JP2009043383A - 光ピックアップ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】波長の異なる二つのレーザ光に対応しており不要な回折光を抑えてエラー信号の検出精度を向上させる。
【解決手段】第１のレーザ光を発光する第１の光源と第１のレーザ光よりも波長の短い第２のレーザ光を発光する第２の光源を同一面上に備えるレーザユニットと、第２のレーザ光の波長に応じた格子間隔が設定された回折格子を備え、光検出器における第１のレーザ光に関するメイン−サブ受光部間隔と、第２のレーザ光に関するメイン−サブ受光部間隔は、レーザユニットの面上での第１又は第２の光源の位置を示す第１の発光点に対応したメインスポットの第１の照射点と、第１の発光点と回折格子の面との間の法線距離と回折格子の回折角とに基づき定まるレーザユニットの発光面上での見かけ上の第１又は第２の光源の位置を示す第２の発光点に対応したサブスポットの第２の照射点との間の距離に基づいて設定される。
【選択図】図１

Description

本発明は、光ピックアップ装置に関する。

光ピックアップ装置は、対物レンズの位置を制御して光ディスク内にある所定の記録トラック上に集光スポットを適切に照射させるべく、トラッキングエラー信号やフォーカスエラー信号等のエラー信号を検出するための光学系を備えている。尚、エラー信号の検出方式としては、トラックピッチが１．６μｍのＣＤ規格（ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ等）の光ディスクの場合には所謂「３ビーム方式（又は３スポット方式とも称される。）」が主に採用され、トラックピッチが０．７４μｍのＤＶＤ規格（ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−Ｒ、ＤＶＤ−ＲＷ等）の光ディスクの場合には所謂「インライン方式」が主に採用される。

「ＣＤ」は、「Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ」（商標）の略称とされ、「ＤＶＤ」（登録商標）は、「Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ」の略称とされている。

まず、ＣＤ規格のエラー信号検出に際して主に採用される「３ビーム方式」について説明する。光ピックアップ装置には、図７に示すように、半導体レーザ素子１と偏光ビームスプリッタ３間の光路上にＣＤ用回折格子３２を配置している。ＣＤ用回折格子３２は、一定の周期で等間隔に刻まれた直線状の格子溝を有しており、半導体レーザ素子１から発したレーザ光をメインビーム（０次光）および２つのサブビーム（±１次回折光束）の合計３ビームに回折分岐させる機能を備えている。

これらの３ビームが偏光ビームスプリッタ３、コリメートレンズ４、対物レンズ５を経た結果、図８の左側に示すように、光ディスクＤの信号記録面上において、メインビームに対応したメインスポット１００と、２つのサブビームに各々対応したサブスポット１０１、１０２とが形成される。尚、光ディスクＤの信号記録面上には信号を記録するためのトラック１０が周期的に設けられており、メインスポット１００並びにサブスポット１０１、１０２のディスク半径方向の間隔δは、ＣＤ用回折格子３２を光軸回りに回転調整する手段等によって、トラック１０の周期Ｔｐの略２分の１に一致するように調整される。そして、メインスポット１００並びにサブスポット１０１、１０２の反射光が、再び対物レンズ５、コリメートレンズ４、偏光ビームスプリッタ３に達して、その一部の光量が偏光ビームスプリッタ３を透過した後に検出レンズ６を経て光検出器２０に入射される。

光検出器２０には、図８の右側に示すように、メインスポット１００並びにサブスポット１０１、１０２の反射光に各々対応した受光面２０ａ、２０ｂ、２０ｃが配置される。メインスポット１００並びにサブスポット１０１、１０２の反射光が各々受光面２０ａ、２０ｂ、２０ｃに入射されると、メインスポット１００に対応するメイン検出光スポット２００と、サブスポット１０１、１０２に対応するサブ検出光スポット２０１、２０２がそれぞれ形成される。

ここで、メインスポット１００がトラック１０上を正確に走査している場合、サブ検出光スポット２０１、２０２の光量は同一である。しかし、メインスポット１００の走査がトラック１０上からずれる場合、サブ検出光スポット２０１、２０２間の光量に差が生じてくる。そこで、サブ検出光スポット２０１、２０２の光量を減算器５４によって減算処理することによって、トラッキングの走査ずれを示すトラッキングエラー信号が生成される。

つぎに、ＤＶＤ規格のエラー信号検出に際して主に採用される「インライン方式」について説明する。インライン方式の光学系としては、基本的には、３ビーム方式と同じ光学系に基づきトラッキングエラー信号を検出することができる。ただし、３ビーム方式の光学系と対比して、図１０の左側に示すように、一方の半平面３４１に形成された格子溝の周期構造の位相が他方の半平面３４２に形成された格子溝の周期構造の位相に対して約１８０度ずれたＤＶＤ用回折格子３４を用いる点が相違する。

ここで、ＤＶＤ用回折格子３４を図７に示すＣＤ用回折格子３２と同じ位置にＣＤ用回折格子３２と置き換えて設ける場合とする。また、インライン方式に対応すべく、図９の左側に示すように、光ディスクＤの信号記録面に照射されたメインスポット１００及びサブスポット１０１、１０２が同一のトラック１０上を照射するように、ＤＶＤ用回折格子３４や集光光学系等の配置位置が調整された場合とする。すると、図９の右側に示すように、メイン検出光スポット２００から検出されるプッシュプル信号Ｓａとサブスポット１０１、１０２のそれぞれに対応するサブ検出光スポット２０１、２０２から検出されるプッシュプル信号Ｓｂ、Ｓｃは、３ビーム方式と同様に互いに逆位相で出力される。従って、減算器５３によって、プッシュプル信号Ｓａからプッシュプル信号Ｓｂ、Ｓｃの加算器５１によって加算された信号を減算処理することによって、プッシュプル信号Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃの各オフセット成分が相殺されたトラッキングエラー信号を生成することが可能となる。

ところで、近年、ＣＤ規格の光ディスクとＤＶＤ規格の光ディスクとの両方の記録再生を行うことができる光ピックアップ装置が提案されている。尚、当該光ピックアップ装置では、光学系の簡略化によるコストダウンを図るべく、ＣＤ規格に適した赤外波長帯７６５ｎｍ〜８０５ｎｍの第１の波長の第１のレーザ光を発光するＣＤ用半導体レーザ素子及びＤＶＤ規格に適した赤色波長帯６４５ｎｍ〜６７５ｎｍの第２の波長の第２のレーザ光を発光するＤＶＤ用半導体レーザ素子を具備したマルチレーザユニットが用いられる。

また、当該光ピックアップ装置では、光学系の更なる簡略化を図るべく、ＣＤ規格の３ビーム方式及びＤＶＤ規格のインライン方式の両方に対応した２波長対応回折格子３０が用いられる（例えば、以下に示す特許文献１を参照）。尚、２波長対応回折格子３０の構造としては、図１０に示すように、光学ガラス板３６の厚さ方向で対向する一方の平面及び他方の平面に関して、当該一方の平面にはＣＤ用回折格子３２を固着し、当該他方の平面にはＤＶＤ用回折格子３４を固着して構成される。

図１０に示した２波長対応回折格子３０の構造以外にも、例えば、図１１に示すような構造の２波長対応回折格子３８が提案されている（例えば、以下に示す特許文献２を参照）。即ち、２波長対応回折格子３８の構造としては、液晶材料で形成されたＣＤ用回折格子３２及びＤＶＤ用回折格子３４を重ね合わせて固着した上で、２枚の光学ガラス板３６ａ、３６ｂの間に挟み込んで固着して構成される。
特開２００７−１６４９６２号公報 特開２００７−１４９２４９号公報

しかし、上記のようなＣＤ用回折格子及びＤＶＤ用回折格子を組み合わせた２波長対応回折格子を使用した場合、例えば、ＣＤ規格の第１のレーザ光をＣＤ用回折格子側に入射させたとき、当該ＣＤ用回折格子によって当該第１のレーザ光が回折されてメインビーム（０次光）及び２つのサブビーム（±１次回折光束）の３ビームに分岐される。そして、当該３ビームがＤＶＤ用回折格子側より更に回折されてメインビーム及び２つのサブビームの３ビームに分岐される。

このように、マルチレーザユニットから発光される第１のレーザ光又は第２のレーザ光が、２波長対応回折格子が備えるＣＤ用回折格子及びＤＶＤ用回折格子の両方を通過する結果、ＣＤ用及びＤＶＤ用それぞれの回折格子において回折分岐が行われるので、不要な回折光が発生してしまう。この結果、トラッキングエラー信号等のエラー信号検出精度が悪化するという問題が生じていた。

また、例えば不要な回折光の発生により、０次光および±１次回折光の回折格子における透過率が低下し、その結果、マルチレーザユニットから発せられる出射光の利用効率が低下するという問題も生じていた。

前述した課題を解決するための主たる本発明は、第１のレーザ光を発光する第１の光源と当該第１のレーザ光の波長よりも短い波長の第２のレーザ光を発光する第２の光源とを同一の面上に配置したレーザユニットと、前記第２のレーザ光の波長に対応した格子間隔を有し、前記第１のレーザ光又は前記第２のレーザ光を回折してメインビームと２つのサブビームとを発生させる回折格子と、前記メインビームと前記２つのサブビームとを集光して、光ディスクのトラック上で略一列に前記メインビームに対応したメインスポットと前記２つのサブビームに対応した２つのサブスポットとを照射させる集光光学系と、前記第１のレーザ光に応じた前記メインスポットと前記２つのサブスポットとが前記光ディスクに照射されたのちに、前記光ディスクから反射される前記メインスポットに対応する反射スポットを受光する第１のメイン受光部、及び前記光ディスクから反射される前記２つのサブスポットそれぞれに対応する反射スポットを受光する２つの第１のサブ受光部と、前記第２のレーザ光に応じた前記メインスポットと前記２つのサブスポットとが前記光ディスクに照射されたのちに、前記光ディスクから反射される前記メインスポットに対応する反射スポットを受光する第２のメイン受光部、及び前記光ディスクから反射される前記２つのサブスポットそれぞれに対応する２つの反射スポットを受光する第２のサブ受光部と、を配設した光検出器と、を備え、前記第１のメイン受光部と前記第１のサブ受光部との間の間隔並びに前記第２のメイン受光部と前記第２のサブ受光部との間の間隔は、前記回折格子の面と対向した前記レーザユニットの面上での前記第１又は前記第２の光源の位置を示す第１の発光点に対応した前記メインスポットの第１の照射点と、前記第１の発光点から前記回折格子の面までの間の法線距離と前記回折格子の回折角とに基づいて定められる、前記レーザユニットの面上での見かけ上の前記第１又は前記第２の光源の位置を示す第２の発光点に対応した前記サブスポットの第２の照射点と、の間の距離に基づいて設定されること、とする。

本発明によれば、波長の異なる二つのレーザ光に対応しており不要な回折光を抑えてエラー信号の検出精度を向上させた光ピックアップ装置を提供することができる。

＜＜光ピックアップ装置の光学系＞＞
図１は、本発明の一実施形態に係る光ピックアップ装置の光学配置図である。尚、当該光ピックアップ装置は、ＣＤ規格（ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ等）又はＤＶＤ規格（ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＤＶＤ−Ｒ、ＤＶＤ−ＲＷ等）の光ディスクＤに対応したものである。

レーザユニット６１は、ＣＤ規格に適した赤外波長帯略７６５ｎｍ〜８３０ｎｍの第１の波長（例えば７８２ｎｍ）の第１のレーザ光を発光する第１の光源６２と、ＤＶＤ規格に適した赤色波長帯略６３０ｎｍ〜６８５ｎｍの第２の波長（例えば６５５ｎｍ）の第２のレーザ光を発光する第２の光源６３と、を同一の発光面６１ａ上に有したマルチレーザユニットである。レーザユニット６１は、第１のレーザ光と、第１のレーザ光と異なる波長とされる第２のレーザ光との２種類の波長のレーザ光を出射可能な例えば二波長発光素子として構成されている。このように、レーザユニット６１は、複数種類の波長のレーザ光を出射可能な発光素子とされている。尚、第１の光源６２、第２の光源６３は、半導体レーザ素子を構成するものである。

第１の光源６２及び第２の光源６３からそれぞれ出射される第１のレーザ光及び第２のレーザ光は、回折格子６４または６４５によりメインビーム（０次光）と２つのサブビーム（±１次回折光束）による少なくとも合計３ビームを発生させるべく回折されたのちに、カップリングレンズ６５により広がり角が調整されてプレート型の偏光ビームスプリッタ６６の偏光フィルタ面により反射される。

偏光ビームスプリッタ６６により反射されたレーザ光は、光学レンズとされるコリメータレンズ６７により平行光に形成されたのちに、１／４波長板６８を通過して円偏光に変換され、更に、反射ミラー６９により光軸が折曲されて光学レンズとされる対物レンズ７０に入射され、対物レンズ７０により収束されて光ディスクＤに照射される。

以上のように、カップリングレンズ６５、偏光ビームスプリッタ６６、コリメータレンズ６７、１／４波長板６８、反射ミラー６９、対物レンズ７０は、集光光学系の一例となる。即ち、回折格子６４／６４５は、回折格子６４／６４５によって分岐されたメインビームと２つのサブビームとを集光して、光ディスクＤのトラック８０上において、細長のトラック８０に対し斜めに傾けられて略一列にメインビームに対応したメインスポットと２つのサブビームに対応した２つのサブスポットとを照射させるものである。

なお、光ピックアップ装置の設計／仕様などにより、例えばカップリングレンズ６５が装備されることなく省略されてもよい。また、図１においては、コリメータレンズ６７と反射ミラー６９との間に１／４波長板６８が位置する光ピックアップ装置の光学配置例を示したが、光ピックアップ装置の設計／仕様などにより、例えば、コリメータレンズ６７と反射ミラー６９との間に１／４波長板６８が装備されることなく、偏光ビームスプリッタ６６とコリメータレンズ６７との間に１／４波長板６８が位置する光ピックアップ装置も使用可能とされている。

また、光ディスクＤに信号が記録可能な光ピックアップ装置においては、レーザユニット６１から出射されるレーザ光をモニタし、レーザユニット６１の制御のためにフィードバックをかける受光素子（不図示）が、例えば偏光ビームスプリッタ６６の周辺近傍に装備される。

対物レンズ７０は、各種の光ディスクＤに適合した波長の各レーザ光をそれぞれの光学特性に合わせて回折する回折格子（不図示）が入射面に光軸を中心として輪帯状に形成され、当該回折格子により回折分岐された３ビームが各光ディスクＤに対して球面収差を補正して集光作用を持たせるように設計される。そして、対物レンズ７０をフォーカス方向（図１中に示すＰ軸方向）及びトラッキング方向（図１中に示すトラック８０の形成方向を示すＱ軸と直交する方向）に駆動することにより光ディスクＤの信号層にレーザ光を合焦させるとともに、光ディスクＤの所定のトラック８０にレーザ光を追従させるように、対物レンズ７０から光ディスクＤに向けてレーザ光が照射される。

光ディスクＤの信号層により変調されて反射されたレーザ光は対物レンズ７０に戻り、往路と途中まで略同じ光路である復路を経由して偏光ビームスプリッタ６６に至る。光ディスクＤの信号層に例えば右旋回のレーザ光が照射されたときに、反射されたレーザ光は、例えば左旋回のレーザ光に反転された状態の円偏光となる。光ディスクＤへの往路でＳ偏光であったレーザ光は、復路ではＰ偏光のレーザ光となって１／４波長板６８から出射され、Ｐ偏光のレーザ光は、偏光ビームスプリッタ６６に入射される。

復路のＰ偏光のレーザ光は、偏光ビームスプリッタ６６を略透過する。偏光ビームスプリッタ６６に戻されたレーザ光は、例えば偏光ビームスプリッタ６６を透過する際の非点収差を補正すべく傾けて配置された第１の平行平板７１を透過する。また、第１の平行平板７１を透過したレーザ光が第２の平行平板７２を透過することにより、例えば光ディスクＤに照射されるレーザ光のフォーカスエラー成分となる非点収差が付与されるとともに、偏光ビームスプリッタ６６及び第１の平行平板７１により発生されるコマ収差が補正された上で、光検出器７３にレーザ光が導かれる。この結果、光検出器７３は、第２の平行平板７２より導かれたレーザ光に基づきトラッキングエラー信号やフォーカスエラー信号等を生成する。

＜＜回折格子６４または６４５と光検出器７３＞＞
以下、図２、図３を用いて回折格子６４または６４５について説明する。
本実施形態の光ピックアップ装置はＣＤ規格及びＤＶＤ規格いずれの光ディスクＤにも対応したものである。回折格子６４５は、例えば図２に示す回折格子６４３と略同じ構成をした安価なインライン方式対応の回折格子とされている。また、回折格子６４は、３ビーム方式対応のＣＤ用回折格子を用いずに、インライン方式対応のＤＶＤ用回折格子のみで構成したものである。即ち、従来のＣＤ用回折格子及びＤＶＤ用回折格子を両方具備する２波長対応回折格子３０、３８において問題であった、ＣＤ規格に準拠した第１のレーザ光又はＤＶＤ規格に準拠した第２のレーザ光がＣＤ用回折格子及びＤＶＤ用回折格子の両方を通過した結果発生する不要な回折光を解消するために、回折格子６４は、ＤＶＤ用回折格子のみの構成とされている。

具体的には、回折格子６４は、図２に示すように、一方の半平面６４１に形成された格子溝の周期構造の位相が他方の半平面６４２に形成された格子溝の周期構造の位相に対して約１８０度ずれたＤＶＤ用回折格子部材６４３を、光学ガラス板６４４の一方の平面に固着して構成される。また、回折格子６４の光学配置は、インライン方式に準拠して、図３に示すように、光ディスクＤ上に照射された第１又は第２のレーザ光のメインビームに基づくメインスポット８００及び第１又は第２のレーザ光のサブビームに基づくサブスポット８０１、８０２を同一のトラック８０上に略斜めに傾けられた状態で略一列に照射させるように調整される。

以上のようなＤＶＤ用回折格子部材６４３のみによる回折格子６４、６４５の構成並びにその光学配置を採用したことによって、前述したとおり、不要な回折光が抑制されるとともに、インライン方式に基づくトラッキングエラー信号の検出を適切に行うことができる。具体的には、図３に示すように、ＤＶＤ規格に準拠した第２のレーザ光の場合には、メインスポット８００に対応したメイン検出光スポット８０３から検出されるプッシュプル信号Ｓａとサブスポット８０１、８０２のそれぞれに対応するサブ検出光スポット８０４、８０５から検出されるプッシュプル信号Ｓｂ、Ｓｃは、互いに逆位相で出力される。このため、減算器７３８によって、プッシュプル信号Ｓａからプッシュプル信号Ｓｂ、Ｓｃの加算器７３７によって加算された信号を減算処理することで、プッシュプル信号Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃの各オフセット成分が相殺された精度の高いトラッキングエラー信号を生成することができる。

一方、ＣＤ規格に準拠した第１のレーザ光の場合であっても、メインスポット８００に対応したメイン検出光スポット８０６から検出されるプッシュプル信号Ｓａ’とサブスポット８０１、８０２のそれぞれに対応するサブ検出光スポット８０７、８０８から検出されるプッシュプル信号Ｓｂ’、Ｓｃ’は、互いに逆位相で出力される。このため、減算器７３８によって、プッシュプル信号Ｓａ’、Ｓｂ’、Ｓｃ’の各オフセット成分が相殺されたトラッキングエラー信号を生成することができる。

しかし、回折格子６４は、ＤＶＤ規格に準拠した第２のレーザ光の第２の波長に対応したＤＶＤ用回折格子部材６４３を備えるにとどまり、ＣＤ規格に準拠した第１のレーザ光の第１の波長には対応していない。また、回折格子６４５は、ＤＶＤ規格に準拠した第２のレーザ光の第２の波長に対応したＤＶＤ用回折格子部材６４５のみで構成されており、ＣＤ規格に準拠した第１のレーザ光の第１の波長には対応していない。このため、ＣＤ規格に準拠した第１のレーザ光を回折格子６４、６４５により回折分岐されたメイン検出光スポット８０６とサブ検出光スポット８０７、８０８の間隔（以下、メイン−サブピッチと呼ぶ。）は、回折格子６４、６４５が対応する波長に反比例した長さとなるので、本来使用すべきＣＤ用回折格子により回折分岐された場合と対比して拡大する。また、メイン−サブピッチが拡大した結果、メイン検出光スポット８０６とサブ検出光スポット８０７、８０８の分光比も変化してしまう。

そこで、光検出器７３において、メイン検出光スポット８０３を受光する第２のメイン受光部７３１とサブ検出光スポット８０４を受光する第２のサブ受光部７３２及びサブ検出光スポット８０５を受光する第２のサブ受光部７３３との間の受光間隔Ｙｓ（ｄｖｄ）と、メイン検出光スポット８０６を受光する第１のメイン受光部７３４とサブ検出光スポット８０７を受光する第２のサブ受光部７３５及びサブ検出光スポット８０８を受光する第１のサブ受光部７３６との間の受光間隔Ｙｓ（ｃｄ）を、それぞれのレーザ光に応じたメイン−サブピッチと合わせるように、適切に設定する必要がある。

＜＜光検出器７３の受光領域＞＞
以下、図４乃至図６を用いて光検出器７３の受光領域について説明する。
光検出器７３の同一受光面において、ＤＶＤ規格の光ディスクＤの記録再生に用いられるＤＶＤ受光領域７３０２と、ＣＤ規格の光ディスクＤの記録再生に用いられるＣＤ受光領域７３０４とが並べて形成されている。

ＤＶＤ受光領域７３０２には、ＤＶＤ規格に準拠した第２のレーザ光を回折格子６４または６４５により回折分岐した３ビーム、具体的には、メインビーム（０次光）と、そのメインビームの前後に配置される２つのサブビーム（±１次回折光束）それぞれに対応して、第２のメイン受光部７３１、第２のサブ受光部７３２、７３３が形成される。第２のメイン受光部７３１、第２のサブ受光部７３２、７３３は４分割されてそれぞれ４つのセグメントにより構成される。即ち、第２のメイン受光部７３１、第２のサブ受光部７３２及び第２のサブ受光部７３３を構成する各セグメントから得られる各受光出力に所定の演算を施すことにより、ＤＶＤ規格の光ディスクＤの記録再生時に、メイン情報信号、フォーカスエラー信号及びトラッキングエラー信号が得られる。尚、第２のメイン受光部７３１、第２のサブ受光部７３２、７３３は４分割に限定されず、例えば２分割であってもよい。

ＣＤ受光領域７３０４には、ＣＤ規格に準拠した第１のレーザ光を回折格子６４または６４５により回折分岐した３ビーム、具体的には、メインビーム（０次光）と、そのメインビームの前後に配置される２つのサブビーム（±１次回折光束）それぞれに対応して、第１のメイン受光部７３４と、２つの第１のサブ受光部７３５、７３６が形成される。第１のメイン受光部７３４、第１のサブ受光部７３５、７３６はそれぞれ４分割されて４つのセグメントにより構成される。即ち、第１のメイン受光部７３４、第１のサブ受光部７３５、７３６を構成する各セグメントから得られる各受光出力に所定の演算を施すことにより、ＣＤ規格の光ディスクＤの記録再生時に、メイン情報信号、フォーカスエラー信号及びトラッキングエラー信号が得られる。尚、第１のメイン受光部７３４、第１のサブ受光部７３５、７３６は４分割に限定されず、例えば２分割であってもよい。

ＤＶＤ受光領域７３０２における第２のメイン受光部７３１と第２のサブ受光部７３２、７３３との間の受光間隔Ｙｓ（ｄｖｄ）と、ＣＤ受光領域７３０４における第１のメイン受光部７３４と第１のサブ受光部７３５、７３６との間の受光間隔Ｙｓ（ｃｄ）とは、つぎのように導出される。

まず、第１又は第２の光源６２、６３より出射される第１又は第２のレーザ光の波長λと、回折格子６４または６４５において連続した凸部から凹部までを一周期とした格子間隔ｄと、に基づいて、つぎの式（１）によるブラッグの条件に基づく近似式によって回折角θが求められる（図５、図６参照）。尚、回折角θとは、回折光が回折格子６４または６４５の略平滑面Ｓの裏側の凹面６４ｂや凸面６４ａの法線Ｎと成す角度のことを意味する。また、図５に示す説明図および図６に示す説明図は、説明を容易とさせるために、便宜上、描かれた図であり、実際には、仮想の発光点Ｘは、法線Ｎを中心軸として略対称に一対ほど設定される。
θ＝Sin^-1（λ/ｄ) …（１）

つぎに、レーザユニット６１の発光面６１ａに含まれる第１又は第２の光源６２、６３の現実の位置を示す第１の発光点Ｏから回折格子６４または６４５の略平滑面Ｓの裏側の凹面６４ｂや凸面６４ａまでの間の法線距離Ｌと、式（１）により求めた回折角θと、に基づき、レーザユニット６１の発光面６１ａ上でのサブビームに関する見かけ上の第１又は第２の光源６２、６３の位置を示す第２の発光点Ｘを定めることができる。尚、レーザユニット６１の発光面６１ａは、回折格子６４または６４５の略平滑面Ｓの法線Ｎに対して垂直であり、面Ｓの裏側の凹面６４ｂや凸面６４ａから略法線距離Ｌだけ離れた位置にある平面となっている。そして、つぎの式（２）により、レーザユニット６１の発光面６１ａ上における第１の発光点Ｏから第２の発光点Ｘまでの間の距離Ｙｒが求められる（図５、図６参照）。
Ｙｒ＝Ｌ×tan(θ) …（２）

ここで、光ディスクＤの信号記録面上におけるメインスポットの第１の照射点Ｏ’（不図示）と、第２の発光点Ｘより仮想的に発光される第１又は第２のレーザ光に対応した光ディスクＤの信号記録面上におけるサブスポットの第２の照射点Ｘ’（不図示）とについて、簡単に説明する。

例えば、コリメータレンズ６７の焦点距離ｆ２（不図示）と、対物レンズ７０の焦点距離ｆ１（不図示）と、に基づいて、第１の発光点Ｏより仮想的に発光される第１又は第２のレーザ光に対応した光ディスクＤの信号記録面上におけるメインスポットの第１の照射点Ｏ’（不図示）と、第２の発光点Ｘより仮想的に発光される第１又は第２のレーザ光に対応した光ディスクＤの信号記録面上におけるサブスポットの第２の照射点Ｘ’（不図示）と、が求められる。すると、光ディスクＤの信号記録面上における第１の照射点Ｏ’と第２の照射点Ｘ’との間の距離Ｙｓ’（不図示）は、発光点Ｏから発光点Ｘまでの距離Ｙｒと、コリメータレンズ６７の焦点距離ｆ２と、対物レンズ７０の焦点距離ｆ１と、に基づいて、例えばつぎの式（３）により求められる。
Ｙｓ’＝Ｙｒ×f1/f2 …（３）

以上を整理すると、第１又は第２のレーザ光の波長を例えばλとし、回折格子６４、６４５の格子間隔をｄとし、レーザユニット６１の発光面６１ａから回折格子６４、６４５の面Ｓに対する裏側の凹面６４ｂや凸面６４ａとの間の法線距離をＬとし、対物レンズ７０の焦点距離をｆ１とし、コリメータレンズ６７の焦点距離をｆ２としたとき、光ディスクＤの信号記録面上における第１の照射点Ｏ’と第２の照射点Ｘ’との間の距離Ｙｓ’は、つぎの式（４）に基づいて求められる。尚、距離Ｙｓ’は、第１又は第２のレーザ光が回折格子６４または６４５により回折分岐された場合の光ディスクＤの信号記録面上での各メイン−サブピッチを表している。
Ｙｓ’＝Ｌ×tan｛sin^-1（λ/ｄ)｝×f1/f2 …（４）

つぎに、光検出器７３における第１のメイン受光部７３４と第１のサブ受光部７３５、７３６との間の受光間隔Ｙｓ（ｃｄ）並びに第２のメイン受光部７３１と第２のサブ受光部７３２、７３３との間の受光間隔Ｙｓ（ｄｖｄ）の設定方法について、引き続き説明する。
上記式（１）および式（２）に基づき、つぎの式（５）が求められる。
Ｙｒ＝Ｌ×tan｛sin^-1（λ/ｄ)｝ …（５）

ここで、レーザユニット６１の発光面６１ａにおけるＤＶＤ用の発光点Ｏ、Ｘと、ＤＶＤ用反射光に対応した光検出器７３の受光面におけるＤＶＤ用の照射点Ｏ（ｄｖｄ）、Ｘ（ｄｖｄ）とを、例えば光学的に等価な位置に配置させるために、ＤＶＤ用出射光に対応した仮想の光源間隔Ｙｒ（ｄｖｄ）と、ＤＶＤ用反射光に対応した実際の受光間隔Ｙｓ（ｄｖｄ）とが略等しいものと仮定する。
例えばつぎの式（６）を仮定する。
Ｙｓ(dvd)≒Ｙｒ(dvd) …（６）
つぎに、式（５）および式（６）に基づき、例えばつぎの式（７）が設定される。
Ｙｓ(dvd)＝Ｌ×tan｛sin^-1（λ(dvd)/ｄ)｝ …（７）
ＤＶＤ規格の波長（第２の波長）λ（ｄｖｄ）が例えば略６６０ｎｍとされている場合、式（７）のλ（ｄｖｄ）に６６０を代入すると、つぎの式（８）が求められる。
Ｙｓ(dvd)＝Ｌ×tan｛sin^-1（660/d）｝ …（８）
予め定められた法線距離Ｌの数値と、予め定められた格子間隔ｄの数値とを式（８）に代入することにより、光検出器７３のＤＶＤ受光領域７３０２における受光間隔Ｙｓ（ｄｖｄ）が求められる。

つぎに、レーザユニット６１の発光面６１ａにおけるＣＤ用の発光点Ｏ、Ｘと、ＣＤ用反射光に対応した光検出器７３の受光面におけるＣＤ用の照射点Ｏ（ｃｄ）、Ｘ（ｃｄ）とを、例えば光学的に等価な位置に配置させるために、ＣＤ用出射光に対応した仮想の光源間隔Ｙｒ（ｃｄ）と、ＣＤ用反射光に対応した実際の受光間隔Ｙｓ（ｃｄ）とが略等しいものと仮定する。
例えばつぎの式（９）を仮定する。
Ｙｓ(cd)≒Ｙｒ(cd) …（９）
つぎに、式（５）および式（９）に基づき、例えばつぎの式（１０）が設定される。
Ｙｓ(cd)＝Ｌ×tan｛sin^-1（λ(cd)/ｄ)｝ …（１０）
ＣＤ規格の波長（第１の波長）λ（ｃｄ）が例えば略７８５ｎｍとされている場合、式（１０）のλ（ｃｄ）に７８５を代入すると、つぎの式（１１）が求められる。
Ｙｓ(cd)＝Ｌ×tan｛sin^-1（785/d）｝ …（１１）

予め定められた法線距離Ｌの数値と、予め定められた格子間隔ｄの数値とを式（１１）に代入することにより、光検出器７３のＣＤ受光領域７３０４における受光間隔Ｙｓ（ｃｄ）が求められる。

このようにして、光検出器７３のＤＶＤ受光領域７３０２における受光間隔Ｙｓ（ｄｖｄ）と、光検出器７３のＣＤ受光領域７３０４における受光間隔Ｙｓ（ｃｄ）とが定められる。

予め定められた法線距離Ｌの数値と、予め定められた格子間隔ｄの数値とは、共に一定値とされることから、式（８）に基づいて導き出されたＤＶＤ用反射光に対応する実際の受光間隔Ｙｓ（ｄｖｄ）と、式（１１）に基づいて導き出されたＣＤ用反射光に対応する実際の受光間隔Ｙｓ（ｃｄ）とを比較すると、受光間隔Ｙｓ（ｄｖｄ）よりも受光間隔Ｙｓ（ｃｄ）のほうが明らかに長くなる。

このように、光検出器７３における第１のメイン受光部７３４と第１のサブ受光部７３５、７３６との間の受光間隔Ｙｓ（ｃｄ）は、式（１１）によって求まる距離Ｙｓ（ｃｄ）に基づいて設定される。また、光検出器７３における第２のメイン受光部７３１と第２のサブ受光部７３２、７３３との間の受光間隔Ｙｓ（ｄｖｄ）は、式（８）によって求まる距離Ｙｓ（ｄｖｄ）に基づいて設定される。

具体的には、第１のメイン受光部７３４における４セグメントの中心と、第１のサブ受光部７３５、７３６の４セグメントの中心との間の距離Ｙｓ（ｃｄ）を、式（１１）によって求められる距離Ｙｓ（ｃｄ）に設定する。また、第２のメイン受光部７３１における４セグメントの中心と、第２のサブ受光部７３２、７３３の４セグメントの中心との間の距離Ｙｓ（ｄｖｄ）を、式（８）によって求められる距離Ｙｓ（ｄｖｄ）に設定する。これにより、光検出器７３は、第１又は第２のレーザ光を回折格子６４または６４５により回折分岐させた場合の各メイン−サブピッチに適切に対応可能となる。

＜＜光検出器７３に照射される各スポットの分光比＞＞
以下、図３を用いて例えば各スポット８０３、８０４、８０５／８０６、８０７、８０８の光の強度比とされる分光比等について説明する。
まず、光検出器７３のＤＶＤ受光領域７３０２に照射される光の強さや分光比等について説明する。

例えば、ＤＶＤ規格に基づく光ディスクＤのトラック８０上の先行サブスポット８０１に対応するサブ検出光スポット８０４と、ＤＶＤ規格に基づく光ディスクＤのトラック８０上のメインスポット８００に対応するメイン検出光スポット８０３と、ＤＶＤ規格に基づく光ディスクＤのトラック８０上の後行サブスポット８０２に対応するサブ検出光スポット８０５との分光比は、略１：１５：１とされている。

この場合のサブ検出光スポット８０４または８０５における光の強さは、光検出器７３のＤＶＤ受光領域７３０２に照射される光の強さ全体の略１／１７となる。また、この場合のメイン検出光スポット８０３における光の強さは、光検出器７３のＤＶＤ受光領域７３０２に照射される光の強さ全体の略１５／１７となる。

図３に示すインライン方式の光検出器７３のＤＶＤ受光領域７３０２に照射されるレーザ光の分光比は、図９に示すインライン方式のＤＶＤ用光検出器２０に照射されるレーザ光の分光比と略同じとされている。

例えば、ＤＶＤ規格に基づく光ディスクＤのトラック１０上の先行サブスポット１０１に対応するサブ検出光スポット２０１と、ＤＶＤ規格に基づく光ディスクＤのトラック１０上のメインスポット１００に対応するメイン検出光スポット２００と、ＤＶＤ規格に基づく光ディスクＤのトラック１０上の後行サブスポット１０２に対応するサブ検出光スポット２０２との分光比は、略１：１５：１とされている。

この場合のサブ検出光スポット２０１または２０２における光の強さは、光検出器２０に照射される光の強さ全体の略１／１７となる。また、この場合のメイン検出光スポット２００における光の強さは、光検出器２０に照射される光の強さ全体の略１５／１７となる。

つぎに、図３に示す光検出器７３のＣＤ受光領域７３０４に照射される光の強さや分光比等について説明する。
例えば、ＣＤ規格に基づく光ディスクＤのトラック８０上の先行サブスポット８０１に対応するサブ検出光スポット８０７と、ＣＤ規格に基づく光ディスクＤのトラック８０上のメインスポット８００に対応するメイン検出光スポット８０６と、ＣＤ規格に基づく光ディスクＤのトラック８０上の後行サブスポット８０２に対応するサブ検出光スポット８０８との分光比は、略１：２３：１とされている。

この場合のサブ検出光スポット８０７または８０８における光の強さは、光検出器７３のＣＤ受光領域７３０４に照射される光の強さ全体の略１／２５となる。また、この場合のメイン検出光スポット８０６における光の強さは、光検出器７３のＣＤ受光領域７３０４に照射される光の強さ全体の略２３／２５となる。

図３に示すインライン方式の光検出器７３のＣＤ受光領域７３０４に照射されるレーザ光の分光比は、図８に示す３ビーム方式のＣＤ用光検出器２０に照射されるレーザ光の分光比と異なる。

例えば、ＣＤ規格に基づく光ディスクＤのトラック１０上の先行サブスポット１０１に対応するサブ検出光スポット２０１と、ＣＤ規格に基づく光ディスクＤのトラック１０上のメインスポット１００に対応するメイン検出光スポット２００と、ＣＤ規格に基づく光ディスクＤのトラック１０上の後行サブスポット１０２に対応するサブ検出光スポット２０２との分光比は、略１：１６：１とされている。

この場合のサブ検出光スポット２０１または２０２における光の強さは、光検出器２０に照射される光の強さ全体の略１／１８となる。また、この場合のメイン検出光スポット２００における光の強さは、光検出器２０に照射される光の強さ全体の略１６／１８となる。

ＣＤ用レーザ光に対応する回折格子部を有していない回折格子６４、６４５を備える光ピックアップ装置が構成された場合、回折格子６４、６４５を透過した各ＣＤ用レーザ光が光検出器７３のＣＤ受光領域７３０４に照射されると、従来のものに対し、ＣＤ受光領域７３０４に照射される各レーザ光の分光比が変更される。

従来のものに対し、ＣＤ受光領域７３０４に照射される各レーザ光の分光比が変更されることに伴い、光検出器７３のＣＤ受光領域７３０４におけるメイン受光部７３４および各サブ受光部７３５、７３６の受光感度が変更される。

例えば、サブ検出光スポット８０７、８０８が照射されるサブ受光部７３５、７３６の受光感度の変更倍率は、つぎの式（１２）により求められる。
｛(1/18)/(1/25)｝×100＝138.88889 …（１２）
このように、光検出器７３のＣＤ受光領域７３０４におけるサブ受光部７３５または７３６の受光感度（ｍＶ／ｕＷ）は、例えば従来のものを１００％とした場合、従来のものに対して略１３９％の値に設定されることとなる。

また、例えば、メイン検出光スポット８０６が照射されるメイン受光部７３４の受光感度の変更倍率は、つぎの式（１３）により求められる。
｛(16/18)/(23/25)｝×100＝96.61836 …（１３）
このように、光検出器７３のＣＤ受光領域７３０４におけるメイン受光部７３４の受光感度（ｍＶ／ｕＷ）は、例えば従来のものを１００％とした場合、従来のものに対して略９７％の値に設定されることとなる。

上記回折格子６４または６４５と、上記光検出器７３とを備える上記光ピックアップ装置が構成されることにより、光検出器７３は、ＤＶＤ規格に準拠した第２のレーザ光を回折格子６４、６４５により回折分岐した３ビームに関するメイン−サブピッチはもとより、ＣＤ規格に準拠した第１のレーザ光を回折格子６４、６４５により回折分岐した３ビームに関するメイン−サブピッチならびに分光比についても対応することができ、トラッキングエラー信号等のエラー信号検出精度等を向上させることができる。

また、光検出器７３のＤＶＤ受光領域７３０２における受光間隔Ｙｓ（ｄｖｄ）は、ＤＶＤ用回折格子部材６４３もしくはＤＶＤ用回折格子６４５の格子間隔ｄを基準としたものであるので、例えば、ＤＶＤ規格の光ディスクＤがＬ０層とＬ１層の２層構造の場合にあって、Ｌ０層再生時においてＬ１層からの反射光が第２のメイン受光部７３１のみならず第２のサブ受光部７３２及び第２のサブ受光部７３３においても受光されてしまうことを未然に抑制することができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、前述した実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく変更／改良され得るとともに、本発明にはその等価物も含まれる。

例えば、二つの半平面部６４１、６４２を備える二分割タイプの回折格子６４、６４５に代えて、三つの半平面部を備える三分割タイプの回折格子（不図示）が用いられてもよい。また、例えば、二つの半平面部６４１、６４２を備える二分割タイプの回折格子６４、６４５に代えて、四つの半平面部を備える四分割タイプの回折格子（不図示）が用いられてもよい。このように複数の半平面部を備える複数分割タイプの回折格子が使用可能とされている。

また、例えば、第１のレーザ光はＤＶＤ規格の波長略６６０ｎｍ（第１の波長）の赤色レーザ光であり、第２のレーザ光は波長略４０５ｎｍ（第２の波長）の「ＨＤ ＤＶＤ」（登録商標）規格又は「Ｂｌｕ−ｒａｙ Ｄｉｓｃ」（登録商標）規格の青紫色レーザ光でもよい。尚、この場合、回折格子６４または６４５は、「ＨＤ ＤＶＤ」又は「Ｂｌｕ−ｒａｙ Ｄｉｓｃ」の波長に応じた格子間隔を具備した回折格子部材のみで構成される。

上記光ピックアップ装置が構成されることにより、光学系の簡略化を図りつつ、波長の異なる二つの第１及び第２のレーザ光に対応しており不要な回折光を抑えてエラー信号の検出精度を向上させると共に安価で高効率な光ピックアップ装置を提供することができる。

本発明の一実施形態に係る光ピックアップ装置の光学配置図である。 本発明の一実施形態に係る回折格子を説明するための図である。 本発明の一実施形態に係るインライン方式における光ディスク上の集光スポット配置とトラッキングエラー信号検出系の概要を説明するための図である。 本発明の一実施形態に係る光検出器の受光領域を説明するための図である。 本発明の一実施形態に係る光検出器の受光領域における各受光部間隔の導出方法を説明するための図である。 本発明の一実施形態に係る光検出器の受光領域における各受光部間隔の導出方法を説明するための図である。 従来の光ピックアップ装置の光学系を示した図である。 ３ビーム方式を説明するための図である。 インライン方式を説明するための図である。 従来の２波長対応回折格子を説明するための図である。 従来のその他の２波長対応回折格子を説明するための図である。

符号の説明

１ 半導体レーザ素子
３０、３８ ２波長対応回折格子
６ 検出レンズ
２０ａ、２０ｂ、２０ｃ 受光面
６１ レーザユニット
６１ａ 発光面
６２ 第１の光源
６３ 第２の光源
６４、６４５ 回折格子
６４ａ 凸面
６４ｂ 凹面
３４１、３４２、６４１、６４２ 半平面
３２ ＣＤ用回折格子
３４、６４３ ＤＶＤ用回折格子（回折格子）
３６、３６ａ、３６ｂ、６４４ ガラス基板
６５ カップリングレンズ
３、６６ 偏光ビームスプリッタ
４、６７ コリメータレンズ
６８ １／４波長板
６９ 反射ミラー
５、７０ 対物レンズ
７１ 第１の平行平板
７２ 第２の平行平板
２０、７３ 光検出器
７３１、７３４ メイン受光部
７３２、７３３、７３５、７３６ サブ受光部
７３０２、７３０４ 受光領域
５１、７３７ 加算器
５０ａ、５０ｂ、５０ｃ、５３、５４、７３８ 減算器
１０、８０ トラック
１００、８００ メインスポット
１０１、１０２、８０１、８０２ サブスポット
２００、８０３、８０６ メイン検出光スポット
２０１、２０２、８０４、８０５、８０７、８０８ サブ検出光スポット
Ｄ 光ディスク
ｄ 格子間隔
Ｌ 法線距離
Ｎ 法線
Ｏ、Ｘ 発光点
Ｏ（ｃｄ）、Ｘ（ｃｄ） 照射点
Ｏ（ｄｖｄ）、Ｘ（ｄｖｄ） 照射点
Ｓ 面
Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃ、Ｓａ’、Ｓｂ’、Ｓｃ’ プッシュプル信号
Ｔｐ 周期
Ｙｒ 距離
Ｙｓ 間隔（距離）
Ｙｓ（ｃｄ） 間隔（距離）
Ｙｓ（ｄｖｄ） 間隔（距離）
θ 回折角
δ 間隔

Claims (2)

1. 第１のレーザ光を発光する第１の光源と当該第１のレーザ光の波長よりも短い波長の第２のレーザ光を発光する第２の光源とを同一の面上に配置したレーザユニットと、
   前記第２のレーザ光の波長に対応した格子間隔を有し、前記第１のレーザ光又は前記第２のレーザ光を回折してメインビームと２つのサブビームとを発生させる回折格子と、
   前記メインビームと前記２つのサブビームとを集光して、光ディスクのトラック上で略一列に前記メインビームに対応したメインスポットと前記２つのサブビームに対応した２つのサブスポットとを照射させる集光光学系と、
   前記第１のレーザ光に応じた前記メインスポットと前記２つのサブスポットとが前記光ディスクに照射されたのちに、前記光ディスクから反射される前記メインスポットに対応する反射スポットを受光する第１のメイン受光部、及び前記光ディスクから反射される前記２つのサブスポットそれぞれに対応する反射スポットを受光する２つの第１のサブ受光部と、前記第２のレーザ光に応じた前記メインスポットと前記２つのサブスポットとが前記光ディスクに照射されたのちに、前記光ディスクから反射される前記メインスポットに対応する反射スポットを受光する第２のメイン受光部、及び前記光ディスクから反射される前記２つのサブスポットそれぞれに対応する２つの反射スポットを受光する第２のサブ受光部と、を配設した光検出器と、を備え、
   前記第１のメイン受光部と前記第１のサブ受光部との間の間隔並びに前記第２のメイン受光部と前記第２のサブ受光部との間の間隔は、
   前記回折格子の面と対向した前記レーザユニットの面上での前記第１又は前記第２の光源の位置を示す第１の発光点に対応した前記メインスポットの第１の照射点と、
   前記第１の発光点から前記回折格子の面までの間の法線距離と前記回折格子の回折角とに基づいて定められる、前記レーザユニットの面上での見かけ上の前記第１又は前記第２の光源の位置を示す第２の発光点に対応した前記サブスポットの第２の照射点と、
   の間の距離に基づいて設定されること、を特徴とする光ピックアップ装置。
2. 請求項１に記載の光ピックアップ装置において、
   前記第１のレーザ光はＣＤ規格に準拠しており、前記第２のレーザ光はＤＶＤ規格に準拠したものであること、を特徴とする光ピックアップ装置。

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