JP2001216662A - ピックアップ装置及び情報記録再生装置 - Google Patents

ピックアップ装置及び情報記録再生装置

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JP2001216662A
JP2001216662A JP2000024126A JP2000024126A JP2001216662A JP 2001216662 A JP2001216662 A JP 2001216662A JP 2000024126 A JP2000024126 A JP 2000024126A JP 2000024126 A JP2000024126 A JP 2000024126A JP 2001216662 A JP2001216662 A JP 2001216662A
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light
pickup device
information recording
objective lens
spherical aberration
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Ikuya Kikuchi
育也 菊池
Takanori Maeda
孝則 前田
Mitsuru Sato
充 佐藤
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Pioneer Electronic Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 高密度化が可能なピックアップ装置と情報記
録再生装置を提供する。 【解決手段】 ピックアップ装置ＰＵの光源９と対物レ
ンズ１４間の光路中に、光源９から射出されるレーザ光
Ｈ１の内周部分と外周部分の光に位相差を与える位相子
１２を設け、位相差が与えられた光を対物レンズ１４で
収束し光ビームにして光ディスクＤＳＣに照射する。こ
の光ビームが光ディスクＤＳＣで回折されることで生じ
る戻り光の内周部分と外周部分の光は、上記回折によっ
て生じる±１次回折光との干渉が抑制される。このた
め、干渉によって戻り光の強度が減衰したり増加する等
の強度変化が抑えられ、戻り光に基づいて光ディスクＤ
ＳＣの厚み誤差等を示す球面収差エラーと線形性の良い
フォーカスエラーを高精度で検出することができる。こ
れにより、対物レンズ１４の開口数大きくすることが可
能となって高密度の情報記録と情報再生が可能となり、
更に互換性を有するピックアップ装置と情報記録再生装
置が実現される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、情報記録媒体への
情報記録又は情報記録媒体からの情報再生を行うための
ピックアップ装置と情報記録再生装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】光学的に情報記録又は情報再生が行われ
る情報記録媒体として、ＣＤ（Compact disk）、ＤＶＤ
（Digital Video Disk又はDigital Versatile Disk）等
の光ディスクが知られており、再生専用の光ディスク、
追記録が可能な追記型光ディスク、情報の消去及び再記
録が可能な書換え型光ディスク等、様々な光ディスクが
開発されている。また、高密度記録が可能な大容量の光
ディスクの開発が進められている。
【０００３】一方、こうした光ディスクへの情報記録と
情報再生を行うための光ピックアップ装置と情報記録再
生装置の研究開発も進められ、ピックアップ装置に備え
られている対物レンズの開口数（numerical aperture：
ＮＡ）を大きくすることによって、高密度化に対応する
ことが考えられている。
【０００４】ところが、光ディスクは記録面を覆う光透
過層を介して光ビームが照射される構造となっており、
この光透過層の厚みは光ディスク全面にわたって均一と
いうわけではない。このため、対物レンズの開口数ＮＡ
を大きくし、その結果、光ビームの入射角度範囲が大き
くなると、光透過層の厚み誤差による球面収差の影響を
大きく受けることになる。
【０００５】また、例えばＣＤとＤＶＤでは光透過層の
厚みが異なるため、この厚みの違いが上記厚み誤差と同
様の影響を及ぼすことになる。特に、対物レンズの開口
数ＮＡを大きくすると、互換性を有する光ピックアップ
装置の実現が困難になる。
【０００６】そこで、こうした問題を解決するため、光
ディスクの記録面より反射等されて来る戻り光から光透
過層の厚み誤差を光学的に検出し、その検出結果に基づ
いて球面収差を補償するピックアップ装置が提案されて
いる（特願平１０−３５６３９２号）。
【０００７】このピックアップ装置は、図１３に示す構
成を有しており、例えば情報再生の際に光源１からレー
ザ光を射出し、そのレーザ光をコリメータレンズ２とビ
ームスプリッタ３と１／４波長板４及び対物レンズ５に
通し、照射径の小さな光ビームにして光ディスク８の光
透過層側から記録面に照射するようになっている。
【０００８】更に、光ビームが記録面で反射等されるこ
とで生じる戻り光を、対物レンズ５と１／４波長板４と
ビームスプリッタ３及び集光レンズ６に通し、光検出器
７で検出するようになっている。つまり、図１４に拡大
して示すように、光ビームが対物レンズ５側から光ディ
スク８の記録面に照射されると、その光ビームは記録面
で反射及び回折され、その反射及び回折によって生じる
０次光ＲＭＢ(0)と回折光を上記戻り光として対物レン
ズ５に通し、光検出器７が上記戻り光の光強度を検出す
るようになっている。
【０００９】光検出器７は、戻り光（０次光ＲＭＢ(0)
と回折光）を、対物レンズ５の内周部分を通過する光
（以下、内周光という）ＲＭＢiと、対物レンズ５の外
周部分を通過する光（以下、外周光という）ＲＭＢoと
に分けてそれらの光強度を検出し、内周光ＲＭＢiの光
強度を示す検出信号ＦＥ１と、外周光ＲＭＢoの光強度
を示す検出信号ＦＥ２を出力する。
【００１０】そして、図１５に示すように、光検出器７
から出力される検出信号ＦＥ１をフォーカスエラーＦＥ
として、このフォーカスエラーＦＥが０になるようにキ
ャプチャレンジ内で対物レンズ５を合焦させ、更に、対
物レンズ５が合焦状態のときに得られる検出信号ＦＥ２
と検出信号ＦＥ１とを差動増幅器で比較することで光透
過層の厚み誤差ＳＰＨＥを検出すると共にこの厚み誤差
ＳＰＨＥを球面収差エラーとし、球面収差エラーＳＰＨ
Ｅが０になるようにコリメータレンズ２の光軸ＯＡ方向
における位置を微調整等することによって光透過層の厚
み誤差に起因して生じる球面収差の影響を補償すること
としている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来の
光ピックアップ装置では次のような課題があった。ま
ず、図１４に示したように光ディスク８の記録面に光ビ
ームを照射すると、対物レンズ５の開口数ＮＡと光ディ
スク８のトラックピッチＴＰ等の光学パラメータに応じ
て、例えば図１６、図１７、図１８に示すように、０次
光ＲＭＢ(0)と＋１次回折光ＲＳＢ(+1)と−１次回折光
ＲＳＢ(-1)が部分的に重なり合った状態の回折パターン
が生じる。そして、０次光ＲＭＢ(0)における重なり部
分Ｘ，Ｙの各光強度が光の干渉によって低下したり増加
するという現象を生じる。
【００１２】ここで、上記従来の光ピックアップ装置
は、内周光ＲＭＢiからフォーカスエラーＦＥを検出し
てフォーカスサーボを行うと共に、このフォーカスエラ
ーＦＥを基準として外周光ＲＭＢoから球面収差エラー
ＳＰＨＥを検出することによって球面収差の影響を補償
するので、線形性の良いフォーカスエラーＦＥと球面収
差エラーＳＰＨＥを高精度で検出することが必要であ
る。
【００１３】しかし、０次光ＲＭＢ(0)における重なり
部分Ｘ，Ｙの各光強度が回折光との干渉によって大きく
低下したり増加すると、０次光ＲＭＢ(0)の内周部分の
光ＲＭＢi(0)と外周部分の光ＲＭＢo(0)から線形性の良
いフォーカスエラーＦＥと球面収差エラーＳＰＨＥを検
出することができなくなり、精度の良いフォーカスサー
ボと球面収差補償が困難になるという問題を招来する。
【００１４】例えば、図１６に示すように、光ビームの
波長λに対して対物レンズ５の開口数ＮＡが相対的に小
さく且つその対物レンズ５が合焦状態にある場合、或い
は光ビームの波長λに対してトラックピッチＴＰが相対
的に狭い光ディスク（例えば、ＣＤなど）に光ビームを
照射した場合であって対物レンズ５が合焦状態にある場
合には、０次光ＲＭＢ(0)に対する＋１次回折光ＲＳＢ
(+1)と−１次回折光ＲＳＢ(-1)の各間隔Ｌ１が大きくな
るため、０次光ＲＭＢ(0)における重なり部分Ｘ，Ｙの
面積が相対的に小さくなる。
【００１５】更に、図１６の場合において、実際に情報
記録又は情報再生が行われる際に対物レンズ５がデフォ
ーカス状態になると、図１９に示すように、プラス側と
マイナス側の振幅がほぼ等しく、且つデフォーカス量に
応じてＳ字曲線状の線形性の良いフォーカスエラーＦＥ
が検出される。
【００１６】したがって、図１６の場合には、０次光Ｒ
ＭＢ(0)における重なり部分Ｘ，Ｙの面積が相対的に小
さいので、フォーカスエラーＦＥと球面収差エラーＳＰ
ＨＥの線形性は損なわれず、その結果、フォーカスサー
ボと球面収差補償の精度が低下するという問題は生じな
い。
【００１７】ところが、図１７に示すように、光ビーム
の波長λに対して対物レンズ５の開口数ＮＡが相対的に
大きく且つその対物レンズ５が合焦状態にある場合、或
いは光ビームの波長λに対してトラックピッチＴＰが相
対的に広い光ディスク（例えば、ランドグルーブ記録デ
ィスクなど）に光ビームを照射した場合であって対物レ
ンズ５が合焦状態にある場合には、０次光ＲＭＢ(0)に
対する＋１次回折光ＲＳＢ(+1)と−１次回折光ＲＳＢ(-
1)の各間隔Ｌ２が小さくなるため、０次光ＲＭＢ(0)に
おける重なり部分Ｘ，Ｙの面積が相対的に大きくなる。
このため、図１６に示した回折パターンに較べて、０次
光ＲＭＢ(0)における重なり部分Ｘ，Ｙの光強度が光の
干渉によって大きく低下したり増加することになり、フ
ォーカスエラーＦＥと球面収差エラーＳＰＨＥの検出精
度が低下するという問題を生じる。
【００１８】更に、図１８に示すように、光ビームの波
長λに対して対物レンズ５の開口数ＮＡが相対的に大き
い場合、或いは光ビームの波長λに対してトラックピッ
チＴＰが相対的に広い光ディスクに光ビームを照射した
場合であって、実際に情報記録又は情報再生が行われる
際に対物レンズ５がデフォーカス状態になると、０次光
ＲＭＢ(0)における重なり部分Ｘ，Ｙの光強度が光の干
渉によって大きく低下したり増加する。このため、例え
ば図２０に示すように、プラス側とマイナス側の振幅が
異なった、いわゆる歪んだＳ字曲線状のフォーカスエラ
ーＦＥが検出されることになる。
【００１９】したがって、図１７と図１８のように、対
物レンズ５の開口数ＮＡが相対的に大きい場合、或いは
光ディスクのトラックピッチＴＰが相対的に広い場合に
は、線形性の良いフォーカスエラーＦＥを検出すること
ができず、図２０に示したようにキャプチャレンジが狭
く且つ非対称となってしまうので、精度の良いフォーカ
スサーボが困難となり、ひいては精度の良い球面収差補
償を行うことが困難になるという問題があった。
【００２０】特に、図１８に示した内周光ＲＭＢiと±
１次回折光ＲＳＢ(+1)，ＲＳＢ(-1)との重なり部分Ｘ
Ｉ’，ＹＩ’で光強度が大きく低下することになると、
線形性の良いフォーカスエラーＦＥを検出することが極
めて困難になるため、フォーカスサーボが機能しなくな
ると共に、球面収差補償を行うことが困難になる。
【００２１】このように、高密度の光ディスクに対応す
べく対物レンズ５の開口数ＮＡを大きくすると、０次光
ＲＭＢ(0)に対する＋１次回折光ＲＳＢ(+1)と−１次回
折光ＲＳＢ(-1)の重なり部分Ｘ，Ｙの面積が大きくな
り、そのため、精度の良いフォーカスエラーＦＥと球面
収差エラーＳＰＨＥを検出するできなくなることから、
高密度化が困難になるという問題を生じる。
【００２２】また、対物レンズ５の開口数ＮＡの大小や
光ディスク８のトラックピッチＴＰの広狭を問わず、回
折によって０次光ＲＭＢ(0)と＋１次回折光ＲＳＢ(+1)
と−１次回折光ＲＳＢ(-1)の重なり部分Ｘ，Ｙは発生す
るので、これらの重なり部分Ｘ，Ｙにおける光強度の低
下や増加を抑制することが、高密度化や互換性を有する
ピックアップ装置を実現する上で重要な課題となってい
た。
【００２３】本発明は上記従来の課題を克服するために
なされたものであり、線形性の良いフォーカスエラーと
球面収差エラーを高精度で検出し、精度の良いフォーカ
スサーボと球面収差補償を行うことが可能なピックアッ
プ装置と情報記録再生装置を提供することを目的とす
る。
【００２４】また、対物レンズの開口数を大きくするこ
とが可能なピックアップ装置と情報記録再生装置を提供
することを目的とする。
【００２５】また、対物レンズの開口数を大きくして
も、記録密度の異なる情報記録媒体を利用可能な互換性
を有するピックアップ装置と情報記録再生装置を提供す
ることを目的とする。
【００２６】
【課題を解決するための手段】請求項１に係る本発明の
ピックアップ装置は、光源と、上記光源から射出される
光の内周部分と外周部分の光に位相差を与える位相子
と、上記位相子により位相差が与えられた光を収束し光
ビームにして情報記録媒体に照射する対物レンズと、上
記光ビームが上記情報記録媒体に照射されることで生じ
る戻り光の内周部分と外周部分の光の強度をそれぞれ検
出することにより上記情報記録媒体のエラー情報を検出
する検出手段とを具備する。
【００２７】請求項２に係る本発明のピックアップ装置
は、請求項１のピックアップ装置の発明において更に、
上記位相子は、上記位相差を５λ／１２ないし７λ／１
２の範囲内の値に設定することを特徴とする。
【００２８】請求項３に係る本発明のピックアップ装置
は、請求項１又は２のピックアップ装置の発明において
更に、上記位相差を変化させる可変位相子であることを
特徴とする。
【００２９】請求項４に係る本発明のピックアップ装置
は、請求項１ないし３のいずれか１項のピックアップ装
置の発明において更に、上記位相子は、上記光源から射
出される光の内周部分と外周部分の光の位相を印加電圧
に応じて設定する液晶素子であることを特徴とする。
【００３０】請求項５に係る本発明のピックアップ装置
は、請求項１ないし４のいずれか１項のピックアップ装
置において更に、上記光源から射出される光と上記情報
記録媒体からの戻り光を分離して上記戻り光を上記検出
器に供給する光学素子が、上記光源と上記対物レンズの
間の光路中の任意の位置に設けられることを特徴とす
る。
【００３１】これら請求項１〜５の各発明のピックアッ
プ装置によれば、光源から射出する光の内周部分と外周
部分に位相差を与え、その位相差が与えられた光が対物
レンズで収束され光ビームとなって情報記録媒体に照射
される。この位相差が与えられた光ビームが情報記録媒
体に照射されると、情報記録媒体によって光ビームが回
折され、０次光と±１次回折光が部分的に重なった状態
の回折パターンが発生して、この０次光が戻り光とな
る。更に、戻り光の内周部分と外周部分の光の偏光方向
が上記位相差に応じて異なるようになり、更に、戻り光
の内周部分と少なくとも±１次回折光の外周部分の光の
偏光方向も、上記位相差に応じて異なるようになる。
【００３２】これにより、開口数の大きな対物レンズを
設け又は高密度の情報記録媒体に光ビームを照射し、０
次光と±１次回折光の重なり部分の面積が大きくなるよ
うな場合でも、その０次光と±１次回折光の重なり部分
での光の干渉が大幅に抑制される。このため、干渉によ
って戻り光の強度が低下したり増加する等の強度変化が
抑えられる。上記強度変化が抑えられた戻り光の内周部
分と外周部分の各光の強度を検出手段が検出すること
で、線形性の良いフォーカスエラーや情報記録媒体の厚
み誤差を示す球面収差エラー等のエラー情報が高精度で
検出される。そして、検出されたエラー情報に基づいて
フォーカスサーボや球面収差補償を行うと、高密度の情
報記録媒体への情報記録と高密度の情報記録媒体からの
情報再生を行うことが可能となる。つまり、開口数の大
きな対物レンズを用いて高密度化に対応し得るピックア
ップ装置と情報記録再生装置を実現できる。また、開口
数の大きな対物レンズを用いても、種類の異なる情報記
録媒体毎に精度の良いフォーカスサーボや球面収差補償
が可能となり、互換性を有するピックアップ装置と情報
記録再生装置を実現できる。
【００３３】請求項６に係る本発明のピックアップ装置
は、請求項１ないし５のいずれか１項のピックアップ装
置において更に、上記検出手段で検出される上記エラー
情報に基づいて、上記対物レンズを合焦点に位置させる
駆動手段を備える。
【００３４】かかる構成のピックアップ装置によれば、
検出手段で検出されるエラー情報に基づいて対物レンズ
を合焦点に位置させるようにフォーカスサーボが行われ
る。これにより、高密度化に対応し得るピックアップ装
置と情報記録再生装置、互換性を有するピックアップ装
置と情報記録再生装置を実現することができる。
【００３５】請求項７に係る本発明のピックアップ装置
は、請求項１ないし６のいずれか１項のピックアップ装
置において更に、上記光源と上記対物レンズの間の光路
中の任意の位置に、上記情報記録媒体の厚み誤差に起因
する上記光ビームへの球面収差の影響を抑制するよう
に、上記検出手段で検出される上記エラー情報に基づい
て、上記光源から射出される光を球面収差補償する球面
収差補償素子が備えられたことを特徴とする。
【００３６】かかる構成のピックアップ装置によれば、
検出手段で検出されるエラー情報に基づいて、球面収差
補償素子が上記光源から射出される光を球面収差補償す
る。これにより、情報記録媒体に照射される光ビーム
は、情報記録媒体の厚み誤差に起因する球面収差の影響
を受けない光となって情報記録媒体に照射される。この
ため、高密度の情報記憶媒体への情報記録又は情報再生
が可能なピックアップ装置と情報記録再生装置、互換性
を有するピックアップ装置と情報記録再生装置を実現す
ることができる。
【００３７】請求項８に係る本発明の情報記録再生装置
は、請求項１ないし７のいずれか１項に記載のピックア
ップ装置を備える情報記録再生装置であって、上記光ビ
ームを上記情報記録媒体に照射させることで情報記録又
は情報再生を行うことを特徴とする。かかる構成の情報
記録再生装置によると、開口数の大きな対物レンズを備
えた上記ピックアップ装置を備えることにより、高密度
の情報記録媒体への情報記録と情報再生が可能となる。
また、互換性を有する情報記録再生装置を実現できる。
【００３８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。図１は、本実施形態の情報記録再
生装置に備えられたピックアップ装置の構成を示す構成
図である。
【００３９】同図において、本ピックアップ装置ＰＵ
は、所定波長λの直線偏光のレーザ光Ｈ１を射出する光
源９と、コリメータレンズ１０、偏光ビームスプリッタ
１１、位相子１２、球面収差補償レンズ１３、対物レン
ズ１４、集光レンズ１５、ホログラム素子１６、光検出
器１７を備えて構成され、これらの構成要素９〜１７
は、光軸ＯＡに沿って配置されている。
【００４０】また、情報記録再生装置内には、マイクロ
プロセッサ（ＭＰＵ）やデジタルシグナルプロセッサ
（Digital Signal Processor：ＤＳＰ）を備えて形成さ
れた制御部１８と駆動回路１９，２０，２１が設けられ
ている。
【００４１】ここで、偏光ビームスプリッタ１１は、コ
リメータレンズ１０を介して入射する直線偏光のレーザ
光を位相子１２側へ透過し、位相子１２側から入射する
光（上記レーザ光に対して偏光方向が９０°異なる光）
を集光レンズ１５側へ反射する。つまり、偏光ビームス
プリッタ１１は、レーザ光と後述の戻り光を分離して、
戻り光を集光レンズ側へ供給する光学素子で形成されて
いる。
【００４２】位相子１２は、電界によって電気光学効果
（electro-optic effect）が変化する電気光学素子で形
成されている。より具体的には、駆動回路２１を介して
供給される制御信号ＳＰの電圧に応じて、光の偏光に対
する位相特性が変化する液晶素子で形成されている。
【００４３】つまり、図２に模式的に示すように、位相
子１２は、球面収差補償レンズ１３と対物レンズ１４の
有効光路範囲に合わせて円形状に形成された互いに対向
する電極部Ａ，Ｂと、電極部Ａ，Ｂ間に充填された液晶
Ｃを備えて構成されている。電極部Ａは、図示しない透
明な絶縁基板に、互いに電気的に絶縁された同心円状の
透明電極（ＩＴＯ）層ＡＩ，ＡＯが形成された構造を有
し、電極部Ｂは、図示しない透明な絶縁基板に、互いに
電気的に絶縁された同心円状の透明電極層ＢＩ，ＢＯが
形成された構造を有している。
【００４４】そして、正対関係にある円形状の透明電極
層ＡＩ，ＢＩ間に、制御信号ＳＰによって制御電圧ＶＩ
が印加されると、その制御電圧ＶＩによって生じる電界
に応じて、透明電極層ＡＩ，ＢＩ間に挟まれた液晶ＣＩ
の配向状態が変化し、液晶ＣＩ中を通過する光に対して
その配向状態変化に応じた位相δiを与えて射出する。
また、正対関係にある円環状の透明電極層ＡＯ，ＢＯ間
に、制御信号ＳＰによって制御電圧ＶＯが印加される
と、その制御電圧ＶＯによって生じる電界に応じて、透
明電極層ＡＯ，ＢＯ間に挟まれた液晶ＣＯの配向状態が
変化し、液晶ＣＯ中を通過する光に対してその配向状態
変化に応じた位相δoを与えて射出する。
【００４５】このように、位相子１２は、制御電圧Ｖ
Ｉ，ＶＯがそれぞれ独立に印加されることで、液晶ＣＩ
中を通過する光の位相δiと液晶ＣＯを通過する光の位
相δoとの位相差Δ（＝｜δi−δo｜）を調節できるよ
うになっている。
【００４６】また、この位相子１２を光軸ＯＡ側から見
ると、図３の平面図に示すように、光軸ＯＡを中心とす
る同心円状の位相領域ＡＲＩ，ＡＲＯに区画されてい
る。内周部分である円形状の第１位相領域ＡＲＩは、透
明電極層ＡＩ，ＢＩとそれらに挟まれた液晶ＣＩによっ
て構成された液晶素子によって実現され、外周部分であ
る円環状の第２位相領域ＡＲＯは、透明電極層ＡＯ，Ｂ
Ｏとそれらに挟まれた液晶ＣＯによって構成された液晶
素子によって実現されている。
【００４７】そして、本実施形態の位相子１２は、第１
位相領域ＡＲＩを通過する光の偏光に対して、δi＝λ
／４＋ｎ1×λ／２の位相変化を与え、第２位相領域Ａ
ＲＯを通過する光の偏光に対して、δo＝λ／４＋（ｎ2
＋１）×λ／２の位相変化を与えることで、第１位相領
域ＡＲＩを通過する光と第２位相領域ＡＲＯを通過する
光の偏光方向の位相差Δが（２ｍ＋１）×λ／２となる
ように制御する。ここで、係数ｎ1，ｎ2，ｍは任意の整
数である。
【００４８】尚、詳細については後述の動作説明におい
て述べるが、対物レンズ１４によって収束される光ビー
ムが光ディスクＤＳＣの記録面で回折されことによって
生じる０次光ＲＭＢ(0)の内周光ＲＭＢi(0)が第１位相
領域ＡＲＩを透過し、０次光ＲＭＢ(0)の外周光ＲＭＢo
(0)が第２位相領域ＡＲＯを透過するように構成されて
いる。また、第１位相領域ＡＲＩの直径ｒiは、内周光
ＲＭＢi(0)から後述のフォーカスエラーを検出するのに
適した大きさに予め設定され、第２位相領域ＡＲＯの直
径ｒoは、外周光ＲＭＢo(0)から光ディスクＤＳＣの光
透過層の厚み誤差を検出するのに適した大きさに予め設
定されている。
【００４９】ホログラム素子１６は、図４の平面図に示
すように、集光レンズ１５からの光を透過する円形状に
形成されており、光軸ＯＡを中心とする直径ｒi’で形
成された第１回折領域ＧＲＩと、外側の直径ｒo’で形
成された円環状の第２回折領域ＧＲＯによって構成され
ている。また、第１回折領域ＧＲＩと第２回折領域ＧＲ
Ｏは、それぞれ光に対する回折角度と焦点距離が異なる
縞状のホログラムパターンで形成されている。
【００５０】これにより、図５に示すように、位相子１
２の第１位相領域ＡＲＩと集光レンズ５の内周部分を透
過してくる内周光ＲＭＢi(0)を第１回折領域ＧＲＩで回
折すし、その回折によって生じる光スポットＰＩ，Ｐ
Ｉ’を光検出器１７に形成されている受光領域２２，２
３で受光させると共に、位相子１２の第２位相領域ＡＲ
Ｏと集光レンズ５の外周部分を透過してくる外周光ＲＭ
Ｂo(0)を第２回折領域ＧＲＯで回折し、その回折によっ
て生じる光スポットＰＯ，ＰＯ’を光検出器１７に形成
されている受光領域２４，２５で受光させるようになっ
ている。
【００５１】光検出器１７の上記受光領域２２〜２５
は、図６のブロック図に示すように、それぞれ３分割さ
れた受光部を有して構成されている。つまり、受光領域
２２は受光部ｄ，ｅ，ｆによって光スポットＰＩを分割
受光し、受光領域２３は受光部ｄ’，ｅ’，ｆ’によっ
て光スポットＰＩ’を分割受光し、受光領域２４は受光
部ａ，ｂ，ｃによって光スポットＰＯを分割受光し、受
光領域２５は受光部ａ’，ｂ’，ｃ’によって光スポッ
トＰＯ’を分割受光する。
【００５２】更に、光検出器１７の各受光領域２２，２
３，２４，２５は、光ディスクＤＳＣの光透過層に厚み
誤差が無く且つその光ディスクＤＳＣの記録面に光ビー
ムが合焦状態で照射された場合に、共に等しい外径の光
スポットＰＩ，ＰＩ’，ＰＯ，ＰＯ’が入射するよう
に、予め位置決めされている。
【００５３】制御部１８は、図６に示すように、差動増
幅器２６，２７と、フォーカスサーボ回路２８、収差補
償制御回路２９、位相子制御回路３０を備えて構成され
ている。
【００５４】ここで、位相子制御回路３０は、上記の制
御信号ＳＰを駆動回路２１を介して位相子１２に供給す
ることで、位相子１２の上記位相特性を調節する。
【００５５】差動増幅器２６は、光検出器１７の受光領
域２４，２５の各受光部ａ〜ｃ，ａ’〜ｃ’から出力さ
れる光スポットＰＯ，ＰＯ’の光電変換信号Ｓａ，Ｓ
ｂ，Ｓｃ，Ｓａ’，Ｓｂ’，Ｓｃ’を入力し、次式
（１）の演算を行うことで、光ディスクＤＳＣの光透過
層の厚み誤差を示す信号（以下、球面収差エラー信号と
いう）ＳＰＨＥを生成する。
【００５６】 ＳＰＨＥ＝｛Ｓａ−（Ｓｂ＋Ｓｃ）｝−｛Ｓａ’−（Ｓｂ’＋Ｓｃ’）｝ …(1) 差動増幅器２７は、光検出器１７の受光領域２２，２３
から出力される光電変換信号Ｓｄ，Ｓｅ，Ｓｆ，Ｓ
ｄ’，Ｓｅ’，Ｓｆ’に基づいて次式（２）の演算を行
うことで、対物レンズ１４のデフォーカス量を示すフォ
ーカスエラー信号ＦＥを生成する。
【００５７】 ＦＥ＝｛Ｓｄ−（Ｓｅ＋Ｓｆ）｝−｛Ｓｄ’−（Ｓｅ’＋Ｓｆ’）｝ …(2) つまり、上記したように光検出器１７の各受光領域２
２，２３，２４，２５は、光ディスクＤＳＣに厚み誤差
が無く且つその光ディスクＤＳＣの記録面に光ビームが
合焦状態で照射された場合に、光スポットＰＩ，ＰＩ’
及びＰＯ，ＰＯ’が入射するように予め位置決めされて
いるため、光ディスクＤＳＣの光透過層に厚み誤差が存
在した場合には、上記式（１）の演算によってその厚み
誤差を示す球面収差エラー信号ＳＰＨＥが生成され、ま
た、光ディスクＤＳＣの記録面に照射される光ビームが
デフォーカス状態になった場合には、上記式（２）の演
算によってそのデフォーカス量を示すフォーカスエラー
信号ＦＥが生成される。
【００５８】フォーカスサーボ回路２８は、差動増幅器
２７で生成されたフォーカスエラー信号ＦＥに基づいて
フォーカスサーボ信号ＦＥ’を生成し、このフォーカス
サーボ信号ＦＥ’を図１中の駆動回路１９を介してフォ
ーカスアクチュエータ（図示省略）に供給することによ
り、光軸ＯＡの方向における対物レンズ１４の位置Ｚを
微調整させる。これにより、自動的にフォーカスサーボ
が行われる。
【００５９】収差補償制御回路２９は、差動増幅器２６
で生成された球面収差エラー信号ＳＰＨＥに基づいて収
差補償制御信号ＳＰＨＥ’を生成し、この収差補償制御
信号ＳＰＨＥ’を図１中の駆動回路２０を介して収差補
償チュエータ（図示省略）に供給することにより、光軸
ＯＡの方向における収差補償レンズ１３のレンズ間隔Ｗ
を微調整する。これにより、自動的に球面収差補償が行
われる。
【００６０】次に、かかる構成を有するピックアップ装
置ＰＵの動作を説明する。尚、球面収差補償のための動
作について説明する。
【００６１】まず、図１に示した制御部１８から位相子
１２に制御信号ＳＰが供給され、図３に示した第１位相
領域ＡＲＩの位相δiをλ／４、第２位相領域ＡＲＯの
位相δoを３λ／４に調節することで、第１，第２位相
領域ＡＲＩ，ＡＲＯの位相差Δをλ／２に設定する。
【００６２】次に、光源９から直線偏光のレーザ光Ｈ１
を射出する。このレーザ光Ｈ１は、コリメータレンズ１
０で平行光とされ、偏光ビームスプリッタ１１を透過し
て位相子１２に入射する。これにより、レーザ光Ｈ１は
位相子１２の第１位相領域ＡＲＩと第２移相領域ＡＲＯ
を通過する際に円偏光となる。ただし、第１位相領域Ａ
ＲＩと第２位相領域ＡＲＯの位相差Δがλ／２に設定さ
れているため、第１位相領域ＡＲＩを通過するレーザ光
と第２位相領域ＡＲＯを通過するレーザ光は、互いに回
転方向が逆の円偏光となる。
【００６３】こうして円偏光となったレーザ光は、球面
収差補償レンズ１３を透過し、対物レンズ１４で照射径
の小さな光ビームとなって光ディスクＤＳＣの光透過層
側から記録面に照射され、更に、上記光ビームが記録面
で反射されることによって生じる０次光ＲＭＢ(0)が戻
り光となって対物レンズ１４側へ入射する。
【００６４】更に、記録面のトラックにより上記記録面
で光ビームが回折され、図７に示すような回折パター
ン、すなわち対物レンズ１４の開口数ＮＡと光ディスク
ＤＳＣのトラックピッチＴＰ等の光学パラメータに応じ
た回折パターンが発生し、０次光ＲＭＢ(0)に対して±
１次回折光ＲＳＢ(+1)，ＲＳＢ(-1)が部分的に重なった
状態となる。
【００６５】また、対物レンズ１４で収束されて光ディ
スクＤＳＣの記録面に照射される光ビームは、入射角度
の小さい光（位相子１２の第１位相領域ＡＲＩを通って
きた光）と、入射角度の大きい光（位相子１２の第２位
相領域ＡＲＯを通ってきた光）によって構成されると共
に、これら入射角度の小さい光と入射角度の大きい光
は、位相差Δがλ／２異なった状態のままで記録面に入
射することになる。
【００６６】これにより、記録面でこの光ビームが回折
されることによって生じる０次光ＲＭＢ(0)の内周部分
の光（内周光）ＲＭＢi(0)と＋１次回折光ＲＳＢ(+1)の
内周部分の光ＲＳＢi(+1)及び−１次回折光ＲＳＢ(-1)
の内周部分の光ＲＳＢi(-1)の偏光方向は共に等しくな
り、また、０次光ＲＭＢ(0)の外周部分の光（外周光）
ＲＭＢo(0)と＋１次回折光ＲＳＢ(+1)の外周部分の光Ｒ
ＳＢo(+1)及び−１次回折光ＲＳＢ(-1)の外周部分の光
ＲＳＢo(-1)の偏光方向は共に等しくなる。
【００６７】ただし、上記内周部分の光ＲＭＢi(0)，Ｒ
ＳＢi(+1)，ＲＳＢi(-1)の偏光方向と、上記外周部分の
光ＲＭＢo(0)，ＲＳＢo(+1)，ＲＳＢo(-1)の偏光方向
は、位相差Δ（＝λ／２）だけ異なる。したがって、０
次光ＲＭＢi(0)の内周光ＲＭＢi(0)と＋１次回折光ＲＳ
Ｂ(+1)の外周部分の光ＲＳＢo(+1)は、重なり合う部分
ＹＩ’において干渉せず、また、０次光ＲＭＢ(0)の内
周光ＲＭＢi(0)と−１次回折光ＲＳＢ(-1)の外周部分の
光ＲＳＢo(-1)も、重なり合う部分ＸＩ’において干渉
しない。このため、０次光ＲＭＢ(0)の内周光ＲＭＢi
(0)は、±１次回折光ＲＳＢ(+1)，ＲＳＢ(-1)が重なっ
ても、光強度が低下したり増加することなく、対物レン
ズ１４に入射する。
【００６８】また、０次光ＲＭＢ(0)の外周部分の光Ｒ
ＭＢo(0)と＋１次回折光ＲＳＢ(+1)の外周部分の光ＲＳ
Ｂo(+1)は偏光方向が等しいため、それらの重なり部分
ＹＯ’において干渉し、トラッキングエラー等の情報を
含む光となる。更に又、０次光ＲＭＢ(0)の外周部分の
光ＲＭＢo(0)と−１次回折光ＲＳＢ(-1)の外周部分の光
ＲＳＢo(-1)も偏光方向が等しいため、それらの重なり
部分ＸＯ’において干渉し、トラッキングエラー等の情
報を含む光となる。
【００６９】そして、０次光ＲＭＢ(0)は、戻り光とな
って対物レンズ１４の有効光路範囲内を通り、更に、球
面収差補償レンズ１３を通って位相子１２に入射する。
【００７０】つまり、戻り光は、±１次回折光ＲＳＢ(+
1)，ＲＳＢ(-1)の外周部分の光ＲＳＢo(+1)，ＲＳＢo(-
1)によっては干渉されない内周光ＲＭＢi(0)と、±１次
回折光ＲＳＢ(+1)，ＲＳＢ(-1)の外周部分の光ＲＳＢo
(+1)，ＲＳＢo(-1)により干渉されることでトラッキン
グエラー等の情報を含むことなった外周光ＲＭＢo(0)を
含んだ光となって、対物レンズ１４と球面収差補償レン
ズ１３を通って位相子１２に入射する。
【００７１】次に、上記戻り光のうち、内周光ＲＭＢi
(0)は位相子１２の第１位相領域ＡＲＩを通過する際に
直線偏光となり、外周光ＲＭＢo(0)は位相子１２の第２
位相領域ＡＲＯを通過する際に直線偏光となる。これに
より、第１，第２位相領域ＡＲＩ，ＡＲＯから射出され
る内周光ＲＭＢi(0)と外周光ＲＭＢo(0)は、共に同じ偏
光方向の直線偏光になって偏光ビームスプリッタ１１に
入射する。また、これら第１，第２位相領域ＡＲＩ，Ａ
ＲＯから射出される内周光ＲＭＢi(0)と外周光ＲＭＢo
(0)は、光源９からコリメータレンズ１０を介して偏光
ビームスプリッタ１１に入射する光とは偏光方向が９０
°異なるため、偏光ビームスプリッタ１１で集光レンズ
１５側へ反射され、更に、集光レンズ１５で集光されて
ホログラム素子１６に入射する。
【００７２】ここで、ホログラム素子１６は、図４に示
したように第１，第２回折領域ＧＲＩ，ＧＲＯが設けら
れている。このため、図５及び図６に示したように、内
周光ＲＭＢi(0)は第１回折領域ＧＲＩで回折され、円形
状の光スポットＰＩ，ＰＩ’となって光検出器１７の受
光領域２２，２３に入射し、外周光ＲＭＢo(0)は、第２
回折領域ＧＲＯで回折され、円環状の光スポットＰＯ，
ＰＯ’となって受光領域２４，２５に入射する。そし
て、光検出器１７が、これらの光スポットＰＩ，Ｐ
Ｉ’，ＰＯ，ＰＯ’の光強度を示す光電変換信号Ｓａ，
Ｓｂ，Ｓｃ，Ｓａ’，Ｓｂ’，Ｓｃ’，Ｓｄ，Ｓｅ，Ｓ
ｆ，Ｓｄ’，Ｓｅ’，Ｓｆ’を出力する。
【００７３】次に、差動増幅器２７が、受光領域２２，
２３から出力される光電変換信号Ｓｄ，Ｓｅ，Ｓｆ，Ｓ
ｄ’，Ｓｅ’，Ｓｆ’に基づいて上記式（２）の演算を
行うことで、フォーカスエラー信号ＦＥを生成し、更
に、差動増幅器２６が、受光領域２４，２５から出力さ
れる光電変換信号Ｓａ，Ｓｂ，Ｓｃ，Ｓａ’，Ｓｂ’，
Ｓｃ’に基づいて上記式（１）の演算を行うことで球面
収差エラー信号ＳＰＨＥを生成する。
【００７４】そして、フォーカスサーボ回路２８がフォ
ーカスエラー信号ＦＥに基づいてフォーカスサーボ信号
ＦＥ’を生成し、駆動回路１９を介してフォーカスアク
チュエータを駆動制御することで、対物レンズ１４をキ
ャプチャレンジ内の合焦点に位置させるようにフォーカ
スサーボを行う。
【００７５】また、収差補償制御回路２９が球面収差エ
ラー信号ＳＰＨＥに基づいて球面収差制御信号ＳＰＨ
Ｅ’を生成し、駆動回路２０を介して収差補償アクチュ
エータを駆動制御することで、球面収差補償レンズ１３
の光学特性を球面収差の影響を抑制するように調整す
る。具体的には、球面収差補償レンズ１３の対向間隔Ｗ
を微調整することで球面収差補償が行われる。
【００７６】このように、本実施形態のピックアップ装
置ＰＵ及び情報記録再生装置によれば、位相子１２を備
えて、光源９から射出されるレーザ光Ｈ１の内周部分の
光と外周部分の光に位相差Δを与えて光ディスクＤＳＣ
に照射するようにしたので、図７に示したように、反射
によって生じる０次光ＲＭＢ(0)の内周光ＲＭＢi(0)と
±１次回折光ＲＳＢ(+1)，ＲＳＢ(-1)の外周部分の光Ｒ
ＳＢo(+1)，ＲＳＢo(-1)との干渉を抑制することができ
る。
【００７７】この結果、対物レンズ１４がデフォーカス
状態となっても、上記内周光ＲＭＢi(0)と上記外周部分
の回折光ＲＳＢo(+1)，ＲＳＢo(-1)とが干渉しないた
め、内周光ＲＭＢi(0)の光強度が回折光ＲＳＢo(+1)，
ＲＳＢo(-1)の悪影響を受けて低下する等の問題が解消
される。この結果、光検出器１７と制御回路１８によっ
て線形性の良いフォーカスエラー信号ＦＥを得ることが
できる。つまり、図２０に示したような非線形のフォー
カスエラー信号ＦＥではなく、図１９に示したような線
形性の良いフォーカスエラー信号ＦＥが得られることに
なるため、精度の良いフォーカスサーボが可能となる。
【００７８】更に、種類の異なる光ディスクＤＳＣに対
しても、高精度で線形性の良いフォーカスエラー信号Ｆ
Ｅを得ることができる。すなわち、光透過層の厚みや記
録面の構造及びトラックピッチが異なった光ディスクＤ
ＳＣに対して、光ビームの内周部分の光と外周部分の光
に位相差Δを与えて照射するので、上記干渉の影響を抑
制することができ、高精度で線形性の良いフォーカスエ
ラー信号ＦＥを得ることができる。このため、互換性に
優れたピックアップ装置ＰＵと情報記録再生装置を提供
することができる。
【００７９】更に、対物レンズ１４の開口数ＮＡを大き
くした場合でも、光ディスクＤＳＣに照射する光ビーム
の内周部分の光と外周部分の光に位相差Δを与えること
で、上記干渉の影響を抑制することができるため、高精
度で線形性の良いフォーカスエラー信号ＦＥを得ること
ができる。このため、対物レンズ１４の高ＮＡ化を促進
することが可能となり、高密度の光ディスクに対応す
る、高密度記録と適切な情報再生を可能にするピックア
ップ装置と情報記録再生装置を提供することができる。
【００８０】尚、本実施形態のピックアップ装置ＰＵの
変形例として、図８のブロック図に示す回路によって、
フォーカスエラー信号ＦＥと球面収差エラー信号ＳＰＨ
Ｅを求めるようにしてもよい。かかる構成の回路では、
差動増幅器２７が、光検出器１７の受光領域２２，２３
（図６参照）から出力される光電変換信号Ｓｄ，Ｓｅ，
Ｓｆ，Ｓｄ’，Ｓｅ’，Ｓｆ’に基づいて次式（３）の
演算を行うことにより、第１の誤差信号ＦＥ１を生成す
る。また、差動増幅器２６が、光検出器１７の受光領域
２４，２５から出力される光電変換信号Ｓａ，Ｓｂ，Ｓ
ｃ，Ｓａ’，Ｓｂ’，Ｓｃ’に基づいて次式（４）の演
算を行うことにより、第２の誤差信号ＦＥ２を生成す
る。
【００８１】 ＦＥ１＝｛Ｓｄ−（Ｓｅ＋Ｓｆ）｝−｛Ｓｄ’−（Ｓｅ’＋Ｓｆ’）｝ …(3) ＦＥ２＝｛Ｓａ−（Ｓｂ＋Ｓｃ）｝−｛Ｓａ’−（Ｓｂ’＋Ｓｃ’）｝ …(4) そして、それぞれ所定の増幅率に設定された増幅器３
１，３２で第２の誤差信号ＦＥ２を増幅し、増幅器３１
で増幅された第２の誤差信号ＦＥ２’と第１の誤差信号
ＦＥ１を加算回路３３で加算することにより、フォーカ
スエラー信号ＦＥを生成し、増幅器３１で増幅された第
２の誤差信号ＦＥ２”と第１の誤差信号ＦＥ１を減算器
３４で減算することにより、球面収差エラー信号ＳＰＨ
Ｅを生成する。
【００８２】また、図９のブロック図に示す回路によっ
て、フォーカスエラー信号ＦＥと球面収差エラー信号を
ＳＰＨＥを求めるようにしてもよい。かかる構成の回路
では、差動増幅器２７が、光検出器１７の受光領域２
２，２３（図６参照）から出力される光電変換信号Ｓ
ｄ，Ｓｅ，Ｓｆ，Ｓｄ’，Ｓｅ’，Ｓｆ’に基づいて上
記式（３）の演算を行うことにより、第１の誤差信号Ｆ
Ｅ１を生成する。また、差動増幅器２６が、光検出器１
７の受光領域２４，２５から出力される光電変換信号Ｓ
ａ，Ｓｂ，Ｓｃ，Ｓａ’，Ｓｂ’，Ｓｃ’に基づいて上
記（４）の演算を行うことにより、第２の誤差信号ＦＥ
２を生成する。
【００８３】そして、所定の増幅率に設定された増幅器
３５で第２の誤差信号ＦＥ２を増幅し、増幅器３５で増
幅された第２の誤差信号ＦＥ２’と第１の誤差信号ＦＥ
１を減算器３６で減算することにより、球面収差エラー
信号ＳＰＨＥを生成し、第２の誤差信号ＦＥ２をフォー
カスエラー信号ＦＥとする。
【００８４】この図９の回路によると、高精度で線形性
の良い球面収差エラー信号ＳＰＨＥを求めることができ
る。適用例として、２層構造の記録面を有する高密度Ｄ
ＶＤ等を用いて情報記録と情報再生を行う際に、精度の
良い球面収差補償が可能となる。
【００８５】また、本実施形態の光ピックアップ装置の
変形例として、図１０に示す構成にしてもよい。すなわ
ち、ホログラム素子１６を、偏光ビームスプリッタ１１
と位相子１２間の光路中に設けてもよい。ただし、かか
る構成の場合には、図１１及び図１２の平面図に示すよ
うに、ホログラム素子１６の第１回折領域ＧＲＩの直径
ｒi’と、位相子１２の第１位相領域ＡＲＩの直径ｒiを
等しくし、更に、ホログラム素子１６の第２回折領域Ｇ
ＲＯの直径ｒo’と、位相子１２の第２位相領域ＡＲＯ
の直径ｒoを等しくする。
【００８６】かかる構成によれば、光源９から射出され
るレーザ光Ｈ１がコリメータレンズ１０で平行光とさ
れ、偏光ビームスプリッタ１１を透過してホログラム素
子１６に入射する。そして、その第１，第２回折領域Ｇ
ＲＩ，ＧＲＯで回折された光が、位相子１２の第１，第
２位相領域ＡＲＩ，ＡＲＯで位相差Δをもった偏光状態
となり、球面収差補償レンズ１３と対物レンズ１４を通
り、光ビームとなって光ディスクＤＳＣに照射される。
【００８７】したがって、図７に示したのと同様に、光
ディスクＤＳＣの記録面における回折によって生じる０
次光ＲＭＢ(0)と±１次回折光ＲＳＢ(+1)，ＲＳＢ(-1)
との干渉が抑制される。そして、その０次光ＲＭＢ(0)
が戻り光となって、対物レンズ１４と球面収差補償レン
ズ１３を通り、更に位相子１２で直線偏光となってホロ
グラム素子１６の第１，第２回折領域ＧＲＩ，ＧＲＯで
再び回折されて、偏光ビームスプリッタ１１で集光レン
ズ１５側に反射される。
【００８８】そして、ホログラム素子１６によって回折
された戻り光が集光レンズ１５によって集光されるた
め、図５に示したのと同様に、光検出器１７の受光領域
２２〜２５に、分割された光スポットＰＩ，ＰＩ’，Ｐ
Ｏ，ＰＯ’が入射することになる。よって、上記式
（２）に基づいて、高精度で線形性の良いフォーカスエ
ラー信号ＦＥを求めることができ、上記式（１）によっ
て、球面収差エラー信号ＳＰＨＥを精度良く求めること
ができる。
【００８９】また、図１０に示した変形例に図８又は図
９の回路を適用して、フォーカスエラー信号ＦＥと球面
収差エラー信号ＳＰＨＥを求めるようにしてもよい。
【００９０】また、図１と図１０に示したそれぞれの光
ピックアップ装置において、位相子１２と球面収差補償
レンズ１３の位置を入れ替えても良い。つまり、位相子
１２を対物レンズ１４側に配置し、球面収差補償レンズ
１３を偏光ビームスプリッタ１１側に配置しても良い。
要は、対物レンズ１４から光ディスクＤＳＣに照射する
光ビームの内周部分の光の偏光方向と外周部分の光の偏
光方向を異ならすように、位相子１２を適宜の位置に配
置することが可能である。
【００９１】また、図１と図１０に示したそれぞれの光
ピックアップ装置において、偏光ビームスプリッタ１１
を対物レンズ１４と球面収差補償レンズ１３の間に設
け、その偏光ビームスプリッタ１１で戻り光を光検出器
１７側へ反射させるようにしてもよい。要は、光りディ
スクＤＳＣから対物レンズ１４を通って戻ってくる戻り
光と光源から射出されるレーザ光を分離して、戻り光を
光検出器側へ供給する位置であれば、適宜の位置に偏光
ビームスプリッタ１１を設けることが可能である。ま
た、偏光ビームスプリッタ１１を対物レンズ１４と球面
収差補償レンズ１３の間に設けると共に、上記したよう
に、位相子１２と球面収差補償レンズ１３の位置を入れ
替えても良い。
【００９２】また、以上に説明した実施形態では、第１
位相領域ＡＲＩと第２位相領域ＡＲＯの位相特性を可変
調節することが可能な位相子１２を備える場合について
説明したが、第１位相領域ＡＲＩと第２位相領域ＡＲＯ
の位相特性を固定にした位相子を用いても良い。
【００９３】また、以上に説明した実施形態では、位相
子１２の第１位相領域ＡＲＩと第２位相領域ＡＲＯの位
相差Δをλ／２に設定する場合を述べたが、本発明はこ
れに限定されるものではない。位相差λ／２を中心にし
て、第１位相領域ＡＲＩと第２位相領域ＡＲＯの位相差
Δを±λ／１２程度の範囲内で調整しても、実用上は、
良好なフォーカスエラー信号ＦＥと球面収差エラー信号
ＳＰＨＥを得ることができる。
【００９４】また、以上に説明した実施形態では、球面
収差エラー信号ＳＰＨＥとフォーカスエラー信号ＦＥを
求めるための動作のみを説明したが、情報記録と情報再
生の際に、同時にこれら球面収差エラー信号ＳＰＨＥと
フォーカスエラー信号ＦＥを求めることができる。
【００９５】また、球面収差エラー信号ＳＰＨＥとフォ
ーカスエラー信号ＦＥを求める際には、位相子１２の第
１位相領域ＡＲＩと第２位相領域ＡＲＯの位相差Δをλ
／２に設定し、情報記録と情報再生を行う際には、第１
位相領域ＡＲＩと第２位相領域ＡＲＯの位相差Δを０に
してもよい。また、球面収差補償を行う際と情報記録を
行う際には、位相子１２の第１位相領域ＡＲＩと第２位
相領域ＡＲＯの位相差Δをλ／２に設定し、情報再生を
行う際には、第１位相領域ＡＲＩと第２位相領域ＡＲＯ
の位相差Δを０にするようにする等の、様々なバリエー
ションが可能である。
【００９６】また、光検出器１７の受光領域２２〜２５
をそれぞれ３分割の受光部で構成する場合を説明した
が、３分割でなくても良い。また、同方向に受光部を配
列するのではなく、２次元的に複数分割した複数の受光
部で構成することが可能である。
【００９７】
【発明の効果】以上説明したように本発明のピックアッ
プ装置によれば、光源と対物レンズ間の光路中に、光源
から射出する光の内周部分と外周部分に位相差を与える
位相子を備え、その位相差を与えた光ビームを情報記録
媒体に照射することとしたので、情報記録媒体からの戻
り光を、情報記録媒体で回折されて生じる±１次による
干渉の影響が抑えられた光にすることができる。このた
め、戻り光に基づいて線形性の良いフォーカスエラーと
球面収差エラーを高精度で検出することができる。この
結果、対物レンズの高ＮＡ化、高密度の情報記録媒体へ
の対応、種類の異なる情報記録媒体に対する優れた互換
性を実現し得るピックアップ装置を提供することが可能
となる。
【００９８】また、本発明の情報記録再生装置によれ
ば、上記ピックアップ装置を備えることで、高密度の情
報記録媒体への対応、種類の異なる情報記録媒体に対す
る優れた互換性を実現し得る情報記録再生装置を提供す
ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態のピックアップ装置と情報記録再生
装置の構成を示す構成図である。
【図２】位相子の構成を模式的に示した構成図である。
【図３】位相子を光軸側から見た場合の形状を示す平面
図である。
【図４】ホログラム素子を光軸側から見た場合の形状を
示す平面図である。
【図５】ホログラム素子から光検出器の受光領域に入射
する光パターンの光路を示す説明図である。
【図６】光検出器の受光領域の形状と制御部の構成を示
すブロック図である。
【図７】光ディスクで回折された０次光と±１次回折光
の回折パターンを示す図である。
【図８】フォーカスエラー信号と球面収差エラー信号を
生成するための回路の変形例を示すブロック図である。
【図９】更に、フォーカスエラー信号と球面収差エラー
信号を生成するための回路の変形例を示すブロック図で
ある。
【図１０】ピックアップ装置と変形例の構成を示す構成
図である。
【図１１】図１０のピックアップ装置に設けられるホロ
グラム素子の形状を示す平面図である。
【図１２】図１０のピックアップ装置に設けられる位相
子の形状を示す平面図である。
【図１３】従来のピックアップ装置の構成を示す構成図
である。
【図１４】従来のピックアップ装置において、光ディス
クで生じる戻り光の状態を示す説明図である。
【図１５】従来のフォーカスサーボと球面収差補償方法
の原理を説明するための説明図である。
【図１６】従来のピックアップ装置における問題点を説
明するための回折パターンを示す説明図である。
【図１７】更に、従来のピックアップ装置における問題
点を説明するための回折パターンを示す説明図である。
【図１８】更に、従来のピックアップ装置における問題
点を説明するための回折パターンを示す説明図である。
【図１９】線形性の良いフォーカスエラー信号の波形を
示す説明図である。
【図２０】線形性の悪いフォーカスエラー信号の波形を
示す説明図である。
【符号の説明】
９…光源 １０…コリメータレンズ １１…偏光ビームスプリッタ １２…位相子 １３…球面収差補償レンズ １４…対物レンズ １５…集光レンズ １６…ホログラム素子 １７…光検出器 １８…制御部 １９，２０，２１…駆動回路 ２２，２３，２４，２５…受光領域 ２６，２７…差動増幅器 ２８…フォーカスサーボ回路 ２９…収差補償制御回路 ３０…位相子制御回路 ３１，３２，３５…増幅器 ３３…加算器 ３４，３６…減算器 ＡＲＩ…第１位相領域 ＡＲＯ…第２位相領域 ＧＲＩ…第１回折領域 ＧＲＯ…第２回折領域 ＤＳＣ…光ディスク ａ〜ｆ，ａ’〜ｆ’，ｄ〜ｆ，ｄ’〜ｆ’…受光部 ＲＭＢ(0)…０次光 ＲＳＢ(+1)…＋１次回折光 ＲＳＢ(-1)…-１次回折光 ＲＭＢi(0)…０次光の内周光 ＲＭＢo(0)…０次光の外周光 ＲＭＢi…反射光の内周部分 ＲＭＢo…反射光の外周部分 ＸＩ’，ＹＩ’，ＸＯ’，ＹＯ’…０次光と−１次回折
光との重なり部分
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐藤 充 埼玉県鶴ヶ島市富士見６丁目１番１号 パ イオニア株式会社総合研究所内 Ｆターム(参考） 5D118 AA14 BA01 CA11 CA22 CB05 CC05 CC12 CD02 CD04 CD11 CF04 DA20 DB12 DC05 DC12 5D119 AA11 AA22 BA01 EA03 EA10 EC01 EC13 FA05 JA02 JA09 JA31 KA04 KA18 LB06

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 光源と、前記光源から射出される光の内
    周部分と外周部分の光に位相差を与える位相子と、前記
    位相子により位相差が与えられた光を収束し光ビームに
    して情報記録媒体に照射する対物レンズと、前記光ビー
    ムが前記情報記録媒体に照射されることで生じる戻り光
    の内周部分と外周部分の光の強度をそれぞれ検出するこ
    とにより前記情報記録媒体のエラー情報を検出する検出
    手段とを具備することを特徴とするピックアップ装置。
  2. 【請求項２】 前記位相子は、前記位相差を５λ／１２
    ないし７λ／１２の範囲内の値に設定することを特徴と
    する請求項１に記載のピックアップ装置。
  3. 【請求項３】 前記位相子は、前記位相差を変化させる
    可変位相子であることを特徴とする請求項１又は２に記
    載のピックアップ装置。
  4. 【請求項４】 前記位相子は、前記光源から射出される
    光の内周部分と外周部分の光の位相を印加電圧に応じて
    設定する液晶素子であることを特徴とする請求項１〜３
    のいずれか１項に記載のピックアップ装置。
  5. 【請求項５】 前記光源と前記対物レンズの間の光路中
    の任意の位置に設けられ、前記光源から射出される光と
    前記情報記録媒体からの戻り光を分離して前記戻り光を
    前記検出器に供給する光学素子を備えることを特徴とす
    る請求項１〜４のいずれか１項に記載のピックアップ装
    置。
  6. 【請求項６】 前記検出手段で検出される前記エラー情
    報に基づいて、前記対物レンズを合焦点に位置させる駆
    動手段を備えることを特徴とする請求項１〜５のいずれ
    か１項に記載のピックアップ装置。
  7. 【請求項７】 前記光源と前記対物レンズの間の光路中
    の任意の位置に設けられ、前記情報記録媒体の厚み誤差
    に起因する前記光ビームへの球面収差の影響を抑制する
    ように、前記検出手段で検出される前記エラー情報に基
    づいて、前記光源から射出される光を球面収差補償する
    球面収差補償素子を備えることを特徴とする請求項１〜
    ６のいずれか１項に記載のピックアップ装置。
  8. 【請求項８】 請求項１〜７のいずれか１項に記載のピ
    ックアップ装置を備え、前記光ビームを前記情報記録媒
    体に照射させることで情報記録又は情報再生を行うこと
    を特徴とする情報記録再生装置。
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