JPH11232665A - 光ピックアップ装置及び光ディスク装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 フォーカス誤差信号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および光ディスク
装置を提供する。 【解決手段】 半導体レーザからの光を対物レンズで光
ディスク上に集光させ、その戻り光を４分割ホログラム
素子６によって受光素子２に導く。受光素子２はフォー
カス誤差信号検出用の２つの２分割受光領域Ａ（２ａ，
２ｂ）とＢ（２ｃ，２ｄ）を設けている。２つの２分割
受光領域Ａ，Ｂは、互いの分割線２ｌ，２ｍが同一直線
上に並ばないように、２分割受光領域Ａ，Ｂの幅の半分
程度ずらして配置している。

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再生する
光ピックアップ装置および光ディスク装置に関するもの
である。特に、複数の記録再生層を有する光ディスクに
対して、正確なフォーカシング動作が可能な光ピックア
ップ装置および光ディスク装置を提供する。

【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、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やレーザデ
ィスクなどの普及は著しく、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などが商品化されてい
る。

【０００３】ところで、このような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、記録媒体上に光ビームを正確に集光させるためのフ
ォーカシングサーボ及び情報トラックに正確に追従させ
るトラッキングサーボが必要である。フォーカスエラー
信号（ＦＥＳ）やトラッキングエラー信号（ＴＥＳ）を
検出する方法としては様々な方法が知られている。

【０００４】その一つとしてＦＥＳにナイフエッジ法、
ＴＥＳに位相差（ＤＰＤ）法を用いた光ピックアップに
ついて図１０を用いて説明する。図において、１は半導
体レーザ光源、２は受光素子、３はコリメータレンズ、
４は対物レンズ、５は光ディスク、６はホログラム素子
である。このような光ピックアップでは、光源１からの
光ビームは、コリメータレンズ３によって平行光にさ
れ、対物レンズ４によって光ディスク５上に集光され
る。光ディスクからの反射光は再びレンズ４、３を通過
し、光源１と対物レンズ４の間に配置されたホログラム
素子６により受光素子２の方向へ回折される。

【０００５】ホログラム素子６は、図１１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５のラジアル方向に対応するｘ方向に延びる
分割線６ｇと、これに直交するｙ方向、つまり光ディス
ク５のピット列方向に対応する方向に延びる分割線６ｈ
とにより、４つの分割領域６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄに分
割され、それぞれ各分割領域６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄに
対応して、別個の格子が形成されている。

【０００６】受光素子２は、大きく分けて、ホログラム
の回折方向すなわちｘ方向にほぼ沿った方向の分割線２
ｌおよび２ｍで分割された矩形状の２つの２分割受光領
域Ａ（２ａ，２ｂ）、Ｂ（２ｃ，２ｄ）とその他の矩形
領域２ｅ，２ｆとの４つの受光領域を有するよう形成さ
れている。この光ピックアップでは、ホログラムの回折
方向すなわちｘ方向にほぼ沿って２つの２分割受光領域
が配置されている場合の例を示している。

【０００７】このようなピックアップでは、図１１のよ
うに、合焦状態の時にホログラム素子６の分割領域６ａ
で回折された戻り光が、２分割受光領域Ａ（２ａ，２
ｂ）のｘ方向に延びる分割線２ｌ上にビームＰ１を形成
し、分割領域６ｄで回折された戻り光が２分割受光領域
Ｂ（２ｃ，２ｄ）のｘ方向に延びる分割線２ｍ上にビー
ムＰ２を形成し、分割領域６ｂ，６ｃがそれぞれ受光領
域２ｅ，２ｆ上にビームＰ３，Ｐ４を形成する。

【０００８】光ディスク６が対物レンズ５に近づくと、
ビームＰ１およびＰ２は、それぞれ受光領域２ａまたは
２ｃ側に大きくなり、逆に遠ざかると、それぞれ受光領
域２ｂまたは２ｄ側に大きくなるため、受光領域２ａ，
２ｂ，２ｃ，２ｄの出力信号をそれぞれＳａ，Ｓｂ，Ｓ
ｃ，Ｓｄとすると、ＦＥＳはナイフエッジ法により ＦＥＳ＝（Ｓａ＋Ｓｃ）−（Ｓｂ＋Ｓｄ） の演算により検出できる。

【０００９】また、受光領域２ｆ，２ｅの出力信号を、
それぞれＳｆ，Ｓｅとすると、ＴＥＳはＳａとＳｂとＳ
ｆの和信号と、ＳｃとＳｄとＳｅの和信号の位相を比較
演算することにより、位相差法により検出できる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】ところで、光ディスク
の分野では、ＤＶＤの２層ディスクのように記録容量を
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
作を行うためには、それぞれの面から独立したＦＥＳを
検出する必要がある。図１０に示した光ピックアップの
ＦＥＳについて図１２、図１３を用いて詳しく説明す
る。図１２はフォーカス状態の変化に伴う戻り光のビー
ム形状の変化を示す図である。図１３は、デフォーカス
量とＦＥＳとの関係を示す図である。なお、図１２にお
いてはＦＥＳ検出に必要な２つの２分割受光領域Ａ（２
ａ，２ｂ）、Ｂ（２ｃ，２ｄ）のみを示している。

【００１１】合焦状態の時には、図１２（ａ）のように
集光されているが、光ディスク５が対物レンズ４に近づ
く（マイナス方向にずれる）と、ビームＰ１およびＰ２
は、図１２（ｂ）のように、それぞれ受光領域２ａまた
は２ｃ側に大きくなり、逆に遠ざかる（プラス方向にず
れる）と図１２（ｃ）のように、それぞれ受光領域２ｂ
または２ｄ側に大きくなる。このとき、ＦＥＳは図１３
のように合焦状態の時を０としてほぼ直線的に変化する
（−ｄ１〜＋ｄ１）。

【００１２】そして、図１２（ｄ）、図１２（ｅ）のよ
うに、デフォーカス量が−ｄ１および＋ｄ１を越えて、
ビームＰ１およびＰ２が受光領域からはみ出し始めると
ＦＥＳの絶対値は減少し始める。

【００１３】さらに、図１２（ｆ）のようにマイナス側
に大きくデフォーカスになるにしたがって、ＦＥＳの値
は０に収束していく。しかしながら、図１２（ｇ）のよ
うにプラス側に大きくデフォーカス状態になった場合、
２ｄからはみ出した光は２ｂに入射し、逆に２ｂからは
み出した光は２ｄに入射してしまう。このように、対応
する受光領域からはみ出した光が再びｘ方向に隣接する
受光領域に入射するときのデフォーカス量を＋ｄ２とす
ると、図１３のように（Ｓａ＋Ｓｃ）−（Ｓｂ＋Ｓｄ）
で演算されるＦＥＳは＋ｄ２を超えると図１３のように
再び絶対値が増加するように変化する。図１３において
＋ｄ２を越えた＋ｄ３の距離のところに例えば２層目の
情報信号記録面が形成されている場合、ＦＥＳの値Ｆ１
が２層目のＦＥＳオフセットとなったり、ＦＥＳ感度に
悪影響を与える。

【００１４】このような影響を防止するには、はみ出し
た光が大きくデフォーカスになった場合でも、もう一方
の２分割検出器に再入射しないようにお互いを十分離し
て配置したら、図１３の点線のように０に収束するた
め、このような影響はなくなるが、ｘ方向に離間させて
いくと例えば集光点Ｐ１も遠ざかるため、光の回折角度
が大きくなりホログラムの分割領域６ａの格子ピッチが
狭くなる。これは製造上問題があり、またディテクタを
配置する面積が大きくなり、回路を含めた小型集積化に
も不利になる。

【００１５】本発明は、層間距離の小さな多層ディスク
を再生した場合でもオフセットが十分小さなフォーカス
誤差信号が検出できる光ピックアップ装置及び光ディス
ク装置を提供することを目的とするものである。

【００１６】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の光ピッ
クアップ装置は、光記録担体に光ビームを照射する光照
射手段と、光記録担体からの戻り光を分割して回折する
回折手段と、該回折手段により回折された光を受光す
る、前記回折手段の回折方向と略同一方向の分割線によ
り分割された第１及び第２の２分割受光領域を少なくと
も含む受光手段と、を有し、第１及び第２の２分割受光
領域での受光量に基づきフォーカス誤差を検出する光ピ
ックアップ装置において、第１及び第２の２分割受光領
域は、光記録担体に対して光ビームが大きくデフォーカ
スしたときに、第１の２分割受光領域からはみ出した光
が第２の２分割受光領域に入射し、かつ、第１及び第２
の２分割受光領域の分割線が同一直線上に載らないよう
配置されていることを特徴としている。

【００１７】請求項２に記載の光ピックアップ装置は、
請求項１に記載の光ピックアップ装置において、第１及
び第２の２分割受光領域は、第１の２分割受光領域から
はみ出した光が第２の２分割受光領域における分割され
た２つの受光領域に略同一光量ずつ入射するよう配置さ
れていることを特徴としている。

【００１８】請求項３に記載の光ピックアップ装置は、
請求項１または請求項２に記載の光ピックアップ装置に
おいて、第１及び第２の２分割受光領域の前記分割線に
垂直な方向の両外側に、フォーカス誤差信号を補正する
補助受光領域を有していることを特徴としている。

【００１９】請求項４に記載の光ピックアップ装置は、
請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の光ピックアッ
プ装置において、第１及び第２の２分割受光領域は、互
いの分割線が、第１の２分割線受光領域の前記分割線に
垂直な方向の幅の略１／２だけ前記分割線に垂直な方向
にずれるよう配置されてなることを特徴としている。

【００２０】請求項５に記載の光ピックアップ装置は、
請求項３に記載の光ピックアップ装置において、第１及
び第２の２分割受光領域は、互いの分割線が、第１の２
分割線受光領域にその両外側の補助受光領域を加えたも
のの幅の略１／２だけ前記分割線に垂直な方向にずれる
よう配置されてなることを特徴としている。

【００２１】請求項６に記載の光ディスク装置は、光記
録担体に光ビームを照射する光照射手段と、光記録担体
からの戻り光を分割して回折する回折手段と、該回折手
段により回折された光を受光する、前記回折手段の回折
方向と略同一方向の分割線により分割された第１及び第
２の２分割受光領域を少なくとも含む受光手段と、を有
し、第１及び第２の２分割受光領域での受光量に基づき
フォーカスサーボを実行する光ディスク装置において、
第１及び第２の２分割受光領域は、光記録担体に対して
光ビームが大きくデフォーカスしたときに、第１の２分
割受光領域からはみ出した光が第２の２分割受光領域に
入射し、かつ、第１及び第２の２分割受光領域の分割線
が同一直線上に載らないよう配置されていることを特徴
としている。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を図
面を用いて詳細に示す。なお、従来例で示した構成要素
と同じものは同一符号で示す。

【００２３】（実施の形態１）図１は、実施の形態１の
光ピックアップ（光ディスク装置）の構成を説明する図
である。なお、図１の光ピックアップは基本的には図１
０と同様であるため、同じ構成要素には同一符号を付し
て説明を簡略化する。なお、図１と図１０の光ピックア
ップの相違点は受光素子２の配置である。

【００２４】図１において、１は半導体レーザ光源（光
照射手段）、２は受光素子（受光手段）、３はコリメー
タレンズ、４は対物レンズ、５は光ディスク、６はホロ
グラム素子（回折手段）である。このような光ピックア
ップでは、光源１からの光ビームは、コリメータレンズ
３によって平行光にされ、対物レンズ４によって光ディ
スク５上に集光される。光ディスクからの反射光は再び
レンズ４、３を通過し、光源１と対物レンズ４の間に配
置されたホログラム素子６により受光素子２の方向へ回
折される。

【００２５】ホログラム素子６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（光ディスク５
からの戻り光の入射中心）を原点とした光ディスク５の
ラジアル方向に対応するｘ方向に延びる分割線６ｇと、
これに直交するｙ方向、つまり光ディスク５のピット列
方向に対応する方向に延びる分割線６ｈとにより、４つ
の分割領域６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄに分割され、それぞ
れ各分割領域６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄに対応して、別個
の格子が形成されている。

【００２６】受光素子２は、大きく分けて、ホログラム
の回折方向すなわちｘ方向にほぼ沿った方向の分割線２
ｌおよび２ｍで分割された矩形状の２つの２分割受光領
域Ａ（２ａ，２ｂ）、Ｂ（２ｃ，２ｄ）とその他の矩形
受光領域２ｅ，２ｆとの４つの受光領域を有するよう形
成されている。これらの２分割受光領域Ａ，Ｂは略同一
幅（分割線に垂直な方向）に設定されている。

【００２７】図２のように、ホログラム素子６と受光素
子２は、合焦状態の時にホログラム素子６の分割領域６
ａで回折された戻り光が２分割受光領域Ａ（２ａ，２
ｂ）のｘ方向に延びる分割線２ｌ上にビームＰ１を形成
し、分割領域６ｄで回折された戻り光が２分割受光領域
Ｂ（２ｃ，２ｄ）のｘ方向に延びる分割線２ｍ上にビー
ムＰ２を形成し、分割領域６ｂ，６ｃがそれぞれ受光領
域２ｅ，２ｆ上にビームＰ３，Ｐ４を形成するよう構成
されている。この点は図１０の光ピックアップと同様で
ある。しかしながら、本実施の形態の光ピックアップで
は、２分割受光領域Ａ（２ａ，２ｂ）、Ｂ（２ｃ，２
ｄ）をｙ方向にｋだけずらして配置している、つまり、
２分割受光領域Ａ（２ａ，２ｂ）、Ｂ（２ｃ，２ｄ）の
分割線２ｌ，２ｍをｙ方向にｋだけずれて配置してい
る。なお、図２では、ｋは２分割受光領域の片方の受光
領域のｙ方向の幅と同等（２分割受光領域の全体の幅の
略半分）に設定している。

【００２８】以上の構成の光ピックアップ装置では、受
光領域２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆそれぞれの
受光量をＳａ，Ｓｂ，Ｓｃ，Ｓｄ，Ｓｅ，Ｓｆとする
と、ＦＥＳは、ナイフエッジ法により、 ＦＥＳ＝（Ｓａ＋Ｓｃ）−（Ｓｂ＋Ｓｄ） の演算で検出できる。

【００２９】また、ＴＥＳは、ＳａとＳｂとＳｆの和信
号とＳｃとＳｄとＳｅの和信号の位相を比較演算して、
位相差法により検出できる。また、ＴＥＳは（Ｓａ＋Ｓ
ｂ＋Ｓｅ）−（Ｓｃ＋Ｓｄ＋Ｓｆ）の演算によりプッシ
ュプル法により検出することもできる。なお、ＴＥＳは
ビームの片側すなわち分割領域６ｂ、６ｃまたは分割領
域６ａ、６ｄの片側の光だけを用いて位相差法やプッシ
ュプル法でのＴＥＳを生成することもできる。

【００３０】次に、図１に示した光ピックアップのＦＥ
Ｓについて図３、図４を用いて詳しく説明する。図３は
フォーカスずれに伴う受光素子２上のビーム形状の変化
を説明する図であり、図４はデフォーカス量に伴うＦＥ
Ｓの変化を説明する図である。なお、図３においてはＦ
ＥＳ検出に必要な２つの２分割受光領域Ａ（２ａ，２
ｂ）、Ｂ（２ｃ，２ｄ）のみを示している。

【００３１】（１）合焦状態の時には、図３（ａ）のよ
うにビームＰ１，Ｐ２は分割線２ｌ，２ｍ上に集光され
る。

【００３２】（２）合焦状態から、光ディスク５が対物
レンズ４に近づく（マイナス方向にずれる）と、ビーム
Ｐ１およびＰ２は、図３（ｂ）のように、それぞれ受光
領域２ａ，２ｃ側に大きくなり、逆に遠ざかる（プラス
方向にずれる）と図３（ｃ）のように、それぞれ受光領
域２ｂ，２ｄ側に大きくなる。そして、デフォーカス量
がある値（−ｄ１または＋ｄ１）までは、デフォーカス
量の増加とともに受光領域２ｂまたは２ｄにおける受光
量が増大していく。したがって、ＦＥＳは図４のように
合焦状態の時を０としてほぼ直線的に変化する（−ｄ１
〜＋ｄ１）。

【００３３】（３）デフォーカス量がマイナス側または
プラス側により大きくなり（図４におけるデフォーカス
量−ｄ１，＋ｄ１を越えて大きくなり）、図３（ｄ），
図３（ｅ）のようにビームＰ１およびＰ２が受光領域か
らはみ出し始めると、ＦＥＳの絶対値は減少し始める。

【００３４】（４）そして、さらにデフォーカス量が大
きくなると、そのデフォーカスがマイナス側で生じてい
る場合には、図３（ｆ）のようにビームＰ１，Ｐ２が２
分割受光領域Ａ，Ｂの外側にはみ出し、受光領域２ａ，
２ｃでの受光量が少なくなっていき、ＦＥＳは図４に示
すように、０に収束していく（デフォーカス量−ｄ２を
越えてマイナス側に大きい部分）。

【００３５】一方、デフォーカスがプラス側で生じてい
る場合（つまり、プラス側で大きくデフォーカス状態と
なっている場合）、図３（ｇ）のようにビームＰ１，Ｐ
２は２分割受光領域Ａ，Ｂの内側にはみ出し、ついには
受光領域２ｄからはみ出した光が受光領域２ａ，２ｂに
入射するようになる。

【００３６】ここで、本実施の形態では２分割受光領域
Ａ，Ｂの分割線２ｌ，２ｍを一直線上に載らないように
ｙ方向にずらして配置しているため、受光領域２ｄから
はみ出した光の受光領域２ａ，２ｂへの入射光量（それ
ぞれＳａ’，Ｓｂ’とする）を略同一とすることができ
る。また、分割線２ｌ、２ｍを、ｙ方向に２分割受光領
域の片方の受光領域のｙ方向幅と同等分だけずらしてい
るため、受光領域２ｂからはみ出したビームＰ１は２分
割受光領域Ａには入射しない。したがって、ビームＰ
１，Ｐ２のはみ出しに起因して２分割受光領域Ａ，Ｂに
おける受光量を変化させるのは、上記したＳａ’，Ｓ
ｂ’（Ｓａ’＝Ｓｂ’）だけとなる。

【００３７】ここで、ＦＥＳが（Ｓａ＋Ｓｃ）−（Ｓｂ
＋Ｓｄ）で演算されることを考慮すると、はみ出し分の
入射光量は互いに打ち消し合うことが分かる。よって、
本実施の形態では、従来例で示したプラス方向へ大きな
デフォーカス（＋ｄ２を超えるデフォーカス）によりＦ
ＥＳの絶対値が増加するという現象を抑制できる。

【００３８】このため、２つの２分割受光素子Ａ，Ｂを
ホログラム回折方向に近接して配置しても、お互いを十
分離して配置した場合と同程度のＦＥＳを得ることがで
きる。

【００３９】なお、ここでは、２分割受光領域の分割線
のｙ方向へのずらし量を２分割受光領域の幅の略半分と
したが、これに限るものではなく、ずらし量がこの値よ
りも小さくても、図１０の従来例の場合よりもＦＥＳに
発生するオフセットを抑制できる。しかしながら、上記
ずらし量は２分割受光領域の幅の略半分よりも大きく設
定することがより望ましい。このようにすれば、分割受
光領域からはみ出して他の２分割受光領域に入射するビ
ームは、上記他の２分割受光領域を構成する２つの受光
領域に略同等の光量ずつ入射することになり、はみ出し
光に起因するＦＥＳの変化を抑制できる。但し、上記ず
らし量が大きすぎると光ピックアップ装置及び光ディス
ク装置が大型化するため、上記ずらし量は２分割受光領
域の幅の略半分とすることが最も望ましい。

【００４０】（実施の形態２）図５は、本発明の実施の
形態２の光ピックアップの構成を説明する図である。こ
の光ピックアップの構成は基本的には図１の実施の形態
１と同様であるが、ホログラム素子１６の構成が異な
る。この部分について図５を用いて説明する。同じ構成
要素には同一符号を付し、説明を省略する。

【００４１】受光素子２は、図２と同様２つの２分割受
光領域Ａ（２ａ，２ｂ）、Ｂ（２ｃ，２ｄ）とその他の
矩形領域２ｅ、２ｆとの４つの受光領域を有している。

【００４２】ホログラム素子１６も同様に４分割されて
おり、合焦状態の時にホログラム素子１６の分割領域１
６ａで回折された戻り光が、２分割受光領域Ａ（２ａ，
２ｂ）のｘ方向に延びる分割線２ｌ上にビームＰ１を形
成し、分割領域１６ｄで回折された戻り光が２分割受光
領域Ｂ（２ｃ，２ｄ）のｘ方向に延びる分割線２ｍ上に
ビームＰ２を形成し、分割領域１６ｂ，１６ｃがそれぞ
れ受光領域２ｅ，２ｆ上にビームＰ３、Ｐ４を形成す
る。これらは、図１のピックアップと同様である。

【００４３】本実施の形態では、分割領域１６ａのホロ
グラムは受光素子２よりも遠くでビームが集光するよう
な集光特性を有しており、逆に分割領域１６ｄのホログ
ラムは受光素子１６よりも近くでビームが集光するよう
な集光特性を有している。受光素子１６はこの２つのビ
ームＰ１とＰ２の集光位置のちょうど中間に位置するよ
うに配置している。そして対物レンズ４が合焦位置にあ
る場合に、各２分割素子の出力がＳａ＝Ｓｂ、Ｓｃ＝Ｓ
ｄになるように調整している。

【００４４】また、２分割受光領域Ａ（２ａ，２ｂ）、
Ｂ（２ｃ，２ｄ）はｙ方向にｋだけずらして配置してい
る。この実施の形態においては、ｋは略２分割受光領域
のｙ方向幅の半分に設定している。

【００４５】このような光ピックアップ装置では、ＦＥ
Ｓは、 ＦＥＳ＝（Ｓａ＋Ｓｃ）−（Ｓｂ＋Ｓｄ） の演算により検出する。また、ＴＥＳは実施の形態１と
同様の方法で検出できる。

【００４６】次に、本ピックアップ装置の受光素子２上
でのビーム形状変化について図６、図７を用いて詳しく
示す。図６はフォーカスずれに伴う受光素子２上のビー
ム形状の変化を説明する図であり、図７はデフォーカス
に伴うＦＥＳの変化を説明する図である。なお、図６に
おいてはＦＥＳ検出に必要な２つの２分割受光領域Ａ
（２ａ、２ｂ）、Ｂ（２ｃ、２ｄ）のみを示している。

【００４７】（１）合焦状態の時には、図６（ａ）のよ
うにビームＰ１，Ｐ２は２分割受光領域Ａ，Ｂに入射す
る。このとき、上記したようにＳａ＝Ｓｂ，Ｓｃ＝Ｓｄ
が成立する。

【００４８】（２）光ディスク５が対物レンズ４に近づ
くと（マイナス方向にデフォーカスすると）、図６
（ｂ）のように、ビームＰ１は大きくなり、ビームＰ２
は逆に小さくなる。反対に光ディスク５が対物レンズ４
から遠ざかると（プラス方向にデフォーカスすると）、
図６（ｃ）のように、ビームＰ２は大きくなり、ビーム
Ｐ１は逆に小さくなる。したがって、デフォーカス量が
ある値（−ｄ１または＋ｄ１）までは、マイナス方向に
デフォーカスすると受光領域２ｄへの入射光量が少なく
なり、受光領域２ａへの入射光量が増大する。一方、プ
ラス方向にデフォーカスすると、受光領域２ｄへの入射
光量が増大し、受光領域２ａの入射光量が減少する。

【００４９】このため、｛（Ｓａ＋Ｓｃ）−（Ｓｂ＋Ｓ
ｄ）｝で演算されるＦＥＳは、図７のように合焦状態の
時を０としてほぼ直線的に変化する（−ｄ１〜＋ｄ
１）。

【００５０】（３）そして、デフォーカス量の絶対値が
ｄ１を越えて大きくなると、図６（ｄ），図６（ｅ）の
ように、ビームＰ１またはＰ２が受光領域からはみ出し
始める。すると、ＦＥＳの絶対値は減少し始める。この
とき、はみ出さない側のビームは集光点を境にビーム形
状が反転し、逆方向に大きくなっていき、やがて受光領
域からはみ出す。

【００５１】（４）さらに、デフォーカス量が大きくな
ると、そのデフォーカスがマイナス側で生じている場合
には、図６（ｆ）のようにビームＰ１，Ｐ２が２分割受
光領域Ａ，Ｂの外側にはみ出し、受光領域２ａ，２ｃで
の受光量が少なくなっていき、ＦＥＳは図４に示すよう
に、０に収束していく（デフォーカス量−ｄ２を越えて
マイナス側に大きい部分）。

【００５２】一方、デフォーカスがプラス側で生じてい
る場合（つまり、プラス側で大きくデフォーカス状態と
なっている場合）、図６（ｇ）のようにビームＰ１，Ｐ
２は２分割受光領域Ａ，Ｂの内側にはみ出し、ついには
受光領域２ｄからはみ出した光が受光領域２ａ，２ｂに
入射するようになる。

【００５３】ここで、本実施の形態では２分割受光領域
Ａ，Ｂの分割線２ｌ，２ｍを一直線上に載らないように
ｙ方向にずらして配置しているため、受光領域２ｄから
はみ出して受光領域２ａ，２ｂに入射するはみ出し分入
射光量（それぞれＳａ’，Ｓｂ’とする）を略同一とす
ることができる。また、分割線２ｌ，２ｍを、ｙ方向に
２分割受光領域の片方の受光領域のｙ方向の幅と同等分
だけずらしているため、受光領域２ｂからはみ出したビ
ームＰ１は２分割受光領域Ａには入射しない。したがっ
て、ビームＰ１，Ｐ２のはみ出しに起因して２分割受光
領域Ａ，Ｂにおける受光量を変化させるのは、上記した
Ｓａ’，Ｓｂ’（Ｓａ’＝Ｓｂ’）だけとなる。

【００５４】ここで、ＦＥＳが｛（Ｓａ＋Ｓｃ）−（Ｓ
ｂ＋Ｓｄ）｝で演算されることを考慮すると、はみ出し
分の入射光量は互いに打ち消し合うことが分かる。よっ
て、本実施の形態では、従来例で示したプラス方向へ大
きなデフォーカス（＋ｄ２を超えるデフォーカス）によ
りＦＥＳの絶対値が増加するという現象を抑制できる。

【００５５】したがって、２つの２分割受光素子Ａ，Ｂ
をホログラム回折方向に近接して配置しても、お互いを
十分離して配置した場合と同程度の良好なＦＥＳを得る
ことができる。

【００５６】なお、ここでは、２分割受光領域の分割線
のｙ方向へのずらし量を２分割受光領域の幅の略半分と
したが、これに限るものではなく、ずらし量がこの値よ
りも小さくても、図１０の従来例の場合よりもＦＥＳに
発生するオフセットを抑制できる。しかしながら、上記
ずらし量は２分割受光領域の幅の略半分よりも大きく設
定することがより望ましい。このようにすれば、分割受
光領域からはみ出して他の２分割受光領域に入射するビ
ームは、上記他の２分割受光領域を構成する２つの受光
領域に略同等の光量ずつ入射することになり、はみ出し
光に起因するＦＥＳの変化を抑制できる。但し、上記ず
らし量が大きすぎると光ピックアップ装置及び光ディス
ク装置が大型化するため、上記ずらし量は２分割受光領
域の幅の略半分とすることが最も望ましい。

【００５７】（実施の形態３）実施の形態３は、本願出
願人が先に提案したピックアップ（特開平９−１６１２
８２号公報）に本発明を適用したものである。なお、特
開平９−１６１２８２号公報で提案されたピックアップ
は、２分割受光領域の外側にＦＥＳ補正用の補助受光領
域を設けて、各層間距離の小さい多層光ディスクに適し
たＦＥＳ生成を行うものである。

【００５８】以下、本実施の形態のピックアップを図面
を用いて説明する。図８は、本ピックアップの構成を説
明する図である。本ピックアップは、基本的には図１の
ピックアップと同様であるため、図８では主要部のみを
示しており、図１と同一部分については同一符号を付し
ている。

【００５９】受光素子２は、図２と同様２つの２分割受
光領域Ａ（２ａ，２ｂ）、Ｂ（２ｃ，２ｄ）とその他の
矩形受光領域２ｅ，２ｆを有している。また、２分割受
光領域Ａ（２ａ，２ｂ）、Ｂ（２ｃ，２ｄ）の外側（分
割線に垂直な方向における外側）にはそれぞれ補助受光
領域２ｇ，２ｈおよび２ｉ，２ｊが設けられている。

【００６０】ホログラム素子６も、同様に４分割されて
おり、合焦状態の時にホログラム素子６の分割領域６ａ
で回折された戻り光が、２分割受光領域Ａ（２ａ，２
ｂ）のｘ方向に延びる分割線２ｌ上にビームＰ１を形成
し、分割領域６ｄで回折された戻り光が２分割受光領域
Ｂ（２ｃ，２ｄ）のｘ方向に延びる分割線２ｍ上にビー
ムＰ２を形成し、分割領域６ｂ，６ｃがそれぞれ受光領
域２ｅ、２ｆ上にビームＰ３、Ｐ４を形成する。

【００６１】本ピックアップにおいても、２分割受光領
域Ａ（２ａ，２ｂ）、Ｂ（２ｃ，２ｄ）を用いてナイフ
エッジ法によりＦＥＳ検出を行うが、本ピックアップで
は補助受光領域２ｇ，２ｈおよび２ｉ，２ｊを設けてい
るため、受光領域２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ、補助受光領
域２ｇ，２ｈ，２ｉ，２ｊにおける受光量をそれぞれＳ
ａ，Ｓｂ，Ｓｃ，Ｓｄ，Ｓｇ，Ｓｈ，Ｓｉ，Ｓｊとする
と、ＦＥＳを、 ＦＥＳ＝（Ｓａ＋Ｓｃ）−（Ｓｂ＋Ｓｄ）＋（（Ｓｈ＋
Ｓｊ）−（Ｓｉ＋Ｓｇ）） の演算により求める。これにより、ＦＥＳカーブの変化
を急峻にすることができる。図９にＦＥＳカーブを示す
が、補助受光領域を設けない場合には点線でしめしたカ
ーブであったものが、補助受光領域を設けることで図９
の一点鎖線（分割線２ｌ，２ｍが一直線上にある場合の
ＦＥＳ）で示すように急峻なカーブとなる。しかしなが
ら、特開平９−１６１２８２号公報に記載のピックアッ
プにおいても、２分割受光領域Ａ，Ｂの分割線２ｌ，２
ｍが一直線上にあると、従来例で示した理由により図９
の一点鎖線のように、プラス側に大きくデフォーカスし
たところ（＋ｄ２〜＋ｄ３）でＦＥＳが０から離れた値
となる。

【００６２】そこで、本実施の形態では、上記実施の形
態１，２と同様に２分割受光領域Ａ，Ｂの分割線２ｌ，
２ｍを互いにｙ方向にずらしている。このため、実施の
形態１、２と同様に２分割受光領域Ａ，Ｂからはみ出し
た光に起因するＦＥＳのオフセットを抑制できる。この
動作については実施の形態１、２と同様であるため説明
を省略する。

【００６３】なお、図８では分割線２ｌと２ｍのずらし
量を２分割受光領域Ａ，Ｂの半分としているため、プラ
ス側へのデフォーカス量が大きいときに、２分割受光領
域Ａからはみ出したビームが補助受光領域２ｊに入射す
る。このため、実際には、２分割受光領域からはみ出し
たビームの影響を完全には除去できない。しかしなが
ら、補助受光領域での受光量は小さいためほとんど問題
とはならない。本実施の形態のピックアップよりもさら
に厳密に、はみ出したビームの影響を除去するには、分
割線２ｌ，２ｍのずらし量を２分割受光領域とその両側
の補助受光領域とを含めたもの全体の略半分とすれば良
い。また、ずらし量は２分割受光領域Ａ，Ｂの半分より
も小さくても良く、この場合でも、図１０の従来例の場
合よりもＦＥＳに発生するオフセットを抑制できる。

【００６４】なお、言うまでもないが、本発明は上記し
た実施の形態１〜３に限るものではなく、大きくデフォ
ーカスしたときに、ある２分割受光領域からはみ出した
ビームが他の２分割受光領域に入射するピックアップ
（光ディスク装置）において、２分割受光領域の分割線
をずらすことにより、上記はみ出したビームの影響を除
去するものであれば良く、他の条件、例えばビームの形
状，分割線をずらす方向・ずらす量，２分割受光領域の
形状，２分割受光領域の数、等はどのようなものであっ
ても良い。

【００６５】

【発明の効果】このように本発明によれば、２分割受光
領域を、互いの分割線が同一直線上に並ばないようにず
らして配置するため、大きくデフォーカス状態になった
場合に、互いにはみ出した光が悪影響を及ぼすことを抑
制できる。よって、２分割受光領域を近接して配置する
ことができ光ピックアップ装置，光ディスク装置の小型
化を実現できる。また、各記録再生層の間の距離が小さ
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（オフセットが発生しない）フォーカス誤差信号
を検出または生成できる光ピックアップ装置及び光ディ
スク装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施の形態１の光ピックアップ装置の光学系を
説明する図である。

【図２】実施の形態１のホログラム素子と受光素子の分
割パターンを説明する図である。

【図３】実施の形態１の受光素子上でのビーム形状を説
明する図である。

【図４】実施の形態１のフォーカス誤差信号（ＦＥＳ）
の波形を説明する図である。

【図５】実施の形態２の光ピックアップのホログラム素
子と受光素子の分割パターンを説明する図である。

【図６】実施の形態２の受光素子上でのビーム形状を説
明する図である。

【図７】実施の形態２のフォーカス誤差信号の波形を説
明する図である。

【図８】実施の形態３の光ピックアップのホログラム素
子と受光素子の分割パターンを説明する図である。

【図９】実施の形態３のフォーカス誤差信号の波形を説
明する図である。

【図１０】従来の光ピックアップ装置の光学系を説明す
る図である。

【図１１】ホログラム素子と受光素子の分割パターンを
説明する図である。

【図１２】従来の受光素子上でのビーム形状を説明する
図である。

【図１３】従来のフォーカス誤差信号の波形を説明する
図である。

【符号の説明】

１ 半導体レーザ ２ 受光素子 ２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆ 受光領域 ２ｌ，２ｍ 分割線 ３ コリメータレンズ ４ 対物レンズ３ ５ ディスク ６，１６ ホログラム素子 Ａ，Ｂ ２分割受光領域

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光記録担体に光ビームを照射する光照射
   手段と、光記録担体からの戻り光を分割して回折する回
   折手段と、該回折手段により回折された光を受光する、
   前記回折手段の回折方向と略同一方向の分割線により分
   割された第１及び第２の２分割受光領域を少なくとも含
   む受光手段と、を有し、第１及び第２の２分割受光領域
   での受光量に基づきフォーカス誤差を検出する光ピック
   アップ装置において、 第１及び第２の２分割受光領域は、光記録担体に対して
   光ビームが大きくデフォーカスしたときに、第１の２分
   割受光領域からはみ出した光が第２の２分割受光領域に
   入射し、かつ、第１及び第２の２分割受光領域の分割線
   が同一直線上に載らないよう配置されていることを特徴
   とする光ピックアップ装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の光ピックアップ装置に
   おいて、 第１及び第２の２分割受光領域は、第１の２分割受光領
   域からはみ出した光が第２の２分割受光領域における分
   割された２つの受光領域に略同一光量ずつ入射するよう
   配置されていることを特徴とする光ピックアップ装置。
3. 【請求項３】 請求項１または請求項２に記載の光ピッ
   クアップ装置において、 第１及び第２の２分割受光領域の前記分割線に垂直な方
   向の両外側に、フォーカス誤差信号を補正する補助受光
   領域を有していることを特徴とする光ピックアップ装
   置。
4. 【請求項４】 請求項１乃至請求項３のいずれかに記載
   の光ピックアップ装置において、 第１及び第２の２分割受光領域は、互いの分割線が、第
   １の２分割線受光領域の前記分割線に垂直な方向の幅の
   略１／２だけ前記分割線に垂直な方向にずれるよう配置
   されてなることを特徴とする光ピックアップ装置。
5. 【請求項５】 請求項３に記載の光ピックアップ装置に
   おいて、 第１及び第２の２分割受光領域は、互いの分割線が、第
   １の２分割線受光領域にその両外側の補助受光領域を加
   えたものの幅の略１／２だけ前記分割線に垂直な方向に
   ずれるよう配置されてなることを特徴とする光ピックア
   ップ装置。
6. 【請求項６】 光記録担体に光ビームを照射する光照射
   手段と、光記録担体からの戻り光を分割して回折する回
   折手段と、該回折手段により回折された光を受光する、
   前記回折手段の回折方向と略同一方向の分割線により分
   割された第１及び第２の２分割受光領域を少なくとも含
   む受光手段と、を有し、第１及び第２の２分割受光領域
   での受光量に基づきフォーカスサーボを実行する光ディ
   スク装置において、 第１及び第２の２分割受光領域は、光記録担体に対して
   光ビームが大きくデフォーカスしたときに、第１の２分
   割受光領域からはみ出した光が第２の２分割受光領域に
   入射し、かつ、第１及び第２の２分割受光領域の分割線
   が同一直線上に載らないよう配置されていることを特徴
   とする光ディスク装置。