合プリズム４５を搭載する台座４６を形成し、複合プリズム４５を直接ホログラム光学素子２３の上に搭載する構成をとってもよい。
【０１０５】
この構成によれば、ビームスプリッタ３７、反射面３８および偏光分離素子３９が一体化されているので、光学式記録再生装置を構成する部品数をさらに少なくでき、外形の自由度の高い樹脂によりホログラム光学素子２３を形成していることより光路長の調整を行うことが容易になる。
また、この場合、図２２におけるビームスプリッタ３７、反射面３８及び偏光分離素子３９の機能を一体化した複合プリズム４５を用いているので、当該ビームスプリッタ３７、反射面３８及び偏光分離素子３９それぞれの間での位置調整の必要がなくなり、より安定した光学特性を有しながらも、安価な光学式記録再生装置を得ることができる。
（４）本実施の形態においても、光学式記録再生装置について述べたが、再生専用の装置であってよいし、記録専用の装置であっても構わないのは言うまでもない。
【０１０６】
【発明の効果】
以上説明してきたように、本発明に係る受光ユニットは、レーザビームを光記録媒体に照射し、当該光記録媒体により反射された戻り光を受光する光ピックアップに使用される受光ユニットであって、前記光ピックアップは、前記レーザビームを、メインビーム、先行サブビーム、後行サブビームに分割して光記録媒体に照射し、当該光記録媒体により反射された戻り光のそれぞれを、第１〜第４メインビーム、第１〜第４先行サブビームおよび第１〜第４後行サブビームに分割するように構成されており、前記受光ユニットは、前記第１〜第４メインビームの各々を受光する第１〜第４メイン受光素子と、前記第１〜第４先行サブビームの各々を受光する第１〜第４先行サブ受光素子と、前記第１〜第４後行サブビームの各々を受光する第１〜第４後行サブ受光素子とを備え、前記第１〜第４のメイン受光素子は、ほぼ直線上に配列され、各第１〜第４のメイン受光素子は、当該配列方向と直交する方向に配設された少なくとも２つの受光部を含み、かつ、第１〜第４のメイン受光素子の各受光部、第１〜第４の先行サブ受光素子及び第１〜第４の後行サブ受光素子の各々に接続された信号線からなりプッシュプル法を実行するための受光信号を伝送する第１の配線群と、第１〜第４のメイン受光素子の受光部の各々に接続された信号線からなり位相比較法を実行するための受光信号を伝送する第２の配線群と、第１〜第４の先行サブ受光素子及び第１〜第４の後行サブ受光素子の各々に接続された信号線からなり３ビーム法を実行するための受光信号を伝送する第３の配線群とを備えている。
【０１０７】
このような構成を有する受光ユニットによれば、複数の受光素子群の受光信号を組み合わせることにより３つ以上の異なるトラッキング誤差信号の検出が可能となり、当該受光素子を搭載した光ピックアップにおいて、多様な記録媒体の種類に応じたトラッキング誤差信号に基づき、的確なトラッキングサーボを実行することができる。
【０１１０】
また、さらに受光ユニットが、第１配線群からの受光信号に基づいてプッシュプル法による第１トラッキング誤差信号を生成する第１回路と、第２配線群からの受光信号に基づいて位相比較法による第２トラッキング誤差信号を生成する第２回路と、第３配線群からの受光信号に基づいて３ビーム法による第３トラッキング誤差信号を生成する第３回路とを備えるようにしてもよい。
【０１１１】
このようにすれば、第１〜第３の回路により、受光ユニットにおいてプッシュプル法、位相比較法及び３ビーム法による第１〜第３のトラッキング誤差信号を独立に生成することができる。受光ユニットにこれらの回路が設けられているため、この受光ユニットを搭載する光ピックアップのさらなるコンパクト化が図れると共に、光ピックアップの組み立てが容易となり、コストダウンが可能となる。
【０１１２】
また、本発明は、レーザビームを光記録媒体に照射し、当該光記録媒体により反射された戻り光を受光する光ピックアップに使用される受光ユニットであって、前記光ピックアップは、前記レーザビームを、メインビーム、先行サブビーム、後行サブビームに分割して光記録媒体に照射し、当該光記録媒体により反射された戻り光のそれぞれを、第１〜第４メインビーム、第１〜第４先行サブビームおよび第１〜第４後行サブビームに分割するように構成されており、前記受光ユニットは、▲１▼ほぼ直線上に配列され、第１〜第４メインビームの各々を受光する第１〜第４メイン受光素子と、▲２▼前記第１〜第４メイン受光素子の配列と平行にほぼ直線上に配列され、第１〜第４先行サブビームの各々を受光する第１〜第４先行サブ受光素子と、▲３▼第１〜第４メイン受光素子の配列と平行であって前記先行サブ受光素子群と反対側にほぼ直線上に配列され、第１〜第４後行サブビームの各々を受光する第４後行サブ受光素子と、▲４▼前記各受光素子から得られる受光量に応じた電流信号を受光量に応じた電圧値を示す受光信号に変換する電流電圧変換回路群と、▲５▼第１〜第４のメイン受光素子の受光部分、第１〜第４の先行サブ受光素子及び第１〜第４の後行サブ受光素子の各々に対応する受光信号群であってプッシュプル法用の受光信号群を伝送する第１の配線群と、▲６▼第１〜第４のメイン受光素子の受光部分の各々に対応する受光信号群であって位相比較法用の受光信号群を伝送する第２の配線群と、▲７▼第１〜第４の先行サブ受光素子及び第１〜第４の後行サブ受光素子の各々に対応する受光信号群であって３ビーム法用の受光信号群を伝送する第３の配線群とを備え、各受光素子、電流電圧変換回路および各配線群は１枚の半導体基板上に集積されて形成されている。
【０１１３】
この構成によれば、受光素子群の受光信号を組み合わせることにより、本受光ユニットを備える光学的再生装置は複数の異なるトラッキング誤差信号の検出方法を適用することができるので、トラック形状やトラックピッチが異なる複数種類の光記録媒体に対応できるという効果がある。さらに、１つの半導体基板上に各受光素子、電流電圧変換回路群および配線群が半導体加工技術により集積されているので、高い精度で製造することができ、また部品数及び量産面でコストダウンできるという効果がある。
【０１１４】
また、前記受光ユニットにおいて、各受光素子は１枚の半導体基板上に形成され、前記半導体基板には、基板面とほぼ直交する方向にレーザビームを射出する第１の半導体レーザ素子が設けられ、さらに、前記第１の半導体レーザ素子と波長が異なるレーザビームを、前記基板面とほぼ直交する方向に射出する第２の半導体レーザ素子が設けられるようにしてもよい。
【０１１５】
この構成によれば、２つの半導体レーザ素子を切り替えて使用することにより、各トラッキング誤差信号の検出方法において２種類のトラッキング誤差信号を検出できることになり、より多くの種類の光記録媒体に対応させることができると共に記録もしくは再生時において、光記録媒体の種類に応じた適切な波長のレーザビームを発光する半導体レーザの選択が可能となる。また、基板面と直交する方向にレーザビームを射出させるため、その戻り光も、基板上の各受光素子の受光面に直交して入射させることができ、光の利用効率がよい。
【０１１６】
また、前記各受光素子は１つの半導体基板上に形成され、前記基板は、基板面に対して傾斜を有する鏡面を１壁面とし、当該鏡面に向かってレーザビームを射出する半導体レーザ素子を設置するための窪みを有するようにしてもよい。
この構成によれば、上記効果に加えて、１つの半導体基板上に各受光素子が半導体加工技術により形成されることにより、各受光素子を極めて高い精度で配列させることができる。さらに、窪み内の鏡面によりレーザ光線の光軸方向を変換させるので、半導体レーザ素子と各受光素子との位置関係を２次元的に制御することが可能となる。
【０１１７】
また、本発明に係る光ピックアップは、レーザビームを光記録媒体に照射し、当該光記録媒体により反射された戻り光を受光する光ピックアップであって、（１）レーザビームを射出する半導体レーザ素子と、（２）前記半導体レーザ素子からのレーザビームをメインビーム、先行サブビーム及び後行サブビームに分割する第１回折格子と、（３）第１回折格子により分割されたメインビーム、先行サブビーム及び後行サブビームを光記録媒体に収束させるレンズと、（４）第１回折格子とほぼ平行に設けられ、光記録媒体からの戻り光のそれぞれを左右に２分割し、左分割光と右分割光のそれぞれを２分割することにより、第１〜第４メインビーム、第１〜第４先行サブビームおよび第１〜第４後行サブビームを生成する第２回折格子と、（５）第１〜第４メインビームのそれぞれ受光する第１〜第４メイン受光素子と、第１〜第４先行サブビームのそれぞれを受光する第１〜第４の先行サブ受光素子と、第１〜第４後行サブビームのそれぞれを受光する第１〜第４の後行サブ受光素子とからなる受光ユニットとを備え、第１〜第４メイン受光素子と第１〜第４の先行サブ受光素子と第１〜第４の後行サブ受光素子の受光面は、ほぼ同一の平面上にあり、前記受光ユニットは、当該受光面が前記第１回折格子とほぼ平行となるように配設され、 かつ、前記第１〜第４のメイン受光素子は、ほぼ直線上に配列されると共に、各第１〜第４のメイン受光素子は、当該配列方向と直交する方向に配設された少なくとも２つの受光部を含んでおり、第１配線群からの受光信号に基づいてプッシュプル法による第１トラッキング誤差信号を生成する第１回路と、第２配線群からの受光信号に基づいて位相比較法による第２トラッキング誤差信号を生成する第２回路と、第３配線群からの受光信号に基づいて３ビーム法による第３トラッキング誤差信号を生成する第３回路とを備える。
【０１１８】
このように先行サブビーム、メインビーム、後行サブビームをさらに４分割し、それらを受光する受光素子群の受光信号を組み合わせることにより、本受光ユニットを備える光学的再生装置は複数の異なるトラッキング誤差信号の検出方法を適用することができるので、トラック形状やトラックピッチが異なる複数種類の光記録媒体に対応できる光ピックアップを得ることができる。
【０１２４】
また、本発明の光ピックアップは、レーザビームをメイン、先行、後行サブビームに分割して光記録媒体に照射し、光ディスクから反射された戻り光を受光して情報の読み出しを行なう光ピックアップであって、前記各ビームの戻り光を光学的に４分割する光分割素子と、メインビームの戻り光の各分割光を受光する第１〜第４のメイン受光素子と先行サブビームの戻り光の各分割光を受光する第１〜第４の先行サブ受光素子と後行サブビームの戻り光の各分割光を受光する第１〜第４の後行サブ受光素子とを有する受光ユニットとを備え、前記第１〜第４のメイン受光素子は、ほぼ直線上に配列されると共に、各第１〜第４のメイン受光素子は、当該配列方向と直交する方向に配設された少なくとも２つの受光部を含んでおり、第１配線群からの受光信号に基づいてプッシュプル法による第１トラッキング誤差信号を生成する第１回路と、第２配線群からの受光信号に基づいて位相比較法による第２トラッキング誤差信号を生成する第２回路と、第３配線群からの受光信号に基づいて３ビーム法による第３トラッキング誤差信号を生成する第３回路とを備える。
【０１２５】
この構成によれば、受光素子群の受光信号を組み合わせることにより、本受光ユニットを備える光学的再生装置は複数の異なるトラッキング誤差信号の検出方法を適用することができるので、トラック形状やトラックピッチが異なる複数種類の光記録媒体に対応できるという効果がある。
【０１２６】
さらに 、上記光分割素子が、各戻り光を半分ずつ受光し、それぞれを回折する２つのホログラム素子であり、各々＋１次回折、−１次回折により４方向に回折する構成としてもよい。この構成によれば、光分割体をホログラム素子にて構成するので、樹脂による成形が可能であり量産性に優れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態における光学式記録再生装置の主要部の構成を示すブロック図である。
【図２】上記光学式記録再生装置における光ピックアップの構成を示す縦断面図である。
【図３】上記光ピックアップの光学系主要部の構成を示す概略断面図である。
【図４】受光ユニットにおける受光素子の配列を示す図である。
【図５】 戻り光用ホログラムの構成を示す図である。
【図６】 光分割ホログラム及び戻り光用ホログラムにレーザビームが入射する様子を模式的に示す説明図である。
【図７】回路系と光ピックアップ内の受光ユニットとの接続関係を示す図である。
【図８】受光素子エレメント群と電流電圧変換回路と端子群とを接続する配線例を示す図である。
【図９】焦点誤差演算回路の構成を示す回路例を示す図である。
【図１０】差動プッシュプル回路の回路例を示す図である。
【図１１】位相比較演算回路の回路例を示す図である。
【図１２】３ビーム演算回路の回路例を示す図である。
【図１３】判定回路の詳細な処理内容を示すフローチャートである。
【図１４】図１３のフローチャートの続きを示すフローチャートである。
【図１５】トラッキング誤差信号の振幅判定結果の組み合わせと、物理形状と、媒体種別と、半導体レーザ素子及びトラッキング誤差信号の選択結果とを対応させたテーブルの一例である。
【図１６】１枚の半導体基板上に形成された受光ユニットを使用した受光部の構成を光ピックアップの光学系と共に示す図である。
【図１７】１枚の半導体基板上に形成された受光素子の配列を示す図である。
【図１８】４５度の反射面をもつ窪みを備えた受光ユニットの斜視図である。
【図１９】図１８の受光ユニットのＡ−Ａ’線における縦断面図である。
【図２０】ホログラム光学素子と受光ユニットの枠体が、一つの筐体を構成している例を示す図である。
【図２１】光ピックアップの変形例を示す縦断面図である。
【図２２】本発明の第２の実施の形態における光ピックアップの主要部の構成を示す図である。
【図２３】本発明の第２の実施の形態に係る受光ユニットを備えた光ピックアップの主要部を示す図である。
【図２４】第２の実施の形態において、半導体レーザ素子と受光素子ユニットと情報再生用の受光素子を１つの基板上に実装した受光ユニットを用いた光ピックアップの主要部の構成を示す図である。
【図２５】図２４の受光ユニットの各素子の配列を示す図である。
【図２６】４５度の反射面をもつ窪みが形成された受光ユニットを示す斜視図である。
【図２７】ビームスプリッタ、反射面および偏光分離素子を一体化した光ピックアップの主要部を示す図である。
【符号の説明】
１ 光ピックアップ
４ 光記録媒体
５ コリメータレンズ
６ 対物レンズ
１０ 受光ユニット
１６ 枠体
１７ 半導体レーザ部
１７ａ，１７ｂ 半導体レーザ素子
１８〜２１ 受光素子ユニット
１８ａ〜２１ａ 第１〜第４先行サブ受光素子
１８ｂ−ｄ、１９ｂ−ｄ、２０ｂーｄ、２１ｂーｄ
第１〜第４メイン受光素子
１８ｅ〜２１ｅ 第１〜第４後行サブ受光素子
２２ 透明基板
２３ ホログラム光学素子
２４ 光分割ホログラム
２５ 戻り光用ホログラム
２６，２７ ホログラム領域
２８ 焦点誤差演算回路
２９ 差動プッシュプル回路
３０ 位相比較演算回路
３１ ビーム演算回路
３２ 位相比較器
３３，４２ 基板
３４，４３ 反射面
３５，４４ 窪み
３７ ビームスプリッタ
３９ 偏光分離素子
４０ 受光素子ユニット
４５ 複合プリズム
１００ 光学基台
１０１ 固定部材
１０２ 支持部材
１０３ 可動部材
１０５ コイル部
１０７ 磁石
３０１ 判定回路
３０２ 選択回路
３０３ トラッキングサーボ回路
３０４ フォーカスサーボ回路
３０６ ディスクモータ制御回路
３０７ トラバースモータ制御回路
３０８ レーザ制御部
３０９ 情報信号検出回路
３１０ 信号処理回路

Claims (27)

1. レーザビームを光記録媒体に照射し、当該光記録媒体により反射された戻り光を受光する光ピックアップに使用される受光ユニットであって、前記光ピックアップは、前記レーザビームを、メインビーム、先行サブビーム、後行サブビームに分割して光記録媒体に照射し、当該光記録媒体により反射された戻り光のそれぞれを、第１〜第４メインビーム、第１〜第４先行サブビームおよび第１〜第４後行サブビームに分割するように構成されており、
   前記受光ユニットは、
   前記第１〜第４メインビームの各々を受光する第１〜第４メイン受光素子と、
   前記第１〜第４先行サブビームの各々を受光する第１〜第４先行サブ受光素子と、
   前記第１〜第４後行サブビームの各々を受光する第１〜第４後行サブ受光素子と
   を備え、
   前記第１〜第４のメイン受光素子は、ほぼ直線上に配列され、各第１〜第４のメイン受光素子は、当該配列方向と直交する方向に配設された少なくとも２つの受光部を含み、
   かつ、第１〜第４のメイン受光素子の各受光部、第１〜第４の先行サブ受光素子及び第１〜第４の後行サブ受光素子の各々に接続された信号線からなりプッシュプル法を実行するための受光信号を伝送する第１の配線群と、
   第１〜第４のメイン受光素子の受光部の各々に接続された信号線からなり位相比較法を実行するための受光信号を伝送する第２の配線群と、
   第１〜第４の先行サブ受光素子及び第１〜第４の後行サブ受光素子の各々に接続された信号線からなり３ビーム法を実行するための受光信号を伝送する第３の配線群と
   を備えることを特徴とする受光ユニット。
2. 第１配線群からの受光信号に基づいてプッシュプル法による第１トラッキング誤差信号を生成する第１回路と、
   第２配線群からの受光信号に基づいて位相比較法による第２トラッキング誤差信号を生成する第２回路と、
   第３配線群からの受光信号に基づいて３ビーム法による第３トラッキング誤差信号を生成する第３回路と
   を備えることを特徴とする請求項１に記載の受光ユニット。
3. レーザビームを射出するレーザ発光手段を備えることを特徴とする請求項１または２に記載の受光ユニット。
4. 前記第１〜第４のメイン受光素子は、ほぼ直線上に配列され、前記レーザ発光手段は、前記第１〜第４のメイン受光素子の配列方向のほぼ中央に配設されることを特徴とする請求項３記載の受光ユニット。
5. 前記各受光素子の受光面は、ほぼ同一の平面内にあって、前記レーザ発光手段は、前記同一の平面とほぼ直交する方向にレーザビームを射出することを特徴とする請求項３または４に記載の受光ユニット。
6. 前記各受光素子は１つの半導体基板上に形成され、
   前記基板は、基板面に対して傾斜を有する鏡面を１壁面とし、当該鏡面に向かってレーザビームを射出する半導体レーザ素子を設置するための窪みを有することを特徴とする請求項１に記載の受光ユニット。
7. 前記窪みには、波長が異なるレーザビームを射出する少なくとも２つの半導体レーザ素子が配置されることを特徴とする請求項６に記載の受光ユニット。
8. 前記各受光素子は１枚の半導体基板上に形成され、前記基板には、基板面とほぼ直交する方向にレーザビームを射出する第１の半導体レーザ素子が設けられることを特徴とする請求項１記載の受光ユニット。
9. 前記基板には、前記第１の半導体レーザ素子と波長が異なるレーザビームを、前記基板面とほぼ直交する方向に射出する第２の半導体レーザ素子がさらに設けられることを特徴とする請求項８に記載の受光ユニット。
10. レーザビームを光記録媒体に照射し、当該光記録媒体により反射された戻り光を受光する光ピックアップに使用される受光ユニットであって、
    前記光ピックアップは、前記レーザビームを、メインビーム、先行サブビーム、後行サブビームに分割して光記録媒体に照射し、当該光記録媒体により反射された戻り光のそれぞれを、第１〜第４メインビーム、第１〜第４先行サブビームおよび第１〜第４後行サブビームに分割するように構成されており、
    前記受光ユニットは、
    ほぼ直線上に配列され、第１〜第４メインビームの各々を受光する第１〜第４メイン受光素子と、
    前記第１〜第４メイン受光素子の配列と平行にほぼ直線上に配列され、第１〜第４先行サブビームの各々を受光する第１〜第４先行サブ受光素子と、
    第１〜第４メイン受光素子の配列と平行であって前記先行サブ受光素子群と反対側にほぼ直線上に配列され、第１〜第４後行サブビームの各々を受光する第１〜第４後行サブ受光素子と、
    前記各受光素子から得られる受光量に応じた電流信号を受光量に応じた電圧値を示す受光信号に変換する電流電圧変換回路群と、
    第１〜第４のメイン受光素子の受光部分、第１〜第４の先行サブ受光素子及び第１〜第４の後行サブ受光素子の各々に対応する受光信号群であってプッシュプル法用の受光信号群を伝送する第１の配線群と、
    第１〜第４のメイン受光素子の受光部分の各々に対応する受光信号群であって位相比較法用の受光信号群を伝送する第２の配線群と、
    第１〜第４の先行サブ受光素子及び第１〜第４の後行サブ受光素子の各々に対応する受光信号群であって３ビーム法用の受光信号群を伝送する第３の配線群と
    を備え、
    前記各受光素子、電流電圧変換回路および各配線群が、１枚の半導体基板上に集積されて形成されていることを特徴とする受光ユニット。
11. 第１配線群からの受光信号に基づいてプッシュプル法よる第１トラッキング誤差信号を生成する第１回路と、
    第２配線群からの受光信号に基づいて位相比較法による第２トラッキング誤差信号を生成する第２回路と、
    第３配線群からの受光信号に基づいて３ビーム法による第３トラッキング誤差信号を生成する第３回路と
    を備え、
    前記第１〜第３回路は、前記半導体基板上に集積されて形成されることを特徴とする請求項１０に記載の受光ユニット。
12. 前記半導体基板は、基板面に対して傾斜を有する鏡面を１壁面とし、鏡面に向かってレーザビームを射出する半導体レーザ素子配置用の窪みを有することを特徴とする請求項１０または１１に記載の受光ユニット。
13. 前記窪みには、波長が異なるレーザビームを射出する２つの半導体レーザ素子が配設されることを特徴とする請求項１２記載の受光ユニット。
14. 前記各受光素子は１枚の半導体基板上に形成され、前記半導体基板には、基板面とほぼ直交する方向にレーザビームを射出する第１の半導体レーザ素子が設けられることを特徴とする請求項１０に記載の受光ユニット。
15. 前記半導体基板には、前記第１の半導体レーザ素子と波長が異なるレーザビームを、前記基板面とほぼ直交する方向に射出する第２の半導体レーザ素子がさらに設けられることを特徴とする請求項１４に記載の受光ユニット。
16. レーザビームを光記録媒体に照射し、当該光記録媒体により反射された戻り光を受光する光ピックアップであって、
    レーザビームを射出する第１の半導体レーザ素子と、
    前記半導体レーザ素子からのレーザビームをメインビーム、先行サブビーム及び後行サブビームに分割する第１回折格子と、
    第１回折格子により分割されたメインビーム、先行サブビーム及び後行サブビームを光記録媒体に収束させるレンズと、
    第１回折格子とほぼ平行に設けられ、光記録媒体からの戻り光のそれぞれを左右に２分割し、左分割光と右分割光のそれぞれを２分割することにより、第１〜第４メインビーム、第１〜第４先行サブビームおよび第１〜第４後行サブビームを生成する第２回折格子と、
    第１〜第４メインビームをそれぞれ受光する第１〜第４メイン受光素子と、第１〜第４先行サブビームをそれぞれ受光する第１〜第４の先行サブ受光素子と、第１〜第４後行サブビームをそれぞれ受光する第１〜第４の後行サブ受光素子とからなる受光ユニットと
    を備え
    前記受光ユニットにおける各受光素子の受光面は、ほぼ同一の平面上にあると共に、当該受光ユニットは、当該受光面が前記第１回折格子とほぼ平行となるように配設され、
    かつ、前記第１〜第４のメイン受光素子は、ほぼ直線上に配列されると共に、各第１〜第４のメイン受光素子は、当該配列方向と直交する方向に配設された少なくとも２つの受光部を含んでおり、
    第１配線群からの受光信号に基づいてプッシュプル法による第１トラッキング誤差信号を生成する第１回路と、
    第２配線群からの受光信号に基づいて位相比較法による第２トラッキング誤差信号を生成する第２回路と、
    第３配線群からの受光信号に基づいて３ビーム法による第３トラッキング誤差信号を生成する第３回路と
    を備えることを特徴とする光ピックアップ。
17. 前記受光ユニットおよび半導体レーザ素子を収納する筐体を備えると共に、前記筐体の少なくとも前記受光ユニットおよび半導体レーザと対向する部分は透明部材で形成され、第１回折格子及び第２回折格子が、前記透明部材に設けられることを特徴とする請求項１６に記載の光ピックアップ。
18. トラッキングサーボオフ時に得られる前記第１〜第３のトラッキング誤差信号の各振幅レベルに応じて、どのトラッキング誤差信号がトラッキングサーボに適しているかを判定する判定手段と、
    前記判定手段における判定結果に従って第１〜第３のトラッキング誤差信号から１つをトラッキングサーボ用に選択する選択回路と
    を備えることを特徴とする請求項１６に記載の光ピックアップ。
19. 前記第１の半導体レーザ素子とは波長が異なるレーザビームを射出する第２の半導体レーザ素子をさらに備え、
    前記判定手段は、トラッキングサーボオフ時に波長の異なる２つのレーザビーム毎に検出された第１〜第３のトラッキング誤差信号の各振幅レベルに応じて、どのトラッキング誤差信号がトラッキングサーボに適しているかを判定することを特徴とする請求項１８に記載の光ピックアップ。
20. 前記受光ユニットは、前記受光面に対して傾斜を有する鏡面を１壁面とし、鏡面に向かってレーザビームを射出する半導体レーザ素子配置用の窪みを有することを特徴とする請求項１６に記載の光ピックアップ。
21. 前記窪みには、波長が異なるレーザビームを射出する２つの半導体レーザ素子が配置されることを特徴とする請求項２０に記載の光ピックアップ。
22. 光記録媒体に照射されたレーザビームの戻り光を検出する光ピックアップを備えた光学式再生装置であって、
    前記光ピックアップは、請求項１から１５のいずれかに記載の受光ユニットを備えることを特徴とする光学式再生装置。
23. 光記録媒体に照射されたレーザビームの戻り光を検出する光ピックアップを備えた光学式再生装置であって、
    前記光ピックアップとして、請求項１６から２１のいずれかに記載の光ピックアップが用いられていることを特徴とする光学式再生装置。
24. 光記録媒体に照射されたレーザビームの戻り光を検出する光ピックアップを備えた光学式記録装置であって、
    前記光ピックアップは、請求項１から１５のいずれかに記載の受光ユニットを備えることを特徴とする光学式記録装置。
25. 光記録媒体に照射されたレーザビームの戻り光を検出する光ピックアップを備えた光学式記録装置であって、
    前記光ピックアップとして、請求項１６から２１のいずれかに記載の光ピックアップが用いられていることを特徴とする光学式記録装置。
26. レーザビームをメイン、先行、後行サブビームに分割して光記録媒体に照射し、光ディスクから反射された戻り光を受光して情報の読み出しを行なう光ピックアップであって、
    前記各ビームの戻り光を光学的に４分割する光分割素子と、
    メインビームの戻り光の各分割光を受光する第１〜第４のメイン受光素子と先行サブビームの戻り光の各分割光を受光する第１〜第４の先行サブ受光素子と後行サブビームの戻り光の各分割光を受光する第１〜第４の後行サブ受光素子とを有する受光ユニットと
    を備え、
    前記第１〜第４のメイン受光素子は、ほぼ直線上に配列されると共に、各第１〜第４のメイン受光素子は、当該配列方向と直交する方向に配設された少なくとも２つの受光部を含んでおり、
    第１配線群からの受光信号に基づいてプッシュプル法による第１トラッキング誤差信号を生成する第１回路と、
    第２配線群からの受光信号に基づいて位相比較法による第２トラッキング誤差信号を生成する第２回路と、
    第３配線群からの受光信号に基づいて３ビーム法による第３トラッキング誤差信号を生 成する第３回路と
    を備えることを特徴とする光ピックアップ。
27. 前記光分割素子が、各戻り光を半分ずつ受光し、それぞれを回折する２つのホログラム素子であり、各々＋１次回折、−１次回折により４方向に回折することを特徴とする請求項２６に記載の光ピックアップ。

Images