JP3759037B2 - 光ピックアップ装置及び光ディスク装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は光ピックアップ装置及び光ディスク装置に係り、さらに詳しくは、複数種類の情報記録媒体に対して、記録面に光を照射し、その記録面からの反射光を受光して情報の再生等を行なうのに好適な光ピックアップ装置及び該光ピックアップ装置を備えた光ディスク装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光ディスク装置では、光ディスクなどの情報記録媒体に対して、そのスパイラル状又は同心円状のトラックが形成された記録面にレーザ光の微小スポットを照射することにより情報の記録を行い、記録面からの反射光に基づいて情報の再生などを行っている。そして、光ディスク装置には、情報記録媒体の記録面にレーザ光を照射するとともに、記録面からの反射光を受光するために、光ピックアップ装置が設けられている。
【０００３】
光ピックアップ装置は、光源と、対物レンズを含み、光源から出射される光束を情報記録媒体の記録面に導くとともに、記録面で反射された戻り光束を所定の受光位置まで導く光学系及び、受光位置に配置された受光素子などを備えている。この受光素子からは、記録面に記録されているデータの再生情報だけでなく、光ピックアップ装置自体及び対物レンズの位置制御などに必要な情報を含む信号が出力される。例えば、微小スポットを記録面の所定位置に正確に照射するために対物レンズをトラックの接線方向に直交する方向（トラッキング方向）に駆動する、いわゆるトラッキング制御では、受光素子の出力信号からトラックの溝に起因して発生する２つの回折パターン（以下「トラックパターン」という）の強度差をトラックエラー信号（トラックサーボ信号）として検出し、対物レンズの位置制御にフィードバックさせている。
【０００４】
近年、情報記録媒体として、記録容量がＣＤ（Compact Disc）に比べて飛躍的に大きなＤＶＤ（Digital Versatile Disc）が一般化されてきた。ＣＤに対して記録及び再生を行なうには、波長が７８０ｎｍのレーザ光が用いられ、ＤＶＤに対して記録及び再生を行なうには、波長が６５０ｎｍのレーザ光が用いられるため、従来は、ＣＤ用の光ディスク装置とＤＶＤ用の光ディスク装置とがそれぞれ独立して、パーソナルコンピュータなどの情報機器の周辺機器として用いられていた。
【０００５】
その後、情報機器の小型化、軽量化に伴い、ＣＤとＤＶＤの両方をアクセスできる光ディスク装置の必要性が高まってきた。この場合、光ピックアップ装置には、ＤＶＤとＣＤの両方に対応するために、光源として波長が６５０ｎｍのレーザ光を出射する半導体レーザ（以下「６５０ｎｍ光源」という）と波長が７８０ｎｍのレーザ光を出射する半導体レーザ（以下「７８０ｎｍ光源」という）とが必要であり、さらにそれぞれのレーザ光を検出するための光学系が必要である。しかしながら、６５０ｎｍ用の光学系と７８０ｎｍ用の光学系とをそれぞれ個別に配置すると、光ピックアップ装置が大型化し、光ディスク装置の小型化を阻害する要因の１つとなっていた。なお、以下では、複数の異なる波長の光源を備えた光ピックアップ装置を「多波長光ピックアップ装置」ともいう。
【０００６】
そこで、多波長光ピックアップ装置の小型化を図るための開発が活発に行われ、その１つとして、記録面で反射された戻り光束を前述した受光素子に導くための光学系を構成するホログラム素子を各波長の光束に対して共通化し、部品点数の削減、コスト低下を図る技術が、特開２０００−７６６８８号公報などに開示されている。
【０００７】
特開２０００−７６６８８号公報では、波長毎に最適化された複数のホログラムがそれぞれ組み合わされた１つのホログラム素子を用いることにより、波長の異なる光束に対しても、戻り光束を受光素子に導くことができる多波長光ピックアップ装置が開示されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した特開２０００−７６６８８号公報に開示されている多波長光ピックアップ装置では、その図１（Ｃ）に示される如く、波長毎に最適化された複数のホログラムが互いにトラックの接線方向に直交する方向に対応する方向、いわゆるラジアル方向に隣接するように配列されたホログラム素子が用いられているが、ホログラム素子の受光面における光スポットの大きさ（スポット径）が一定であっても、ホログラムの幅Ｄが変化すると、光スポット内のその波長に対応するホログラムの面積が変化するため、受光素子の受光量が大きく変化し、場合によっては、受光量が極めて少なくなる。従って、例えば図１４に示されるように、受光素子の出力信号に基づいて検出されるトラックエラー信号ＴＥは、ホログラムの幅Ｄによって大きく変化することとなる。このことは、逆にホログラムの幅Ｄが一定であっても、ホログラム素子の受光面におけるスポット径が変化すると、同様に受光素子の受光量が変化し、検出されるトラックエラー信号ＴＥが大きく変化することを意味している。一般にスポット径は、トラックの溝の間隔及び深さなどに依存し、常時変化しているため、トラックエラー信号の検出精度が低下し、トラッキング制御が不安定になる場合があるという不具合があった。
【０００９】
本発明は、かかる事情の下になされたもので、その第１の目的は、大型化及び高コスト化を招くことなく、複数種類の情報記録媒体に対応可能で、トラックエラーに関する情報を正確に安定して得ることができる光ピックアップ装置を提供することにある。
【００１０】
また、本発明の第２の目的は、大型化及び高コスト化を招くことなく、複数種類の情報記録媒体に対応可能で、正確なアクセスを安定して行うことができる光ディスク装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、スパイラル状又は同心円状のトラックが形成された記録面を有する複数種類の情報記録媒体に対する情報の記録、再生、及び消去のうち少なくとも再生を行なうために用いられる光ピックアップ装置であって、前記複数の情報記録媒体に個別に対応して設けられ、波長の異なる光束をそれぞれ択一的に出射する複数の光源と；前記各光束を対応する情報記録媒体の記録面に集光する対物レンズと、前記記録面で反射され前記対物レンズを介した各戻り光束の光路上に配置され、その受光面が前記トラックの接線方向に対応する第１の方向に沿って前記波長毎に対応する複数の回折領域が所定の順序で配置されたホログラム素子とを含む光学系と；前記ホログラム素子からの回折光を所定の受光位置で受光する光検出器と；を備える光ピックアップ装置である。
【００１２】
これによれば、情報記録媒体の種類に対応して択一的に選択された光源から出射された光束は、対物レンズなどを介して情報記録媒体の記録面に集光される。そして、その記録面で反射された戻り光束はホログラム素子に入射される。この戻り光束はホログラム素子を構成する複数の回折領域のうちで、戻り光束の波長に対応する少なくとも１つの回折領域（以下、適宜「対応回折領域」ともいう）で、所定の方向に回折される。ここでは、ホログラム素子では第１の方向に沿って回折領域が配置されているために、トラックの溝の間隔及び深さなどの変化によって戻り光束のビーム径が変化しても、光スポット内の対応回折領域の面積変化は少なく、その結果、光検出器での受光量の変化は極めて少なくなる。すなわち、光検出器の出力信号に含まれるトラックエラーに関する情報は安定することとなる。また、１つのホログラム素子で異なる波長を有する複数の戻り光束に対応することが可能なため、部品コストを低下することができる。さらに、組み付け及び調整などの作業を簡素化することが可能なため、作業コストを低減することができる。従って、大型化及び高コスト化を招くことなく、複数種類の情報記録媒体に対応可能で、トラックエラーに関する情報を精度良く安定して得ることができる。
【００１３】
この場合において、請求項２に記載の光ピックアップ装置の如く、前記各回折領域における前記第１の方向の長さは、前記第１の方向に直交する第２の方向の長さ以下であることとすることができる。かかる場合には、ホログラム素子の大きさを光スポットの形状に合わせてギリギリまで小さくすることができる。
【００１４】
上記請求項１及び２に記載の光ピックアップ装置において、請求項３に記載の光ピックアップ装置の如く、前記ホログラム素子の受光面の中央部には、その受光面でのビーム径が最小となる戻り光束の波長に対応する回折領域が配置されていることとすることができる。かかる場合には、スポット径が小さい戻り光束が入射されても、光検出器ではトラックエラーに関する情報を求めるのに必要な光量の回折光を得ることができる。すなわち、戻り光束のビーム径の大きさに関係なく、安定した光量の回折光を得ることができる。
【００１５】
上記請求項１〜３に記載の各光ピックアップ装置において、請求項４に記載の光ピックアップ装置の如く、前記光検出器の前記第１の方向に対応する第３の方向に関する長さは、回折光の次数ｍ（≧１）、前記戻り光束の波長λ、前記ホログラム素子と前記光検出器の受光面との距離Ｌ、前記ホログラム素子の屈折率ｎ、前記第３の方向に関する回折領域の長さｄを用いて、mλL/(2nd)で示される値の２倍以上であることとすることができる。かかる場合には、０次回折光だけでなく高次の回折光をも含む回折光を受光することができ、その結果受光量が増加するため、信号のＳ／Ｎ比が向上する。すなわち、トラックエラーに関する情報を含む信号を精度良く求めることが可能となる。また、光検出器の形状を、その受光面で受光する回折光の次数に応じて最適な形状に設計することが可能なため、光ピックアップ装置の小型化を促進することができる。
【００１６】
この場合において、請求項５に記載の光ピックアップ装置の如く、前記光検出器の前記第３の方向に関する長さは、前記第３の方向に直交する第４の方向に関する長さよりも長いこととすることができる。
【００１７】
上記請求項１〜５に記載の各光ピックアップ装置において、請求項６に記載の光ピックアップ装置の如く、前記ホログラム素子は、前記光源から前記情報記録媒体に向かう光の光路と、前記情報記録媒体で反射された戻り光の光路の、共通光路上に配置されていることとすることができる。かかる場合には、光学系を構成する部品点数を削減することが可能となり、光ピックアップ装置の小型化及び低コスト化を促進することができる。
【００１８】
この場合において、請求項７に記載の光ピックアップ装置の如く、前記光源から前記情報記録媒体に向かう光の偏光方向と、前記情報記録媒体で反射された戻り光の偏光方向とがそれぞれ異なり、前記ホログラム素子は、入射される光の偏光方向によって回折効率が異なるホログラム素子であることとすることができる。かかる場合には、例えばホログラム素子の回折効率が、光源から出射される光束の偏光方向に対して低く、戻り光束の偏光方向に対して高くなるように設定されている場合には、光源から出射された光束はホログラム素子を高効率で透過するため、情報記録媒体の記録面に照射される光の光量低下が極めて少なくなる。従って、記録速度の高速化に対応することが容易となる。また戻り光束は、ホログラム素子にて効率良く回折されるため、ホログラム素子での光量のロスが減少し、その結果光検出器での受光量が増加し、光検出器からの出力信号におけるＳ／Ｎ比を向上させることができる。従って、トラックエラーに関する情報を含む信号を精度良く求めることが可能となる。
【００１９】
上記請求項１〜７に記載の各光ピックアップ装置において、請求項８に記載の光ピックアップ装置の如く、前記ホログラム素子は、前記各戻り光束を前記光検出器の検出面上のほぼ同一の位置に向けて回折することとすることができる。かかる場合には、光検出器を小さくすることができるため、光ピックアップ装置の小型化及び低コスト化を促進することができる。
【００２０】
この場合において、請求項９に記載の光ピックアップ装置の如く、前記光検出器は、少なくとも前記第１の方向に対応する方向の分割線によって２分割された２分割受光素子を含むこととすることができる。
【００２１】
上記請求項１〜７に記載の各光ピックアップ装置において、請求項１０に記載の光ピックアップ装置の如く、前記ホログラム素子は、前記各戻り光束をその波長に応じて少なくとも２つの異なる方向に回折することとすることができる。かかる場合には、光検出器の位置精度を厳密にする必要がなく、組み付け及び調整などの作業を簡略化することができ、作業コストを低減することが可能となる。
【００２２】
この場合において、請求項１１に記載の光ピックアップ装置の如く、前記光検出器は、前記異なる方向に回折された各回折光をそれぞれ受光する複数の受光素子を備えるとともに、前記受光素子はそれぞれ少なくとも前記第１の方向に対応する方向の分割線によって２分割された２分割受光素子を含むこととすることができる。
【００２３】
上記請求項１〜７に記載の各光ピックアップ装置において、請求項１２に記載の光ピックアップ装置の如く、前記ホログラム素子は、前記回折領域それぞれが前記第１の方向の分割線によって２つの受光領域に分割され、前記受光領域毎に前記戻り光束の回折方向がそれぞれ異なることとすることができる。かかる場合には、光検出器の位置精度を厳密にする必要がなく、組み付け及び調整などの作業を簡略化することができ、作業コストを低減することが可能となる。
【００２４】
この場合において、請求項１３に記載の光ピックアップ装置の如く、前記各回折領域は、対応する波長の戻り光束の光軸位置に対応して分割されることとすることができる。かかる場合には、例えばいわゆる１Ｃａｎ２ＬＤ方式の半導体レーザユニットを用いる場合のように、複数の光源を備え、各光源での発光点が異なる場合であっても、光検出器からの出力信号にオフセットが生じるのを防止することができる。従って、複数種類の情報記録媒体に対して、トラックエラーに関する情報を含む信号を精度良く求めることが可能である。
【００２５】
上記請求項１２及び１３に記載の各光ピックアップ装置において、請求項１４に記載の光ピックアップ装置の如く、前記光検出器は、前記異なる方向に回折された各回折光をそれぞれ受光する複数の受光素子を備えることとすることができる。
【００２６】
上記請求項１〜１４に記載の各光ピックアップ装置において、請求項１５に記載の光ピックアップ装置の如く、前記光検出器は、前記複数の光源と同一筐体内に収納され、パッケージ化されていることとすることができる。かかる場合には、光源、ホログラム素子及び光検出器それぞれの間隔を狭くすることができ、光ピックアップ装置の小型化を促進することが可能となる。また、組み付け及び調整作業などを簡略化することができるため、作業コストが低減され、低コスト化を促進することが可能となる。
【００２７】
上記請求項１〜１４に記載の各光ピックアップ装置において、請求項１６に記載の光ピックアップ装置の如く、前記ホログラム素子と前記光検出器は、一体化されていることとすることができる。かかる場合には、ホログラム素子と光検出器それぞれの間隔を狭くすることができ、光ピックアップ装置の小型化を促進することが可能となる。また、組み付け及び調整作業などを簡略化することができるため、作業コストが低減され、低コスト化を促進することが可能となる。
【００２８】
上記請求項１〜１４に記載の各光ピックアップ装置において、請求項１７に記載の光ピックアップ装置の如く、前記ホログラム素子及び光検出器は、前記複数の光源と同一筐体内に収納され、パッケージ化されていることとすることができる。かかる場合には、光源、ホログラム素子及び光検出器それぞれの間隔を狭くすることができ、光ピックアップ装置の小型化を促進することが可能となる。また、組み付け及び調整作業などを簡略化することができるため、作業コストが低減され、低コスト化を促進することが可能となる。
【００２９】
請求項１８に記載の発明は、複数種類の光ディスクに対して、情報の記録、再生、及び消去のうち少なくとも再生を行なう光ディスク装置であって、請求項１〜１７に記載の光ピックアップ装置と；前記光ピックアップ装置を構成する前記光検出器の出力信号を用いて、前記情報の記録、再生、及び消去のうち少なくとも再生を行なう処理装置と；を備える光ディスク装置である。
【００３０】
これによれば、請求項１〜１７に記載の光ピックアップ装置によって、複数種類の光記録媒体に対して正確なトラックエラーに関する情報を安定して求めることができるため、処理装置では光ピックアップ装置のトラッキング制御を高精度に行うことが可能となる。従って、結果的に、複数種類の光記録媒体に対応可能で、正確な情報の再生を安定して行うことが可能となる。また、光ピックアップ装置の小型化によって、光ディスク装置自体の小型化及び消費電力の低減も促進することができ、例えば、携帯用として用いられる場合には、持ち運びが容易となり、さらに長時間の使用が可能となる。
【００３１】
【発明の実施の形態】
《第１の実施形態》
【００３２】
以下、本発明の第１の実施形態を図１〜図８に基づいて説明する。
【００３３】
図１には、本発明に係る光ピックアップ装置を備える第１の実施形態に係る光ディスク装置２０の概略構成が示されている。
【００３４】
この図１に示される光ディスク装置２０は、光ディスク１５を回転駆動するためのスピンドルモータ２２、光ピックアップ装置２３、レーザコントロール回路２４、エンコーダ２５、モータドライバ２７、再生信号処理回路２８、サーボコントローラ３３、バッファＲＡＭ３４、バッファマネージャ３７、インターフェース３８、ＲＯＭ３９、ＣＰＵ４０及びＲＡＭ４１などを備えている。なお、図１における矢印は、代表的な信号や情報の流れを示すものであり、各ブロックの接続関係の全てを表すものではない。
【００３５】
前記光ピックアップ装置２３は、光ディスク１５のスパイラル状又は同心円状のトラックが形成された記録面にレーザ光を照射するとともに、その記録面からの反射光を受光するための装置である。なお、この光ピックアップ装置２３の構成等については後に詳述する。
【００３６】
前記再生信号処理回路２８は、光ピックアップ装置２３の出力信号である電流信号を電圧信号に変換し、該電圧信号に基づいてウォブル信号、再生情報を含むＲＦ信号及びサーボ信号（フォーカスエラー信号、トラックエラー信号）などを検出する。そして、再生信号処理回路２８では、ウォブル信号からアドレス情報及び同期信号等を抽出する。ここで抽出されたアドレス情報はＣＰＵ４０に出力され、同期信号はエンコーダ２５に出力される。さらに、再生信号処理回路２８では、ＲＦ信号に対して誤り訂正処理等を行なった後、バッファマネージャ３７を介してバッファＲＡＭ３４に格納する。また、サーボ信号は再生信号処理回路２８からサーボコントローラ３３に出力される。
【００３７】
前記サーボコントローラ３３では、サーボ信号に基づいて光ピックアップ装置２３を制御する制御信号を生成する。制御信号はサーボコントローラ３３からモータドライバ２７に出力される。
【００３８】
前記バッファマネージャ３７では、バッファＲＡＭ３４へのデータの入出力を管理し、蓄積されたデータ量が所定の値になるとＣＰＵ４０に通知する。
【００３９】
前記モータドライバ２７では、ＣＰＵ４０の指示及びサーボコントローラ３３からの制御信号に基づいて、光ピックアップ装置２３を制御する。またモータドライバ２７では、ＣＰＵ４０の指示に基づいて光ディスク１５の線速度が一定となるようにスピンドルモータ２２を制御する。
【００４０】
前記エンコーダ２５では、ＣＰＵ４０の指示に基づいてバッファＲＡＭ３４に蓄積されているデータをバッファマネージャ３７を介して取り出し、エラー訂正コードの付加などを行ない、光ディスク１５への書き込みデータを作成する。そしてエンコーダ２５では、ＣＰＵ４０からの指示に基づいて再生信号処理回路２８からの同期信号に同期して、書き込みデータをレーザコントロール回路２４に出力する。
【００４１】
前記レーザコントロール回路２４では、エンコーダ２５からの書き込みデータに基づいて、光ピックアップ装置２３から出射されるレーザ光の出力を制御する。なお、レーザコントロール回路２４では、ＣＰＵ４０の指示に基づいて後述する光ピックアップ装置２３の２つの光源の一方を制御対象とする。
【００４２】
前記インターフェース３８は、ホスト（例えば、パーソナルコンピュータ）との双方向の通信インターフェースであり、ＡＴＡＰＩ（AT Attachment Packet Interface）及びＳＣＳＩ（Small Computer System Interface）等の標準インターフェースに準拠している。
【００４３】
前記ＲＯＭ３９には、ＣＰＵ４０にて解読可能なコードで記述されたプログラムが格納されている。
【００４４】
前記ＣＰＵ４０は、ＲＯＭ３９に格納されている上記プログラムに従って上記各部の動作を制御するとともに、制御に必要なデータ等を一時的にＲＡＭ４１に保存する。
【００４５】
次に、前記光ピックアップ装置２３の構成等について図２〜図４に基づいて説明する。
【００４６】
光ピックアップ装置２３は、図２に示されるように、第１の半導体レーザユニット５１及び第２の半導体レーザユニット６１、第１のカップリングレンズ５２、第２のカップリングレンズ６２、第１のビームスプリッタ５４、第２のビームスプリッタ６４、対物レンズ６０、集光レンズ５８、第１のホログラム素子５７、光検出器としての第１の受光器５９及び駆動系（フォーカシングアクチュエータ、トラッキングアクチュエータ及びシークモータ）（いずれも図示省略）などを備えている。
【００４７】
前記第１の半導体レーザユニット５１は、一例として図３に示されるように、光源としての波長が６５０ｎｍのレーザ光を出射する半導体レーザチップ（以下、「６５０ｎｍ半導体レーザ」という）５１ａ、６５０ｎｍ半導体レーザ５１ａを保持するステム５１ｂ、６５０ｎｍ半導体レーザ５１ａからのレーザ光を外部に出射するための開口部（以下、「出射窓」という）を有し６５０ｎｍ半導体レーザ５１ａを保護するカバー５１ｃなどを含んで構成されている。
【００４８】
前記第２の半導体レーザユニット６１は、光源としての波長が７８０ｎｍのレーザ光を出射する半導体レーザチップ（以下、「７８０ｎｍ半導体レーザ」という）、７８０ｎｍ半導体レーザを保持するステム、７８０ｎｍ半導体レーザからのレーザ光を外部に出射するための開口部を有し、７８０ｎｍ半導体レーザを保護するカバーなど（いずれも図示省略）を含んで構成されている。
【００４９】
なお、図２では、便宜上、第１の半導体レーザユニット５１からのレーザ光の出射方向をＸ軸方向、第２の半導体レーザユニット６１からのレーザ光の出射方向をＺ軸方向とする。また、第１の半導体レーザユニット５１から出射される光束を「第１の出射光束」、第２の半導体レーザユニット６１から出射される光束を「第２の出射光束」ともいう。
【００５０】
なお、図４（Ａ）に示されるように、光ディスク１５の記録面で反射された光束（反射光束）ＲＢにおいて、トラックＴＲの接線方向に対応する方向を反射光束のタンジェンシャル方向（第１の方向、第３の方向）、該タンジェンシャル方向に直交する方向をラジアル方向（第２の方向、第４の方向）という。なお、以下では、反射光束のラジアル方向を「Ｒ方向」、反射光束のタンジェンシャル方向を「Ｔ方向」という。また、第１の出射光束が記録面で反射された反射光束を「第１の反射光束」、第２の出射光束が記録面で反射された反射光束を「第２の反射光束」ともいう。
【００５１】
第１のホログラム素子５７は、一例として図４（Ｂ）に示されるように、波長が６５０ｎｍの光束に対して選択的に高い回折効率を有する複数の第１回折領域５７ａと、波長が７８０ｎｍの光束に対して選択的に高い回折効率を有する複数の第２回折領域５７ｂとが、Ｒ方向を境界線として配置されている。また、第１回折領域５７ａにて回折された第１の反射光束の回折光（以下、適宜「第１回折光」という）及び第２回折領域５７ｂにて回折された第２の反射光束の回折光（以下、適宜「第２回折光」という）は、それぞれ受光器５９の受光面の同一位置で受光されるように、回折領域５７ａ、５７ｂそれぞれのホログラムパターンが形成されている。
【００５２】
さらに、本実施形態では、一例として図４（Ｂ）及び図４（Ｃ）に示されるように、第１回折光による光スポットＤＳ１は、第２回折光による光スポットＤＳ２に比べてスポット径が小さいため、第１のホログラム素子５７の中央部分には、第１回折領域５７ａが配置されている。
【００５３】
第１の受光器５９は、図４（Ｄ）に示されるように、Ｔ方向の分割線によって２分割されたトラックエラー検出用の２分割受光素子（第１部分受光素子５９ａ、第２部分受光素子５９ｂ）を含んで構成されている。
【００５４】
次に、前述のようにして構成された光ディスク装置２０を用いて光ディスク１５をアクセスする際のトラッキング制御について説明する。
【００５５】
先ず、光ディスク１５がＤＶＤの場合について説明する。
【００５６】
光ディスク１５が光ディスク装置本体の所定位置に挿入されると、ＣＰＵ４０は、光ディスク１５の記録面の反射率に基づいて光ディスク１５の種類を判別し、ＤＶＤであることを確認すると、レーザコントロール回路２４に制御対象の光源として６５０ｎｍ半導体レーザ５１ａの選択を指示する。
【００５７】
６５０ｎｍ半導体レーザ５１ａから出射された光束は、第１のカップリングレンズ５２で略平行光となり、第１のビームスプリッタ５４及び第２のビームスプリッタ６４を透過し、対物レンズ６０を介して光ディスク１５の記録面に微小スポットとして集光される。
【００５８】
光ディスク１５の記録面からの反射光束は、対物レンズ６０で再び略平行光とされ、第２のビームスプリッタ６４でその光軸を−Ｚ方向に折り曲げられた後、集光レンズ５８を介して第１のホログラム素子５７に入射される。そして、この反射光束は第１のホログラム５７の第１回折領域５７ａにて選択的に回折され、その回折光は第１の受光器５９にて受光される。第１の受光器５９の第１部分受光素子５９ａと第２部分受光素子５９ｂからは、それぞれの受光量に応じた電流（電流信号）が再生信号処理回路２８に出力される。
【００５９】
再生信号処理回路２８では、第１部分受光素子５９ａ及び第２部分受光素子５９ｂからの電流信号を電圧信号に変換し、次の（１）式に基づいてトラックエラー信号ＴＥを検出する。
【００６０】
TE=(Sa-Sb)/(Sa+Sb) ……（１）
【００６１】
上記（１）式におけるＳａは第１部分受光素子５９ａの出力信号であり、Ｓｂは第２部分受光素子５９ｂの出力信号である。
【００６２】
そして、再生信号処理回路２８では、そのトラックエラー信号ＴＥをサーボコントローラ３３に出力する。サーボコントローラ３３は、再生信号処理回路２８からのトラックエラー信号ＴＥに基づいて、モータドライバ２７を介して光ピックアップ装置２３のトラッキングアクチュエータを駆動し、トラックずれを補正する。
【００６３】
次に、光ディスク１５がＣＤの場合について説明する。
【００６４】
光ディスク１５が光ディスク装置本体の所定位置に挿入されると、ＣＰＵ４０は、光ディスク１５の記録面の反射率に基づいて光ディスク１５の種類を判別し、ＣＤであることを確認すると、レーザコントロール回路２４に制御対象の光源として７８０ｎｍ半導体レーザ６１ａの選択を指示する。
【００６５】
７８０ｎｍ半導体レーザ６１ａから出射された光束は、第２のカップリングレンズ６２で略平行光となり、第１のビームスプリッタ５４でその光軸を＋Ｘ方向に折り曲げられた後、第２のビームスプリッタ６４を透過し、対物レンズ６０を介して光ディスク１５の記録面に微小スポットとして集光される。
【００６６】
光ディスク１５の記録面からの反射光束は、上述したＤＶＤの場合と同様にして、第１のホログラム素子５７に入射される。そして、この反射光束は第１のホログラム５７の第２回折領域５７ｂにて回折され、その回折光は第１の受光器５９で受光される。第１の受光器５９の第１部分受光素子５９ａと第２部分受光素子５９ｂからは、それぞれの受光量に応じた電流信号が再生信号処理回路２８に出力される。
【００６７】
再生信号処理回路２８では、上述したＤＶＤの場合と同様にして、上記（１）式に基づいてトラックエラー信号ＴＥを検出する。そして、そのトラックエラー信号ＴＥに基づいてサーボコントローラ３３及びモータドライバ２７を介して光ピックアップ装置２３のトラッキングアクチュエータが駆動され、トラックずれが補正される。
【００６８】
次に、前述の光ディスク装置２０を用いて、光ディスク１５にデータを記録する場合の処理動作について簡単に説明する。
【００６９】
ＣＰＵ４０では、ホストから記録要求を受信すると、記録速度に基づいてスピンドルモータ２２の回転を制御するための制御信号をモータドライバ２７に出力するとともに、ホストから記録要求を受信した旨を再生信号処理回路２８に通知する。光ディスク１５の回転が所定の線速度に達すると、光ピックアップ装置２３からの出力信号が再生信号処理回路２８に出力される。
【００７０】
再生信号処理回路２８では、光ピックアップ装置２３からの出力信号に基づいてアドレス情報を取得し、ＣＰＵ４０に通知する。さらに、再生信号処理回路２８では、光ピックアップ装置２３からの出力信号に基づいて前述の如くしてトラックエラー信号ＴＥを検出する。そして、そのトラックエラー信号ＴＥに基づいて、前述の如くしてトラッキング制御が行われる。また、再生信号処理回路２８では、光ピックアップ装置２３からの出力信号に基づいてフォーカスエラー信号を検出し、サーボコントローラ３３に出力する。サーボコントローラ３３は、再生信号処理回路２８からのフォーカスエラー信号に基づいて、モータドライバ２７を介して光ピックアップ装置２３のフォーカシングアクチュエータを駆動し、フォーカスずれを補正する。すなわち、いわゆるフォーカス制御が行われる。
【００７１】
ＣＰＵ４０は、ホストからデータを受信すると、バッファマネージャ３７を介してバッファＲＡＭ３４に蓄積する。バッファＲＡＭ３４に蓄積されたデータ量が所定の値を超えると、バッファマネージャ３７はＣＰＵ４０に通知する。
【００７２】
ＣＰＵ４０は、バッファマネージャ３７からの通知を受け取ると、エンコーダ２５に書き込みデータの作成を指示する。そしてＣＰＵ４０は、再生信号処理回路２８からのアドレス情報に基づいて、所定の書き込み開始地点に光ピックアップ２３が位置するように光ピックアップ２３のシーク動作を指示する信号をモータドライバ２７に出力する。
【００７３】
ＣＰＵ４０は、再生信号処理回路２８からのアドレス情報に基づいて、光ピックアップ装置２３の位置が書き込み開始地点であると判断すると、エンコーダ２５に通知する。そして、エンコーダ２５では、レーザコントロール回路２４及び光ピックアップ装置２３を介して、書き込みデータを光ディスク１５に記録する。なお、記録処理が終了するまで、再生信号処理回路２８では、上述した如く、光ピックアップ装置２３からの出力信号に基づいてフォーカスエラー信号及びトラックエラー信号ＴＥを検出し、サーボコントローラ３３及びモータドライバ２７を介してフォーカスずれ及びトラックずれを随時補正する。
【００７４】
次に、前述した光ディスク装置２０を用いて、光ディスク１５に記録されているデータを再生する場合の処理動作について簡単に説明する。
【００７５】
ＣＰＵ４０は、ホストから再生要求を受信すると、再生速度に基づいてスピンドルモータ２２の回転を制御するための制御信号をモータドライバ２７に出力するとともに、ホストから再生要求を受信した旨を再生信号処理回路２８に通知する。光ディスク１５の回転が所定の線速度に達すると、光ピックアップ装置２３からの出力信号が再生信号処理回路２８に出力される。
【００７６】
再生信号処理回路２８では、光ピックアップ装置２３からの出力信号に基づいてアドレス情報を取得し、ＣＰＵ４０に通知する。さらに、再生信号処理回路２８では、光ピックアップ装置２３からの出力信号に基づいて、前述の如くしてトラックエラー信号ＴＥを検出する。そして、そのトラックエラー信号ＴＥに基づいて、前述の如くしてトラッキング制御が行われる。また、再生信号処理回路２８では、光ピックアップ装置２３からの出力信号に基づいて、フォーカスエラー信号を検出する。そして、そのフォーカスエラー信号に基づいて、前述の如くしてフォーカス制御が行われる。
【００７７】
ＣＰＵ４０は、再生信号処理回路２８からのアドレス情報に基づいて、所定の読み込み開始地点に光ピックアップ装置２３が位置するようにシーク動作を指示する信号をモータドライバ２７に出力する。
【００７８】
ＣＰＵ４０は、再生信号処理回路２８からのアドレス情報に基づいて、読み込み開始地点であるか否かをチェックし、光ピックアップ装置２３の位置が読み込み開始地点であると判断すると、再生信号処理回路２８に通知する。そして、再生信号処理回路２８では、光ピックアップ装置２３の出力信号からＲＦ信号を検出し、誤り訂正処理等を行った後、バッファＲＡＭ３４に蓄積する。
【００７９】
バッファマネージャ３７は、バッファＲＡＭ３４に蓄積されたデータがセクタデータとして揃ったときに、インターフェース３８を介してホストに転送する。
【００８０】
なお、再生処理が終了するまで、再生信号処理回路２８では、上述した如く、光ピックアップ装置２３からの出力信号に基づいてフォーカスエラー信号及びトラックエラー信号ＴＥを検出し、サーボコントローラ３３及びモータドライバ２７を介してフォーカスずれ及びトラックずれを随時補正する。
【００８１】
以上の説明から明らかなように、本第１の実施形態に係る光ディスク装置では、再生信号処理回路２８とＣＰＵ４０とから処理装置が構成されている。
【００８２】
以上説明したように、本第１の実施形態に係る光ピックアップ装置によると、第１のホログラム素子５７は、波長が６５０ｎｍの光束に対して選択的に高い回折効率を有する複数の第１回折領域５７ａと、波長が７８０ｎｍの光束に対して選択的に高い回折効率を有する複数の第２回折領域５７ｂとから構成されるとともに、各回折領域は境界線がＲ方向と平行になるように配置されている。それにより、一例として図５に示されるように、回折領域の幅（Ｔ方向の長さ）Ｄが変化しても、光スポット内における戻り光束の波長に対応する回折領域の面積変化は少なく、その結果、第１の受光器５９での受光量の変化は極めて少なくなり、再生信号処理回路２８にて検出されるトラックエラー信号ＴＥはほぼ一定となる。すなわち、トラックの溝の間隔及び深さなどの変化によって戻り光束のビーム径が変化しても、第１の受光器５９からはトラックエラーに関する情報を含む信号が安定して出力される。
【００８３】
また、本第１の実施形態では、第１のホログラム素子５７で、波長が６５０ｎｍの光束及び波長が７８０ｎｍの光束の両方に対応することができるため、光学部品の点数を削減することができ、光ピックアップ装置の小型化及び低コスト化を促進することが可能となる。
【００８４】
さらに、本第１の実施形態では、第１のホログラム素子５７の中央部分は、ビーム径が小さい波長の光束に対応する回折領域が配置されているために、第１のホログラム素子５７にビーム径が小さい戻り光束が入射されても、第１の受光器５９ではトラックエラーに関する情報を含む信号を求めるのに必要な光量の回折光を得ることができる。すなわち、戻り光束のビーム径の大きさに関係なく、第１のホログラム素子５７からは安定した光量の回折光を得ることが可能となる。
【００８５】
また、本第１の実施形態では、第１回折光及び第２回折光がそれぞれ第１の受光器５９の受光面のほぼ同一位置で受光されるように、回折領域のホログラムパターンが形成されているために、波長の異なる光源に対しても１つの受光素子でトラックエラーに関する情報を含む信号を得ることが可能となる。従って、光学部品の点数を削減することができ、光ピックアップ装置の小型化及び低コスト化を促進することが可能となる。
【００８６】
さらに、本第１の実施形態に係る光ディスク装置によると、光ピックアップ装置からの出力信号に基づいて、複数種類の光ディスクに対してトラックエラー信号を精度良く検出することができるので、結果として複数種類の情報記録媒体に対して正確なアクセスを安定して行うことが可能となる。
【００８７】
なお、上記実施形態では、上記（１）式の演算処理が再生信号処理回路２８にて行われる場合について説明しているが、これに限らず、光ピックアップ装置２３に、上記（１）式の演算処理を行なう演算回路などを付加しても良い。これにより、再生信号処理回路２８を簡略化することができるとともに、組み付け時の配線作業などが容易となり、作業性の向上及び作業コストの低減を図ることができる。
【００８８】
また、上記第１の実施形態では、第１のホログラム素子５７によって、第１回折光と第２回折光とが、それぞれ受光器５９の受光面のほぼ同一位置で受光される場合について説明したが、本発明がこれに限定されるものではない。例えば図６（Ａ）に示されるように、第１のホログラム素子５７の代わりに、第１回折光と第２回折光の回折方向がそれぞれ異なる第２のホログラム素子５７‘を用いても良い。この場合には、第１の受光器５９の代わりに、第１回折光を受光するための第２の受光器６９ａと第２回折光を受光するための第３の受光器６９ｂとが配置されることとなる。なお、第２の受光器６９ａ及び第３の受光器６９ｂは、第１の受光器５９と同様に、それぞれＴ方向の分割線によって２分割されたトラックエラー検出用の２分割受光素子を含んで構成されている。この場合には、再生信号処理回路２８では、光ディスク１５がＤＶＤのときは第２の受光器６９ａを構成する上記２分割受光素子からの出力信号（Ｓ１ａ、Ｓ２ａとする）に基づいて、次の（２）式からトラックエラー信号ＴＥａを検出する。
【００８９】
TEa=(S1a-S2a)/(S1a+S2a) ……（２）
【００９０】
また、再生信号処理回路２８では、光ディスク１５がＣＤのときは第３の受光器６９ｂを構成する上記２分割受光素子からの出力信号（Ｓ１ｂ、Ｓ２ｂとする）に基づいて、次の（３）式からトラックエラー信号ＴＥｂを検出する。
【００９１】
TEb=(S1b-S2b)/(S1b+S2b) ……（３）
【００９２】
これによって、第２のホログラム素子５７‘を構成する回折領域のホログラムパターンなどの設計が容易となる。
【００９３】
また、上記第１の実施形態では、第１のホログラム素子５７からの０次回折光のみを第１の受光器５９で受光しているが、本発明がこれに限定されるものではなく、更に±ｍ（ｍ≧１）次回折光を含む回折光を受光しても良い。
【００９４】
第１のホログラム素子５７では、複数の回折領域がＲ方向を境界線として配置されているために、０次回折光のＴ方向に±ｍ次回折光が生じる。この場合、第１の受光器５９の受光面における０次回折光による光スポットと±ｍ次回折光による光スポットとの距離Ｐ_ｍは、次の（４）式で示される。
【００９５】
【数１】

【００９６】
上記（４）式におけるλは光の波長、Ｌは第１のホログラム素子５７と第１の受光器５９の受光面との距離、ｎは第１のホログラム素子５７の屈折率、ｄは回折領域の幅（Ｔ方向の長さ）である。
【００９７】
そこで、例えば図６（Ｂ）に示されるように、±１次回折光を含む回折光を受光する場合には、第１の受光器５９の受光面のＴ方向の長さを２Ｐ_１よりも若干長くすることにより、±１次回折光による光スポットも受光でき、その結果受光量が増加するため、第１の受光器５９からの出力信号におけるＳ／Ｎ比が向上する。すなわち、トラックエラーに関する情報を含む信号を精度良く求めることが可能となる。また、第１の受光器５９の形状を、例えばＲ方向の長さをＴ方向の長さよりも小さくすることにより、その受光面で受光する回折光の次数に応じて最適な形状に設計することが可能なため、光ピックアップ装置の小型化を促進することができる。
【００９８】
なお、上記第１の実施形態では、第２のビームスプリッタ６４で偏向した反射光束を第１のホログラム素子５７に入射しているが、一例として図７に示されるように、第１のビームスプリッタ５４と対物レンズ６０との間に第１のホログラム素子５７を配置し、対物レンズ６０からの反射光束を直接、第１のホログラム素子５７に入射しても良い。これにより、第２のビームスプリッタ６４及び集光レンズ５８が不要となり、光ピックアップ装置の小型化及び低コスト化を促進することができる。
【００９９】
また、上記第１の実施形態では、第１のホログラム素子５７と第１の受光器５９とが個別に配置されている場合について説明したが、これに限らず、第１のホログラム素子５７と第１の受光器５９とを一体化しても良い。これにより、第１のホログラム素子５７と第１の受光器５９との間隔が狭くなり、光ピックアップ装置２３の小型化を促進することが可能となる。また、予め第１のホログラム素子５７と第１の受光器５９との位置関係が最適化されているために、組み付け及び調整作業を簡略化することができる。従って、作業コストが低下し、低コスト化を促進することができる。
【０１００】
また、上記第１の実施形態では、第１のホログラム素子５７が複数の第１回折領域５７ａ及び第２回折領域５７ｂとから構成されている場合について説明したが、これに限らず、一例として図８（Ａ）〜図８（Ｃ）に示されるように、１つの第１回折領域５７ａと１つの第２回折領域５７ｂとから構成されるホログラム素子５７’でも良い。
【０１０１】
この場合に、例えば、ホログラム素子５７’の受光面における反射光束の光スポットのアスペクト比（Ｒ方向のスポット径／Ｔ方向のスポット径）が０．５以上、すなわち、（２×Ｒ方向のスポット径）≧（Ｔ方向のスポット径）であれば、各回折領域のアスペクト比（Ｒ方向の長さＬｒ／Ｔ方向の長さＬｔ）が１以上、すなわち、（Ｒ方向の長さＬｒ）≧（Ｔ方向の長さＬｔ）とすることにより、ホログラム素子５７’の大きさをビーム形状ギリギリまで小さくすることが可能となる。なお、（Ｒ方向の長さＬｒ）＝（Ｔ方向の長さＬｔ）の場合が図８（Ｃ）に示されている。
【０１０２】
《第２の実施形態》
次に、本発明の第２の実施形態を図９及び図１０に基づいて説明する。
【０１０３】
この第２の実施形態は、前述した第１のホログラム素子５７の代わりに、図９（Ａ）に示されるように、その受光面をＴ方向の分割線（トラック分割線）ＴＤによって分割し、分割線ＴＤの＋Ｒ側の領域と−Ｒ側の領域とで回折方向が異なるように設計された第３のホログラム素子６７を用いる点に特徴を有する。その他、光ピックアップ装置、光ディスク装置の構成などは、前述した第１の実施形態と同様である。従って、以下においては、第１の実施形態との相違点を中心に説明するとともに、前述した第１の実施形態と同一若しくは同等の構成部分については同一の符号を用い、その説明を簡略化し若しくは省略するものとする。
【０１０４】
第３のホログラム素子６７は、図９（Ａ）に示されるように、波長が６５０ｎｍの光束に対して選択的に高い回折効率を有する第３回折領域６７ａ及び第４回折領域６７ｂと、波長が７８０ｎｍの光束に対して選択的に高い回折効率を有する第５回折領域６７ｃ及び第６回折領域６７ｄとから構成されている。ここでは、トラック分割線ＴＤの＋Ｒ側に複数個の第３回折領域６７ａ及び第５回折領域６７ｃがＲ方向を境界線として配置されている。そして、トラック分割線ＴＤの−Ｒ側に複数個の第４回折領域６７ｂ及び第６回折領域６７ｄがＲ方向を境界線として配置されている。また、第３回折領域６７ａと第４回折領域６７ｂとはトラック分割線ＴＤを介して隣接し、第５回折領域６７ｃと第６回折領域６７ｄとはトラック分割線ＴＤを介して隣接している。なお、以下では、第３回折領域６７ａと第５回折領域６７ｃとを合わせて第１領域ＨＡ、第４回折領域６７ｂと第６回折領域７ｄとを合わせて第２領域ＨＢという。
【０１０５】
第３回折領域６７ａと第４回折領域６７ｂは、波長が６５０ｎｍの光束に対して選択的に高い回折効率を有する点では共通しているが、回折方向がそれぞれ異なるように設定されている。同様に、第５回折領域６７ｃと第６回折領域６７ｄは、波長が７８０ｎｍの光束に対して選択的に高い回折効率を有する点では共通しているが、回折方向がそれぞれ異なるように設定されている。従って、本第２の実施形態では、前述した第１の実施形態における第１の受光器５９の代わりに、図９（Ｂ）に示されるように、第１領域ＨＡからの回折光を受光する第４の受光器７０ａと第２領域ＨＢからの回折光を受光する第５の受光器７０ｂとが用いられる。この場合には、第４の受光器７０ａ及び第５の受光器７０ｂを構成する各受光素子は、２分割受光素子でなくとも良い。
【０１０６】
次に、本第２の実施形態に係る光ピックアップ装置２３を備えた光ディスク装置２０を用いて光ディスク１５をアクセスする際のトラッキング制御について簡単に説明する。
【０１０７】
先ず、光ディスク１５がＤＶＤの場合について説明する。
【０１０８】
光ディスク１５が光ディスク装置本体の所定位置に挿入されると、ＣＰＵ４０は、光ディスク１５の記録面の反射率に基づいて光ディスク１５の種類を判別し、ＤＶＤであることを確認すると、レーザコントロール回路２４に制御対象の光源として６５０ｎｍ半導体レーザ５１ａの選択を指示する。
【０１０９】
６５０ｎｍ半導体レーザ５１ａから出射された光束は、第１のカップリングレンズ５２で略平行光となり、第１のビームスプリッタ５４及び第２のビームスプリッタ６４を透過し、対物レンズ６０を介して光ディスク１５の記録面に微小スポットとして集光される。
【０１１０】
光ディスク１５の記録面からの反射光束は、対物レンズ６０で再び略平行光とされ、第２のビームスプリッタ６４で偏向され、集光レンズ５８を介して第３のホログラム素子６７に入射される。そして、この反射光束のうち第３のホログラム素子６７の第１領域ＨＡに入射された部分は、第３回折領域６７ａにて回折され、その回折光は第４の受光器７０ａにて受光される。また、反射光束のうち第３のホログラム素子６７の第２領域ＨＢに入射された部分は、第４回折領域６７ｂにて回折され、その回折光は第５の受光器７０ｂにて受光される。第４の受光器７０ａ及び第５の受光器７０ｂからは、それぞれの受光量に応じた電流信号が再生信号処理回路２８に出力される。
【０１１１】
再生信号処理回路２８では、第４の受光器７０ａ及び第５の受光器７０ｂからの電流信号を電圧信号に変換し、次の（５）式に基づいてトラックエラー信号ＴＥを検出する。
【０１１２】
TE=(S70a-S70b)/(S70a+S70b) ……（５）
【０１１３】
上記（５）式におけるＳ７０ａは第４の受光器７０ａの出力信号であり、Ｓ７０ｂは第５の受光器７０ｂの出力信号である。
【０１１４】
そして、再生信号処理回路２８では、そのトラックエラー信号ＴＥをサーボコントローラ３３に出力する。サーボコントローラ３３は、再生信号処理回路２８からのトラックエラー信号ＴＥに基づいて、モータドライバ２７を介して光ピックアップ装置２３のトラッキングアクチュエータを駆動し、トラックずれを補正する。
【０１１５】
次に、光ディスク１５がＣＤの場合について説明する。
【０１１６】
光ディスク１５が光ディスク装置本体の所定位置に挿入されると、ＣＰＵ４０は、光ディスク１５の記録面の反射率に基づいて光ディスク１５の種類を判別し、ＣＤであることを確認すると、レーザコントロール回路２４に制御対象の光源として７８０ｎｍ半導体レーザ６１ａの選択を指示する。
【０１１７】
７８０ｎｍ半導体レーザ６１ａから出射された光束は、第２のカップリングレンズ６２で略平行光となり、第１のビームスプリッタ５４でその光軸を＋Ｘ方向に折り曲げられた後、第２のビームスプリッタ６４を透過し、対物レンズ６０を介して光ディスク１５の記録面に微小スポットとして集光される。
【０１１８】
光ディスク１５からの反射光束は、対物レンズ６０で再び略平行光とされ、第２のビームスプリッタ６４で偏向され、集光レンズ５８を介して第３のホログラム素子６７に入射される。そして、この反射光束のうち第３のホログラム素子６７の第１領域ＨＡに入射された部分は、第５回折領域６７ｃにて回折され、その回折光は第４の受光器７０ａにて受光される。また、反射光束のうち第３のホログラム素子６７の第２領域ＨＢに入射された部分は、第６回折領域６７ｄにて回折され、その回折光は第５の受光器７０ｂにて受光される。第４の受光器７０ａ及び第５の受光器７０ｂからは、それぞれの受光量に応じた電流信号が再生信号処理回路２８に出力される。
【０１１９】
再生信号処理回路２８では、上述したＤＶＤの場合と同様にして、上記（５）式に基づいて、トラックエラー信号ＴＥを検出する。そして、そのトラックエラー信号ＴＥに基づいて、サーボコントローラ３３及びモータドライバ２７を介して光ピックアップ装置２３のトラッキングアクチュエータが駆動され、トラックずれが補正される。
【０１２０】
また、本第２の実施形態に係る光ディスク装置２０を用いて、前述した第１の実施形態と同様にして、光ディスク１５に対する記録処理及び再生処理を行うことができる。
【０１２１】
以上説明したように、本第２の実施形態に係る光ピックアップ装置によると、第３のホログラム素子６７では、その受光面をＴ方向のトラック分割線ＴＤによって分割され、トラック分割線ＴＤの＋Ｒ側と−Ｒ側とで回折方向が異なるように設定されているため、第４の受光器７０ａ及び第５の受光器７０ｂの位置精度はそれほど厳密なものである必要はなく、組み付け及び調整作業を簡略化することができ、作業コストを低減することが可能となる。
【０１２２】
また、本第２の実施形態に係る光ディスク装置によると、光ピックアップ装置からの出力信号に基づいて、複数種類の情報記録媒体に対してトラックエラー信号を精度良く検出することができるので、前述した第１の実施形態と同様な効果が得られる。
【０１２３】
なお、上記第２の実施形態では、第１の反射光束に対するトラック分割線と第２の反射光束に対するトラック分割線とが等しい場合について説明したが、本発明がこれに限定されるものではない。例えば、第１の反射光束の光軸と第２の反射光束の光軸とが一致していない場合には、一例として図１０（Ａ）に示されるように、第１の反射光束に対するトラック分割線（ＴＤ１とする）と第２の反射光束に対するトラック分割線（ＴＤ２とする）とが異なっている第４のホログラム素子６７‘を用いても良い。この場合には、第１の反射光束に対しては、第４のホログラム素子６７‘における、トラック分割線ＴＤ１の＋Ｒ側の領域が第１領域（ＨＡ１とする）、−Ｒ側の領域が第２領域（ＨＢ１とする）となる。第２の反射光束に対しては、第４のホログラム素子６７‘における、トラック分割線ＴＤ２の＋Ｒ側の領域が第１領域（ＨＡ２とする）、−Ｒ側の領域が第２領域（ＨＢ２とする）となる。
【０１２４】
すなわち、光ディスク１５がＤＶＤの場合は、一例として図１０（Ｂ）に示されるように、ＴＤ１がトラック分割線となり、第１領域ＨＡ１からの回折光は第４の受光器７０ａで受光され、第２領域ＨＢ１からの回折光は第５の受光器７０ｂで受光される。
【０１２５】
一方、光ディスク１５がＣＤの場合は、一例として図１０（Ｃ）に示されるように、ＴＤ２がトラック分割線となり、第１領域ＨＡ２からの回折光は第４の受光器７０ａで受光され、第２領域ＨＢ２からの回折光は第５の受光器７０ｂで受光される。
【０１２６】
すなわち、例えばいわゆる１Ｃａｎ２ＬＤ方式の半導体レーザユニットを用いる場合のように、複数の光源を備え、各光源での発光点が異なる場合であっても、受光器からの出力信号にオフセットが生じるのを防止することができる。従って、複数種類の情報記録媒体に対して、トラックエラーに関する情報を含む信号を精度良く求めることが可能である。
【０１２７】
《第３の実施形態》
次に、本発明の第３の実施形態を図１１に基づいて説明する。
【０１２８】
この第３の実施形態は、一例として図１１（Ａ）に示されるように、６５０ｎｍ半導体レーザ５１ａと７８０ｎｍ半導体レーザ６１ａとを、１つの半導体レーザユニット６５内に配置している点に特徴を有する。以下においては、第１の実施形態との相違点を中心に説明するとともに、前述した第１の実施形態と同一若しくは同等の構成部分については同一の符号を用い、その説明を簡略化し若しくは省略するものとする。
【０１２９】
半導体レーザユニット６５は、図１１（Ａ）に示されるように、光源としての６５０ｎｍ半導体レーザ５１ａと７８０ｎｍ半導体レーザ６１ａ、それら光源を保持するステム６５ｂ、光源からのレーザ光を外部に出射するための出射窓を有し、光源を保護するカバー６５ｃなどを含んで構成されている。
【０１３０】
それに伴い、第１のカップリングレンズ５２の代わりに、６５０ｎｍ及び７８０ｎｍの２波長に対して色消しされた第３のカップリングレンズ５２’が用いられる。
【０１３１】
また、図１１（Ｂ）に示されるように、第１のホログラム素子５７は、半導体レーザユニット６５と第３のカップリングレンズ５２’との間に配置され、第１の受光器５９は、第１のホログラム素子５７からの回折光の受光位置に配置されている。
【０１３２】
次に、本第３の実施形態に係る光ピックアップ装置２３を備えた光ディスク装置２０を用いて光ディスク１５をアクセスする際のトラッキング制御について簡単に説明する。ここでは、光ディスク１５がＤＶＤの場合についてのみ説明する。
【０１３３】
光ディスク１５が光ディスク装置本体の所定位置に挿入されると、ＣＰＵ４０は、光ディスク１５の記録面の反射率に基づいて光ディスク１５の種類を判別し、ＤＶＤであることを確認すると、レーザコントロール回路２４に制御対象の光源として６５０ｎｍ半導体レーザ５１ａの選択を指示する。
【０１３４】
６５０ｎｍ半導体レーザ５１ａから出射された光束は、第１のホログラム５７を透過し、第１のカップリングレンズ５２で略平行光となり、対物レンズ６０を介して光ディスク１５の記録面に微小スポットとして集光される。
【０１３５】
光ディスク１５の記録面からの反射光束は、対物レンズ６０で再び略平行光とされ、第３のカップリングレンズ５２’を介して第１のホログラム素子５７に入射される。そして、この反射光束は第１のホログラム素子５７の第１回折領域５７ａにて回折され、その回折光は第１の受光器５９で受光される。第１の受光器５９の第１部分受光素子５９ａと第２部分受光素子５９ｂからは、それぞれの受光量に応じた電流信号が再生信号処理回路２８に出力される。
【０１３６】
再生信号処理回路２８では、前述した第１の実施形態と同様にして、トラックエラー信号ＴＥを検出する。そして、そのトラックエラー信号ＴＥに基づいてサーボコントローラ３３及びモータドライバ２７を介して光ピックアップ装置２３のトラッキングアクチュエータが駆動され、トラックずれが補正される。
【０１３７】
また、本第３の実施形態に係る光ディスク装置２０を用いて、前述した第１の実施形態と同様にして、光ディスク１５に対する記録処理及び再生処理を行うことができる。
【０１３８】
以上説明したように、本第３の実施形態に係る光ピックアップ装置によると、前述した第１の実施形態と比べて、半導体レーザユニットが２個から１個に削減されるとともに、第１のビームスプリッタ５４、第２のカップリングレンズ６２、第２のビームスプリッタ６４及び集光レンズ５８が不要となる。従って、光ピックアップ装置の小型化及び低コスト化を促進することが可能となる。さらに、組み付け及び調整作業などが簡略化できるため、作業コストを低減させることが可能となる。
【０１３９】
また、本第３の実施形態に係る光ディスク装置によると、光ピックアップ装置からの出力信号に基づいて、複数種類の情報記録媒体に対してトラックエラー信号を精度良く検出することができるので、前述した第１の実施形態と同様な効果が得られる。
【０１４０】
なお、上記第３の実施形態では、第１のホログラム素子５７は、半導体レーザユニット６５と第３のカップリングレンズ５２’との間に配置されているが、これに限らず、例えば、第３のカップリングレンズ５２’と対物レンズ６０との間に配置されても良い。
【０１４１】
また、上記第３の実施形態では、光源と第１のホログラム素子５７と第１の受光器５９とは、それぞれ個別に配置されているが、一例として図１２（Ａ）に示されるように、光源と第１のホログラム素子５７と第１の受光器５９とを一体化した、半導体レーザユニット６６を用いても良い。この半導体レーザユニット６６では、ステム６６ｂを介して６５０ｎｍ半導体レーザ５１ａ、７８０ｎｍ半導体レーザ６１ａ及び第１の受光器５９が所定の位置関係で配置され、カバー６６ｃの開口部に接して第１のホログラム素子５７が配置されている。
【０１４２】
この場合に、６５０ｎｍ半導体レーザ５１ａ及び７８０ｎｍ半導体レーザ６１ａから出射された光束は、一例として図１２（Ｂ）に示されるように、第１のホログラム素子５７、第３のカップリングレンズ５２’及び対物レンズ６０を介して光ディスク１５の記録面に集光され、光ディスク１５の記録面からの反射光束は往路と同一の光路を通って第１のホログラム素子５７に入射される。そして、その反射光束は前述した第１の実施形態と同様にして第１のホログラム素子５７で回折され、第１の受光器５９で受光される。第１の受光器５９からは、その受光量に応じた電流信号が再生信号処理回路２８に出力される。
【０１４３】
これによって、光源、第１のホログラム５７及び第１の受光器５９それぞれの間隔を狭くすることができ、光ピックアップ装置の小型化を促進することが可能となる。また、組み付け及び調整作業などを簡略化することができるため、作業コストが低減され、低コスト化を促進することが可能となる。
【０１４４】
なお、上記各実施形態では、光源が２波長の場合について説明しているが、本発明がこれに限定されるものではなく、３波長以上の光源を備える場合であっても良い。その場合には、勿論、波長毎に対応する回折領域が配置されたホログラム素子が用いられることとなる。
【０１４５】
また、上記各実施形態では、ホログラム素子として、例えば有機系の延伸膜からなる薄い位相差膜にエッチング等で格子が形成され、偏光方向によって回折効率が異なるように設定された偏光ホログラムを用いても良い。例えば図１３に示されるように、上述した第３の実施形態において、ホログラム素子５７の代わりに偏光ホログラム素子７１を用い、そして、第３のカップリングレンズ５２’と対物レンズ６０との間の光路上に、光束の偏光方向を変換するためのλ／４板５５を配置しても良い。ここで、一例として、偏光ホログラム素子７１はＳ偏光の光束に対しては低い回折効率を有し、Ｐ偏光の光束に対しては高い回折効率を有し、光源からＳ偏光の光束が出射される場合について簡単に説明する。
【０１４６】
半導体レーザユニット６５から出射されたＳ偏光の光束は、偏光ホログラム素子７１がＳ偏光の光束に対して低い回折効率を有するため、その殆どは偏光ホログラム素子７１を透過し、第３のカップリングレンズ５２’にて略平行光とされ、さらにλ／４板５５にて円偏光とされた後、対物レンズ６０を介して光ディスク１５の記録面に微小スポットとして集光される。
【０１４７】
光ディスク１５の記録面にて反射した反射光は、往路とは反対回りの円偏光となり、対物レンズ６０で再び略平行光とされ、λ／４板５５にて円偏光からＰ偏光に変換された後、第３のカップリングレンズ５２’を介して偏光ホログラム素子７１に照射される。偏光ホログラム素子７１はＰ偏光の光束に対しては高い回折効率を有するため、反射光は偏光ホログラム素子７１にて選択的に回折される。そして、その回折光は第１の受光器５９で受光される。
【０１４８】
このように、光源から出射される光束の偏光方向に対して低い回折効率を有する偏光ホログラム素子を用いることにより、光源から出射された光束は偏光ホログラム素子を高効率で透過するため、光ディスク１５の記録面に照射される光の光量低下が極めて少なくなる。従って、記録速度の高速化に対応することが容易となる。
【０１４９】
また、戻り光束の偏光方向に対して高い回折効率を有する偏光ホログラム素子を用いることにより、戻り光束の回折時における光量のロスが減少するため、第１の受光器５９での受光量が増加し、結果として信号のＳ／Ｎ比を向上させることができる。従って、トラックエラーに関する情報を含む信号を精度良く求めることが可能となる。
【０１５０】
一般に偏光ホログラム素子は複屈折性を有する材料を格子形状に加工することにより、あるいは波長よりピッチの小さい格子を加工することにより製造することができる。複屈折性を有する材料としてはＬｉＮｂＯ_３結晶や液晶があるが、薄い膜で複屈折性を有する透明な有機材料の延伸膜、例えばポリイミドやＰＥＴは、Δｎ＝０．０６〜０．１程度の複屈折性を有し、屈折率が１．６程度であるため、格子加工後のオーバーコート材料も安価なものを用いることができ、低コスト化が容易である。
【０１５１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る光ピックアップ装置によれば、大型化及び高コスト化を招くことなく、複数種類の情報記録媒体に対応可能で、トラックエラーに関する情報を精度良く安定して求めることができるという効果がある。
【０１５２】
また、本発明に係る光ディスク装置によれば、大型化及び高コスト化を招くことなく、複数種類の情報記録媒体に対応可能で、正確なアクセスを安定して行うことができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態の光ディスク装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図１の光ピックアップ装置における光学系の概略構成を示す図である。
【図３】図２における半導体レーザユニットを説明するための図である。
【図４】図４（Ａ）〜図４（Ｃ）は、それぞれ第１のホログラム素子の構成を説明するための図であり、図４（Ｄ）は第１の受光器の構成を説明するための図である。
【図５】第１の受光器からの出力信号に基づいて検出されるトラックエラー信号ＴＥと回折領域の幅Ｄとの関係を説明するための図である。
【図６】図６（Ａ）は第１のホログラム素子での回折方向が波長によって異なる場合を説明するための図であり、図６（Ｂ）は±１次光を含む回折光を受光する場合の受光器の大きさを説明するための図である。
【図７】第１のホログラム素子をビームスプリッタと対物レンズとの間に配置した場合の一例を説明するための図である。
【図８】図８（Ａ）〜図８（Ｃ）は、それぞれ回折領域の形状と光スポットの形状との関係を説明するための図である。
【図９】図９（Ａ）及び図９（Ｂ）は、それぞれ第２の実施形態におけるホログラム素子を説明するための図である。
【図１０】図１０（Ａ）〜図１０（Ｃ）は、それぞれホログラム素子が２つのトラック分割線を有する場合の一例を説明するための図である。
【図１１】図１１（Ａ）及び図１１（Ｂ）は、それぞれ６５０ｎｍ半導体レーザと７８０ｎｍ半導体レーザとが１つの半導体レーザユニットに一体化されている一例を説明するための図である。
【図１２】図１２（Ａ）及び図１２（Ｂ）は、それぞれ２つの半導体レーザと受光器とホログラム素子とが一体化されている一例を説明するための図である。
【図１３】ホログラム素子として偏光ホログラムを用いた一例を説明するための図である。
【図１４】従来例におけるトラックエラー信号ＴＥとホログラムの幅Ｄとの関係を説明するための図である。
【符号の説明】
１５…光ディスク（情報記録媒体）、２０…光ディスク装置、２３…光ピックアップ装置、４０…ＣＰＵ（処理装置）、５７…第１のホログラム素子（ホログラム素子）、５９…第１の受光素子（光検出器）、６０…対物レンズ。

Claims (18)

1. スパイラル状又は同心円状のトラックが形成された記録面を有する複数種類の情報記録媒体に対する情報の記録、再生、及び消去のうち少なくとも再生を行なうために用いられる光ピックアップ装置であって、
   前記複数の情報記録媒体に個別に対応して設けられ、波長の異なる光束をそれぞれ択一的に出射する複数の光源と；
   前記各光束を対応する情報記録媒体の記録面に集光する対物レンズと、前記記録面で反射され前記対物レンズを介した各戻り光束の光路上に配置され、その受光面が前記トラックの接線方向に対応する第１の方向に沿って前記波長毎に対応する複数の回折領域が所定の順序で配置されたホログラム素子とを含む光学系と；
   前記ホログラム素子からの回折光を所定の受光位置で受光する光検出器と；を備える光ピックアップ装置。
2. 前記各回折領域における前記第１の方向の長さは、前記第１の方向に直交する第２の方向の長さ以下であることを特徴とする請求項１に記載の光ピックアップ装置。
3. 前記ホログラム素子の受光面の中央部には、その受光面でのビーム径が最小となる戻り光束の波長に対応する回折領域が配置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の光ピックアップ装置。
4. 前記光検出器の前記第１の方向に対応する第３の方向に関する長さは、回折光の次数ｍ（≧１）、前記戻り光束の波長λ、前記ホログラム素子と前記光検出器の受光面との距離Ｌ、前記ホログラム素子の屈折率ｎ、前記第３の方向に関する回折領域の長さｄを用いて、mλL/(2nd)で示される値の２倍以上であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置。
5. 前記光検出器の前記第３の方向に関する長さは、前記第３の方向に直交する第４の方向に関する長さよりも長いことを特徴とする請求項４に記載の光ピックアップ装置。
6. 前記ホログラム素子は、前記光源から前記情報記録媒体に向かう光の光路と、前記情報記録媒体で反射された戻り光の光路の、共通光路上に配置されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置。
7. 前記光源から前記情報記録媒体に向かう光の偏光方向と、前記情報記録媒体で反射された戻り光の偏光方向とがそれぞれ異なり、前記ホログラム素子は、入射される光の偏光方向によって回折効率が異なるホログラム素子であることを特徴とする請求項６に記載の光ピックアップ装置。
8. 前記ホログラム素子は、前記各戻り光束を前記光検出器の検出面上のほぼ同一の位置に向けて回折することを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置。
9. 前記光検出器は、少なくとも前記第１の方向に対応する方向の分割線によって２分割された２分割受光素子を含むことを特徴とする請求項８に記載の光ピックアップ装置。
10. 前記ホログラム素子は、前記各戻り光束をその波長に応じて少なくとも２つの異なる方向に回折することを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置。
11. 前記光検出器は、前記異なる方向に回折された各回折光をそれぞれ受光する複数の受光素子を備えるとともに、前記受光素子はそれぞれ少なくとも前記第１の方向に対応する方向の分割線によって２分割された２分割受光素子を含むことを特徴とする請求項１０に記載の光ピックアップ装置。
12. 前記ホログラム素子は、前記回折領域それぞれが前記第１の方向の分割線によって２つの受光領域に分割され、前記受光領域毎に前記戻り光束の回折方向がそれぞれ異なることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置。
13. 前記各回折領域は、対応する波長の戻り光束の光軸位置に対応して分割されることを特徴とする請求項１２に記載の光ピックアップ装置。
14. 前記光検出器は、前記異なる方向に回折された各回折光をそれぞれ受光する複数の受光素子を備えることを特徴とする請求項１２又は１３に記載の光ピックアップ装置。
15. 前記光検出器は、前記複数の光源と同一筐体内に収納され、パッケージ化されていることを特徴とする請求項１〜１４のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置。
16. 前記ホログラム素子と前記光検出器は、一体化されていることを特徴とする請求項１〜１４のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置。
17. 前記ホログラム素子及び光検出器は、前記複数の光源と同一筐体内に収納され、パッケージ化されていることを特徴とする請求項１〜１４のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置。
18. 複数種類の光ディスクに対して、情報の記録、再生、及び消去のうち少なくとも再生を行なう光ディスク装置であって、
    請求項１〜１７に記載の光ピックアップ装置と；
    前記光ピックアップ装置を構成する前記光検出器の出力信号を用いて、前記情報の記録、再生、及び消去のうち少なくとも再生を行なう処理装置と；を備える光ディスク装置。

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