光ピックアップ
【課題】ＲＦ信号のＳ／Ｎ比が良好となり、光ディスクの再生品質を向上できる光ピックアップを提供する。
【解決手段】レーザダイオードから射出され対物レンズにより光ディスクに集光され光ディスクで反射されたレーザビームは対物レンズを通過後、回折光学素子５が有する領域５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄに分割された回折面に入射し、各領域で０次光と１次光に分割され、各１次光は各々が分割された受光面９ａ、９ｃ、９ｄ、９ｂで受光され、各０次光は分割されていない受光面９ｅで受光される。
【解決手段】レーザダイオードから射出され対物レンズにより光ディスクに集光され光ディスクで反射されたレーザビームは対物レンズを通過後、回折光学素子５が有する領域５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄに分割された回折面に入射し、各領域で０次光と１次光に分割され、各１次光は各々が分割された受光面９ａ、９ｃ、９ｄ、９ｂで受光され、各０次光は分割されていない受光面９ｅで受光される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ディスク装置に備えられる光ピックアップに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＣＤ、ＤＶＤ、ＢＤ、ＨＤ−ＤＶＤ等の光ディスクを用いた記録再生を行う光ディスク装置には、光ピックアップが備えられる。光ピックアップは例えば、レーザダイオード、対物レンズ、ミラー等の各光学素子、光検出器を有する構成であり、レーザダイオードから射出され対物レンズにより光ディスクに集光されたレーザビームは光ディスクで反射し、対物レンズを通過し、各光学素子を通過し、光検出器が有する受光面で受光される。受光面は田の字状に４分割され、受光面の各領域で検出される電気信号からサーボ信号やＲＦ信号が検出される。ＲＦ信号に基づき情報の再生が行われる。
【０００３】
また、受光面の分割された各領域で検出される電気信号に基づき光検出器の位置が検出されるので、これを利用して光ピックアップの製造工程における光検出器の配置調整が行われる。
【０００４】
なお、光検出器の配置調整については例えば下記特許文献１に開示されている。
【特許文献１】特開２００５−２７６３９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上記従来の光ピックアップでは、ＲＦ信号を検出するのに、受光面の分割された各領域で検出される電気信号を電流−電圧変換する回路や電圧信号を増幅する増幅回路が分割数だけ必要であり、さらに増幅された電圧信号を加算する回路も必要であるため、ノイズが大きくなりやすく、ＲＦ信号のＳ／Ｎ比が悪化し、光ディスク（特に低反射率ディスク（相変化型ディスク、２層ディスク等））の再生品質が劣化するという問題がある。
【０００６】
本発明は上記問題点を鑑みてなされたもので、ＲＦ信号のＳ／Ｎ比が良好となり、光ディスクの再生品質を向上できる光ピックアップを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために本発明の光ピックアップは、
光源と、該光源が射出した光ビームを光ディスクに集光させる対物レンズと、回折光学素子と、光検出器と、前記対物レンズおよび前記回折光学素子を一体でフォーカス方向およびトラッキング方向に駆動させる駆動手段と、を備えた光ピックアップであって、
前記回折光学素子は回折面を有し、前記回折面は複数の領域に分割され、前記光ディスクで反射された前記光ビームは前記対物レンズを通過後、前記回折面に入射し、前記回折面の各領域で０次光と１次光に分割され、
前記回折面の各領域から射出される各１次光は、前記光検出器が有する各々が分割されている各受光面で受光され、
前記回折面の各領域から射出される各０次光は、前記光検出器が有する分割されていない一つの受光面で受光される、
ことを特徴としている。
【０００８】
このような構成によれば、１次光を用いてフォーカスエラー信号、トラッキングエラー信号および光検出器の位置を表す信号を検出でき、各サーボおよび光検出器の配置調整ができる。そして、０次光をＲＦ信号検出に用いることができ、０次光は分割されていない受光面で受光されるので、０次光に基づくＲＦ信号のＳ／Ｎ比が良好となり、光ディスクの再生品質を向上できる。
【０００９】
また、本発明の光ピックアップは、
光源と、該光源が射出した光ビームを光ディスクに集光させる対物レンズと、回折光学素子と、光検出器と、前記対物レンズおよび前記回折光学素子を一体でフォーカス方向およびトラッキング方向に駆動させる駆動手段と、を備えた光ピックアップであって、
前記回折光学素子は円形状の回折面を有し、該回折面はラジアル方向およびタンデンシャル方向の分割線により第一の領域と第二の領域と第三の領域と第四の領域とに四等分され、前記第一の領域と前記第二の領域とが対角に配置され、前記第三の領域と前記第四の領域とが対角に配置され、前記光ディスクで反射された前記光ビームは前記対物レンズを通過後、前記回折面に入射し、前記回折面の各領域で０次光と１次光に分割され、
前記光検出器は第一の受光面と第二の受光面と第三の受光面と第四の受光面と第五の受光面とを有し、
前記対物レンズにより集光される前記光ビームが前記光ディスクの記録面上に合焦するときに、前記第一の領域から射出される１次光は焦点を結んでから前記第一の受光面で受光され、タンデンシャル方向およびラジアル方向の線分と円弧とを有し１／４円形状である第一のスポットが前記第一の受光面に形成され、
前記対物レンズにより集光される前記光ビームが前記光ディスクの記録面上に合焦するときに、前記第二の領域から射出される１次光は焦点を結んでから前記第二の受光面で受光され、タンデンシャル方向およびラジアル方向の線分と円弧とを有し１／４円形状である第二のスポットが前記第二の受光面に形成され、
前記対物レンズにより集光される前記光ビームが前記光ディスクの記録面上に合焦するときに、前記第三の領域から射出される１次光は焦点を結ぶ前に前記第三の受光面で受光され、タンデンシャル方向およびラジアル方向の線分と円弧とを有し１／４円形状である第三のスポットが前記第三の受光面に形成され、
前記対物レンズにより集光される前記光ビームが前記光ディスクの記録面上に合焦するときに、前記第四の領域から射出される１次光は焦点を結ぶ前に前記第四の受光面で受光され、タンデンシャル方向およびラジアル方向の線分と円弧とを有し１／４円形状である第四のスポットが前記第四の受光面に形成され、
前記第一の受光面には、前記第一の受光面の端部から前記第一のスポットが有する円弧を通って前記第一のスポット上までタンデンシャル方向に伸びるような第一の分割線と、該第一の分割線が有する前記第一のスポット上の端点を通り前記第一の受光面の端部から端部までラジアル方向に伸びるような第二の分割線とが設けられ、
前記第二の受光面には、前記第二の受光面の端部から前記第二のスポットが有する円弧を通って前記第二のスポット上までタンデンシャル方向に伸びるような第三の分割線と、該第三の分割線が有する前記第二のスポット上の端点を通り前記第二の受光面の端部から端部までラジアル方向に伸びるような第四の分割線とが設けられ、
前記第三の受光面には、前記第三のスポット上を通り前記第三の受光面の端部から端部までラジアル方向に伸びるような第五の分割線が設けられ、
前記第四の受光面には、前記第四のスポット上を通り前記第四の受光面の端部から端部までラジアル方向に伸びるような第六の分割線が設けられ、
前記回折面の各領域から射出される各０次光が分割されていない前記第五の受光面で受光される、
ことを特徴としている。
【００１０】
このような構成によれば、光検出器で受光される１次光により、いわゆるスポットサイズ方式によるフォーカスエラー信号および光検出器のラジアル方向位置、タンデンシャル方向位置、回転方向位置の各位置を表す信号が検出でき、上記フォーカスエラー信号に基づくフォーカスサーボを行った状態で上記光検出器の各位置を表す信号をモニタすることで光検出器の配置調整が行える。また、光検出器で受光される１次光により、いわゆるＣＦＦ（Correct Far Field）方式およびＤＰＤ方式によるトラッキングエラー信号を検出でき、このいずれかの方式によるトラッキングエラー信号を用いたトラッキングサーボが行える。これらのトラッキングエラー信号は光検出器のずれの影響を受けにくく、トラッキング性能の悪化を抑えられる。そして、ＲＦ信号検出のための０次光は分割されていない受光面で受光されるので、０次光に基づくＲＦ信号はＳ／Ｎ比が良好となり、光ディスクの再生品質を向上できる。
【００１１】
また、本発明の光ピックアップでは、上記構成において、
前記第一の受光面には、前記第一のスポットが有するラジアル方向の線分を挟んで前記第二の分割線と対向し前記第一の受光面の端部から端部までラジアル方向に伸びるような分割線が設けられ、
前記第二の受光面には、前記第二のスポットが有するラジアル方向の線分を挟んで前記第四の分割線と対向し前記第二の受光面の端部から端部までラジアル方向に伸びるような分割線が設けられ、
前記第三の受光面には、前記第三のスポットが有するラジアル方向の線分を挟んで前記第五の分割線と対向し前記第三の受光面の端部から端部までラジアル方向に伸びるような分割線が設けられ、
前記第四の受光面には、前記第四のスポットが有するラジアル方向の線分を挟んで前記第六の分割線と対向し前記第四の受光面の端部から端部までラジアル方向に伸びるような分割線が設けられる、
ことが望ましい。
【００１２】
このような構成の受光面から得られるフォーカスエラー信号を用いてフォーカスサーボを行うことで、２層ディスクを再生した場合の再生品質の悪化を防ぐことができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の光ピックアップによれば、ＲＦ信号のＳ／Ｎ比が良好となり、光ディスクの再生品質を向上できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態について図面を参照しながら説明する。図１に、本発明に係る光ディスク装置の構成のうち光ピックアップ１およびサーボ系の構成を示す。
【００１５】
光ピックアップ１は、レーザダイオード２、コリメータレンズ３、ハーフミラー４、回折光学素子５、対物レンズ６、アクチュエータ８、光検出器９を有する。アクチュエータ８は、対物レンズ６および回折光学素子５を保持するレンズホルダ、フォーカスコイル、トラッキングコイル、マグネット等を有し、対物レンズ６および回折光学素子５を一体でフォーカス方向およびトラッキング方向に駆動させる。
【００１６】
レーザダイオード２は、再生する光ディスクに対応する波長のレーザビームをコリメータレンズ３へ射出し、コリメータレンズ３は、入射されるレーザビームを平行光にする。ハーフミラー４は、コリメータレンズ３から入射されるレーザビームを回折光学素子５へ反射し、回折光学素子５を通過したレーザビームは対物レンズ６により光ディスク１０に集光される。そして、光ディスク１０で反射されたレーザビームは対物レンズ６を通過し、回折光学素子５により０次光および１次光に分割される。回折光学素子５から射出される０次光および１次光はハーフミラー４を透過し、光検出器９で受光される。
【００１７】
図２に、回折光学素子５におけるレーザビームの分割および光検出器９における受光の様子を示す。ただし、図２は、対物レンズ６により集光されるレーザビームが光ディスク１０の記録面上に合焦し、対物レンズ６がトラッキング方向の中立位置にある状態での図である。
【００１８】
回折光学素子５が有する円形状である回折面は、ラジアル方向の分割線およびタンジェンシャル方向の分割線により領域５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄに４等分される。また、光検出器９は、同一基板上に四角形状の各受光面９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄ、９ｅが形成される構成であり、０次光用の受光面９ｅ、１次光用の受光面９ａ、９ｃ、９ｄ、９ｂの順にラジアル方向に配列される。
【００１９】
光ディスク１０で反射され対物レンズ６を通過したレーザビームは回折光学素子５が有する回折面に入射し、各領域５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄで０次光と１次光に分割される。各領域５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄから射出される各０次光Ｌ０は分割されていない受光面９ｅで受光され、受光面上で円形状のスポットＳｅを形成する。スポットＳｅは受光面９ｅで電流信号に変換され、この電流信号は光ピックアップ１外部の電流−電圧変換回路および増幅回路によりＲＦ信号に変換され、このＲＦ信号に基づき情報の再生が行われる。
【００２０】
また、対物レンズ６により集光されるレーザビームが光ディスク１０の記録面上に合焦した状態で、回折光学素子５が有する回折面の対角に配置された領域５ａおよび領域５ｃから射出される１次光Ｌ１は、それぞれ受光面９ａおよび受光面９ｃに到達する前に焦点を結び、受光面９ａおよび受光面９ｃで受光される。受光面９ａ、９ｃにはタンデンシャル方向およびラジアル方向の線分と円弧を有する１／４円形状のスポットＳａ、Ｓｃが形成され、スポットＳｃはスポットＳａを１８０°回転させた形状となる。
【００２１】
また、対物レンズ６により集光されるレーザビームが光ディスク１０の記録面上に合焦した状態で、回折光学素子５が有する回折面の対角に配置された領域５ｄおよび領域５ｂから射出される１次光Ｌ１は、それぞれ焦点を結ぶ前に受光面９ｄおよび受光面９ｂで受光される。受光面９ｄ、９ｂにはタンデンシャル方向およびラジアル方向の線分と円弧を有する１／４円形状のスポットＳｄ、Ｓｂが形成され、スポットＳｂはスポットＳｄを１８０°回転させた形状となる。そして、各スポットＳａ、Ｓｃ、Ｓｄ、Ｓｂの面積は等しく、各スポットＳａ、Ｓｃ、Ｓｄ、Ｓｂが有するラジアル方向の線分は同一線上に位置される。
【００２２】
対物レンズ６により集光されるレーザビームが光ディスク１０の記録面上に合焦し、対物レンズ６がトラッキング方向の中立位置にある状態（図２の状態）で、受光面９ａ端部からスポットＳａの円弧を通ってスポットＳａ上までタンデンシャル方向に伸びるような分割線ＤＬ１が受光面９ａに設けられる。また、分割線ＤＬ１のスポットＳａ上の端点を通り受光面９ａの端部から端部までラジアル方向に伸びるような分割線ＤＬ２が受光面９ａに設けられる。これら分割線ＤＬ１、ＤＬ２によって受光面９ａは領域Ａ、Ｂ、Ｃに分割される。
【００２３】
また、対物レンズ６により集光されるレーザビームが光ディスク１０の記録面上に合焦し、対物レンズ６がトラッキング方向の中立位置にある状態（図２の状態）で、受光面９ｃ端部からスポットＳｃの円弧を通ってスポットＳｃ上までタンデンシャル方向に伸びるような分割線ＤＬ３が受光面９ｃに設けられる。また、分割線ＤＬ３のスポットＳｃ上の端点を通り受光面９ｃの端部から端部までラジアル方向に伸びるような分割線ＤＬ４が受光面９ｃに設けられる。これら分割線ＤＬ３、ＤＬ４によって受光面９ｃは領域Ｆ、Ｇ、Ｈに分割される。また、図２の状態で、領域ＡとＨ、領域ＢとＧ、領域ＣとＦとでスポットの面積は等しい。
【００２４】
また、対物レンズ６により集光されるレーザビームが光ディスク１０の記録面上に合焦し、対物レンズ６がトラッキング方向の中立位置にある状態（図２の状態）で、スポットＳｄ上を通り受光面９ｄの端部から端部までラジアル方向に伸びるような分割線ＤＬ５が受光面９ｄに設けられる。この分割線ＤＬ５によって受光面９ｄは領域Ｉ、Ｊに分割される。
【００２５】
また、対物レンズ６により集光されるレーザビームが光ディスク１０の記録面上に合焦し、対物レンズ６がトラッキング方向の中立位置にある状態（図２の状態）で、スポットＳｂ上を通り受光面９ｂの端部から端部までラジアル方向に伸びるような分割線ＤＬ６が受光面９ｂに設けられる。この分割線ＤＬ６によって受光面９ｂは領域Ｍ、Ｎに分割される。また、図２の状態で、領域ＩとＮ、領域ＪとＭとでスポットの面積は等しく、領域Ｃ、Ｆ、Ｊ、Ｍのスポットの面積は等しい。
【００２６】
ここで、以上のような受光面の各領域で検出される検出信号の強度を各領域の記号と同一記号で以下表すとすると、いわゆるスポットサイズ方式によるフォーカスエラー信号ＳＳＤは（１）式のように表される。
ＳＳＤ＝（（Ａ＋Ｂ＋Ｇ＋Ｈ）−（Ｃ＋Ｆ））−（（Ｉ＋Ｎ）−（Ｊ＋Ｍ））
＝（Ａ＋Ｂ＋Ｇ＋Ｈ＋Ｊ＋Ｍ）−（Ｃ＋Ｆ＋Ｉ＋Ｎ） （１）
【００２７】
（１）式より、対物レンズ６により集光されるレーザビームが光ディスク１０の記録面上に合焦している場合、フォーカスエラー信号ＳＳＤは０となるが、光ディスク１０の記録面のぶれにより対物レンズ６と記録面との距離が変化し焦点が外れると、受光面９ａ、９ｃ上のスポットＳａ、Ｓｃが合焦時よりも線分が伸びてサイズが大きくなり、受光面９ｄ、９ｂ上のスポットＳｄ、Ｓｂが合焦時よりも線分が縮みサイズが小さくなり、フォーカスエラー信号ＳＳＤが正値となるか、または、受光面９ａ、９ｃ上のスポットＳａ、Ｓｃが合焦時よりも線分が縮みサイズが小さくなり、受光面９ｄ、９ｂ上のスポットＳｄ、Ｓｂが合焦時よりも線分が伸びてサイズが大きくなり、フォーカスエラー信号ＳＳＤが負値となる。よって、光ディスク１０の再生中、光検出器９からの検出信号に基づき演算回路１１（図１参照）で演算されるフォーカスエラー信号ＳＳＤを０とするよう、サーボ回路１２がアクチュエータドライバ１３を介してアクチュエータ８に駆動信号を送信し、対物レンズ６をフォーカス方向に駆動する。光ディスク１０の再生中、このようなフォーカスサーボがされることにより、対物レンズ６により集光されるレーザビームが光ディスク１０の記録面上に合焦する。
【００２８】
また、いわゆるＣＦＦ（Correct Far Field）方式によるトラッキングエラー信号ＣＦＦは、（２）式で表される。
ＣＦＦ＝（Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｉ＋Ｊ）−（Ｆ＋Ｇ＋Ｈ＋Ｍ＋Ｎ） （２）
【００２９】
また、いわゆるＤＰＤ方式によるトラッキングエラー信号ＤＰＤは、（３）式で表される。
ＤＰＤ＝（Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｆ＋Ｇ＋Ｈ）φ（Ｉ＋Ｊ＋Ｍ＋Ｎ） （３）
ただし、φは位相差であることを表す。
【００３０】
よって、光ディスク１０の再生中、光検出器９からの検出信号に基づき演算回路１１（図１参照）で演算されるトラッキングエラー信号ＣＦＦまたはＤＰＤを０とするよう、サーボ回路１２がアクチュエータドライバ１３を介してアクチュエータ８に駆動信号を送信し、対物レンズ６をトラッキング方向に駆動する。光ディスク１０の再生中、このようなトラッキングサーボがされることにより、対物レンズ６により集光されるレーザビームが光ディスク１０のトラックに追従する。なお、上記（２）式、（３）式から分かるようにトラッキングエラー信号ＣＦＦおよびＤＰＤは、光検出器９が多少ずれて受光面がずれても影響を受けることはなく、トラッキング性能は劣化しない。
【００３１】
ここで、（４）式で表されるような信号ＰＤ−Ｘを考える。
ＰＤ−Ｘ＝（Ｂ＋Ｈ）−（Ａ＋Ｇ） （４）
【００３２】
対物レンズ６により集光されるレーザビームが光ディスク１０の記録面上に合焦し、対物レンズ６がトラッキング方向の中立位置にある状態（図２の状態）で、上記信号ＰＤ−Ｘは０となる。ここで、光検出器９がラジアル方向にずれたとすると、図３のようにずれ量に応じて線形に上記信号ＰＤ−Ｘに正値または負値が現れる。よって、上記信号ＰＤ−Ｘにより光検出器９のラジアル方向位置を検出できる。
【００３３】
また、（５）式で表されるような信号ＰＤ−Ｙを考える。
ＰＤ−Ｙ＝（Ａ＋Ｂ＋Ｆ）−（Ｃ＋Ｇ＋Ｈ） （５）
【００３４】
対物レンズ６により集光されるレーザビームが光ディスク１０の記録面上に合焦し、対物レンズ６がトラッキング方向の中立位置にある状態（図２の状態）で、上記信号ＰＤ−Ｙは０となる。ここで、光検出器９がタンデンシャル方向にずれたとすると、図４のようにずれ量に応じて線形に上記信号ＰＤ−Ｙに正値または負値が現れる。よって、上記信号ＰＤ−Ｙにより光検出器９のタンデンシャル方向位置を検出できる。
【００３５】
また、（６）式で表されるような信号ＰＤ−θを考える。
ＰＤ−θ＝（Ｉ＋Ｍ）−（Ｊ＋Ｎ） （６）
【００３６】
対物レンズ６により集光されるレーザビームが光ディスク１０の記録面上に合焦し、対物レンズ６がトラッキング方向の中立位置にある状態（図２の状態）で、上記信号ＰＤ−θは０となる。ここで、図２の状態でのスポットＳａおよびＳｃそれぞれの中心点を結ぶ線分の中点周りに光検出器９が回転してずれたとすると、図５のように回転ずれ量に応じて上記信号ＰＤ−θに正値または負値が現れる。よって、上記信号ＰＤ−θにより光検出器９の回転方向位置を検出できる。
【００３７】
本発明に係る光ピックアップの製造工程における光検出器９の配置調整は、上記のＰＤ−Ｘ、ＰＤ−Ｙ、ＰＤ−θを用いて次のように行う。まず、光ディスク１０にレーザを照射し上記フォーカスエラー信号ＳＳＤを０とするように対物レンズ６をアクチュエータ８によりフォーカス方向に駆動させて、フォーカスサーボを行った状態としておく。そして、まずＰＤ−Ｘをモニタしつつ、これが０となるように光検出器９をラジアル方向に移動調整する。次に、ＰＤ−Ｙをモニタしつつ、これが０となるように光検出器９をタンデンシャル方向に移動調整する。そして、最後にＰＤ−θをモニタしつつ、これが０となるように光検出器９を回転調整する。
【００３８】
このように、１次光を用いて光検出器の配置調整および各種サーボを行え、ＲＦ信号検出のための０次光は分割されていない受光面で受光されるので、０次光に基づくＲＦ信号のＳ／Ｎ比は良好となり、光ディスクの再生品質を向上できる。
【００３９】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について説明する。光ピックアップおよびサーボ系の構成は第１実施形態（図１）と同様であり、本実施形態では、光検出器９が有する受光面の分割形態が第１実施形態と異なる。
【００４０】
図６に、回折光学素子５におけるレーザビームの分割および光検出器９における受光の様子を示す。ただし、図６は、対物レンズ６により集光されるレーザビームが光ディスク１０の記録面上に合焦し、対物レンズ６がトラッキング方向の中立位置にある状態での図である。
【００４１】
回折光学素子５が有する円形状である回折面は、ラジアル方向の分割線およびタンジェンシャル方向の分割線により領域５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄに４等分される。また、光検出器９は、同一基板上に四角形状の各受光面９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄ、９ｅが形成される構成であり、０次光用の受光面９ｅ、１次光用の受光面９ａ、９ｃ、９ｄ、９ｂの順にラジアル方向に配列される。
【００４２】
光ディスク１０で反射され対物レンズ６を通過したレーザビームは回折光学素子５が有する回折面に入射し、各領域５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄで０次光と１次光に分割される。各領域５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄから射出される各０次光Ｌ０は分割されていない受光面９ｅで受光され、受光面上で円形状のスポットＳｅを形成する。スポットＳｅは受光面９ｅで電流信号に変換され、この電流信号は光ピックアップ１外部の電流−電圧変換回路および増幅回路によりＲＦ信号に変換され、このＲＦ信号に基づき情報の再生が行われる。
【００４３】
また、対物レンズ６により集光されるレーザビームが光ディスク１０の記録面上に合焦した状態で、回折光学素子５が有する回折面の対角に配置された領域５ａおよび領域５ｃから射出される１次光Ｌ１は、それぞれ受光面９ａおよび受光面９ｃに到達する前に焦点を結び、受光面９ａおよび受光面９ｃで受光される。受光面９ａ、９ｃにはタンデンシャル方向およびラジアル方向の線分と円弧を有する１／４円形状のスポットＳａ、Ｓｃが形成され、スポットＳｃはスポットＳａを１８０°回転させた形状となる。
【００４４】
また、対物レンズ６により集光されるレーザビームが光ディスク１０の記録面上に合焦した状態で、回折光学素子５が有する回折面の対角に配置された領域５ｄおよび領域５ｂから射出される１次光Ｌ１は、それぞれ焦点を結ぶ前に受光面９ｄおよび受光面９ｂで受光される。受光面９ｄ、９ｂにはタンデンシャル方向およびラジアル方向の線分と円弧を有する１／４円形状のスポットＳｄ、Ｓｂが形成され、スポットＳｂはスポットＳｄを１８０°回転させた形状となる。そして、各スポットＳａ、Ｓｃ、Ｓｄ、Ｓｂの面積は等しく、各スポットＳａ、Ｓｃ、Ｓｄ、Ｓｂが有するラジアル方向の線分は同一線上に位置される。
【００４５】
対物レンズ６により集光されるレーザビームが光ディスク１０の記録面上に合焦し、対物レンズ６がトラッキング方向の中立位置にある状態（図６の状態）で、受光面９ａ端部からスポットＳａの円弧を通ってスポットＳａ上までタンデンシャル方向に伸びるような分割線ＤＬ１が受光面９ａに設けられる。また、分割線ＤＬ１のスポットＳａ上の端点を通り受光面９ａの端部から端部までラジアル方向に伸びるような分割線ＤＬ２が受光面９ａに設けられる。また、スポットＳａが有するラジアル方向の線分を挟んで分割線ＤＬ２と対向し受光面９ａの端部から端部までラジアル方向に伸びるような分割線ＤＬ７が受光面９ａに設けられる。これら分割線ＤＬ１、ＤＬ２、ＤＬ７によって受光面９ａは領域Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄに分割される。
【００４６】
また、対物レンズ６により集光されるレーザビームが光ディスク１０の記録面上に合焦し、対物レンズ６がトラッキング方向の中立位置にある状態（図６の状態）で、受光面９ｃ端部からスポットＳｃの円弧を通ってスポットＳｃ上までタンデンシャル方向に伸びるような分割線ＤＬ３が受光面９ｃに設けられる。また、分割線ＤＬ３のスポットＳｃ上の端点を通り受光面９ｃの端部から端部までラジアル方向に伸びるような分割線ＤＬ４が受光面９ｃに設けられる。また、スポットＳｃが有するラジアル方向の線分を挟んで分割線ＤＬ４と対向し受光面９ｃの端部から端部までラジアル方向に伸びるような分割線ＤＬ８が受光面９ｃに設けられる。これら分割線ＤＬ３、ＤＬ４、ＤＬ８によって受光面９ｃは領域Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈに分割される。また、図６の状態で、領域ＡとＨ、領域ＢとＧ、領域ＣとＦとでスポットの面積は等しい。
【００４７】
また、対物レンズ６により集光されるレーザビームが光ディスク１０の記録面上に合焦し、対物レンズ６がトラッキング方向の中立位置にある状態（図６の状態）で、スポットＳｄ上を通り受光面９ｄの端部から端部までラジアル方向に伸びるような分割線ＤＬ５が受光面９ｄに設けられる。また、スポットＳｄが有するラジアル方向の線分を挟んで分割線ＤＬ５と対向し受光面９ｄの端部から端部までラジアル方向に伸びるような分割線ＤＬ９が受光面９ｄに設けられる。この分割線ＤＬ５、ＤＬ９によって受光面９ｄは領域Ｉ、Ｊ、Ｋに分割される。
【００４８】
また、対物レンズ６により集光されるレーザビームが光ディスク１０の記録面上に合焦し、対物レンズ６がトラッキング方向の中立位置にある状態（図６の状態）で、スポットＳｂ上を通り受光面９ｂの端部から端部までラジアル方向に伸びるような分割線ＤＬ６が受光面９ｂに設けられる。また、スポットＳｂが有するラジアル方向の線分を挟んで分割線ＤＬ６と対向し受光面９ｂの端部から端部までラジアル方向に伸びるような分割線ＤＬ１０が受光面９ｂに設けられる。この分割線ＤＬ６、ＤＬ１０によって受光面９ｂは領域Ｌ、Ｍ、Ｎに分割される。また、図６の状態で、領域ＩとＮ、領域ＪとＭとでスポットの面積は等しく、領域Ｃ、Ｆ、Ｊ、Ｍのスポットの面積は等しい。
【００４９】
ここで、図７に、第１実施形態において、光ディスク１０が２層ディスクの場合に、光ディスク１０に対する対物レンズ６のフォーカス方向位置を変化させたときの上記（１）式で表されるフォーカスエラー信号の挙動を実線の波形で示す。また、図７中、点線の波形は、２つある記録面のうち対物レンズ６に近い側の記録面（１層目の記録面）のみ光ディスク１０が有しているとした場合の上記（１）式で表されるフォーカスエラー信号の挙動を示し、一点鎖線の波形は、２つある記録面のうち対物レンズ６から遠い側の記録面（２層目の記録面）のみ光ディスク１０が有しているとした場合の上記（１）式で表されるフォーカスエラー信号の挙動を示す。従って、実線の波形は、点線の波形と一点鎖線の波形との和となる。
【００５０】
点線の波形においてフォーカスエラー信号が０となる対物レンズ６のフォーカス方向位置は、対物レンズ６により集光されるレーザビームが１層目の記録面上に合焦するような対物レンズ６のフォーカス方向位置を表している。このような対物レンズ６のフォーカス方向位置付近では、一点鎖線の波形の裾野におけるフォーカスエラー信号がプラス値であるため、実線の波形は点線の波形を図７中上側へ持ち上げたような形となり、実線の波形においてフォーカスエラー信号が０となる対物レンズ６のフォーカス方向位置は、上記の対物レンズ６により集光されるレーザビームが１層目の記録面上に合焦するような対物レンズ６のフォーカス方向位置とはずれる（このずれを図７中、フォーカスオフセットとして図示）。２層ディスクの再生時は、実線の波形で表されるフォーカスエラー信号が０となるようフォーカスサーボがされるので、対物レンズ６により集光されるレーザビームが１層目の記録面上に合焦するような対物レンズ６のフォーカス方向位置とはずれた位置に対物レンズ６が制御され、対物レンズ６により集光されるレーザビームが１層目の記録面上に合焦せず、１層目の再生品質が悪化してしまう。
【００５１】
また、一点鎖線の波形においてフォーカスエラー信号が０となる対物レンズ６のフォーカス方向位置は、対物レンズ６により集光されるレーザビームが２層目の記録面上に合焦するような対物レンズ６のフォーカス方向位置を表している。このような対物レンズ６のフォーカス方向位置付近では、点線の波形の裾野におけるフォーカスエラー信号がマイナス値であるため、実線の波形は一点鎖線の波形を図７中下側へ持ち下げたような形となり、実線の波形においてフォーカスエラー信号が０となる対物レンズ６のフォーカス方向位置は、上記の対物レンズ６により集光されるレーザビームが２層目の記録面上に合焦するような対物レンズ６のフォーカス方向位置とはずれる（このずれを図７中、フォーカスオフセットとして図示）。２層ディスクの再生時は、実線の波形で表されるフォーカスエラー信号が０となるようフォーカスサーボがされるので、対物レンズ６により集光されるレーザビームが２層目の記録面上に合焦するような対物レンズ６のフォーカス方向位置とはずれた位置に対物レンズ６が制御され、対物レンズ６により集光されるレーザビームが２層目の記録面上に合焦せず、２層目の再生品質が悪化してしまう。
【００５２】
上記のように第１実施形態では、２層ディスクを再生する場合に再生品質が悪化するという問題がある（なお、１層ディスクの再生については問題なし）。その原因は、図７中の点線および一点鎖線の波形の裾野が大きく、点線および一点鎖線の波形が干渉することである。ここで、対物レンズ６により集光されるレーザビームが記録面上に合焦するような対物レンズ６のフォーカス方向位置から大きく離れた位置に対物レンズ６がある場合、受光面９ａおよび９ｃ上のスポットＳａおよびＳｃが図２のような状態からそれぞれ１８０°回転させたような状態となり領域ＣおよびＦのみにスポットが位置するか、または、受光面９ｄおよび９ｂ上のスポットＳｄおよびＳｂが図２のような状態からそれぞれ１８０°回転させたような状態となり領域ＪおよびＭのみにスポットが位置する。このようなときの上記（１）式で表されるフォーカスエラー信号が、図７中の点線および一点鎖線の波形の裾野が大きいことに影響している。
【００５３】
そこで、第２実施形態では、第１実施形態における領域Ｃ、Ｆ、Ｊ、Ｍをさらに分割し、前述した図３のように領域Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｊ、Ｋ、Ｌ、Ｍを設け、フォーカスエラー信号は下記（７）式で表す。
ＳＳＤ'＝（Ａ＋Ｂ＋Ｄ＋Ｅ＋Ｇ＋Ｈ＋Ｊ＋Ｍ）−（Ｃ＋Ｆ＋Ｉ＋Ｋ＋Ｌ＋Ｎ） （７）
【００５４】
そして、光ディスク１０の再生中、光検出器９からの検出信号に基づき演算回路１１（図１参照）で演算されるフォーカスエラー信号ＳＳＤ'を０とするよう、サーボ回路１２がアクチュエータドライバ１３を介してアクチュエータ８に駆動信号を送信し、対物レンズ６をフォーカス方向に駆動することで、フォーカスサーボが行われる。
【００５５】
ここで、図８に、光ディスク１０が２層ディスクの場合に、光ディスク１０に対する対物レンズ６のフォーカス方向位置を変化させたときの上記（７）式で表されるフォーカスエラー信号の挙動を実線の波形で示す。また、図８中、点線の波形は、１層目の記録面のみ光ディスク１０が有しているとした場合の上記（７）式で表されるフォーカスエラー信号の挙動を示し、一点鎖線の波形は、２層目の記録面のみ光ディスク１０が有しているとした場合の上記（７）式で表されるフォーカスエラー信号の挙動を示す。従って、実線の波形は、点線の波形と一点鎖線の波形との和となる。
【００５６】
点線の波形においてフォーカスエラー信号が０となる対物レンズ６のフォーカス方向位置は、対物レンズ６により集光されるレーザビームが１層目の記録面上に合焦するような対物レンズ６のフォーカス方向位置を表している。ここで、一点鎖線の波形の裾野は前述した第１実施形態（図７）よりも小さくなっている。そのため、対物レンズ６により集光されるレーザビームが１層目の記録面上に合焦するような対物レンズ６のフォーカス方向位置付近では、一点鎖線におけるフォーカスエラー信号はほぼ０であり、実線の波形は点線の波形とほぼ重なり、実線の波形においてフォーカスエラー信号が０となる対物レンズ６のフォーカス方向位置は、上記の対物レンズ６により集光されるレーザビームが１層目の記録面上に合焦するような対物レンズ６のフォーカス方向位置とはずれない（図８中、フォーカスオフセット無しとして図示）。２層ディスクの再生時は、実線の波形で表されるフォーカスエラー信号が０となるようフォーカスサーボがされるので、対物レンズ６により集光されるレーザビームが１層目の記録面上に合焦するような対物レンズ６のフォーカス方向位置に対物レンズ６は制御されることとなり、対物レンズ６により集光されるレーザビームは１層目の記録面上に合焦するので、１層目の再生品質が悪化することはない。
【００５７】
また、一点鎖線の波形においてフォーカスエラー信号が０となる対物レンズ６のフォーカス方向位置は、対物レンズ６により集光されるレーザビームが２層目の記録面上に合焦するような対物レンズ６のフォーカス方向位置を表している。ここで、点線の波形の裾野は前述した第１実施形態（図７）よりも小さくなっている。そのため、対物レンズ６により集光されるレーザビームが２層目の記録面上に合焦するような対物レンズ６のフォーカス方向位置付近では、点線におけるフォーカスエラー信号はほぼ０であり、実線の波形は一点鎖線の波形とほぼ重なり、実線の波形においてフォーカスエラー信号が０となる対物レンズ６のフォーカス方向位置は、上記の対物レンズ６により集光されるレーザビームが２層目の記録面上に合焦するような対物レンズ６のフォーカス方向位置とはずれない（図８中、フォーカスオフセット無しとして図示）。２層ディスクの再生時は、実線の波形で表されるフォーカスエラー信号が０となるようフォーカスサーボがされるので、対物レンズ６により集光されるレーザビームが２層目の記録面上に合焦するような対物レンズ６のフォーカス方向位置に対物レンズ６は制御されることとなり、対物レンズ６により集光されるレーザビームは２層目の記録面上に合焦するので、２層目の再生品質が悪化することはない。
【００５８】
このように第２実施形態では、受光面の分割形態を工夫し、フォーカスエラー信号を（７）式で表すことにより、２層ディスク再生時の再生品質の悪化を防いでいる。なお、１層ディスクの再生についても問題はないことは勿論である。
【００５９】
また、第２実施形態での光ディスク１０再生時のトラッキングサーボについては、上記（２）式または（３）式で表されるトラッキングエラー信号を用いて第１実施形態と同様に行えばよい。
【００６０】
また、第２実施形態では、光ディスク１０にレーザを照射し上記（７）式で表されるフォーカスエラー信号が０となるようフォーカスサーボを行った状態で、上記（４）式、（５）式、（６）式で表される信号をそれぞれモニタし、それぞれが０となるよう光検出器９の配置調整を行う。このように第２実施形態においても、１次光を用いて光検出器の配置調整および各種サーボを行え、ＲＦ信号検出のための０次光は分割されていない受光面で受光され、０次光に基づくＲＦ信号のＳ／Ｎ比は良好となり、光ディスクの再生品質を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】は、本発明に係る光ピックアップおよびサーボ系の構成を示す図である。
【図２】は、第１実施形態における回折光学素子におけるレーザビームの分割および光検出器における受光の様子を示す図である。
【図３】は、光検出器のラジアル方向ずれ量と信号ＰＤ−Ｘとの関係図である。
【図４】は、光検出器のタンデンシャル方向ずれ量と信号ＰＤ−Ｙとの関係図である。
【図５】は、光検出器の回転ずれ量と信号ＰＤ−θとの関係図である。
【図６】は、第２実施形態における回折光学素子におけるレーザビームの分割および光検出器における受光の様子を示す図である。
【図７】は、第１実施形態において２層ディスクに対する対物レンズのフォーカス方向位置を変化させたときの（１）式で表されるフォーカスエラー信号の挙動等を示す図である。
【図８】は、第２実施形態において２層ディスクに対する対物レンズのフォーカス方向位置を変化させたときの（７）式で表されるフォーカスエラー信号の挙動等を示す図である。
【符号の説明】
【００６２】
１ 光ピックアップ
２ レーザダイオード
３ コリメータレンズ
４ ハーフミラー
５ 回折光学素子
５ａ〜５ｅ 回折面の領域
６ 対物レンズ
８ アクチュエータ
９ 光検出器
９ａ〜９ｅ 受光面
１０ 光ディスク
１１ 演算回路
１２ サーボ回路
１３ アクチュエータドライバ
Ｌ０ ０次光
Ｌ１ １次光
ＤＬ１〜ＤＬ１０ 分割線
Ｓａ〜Ｓｅ スポット
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ディスク装置に備えられる光ピックアップに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＣＤ、ＤＶＤ、ＢＤ、ＨＤ−ＤＶＤ等の光ディスクを用いた記録再生を行う光ディスク装置には、光ピックアップが備えられる。光ピックアップは例えば、レーザダイオード、対物レンズ、ミラー等の各光学素子、光検出器を有する構成であり、レーザダイオードから射出され対物レンズにより光ディスクに集光されたレーザビームは光ディスクで反射し、対物レンズを通過し、各光学素子を通過し、光検出器が有する受光面で受光される。受光面は田の字状に４分割され、受光面の各領域で検出される電気信号からサーボ信号やＲＦ信号が検出される。ＲＦ信号に基づき情報の再生が行われる。
【０００３】
また、受光面の分割された各領域で検出される電気信号に基づき光検出器の位置が検出されるので、これを利用して光ピックアップの製造工程における光検出器の配置調整が行われる。
【０００４】
なお、光検出器の配置調整については例えば下記特許文献１に開示されている。
【特許文献１】特開２００５−２７６３９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上記従来の光ピックアップでは、ＲＦ信号を検出するのに、受光面の分割された各領域で検出される電気信号を電流−電圧変換する回路や電圧信号を増幅する増幅回路が分割数だけ必要であり、さらに増幅された電圧信号を加算する回路も必要であるため、ノイズが大きくなりやすく、ＲＦ信号のＳ／Ｎ比が悪化し、光ディスク（特に低反射率ディスク（相変化型ディスク、２層ディスク等））の再生品質が劣化するという問題がある。
【０００６】
本発明は上記問題点を鑑みてなされたもので、ＲＦ信号のＳ／Ｎ比が良好となり、光ディスクの再生品質を向上できる光ピックアップを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために本発明の光ピックアップは、
光源と、該光源が射出した光ビームを光ディスクに集光させる対物レンズと、回折光学素子と、光検出器と、前記対物レンズおよび前記回折光学素子を一体でフォーカス方向およびトラッキング方向に駆動させる駆動手段と、を備えた光ピックアップであって、
前記回折光学素子は回折面を有し、前記回折面は複数の領域に分割され、前記光ディスクで反射された前記光ビームは前記対物レンズを通過後、前記回折面に入射し、前記回折面の各領域で０次光と１次光に分割され、
前記回折面の各領域から射出される各１次光は、前記光検出器が有する各々が分割されている各受光面で受光され、
前記回折面の各領域から射出される各０次光は、前記光検出器が有する分割されていない一つの受光面で受光される、
ことを特徴としている。
【０００８】
このような構成によれば、１次光を用いてフォーカスエラー信号、トラッキングエラー信号および光検出器の位置を表す信号を検出でき、各サーボおよび光検出器の配置調整ができる。そして、０次光をＲＦ信号検出に用いることができ、０次光は分割されていない受光面で受光されるので、０次光に基づくＲＦ信号のＳ／Ｎ比が良好となり、光ディスクの再生品質を向上できる。
【０００９】
また、本発明の光ピックアップは、
光源と、該光源が射出した光ビームを光ディスクに集光させる対物レンズと、回折光学素子と、光検出器と、前記対物レンズおよび前記回折光学素子を一体でフォーカス方向およびトラッキング方向に駆動させる駆動手段と、を備えた光ピックアップであって、
前記回折光学素子は円形状の回折面を有し、該回折面はラジアル方向およびタンデンシャル方向の分割線により第一の領域と第二の領域と第三の領域と第四の領域とに四等分され、前記第一の領域と前記第二の領域とが対角に配置され、前記第三の領域と前記第四の領域とが対角に配置され、前記光ディスクで反射された前記光ビームは前記対物レンズを通過後、前記回折面に入射し、前記回折面の各領域で０次光と１次光に分割され、
前記光検出器は第一の受光面と第二の受光面と第三の受光面と第四の受光面と第五の受光面とを有し、
前記対物レンズにより集光される前記光ビームが前記光ディスクの記録面上に合焦するときに、前記第一の領域から射出される１次光は焦点を結んでから前記第一の受光面で受光され、タンデンシャル方向およびラジアル方向の線分と円弧とを有し１／４円形状である第一のスポットが前記第一の受光面に形成され、
前記対物レンズにより集光される前記光ビームが前記光ディスクの記録面上に合焦するときに、前記第二の領域から射出される１次光は焦点を結んでから前記第二の受光面で受光され、タンデンシャル方向およびラジアル方向の線分と円弧とを有し１／４円形状である第二のスポットが前記第二の受光面に形成され、
前記対物レンズにより集光される前記光ビームが前記光ディスクの記録面上に合焦するときに、前記第三の領域から射出される１次光は焦点を結ぶ前に前記第三の受光面で受光され、タンデンシャル方向およびラジアル方向の線分と円弧とを有し１／４円形状である第三のスポットが前記第三の受光面に形成され、
前記対物レンズにより集光される前記光ビームが前記光ディスクの記録面上に合焦するときに、前記第四の領域から射出される１次光は焦点を結ぶ前に前記第四の受光面で受光され、タンデンシャル方向およびラジアル方向の線分と円弧とを有し１／４円形状である第四のスポットが前記第四の受光面に形成され、
前記第一の受光面には、前記第一の受光面の端部から前記第一のスポットが有する円弧を通って前記第一のスポット上までタンデンシャル方向に伸びるような第一の分割線と、該第一の分割線が有する前記第一のスポット上の端点を通り前記第一の受光面の端部から端部までラジアル方向に伸びるような第二の分割線とが設けられ、
前記第二の受光面には、前記第二の受光面の端部から前記第二のスポットが有する円弧を通って前記第二のスポット上までタンデンシャル方向に伸びるような第三の分割線と、該第三の分割線が有する前記第二のスポット上の端点を通り前記第二の受光面の端部から端部までラジアル方向に伸びるような第四の分割線とが設けられ、
前記第三の受光面には、前記第三のスポット上を通り前記第三の受光面の端部から端部までラジアル方向に伸びるような第五の分割線が設けられ、
前記第四の受光面には、前記第四のスポット上を通り前記第四の受光面の端部から端部までラジアル方向に伸びるような第六の分割線が設けられ、
前記回折面の各領域から射出される各０次光が分割されていない前記第五の受光面で受光される、
ことを特徴としている。
【００１０】
このような構成によれば、光検出器で受光される１次光により、いわゆるスポットサイズ方式によるフォーカスエラー信号および光検出器のラジアル方向位置、タンデンシャル方向位置、回転方向位置の各位置を表す信号が検出でき、上記フォーカスエラー信号に基づくフォーカスサーボを行った状態で上記光検出器の各位置を表す信号をモニタすることで光検出器の配置調整が行える。また、光検出器で受光される１次光により、いわゆるＣＦＦ（Correct Far Field）方式およびＤＰＤ方式によるトラッキングエラー信号を検出でき、このいずれかの方式によるトラッキングエラー信号を用いたトラッキングサーボが行える。これらのトラッキングエラー信号は光検出器のずれの影響を受けにくく、トラッキング性能の悪化を抑えられる。そして、ＲＦ信号検出のための０次光は分割されていない受光面で受光されるので、０次光に基づくＲＦ信号はＳ／Ｎ比が良好となり、光ディスクの再生品質を向上できる。
【００１１】
また、本発明の光ピックアップでは、上記構成において、
前記第一の受光面には、前記第一のスポットが有するラジアル方向の線分を挟んで前記第二の分割線と対向し前記第一の受光面の端部から端部までラジアル方向に伸びるような分割線が設けられ、
前記第二の受光面には、前記第二のスポットが有するラジアル方向の線分を挟んで前記第四の分割線と対向し前記第二の受光面の端部から端部までラジアル方向に伸びるような分割線が設けられ、
前記第三の受光面には、前記第三のスポットが有するラジアル方向の線分を挟んで前記第五の分割線と対向し前記第三の受光面の端部から端部までラジアル方向に伸びるような分割線が設けられ、
前記第四の受光面には、前記第四のスポットが有するラジアル方向の線分を挟んで前記第六の分割線と対向し前記第四の受光面の端部から端部までラジアル方向に伸びるような分割線が設けられる、
ことが望ましい。
【００１２】
このような構成の受光面から得られるフォーカスエラー信号を用いてフォーカスサーボを行うことで、２層ディスクを再生した場合の再生品質の悪化を防ぐことができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の光ピックアップによれば、ＲＦ信号のＳ／Ｎ比が良好となり、光ディスクの再生品質を向上できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態について図面を参照しながら説明する。図１に、本発明に係る光ディスク装置の構成のうち光ピックアップ１およびサーボ系の構成を示す。
【００１５】
光ピックアップ１は、レーザダイオード２、コリメータレンズ３、ハーフミラー４、回折光学素子５、対物レンズ６、アクチュエータ８、光検出器９を有する。アクチュエータ８は、対物レンズ６および回折光学素子５を保持するレンズホルダ、フォーカスコイル、トラッキングコイル、マグネット等を有し、対物レンズ６および回折光学素子５を一体でフォーカス方向およびトラッキング方向に駆動させる。
【００１６】
レーザダイオード２は、再生する光ディスクに対応する波長のレーザビームをコリメータレンズ３へ射出し、コリメータレンズ３は、入射されるレーザビームを平行光にする。ハーフミラー４は、コリメータレンズ３から入射されるレーザビームを回折光学素子５へ反射し、回折光学素子５を通過したレーザビームは対物レンズ６により光ディスク１０に集光される。そして、光ディスク１０で反射されたレーザビームは対物レンズ６を通過し、回折光学素子５により０次光および１次光に分割される。回折光学素子５から射出される０次光および１次光はハーフミラー４を透過し、光検出器９で受光される。
【００１７】
図２に、回折光学素子５におけるレーザビームの分割および光検出器９における受光の様子を示す。ただし、図２は、対物レンズ６により集光されるレーザビームが光ディスク１０の記録面上に合焦し、対物レンズ６がトラッキング方向の中立位置にある状態での図である。
【００１８】
回折光学素子５が有する円形状である回折面は、ラジアル方向の分割線およびタンジェンシャル方向の分割線により領域５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄに４等分される。また、光検出器９は、同一基板上に四角形状の各受光面９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄ、９ｅが形成される構成であり、０次光用の受光面９ｅ、１次光用の受光面９ａ、９ｃ、９ｄ、９ｂの順にラジアル方向に配列される。
【００１９】
光ディスク１０で反射され対物レンズ６を通過したレーザビームは回折光学素子５が有する回折面に入射し、各領域５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄで０次光と１次光に分割される。各領域５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄから射出される各０次光Ｌ０は分割されていない受光面９ｅで受光され、受光面上で円形状のスポットＳｅを形成する。スポットＳｅは受光面９ｅで電流信号に変換され、この電流信号は光ピックアップ１外部の電流−電圧変換回路および増幅回路によりＲＦ信号に変換され、このＲＦ信号に基づき情報の再生が行われる。
【００２０】
また、対物レンズ６により集光されるレーザビームが光ディスク１０の記録面上に合焦した状態で、回折光学素子５が有する回折面の対角に配置された領域５ａおよび領域５ｃから射出される１次光Ｌ１は、それぞれ受光面９ａおよび受光面９ｃに到達する前に焦点を結び、受光面９ａおよび受光面９ｃで受光される。受光面９ａ、９ｃにはタンデンシャル方向およびラジアル方向の線分と円弧を有する１／４円形状のスポットＳａ、Ｓｃが形成され、スポットＳｃはスポットＳａを１８０°回転させた形状となる。
【００２１】
また、対物レンズ６により集光されるレーザビームが光ディスク１０の記録面上に合焦した状態で、回折光学素子５が有する回折面の対角に配置された領域５ｄおよび領域５ｂから射出される１次光Ｌ１は、それぞれ焦点を結ぶ前に受光面９ｄおよび受光面９ｂで受光される。受光面９ｄ、９ｂにはタンデンシャル方向およびラジアル方向の線分と円弧を有する１／４円形状のスポットＳｄ、Ｓｂが形成され、スポットＳｂはスポットＳｄを１８０°回転させた形状となる。そして、各スポットＳａ、Ｓｃ、Ｓｄ、Ｓｂの面積は等しく、各スポットＳａ、Ｓｃ、Ｓｄ、Ｓｂが有するラジアル方向の線分は同一線上に位置される。
【００２２】
対物レンズ６により集光されるレーザビームが光ディスク１０の記録面上に合焦し、対物レンズ６がトラッキング方向の中立位置にある状態（図２の状態）で、受光面９ａ端部からスポットＳａの円弧を通ってスポットＳａ上までタンデンシャル方向に伸びるような分割線ＤＬ１が受光面９ａに設けられる。また、分割線ＤＬ１のスポットＳａ上の端点を通り受光面９ａの端部から端部までラジアル方向に伸びるような分割線ＤＬ２が受光面９ａに設けられる。これら分割線ＤＬ１、ＤＬ２によって受光面９ａは領域Ａ、Ｂ、Ｃに分割される。
【００２３】
また、対物レンズ６により集光されるレーザビームが光ディスク１０の記録面上に合焦し、対物レンズ６がトラッキング方向の中立位置にある状態（図２の状態）で、受光面９ｃ端部からスポットＳｃの円弧を通ってスポットＳｃ上までタンデンシャル方向に伸びるような分割線ＤＬ３が受光面９ｃに設けられる。また、分割線ＤＬ３のスポットＳｃ上の端点を通り受光面９ｃの端部から端部までラジアル方向に伸びるような分割線ＤＬ４が受光面９ｃに設けられる。これら分割線ＤＬ３、ＤＬ４によって受光面９ｃは領域Ｆ、Ｇ、Ｈに分割される。また、図２の状態で、領域ＡとＨ、領域ＢとＧ、領域ＣとＦとでスポットの面積は等しい。
【００２４】
また、対物レンズ６により集光されるレーザビームが光ディスク１０の記録面上に合焦し、対物レンズ６がトラッキング方向の中立位置にある状態（図２の状態）で、スポットＳｄ上を通り受光面９ｄの端部から端部までラジアル方向に伸びるような分割線ＤＬ５が受光面９ｄに設けられる。この分割線ＤＬ５によって受光面９ｄは領域Ｉ、Ｊに分割される。
【００２５】
また、対物レンズ６により集光されるレーザビームが光ディスク１０の記録面上に合焦し、対物レンズ６がトラッキング方向の中立位置にある状態（図２の状態）で、スポットＳｂ上を通り受光面９ｂの端部から端部までラジアル方向に伸びるような分割線ＤＬ６が受光面９ｂに設けられる。この分割線ＤＬ６によって受光面９ｂは領域Ｍ、Ｎに分割される。また、図２の状態で、領域ＩとＮ、領域ＪとＭとでスポットの面積は等しく、領域Ｃ、Ｆ、Ｊ、Ｍのスポットの面積は等しい。
【００２６】
ここで、以上のような受光面の各領域で検出される検出信号の強度を各領域の記号と同一記号で以下表すとすると、いわゆるスポットサイズ方式によるフォーカスエラー信号ＳＳＤは（１）式のように表される。
ＳＳＤ＝（（Ａ＋Ｂ＋Ｇ＋Ｈ）−（Ｃ＋Ｆ））−（（Ｉ＋Ｎ）−（Ｊ＋Ｍ））
＝（Ａ＋Ｂ＋Ｇ＋Ｈ＋Ｊ＋Ｍ）−（Ｃ＋Ｆ＋Ｉ＋Ｎ） （１）
【００２７】
（１）式より、対物レンズ６により集光されるレーザビームが光ディスク１０の記録面上に合焦している場合、フォーカスエラー信号ＳＳＤは０となるが、光ディスク１０の記録面のぶれにより対物レンズ６と記録面との距離が変化し焦点が外れると、受光面９ａ、９ｃ上のスポットＳａ、Ｓｃが合焦時よりも線分が伸びてサイズが大きくなり、受光面９ｄ、９ｂ上のスポットＳｄ、Ｓｂが合焦時よりも線分が縮みサイズが小さくなり、フォーカスエラー信号ＳＳＤが正値となるか、または、受光面９ａ、９ｃ上のスポットＳａ、Ｓｃが合焦時よりも線分が縮みサイズが小さくなり、受光面９ｄ、９ｂ上のスポットＳｄ、Ｓｂが合焦時よりも線分が伸びてサイズが大きくなり、フォーカスエラー信号ＳＳＤが負値となる。よって、光ディスク１０の再生中、光検出器９からの検出信号に基づき演算回路１１（図１参照）で演算されるフォーカスエラー信号ＳＳＤを０とするよう、サーボ回路１２がアクチュエータドライバ１３を介してアクチュエータ８に駆動信号を送信し、対物レンズ６をフォーカス方向に駆動する。光ディスク１０の再生中、このようなフォーカスサーボがされることにより、対物レンズ６により集光されるレーザビームが光ディスク１０の記録面上に合焦する。
【００２８】
また、いわゆるＣＦＦ（Correct Far Field）方式によるトラッキングエラー信号ＣＦＦは、（２）式で表される。
ＣＦＦ＝（Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｉ＋Ｊ）−（Ｆ＋Ｇ＋Ｈ＋Ｍ＋Ｎ） （２）
【００２９】
また、いわゆるＤＰＤ方式によるトラッキングエラー信号ＤＰＤは、（３）式で表される。
ＤＰＤ＝（Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｆ＋Ｇ＋Ｈ）φ（Ｉ＋Ｊ＋Ｍ＋Ｎ） （３）
ただし、φは位相差であることを表す。
【００３０】
よって、光ディスク１０の再生中、光検出器９からの検出信号に基づき演算回路１１（図１参照）で演算されるトラッキングエラー信号ＣＦＦまたはＤＰＤを０とするよう、サーボ回路１２がアクチュエータドライバ１３を介してアクチュエータ８に駆動信号を送信し、対物レンズ６をトラッキング方向に駆動する。光ディスク１０の再生中、このようなトラッキングサーボがされることにより、対物レンズ６により集光されるレーザビームが光ディスク１０のトラックに追従する。なお、上記（２）式、（３）式から分かるようにトラッキングエラー信号ＣＦＦおよびＤＰＤは、光検出器９が多少ずれて受光面がずれても影響を受けることはなく、トラッキング性能は劣化しない。
【００３１】
ここで、（４）式で表されるような信号ＰＤ−Ｘを考える。
ＰＤ−Ｘ＝（Ｂ＋Ｈ）−（Ａ＋Ｇ） （４）
【００３２】
対物レンズ６により集光されるレーザビームが光ディスク１０の記録面上に合焦し、対物レンズ６がトラッキング方向の中立位置にある状態（図２の状態）で、上記信号ＰＤ−Ｘは０となる。ここで、光検出器９がラジアル方向にずれたとすると、図３のようにずれ量に応じて線形に上記信号ＰＤ−Ｘに正値または負値が現れる。よって、上記信号ＰＤ−Ｘにより光検出器９のラジアル方向位置を検出できる。
【００３３】
また、（５）式で表されるような信号ＰＤ−Ｙを考える。
ＰＤ−Ｙ＝（Ａ＋Ｂ＋Ｆ）−（Ｃ＋Ｇ＋Ｈ） （５）
【００３４】
対物レンズ６により集光されるレーザビームが光ディスク１０の記録面上に合焦し、対物レンズ６がトラッキング方向の中立位置にある状態（図２の状態）で、上記信号ＰＤ−Ｙは０となる。ここで、光検出器９がタンデンシャル方向にずれたとすると、図４のようにずれ量に応じて線形に上記信号ＰＤ−Ｙに正値または負値が現れる。よって、上記信号ＰＤ−Ｙにより光検出器９のタンデンシャル方向位置を検出できる。
【００３５】
また、（６）式で表されるような信号ＰＤ−θを考える。
ＰＤ−θ＝（Ｉ＋Ｍ）−（Ｊ＋Ｎ） （６）
【００３６】
対物レンズ６により集光されるレーザビームが光ディスク１０の記録面上に合焦し、対物レンズ６がトラッキング方向の中立位置にある状態（図２の状態）で、上記信号ＰＤ−θは０となる。ここで、図２の状態でのスポットＳａおよびＳｃそれぞれの中心点を結ぶ線分の中点周りに光検出器９が回転してずれたとすると、図５のように回転ずれ量に応じて上記信号ＰＤ−θに正値または負値が現れる。よって、上記信号ＰＤ−θにより光検出器９の回転方向位置を検出できる。
【００３７】
本発明に係る光ピックアップの製造工程における光検出器９の配置調整は、上記のＰＤ−Ｘ、ＰＤ−Ｙ、ＰＤ−θを用いて次のように行う。まず、光ディスク１０にレーザを照射し上記フォーカスエラー信号ＳＳＤを０とするように対物レンズ６をアクチュエータ８によりフォーカス方向に駆動させて、フォーカスサーボを行った状態としておく。そして、まずＰＤ−Ｘをモニタしつつ、これが０となるように光検出器９をラジアル方向に移動調整する。次に、ＰＤ−Ｙをモニタしつつ、これが０となるように光検出器９をタンデンシャル方向に移動調整する。そして、最後にＰＤ−θをモニタしつつ、これが０となるように光検出器９を回転調整する。
【００３８】
このように、１次光を用いて光検出器の配置調整および各種サーボを行え、ＲＦ信号検出のための０次光は分割されていない受光面で受光されるので、０次光に基づくＲＦ信号のＳ／Ｎ比は良好となり、光ディスクの再生品質を向上できる。
【００３９】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について説明する。光ピックアップおよびサーボ系の構成は第１実施形態（図１）と同様であり、本実施形態では、光検出器９が有する受光面の分割形態が第１実施形態と異なる。
【００４０】
図６に、回折光学素子５におけるレーザビームの分割および光検出器９における受光の様子を示す。ただし、図６は、対物レンズ６により集光されるレーザビームが光ディスク１０の記録面上に合焦し、対物レンズ６がトラッキング方向の中立位置にある状態での図である。
【００４１】
回折光学素子５が有する円形状である回折面は、ラジアル方向の分割線およびタンジェンシャル方向の分割線により領域５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄに４等分される。また、光検出器９は、同一基板上に四角形状の各受光面９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄ、９ｅが形成される構成であり、０次光用の受光面９ｅ、１次光用の受光面９ａ、９ｃ、９ｄ、９ｂの順にラジアル方向に配列される。
【００４２】
光ディスク１０で反射され対物レンズ６を通過したレーザビームは回折光学素子５が有する回折面に入射し、各領域５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄで０次光と１次光に分割される。各領域５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄから射出される各０次光Ｌ０は分割されていない受光面９ｅで受光され、受光面上で円形状のスポットＳｅを形成する。スポットＳｅは受光面９ｅで電流信号に変換され、この電流信号は光ピックアップ１外部の電流−電圧変換回路および増幅回路によりＲＦ信号に変換され、このＲＦ信号に基づき情報の再生が行われる。
【００４３】
また、対物レンズ６により集光されるレーザビームが光ディスク１０の記録面上に合焦した状態で、回折光学素子５が有する回折面の対角に配置された領域５ａおよび領域５ｃから射出される１次光Ｌ１は、それぞれ受光面９ａおよび受光面９ｃに到達する前に焦点を結び、受光面９ａおよび受光面９ｃで受光される。受光面９ａ、９ｃにはタンデンシャル方向およびラジアル方向の線分と円弧を有する１／４円形状のスポットＳａ、Ｓｃが形成され、スポットＳｃはスポットＳａを１８０°回転させた形状となる。
【００４４】
また、対物レンズ６により集光されるレーザビームが光ディスク１０の記録面上に合焦した状態で、回折光学素子５が有する回折面の対角に配置された領域５ｄおよび領域５ｂから射出される１次光Ｌ１は、それぞれ焦点を結ぶ前に受光面９ｄおよび受光面９ｂで受光される。受光面９ｄ、９ｂにはタンデンシャル方向およびラジアル方向の線分と円弧を有する１／４円形状のスポットＳｄ、Ｓｂが形成され、スポットＳｂはスポットＳｄを１８０°回転させた形状となる。そして、各スポットＳａ、Ｓｃ、Ｓｄ、Ｓｂの面積は等しく、各スポットＳａ、Ｓｃ、Ｓｄ、Ｓｂが有するラジアル方向の線分は同一線上に位置される。
【００４５】
対物レンズ６により集光されるレーザビームが光ディスク１０の記録面上に合焦し、対物レンズ６がトラッキング方向の中立位置にある状態（図６の状態）で、受光面９ａ端部からスポットＳａの円弧を通ってスポットＳａ上までタンデンシャル方向に伸びるような分割線ＤＬ１が受光面９ａに設けられる。また、分割線ＤＬ１のスポットＳａ上の端点を通り受光面９ａの端部から端部までラジアル方向に伸びるような分割線ＤＬ２が受光面９ａに設けられる。また、スポットＳａが有するラジアル方向の線分を挟んで分割線ＤＬ２と対向し受光面９ａの端部から端部までラジアル方向に伸びるような分割線ＤＬ７が受光面９ａに設けられる。これら分割線ＤＬ１、ＤＬ２、ＤＬ７によって受光面９ａは領域Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄに分割される。
【００４６】
また、対物レンズ６により集光されるレーザビームが光ディスク１０の記録面上に合焦し、対物レンズ６がトラッキング方向の中立位置にある状態（図６の状態）で、受光面９ｃ端部からスポットＳｃの円弧を通ってスポットＳｃ上までタンデンシャル方向に伸びるような分割線ＤＬ３が受光面９ｃに設けられる。また、分割線ＤＬ３のスポットＳｃ上の端点を通り受光面９ｃの端部から端部までラジアル方向に伸びるような分割線ＤＬ４が受光面９ｃに設けられる。また、スポットＳｃが有するラジアル方向の線分を挟んで分割線ＤＬ４と対向し受光面９ｃの端部から端部までラジアル方向に伸びるような分割線ＤＬ８が受光面９ｃに設けられる。これら分割線ＤＬ３、ＤＬ４、ＤＬ８によって受光面９ｃは領域Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈに分割される。また、図６の状態で、領域ＡとＨ、領域ＢとＧ、領域ＣとＦとでスポットの面積は等しい。
【００４７】
また、対物レンズ６により集光されるレーザビームが光ディスク１０の記録面上に合焦し、対物レンズ６がトラッキング方向の中立位置にある状態（図６の状態）で、スポットＳｄ上を通り受光面９ｄの端部から端部までラジアル方向に伸びるような分割線ＤＬ５が受光面９ｄに設けられる。また、スポットＳｄが有するラジアル方向の線分を挟んで分割線ＤＬ５と対向し受光面９ｄの端部から端部までラジアル方向に伸びるような分割線ＤＬ９が受光面９ｄに設けられる。この分割線ＤＬ５、ＤＬ９によって受光面９ｄは領域Ｉ、Ｊ、Ｋに分割される。
【００４８】
また、対物レンズ６により集光されるレーザビームが光ディスク１０の記録面上に合焦し、対物レンズ６がトラッキング方向の中立位置にある状態（図６の状態）で、スポットＳｂ上を通り受光面９ｂの端部から端部までラジアル方向に伸びるような分割線ＤＬ６が受光面９ｂに設けられる。また、スポットＳｂが有するラジアル方向の線分を挟んで分割線ＤＬ６と対向し受光面９ｂの端部から端部までラジアル方向に伸びるような分割線ＤＬ１０が受光面９ｂに設けられる。この分割線ＤＬ６、ＤＬ１０によって受光面９ｂは領域Ｌ、Ｍ、Ｎに分割される。また、図６の状態で、領域ＩとＮ、領域ＪとＭとでスポットの面積は等しく、領域Ｃ、Ｆ、Ｊ、Ｍのスポットの面積は等しい。
【００４９】
ここで、図７に、第１実施形態において、光ディスク１０が２層ディスクの場合に、光ディスク１０に対する対物レンズ６のフォーカス方向位置を変化させたときの上記（１）式で表されるフォーカスエラー信号の挙動を実線の波形で示す。また、図７中、点線の波形は、２つある記録面のうち対物レンズ６に近い側の記録面（１層目の記録面）のみ光ディスク１０が有しているとした場合の上記（１）式で表されるフォーカスエラー信号の挙動を示し、一点鎖線の波形は、２つある記録面のうち対物レンズ６から遠い側の記録面（２層目の記録面）のみ光ディスク１０が有しているとした場合の上記（１）式で表されるフォーカスエラー信号の挙動を示す。従って、実線の波形は、点線の波形と一点鎖線の波形との和となる。
【００５０】
点線の波形においてフォーカスエラー信号が０となる対物レンズ６のフォーカス方向位置は、対物レンズ６により集光されるレーザビームが１層目の記録面上に合焦するような対物レンズ６のフォーカス方向位置を表している。このような対物レンズ６のフォーカス方向位置付近では、一点鎖線の波形の裾野におけるフォーカスエラー信号がプラス値であるため、実線の波形は点線の波形を図７中上側へ持ち上げたような形となり、実線の波形においてフォーカスエラー信号が０となる対物レンズ６のフォーカス方向位置は、上記の対物レンズ６により集光されるレーザビームが１層目の記録面上に合焦するような対物レンズ６のフォーカス方向位置とはずれる（このずれを図７中、フォーカスオフセットとして図示）。２層ディスクの再生時は、実線の波形で表されるフォーカスエラー信号が０となるようフォーカスサーボがされるので、対物レンズ６により集光されるレーザビームが１層目の記録面上に合焦するような対物レンズ６のフォーカス方向位置とはずれた位置に対物レンズ６が制御され、対物レンズ６により集光されるレーザビームが１層目の記録面上に合焦せず、１層目の再生品質が悪化してしまう。
【００５１】
また、一点鎖線の波形においてフォーカスエラー信号が０となる対物レンズ６のフォーカス方向位置は、対物レンズ６により集光されるレーザビームが２層目の記録面上に合焦するような対物レンズ６のフォーカス方向位置を表している。このような対物レンズ６のフォーカス方向位置付近では、点線の波形の裾野におけるフォーカスエラー信号がマイナス値であるため、実線の波形は一点鎖線の波形を図７中下側へ持ち下げたような形となり、実線の波形においてフォーカスエラー信号が０となる対物レンズ６のフォーカス方向位置は、上記の対物レンズ６により集光されるレーザビームが２層目の記録面上に合焦するような対物レンズ６のフォーカス方向位置とはずれる（このずれを図７中、フォーカスオフセットとして図示）。２層ディスクの再生時は、実線の波形で表されるフォーカスエラー信号が０となるようフォーカスサーボがされるので、対物レンズ６により集光されるレーザビームが２層目の記録面上に合焦するような対物レンズ６のフォーカス方向位置とはずれた位置に対物レンズ６が制御され、対物レンズ６により集光されるレーザビームが２層目の記録面上に合焦せず、２層目の再生品質が悪化してしまう。
【００５２】
上記のように第１実施形態では、２層ディスクを再生する場合に再生品質が悪化するという問題がある（なお、１層ディスクの再生については問題なし）。その原因は、図７中の点線および一点鎖線の波形の裾野が大きく、点線および一点鎖線の波形が干渉することである。ここで、対物レンズ６により集光されるレーザビームが記録面上に合焦するような対物レンズ６のフォーカス方向位置から大きく離れた位置に対物レンズ６がある場合、受光面９ａおよび９ｃ上のスポットＳａおよびＳｃが図２のような状態からそれぞれ１８０°回転させたような状態となり領域ＣおよびＦのみにスポットが位置するか、または、受光面９ｄおよび９ｂ上のスポットＳｄおよびＳｂが図２のような状態からそれぞれ１８０°回転させたような状態となり領域ＪおよびＭのみにスポットが位置する。このようなときの上記（１）式で表されるフォーカスエラー信号が、図７中の点線および一点鎖線の波形の裾野が大きいことに影響している。
【００５３】
そこで、第２実施形態では、第１実施形態における領域Ｃ、Ｆ、Ｊ、Ｍをさらに分割し、前述した図３のように領域Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｊ、Ｋ、Ｌ、Ｍを設け、フォーカスエラー信号は下記（７）式で表す。
ＳＳＤ'＝（Ａ＋Ｂ＋Ｄ＋Ｅ＋Ｇ＋Ｈ＋Ｊ＋Ｍ）−（Ｃ＋Ｆ＋Ｉ＋Ｋ＋Ｌ＋Ｎ） （７）
【００５４】
そして、光ディスク１０の再生中、光検出器９からの検出信号に基づき演算回路１１（図１参照）で演算されるフォーカスエラー信号ＳＳＤ'を０とするよう、サーボ回路１２がアクチュエータドライバ１３を介してアクチュエータ８に駆動信号を送信し、対物レンズ６をフォーカス方向に駆動することで、フォーカスサーボが行われる。
【００５５】
ここで、図８に、光ディスク１０が２層ディスクの場合に、光ディスク１０に対する対物レンズ６のフォーカス方向位置を変化させたときの上記（７）式で表されるフォーカスエラー信号の挙動を実線の波形で示す。また、図８中、点線の波形は、１層目の記録面のみ光ディスク１０が有しているとした場合の上記（７）式で表されるフォーカスエラー信号の挙動を示し、一点鎖線の波形は、２層目の記録面のみ光ディスク１０が有しているとした場合の上記（７）式で表されるフォーカスエラー信号の挙動を示す。従って、実線の波形は、点線の波形と一点鎖線の波形との和となる。
【００５６】
点線の波形においてフォーカスエラー信号が０となる対物レンズ６のフォーカス方向位置は、対物レンズ６により集光されるレーザビームが１層目の記録面上に合焦するような対物レンズ６のフォーカス方向位置を表している。ここで、一点鎖線の波形の裾野は前述した第１実施形態（図７）よりも小さくなっている。そのため、対物レンズ６により集光されるレーザビームが１層目の記録面上に合焦するような対物レンズ６のフォーカス方向位置付近では、一点鎖線におけるフォーカスエラー信号はほぼ０であり、実線の波形は点線の波形とほぼ重なり、実線の波形においてフォーカスエラー信号が０となる対物レンズ６のフォーカス方向位置は、上記の対物レンズ６により集光されるレーザビームが１層目の記録面上に合焦するような対物レンズ６のフォーカス方向位置とはずれない（図８中、フォーカスオフセット無しとして図示）。２層ディスクの再生時は、実線の波形で表されるフォーカスエラー信号が０となるようフォーカスサーボがされるので、対物レンズ６により集光されるレーザビームが１層目の記録面上に合焦するような対物レンズ６のフォーカス方向位置に対物レンズ６は制御されることとなり、対物レンズ６により集光されるレーザビームは１層目の記録面上に合焦するので、１層目の再生品質が悪化することはない。
【００５７】
また、一点鎖線の波形においてフォーカスエラー信号が０となる対物レンズ６のフォーカス方向位置は、対物レンズ６により集光されるレーザビームが２層目の記録面上に合焦するような対物レンズ６のフォーカス方向位置を表している。ここで、点線の波形の裾野は前述した第１実施形態（図７）よりも小さくなっている。そのため、対物レンズ６により集光されるレーザビームが２層目の記録面上に合焦するような対物レンズ６のフォーカス方向位置付近では、点線におけるフォーカスエラー信号はほぼ０であり、実線の波形は一点鎖線の波形とほぼ重なり、実線の波形においてフォーカスエラー信号が０となる対物レンズ６のフォーカス方向位置は、上記の対物レンズ６により集光されるレーザビームが２層目の記録面上に合焦するような対物レンズ６のフォーカス方向位置とはずれない（図８中、フォーカスオフセット無しとして図示）。２層ディスクの再生時は、実線の波形で表されるフォーカスエラー信号が０となるようフォーカスサーボがされるので、対物レンズ６により集光されるレーザビームが２層目の記録面上に合焦するような対物レンズ６のフォーカス方向位置に対物レンズ６は制御されることとなり、対物レンズ６により集光されるレーザビームは２層目の記録面上に合焦するので、２層目の再生品質が悪化することはない。
【００５８】
このように第２実施形態では、受光面の分割形態を工夫し、フォーカスエラー信号を（７）式で表すことにより、２層ディスク再生時の再生品質の悪化を防いでいる。なお、１層ディスクの再生についても問題はないことは勿論である。
【００５９】
また、第２実施形態での光ディスク１０再生時のトラッキングサーボについては、上記（２）式または（３）式で表されるトラッキングエラー信号を用いて第１実施形態と同様に行えばよい。
【００６０】
また、第２実施形態では、光ディスク１０にレーザを照射し上記（７）式で表されるフォーカスエラー信号が０となるようフォーカスサーボを行った状態で、上記（４）式、（５）式、（６）式で表される信号をそれぞれモニタし、それぞれが０となるよう光検出器９の配置調整を行う。このように第２実施形態においても、１次光を用いて光検出器の配置調整および各種サーボを行え、ＲＦ信号検出のための０次光は分割されていない受光面で受光され、０次光に基づくＲＦ信号のＳ／Ｎ比は良好となり、光ディスクの再生品質を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】は、本発明に係る光ピックアップおよびサーボ系の構成を示す図である。
【図２】は、第１実施形態における回折光学素子におけるレーザビームの分割および光検出器における受光の様子を示す図である。
【図３】は、光検出器のラジアル方向ずれ量と信号ＰＤ−Ｘとの関係図である。
【図４】は、光検出器のタンデンシャル方向ずれ量と信号ＰＤ−Ｙとの関係図である。
【図５】は、光検出器の回転ずれ量と信号ＰＤ−θとの関係図である。
【図６】は、第２実施形態における回折光学素子におけるレーザビームの分割および光検出器における受光の様子を示す図である。
【図７】は、第１実施形態において２層ディスクに対する対物レンズのフォーカス方向位置を変化させたときの（１）式で表されるフォーカスエラー信号の挙動等を示す図である。
【図８】は、第２実施形態において２層ディスクに対する対物レンズのフォーカス方向位置を変化させたときの（７）式で表されるフォーカスエラー信号の挙動等を示す図である。
【符号の説明】
【００６２】
１ 光ピックアップ
２ レーザダイオード
３ コリメータレンズ
４ ハーフミラー
５ 回折光学素子
５ａ〜５ｅ 回折面の領域
６ 対物レンズ
８ アクチュエータ
９ 光検出器
９ａ〜９ｅ 受光面
１０ 光ディスク
１１ 演算回路
１２ サーボ回路
１３ アクチュエータドライバ
Ｌ０ ０次光
Ｌ１ １次光
ＤＬ１〜ＤＬ１０ 分割線
Ｓａ〜Ｓｅ スポット
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、該光源が射出した光ビームを光ディスクに集光させる対物レンズと、回折光学素子と、光検出器と、前記対物レンズおよび前記回折光学素子を一体でフォーカス方向およびトラッキング方向に駆動させる駆動手段と、を備えた光ピックアップであって、
前記回折光学素子は円形状の回折面を有し、該回折面はラジアル方向およびタンデンシャル方向の分割線により第一の領域と第二の領域と第三の領域と第四の領域とに四等分され、前記第一の領域と前記第二の領域とが対角に配置され、前記第三の領域と前記第四の領域とが対角に配置され、前記光ディスクで反射された前記光ビームは前記対物レンズを通過後、前記回折面に入射し、前記回折面の各領域で０次光と１次光に分割され、
前記光検出器は第一の受光面と第二の受光面と第三の受光面と第四の受光面と第五の受光面とを有し、
前記対物レンズにより集光される前記光ビームが前記光ディスクの記録面上に合焦するときに、前記第一の領域から射出される１次光は焦点を結んでから前記第一の受光面で受光され、タンデンシャル方向およびラジアル方向の線分と円弧とを有し１／４円形状である第一のスポットが前記第一の受光面に形成され、
前記対物レンズにより集光される前記光ビームが前記光ディスクの記録面上に合焦するときに、前記第二の領域から射出される１次光は焦点を結んでから前記第二の受光面で受光され、タンデンシャル方向およびラジアル方向の線分と円弧とを有し１／４円形状である第二のスポットが前記第二の受光面に形成され、
前記対物レンズにより集光される前記光ビームが前記光ディスクの記録面上に合焦するときに、前記第三の領域から射出される１次光は焦点を結ぶ前に前記第三の受光面で受光され、タンデンシャル方向およびラジアル方向の線分と円弧とを有し１／４円形状である第三のスポットが前記第三の受光面に形成され、
前記対物レンズにより集光される前記光ビームが前記光ディスクの記録面上に合焦するときに、前記第四の領域から射出される１次光は焦点を結ぶ前に前記第四の受光面で受光され、タンデンシャル方向およびラジアル方向の線分と円弧とを有し１／４円形状である第四のスポットが前記第四の受光面に形成され、
前記第一の受光面には、前記第一の受光面の端部から前記第一のスポットが有する円弧を通って前記第一のスポット上までタンデンシャル方向に伸びるような第一の分割線と、該第一の分割線が有する前記第一のスポット上の端点を通り前記第一の受光面の端部から端部までラジアル方向に伸びるような第二の分割線と、前記第一のスポットが有するラジアル方向の線分を挟んで前記第二の分割線と対向し前記第一の受光面の端部から端部までラジアル方向に伸びるような第三の分割線と、が設けられ、
前記第二の受光面には、前記第二の受光面の端部から前記第二のスポットが有する円弧を通って前記第二のスポット上までタンデンシャル方向に伸びるような第四の分割線と、該第四の分割線が有する前記第二のスポット上の端点を通り前記第二の受光面の端部から端部までラジアル方向に伸びるような第五の分割線と、前記第二のスポットが有するラジアル方向の線分を挟んで前記第五の分割線と対向し前記第二の受光面の端部から端部までラジアル方向に伸びるような第六の分割線と、が設けられ、
前記第三の受光面には、前記第三のスポット上を通り前記第三の受光面の端部から端部までラジアル方向に伸びるような第七の分割線と、前記第三のスポットが有するラジアル方向の線分を挟んで前記第七の分割線と対向し前記第三の受光面の端部から端部までラジアル方向に伸びるような第八の分割線と、が設けられ、
前記第四の受光面には、前記第四のスポット上を通り前記第四の受光面の端部から端部までラジアル方向に伸びるような第九の分割線と、前記第四のスポットが有するラジアル方向の線分を挟んで前記第九の分割線と対向し前記第四の受光面の端部から端部までラジアル方向に伸びるような第十の分割線と、が設けられ、
前記回折面の各領域から射出される各０次光が分割されていない前記第五の受光面で受光される、
ことを特徴とする光ピックアップ。
【請求項２】
光源と、該光源が射出した光ビームを光ディスクに集光させる対物レンズと、回折光学素子と、光検出器と、前記対物レンズおよび前記回折光学素子を一体でフォーカス方向およびトラッキング方向に駆動させる駆動手段と、を備えた光ピックアップであって、
前記回折光学素子は回折面を有し、前記回折面は複数の領域に分割され、前記光ディスクで反射された前記光ビームは前記対物レンズを通過後、前記回折面に入射し、前記回折面の各領域で０次光と１次光に分割され、
前記回折面の各領域から射出される各１次光は、前記光検出器が有する各々が分割されている各受光面で受光され、
前記回折面の各領域から射出される各０次光は、前記光検出器が有する分割されていない一つの受光面で受光される、
ことを特徴とする光ピックアップ。
【請求項３】
光源と、該光源が射出した光ビームを光ディスクに集光させる対物レンズと、回折光学素子と、光検出器と、前記対物レンズおよび前記回折光学素子を一体でフォーカス方向およびトラッキング方向に駆動させる駆動手段と、を備えた光ピックアップであって、
前記回折光学素子は円形状の回折面を有し、該回折面はラジアル方向およびタンデンシャル方向の分割線により第一の領域と第二の領域と第三の領域と第四の領域とに四等分され、前記第一の領域と前記第二の領域とが対角に配置され、前記第三の領域と前記第四の領域とが対角に配置され、前記光ディスクで反射された前記光ビームは前記対物レンズを通過後、前記回折面に入射し、前記回折面の各領域で０次光と１次光に分割され、
前記光検出器は第一の受光面と第二の受光面と第三の受光面と第四の受光面と第五の受光面とを有し、
前記対物レンズにより集光される前記光ビームが前記光ディスクの記録面上に合焦するときに、前記第一の領域から射出される１次光は焦点を結んでから前記第一の受光面で受光され、タンデンシャル方向およびラジアル方向の線分と円弧とを有し１／４円形状である第一のスポットが前記第一の受光面に形成され、
前記対物レンズにより集光される前記光ビームが前記光ディスクの記録面上に合焦するときに、前記第二の領域から射出される１次光は焦点を結んでから前記第二の受光面で受光され、タンデンシャル方向およびラジアル方向の線分と円弧とを有し１／４円形状である第二のスポットが前記第二の受光面に形成され、
前記対物レンズにより集光される前記光ビームが前記光ディスクの記録面上に合焦するときに、前記第三の領域から射出される１次光は焦点を結ぶ前に前記第三の受光面で受光され、タンデンシャル方向およびラジアル方向の線分と円弧とを有し１／４円形状である第三のスポットが前記第三の受光面に形成され、
前記対物レンズにより集光される前記光ビームが前記光ディスクの記録面上に合焦するときに、前記第四の領域から射出される１次光は焦点を結ぶ前に前記第四の受光面で受光され、タンデンシャル方向およびラジアル方向の線分と円弧とを有し１／４円形状である第四のスポットが前記第四の受光面に形成され、
前記第一の受光面には、前記第一の受光面の端部から前記第一のスポットが有する円弧を通って前記第一のスポット上までタンデンシャル方向に伸びるような第一の分割線と、該第一の分割線が有する前記第一のスポット上の端点を通り前記第一の受光面の端部から端部までラジアル方向に伸びるような第二の分割線とが設けられ、
前記第二の受光面には、前記第二の受光面の端部から前記第二のスポットが有する円弧を通って前記第二のスポット上までタンデンシャル方向に伸びるような第三の分割線と、該第三の分割線が有する前記第二のスポット上の端点を通り前記第二の受光面の端部から端部までラジアル方向に伸びるような第四の分割線とが設けられ、
前記第三の受光面には、前記第三のスポット上を通り前記第三の受光面の端部から端部までラジアル方向に伸びるような第五の分割線が設けられ、
前記第四の受光面には、前記第四のスポット上を通り前記第四の受光面の端部から端部までラジアル方向に伸びるような第六の分割線が設けられ、
前記回折面の各領域から射出される各０次光が分割されていない前記第五の受光面で受光される、
ことを特徴とする光ピックアップ。
【請求項１】
光源と、該光源が射出した光ビームを光ディスクに集光させる対物レンズと、回折光学素子と、光検出器と、前記対物レンズおよび前記回折光学素子を一体でフォーカス方向およびトラッキング方向に駆動させる駆動手段と、を備えた光ピックアップであって、
前記回折光学素子は円形状の回折面を有し、該回折面はラジアル方向およびタンデンシャル方向の分割線により第一の領域と第二の領域と第三の領域と第四の領域とに四等分され、前記第一の領域と前記第二の領域とが対角に配置され、前記第三の領域と前記第四の領域とが対角に配置され、前記光ディスクで反射された前記光ビームは前記対物レンズを通過後、前記回折面に入射し、前記回折面の各領域で０次光と１次光に分割され、
前記光検出器は第一の受光面と第二の受光面と第三の受光面と第四の受光面と第五の受光面とを有し、
前記対物レンズにより集光される前記光ビームが前記光ディスクの記録面上に合焦するときに、前記第一の領域から射出される１次光は焦点を結んでから前記第一の受光面で受光され、タンデンシャル方向およびラジアル方向の線分と円弧とを有し１／４円形状である第一のスポットが前記第一の受光面に形成され、
前記対物レンズにより集光される前記光ビームが前記光ディスクの記録面上に合焦するときに、前記第二の領域から射出される１次光は焦点を結んでから前記第二の受光面で受光され、タンデンシャル方向およびラジアル方向の線分と円弧とを有し１／４円形状である第二のスポットが前記第二の受光面に形成され、
前記対物レンズにより集光される前記光ビームが前記光ディスクの記録面上に合焦するときに、前記第三の領域から射出される１次光は焦点を結ぶ前に前記第三の受光面で受光され、タンデンシャル方向およびラジアル方向の線分と円弧とを有し１／４円形状である第三のスポットが前記第三の受光面に形成され、
前記対物レンズにより集光される前記光ビームが前記光ディスクの記録面上に合焦するときに、前記第四の領域から射出される１次光は焦点を結ぶ前に前記第四の受光面で受光され、タンデンシャル方向およびラジアル方向の線分と円弧とを有し１／４円形状である第四のスポットが前記第四の受光面に形成され、
前記第一の受光面には、前記第一の受光面の端部から前記第一のスポットが有する円弧を通って前記第一のスポット上までタンデンシャル方向に伸びるような第一の分割線と、該第一の分割線が有する前記第一のスポット上の端点を通り前記第一の受光面の端部から端部までラジアル方向に伸びるような第二の分割線と、前記第一のスポットが有するラジアル方向の線分を挟んで前記第二の分割線と対向し前記第一の受光面の端部から端部までラジアル方向に伸びるような第三の分割線と、が設けられ、
前記第二の受光面には、前記第二の受光面の端部から前記第二のスポットが有する円弧を通って前記第二のスポット上までタンデンシャル方向に伸びるような第四の分割線と、該第四の分割線が有する前記第二のスポット上の端点を通り前記第二の受光面の端部から端部までラジアル方向に伸びるような第五の分割線と、前記第二のスポットが有するラジアル方向の線分を挟んで前記第五の分割線と対向し前記第二の受光面の端部から端部までラジアル方向に伸びるような第六の分割線と、が設けられ、
前記第三の受光面には、前記第三のスポット上を通り前記第三の受光面の端部から端部までラジアル方向に伸びるような第七の分割線と、前記第三のスポットが有するラジアル方向の線分を挟んで前記第七の分割線と対向し前記第三の受光面の端部から端部までラジアル方向に伸びるような第八の分割線と、が設けられ、
前記第四の受光面には、前記第四のスポット上を通り前記第四の受光面の端部から端部までラジアル方向に伸びるような第九の分割線と、前記第四のスポットが有するラジアル方向の線分を挟んで前記第九の分割線と対向し前記第四の受光面の端部から端部までラジアル方向に伸びるような第十の分割線と、が設けられ、
前記回折面の各領域から射出される各０次光が分割されていない前記第五の受光面で受光される、
ことを特徴とする光ピックアップ。
【請求項２】
光源と、該光源が射出した光ビームを光ディスクに集光させる対物レンズと、回折光学素子と、光検出器と、前記対物レンズおよび前記回折光学素子を一体でフォーカス方向およびトラッキング方向に駆動させる駆動手段と、を備えた光ピックアップであって、
前記回折光学素子は回折面を有し、前記回折面は複数の領域に分割され、前記光ディスクで反射された前記光ビームは前記対物レンズを通過後、前記回折面に入射し、前記回折面の各領域で０次光と１次光に分割され、
前記回折面の各領域から射出される各１次光は、前記光検出器が有する各々が分割されている各受光面で受光され、
前記回折面の各領域から射出される各０次光は、前記光検出器が有する分割されていない一つの受光面で受光される、
ことを特徴とする光ピックアップ。
【請求項３】
光源と、該光源が射出した光ビームを光ディスクに集光させる対物レンズと、回折光学素子と、光検出器と、前記対物レンズおよび前記回折光学素子を一体でフォーカス方向およびトラッキング方向に駆動させる駆動手段と、を備えた光ピックアップであって、
前記回折光学素子は円形状の回折面を有し、該回折面はラジアル方向およびタンデンシャル方向の分割線により第一の領域と第二の領域と第三の領域と第四の領域とに四等分され、前記第一の領域と前記第二の領域とが対角に配置され、前記第三の領域と前記第四の領域とが対角に配置され、前記光ディスクで反射された前記光ビームは前記対物レンズを通過後、前記回折面に入射し、前記回折面の各領域で０次光と１次光に分割され、
前記光検出器は第一の受光面と第二の受光面と第三の受光面と第四の受光面と第五の受光面とを有し、
前記対物レンズにより集光される前記光ビームが前記光ディスクの記録面上に合焦するときに、前記第一の領域から射出される１次光は焦点を結んでから前記第一の受光面で受光され、タンデンシャル方向およびラジアル方向の線分と円弧とを有し１／４円形状である第一のスポットが前記第一の受光面に形成され、
前記対物レンズにより集光される前記光ビームが前記光ディスクの記録面上に合焦するときに、前記第二の領域から射出される１次光は焦点を結んでから前記第二の受光面で受光され、タンデンシャル方向およびラジアル方向の線分と円弧とを有し１／４円形状である第二のスポットが前記第二の受光面に形成され、
前記対物レンズにより集光される前記光ビームが前記光ディスクの記録面上に合焦するときに、前記第三の領域から射出される１次光は焦点を結ぶ前に前記第三の受光面で受光され、タンデンシャル方向およびラジアル方向の線分と円弧とを有し１／４円形状である第三のスポットが前記第三の受光面に形成され、
前記対物レンズにより集光される前記光ビームが前記光ディスクの記録面上に合焦するときに、前記第四の領域から射出される１次光は焦点を結ぶ前に前記第四の受光面で受光され、タンデンシャル方向およびラジアル方向の線分と円弧とを有し１／４円形状である第四のスポットが前記第四の受光面に形成され、
前記第一の受光面には、前記第一の受光面の端部から前記第一のスポットが有する円弧を通って前記第一のスポット上までタンデンシャル方向に伸びるような第一の分割線と、該第一の分割線が有する前記第一のスポット上の端点を通り前記第一の受光面の端部から端部までラジアル方向に伸びるような第二の分割線とが設けられ、
前記第二の受光面には、前記第二の受光面の端部から前記第二のスポットが有する円弧を通って前記第二のスポット上までタンデンシャル方向に伸びるような第三の分割線と、該第三の分割線が有する前記第二のスポット上の端点を通り前記第二の受光面の端部から端部までラジアル方向に伸びるような第四の分割線とが設けられ、
前記第三の受光面には、前記第三のスポット上を通り前記第三の受光面の端部から端部までラジアル方向に伸びるような第五の分割線が設けられ、
前記第四の受光面には、前記第四のスポット上を通り前記第四の受光面の端部から端部までラジアル方向に伸びるような第六の分割線が設けられ、
前記回折面の各領域から射出される各０次光が分割されていない前記第五の受光面で受光される、
ことを特徴とする光ピックアップ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００７−１８８５４４（Ｐ２００７−１８８５４４Ａ）
【公開日】平成１９年７月２６日（２００７．７．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−３１１６（Ｐ２００６−３１１６）
【出願日】平成１８年１月１１日（２００６．１．１１）
【出願人】（０００２０１１１３）船井電機株式会社 (7,855)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年７月２６日（２００７．７．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１月１１日（２００６．１．１１）
【出願人】（０００２０１１１３）船井電機株式会社 (7,855)
【Ｆターム（参考）】
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