JP2000251305A

JP2000251305A - 光ピックアップ及び光ディスク装置

Info

Publication number: JP2000251305A
Application number: JP11054612A
Authority: JP
Inventors: Minoru Oyama; 実大山
Original assignee: Victor Company of Japan Ltd
Current assignee: Victor Company of Japan Ltd
Priority date: 1999-03-02
Filing date: 1999-03-02
Publication date: 2000-09-14

Abstract

(57)【要約】【課題】各受光領域のサイズを小さく設定して電気系
の周波数特性の向上と２層ディスクへの対応を可能とす
る。【解決手段】光ディスク６のタンジェンシャル方向Ｔ
とラジアル方向Ｒとの２直線で４領域に分割され、この
各対角に配置される領域同士を同一構成である第１ホロ
グラム対領域９ａと第２ホログラム対領域９ｂとして構
成したホログラム素子８と、第１ホログラム対領域９ａ
からの±１次回折光を受光する第１及び第２受光領域１
０，１１と、第２ホログラム対領域９ｂからの±１次回
折光を受光する第３及び第４受光領域１２，１３とを有
し、第１〜第４受光領域１０〜１３の各中心と反射光２
０の収束点Ｏとがホログラム素子８の中心から全て光学
的に略等距離になる位置に配置され、各受光領域１０〜
１３を中央分割領域Ｅａと両側の端部分割領域Ｅｂ，Ｅ
ｃに３分割された受光素子基板２とを備えた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光ディスク等の情
報記録媒体の再生に用いられる光ピックアップ及び光デ
ィスク装置に関し、特に、ＤＶＤ（ＤｉｇｉｔａｌＶ
ｅｒｓａｔｉｌｅＤｉｓｃ）とＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ
Ｄｉｓｃ）の互換再生システムに好適なものに係わる。

【０００２】

【先行の技術】既に、一般に普及している民生用光ディ
スクシステムであるＣＤに対し、近年、より高密度なＤ
ＶＤシステムが提案、商品化され、普及が始まってい
る。この再生装置（光ディスク装置）であるＤＶＤプレ
ーヤにおいては、装置の重複や使用上の煩雑さを避ける
ため、ＣＤの互換再生が必須となっており、この２種の
規格のディスクを再生するための技術が開発され、さら
にそれを実現する構成の簡略化やコストダウンが課題に
なっている。

【０００３】ＣＤ／ＤＶＤの互換再生技術において、ト
ラッキング方式及びフォーカス方式をどの方式とするの
が適切であるかを説明する。トラッキング方式について
は、ＣＤシステムでは、いわゆる「３ビーム法」が主流
となっていたが、ＤＶＤシステムにこの３ビーム法を採
用すると、トラックピッチの異なる２種のディスクに適
合するビーム位置の設定が難しく、又、ＤＶＤの２層デ
ィスクにおいて非読み出し層からの反射光でオフセット
を生じやすい等の不都合がある。そのため、ＣＤ／ＤＶ
Ｄの互換再生では「ＤＰＤ法」（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉ
ｌＰｈａｓｅＤｅｔｅｃｔｉｏｎ；位相差法）が主流
となっている。

【０００４】また、フォーカス方式については次の点が
配慮される。つまり、コストダウンや小型化といった要
求に合わせて、光ピックアップ光学系の集積化の試みも
進展しており、半導体レーザ、フォトディテクタ及びホ
ログラム素子（ＨＯＥ：ＨｏｌｏｇｒａｐｈｉｃＯｐ
ｔｉｃａｌＥｌｅｍｅｎｔ）を一体化したデバイスが
開発され、ＣＤを初め、ＤＶＤ用途にも応用されてい
る。この種の光デバイスは、半導体レーザとフォトディ
テクタとを近接した位置に配置し、且つ、ホログラム素
子による回折光と半導体レーザの発光点とを略共役な位
置に配置することが容易であるため、ホログラム素子に
よる±１次回折光を共に利用した、コンプリメンタリ
（相補的）な「ＳＳＤ法」（ＳｐｏｔＳｉｚｅＤｅ
ｔｅｃｔｉｏｎ；スポットサイズ法）によるフォーカス
方式が実現できる。このフォーカス方式は、他に実用化
されている「ナイフエッジ法」と比較して、ホログラム
素子の厳密な位置調整が必ずしも必要でない、±１次回
折光の一方を捨てる必要がなく高効率である、といった
利点を持っている。従って、光学系の集積化においては
「ＳＳＤ法」（スポットサイズ法）が好ましい。

【０００５】そして、本出願人は、先に、位相差法によ
るトラッキングエラー検出とスポットサイズ法によるフ
ォーカスエラー検出とを採用し、光ピックアップ光学系
の集積化が可能である光ピックアップを提案した（特願
平１０−９６３６５号出願書類参照）。

【０００６】図１２は上記光ピックアップの概略斜視
図、図１３はホログラム素子の平面図、図１４は受光素
子基板の平面図、図１５はスポット光の分割領域を示す
図、図１６は各受光領域の照射状態を示す図である。図
１２〜図１６において、レーザ光源（図示せず）からの
レーザ光は、光ディスク５０の情報記録層（図示せず）
に収束され、ここで反射される。この反射光の光路上に
はホログラム素子５１と受光素子基板５２とが配置され
ている。

【０００７】ホログラム素子５１は反射光のほぼ光軸Ｃ
を通り、且つ、光ディスク５０のラジアル方向Ｒの直交
方向（タンジェンシャル方向Ｔ）を通る線を境界線とし
て２領域に分割されたホログラム領域５１ａ，５１ｂを
有する。この双方のホログラム領域５１ａ，５１ｂは、
それぞれ同一の連続した波面の回折光を生成する同一曲
線群にて構成され、反射光の回折角を共に同一角で回折
するが、反射光の回折方向を互いに異なる方向に回折さ
せると共に、それぞれ対となる回折光の一方に対して収
束、他方に対して発散のレンズ作用を付加するように構
成されている。

【０００８】受光素子基板５２は、その同一平面の受光
面５２ａ上に配置された４つの第１〜第４受光領域５３
〜５６を有し、この４つの受光領域５３〜５６の各中心
と光ディスク５０からの反射光の収束点Ｏとがホログラ
ム素子５１の中心から全て光学的に略等距離になる位置
に配置されている。

【０００９】この４つの受光領域５３〜５６には前記双
方のホログラム領域５１ａ，５１ｂからの回折光がそれ
ぞれ照射され、収束作用を受けた回折光は受光面５２ａ
に至る前に焦点若しくは焦線を結び、発散作用を受けた
回折光は受光面５２ａより後方に焦点若しくは焦線を結
ぶ。そして、±１次回折光は互いに逆向きに焦点ずれを
持ち、所定（略同一）のスポットサイズで各受光領域５
３〜５６を照射し、光ディスク５０の焦点方向位置ずれ
に伴ってそのサイズも逆方向に変化する。

【００１０】又、図１６に詳しく示すように、光軸Ｃを
挾んで対向配置される第１受光領域５３と第２受光領域
５４、及び、第３受光領域５５と第４受光領域５６がそ
れぞれの中心を結ぶ方向を境界方向＋Ｒα，−Ｒαと
し、この境界方向＋Ｒα，−Ｒαに沿って４分割されて
いる。つまり、受光領域５３〜５６は、それぞれ非受光
領域である中央境界線部５７と、この両外側の外側境界
線部５８，５９とで仕切られることによって内外の中央
分割領域Ｅａ，Ｅｂとこれの両外側の内外の端部分割領
域Ｅｃ、Ｅｄとに４分割されている。

【００１１】次に、光ディスク装置のエラー検出手段に
ついて説明する。図１５に示すように、光ディスク５０
に照射されるスポット光６０を４分割の領域に分割する
と、各Ｉ〜IV領域の光は各受光領域５３〜５６に対して
図１６のローマ数字で示す位置に照射されることにな
る。そして、図１７に示すように、第１受光領域５３の
インナー側の中央分割領域Ｅａ及び端部分割領域Ｅｃか
らの光電変換信号Ｒｉ１と、第２受光領域５４のインナ
ー側の中央分割領域Ｅａ及び端部分割領域Ｅｃからの光
電変換信号Ｒｉ２とを加算して出力Ｉ信号を、第１受光
領域５３のアウター側の中央分割領域Ｅｂ及び端部分割
領域Ｅｄからの光電変換信号Ｒｏ１と、第２受光領域５
４のアウター側の中央分割領域Ｅｂ及び端部分割領域Ｅ
ｄからの光電変換信号Ｒｏ２とを加算して出力IV信号を
それぞれ得る。又、第３受光領域５５のインナー側の中
央分割領域Ｅａ及び端部分割領域Ｅｃからの光電変換信
号Ｌｉ１と、第４受光領域５６のインナー側の中央分割
領域Ｅａ及び端部分割領域Ｅｃからの光電変換信号Ｌｉ
２とを加算して出力III信号を、第３受光領域５５のア
ウター側の中央分割領域Ｅｂ及び端部分割領域Ｅｄから
の光電変換信号Ｌｏ１と、第４受光領域５６のアウター
側の中央分割領域Ｅｂ及び端部分割領域Ｅｄからの光電
変換信号Ｌｏ２とを加算して出力II信号をそれぞれ得
る。そして、この出力Ｉ〜出力IV信号に基づいて位相差
法によるトラッキングエラー信号を作成するように構成
されている。

【００１２】又、図１８に示すように、第１受光領域５
３の一対の中央分割領域Ｅａ，Ｅｂからの光電変換信号
Ｒ１と第２受光領域５４の一対の端部分割領域Ｅｃ，Ｅ
ｄからの光電変換信号Ｒ２とを加算して出力Ｒａ信号
を、第１受光領域５３の一対の端部分割領域Ｅｃ，Ｅｄ
からの光電変換信号Ｒ３と第２受光領域５４の一対の中
央分割領域Ｅａ，Ｅｂからの光電変換信号Ｒ４とを加算
して出力Ｒｂ信号をそれぞれ得る。又、第３受光領域５
５の一対の中央分割領域Ｅａ，Ｅｂからの光電変換信号
Ｌ１と第４受光領域５６の一対の端部分割領域Ｅｃ，Ｅ
ｄからの光電変換信号Ｌ２とを加算して出力Ｌａ信号
を、第３受光領域５５の一対の端部分割領域Ｅｃ，Ｅｄ
からの光電変換信号Ｌ３と第４受光領域５４の一対の中
央分割領域Ｅａ，Ｅｂからの光電変換信号Ｌ４とを加算
して出力Ｌｂ信号をそれぞれ得る。そして、出力Ｒａ信
号と出力Ｒｂ信号との差レベル、及び、出力Ｌａ信号と
出力Ｌｂ信号との差レベルに基づいて２系統のコンプリ
メンタリ（相補的）なスポットサイズ法によるフォーカ
スエラー信号を生成するように構成されている。

【００１３】つまり、上記先行技術では、光ディスク５
０からの反射光束は、そのラジアル方向の２分割がホロ
グラム素子５１で、そのタンジェンシャル方向の２分割
が受光素子基板５２の各受光領域５３〜５６でそれぞれ
行うことにより位相差法で必要な４分割を実現すると共
に、２分割ホログラム素子５１の±１次回折光全てを利
用することによりダブルコンプリメンタリ（相補的）な
スポットサイズ法を実現している。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記先
行技術では、各受光領域５３〜５６を４分割しなければ
ならないため、全体としてのサイズが大きくなる。具体
的には、図６（ｂ）に示すように、４つの各分割領域Ｅ
ａ〜Ｅｄの作製工程上可能な最小幅をＷ₁、３つの各境
界線部５７，５８，５９の作製工程上可能な最小幅をＷ
₂とすると、４Ｗ₁＋３Ｗ₂のサイズ幅となり大型にな
る。

【００１５】ここで、ＤＶＤシステムは、ＣＤシステム
と比較して転送レートが高く、電気系の周波数特性もＣ
Ｄ比で約６倍必要となっている。この電気系の信号源と
なる受光領域５３〜５６においては、その面積に比例す
る容量（Ｃ）が周波数特性を左右する要因の１つである
ため、受光面積が小さければ小さいほど良い。しかし、
上記先行技術では、上記したように受光領域５３〜５６
のサイズを小さく設定することができないため周波数特
性の向上が図れない。

【００１６】また、ＤＶＤシステムでは、２層ディスク
の規格が存在する。この２層ディスクは貼り合せによっ
て２つの信号面を数十μｍ間隔で配置し、且つ、下層を
半透過反射膜としたものである。この２層ディスクの再
生では、いずれか１層に光スポットを合焦させるが、他
の１層によっても光スポットが非合焦状態で反射され、
受光素子基板５２上に大きく広がって照射される。この
照射された光の成分が検出信号に混入することでオフセ
ットの発生する恐れがあるため、この悪影響は受光面積
が小さければ小さいほど少なく抑えられる。しかし、上
記先行技術では、上記したように受光領域５３〜５６の
サイズを小さく設定することができないため２層ディス
クへの対応ができない可能性がある。

【００１７】そこで、本発明は、前記した課題を解決す
べくなされたものであり、位相差法によるトラッキング
エラー検出とスポットサイズ法によるフォーカスエラー
検出とを、各受光領域のサイズを小さく設定して実現可
能として電気系の周波数特性の向上、２層ディスクへの
対応が可能である光ピックアップ、光デバイス及び光デ
ィスク装置を提供することを目的とする。

【００１８】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、光を
情報記録媒体に照射し、この情報記録媒体からの反射光
を用いて情報を読み取る光ピックアップにおいて、前記
反射光の光路上に配置され、前記反射光のほぼ光軸を通
り前記情報記録媒体のトラックにほぼ平行な方向とこれ
のほぼ直交方向との２直線で少なくとも４領域に分割さ
れ、この４領域のそれぞれ対角に配置される領域同士
を、同一のホログラム曲線群の二部分を組合せた第１ホ
ログラム対領域と、これと異なり、かつ同一のホログラ
ム曲線群の二部分を組合せた第２ホログラム対領域とし
て構成し、この第１ホログラム対領域と第２ホログラム
対領域とが前記反射光の各回折光を互いに異なる方向に
回折させ、且つ、各回折光に対してそれぞれ収束、若し
くは発散のレンズ作用を付加するように構成されたホロ
グラム素子と、このホログラム素子の前記第１ホログラ
ム対領域からの±１次回折光をそれぞれ受光する第１及
び第２受光領域と、前記第２ホログラム対領域からの±
１次回折光をそれぞれ受光する第３及び第４受光領域と
を同一平面に有する受光素子基板とを備えたことを特徴
とする光ピックアップである。

【００１９】請求項２の発明は、前記請求項１に記載の
光ピックアップにおいて、前記受光素子基板は、前記第
１〜第４受光領域の各中心と前記情報記録媒体からの反
射光の収束点とが前記ホログラム素子の中心から全て光
学的に略等距離になる位置に配置されると共に、前記光
軸を挾んで対向配置される前記第１受光領域と第２受光
領域、及び、第３受光領域と第４受光領域がそれぞれの
中心を結ぶ方向を境界方向とし、この境界方向に沿って
中央分割領域とこれの両外側の端部分割領域とにそれぞ
れ３分割されたことを特徴とする光ピックアップであ
る。

【００２０】請求項３の発明は、光を情報記録媒体に照
射し、この情報記録媒体からの反射光を用いて情報を読
み取る光ディスク装置において、前記反射光の光路上に
配置され、前記反射光のほぼ光軸を通り前記情報記録媒
体のトラックにほぼ平行な方向とこれのほぼ直交方向と
の２直線で少なくとも４領域に分割され、この４領域の
それぞれ対角に配置される領域同士を、同一のホログラ
ム曲線群の二部分を組合せた第１ホログラム対領域と、
これと異なり、かつ同一のホログラム曲線群の二部分を
組合せた第２ホログラム対領域として構成し、この第１
ホログラム対領域と第２ホログラム対領域とが前記反射
光の各回折光を互いに異なる方向に回折させ、且つ、各
回折光に対してそれぞれ収束、若しくは発散のレンズ作
用を付加するように構成されたホログラム素子と、この
ホログラム素子の前記第１ホログラム対領域からの±１
次回折光をそれぞれ受光する第１及び第２受光領域と、
前記第２ホログラム対領域からの±１次回折光をそれぞ
れ受光する第３及び第４受光領域とを同一平面に有し、
前記第１〜第４受光領域の各中心と前記情報記録媒体か
らの反射光の収束点とが前記ホログラム素子の中心から
全て光学的に略等距離になる位置に配置されると共に、
前記光軸を挾んで対向配置される前記第１受光領域と前
記第２受光領域、及び、前記第３受光領域と前記第４受
光領域がそれぞれの中心を結ぶ方向を境界方向とし、こ
の境界方向に沿って中央分割領域とこれの両外側の端部
分割領域とにそれぞれ３分割された受光素子基板と、こ
の受光素子基板の前記第１〜第４受光領域の前記中央分
割領域からの光電変換信号と両側の端部受光領域からの
光電変換信号の加算値との差レベルを取り、これに基づ
いていわゆるスポットサイズ法のフォーカスエラー信号
を得ると共に、前記第１受光領域と前記第２受光領域か
らの全ての光電変換信号を加算し、及び、前記第３受光
領域と前記第４受光領域からの全ての光電変換信号を加
算し、これら２系統の出力からいわゆる２素子位相差法
のトラッキングエラー信号を同時に得るエラー信号検出
手段とを備えたことを特徴とする光ディスク装置であ
る。

【００２１】請求項４の発明は、光を情報記録媒体に照
射し、この情報記録媒体からの反射光を用いて情報を読
み取る光ディスク装置において、前記反射光の光路上に
配置され、前記反射光のほぼ光軸を通り前記情報記録媒
体のトラックにほぼ平行な方向とこれのほぼ直交方向と
の２直線で少なくとも４領域に分割され、この４領域の
それぞれ対角に配置される領域同士を、同一のホログラ
ム曲線群の二部分を組合せた第１ホログラム対領域と、
これと異なり、かつ同一のホログラム曲線群の二部分を
組合せた第２ホログラム対領域として構成し、この第１
ホログラム対領域と第２ホログラム対領域とが前記反射
光の各回折光を互いに異なる方向に回折させ、且つ、各
回折光に対してそれぞれ収束、若しくは発散のレンズ作
用を付加するように構成されたホログラム素子と、この
ホログラム素子の前記第１ホログラム対領域からの±１
次回折光をそれぞれ受光する第１及び第２受光領域と、
前記第２ホログラム対領域からの±１次回折光をそれぞ
れ受光する第３及び第４受光領域とを同一平面に有し、
前記第１〜第４受光領域の各中心と前記情報記録媒体か
らの反射光の収束点とが前記ホログラム素子の中心から
全て光学的に略等距離になる位置に配置されると共に、
前記光軸を挾んで対向配置される前記第１受光領域と前
記第２受光領域、及び、前記第３受光領域と前記第４受
光領域がそれぞれの中心を結ぶ方向を境界方向とし、こ
の境界方向に沿って中央分割領域とこれの両外側の端部
分割領域とにそれぞれ３分割された受光素子基板と、こ
の受光素子基板の前記第１〜第４受光領域の前記中央分
割領域からの光電変換信号と両外側の端部受光領域から
の光電変換信号の加算値との差レベルを取り、これに基
づいていわゆるスポットサイズ法のフォーカスエラー信
号を得ると共に、前記第１受光領域と前記第２受光領域
との対応する端部分割領域からの光電変換信号をそれぞ
れ加算して２系統の出力を得、前記第３受光領域と前記
第４受光領域との対応する端部分割領域からの光電変換
信号をそれぞれ加算して２系統の出力を得て、これら４
系統の出力からいわゆる４素子位相差法のトラッキング
エラー信号を同時に得るエラー信号検出手段とを備えた
ことを特徴とする光ディスク装置である。

【００２２】請求項５の発明は、光を情報記録媒体に照
射し、この情報記録媒体からの反射光を用いて情報を読
み取る光ディスク装置において、前記反射光の光路上に
配置され、前記反射光のほぼ光軸を通り前記情報記録媒
体のトラックにほぼ平行な方向とこれのほぼ直交方向と
の２直線で少なくとも４領域に分割され、この４領域の
それぞれ対角に配置される領域同士を、同一のホログラ
ム曲線群の二部分を組合せた第１ホログラム対領域と、
これと異なり、かつ同一のホログラム曲線群の二部分を
組合せた第２ホログラム対領域として構成し、この第１
ホログラム対領域と第２ホログラム対領域とが前記反射
光の各回折光を互いに異なる方向に回折させ、且つ、各
回折光に対してそれぞれ収束、若しくは発散のレンズ作
用を付加するように構成されたホログラム素子と、この
ホログラム素子の前記第１ホログラム対領域からの±１
次回折光をそれぞれ受光する第１及び第２受光領域と、
前記第２ホログラム対領域からの±１次回折光をそれぞ
れ受光する第３及び第４受光領域とを同一平面に有し、
前記第１〜第４受光領域の各中心と前記情報記録媒体か
らの反射光の収束点とが前記ホログラム素子の中心から
全て光学的に略等距離になる位置に配置されると共に、
前記光軸を挾んで対向配置される前記第１受光領域と前
記第２受光領域、及び、前記第３受光領域と前記第４受
光領域がそれぞれの中心を結ぶ方向を境界方向とし、こ
の境界方向に沿って中央分割領域とこれの両外側の端部
分割領域とにそれぞれ３分割された受光素子基板と、こ
の受光素子基板の前記第１〜第４受光領域の前記中央分
割領域からの光電変換信号と両外側の端部受光領域から
の光電変換信号の加算値との差レベルを取り、これに基
づいていわゆるスポットサイズ法のフォーカスエラー信
号を得ると共に、前記第１受光領域と前記第２受光領域
との対応する端部分割領域からの光電変換信号をそれぞ
れ加算し、且つ、この各加算値に前記第１受光領域と前
記第２受光領域との各中央分割領域からの光電変換信号
をさらに加算して２系統の出力を得、前記第３受光領域
と前記第４受光領域との対応する端部分割領域からの光
電変換信号をそれぞれ加算し、且つ、この各加算値に前
記第３受光領域と前記第４受光領域との中央分割領域か
らの各光電変換信号をさらに加算して２系統の出力を得
て、これら４系統の出力からいわゆる４素子位相差法の
トラッキングエラー信号を同時に得るエラー信号検出手
段とを備えたことを特徴とする光ディスク装置である。

【００２３】また、上記以外の発明としては、光を情報
記録媒体に照射し、この情報記録媒体からの反射光を用
いて情報を読み取る光ディスク装置において、前記反射
光の光路上に配置され、前記反射光のほぼ光軸を通り前
記情報記録媒体のほぼトラッキング方向とこれのほぼ直
交方向との２直線で少なくとも４領域に分割され、この
４領域のそれぞれ対角に配置される領域同士を、同一の
ホログラム曲線群の二部分を組合せた第１ホログラム対
領域と、これと異なり、かつ同一のホログラム曲線群の
二部分を組合せた第２ホログラム対領域として構成し、
この第１ホログラム対領域と第２ホログラム対領域とが
前記反射光の各回折光を互いに異なる方向に回折させ、
且つ、各回折光に対してそれぞれ収束、若しくは発散の
レンズ作用を付加するように構成されたホログラム素子
と、このホログラム素子の前記第１ホログラム対領域か
らの±１次回折光をそれぞれ受光する第１及び第２受光
領域と、前記第２ホログラム対領域からの±１次回折光
をそれぞれ受光する第３及び第４受光領域とを同一平面
に有し、前記第１〜第４受光領域の各中心と前記情報記
録媒体からの反射光の収束点とが前記ホログラム素子の
中心から全て光学的に略等距離になる位置に配置される
と共に、前記光軸を挾んで対向配置される前記第１受光
領域と前記第２受光領域、及び、前記第３受光領域と前
記第４受光領域がそれぞれの中心を結ぶ方向を境界方向
とし、この境界方向に沿って中央分割領域とこれの両側
の端部分割領域とにそれぞれ３分割された受光素子基板
と、この受光素子基板の前記第１〜第４受光領域の前記
中央分割領域からの光電変換信号と両側の端部受光領域
からの光電変換信号の加算値との差レベルを取り、これ
に基づいていわゆるスポットサイズ法のフォーカスエラ
ー信号を得ると共に、前記第１受光領域と前記第２受光
領域との対応する端部分割領域からの光電変換信号をそ
れぞれ加算して２系統の出力を得、前記第３受光領域と
前記第４受光領域との対応する端部分割領域からの光電
変換信号をそれぞれ加算して２系統の出力を得、第１受
光領域と第２受光領域の前記各中央分割領域からの光電
変換信号を加算して１系統の出力を得、第３受光領域と
第４受光領域の前記各中央分割領域からの光電変換信号
を加算して１系統の出力を得て、これら６系統の出力か
らトラッキングエラー信号を同時に得るエラー信号検出
手段とを備えたことを特徴とする光ディスク装置であ
る。

【００２４】この発明によれば、遅延回路等を併用する
ことにより、いわゆる２素子位相法では回避困難な、対
物レンズ移動に伴うトラッキングエラー信号へのオフセ
ット発生を、良好に回避可能である。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。

【００２６】図１は本発明の第１実施形態の光ディスク
装置の光ピックアップの概略斜視図、図２はその光ピッ
クアップの要部斜視図、図３（ａ）は光ディスク６から
反射された光束２０の光ディスク６とホログラム８との
間における断面の４領域を示す図、図３（ｂ）はホログ
ラム素子８の平面図、図４は受光素子基板２の平面図、
図５は４つの受光領域１０〜１３とこれに照射されるス
ポット光ＳＰ１〜ＳＰ４を示す要部平面図である。

【００２７】図１〜図５において、配線基板１上には受
光素子基板２が固定され、この受光素子基板２の構成は
後述する。受光素子基板２上には一直線上にレーザ光源
３とマイクロミラー４とが固定されている。レーザ光源
３は、例えば半導体レーザにて構成され、受光素子基板
２上に固定されたサブマウント部材５を介して固定され
ている。マイクロミラー４は、レーザ光源３との対向面
がミラー面（特に、符号を付さず）として構成され、こ
のミラー面は水平面に対し４５度傾斜した面として構成
されている。

【００２８】つまり、レーザ光源３からの射出光はマイ
クロミラー４で反射されることによって垂直方向の光軸
Ｃを有する光に方向変換され、この垂直方向の光軸Ｃを
通って情報記録媒体である光ディスク６に射出され、且
つ、光ディスク６からの反射光が同一の光軸Ｃを通って
戻るように構成されている。

【００２９】この垂直方向の上記光軸Ｃ上には、光ディ
スク６側から対物レンズ７、ホログラム素子８の順に配
置されている。対物レンズ７はレーザ光源３からホログ
ラム素子８を介して導かれる光を光ディスク６の情報記
録層（図示せず）に収束させる。

【００３０】ホログラム素子８は、偏平方形状を有し、
その上面に円形状のホログラム構成部８ａを有する。こ
のホログラム構成部８ａは、反射光２０の光軸Ｃを通
り、且つ、光ディスク６のほぼタンジェンシャル方向
（トラックと平行な方向）Ｔと、これのほぼ直交方向Ｒ
（光ディスク６のほぼラジアル方向）との直交２直線で
４領域ＳＩ，ＳII，ＳIII，ＳIVに分割されている。こ
の４領域の対角に配置される領域ＳII，ＳIV同士が第１
ホログラム対領域９ａとして、他の対角に配置される領
域ＳＩ，ＳIII同士が第２ホログラム対領域９ｂとして
それぞれ構成されている。

【００３１】この第１ホログラム対領域９ａと第２ホロ
グラム対領域９ｂは、それぞれ同一の連続した波面の回
折光を生成する同一のホログラム曲線群の二部分を組合
せることによって構成され、反射光２０の回折光を共に
同一の回折角で回折するが、反射光２０の回折光を互い
に異なる回折方向に回折させると共に、それぞれ対とな
る±１次回折光２１ａ，２１ｂ，２２ａ，２２ｂの一方
に対して収束、他方に対して発散のレンズ作用を付加す
るように構成されている。

【００３２】ここで、第１ホログラム対領域９ａと第２
ホログラム対領域９ｂにおいて同一の回折角で回折され
るため、４つの受光素子基板２上のスポット光ＳＰ１〜
ＳＰ４が受光素子基板２上の光軸Ｃ直交点に対して等距
離の位置に照射され、且つ、第１ホログラム対領域９ａ
による±１次回折光２１ａ，２１ｂと第２ホログラム対
領域９ｂによる±１次回折光２２ａ，２２ｂとが互いに
異なる回折方向に回折されるため、４つのスポット光Ｓ
Ｐ１〜ＳＰ４は受光素子基板２上においてラジアル方向
Ｒに対して±α度だけそれぞれ回転した位置に照射され
る。

【００３３】前記受光素子基板２は、同一平面の受光面
２ａ上に配置された４つの受光領域１０〜１３を有し、
この第１〜第４受光領域１０〜１３に上記４つの回折光
２１ａ，２１ｂ，２２ａ，２２ｂがそれぞれ照射される
ように構成されている。又、第１〜第４受光領域１０〜
１３は、その各中心と光ディスク６からの反射光２０の
収束点Ｏとがホログラム素子８の中心から全て光学的に
略等距離になる位置に配置されている。光軸Ｃを挾んで
対向配置される第１受光領域１０と第２受光領域１１、
及び、第３受光領域１２と第４受光領域１３は、それぞ
れの中心を結ぶ方向を境界方向＋Ｒα，−Ｒαとし、こ
の境界方向＋Ｒα，−Ｒαに沿って中央分割領域Ｅａと
これの両外側の端部分割領域Ｅｂ，Ｅｃとにそれぞれ３
分割されている。この分割割合はジャストフォーカス状
態において中央分割領域Ｅａと２つの端部分割領域Ｅ
ｂ，Ｅｃとのスポット光量が同じ量になるように設定さ
れている。又、この３分割は、図６（ａ）に示すよう
に、具体的には非受光部である２つの境界線部１７，１
８にて仕切ることによって構成されている。

【００３４】また、前記した受光素子基板２とレーザ光
源３とは、同一の配線基板１に一体に固定され、さらに
ホログラム素子８で封止され、一体の光デバイス１９と
して構成されている。また、対物レンズ７とを組合せて
筐体１４に組み込まれ、光ピックアップとして構成され
ている。尚、図１及び図２では、配線基板１とホログラ
ム素子とは便宜上分離されているように図示されている
が、実用上は配線基板１にホログラム素子８を載置し、
受光素子基板２とレーザ光源３とが封止される。次
に、光ディスク装置のエラー検出手段１５について説明
する。エラー検出手段１５は、図７及び図８に示すよう
に、第１受光領域１０の中央分割領域Ｅａからの出力よ
り光電変換出力Ｒ１を、第１受光領域１０の一対の端部
分割領域Ｅｂ，Ｅｃからの合計出力より光電変換出力Ｒ
３をそれぞれ得る。第２受光領域１１の中央分割領域Ｅ
ａからの出力より光電変換出力Ｒ４を、第２受光領域１
１の一対の端部分割領域Ｅｂ，Ｅｃからの合計出力より
光電変換出力Ｒ２をそれぞれ得る。又、第３受光領域１
２の中央分割領域Ｅａからの出力より光電変換出力Ｌ１
を、第３受光領域１２の一対の端部分割領域Ｅｂ，Ｅｃ
からの合計出力より光電変換出力Ｌ３をそれぞれ得る。
第４受光領域１３の中央分割領域Ｅａからの出力より光
電変換出力Ｌ４を、第４受光領域１３の一対の端部分割
領域Ｅｂ，Ｅｃからの合計出力より光電変換出力Ｌ２を
それぞれ得る。そして、ＦＥ₁＝（Ｒ１＋Ｒ２）−（Ｒ
３＋Ｒ４）、及び、ＦＥ₂＝（Ｌ１＋Ｌ２）−（Ｌ３＋
Ｌ４）の演算を行うように構成されている。

【００３５】つまり、ホログラム素子８により回折され
た＋１次回折光２１ａ，２１ｂは受光素子基板２の手前
で焦点を結び、−１次回折光２２ａ，２２ｂは受光素子
基板２を過ぎてから焦点を結び、焦点が合っている場合
には双方のスポット光ＳＰ１〜ＳＰ４の大きさが同じに
なる。そして、上述したように、ジャストフォーカス状
態において各受光領域１０〜１３の中央分割領域Ｅａの
受光量と一対の端部分割領域Ｅｂ，Ｅｃの合計受光量と
が同じ量になるように設定されているため、ＦＥ₁の
値、ＦＥ₂の値がそれぞれゼロになる。又、焦点が合っ
ていない場合には＋１次回折光２１ａ，２１ｂ又は−１
次回折光２２ａ，２２ｂの一方が大きく、他方が小さく
なるため、上記ＦＥ₁の値、ＦＥ₂の値がゼロよりシフト
した値となり、ＦＥ₁，ＦＥ₂によって２系統のコンプリ
メンタリ（相補的）なフォーカスエラー信号を得ること
ができる。

【００３６】また、エラー検出手段１５は、図８に示す
ように、第１受光領域１０の中央分割領域Ｅａ及び両外
側の端部分割領域Ｅｂ，Ｅｃからの光電変換信号と、第
２受光領域１１の中央分割領域Ｅａ及び両外側の端部分
割領域Ｅｂ，Ｅｃからの光電変換信号とを加算して出力
II＋IV信号を得る。又、第３受光領域１２の中央分割領
域Ｅａ及び両外側の端部分割領域Ｅｂ，Ｅｃからの光電
変換信号と、第４受光領域１３の中央分割領域Ｅａ及び
両外側の端部分割領域Ｅｂ，Ｅｃからの光電変換信号と
を加算して出力Ｉ＋III信号を得る。そして、この出力
（II＋IV）信号と出力（Ｉ＋III）信号に基づいてＤＰ
Ｄ演算回路１６が位相差法によるトラッキングエラー信
号を作製するように構成されている。

【００３７】次に、上記構成の作用を説明する。レーザ
光源３からレーザ光が射出されると、この射出光はマイ
クロミラー４で反射されて垂直方向の光軸Ｃを有する光
に変更される。この光軸Ｃを有する光は、ホログラム素
子８を通過後、通常はコリメータレンズ（図示せず）で
平行光とされ、対物レンズ７によって光ディスク６の情
報記録層（図示せず）に焦点を結ぶ。光ディスク６から
の反射光は、上記と逆の経路で再びホログラム素子８に
収束しながら入射する。

【００３８】ここで、ホログラム素子８を０次回折光と
して通過した光は収束点Ｏに収束し、この収束点Ｏまで
の光学的距離に各受光領域１０〜１３までの光学的距離
が略等しく設定されているため、ホログラム素子８にレ
ンズパワーがないと仮定したときには各回折光は各受光
領域１０〜１３に収束する関係を有する。又、図３
（ａ）に示すように、光ディスク６へのスポット光２３
を４分割の領域に分割すると、各Ｉ〜IV領域の光はホロ
グラム構成部８ａに対して図３（ｂ）のローマ数字で示
す位置に照射されることになる。

【００３９】従って、第１ホログラム対領域９ａによる
±１次回折光２１ａ，２１ｂの一方がレンズパワーによ
り受光面２ａに至る前に焦点若しは焦線を結び、±１次
回折光２１ａ，２１ｂの他方がレンズパワーにより受光
面２ａより後方に焦点若しくは焦線を結ぶ。そして、±
１次回折光２１ａ，２１ｂのスポット光ＳＰ１，ＳＰ２
は互いに逆向きに焦点ずれを持ち、所定（略同一）のス
ポットサイズで第１及び第２受光領域１０，１１に照射
され、光ディスク６の焦点方向位置ずれに伴ってそのサ
イズも逆方向に変化することになる。又、第１ホログラ
ム対領域９ａによる±１次回折光２１ａ，２１ｂのスポ
ット光ＳＰ１，ＳＰ２は、図３（ａ）に示すスポット光
２３のII領域とIV領域の成分を有することになる。

【００４０】また、第２ホログラム対領域９ｂによる±
１次回折光２２ａ，２２ｂの一方がレンズパワーにより
受光面２ａに至る前に焦点若しは焦線を結び、±１次回
折光２２ａ，２２ｂの他方がレンズパワーにより受光面
２ａより後方に焦点若しくは焦線を結ぶ。そして、±１
次回折光２２ａ，２２ｂのスポット光ＳＰ３，ＳＰ４は
互いに逆向きに焦点ずれを持ち、所定（略同一）のスポ
ットサイズで第３及び第４受光領域１２，１３に照射さ
れ、光ディスク６の焦点方向位置ずれに伴ってそのサイ
ズも逆方向に変化することになる。又、第２ホログラム
対領域９ｂによる±１次回折光２２ａ，２２ｂのスポッ
ト光ＳＰ３，ＳＰ４は、図３（ａ）に示すスポット光２
３のＩ領域とIII領域の成分を有することになる。

【００４１】つまり、各受光領域１０〜１３には、光デ
ィスク６の焦点方向位置ずれに伴ってそのサイズも逆方
向に変化するスポット光ＳＰ１，ＳＰ２，ＳＰ３，ＳＰ
４がそれぞれ照射されるため、図７に示すように、各光
電変換信号を加算して各出力Ｒ２，Ｒ３，Ｌ２，Ｌ３信
号をそれぞれ得ることにより、ＦＥ₁＝（Ｒ１＋Ｒ２）
−（Ｒ３＋Ｒ４）、及び、ＦＥ₂＝（Ｌ１＋Ｌ２）−
（Ｌ３＋Ｌ４）の２系統のコンプリメンタリ（相補的）
なスポットサイズ法によるフォーカスエラー検出ができ
る。又、各受光領域１０〜１３には、図３（ａ）に示す
スポット光２３の４分割の対角成分がそれぞれ照射され
るため、図８に示すように、各光電変換信号を加算等し
て出力II＋IV信号と出力Ｉ＋III信号をそれぞれ得るこ
とにより、出力（II＋IV）信号と出力（Ｉ＋III）信号
に基づいて２系統の位相差法によるトラッキングエラー
検出ができる。

【００４２】即ち、本発明では、光ディスク６からの反
射光束は、ホログラム素子８にて位相差法で必要な４光
束に分岐し、且つ、各分岐光に位相差法で必要な４分割
の対角成分を含むように構成することによって位相差法
を実現すると共に、４分割ホログラム素子８の±１次回
折光全てを利用することによりダブルコンプリメンタリ
（相補的）なスポットサイズ法を実現している。

【００４３】また、各受光領域１０〜１３は、図６
（ａ）に詳しく示すように、中央分割領域Ｅａとこの両
外側の端部分割領域Ｅｂ，Ｅｃとの３分割にて構成さ
れ、各分割領域Ｅａ，Ｅｂ，Ｅｃの作製工程上可能な最
小幅をＷ₁、各境界線部１７，１８の作製工程上可能な
最小幅をＷ₂とすると、全体の幅は３Ｗ₁＋２Ｗ₂とな
る。従って、先行技術のものは、図６（ｂ）に示すよう
に、４Ｗ₁＋３Ｗ₂のサイズ幅であるため、Ｗ₁＋Ｗ₂のサ
イズ幅だけ小さく設定できる。この結果、電気系の周波
数特性を向上させることができ、又、２層ディスクの再
生も良好に行われる。

【００４４】又、各受光領域１０〜１３は、３分割にて
構成されているため、各受光領域１０〜１３から引き出
される配線パターン本数が先行技術に比べて少なくて済
み、配線パターンの簡素化、回路の簡素化等に寄与す
る。

【００４５】さらに、先行技術と同様に、レーザ光源３
から光ディスク６までの入射光軸Ｃと光ディスク６から
受光素子基板２までの入射光軸Ｃを共通化し、且つ、ホ
ログラム素子８の４つの±１次回折光２１ａ，２１ｂ，
２２ａ，２２ｂを単一の受光素子基板２で受光できるた
め、光学系の集積化に寄与する。従って、かかる光ピッ
クアップの光学系を集積化した光デバイス１９は、コン
パクトなものとして構成できる。

【００４６】また、この第１実施形態では、位相差法に
よるトラッキングエラー信号を作製するのに、配線基板
１からの配線として出力（II＋IV）信号と出力（Ｉ＋II
I）信号との２系統のみで足りるため、先行技術と比較
して配線基板１の出力ピン数の削減となり、配線基板
１、ひいては光ピックアップや光デバイス１９の小型化
に寄与する。

【００４７】次に、本発明の第２実施形態を説明する。
この第２実施形態は、前記第１実施形態と比較してエラ
ー検出手段１５のトラッキングエラー検出の構成のみが
相違し、他の構成は同一なので重複説明を回避するた
め、その説明を省略しトラッキングエラー検出の構成の
みを説明する。

【００４８】即ち、図９に示すように、第１受光領域１
０のインナー側の端部分割領域Ｅｂからの光電変換信号
と、第２受光領域１１のインナー側の端部分割領域Ｅｂ
からの光電変換信号とを加算して出力IV信号を得る。第
１受光領域１０のアウター側の端部分割領域Ｅｃからの
光電変換信号と、第２受光領域１１のアウター側の端部
分割領域Ｅｃからの光電変換信号とを加算して出力II信
号を得る。

【００４９】又、第３受光領域１２のインナー側の端部
分割領域Ｅｂからの光電変換信号と、第４受光領域１３
のインナー側の端部分割領域Ｅｂからの光電変換信号と
を加算して出力Ｉ信号を得る。第３受光領域１２のアウ
ター側の端部分割領域Ｅｃからの光電変換信号と、第４
受光領域１３のアウター側の端部分割領域Ｅｃからの光
電変換信号とを加算して出力III信号を得る。そして、
この出力Ｉ〜IV信号に基づいてＤＰＤ演算回路１６が４
系統の位相差法によるトラッキングエラー信号を作成す
るように構成されている。

【００５０】この第２実施形態によれば、各中央分割領
域Ｅａの光電変換信号を利用しない。各中央分割領域Ｅ
ａには各受光領域１０〜１３の分割方向＋Ｒα，−Ｒα
とスポット光２３の分割方向Ｒとが異なることにより他
領域のクロストーク成分が混入するが各中央分割領域Ｅ
ａの光電変換信号を利用しないため、クロストーク成分
による誤差がないトラッキングエラー信号を作成するこ
とができる。

【００５１】次に、本発明の第３実施形態を説明する。
この第３実施形態は、前記第１実施形態と比較してエラ
ー検出手段１５のトラッキングエラー検出の構成のみが
相違し、他の構成は同一なので重複説明を回避するた
め、その説明を省略しトラッキングエラー検出の構成の
みを説明する。

【００５２】即ち、図１０に示すように、第１受光領域
１０のインナー側（インナー側とは、受光素子基板２上
のラジアル方向Ｒを示す線に近い側を、アウター側とは
遠い側をいうものとする。以下同じ。）の端部分割領域
Ｅｂからの光電変換信号と、第２受光領域１１のインナ
ー側の端部分割領域Ｅｂ及び中央分割領域Ｅａからの光
電変換信号とを加算して出力IV信号を得る。第１受光領
域１０のアウター側の端部分割領域Ｅｃ及び中央分割領
域Ｅａからの光電変換信号と、第２受光領域１１のアウ
ター側の端部分割領域Ｅｃからの光電変換信号とを加算
して出力II信号を得る。

【００５３】又、第３受光領域１２のインナー側の端部
分割領域Ｅｂからの光電変換信号と、第４受光領域１３
のインナー側の端部分割領域Ｅｂ及び中央分割領域Ｅａ
からの光電変換信号とを加算して出力Ｉ信号を得る。第
３受光領域１２のアウター側の端部分割領域Ｅｃ及び中
央分割領域Ｅａからの光電変換信号と、第４受光領域１
３のアウター側の端部分割領域Ｅｃからの光電変換信号
とを加算して出力III信号を得る。そして、この出力Ｉ
〜IV信号に基づいてＤＰＤ演算回路１６が４系統の位相
差法によるトラッキングエラー信号を作成するよう構成
されている。

【００５４】この第３実施形態によれば、各中央分割領
域Ｅａの光電変換信号が各出力Ｉ〜IV信号に加算されて
いるため、第２実施形態に比べて出力レベルの向上が図
られる。

【００５５】次に、本発明の第４実施形態を説明する。
この第４実施形態は、前記第１実施形態と比較してエラ
ー検出手段１５のトラッキングエラー検出の構成のみが
相違し、他の構成は同一なので重複説明を回避するた
め、その説明を省略しトラッキングエラー検出の構成の
みを説明する。

【００５６】即ち、図１１に示すように、第１受光領域
１０のインナー側の端部分割領域Ｅｂからの光電変換信
号と、第２受光領域１１のインナー側の端部分割領域Ｅ
ｂからの光電変換信号とを加算して出力IV信号を得る。
第１受光領域１０のアウター側の端部分割領域Ｅｃから
の光電変換信号と、第２受光領域１１のアウター側の端
部分割領域Ｅｃからの光電変換信号とを加算して出力II
信号を得る。

【００５７】又、第３受光領域１２のインナー側の端部
分割領域Ｅｂからの光電変換信号と、第４受光領域１３
のインナー側の端部分割領域Ｅｂからの光電変換信号と
を加算して出力Ｉ信号を得る。第３受光領域１２のアウ
ター側の端部分割領域Ｅｃからの光電変換信号と、第４
受光領域１３のアウター側の端部分割領域Ｅｃからの光
電変換信号とを加算して出力III信号を得る。

【００５８】更に、第１受光領域１０の中央分割領域Ｅ
ａからの光電変換信号と第２受光領域１１の中央分割領
域Ｅａからの光電変換信号とを加算して出力ＲＦ１信号
を、第３受光領域１２の中央分割領域Ｅａからの光電変
換信号と第４受光領域１３の中央分割領域Ｅａからの光
電変換信号とを加算して出力ＲＦ２信号をそれぞれ得
る。そして、この出力Ｉ〜IV信号、及び、出力ＲＦ１信
号と出力ＲＦ２信号に基づいてＤＰＤ演算回路１６が６
系統の位相差法によるトラッキングエラー信号を作成す
るように構成されている。

【００５９】この第４実施形態によれば、出力Ｉ〜IV信
号には各中央分割領域Ｅａの光電変換信号が含まれてい
ない。各中央分割領域Ｅａには各受光領域１０〜１３の
分割方向＋Ｒα，−Ｒαとスポット光２３の分割方向Ｒ
とが異なることにより他領域のクロストーク成分が混入
するが各中央分割領域Ｅａの光電変換信号を利用しない
ため、クロストーク成分による誤差がないトラッキング
エラー信号を作成することができる。又、遅延回路等を
併用することにより、いわゆる２素子位相差法では回避
困難な、対物レンズ移動に伴うトラッキングエラー信号
へのオフセット発生を、良好に回避可能である。

【００６０】尚、前記各実施形態によれば、ホログラム
素子８を４領域に分割して構成したが、対角に配置され
る領域についてそれぞれの反射光量が得られれば５領域
以上に分割しても良い。

【００６１】尚、前記各実施形態によれば、受光素子基
板２とレーザ光源３とが同一の配線基板１に一体に固定
され、さらにホログラム素子８で封止され、一体の光デ
バイス１９として構成されているが、これらの部品を別
体に構成しても良い。

【００６２】尚、前記各実施形態によれば、レーザ光源
３は、受光素子基板２にサブマウント部材５を介して固
定して、光軸Ｃ上にレーザ光源３の発光点の共役点（収
束点Ｏ）が位置するように構成したが、レーザ光源３は
上記光デバイス１９と別体に構成しても良い。つまり、
光軸Ｃ上にレーザ光源３の発光点若しくはその共役点が
位置しない位置に配置しても良い。但し、上記各実施形
態のようにレーザ光源３を受光素子基板２に固定した方
が、より光学系の集積化に寄与する。

【００６３】尚、前記各実施形態によれば、レーザ光源
３は、サブマウント部材５を介して受光素子基板２上に
固定したが、レーザ光源３の発光点の共役点を受光素子
基板２の受光面２ａの近傍に位置できれば、レーザ光源
３を受光素子基板２に直接固定しても良い。このように
構成すれば、さらなる部品点数の削減になると共に薄型
化が可能になる。

【００６４】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１の発明に
よれば、光を情報記録媒体に照射し、この情報記録媒体
からの反射光を用いて情報を読み取る光ピックアップに
おいて、前記反射光の光路上に配置され、前記反射光の
ほぼ光軸を通り前記情報記録媒体のトラックにほぼ平行
な方向とこれのほぼ直交方向との２直線で少なくとも４
領域に分割され、この４領域のそれぞれ対角に配置され
る領域同士を、同一のホログラム曲線群の二部分を組合
せた第１ホログラム対領域と、これと異なり、かつ同一
のホログラム曲線群の二部分を組合せた第２ホログラム
対領域として構成し、この第１ホログラム対領域と第２
ホログラム対領域とが前記反射光の各回折光を互いに異
なる方向に回折させ、且つ、各回折光に対してそれぞれ
収束、若しくは発散のレンズ作用を付加するように構成
されたホログラム素子と、このホログラム素子の前記第
１ホログラム対領域からの±１次回折光をそれぞれ受光
する第１及び第２受光領域と、前記第２ホログラム対領
域からの±１次回折光をそれぞれ受光する第３及び第４
受光領域とを同一平面に有する受光素子基板とを備えた
ので、ホログラム素子の前記第１ホログラム対領域から
の±１次回折光は、情報記録媒体に照射されたスポット
光を４分割すると、対角方向に配置された一方の対領域
の成分を有し、ホログラム素子の前記第２ホログラム対
領域からの±１次回折光は、情報記録媒体に照射された
スポット光を４分割すると、対角方向に配置された他方
の対領域の成分を有し、この４つの±１次回折光が受光
素子基板の各受光領域にそれぞれ照射されるため、各受
光領域で±１次回折光を中心で分割する必要がなく位相
差法によるトラッキングエラー信号やスポットサイズ法
によるフォーカスエラー信号を得るには各受光領域を３
分割すれば足り、各受光領域のサイズを小さく設定で
き、この結果、電気系の周波数特性を向上させることが
でき、又、２層ディスクの再生も良好に行われる。

【００６５】請求項２の発明によれば、前記請求項１に
記載の光ピックアップにおいて、前記受光素子基板は、
前記第１〜第４受光領域の各中心と前記情報記録媒体か
らの反射光の収束点とが前記ホログラム素子の中心から
全て光学的に略等距離になる位置に配置されると共に、
前記光軸を挾んで対向配置される前記第１受光領域と第
２受光領域、及び、第３受光領域と第４受光領域がそれ
ぞれの中心を結ぶ方向を境界方向とし、この境界方向に
沿って中央分割領域とこれの両外側の端部分割領域とに
それぞれ３分割されたので、各受光領域にはスポット光
の対角成分が照射されるため、位相差法によるトラッキ
ングエラー信号やスポットサイズ法によるフォーカスエ
ラー信号を得ることができ、且つ、各受光領域の分割数
が３つであるため、各受光領域のサイズを小さく設定で
き、この結果、電気系の周波数特性を向上させることが
でき、又、２層ディスクの再生も良好に行われる。

【００６６】請求項３の発明によれば、請求項２の光ピ
ックアップを有する光ディスク装置にあって、受光素子
基板の前記第１〜第４受光領域の前記中央分割領域から
の光電変換信号と両外側の端部受光領域からの光電変換
信号の加算値との差レベルを取り、これに基づいていわ
ゆるスポットサイズ法のフォーカスエラー信号を得ると
共に、前記第１受光領域と前記第２受光領域からの全て
の光電変換信号を加算し、及び、前記第３受光領域と前
記第４受光領域からの全ての光電変換信号を加算し、こ
れら２系統の出力からいわゆる２素子位相差法のトラッ
キングエラー信号を同時に得るエラー信号検出手段を備
えたので、いわゆるスポットサイズ法のフォーカスエラ
ー検出といわゆる２素子位相差法のトラッキングエラー
検出とを行うことができる。又、トラッキングエラー信
号が２系統のみで足るため、先行技術と比較して出力ピ
ン数の削減となり、例えば配線基板ひいては光ピックア
ップや光デバイスの小型化に寄与する。

【００６７】請求項４の発明によれば、請求項２の光ピ
ックアップを有する光ディスク装置にあって、受光素子
基板の前記第１〜第４受光領域の前記中央分割領域から
の光電変換信号と両外側の端部受光領域からの光電変換
信号の加算値との差レベルを取り、これに基づいていわ
ゆるスポットサイズ法のフォーカスエラー信号を得ると
共に、前記第１受光領域と前記第２受光領域との対応す
る端部分割領域からの光電変換信号をそれぞれ加算して
２系統の出力を得、前記第３受光領域と前記第４受光領
域との対応する端部分割領域からの光電変換信号をそれ
ぞれ加算して２系統の出力を得て、これら４系統の出力
からいわゆる４素子位相差法のトラッキングエラー信号
を同時に得るエラー信号検出手段とを備えたので、いわ
ゆるスポットサイズ法のフォーカスエラー検出といわゆ
る４素子位相差法のトラッキングエラー検出とを行うこ
とができる。又、請求項５の発明に比べて、各中央分割
領域の光電変換信号を利用しないため、クロストーク成
分による誤差がないトラッキングエラー信号を作成する
ことができる。

【００６８】請求項５の発明によれば、請求項２の光ピ
ックアップを有する光ディスク装置にあって、受光素子
基板の前記第１〜第４受光領域の前記中央分割領域から
の光電変換信号と両外側の端部受光領域からの光電変換
信号の加算値との差レベルを取り、これに基づいていわ
ゆるスポットサイズ法のフォーカスエラー信号を得ると
共に、前記第１受光領域と前記第２受光領域との対応す
る端部分割領域からの光電変換信号をそれぞれ加算し、
且つ、この各加算値に前記第１受光領域と前記第２受光
領域との各中央分割領域からの光電変換信号をさらに加
算して２系統の出力を得、前記第３受光領域と前記第４
受光領域との対応する端部分割領域からの光電変換信号
をそれぞれ加算し、且つ、この各加算値に前記第３受光
領域と前記第４受光領域との中央分割領域からの各光電
変換信号をさらに加算して２系統の出力を得て、これら
４系統の出力からいわゆる４素子位相差法のトラッキン
グエラー信号を同時に得るエラー信号検出手段とを備え
たので、いわゆるスポットサイズ法のフォーカスエラー
検出といわゆる４素子位相差法のトラッキングエラー検
出とを行うことができる。又、請求項４の発明に比べ
て、各中央分割領域の光電変換信号が各出力信号に加算
されているため、出力レベルの向上が図られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態に係る光ディスク装置の
光ピックアップの概略斜視図である。

【図２】本発明の第１実施形態に係る光ディスク装置の
光ピックアップの要部斜視図である。

【図３】（ａ）は本発明の第１実施形態に係る光ディス
クから反射された光束の光ディスクとホログラムとの間
における断面の４領域を示す図、（ｂ）はホログラム素
子の平面図である。

【図４】本発明の第１実施形態に係る受光素子基板の平
面図である。

【図５】本発明の第１実施形態に係る４つの受光領域と
照射されるスポット光の領域を示す要部平面図である。

【図６】（ａ）は本発明の第１実施形態に係る受光領域
の構成を示す図、（ｂ）は先行技術の受光領域の構成を
示す図である。

【図７】本発明の第１実施形態に係るフォーカスエラー
信号の検出を説明する図である。

【図８】本発明の第１実施形態に係るトラッキングエラ
ー信号の検出を説明する図である。

【図９】本発明の第２実施形態に係るトラッキングエラ
ー信号の検出を説明する図である。

【図１０】本発明の第３実施形態に係るトラッキングエ
ラー信号の検出を説明する図である。

【図１１】本発明の第４実施形態に係るトラッキングエ
ラー信号の検出を説明する図である。

【図１２】先行技術に係わる光ピックアップの概略斜視
図である。

【図１３】先行技術に係わるホログラム素子の平面図で
ある。

【図１４】先行技術に係わる受光素子基板の平面図であ
る。

【図１５】先行技術に係わるスポット光の分割領域を示
す図である。

【図１６】先行技術に係わる各受光領域の照射状態を示
す図である。

【図１７】先行技術に係わるトラッキングエラー信号の
検出を説明する図である。

【図１８】先行技術に係わるフォーカスエラー信号の検
出を説明する図である。

【符号の説明】

２受光素子基板６光ディスク（情報記録媒体）８ホログラム素子９ａ第１ホログラム対領域９ｂ第２ホログラム対領域１０第１受光領域１１第２受光領域１２第３受光領域１３第４受光領域１４筐体１５エラー検出手段１９光デバイス２０反射光２１ａ，２１ｂ ±１次回折光２２ａ，２２ｂ ±１次回折光２３スポット光Ｃ光軸Ｔタンジェンシャル方向（トラックと平行な方向）Ｒラジアル方向（トラッキング方向の直交方向）＋Ｒα 境界方向 −Ｒα 境界方向Ｏ収束点Ｅａ中央分割領域Ｅｂ，Ｅｃ端部分割領域

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 2H049 CA01 CA05 CA08 CA15 CA17 CA20 5D118 AA14 BA01 BB08 BF02 CA24 CB03 CB05 CD02 CD03 CF04 CF06 DA20 DB02 DB04 DB07 DB18 DB27 5D119 AA11 BA01 BB13 CA15 DA05 EA02 EA03 JA15 JA24 KA04 KA08 KA18 KA27 KA43 LB06

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光を情報記録媒体に照射し、この情報記
録媒体からの反射光を用いて情報を読み取る光ピックア
ップにおいて、前記反射光の光路上に配置され、前記反射光のほぼ光軸
を通り前記情報記録媒体のトラックにほぼ平行な方向と
これのほぼ直交方向との２直線で少なくとも４領域に分
割され、この４領域のそれぞれ対角に配置される領域同
士を、同一のホログラム曲線群の二部分を組合せた第１
ホログラム対領域と、これと異なり、かつ同一のホログ
ラム曲線群の二部分を組合せた第２ホログラム対領域と
して構成し、この第１ホログラム対領域と第２ホログラ
ム対領域とが前記反射光の各回折光を互いに異なる方向
に回折させ、且つ、各回折光に対してそれぞれ収束、若
しくは発散のレンズ作用を付加するように構成されたホ
ログラム素子と、このホログラム素子の前記第１ホログラム対領域からの
±１次回折光をそれぞれ受光する第１及び第２受光領域
と、前記第２ホログラム対領域からの±１次回折光をそ
れぞれ受光する第３及び第４受光領域とを同一平面に有
する受光素子基板とを備えたことを特徴とする光ピック
アップ。
【請求項２】前記請求項１に記載の光ピックアップに
おいて、前記受光素子基板は、前記第１〜第４受光領域の各中心
と前記情報記録媒体からの反射光の収束点とが前記ホロ
グラム素子の中心から全て光学的に略等距離になる位置
に配置されると共に、前記光軸を挾んで対向配置される
前記第１受光領域と第２受光領域、及び、第３受光領域
と第４受光領域がそれぞれの中心を結ぶ方向を境界方向
とし、この境界方向に沿って中央分割領域とこれの両外
側の端部分割領域とにそれぞれ３分割されたことを特徴
とする光ピックアップ。
【請求項３】光を情報記録媒体に照射し、この情報記
録媒体からの反射光を用いて情報を読み取る光ディスク
装置において、前記反射光の光路上に配置され、前記反射光のほぼ光軸
を通り前記情報記録媒体のトラックにほぼ平行な方向と
これのほぼ直交方向との２直線で少なくとも４領域に分
割され、この４領域のそれぞれ対角に配置される領域同
士を、同一のホログラム曲線群の二部分を組合せた第１
ホログラム対領域と、これと異なり、かつ同一のホログ
ラム曲線群の二部分を組合せた第２ホログラム対領域と
して構成し、この第１ホログラム対領域と第２ホログラ
ム対領域とが前記反射光の各回折光を互いに異なる方向
に回折させ、且つ、各回折光に対してそれぞれ収束、若
しくは発散のレンズ作用を付加するように構成されたホ
ログラム素子と、このホログラム素子の前記第１ホログラム対領域からの
±１次回折光をそれぞれ受光する第１及び第２受光領域
と、前記第２ホログラム対領域からの±１次回折光をそ
れぞれ受光する第３及び第４受光領域とを同一平面に有
し、前記第１〜第４受光領域の各中心と前記情報記録媒
体からの反射光の収束点とが前記ホログラム素子の中心
から全て光学的に略等距離になる位置に配置されると共
に、前記光軸を挾んで対向配置される前記第１受光領域
と前記第２受光領域、及び、前記第３受光領域と前記第
４受光領域がそれぞれの中心を結ぶ方向を境界方向と
し、この境界方向に沿って中央分割領域とこれの両外側
の端部分割領域とにそれぞれ３分割された受光素子基板
と、この受光素子基板の前記第１〜第４受光領域の前記中央
分割領域からの光電変換信号と両外側の端部受光領域か
らの光電変換信号の加算値との差レベルを取り、これに
基づいていわゆるスポットサイズ法のフォーカスエラー
信号を得ると共に、前記第１受光領域と前記第２受光領
域からの全ての光電変換信号を加算し、及び、前記第３
受光領域と前記第４受光領域からの全ての光電変換信号
を加算し、これら２系統の出力からいわゆる２素子位相
差法のトラッキングエラー信号を同時に得るエラー信号
検出手段とを備えたことを特徴とする光ディスク装置。
【請求項４】光を情報記録媒体に照射し、この情報記
録媒体からの反射光を用いて情報を読み取る光ディスク
装置において、前記反射光の光路上に配置され、前記反射光のほぼ光軸
を通り前記情報記録媒体のトラックにほぼ平行な方向と
これのほぼ直交方向との２直線で少なくとも４領域に分
割され、この４領域のそれぞれ対角に配置される領域同
士を、同一のホログラム曲線群の二部分を組合せた第１
ホログラム対領域と、これと異なり、かつ同一のホログ
ラム曲線群の二部分を組合せた第２ホログラム対領域と
して構成し、この第１ホログラム対領域と第２ホログラ
ム対領域とが前記反射光の各回折光を互いに異なる方向
に回折させ、且つ、各回折光に対してそれぞれ収束、若
しくは発散のレンズ作用を付加するように構成されたホ
ログラム素子と、このホログラム素子の前記第１ホログラム対領域からの
±１次回折光をそれぞれ受光する第１及び第２受光領域
と、前記第２ホログラム対領域からの±１次回折光をそ
れぞれ受光する第３及び第４受光領域とを同一平面に有
し、前記第１〜第４受光領域の各中心と前記情報記録媒
体からの反射光の収束点とが前記ホログラム素子の中心
から全て光学的に略等距離になる位置に配置されると共
に、前記光軸を挾んで対向配置される前記第１受光領域
と前記第２受光領域、及び、前記第３受光領域と前記第
４受光領域がそれぞれの中心を結ぶ方向を境界方向と
し、この境界方向に沿って中央分割領域とこれの両外側
の端部分割領域とにそれぞれ３分割された受光素子基板
と、この受光素子基板の前記第１〜第４受光領域の前記中央
分割領域からの光電変換信号と両外側の端部受光領域か
らの光電変換信号の加算値との差レベルを取り、これに
基づいていわゆるスポットサイズ法のフォーカスエラー
信号を得ると共に、前記第１受光領域と前記第２受光領
域との対応する端部分割領域からの光電変換信号をそれ
ぞれ加算して２系統の出力を得、前記第３受光領域と前
記第４受光領域との対応する端部分割領域からの光電変
換信号をそれぞれ加算して２系統の出力を得て、これら
４系統の出力からいわゆる４素子位相差法のトラッキン
グエラー信号を同時に得るエラー信号検出手段とを備え
たことを特徴とする光ディスク装置。
【請求項５】光を情報記録媒体に照射し、この情報記
録媒体からの反射光を用いて情報を読み取る光ディスク
装置において、前記反射光の光路上に配置され、前記反射光のほぼ光軸
を通り前記情報記録媒体のトラックにほぼ平行な方向と
これのほぼ直交方向との２直線で少なくとも４領域に分
割され、この４領域のそれぞれ対角に配置される領域同
士を、同一のホログラム曲線群の二部分を組合せた第１
ホログラム対領域と、これと異なり、かつ同一のホログ
ラム曲線群の二部分を組合せた第２ホログラム対領域と
して構成し、この第１ホログラム対領域と第２ホログラ
ム対領域とが前記反射光の各回折光を互いに異なる方向
に回折させ、且つ、各回折光に対してそれぞれ収束、若
しくは発散のレンズ作用を付加するように構成されたホ
ログラム素子と、このホログラム素子の前記第１ホログラム対領域からの
±１次回折光をそれぞれ受光する第１及び第２受光領域
と、前記第２ホログラム対領域からの±１次回折光をそ
れぞれ受光する第３及び第４受光領域とを同一平面に有
し、前記第１〜第４受光領域の各中心と前記情報記録媒
体からの反射光の収束点とが前記ホログラム素子の中心
から全て光学的に略等距離になる位置に配置されると共
に、前記光軸を挾んで対向配置される前記第１受光領域
と前記第２受光領域、及び、前記第３受光領域と前記第
４受光領域がそれぞれの中心を結ぶ方向を境界方向と
し、この境界方向に沿って中央分割領域とこれの両外側
の端部分割領域とにそれぞれ３分割された受光素子基板
と、この受光素子基板の前記第１〜第４受光領域の前記中央
分割領域からの光電変換信号と両外側の端部受光領域か
らの光電変換信号の加算値との差レベルを取り、これに
基づいていわゆるスポットサイズ法のフォーカスエラー
信号を得ると共に、前記第１受光領域と前記第２受光領
域との対応する端部分割領域からの光電変換信号をそれ
ぞれ加算し、且つ、この各加算値に前記第１受光領域と
前記第２受光領域との各中央分割領域からの光電変換信
号をさらに加算して２系統の出力を得、前記第３受光領
域と前記第４受光領域との対応する端部分割領域からの
光電変換信号をそれぞれ加算し、且つ、この各加算値に
前記第３受光領域と前記第４受光領域との中央分割領域
からの各光電変換信号をさらに加算して２系統の出力を
得て、これら４系統の出力からいわゆる４素子位相差法
のトラッキングエラー信号を同時に得るエラー信号検出
手段とを備えたことを特徴とする光ディスク装置。