JPH10269588A - 光ピックアップ装置及び光ディスク記録・再生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 正確な位相差法によるＲＥＳを検出でき、か
つ各記録層間の距離が小さい多層光ディスクを用いた場
合にも、各記録層からのＦＥＳが互いに干渉せずオフセ
ットが発生しない光ピックアップ装置を提供する。 【解決手段】 半導体レーザ１からの光を対物レンズ５
で光ディスク６上に集光させ、その戻り光を４分割ホロ
グラム素子２によって受光素子７に導く。受光素子７
は、ＦＥＳ検出用の２つの２分割受光領域（７ａ、７
ｂ）と（７ｃ、７ｄ）、及びＲＥＳを生成する一部の光
を検出する２つの受光領域７ｅ、７ｆを備えている。受
光領域７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ、７ｅ、７ｆの出力信号
をそれぞれＳａ、Ｓｂ、Ｓｃ、Ｓｄ、Ｓｅ、Ｓｆとし
て、ＦＥＳを（Ｓａ＋Ｓｄ）−（Ｓｂ＋Ｓｃ）により算
出し、ＲＥＳを（Ｓａ＋Ｓｂ＋Ｓｅ）と（Ｓｃ＋Ｓｄ＋
Ｓｆ）の位相差変化より検出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光ディスクや光カ
ード等の情報記録媒体に対して光学的に情報を記録・再
生する光ピックアップ装置及び光ディスク記録・再生装
置に関し、より詳しくは、凹凸ピットが記録された光デ
ィスクに対して、正確なトラッキッグ動作が可能であ
り、また、複数の記録再生層を有する光ディスクに対し
ても、正確なフォーカシング動作が可能な光ピックアッ
プ装置及び光ディスク記録・再生装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、光ディスクは多量の情報信号を高
密度で記録することができるため、オーディオ、ビデオ
及びコンピュータ等の多くの分野において利用が進めら
れている。特に音声や映像データを記録媒体の表面に凹
凸のピットで記録したコンパクトディスク（ＣＤ）やレ
ーザディスク（ＬＤ）等の普及は著しく、さらに記録容
量を大幅に拡大したデジタルビデオディスク（ＤＶＤ）
等が商品化されている。

【０００３】ところで、このような情報記録媒体に記録
されたピット列情報を光ビームにより正確に再生するた
めには、情報トラックに光ビームを正確に追従させるラ
ジアルサーボが必要であり、そのためには、ラジアルエ
ラー信号（ＲＥＳ）の検出が前提となる。

【０００４】ここで、ＲＥＳを検出する方法としては、
様々な方法が知られているが、その１つとして位相差
（ＤＰＤ）法がある。このＤＰＤ法は、凹凸のピット列
で記録された信号からの回折パターンの位相変化からＲ
ＥＳを検出する方法であり、以下にその詳細を説明す
る。

【０００５】図１４に示すように、上記のＤＰＤ法で
は、ピット列からの反射光を、ピット列に平行な方向の
分割線１６と、それに垂直な方向の分割線１７によっ
て、１８〜２１の４つの領域に４分割された光検出器で
受光する。そして、分割線１６と１７の交点に対して対
角位置にある一方の２つの領域１９と２１からの出力の
和信号と、他方の２つの領域１８と２０からの和信号の
位相差を比較演算することによりＲＥＳを生成する。

【０００６】この位相差法によるＲＥＳをホログラムを
用いて検出する光ピックアップ装置の一従来例として、
特開平４−４０６３４号公報に開示されたものがある
（以下従来例１と称する）。図１５は、この光ピックア
ップ装置の概略構成を示す。この光ピックアップ装置
は、光源となる半導体レーザ１、フォトディテクタ８、
半導体レーザ１及びフォトディテクタユニットを収納す
るパッケージ９、有限系対物レンズ１０及びホログラム
素子（ホログラム回折素子）１３を備えている。なお、
図中６は光ディスクである。

【０００７】上記構成において、半導体レーザ１からの
光ビーム１２は、対物レンズ１０によって光ディスク６
上に集光される。光ディスク６からの反射光は、再度対
物レンズ１０を通過し、半導体レーザ１と対物レンズ１
０の間に配置されたホログラム素子１３によりフォトデ
ィテクタ８の方向へ回折される。

【０００８】図１６は、ホログラム素子１３とフォトデ
ィテクタユニット８の詳細を示す。ここで、同図（ａ）
はホログラム素子１３の機能領域区分を模式的に示して
おり、フォーカス誤差信号（ＦＥＳ）検出用として異な
る方向に回折する２つの光を再生する領域３７、３８
と、ＲＥＳ検出用として格子状パターンを各々他と異な
る方向に記録した領域３３〜３６を備えている。また、
同図において、ｘはホログラフィックパターンの実質的
な中心を原点としたピット列の方向に相当する方向を示
し、ｙはピット列を横切る方向、即ち光ディスク６のラ
ジアル方向に相当する。

【０００９】同図に示すように、ＲＥＳ検出用の格子パ
ターン３３〜３６は、このｘ−ｙ座標系の各象限、即ち
第１〜第４象限に形成されている。そして、同図（ｂ）
に示す、回折光２３は領域３３から、回折光２４は領域
３４から、回折光２５は領域３５から、回折光２６は領
域３６から、回折光２７は領域３７から、回折光２８は
領域３８からそれぞれ得られる。

【００１０】ここで、同図（ｂ）はフォトディテクタユ
ニット８を模式的に示しており、その受光領域、つまり
各フォトディテクタは８ａ〜８ｆの６つの領域に分割さ
れている。そして、回折光２７がフォトディテクタ８ａ
と８ｂの分割線上に、回折光２８がフォトディテクタ８
ｃと８ｄの分割線上に焦点を結ぶように構成されてい
る。また、回折光２３及び２６は別のフォトディテクタ
８ｅに、回折光２４及び２５はフォトディテクタ８ｆに
集光するようになっている。

【００１１】ここで、ＦＥＳはフォトディテクタ８ｂと
８ｃの出力の和からフォトディテクタ８ａと８ｄの出力
の和を減算することにより、周知のダブルナイフエッジ
法によって検出できる。また、ＲＥＳはフォトディテク
タ８ｅと８ｆの出力の位相を比較、演算することにより
位相差法によって検出できる。

【００１２】ところで、最近では、光ディスクとして、
記録容量を増大させるために１枚の基板に薄い層間隔で
記録層を重ねた多層記録媒体（一例として、２層ディス
ク構造のＤＶＤがある。）の開発も盛んに行われてい
る。このような多層記録媒体に対して、正確なフォーカ
スサーボ動作を行うための光ピックアップ装置、より具
体的にはホログラムレーザユニットの一従来例として、
本願出願人が、特願平７−３１５６４２号で先に提案し
たものがある（以下従来例２と称する）。図１７は、こ
のホログラムレーザユニットの構成を示す。

【００１３】図１７は基本的には上述の図１３の光学系
と同じであり、以下にその構成を動作と共に説明する。

【００１４】半導体レーザ１からの出射光は、ホログラ
ム素子２を通過し、コリメートレンズ３を介して、対物
レンズ５により光ディスク６上に集光される。光ディス
ク６からの戻リ光は、対物レンズ５及びコリメートレン
ズ３を通り、ホログラム素子２により受光素子７に導か
れる。

【００１５】ここで、ホログラム素子２は、光ディスク
６のラジアル方向に相当するｙ方向に延びる分割線２ｇ
と、この分割線２ｇの中心から光ディスク６のラジアル
方向と直交するｘ方向、つまり光ディスク６のトラック
方向に相当する方向に延びる分割線２ｈとにより、３つ
の分割領域２ａ、２ｂ、２ｃに分割され、それぞれこれ
ら各分割領域２ａ、２ｂ、２ｃに対応して、別個の回折
格子が形成されている。

【００１６】一方、受光素子７は、光デイスク６のトラ
ック方向に相当するｘ方向に配列された４つの矩形状の
受光領域７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄに分割された領域を有
している。中央の主受光領域７ａ、７ｂ（フォーカス用
の受光領域）は、光ディスク６のラジアル方向に相当す
るｙ方向に延びる分割線７ｙにより分割される一方、両
側の受光領域７ｃ、７ｄ（トラッキング用受光領域）は
受光領域７ａ、７ｂの問にｘ方向に所定の間隔を隔てて
設けられ、さらに７ａ、７ｂの外側にそれぞれ７ｅ、７
ｆの補助受光領域が形成されている。ここで、補助受光
領域７ｅ、７ｆは分割線７ｙに対して対称な位置に配置
されている。

【００１７】今、受光領域７ａ〜７ｆからの出力信号を
それぞれＳａ〜Ｓｆとすると、（Ｓａ＋Ｓｆ）−（Ｓｂ
＋Ｓｅ）の演算を行えば、フォーカス誤差信号ＦＥＳを
求めることができる。また、受光領域７ｃ、７ｄの出力
Ｓｃ、Ｓｄの差（Ｓｃ−Ｓｄ）を演算すれば、トラッキ
ング誤差信号ＲＥＳを検出できる。

【００１８】以下にフォーカス誤差信号ＦＥＳの検出原
理を図１８に基づき説明する。光ディスク６の情報記録
面に対して集光光が、合焦点状態の時には、図１８
（ａ）に示すように、ホログラム素子２の分割領域２ａ
で回折されたフォーカス用戻り光が、分割線７ｙ上にス
ポット状のビームＰ１を形成する。また、分割領域２ｂ
で回折されたトラッキング用戻り光は、受光領域７ｄ上
にビームＰ２を形成し、分割領域２ｃで回折された同ト
ラッキング用戻り光は、受光領域７ｃ上にビームＰ３を
形成する。

【００１９】ここで、ビームＰ１は、光ディスク６が合
焦点状態よりも近づいた場合は図１８（ｂ）に示すよう
に、また、合焦点状態よりも遠ざかった場合は図１８
（ｃ）に示すように、いずれか一方の受光領域７ａ又は
７ｂに拡がる。さらに、大きくデフォーカス状態になる
と、ビームＰ１は、図１８（ｄ）及び（ｅ）に示すよう
に、主受光領域７ａ又は７ｂからはみ出し、それらの外
側に設けた補助受光領域７ｅ又は７ｆにまで拡がる。こ
の場合のフォーカス誤差信号ＦＥＳについて、図１９を
用いてさらに詳しく説明する。

【００２０】図１９において、補助受光領域７ｅ、７ｆ
がない場合には、従来からのシングルナイフエッジ法に
検出されるＦＥＳは、同図中にＦ’で示すようなＦＥＳ
カーブとなる。ここで、主受光領域７ａ又は７ｂからビ
ームＰ１がはみ出すまでの距離をダイナミックレンジＤ
ｙと称する。

【００２１】補助受光領域７ｅ、７ｆを設けた場合に
も、主受光領域７ａ又は７ｂからビームＰ１がはみ出
し、図１８（ｄ）及び（ｅ）に示すように、補助受光領
域７ｅ又は７ｆにその光が入射するまでは、Ｆ’と同じ
カーブとなるが、補助受光領域７ｅ又は７ｆにその光が
入射すると、（Ｓａ＋Ｓｆ）と（Ｓｂ＋Ｓｅ）の差が急
激に変化する。即ち、合焦点位置からダイナミックレン
ジＤｙを越えて遠ざかる場合は、主受光領域７ｂ（出力
Ｓｂ）に加えて補助受光領域７ｆ（出力Ｓｆ）で受光が
始まり、近づく場合は主受光領域７ａ（出力Ｓａ）に加
えて補助受光領域７ｅ（出力Ｓｅ）で受光が始まり、い
ずれにしてもダイナミックレンジＤｙを越えたデフォー
カス状態では、補助受光領域７ｆ、７ｅの受光により
（Ｓａ＋Ｓｆ）と（Ｓｂ＋Ｓｅ）の差が急激に変化する
こととなる。

【００２２】このように、一つの主受光領域の出力はフ
ォーカスによる戻り光の形状変化の方向に対して逆方向
に配置された補助受光領域の出力を加えて、フォーカス
誤差信号ＦＥＳが検出される。そのため、（Ｓａ＋Ｓ
ｆ）−（Ｓｂ＋Ｓｅ）の演算により、フォーカス誤差信
号ＦＥＳは、図１９の実線Ｆで示すように、ダイナミッ
クレンジＤｙを越えた直後に急激に０に近づく。受光領
域７ｅ、７ｆの形状や受光領域７ａと７ｅ又は７ｂと７
ｆの距離を変化させることによって、ダイナミックレン
ジＤｙを超えた領域で０への収束の仕方が変化するの
で、これらを最適化することで、従来では緩やかに０に
収束していたＦＥＳカーブを急激に０に収束させること
ができる。

【００２３】この光学系を用いて、図２０に示す２層デ
ィスク、つまりＤＶＤ６’を再生した場合のＦＥＳ力一
ブを、図２１及び図２２を用いて説明する。図２０のＤ
ＶＤ６’は、厚さｔ_dの透明基板６’−０上に第１記録
層６’−１に対してダイナミックレンジ２倍程度の小さ
な距離ｄ₁だけ離れた第２記録層６’−２を有してい
る。図２１、２２の横軸Ｔは対物レンズ５の変位を表
し、Ｔ１、Ｔ２はそれぞれ第１記録層６’−１、第２記
録層６’−２で集光ビームが合焦点状態となる位置であ
る。また、図２１のＦ１は、対物レンズ５を動かした場
合に得られるＤＶＤ６’の第１記録層６’−１からのＦ
ＥＳカーブ、Ｆ２はさらに対物レンズ５を同方向に動か
した場合の第２記録層６’−２からのＦＥＳカーブをそ
れぞれ示す。

【００２４】今、各記録層６’−１、６’−２からの反
射光量が等しいと仮定すると、実際に得られるＦＥＳカ
ーブは、Ｆ１とＦ２が重なった図２２のＦ３となる。よ
って、Ｔ１及びＴ２の各記録層６’−１、６’−２の合
焦点位置では、それぞれＦＥＳオフセットは十分小さく
なり、検出感度もほとんど変化しないため、正常なフォ
ーカスサーボを行うことができる。

【００２５】因みに、補助受光領域７ｆ、７ｅがない場
合には、図２３に示すように、第１層目からのＦＥＳカ
ーブはＦ１’、第２層目からのＦＥＳカーブはＦ２’と
なるが、各層からの反射光量は等しいとすると、実際に
はＦ１’とＦ２’が重なった、図２３の破線Ｆ３’のよ
うなＦＥＳカーブとなる。

【００２６】図２４の実線はこのＦＥＳ力一ブＦ３’の
みを取り出して示したものである。隣接層のデータ面の
ＦＥＳが十分に０に収束していないために、Ｔ１及びＴ
２の各層の合焦点位置で、それぞれＦＥＳオフセット△
ｆ１、△ｆ２が発生し、さらに検出感度も変化すること
となる。

【００２７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来例
１の光ピックアップ装置では、ＲＥＳ検出用の格子パタ
ーン３３〜３６は、ＦＥＳ検出用の格子パターン３７、
３８とは別に設ける必要があるため、ｘ−ｙ座標系の各
象限の一部分の光しか利用することができない。

【００２８】また、位相差法によるＲＥＳ検出は、回折
パターンの各象限の対角同士の部分の位相を比較してい
るが、一部分の光では外乱光等のノイズの影響が大きい
ため、正確な位相変化を検出することが困難である。特
に、対物レンズがトラッキングでシフトしたり、ディス
クが傾いた場合等にオフセットが発生しやすくなる。

【００２９】また、位相差信号は、記録ピットでの回折
パターンの変化を検出するため、検出器には再生信号と
同程度の周波数帯域が必要であるが、一部分の光では光
量が不足するため、十分なＳ／Ｎ比を得ることができな
い。

【００３０】さらに、ＦＥＳは周知のナイフエッジ法を
用いており、ダイナミックレンジを越えたディフオーカ
ス状態での収束が緩やかであるため、層間距離の小さ
い、ＤＶＤ等のような多層情報記録媒体を再生する場合
には、各層でフォーカスオフセットが発生し、正確なフ
ォーカスサーボ制御を行うことが困難である。

【００３１】一方、従来例２の光ピックアップ装置は、
ナイフエッジ法によるＦＥＳカーブを改良しているた
め、多層情報記録媒体に対しても適用可能であるが、新
たに補助受光領域を設ける必要があり、受光素子の面積
増大や主受光領域と補助受光領域の間のボンディング作
業が必要になる等の欠点がある。

【００３２】また、ＲＥＳは戻り光の回折パターンの半
分の光だけで検出しているため、図１４で説明した４分
割した対角領域同士の位相差を比較して生成する本来の
位相差法検出はできない。

【００３３】本発明は、このような現状に鑑みてなされ
たものであり、戻り光を有効利用し、回折パターンから
正確な位相差信号（ＲＥＳ）を検出でき、さらには層間
距離の小さな多層ディスクへのフォーカスサーボが可能
なフォーカス誤差信号も正確に検出できる光ピックアッ
プ装置及び光ディスク記録再生装置を提供することを目
的とする。

【００３４】

【課題を解決するための手段】本発明の光ピックアップ
装置は、光源、光学系、回折素子及び受光素子を備え、
該光学系が該光源からの出射光を情報記録媒体上に集光
させると共に、該情報記録媒体からの戻り光を該回折素
子に導き、該回折素子が該戻り光を該受光素子側に回折
させ、該受光素子が該回折素子で回折された戻り光に基
づいて少なくともフォーカス誤差信号及びトラッキング
誤差信号を検出する構成の光ピックアップ装置におい
て、該回折素子が、該情報記録媒体のピット列方向に相
当する方向に延びる第１分割線と、該情報記録媒体のラ
ジアル方向に相当する方向に延びる第２分割線とによ
り、戻り光ビームの実質的な中心を原点として十字状に
分割された４つの分割領域を備えており、そのことによ
り上記目的が達成される。

【００３５】好ましくは、前記受光素子が、前記回折素
子の前記４つの分割領域からの回折光を各別に受光する
少なくとも４つの受光領域を備える構成とする。

【００３６】また、好ましくは、前記受光素子が、前記
回折素子の前記４つの分割領域のうち、原点に対して対
称な位置にある２つの分割領域からの回折光を共通に受
光する少なくとも２つの受光領域を備える構成とする。

【００３７】また、好ましくは、前記回折素子の前記４
つの分割領域のうち、原点に対して対称な位置にある２
組の分割領域からの回折光の位相差信号からトラッキン
グ誤差信号を検出するように構成する。

【００３８】また、好ましくは、前記受光素子が、フォ
ーカス誤差信号を生成する少なくとも２つの２分割受光
領域を備えており、前記回折素子の前記４つの分割領域
のうち、ラジアル方向の分割線に対して、同じ側にある
２つの分割領域からのＦＥＳ生成用ビームをそれぞれ該
２つの２分割受光領域の分割線上に集光させるように構
成する。

【００３９】また、好ましくは、前記回折素子の前記４
つの分割領域からの回折光のうち、前記ＦＥＳ生成用ビ
ーム以外の光が、大きくデフォー力ス状態になった場合
に、該回折光を前記２つの２分割受光領域に入射させる
ことによってＦＥＳカーブを補正するように構成する。

【００４０】また、好ましくは、前記回折素子の４つの
分割領域からの回折光のうち、前記ＦＥＳ生成用ビーム
以外の光が、大きくデフォーカス状態になった場合に、
前記２つの２分割受光領域のうちの一方の２分割受光領
域からはみ出した光を他方の２分割受光領域に入射させ
ることによってＦＥＳカーブを補正するように構成す
る。

【００４１】また、本発明の光ディスク記録・再生装置
は、複数の記録再生層を有する光ディスクに光学的に情
報を記録・再生する光ディスク記録・再生装置におい
て、上記請求項６又は請求項７記載の光ピックアップ装
置を備えており、そのことにより上記目的が達成され
る。

【００４２】以下に本発明の作用を説明する。

【００４３】上記のように、中心を原点として十字状に
４つの分割領域を有する構成の回折素子を用いると、４
つの分割領域からの光を４つの受光領域で別々に受光す
ることが可能になる。このため、本発明によれば、単純
な４分割ホログラム素子を使用することが可能になるの
で、その分、光ピックアップ装置の製作性を向上でき、
低コスト化を図ることができる。

【００４４】加えて、上記構成によれば、回折パターン
によって回折される全ての回折光を有効に活用して位相
差信号を検出することが可能であるので、ノイズの影響
の少ない正確なＲＥＳ検出が可能になる。また、ビーム
の一部ではなく全体で回折パターンの変化を検出するた
め、対物レンズがシフトした場合や光ディスクが傾いた
場合等でも、ＲＥＳにオフセットが発生しにくく安定し
たＲＥＳサーボ動作が可能になる。

【００４５】また、受光素子が、回折素子の４つの分割
領域のうち、原点に対して対称な位置にある２つの分割
領域からの回折光を共通に受光する少なくとも２つの受
光領域を備える構成によれば、ＦＥＳとＲＥＳ検出用の
デバイス、例えばフォトディテクタを共用化できるの
で、検出器の分割数、その占有面積及び出力端子の数を
低減できる。このため、光ピックアップ装置の簡潔化及
びコストダウンが可能になる。

【００４６】また、ＦＥＳカーブを上記のように補正す
る構成によれば、各記録再生層の間の距離が短い小さい
多層光ディスクでも、各層からのＦＥＳカーブが干渉し
ない、つまりオフセットが発生しないＦＥＳを生成する
ことができる。このため、フォーカスサーボ動作を精度
よく行える光ピックアップ装置及びこのような光ピック
アップ装置を備えた光ディスク記録・再生装置を実現で
きる。

【００４７】また、上記の従来例２とは異なり、新たに
補助受光領域を設ける必要がないので、受光素子の面積
増大や主受光領域と補助受光領域の間のボンディング作
業が不要になる。このため、受光素子、ひいては光ピッ
クアップ装置の小型化及びコストダウンを図ることがで
きる。

【００４８】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を図面
に基づき具体的に説明する。

【００４９】（実施形態１）図１〜図３は、本発明光ピ
ックアップ装置の実施形態１を示す。まず、図１に基づ
きこの光ピックアップ装置の概略構成を動作と共に説明
する。

【００５０】半導体レーザ１からの出射光は、ホログラ
ム素子２を通過し、コリメートレンズ３を介して、対物
レンズ５により光ディスク６上に集光される。光ディス
ク６からの戻リ光は、対物レンズ５及びコリメートレン
ズ３を通り、ホログラム素子２により受光素子７に導か
れる。

【００５１】ここで、ホログラム素子２は、図２に示す
ように、ホログラフィックパターンの実質的な中心を原
点とした光ディスク６のピット列方向に相当するｙ方向
に延びる分割線２ｇと、これに直交するｘ方向、つまり
光ディスク６のラジアル方向に相当する方向に延びる分
割線２ｈとにより、４つの分割領域２ａ、２ｂ、２ｃ、
２ｄに分割されている。各分割領域２ａ、２ｂ、２ｃ、
２ｄは、別個の格子（格子パターン）が形成されてい
る。

【００５２】また、受光素子７は、大きく分けて、ホロ
グラム素子２の回折方向、即ちｙ方向にほぼ沿った方向
の分割線７ｌ及び７ｍで分割された矩形状の２つの２分
割受光領域（７ａ、７ｂ）、（７ｃ、７ｄ）とその他の
矩形領域７ｅ、７ｆとの４つの受光領域を有している。

【００５３】図１及び図３（ａ）に示すように、合焦点
状態の時には、ホログラム素子２の分割領域２ａで回折
された戻り光は、２分割受光領域（７ａ、７ｂ）のｙ方
向に延びる分割線７ｌ上にビームＰ１を形成する。ま
た、分割領域２ｃで回折された戻り光は、２分割受光領
域（７ｃ、７ｄ）のｙ方向に延びる分割線７ｍ上にビー
ムＰ２を形成し、分割領域２ｂ、２ｄで回折された戻り
光は、受光領域７ｆ、７ｅ上にビームＰ４、Ｐ３をそれ
ぞれ形成する。

【００５４】光ディスク６が合焦点状態よりも対物レン
ズ５に近づくと、ビームＰ１及びＰ２は、図３（ｂ）に
示すように、それぞれ受光領域７ａ又は７ｄ側に大きく
なる。一方、光ディスク６が合焦点状態よりも対物レン
ズ５に対して遠ざかると、図３（ｃ）に示すように、そ
れぞれ受光領域７ｂ又は７ｃ側に大きくなる。

【００５５】このため、受光領域７ａ、７ｂ、７ｃ、７
ｄの出力信号をそれぞれＳａ、Ｓｂ、Ｓｃ、Ｓｄとする
と、フォーカス誤差信号ＦＥＳは、ダブルナイフエッジ
法により、下記（１）式の演算を行えば、求めることが
できる。

【００５６】 ＦＥＳ＝（Ｓａ＋Ｓｄ）−（Ｓｂ＋Ｓｃ） …（１） また、分割領域２ｂ、２ｄからの回折光は、それぞれ受
光領域７ｆ、７ｅに入射しているため、それぞれの出力
をＳｆ、Ｓｅとすると、ＲＥＳはＳａとＳｂとＳｅの和
信号と、ＳｃとＳｄとＳｆの和信号の位相を比較演算す
ることにより、位相差法により求めることができる。

【００５７】ここで、本実施形態１では、４つのホログ
ラム分割領域からの光を４つの分割領域（うち２つはさ
らに２分割されている）で別々に受光している。このた
め、本実施形態１の構成によれば、上記従来例に比べ
て、単純な４分割ホログラム素子２を使用することが可
能になるので、その分、光ピックアップ装置の製作性を
向上でき、低コスト化を図ることができる。

【００５８】加えて、本実施形態１によれば、回折パタ
ーンによって回折される全ての回折光を利用して位相差
信号を検出する構成をとっている。このため、回折光を
有効利用できると共に、ビームの一部ではなく全体で回
折パターンの変化を検出するため、対物レンズ５がシフ
トした場合や光ディスク６が傾いた場合等でも、ＲＥＳ
にオフセットが発生しにくく安定したサーボ動作が可能
になる。

【００５９】なお、ＣＤ（コンパクト ディスク）等の
凹凸ピットではなく、光磁気ディスクや相変化ディスク
等、連続したトラックが形成されているディスクにおい
ては、下記（２）式の演算によりプッシュプル法による
ＲＥＳも検出できる。

【００６０】 ＲＥＳ＝（Ｓａ＋Ｓｂ＋Ｓｆ）−（Ｓｃ＋Ｓｄ＋Ｓｅ） …（２） （実施形態２）図４〜図７は、本発明光ピックアップ装
置の実施形態２を示す。本実施形態２の光ピックアップ
装置は、受光素子の構成が実施形態１の光ピックアップ
装置と異なる他は、同様の構成になっているので、実施
形態１と対応する部分については同一の符号を付して具
体的な説明は省略し、以下に異なる部分のみを説明す
る。

【００６１】図５に示すように、この受光素子７は、ホ
ログラム素子２の回折方向、即ちｙ方向にほぼ沿った方
向の分割線７ｌ、７ｍで分割された矩形状の２つの２分
割受光領域（７ａ、７ｂ）と（７ｃ、７ｄ）だけで構成
されている。

【００６２】このような構成において、合焦点状態の時
には、図４及び図６（ａ）に示すように、ホログラム素
子２の分割領域２ａで回折された戻り光は、２分割受光
領域（７ａ、７ｂ）のｙ方向に延びる分割線７ｌ上にビ
ームＰ１を形成する。また、分割領域２ｃで回折された
戻り光は、２分割受光領域（７ｃ、７ｄ）のｙ方向に延
びる分割線７ｍ上にビームＰ２を形成する。

【００６３】そして、光ディスク６が合焦点状態よりも
対物レンズ５に近づくと、ビームＰ１及びＰ２は、図６
（ｂ）に示すように、それぞれ受光領域７ａ又は７ｄ側
に大きくなる。一方、光ディスク６が合焦点状態よりも
対物レンズ５から遠ざかると、図６（ｃ）に示すよう
に、ビームＰ１及びＰ２は、それぞれ受光領域７ｂ又は
７ｃ側に大きくなるため、フォーカス誤差信号ＦＥＳは
ダブルナイフエッジ法により、下記（３）式の演算を行
えば、求めることができる。

【００６４】 ＦＥＳ＝（Ｓａ＋Ｓｄ）−（Ｓｂ＋Ｓｃ） …（３） ここで、分割領域２ｂ、２ｄから回折されたＲＥＳ検出
用ビームＰ３、Ｐ４は、余分な光としてそれぞれ受光領
域７ｄ、７ｂに入射しているが、両者の光量は等しく、
ＦＥＳ演算時にキャンセルされるため、オフセットは発
生しない。

【００６５】また、本実施形態２においては、ＲＥＳは
ＳａとＳｂ、ＳｃとＳｄの和信号の位相を比較演算する
ことにより、位相差法により求めることができる。

【００６６】本実施形態２による場合も、上記実施形態
１同様の効果を奏することができる。加えて、本実施形
態２では、ＦＥＳとＲＥＳ検出用フォトディテクタを共
通に使用しているため、検出器の分割数、面積や出力端
子の数を減らすことができる利点がある。

【００６７】また、本実施形態２によれば、分割領域２
ｂ、２ｄからの光により本来のダイナミックレンジが小
さくなるが、図７に示すように、２分割受光素子の片側
の受光領域７ｂ、７ｄを７ａ、７ｃに対してｘ方向に２
倍程度大きくし、ビームＰ３、Ｐ４が合焦点状態で受光
領域７ｂ、７ｄの中心（ｘ方向）に集光するように構成
すれば、必要なダイナミッグレンジを確保することがで
きる。

【００６８】（実施形態３）図８は本発明光ピックアッ
プ装置の実施形態３を示す。本実施形態３の光ピックア
ップ装置も、受光素子の構成が実施形態１の光ピックア
ップ装置と異なる他は、同様の構成になっているので、
実施形態１と対応する部分については同一の符号を付し
て具体的な説明は省略し、以下に異なる部分のみを説明
する。

【００６９】図８に示すように、この受光素子７は、ホ
ログラム素子２の回折方向、即ちｙ方向にほぼ沿った方
向の４つの分割線７ｌ、７ｍ、７ｎ、７ｐで分割された
矩形状の６つの受光領域７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ、７
ｅ、７ｆで構成されている。

【００７０】このような構成において、合焦点状態の時
には、ホログラム素子２の分割領域２ａで回折された戻
り光は、受光領域７ｂ、７ｃの分割線７ｍ上にビームＰ
１を形成する。また、分割領域２ｃで回折された戻り光
は、受光領域７ｅ、７ｆの分割線７ｐ上にビームＰ２を
形成する。また、分割領域２ｂで回折された戻り光は、
受光領域７ｄ、７ｅの分割線７ｎ上にビームＰ４を形成
する。さらに、分割領域２ｄで回折された戻り光は、受
光領域７ａ、７ｂの分割線７ｌ上にビームＰ３を形成す
る。

【００７１】そして、光ディスク６が合焦点状態よりも
対物レンズ５に近づくと、ビームＰ１及びＰ３は、受光
領域７ｂ側に大きくなり、ビームＰ２及びＰ４は、受光
領域７ｆ又は７ｄ側に大きくなる。一方、光ディスク６
が合焦点状態よりも対物レンズ５から遠ざかると、ビー
ムＰ１及びＰ３は、受光領域７ｃ又は７ａ側に大きくな
り、ビームＰ２及びＰ４は、受光領域７ｅ側に大きくな
る。

【００７２】このため、フォー力ス誤差信号ＦＥＳはダ
ブルナイフエッジ法により、下記（４）式の演算を行え
ば、求めることができる。

【００７３】 ＦＥＳ＝（Ｓｂ＋Ｓｄ＋Ｓｆ）−（Ｓａ＋Ｓｃ＋Ｓｅ） …（４） また、ＲＥＳは、ＳａとＳｂとＳｃ、ＳｄとＳｅとＳｆ
の和信号の位相を比較演算することにより、位相差法に
より求めることができる。

【００７４】本実施形態３による場合も、上記実施形態
１同様の効果を奏することができる。加えて、本実施形
態３による場合は、実施形態２に比べてビームＰ３及び
Ｐ４もＦＥＳ検出に有効に利用できるので、その分、回
折光の利用効率を向上でき、より一層ノイズの影響の少
ない検出が可能になる。

【００７５】（実施形態４）図９及び図１０は本発明光
ピックアップ装置の実施形態４を示す。本実施形態４の
光ピックアップ装置は、位相差法によるＲＥＳを検出で
きる光学系において、多層ディスクが再生できるＦＥＳ
カーブを形成する点に特徴を有する。

【００７６】ここで、上記実施形態１〜３の光学系で得
られるＦＥＳカーブは、上記従来例１同様に、ダイナミ
ックレンジＤｙを越えて緩やかに０に収束する特性をも
っているため、層間距離が小さいＤＶＤ等の多層ディス
クでは問題が発生するが、本実施形態４では、この問題
点を解消している。即ち、本実施形態４では、位相差法
によるＲＥＳを検出できる光学系において、ＦＥＳカー
ブを補正できる手段を有し、多層ディスクが再生できる
構成を採用している。以下にその詳細を説明する。

【００７７】図９に示すホログラム素子２は、図２に示
す、即ち上記実施形態１のホログラム素子２と同様の構
成であるが、受光素子７の形状は、図２に示すものとは
異なっており、この受光素子７は、ホログラム素子２の
回折方向、即ちｙ方向にほぼ沿った方向の分割線７ｌ及
び７ｍで分割された２つの２分割受光領域（７ａ、７
ｂ）と（７ｃ、７ｄ）とその他の矩形領域７ｅ、７ｆと
を有している。

【００７８】このような構成において、合焦点状態の時
にホログラム素子２の分割領域２ａで回折された戻り光
は、分割線７ｌ上にビームＰ１を形成する。また、分割
領域２ｃで回折された戻リ光は、分割線７ｍ上にビーム
Ｐ２を形成する。さらに、分割領域２ｂ、２ｄで回折さ
れた戻リ光は、それぞれ受光領域７ｅ、７ｆ上にビーム
Ｐ３、Ｐ４を形成する。

【００７９】ここで、受光領域７ｅ、７ｆはそれぞれ２
分割受光素子（７ａ、７ｂ）と（７ｃ、７ｄ）に対して
同じ側に配置し、互いに隣り合うビームＰ２とＰ４、Ｐ
１とＰ３はデフォーカス状態で同じ方向（ｘ軸方向）に
ビームが広がるように構成する。

【００８０】このため、本実施形態４においては、フォ
ーカス誤差信号ＦＥＳは、下記（５）式の演算を行え
ば、求めることができる。

【００８１】 ＦＥＳ＝（Ｓａ＋Ｓｄ＋Ｓｆ）−（Ｓｂ＋Ｓｃ＋Ｓｅ） …（５） また、ＲＥＳはＳａとＳｂとＳｆ、ＳｃとＳｄとＳｅの
和信号の位相を比較演算することにより、位相差法によ
り求めることができる。

【００８２】ＦＥＳの検出について今少し具体的に説明
すると、合焦点状態の時には、各ビームＰ１〜Ｐ４は、
図１０（ａ）に示すように集光されているが、光ディス
ク６が合焦点状態よりも対物レンズ５に近づくと、ビー
ムＰ１及びＰ２は、図１０（ｂ）に示すように、それぞ
れ受光領域７ａ又は７ｄ側に大きくなる。

【００８３】一方、光ディスク６が合焦点状態よりも対
物レンズ５から遠ざかると、図１０（ｃ）に示すよう
に、それぞれ受光領域７ｂ又は７ｃ側に大きくなる。そ
して、図１０（ｄ）、（ｅ）に示すように、ビームＰ１
及びＰ２が受光領域からはみ出し始めると（同時にビー
ムＰ３及びＰ４も受光領域からはみ出す）ＦＥＳの絶対
値は減少し始める。

【００８４】さらに、図１０（ｆ）に示すように、大き
くデフォーカス状態になった場合は、受光領域７ａから
はみ出した光は、隣接する受光領域７ｅに再度入射す
る。また、受光領域７ｆからはみ出した光は、隣接する
受光領域７ｃに再度入射する。ビームＰ２及びＰ３はさ
らに受光領域７ａ、７ｆからはみ出し続けるが、ほぼ同
じようにビームが拡大していくため、上記（５）式で演
算されるＦＥＳには影響を与えない。

【００８５】よって、ビームＰ４及びＰ１がそれぞれ隣
接する受光領域７ｃ、７ｅに再入射することによって、
上記（５）式で演算されるＦＥＳは、隣接する受光領域
にビームが再入射しない場合のＦＥＳカーブに比べて、
ダイナミックレンジＤｙを越えた直後に急激に０に減少
する。

【００８６】また、図１０（ｇ）に示すように、光ディ
スク６が対物レンズ５から遠ざかる方向に大きくデフォ
ーカス状態になった場合は、受光領域７ｃからはみ出し
た光は隣接する受光領域７ｆに再度入射し、受光領域７
ｅからはみ出した光は隣接する７ａに再度入射する。ビ
ームＰ１及びＰ４はさらに受光領域からはみ出し続ける
が、ほぼ同じようにビームが拡大していくため、この場
合も上記（５）式で演算されるＦＥＳには影響を与えな
い。

【００８７】よって、ビームＰ２及びＰ３がそれぞれ隣
接する受光領域７ｆ、７ａに再入射することによって、
光ディスクが近づく場合と同様に、上記（５）式で演算
されるＦＥＳは、再入射しない場合のＦＥＳカーブに比
べて、ダイナミックレンジＤｙを超えた直後に急激に０
に減少する。

【００８８】この時得られるＦＥＳカーブは、上記従来
例２で示した図１９の実線Ｆと同様になり、ダイナミッ
クレンジＤｙを越えた直後に急激に０に近づく。受光領
域７ｅ、７ｆの形状や受光領域７ａと７ｅ又は７ｃと７
ｆの距離を変化させることによって、ダイナミックレン
ジＤｙを越えた領域で０への収束の仕方が変化するの
で、これらを最適化することで、従来では緩やかに０に
収束していたＦＥＳカーブを急激に０に収束させること
ができる。

【００８９】よって、従来例２で述べたように、層間距
離の小さな多層ディスクを再生した場合でも、各層での
ＦＥＳオフセットは十分小さくなり、検出感度もほとん
ど変化しないため、正常なフォーカスサーボを行うこと
ができる。

【００９０】このように、従来例２ではＦＥＳ検出用受
光領域の外側に新たに補助受光領域を設けてＦＥＳカー
ブの形状を補正していたが、本実施形態４によれば、補
助受光領域を設けずに、ダイナミックレンジ内のＦＥＳ
には関係しないＲＥＳ検出用ビームのデフオーカス状態
の光及びＲＥＳ検出用受光領域を有効利用して、ダイナ
ミックレンジを越えたデフォーカス領域でのＦＥＳカー
ブの補正を行うことができる。

【００９１】また、補助受光領域を設ける必要がないの
で、受光素子の面積増大や主受光領域と補助受光領域の
間のボンディング作業が不要になる。このため、受光素
子、ひいては光ピックアップ装置の小型化及びコストダ
ウンを図ることができる。

【００９２】（実施形態５）図１１及び図１２は本発明
光ピックアップ装置の実施形態５を示す。本実施形態５
の光ピックアップ装置も、位相差法によるＲＥＳを検出
できる光学系において、多層ディスクが再生できるＦＥ
Ｓカーブを形成する点に特徴を有する。以下にその詳細
を説明する。

【００９３】図１１に示すように、本実施形態５のホロ
グラム素子２は、図９のホログラム素子２とほぼ同様の
構成であるが、ｘ、ｙ方向が光ディク６のピット列方向
に対して９０°回転している。つまり、ｙ方向がラジア
ル方向、ｘ方向がピット列方向に対応しており、ｙ方向
がピット列方向、ｘ方向がラジアル方向である図９のホ
ログラム素子２とは、この点で異なっている。

【００９４】また、受光素子７は、ホログラム素子２の
回折方向、即ちｙ方向にほぼ沿った方向の分割線７ｌ及
び７ｍで分割された２つの２分割受光領域（７ａ、７
ｂ）と（７ｃ、７ｄ）とを有している。また、分割線７
ｌ、７ｍに対して外側にある受光領域７ａ、７ｄは、そ
れぞれｙ方向に拡大したような形状で、ほぼｙ軸に対し
て互いに線対称な配置になるように構成する。

【００９５】このような構成において、合焦点状態の時
には、ホログラム素子２の分割領域２ｄで回折された戻
り光は、分割線７ｌ上にビームＰ１を形成する。また、
分割領域２ｃで回折された戻り光は、分割線７ｍ上にビ
ームＰ２を形成する。さらに、分割領域２ｂ、２ｄで回
折された戻り光は、それぞれ受光領域７ｄ、７ａ上にビ
ームＰ３、Ｐ４を形成する。

【００９６】ここで、ビームＰ３、Ｐ４はそれぞれビー
ムＰ２、Ｐ１とｙ方向に離れた位置で、分割線７ｌ、７
ｍと交差しない領域で、かつｙ軸に対称な位置に集光す
るように構成する。即ち、回折方向に対して垂直なｘ方
向で互いに隣り合うビームＰ１とＰ２、Ｐ４とＰ３はデ
フォーカス状態で同じ方向（ｘ軸方向）にビームが広が
るように構成する。

【００９７】このため、フォーカス誤差信号ＦＥＳは、
下記（６）式の演算を行えば、求めることができる。

【００９８】 ＦＥＳ＝（Ｓａ＋Ｓｃ）−（Ｓｂ＋Ｓｄ） …（６） また、ＲＥＳはＳａとＳｂ、ＳｃとＳｄの和信号の位相
を比較演算することにより、位相差法により求めること
ができる。従って、本実施形態５においても、上記実施
形態１同様の効果を奏する。

【００９９】加えて、本実施形態５では、ＦＥＳとＲＥ
Ｓ検出用フォトディテクタを共通化できるため、検出器
の分割数、占有面積や出力端子の数を減らすことができ
るので、装置構成の簡潔化やコストダウンが可能にな
る。

【０１００】ＦＥＳの検出について今少し具体的に説明
すると、ビームは合焦点状態の時には、図１２（ａ）に
示すように集光されているが、光ディスク６が合焦点状
態よりも対物レンズ５に近づくと、ビームＰ１及びＰ２
は、図１２（ｂ）に示すように、それぞれ受光領域７ｂ
又は７ｄ側に大きくなる。一方、光ディスク６が合焦点
状態よりも対物レンズ５から遠ざかると、図１２（ｃ）
に示すように、ビームＰ１及びＰ２はそれぞれ受光領域
７ａ又は７ｃ側に大きくなる。

【０１０１】そして、図１２（ｄ）、（ｅ）に示すよう
に、ビームＰ１及びＰ２が受光領域７ｂ又は７ｄからは
み出し始めると（同時にビームＰ３とＰ４も受光領域７
ａ又は７ｃからはみ出す）ＦＥＳの絶対値は減少し始め
る。さらに、図１２（ｆ）に示すように、大きくデフォ
ーカス状態になった場合は、受光領域７ｂからはみ出し
た光は隣接する受光領域７ｃに再度入射し、受光領域７
ｄからはみ出したビームＰ３は隣接する受光領域７ａに
再度入射する。ビームＰ２、Ｐ４はさらに受光領域から
はみ出し続けるが、ほぼ同じようにビームが拡大してい
くため、上記（６）式で演算されるＦＥＳには影響を与
えない。

【０１０２】よって、ビームＰ１及びＰ３がそれぞれ隣
接する受光領域７ｃ、７ａに再入射することによって、
上記（６）式で演算されるＦＥＳは、隣接する受光領域
にビームが再入射しない場合のＦＥＳ力一ブに比べて、
ダイナミックレンジＤｙを越えた直後に急激に０に減少
する。

【０１０３】また、図１２（ｇ）に示すように、光ディ
スク６が対物レンズ５から遠ざかる方向に大きくデフォ
ーカス状態になった場合も、受光領域７ｃからはみ出し
たビームＰ２は、隣接する受光領域７ｂに再度入射し、
受光領域７ａからはみ出したビームＰ４は、隣接する受
光領域７ｄに再度入射する。ビームＰ１、Ｐ３はさらに
受光領域からはみ出し続けるが、ほぼ同じようにビーム
が拡大していくため、上記同様に（６）式で演算される
ＦＥＳには影響を与えない。

【０１０４】よって、ビームＰ２及びＰ４がそれぞれ隣
接する受光領域７ｂ、７ｄに再入射することによって、
光ディスク６が近づく場合と同様に、この場合もＦＥＳ
は、再入射しない場合のＦＥＳカーブに比べて、ダイナ
ミックレンジＤｙを越えた直後に急激に０に減少する。

【０１０５】この時得られるＦＥＳカーブは、上記従来
例２で示した図１９の実線Ｆと同様になり、ダイナミッ
クレンジＤｙを越えた直後に急激に０に近づく。受光領
域７ａ〜７ｄの形状や受光領域７ａと７ｄ又は７ｂと７
ｃの距離を変化させることによって、ダイナミックレン
ジＤｙを越えた領域で０への収束の仕方が変化するの
で、これらを最適化することで、従来では緩やかに０に
収束していたＦＥＳカーブを急激に０に収束させること
ができる。

【０１０６】よって、従来例２で述べたように層間距離
の小さな多層ディスクを再生した場合でも、各層でのＦ
ＥＳオフセットは十分小さくなり、検出感度もほとんど
変化しないため、正常なフォー力スサーボを行うことが
できる。

【０１０７】なお、ビームが合焦点状態からデフォーカ
ス状態に変化した場合の受光領域上でのビームの形状変
化は、上記実施形態４と同様である。本実施形態５にお
いては、実施形態４同様に、ＲＥＳ検出用ビームＰ３、
Ｐ４がダイナミックレンジを越えたデフォーカス状態で
ＦＥＳ検出用受光領域に入射することに加えて、さらに
ＦＥＳ検出用ビームＰ１、Ｐ２が互いにもう一方の２分
割受光領域に入射することによってＦＥＳカーブに対し
て同様の効果を得ている。

【０１０８】本実施形態５においても、補助受光領域を
設けずに、ＲＥＳ検出用ビームのデフォーカス状態の光
及び互いに２つのＦＥＳ検出用受光領域を有効利用し
て、ＦＥＳカーブの補正を行うことができる。よって、
受光素子の面積増大や主受光領域と補助受光領域の間の
ボンディング作業が不要になる。このため、受光素子、
ひいては光ピックアップ装置の小型化及びコストダウン
を図ることができる。

【０１０９】（実施形態６）図１３は本発明光ピックア
ップ装置の実施形態６を示す。本実施形態６の光ピック
アップ装置も、位相差法によるＲＥＳを検出できる光学
系において、多層ディスクが再生できるＦＥＳカーブを
形成する点に特徴を有する。以下にその詳細を説明す
る。

【０１１０】図１３に示すように、本実施形態６のホロ
グラム素子２は、実施形態５の図１１に示すホログラム
素子２と同様である。一方、受光素子７は、ホログラム
素子２の回折方向、即ちｙ方向にほぼ沿った方向の分割
線７ｌ及び７ｍで分割された２つの２分割受光領域（７
ａ、７ｂ）と（７ｃ、７ｄ）とその他の矩形領域７ｅ、
７ｆとを有しており、２分割受光領域の片側７ａ、７ｄ
はｙ方向に長く延びており、矩形領域７ｅ、７ｆとも隣
接するような構成になっており、この点で実施形態５の
受光素子７とは異なっている。また、受光領域７ｅ、７
ｆは受光領域７ａと７ｄの内側に配置している。

【０１１１】このような構成において、合焦点状態の時
にホログラム素子２の分割領域２ｄで回折された戻り光
は、分割線７ｌ上にビームＰ１を形成する。また、分割
領域２ｃで回折された戻り光は、分割線７ｍ上にビーム
Ｐ２を形成する。さらに、分割領域２ｂ、２ｄで回折さ
れた戻り光は、それぞれ受光領域７ｆ、７ｅ上にビーム
Ｐ３、Ｐ４を形成する。

【０１１２】ここで、ビームＰ３、Ｐ４はそれぞれビー
ムＰ２、Ｐ１とｙ方向に離れた受光領域７ｆ、７ｅ上で
ｙ軸に対称な位置に集光するように構成する。即ち、回
折方向に対して垂直なｘ方向で互いに隣り合うビームＰ
１とＰ２、Ｐ４とＰ３はデフォー力ス状態で同じ方向
（ｘ軸方向）にビームが広がるように構成する。

【０１１３】このため、フォーカス誤差信号ＦＥＳは、
下記（７）式の演算を行えば、求めることができる。

【０１１４】 ＦＥＳ＝（Ｓａ＋Ｓｃ）−（Ｓｂ＋Ｓｄ） …（７） また、ＲＥＳはＳａとＳｂ、ＳｃとＳｄの和信号の位相
を比較演算することにより、位相差法により求めること
ができる。

【０１１５】ここで、ビームが合焦点状態からデフォー
カス状態に変化した場合の受光領域上でのビームの形状
変化は、実施形態５の場合と類似しており、実施形態５
と同じように、ＲＥＳ検出用ビームＰ３、Ｐ４がダイナ
ミックレンジを越えたデフォーカス状態でＦＥＳ検出用
受光領域に入射する。加えて、ＦＥＳ検出用ビームＰ
１、Ｐ２が互いにもう一方の２分割受光領域に入射する
ことによって、ＦＥＳカーブに対して同様の効果を得て
いる。

【０１１６】本実施形態６では、ＲＥＳ検出用ビームＰ
３、Ｐ４はＦＥＳのダイナミックレンジ内のＦＥＳ生成
には関係なく、ダイナミックレンジを越えて大きくデフ
ォーカス状態になった場合にのみＦＥＳに影響を与える
構成となっている。

【０１１７】よって、実施形態４及び実施形態５に比べ
てダイナミックレンジ内においてもＦＥＳ検出用受光領
域に不必要な光が入ってこない。このため、ノイズの影
響を低減できるので、その分、検出精度、ひいてはフォ
ーカスサーボ動作をより一層精度よく行うことができ
る。

【０１１８】本実施形態６においても、補助受光領域を
設けずに、ＲＥＳ検出用ビームのデフォーカス状態の光
及び互いに２つのＦＥＳ検出用受光領域を有効利用し
て、ＦＥＳカーブの補正を行うことができる。よって、
受光素子の面積増大や主受光領域と補助受光領域の間の
ボンディング作業が不要になる。このため、受光素子、
ひいては光ピックアップ装置の小型化及びコストダウン
を図ることができる。

【０１１９】以上の実施形態の光ピックアップ装置を搭
載した光ディスク記録・再生装置によれば、正確なトラ
ッキング動作及びフォーカシング動作が可能な光ディス
ク記録・再生装置を実現することができる。

【０１２０】

【発明の効果】以上の本発明光ピックアップ装置によれ
ば、単純な４分割ホログラム素子を使用することが可能
になるので、その分、光ピックアップ装置の製作性を向
上でき、低コスト化を図ることができる。

【０１２１】加えて、回折パターンによって回折される
全ての回折光を有効に活用して位相差信号を検出するこ
とが可能であるので、ノイズの影響の少ない正確なＲＥ
Ｓ検出が可能になる。また、ビームの一部ではなく全体
で回折パターンの変化を検出するため、対物レンズがシ
フトした場合や光ディスクが傾いた場合等でも、ＲＥＳ
にオフセットが発生しにくく安定したＲＥＳサーボ動作
が可能になる。

【０１２２】また、特に請求項３記載の光ピックアップ
装置によれば、受光素子が、回折素子の４つの分割領域
のうち、原点に対して対称な位置にある２つの分割領域
からの回折光を共通に受光する少なくとも２つの受光領
域を備えているので、ＦＥＳとＲＥＳ検出用のデバイ
ス、例えばフォトディテクタを共用化できるので、検出
器の分割数、その占有面積及び出力端子の数を低減でき
る。このため、光ピックアップ装置の簡潔化及びコスト
ダウンが可能になる。

【０１２３】また、特に請求項６又は請求項７記載の光
ピックアップ装置によれば、各記録再生層の間の距離が
短い小さい多層光ディスクでも、各層からのＦＥＳカー
ブが干渉しない、つまりオフセットが発生しないＦＥＳ
を生成することができるので、フォーカスサーボ動作を
精度よく行える光ピックアップ装置及びこのような光ピ
ックアップ装置を備えた光ディスク記録・再生装置を実
現できる。

【０１２４】また、上記の従来例２とは異なり、新たに
補助受光領域を設ける必要がないので、受光素子の面積
増大や主受光領域と補助受光領域の間のボンディング作
業が不要になる。このため、受光素子、ひいては光ピッ
クアップ装置の小型化及びコストダウンを図ることがで
きる。

【０１２５】また、特に請求項８記載の光ディスク記録
・再生装置によれば、正確なトラッキング動作及びフォ
ーカシング動作が可能な光ディスク記録・再生装置を実
現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明光ピックアップ装置の実施形態１を示
す、光学系の概略構成を示す斜視図。

【図２】本発明光ピックアップ装置の実施形態１を示
す、ホログラム素子と受光素子の構成を示す図。

【図３】本発明光ピックアップ装置の実施形態１を示
す、受光素子の形状及び受光状態を示す図。

【図４】本発明光ピックアップ装置の実施形態２を示
す、光学系の概略構成を示す斜視図。

【図５】本発明光ピックアップ装置の実施形態２を示
す、ホログラム素子と受光素子の構成を示す図。

【図６】本発明光ピックアップ装置の実施形態２を示
す、受光素子の形状及び受光状態を示す図。

【図７】本発明光ピックアップ装置の実施形態２を示
す、受光素子の変形例を示す図。

【図８】本発明光ピックアップ装置の実施形態３を示
す、ホログラム素子と受光素子の構成を示す図。

【図９】本発明光ピックアップ装置の実施形態４を示
す、ホログラム素子と受光素子の構成を示す図。

【図１０】本発明光ピックアップ装置の実施形態４を示
す、受光素子の形状及び受光状態を示す図。

【図１１】本発明光ピックアップ装置の実施形態５を示
す、ホログラム素子と受光素子の構成を示す図。

【図１２】本発明光ピックアップ装置の実施形態５を示
す、受光素子の形状及び受光状態を示す図。

【図１３】本発明光ピックアップ装置の実施形態６を示
す、ホログラム素子と受光素子の構成を示す図。

【図１４】位相差法によるＲＥＳの検出原理を示すブロ
ック図。

【図１５】従来例１の光ピックアップ装置の光学系の概
略構成を示す正面図。

【図１６】（ａ）は従来例１の光ピックアップ装置のホ
ログラム素子の機能領域区分を模式的に示す図、（ｂ）
はフォトディテクタの受光状態を示す図。

【図１７】従来例２の光ピックアップ装置の光学系の概
略構成を示す斜視図。

【図１８】従来例２の光ピックアップ装置の受光素子の
形状および受光状態を示す図。

【図１９】ＦＥＳカーブを説明するグラフ。

【図２０】２層記録層の光ディスクの構造例を示す図。

【図２１】２層記録層におけるＦＥＳカーブの合成過程
を説明するグラフ。

【図２２】２層記録層におけるＦＥＳカーブを説明する
グラフ。

【図２３】補助受光領域がない場合の２層記録層におけ
る、ＦＥＳカーブの合成過程を説明するグラフ。

【図２４】補助受光領域がない場合の２層記録層におけ
るＦＥＳカーブを説明するグラフ。

【符号の説明】

１ 半導体レーザ ２ ホログラム素子 ３ コリメートレンズ ５ 対物レンズ ６ 光ディスク ７ 受光素子

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光源、光学系、回折素子及び受光素子を
   備え、該光学系が該光源からの出射光を情報記録媒体上
   に集光させると共に、該情報記録媒体からの戻り光を該
   回折素子に導き、該回折素子が該戻り光を該受光素子側
   に回折させ、該受光素子が該回折素子で回折された戻り
   光に基づいて少なくともフォーカス誤差信号及びトラッ
   キング誤差信号を検出する構成の光ピックアップ装置に
   おいて、 該回折素子が、該情報記録媒体のピット列方向に相当す
   る方向に延びる第１分割線と、該情報記録媒体のラジア
   ル方向に相当する方向に延びる第２分割線とにより、戻
   り光ビームの実質的な中心を原点として十字状に分割さ
   れた４つの分割領域を備えている光ピックアップ装置。
2. 【請求項２】 前記受光素子が、前記回折素子の前記４
   つの分割領域からの回折光を各別に受光する少なくとも
   ４つの受光領域を備えている請求項１記載の光ピックア
   ップ装置。
3. 【請求項３】 前記受光素子が、前記回折素子の前記４
   つの分割領域のうち、原点に対して対称な位置にある２
   つの分割領域からの回折光を共通に受光する少なくとも
   ２つの受光領域を備えている請求項１記載の光ピックア
   ップ装置。
4. 【請求項４】 前記回折素子の前記４つの分割領域のう
   ち、原点に対して対称な位置にある２組の分割領域から
   の回折光の位相差信号からトラッキング誤差信号を検出
   するように構成した請求項１記載の光ピックアップ装
   置。
5. 【請求項５】 前記受光素子が、フォーカス誤差信号を
   生成する少なくとも２つの２分割受光領域を備えてお
   り、前記回折素子の前記４つの分割領域のうち、ラジア
   ル方向の分割線に対して、同じ側にある２つの分割領域
   からのＦＥＳ生成用ビームをそれぞれ該２つの２分割受
   光領域の分割線上に集光させるように構成した請求項１
   記載の光ピックアップ装置。
6. 【請求項６】 前記回折素子の前記４つの分割領域から
   の回折光のうち、前記ＦＥＳ生成用ビーム以外の光が、
   大きくデフォー力ス状態になった場合に、該回折光を前
   記２つの２分割受光領域に入射させることによってＦＥ
   Ｓカーブを補正するように構成した請求項５記載の光ピ
   ックアップ装置。
7. 【請求項７】 前記回折素子の４つの分割領域からの回
   折光のうち、前記ＦＥＳ生成用ビーム以外の光が、大き
   くデフォーカス状態になった場合に、前記２つの２分割
   受光領域のうちの一方の２分割受光領域からはみ出した
   光を他方の２分割受光領域に入射させることによってＦ
   ＥＳカーブを補正するように構成した請求項５記載の光
   ピックアップ装置。
8. 【請求項８】 複数の記録再生層を有する光ディスクに
   光学的に情報を記録・再生する光ディスク記録・再生装
   置において、 請求項６又は請求項７記載の光ピックアップ装置を備え
   た光ディスク記録・再生装置。