光ピックアップ
【課題】２波長マルチレーザを用いたＤＶＤ／ＣＤ共用光ピックアップのような２波長対応光ピックアップにおいて、簡単な光学系構成で各レーザ光束の相対ずれに伴う各制御信号の品質劣化を解消し、フォーカスおよびトラッキング制御信号検出を実現した光ピックアップを提供する。
【解決手段】ＤＶＤ用光束の中心光軸上とＣＤ用光束の中心光軸上をそれぞれ通る２本の互いに略平行な分割線により３つの領域に分割された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３分割受光面からなる光検出器を検出光学系に配置した。これによりＤＶＤ再生時、ＣＤ再生時の各々において、良好なフォーカスおよびトラッキング制御信号を検出することができる。
【解決手段】ＤＶＤ用光束の中心光軸上とＣＤ用光束の中心光軸上をそれぞれ通る２本の互いに略平行な分割線により３つの領域に分割された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３分割受光面からなる光検出器を検出光学系に配置した。これによりＤＶＤ再生時、ＣＤ再生時の各々において、良好なフォーカスおよびトラッキング制御信号を検出することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は複数のレーザ光源を搭載し、複数種類の光学的情報記録媒体に記録された情報信号を再生する機能を備えた光ピックアップに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、単一の光ピックアップで、例えばＤＶＤとＣＤあるいはＢＤとＤＶＤ等のように使用波長が異なる複数種類の光学的情報記録媒体（以下、簡単のため光ディスクと記す。）の記録あるいは再生に対応した互換光ピックアップとして、各々の光ディスクに記録、再生に適合した波長のレーザ光束を発光する複数の半導体レーザチップを単一の筐体の中に収納したマルチレーザ光源を用い、レンズやビームスプリッタや光検出器等の光学部品をレーザ光束の違いによらず共用化した光ピックアップが実用化され始めている。
【０００３】
ところで、このようなマルチレーザ光源を用いた互換光ピックアップにおいては、従来は例えば特許文献１に代表されるような所謂３ビーム方式によるトラッキング制御信号検出手段が最も一般的に用いられている。これはレーザ光源から発したレーザ光束を回折格子などの光学部品を用いて３本のレーザ光束に分離し、これらを対物レンズで集光することで対応する光ディスク上に３個の集光スポットを照射する構成になっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−３１７２８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、トラッキング制御信号検出に前記のような３ビーム方式を用いた場合、レーザ光束ごとに対応する各光ディスクに照射される３個の集光スポットの配置方向を光ディスクの記録トラック方向に対して厳密に調整する必要があるが、前記したようなマルチレーザ光源を用いかつレンズやビームスプリッタ等の光学部品を共用化した互換光ピックアップでは、そのレーザ光束ごとの調整が極めて困難である。したがって、光ピックアップの組み立て調整時の利便性を考えた場合、マルチレーザ光源を用いた互換光ピックアップでは、１個の集光スポットを光ディスクに照射し、その集光スポットの反射レーザ光束からフォーカス制御信号やトラッキング制御信号検出を検出するいわゆる１ビーム方式を用いる方が望ましい。
【０００６】
一方、マルチレーザ光源を用いた互換光ピックアップでは、単一の筐体内に格納された複数の半導体レーザチップは、互いに所定距離だけ離れて配置されているため、どうしても各々のレーザチップから発光したレーザ光束が互いに所定距離ずれてしまうという問題が起きる。１ビーム方式によってフォーカス制御信号やトラッキング制御信号検出を行う場合、この各レーザ光束の相対ずれが各制御信号品質劣化の大きな原因となっている。
【０００７】
以上のような状況に鑑み、本発明では、マルチレーザ光源を用いた互換光ピックアップにおいて、各レーザ光束の相対ずれに伴う前記各制御信号の品質劣化を解消し、簡略な光学系構成で１ビーム方式による良好なフォーカスおよびトラッキング制御信号検出を実現した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】
【０００８】
前記目的を達成するため本発明は、光学的情報記録媒体に対して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を読み取る光ピックアップであって、
互いに異なる波長のレーザ光を発光する２個以上のレーザ光発光素子を筐体内に有するレーザ光源と、該レーザ光源を出射したレーザ光束を集光して前記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、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の０次光束と±１次回折光束を出射する光導波素子と、該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、
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平行な少なくとも２本以上の分割線により少なくとも３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次光束を±１次回折光束とは異なる前記光検出器の受光面に入射させることを特徴としている。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、マルチレーザ光源を用いた互換光ピックアップにおいて、簡略な光学系構成で１ビーム方式による良好なフォーカスおよびトラッキング制御信号検出を実現することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施例における光ピックアップの側面から見た部品配置図。
【図２】本発明の一実施例における光導波素子を示す平面図。
【図３】本発明の一実施例におけるＤＶＤ再生時のレーザ光束を示す第１の側面図。
【図４】本発明の一実施例におけるＤＶＤ再生時のレーザ光束を示す第２の側面図。
【図５】本発明の一実施例におけるＤＶＤ再生時のレーザ光束を示す第３の側面図。
【図６】本発明の一実施例におけるＤＶＤ再生時のレーザ光束を示す第４の側面図。
【図７】本発明の一実施例におけるＣＤ再生時のレーザ光束を示す第１の側面図。
【図８】本発明の一実施例におけるＣＤ再生時のレーザ光束を示す第２の側面図。
【図９】本発明の一実施例におけるＣＤ再生時のレーザ光束を示す第３の側面図。
【図１０】本発明の一実施例におけるＣＤ再生時のレーザ光束を示す第４の側面図。
【図１１】本発明の一実施例におけるＤＶＤ再生時の演算処理を示す回路図。
【図１２】本発明の一実施例におけるＣＤ再生時の演算処理を示す回路図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
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は本発明の光ピックアップ光学系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チップ１０とＣＤの記録または再生用として波長７８０ 〜 ７９０ｎｍ帯のレーザ光束を出射する半導体レーザ光源２０が同一の筐体に格納されたマルチレーザ光源２が配置されており、ＤＶＤの記録または再生を行う場合は半導体レーザチップ１０が点灯して発散レーザ光束１００を出射し、ＣＤの記録または再生を行う場合は半導体レーザチップ２０が点灯して発散レーザ光束２００を出射するようになっている。なおこのマルチレーザ光源２内のＤＶＤ用半導体レーザチップ１０とＣＤ用半導体レーザチップ２０は、図中に示すように所定間隔Ｌ１だけ離れた位置に配置されている。
【００１２】
このマルチレーザ光源２内の各半導体レーザチップを発した発散レーザ光束１００または２００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によって略平行なレーザ光束に変換されたのち２波長対応対物レンズ５に達する。そしてこの対物レンズ５により集光され、光ディスク６の所定の記録トラック上に所定の集光スポットとして照射される。なお、この時ＤＶＤ再生用の集光スポットとＣＤ再生用の集光スポットは、光ディスク６の記録トラックに対して略垂直な方向、すなわち光ディスク６の半径方向に略平行方向に沿って照射されるよう前記マルチレーザ光源２内の半導体レーザチップ１０および２０の並びの方向が定められている。
【００１３】
そして、この光ディスク６を反射したレーザ光束は、入射レーザ光束と逆の光路を辿り対物レンズ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レーザ光束がこのビームスプリッタ３を反射してＤＶＤ再生用レーザ光束９９またはＣＤ再生用レーザ光束１９９となって光導波素子７に達する。この光導波素子７は本実施例の主要部品であり、例えば回折格子のようにこの素子に入射したレーザ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、少なくとも２本以上の分割線によって少なくとも３個以上の領域に分割されており、この各分割領域に入射したレーザ光束をそれぞれ互いに異なる方向に回折し、光検出器８上に配置された互いに異なる受光面上に導く機能を備えている。
【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は透明平板の基板上に不等間隔で曲線状の格子溝を設けた所謂ホログラフィック回折格子になっている。
【００１５】
また、前記したようにマルチレーザ光源２内のＤＶＤ用半導体レーザチップ１０とＣＤ用半導体レーザチップ２０が所定間隔Ｌ１だけ離れた位置に配置されていることに起因して、前記光導波素子７に入射するＤＶＤ用レーザ光束９９とＣＤ用レーザ光束１９９も所定方向（図２の例ではＺ軸方向）に所定距離（図２の例では各レーザ光束の中心光軸９８および１９８間の間隔がＬ２で表されている。）だけ乖離した位置に入射する。
【００１６】
そこで図２の例で前記光導波素子７は、対物レンズ５が中立位置にある場合のＤＶＤ用レーザ光束９９の中心光軸９８上とＣＤ用レーザ光束１９９の中心光軸１９８上をそれぞれ通り、レーザ光束９９と１９９の乖離方向に対して略垂直な方向（図２の例ではＸ軸方向）に伸びた分割線７４と７５によって７１，７２、７３の３つの分割領域に分割されている。そしてこの各分割領域では、ホログラフィック回折格子の格子溝パターンが異なっており、後述するように各分割領域に入射したＤＶＤ用レーザ光束９９およびＣＤ用レーザ光束１９９がそれぞれ互いに異なる方向に回折し、光検出器８上に配置された互いに異なる受光面上に導くよう各分割領域内での格子溝パターンが最適設計されている。
【００１７】
すなわち、ＤＶＤ再生時に前記光導波素子７に入射したＤＶＤ用レーザ光束９９には新たに＋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に入射した光束については、図３に示すように、＋１次回折光束として光束１０１ａが、−１次回折光束として光束１０１ｂが生じる。
このうち＋１次回折光束１０１ａは、図中に示すように光検出器８内に配置された８０乃至８５の合計６個の受光面のうち、上から２番目の受光面８１に入射する。
【００１８】
さらに、この＋１次回折光束１０１ａには、分割領域７１内に設けたホログラフィック回折格子により、所定の正レンズパワーすなわち収束レンズ相当のパワーが加えられ、光ディスク６上の集光スポットがちょうどジャストフォーカス状態の場合に、図中に示すように光検出器８の手前で一旦集光点が生じ、光検出器８内の受光面８１には所定量だけデフォーカスした光スポット１１１ａが入射するようになっている。
一方、−１次回折光束１０１ｂは、図中に示すように光検出器８内に配置された合計６個の受光面のうち、上から４番目の受光面８２に入射する。
【００１９】
しかも前記したように、＋１次回折光束１０１ａには分割領域７１内に設けたホログラフィック回折格子により所定の正レンズパワーが加えられているため、必然的に−１次回折光束１０１ｂには負のレンズパワーすなわち発散レンズ相当のパワーが加えられ、図中に示すように受光面８２には前記光スポット１１１ａとは逆方向に所定量デフォーカスした光スポット１１１ｂが入射するようになっている。
【００２０】
全く同様に、前記光導波素子７に入射したＤＶＤ用レーザ光束９９のうち、分割領域７２に入射した光束については、図４に示すように、＋１次回折光束として光束１０２ａが、−１次回折光束として光束１０２ｂが生じる。そして＋１次回折光束１０２ａには前記１０１ａと同様の正レンズパワーが加えられ、図中に示すように前記光スポット１１１ａと同様所定量だけデフォーカスした光スポット１１２ａとして光検出器８内に配置された合計６個の受光面のうち１番上の受光面８３に入射する。
【００２１】
一方、−１次回折光束１０２ｂについても前記−１次回折光束１０１ｂと同様の負のレンズパワーが加えられ、図中に示すように前記光スポット１１１ｂと同様前記光スポット１１２ａとは逆方向に所定量デフォーカスした光スポット１１２ｂとして受光面８４に入射する。
【００２２】
さらに、前記光導波素子７に入射したＤＶＤ用レーザ光束９９のうち、分割領域７３に入射した光束についても、図５に示すように、＋１次回折光束として光束１０３ａが、−１次回折光束として光束１０３ｂが生じるが、このうち＋１次回折光束１０３ａには前記１０１ａや１０２ａと同様の正レンズパワーが加えられ、図中に示すように前記光スポット１１１ａや１１２ａと全く同様、所定量だけデフォーカスした光スポット１１３ａとして光検出面８内の受光面に入射する。
ただし、この光スポット１１３ａについては、前記光スポット１１２ａと同一の受光面８３に入射するように設計されている。
【００２３】
一方、−１次回折光束１０３ｂについては、前記−１次回折光束１０１ｂや１０２ｂと同様の負のレンズパワーが加えられ、図中に示すように前記光スポット１１１ｂや１１２ｂと同様に前記光スポット１１３ａとは逆方向に所定量デフォーカスした光スポット１１３ｂとして光検出面８内の受光面に入射するが、その際、光スポット１１３ｂは光スポット１１２ｂと同一の受光面８４に入射するように設計されている。
【００２４】
なお、前記光導波素子７に入射したＤＶＤ用レーザ光束９９のうちその光量の一部は、図６に示すように、回折せずにこの光導波素子７をそのまま透過する光（０次光）束１００も存在するが、そのように光導波素子７をそのまま透過した０次光束１００は、光検出器８内にある各受光面のうち上から３番目の受光面８０に入射する。しかもこの０次光束１００は、光ディスク６上の集光スポットがちょうどジャストフォーカス状態の場合に、受光面８０上でほぼジャストフォーカス状態の光スポットを形成するように設計されている。
【００２５】
以上、ＤＶＤ再生時における光導波素子７から光検出器８内の各光面に至る検出光束（ディスク反射光束）の状態の一例を説明したが、次に同じ光ピックアップでＣＤを再生した場合について以下に説明する。
【００２６】
ＣＤ用のレーザ光束の波長は一般に７８０ 〜 ７９０ｎｍ帯で、前記したＤＶＤ用のレーザ光束の波長６５０〜〜６６０ｎｍ帯より長い。したがって、同じ光導波素子７内のホログラフィック回折格子で回折される場合、その回折角はＤＶＤ用レーザ光束より大きくなる。この波動光学的な性質と、前記したように光導波素子７に入射するＤＶＤ用レーザ光束９９とＣＤ用レーザ光束１９９が所定間隔Ｌ２だけ乖離して入射する構成を利用し、ＤＶＤ再生時の光導波素子７から光検出器８内の各光面に至る検出光束（ディスク反射光束）の状態が上記した状態になり、かつＣＤ再生時の光導波素子７から光検出器８内の各光面に至る検出光束（ディスク反射光束）の状態が以下のようになるよう光導波素子７内の各分割領域７１乃至７３内のホログラフィック回折格子パターンが設計される。
【００２７】
すなわち、ＣＤ再生時に前記光導波素子７に入射したＣＤ用レーザ光束１９９には新たに＋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に入射した光束については、図７に示すように、＋１次回折光束として光束２０１ａが、−１次回折光束として光束２０１ｂが生じる。
このうち＋１次回折光束２０１ａは、図中に示すように光検出器８内に配置された８０乃至８５の合計６個の受光面のうち、上から３番目の受光面８０に入射する。
【００２８】
さらに、この＋１次回折光束１０１ａには、分割領域７１内に設けたホログラフィック回折格子により、所定の正レンズパワーすなわち収束レンズ相当のパワーが加えられ、光ディスク６上の集光スポットがちょうどジャストフォーカス状態の場合に、図中に示すように光検出器８の手前で一旦集光点が生じ、光検出器８内の受光面８１には所定量だけデフォーカスした光スポット２１１ａが入射するようになっている。
一方、−１次回折光束２０１ｂは、図中に示すように光検出器８内に配置された合計６個の受光面のうち、上から５番目の受光面８４に入射する。
【００２９】
しかも前記したように、＋１次回折光束２０１ａには分割領域７１内に設けたホログラフィック回折格子により所定の正レンズパワーが加えられているため、必然的に−１次回折光束２０１ｂには負のレンズパワーすなわち発散レンズ相当のパワーが加えられ、図中に示すように受光面８４には前記光スポット２１１ａとは逆方向に所定量デフォーカスした光スポット２１１ｂが入射するようになっている。
【００３０】
全く同様に、前記光導波素子７に入射したＣＤ用レーザ光束１９９のうち、分割領域７２に入射した光束については、図８に示すように、＋１次回折光束として光束２０２ａが、−１次回折光束として光束２０２ｂが生じる。そして＋１次回折光束２０２ａには前記２０１ａと同様の正レンズパワーが加えられ、図中に示すように前記光スポット２１１ａと同様所定量だけデフォーカスした光スポット２１２ａとして光検出器８内に配置された合計６個の受光面のうち上から２番目の受光面８１に入射する。
【００３１】
一方、−１次回折光束２０２ｂについても前記−１次回折光束２０１ｂと同様の負のレンズパワーが加えられ、図中に示すように前記光スポット２１１ｂと同様前記光スポット２１２ａとは逆方向に所定量デフォーカスした光スポット２１２ｂとして光検出面８内の受光面に入射する。
ただし、この光スポット２１２ｂについては、前記光スポット２１１ｂと同一の受光面８４に入射するように設計されている。
【００３２】
さらに、前記光導波素子７に入射したＣＤ用レーザ光束１９９のうち、分割領域７３に入射した光束についても、図９に示すように、＋１次回折光束として光束２０３ａが、−１次回折光束として光束２０３ｂが生じるが、このうち＋１次回折光束２０３ａには前記２０１ａや２０２ａと同様の正レンズパワーが加えられ、図中に示すように前記光スポット２１１ａや２１２ａと全く同様、所定量だけデフォーカスした光スポット２１３ａとして光検出面８内の受光面８３に入射する。
【００３３】
一方、−１次回折光束２０３ｂについては、前記−１次回折光束２０１ｂや２０２ｂと同様の負のレンズパワーが加えられ、図中に示すように前記光スポット２１１ｂや２１２ｂと同様に前記光スポット２１３ａとは逆方向に所定量デフォーカスした光スポット２１３ｂとして光検出面８内で最も下にある受光面８５に入射する。
【００３４】
なお、前記光導波素子７に入射したＣＤ用レーザ光束１９９のうちその光量の一部は、図１０に示すように前記したＤＶＤ用レーザ光束と同様に回折せずにこの光導波素子７をそのまま透過する光（０次光）束２００も存在するが、そのように光導波素子７をそのまま透過した０次光束２００は、光検出器８内にある各受光面のうち上から４番目の受光面８２に入射する。しかもこの０次光束２００は、光ディスク６上の集光スポットがちょうどジャストフォーカス状態の場合に、受光面８０上でほぼジャストフォーカス状態の光スポットを形成するように設計されている。
【００３５】
なお以上の説明は、ＤＶＤ再生時およびＣＤ再生時における光導波素子７から光検出器８内の各光面に至る検出光束（ディスク反射光束）の状態の一例を示したものであるが、当然の事ながら本発明はこの実施例に限定されるものではない。
例えば、前記光導波素子７に設けたホログラフィック回折格子による±１次回折光束の回折方向とそれぞれに付加される正負のレンズパワーの組み合わせが、前記実施例と逆転した組み合わせであっても一向に構わない。
【００３６】
次に光検出器８内の各受光面に照射される光スポットの状態と各種信号を検出するための電気回路の実施例の概略を図１１および図１２に示す。
図１１はＤＶＤ再生時における光検出器８内の各受光面８０乃至８４に照射される光スポットの状態と各種信号を検出するための電気回路の実施例を示した概略平面図および概略回路図である。
【００３７】
光検出器８内の各受光面８０乃至８５は、それぞれ中央部の帯状の領域とそれを両側から挟むように配置された合計３つの受光面領域に分割され、各分割受光面からはそれぞれ独立に各々の分割受光面に入射する光スポットの光量に比例した信号電流が検出されるようになっている。そして各分割受光面から検出された信号電流は、複数の独立した電流−電圧変換アンプからなる電流−電圧変換器３００を経ることにより信号電圧に変換される。なお、今後の説明を分かりやすくするために、このように電圧変換された各分割受光面からの検出信号に図中に示す如くそれぞれ信号名Ｓ８０ａおよびＳ８１ａ乃至Ｓ８４ｃを付しておく。
【００３８】
ところで前記図３乃至図６で説明したように、受光面８１および８２には前記光導波素子７に入射したＤＶＤ用光束９９のうち分割領域７１に入射した光束の±１次回折光束が集光照射し光スポット１１１ａと１１１ｂを形成している。この分割領域７１に入射したＤＶＤ用光束とは、図２から明らかにように、入射ＤＶＤ用光束９９のうちその中心光軸９８を通る分割線７４に対して光束の上半分の部分に相当する。
しかも前記光スポット１１１ａと１１１ｂは、前記したように互いに逆向きに所定量だけでフォーカスした光スポットになっている。
【００３９】
一方、受光面８３および８４には前記光導波素子７に入射したＤＶＤ用光束９９のうち分割領域７２および７３に入射した光束の±１次回折光束が集光照射し光スポット１１２ａおよび１１３ａと１１２ｂおよび１１３ｂを形成している。
この分割領域７２および７３に入射したＤＶＤ用光束とは、これは前記した光スポット１１１ａと１１１ｂとは逆に、ＤＶＤ用光束９９のうちその中心光軸９８を通る分割線７４に対して光束の下半分の部分に相当する。
【００４０】
しかも前記光スポット１１２ａおよび１１３ａと１１２ｂおよび１１３ｂは、前記したように互いに逆向きに所定量だけでフォーカスした光スポットになっている。
また前記光導波素子７をそのまま透過したＤＶＤ用光束９９の０次光束は集光スポット１１０として、受光面８０の中央帯部受光領域に入射している。
【００４１】
以上のような状態で光導波素子７に入射したＤＶＤ用光束９９が分割回折され各受光面に入射しているため、図中に示すような演算回路を経て各分割受光面から得られた検出信号８０ａおよび８１ａ乃至８５ｃからフォーカス制御信号（ＦＥＳ）、トラッキング制御信号（ＴＥＳ）および情報再生信号（ＲＦ）が以下の演算式に従った信号として検出される。すなわち
ＦＥＳ（ＤＶＤ）＝(S81b+S81c+S83b+S83c+S82a+S84a)
-(S81a+S83a+ S82b+S82c+S84b+S84c) ……（式１）
上記演算式は、一般にスポット・サイズ・ディテクション方式（ＳＳＤ方式）と呼ばれる検出方式にてフォーカス制御信号を検出することを意味している。なおこのＳＳＤ方式については、既に公知のフォーカス検出方式であるので、これ以上詳しい説明は省略する。
【００４２】
一方、トラッキング制御信号（ＴＥＳ）は、
ＴＥＳ（ＤＶＤ）＝(S82a-S84a)-{(S82b+S82c)- (S84b+S84c)} ……（式２）
上記演算式は、一般にアドバンス・プッシュプル方式（ＡＰＰ方式）もしくは１ビームディファレンシャル・プッシュプル方式（１ビームＤＰＰ方式）と呼ばれる検出方式にてトラッキング制御信号を検出することを意味している。なおこのＡＰＰ方式または１ビームＤＰＰ方式については、既に公知のトラッキング検出方式であるので、これ以上詳しい説明は省略する。
なお情報再生信号（ＲＦ）については、０次光束の集光スポット１１０が入射する受光面８０の中央帯部受光領域からの検出信号Ｓ８０ａから再生される。
【００４３】
次にＣＤ再生時について説明する。図１２はＣＤ再生時における光検出器８内の各受光面８０乃至８５に照射される光スポットの状態と各種信号を検出するための電気回路の実施例を示した概略平面図および概略回路図である。なお当然のことながら光検出器８内の各受光面８０乃至８５の構成および配置は、前記図１１で説明したＤＶＤ再生時と全く同一であり同じ番号を付している。
なお、今後の説明を分かりやすくするために、このように電圧変換された各分割受光面からの検出信号に図１１の場合と同様図中に示す如くそれぞれ信号名Ｓ８０ａ乃至Ｓ８１ｃ、Ｓ８３ａ乃至Ｓ８５ｃおよびＳ８２ａを付しておく。
【００４４】
ＣＤ再生時には、受光面８０、８１および８４には前記光導波素子７に入射したＣＤ用光束１９９のうち分割領域７１および７２に入射した光束の±１次回折光束が集光照射し光スポット２１１ａおよび２１２ａと２１１ｂおよび２１２ｂを形成している。この分割領域７１および７２に入射したＣＤ用光束とは、図２から明らかにように、入射ＣＤ用光束1９９のうちその中心光軸１９８を通る分割線７５に対して光束の上半分の部分に相当する。
しかも前記光スポット２１１ａおよび２１２ａと２１１ｂおよび２１２ｂは、前記したように互いに逆向きに所定量だけでフォーカスした光スポットになっている。
【００４５】
一方、受光面８３および８５には前記光導波素子７に入射したＣＤ用光束１９９のうち分割領域７３に入射した光束の±１次回折光束が集光照射し光スポット２１３ａと２１３ｂを形成している。
この分割領域７３に入射したＣＤ用光束とは、これは前記した光スポット２１１ａおよび２１２ａと２１１ｂおよび２１２ｂとは逆に、ＣＤ用光束１９９の中心光軸１９８を通る分割線７５に対して光束の下半分の部分に相当する。
【００４６】
しかも前記光スポット２１３ａと２１３ｂは、これまでの説明と同様、互いに逆向きに所定量だけでフォーカスした光スポットになっている。
また前記光導波素子７をそのまま透過したCＤ用光束１９９の０次光束は集光スポット２１０として、受光面８２の中央帯部受光領域に入射している。
【００４７】
以上のような状態で光導波素子７に入射したＣＤ用光束１９９が分割回折され各受光面に入射しているため、図中に示すような演算回路を経て各分割受光面から得られた各検出信号８０ａ乃至Ｓ８１ｃ、Ｓ８３ａ乃至Ｓ８５ｃおよびＳ８２ａからフォーカス制御信号（ＦＥＳ）、トラッキング制御信号（ＴＥＳ）および情報再生信号（ＲＦ）が以下の演算式に従った信号として検出される。すなわち
ＦＥＳ（ＣＤ）＝(S80b+S80c+S81b+S81c+S83b+S83c+S84a+S85a)
-(S80a+S81a+S83a+S84b+S84c+S85b+S85c) ……（式３）
上記演算式は、一般にスポット・サイズ・ディテクション方式（ＳＳＤ方式）と呼ばれる検出方式にてフォーカス制御信号を検出することを意味している。なおこのＳＳＤ方式については、既に公知のフォーカス検出方式であるので、これ以上詳しい説明は省略する。
【００４８】
一方、トラッキング制御信号（ＴＥＳ）は、
ＴＥＳ（ＣＤ）＝(S84a-S85a)-{(S84b+S84c)- (S85b+S85c)} ……（式４）
上記演算式は、一般にアドバンス・プッシュプル方式（ＡＰＰ方式）もしくは１ビームディファレンシャル・プッシュプル方式（１ビームＤＰＰ方式）と呼ばれる検出方式にてトラッキング制御信号を検出することを意味している。なおこのＡＰＰ方式または１ビームＤＰＰ方式については、既に公知のトラッキング検出方式であるので、これ以上詳しい説明は省略する。
なお情報再生信号（ＲＦ）については、０次光束の集光スポット２１０が入射する受光面８２の中央帯部受光領域からの検出信号Ｓ８２ａから再生される。
【００４９】
なお、図１１および図１２に示す各演算回路の結線状態は、図１１に示すＤＶＤ再生時の場合と図１２に示すＣＤ再生時の場合で若干異なる。このような異なる結線状態を切り替えるためには、例えば演算回路中に幾つかの切り替えスイッチを設け、ＤＶＤ再生時とＣＤ再生時でその切り替えスイッチを切り替えることにより別々の結線状態を実現させることができる。
以上説明したように、同一の光導波素子７および光検出器８を備えた同一の光ピックアップ１によってＤＶＤ記録または再生やＣＤの記録または再生が実現できる。
【００５０】
なお以上述べたようなＤＶＤ再生時またはＣＤ再生時においては、（式１）や（式２）で示すような実施例以外に、例えばフォーカス制御信号は＋１次回折光のみから、トラッキング制御信号は−１次回折光のみから生成する構成、あるいはそれとは逆に、フォーカス制御信号を−１次回折光から、トラッキング制御信号を＋１次回折光から生成する構成もある。このような場合のフォーカス制御信号の検出方式としては、例えばナイフ・エッジ方式を適用することができる。
【００５１】
さらに今回の実施例は、ＤＶＤとＣＤを共通の光ピックアップで記録または再生する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、例えば一般にＢｌｕ−ｒａｙディスク（ＢＤ）と呼ばれている次世代の大容量光ディスクの記録・再生用光ピックアップとＤＶＤあるいはＣＤ用光ピックアップが共用化されるような場合においても本発明を適用することができる。
【００５２】
前記したフォーカス制御信号やトラッキング制御信号を生成するための演算器４０１乃至４０６、５０１乃至５０４は、光ピックアップの外部に設けられた回路部品で構成されても良いが、光ピックアップに内蔵されていても良い。
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】
【００５３】
１：光ピックアップ、２：２波長マルチレーザ光源、５：２波長対応対物レンズ、６：光ディスク、７：光導波素子、８：光検出器、８０〜８５：受光面。
【技術分野】
【０００１】
本発明は複数のレーザ光源を搭載し、複数種類の光学的情報記録媒体に記録された情報信号を再生する機能を備えた光ピックアップに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、単一の光ピックアップで、例えばＤＶＤとＣＤあるいはＢＤとＤＶＤ等のように使用波長が異なる複数種類の光学的情報記録媒体（以下、簡単のため光ディスクと記す。）の記録あるいは再生に対応した互換光ピックアップとして、各々の光ディスクに記録、再生に適合した波長のレーザ光束を発光する複数の半導体レーザチップを単一の筐体の中に収納したマルチレーザ光源を用い、レンズやビームスプリッタや光検出器等の光学部品をレーザ光束の違いによらず共用化した光ピックアップが実用化され始めている。
【０００３】
ところで、このようなマルチレーザ光源を用いた互換光ピックアップにおいては、従来は例えば特許文献１に代表されるような所謂３ビーム方式によるトラッキング制御信号検出手段が最も一般的に用いられている。これはレーザ光源から発したレーザ光束を回折格子などの光学部品を用いて３本のレーザ光束に分離し、これらを対物レンズで集光することで対応する光ディスク上に３個の集光スポットを照射する構成になっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−３１７２８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、トラッキング制御信号検出に前記のような３ビーム方式を用いた場合、レーザ光束ごとに対応する各光ディスクに照射される３個の集光スポットの配置方向を光ディスクの記録トラック方向に対して厳密に調整する必要があるが、前記したようなマルチレーザ光源を用いかつレンズやビームスプリッタ等の光学部品を共用化した互換光ピックアップでは、そのレーザ光束ごとの調整が極めて困難である。したがって、光ピックアップの組み立て調整時の利便性を考えた場合、マルチレーザ光源を用いた互換光ピックアップでは、１個の集光スポットを光ディスクに照射し、その集光スポットの反射レーザ光束からフォーカス制御信号やトラッキング制御信号検出を検出するいわゆる１ビーム方式を用いる方が望ましい。
【０００６】
一方、マルチレーザ光源を用いた互換光ピックアップでは、単一の筐体内に格納された複数の半導体レーザチップは、互いに所定距離だけ離れて配置されているため、どうしても各々のレーザチップから発光したレーザ光束が互いに所定距離ずれてしまうという問題が起きる。１ビーム方式によってフォーカス制御信号やトラッキング制御信号検出を行う場合、この各レーザ光束の相対ずれが各制御信号品質劣化の大きな原因となっている。
【０００７】
以上のような状況に鑑み、本発明では、マルチレーザ光源を用いた互換光ピックアップにおいて、各レーザ光束の相対ずれに伴う前記各制御信号の品質劣化を解消し、簡略な光学系構成で１ビーム方式による良好なフォーカスおよびトラッキング制御信号検出を実現した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】
【０００８】
前記目的を達成するため本発明は、光学的情報記録媒体に対して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を読み取る光ピックアップであって、
互いに異なる波長のレーザ光を発光する２個以上のレーザ光発光素子を筐体内に有するレーザ光源と、該レーザ光源を出射したレーザ光束を集光して前記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、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の０次光束と±１次回折光束を出射する光導波素子と、該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、
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平行な少なくとも２本以上の分割線により少なくとも３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次光束を±１次回折光束とは異なる前記光検出器の受光面に入射させることを特徴としている。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、マルチレーザ光源を用いた互換光ピックアップにおいて、簡略な光学系構成で１ビーム方式による良好なフォーカスおよびトラッキング制御信号検出を実現することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施例における光ピックアップの側面から見た部品配置図。
【図２】本発明の一実施例における光導波素子を示す平面図。
【図３】本発明の一実施例におけるＤＶＤ再生時のレーザ光束を示す第１の側面図。
【図４】本発明の一実施例におけるＤＶＤ再生時のレーザ光束を示す第２の側面図。
【図５】本発明の一実施例におけるＤＶＤ再生時のレーザ光束を示す第３の側面図。
【図６】本発明の一実施例におけるＤＶＤ再生時のレーザ光束を示す第４の側面図。
【図７】本発明の一実施例におけるＣＤ再生時のレーザ光束を示す第１の側面図。
【図８】本発明の一実施例におけるＣＤ再生時のレーザ光束を示す第２の側面図。
【図９】本発明の一実施例におけるＣＤ再生時のレーザ光束を示す第３の側面図。
【図１０】本発明の一実施例におけるＣＤ再生時のレーザ光束を示す第４の側面図。
【図１１】本発明の一実施例におけるＤＶＤ再生時の演算処理を示す回路図。
【図１２】本発明の一実施例におけるＣＤ再生時の演算処理を示す回路図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
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は本発明の光ピックアップ光学系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チップ１０とＣＤの記録または再生用として波長７８０ 〜 ７９０ｎｍ帯のレーザ光束を出射する半導体レーザ光源２０が同一の筐体に格納されたマルチレーザ光源２が配置されており、ＤＶＤの記録または再生を行う場合は半導体レーザチップ１０が点灯して発散レーザ光束１００を出射し、ＣＤの記録または再生を行う場合は半導体レーザチップ２０が点灯して発散レーザ光束２００を出射するようになっている。なおこのマルチレーザ光源２内のＤＶＤ用半導体レーザチップ１０とＣＤ用半導体レーザチップ２０は、図中に示すように所定間隔Ｌ１だけ離れた位置に配置されている。
【００１２】
このマルチレーザ光源２内の各半導体レーザチップを発した発散レーザ光束１００または２００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によって略平行なレーザ光束に変換されたのち２波長対応対物レンズ５に達する。そしてこの対物レンズ５により集光され、光ディスク６の所定の記録トラック上に所定の集光スポットとして照射される。なお、この時ＤＶＤ再生用の集光スポットとＣＤ再生用の集光スポットは、光ディスク６の記録トラックに対して略垂直な方向、すなわち光ディスク６の半径方向に略平行方向に沿って照射されるよう前記マルチレーザ光源２内の半導体レーザチップ１０および２０の並びの方向が定められている。
【００１３】
そして、この光ディスク６を反射したレーザ光束は、入射レーザ光束と逆の光路を辿り対物レンズ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レーザ光束がこのビームスプリッタ３を反射してＤＶＤ再生用レーザ光束９９またはＣＤ再生用レーザ光束１９９となって光導波素子７に達する。この光導波素子７は本実施例の主要部品であり、例えば回折格子のようにこの素子に入射したレーザ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、少なくとも２本以上の分割線によって少なくとも３個以上の領域に分割されており、この各分割領域に入射したレーザ光束をそれぞれ互いに異なる方向に回折し、光検出器８上に配置された互いに異なる受光面上に導く機能を備えている。
【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は透明平板の基板上に不等間隔で曲線状の格子溝を設けた所謂ホログラフィック回折格子になっている。
【００１５】
また、前記したようにマルチレーザ光源２内のＤＶＤ用半導体レーザチップ１０とＣＤ用半導体レーザチップ２０が所定間隔Ｌ１だけ離れた位置に配置されていることに起因して、前記光導波素子７に入射するＤＶＤ用レーザ光束９９とＣＤ用レーザ光束１９９も所定方向（図２の例ではＺ軸方向）に所定距離（図２の例では各レーザ光束の中心光軸９８および１９８間の間隔がＬ２で表されている。）だけ乖離した位置に入射する。
【００１６】
そこで図２の例で前記光導波素子７は、対物レンズ５が中立位置にある場合のＤＶＤ用レーザ光束９９の中心光軸９８上とＣＤ用レーザ光束１９９の中心光軸１９８上をそれぞれ通り、レーザ光束９９と１９９の乖離方向に対して略垂直な方向（図２の例ではＸ軸方向）に伸びた分割線７４と７５によって７１，７２、７３の３つの分割領域に分割されている。そしてこの各分割領域では、ホログラフィック回折格子の格子溝パターンが異なっており、後述するように各分割領域に入射したＤＶＤ用レーザ光束９９およびＣＤ用レーザ光束１９９がそれぞれ互いに異なる方向に回折し、光検出器８上に配置された互いに異なる受光面上に導くよう各分割領域内での格子溝パターンが最適設計されている。
【００１７】
すなわち、ＤＶＤ再生時に前記光導波素子７に入射したＤＶＤ用レーザ光束９９には新たに＋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に入射した光束については、図３に示すように、＋１次回折光束として光束１０１ａが、−１次回折光束として光束１０１ｂが生じる。
このうち＋１次回折光束１０１ａは、図中に示すように光検出器８内に配置された８０乃至８５の合計６個の受光面のうち、上から２番目の受光面８１に入射する。
【００１８】
さらに、この＋１次回折光束１０１ａには、分割領域７１内に設けたホログラフィック回折格子により、所定の正レンズパワーすなわち収束レンズ相当のパワーが加えられ、光ディスク６上の集光スポットがちょうどジャストフォーカス状態の場合に、図中に示すように光検出器８の手前で一旦集光点が生じ、光検出器８内の受光面８１には所定量だけデフォーカスした光スポット１１１ａが入射するようになっている。
一方、−１次回折光束１０１ｂは、図中に示すように光検出器８内に配置された合計６個の受光面のうち、上から４番目の受光面８２に入射する。
【００１９】
しかも前記したように、＋１次回折光束１０１ａには分割領域７１内に設けたホログラフィック回折格子により所定の正レンズパワーが加えられているため、必然的に−１次回折光束１０１ｂには負のレンズパワーすなわち発散レンズ相当のパワーが加えられ、図中に示すように受光面８２には前記光スポット１１１ａとは逆方向に所定量デフォーカスした光スポット１１１ｂが入射するようになっている。
【００２０】
全く同様に、前記光導波素子７に入射したＤＶＤ用レーザ光束９９のうち、分割領域７２に入射した光束については、図４に示すように、＋１次回折光束として光束１０２ａが、−１次回折光束として光束１０２ｂが生じる。そして＋１次回折光束１０２ａには前記１０１ａと同様の正レンズパワーが加えられ、図中に示すように前記光スポット１１１ａと同様所定量だけデフォーカスした光スポット１１２ａとして光検出器８内に配置された合計６個の受光面のうち１番上の受光面８３に入射する。
【００２１】
一方、−１次回折光束１０２ｂについても前記−１次回折光束１０１ｂと同様の負のレンズパワーが加えられ、図中に示すように前記光スポット１１１ｂと同様前記光スポット１１２ａとは逆方向に所定量デフォーカスした光スポット１１２ｂとして受光面８４に入射する。
【００２２】
さらに、前記光導波素子７に入射したＤＶＤ用レーザ光束９９のうち、分割領域７３に入射した光束についても、図５に示すように、＋１次回折光束として光束１０３ａが、−１次回折光束として光束１０３ｂが生じるが、このうち＋１次回折光束１０３ａには前記１０１ａや１０２ａと同様の正レンズパワーが加えられ、図中に示すように前記光スポット１１１ａや１１２ａと全く同様、所定量だけデフォーカスした光スポット１１３ａとして光検出面８内の受光面に入射する。
ただし、この光スポット１１３ａについては、前記光スポット１１２ａと同一の受光面８３に入射するように設計されている。
【００２３】
一方、−１次回折光束１０３ｂについては、前記−１次回折光束１０１ｂや１０２ｂと同様の負のレンズパワーが加えられ、図中に示すように前記光スポット１１１ｂや１１２ｂと同様に前記光スポット１１３ａとは逆方向に所定量デフォーカスした光スポット１１３ｂとして光検出面８内の受光面に入射するが、その際、光スポット１１３ｂは光スポット１１２ｂと同一の受光面８４に入射するように設計されている。
【００２４】
なお、前記光導波素子７に入射したＤＶＤ用レーザ光束９９のうちその光量の一部は、図６に示すように、回折せずにこの光導波素子７をそのまま透過する光（０次光）束１００も存在するが、そのように光導波素子７をそのまま透過した０次光束１００は、光検出器８内にある各受光面のうち上から３番目の受光面８０に入射する。しかもこの０次光束１００は、光ディスク６上の集光スポットがちょうどジャストフォーカス状態の場合に、受光面８０上でほぼジャストフォーカス状態の光スポットを形成するように設計されている。
【００２５】
以上、ＤＶＤ再生時における光導波素子７から光検出器８内の各光面に至る検出光束（ディスク反射光束）の状態の一例を説明したが、次に同じ光ピックアップでＣＤを再生した場合について以下に説明する。
【００２６】
ＣＤ用のレーザ光束の波長は一般に７８０ 〜 ７９０ｎｍ帯で、前記したＤＶＤ用のレーザ光束の波長６５０〜〜６６０ｎｍ帯より長い。したがって、同じ光導波素子７内のホログラフィック回折格子で回折される場合、その回折角はＤＶＤ用レーザ光束より大きくなる。この波動光学的な性質と、前記したように光導波素子７に入射するＤＶＤ用レーザ光束９９とＣＤ用レーザ光束１９９が所定間隔Ｌ２だけ乖離して入射する構成を利用し、ＤＶＤ再生時の光導波素子７から光検出器８内の各光面に至る検出光束（ディスク反射光束）の状態が上記した状態になり、かつＣＤ再生時の光導波素子７から光検出器８内の各光面に至る検出光束（ディスク反射光束）の状態が以下のようになるよう光導波素子７内の各分割領域７１乃至７３内のホログラフィック回折格子パターンが設計される。
【００２７】
すなわち、ＣＤ再生時に前記光導波素子７に入射したＣＤ用レーザ光束１９９には新たに＋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に入射した光束については、図７に示すように、＋１次回折光束として光束２０１ａが、−１次回折光束として光束２０１ｂが生じる。
このうち＋１次回折光束２０１ａは、図中に示すように光検出器８内に配置された８０乃至８５の合計６個の受光面のうち、上から３番目の受光面８０に入射する。
【００２８】
さらに、この＋１次回折光束１０１ａには、分割領域７１内に設けたホログラフィック回折格子により、所定の正レンズパワーすなわち収束レンズ相当のパワーが加えられ、光ディスク６上の集光スポットがちょうどジャストフォーカス状態の場合に、図中に示すように光検出器８の手前で一旦集光点が生じ、光検出器８内の受光面８１には所定量だけデフォーカスした光スポット２１１ａが入射するようになっている。
一方、−１次回折光束２０１ｂは、図中に示すように光検出器８内に配置された合計６個の受光面のうち、上から５番目の受光面８４に入射する。
【００２９】
しかも前記したように、＋１次回折光束２０１ａには分割領域７１内に設けたホログラフィック回折格子により所定の正レンズパワーが加えられているため、必然的に−１次回折光束２０１ｂには負のレンズパワーすなわち発散レンズ相当のパワーが加えられ、図中に示すように受光面８４には前記光スポット２１１ａとは逆方向に所定量デフォーカスした光スポット２１１ｂが入射するようになっている。
【００３０】
全く同様に、前記光導波素子７に入射したＣＤ用レーザ光束１９９のうち、分割領域７２に入射した光束については、図８に示すように、＋１次回折光束として光束２０２ａが、−１次回折光束として光束２０２ｂが生じる。そして＋１次回折光束２０２ａには前記２０１ａと同様の正レンズパワーが加えられ、図中に示すように前記光スポット２１１ａと同様所定量だけデフォーカスした光スポット２１２ａとして光検出器８内に配置された合計６個の受光面のうち上から２番目の受光面８１に入射する。
【００３１】
一方、−１次回折光束２０２ｂについても前記−１次回折光束２０１ｂと同様の負のレンズパワーが加えられ、図中に示すように前記光スポット２１１ｂと同様前記光スポット２１２ａとは逆方向に所定量デフォーカスした光スポット２１２ｂとして光検出面８内の受光面に入射する。
ただし、この光スポット２１２ｂについては、前記光スポット２１１ｂと同一の受光面８４に入射するように設計されている。
【００３２】
さらに、前記光導波素子７に入射したＣＤ用レーザ光束１９９のうち、分割領域７３に入射した光束についても、図９に示すように、＋１次回折光束として光束２０３ａが、−１次回折光束として光束２０３ｂが生じるが、このうち＋１次回折光束２０３ａには前記２０１ａや２０２ａと同様の正レンズパワーが加えられ、図中に示すように前記光スポット２１１ａや２１２ａと全く同様、所定量だけデフォーカスした光スポット２１３ａとして光検出面８内の受光面８３に入射する。
【００３３】
一方、−１次回折光束２０３ｂについては、前記−１次回折光束２０１ｂや２０２ｂと同様の負のレンズパワーが加えられ、図中に示すように前記光スポット２１１ｂや２１２ｂと同様に前記光スポット２１３ａとは逆方向に所定量デフォーカスした光スポット２１３ｂとして光検出面８内で最も下にある受光面８５に入射する。
【００３４】
なお、前記光導波素子７に入射したＣＤ用レーザ光束１９９のうちその光量の一部は、図１０に示すように前記したＤＶＤ用レーザ光束と同様に回折せずにこの光導波素子７をそのまま透過する光（０次光）束２００も存在するが、そのように光導波素子７をそのまま透過した０次光束２００は、光検出器８内にある各受光面のうち上から４番目の受光面８２に入射する。しかもこの０次光束２００は、光ディスク６上の集光スポットがちょうどジャストフォーカス状態の場合に、受光面８０上でほぼジャストフォーカス状態の光スポットを形成するように設計されている。
【００３５】
なお以上の説明は、ＤＶＤ再生時およびＣＤ再生時における光導波素子７から光検出器８内の各光面に至る検出光束（ディスク反射光束）の状態の一例を示したものであるが、当然の事ながら本発明はこの実施例に限定されるものではない。
例えば、前記光導波素子７に設けたホログラフィック回折格子による±１次回折光束の回折方向とそれぞれに付加される正負のレンズパワーの組み合わせが、前記実施例と逆転した組み合わせであっても一向に構わない。
【００３６】
次に光検出器８内の各受光面に照射される光スポットの状態と各種信号を検出するための電気回路の実施例の概略を図１１および図１２に示す。
図１１はＤＶＤ再生時における光検出器８内の各受光面８０乃至８４に照射される光スポットの状態と各種信号を検出するための電気回路の実施例を示した概略平面図および概略回路図である。
【００３７】
光検出器８内の各受光面８０乃至８５は、それぞれ中央部の帯状の領域とそれを両側から挟むように配置された合計３つの受光面領域に分割され、各分割受光面からはそれぞれ独立に各々の分割受光面に入射する光スポットの光量に比例した信号電流が検出されるようになっている。そして各分割受光面から検出された信号電流は、複数の独立した電流−電圧変換アンプからなる電流−電圧変換器３００を経ることにより信号電圧に変換される。なお、今後の説明を分かりやすくするために、このように電圧変換された各分割受光面からの検出信号に図中に示す如くそれぞれ信号名Ｓ８０ａおよびＳ８１ａ乃至Ｓ８４ｃを付しておく。
【００３８】
ところで前記図３乃至図６で説明したように、受光面８１および８２には前記光導波素子７に入射したＤＶＤ用光束９９のうち分割領域７１に入射した光束の±１次回折光束が集光照射し光スポット１１１ａと１１１ｂを形成している。この分割領域７１に入射したＤＶＤ用光束とは、図２から明らかにように、入射ＤＶＤ用光束９９のうちその中心光軸９８を通る分割線７４に対して光束の上半分の部分に相当する。
しかも前記光スポット１１１ａと１１１ｂは、前記したように互いに逆向きに所定量だけでフォーカスした光スポットになっている。
【００３９】
一方、受光面８３および８４には前記光導波素子７に入射したＤＶＤ用光束９９のうち分割領域７２および７３に入射した光束の±１次回折光束が集光照射し光スポット１１２ａおよび１１３ａと１１２ｂおよび１１３ｂを形成している。
この分割領域７２および７３に入射したＤＶＤ用光束とは、これは前記した光スポット１１１ａと１１１ｂとは逆に、ＤＶＤ用光束９９のうちその中心光軸９８を通る分割線７４に対して光束の下半分の部分に相当する。
【００４０】
しかも前記光スポット１１２ａおよび１１３ａと１１２ｂおよび１１３ｂは、前記したように互いに逆向きに所定量だけでフォーカスした光スポットになっている。
また前記光導波素子７をそのまま透過したＤＶＤ用光束９９の０次光束は集光スポット１１０として、受光面８０の中央帯部受光領域に入射している。
【００４１】
以上のような状態で光導波素子７に入射したＤＶＤ用光束９９が分割回折され各受光面に入射しているため、図中に示すような演算回路を経て各分割受光面から得られた検出信号８０ａおよび８１ａ乃至８５ｃからフォーカス制御信号（ＦＥＳ）、トラッキング制御信号（ＴＥＳ）および情報再生信号（ＲＦ）が以下の演算式に従った信号として検出される。すなわち
ＦＥＳ（ＤＶＤ）＝(S81b+S81c+S83b+S83c+S82a+S84a)
-(S81a+S83a+ S82b+S82c+S84b+S84c) ……（式１）
上記演算式は、一般にスポット・サイズ・ディテクション方式（ＳＳＤ方式）と呼ばれる検出方式にてフォーカス制御信号を検出することを意味している。なおこのＳＳＤ方式については、既に公知のフォーカス検出方式であるので、これ以上詳しい説明は省略する。
【００４２】
一方、トラッキング制御信号（ＴＥＳ）は、
ＴＥＳ（ＤＶＤ）＝(S82a-S84a)-{(S82b+S82c)- (S84b+S84c)} ……（式２）
上記演算式は、一般にアドバンス・プッシュプル方式（ＡＰＰ方式）もしくは１ビームディファレンシャル・プッシュプル方式（１ビームＤＰＰ方式）と呼ばれる検出方式にてトラッキング制御信号を検出することを意味している。なおこのＡＰＰ方式または１ビームＤＰＰ方式については、既に公知のトラッキング検出方式であるので、これ以上詳しい説明は省略する。
なお情報再生信号（ＲＦ）については、０次光束の集光スポット１１０が入射する受光面８０の中央帯部受光領域からの検出信号Ｓ８０ａから再生される。
【００４３】
次にＣＤ再生時について説明する。図１２はＣＤ再生時における光検出器８内の各受光面８０乃至８５に照射される光スポットの状態と各種信号を検出するための電気回路の実施例を示した概略平面図および概略回路図である。なお当然のことながら光検出器８内の各受光面８０乃至８５の構成および配置は、前記図１１で説明したＤＶＤ再生時と全く同一であり同じ番号を付している。
なお、今後の説明を分かりやすくするために、このように電圧変換された各分割受光面からの検出信号に図１１の場合と同様図中に示す如くそれぞれ信号名Ｓ８０ａ乃至Ｓ８１ｃ、Ｓ８３ａ乃至Ｓ８５ｃおよびＳ８２ａを付しておく。
【００４４】
ＣＤ再生時には、受光面８０、８１および８４には前記光導波素子７に入射したＣＤ用光束１９９のうち分割領域７１および７２に入射した光束の±１次回折光束が集光照射し光スポット２１１ａおよび２１２ａと２１１ｂおよび２１２ｂを形成している。この分割領域７１および７２に入射したＣＤ用光束とは、図２から明らかにように、入射ＣＤ用光束1９９のうちその中心光軸１９８を通る分割線７５に対して光束の上半分の部分に相当する。
しかも前記光スポット２１１ａおよび２１２ａと２１１ｂおよび２１２ｂは、前記したように互いに逆向きに所定量だけでフォーカスした光スポットになっている。
【００４５】
一方、受光面８３および８５には前記光導波素子７に入射したＣＤ用光束１９９のうち分割領域７３に入射した光束の±１次回折光束が集光照射し光スポット２１３ａと２１３ｂを形成している。
この分割領域７３に入射したＣＤ用光束とは、これは前記した光スポット２１１ａおよび２１２ａと２１１ｂおよび２１２ｂとは逆に、ＣＤ用光束１９９の中心光軸１９８を通る分割線７５に対して光束の下半分の部分に相当する。
【００４６】
しかも前記光スポット２１３ａと２１３ｂは、これまでの説明と同様、互いに逆向きに所定量だけでフォーカスした光スポットになっている。
また前記光導波素子７をそのまま透過したCＤ用光束１９９の０次光束は集光スポット２１０として、受光面８２の中央帯部受光領域に入射している。
【００４７】
以上のような状態で光導波素子７に入射したＣＤ用光束１９９が分割回折され各受光面に入射しているため、図中に示すような演算回路を経て各分割受光面から得られた各検出信号８０ａ乃至Ｓ８１ｃ、Ｓ８３ａ乃至Ｓ８５ｃおよびＳ８２ａからフォーカス制御信号（ＦＥＳ）、トラッキング制御信号（ＴＥＳ）および情報再生信号（ＲＦ）が以下の演算式に従った信号として検出される。すなわち
ＦＥＳ（ＣＤ）＝(S80b+S80c+S81b+S81c+S83b+S83c+S84a+S85a)
-(S80a+S81a+S83a+S84b+S84c+S85b+S85c) ……（式３）
上記演算式は、一般にスポット・サイズ・ディテクション方式（ＳＳＤ方式）と呼ばれる検出方式にてフォーカス制御信号を検出することを意味している。なおこのＳＳＤ方式については、既に公知のフォーカス検出方式であるので、これ以上詳しい説明は省略する。
【００４８】
一方、トラッキング制御信号（ＴＥＳ）は、
ＴＥＳ（ＣＤ）＝(S84a-S85a)-{(S84b+S84c)- (S85b+S85c)} ……（式４）
上記演算式は、一般にアドバンス・プッシュプル方式（ＡＰＰ方式）もしくは１ビームディファレンシャル・プッシュプル方式（１ビームＤＰＰ方式）と呼ばれる検出方式にてトラッキング制御信号を検出することを意味している。なおこのＡＰＰ方式または１ビームＤＰＰ方式については、既に公知のトラッキング検出方式であるので、これ以上詳しい説明は省略する。
なお情報再生信号（ＲＦ）については、０次光束の集光スポット２１０が入射する受光面８２の中央帯部受光領域からの検出信号Ｓ８２ａから再生される。
【００４９】
なお、図１１および図１２に示す各演算回路の結線状態は、図１１に示すＤＶＤ再生時の場合と図１２に示すＣＤ再生時の場合で若干異なる。このような異なる結線状態を切り替えるためには、例えば演算回路中に幾つかの切り替えスイッチを設け、ＤＶＤ再生時とＣＤ再生時でその切り替えスイッチを切り替えることにより別々の結線状態を実現させることができる。
以上説明したように、同一の光導波素子７および光検出器８を備えた同一の光ピックアップ１によってＤＶＤ記録または再生やＣＤの記録または再生が実現できる。
【００５０】
なお以上述べたようなＤＶＤ再生時またはＣＤ再生時においては、（式１）や（式２）で示すような実施例以外に、例えばフォーカス制御信号は＋１次回折光のみから、トラッキング制御信号は−１次回折光のみから生成する構成、あるいはそれとは逆に、フォーカス制御信号を−１次回折光から、トラッキング制御信号を＋１次回折光から生成する構成もある。このような場合のフォーカス制御信号の検出方式としては、例えばナイフ・エッジ方式を適用することができる。
【００５１】
さらに今回の実施例は、ＤＶＤとＣＤを共通の光ピックアップで記録または再生する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、例えば一般にＢｌｕ−ｒａｙディスク（ＢＤ）と呼ばれている次世代の大容量光ディスクの記録・再生用光ピックアップとＤＶＤあるいはＣＤ用光ピックアップが共用化されるような場合においても本発明を適用することができる。
【００５２】
前記したフォーカス制御信号やトラッキング制御信号を生成するための演算器４０１乃至４０６、５０１乃至５０４は、光ピックアップの外部に設けられた回路部品で構成されても良いが、光ピックアップに内蔵されていても良い。
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】
【００５３】
１：光ピックアップ、２：２波長マルチレーザ光源、５：２波長対応対物レンズ、６：光ディスク、７：光導波素子、８：光検出器、８０〜８５：受光面。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学的情報記録媒体に対して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を読み取る光ピックアップであって、
互いに異なる波長のレーザ光を発光する２個以上のレーザ光発光素子を筐体内に有するレーザ光源と、
該レーザ光源を出射したレーザ光束を集光して前記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、
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の０次光束と±１次回折光束を出射する光導波素子と、
該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、
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平行な少なくとも２本以上の分割線により少なくとも３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次光束を±１次回折光束とは異なる前記光検出器の受光面に入射させることを特徴とする光ピックアップ。
【請求項２】
請求項１に記載の光ピックアップにおいて、
前記光導波素子の２本以上の分割線は、それぞれ前記レーザ発光素子のうちのいずれかの発光素子から発光され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設けられた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に記載の光ピックアップにおいて、
前記光導波素子は、前記分割線で領域分割された領域に応じて異なる回折パターンを有する不等間隔曲線状の格子溝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４】
請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の光ピックアップにおいて、
該光ピックアップまたは前記光検出器は、前記複数の受光面から得た前記光検出信号を互いに演算して少なくともフォーカス制御信号とトラッキング制御信号と対物レンズのトラッキング方向への変位量に略比例する信号とを生成して出力する演算部の少なくとも一部を有することを特徴とする光ピックアップ。
【請求項５】
請求項４に記載の光ピックアップにおいて、
前記演算部は、スポット・サイズ・ディテクション方式によるフォーカス制御信号を生成して出力することを特徴とする光ピックアップ。
【請求項６】
請求項４に記載の光ピックアップにおいて、
該光ピックアップまたは前記光検出器は、
前記複数の受光面のうち、＋１次回折光束または−１次回折光束のうちのいずれか一方が入射する受光面から出力された光検出信号からフォーカス制御信号を生成して出力し、前記複数の受光面のうち、＋１次回折光束または−１次回折光束のうちの残る一方が入射する受光面から出力された光検出信号からトラッキング制御信号および対物レンズのトラッキング方向への変位量に略比例する信号を生成して出力する演算部の少なくとも一部を有することを特徴とする光ピックアップ。
【請求項７】
請求項６に記載の光ピックアップにおいて、
前記演算部は、ナイフ・エッジ方式によるフォーカス制御信号を生成して出力することを特徴とする光ピックアップ。
【請求項１】
光学的情報記録媒体に対して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を読み取る光ピックアップであって、
互いに異なる波長のレーザ光を発光する２個以上のレーザ光発光素子を筐体内に有するレーザ光源と、
該レーザ光源を出射したレーザ光束を集光して前記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、
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の０次光束と±１次回折光束を出射する光導波素子と、
該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、
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平行な少なくとも２本以上の分割線により少なくとも３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次光束を±１次回折光束とは異なる前記光検出器の受光面に入射させることを特徴とする光ピックアップ。
【請求項２】
請求項１に記載の光ピックアップにおいて、
前記光導波素子の２本以上の分割線は、それぞれ前記レーザ発光素子のうちのいずれかの発光素子から発光され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設けられた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に記載の光ピックアップにおいて、
前記光導波素子は、前記分割線で領域分割された領域に応じて異なる回折パターンを有する不等間隔曲線状の格子溝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４】
請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の光ピックアップにおいて、
該光ピックアップまたは前記光検出器は、前記複数の受光面から得た前記光検出信号を互いに演算して少なくともフォーカス制御信号とトラッキング制御信号と対物レンズのトラッキング方向への変位量に略比例する信号とを生成して出力する演算部の少なくとも一部を有することを特徴とする光ピックアップ。
【請求項５】
請求項４に記載の光ピックアップにおいて、
前記演算部は、スポット・サイズ・ディテクション方式によるフォーカス制御信号を生成して出力することを特徴とする光ピックアップ。
【請求項６】
請求項４に記載の光ピックアップにおいて、
該光ピックアップまたは前記光検出器は、
前記複数の受光面のうち、＋１次回折光束または−１次回折光束のうちのいずれか一方が入射する受光面から出力された光検出信号からフォーカス制御信号を生成して出力し、前記複数の受光面のうち、＋１次回折光束または−１次回折光束のうちの残る一方が入射する受光面から出力された光検出信号からトラッキング制御信号および対物レンズのトラッキング方向への変位量に略比例する信号を生成して出力する演算部の少なくとも一部を有することを特徴とする光ピックアップ。
【請求項７】
請求項６に記載の光ピックアップにおいて、
前記演算部は、ナイフ・エッジ方式によるフォーカス制御信号を生成して出力す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２０１２−５３９２９（Ｐ２０１２−５３９２９Ａ）
【公開日】平成２４年３月１５日（２０１２．３．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１９３２６８（Ｐ２０１０−１９３２６８）
【出願日】平成２２年８月３１日（２０１０．８．３１）
【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３月１５日（２０１２．３．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年８月３１日（２０１０．８．３１）
【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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