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【発明の名称】 光ピックアップ、該ピックアップを用いた情報記録再生装置および情報記録再生方法
【発明者】 【氏名】上山 徹男

【氏名】酒井 啓至
【要約】 【課題】２波長半導体レーザ素子を用いた光ピックアップにおいて、検出器上で２つの光ビームが完全に分離できないほど発光点が近接配置されている場合であっても、共通の検出器を用いて正常なサーボ信号を検出する。

【解決手段】いずれかの波長の光を選択して発生させる第１の発光素子１Ａと第２の発光素子１Ｂとを近接配置した２波長複合の光源と、分割線３４ｌ，３４ｍ，３４ｎにより６個の受光部に分割した共通の検出器１４とを有し、第１の情報記録媒体からの第１の発光素子１Ａの光の戻り光２０の中心を検出器１４上の分割線３４ｌと３４ｎとの交点３４Ｐに、また、第２の情報記録媒体からの第２の発光素子１Ｂの光の戻り光２１の中心を分割線３４ｌと３４ｍとの交点３４Ｑに一致するように入射させ、かつ、いずれの波長の光を発生させたかにより、受光部３４Ｅと３４Ｆの出力の極性を切り替えて、非点収差法によるフォーカス誤差信号を生成させる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】 第１または第２の発光素子からそれぞれ発生される互いに波長が異なる第１または第２の光ビームを第１または第２の情報記録媒体に集光させて、前記第１または第２の情報記録媒体からの前記第１または第２の光ビームの戻り光を複数個の受光部からなる共通の受光素子で検出することにより、前記第１または第２の情報記録媒体の情報の記録再生を行う光ピックアップにおいて、前記戻り光が前記第１，第２の光ビームのいずれの戻り光であるかに基づいて、複数個からなる前記受光部の各出力信号の演算方法を変更させて、サーボ信号を生成させることを特徴とする光ピックアップ。
【請求項２】 前記サーボ信号が、非点収差法を用いたフォーカス誤差信号であることを特徴とする請求項１に記載の光ピックアップ。
【請求項３】 前記サーボ信号が、スポットサイズ法を用いたフォーカス誤差信号であることを特徴とする請求項１に記載の光ピックアップ。
【請求項４】 前記第１の発光素子の発光点と前記第２の発光素子の発光点との間隔が、数μｍから１００μｍまでの距離で近接配置され、前記第１および第２の光ビームの各戻り光が前記受光素子上で一部重なる光学配置であることを特徴とする請求項１に記載の光ピックアップ。
【請求項５】 前記第１の発光素子と第２の発光素子が、６５０ｎｍ帯の赤色レーザ素子、７８０ｎｍ帯または８３０ｎｍ帯の赤外レーザ素子あるいは４００ｎｍ帯の青色レーザ素子のうちの任意の２つの組合せであることを特徴とする請求項１に記載の光ピックアップ。
【請求項６】 第１または第２の発光素子からそれぞれ発生される互いに波長が異なる第１または第２の光ビームを第１または第２の情報記録媒体に集光させて、前記第１または第２の情報記録媒体からの前記第１または第２の光ビームの戻り光を複数個の受光部からなる共通の受光素子で検出することにより、前記第１または第２の情報記録媒体の情報の記録再生を行う光ピックアップにおいて、サーボ信号の演算の際、前記第１の光ビームの戻り光と前記第２の光ビームの戻り光とでは、前記受光素子上における各戻り光の集光位置が異なることを利用して、前記サーボ信号の演算部への前記受光部の各出力信号のうち、一部の出力信号の極性の切替が行われる切替え受光部を前記受光素子に備えていることを特徴とする光ピックアップ。
【請求項７】 前記切替え受光部の大きさが、前記受光素子上において、前記第１の光ビームの戻り光の集光位置と前記第２の光ビームの戻り光の集光位置との間隔にほぼ一致していることを特徴とする請求項６に記載の光ピックアップ。
【請求項８】 前記第１の発光素子の発光点の位置と、前記第２の発光素子の発光点の位置とが、前記第１の発光素子の光ビームの光軸と直交する面上の任意の方向にずれていることを特徴とする請求項１または請求項６に記載の光ピックアップ。
【請求項９】 請求項１乃至８のいずれかに記載の光ピックアップを有することを特徴とする情報記録再生装置。
【請求項１０】 第１の波長と第２の波長の２種類の光ビームを、それぞれ第１の情報記録媒体と第２の情報記録媒体とに集光させて、情報の記録再生を行う情報記録再生方法において、前記第１の波長の光ビームを発生させる発光点と前記第２の波長の光ビームを発生させる発光点とを近接させて配置し、前記第１の波長と第２の波長の光ビームの戻り光を検出する共通の受光素子を複数の受光部に分割し、前記戻り光が前記第１の波長、第２の波長いずれの光ビームの戻り光であるかにより、複数個からなる前記受光部の各出力信号の演算方法を変更させて、サーボ信号を生成させることを特徴とする情報記録再生方法。
【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光ディスクや光カード等の情報記録媒体に対して光学的に情報を記録または再生する光ピックアップ、該光ピックアップを有する情報記録再生装置およびその情報記録再生方法とに関するものである。特に、異なる波長の光ビームを用いて記録再生する異なる規格の情報記録媒体に対応できる複数波長に互換性を有する光ピックアップと該光ピックアップを用いた情報記録再生装置および情報記録再生方法に関する。
【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，ビデオあるいは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。また、光ディスクにおいては、ＣＤ，ＣＤ−ＲやＤＶＤなど種々の異なる規格の情報記録媒体が市販されており、かかる異なる規格の情報記録媒体に対しても単一の光ピックアップで記録または再生できる互換性が要求されている。具体的な光ビームの波長に関しては、ＣＤやＣＤ−Ｒでは、波長７８０ｎｍの赤外光ビームに対して基板や情報記録媒体の特性が最適化されており、一方、ＤＶＤでは、波長６５０ｎｍ付近の赤色光ビームに対して最適化されている。また、４００ｎｍ前後の青色光ビームを用いて記録または再生を行う光ディスクの開発も進められている。
【０００３】かかるごとき異なる波長で記録または再生される光ディスクに対して、単一のピックアップで記録または再生が可能な互換性のある光ピックアップについては様々な形態が提案されている。その中で、特に、１つのパッケージに２つの異なる波長の半導体レーザチップを搭載した２波長複合レーザダイオードを用いることにより、小型化，低コスト化を図った光ピックアップとしては、たとえば、特開平１１−１４９６５７号公報「情報記録再生装置および方法、並びに光学ピックアップ」に示されるような光ピックアップが開示されている。
【０００４】該公報において開示されている光ピックアップ光学系の概略構成図について、図１９に示す。図１９に示す該光ピックアップにおいて、６５０ｎｍのレーザ光を発生する第１のレーザチップ１Ａが対物レンズ７の光軸上に配置され、一方、７８０ｎｍのレーザ光を発生する第２のレーザチップ１Ｂが光軸外に配置されている。ＤＶＤを再生する場合には、第１のレーザチップ１Ａから発生した波長６５０ｎｍの第１の光ビーム２０が、ビームスプリッタ５を透過してコリメータレンズ４で平行光にされ、立ち上げミラー１１で反射された後、ホログラム素子１３を透過して対物レンズ７で光ディスク８Ａの情報記録面に集光される。そして、該光ビームの戻り光２０は対物レンズ７，ホログラム素子１３，立ち上げミラー１１，およびコリメータレンズ４を通過した後、ビームスプリッタ５で反射されて、マルチレンズ１２により検出器１４に集光される。
【０００５】一方、ＣＤを再生する場合には、第２のレーザチップ１Ｂから発生した波長７８０ｎｍの第２の光ビーム２１が、グレーティング３で３ビームに分割され、同じくビームスプリッタ５，コリメータレンズ４を通って、立ち上げミラー１１で反射された後、ホログラム素子１３で収差補正がなされて、対物レンズ７により光ディスク８Ｂの情報記録面に集光される。前記のホログラム素子１３は、たとえば、光ディスクの厚さが０.６ｍｍのＤＶＤに対して設計された対物レンズ７を用いた場合においても、１.２ｍｍの厚さのＣＤに対して発生する球面収差を補正するとともに、光軸外の光ビームに対してコマ収差を補正する機能も有している。
【０００６】また、前記のホログラム素子１３は第１のレーザチップからの光ビーム２０の波長６５０ｎｍに対しては０次回折光として透過し、第２のレーザチップからの光ビーム２１の波長７８０ｎｍに対しては−１次回折光（＋１次回折光でもよい）が発生するように設計されている。光ディスク８Ｂからの第２の光ビームの戻り光２１は同じくビームスプリッタ５で反射された後、マルチレンズ１２により第１の光ビームの戻り光２０の場合と同じ検出器１４に集光される。マルチレンズ１２では、第１の光ビームの戻り光２０および第２の光ビームの戻り光２１のいずれの光ビームに対しても非点収差が与えられ、検出器１４の受光素子の出力の演算により非点収差法によるフォーカス誤差信号（ＦＥＳ：Focus Error Signal）が検出される。
【０００７】ここで、検出器１４の受光素子すなわちフォトディテクタ形状は、図２０に示すように、ＤＶＤ用の第１の光ビームの戻り光２０を受光する４分割フォトディテクタ３０（３０Ａ〜３０Ｄ）とＣＤ用の第２の光ビームの戻り光２１を受光する４分割フォトディテクタ３１（３１Ａ〜３１Ｄ）および３２，３３とにより構成されている（以下、検出器１４のフォトディテクタの各受光部３０Ａ〜３０Ｄ，３１Ａ〜３１Ｄおよび３２，３３からの出力をそれぞれＳ３０Ａ〜Ｓ３０Ｄ，Ｓ３１Ａ〜Ｓ３１ＤおよびＳ３２，Ｓ３３で記す）。
【０００８】ＤＶＤ再生時においては、｛（Ｓ３０Ａ＋Ｓ３０Ｃ）−（Ｓ３０Ｂ＋Ｓ３０Ｄ）｝の演算により、非点収差法によるフォーカス誤差信号（ＦＥＳ）を生成する。また、｛（Ｓ３０Ａ＋Ｓ３０Ｃ）＋（Ｓ３０Ｂ＋Ｓ３０Ｄ）｝と｛（Ｓ３０Ａ＋Ｓ３０Ｃ）−（Ｓ３０Ｂ＋Ｓ３０Ｄ）｝との位相差から位相差法すなわちＤＰＤ（Differential Phase Detection）法によるトラッキング誤差信号（ＴＥＳ：Tracking Error Signal）を生成する。
【０００９】一方、ＣＤ再生時においては、グレーティング３で３ビームに分割された第２の光ビームの戻り光２１はそれぞれ４分割フォトディテクタ３１（３１Ａ〜３１Ｄ）および３２，３３に入射している。したがって、｛（Ｓ３１Ａ＋Ｓ３１Ｃ）−（Ｓ３１Ｂ＋Ｓ３１Ｄ）｝の演算により、非点収差法によるフォーカス誤差信号ＦＥＳを生成する。また、（Ｓ３２−Ｓ３３）の演算により、３ビーム法によるトラッキング誤差信号ＴＥＳを生成する。なお、ＤＶＤのデータ検出信号は（Ｓ３０Ａ＋Ｓ３０Ｂ＋Ｓ３０Ｃ＋Ｓ３０Ｄ）の演算により求められ、一方、ＣＤのデータ検出信号は（Ｓ３１Ａ＋Ｓ３１Ｂ＋Ｓ３１Ｃ＋Ｓ３１Ｄ）の演算により求められる。
【００１０】上述のごとく、ＤＶＤの再生用の第１の光ビーム２０を発生する第１のレーザチップ１Ａを対物レンズ７の光軸上に配置し、ＣＤの再生用の第２の光ビーム２１を発生する第２のレーザチップ１Ｂを対物レンズ７の光軸外に、すなわち、第１のレーザチップと離れた位置に配置することにより、両者の戻り光２０および２１の光軸がずれて、検出器１４上の離れた位置に分離されて受光させることができる。また、かかる第１および第２のレーザチップ１Ａおよび１Ｂを単一のパッケージにまとめて搭載することにより、光ピックアップの小型化，低コスト化を実現できる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述のごとく、従来の光ピックアップにおいては、第１および第２のレーザチップ１Ａおよび１Ｂの相互の距離を離して配置させることにより、両者の光ビームの戻り光２０，２１を検出器１４上で十分分離させて受光させて、それぞれのレーザチップからの戻り光２０，２１を異なる受光素子で検出させているものである。したがって、第１および第２のレーザチップ１Ａおよび１Ｂの距離を離すために、対物レンズ７の光軸からずらして配置した一方のレーザチップすなわち第２のレーザチップ１Ｂからの光ビーム２１に対しては、ホログラム素子１３によりコマ収差を補正する必要があり、また、光ディスクからの戻り光を受光する受光素子や該受光素子で受光された戻り光の出力を演算する演算回路もそれぞれ別に設ける必要がある。
【００１２】さらに、光軸ずれに基づくコマ収差の補正を不要とするために、第１および第２のレーザチップ間の距離を非常に小さくして複合レーザダイオードを作製すると、受光素子上で両者の光ビームが十分に分離できないので、各光ビームの戻り光を別々の受光素子で独立して受光する構成を採用することができない。また、逆に、両者の戻り光を共通の受光素子で受光できたとしても、一方の光ビームに対しては最適な位置調整ができても、もう一方の光ビームに対しては、レーザチップ間の距離に対応した距離だけ検出器上の受光位置がずれてしまうため、正常なサーボ信号を検出することができない。
【００１３】本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、異なる波長の光ビームを用いて記録再生する異なる規格の光ディスクに対応でき、特に、単一のパッケージ内に２つの異なる波長の発光素子（たとえば、半導体レーザ素子）を搭載した２波長複合発光チップ（たとえば、２波長複合半導体レーザダイオード）を用いた光ピックアップを提供し、かつ、本発明にかかる光ピックアップが、光軸ずれに基づくコマ収差の補正を不要とするために、第１および第２の発光素子（たとえば、半導体レーザ素子）の発光点間の間隔を非常に狭くし、かつ、双方に共通の受光素子を用いる場合であっても、各発光素子（たとえば、半導体レーザ素子）からのそれぞれの光ビームの戻り光に対して正常なサーボ信号を検出することができる手段を備えているものである。したがって、２つの光ビームの戻り光に対しても１つの受光素子を共通に使用でき、かつ、光軸ずれに基づくコマ収差補正用の部品も不要となるため、部品点数を削減した経済的な、かつ、小型化された光ピックアップや情報記録再生装置を実現することができる。
【００１４】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するために、本発明の光ピックアップは、以下のごとき手段からなっている。第１の解決手段は、第１または第２の発光素子からそれぞれ発生される互いに波長が異なる第１または第２の光ビームを第１または第２の情報記録媒体に集光させて、前記第１または第２の情報記録媒体からの前記第１または第２の光ビームの戻り光を複数個の受光部からなる共通の受光素子で検出することにより、前記第１または第２の情報記録媒体の情報の記録再生を行う光ピックアップにおいて、前記戻り光が前記第１，第２の光ビームのいずれの戻り光であるかに基づいて、複数個からなる前記受光部の各出力信号の演算方法を変更させて、サーボ信号を生成させることを特徴としたものである。
【００１５】第２の解決手段は、第１の解決手段において、前記サーボ信号が、非点収差法を用いたフォーカス誤差信号であることを特徴としたものである。
【００１６】第３の解決手段は、第１の解決手段において、前記サーボ信号が、スポットサイズ法を用いたフォーカス誤差信号であることを特徴としたものである。
【００１７】第４の解決手段は、第１の解決手段において、前記第１の発光素子の発光点と前記第２の発光素子の発光点との間隔が、数μｍから１００μｍまでの距離で近接配置され、前記第１および第２の光ビームの各戻り光が前記受光素子上で一部重なる光学配置であることを特徴としたものである。
【００１８】第５の解決手段は、第１の解決手段において、前記第１の発光素子と第２の発光素子が、６５０ｎｍ帯の赤色レーザ素子、７８０ｎｍ帯または８３０ｎｍ帯の赤外レーザ素子あるいは４００ｎｍ帯の青色レーザ素子のうちの任意の２つの組合せであることを特徴としたものである。
【００１９】第６の解決手段は、第１または第２の発光素子からそれぞれ発生される互いに波長が異なる第１または第２の光ビームを第１または第２の情報記録媒体に集光させて、前記第１または第２の情報記録媒体からの前記第１または第２の光ビームの戻り光を複数個の受光部からなる共通の受光素子で検出することにより、前記第１または第２の情報記録媒体の情報の記録再生を行う光ピックアップにおいて、サーボ信号の演算の際、前記第１の光ビームの戻り光と前記第２の光ビームの戻り光とでは、前記受光素子上における各戻り光の集光位置が異なることを利用して、前記サーボ信号の演算部への前記受光部の各出力信号のうち、一部の出力信号の極性の切替が行われる切替え受光部を前記受光素子に備えていることを特徴としたものである。
【００２０】第７の解決手段は、第６の解決手段において、前記切替え受光部の大きさが、前記受光素子上において、前記第１の光ビームの戻り光の集光位置と前記第２の光ビームの戻り光の集光位置との間隔にほぼ一致していることを特徴としたものである。
【００２１】第８の解決手段は、第１または第６の解決手段において、前記第１の発光素子の発光点の位置と、前記第２の発光素子の発光点の位置とが、前記第１の発光素子の光ビームの光軸と直交する面上の任意の方向にずれていることを特徴としたものである。
【００２２】第９の解決手段は、解決手段１乃至８のいずれかの解決手段の光ピックアップを有することを特徴としたものである。
【００２３】第１０の解決手段は、第１の波長と第２の波長の２種類の光ビームを、それぞれ第１の情報記録媒体と第２の情報記録媒体とに集光させて、情報の記録再生を行う情報記録再生方法において、前記第１の波長の光ビームを発生させる発光点と前記第２の波長の光ビームを発生させる発光点とを近接させて配置し、前記第１の波長と第２の波長の光ビームの戻り光を検出する共通の受光素子を複数の受光部に分割し、前記戻り光が前記第１の波長、第２の波長いずれの光ビームの戻り光であるかにより、複数個からなる前記受光部の各出力信号の演算方法を変更させて、サーボ信号を生成させることを特徴としたものである。
【００２４】
【発明の実施の形態】本発明の光ピックアップの実施例について図を用いて詳細に説明する。なお、従来例の図１９および２０で示した構成要素と同じ構成要素は以下の図においても同一の符号で示している。
【００２５】（実施例１）本発明の光ピックアップにおける第１の実施例の光学系の概略構成図を図１に示す。図１に示すごとく、本発明の第１の実施例における光ピックアップは、６５０ｎｍ帯で発振する第１の発光素子である半導体レーザ素子１Ａと、７８０ｎｍ帯で発振する第２の発光素子である半導体レーザ素子１Ｂとが、１つのパッケージ内に近接配置された２波長複合発光チップである２波長複合半導体レーザチップ２を光源としている。該２波長複合半導体レーザチップ２のチップの構造としては、図３（Ａ）に示すように、ＧａＡｓ基板上に形成された７８０ｎｍ帯のレーザ素子の上面に、さらに、６５０ｎｍ帯のレーザ素子を直接形成したモノリシックタイプの１チップ２波長複合半導体レーザや、図３（Ｂ）に示すように、７８０ｎｍ帯のレーザチップ１Ｂと６５０ｎｍ帯のレーザチップとの双方の発光面側を接着したハイブリッド型２チップ２波長複合半導体レーザなどがあげられる。前記の従来例として図１９に示した２波長複合レーザダイオードの場合、２つのレーザチップ間の発光点間隔は、各チップにおいて、発光点を中心からずらして片側に寄せて、２つの発光点同士を近づけたとしても１００μｍ程度は離れてしまい、通常の単体チップを用いると２００μｍ程度は離れてしまう。
【００２６】逆に、従来例においては、検出器の受光素子を別々に分離して設置する必要があるため、通常の検出器の形状から判断すると、２つのレーザチップ間の間隔を最低でも１００μｍ以上は離す必要がある。一方、図３（Ａ）や（Ｂ）に示すレーザ素子では、２つの発光点の間隔を数μｍから２０μｍ程度と非常に小さくすることができる。本実施例の２波長複合半導体レーザチップにおいては、２つの発光点間隔がラジアル方向に数μｍから２０μｍ程度離れている２波長半導体レーザチップを用いている。ただし、２０μｍ程度以上に離れている場合であっても、検出器１４上で２つの光ビームを完全には分離できない１００μｍ程度まで離したとしても、本実施例を十分に適用することができる。
【００２７】次に、本光ピックアップの光学系について詳細に説明する。光ディスクの基板厚さが０.６ｍｍのＤＶＤを再生する場合には、第１の半導体レーザ素子１Ａから発生した第１の光ビーム２０は、グレーティング３を透過して、コリメータレンズ４で平行光にされ、ビームスプリッタ５および波長選択アパーチャ６を透過した後、対物レンズ７で光ディスク８Ａの情報記録面に集光される。該光ビームの戻り光２０は対物レンズ７および波長選択アパーチャ６を透過して、ビームスプリッタ５で検出器１４の方へ反射される。そして、集光レンズ９とシリンドリカルレンズ１０を経由して検出器１４に集光される。
【００２８】一方、光ディスクの基板厚さが１.２ｍｍのＣＤを再生する場合には、第２の半導体レーザ素子１Ｂから発生した第２の光ビーム２１が、グレーティング３で３ビームに分割され、コリメータレンズ４で平行光にされ、ビームスプリッタ５を透過して、波長選択アパーチャ６で開口制限が加えられた後、対物レンズ７で光ディスク８Ｂの情報記録面に集光される。該光ビームの戻り光２１も、前述の光ビームの戻り光２０の場合と同様に、対物レンズ７，波長選択アパーチャ６を透過した後、ビームスプリッタ５で反射され、集光レンズ９とシリンドリカルレンズ１０を経由して検出器１４に集光される。
【００２９】ここで、３ビーム用のグレーティング３は、たとえば、石英ガラスを用いた場合（すなわち、波長６５０ｎｍの光ビームの屈折率ｎ＝１.４５７，波長７８０ｎｍの光ビームの屈折率ｎ＝１.４５４の石英ガラスの場合）、溝の深さを１.４μｍにすることにより、波長７８０ｎｍの光に対しては、メインビーム（すなわち、０次透過率）７２％、サブビーム（すなわち、±１次回折効率）１２％となり、サブビーム：メインビーム：サブビーム＝１：６：１の光量比となる３ビームの光が出力される。また、一方の６５０ｎｍの光に対しては、回折効率はほぼ０％であり、サブビームはほとんど生ぜず、メインビームだけがほとんど影響を受けずに、透過してしまう。
【００３０】また、波長選択アパーチャ６は、波長選択膜により構成され、たとえば、６５０ｎｍの光に対しては透過するが、７８０ｎｍの光に対しては、対物レンズ７の開口数ＮＡが０.４５になるように開口制限される。
【００３１】また、対物レンズ７は、基本的には、波長６５０ｎｍ、開口数ＮＡ０.６の光に対して、光ディスクの基板厚さが０.６ｍｍで球面収差が十分小さくなるような非球面形状になっているが、波長７８０ｎｍの光に対しては収差の大きい開口数ＮＡ０.４５付近の領域の光線に対してだけ、基板厚さ１.２ｍｍの光ディスクに対して集光されるよう一部の形状を補正している。したがって、２つの異なる波長の光ビームを発生するレーザチップからの光に対して十分球面収差が小さくなるように構成することができる。
【００３２】次に、検出器１４のフォトディテクタ形状とフォトディテクタの出力信号の検出方法について説明する。図２は第１の実施例のフォトディテクタの形状を示す図である。フォトディテクタは、図２に示すように、６分割フォトディテクタ３４とその両側にフォトディテクタ３５および３６とを備えている。フォトディテクタ３４は、光ディスクの半径方向すなわちラジアル方向（図２のＹ方向）に相当する方向の分割線３４ｌと、接線方向すなわちタンジェンシャル方向（図２のＸ方向）に相当する方向の分割線３４ｍおよび３４ｎとにより、３４Ａから３４Ｆの６個の受光部に分割されている。以下、各受光部３４Ａ〜３４Ｆからの出力をそれぞれＳ３４Ａ〜Ｓ３４Ｆと記す。
【００３３】ＤＶＤを再生する場合に、第１の半導体レーザ素子１Ａからの第１の光ビームの戻り光２０の中心が、図２の実線の円マークで示すごとく、分割線３４ｌと３４ｎとの交点３４Ｐに一致するように、検出器１４の位置の調整が行われる。すなわち、図４（Ａ）に示すごとく、対物レンズ７の集光ビームが光ディスク８Ａの情報記録面にジャストフォーカスされている場合には、戻り光２０が交点３４Ｐを中心とする円形ビームになるように調整することにより、対物レンズ７が光ディスク８Ａから遠ざかった位置にある場合、図４（Ｂ）のように、戻り光２０は分割線３４ｌに対して＋４５°方向に傾斜した楕円ビームとなり、逆に、対物レンズ７が光ディスク８Ａに近づいた位置になった場合、図４（Ｃ）のように、分割線３４ｌに対して−４５°方向に傾斜した楕円ビームになる。
【００３４】よって、ＤＶＤ再生時におけるフォーカス誤差信号ＦＥＳ(DVD)は既知の非点収差法を用いて、次の式（１）
ＦＥＳ(DVD)＝（Ｓ３４Ａ＋Ｓ３４Ｅ＋Ｓ３４Ｃ）−（Ｓ３４Ｂ＋Ｓ３４Ｆ＋Ｓ３４Ｄ） （１）
により検出される。また、ＤＶＤ再生時におけるトラッキング誤差信号ＴＥＳ(DVD)は位相差法（ＤＰＤ法）を用いて、（Ｓ３４Ａ＋Ｓ３４Ｅ＋Ｓ３４Ｃ）と（Ｓ３４Ｂ＋Ｓ３４Ｆ＋Ｓ３４Ｄ）との位相の差から検出される。一方、ＤＶＤの再生時におけるデータ検出信号ＤＳ(DVD)は、（Ｓ３４Ａ＋Ｓ３４Ｂ＋Ｓ３４Ｃ＋Ｓ３４Ｄ＋Ｓ３４Ｅ＋Ｓ３４Ｆ）として検出される。
【００３５】次に、ＣＤを再生する場合について説明する。前述のごとく、第２の半導体レーザ素子１Ｂの発光点が第１の半導体レーザ素子１Ａの発光点から光ディスクのラジアル方向に相当する方向（Ｙ方向）にわずかにずれているので、図２の破線の円マークで示すように、第２の半導体レーザ素子１Ｂからの第２の光ビームの戻り光２１のメインビームの中心はフォトディテクタ３４上では分割線３４ｍの方向に距離ｔだけずれて入射する。一方、戻り光２１の各サブビームはそれぞれ光ディスクのタンジェンシャル方向に配設されているフォトディテクタ３５および３６に入射する。
【００３６】一般に、非点収差法においては、戻り光２１のメインビームの中心がフォトディテクタ３４上の分割線３４ｌと３４ｎとの交点３４Ｐからシフトしている場合、該戻り光２１におけるフォーカス誤差信号ＦＥＳとデフォーカス量との関係を示すＳ字形のＦＥＳカーブが、図５（Ａ）のごとき正常な曲線に対して、図５（Ｂ）に示すように感度，振幅や線形性が正常なＳ字形カーブから変化してしまい、正常なフォーカス誤差信号ＦＥＳを検出することができなくなる。また、フォーカス誤差信号ＦＥＳに光ディスクの情報記録面にあるピットや溝の回折パターンの影響が現れ、ノイズ成分を発生させる。
【００３７】そこで、本発明においては、図２に示すように、前記発光点のずれによりフォトディテクタ３４上で戻り光２１のメインビームの中心が戻り光２０の中心３４Ｐから３４Ｑの位置までシフトしている量をｔとした場合、該シフト量ｔに相当する大きさすなわち幅のフォトディテクタ領域として受光部３４Ｅと３４Ｆとを設けることとし、フォーカス誤差信号ＦＥＳの演算において、該受光部３４Ｅと３４Ｆの出力Ｓ３４ＥとＳ３４Ｆの符号を戻り光２０の場合と異なる符号に切り替えて演算を行わしめれば、正常なＦＥＳカーブを検出することができる。ここで、戻り光２１の中心は、分割線３４ｌと３４ｍとの交点３４Ｑに一致する状態にある。
【００３８】また、第２の半導体レーザ素子１Ｂの発光点の光軸方向位置は第１の半導体レーザ素子１Ａの発光点とほぼ同じであるので、対物レンズ７の集光ビームが光ディスク８Ｂの情報記録面にジャストフォーカスされている場合には、戻り光２１の各ビームは、図６（Ａ）に示すごとく、円形ビームになり、対物レンズ７が光ディスク８Ｂから遠ざかった位置になった場合、図６（Ｂ）のように、分割線３４ｌに対して＋４５°方向に傾斜した楕円ビームになり、逆に、対物レンズ７が光ディスク８Ｂに近づいた位置になった場合、図６（Ｃ）のように、分割線３４ｌに対して−４５°方向に傾斜した楕円ビームになる。
【００３９】よって、ＣＤ再生時におけるフォーカス誤差信号ＦＥＳ(CD)は、既知の非点収差法を用いて、次の式（２）
ＦＥＳ(CD)＝（Ｓ３４Ａ＋Ｓ３４Ｆ＋Ｓ３４Ｃ）−（Ｓ３４Ｂ＋Ｓ３４Ｅ＋Ｓ３４Ｄ） （２）
により検出することができる。なお、本実施例においては、ＣＤ再生時におけるトラッキング誤差信号ＴＥＳ(CD)は、３ビーム法により、フォトディテクタ３５と３６の出力Ｓ３５とＳ３６を用いて、（Ｓ３５−Ｓ３６）として検出される。また、ＣＤ再生時におけるデータ検出信号ＤＳ(CD)は、ＤＶＤ再生時と同様、（Ｓ３４Ａ＋Ｓ３４Ｂ＋Ｓ３４Ｃ＋Ｓ３４Ｄ＋Ｓ３４Ｅ＋Ｓ３４Ｆ）として検出される。
【００４０】演算切替領域である受光部３４Ｅと３４Ｆとを含む６分割フォトディテクタ３４について、各受光部の出力Ｓ３４Ａ〜Ｓ３４Ｆからフォーカス誤差信号ＦＥＳを生成する演算回路を模式的に図７に示している。すなわち、第１の半導体レーザ素子１Ａを発光させるＤＶＤ再生時の場合には、図７（Ａ）のように、受光部３４Ｅと３４Ｆの各出力を電気回路系においてスイッチ５０，５１によりＤＶＤ側に切り替えて、受光部３４Ｅと３４Ｆの各出力を、それぞれ受光部３４Ａ，３４Ｃと３４Ｂ，３４Ｄの出力と同一の符号側に切り替えさせることにより、前記式（１）の演算を行なわしめ、一方、第２の半導体レーザ素子１Ｂを発光させるＣＤ再生時の場合には、図７（Ｂ）のように、受光部３４Ｅと３４Ｆの出力を、スイッチ５０，５１によりＣＤ側に切り替えて、逆に、受光部３４Ｅと３４Ｆの各出力を、それぞれ受光部３４Ｂ，３４Ｄと３４Ａ，３４Ｃの出力と同一の符号側に切り替えさせることにより、前記式（２）の演算を行わしめて、フォーカス誤差信号ＦＥＳを生成する。
【００４１】かくのごとく、２つの半導体レーザ素子１Ａ，１Ｂの発光点が非常に近接した２波長複合半導体レーザチップ２を用いた光ピックアップにおいて、検出器１４上で２つの戻り光２０，２１を完全に分離できない場合であっても、フォーカス誤差信号ＦＥＳ演算において、フォトディテクタの一部の受光部出力の極性を切り替えさせる演算切替領域を設けた多分割受光素子を用い、かつ、いずれの半導体レーザ素子１Ａ，１Ｂを発光させるかによって前記演算切替領域すなわち一部の受光部の出力を切り替えさせることにより、共通の検出器１４を用いても正常なサーボ信号を検出させることができ、さらに、正常なデータ検出信号を得ることができる。
【００４２】上記の第１の実施例においては、半導体レーザ素子１Ａ，１Ｂの２つの発光点位置が光ディスクのラジアル方向に数μｍから２０μｍ程度離れている２波長複合半導体レーザチップを用いる場合を示した。しかし、これに限るものではなく、光ピックアップの構造により、発光点位置を光ディスクのタンジェンシャル方向にわずかに離す場合においては、図８のフォトディテクタの形状に示すように、検出器１４上で戻り光２１が戻り光２０からシフトするタンジェンシャル方向に、シフト量ｔに相当する幅の受光部３４Ｅ，３４Ｆを各出力の極性を切り替えさせる前記演算切替領域として設けることにすればよい。
【００４３】（実施例２）次に、図９から図１２を用いて、本発明の第２の実施例について説明する。第２の実施例で示す光ピックアップは、基本的には、第１の実施例の場合と同じであるが、検出器１４と２波長複合発光チップである２波長複合半導体レーザチップ２の構造が異なる。すなわち、第１の実施例においては、２波長複合半導体レーザチップ２の２つの発光点位置がラジアル方向またはタンジェンシャル方向の一方向にのみずれているものを想定していたが、図３（Ａ）に示すようなモノリシックタイプにおいては、発光点位置が、ラジアル方向にもタンジェンシャル方向にも双方の方向にずらせて形成される場合がある。本実施例においては、発光点がラジアル方向にもタンジェンシャル方向にもわずかに離れている２波長複合半導体レーザチップを用いた場合においてもサーボ信号を正常に検出できる光ピックアップの実施例を示すものである。
【００４４】光ピックアップの光学系の構成は第１の実施例において説明した図１と全く同じであるので、説明は省略する。以下には、第１の実施例の場合と構造が異なる検出器１４のフォトディテクタ形状とフォトディテクタの出力信号の検出方法について説明する。
【００４５】図９は第２の実施例のフォトディテクタの形状を示す図である。フォトディテクタは、図９に示すように、９分割フォトディテクタ３７とその両側にフォトディテクタ３８および３９とを備えている。フォトディテクタ３７は、光ディスクのラジアル方向（図９のＹ方向）に相当する方向の分割線３７ｌおよび３７ｏ、さらに、タンジェンシャル方向（図９のＸ方向）に相当する方向の分割線３７ｍおよび３７ｎによって、３７Ａから３７Ｉまでの９個の受光部に分割されている。以下、各受光部３７Ａ〜３７Ｉからの出力を、それぞれＳ３７Ａ〜Ｓ３７Ｉと記す。
【００４６】ＤＶＤを再生する場合に、第１の半導体レーザ素子１Ａからの第１の光ビームの戻り光２０の中心は、図９の実線の円マークで示すごとく、３７ｌと３７ｎとの交点３７Ｐに一致するように、検出器１４の位置の調整が行われる。すなわち、図１０（Ａ）に示すごとく、対物レンズ７の集光ビームが光ディスク８Ａの情報記録面にジャストフォーカスされている場合には、戻り光２０が交点３７Ｐを中心とする円形ビームになるように調整することにより、対物レンズ７が光ディスク８Ａから遠ざかった位置にある場合、図１０（Ｂ）のように、戻り光２０は分割線３７ｌに対して＋４５°方向に傾斜した楕円ビームとなり、逆に、対物レンズ７が光ディスク８Ａに近づいた位置になった場合、図１０（Ｃ）のように、分割線３７ｌに対して−４５°方向に傾斜した楕円ビームになる。
【００４７】よって、ＤＶＤ再生時におけるフォーカス誤差信号ＦＥＳ(DVD)は、既知の非点収差法を用いて、次の式（３）
ＦＥＳ(DVD)＝（Ｓ３７Ａ＋Ｓ３７Ｅ＋Ｓ３７Ｇ＋Ｓ３７Ｉ＋Ｓ３７Ｃ）−（Ｓ３７Ｂ＋Ｓ３７Ｆ＋Ｓ３７Ｈ＋Ｓ３７Ｄ） （３）
により検出される。また、ＤＶＤ再生時におけるトラッキング誤差信号ＴＥＳ(DVD)は位相差法（ＤＶＤ法）を用いて、（Ｓ３７Ａ＋Ｓ３７Ｅ＋Ｓ３７Ｇ＋Ｓ３７Ｉ＋Ｓ３７Ｃ）と（Ｓ３７Ｂ＋Ｓ３７Ｆ＋Ｓ３７Ｈ＋Ｓ３７Ｄ）との位相の差から検出される。また、ＤＶＤ再生時におけるデータ検出信号ＤＳ(DVD)は、（Ｓ３７Ａ＋Ｓ３７Ｂ＋Ｓ３７Ｃ＋Ｓ３７Ｄ＋Ｓ３７Ｅ＋Ｓ３７Ｆ＋Ｓ３７Ｇ＋Ｓ３７Ｈ＋Ｓ３７Ｉ）として検出される。
【００４８】次に、ＣＤを再生する場合について説明する。前述のごとく、第２の半導体レーザ素子１Ｂの発光点が第１の半導体レーザ１Ａの発光点から光ディスクのラジアル方向およびタンジェンシャル方向（Ｙ方向およびＸ方向）に相当する双方の方向にわずかずつずれているので、図９の破線の円マークで示すごとく、第２の半導体レーザ素子１Ｂからの第２の光ビームの戻り光２１のメインビームの中心はフォトディテクタ３７上では分割線３７ｍの方向に距離ｓおよび分割線３７ｏの方向に距離ｔだけずれて入射する。したがって、前述の第１の実施例の場合と同様に、このままでは、正しくサーボ信号を検出することができない。なお、戻り光２１の各サブビームはそれぞれ光ディスクのタンジェンシャル方向に配設されているフォトディテクタ３８および３９に入射する。
【００４９】そこで、本発明においては、図９に示すように、前記発光点のずれによりフォトディテクタ３７上で戻り光２１のメインビームの中心が戻り光２０の中心３７Ｐから３７Ｑの位置までシフトしている量をｓ（ラジアル方向）およびｔ（タンジェンシャル方向）とした場合、該シフト量ｓおよびｔに相当する大きさすなわち幅のフォトディテクタ領域として、受光部３７Ｆ，３７Ｅ，３７Ｉおよび３７Ｇ，３７Ｈ，３７Ｉとを設けることとし、フォーカス誤差信号ＦＥＳの演算において、受光部３７Ｅ，３７Ｆ，３７Ｇおよび３７Ｈの出力Ｓ３７Ｅ，Ｓ３７Ｆ，Ｓ３７ＧおよびＳ３７Ｈの符号を戻り光２０の場合と異なる符号に切り替えて演算を行わしめれば、正常なＦＥＳカーブを検出することができる。ここで、戻り光２１の中心は分割線３７ｍと３７ｏとの交点３７Ｑに一致する状態にある。
【００５０】また、第２の半導体レーザ素子１Ｂの発光点の光軸方向位置は第１の半導体レーザ素子１Ａの発光点とほぼ同じであるので、対物レンズ７の集光ビームが光ディスク８Ｂの情報記録面にジャストフォーカスされている場合には、戻り光２１の各ビームは、図１１（Ａ）に示すごとく、円形ビームになり、対物レンズ７が光ディスク８Ｂから遠ざかった位置になった場合、図１１（Ｂ）のように、分割線３７ｏに対して＋４５°方向に傾斜した楕円ビームになり、逆に、対物レンズ７が光ディスク８Ｂに近づいた位置になった場合、図１１（Ｃ）のように、分割線３７ｏに対して−４５°方向に傾斜した楕円ビームになる。
【００５１】よって、ＣＤ再生時におけるフォーカス誤差信号ＦＥＳ(CD)は既知の非点収差法を用いて、次の式（４）
ＦＥＳ(CD)＝（Ｓ３７Ａ＋Ｓ３７Ｆ＋Ｓ３７Ｉ＋Ｓ３７Ｈ＋Ｓ３７Ｃ）−（Ｓ３７Ｂ＋Ｓ３７Ｇ＋Ｓ３７Ｅ＋Ｓ３７Ｄ） （４）
により検出することができる。なお、受光部３７Ｉの出力Ｓ３７Ｉは該フォーカス誤差信号ＦＥＳ(CD)の演算においては、常に受光部３７Ａ，３７Ｃの出力Ｓ３７Ａ，Ｓ３７Ｃと同じ極性となるので、切り替える必要はなく、常にＳ３７ＡまたはＳ３７Ｃに加えることになる。また、ＣＤ再生時におけるトラッキング誤差信号ＴＥＳ(CD)は、３ビーム法により、フォトディテクタ３８と３９の出力Ｓ３８とＳ３９とを用いて、（Ｓ３８−Ｓ３９）として検出される。また、ＣＤ再生時におけるデータ検出信号ＤＳ(CD)は、ＤＶＤ再生時と同様、（Ｓ３７Ａ＋Ｓ３７Ｂ＋Ｓ３７Ｃ＋Ｓ３７Ｄ＋Ｓ３７Ｅ＋Ｓ３７Ｆ＋Ｓ３７Ｇ＋Ｓ３７Ｈ＋Ｓ３７Ｉ）として検出される。
【００５２】演算切替領域である受光部３７Ｅ，３７Ｆ，３７Ｇおよび３７Ｈを含む９分割ディテクタについて、各受光部の出力Ｓ３７Ａ〜Ｓ３７Ｉからフォーカス誤差信号ＦＥＳを生成する演算回路を模式的に図１２に示している。すなわち、第１の半導体レーザ素子１Ａを発光させるＤＶＤ再生時の場合には、図１２（Ａ）のように、受光部３７Ｅ，３７Ｆ，３７Ｇおよび３７Ｈの出力を電気回路系においてスイッチ５２，５３によりＤＶＤ側に切り替えて、受光部３７Ｅ，３７Ｇの出力を３７Ａ，３７Ｃの出力と、また、受光部３７Ｆ，３７Ｈの出力を受光部３７Ｂ，３７Ｄの出力とそれぞれ同一の符号側に切り替えさせることにより、前記式（３）の演算を行わしめ、一方、第２の半導体レーザ素子１Ｂを発光させるＣＤ再生時の場合には、図１２（Ｂ）のように、受光部３７Ｅ，３７Ｆ，３７Ｇ，３７Ｈの出力を電気回路系においてスイッチ５２，５３によりＣＤ側に切り替えて、受光部３７Ｅ，３７Ｇの出力を受光部３７Ｂ，３７Ｄの出力と、また、受光部３７Ｆ，３７Ｈの出力を３７Ａ，３７Ｃの出力とそれぞれ同一の符号側に切り替えさせることにより、前記式（４）の演算を行わしめて、フォーカス誤差信号ＦＥＳを生成する。
【００５３】かくのごとく、２つの半導体レーザ素子１Ａ，１Ｂの発光点が非常に近接した２波長複合半導体レーザチップ２を用いた光ピックアップにおいて、検出器１４上でラジアルおよびタンジェンシャル方向の双方に２つの戻り光２０，２１の検出ビームの位置がずれるような構成で、かつ、２つの検出ビームを完全に分離できない場合であっても、フォーカス誤差信号ＦＥＳ演算において、フォトディテクタの一部の受光部出力の極性を切り替えさせる演算切替領域をラジアルおよびタンジェンシャルの各方向に設けた多分割受光素子を用い、かつ、いずれの半導体レーザ素子１Ａ，１Ｂを発光させるかによって前記演算切替領域すなわち一部の受光部の出力を切り替えさせることにより、共通の検出器１４を用いても正常なサーボ信号を検出させることができ、さらに、正常なデータ検出信号を得ることができる。
【００５４】（実施例３）次に、図１３から図１７を用いて、本発明の第３の実施例について説明する。本実施例は、スポットサイズ法を用いたフォーカス誤差信号ＦＥＳ検出においても、正常なサーボ信号の検出ができる光ピックアップの構成を示すものである。図１３は本発明の光ピックアップにおける第３の実施例の光学系の概略構成を示す図であり、第１および第２の実施例の場合と同様、６５０ｎｍ帯で発振する第１の発光素子である半導体レーザ素子１Ａと、７８０ｎｍ帯で発振する第２の発光素子である半導体レーザ素子１Ｂとが、１つのパッケージ内に近接配置された２波長複合発光チップである２波長複合半導体レーザチップ２を光源としている。また、第１の半導体レーザ素子１Ａと、第２の半導体レーザ素子１Ｂの２つの発光点の位置は実施例２の場合と同様、ラジアル方向およびタンジェンシャル方向の双方の方向にわずかずつ離れている。
【００５５】次に、本光ピックアップの光学系について説明する。光ディスクの基板厚さが０.６ｍｍのＤＶＤを再生する場合には、第１の半導体レーザ素子１Ａから発生した第１の光ビーム２２は、グレーティング３および第１のビームスプリッタ５ａを透過して、コリメータレンズ４で平行光にされ、波長選択アパーチャ６を透過した後、対物レンズ７で光ディスク８Ａの情報記録面に集光される。該第１の光ビームの戻り光２２は、対物レンズ７、波長選択アパーチャ６およびコリメータレンズ４を透過して、第１のビームスプリッタ５ａで反射される。該反射光は第２のビームスプリッタ１５で２つのビームに分割され、検出器１６に集光される。
【００５６】一方、光ディスクの基板厚さが１.２ｍｍのＣＤを再生する場合には、第２の半導体レーザ素子１Ｂから発生した第２の光ビーム２３が、グレーティング３で３ビームに分割され、第１のビームスプリッタ５ａを透過して、コリメータレンズ４で平行光にされ、波長選択アパーチャ６で開口制限が加えられた後、対物レンズ７で光ディスク８Ｂの情報記録面に集光される。該第２の光ビームの戻り光２３は対物レンズ７、波長選択アパーチャ６およびコリメータレンズ４を透過して、第１のビームスプリッタ５ａで反射され、第２のビームスプリッタ１５で、さらに、ラジアル方向（図１３のＹ方向）に２つのビームに分割され、検出器１６に集光される。ここで、３ビーム用のグレーティング３、波長選択アパーチャ６および対物レンズ７は、実施例１の場合と同様の構造である。
【００５７】次に、第２のビームスプリッタ１５と検出器１６のフォトディテクタ形状およびフォトディテクタの出力信号の検出方法について説明する。まず、フォトディテクタの形状を説明する。図１４は第３の実施例のフォトディテクタの形状を示す図である。フォトディテクタは、図１４に示すように、５分割フォトディテクタ４１，１０分割フォトディテクタ４０と該フォトディテクタ４０の両側にフォトディテクタ４２および４３とを備えている。フォトディテクタ４０は、光ディスクのラジアル方向（図１４のＹ方向）に相当する方向の分割線４０１，４０ｍ、４０ｎおよび４０ｏと、タンジェンシャル方向（図１４のＸ方向）に相当する方向の分割線４０ｐとにより４０Ａから４０Ｊまでの１０個の受光部に分割されている。以下、各受光部４０Ａ〜４０Ｊからの出力をＳ４０Ａ〜Ｓ４０Ｊと記す。また、フォトディテクタ４１は光ディスクのラジアル方向（図１４のＹ方向）に相当する方向の分割線４１ｌ，４１ｍ，４１ｎおよび４１ｏにより、フォトディテクタ４０上の分割線４０ｌ，４０ｍ，４０ｎおよび４０ｏと同じ間隔で分割され、４１Ａから４１Ｅまでの５個の受光部に分割されている。以下、各受光部４１Ａ〜４１Ｅからの出力をＳ４１Ａ〜Ｓ４１Ｅと記す。
【００５８】次に、第２のビームスプリッタ１５について記す。スポットサイズ法によるＦＥＳ検出を行うために、第２のビームスプリッタ１５によって、集光する前のビーム（前側焦点）と、集光してからさらに拡がったビーム（後側焦点）との２つのビームに分割され、それぞれのビームはフォトディテクタ４０とフォトディテクタ４１とに入射される。たとえば、ＤＶＤを再生する場合には、第１の半導体レーザ素子１Ａからの第１の光ビームの戻り光２２のうち前側焦点のビームの中心は、図１４の実線の円マークで示すごとく、フォトディテクタ４０上の分割線４０ｍと４０ｐとの交点４０Ｐに一致するように、検出器１６の位置の調整が行われる。該調整により、分割されたもう一方のビームすなわち後側焦点のビームの中心位置は、フォトディテクタ４１上の分割線４１ｍ上にある状態になる。
【００５９】図１５（Ａ）に示すごとく、対物レンズ７の集光ビームが光ディスク８Ａの情報記録面にジャストフォーカスされている場合には、フォトディテクタ４０および４１とにそれぞれ集光される戻り光２２の各検出ビームのスポットサイズがほぼ同じ大きさの円形ビームになるように調整することにより、対物レンズ７が光ディスク８Ａから遠ざかった位置にある場合、図１５（Ｂ）のように、フォトディテクタ４０側の検出ビームのスポットサイズがジャストフォーカス時よりも小さくなり、逆に、フォトディテクタ４１側の検出ビームのスポットサイズは大きくなる。また、対物レンズ７が光ディスク８Ａに近づいた位置になった場合、図１５（Ｃ）のように、検出ビームのスポットサイズの大きさは逆転する。
【００６０】よって、ＤＶＤ再生時におけるフォーカス誤差信号ＦＥＳ(DVD)は、既知のスポットサイズ法を用いて、次の式（５）
ＦＥＳ(DVD)＝（Ｓ４０Ａ＋Ｓ４０Ｂ＋Ｓ４０Ｅ＋Ｓ４０Ｆ＋Ｓ４０Ｇ＋Ｓ４０Ｊ）＋（Ｓ４１Ｃ＋Ｓ４１Ｄ）−（Ｓ４０Ｃ＋Ｓ４０Ｄ＋Ｓ４０Ｈ＋Ｓ４０Ｉ）−（Ｓ４１Ｂ＋Ｓ４１Ａ＋Ｓ４１Ｅ） （５）
により検出される。また、ＤＶＤ再生時におけるトラッキング誤差信号ＴＥＳ(DVD)は位相差法（ＤＰＤ法）を用いて、（Ｓ４０Ａ＋Ｓ４０Ｅ＋Ｓ４０Ｄ＋Ｓ４０Ｇ＋Ｓ４０Ｈ）と（Ｓ４０Ｉ＋Ｓ４０Ｊ＋Ｓ４０Ｆ＋Ｓ４０Ｂ＋Ｓ４０Ｃ）との位相の差から検出される。また、ＤＶＤ再生時におけるデータ検出信号ＤＳ(DVD)は、受光部４０Ａ〜４０Ｊの出力の総和（Ｓ４０Ａ＋Ｓ４０Ｂ＋…＋Ｓ４０Ｉ＋Ｓ４０Ｊ）として検出される。
【００６１】次に、ＣＤを再生する場合について説明する。前述のごとく、第２の半導体レーザ素子１Ｂの発光点が第１の半導体レーザ素子１Ａの発光点から光ディスクのラジアル方向およびタンジェンシャル方向（Ｙ方向およびＸ方向）に相当する双方の方向にわずかずつずれているので、図１４の破線の円マークで示すごとく、第２の半導体レーザ素子１Ｂからの第２の光ビームの戻り光２３のメインビームの中心はフォトディテクタ４０上では分割線４０ｍと４０ｐとの交点４０Ｐからずれた位置に入射する。スポットサイズ法によるＦＥＳ検出の場合においては、戻り光２３のメインビームの中心が図１４のＹ方向（ラジアル方向）にずれても影響はないが、Ｘ方向（タンジェンシャル方向）にずれると、フォーカス誤差信号ＦＥＳのＳ字形のＦＥＳカーブが変化し、正常なサーボ信号が得られなくなる。
【００６２】したがって、Ｘ方向（タンジェンシャル方向）に戻り光２３のメインビームの中心が分割線４０ｍから分割線４０ｎまでシフトする距離をｔとすると、該シフト量ｔに相当する大きさすなわち幅のフォトディテクタ領域として、フォトディテクタ４０上には受光部４０Ｅ，４０Ｊと４０Ｃ，４０Ｈおよびフォトディテクタ４１上に受光部４１Ｅと４１Ｃを設けることとし、フォーカス誤差信号ＦＥＳの演算において、受光部４０Ｅ，４０Ｊ，４０Ｃ，４０Ｈ，４１Ｅおよび４１Ｃの出力Ｓ４０Ｅ，Ｓ４０Ｊ，Ｓ４０Ｃ，Ｓ４０Ｈ，Ｓ４１ＥおよびＳ４１Ｃの符号を戻り光２２の場合と異なる符号に切り替えて演算を行わしめれば、正常なＦＥＳカーブを検出することができる。
【００６３】また、第２の半導体レーザ素子１Ｂの発光点の光軸方向位置は第１の半導体レーザ素子１Ａの発光点とほぼ同じであるので、対物レンズ７の集光ビームが光ディスク８Ｂの情報記録面にジャストフォーカスされている場合には、フォトディテクタ４０と４１とに集光される戻り光２３の各検出ビームとは、図１６（Ａ）に示すように、それぞれフォトディテクタ４０の分割線４０ｎ上とフォトディテクタ４１の４１ｎ上に中心位置があり、双方の検出ビームのスポットサイズがほぼ同じ大きさの円形ビームになる。対物レンズ７が光ディスク８Ｂから遠ざかった位置になった場合、図１６（Ｂ）のように、フォトディテクタ４０側の検出ビームのスポットサイズがジャストフォーカス時よりも小さくなり、逆に、フォトディテクタ４１側の検出ビームのスポットサイズは大きくなる。また、対物レンズ７が光ディスク８Ｂに近づいた位置になった場合、図１６（Ｃ）のように、検出ビームのスポットサイズの大きさは逆転する。
【００６４】よって、ＣＤ再生時におけるフォーカス誤差信号ＦＥＳ(CD)は既知のスポットサイズ法を用いて、次の式（６）
ＦＥＳ(CD)＝（Ｓ４０Ａ＋Ｓ４０Ｂ＋Ｓ４０Ｃ＋Ｓ４０Ｆ＋Ｓ４０Ｇ＋Ｓ４０Ｈ）＋（Ｓ４１Ｄ＋Ｓ４１Ｅ）−（Ｓ４０Ｄ＋Ｓ４０Ｅ＋Ｓ４０Ｉ＋Ｓ４０Ｊ）−（Ｓ４１Ａ＋Ｓ４１Ｂ＋Ｓ４１Ｃ） （６）
により検出することができる。なお、受光部４０Ｈ，４０Ｉおよび４０Ｊは、それぞれ受光部４０Ｃ，４０Ｄおよび４０Ｅと、電気回路的に、常に接続されているものとする。また、ＣＤ再生時におけるトラッキング誤差信号ＴＥＳ(CD)は３ビーム法により、フォトディテクタ４２と４３の出力Ｓ４２とＳ４３とを用いて、（Ｓ４２−Ｓ４３）として検出される。また、ＣＤ再生時におけるデータ検出信号ＤＳ(CD)は、ＤＶＤ再生時と同様、受光部４０Ａ〜４０Ｊの出力の総和（Ｓ４０Ａ＋Ｓ４０Ｂ＋…＋Ｓ４０Ｉ＋Ｓ４０Ｊ）として検出される。
【００６５】演算切替領域である受光部４０Ｃ，４０Ｅ，４０Ｈ，４０Ｊと４１Ｃ，４１Ｅとを含む１０分割フォトディテクタ４０と５分割フォトディテクタ４１について、各受光部の出力Ｓ４０Ａ〜Ｓ４０ＪとＳ４１Ａ〜Ｓ４１Ｅからフォーカス誤差信号ＦＥＳを生成する演算回路を模式的に図１７に示している。すなわち、図１７（Ａ）に示すように、第１の半導体レーザ素子１Ａを発光させるＤＶＤ再生時の場合には、受光部４０Ｃ，４０Ｈ，４０Ｅ，４０Ｊ，４１Ｃ，４１Ｅの各出力を、電気回路系において、スイッチ５４，５５により、ＤＶＤ側に切り替えて、受光部４０Ｅ，４０Ｊの出力を受光部４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｆ，４０Ｇの出力と、また、受光部４０Ｃ，４０Ｈの出力を受光部４０Ｄ，４０Ｉの出力と、さらに、受光部４１Ｅの出力を受光部４１Ａ，４１Ｂの出力と、また、受光部４１Ｃの出力を受光部４１Ｄの出力とそれぞれ同一の符号側に切り替えさせることにより、前記式（５）の演算を行わしめ、フォーカス誤差信号ＦＥＳを生成する。
【００６６】一方、第２の半導体レーザ素子１Ｂを発光させるＣＤ再生時の場合には、受光部４０Ｃ，４０Ｈ，４０Ｅ，４０Ｊ，４１Ｃ，４１Ｅの各出力を、電気回路系において、スイッチ５４，５５により、ＣＤ側に切り替えて、受光部４０Ｅ，４０Ｊの出力を受光部４０Ｄ，４０Ｉの出力と、受光部４０Ｃ，４０Ｈの出力を受光部４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｆ，４０Ｇの出力と、さらに、受光部４１Ｅの出力を受光部４１Ｄの出力と、また、受光部４１Ｃの出力を受光部４１Ａ，４１Ｂの出力とそれぞれ同一の符号側に切り替えさせることにより、前記式（６）の演算を行わしめ、フォーカス誤差信号ＦＥＳを生成する。
【００６７】かくのごとく、２つの半導体レーザ素子１Ａ，１Ｂの発光点が非常に近接した２波長複合半導体レーザチップ２を用いた光ピックアップにおいて、検出器１４上でラジアルおよびタンジェンシャル方向に２つの戻り光２２，２３の検出ビームの位置がずれるような構成で、かつ、２つの検出ビームを完全に分離できない場合であっても、フォーカス誤差信号ＦＥＳ演算において、フォトディテクタの一部の受光部出力の極性を切り替えさせる演算切替領域をタンジェンシャル方向にのみ設けた多分割受光素子を用い、かつ、いずれの半導体レーザ素子１Ａ，１Ｂを発光させるかによって前記演算切替領域すなわち一部の受光部の出力を切り替えることにより、スポットサイズ法を用いた正常なフォーカス誤差信号ＦＥＳを検出させることができ、さらに、正常なデータ検出信号を得ることができる。
【００６８】なお、上記の各実施例（実施例１〜３）においては、第１の半導体レーザ素子として６５０ｎｍ帯の赤色レーザ、第２の半導体レーザ素子として７８０ｎｍ帯の赤外レーザを用いた場合の光学系を示したが、特に、これに限る必要はなく、８３０ｎｍ帯の赤外レーザや４００ｎｍ帯の青色レーザを含めたいずれか２つの半導体レーザ素子の組合わせにおいても、問題なく、本発明による光ピックアップを適用することができる。また、たとえば、ＣＤ，ＤＶＤ，ＣＤ−Ｒなどのごとく、再生専用の低出力半導体レーザと記録再生用の高出力半導体レーザとの組合わせにおいても、全く問題なく適用することができる。
【００６９】次に、前述した本発明の光ピックアップを用いた情報記録再生装置の構成の一実施例を図１８に示す。図１８において、光ピックアップ６１は、制御回路６４からの指示を受けた光源切替回路６８の指定した光源（たとえば、図１における半導体レーザ素子１Ａまたは１Ｂ）から所定の波長のレーザ光を光学系を介して放射し、光ディスク６０Ａ（たとえば、ＤＶＤ）または光ディスク６０Ｂ（たとえば、ＣＤ）上に集光させ、光ディスク６０Ａまたは６０Ｂで反射された戻り光を、光ピックアップ６１内の複数の受光部を有する検出器（たとえば、図１における検出器１４）で検出させて、各受光部の出力信号をＰＤ出力信号として演算回路６２に出力するものである。
【００７０】演算回路６２は、前記ＰＤ出力信号に基づいて、光ディスク６０Ａまたは６０Ｂに記録されている情報を再生するデータ検出信号、非点収差法あるいはスポットサイズ法により光軸方向におけるフォーカスのずれを示すフォーカス誤り信号ＦＥＳを算出するとともに、さらに、位相差法（ＤＶＤ法）等によりトラッキング誤り信号ＴＥＳを算出して、データ検出信号を再生回路６３に、また、ＦＥＳとＴＥＳの各信号を制御回路６４に出力するものである。
【００７１】再生回路６３は、前記データ検出信号をイコライズした後、デジタル信号化し、さらに、エラー訂正しながら復調した記号を再生信号として、外部に出力するものである。
【００７２】制御回路６４は、演算回路６２からのＦＥＳ信号に基づいて、フォーカスサーボアクチュエータ６６を制御して、光ピックアップ６１の対物レンズ（たとえば、図１における対物レンズ７）を光軸方向に移動させ、光ディスク６０Ａまたは６０Ｂの情報記録面上への照射光のフォーカスを調整する。また、演算回路６２からのＴＥＳ信号に基づいて、トラッキングサーボアクチュエータ６７を制御して、光ピックアップ６１の対物レンズの位置を光ディスク６０Ａまたは６０Ｂの半径方向に移動させ、光ディスク６０Ａまたは６０Ｂの情報記録面上のトラックとの位置関係を調整するようトラッキング制御を行うものである。
【００７３】また、制御回路６４は、入力装置６５からの指示を受けて、光源切替回路６８を制御して、光ディスク６０Ａを再生する場合は半導体レーザ素子１Ａ（図１）からレーザ光を発生させ、光ディスク６０Ｂを再生する場合は半導体レーザ素子１Ｂ（図１）からレーザ光を発生させるとともに、モータ６９を制御して、光ディスク６０Ａ，６０Ｂを所定の速度で回転させる。
【００７４】
【発明の効果】本発明に基づく光ピックアップ、情報記録再生装置および情報記録再生方法によれば、異なる波長の光ビームを用いて記録再生する複数の異なる規格の光ディスクに対応でき、特に、１つのパッケージに異なる波長の発光素子（たとえば、半導体レーザ素子）を配設させた２波長複合発光チップ（たとえば、２波長複合半導体レーザダイオード）を用いた光ピックアップに対して、光軸ずれに基づくコマ収差の補正を不要とするために、第１および第２の発光素子（たとえば、半導体レーザ素子）の発光点間の間隔を非常に狭くし、双方に共通の受光素子を用いる場合であっても、各発光素子（たとえば、半導体レーザ素子）からのそれぞれの光ビームの戻り光に対して正常なサーボ信号を検出することができる。
【００７５】したがって、２つのビームの戻り光に対しても１つの受光素子を共通に使用でき、かつ、光軸ずれに基づくコマ収差補正用の部品も不要となるので、部品点数を削減することができる。したがって、光ピックアップ、情報記録再生装置を小型化，低コスト化できるだけでなく、確実に情報の記録あるいは再生を行うことができる。
【出願人】 【識別番号】０００００５０４９
【氏名又は名称】シャープ株式会社
【出願日】 平成１２年８月４日（２０００．８．４）
【代理人】 【識別番号】１０００７９８４３
【弁理士】
【氏名又は名称】高野 明近 （外２名）
【公開番号】 特開２００２−５６５５０（Ｐ２００２−５６５５０Ａ）
【公開日】 平成１４年２月２２日（２００２．２．２２）
【出願番号】 特願２０００−２３７５３５（Ｐ２０００−２３７５３５）