JP4098139B2 - 光ピックアップ - Google Patents
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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対して光学的に情報を記録再生する光ピックアップに関するものである。特に、波長の異なる複数の光源を持つ光ピックアップのトラッキングサーボにおいて、トラッキング誤差信号に発生するオフセットを、容易にかつ低コストで補正するものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、光ディスクは多量の情報信号を高密度で記録することができるため、オーディオ、ビデオ、コンピュータ等の多くの分野において利用が進められている。
【０００３】
上記光ディスク等の情報記録媒体においては、ミクロン単位で記録された情報信号を再生するために情報トラックに対して光ビームを正確にトラッキングさせる必要がある。上記トラッキングのためのトラッキング誤差信号（ＴＥＳ：Tracking Error Signal）の検出方法は、種々の方法が知られている。
【０００４】
また、光ディスクには、赤外レーザを用いるＣＤ系のディスクと赤色レーザを用いるＤＶＤ系のディスクとが商品化されているとともに、最近では、青色レーザを用いる高密度ディスクも提案されている。すなわち、各光ディスクは情報の記録密度やディスク内の構造が異なるため、それぞれのディスクへの情報の記録及び再生には異なる波長の光が用いられる。
【０００５】
最近では、光ディスク装置の中には、ＣＤ系のディスクとＤＶＤ系のディスクとの両方の記録・再生に対応した光ピックアップが搭載されているものがある。
【０００６】
例えば、特許文献１においては、図２３に示すように、ＤＶＤ系及びＣＤ系の両方に対応できる光ピックアップを小型化するために、１パッケージ内に２波長半導体レーザを備えた光学系が提案されている。
【０００７】
上記光ピックアップにおいては、１パッケージ化された多波長半導体レーザからなる光源１０１ａ・１０１ｂから発せられた波長の異なる光ビームにより、同一の光学系を用いて複数種類の光ディスクにおける情報の記録及び再生が行われる。光路上には２つの３ビーム用回折格子１１２・１１３が配置されており、波長λ１・λ２の光ビームは両方の３ビーム用回折格子１１２・１１３を通過するが、一方の回折格子は、一方の波長に対してだけ機能するように溝深さが設定されている。例えば、波長λ１の光に対して３ビームとして機能させるときには、その溝深さを波長λ２の整数倍になるように設定する。それにより、この回折格子によって、波長λ１の光は回折光を発生せず、略通過する。
【０００８】
また、３ビーム法では±１次光の光量の違いを利用してトラック検出を行うため、０次光と±１次光とが光ディスク上において所定の位置に配置される必要がある。そのため、それぞれの回折格子の溝方向は、光ピックアップの組立時に正確に調整される必要がある。
【０００９】
このような構成とすることによって、いずれか一方のトラック検出光を悪化させることなく、種類の異なる光ディスクに対して良好な情報の記録及び再生を行うことができる。
【００１０】
ところで、３ビームを用いるトラック検出において、組立時に３ビーム用回折格子の回転調整を必要としない方法（以下、「位相シフトＤＰＰ法」と呼ぶ。）が本出願人から出願されており、特許文献２として公開されている。
【００１１】
この位相シフトＤＰＰ法は、３ビームを用いる差動プッシュプル法（ＤＰＰ：Differential Push Pull法）を発展させたトラック検出法である。通常のＤＰＰ法においては、３ビーム用回折格子によって発生したメインビームのプッシュプル信号とサブビームのプッシュプル信号との差をとることによって、レンズシフトによるオフセットを補正する。
【００１２】
サブビームの反射光量の差を比較する３ビーム法では、追記型ディスク等の場合、記録前後で反射光量変化によるオフセットが生じてしまうが、ＤＰＰ法では、同様の原因によるオフセットは小さい。したがって、ＤＰＰ法は光ディスクへの記録を行う場合にはより適したトラック検出法である。しかしながら、この方式ではオフセット成分を打ち消すように、３ビーム用回折格子によって発生したメインビーム及びサブビームにおける光ディスク上での位置を、１/２ピッチずれるように回折格子の正確な調整が必要となる。また、トラックピッチの異なる複数種類の光ディスクを１つの光ピックアップで再生する場合には問題となる。
【００１３】
上記のような問題を解決するために、位相シフトＤＰＰ法では、サブビームのプッシュプル信号に寄与する光ビームの領域に、位相差が異なる２つの領域が、略同じ面積となるように３ビーム用回折格子の溝パターンを形成している。以下に、この方法について説明する。
【００１４】
例えば、図２４（ａ）に示すように、半導体レーザ２０１から出たレーザ光をコリメータレンズ２０２により平行光に変換し、グレーティング２０３によってメインビーム２３０、サブビーム（＋１次光）２３１、及びサブビーム（−１次光）２３２に分割する。ビームスプリッタ２０４を通過した後、対物レンズ２０５により光ディスク２０６のトラック２６１上に集光させ、反射光を対物レンズ２０５を介してビームスプリッタ２０４で反射させ、集光レンズ２０７で光検出器２０８（２０８Ａ，２０８Ｂ，２０８Ｃ）に導く。
【００１５】
メインビーム２３０及びサブビーム２３１・２３２の反射光のファーフィールドパターンは、図２５に示すように、それぞれトラック方向に相当する分割線を有する２分割光検出器２０８Ａ・２０８Ｂ・２０８Ｃにて受光される。そして、各２分割光検出器２０８Ａ・２０８Ｂ・２０８Ｃからの差信号すなわちプッシュプル信号ＰＰ２３０・２３１・２３２を得る。
【００１６】
ここで、図２４（ａ）に示すように、光ビームの中心を原点とし、光ディスクのラジアル（半径）方向をｘ方向、それに直交するトラック方向をｙ方向とするｘｙ座標系を設定する。グレーティング２０３において、図２４（ｂ）に示すように、例えば第１象限におけるトラック溝の周期構造の位相差が１８０°異なっている場合、このグレーティング２０３によって回折されたサブビーム２３１・２３２においては、第１象限の部分だけ１８０°の位相差が発生する。このとき、サブビーム２３１・２３２を用いたプッシュプル信号ＰＰ２３１・ＰＰ２３２は、図２６（ａ）に示すように、位相差が加わらないメインビームのプッシュプル信号ＰＰ２３０に比べて、振幅が略０になる。これは、トラックの位置に関係なく、プッシュプル信号が検出されないので、サブビーム２３１・２３２をメインビーム２３０と同じトラック上に配置しても、又は異なるトラック上に配置しても略同じ信号になる。
【００１７】
一方、対物レンズシフトやディスクの傾きによるトラッキング誤差信号（ＴＥＳ）のオフセットに対しては、図２６（ｂ）に示すように、プッシュプル信号ＰＰ２３０とプッシュプル信号ＰＰ２３１（又はプッシュプル信号ＰＰ２３２）とはそれぞれ光量に応じてΔｐ及びΔｐ’だけ同じ側（同相）にオフセットが発生する。したがって、
の演算を行うことにより、上記オフセットをキャンセルした差動プッシュプル信号ＰＰ２３４を検出することができる。ここで、係数ｋは０次光メインビーム２３０と＋１次光サブビーム２３１及び−１次光サブビーム２３２との光強度の違いを補正するためのもので、強度比が０次光メインビーム２３０：＋１次光サブビーム２３１：−１次光サブビーム２３２＝ａ：ｂ：ｂならば、係数ｋ＝ａ／（２ｂ）である。また、プッシュプル信号ＰＰ２３３は、サブビーム２３１のプッシュプル信号ＰＰ２３１とサブビーム２３２のプッシュプル信号ＰＰ２３２との和である。
【００１８】
これにより、サブビーム２３１・２３２のプッシュプル信号ＰＰ２３３は溝深さに関係なく、振幅が０になる。すなわち、トラック上のどの位置にあっても振幅が０であるので、３ビームの位置調整（回折格子等の回転調整）が不要となる。このため、ピックアップの組立調整を大幅に簡略化することができる。
【００１９】
また、ホログラムレーザユニットを用いた場合、特に半導体レーザ光源の近傍に位相シフト回折格子を配置した場合には、実質的なサブビームの通過領域とメインビームの通過領域とが回折格子上でずれるため、２つのサブビームに共通の最適位相シフトを付加することができないという問題があるが、ある光ディスクのピッチや深さに最適な位相シフトパターンについては、この特許文献２の中で提案されている。
【００２０】
【特許文献１】
特開２００２−３４２９５６号公報（平成１４年１１月２９日公開）
【００２１】
【特許文献２】
特開２００１−２５０２５０号公報（平成１３年９月１４日公開）
【００２２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来方式のように、複数光源を持つ光ピックアップにおいてＤＶＤ系及びＣＤ系のいずれに対しても３ビーム法によるトラック検出を行う場合には、各光ディスクのピッチに最適になるように各グレーティングを別々に調整することが必要となる。そのため、光ピックアップの低コスト化や簡素化、小型化には適さない。
【００２３】
また、上記特許文献２に示す位相シフトグレーティングを用いる方法においては、位相シフトを付加する領域は、単一光源の光ビームに対しての最適化設計された位相シフトパターンである。このため、複数の光源を持つ光ピックアップにおいて、１つの位相シフトグレーティングを開口数の異なる複数の光ビームに用いる場合や、グレーティング上で波長によってビーム位置が変わってしまう場合には、一方のサブビームのプッシュプル信号が十分に打ち消されないため、特性が悪化してしまうという問題点を有している。
【００２４】
本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされたものであって、その目的は、複数の異なる光源を同一パッケージ内に有する光ピックアップにおいて、ＤＶＤ系及びＣＤ系等のいずれの光ディスクに対しても３ビームでトラック検出を行う場合に、低コストで実現でき、しかも組立調整の簡略化及びピックアップの簡素化を実現し得る光ピックアップを提供することにある。
【００２５】
【課題を解決するための手段】
本発明の光ピックアップは、上記課題を解決するために、第１の波長の光ビームと第２の波長の光ビームとを発生するための１パッケージ化された光源と、上記光源から出射した光ビームをメインビームと２つのサブビームとに分割する３ビーム化グレーティングと、分割された３ビームを光ディスクに集光する対物レンズと、３ビームのそれぞれの反射光からプッシュプル信号を検出する光検出器とを備え、光ディスクに対して３ビームによるトラッキングを行う光ピックアップにおいて、上記３ビーム化グレーティングは、上記第１の波長の光ビームと第２の波長の光ビームとにおける各光ビームに対して部分的な位相シフトを生じさせるパターンを付与すべく、各光ビームの通過領域には回折溝における凹凸のピッチが部分的にずれた領域を有するとともに、上記の位相シフトを生じさせるパターンは、上記波長の異なる各光ビームのいずれに対しても、サブビームにおけるプッシュプル信号の振幅を略打ち消すように設定されていることを特徴としている。
【００２６】
上記の発明によれば、３ビーム化グレーティングは、上記第１の波長の光ビームと第２の波長の光ビームとにおける各光ビームに対して部分的な位相シフトを生じさせるパターンを付与すべく、各光ビームの通過領域には回折溝における凹凸のピッチが部分的にずれた領域を有する。また、上記の位相シフトを生じさせるパターンは、上記波長の異なる各光ビームのいずれに対しても、サブビームにおけるプッシュプル信号の振幅を略打ち消すように設定されている。
【００２７】
すなわち、本発明では、サブビームにおけるプッシュプル信号の振幅を略打ち消すように設定されている位相シフトを生じさせるパターンは、各光ビームの通過領域に、回折溝における凹凸のピッチが部分的にずれた領域を有して形成されている。これによって、第１の波長の光ビームを照射したときには、この第１の波長の光ビームの通過領域内のみにおいて、サブビームにおけるプッシュプル信号の振幅を略打ち消すように設定することが可能である一方、第２の波長の光ビームを照射したときには、この第２の波長の光ビームの通過領域内のみにおいて、サブビームにおけるプッシュプル信号の振幅を略打ち消すように設定することが可能となり、また、そのように設定されている。
【００２８】
したがって、異なる波長の光ビームに対して共通の１個の３ビーム化グレーティングによって、３ビーム法によるトラック検出を行い、かつ容易にレンズシフト等によるオフセット成分を打ち消すことができる。
【００２９】
この結果、複数の異なる光源を同一パッケージ内に有する光ピックアップにおいて、ＤＶＤ系及びＣＤ系等のいずれの光ディスクに対しても３ビームでトラック検出を行う場合に、低コストで実現でき、しかも組立調整の簡略化及びピックアップの簡素化を実現し得る光ピックアップを提供することができる。
【００３０】
また、本発明の光ピックアップは、上記記載の光ピックアップにおいて、前記３ビーム化グレーティングにおけるトラッキング信号検出に寄与する、前記第１の波長の光ビームの通過領域が第２の波長の光ビームの通過領域における内部に存在している一方、上記３ビーム化グレーティングにおける位相シフトを生じさせるパターンは、第１の位相シフトパターンと第２の位相シフトパターンとがトラックと平行に形成されるとともに、上記第１の位相シフトパターンはトラッキング信号検出に寄与する、第１の波長の光ビームの通過領域及び第２の波長の光ビームの通過領域における両通過領域の一部を含むように配置され、上記第２の位相シフトパターンは第２の波長の光ビームの通過領域の一部のみを含むように配置されていることを特徴としている。
上記の発明によれば、３ビーム化グレーティングにおける位相シフトを生じさせるパターンは、第１の位相シフトパターンと第２の位相シフトパターンとがトラックと平行に形成されるとともに、上記第１の位相シフトパターンはトラッキング信号検出に寄与する、第１の波長の光ビームの通過領域及び第２の波長の光ビームの通過領域における両通過領域の一部を含むように配置され、上記第２の位相シフトパターンは第２の波長の光ビームの通過領域の一部のみを含むように配置されている。
【００３１】
すなわち、３ビーム化グレーティングにおけるトラッキング信号検出に寄与する、前記第１の波長の光ビームの通過領域が第２の波長の光ビームの通過領域における内部に存在している場合には、上記構成のように、位相シフトを生じさせるパターンを形成する。
【００３２】
この結果、波長の異なる複数の光源が１パッケージ化された光ピックアップを用いて、位相シフトＤＰＰ法によるトラック検出を行う場合において、波長によって開口数の異なる場合、又は異なる規格の光ビームを用いる場合に、確実にサブビームのプッシュプル信号振幅を抑制することができる。
【００３３】
また、本発明の光ピックアップは、上記記載の光ピックアップにおいて、前記３ビーム化グレーティングにおける、前記第１の波長の光ビームに対して位相シフトを生じさせるパターンと、前記第２の波長の光ビームに対して位相シフトを生じさせるパターンとは、いずれも、上記３ビーム化グレーティングを通過する光ビームの中心を通り、かつ光ディスクのトラック方向に略平行な境界線に対して片側に形成されていることを特徴としている。
【００３４】
上記の発明によれば、３ビーム化グレーティングにおいては、第１の波長の光ビームに対して位相シフトを生じさせるパターンと、第２の波長の光ビームに対して位相シフトを生じさせるパターンとは、いずれも、３ビーム化グレーティングを通過する光ビームの中心を通り、かつ光ディスクのトラック方向に略平行な境界線に対して片側に形成されている。
【００３５】
したがって、３ビーム化グレーティングの片側のみに、第１の波長の光ビームと第２の波長の光ビームとの両方に対して位相シフトを生じさせるパターンを形成するので、組立工程の簡素化及び光ピックアップの低コスト化を図ることができる。
【００３６】
また、本発明の光ピックアップは、上記記載の光ピックアップにおいて、前記３ビーム化グレーティングにおける、前記第１の波長の光ビームに対して位相シフトを生じさせるパターンは、上記３ビーム化グレーティングを通過する光ビームの中心を通り、かつ光ディスクのトラック方向に略平行な境界線に対して片側に形成されている一方、前記第２の波長の光ビームに対して位相シフトを生じさせるパターンは、上記３ビーム化グレーティングを通過する光ビームの中心を通り、かつ光ディスクのトラック方向に略平行な境界線に対して両側に形成されていることを特徴としている。
【００３７】
上記の発明によれば、第１の波長の光ビームに対して位相シフトを生じさせるパターンは、上記３ビーム化グレーティングを通過する光ビームの中心を通り、かつ光ディスクのトラック方向に略平行な境界線に対して片側に形成されている一方、前記第２の波長の光ビームに対して位相シフトを生じさせるパターンは、上記３ビーム化グレーティングを通過する光ビームの中心を通り、かつ光ディスクのトラック方向に略平行な境界線に対して両側に形成されている。
【００３８】
したがって、例えば、トラックピッチの大きな光ディスクを使用する場合やトラッキング信号検出に寄与する、第１の波長の光ビームと第２の波長の光ビームとの通過領域が略重なってその差が少ない場合には、本発明のように３ビーム化グレーティングの両側に、第１の波長の光ビームと第２の波長の光ビームとの両方に対して位相シフトを生じさせるパターンを形成することにより、確実にサブビームのプッシュプル信号振幅を抑制することができる。
【００３９】
また、本発明の光ピックアップは、上記記載の光ピックアップにおいて、前記３ビーム化グレーティングは、第１の波長の光ビームと第２の波長の光ビームとの各トラッキング信号検出に寄与する領域が重ならないか又は一部のみ重なるように配置されていることを特徴としている。
【００４０】
上記の発明によれば、３ビーム化グレーティングは、第１の波長の光ビームと第２の波長の光ビームとの各トラッキング信号検出に寄与する領域が重ならないか又は一部のみ重なるように配置されている。
【００４１】
これによっても、各サブビームの通過領域に回折溝における凹凸のピッチが部分的にずれた領域を有するとともに、位相シフトを生じさせるパターンが、波長の異なる各光ビームのいずれに対しても、サブビームにおけるプッシュプル信号の振幅を略打ち消すように設定されていることによって、第１の波長の光ビームを照射したときには、この第１の波長の光ビームの通過領域内のみにおいて、サブビームにおけるプッシュプル信号の振幅を略打ち消すように設定することが可能である一方、第２の波長の光ビームを照射したときには、この第２の波長の光ビームの通過領域内のみにおいて、サブビームにおけるプッシュプル信号の振幅を略打ち消すように設定することが可能となる。
【００４２】
この結果、異なる波長の光ビームに対して共通の１個の３ビーム化グレーティングにより、３ビーム法によるトラック検出を行い、かつ容易にレンズシフト等によるオフセット成分を打ち消すことができる。
【００４３】
また、本発明の光ピックアップは、上記記載の光ピックアップにおいて、前記３ビーム化グレーティングにおける、前記第１の波長の光ビームに対して位相シフトを生じさせるパターンと、前記第２の波長の光ビームに対して位相シフトを生じさせるパターンとは、互いのトラッキング信号検出に影響しないビーム径内にそれぞれ形成されていることを特徴としている。
【００４４】
上記の発明によれば、３ビーム化グレーティングにおける、第１の波長の光ビームに対して位相シフトを生じさせるパターンと、第２の波長の光ビームに対して位相シフトを生じさせるパターンとは、互いのトラッキング信号検出に影響しないビーム径内にそれぞれ形成されている。
【００４５】
この結果、例えば、波長の異なる複数の光源を持つホログラムレーザユニット等の集積化ピックアップにおいて、光源から出射された光ビームが３ビーム化グレーティング上で通過する位置がずれている場合においても、サブビームのプッシュプル信号振幅を抑制することができる。
【００４６】
また、本発明の光ピックアップは、上記記載の光ピックアップにおいて、前記３ビーム化グレーティングを通過する第１の波長の光ビームにおける略中心を通り、かつ光ディスクのトラック方向に略平行な第１境界線と、上記３ビーム化グレーティングを通過する第２の波長の光ビームにおける略中心を通り、かつ光ディスクのトラック方向に略平行な第２境界線との間における位相シフトを生じさせるパターンが、３ビーム化グレーティング上の他の領域のパターンと異なることを特徴としている。
【００４７】
上記の発明によれば、３ビーム化グレーティングを通過する第１の波長の光ビームにおける左外側半分と第２の波長の光ビームにおける右外側半分とに対しては、少なくとも両者は重ならないので、第１の波長の光ビームにおけるサブビームに対して位相シフトを生じさせるパターンと第２の波長の光ビームにおけるサブビームに対して位相シフトを生じさせるパターンとを互いに確保して、サブビームのプッシュプル信号振幅を抑制することができる。
【００４８】
この結果、異なる規格の光ディスクを用いる場合、また、光ピックアップの光学パラメータが変化した場合、組立誤差によって光軸方向に３ビーム化グレーティングの位置がずれた場合、トラッキング誤差信号（ＴＥＳ）を光ビームの一部で検出する場合等でも、サブビームのプッシュプル信号振幅を抑制することができる。
【００４９】
また、本発明の光ピックアップは、上記記載の光ピックアップにおいて、前記３ビーム化グレーティングにおける、前記光ディスクのトラック方向に略垂直な凹凸を有する第１のグレーティングパターンと、上記第１のグレーティングパターンに対して凹凸のピッチがずれて形成されている第２のグレーティングパターンとは、略等間隔で交互に配置されていることを特徴としている。
【００５０】
上記の発明によれば、サブビームに対して位相シフトを生じさせるパターンと位相シフトを生じさせないパターンとが交互に略等間隔で配置されていることになるので、各サブビーム通過領域内において、第１の波長の光ビームを照射したときには、この第１の波長の光ビームの通過領域内のみにおいて、サブビームにおけるプッシュプル信号の振幅を略打ち消すように設定することが可能である一方、第２の波長の光ビームを照射したときには、この第２の波長の光ビームの通過領域内のみにおいて、サブビームにおけるプッシュプル信号の振幅を略打ち消すように設定することが可能となる。
【００５１】
このため、凹凸のピッチがずれている部分を確実に確保することができる。したがって、サブビームのプッシュプル信号振幅を抑制することができる。
【００５２】
特に、異なる規格の光ディスクを用いる場合、また、光ピックアップの光学パラメータが変化した場合、組立誤差によって光軸方向に３ビーム化グレーティングの位置がずれた場合、トラッキング誤差信号（ＴＥＳ）を光ビームの一部で検出する場合等でも、同様の模様が形成されるので、特性の変化を少なくして、サブビームのプッシュプル信号振幅を抑制することができる。
【００５３】
また、本発明の光ピックアップは、上記記載の光ピックアップにおいて、前記第１のグレーティングパターンと第２のグレーティングパターンとは、前記第１境界線と第２境界線との間にのみ形成されていることを特徴としている。
【００５４】
上記の発明によれば、第１のグレーティングパターンと第２のグレーティングパターンとは、前記第１境界線と第２境界線との間にのみ形成されている。しかし、この場合でも、各サブビーム通過領域内において互いに第１の波長の光ビームと第２の波長の光ビームとが区別された部分において、凹凸のピッチがずれている部分を確実に確保することが可能であり、サブビームのプッシュプル信号振幅を抑制することができる。
【００５５】
この結果、位相シフトを生じさせるパターンは第１境界線と第２境界線との間にのみ形成すればよいので、製造工程の簡素化及び光ピックアップの低コスト化を図ることができる。
【００５６】
また、本発明の光ピックアップは、上記記載の光ピックアップにおいて、前記第１境界線と第２境界線とは一致していることを特徴としている。
【００５７】
上記の発明によれば、第１境界線と第２境界線とは一致しているので、波長の異なる光源の配置の仕方により、異なる位置から出射した光ビームの中心が３ビーム化グレーティングの中心を通り、ｙ軸に平行な直と同一の直線上を通過する場合に、サブビームのプッシュプル信号振幅を抑制することができる。
【００５８】
また、本発明の光ピックアップは、上記記載の光ピックアップにおいて、前記３ビーム化グレーティングは、集積化ホログラムレーザユニット内に組み込まれていることを特徴としている。
【００５９】
上記の発明によれば、３ビーム化グレーティングは、集積化ホログラムレーザユニット内に組み込まれているので、３ビーム化グレーティングと集積化ホログラムレーザユニットのホログラム素子等との組み合わせにより、波長の異なる複数の光源を持つ集積化ホログラムレーザユニットの集積化光ピックアップにおいて、光源から出射された光ビームが３ビーム化グレーティング上で通過する位置がずれている場合においても、サブビームのプッシュプル信号振幅を抑制することができる。
【００６０】
【発明の実施の形態】
〔実施の形態１〕
本発明の実施の一形態について図１ないし図１１に基づいて説明すれば、以下の通りである。
【００６１】
本実施の形態の光ピックアップとしてのピックアップ装置は、図２（ａ）（ｂ）に示すように、第１の波長としての波長λ１の光ビームと第２の波長としての波長λ２の光ビームとの２種類の光ビームを発生するための１パッケージ化された光源１と、この光源１から出射した光ビームをメインビームと２つのサブビームとに分割する３ビーム化グレーティングとしてのグレーティング３と、分割された３ビームを光ディスク６に集光する対物レンズ５と、３ビームのそれぞれの反射光からプッシュプル信号を検出する光検出器としての光検出器８とを備えており、３ビームによるトラッキングを行うようになっている。
【００６２】
すなわち、上記光源１は、二波長半導体レーザ１ａ・１ｂを備えており、二波長半導体レーザ１ａは波長λ２の光ビームを出力する一方、二波長半導体レーザ１ｂは波長λ１の光ビームを出力するようになっている。なお、これら波長λ１・λ２は互いに異なる波長である。また、上記グレーティング３は透明の回折格子であり、その表面は溝が形成されて凹凸面となっている。さらに、光検出器８は、３ビームのそれぞれの反射光からプッシュプル信号を検出するために、３つの２分割光検出器８Ａ・８Ｂ・８Ｃを備えている。
【００６３】
上記のピックアップ装置では、二波長半導体レーザ１ａ・１ｂから出たそれぞれの波長λ２又は波長λ１のレーザ光をコリメータレンズ２により平行光に変換し、グレーティング３により、メインビーム３０、サブビーム(＋１次光)３１、サブビーム(−１次光)３２に分割する。
【００６４】
次いで、ビームスプリッタ４を通過した光を対物レンズ５の前に設置された開口制御素子１１を通して、対物レンズ５により光ディスク６のトラック６１上に集光する。すなわち、図２（ｂ）に示すように、二波長半導体レーザ１ｂから出た波長λ１のレーザ光は、開口制御素子１１を通るときに、通過領域が絞られるようになっている。
【００６５】
次いで、光ディスク６からの反射光を、対物レンズ５を介してビームスプリッタ４にて反射させ、集光レンズ７にて、光検出器８に導く。メインビーム３０、サブビーム(＋１次光)３１及びサブビーム(−１次光)３２の反射光のファーフィールドパターンはそれぞれトラック方向に相当する分割線を有する上記光検出器８の２分割光検出器８Ａ・８Ｂ・８Ｃにて受光される。そして、各２分割光検出器８Ａ・８Ｂ・８Ｃからの差信号すなわちプッシュプル信号ＰＰ３０・ＰＰ３１・ＰＰ３２を得る。
【００６６】
上記開口制御素子１１は、各種の光ディスク６で規定される所定の開口数にするための素子であり、光ビームが通過する領域の外周部に、ＣＤ系で用いる波長λ１の光ビームは通過させず、ＤＶＤ系で用いる波長λ２の光ビームを通過させる波長選択性の透過フィルタとしての機能を有している。
【００６７】
したがって、図３に示すように、内側の円及び外側の円が、それぞれ開口制御素子１１を通過した後の、波長λ１の光ビームのビーム径、及び波長λ２の光ビームのビーム径となる。
【００６８】
ここで、本実施の形態においては、３ビームを生成する回折格子であるグレーティング３の溝部の構造に特徴を有しており、これについて、図１（ａ）（ｂ）に基づいて説明する。
【００６９】
最初に、本実施の形態では、組立時に３ビーム用回折格子であるグレーティング３の回転調整を必要としない方法（以下、「位相シフトＤＰＰ法」と呼ぶ。）を採用している。
【００７０】
この位相シフトＤＰＰ法は、３ビームを用いる差動プッシュプル法（ＤＰＰ：Differential Push Pull法）を発展させたトラック検出法である。通常のＤＰＰ法においては、３ビーム用回折格子によって発生したメインビーム３０のプッシュプル信号とサブビーム３１・３２のプッシュプル信号との差をとることによって、レンズシフトによるオフセットを補正する。具体的には、オフセット成分を打ち消すように補正する。
【００７１】
しかし、通常のＤＰＰ法では、オフセット成分を打ち消すようにするために、３ビーム用回折格子によって発生したメインビーム及びサブビームの光ディスク上での位置を、１/２ピッチずれるように回折格子の正確な調整が必要となるので、トラックピッチの異なる複数種類の光ディスクを１つの光ピックアップで再生する場合等には問題となる。
【００７２】
そこで、この問題を解決するために、位相シフトＤＰＰ法では、サブビームのプッシュプル信号に寄与する光ビームの領域に、位相差が異なる２つの領域が、略同じ面積となるように３ビーム用回折格子の溝パターンを形成するようになっている。
【００７３】
しかし、従来の位相シフトＤＰＰ法では、位相シフトを付加する領域は、単一光源の光ビームに対しての最適化設計された位相シフトパターンである。このため、複数の光源を持つ光ピックアップにおいて、１つの位相シフトグレーティングを開口数の異なる複数の光ビームに用いる場合や、グレーティング上で波長によってビーム位置が変わってしまう場合には、一方のサブビームのプッシュプル信号ＰＰが十分に打ち消されないため、特性が悪化してしまうという問題点を有していた。
【００７４】
そこで、本実施の形態のピックアップ装置では、以下の構成を採用している。
【００７５】
まず、図１（ａ）に示すように、グレーティング３において光ビームが通過する領域の中心を原点として、光ディスク６の半径方向に相当するラジアル方向をｘ方向、トラック方向をｙ方向とするｘｙ座標系を設定する。ここでは、ｙ軸に対して右側の領域に、かつｙ軸に平行に、互いに異なるグレーティングパターンとなる第１のグレーティングパターンである領域Ａ…と第２のグレーティングパターンである領域Ｂ…とが形成されている。
【００７６】
上記第１のグレーティングパターンである領域Ａ…は、図１（ｂ）に示すように、グレーティング３の凹凸溝がトラック方向（ｙ軸方向）に対して垂直に形成されている。一方、第２のグレーティングパターンである領域Ｂ…は、グレーティング３の凹凸溝ピッチは領域Ａと同じであるが、格子溝が１/２ピッチだけずれた構成となっている。すなわち、領域Ａと領域Ｂとでは、パターン溝である凸部のランドと凹部のグルーブとが反転した領域となっている。このような構成とすることによって、領域Ａと領域Ｂとでは、位相差が１８０度異なった領域が形成できる。したがって、位相差を付加しない領域を領域Ａとした場合、位相差が１８０度付加された領域は領域Ｂとなる。
【００７７】
本実施の形態では、第２のグレーティングパターンを持つ領域Ｂ１は、波長λ１の光ビーム及び波長λ２の光ビームがともに通過する領域に形成され、同じく第２のグレーティングパターンを持つ他の一つの領域Ｂ２が波長λ２の光ビームだけが通過する領域に形成されている。
【００７８】
上記グレーティング３を通過した光ビームは、図２（ａ）（ｂ）に示すように、メインビーム３０とサブビーム３１・３２とに分割される。このとき、光源１から出射した波長λ１及び波長λ２の各光ビームにおいては、グレーティング３上で通過する領域Ｂの面積と場所とが異なるため、対物レンズ５により光ディスク６上に集光したサブビーム３１・３２のスポットは波長λ１及び波長λ２の光ビームによってそれぞれ異なる形状となる。また、波長の違いによって回折角度が異なり、サブビーム３１・３２のスポットは、波長λ１の光ビームの方が、メインビーム３０のスポットから離れた位置に形成される。
【００７９】
このとき、サブビーム３１・３２を用いたプッシュプル信号ＰＰ３１・ＰＰ３２は、位相差が加わらないメインビーム３０のプッシュプル信号ＰＰ３０に比べて、振幅が略０になる。
【００８０】
ここで、上記のサブビーム３１・３２のプッシュプル信号ＰＰ３１・ＰＰ３２が発生しない、つまり振幅０となる原理について説明する。
【００８１】
図４に示すように、対物レンズ５により周期構造をもつトラック６１に集光された光ビームである例えばサブビーム３１は、０次回折光３１ａと±１次回折光３１ｂ・３１ｃとに分かれて反射され、その重なり合う領域ｎ１・ｎ２で互いに干渉して対物レンズ５の瞳上で回折パターンつまりプッシュプルパターンが生じる。
【００８２】
本実施の形態のグレーティング３を用いた場合には、図１（ａ）（ｂ）に示す位相差の加わった領域Ｂ１の部分の影響により、各反射回折光において、グレーティング３上でハッチング位置に対応する部分の位相が、他の領域に比べて１８０度シフトすることになる。
【００８３】
したがって、例えば、ビーム径の小さな波長λ１の光ビームが光ディスク６で反射して対物レンズ５に入射する場合には、図５（ａ）に示すように、回折光が重なる領域、すなわち、光ビームのオフトラックによって明暗が生じる領域であるプッシュプル信号領域ｎ１においては、０次光において領域Ｂ1を通過することにより位相差の加わった部分と１次回折光において領域Ａを通過した部分とが重ね合わさった領域（同図におけるハッチング部分）Ｃ１におけるプッシュプル信号振幅の位相は、プッシュプル信号領域ｎ１において、同図に示すハッチングのない部分Ｃ２のプッシュプル信号振幅の位相と、丁度、逆位相となる。
【００８４】
ここで、プッシュプル信号振幅における位相の異なる領域が、プッシュプル信号領域ｎ１の略半分となるように領域Ｂ１を設定すれば、プッシュプル信号領域ｎ１の領域だけを考えたとき、オフトラックの状態に関わらず、常に明暗が逆になる領域が略等しくなり、全体を加算すると最終的にはプッシュプル成分が検出されない。
【００８５】
一方、ビーム径の大きな波長λ２の光ビームに対しては、光ディスク６で反射して対物レンズ５に入射するビームは、図５（ｂ）に示すように、プッシュプル信号領域ｎ１において、１８０度の位相差が加わった部分は２つの離れた領域に形成される。この時、グレーティング３上の領域Ｂ１による位相ずれの部分Ｃ３と領域Ｂ２による位相ずれの部分Ｃ４との和（ハッチング部分の和）が位相シフトの影響を受けない領域Ｃ５と略等しくなるように領域Ｂ２の領域を設定すれば、上記ビーム径の小さな波長λ１の光ビームの場合と同様、オフトラック状態に関わらず常に明暗が逆になる領域が略等しくなり、最終的にはプッシュプル成分が検出されない。
【００８６】
また、例えばトラックピッチ等の光ディスク６の仕様が変わった場合には、プッシュプルパターンが変化する。この場合でも、ピッチの変更によるプッシュプルパターンの形状の変化に合わせて、領域Ｂ１で与えることができる位相差では足りない分を補うように、グレーティング３上の波長λ２の光ビームしか通過しない領域に、領域Ｂ２の領域を適切に設定する。
【００８７】
例えば、トラックピッチの大きな光ディスク６に対しては、グレーティング３上での位相シフト領域Ｂ２を、図６に示す位相シフト領域Ｂ３のように設定する。
【００８８】
この場合においては、対物レンズ５上で得られるプッシュプルパターンは、図７に示すような形状となり、プッシュプル信号領域ｎ１において、位相差の付加された領域（ハッチング部分）と位相差の付加されていない領域（ハッチングなしの部分）とが略同じ面積となり、プッシュプル信号振幅が略０となる。
【００８９】
また、グレーティング３上で位相シフトを与える領域は、図８に示すように、隣接していてもよい。この場合、グレーティング３上ではトラッキング信号検出に寄与する、波長λ１の光ビームの領域及び波長λ２の光ビームの領域の両方が通過する部分と、波長λ２の光ビームだけが通過する領域にそれぞれ領域Ｂ４及び領域Ｂ５の位相シフト部分が形成されている。
【００９０】
したがって、グレーティング３全体としては、２つの位相シフトのない領域Ａ・Ａの部分と１つの位相シフトのある領域Ｂの部分とからなる。
【００９１】
この場合、図９（ａ）（ｂ）に示すように、波長λ１の光ビーム及び波長λ２の光ビームに対するプッシュプル信号領域ｎ１・ｎ２において、位相が付加されたハッチング部分と位相が付加されない部分との領域が略同じになり、プッシュプル信号振幅が略０となる。
【００９２】
なお、本実施の形態においては、グレーティング３上の領域においてｙ軸に対して右側部分に位相シフト部分が付加される場合について説明したが、必ずしもこれに限らず、y軸よりも左側の領域にｙ軸に対称に同様の形状が付加された場合にも当然同じ効果が得られる。
【００９３】
また、図１０に示すように、グレーティング３上での位相シフトの領域は、ｙ軸に対して右側と左側との領域の両方に形成していてもよい。この場合の波長λ２の光ビームによるプッシュプルパターンは、図１１に示すようになる。ここで、プッシュプル信号領域ｎ１における領域Ｃ６・Ｃ８は、それぞれサブビーム３１・３２の＋１次回折光と０次回折光とにおける位相シフトによるものであり、この場合もハッチング部分とそれ以外の部分との面積が略等しくなる。
【００９４】
本実施の形態により、サブビーム３１・３２のプッシュプル信号ＰＰ３１・ＰＰ３２は、開口数の異なる光に関わらず、プッシュプル信号振幅が０になる。すなわち、波長λ１の光ビーム及び波長λ２の光ビームに対してサブビーム３１・３２のプッシュプル信号振幅が常に０であるので、３ビームの位置調整が不要になる。したがって、３ビーム用の回折格子を１つだけにすることができ、ピックアップ装置の低コスト化、及び簡素化を達成することができる。
【００９５】
このように、本実施の形態のピックアップ装置では、グレーティング３は、波長λ１の光ビームと波長λ２の光ビームとにおける各光ビームに対して部分的な位相シフトを生じさせるパターンを付与すべく、トラッキング信号検出に寄与する、各光ビームの通過領域には、回折溝における凹凸のピッチが部分的にずれた領域Ｂを有する。また、上記の位相シフトを生じさせるパターンは、上記波長の異なる各光ビームのいずれに対しても、サブビーム３１・３２におけるプッシュプル信号の振幅を略打ち消すように設定されている。
【００９６】
すなわち、本実施の形態では、サブビーム３１・３２におけるプッシュプル信号の振幅を略打ち消すように設定されている位相シフトを生じさせるパターンは、各光ビームの通過領域に、回折溝における凹凸のピッチが部分的にずれた領域を有して形成されている。これによって、波長λ１の光ビームを照射したときには、この波長λ１の光ビームの通過領域内のみにおいて、サブビーム３１・３２におけるプッシュプル信号の振幅を略打ち消すように設定することが可能である一方、波長λ２の光ビームを照射したときには、この波長λ２の光ビームの通過領域内のみにおいて、サブビーム３１・３２におけるプッシュプル信号の振幅を略打ち消すように設定することが可能となり、また、そのように設定されている。
【００９７】
したがって、異なる波長の光ビームに対して共通の１個のグレーティング３によって、３ビーム法によるトラック検出を行い、かつ容易にレンズシフト等によるオフセット成分を打ち消すことができる。
【００９８】
この結果、複数の異なる光源１を同一パッケージ内に有するピックアップ装置において、ＤＶＤ系及びＣＤ系等のいずれの光ディスク６に対しても３ビームでトラック検出を行う場合に、低コストで実現でき、しかも組立調整の簡略化及びピックアップの簡素化を実現し得るピックアップ装置を提供することができる。
【００９９】
また、本実施の形態のピックアップ装置では、グレーティング３における位相シフトを生じさせるパターンは、第１の位相シフトパターンと第２の位相シフトパターンとがトラックと平行に形成されるとともに、第１の位相シフトパターンはトラッキング信号検出に寄与する、波長λ１の光ビームの通過領域及び波長λ２の光ビームの通過領域における両通過領域の一部を含むように配置され、第２の位相シフトパターンは波長λ２の光ビームの通過領域の一部のみを含むように配置されている。
【０１００】
すなわち、３ビーム化グレーティングにおけるトラッキング信号検出に寄与する、波長λ１の光ビームの通過領域が波長λ２の光ビームの通過領域における内部に存在している場合には、上記構成のように、位相シフトを生じさせるパターンを形成する。
【０１０１】
この結果、波長の異なる複数の二波長半導体レーザ１ａ・１ｂが１パッケージ化されたピックアップ装置を用いて、位相シフトＤＰＰ法によるトラック検出を行う場合において、波長によって開口数の異なる場合、又は異なる規格の光ビームを用いる場合に、確実にサブビームのプッシュプル信号振幅を抑制することができる。
【０１０２】
また、本実施の形態のピックアップ装置では、グレーティング３においては、波長λ１の光ビームに対して位相シフトを生じさせるパターンと、波長λ２の光ビームに対して位相シフトを生じさせるパターンとは、いずれも、グレーティング３を通過する光ビームの中心を通り、かつ光ディスク６のトラック方向に略平行な境界線に対して片側に形成されている。
【０１０３】
したがって、グレーティング３の片側のみに、波長λ１の光ビームと波長λ２の光ビームとの両方に対して位相シフトを生じさせるパターンを形成するので、組立工程の簡素化及び光ピックアップの低コスト化を図ることができる。
【０１０４】
また、本実施の形態のピックアップ装置では、波長λ１の光ビームに対して位相シフトを生じさせるパターンは、グレーティング３を通過する光ビームの中心を通り、かつ光ディスク６のトラック方向に略平行な境界線に対して片側に形成されている一方、波長λ２の光ビームに対して位相シフトを生じさせるパターンは、グレーティング３を通過する光ビームの中心を通り、かつ光ディスクのトラック方向に略平行な境界線に対して両側に形成することが可能である。
【０１０５】
したがって、例えば、トラックピッチの大きな光ディスク６を使用する場合やトラッキング信号検出に寄与する、波長λ１の光ビームと波長λ２の光ビームとの通過領域が略重なってその差が少ない場合には、本実施の形態のように位相シフトを生じさせるパターンを形成することにより、確実にサブビームのプッシュプル信号振幅を抑制することができる。
【０１０６】
〔実施の形態２〕
本発明の他の実施の形態について図１２ないし図１７に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、本実施の形態で述べる以外の構成は、前記実施の形態１と同じである。したがって、説明の便宜上、前記の実施の形態１の図面に示した部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
【０１０７】
本実施の形態の光ピックアップとしてのピックアップ装置では、図１２に示すように、光源１に１パッケージ内に設置された前記二波長半導体レーザ１ａ・１ｂ、３ビーム用グレーティングとしてのグレーティング３、サーボ信号生成のためのビーム偏向ホログラム及び光検出器を集積化したホログラムレーザユニットに適用した場合について説明する。
【０１０８】
同図に示すように、二波長半導体レーザ１ａ・１ｂを含む光源１から出射した光ビームは、グレーティング３にて０次のメインビーム３０と±１次のサブビーム３１・３２との３ビームに分割され、ホログラム素子９の０次回折光が、コリメートレンズ２、開口制御素子１１、及び対物レンズ５を介して光ディスク６上に集光される。そして、その戻り光は、ホログラム素子９により回折されて、光検出器である受光素子１０に導かれる。
【０１０９】
ここで、ホログラム素子９は、図１３に示すように、上記光ディスク６のラジアル方向に対応するｘ方向に延びる分割線９ｇと、この分割線９ｇの中心から光ディスク６のラジアル方向と直交するｙ方向、つまり光ディスク６のトラック方向に対応する方向に延びる分割線９ｈとにより、３つの分割領域９ａ・９ｂ・９ｃに分割され、これら各分割領域９ａ・９ｂ・９ｃに対応して、別個の格子が形成されている。
【０１１０】
一方、受光素子１０は、フォーカス用２分割受光領域１０ａ・１０ｂとトラッキング用受光領域１０ｃ・１０ｄ・１０ｅ・１０ｆ・１０ｇ・１０ｈとからなる。
【０１１１】
ビーム偏向ホログラムによる光の集光点は、波長によって変化するが、その変化分を考慮して受光素子１０の大きさを決定することにより、異なる波長に対して共通とすることができる。
【０１１２】
上記の二波長半導体レーザ１ａ・１ｂからなる発光素子である光源１、上記グレーティング３の光回折素子、反射光を光記録媒体である前記光ディスク６のトラック方向と略一致する分割線９ｈで分割して受光するホログラム素子９及び受光素子１０からなる光検出系は、図１４に示すように、１つのパッケージに集積化されている。
【０１１３】
合焦状態の時に、図１３に示すように、ホログラム素子９の分割領域９ａで回折されたメインビーム３０が、分割線１０ｙ上にビームＰ１を形成し、分割領域９ｂ・９ｃで回折されたメインビーム３０が、それぞれトラッキング用受光領域１０ｃ・１０ｄ上にビームＰ２・Ｐ３を形成する。
【０１１４】
また、分割領域９ａで回折された±１次のサブビーム３１・３２は、それぞれフォーカス用２分割受光領域１０ａ・１０ｂの外側にビームＰ４・Ｐ５を形成し、分割領域９ｂ・９ｃで回折された±１次のサブビーム３１・３２は、それぞれトラッキング用受光領域１０ｅ・１０ｆ上にビームＰ６・Ｐ７を形成し、トラッキング用受光領域１０ｇ・１０ｈ上にビームＰ８・Ｐ９を形成する。
【０１１５】
フォーカス用２分割受光領域１０ａ・１０ｂ及びトラッキング用受光領域１０ｃ〜１０ｈの出力信号を、それぞれＩａ〜Ｉｈとすると、フォーカス誤差信号ＦＥＳは、シングルナイフエッジ法により、
（Ｉａ−Ｉｂ）
の演算で求められる。また、トラッキング誤差信号ＴＥＳは、
ＴＥＳ＝（Ｉｃ−Ｉｄ）−ｋ（（Ｉｆ−Ｉｈ）＋（Ｉｅ−Ｉｇ））
により求める。
【０１１６】
ここで、トラッキング誤差信号ＴＥＳの（Ｉｃ−Ｉｄ）はメインビーム３０のプッシュプル信号、（Ｉｆ−Ｉｈ）、（Ｉｅ−Ｉｇ）はそれぞれ±１次光のサブビーム３１・３２のプッシュプル信号である。
【０１１７】
上記ホログラムレーザユニットにおいては、３ビーム用のグレーティング３は光ビームが広がっていく位置に設置することになるが、二波長半導体レーザ１ａ・１ｂの発光点がずれているため、実施の形態１の場合とは異なり、波長の異なる光ビームの中心位置は、図１５に示すように、グレーティング３上でずれた位置を通過する。
【０１１８】
このグレーティング３上でのずれ量は、グレーティング３の光軸方向の位置やそれぞれの二波長半導体レーザ１ａ・１ｂの位置によって異なり、ずれ量がビーム径に対して無視できる程度に小さい場合は、前記実施の形態１をもつグレーティングパターンでもそれぞれの波長の光に対して適切な位相シフトを与えることができるが、ずれ量が比較的大きな場合は、それを考慮した適切な設計が必要となる。
【０１１９】
これを考慮した位相差分布について図１６に示す。
【０１２０】
すなわち、本実施の形態のグレーティングパターンにおいては、複数の第１のグレーティングパターンの領域Ａと第２のグレーティングパターンの領域Ｂとからなる。このとき、第２のグレーティングパターンの領域Ｂは、ビーム径が大きな光ビームに対して適切な位相差が与えられるように設定された領域Ｂ９と、ビーム径の小さな光ビームに対して適切な位相差が与えられるように設定されたパターンの領域Ｂ１０とからなり、かつ二つの光ビームにおいて、情報の記録、再生に用いられるビーム径の領域が重ならない部分にそれぞれの位相シフトパターンが形成されている。
【０１２１】
ここで、プッシュプルパターンの異なる光ディスク６に対しても対応できるように、領域Ｂ９及び領域Ｂ１０は、複数の領域から形成されていてもよい。
【０１２２】
また、前記実施の形態１と異なるのは、プッシュプル信号ＰＰを光ビームの半分の光、つまりホログラム素子９の分割領域９ｂ・９ｃのみの光を用いている点である。
【０１２３】
図１３において、例えば復路にあるホログラム素子９の分割領域９ｂ・９ｃに入射する光を第１象限及び第２象限とすると、この第１象限及び第２象限の光出力の減算でのみプッシュプル信号振幅を打ち消して０にする必要がある。
【０１２４】
ホログラムレーザユニットにおいては、光源１とグレーティング３との距離が短いため、実質的に対物レンズ５に入射するサブビーム３１・３２は、図１７に示すように、ホログラム素子９上で、メインビーム３０とずれた部分の光ビームを利用することになる。
【０１２５】
このホログラム素子９上でのずれ量は、グレーティング３やホログラム素子９の光軸方向の位置によって異なるが、小型に集積化したホログラムレーザユニット等においては、比較的大きな値になる。ずれ量がビーム径に対して無視できる程度に小さい場合は、光軸中心に位相差分布を与えれば、±１次光に同じ位相分布が加わると見なせるが、このずれ量が比較的大きな場合においては、適切な位相シフトパターンの設計が必要となる。
【０１２６】
本実施の形態に示した、ｙ軸方向に一様な位相シフト領域を持つグレーティングパターンは、このような場合には特に有効である。
【０１２７】
このように、本実施の形態のピックアップ装置では、グレーティング３は、波長λ１の光ビームと波長λ２の光ビームとの各トラッキング信号検出に寄与する領域が重ならないか又は一部のみ重なるように配置されている。
【０１２８】
これによっても、各サブビーム３１・３２の通過領域に回折溝における凹凸のピッチが部分的にずれた領域を有するとともに、位相シフトを生じさせるパターンが、波長の異なる各光ビームのいずれに対しても、サブビーム３１・３２におけるプッシュプル信号の振幅を略打ち消すように設定されていることによって、波長λ１の光ビームを照射したときには、この波長λ１の光ビームの通過領域内のみにおいて、サブビーム３１・３２におけるプッシュプル信号の振幅を略打ち消すように設定することが可能である一方、波長λ２の光ビームを照射したときには、この波長λ２の光ビームの通過領域内のみにおいて、サブビーム３１・３２におけるプッシュプル信号の振幅を略打ち消すように設定することが可能となる。
【０１２９】
この結果、波長λ１の光ビームと波長λ２の光ビームとに区別される領域が形成されるので、異なる波長の光ビームに対して共通の１個のグレーティング３により、３ビーム法によるトラック検出を行い、かつ容易にレンズシフト等によるオフセット成分を打ち消すことができる。
【０１３０】
また、本実施の形態のピックアップ装置では、グレーティング３における、波長λ１の光ビームに対して位相シフトを生じさせるパターンと、波長λ２の光ビームに対して位相シフトを生じさせるパターンとは、互いのトラッキング信号検出に影響しないビーム径内にそれぞれ形成されている。
【０１３１】
この結果、例えば、波長の異なる複数の二波長半導体レーザ１ａ・１ｂを持つホログラムレーザユニット等の集積化ピックアップにおいて、二波長半導体レーザ１ａ・１ｂから出射された光ビームがグレーティング３上で通過する位置がずれている場合においても、サブビーム３１・３２のプッシュプル信号振幅を抑制することができる。
【０１３２】
また、本実施の形態のピックアップ装置では、グレーティング３は、集積化ホログラムレーザユニット内に組み込まれているので、グレーティング３と集積化ホログラムレーザユニットのホログラム素子９等との組み合わせにより、波長の異なる複数の二波長半導体レーザ１ａ・１ｂを持つ集積化ホログラムレーザユニットの集積化光ピックアップにおいて、二波長半導体レーザ１ａ・１ｂから出射された光ビームにおける、グレーティング３上で通過する位置がずれている場合においても、サブビーム３１・３２のプッシュプル信号振幅を抑制することができる。
【０１３３】
〔実施の形態３〕
本発明の他の実施の形態について、図１８ないし図２２に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、本実施の形態で述べる以外の構成は、前記実施の形態１及び実施の形態２と同じである。したがって、説明の便宜上、前記の実施の形態１及び実施の形態２の図面に示した部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
【０１３４】
本実施の形態の光ピックアップとしてのピックアップ装置の構成は、前記実施の形態２に示したものと同じであるが、異なるピッチの光ディスク６へ与える位相差の精度及び、グレーティング３の光軸方向へのずれに対する位相差の精度を向上させたものである。
【０１３５】
前述したように、ＣＤ系、及びＤＶＤ系の光ディスク６にはそれぞれいくつかの種類があり、同じピックアップ装置を用いて異なる規格の光ディスク６の記録及び再生をすることが要求されている。
【０１３６】
プッシュプルパターンは、光ディスク６のピッチやピックアップ装置の光学系の倍率等によって変化するため、グレーティング３に形成する位相シフトパターンは、それらを考慮して最適設計を行わなければならない。
【０１３７】
前記実施の形態１で示したようなｙ軸に平行な複数の位相シフト領域を持つパターンの場合、最適化設計することにより２種或いは３種類の光ディスク６に対応したグレーティング３を作製することが可能であるが、このグレーティング３を搭載するピックアップ装置の光学パラメータが変更になった場合等に特性が変化する。
【０１３８】
このような問題を改善する方法として、図１８に示すような位相シフトパターンが考えられる。このパターンによるサブビーム３１・３２のプッシュプルパターンは、図１９に示すようなものとなる。プッシュプル信号領域ｎ１では、サブビーム３１の０次回折光と＋１次回折光とが干渉し、図に示すような複数の位相が異なる領域が現れる。
【０１３９】
領域Ａ２では、０次回折光と＋１次回折光とのそれぞれの１８０度位相シフトした領域が重なる部分であり、そのプッシュプル信号振幅の位相は０次回折光と＋１次回折光とにおいて位相シフトのない領域が重なりあった領域Ａ１でのプッシュプル信号振幅と同位相になる。
【０１４０】
一方、領域Ｂ１及び領域Ｂ２では、０次回折光又は＋１次回折光の位相シフトした領域と＋１次回折光又は０次回折光の位相シフトのない領域とが重なっているため、そのプッシュプル信号振幅の位相は、領域Ａ１・Ａ２と逆位相となる。
【０１４１】
また、プッシュプル信号振幅の位相が互いに逆である領域Ａと領域Ｂとの面積が略同じになるため、全体としてプッシュプル信号領域ｎ１のプッシュプル信号振幅は０となる。
【０１４２】
しかしながら、このパターンは一つの波長に対してのみに設計されたパターンであり、前記実施の形態２でのピックアップ装置のように、二波長半導体レーザ１ａ・１ｂから出射された光ビームが３ビーム用のグレーティング３上でずれる場合には図のパターンによって最適な位相シフトパターンを与えることができない。本実施の形態のピックアップ装置は、このような場合に有効な位相シフトパターンを与えるものである。
【０１４３】
本実施の形態のグレーティングパターンは、図２０に示すように、第１のグレーティングパターンの領域Ａと第２のグレーティングパターンの領域Ｂとが略等間隔で交互に形成された縞状の位相シフトパターンが、それぞれの光ビームの中心が通過する部分を通り、かつｙ軸に平行な直線Ｌ２・Ｌ３を境界として変化することを特徴とする。
【０１４４】
同図に示すパターンを用いた時、光ビームの中心がずれた波長λ１及び波長λ２のサブビーム３１・３２のプッシュプルパターンにおいて、図１９に示すものと同様な位相シフトの領域が現れるため、サブビーム３１・３２のプッシュプル信号振幅を０とすることができる。
【０１４５】
また、異なるピッチを持つ光ディスク６に対しての場合、又は光学系の倍率等のようにピックアップ装置の光学パラメータが変化した場合、また、３ビーム用のグレーティング３における設置位置によるビーム径の変化した時でも、同様の模様が形成されるため、特性の変化は少なく、よって、汎用性、及びピックアップ装置の量産性の向上を図ることができる。
【０１４６】
また、位相シフトの周期が細かくなると、プッシュプル信号領域ｎ１・ｎ２において位相の異なる領域の面積の誤差が小さくなるため、さらに特性は向上する。
【０１４７】
また、本実施の形態においては、境界線である直線Ｌ２と直線Ｌ３との間の位相シフトパターンとそれ以外の領域の位相シフトパターンとの形状が異なっていればよく、例えば図２１に示すような位相シフトパターンを持ったものでもよい。このグレーティング３において、位相シフトパターンは境界線である直線Ｌ２と直線Ｌ３との間にのみ形成される。
【０１４８】
また、波長の異なる２つの二波長半導体レーザ１ａ・１ｂの配置の仕方により、図２２に示すように、異なる位置の二波長半導体レーザ１ａ・１ｂから出射した光ビームの中心がグレーティング３の中心を通り、ｙ軸に平行な直線Ｌ１と同一の直線上を通過する場合には、図１８に示したグレーティング３のパターンによって波長λ１及び波長λ２の光ビームに対するサブビーム３１・３２のプッシュプルパターンが、図１９と同様な模様となる。したがって、上記二波長半導体レーザ１ａ・１ｂの配置の場合には、このグレーティング３によっても二波長半導体レーザ１ａ・１ｂの位置ずれに対応することができる。
【０１４９】
このように、本実施の形態のピックアップ装置では、グレーティング３を通過する波長λ１の光ビームにおける略中心を通り、かつ光ディスク６のトラック方向に略平行な第１境界線と、グレーティング３を通過する波長λ２の光ビームにおける略中心を通り、かつ光ディスク６のトラック方向に略平行な第２境界線との間における位相シフトを生じさせるパターンが、グレーティング３上の他の領域のパターンと異なる。
【０１５０】
これにより、グレーティング３を通過する波長λ１の光ビームにおける左外側半分と波長λ２の光ビームにおける右外側半分とに対しては、少なくとも両者は重ならないので、波長λ１の光ビームにおけるサブビーム３１・３２に対して位相シフトを生じさせるパターンと波長λ２の光ビームにおけるサブビーム３１・３２に対して位相シフトを生じさせるパターンとを互いに確保して、サブビーム３１・３２のプッシュプル信号振幅を抑制することができる。
【０１５１】
この結果、異なる規格の光ディスク６を用いる場合、また、ピックアップ装置の光学パラメータが変化した場合、組立誤差によって光軸方向にグレーティング３の位置がずれた場合、トラッキング誤差信号（ＴＥＳ）を光ビームの一部で検出する場合等でも、サブビーム３１・３２のプッシュプル信号振幅を抑制することができる。
【０１５２】
また、本実施の形態のピックアップ装置では、サブビーム３１・３２に対して位相シフトを生じさせるパターンと位相シフトを生じさせないパターンとが交互に略等間隔で配置されていることになるので、各サブビーム３１・３２の通過領域内において、波長λ１の光ビームを照射したときには、この波長λ１の光ビームの通過領域内のみにおいて、サブビーム３１・３２におけるプッシュプル信号の振幅を略打ち消すように設定することが可能である一方、波長λ２の光ビームを照射したときには、この波長λ２の光ビームの通過領域内のみにおいて、サブビーム３１・３２におけるプッシュプル信号の振幅を略打ち消すように設定することが可能となる。
【０１５３】
このため、互いに波長λ１の光ビームと波長λ２の光ビームとが区別された部分において、凹凸のピッチがずれている部分を確実に確保することができる。したがって、サブビーム３１・３２のプッシュプル信号振幅を抑制することができる。
【０１５４】
特に、異なる規格の光ディスク６を用いる場合、また、ピックアップ装置の光学パラメータが変化した場合、組立誤差によって光軸方向にグレーティング３の位置がずれた場合、トラッキング誤差信号（ＴＥＳ）を光ビームの一部で検出する場合等でも、同様の模様が形成されるので、特性の変化を少なくして、サブビーム３１・３２のプッシュプル信号振幅を抑制することができる。
【０１５５】
また、本実施の形態のピックアップ装置では、第１のグレーティングパターンと第２のグレーティングパターンとは、第１境界線である直線Ｌ２と第２境界線である直線Ｌ３との間にのみ形成されている。しかし、この場合でも、各サブビーム３１・３２通過領域内において互いに波長λ１の光ビームと波長λ２の光ビームとが区別された部分において、凹凸のピッチがずれている部分を確実に確保することが可能であり、サブビーム３１・３２のプッシュプル信号振幅を抑制することができる。
【０１５６】
この結果、位相シフトを生じさせるパターンは直線Ｌ２と直線Ｌ３との間にのみ形成すればよいので、製造工程の簡素化及びピックアップ装置の低コスト化を図ることができる。
【０１５７】
また、本実施の形態のピックアップ装置では直線Ｌ２と直線Ｌ３とを一致させた直線Ｌ１とすることができる。このため、波長の異なる二波長半導体レーザ1ａ・1ｂの配置の仕方により、異なる位置から出射した光ビームの中心がグレーティング３の中心を通り、ｙ軸に平行な直と同一の直線上を通過する場合に、サブビーム３１・３２のプッシュプル信号振幅を抑制することができる。
【０１５８】
なお、本発明は、上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【０１５９】
【発明の効果】
本発明の光ピックアップは、以上のように、３ビーム化グレーティングは、上記第１の波長の光ビームと第２の波長の光ビームとにおける各光ビームに対して部分的な位相シフトを生じさせるパターンを付与すべく、各光ビームの通過領域には回折溝における凹凸のピッチが部分的にずれた領域を有するとともに、上記の位相シフトを生じさせるパターンは、上記波長の異なる各光ビームのいずれに対しても、サブビームにおけるプッシュプル信号の振幅を略打ち消すように設定されているものである。
【０１６０】
それゆえ、サブビームにおけるプッシュプル信号の振幅を略打ち消すように設定されている位相シフトを生じさせるパターンは、各光ビームの通過領域に、回折溝における凹凸のピッチが部分的にずれた領域を有して形成されている。これによって、第１の波長の光ビームを照射したときには、この第１の波長の光ビームの通過領域内のみにおいて、サブビームにおけるプッシュプル信号の振幅を略打ち消すように設定することが可能である一方、第２の波長の光ビームを照射したときには、この第２の波長の光ビームの通過領域内のみにおいて、サブビームにおけるプッシュプル信号の振幅を略打ち消すように設定することが可能となり、また、そのように設定されている。
【０１６１】
したがって、異なる波長の光ビームに対して共通の１個の３ビーム化グレーティングによって、３ビーム法によるトラック検出を行い、かつ容易にレンズシフト等によるオフセット成分を打ち消すことができる。
【０１６２】
この結果、複数の異なる光源を同一パッケージ内に有する光ピックアップにおいて、ＤＶＤ系及びＣＤ系等のいずれの光ディスクに対しても３ビームでトラック検出を行う場合に、低コストで実現でき、しかも組立調整の簡略化及びピックアップの簡素化を実現し得る光ピックアップを提供することができるという効果を奏する。
【０１６３】
また、本発明の光ピックアップは、上記記載の光ピックアップにおいて、前記前記３ビーム化グレーティングにおけるトラッキング信号検出に寄与する、前記第１の波長の光ビームの通過領域が第２の波長の光ビームの通過領域における内部に存在している一方、上記３ビーム化グレーティングにおける位相シフトを生じさせるパターンは、第１の位相シフトパターンと第２の位相シフトパターンとがトラックと平行に形成されるとともに、上記第１の位相シフトパターンはトラッキング信号検出に寄与する、第１の波長の光ビームの通過領域及び第２の波長の光ビームの通過領域における両通過領域の一部を含むように配置され、上記第２の位相シフトパターンは第２の波長の光ビームの通過領域の一部のみを含むように配置されているものである。
【０１６４】
それゆえ、３ビーム化グレーティングにおけるトラッキング信号検出に寄与する、前記第１の波長の光ビームの通過領域が第２の波長の光ビームの通過領域における内部に存在している場合には、上記構成のように、位相シフトを生じさせるパターンを形成する。
【０１６５】
この結果、波長の異なる複数の光源が１パッケージ化された光ピックアップを用いて、位相シフトＤＰＰ法によるトラック検出を行う場合において、波長によって開口数の異なる場合、又は異なる規格の光ビームを用いる場合に、確実にサブビームのプッシュプル信号振幅を抑制することができるという効果を奏する。
【０１６６】
また、本発明の光ピックアップは、上記記載の光ピックアップにおいて、前記３ビーム化グレーティングにおける、前記第１の波長の光ビームに対して位相シフトを生じさせるパターンと、前記第２の波長の光ビームに対して位相シフトを生じさせるパターンとは、いずれも、上記３ビーム化グレーティングを通過する光ビームの中心を通り、かつ光ディスクのトラック方向に略平行な境界線に対して片側に形成されているものである。
【０１６７】
それゆえ、３ビーム化グレーティングの片側のみに、第１の波長の光ビームと第２の波長の光ビームとの両方に対して位相シフトを生じさせるパターンを形成するので、組立工程の簡素化及び光ピックアップの低コスト化を図ることができるという効果を奏する。
【０１６８】
また、本発明の光ピックアップは、上記記載の光ピックアップにおいて、前記３ビーム化グレーティングにおける、前記第１の波長の光ビームに対して位相シフトを生じさせるパターンは、上記３ビーム化グレーティングを通過する光ビームの中心を通り、かつ光ディスクのトラック方向に略平行な境界線に対して片側に形成されている一方、前記第２の波長の光ビームに対して位相シフトを生じさせるパターンは、上記３ビーム化グレーティングを通過する光ビームの中心を通り、かつ光ディスクのトラック方向に略平行な境界線に対して両側に形成されているものである。
【０１６９】
それゆえ、例えば、トラックピッチの大きな光ディスクを使用する場合やトラッキング信号検出に寄与する、第１の波長の光ビームと第２の波長の光ビームとの通過領域が略重なってその差が少ない場合には、本発明のように３ビーム化グレーティングの両側に、第１の波長の光ビームと第２の波長の光ビームとの両方に対して位相シフトを生じさせるパターンを形成することにより、確実にサブビームのプッシュプル信号振幅を抑制することができるという効果を奏する。
【０１７０】
また、本発明の光ピックアップは、上記記載の光ピックアップにおいて、前記３ビーム化グレーティングは、第１の波長の光ビームと第２の波長の光ビームとの各トラッキング信号検出に寄与する領域が重ならないか又は一部のみ重なるように配置されているものである。
【０１７１】
それゆえ、これによっても、確実に、異なる波長の光ビームに対して共通の１個の３ビーム化グレーティングにより、３ビーム法によるトラック検出を行い、かつ容易にレンズシフト等によるオフセット成分を打ち消すことができるという効果を奏する。
【０１７２】
また、本発明の光ピックアップは、上記記載の光ピックアップにおいて、前記３ビーム化グレーティングにおける、前記第１の波長の光ビームに対して位相シフトを生じさせるパターンと、前記第２の波長の光ビームに対して位相シフトを生じさせるパターンとは、互いのトラッキング信号検出に影響しないビーム径内にそれぞれ形成されているものである。
【０１７３】
それゆえ、例えば、波長の異なる複数の光源を持つホログラムレーザユニット等の集積化ピックアップにおいて、光源から出射された光ビームが３ビーム化グレーティング上で通過する位置がずれている場合においても、サブビームのプッシュプル信号振幅を抑制することができるという効果を奏する。
【０１７４】
また、本発明の光ピックアップは、上記記載の光ピックアップにおいて、前記３ビーム化グレーティングを通過する第１の波長の光ビームにおける略中心を通り、かつ光ディスクのトラック方向に略平行な第１境界線と、上記３ビーム化グレーティングを通過する第２の波長の光ビームにおける略中心を通り、かつ光ディスクのトラック方向に略平行な第２境界線との間における位相シフトを生じさせるパターンが、３ビーム化グレーティング上の他の領域のパターンと異なるものである。
【０１７５】
それゆえ、３ビーム化グレーティングを通過する第１の波長の光ビームにおける左外側半分と第２の波長の光ビームにおける右外側半分とに対しては、少なくとも両者は重ならないので、第１の波長の光ビームにおけるサブビームに対して位相シフトを生じさせるパターンと第２の波長の光ビームにおけるサブビームに対して位相シフトを生じさせるパターンとを互いに確保して、サブビームのプッシュプル信号振幅を抑制することができる。
【０１７６】
この結果、異なる規格の光ディスクを用いる場合、また、光ピックアップの光学パラメータが変化した場合、組立誤差によって光軸方向に３ビーム化グレーティングの位置がずれた場合、トラッキング誤差信号（ＴＥＳ）を光ビームの一部で検出する場合等でも、サブビームのプッシュプル信号振幅を抑制することができるという効果を奏する。
【０１７７】
また、本発明の光ピックアップは、上記記載の光ピックアップにおいて、前記３ビーム化グレーティングにおける、前記光ディスクのトラック方向に略垂直な凹凸を有する第１のグレーティングパターンと、上記第１のグレーティングパターンに対して凹凸のピッチがずれて形成されている第２のグレーティングパターンとは、略等間隔で交互に配置されているものである。
【０１７８】
それゆえ、サブビームに対して位相シフトを生じさせるパターンと位相シフトを生じさせないパターンとが交互に略等間隔で配置されていることになるので、各サブビーム通過領域内において、凹凸のピッチがずれている部分を確実に確保することができる。したがって、サブビームのプッシュプル信号振幅を抑制することができる。
【０１７９】
特に、異なる規格の光ディスクを用いる場合、また、光ピックアップの光学パラメータが変化した場合、組立誤差によって光軸方向に３ビーム化グレーティングの位置がずれた場合、トラッキング誤差信号（ＴＥＳ）を光ビームの一部で検出する場合等でも、同様の模様が形成されるので、特性の変化を少なくして、サブビームのプッシュプル信号振幅を抑制することができるという効果を奏する。
【０１８０】
また、本発明の光ピックアップは、上記記載の光ピックアップにおいて、前記第１のグレーティングパターンと第２のグレーティングパターンとは、前記第１境界線と第２境界線との間にのみ形成されているものである。
【０１８１】
それゆえ、この場合でも、各サブビーム通過領域内において、凹凸のピッチがずれている部分を確実に確保することが可能であり、サブビームのプッシュプル信号振幅を抑制することができる。
【０１８２】
この結果、位相シフトを生じさせるパターンは第１境界線と第２境界線との間にのみ形成すればよいので、製造工程の簡素化及び光ピックアップの低コスト化を図ることができるという効果を奏する。
【０１８３】
また、本発明の光ピックアップは、上記記載の光ピックアップにおいて、前記第１境界線と第２境界線とは一致しているものである。
【０１８４】
それゆえ、波長の異なる光源の配置の仕方により、異なる位置から出射した光ビームの中心が３ビーム化グレーティングの中心を通り、ｙ軸に平行な直と同一の直線上を通過する場合に、サブビームのプッシュプル信号振幅を抑制することができるという効果を奏する。
【０１８５】
また、本発明の光ピックアップは、上記記載の光ピックアップにおいて、前記３ビーム化グレーティングは、集積化ホログラムレーザユニット内に組み込まれているものである。
【０１８６】
それゆえ、３ビーム化グレーティングと集積化ホログラムレーザユニットのホログラム素子等との組み合わせにより、波長の異なる複数の光源を持つ集積化ホログラムレーザユニットの集積化光ピックアップにおいて、光源から出射された光ビームが３ビーム化グレーティング上で通過する位置がずれている場合においても、サブビームのプッシュプル信号振幅を抑制することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は本発明におけるピックアップ装置の実施の一形態を示すものであり、位相シフトパターンが形成されたグレーティングの構成を示す平面図である一方、（ｂ）は（ａ）に示された領域Ｂを拡大して示す平面図である。
【図２】（ａ）は上記ピックアップ装置の光学系において、二波長半導体レーザ１ａにて波長λ２を出力する場合を示す概略構成図であり、（ｂ）は上記ピックアップ装置の光学系において、二波長半導体レーザ１ｂにて波長λ１を出力する場合を示す概略構成図である。
【図３】上記ピックアップ装置における開口制御素子を通過後の波長λ１及び波長λ２のビーム径を示す平面図である。
【図４】（ａ）は上記ピックアップ装置のサブビームにおける光ディスクからの反射ビームの回折パターンを示す断面図であり、（ｂ）は上記サブビームにおける光ディスクからの反射ビームの対物レンズでの回折パターンを示す平面図である。
【図５】（ａ）（ｂ）は、サブビームによる光ディスクからの反射ビームの対物レンズでのプッシュプルパターンを示す平面図である。
【図６】他の位相シフトパターンが形成されたグレーティングの構成を示す平面図である。
【図７】上記グレーティングの場合における、サブビームによる光ディスクからの反射ビームの対物レンズでのプッシュプルパターンを示す平面図である。
【図８】さらに他の位相シフトパターンが形成されたグレーティングの構成を示す平面図である。
【図９】（ａ）（ｂ）は、上記グレーティングの場合における、サブビームによる光ディスクからの反射ビームの対物レンズでのプッシュプルパターンを示す平面図である。
【図１０】さらに他の位相シフトパターンが形成されたグレーティングの構成を示す平面図である。
【図１１】上記グレーティングの場合における、サブビームによる光ディスクからの反射ビームの対物レンズでのプッシュプルパターンを示す平面図である。
【図１２】本発明におけるピックアップ装置の他の実施の形態を示すものであり、光学系を示す概略構成図である。
【図１３】上記ピックアップ装置におけるホログラム素子及び受光素子の構造を示す平面図である。
【図１４】上記ホログラム素子及び受光素子を集積化したピックアップ装置の概略構成を示す断面図である。
【図１５】上記ピックアップ装置におけるグレーティング上での波長λ１の光ビームのビーム径及び波長λ２の光ビームのビーム径を示す平面図である。
【図１６】上記ピックアップ装置において、位相シフトパターンが形成されたグレーティングの構成を示す平面図である。
【図１７】上記集積化されたピックアップ装置におけるホログラム素子上でのメインビーム及びサブビームの通過する位置を示す平面図である。
【図１８】本発明におけるピックアップ装置のさらに他の実施の形態を示すものであり、３ビーム用回折格子の位相シフトパターンを示す平面図である。
【図１９】上記３ビーム用回折格子を用いた場合のサブビームのプッシュプルパターンを示す平面図である。
【図２０】上記３ビーム用回折格子を用いた場合の他の位相シフトパターンを示す平面図である。
【図２１】上記３ビーム用回折格子を用いた場合のさらに他の位相シフトパターンを示す平面図である。
【図２２】上記３ビーム用回折格子を用いた場合のさらに他の位相シフトパターンを示す平面図である。
【図２３】従来のピックアップ装置を示す概略構成図である。
【図２４】（ａ）は、従来の他のピックアップ装置を示す概略構成図、（ｂ）は上記ピックアップ装置のグレーティングを示す平面図である。
【図２５】上記ピックアップ装置におけるプッシュプル信号検出原理を示すブロック図である。
【図２６】（ａ）は、上記ピックアップ装置におけるメインビーム及びサブビームのそれぞれのプッシュプル信号を示す波形図、（ｂ）は上記ピックアップ装置において対物レンズがシフトした場合のプッシュプル信号を示す波形図である。
【符号の説明】
１ 光源
２ コリメータレンズ
３ グレーティング
４ ビームスプリッタ
５ 対物レンズ
６ 光ディスク
７ 集光レンズ
８ 光検出器
９ ホログラム素子
１０ 受光素子
１１ 開口制御素子
３０ メインビーム
３１ サブビーム(＋１次光)
３１ａ サブビームの０次反射回折光
３１ｂ サブビームの＋１次回折光
３１ｃ サブビームの−１次回折光
３２ サブビーム(−１次光)
６１ トラック
Ａ１ 領域
Ｂ１ 領域
Ｂ２ 領域
Ｌ１ 直線
Ｌ２ 直線（第１境界線）
Ｌ３ 直線（第１境界線）
λ１ 波長（第１の波長）
λ２ 波長（第２の波長）
【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対して光学的に情報を記録再生する光ピックアップに関するものである。特に、波長の異なる複数の光源を持つ光ピックアップのトラッキングサーボにおいて、トラッキング誤差信号に発生するオフセットを、容易にかつ低コストで補正するものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、光ディスクは多量の情報信号を高密度で記録することができるため、オーディオ、ビデオ、コンピュータ等の多くの分野において利用が進められている。
【０００３】
上記光ディスク等の情報記録媒体においては、ミクロン単位で記録された情報信号を再生するために情報トラックに対して光ビームを正確にトラッキングさせる必要がある。上記トラッキングのためのトラッキング誤差信号（ＴＥＳ：Tracking Error Signal）の検出方法は、種々の方法が知られている。
【０００４】
また、光ディスクには、赤外レーザを用いるＣＤ系のディスクと赤色レーザを用いるＤＶＤ系のディスクとが商品化されているとともに、最近では、青色レーザを用いる高密度ディスクも提案されている。すなわち、各光ディスクは情報の記録密度やディスク内の構造が異なるため、それぞれのディスクへの情報の記録及び再生には異なる波長の光が用いられる。
【０００５】
最近では、光ディスク装置の中には、ＣＤ系のディスクとＤＶＤ系のディスクとの両方の記録・再生に対応した光ピックアップが搭載されているものがある。
【０００６】
例えば、特許文献１においては、図２３に示すように、ＤＶＤ系及びＣＤ系の両方に対応できる光ピックアップを小型化するために、１パッケージ内に２波長半導体レーザを備えた光学系が提案されている。
【０００７】
上記光ピックアップにおいては、１パッケージ化された多波長半導体レーザからなる光源１０１ａ・１０１ｂから発せられた波長の異なる光ビームにより、同一の光学系を用いて複数種類の光ディスクにおける情報の記録及び再生が行われる。光路上には２つの３ビーム用回折格子１１２・１１３が配置されており、波長λ１・λ２の光ビームは両方の３ビーム用回折格子１１２・１１３を通過するが、一方の回折格子は、一方の波長に対してだけ機能するように溝深さが設定されている。例えば、波長λ１の光に対して３ビームとして機能させるときには、その溝深さを波長λ２の整数倍になるように設定する。それにより、この回折格子によって、波長λ１の光は回折光を発生せず、略通過する。
【０００８】
また、３ビーム法では±１次光の光量の違いを利用してトラック検出を行うため、０次光と±１次光とが光ディスク上において所定の位置に配置される必要がある。そのため、それぞれの回折格子の溝方向は、光ピックアップの組立時に正確に調整される必要がある。
【０００９】
このような構成とすることによって、いずれか一方のトラック検出光を悪化させることなく、種類の異なる光ディスクに対して良好な情報の記録及び再生を行うことができる。
【００１０】
ところで、３ビームを用いるトラック検出において、組立時に３ビーム用回折格子の回転調整を必要としない方法（以下、「位相シフトＤＰＰ法」と呼ぶ。）が本出願人から出願されており、特許文献２として公開されている。
【００１１】
この位相シフトＤＰＰ法は、３ビームを用いる差動プッシュプル法（ＤＰＰ：Differential Push Pull法）を発展させたトラック検出法である。通常のＤＰＰ法においては、３ビーム用回折格子によって発生したメインビームのプッシュプル信号とサブビームのプッシュプル信号との差をとることによって、レンズシフトによるオフセットを補正する。
【００１２】
サブビームの反射光量の差を比較する３ビーム法では、追記型ディスク等の場合、記録前後で反射光量変化によるオフセットが生じてしまうが、ＤＰＰ法では、同様の原因によるオフセットは小さい。したがって、ＤＰＰ法は光ディスクへの記録を行う場合にはより適したトラック検出法である。しかしながら、この方式ではオフセット成分を打ち消すように、３ビーム用回折格子によって発生したメインビーム及びサブビームにおける光ディスク上での位置を、１/２ピッチずれるように回折格子の正確な調整が必要となる。また、トラックピッチの異なる複数種類の光ディスクを１つの光ピックアップで再生する場合には問題となる。
【００１３】
上記のような問題を解決するために、位相シフトＤＰＰ法では、サブビームのプッシュプル信号に寄与する光ビームの領域に、位相差が異なる２つの領域が、略同じ面積となるように３ビーム用回折格子の溝パターンを形成している。以下に、この方法について説明する。
【００１４】
例えば、図２４（ａ）に示すように、半導体レーザ２０１から出たレーザ光をコリメータレンズ２０２により平行光に変換し、グレーティング２０３によってメインビーム２３０、サブビーム（＋１次光）２３１、及びサブビーム（−１次光）２３２に分割する。ビームスプリッタ２０４を通過した後、対物レンズ２０５により光ディスク２０６のトラック２６１上に集光させ、反射光を対物レンズ２０５を介してビームスプリッタ２０４で反射させ、集光レンズ２０７で光検出器２０８（２０８Ａ，２０８Ｂ，２０８Ｃ）に導く。
【００１５】
メインビーム２３０及びサブビーム２３１・２３２の反射光のファーフィールドパターンは、図２５に示すように、それぞれトラック方向に相当する分割線を有する２分割光検出器２０８Ａ・２０８Ｂ・２０８Ｃにて受光される。そして、各２分割光検出器２０８Ａ・２０８Ｂ・２０８Ｃからの差信号すなわちプッシュプル信号ＰＰ２３０・２３１・２３２を得る。
【００１６】
ここで、図２４（ａ）に示すように、光ビームの中心を原点とし、光ディスクのラジアル（半径）方向をｘ方向、それに直交するトラック方向をｙ方向とするｘｙ座標系を設定する。グレーティング２０３において、図２４（ｂ）に示すように、例えば第１象限におけるトラック溝の周期構造の位相差が１８０°異なっている場合、このグレーティング２０３によって回折されたサブビーム２３１・２３２においては、第１象限の部分だけ１８０°の位相差が発生する。このとき、サブビーム２３１・２３２を用いたプッシュプル信号ＰＰ２３１・ＰＰ２３２は、図２６（ａ）に示すように、位相差が加わらないメインビームのプッシュプル信号ＰＰ２３０に比べて、振幅が略０になる。これは、トラックの位置に関係なく、プッシュプル信号が検出されないので、サブビーム２３１・２３２をメインビーム２３０と同じトラック上に配置しても、又は異なるトラック上に配置しても略同じ信号になる。
【００１７】
一方、対物レンズシフトやディスクの傾きによるトラッキング誤差信号（ＴＥＳ）のオフセットに対しては、図２６（ｂ）に示すように、プッシュプル信号ＰＰ２３０とプッシュプル信号ＰＰ２３１（又はプッシュプル信号ＰＰ２３２）とはそれぞれ光量に応じてΔｐ及びΔｐ’だけ同じ側（同相）にオフセットが発生する。したがって、
【００１８】
これにより、サブビーム２３１・２３２のプッシュプル信号ＰＰ２３３は溝深さに関係なく、振幅が０になる。すなわち、トラック上のどの位置にあっても振幅が０であるので、３ビームの位置調整（回折格子等の回転調整）が不要となる。このため、ピックアップの組立調整を大幅に簡略化することができる。
【００１９】
また、ホログラムレーザユニットを用いた場合、特に半導体レーザ光源の近傍に位相シフト回折格子を配置した場合には、実質的なサブビームの通過領域とメインビームの通過領域とが回折格子上でずれるため、２つのサブビームに共通の最適位相シフトを付加することができないという問題があるが、ある光ディスクのピッチや深さに最適な位相シフトパターンについては、この特許文献２の中で提案されている。
【００２０】
【特許文献１】
特開２００２−３４２９５６号公報（平成１４年１１月２９日公開）
【００２１】
【特許文献２】
特開２００１−２５０２５０号公報（平成１３年９月１４日公開）
【００２２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来方式のように、複数光源を持つ光ピックアップにおいてＤＶＤ系及びＣＤ系のいずれに対しても３ビーム法によるトラック検出を行う場合には、各光ディスクのピッチに最適になるように各グレーティングを別々に調整することが必要となる。そのため、光ピックアップの低コスト化や簡素化、小型化には適さない。
【００２３】
また、上記特許文献２に示す位相シフトグレーティングを用いる方法においては、位相シフトを付加する領域は、単一光源の光ビームに対しての最適化設計された位相シフトパターンである。このため、複数の光源を持つ光ピックアップにおいて、１つの位相シフトグレーティングを開口数の異なる複数の光ビームに用いる場合や、グレーティング上で波長によってビーム位置が変わってしまう場合には、一方のサブビームのプッシュプル信号が十分に打ち消されないため、特性が悪化してしまうという問題点を有している。
【００２４】
本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされたものであって、その目的は、複数の異なる光源を同一パッケージ内に有する光ピックアップにおいて、ＤＶＤ系及びＣＤ系等のいずれの光ディスクに対しても３ビームでトラック検出を行う場合に、低コストで実現でき、しかも組立調整の簡略化及びピックアップの簡素化を実現し得る光ピックアップを提供することにある。
【００２５】
【課題を解決するための手段】
本発明の光ピックアップは、上記課題を解決するために、第１の波長の光ビームと第２の波長の光ビームとを発生するための１パッケージ化された光源と、上記光源から出射した光ビームをメインビームと２つのサブビームとに分割する３ビーム化グレーティングと、分割された３ビームを光ディスクに集光する対物レンズと、３ビームのそれぞれの反射光からプッシュプル信号を検出する光検出器とを備え、光ディスクに対して３ビームによるトラッキングを行う光ピックアップにおいて、上記３ビーム化グレーティングは、上記第１の波長の光ビームと第２の波長の光ビームとにおける各光ビームに対して部分的な位相シフトを生じさせるパターンを付与すべく、各光ビームの通過領域には回折溝における凹凸のピッチが部分的にずれた領域を有するとともに、上記の位相シフトを生じさせるパターンは、上記波長の異なる各光ビームのいずれに対しても、サブビームにおけるプッシュプル信号の振幅を略打ち消すように設定されていることを特徴としている。
【００２６】
上記の発明によれば、３ビーム化グレーティングは、上記第１の波長の光ビームと第２の波長の光ビームとにおける各光ビームに対して部分的な位相シフトを生じさせるパターンを付与すべく、各光ビームの通過領域には回折溝における凹凸のピッチが部分的にずれた領域を有する。また、上記の位相シフトを生じさせるパターンは、上記波長の異なる各光ビームのいずれに対しても、サブビームにおけるプッシュプル信号の振幅を略打ち消すように設定されている。
【００２７】
すなわち、本発明では、サブビームにおけるプッシュプル信号の振幅を略打ち消すように設定されている位相シフトを生じさせるパターンは、各光ビームの通過領域に、回折溝における凹凸のピッチが部分的にずれた領域を有して形成されている。これによって、第１の波長の光ビームを照射したときには、この第１の波長の光ビームの通過領域内のみにおいて、サブビームにおけるプッシュプル信号の振幅を略打ち消すように設定することが可能である一方、第２の波長の光ビームを照射したときには、この第２の波長の光ビームの通過領域内のみにおいて、サブビームにおけるプッシュプル信号の振幅を略打ち消すように設定することが可能となり、また、そのように設定されている。
【００２８】
したがって、異なる波長の光ビームに対して共通の１個の３ビーム化グレーティングによって、３ビーム法によるトラック検出を行い、かつ容易にレンズシフト等によるオフセット成分を打ち消すことができる。
【００２９】
この結果、複数の異なる光源を同一パッケージ内に有する光ピックアップにおいて、ＤＶＤ系及びＣＤ系等のいずれの光ディスクに対しても３ビームでトラック検出を行う場合に、低コストで実現でき、しかも組立調整の簡略化及びピックアップの簡素化を実現し得る光ピックアップを提供することができる。
【００３０】
また、本発明の光ピックアップは、上記記載の光ピックアップにおいて、前記３ビーム化グレーティングにおけるトラッキング信号検出に寄与する、前記第１の波長の光ビームの通過領域が第２の波長の光ビームの通過領域における内部に存在している一方、上記３ビーム化グレーティングにおける位相シフトを生じさせるパターンは、第１の位相シフトパターンと第２の位相シフトパターンとがトラックと平行に形成されるとともに、上記第１の位相シフトパターンはトラッキング信号検出に寄与する、第１の波長の光ビームの通過領域及び第２の波長の光ビームの通過領域における両通過領域の一部を含むように配置され、上記第２の位相シフトパターンは第２の波長の光ビームの通過領域の一部のみを含むように配置されていることを特徴としている。
上記の発明によれば、３ビーム化グレーティングにおける位相シフトを生じさせるパターンは、第１の位相シフトパターンと第２の位相シフトパターンとがトラックと平行に形成されるとともに、上記第１の位相シフトパターンはトラッキング信号検出に寄与する、第１の波長の光ビームの通過領域及び第２の波長の光ビームの通過領域における両通過領域の一部を含むように配置され、上記第２の位相シフトパターンは第２の波長の光ビームの通過領域の一部のみを含むように配置されている。
【００３１】
すなわち、３ビーム化グレーティングにおけるトラッキング信号検出に寄与する、前記第１の波長の光ビームの通過領域が第２の波長の光ビームの通過領域における内部に存在している場合には、上記構成のように、位相シフトを生じさせるパターンを形成する。
【００３２】
この結果、波長の異なる複数の光源が１パッケージ化された光ピックアップを用いて、位相シフトＤＰＰ法によるトラック検出を行う場合において、波長によって開口数の異なる場合、又は異なる規格の光ビームを用いる場合に、確実にサブビームのプッシュプル信号振幅を抑制することができる。
【００３３】
また、本発明の光ピックアップは、上記記載の光ピックアップにおいて、前記３ビーム化グレーティングにおける、前記第１の波長の光ビームに対して位相シフトを生じさせるパターンと、前記第２の波長の光ビームに対して位相シフトを生じさせるパターンとは、いずれも、上記３ビーム化グレーティングを通過する光ビームの中心を通り、かつ光ディスクのトラック方向に略平行な境界線に対して片側に形成されていることを特徴としている。
【００３４】
上記の発明によれば、３ビーム化グレーティングにおいては、第１の波長の光ビームに対して位相シフトを生じさせるパターンと、第２の波長の光ビームに対して位相シフトを生じさせるパターンとは、いずれも、３ビーム化グレーティングを通過する光ビームの中心を通り、かつ光ディスクのトラック方向に略平行な境界線に対して片側に形成されている。
【００３５】
したがって、３ビーム化グレーティングの片側のみに、第１の波長の光ビームと第２の波長の光ビームとの両方に対して位相シフトを生じさせるパターンを形成するので、組立工程の簡素化及び光ピックアップの低コスト化を図ることができる。
【００３６】
また、本発明の光ピックアップは、上記記載の光ピックアップにおいて、前記３ビーム化グレーティングにおける、前記第１の波長の光ビームに対して位相シフトを生じさせるパターンは、上記３ビーム化グレーティングを通過する光ビームの中心を通り、かつ光ディスクのトラック方向に略平行な境界線に対して片側に形成されている一方、前記第２の波長の光ビームに対して位相シフトを生じさせるパターンは、上記３ビーム化グレーティングを通過する光ビームの中心を通り、かつ光ディスクのトラック方向に略平行な境界線に対して両側に形成されていることを特徴としている。
【００３７】
上記の発明によれば、第１の波長の光ビームに対して位相シフトを生じさせるパターンは、上記３ビーム化グレーティングを通過する光ビームの中心を通り、かつ光ディスクのトラック方向に略平行な境界線に対して片側に形成されている一方、前記第２の波長の光ビームに対して位相シフトを生じさせるパターンは、上記３ビーム化グレーティングを通過する光ビームの中心を通り、かつ光ディスクのトラック方向に略平行な境界線に対して両側に形成されている。
【００３８】
したがって、例えば、トラックピッチの大きな光ディスクを使用する場合やトラッキング信号検出に寄与する、第１の波長の光ビームと第２の波長の光ビームとの通過領域が略重なってその差が少ない場合には、本発明のように３ビーム化グレーティングの両側に、第１の波長の光ビームと第２の波長の光ビームとの両方に対して位相シフトを生じさせるパターンを形成することにより、確実にサブビームのプッシュプル信号振幅を抑制することができる。
【００３９】
また、本発明の光ピックアップは、上記記載の光ピックアップにおいて、前記３ビーム化グレーティングは、第１の波長の光ビームと第２の波長の光ビームとの各トラッキング信号検出に寄与する領域が重ならないか又は一部のみ重なるように配置されていることを特徴としている。
【００４０】
上記の発明によれば、３ビーム化グレーティングは、第１の波長の光ビームと第２の波長の光ビームとの各トラッキング信号検出に寄与する領域が重ならないか又は一部のみ重なるように配置されている。
【００４１】
これによっても、各サブビームの通過領域に回折溝における凹凸のピッチが部分的にずれた領域を有するとともに、位相シフトを生じさせるパターンが、波長の異なる各光ビームのいずれに対しても、サブビームにおけるプッシュプル信号の振幅を略打ち消すように設定されていることによって、第１の波長の光ビームを照射したときには、この第１の波長の光ビームの通過領域内のみにおいて、サブビームにおけるプッシュプル信号の振幅を略打ち消すように設定することが可能である一方、第２の波長の光ビームを照射したときには、この第２の波長の光ビームの通過領域内のみにおいて、サブビームにおけるプッシュプル信号の振幅を略打ち消すように設定することが可能となる。
【００４２】
この結果、異なる波長の光ビームに対して共通の１個の３ビーム化グレーティングにより、３ビーム法によるトラック検出を行い、かつ容易にレンズシフト等によるオフセット成分を打ち消すことができる。
【００４３】
また、本発明の光ピックアップは、上記記載の光ピックアップにおいて、前記３ビーム化グレーティングにおける、前記第１の波長の光ビームに対して位相シフトを生じさせるパターンと、前記第２の波長の光ビームに対して位相シフトを生じさせるパターンとは、互いのトラッキング信号検出に影響しないビーム径内にそれぞれ形成されていることを特徴としている。
【００４４】
上記の発明によれば、３ビーム化グレーティングにおける、第１の波長の光ビームに対して位相シフトを生じさせるパターンと、第２の波長の光ビームに対して位相シフトを生じさせるパターンとは、互いのトラッキング信号検出に影響しないビーム径内にそれぞれ形成されている。
【００４５】
この結果、例えば、波長の異なる複数の光源を持つホログラムレーザユニット等の集積化ピックアップにおいて、光源から出射された光ビームが３ビーム化グレーティング上で通過する位置がずれている場合においても、サブビームのプッシュプル信号振幅を抑制することができる。
【００４６】
また、本発明の光ピックアップは、上記記載の光ピックアップにおいて、前記３ビーム化グレーティングを通過する第１の波長の光ビームにおける略中心を通り、かつ光ディスクのトラック方向に略平行な第１境界線と、上記３ビーム化グレーティングを通過する第２の波長の光ビームにおける略中心を通り、かつ光ディスクのトラック方向に略平行な第２境界線との間における位相シフトを生じさせるパターンが、３ビーム化グレーティング上の他の領域のパターンと異なることを特徴としている。
【００４７】
上記の発明によれば、３ビーム化グレーティングを通過する第１の波長の光ビームにおける左外側半分と第２の波長の光ビームにおける右外側半分とに対しては、少なくとも両者は重ならないので、第１の波長の光ビームにおけるサブビームに対して位相シフトを生じさせるパターンと第２の波長の光ビームにおけるサブビームに対して位相シフトを生じさせるパターンとを互いに確保して、サブビームのプッシュプル信号振幅を抑制することができる。
【００４８】
この結果、異なる規格の光ディスクを用いる場合、また、光ピックアップの光学パラメータが変化した場合、組立誤差によって光軸方向に３ビーム化グレーティングの位置がずれた場合、トラッキング誤差信号（ＴＥＳ）を光ビームの一部で検出する場合等でも、サブビームのプッシュプル信号振幅を抑制することができる。
【００４９】
また、本発明の光ピックアップは、上記記載の光ピックアップにおいて、前記３ビーム化グレーティングにおける、前記光ディスクのトラック方向に略垂直な凹凸を有する第１のグレーティングパターンと、上記第１のグレーティングパターンに対して凹凸のピッチがずれて形成されている第２のグレーティングパターンとは、略等間隔で交互に配置されていることを特徴としている。
【００５０】
上記の発明によれば、サブビームに対して位相シフトを生じさせるパターンと位相シフトを生じさせないパターンとが交互に略等間隔で配置されていることになるので、各サブビーム通過領域内において、第１の波長の光ビームを照射したときには、この第１の波長の光ビームの通過領域内のみにおいて、サブビームにおけるプッシュプル信号の振幅を略打ち消すように設定することが可能である一方、第２の波長の光ビームを照射したときには、この第２の波長の光ビームの通過領域内のみにおいて、サブビームにおけるプッシュプル信号の振幅を略打ち消すように設定することが可能となる。
【００５１】
このため、凹凸のピッチがずれている部分を確実に確保することができる。したがって、サブビームのプッシュプル信号振幅を抑制することができる。
【００５２】
特に、異なる規格の光ディスクを用いる場合、また、光ピックアップの光学パラメータが変化した場合、組立誤差によって光軸方向に３ビーム化グレーティングの位置がずれた場合、トラッキング誤差信号（ＴＥＳ）を光ビームの一部で検出する場合等でも、同様の模様が形成されるので、特性の変化を少なくして、サブビームのプッシュプル信号振幅を抑制することができる。
【００５３】
また、本発明の光ピックアップは、上記記載の光ピックアップにおいて、前記第１のグレーティングパターンと第２のグレーティングパターンとは、前記第１境界線と第２境界線との間にのみ形成されていることを特徴としている。
【００５４】
上記の発明によれば、第１のグレーティングパターンと第２のグレーティングパターンとは、前記第１境界線と第２境界線との間にのみ形成されている。しかし、この場合でも、各サブビーム通過領域内において互いに第１の波長の光ビームと第２の波長の光ビームとが区別された部分において、凹凸のピッチがずれている部分を確実に確保することが可能であり、サブビームのプッシュプル信号振幅を抑制することができる。
【００５５】
この結果、位相シフトを生じさせるパターンは第１境界線と第２境界線との間にのみ形成すればよいので、製造工程の簡素化及び光ピックアップの低コスト化を図ることができる。
【００５６】
また、本発明の光ピックアップは、上記記載の光ピックアップにおいて、前記第１境界線と第２境界線とは一致していることを特徴としている。
【００５７】
上記の発明によれば、第１境界線と第２境界線とは一致しているので、波長の異なる光源の配置の仕方により、異なる位置から出射した光ビームの中心が３ビーム化グレーティングの中心を通り、ｙ軸に平行な直と同一の直線上を通過する場合に、サブビームのプッシュプル信号振幅を抑制することができる。
【００５８】
また、本発明の光ピックアップは、上記記載の光ピックアップにおいて、前記３ビーム化グレーティングは、集積化ホログラムレーザユニット内に組み込まれていることを特徴としている。
【００５９】
上記の発明によれば、３ビーム化グレーティングは、集積化ホログラムレーザユニット内に組み込まれているので、３ビーム化グレーティングと集積化ホログラムレーザユニットのホログラム素子等との組み合わせにより、波長の異なる複数の光源を持つ集積化ホログラムレーザユニットの集積化光ピックアップにおいて、光源から出射された光ビームが３ビーム化グレーティング上で通過する位置がずれている場合においても、サブビームのプッシュプル信号振幅を抑制することができる。
【００６０】
【発明の実施の形態】
〔実施の形態１〕
本発明の実施の一形態について図１ないし図１１に基づいて説明すれば、以下の通りである。
【００６１】
本実施の形態の光ピックアップとしてのピックアップ装置は、図２（ａ）（ｂ）に示すように、第１の波長としての波長λ１の光ビームと第２の波長としての波長λ２の光ビームとの２種類の光ビームを発生するための１パッケージ化された光源１と、この光源１から出射した光ビームをメインビームと２つのサブビームとに分割する３ビーム化グレーティングとしてのグレーティング３と、分割された３ビームを光ディスク６に集光する対物レンズ５と、３ビームのそれぞれの反射光からプッシュプル信号を検出する光検出器としての光検出器８とを備えており、３ビームによるトラッキングを行うようになっている。
【００６２】
すなわち、上記光源１は、二波長半導体レーザ１ａ・１ｂを備えており、二波長半導体レーザ１ａは波長λ２の光ビームを出力する一方、二波長半導体レーザ１ｂは波長λ１の光ビームを出力するようになっている。なお、これら波長λ１・λ２は互いに異なる波長である。また、上記グレーティング３は透明の回折格子であり、その表面は溝が形成されて凹凸面となっている。さらに、光検出器８は、３ビームのそれぞれの反射光からプッシュプル信号を検出するために、３つの２分割光検出器８Ａ・８Ｂ・８Ｃを備えている。
【００６３】
上記のピックアップ装置では、二波長半導体レーザ１ａ・１ｂから出たそれぞれの波長λ２又は波長λ１のレーザ光をコリメータレンズ２により平行光に変換し、グレーティング３により、メインビーム３０、サブビーム(＋１次光)３１、サブビーム(−１次光)３２に分割する。
【００６４】
次いで、ビームスプリッタ４を通過した光を対物レンズ５の前に設置された開口制御素子１１を通して、対物レンズ５により光ディスク６のトラック６１上に集光する。すなわち、図２（ｂ）に示すように、二波長半導体レーザ１ｂから出た波長λ１のレーザ光は、開口制御素子１１を通るときに、通過領域が絞られるようになっている。
【００６５】
次いで、光ディスク６からの反射光を、対物レンズ５を介してビームスプリッタ４にて反射させ、集光レンズ７にて、光検出器８に導く。メインビーム３０、サブビーム(＋１次光)３１及びサブビーム(−１次光)３２の反射光のファーフィールドパターンはそれぞれトラック方向に相当する分割線を有する上記光検出器８の２分割光検出器８Ａ・８Ｂ・８Ｃにて受光される。そして、各２分割光検出器８Ａ・８Ｂ・８Ｃからの差信号すなわちプッシュプル信号ＰＰ３０・ＰＰ３１・ＰＰ３２を得る。
【００６６】
上記開口制御素子１１は、各種の光ディスク６で規定される所定の開口数にするための素子であり、光ビームが通過する領域の外周部に、ＣＤ系で用いる波長λ１の光ビームは通過させず、ＤＶＤ系で用いる波長λ２の光ビームを通過させる波長選択性の透過フィルタとしての機能を有している。
【００６７】
したがって、図３に示すように、内側の円及び外側の円が、それぞれ開口制御素子１１を通過した後の、波長λ１の光ビームのビーム径、及び波長λ２の光ビームのビーム径となる。
【００６８】
ここで、本実施の形態においては、３ビームを生成する回折格子であるグレーティング３の溝部の構造に特徴を有しており、これについて、図１（ａ）（ｂ）に基づいて説明する。
【００６９】
最初に、本実施の形態では、組立時に３ビーム用回折格子であるグレーティング３の回転調整を必要としない方法（以下、「位相シフトＤＰＰ法」と呼ぶ。）を採用している。
【００７０】
この位相シフトＤＰＰ法は、３ビームを用いる差動プッシュプル法（ＤＰＰ：Differential Push Pull法）を発展させたトラック検出法である。通常のＤＰＰ法においては、３ビーム用回折格子によって発生したメインビーム３０のプッシュプル信号とサブビーム３１・３２のプッシュプル信号との差をとることによって、レンズシフトによるオフセットを補正する。具体的には、オフセット成分を打ち消すように補正する。
【００７１】
しかし、通常のＤＰＰ法では、オフセット成分を打ち消すようにするために、３ビーム用回折格子によって発生したメインビーム及びサブビームの光ディスク上での位置を、１/２ピッチずれるように回折格子の正確な調整が必要となるので、トラックピッチの異なる複数種類の光ディスクを１つの光ピックアップで再生する場合等には問題となる。
【００７２】
そこで、この問題を解決するために、位相シフトＤＰＰ法では、サブビームのプッシュプル信号に寄与する光ビームの領域に、位相差が異なる２つの領域が、略同じ面積となるように３ビーム用回折格子の溝パターンを形成するようになっている。
【００７３】
しかし、従来の位相シフトＤＰＰ法では、位相シフトを付加する領域は、単一光源の光ビームに対しての最適化設計された位相シフトパターンである。このため、複数の光源を持つ光ピックアップにおいて、１つの位相シフトグレーティングを開口数の異なる複数の光ビームに用いる場合や、グレーティング上で波長によってビーム位置が変わってしまう場合には、一方のサブビームのプッシュプル信号ＰＰが十分に打ち消されないため、特性が悪化してしまうという問題点を有していた。
【００７４】
そこで、本実施の形態のピックアップ装置では、以下の構成を採用している。
【００７５】
まず、図１（ａ）に示すように、グレーティング３において光ビームが通過する領域の中心を原点として、光ディスク６の半径方向に相当するラジアル方向をｘ方向、トラック方向をｙ方向とするｘｙ座標系を設定する。ここでは、ｙ軸に対して右側の領域に、かつｙ軸に平行に、互いに異なるグレーティングパターンとなる第１のグレーティングパターンである領域Ａ…と第２のグレーティングパターンである領域Ｂ…とが形成されている。
【００７６】
上記第１のグレーティングパターンである領域Ａ…は、図１（ｂ）に示すように、グレーティング３の凹凸溝がトラック方向（ｙ軸方向）に対して垂直に形成されている。一方、第２のグレーティングパターンである領域Ｂ…は、グレーティング３の凹凸溝ピッチは領域Ａと同じであるが、格子溝が１/２ピッチだけずれた構成となっている。すなわち、領域Ａと領域Ｂとでは、パターン溝である凸部のランドと凹部のグルーブとが反転した領域となっている。このような構成とすることによって、領域Ａと領域Ｂとでは、位相差が１８０度異なった領域が形成できる。したがって、位相差を付加しない領域を領域Ａとした場合、位相差が１８０度付加された領域は領域Ｂとなる。
【００７７】
本実施の形態では、第２のグレーティングパターンを持つ領域Ｂ１は、波長λ１の光ビーム及び波長λ２の光ビームがともに通過する領域に形成され、同じく第２のグレーティングパターンを持つ他の一つの領域Ｂ２が波長λ２の光ビームだけが通過する領域に形成されている。
【００７８】
上記グレーティング３を通過した光ビームは、図２（ａ）（ｂ）に示すように、メインビーム３０とサブビーム３１・３２とに分割される。このとき、光源１から出射した波長λ１及び波長λ２の各光ビームにおいては、グレーティング３上で通過する領域Ｂの面積と場所とが異なるため、対物レンズ５により光ディスク６上に集光したサブビーム３１・３２のスポットは波長λ１及び波長λ２の光ビームによってそれぞれ異なる形状となる。また、波長の違いによって回折角度が異なり、サブビーム３１・３２のスポットは、波長λ１の光ビームの方が、メインビーム３０のスポットから離れた位置に形成される。
【００７９】
このとき、サブビーム３１・３２を用いたプッシュプル信号ＰＰ３１・ＰＰ３２は、位相差が加わらないメインビーム３０のプッシュプル信号ＰＰ３０に比べて、振幅が略０になる。
【００８０】
ここで、上記のサブビーム３１・３２のプッシュプル信号ＰＰ３１・ＰＰ３２が発生しない、つまり振幅０となる原理について説明する。
【００８１】
図４に示すように、対物レンズ５により周期構造をもつトラック６１に集光された光ビームである例えばサブビーム３１は、０次回折光３１ａと±１次回折光３１ｂ・３１ｃとに分かれて反射され、その重なり合う領域ｎ１・ｎ２で互いに干渉して対物レンズ５の瞳上で回折パターンつまりプッシュプルパターンが生じる。
【００８２】
本実施の形態のグレーティング３を用いた場合には、図１（ａ）（ｂ）に示す位相差の加わった領域Ｂ１の部分の影響により、各反射回折光において、グレーティング３上でハッチング位置に対応する部分の位相が、他の領域に比べて１８０度シフトすることになる。
【００８３】
したがって、例えば、ビーム径の小さな波長λ１の光ビームが光ディスク６で反射して対物レンズ５に入射する場合には、図５（ａ）に示すように、回折光が重なる領域、すなわち、光ビームのオフトラックによって明暗が生じる領域であるプッシュプル信号領域ｎ１においては、０次光において領域Ｂ1を通過することにより位相差の加わった部分と１次回折光において領域Ａを通過した部分とが重ね合わさった領域（同図におけるハッチング部分）Ｃ１におけるプッシュプル信号振幅の位相は、プッシュプル信号領域ｎ１において、同図に示すハッチングのない部分Ｃ２のプッシュプル信号振幅の位相と、丁度、逆位相となる。
【００８４】
ここで、プッシュプル信号振幅における位相の異なる領域が、プッシュプル信号領域ｎ１の略半分となるように領域Ｂ１を設定すれば、プッシュプル信号領域ｎ１の領域だけを考えたとき、オフトラックの状態に関わらず、常に明暗が逆になる領域が略等しくなり、全体を加算すると最終的にはプッシュプル成分が検出されない。
【００８５】
一方、ビーム径の大きな波長λ２の光ビームに対しては、光ディスク６で反射して対物レンズ５に入射するビームは、図５（ｂ）に示すように、プッシュプル信号領域ｎ１において、１８０度の位相差が加わった部分は２つの離れた領域に形成される。この時、グレーティング３上の領域Ｂ１による位相ずれの部分Ｃ３と領域Ｂ２による位相ずれの部分Ｃ４との和（ハッチング部分の和）が位相シフトの影響を受けない領域Ｃ５と略等しくなるように領域Ｂ２の領域を設定すれば、上記ビーム径の小さな波長λ１の光ビームの場合と同様、オフトラック状態に関わらず常に明暗が逆になる領域が略等しくなり、最終的にはプッシュプル成分が検出されない。
【００８６】
また、例えばトラックピッチ等の光ディスク６の仕様が変わった場合には、プッシュプルパターンが変化する。この場合でも、ピッチの変更によるプッシュプルパターンの形状の変化に合わせて、領域Ｂ１で与えることができる位相差では足りない分を補うように、グレーティング３上の波長λ２の光ビームしか通過しない領域に、領域Ｂ２の領域を適切に設定する。
【００８７】
例えば、トラックピッチの大きな光ディスク６に対しては、グレーティング３上での位相シフト領域Ｂ２を、図６に示す位相シフト領域Ｂ３のように設定する。
【００８８】
この場合においては、対物レンズ５上で得られるプッシュプルパターンは、図７に示すような形状となり、プッシュプル信号領域ｎ１において、位相差の付加された領域（ハッチング部分）と位相差の付加されていない領域（ハッチングなしの部分）とが略同じ面積となり、プッシュプル信号振幅が略０となる。
【００８９】
また、グレーティング３上で位相シフトを与える領域は、図８に示すように、隣接していてもよい。この場合、グレーティング３上ではトラッキング信号検出に寄与する、波長λ１の光ビームの領域及び波長λ２の光ビームの領域の両方が通過する部分と、波長λ２の光ビームだけが通過する領域にそれぞれ領域Ｂ４及び領域Ｂ５の位相シフト部分が形成されている。
【００９０】
したがって、グレーティング３全体としては、２つの位相シフトのない領域Ａ・Ａの部分と１つの位相シフトのある領域Ｂの部分とからなる。
【００９１】
この場合、図９（ａ）（ｂ）に示すように、波長λ１の光ビーム及び波長λ２の光ビームに対するプッシュプル信号領域ｎ１・ｎ２において、位相が付加されたハッチング部分と位相が付加されない部分との領域が略同じになり、プッシュプル信号振幅が略０となる。
【００９２】
なお、本実施の形態においては、グレーティング３上の領域においてｙ軸に対して右側部分に位相シフト部分が付加される場合について説明したが、必ずしもこれに限らず、y軸よりも左側の領域にｙ軸に対称に同様の形状が付加された場合にも当然同じ効果が得られる。
【００９３】
また、図１０に示すように、グレーティング３上での位相シフトの領域は、ｙ軸に対して右側と左側との領域の両方に形成していてもよい。この場合の波長λ２の光ビームによるプッシュプルパターンは、図１１に示すようになる。ここで、プッシュプル信号領域ｎ１における領域Ｃ６・Ｃ８は、それぞれサブビーム３１・３２の＋１次回折光と０次回折光とにおける位相シフトによるものであり、この場合もハッチング部分とそれ以外の部分との面積が略等しくなる。
【００９４】
本実施の形態により、サブビーム３１・３２のプッシュプル信号ＰＰ３１・ＰＰ３２は、開口数の異なる光に関わらず、プッシュプル信号振幅が０になる。すなわち、波長λ１の光ビーム及び波長λ２の光ビームに対してサブビーム３１・３２のプッシュプル信号振幅が常に０であるので、３ビームの位置調整が不要になる。したがって、３ビーム用の回折格子を１つだけにすることができ、ピックアップ装置の低コスト化、及び簡素化を達成することができる。
【００９５】
このように、本実施の形態のピックアップ装置では、グレーティング３は、波長λ１の光ビームと波長λ２の光ビームとにおける各光ビームに対して部分的な位相シフトを生じさせるパターンを付与すべく、トラッキング信号検出に寄与する、各光ビームの通過領域には、回折溝における凹凸のピッチが部分的にずれた領域Ｂを有する。また、上記の位相シフトを生じさせるパターンは、上記波長の異なる各光ビームのいずれに対しても、サブビーム３１・３２におけるプッシュプル信号の振幅を略打ち消すように設定されている。
【００９６】
すなわち、本実施の形態では、サブビーム３１・３２におけるプッシュプル信号の振幅を略打ち消すように設定されている位相シフトを生じさせるパターンは、各光ビームの通過領域に、回折溝における凹凸のピッチが部分的にずれた領域を有して形成されている。これによって、波長λ１の光ビームを照射したときには、この波長λ１の光ビームの通過領域内のみにおいて、サブビーム３１・３２におけるプッシュプル信号の振幅を略打ち消すように設定することが可能である一方、波長λ２の光ビームを照射したときには、この波長λ２の光ビームの通過領域内のみにおいて、サブビーム３１・３２におけるプッシュプル信号の振幅を略打ち消すように設定することが可能となり、また、そのように設定されている。
【００９７】
したがって、異なる波長の光ビームに対して共通の１個のグレーティング３によって、３ビーム法によるトラック検出を行い、かつ容易にレンズシフト等によるオフセット成分を打ち消すことができる。
【００９８】
この結果、複数の異なる光源１を同一パッケージ内に有するピックアップ装置において、ＤＶＤ系及びＣＤ系等のいずれの光ディスク６に対しても３ビームでトラック検出を行う場合に、低コストで実現でき、しかも組立調整の簡略化及びピックアップの簡素化を実現し得るピックアップ装置を提供することができる。
【００９９】
また、本実施の形態のピックアップ装置では、グレーティング３における位相シフトを生じさせるパターンは、第１の位相シフトパターンと第２の位相シフトパターンとがトラックと平行に形成されるとともに、第１の位相シフトパターンはトラッキング信号検出に寄与する、波長λ１の光ビームの通過領域及び波長λ２の光ビームの通過領域における両通過領域の一部を含むように配置され、第２の位相シフトパターンは波長λ２の光ビームの通過領域の一部のみを含むように配置されている。
【０１００】
すなわち、３ビーム化グレーティングにおけるトラッキング信号検出に寄与する、波長λ１の光ビームの通過領域が波長λ２の光ビームの通過領域における内部に存在している場合には、上記構成のように、位相シフトを生じさせるパターンを形成する。
【０１０１】
この結果、波長の異なる複数の二波長半導体レーザ１ａ・１ｂが１パッケージ化されたピックアップ装置を用いて、位相シフトＤＰＰ法によるトラック検出を行う場合において、波長によって開口数の異なる場合、又は異なる規格の光ビームを用いる場合に、確実にサブビームのプッシュプル信号振幅を抑制することができる。
【０１０２】
また、本実施の形態のピックアップ装置では、グレーティング３においては、波長λ１の光ビームに対して位相シフトを生じさせるパターンと、波長λ２の光ビームに対して位相シフトを生じさせるパターンとは、いずれも、グレーティング３を通過する光ビームの中心を通り、かつ光ディスク６のトラック方向に略平行な境界線に対して片側に形成されている。
【０１０３】
したがって、グレーティング３の片側のみに、波長λ１の光ビームと波長λ２の光ビームとの両方に対して位相シフトを生じさせるパターンを形成するので、組立工程の簡素化及び光ピックアップの低コスト化を図ることができる。
【０１０４】
また、本実施の形態のピックアップ装置では、波長λ１の光ビームに対して位相シフトを生じさせるパターンは、グレーティング３を通過する光ビームの中心を通り、かつ光ディスク６のトラック方向に略平行な境界線に対して片側に形成されている一方、波長λ２の光ビームに対して位相シフトを生じさせるパターンは、グレーティング３を通過する光ビームの中心を通り、かつ光ディスクのトラック方向に略平行な境界線に対して両側に形成することが可能である。
【０１０５】
したがって、例えば、トラックピッチの大きな光ディスク６を使用する場合やトラッキング信号検出に寄与する、波長λ１の光ビームと波長λ２の光ビームとの通過領域が略重なってその差が少ない場合には、本実施の形態のように位相シフトを生じさせるパターンを形成することにより、確実にサブビームのプッシュプル信号振幅を抑制することができる。
【０１０６】
〔実施の形態２〕
本発明の他の実施の形態について図１２ないし図１７に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、本実施の形態で述べる以外の構成は、前記実施の形態１と同じである。したがって、説明の便宜上、前記の実施の形態１の図面に示した部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
【０１０７】
本実施の形態の光ピックアップとしてのピックアップ装置では、図１２に示すように、光源１に１パッケージ内に設置された前記二波長半導体レーザ１ａ・１ｂ、３ビーム用グレーティングとしてのグレーティング３、サーボ信号生成のためのビーム偏向ホログラム及び光検出器を集積化したホログラムレーザユニットに適用した場合について説明する。
【０１０８】
同図に示すように、二波長半導体レーザ１ａ・１ｂを含む光源１から出射した光ビームは、グレーティング３にて０次のメインビーム３０と±１次のサブビーム３１・３２との３ビームに分割され、ホログラム素子９の０次回折光が、コリメートレンズ２、開口制御素子１１、及び対物レンズ５を介して光ディスク６上に集光される。そして、その戻り光は、ホログラム素子９により回折されて、光検出器である受光素子１０に導かれる。
【０１０９】
ここで、ホログラム素子９は、図１３に示すように、上記光ディスク６のラジアル方向に対応するｘ方向に延びる分割線９ｇと、この分割線９ｇの中心から光ディスク６のラジアル方向と直交するｙ方向、つまり光ディスク６のトラック方向に対応する方向に延びる分割線９ｈとにより、３つの分割領域９ａ・９ｂ・９ｃに分割され、これら各分割領域９ａ・９ｂ・９ｃに対応して、別個の格子が形成されている。
【０１１０】
一方、受光素子１０は、フォーカス用２分割受光領域１０ａ・１０ｂとトラッキング用受光領域１０ｃ・１０ｄ・１０ｅ・１０ｆ・１０ｇ・１０ｈとからなる。
【０１１１】
ビーム偏向ホログラムによる光の集光点は、波長によって変化するが、その変化分を考慮して受光素子１０の大きさを決定することにより、異なる波長に対して共通とすることができる。
【０１１２】
上記の二波長半導体レーザ１ａ・１ｂからなる発光素子である光源１、上記グレーティング３の光回折素子、反射光を光記録媒体である前記光ディスク６のトラック方向と略一致する分割線９ｈで分割して受光するホログラム素子９及び受光素子１０からなる光検出系は、図１４に示すように、１つのパッケージに集積化されている。
【０１１３】
合焦状態の時に、図１３に示すように、ホログラム素子９の分割領域９ａで回折されたメインビーム３０が、分割線１０ｙ上にビームＰ１を形成し、分割領域９ｂ・９ｃで回折されたメインビーム３０が、それぞれトラッキング用受光領域１０ｃ・１０ｄ上にビームＰ２・Ｐ３を形成する。
【０１１４】
また、分割領域９ａで回折された±１次のサブビーム３１・３２は、それぞれフォーカス用２分割受光領域１０ａ・１０ｂの外側にビームＰ４・Ｐ５を形成し、分割領域９ｂ・９ｃで回折された±１次のサブビーム３１・３２は、それぞれトラッキング用受光領域１０ｅ・１０ｆ上にビームＰ６・Ｐ７を形成し、トラッキング用受光領域１０ｇ・１０ｈ上にビームＰ８・Ｐ９を形成する。
【０１１５】
フォーカス用２分割受光領域１０ａ・１０ｂ及びトラッキング用受光領域１０ｃ〜１０ｈの出力信号を、それぞれＩａ〜Ｉｈとすると、フォーカス誤差信号ＦＥＳは、シングルナイフエッジ法により、
（Ｉａ−Ｉｂ）
の演算で求められる。また、トラッキング誤差信号ＴＥＳは、
ＴＥＳ＝（Ｉｃ−Ｉｄ）−ｋ（（Ｉｆ−Ｉｈ）＋（Ｉｅ−Ｉｇ））
により求める。
【０１１６】
ここで、トラッキング誤差信号ＴＥＳの（Ｉｃ−Ｉｄ）はメインビーム３０のプッシュプル信号、（Ｉｆ−Ｉｈ）、（Ｉｅ−Ｉｇ）はそれぞれ±１次光のサブビーム３１・３２のプッシュプル信号である。
【０１１７】
上記ホログラムレーザユニットにおいては、３ビーム用のグレーティング３は光ビームが広がっていく位置に設置することになるが、二波長半導体レーザ１ａ・１ｂの発光点がずれているため、実施の形態１の場合とは異なり、波長の異なる光ビームの中心位置は、図１５に示すように、グレーティング３上でずれた位置を通過する。
【０１１８】
このグレーティング３上でのずれ量は、グレーティング３の光軸方向の位置やそれぞれの二波長半導体レーザ１ａ・１ｂの位置によって異なり、ずれ量がビーム径に対して無視できる程度に小さい場合は、前記実施の形態１をもつグレーティングパターンでもそれぞれの波長の光に対して適切な位相シフトを与えることができるが、ずれ量が比較的大きな場合は、それを考慮した適切な設計が必要となる。
【０１１９】
これを考慮した位相差分布について図１６に示す。
【０１２０】
すなわち、本実施の形態のグレーティングパターンにおいては、複数の第１のグレーティングパターンの領域Ａと第２のグレーティングパターンの領域Ｂとからなる。このとき、第２のグレーティングパターンの領域Ｂは、ビーム径が大きな光ビームに対して適切な位相差が与えられるように設定された領域Ｂ９と、ビーム径の小さな光ビームに対して適切な位相差が与えられるように設定されたパターンの領域Ｂ１０とからなり、かつ二つの光ビームにおいて、情報の記録、再生に用いられるビーム径の領域が重ならない部分にそれぞれの位相シフトパターンが形成されている。
【０１２１】
ここで、プッシュプルパターンの異なる光ディスク６に対しても対応できるように、領域Ｂ９及び領域Ｂ１０は、複数の領域から形成されていてもよい。
【０１２２】
また、前記実施の形態１と異なるのは、プッシュプル信号ＰＰを光ビームの半分の光、つまりホログラム素子９の分割領域９ｂ・９ｃのみの光を用いている点である。
【０１２３】
図１３において、例えば復路にあるホログラム素子９の分割領域９ｂ・９ｃに入射する光を第１象限及び第２象限とすると、この第１象限及び第２象限の光出力の減算でのみプッシュプル信号振幅を打ち消して０にする必要がある。
【０１２４】
ホログラムレーザユニットにおいては、光源１とグレーティング３との距離が短いため、実質的に対物レンズ５に入射するサブビーム３１・３２は、図１７に示すように、ホログラム素子９上で、メインビーム３０とずれた部分の光ビームを利用することになる。
【０１２５】
このホログラム素子９上でのずれ量は、グレーティング３やホログラム素子９の光軸方向の位置によって異なるが、小型に集積化したホログラムレーザユニット等においては、比較的大きな値になる。ずれ量がビーム径に対して無視できる程度に小さい場合は、光軸中心に位相差分布を与えれば、±１次光に同じ位相分布が加わると見なせるが、このずれ量が比較的大きな場合においては、適切な位相シフトパターンの設計が必要となる。
【０１２６】
本実施の形態に示した、ｙ軸方向に一様な位相シフト領域を持つグレーティングパターンは、このような場合には特に有効である。
【０１２７】
このように、本実施の形態のピックアップ装置では、グレーティング３は、波長λ１の光ビームと波長λ２の光ビームとの各トラッキング信号検出に寄与する領域が重ならないか又は一部のみ重なるように配置されている。
【０１２８】
これによっても、各サブビーム３１・３２の通過領域に回折溝における凹凸のピッチが部分的にずれた領域を有するとともに、位相シフトを生じさせるパターンが、波長の異なる各光ビームのいずれに対しても、サブビーム３１・３２におけるプッシュプル信号の振幅を略打ち消すように設定されていることによって、波長λ１の光ビームを照射したときには、この波長λ１の光ビームの通過領域内のみにおいて、サブビーム３１・３２におけるプッシュプル信号の振幅を略打ち消すように設定することが可能である一方、波長λ２の光ビームを照射したときには、この波長λ２の光ビームの通過領域内のみにおいて、サブビーム３１・３２におけるプッシュプル信号の振幅を略打ち消すように設定することが可能となる。
【０１２９】
この結果、波長λ１の光ビームと波長λ２の光ビームとに区別される領域が形成されるので、異なる波長の光ビームに対して共通の１個のグレーティング３により、３ビーム法によるトラック検出を行い、かつ容易にレンズシフト等によるオフセット成分を打ち消すことができる。
【０１３０】
また、本実施の形態のピックアップ装置では、グレーティング３における、波長λ１の光ビームに対して位相シフトを生じさせるパターンと、波長λ２の光ビームに対して位相シフトを生じさせるパターンとは、互いのトラッキング信号検出に影響しないビーム径内にそれぞれ形成されている。
【０１３１】
この結果、例えば、波長の異なる複数の二波長半導体レーザ１ａ・１ｂを持つホログラムレーザユニット等の集積化ピックアップにおいて、二波長半導体レーザ１ａ・１ｂから出射された光ビームがグレーティング３上で通過する位置がずれている場合においても、サブビーム３１・３２のプッシュプル信号振幅を抑制することができる。
【０１３２】
また、本実施の形態のピックアップ装置では、グレーティング３は、集積化ホログラムレーザユニット内に組み込まれているので、グレーティング３と集積化ホログラムレーザユニットのホログラム素子９等との組み合わせにより、波長の異なる複数の二波長半導体レーザ１ａ・１ｂを持つ集積化ホログラムレーザユニットの集積化光ピックアップにおいて、二波長半導体レーザ１ａ・１ｂから出射された光ビームにおける、グレーティング３上で通過する位置がずれている場合においても、サブビーム３１・３２のプッシュプル信号振幅を抑制することができる。
【０１３３】
〔実施の形態３〕
本発明の他の実施の形態について、図１８ないし図２２に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、本実施の形態で述べる以外の構成は、前記実施の形態１及び実施の形態２と同じである。したがって、説明の便宜上、前記の実施の形態１及び実施の形態２の図面に示した部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
【０１３４】
本実施の形態の光ピックアップとしてのピックアップ装置の構成は、前記実施の形態２に示したものと同じであるが、異なるピッチの光ディスク６へ与える位相差の精度及び、グレーティング３の光軸方向へのずれに対する位相差の精度を向上させたものである。
【０１３５】
前述したように、ＣＤ系、及びＤＶＤ系の光ディスク６にはそれぞれいくつかの種類があり、同じピックアップ装置を用いて異なる規格の光ディスク６の記録及び再生をすることが要求されている。
【０１３６】
プッシュプルパターンは、光ディスク６のピッチやピックアップ装置の光学系の倍率等によって変化するため、グレーティング３に形成する位相シフトパターンは、それらを考慮して最適設計を行わなければならない。
【０１３７】
前記実施の形態１で示したようなｙ軸に平行な複数の位相シフト領域を持つパターンの場合、最適化設計することにより２種或いは３種類の光ディスク６に対応したグレーティング３を作製することが可能であるが、このグレーティング３を搭載するピックアップ装置の光学パラメータが変更になった場合等に特性が変化する。
【０１３８】
このような問題を改善する方法として、図１８に示すような位相シフトパターンが考えられる。このパターンによるサブビーム３１・３２のプッシュプルパターンは、図１９に示すようなものとなる。プッシュプル信号領域ｎ１では、サブビーム３１の０次回折光と＋１次回折光とが干渉し、図に示すような複数の位相が異なる領域が現れる。
【０１３９】
領域Ａ２では、０次回折光と＋１次回折光とのそれぞれの１８０度位相シフトした領域が重なる部分であり、そのプッシュプル信号振幅の位相は０次回折光と＋１次回折光とにおいて位相シフトのない領域が重なりあった領域Ａ１でのプッシュプル信号振幅と同位相になる。
【０１４０】
一方、領域Ｂ１及び領域Ｂ２では、０次回折光又は＋１次回折光の位相シフトした領域と＋１次回折光又は０次回折光の位相シフトのない領域とが重なっているため、そのプッシュプル信号振幅の位相は、領域Ａ１・Ａ２と逆位相となる。
【０１４１】
また、プッシュプル信号振幅の位相が互いに逆である領域Ａと領域Ｂとの面積が略同じになるため、全体としてプッシュプル信号領域ｎ１のプッシュプル信号振幅は０となる。
【０１４２】
しかしながら、このパターンは一つの波長に対してのみに設計されたパターンであり、前記実施の形態２でのピックアップ装置のように、二波長半導体レーザ１ａ・１ｂから出射された光ビームが３ビーム用のグレーティング３上でずれる場合には図のパターンによって最適な位相シフトパターンを与えることができない。本実施の形態のピックアップ装置は、このような場合に有効な位相シフトパターンを与えるものである。
【０１４３】
本実施の形態のグレーティングパターンは、図２０に示すように、第１のグレーティングパターンの領域Ａと第２のグレーティングパターンの領域Ｂとが略等間隔で交互に形成された縞状の位相シフトパターンが、それぞれの光ビームの中心が通過する部分を通り、かつｙ軸に平行な直線Ｌ２・Ｌ３を境界として変化することを特徴とする。
【０１４４】
同図に示すパターンを用いた時、光ビームの中心がずれた波長λ１及び波長λ２のサブビーム３１・３２のプッシュプルパターンにおいて、図１９に示すものと同様な位相シフトの領域が現れるため、サブビーム３１・３２のプッシュプル信号振幅を０とすることができる。
【０１４５】
また、異なるピッチを持つ光ディスク６に対しての場合、又は光学系の倍率等のようにピックアップ装置の光学パラメータが変化した場合、また、３ビーム用のグレーティング３における設置位置によるビーム径の変化した時でも、同様の模様が形成されるため、特性の変化は少なく、よって、汎用性、及びピックアップ装置の量産性の向上を図ることができる。
【０１４６】
また、位相シフトの周期が細かくなると、プッシュプル信号領域ｎ１・ｎ２において位相の異なる領域の面積の誤差が小さくなるため、さらに特性は向上する。
【０１４７】
また、本実施の形態においては、境界線である直線Ｌ２と直線Ｌ３との間の位相シフトパターンとそれ以外の領域の位相シフトパターンとの形状が異なっていればよく、例えば図２１に示すような位相シフトパターンを持ったものでもよい。このグレーティング３において、位相シフトパターンは境界線である直線Ｌ２と直線Ｌ３との間にのみ形成される。
【０１４８】
また、波長の異なる２つの二波長半導体レーザ１ａ・１ｂの配置の仕方により、図２２に示すように、異なる位置の二波長半導体レーザ１ａ・１ｂから出射した光ビームの中心がグレーティング３の中心を通り、ｙ軸に平行な直線Ｌ１と同一の直線上を通過する場合には、図１８に示したグレーティング３のパターンによって波長λ１及び波長λ２の光ビームに対するサブビーム３１・３２のプッシュプルパターンが、図１９と同様な模様となる。したがって、上記二波長半導体レーザ１ａ・１ｂの配置の場合には、このグレーティング３によっても二波長半導体レーザ１ａ・１ｂの位置ずれに対応することができる。
【０１４９】
このように、本実施の形態のピックアップ装置では、グレーティング３を通過する波長λ１の光ビームにおける略中心を通り、かつ光ディスク６のトラック方向に略平行な第１境界線と、グレーティング３を通過する波長λ２の光ビームにおける略中心を通り、かつ光ディスク６のトラック方向に略平行な第２境界線との間における位相シフトを生じさせるパターンが、グレーティング３上の他の領域のパターンと異なる。
【０１５０】
これにより、グレーティング３を通過する波長λ１の光ビームにおける左外側半分と波長λ２の光ビームにおける右外側半分とに対しては、少なくとも両者は重ならないので、波長λ１の光ビームにおけるサブビーム３１・３２に対して位相シフトを生じさせるパターンと波長λ２の光ビームにおけるサブビーム３１・３２に対して位相シフトを生じさせるパターンとを互いに確保して、サブビーム３１・３２のプッシュプル信号振幅を抑制することができる。
【０１５１】
この結果、異なる規格の光ディスク６を用いる場合、また、ピックアップ装置の光学パラメータが変化した場合、組立誤差によって光軸方向にグレーティング３の位置がずれた場合、トラッキング誤差信号（ＴＥＳ）を光ビームの一部で検出する場合等でも、サブビーム３１・３２のプッシュプル信号振幅を抑制することができる。
【０１５２】
また、本実施の形態のピックアップ装置では、サブビーム３１・３２に対して位相シフトを生じさせるパターンと位相シフトを生じさせないパターンとが交互に略等間隔で配置されていることになるので、各サブビーム３１・３２の通過領域内において、波長λ１の光ビームを照射したときには、この波長λ１の光ビームの通過領域内のみにおいて、サブビーム３１・３２におけるプッシュプル信号の振幅を略打ち消すように設定することが可能である一方、波長λ２の光ビームを照射したときには、この波長λ２の光ビームの通過領域内のみにおいて、サブビーム３１・３２におけるプッシュプル信号の振幅を略打ち消すように設定することが可能となる。
【０１５３】
このため、互いに波長λ１の光ビームと波長λ２の光ビームとが区別された部分において、凹凸のピッチがずれている部分を確実に確保することができる。したがって、サブビーム３１・３２のプッシュプル信号振幅を抑制することができる。
【０１５４】
特に、異なる規格の光ディスク６を用いる場合、また、ピックアップ装置の光学パラメータが変化した場合、組立誤差によって光軸方向にグレーティング３の位置がずれた場合、トラッキング誤差信号（ＴＥＳ）を光ビームの一部で検出する場合等でも、同様の模様が形成されるので、特性の変化を少なくして、サブビーム３１・３２のプッシュプル信号振幅を抑制することができる。
【０１５５】
また、本実施の形態のピックアップ装置では、第１のグレーティングパターンと第２のグレーティングパターンとは、第１境界線である直線Ｌ２と第２境界線である直線Ｌ３との間にのみ形成されている。しかし、この場合でも、各サブビーム３１・３２通過領域内において互いに波長λ１の光ビームと波長λ２の光ビームとが区別された部分において、凹凸のピッチがずれている部分を確実に確保することが可能であり、サブビーム３１・３２のプッシュプル信号振幅を抑制することができる。
【０１５６】
この結果、位相シフトを生じさせるパターンは直線Ｌ２と直線Ｌ３との間にのみ形成すればよいので、製造工程の簡素化及びピックアップ装置の低コスト化を図ることができる。
【０１５７】
また、本実施の形態のピックアップ装置では直線Ｌ２と直線Ｌ３とを一致させた直線Ｌ１とすることができる。このため、波長の異なる二波長半導体レーザ1ａ・1ｂの配置の仕方により、異なる位置から出射した光ビームの中心がグレーティング３の中心を通り、ｙ軸に平行な直と同一の直線上を通過する場合に、サブビーム３１・３２のプッシュプル信号振幅を抑制することができる。
【０１５８】
なお、本発明は、上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【０１５９】
【発明の効果】
本発明の光ピックアップは、以上のように、３ビーム化グレーティングは、上記第１の波長の光ビームと第２の波長の光ビームとにおける各光ビームに対して部分的な位相シフトを生じさせるパターンを付与すべく、各光ビームの通過領域には回折溝における凹凸のピッチが部分的にずれた領域を有するとともに、上記の位相シフトを生じさせるパターンは、上記波長の異なる各光ビームのいずれに対しても、サブビームにおけるプッシュプル信号の振幅を略打ち消すように設定されているものである。
【０１６０】
それゆえ、サブビームにおけるプッシュプル信号の振幅を略打ち消すように設定されている位相シフトを生じさせるパターンは、各光ビームの通過領域に、回折溝における凹凸のピッチが部分的にずれた領域を有して形成されている。これによって、第１の波長の光ビームを照射したときには、この第１の波長の光ビームの通過領域内のみにおいて、サブビームにおけるプッシュプル信号の振幅を略打ち消すように設定することが可能である一方、第２の波長の光ビームを照射したときには、この第２の波長の光ビームの通過領域内のみにおいて、サブビームにおけるプッシュプル信号の振幅を略打ち消すように設定することが可能となり、また、そのように設定されている。
【０１６１】
したがって、異なる波長の光ビームに対して共通の１個の３ビーム化グレーティングによって、３ビーム法によるトラック検出を行い、かつ容易にレンズシフト等によるオフセット成分を打ち消すことができる。
【０１６２】
この結果、複数の異なる光源を同一パッケージ内に有する光ピックアップにおいて、ＤＶＤ系及びＣＤ系等のいずれの光ディスクに対しても３ビームでトラック検出を行う場合に、低コストで実現でき、しかも組立調整の簡略化及びピックアップの簡素化を実現し得る光ピックアップを提供することができるという効果を奏する。
【０１６３】
また、本発明の光ピックアップは、上記記載の光ピックアップにおいて、前記前記３ビーム化グレーティングにおけるトラッキング信号検出に寄与する、前記第１の波長の光ビームの通過領域が第２の波長の光ビームの通過領域における内部に存在している一方、上記３ビーム化グレーティングにおける位相シフトを生じさせるパターンは、第１の位相シフトパターンと第２の位相シフトパターンとがトラックと平行に形成されるとともに、上記第１の位相シフトパターンはトラッキング信号検出に寄与する、第１の波長の光ビームの通過領域及び第２の波長の光ビームの通過領域における両通過領域の一部を含むように配置され、上記第２の位相シフトパターンは第２の波長の光ビームの通過領域の一部のみを含むように配置されているものである。
【０１６４】
それゆえ、３ビーム化グレーティングにおけるトラッキング信号検出に寄与する、前記第１の波長の光ビームの通過領域が第２の波長の光ビームの通過領域における内部に存在している場合には、上記構成のように、位相シフトを生じさせるパターンを形成する。
【０１６５】
この結果、波長の異なる複数の光源が１パッケージ化された光ピックアップを用いて、位相シフトＤＰＰ法によるトラック検出を行う場合において、波長によって開口数の異なる場合、又は異なる規格の光ビームを用いる場合に、確実にサブビームのプッシュプル信号振幅を抑制することができるという効果を奏する。
【０１６６】
また、本発明の光ピックアップは、上記記載の光ピックアップにおいて、前記３ビーム化グレーティングにおける、前記第１の波長の光ビームに対して位相シフトを生じさせるパターンと、前記第２の波長の光ビームに対して位相シフトを生じさせるパターンとは、いずれも、上記３ビーム化グレーティングを通過する光ビームの中心を通り、かつ光ディスクのトラック方向に略平行な境界線に対して片側に形成されているものである。
【０１６７】
それゆえ、３ビーム化グレーティングの片側のみに、第１の波長の光ビームと第２の波長の光ビームとの両方に対して位相シフトを生じさせるパターンを形成するので、組立工程の簡素化及び光ピックアップの低コスト化を図ることができるという効果を奏する。
【０１６８】
また、本発明の光ピックアップは、上記記載の光ピックアップにおいて、前記３ビーム化グレーティングにおける、前記第１の波長の光ビームに対して位相シフトを生じさせるパターンは、上記３ビーム化グレーティングを通過する光ビームの中心を通り、かつ光ディスクのトラック方向に略平行な境界線に対して片側に形成されている一方、前記第２の波長の光ビームに対して位相シフトを生じさせるパターンは、上記３ビーム化グレーティングを通過する光ビームの中心を通り、かつ光ディスクのトラック方向に略平行な境界線に対して両側に形成されているものである。
【０１６９】
それゆえ、例えば、トラックピッチの大きな光ディスクを使用する場合やトラッキング信号検出に寄与する、第１の波長の光ビームと第２の波長の光ビームとの通過領域が略重なってその差が少ない場合には、本発明のように３ビーム化グレーティングの両側に、第１の波長の光ビームと第２の波長の光ビームとの両方に対して位相シフトを生じさせるパターンを形成することにより、確実にサブビームのプッシュプル信号振幅を抑制することができるという効果を奏する。
【０１７０】
また、本発明の光ピックアップは、上記記載の光ピックアップにおいて、前記３ビーム化グレーティングは、第１の波長の光ビームと第２の波長の光ビームとの各トラッキング信号検出に寄与する領域が重ならないか又は一部のみ重なるように配置されているものである。
【０１７１】
それゆえ、これによっても、確実に、異なる波長の光ビームに対して共通の１個の３ビーム化グレーティングにより、３ビーム法によるトラック検出を行い、かつ容易にレンズシフト等によるオフセット成分を打ち消すことができるという効果を奏する。
【０１７２】
また、本発明の光ピックアップは、上記記載の光ピックアップにおいて、前記３ビーム化グレーティングにおける、前記第１の波長の光ビームに対して位相シフトを生じさせるパターンと、前記第２の波長の光ビームに対して位相シフトを生じさせるパターンとは、互いのトラッキング信号検出に影響しないビーム径内にそれぞれ形成されているものである。
【０１７３】
それゆえ、例えば、波長の異なる複数の光源を持つホログラムレーザユニット等の集積化ピックアップにおいて、光源から出射された光ビームが３ビーム化グレーティング上で通過する位置がずれている場合においても、サブビームのプッシュプル信号振幅を抑制することができるという効果を奏する。
【０１７４】
また、本発明の光ピックアップは、上記記載の光ピックアップにおいて、前記３ビーム化グレーティングを通過する第１の波長の光ビームにおける略中心を通り、かつ光ディスクのトラック方向に略平行な第１境界線と、上記３ビーム化グレーティングを通過する第２の波長の光ビームにおける略中心を通り、かつ光ディスクのトラック方向に略平行な第２境界線との間における位相シフトを生じさせるパターンが、３ビーム化グレーティング上の他の領域のパターンと異なるものである。
【０１７５】
それゆえ、３ビーム化グレーティングを通過する第１の波長の光ビームにおける左外側半分と第２の波長の光ビームにおける右外側半分とに対しては、少なくとも両者は重ならないので、第１の波長の光ビームにおけるサブビームに対して位相シフトを生じさせるパターンと第２の波長の光ビームにおけるサブビームに対して位相シフトを生じさせるパターンとを互いに確保して、サブビームのプッシュプル信号振幅を抑制することができる。
【０１７６】
この結果、異なる規格の光ディスクを用いる場合、また、光ピックアップの光学パラメータが変化した場合、組立誤差によって光軸方向に３ビーム化グレーティングの位置がずれた場合、トラッキング誤差信号（ＴＥＳ）を光ビームの一部で検出する場合等でも、サブビームのプッシュプル信号振幅を抑制することができるという効果を奏する。
【０１７７】
また、本発明の光ピックアップは、上記記載の光ピックアップにおいて、前記３ビーム化グレーティングにおける、前記光ディスクのトラック方向に略垂直な凹凸を有する第１のグレーティングパターンと、上記第１のグレーティングパターンに対して凹凸のピッチがずれて形成されている第２のグレーティングパターンとは、略等間隔で交互に配置されているものである。
【０１７８】
それゆえ、サブビームに対して位相シフトを生じさせるパターンと位相シフトを生じさせないパターンとが交互に略等間隔で配置されていることになるので、各サブビーム通過領域内において、凹凸のピッチがずれている部分を確実に確保することができる。したがって、サブビームのプッシュプル信号振幅を抑制することができる。
【０１７９】
特に、異なる規格の光ディスクを用いる場合、また、光ピックアップの光学パラメータが変化した場合、組立誤差によって光軸方向に３ビーム化グレーティングの位置がずれた場合、トラッキング誤差信号（ＴＥＳ）を光ビームの一部で検出する場合等でも、同様の模様が形成されるので、特性の変化を少なくして、サブビームのプッシュプル信号振幅を抑制することができるという効果を奏する。
【０１８０】
また、本発明の光ピックアップは、上記記載の光ピックアップにおいて、前記第１のグレーティングパターンと第２のグレーティングパターンとは、前記第１境界線と第２境界線との間にのみ形成されているものである。
【０１８１】
それゆえ、この場合でも、各サブビーム通過領域内において、凹凸のピッチがずれている部分を確実に確保することが可能であり、サブビームのプッシュプル信号振幅を抑制することができる。
【０１８２】
この結果、位相シフトを生じさせるパターンは第１境界線と第２境界線との間にのみ形成すればよいので、製造工程の簡素化及び光ピックアップの低コスト化を図ることができるという効果を奏する。
【０１８３】
また、本発明の光ピックアップは、上記記載の光ピックアップにおいて、前記第１境界線と第２境界線とは一致しているものである。
【０１８４】
それゆえ、波長の異なる光源の配置の仕方により、異なる位置から出射した光ビームの中心が３ビーム化グレーティングの中心を通り、ｙ軸に平行な直と同一の直線上を通過する場合に、サブビームのプッシュプル信号振幅を抑制することができるという効果を奏する。
【０１８５】
また、本発明の光ピックアップは、上記記載の光ピックアップにおいて、前記３ビーム化グレーティングは、集積化ホログラムレーザユニット内に組み込まれているものである。
【０１８６】
それゆえ、３ビーム化グレーティングと集積化ホログラムレーザユニットのホログラム素子等との組み合わせにより、波長の異なる複数の光源を持つ集積化ホログラムレーザユニットの集積化光ピックアップにおいて、光源から出射された光ビームが３ビーム化グレーティング上で通過する位置がずれている場合においても、サブビームのプッシュプル信号振幅を抑制することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は本発明におけるピックアップ装置の実施の一形態を示すものであり、位相シフトパターンが形成されたグレーティングの構成を示す平面図である一方、（ｂ）は（ａ）に示された領域Ｂを拡大して示す平面図である。
【図２】（ａ）は上記ピックアップ装置の光学系において、二波長半導体レーザ１ａにて波長λ２を出力する場合を示す概略構成図であり、（ｂ）は上記ピックアップ装置の光学系において、二波長半導体レーザ１ｂにて波長λ１を出力する場合を示す概略構成図である。
【図３】上記ピックアップ装置における開口制御素子を通過後の波長λ１及び波長λ２のビーム径を示す平面図である。
【図４】（ａ）は上記ピックアップ装置のサブビームにおける光ディスクからの反射ビームの回折パターンを示す断面図であり、（ｂ）は上記サブビームにおける光ディスクからの反射ビームの対物レンズでの回折パターンを示す平面図である。
【図５】（ａ）（ｂ）は、サブビームによる光ディスクからの反射ビームの対物レンズでのプッシュプルパターンを示す平面図である。
【図６】他の位相シフトパターンが形成されたグレーティングの構成を示す平面図である。
【図７】上記グレーティングの場合における、サブビームによる光ディスクからの反射ビームの対物レンズでのプッシュプルパターンを示す平面図である。
【図８】さらに他の位相シフトパターンが形成されたグレーティングの構成を示す平面図である。
【図９】（ａ）（ｂ）は、上記グレーティングの場合における、サブビームによる光ディスクからの反射ビームの対物レンズでのプッシュプルパターンを示す平面図である。
【図１０】さらに他の位相シフトパターンが形成されたグレーティングの構成を示す平面図である。
【図１１】上記グレーティングの場合における、サブビームによる光ディスクからの反射ビームの対物レンズでのプッシュプルパターンを示す平面図である。
【図１２】本発明におけるピックアップ装置の他の実施の形態を示すものであり、光学系を示す概略構成図である。
【図１３】上記ピックアップ装置におけるホログラム素子及び受光素子の構造を示す平面図である。
【図１４】上記ホログラム素子及び受光素子を集積化したピックアップ装置の概略構成を示す断面図である。
【図１５】上記ピックアップ装置におけるグレーティング上での波長λ１の光ビームのビーム径及び波長λ２の光ビームのビーム径を示す平面図である。
【図１６】上記ピックアップ装置において、位相シフトパターンが形成されたグレーティングの構成を示す平面図である。
【図１７】上記集積化されたピックアップ装置におけるホログラム素子上でのメインビーム及びサブビームの通過する位置を示す平面図である。
【図１８】本発明におけるピックアップ装置のさらに他の実施の形態を示すものであり、３ビーム用回折格子の位相シフトパターンを示す平面図である。
【図１９】上記３ビーム用回折格子を用いた場合のサブビームのプッシュプルパターンを示す平面図である。
【図２０】上記３ビーム用回折格子を用いた場合の他の位相シフトパターンを示す平面図である。
【図２１】上記３ビーム用回折格子を用いた場合のさらに他の位相シフトパターンを示す平面図である。
【図２２】上記３ビーム用回折格子を用いた場合のさらに他の位相シフトパターンを示す平面図である。
【図２３】従来のピックアップ装置を示す概略構成図である。
【図２４】（ａ）は、従来の他のピックアップ装置を示す概略構成図、（ｂ）は上記ピックアップ装置のグレーティングを示す平面図である。
【図２５】上記ピックアップ装置におけるプッシュプル信号検出原理を示すブロック図である。
【図２６】（ａ）は、上記ピックアップ装置におけるメインビーム及びサブビームのそれぞれのプッシュプル信号を示す波形図、（ｂ）は上記ピックアップ装置において対物レンズがシフトした場合のプッシュプル信号を示す波形図である。
【符号の説明】
１ 光源
２ コリメータレンズ
３ グレーティング
４ ビームスプリッタ
５ 対物レンズ
６ 光ディスク
７ 集光レンズ
８ 光検出器
９ ホログラム素子
１０ 受光素子
１１ 開口制御素子
３０ メインビーム
３１ サブビーム(＋１次光)
３１ａ サブビームの０次反射回折光
３１ｂ サブビームの＋１次回折光
３１ｃ サブビームの−１次回折光
３２ サブビーム(−１次光)
６１ トラック
Ａ１ 領域
Ｂ１ 領域
Ｂ２ 領域
Ｌ１ 直線
Ｌ２ 直線（第１境界線）
Ｌ３ 直線（第１境界線）
λ１ 波長（第１の波長）
λ２ 波長（第２の波長）
Claims (11)
- 第１の波長の光ビームと第２の波長の光ビームとを発生するための１パッケージ化された光源と、上記光源から出射した光ビームをメインビームと２つのサブビームとに分割する３ビーム化グレーティングと、分割された３ビームを光ディスクに集光する対物レンズと、３ビームのそれぞれの反射光からプッシュプル信号を検出する光検出器とを備え、光ディスクに対して３ビームによるトラッキングを行う光ピックアップにおいて、
上記３ビーム化グレーティングは、上記第１の波長の光ビームと第２の波長の光ビームとにおける各光ビームに対して部分的な位相シフトを生じさせるパターンを付与すべく、各光ビームの通過領域には回折溝における凹凸のピッチが部分的にずれた領域を有するとともに、
上記の位相シフトを生じさせるパターンは、上記波長の異なる各光ビームのいずれに対しても、サブビームにおけるプッシュプル信号の振幅を略打ち消すように設定されていることを特徴とする光ピックアップ。 - 前記３ビーム化グレーティングにおけるトラッキング信号検出に寄与する、前記第１の波長の光ビームの通過領域が第２の波長の光ビームの通過領域における内部に存在している一方、
上記３ビーム化グレーティングにおける位相シフトを生じさせるパターンは、第１の位相シフトパターンと第２の位相シフトパターンとがトラックとほぼ平行に形成されるとともに、
上記第１の位相シフトパターンはトラッキング信号検出に寄与する、第１の波長の光ビームの通過領域及び第２の波長の光ビームの通過領域における両通過領域の一部を含むように配置され、上記第２の位相シフトパターンは第２の波長の光ビームの通過領域の一部のみを含むように配置されていることを特徴とする請求項１記載の光ピックアップ。 - 前記３ビーム化グレーティングにおける、前記第１の波長の光ビームに対して位相シフトを生じさせるパターンと、前記第２の波長の光ビームに対して位相シフトを生じさせるパターンとは、いずれも、上記３ビーム化グレーティングを通過する光ビームの中心を通り、かつ光ディスクのトラック方向に略平行な境界線に対して片側に形成されていることを特徴とする請求項２記載の光ピックアップ。
- 前記３ビーム化グレーティングにおける、前記第１の波長の光ビームに対して位相シフトを生じさせるパターンは、上記３ビーム化グレーティングを通過する光ビームの中心を通り、かつ光ディスクのトラック方向に略平行な境界線に対して片側に形成されている一方、
前記第２の波長の光ビームに対して位相シフトを生じさせるパターンは、上記３ビーム化グレーティングを通過する光ビームの中心を通り、かつ光ディスクのトラック方向に略平行な境界線に対して両側に形成されていることを特徴とする請求項２記載の光ピックアップ。 - 前記３ビーム化グレーティングは、第１の波長の光ビームと第２の波長の光ビームとの各トラッキング信号検出に寄与する領域が重ならないか又は一部のみ重なるように配置されていることを特徴とする請求項１記載の光ピックアップ。
- 前記３ビーム化グレーティングにおける、前記第１の波長の光ビームに対して位相シフトを生じさせるパターンと、前記第２の波長の光ビームに対して位相シフトを生じさせるパターンとは、互いのトラッキング信号検出に影響しないビーム径内にそれぞれ形成されていることを特徴とする請求項５に記載の光ピックアップ。
- 前記３ビーム化グレーティングを通過する第１の波長の光ビームにおける略中心を通り、かつ光ディスクのトラック方向に略平行な第１境界線と、上記３ビーム化グレーティングを通過する第２の波長の光ビームにおける略中心を通り、かつ光ディスクのトラック方向に略平行な第２境界線との間における位相シフトを生じさせるパターンが、３ビーム化グレーティング上の他の領域のパターンと異なることを特徴とする請求項５に記載の光ピックアップ。
- 前記３ビーム化グレーティングにおける、前記光ディスクのトラック方向に略垂直な凹凸を有する第１のグレーティングパターンと、上記第１のグレーティングパターンに対して凹凸のピッチがずれて形成されている第２のグレーティングパターンとは、略等間隔で交互に配置されていることを特徴とする請求項７記載の光ピックアップ。
- 前記第１のグレーティングパターンと第２のグレーティングパターンとは、前記第１境界線と第２境界線との間にのみ形成されていることを特徴とする請求項７記載の光ピックアップ。
- 前記第１境界線と第２境界線とは一致していることを特徴とする請求項７記載の光ピックアップ。
- 前記３ビーム化グレーティングは、集積化ホログラムレーザユニット内に組み込まれていることを特徴とする請求項２〜１０のいずれか１項に記載の光ピックアップ。
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