(57)【要約】【課題】トラッキングエラー信号の劣化を防止するとともに、受光部に入射する０次成分の光の光量を減らすことなく、対物レンズ位置信号の精度を良好に保つ。【解決手段】発明の光学ヘッドは、第１反射光束を含む光を受けて光量に応じた光量信号を生成する第１の受光部と、第１の受光部から生成される光量信号に基づいてトラッキングエラー信号を生成するトラッキングエラー信号生成手段と、複数の第１反射光束の間に存在する遮光部を有する分割手段とを備える。複数の第１反射光束を結ぶ第１の方向において、遮光部の幅Ｗ２は、＋１次光領域と−１次光領域の間の間隔をＷ１とした場合に、Ｗ１＞Ｗ２を満たす。第１の方向に垂直な第２の方向において、遮光部の幅は、第２の方向における第１の受光部の幅以下である。【選択図】図１６
2010153033.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録媒体に対して、データの書き込みおよび／または読み出しを行うための光学ヘッドであって、
光源と、
前記光源からの光を前記記録媒体のトラックに集光する対物レンズと、
前記記録媒体からの反射光束であって、前記トラックによって回折された回折光の０次成分と１次成分とが重なった複数の第１反射光束、および、前記０次成分のみを含む第２反射光束を含む光を受けて、受光した光量に応じた光量信号を出力する１以上の受光領域であって、第１反射光束を含む光を受けて光量に応じた光量信号を生成する第１の受光部と、前記複数の第１反射光束を結ぶ方向を第１の方向、前記第１の方向に垂直な方向を第２の方向としたときに、前記第２の方向において前記第１の受光部より前記反射光束の外径側に位置し、第１反射光束を含む光を受けて光量に応じた光量信号を生成する第２の受光部と、を有する受光手段と、
前記複数の第１反射光束の間に存在する遮光部を有する分割手段と、
前記第１の受光部から生成される前記光量信号に基づいてトラッキングエラー信号を生成するトラッキングエラー信号生成手段と、
前記第２の受光部から生成される光量信号に基づいて反射率の異なる２以上のトラックの境界で生じる前記反射光束の光強度分布の変化を示す変化信号を生成する変化検出手段と
前記記録媒体において隣接するトラックの反射率が異なる場合に前記トラッキングエラー信号に生じるオフセットを、前記変化信号に基づいて補正する補正手段とを有し、
前記第１の方向において、前記遮光部の幅Ｗ２は、前記＋１次光領域と前記−１次光領域の間の間隔をＷ１とした場合に、Ｗ１＞Ｗ２を満たし、
前記第２の方向において、前記遮光部の幅は、前記第２の方向における前記第１の受光部の幅以下であることを特徴とする光学ヘッド。
【請求項２】
前記光源は波長λの光を放射し、前記対物レンズは開口数ＮＡであり、前記トラックの周期をＴとしたとき、
０．４４＜  λ／（ＮＡ・Ｔ）−１
を満たす前記記録媒体に対して、データの書き込みおよび／または読み出しを行う、請求項１に記載の光学ヘッド。
【請求項３】
前記記録媒体のトラックはウォブルしており、前記ウォブルを用いて所定の情報が記録されており、
前記光量信号に基づいて、前記ウォブルに応じたウォブル信号を生成するウォブル信号検出手段であって、前記位置信号に所定の係数を乗じて前記トラッキングエラー信号と演算処理することにより、前記ウォブル信号を生成するウォブル信号検出手段をさらに備えた、請求項２に記載の光学ヘッド。
【請求項４】
前記ウォブル信号検出手段は、前記ウォブル信号のオフセット変動を低減させることが可能な前記所定の係数を設定する、請求項３に記載の光学ヘッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ディスク等の情報記録媒体に対し光学的にデータの書き込みおよび／または読み出しを行う光学ヘッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、光ディスクの高密度化が進んできている。高密度化された光ディスクの例として、光ディスクに予め形成された溝のピッチおよび情報トラックのトラックピッチがいずれも０．３２μｍであり、情報記録層を保護するカバー層の厚さが０．１ｍｍである相変化光ディスクが知られている。そして、このような光ディスクにデータの書き込みおよび／または読み出しを行うために、光ディスク装置の光学ヘッドには、例えば波長が４０５ｎｍの光源が設けられ、開口数（ＮＡ）が０．８５の対物レンズが設けられる。
【０００３】
高密度の光ディスクでは情報トラックのトラックピッチが狭いため、光学ヘッドのトラッキング制御は非常に高い精度を必要とする。そのため、対物レンズの移動、光ディスクの傾き等によって、トラッキングエラー信号にずれ（deviation）が生じると、トラッキング制御の精度を確保できず問題が生じる。ここで、トラッキングエラー信号の「ずれ」とは、トラッキングエラー信号がゼロクロスするときの、ビームスポットの位置と情報トラックの中心との差（距離）をいう。
【０００４】
また、相変化型光ディスクでは、反射率を変化させることによってデータの書き込みを行っている。情報トラック間のトラックピッチが狭いため、隣接する情報トラックの反射率が異なっている場合には、その影響でトラッキングエラー信号の正確な検出ができなくなるおそれがある。さらに、光ディスクの製造工程における誤差によって情報トラックのピッチが場所によって変動する場合があり、やはりトラッキングエラー信号を正確に検出できなくなるおそれがある。これでは、高密度光ディスクに対してトラッキング制御の精度を確保できない。そこで、トラッキングエラー信号を正確に検出するための努力も続けられている。
【０００５】
例えば、国際公開公報ＷＯ９７／１５９２３号は、対物レンズの移動と光ディスクの傾きによって生じるトラッキングエラー信号のずれを低減する技術を開示している。以下、この文献に記載の技術を実現する構成を説明する。
【０００６】
図１（ａ）は、従来の光学ヘッド１００の構成を示す。光学ヘッド１００は、光源１０１と、光源１０１からの光を平行光束とするレンズ１０２と、光の一部を反射し一部を透過するハーフミラー１０３および１０６、光を集光する対物レンズ１０４と、光ディスク１０５で反射された光束を検出してフォーカス制御を行うフォーカス制御部１０７と、光ディスク１０５で反射された反射光束を複数の受光領域に分割して受光する受光部１０８とを有する。
【０００７】
光学ヘッド１００は以下のように動作する。すなわち、光源１０１からの光はレンズ１０２、ハーフミラー１０３、対物レンズ１０４を介して光ディスク１０５に集光される。光ディスク１０５で反射された反射光束は、ハーフミラー１０６で反射光束の内の一部の光が反射されてフォーカス制御部１０７に導かれ、残りの光はハーフミラー１０６を透過して受光部１０８に入射する。フォーカス制御部１０７は、受光信号に基づきフォーカスエラー信号を検出し、検出した信号を用いて光源１０１からの光が光ディスク１０５に所望する精度で集光されるように対物レンズ１０４と光ディスク１０５の距離を制御する。また、受光部１０８で受光された信号は、トラッキングエラー信号の生成に用いられる。光は紙面に対して垂直な方向の情報トラックに集光される。
【０００８】
図１（ｂ）は、受光部１０８において受光される光束を示す。光束１１０は、情報トラックに平行な分割線１０９ａで２分割され、更に、分割線１０９ａと直交した２つの分割線１０９ｂ、１０９ｃにより分割される。光束は８つの領域１０８ａ〜１０８ｈに分割される。光ディスク１０５が回転することにより、例えば、反射光は、見かけ上領域１０８ａから領域１０８ｇに向かう方向に移動していく。一方、領域１０８ｉは遮光領域であり、その領域へ入射する光は遮られる。領域１０８ａ〜領域１０８ｈへ入射した光は、その光量の大きさに応じた信号として検出される。領域１０８ａ〜領域１０８ｈの各々で検出された信号をその領域に付された符号を用いて表現すると、トラッキングエラー信号ＴＥは、次式で表される。
【０００９】
ＴＥ＝（１０８ｃ＋１０８ｅ−１０８ｄ−１０８ｆ）−ｋ（１０８ａ＋１０８ｇ−１０８ｂ−１０８ｈ）        （式１）
【００１０】
ここで、ｋは補正係数である。対物レンズ１０４を情報トラックに垂直な方向へ移動させると、受光部１０８上では光束１１０は分割線１０９ａに直交した方向に移動する。これにより、いわゆるプッシュプル信号（１０８ｃ＋１０８ｅ−１０８ｄ−１０８ｆ）にオフセットが発生する。このオフセットを信号（ｋ（１０８ａ＋１０８ｇ−１０８ｂ−１０８ｈ））で補正する。補正係数ｋは、対物レンズ１０４の移動に伴うトラッキングエラー信号のオフセットが小さくなるように設定される。
【００１１】
なお、上述したトラッキングエラー信号の「ずれ」と「オフセット」とは互いに異なる概念である。トラッキングエラー信号の「ずれ」は、光ビームの焦点と情報記録層との位置関係や情報記録層の反射率の変化等に応じて刻々変化するため、上述の補正係数のような係数を用いて一律に適用することはできない。一方、トラッキングエラー信号の「オフセット」は、前述した対物レンズの移動等に起因して信号全体に定常的に発生しているため、補正係数を用いて一律に低減することが可能である。
【００１２】
図２は、チルトした光ディスク１０５において反射した光束１１０の光強度分布を模式的に示す。「チルト」とは、図１（ａ）において、光ディスク１０５の法線が紙面に平行な方向に傾くことをいう。光ディスク１０５がチルトすると、光は情報トラックにおいて回折し反射光の光強度分布が均一ではなくなる。図２の斜線領域１１０−１は、情報トラックにより回折された０次光成分と１次光成分の光束が重なる領域を表す。光束１１０のうち、斜線領域１１０−１以外の領域１１０−２は、０次回折光のみの部分、すなわち回折光の重なりがない部分を表す。図２から理解されるように、分割線１０９ａ左右では、斜線領域１１０−１は非対称である。
【００１３】
光強度分布が非対称であるとき、受光部１０８は、その原因が光ディスク１０５のチルトによるか、トラッキング状態が悪いためであるかを判断できない。このような反射光に基づいてトラッキングエラー信号を生成すると、トラッキングエラー信号はすべてトラッキング状態が悪いことを示すため信号の精度が低くなる。そこで、図１（ｂ）に示すように、強度分布の非対称性が大きく現れる部分の光が信号に変換されないように遮光領域１０８ｉを設け、強度分布の非対称性が大きな部分をトラッキングエラー信号の生成または検出に使わないようにしている。これにより、トラッキングエラー信号の検出誤差の低減を実現している。
【００１４】
また、アドレス情報等が情報トラックの蛇行（ウォブル）を用いたウォブル信号として予め記録されている光ディスクが存在する。図３は、光ディスク１０５上のウォブルした情報トラック１０５−１から１０５−３の部分拡大図である。情報トラック１０５−１から１０５−３はウォブルしており、このウォブルを用いて情報が記録されている。３本の情報トラック１０５−１から１０５−３の蛇行は互いに無関係に変化する。例えば、日本国特開平７−１４１７２号公報は、そのようなウォブル信号をプッシュプル信号を用いて検出する技術を開示している。
【００１５】
ここで、数値計算によるシミュレーションを利用して、高密度光ディスク１０５からの反射光に基づいて得られるトラッキングエラー信号を説明する。シミュレーションは、図１に示す従来の光学ヘッド１００を利用して行っており、そのときの計算条件は、光の波長を４０５ｎｍ、情報トラックのトラックピッチを０．３２μｍ、情報トラック溝の深さを波長の１／１２、ＮＡを０．８５、対物レンズの焦点距離を２ｍｍにしている。なお、情報トラック溝は、凸状の情報トラックの間に規定される凹状の溝である。本明細書では、情報トラックと情報トラック溝とを区別しているが、凸状であるか凹状であるかは光ディスク１０５をいずれの面の側からみるかによって入れ替わるため、以下では主として「情報トラック」について説明する。
【００１６】
以下、対物レンズが移動したとき、光ディスクが傾いているとき、情報トラック間のピッチが変動しているとき、および、隣接する情報トラック間で反射率が異なるときのそれぞれについて、トラッキングエラー信号にどのような影響が表れているかを説明する。
【００１７】
（１）対物レンズの移動に起因するトラッキングエラー信号のオフセット
図４は、受光部において検出された高密度光ディスクからの反射光束の光強度分布を模式的に示す。斜線領域は光ディスク１０５の情報トラック溝による回折光の０次成分および１次成分の光束が重なった領域を示す。斜線領域以外の領域は０次回折光のみの部分（回折光の重なりがない部分）である。図１（ｂ）または図２に示す光強度分布に比べると、図４に示す光強度分布では２つの斜線部間の間隔Ｌが大きく離れ、０次回折光のみの部分が広い。これは、高密度光ディスクは情報トラック間のピッチが狭いからである。
【００１８】
このような分布ではプッシュプル信号の変調度が小さく、僅かに対物レンズ１０４を移動させても、信号には無視できないオフセットが発生する。このような光束は、図４に示す分割した領域において受光される。分割線１０９ｂおよび１０９ｃの間隔は、分割線１０９ａ方向に関して回折光が重なった領域（図４の斜線領域）の最大幅とほぼ同等である。なお、ここではオフセット補正のみを考えるため図１（ｂ）の遮光領域１０８ｉは設けていない。
【００１９】
図５は、対物レンズ１０４の移動量とトラッキングエラー信号の対称性との関係を示す。横軸は対物レンズの移動量、縦軸はトラッキングエラー信号の対称性を表す。対称性は、オフセット電圧／振幅電圧により求めている。対物レンズ移動量が±０．３ｍｍの範囲では、対称性が保たれておりオフセットが良好に補正されていることが理解される。
【００２０】
（２）情報トラックピッチのむら
情報トラック間のピッチが不均一であると、隣接する情報トラックは光ディスク１０５上の位置に応じて互いに近づき、遠ざかる。図６は、３本の情報トラックのうち、最も左側の情報トラックの位置を変化させるモデルを示す。このモデルを利用して、トラッキングエラー信号波形をシミュレーションした。
【００２１】
図７（ａ）および（ｂ）は、最も左側の情報トラックの位置を変化させて得られたトラッキングエラー信号の波形を示す。情報トラック位置は±２０ｎｍで変化させている。図７（ａ）は、オフセットを補正していないプッシュプル信号の波形を示す。図７（ａ）において、光スポット（光ビームの焦点）の位置が０の点は基準となる情報トラックの中心位置であり、図６に示す中央のトラック（以下「中央トラック」という）の中心に対応する。光スポット位置が負の領域には、図６において位置を変化させる最も左側の情報トラックに対応する信号が現れ、光スポット位置が正の領域には、図６における最も右側の情報トラックに対応する信号が現れる。
【００２２】
図７（ａ）に示す３つの信号波形１１４、１１５、１１６は、最も左側の情報トラックの位置を３段階に変化させて得られた信号である。具体的には、波形１１５は、最も左側の情報トラックを本来の設計値どおりの位置に配置したときに得られ、波形１１４は設計値よりも２０ｎｍだけ中央トラック側に配置したときに得られ、波形１１６は設計値よりも２０ｎｍだけ中央トラックと反対側に配置したときに得られる。なお、最も右側のトラックの位置は設計値どおりであるとする。図７（ａ）によれば、設計値から位置が変化した情報トラックの付近（波形の左側の山付近）に大きなオフセット変動が見られる。これが、情報トラック間のピッチのむらの影響である。
【００２３】
図７（ｂ）はオフセットを補正したトラッキングエラー信号の波形を示す。オフセットは対物レンズ位置信号を用いて補正される。図７（ｂ）に示す３つの波形１１７、１１８、１１９は、図７（ａ）と同様、最も左側の情報トラックの位置を３段階に変化させて得られた信号である。波形１１８はその情報トラックを本来の設計値どおりの位置に配置したときの波形を示し、波形１１７は設計値どおりの位置から２０ｎｍだけ中央トラック側に、波形１１９は２０ｎｍだけ中央トラックと反対側に配置したときの波形を示す。図７（ａ）と比較すると、図７（ｂ）では、信号波形のオフセット変動の影響はかなり除去されている。これは、前述のオフセット補正手段により、情報トラックピッチのむらで発生するオフセット変動が補正されることを意味している。なお、図７（ｂ）の計算で用いた補正係数は、前述した対物レンズ移動のオフセットを補正する補正係数と同一の値である。
【００２４】
（３）光ディスクの傾き
次に、受光部１０８に遮光領域１０８ｉ（図１（ｂ））を設けたとき、光ディスク１０５の傾きに起因するトラッキングエラー信号のずれを低減できるか否かを検討する。なお、トラッキングエラー信号の「ずれ」は、前述のようにトラッキングエラー信号がゼロクロスするときの光ビームスポットの位置と情報トラックの中心との差（距離）である。
【００２５】
図８は、分割線１０９ａ（図１（ｂ））の延びる方向に沿って遮光領域１０８ｉの幅を変えたときの、トラッキングエラー信号の波形を示す。横軸は情報トラック中心を原点にとった光スポット位置、縦軸は信号レベルである。遮光領域１０８ｉの幅は３段階に変化させており、その結果、３つの波形１１１、１１２、１１３が得られている。波形１１１は遮光領域１０８ｉの幅を０としたとき（遮光領域１０８ｉを設けなかったとき）の波形を示し、波形１１２はその幅を光束直径の２０％としたときの波形を示し、波形１１３はその幅を光束直径の３５％としたときの波形を示す。なお、光ディスク１０５のカバー層の厚さは１００μｍ、ディスク傾きは０．６°としている。
【００２６】
図８から理解されるように、光スポットが０の位置では本来信号レベルも０になるべきところ、波形１１１、１１２、１１３の順に負の方向にずれてきている。すなわち、遮光領域１０８ｉの幅を大きくするほどトラッキングエラー信号のずれが大きくなっている。よって、今後の登場が想定される高密度の光ディスクに対しては、従来の技術でトラッキングエラー信号のずれを低減することはできない。
【００２７】
（４）反射率が異なる情報トラックの境界で生じるトラッキングエラー信号のオフセット
図９は、３つの情報トラックの断面を示す。図に示すトラックのうち、中央とその右側の情報トラックの反射率を１とし、未記録トラックであると想定する。一方、斜線を付した左側の情報トラックの反射率を０．５とし、記録トラックであると想定する。光ディスク１０５では、この３本のトラックが周期的に存在しているとしている。
【００２８】
図１０（ａ）は、オフセットを補正していないプッシュプル信号の波形を示す。図１０（ａ）に示す３つの信号波形のうち、太い実線の波形は光スポットのフォーカス位置におけるプッシュプル信号の波形を示し、細い実線および点線の２つの波形は光スポットのフォーカス位置をそれぞれ＋０．２μｍおよび−０．２μｍずらした位置におけるプッシュプル信号の波形を示す。「ずらした位置」とは、光スポットのフォーカス位置を光ディスク１０５に垂直な方向、すなわち光ビームが光ディスク１０５に照射される方向に移動した位置を表しており、正の方向は光ディスク１０５からみて光学ヘッド側の方向を、負の方向はその反対側の方向を表すとする。これらの波形には、隣接する情報トラックの反射率が異なることによる大きなオフセット変動と、そのオフセット変動が光スポットのフォーカス位置によって変化する現象が見られる。
【００２９】
そこで、対物レンズ移動によるオフセット補正係数と同じ補正係数を用いて、オフセット補正後のトラッキングエラー信号波形を計算した。図１０（ｂ）は、オフセットを補正したトラッキングエラー信号の波形を示す。図１０（ｂ）に示す３つの信号波形のうち、太い実線の波形は光スポットのフォーカス位置におけるプッシュプル信号の波形を示し、細い実線および点線の２つの波形は光スポットのフォーカス位置をそれぞれ＋０．２μｍおよび−０．２μｍずらした位置におけるプッシュプル信号の波形を示す。図１０（ａ）と比較すると、図１０（ｂ）に示す３つの波形のオフセット変動は、かなり抑制されているといえる。
【００３０】
しかしながら、０μｍと、＋０．３２μｍ付近の光スポット位置では、オフセット変動が光スポットのフォーカス位置によって異なっており、波形がゼロクロスする位置が変化している。また、この光スポットのフォーカス位置によるオフセット変動の変化量は、３本の情報トラックに関して一致しないため、オフセット補正時の補正係数を変えることによっては、情報トラックすべてに対してトラッキングエラーのずれを一様に低減することはできない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００３１】
以上をまとめると、前述した高密度の光ディスクの条件では、（３）の光ディスクの傾きにより発生するトラッキングエラー信号のずれを低減する効果は全く無く、また、（４）の反射率が異なる情報トラックの境界で生じるトラッキングエラー信号のオフセット変動、特に、光スポットのフォーカス位置のずれで生じるオフセット変動に対しては補正効果が十分でない。
【００３２】
また、情報トラックにウォブルが存在する光ディスク（図３）では、中央の情報トラックを基準に考えると、このウォブルによって互いに隣接する情報トラックの間隔が変化することになる。図７（ａ）および（ｂ）を参照しながら説明したように、プッシュプル信号は隣接する情報トラックからの影響を受けやすい。ある情報トラックのウォブル信号は、隣接する情報トラックとの距離によって記録されているといえるから、隣接する情報トラックの影響を受けやすいプッシュプル信号を使ってウォブル信号を検出すると隣接する情報トラックのウォブル信号のクロストークが大きくなる。
【００３３】
本発明の目的は、光ディスクの情報トラックの中心に正確にトラッキング制御を行うことである。本発明の他の目的は、ウォブルにより情報が記録された光ディスクのウォブル信号を、隣接する情報トラックからのウォブル信号のクロストークを低減して検出することである。
【課題を解決するための手段】
【００３４】
本発明による光学ヘッドは、反射率の異なる２以上のトラックを有する記録媒体に対して、データの書き込みおよび／または読み出しを行うために用いられる。光学ヘッドは、光源と、前記光源からの光を前記記録媒体のトラックに集光する対物レンズと、前記トラックによって回折された回折光の０次成分と１次成分とが重なった複数の第１反射光束を受けて、前記複数の第１反射光束の光量に応じた光量信号を生成する複数の受光領域、および、前記複数の受光領域の間に存在し、前記０次成分のみを含む第２反射光束を受けない非受光領域を有する受光手段であって、前記複数の受光領域間を結ぶ第１の方向に関して、前記複数の受光領域間の距離は前記非受光領域の幅よりも長い受光手段と、前記光量信号に基づいてトラッキングエラー信号を生成するトラッキングエラー信号生成手段とを備えている。
【００３５】
前記第１の方向に垂直な第２の方向に関し、前記複数の受光領域の長さは、前記複数の第１反射光束の幅よりも短くてもよい。
【００３６】
前記第２の方向に関し、前記複数の受光領域の全長は、前記反射光束の直径よりも長くてもよい。
【００３７】
前記光源は波長λの光を放射し、前記対物レンズは開口数ＮＡであり、前記トラックの周期をＴとしたとき、前記光学ヘッドは、０．４４＜  λ／（ＮＡ・Ｔ）−１を満たす前記記録媒体に対して、データの書き込みおよび／または読み出しを行ってもよい。
【００３８】
前記光学ヘッドは、前記反射光束を、前記複数の第１反射光束および前記第２反射光束に分割する光分割手段をさらに備えていてもよい。
【００３９】
本発明による装置は、反射率の異なる２以上のトラックを有する記録媒体に対して、光学ヘッドを用いてデータの書き込みおよび／または読み出しを行う。この光ヘッドは、光源と、前記光源からの光を前記記録媒体のトラックに集光する対物レンズと、前記トラックによって回折された回折光の０次成分と１次成分とが重なった複数の第１反射光束を受けて、前記複数の第１反射光束の光量に応じた光量信号を生成する複数の受光領域、および、前記複数の受光領域の間に存在し、前記０次成分のみを含む第２反射光束を受けない非受光領域を有する受光手段であって、前記複数の受光領域間を結ぶ第１の方向に関して、前記複数の受光領域間の距離は前記非受光領域の幅よりも長い受光手段と、前記光量信号に基づいてトラッキングエラー信号を生成するトラッキングエラー信号生成手段と、駆動信号に基づいてレンズの位置を前記トラックと平行な方向に変化させる移動手段とを備えている。装置はさらに、前記トラッキングエラー信号に基づいて、前記記録媒体上において前記光が前記光ディスクのトラックに沿うように前記レンズの位置を制御する制御信号を生成する制御信号生成手段と、前記制御信号に基づいて前記移動手段を駆動する駆動信号を生成する駆動手段とを備えている。
【発明の効果】
【００４０】
本発明の光学ヘッド等によれば、光ディスクの傾きによって生じるＴＥ信号のずれを低減することができ、また、反射率の異なる情報トラックの境界で生じるＴＥ信号のずれを低減することができる。よって、そのような光学ヘッドを組み込んだ光ディスク装置は、光ディスクの情報トラックに対して正確なトラッキング制御を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】（ａ）は、従来の光学ヘッド１００の構成を示す図であり、（ｂ）は、受光部１０８において受光される光束を示す図である。
【図２】チルトした光ディスク１０５において反射した光束１１０の光強度分布の模式図である。
【図３】光ディスク１０５上のウォブルした情報トラック１０５−１から１０５−３の部分拡大図である。
【図４】高密度光ディスクからの反射光束の光強度分布の模式図である。
【図５】対物レンズ１０４の移動量とトラッキングエラー信号の対称性との関係を示す図である。
【図６】３本の情報トラックのうち、最も左側の情報トラックの位置を変化させるモデルを示す図である。
【図７】（ａ）および（ｂ）は、最も左側の情報トラックの位置を変化させて得られたトラッキングエラー信号の波形図である。
【図８】分割線１０９ａ（図１（ｂ））の延びる方向に沿って遮光領域１０８ｉの幅を変えたときの、トラッキングエラー信号の波形図である。
【図９】３つの情報トラックの断面図である。
【図１０】（ａ）は、オフセットを補正していないプッシュプル信号の波形図である。（ｂ）は、オフセットを補正したトラッキングエラー信号の波形図である。
【図１１】本発明による光ディスク装置２００のブロック図である。
【図１２】実施形態１による光学ヘッド２２０の構成を示す図である。
【図１３】入射した光束が複数の領域に分割される様子を示す図である。
【図１４】光ディスクの傾きが０．６°のときのＴＥ信号の波形図である。
【図１５】情報トラックピッチのみを変化させたときのＴＥ信号の波形図である。
【図１６】実施形態３による回折素子１９を示す図である。
【図１７】反射率の異なる情報トラックから得られるＴＥ信号の波形図である。
【図１８】実施形態４による回折素子２２を示す図である。
【図１９】実施形態４による回折格子２２を利用して得られたＴＥ信号の波形図である。
【図２０】実施形態５による光学ヘッド２３０の構成を示す図である。
【図２１】実施形態６による光学ヘッドの構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００４２】
以下、添付の図面を参照しながら、本発明による光ディスク装置および光学ヘッドの各実施形態を説明する。
【００４３】
（実施形態１）
図１１は、本実施形態による光ディスク装置２００の機能ブロックの構成を示す。光ディスク装置２００は、光学ヘッド２２０と、制御信号生成部２１１と、駆動回路２１２と、再生処理部２１３とを備えている。光ディスク装置２００は、光ディスクに対して、データの書き込みおよび／または読み出しを行うことができる。
【００４４】
光学ヘッド２２０は、光ディスク１０５に対して光ビームを照射し、その反射光を受け取る光学系であり、光ディスク１０５に対してデータの書き込みおよび／または読み出しを行う。さらに、光学ヘッド２２０はトラッキングエラー信号（以下「ＴＥ信号」という）、フォーカスエラー信号（ＦＥ信号）、再生信号等を生成する信号処理回路を備えている。光学ヘッド２２０の構成は後に詳述する。なお、図１１には光ディスク１０５を記載しているが、これは説明の便宜のためであり、光ディスク装置２００の構成要素ではないことに留意されたい。光ディスク１０５は光ディスク装置２００に装填される。
【００４５】
制御信号生成部２１１は、例えば、光学ヘッド２２０から出力されたＴＥ信号に基づいて、光ビームのビームスポットと光ディスク１０５の情報トラックとの半径方向の位置関係を制御するための制御信号を生成する。制御信号生成部２１１から出力された制御信号は駆動回路２１２に与えられる。駆動回路２１２は、受け取った制御信号に基づいて駆動信号を生成し、トラッキングアクチュエータまたは光学ヘッド２２０の移送台（図示せず）に印加する。これらはそれぞれ、対物レンズ２０４または光学ヘッド２２０全体を光ディスク１０５の半径方向に移動させることによって、光ビームのビームスポットと光ディスク１０５の情報トラックとの半径方向の位置関係を調整する。再生処理部２１３は、フォーカス制御、トラッキング制御等のサーボ制御が安定して行われているとき、光ディスク１０５からの反射光に対して所定の再生処理を行い、データを再生する。
【００４６】
次に、光学ヘッド２２０の構成を説明する。図１２は、本実施形態による光学ヘッド２２０の構成を示す。光学ヘッド２２０は、光源２０１と、ビームスプリッタ２０２と、コリメートレンズ２０３と、対物レンズ２０４と、回折素子２０６と、受光部２０７と、位置信号検出部２０８と、ＴＥ信号生成部２０９と、オフセット補正部２１０とを有する。
【００４７】
光源２０１は、例えば、波長が４０５ｎｍの青紫レーザ光を出力する。ビームスプリッタ２０２は、光の一部を透過し、その残りを反射する。コリメートレンズ２０３は、光源２０１からの光を平行光束に変換する。対物レンズ２０４は、光源２０１から放射された光ビームを集束させ、所定の距離の位置に焦点を形成する。回折素子２０６は、光ディスク１０５からの反射光束を受け取って、所定の回折領域または遮光領域によってその一部を通過させまたは遮光する。本明細書では、光束を選択的に通過させ、または遮ることを、光束を「分割」するともいう。受光部２０７は複数の受光領域を有しており、その受光領域の各々は受光した光の光量に応じた大きさの光量信号を生成する。位置信号検出部２０８は、受光部２０７と対物レンズの位置を検出する。オフセット補正部２１０は、ＴＥ信号生成部２０９と、ＴＥ信号に生じるオフセットを補正する。
【００４８】
次に、この光学ヘッド２２０において行われる処理を光の経路にそって説明する。光源２０１から放射された光は、ビームスプリッタ２０２を透過し、コリメートレンズ２０３で平行光束へと変換されて対物レンズ２０４に入射し、対物レンズ２０４により光ディスク１０５の情報記録面に集光される。
【００４９】
光ディスク１０５で反射された光は、再び対物レンズ２０４、コリメートレンズ２０３を経て、ビームスプリッタ２０２に入射する。ビームスプリッタ２０２で反射された光は回折素子２０６に入射し、そこで回折により複数の光束に分割される。受光部２０７は回折素子２０６で分割された光束を受光するための複数の受光領域を有している。回折素子２０６により分割された複数の光束は、受光部２０７に設けた対応する受光領域に導かれる。各受光領域は受光量に応じた信号を生成する。
【００５０】
受光部２０７の受光領域のうちＴＥ信号の生成に使われる信号は、ＴＥ信号生成部２０９に出力される。また、受光部２０７の受光領域のうち対物レンズ２０４の位置信号を検出するために使われる信号は、位置信号検出部２０８に出力される。ＴＥ信号生成部２０９は受光部２０７からの信号に基づいてＴＥ信号を生成し、オフセット補正部２１０へ出力する。位置信号検出部２０８は受光部２０７からの信号に基づいて対物レンズ２０４の位置信号を検出し、オフセット補正部２１０へ出力する。
【００５１】
オフセット補正部２１０は、ＴＥ信号のオフセットが小さくなるように補正係数を設定し、所定の演算処理を行ってオフセットを補正したＴＥ信号を生成する。なお、ＴＥ信号のオフセットは対物レンズ２０４の位置を移動させることに伴って生じる。このオフセットが補正されたＴＥ信号を用いて、図１１に示す制御信号生成部２１１において制御信号が生成され、トラッキング制御が実現される。なお、光学ヘッドには、他に、フォーカス検出部、対物レンズの位置を変化させる駆動部等の一般的な構成要素が必要であるが、それらは周知の構成を用いることができるので、その説明はここでは省略する。
【００５２】
ここで、回折素子２０６で分割される光束を詳細に説明する。図１３は、入射した光束が複数の領域に分割される様子を示している。４つの領域６ａ、６ｂ、６ｅ、６ｆは、対物レンズの位置信号を検出するための光束が通過する領域であり、２つの領域６ｃおよび６ｄは、ＴＥ信号を検出するための光束が通過する領域である。分割線１１ａ〜１１ｅは入射する光束を分割する。具体的には、分割線１１ａは情報トラックと平行な方向に光束を２分割する。分割線１１ｂおよび１１ｃは対物レンズ位置信号を検出する領域の境界線であり、情報トラックと直交する方向に光束を分割する。分割線１１ｄおよび１１ｅはＴＥ信号を検出する領域の境界線であり、情報トラックと直交する方向に光束を分割する。
【００５３】
また、領域６ａと領域６ｃとの間の領域Ｒａｃ、領域６ｂと領域６ｄとの間の領域Ｒｂｄ、領域６ｃと領域６ｅとの間の領域Ｒｃｅ、および、領域６ｄと領域６ｆとの間の領域Ｒｄｆは、遮光されており、入射した光を受光部２０７に導かないように構成されている。このような構成にする目的は、これらの領域に入射した光がＴＥ信号および対物レンズ位置信号の検出に利用されないようにするためである。ただしそのような目的を達成するために、光学ヘッド２２０では別の構成を採用してもよい。例えば、光が受光部２０７の受光領域へ導かれないようにこれらの領域に回折格子を設けてもよい。または、これらの領域には特徴を与えず、これらの領域を通過した光束が入射する受光部２０７に受光領域を設けないようにしてもよい。
【００５４】
図１３には、回折素子２０６に入射した光束の外形１２を示している。また、斜線を施した領域１２−１は、情報トラックからの回折光の０次成分と１次成分の光束が重なった領域を示す。光束１２の領域のうち斜線を施した領域１２−１以外の領域１２−２は、回折光の０次成分のみの部分を示す。
【００５５】
例えば、図１３に示す回折素子２０６の領域６ｃを通過し、対応する受光部２０７の受光領域において検出された信号を“６ｃ”のように表すと、補正後のＴＥ信号は、
ＴＥ＝（６ｃ−６ｄ）−ｋ（６ａ＋６ｅ−６ｂ−６ｆ）  （式２）
となる。ここでｋはオフセット補正係数を表す。（式２）の第１項は補正前のＴＥ信号（プッシュプル信号）であり、オフセット補正係数ｋが掛けられた第２項は対物レンズ位置信号である。これらは、前述の従来技術と同様の構成である。
【００５６】
本実施形態の光学ヘッド２２０の主要な特徴の一つは、情報トラックに平行な方向（または分割線１１ａに沿う方向）について、情報トラックからの回折光の０次成分と１次成分の光束が重なった領域（図１３の斜線領域１２−１）の長さの最大値よりも、分割線１１ｄと分割線１１ｅの間隔を短く設定したこと、および、回折素子２０６の情報トラックに垂直な方向（または分割線１１ｂ、１１ｄ等に沿う方向）の全長が、光束１２の直径と同等以上に長くなるように構成したことである。これにより、光ディスク１０５の傾きにより生じるＴＥ信号のずれを低減することができる。なお、ここでいう光ディスク１０５の傾きとは、光ディスク１０５の面を情報トラックの接線の周りに回転したときに生じる傾き、すなわちラジアルチルトを意味する。
【００５７】
次に、上述の構成によって得られるＴＥ信号を説明する。図１４は、光ディスクの傾きが０．６°のときのＴＥ信号の波形を示す。横軸は、基準となる情報トラック中心を原点としたときの光スポット位置であり、縦軸は信号レベルである。数値計算の条件は、隣接する情報トラック溝間のピッチが０．３２μｍ、光の波長が４０５ｎｍ、対物レンズの開口数が０．８５、カバー層の厚さが１００ｎｍとした。また、前述の分割線１１ｂと分割線１１ｃの間隔をＶ１、分割線１１ｄと分割線１１ｅの間隔をＶ２、それらの値を光束外形１２の直径に対する比率で表し、Ｖ１＝０．６５として一定とした。
【００５８】
図１４は、分割線１１ｄと分割線１１ｅの間隔Ｖ２を変化させたときのＴＥ信号を示す。波形１３は、Ｖ２＝Ｖ１＝０．６５のときを示し、波形１４はＶ２＝０．４３のときを示し、波形１５はＶ２＝０．２５のときを示す。各波形のゼロクロス点は、波形１３では負側（原点より左側）、波形１４では原点上、波形１５では正側（原点より右側）となっている。従って、このような条件では、Ｖ２＝０．４３とすることによって、光ディスク１０５の傾きによって発生するＴＥ信号のずれ（ＴＥ信号波形のゼロクロス点と情報トラック中心のずれ）をほぼ無くすことができる。また、隣接する情報トラック溝間のピッチと開口数が変わると、Ｖ２の最適値も変わるため、条件に合わせてＶ２を設定することが望ましい。但し、本実施形態が適用できる条件は、以下に述べる範囲に制限される。
【００５９】
次に、本実施形態の適用可能な範囲を説明する。図１４から理解されるように、Ｖ１＝Ｖ２として、本実施形態を適用しない場合にはＴＥ信号のゼロクロス点が原点の左側にずれ（図１４に示す波形１３）、本実施形態を適用してＶ２を小さくしていくと、そのゼロクロス点は右側に移動する（図１４に示す波形１４、１５）。つまり、本実施形態を適用しない場合に光ディスク１０５の傾きによってゼロクロス点がずれる方向と、本実施形態を適用してＶ２を小さくすることによってゼロクロス点がずれる方向とが逆でなければ、トラッキング誤差を低減することができない。
【００６０】
図１５は、Ｖ１＝Ｖ２とし、情報トラックピッチのみを変化させたときのＴＥ信号の波形を示す。波形１６では情報トラックピッチが０．３５μｍ、波形１７では０．３３μｍ、波形１８では０．３０μｍである。グラフの各軸は図１４と同様である。光ディスク１０５の傾きに起因する影響によって波形のゼロクロス点の位置がずれる。その位置は情報トラックピッチが小さくなるに従って負側にずれていく。図１４と図１５の計算では光ディスク１０５の傾きは同一方向なので、Ｖ２を小さくすることによってトラッキング誤差を低減することができるのは、波形のゼロクロス点が負側にある場合、つまり、情報トラックピッチが０．３３μｍより小さい場合に限定されることが理解される。
【００６１】
次に、この限定条件を一般化する。光ディスク１０５の傾きによるＴＥ信号のゼロクロス点の移動は、傾いた光ディスク１０５のカバー層（図示せず）を光が通過するときに生じるコマ収差を原因とし、情報トラックからの回折光の０次成分と１次成分の光束が重なる部分に強度分布変化が生じることによって発生する。この強度分布変化は、波面収差を持った光束の周辺部分の重なり具合で決まるため、ゼロクロス点移動は、波長、情報トラックピッチ、対物レンズの開口数に依存する。ここで、波長をλ、情報トラックピッチをＴ、対物レンズの開口数をＮＡとしたときに、
Ｕ＝λ／（Ｔ・ＮＡ）−１    （式３）
によって、Ｕという量を定義する。この量Ｕは、図１３に示した左右の斜線部の間隔Ｗを光束直径に対する比率で表したものである。前述した本発明と従来技術との境界条件、即ち、Ｔ＝０．３３μｍ、ＮＡ＝０．８５、λ＝４０５ｎｍを、（式３）に代入して、Ｕを求めると、Ｕ＝０．４４となる。（式３）よりＴを小さくするとＵは増加する。また、前述した条件では、本実施形態が適用できるのは隣接する情報トラック溝間のピッチが０．３３ｕｍより小さい場合であったことから、一般化された適用条件は、
Ｕ  ＞  ０．４４    （式４）
となる。なお、Ｕが０．４４よりも小さい場合には、前述した従来技術の適用範囲となる。
【００６２】
以上のように、本実施形態により、情報トラックによる回折光の０次成分と１次成分の光束が重なる領域の情報トラック方向の幅よりも狭い範囲からＴＥ信号を検出することによって、光ディスクの傾きによって生じるトラッキング誤差を低減することが可能となる。
【００６３】
本実施形態においては、位置信号検出部２０８を有しているが、対物レンズの移動量が、例えば±０．０５ｍｍ程度以下で十分に小さく抑えられるような光ディスク装置においては、位置信号検出部２０８を省略しても上述した効果は変わらない。
【００６４】
（実施形態２）
本実施形態では、光の波長をλ、光ディスクにデータの書き込みおよび／または読み出しを行う光学ヘッドの対物レンズの開口数をＮＡ、情報トラック溝の周期をＴとしたとき、
０．４０  ＜  λ／（ＮＡ・Ｔ）−１  ＜  ０．４６  （式５）
を満たす光ディスクを検討する。
【００６５】
このような光ディスクに対してデータの書き込みおよび／または読み出しを行う場合の光学ヘッドの動作は、前述の実施形態１と同様であるため、その説明を省略する。以下、この光ディスクが、光ディスクの傾きに起因するＴＥ信号のずれの発生を抑制できる理由を説明する。
【００６６】
前述の実施形態１で述べた境界条件（式４）において、
Ｕ＝０．４４    （式６）
とすると、これは図１５の波形１７を計算した条件である。前述したように、この場合には従来のＴＥ信号生成方法によっても、光ディスク１０５の傾きによるＴＥ信号のずれはほとんど発生していない。従って、Ｕ＝０．４４を実質的に満たすような光ディスク１０５を作製することが好ましい。例えば、波長を４０５ｎｍ、ＮＡを０．８５とすると、情報トラックピッチが０．３２６μｍから０．３４０μｍの間に設定された光ディスクであれば、この条件を満たす。
【００６７】
図１４の波形１３は情報トラックピッチＴが０．３２μｍのときの波形を示す。一方、図１５の波形１６は情報トラックピッチＴが０．３５μｍのときの波形を示す。光ディスクの傾きは０．６°とする。これらの波形のＴＥ信号のずれは十分小さいとは言えず、その半分以下とすることが望ましい。Ｔ＝０．３２μｍでのＵは０．４９、また、Ｔ＝０．３５μｍでのＵは０．３６であるから、（式６）に示したＵの最適値０．４４との中間の値を取り、（式５）の条件を得た。これが、実質的に（式６）を満たす条件である。
【００６８】
以上のように、本実施形態の光ディスクによれば、一般の光ディスクに許容されている傾き量０．６°程度に対して、その傾きによって生じるＴＥ信号のずれをほとんど無視できるほどに抑制することができる。
【００６９】
（実施形態３）
本実施形態による光学ヘッドは、光分割手段（回折素子）での光束分割方法においてのみ第１の実施形態による光ヘッドと異なる。したがって、以下ではその相違点のみを説明する。
【００７０】
図１６は、本実施形態による回折素子１９を示す。回折素子１９を回折素子２０６（図１２）と置き換えることにより、光学ヘッドを構成することができる。回折素子１９は、領域１９ａ〜１９ｇにおいて光束を分割する。各領域は、分割線２０ａ〜２０ｃによって分割されている。なお、図１６では回折素子１９に入射した光束の外形２１を示している。
【００７１】
以下、分割された光束の各領域をさらに説明する。４つの領域１９ａ、１９ｂ、１９ｅ、１９ｆは、対物レンズ位置信号を検出するための光束が通過する領域である。２つの領域１９ｃおよび１９ｄは、ＴＥ信号を検出するための光束が通過する。横線でハッチングを施した領域１９ｇは、光束を回折させる機能を有する回折素子等であり、反射光束がこの領域に入射しても、ＴＥ信号を生成するための受光部２０７の領域へ入射しないように構成されている。斜線でハッチングを施した部分は、情報トラックからの回折光の０次成分と１次成分の光束が重なった領域を示している。
【００７２】
ここで、図１６に示す領域の幅Ｗ１および幅Ｗ２の関係を説明する。幅Ｗ１は、情報トラックからの回折光が重なった領域の間隔を示し、幅Ｗ２は、ＴＥ信号を検出しない領域の幅を示す。各検出領域１９ａ〜１９ｆで分割された光は受光部２０７に導かれ、受光される。図１６に示す回折素子１９の各領域を通過し、対応する受光部２０７の受光領域にて検出された信号を回折素子１９に付した符号を用いて表すと、補正後のＴＥ信号は、
ＴＥ＝（１９ｃ−１９ｄ）−ｋ（１９ａ＋１９ｅ−１９ｂ−１９ｆ）  （式７）
となる。ｋはオフセット補正係数を表す。
【００７３】
ここで、上式の第１項は補正前のＴＥ信号（プッシュプル信号）であり、オフセット補正係数ｋが掛けられた第２項は対物レンズ位置信号である。
【００７４】
本実施形態の特徴の一つは、ＴＥ信号非検出領域１９ｇを、入射する光束のほぼ中央部で、かつ、情報トラックからの０次回折光と１次回折光とが重なる２つの領域の間に配置することにある。これにより、隣接する情報トラックの反射率が異なる場合に生じるＴＥ信号のオフセットを低減できる。
【００７５】
以下、本実施形態にかかる特徴を詳述する。図１７は、反射率の異なる情報トラックから得られるＴＥ信号の波形を示す。ここでは、光束２０の直径に対するＴＥ信号非検出領域１９ｇの幅Ｗ２を０．３６としている。その他の計算条件は、前述した図１０の計算条件と同一である。なお、反射率の異なる情報トラックは、例えば図９に示されている。
【００７６】
図１７の３つの波形のうち、太い実線の波形は光スポットのフォーカス位置における信号波形を示し、細い実線および点線の２つの波形は光スポットのフォーカス位置をそれぞれ＋０．２μｍおよび−０．２μｍずらした位置における波形を示す。図１０（ｂ）の各波形と比較すると、図１７の各波形は各情報トラック中心付近（グラフ横軸の０μｍおよび±０．３２μｍの位置）で各波形のゼロクロス点が良く揃っており、フォーカス位置ずれに対するＴＥ信号のずれを低減できているといえる。
【００７７】
次に、ＴＥ信号のずれを低減できた理由を説明する。反射率が変化する情報トラックを光スポットが横切ると、情報トラックの周期性だけでなく、その反射率変化の周期性による回折パターンが光ディスクからの反射光束内部に現れる。図９に示すように、３本の情報トラックのうちの一本の反射率が低いとすると、反射率変化の基本波周期は、情報トラックピッチの３倍となり、２次、３次のフーリエ級数成分は、各々、情報トラックピッチの１．５倍、１倍となる。情報トラックピッチよりも大きな周期を持つ構造からの回折光は回折角が小さいので、回折光は光束の中央部にも現れる。しかし、本実施形態の回折素子１９によれば、領域１９ｇによって光束の中央部分を含めずにＴＥ信号が生成されるので、中央部分の強度分布が変動しても、その影響は、光束の中央部分を含めてＴＥ信号が生成されるときと比較して極めて小さい。よって、ＴＥ信号のオフセットを変動させることはなく、ＴＥ信号のずれを低減できる。
【００７８】
なお、図１６に示す領域の幅Ｗ１および幅Ｗ２は、Ｗ１＞Ｗ２であることが望ましい。その理由は、Ｗ１≦Ｗ２とすると、図１６に示す斜線部の光束がＴＥ信号非検出領域１９ｇに掛かってしまい、その斜線部の強度分布変化に基づいてＴＥ信号を検出すると精度が下がるからである。特に、回折素子１９が光学ヘッドに固定されると、対物レンズ２０４を移動させることに伴って光束も移動するため、斜線部の光束がさらにＴＥ信号非検出領域１９ｇに掛かり、ＴＥ信号の精度が下がってしまう。
【００７９】
以上のように、本実施形態では、ＴＥ信号非検出領域を光束の中央部に設けたことにより、反射率の異なる情報トラックの境界で発生していたＴＥ信号のオフセットを低減することが可能になる。
【００８０】
（実施形態４）
本実施形態による光学ヘッドは、光分割手段（回折素子）での光束分割方法においてのみ第１の実施形態による光ヘッドと異なる。したがって、以下ではその相違点のみを説明する。
【００８１】
図１８は本実施形態による回折素子２２を示す。回折素子２２を回折素子２０６（図１２）と置き換えることにより、光学ヘッドを構成することができる。回折素子２２は、領域２２ａ〜２２ｇにおいて光束を分割する。各領域は、分割線２３ａ〜２３ｅによって分割されている。なお、図１８では回折素子１９に入射した光束の外形２４も示している。
【００８２】
以下、分割された光束の各領域をさらに説明する。４つの領域２２ａ、２２ｂ、２２ｅ、２２ｆは、対物レンズ位置信号を検出するための光束が通過する領域である。２つの領域２２ｃおよび２２ｄは、ＴＥ信号を検出するための光束が通過する。横線でハッチングを施した領域２２ｇは、光束を回折させる機能を有する回折素子等であり、反射光束がこの領域に入射しても、ＴＥ信号を生成するための受光部２０７の領域へ入射しないように構成されている。
【００８３】
また、領域２２ａと領域２２ｃとの間の領域、領域２２ｂと領域２２ｄとの間の領域、領域２２ｃと領域２２ｅとの間の領域、領域２２ｄと領域２２ｆとの間の領域は遮光されており、入射した光を受光部２０７に導かないように構成されている。このような構成にする目的は、これらの領域に入射した光がＴＥ信号および対物レンズ位置信号の検出に利用されないようにするためである。その限りにおいて、回折素子２２は別の構成をとることができる。例えば、光が受光部２０７の受光領域へ導かれないようにこれらの領域に回折格子を設けてもよい。または、これらの領域には特徴も与えず、これらの領域を通過した光束が入射する受光部２０７の位置に受光領域を設けないようにしてもよい。
【００８４】
また図１８において、斜線でハッチングを施した部分は、情報トラックからの回折光の０次成分と１次成分の光束が重なった領域を示している。また、図中に記したＷ１は、情報トラックからの回折光が重なった領域の間隔を、Ｗ２は、ＴＥ信号非検出領域２２ｇの幅である。各検出領域２２ａ〜２２ｆで分割された光は受光部２０７に導かれ、受光される。図１８に示す回折素子２２の各領域を通過し、対応する受光部２０７の受光領域にて検出された信号を回折素子２２に付した符号を用いて表し、オフセット補正係数をｋとすると、補正後のＴＥ信号は、
ＴＥ＝（２２ｃ−２２ｄ）−ｋ（２２ａ＋２２ｅ−２２ｂ−２２ｆ）    （式８）
【００８５】
ここで、上式の第１項は補正前のＴＥ信号（プッシュプル信号）であり、オフセット補正係数ｋが掛けられた第２項は対物レンズ位置信号である。
【００８６】
本実施形態の特徴の一つは、ＴＥ信号生成領域２２ｃ、２２ｄの情報トラック方向の幅（分割線２３ａに沿った方向の幅）を、その方向の斜線部領域の幅よりも小さく設定し、さらに、ＴＥ信号非検出領域２２ｇを光束の中央部に配置することにある。これにより、光ディスクの傾きによって生じるＴＥ信号のずれ、および、反射率が異なる情報トラックの境界で生じるＴＥ信号のオフセットを、ともに低減することができる。その理由は、本実施形態による回折素子２２は、実施形態１における回折格子２０６の領域Ｒａｃ、Ｒｂｄ、Ｒｃｅ、Ｒｄｆに相当する領域を有するとともに、実施形態３による回折格子１９のＴＥ信号非検出領域１９ｇに相当する領域２２ｇを有するからである。以下、これらを組み合わせても各々の効果が両立することを説明する。
【００８７】
まず、光ディスクの傾きによって生じるＴＥ信号のずれを低減する効果は、図１８の斜線部領域に対するトラッキング検出領域の幅によって決定される。よって、斜線部領域を含まない領域２２ｇを設けても、その効果が保存されることは明らかである。次に、分割
線２３ａに沿う方向に領域２２ｃ、２２ｄの幅を小さくし、更に領域２２ｇを設けたときのＴＥ信号について検討する。図１９は、本実施形態による回折格子２２を利用して得られたＴＥ信号の波形を示す。計算条件は、分割線２３ｄと２３ｅの間隔およびＷ２の光束直径に対する比率が、各々０．３６、０．３６で、その他は図１７の計算と同条件とした。これらの波形は、フォーカス位置ずれによる各情報トラック中心付近でのゼロクロス点のずれも小さく、良好な特性を示している。つまり、実施形態１における回折格子２０６の領域Ｒａｃ、Ｒｂｄ、Ｒｃｅ、Ｒｄｆに相当する領域を有するとともに、実施形態３による回折格子１９のＴＥ信号非検出領域１９ｇに相当する領域２２ｇを有するとしても、各実施形態による回折格子の効果は両立するといえる。
【００８８】
以上のように、本実施形態によれば、光ディスク１０５の傾きで生じるＴＥ信号のずれと、反射率が異なる情報トラックの境界で生じるＴＥ信号のオフセットとを、いずれも低減することができる。
【００８９】
（実施形態５）
図２０は、本実施形態による光学ヘッド２３０の構成を示す。光学ヘッド２３０は、光源２０１と、偏光ビームスプリッタ２２５と、コリメートレンズ２０３と、偏光性回折素子２２６と、１／４波長板２２７と、対物レンズ２０４と、ホルダー２２８と、ＴＥ信号生成部２０９と、オフセット補正部２１０と、分布変化検出部２２９とを有する。本実施形態の光学ヘッド２３０の構成要素のうち、第１の実施形態の光学ヘッド２２０の構成要素と同じ機能を有するものには、同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００９０】
偏光性回折素子２２６は、偏光方向によって回折効率が異なる回折素子であり、光分割手段として機能する。ホルダー２２８は、偏光性回折素子２２６、１／４波長板２７および対物レンズ４とを一体に保持する。分布変化検出部２２９は、光ディスク１０５から反射された光束の光強度分布の変化を検出する。
【００９１】
光源２０１から放射された光は、偏光ビームスプリッタ２２５にＰ偏光で入射して透過する。そして、光はコリメートレンズ２０３で平行光束とされて、偏光性回折素子２２６に入射し、そのまま透過して１／４波長板２２７に入射する。１／４波長板２２７を通過した光は円偏光となって、対物レンズ２０４に入射し、対物レンズ２０４により光ディスク１０５の情報記録面に集光される。
【００９２】
光ディスク１０５で反射された光は、再び対物レンズ２０４を通過し１／４波長板２２７に入射する。１／４波長板２２７を通過した光は、今度は往路のＰ偏光と直交する直線偏光となって、偏光性回折素子２２６に入射する。偏光性回折素子２２６に入射した光は、偏光方向が往路の偏光と直交しているので、今度はほとんどすべてが回折される。偏光性回折素子２２６によって複数の光束に分割されると、回折された光はコリメートレンズ２０３を経て、偏光ビームスプリッタ２２５に入射する。この偏光はＳ偏光なので、ここですべて反射されて受光部２０７に導かれる。
【００９３】
偏光性回折素子２２６で分割された光は、受光部２０７で検出されてＴＥ信号生成に使われる信号としてＴＥ信号生成部２０９に導かれる。また、偏光性回折素子２２６で分割され、受光部２０７で検出された光強度分布変化信号検出に使われる信号は、光強度分布変化信号検出部２２９に導かれる。
【００９４】
これら２つのＴＥ信号生成部２０９および分布変化信号検出部２２９で検出された２つの信号は、オフセット補正部２１０に導かれる。オフセット補正部２１０では、検出光束（光ディスクから反射されて偏光性回折素子２２６に入射した光束を意味する。）の光強度分布変化により生じるＴＥ信号のオフセットが小さくなるように補正係数が設定され、所定の演算処理が施されて、そのオフセットが補正されたＴＥ信号を生成する。このオフセットを補正されたＴＥ信号を用いてトラッキング制御が行われる。偏光性回折素子２２６での光束分割方法は、図１３に示した回折素子２０６と同様である。図１３を参照しながら説明すると、光束の光強度分布変化を検出するために光束が通過する領域として、領域６ａ、６ｂ、６ｅ、６ｆの４つの領域を用い、ＴＥ信号を検出するための光束が通過する領域として、領域６ｃおよび６ｄの２つの領域を用いる。
【００９５】
本実施形態によれば、対物レンズ４と光分割手段としての偏光性回折素子２２６はホルダー２２８によって一体となっており、トラッキングの制御の際にも、それらは一体となって移動するように構成している。この構成によれば、対物レンズ２０４が移動しても、偏光性回折素子２２６に対する検出光束の位置は移動しないので、領域６ａ〜６ｆを通過した光束によって、前述した情報トラックピッチのムラや、前述した反射率が異なる情報トラックの境界で生じる検出光束の光強度分布変化を検出することができる。従って、対物レンズの移動に伴い生じるＴＥ信号のオフセットを気にせずに、情報トラックピッチのむらや、反射率が異なる情報トラックの境界で生じるオフセット変動を補正するようにオフセット補正係数を決定することができる。よって、それらの影響で生じるトラッキング誤差を一層低減することができる。
【００９６】
また、偏光性回折素子２２６が図１６に示すように反射光を分割するときは、検出光束位置が移動しないとともに、ＴＥ信号非検出領域１９ｇの幅Ｗ２を、同図のＷ１と実質的に一致させることが可能となる。すると、前述のように、反射率が異なる情報トラックの境界で生じるフォーカス位置によるオフセット変動の変化の原因をより多く取り除くことができ、その影響で生じるＴＥ信号のオフセットをより一層低減することができる。
【００９７】
以上のように、本実施形態により、光分割手段を対物レンズと一体で動くように構成し、かつ、その光分割手段において、実施形態３または実施形態４による光分割手段と同様に光を分割することにより、情報トラックピッチのむら、および隣接する情報トラックの反射率が異なる場合に生じるＴＥ信号のオフセット変動の低減を中心に考えて、オフセット補正係数を設定することが可能となり、それらを原因とするＴＥ信号のオフセットをより一層低減できる。
【００９８】
（実施形態６）
図２１は、本実施形態による光学ヘッドの構成を示す。本実施形態による光学ヘッドは、実施形態１による光学ヘッド２２０（図１２）に対し、さらにウォブル信号検出部２４０を付加して構成されている。以下では、ウォブル信号検出部２４０に関連する構成および動作のみを説明する。その他の構成および動作は実施形態１による光学ヘッド２２０と同じであるため、それらの説明は省略する。
【００９９】
まず、ウォブル信号が検出されるまでの信号の流れを説明する。図２１において、受光部２０７で検出された各受光信号は、それぞれ位置信号検出部２０８およびＴＥ信号生成部２０９へ送られる。位置信号検出部２０８は対物レンズ位置信号を検出し、ＴＥ信号生成部２０９はＴＥ信号を検出する。これら２つの信号は、オフセット補正部２１０に導かれ、オフセット補正係数ｋ１を用いて所定の演算が施されて、補正後のＴＥ信号が得られる。前述の実施形態１と同じ要領に従うと、ＴＥ信号は次式で表される。
【０１００】
ＴＥ＝６ｃ−６ｄ−ｋ１（６ａ＋６ｅ−６ｂ−６ｆ）  （式９）
【０１０１】
また、位置信号検出部２０８からの対物レンズ位置信号、ＴＥ信号生成部９からのＴＥ信号はウォブル信号検出部へも送られる。ウォブル信号検出部２４０に導かれた２つの信号は補正係数ｋ２を用いて所定の演算が実行され、ウォブル信号ＷＴＥが得られる。アドレス情報等は、このウォブル信号ＷＴＥを用いて検出される。同様に、実施形態１と同様に表記すると、ウォブル信号ＷＴＥは次式で表される。
【０１０２】
ＷＴＥ＝（６ｃ−６ｄ）−ｋ２（６ａ＋６ｅ−６ｂ−６ｆ）  （式１０）
【０１０３】
ここで、オフセット補正係数ｋ１は、トラッキング制御を行っていないときに光スポットが情報トラックを横切ることにより生じるＴＥ信号波形を観測し、対物レンズ２０４の移動に伴い生じるＴＥ信号波形のオフセットが小さくなるように設定される。また、オフセット補正係数ｋ２は、トラッキング制御を行っている間に、ウォブル信号ＷＴＥで観測されるウォブル信号のオフセット変動（ウォブル信号周波数よりも低い周波数のエンベロープ変動）が小さくなるように設定される。
【０１０４】
ここで、図７（ｂ）を参照しながら、対物レンズ位置信号を用いて補正されたウォブル信号ＷＴＥの特徴を説明する。図７（ｂ）によれば、−０．３２μｍ周辺で±０．０２μｍ程度、隣接する情報トラックが変位していても、原点および＋０．３２μｍ周辺では波形１１７、１１８、１１９は交わっており、ＴＥ信号は変動していない。すなわち、（式１０）で示されるウォブル信号ＷＴＥは隣接する情報トラックの位置変位の影響を受けにくい。隣接する情報トラックのウォブル信号は、その情報トラックに隣接する情報トラックの位置変位である。よって、その位置変位の影響を受けにくいということは、ウォブル信号のクロストークが小さいことを意味している。また、そのウォブル信号のクロストークは、観測されるウォブル信号のオフセット変動となって現れるため、オフセット補正係数ｋ２を、そのオフセット変動が小さくなるように設定することはそのクロストークの低減に大きな効果がある。
【０１０５】
以上のように、本実施形態によれば、ウォブル信号のクロストークが低減できるため、情報トラック溝間のピッチが狭い高密度の光ディスクであっても、良好なアドレス検出が可能となる。
【０１０６】
なお、本実施形態の光学ヘッドを実施形態１の光学ヘッドの構成を用いて説明した。ただしこれは例であり、他には、前述の実施形態３、４および５の光学ヘッド、または前述の従来技術の光学ヘッドに対しても本実施形態は適用できる。さらに、光束の情報トラック方向周辺部の領域を分割して、対物レンズ位置信号又は光強度分布ずれ信号を検出する手段を有している光学ヘッドであれば、どのようなヘッドに対しても適用可能である。
【０１０７】
本明細書では、図１３、１６および１８は回折素子であるとして、光が通過する領域および遮断される領域を説明した。しかし、これらの図は、受光部において光を受ける領域および受けない領域を示していると捉えることもできる。回折素子に光が通過する領域および遮断される領域が存在するということは、受光部には、それに対応してそれらの光を受ける領域および受けない領域が存在するからである。よって、回折格子に代えて、受光部の各領域において、図１３、１６および１８に関連して説明したような光を受ける機能または受けない機能（または受けた光を利用しない機能）を持たせてもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１０８】
本発明の光学ヘッド等によれば、光ディスクの傾きによって生じるＴＥ信号のずれを低減することができ、また、反射率の異なる情報トラックの境界で生じるＴＥ信号のずれを低減することができる。よって、そのような光学ヘッドを組み込んだ光ディスク装置は、光ディスクの情報トラックに対して正確なトラッキング制御を行うことができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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