JP3832323B2

JP3832323B2 - 光ヘッド装置及び光学式情報記録再生装置

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Publication number: JP3832323B2
Application number: JP2001354894A
Authority: JP
Inventors: 龍一片山
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 2001-11-20
Filing date: 2001-11-20
Publication date: 2006-10-11
Anticipated expiration: 2021-11-20
Also published as: US20030095485A1; US7200076B2; JP2003157553A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光記録媒体に対して情報の記録或いは記録情報の再生を行うための光ヘッド装置及び光学式情報記録再生装置、特に、トラック誤差信号にオフセットを生じず、且つ、光記録媒体のラジアルチルトを検出することが可能な光ヘッド装置及び光学式情報記録再生装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ＲＦ信号が予め記録されていない追記型及び書換可能型の光記録媒体には、通常はトラッキングを行うための溝が形成されている。このような追記型及び書換可能型の光記録媒体に対してトラック誤差信号を検出する場合、通常はプッシュプル法による検出を行うが、プッシュプル法によるトラック誤差信号は光ヘッド装置の対物レンズが光記録媒体の半径方向にシフトするとオフセットを生じる。このオフセットはレンズシフトによるオフセットと呼ばれている。このオフセットによる記録再生特性の悪化を防ぐため、光ヘッド装置及び光学式情報記録再生装置には、レンズシフトによりトラック誤差信号にオフセットを生じない工夫が求められている。
【０００３】
このようなレンズシフトによりトラック誤差信号にオフセットを生じない従来の光ヘッド装置としては、例えば、特開２０００−８２２２６に記載の光ヘッド装置がある。
【０００４】
ところで、光学式情報記録再生装置における記録密度は、光ヘッド装置が光記録媒体上に形成する集光スポットの径の２乗に反比例する。即ち、集光スポットの径が小さいほど記録密度は高くなる。また、集光スポットの径は光ヘッド装置における対物レンズの開口数に反比例する。即ち、対物レンズの開口数が高いほど集光スポットの径は小さくなる。
【０００５】
一方、光記録媒体が対物レンズに対して半径方向に傾くと、半径方向の傾き（ラジアルチルト）に起因するコマ収差により集光スポットの形状が乱れ、記録再生特性が悪化する。コマ収差は対物レンズの開口数の３乗に比例するため、対物レンズの開口数が高いほど記録再生特性に対する光記録媒体のラジアルチルトのマージンは狭くなる。従って、記録密度を高めるために対物レンズの開口数を高めた光ヘッド装置及び光学式情報記録再生装置においては、記録再生特性を悪化させないために、光記録媒体のラジアルチルトを検出、補正することが必要である。
【０００６】
光記録媒体のラジアルチルトを検出することが可能な従来の光ヘッド装置の例としては、オプティカルデータストレージトピカルミーティング２００１テクニカルダイジェスト９７頁〜９９頁に記載の光ヘッド装置がある。
【０００７】
図１４はこの光ヘッド装置を示す図である。半導体レーザ１からの出射光はコリメータレンズ２で平行光化され、回折光学素子３ｇによりメインビームである１つの透過光、サブビームである４つの回折光の合計５つの光に分割される。これらの光は偏光ビームスプリッタ４にＰ偏光として入射してほぼ１００％が透過し、１／４波長板５を透過して直線偏光から円偏光に変換され、対物レンズ６でディスク７上に集光される。
【０００８】
ディスク７からの５つの反射光は対物レンズ６を逆向きに透過し、１／４波長板５を透過して円偏光から往路と偏光方向が直交した直線偏光に変換され、偏光ビームスプリッタ４にＳ偏光として入射してほぼ１００％が反射され、円筒レンズ８、レンズ９を透過して光検出器１０ｂで受光される。光検出器１０ｂは円筒レンズ８、レンズ９の２つの焦線の中間に設置されている。
【０００９】
図１５は回折光学素子３ｇの平面図である。回折光学素子３ｇは、図中に破線で示す対物レンズ６の有効径より小さい直径を有する円の内側の領域１１ｓ及び外側の領域１１ｔに回折格子が形成された構成である。回折格子における格子の方向は領域１１ｓ、１１ｔのいずれにおいてもディスク７の半径方向に平行であり、格子のパタンは領域１１ｓ、１１ｔのいずれにおいても等間隔の直線である。領域１１ｔにおける間隔は領域１１ｓにおける間隔に比べて広い。
【００１０】
格子のライン部とスペース部の位相差を例えば０．２３２πとすると、領域１１ｓの内部に入射した光は０次光として約８７．３％が透過し、±１次回折光としてそれぞれ約５．１％が回折される。また、領域１１ｔの内部に入射した光は０次光として約８７．３％が透過し、±１次回折光としてそれぞれ約５．１％が回折される。ここで、領域１１ｓ、１１ｔからの透過光をメインビーム、領域１１ｓからの＋１次回折光をサブビーム１、領域１１ｔからの＋１次回折光をサブビーム２、領域１１ｔからの−１次回折光をサブビーム３、領域１１ｓからの−１次回折光をサブビーム４と呼ぶ。
【００１１】
図１６はディスク７上の集光スポットの配置を示す図である。集光スポット１３ｄ、１３ｅ、１３ｆ、１３ｇ、１３ｈは、それぞれメインビーム、サブビーム１、サブビーム２、サブビーム３、サブビーム４に相当し、同一のトラック１２上に配置されている。
【００１２】
図１７は光検出器１０ｂの受光部のパタンと光検出器１０ｂ上の光スポットの配置を示す図である。メインビームである光スポット１６ｄは、光軸を通りディスク７の接線方向に平行な分割線及び半径方向に平行な分割線で４つに分割された受光部１５ａ〜１５ｄで受光される。サブビーム１である光スポット１６ｅは、光軸を通りディスク７の接線方向に平行な分割線及び半径方向に平行な分割線で４つに分割された受光部１５ｅ〜１５ｈで受光される。
【００１３】
また、サブビーム２である光スポット１６ｆは、光軸を通りディスク７の接線方向に平行な分割線及び半径方向に平行な分割線で４つに分割された受光部１５ｉ〜１５ｌで受光される。サブビーム３である光スポット１６ｇは、光軸を通りディスク７の接線方向に平行な分割線及び半径方向に平行な分割線で４つに分割された受光部１５ｍ〜１５ｐで受光される。
【００１４】
更に、サブビーム４である光スポット１６ｈは、光軸を通りディスク７の接線方向に平行な分割線及び半径方向に平行な分割線で４つに分割された受光部１５ｑ〜１５ｔで受光される。ディスク７上の集光スポット１３ｄ〜１３ｈの列は接線方向であるが、円筒レンズ８及びレンズ９の作用により光検出器１０ｂ上の光スポット１６ｄ〜１６ｈの列は半径方向となる。
【００１５】
ここで、受光部１５ａ〜１５ｔからの出力をそれぞれＶ１５ａ〜Ｖ１５ｔで表わすと、フォーカス誤差信号は非点収差法により、（Ｖ１５ａ＋Ｖ１５ｄ）−（Ｖ１５ｂ＋Ｖ１５ｃ）の演算から得られる。トラック誤差信号はプッシュプル法により（Ｖ１５ａ＋Ｖ１５ｂ）−（Ｖ１５ｃ＋Ｖ１５ｄ）の演算から得られる。
【００１６】
また、ディスク７のラジアルチルトを表わすラジアルチルト信号は、[（Ｖ１５ｅ＋Ｖ１５ｆ＋Ｖ１５ｑ＋Ｖ１５ｒ）−（Ｖ１５ｇ＋Ｖ１５ｈ＋Ｖ１５ｓ＋Ｖ１５ｔ）]−[（Ｖ１５ｉ＋Ｖ１５ｊ＋Ｖ１５ｍ＋Ｖ１５ｎ）−（Ｖ１５ｋ＋Ｖ１５ｌ＋Ｖ１５ｏ＋Ｖ１５ｐ）]の演算から得られる。ＲＦ信号はＶ１５ａ＋Ｖ１５ｂ＋Ｖ１５ｃ＋Ｖ１５ｄの演算から得られる。
【００１７】
この光ヘッド装置においては、ディスク７からの反射光を１個の光検出器１０ｂで受光し、この光検出器１０ｂからＲＦ信号を検出するため、光検出器１０ｂにおいてＲＦ信号の検出に用いられるメインビームの受光量が多く、ＲＦ信号に関して高い信号対雑音比が得られる。
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、特開２０００−８２２２６に記載のレンズシフトによりトラック誤差信号にオフセットを生じない従来の光ヘッド装置においては、光記録媒体のラジアルチルトを検出することが不可能である。
【００１９】
また、図１４に示す光記録媒体のラジアルチルトを検出することが可能な従来の光ヘッド装置においては、レンズシフトによりトラック誤差信号にオフセットを生じない工夫がなされていない。加えて、５つのビームを用いるため光検出器及びそれに接続される電流−電圧変換回路、演算回路等の構成が複雑である。
【００２０】
一方、レンズシフトによりトラック誤差信号にオフセットを生じず、且つ、光記録媒体のラジアルチルトを検出することが可能な従来の光ヘッド装置の例として、ＳＰＩＥプロシーディングズ第４０９０巻３０９頁〜３１８頁に記載の光ヘッド装置、及びジャパニーズジャーナルオブアプライドフィジックス第４０巻第１部第３Ｂ号１６８４頁〜１６９３頁に記載の光ヘッド装置がある。
【００２１】
しかしながら、これらの光ヘッド装置においては、光記録媒体からの反射光を２つに分割して２個の光検出器で受光し、どちらか１個の光検出器からＲＦ信号を検出するため、光検出器においてＲＦ信号の検出に用いられるメインビームの受光量が少なく、ＲＦ信号に関して低い信号対雑音比しか得られなかった。
【００２２】
本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされたもので、その目的は、レンズシフトによりトラック誤差信号にオフセットを生じず、且つ、光記録媒体のラジアルチルトを検出することが可能で、更に光検出器及びそれに接続される電流−電圧変換回路、演算回路等の構成が単純で、ＲＦ信号に関して高い信号対雑音比を得ることが可能な光ヘッド装置及び光学式情報記録再生装置を提供することにある。
【００２３】
【課題を解決するための手段】
本発明の光ヘッド装置は、上記目的を達成するため、光源と、前記光源からの出射光を光記録媒体上に集光する対物レンズと、前記光記録媒体からの反射光を受光する光検出器とを有する光ヘッド装置において、前記光源を出射した光から前記対物レンズに入射する際の強度分布が異なるメインビームとサブビームを生成する手段と、前記サブビームを、光軸を通り前記光記録媒体の半径方向に対応する直線により、対物レンズに入射する際の位相分布が異なる第一の部分と第二の部分に分割する手段とを有し、前記光検出器は光記録媒体で反射されたメインビーム及びサブビームの第一及び第二の部分をそれぞれ受光する３つの受光部群を有しており、前記３つの受光部群の出力からそれぞれプッシュプル信号が検出可能に構成されていることを特徴とする。
【００２４】
また、本発明の光学式情報記録再生装置は、上記目的を達成するため、上記光ヘッド装置と、前記光ヘッド装置内の３つの受光部群の出力から検出されるプッシュプル信号に基づいて光記録媒体のラジアルチルトを表わすラジアルチルト信号を検出する検出手段と、得られたラジアルチルト信号に基づいて光記録媒体のラジアルチルトを補正する補正手段とを有することを特徴とする。
【００２５】
本発明においては、サブビームの第一、第二の部分における位相分布の違いを適切に設定することにより、サブビームの第一、第二の部分からのプッシュプル信号の極性を互いに逆にすることができる。また、サブビームの第一、第二の部分からのプッシュプル信号におけるレンズシフトによるオフセットの符号はメインビームからのプッシュプル信号と同じである。
【００２６】
この時、サブビームの第一、第二の部分からのプッシュプル信号の和においては、オフトラックにより変動する成分は相殺され、レンズシフトによるオフセットの成分は残留する。従って、メインビームからのプッシュプル信号とこの信号の差を差動プッシュプル法によるトラック誤差信号とすると、トラック誤差信号においては、オフトラックにより変動する成分は残留し、レンズシフトによるオフセットの成分は相殺される。即ち、レンズシフトによりトラック誤差信号にオフセットを生じない。
【００２７】
一方、サブビームの第一、第二の部分からのプッシュプル信号の差を光記録媒体のラジアルチルトを表わすラジアルチルト信号とすると、ラジアルチルト信号においては、オフトラックにより変動する成分は残留し、レンズシフトによるオフセットの成分は相殺される。光記録媒体にラジアルチルトがない場合、ラジアルチルト信号はトラック誤差信号とゼロクロス点が一致するが、光記録媒体にラジアルチルトがある場合、ラジアルチルト信号はトラック誤差信号に対してゼロクロス点がずれる。その理由は、メインビームとサブビームでは強度分布が異なり、光記録媒体のラジアルチルトに起因するコマ収差の量が異なるためである。従って、このゼロクロス点のずれに基づいて光記録媒体のラジアルチルトを検出することが可能である。
【００２８】
また、メインビームとサブビームの２種類のビームしか用いないため、光検出器及びそれに接続される電流−電圧変換回路、演算回路等の構成が単純であり、光記録媒体からの反射光を１個の光検出器で受光し、この光検出器からＲＦ信号を検出できるため、光検出器においてＲＦ信号の検出に用いられるメインビームの受光量が多く、ＲＦ信号に関して高い信号対雑音比が得られる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
【００３０】
図１は本発明の光ヘッド装置の第一の実施形態を示す構成図である。なお、図１では図１４の従来装置と同一部分は同一符号を付して説明を省略する。本実施形態では、回折光学素子３ａ、光検出器１０ａの構成が図１４と異なっている。その他の構成は図１４と同様である。
【００３１】
半導体レーザ１からの出射光はコリメータレンズ２で平行光化され、回折光学素子３ａによりメインビームである１つの透過光、サブビームである２つの回折光の合計３つの光に分割される。これらの光は偏光ビームスプリッタ４にＰ偏光として入射してほぼ１００％が透過し、１／４波長板５を透過して直線偏光から円偏光に変換され、対物レンズ６でディスク（光記録媒体）７上に集光される。
【００３２】
ディスク７からの３つの反射光は対物レンズ６を逆向きに透過し、１／４波長板５を透過して円偏光から往路と偏光方向が直交した直線偏光に変換され、偏光ビームスプリッタ４にＳ偏光として入射してほぼ１００％が反射され、円筒レンズ８、レンズ９を透過して光検出器１０ａで受光される。光検出器１０ａは円筒レンズ８、レンズ９の２つの焦線の中間に設置されている。
【００３３】
図２は回折光学素子３ａの平面図である。回折光学素子３ａは、図中に破線で示す対物レンズ６の有効径より小さい直径を有する円の内側の領域のみに回折格子が形成された構成である。回折格子が形成された領域は、入射光の光軸を通りディスク７の半径方向に平行な直線、及び入射光の光軸に関して線対称でディスク７の接線方向に平行な２つの直線で、領域１１ａ〜１１ｃの３つの領域に分割されている（１１ｂは２つの領域から成る）。
【００３４】
回折格子における格子の方向は領域１１ａ〜１１ｃのいずれにおいてもディスク７の半径方向に平行であり、格子のパタンは領域１１ａ〜１１ｃのいずれにおいても等間隔の直線である。領域１１ｂにおける格子の位相は領域１１ａにおける格子の位相に対して＋π／２だけずれており、領域１１ｃにおける格子の位相は領域１１ａにおける格子の位相に対して−π／２だけずれている。
【００３５】
格子のライン部とスペース部の位相差を例えば０．２３２πとすると、領域１１ａ〜１１ｃの内部に入射した光は０次光として約８７．３％が透過し、±１次回折光としてそれぞれ約５．１％が回折される。また、領域１１ａ〜１１ｃの外部に入射した光はほぼ１００％が透過する。
【００３６】
ここで、領域１１ａ〜１１ｃの内部及び外部からの透過光をメインビーム、領域１１ａ〜１１ｃからの＋１次回折光をサブビーム１、領域１１ａ〜１１ｃからの−１次回折光をサブビーム２とすると、メインビームは対物レンズ６の有効径で決まる開口数を有するビームとなり、サブビーム１、２は領域１１ａ〜１１ｃの外径で決まる開口数を有するビームとなる。即ち、メインビームとサブビーム１、２では対物レンズ６に入射する際の強度分布が異なり、サブビーム１、２はメインビームに比べて周辺部の強度が低い。
【００３７】
また、領域１１ｂからのサブビーム１の位相は領域１１ａからのサブビーム１の位相に対してπ／２だけ進み、領域１１ｃからのサブビーム１の位相は領域１１ａからのサブビーム１の位相に対してπ／２だけ遅れる。同様に、領域１１ｂからのサブビーム２の位相は領域１１ａからのサブビーム２の位相に対してπ／２だけ遅れ、領域１１ｃからのサブビーム２の位相は領域１１ａからのサブビーム２の位相に対してπ／２だけ進む。
【００３８】
図３はディスク７上の集光スポットの配置を示す図である。集光スポット１３ａ、１３ｂ、１３ｃは、それぞれメインビーム、サブビーム１、サブビーム２に相当し、同一のトラック１２上に配置されている。
【００３９】
図４は光検出器１０ａの受光部のパタンと光検出器１０ａ上の光スポットの配置を示す図である。光検出器１０ａは３つの４分割受光部１４ｅ〜１４ｈ、１４ａ〜１４ｄ、１４ｉ〜１４ｌがディスク７のトラック平行方向に配列された構成である。メインビームである光スポット１６ａは、光軸を通りディスク７の接線方向に平行な分割線及び半径方向に平行な分割線で４つに分割された受光部１４ａ〜１４ｄで受光される。サブビーム１である光スポット１６ｂは、光軸を通りディスク７の接線方向に平行な分割線及び半径方向に平行な分割線で４つに分割された受光部１４ｅ〜１４ｈで受光される。
【００４０】
サブビーム２である光スポット１６ｃは、光軸を通りディスク７の接線方向に平行な分割線及び半径方向に平行な分割線で４つに分割された受光部１４ｉ〜１４ｌで受光される。ディスク７上の集光スポット１３ａ〜１３ｃの列は接線方向であるが、円筒レンズ８及びレンズ９の作用により、光検出器１０ａ上の光スポット１６ａ〜１６ｃの列は半径方向となる。
【００４１】
回折光学素子３ａの領域１１ａからのサブビーム１は受光部１４ｅ、１４ｇで受光され、領域１１ａからのサブビーム２は受光部１４ｉ、１４ｋで受光される。また、回折光学素子３ａの領域１１ｂ、１１ｃからのサブビーム１は受光部１４ｆ、１４ｈで受光され、領域１１ｂ、１１ｃからのサブビーム２は受光部１４ｊ、１４ｌで受光される。
【００４２】
ここで、受光部１４ａ〜１４ｌからの出力をそれぞれＶ１４ａ〜Ｖ１４ｌで表わすと、フォーカス誤差信号は非点収差法により、（Ｖ１４ａ＋Ｖ１４ｄ）−（Ｖ１４ｂ＋Ｖ１４ｃ）の演算から得られる。トラック誤差信号は差動プッシュプル法により、（Ｖ１４ａ＋Ｖ１４ｂ）−（Ｖ１４ｃ＋Ｖ１４ｄ）−Ｋ［（Ｖ１４ｅ＋Ｖ１４ｆ＋Ｖ１４ｉ＋Ｖ１４ｊ）−（Ｖ１４ｇ＋Ｖ１４ｈ＋Ｖ１４ｋ＋Ｖ１４ｌ）］（Ｋは定数）の演算から得られる。
【００４３】
また、ディスク７のラジアルチルトを表わすラジアルチルト信号は、（Ｖ１４ｅ＋Ｖ１４ｈ＋Ｖ１４ｉ＋Ｖ１４ｌ）−（Ｖ１４ｆ＋Ｖ１４ｇ＋Ｖ１４ｊ＋Ｖ１４ｋ）の演算から得られる。ＲＦ信号はＶ１４ａ＋Ｖ１４ｂ＋Ｖ１４ｃ＋Ｖ１４ｄの演算から得られる。
【００４４】
図５はトラック誤差信号、ラジアルチルト信号に関わる各種の信号波形を示す図である。図５において、横軸はディスク７のオフトラック量であり、実線は対物レンズ６がディスク７の半径方向にシフトしていない場合、破線は対物レンズ６がディスク７の半径方向にシフトしている場合の信号をそれぞれ示している。
【００４５】
図５（ａ）〜（ｅ）はディスク７にラジアルチルトがない場合の各種の信号である。即ち、図５（ａ）はメインビームのプッシュプル信号（Ｖ１４ａ＋Ｖ１４ｂ）−（Ｖ１４ｃ＋Ｖ１４ｄ）である。図５（ｂ）は回折光学素子３ａの領域１１ａからのサブビーム１、２のプッシュプル信号（Ｖ１４ｅ＋Ｖ１４ｉ）−（Ｖ１４ｇ＋Ｖ１４ｋ）である。レンズシフトによるオフセットの符号は図５（ａ）の信号と同じである。
【００４６】
図５（ｃ）は回折光学素子３ａの領域１１ｂ、１１ｃからのサブビーム１、２のプッシュプル信号（Ｖ１４ｆ＋Ｖ１４ｊ）−（Ｖ１４ｈ＋Ｖ１４ｌ）である。回折光学素子３ａの領域１１ｂにおける格子の位相と領域１１ｃにおける格子の位相は互いにπだけずれているため、領域１１ｂからのサブビーム１、２の位相と領域１１ｃからのサブビーム１、２の位相は互いにπだけずれている。その結果、図５（ｃ）の信号は図５（ｂ）の信号と極性が逆になる。その理由は、例えば、特開平１１−２９６８７５号公報に記載されている。レンズシフトによるオフセットの符号は図５（ａ）の信号と同じである。
【００４７】
図５（ｄ）は図５（ｂ）の信号と図５（ｃ）の信号の和、即ち、（Ｖ１４ｅ＋Ｖ１４ｆ＋Ｖ１４ｉ＋Ｖ１４ｊ）−（Ｖ１４ｇ＋Ｖ１４ｈ＋Ｖ１４ｋ＋Ｖ１４ｌ）である。この信号においてはオフトラックにより変動する成分は相殺され、レンズシフトによるオフセットの成分は残留する。差動プッシュプル法によるトラック誤差信号は図５（ａ）の信号と図５（ｄ）の信号の差であるため、この信号においてはオフトラックにより変動する成分は残留し、レンズシフトによるオフセットの成分は相殺される。
【００４８】
図５（ｅ）はラジアルチルト信号である。ラジアルチルト信号は図５（ｂ）の信号と図５（ｃ）の信号の差であるため、この信号においてはオフトラックにより変動する成分は残留し、レンズシフトによるオフセットの成分は相殺される。この場合はディスク７にラジアルチルトがないため、図５（ｂ）、（ｃ）、（ｅ）の信号はトラック誤差信号とゼロクロス点が一致している。従って、トラック誤差信号が０の位置ではラジアルチルト信号も０である。
【００４９】
図５（ｆ）〜（ｊ）はディスク７に正のラジアルチルトがある場合の、図５（ａ）〜（ｅ）と同じ演算による各種の信号である。この場合はディスク７に正のラジアルチルトがあるため、図５（ｇ）、（ｈ）、（ｊ）の信号はトラック誤差信号に対してゼロクロス点が図の左側にずれている。その理由は、サブビーム１、２はメインビームに比べて周辺部の強度が低く、ディスク７のラジアルチルトに起因するコマ収差の量が小さいためである。従って、トラック誤差信号が０の位置ではラジアルチルト信号は正の値をとる。
【００５０】
図５（ｋ）〜（ｏ）はディスク７に負のラジアルチルトがある場合の、図５（ａ）〜（ｅ）と同じ演算による各種の信号である。この場合はディスク７に負のラジアルチルトがあるため、図５（ｌ）、（ｍ）、（ｏ）の信号はトラック誤差信号に対してゼロクロス点が図の右側にずれている。その理由は、サブビーム１、２はメインビームに比べて周辺部の強度が低く、ディスク７のラジアルチルトに起因するコマ収差の量が小さいためである。従って、トラック誤差信号が０の位置ではラジアルチルト信号は負の値をとる。
【００５１】
次に、本発明の光ヘッド装置の第二の実施形態について説明する。第二の実施形態は、第一の実施形態における図２の回折光学素子３ａを図６に示す回折光学素子３ｂに置き換えたものである。その他の構成は図１と同様である。
【００５２】
図６は回折光学素子３ｂの平面図である。回折光学素子３ｂは図中に破線で示す対物レンズ６の有効径より小さい直径を有する円の内側の領域のみに回折格子が形成された構成である。回折格子が形成された領域は、入射光の光軸を通りディスク７の半径方向に平行な直線、及び入射光の光軸を通りディスク７の接線方向に平行な直線で、領域１１ｄ〜１１ｆの３つに分割されている。
【００５３】
回折格子における格子の方向は領域１１ｄ〜１１ｆのいずれにおいてもディスク７の半径方向に平行であり、格子のパタンは領域１１ｄ〜１１ｆのいずれにおいても等間隔の直線である。領域１１ｅにおける格子の位相は領域１１ｄにおける格子の位相に対して＋π／２だけずれており、領域１１ｆにおける格子の位相は領域１１ｄにおける格子の位相に対して−π／２だけずれている。
【００５４】
格子のライン部とスペース部の位相差を例えば０．２３２πとすると、領域１１ｄ〜１１ｆの内部に入射した光は０次光として約８７．３％が透過し、±１次回折光としてそれぞれ約５．１％が回折される。また、領域１１ｄ〜１１ｆの外部に入射した光はほぼ１００％が透過する。
【００５５】
ここで、領域１１ｄ〜１１ｆの内部及び外部からの透過光をメインビーム、領域１１ｄ〜１１ｆからの＋１次回折光をサブビーム１、領域１１ｄ〜１１ｆからの−１次回折光をサブビーム２とすると、メインビームは対物レンズ６の有効径で決まる開口数を有するビームとなり、サブビーム１、２は領域１１ｄ〜１１ｆの外径で決まる開口数を有するビームとなる。即ち、メインビームとサブビーム１、２では対物レンズ６に入射する際の強度分布が異なり、サブビーム１、２はメインビームに比べて周辺部の強度が低い。
【００５６】
また、領域１１ｅからのサブビーム１の位相は領域１１ｄからのサブビーム１の位相に対してπ／２だけ進み、領域１１ｆからのサブビーム１の位相は領域１１ｄからのサブビーム１の位相に対してπ／２だけ遅れる。同様に、領域１１ｅからのサブビーム２の位相は領域１１ｄからのサブビーム２の位相に対してπ／２だけ遅れ、領域１１ｆからのサブビーム２の位相は領域１１ｄからのサブビーム２の位相に対してπ／２だけ進む。
【００５７】
ディスク７上の集光スポットの配置は、図３に示す第一の実施形態の場合のディスク７上の集光スポットの配置と同じである。また、光検出器１０ａの受光部のパタンと光検出器１０ａ上の光スポットの配置は、図４に示す第一の実施形態の場合の光検出器１０ａの受光部のパタンと光検出器１０ａ上の光スポットの配置と同じである。
【００５８】
また、トラック誤差信号、ラジアルチルト信号に関わる各種の信号の波形は、図５に示す第一の実施形態の場合のトラック誤差信号、ラジアルチルト信号に関わる各種の波形と同じである。本実施形態では、回折光学素子３ｂの領域１１ｅにおける格子の位相と領域１１ｆにおける格子の位相は互いにπだけずれているため、領域１１ｅからのサブビーム１、２の位相と領域１１ｆからのサブビーム１、２の位相は互いにπだけずれる。その結果、図５（ｃ）の信号は図５（ｂ）の信号と極性が逆になる。その理由は例えば特開平９−８１９４２号公報に記載されている。
【００５９】
本実施形態においては、第一の実施形態において図５を参照して説明した方法と同様の方法により、差動プッシュプル法によるトラック誤差信号、ラジアルチルト信号を得ることができる。
【００６０】
次に、本発明の光ヘッド装置の第三の実施形態について説明する。第三の実施形態は、第一の実施形態における図２の回折光学素子３ａを図７に示す回折光学素子３ｃに置き換えたものである。その他の構成は図１と同様である。
【００６１】
図７は回折光学素子３ｃの平面図である。回折光学素子３ｃは、図中に破線で示す対物レンズ６の有効径より小さい直径を有する円の外側の領域のみに回折格子が形成された構成である。回折格子が形成された領域は、入射光の光軸を通りディスク７の半径方向に平行な直線、及び入射光の光軸に関して線対称でディスク７の接線方向に平行な２つの直線で、領域１１ｇ〜１１ｉの３つに分割されている（１１ｈは２つの領域から成る）。
【００６２】
回折格子における格子の方向は領域１１ｇ〜１１ｉのいずれにおいてもディスク７の半径方向に平行であり、格子のパタンは領域１１ｇ〜１１ｉのいずれにおいても等間隔の直線である。領域１１ｈにおける格子の位相は領域１１ｇにおける格子の位相に対して＋π／２だけずれており、領域１１ｉにおける格子の位相は領域１１ｇにおける格子の位相に対して−π／２だけずれている。
【００６３】
格子のライン部とスペース部の位相差を例えば０．２３２πとすると、領域１１ｇ〜１１ｉの内部に入射した光は０次光として約８７．３％が透過し、±１次回折光としてそれぞれ約５．１％が回折される。また、領域１１ｇ〜１１ｉの外部に入射した光はほぼ１００％が透過する。
【００６４】
ここで、領域１１ｇ〜１１ｉの内部及び外部からの透過光をメインビーム、領域１１ｇ〜１１ｉからの＋１次回折光をサブビーム１、領域１１ｇ〜１１ｉからの−１次回折光をサブビーム２とすると、メインビームは対物レンズ６の有効径で決まる開口数を有するビームとなり、サブビーム１、２は対物レンズ６の有効径で決まる開口数と領域１１ｇ〜１１ｉの内径で決まる遮光領域を有するビームとなる。即ち、メインビームとサブビーム１、２では対物レンズ６に入射する際の強度分布が異なり、サブビーム１、２はメインビームに比べて中心部の強度が低い。
【００６５】
また、領域１１ｈからのサブビーム１の位相は領域１１ｇからのサブビーム１の位相に対してπ／２だけ進み、領域１１ｉからのサブビーム１の位相は領域１１ｇからのサブビーム１の位相に対してπ／２だけ遅れる。同様に、領域１１ｈからのサブビーム２の位相は領域１１ｇからのサブビーム２の位相に対してπ／２だけ遅れ、領域１１ｉからのサブビーム２の位相は領域１１ｇからのサブビーム２の位相に対してπ／２だけ進む。
【００６６】
第三の実施形態におけるディスク７上の集光スポットの配置は、図３に示す第一の実施形態の場合のディスク７上の集光スポットの配置と同じである。また、第三の実施形態における光検出器１０ａの受光部のパタンと光検出器１０ａ上の光スポットの配置は、図４に示す第一の実施形態の場合の光検出器１０ａの受光部のパタンと光検出器１０ａ上の光スポットの配置と同じである。
【００６７】
また、第三の実施形態におけるトラック誤差信号、ラジアルチルト信号に関わる各種の信号の波形は、図５に示す第一の実施形態の場合のトラック誤差信号、ラジアルチルト信号に関わる各種の波形と同じである。但し、図５（ｆ）〜（ｊ）はディスク７に負のラジアルチルトがある場合、図５（ｋ）〜（ｏ）はディスク７に正のラジアルチルトがある場合の各種の信号である。
【００６８】
図５（ｇ）、（ｈ）、（ｊ）の信号はトラック誤差信号に対してゼロクロス点が図の左側にずれ、図５（ｌ）、（ｍ）、（ｏ）の信号はトラック誤差信号に対してゼロクロス点が図の右側にずれる。その理由は、サブビーム１、２はメインビームに比べて中心部の強度が低く、ディスク７のラジアルチルトに起因するコマ収差の量が大きいためである。第三の実施形態においては、第一の実施形態において図５を参照して説明した方法と同様の方法により、差動プッシュプル法によるトラック誤差信号、ラジアルチルト信号を得ることができる。
【００６９】
次に、本発明の光ヘッド装置の第四の実施形態について説明する。第四の実施形態は、第一の実施形態における図２の回折光学素子３ａを図８に示す回折光学素子３ｄに置き換えたものである。その他の構成は図１と同様である。
【００７０】
図８は回折光学素子３ｄの平面図である。回折光学素子３ｄは、図中に破線で示す対物レンズ６の有効径より小さい直径を有する円の外側の領域のみに回折格子が形成された構成である。回折格子が形成された領域は、入射光の光軸を通りディスク７の半径方向に平行な直線、及び入射光の光軸を通りディスク７の接線方向に平行な直線で、領域１１ｊ〜１１ｌの３つに分割されている。
【００７１】
回折格子における格子の方向は領域１１ｊ〜１１ｌのいずれにおいてもディスク７の半径方向に平行であり、格子のパタンは領域１１ｊ〜１１ｌのいずれにおいても等間隔の直線である。領域１１ｋにおける格子の位相は領域１１ｊにおける格子の位相に対して＋π／２だけずれており、領域１１ｌにおける格子の位相は領域１１ｊにおける格子の位相に対して−π／２だけずれている。
【００７２】
格子のライン部とスペース部の位相差を例えば０．２３２πとすると、領域１１ｊ〜１１ｌの内部に入射した光は０次光として約８７．３％が透過し、±１次回折光としてそれぞれ約５．１％が回折される。また、領域１１ｊ〜１１ｌの外部に入射した光はほぼ１００％が透過する。
【００７３】
ここで、領域１１ｊ〜１１ｌの内部及び外部からの透過光をメインビーム、領域１１ｊ〜１１ｌからの＋１次回折光をサブビーム１、領域１１ｊ〜１１ｌからの−１次回折光をサブビーム２とすると、メインビームは対物レンズ６の有効径で決まる開口数を有するビームとなり、サブビーム１、２は対物レンズ６の有効径で決まる開口数と領域１１ｊ〜１１ｌの内径で決まる遮光領域を有するビームとなる。即ち、メインビームとサブビーム１、２では対物レンズ６に入射する際の強度分布が異なり、サブビーム１、２はメインビームに比べて中心部の強度が低い。
【００７４】
また、領域１１ｋからのサブビーム１の位相は領域１１ｊからのサブビーム１の位相に対してπ／２だけ進み、領域１１ｌからのサブビーム１の位相は領域１１ｊからのサブビーム１の位相に対してπ／２だけ遅れる。同様に、領域１１ｋからのサブビーム２の位相は領域１１ｊからのサブビーム２の位相に対してπ／２だけ遅れ、領域１１ｌからのサブビーム２の位相は領域１１ｊからのサブビーム２の位相に対してπ／２だけ進む。
【００７５】
第四の実施形態におけるディスク７上の集光スポットの配置は、図３に示す第一の実施形態の場合のディスク７上の集光スポットの配置と同じである。また、第四の実施形態における光検出器１０ａの受光部のパタンと光検出器１０ａ上の光スポットの配置は、図４に示す第一の実施形態の場合の光検出器１０ａの受光部のパタンと光検出器１０ａ上の光スポットの配置と同じである。
【００７６】
また、第四の実施形態におけるトラック誤差信号、ラジアルチルト信号に関わる各種の信号の波形は、図５に示す第一の実施形態の場合のトラック誤差信号、ラジアルチルト信号に関わる各種の波形と同じである。但し、図５（ｆ）〜（ｊ）はディスク７に負のラジアルチルトがある場合、図５（ｋ）〜（ｏ）はディスク７に正のラジアルチルトがある場合の各種の信号である。
【００７７】
図５（ｇ）、（ｈ）、（ｊ）の信号はトラック誤差信号に対してゼロクロス点が図の左側にずれ、図５（ｌ）、（ｍ）、（ｏ）の信号はトラック誤差信号に対してゼロクロス点が図の右側にずれる。その理由は、サブビーム１、２はメインビームに比べて中心部の強度が低く、ディスク７のラジアルチルトに起因するコマ収差の量が大きいためである。第四の実施形態においては、第一の実施形態において図５を参照して説明した方法と同様の方法により、差動プッシュプル法によるトラック誤差信号、ラジアルチルト信号を得ることができる。
【００７８】
次に、本発明の光ヘッド装置の第五の実施形態ついて説明する。第五の実施形態は、第一の実施形態における図２の回折光学素子３ａを図９に示す回折光学素子３ｅに置き換えたものである。その他の構成は図１と同様である。
【００７９】
図９は回折光学素子３ｅの平面図である。回折光学素子３ｅは、図中に破線で示す対物レンズ６の有効径より小さい幅を有する帯の内側の領域のみに回折格子が形成された構成である。回折格子が形成された領域は、入射光の光軸を通りディスク７の半径方向に平行な直線、及び入射光の光軸に関して線対称でディスク７の接線方向に平行な２つの直線で、領域１１ｍ〜１１ｏの３つに分割されている（１１ｎは２つの領域から成る）。
【００８０】
回折格子における格子の方向は領域１１ｍ〜１１ｏのいずれにおいてもディスク７の半径方向に平行であり、格子のパタンは領域１１ｍ〜１１ｏのいずれにおいても等間隔の直線である。領域１１ｎにおける格子の位相は領域１１ｍにおける格子の位相に対して＋π／２だけずれており、領域１１ｏにおける格子の位相は領域１１ｍにおける格子の位相に対して−π／２だけずれている。
【００８１】
格子のライン部とスペース部の位相差を例えば０．２３２πとすると、領域１１ｍ〜１１ｏの内部に入射した光は０次光として約８７．３％が透過し、±１次回折光としてそれぞれ約５．１％が回折される。また、領域１１ｍ〜１１ｏの外部に入射した光はほぼ１００％が透過する。
【００８２】
ここで、領域１１ｍ〜１１ｏの内部及び外部からの透過光をメインビーム、領域１１ｍ〜１１ｏからの＋１次回折光をサブビーム１、領域１１ｍ〜１１ｏからの−１次回折光をサブビーム２とすると、メインビームは対物レンズ６の有効径で決まる開口数を有するビームとなり、サブビーム１、２はディスク７の半径方向については領域１１ｍ〜１１ｏの外側の幅で決まる開口数を有し、ディスク７の接線方向については対物レンズ６の有効径で決まる開口数を有するビームとなる。即ち、メインビームとサブビーム１、２では対物レンズ６に入射する際の強度分布が異なり、サブビーム１、２はメインビームに比べてディスク７の半径方向における周辺部の強度が低い。
【００８３】
また、領域１１ｎからのサブビーム１の位相は領域１１ｍからのサブビーム１の位相に対してπ／２だけ進み、領域１１ｏからのサブビーム１の位相は領域１１ｍからのサブビーム１の位相に対してπ／２だけ遅れる。同様に、領域１１ｎからのサブビーム２の位相は領域１１ｍからのサブビーム２の位相に対してπ／２だけ遅れ、領域１１ｏからのサブビーム２の位相は領域１１ｍからのサブビーム２の位相に対してπ／２だけ進む。
【００８４】
第五の実施の形態におけるディスク７上の集光スポットの配置は、図３に示す第一の実施形態の場合のディスク７上の集光スポットの配置と同じである。また、第五の実施形態における光検出器１０ａの受光部のパタンと光検出器１０ａ上の光スポットの配置は、図４に示す第一の実施形態の場合の光検出器１０ａの受光部のパタンと光検出器１０ａ上の光スポットの配置と同じである。
【００８５】
また、第五の実施形態におけるトラック誤差信号、ラジアルチルト信号に関わる各種の信号の波形は、図５に示す第一の実施形態の場合のトラック誤差信号、ラジアルチルト信号に関わる各種の波形と同じである。図５（ｇ）、（ｈ）、（ｊ）の信号はトラック誤差信号に対してゼロクロス点が図の左側にずれ、図５（ｌ）、（ｍ）、（ｏ）の信号はトラック誤差信号に対してゼロクロス点が図の右側にずれる。その理由は、サブビーム１、２はメインビームに比べてディスク７の半径方向における周辺部の強度が低く、ディスク７のラジアルチルトに起因するコマ収差の量が小さいためである。
【００８６】
第五の実施形態においては、第一の実施形態において図５を参照して説明した方法と同様の方法により、差動プッシュプル法によるトラック誤差信号、ラジアルチルト信号を得ることができる。
【００８７】
次に、本発明の光ヘッド装置の第六の実施形態について説明する。第六の実施形態は、第一の実施形態における図２に示す回折光学素子３ａを図１０に示す回折光学素子３ｆに置き換えたものである。その他の構成は図１と同様である。
【００８８】
図１０は回折光学素子３ｆの平面図である。回折光学素子３ｆは、図中に破線で示す対物レンズ６の有効径より小さい幅を有する帯の内側の領域のみに回折格子が形成された構成である。回折格子が形成された領域は、入射光の光軸を通りディスク７の半径方向に平行な直線、及び入射光の光軸を通りディスク７の接線方向に平行な直線で、領域１１ｐ〜１１ｒの３つに分割されている。
【００８９】
回折格子における格子の方向は領域１１ｐ〜１１ｒのいずれにおいてもディスク７の半径方向に平行であり、格子のパタンは領域１１ｐ〜１１ｒのいずれにおいても等間隔の直線である。領域１１ｑにおける格子の位相は領域１１ｐにおける格子の位相に対して＋π／２だけずれており、領域１１ｒにおける格子の位相は領域１１ｐにおける格子の位相に対して−π／２だけずれている。
【００９０】
格子のライン部とスペース部の位相差を例えば０．２３２πとすると、領域１１ｐ〜１１ｒの内部に入射した光は０次光として約８７．３％が透過し、±１次回折光としてそれぞれ約５．１％が回折される。また、領域１１ｐ〜１１ｒの外部に入射した光はほぼ１００％が透過する。
【００９１】
ここで、領域１１ｐ〜１１ｒの内部及び外部からの透過光をメインビーム、領域１１ｐ〜１１ｒからの＋１次回折光をサブビーム１、領域１１ｐ〜１１ｒからの−１次回折光をサブビーム２とすると、メインビームは対物レンズ６の有効径で決まる開口数を有するビームとなり、サブビーム１、２はディスク７の半径方向については領域１１ｐ〜１１ｒの外側の幅で決まる開口数を有し、ディスク７の接線方向については対物レンズ６の有効径で決まる開口数を有するビームとなる。即ち、メインビームとサブビーム１、２では対物レンズ６に入射する際の強度分布が異なり、サブビーム１、２はメインビームに比べてディスク７の半径方向における周辺部の強度が低い。
【００９２】
また、領域１１ｑからのサブビーム１の位相は領域１１ｐからのサブビーム１の位相に対してπ／２だけ進み、領域１１ｒからのサブビーム１の位相は領域１１ｐからのサブビーム１の位相に対してπ／２だけ遅れる。同様に、領域１１ｑからのサブビーム２の位相は領域１１ｐからのサブビーム２の位相に対してπ／２だけ遅れ、領域１１ｒからのサブビーム２の位相は領域１１ｐからのサブビーム２の位相に対してπ／２だけ進む。
【００９３】
第六の実施の形態におけるディスク７上の集光スポットの配置は、図３に示す第一の実施形態の場合のディスク７上の集光スポットの配置と同じである。また、第六の実施形態における光検出器１０ａの受光部のパタンと光検出器１０ａ上の光スポットの配置は、図４に示す第一の実施形態の場合の光検出器１０ａの受光部のパタンと光検出器１０ａ上の光スポットの配置と同じである。
【００９４】
また、第六の実施形態におけるトラック誤差信号、ラジアルチルト信号に関わる各種の信号の波形は、図５に示す第一の実施形態の場合のトラック誤差信号、ラジアルチルト信号に関わる各種の波形と同じである。図５（ｇ）、（ｈ）、（ｊ）の信号はトラック誤差信号に対してゼロクロス点が図の左側にずれ、図５（ｌ）、（ｍ）、（ｏ）の信号はトラック誤差信号に対してゼロクロス点が図の右側にずれる。その理由は、サブビーム１、２はメインビームに比べてディスク７の半径方向における周辺部の強度が低く、ディスク７のラジアルチルトに起因するコマ収差の量が小さいためである。
【００９５】
第六の実施形態においては、第一の実施形態において図５を参照して説明した方法と同様の方法により、差動プッシュプル法によるトラック誤差信号、ラジアルチルト信号を得ることができる。
【００９６】
なお、本発明の光ヘッド装置は、第一乃至第六の実施形態に限ることなく、以下に説明するような様々な形態をとることが可能である。例えば、第一の実施形態における図２の回折光学素子３ａを別の回折光学素子に置き換えた形態が考えられる。即ち、この回折光学素子は、対物レンズ６の有効径より小さい幅を有する帯の外側の領域のみに回折格子が形成された構成である。回折格子が形成された領域は、入射光の光軸を通りディスク７の半径方向に平行な直線、及び入射光の光軸に関して線対称でディスク７の接線方向に平行な２つの直線で、３つの領域に分割されている。
【００９７】
また、第一の実施形態における図２の回折光学素子３ａを更に別の回折光学素子に置き換えた形態も考えられる。即ち、この回折光学素子は、対物レンズ６の有効径より小さい幅を有する帯の外側の領域のみに回折格子が形成された構成である。回折格子が形成された領域は、入射光の光軸を通りディスク７の半径方向に平行な直線、及び入射光の光軸を通りディスク７の接線方向に平行な直線で、３つの領域に分割されている。このような回折光学素子を用いても同様な効果を得ることができる。
【００９８】
ここで、第一乃至第六の実施形態においては、メインビーム、サブビーム１、サブビーム２がディスク７の同一のトラック１２上に配置されている。従って、トラックピッチが異なるディスクに対しても３つのビームの配置は変わらず、任意のトラックピッチのディスクに対し、差動プッシュプル法によるトラック誤差信号、ラジアルチルト信号を得ることができる。
【００９９】
更に、１個の半導体レーザを出射した光から回折光学素子によりメインビームとサブビームを生成する代わりに、２個の半導体レーザを出射した光をそれぞれメインビーム、サブビームとして用いる形態も考えられる。
【０１００】
サブビームを第一の部分と第二の部分に分割し、サブビームの第二の部分が対物レンズに入射する際の位相を、光軸に関して線対称でディスクの接線方向に平行な２つの直線の外側と内側で互いにπだけずらすか、光軸を通りディスクの接線方向に平行な直線の左側と右側で互いにπだけずらすには、サブビームの第二の部分の光路中に、透過光の位相を光軸に関して線対称でディスクの接線方向に平行な２つの直線の外側と内側で互いにπだけずらす位相制御素子か、透過光の位相を光軸を通りディスクの接線方向に平行な直線の左側と右側で互いにπだけずらす位相制御素子を挿入すれば良い。位相制御素子の形態としては、光軸に関して線対称でディスクの接線方向に平行な２つの直線の外側と内側で厚さが異なる平行平板か、光軸を通りディスクの接線方向に平行な直線の左側と右側で厚さが異なる平行平板が考えられる。
【０１０１】
次に、本発明の光学式情報記録再生装置の実施形態について説明する。図１１は本発明の光学式情報記録再生装置の第一の実施形態の構成を示す図である。この実施形態は、図１に示す光ヘッド装置に演算回路１８、駆動回路１９ａを付加したものである。なお、図１１ではディスク７に情報を記録する回路、記録情報を再生する回路、ディスク７を駆動する回路や機構、ディスク７上の光スポットのトラッキング制御やフォーカシング制御を行う回路、或いは光ヘッド装置内の半導体レーザ１を駆動する回路等、ディスク７への情報の記録或いは記録情報の再生に必要な回路や機構については省略している。
【０１０２】
演算回路１８は、光検出器１０ａの各受光部からの出力信号に基づいてラジアルチルト信号、トラック誤差信号、フォーカス誤差信号、ＲＦ信号を演算する。これらの各信号の演算は先に説明した通りである。駆動回路１９ａはラジアルチルト信号が０となるように図中の破線で囲まれた対物レンズ６を図示しないアクチュエータによりディスク７の半径方向に傾ける。これにより、ディスク７のラジアルチルトが補正され、記録再生特性に対する悪影響がなくなる。具体的なアクチュエータの構成に関しては、例えば、ジョイントインターナショナルシンポジウムオンオプティカルメモリーアンドオプティカルデータストレージ１９９９テクニカルダイジェスト２０頁〜２２頁に記載されている。
【０１０３】
図１２は本発明の光学式情報記録再生装置の第二の実施形態の構成を示す図である。この実施形態は、図１に示す光ヘッド装置に演算回路１８、駆動回路１９ｂを付加したものである。なお、図１２では図１１と同様にディスク７に情報を記録する回路、記録情報を再生する回路、ディスク７を駆動する回路や機構、ディスク７上の光スポットのトラッキング制御やフォーカシング制御を行う回路、半導体レーザ１を駆動する回路等、情報の記録或いは記録情報の再生に必要な回路や機構については省略している。
【０１０４】
演算回路１８は、同様に光検出器１０ａの各受光部からの出力に基づいてラジアルチルト信号、トラック誤差信号、フォーカス誤差信号、ＲＦ信号を演算する。これらの各信号の演算は先に説明した通りである。駆動回路１９ｂは、ラジアルチルト信号が０になるように、図中の破線で囲まれた光ヘッド装置全体を図示しないモータによりディスク７の半径方向に傾ける。これにより、ディスク７のラジアルチルトが補正され、記録再生特性に対する悪影響がなくなる。具体的なモータの構成に関しては、例えば、特開平９−１６１２９３号公報に記載されている。
【０１０５】
図１３は本発明の光学式情報記録再生装置の第三の実施形態の構成を示す図である。この実施形態は、図１に示す光ヘッド装置に液晶光学素子１７、演算回路１８、駆動回路１９ｃを付加したものである。図１３では図１１、図１２と同様にディスク７に情報を記録する回路、記録情報を再生する回路、ディスク７を駆動する回路や機構、ディスク７上の光スポットのトラッキング制御やフォーカシング制御を行う回路、半導体レーザ１を駆動する回路等、情報の記録或いは記録情報の再生に必要な回路や機構については省略している。
【０１０６】
演算回路１８は、同様に光検出器１０ａの各受光部からの出力に基づいてラジアルチルト信号、トラック誤差信号、フォーカス誤差信号、ＲＦ信号を演算する。これらの各信号の演算は先に説明した通りである。駆動回路１９ｃは、ラジアルチルト信号が０になるように、図中の破線で囲まれた液晶光学素子１７に電圧を印加する。液晶光学素子１７は複数の領域に分割されており、各領域に印加する電圧を変化させると透過光に対するコマ収差が変化する。そこで、液晶光学素子１７に印加する電圧を調整してディスク７のラジアルチルトに起因するコマ収差を相殺するコマ収差を液晶光学素子１７で発生させる。
【０１０７】
これにより、ディスク７のラジアルチルトが補正され、記録再生特性に対する悪影響がなくなる。具体的な液晶光学素子の構成に関しては、例えば、ジャパニーズジャーナルオブアプライドフィジックス第３８巻第１部第３Ｂ号１７４４頁〜１７４９頁に記載されている。
【０１０８】
なお、本発明の光学式情報記録再生装置の第一乃至第三の実施形態においては、第一の実施形態の光ヘッド装置に演算回路、駆動回路等を付加しているが、本発明は、第二乃至第六の実施形態の光ヘッド装置に同様に演算回路、駆動回路等を付加した形態としてもよい。
【０１０９】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、レンズシフトによりトラック誤差信号にオフセットが生じることはなく、且つ、光記録媒体のラジアルチルトを検出することができると共に、光検出器及びそれに接続される電流−電圧変換回路、演算回路等の構成を単純にすることができ、それに加えて、ＲＦ信号に関して高い信号対雑音比を得ることができる。
【０１１０】
即ち、レンズシフトによりトラック誤差信号にオフセットを生じない理由は、差動プッシュプル法によりトラック誤差信号を検出するためである。また、光記録媒体のラジアルチルトを検出することが可能な理由は、ラジアルチルト信号のトラック誤差信号に対するゼロクロス点のずれに基づいて光記録媒体のラジアルチルトを検出するためである。
【０１１１】
更に、光検出器及びそれに接続される電流−電圧変換回路、演算回路等の構成を単純にできる理由は、メインビームとサブビームの２種類のビームしか用いないためである。また、ＲＦ信号に関して高い信号対雑音比が得られる理由は、光記録媒体からの反射光を１個の光検出器で受光し、この光検出器からＲＦ信号を検出するためである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の光ヘッド装置の第一の実施形態を示す構成図である。
【図２】第一の実施形態に用いる回折光学素子を示す平面図である。
【図３】第一の実施形態におけるディスク上の集光スポットの配置を示す図である。
【図４】第一の実施形態における光検出器の受光部のパタンと光検出器上の光スポットの配置を示す図である。
【図５】第一の実施の形態におけるトラック誤差信号、ラジアルチルト信号に関わる各種信号の波形を示す図である。
【図６】本発明の光ヘッド装置の第二の実施形態に用いる回折光学素子を示す平面図である。
【図７】本発明の光ヘッド装置の第三の実施形態に用いる回折光学素子を示す平面図である。
【図８】本発明の光ヘッド装置の第四の実施形態に用いる回折光学素子を示す平面図である。
【図９】本発明の光ヘッド装置の第五の実施形態に用いる回折光学素子を示す平面図である。
【図１０】本発明の光ヘッド装置の第六の実施形態に用いる回折光学素子を示す平面図である。
【図１１】本発明の光学式情報記録再生装置の第一の実施形態の構成を示す図である。
【図１２】本発明の光学式情報記録再生装置の第二の実施形態の構成を示す図である。
【図１３】本発明の光学式情報記録再生装置の第三の実施形態の構成を示す図である。
【図１４】従来の光ヘッド装置を示す図である。
【図１５】従来の光ヘッド装置における回折光学素子を示す平面図である。
【図１６】従来の光ヘッド装置におけるディスク上の集光スポットの配置を示す図である。
【図１７】従来の光ヘッド装置における光検出器の受光部のパタンと光検出器上の光スポットの配置を示す図である。
【符号の説明】
１半導体レーザ
２コリメータレンズ
３ａ〜３ｇ回折光学素子
４偏光ビームスプリッタ
５１／４波長板
６対物レンズ
７ディスク
８円筒レンズ
９レンズ
１０ａ、１０ｂ光検出器
１１ａ〜１１ｔ領域
１２トラック
１３ａ〜１３ｈ集光スポット
１４ａ〜１４ｌ、１５ａ〜１５ｔ受光部
１６ａ〜１６ｈ光スポット
１７液晶光学素子
１８演算回路
１９ａ〜１９ｃ駆動回路

Claims

光源と、前記光源からの出射光を光記録媒体上に集光する対物レンズと、前記光記録媒体からの反射光を受光する光検出器とを有する光ヘッド装置において、前記光源を出射した光から前記対物レンズに入射する際の強度分布が異なるメインビームとサブビームを生成する手段と、前記サブビームを、光軸を通り前記光記録媒体の半径方向に対応する直線により、対物レンズに入射する際の位相分布が異なる第一の部分と第二の部分に分割する手段とを有し、前記光検出器は光記録媒体で反射されたメインビーム及びサブビームの第一及び第二の部分をそれぞれ受光する３つの受光部群を有しており、前記３つの受光部群の出力からそれぞれプッシュプル信号が検出可能に構成されていることを特徴とする光ヘッド装置。
前記光源と対物レンズの間に回折光学素子が設けられ、前記回折光学素子によって前記メインビームである透過光と前記サブビームである回折光を生成し、前記サブビームを第一の部分と第二の部分に分割することを特徴とする請求項１に記載の光ヘッド装置。
前記サブビームの第一の部分が対物レンズに入射する際の位相はほぼ均一であり、前記サブビームの第二の部分が対物レンズに入射する際の位相は、光軸に関して線対称で前記光記録媒体の接線方向に平行な２つの直線の外側と内側で互いにほぼπだけずれていることを特徴とする請求項１〜２に記載の光ヘッド装置。
前記サブビームの第一の部分が対物レンズに入射する際の位相はほぼ均一であり、前記サブビームの第二の部分が対物レンズに入射する際の位相は、光軸を通り前記光記録媒体の接線方向に平行な直線の一方の側と他方の側で互いにほぼπだけずれていることを特徴とする請求項１〜２に記載の光ヘッド装置。
前記回折光学素子は所定の領域に回折格子が形成された構成であり、前記回折格子が形成された領域は、入射光の光軸を通り前記光記録媒体の半径方向に平行な直線で、前記サブビームの第一の部分に相当する第一の領域と前記サブビームの第二の部分に相当する第二の領域に分割されており、前記第一の領域における格子の位相はほぼ均一であり、前記第二の領域における格子の位相は、入射光の光軸に関して線対称で前記光記録媒体の接線方向に平行な２つの直線の外側と内側で互いにほぼπだけずれていることを特徴とする請求項２〜３に記載の光ヘッド装置。
前記回折光学素子は所定の領域に回折格子が形成された構成であり、前記回折格子が形成された領域は、入射光の光軸を通り前記光記録媒体の半径方向に平行な直線で、前記サブビームの第一の部分に相当する第一の領域と前記サブビームの第二の部分に相当する第二の領域に分割されており、前記第一の領域における格子の位相はほぼ均一であり、前記第二の領域における格子の位相は、入射光の光軸を通り前記光記録媒体の接線方向に平行な直線の一方の側と他方の側で互いにほぼπだけずれていることを特徴とする請求項２、４に記載の光ヘッド装置。
前記所定の領域は、対物レンズの有効径より小さい直径を有する円の内側であることを特徴とする請求項５〜６に記載の光ヘッド装置。
前記所定の領域は、対物レンズの有効径より小さい直径を有する円の外側であることを特徴とする請求項５〜６に記載の光ヘッド装置。
前記所定の領域は、対物レンズの有効径より小さい幅を有する帯状領域の内側であることを特徴とする請求項５〜６に記載の光ヘッド装置。
前記所定の領域は、対物レンズの有効径より小さい幅を有する帯状領域の外側であることを特徴とする請求項５〜６に記載の光ヘッド装置。
請求項１〜１０のいずれか１項に記載の光ヘッド装置と、前記光ヘッド装置内の３つの受光部群の出力から検出されるプッシュプル信号に基づいて光記録媒体のラジアルチルトを表わすラジアルチルト信号を検出する検出手段と、得られたラジアルチルト信号に基づいて光記録媒体のラジアルチルトを補正する補正手段とを有することを特徴とする光学式情報記録再生装置。
前記光記録媒体で反射された前記サブビームの第一、第二の部分を受光する２つの受光部群の出力から検出されるプッシュプル信号の極性は互いに逆であることを特徴とする請求項１１に記載の光学式情報記録再生装置。
前記検出手段は、前記３つの受光部群の出力から検出されるプッシュプル信号に基づいてトラック誤差信号をさらに検出することを特徴とする請求項１１〜１２に記載の光学式情報記録再生装置。
前記検出手段は、光記録媒体で反射されたメインビームを受光する受光部群の出力から検出されるプッシュプル信号と、光記録媒体で反射されたサブビームの第一、第二の部分を受光する２つの受光部群の出力から検出されるプッシュプル信号の和との差をトラック誤差信号として検出することを特徴とする請求項１３に記載の光学式情報記録再生装置。
前記検出手段は、光記録媒体で反射されたサブビームの第一、第二の部分を受光する２つの受光部群の出力から検出されるプッシュプル信号の差をラジアルチルト信号として検出することを特徴とする請求項１１〜１４に記載の光学式情報記録再生装置。
前記メインビーム、サブビームは光記録媒体の同一のトラック上に配置されていることを特徴とする請求項１１〜１５に記載の光学式情報記録再生装置。
前記補正手段は、対物レンズを光記録媒体の半径方向に傾けることにより光記録媒体のラジアルチルトを補正することを特徴とする請求項１１〜１６に記載の光学式情報記録再生装置。
前記補正手段は、光ヘッド装置全体を光記録媒体の半径方向に傾けることにより光記録媒体のラジアルチルトを補正することを特徴とする請求項１１〜１６に記載の光学式情報記録再生装置。
前記光源と対物レンズの間に液晶光学素子を有し、前記補正手段は液晶光学素子に電圧を印加することにより光記録媒体のラジアルチルトを補正することを特徴とする請求項１１〜１６に記載の光学式情報記録再生装置。