光ピックアップ装置およびこれを備えた光情報記録再生装置
【課題】
小型化、薄型化された光ディスク装置に搭載できるように小型化され、かつ光学部品の取り付け位置誤差等に対してＦＥＳやＴＥＳ等の信号品質が良好に保たれた光ピックアップおよびこれを備えた光情報記録再生装置を提供する。
【解決手段】
ディスク半径方向に略平行の分割線によって少なくとも２つの領域に分割され、かつ±１次回折光束に前記分割線に対して略４５度傾斜した方向を主軸とする所定量の非点収差を付加する機能を備えた２分割ホログラフィック回折格子からなる光導波素子と、複数の２分割受光面からなる光検出器を検出光学系に配置することにより、上記課題を実現する。
小型化、薄型化された光ディスク装置に搭載できるように小型化され、かつ光学部品の取り付け位置誤差等に対してＦＥＳやＴＥＳ等の信号品質が良好に保たれた光ピックアップおよびこれを備えた光情報記録再生装置を提供する。
【解決手段】
ディスク半径方向に略平行の分割線によって少なくとも２つの領域に分割され、かつ±１次回折光束に前記分割線に対して略４５度傾斜した方向を主軸とする所定量の非点収差を付加する機能を備えた２分割ホログラフィック回折格子からなる光導波素子と、複数の２分割受光面からなる光検出器を検出光学系に配置することにより、上記課題を実現する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は光ピックアップ装置およびこれを備えた光情報記録再生装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、光ディスク装置の小型化、薄型化に伴い、それに搭載される光ピックアップ装置の小型化も急速に進められている。このような小型光ピックアップ装置の技術としては、特開２００７−６６４８６号公報（特許文献１）がある。この公報には、「レーザ光源と、受光センサと、第１の発光点からの光束を略合焦で受光センサに入射する光束と合焦後に入射する光束と合焦前に入射する光束とに分離する第１のホログラムと、第２の発光点からの光束を略合焦で受光センサに入射する光束と合焦後に入射する光束と合焦前に入射する光束とに分離する第２のホログラムとを備えた光ピックアップ」が記載されており、これにより発光点を近接して設けた２つのレーザ光源を用いても安定したフォーカス制御が行えることが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−６６４８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一方、近年においては、光ピックアップの製造コストを低減させるため、産業用ロボット等を積極的に利用することで、組み立て作業工程を自動化する動きが活発になっている。このような光ピックアップ装置の自動組み立てを実施した場合、光検出器など光学部品の取り付け位置精度が従来の作業者による緻密な組み立て調整作業と比較してある程度低下してしまうという問題は、どうしても避けられない。
【０００５】
しかしながら、フォーカス誤差信号（以下、ＦＥＳと称す）やトラッキング誤差信号（以下、ＴＥＳと称す）の検出に前記のような既存の検出手段を用いた場合、光学部品の取り付け位置に誤差があると、それに伴い各制御信号に波形歪みや振幅の低下あるいは制御引き込み点のオフセットなど著しい信号品質の劣化が生じてしまう。すなわち、光ピックアップ装置組み立て作業の完全自動化を実現するためには、光検出器などの光学部品に取り付け位置誤差が生じても出来るだけ信号品質が良好に保たれる新たなＦＥＳあるいはＴＥＳ検出手段の開発が必要不可欠である。
【０００６】
以上のような状況に鑑み、本発明では、光学部品の取り付け位置誤差等の信号劣化要因に対してＦＥＳあるいはＴＥＳ品質が良好に保たれ、光ピックアップ組み立て作業の自動化に適した光ピックアップ装置およびこれを備えた光情報記録再生装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、例えば特許請求の範囲に記載の構成を採用する。本願は上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならば、レーザ光源と、該レーザ光源を出射したレーザ光束を集光して光学的情報記録媒体の情報記録面上に集光スポットを照射する対物レンズとを備え、光学的情報記録媒体に対してレーザ光束を照射して光学的情報記録媒体に記録された情報信号を再生または光学的情報記録媒体に所定の情報信号を記録する光ピックアップであって、集光スポットの情報記録面からの反射レーザ光束が入射されレーザ光束から０次光束と±１次回折光束を回折、出射する光導波素子と、光導波素子から出射された前記レーザ光束の０次光束または±１次回折光束が入射され受光した光量に応じた光検出信号を出力する複数の受光面を有する光検出器を有し、光導波素子は、光導波素子上において光学的情報記録媒体の記録トラック方向に相当する方向に対して略垂直な分割線により少なくとも２個の分割領域に分割され、該各分割領域は、前記レーザ光束の０次光束および＋１次回折光束および−１次回折光束とを光検出器内で各々互いに異なる所定の受光面に入射させ、かつ前記レーザ光束の＋１次回折光束および−１次回折光束に記録トラック方向または分割線に対して光軸回りに略４５度回転した方向を主軸とする所定量の非点収差を付加する機能を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、光学部品に取り付け位置誤差等に対してＦＥＳやＴＥＳの信号品質が良好に保たれた光ピックアップおよびこれを備えた光情報記録再生装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の光ピックアップ装置の概略部品配置図である。
【図２】本発明の主要部品である光導波素子の第１の実施例を示す概略平面図である。
【図３】第１の実施例で光導波素子を出射し光検出器に照射される復路光束の集光状態の一部を示す光ピックアップ装置主要部の概略斜視図である。
【図４】第１の実施例における光検出器受光面の構成とそこに照射される光スポットの集光状態の一例を示した光ピックアップ装置主要部の概略平面図である。
【図５】光検出器受光面に照射される光スポットの集光状態の別の一例を示した光ピックアップ装置主要部の概略平面図である。
【図６】光検出器受光面に照射される光スポットの集光状態のさらに別の一例を示した光ピックアップ装置主要部の概略平面図である。
【図７】第１の実施例における、光検出器受光面とそこに照射される光スポットの配置および各受光面から得られた検出信号から所定の制御信号などを得るための演算処理の一例を示した概略平面図および概略回路図である。
【図８】光検出器の位置ずれに対して検出されたＦＥＳの振幅変化の一例を示した線図である。
【図９】光検出器の位置ずれに対して検出されたＴＥＳのオフセット変化の一例を示した線図である。
【図１０】本発明の光ピックアップ装置の第２の実施例を示す概略部品配置図である。
【図１１】本発明の主要部品である光導波素子の第２の実施例を示す概略平面図である。
【図１２】第２の実施例における光検出器受光面の構成とそこに照射される光スポットの集光状態の一例を示した光ピックアップ装置主要部の概略平面図である。
【発明を実施するための形態】
【実施例１】
【００１０】
以下、本発明の実施例につき図面を参照しながら説明する。図１は本発明における光ピックアップ装置の光学系構成の一例を示した概略部品配置図である。光ピックアップ１内には、例えばＤＶＤの記録または再生用として波長６５０〜６６０ｎｍ帯のレーザ光束を出射する半導体レーザ素子１０を収納したレーザ光源２が配置されている。
【００１１】
このレーザ光源２を発した光束１００は、ビームスプリッタ３を経てカップリングレンズ４に達し、このカップリングレンズ４によって略平行な光束に変換されたのち対物レンズ５に達する。そしてこの対物レンズ５により集光され、ＤＶＤなど所定の光ディスク６の記録トラック上に照射され光スポットを形成する。そして、この光ディスク６を反射した光束は、入射光束と逆の光路を辿り再び対物レンズ５、カップリングレンズ４を経てビームスプリッタ３に達し、少なくともその一部の光量に相当する光束がこのビームスプリッタ３を反射した後、信号検出用の復路光束１０１となって光導波素子７に達する。
【００１２】
この光導波素子７は本実施例の主要部品であり、例えば回折格子等のようにこの素子に入射した光束を所定の方向に回折する機能備えている。またこの光導波素子７は、後述するように、所定の分割線により２個の領域に分割されており、この各分割領域に入射した光束１０１をそれぞれ互いに異なる回折角にて回折し、光検出器８上に配置された互いに異なる所定の受光面に導く機能を備えている。
【００１３】
なお、前記した図１の実施例の光学系では、レーザ光源２を発し対物レンズ５を経てディスク６に入射する往路光束１００はビームスプリッタ３を透過し、ディスク６に反射したのち光導波素子７を経て光検出器８上の所定の受光面に達する復路光束１０１は前記ビームスプリッタ３を反射する光学系構成となっている。しかし、当然のことながらこれとは逆に、前記往路光束１００がビームスプリッタ３を反射し、前記復路光束１０１が前記ビームスプリッタ３を透過する構成でも一向に構わない。またビームスプリッタ３は図１に示したような四角形プリズムに限定されるものではなく、例えば斜めに傾斜して配置された平板のハーフミラー等でも構わない。
【００１４】
次に前記光導波素子７と光検出器８に関する具体的な実施例について述べる。図２は光導波素子７の概略構成を示す概略平面図である。この光導波素子７は透明平板の基板面上に所定の格子溝を設けた回折格子になっている。また、この光導波素子７は該格子面上においてディスク６の記録トラック方向に略垂直な方向すなわちディスク半径方向に相当する方向（図２の例ではＺ軸方向）に対し略平行に伸び、かつ復路光束１０１の中心光軸（図中に×印にて表示）上もしくはその近傍に配置された分割線７３によって領域７１および７２の２個の領域に分割されている。そしてこの両分割領域には、共に入射した復路光束１０１を前記分割線７３に略平行な方向すなわち図のＺ軸方向に略平行な方向に回折するように格子溝が設けられている。
【００１５】
ただし、前記両分割領域内での平格子溝のピッチは互いに異なっており、前記したように各分割領域に入射した復路光束１０１をそれぞれ異なる回折角で回折し、光検出器８上に配置された互いに異なる受光面に導くようになっている。しかも前記両分割領域は、該分割領域で回折された±１次回折光束に対して共に図のＸ軸およびＺ軸に対して略４５度に傾いた所定の方向７４を主軸とする所定量の非点収差が付加されるようその配置パターンが最適設計され、不等間隔でかつ曲線状の格子溝パターンを備えたいわゆるホログラフィック回折格子になっている。
【００１６】
このため、この光導波素子７に入射した復路光束１０１からは回折作用によって新たに＋１次回折光束と−１次回折光束が発生するが、例えば図３（ａ）に示すように、このうち分割領域７１に入射した復路光束１０１からは、±１次回折光束として光束１０２および１０３が生じ、それぞれ光検出器８内に配置された複数の受光面のうち２分割受光面８２および８３に入射して各受光面上で光スポット９２および９３を形成する。一方、分割領域７２に入射した復路光束１０１からは、図３（ｂ）に示すように±１次回折光束として光束１０４および１０５が生じ、前記回折光束１０２および１０３と同様に光検出器８内に配置された２分割受光面８４および８５に入射して各受光面上で光スポット９４および９５を形成する。
【００１７】
ただし、図３（ａ）および（ｂ）に示した例では、分割領域７２での±１次回折光束の回折角が分割領域７１での回折角よりも大きくなるように両分割領域での平均格子溝ピッチが設定されているため、前記回折光束１０４、１０５が入射する２分割受光面８４および８５は、それぞれ前記回折光束１０２、１０３が入射する２分割受光面８２および８３よりもさらに復路光束１０１の中心光軸から離れた位置に配置されている。
【００１８】
また復路光束１０１からは前記光導波素子７をそのまま透過する０次光束１０６も生じるが、この光束は図３（ａ）（ｂ）に示すように光検出器８内に配置された受光面８６上に集光されて光スポット９６を形成する。
【００１９】
図４乃至図６は、本発明における光検出器８内の受光面の配置状態とそこに照射される前記光スポット９２乃至９６の集光状態を示した概略平面図である。このうち図４は光ディスク上の光スポットがジャストフォーカスの状態にある場合を示しており、図５はこのディスク上光スポットが所定の向き（例えば対物レンズとディスクの間隔が広がる向き）に所定量デフォーカスした場合、図６は図５とは反対の向きに所定量デフォーカスした場合を示している。
【００２０】
各図が示すように、光検出器８内において受光面８２乃至８６は図のＺ軸方向すなわち前記光導波素子７に設けた分割線に平行な方向にほぼ一直線状に配置されている。また前記＋１次回折光束の集光スポット９２および９４が照射されている受光面８２および８４と、前記−１次回折光束の集光スポット９３および９５が照射されている受光面８３および８５は、前記０次光束の集光スポットが照射されている受光面８６を中心としてそれぞれ対称な位置に配置されている。さらにこれら受光面８２乃至８５は、やはりＺ軸方向すなわち前記光導波素子７に設けた分割線７３に略平行に伸びた分割線によって各々２分割され、それぞれ独立した２個の受光領域すなわち８２ａと８２ｂ、８３ａと８３ｂ、８４ａと８４ｂ、そして８５ａと８５ｂを形成している。そしてこれら分割受光領域の中央部すなわち各分割線の真上に前記集光スポット９２乃至９５がそれぞれ照射されている。
【００２１】
この時、図４のように光ディスク上の集光スポットがジャストフォーカスの状態にある場合は、集光スポット９２乃至９５はそれぞれ略半円形の形状になっている。しかも前記光導波素子７のホログラフィック回折格子によって付加された４５度方向の非点収差の影響により、ちょうど光導波素子７の前記各分割領域７１および７２に入射する復路光束１０１の断面形状が光軸回りに略９０度回転したようなスポット形状になっている。したがって、集光スポット９２乃至９５にとっては図のＸ軸方向がディスクの半径方向に相当することになる。
【００２２】
しかもこの際、集光スポット９２と９３および９４と９５は、それぞれ同じ光束の＋１次回折光と−１次回折光の関係であるためにその位相（波面）が共役関係にあり、その結果付加される非点収差の主軸方向が互いに９０度傾斜している。このため、例えば集光スポット９２と９４が図面上において時計回りに９０度回転した集光スポット形状になっている場合、集光スポット９３と９５は反時計回りに９０度回転した形状になっている。つまり、集光スポット９２と９３および９４と９５は相対的に１８０度回転し、互いに左右が反転したスポット形状になっている。以上のような集光スポットの配置および形状になっているため、図４の状態では、例えば受光領域８２ａと８２ｂ、８３ａと８３ｂ、８４ａと８４ｂ、そして８５ａと８５ｂのそれぞれで検出される集光スポット９２乃至９５の検出光量はほぼ均等になる。
【００２３】
一方、図５や図６のように、ディスク上集光スポットが所定の向きにデフォーカスした場合は、前記集光スポット９２乃至９５は図４に示したような半円形の形状から大きな歪みが生じ、図中に示すように各受光面の分割線に対して斜め４５度方向に大きく伸びたような形状になっている。このため例えば図５の例では、受光面８２内の受光領域８２ａの方が８２ｂより検出光量が大きくなり、全く同様に受光面８３内の受光領域８３ａの方が８３ｂよりも検出光量が大きくなる。
【００２４】
一方、受光面８４内では受光領域８４ｂの方が８４ａよりも検出光量が大きくなり、受光面８５内の受光領域８５ｂの方が８３ａよりも検出光量が大きくなる。
【００２５】
これに対して、図５の場合とは反対向きにデフォーカスした図６の例では、図５と例と同様に各集光スポットは各受光面の分割線に対して斜め４５度方向に大きく伸びるが、その伸びる向きは、図５の場合に対して各受光面の分割線に対して対称な向きになる。このため図６の場合は、図５の場合とは反対に受光領域８２ｂ、８３ｂ、８４ａ、８５ａの方が、８２ａ、８３ａ、８４ｂ、８５ｂよりも検出光量が大きくなる。
【００２６】
以上述べたような受光面上での各集光スポット形状の変化とそれに伴う各分割受光領域での検出光量変化の特性を利用して、所定の演算によりＦＥＳやＴＥＳを検出するための回路構成を図７に示す。前記分割受光領域８２ａおよび８２ｂ乃至８５ａないし８５ｂから検出された光量検出電流は、ぞれぞれ電流−電圧変換器３０２ａ乃至３０５ｂによってぞれぞれ独立に信号電圧に変換される。今、これらの信号電圧を図中に示すようにＳ２ａ乃至Ｓ５ｂで表す。
【００２７】
これら各信号電圧は、図中に示すように加算器４０１乃至４０４および減算器５０１および５０２によって演算処理され、ＦＥＳやＴＥＳが検出される。
【００２８】
すなわち、ＦＥＳは以下の演算式から検出することができる。
【数１】
【００２９】
なお、上記（数１）に示すような演算処理によってＦＥＳを検出する手法は，基本的には所謂非点収差方式によるＦＥＳ検出とほぼ同様の光学的特性を利用した手法と見なすことができる。したがって本実施例におけるＦＥＳ検出原理の詳細な説明は省略する。
【００３０】
一方、前記したように、集光スポット９２乃至９５にとっては図のＸ方向がディスクの半径方向に相当することになり、かつまた集光スポット９２と９３および９４と９５は相対互いに左右が反転したスポット形状になっている点を考えると、ＴＥＳは以下の演算式から検出することができる。
【数２】
【００３１】
なお、上記（数２）に示すような演算処理によってＴＥＳを検出する手法は，基本的には所謂プッシュプル方式によるＴＥＳ検出とほぼ同様の光学的特性を利用した手法と見なすことができる。したがって本実施例におけるＴＥＳ検出原理の詳細な説明は省略する。
【００３２】
また本実施例では、ディスク上に照射された１個の光スポットの反射光からいわゆるプッシュプル方式と同等の演算処理によってＴＥＳを検出しているが、もちろん他の検出手段を用いても一向に構わない。例えば図１に示したような光学系構成において、レーザ光源２とビームスプリッタ３間の光路中に往路光束１００を３本の光束に分割する回折格子を配置し、光ディスク上に３個の光スポットを照射させ、その各々から前記光学手段および演算手段によってＴＥＳを検出させ、それらを減算処理することで対物レンズのトラッキング変位に伴うＴＥＳのオフセットを良好に除去あるいは低減する所謂ディファレンシャル・プッシュプル方式を用いることも可能である。
【００３３】
以上述べたような、本発明の光学的手段や演算手段を用いることにより、光検出器等の光ピックアップをする構成光学部品の位置ずれなどの誤差要因や経時変化に対し、極めて安定した信号品質でＦＥＳやＴＥＳを検出することができる。例えば、図８は光検出器受光面のＸ方向位置ずれ量に対するＦＥＳ振幅の相対変化の一例を表したグラフである。本発明によって検出されたＦＥＳと比較検証のために従来の非点収差方式によって検出されたＦＥＳについてプロットしている。なおどちらも受光面上の集光スポット径は約６０μｍで統一している。図から明らかなように、本発明によって検出されたＦＥＳの方が光検出器受光面の位置ずれに伴う振幅低下が小さく、より良好な信号が得られていることが分かる。
【００３４】
次に、図９は光検出器受光面のＸ方向位置ずれ量に対するＴＥＳのオフセット変化の一例を表したグラフである。このグラフにも図８と同様、本発明との比較検証を行うため従来のプッシュプル方式で検出されたＦＥＳも併せてプロットしている。
【００３５】
図から明らかなように、従来のプッシュプル方式では受光面の位置ずれに対し、ＴＥＳにはほぼ比例的にオフセットが発生しているのに対して、本発明でのＴＥＳでは受光面が位置ずれしてもオフセットはほとんど発生せず、明らかに従来方式より良好な特性になっていることがわかる。
【００３６】
このように本発明によれば、光検出器受光面が位置ずれしてもＦＥＳやＴＥＳのほとんどオフセットは発生せず、振幅低下も従来方式より良好に抑えられている。これは前記したように集光スポット９２と９３および９４と９５が互いに±１次回折光の位相共役関係にあって、ジャストフォーカス時やデフォーカス時のスポットパターンが受光面の分割線に対して互いに対称に反転した関係になっているため、一方の集光スポットから検出される信号の劣化を他方の集光スポットが自動的に補償するためである。
【００３７】
なお、図８および図９では、一例として光検出器受光面のＸ方向位置ずれを取り上げて信号特性の変化を示したが、他の誤差要因に対しても本発明ＦＥＳやＴＥＳを良好に保つことができる。例えば、光検出器受光面のＺ方向（Ｘ方向に対して垂直な方向）の位置ずれについては、受光領域分割線の伸びる方向に平行な位置ずれなので、当然のことながら各集光スポットが受光面をはみ出さない限り信号品質の劣化は一切ない。またレーザ光源から発した光束の波長が変化すると、光導波素子内のホログラフィック回折格子で回折される±１次回折光の回折角が変化するという問題があるが、この場合もこの回折角の変化によって生じる集光スポットの相対位置ずれは、やはり受光領域分割線の伸びる方向に平行な位置ずれなので、当然のことながら各集光スポットが受光面をはみ出さない限り信号品質の劣化は一切ない。
【実施例２】
【００３８】
次に、実施例２として、波長の異なる２個以上のレーザ光源を同一のパッケージの中に収納したマルチレーザ光源を用いて、１個の光ピックアップ装置でＤＶＤやＣＤなど異なるディスク媒体への記録または再生を実現させた互換光ピックアップ装置の実施例を示す。図１０は、本実施例における光ピックアップ装置の光学系構成の一例を示した概略部品配置図である。
【００３９】
光ピックアップ１１内には、例えばＤＶＤの記録または再生用として波長６５０〜６６０ｎｍ帯のレーザ光束を出射する半導体レーザ素子１０に加えて、ＣＤの記録または再生用として波長７８０ｎｍのレーザ光束を出射する半導体レーザ１２を収納したレーザ光源２が配置されている。このレーザ光源１２を発した光束１０７は、レーザ光源２を発した光束１００と同様、ビームスプリッタ３を経てカップリングレンズ４に達し、このカップリングレンズ４によって略平行な光束に変換されたのち対物レンズ５に達する。そしてこの対物レンズ５により集光され、ＣＤなど所定の光ディスク６の記録トラック上に照射され光スポットを形成する。そして、この光ディスク６を反射した光束は、入射光束と逆の光路を辿り再び対物レンズ５、カップリングレンズ４を経てビームスプリッタ３に達し、少なくともその一部の光量に相当する光束がこのビームスプリッタ３を反射した後、信号検出用の復路光束１０８となって光導波素子１３に達する。
【００４０】
図１１は光導波素子１３の概略構成を示す概略平面図である。本実施例における光導波素子１３は、この素子に入射した波長６５０〜６６０ｎｍ帯のレーザ光束である復路光束１０１を所定の方向に回折させるだけでなく、この素子に入射した波長７８０ｎｍ帯のレーザ光束である復路光束１０８も回折させる点で光導波素子７と異なるが、基本的には図２の光導波素子７と同様の構成である。
【００４１】
図１２は、第２の実施例における光検出器受光面の構成とそこに照射される光スポットの集光状態の一例を示した光ピックアップ装置主要部の概略平面図である。
【００４２】
この光導波素子１３に入射した復路光束１０８からは回折作用によって新たに＋１次回折光束と−１次回折光束が発生するが、このうち分割領域７１に入射した復路光束１０８から±１次回折光束が生じて、それぞれ光検出器１４内に配置された複数の受光面のうち２分割受光面８２’および８３に入射して各受光面上で光スポット１１１および１１２を形成する。
【００４３】
一方、分割領域７２に入射した復路光束１０８から±１次回折光束が生じて、光検出器１４内に配置された２分割受光面８４’および８５に入射して各受光面上で光スポット１１３および１１４を形成する。ここで、９２〜９６は実施例１と同様、波長６５０ｎｍ〜６６０ｎｍ帯のレーザ光束の光スポットである。
【００４４】
ただし、実施例１と同様、分割領域７２での±１次回折光束の回折角が分割領域７１での回折角よりも大きくなるように両分割領域での平均格子溝ピッチが設定されているため、分割領域７２による回折光束が入射する２分割受光面８４’および８５は、分割領域７１による回折光束が入射する２分割受光面８２’および８３よりもさらに復路光束１０８の中心光軸から離れた位置に配置されている。また復路光束１０８からは前記光導波素子１３をそのまま透過する０次光束も生じ、光検出器１４内に配置された受光面８６上に集光されて光スポット１１５を形成する。
【００４５】
本実施例においては、波長６５０〜６６０ｎｍ帯のレーザ光束を出射するレーザ素子１０と波長７８０ｎｍのレーザ光束を出射するレーザ素子１２はＹ軸方向に並んで配置されている。そのため、それぞれの光束が入射する回折格子上の位置は、図１１に示したように、ディスク半径方向（Ｚ軸方向）に所定の距離離れた位置となる。例えば０次光束が集光された光スポット１１５は、光スポット９６と所定の距離離れた位置に形成される。
【００４６】
光検出器１４内において受光面８２乃至８５は、実施例１と同様に、図のＺ軸方向すなわち前記光導波素子１４に設けた分割線に平行な方向にほぼ一直線状に配置されている。また前記＋１次回折光束の集光スポット１１１および１１３と、前記−１次回折光束の集光スポット１１２および１１４は、前記０次光束の集光スポット１１５を中心としてそれぞれ略対称な位置に形成される。
【００４７】
さらにこれら受光面８２乃至８５は、やはりＺ軸方向すなわち前記光導波素子１４に設けた分割線７３に略平行に伸びた分割線によって各々２分割され、それぞれ独立した２個の受光領域すなわち８２ａと８２ｂ、８２’ａと８２’ｂ、８３ａと８３ｂ、８４ａと８４ｂ、８４’ａと８４’ｂ、そして８５ａと８５ｂを形成している。これら分割受光領域の各分割線の真上に前記集光スポット９２乃至９６、１１１乃至１１５がそれぞれ照射されている。
【００４８】
ここで、回折格子による回折角は波長に比例するため、６５０〜６６０ｎｍ帯の波長の回折角に対して７８０ｎｍ帯の波長の回折角は大きくなり、０次光束による光スポットから±１次回折光による光スポットまでの距離は６５０〜６６０ｎｍ帯の場合よりも７８０ｎｍ帯の場合の方が大きくなる。例えば、光スポット１１５から光スポット１１４までの距離は、光スポット９６から光スポット９５までの距離よりも大きく、光スポット１１５から光スポット１１３までの距離は、光スポット９６から光スポット９４までの距離よりも大きい。
【００４９】
図１２を用いて、光スポット１１５が光スポット８６よりも＋１次回折光側に形成されるようにレーザ素子１０とレーザ素子１２が設置されている場合について説明する。この場合、＋１次回折光側では、回折格子の領域７１と領域７２の格子溝ピッチが異なることに起因する光スポット形成位置のずれと、レーザ素子１０とレーザ素子１２とが所定の距離をもって配置されていることに起因する光スポット形成位置のずれとが同じ方向となって重畳されるため、光スポット９３と光スポット１１２の形成位置、及び光スポット９５と光スポット１１４との形成位置は比較的遠くなる。対して−１次回折光側では、回折格子の領域７１と領域７２の格子溝ピッチが異なることに起因する光スポット形成位置のずれと、レーザ素子１０とレーザ素子１２とが所定の距離をもって配置されていることに起因する光スポット形成位置のずれとが逆方向となり相殺されるため、光スポット９２と光スポット１１１の形成位置、及び光スポット９４と光スポット１１３との形成位置は比較的近くなる。このため、−１次回折光側では受光面を共通化することができる。例えば図１２では、光スポット９２と光スポット１１１を受光する受光面は受光面８２に共通化し、光スポット９４と光スポット１１３を受光する受光面は受光面８４に共通化している。これにより、受光面の数を削減することができる。以上述べた他にも変更を加えた実施例を考えられるが、いずれも本発明の範疇にある。
【符号の説明】
【００５０】
１：光ピックアップ
２：レーザ光源
５：応対物レンズ
６：光ディスク
７，１３：光導波素子
８：光検出器
８２〜８６：受光面
【技術分野】
【０００１】
本発明は光ピックアップ装置およびこれを備えた光情報記録再生装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、光ディスク装置の小型化、薄型化に伴い、それに搭載される光ピックアップ装置の小型化も急速に進められている。このような小型光ピックアップ装置の技術としては、特開２００７−６６４８６号公報（特許文献１）がある。この公報には、「レーザ光源と、受光センサと、第１の発光点からの光束を略合焦で受光センサに入射する光束と合焦後に入射する光束と合焦前に入射する光束とに分離する第１のホログラムと、第２の発光点からの光束を略合焦で受光センサに入射する光束と合焦後に入射する光束と合焦前に入射する光束とに分離する第２のホログラムとを備えた光ピックアップ」が記載されており、これにより発光点を近接して設けた２つのレーザ光源を用いても安定したフォーカス制御が行えることが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−６６４８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一方、近年においては、光ピックアップの製造コストを低減させるため、産業用ロボット等を積極的に利用することで、組み立て作業工程を自動化する動きが活発になっている。このような光ピックアップ装置の自動組み立てを実施した場合、光検出器など光学部品の取り付け位置精度が従来の作業者による緻密な組み立て調整作業と比較してある程度低下してしまうという問題は、どうしても避けられない。
【０００５】
しかしながら、フォーカス誤差信号（以下、ＦＥＳと称す）やトラッキング誤差信号（以下、ＴＥＳと称す）の検出に前記のような既存の検出手段を用いた場合、光学部品の取り付け位置に誤差があると、それに伴い各制御信号に波形歪みや振幅の低下あるいは制御引き込み点のオフセットなど著しい信号品質の劣化が生じてしまう。すなわち、光ピックアップ装置組み立て作業の完全自動化を実現するためには、光検出器などの光学部品に取り付け位置誤差が生じても出来るだけ信号品質が良好に保たれる新たなＦＥＳあるいはＴＥＳ検出手段の開発が必要不可欠である。
【０００６】
以上のような状況に鑑み、本発明では、光学部品の取り付け位置誤差等の信号劣化要因に対してＦＥＳあるいはＴＥＳ品質が良好に保たれ、光ピックアップ組み立て作業の自動化に適した光ピックアップ装置およびこれを備えた光情報記録再生装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、例えば特許請求の範囲に記載の構成を採用する。本願は上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならば、レーザ光源と、該レーザ光源を出射したレーザ光束を集光して光学的情報記録媒体の情報記録面上に集光スポットを照射する対物レンズとを備え、光学的情報記録媒体に対してレーザ光束を照射して光学的情報記録媒体に記録された情報信号を再生または光学的情報記録媒体に所定の情報信号を記録する光ピックアップであって、集光スポットの情報記録面からの反射レーザ光束が入射されレーザ光束から０次光束と±１次回折光束を回折、出射する光導波素子と、光導波素子から出射された前記レーザ光束の０次光束または±１次回折光束が入射され受光した光量に応じた光検出信号を出力する複数の受光面を有する光検出器を有し、光導波素子は、光導波素子上において光学的情報記録媒体の記録トラック方向に相当する方向に対して略垂直な分割線により少なくとも２個の分割領域に分割され、該各分割領域は、前記レーザ光束の０次光束および＋１次回折光束および−１次回折光束とを光検出器内で各々互いに異なる所定の受光面に入射させ、かつ前記レーザ光束の＋１次回折光束および−１次回折光束に記録トラック方向または分割線に対して光軸回りに略４５度回転した方向を主軸とする所定量の非点収差を付加する機能を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、光学部品に取り付け位置誤差等に対してＦＥＳやＴＥＳの信号品質が良好に保たれた光ピックアップおよびこれを備えた光情報記録再生装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の光ピックアップ装置の概略部品配置図である。
【図２】本発明の主要部品である光導波素子の第１の実施例を示す概略平面図である。
【図３】第１の実施例で光導波素子を出射し光検出器に照射される復路光束の集光状態の一部を示す光ピックアップ装置主要部の概略斜視図である。
【図４】第１の実施例における光検出器受光面の構成とそこに照射される光スポットの集光状態の一例を示した光ピックアップ装置主要部の概略平面図である。
【図５】光検出器受光面に照射される光スポットの集光状態の別の一例を示した光ピックアップ装置主要部の概略平面図である。
【図６】光検出器受光面に照射される光スポットの集光状態のさらに別の一例を示した光ピックアップ装置主要部の概略平面図である。
【図７】第１の実施例における、光検出器受光面とそこに照射される光スポットの配置および各受光面から得られた検出信号から所定の制御信号などを得るための演算処理の一例を示した概略平面図および概略回路図である。
【図８】光検出器の位置ずれに対して検出されたＦＥＳの振幅変化の一例を示した線図である。
【図９】光検出器の位置ずれに対して検出されたＴＥＳのオフセット変化の一例を示した線図である。
【図１０】本発明の光ピックアップ装置の第２の実施例を示す概略部品配置図である。
【図１１】本発明の主要部品である光導波素子の第２の実施例を示す概略平面図である。
【図１２】第２の実施例における光検出器受光面の構成とそこに照射される光スポットの集光状態の一例を示した光ピックアップ装置主要部の概略平面図である。
【発明を実施するための形態】
【実施例１】
【００１０】
以下、本発明の実施例につき図面を参照しながら説明する。図１は本発明における光ピックアップ装置の光学系構成の一例を示した概略部品配置図である。光ピックアップ１内には、例えばＤＶＤの記録または再生用として波長６５０〜６６０ｎｍ帯のレーザ光束を出射する半導体レーザ素子１０を収納したレーザ光源２が配置されている。
【００１１】
このレーザ光源２を発した光束１００は、ビームスプリッタ３を経てカップリングレンズ４に達し、このカップリングレンズ４によって略平行な光束に変換されたのち対物レンズ５に達する。そしてこの対物レンズ５により集光され、ＤＶＤなど所定の光ディスク６の記録トラック上に照射され光スポットを形成する。そして、この光ディスク６を反射した光束は、入射光束と逆の光路を辿り再び対物レンズ５、カップリングレンズ４を経てビームスプリッタ３に達し、少なくともその一部の光量に相当する光束がこのビームスプリッタ３を反射した後、信号検出用の復路光束１０１となって光導波素子７に達する。
【００１２】
この光導波素子７は本実施例の主要部品であり、例えば回折格子等のようにこの素子に入射した光束を所定の方向に回折する機能備えている。またこの光導波素子７は、後述するように、所定の分割線により２個の領域に分割されており、この各分割領域に入射した光束１０１をそれぞれ互いに異なる回折角にて回折し、光検出器８上に配置された互いに異なる所定の受光面に導く機能を備えている。
【００１３】
なお、前記した図１の実施例の光学系では、レーザ光源２を発し対物レンズ５を経てディスク６に入射する往路光束１００はビームスプリッタ３を透過し、ディスク６に反射したのち光導波素子７を経て光検出器８上の所定の受光面に達する復路光束１０１は前記ビームスプリッタ３を反射する光学系構成となっている。しかし、当然のことながらこれとは逆に、前記往路光束１００がビームスプリッタ３を反射し、前記復路光束１０１が前記ビームスプリッタ３を透過する構成でも一向に構わない。またビームスプリッタ３は図１に示したような四角形プリズムに限定されるものではなく、例えば斜めに傾斜して配置された平板のハーフミラー等でも構わない。
【００１４】
次に前記光導波素子７と光検出器８に関する具体的な実施例について述べる。図２は光導波素子７の概略構成を示す概略平面図である。この光導波素子７は透明平板の基板面上に所定の格子溝を設けた回折格子になっている。また、この光導波素子７は該格子面上においてディスク６の記録トラック方向に略垂直な方向すなわちディスク半径方向に相当する方向（図２の例ではＺ軸方向）に対し略平行に伸び、かつ復路光束１０１の中心光軸（図中に×印にて表示）上もしくはその近傍に配置された分割線７３によって領域７１および７２の２個の領域に分割されている。そしてこの両分割領域には、共に入射した復路光束１０１を前記分割線７３に略平行な方向すなわち図のＺ軸方向に略平行な方向に回折するように格子溝が設けられている。
【００１５】
ただし、前記両分割領域内での平格子溝のピッチは互いに異なっており、前記したように各分割領域に入射した復路光束１０１をそれぞれ異なる回折角で回折し、光検出器８上に配置された互いに異なる受光面に導くようになっている。しかも前記両分割領域は、該分割領域で回折された±１次回折光束に対して共に図のＸ軸およびＺ軸に対して略４５度に傾いた所定の方向７４を主軸とする所定量の非点収差が付加されるようその配置パターンが最適設計され、不等間隔でかつ曲線状の格子溝パターンを備えたいわゆるホログラフィック回折格子になっている。
【００１６】
このため、この光導波素子７に入射した復路光束１０１からは回折作用によって新たに＋１次回折光束と−１次回折光束が発生するが、例えば図３（ａ）に示すように、このうち分割領域７１に入射した復路光束１０１からは、±１次回折光束として光束１０２および１０３が生じ、それぞれ光検出器８内に配置された複数の受光面のうち２分割受光面８２および８３に入射して各受光面上で光スポット９２および９３を形成する。一方、分割領域７２に入射した復路光束１０１からは、図３（ｂ）に示すように±１次回折光束として光束１０４および１０５が生じ、前記回折光束１０２および１０３と同様に光検出器８内に配置された２分割受光面８４および８５に入射して各受光面上で光スポット９４および９５を形成する。
【００１７】
ただし、図３（ａ）および（ｂ）に示した例では、分割領域７２での±１次回折光束の回折角が分割領域７１での回折角よりも大きくなるように両分割領域での平均格子溝ピッチが設定されているため、前記回折光束１０４、１０５が入射する２分割受光面８４および８５は、それぞれ前記回折光束１０２、１０３が入射する２分割受光面８２および８３よりもさらに復路光束１０１の中心光軸から離れた位置に配置されている。
【００１８】
また復路光束１０１からは前記光導波素子７をそのまま透過する０次光束１０６も生じるが、この光束は図３（ａ）（ｂ）に示すように光検出器８内に配置された受光面８６上に集光されて光スポット９６を形成する。
【００１９】
図４乃至図６は、本発明における光検出器８内の受光面の配置状態とそこに照射される前記光スポット９２乃至９６の集光状態を示した概略平面図である。このうち図４は光ディスク上の光スポットがジャストフォーカスの状態にある場合を示しており、図５はこのディスク上光スポットが所定の向き（例えば対物レンズとディスクの間隔が広がる向き）に所定量デフォーカスした場合、図６は図５とは反対の向きに所定量デフォーカスした場合を示している。
【００２０】
各図が示すように、光検出器８内において受光面８２乃至８６は図のＺ軸方向すなわち前記光導波素子７に設けた分割線に平行な方向にほぼ一直線状に配置されている。また前記＋１次回折光束の集光スポット９２および９４が照射されている受光面８２および８４と、前記−１次回折光束の集光スポット９３および９５が照射されている受光面８３および８５は、前記０次光束の集光スポットが照射されている受光面８６を中心としてそれぞれ対称な位置に配置されている。さらにこれら受光面８２乃至８５は、やはりＺ軸方向すなわち前記光導波素子７に設けた分割線７３に略平行に伸びた分割線によって各々２分割され、それぞれ独立した２個の受光領域すなわち８２ａと８２ｂ、８３ａと８３ｂ、８４ａと８４ｂ、そして８５ａと８５ｂを形成している。そしてこれら分割受光領域の中央部すなわち各分割線の真上に前記集光スポット９２乃至９５がそれぞれ照射されている。
【００２１】
この時、図４のように光ディスク上の集光スポットがジャストフォーカスの状態にある場合は、集光スポット９２乃至９５はそれぞれ略半円形の形状になっている。しかも前記光導波素子７のホログラフィック回折格子によって付加された４５度方向の非点収差の影響により、ちょうど光導波素子７の前記各分割領域７１および７２に入射する復路光束１０１の断面形状が光軸回りに略９０度回転したようなスポット形状になっている。したがって、集光スポット９２乃至９５にとっては図のＸ軸方向がディスクの半径方向に相当することになる。
【００２２】
しかもこの際、集光スポット９２と９３および９４と９５は、それぞれ同じ光束の＋１次回折光と−１次回折光の関係であるためにその位相（波面）が共役関係にあり、その結果付加される非点収差の主軸方向が互いに９０度傾斜している。このため、例えば集光スポット９２と９４が図面上において時計回りに９０度回転した集光スポット形状になっている場合、集光スポット９３と９５は反時計回りに９０度回転した形状になっている。つまり、集光スポット９２と９３および９４と９５は相対的に１８０度回転し、互いに左右が反転したスポット形状になっている。以上のような集光スポットの配置および形状になっているため、図４の状態では、例えば受光領域８２ａと８２ｂ、８３ａと８３ｂ、８４ａと８４ｂ、そして８５ａと８５ｂのそれぞれで検出される集光スポット９２乃至９５の検出光量はほぼ均等になる。
【００２３】
一方、図５や図６のように、ディスク上集光スポットが所定の向きにデフォーカスした場合は、前記集光スポット９２乃至９５は図４に示したような半円形の形状から大きな歪みが生じ、図中に示すように各受光面の分割線に対して斜め４５度方向に大きく伸びたような形状になっている。このため例えば図５の例では、受光面８２内の受光領域８２ａの方が８２ｂより検出光量が大きくなり、全く同様に受光面８３内の受光領域８３ａの方が８３ｂよりも検出光量が大きくなる。
【００２４】
一方、受光面８４内では受光領域８４ｂの方が８４ａよりも検出光量が大きくなり、受光面８５内の受光領域８５ｂの方が８３ａよりも検出光量が大きくなる。
【００２５】
これに対して、図５の場合とは反対向きにデフォーカスした図６の例では、図５と例と同様に各集光スポットは各受光面の分割線に対して斜め４５度方向に大きく伸びるが、その伸びる向きは、図５の場合に対して各受光面の分割線に対して対称な向きになる。このため図６の場合は、図５の場合とは反対に受光領域８２ｂ、８３ｂ、８４ａ、８５ａの方が、８２ａ、８３ａ、８４ｂ、８５ｂよりも検出光量が大きくなる。
【００２６】
以上述べたような受光面上での各集光スポット形状の変化とそれに伴う各分割受光領域での検出光量変化の特性を利用して、所定の演算によりＦＥＳやＴＥＳを検出するための回路構成を図７に示す。前記分割受光領域８２ａおよび８２ｂ乃至８５ａないし８５ｂから検出された光量検出電流は、ぞれぞれ電流−電圧変換器３０２ａ乃至３０５ｂによってぞれぞれ独立に信号電圧に変換される。今、これらの信号電圧を図中に示すようにＳ２ａ乃至Ｓ５ｂで表す。
【００２７】
これら各信号電圧は、図中に示すように加算器４０１乃至４０４および減算器５０１および５０２によって演算処理され、ＦＥＳやＴＥＳが検出される。
【００２８】
すなわち、ＦＥＳは以下の演算式から検出することができる。
【数１】
【００２９】
なお、上記（数１）に示すような演算処理によってＦＥＳを検出する手法は，基本的には所謂非点収差方式によるＦＥＳ検出とほぼ同様の光学的特性を利用した手法と見なすことができる。したがって本実施例におけるＦＥＳ検出原理の詳細な説明は省略する。
【００３０】
一方、前記したように、集光スポット９２乃至９５にとっては図のＸ方向がディスクの半径方向に相当することになり、かつまた集光スポット９２と９３および９４と９５は相対互いに左右が反転したスポット形状になっている点を考えると、ＴＥＳは以下の演算式から検出することができる。
【数２】
【００３１】
なお、上記（数２）に示すような演算処理によってＴＥＳを検出する手法は，基本的には所謂プッシュプル方式によるＴＥＳ検出とほぼ同様の光学的特性を利用した手法と見なすことができる。したがって本実施例におけるＴＥＳ検出原理の詳細な説明は省略する。
【００３２】
また本実施例では、ディスク上に照射された１個の光スポットの反射光からいわゆるプッシュプル方式と同等の演算処理によってＴＥＳを検出しているが、もちろん他の検出手段を用いても一向に構わない。例えば図１に示したような光学系構成において、レーザ光源２とビームスプリッタ３間の光路中に往路光束１００を３本の光束に分割する回折格子を配置し、光ディスク上に３個の光スポットを照射させ、その各々から前記光学手段および演算手段によってＴＥＳを検出させ、それらを減算処理することで対物レンズのトラッキング変位に伴うＴＥＳのオフセットを良好に除去あるいは低減する所謂ディファレンシャル・プッシュプル方式を用いることも可能である。
【００３３】
以上述べたような、本発明の光学的手段や演算手段を用いることにより、光検出器等の光ピックアップをする構成光学部品の位置ずれなどの誤差要因や経時変化に対し、極めて安定した信号品質でＦＥＳやＴＥＳを検出することができる。例えば、図８は光検出器受光面のＸ方向位置ずれ量に対するＦＥＳ振幅の相対変化の一例を表したグラフである。本発明によって検出されたＦＥＳと比較検証のために従来の非点収差方式によって検出されたＦＥＳについてプロットしている。なおどちらも受光面上の集光スポット径は約６０μｍで統一している。図から明らかなように、本発明によって検出されたＦＥＳの方が光検出器受光面の位置ずれに伴う振幅低下が小さく、より良好な信号が得られていることが分かる。
【００３４】
次に、図９は光検出器受光面のＸ方向位置ずれ量に対するＴＥＳのオフセット変化の一例を表したグラフである。このグラフにも図８と同様、本発明との比較検証を行うため従来のプッシュプル方式で検出されたＦＥＳも併せてプロットしている。
【００３５】
図から明らかなように、従来のプッシュプル方式では受光面の位置ずれに対し、ＴＥＳにはほぼ比例的にオフセットが発生しているのに対して、本発明でのＴＥＳでは受光面が位置ずれしてもオフセットはほとんど発生せず、明らかに従来方式より良好な特性になっていることがわかる。
【００３６】
このように本発明によれば、光検出器受光面が位置ずれしてもＦＥＳやＴＥＳのほとんどオフセットは発生せず、振幅低下も従来方式より良好に抑えられている。これは前記したように集光スポット９２と９３および９４と９５が互いに±１次回折光の位相共役関係にあって、ジャストフォーカス時やデフォーカス時のスポットパターンが受光面の分割線に対して互いに対称に反転した関係になっているため、一方の集光スポットから検出される信号の劣化を他方の集光スポットが自動的に補償するためである。
【００３７】
なお、図８および図９では、一例として光検出器受光面のＸ方向位置ずれを取り上げて信号特性の変化を示したが、他の誤差要因に対しても本発明ＦＥＳやＴＥＳを良好に保つことができる。例えば、光検出器受光面のＺ方向（Ｘ方向に対して垂直な方向）の位置ずれについては、受光領域分割線の伸びる方向に平行な位置ずれなので、当然のことながら各集光スポットが受光面をはみ出さない限り信号品質の劣化は一切ない。またレーザ光源から発した光束の波長が変化すると、光導波素子内のホログラフィック回折格子で回折される±１次回折光の回折角が変化するという問題があるが、この場合もこの回折角の変化によって生じる集光スポットの相対位置ずれは、やはり受光領域分割線の伸びる方向に平行な位置ずれなので、当然のことながら各集光スポットが受光面をはみ出さない限り信号品質の劣化は一切ない。
【実施例２】
【００３８】
次に、実施例２として、波長の異なる２個以上のレーザ光源を同一のパッケージの中に収納したマルチレーザ光源を用いて、１個の光ピックアップ装置でＤＶＤやＣＤなど異なるディスク媒体への記録または再生を実現させた互換光ピックアップ装置の実施例を示す。図１０は、本実施例における光ピックアップ装置の光学系構成の一例を示した概略部品配置図である。
【００３９】
光ピックアップ１１内には、例えばＤＶＤの記録または再生用として波長６５０〜６６０ｎｍ帯のレーザ光束を出射する半導体レーザ素子１０に加えて、ＣＤの記録または再生用として波長７８０ｎｍのレーザ光束を出射する半導体レーザ１２を収納したレーザ光源２が配置されている。このレーザ光源１２を発した光束１０７は、レーザ光源２を発した光束１００と同様、ビームスプリッタ３を経てカップリングレンズ４に達し、このカップリングレンズ４によって略平行な光束に変換されたのち対物レンズ５に達する。そしてこの対物レンズ５により集光され、ＣＤなど所定の光ディスク６の記録トラック上に照射され光スポットを形成する。そして、この光ディスク６を反射した光束は、入射光束と逆の光路を辿り再び対物レンズ５、カップリングレンズ４を経てビームスプリッタ３に達し、少なくともその一部の光量に相当する光束がこのビームスプリッタ３を反射した後、信号検出用の復路光束１０８となって光導波素子１３に達する。
【００４０】
図１１は光導波素子１３の概略構成を示す概略平面図である。本実施例における光導波素子１３は、この素子に入射した波長６５０〜６６０ｎｍ帯のレーザ光束である復路光束１０１を所定の方向に回折させるだけでなく、この素子に入射した波長７８０ｎｍ帯のレーザ光束である復路光束１０８も回折させる点で光導波素子７と異なるが、基本的には図２の光導波素子７と同様の構成である。
【００４１】
図１２は、第２の実施例における光検出器受光面の構成とそこに照射される光スポットの集光状態の一例を示した光ピックアップ装置主要部の概略平面図である。
【００４２】
この光導波素子１３に入射した復路光束１０８からは回折作用によって新たに＋１次回折光束と−１次回折光束が発生するが、このうち分割領域７１に入射した復路光束１０８から±１次回折光束が生じて、それぞれ光検出器１４内に配置された複数の受光面のうち２分割受光面８２’および８３に入射して各受光面上で光スポット１１１および１１２を形成する。
【００４３】
一方、分割領域７２に入射した復路光束１０８から±１次回折光束が生じて、光検出器１４内に配置された２分割受光面８４’および８５に入射して各受光面上で光スポット１１３および１１４を形成する。ここで、９２〜９６は実施例１と同様、波長６５０ｎｍ〜６６０ｎｍ帯のレーザ光束の光スポットである。
【００４４】
ただし、実施例１と同様、分割領域７２での±１次回折光束の回折角が分割領域７１での回折角よりも大きくなるように両分割領域での平均格子溝ピッチが設定されているため、分割領域７２による回折光束が入射する２分割受光面８４’および８５は、分割領域７１による回折光束が入射する２分割受光面８２’および８３よりもさらに復路光束１０８の中心光軸から離れた位置に配置されている。また復路光束１０８からは前記光導波素子１３をそのまま透過する０次光束も生じ、光検出器１４内に配置された受光面８６上に集光されて光スポット１１５を形成する。
【００４５】
本実施例においては、波長６５０〜６６０ｎｍ帯のレーザ光束を出射するレーザ素子１０と波長７８０ｎｍのレーザ光束を出射するレーザ素子１２はＹ軸方向に並んで配置されている。そのため、それぞれの光束が入射する回折格子上の位置は、図１１に示したように、ディスク半径方向（Ｚ軸方向）に所定の距離離れた位置となる。例えば０次光束が集光された光スポット１１５は、光スポット９６と所定の距離離れた位置に形成される。
【００４６】
光検出器１４内において受光面８２乃至８５は、実施例１と同様に、図のＺ軸方向すなわち前記光導波素子１４に設けた分割線に平行な方向にほぼ一直線状に配置されている。また前記＋１次回折光束の集光スポット１１１および１１３と、前記−１次回折光束の集光スポット１１２および１１４は、前記０次光束の集光スポット１１５を中心としてそれぞれ略対称な位置に形成される。
【００４７】
さらにこれら受光面８２乃至８５は、やはりＺ軸方向すなわち前記光導波素子１４に設けた分割線７３に略平行に伸びた分割線によって各々２分割され、それぞれ独立した２個の受光領域すなわち８２ａと８２ｂ、８２’ａと８２’ｂ、８３ａと８３ｂ、８４ａと８４ｂ、８４’ａと８４’ｂ、そして８５ａと８５ｂを形成している。これら分割受光領域の各分割線の真上に前記集光スポット９２乃至９６、１１１乃至１１５がそれぞれ照射されている。
【００４８】
ここで、回折格子による回折角は波長に比例するため、６５０〜６６０ｎｍ帯の波長の回折角に対して７８０ｎｍ帯の波長の回折角は大きくなり、０次光束による光スポットから±１次回折光による光スポットまでの距離は６５０〜６６０ｎｍ帯の場合よりも７８０ｎｍ帯の場合の方が大きくなる。例えば、光スポット１１５から光スポット１１４までの距離は、光スポット９６から光スポット９５までの距離よりも大きく、光スポット１１５から光スポット１１３までの距離は、光スポット９６から光スポット９４までの距離よりも大きい。
【００４９】
図１２を用いて、光スポット１１５が光スポット８６よりも＋１次回折光側に形成されるようにレーザ素子１０とレーザ素子１２が設置されている場合について説明する。この場合、＋１次回折光側では、回折格子の領域７１と領域７２の格子溝ピッチが異なることに起因する光スポット形成位置のずれと、レーザ素子１０とレーザ素子１２とが所定の距離をもって配置されていることに起因する光スポット形成位置のずれとが同じ方向となって重畳されるため、光スポット９３と光スポット１１２の形成位置、及び光スポット９５と光スポット１１４との形成位置は比較的遠くなる。対して−１次回折光側では、回折格子の領域７１と領域７２の格子溝ピッチが異なることに起因する光スポット形成位置のずれと、レーザ素子１０とレーザ素子１２とが所定の距離をもって配置されていることに起因する光スポット形成位置のずれとが逆方向となり相殺されるため、光スポット９２と光スポット１１１の形成位置、及び光スポット９４と光スポット１１３との形成位置は比較的近くなる。このため、−１次回折光側では受光面を共通化することができる。例えば図１２では、光スポット９２と光スポット１１１を受光する受光面は受光面８２に共通化し、光スポット９４と光スポット１１３を受光する受光面は受光面８４に共通化している。これにより、受光面の数を削減することができる。以上述べた他にも変更を加えた実施例を考えられるが、いずれも本発明の範疇にある。
【符号の説明】
【００５０】
１：光ピックアップ
２：レーザ光源
５：応対物レンズ
６：光ディスク
７，１３：光導波素子
８：光検出器
８２〜８６：受光面
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光源と、
該レーザ光源を出射したレーザ光束を集光して光学的情報記録媒体の情報記録面上に集光スポットを照射する対物レンズとを有し、
前記光学的情報記録媒体に対して前記レーザ光束を照射して前記光学的情報記録媒体に記録された情報信号を再生または前記光学的情報記録媒体に所定の情報信号を記録する光ピックアップであって、
前記集光スポットの前記情報記録面からの反射レーザ光束が入射され該レーザ光束から０次光束と±１次回折光束を回折、出射する光導波素子と、
前記光導波素子から出射された前記レーザ光束の０次光束または±１次回折光束が入射され受光した光量に応じた光検出信号を出力する複数の受光面を有する光検出器とを備え、
前記光導波素子は、該光導波素子上において前記光学的情報記録媒体の記録トラック方向に相当する方向に対して略垂直な分割線により少なくとも２個に分割された分割領域を有し、該分割領域により前記レーザ光束の０次光束、＋１次回折光束、−１次回折光束を前記光検出器内で互いに異なる所定の受光面に入射させ、かつ前記＋１次回折光束および前記−１次回折光束に前記記録トラック方向または前記分割線に対して光軸回りに略４５度回転した方向を主軸とする所定量の非点収差を付加することを特徴とする光ピックアップ。
【請求項２】
請求項１記載の光ピックアップであって、
前記分割線は、少なくとも前記光導波素子に入射されるレーザ光束の略中心光軸上に配置されていることを特徴とする光ピックアップ。
【請求項３】
請求項１または請求項２いずれか記載の光ピックアップであって、
前記光導波素子は、前記分割線により分割された分割領域毎に回折、出射させた＋１次回折光束および−１次回折光束の回折方向が、共に前記記録トラック方向に対して略垂直な方向または前記分割線に対して略平行な方向であることを特徴とする光ピックアップ。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれか記載の光ピックアップであって、
前記光導波素子は、前記分割線により分割された分割領域毎に互いに異なる平均格子溝ピッチを備えていることを特徴とする光ピックアップ。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれか記載の光ピックアップであって、
前記光導波素子は、不等間隔でかつ曲線状の格子溝パターンが形成されたホログラフィック回折格子であることを特徴とする光ピックアップ。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のいずれか記載の光ピックアップであって、
前記レーザ光束の＋１次回折光束および−１次回折光束が入射する前記複数の受光面は、各々少なくとも２個の独立した受光面に分割されていることを特徴とする光ピックアップ。
【請求項７】
請求項１乃至請求項６のいずれか記載の光ピックアップであって、
前記レーザ光束の＋１次回折光束および−１次回折光束が入射する前記複数の受光面から得た前記光検出信号からフォーカス制御信号とトラッキング制御信号の双方を生成することを特徴とする光ピックアップ。
【請求項８】
請求項７記載の光ピックアップを備えた光情報記録再生装置であって、
前記光検出器は、該光検出器の内部に前記フォーカス制御信号および前記トラッキング制御信号の双方を生成するための演算部を備えたことを特徴とする光情報記録再生装置。
【請求項１】
レーザ光源と、
該レーザ光源を出射したレーザ光束を集光して光学的情報記録媒体の情報記録面上に集光スポットを照射する対物レンズとを有し、
前記光学的情報記録媒体に対して前記レーザ光束を照射して前記光学的情報記録媒体に記録された情報信号を再生または前記光学的情報記録媒体に所定の情報信号を記録する光ピックアップであって、
前記集光スポットの前記情報記録面からの反射レーザ光束が入射され該レーザ光束から０次光束と±１次回折光束を回折、出射する光導波素子と、
前記光導波素子から出射された前記レーザ光束の０次光束または±１次回折光束が入射され受光した光量に応じた光検出信号を出力する複数の受光面を有する光検出器とを備え、
前記光導波素子は、該光導波素子上において前記光学的情報記録媒体の記録トラック方向に相当する方向に対して略垂直な分割線により少なくとも２個に分割された分割領域を有し、該分割領域により前記レーザ光束の０次光束、＋１次回折光束、−１次回折光束を前記光検出器内で互いに異なる所定の受光面に入射させ、かつ前記＋１次回折光束および前記−１次回折光束に前記記録トラック方向または前記分割線に対して光軸回りに略４５度回転した方向を主軸とする所定量の非点収差を付加することを特徴とする光ピックアップ。
【請求項２】
請求項１記載の光ピックアップであって、
前記分割線は、少なくとも前記光導波素子に入射されるレーザ光束の略中心光軸上に配置されていることを特徴とする光ピックアップ。
【請求項３】
請求項１または請求項２いずれか記載の光ピックアップであって、
前記光導波素子は、前記分割線により分割された分割領域毎に回折、出射させた＋１次回折光束および−１次回折光束の回折方向が、共に前記記録トラック方向に対して略垂直な方向または前記分割線に対して略平行な方向であることを特徴とする光ピックアップ。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれか記載の光ピックアップであって、
前記光導波素子は、前記分割線により分割された分割領域毎に互いに異なる平均格子溝ピッチを備えていることを特徴とする光ピックアップ。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれか記載の光ピックアップであって、
前記光導波素子は、不等間隔でかつ曲線状の格子溝パターンが形成されたホログラフィック回折格子であることを特徴とする光ピックアップ。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のいずれか記載の光ピックアップであって、
前記レーザ光束の＋１次回折光束および−１次回折光束が入射する前記複数の受光面は、各々少なくとも２個の独立した受光面に分割されていることを特徴とする光ピックアップ。
【請求項７】
請求項１乃至請求項６のいずれか記載の光ピックアップであって、
前記レーザ光束の＋１次回折光束および−１次回折光束が入射する前記複数の受光面から得た前記光検出信号からフォーカス制御信号とトラッキング制御信号の双方を生成することを特徴とする光ピックアップ。
【請求項８】
請求項７記載の光ピックアップを備えた光情報記録再生装置であって、
前記光検出器は、該光検出器の内部に前記フォーカス制御信号および前記トラッキング制御信号の双方を生成するための演算部を備えたことを特徴とする光情報記録再生装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１２−１１３７６７（Ｐ２０１２−１１３７６７Ａ）
【公開日】平成２４年６月１４日（２０１２．６．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２５９６６３（Ｐ２０１０−２５９６６３）
【出願日】平成２２年１１月２２日（２０１０．１１．２２）
【出願人】（０００１５３５３５）株式会社日立メディアエレクトロニクス (452)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年６月１４日（２０１２．６．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１１月２２日（２０１０．１１．２２）
【出願人】（０００１５３５３５）株式会社日立メディアエレクトロニクス (452)
【Ｆターム（参考）】
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