(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光情報が記録されたディスクからの反射レーザ光を２分割すると共にこの２分割された各光束に光軸方向に関して正負方向のデフォーカスを発生させる光束分割手段と、
前記２分割された光束を受光する一対の受光素子とを備え、
前記一対の受光素子の一方の出力と、前記一対の受光素子のもう一方の出力とをそれぞれ使用して演算された、少なくともフォーカスエラー信号、及び前記レーザ光の波長変動による、前記一対の受光素子上での前記２分割された光束により形成されるスポットの間隔の変化を表す信号を検出し、
前記スポットの間隔の変化を表す信号を用いて前記フォーカスエラー信号を補正する補正手段を有する、ことを特徴とする光情報記録再生ヘッド装置。
【請求項２】
前記一対の受光素子はそれぞれ、前記ディスクのラジアル方向に相当する方向と平行な分割線により分割された少なくとも３つの受光エレメントを有していることを特徴とする請求項１に記載の光情報記録再生ヘッド装置。
【請求項３】
光情報が記録されたディスクからの反射レーザ光を２分割すると共にこの２分割された各光束に光軸方向に関して正負方向のデフォーカスを発生させる光束分割手段と、
前記２分割された光束を受光する一対の受光素子とを備え、
前記一対の受光素子はそれぞれ、前記ディスクのラジアル方向に相当する方向と平行な分割線により少なくとも３つに分割されると共に、前記ディスクのタンジェンシャル方向に相当する方向と平行な分割線により２つに分割された、少なくとも６個の受光エレメントを有しており、
前記一対の受光素子の一方の受光エレメントの出力と、前記一対の受光素子のもう一方の受光エレメントの出力とをそれぞれ使用して演算された、フォーカスエラー信号、トラックエラー信号、及び前記レーザ光の波長変動による、前記一対の受光素子上での前記２分割された光束により形成されるスポットの間隔の変化を表す信号を検出し、
前記スポットの間隔の変化を表す信号を用いて前記フォーカスエラー信号を補正する補正手段を有することを特徴とする光情報記録再生ヘッド装置。
【請求項４】
前記光束分割手段は、前記ディスクのタンジェンシャル方向に相当する方向に光束を分割する回折素子であることを特徴とする、請求項２または請求項３に記載の光情報記録再生ヘッド。
【請求項５】
前記一対の受光素子は略同一平面上に設けられていることを特徴とする、請求項２から請求項４のいずれかに記載の光情報記録再生装置。
【請求項６】
光磁気記録媒体からの反射レーザー光を、光軸に沿って進行するサーボ信号用光束と、前記光磁気記録媒体のトラッキング方向に相当する第１の方向において、該光軸を中心として対称な方向に進行する一対のデータ信号用光束との偏光方向の異なる３光束に分離する光束分離手段と、
前記光磁気記録媒体のトラッキング方向と直交する方向に対応する第２の方向に、前記分離されたサーボ用信号光束と前記一対のデータ信号用光束とをそれぞれ２分割すると共に、２分割された各光束に前記光軸方向に関して正負方向のデフォーカスを発生させる回折素子と、前記２分割されたサーボ信号用光束を受光する一対のサーボ信号用受光素子と、
前記２分割された一対のデータ信号用光束を受光するデータ信号用受光素子とを備え、
前記一対のサーボ用受光素子は前記第１の方向と平行な分割線により３分割されると共に前記第２の方向と平行な方向の分割線により２分割されて、６分割されたマトリックス型の分割受光面を備え、
前記一対のサーボ用受光素子の一方の６分割された分割受光面の１行目の出力を左から順にｋ、ａ、ｇ、２行目の出力を左から順にｌ、ｂ、ｈとし、前記一対のサーボ用受光素子の他方の６分割された分割受光面の１行目の出力を左から順にｅ、ｉ、ｃ、２行目の出力を左から順にｆ、ｊ、ｄとしたとき、
（ｋ＋ｌ＋ｇ＋ｈ＋ｉ＋ｊ）−（ａ＋ｂ＋ｅ＋ｆ＋ｃ＋ｄ）
に基づいてフォーカスサーボ信号を生成し、さらに、｛（ｋ＋ｌ）−（ｇ＋ｈ）｝＋｛（ｃ＋ｄ）−（ｅ＋ｆ）｝
に基づいて前記フォーカスサーボ信号を補正することを特徴とする光磁気ヘッド装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光磁気ディスクに対する情報の記録、再生、消去を行う光情報記録再生ヘッド装置の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、光磁気ディスクなどの光情報記録媒体からの反射光を分割し、一対の受光素子により受光してサーボ信号を得る構成の光情報記録再生装置が知られている。例えば、特開平７−３２６０８４号公報に示されている光情報記録再生ヘッド装置は次のように構成されている。
光磁気ディスクからの反射レーザ光（戻り光）が、ウォラストンプリズムによって偏光方向の異なる３光束に分離され、そのうちの１光束がサーボ信号用光束、他の２光束がデータ信号用光束として用いられる。更にホログラム板によって、サーボ信号用光束をウォラストンプリズムによる光束の分離方向と直交する方向に分離すると共に、これらの分離光束に、光軸方向に関する正負方向のデフォーカスを生じさせる。ホログラム板から射出されたサーボ信号用光束は集光レンズを介して、一対のサーボ用センサに入射され、サーボ用センサの出力に基づいてサーボ信号が得られる。
上記光情報記録再生ヘッド装置は、２光束に分割されたデータ信号用光束もホログラム板によって、ウォラストンプリズムによる光束分離方向と直交する方向に分割され、上記一対のサーボ用センサの上下に位置する２対のデータ用センサに入射され、データ用センサの出力に基づいてデータ信号（ＭＯ）を得るように構成されている。
【０００３】
図１１は上記従来の光情報記録再生ヘッド装置の信号処理部５２と、データ用センサ５０、５０、５０’、５０’およびサーボ用センサ５１、５１’との結線関係を示す図である。光磁気ディスクからの反射レーザ光の光束はトラッキング方向に相当する方向（以下、トラッキング相当方向と記載）に分離される。サーボ用センサ５１、５１’はそれぞれ一対のデータ用センサ５０の中央、一対のデータ用センサ５０’の中央に配置されている。サーボ用センサ５１、５１’はその分割線の方向がトラッキング相当方向と直交する方向に沿った分割線により三分割された分割受光面５１ａ〜５１ｃ、５１ａ’〜５１ｃ’を有する。
【０００４】
信号処理部５２は演算用ＩＣから構成され、加算器５３〜５９、減算器６０〜６２を備えている。各加算器５３〜５８と各センサ５０、５１、５０’、５１’とは図１１に示すように結線され、各減算器６０〜６２及び加算器５９は図のように各加算器５３〜５８に結線されて、各減算器６０〜６２によりフォーカスエラー信号ＦＥＳ、トラッキングエラー信号ＴＥＳ、データ信号ＭＯが生成され、加算器５９によりプリフォーマット信号ＲＯが生成される。
【０００５】
上記の従来の光情報記録再生ヘッド装置によれば、フォーカスエラー信号、トラッキングエラー信号が光情報記録媒体（光情報が記録されたディスク）からの戻り光の偏光状態の影響を受けにくい。また、調整部品、調整箇所が比較的少ないため、調整工程も少ない。更に、信号を電気的に帯域分離する必要がないので、安価な汎用のＩＣを使用することができ、コストメリットの大きい光情報記録再生ヘッド装置を提供できる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、この種の光情報記録再生ヘッド装置では、光スポットが光磁気ディスクのトラックを横切るたびに回折光成分が変動することに起因して、実際には光磁気ディスクの情報記録面に対して光ピックアップの対物レンズがデフォーカスしてないにも拘わらずデフォーカスが生じているかのようなフォーカスエラー信号（Ｔ／Ｆクロストークによるフォーカスエラー信号）が発生するという問題があった。
このため、従来の光情報記録再生ヘッド装置においては、所定のトラックピッチを有する光磁気ディスクがセットされた場合にこのＴ／Ｆクロストークが極小となるように調整が為されていた。
【０００７】
しかし、近年、光磁気ディスクの大容量化への要求から、トラックピッチの小さいものが用いられるようになってきている。通常、光情報記録再生ヘッド装置においては、半導体レーザ（ＬＤ）の波長、対物レンズの開口数（ＮＡ）、対物レンズの有効径は一定である。
【０００８】
しかし、トラックの溝の形状、溝のピッチに起因して、光磁気ディスクにより反射された回折光の回折角が異なるため、トラックピッチが異なる光磁気ディスクを使用した場合、各センサの受光面で受光される光スポットのうちの回折成分の大きさや強度分布が異なる。
【０００９】
ｍ次回折光の回折角θは、λをレーザ光の波長、Ｔｐをトラックピッチとして、ｓｉｎθ＝±ｍ・λ／Ｔｐで表されることが知られている。
【００１０】
従って、サーボ用センサにより生成されるトラッキングエラー信号、フォーカスエラー信号の振幅強度、単位変化当たりの感度がトラックピッチＴｐの変化によって影響を受けると共に、Ｔ／ＦクロストークもトラックピッチＴｐの変化による影響を受ける。
【００１１】
従来の光情報記録再生ヘッド装置では、サーボ用センサ５１、５１’の三分割線の方向は図１１、１２に示すようにトラッキング相当方向と直交する方向となっているので、トラックピッチの異なる光磁気ディスクがセットされた場合、各分割受光面５１ａ〜５１ｃ、５１ａ’〜５１ｃ’に当たる、０次光成分６３と重なる±１次の回折光成分（斜線で示す部分）６４の位置が変化する。すなわち、各分割受光面５１ａ〜５１ｃ、５１ａ’〜５１ｃ’の三分割線の方向がトラッキング相当方向と直交する方向となっており、図１２に示すように±１次の回折光成分６４により形成されるスポットがそれぞれ２分割されるのみであるので、例えば、トラックピッチの狭い光磁気ディスクがセットされ、±１次の回折光成分６４の間隔が破線で示すように大きくなると、各分割受光面で受光される±１次の回折光成分６４の受光量が大きく変化し、Ｔ／Ｆクロストークが発生しやすい状態となる。
【００１２】
従来の光情報記録再生ヘッド装置では、所定のトラックピッチの光磁気ディスクがセットされた場合にはＴ／Ｆクロストークが極小となるように調整されているが、これとは異なるトラックピッチを有する光磁気ディスクが光情報記録再生ヘッド装置にセットされた場合、Ｔ／Ｆクロストークが充分にキャンセルされず、残留するおそれがある。しかし、実用上は、異なるトラックピッチを有する光磁気ディスクが光情報記録再生ヘッド装置にセットされた場合でもＴ／Ｆクロストークが十分に抑えられることが望ましい。
【００１３】
また、上記の場合とは逆に、高密度（大容量）の、トラックピッチの狭い光磁気ディスクについてＴ／Ｆクロストークが極小となるように調整された光情報記録再生ヘッド装置に低密度のトラックピッチの大きな光磁気ディスクがセットされた場合でも、安定したサーボ動作がかかり、高速シークを行えるようにすることが望ましい。
【００１４】
本発明の目的は、上記の事情に鑑み、トラックピッチの異なる光磁気ディスクがセットされた場合でも、安定したサーボ信号を得ることができ、またＴ／Ｆクロストークも抑制することができる光情報記録再生ヘッド装置を提供することである。
また、ホログラム板を用いて光束を分割して２つのセンサ上にそれぞれ光スポットを形成する構成のセンサシステムの場合、光束の波長の変動により回折角が変動して光スポットの間隔が変化し、検出信号に悪影響を与える場合がある。本発明は、そのような波長変動の影響も抑制できるような光情報記録再生ヘッド装置を提供することを目的としている。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、光情報が記録されたディスクからの反射レーザ光を２分割すると共にこの２分割された各光束に光軸方向に関して正負方向のデフォーカスを発生させる光束分割手段と、前記２分割された光束を受光する一対の受光素子とを備え、前記一対の受光素子の一方の出力と、前記一対の受光素子のもう一方の出力とをそれぞれ使用して演算された、少なくともフォーカスエラー信号、及び前記レーザ光の波長変動による、前記一対の受光素子上での前記２分割された光束により形成されるスポットの間隔の変化を表す信号を検出し、前記スポットの間隔の変化を表す信号を用いて前記フォーカスエラー信号を補正する補正手段を有する、ことを特徴としている。
請求項２に記載の発明によれば、前記一対の受光素子はそれぞれ、前記ディスクのラジアル方向に相当する方向と平行な分割線により分割された少なくとも３つの受光エレメントを有していることが好ましい。なお、前記光束分割手段は、ディスクのタンジェンシャル方向に相当する方向に光束を分割する回折素子により構成することができる。
【００１６】
請求項３に記載の発明は、光情報が記録されたディスクからの反射レーザ光を２分割すると共にこの２分割された各光束に光軸方向に関して正負方向のデフォーカスを発生させる光束分割手段と、前記２分割された光束を受光する一対の受光素子とを備え、前記一対の受光素子はそれぞれ、前記ディスクのラジアル方向に相当する方向と平行な分割線により少なくとも３つに分割されると共に、前記ディスクのタンジェンシャル方向に相当する方向と平行な分割線により２つに分割された、少なくとも６個の受光エレメントを有しており、前記一対の受光素子の一方の受光エレメントの出力と、前記一対の受光素子のもう一方の受光エレメントの出力とをそれぞれ使用して演算された、フォーカスエラー信号、トラックエラー信号、及び前記レーザ光の波長変動による、前記一対の受光素子上での前記２分割された光束により形成されるスポットの間隔の変化を表す信号を検出し、前記スポットの間隔の変化を表す信号を用いて前記フォーカスエラー信号を補正する補正手段を有することを特徴としている。
【００１７】
なお、前記光束分割手段は、ディスクのタンジェンシャル方向に相当する方向に光束を分割する回折素子により構成することができる（請求項４）。また、前記一対の受光素子は、略同一平面上に配置することができる（請求項５）。
【００１８】
また、請求項６に記載の発明は、光磁気記録媒体からの反射レーザー光を、光軸に沿って進行するサーボ信号用光束と、前記光磁気記録媒体のトラッキング方向と直交する方向に相当する第１の方向において、該光軸を中心として対称な方向に進行する一対のデータ信号用光束との偏光方向の異なる３光束に分離する光束分離手段と、前記光磁気記録媒体のトラッキング方向に対応する第２の方向に、前記分離されたサーボ用信号光束と前記一対のデータ信号用光束とをそれぞれ２分割すると共に、２分割された各光束に前記光軸方向に関して正負方向のデフォーカスを発生させる回折素子と、前記２分割されたサーボ信号用光束を受光する一対のサーボ信号用受光素子と、前記２分割された一対のデータ信号用光束を受光するデータ信号用受光素子とを備え、前記一対のサーボ用受光素子は前記第１の方向と平行な分割線により２分割されると共に前記第２の方向と平行な方向の分割線により３分割されて、６分割されたマトリックス型の分割受光面を備え、前記一対のサーボ用受光素子の一方の６分割された分割受光面の１行目の出力を左から順にｋ、ａ、ｇ、２行目の出力を左から順にｌ、ｂ、ｈとし、前記一対のサーボ用受光素子の他方の６分割された分割受光面の１行目の出力を左から順にｅ、ｉ、ｃ、２行目の出力を左から順にｆ、ｊ、ｄとしたとき、（ｋ＋ｌ＋ｇ＋ｈ＋ｉ＋ｊ）−（ａ＋ｂ＋ｅ＋ｆ＋ｃ＋ｄ）
に基づいてフォーカスサーボ信号を生成し、さらに、｛（ｋ＋ｌ）−（ｇ＋ｈ）｝＋｛（ｃ＋ｄ）−（ｅ＋ｆ）｝
に基づいて前記フォーカスサーボ信号を補正することを特徴とする光磁気ヘッド装置。
【００１９】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明に係る光情報記録再生ヘッドの構成を示す斜視図である。光情報記録再生ヘッドは、光源部１、対物光学系２、信号検出部３、処理部４を有する。光源部１は発散レーザ光を発生する半導体レーザ５、この半導体レーザ５から出射された発散レーザ光を平行光束に変換するコリメータレンズ６、このコリメーターレンズ６により平行光束とされたレーザ光の断面形状を整形するアナモフィックプリズム７を有する。このアナモフィックプリズム７により整形された平行光束はプリズムブロック部８に導かれる。
【００２０】
プリズムブロック部８は、アナモフィックプリズム９、集光レンズ１０、直角プリズム１１を有する。集光レンズ１０はアナモフィックプリズム９に接合されている。アナモフィックプリズム９はアナモフィックプリズム７で整形された平行光束をさらに整形して、光束の断面形状をほぼ円形状にする。アナモフィックプリズム９と直角プリズム１１との間の接合面はハーフミラー面１２として形成されている。ハーフミラー面１２は、光源部１１から出射された平行光束の一部を集光レンズ１０に向けて反射する。集光レンズ１０はオートパワーコントロール（ＡＰＣ）用の受光素子１３上に光束を収束させる。受光素子１３の受光出力に基づき、半導体レーザ５の出力が自動制御される。
【００２１】
対物光学系２は、立ち上げミラープリズム１４と、対物レンズ１５とから概略構成される。ハーフミラー面１２を透過した断面円形状の平行光束は、立ち上げミラープリズム１４で図中上方に向けて（光磁気ディスク１６に向けて）反射され、対物レンズ１５により光磁気ディスク１６の情報記録面上に収束される。
【００２２】
この光磁気ディスク１６は、情報記録面としての裏面に同心円状の記録トラックが形成されており、図示を略す回転駆動手段により回転される。図１には座標軸Ｘ’Ｙ’Ｚ’からなる直交座標系を示す。Ｘ’軸はディスク１６の半径方向（すなわちトラッキング方向）、Ｙ’軸はトラッキング方向と直交する方向（タンジェンシャル方向）、Ｚ’軸はフォーカシング方向（対物レンズ１５の光軸方向）を示すものとする。
対物レンズ１５は、光磁気ディスク１６の半径方向（トラッキング方向）Ｘ’に駆動される光学ヘッド（図示を略す）内に立ち上げミラープリズム１４と共に設けられている。この対物レンズ１５は光学ヘッド内のアクチュエータの駆動によりＺ’方向に移動され、光磁気ディスク１６の情報記録面上に合焦される。
【００２３】
光磁気ディスク１６により反射された反射レーザ光束は、対物レンズ１５を透過した後、立ち上げミラープリズム１４によりプリズムブロック部８に向けて９０度偏向され、ハーフミラー面１２で反射されて９０度偏向され、信号検出部３に導かれる。ここで、信号検出部３において、ＸＹＺ直交座標系を規定する。信号検出部３におけるＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸はそれぞれディスク上でのＸ’軸、Ｙ’軸、Ｚ’軸に相当する。
【００２４】
信号検出部３は、光束分離手段としてのウォラストンプリズム１７、光束分割手段としてのホログラム板１８、集光レンズ１９、複合センサ２０を有する。ウォラストンプリズム１７は複屈折性を有する結晶性偏光素子である。このウォラストンプリズム１７は、信号検出部３の拡大図である図２に示すように、矢印Ｐａ方向に直線偏光している反射レーザ光Ｌを特定平面内において偏向方向の異なる３光束Ａ1、Ｂ1、Ｃ1に分離する。ここでは、光磁気ディスクからの反射レーザ光を、偏光方向の異なる３光束、
（１）光軸Ｏに沿って進行するサーボ信号用光束と、
（２）光軸Ｏを中心として、光磁気ディスク上でのトラッキング方向Ｘ’に相当する、トラッキング相当方向Ｘにおいて分離される一対のデータ信号用光束と、
に分離する。
【００２５】
このウォラストンプリズム１７は、所定の光量分割比を得るために、第１結晶材料を光束入射側から見た状態でその結晶軸方向をトラッキング相当方向（Ｘ方向）に対し、光軸０の回りに＋４５度あるいは−４５度傾け、同様に第２の結晶材料をＹ方向に対し、光軸０の回りに−７１．５度あるいは＋７１．５度傾け、これら両結晶材料を接合することによって構成されている。なお、結晶方向の組み合わせはこれに限られるものではなく、これ以外の任意の結晶軸方向の組み合わせによって所望の光量分割比を得ることができる。
【００２６】
光束Ａ1は光束Ｌの偏光方向Ｐａと略平行な方向に偏光方向をもつ偏光成分であり、光束Ｃ1は光束Ｌの偏光方向Ｐａと略直交する方向Ｐｂの偏光方向をもつ偏光成分である。また、光束Ａ1と光束Ｃ1の間に位置する光束Ｂ1は、これらＰａ、Ｐｂ両方向の偏光成分を有する。
【００２７】
ホログラム板１８は、偏光特性がない位相型の非偏光ホログラム素子からなり、通常のパターニングと同様の方法で作成される。このようなホログラムは、元来、物体で反射される光束の波面、あるいは物体を透過する光束の波面に参照波面を加えて干渉させ、その干渉縞の強度を記録媒体に記録したものであり、周知のデフォーカス波面（球面波）、チルト波面（傾斜した平面波）等を単独に、あるいは、組み合わせた干渉パターンとして記録したものである。
【００２８】
図３はホログラム板１８の断面図である。ホログラム板１８は、同心円状でかつ断面が矩形状の多数の凹凸部１８ａ、１８ｂを有する透明基材１９’の一部を切り取ることにより形成されている。
【００２９】
図４に示すように、同心円状の凹凸部１８ａ、１８ｂの曲率中心はＹ軸上に位置している。すなわち、円弧状のパターンとしての凹凸部１８ａ、１８ｂは透明基材１９’の同心円状のデフォーカスパターンの、中心部からＹ軸方向にシフトした任意の部分を切り取ったパターンと考えることができる。なお、隣接する凹部１８ａと凸部１８ｂのデューティ比は略１：１である。
【００３０】
ただし、凹凸部１８ａ、１８ｂは、上記同心円状のデフォーカスパターンの外周部ほどピッチＴｐが二次関数的に密になる同心円状のパターン（デフォーカス波面発生機能）と、Ｘ軸方向に凹凸部１８ａ、１８ｂと同ピッチを持つ直線状のパターン（チルト波面発生横能）とを合わせ持っている。
【００３１】
すなわちホログラム板１８は、入射光束をＹ軸方向に分割すると共に、分割された光束に対し光軸方向に正負のデフォーカスを与えることができる。
【００３２】
各構成要素は、レーザ光束が光磁気ディスク１６の情報記録面に適正に収束したとき、ホログラム板１８によって分割された一対の光束のそれぞれのスポット形状が略同じサイズの円形となるように設定されている。この一対の光束は、光磁気ディスク１６に対する光学ヘッドの離反・接近に起因して光磁気ディスク１６の情報記録面に適正に合焦されないとき、一対のサーボ用受光素子上に形成されるスポットの形状が変化するため、受光出力が変化する。この受光出力に、後述する所定の演算処理を行って、フォーカスサーボ信号、トラッキングサーボ信号を得るものである。
【００３３】
なお、ここでは、ホログラム板１８の断面形状は矩形状であるが、これに限られるものではなく、サイン波形状、階段波形状、鋸歯状など、他の形状でも良い。また、図３に示す溝深さＴｄを変更することにより、所望の光量比率に設定できる。
【００３４】
ホログラム板１８は、ウォラストンプリズム１７によって図２の上下方向（トラッキング相当方向：Ｘ方向）において３つに分離された光束Ａ1、Ｂ1、Ｃ1を、この方向と直交する方向（タンジェンシャル相当方向：Ｙ方向）において２つの光束群Ａ２、Ｂ２、Ｃ２及び光束群Ａ２’、Ｂ２’、Ｃ２’に分割し、この２分割された光束群に、図５に示すように、光軸Ｏ方向に関する正負方向のデフォーカス（レンズ１９を透過した±１次回折光が、センサ位置に対しホログラム板側とその逆側で収束するようなデフォーカス）を生じさせる。図５において、Ｆ1は＋１次回折光による合焦位置であり、Ｆ２は−１次回折光による合焦位置である。ここで、光軸Ｏとは信号検出部３の中心軸をいう。
【００３５】
ウォラストンプリズム１７およびホログラム板１８により、光束Ｌは６分割される。この６分割された光束のうち、光束Ａ２、Ａ２’及び光束Ｃ２、Ｃ２’は後述するデータ用受光素子に受光され、データ信号としての光磁気記録信号ＭＯ及びプリフォーマットＲＯの生成に用いられる。光束Ｂ２、Ｂ２’は後述するサーボ用受光素子に受光され、サーボ信号としてのフォーカスエラー信号ＦＥＳ及びトラッキングエラー信号ＴＥＳの生成に用いられる。
【００３６】
光束Ａ２、Ａ２’、Ｂ２、Ｂ２’、Ｃ２、Ｃ２’のスポットＳは、いずれもデフォーカスが与えられているため、非合焦時には、上下のスポットは径が異なり、左右のスポットは略同径となる。つまり、非合焦時には、光束Ａ２、Ｂ２、Ｃ２のスポット径は略同径であり、光束Ａ２’、Ｂ２’、Ｃ２’のスポット径も略同径であるが、光束Ａ２、Ｂ２、Ｃ２、のスポット径と光束Ａ２’、Ｂ２’、Ｃ２’のスポット径とは異なる。
【００３７】
複合センサ２０は、図２、図５、図６に示すように、ホログラム板１８から射出され集光レンズ１９を透過した、６分割された光束をそれぞれ受光して電気信号に変換する、データ用受光素子２１ａ、２１ｂ、２３ａ、２３ｂ及びサーボ用受光素子２２ａ、２２ｂを有する。これらの受光素子２１ａ、２１ｂ、２３ａ、２３ｂ、２２ａ、２２ｂは、光束Ｌと直交する同一平面上に配置された状態で、パッケージ２０ａに収容されてコンパクト化されている。
【００３８】
受光素子２１ａと２１ｂ、２２ａと２２ｂ、２３ａと２３ｂ、がそれぞれ対になっている。一対のサーボ用受光素子２２ａ、２２ｂはトラッキング相当方向（Ｘ方向）と直交する方向の分割線により２分割されると共に、トラッキング方向と平行な方向の分割線により３分割されたマトリックス型の分割受光面（受光エレメント）を備えている。
サーボ用受光素子２２ａの１行目の分割受光面に図中左から順にｋ、ａ、ｇ、２行目の分割受光面に左から順にｌ、ｂ、ｈの符号を付し、サーボ用受光素子２２ｂの１行目の分割受光面に左から順にｅ、ｉ、ｃ、２行目の分割受光面に左から順にｆ、ｊ、ｄの符号を付する。また、データ用受光素子２１ａ、２１ｂ、２３ａ、２３ｂの受光面にｍ、ｎ、Ｐ、ｑの符号を付する。また、以下の記載において、各受光面の出力には、各受光面に付した符号と同一符号を用いることとする。
【００３９】
上記受光面の出力は処理部４に入力され、処理部４においてフォーカスエラー信号およびトラックエラー信号が検出される。本実施の形態の光情報記録再生ヘッドでは、スポットサイズ法によりフォーカスエラー信号を検出すると共に、ラジアルプッシュプル法によりトラックエラー信号を検出している。
【００４０】
処理部４は、図７に示すように、第１加算器２４〜第１１加算器３４と第１減算器３５〜第３減算器３７を有する。
第１加算器２４は出力ｉ、ｈ、ｌを加算し、第２加算器２５は出力ｊ、ｋ、ｇを加算し、第３加算器２６は出力ａ、ｆ、ｄを加算し、第４加算器２７は出力ｂ、ｃ、ｅを加算する。
第５加算器２８は、第１加算器２４の加算出力（ｉ＋ｈ＋ｌ）と第２加算器２５の加算出力（ｊ＋ｋ＋ｇ）とを加算して、その加算出力（ｉ＋ｈ＋ｌ＋ｊ＋ｋ＋ｇ）を第１減算器３５の一方の入力端子に出力し、第６加算器２９は、第３加算器２６の加算出力（ａ＋ｆ＋ｄ）と第４加算器２７の加算出力（ｂ＋ｃ＋ｅ）とを加算して、加算出力（ａ＋ｆ＋ｄ＋ｂ＋ｃ＋ｅ）を第１減算器３５の他方の入力端子に出力する。
【００４１】
第１減算器３５は、第５加算器２８の加算出力（ｉ＋ｈ＋ｌ＋ｊ＋ｋ＋ｇ）と第６加算器２９の加算出力（ａ＋ｆ＋ｄ＋ｂ＋ｃ＋ｅ）と差を取ることにより、フォーカスエラー信号ＦＥＳを生成する。
【００４２】
第７加算器３０は、第２加算器２５の加算出力（ｊ＋ｋ＋ｇ）と第３加算器２６の加算出力（ａ＋ｆ＋ｄ）とを加算して、加算出力（ｊ＋ｋ＋ｇ＋ａ＋ｆ＋ｄ）を第２減算器３６の一方の入力端子に出力し、第８加算器３１は、第１加算器２４の加算出力（ｉ＋ｈ＋ｌ）と第４加算器２７の加算出力（ｂ＋ｃ＋ｅ）とを加算して、加算出力（ｉ＋ｈ＋ｌ＋ｂ＋ｃ＋ｅ）を第２減算器３６の他方の入力端子に出力する。
第２減算器３６は、第７加算器３０の加算出力（ｊ＋ｋ＋ｇ＋ａ＋ｆ＋ｄ）と第８加算器３１の加算出力（ｉ＋ｂ＋ｌ＋ｂ＋ｃ＋ｅ）との差を取ることにより、トラッキングエラー信号ＴＥＳを生成する。
【００４３】
第９加算器３２は、データ用受光素子２３ａ、２３ｂの出力ｐ、ｑを加算し、第１０加算器３３はデータ用受光素子２１ａ、２１ｂの出力ｍ、ｎを加算する。
第１１加算器３４は、第９加算器３２の加算出力（ｐ＋ｑ）と第１０加算器３３の加算出力（ｍ＋ｎ）とを加算して、プリフォーマット信号ＲＯを出力する。
第３減算器３７は、第９加算器３２の加算出力（ｐ＋ｑ）と第１０加算器３３の加算出力（ｍ＋ｎ）との差を取ってデータ信号ＭＯを生成する。
【００４４】
本発明によれば、図８に示すように、フォーカスエラー信号ＦＥＳの生成に係る分割線６５の方向をトラッキング相当方向（Ｘ方向）と平行になるようにし、かつ各分割受光面と信号処理部４との配線を工夫してスポットサイズ法によりフォーカスエラー信号ＦＥＳを生成することとしたので、トラックピッチが異なることにより±１次の回折光成分６４の間隔がサーボ用受光素子２２ａ（２２ｂ）の受光面上で変化したとしても、±１次の回折光成分６４により形成されるスポットがそれぞれトラッキング方向と平行に３分割されることになり、内側エリア（ａ、ｉ、ｂ、ｊ）で受光される±１次の回折光成分６４と外側エリア（ｋ、ｌ、ｅ、ｆ、ｇ、ｈ、ｃ、ｄ）で受光される±１次の回折光成分６４の比率は従来のセンサに比べて変化しにくい。従って、トラックピッチが異なることに起因した±１次の回折光成分６４の間隔の変化に基づく各分割受光面上での±１次の回折光成分６４の受光量の変化を抑制できることになる。従って、トラックピッチが異なることに起因するＴ／Ｆクロストークを極力低減できる。
【００４５】
図８では、実線で示す回折光成分６４は、トラックピッチの広い光磁気ディスクにより反射された戻り光の±１次の回折光成分６４の位置を示しており、破線で示す回折光成分６４はトラックピッチの狭い光磁気ディスクにより反射された戻り光の±１次の回折光成分６４を示している。斜線は各分割受光面上での±１次の回折光成分６４の受光面積の変化を示しており、±１次の回折光成分６４の間隔が広がったとしても、各分割受光面上での受光面積の変化の割合は従来に比べて小さい。
【００４６】
また、トラッキングエラー信号ＴＥＳはサーボ用センサ２２ａ、２２ｂの分割線６６の方向がトラッキング相当方向Ｘと直交する方向（Ｙ方向）となるように、センサを二分割してプッシュプル法により生成している。このため、サーボ用センサ２２ａ、２２ｂの受光面は全体として６分割されることになり、その分割受光面の個数は増えることになるが、信号処理部４の結線関係の工夫により、従来と同じ回路構成を採用することができる。従って、センサ２２ａ、２２ｂ用の特別の演算用ＩＣ（カスタムＩＣ）を用いることなく、汎用の演算用ＩＣを用いることができ、コストアップを図ることなくフォーカスエラー信号、トラッキングエラー信号を生成することができる。
【００４７】
また、光束分離手段による反射レーザ光を３光束に分離する方向をトラッキング相当方向と直交する方向とし、ホログラム板１８による光束２分割方向をトラッキング相当方向として、光磁気ディスクの上下方向に対応させる構成としたため、装置全体の薄型化を図ることができる。
【００４８】
ところで、光情報記録再生ヘッドにおいては、データ記録時と再生時でのレーザビームのパワーの相違や、その他の理由により、光源であるレーザダイオードの温度が変化して、レーザビームの波長が変化する場合がある。
上記のような構成の光情報記録再生ヘッドにおいては、レーザビームの波長が変化すると、ホログラム板１８による回折角度が波長により変動するため、一対の受光素子上のスポットの間隔が変化するという問題がある。
【００４９】
すなわち、レーザビームの波長の変動により、図７におけるビームスポットＳの間隔が変動するため（すなわちトラッキング相当方向と直交する方向に各ビームスポットの位置がシフトするため）、フォーカシング信号ＦＥＳに誤差が生じるという問題が発生する。
【００５０】
図９は、フォーカスエラー感度（デフォーカス量とフォーカシングエラー信号の強度との関係）を、スポット幅の変動幅ごとに示したグラフである。この例の場合、スポットＳの直径を約２００μｍとし、６分割センサの中央部分のセンサエリアの幅（図７におけるａ、ｂ、ｉ、ｊのエリアの短辺方向の幅）をスポットＳの直径の略１／３とした場合に得られるフォーカスエラー感度を示して、基準としている。図に示すように、スポット幅の変動が０μｍ〜２０μｍ程度の場合には、デフォーカス量に対するフォーカシングエラー信号強度は略一定であるが、スポット幅の変動が５０μｍを越えると、あるデフォーカス量に対するフォーカシングエラー信号の強度が通常より小さくなる。言い換えれば、レーザビームの波長が変動して受光素子上のビームスポット間隔が変化すると、フォーカシングエラー信号に基づいて行われるフォーカシング動作は、実際のデフォーカス量に対し不十分なものとなり、完全にデフォーカスを取り除くことができない。
【００５１】
さらに、スポットの変動幅が１００μｍに達すると、デフォーカス量にかかわらず、フォーカシング信号強度はほぼ０となり、フォーカシング信号に基づいてデフォーカスを検出することができなくなる。
【００５２】
このため、本実施の形態においては、波長変動によるスポット幅変化を検出して、フォーカスエラー信号ＦＥＳを補正するようにしている。
【００５３】
図９に、フォーカスエラー信号ＦＥＳを補正するための回路例を示す。なお、図９に示す回路も図７の回路と同様、処理部４に含まれるものであるが、図面が煩雑になるのを避けるため、補正回路のみを取り出して示すものである。
【００５４】
補正回路は、加算器３８〜４１、減算器４２、４３および加算器４４を有する。加算器３８は出力ｋ、ｌを、加算器３９は出力ｇ、ｈを、加算器４０は出力ｃ、ｄを、加算器４１は出力ｅ、ｆを加算し出力する。
減算器４２は、加算器３８と加算器３９の出力の差（ｋ＋ｌ）−（ｇ＋ｈ）を出力し、減算器４３は、加算器４０と加算器４１の出力の差（ｃ＋ｄ）−（ｅ＋ｆ）を出力する。そして、加算器４４は、減算器４２と減算器４３の出力との和｛（ｋ＋ｌ）−（ｇ＋ｈ）｝＋｛（ｃ＋ｄ）−（ｅ＋ｆ）｝を出力する。この加算器４４の出力が、波長変動によるスポット間隔の変動を表す波長信号αである。
補正回路は、さらに、アンプ４５を有している。アンプ４５は、増幅率が上記波長信号の関数Ｇ（α）で表されるアンプで、前述のフォーカスエラー信号ＦＥＳが入力されると、図９に示すスポット幅の増大に対するフォーカスエラー感度の劣化を相殺するように増幅された、補正フォーカスエラー信号ＣＦＥＳを出力する。
【００５５】
なお、図９に示すスポット間隔の変動は１例であり、この値は装置の構成により異なるのもで有り、本発明により補正されるフォーカスエラー信号は図９に示すスポット間隔の変動幅に対応したものに限られるものではない。
【００５６】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したように、フォーカスエラー信号の生成に関与するサーボ用センサの分割線の方向がトラッキング相当方向と平行な方向になるようにサーボ用センサを三分割する構成とし、トラッキングエラー信号の生成に関与するサーボ用センサの分割線の方向はトラッキング相当方向と直交する方向となるようにサーボ用センサを二分割する構成とし、かつ波長変動によるフォーカスエラー感度の劣化を相殺するようフォーカスエラー信号を補正する構成としたので、トラックピッチの異なる光磁気ディスクが装着された場合でも、Ｔ／Ｆクロストークを抑制することができ、安定したサーボ信号を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る光情報記録再生ヘッド装置の実施の形態の要部構成を示す斜視図である。
【図２】図１に示す光情報記録再生ヘッド装置の信号検出部を拡大して示す斜視図である。
【図３】図１に示すホログラム板の断面を部分的に示す拡大断面図である。
【図４】図３に示すホログラム板の平面図である。
【図５】図２に示す信号検出部を側方から見た側面図である。
【図６】図２に示す信号検出部を上方から見た平面図である。
【図７】受光素子と処理部との接続開係を示す回路図である。
【図８】サーボ用受光素子上での０次光成分と±１次の回折光成分とにより形成されるビームスポットを示す説明図である。
【図９】フォーカスエラー感度を示すグラフである。
【図１０】受光素子と補正回路との接続関係を示す回路図である。
【図１１】従来のセンサと倍号処理部との結線関係を示す回路図である。
【図１２】従来のサーボ用センサの分割線の方向を説明するための平面図である。
【符号の説明】
１６・・・光磁気ディスク
１７・・・ウォラストンプリズム（光束分離手段）
１８・・・ホログラム板（回折素子）
Ｌ  ・・・反射レーザ光
【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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