WO2006098386A1 - 収差検出装置及びそれを備えた光ピックアップ装置 - Google Patents

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Nobuo Ogata
Yasunori Kanazawa
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Sharp Kabushiki Kaisha
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Definitions

  • the present invention relates to an aberration detection device and an optical pickup device for detecting an aberration generated in a condensing optical system.
  • Increasing the recording density of optical discs has been achieved by increasing the linear recording density in the information recording layer of optical discs and narrowing the track pitch. In order to cope with the higher recording density of the optical disc, it is necessary to reduce the beam diameter of the light beam condensed on the information recording layer of the optical disc.
  • NA Numerical Aperture
  • the information recording layer is covered with a cover glass in order to protect the information recording layer from dust and scratches. Therefore, the light beam that has passed through the objective lens of the optical pickup device passes through the cover glass and is condensed on the information recording layer underneath to form a focal point.
  • SA spherical aberration
  • the surface (cover glass surface) force of the optical disc has a different thickness to each information recording layer, so that the light beam passes through the cover glass of the optical disc.
  • Spherical aberration that occurs when the information is recorded differs in each information recording layer.
  • NA numerical aperture
  • Patent Document 1 Japanese Laid-Open Patent Publication No. 2002-157771 (published May 31, 2002: hereinafter, Patent Document 1) is reflected from an optical disk.
  • the converging light beam on the return path is separated by the hologram element into a first light beam close to the optical axis of the light beam and a second light beam outside the first light beam.
  • a technique for detecting spherical aberration by utilizing the fact that the converging position of the light beam is different and correcting the spherical aberration based on the detection result is disclosed.
  • the hologram element 102, the collimating lens 103, and the objective lens 104 are composed of a light beam emitting surface of the semiconductor laser 101 and a light beam reflecting surface of the optical disc 106.
  • the photodetector 107 is arranged at the focal position of the diffracted light of the hologram element 102.
  • the light beam emitted from the semiconductor laser 101 passes through the hologram element 102 as 0th-order diffracted light, is converted into parallel light by the collimator lens 103, and then the objective beam The light passes through the lens 104 and is condensed on the information recording layer 106c or the information recording layer 106d on the optical disc 106.
  • the light beam reflected from the information recording layer 106c or the information recording layer 106d of the optical disc 106 passes through each member in the order of the objective lens 104 and the collimating lens 103, and is incident on the hologram element 102 to be a hologram element. Diffracted at 102 and condensed on photodetector 107 Is done. The photodetector 107 is disposed at the focal position of the + primary light of the hologram element 102.
  • the optical disk 106 includes a cover glass 106a, a substrate 106b, and two information recording layers 106c and 106d formed between the cover glass 106a and the substrate 106b. That is, the optical disk 106 is a two-layer disk. Therefore, the optical pickup device 100 reproduces information from each of the information recording layers 106c and 106d by causing the information recording layer 106c or the information recording layer 106d to emit a light beam, while at the same time reproducing information to each of the information recording layers 106c and 106d. I started to record.
  • the hologram element 102 will be described in detail with reference to FIG.
  • the hologram element 102 has three regions 102a ′ 102b ′ 102c divided into three.
  • the first region 102a is a region surrounded by the radial straight line D101 including the optical axis and the first semicircular arc E101 (radius rl) centered on the optical axis
  • the second region 102b is the optical axis. This is an area surrounded by the second semicircular arc E102 (radius r2), the first semicircular arc E101 (radius rl), and the straight line D101 as the center.
  • the third region 102c is a region surrounded by the straight line D101 and the third semicircular arc E103 (radius) opposite to the first semicircular arc E101 and the second semicircular arc E102 with respect to the straight line D101. is there.
  • the light beam is separated by an arc centered on the optical axis (about 70% radius of the effective light beam diameter 104D defined by the aperture of the objective lens 104).
  • the focal position shift of the separated light beam can be maximized, and the spherical aberration can be detected with high sensitivity.
  • the present invention has been made in view of the above-described conventional problems, and an object of the present invention is to optimize the absolute shape of the spherical aberration detection signal (signal quality) by optimizing the separation shape of the light beam. )
  • the sensitivity change of the spherical aberration detection signal due to the objective lens shift during tracking control is suppressed to a sufficiently small level, and the focus error signal adjustment amount and spherical aberration detection during rotation adjustment of the light beam separation means
  • Aberration detection apparatus capable of solving the above-described problem in an optical pickup device using equal amounts of signal adjustment and suppressing both offsets sufficiently small, and further using an optical detector having an auxiliary light receiving area, and the same are provided. It is to provide an optical pick-up device.
  • the aberration detection apparatus of the present invention uses a light beam that has passed through a condensing optical system as a first light beam including the optical axis of the light beam and an optical axis of the light beam. ⁇ ⁇
  • the light beam separating means for separating the light beam into the second light beam, and the condensed light based on the focal positions of the two first light beams and the second light beam separated by the light beam separating means.
  • the light beam separation means does not include the first region through which the first light beam passes and the optical axis of the light beam.
  • the first region is divided into a second region through which the second light beam passes, and the first region is formed on both ends on a straight line parallel to a radial straight line passing through the optical axis.
  • Dividing line and second dividing line, and the above first dividing line and second dividing line A third dividing line formed in parallel with the first dividing line and the second dividing line, and ends of the first dividing line and the second dividing line, on the outer peripheral side of the dividing line. From above A fourth divisional line that is formed by extending toward each other toward the third divisional line and that is symmetrical with respect to the straight line in the track direction passing through the optical axis and inclined in a square shape by a predetermined angle.
  • Light beam separating means between the sixth divided straight line parallel to the straight line, the first divided straight line and the sixth divided straight line, and the second divided straight line and the sixth divided straight line.
  • the second region is formed on both sides of the first region formed on the center side of the light beam separating means. It is characterized by two division forces! /
  • the objective lens shift is performed.
  • the sensitivity change of the spherical aberration error signal is small even if an objective lens shift occurs during tracking control, which is difficult to be affected by. Therefore, even if tracking control is performed, spherical aberration can always be detected and corrected with high accuracy.
  • the fourth dividing line and the fifth dividing line have a straight line pair that is symmetrical with respect to the straight line in the track direction passing through the optical axis and inclined in a square shape by a predetermined angle. Therefore, since the spherical aberration component obtained from this region is added, the detection sensitivity of the spherical aberration error signal is increased. Therefore, it is difficult to be affected by stray light generated in the optical system of the optical pickup device and unnecessary light from the information recording layer other than the intended purpose, and the signal quality of the spherical aberration error signal can be secured. As a result, stable spherical aberration detection can be performed.
  • the sixth dividing straight line is formed on the opposite side of the first dividing straight line and the second dividing straight line across the radial straight line passing through the optical axis, and passes through the optical axis. Since it is parallel to the straight line in the radial direction! /
  • the deviation in the optical axis direction from the light beam separating means to the photodetector is For example, it is possible to reduce a deviation in the adjustment amount between the focus error signal and the spherical aberration error signal when adjusting by rotating the light beam separating means.
  • the light beam separating means By performing the rotation adjustment, the offset can be reduced for both the focus error signal and the spherical aberration error signal.
  • the optical pickup device of the present invention includes a light source, a condensing optical system for condensing a light beam emitted from the light source onto an optical recording medium, and the condensing optical system.
  • a light beam separating means for separating the light beam having passed through the light beam into a first light beam including the optical axis of the light beam and a second light beam not including the optical axis of the light beam, and the light beam separating means
  • spherical aberration detection means for detecting spherical aberration of the condensing optical system, and spherical surfaces detected by the spherical aberration detection means
  • Spherical aberration correction means for correcting aberration
  • the light beam separating means includes a first region through which the first light beam passes and a second light beam through which the second light beam not including the optical axis of the light beam passes.
  • the area is based on the first dividing line and the second dividing line formed on both ends on the straight line parallel to the radial line passing through the optical axis, and the first dividing line and the second dividing line, respectively. Also on the outer peripheral side, the third divided line formed in parallel with the first divided line and the second divided line, and the third divided line from each end of the first divided line and the second divided line.
  • a fourth dividing line and a fourth dividing line that are formed to extend toward each other, and are symmetrical with respect to the straight line in the track direction passing through the optical axis and inclined in a square shape by a predetermined angle.
  • the light beam means is used in an optical pickup device using an aberration detecting device having an auxiliary light receiving region, whereby the optical beam direction between the light beam separating means and the spherical aberration detecting means is reached.
  • an aberration detecting device having an auxiliary light receiving region, whereby the optical beam direction between the light beam separating means and the spherical aberration detecting means is reached.
  • the aberration detection apparatus of the present invention uses a light beam that has passed through a condensing optical system as a first light beam including the optical axis of the light beam, and the light beam. Based on the irradiation position of the separation means for separating the second light beam outside the first light beam as viewed from the axis and the detection means for the light beam separated by the separation means, And a spherical aberration detector that detects spherical aberration of the optical system, wherein the shortest distance between the optical axis and the irradiation position of the second light beam at the detector is a plurality of information recording layers. The spherical aberration detector is set based on a signal indicating the focal position of the second light beam. And generating a spherical aberration error signal.
  • the above invention it is possible to detect a spherical aberration error signal without being affected by unnecessary reflected light generated from the non-reproducing layer of an optical recording medium (multilayer disc) having a plurality of information recording layers.
  • an optical recording medium multilayer disc
  • a more accurate spherical aberration error signal can be detected, and a highly reliable aberration detection device and, in turn, an optical pickup device can be provided.
  • FIG. 1 is a plan view showing a configuration of a second polarization hologram element in an optical pickup device according to an embodiment of the optical pickup device of the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of the optical pickup device.
  • FIG. 3 (a) is a plan view showing an optical integrated unit used in the optical pickup device.
  • FIG. 3 (b) is a cross-sectional view showing an optical integrated unit used in the optical pickup device.
  • FIG. 4 shows a photodetector used in the optical pickup device, and is a plan view showing a condensing state of a condensing spot on the photodetector without defocus and spherical aberration. .
  • FIG. 5 shows a photodetector used in the above optical pickup device, and shows spherical aberration.
  • FIG. 7 is a plan view showing a condensing state of a condensing spot on a photodetector when a focus error occurs in a state where there is no focus.
  • FIG. 6 This shows a photodetector used in the above optical pickup device, and the condensing state of the condensing spot on the photodetector when spherical aberration occurs with no shift of the focal position.
  • FIG. 7 (a) is a graph showing the relationship between the spherical aberration error signal and the change in the thickness of the cover glass of the optical disc in the optical pickup device.
  • ⁇ 7 (b)] is a graph showing the relationship between the spherical aberration error signal and the change in the thickness of the optical disc force bar glass in the conventional optical pickup device.
  • FIG. 8 (a) is a graph showing the relationship between the spherical aberration error signal and the thickness change of the cover glass of the optical disc in the optical pickup device.
  • FIG. 8 (b) is a graph showing the relationship between the spherical aberration error signal and the thickness change of the cover glass of the optical disc in the optical pickup device.
  • FIG. 10 (a) is a graph showing the relationship between the spherical aberration error signal and the change in the thickness of the cover glass of the optical disc in the optical pickup device.
  • FIG. 10 (b) is a graph showing the relationship between the spherical aberration error signal and the change in the thickness of the cover glass of the optical disc in the optical pickup device.
  • FIG. 11 is a graph showing the relationship between the spherical aberration error signal and the thickness change of the cover glass of the optical disc in the optical pickup device.
  • FIG. 12 (a)] is a plan view showing a condensing state of the collecting spot on the photodetector in a state where the second polarization hologram element is rotationally adjusted.
  • FIG. 12 (b)] is a plan view showing a condensing state of a condensing spot on the photodetector in a state where the second polarization hologram element as a comparative example is rotationally adjusted.
  • FIG. 13 (a) is a graph showing the relationship between the spherical aberration error signal and the change in the thickness of the cover glass of the optical disc in the case of FIG. 12 (a).
  • FIG. 13 (b) In the case of Fig. 12 (b), the second polarization hologram element is placed between the photodetector and the photodetector.
  • 6 is a graph showing a relationship between a spherical aberration error signal and a change in the thickness of a cover glass of an optical disc when there is a deviation in the optical axis direction and rotation adjustment of a second polarization hologram element is performed.
  • FIG. 14 (a)] is a plan view showing a condensing state of a condensing spot on the photodetector when defocusing occurs.
  • [1414 (b)] is a plan view showing a condensing state of a condensing spot on the photodetector when defocusing occurs.
  • FIG. 15, showing another embodiment of the optical pickup device in the present invention is a cross-sectional view showing a schematic configuration of the optical pickup device.
  • FIG. 16 (a) is a plan view showing an optical integrated unit used in the optical pickup device.
  • FIG. 16 (b) is a cross-sectional view showing an optical integrated unit used in the optical pickup device.
  • FIG. 17 (a) is a plan view showing a light detector used in the optical pickup device, and showing a condensing state of a condensing spot on the light detector without defocus and spherical aberration. It is.
  • ⁇ 17 (b)] is a plan view showing a condensing state of a condensing spot on the photodetector when a focus error occurs in the state where an offset occurs in the focus error signal curve.
  • FIG. 18 is a graph showing a focus error signal curve detected by the photodetector of the optical pickup device.
  • FIG. 19 (a) is a graph showing a focus error signal curve detected by the photodetector when the second polarization hologram element of the first embodiment is used.
  • FIG. 19 (b) is a graph showing a focus error signal curve detected by the photodetector when the second polarization hologram element of the second embodiment is used.
  • FIG. 20 is a plan view showing a configuration of a second polarization hologram element in the optical pickup device.
  • FIG. 21 is a plan view showing a condensing state of the condensing spot on the photodetector when a defocus similar to that in FIG. 17 (b) occurs.
  • FIG. 22 shows a focus error signal curve detected by the optical pickup device using the second polarization hologram element, and is a graph showing the comparison with the case where the length of the straight line w3 is changed. is there.
  • FIG. 23 is a graph showing the relationship between the spherical aberration error signal and the change in the thickness of the cover glass of the optical disc in the optical pickup device using the second polarization hologram element.
  • FIG. 24 is a cross-sectional view showing a prior art and showing a schematic configuration of an optical pickup device.
  • FIG. 25 is a plan view showing a detailed structure of a second polarization hologram element in the optical pickup device.
  • FIG. 26 is a plan view showing a condensing state of a condensing spot on the photodetector when the second polarization hologram element of the first embodiment is used.
  • FIG. 27 is a plan view showing a condensing state of a condensing spot on the photodetector when the second polarization hologram element of the second embodiment is used.
  • FIGS. 1 to 14 and FIG. An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 to 14 and FIG.
  • the aberration detection device of the present invention is used in an optical pickup device provided in an optical recording / reproducing device that optically records / reproduces information with respect to an optical disc as an optical recording medium. I will explain it.
  • the optical recording / reproducing apparatus of the present embodiment includes a spindle motor (not shown) that rotationally drives an optical disc (optical recording medium) 6, an optical pickup device 10 that records and reproduces information on the optical disc 6,
  • a drive control unit and a control signal generation circuit (not shown) for driving and controlling the spindle motor and the optical pickup device 10 are provided.
  • the optical pickup device 10 includes a semiconductor laser (light source) 1 for irradiating an optical disk 6 with a light beam, a polarization diffraction element 22, a collimating lens 3, an objective lens (condensing optical system) 4, and A photodetector (spherical aberration detecting means) 7 is provided.
  • the polarization diffraction element 22 and the light detector (aberration detecting means) 7 constitute the aberration detecting device of the present invention.
  • the light beam emitted from the semiconductor laser 1 mounted on the optical integrated unit 20 is converted into parallel light by the collimator lens 3 and then passed through the objective lens 4 to the optical disk 6. Focused. Then, the light beam reflected from the optical disc 6 (hereinafter referred to as “return light”) passes through the objective lens 4 and the collimating lens 3 again to detect the light mounted on the optical integrated unit 20. Light is received on device 7.
  • the collimator lens 3 is driven in the optical axis direction (Z direction) by a spherical aberration correction mechanism, and corrects spherical aberration generated in the optical system of the optical pickup device 10.
  • the optical disc 6 includes a cover glass 6a, a substrate 6b, and two information recording layers 6c and 6d formed between the cover glass 6a and the substrate 6b. That is, the optical disc 6 is a two-layer disc, and the optical pickup device 10 reproduces information from each information recording layer 6c ′ 6d by condensing the light beam with the information recording layer 6c or the information recording layer 6d, Information is recorded on each information recording layer 6c ⁇ 6d.
  • the light beam emitted from the semiconductor laser 1 passes through the polarization diffraction element 22 as the 0th-order diffracted light and is converted into parallel light by the collimator lens 3. Then, the light passes through the objective lens 4 and is focused on the information recording layer 6c or the information recording layer 6d on the optical disc 6.
  • the light beam reflected from the information recording layer 6c or the information recording layer 6d of the optical disc 6 passes through each member in the order of the objective lens 4 and the collimating lens 3 and is incident on the polarization diffraction element 22 to be polarized.
  • the light is diffracted by the diffraction element 22 and collected on the photodetector 7.
  • the information recording layer of the optical disc 6 represents either the information recording layer 6c or the information recording layer 6d, and the optical pickup device 10 does not transmit light to either of the information recording layers 6c ⁇ 6d. It is assumed that the beam can be condensed and information can be recorded or reproduced.
  • the control signal generation circuit (not shown) is based on the signal obtained from the photodetector 7, and includes a tracking error signal, a focus error signal (hereinafter referred to as a "focus error signal”) FES, and a spherical aberration error. Generate the signal SAES.
  • the track error signal is output to the tracking drive circuit
  • the focus error signal FES is output to the focus drive circuit
  • the spherical aberration error signal SAES is output to the spherical aberration correction mechanism drive circuit.
  • drive control of each member is performed based on each error signal.
  • a focus error signal FES is input, and based on the value of the focus error signal FES, the objective lens 4 is moved in the optical axis direction, and the focal position of the objective lens 4 is shifted.
  • the objective lens driving mechanism is driven and controlled so as to correct the above.
  • the spherical aberration correction mechanism drive circuit (not shown), the spherical aberration error signal SAES is input, and based on the value of the spherical aberration error signal SAES, the collimator lens 3 is moved in the optical axis direction, Corrects spherical aberration generated in the optical system of the optical pickup device 10. As shown, the spherical aberration correcting actuator is driven and controlled.
  • FIG. 3 (a) and 3 (b) are configuration diagrams showing the optical integrated unit 20 shown in FIG.
  • FIG. 3A is a plan view seen from the direction (z direction) of the optical axis OZ (see FIG. 2).
  • the polarization beam splitter 5, the polarization diffraction element 22, and the 1Z4 wavelength plate 23 are omitted.
  • the optical integrated unit 20 includes a semiconductor laser 1, a photodetector 7, a polarization beam splitter 5, a polarization diffraction element 22, and 1Z4.
  • a wave plate 23 and a package 24 are provided.
  • the package 24 includes a stem 24a, a base 24b, and a cap 24c.
  • the cap 24c is formed with a window portion 24d for allowing light to pass through.
  • a semiconductor laser 1 and a photodetector 7 are mounted in the package 24.
  • Fig. 3 (b) shows the arrangement of the nockage 24 in the z direction (optical axis direction) shown in Fig. 3 (a) to show the positional relationship between the semiconductor laser 1 and the photodetector 7 in the package 24. Is a side view as seen from the y direction.
  • the photodetector 7 is mounted on the stem 24a, and the semiconductor laser 1 is provided on the side of the stem 24a.
  • the light beam emitting portion of the semiconductor laser 1 and the light receiving portion force of the photodetector 7 are ensured so that the optical path of the light beam 11 emitted from the semiconductor laser 1 and the optical path of the return light received by the photodetector 7 are secured.
  • the cap 24c is arranged so as to be included in the region of the window 24d formed in the cap 24c.
  • the surface of the polarizing beam splitter 5 on which the light beam 11 that also emits the semiconductor laser 1 force is made the light beam incident surface of the polarizing beam splitter 5, and the return light in the polarizing beam splitter 5 Is the return light incident surface of the polarization beam splitter 5.
  • the surface of the polarization diffraction element 22 on which the light beam 11 emitted from the semiconductor laser 1 is incident is the light beam incident surface of the polarization diffraction element 22, and the surface of the polarization diffraction element 22 on which return light is incident is the polarization diffraction element. 22 return light incident surface.
  • the polarizing beam splitter 5 is disposed on the knocker 24. Specifically, the light beam incident surface force of the polarizing beam splitter 5 is the window portion 24. It is arranged on the package 24 so as to cover d.
  • the polarization diffraction element 22 has a light beam incident surface facing the return light incident surface of the polarization beam splitter 5 and on the optical axis of the light beam emitted from the semiconductor laser 1. Has been placed.
  • the light beam 11 is linearly polarized light (P-polarized light) having a polarization vibration plane in the X direction with respect to the optical axis direction (z direction) shown in the figure.
  • the light beam 11 emitted from the semiconductor laser 1 enters the polarization beam splitter 5.
  • the polarizing beam splitter 5 has a polarizing beam splitter (PBS) surface 5a and a reflection mirror (reflection surface) 5b.
  • the polarization beam splitter (PBS) surface 5a in the present embodiment transmits linearly polarized light (P-polarized light) having a polarization oscillation surface in the X direction with respect to the optical axis direction (z direction) shown in the figure, It has a characteristic of reflecting linearly polarized light (S-polarized light) having a polarization vibration surface perpendicular to the polarization vibration surface, that is, having a polarization vibration surface in the y direction with respect to the optical axis direction (z direction) shown in the figure.
  • P-polarized light linearly polarized light having a polarization oscillation surface in the X direction with respect to the optical axis direction (z direction) shown in the figure
  • the polarization beam splitter (PBS) surface 5a is arranged so that the light beam 11 is transmitted on the optical axis of the light beam having P polarization emitted from the semiconductor laser 1.
  • the reflection mirror 5b is arranged so as to be parallel to the polarization beam splitter (PBS) surface 5a.
  • the light beam 11 (P-polarized light) incident on the polarization beam splitter (PBS) surface 5a passes through the polarization beam splitter (PBS) surface 5a as it is.
  • the light beam 11 transmitted through the polarization beam splitter (PBS) surface 5 a is incident on the polarization diffraction element 22.
  • the polarization diffraction element 22 comprises a first polarization hologram element (light beam separating means) 2 and a second polarization hologram element 12.
  • the first polarization hologram element 2 and the second polarization hologram element 12 are both arranged on the optical axis of the light beam 11.
  • the first polarization hologram element 2 is arranged on the semiconductor laser 1 side with respect to the second polarization hologram element 12.
  • the present invention is not limited to this.
  • the second polarization hologram element 12 is connected to the first polarization hologram.
  • a configuration in which the semiconductor laser 1 is disposed on the side of the ram element 2 is also possible.
  • the second polarization hologram element 12 diffracts P-polarized light and transmits S-polarized light
  • the first polarization hologram element 2 diffracts S-polarized light and transmits P-polarized light.
  • the diffraction of these polarizations is performed by a groove structure (grating) formed in each polarization hologram element 2 ⁇ 12, and the diffraction angle is defined by the pitch of the grating (hereinafter referred to as “grating pitch”).
  • a hologram pattern for generating three beams for detecting a tracking error signal (TES) is formed.
  • the first polarization hologram element 2 diffracts S-polarized light and transmits P-polarized light as it is.
  • the P-polarized light beam 11 emitted from the first polarization hologram element 2 is incident on the second polarization hologram element 12 and is diffracted.
  • the P-polarized light beam 11 diffracted by the second polarization hologram element 12 is incident on the 1Z4 wavelength plate 23.
  • the detailed hologram pattern of the first polarization hologram element 2 will be described later.
  • the 1Z4 wavelength plate 23 can receive linearly polarized light, convert it into circularly polarized light, and emit it. Therefore, the P-polarized light beam 11 (linearly polarized light) incident on the 1Z4 wavelength plate 23 is converted into a circularly polarized light beam and emitted from the optical integrated unit 20.
  • the circularly polarized light beam emitted from the optical integrated unit 20 is collimated by the collimator lens 3 and then condensed on the optical disc 6 through the objective lens 4. Then, the light beam reflected by the optical disk 6, that is, the return light, passes again through the objective lens 4 and the collimating lens 3 and again enters the 1Z4 wavelength plate 23 of the optical integrated unit 20.
  • the return light incident on the 1Z4 wavelength plate 23 of the optical integrated unit 20 is circularly polarized light, and the lZ
  • the four-wavelength plate 23 converts the light into linearly polarized light (S-polarized light) having a polarization vibration plane in the y direction with respect to the illustrated optical axis direction (z direction).
  • S-polarized return light is incident on the second polarization hologram element 12 and is transmitted as it is, and then is incident on the first polarization hologram element 2.
  • the S-polarized return light incident on the first polarization hologram element 2 is diffracted into zero-order diffracted light (non-diffracted light) and ⁇ first-order diffracted light (diffracted light) and is emitted.
  • the S-polarized return light enters the polarization beam splitter 5, is reflected by the polarization beam splitter (PBS) surface 5 a, is further reflected by the reflection mirror 5 b, and is emitted from the polarization beam splitter 5.
  • the S-polarized return light emitted from the polarization beam splitter 5 is received by the photodetector 7.
  • the photodetector 7 is arranged at the focal position of the + first-order light of the first polarization hologram element 2. The light receiving part pattern of the photodetector 7 will be described later.
  • the hologram pattern formed by the second polarization hologram element 12 is a regular straight line for detecting the tracking error signal (TES) using the three-beam method or the differential push-pull method (DPP method). It is a lattice.
  • the first polarization hologram element 2 is divided into three and has three regions 2a ′ 2b • 2c.
  • the first region 2a includes a dividing line D2 ⁇ D6 (distance h2 from the line D1) parallel to the line D1 perpendicular to the radial direction including the optical axis and a dividing line D4 (with the line D1).
  • Distance line hi, length wl), and a split line D3.D5 that is axisymmetric with respect to a straight line extending in the track direction (X direction) orthogonal to the optical axis and inclined by a predetermined angle (angle 0), and a straight line
  • This is a region surrounded by a split straight line D7 (distance h3 from the straight line D1) parallel to D1 and an arc ⁇ ⁇ ⁇ 1 ⁇ ⁇ 2 (radius r2) centered on the optical axis.
  • the second region 2b is a region surrounded by the dividing lines D2 to D6 and an arc E3 (radius) centered on the optical axis.
  • the third region 2c is a region surrounded by an arc E4 (radius r2) centered on the optical axis and a dividing line D7.
  • All the above dividing lines are orthogonal to the optical axis.
  • the spot where the light beam that has passed through area 2b is focused on photodetector 7 is SP1
  • the spot that the light beam that has passed through area 2a is focused on photodetector is SP2, and passes through area 2c.
  • Light beam is focused on the photodetector Let the spot be SP3.
  • r is the radius of the effective diameter of the light beam defined by the aperture of the objective lens 4 on the first polarization hologram element 2
  • the distance between the straight line D1 including the optical axis and the divided straight line D4 hi 0.6r
  • distance between straight line D1 including optical axis and split line D2 h2 0.3r
  • distance between straight line D1 including optical axis and split line D7 h3 0.125r
  • 0 ⁇ 45deg
  • split line D4 The length of wl is set to 0.6r.
  • the radius r2 is set to be sufficiently larger than the radius r in consideration of the objective lens shift and adjustment error.
  • FIG. 4 shows the adjustment of the position of the collimating lens 3 in the optical axis direction so that spherical aberration does not occur in the condensed beam by the objective lens 4 with respect to the thickness of the cover glass 6a of the optical disk 6 in FIG.
  • the light beam on the photodetector 7 is shown when the light is focused on the information recording layer 6c in the state where the light is applied. Furthermore, the relationship between the three regions 2a ′ 2b ′ 2c of the first polarization hologram element 2 and the traveling direction of the + first-order diffracted light is also shown.
  • the center position of the first polarization hologram element 2 is set at a position corresponding to the center position of the light receiving portions 7a to 7d of the photodetector 7, but for the sake of explanation, the optical axis direction (z direction) The figure is shifted in the y direction.
  • Three light beams (main beam, two sub-beams) 13 formed by the second polarization hologram element 12 in the outward optical system are reflected by the optical disc 4, and the first polarization hologram element in the return optical system. 2 separates into non-diffracted light (0th order diffracted light) 14 and diffracted light (+ 1st order diffracted light) 15.
  • the photodetector 7 includes 14 light receiving portions 7a to 7n.
  • the photodetector 7 includes a light receiving unit for receiving a light beam necessary for detecting an RF signal or a servo signal out of the non-diffracted light (0th order diffracted light) 14 and the diffracted light (+ 1st order diffracted light) 15. Yes.
  • a total of 12 beams of three non-diffracted lights (0th-order diffracted light) 14 and nine diffracted lights (+ first-order diffracted light) 15 of the first polarization hologram element 2 are formed.
  • the non-diffracted light (0th order diffracted light) 14 is designed to be a light beam having a certain size so that the tracking error signal TES can be detected by the push-pull method.
  • the photodetector 7 is placed at the condensing point of the non-diffracted light (0th order diffracted light) 14 so that the beam diameter of the nondiffracted light (0th order diffracted light) 14 has a certain size. Set it at a position slightly shifted to the front. It is location.
  • the present invention is not limited to this, and the photodetector 7 may be installed at a position shifted to the back with respect to the condensing point of the non-diffracted light (0th order diffracted light) 14.
  • FIG. 5 shows a case where the objective lens 4 in FIG. 2 approaches the optical disc 6 from the state of FIG.
  • the output signals of the light receiving sections 7a to 7n are represented as Sa to Sn.
  • the reproduction signal RF is detected using non-diffracted light (0th order diffracted light) 14. That is, the reproduction signal RF is
  • the tracking error signal TES is
  • ⁇ is set to an optimum coefficient for canceling offset due to objective lens shift or optical disc tilt.
  • the focus error signal FES is detected using a double knife edge method. That is, the focus error signal FES is
  • 13 is set to an optimum coefficient for canceling the offset due to the difference in the amount of light between the two spots.
  • a detection operation of the focus error signal FES will be described.
  • the focal point is coincident with either the information recording layer 6c or the information recording layer 6d of the optical disc 6.
  • the focused spot SP1 is focused on the boundary line between the light receiving part 7k and the light receiving part 71, so the first output signal (Sk ⁇ S1) becomes zero.
  • the condensing spot SP3 is also condensed on the boundary line between the light receiving part 7i and the light receiving part 7j, the third output signal (Si--) is also zero. Therefore, the focus error signal FES becomes zero.
  • the focal position is deviated from the information recording layer 6c or the information recording layer 6d due to the optical disc 6 approaching or moving away from the objective lens 4.
  • the first output signal (Sk—S1) and the third output signal (Si—3 ⁇ 4) are changed by changing the shapes of the focusing spot SP1 and the focusing spot SP3, respectively.
  • a value corresponding to each defocus is output. Therefore, the focus error signal FES indicates a value other than 0 corresponding to the defocus.
  • the objective lens 4 should be moved in the optical axis direction so that the output of the focus error signal FES is always zero.
  • Spherical aberration occurs when the thickness of the cover glass 6a of the optical disk 6 changes or when an interlayer jump occurs between the information recording layer 6c and the information recording layer 6d.
  • the focal position of the beam (the beam diameter is the same for the light beam near the optical axis of the light beam and the light beam on the outer periphery of the light beam). (Minimum position) will be different. Therefore, the second output signal (1) is obtained by diffracting the light beam near the optical axis of the light beam by the first region 2a of the first polarization hologram element 2 and detecting the defocus of the light beam near the optical axis of the light beam.
  • the value of (Sm—Sn) and the value of the first output signal (Sk—S1) that detects the defocus of the light beam at the outer periphery of the light beam are not 0 when spherical aberration occurs, and depend on the amount of spherical aberration. Output the value.
  • the direction of the focal position shift due to the occurrence of spherical aberration is opposite in the beam inner periphery and the beam outer periphery. Therefore, by calculating the difference signal between the value of the first output signal (Sk—S1) and the value of the second output signal (Sm—Sn), the spherical aberration error signal SAES having higher sensitivity can be obtained. Obtainable.
  • SAES (Sm-Sn) — ⁇ X (Sk— SI)
  • the focused spot SP1 is focused on the boundary line between the light receiving part 7k and the light receiving part 71, so the first output signal (Sk ⁇ S1) becomes zero.
  • the condensing spot SP2 is also condensed on the boundary line between the light receiving part 7m and the light receiving part 7n, the second output signal (Sm-Sn) is also zero. Therefore, the spherical aberration error signal SAES becomes 0.
  • the condensing spot SP1 and the condensing spot SP2 change from the condensing state to the defocused state, respectively, although there is no focus position shift. Therefore, the first output signal (Sk-S1) and the second output signal (Sm-Sn) each show a value other than zero. Since the defocusing direction is reversed between the focused spot SP1 and the focused spot SP2, the highly sensitive spherical aberration error signal SAES can be detected by using the difference signal between these signals.
  • the focused spot SP1 and focused spot SP2 are defocused due to the effect of defocusing, so the first output signal (Sk-S1) and the second output signal (Sm-Sn) is a non-zero value.
  • the change in the first output signal (Sk—S1) and the second output signal (Sm—Sn) can be regarded as almost straight lines, so the spherical aberration error signal can be obtained by optimizing the coefficient ⁇ .
  • the effect of defocusing on SAES can be eliminated. Note that the defocus due to spherical aberration has the opposite polarity between the focused spot SP1 and the focused spot SP2, so that even if the coefficient j8 is optimized, the spherical aberration error signal SAES will not be output.
  • Figure 26 shows the spots that the unwanted reflected light M from the non-reproducing layer of the multilayer disc creates on the photodetector 7.
  • the unnecessary reflected light M has a circular shape with a radius R around the optical axis, and is condensed on the photodetector 7.
  • This unwanted reflected light M If there is an intensity distribution, offset does not occur, but in reality it is not a uniform distribution, so there is an imbalance between the amount of light incident on the light receiving portion 7m and the amount of light incident on the light receiving portion 7n, and offset. Occurs. For this reason, an offset occurs in the second output signal (Sm ⁇ Sn), which affects the spherical error signal SAES1, and accurate spherical aberration correction cannot be performed.
  • the light receiving unit 7k and the light receiving unit 71 are set so that the unnecessary reflected light M is not collected, that is, the shortest distance from the optical axis to the light receiving unit 7k 7 is longer than the radius R of the unnecessary reflected light M. It is.
  • the spherical aberration error signal SAES2 can be generated by the light receiving unit 7k that is not affected by the unnecessary reflected light M and the signal (second output signal) from the light receiving unit 71.
  • the constant ⁇ should be determined so that the change in the spherical aberration error signal SAES3 becomes small even if defocusing occurs.
  • the offset can be reduced by adding or subtracting the focus error signal FES. This calculation method enables accurate spherical aberration error detection even when spherical aberration and defocus occur simultaneously.
  • the objective lens 4 is moved in the radial direction of the optical disc 6 in order to focus the light beam on the information recording layer 6 c or the track formed on the information recording layer 6 d of the optical disc 6.
  • Tracking system that moves in the (radial direction) and always focuses on the track I'm doing it.
  • FIG. Shown in a a graph showing the relationship between the spherical aberration error signal SAES and the change in thickness of the cover glass 6a of the optical disc 6 when the first polarization hologram element 2 of the present embodiment is used is shown in FIG. Shown in a).
  • FIG. 7 (b) a graph showing the relationship between the spherical aberration error signal SAES and the change in the thickness of the cover glass 6a of the optical disc 6 when the hologram element 102 as shown in FIG. 25 is used is shown in FIG. 7 (b). Show.
  • the graph shown in Fig. 7 (a) shows the spherical aberration error signal SAES when the center of the first polarization hologram element 2 and the center of the light beam are not shifted, that is, when the shift amount is 0 m. indicate.
  • Fig. 8 (a) shows the spherical aberration error signal SAES and optical disc 6 when the distance hi between the dividing line D4 and the line D1 including the optical axis is 0.4r, 0.6r, and 0.8r.
  • the relationship with the thickness change of the cover glass 6a is shown. This indicates that when the distance hi between the dividing line D4 and the line D1 including the optical axis is 0, the detection sensitivity of the spherical aberration error signal SAES is reduced.
  • the distance hi between the dividing line D4 and the straight line D1 including the optical axis is set to 0.8r, and the center and force between the center of the first polarization hologram element 2 and the light beam.
  • the spherical aberration error signal SAES when the optical disc 6 is displaced 300 ⁇ m in the radial direction by tracking control is shown.
  • the distance hi between the dividing line D4 and the straight line D1 including the optical axis shown in Fig. 8 (a) is 0.6r
  • the distance hi between the dividing line D4 and the straight line D1 including the optical axis is 0.
  • Fig. 9 shows the spherical aberration error signal SAES and the cover glass 6a of the optical disk 6 when the distance h2 between the dividing line D2 and the line D1 including the optical axis is 0.4r, 0.6r, and 0.8r. The relationship with the thickness change is shown. From Fig.
  • the distance h2 between the dividing line D2 and the straight line D1 including the optical axis is 0.2r and 0.4r, the detection sensitivity of the spherical aberration error signal SAES decreases, so the dividing line D2 and the optical axis are It can be seen that the distance h2 to the straight line D1 is preferably 0.3r.
  • Fig. 10 (a) shows the spherical error signal SAES and the thickness of the cover glass 6a of the optical disc 6 when the length wl of the dividing line D4 is 0.4r, 0.6r, and 0.8r. The relationship with change is shown. It can be seen that the detection sensitivity of the spherical aberration error signal SAES decreases in the order of the length wl of the divided straight line D4 in the order of 0.8r, 0.6r, and 0.4r.
  • the length wl of the dividing line D4 is set to 0.8r, and the center of the first f and the center of the light beam are 300 ⁇ m in the radial direction of the optical disc 6 by tracking control.
  • the spherical aberration error signal SAES when m is deviated is shown.
  • the distance hi between the dividing line D4 and the straight line D1 including the optical axis shown in Fig. 8 (a) is 0.6r
  • the distance hi between the dividing line D4 and the straight line D1 including the optical axis is 0.
  • Fig. 11 shows the relationship between the spherical aberration error signal SAES and the thickness change of the cover glass 6a of the optical disk 6 when ⁇ is ⁇ 45deg and ⁇ 90deg. It can be seen that the signal sensitivity of the spherical aberration error signal SAES is increased by setting ⁇ to ⁇ 45 deg.
  • the split shape is a straight line parallel to the radial direction, the spherical aberration error signal SAES is not affected by the deviation between the center of the first polarization hologram element 2 and the center of the light beam.
  • the return light from the optical disk 6 is incident on the first polarization hologram element 2.
  • the non-diffracted light (0th order diffracted light) that has passed through the first polarization hologram element 2 14 force
  • the first polarization hologram element so that it is uniformly incident on the photodetectors 7a to 7d.
  • the center of the first polarization hologram element 2 is adjusted by adjusting the position of 2 in the X and Y directions. And adjust the deviation between the optical axis.
  • the first polarization hologram element 2 has a split shape as shown in FIG. 1, when the light beam 11 moves in the X direction on the first polarization hologram element 2, The ratio between the amount of light detected from the first region 2a and the amount of light detected from the second region 2b changes.
  • the light beam 11 moves in the Y direction on the first polarization hologram element 2
  • the ratio of the amount of light detected from the third region 2c changes. Therefore, it is possible to match the center position of the first polarization hologram element 2 and the center position of the light beam 11 using these light quantity relationships.
  • the focus error signal FES can be detected by the double knife edge method using the entire area of the light beam 11, so that stable focus control is possible. It can be performed.
  • the focused spots SP1'SP2'SP3 It will be in focus.
  • the first output signal (Sk—S1) and the third output signal (Si—3 ⁇ 4) are both 0, so
  • FIG. 12 (b) shows a comparative example in which the dividing line D7 coincides with the optical axis in the shape of the first polarization hologram element 2 (the straight line D1 including the optical axis and the dividing line D7).
  • FIG. 6 is an explanatory diagram of the rotation adjustment in the first polarization hologram element 82 in the case of a distance h3 force SO).
  • the condensed spots SP1. SP2. SP3 rotate around the condensed spot of the non-diffracted light (0th-order diffracted light) 14. Since the condensing spot SPl 'S P2 and the condensing spot SP3 are facing each other across the rotation center, the Y component of the moving amount of each condensing spot is reversed. As a result, the first output signal (Sk—S1) and the third output signal (Si—3 ⁇ 4) increase or decrease in reverse, and as a result, there is a rotation amount at which the focus error signal FES becomes zero.
  • FIG. 13 (b) shows the spherical aberration error signal SAES when the thickness change of the cover glass 6a occurs when the first polarization hologram element 82 having the hologram element shape shown in FIG. 12 (b) is used.
  • the horizontal axis represents the change in the thickness of the cover glass 6a, and the vertical axis represents the spherical aberration error signal SAES after rotation adjustment.
  • the spherical aberration error signal SAES is shown when the optical axis direction deviation between the first polarization hologram element 82 and the photodetector 7 is 0.2 mm and the rotation is adjusted.
  • the +0.2 mm graph shows that the distance between the first polarization hologram element 82 and the photodetector 7 is shifted by 0.2 mm
  • the --0.2 mm graph is the first polarization hologram element 82. This indicates that the distance between the sensor and the photodetector 7 has shifted by 0.2 mm. From this figure, it can be seen that when the optical axis direction deviation is rotationally adjusted, an offset occurs in the spherical aberration error signal SAES when there is no change in the thickness of the cover glass 6a.
  • the condensing spot SP1 and the condensing spot SP2 that generate the spherical aberration error signal SAES are separated from the rotation center, that is, the optical axis OZ by a distance L1′L2.
  • the rotation adjustment amount of the first polarization hologram element 82 is 0, when the rotation adjustment is performed, the focused spot SP1 moves Llsin ⁇ in the Y direction and the focused spot SP2 moves L2sin ⁇ in the Y direction.
  • the focused spot SP1 moves more than the focused spot SP2. That is, in FIG. 12 (b), when the first polarization hologram element 82 is rotated, the condensing spot SP1 has a large amount of movement, so that most of it moves from the light receiving area 7k to the light receiving area 71. In contrast, the focused spot SP2 has a small amount of movement, so it does not move so much on the light receiving area 7n. Accordingly, the spherical aberration error signal SAES, which is the difference between the first output signal (Sk—S1) and the second output signal (Sm—Sn), does not become zero.
  • This problem can be solved by increasing the apparent amount of movement of the y-direction component at the focused spot SP2, that is, by collecting more focused spot SP2 on the light receiving region 7n.
  • FIG. 12 (a) is a schematic diagram of the detector 7 when the first polarization hologram element 2 shown in FIG. 1 is used. This represents a condensing spot.
  • the dividing line D7 is provided at a distance h3 (> 0) between the dividing line D7 including the optical axis, which is the optical axis, and the dividing line D7, and the second polarization hologram element 12 and the light detection A deviation in the optical axis direction occurs between the optical device 7 and the light condensing spot SP2 is condensed on the light receiving region 7n when the rotation of the first polarization hologram element 2 is adjusted.
  • both the focus error signal FES and the spherical aberration error signal SA ES are offset simultaneously by providing a division line D7 on the opposite side of the plurality of radial division lines D2'D6 around the optical axis. Can be removed.
  • FIG. 13 (a) shows a case where the optical axis direction shift occurs between the first polarization hologram element 2 and the photodetector 7 in the case of the hologram element shape of FIGS. 1 to 12 (a).
  • the spherical aberration error signal SAES after the rotation adjustment of the first polarization hologram element 2 is shown.
  • the distance h3 between the radial straight line D1 including the optical axis and the dividing straight line D7 needs to be not more than h2. That is, if the distance h3 between the straight line D1 including the optical axis and the dividing line D7 is greater than the distance h2 between the straight line D2 including the optical axis and the straight line D1 including the optical axis, the absolute value of the signal sensitivity of the spherical aberration error signal SAES is Insufficient reliability of spherical aberration error signal SAES.
  • FIGS. 14 (a) and 14 (b) are enlarged views of the light receiving region 7m ⁇ 7 ⁇ and the condensing spot SP2 in the state shown in FIG.
  • FIG. 14 (a) shows a state where [distance h3 between radial line D1 including the optical axis and dividing line D7] and [distance h2 between dividing line D2 and straight line D1 including the optical axis] are equal.
  • the focused spot SP2 is focused on the dividing line between the light receiving parts 7m and 7n.
  • the dividing line between the light receiving portion 7m and the light receiving portion 7n coincides with the radial straight line D1 including the optical axis.
  • the radial line including the optical axis Dl, the dividing line D2'D6, the extension line of the dividing line D2, the area surrounded by the arc E112 and the dividing line D7 and the arc E1 ⁇ 2 Since the signal Sm and the signal Sn generated from each focused spot generated from the region are equal, they cancel each other on the photodetector 7.
  • the signal consisting of the trapezoidal area surrounded by the extended part of the dividing line D3 'D4'D5 and the dividing line D2 is canceled by the signal of the area force surrounded by the dividing line D7 and the arcs ⁇ 1 and ⁇ 2. Furthermore, the absolute value of the spherical aberration error signal SAES is insufficient. Therefore, the [distance h3 between the radial line D1 including the optical axis and the dividing line D7] needs to be less than the [distance h2 between the dividing line D2 and the straight line D1 including the optical axis].
  • the aberration detection device converts the light beam 11 that has passed through the objective lens 4 into the optical axis of the light beam 11.
  • the first polarization hologram element 2 that separates into the condensing spot SP2 containing the light beam and the condensing spot SP1 SP3 that does not contain the optical axis of the light beam 11 and the first polarization hologram element 2
  • a photodetector 7 for detecting the spherical aberration of the objective lens 4 based on the focal positions of the focused spots SP2, SP1, SP3.
  • the first polarization hologram element 2 includes a first region 2a through which the first light beam passes and a second region 2b through which the second light beam passes without including the optical axis of the optical beam.
  • the first region 2a is divided into the third region 2c, and the first region 2a is divided into divided straight lines D2 and D6 respectively formed on both ends on a straight line parallel to the radial straight line passing through the optical axis. On the outer periphery side of the straight line D2.
  • the divided straight line D3 'D5 which is symmetrical with respect to the straight line D 1 in the track direction passing through the optical axis and inclined in a square shape by a predetermined angle
  • the divided straight line D2'D6 It is formed on the opposite side across the radial straight line D1 passing through the optical axis, and parallel to the radial straight line D1 passing through the optical axis. Partitioned by the boundary lines formed by the arcs ⁇ 1 and ⁇ 2 of the first polarization hologram element 2 between the dividing line D7, the dividing line D2 and the dividing line D7, and between the dividing line D6 and the dividing line D7.
  • the second region 2b and the third region 2c are formed on both sides of the first region 2a formed on the center side of the first polarization hologram element 2. It consists of two sections! [0135] This causes a deviation in the optical axis direction between the first polarization hologram element 2 and the photodetector 7, and when an offset occurs in the focus error signal FES and the spherical aberration error signal SAES, By adjusting the rotation of the first polarization hologram element 2, the offset can be reduced even if the focus error signal FES and the spherical aberration error signal SAES are significantly different.
  • the force using the first polarization hologram element 2 as means for guiding the light beam 11 reflected from the information recording layer of the optical disc 6 to the photodetector 7 is not limited to this.
  • a combination of a beam splitter and a wedge prism may be used.
  • the example of the hologram element laser in which the light source and the photodetector are integrated is described.
  • the present invention is not limited to this, and a polarized laser beam is used by using a single semiconductor laser as the light source. It is also possible to divide the optical path by a splitter (PBS) and receive the reflected light by the photodetector 7. In this case, the light beam separating means may be arranged in the return optical system.
  • the collimator lens 3 is driven as a spherical aberration correction mechanism.
  • the distance between two lenses constituting a beam expander (not shown) disposed between the collimator lens 3 and the objective lens 4 is used. Use a mechanism to adjust
  • the optical recording / reproducing apparatus of the present embodiment has a spindle motor (not shown) that rotates and drives an optical disc (optical recording medium) 6, as shown in FIG.
  • the optical pickup device 30 includes a semiconductor laser (light source) 1 for irradiating the optical disk 6 with a light beam, a first polarization hologram element (light beam separating means) 32, a collimator lens 3, an objective lens ( A condensing optical system) 4 and a photodetector (aberration detecting means) 37.
  • the light beam reflected from the information recording layer 6c or the information recording layer 6d of the optical disc 6 passes through each member in the order of the objective lens 4 and the collimating lens 3 and is incident on the first polarization hologram element 32. 1 is diffracted by the polarization hologram element 32 and condensed on the photodetector 37.
  • FIGS. 16A and 16B are configuration diagrams showing the configuration of the optical integrated unit 40.
  • FIG. FIG. 16 (b) is a side view seen from the y direction with respect to the illustrated optical axis direction (z direction).
  • the difference from the optical integrated unit 20 of the first embodiment is that the first polarization hologram element 32 and the photodetector 37 are provided instead of the first polarization hologram element 2 and the photodetector 7. .
  • a detailed description of the first polarization hologram element 32 will be given later.
  • the light detector 37 is similar to the light receiving regions 37a to 37n and the auxiliary light receiving regions 7a to 7n of the light detector 7 in the first embodiment.
  • the output signals from the light receiving areas 37a to 37t are Sa to St.
  • the focus error signal FES is detected by using the double knife edge method. That is, the focus error signal FES is
  • 13 is set to an optimum coefficient for canceling the offset due to the difference in the amount of light between the two spots.
  • FIG. 18 is a diagram showing a curve of the focus error signal FES.
  • the solid line graph indicates the focus error signal FES curve when the auxiliary light receiving areas 37o to 37t are present and the dotted line graph does not include the auxiliary light receiving areas 37o to 37t.
  • Focus error signal FES pull-in range In the region beyond d 1 to + d 1, it converges gently to 0 and can be rapidly converged to 0. As a result, the focus error signal FE Since the S offset is sufficiently small and two independent (two layers) focus error signal FES curves can be obtained, normal focus servo can be performed.
  • FIG. 17 (b) shows the state of the focused spot when the amount of defocus is generated by offset Ad2.
  • the arc 33 indicates the effective diameter of the light beam on the first polarization hologram element 32 when the offset ⁇ d2 occurs!
  • the focused spot SP3 is incident only on the auxiliary light receiving area 37 ⁇ .
  • the first polarization hologram element 32 has a first region 32a, a second region 32b, and a third region 32c, which are three regions divided into three. Yes.
  • the first region 32a is divided into a radial straight line D1 including the optical axis and a split straight line D2'D6 (distance h2 from the radial straight line D1 including the optical axis) and a split straight line D4 (optical axis Including radial line D1, including distance hi and length w2, and split line D3.D5 that is symmetrical with respect to the track direction line and inclined by a predetermined angle (angle angle 0), and the optical axis
  • Multiple dividing lines D8D9 (distance h4 from the radial line D 1 including the optical axis) and multiple dividing lines D10'D11 in the track direction, radial dividing lines This is an area surrounded by D12 and an arc ⁇ ⁇ ⁇ 1 ⁇ ⁇ 2 (radius r2) centered on the optical axis.
  • the first region 32a is a rectangular recess provided with a dividing line D12 facing in parallel to the radial line D1 passing through the optical axis in the central portion of the dividing line D7 of the first embodiment. have.
  • the second region 32b is a region surrounded by the dividing lines D2 to D6 and an arc E3 (radius r2) centered on the optical axis.
  • the third region 32c includes an arc E4 (radius r2) centered on the optical axis, a radial straight line D1 including the optical axis, and a plurality of parallel dividing lines D8.D9 (radial including the optical axis). This is an area surrounded by a distance h4) from the straight line Dl in the direction of the track, a plurality of divided lines DIO'Dl l in the track direction, and a divided line D12 in the radial direction.
  • the dividing line D12 includes the optical axis. All the above dividing lines are orthogonal to the optical axis.
  • the spot that the light beam 11 that has passed through the second region 32b is focused on the photodetector 37 is SP1, and similarly, the light beam 11 that has passed through the first region 32a is A spot that is collected on the photodetector 37 is SP2, and a spot that the light beam 11 that has passed through the third region 32c is collected on the photodetector 37 is SP3.
  • the radius of the effective diameter of the light beam 11 defined by the aperture of the object lens 4 on the first polarization hologram element 32 is r
  • the distance hi 0 from the radial straight line D1 including the optical axis.
  • the radius r2 is set to be sufficiently larger than the radius r in consideration of the objective lens shift and adjustment error.
  • FIG. 21 shows the state when the light beam 11 at the defocus amount where the offset A d2 is generated passes through the first polarization hologram element 32 and is condensed on the photodetector 37. Show.
  • the focused spot SP3 is focused on the light receiving area 37i.
  • Figure 19 (b) shows the focus error signal FES curve at this time. Offset A d2 is reduced, and it is divided.
  • FIG. 27 shows a spot formed on the photodetector 37 by unnecessary reflected light M from the non-reproducing layer of the multilayer disk.
  • Unnecessary reflected light M has a circular shape with a radius R around the optical axis, and is condensed on the photodetector 37.
  • the light receiving part 37k, 371, 37g, 37r is the position where unnecessary reflected light M does not converge, that is, the shortest distance at the light receiving part 37k '37 is less than the radius R of unnecessary reflected light M. It is set for a long time.
  • the light receiving sections 37k '371' 37g '37r are set at positions where unnecessary reflected light M is not collected.
  • the spherical aberration error signal SAES4 can be generated by a signal from the light receiving unit 37k '3 71-37g ⁇ 37r that is not affected by the unnecessary reflected light M.
  • the spherical aberration error signal SAES4 also has the following problem that the spherical aberration error signal SAES4 changes due to defocusing and the spherical aberration cannot be detected accurately.
  • the constant ⁇ may be determined so that the change of the spherical aberration error signal SAES5 becomes small even when the defocus occurs.
  • the offset can be reduced by adding or subtracting the focus error signal FES. This calculation method enables accurate spherical aberration error detection even when spherical aberration and defocus occur simultaneously.
  • FIG. 22 shows the focus error signal FES curve when the length of the dividing line D12 is changed.
  • the radius of the effective diameter of the light beam 11 defined by the aperture of the objective lens 4 on the first polarization hologram element 32 is r
  • a plurality of radial dividing lines D2'D6 centering on the optical axis OZ is provided on the side opposite to the first polarizing hologram element 32 and the photodetector 37.
  • the offset of the spherical aberration error signal SAES is reduced when the first polarization hologram element 32 is rotationally adjusted due to a deviation in the optical axis direction.
  • a plurality of radial straight lines D8 and D9 are provided in order to obtain the same effect.
  • the first polarization hologram element 32 of the present embodiment has a rectangular area composed of the divided straight lines D10'D11'D12. Therefore, when the first polarization hologram element 32 is rotationally adjusted, the light amount of the focused spot SP2 that is focused on the light receiving region 37 ⁇ is reduced. For this reason, an offset occurs in the spherical aberration error signal SAES.
  • the distance h4 between the plurality of radial dividing lines and the optical axis ⁇ should be larger than the distance h3 between the dividing line D7 and the optical axis OZ in the first embodiment.
  • an optical axis direction deviation occurs between the first polarization hologram element 32 and the photodetector 37, and the offset of the spherical aberration error signal SAES when the first polarization hologram element 32 is rotationally adjusted is adjusted.
  • the distance h4 from the optical axis ⁇ is determined so that the area enclosed by D1 and the dividing line D8 'D9' D11 'D12 and the arc ⁇ 1
  • the same effect as that of the polarization hologram element 2 of 1 can be obtained most.
  • the spherical aberration error signal SAES when the cover glass thickness changes is shown.
  • the horizontal axis represents the change in thickness of the cover glass 6a
  • the vertical axis represents the spherical aberration error signal SAES after rotation adjustment.
  • the spherical aberration error signal SAES when the axial adjustment is 0.2 mm between the second polarization hologram element 12 and rotation adjustment is performed is shown.
  • the +0.2 mm graph shows a deviation of 0.2 mm between the second polarization hologram element 12 and the photo detector 37
  • the -0.2 mm graph shows the first polarization hologram element. This indicates that the distance between 32 and the photodetector 7 is shifted by 0.2 mm. Even if the rotation was adjusted, the spherical aberration error signal SAES was not offset.
  • the first region is opposed in parallel to a radial straight line passing through the optical axis at a central portion of the sixth divided line.
  • You may have a rectangular recess with a seventh dividing straight line.
  • the shortest distance between the radial straight line passing through the optical axis and the sixth dividing straight line is defined by, for example, an objective lens aperture on the light beam separating means. It may be set within a range of 30% or less of the radius of the light beam, which is the effective diameter of the light beam.
  • the first split line and the second split line have a shortest distance from the radial straight line passing through the optical axis, so that the light beam halfway on the light beam separating means is
  • the third dividing line is set to a range of 30% or more of the diameter, and the shortest distance from the radial line passing through the optical axis is 60% or less of the light beam radius on the light beam separating means. It is set to a range!
  • the detection sensitivity of the spherical aberration error signal is increased by setting the two separations to be 30% and 60% of the effective diameter of the light beam defined by the aperture of the objective lens on the light beam separating means.
  • the inclination angle of each of the fourth divisional line and the fifth divisional line consisting of the straight line pair with respect to the first divisional line and the second divisional line is approximately 45 degrees. It may be.
  • the length of the seventh division line may be set to a range of 48% or more of the light beam radius on the light beam separating means.
  • the seventh divided straight line may be formed so as to include the optical axis.
  • the shortest distance between the sixth division line and the radial line passing through the optical axis is the optical axis when there is no rectangular recess in the first region. Passing through the optical axis when there is a rectangular recess in the first region, and the area of the region surrounded by the radial straight line passing through, the sixth dividing straight line, and the outer periphery of the light beam separating means
  • the area of the region excluding the rectangular recess surrounded by the radial straight line, the sixth division straight line, and the outer periphery of the light beam separating means may be set to be equal.
  • the first region has a seventh divided straight line opposed in parallel to a radial straight line passing through the optical axis at a central portion of the sixth divided straight line. You can have a rectangular recess with /!
  • the spherical aberration detection means generates a spherical aberration error signal from a signal indicating the focal position of the second light beam and a focus error signal in which the signal amount is adjusted. Good.
  • the present invention can be applied to an aberration detection apparatus and an optical pickup apparatus for detecting aberrations that occur in a condensing optical system.

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Abstract

　第１の偏光ホログラム素子（２）は、第１光ビームを通す第１の領域（２ａ）と、光ビームの光軸を含まない第２光ビームを通す第２の領域（２ｂ）・第３の領域（２ｃ）とに分割されている。第１の領域（２ａ）は、光軸を通るラジアル方向の直線（Ｄ１）と平行な分割直線（Ｄ２）・（Ｄ６）と、分割直線（Ｄ４）と、所定角度だけハの字状に傾斜した分割直線（Ｄ３）・（Ｄ５）と、反対側に形成された分割直線（Ｄ７）と、第１の偏光ホログラム素子（２）の円弧（Ｅ１）・（Ｅ２）とで構成される各境界線により区画されている。これにより、収差誤差信号の感度を高くし、トラッキング制御時の対物レンズシフトによる光ビーム分離手段と光ビームとの中心ずれが発生しても収差誤差信号の感度変化を小さくすると共に、光ビーム分離手段と光検出器の光軸方向ずれが発生しても収差誤差信号にオフセットを発生しない収差検出装置及びそれを備えた光ピックアップ装置を提供することができる。

Description

収差検出装置及びそれを備えた光ピックアップ装置
技術分野
[0001] 本発明は、集光光学系において発生する収差を検出するための収差検出装置及 び光ピックアップ装置に関するものである。
背景技術
[0002] 近年、情報量の増大と共に光ディスクの記録密度を高くすることが求められている。
光ディスクの高記録密度化は、光ディスクの情報記録層における線記録密度を高め ることやトラックの狭ピッチ化により行われてきた。この光ディスクの高記録密度化に 対応するためには、該光ディスクの情報記録層上に集光される光ビームのビーム径 を小さくすることが必要である。
[0003] 光ビームのビーム径を小さくする方法として、光ビームの短波長化と、光ディスクを 記録再生する光ピックアップ装置の集光光学系としての対物レンズの開口数 (NA： N umerical Aperture)を大きくすることとが考えられる。
[0004] 光ビームの短波長化に関しては、 DVD(Digital Versatile Disc)で一般に利用されて きた波長 650nmの赤色半導体レーザから波長 405nmの青紫色半導体レーザへの 光源の置き換えが可能である。
[0005] 一般に、光ディスクでは、埃や傷から情報記録層を保護するために、情報記録層が カバーガラスで覆われている。したがって、光ピックアップ装置の対物レンズを透過し た光ビームは、カバーガラスを通過して、その下にある情報記録層上で集光されて焦 点を結ぶことになる。
[0006] 光ビームがカバーガラスを通過すると、球面収差（SA: Spherical Aberration)が発 生する。通常、対物レンズはこの球面収差を相殺するように設計されている。しかしな がら、カバーガラスの厚さが、予め定められた値からずれると、情報記録層に集光さ れた光ビームには、球面収差が発生し、ビーム径が大きくなつてしまい、情報を正しく 読み書きすることができなくなるという問題が生じる。
[0007] また、近年では、光ディスクの厚さ方向へ記録情報の高密度化を進めることができ るように、情報記録層を積層化して形成された多層光ディスクが既に商品化されてい る。
[0008] 上記のような多層の情報記録層が形成された光ディスクでは、該光ディスクの表面（ カバーガラス表面)力 各情報記録層までの厚みがそれぞれ異なるので、光ビーム が光ディスクのカバーガラスを通過する際に発生する球面収差が、各情報記録層で 異なる。
[0009] さらに、高開口数 (NA)の対物レンズでは、球面収差の誤差の影響が大きぐ情報 の読み取り精度の低下を招くという問題が生じる。そこで、高開口数 (NA)の対物レ ンズを用いて高記録密度化を実現するためには球面収差を補正する必要がある。
[0010] 球面収差を補正する技術として、例えば日本国公開特許公報である特開 2002— 157771号公報（2002年 5月 31日公開：以下、特許文献 1)には、光ディスクから反 射して集光する復路の光ビームを、ホログラム素子によって、該光ビームの光軸に近 い第 1光ビームとその外側の第 2光ビームとに分離し、第 1光ビームの集光位置と第 2 光ビームの集光位置とが異なることを利用して球面収差を検出し、この検出結果に基 づ 、て球面収差を補正する技術が開示されて!、る。
[0011] 上記特許文献 1に記載された光ピックアップ装置の概略構成を、図 24に基いて説 明する。
[0012] 図 24に示すように、光ピックアップ装置 100では、ホログラム素子 102、コリメ一トレ ンズ 103及び対物レンズ 104は、半導体レーザ 101の光ビーム出射面と光ディスク 1 06の光ビーム反射面との間に形成される光軸に配置され、光検出器 107は、上記ホ ログラム素子 102の回折光の焦点位置に配置されている。
[0013] 上記構成の光ピックアップ装置 100においては、半導体レーザ 101から照射された 光ビームは、ホログラム素子 102を 0次回折光として通過し、コリメートレンズ 103によ つて平行光に変換された後、対物レンズ 104を通過して、光ディスク 106上の情報記 録層 106c又は情報記録層 106dに集光される。
[0014] 一方、光ディスク 106の情報記録層 106c又は情報記録層 106dから反射された光 ビームは、対物レンズ 104及びコリメートレンズ 103の順に各部材を通過してホロダラ ム素子 102に入射され、ホログラム素子 102にて回折されて光検出器 107上に集光 される。上記光検出器 107は、ホログラム素子 102の + 1次光の焦点位置に配置され ている。
[0015] 上記光ディスク 106は、カバーガラス 106a、基板 106b、及びカバーガラス 106aと 基板 106bとの間に形成された 2つの情報記録層 106c · 106dから構成されて 、る。 つまり、光ディスク 106は 2層ディスクである。したがって、光ピックアップ装置 100は、 情報記録層 106c又は情報記録層 106dに光ビーム魏光させることによって、各情 報記録層 106c · 106dから情報を再生する一方、各情報記録層 106c， 106dへ情報 を記録するようになって 、る。
[0016] 上記ホログラム素子 102について、図 25に基いて詳細に説明する。
[0017] 上記ホログラム素子 102は、 3分割された 3つの領域 102a ' 102b ' 102cを有してい る。第 1の領域 102aは光軸を含むラジアル方向の直線 D101と光軸を中心とする第 1の半円弧 E101 (半径 rl)とで囲まれた領域であり、第 2の領域 102bは光軸を中心 とする第 2の半円弧 E102 (半径 r2)と上記第 1の半円弧 E101 (半径 rl)と上記直線 D 101とで囲まれた領域である。第 3の領域 102cは上記直線 D 101に対して第 1の 半円弧 E101及び第 2の半円弧 E102とは反対側の第 3の半円弧 E103 (半径 ）と 直線 D101とで囲まれた領域である。ホログラム素子 102上での対物レンズ 104のァ パーチヤによる有効径 104Dの半径 ¾τとした時、半径 rl = 0. 7rに設定することによ つて、球面収差誤差信号が最大となる。
[0018] ところで、上記従来の光ピックアップ装置 100では、光軸を中心とする円弧 (対物レ ンズ 104のアパーチャで規定される光ビーム有効径 104Dの約 70%の半径）にて光 ビームを分離することによって、分離した光ビームの焦点位置ずれを最大にし、感度 良く球面収差を検出することができる。
[0019] し力しながら、トラッキング制御時の対物レンズシフトにより光ビームと光ビーム分離 手段との中心位置がずれると球面収差検出信号の感度が大きく低下するという問題 点を有している。
[0020] さらに、焦点位置ずれを検出するためにナイフエッジ法を用いる場合の光ビーム分 離手段の調整方法について考慮されていない。すなわち、ナイフエッジ法を用いる 場合の光ビーム分離手段の調整方法では、光ビーム分離手段から光検出器までの 間の光軸方向ずれがあった場合に、焦点誤差信号及び球面収差検出信号にそれぞ れォフセットが発生するので、このオフセットを 0にするように光ビーム分離手段を回 転することにより行う。しかし、焦点誤差信号の調整量と球面収差検出信号の調整量 とは一致しないため、焦点誤差信号のオフセットが消失しても、球面収差検出信号に はオフセットが残存すると 、う問題点を有して 、る。
[0021] さらに、この課題を解決する場合、焦点誤差信号補正用の補助受光領域が存在す る光検出器を用いた光ピックアップ装置においては、焦点誤差信号にもオフセットが 生じると 、う問題点を有して 、る。
[0022] 本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされたものであって、その目的は、光ビーム の分離形状を最適化することによって、球面収差検出信号の感度の絶対値 (信号品 質)を確保した上で、トラッキング制御時の対物レンズシフトによる球面収差検出信号 の感度変化を十分小さく抑制すること、さらに光ビーム分離手段の回転調整時の焦 点誤差信号の調整量と球面収差検出信号の調整量を等しくし、両オフセットを十分 小さく抑制すること、さらに補助受光領域のある光検出器を用いた光ピックアップ装 置において上記該問題を解決することができる収差検出装置及びそれを備えた光ピ ックアップ装置を提供することにある。
発明の開示
[0023] 本発明の収差検出装置は、上記の目的を達成するために、集光光学系を通過した 光ビームを、該光ビームの光軸を含む第 1光ビームと該光ビームの光軸を含まな ヽ 第 2光ビームとに分離する光ビーム分離手段と、上記光ビーム分離手段によって分 離された 2つの第 1光ビーム及び第 2光ビームの焦点位置に基づいて、上記集光光 学系の球面収差を検出する球面収差検出手段とを備えた収差検出装置において、 上記光ビーム分離手段は、上記第 1光ビームを通す第 1の領域と、上記光ビームの 光軸を含まない第 2光ビームを通す第 2の領域とに分割されていると共に、上記第 1 の領域は、光軸を通るラジアル方向の直線と平行な直線上における両端側にそれぞ れ形成された第 1の分割直線及び第 2の分割直線と、上記第 1の分割直線及び第 2 の分割直線よりも外周側にて、上記第 1の分割直線及び第 2の分割直線と平行に形 成された第 3の分割直線と、上記第 1の分割直線及び第 2の分割直線の各端から上 記第 3の分割直線に向かって互いに延びて形成され、かつ光軸を通るトラック方向の 直線に対して互いに線対称で所定角度だけノヽの字状に傾斜した直線対力 なる第 4 の分割直線及び第 5の分割直線と、上記第 1の分割直線及び第 2の分割直線に対し て、光軸を通るラジアル方向の直線を挟んだ反対側に形成され、かつ上記光軸を通 るラジアル方向の直線と平行な第 6の分割直線と、上記第 1の分割直線と第 6の分割 直線との間及び上記第 2の分割直線と第 6の分割直線との間における、光ビーム分 離手段の外周とで構成される各境界線により区画されていると共に、上記第 2の領域 は、光ビーム分離手段における中央側に形成された上記第 1の領域を挟んだ両側に ぉ ヽて形成された 2つの区画力 なって 、ることを特徴として！/、る。
[0024] 上記の発明によれば、第 1の分割直線及び第 2の分割直線、第 3の分割直線、並 びに第 6の分割直線がラジアル方向と平行に形成されているため、対物レンズシフト の影響を受け難ぐトラッキング制御時に対物レンズシフトが発生しても球面収差誤 差信号の感度変化が小さい。したがって、トラッキング制御が行われても、常に精度 よく球面収差を検出し、補正することができる。
[0025] また、第 4の分割直線及び第 5の分割直線が、光軸を通るトラック方向の直線に対 して互いに線対称で所定角度だけハの字状に傾斜した直線対を有して 、るため、こ の領域から得られる球面収差成分が追加されるので、球面収差誤差信号の検出感 度が高くなる。したがって、光ピックアップ装置の光学系で発生する迷光や、目的以 外の情報記録層からの不要光の影響を受け難くなり、球面収差誤差信号の信号品 質が確保できる。この結果、安定した球面収差検出を行うことができる。
[0026] さらに、第 6の分割直線が、第 1の分割直線及び第 2の分割直線に対して、光軸を 通るラジアル方向の直線を挟んだ反対側に形成され、かつ上記光軸を通るラジアル 方向の直線と平行になって!/ヽるので、ダブルナイフエッジ法を用いて焦点誤差信号 を検出する場合において、光ビーム分離手段から光検出器までの間の光軸方向の ずれを、例えば、光ビーム分離手段を回転して調整する際の、焦点誤差信号と球面 収差誤差信号の調整量のずれを軽減することができる。
[0027] その結果、光ビーム分離手段から光検出器までの間の光軸方向のずれが発生し、 焦点誤差信号と球面収差誤差信号にオフセットが生じた際に、光ビーム分離手段の 回転調整を行うことによって、焦点誤差信号及び球面収差誤差信号のいずれについ てもオフセットを軽減することができる。
[0028] 本発明の光ピックアップ装置は、上記の目的を達成するために、光源と、上記光源 から照射される光ビームを光記録媒体に集光させる集光光学系と、上記集光光学系 を通過した光ビームを、該光ビームの光軸を含む第 1光ビームと、該光ビームの光軸 を含まない第 2光ビームとに分離する光ビーム分離手段と、上記光ビーム分離手段 によって分離された 2つの上記第 1光ビーム及び第 2光ビームの焦点位置に基づい て、上記集光光学系の球面収差を検出する球面収差検出手段と、上記球面収差検 出手段によって検出された球面収差を補正する球面収差補正手段とを備え、上記光 ビーム分離手段は、上記第 1光ビームを通す第 1の領域と、上記光ビームの光軸を 含まない第 2光ビームを通す第 2の領域とに分割されていると共に、上記第 1の領域 は、光軸を通るラジアル方向の直線と平行な直線上における両端側にそれぞれ形成 された第 1の分割直線及び第 2の分割直線と、上記第 1の分割直線及び第 2の分割 直線よりも外周側にて、上記第 1の分割直線及び第 2の分割直線と平行に形成され た第 3の分割直線と、上記第 1の分割直線及び第 2の分割直線の各端から上記第 3 の分割直線に向かって互いに延びて形成され、かつ光軸を通るトラック方向の直線 に対して互いに線対称で所定角度だけノヽの字状に傾斜した直線対力 なる第 4の分 割直線及び第 5の分割直線と、上記第 1の分割直線及び第 2の分割直線に対して、 光軸を通るラジアル方向の直線を挟んだ反対側に形成され、かつ上記光軸を通るラ ジアル方向の直線と平行な第 6の分割直線と、上記第 1の分割直線と第 6の分割直 線との間及び上記第 2の分割直線と第 6の分割直線との間における、光ビーム分離 手段の外周とで構成される各境界線により区画されていると共に、上記第 2の領域は 、光ビーム分離手段における中央側に形成された上記第 1の領域を挟んだ両側にお Vヽて形成された 2つの区画力 なって 、ることを特徴として！/、る。
[0029] 上記の発明によれば、上記光ビーム手段を補助受光領域のある収差検出装置を 用いた光ピックアップ装置に用いることにより、光ビーム分離手段力 球面収差検出 手段までの間の光軸方向のずれを、光ビーム分離手段を回転して調整する際の、焦 点誤差信号と球面収差誤差信号の調整量のずれを軽減することによって、光ビーム 分離手段の調整が容易になり、安価な光ピックアップ装置を提供することができる。
[0030] また、本発明の収差検出装置は、上記の目的を達成するために、集光光学系を通 過した光ビームを、該光ビームの光軸を含む第 1光ビームと、上記光軸から見て上記 第 1光ビームよりも外側の第 2光ビームとに分離する分離手段と、上記分離手段によ つて分離された光ビームの検出手段での照射位置に基づいて、上記集光光学系の 球面収差を検出する球面収差検出手段とを備えている収差検出装置において、上 記光軸と第 2光ビームの上記検出手段での照射位置との最短距離が、複数の情報 記録層を持つ光記録媒体の非再生層力 生じる不要反射光の照射半径よりも長くな るように設定されていると共に、上記球面収差検出手段は、第 2光ビームの焦点位置 を示す信号をもとに球面収差誤差信号を生成することを特徴としている。
[0031] 上記の発明によれば、複数の情報記録層を持つ光記録媒体 (多層ディスク)の非 再生層から生じる不要反射光の影響を受けることなく球面収差誤差信号の検出が可 能となり、多層ディスクの記録再生において、より正確な球面収差誤差信号の検出が 可能となり、高信頼性の収差検出装置ひいては光ピックアップ装置を提供することが できる。
[0032] 本発明のさらに他の目的、特徴、および優れた点は、以下に示す記載によって十 分わ力るであろう。また、本発明の利益は、添付図面を参照した次の説明で明白にな るであろう。
図面の簡単な説明
[0033] [図 1]本発明における光ピックアップ装置の実施の一形態を示すものであり、光ピック アップ装置における第 2の偏光ホログラム素子の構成を示す平面図である。
[図 2]上記光ピックアップ装置の概略構成を示す断面図である。
[図 3(a)]上記光ピックアップ装置に用いられる光集積ユニットを示す平面図である。
[図 3(b)]上記光ピックアップ装置に用いられる光集積ユニットを示す断面図である。
[図 4]上記光ピックアップ装置に用いられる光検出器を示すものであり、焦点ずれ及 び球面収差のない状態での光検出器上での集光スポットの集光状態を示す平面図 である。
[図 5]上記光ピックアップ装置に用いられる光検出器を示すものであり、球面収差の ない状態で焦点ずれが発生している場合の光検出器上での集光スポットの集光状 態を示す平面図である。
[図 6]上記光ピックアップ装置に用いられる光検出器を示すものであり、焦点位置ず れがない状態で球面収差が発生している場合の光検出器上での集光スポットの集光 状態を示す平面図である。
[図 7(a)]上記光ピックアップ装置における、球面収差誤差信号と光ディスクのカバー ガラスの厚さ変化との関係を示すグラフである。
圆 7(b)]従来例の光ピックアップ装置における、球面収差誤差信号と光ディスクの力 バーガラスの厚さ変化との関係を示すグラフである。
[図 8(a)]上記光ピックアップ装置における、球面収差誤差信号と光ディスクのカバー ガラスの厚さ変化との関係を示すグラフである。
[図 8(b)]上記光ピックアップ装置における、球面収差誤差信号と光ディスクのカバー ガラスの厚さ変化との関係を示すグラフである。
圆 9]上記光ピックアップ装置における、球面収差誤差信号と光ディスクのカバーガラ スの厚さ変化との関係を示すグラフである。
[図 10(a)]上記光ピックアップ装置における、球面収差誤差信号と光ディスクのカバー ガラスの厚さ変化との関係を示すグラフである。
[図 10(b)]上記光ピックアップ装置における、球面収差誤差信号と光ディスクのカバー ガラスの厚さ変化との関係を示すグラフである。
[図 11]上記光ピックアップ装置における、球面収差誤差信号と光ディスクのカバーガ ラスの厚さ変化との関係を示すグラフである。
圆 12(a)]上記第 2の偏光ホログラム素子を回転調整した状態での光検出器上での集 光スポットの集光状態を示す平面図である。
圆 12(b)]比較例としての第 2の偏光ホログラム素子を回転調整した状態での光検出 器上での集光スポットの集光状態を示す平面図である。
[図 13(a)]図 12 (a)の場合における球面収差誤差信号と光ディスクのカバーガラスの 厚さ変化との関係を示すグラフである。
[図 13(b)]図 12 (b)の場合において、第 2の偏光ホログラム素子と光検出器との間に 光軸方向のずれがあり、第 2の偏光ホログラム素子の回転調整を行ったときの、球面 収差誤差信号と光ディスクのカバーガラスの厚さ変化との関係を示すグラフである。 圆 14(a)]焦点ずれが発生している場合の光検出器上での集光スポットの集光状態を 示す平面図である。
圆 14(b)]焦点ずれが発生している場合の光検出器上での集光スポットの集光状態を 示す平面図である。
[図 15]本発明における光ピックアップ装置の他の実施の形態を示すものであり、上記 光ピックアップ装置の概略構成を示す断面図である。
[図 16(a)]上記光ピックアップ装置に用いられる光集積ユニットを示す平面図である。
[図 16(b)]上記光ピックアップ装置に用いられる光集積ユニットを示す断面図である。
[図 17(a)]上記光ピックアップ装置に用いられる光検出器を示すものであり、焦点ずれ 及び球面収差のない状態での光検出器上での集光スポットの集光状態を示す平面 図である。
圆 17(b)]フォーカス誤差信号カーブにオフセットが発生する状態で焦点ずれが発生 している場合の光検出器上での集光スポットの集光状態を示す平面図である。
[図 18]上記光ピックアップ装置の光検出器で検出されるフォーカス誤差信号カーブ を示すグラフである。
[図 19(a)]実施の形態 1の第 2の偏光ホログラム素子を用いた場合において、光検出 器で検出されるフォーカス誤差信号カーブを示すグラフである。
[図 19(b)]実施の形態 2の第 2の偏光ホログラム素子を用いた場合において、光検出 器で検出されるフォーカス誤差信号カーブを示すグラフである。
[図 20]上記光ピックアップ装置における第 2の偏光ホログラム素子の構成を示す平面 図である。
圆 21]図 17 (b)と同様の焦点ずれが発生している場合の光検出器上での集光スポッ トの集光状態を示す平面図である。
[図 22]上記第 2の偏光ホログラム素子を用いた光ピックアップ装置で検出されるフォ 一カス誤差信号カーブを示すものであり、直線 w3の長さを変更したときを対比して示 すグラフである。 [図 23]上記第 2の偏光ホログラム素子を用いた光ピックアップ装置における球面収差 誤差信号と光ディスクのカバーガラスの厚さ変化との関係を示すグラフである。
圆 24]従来技術を示すものであり、光ピックアップ装置の概略構成を示す断面図であ る。
[図 25]上記光ピックアップ装置における第 2の偏光ホログラム素子の詳細構造を示す 平面図である。
[図 26]実施の形態 1の第 2の偏光ホログラム素子を用いた場合において、光検出器 上での集光スポットの集光状態を示す平面図である。
[図 27]実施の形態 2の第 2の偏光ホログラム素子を用いた場合において、光検出器 上での集光スポットの集光状態を示す平面図である。
符号の説明
1 半導体レーザ (光源）
2 第 1の偏光ホログラム素子 (光ビ -ム分離手段)
3 コリメ一トレンズ
4 対物レンズ (集光光学系）
6 光ディスク (光記録媒体）
oa カバーガラス
7 光検出器 (球面収差検出手段）
10 光ピックアップ装置
11 光ビーム
12 第 2の偏光ホログラム素子
20 光集積ユニット
30 光ピックアップ装置
32 第 1の偏光ホログラム素子 (光ビ -ム分離手段)
37 光検出器
40 光集積ユニット
D1 光軸を含むラジアル方向の直線
D2へ ^D12 分割直線 E1〜E4 円弧 (分割線）
FES 焦点（フォーカス)誤差信号
M 不要反射光
OZ 光軸
SAES 球面収差誤差信号
SP1〜SP3 集光スポット
発明を実施するための最良の形態
[0035] 〔実施の形態 1〕
本発明の一実施形態について図 1ないし図 14、及び図 26に基づいて説明すれば 、以下の通りである。なお、本実施の形態では、本発明の収差検出装置を光記録媒 体としての光ディスクに対して光学的に情報の記録 ·再生を行う光記録再生装置に 備えられた光ピックアップ装置に用いた例にっ 、て説明する。
[0036] 本実施の形態の光記録再生装置は、図 2に示すように、光ディスク (光記録媒体) 6 を回転駆動する図示しないスピンドルモータ、光ディスク 6に情報を記録再生する光 ピックアップ装置 10、並びに上記スピンドルモータ及び光ピックアップ装置 10を駆動 制御するための図示しな 、駆動制御部及び制御信号生成回路を備えて 、る。
[0037] 上記光ピックアップ装置 10は、光ディスク 6に光ビームを照射するための半導体レ 一ザ (光源） 1、偏光回折素子 22、コリメートレンズ 3、対物レンズ (集光光学系) 4、及 び光検出器 (球面収差検出手段） 7を有している。なお、偏光回折素子 22及び光検 出器 (収差検出手段) 7は、本発明の収差検出装置を構成している。
[0038] 上記光ピックアップ装置 10では、光集積ユニット 20に搭載された半導体レーザ 1か ら出射した光ビームは、コリメートレンズ 3により平行光にされた後、対物レンズ 4を通 して光ディスク 6に集光される。そして、光ディスク 6から反射した光ビーム（以下、これ を「戻り光」と呼ぶ）は、再び対物レンズ 4とコリメートレンズ 3とを通過して、光集積ュニ ット 20に搭載された光検出器 7上に受光される。
[0039] コリメートレンズ 3は、球面収差補正機構によって光軸方向（Z方向）に駆動されるよ うになつており、光ピックアップ装置 10の光学系で生じる球面収差を補正するように なっている。 [0040] 上記光ディスク 6は、カバーガラス 6a、基板 6b、及びカバーガラス 6aと基板 6bとの 間に形成された 2つの情報記録層 6c，6dから構成されている。つまり、光ディスク 6は 2層ディスクであって、光ピックアップ装置 10は情報記録層 6c又は情報記録層 6d〖こ 光ビームを集光させることによって、各情報記録層 6c ' 6dから情報を再生し、各情報 記録層 6c · 6dへ情報を記録するようになって 、る。
[0041] すなわち、上記構成の光ピックアップ装置 10においては、半導体レーザ 1から照射 された光ビームは、偏光回折素子 22を 0次回折光として通過し、コリメートレンズ 3に よって平行光に変換された後、対物レンズ 4を通過して、光ディスク 6上の情報記録 層 6c又は情報記録層 6dに集光される。
[0042] 一方、光ディスク 6の情報記録層 6c又は情報記録層 6dから反射された光ビームは 、対物レンズ 4及びコリメートレンズ 3の順に各部材を通過して偏光回折素子 22に入 射され、偏光回折素子 22にて回折されて光検出器 7上に集光される。
[0043] したがって、以下の説明において、光ディスク 6の情報記録層は情報記録層 6c又 は情報記録層 6dのいずれかを表し、光ピックアップ装置 10は、どちらの情報記録層 6c · 6dにも光ビームを集光させ、情報を記録又は再生できるものとする。
[0044] 上記図示しない制御信号生成回路は、上記光検出器 7から得られた信号に基づい て、トラッキング誤差信号、焦点誤差信号 (以下、「フォーカス誤差信号」という。 ) FE S及び球面収差誤差信号 SAESを生成する。トラック誤差信号はトラッキング駆動回 路へ出力され、フォーカス誤差信号 FESはフォーカス駆動回路へへ出力され、球面 収差誤差信号 SAESは球面収差補正機構駆動回路へ出力されるようになっている。 そして、各駆動回路では、各誤差信号に基づいて各部材の駆動制御を行う。
[0045] 図示しないフォーカス駆動回路では、フォーカス誤差信号 FESが入力され、このフ オーカス誤差信号 FESの値に基づいて、対物レンズ 4を光軸方向に移動させて、該 対物レンズ 4の焦点位置ずれを補正するように、対物レンズ駆動機構を駆動制御す る。
[0046] また、図示しな ヽ球面収差補正機構駆動回路では、球面収差誤差信号 SAESが 入力され、この球面収差誤差信号 SAESの値に基づいて、コリメートレンズ 3を光軸 方向に移動させて、光ピックアップ装置 10の光学系で発生した球面収差を補正する ように、図示しな!、球面収差補正用ァクチユエータを駆動制御する。
[0047] 図 3 (a)および図 3 (b)は、図 2において図示した光集積ユニット 20を示す構成図で ある。なお、図 3 (a)は、光軸 OZ (図 2参照）の方向（z方向）から見た平面図である。 また、図の煩雑ィ匕を避けるため、図 3 (a)においては、偏光ビームスプリッタ 5と偏光回 折素子 22と 1Z4波長板 23とは省略している。
[0048] 上記光集積ユニット 20は、図 3 (a)および図 3 (b)に示すように、半導体レーザ 1と、 光検出器 7と、偏光ビームスプリッタ 5と、偏光回折素子 22と、 1Z4波長板 23と、パッ ケージ 24とを備えている。
[0049] 上記パッケージ 24は、ステム 24aとベース 24bとキャップ 24cとによって構成されて いる。キャップ 24cには、光を通過させるための窓部 24dが形成されている。上記パッ ケージ 24内には、半導体レーザ 1及び光検出器 7が搭載されている。図 3 (b)は、パ ッケージ 24内での半導体レーザ 1及び光検出器 7の配置関係を示すために、ノッケ ージ 24を、図 3 (a)に図示した z方向（光軸方向）に対して y方向から見た側面図であ る。
[0050] 図 3 (b)に示すように、ステム 24a上に光検出器 7が搭載されており、ステム 24aの側 部に半導体レーザ 1が設けられている。半導体レーザ 1から出射する光ビーム 11の 光路と、光検出器 7に受光される戻り光の光路とが確保されるように、半導体レーザ 1 の光ビーム出射部及び光検出器 7の受光部力 キャップ 24cに形成された窓部 24d の領域に含まれるように配置されて 、る。
[0051] 次に、図 3 (a)および図 3 (b)に基づいて、各構成部材の配置を説明する。なお、以 下の説明において、説明の便宜上、偏光ビームスプリッタ 5における半導体レーザ 1 力も出射する光ビーム 11が入射する面を、偏光ビームスプリッタ 5の光ビーム入射面 とし、偏光ビームスプリッタ 5における戻り光が入射する面を、偏光ビームスプリッタ 5 の戻り光入射面とする。また、偏光回折素子 22における半導体レーザ 1から出射する 光ビーム 11が入射する面を、偏光回折素子 22の光ビーム入射面とし、偏光回折素 子 22における戻り光が入射する面を、偏光回折素子 22の戻り光入射面とする。
[0052] 図 3 (b)に示すように、上記偏光ビームスプリッタ 5は、ノ ッケージ 24上に配置され ている。具体的には、上記偏光ビームスプリッタ 5の光ビーム入射面力 上記窓部 24 dを覆うようにパッケージ 24上に配置されて 、る。
[0053] 上記偏光回折素子 22は、その光ビーム入射面が、上記偏光ビームスプリッタ 5の戻 り光入射面に対向するように、かつ、半導体レーザ 1から出射する光ビームの光軸上 に、配置されている。
[0054] 上記半導体レーザ 1は、波長 λ =405nmの光ビーム 11を出射するものを使用して いる。また、本実施の形態では、該光ビーム 11は、図示した光軸方向（z方向）に対し て X方向の偏光振動面を有する直線偏光 (P偏光)である。半導体レーザ 1から出射さ れた光ビーム 11は、偏光ビームスプリッタ 5に入射する。
[0055] 上記偏光ビームスプリッタ 5は、偏光ビームスプリッタ (PBS)面 5aと、反射ミラー (反 射面） 5bとを有している。
[0056] 本実施の形態における上記偏光ビームスプリッタ (PBS)面 5aは、図示した光軸方 向（z方向）に対して X方向の偏光振動面を有する直線偏光 (P偏光)を透過し、該偏 光振動面に垂直な偏光振動面を有する、すなわち、図示した光軸方向（z方向）に対 して y方向の偏光振動面を有する直線偏光 (S偏光)を反射するような特性をもつ。
[0057] 上記偏光ビームスプリッタ (PBS)面 5aは、上記半導体レーザ 1から出射された P偏 光を有する光ビームの光軸上に、該光ビーム 11が透過するように配置されている。 上記反射ミラー 5bは、偏光ビームスプリッタ (PBS)面 5aに対して平行になるように配 置されている。
[0058] 偏光ビームスプリッタ（PBS)面 5aに入射した上記光ビーム 11 (P偏光）は、偏光ビ 一ムスプリッタ（PBS)面 5aをそのまま透過する。偏光ビームスプリッタ（PBS)面 5aを 透過した上記光ビーム 11は、次に、上記偏光回折素子 22に入射する。
[0059] 次に、上記偏光回折素子 22について詳細に説明する。上記偏光回折素子 22は、 第 1の偏光ホログラム素子 (光ビーム分離手段） 2及び第 2の偏光ホログラム素子 12 から構成されている。
[0060] 上記第 1の偏光ホログラム素子 2及び第 2の偏光ホログラム素子 12はいずれも、光 ビーム 11の光軸上に配置されている。第 1の偏光ホログラム素子 2は、上記第 2の偏 光ホログラム素子 12よりも半導体レーザ 1側に配置された構成となっている。なお、必 ずしもこれに限らず、例えば、第 2の偏光ホログラム素子 12を、上記第 1の偏光ホログ ラム素子 2よりも半導体レーザ 1側に配置された構成とすることも可能である。
[0061] 上記第 2の偏光ホログラム素子 12は P偏光を回折させて S偏光を透過させる一方、 上記第 1の偏光ホログラム素子 2は S偏光を回折させて P偏光を透過させる。これら偏 光の回折は、各偏光ホログラム素子 2· 12に形成された溝構造 (格子）によって行わ れ、回折角度は、上記格子のピッチ (以下、これを「格子ピッチ」とよぶ）によって規定 される。
[0062] 上記第 2の偏光ホログラム素子 12は、トラッキング誤差信号 (TES)を検出するため の 3ビーム生成用のホログラムパターンが形成されている。
[0063] すなわち、偏光ビームスプリッタ（PBS)面 5aを透過した P偏光の光ビーム 11は、上 記偏光回折素子 22を構成する第 1の偏光ホログラム素子 2に入射すると、回折され てトラッキング誤差信号 (TES)を検出するための 3ビーム (メインビーム及び、 2つの サブビーム）となって該第 1の偏光ホログラム素子 2から出射する。なお、 3ビームを用 いた TES検出方法としては、 3ビーム法や、差動プッシュプル (DPP)法や、位相シフ ト DPP法等を用いることができる。
[0064] 上記第 1の偏光ホログラム素子 2は、入射した光のうち、 S偏光は回折させ、 P偏光 はそのまま透過させる。
[0065] すなわち、第 1の偏光ホログラム素子 2を出射した P偏光の光ビーム 11は、上記第 2 の偏光ホログラム素子 12に入射し、回折される。第 2の偏光ホログラム素子 12で回折 された P偏光の光ビーム 11は、上記 1Z4波長板 23に入射する。なお、第 1の偏光ホ ログラム素子 2の詳細なホログラムパターンにつ 、ては、後述する。
[0066] 上記 1Z4波長板 23は、直線偏光を入射し、円偏光に変換して出射することができ る。したがって、 1Z4波長板 23に入射した P偏光の光ビーム 11 (直線偏光）は、円偏 光の光ビームに変換されて、光集積ユニット 20から出射する。
[0067] 光集積ユニット 20から出射した円偏光の光ビームは、コリメートレンズ 3により平行 光にされた後、対物レンズ 4を介して光ディスク 6に集光される。そして、光ディスク 6 によって反射された光ビームは、すなわち戻り光は、再び対物レンズ 4とコリメートレン ズ 3を通過して、再び光集積ユニット 20の上記 1Z4波長板 23に入射する。
[0068] 光集積ユニット 20の 1Z4波長板 23に入射する上記戻り光は円偏光であり、該 lZ 4波長板 23によって、図示した光軸方向（z方向）に対して y方向の偏光振動面を有 する直線偏光（S偏光）に変換される。 S偏光の戻り光は、上記第 2の偏光ホログラム 素子 12に入射し、そのまま透過した後、上記第 1の偏光ホログラム素子 2に入射する
[0069] 上記第 1の偏光ホログラム素子 2に入射した S偏光の戻り光は、 0次回折光 (非回折 光)と、 ± 1次回折光（回折光)とに回折されて出射する。該 S偏光の戻り光は、上記 偏光ビームスプリッタ 5に入射し、上記偏光ビームスプリッタ (PBS)面 5aによって反射 され、反射ミラー 5bによってさらに反射されて偏光ビームスプリッタ 5から出射する。 偏光ビームスプリッタ 5から出射した該 S偏光の戻り光は、上記光検出器 7に受光され る。上記光検出器 7は、第 1の偏光ホログラム素子 2の + 1次光の焦点位置に配置さ れている。なお、上記光検出器 7の受光部パターンについては、後述する。
[0070] 第 2の偏光ホログラム素子 12にて形成されるホログラムパターンは、 3ビーム法又は 差動プッシュプル法 (DPP法)を用いたトラッキング誤差信号 (TES)の検出のための 規則的な直線格子である。
[0071] 上記第 1の偏光ホログラム素子 2は、図 1に示すように、 3分割され 3つの領域 2a' 2b •2cを有している。
[0072] 第 1の領域 2aは、光軸を含むラジアル方向に直交する直線 D1に対して平行な分 割直線 D2 · D6 (直線 D1との距離 h2)及び分割直線 D4 (直線 D 1との距離 hi、長さ wl)と、光軸に直交するトラック方向（X方向）に延びる直線に対して軸対称でありか つ所定角度 (角度士 0 )だけ傾斜した分割直線 D3.D5と、直線 D1に対して平行な 分割直線 D7 (直線 D1との距離 h3)と、光軸を中心とする円弧 Ε1 ·Ε2 (半径 r2)とで 囲まれた領域である。
[0073] 第 2の領域 2bは、分割直線 D2〜D6と、光軸を中心とする円弧 E3 (半径 ）とで囲 まれた領域である。また、第 3の領域 2cは、光軸を中心とする円弧 E4 (半径 r2)と分 割直線 D7とで囲まれた領域である。
[0074] 上述した分割線は全て光軸と直交する。領域 2bを通過した光ビームが光検出器 7 上に集光するスポットを SP1とし、同様に、領域 2aを通過した光ビームが光検出器上 に集光するスポットを SP2とし、領域 2cを通過した光ビームが光検出器上に集光する スポットを SP3とする。
[0075] 第 1の偏光ホログラム素子 2上での対物レンズ 4のアパーチャで規定される光ビーム の有効径の半径を rとした時、光軸を含む直線 D1と分割直線 D4との距離 hi =0. 6r 、光軸を含む直線 D1と分割直線 D2との距離 h2 = 0. 3r、光軸を含む直線 D1と分割 直線 D7との距離 h3 = 0. 125r、 0 =±45deg、分割直線 D4の長さ wl = 0. 6rとして いる。半径 r2は、対物レンズシフトや調整誤差を考慮して半径 rよりも十分大きくなる ように設定している。
[0076] 図 4は、図 2における光ディスク 6のカバーガラス 6aの厚みに対して、対物レンズ 4に よる集光ビームに球面収差が発生しないように、上記コリメートレンズ 3の光軸方向の 位置調整がなされている状態で情報記録層 6c上に合焦状態に集光している場合の 、光検出器 7上での光ビームを示している。さらに、第 1の偏光ホログラム素子 2の 3つ の領域 2a' 2b' 2cと + 1次回折光の進行方向の関係も示している。なお、実際は、第 1の偏光ホログラム素子 2の中心位置は、光検出器 7の受光部 7a〜7dの中心位置に 対応する位置に設置されるが、説明のため、光軸方向（z方向）に対して y方向にずら して図示している。
[0077] 往路光学系において第 2の偏光ホログラム素子 12で形成された 3つの光ビーム (メ インビーム、 2つのサブビーム） 13は、光ディスク 4で反射して復路光学系において第 1の偏光ホログラム素子 2により非回折光 (0次回折光） 14と回折光（ + 1次回折光） 1 5とに分離される。
[0078] 図 4に示すように、光検出器 7は 14個の受光部 7a〜7nで構成されて 、る。光検出 器 7は、非回折光 (0次回折光） 14及び回折光（+ 1次回折光） 15のうち、 RF信号や サーボ信号の検出に必要な光ビームを受光するための受光部を備えている。具体的 には、第 1の偏光ホログラム素子 2の 3つの非回折光 (0次回折光） 14と、 9つの回折 光（+ 1次回折光） 15との合計 12個のビームが形成される。そのうち、非回折光 (0次 回折光） 14は、プッシュプル法によるトラッキング誤差信号 TESの検出ができるように 、ある程度の大きさを有した光ビームとなるように設計される。本実施の形態では、上 記非回折光 (0次回折光） 14のビーム径がある程度の大きさを有するように、光検出 器 7を、非回折光 (0次回折光） 14の集光点に対して若干手前側にずらした位置に設 置している。なお、本発明はこれに限定されるものではなぐ光検出器 7を非回折光（ 0次回折光） 14の集光点に対して奥側にずらした位置に設置するものであってもよい
[0079] このように、ある程度の大きさの光ビーム径を有した光ビームが受光部 7a〜7dの境 界部に集光されるので、これらの 4つの受光部 7a〜7dの出力が等しくなるように調整 することによって、非回折光 (0次回折光） 14と光検出器 7との位置調整が可能である
[0080] 図 5は、図 4の状態から、図 2における対物レンズ 4が光ディスク 6に近づいた場合の
、光検出器 7上での光ビームを示している。対物レンズ 4が光ディスク 6に近づくことに よって、光ビームのビーム径が大きくなる。しかしながら、受光部 7a〜7dからの光ビ ームのはみ出しは発生して 、な 、。
[0081] 次に、図 4及び図 5を用いて、サーボ信号生成の動作について説明する。なお、こ こでは受光部 7a〜7nの出力信号を Sa〜Snと表す。
[0082] まず、再生信号 RFは、非回折光 (0次回折光） 14を用いて検出する。すなわち、再 生信号 RFは、
RF = Sa+Sb + Sc + Sd
で与えることができる。
[0083] トラッキング誤差信号 TESは、
TES= { (Sa + Sb) - (Sc + Sd) }
- a { (Se-Sf) + (Sg-Sh) }
で与えられる。なお、ここで、 αは対物レンズシフトや光ディスクチルトによるオフセット をキャンセルするのに最適な係数に設定される。
[0084] フォーカス誤差信号 FESは、ダブルナイフエッジ法を用いて検出する。すなわち、 フォーカス誤差信号 FESは、
FES = (Si-Sj) - β (Sk-Sl)
で与えられる。なお、ここで、 13は 2スポット間の光量の違いによるオフセットをキャン セルするのに最適な係数に設定される。
[0085] フォーカス誤差信号 FESの検出動作を説明する。 [0086] まず、光ディスク 6の情報記録層 6c又は情報記録層 6dの何れかに焦点が一致して いる場合を考える。図 4に示すように、集光スポット SP1は受光部 7kと受光部 71との 境界線上に集光するので、第 1の出力信号 (Sk— S1)は 0になる。一方、集光スポット SP3も受光部 7iと受光部 7jとの境界線上に集光するので、第 3の出力信号 (Si— ¾) も 0になる。したがって、フォーカス誤差信号 FESは 0になる。
[0087] 次に、光ディスク 6が対物レンズ 4に近づくか遠ざ力ることによって、焦点位置が情 報記録層 6c又は情報記録層 6dからずれた場合を考える。図 5に示すように、集光ス ポット SP1及び集光スポット SP3の形状がそれぞれ変化することにより、第 1の出力信 号 (Sk— S1)及び第 3の出力信号 (Si— ¾)は、それぞれ焦点ずれに相当した値を出 力する。したがって、フォーカス誤差信号 FESは焦点ずれに相当した 0以外の値を示 すことになる。
[0088] この結果、焦点位置を情報記録層と常に一致させておくためには、フォーカス誤差 信号 FESの出力が常に 0となるように対物レンズ 4を光軸方向に移動させればょ 、。
[0089] 次に、光ピックアップ装置 10の光学系に焦点ずれが無く球面収差が発生した場合 を考える。球面収差は、光ディスク 6のカバーガラス 6aの厚さ変化や、情報記録層 6c と情報記録層 6dとの層間ジャンプを行う際に発生する。
[0090] 例えば、カバーガラス 6aの厚さが変化して球面収差が発生する場合、光ビームの 光軸付近の光ビームと光ビーム外周部の光ビームとでは、ビームの焦点位置（ビーム 径が最小になる位置）が異なってくる。したがって、第 1の偏光ホログラム素子 2の第 1 の領域 2aによって光ビームの光軸付近の光ビームを回折し、光ビームの光軸付近の 光ビームの焦点ずれを検出した第 2の出力信号 (Sm— Sn)の値と、光ビーム外周部 の光ビームの焦点ずれを検出した第 1の出力信号 (Sk— S1)の値とは球面収差が発 生すると 0ではなくなり、球面収差量に応じた値を出力する。球面収差が発生すること による焦点位置ずれの方向は、ビーム内周部とビーム外周部とでは逆方向になる。し たがって、上記第 1の出力信号 (Sk— S1)の値と第 2の出力信号 (Sm— Sn)の値との 差信号を演算することによって、感度のより高い球面収差誤差信号 SAESを得ること ができる。
[0091] すなわち、球面収差誤差信号 SAESは、以下の演算により得られる。 [0092] SAES = (Sm-Sn)— γ X (Sk— SI)
球面収差誤差信号 SAESの検出動作を説明する。
[0093] まず、球面収差が無い場合を考える。図 4に示すように、集光スポット SP1は受光部 7kと受光部 71との境界線上に集光するので、第 1の出力信号 (Sk— S1)は 0になる。 一方、集光スポット SP2も受光部 7mと受光部 7nとの境界線上に集光するので、第 2 の出力信号（Sm—Sn)も 0になる。したがって、球面収差誤差信号 SAESは 0になる
[0094] 次に、球面収差が発生している場合を考える。図 6に示すように、焦点位置ずれが ないにも関わらず、集光スポット SP1及び集光スポット SP2は、集光状態からデフォ 一カス状態にそれぞれ変化する。したがって、第 1の出力信号 (Sk— S1)及び第 2の 出力信号 (Sm—Sn)は、それぞれ 0以外の値を示すことになる。集光スポット SP1と 集光スポット SP2とではデフォーカス方向が逆になるので、これらの信号の差信号を 用いることにより感度の高 ヽ球面収差誤差信号 SAESが検出できる。
[0095] さらに、光ピックアップ装置 10の光学系に若干の焦点ずれが残存した状態で球面 収差が発生した場合を考える。この場合は、球面収差が無い場合でも焦点ずれの影 響によって、集光スポット SP1及び集光スポット SP2がそれぞれデフォーカス状態に なるため第 1の出力信号 (Sk— S1)及び第 2の出力信号 (Sm—Sn)はそれぞれ 0以 外の値を示す。焦点ずれが小さい範囲では、第 1の出力信号 (Sk— S1)及び第 2の 出力信号 (Sm— Sn)の変化はそれぞれほぼ直線とみなせるので、係数 γを最適化 することにより球面収差誤差信号 SAESへの焦点ずれの影響は除去することができ る。なお、球面収差によるデフォーカスは集光スポット SP1と集光スポット SP2とでは 逆極性であるので、係数 j8の最適化を行っても球面収差誤差信号 SAESが出力し なくなることは無い。
[0096] し力しながら、多層ディスクの記録再生においては、受光部 7m' 7nに非再生層から の不要反射光が入射する。図 26に多層ディスクの非再生層からの不要反射光 Mが 光検出器 7上に作るスポットを示す。
[0097] 不要反射光 Mは、光軸を中心として半径 Rの円形状であり、光検出器 7上に集光す る。受光部 7m' 7nに不要反射光 Mが入射したとき、この不要反射光 Mがー様な光 強度分布を持って ヽればオフセットは発生しな 、が、実際には一様分布でな 、ため 受光部 7mに入射する光量と受光部 7nに入射する光量とのアンバランスが生じ、オフ セットが発生する。このため、第 2の出力信号 (Sm—Sn)にオフセットが生じ、球面収 差誤差信号 SAES1に影響を及ぼし、正確な球面収差補正を行うことができない。な お、受光部 7kと受光部 71とは不要反射光 Mが集光しない位置、すなわち光軸から受 光部 7k · 7ほでの最短距離は不要反射光 Mの半径 Rよりも長く設定してある。
[0098] ここで、球面収差誤差信号 SAES2は不要反射光 Mの影響を受けない受光部 7kと 受光部 71からの信号 (第 2の出力信号)とで生成することができる。
[0099] SAES2 = Sk-Sl
この演算方式を用いることによって、多層ディスクの非再生層からの不要反射光 M の影響を受けない球面収差誤差信号 SAES2を生成することができる。
[0100] 次に、光ピックアップ装置 10の光学系に焦点ずれが残存した状態で球面収差が発 生した場合を考える。球面収差誤差信号 SAES2では、第 1の出力信号と第 2の出力 信号との差をとらないため、焦点ずれによって球面収差誤差信号 SAES2が変化し、 球面収差を正確に検出できな 、と 、つた問題がある。
[0101] 焦点位置ずれの影響を抑えるために球面収差誤差信号 SAES3を、フォーカス誤 差信号 FESを用いて、
SAES3= (Sk-Sl) δ X FES
で生成する。このとき定数 δは、焦点ずれが生じても球面収差誤差信号 SAES3の 変化が小さくなるように決定すればょ 、。球面収差が生じたときの焦点ずれにより第 2 の出力信号 (Sk— S1)にオフセットが生じたとき、フォーカス誤差信号 FESを加減算 することにより、オフセットを減少させることができる。この演算方法により、球面収差と 焦点ずれが同時に生じても、正確な球面収差誤差検出が可能となる。
[0102] 以上の説明では、光ビームの中心と第 2の偏光ホログラム素子 12の中心とがー致し ているときを想定している。
[0103] 実際の光ピックアップ装置 10では、光ディスク 6の情報記録層 6c又は情報記録層 6 d上に形成されたトラック上に光ビームを集光させるために、対物レンズ 4を光ディスク 6のラジアル方向（半径方向）に移動させて常にトラック上に集光させるトラッキング制 御を行っている。
[0104] 第 1の偏光ホログラム素子 2と対物レンズ 4とが一体で製作されている場合は問題な いが、分離して光ピックアップ装置 10に装備されている場合には、トラッキング制御 によって光ビームの中心は第 1の偏光ホログラム素子 2の中心とは一致しない状況が 生じる。
[0105] このとき、従来の図 25に示す分割形状のホログラム素子 102を用いた場合には、本 来、ホログラム素子 102の領域 102aと領域 102bとでそれぞれ回折されるはずの光 ビームの一部がそれぞれ別の領域で回折されてしまう。このように、光ビームの中心と ホログラム素子 102の中心とにずれがある場合と無い場合とでは、光検出器 107の 各領域 102a' 102bからの電気信号が変化する。そのため、球面収差量が一定であ つても光ビームの中心とホログラム素子 102の中心とのずれ量によって球面収差誤 差信号 SAESが変化する。
[0106] ここで、本実施の形態の第 1の偏光ホログラム素子 2を用いた場合の球面収差誤差 信号 SAESと光ディスク 6のカバーガラス 6aの厚さ変化との関係を示すグラフを、図 7 (a)に示す。また、比較例として、図 25に示すようなホログラム素子 102を用いた場合 の球面収差誤差信号 SAESと光ディスク 6のカバーガラス 6aの厚さ変化との関係を 示すグラフを、図 7 (b)に示す。なお、ホログラム素子 102の分割線の半径 rlは、半 径 rl = 0. 7r、第 1の偏光ホログラム素子 2の分割線の一つである分割直線 D4と光 軸を含む直線 D 1との距離 hiは、分割直線 D4と光軸を含む直線 D 1との距離 hi = 0 . 6rで計算した。
[0107] 図 7 (a)に示すグラフは、第 1の偏光ホログラム素子 2の中心と光ビームの中心とが ずれていないとき、すなわち、ずれ量が 0 mのときの球面収差誤差信号 SAESを表 示する。一方、図 7 (b)に示すグラフは、第 1の偏光ホログラム素子 2の中心と光ビー ムの中心と力 トラッキング制御によって光ディスク 6のラジアル方向に 300 μ mずれ たときの球面収差誤差信号 SAESを表示して ヽる。対物レンズ 4の有効径は半径 r= 1. 5mmであるので、 300 mは有効径の 20%に相当する。
[0108] 上記図 7 (a)および図 7 (b)に示すグラフから、第 1の偏光ホログラム素子 2の分割線 で光ビームを分離した場合は、第 1の偏光ホログラム素子 2の中心と光ビームの中心 とが 300 mずれても球面収差誤差信号 SAESに影響は殆どないが、ホログラム素 子 102の分割線にて光ビームを分割した場合には、ホログラム素子 102の中心と光 ビームの中心とのずれによって球面収差誤差信号 SAESは明ら力に影響を受けてい ることが分力ゝる。
[0109] また、球面収差誤差信号 SAESの信号感度の絶対値を比較すると、第 1の偏光ホ ログラム素子 2の分割線にて光ビームを分離した場合には、ホログラム素子 102の場 合よりも小さ 、が、十分な感度が得られることがわかる。
[0110] 上記理由により、光軸が光ディスク 6のラジアル方向へずれることによる球面収差誤 差信号 SAESへの影響を極力抑えるには、ラジアル方向に平行な直線による分割形 状を使用すればよい。また、ホログラム素子 102の分割線にて光ビームを分離した場 合、球面収差誤差信号 SAESの信号感度が最も高くなるため、第 1の偏光ホログラム 素子 2の分割線はホログラム素子 102の分割線に近似させる必要がある。この条件を 満たすには、上述した第 1の偏光ホログラム素子 2上での対物レンズ 4のアパーチャ で規定される光ビームの有効径の半径を rとした時、分割直線 D4と光軸を含む直線 D1との距離 hl = 0. 6r、分割直線 D2と光軸を含む直線 Dlとの距離 h2 = 0. 3r、 θ =±45deg、分割直線 D4の長さ wl = 0. 6rとする条件である。
[0111] 図 8 (a)に、分割直線 D4と光軸を含む直線 D1との距離 hiを 0. 4r、 0. 6r、 0. 8rに した場合の、球面収差誤差信号 SAESと光ディスク 6のカバーガラス 6aの厚さ変化と の関係を示す。これより、分割直線 D4と光軸を含む直線 D1との距離 hiが 0. のと き、球面収差誤差信号 SAESの検出感度が小さくなることがわ力る。
[0112] また、図 8 (b)に、分割直線 D4と光軸を含む直線 D1との距離 hiを 0. 8rにし、第 1 の偏光ホログラム素子 2の中心と光ビームのとの中心と力 トラッキング制御によって 光ディスク 6のラジアル方向に 300 μ mずれたときの球面収差誤差信号 SAESを示 す。図 8 (a)に示す分割直線 D4と光軸を含む直線 D1との距離 hiを 0. 6rにした場合 と比較して、分割直線 D4と光軸を含む直線 D1との距離 hiが 0. 8rのときは第 1の偏 光ホログラム素子 2の中心と光ビームの中心とのずれによって、球面収差誤差信号 S AESは大きく影響を受ける。以上のことより、分割直線 D4と光軸を含む直線 D1との 距離 hiを 0. 6rにするのが望ましい。 [0113] 図 9に、分割直線 D2と光軸を含む直線 D1との距離 h2を 0. 4r、 0. 6r、 0. 8rにし た場合の、球面収差誤差信号 SAESと光ディスク 6のカバーガラス 6aの厚さ変化との 関係を示す。図 9から、分割直線 D2と光軸を含む直線 D1との距離 h2が 0. 2r、 0. 4 rのとき、球面収差誤差信号 SAESの検出感度が小さくなるため、分割直線 D2と光 軸を含む直線 D1との距離 h2を 0. 3rにするのが望ましいことがわかる。
[0114] 図 10 (a)に、分割直線 D4の長さ wlを 0. 4r、 0. 6r、 0. 8rにした場合の、球面収 差誤差信号 SAESと光ディスク 6のカバーガラス 6aの厚さ変化との関係を示す。分割 直線 D4の長さ wlが 0. 8r、 0. 6r、 0. 4rの順で球面収差誤差信号 SAESの検出感 度が小さくなることが分力る。
[0115] また、図 10 (b)に、分割直線 D4の長さ wlを 0. 8rにし、第 1の fの中心と光ビームの 中心とが、トラッキング制御によって光ディスク 6のラジアル方向に 300 μ mずれたとき の球面収差誤差信号 SAESを示す。図 8 (a)に示す分割直線 D4と光軸を含む直線 D1との距離 hiを 0. 6rにした場合と比較して、分割直線 D4と光軸を含む直線 D1と の距離 hiが 0. 8rのとき第 1の偏光ホログラム素子 2と光ビームの中心ずれによって 大きく影響を受ける。以上のことより、分割直線 D4の長さ wlを 0. 6rにすることが望ま しい。
[0116] 図 11に、 Θを ±45deg、 ± 90degにした場合の、球面収差誤差信号 SAESと光デ イスク 6のカバーガラス 6aの厚さ変化との関係を示す。 Θを ±45degにすることにより 、球面収差誤差信号 SAESの信号感度が高くなることがわかる。
[0117] また、ラジアル方向に平行な直線による分割形状のため、第 1の偏光ホログラム素 子 2の中心と光ビームの中心とのずれによって球面収差誤差信号 SAESは影響を受 けない。
[0118] 次に、図 4〜図 6、並びに図 12及び図 13に基いて、第 1の偏光ホログラム素子 2の 調整方法について説明する。
[0119] まず、図 2に示すように、光ディスク 6からの戻り光を第 1の偏光ホログラム素子 2に 入射させる。次いで、第 1の偏光ホログラム素子 2を通過した非回折光 (0次回折光） 1 4力 図 4に示すように、光検出器 7a〜7dに均等に入射するように第 1の偏光ホログ ラム素子 2を X、 Y方向に位置調整することにより、第 1の偏光ホログラム素子 2の中心 と光軸とのずれを調整する。
[0120] さらに、第 1の偏光ホログラム素子 2が、図 1に示すような分割形状の場合、第 1の偏 光ホログラム素子 2の上で上記光ビーム 11が X方向に移動した場合には、第 1の領 域 2aから検出される光量と第 2の領域 2bから検出される光量との比率が変化する。 一方、第 1の偏光ホログラム素子 2の上で光ビーム 11が Y方向に移動した場合には、 第 1の領域 2aから検出される光量及び第 2の領域 2bから検出される光量を加算した 光量と、第 3の領域 2cから検出される光量との比率が変化する。したがって、これらの 光量関係を利用して第 1の偏光ホログラム素子 2の中心位置と光ビーム 11の中心位 置とを合わせることが可能になる。その結果、位置あわせの分割パターンを形成する 必要がな!、ので、光ビーム 11の全領域を利用したダブルナイフエッジ法によるフォ 一カス誤差信号 FESの検出が可能になるので、安定したフォーカス制御を行うことが できる。
[0121] また、第 1の偏光ホログラム素子 2と光検出器 7との間で光軸方向のずれが生じてい た場合、図 5の場合と同様に、集光スポット SP1 ' SP2' SP3はデフォーカスした状態 となる。つまり、第 1の出力信号 (Sk— S1)及び第 3の出力信号 (Si— ¾)はいずれも 0 でなぐしたがって、
FES = (Si-Sj) - β (Sk— SI)
は 0にならず、これがフォーカス誤差信号 FESのオフセットとなる。この調整方法とし て、第 2の偏光ホログラム素子 12を回転して調整することが知られている。
[0122] 図 12 (b)は、比較例を示すものであり、第 1の偏光ホログラム素子 2の形状において 分割直線 D7が光軸と一致した場合 (光軸を含む直線 D1と分割直線 D7との距離 h3 力 SOである場合)の第 1の偏光ホログラム素子 82における回転調整の説明図である。
[0123] 第 1の偏光ホログラム素子 82を回転することにより集光スポット SP1. SP2. SP3が 非回折光 (0次回折光） 14の集光スポットを中心として回転する。集光スポット SPl ' S P2と集光スポット SP3とは回転中心を挟んで対面しているため、各集光スポットの移 動量の Y成分は正負逆になる。これにより、第 1の出力信号 (Sk— S1)と第 3の出力信 号 (Si— ¾)とが逆に増減し、その結果、フォーカス誤差信号 FESが 0になる回転量 がある。 [0124] しカゝしながら、フォーカス誤差信号 FESを 0に調整しても、球面収差誤差信号 SAE Sは同時に 0にならずオフセットが発生する。図 13 (b)は、図 12 (b)に示すホログラム 素子形状の第 1の偏光ホログラム素子 82を用いた際の、カバーガラス 6aの厚さ変化 が生じたときの球面収差誤差信号 SAESを示して 、る。横軸はカバーガラス 6aの厚 さ変化、縦軸は回転調整後の球面収差誤差信号 SAESである。また、第 1の偏光ホ ログラム素子 82と光検出器 7の間の光軸方向ずれが 0. 2mm生じ、回転調整を行つ たときの球面収差誤差信号 SAESを示す。 +0. 2mmのグラフは、第 1の偏光ホログ ラム素子 82と光検出器 7との間が 0. 2mm離れる方向にずれたこと、—0. 2mmのグ ラフは第 1の偏光ホログラム素子 82と光検出器 7との間が 0. 2mm狭まる方向にずれ たことを示している。この図から、光軸方向ずれを回転調整すると、カバーガラス 6aの 厚さ変化がない場合に、球面収差誤差信号 SAESにオフセットが発生することがわ かる。
[0125] このオフセット量の発生原因につ!、て説明する。
[0126] 球面収差誤差信号 SAESを生成する集光スポット SP1及び集光スポット SP2は、回 転中心つまり光軸 OZからそれぞれ距離 L1 'L2だけ離れているとする。第 1の偏光ホ ログラム素子 82の回転調整量を 0とすると、回転調整を行うと集光スポット SP1は— Y方向に Llsin Θ、集光スポット SP2は Y方向に L2sin Θ移動する。
[0127] 例えば、図 12 (b)に示すように、 L1 >L2であれば、集光スポット SP1は集光スポッ ト SP2よりも移動量が大きい。すなわち、図 12 (b)において、第 1の偏光ホログラム素 子 82を回転すると、集光スポット SP1は移動量が大きいため、受光領域 7k上から受 光領域 71上に大部分が移動する。それに比べて、集光スポット SP2は移動量が小さ いため、受光領域 7m上力 受光領域 7n上にはあまり移動しない。したがって、第 1 の出力信号 (Sk— S1)と第 2の出力信号 (Sm— Sn)との差である球面収差誤差信号 SAESは 0にならない。
[0128] この課題は、集光スポット SP2における見かけの y方向成分の移動量を増やすこと 、すなわち、集光スポット SP2を受光領域 7n上により多く集光することによって解決 することができる。
[0129] 図 12 (a)は、図 1に示す第 1の偏光ホログラム素子 2を用いた場合の光検出器 7上 の集光スポットを表している。図 1に示すホログラム形状のように、分割直線 D7を光軸 である光軸を含む直線 D1と分割直線 D7との距離 h3 ( >0)に設け、第 2の偏光ホロ グラム素子 12と光検出器 7との間に光軸方向のずれが生じ、第 1の偏光ホログラム素 子 2の回転調整を行ったときに、集光スポット SP2が受光領域 7n上に集光する。すな わち、光軸を中心として複数のラジアル方向の分割直線 D2'D6とは反対側に分割 直線 D7を設けることによって、フォーカス誤差信号 FES及び球面収差誤差信号 SA ESの両方共、同時にオフセットを取り除くことができる。
[0130] 図 13 (a)は、図 1〜図 12 (a)のホログラム素子形状の場合に、第 1の偏光ホログラム 素子 2と光検出器 7との間に光軸方向のずれが生じ、第 1の偏光ホログラム素子 2の 回転調整を行った後の球面収差誤差信号 SAESを示して 、る。回転調整を行っても 球面収差誤差信号 SAESにオフセットが発生しない効果を確認した。
[0131] ここで、図 1において、光軸を含むラジアル方向の直線 D1と分割直線 D7との距離 h3は、 h2以下の長さである必要がある。すなわち、光軸を含む直線 D1と分割直線 D 7との距離 h3が、分割直線 D2と光軸を含む直線 D1との距離 h2よりも大きければ、 球面収差誤差信号 SAESの信号感度の絶対値が不足し、球面収差誤差信号 SAE Sの信頼性を確保できな 、。
[0132] この原因について、図 14 (a)および図 14 (b)に基いて説明する。図 14 (a)および 図 14 (b)は、図 6に示す状態の受光領域 7m · 7ηと集光スポット SP2の拡大図である 。図 14 (a)は、〔光軸を含むラジアル方向の直線 D1と分割直線 D7との距離 h3〕と〔 分割直線 D2と光軸を含む直線 D1との距離 h2〕とが等しい状態を示す。集光スポット SP2は受光部 7mと 7nとの分割線上に集光する。このとき、受光部 7mと受光部 7nと の分割線と光軸を含むラジアル方向の直線 D1とは一致している。このため、光軸を 含むラジアル方向の直線 Dl、分割直線 D2'D6、及び分割直線 D2の延長線、円弧 E1 ·Ε2とで囲まれる領域と、分割直線 D7及び円弧 E1 ·Ε2とで囲まれる領域から生 じた各々の集光スポットから生成される信号 Smと信号 Snとは等しいため、光検出器 7上で互いに打ち消し合う。すなわち、分割直線03 4'05、及び分割直線 D2を 延長した部分で囲まれる台形上の領域力 生じた集光スポットでのみ球面収差誤差 信号 SAESを生成するため、図 1に示す状態 (h3<h2)と比較して、球面収差誤差 信号 SAESの絶対値が減少する。さらに、図 14 (b)に示すように、〔光軸を含むラジ アル方向の直線 D1と分割直線 D7との距離 h3〕が〔分割直線 D2と光軸を含む直線 D1との距離 h2〕よりも大きくなると、分割直線 D3 'D4'D5、及び分割直線 D2を延長 した部分で囲まれる台形状の領域からなる信号を、分割直線 D7、及び円弧 Ε1 ·Ε2 で囲まれる領域力 なる信号が打ち消してしまい、さらに、球面収差誤差信号 SAES の絶対値が不足する。したがって、〔光軸を含むラジアル方向の直線 D1と分割直線 D7との距離 h3〕は、〔分割直線 D2と光軸を含む直線 D1との距離 h2〕以下にする必 要がある。
[0133] このように、本実施の形態の収差検出装置及びそれを備えた光ピックアップ装置 1 0では、収差検出装置は、対物レンズ 4を通過した光ビーム 11を、該光ビーム 11の 光軸を含む集光スポット SP2と該光ビーム 11の光軸を含まな ヽ集光スポット SP1 · S P3とに分離する第 1の偏光ホログラム素子 2と、この第 1の偏光ホログラム素子 2によ つて分離された集光スポット SP2 · SP1 · SP3の焦点位置に基づ!/、て、対物レンズ 4 の球面収差を検出する光検出器 7とを備えている。
[0134] 上記第 1の偏光ホログラム素子 2は、上記第 1光ビームを通す第 1の領域 2aと、光ビ ームの光軸を含まな 、第 2光ビームを通す第 2の領域 2b ·第 3の領域 2cとに分割され ていると共に、第 1の領域 2aは、光軸を通るラジアル方向の直線と平行な直線上に おける両端側にそれぞれ形成された分割直線 D2 · D6と、分割直線 D2. D6よりも外 周側にて、分割直線 D2'D6と平行に形成された分割直線 D4と、分割直線 D2'D6 の各端力も分割直線 D4に向力つて互いに延びて形成され、かつ光軸を通るトラック 方向の直線 D 1に対して互いに線対称で所定角度だけノ、の字状に傾斜した直線対 力もなる分割直線 D3 'D5と、この分割直線 D2'D6に対して、光軸を通るラジアル方 向の直線 D1を挟んだ反対側に形成され、かつ上記光軸を通るラジアル方向の直線 D1と平行な分割直線 D7と、分割直線 D2と分割直線 D7との間及び分割直線 D6と 分割直線 D7との間において、第 1の偏光ホログラム素子 2の円弧 Ε1 ·Ε2とで構成さ れる各境界線により区画されていると共に、上記第 2の領域 2b ·第 3の領域 2cは、第 1の偏光ホログラム素子 2における中央側に形成された上記第 1の領域 2aを挟んだ 両側にお 、て形成された 2つの区画からなって!/、る。 [0135] これにより、第 1の偏光ホログラム素子 2から光検出器 7までの間の光軸方向のずれ が発生し、フォーカス誤差信号 FES及び球面収差誤差信号 SAESにオフセットが生 じた際に、第 1の偏光ホログラム素子 2の回転調整を行うことによって、フォーカス誤 差信号 FES及び球面収差誤差信号 SAESの ヽずれにっ 、てもオフセットを軽減す ることがでさる。
[0136] なお、本実施の形態では、光ディスク 6の情報記録層から反射した光ビーム 11を光 検出器 7に導くための手段として、第 1の偏光ホログラム素子 2を使用した力 これに 限定されるものではなぐ例えば、ビームスプリッタとゥヱッジプリズムとを組み合わせ たものを使用しても良い。しかしながら、装置の小型化を図る点からは、ホログラム素 子を使用するのが好ましい。
[0137] また、本実施に形態では、光源と光検出器とを一体ィ匕したホログラム素子レーザの 例で説明したが、必ずしもこれに限らず、光源に単体の半導体レーザを用いて、偏光 ビームスプリッタ (PBS)により光路を分割して、その反射光を光検出器 7で受光する 構成とすることも可能である。この場合は、復路の光学系に光ビーム分離手段を配置 すればよい。
[0138] また、本実施の形態では、球面収差補正機構としてコリメートレンズ 3を駆動したが 、コリメートレンズ 3と対物レンズ 4との間に配置した図示しないビームエキスパンダを 構成する 2つのレンズの間隔を調整する機構を用いてもょ 、。
[0139] 〔実施の形態 2〕
本発明の他の実施の形態について図 15ないし図 23、及び図 27に基づいて説明 すれば、以下の通りである。なお、本実施の形態において説明すること以外の構成 は、前記実施の形態 1と同じである。また、説明の便宜上、前記の実施の形態 1の図 面に示した部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付し、その説 明を省略する。
[0140] 本実施の形態の光記録再生装置は、前記実施の形態 1と同様、図 15に示すように 、光ディスク (光記録媒体) 6を回転駆動するスピンドルモータ（図示せず）、光デイス ク 6に情報を記録再生する光ピックアップ装置 30、上記スピンドルモータ及び光ピッ クアップ装置 30を駆動制御するための図示しない駆動制御部及び制御信号生成回 路を備えている。
[0141] 上記光ピックアップ装置 30は、光ディスク 6に光ビームを照射するための半導体レ 一ザ (光源） 1、第 1の偏光ホログラム素子 (光ビーム分離手段） 32、コリメートレンズ 3 、対物レンズ (集光光学系） 4及び光検出器 (収差検出手段） 37を有して 、る。
[0142] 光ディスク 6の情報記録層 6c又は情報記録層 6dから反射された光ビームは、対物 レンズ 4、コリメートレンズ 3の順に各部材を通過して第 1の偏光ホログラム素子 32に 入射され、第 1の偏光ホログラム素子 32にて回折されて光検出器 37上に集光される
[0143] 図 16 (a)および図 16 (b)は、光集積ユニット 40の構成を示した構成図である。なお 、図 16 (b)は、図示した光軸方向（z方向）に対して y方向から見た側面図である。実 施の形態 1の光集積ユニット 20との相違点は、第 1の偏光ホログラム素子 2及び光検 出器 7の代わりに、第 1の偏光ホログラム素子 32及び光検出器 37を有する点である。 第 1の偏光ホログラム素子 32についての詳細な説明は後述する。
[0144] 図 17 (a)および図 17 (b)に基いて、補助受光領域を備えた光検出器 37について 説明する。
[0145] 図 17 (a)に示すように、光検出器 37は、前記実施の形態 1における光検出器 7の 受光部 7a〜7nまでの受光領域と同様の、受光領域 37a〜37nと補助受光領域 37ο 〜37tとを備えている。受光領域 37a〜37tからの出力信号を Sa〜Stとする。
[0146] フォーカス誤差信号 FESは、ダブルナイフエッジ法を用いて検出する。すなわち、 フォーカス誤差信号 FESは、
FES = (Si+Sp-Sj -So) - β (Sk+Sr-Sl-Sq)
で与えられる。なお、ここで、 13は 2スポット間の光量の違いによるオフセットをキャン セルするのに最適な係数に設定される。
[0147] 図 18は、フォーカス誤差信号 FESのカーブを示す図である。実線のグラフが補助 受光領域 37o〜37tがある場合、点線のグラフが補助受光領域 37o〜37tのない場 合のフォーカス誤差信号 FESカーブを示している。フォーカス誤差信号 FES引き込 み範囲— d 1〜 + d 1を越えた領域で、緩やかに 0に収束して 、たのを急激に 0に収 束することができる。これにより、 2層ディスクを再生した際に、フォーカス誤差信号 FE Sオフセットが十分小さ 、独立した 2本（2層）のフォーカス誤差信号 FESカーブが得 られるため、正常なフォーカスサーボを行うことができる。
[0148] し力しながら、補助受光領域 37o〜37tを備えた光検出器 37と、図 1に示す実施の 形態 1で説明した第 1の偏光ホログラム素子 2とを同時に用いると、図 19 (a)に示すよ うに、 A d2というオフセットが発生してしまう。オフセット A d2が発生しているデフォー カス量のときの集光スポットの状態を、図 17 (b)に示す。図 17 (b)において、円弧 33 はオフセット Δ d2が発生して!/、るデフォーカス量のときの第 1の偏光ホログラム素子 3 2上の光ビームの有効径を示す。このデフォーカス状態で、集光スポット SP3は補助 受光領域 37οにのみ入射するため、
FES =— So
となり、フォーカス誤差信号 FESに、オフセット A d2が生じることになる。
[0149] ここで、オフセット A d2を取り除くためには、受光領域 37iに集光させる必要がある。
この効果を得る第 1の偏光ホログラム素子 32について次に説明する。
[0150] 上記第 1の偏光ホログラム素子 32は、図 20に示すように、 3分割された 3つの領域 である第 1の領域 32a、第 2の領域 32b及び第 3の領域 32cを有している。
[0151] 第 1の領域 32aは、光軸を含むラジアル方向の直線 D1と平行な分割直線 D2'D6 ( 光軸を含むラジアル方向の直線 D1との距離 h2)及び分割直線 D4 (光軸を含むラジ アル方向の直線 D1との距離 hi、長さ w2と）と、トラック方向の直線に対して線対称で 所定角度 (角度士 0 )だけ傾斜した分割直線 D3.D5と、光軸を含むラジアル方向の 直線 D 1と平行な複数の分割直線 D8 · D9 (光軸を含むラジアル方向の直線 D 1との 距離 h4)と、トラック方向の複数の分割直線 D10'D11、ラジアル方向の分割直線 D 12と、光軸を中心とする円弧 Ε1 ·Ε2 (半径 r2)とで囲まれた領域である。
[0152] すなわち、第 1の領域 32aは、実施の形態 1の分割直線 D7の中央部分において、 光軸を通るラジアル方向の直線 D1に対して平行に対向する分割直線 D12を備えた 矩形状凹部を有している。
[0153] 第 2の領域 32bは、分割直線 D2〜D6と光軸を中心とする円弧 E3 (半径 r2)とで囲 まれた領域である。第 3の領域 32cは、光軸を中心とする円弧 E4 (半径 r2)と、光軸を 含むラジアル方向の直線 D1と、平行な複数の分割直線 D8.D9 (光軸を含むラジア ル方向の直線 Dlとの距離 h4)と、トラック方向の複数の分割直線 DIO'Dl lと、ラジ アル方向の分割直線 D 12とで囲まれた領域である。分割直線 D12は、光軸を含む。 上述の分割線は全て光軸と直交する。
[0154] 第 2の領域 32bを通過した上記光ビーム 11が、上記光検出器 37上に集光するスポ ットを SP1とし、同様に、第 1の領域 32aを通過した上記光ビーム 11が光検出器 37上 に集光するスポットを SP2とし、第 3の領域 32cを通過した上記光ビーム 11が上記光 検出器 37上に集光するスポットを SP3とする。第 1の偏光ホログラム素子 32上での対 物レンズ 4のアパーチャで規定される光ビーム 11の有効径の半径を rとしたとき、光軸 を含むラジアル方向の直線 D1との距離 hi =0. 6r、光軸を含むラジアル方向の直 線 D1との距離 h2 = 0. 3r、光軸を含むラジアル方向の直線 Dlとの距離 h4 = 0. 21r 、 Θ =±45deg、分割直線 D4の長さ w2 = 0. 6r、分割直線 D12の長さ w3 = 0. 6rと している。半径 r2は、対物レンズシフトや調整誤差を考慮して半径 rよりも十分大きく なるように設定している。
[0155] 図 21に、オフセット A d2が発生しているデフォーカス量のときの光ビーム 11が、第 1の偏光ホログラム素子 32を通過し、光検出器 37上に集光したときの状態を示す。 第 1の領域 32aの中央部分に分割直線 D10〜D12によって構成される矩形領域を 設けることにより、集光スポット SP3が受光領域 37i上に集光するため、
FES = Si-So
となり、フォーカス誤差信号 FESのオフセット A d2を軽減することができる。図 19 (b) に、このときのフォーカス誤差信号 FESカーブを示す。オフセット A d2が軽減されて 、ることが分力る。
[0156] 分割直線 D12と光軸 OZとの距離を小さくするほど、受光領域 37i上に集光する光 ビーム量が多くなり、オフセット A d2を軽減することができる。
[0157] また、上述した第 1の偏光ホログラム素子 32のように、分割直線 D12と光軸 OZとの 最短距離が 0の場合、すなわち、分割直線 D12が光軸 OZを含む場合、図 21に示す ように、集光スポット SP3の分割線と光受光領域 37i' 37jの分割線とがー致する。こ のため、デフォーカスした状態でナイフエッジ法を用い安定した焦点誤差検出を行う ことができるので、分割直線 D12は光軸を含むことが望ましい。 [0158] 図 27に多層ディスクの非再生層からの不要反射光 Mが光検出器 37上に作るスポ ットを示す。不要反射光 Mは光軸を中心として半径 Rの円形状であり、光検出器 37 上に集光する。受光部 37k· 371· 37g· 37rは不要反射光Mが集光しなぃ位置、すな わち光軸カも受光部 37k' 37ほでの最短距離は不要反射光 Mの半径 Rよりも長く設 定されている。
[0159] 受光部 37k' 371' 37g' 37rは、不要反射光 Mが集光しない位置に設定してある。こ こで、球面収差誤差信号 SAES4は不要反射光 Mの影響を受けない受光部 37k' 3 71- 37g · 37rからの信号にて生成することができる。
[0160] SAES4= (Sk+Sr) - (Sl+Sg)
この演算方式を用いることによって、多層ディスクの非再生層からの不要反射光 M の影響を受けない球面収差誤差信号 SAES4を生成することができる。
[0161] 次に、光ピックアップ装置 10の光学系に焦点ずれが残存した状態で球面収差が発 生した場合を考える。球面収差誤差信号 SAES4でも実施の形態 1の球面収差誤差 信号 SAES2と同様に、焦点ずれによって球面収差誤差信号 SAES4が変化し、球 面収差を正確に検出できな 、と 、つた問題がある。
[0162] 焦点位置ずれの影響を抑えるために球面収差誤差信号 SAES5を、フォーカス誤 差信号 FESを用いて、
SAES5= { (Sk+Sr) - (Sl+Sg) } - δ X FES
にて生成する。このとき定数 δは、焦点ずれが生じても球面収差誤差信号 SAES5 の変化が小さくなるように決定すればよい。球面収差が生じたときの焦点ずれにより（ Sk+Sr) - (Sl+Sg)にオフセットが生じたとき、フォーカス誤差信号 FESを加減算 することにより、オフセットを減少させることができる。この演算方法により、球面収差と 焦点ずれとが同時に生じても、正確な球面収差誤差検出が可能となる。
[0163] 次に、図 22に分割直線 D12の長さを変更したときのフォーカス誤差信号 FESカー ブを示す。第 1の偏光ホログラム素子 32上での対物レンズ 4のアパーチャで規定され る光ビーム 11の有効径の半径を rとしたとき、実線は分割直線 D12が長さ w3 = 0. 4 8rのときのフォーカス誤差信号 FESカーブを示す。一方、破線は、分割直線 D12が 長さ w3 = 0. 24rのときのフォーカス誤差信号 FESカーブを示す。分割直線 D12の 長さ w3が 0. 48rよりも短いと、フォーカス誤差信号 FESカーブにオフセットが発生す ることがわ力る。このため、分割直線 D12の長さ w3は、 0. 48r以上にすることが望ま しい。
[0164] 上述したとおり、光軸 OZを中心として複数のラジアル方向の分割直線 D2'D6とは 反対側に分割直線を設けることによって、第 1の偏光ホログラム素子 32と光検出器 3 7との間の光軸方向ずれが生じて第 1の偏光ホログラム素子 32を回転調整したときの 、球面収差誤差信号 SAESのオフセットを軽減する。本実施の形態の第 1の偏光ホ ログラム素子 32においても、同様の効果を得るため、複数のラジアル方向の直線 D8 •D9を設ける。
[0165] し力しながら、実施の形態 1の第 1の偏光ホログラム素子 2に比べて、本実施の形態 の第 1の偏光ホログラム素子 32では、分割直線 D10'D11 'D12からなる矩形領域を 設けているため、第 1の偏光ホログラム素子 32を回転調整したときに、受光領域 37η 上に集光する集光スポット SP2の光量が小さくなる。このため、球面収差誤差信号 S AESにオフセットが発生する。
[0166] この課題を解決するために、複数のラジアル方向の分割直線と光軸 ΟΖとの距離 h 4を、実施の形態 1における分割直線 D7と光軸 OZとの距離 h3よりも大きくすることこ とによって、第 1の偏光ホログラム素子 32と光検出器 37との間の光軸方向ずれが生 じ、第 1の偏光ホログラム素子 32を回転調整したときの、球面収差誤差信号 SAESの オフセットを軽減する。このとき、前記実施の形態 1における第 1の偏光ホログラム素 子 2の直線 D1及び分割直線 D7、並びに円弧 El ·Ε2で囲まれる面積と、本実施の 形態の第 1の偏光ホログラム素子 32の直線 D1及び分割直線 D8 'D9 'D11 'D12並 びに円弧 Ε1 ·Ε2で囲まれる面積とが等しくなるように、光軸 ΟΖとの距離 h4を決める ことによって、第 1の偏光ホログラム素子 32において、第 1の偏光ホログラム素子 2と 同様の効果を最も得ることができる。
[0167] 図 23は、上述の条件で、分割直線と光軸 OZとの距離 h4の長さを設定したとき (光 軸 OZとの距離 h4 = 0. 21r)の図 20のホログラム素子形状を用いた場合に、カバー ガラスの厚さ変化が生じたときの球面収差誤差信号 SAESを示して 、る。横軸はカバ 一ガラス 6aの厚さ変化、縦軸は回転調整後の球面収差誤差信号 SAESである。また 、第 2の偏光ホログラム素子 12との間に、軸方向ずれが 0. 2 mm生じ、回転調整を 行ったときの球面収差誤差信号 SAESを示す。 +0. 2 mmのグラフは第 2の偏光ホ ログラム素子 12と光検出器 37との間が 0. 2 mm離れる方向にずれたこと、—0. 2 m mのグラフは第 1の偏光ホログラム素子 32と光検出器 7との間が 0. 2 mm狭まる方向 にずれたことを示して 、る。回転調整を行っても球面収差誤差信号 SAESにオフセッ トが発生しな ヽ効果を確認した。
[0168] また、実施の形態 1と同様の効果であるトラッキング制御が行われても、常に精度よ く球面収差を検出し、補正することができるという効果と、光ビーム分離手段から光検 出器までの間の光軸方向のずれを光ビーム分離手段を回転し調整する際の、焦点 誤差信号と球面収差誤差信号の調整量のずれを軽減する効果とが得られる。
[0169] 以上のように、本発明の収差検出装置は、前記第 1の領域は、前記第 6の分割直 線の中央部分において、前記光軸を通るラジアル方向の直線に対して平行に対向 する第 7の分割直線を備えた矩形状凹部を有して 、てもよ 、。
[0170] これにより、集光スポットが受光領域上に集光するため、焦点誤差信号のオフセット を軽減することができる。
[0171] 本発明の収差検出装置では、前記光軸を通るラジアル方向の直線と前記第 6の分 割直線との最短距離が、光ビーム分離手段上における、例えば対物レンズのァパー チヤで規定される光ビーム有効径である半径光ビーム半径の 30%以下の範囲に設 定されていてもよい。
[0172] これにより、球面収差誤差信号の感度の減少を抑制することができる。
[0173] また、光ビーム分離手段と光ビームとの位置ずれが発生した場合、トラック方向とラ ジアル方向のどちらに位置ずれした場合でも各領域から得られる信号が変化するの で、光ビーム分離手段と光軸との位置あわせが可能になる。
[0174] その結果、位置あわせの分割パターンを形成する必要がな 、ので、光ビームの全 領域を利用したダブルナイフエッジ法による焦点誤差信号の検出が可能になり、安 定したフォーカス制御を行うことができる。
[0175] 本発明の収差検出装置では、前記第 1の分割直線及び第 2の分割直線は、光軸を 通るラジアル方向の直線との最短距離が、光ビーム分離手段上における光ビーム半 径の 30%以上の範囲に設定されていると共に、前記第 3の分割直線は、光軸を通る ラジアル方向の直線との最短距離が、光ビーム分離手段上における光ビーム半径の 60%以下の範囲に設定されて!、てもよ!/、。
[0176] これにより、第 1の分割直線及び第 2の分割直線と光軸を通るラジアル方向の直線 との最短距離、並びに第 2の分割直線と光軸を通るラジアル方向の直線との最短距 離が、光ビーム分離手段上の対物レンズのアパーチャで規定される光ビーム有効径 の 30%と 60%との 2本とすることによって、球面収差誤差信号の検出感度が高くなる
[0177] 本発明の収差検出装置では、前記直線対からなる第 4の分割直線及び第 5の分割 直線における、前記第 1の分割直線及び第 2の分割直線に対する各傾斜角度が略 4 5度であってもよい。
[0178] このように、直線対の傾斜角度を略 45度に設定することによって、球面収差誤差信 号の検出感度が最も高くなる。
[0179] 本発明の収差検出装置では、前記第 7の分割直線の長さは、光ビーム分離手段上 における光ビーム半径の 48%以上の範囲に設定されていてもよい。
[0180] これにより、補助受光領域のある光検出器を用いた光ピックアップ装置において、 オフセットのない焦点誤差信号を検出できる。
[0181] 本発明の収差検出装置では、前記第 7の分割直線は、光軸を含むように形成され ていてもよい。
[0182] これにより、より正確な焦点誤差信号を得ることができる。
[0183] 本発明の収差検出装置では、前記第 6の分割直線と前記光軸を通るラジアル方向 の直線との最短距離は、前記第 1の領域において矩形状凹部が存在しないときの、 光軸を通るラジアル方向の直線と、第 6の分割直線と、光ビーム分離手段の外周とで 囲まれた領域の面積と、前記第 1の領域において矩形状凹部が存在するときの、光 軸を通るラジアル方向の直線と、第 6の分割直線と、光ビーム分離手段の外周とで囲 まれた、上記矩形状凹部を除く領域の面積とが等しくなるように設定されて 、てもよ 、
[0184] これにより、光ビーム分離手段から球面収差検出手段までの間の光軸方向のずれ について、光ビーム分離手段を回転調整する場合、焦点誤差信号と球面収差誤差 検出信号の調整量のずれを軽減する効果を得ることができる。
[0185] 本発明の光ピックアップ装置では、前記第 1の領域は、前記第 6の分割直線の中央 部分において、前記光軸を通るラジアル方向の直線に対して平行に対向する第 7の 分割直線を備えた矩形状凹部を有して!/ヽてもよ!ヽ。
[0186] これにより、集光スポットが受光領域上に集光するため、焦点誤差信号のオフセット を軽減することができる。
[0187] 本発明の収差検出装置では、前記球面収差検出手段は、第 2光ビームの焦点位 置を示す信号と、信号量を調整した焦点誤差信号とにより球面収差誤差信号を生成 してちよい。
[0188] これにより、球面収差と焦点位置ずれとが同時に発生しているときに、焦点位置ず れの影響を極力抑えた球面収差誤差信号を検出することができ、正確な球面収差誤 差信号の検出が可能となり、高信頼性の収差検出装置ひいては光ピックアップ装置 を提供することができる。
[0189] 発明の詳細な説明の項においてなされた具体的な実施態様または実施例は、あく までも、本発明の技術内容を明らかにするものであって、そのような具体例にのみ限 定して狭義に解釈されるべきものではなぐ本発明の精神と次に記載する特許請求 事項との範囲内で、いろいろと変更して実施することができるものである。
産業上の利用の可能性
[0190] 本発明は、集光光学系において発生する収差を検出するための収差検出装置及 び光ピックアップ装置に適用することができる。

Claims

請求の範囲
[1] 集光光学系を通過した光ビームを、該光ビームの光軸を含む第 1光ビームと該光ビ ームの光軸を含まない第 2光ビームとに分離する光ビーム分離手段と、上記光ビーム 分離手段によって分離された 2つの第 1光ビーム及び第 2光ビームの焦点位置に基 づいて、上記集光光学系の球面収差を検出する球面収差検出手段とを備えた収差 検出装置において、
上記光ビーム分離手段は、上記第 1光ビームを通す第 1の領域と、上記光ビームの 光軸を含まない第 2光ビームを通す第 2の領域とに分割されていると共に、
上記第 1の領域は、
光軸を通るラジアル方向の直線と平行な直線上における両端側にそれぞれ形成さ れた第 1の分割直線及び第2の分割直線と、
上記第 1の分割直線及び第 2の分割直線よりも外周側にて、上記第 1の分割直線 及び第 2の分割直線と平行に形成された第 3の分割直線と、
上記第 1の分割直線及び第 2の分割直線の各端から上記第 3の分割直線に向かつ て互いに延びて形成され、かつ光軸を通るトラック方向の直線に対して互いに線対 称で所定角度だけハの字状に傾斜した直線対力 なる第 4の分割直線及び第 5の分 割直線と、
上記第 1の分割直線及び第 2の分割直線に対して、光軸を通るラジアル方向の直 線を挟んだ反対側に形成され、かつ上記光軸を通るラジアル方向の直線と平行な第 6の分割直線と、
上記第 1の分割直線と第 6の分割直線との間及び上記第 2の分割直線と第 6の分 割直線との間における、光ビーム分離手段の外周とで構成される各境界線により区 画されていると共に、
上記第 2の領域は、光ビーム分離手段における中央側に形成された上記第 1の領 域を挟んだ両側において形成された 2つの区画カゝらなっていることを特徴とする収差 検出装置。
[2] 前記第 1の領域は、
前記第 6の分割直線の中央部分において、前記光軸を通るラジアル方向の直線に 対して平行に対向する第 7の分割直線を備えた矩形状凹部を有していることを特徴と する請求項 1記載の収差検出装置。
[3] 前記光軸を通るラジアル方向の直線と前記第 6の分割直線との最短距離が、光ビ ーム分離手段上における光ビーム半径の 30%以下の範囲に設定されていることを 特徴とする請求項 1記載の収差検出装置。
[4] 前記第 1の分割直線及び第 2の分割直線は、光軸を通るラジアル方向の直線との 最短距離が、光ビーム分離手段上における光ビーム半径の 30%以上の範囲に設定 されていると共に、
前記第 3の分割直線は、光軸を通るラジアル方向の直線との最短距離が、光ビー ム分離手段上における光ビーム半径の 60%以下の範囲に設定されていることを特 徴とする請求項 1記載の収差検出装置。
[5] 前記第 1の分割直線及び第 2の分割直線は、光軸を通るラジアル方向の直線との 最短距離が、光ビーム分離手段上における光ビーム半径の 30%以上の範囲に設定 されていると共に、
前記第 3の分割直線は、光軸を通るラジアル方向の直線との最短距離が、光ビー ム分離手段上における光ビーム半径の 60%以下の範囲に設定されていることを特 徴とする請求項 2記載の収差検出装置。
[6] 前記直線対からなる第 4の分割直線及び第 5の分割直線における、前記第 1の分 割直線及び第 2の分割直線に対する各傾斜角度が略 45度であることを特徴とする請 求項 4記載の収差検出装置。
[7] 前記直線対からなる第 4の分割直線及び第 5の分割直線における、前記第 1の分 割直線及び第 2の分割直線に対する各傾斜角度が略 45度であることを特徴とする請 求項 5記載の収差検出装置。
[8] 前記第 7の分割直線の長さは、光ビーム分離手段上における光ビーム半径の 48% 以上の範囲に設定されていることを特徴とする請求項 7記載の収差検出装置。
[9] 前記第 7の分割直線は、光軸を含むように形成されて!ヽることを特徴とする請求項 8 記載の収差検出装置。
[10] 前記第 6の分割直線と前記光軸を通るラジアル方向の直線との最短距離は、 前記第 1の領域において矩形状凹部が存在しないときの、光軸を通るラジアル方向 の直線と、第 6の分割直線と、光ビーム分離手段の外周とで囲まれた領域の面積と、 前記第 1の領域において矩形状凹部が存在するときの、光軸を通るラジアル方向 の直線と、第 6の分割直線と、光ビーム分離手段の外周とで囲まれた、上記矩形状凹 部を除く領域の面積とが等しくなるように設定されていることを特徴とする請求項 9記 載の収差検出装置。
光源と、
上記光源から照射される光ビームを光記録媒体に集光させる集光光学系と、 上記集光光学系を通過した光ビームを、該光ビームの光軸を含む第 1光ビームと、 該光ビームの光軸を含まない第 2光ビームとに分離する光ビーム分離手段と、 上記光ビーム分離手段によって分離された 2つの上記第 1光ビーム及び第 2光ビー ムの焦点位置に基づいて、上記集光光学系の球面収差を検出する球面収差検出手 段と、
上記球面収差検出手段によって検出された球面収差を補正する球面収差補正手 段とを備え、
上記光ビーム分離手段は、上記第 1光ビームを通す第 1の領域と、上記光ビームの 光軸を含まない第 2光ビームを通す第 2の領域とに分割されていると共に、
上記第 1の領域は、
光軸を通るラジアル方向の直線と平行な直線上における両端側にそれぞれ形成さ れた第 1の分割直線及び第2の分割直線と、
上記第 1の分割直線及び第 2の分割直線よりも外周側にて、上記第 1の分割直線 及び第 2の分割直線と平行に形成された第 3の分割直線と、
上記第 1の分割直線及び第 2の分割直線の各端から上記第 3の分割直線に向かつ て互いに延びて形成され、かつ光軸を通るトラック方向の直線に対して互いに線対 称で所定角度だけハの字状に傾斜した直線対力 なる第 4の分割直線及び第 5の分 割直線と、
上記第 1の分割直線及び第 2の分割直線に対して、光軸を通るラジアル方向の直 線を挟んだ反対側に形成され、かつ上記光軸を通るラジアル方向の直線と平行な第 6の分割直線と、
上記第 1の分割直線と第 6の分割直線との間及び上記第 2の分割直線と第 6の分 割直線との間における、光ビーム分離手段の外周とで構成される各境界線により区 画されていると共に、
上記第 2の領域は、光ビーム分離手段における中央側に形成された上記第 1の領 域を挟んだ両側において形成された 2つの区画カゝらなっていることを特徴とする光ピ ックアップ装置。
[12] 前記第 1の領域は、
前記第 6の分割直線の中央部分において、前記光軸を通るラジアル方向の直線に 対して平行に対向する第 7の分割直線を備えた矩形状凹部を有していることを特徴と する請求項 11記載の光ピックアップ装置。
[13] 集光光学系を通過した光ビームを、該光ビームの光軸を含む第 1光ビームと、上記 光軸から見て上記第 1光ビームよりも外側の第 2光ビームとに分離する分離手段と、 上記分離手段によって分離された光ビームの検出手段での照射位置に基づいて、 上記集光光学系の球面収差を検出する球面収差検出手段とを備えている収差検出 装置において、
上記光軸と第 2光ビームの上記検出手段での照射位置との最短距離が、複数の情 報記録層を持つ光記録媒体の非再生層力 生じる不要反射光の照射半径よりも長く なるように設定されて 、ると共に、
上記球面収差検出手段は、第 2光ビームの焦点位置を示す信号をもとに球面収差 誤差信号を生成することを特徴とする収差検出装置。
[14] 前記球面収差検出手段は、第 2光ビームの焦点位置を示す信号と、信号量を調整 した焦点誤差信号とにより球面収差誤差信号を生成することを特徴とする請求項 13 記載の収差検出装置。
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