JP3983632B2 - 光ピックアップ装置 - Google Patents

Description

【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に光学的に情報を記録または再生する光ピックアップ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、光ディスク装置のトラッキングサーボ方式としては、主に３ビーム法やプシュプル法が知られている。これらの方式を光ディスク装置に用いた場合、記録時、再生時、アクセス時、またはディスクの傾きによってオフセットが生じる。このオフセットを除去する方法としてＤＰＰ（差動プシュプル）法が提案されている。
【０００３】
近年では、情報を高密度で記録するＤＶＤプレーヤ等の光ディスク装置において、ＤＰＰ法が用いられている。本願出願人は、特開２００１−２７３６６６号公報においてＤＰＰ法を用いることが可能な光集積ユニットを利用した光ピックアップ装置を提案している。
【０００４】
図１３に、従来の光ピックアップ装置の概略構成を示す。図１３（Ａ）は上面図、図１３（Ｂ）は側面図を示す。図１３（Ａ）および図１３（Ｂ）を参照して、半導体レーザ１０５から出射した光１２０は３ビーム回折格子１０６によってメインビーム（０次光）と２つのサブビーム（±１次回折光）に分割され、複合プリズム１０７の偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）面１０７ａを透過し、１／４波長板１０８を透過して図示せぬコリメータレンズに向かう。図の煩雑を避けるため、サブビームは図示されていない。そして図示せぬ光ディスクからの戻り光１２１は１／４波長板１０８を透過してＰＢＳ面１０７ａおよび反射ミラー面１０７ｂで反射され、ホログラム素子１０９に入射する。ホログラム素子１０９に入射した戻り光１２１は、回折されて受光素子１１０に入射する。ここで、半導体レーザ１０５から出射した光の偏光は図中に示すＸ方向の直線偏光（Ｐ偏光）で、ＰＢＳ面１０７ａを透過し、１／４波長板１０８で円偏光にされ、光ディスクに入射する。戻り光は再び１／４波長板１０８に入射してＹ方向の偏光（Ｓ偏光）になってＰＢＳ面１０７ａ面で反射される。
【０００５】
よって半導体レーザ１０５から出射した光を、メインビーム、サブビームともにほとんど全てを光ディスクに導くとともに、戻り光もほとんど全てを検出器側に導くことができるため、光利用効率を向上させる構成となっている。
【０００６】
ホログラム素子１０９、受光素子１１０およびサーボ信号検出方法について説明する。図１４は、従来の光ピックアップ装置のホログラム素子とホログラム素子により回折される光と受光素子との関係を示す図である。図１４では、ホログラム素子１０９の各領域により回折される光が受光素子１１０のどの領域において受光されるかを示している。
【０００７】
ホログラム素子１０９は光ディスクの半径方向に相当するＸ方向の分割線１０９ｌと、トラック方向に相当するＹ方向の分割線１０９ｍによって、１０９ａ〜１０９ｃの領域に３分割されている。受光素子１１０はホログラム素子１０９による＋１次回折光を受光する６つの受光領域１１０ａ〜１１０ｆと、−１次回折光を受光する３つの受光領域１１０ｇ〜１１０ｉから構成されている。受光領域１１０ａ〜１１０ｉの出力をそれぞれＳａ〜Ｓｉとする。
【０００８】
メインビームの戻り光の内ホログラム素子１０９の領域１０９ａで回折された＋１次回折光が受光素子１１０の領域１１０ａと領域１１０ｂの分割線１１０ｌ上で検出され、−１次回折光が１１０ｇで検出されるように構成されている。またホログラム素子１０９の領域１０９ｂでの−１次回折光が受光素子１１０の領域１１０ｈに、１０９ｃでの−１次回折光が１１０ｉで検出されるようになっている。
【０００９】
さらに、２つのサブビームをサブビームＡとサブビームＢで表すと、サブビームＡについては、１０９ｂで回折された＋１次回折光が１１０eで検出され、１０９ｃで回折された＋１次回折光が１１０ｃで検出される。またサブビームＢについては、１０９ｂで回折された＋１次回折光が１１０ｆで検出され、１０９ｃで回折された＋１次回折光が１１０ｄで検出される。
【００１０】
上述のように構成されたホログラム素子１０９と受光素子１１０によって検出される各種信号の演算処理については、以下のように行われる。
【００１１】
フォーカス誤差信号（ＦＥＳ）については、式（１）により検出される。また、トラッキング誤差信号（ＴＥＳ１）については、ＳｉとＳｈを用いてプシュプル法に基づき、式（２）により検出可能であるが、既述した理由により、サブビームＡとサブビームＢのプシュプル信号ＴＥＳ（Ａ）とＴＥＳ（Ｂ）をも用いたＤＰＰ（差動プシュプル）法が主に用いられる。すなわち、ＤＰＰ法によるトラッキング誤差信号（ＴＥＳ２）は、式（３）により検出される。
【００１２】
式（３）において定数ｋはメインビームとサブビームの強度の違いを補正するためのもので、強度比がメインビーム：サブビームＡ：サブビームＢ＝ａ：ｂ：ｂならばｋ＝ａ／（２ｂ）で与えられている。
【００１３】
また、ピット情報が記録された光ディスクの再生時には、ＳｈとＳｉの位相差の変化を検出して、ＤＰＤ（位相差）法によるＴＥＳ３も検出可能となっている。そして記録された情報信号（ＲＦ）は、式（４）により検出される。
【００１４】
ＦＥＳ＝Ｓａ−Ｓｂ … （１）
ＴＥＳ１＝Ｓｈ−Ｓｉ … （２）
ＴＥＳ２＝ＴＥＳ１−ｋ｛ＴＥＳ（Ａ）−ＴＥＳ（Ｂ）]
＝（Ｓｈ−Ｓｉ）−ｋ[（Ｓｃ−Ｓｅ）＋（Ｓｄ−Ｓｆ）] … （３）
ＲＦ＝Ｓｈ＋Ｓｇ＋Ｓｉ … （４）
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
特開２００１−２７３６６６号公報に記載の光ピックアップ装置では、半導体レーザ１０５から出射された光は、光ディスク側に進行するにつれてビーム径が太くなる（図１３（Ｂ）参照）。このため、図１３（Ｂ）において、３ビーム回折格子１０６よりも図の上方においては、メインビームとサブビームＡ，Ｂがほぼ重なり合う状態で存在しており、ビームの外形が光１２０であると考えても大差はない。しかしながら、ビーム径の小さい領域では、メインビームとサブビームＡ，Ｂのずれが顕著になる。
【００１６】
図１５に、ホログラム素子１０９上のビーム形状を示す。ホログラム素子１０９上で、メインビームＭ１２１ａ、サブビームＡ１２１ｂ、サブビームＢ１２１ｃがずれていることが分かる。ホログラム素子１０９と受光素子１１０の間、例えば図１３（Ｂ）中のＸ'−Ｘ'断面で、光路の光線の状態を調べると、ホログラム素子１０９を図１５の状態で通過するメインビームＭおよびサブビームＡ，Ｂそれぞれが、ホログラム素子１０９の３領域１０９ａ〜１０９ｃで回折され、それら各回折光は図１６に示すごとくなる。なお、図中符号を付したビームは、サーボ信号生成、再生信号生成等に利用される光を示し、符号を付していないビームは本従来例の光ピックアップ装置では利用されない光を示している。
【００１７】
サブビームＡが領域１０９ｂおよび１０９ｃで回折された＋１次回折光１３０e，１３０ｃ、サブビームＢが領域１０９ｂおよび１０９ｃで回折された＋１次回折光１３０ｆ、１３０ｄが示される。サブビームＡとサブビームＢの回折光同士で、形状の違いが顕著である。これは、回折光光量が異っていることを示す。これは、３ビーム回折格子１０６でのサブビームＡ、Ｂの回折効率は同じであるため、ホログラム通過後のビーム形状が異なると、光量が異なることによる。サブビームＡ，Ｂにおける光量の相違は、図１４に示したように、サブビームＡ１２１ｂと、サブビームＢ１２１ｃがホログラム素子１０９の分割線１０９ｌによって中央で分割されないことに起因する。
【００１８】
サブビームＡ，Ｂ間の光量の違いが生じると、次のような問題が発生する。サブビームＡ、Ｂの光量に違いがある構成、すなわち、分割線１０９ｌで切られることによるサブビームＡ、Ｂの光量のアンバランスがあっても、そのアンバランスが常に一定であれば、定数ｋを適当な値に設定することにより、ピックアップ装置によらず安定したトラッキングサーボが可能となる。すなわち、メインビームとサブビームＡ、Ｂの強度比が、Ｍ：Ａ：Ｂ＝ａ：ｂ１：ｂ２なので、式（３）における定数ｋをｋ＝ａ／（ｂ１＋ｂ２）とすればよい。
【００１９】
しかしながら、実際の光ピックアップ装置では、半導体レーザ１０５の取り付け誤差、パッケージ、ステムまたはハウジング等の筐体部分に関する製造誤差、ビームスプリッタや反射ミラー等の光ピックアップに用いられる光学部品の製造誤差およびそれら光学部品の取り付け誤差などの影響で、ホログラム素子１０９上のメインビームとサブビームＡ，Ｂの位置および間隔が光ピックアップ装置ごとに異なってしまう。
【００２０】
したがって、定数ｋを定めることにより本来有するメインビームとサブビームＡ，Ｂの光強度の違いを補正しようとしても、光ピックアップ装置の有する誤差を考慮すると、光ピックアップ装置ごとにサブビームＡ、Ｂの強度比が異なるため、十分補正しきれないという問題があった。このため、従来の光ピックアップ装置では、安定なトラッキングサーボが困難なものが発生するという課題があった。
【００２１】
この発明は上述の問題点を解決するためになされたもので、この発明の目的の１つは、安定したトラッキングサーボを行うことが可能な光ピックアップ装置を提供することである。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するためにこの発明のある局面によれば、光ピックアップ装置は、光記録媒体に光を照射する光源と、光源と光記録媒体の間に配置され光源の光を光記録媒体に集光する集光手段と、光記録媒体からの戻り光を受光する複数の受光部が形成された光検出器と、光源と集光手段の間に配置され光源の光をメインビーム、第１のサブビームおよび第２のサブビームに分岐する第１の光分岐手段と、集光手段と光検出器の間に配置され、メインビーム、第１のサブビームおよび第２のサブビームをさらに分岐する第２の光分岐手段とを備え、第２の光分岐手段は、第１のサブビームと第２のサブビームとが所定の間隔を隔てた光学的位置に配置される。
【００２３】
この発明に従えば、集光手段と光検出器の間に配置され、メインビーム、第１のサブビームおよび第２のサブビームをさらに分岐する第２の光分岐手段が、第１のサブビームと第２のサブビームとが所定の間隔を隔てた光学的位置に配置される。このため、第１のサブビームと第２のサブビームとを独立して分岐させることができ、サブビームの利用の自由度を向上させることができる。そして、第１のサブビームおよび第２のサブビームをトラッキング誤差信号の検出に用いる場合には、安定したトラッキング誤差信号を得ることができる。その結果、安定したトラッキングサーボを行うことが可能な光ピックアップ装置を提供することができる。
【００２４】
好ましくは、第２の光分岐手段は、光記録媒体の半径方向に平行な分割線および半径方向に垂直な分割線により分割された複数の領域を有する。
【００２５】
この発明に従えば、第２の光分岐手段は、光記録媒体の半径方向に平行な分割線および半径方向に垂直な分割線により分割された複数の領域を有するので、第２の光分岐手段だけでメインビーム、第１および第２のサブビームをそれぞれ分割することができる。このため、ＤＰＰ法によるトラッキング誤差信号を生成するためのビームとフォーカス誤差信号を生成するためのビームとを、容易に分割することができ、光ピックアップ装置を簡略化することができる。
【００２６】
好ましくは、第２の光分岐手段は、第１のサブビームおよび第２のサブビームそれぞれがメインビームと所定の間隔を隔てた光学的位置に配置される。
【００２７】
この発明に従えば、第２の光分岐手段が、第１のサブビームおよび第２のサブビームそれぞれがメインビームと所定の間隔を隔てた光学的位置に配置されるので、メインビームの分岐とは関係なく第１のサブビームおよび第２のサブビームを分岐させることができる。また、第１のサブビームおよび第２のサブビームをトラッキング誤差信号の検出に用いる場合に、ＤＰＰ法によるトラッキング誤差信号におけるオフセット除去用のプシュプル信号生成に、第１のサブビームおよび第２のサブビームの全体を利用することができる。その結果、サブビームの利用の自由度がさらに向上するとともに、信号品質が向上する。
【００２８】
好ましくは、第２の光分岐手段は、第１のサブビームおよび第２のサブビームそれぞれを光記録媒体の半径方向に分割する分割線で区切られた領域と、メインビームを光記録媒体のトラック方向に分割する分割線で区切られた領域とを有し、メインビームを光記録媒体のトラック方向に分割する分割線で区切られた領域のうち１つは、光記録媒体の半径方向にメインビームをさらに分割する分割線で区切られた領域を有する。
【００２９】
この発明に従えば、第１のサブビームおよび第２のサブビームそれぞれが、メインビームを光記録媒体のトラック方向に分割する分割線で区切られることがないので、サブビーム全体を利用してＤＰＰ法によるトラッキング誤差信号を生成することができる。その結果、トラッキング誤差信号の品質が向上するとともに、トラッキングサーボ動作を安定させることができる。
【００３０】
好ましくは、第２の光分岐手段は、第１のサブビームと第２のサブビームの形状が略同じとなるように光記録媒体のトラック方向に第１および第２のサブビームを分割する分割線で区切られた領域と、メインビームを光記録媒体のトラック方向に分割する分割線で区切られた領域とを有し、第１のサブビームを光記録媒体のトラック方向に分割する分割線で区切られた少なくとも１の領域は、光記録媒体の半径方向に第１のサブビームを分割する分割線で区切られた領域を有し、第２のサブビームを光記録媒体のトラック方向に分割する分割線で区切られた少なくとも１の領域は、光記録媒体の半径方向に第２のサブビームを分割する分割線で区切られた領域を有し、メインビームを光記録媒体のトラック方向に分割する分割線で区切られた領域の１つは、メインビームを光記録媒体の半径方向にさらに分割する分割線で区切られた領域を有する。
【００３１】
この発明に従えば、第２の光分岐手段は、第１のサブビームと第２のサブビームの形状が略同じとなるように光記録媒体のトラック方向に第１および第２のサブビームを分割する分割線で区切られた領域を有するので、ＤＰＰ法によるトラッキング誤差信号に用いる第１のサブビームおよび第２のサブビームを分割して部分的に用いることができる。このため、第２の光分岐手段上で第１または第２のサブビームの一部がメインビームと重なっていても、メインビームと重ならない部分の光を利用して、ＤＰＰ法によるトラッキング誤差信号を生成することができる。その結果、第１または第２のサブビームをメインビームと離間させる必要がなく、光学系の部品の設計が容易となる。
【００３２】
好ましくは、第２の光分岐手段を通過するメインビーム、第１のサブビームおよび第２のサブビームのうち、トラッキング誤差信号生成に係わる各光が略同一形状である。
【００３３】
この発明に従えば、第２の光分岐手段を通過するメインビーム、第１のサブビームおよび第２のサブビームのうち、トラッキング誤差信号生成に係わる各光の光量比が一定になるので、安定したトラッキング誤差信号を得ることができる。
【００３４】
好ましくは、第１の光分岐手段と集光手段の間に配置され、光源からの光を透過して集光手段に導くとともに、戻り光を反射する第３の光分岐手段をさらに備え、第３の光分岐手段は、光源からの光が通過する第１の光学媒質と戻り光が通過する第２の光学媒質との境界面で構成される。
【００３５】
この発明に従えば、第１の光分岐手段と集光手段の間に配置される第３の光分岐手段により、光源からの光が集光手段に導かれ、戻り光が反射される。このため、第２の光分岐手段を光源からの光路と分離して配置できるので、サブビームが離間する位置あるいはメインビームとサブビームが離間する光学的位置に第２の光分岐手段を配置することが容易になる。
【００３６】
好ましくは、第２の光学媒質は、境界面と第２の光分岐手段の間に配置され境界面に平行な反射面を有することを特徴とする。
【００３７】
この発明に従えば、第２の光学媒質は、境界面と第２の光分岐手段の間に配置され境界面に平行な反射面を有するので、反射面の位置を制御することにより、境界面と反射面との距離を変更することができ、第２の光分岐手段上での各ビームの位置を容易に変更することができる。
【００３８】
好ましくは、第１の光分岐手段と集光手段の間に配置され、光源からの光を透過して集光手段に導くとともに、戻り光を第２の光分岐手段に導く回折格子をさらに備える。
【００３９】
この発明に従えば、戻り光の分岐に回折格子を用いるので、簡単に構成することができるとともに、回折格子のホログラム効果により第２の光分岐手段上でのビームの位置を容易に離間させることができる。
【００４０】
好ましくは、第１の光分岐手段は回折格子である。
この発明に従えば、第１の光分岐手段が回折格子なので、第１の光分岐手段の製造が容易となり、光ピックアップ装置を容易に製造することができる。
【００４１】
好ましくは、第２の光分岐手段は回折格子である。
この発明に従えば、第２の光分岐手段が回折格子なので、第２の光分岐手段の製造が容易となり、光ピックアップ装置を容易に製造することができる。
【００４２】
好ましくは、第１および第２の光分岐手段は、一つの光学基板に形成される。この発明に従えば、第１および第２の光分岐手段が一つの光学基板に形成されるので、光ピックアップ装置の構成が簡素になるり、小型化が可能となる。
【００４３】
好ましくは、第１および第２の光分岐手段は光学基板の対向する面に形成される。
【００４４】
この発明に従えば、第１および第２の光分岐手段は光学基板の対向する面に形成されるので、第１および第２の光分岐手段が回折格子が回折格子の場合には、溝の深さなどの条件が異なる場合であっても、お互いの条件に影響されることなく製作できる。
【００４５】
好ましくは、第３の光分岐手段は、第１の光分岐手段または第２の光分岐手段と同一の光学基板に形成される。
【００４６】
この発明に従えば、回折格子は、第１の光分岐手段および第２の光分岐手段と同一の光学基板に形成されるので、回折格子、第１の光分岐手段および第２の光分岐手段を簡単に製造できるとともに、回折格子、第１の光分岐手段および第２の光分岐手段の相対的な位置がずれるのを防止することができる。また光ピックアップ装置の構成がさらに一層簡素になるとともに、小型化が可能となる。
【００４７】
好ましくは、光源および光検出器が１つのパッケージ内に収納され、光学基板は、パッケージの外部に固定される。
【００４８】
この発明に従えば、光源および光検出器が１つのパッケージ内に収納され、光学基板がパッケージの外部に固定されるので、光ピックアップ装置の生産性ならびに信頼性が向上する。
【００４９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、図中同一符号は同一または相当する部材を示し、重複する説明は繰返さない。
【００５０】
（第１の実施の形態）
図１は、第１の実施の形態における光ピックアップ装置の光学系の概略構成を示す図である。図１（Ａ）は平面図を示し、図１（Ｂ）は、図１（Ａ）の平面図を紙面右方向から見た側面図を示している。図１（Ａ）および図１（Ｂ）を参照して、半導体レーザ１１（光源）から出射された直線偏光（Ｐ偏光）は、３ビーム回折格子１（第１の光分岐手段）で回折されることにより、０次回折光なるメインビーム、±１次回折光なる第１のサブビームおよび第２のサブビームの３本の光に分岐される。±１次回折光は図面中に示すＹ方向に発生するため、図１（Ａ）の平面図では図示していない。また±１次回折光より高次の回折光も僅かに発生するが本光ピックアップ装置の機能とは無関係なのでここでは言及しない。
【００５１】
３ビーム回折格子１は、図２に示すように直線格子状の形状を有している。３ビーム回折格子１を通過した３本の光は、ビームスプリッタ３（第３の光分岐手段）を透過する。ビームスプリッタ３は、断面が三角形状の光学ガラス材料８（第１の光学媒質）と、断面が平行四辺形状の光学ガラス材料６（第２の光学媒質）とを貼り合せた境界面で構成され、全体として光学ブロック３ａで成立っている。ビームスプリッタ３は偏光ビームスプリッタ（以下「ＰＢＳ」と称す）である。また、説明の都合上ＰＢＳ３を傾斜面３と表現する場合もある。
【００５２】
ＰＢＳ３を透過した３本の光は、ＰＢＳ３上に配置された１／４波長板９により円偏光となり、コリメートレンズ１２に入射する。コリメートレンズ１２で平行光となった３本の光は対物レンズ１３で集光され、光記録媒体なる光ディスク１０に照射される。
【００５３】
光ディスク１０からの３本の戻り光は対物レンズ１３、コリメートレンズ１２、１／４波長板９を順に戻り、１／４波長板９を通過することにより直線偏光（Ｓ偏光）になり、ＰＢＳ３で図１（Ａ）で右方向に反射され、さらに傾斜面３と平行に構成された反射面１４で図面下方向に反射されることにより、ホログラム２（第２の光分岐手段）に入射する。ホログラム２では３本の戻り光のそれぞれが±１次回折光４，５に回折され、光検出器７に入射する。
【００５４】
３ビーム回折格子１ならびにホログラム２は光学基板１５の対向する面１５ａ，１５ｂに形成される回折格子である。３ビーム回折格子１は面１５ａに、ホログラム２は面１５ｂに形成される。なお、本実施の形態では光学ガラス材料６の屈折率を１．８７、光学基板の屈折率を１．４５７としている。
【００５５】
図１（Ｂ）は、光ディスク１０からの戻り光の光路の様子を示している。点線はメインビームＭを示し、細実線はそれぞれ第１のサブビームＡ、第２のサブビームＢを示している。ホログラム２はサブビームＡ，Ｂが離間する位置（図１（Ａ）および図１（Ｂ）中のＺ１）に配置されている。なお、光学ブロック３ａ内で各光線が途切れてずれて示されている理由は、復路では図１（Ａ）に示すようにＰＢＳ３と反射面１４の間の光路（光学ガラス材料６内の光路）が存在するため、ＰＢＳ３面と反射面１４ではビーム径が異なるためである。なお、図１（Ｂ）では、ホログラム２による±１次回折光は、図面の煩雑を防ぐために記載していない。
【００５６】
図３は、ホログラム２の形状およびホログラム２上の光の位置を示す図である。図中の略円形状なる部分は、メインビームＭ、サブビームＡおよびサブビームＢを示す。図３を参照して、サブビームＡ、Ｂが重なることなく、離間している。これは、ホログラム２が、図１（Ａ）および図１（Ｂ）の位置Ｚ１に設置されることによる。ホログラム２が設置される位置Ｚ１を、サブビームＡ、Ｂが離間する光学的位置という。
【００５７】
ホログラム２は、長方形状の領域Ｈに回折格子が形成されており、光ディスクのトラック方向（Ｙ方向）に平行な分割線Ｔ１および光ディスクの半径方向（Ｘ方向）に平行な分割線Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３により分割された領域ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆ，ｇ，ｉ，ｊを有している。分割線Ｔ１はサブビームＡ，ＢおよびメインビームＭを半径方向に２分割している。さらには、分割線Ｒ１は離間したサブビームＡ，Ｂの間で両サブビームにはかからない位置で、メインビームＭをトラック方向に２分割（２等分）している。分割線Ｒ２はサブビームＡを、分割線Ｒ３はサブビームＢをそれぞれトラック方向（Ｙ方向）に２分割（２等分）している。
【００５８】
このようにホログラム２は領域Ｈの内部に分割線により分割された複数の領域ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆ，ｇ，ｉ，ｊを有しており、それらの領域で回折格子の回折方向、回折角度が異なっている。ここでは、各領域ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆ，ｇ，ｉ，ｊの回折効率は一定であるが、回折効率を異ならせることも可能である。
【００５９】
また、以下に分割線を用いて記述する各領域は領域Ｈの内部に限るものである。すなわち、分割線Ｒ１，Ｒ２で挟まれる領域を分割線Ｔ１で半径方向に分割した領域ｉ，ｊ、分割線Ｒ１，Ｒ３で挟まれる領域を分割線Ｔ１で半径方向に分割した領域ｂ、ｃ、分割線Ｒ２の図中上方向の領域を分割線Ｔ１で半径方向に分割した領域ｄ，ｅ、分割線Ｒ３の図中下方向の領域を分割線Ｔ１で半径方向に分割した領域ｆ，ｇである。
【００６０】
ホログラム２は、ホログラム２のＹ方向取り付け公差や、ホログラム２とビームスプリッタ３とのＹ方向の相対的な取り付け位置が変化するような公差が生じることによりビームのＹ方向位置がずれ、ビームのＹ方向の位置にばらつきが生じる場合に特に有効である。
【００６１】
図４は、ホログラム２で回折された戻り光の光検出器７上でのビーム配置を示している。通常各ビームは光検出器７上で集光するように設計されるため、ビーム形状は略点状になるが、図４ではホログラム２の各領域で分割された光を理解しやすくするために、ややデフォーカスしたビーム形状であえて表現している。図面右側のビーム群はホログラム２による＋１次回折光４の群を示し、左側のビーム群は−１次回折光５の群を示している。各ビームに付された符号には次の意味を持たせている。
【００６２】
（１） 符号の第１文字目：＋１次回折光に「４」、−１次回折光に「５」を付す。
【００６３】
（２） 符号の第２文字目：メインビームに「Ｍ」、サブビームに「Ａ」または「Ｂ］を付す。
【００６４】
（３） 符号の第３文字目：その光が回折したホログラム２の分割領域を示し、回折した分割領域に対応して「ｂ」、「ｃ」、「ｄ」、「ｅ」、「ｆ」、「ｇ」、「ｉ」、「ｊ」を付す。
【００６５】
たとえば、符号４Ｍｃは、＋１次回折光のメインビームＭのうち、ホログラム２の領域ｃを透過した光を意味する。
【００６６】
また、受光部に付された符号には、次の意味を持たせている。
（１） 符号の第１文字目：光検出器を示す「７」を付す。
【００６７】
（２） 符号の第２文字目：受光するビームがメインビームの場合に「Ｍ」、サブビームＡの場合に「Ａ」、サブビームＢの場合に「Ｂ」を付す。
【００６８】
（３） 符号の３文字目：受光するビームが回折したホログラム２の分割領域を示し、回折した分割領域に対応して「ｂ」、「ｃ」、「ｄ」、「ｅ」、「ｆ」、「ｇ」、「ｉ」、「ｊ」を付す。
【００６９】
また各受光部に付された符号の７をＳに置き換えた符号で、その受光部の出力信号を表すものとする。また、同じビームの＋１次回折光と−１次回折光を両方利用する場合は、７Ｍｉ１、７Ｍｉ２のように末尾に１および２等の番号を付して表している。また、フォーカス誤差信号を検出する７Ｍｃ１、７Ｍｃ２については上記の限りではないが、それぞれの差動をとる必要があり、受光部が２つ必要なので、末尾に１および２を付して表している。( ）を付記した符号で示される光は、本実施の形態では信号検出に用いていない光を示しているが、これに限るものではなく各光は適宜利用されてもかまわない。
【００７０】
次に、トラッキング誤差信号の検出形態について説明する。領域ｂ、ｃでのメインビームの回折光５Ｍｂ、５Ｍｃにはそれぞれトラックで生じる光回折成分が含まれているので、それら５Ｍｂ、５Ｍｃの出力信号の差動によりメインビームのプシュプル信号（ＭＰＰ）が、式（５）により生成される。領域ｄ、ｅでのサブビームＡの回折光４Ａｄ、４Ａｅについても同様に出力信号の差動によりサブビームＡのプシュプル信号（ＳＰＰＡ）が、式（６）により生成される。領域ｂ、ｃでのサブビームＢの回折光４Ｂｂ、４Ｂｃについても同様に出力信号の差動によりサブビームＢのプシュプル信号（ＳＰＰＢ）が、式（７）により生成される。ＤＰＰ法によるトラッキング誤差信号（ＴＥＳ２）は、式（８）を用いて検出される。
【００７１】
ＭＰＰ＝ＳＭｂ−ＳＭｃ … （５）
ＳＰＰＡ＝ＳＡｄ−ＳＡｅ … （６）
ＳＰＰＢ＝ＳＢｂ−ＳＢｃ … （７）
ＴＥＳ２＝ＭＰＰ−ｋ［ＳＰＰＡ＋ＳＰＰＢ］ … （８）
次に、式（８）の定数ｋについて説明する。定数ｋはメインビームＭとサブビームＡ，Ｂの強度比を補正する定数である。本実施の形態では、３ビーム回折格子１でのメインビームＭ：サブビームＡ：サブビームＢの強度比が１０：１：１であるとともに、２つのサブビームＡ，ＢおよびメインビームＭは分割線Ｒ２，Ｒ３，Ｒ１でそれぞれ１／２ずつに分割されている。したがって、受光素子で検出されるビーム強度比はＭ：Ａ：Ｂ＝１０×１／２：１×１／２：１×１／２＝１０：１：１となる。よってｋ＝１０／（１＋１）＝５となり、ｋ＝５とすれば、（８）式ではレンズシフト等により発生するＤＣオフセットを相殺できる。
【００７２】
本実施の形態においては、分割線Ｒ２、Ｒ３はそれぞれサブビームＡ、Ｂを２等分し、さらには分割線Ｔ１は、サブビームＡ、Ｂの中央に位置することから、領域ｂ、ｃ、ｄ、ｅの光量は等しくなる。したがって、ＳＰＰＡ、ＳＰＰＢの出力は等しくなるため、オフセット除去に関わる光線の光量による出力信号のアンバランスをなくすことができる。
【００７３】
本実施の形態における光ピックアップ装置を、以下の条件で従来の光ピックアップ装置と比較した。
【００７４】
（１） 集光レンズ系は、焦点距離２．１５ｍｍ、ＮＡ＝０．６５なる対物レンズ１３、ならびに焦点距離１３．６ｍｍ、ＮＡ＝０．１３なるコリメートレンズ１２を用いた。
【００７５】
（２） 光記録媒体なる光ディスク１０には、トラックピッチ０．７４μｍ、グルーブ幅０．２４μｍ、グルーブ深さ０．０２８μｍなるＤＶＤ−ＲＷディスクを用いた。
【００７６】
（３） 半導体レーザ１１は、波長６５０ｎｍ、トラック方向に対応する放射角度２２°、半径方向に対応する放射角度８°のものを用いた。
【００７７】
（４） ディスク上の光は、ディスクの略最内周部の半径ｒ＝２４ｍｍの位置とし、メインビームとサブビームのディスク上での間隔を１２μｍ、サブビームＡ、Ｂがディスクの案内溝を横切る位相差を３０°与えた。
【００７８】
図５は、サブビームの強度比に対するメインビームのデトラック量を示している。本実施の形態における光ピックアップ装置では、公差によりホログラム上でビームがずれてもトラッキング信号に係わるサブビームの強度比は常に一定値（ここでは１）となるので、公差によらずデトラックが一定値に抑制されている（３ｎｍ程度）。ここで僅かにデトラックが発生（３ｎｍ程度）している理由は、実施した位置がディスクの略最内周部でありトラックの湾曲度が大きい領域であるため、元々僅かにデトラックを有するためである。
【００７９】
これに比べて従来の光ピックアップ装置では、サブビームの強度比が約４．８付近でデトラックが最小となっているが、サブビーム強度比が４．８から上下にずれてくるとデトラックが大きくなってトラッキングサーボが不安定となっている。
【００８０】
図６は、光ピックアップ装置の製造誤差等でホログラム上でビームの位置がずれた状態を示す図である。図６では、半径方向の分割線Ｒ１〜Ｒ３に対し、３つのビームが図中上方向にずれている状態が示されている。図７は、ホログラムの所定の領域におけるサブビームＡ，ＢとメインビームＭの形状を模式的に表した図である。図７では、図６に示したサブビームＡ，ＢとメインビームＭの領域ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｉ、ｊにおける形状を示している。各ビームの他の部分は説明の都合上省略している。図７から明らかなように、サブビームＡが分割線Ｒ２により分割される割合と、サブビームＢが分割線Ｒ３により分割される割合、およびメインビームＭが分割線Ｒ１により分割される割合は等しい。すなわち領域ｂ、ｃの回折光Ｂｂ，Ｂｃの形状、領域ｄ、ｅの回折光Ａｄ、Ａｅの形状、および領域ｉ，ｊのメインビームＭｉ，Ｍｊの形状が等しくなる。このため、領域ｂ、ｃによる回折光Ｂｂ，Ｂｃの光量、領域ｄ、ｅによる回折光Ａｄ、Ａｅの光量が等しくなる。
【００８１】
したがって、製造誤差等で分割線に対するビームの位置がずれる場合でも、ＳＰＰＡ、ＳＰＰＢの出力は等しくなるため、オフセット除去に関わる光線の光量による出力信号のアンバランスをなくすことができる。このようにサブビームが半径方向に平行な分割線Ｒ２、Ｒ３で分割されている場合は、分割線Ｒ２、Ｒ３に対して同一方向側のサブビームの一部（図７では、分割線Ｒ２ならびにＲ３の上側のサブビームで斜線で示した回折光Ａｄ、Ａｅならびに回折光Ｂｂ、Ｂｃ）を用いて、それぞれサブビームのプシュプル信号を生成することにより、ＳＰＰＡ、ＳＰＰＢの出力を常に等しくでき、サブビームアンバランスが解消される。
【００８２】
その他の信号検出の形態は次のようになっている。ピット情報が記録された光ディスクの再生時には、ＳＭｃとＳＭｂの位相差の変化を検出してＤＰＤ法によりＴＥＳ３を検出することもできる。
【００８３】
フォーカス誤差信号（ＦＥＳ）は、ホログラム２の＋１次回折光の内の光線４Ｍｃを受光部７Ｍｃ１、７Ｍｃ２の分割線上で受光し、受光部の出力の差動により、式（９）を用いて検出できる。また、記録された情報信号（ＲＦ）は、式（１０）を用いて検出できる。
【００８４】
ＦＥＳ＝ＳＭｃ１−ＳＭｃ２ … （９）
ＲＦ＝ＳＭｂ＋ＳＭｃ＋ＳＭｉ＋ＳＭｊ … （１０）
本実施の形態で用いた３ビーム回折格子１、ホログラム２は光学基板１５上に形成される。特に両回折格子の深さが異なる場合は、製造条件がことなるためそれぞれ対向する面１５ａ、１５ｂに形成される。このため光学基板１５の厚さを適宜制御することで、サブビームＡ、Ｂが離間する光学的位置にホログラム２を配置できる。
【００８５】
ホログラム２の配置については、光学基板１５の厚さ以外にも制御可能である。光学ガラス材料６は既述したようにその断面が平行四辺形状であり、傾斜面３に平行な反射面１４を有している。よって、傾斜面３と反射面１４の距離を制御（例えば光学ガラス材料６の基板材料の厚さを研磨等で制御）することで、ホログラム２上でサブビームＡ、Ｂが離間する状態を得ることができる。これは、傾斜面３により戻り光の光路が、半導体レーザ１１から照射される光が光記録媒体に達するまでの光路と異なる光路とされることにより可能となる。
【００８６】
また、ホログラム２ならびに３ビーム回折格子１を１つの光学基板に集積的に形成し、ＰＢＳ３や反射面１４を光学ブロック３ａのような形状とすることで、光学素子の作製ならびに光ピックアップ装置内での配置、取り付けが容易になり、ＣＡＮ等のパッケージ１６上に載せて固定できるとともに、半導体レーザ１１、光検出器７等の半導体素子を該パッケージ１６内部に収納できるので光ピックアップ装置の生産性ならびに信頼性が向上する。
【００８７】
（第２の実施の形態）
次に第２の実施の形態における光ピックアップ装置について説明する。第１の実施の形態と同種の構成要素については、同符号を付し、重複する説明は繰返さない。
【００８８】
第２の実施の形態における光ピッックアップ装置は、第１の実施の形態における光ピックアップ装置と次の点で異なる。第１の実施の形態における光ピックアップ装置では、ホログラム２が配置される光学的位置が、サブビームＡ，Ｂが離間する位置（図１に示した位置Ｚ１）であった。これに対して第２の実施の形態における光ピックアップ装置では、ホログラム２の光学的位置を、図８で示すようにメインビームＭとサブビームＡ，Ｂがそれぞれ離間する位置とする点で異なる。
【００８９】
図８は、第２の実施の形態における光ピックアップ装置のホログラム２の形状およびホログラム２上の光の位置を示す図である。図８を参照して、トラック方向に平行な分割線Ｔ１がサブビームＡ，ＢならびにメインビームＭをＸ方向に分割し、半径方向に平行な分割線はＲ１のみであり、メインビームをＹ方向に分割する。またホログラム２は分割線Ｔ１およびＲ１によって、領域Ｈ内に４つの領域ｂ、ｃ、ｄ、ｅを有する。このように、ホログラム２は、分割線の本数ならびに分割領域を少なくし簡素な構成となっている。このようにホログラム２を構成すれば、Ｚ方向の高さ公差が変化して、サブビームの間隔が開くようなばらつきが生じる場合に特に有効である。
【００９０】
図９に、ホログラム２で回折された光の光検出器７上での各配置ならびにそれらを受光する受光部の配置を示す。ビームおよび受光部に付された符号は、第１の実施の形態で説明したのと同じ意味を持たせている。各受光部の符号７をＳに変えてその出力を表すものとする。
【００９１】
ホログラム２の領域ｂ、ｃでのメインビームの回折光４Ｍｂ、４Ｍｃは、トラックでの反射による光の回折成分を含むため、それらの出力信号の差動によりメインビームのプシュプル信号（ＭＰＰ）が、式（１１）を用いて生成される。あるいは、ホログラムの領域ｄ、ｅでのメインビームの回折光４Ｍｄ、４Ｍｅも利用し、式（１１’）を用いてもよい。あるいは、領域ｂ、ｃ、ｄ、ｅでの−１次回折光の５Ｍｂ、５Ｍｃ、５Ｍｄ、５Ｍｅを利用してプッシュプル信号ＭＰＰ３を、式（１１’）を用いて生成しても構わない。
【００９２】
ホログラム２の領域ｄ、ｅでのサブビームＡの回折光４Ａｄ、４Ａｅについても同様に、それらの出力信号の差動によりサブビームＡのプシュプル信号（ＳＰＰＡ）が、式（１２）を用いて生成される。ホログラム２の領域ｂ、ｃでのサブビームＢの回折光４Ｂｂ、４Ｂｃについても同様に、それらの出力信号の差動によりサブビームＢのプシュプル信号（ＳＰＰＢ）が、式（１３）を用いて生成される。よって、ＤＰＰ法によるトラッキング誤差信号（ＴＥＳ２）は、式（１４）を用いて検出できる。
【００９３】
ＭＰＰ＝ＳＭｂ−ＳＭｃ … （１１）
ＭＰＰ２＝（ＳＭｂ＋ＳＭｄ）−（ＳＭｃ＋ＳＭｅ） … （１１’）
ＳＰＰＡ＝ＳＡｄ−ＳＡｅ … （１２）
ＳＰＰＢ＝ＳＢｂ−ＳＢｃ … （１３）
ＴＥＳ２＝ＭＰＰ２−ｋ［ＳＰＰＡ＋ＳＰＰＢ］ … （１４）
式（１４）の場合であれば、定数ｋについては、光検出器で検出されるトラッキング誤差信号生成に関わる、３ビーム回折格子１による各ビームの強度はＭ：Ａ：Ｂ＝１０：１：１であり、メインビームＭについては領域ｂ，ｃ，ｄ，ｅの回折光（すなわちメインビームの全領域の光）を利用するため、受光素子で検出されるビーム強度比はＭ：Ａ：Ｂ＝１０×１：１×１：１×１＝１０：１：１となる。よって、ｋ=１０／（１＋１）＝５とすればよい。これにより、（１４）式ではレンズシフト等により発生するＤＣオフセットを相殺できる。
【００９４】
本実施の形態では、サブビームＡ，Ｂの全体を用いてプシュプル信号（ＳＰＰＡ、ＳＰＰＢ）を生成する構成になっている。さらには、半径方向に平行な分割はＲ１のみであるため、光ピックアップ装置の製造ばらつき等で分割線Ｒ１がずれても、サブビームが欠けることがなく、常にサブビームＡ、Ｂの全体をプシュプル信号生成に用いることができる。したがって、ＳＰＰＡ、ＳＰＰＢの出力は常に等しくなるため、オフセット除去に関わる光線の光量による出力信号のアンバランスをなくすことができる。また、サブビーム全体をプシュプル信号生成に用いるため、トラッキング誤差信号のＳ／Ｎが向上する。
【００９５】
その他の信号検出の形態は次のようになっている。ピット情報が記録された光ディスクの再生時には、ＳＭｃとＳＭｂの位相差の変化を検出してＤＰＤ法によりＴＥＳ３を検出することもできる。
【００９６】
フォーカス誤差信号（ＦＥＳ）については、メインビーム全体が分割線Ｔ１によって分割されているため、回折光４Ｍｄ、４Ｍｅは分離して光検出器７上の異なる位置に入射する。したがってそれぞれの位置に別々の受光部を形成し、光線４Ｍｄを受光部７Ｍｄ１、７Ｍｄ２の分割線上で受光し、光線４Ｍｅを受光部７Ｍｅ１、７Ｍｅ２の分割線上で受光し、受光部の出力の差動の加算により、式（１５）を用いて検出される。記録された情報信号（ＲＦ）は、式（１６）を用いて検出される。
【００９７】
ＦＥＳ＝（ＳＭｄ１−ＳＭｄ２）＋（ＳＭｅ１−ＳＭｅ２）… （１５）
ＲＦ＝ＳＭｂ＋ＳＭｃ＋ＳＭｄ＋ＳＭｅ … （１６）
本実施の形態における光ピックアップ装置で用いた３ビーム回折格子１、ホログラム２は光学基板１５上に形成される。特に両回折格子の深さが異なる場合は、製造条件が異なるため、本実施の形態のようにそれぞれ対向する面１５ａ、１５ｂに形成される。光学基板１５の厚さを適宜制御することで、サブビームＡ、ＢとメインビームＭが離間する光学的位置にホログラム２を配置できる。
【００９８】
ホログラム２の配置については、光学基板１５の厚さ以外にも制御可能である。光学ガラス材料６は既述したようにその断面が平行四辺形状であり、傾斜面３に平行な反射面１４を有している。よって、傾斜面３と反射面１４の距離を制御（例えば光学ガラス材料６の基材料の厚さを研磨等で制御）することで、ホログラム２上でメインビームＭとサブビームＡ、Ｂが離間する状態を得ることができる。
【００９９】
また、ホログラム２ならびに３ビーム回折格子１を１つの光学基板に集積的に形成し、ＰＢＳ３や反射面１４を光学ブロック３ａのような形状とすることで、光学素子の作製ならびに光ピックアップ装置内での配置、取り付けが容易になり、ＣＡＮ等のパッケージ１６上に載せて固定できるとともに、半導体レーザ１１、光検出器７等の半導体素子をパッケージ１６内部に収納できるので光ピックアップ装置の生産性ならびに信頼性が向上する。
【０１００】
なお、第２の実施の形態で用いたホログラム２をサブビームＡ、Ｂが離間する光学的位置で用いてもかまわない。
【０１０１】
＜ホログラム２の変形例＞
次に、第２の実施の形態における光ピックアップ装置のホログラム２の変形例を説明する。図１０は、第２の実施の形態における光ピックアップ装置の別のホログラム２の形状およびホログラム２上の光の位置を示す図である。図１０を参照して、別のホログラム２は、半径方向に平行な分割線Ｒ１，Ｒ２と、トラック方向に平行な分割線Ｔ１，Ｔ２により、５つの領域ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅに分割される。分割線Ｔ１は、サブビームＡをＸ方向に分割し、分割線Ｔ２がサブビームＢの全部とメインビームＭの一部をＸ方向に分割する。また、分割線Ｒ１は、メインビームをＹ方向に分割する。このように別のホログラム２を構成すれば、Ｚ方向の高さ公差が変化して、サブビームの間隔が開くようなばらつきが生じる場合に特に有効である。また、フォーカス誤差信号を生成するためのビームを、メインビームＭのうち領域ａで回折した光を用いることができるので、受光部を少なくすることができる。
【０１０２】
図１１に、別のホログラム２で回折された光の光検出器７上での各配置ならびにそれらを受光する受光部の配置を示す。ビームおよび受光部に付された符号は、第１の実施の形態で説明したのと同じ意味を持たせている。各受光部の符号７をＳに変えてその出力を表すものとする。
【０１０３】
別のホログラム２の領域ｂ、ｃでのメインビームの回折光５Ｍｂ、５Ｍｃは、トラックでの反射による光の回折成分を含むため、それらの出力信号の差動によりメインビームのプシュプル信号（ＭＰＰ）が、式（５）を用いて生成される。別のホログラム２の領域ｄ、ｅでのサブビームＡの回折光４Ａｄ、４Ａｅについても同様に、それらの出力信号の差動によりサブビームＡのプシュプル信号（ＳＰＰＡ）が、式（６）を用いて生成される。別のホログラム２の領域ｂ、ｃでのサブビームＢの回折光４Ｂｂ、４Ｂｃについても同様に、それらの出力信号の差動によりサブビームＢのプシュプル信号（ＳＰＰＢ）が、式（７）を用いて生成される。よって、ＤＰＰ法によるトラッキング誤差信号（ＴＥＳ２）は、式（８）を用いて検出できる。
【０１０４】
式（８）の場合であれば、定数ｋについては、光検出器で検出されるトラッキング誤差信号生成に関わる、３ビーム回折格子１による各ビームの強度はＭ：Ａ：Ｂ＝１０：１：１であり、メインビームＭについては領域ｂ，ｃの回折光、すなわち半円状の光を利用するため、受光素子で検出されるビーム強度比はＭ：Ａ：Ｂ＝１０×１／２：１×１：１×１＝５：１：１となる。よって、ｋ=５／（１＋１）＝２．５とすればよい。これにより、（８）式ではレンズシフト等により発生するＤＣオフセットを相殺できる。
【０１０５】
本実施の形態では、サブビームＡ，Ｂの全体を用いてプシュプル信号（ＳＰＰＡ、ＳＰＰＢ）を生成する構成になっている。したがって、ＳＰＰＡ、ＳＰＰＢの出力は常に等しくなるため、オフセット除去に関わる光線の光量による出力信号のアンバランスをなくすことができる。また、サブビーム全体をプシュプル信号生成に用いるため、トラッキング誤差信号のＳ／Ｎが向上する。
【０１０６】
その他の信号検出の形態は次のようになっている。ピット情報が記録された光ディスクの再生時には、ＳＭｃとＳＭｂの位相差の変化を検出してＤＰＤ法によりＴＥＳ３を検出することもできる。
【０１０７】
フォーカス誤差信号（ＦＥＳ）については、メインビームＭの領域ａを通過する回折光４Ｍａが用いられる。したがって、回折光４Ｍａが受光部７Ｍａ１、７Ｍａ２の分割線上で受光され、受光部の出力の差動の加算により、式（１７）を用いて検出される。記録された情報信号（ＲＦ）は、式（１８）を用いて検出される。
【０１０８】
ＦＥＳ＝ＳＭａ１−ＳＭａ２ … （１７）
ＲＦ＝ＳＭｂ＋ＳＭｃ＋ＳＭａ３… （１８）
（第３の実施の形態）
図１２は、第３の実施の形態における光ピックアップ装置の光学系の側面図である。第１および第２の実施の形態における光ピックアップ装置と同一または相当する部材には同符号を付し、重複する説明は繰返さない。
【０１０９】
第３の実施の形態における光ピックアップ装置は、ビームスプリッタ３に代えて回折格子を用いる点で、第１の実施の形態における光ピックアップ装置と異なる。この回折格子は、サブビームＡ、Ｂやメインビームを離間させるために、ホログラム効果を有する回折格子を用いるのが好ましい。
【０１１０】
図１２を参照して、半導体レーザ１１（光源）から出射された直線偏光（Ｐ偏光）は、３ビーム回折格子１（第１の光分岐手段）で回折されることにより０次回折光なるメインビーム、±１次回折光なる第１のサブビームおよび第２のサブビームの３本の光に分岐される。回折は図面Ｙ方向に発生するため、サブビームＡ，Ｂは図示していない。また±１次回折光より高次の回折光も僅かに発生するが本光ピックアップ装置の機能とは無関係なので言及しない。
【０１１１】
３ビーム回折格子１を通過した３本の光は回折格子３０（第３の光分岐手段）を透過する。回折格子３０は、光学基板３０ａの一方の面（図中上面）に形成される。光学基板３０ａの回折格子３０が形成される面に対向する面（図中下面）には、３ビーム回折格子１およびホログラム２が形成される。
【０１１２】
回折格子３０を透過した３本の光は、光学基板３０ａ上に配置された１／４波長板９により円偏光となりコリメートレンズ１２に入射する。コリメートレンズ１２で平行光となった３本の光は対物レンズ１３で集光され光記録媒体なる光ディスク１０に照射される。光ディスク１０からの３本の戻り光は対物レンズ１３、コリメートレンズ１２、１／４波長板９を順に戻り、１／４波長板９を通過することにより直線偏光（Ｓ偏光）になり、回折格子３０で図面右方向に回折され、ホログラム２（第２の光分岐手段）に入射する。
【０１１３】
ホログラム２では３本の戻り光のそれぞれが±１次回折光４および５に回折され、光検出器７に入射する。ホログラム２については、第１または第２の実施例で説明したものと同様なホログラムで構成され、サブビームＡ、Ｂが離間する光学的位置（図３参照）、または、サブビームＡ、ＢとメインビームＭが離間する光学的位置（図８，図１０参照）に配置される。光検出器７についても、第１または第２の実施例で説明したものと同様な光検出器が適用される。
【０１１４】
また、ＤＰＰ法によるトラッキング誤差信号の検出形態ならびに、その他の信号検出方法についても、第１または第２の実施例と同様な方法が適用される。
【０１１５】
光学基板３０ａの厚さ、屈折率を適宜定めることで、ホログラム２上での各ビームの離間が容易になる。したがって、回折格子３０を用いることで簡単に構成できるとともに、回折格子３０にホログラム効果を持たせ、該ホログラム効果を適宜構成することで、回折格子３０からホログラム２に向かうビームの収束の程度を制御できる。このため、ホログラム２上での各ビームの離間構成が容易になる。さらには、回折格子３０は、ホログラム２上でのビームの離間作用を促進する効果を奏する。
【０１１６】
また、回折格子３０、ホログラム２ならびに３ビーム回折格子１を１つの光学基板３０ａに集積的に形成することで、光学素子の作製ならびに光ピックアップ装置内での配置、取り付けが容易になり、ＣＡＮ等のパッケージ１６上に載せて固定できると共に、半導体レーザ１１、光検出器７等の半導体素子を該パッケージ１６内部に収納できるので光ピックアップ装置の生産性ならびに信頼性が向上する。
【０１１７】
本実施の形態における光ピックアップ装置によれば、ホログラム２が、トラッキング誤差信号に係わるサブビームＡ，Ｂがホログラム２上で離間する光学的位置に設置される。ホログラム２においてメインビームＭをトラック方向に分割する分割線Ｒ１がサブビームＡ，Ｂを分割しない構成が可能なため、サブビームＡ，Ｂの利用の自由度が向上し、安定したトラッキング誤差信号を得ることができる。
【０１１８】
また、ホログラム２は、光記録媒体の半径方向に平行な分割線およびトラック方向に平行な分割線により分割された複数の領域を有するので、メインビームＭ，サブビームＡ，Ｂを分割することができ、ＤＰＰ法によるトラッキング誤差信号の生成ならびに、フォーカス誤差信号の生成が１つのホログラムで可能となる。
【０１１９】
さらに、ホログラム２がサブビームＡ，ＢとメインビームＭとがホログラム２上で離間する光学的位置に設置されるので、ＤＰＰ法によるトラッキング誤差信号におけるオフセット除去用のプシュプル信号生成に、サブビーム全体を利用することができ、サブビームの利用の自由度がさらに向上するとともに、信号品質が向上する。
【０１２０】
さらに、ホログラム２上でサブビームＡ，Ｂが半径方向に平行な分割線Ｒ１で分割されないため、サブビーム全体を利用してＤＰＰ法によるトラッキング誤差信号を生成することができ、信号品質が向上するとともに、サーボが安定する。
【０１２１】
さらに、ホログラム２上で、サブビームＡ，Ｂが分割線Ｒ２，Ｒ３で各ビームの形状が略同じとなるように分割されるので、ＤＰＰ法によるトラッキング誤差信号に用いるサブビームＡ，Ｂを分割線で分割して部分的に用いることができる。このためホログラム２上でサブビームの一部がメインビームと重なっていても、メインビームと重ならない部分の光を利用して、ＤＰＰ法によるトラッキング誤差信号を生成することができる。言い換えれば、ホログラム２上でメインビームとサブビームは離間せずとも良く、ＰＢＳ３を含めた光学ブロック、ならびに光学基板１５等の設計が容易になる。
【０１２２】
さらに、ホログラム２を通過したメインビームとサブビームのうち、トラッキング誤差信号生成に係わる各光が略同一形状となるため、公差によらず式（８）または式（１４）の定数ｋが一定となり、安定したトラッキング誤差信号を得ることができる。
【０１２３】
さらに、ビームスプリッタ３を設けることにより、ホログラム２を光源からの光路から分離して配置できるため、サブビームが離間する位置あるいはメインビームとサブビームが離間する位置にホログラム２を配置することが容易になる。
【０１２４】
さらに、ビームスプリッタ３で反射された光を反射してホログラム２に導く反射面１４を備えるので、反射面１４の位置を制御することにより、ビームスプリッタ３と反射面１４との距離を変更することができ、ホログラム２上での各ビームの位置を容易に変更することができる。
【０１２５】
さらに、戻り光の分岐に回折格子３０を用いるので、簡単に構成することができるとともに、回折格子３０のホログラム効果を適宜構成することで、ホログラム２上でのビームの離間作用を促進する効果を奏することができる。その結果、ホログラム２上での各ビームを容易に離間させることができる。
【０１２６】
さらに、３ビーム回折格子１を用いるので、ホトリソグラフィー等の加工手段で容易に製造することができ、光ピックアップ装置の製造が容易になる。
【０１２７】
さらに、ホログラム２を用いるので、ホトリソグラフィー等の加工手段で容易に製造することができ、光ピックアップ装置の製造が容易になる。
【０１２８】
さらに、３ビーム回折格子１とホログラム２とが同一の光学基板１５に形成されるので、光ピックアップ装置の構成が簡素になり、小型化が可能となる。
【０１２９】
さらに、３ビーム回折格子１とホログラム２とが同一の光学基板１５の対向する面に形成されるので、３ビーム回折格子１とホログラム２とが回折格子の場合には、溝の深さなどの条件が異なる場合であっても、お互いの条件に影響されることなく製作できる。
【０１３０】
さらに、３ビーム回折格子１、ホログラム２および回折格子３０を１つの光学基板３０ａに作りこめるため、３ビーム回折格子１、ホログラム２および回折格子３０を簡単に製造できるとともに、３ビーム回折格子１、ホログラム２および回折格子３０の相対的な位置がずれるのを防止することができる。また光ピックアップ装置の構成がさらに一層簡素になるとともに、小型化が可能となる。
【０１３１】
さらに、半導体レーザ１１、光検出器７等の半導体素子をパッケージ１６内部に収納できるので、光ピックアップ装置の生産性ならびに信頼性が向上する。
【０１３２】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【図１】 第１の実施の形態における光ピックアップ装置の光学系の概略構成を示す図である。
【図２】 第１の実施の形態における光ピックアップ装置の３ビーム回折格子１の平面図である。
【図３】 第１の実施の形態における光ピックアップ装置のホログラムの形状およびホログラム上の光の位置を示す図である。
【図４】 ホログラムで回折された戻り光の光検出器７上でのビーム配置を示す図である。
【図５】 サブビームの強度比に対するメインビームのデトラック量を示す図である。
【図６】 第１の実施の形態における光ピックアップ装置の製造誤差等でホログラム上でビームの位置がずれた状態を示す図である。
【図７】 ホログラムの所定の領域におけるサブビームとメインビームの形状を模式的に表した図である。
【図８】 第２の実施の形態における光ピックアップ装置のホログラム２の形状およびホログラム２上の光の位置を示す図である。
【図９】 ホログラム２で回折された光の光検出器７上での各配置ならびにそれらを受光する受光部の配置を示す図である。
【図１０】 第２の実施の形態における光ピックアップ装置の別のホログラム２の形状およびホログラム２上の光の位置を示す図である。
【図１１】 別のホログラム２で回折された光の光検出器７上での各配置ならびにそれらを受光する受光部の配置を示す図である。
【図１２】 第３の実施の形態における光ピックアップ装置の光学系の側面図である。
【図１３】 従来の光ピックアップ装置の概略構成を示す図である。
【図１４】 従来の光ピックアップ装置のホログラム素子とホログラム素子により回折される光と受光素子との関係を示す図である。
【図１５】 従来の光ピックアップ装置におけるホログラム素子１０９上のビーム形状を示す。
【図１６】 従来の光ピックアップ装置におけるホログラムで回折された戻り光を示す図である。
【符号の説明】
１ ３ビーム回折格子、２ ホログラム、３ ビームスプリッタ（傾斜面）、３ａ 光学ブロック、６ 光学ガラス材料、７ 光検出器、８ 光学ガラス材料、９ １／４波長板、１０ 光ディスク、１１ 半導体レーザ、１２ コリメートレンズ、１３ 対物レンズ、１４ 反射面、１５ 光学基板、１６ パッケージ、３０ 回折格子、３０ａ 光学基板。

Claims (14)

1. 光記録媒体に光を照射する光源と、
   前記光源と光記録媒体の間に配置され光源の光を光記録媒体に集光する集光手段と、
   光記録媒体からの戻り光を受光する複数の受光部が形成された光検出器と、
   前記光源と前記集光手段の間に配置され前記光源の光をメインビーム、第１のサブビームおよび第２のサブビームに分岐する第１の光分岐手段と、
   前記集光手段と前記光検出器の間に配置され、前記メインビーム、前記第１のサブビームおよび前記第２のサブビームをさらに分岐する第２の光分岐手段とを備え、
   前記第２の光分岐手段は、
   前記第１のサブビームおよび前記第２のサブビームの両サブビームにはかからない位置で前記メインビームを第１の方向に分割する第１の分割線と、
   前記第１のサブビームまたは前記第２のサブビームを前記第１の方向に分割する第２の分割線とを含む、光ピックアップ装置。
2. 前記第２の光分岐手段は、前記メインビーム、前記第１のサブビームおよび前記第２のサブビームを前記第１の方向と垂直な第２の方向に分割する第３の分割線をさらに含む、請求項１に記載の光ピックアップ装置。
3. 光記録媒体に光を照射する光源と、
   前記光源と光記録媒体の間に配置され光源の光を光記録媒体に集光する集光手段と、
   光記録媒体からの戻り光を受光する複数の受光部が形成された光検出器と、
   前記光源と前記集光手段の間に配置され前記光源の光をメインビーム、第１のサブビームおよび第２のサブビームに分岐する第１の光分岐手段と、
   前記集光手段と前記光検出器の間に配置され、前記メインビーム、前記第１のサブビームおよび前記第２のサブビームをさらに分岐する第２の光分岐手段とを備え、
   前記第２の光分岐手段は、
   前記第１のサブビームおよび前記第２のサブビームの両サブビームにはかからない位置で前記メインビームを第１の方向に分割する第１の分割線と、
   前記第１のサブビームを前記第１の方向と垂直な第２の方向に分割する第４の分割線と、
   前記メインビームの一部および前記第２のサブビームを前記第１の分割線との接点を起点に前記第２の方向に分割する第５の分割線とを含む、光ピックアップ装置。
4. 前記第２の光分岐手段は、前記第１のサブビームおよび第２のサブビームそれぞれが前記メインビームと所定の間隔を隔てた光学的位置に配置される、請求項３に記載の光ピックアップ装置。
5. 前記第２の光分岐手段を通過する前記メインビーム、前記第１のサブビームおよび前記第２のサブビームのうち、トラッキング誤差信号生成に係わる各光が前記第２の光分岐手段上で略同一形状であることを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載の光ピックアップ装置。
6. 前記第１の光分岐手段と前記集光手段の間に配置され、光源からの光を透過して前記集光手段に導くとともに、前記戻り光を反射する第３の光分岐手段をさらに備え、
   前記第３の光分岐手段は、光源からの光が通過する第１の光学媒質と前記戻り光が通過する第２の光学媒質との境界面で構成される、請求項１〜４のいずれかに記載の光ピックアップ装置。
7. 前記第２の光学媒質は、前記境界面と前記第２の光分岐手段の間に配置され前記境界面に平行な反射面を有す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. 前記第１の光分岐手段と前記集光手段の間に配置され、光源からの光を透過して前記集光手段に導くとともに、前記戻り光を前記第２の光分岐手段に導く回折格子をさらに備えた、請求項１〜４のいずれかに記載の光ピックアップ装置。
9. 前記第１の光分岐手段は回折格子である、請求項１〜４のいずれかに記載の光ピックアップ装置。
10. 前記第２の光分岐手段は回折格子である、請求項１〜４のいずれかに記載の光ピックアップ装置。
11. 前記第１および第２の光分岐手段は、一つの光学基板に形成される、請求項１〜４のいずれかに記載の光ピックアップ装置。
12. 前記第１および第２の光分岐手段は前記光学基板の対向する面に形成される、請求項１１に記載の光ピックアップ装置。
13. 前記回折格子は、前記第１の光分岐手段および第２の光分岐手段と同一の光学基板に形成される、請求項８に記載の光ピックアップ装置。
14. 前記光源および前記光検出器が１つのパッケージ内に収納され、
    前記光学基板は、前記パッケージの外部に固定される、請求項１１〜１３のいずれかに記載の光ピックアップ装置。

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