JP2002190125A - 光ヘッド装置、光情報記録再生装置、収差検出方法および光ヘッド装置の調整方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高密度の光ディスクに対しても球面収差の検
出信号が安定に得られる光ヘッド装置を提供する。 【解決手段】 光ディスクからの戻り光をホログラム素
子１０８等により透過光と回折光の２つに分け、光量の
大きい透過光により情報を再生し、光量の少ない回折光
を光軸に近い領域と光軸から遠い領域の２つに分け、そ
れぞれの焦点ずれ量をフォーカス誤差信号として求め、
その差信号を球面収差誤差信号とする。これにより、情
報再生信号のＳＮ比を高く保ったまま、球面収差量を検
出することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光ディスクや光カ
ード等の情報記憶媒体に情報の記録もしくは再生を行う
際に使用する球面収差補正手段を制御するための球面収
差誤差信号を得る光ヘッド装置、および情報記憶媒体に
情報の記録・再生を行う情報記録再生装置、収差検出方
法、および光ヘッド装置の調整方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】図２８は、従来の情報記録再生装置にお
ける光ヘッド装置の構成図である。光源としての半導体
レーザ１０１から出た光は、コリメートレンズ１０２に
より平行光になり、ビームスプリッター１０３を透過す
る。ビームスプリッター１０３を透過したビームは、対
物レンズ１０５により、情報記憶媒体としての光ディス
ク１０７上に集光される。集光されたビームは、光ディ
スク１０７上のトラックにより反射・回折される。反射
・回折されたビームは再び対物レンズ１０５を通り、ビ
ームスプリッター１０３で反射され、検出レンズ１０９
で集光される。集光されたビームは、円柱レンズ１１０
により、トラックに対して４５度方向の非点収差が与え
られて光検出器９０１に入る。

【０００３】図２９は、図２８の光検出器９０１の正面
図である。光検出器９０１には、検出領域９１１〜９１
４が上下左右に配置され、非点収差を与えられたビーム
９５１は、検出領域の中心にくるように調整される。フ
ォーカス誤差信号は、対角に配置された２つの検出領域
による信号の和信号を、逆の対角に配置された２つの検
出領域による信号の和信号から引くことで得られる。ま
たトラック誤差信号は、対角に配置された２つの検出領
域による信号の和信号と、逆の対角に配置された２つの
検出領域による信号の和信号との位相比較により得られ
る。

【０００４】図２８の対物レンズ１０５は、アクチュエ
ータ１０６により、トラック直交方向とフォーカス方向
に移動させられる。トラック直交方向の移動は、トラッ
ク誤差信号をもとにトラッキング制御系により行われ、
フォーカス方向の移動は、フォーカス誤差信号をもとに
フォーカシング制御系により行われる。なお、ここで
は、フォーカス誤差信号の生成手段としては、非点収差
法を用いるものと想定している。また、トラック誤差信
号の生成手段は、位相差法を用いるものと想定してい
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ここで、情報記憶媒体
としての光ディスク１０７に記録された情報の密度を上
げるために、集光光学系の開口数ＮＡを大きくし、波長
を短くするシステムが提案されている。ところが、開口
数ＮＡが大きくなるにつれて、光ディスク１０７の保護
層である基材の厚み誤差により発生する球面収差が大き
くなる。これを補正する手段としては、レンズの組によ
り球面波を発生させて対物レンズで球面収差を発生させ
る方法や、液晶により逆の球面収差を発生させる方法が
知られている。しかしながら、球面収差を検出する適当
な方法がなかった。

【０００６】このため、情報記憶媒体に記録される情報
の密度が上がるにつれ、光学的条件の要求が厳しくな
り、球面収差等に起因して情報記憶媒体上でビームが十
分小さく絞れず、情報の記録が安定にできなかったり、
情報の再生が安定にできないという問題が存在した。

【０００７】本発明は、上記の問題に鑑みてなされたも
のであり、その目的は、高密度の光ディスクに対しても
球面収差の検出信号が安定に得られる、光ヘッド装置、
情報を安定に記録および再生できる情報記録再生装置、
収差検出方法、および光ヘッド装置の調整方法を提供す
ることにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
め、本発明に係る第１の光ヘッド装置は、光を発する光
源と、光源から出射された光を情報記憶媒体上へと集光
する集光手段を含む集光光学系と、情報記憶媒体で反射
された復路の光を、光量の大きい第１の光と第１の光に
比べて光量の小さい第２の光とに分岐する分岐手段と、
第１の光を受光し、情報記憶媒体に記録された情報を再
生するための信号を出力する第１の光検出手段と、第２
の光を受光し、情報記憶媒体上に集光された光の収差を
検出するための信号を出力する第２の光検出手段とを備
えたことを特徴とする。

【０００９】第１の光ヘッド装置において、分岐手段
は、第２の光を光軸に近い第１の領域の光と光軸から遠
い第２の領域の光に分割し、第１の光ヘッド装置は、第
１の領域の光の焦点ずれ量と前記第２の領域の光の焦点
ずれ量の少なくとも一方を用いて、情報記憶媒体上に集
光された光の球面収差量を検出する球面収差検出手段を
備えることが好ましい。

【００１０】この場合、球面収差検出手段は、第１の領
域の光の焦点ずれ量と第２の領域の光の焦点ずれ量との
差を球面収差量とすることが好ましい。

【００１１】また、集光光学系で利用される光の断面
は、第１の半径を有する略円形であり、略円と同心で第
１の半径よりも小さい第２の半径を持つ円形の領域を第
１の領域とし、第１の領域より外側で且つ第１の半径の
略円よりも内側の領域を第２の領域とすることが好まし
い。

【００１２】また、情報記憶媒体と集光手段の相対距離
が変化した際の第１の領域の光の焦点ずれ量と第２の領
域の光の焦点ずれ量の変化量が等しいことが好ましい。

【００１３】また、第２の光検出手段は、第１の領域の
光を検出する第１の光検出領域と、第２の領域の光を検
出する第２の光検出領域を有し、第１の光検出領域は、
第２の光検出領域に比べ、分岐手段で分岐された第１の
光の光軸に近い位置に配置されることが好ましい。

【００１４】または、第２の光検出手段は、第１の領域
の光を検出する第１の光検出領域と、第２の領域の光を
検出する第２の光検出領域を有し、第１の光検出領域と
第２の光検出領域はその一部を共有することが好まし
い。

【００１５】また、集光光学系は、情報記憶媒体上に集
光される光の球面収差を変化させる球面収差補正手段を
含み、球面収差補正手段は、球面収差検出手段からの信
号を受けて動作することが好ましい。

【００１６】第１の光ヘッド装置において、情報記憶報
媒体は特定のピッチのトラックを有し、分岐手段は、ト
ラックで回折された＋１次光と０次光とが重なる領域を
内側の領域＋１Ａと、領域＋１Ａを囲む外側領域＋１Ｂ
と、トラックで回折された−１次光と０次光が重なる領
域を内側の領域−１Ａと、領域−１Ａを囲む外側の領域
−１Ｂとの４つの領域に分岐し、領域＋１Ａの光量に比
例する信号と領域−１Ｂの光量に比例する信号との和信
号をＲＴ＋とし、領域＋１Ｂの光量に比例する信号と領
域−１Ａの光量に比例する信号との和信号をＲＴ−とし
た場合、信号ＲＴ＋と信号ＲＴ−との差信号に基づい
て、情報記憶媒体上と集光光学系のトラック方向へのチ
ルト量を検出するチルト検出手段を備えることが好まし
い。

【００１７】前記の目的を達成するため、本発明に係る
第２の光ヘッド装置は、光を発する光源と、光源から出
射された光を情報記憶媒体上へと集光する集光手段を含
む集光光学系と、情報記憶媒体で反射された復路の光
を、光軸に近い第１の領域の光と光軸から遠い第２の領
域の光とに分岐する分岐手段と、分岐された光を受光す
る１つの光検出手段とを備え、第１の領域の光の焦点ず
れ量と第２の領域の光の焦点ずれ量との差を用いて情報
記憶媒体上に集光された光の球面収差量を検出する際、
情報記憶媒体と集光手段の相対距離が変化したときに、
第１の領域の光の焦点ずれ量と第２の領域の光の焦点ず
れ量の変化量が等しいことを特徴とする。

【００１８】第２の光ヘッド装置において、集光光学系
で利用される光の断面は、第１の半径Ｒｂを有する略円
形であり、略円と同心で第１の半径Ｒｂよりも小さい第
２の半径Ｒ１を持つ円形の領域を第１の領域とし、第１
の領域より外側で且つ第１の半径Ｒｂの略円の内側の領
域を第２の領域とし、情報記憶媒体と集光手段の相対距
離が変化したときに、前記第１の領域の光の焦点ずれ量
と前記第２の領域の光の焦点ずれ量の変化量が等しくな
るように、前記第１の半径Ｒｂと前記第２の半径Ｒ１の
比が決定されることが好ましい。

【００１９】前記の目的を達成するため、本発明に係る
第３の光ヘッド装置は、光を発する光源と、光源から出
射された光からサブビームを生成するサブビーム生成手
段と、サブビームおよびサブビーム以外のメインビーム
を情報記憶媒体上へと集光する集光手段を含む集光光学
系と、情報記憶媒体で反射された復路の前記メインビー
ムを、光量の大きい第１の光と該第１の光に比べて光量
の小さい第２の光とに分岐し、第２の光を光軸に近い第
１の領域の光と光軸から遠い第２の領域の光とに分割す
る分岐手段と、第１の光を受光し、情報記憶媒体に記録
された情報を再生するための信号を出力する第１の光検
出手段と、第２の光を受光し、情報記憶媒体上に集光さ
れた光の収差を検出するための信号を出力する第２の光
検出手段と、情報記憶媒体で反射された復路のサブビー
ムを検出する第３の光検出手段とを備え、第２の光検出
手段と第３の光検出手段は、第１の光検出手段に対して
略直交する方向に配置されることを特徴とする。

【００２０】前記の目的を達成するため、本発明に係る
第４の光ヘッド装置は、光を発する光源と、光源から出
射された光を情報記憶媒体上へと集光する集光手段を含
む集光光学系と、情報記憶媒体で反射された復路の光
を、光量の大きい第１の光と第１の光に比べて光量の小
さい第２の光とに分岐する分岐手段と、第１の光を受光
し、情報記憶媒体に記録された情報を再生するための信
号を出力する第１の光検出手段と、第２の光を受光し、
情報記憶媒体上に集光された光の収差を検出するための
信号を出力する第２の光検出手段と、第１の光検出手段
からの信号と第２の光検出手段からの信号との和信号に
基づいて、情報記憶媒体と集光手段との距離が特定の範
囲にあることを判断する手段とを備えたことを特徴とす
る。

【００２１】前記の目的を達成するため、本発明に係る
第５の光ヘッド装置は、光を発する光源と、光源から出
射された光を情報記憶媒体上へと集光する集光手段を含
む集光光学系と、情報記憶媒体で反射された復路の光
を、光量の大きい第１の光と第１の光に比べて光量の小
さい第２の光とに分岐する分岐手段と、第１の光を受光
し、情報記憶媒体に記録された情報を再生するための信
号を出力する第１の光検出手段と、第２の光を受光し、
情報記憶媒体上に集光された光の収差を検出するための
信号を出力する第２の光検出手段とを備え、第１の光の
光量をηｍ、第２の光の光量をηｓ、集光光学系の開口
数をＮＡ、集光光学系の情報記憶媒体から第１および第
２の光検出手段に至る復路の横倍率をαとし、情報記憶
媒体は複数の反射面を有し、情報記憶媒体の２つの反射
面の光学的間隔をｄとし、第２の光検出手段の検出領域
の面積をＳ１とした場合、 Ｓ１≦４・π・（ｄ・ＮＡ・α）²・ηｓ／ηｍ、 なる関係を有することを特徴とする。

【００２２】前記の目的を達成するため、本発明に係る
情報記録再生装置は、光を発する光源と、光源から出射
された光を情報記憶媒体上へと集光する集光手段を含む
集光光学系と、情報記憶媒体で反射された復路の光を、
光量の大きい第１の光と第１の光に比べて光量の小さい
第２の光とに分岐する分岐手段と、第１の光を受光し、
情報記憶媒体に記録された情報を再生するための信号を
出力する第１の光検出手段と、第２の光を受光し、情報
記憶媒体上に集光された光の収差を検出するための信号
を出力する第２の光検出手段とを有する光ヘッド装置
と、光ヘッド装置と情報記憶媒体を相対的に移動させる
移動手段と、光ヘッド装置と移動手段を制御する制御手
段とを備えたことを特徴とする。

【００２３】前記の目的を達成するため、本発明に係る
収差検出方法は、光を発する光源と、光源から出射され
た光を情報記憶媒体上へと集光する集光手段を含む集光
光学系と、情報記憶媒体で反射された復路の光を光量の
大きい第１の光と第１の光に比べて光量の小さい第２の
光とに分岐する分岐手段と、第１の光を受光する第１の
光検出手段と、第２の光を受光する第２の光検出手段と
を用いた収差検出方法であって、第１の光検出手段から
の信号を用いて情報記憶媒体に記録された情報を再生
し、第２の光検出手段からの光を用いて情報記憶媒体上
に集光された光の収差を検出することを特徴とする。

【００２４】前記の目的を達成するため、本発明に係る
光ヘッド装置の調整方法は、光を発する光源と、光源か
ら出射された光を情報記憶媒体上へと集光する集光手段
を含む集光光学系と、情報記憶媒体で反射された復路の
光を光軸に近い第１の領域の光と光軸から遠い第２の領
域の光に分岐する分岐手段と、分岐手段を光軸に対して
回転する回転機構と、第１の領域の光を検出する第１の
光検出領域、および第２の領域の光を検出する第２の光
検出領域を有する光検出手段とを備えた光ヘッド装置の
調整方法であって、第１の光検出領域と第２の検出領域
はそれぞれの光の光軸の中心を通る直線に略平行な分割
線で分割されており、第１の光検出領域は、分割線によ
り、領域１Ａと領域１Ｂとに分割され、第２の光検出領
域は、分割線により、分割線に対し領域１Ａと同じ側に
ある領域２Ａと領域１Ｂと同じ側にある領域２Ｂとに分
割され、領域１Ａによる検出信号と領域２Ｂによる検出
信号との和信号をＳ１とし、領域１Ｂによる検出信号と
領域２Ａによる検出信号との和信号をＳ２とした場合、
和信号Ｓ１と和信号Ｓ２との差信号がゼロになるよう
に、回転機構を用いて分岐手段を調整することを特徴と
する。

【００２５】上記の構成によれば、記録密度を高めた情
報記録媒体に対しても、球面収差の検出信号が安定に得
られ、情報を安定に記録および再生することが可能にな
る。

【００２６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
について、図１〜図２７を参照して説明する。なお、以
下で参照する各図面において、同一の符号を付した要素
は同様の作用をなす。

【００２７】（実施の形態１）本実施の形態１では、情
報記憶媒体としての光ディスクからの反射光をホログラ
ム素子により内周ビームと外周ビームの２つに分け、そ
のホログラム素子の回折光からは球面収差誤差信号を
得、その０次光からは情報再生信号を得る方法について
述べる。

【００２８】図１は、本発明の実施の形態１に係る光ヘ
ッド装置の構成図である。図１において、光源としての
半導体レーザ１０１から出射された光は、コリメートレ
ンズ１０２により平行光になり、サブビーム生成手段と
しての回折格子１１２を通る。この際、回折格子１１２
により±１次回折光が生成され、光は３つのビームに分
かれる。３つのビームのうち、中央の０次回折光による
ビームをメインビーム、±１次回折光による両脇のビー
ムをサブビームと呼ぶ。３つのビームは、ビームスプリ
ッター１０３を透過する。透過した３つのビームは、球
面収差補正手段としての凹レンズと凸レンズのレンズ組
１０４により波面が変換され、集光手段としての対物レ
ンズ１０５により、情報記憶媒体としての光ディスク１
０７上に集光される。メインビームが光ディスク１０７
上のあるトラックの上にあるとき、２つのサブビームは
そのトラックと隣接するトラックとの中間にあるように
配置される。集光された３つのビームは、光ディスク１
０７上のトラックにより反射・回折され、再び対物レン
ズ１０５、レンズ組１０４を通り、ビームスプリッター
１０３により反射される。

【００２９】図１の説明を続ける。ビームスプリッター
１０３により反射された３つのビームは、分岐手段とし
てのホログラム素子１０８により、回折光と０次光に分
岐される。ホログラム素子１０８を素通りした０次光で
ある３つのビームは検出レンズ１０９により集光され、
円柱レンズ１１０によりトラックに対して４５度方向の
非点収差が与えられて、光検出手段としての光検出器１
１１に入る。この光を受けて光検出器１１１から出力さ
れる信号は、ＲＦ信号・ＦＥ信号・ＴＥ信号生成回路２
０１に入力される。ＲＦ信号・ＦＥ信号・ＴＥ信号生成
回路２０１から出力されるＲＦ信号は、光ディスク１０
７に記録された情報を再生するために使用され、フォー
カス誤差（ＦＥ）信号とトラック誤差（ＴＥ）信号は、
制御・駆動回路２０４に入力される。制御・駆動回路２
０４は、ＦＥ信号とＴＥ信号を受けて、対物レンズ１０
５のアクチュエータ１０６を駆動する。

【００３０】一方、ホログラム素子１０８で回折された
メインビームの＋１次光と−１次光も検出レンズ１０９
で集光され、円柱レンズ１１０によりトラックに対して
４５度方向の非点収差が与えられて、光検出器１１１に
入る。これらの光を受けて光検出器１１１から出力され
る信号は、ＳＡＥ信号生成回路２０２に入力される。Ｓ
ＡＥ信号生成回路２０２は球面収差誤差信号（ＳＡＥ信
号）を出力する。ＳＡＥ信号は、制御・駆動回路２０３
に入り、球面収差補正手段としてのレンズ組み１０４の
レンズ間の距離を変化させ、光ディスク１０７上のビー
ムの球面収差が最小となるように制御が行われる。ホロ
グラム素子１０８とＳＡＥ信号生成回路２０２とで球面
収差検出手段が構成される。

【００３１】図２は、ホログラム素子１０８の正面図で
ある。半径Ｒ１の円の外側の領域１２００、および半径
Ｒ１の円の内側の領域１２０１には、それぞれ格子間隔
の異なる回折格子が作製されている。光ディスク１０７
で反射・回折され対物レンズ１０５を通過したビームの
ホログラム素子１０８上への投影図は、半径Ｒｂの円形
（図の破線の円）に相当する。Ｒ１／Ｒｂは０．７５程
度とする。これにより、ビームのうち外側の領域にかか
る面積と内側の領域にかかる面積はほぼ等しくなり、信
号強度もほぼ等しくなる。このとき、光ディスク１０７
の厚さ誤差等による球面収差に対するＳＡＥ信号の変化
の度合いである検出感度は最も高くなる。従って、Ｒ１
／Ｒｂは０．７５前後が最適である。図５は、デフォー
カスによるＳＡＥ信号値の変動を、Ｒ１／Ｒｂをパラメ
ータとしてプロットした図である。この図５からも、Ｒ
１／Ｒｂは０．７５前後でデフォーカスによるＳＡＥ信
号値の変動が小さくなることがわかる。デフォーカスに
よるＳＡＥ信号の変動を小さくするには、情報記憶媒体
としての光ディスク１０７と集光手段としての対物レン
ズ１０５の相対距離の変化であるデフォーカス量の変化
に対して、第１の領域である領域１２００に含まれる光
の焦点ずれ量の変化量と、第２の領域である領域１２０
１に含まれる光の焦点ずれ量の変化量が等しければよ
い。デフォーカスによりＳＡＥ信号値が変動すると、フ
ォーカス制御のサーボループと、球面収差補正制御のサ
ーボループとが干渉を起こし、制御が安定しないという
不具合が発生する。Ｒ１／Ｒｂが０．７５前後であれ
ば、この干渉は小さく、安定な制御が可能となる。な
お、このＲ１／Ｒｂの最適値はビームの中央と端の光強
度比に依存する。中央の光強度に対する端の光強度の比
が小さい場合には、Ｒ１／Ｒｂはより小さいほうが干渉
は小さくなる。

【００３２】図３は、光検出器１１１の検出領域の配
置、ＲＦ信号・ＴＥ信号・ＦＥ信号生成回路２０１、Ｓ
ＡＥ信号生成回路２０２等の詳細の構成図である。図３
において、光検出器１１１は、メインビーム検出領域
（領域１５３ａ〜１５３ｄ）、サブビーム検出領域（領
域１５２ａ〜１５３ｄ、領域１５４ａ〜１５４ｄ）、Ｓ
ＡＥ信号検出領域（領域１５１ａ〜１５１ｆ、領域１５
５ａ〜１５５ｆ）の大きく分けて３つの検出領域を持
つ。メインビームのうちホログラム素子１０８を透過し
た０次光がビーム１２１であり、サブビームのうちホロ
グラム素子１０８を透過した０次光がビーム１２４ａと
１２４ｂであり、メインビームのうちホログラム素子１
０８の領域１２００で回折された＋１次光のビームが１
２２ａ、−１次光のビームが１２２ｂ、領域１２０１で
回折された＋１次光のビームが１２３ａ、−１次光のビ
ームが１２３ｂである。

【００３３】検出領域１５３ａ〜１５３ｄは、ビーム１
２１を受け、受光した光量に応じた電流信号を出力す
る。電流電圧変換回路２１１は、電流信号を受けて電圧
信号を出力する。加算器２２８は、上下左右の検出領域
のうち、対角に配置された検出領域１５３ａと１５３ｃ
から出力された信号を加算する。加算器２２９は、上下
左右の検出領域のうち、別の対角に配置された検出領域
１５３ｂと１５３ｄから出力された信号を加算する。差
動回路２３０は、加算器２２８から出力された信号と加
算器２２９から出力された信号を受け、その差信号を出
力する。これがフォーカス誤差信号（ＦＥ）となる。位
相差ＴＥ生成回路２３１は、加算器２２８と加算器２２
９からの出力信号を受け、その位相を比較して位相差ト
ラック誤差信号（ＴＥ）を出力する。

【００３４】加算器２３２は、上下左右の検出領域のう
ち、左側に配置された検出領域１５３ａと１５３ｂから
出力された信号を加算する。加算器２３３は、上下左右
の検出領域のうち、右側に配置された検出領域１５３ｃ
と１５３ｄから出力された信号を加算する。差動回路２
３４は、加算器２３２から出力された信号と加算器２３
３から出力された信号を受け、その差信号を出力する。
これがプッシュプルＴＥ信号（ＰＰ−ＴＥ）となる。ま
た、加算器２３５は、加算器２３２と加算器２３３から
の出力信号を受けて、その和信号を出力する。これが光
ディスク１０７に記録された情報を再生するためのＲＦ
信号となる。

【００３５】また、検出領域１５２ａ〜１５２ｂと検出
領域１５４ａ〜１５４ｂは、それぞれ、サブビーム１２
４ａと１２４ｂを受け、受光した光量に応じた電流信号
を出力する。電流電圧変換回路２１０は、電流信号を受
けて電圧信号を出力する。差動回路２３６は、検出領域
１５２ａと検出領域１５４ａからの出力信号の和信号
と、検出領域１５２ｂと検出領域１５４ｂからの出力信
号の和信号とを受け、その差信号を出力する。これがサ
ブビームのＴＥ信号（ＳＵＢ−ＴＥ）となる。差動回路
２３７は、差動回路２３４と差動回路２３６からの出力
信号を受け、その差信号を出力する。これがディファレ
ンシャルプッシュプル方式（ＤＰＰ）のＴＥ信号（ＤＰ
Ｐ−ＴＥ）となる。加算器２２８、２２９、２３２、２
３３、２３５と、差動回路２３０、２３４、２３６、２
３７と、位相差ＴＥ生成回路２３１とで、ＲＦ信号・Ｆ
Ｅ信号・ＴＥ信号生成回路２０１が構成される。

【００３６】更に図３の説明を続ける。検出領域１５１
ａ〜１５１ｆは、ビーム１２２ａ、１２３ａを受け、受
光した光量に応じた電流信号を出力する。また、検出領
域１５５ａ〜ｆは、ビーム１２２ｂ、１２３ｂを受け、
受光した光量に応じた電流信号を出力する。電流電圧変
換回路２１０は、電流信号を受けて電圧信号を出力す
る。加算器２２１は、検出領域１５１ｂ、１５１ｄ、１
５１ｆ、および検出領域１５５ａ、１５５ｃ、１５５ｅ
から出力された信号を加算する。また、加算器２２２
は、検出領域１５１ａ、１５１ｃ、１５１ｅ、および検
出領域１５５ｂ、１５５ｄ、１５５ｆから出力された信
号を加算する。差動回路２２３は、加算器２２１から出
力された信号と加算器２２２から出力された信号とを受
け、その差信号を出力する。これが球面収差誤差信号
（ＳＡＥ信号）となる。２つの加算器２２１、２２２
と、差動回路２２３とで、ＳＡＥ信号生成回路２０２が
構成される。

【００３７】一方、加算器２２４は、検出領域１５１
ａ、１５１ｂ、１５１ｃ、および検出領域１５５ｄ、１
５５ｅ、１５５ｆから出力された信号を加算する。ま
た、加算器２２５は、検出領域１５１ｄ、１５１ｅ、１
５１ｆ、および検出領域１５５ａ、１５５ｂ、１５５ｃ
から出力された信号を加算する。差動回路２２６は、加
算器２２４から出力された信号と加算器２２５から出力
された信号とを受け、その差信号を出力する。これはビ
ーム１２２ａ、１２２ｂ、およびビーム１２３ａ、１２
３ｂと、それぞれ、検出領域１５１ａ〜１５１ｆ、およ
び検出領域１５５ａ〜ｆとの回転ずれをあらわす回転誤
差信号（ＲＯＴ）となる。ＲＯＴ信号は、ヘッド調整時
に球面収差用ビームを生成するホログラム素子１０８と
光検出器１１１の回転方向の角度を調整するために用い
られる。ホログラム素子１０８は、回転調整機構２１２
（図１）により回転させられる。回転調整機構２１２
は、ＲＯＴ信号生成回路２５１からの出力信号であるＲ
ＯＴ信号を受けて、このＲＯＴ信号の値がゼロになるよ
うに、ホログラム素子１０８を回転し調整する。これに
より、ホログラム素子１０８は光検出器１１１に対し正
しい位置にセットされる。

【００３８】図４Ａは、電流電圧変換回路２１０の構成
図である。各光検出領域１５１ａ〜１５１ｆ、１５２
ａ、１５２ｂ、１５４ａ、１５４ｂ、１５５ａ〜１５５
ｆには、逆バイアス電圧Ｖｃが印加されている。これら
各光検出領域から出力された電流信号Ｉｐ１は、抵抗値
Ｒ１を有する変換抵抗２４２に流れる。変換抵抗２４２
にはＩｐ１×Ｒ１の電圧降下が生じる。この電圧降下が
オペアンプ２４３で構成されたボルテージフォロワーに
より後段の回路に出力される。この構成は、オペアンプ
で発生する低域の１／ｆノイズを増幅しないため、低周
波数の信号の電流電圧変換回路に適する。

【００３９】図４Ｂは、別の電流電圧変換回路２１１の
構成図である。各光検出領域１５３ａ〜１５３ｄには、
逆バイアス電圧Ｖｃが印加されている。これら各光検出
領域から出力された電流信号Ｉｐ２は、抵抗値Ｒ２を有
する変換抵抗２４４に流れ込む。変換抵抗２４４は、オ
ペアンプ２４６の帰還抵抗を兼ねる。オペアンプ２４６
のプラス入力は、抵抗２４５を介して基準電圧になって
いるため、オペアンプ２４６の出力信号として、基準電
圧に対して、−Ｉｐ２×Ｒ２の電圧が後段の回路に出力
される。この構成は、大きな変換抵抗を用いても、それ
が光検出領域等の浮遊容量と切り離されるため、高周波
数の信号の電流電圧変換回路に適する。

【００４０】次に、各ビームの光量の配分割合について
述べる。本実施の形態の構成では、高い周波数（数１０
ＭＨｚ程度）まで利用される信号は、中央の検出領域１
５３ａ〜１５３ｄから出力される信号のみである。検出
領域１５１ａ〜１５１ｆ、検出領域１５５ａ〜１５５ｆ
から出力される信号は、球面収差検出を行い、球面収差
補正手段を駆動するために、光ディスクの回転数の１０
倍程度の周波数（数１００Ｈｚ程度）が利用される。こ
のため、ホログラム１０８の０次回折光のビーム１２１
に比べて、±１次回折光のビーム１２２ａ、１２２ｂと
ビーム１２３ａ、１２３ｂの光量を小さくすることがで
き、その分だけ０次光の光量を大きくすることができ
る。記録可能な光ディスクでは、記録層の反射率は再生
専用の光ディスクに比べて低く、また記録容量を増やす
ために多層化された光ディスクでは、実質的な反射率は
更に下がる。一方、少ない光量の光を高い信号ノイズ比
（ＳＮ比）で再生するためには、電流電圧変換回路の変
換抵抗を大きくすればよいが、変換抵抗を大きくする
と、その変換抵抗と光検出領域の浮遊容量との間に形成
されるローパスフィルタにより、高い周波数の信号が得
られないという問題がある。また、ＲＦ信号を得るため
にいくつかの信号を加算する際には、電流電圧変換回路
で発生するノイズも一緒に加算されるためＳＮ比を下げ
る要因となる。これらを勘案すると、ＲＦ信号の再生の
ためには、できるだけ多くの光量を割き、電流電圧変換
回路の個数を少なくする必要があり、本実施の形態はこ
の要請を満たしている。

【００４１】保護層の基材厚誤差等により発生する球面
収差を検出する方法として、例えば特開２０００−１８
２２５４号公報に、ホログラム素子により光軸に近い領
域の光を分離し、スポットの大きさから焦点ずれを検出
する方法（スポットサイズ法）が記載されている。ま
た、特開２０００−１７１３４６号公報には、ホログラ
ム素子による光軸に近い半円状領域と遠い半円状領域を
分離して、焦点前後で半円の方向が入れ替わることを利
用して焦点ずれを検出する方法（ナイフエッジ法）が記
載されている。

【００４２】しかし、いずれの方法も、全体の光ビーム
をいくつかに分割しているため、情報再生信号はこれら
別々の検出領域から得られた信号を加算する必要があっ
た。このため、電流電圧変換回路のオペアンプの数が増
え、再生信号のＳＮ比が下がってしまった。すなわち、
特開２０００−１８２２５４号公報では、オペアンプの
数は２倍に増えるためＳＮ比は約０．７１倍悪化し、特
開２０００−１７１３４６号公報では、オペアンプの数
は３個から５個へと増えるためＳＮ比は０．７７倍悪化
する。このため情報再生の誤り率が増加する。本実施の
形態では、ホログラム素子の回折格子は自由に設計で
き、この０次光の配分比率を８０％以上にすることも可
能である。このため、ＳＮ比の低下を０．８倍以上に抑
えたまま、球面収差検出が可能となる。

【００４３】本実施の形態の例では、球面収差により、
内周の光であるビーム１２３ａ、１２３ｂと外周の光で
あるビーム１２２ａ、１２２ｂとでは、９０度異なる方
向にビームがひずむ。このひずみは、円柱レンズ１１０
によって与えられた非点収差によるものであり、光検出
器と集光点位置の関係によりビームのひずむ方向が異な
る原理は、非点収差法のフォーカス誤差検出としても利
用されるものである。この原理とビームの配置から、検
出領域１５１ａ〜１５１ｆと１５５ａ〜１５５ｆについ
て、それぞれ、千鳥に配置された検出領域からの出力信
号を加算し、その差信号を得ることにより、ビーム１２
３ａ、１２３ｂの焦点ずれ量とビーム１２２ａ、１２２
ｂの焦点ずれ量の差が求められ、球面収差誤差信号を得
ることができる。この信号により球面収差補正手段とし
てのレンズ組み１０４のレンズ間隔を制御することで、
スポットの球面収差は小さく保たれ、情報の記録や再生
が安定してでき、誤り率も低く抑えることができる。

【００４４】なお、ここでは、ビーム１２３ａ、１２３
ｂの焦点ずれ量とビーム１２２ａ、１２２ｂの焦点ずれ
量との差から球面収差量を求めたが、ビーム１２３ａ、
１２３ｂの焦点ずれ量のみ、またはビーム１２２ａ、１
２２ｂの焦点ずれ量のみを用いても、デフォーカスがゼ
ロであれば球面収差量を検出できる。

【００４５】本実施の形態の構成では、内周の領域の光
を０次光の光軸中心に近い側、外周の領域の光を光軸中
心から遠い側に飛ばしている。これは、内周領域の光は
光検出器上での広がりが小さく、外周領域の光は光検出
器上での広がりが大きいためである。光源の波長変動や
検出レンズの焦点距離ばらつき等による光の位置変動へ
の影響が大きい、光軸中心から遠い位置へ外周領域の光
を配置し、光源の波長変動等による光の位置変動への影
響が小さい、光軸中心に近い位置へ内周領域の光を配置
する。これにより、光源の波長変動や検出レンズの焦点
距離ばらつきがあっても、球面収差信号の特性の劣化を
抑えることができる。

【００４６】また、この構成のように、ディファレンシ
ャルプッシュプル法（ＤＰＰ法）と球面収差検出を行う
場合は、図３に示したように、光検出器上で、ＤＰＰ法
を適用するサブビームと球面収差検出用の光ビームは、
メインビームの０次光に対して略直交した方向に配置す
る。これにより、ＤＰＰ法が適用されるサブビームと球
面収差検出用の光ビームとの干渉を最小することができ
る。なお、ここでは、サブビームはＤＰＰ法に用いる例
を示したが、３ビーム法のトラッキングに用いるための
サブビームであっても、この配置を用いることにより干
渉を最小にする効果が得られる。

【００４７】さらに、この構成のように、内周領域の光
と外周領域の光を並べて検出する場合、内周領域の光を
検出する検出領域の外側の２つと、外周領域の光を検出
する検出領域の内側の２つとは共用することができる。
これにより、検出領域を減らすことができ、検出領域の
簡略化、小型化が実現できる。この結果、光ヘッド装置
を小型化することができる。

【００４８】次に、ホログラム素子１０８の代わりに、
図６に示したホログラム素子３０１を用いることによ
り、ラジアルチルト検出を兼ねる方法について述べる。
ホログラム素子３０１では、メインビームの内、光ディ
スク１０７のトラックにより回折された±１次回折光が
もとの０次光ビームと重なる２つの領域にあわせて、領
域１２０２〜１２０５を設け、そこを通過する光の一部
をそれぞれ別の場所に回折させる。領域１２０２は領域
１２０３の内側、領域１２０４は領域１２０５の内側に
配置されている。

【００４９】図７に、これらの領域で回折された光の検
出器上での位置を示す。領域１２０２の回折光は光ビー
ム１２６ａ及び１２６ｂ、領域１２０３の回折光は光ビ
ーム１２７ａ及び１２７ｂ、領域１２０４の回折光は光
ビーム１２８ａ及び１２８ｂ、領域１２０５の回折光は
光ビーム１２５ａ及び１２５ｂとなる。信号の演算によ
り、４つの検出領域からの出力信号の和信号ＲＴ１＝信
号（１５１ａ）＋信号（１５１ｆ）＋信号（１５５ｃ）
＋信号（１５５ｄ）と、別の４つの検出領域からの出力
信号の和信号ＲＴ２＝信号（１５１ｂ）＋信号（１５１
ｅ）＋信号（１５５ｂ）＋信号（１５５ｅ）とが得られ
る。そして、ラジアルチルト誤差信号ＲＴＥは、ＲＴ１
とＲＴ２の差として求められる。

【００５０】ラジアルチルトがあると波面はＮ字状にな
る。光ディスク１０７のトラックにより回折された±１
次光が０次光と重なり干渉する際、＋１次光と０次光と
の干渉領域では、例えば正のラジアルチルトがあると、
中心付近の光強度が増加し、周辺部の光強度が減少す
る。逆に、負のラジアルチルトがあると、中心付近の光
強度が減少し、周辺部の光強度が増加する。一方、−１
次光と０次光との干渉領域では、例えば正のラジアルチ
ルトがあると、中心付近の光強度が減少し、周辺部の光
強度が増加する。逆に、負のラジアルチルトがあると、
中心付近の光強度が増加し、周辺部の光強度が減少す
る。このため、＋１次側の干渉領域の中心付近からの出
力信号と−１次側の干渉領域の周辺部からの出力信号と
の和信号と、＋１次側の干渉領域の周辺部からの出力信
号と−１次側の干渉領域の中心付近からの出力信号との
和信号との差をとることにより、ラジアルチルトを、極
性を含めて検出することができる。このラジアルチルト
誤差信号をもとにチルト補正を行うことにより、スポッ
トのコマ収差は小さく保たれ、情報の記録や再生が安定
してでき、誤り率も低く抑えることができる。

【００５１】また、本実施の形態において、検出領域１
５１ａ〜１５１ｆ、及び検出領域１５５ａ〜１５５ｆ
と、検出領域１５３ａ〜１５３ｄからの出力信号を加算
することにより、光ディスク１０７と対物レンズ１０５
の距離がジャストフォーカス付近の特定の距離に近づい
たことを検出する接近検出信号を得ることができる。検
出領域１５３ａ〜１５３ｄ（メインＰＤ）からの出力信
号の和信号からだけでも接近検出は可能であるが、検出
系の縦倍率が高い場合などでは、信号の変化の割合が早
く、確実な検出ができない。そこで、メインＰＤからの
和信号と、球面収差検出用の検出領域１５１ａ〜１５１
ｆ、１５５ａ〜１５５ｆ（ＳＡＥ用ＰＤ＝ＳＡＥ＿Ｐ
Ｄ）からの出力信号の和信号との加算することにより、
信号変化のデフォーカスに対する割合が小さくなり、検
出が確実にできるようになる。接近検出の判断手段は特
に図示しないが、和信号と予め定めた検出レベルとを比
較し、その差の極性により接近したことを判断する。こ
れは通常、制御用マイコン等のコントローラの中で行わ
れる。

【００５２】図８に、上記二つの場合のデフォーカスに
よる信号の変化の様子を示す。図８に示すように、メイ
ンＰＤのみの場合に比べ、ＳＡＥ用ＰＤとの和をとった
場合には、信号の範囲がおよそ３倍になっている。この
ため接近検出が確実にできるようになる。光ディスク１
０７にフォーカスを掛ける際に対物レンズ１０５を光デ
ィスク１０７に近づける場合にも、対物レンズ１０５が
光ディスク１０７に近づいたことを確実に検出できるよ
うになるため、対物レンズ１０５と光ディスク１０７が
衝突して、光ディスク１０７に傷をつける可能性が小さ
くなる。

【００５３】また、光ディスク１０７として、情報が記
録された層が２層ある２層ディスクを考えた場合、対物
レンズ１０５から出た光が一方の層に焦点を結ぶように
フォーカス制御を行っているとき、一部の光は他方の層
により反射される。この他方の層で反射された光は、検
出器上ではデフォーカスし広がったビームの状態で検出
される。このときの様子を図９に示す。図９には、メイ
ンビームの０次光の他方の層での反射光のデフォーカス
した状態のみを示す。実際には、それ以外のサブビーム
やメインビームの±１次光に応じた光がデフォーカスし
た状態で検出されるが、光量はメインビームの０次光に
比べて小さいため、ここではメインビームの０次光のみ
に注目する。

【００５４】このメインビームの０次光の他方の層での
反射光の広がりは略円形であり、その半径Ｒｓは、ディ
スクの２つの層の光学的間隔をｄ、集光光学系の情報記
憶媒体側の開口数をＮＡ、集光光学系から光検出器にい
たる復路の横ばい率をαとすると、Ｒｓ＝２・ｄ・ＮＡ
・αで表される。この他方の層で反射した光は、場所に
よる光量むらを持っており、レンズシフトやディスクの
チルト等により光検出器上でこの光が位置を変えると、
球面収差誤差信号に誤差を与える。この光量むらは全体
の光量の数％程度である。他方の層による反射光の光量
と、本来の検出のための光の光量とがほぼ同じであれ
ば、球面収差誤差信号に与える影響も数％程度となる。
したがって、球面収差誤差信号を得るための光検出器の
検出領域の面積をＳ１（＝２ＰＤｘ・ＰＤｙ）とした場
合、 Ｓ１≦π・Ｒｓ・Ｒｓ・ηｓ／ηｍ すなわち、 Ｓ１≦４・π・（ｄ・ＮＡ・α）²・ηｓ／ηｍ が成り立てばよい。ここで、ηｓは球面収差検出に用い
る光の光量、ηｍはメインビームの０次光の光量であ
る。この関係式の成り立つ光学系では、他方の層からの
反射光があっても、球面収差誤差信号の誤差が小さく、
正しく情報を読み取ったり、記録することができる。

【００５５】なお、ここでは２層を考えたが、３層以上
の場合にも同様の効果を得ることができる。

【００５６】尚、本実施の形態では、回折されたビーム
の焦点ずれ量を得る方法として、非点収差法によるＦＥ
信号生成を利用したが、スポットサイズ法やナイフエッ
ジ法を用いても良い。その場合、非点収差を与える円柱
レンズの影響を受けてスポットの形状は歪むが、歪みに
合わせて検出領域の形を設計するか、またはホログラム
素子により回折光に非点収差を与えて円柱レンズにより
発生する非点収差をキャンセルする。また、非点収差法
以外のフォーカス誤差検出方法を用いれば、スポットサ
イズ法やシングル・ナイフエッジ法、ダブル・ナイフエ
ッジ法などを用いた球面収差検出を、スポットの形状の
歪みを気にせず行うことができる。

【００５７】また、ホログラム素子１０８を配置する位
置を検出レンズ１０９の前としたが、この位置に限るも
のではない。検出レンズ１０９と円柱レンズ１１０との
間や、円柱レンズ１１０と光検出器１１１との間でもよ
い。図１０に、ホログラム素子１１３を円柱レンズ１１
０と光検出器１１１の間に配置した場合の構成を示す。
光ビームはホログラム素子１１３により内周の領域と外
周の領域の光に分割される。この場合には、図１１に示
すように、ホログラム素子１１３の分割形状は楕円形の
ほうが良い。これは、円柱レンズ１１０により、光ビー
ムが楕円形に歪むためである。この楕円形にあわせて、
外周領域１２０６と内周領域１２０７を分ける分割線も
楕円形とする。ホログラム素子１１３上でのビームの長
軸半径をＲｂＬ、短軸半径をＲｂＳとし、分割線の楕円
の長軸半径をＲ１Ｌ、短軸半径をＲ１Ｓとすると、Ｒ１
Ｌ＝０．７５×ＲｂＬ、Ｒ１Ｓ＝０．７５×ＲｂＳとし
たとき最も検出感度が高く、デフォーカスが生じても球
面収差検出に誤差が生じない。この構成では、検出レン
ズ１０９の焦点距離ｆがばらついても、球面収差検出用
のスポットと光検出器１１１の検出領域との位置関係が
ずれないため、球面収差信号が安定して得られる。

【００５８】また、図１２に、光情報記録再生装置とし
ての光ディスクドライブの構成の概略図を示す。光ディ
スク１０７は、移動手段としてのモーター６０１にクラ
ンパ６０２によって固定され回転させられる。本実施の
形態で述べた光ヘッド装置６０４は、移動手段としての
トラバース６０３によりディスクの半径方向に移動させ
られる。制御回路６０５は、光ヘッド装置６０４に対し
て、レーザーの駆動、フォーカス制御、トラッキング制
御のオン／オフ信号を出したり、ＲＦ信号を受け取り、
情報を再生する。また、制御回路６０５は、モーター６
０１やトラバース６０３に対しても制御信号を送りそれ
らの制御を行う。これにより、光情報記憶媒体としての
光ディスク１０７の任意の位置に情報を記録したり再生
したりすることができる。

【００５９】また、本実施の形態では、レンズ組により
波面を変換することで球面収差を補正したが、液晶等を
用いて球面収差を補正しても良い。この場合、往路の球
面収差は補正されても、復路の球面収差が補正されない
場合が考えられ、光ディスク１０７上で収差のない光が
集光されていたとしても、球面収差誤差信号はゼロにな
らない。この場合も、液晶等を駆動している信号を元に
補正している球面収差量を知ることができる。この補正
球面収差量に係数をかけた信号を球面収差誤差信号から
差し引いて、その差がゼロになるように制御をかけるこ
とにより、光ディスク１０７の情報層上で収差のないス
ポットを得ることができる。

【００６０】尚、本実施の形態では、トラッキング制御
として差動プッシュプル法（ＤＰＰ法）と位相差法を想
定したが、通常のプッシュプル法や３ビーム法の場合と
の組み合わせでもよい。また、情報記憶媒体として光デ
ィスクを想定したが、光カード等でも同様の効果が得ら
れる。

【００６１】（実施の形態２）本実施の形態では、球面
収差検出のための光を分岐する分岐手段としてのホログ
ラム素子がブレーズ化されている場合について述べる。
この光学系の構成を図１３に示す。この構成は実施の形
態１とほぼ同じであるが、ホログラム素子１０８の代わ
りに、別のホログラム素子１１４を用い、光検出器１１
１の代わりに、別の光検出器１１５を用いている。

【００６２】光検出器１１５から出力された信号は、２
つのＦＥ信号生成回路２０５、２０９に入力される。Ｓ
ＡＥ信号生成回路２０２は、２つのＦＥ信号生成回路２
０５、２０９から出力された信号を受けて、その差信号
を演算し、球面収差誤差信号（ＳＡＥ信号）として出力
する。

【００６３】図１４に、ホログラム素子１１４の正面図
を示す。半径Ｒ１の円の外側の領域１２０８には、図中
＋Ｙ方向に光が回折するようにブレーズ化された回折格
子が作製され、半径Ｒ１の円の内側の領域１２０９に
は、図中−Ｙ方向に光が回折するようにブレーズ化され
た回折格子が作製されている。光ディスク１０７で反射
・回折され対物レンズ１０５を通過したビームのホログ
ラム素子１１４上への投影図は、半径Ｒｂの円形（図の
破線の円）となる。Ｒ１／Ｒｂが０．７５程度の場合
に、球面収差の検出感度は最も高く、デフォーカスが生
じても球面収差検出に誤差が生じない。

【００６４】図１５に、光検出器１１５の検出領域の配
置とＦＥ信号生成回路２０５等の詳細の構成例を示す。
図１５において、光検出器１１５は、２つの上下左右の
検出領域により球面収差検出用の光ビームを受光する。
ホログラム素子１１４を透過した０次光がビーム１２
２、ホログラム素子１１４の領域１２０８で回折された
＋１次光のビームが１２９ａ、その領域１２０９で回折
された−１次光のビームが１２９ｂである。検出領域１
５６ａ〜１５６ｄは、ビーム１２９ａを受け、受光した
光量に応じた電流信号を出力する。電流電圧変換回路２
１０は、この電流信号を受けて電圧信号を出力する。一
方、検出領域１５７ａ〜１５７ｄは、ビーム１２９ｂを
受け、受光した光量に応じた電流信号を出力する。電流
電圧変換回路２１０は、この電流信号を受けて電圧信号
を出力する。

【００６５】加算器２４０は、検出領域１５６ａ、１５
６ｃからの出力信号を加算する。一方、加算器２４１
は、検出領域１５６ｂ、１５６ｄからの出力信号を加算
する。差動回路２４２は、加算器２４０からの出力信号
と加算器２４１からの出力信号とを受け、その差信号を
出力する。これが、外周領域のＦＥ信号となる。加算器
２４０、２４１と、差動回路２４２とで、ＦＥ信号生成
回路２０５が構成される。

【００６６】また、加算器２４３は、検出領域１５７
ａ、１５７ｃからの出力信号を加算する。一方、加算器
２４４は、検出領域１５７ｂ、１５７ｄからの出力信号
を加算する。差動回路２４５は、加算器２４３からの出
力信号と加算器２４４からの出力信号とを受け、その差
信号を出力する。これが、内周領域のＦＥ信号となる。
加算器２４３、２４４と、差動回路２４５とで、もう一
つのＦＥ信号生成回路２０９が構成される。差動回路２
２３は、差動回路２４２からの出力信号と差動回路２４
５からの出力信号とを受け、その差信号を出力する。こ
れが、球面収差誤差信号（ＳＡＥ信号）となる。差動回
路２２３はＳＡＥ信号生成回路２０２を構成する。

【００６７】加算器２２４は、検出領域１５６ａ、１５
６ｂ、検出領域１５７ｃ、１５７ｄからの出力信号を加
算する。また、加算器２２５は、検出領域１５６ｃ、１
５６ｄ、検出領域１５７ａ、１５７ｂからの出力信号を
加算する。差動回路２２６は、加算器２２４からの出力
信号と加算器２２５からの出力信号とを受け、その差信
号を出力する。これは、ビーム１２９ａと検出領域１５
６ａ〜１５６ｄ、ビーム１２９ｂと検出領域１５７ａ〜
１５７ｄとの回転ずれを表す回転誤差信号（ＲＯＴ信
号）となる。ＲＯＴ信号は、ヘッド調整時に球面収差用
ビームを生成するホログラム素子１１４と光検出器１１
５の回転方向の角度を調整するために用いられる。

【００６８】本実施の形態では、球面収差により、内周
の光であるビーム１２９ｂと外周の光であるビーム１２
９ａとは、９０度異なる方向にビームがひずむ。このひ
ずみは、円柱レンズ１１０によって与えられた非点収差
によるものであり、光検出器と集光点位置の関係により
ビームのひずむ方向が異なる原理は、非点収差法のフォ
ーカス誤差検出としても利用されるものである。この原
理とビームの配置から、検出領域１５６と１５７につい
て、それぞれ対角の位置に配置された検出領域を加算
し、その差信号を得ることにより、球面収差誤差信号を
得ることができる。この球面収差誤差信号に基づき球面
収差補正手段１０４を制御することにより、スポットの
球面収差は小さく保たれ、情報の記録や再生が安定して
でき、誤り率も低く抑えることができる。

【００６９】また、本実施の形態の構成によれば、光検
出器の検出領域の範囲を小さく、簡略化することがで
き、光ヘッド装置を小型化することができる。

【００７０】また、２層ディスク等に情報を記録したり
再生したりする際に、目的の情報層とは異なる他方の情
報層で反射した光の影響が小さくなる。

【００７１】尚、本実施の形態では、差動回路２２３に
より、差動回路２４２からの出力信号と差動回路２４５
からの出力信号を減算する際に、直接減算をする構成と
したが、いずれか一方の出力信号を、可変利得増幅器を
通して振幅のバランスを調整しても良い。この場合、球
面収差誤差信号のバランスを調整できるため、球面収差
補正制御が安定に動作するようになる。

【００７２】また、本実施の形態では、内周領域と外周
領域とで別々にＦＥ信号を生成した後に、減算によりＳ
ＡＥ信号を求めたが、検出領域１５６の対角位置からの
出力信号の和信号（１５６ａ＋１５６ｃ）と検出領域１
５７の逆の対角位置からの出力信号の和信号（１５７ｂ
＋１５７ｄ）とを加算した和信号ＳＡＥ１と、検出領域
１５７の対角位置からの出力信号の和信号（１５７ａ＋
１５７ｃ）と検出領域１５６逆の対角位置からの出力信
号の和信号（１５６ｂ＋１５６ｄ）とを加算した和信号
ＳＡＥ２とを計算し、ＳＡＥ１とＳＡＥ２との差から、
球面収差誤差信号ＳＡＥを計算しても良い。この構成に
よれば、回路を簡略化することができる。

【００７３】本実施の形態の場合も、実施の形態１と同
様に、ＤＰＰ方式のサブビームによるスポットとＳＡＥ
用スポットは、メインビームの０次光に対して略直交し
た方向に配置することで、互いの干渉を小さくすること
ができる。 （実施の形態３）次に、実施の形態３として、内周領域
の光と外周領域の光を斜め方向に飛ばす構成を示す。こ
の光学系の構成を図１６に示す。この構成は、実施の形
態１とほぼ同じであるが、ホログラム素子１０８の代わ
りに別のホログラム素子１１６を用い、光検出器１１１
の代わりに別の光検出器１１７を用いている。

【００７４】図１７に、ホログラム素子１１６の正面図
を示す。半径Ｒ１の円の外側領域１２１０に入射した光
は、＋Ｙｏ方向及び−Ｙｏ方向に回折される。一方、半
径Ｒ１の円の内側領域１２１１に入射した光は、＋Ｙｉ
方向及び−Ｙｉ方向に回折される。光ディスク１０７で
反射・回折され対物レンズ１０５を通過したビームのホ
ログラム素子１１６上への投影図は、半径Ｒｂの円形
（図の破線の円）となる。Ｒ１／Ｒｂが０．７５程度の
場合に、球面収差の検出感度は最も高く、デフォーカス
が生じても球面収差検出に誤差が生じない。

【００７５】図１８に、ホログラム素子１１６を用いた
場合の光検出器の検出領域の配置を示す。なお、ＤＰＰ
用サブビームの検出領域は省略している。図１８におい
て、ホログラム素子１１６で回折されなかった０次光の
ビーム１２１は、中央の検出領域１５３ａ〜１５３ｄで
受光される。このビームから得られる信号は、実施の形
態１で参照した図３の場合と同様に扱われる。ホログラ
ム素子１１６の外側領域１２１０で回折したビームのう
ち、＋Ｙｏ方向への回折光がビーム１３２ａになり、−
Ｙｏ方向への回折光がビーム１３２ｂとなる。これらの
ビーム１３２ａ、１３２ｂはそれぞれ検出領域１７２ａ
〜１７２ｄ、１７３ａ〜１７３ｄで受光される。ここ
で、４つの検出領域１７２ａ、１７２ｃ、１７３ａ、１
７３ｃで受光された光に応じた信号を加算した信号と、
他の４つの検出領域１７２ｂ、１７２ｄ、１７３ｂ、１
７３ｄで受光された光に応じた信号を加算した信号との
差信号をＳＡＥｏとする。

【００７６】一方、ホログラム素子１１６の内側領域１
２１１で回折したビームのうち、＋Ｙｉ方向への回折光
がビーム１３１ａになり、−Ｙｉ方向への回折光がビー
ム１３１ｂとなる。これらのビーム１３１ａ、１３１ｂ
は、それぞれ検出領域１７１ａ〜１７１ｄ、１７４ａ〜
１７４ｄで受光される。ここで、４つの検出領域１７１
ａ、１７１ｃ、１７４ａ、１７４ｃで受光された光に応
じた信号を加算した信号と、他の４つの検出領域１７１
ｂ、１７１ｄ、１７４ｂ、１７４ｄで受光された光に応
じた信号を加算した信号との差信号をＳＡＥｉとする。

【００７７】この結果、球面収差誤差信号ＳＡＥは、Ｓ
ＡＥｏとＳＡＥｉとの減算により得られる。

【００７８】この構成の場合、ホログラム素子１１６の
断面形状が対称でよいので、実施の形態２のブレーズ化
したホログラム素子１１４に比べて、ホログラム素子を
容易に作製できるという利点がある。

【００７９】また、ホログラム素子１１６の内側領域１
２１１と外側領域１２１０の回折角がほぼ等しいため、
ホログラム素子のピッチがほぼ一定になり、ホログラム
素子の作製が容易になる。

【００８０】（実施の形態４）本実施の形態４では、情
報記憶媒体としての光ディスクからの反射光をホログラ
ム素子により内周ビームと外周ビームの２つに分け、そ
の回折光からは球面収差誤差信号を得、０次光からは情
報再生信号を得る方法について、スポットサイズ法と組
み合わせた場合について述べる。

【００８１】図１９に、本発明の実施の形態４に係る光
ヘッド装置の構成を示す。実施の形態１と同様の部分の
説明は省略する。本実施の形態の構成では、対物レンズ
１０５、アクチュエータ１０６と一体で移動するホログ
ラム素子３０３を備えている。ホログラム素子３０３
は、１／４波長板と偏光ホログラムからなり、光ディス
ク１０７へ向かう光は回折されないが、光ディスク１０
７から戻ってきた光の一部は回折する。

【００８２】また、検出レンズ１０９で集光されたビー
ムの一部は、ホログラム素子３０４により回折され、光
検出器３０５に入射する。この光を受けて光検出器３０
５から出力される信号は、ＲＦ信号生成回路４０１とＦ
Ｅ信号・ＴＥ信号生成回路４０２に入力される。ＲＦ信
号生成回路４０１から出力される信号は、光ディスク１
０７に記録された情報を再生するために使用される。Ｆ
Ｅ信号・ＴＥ信号生成回路４０２では、フォーカス誤差
（ＦＥ）信号とトラック誤差（ＴＥ）信号が生成され、
制御・駆動回路２０７に入力される。制御・駆動回路２
０７は、ＦＥ信号とＴＥ信号を受けて、対物レンズ１０
５のアクチュエータ１０６を駆動する。

【００８３】一方、ホログラム素子３０４で回折された
＋１次光と−１次光は、光検出器３０５に入り、電気信
号となり、それぞれ演算回路４０３と４０４に入力され
る。演算回路４０３、４０４から出力された信号は共
に、差動回路４０５に入力され、その差信号が生成され
る。これが、球面収差誤差（ＳＡＥ）信号となる。ＳＡ
Ｅ信号は、制御・駆動回路２０６に入力され、それによ
り、球面収差補正手段としてのレンズ組１０４の凹レン
ズと凸レンズとの間隔が変えられ、光ディスク１０７上
のビームの球面収差が最小となるように制御される。

【００８４】図２０に、ホログラム素子３０４の正面図
を示す。半径Ｒ１の円の外側領域１２１２に入射した光
は、＋Ｙｏ方向及び−Ｙｏ方向に回折される。一方、半
径Ｒ１の円の内側領域１２１３に入射した光は、＋Ｙｉ
方向及び−Ｙｉ方向に回折される。光ディスク１０７で
反射・回折され対物レンズ１０５を通過したビームのホ
ログラム素子３０４上への投影図は、半径Ｒｂの円形
（図の破線の円）となる。Ｒ１／Ｒｂは０．７５程度と
する。このとき、球面収差の検出感度が最も高く、デフ
ォーカスが生じても球面収差検出に誤差が生じない。

【００８５】図２１に、光検出器３０５の正面図とビー
ムの配置を示す。ホログラム素子３０３によりビームは
４分割され、それぞれの領域から光検出器３０５の検出
面より前側で焦点を結ぶビームと、それより後側で焦点
を結ぶビームとが生成される。ホログラム素子３０３、
３０４の両方を０次光として透過したビームが３５１と
なる。このビーム３５１は検出領域５０１で検出され、
そこからの出力信号はＲＦ信号生成回路４０１に入力さ
れる。

【００８６】ホログラム素子３０３で回折された＋１次
光は、８つのビーム３５２となる。これらのビーム３５
２は８つの短冊状部分からなる検出領域５０２で検出さ
れ、そこからの出力信号はＦＥ信号・ＴＥ信号生成回路
４０２に入力され、フォーカス誤差（ＦＥ）信号が生成
される。フォーカス誤差信号はスポットサイズ法により
得られる。

【００８７】一方、ホログラム素子３０３で回折された
−１次光は、８つのビーム３５３となる。これらのビー
ム３５３は４つの部分からなる検出領域５０３で検出さ
れ、そこからの出力信号はＦＥ信号・ＴＥ信号生成回路
４０５に入力され、トラック誤差（ＴＥ）信号が生成さ
れる。トラック誤差信号はプッシュプル法、及び位相差
法により得られる。

【００８８】また、ホログラム素子３０３を透過した０
次光の一部は、ホログラム素子３０４により回折され、
ビーム３５４、３５５、３５６、３５７となる。ビーム
３５４は、ホログラム素子３０４の外側領域１２１２で
回折されたビームであり、光検出器３０５の検出面より
前側で焦点を結ぶ。ビーム３５５は、ホログラム素子３
０４の内側領域１２１３で回折されたビームであり、光
検出器３０５の検出面より後側で焦点を結ぶ。ビーム３
５６は、ホログラム素子３０４の外側領域１２１２で回
折されたビームであり、光検出器３０５の検出面より後
側で焦点を結ぶ。ビーム３５７は、ホログラム素子３０
４の内側領域１２１３で回折されたビームであり、光検
出器３０５の検出面より前側で焦点を結ぶ。

【００８９】ビーム３５４、３５５は、検出領域５０
４、５０５、５０６で受光され、ビーム３５６、３５７
は、検出領域５０７、５０８、５０９で受光される。検
出領域５０４〜５０６からの出力信号は、演算回路４０
３に入力され、（領域５０４の信号）＋（領域５０６の
信号）−（領域５０５の信号）が演算され、出力され
る。検出領域５０７〜５０９からの出力信号は、演算回
路４０４に入力され、（領域５０７の信号）＋（領域５
０９の信号）−（領域５０８の信号）が演算され、出力
される。差動回路４０５は、演算回路４０３、４０４か
らの出力信号を受けて、その差信号を出力する。この差
信号が球面収差信号（ＳＡＥ信号）となる。

【００９０】本実施の形態では、対物レンズ１０５と一
体で駆動されるホログラム素子３０３により、フォーカ
ス誤差信号用とトラック誤差信号用のビームをＲＦ信号
用のビームと分け、更に検出レンズ１０９と光検出器３
０５との間に配置したホログラム素子３０４により、Ｒ
Ｆ信号用のビームから球面収差検出用のビームを生成し
ている。この場合、ＲＦ信号は、１つの検出領域と１つ
のアンプにより検出可能であるため、ＲＦ信号は高いＳ
Ｎ比を保ったまま、別の検出領域で球面収差検出ができ
る。

【００９１】また、スポットサイズ法と組み合わせた場
合、光検出器３０５の検出領域の分割方向と光ディスク
１０７のトラック方向とが同じであると、光ディスク１
０７上のスポットがトラックを横切る際に、ＳＡＥ信号
に誤差が発生する。このため、トラック方向と検出領域
の分割線の方向が直交する配置が良い。一方、光源の波
長が変動したり、ホログラム素子と光検出器との間の距
離が変わると、各ビームは０次光であるビーム３５１を
中心に放射状に移動する。このため、検出領域の分割方
向は、ビーム３５１を中心とした略放射状方向にすると
良い。

【００９２】図２１では、上記２つの課題を解決するた
め、検出領域の分割方向はビーム３５１を中心とした略
放射状に保ち、球面収差検出用のビーム３５４〜３５７
にはトラックと４５度方向の非点収差を与え、検出面上
では、光ディスクのトラックの投影方向と検出領域の分
割方向が直交するように配置している。４５度方向の非
点収差はホログラム素子３０４により与える。これによ
り、スポットサイズ法を利用しても、波長変動がある時
やトラック横断時にも、安定な球面収差誤差信号が得ら
れる。

【００９３】本実施の形態によれば、球面収差検出にＳ
ＳＤ（Spot Size Detection）法を用いるため、トラッ
ク横断時の外乱を減らすことができ、安定に情報の記録
や再生ができる。

【００９４】（実施の形態５）本実施の形態５では、情
報記憶媒体としての光ディスクからの反射光をホログラ
ム素子により内周ビームと外周ビームの２つに分け、そ
の回折光から球面収差誤差信号と同時に、トラック誤差
信号とフォーカス誤差信号を得、０次光からは情報再生
信号を得る方法について述べる。

【００９５】図２２に、本発明の実施の形態５に係る光
ヘッド装置の構成を示す。実施の形態１、２と同様の部
分の説明は省略する。本実施の形態の構成では、対物レ
ンズ１０５、アクチュエータ１０６と一体で移動するホ
ログラム素子３０８を備えている。ホログラム素子３０
８は、１／４波長板と偏光ホログラムからなり、光ディ
スク１０７へ向かう光は回折されないが、光ディスク１
０７から戻ってきた光の一部は回折する。この光を受け
て光検出器３０９から出力される信号は、ＲＦ信号生成
回路４０１、ＴＥ信号生成回路４０６、ＳＡＥ信号生成
回路４０７、およびＦＥ信号生成回路４０８に入力され
る。

【００９６】ＲＦ信号生成回路４０１からの出力信号
は、光ディスク１０７に記録された情報を再生するため
に使用される。ＴＥ信号生成回路４０６ではトラック誤
差（ＴＥ）信号が生成され、ＦＥ信号生成回路４０８で
はフォーカス誤差（ＦＥ）信号が生成され、ＴＥ信号お
よびＦＥ信号は制御・駆動回路２０７に入力される。制
御・駆動回路２０７は、ＦＥ信号とＴＥ信号を受けて、
対物レンズ１０５のアクチュエータ１０６を駆動する。

【００９７】また、光検出器３０９から出力された信号
は同時に、ＳＡＥ信号生成回路４０７にも入力され、そ
こから球面収差誤差（ＳＡＥ）信号が出力される。ＳＡ
Ｅ信号は、制御・駆動回路２０６に入力され、それによ
り、球面収差補正手段としての組みレンズ１０４の凹レ
ンズと凸レンズの間隔を変えられ、光ディスク１０７上
のビームの球面収差が最小となるように制御される。

【００９８】図２３に、ホログラム素子３０８の正面図
を示す。光ビームは、ホログラム素子３０８の半径Ｒ１
の円状の分割線１３０１と、十字状の２本の分割線１３
０２、１３０３とにより、８つの領域に分割される。各
領域は、図示しないが、更に２種類の領域に分かれ、そ
れぞれから前側焦点ビーム、後側焦点ビームが生成され
る。光ディスク１０７で反射・回折され対物レンズ１０
５を通過したビームのホログラム素子３０８上への投影
図は、半径Ｒｂの円形（図の破線の円）となる。Ｒ１／
Ｒｂは０．７５程度とする。このとき、球面収差の検出
感度が最も高く、デフォーカスが生じても球面収差検出
に誤差が生じない。

【００９９】図２４に、光検出器３０９の正面図とビー
ムの配置を示す。ホログラム素子３０８によりビームは
８分割され、それぞれの領域から光検出器３０９の検出
面より前側で焦点を結ぶビームと、その後側で焦点を結
ぶビームとが生成される。ホログラム素子３０８を０次
光として透過したビームが３７１となる。このビーム３
７１は検出領域５０１で検出され、そこからの出力信号
はＲＦ信号生成回路４０１に入力される。

【０１００】ホログラム素子３０８で回折された＋１次
光は、１６個のビーム３７２とビーム３７３となる。ホ
ログラム素子３０８の円状の分割線１３０１の内側領域
で発生した＋１次回折光がビーム３７２となり、その外
側領域で発生した＋１次回折光がビーム３７３となる。
ビーム３７２は、検出領域５１２で受光され、交互に配
置された領域からＦｉ＋信号とＦｉ−信号が生成され
る。ビーム３７３は、検出領域５１１と５１３で受光さ
れ、交互に配置された領域からＦｏ＋信号とＦｏ−信号
が生成される。

【０１０１】ホログラム素子３０８で回折された−１次
光は、１６個のビーム３７４とビーム３７５となる。ホ
ログラム素子３０８の円状の分割線１３０１の内側領域
で発生した−１次回折光がビーム３７４となり、その外
側領域で発生した−１次回折光がビーム３７５となる。
ビーム３７４は、検出領域５１５と５１６で受光され、
ビーム３７５は、検出領域５１４と５１７で受光され
る。検出領域５１４〜５１７の互いに対応する検出領域
から出力される信号は加算され、Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ
４信号が生成される。

【０１０２】図２５に、ＴＥ信号生成回路４０６、ＳＡ
Ｅ信号生成回路４０７、およびＦＥ信号生成回路４０８
の構成を示す。Ｆｉ＋、Ｆｉ−、Ｆｏ＋、Ｆｏ−信号
は、４つの電流電圧変換回路２１０にて電圧信号に変換
される。ここで、電流電圧変換回路２１０は、図４Ａに
示した構成を有する。差動回路４１１は、Ｆｉ＋信号と
Ｆｉ−信号を受けて、その差信号を出力する。差動回路
４１２は、Ｆｏ＋信号とＦｏ−信号を受けて、その差信
号を出力する。差動回路４１３は、差動回路４１１と４
１２の出力信号を受けて、その差信号を出力する。これ
がＳＡＥ信号となる。加算器４１４は、差動回路４１１
と４１２の出力信号を受けて、その和信号を出力する。
これがＦＥ信号となる。ＦＥ信号生成回路４０８は、差
動回路４１１、４１２と、加算器４１４とから構成され
る。ＳＡＥ信号生成回路４０７は、差動回路４１１、４
１２、４１３から構成される。

【０１０３】Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４信号は、４つの電
流電圧変換回路２１１により電圧信号に変換される。こ
こで、電流電圧変換回路２１１は、図４Ｂに示した構成
を有する。加算器４１５は、Ｔ１信号とＴ３信号を受け
て、その和信号を出力する。加算器４１６は、Ｔ２信号
とＴ４信号を受けて、その和信号を出力する。位相差Ｔ
Ｅ生成回路４２０は、加算器４１５と４１６の出力信号
を受け、その位相を比較して、位相差ＴＥ信号（ＴＥｄ
ｐｄ）を生成する。

【０１０４】また、加算器４１７は、Ｔ３信号とＴ２信
号を受けて、その和信号を出力する。加算器４１８は、
Ｔ１信号とＴ４信号を受けて、その和信号を出力する。
差動回路４１９は、加算器４１７と４１８の出力信号を
受けて、その差信号を出力する。差動回路４１９の出力
信号は、プッシュプルトラッキング誤差信号（ＴＥｐ
ｐ）となる。

【０１０５】本実施の形態の場合も、ＲＦ信号のＳＮ比
を確保したまま、球面収差誤差信号を得ることができ
る。この構成では、球面収差とフォーカス誤差信号と
を、同じビームを使用して検出している。このため、ホ
ログラム素子等の光学部品の点数を減らすことができ、
光ヘッド装置を安価に作製できる。

【０１０６】尚、トラック誤差信号として、位相差ＴＥ
信号（ＴＥｄｐｄ）とプッシュプルトラッキング誤差信
号（ＴＥｐｐ）を生成する例を示したが、このどちらか
一方としてもよい。

【０１０７】（実施の形態６）本実施の形態６では、情
報記憶媒体としての光ディスクからの反射光をそのまま
受け、光検出器の検出領域で内周と外周に分け、球面収
差誤差信号を得る方法について述べる。

【０１０８】図２６に、本発明の実施の形態６に係る光
ヘッド装置の構成を示す。実施の形態１等と同様の部分
の説明は省略する。図２６において、検出レンズ１０９
と光検出器３１１との間に円柱レンズ１１０を設け、そ
れによりトラックに対して４５度方向の非点収差を与え
ている。光検出器３１１から出力される信号は、ＲＦ信
号生成回路４３１、ＦＥ信号・ＴＥ信号生成回路４３
３、およびＳＡＥ信号生成回路４３２に入力される。

【０１０９】図２７に、光検出器３１１の正面図とビー
ムの配置、及びその周辺回路の構成を示す。光検出器３
１１の検出領域は、２重の上下左右の領域になってお
り、８個の領域５２１、５２２、５２３、５２４、５２
５、５２６、５２７、５２８に分かれている。これらの
検出領域から出力された電流信号は、電流電圧変換回路
２１１により電圧信号に変換される。加算器４４１は、
検出領域５２１と５２３からの出力信号を受けて、その
和信号を出力する。加算器４４２は、検出領域５２２と
５２４からの出力信号を受けて、その和信号を出力す
る。加算器４４３は、検出領域５２５と５２７からの出
力信号を受けて、その和信号を出力する。加算器４４４
は、検出領域５２６と５２８からの出力信号を受けて、
その和信号を出力する。

【０１１０】差動回路４４５は、加算器４４１と加算器
４４２の出力信号を受けて、その差信号を出力する。差
動回路４４６は、加算器４４３と加算器４４４の出力信
号を受けて、その差信号を出力する。差動回路４４７
は、差動回路４４５と差動回路４４６の出力信号を受け
て、その差信号を出力する。これが球面収差誤差（ＳＡ
Ｅ）信号となる。加算器４４８は、差動回路４４５と差
動回路４４６の出力信号を受けて、その和信号を出力す
る。これがフォーカス誤差（ＦＥ）信号となる。

【０１１１】加算器４４９は、検出領域５２１、５２
５、５２３、５２７からの出力信号を受けて、その和信
号を出力する。加算器４５０は、検出領域５２２、５２
６、５２４、５２８からの出力信号を受けて、その和信
号を出力する。位相差ＴＥ生成回路４５１は、加算器４
４９と加算器４５０の出力信号を受けて、その位相を比
較して、位相差ＴＥ信号を生成する。加算器４５２は、
加算器４４９と加算器４５０の出力信号を受けて、その
和信号を出力する。これがＲＦ信号となる。

【０１１２】３つの加算器４４９、４５０、４５２から
ＲＦ信号生成回路４３１が構成される。加算器４４１〜
４４４と、差動回路４４５〜４４７とで、ＳＡＥ信号生
成回路４３２が構成される。加算器４４１〜４４４と、
差動回路４４５、４４６と、加算器４４８、４４９、４
５０と、位相差ＴＥ生成回路４５１とで、ＦＥ信号・Ｔ
Ｅ信号生成回路４３３が構成される。

【０１１３】４５度方向の非点収差を与えられたビーム
は、例えばビーム３８１のような楕円形状になるが、球
面収差が発生してビームの光軸に近い内周と光軸から遠
い外周とで焦点ずれが生じる場合、内周のビームは、図
２７のビーム３８２のように、ビーム３８１とは逆方向
の楕円形状になる。このため、２重の左右上下の光検出
領域により、球面収差の検出が可能になる。

【０１１４】本実施の形態の場合、検出領域が増えるた
めＲＦ信号を再生するのに必要なアンプの数は増える
が、ホログラム素子等で光を分割していないため、光の
損失が最小限になり、高いＳＮ比を保つことが可能とな
る。

【０１１５】また、光を分岐するための分岐手段が不要
になり、光ヘッド装置を安価に作製することができる。

【０１１６】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、記録密
度を高めた情報記憶媒体に安定して信号の記録と再生が
できるという有利な効果が得られる。

【０１１７】また、記録密度を高めた情報記憶媒体の情
報を低い誤り率で再生できる光情報処理装置を実現でき
るという有利な効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施の形態１に係る光ヘッド装置の
光学系と回路ブロックの構成図

【図２】 本発明の実施の形態１におけるホログラム素
子１０８の正面図

【図３】 本発明の実施の形態１におけるビームの配
置、光検出器１１１の構成、およびその周辺回路の構成
を示す図

【図４】 本発明の実施の形態１における電流電圧変換
回路の構成図

【図５】 本発明の実施の形態１におけるデフォーカス
によるＳＡＥ信号の変化を示す図

【図６】 本発明の実施の形態１における別のホログラ
ム素子３０１の正面図

【図７】 本発明の実施の形態１における別のホログラ
ム素子３０１を用いた場合の、光検出器１１１の構成、
一部のビームの配置を示す図

【図８】 本発明の実施の形態１におけるフォーカスが
外れた場合に得られる信号を示す図

【図９】 本発明の実施の形態１における他方の情報層
で反射した光と、光検出器とを示す構成図

【図１０】 本発明の実施の形態１における別の光学系
と回路ブロックの構成図

【図１１】 本発明の実施の形態１における更に別のホ
ログラム素子１１３の正面図

【図１２】 本発明の実施の形態１に係る光ヘッド装置
６０４を用いた情報記録再生装置としての光ディスクド
ライブの構成図

【図１３】 本発明の実施の形態２に係る光ヘッド装置
の光学系と回路ブロックの構成図

【図１４】 本発明の実施の形態２におけるホログラム
素子１１４の正面図

【図１５】 本発明の実施の形態２におけるビームの配
置、光検出器１１５の構成、およびその周辺回路の構成
を示す図

【図１６】 本発明の実施の形態３に係る光ヘッド装置
の光学系と回路ブロックの構成図

【図１７】 本発明の実施の形態３におけるホログラム
素子１１６の正面図

【図１８】 本発明の実施の形態３におけるビームの配
置、光検出器１１７の構成、およびその周辺回路の構成
を示す図

【図１９】 本発明の実施の形態４に係る光ヘッド装置
の光学系と回路ブロックの構成図

【図２０】 本発明の実施の形態４におけるホログラム
素子３０４の正面図

【図２１】 本発明の実施の形態４におけるビームの配
置および光検出器３０５の構成を示す図

【図２２】 本発明の実施の形態５に係る光ヘッド装置
の光学系と回路ブロックの構成図

【図２３】 本発明の実施の形態５におけるホログラム
素子３０８の正面図

【図２４】 本発明の実施の形態５におけるビームの配
置および光検出器３０９の構成を示す図

【図２５】 本発明の実施の形態５における光検出器３
０９の周辺回路の構成図

【図２６】 本発明の実施の形態６に係る光ヘッド装置
の光学系と回路ブロックの構成図

【図２７】 本発明の実施の形態６におけるビームの配
置、光検出器３１１の構成、およびその周辺回路の構成
を示す図

【図２８】 従来の光ヘッド装置の光学系の構成図

【図２９】 図２８の光検出器９０１の構成およびビー
ムの配置を示す図

【符号の説明】

１０１ 半導体レーザ １０２ コリメートレンズ １０３ ビームスプリッター １０４ レンズ組 １０５ 対物レンズ １０６ アクチュエータ １０７ 光ディスク １０８，１１３,１１４，１１６，３０１，３０３，３
０４，３０８ ホログラム素子 １０９ 検出レンズ １１０ 円柱レンズ １１２ 回折格子 １１１，１１５，１１７，３０５，３０９ 光検出器 １２１〜１２４，１２５〜１２８，１２９，１３１〜１
３２，３５１〜３５７，３６１〜３６４，３７１〜３７
５，３８１〜３８２，９５１ ビーム １５１〜１５５，１５６〜１５７，１７１〜１７４，５
０１〜５０９，５１１〜５１７，９１１〜９１４ 検出
領域 ２０１ ＲＦ信号・ＦＥ信号・ＴＥ信号生成回路 ２０２，４０７，４３２ ＳＡＥ信号生成回路 ２０３，２０４，２０６，２０７ 制御・駆動回路 ２０５，２０９，４０８ ＦＥ信号生成回路 ２１２ 回転調整機構 ２５１ ＲＯＴ信号生成回路 ４０１，４３１ ＲＦ信号生成回路 ４０２，４３３ ＦＥ信号・ＴＥ信号生成回路 ４０３，４０４ 演算回路 ４０５ 差動回路 ４０６ ＴＥ信号生成回路 ６０１ モーター ６０２ クランパ ６０３ トラバース ６０４ 光ヘッド装置 ６０５ 制御回路 １２００〜１２１３ 領域 １３０１〜１３０３ 分割線

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 金馬 慶明 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 西野 清治 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 安田 勝彦 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 安田 昭博 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Ｆターム(参考） 5D118 AA16 BA01 BB08 CA05 CA23 CC17 CD02 CD04 CD06 CF10 DA33 DA43 DB07 DB15 DB16 5D119 BA01 BB13 EA03 EA10 EC01 JA09 JA24 KA08 KA22 LB06 LB13

Claims (17)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光を発する光源と、 前記光源から出射された光を情報記憶媒体上へと集光す
   る集光手段を含む集光光学系と、 前記情報記憶媒体で反射された復路の光を、光量の大き
   い第１の光と前記第１の光に比べて光量の小さい第２の
   光とに分岐する分岐手段と、 前記第１の光を受光し、前記情報記憶媒体に記録された
   情報を再生するための信号を出力する第１の光検出手段
   と、 前記第２の光を受光し、前記情報記憶媒体上に集光され
   た光の収差を検出するための信号を出力する第２の光検
   出手段とを備えたことを特徴とする光ヘッド装置。
2. 【請求項２】 前記分岐手段は、前記第２の光を光軸に
   近い第１の領域の光と光軸から遠い第２の領域の光に分
   割し、 前記光ヘッド装置は、第１の領域の光の焦点ずれ量と前
   記第２の領域の光の焦点ずれ量の少なくとも一方を用い
   て、前記情報記憶媒体上に集光された光の球面収差量を
   検出する球面収差検出手段を備えたことを特徴とする請
   求項１記載の光ヘッド装置。
3. 【請求項３】 前記球面収差検出手段は、前記第１の領
   域の光の焦点ずれ量と前記第２の領域の光の焦点ずれ量
   との差を球面収差量とすることを特徴とする請求項２記
   載の光ヘッド装置。
4. 【請求項４】 前記集光光学系で利用される光の断面
   は、第１の半径を有する略円形であり、前記略円と同心
   で前記第１の半径よりも小さい第２の半径を持つ円形の
   領域を前記第１の領域とし、前記第１の領域より外側で
   且つ前記第１の半径の略円よりも内側の領域を前記第２
   の領域とすることを特徴とする請求項２記載の光ヘッド
   装置。
5. 【請求項５】 前記情報記憶媒体と前記集光手段の相対
   距離が変化した際の前記第１の領域の光の焦点ずれ量と
   前記第２の領域の光の焦点ずれ量の変化量が等しいこと
   を特徴とする請求項２記載の光ヘッド装置。
6. 【請求項６】 前記第２の光検出手段は、前記第１の領
   域の光を検出する第１の光検出領域と、前記第２の領域
   の光を検出する第２の光検出領域を有し、前記第１の光
   検出領域は、前記第２の光検出領域に比べ、前記分岐手
   段で分岐された第１の光の光軸に近い位置に配置される
   ことを特徴とする請求項２記載の光ヘッド装置。
7. 【請求項７】 前記第２の光検出手段は、前記第１の領
   域の光を検出する第１の光検出領域と、前記第２の領域
   の光を検出する第２の光検出領域を有し、前記第１の光
   検出領域と前記第２の光検出領域はその一部を共有する
   ことを特徴とする請求項２記載の光ヘッド装置。
8. 【請求項８】 前記集光光学系は、前記情報記憶媒体上
   に集光される光の球面収差を変化させる球面収差補正手
   段を含み、前記球面収差補正手段は、前記球面収差検出
   手段からの信号を受けて動作することを特徴とする請求
   項２記載の光ヘッド装置。
9. 【請求項９】 前記情記憶報媒体は特定のピッチのトラ
   ックを有し、前記分岐手段は、前記トラックで回折され
   た＋１次光と０次光とが重なる領域を内側の領域＋１Ａ
   と、前記領域＋１Ａを囲む外側領域＋１Ｂと、前記トラ
   ックで回折された−１次光と０次光が重なる領域を内側
   の領域−１Ａと、前記領域−１Ａを囲む外側の領域−１
   Ｂとの４つの領域に分岐し、 前記領域＋１Ａの光量に比例する信号と前記領域−１Ｂ
   の光量に比例する信号との和信号をＲＴ＋とし、前記領
   域＋１Ｂの光量に比例する信号と前記領域−１Ａの光量
   に比例する信号との和信号をＲＴ−とした場合、前記信
   号ＲＴ＋と前記信号ＲＴ−との差信号に基づいて、前記
   情報記憶媒体上と前記集光光学系のトラック方向へのチ
   ルト量を検出するチルト検出手段を備えたことを特徴と
   する請求項１記載の光ヘッド装置。
10. 【請求項１０】 光を発する光源と、 前記光源から出射された光を情報記憶媒体上へと集光す
    る集光手段を含む集光光学系と、 前記情報記憶媒体で反射された復路の光を、光軸に近い
    第１の領域の光と光軸から遠い第２の領域の光とに分岐
    する分岐手段と、 前記分岐された光を受光する１つの光検出手段とを備
    え、 前記第１の領域の光の焦点ずれ量と前記第２の領域の光
    の焦点ずれ量との差を用いて前記情報記憶媒体上に集光
    された光の球面収差量を検出する際、前記情報記憶媒体
    と前記集光手段の相対距離が変化したときに、前記第１
    の領域の光の焦点ずれ量と前記第２の領域の光の焦点ず
    れ量の変化量が等しいことを特徴とする光ヘッド装置。
11. 【請求項１１】 前記集光光学系で利用される光の断面
    は略円形であり、前記略円の半径を第１の半径Ｒｂと
    し、前記略円と同心で前記第１の半径Ｒｂよりも小さい
    第２の半径Ｒ１を持つ円形の領域を前記第１の領域と
    し、前記第１の領域より外側で且つ前記第１の半径Ｒｂ
    の略円の内側の領域を前記第２の領域とし、前記情報記
    憶媒体と前記集光手段の相対距離が変化したときに、前
    記第１の領域の光の焦点ずれ量と前記第２の領域の光の
    焦点ずれ量の変化量が等しくなるように、前記第１の半
    径Ｒｂと前記第２の半径Ｒ１の比が決定されることを特
    徴とする請求項１０記載の光ヘッド装置。
12. 【請求項１２】 光を発する光源と、 前記光源から出射された光からサブビームを生成するサ
    ブビーム生成手段と、 前記サブビームおよび前記サブビーム以外のメインビー
    ムを情報記憶媒体上へと集光する集光手段を含む集光光
    学系と、 前記情報記憶媒体で反射された復路の前記メインビーム
    を、光量の大きい第１の光と該第１の光に比べて光量の
    小さい第２の光とに分岐し、前記第２の光を、光軸に近
    い第１の領域の光と光軸から遠い第２の領域の光とに分
    割する分岐手段と、 前記第１の光を受光し、前記情報記憶媒体に記録された
    情報を再生するための信号を出力する第１の光検出手段
    と、 前記第２の光を受光し、前記情報記憶媒体上に集光され
    た光の収差を検出するための信号を出力する第２の光検
    出手段と、 前記情報記憶媒体で反射された復路の前記サブビームを
    検出する第３の光検出手段とを備え、 前記第２の光検出手段と前記第３の光検出手段は、前記
    第１の光検出手段に対して略直交する方向に配置される
    ことを特徴とする光ヘッド装置。
13. 【請求項１３】 光を発する光源と、 前記光源から出射された光を情報記憶媒体上へと集光す
    る集光手段を含む集光光学系と、 前記情報記憶媒体で反射された復路の光を、光量の大き
    い第１の光と前記第１の光に比べて光量の小さい第２の
    光とに分岐する分岐手段と、 前記第１の光を受光し、前記情報記憶媒体に記録された
    情報を再生するための信号を出力する第１の光検出手段
    と、 前記第２の光を受光し、前記情報記憶媒体上に集光され
    た光の収差を検出するための信号を出力する第２の光検
    出手段と、 前記第１の光検出手段からの信号と前記第２の光検出手
    段からの信号との和信号に基づいて、前記情報記憶媒体
    と前記集光手段との距離が特定の範囲にあることを判断
    する手段とを備えたことを特徴とする光ヘッド装置。
14. 【請求項１４】 光を発する光源と、 前記光源から出射された光を情報記憶媒体上へと集光す
    る集光手段を含む集光光学系と、 前記情報記憶媒体で反射された復路の光を、光量の大き
    い第１の光と前記第１の光に比べて光量の小さい第２の
    光とに分岐する分岐手段と、 前記第１の光を受光し、前記情報記憶媒体に記録された
    情報を再生するための信号を出力する第１の光検出手段
    と、 前記第２の光を受光し、前記情報記憶媒体上に集光され
    た光の収差を検出するための信号を出力する第２の光検
    出手段とを備え、 前記第１の光の光量をηｍ、前記第２の光の光量をη
    ｓ、前記集光光学系の開口数をＮＡ、前記集光光学系の
    前記情報記憶媒体から前記第１および第２の光検出手段
    に至る復路の横倍率をαとし、前記情報記憶媒体は複数
    の反射面を有し、前記情報記憶媒体の２つの反射面の光
    学的間隔をｄとし、前記第２の光検出手段の検出領域の
    面積をＳ１とした場合、 Ｓ１≦４・π・（ｄ・ＮＡ・α）²・ηｓ／ηｍ、 なる関係を有することを特徴とする光ヘッド装置。
15. 【請求項１５】 光を発する光源と、前記光源から出射
    された光を情報記憶媒体上へと集光する集光手段を含む
    集光光学系と、前記情報記憶媒体で反射された復路の光
    を、光量の大きい第１の光と前記第１の光に比べて光量
    の小さい第２の光とに分岐する分岐手段と、前記第１の
    光を受光し、前記情報記憶媒体に記録された情報を再生
    するための信号を出力する第１の光検出手段と、前記第
    ２の光を受光し、前記情報記憶媒体上に集光された光の
    収差を検出するための信号を出力する第２の光検出手段
    とを有する光ヘッド装置と、 前記光ヘッド装置と前記情報記憶媒体を相対的に移動さ
    せる移動手段と、 前記光ヘッド装置と前記移動手段を制御する制御手段と
    を備えたことを特徴とする光情報記録再生装置。
16. 【請求項１６】 光を発する光源と、前記光源から出射
    された光を情報記憶媒体上へと集光する集光手段を含む
    集光光学系と、前記情報記憶媒体で反射された復路の光
    を光量の大きい第１の光と前記第１の光に比べて光量の
    小さい第２の光とに分岐する分岐手段と、前記第１の光
    を受光する第１の光検出手段と、前記第２の光を受光す
    る第２の光検出手段とを用いた収差検出方法であって、 前記第１の光検出手段からの信号を用いて情報記憶媒体
    に記録された情報を再生し、前記第２の光検出手段から
    の光を用いて前記情報記憶媒体上に集光された光の収差
    を検出することを特徴とする収差検出方法。
17. 【請求項１７】 光を発する光源と、前記光源から出射
    された光を情報記憶媒体上へと集光する集光手段を含む
    集光光学系と、前記情報記憶媒体で反射された復路の光
    を光軸に近い第１の領域の光と光軸から遠い第２の領域
    の光に分岐する分岐手段と、前記分岐手段を光軸に対し
    て回転する回転機構と、前記第１の領域の光を検出する
    第１の光検出領域、および前記第２の領域の光を検出す
    る第２の光検出領域を有する光検出手段とを備えた光ヘ
    ッド装置の調整方法であって、 前記第１の光検出領域と前記第２の検出領域はそれぞれ
    の光の光軸の中心を通る直線に略平行な分割線で分割さ
    れており、前記第１の光検出領域は、前記分割線によ
    り、領域１Ａと領域１Ｂとに分割され、前記第２の光検
    出領域は、前記分割線により、前記分割線に対し前記領
    域１Ａと同じ側にある領域２Ａと前記領域１Ｂと同じ側
    にある領域２Ｂとに分割され、 前記領域１Ａによる検出信号と前記領域２Ｂによる検出
    信号との和信号をＳ１とし、前記領域１Ｂによる検出信
    号と前記領域２Ａによる検出信号との和信号をＳ２とし
    た場合、前記和信号Ｓ１と前記和信号Ｓ２との差信号が
    ゼロになるように、前記回転機構を用いて前記分岐手段
    を調整することを特徴とする光ヘッド装置の調整方法。