(57)【要約】【課題】本発明は、光記録媒体に光ビームを集光させる対物レンズの位置合わせに用いる光ヘッドの誤差信号検出方法及びそれを用いた光ヘッド並びにそれを用いた光記録再生装置に関し、物理的トラックピッチの異なる複数の光記録媒体において、トラッククロス信号が減衰したＦＥＳやＤＣオフセット成分が除去されたＴＥＳを検出できる光ヘッドの誤差信号検出方法及びそれを用いた光ヘッド並びに光記録再生装置を提供することを目的とする。【解決手段】主ビーム２７と±１次の副ビーム２９ａ、２９ｂとのスポット間隔が光記録媒体１５の物理的トラックピッチの１／２倍とならないように、光記録媒体１５の情報記録面に集光させて反射させた主ビーム２７と±１次の副ビーム２９ａ、２９ｂとに基づいて対物レンズ１３の位置合わせに用いる位置ズレ誤差信号が誤差信号検出部３１で検出される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源から射出した光ビームを回折させて主ビームと２本の副ビームとに分割し、
ラジアル方向に見た物理的トラックピッチの長さがＰ１の第１の光記録媒体又は前記物理的トラックピッチの長さがＰ２（Ｐ２＜Ｐ１）の第２の光記録媒体に対し、前記２本の副ビームのスポットを、前記主ビームのスポットに関し、対称且つ前記ラジアル方向にＰ１×（ｎ＋１／２）及びＰ２×（ｎ＋１／２）（但し、ｎは０以上の整数）を除く位置に配置して、
前記第１又は第２の光記録媒体で反射した前記主ビームと前記２本の副ビームとに基づいて対物レンズの位置ズレ誤差信号を検出すること
を特徴とする光ヘッドの誤差信号検出方法。
【請求項２】
請求項１記載の光ヘッドの誤差信号検出方法であって、
前記第１又は第２の光記録媒体に対し、前記２本の副ビームのスポットを、前記主ビームのスポットに関し、対称且つ前記ラジアル方向にＰ１×（ｎ＋０．３２）以上及びＰ２×（ｎ＋０．６１）以下の範囲内に配置して、前記位置ズレ誤差信号を検出することを特徴とする光ヘッドの誤差信号検出方法。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の光ヘッドの誤差信号検出方法であって、
前記第１又は第２の光記録媒体で反射した前記主ビーム及び前記２本の副ビームをそれぞれ受光素子で受光して、前記受光素子から出力された電気信号を演算処理して前記位置ズレ誤差信号を検出することを特徴とする光ヘッドの誤差信号検出方法。
【請求項４】
請求項３記載の光ヘッドの誤差信号検出方法であって、
分割線αと、前記分割線αに交差する分割線βとにより４分割された受光領域が前記受光素子にそれぞれ形成されており、
前記受光素子のそれぞれの前記分割線α同士が略平行になり、前記分割線β同士が略平行になるように前記受光素子を配置して、前記位置ズレ誤差信号を検出することを特徴とする光ヘッドの誤差信号検出方法。
【請求項５】
請求項４記載の光ヘッドの誤差信号検出方法であって、
前記２本の副ビームをそれぞれ受光する前記受光素子の、４分割された前記受光領域内での相対位置が同じ前記受光領域同士を接続して、前記主ビーム及び前記２本の副ビームをそれぞれ受光する前記受光素子から出力された前記電気信号を演算処理して前記位置ズレ誤差信号を検出することを特徴とする光ヘッドの誤差信号検出方法。
【請求項６】
請求項４記載の光ヘッドの誤差信号検出方法であって、
前記２本の副ビームをそれぞれ受光する前記受光素子の、４分割された前記受光領域内での相対位置が同じ前記受光領域から出力された前記電気信号同士を加算した加算信号と、前記主ビームを受光する前記受光素子から出力された前記電気信号とを演算処理して前記位置ズレ誤差信号を検出することを特徴とする光ヘッドの誤差信号検出方法。
【請求項７】
請求項４乃至６のいずれか１項に記載の光ヘッドの誤差信号検出方法であって、
前記受光素子のそれぞれについて、４分割された前記受光領域のうち、対角に位置する前記受光領域の一方の対から出力された前記電気信号と、対角に位置する前記受光領域の他方の対から出力された前記電気信号とを差動演算し、
前記主ビームを受光する前記受光素子から出力された前記電気信号を差動演算して得た電気信号に、前記２本の副ビームをそれぞれ受光する前記受光素子からそれぞれ出力された前記電気信号を差動演算して得た電気信号を加算して、前記対物レンズの焦点ズレ用の前記位置ズレ誤差信号を検出することを特徴とする光ヘッドの誤差信号検出方法。
【請求項８】
請求項４乃至７記載の光ヘッドの誤差信号検出方法であって、
前記受光素子のそれぞれについて、前記分割線αで分割される前記受光領域の一方の側から出力された前記電気信号と、前記受光領域の他方の側から出力された前記電気信号とを差動演算し、
前記主ビームを受光する前記受光素子から出力された前記電気信号を差動演算して得た電気信号から、前記２本の副ビームをそれぞれ受光する前記受光素子からそれぞれ出力された前記電気信号を差動演算して得た電気信号を減算して、前記対物レンズのトラックズレ用の前記位置ズレ誤差信号を検出することを特徴とする光ヘッドの誤差信号検出方法。
【請求項９】
光源から射出した光ビームを回折させて主ビームと２本の副ビームとに分割して、ラジアル方向に見た物理的トラックピッチの長さがＰ１の第１の光記録媒体又は前記物理的トラックピッチの長さがＰ２（Ｐ２＜Ｐ１）の第２の光記録媒体に対し、前記２本の副ビームのスポットを、前記主ビームのスポットに関し、対称且つ前記ラジアル方向にＰ１×（ｎ＋１／２）及びＰ２×（ｎ＋１／２）（但し、ｎは０以上の整数）を除く位置に配置する回折格子と、
前記第１又は第２の光記録媒体で反射した前記主ビームと前記２本の副ビームとをそれぞれ受光する受光素子と
を有することを特徴とする光ヘッド。
【請求項１０】
請求項９記載の光ヘッドであって、
前記第１又は第２の光記録媒体に対し、前記２本の副ビームのスポットは、前記主ビームのスポットに関し、対称且つ前記ラジアル方向にＰ１×（ｎ＋０．３２）以上及びＰ２×（ｎ＋０．６１）以下の範囲内に配置されていることを特徴とする光ヘッド。
【請求項１１】
請求項９又は１０に記載の光ヘッドであって、
前記受光素子は、分割線αと、前記分割線αに交差する分割線βとにより４分割された受光領域を有し、前記受光素子のそれぞれの前記分割線α同士が略平行になり、前記分割線β同士が略平行になるように配置されていることを特徴とする光ヘッド。
【請求項１２】
請求項１１記載の光ヘッドであって、
前記２本の副ビームをそれぞれ受光する前記受光素子は、４分割された前記受光領域内での相対位置が同じ前記受光領域同士が接続されていることを特徴とする光ヘッド。
【請求項１３】
光源から射出した光ビームを回折させて主ビームと２本の副ビームとに分割して、ラジアル方向に見た物理的トラックピッチの長さがＰ１の第１の光記録媒体又は前記物理的トラックピッチの長さがＰ２（Ｐ２＜Ｐ１）の第２の光記録媒体に対し、前記２本の副ビームのスポットを、前記主ビームのスポットに関し、対称且つ前記ラジアル方向にＰ１×（ｎ＋１／２）及びＰ２×（ｎ＋１／２）（但し、ｎは０以上の整数）を除く位置に配置する回折格子と、前記第１又は第２の光記録媒体で反射した前記主ビームと前記２本の副ビームとをそれぞれ受光する受光素子とを有する光ヘッドと、
前記第１又は第２の光記録媒体で反射した前記主ビームと前記２本の副ビームとに基づいて対物レンズの位置ズレ誤差信号を検出する誤差信号検出部と
を有することを特徴とする光記録再生装置。
【請求項１４】
請求項１３記載の光記録再生装置であって、
前記第１又は第２の光記録媒体に対し、前記２本の副ビームのスポットは、前記主ビームのスポットに関し、対称且つ前記ラジアル方向にＰ１×（ｎ＋０．３２）以上及びＰ２×（ｎ＋０．６１）以下の範囲内に配置されていることを特徴とする光記録再生装置。
【請求項１５】
請求項１３又は１４に記載の光記録再生装置であって、
前記受光素子は、分割線αと、前記分割線αに交差する分割線βとにより４分割された受光領域を有し、前記受光素子のそれぞれの前記分割線α同士が略平行になり、前記分割線β同士が略平行になるように配置されていることを特徴とする光記録再生装置。
【請求項１６】
請求項１５記載の光記録再生装置であって、
前記２本の副ビームをそれぞれ受光する前記受光素子は、４分割された前記受光領域内での相対位置が同じ前記受光領域同士が接続されていることを特徴とする光記録再生装置。
【請求項１７】
請求項１３乃至１５のいずれか１項に記載の光記録再生装置であって、
前記誤差信号検出部は、前記２本の副ビームをそれぞれ受光する前記受光素子の、４分割された前記受光領域内での相対位置が同じ前記受光領域から出力された前記電気信号同士を加算する加算部を有することを特徴とする光記録再生装置。
【請求項１８】
請求項１３乃至１７のいずれか１項に記載の光記録再生装置であって、
前記誤差信号検出部は、前記受光素子から出力された電気信号を演算処理して前記位置ズレ誤差信号を検出することを特徴とする光記録再生装置。
【請求項１９】
請求項１３乃至１８のいずれか１項に記載の光記録再生装置であって、
前記誤差信号検出部は、前記２本の副ビームをそれぞれ受光する前記受光素子の４分割された前記受光領域のうち、対角に位置する前記受光領域の一方の対から出力された前記電気信号と、他方の対から出力された前記電気信号とを差動演算する第１の差動演算部と、
前記主ビームを受光する前記受光素子の４分割された前記受光領域のうち、対角に位置する前記受光領域の一方の対から出力された前記電気信号と、他方の対から出力された前記電気信号とを差動演算する第２の差動演算部と、
前記第１の差動演算部の出力信号を前記第２の差動演算部の出力信号に加算する加算部とを備え、前記対物レンズの焦点ズレ用の前記位置ズレ誤差信号を検出する焦点ズレ誤差信号検出部を有することを特徴とする光記録再生装置。
【請求項２０】
請求項１３乃至１９のいずれか１項に記載の光記録再生装置であって、
前記誤差信号検出部は、前記２本の副ビームをそれぞれ受光する前記受光素子の前記分割線αで分割された前記受光領域の一方の側から出力された前記電気信号と、前記受光領域の他方の側から出力された前記電気信号とを差動演算する第３の差動演算部と、
前記主ビームを受光する前記受光素子の前記分割線αで分割された前記受光領域の一方の側から出力された前記電気信号と、前記受光領域の他方の側から出力された前記電気信号とを差動演算する第４の差動演算部と、
前記第４の差動演算部の出力信号から前記第３の差動演算部の出力信号を減算する差動演算部とを備え、前記対物レンズのトラックズレ用の前記位置ズレ誤差信号を検出するトラッキング誤差信号検出部を有すること特徴とする光記録再生装置。
【請求項２１】
請求項１３乃至２０のいずれか１項に記載の光記録再生装置であって、
前記第１の光記録媒体は、ＤＶＤ−ＲＡＭ及び前記ＤＶＤ−ＲＡＭと同等の物理的トラックピッチを備えた光記録媒体であり、前記第２の光記録媒体は、ＤＶＤ±Ｒ／ＲＷ、ＤＶＤ−ＲＯＭ及び前記ＤＶＤ±Ｒ／ＲＷ又は前記ＤＶＤ−ＲＯＭと同等の物理的トラックピッチを備えた前記光記録媒体であることを特徴とする光記録再生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光記録媒体に光ビームを集光させる対物レンズの位置合わせに用いる光ヘッドの誤差信号検出方法及びそれを用いた光ヘッド並びにそれを用いた光記録再生装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
光記録再生装置は、例えば円板状の光記録媒体の円周方向に沿って形成され且つ光記録媒体の半径方向に複数形成されたトラックの所定領域に情報を記録し、又は当該トラックの所定領域に記録された情報を再生する光ヘッドを備えている。光ヘッドには、光記録媒体に対して情報を記録するだけに用いられる記録専用型と、情報を再生するだけに用いられる再生専用型、及び記録再生の双方に使用可能な記録再生型とがある。従って、これらを搭載した装置はそれぞれ光記録装置、光再生装置、光記録再生装置となるが、本願では以下、それら全てを包含して光記録再生装置と総称する。
【０００３】
光記録再生装置に備えられた光ヘッドに用いる対物レンズの焦点位置制御用の焦点ズレ誤差信号（ＦＥＳ）の検出方法として、差動非点収差法が知られている。特許文献１乃至特許文献３には差動非点収差法が開示されている。差動非点収差法は焦点ズレ誤差信号に混入した、対物レンズが光記録媒体のトラックを横切る際に発生するトラッククロス信号成分を低減できる点に特徴を有している。差動非点収差法では、光源から射出した光ビームを回折格子により主ビームと２本の副ビームとに分割して光記録媒体表面に集光させて反射させ、反射した主ビーム及び２本の副ビームのそれぞれについて非点収差法による焦点ズレ誤差信号が生成され、当該焦点ズレ誤差信号の和をとって得られる焦点ズレ誤差信号が対物レンズの焦点位置制御に用いられる。
【０００４】
現在実用化されているＤＶＤ−ＲＡＭのように、ランドとグルーヴの両方に情報を記録するランドグルーヴ記録方式を用いる光記録媒体では、光記録媒体の物理的トラックピッチはデータトラックピッチの２倍となる。このため、ランドグルーヴ記録方式の光記録媒体は他の記録方式の光記録媒体に比較してトラッククロス信号のコントラストが大きくなる。従って、ランドグルーヴ記録方式の光記録媒体では、差動非点収差法を用いて焦点ズレ誤差信号に混入したトラッククロス信号を十分に低減することが重要となる。
【０００５】
一方、対物レンズのトラックズレに用いるトラッキング誤差信号の検出方法として、従来から多く用いられている差動プッシュプル法が知られている。特許文献４及び特許文献５には、差動プッシュプル法が開示されている。差動プッシュプル法では、光記録媒体から反射した主ビームと副ビームとを個別の受光素子で受光し、主ビーム及び副ビーム毎にプッシュプル信号を検出し、各プッシュプル信号を差動演算することにより、対物レンズのラジアル方向へのシフトによって生じるＤＣオフセット成分をトラッキング誤差信号から良好に除去することができる。差動プッシュプル法は、特に記録モードにおいて必要となる未記録領域のトラッキング制御に有効であるため広く用いられている。
【０００６】
差動非点収差法と差動プッシュプル法はいずれも、光記録媒体表面のラジアル方向における、主ビームのスポットに対する副ビームのスポットを物理的トラックピッチの１／２倍となるように配置する必要がある。なお、物理的トラックピッチとは、光ヘッドにより再生を行った場合に得られるトラッククロス信号の１周期分に相当する長さを意味し、ＤＶＤ−ＲＡＭではデータトラックピッチの２倍となり、ＤＶＤ−ＲＯＭをはじめ他の光記録媒体ではデータトラックピッチと同一の長さになる。
【特許文献１】特開平４−１６３６８１号公報
【特許文献２】特開平１１−２９６８７５号公報
【特許文献３】特開平１２−８２２２６号公報
【特許文献４】特告平４−３４２１２号公報
【特許文献５】特開平７−３２０２８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところが、市場の要求に伴って多様化する現在の光記録再生装置においては、光記録媒体の規格が統一されず、複数種類の規格が提案され実用化される場合が多い。このため、物理的トラックピッチの異なる光記録媒体の記録再生を同一の光ヘッドを用いて行う必要が生じている。図１８及び図１９は、光記録媒体の情報記録面に主ビーム１０１及び±１次の副ビーム１０３ａ、１０３ｂが集光した状態を模式的に示している。図１８（ａ）及び図１９（ａ）はＤＶＤ−ＲＡＭの情報記録面を示し、図１８（ｂ）及び図１９（ｂ）は、ＤＶＤ−ＲＷの情報記録面を示し、図１８（ｃ）及び図１９（ｃ）はＤＶＤ−ＲＯＭの情報記録面を示している。図１８及び図１９の図中の左右方向の矢印Ｒは光記録媒体の半径（ラジアル）方向を示し、上下方向の矢印Ｔは光記録媒体のトラックの接線方向を示している。
【０００８】
図１８（ａ）及び図１８（ｂ）に示すように、ＤＶＤファミリーのうちの書き換え可能型光記録媒体であるＤＶＤ−ＲＡＭとＤＶＤ−ＲＷはトラッククロス信号に影響する物理的トラックピッチの長さがそれぞれＰ１＝１．２３μｍ、Ｐ２＝０．７４μｍと異なっている。また、ＤＶＤファミリーのうちの再生専用のＤＶＤ−ＲＯＭの物理的トラックピッチの長さはＤＶＤ−ＲＷと同様に、Ｐ２＝０．７４μｍである。
【０００９】
上述したように、差動非点収差法を用いてトラッククロス信号が除去された理想的な焦点ズレ誤差信号を得るためには、ラジアル方向における主ビーム１０１と副ビーム１０３ａ、１０３ｂとのスポット間隔を物理的トラックピッチの１／２倍にそれぞれ配置する必要がある。従って、特にトラッククロス信号成分の混入が大きいＤＶＤ−ＲＡＭについて理想的な焦点ズレ誤差信号を得るためには、主ビーム１０１と副ビーム１０３ａ、１０３ｂとのビーム間隔ＢＰ１を０．６１５μｍとするのが理想的である。
【００１０】
ところが、図１８（ｂ）及び図１８（ｃ）に示すように、ＤＶＤ−ＲＡＭの最適なビーム間隔ＢＰ１＝０．６１５μｍはＤＶＤ−ＲＷやＤＶＤ−ＲＯＭでの最適なビーム間隔ＢＰ２＝０．３７μｍとは一致しない。このため、ビーム間隔ＢＰ１＝０．６１５μｍの主ビーム１０１と副ビーム１０３ａ、１０３ｂとから差動非点収差法を用いて検出した焦点ズレ誤差信号はＤＶＤ−ＲＷに適用し難い。一般に、スーパーマルチと呼ばれているＤＶＤ−ＲＡＭとＤＶＤ−ＲＷの両方に対応する記録再生兼用の光ヘッドでは、必要とする副ビームの調整位置の最適値が両媒体において異なり、両ＤＶＤディスク媒体を同時に満足することが困難である。
【００１１】
例えば、図１８（ａ）及び図１８（ｂ）に示すように、ラジアル方向の主ビーム１０１と副ビーム１０３ａ、１０３ｂとのスポット間隔をＤＶＤ−ＲＡＭに最適なビーム間隔ＢＰ１に設定すると、ビーム間隔ＢＰ１とＤＶＤ−ＲＷの物理的トラックピッチＰ２との比はＢＰ１／Ｐ２＝０．６１５μｍ／０．７４μｍ＝０．８３１となる。ビーム間隔ＢＰ１はＤＶＤ−ＲＷでは、物理的トラックピッチＰ２の１／２倍にならない。従って、差動非点収差法を用いても焦点ズレ誤差信号からトラッククロス信号を十分に除去することができない。また、差動プッシュプル法を用いてもトラッキング誤差信号から直流（ＤＣ）オフセット成分を良好に除去することができない。
【００１２】
一方、図１９（ａ）及び図１９（ｂ）に示すように、ラジアル方向の主ビーム１０１と副ビーム１０３ａ、１０３ｂとのビーム間隔をＤＶＤ−ＲＷに最適なビーム間隔ＢＰ２＝０．３７μｍに設定すると、ビーム間隔ＢＰ２とＤＶＤ−ＲＡＭの物理的トラックピッチＰ１との比はＢＰ２／Ｐ１＝０．３７μｍ／１．２３μｍ＝０．３００となる。ビーム間隔ＢＰ２はＤＶＤ−ＲＡＭでは、物理的トラックピッチＰ１の１／２倍にならない。従って、差動非点収差法を用いても焦点ズレ誤差信号からトラッククロス信号を十分に除去することができない。また、差動プッシュプル法を用いてもトラッキング誤差信号からＤＣオフセット成分を良好に除去することができない。
【００１３】
このように、ＤＶＤ−ＲＡＭとＤＶＤ−ＲＷの両方に対応する記録再生兼用の光ヘッドでは、差動非点収差法を焦点ズレ誤差信号の検出用に、差動プッシュプル法をトラッキング誤差信号の検出用に同時に且つ有効に利用することができないという問題を有している。
【００１４】
本発明の目的は、物理的トラックピッチの異なる複数の光記録媒体において、トラッククロス信号が減衰した焦点ズレ誤差信号やＤＣオフセット成分が除去されたトラッキング誤差信号を検出できる光ヘッドの誤差信号検出方法及びそれを用いた光ヘッド並びに光記録再生装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記目的は、光源から射出した光ビームを回折させて主ビームと２本の副ビームとに分割し、ラジアル方向に見た物理的トラックピッチの長さがＰ１の第１の光記録媒体又は前記物理的トラックピッチの長さがＰ２（Ｐ２＜Ｐ１）の第２の光記録媒体に対し、前記２本の副ビームのスポットを、前記主ビームのスポットに関し、対称且つ前記ラジアル方向にＰ１×（ｎ＋１／２）及びＰ２×（ｎ＋１／２）（但し、ｎは０以上の整数）を除く位置に配置して、前記第１又は第２の光記録媒体で反射した前記主ビームと前記２本の副ビームとに基づいて対物レンズの位置ズレ誤差信号を検出することを特徴とする光ヘッドの誤差信号検出方法よって達成される。
【００１６】
上記本発明の光ヘッドの誤差信号検出方法であって、前記第１又は第２の光記録媒体に対し、前記２本の副ビームのスポットを、前記主ビームのスポットに関し、対称且つ前記ラジアル方向にＰ１×（ｎ＋０．３２）以上及びＰ２×（ｎ＋０．６１）以下の範囲内に配置して、前記位置ズレ誤差信号を検出することを特徴とする。
【００１７】
上記本発明の光ヘッドの誤差信号検出方法であって、前記第１又は第２の光記録媒体で反射した前記主ビーム及び前記２本の副ビームをそれぞれ受光素子で受光して、前記受光素子から出力された電気信号を演算処理して前記位置ズレ誤差信号を検出することを特徴とする。
【００１８】
上記本発明の光ヘッドの誤差信号検出方法であって、分割線αと、前記分割線αに交差する分割線βとにより４分割された受光領域が前記受光素子にそれぞれ形成されており、
前記受光素子のそれぞれの前記分割線α同士が略平行になり、前記分割線β同士が略平行になるように前記受光素子を配置して、前記位置ズレ誤差信号を検出することを特徴とする。
【００１９】
上記本発明の光ヘッドの誤差信号検出方法であって、前記２本の副ビームをそれぞれ受光する前記受光素子の、４分割された前記受光領域内での相対位置が同じ前記受光領域同士を接続して、前記主ビーム及び前記２本の副ビームをそれぞれ受光する前記受光素子から出力された前記電気信号を演算処理して前記位置ズレ誤差信号を検出することを特徴とする。
【００２０】
上記本発明の光ヘッドの誤差信号検出方法であって、前記２本の副ビームをそれぞれ受光する前記受光素子の、４分割された前記受光領域内での相対位置が同じ前記受光領域から出力された前記電気信号同士を加算した加算信号と、前記主ビームを受光する前記受光素子から出力された前記電気信号とを演算処理して前記位置ズレ誤差信号を検出することを特徴とする。
【００２１】
上記本発明の光ヘッドの誤差信号検出方法であって、前記受光素子のそれぞれについて、４分割された前記受光領域のうち、対角に位置する前記受光領域の一方の対から出力された前記電気信号と、対角に位置する前記受光領域の他方の対から出力された前記電気信号とを差動演算し、前記主ビームを受光する前記受光素子から出力された前記電気信号を差動演算して得た電気信号に、前記２本の副ビームをそれぞれ受光する前記受光素子からそれぞれ出力された前記電気信号を差動演算して得た電気信号を加算して、前記対物レンズの焦点ズレ用の前記位置ズレ誤差信号を検出することを特徴とする。
【００２２】
上記本発明の光ヘッドの誤差信号検出方法であって、前記受光素子のそれぞれについて、前記分割線αで分割される前記受光領域の一方の側から出力された前記電気信号と、前記受光領域の他方の側から出力された前記電気信号とを差動演算し、前記主ビームを受光する前記受光素子から出力された前記電気信号を差動演算して得た電気信号から、前記２本の副ビームをそれぞれ受光する前記受光素子からそれぞれ出力された前記電気信号を差動演算して得た電気信号を減算して、前記対物レンズのトラックズレ用の前記位置ズレ誤差信号を検出することを特徴とする。
【００２３】
また、上記目的は、光源から射出した光ビームを回折させて主ビームと２本の副ビームとに分割して、ラジアル方向に見た物理的トラックピッチの長さがＰ１の第１の光記録媒体又は前記物理的トラックピッチの長さがＰ２（Ｐ２＜Ｐ１）の第２の光記録媒体に対し、前記２本の副ビームのスポットを、前記主ビームのスポットに関し、対称且つ前記ラジアル方向にＰ１×（ｎ＋１／２）及びＰ２×（ｎ＋１／２）（但し、ｎは０以上の整数）を除く位置に配置する回折格子と、前記第１又は第２の光記録媒体で反射した前記主ビームと前記２本の副ビームとをそれぞれ受光する受光素子とを有することを特徴とする光ヘッドによって達成される。
【００２４】
上記本発明の光ヘッドであって、前記第１又は第２の光記録媒体に対し、前記２本の副ビームのスポットは、前記主ビームのスポットに関し、対称且つ前記ラジアル方向にＰ１×（ｎ＋０．３２）以上及びＰ２×（ｎ＋０．６１）以下の範囲内に配置されていることを特徴とする。
【００２５】
上記本発明の光ヘッドであって、前記受光素子は、分割線αと、前記分割線αに交差する分割線βとにより４分割された受光領域を有し、前記受光素子のそれぞれの前記分割線α同士が略平行になり、前記分割線β同士が略平行になるように配置されていることを特徴とする。
【００２６】
上記本発明の光ヘッドであって、前記２本の副ビームをそれぞれ受光する前記受光素子は、４分割された前記受光領域内での相対位置が同じ前記受光領域同士が接続されていることを特徴とする。
【００２７】
また、上記目的は、光源から射出した光ビームを回折させて主ビームと２本の副ビームとに分割して、ラジアル方向に見た物理的トラックピッチの長さがＰ１の第１の光記録媒体又は前記物理的トラックピッチの長さがＰ２（Ｐ２＜Ｐ１）の第２の光記録媒体に対し、前記２本の副ビームのスポットを、前記主ビームのスポットに関し、対称且つ前記ラジアル方向にＰ１×（ｎ＋１／２）及びＰ２×（ｎ＋１／２）（但し、ｎは０以上の整数）を除く位置に配置する回折格子と、前記第１又は第２の光記録媒体で反射した前記主ビームと前記２本の副ビームとをそれぞれ受光する受光素子とを有する光ヘッドと、前記第１又は第２の光記録媒体で反射した前記主ビームと前記２本の副ビームとに基づいて対物レンズの位置ズレ誤差信号を検出する誤差信号検出部とを有することを特徴とする光記録再生装置によって達成される。
【００２８】
上記本発明の光記録再生装置であって、前記第１又は第２の光記録媒体に対し、前記２本の副ビームのスポットは、前記主ビームのスポットに関し、対称且つ前記ラジアル方向にＰ１×（ｎ＋０．３２）以上及びＰ２×（ｎ＋０．６１）以下の範囲内に配置されていることを特徴とする。
【００２９】
上記本発明の光記録再生装置であって、前記受光素子は、分割線αと、前記分割線αに交差する分割線βとにより４分割された受光領域を有し、前記受光素子のそれぞれの前記分割線α同士が略平行になり、前記分割線β同士が略平行になるように配置されていることを特徴とする。
【００３０】
上記本発明の光記録再生装置であって、前記２本の副ビームをそれぞれ受光する前記受光素子は、４分割された前記受光領域内での相対位置が同じ前記受光領域同士が接続されていることを特徴とする。
【００３１】
上記本発明の光記録再生装置であって、前記誤差信号検出部は、前記２本の副ビームをそれぞれ受光する前記受光素子の、４分割された前記受光領域内での相対位置が同じ前記受光領域から出力された前記電気信号同士を加算する加算部を有することを特徴とする。
【００３２】
上記本発明の光記録再生装置であって、前記誤差信号検出部は、前記受光素子から出力された電気信号を演算処理して前記位置ズレ誤差信号を検出することを特徴とする。
【００３３】
上記本発明の光記録再生装置であって、前記誤差信号検出部は、前記２本の副ビームをそれぞれ受光する前記受光素子の４分割された前記受光領域のうち、対角に位置する前記受光領域の一方の対から出力された前記電気信号と、他方の対から出力された前記電気信号とを差動演算する第１の差動演算部と、前記主ビームを受光する前記受光素子の４分割された前記受光領域のうち、対角に位置する前記受光領域の一方の対から出力された前記電気信号と、他方の対から出力された前記電気信号とを差動演算する第２の差動演算部と、前記第１の差動演算部の出力信号を前記第２の差動演算部の出力信号に加算する加算部とを備え、前記対物レンズの焦点ズレ用の前記位置ズレ誤差信号を検出する焦点ズレ誤差信号検出部を有することを特徴とする。
【００３４】
上記本発明の光記録再生装置であって、前記誤差信号検出部は、前記２本の副ビームをそれぞれ受光する前記受光素子の前記分割線αで分割された前記受光領域の一方の側から出力された前記電気信号と、前記受光領域の他方の側から出力された前記電気信号とを差動演算する第３の差動演算部と、前記主ビームを受光する前記受光素子の前記分割線αで分割された前記受光領域の一方の側から出力された前記電気信号と、前記受光領域の他方の側から出力された前記電気信号とを差動演算する第４の差動演算部と、前記第４の差動演算部の出力信号から前記第３の差動演算部の出力信号を減算する差動演算部とを備え、前記対物レンズのトラックズレ用の前記位置ズレ誤差信号を検出するトラッキング誤差信号検出部を有すること特徴とする。
【００３５】
上記本発明の光記録再生装置であって、前記第１の光記録媒体は、ＤＶＤ−ＲＡＭ及び前記ＤＶＤ−ＲＡＭと同等の物理的トラックピッチを備えた光記録媒体であり、前記第２の光記録媒体は、ＤＶＤ±Ｒ／ＲＷ、ＤＶＤ−ＲＯＭ及び前記ＤＶＤ±Ｒ／ＲＷ又は前記ＤＶＤ−ＲＯＭと同等の物理的トラックピッチを備えた前記光記録媒体であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００３６】
本発明によれば、物理的トラックピッチの異なる複数の光記録媒体において、トラッククロス信号が減衰した焦点ズレ誤差信号やＤＣオフセット成分が除去されたトラッキング誤差信号を検出できる光ヘッド及び光記録再生装置が実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
本発明の一実施の形態による光ヘッドの誤差信号検出方法及びそれを用いた光ヘッド並びに光記録再生装置について図１乃至図１７を用いて説明する。まず、本実施の形態による光ヘッド１の概略の構成について図１乃至図４を用いて説明する。本実施の形態の光ヘッド１は、物理的トラックピッチの長さが異なる２種類の光記録媒体１５のそれぞれに情報の記録又は再生を行うことができるようになっている。物理的トラックピッチが相対的に広い光記録媒体１５（第１の光記録媒体１５ａ）は、ＤＶＤ−ＲＡＭ及びこれと同等の物理的トラックピッチを備えた光記録媒体である。また、物理的トラックピッチが相対的に狭い光記録媒体１５（第２の光記録媒体１５ｂ）は、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ±Ｒ／ＲＷ及びこれらと同等の物理的トラックピッチを備えた光記録媒体である。第１の光記録媒体１５ａの物理的トラックピッチの長さＰ１は１．２３μｍであり、第２の物理的トラックピッチの長さＰ２は０．７４μｍである。
【００３８】
図１に示すように、光ヘッド１は、光ビームを射出する光源としてレーザダイオード３を有している。レーザダイオード３は、コントローラ（不図示）からの制御電圧に基づいて記録／再生毎に異なる光強度の光ビームを射出できるようになっている。
【００３９】
レーザダイオード３の光射出側の所定位置には、回折格子１９が配置されている。レーザダイオード３から射出された光ビームは、回折格子１９に入射して３本の光ビーム（０次の主ビーム２７と±１次の副ビーム２９ａ、２９ｂ）に分割される。±１次の副ビーム２９ａ、２９ｂは、主ビーム２７位置を中心にトラック方向に所定距離隔てて対称に並んで光記録媒体１５の表面（情報記録面）に配置されている。
【００４０】
レーザダイオード３から見て回折格子１９の光透過側には、偏光ビームスプリッタ５、１／４波長板７、コリメータレンズ９及び対物レンズ１３がこの順に並んで配置されている。コリメータレンズ９は、レーザダイオード３からの発散光線束を平行光線束に変換して対物レンズ１３に導くと共に、対物レンズ１３からの平行光線束を集束光線束に変換して受光素子２３、２５ａ、２５ｂに導くために設けられている。対物レンズ１３はコリメータレンズ９からの平行光線束を光記録媒体１５の情報記録面に集光して読み取りスポットを形成すると共に、光記録媒体１５からの反射光を平行光線束に変換してコリメータレンズ９に導くために設けられている。
【００４１】
１／４波長板７から見て偏光ビームスプリッタ５の光反射側には、センサレンズ１７、シリンドリカルレンズ２１及び受光素子２３、２５ａ、２５ｂがこの順に配置されている。また、レーザダイオード３から見て偏光ビームスプリッタ５の光反射側には、レーザダイオード３から射出された光ビームの光強度を計測するためのパワーモニタ用フォトダイオード１１が配置されている。
【００４２】
センサレンズ１７は、光記録媒体１５で反射された主ビーム２７及び±１次の副ビーム２９ａ、２９ｂの合焦位置を光学的に調整するための反射光合焦位置調整部として機能する。また、センサレンズ１７は光記録媒体１５で反射した主ビーム２７及び±１次の副ビーム２９ａ、２９ｂを所定の光学系倍率で拡大させてシリンドリカルレンズ２１を介して受光素子２３、２５ａ、２５ｂ上にそれぞれ個別に結像させるようになっている。受光素子２３は主ビーム２７を受光し、受光素子２５ａは＋１次の副ビーム２９ａを受光し、受光素子２５ｂは−１次の副ビーム２９ｂを受光するようになっている。受光素子２３、２５ａ、２５ｂで光電変換された各電気信号は、光記録再生装置１５０に備えられた誤差信号検出部３１に入力される。誤差信号検出部３１では、光記録媒体１５で反射した主ビーム２７及び±１次の副ビーム２９ａ、２９ｂに基づいて、対物レンズ１３が光記録媒体１５のトラックを横切る際に生じるトラッククロス信号を減衰させた焦点ズレ誤差信号（ＦＥＳ）や、対物レンズ１３の光記録媒体１５のラジアル方向へのシフトによって生じるＤＣオフセット成分が除去されたトラッキング誤差信号（ＴＥＳ）が検出されるようになっている。
【００４３】
図２は、光記録媒体１５の情報記録面に主ビーム２７及び±１次の副ビーム２９ａ、２９ｂが集光された状態を模式的に示している。図２（ａ）は、第１の光記録媒体１５ａとしてのＤＶＤ−ＲＡＭの情報記録面を示している。図２（ｂ）は、第２の光記録媒体１５ｂとしてのＤＶＤ−ＲＷの情報記録面を示している。図２（ｃ）は、第２の光記録媒体１５ｂとしてのＤＶＤ−ＲＯＭの情報記録面を示している。図中の左右方向の矢印Ｒは第１及び第２の光記録媒体１５ａ、１５ｂの半径（ラジアル）方向を示し、上下方向の矢印Ｔは第１及び第２の光記録媒体１５ａ、１５ｂのトラックの接線方向を示している。
【００４４】
図２（ａ）乃至図２（ｃ）に示すように、第１及び第２の光記録媒体１５ａ、１５ｂのいずれにおいても、ラジアル方向に見た主ビーム２７と±１次の副ビーム２９ａ、２９ｂとのスポット間隔ＢＰは０．４５μｍに調整されている。すなわち、＋１次の副ビーム２９ａのスポットは主ビーム２７のスポットに対し、ラジアル方向に＋０．４５μｍ離れて配置されている。また、−１次の副ビーム２９ｂのスポットは主ビーム２７のスポットに対し、ラジアル方向に−０．４５μｍ離れて配置されている。このように、第１の光記録媒体１５ａでは、主ビーム２７のスポットに対してラジアル方向に、＋１次の副ビーム２９ａが＋Ｐ１×（ｎ＋０．３２）＝＋０．３９μｍ（ｎ＝０）以上、−１次の副ビーム２９ｂが−Ｐ１×（ｎ＋０．３２））＝−０．３９μｍ（ｎ＝０）以上だけずれて位置して調整されている。
【００４５】
また、第２の光記録媒体１５ｂでは、主ビーム２７のスポットに対してラジアル方向に、＋１次の副ビーム２９ａが＋Ｐ２×（ｎ＋０．６１）＝０．４５１μｍ（ｎ＝０）以下、−１次の副ビーム２９ｂが−Ｐ２×（ｎ＋０．６１）＝−０．４５１μｍ（ｎ＝０）以下だけずれて位置するように調整されている。
【００４６】
このように、第１の光記録媒体１５ａ又は第２の光記録媒体１５ｂに対し、±１次の副ビーム２９ａ、２９ｂのスポットは、主ビーム２７のスポットに関し、対称且つラジアル方向にＰ１×（ｎ＋１／２）＝１．２３μｍ×１／２＝０．６１５μｍ（ｎ＝０）及びＰ２×（ｎ＋１／２）＝０．７４μｍ×１／２＝０．３７μｍ（ｎ＝０）を除く位置に配置されている。主ビーム２７と±１次の副ビーム２９ａ、２９ｂとのラジアル方向の間隔は、例えば回折格子１９の格子面を回折格子１９の光軸回りに回転させることにより調整される。
【００４７】
図３は、受光素子２３、２５ａ、２５ｂの受光部の構成と、受光素子２３、２５ａ、２５ｂと誤差信号検出部３１との接続状態を示している。図３に示すように、受光素子２３は、正方形状の受光領域内を光記録媒体１５（図３では不図示）のトラックの接線方向にほぼ平行な分割線（分割線α）２４と、分割線２４にほぼ直交する分割線（分割線β）２４’とで分割して、隣接してマトリクス状に配置された正方形状の４つの受光領域Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄを有している。受光領域Ａは分割線２４を介して受光領域Ｂに隣接し、分割線２４’を介して受光領域Ｄに隣接し、受光領域Ｃに対角に位置して配置されている。受光領域Ｃは分割線２４を介して受光領域Ｄに隣接し、分割線２４’を介して受光領域Ｂに隣接して配置されている。
【００４８】
同様に、受光素子２５ａは、正方形状の受光領域内を光記録媒体１５のトラックの接線方向にほぼ平行な分割線（分割線α）２６と、分割線２６にほぼ直交する分割線（分割線β）２６’とで分割して、隣接してマトリクス状に配置された正方形状の４つの受光領域Ｅ１、Ｆ１、Ｇ１、Ｈ１を有している。受光領域Ｅ１は分割線２６を介して受光領域Ｆ１に隣接し、分割線２６’を介して受光領域Ｈ１に隣接し、受光領域Ｇ１に対角に位置して配置されている。受光領域Ｇ１は分割線２６を介してＨ１に隣接し、分割線２６’を介してＦ１に隣接して配置されている。
【００４９】
同様に、受光素子２５ｂは、正方形状の受光領域内を光記録媒体１５のトラックの接線方向にほぼ平行な分割線（分割線α）２８と、分割線２８にほぼ直交する分割線（分割線β）２８’とで分割して、隣接してマトリクス状に配置された正方形状の４つの受光領域Ｅ２、Ｆ２、Ｇ２、Ｈ２を有している。受光領域Ｅ２は分割線２８を介して受光領域Ｆ２に隣接し、分割線２８’を介して受光領域Ｈ２に隣接し、受光領域Ｇ２に対角に位置して配置されている。受光領域Ｇ２は分割線２８を介してＨ２に隣接し、分割線２８’を介してＦ２に隣接して配置されている。
【００５０】
受光素子２３、２５ａ、２５ｂは光記録媒体１５の情報記録面での主ビーム２７及び±１次の副ビーム２９ａ、２９ｂのスポット位置が異なることにより生じる光路のズレに対応させて、ラジアル方向に若干ずらして配置されている。また、分割線２４、２６、２８はそれぞれ略平行に配置され、分割線２４’、２６’、２８’はそれぞれ略平行に配置されている。
【００５１】
受光領域Ｅ１〜Ｈ１、Ｅ２〜Ｈ２からは各１本ずつ配線が引き出されている。受光素子２５ａの受光領域内での相対位置と、受光領域２５ｂの受光領域内での相対位置とが同じ受光領域同士が接続されるように、各配線は接続されている。すなわち、受光領域Ｅ１、Ｅ２から引き出された配線同士、受光領域Ｆ１、Ｆ２から引き出された配線同士、受光領域Ｇ１、Ｇ２から引き出された配線同士及び受光領域Ｈ１、Ｈ２から引き出された配線同士は接続されている。このため、受光領域Ｅ１、Ｅ２からそれぞれ出力された電気信号は同電位になる。同様に、受光領域Ｆ１、Ｆ２からそれぞれ出力された電気信号、受光領域Ｇ１、Ｇ２からそれぞれ出力された電気信号及び受光領域Ｈ１、Ｈ２からそれぞれ出力された電気信号はそれぞれ同電位になる。当該配線は誤差信号検出部３１に接続されている。
【００５２】
受光領域Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄから各１本ずつ引き出された配線は誤差信号検出部３１に接続されている。誤差信号検出部３１は受光領域Ａ〜Ｄ、Ｅ１〜Ｈ１、Ｅ２〜Ｈ２から出力された電気信号を用いて所定の演算処理を行い、ＴＥＳやＦＥＳを検出するようになっている。
【００５３】
図４は誤差信号検出部３１に備えられたＦＥＳ検出部３３及びＴＥＳ検出部３５の回路構成を示している。図４（ａ）はＦＥＳ検出部３３を示し、図４（ｂ）はＴＥＳ検出部３５を示している。図４（ａ）に示すように、ＦＥＳ検出部３３は、受光素子２５ａ、２５ｂから出力された電気信号を差動演算する第１の差動演算部３７と、受光素子２３から出力された電気信号を差動演算する第２の差動演算部３９と、第１及び第２の差動演算部３７、３９から出力された出力信号を加算してＦＥＳを生成するＦＥＳ生成部（加算部）４１とを有している。
【００５４】
第１の差動演算部３７は加算部３７ａ、３７ｂと差動部３７ｃとを有している。加算部３７ａ、３７ｂ及び差動部３７ｃは２入力１出力の回路構成を有している。加算部３７ａの２つの入力端子（＋）は受光領域Ｅ１、Ｅ２を接続した配線Ｅ１＋Ｅ２と、受光領域Ｇ１、Ｇ２を接続した配線Ｇ１＋Ｇ２に１つずつ接続されている。加算部３７ａの出力端子は差動部３７ｃの非反転入力端子（＋）に接続されている。加算部３７ｂの２つの入力端子（＋）は受光領域Ｆ１、Ｆ２を接続した配線Ｆ１＋Ｆ２と、受光領域Ｈ１、Ｈ２を接続した配線Ｈ１＋Ｈ２に１つずつ接続されている。加算部３７ｂの出力端子は差動部３７ｃの反転入力端子（−）に接続されている。差動部３７ｃの出力端子（第１の差動演算部３７の出力端子）はＦＥＳ生成部４１に備えられた信号増幅部４３の入力端子に接続されている。
【００５５】
受光領域Ｅ１、Ｅ２と、受光領域Ｈ１、Ｈ２から出力された電気信号が加算部３７ａで加算され、受光領域Ｆ１、Ｆ２と、受光領域Ｇ１、Ｇ２から出力された電気信号が加算部３７ｂで加算される。加算部３７ａ、３７ｂから出力された電気信号は差動部３７ｃで差動演算される。従って、第３の差動演算部３７は、受光素子２５ａ、２５ｂのそれぞれにおいて対角に位置する受光領域Ｅ１、Ｇ１（一方の対）及び受光領域Ｅ２、Ｇ２（一方の対）から出力された電気信号と、受光領域Ｆ１、Ｈ１（他方の対）及び受光領域Ｆ２、Ｈ２（他方の対）から出力された電気信号とを差動演算するように機能する。第１の差動演算部３７での差動演算により得られる電気信号は、±１次の副ビーム２９ａ、２９ｂに基づく非点収差信号ＳＡＤであり、以下のように表すことができる。
ＳＡＤ＝｛（Ｅ１＋Ｅ２）＋（Ｇ１＋Ｇ２）｝−｛（Ｆ１＋Ｆ２）＋（Ｈ１＋Ｈ２）｝＝（Ｅ＋Ｇ）−（Ｆ＋Ｈ）  ・・・（１）
但し、式（１）において、Ｅ１＋Ｅ２＝Ｅとし、Ｆ１＋Ｆ２＝Ｆとし、Ｇ１＋Ｇ２＝Ｇとし、Ｈ１＋Ｈ２＝Ｈとしている。
【００５６】
第２の差動演算部３９は加算部３９ａ、３９ｂと差動部３９ｃとを有している。加算部３９ａ、３９ｂ及び差動部３９ｃは２入力１出力の回路構成を有している。加算部３９ａの２つの入力端子（＋）は受光領域Ａ、Ｃに１つずつ接続されている。加算部３９ａの出力端子は差動部３９ｃの非反転入力端子（＋）に接続されている。加算部３９ｂの２つの入力端子（＋）は受光領域Ｂ、Ｄに１つずつ接続されている。加算部３９ｂの出力端子は差動部３９ｃの反転入力端子（−）に接続されている。差動部３９ｃの出力端子（第２の差動演算部３９の出力端子）はＦＥＳ生成部４１に備えられた加算部４５の一方の入力端子（＋）に接続されている。
【００５７】
第２の差動演算部３９は、受光素子２３において対角に位置する受光領域Ａ、Ｃ（一方の対）から出力された電気信号と、対角に位置する受光領域Ｂ、Ｄ（他方の対）から出力された電気信号とを差動演算するように機能する。第２の差動演算部３９での差動演算により得られる電気信号は、主ビーム２７に基づく非点収差信号ＭＡＤであり、以下のように表すことができる。
ＭＡＤ＝（Ａ＋Ｃ）−（Ｂ＋Ｄ）  ・・・（２）
【００５８】
ＦＥＳ生成部４１は信号増幅部４３と加算部４５とを有している。信号増幅部４３の入力端子は第１の差動演算部３７の出力端子に接続され、出力端子は加算部４５の他方の入力端子（＋）に接続されている。信号増幅部４３の増幅率（係数ｋ１）は、±１次の副ビームに基づく非点収差信号ＳＡＤに混入したトラッキング信号と、主ビーム２７に基づく非点収差信号ＭＡＤに混入したトラッキング信号とが相殺できるように所定の値に設定される。なお、係数ｋ１は正負のいずれも取り得る係数である。係数ｋ１が正（＋）の場合は、第１の差動演算部３７と同位相且つ振幅がｋ１倍された信号が、信号増幅部４３から出力される。係数ｋ１が負（−）の場合は、第１の差動演算部３７の位相と１８０度位相が異なり且つ振幅がｋ１倍された信号が、信号増幅部４３から出力される。
【００５９】
加算部４５の一方の入力端子（＋）には第２の差動演算部３９の出力端子が接続されている。加算部４５は信号増幅部４３から出力された、ｋ１倍に増幅された±１次の副ビームに基づく非点収差信号ＳＡＤと、第２の差動演算部３９から出力された主ビーム２７に基づく非点収差信号ＭＡＤを加算するように機能する。従って、ＦＥＳ生成部４１から出力されるＦＥＳは以下のように表すことができる。
ＦＥＳ＝｛（Ａ＋Ｃ）−（Ｂ＋Ｄ）｝＋ｋ１×｛（Ｅ＋Ｇ）−（Ｆ＋Ｈ）｝  ・・・（３）
【００６０】
式（３）に示すように、ＦＥＳ検出部３３では、差動非点収差法を用いてＦＥＳが検出される。係数ｋ１を最適な値に設定することにより、主ビーム２７及び±１次の副ビーム２９ａ、２９ｂに混入したトラッククロス信号が減衰されたＦＥＳを検出することができる。
【００６１】
図４（ｂ）に示すように、ＴＥＳ検出部３５は、受光素子２５ａ、２５ｂから出力された電気信号を差動演算する第３の差動演算部４７と、受光素子２３から出力された電気信号を差動演算する第４の差動演算部４９と、第４の差動演算部４９の出力信号から第３の差動演算部４７の出力信号を減算してＴＥＳを生成するＴＥＳ生成部（差動演算部）５１とを有している。
【００６２】
第３の差動演算部４７は加算部４７ａ、４７ｂと差動部４７ｃとを有している。加算部４７ａ、４７ｂ及び差動部４７ｃは２入力１出力の回路構成を有している。加算部４７ａの２つの入力端子（＋）は受光領域Ｅ１、Ｅ２を接続した配線Ｅ１＋Ｅ２と、受光領域Ｈ１、Ｈ２を接続した配線Ｈ１＋Ｈ２に１つずつ接続されている。加算部４７ａの出力端子は差動部４７ｃの非反転入力端子（＋）に接続されている。加算部４７ｂの２つの入力端子（＋）は受光領域Ｆ１、Ｆ２を接続した配線Ｆ１＋Ｆ２と、受光領域Ｇ１、Ｇ２を接続した配線Ｇ１＋Ｇ２に１つずつ接続されている。加算部４７ｂの出力端子は差動部４７ｃの反転入力端子（−）に接続されている。差動部４７ｃの出力端子（第３の差動演算部４７の出力端子）はＴＥＳ生成部５１に備えられた信号増幅部５３の入力端子に接続されている。
【００６３】
受光素子２５ａ、２５ｂの分割線２６、２８で分割された受光領域の一方の側の受光領域Ｅ１、Ｈ１、Ｅ２、Ｈ２から出力された電気信号が加算部４７ａで加算され、他方の側の受光領域Ｆ１、Ｇ１、Ｆ２、Ｇ２から出力された電気信号が加算部４７ｂで加算される。加算部４７ａ、４７ｂから出力された電気信号は差動部４７ｃで差動演算される。第３の差動演算部４７での差動演算により得られる電気信号は、±１次の副ビーム２９ａ、２９ｂに基づくプッシュプル信号ＳＰＰであり、以下のように表すことができる。
ＳＰＰ＝｛（Ｅ１＋Ｅ２）＋（Ｈ１＋Ｈ２）｝−｛（Ｆ１＋Ｆ２）＋（Ｇ１＋Ｇ２）｝＝（Ｅ＋Ｈ）−（Ｆ＋Ｇ）  ・・・（４）
但し、式（４）において、Ｅ１＋Ｅ２＝Ｅとし、Ｆ１＋Ｆ２＝Ｆとし、Ｇ１＋Ｇ２＝Ｇとし、Ｈ１＋Ｈ２＝Ｈとしている。
【００６４】
第４の差動演算部４９は加算部４９ａ、４９ｂと差動部４９ｃとを有している。加算部４９ａ、４９ｂ及び差動部４９ｃは２入力１出力の回路構成を有している。加算部４９ａの２つの入力端子（＋）は受光領域Ａ、Ｄに１つずつ接続されている。加算部４９ａの出力端子は差動部４９ｃの非反転入力端子（＋）に接続されている。加算部４９ｂの２つの入力端子（＋）は受光領域Ｂ、Ｃに１つずつ接続されている。加算部４９ｂの出力端子は差動部４９ｃの反転入力端子（−）に接続されている。差動部４９ｃの出力端子（第４の差動演算部４９の出力端子）はＴＥＳ生成部５１に備えられた減算部５５の非反転入力端子（＋）に接続されている。
【００６５】
受光素子２３の分割線２４で分割された受光領域の一方の側の受光領域Ａ、Ｄから出力された電気信号が加算部４９ａで加算され、他方の側の受光領域Ｂ、Ｃから出力された電気信号が加算部４９ｂで加算される。加算部４９ａ、４９ｂから出力された電気信号は差動部４９ｃで差動演算される。第４の差動演算部４９での差動演算により得られる電気信号は、主ビーム２７に基づくプッシュプル信号ＭＰＰであり、以下のように表すことができる。
ＭＰＰ＝（Ａ＋Ｄ）−（Ｂ＋Ｃ）  ・・・（５）
【００６６】
ＴＥＳ生成部５１は信号増幅部５３と減算部５５とを有している。信号増幅部５３の入力端子は第３の差動演算部４７の出力端子に接続され、出力端子は減算部５５の反転入力端子（−）に接続されている。信号増幅部５３の増幅率（係数ｋ２）は、対物レンズ１３の光記録媒体１５のラジアル方向へのシフトによって生じるＤＣオフセット成分をＭＰＰとＳＰＰとを用いて相殺するために所定の値に設定される。なお、係数ｋ２は正負のいずれも取り得る係数である。係数ｋ２が正（＋）の場合は、第３の差動演算部４７と同位相且つ振幅がｋ２倍された信号が、信号増幅部５３から出力される。係数ｋ２が負（−）の場合は、第３の差動演算部４７の位相と１８０度位相が異なり且つ振幅がｋ２倍された信号が、信号増幅部５３から出力される。
【００６７】
減算部５５の非反転入力端子（＋）には第４の差動演算部４９の出力端子が接続されている。減算部５５は、第４の差動演算部４９から出力された主ビーム２７に基づくプッシュプル信号ＭＰＰから信号増幅部５３から出力され、ｋ２倍に増幅された±１次の副ビーム２９ａ、２９ｂに基づくプッシュプル信号ＳＰＰを減算するように機能する。従って、ＴＥＳ生成部５１から出力されるＴＥＳは以下のように表すことができる。
ＴＥＳ＝｛（Ａ＋Ｄ）−（Ｂ＋Ｃ）｝−ｋ２×｛（Ｅ＋Ｈ）−（Ｆ＋Ｇ）｝  ・・・（６）
【００６８】
式（６）に示すように、ＴＥＳ検出部３５では、差動プッシュプル法を用いてＴＥＳが検出される。係数ｋ２を最適な値に設定することにより、対物レンズ１３のラジアル方向への変位によってＴＥＳに生じるＤＣオフセット成分を効果的に除去できる。
【００６９】
次に、光記録媒体１５の情報記録面での主ビーム２７と±１次の副ビーム２９ａ、２９ｂとのラジアル方向のスポット間隔ＢＰの最適化について図５乃至図１６を用いて説明する。図５は、主ビームと副ビームに混入するトラッククロス信号の様子をスカラ回折理論を用いて算出したシミュレーション結果を示している。横軸は光記録媒体のラジアル方向の位置（μｍ）を表し、縦軸はトラッククロス信号の振幅（任意単位）を表している。図中◆印を結ぶ曲線は、主ビームに混入するトラッククロス信号を示している。図中■印を結ぶ曲線は、ラジアル方向における、主ビームと±１次の副ビームとのスポット間隔が物理的トラックピッチの０．１３５倍の際に副ビームに混入するトラッククロス信号を示し、図中▲印を結ぶ曲線は、ラジアル方向における、主ビームと±１次の副ビームとのスポット間隔が物理的トラックピッチの０．２７０倍の際に副ビームに混入するトラッククロス信号を示し、図中×印を結ぶ曲線は、ラジアル方向における、主ビームと±１次の副ビームとのスポット間隔が物理的トラックピッチの０．４０５倍の際に副ビームに混入するトラッククロス信号を示し、図中＊印を結ぶ曲線は、ラジアル方向における、主ビームと±１次の副ビームとのスポット間隔が物理的トラックピッチの０．５４１倍の際に副ビームに混入するトラッククロス信号を示している。副ビームに混入されるトラッククロス信号は±１次の副ビームに混入されるトラッククロス信号を加算して算出されている。
【００７０】
図５に示すように、主ビームと副ビームとのスポット間隔によって、副ビームに混入するトラッククロス信号の振幅は変化する。しかし、±１次の副ビームに混入されるトラッククロス信号を加算することにより、主ビームに混入するトラッククロス信号と副ビームに混入するトラッククロス信号の位相差は、主ビームと副ビームとのスポット間隔に依存せず、常に０度か１８０度（即ち、同位相または逆位相）となる。主ビーム及び副ビームにそれぞれ混入するトラッククロス信号の位相差が同位相から逆位相に変わる臨界位置において、副ビームへのトラッククロス信号の混入はほとんどなくなる。
【００７１】
図６は、主ビームに混入するトラッククロス信号と±１次の副ビームに混入するトラッククロス信号との位相差を示すリサージュ波形を示している。図６（ａ）及び図６（ｂ）の横軸は主ビームに混入するトラッククロス信号を表し、縦軸は±１次の副ビームに混入するトラッククロス信号を表している。図６（ａ）は、主ビームと±１次の副ビームとのスポット間隔ＢＰを物理的トラックピッチの０．８１倍にした場合のトラッククロス信号のリサージュ波形を示している。図６（ｂ）は主ビームと±１次の副ビームとのスポット間隔ＢＰを物理的トラックピッチの１．２２倍にした場合のトラッククロス信号のリサージュ波形を示している。主ビームに混入するトラッククロス信号は式（５）に示すプッシュプル法を用いて算出され、±１次の副ビームに混入するトラッククロス信号は式（４）に示すプッシュプル法を用いて算出されている。
【００７２】
図６（ａ）及び図６（ｂ）に示すように、主ビームと±１次の副ビームとのスポット間隔ＢＰが物理的トラックピッチに対して０．８１倍や１．２２倍になっても、主ビームに混入するトラッククロス信号と±１次の副ビームに混入するトラッククロス信号の位相は同相のままである。
【００７３】
図５及び図６に示すように、主ビームに混入するトラッククロス信号と副ビームに混入するトラッククロス信号の位相差は、主ビームと副ビームとのスポット間隔に依存せず、同位相または逆位相となる。図３に示すように、±１次の副ビーム２９ａ、２９ｂを受光する受光素子２５ａ、２５ｂの受光領域内での相対位置が同じ受光領域同士、すなわち受光素子２５ａ、２５ｂの受光領域Ｅ１、Ｅ２同士、受光領域Ｆ１、Ｆ２同士、受光領域Ｇ１、Ｇ２同士及び受光領域Ｈ１、Ｈ２同士が同電位になるように接続する。こうすると、例えば式（３）に示すＦＥＳの検出に用いる差動非点収差法において、光記録媒体の情報記録面上の主ビーム及び±１次の副ビームのスポット間隔を最適値（光記録媒体の物理的トラックピッチの略１／２倍）から遠ざけて配置しても、係数ｋ１を適宜調整して差動演算することにより、主ビームに混入するトラッククロス信号を±１次の副ビームに混入するトラッククロス信号を用いて除去することができる。なお、これらの結果はスカラ回折理論を用いたシミュレーションにより算出した。
【００７４】
図７は、ＤＶＤ−ＲＡＭ及びＤＶＤ±Ｒ／ＲＷの物理的トラックピッチと、差動プッシュプル法や差動非点収差法における、光記録媒体のラジアル方向の主ビームと±１次の副ビームとのスポット間隔の最適値（物理的トラックピッチの１／２倍）を示している。また、図７は、主ビームと±１次の副ビームとのスポット間隔をＤＶＤ±Ｒ／ＲＷの最適値０．３７μｍに合わせた場合を示している。図７に示すように、ＤＶＤ±Ｒ／ＲＷでは、当該スポット間隔は物理トラックピッチの０．５倍になり、ＤＶＤ−ＲＡＭでは０．３倍になる。
【００７５】
図８は、主ビームと±１次の副ビームとのスポット間隔を０．３７μｍに設定した場合の、±１次の副ビームに混入したトラッククロス信号の振幅を示している。横軸は主ビームと±１次の副ビームとのスポット間隔を光記録媒体の物理的トラックピッチに対する比率で表し、縦軸はトラッククロス信号振幅を表している。トラッククロス信号振幅は主ビーム及び±１次の副ビームの光量、受光素子の感度及び電流／電圧変換時のゲイン（増幅率）によって決まる値であるが、図８では任意単位を用いて示している。また、図中に破線で示す２本の直線は、ＤＶＤ−ＲＡＭ及びＤＶＤ±Ｒ／ＲＷにおける、物理的トラックピッチに対するスポット間隔ＢＰの比率を示している。
【００７６】
スポット間隔をＤＶＤ±Ｒ／ＲＷの最適値に合わせると、図８に示すように、ＤＶＤ±Ｒ／ＲＷでは最大のトラッククロス信号振幅が得られる。これに対し、ＤＶＤ−ＲＡＭでのトラッククロス信号振幅は最大値の約２０％（＝０．１５／０．７５）しか得られない。このため、スポット間隔をＤＶＤ±Ｒ／ＲＷの最適値に合わせた光ヘッドでは、ＤＶＤ−ＲＡＭに対しては差動非点収差法や差動プッシュプル法は良好に機能しない。
【００７７】
この場合、ＤＶＤ−ＲＡＭに対して、差動プッシュプル法ではなく、３ビーム法でトラッキング誤差信号を得る方法も提案されている。３ビーム法であれば振幅の大きい良好なトラッククロス信号を得ることができる。しかし、±１次の副ビームが記録済み領域と未記録領域にそれぞれかかると、光記録媒体のトラック上の±１次の副ビームのスポット位置に関係なく、±１次の副ビーム間で顕著な光量の差異が生じてしまう。このため、３ビーム法は未記録の光記録媒体に情報を記録する際には使用できないという問題を有している。
【００７８】
図９は、ＤＶＤ−ＲＡＭ及びＤＶＤ±Ｒ／ＲＷの物理的トラックピッチと、差動プッシュプル法や差動非点収差法における、光記録媒体のラジアル方向の主ビームと±１次の副ビームとのスポット間隔の最適値（物理的トラックピッチの１／２倍）を示している。また、図９は、主ビームと±１次の副ビームとのスポット間隔をＤＶＤ−ＲＡＭの最適値０．６１５μｍに合わせた場合を示している。図９に示すように、ＤＶＤ−ＲＡＭでは、当該スポット間隔ＢＰは物理トラックピッチの０．５倍になり、ＤＶＤ±Ｒ／ＲＷでは０．８３倍になる。
【００７９】
図１０は、主ビームと±１次の副ビームとのスポット間隔を０．６１５μｍに設定した場合の、±１次の副ビームに混入したトラッククロス信号の振幅を示している。横軸は主ビームと±１次の副ビームとのスポット間隔を光記録媒体の物理的トラックピッチに対する比率で表し、縦軸はトラッククロス信号振幅（任意単位）を表している。また、図中に破線で示す２本の直線は、ＤＶＤ−ＲＡＭ及びＤＶＤ±Ｒ／ＲＷにおける、物理的トラックピッチに対するスポット間隔ＢＰの比率を示している。
【００８０】
スポット間隔をＤＶＤ−ＲＡＭの最適値に合わせると、図１０に示すように、ＤＶＤ−ＲＡＭでは最大のトラッククロス信号振幅が得られる。これに対し、ＤＶＤ±Ｒ／ＲＷでのトラッククロス信号振幅の絶対値は最大値の約５０％（＝−０．３５／０．７５）しか得られない。さらに、ＤＶＤ±Ｒ／ＲＷでのトラッククロス信号振幅はＤＶＤ−ＲＡＭでのトラッククロス信号振幅に対して負の値になる。これは、ＤＶＤ±Ｒ／ＲＷにおいて、主ビームに混入したトラッククロス信号と、副ビームに混入したトラッククロス信号との位相が同相であることを意味している。このため、差動プッシュプル信号の演算を行って得られるＴＥＳの振幅は激減してしまう。従って、スポット間隔をＤＶＤ−ＲＡＭの最適値に合わせた光ヘッドでは、ＤＶＤに±Ｒ／ＲＷ対しては差動非点収差法や差動プッシュプル法は良好に機能しない。
【００８１】
ここで、スポット間隔が変化することにより、ＴＥＳの振幅が減少することについて説明する。図１１及び図１２は、主ビームと±１次の副ビームとのスポット間隔を変化させた場合のプッシュプル信号振幅を示している。横軸は位相（度）を表し、縦軸はプッシュプル信号振幅を表している。プッシュプル信号振幅は、主ビームに基づくプッシュプル信号の最大振幅を１として規格化されている。図１１及び図１２の図中に示す曲線Ａは、主ビームに基づくプッシュプル信号を示し、曲線Ｂは＋１次の副ビームに基づくプッシュプル信号を示し、曲線Ｃは−１次の副ビームに基づくプッシュプル信号を示し、曲線Ｄは、＋１次の副ビームに基づくプッシュプル信号と−１次の副ビームに基づくプッシュプル信号とを加算してｋ倍した±１次の副ビームに基づくプッシュプル信号を示し、曲線Ｅは、主ビームに基づくプッシュプル信号と±１次の副ビームに基づくプッシュプル信号とを差動演算した差動プッシュプル信号、すなわちＴＥＳを示している。
【００８２】
図１１（ａ）及び図１１（ｂ）は順に、主ビームと±１次の副ビームとのスポット間隔を物理的トラックピッチの０．５倍及び０．３倍に設定した際のプッシュプル信号振幅を示している。図１２（ａ）乃至図１２（ｃ）は順に、主ビームと±１次の副ビームとのスポット間隔を物理的トラックピッチの０．２５倍、０．２倍及び０．８３倍に設定した際のプッシュプル信号振幅を示している。また、図１１（ｂ）はスポット間隔をＤＶＤ±Ｒ／ＲＷの最適値に合わせた場合のＤＶＤ−ＲＡＭでのプッシュプル信号振幅を示している。図１２（ｃ）はスポット間隔をＤＶＤ−ＲＡＭの最適値に合わせた場合のＤＶＤ±Ｒ／ＲＷでのプッシュプル信号振幅を示している。
【００８３】
図１１及び図１２に示すように、主ビームと±１次の副ビームとのスポット間隔が狭くなると、＋１次の副ビームに基づくプッシュプル信号（曲線Ｂ）と−１次の副ビームに基づくプッシュプル信号（曲線Ｃ）との位相差は大きくなる。このため、両プッシュプル信号を加算してｋ倍した±１次の副ビームに基づくプッシュプル信号（曲線Ｄ）の振幅は小さくなる。図１２（ａ）に示すように、スポット間隔が物理的トラックピッチの０．２５倍になると、＋１次の副ビームに基づくプッシュプル信号（曲線Ｂ）と−１次の副ビームに基づくプッシュプル信号（曲線Ｃ）との位相差は１８０度になり、±１次の副ビームに基づくプッシュプル信号（曲線Ｄ）の振幅は常に０となる。
【００８４】
さらに、スポット間隔を狭くしていくと、図１１（ｂ）、図１２（ａ）及び図１２（ｂ）に示すように、スポット間隔が物理的トラックピッチの０．２５倍となる状態を境界として、主ビームに基づくプッシュプル信号（曲線Ａ）と、±１次の副ビームに基づくプッシュプル信号（曲線Ｄ）との位相が逆位相（１８０度）から同位相（０度）に反転する。
【００８５】
このように、スポット間隔が変化すると±１次の副ビームに基づくプッシュプル信号（曲線Ｄ）の振幅と位相が変化する。このため、主ビームに基づくプッシュプル信号（曲線Ａ）と±１次の副ビームに基づくプッシュプル信号（曲線Ｄ）とを差動演算して得られるＴＥＳ（曲線Ｅ）の振幅は、スポット間隔が物理的トラックピッチの０．５倍で最大となり、スポット間隔が狭くなるに従って小さくなる。また、スポット間隔が物理的トラックピッチの０．２５倍より狭くなると、主ビームに基づくプッシュプル信号（曲線Ａ）の位相と±１次の副ビームに基づくプッシュプル信号（曲線Ｄ）の位相とが同位相になるため、ＴＥＳ（曲線Ｅ）の振幅は主ビームに基づくプッシュプル信号（曲線Ａ）の振幅より小さくなる。
【００８６】
主ビームと±１次の副ビームとのスポット間隔が、光記録媒体の物理的トラックピッチの０．５倍の長さより広くなると、図１１及び図１２（ａ）及び図１２（ｂ）に示す＋１次の副ビームに基づくプッシュプル信号（曲線Ｂ）及び−１次の副ビーム基づくプッシュプル信号（曲線Ｃ）のそれぞれの位相が１８０度反転する。しかし、両プッシュプル信号を加算して得た±１次の副ビームに基づくプッシュプル信号（曲線Ｄ）の位相は反転しない。このため、光記録媒体の物理的トラックピッチの０．５倍の長さより広くなるとＴＥＳ（曲線Ｅ）の振幅は小さくなる。なお、スポット間隔が光記録媒体の物理的トラックピッチの０．７５倍になると、±１次の副ビームに基づくプッシュプル信号（曲線Ｄ）の振幅は０になる。
【００８７】
本実施の形態の光ヘッド１では、±１次の副ビーム２９ａ、２９ｂのスポットは、主ビーム２７のスポットに対して、第１及び第２の光記録媒体１５ａ、１５ｂにおけるいずれの最適位置からも意図的に遠ざけて配置されている。こうすると、第１及び第２の光記録媒体１５ａ、１５ｂのいずれにおいても、最適なＴＥＳ及びＦＥＳを検出することはできないが、中程度以上に良好な各種誤差信号を検出することができる。そこで、本実施の形態の光ヘッド１は、スポット間隔ＢＰを第１及び第２の光記録媒体１５ａ、１５ｂのいずれにおいても最適位置とならないように配置する。さらに、誤差信号検出部３１の信号増幅部４３、４５の増幅率（係数ｋ１、ｋ２）を適切に制御してＴＥＳ及びＦＥＳを検出することを特徴とする。
【００８８】
図１３は、主ビーム２７と±１次の副ビーム２９ａ、２９ｂとのスポット間隔ＢＰの設定値を示している。図１３に示すように、本実施の形態による光ヘッド１では、スポット間隔ＢＰは０．４５μｍに設定されている。当該スポット間隔ＢＰは第１の光記録媒体１５ａ（ＤＶＤ−ＲＡＭ）の物理トラックピッチの０．３７倍に相当し、第２の光記録媒体１５ｂ（ＤＶＤ±Ｒ／ＲＷ）の物理トラックピッチの０．６１倍に相当する。
【００８９】
図１４は、主ビームと±１次の副ビームとのスポット間隔を０．４５μｍに設定した場合の、±１次の副ビームに混入したトラッククロス信号の振幅を示している。横軸は主ビームと±１次の副ビームとのスポット間隔を光記録媒体の物理的トラックピッチに対する比率で表し、縦軸はトラッククロス信号振幅（任意単位）を表している。また、図中に破線で示す２本の直線は、ＤＶＤ−ＲＡＭ及びＤＶＤ±Ｒ／ＲＷにおける、物理的トラックピッチに対するスポット間隔ＢＰの比率を示している。
【００９０】
スポット間隔ＢＰを０．４５μｍに設定すると、図１４に示すように、ＤＶＤ−ＲＡＭ  及びＤＶＤ±Ｒ／ＲＷでのトラッククロス信号振幅は共に、最大振幅の約７０％（＝０．５／０．７５）の振幅を確保できる。このため、本実施の形態における係数ｋ１、ｋ２は、最適なスポット間隔ＢＰ（物理的トラックピッチの０．５倍）に設定した際の係数ｋ１、ｋ２の１．４倍（＝１／０．７）程度に設定すればよい。このように、誤差信号検出部３１の信号増幅部４３、５３の増幅率（係数ｋ１、ｋ２）はスポット間隔ＢＰが最適な場合の増幅率（係数ｋ１、ｋ２）に比較的近い値に設定できる。従って、ＤＶＤ−ＲＡＭ及びＤＶＤ±Ｒ／ＲＷにおいて、所望の誤差信号検出方法、例えば、ＦＥＳの検出には差動非点収差法を用い、ＴＥＳの検出には差動プッシュプル法を用いることができる。
【００９１】
但し、図１４に示すように、スポット間隔を０．４５μｍよりも広く設定すると、ＤＶＤ±Ｒ／ＲＷにおいて±１次の副ビームに混入するとトラッククロス信号が小さくなる。±１次の副ビームに混入するトラッククロス信号振幅が小さくなると差動プッシュプル信号振幅は小さくなる。このため、ＤＶＤ±Ｒ／ＲＷにおける差動プッシュプル信号の振幅が最大値の７０％以下に減衰してしまう。
【００９２】
ところで、図４（ｂ）に示す信号増幅部５３の増幅率（係数ｋ２）は、対物レンズ１３が光記録媒体１５の半径方向にシフトした場合に発生するオフセット量を相殺するために適した値に設定される。このため、±１次の副ビーム２９ａ、２９ｂに基づくプッシュプル信号振幅の減衰に応じて、係数ｋ２を大きい値に自由に設定することができない。従って、係数ｋ２の値が余り大きくならないように、スポット間隔ＢＰを設定する必要がある。すなわち、ＴＥＳに用いる差動プッシュプル信号の振幅を十分に確保するために、主ビーム２７と±１次の副ビーム２９ａ、２９ｂとのスポット間隔ＢＰを第２の光記録媒体１５ｂの０．６１倍以下の値に設定することが望ましい。
【００９３】
図１５は、主ビームと±１次の副ビームとのスポット間隔の他の設定値を示している。図１５に示すように、スポット間隔ＢＰは０．３９μｍに設定されている。当該スポット間隔ＢＰは第１の光記録媒体１５ａ（ＤＶＤ−ＲＡＭ）の物理トラックピッチの０．３２倍に相当し、第２の光記録媒体１５ｂ（ＤＶＤ±Ｒ／ＲＷ）の物理トラックピッチの０．５３倍に相当する。
【００９４】
図１６は、主ビームと±１次の副ビームとのスポット間隔を０．３９μｍに設定した場合の、±１次の副ビームに混入するトラッククロス信号の振幅を示している。横軸は主ビームと±１次の副ビームとのスポット間隔を光記録媒体の物理的トラックピッチに対する比率で表し、縦軸はトラッククロス信号振幅（任意単位）を表している。また、図中に破線で示す２本の直線は、ＤＶＤ−ＲＡＭ及びＤＶＤ±Ｒ／ＲＷにおける、物理的トラックピッチに対するスポット間隔の比率を示している。
【００９５】
スポット間隔を０．３９μｍに設定すると、図１６に示すように、ＤＶＤ±Ｒ／ＲＷにおけるトラッククロス信号の振幅は最大値の９０％（＝０．７２／０．７５）以上の振幅を確保できる。一方、ＤＶＤ−ＲＡＭにおけるトラッククロス信号振幅は最大値の４０％（＝０．３／０．７５）以下に減衰してしまう。ところで、ＤＶＤ−ＲＡＭでは、差動非点収差法を用いてトラッククロス信号成分が除去されたＦＥＳを検出することが目的である。ＦＥＳでは、ＴＥＳのように、ＤＣオフセット成分を除去するために信号増幅部４３の増幅率（係数ｋ１）を設定しなければならないという制約がない。従って、ＦＥＳ検出部３３の信号増幅部４３の増幅率（係数ｋ１）は、ＴＥＳ検出部３５の信号増幅部５３の増幅率（係数ｋ２）より高い自由度を持って設定することができる。
【００９６】
但し、信号増幅部４３の増幅率（係数ｋ１）を必要以上に大きい値に設定すると、ＦＥＳの雑音比（Ｓ／Ｎ比）が劣化する。さらに、対物レンズ１３の光軸方向に対物レンズ１３を上下動させた場合の振幅（Ｓ字信号曲線）のクリップ（ピーク部分の出力が許容電圧範囲を超えた時に発生する波形）が±１次の副ビームに基づく焦点誤差信号に発生すること誘発する。このため、信号増幅部４３の増幅率（係数ｋ１）を必要以上に大きい値に設定することは望ましくない。
【００９７】
例えば、±１次の副ビームに混入したトラッククロス信号成分が最大値の４０％に減衰した場合、信号増幅部４３の増幅率（係数ｋ１）の値はトラッククロス信号が最大の場合の２．５（＝１／０．４）倍に設定する必要がある。この場合、±１次の副ビームの焦点誤差信号におけるＳ字信号曲線の振幅も主ビームの焦点誤差信号におけるＳ字信号曲線の振幅の２．５倍となり、Ｓ／Ｎ比の劣化も顕著になる。従って、主ビーム２７と±１次の副ビーム２９ａ、２９ｂとのスポット間隔ＢＰを０．３９μｍより小さい値に設定することは望ましくない。
【００９８】
以上の結果から、光記録媒体１５のラジアル方向における、主ビーム２７と±１次の副ビーム２９ａ、２９ｂのスポット間隔ＢＰは、第１及び第２の光記録媒体１５ａ、１５ｂの物理的トラックピッチＰ１、Ｐ２の略（ｎ＋１／２）倍にならないようにして、物理的トラックピッチが相対的に広い第１の光記録媒体１５ａの物理的トラックピッチＰ１の略±（ｎ＋０．３２）倍以上、且つ物理的トラックピッチが相対的に狭い第２の光記録媒体１５ｂの物理的トラックピッチＰ２の略±（ｎ＋０．６１）倍以下（ただしｎは０以上の整数）となるように設定するのが好適である。±１次の副ビーム２９ａ、２９ｂは主ビーム２７に対して、トラック１本以上を跨いで設定することも可能であり、跨いだトラックの本数が変数ｎに相当する。
【００９９】
（実施例）
次に、本実施の形態の光ヘッド１の実施例を示す。主ビーム２７と±１次の副ビーム２９ａ、２９ｂとの光量比を１８：１と設定する。受光素子２３及び受光素子２５ａ、２５ｂでの光電変換時のゲイン比を１：７．５とする。この条件において、スポット間隔ＢＰを物理的トラックピッチの０．５倍に設定すると、信号増幅部４３の増幅率（係数ｋ１）の値は、（１８×１）／（１×２×７．５）×（１／１）＝１．２となる。ここで、図１５の条件に従い、スポット間隔ＢＰを０．３９μｍに設定する。この場合、±１次の副ビーム２９ａ、２９ｂに混入するトラッククロス信号振幅が最大値の４０％になる。このため、主ビーム２７に混入したトラッククロス信号と±１次の副ビーム２９ａ、２９ｂに混入したトラッククロス信号とを相殺するためには、係数ｋ１の値を（１８×１）／（１×２×７．５）×（１／０．４）＝３．０に設定すればよい。これにより、トラッククロス信号の少ない良好なＦＥＳを得ることができる。
【０１００】
以上説明したように、本実施の形態による光ヘッド１は、主ビーム２７と±１次の副ビーム２９ａ、２９ｂとのスポット間隔ＢＰが第１及び第２の光記録媒体１５ａ、１５ｂの物理的トラックピッチＰ１、Ｐ２の略１／２にならないようにして設定されている。さらに、スポット間隔ＢＰは、物理的トラックピッチが相対的に広い第１の光記録媒体１５ａの物理的トラックピッチＰ１の略±（ｎ＋０．３２）倍以上、且つ物理的トラックピッチが相対的に狭い第２の光記録媒体１５ｂの物理的トラックピッチＰ２の略±（ｎ＋０．６１）倍以下に設定されている。このため、光ヘッド１に接続された誤差信号検出部３１の信号増幅部４３、５３の増幅率（係数ｋ１、ｋ２）はスポット間隔ＢＰが最適な場合の増幅率に比較的近い値に設定できる。これにより、誤差信号検出部３１は光記録媒体１５の物理的トラックピッチの長さによらず、差動非点収差法を用いてトラッククロス信号が減衰したＦＥＳを検出することができる。さらに、誤差信号検出部３１は光記録媒体１５の物理的トラックピッチの長さによらず、差動プッシュプル法を用いてＤＣオフセット成分が除去されたＴＥＳを検出することができる。
【０１０１】
次に、光ヘッド１及び誤差信号検出部３１の動作について図１を用いて説明する。図１に示すように、レーザダイオード３から出射された発散光の光ビームは回折格子１９に入射する。光ビームは回折格子１９により０次の主ビーム２７と±１次の副ビーム２９ａ、２９ｂとに分割される。回折格子１９から出射された発散光の主ビーム２７及び±１次の副ビーム２９ａ、２９ｂは偏光ビームスプリッタ５に入射する。偏光ビームスプリッタ５において、主ビーム２７及び±１次の副ビーム２９ａ、２９ｂの所定の偏光方位の直線偏光成分は透過して１／４波長板７に入射する。一方、当該偏光方位に直交する直線偏光成分は反射してパワーモニタ用フォトダイオード１１に入射し、光ビーム強度が計測される。
【０１０２】
１／４波長板７に入射した直線偏光の主ビーム２７及び±１次の副ビーム２９ａ、２９ｂは、１／４波長板７を透過して円偏光の主ビーム２７及び±１次の副ビーム２９ａ、２９ｂとなる。この円偏光の主ビーム２７及び±１次の副ビーム２９ａ、２９ｂは、コリメータレンズ９で平行光に変換され、コリメータレンズ９を透過して対物レンズ１３により集束されて光記録媒体１５の情報記録面に集光して反射する。このとき、主ビーム２７と±１次の副ビーム２９ａ、２９ｂとのラジアル方向のスポット間隔ＢＰは約０．４５μｍとなり、±１次の副ビーム２９ａ、２９ｂのラジアル方向のスポット間隔は０．９０μｍとなる。光記録媒体１５の情報記録面で反射した円偏光の主ビーム２７及び±１次の副ビーム２９ａ、２９ｂは、対物レンズ１３で平行光にされてからコリメータレンズ９を透過して１／４波長板７に入射する。１／４波長板７を透過することにより、円偏光の主ビーム２７及び±１次の副ビーム２９ａ、２９ｂは当初の直線偏光から偏光方位が９０°回転した直線偏光になって偏光ビームスプリッタ５に入射する。この直線偏光の主ビーム２７及び±１次の副ビーム２９ａ、２９ｂは偏光ビームスプリッタ５で反射させられてセンサレンズ１７に入射する。
【０１０３】
センサレンズ１７を透過した主ビーム２７及び±１次の副ビーム２９ａ、２９ｂはシリンドリカルレンズ２１により非点収差が付与されて受光素子２３、２５ａ、２５ｂ上にそれぞれ集光する。受光素子２３、２５ａ、２５ｂでそれぞれ受光された主ビーム２７及び±１次の副ビーム２９ａ、２９ｂは電気信号に変換されて誤差信号検出部３１に入力される。誤差信号検出部３１は、受光素子２３、２５ａ、２５ｂから出力された電気信号から第１及び第２の光記録媒体１５ａ、１５ｂによらずトラッククロス信号が減衰したＦＥＳと、ＤＣオフセット成分が除去されたＴＥＳを検出する。
【０１０４】
次に、本実施の形態による光ヘッドの誤差信号検出方法について説明する。上記の光ヘッド１の動作で説明したように、まず、レーザダイオード３から射出した光ビームを回折格子１９に入射して回折させて主ビーム２７と±１次の副ビーム２９ａ、２９ｂとに分割する。次に、図１及び図２に示すように、対物レンズ１３を介して光記録媒体１５に集光させた主ビーム２７と±１次の副ビーム２９ａ、２９ｂのラジアル方向のスポット間隔ＢＰが０．４５μｍとなるように調整する。スポット間隔ＢＰは回折格子１９の格子面を回折格子１９の光軸回りに回転させることにより調整される。
【０１０５】
次に、光記録媒体１５で反射した主ビーム２７及び±１次の副ビーム２９ａ、２９ｂを受光素子２３、２５ａ、２５ｂの受光面にそれぞれ集光させる。受光素子２３、２５ａ、２５ｂで主ビーム２７及び±１次の副ビーム２９ａ、２９ｂを受光することにより、受光素子２３で光電変換された電気信号が誤差信号検出部３１に入力される。また、受光素子２５ａ、２５ｂの受光領域内での相対位置が同じ受光領域同士は接続されているので、受光領域Ｅ１、Ｅ２からそれぞれ出力された電気信号は同電位になり、受光領域Ｆ１、Ｆ２からそれぞれ出力された電気信号は同電位になり、受光領域Ｇ１、Ｇ２から出力された電気信号は同電位になり、受光領域Ｈ１、Ｈ２から出力された電気信号は同電位になって、誤差信号検出部３１にそれぞれ入力される。
【０１０６】
誤差信号検出部３１では、信号増幅部４３、５３の増幅率（係数ｋ１、ｋ２）が所定の値に設定され、受光素子２３、２５ａ、２５ｂから出力された電気信号を用いて、ＦＥＳ検出部３３により式（３）に示す演算処理が行われてＦＥＳが検出され、ＴＥＳ検出部３５により式（６）に示す演算処理が行われてＴＥＳが検出される。
【０１０７】
本実施の形態による光ヘッド１における±１次の副ビーム２９ａ、２９ｂに混入するトラッククロス信号は、スポット間隔ＢＰを０．４５μｍに設定することにより、最大振幅の約７０％の振幅を確保することができる。このため、誤差信号検出部３１の信号増幅部４３、５３の増幅率（係数ｋ１、ｋ２）はスポット間隔ＢＰが最適な場合の増幅率に比較的近い値に設定できる。これにより、誤差信号検出部３１は光記録媒体１５の物理的トラックピッチの長さによらず、差動非点収差法を用いてトラッククロス信号が減衰したＦＥＳを検出することができる。さらに、誤差信号検出部３１は光記録媒体１５の物理的トラックピッチの長さによらず、差動プッシュプル法を用いてＤＣオフセット成分が除去されたＴＥＳを検出することができる。
【０１０８】
次に、本実施の形態による光記録再生装置について説明する。図１７は、本実施の形態による光ヘッド１を搭載した光記録再生装置１５０の概略構成を示している。光記録再生装置１５０は、図１７に示すように光記録媒体１５を回転させるためのスピンドルモータ１５２と、光記録媒体１５にレーザビームを照射するとともにその反射光を受光する光ヘッド１と、スピンドルモータ１５２及び光ヘッド１の動作を制御するコントローラ１５４と、光ヘッド１にレーザ駆動信号を供給するレーザ駆動回路１５５と、光ヘッド１にレンズ駆動信号を供給するレンズ駆動回路１５６とを備えている。
【０１０９】
コントローラ１５４にはフォーカスサーボ追従回路１５７、トラッキングサーボ追従回路１５８及びレーザコントロール回路１５９が含まれている。誤差信号検出部３１は、フォーカスサーボ追従回路１５７及びトラッキングサーボ追従回路１５８に跨って含まれている。フォーカスサーボ追従回路１５７が作動すると、回転している光記録媒体１５の情報記録面にフォーカスがかかった状態となり、トラッキングサーボ追従回路１５８が作動すると、光記録媒体１５の偏芯している信号トラックに対して、レーザビームのスポットが自動追従状態となる。フォーカスサーボ追従回路１５７及びトラッキングサーボ追従回路１５８には、フォーカスゲインを自動調整するためのオートゲインコントロール機能及びトラッキングゲインを自動調整するためのオートゲインコントロール機能がそれぞれ備えられている。また、レーザコントロール回路１５９は、レーザ駆動回路１５５により供給されるレーザ駆動信号を生成する回路であり、光記録媒体１５に記録されている記録条件設定情報に基づいて、適切なレーザ駆動信号の生成を行う。
【０１１０】
これらフォーカスサーボ追従回路１５７、トラッキングサーボ追従回路１５８及びレーザコントロール回路１５９については、コントローラ１５４内に組み込まれた回路である必要はなく、コントローラ１５４と別個の部品であっても構わない。さらに、これらは物理的な回路である必要はなく、コントローラ１５４内で実行されるソフトウェアであっても構わない。
【０１１１】
本発明は上記実施の形態に限らず種々の変形が可能である。
上記実施の形態による光ヘッド１は、受光領域Ｅ１、Ｅ２から引き出された配線同士、受光領域Ｆ１、Ｆ２から引き出された配線同士、受光領域Ｇ１、Ｇ２から引き出された配線同士及び受光領域Ｈ１、Ｈ２から引き出された配線同士はそれぞれ接続されているが、本発明はこれに限られない。受光領域Ｅ１〜Ｈ１、Ｅ２〜Ｈ２から引き出された配線は所定の受光領域同士を接続せずに、誤差信号検出部３１に接続してもよい。
【０１１２】
この場合、出力端子が加算部３７ａの２つの入力端子（＋）にそれぞれ接続された、受光領域Ｅ１、Ｅ２からそれぞれ出力された電気信号を加算する加算部、及び受光領域Ｇ１、Ｇ２からそれぞれ出力された電気信号を加算する加算部が誤差信号検出部３１に備えられている。さらに、出力端子が加算部３７ｂの２つの入力端子（＋）にそれぞれ接続された、受光領域Ｆ１、Ｆ２からそれぞれ出力された電気信号を加算する加算部、及び受光領域Ｈ１、Ｈ２からそれぞれ出力された電気信号を加算する加算部を誤差信号検出部３１に備えることにより、上記実施の形態のＦＥＳ検出部３３と同様の効果が得られる。
【０１１３】
さらに、出力端子が加算部４７ａの２つの入力端子（＋）にそれぞれ接続された、受光領域Ｅ１、Ｅ２からそれぞれ出力された電気信号を加算する加算部、及び受光領域Ｈ１、Ｈ２からそれぞれ出力された電気信号を加算する加算部が誤差信号検出部３１に備えられている。さらに、出力端子が加算部４７ｂの２つの入力端子（＋）にそれぞれ接続された、受光領域Ｆ１、Ｆ２からそれぞれ出力された電気信号を加算する加算部と、受光領域Ｇ１、Ｇ２からそれぞれ出力された電気信号を加算する加算部とを誤差信号検出部３１に備えることにより、上記実施の形態のＴＥＳ検出部３５と同様の効果が得られる。
【０１１４】
また、上記実施の形態による光記録再生装置１５０に備えられた誤差信号検出部３１は、第１の差動演算部３７からの出力信号を信号増幅部４３で増幅しているが、本発明はこれに限られない。例えば、差動部３７ｃがｋ１倍に信号を増幅できる信号増幅機能を有していてもよい、この場合、差動部３７ｃの出力端子を加算部４５の他方の入力端子に接続することにより、上記実施の形態と同様の効果が得られる。
【０１１５】
また、上記実施の形態による光記録再生装置１５０に備えられた誤差信号検出部３１は、第３の差動演算部４７からの出力信号を信号増幅部５３で増幅しているが、本発明はこれに限られない。例えば、差動部４７ｃがｋ２倍に信号を増幅できる信号増幅機能を有していてもよい、この場合、差動部４７ｃの出力端子を減算部５５の反転入力端子（−）に接続することにより、上記実施の形態と同様の効果が得られる。
【０１１６】
また、上記実施の形態による光ヘッド１は、隣接してマトリクス状に配置された４つの受光領域を備えた受光素子２３、２５ａ、２５ｂを有しているが、本発明はこれに限らない。例えば、受光素子２３、２５ａ、２５ｂの受光領域は５つ以上にそれぞれ分割されていてもよい。この場合も、上記実施の形態と同様の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【０１１７】
【図１】本発明の一実施の形態による光ヘッド１の概略構成を示す図である。
【図２】本発明の一実施の形態による光ヘッド１に用いる光記録媒体１５の情報記録面に光ビームが集光された状態を模式的に示す図である。
【図３】本発明の一実施の形態による光ヘッド１の受光素子２３、２５ａ、２５ｂの受光部の構成と、受光素子２３、２５ａ、２５ｂと誤差信号検出部３１との接続状態を示す図である。
【図４】本発明の一実施の形態による光記録再生装置１５０の誤差信号検出部３１に備えられたＦＥＳ検出部３３とＴＥＳ検出部３５とを示す図である。
【図５】本発明の一実施の形態による光ヘッド１の主ビーム２７及び±１次の副ビーム２９ａ、２９ｂのスポット間隔の最適化について説明するための図であって、主ビームと副ビームに混入するトラッククロス信号の様子をスカラ回折理論を用いて算出したシミュレーション結果を示す図である。
【図６】本発明の一実施の形態による光ヘッド１の主ビーム２７及び±１次の副ビーム２９ａ、２９ｂのスポット間隔の最適化について説明するための図であって、主ビームに混入するトラッククロス信号と±１次の副ビームに混入するトラッククロス信号との位相差を示すリサージュ波形を示す図である。
【図７】本発明の一実施の形態による光ヘッド１の主ビーム２７及び±１次の副ビーム２９ａ、２９ｂのスポット間隔の最適化について説明するための図であって、主ビームと±１次の副ビームとのスポット間隔をＤＶＤ±Ｒ／ＲＷの最適値に合わせた場合を示す図である。
【図８】本発明の一実施の形態による光ヘッド１の主ビーム２７及び±１次の副ビーム２９ａ、２９ｂのスポット間隔の最適化について説明するための図であって、主ビームと±１次の副ビームとのスポット間隔をＤＶＤ±Ｒ／ＲＷの最適値に合わせた場合の±１次の副ビームに混入するトラッククロス信号振幅を示す図である。
【図９】本発明の一実施の形態による光ヘッド１の主ビーム２７及び±１次の副ビーム２９ａ、２９ｂのスポット間隔の最適化について説明するための図であって、主ビームと±１次の副ビームとのスポット間隔をＤＶＤ−ＲＡＭの最適値に合わせた場合を示す図である。
【図１０】本発明の一実施の形態による光ヘッド１の主ビーム２７及び±１次の副ビーム２９ａ、２９ｂのスポット間隔の最適化について説明するための図であって、主ビームと±１次の副ビームとのスポット間隔をＤＶＤ−ＲＡＭの最適値に合わせた場合の±１次の副ビームに混入するトラッククロス信号振幅を示す図である。
【図１１】本発明の一実施の形態による光ヘッド１の主ビーム２７及び±１次の副ビーム２９ａ、２９ｂのスポット間隔の最適化について説明するための図であって、主ビームと±１次の副ビームとのスポット間隔を変化させた場合のプッシュプル信号振幅を示す図である。
【図１２】本発明の一実施の形態による光ヘッド１の主ビーム２７及び±１次の副ビーム２９ａ、２９ｂのスポット間隔の最適化について説明するための図であって、主ビームと±１次の副ビームとのスポット間隔を変化させた場合のプッシュプル信号振幅を示す図である。
【図１３】本発明の一実施の形態による光ヘッド１の主ビーム２７及び±１次の副ビーム２９ａ、２９ｂのスポット間隔の最適化について説明するための図であって、主ビームと±１次の副ビームとのスポット間隔を０．４５μｍに設定した場合を示す図である。
【図１４】本発明の一実施の形態による光ヘッド１の主ビーム２７及び±１次の副ビーム２９ａ、２９ｂのスポット間隔の最適化について説明するための図であって、主ビームと±１次の副ビームとのスポット間隔を０．４５μｍに設定した場合の±１次の副ビームに混入するトラッククロス信号振幅を示す図である。
【図１５】本発明の一実施の形態による光ヘッド１の主ビーム２７及び±１次の副ビーム２９ａ、２９ｂのスポット間隔の最適化について説明するための図であって、主ビームと±１次の副ビームとのスポット間隔を０．３９μｍに設定した場合を示す図である。
【図１６】本発明の一実施の形態による光ヘッド１の主ビーム２７及び±１次の副ビーム２９ａ、２９ｂのスポット間隔の最適化について説明するための図であって、主ビームと±１次の副ビームとのスポット間隔を０．３９μｍに設定した場合の±１次の副ビームに混入するトラッククロス信号振幅を示す図である。
【図１７】本発明の第１の実施の形態による光ヘッド１を搭載した光記録再生装置１５０の概略構成を示す図である。
【図１８】従来の光ヘッドに用いる光記録媒体の情報記録面に光ビームが集光された状態を模式的に示す図である。
【図１９】従来の光ヘッドに用いる光記録媒体の情報記録面に光ビームが集光された状態を模式的に示す図である。
【符号の説明】
【０１１８】
１  光ヘッド
３  レーザダイオード
５、偏光ビームスプリッタ
７  １／４波長板
９  コリメータレンズ
１１  パワーモニタ用フォトダイオード
１３  対物レンズ
１４  ランド
１５  光記録媒体
１５ａ  第１の光記録媒体
１５ｂ  第２の光記録媒体
１６  グルーヴ
１７  センサレンズ
１９  回折格子
２１  シリンドリカルレンズ
２３、２５ａ、２５ｂ  受光素子
２４、２４’、２６、２６’、２８、２８’  分割線
２７、１０１  主ビーム
２９ａ、１０３ａ  ＋１次の副ビーム
２９ｂ、１０３ｂ  −１次の副ビーム
３１  誤差信号検出部
３３  ＦＥＳ検出部
３５  ＴＥＳ検出部
３７  第１の差動演算部
３７ａ、３７ｂ、３９ａ、３９ｂ、４５、４７ａ、４７ｂ、４９ａ、４９ｂ  加算部
３７ｃ、３９ｃ、４７ｃ、４９ｃ  差動部
３９  第２の差動演算部
４１  ＦＥＳ生成部
４３、５３  信号増幅部
４７  第３の差動演算部
４９  第４の差動演算部
５１  ＴＥＳ生成部
５５  減算部
１５０  光記録再生装置
１５２  スピンドルモータ
１５４  コントローラ
１５５  レーザ駆動回路
１５６  レンズ駆動回路
１５７  フォーカスサーボ追従回路
１５８  トラッキングサーボ追従回路
１５９  レーザコントロール回路
【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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