(57)【要約】【課題】光ヘッド装置は、ＦＥ信号の非対称性を改善し、かつ、フォーカス感度の最適化を図る。【解決手段】光ヘッド装置は、ホログラム素子を備える。ホログラム素子は、ラジアル方向に沿う直線、及び、タンジェンシャル方向に沿う直線により４分割した、第１回折領域、第１回折領域とラジアル方向で隣接する第２回折領域と、第１回折領域と対角する位置に設けられる第４回折領域と、第２回折領域と対角する位置に設けられる第３回折領域と、を有する。第１回折領域は、第１コマ収差を持ち、反射光の一部を第１検出領域に入射させ、第２回折領域は、第１コマ収差を持ち、反射光の一部を第２検出領域に入射させ、第３検出領域は、第１コマ収差と極性が逆の第２コマ収差を持ち、反射光の一部を第３検出領域に入射させ、第４検出領域は、第２コマ収差を持ち、反射光の一部を第４検出領域に入射させる。【選択図】図２
2011108335.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、
前記光源からの光を光ディスクに集光する対物レンズと、
前記光ディスクで反射された光を検出する光検出器と、
前記対物レンズと光検出器の間に設けられるホログラム素子と、
前記光検出器で検出した光信号を用いて、前記対物レンズのフォーカス制御及びトラッキング制御を行なう制御部と、
を備え、
前記光検出器は、第１信号を検出する第１検出領域と、第２信号を検出する第２検出領域と、第３信号を検出する第３検出領域と、第４信号を検出する第４検出領域と、を備え、
前記制御部は、前記第１信号と前記第４信号に基づく値、及び、前記第２信号と前記第３信号に基づく値、を比較することによるフォーカスエラー信号を用いて、前記対物レンズのフォーカスを制御し、
前記ホログラム素子は、仮想の光ディスクで反射された光が入射する略光線中心を基準にして、光ディスクのラジアル方向に沿う直線、及び、光ディスクのタンジェンシャル方向に沿う直線により４分割した、第１回折領域、当該第１回折領域と前記タンジェンシャル方向に沿う直線を跨いで隣接する第２回折領域と、前記第１回折領域と対角する位置に設けられる第４回折領域と、前記第２回折領域と対角する位置に設けられる第３回折領域と、を有し、
前記第１回折領域は、前記第１のコマ収差を持ち、前記光ディスクの反射光の一部を前記第１検出領域に入射させ、
前記第２回折領域は、前記第１のコマ収差を持ち、前記光ディスクの反射光の一部を前記第２検出領域に入射させ、
前記第３検出領域は、前記第１のコマ収差と異なる第２のコマ収差を持ち、前記光ディスクの反射光の一部を前記第３検出領域に入射させ、
前記第４検出領域は、前記第２のコマ収差を持ち、前記光ディスクの反射光の一部を前記第４検出領域に入射させる、
光ヘッド装置。
【請求項２】
前記第２のコマ収差は、前記第１のコマ収差と極性が逆である、
請求項１に記載の光ヘッド装置。
【請求項３】
前記制御部は、
前記第１信号をＳ１、前記第２信号をＳ２、前記第３信号をＳ３、前記第４信号をＳ４、とした場合、和信号（Ｓ１＋Ｓ４）と和信号（Ｓ２＋Ｓ３）の差信号でフォーカスエラー信号を検出する、
請求項１に記載の光ヘッド装置。
【請求項４】
前記第１受光領域と前記第４受光領域は光線中心を通り光ディスクのラジアル方向に沿う直線を挟んで隣接配置され、同じく第２受光領域と第３受光領域は光線中心を通り光ディスクのラジアル方向に沿う直線を挟んで隣接配置される、
請求項１に記載の光ヘッド装置。
【請求項５】
前記制御部は、
前記第１信号（Ｓ１）と前記第３信号（Ｓ３）との和信号を（Ｓ１＋Ｓ３）とし、前記第２信号（Ｓ２）と前記第４信号（Ｓ４）との和信号を（Ｓ２＋Ｓ４）としたときに、（Ｓ１＋Ｓ３）−（Ｓ２＋Ｓ４）の演算によりプッシュプル信号を検出する、
請求項１に記載の光ヘッド装置。
【請求項６】
前記制御部は、
前記第１信号（Ｓ１）と前記第４信号（Ｓ４）との和信号を（Ｓ１＋Ｓ４）とし、前記第２信号（Ｓ２）と前記第３信号（Ｓ３）との和信号を（Ｓ２＋Ｓ３）としたときに、（Ｓ１＋Ｓ４）と（Ｓ２＋Ｓ３）の位相差信号を検出する、
請求項１に記載の光ヘッド装置。
【請求項７】
前記光検出器は、さらに
第５信号（Ｓ５）を検出する第５の受光領域と、
第６信号（Ｓ６）を検出する第６の受光領域と、
第７信号（Ｓ７）を検出する第７の受光領域と、
第８信号（Ｓ８）を検出する第８の受光領域と、
を有し、
第５の受光領域は、第１受光領域と光ディスクのラジアル方向に沿う直線を挟んで第４受光領域の反対側に隣接配置され、
第６の受光領域は、第２受光領域と光ディスクのラジアル方向に沿う直線を挟んで第３受光領域の反対側に隣接配置され、
第７の受光領域は、第３受光領域と光ディスクのラジアル方向に沿う直線を挟んで第２受光領域の反対側に隣接配置され、
第８の受光領域は、第４受光領域と光ディスクのラジアル方向に沿う直線を挟んで第１受光領域の反対側に隣接配置される、
請求項1に記載の光ヘッド装置。
【請求項８】
前記制御部は、
前記第１信号（Ｓ１）と前記第４信号（Ｓ４）と前記第６信号（Ｓ６）と前記第７信号（Ｓ７）の和信号（Ｓ１＋Ｓ４＋Ｓ６＋Ｓ７）と、前記第２信号（Ｓ２）と前記第３信号（Ｓ３）と前記第５信号（Ｓ５）と前記第８信号（Ｓ８）の和信号（Ｓ２＋Ｓ３＋Ｓ５＋Ｓ８）と、の差信号によりフォーカスエラー信号を検出する、
請求項７に記載の光ヘッド装置。
【請求項９】
前記制御部は、
前記第１信号（Ｓ１）と前記第３信号（Ｓ３）と前記第５信号（Ｓ５）と前記第７信号（Ｓ７）との和信号（Ｓ１＋Ｓ３＋Ｓ５＋Ｓ７）と、前記第２信号（Ｓ２）と前記第４信号（Ｓ４）と前記第６信号（Ｓ６）と前記第８信号（Ｓ８）との和信号（Ｓ２＋Ｓ４＋Ｓ６＋Ｓ８）と、の差信号によりプッシュプル信号を検出する、
請求項７に記載の光ヘッド装置。
【請求項１０】
前記制御部は、
前記第１信号（Ｓ１）と前記第４信号（Ｓ４）と前記第５信号（Ｓ５）と前記第８信号（Ｓ８）との和信号（Ｓ１＋Ｓ４＋Ｓ５＋Ｓ８）と、前記第２信号（Ｓ２）と前記第３信号（Ｓ３）と前記第６信号（Ｓ６）と前記第７信号（Ｓ７）との和信号（Ｓ２＋Ｓ３＋Ｓ６＋Ｓ７）と、の位相差信号を検出する、
請求項７に記載の光ヘッド装置。
【請求項１１】
前記ホログラム素子は、
光ビームの略光線中心を基準にして光ディスクのラジアル方向に沿う直線および光ディスクのタンジェンシャル方向に沿う直線により４分割した領域の各々が情報記録媒体で反射、回折された光のうち0次回折光のみを含むサブ領域と０次回折光および±１次回折光の両方を含むメイン領域に分けられ、
前記第２回折領域は、第１の方向のコマ収差を持ち、回折した光を前記第２受光領域に入射させる第２メイン領域と、コマ収差を持たず、回折した光を前記第３受光領域に入射させる第２サブ領域とを有し、
前記第１回折領域は、前記第１の方向のコマ収差を持ち、回折した光を前記第１受光領域に入射させる第１メイン領域と、コマ収差を持たず、回折した光を前記第１受光領域に入射させる第１サブ領域とを有し、
前記第３回折領域は、前記第１の方向と異なる第２の方向のコマ収差を持ち、回折した光を前記第３受光領域に入射させる第３メイン領域と、コマ収差を持たず、回折した光を前記第２受光領域に入射させる第３サブ領域と、を有し、
前記第４回折領域は、前記第２の方向のコマ収差を持ち、回折した光を前記第4領域に入射させる第４メイン領域と、コマ収差を持たず、回折した光を前記第４回折領域に入射させる第４サブ領域とを有する、
請求項１に記載の光ヘッド装置。
【請求項１２】
ホログラム素子の第１サブ領域および第２サブ領域および第３サブ領域並びに第４サブ領域からの光がいずれも光検出器面に集光点を有していることを特徴とする、
請求項１１に記載の光ヘッド装置。
【請求項１３】
前記制御部は、
Ｋを定数とし、前記第１信号（Ｓ１）と前記第３信号（Ｓ３）との和信号を（Ｓ１＋Ｓ３）とし、前記第２信号（Ｓ２）と前記第４信号（Ｓ４）との和信号を（Ｓ２＋Ｓ４）としたときに、
｛（Ｓ１＋Ｓ３）−（Ｓ２＋Ｓ４）｝−Ｋ｛（Ｓ１＋Ｓ２）−（Ｓ３＋Ｓ４）｝
の演算により差動プッシュプル信号を検出する、
請求項１１に記載の光ヘッド装置。
【請求項１４】
請求項１、請求項７、および、請求項１１の何れか1項に記載の光ヘッド装置であって、さらに、
第１信号を取得する第１受光領域と第３信号を取得する第３受光領域との面積和と、
第２信号を取得する第２受光領域と第4信号を取得する第４受光領域との面積和とが、
互いに異なることを特徴とする光ヘッド装置。
【請求項１５】
請求項１、請求項７、および、請求項１１の何れか1項に記載の光ヘッド装置であって、さらに、
ホログラムの第１領域と第３領域のコマ収差量の絶対値と、
第２領域と第４領域のコマ収差量の絶対値とが
互いに異なることを特徴とする光ヘッド装置。
【請求項１６】
請求項１に記載の光ヘッド装置を備える光情報処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ディスクあるいは光カードなど、光媒体上に記憶される情報の記録、再生あるいは消去を行う光ヘッド装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
光ディスクをはじめとする光情報記録において、所望の記録再生位置に光スポットを集光するためのサーボ技術は必要不可欠の技術である。
【０００３】
主要なサーボ信号としてフォーカスエラー信号およびトラッキングエラー信号があり、光ディスクなどの情報媒体から反射した光の情報からこれらのエラー信号を精度良く検出し正確に対物レンズの位置制御にフィードバックする必要がある。
【０００４】
ここで、ホログラム素子（ＨＯＥ）をサーボエラー信号の検出に用いることは信号検出光学系を簡略化し、小型で低コストかつ安定性のよい光ヘッド装置が実現できるため、広く用いられている。
【０００５】
従来、ホログラム素子を用いたサーボエラー信号の検出方法について様々な技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
なお、本出願人により先に特許出願された文献で、特願２００８−１６８４７９号及び特願２００９−１１９３１２号が、本願と関連する。すなわち、本願発明には、先願の内容を組み込むことが可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第３４８４７６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、特願２００８−１６８４７９号や特願２００９−１１９３１２号に記載の光ヘッド装置では、ホログラム自体にコマ収差を付与することが開示されている。これにより、先願では、簡素な検出系を実現できるようにしている。すなわち、先願の構成では、例えば、４つの領域を持つ1つの検出器で、より安定したＦＥ信号とＴＥ信号を得ることができる。
【０００９】
しかしながら、上記ホログラム自体にコマ収差を持つ光ヘッド装置では、以下の課題が発生する。以下では、先願の構成及び動作を説明した後、課題を説明する。
【００１０】
まず、先願の光ヘッド装置の構成と動作を説明する。動作では、この光ヘッド装置によるサーボエラー信号の検出、特にフォーカスエラー信号の検出、を説明する。
【００１１】
図１０に示すように光ヘッド装置は、光ビームを出射する半導体レーザ素子３０、その光ビームを受け光ディスク（情報記録媒体）１０上へ微小スポットに収束する集光光学系（コリメートレンズ１１および対物レンズ１２）、光ディスク１０で反射された光ビームを回折するホログラム素子２０、ホログラム素子２０により回折された光を受光し光電変換して電気信号を出力する受光素子４０を備える。
【００１２】
以降、集光光学系の光軸に方向をＺ軸方向とし、光ディスク１０の径方向（ラジアル方向）をＸ方向とし、光ディスク１０のトラック方向（タンジェンシャル方向）をＹ方向と称する。
【００１３】
図１１（ａ）は、先願の光ヘッド装置におけるホログラム素子２０の回折領域を示す図である。
【００１４】
ホログラム素子２０の格子パターンは、光線の中心を通りＸ軸に平行な直線Ｌ１１により第１の回折領域２６１と第２の回折領域２６２に分割されている。Ｒ０はホログラム素子２０に入射する光ディスク１０からの反射光束断面である。
【００１５】
図１１（ｂ）は、先願の光ヘッド装置における受光素子４０の受光領域を示す図である。受光素子４０は第１の受光領域群４５１と第２の受光領域群４５２を有している。第１の受光領域群４５１は光軸P0を通りＸ軸にほぼ平行な第１の受光分割線Ｌ７１をはさみ対向して配置された第１の受光領域４５１ａと第２の受光領域４５１ｂからなり、第２の受光領域群４５２は光軸P0を通りＸ軸にほぼ平行な第２の受光分割線Ｌ７２をはさみ対向して配置された第３の受光領域４５２ａと第４の受光領域４５２ｂからなる。
【００１６】
第１の回折領域２６１は、光ディスク１０からの戻り光を第１の受光領域群４５１の受光分割線Ｌ７２を跨ぎ第１の受光領域４５１ａと第２の受光領域４５１ｂにＸ方向の第１のコマ収差を持ち入射する光に変換する格子パターンとなっており受光面にスポット６０１を形成する。
【００１７】
また、第２の回折領域２６２は、光ディスク１０からの戻り光を第２の受光領域群４５２の受光分割線Ｌ７２を跨ぎ第３の受光領域４５２ａと第４の受光領域４５２ｂに第１の回折領域２６１の極性とは逆の第２のコマ収差を持ち入射する光に変換する格子パターンとなっており受光面にスポット６０２を形成する。
【００１８】
図１２（ａ）から図１２（ｅ）は、光ディスク１０の位置に対するスポットダイアグラムであり、それぞれ、フォーカスエラー信号の図１３（ａ）から図１３（ｅ）の位置に対応する。
【００１９】
ここで、図１１（ａ）の第１の受光領域４５１ａが検出する信号を第１の信号Ｓ１、第２の受光領域４５１ｂが検出する信号を第２の信号Ｓ２、第３の受光領域４５２ａが検出する信号を第３の信号Ｓ３、第４の受光領域４５２ｂが検出する信号を第４の信号Ｓ４とし、第１の信号Ｓ１と第４の信号Ｓ４との和信号を（Ｓ１＋Ｓ４）とし、第２の信号Ｓ２と第３の信号Ｓ３との和信号を（Ｓ２＋Ｓ３）としたときに、フォーカスエラー信号の演算は以下の式１で表される。
【００２０】
ＦＥ＝（Ｓ１＋Ｓ４）−（Ｓ２＋Ｓ３）      （式１）
合焦点状態（図１２（ｃ）、図１３（ｃ））では、第２の信号Ｓ２（第２の受光領域４５１ｂからの信号）と第１の信号Ｓ１（第１の受光領域４５１ａからの信号）、第３の信号Ｓ３（第３の受光領域４５２ａからの信号）と第４の信号Ｓ４（第４の受光領域４５２ｂからの信号）は受光光量が等しく、上記式１で表されるフォーカスエラー信号ＦＥは零となる。
【００２１】
合焦点状態より光ディスク１０が対物レンズ１２に近づいた状態（図１２（ｂ）、図１３（ｂ））の場合、第１の受光領域４５１ａから第２の受光領域４５１ｂへスポット６０１がその距離に応じて移動する。また、同様に第４の受光領域４５２ｂから第３の受光領域４５２ａへスポット６０２が移動する。結果として上記式１で表されるフォーカスエラー信号ＦＥはマイナスの値となる。
【００２２】
さらに光ディスク１０と対物レンズ１２が近づくと、図１２（ａ）および図１３（ａ）に示される状態のように、スポット６０１のほとんど第２の受光領域４５１ｂに移動し、スポット６０２のほとんどが第３の受光領域４５２ａへ移動した状態となる。この状態のときフォーカスエラー信号ＦＥは最小値となる。
【００２３】
逆に、合焦点状態より光ディスク１０が対物レンズ１２より遠ざかった状態（図１２（ｄ）、図１３（ｄ））の場合、第２の受光領域４５１ｂから第１の受光領域４５１ａへスポット６０１がその距離に応じて移動する。また、同様に第３の受光領域４５２ａから第４の受光領域４５２ｂへスポット６０２が移動する。結果として、上記式４で表されるフォーカスエラー信号ＦＥはプラスの値となる。
【００２４】
さらに光ディスク１０と対物レンズ１２が遠ざかると、図１２（ｅ）および図１２（ｅ）に示される状態のように、スポット６０１のほとんどが第１の受光領域４５１ａに移動し、スポット６０２のほとんどが第４の受光領域４５２ｂへ移動した状態となる。この状態のときフォーカスエラー信号ＦＥは最大値となる。
【００２５】
以上のようにして、受光面でコマ収差を有するスポットが光ディスク１０の位置に応じて変化することでフォーカスエラー信号ＦＥを得ることができる。
【００２６】
次に、先願の課題を説明する。
【００２７】
先願において、厳密には合焦点状態より光ディスク１０が対物レンズ１２に近づいた場合と遠ざかる場合とで受光素子面でのスポットの変化は全く対称にはならない。
【００２８】
図１４は光ヘッドのホログラム２０から受光素子面４０に至る光線を示す光ヘッドの一部の断面斜視図である。
【００２９】
図１４はホログラム２０の格子パターンのうち、第１の回折領域２６１を表す。この第１の領域を光線の中心を通りＹ軸に平行な直線により２つの領域２６１ａと２６１ｂと（ともに円形の反射光束断面とホログラム面の交わる領域として扇形として表現）に分けて考える。
【００３０】
ホログラムの領域２６１ａはホログラムへの入射中心光線のＨ０を受光素子面４０のコマ収差スポットの先端Ｃ０に向けて回折させ、コマ収差が入っていることで光束断面の端のＨ１ａは受光素子面４０上の受光領域４５１ａ内にスポット後端Ｃ１に入射光線を回折させることで２６１ａの扇形領域像を受光素子面の受光領域４５１ａ内に投影する。
【００３１】
一方、ホログラムの領域２６１ｂはホログラムへの入射中心光線のＨ０を受光素子面４０のコマ収差スポット先端C0に向けて回折させ、コマ収差が入っていることで光束断面の端のＨ１ｂは受光素子面40s上のスポット後端C1に回折させる。このときＨ１ｂにて回折した光は一度中心光線と交差し受光素子４０面の受光領域４５１ｂ内に２６１ｂの像を投影する。
【００３２】
すなわち領域２６１ａからの光と２６１ｂからの光とではホログラム面で回折される光束断面形状が矢印Ａで表されるコマ収差方位に対して異なり、２６１ｂからの光は受光素子４０面で一度反転して投影されているので反転せずに投影される２６１ａの像との形状が異なる。
【００３３】
このため対物レンズ１２が光ディスク１０に近づいたときと遠ざかるときとで受光素子４０面で互いに反対側極性の受光領域（２６１ａまたは２６１ｂ）の一方にスポットがはみ出していくがこのはみ出し方は対称にはならない。
【００３４】
図１５(a)はコマ収差量を大きくした場合のフォーカスエラー信号の計算結果である。図のようにフォーカスエラー信号のプラス方向はプラス側の最大値とマイナス側の最大値は異なることになり図のような非対称な信号となる。またフォーカスの引き込み部に相当する範囲Ra1での直線性（リニアリティ）も悪い。
【００３５】
この非対称性および直線性はコマ収差の量に依存しておりコマ収差量が大きいほど非対称性は増大するとともにフォーカスエラー信号のリニアリティの劣化も生ずる。
【００３６】
図１５（ｂ）は反対にコマ収差量を小さくした場合のフォーカスエラー信号の計算結果である。
【００３７】
この場合、コマ収差量を小さくすることでフォーカスエラー信号の対称性および直線性は改善される。しかしながら、コマ収差量が小さいということは光ディスク１０と対物レンズ１２とのわずかな距離変化で図１２(a)から(e)の状態に変化するのでフォーカスエラー信号の引き込み範囲Ra2が狭く、すなわちフォーカス感度が高過ぎる状態になってしまう。
【００３８】
なお、これは分割領域線を跨いでの反対極性の受光領域へのはみ出し方の遷移に依存しているので受光素子の受光領域サイズを変えても大きくは変わらない。
【００３９】
以上のようなフォーカス感度の高すぎる状態や非対称性の大きな状態はいずれもサーボの安定性の劣化につながるが、従来これらを両立させる設計を行おうとしても検出光学系の倍率等があまり変えられないような場合に設計の自由度が小さいという課題があった。
【００４０】
そこで、本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであり、ホログラム素子自体にコマ収差を持たせた場合であっても、フォーカスエラー信号の非対称性を改善し、かつ、フォーカス感度の最適化を図ることのできる光ヘッド装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００４１】
上記目的を達成するために、本発明に係る光ヘッド装置の一態様は、光源と、前記光源からの光を光ディスクに集光する対物レンズと、前記光ディスクで反射された光を検出する光検出器と、前記対物レンズと光検出器の間に設けられるホログラム素子と、前記光検出器で検出した光信号を用いて、前記対物レンズのフォーカス制御及びトラッキング制御を行なう制御部と、を備える。
【００４２】
そして、前記光検出器は、第１信号を検出する第１検出領域と、第２信号を検出する第２検出領域と、第３信号を検出する第３検出領域と、第４信号を検出する第４検出領域と、を備える。
【００４３】
そして、前記制御部は、前記第１信号と前記第４信号に基づく値、及び、前記第２信号と前記第３信号に基づく値、を比較することによるフォーカスエラー信号を用いて、前記対物レンズのフォーカスを制御する。
【００４４】
そして、前記ホログラム素子は、仮想の光ディスクで反射された光が入射する略光線中心を基準にして、光ディスクのラジアル方向に沿う直線、及び、光ディスクのタンジェンシャル方向に沿う直線により４分割した、第１回折領域、当該第１回折領域と前記タンジェンシャル方向に沿う直線を跨いで隣接する第２回折領域と、前記第１回折領域と対角する位置に設けられる第３回折領域と、前記第２回折領域と対角する位置に設けられる第４回折領域と、を有する。
【００４５】
そして、前記第１回折領域は、前記第１のコマ収差を持ち、前記光ディスクの反射光の一部を前記第１検出領域に入射させ、前記第２回折領域は、前記第１のコマ収差を持ち、前記光ディスクの反射光の一部を前記第２検出領域に入射させ、前記第３検出領域は、前記第１のコマ収差と異なる第２のコマ収差を持ち、前記光ディスクの反射光の一部を前記第３検出領域に入射させ、前記第４検出領域は、前記第２のコマ収差を持ち、前記光ディスクの反射光の一部を前記第４検出領域に入射させる。
【００４６】
このようにすれば、フォーカスエラー信号のプラス方向とマイナス方向、すなわち対物レンズとディスクとが遠ざかったり近づいたりしたときの検出器面上の光スポットの変化に対する出力信号量の変化をブロードにできる。
【発明の効果】
【００４７】
これによって、光ヘッド装置は、ホログラム素子自体にコマ収差を持たせた場合であっても、フォーカスエラー信号の非対称性を改善し、かつ、フォーカス感度の最適化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の実施の形態１における光ヘッド装置の構成を示す図
【図２】（ａ）本発明の実施の形態１のホログラム素子を示す平面図（ｂ）本発明の実施の形態１の受光素子を示す平面図
【図３】本発明の実施の形態１における光ヘッド装置の受光素子上でのスポット状態を示す図
【図４】本発明における光ヘッド装置のフォーカスエラー信号を示す図
【図５】（ａ）本発明の実施の形態１の他の受光素子の例を示す平面図（ｂ）本発明の実施の形態１の他の受光素子の例を示す平面図
【図６】（ａ）本発明の実施の形態２のホログラム素子を示す平面図（ｂ）本発明の実施の形態２の受光素子を示す平面図
【図７】本発明の実施の形態２における光ヘッド装置の受光素子上でのスポット状態を示す図
【図８】本発明の実施の形態２のホログラムに入射する光の強度分布中心がずれた状態を示す図
【図９】本発明の実施の形態２の対物レンズシフトに対するトラッキングエラー信号のオフセット量変化を示す図
【図１０】先願に係る光ヘッド装置の構成を示す図
【図１１】（ａ）先願に係るホログラム素子を示す平面図（ｂ）先願に係る受光素子を示す平面図
【図１２】先願に係る光ヘッド装置の受光素子上でのスポット状態を示す図
【図１３】先願に係る光ヘッド装置のフォーカスエラー信号を示す図
【図１４】先願に係る光ヘッド装置の検出系の一部斜視図
【図１５】（ａ）先願に係る光ヘッド装置のフォーカスエラー信号を示す図（ｂ）先願に係る光ヘッド装置のフォーカスエラー信号を示す図
【発明を実施するための形態】
【００４９】
以下、本実施の形態に係る光ヘッド装置について、図面を用いて詳細に説明する。
【００５０】
（実施の形態１）
まず、本発明の実施の形態１における光ヘッド装置について説明する。
【００５１】
図１は、本発明の実施の形態１における光ヘッド装置の構成を模式的に示した図である。なお、先願の光ヘッド装置と共通の構成については同一番号を付し詳しい説明を省略する。
【００５２】
図１のこの光ヘッド装置は、光ビームを出射する半導体レーザ素子３０、光ディスク（情報記録媒体）１０上へレーザ光を収束する集光光学系（コリメートレンズ１１および対物レンズ１２）、光ディスク１０で反射された光ビームを回折するホログラム素子２、ホログラム素子２により回折された光を受光する受光素子４を備える。さらに対物レンズ１２の光軸方向（ｚ方向）及び光ディスク１０のラジアル方向（ｘ方向）に対物レンズ１２を駆動変位させるレンズ駆動機構（図示せず）を備えている。
【００５３】
半導体レーザ素子３０および受光素子４は近接して保持部７４１に固定されている。保持部７４１はさらにホログラム素子２と所望の位置関係で固定されている。半導体レーザ素子３０、受光素子４を一体化した光集積素子とすることにより安定した光学系が構成できる。また、半導体レーザ素子３０、受光素子４、ホログラム素子２を一体化した光集積素子とすることによりさらなる安定化を図ることができる。
【００５４】
まず実施の形態１の光ヘッド装置の半導体レーザ素子３０からの出射光線について説明する。半導体レーザ素子３０からの出射する光線Ｒ０はホログラム素子２を透過しコリメートレンズ１１と対物レンズ１２により光ディスク１０の情報記録面上に集光される。光ディスク１０からの反射光は対物レンズ１２およびコリメートレンズ１１により半導体レーザ素子３０の発光点に収束する光へ変換される。この光はホログラム素子２に入射し回折される。回折光は受光素子４に入射し、受光素子４により信号が検出される。
【００５５】
次に、ホログラム素子２に形成された回折領域と、受光素子４に形成された受光領域についての詳細を説明する。
【００５６】
図２（ａ）は、本実施の形態におけるホログラム素子２の回折領域を示す図である。
【００５７】
ホログラム素子２の格子パターンは、光線のほぼ中心を通りＸ軸に平行な直線（領域分割線）Ｌ１１およびＹ軸に平行な直線（領域分割線）Ｌ１２により第１の回折領域１６１と第２の回折領域１６２および第３の回折領域１６３、第４の回折領域１６４に分割されている。図中のＲ０はホログラム素子２に入射する光ディスク１０からの反射光であり、Ｒ１、Ｒ２は光ディスク１０で回折された光でありＲ０と干渉する領域、つまり重なった領域でトラッキング位置に応じた明暗が発生する。
【００５８】
図２(a)では光線Ｒ０と光線Ｒ１が重なって入射する領域（以降、領域Ｒ１と称す）、光線Ｒ０と光線Ｒ２が重なって入射する領域（以降、領域Ｒ２と称す）、光線Ｒ０のみが入射する領域（以降、領域Ｒ０と称す）に分けて表示している。
【００５９】
図２（ｂ）は、本実施の形態における受光素子４０の受光領域を示す図である。受光素子４は第１の受光領域１５１と第２の受光領域１５２、および第３の受光領域１５３および第４の受光領域１５４を有している。第１の受光領域１５１と第４の受光領域１５４は光線中心の直線を通りＸ軸にほぼ平行な受光分割線Ｌ３１をはさみ隣接配置されており、第２の受光領域１５２と第３の受光領域１５３は光線中心の直線を通りＸ軸にほぼ平行な受光分割線Ｌ３２をはさみ隣接配置されている。
【００６０】
第１の回折領域１６１の格子パターンは、光ディスク１０からの戻り光を第１の受光領域１５１の受光分割線上Ｌ７１にＸ方向の第１のコマ収差を持ち入射する光に変換する格子パターンが形成されている。
【００６１】
また、第２の回折領域１６２の格子パターンは、光ディスク１０からの戻り光を第２の受光領域１５２の受光分割線上Ｌ７２にＸ方向の第１のコマ収差を持ち入射する光に変換する格子パターンが形成されている。
【００６２】
また、第３の回折領域１６３の格子パターンは、光ディスク１０からの戻り光を第３の受光領域１５３の受光分割線上Ｌ７２にＸ方向の第２のコマ収差を持ち入射する光に変換する格子パターンが形成されている。
【００６３】
さらに、第４の回折領域１６４の格子パターンは、光ディスク１０からの戻り光を第３の受光領域１５４の受光分割線上Ｌ７１にＸ方向の第２のコマ収差を持ち入射する光に変換する格子パターンが形成されている。
【００６４】
第１のコマ収差と第２のコマ収差は互いに逆の極性で同じ収差量を持つ。
【００６５】
図２（ｂ）に示されるスポット６１は第１の回折領域１６１からの回折光、スポット６２は第２の回折領域１６２からの回折光であり、スポット６３は第３の回折領域１６３からの回折光、スポット６４は第４の回折領域１６４からの回折光である。
【００６６】
まず、フォーカスエラー信号の検出原理について説明する。
【００６７】
図３は、受光素子４上のスポットダイアグラム、図４は、得られるフォーカスエラー信号を表す図である。
【００６８】
図３（ａ）から図３（ｅ）は、光ディスク１０の位置に対するスポットダイアグラムであり、それぞれ、図４（ａ）から図４（ｅ）の位置に対応する。なお、図４では、光ディスク１０の情報記録面に最少スポットが形成される合焦点状態（図３（ｃ）、図４（ｃ））でのディスク位置を原点としている。
なお、検出器の幅とスポットの図中縦方向の大きさとはほぼ同じになるよう設定する。
【００６９】
ここで、第１の受光領域１５１が検出する信号を第１の信号Ｓ１、第２の受光領域１５２が検出する信号を第２の信号Ｓ２、第３の受光領域１５３が検出する信号を第３の信号Ｓ３、第４の受光領域１５４が検出する信号を第４の信号Ｓ４とし、第１の信号Ｓ１と第４の信号Ｓ４との和信号を（Ｓ１＋Ｓ４）とし、第２の信号Ｓ２と第３の信号Ｓ３との和信号を（Ｓ２＋Ｓ３）としたときに、ＦＥ信号は式２で表す演算回路により検出する。
【００７０】
ＦＥ＝（Ｓ１＋Ｓ４）−（Ｓ２＋Ｓ３）      （式２）
まず、合焦点状態（３５（ｃ）、図４（ｃ））では、第２の信号Ｓ２（第２の受光領域１５２からの信号）と第１の信号Ｓ１（第１の受光領域１５１からの信号）、第３の信号Ｓ３（第３の受光領域１５３からの信号）と第４の信号Ｓ４（第４の受光領域１５４からの信号）はバランスがとれており、上記式２で表されるフォーカスエラー信号ＦＥは零となる。
【００７１】
合焦点状態より光ディスク１０が対物レンズ１２に近づいた状態（図３（ｂ）、図４（ｂ））の場合、第２の受光領域１５２から第３の受光領域１５３へスポット６２がその距離に応じて移動する。また、同様に第３の受光領域１５３から第２の受光領域１５２へスポット６３が移動する。
【００７２】
一方、第１の受光領域１５１および第４の受光領域１５４の光はデフォーカススによりスポット６１および６４はスポットが移動せずにそのままサイズが大きくなり、受光領域からはみ出す形となる。
結果として上記式２で表されるフォーカスエラー信号ＦＥはマイナスの値となる。
【００７３】
さらに光ディスク１０と対物レンズ１２が近づくと、図３（ａ）および図４（ａ）に示される状態のように、第２の受光領域１５２から第３の受光領域１５４へスポット６２が全て移動し、また、同様に第３の受光領域１５３から第２の受光領域１５２へスポット６４が全て移動する。すなわち合焦状態からこの状態まで受光領域１５２と受光領域１５４の光量の和はほとんど変わらない。
【００７４】
一方、図３（ａ）および図４（ａ）に示される状態のように、第１の受光領域１５１および第４の受光領域１５４の光は光ディスク１０と対物レンズ１２が近づくと、スポットサイズがさらに大きくなり、受光領域１５１および１５４にて出力される信号光量はほとんど０になる。ＤＥＴからはみ出す形となる。この状態のとき式（２）で表されるフォーカスエラー信号ＦＥは最小値となる。
【００７５】
逆に、合焦点状態より光ディスク１０が対物レンズ１２より遠ざかった状態（図３（ｄ）、図４（ｄ））の場合、第１の受光領域１５１から第４の受光領域１５４へスポット６１がその距離に応じて移動する。また、同様に第４の受光領域１５４から第１の受光領域１５１へスポット６４が移動する。また第２の受光領域１５２および第３の受光領域１５３ではスポット６２および６３がその距離に応じて大きくなり受光領域からはみ出す。結果として、上記式２で表されるフォーカスエラー信号ＦＥはプラスの値となる。さらに光ディスク１０と対物レンズ１２が遠ざかると、図３（ｅ）および図４（ｅ）に示される状態のように、スポット６１およびスポット６４は互いに入れ替わってそれぞれ第４の受光領域１５４および第１の受光領域１５１に移動するだけで受光領域１５１と受光領域１５４の総光量は変わらないが、第２および第３の受光領域ではスポット６２およびスポット６３とが大きくなりほとんどが第２および第３の受光領域からはみ出した状態となる。この状態のときフォーカスエラー信号ＦＥは最大値となる。
【００７６】
以上のようにして、光ディスク１０の位置に応じて変化するフォーカスエラー信号ＦＥを得ることができる。
【００７７】
本方式の場合、先願のような反対極性の受光領域への入れ替わり度合いでフォーカスエラー信号のプロフィールが決まるのではなくスポットサイズが大きくなり受光領域からはみ出す度合いによりフォーカスエラー信号
のプロフィールが決まるのでその変化の設定自由度（すなわちフォーカス感度
の設計自由度）は高く、非対称性も生じにくく、受光領域サイズ、コマ収差量の組み合わせで所望の設計が可能である。
【００７８】
なお、トラッキング信号については、以下で説明を行なう。
【００７９】
ここで、第１の信号Ｓ１と第３の信号Ｓ３との和信号を（Ｓ１＋Ｓ３）とし、第２の信号Ｓ２と第４の信号Ｓ４との和信号を（Ｓ２＋Ｓ４）とすると、トラッキングエラー信号は、プッシュプル法によるトラッキングエラー信号ＴＥPPとＤＰＤ法によるトラッキングエラー信号ＴＥDPDとをそれぞれ式（３）および式（４）の演算により生成することができる。
【００８０】
ＴＥPP＝（Ｓ１＋Ｓ３）−（Ｓ２＋Ｓ４）      （式３）
ＴＥDPD＝Ｐｈａｓｅ（Ｓ１＋Ｓ４、Ｓ２＋Ｓ３）      （式４）
ここで、Ｐｈａｓｅは二つの信号の位相比較を行う（位相差を算出する）関数である。
【００８１】
図５は受光素子の受光領域の形態について他の実施例を表す。
図５(a)は第２の検出器および第３の検出器の受光領域面積と、第１の検出器および第４の検出器の受光領域面積とを異ならせたものを示す。
【００８２】
先願例で説明したように、ホログラムの回折領域１６１からの光と１６２からの光とではホログラム面で回折される光束断面形状が矢印Ａで表されるコマ収差方位に対して異なり、同じくホログラムの回折領域１６３からの光と１６４からの光とではホログラム面で回折される光束断面形状が矢印Ａで表されるコマ収差方位に対して異なる。
【００８３】
このため本実施の形態の構成においても光ディスク１０の位置に応じて変化するスポットのはみだし方は厳密には第１の検出器および第４の検出器上のスポットと第２および第３の検出器上受光領域のスポットとでは同じではない。
【００８４】
ここで図５(a)に示すように第２の検出器および第３の検出器の受光領域面積と、第１の検出器および第４の検出器の受光領域面積とを異ならせること、
およびホログラムの回折領域１６１からの光と１６３からの光と、ホログラムの回折領域１６３および１６４からの光とでコマ収差量を変えることでこの差を補正することが出来、より対称性の改善されたフォーカスエラー信号が生成できる。
【００８５】
図５(ｂ)は第１から第４の検出器の外側に隣接して互いにフォーカス逆の極性の受光領域を設けた例を示す。
【００８６】
１７５の受光領域は１７１の受光領域と光ディスクのラジアル方向に沿う直線を挟んで１７４受光領域の反対側に隣接配置され、
１７６の受光領域は１７２の受光領域と光ディスクのラジアル方向に沿う直線を挟んで１７３受光領域の反対側に隣接配置され、
１７７の受光領域は１７３受光領域と光ディスクのラジアル方向に沿う直線を挟んで１７２受光領域の反対側に隣接配置され、
１７８の受光領域は１７４受光領域と光ディスクのラジアル方向に沿う直線を挟んで第１受光領域の反対側に隣接配置されている。
【００８７】
この場合第１から第４の受光領域からはみ出した光が反対極性の信号光として検出されるので信号光に変換される総光量が増えるのでフォーカスエラー信号の振幅を高めることが出来る。
【００８８】
なお、この場合、１７１の受光領域からの出力信号をS１、１７２の受光領域からの出力信号をS２、１７３の受光領域からの出力信号をS３、１７４の受光領域からの出力信号をS４、１７５の受光領域からの出力信号をS５、１７６の受光領域からの出力信号をS６、１７７の受光領域からの出力信号をS７、１７８の受光領域からの出力信号をS８とすると、フォーカスおよびトラッキング信号は式５から式７で表す演算により得られる。
【００８９】
ＦＥ＝（Ｓ１＋Ｓ４＋Ｓ６＋Ｓ７）−（Ｓ２＋Ｓ３＋Ｓ５＋Ｓ８）（式５）
ＴＥPP＝（Ｓ１＋Ｓ３＋Ｓ５＋Ｓ７）−（Ｓ２＋Ｓ４＋Ｓ６＋Ｓ８）  （式６）
ＴＥDPD＝Ｐｈａｓｅ（Ｓ１＋Ｓ４＋Ｓ５＋Ｓ８、Ｓ２＋Ｓ３＋Ｓ６＋Ｓ７）      （式７）
以上のように、本実施の形態１によれば、受光面での集光スポット径を大きくしなくてもデフォーカスに対するフォーカスエラー信号の変化をブロードに出来るのでフォーカス感度の設計自由度を高めることが出来る。また逆方向のデフォーカスに対するフォーカスエラー信号の変化をより対称にすることが出来る。
【００９０】
なお、ここでは第１および第２のコマ収差の収差量が同じとして説明したが、本実施の形態はこの限りでなく、第１および第２のコマ収差の量が異なっていても良い。
【００９１】
（実施の形態２）
次に、本実施の形態２における光ヘッド装置について説明する。なお、光ヘッド装置の全体構成については実施形態１と同じなので説明を省略する。
【００９２】
図６（ａ）は、本実施の形態２におけるホログラム素子２２の回折領域を示す図である。
【００９３】
ホログラム素子２２の格子パターンは、光線のほぼ中心を通りＸ軸に平行な直線（領域分割線）Ｌ２１およびＹ軸に平行な直線（領域分割線）Ｌ２２により４つの領域に分割され、さらに各領域は光ディスク１０からの反射光線Ｒ０と光ディスク１０で回折された光の光線Ｒ１および光線Ｒ２が重なって入射するメイン領域（１６１ｃ、１６２ｃ、１６３ｃ、１６４ｃ）と、光線Ｒ０のみが入射する領域の一部であるサブ領域（１６１ｄ、１６２ｄ、１６３ｄ、１６４ｄ）とにそれぞれ領域分割されている。
【００９４】
Ｒ１、Ｒ２はＲ０と干渉する領域、つまり重なった領域でトラッキング位置に応じた明暗が発生する。
【００９５】
図６（ｂ）は図６（ａ）の本実施形態におけるホログラムの各回折領域により形成された検出器面および検出器面での光スポットを示す。
【００９６】
第１の回折領域のうち光ディスク１０からの反射光線Ｒ０と光ディスク１０で回折された光の光線Ｒ２が重なって入射する領域を含むメイン回折領域１６１ｃの格子パターンは、光ディスク１０からの戻り光を第１の受光領域１９１の受光分割線上Ｌ３１にＸ方向の第１のコマ収差を持ち入射する光に変換する格子パターンが形成されている。
【００９７】
また、第２の回折領域のうち光ディスク１０からの反射光線Ｒ０と光ディスク１０で回折された光の光線Ｒ１が重なって入射する領域を含むメイン回折領域１６２ｃの格子パターンは、光ディスク１０からの戻り光を第２の受光領域１９２の受光分割線上Ｌ３２にＸ方向の第１のコマ収差を持ち入射する光に変換する格子パターンが形成されている。
【００９８】
また、第３の回折領域のうち光ディスク１０からの反射光線Ｒ０と光ディスク１０で回折された光の光線Ｒ１が重なって入射する領域を含むメイン回折領域１６３ｃの格子パターンは、光ディスク１０からの戻り光を第３の受光領域１９３の受光分割線上Ｌ３２にＸ方向の第２のコマ収差を持ち入射する光に変換する格子パターンが形成されている。
【００９９】
さらに、第４の回折領域のうち光ディスク１０からの反射光線Ｒ０と光ディスク１０で回折された光の光線Ｒ１が重なって入射する領域を含むメイン回折領域１６４ｃの格子パターンは、光ディスク１０からの戻り光を第３の受光領域１９４の受光分割線上Ｌ３１にＸ方向の第２のコマ収差を持ち入射する光に変換する格子パターンが形成されている。
【０１００】
第１のコマ収差と第２のコマ収差は互いに逆の極性で同じ収差量を持つ。
【０１０１】
図６（ｂ）に示されるスポット６１ｃは第１のメイン回折領域１６１ｃからの回折光、スポット６２ｃは第２のメイン回折領域１６２ｃからの回折光であり、スポット６３ｃは第３のメイン回折領域１６３ｃからの回折光、スポット６４ｃは第４のメイン回折領域１６４ｃからの回折光である。
【０１０２】
一方、第１の回折領域のうち光ディスク１０からの反射光線Ｒ０のみを含むサブ回折領域１６１ｄの格子パターンは、光ディスク１０からの戻り光を第１の受光領域１９１の受光器面の幅方向中央近傍集光するコマ収差を持たない光に変換する格子パターンが形成されている。
【０１０３】
また、第２の回折領域のうち光ディスク１０からの反射光線Ｒ０のみを含むサブ回折領域１６２ｄの格子パターンは、光ディスク１０からの戻り光を第１の受光領域１９３の受光器面の幅方向中央近傍集光するコマ収差を持たない光に変換する格子パターンが形成されている。
【０１０４】
また、第３の回折領域のうち光ディスク１０からの反射光線Ｒ０のみを含むサブ回折領域１６３ｄの格子パターンは、光ディスク１０からの戻り光を第１の受光領域１９２の受光器面の幅方向中央近傍集光するコマ収差を持たない光に変換する格子パターンが形成されている。
【０１０５】
さらに、第４の回折領域のうち光ディスク１０からの反射光線Ｒ０のみを含むサブ回折領域１６４ｄの格子パターンは、光ディスク１０からの戻り光を第１の受光領域１９４の受光器面の幅方向中央近傍集光するコマ収差を持たない光に変換する格子パターンが形成されている。
【０１０６】
図６（ｂ）に示されるスポット６１ｄは第１のサブ回折領域１６１ｄからの回折光、スポット６２ｄは第２のサブ回折領域１６２ｄからの回折光であり、スポット６３ｄは第３のサブ回折領域１６３ｄからの回折光、スポット６４ｄは第４のサブ回折領域１６４ｄからの回折光である。
【０１０７】
ここで、第１の受光領域１９１が検出する信号を第１の信号Ｓ１、第２の受光領域１９２が検出する信号を第２の信号Ｓ２、第３の受光領域１９３が検出する信号を第３の信号Ｓ３、第４の受光領域１９４が検出する信号を第４の信号Ｓ４とし、第１の信号Ｓ１と第４の信号Ｓ４との和信号を（Ｓ１＋Ｓ４）とし、第２の信号Ｓ２と第３の信号Ｓ３との和信号を（Ｓ２＋Ｓ３）としたときに、ＦＥ信号は式８で表す演算回路により検出する。
【０１０８】
ＦＥ＝（Ｓ１＋Ｓ４）−（Ｓ２＋Ｓ３）      （式８）
図７（ａ）から図７（ｅ）は本実施形態における光ディスク１０の位置に対する受光面のスポットダイアグラムである。
【０１０９】
まず、合焦点状態（図７（ｃ））では、第１の信号Ｓ１と第４の信号Ｓ４との和と、第２の信号Ｓ２と第３の信号Ｓ３との和はバランスがとれており、上記式８で表されるフォーカスエラー信号ＦＥは零となる。
【０１１０】
合焦点状態より光ディスク１０が対物レンズ１２に近づいた状態の場合（図７（ｂ））、第１実施例と同様、第２の受光領域１９２から第３の受光領域１９３へスポット６２ｃがその距離に応じて移動する。また、同様に第３の受光領域１９３から第２の受光領域１９２へスポット６３ｃが移動する。
【０１１１】
一方、第１の受光領域１９１および第４の受光領域１９４の光はデフォーカスによりスポット６１ｃおよび６４ｃはスポットが移動せずにそのままサイズが大きくなり、受光領域からはみ出す形となる。
【０１１２】
また、スポット６１ｄ、６２ｄ、６３ｄ、６４ｄは点集光状態からスポットが拡がるが全て検出器内に収まっている。
【０１１３】
結果として上記式８で表されるフォーカスエラー信号ＦＥはサブ領域からの光については互いにキャンセルすることでメイン領域からのスポットのみの挙動でマイナスの値となる。
【０１１４】
さらに光ディスク１０と対物レンズ１２が近づくと（図７（ａ））、第２の受光領域１９２から第３の受光領域１９４へスポット６２ｃが全て移動し、また、同様に第３の受光領域１９３から第２の受光領域１９２へスポット６３ｃが全て移動する。すなわち合焦状態からこの状態まで受光領域１９２と受光領域１９４の光量の和はほとんど変わらない。
【０１１５】
一方、第１の受光領域１９１および第４の受光領域１９４の光は光ディスク１０と対物レンズ１２が近づくと、スポットサイズがさらに大きくなり受光領域からはみ出す形となって、受光領域１９１および１９４にて出力される信号光量はほとんど０になる。
【０１１６】
また、サブ領域からのスポット６１ｄ、６２ｄ、６３ｄ、６４ｄは点集光状態からスポットがさらに拡がり検出器内からいずれも均等にはみ出していく。
結果として上記式８で表されるフォーカスエラー信号ＦＥはメイン領域からのスポットのみの挙動で式（８）で表されるフォーカスエラー信号ＦＥは最小値となる。
【０１１７】
逆に、合焦点状態より光ディスク１０が対物レンズ１２より遠ざかった状態（図７（ｄ）、（ｅ））についても同様に第１の受光領域１９１から第４の受光領域１９４へスポット６１ｃがその距離に応じて移動し、第４の受光領域１９４から第１の受光領域１９１へスポット６４ｃが移動する。また第２の受光領域１９２および第３の受光領域１９３ではスポット６２ｃおよび６３ｃがその距離に応じて大きくなり受光領域からはみ出す。また、スポット６１ｄ、６２ｄ、６３ｄ、６４ｄは点集光状態からスポットが全て同じように拡がる。
【０１１８】
結果として上記式８で表されるフォーカスエラー信号ＦＥはメイン領域からのスポットのみの挙動でプラスの値となる。
【０１１９】
次に、トラッキング信号について説明する。
【０１２０】
図８はホログラムに入射する光の強度分布中心がずれた状態を示す図である。  対物レンズ１２がディスク１０の偏心などによりディスクの径方向（図中ｘ方向）にシフトした場合、対物レンズ１２に入射するレーザ光の強度分布の中心と対物レンズ中心とがずれることでディスクからの反射光にも強度分布ずれが生ずる。これによりトラッキング位置に応じた明暗に加えホログラムに入射する強度分布Ｉ０のずれ（Δｘ）に応じた光量差がホログラム２２の左右領域で生ずるためトラッキング信号にオフセットが生ずる。
【０１２１】
したがって、メイン領域からの回折光を用いたプッシュプル法によるトラッキングエラー信号は実施形態１と同様Ｓ１とＳ３の和と、Ｓ２とＳ４の和との差分により（式９）で得られるが、レンズシフト時にはこの信号にオフセットが生ずる。
【０１２２】
ＴＥpp（Main）＝（Ｓ１＋Ｓ３）−（Ｓ２＋Ｓ４）  （式９）
一方、この強度分布ずれによる光量差は図８に示すようにサブ領域からの回折光にも生じている。ここで第２のサブ回折領域を第３の受光領域１９３へ、第３のサブ回折領域を第２の受光領域へ入れ替えて入射させていることで上記強度分布ずれの明暗差は、S1とS２の和と、S３とS４の和との差分（式１０）で検出できる。なおこのとき、メイン領域からの光については同じ強度分布同士の差（S1とS３との差分、およびS2とS4との差分）になるのでキャンセルされる。
【０１２３】
ＴＥpp（Sub）＝（Ｓ１＋Ｓ３）−（Ｓ２＋Ｓ４）  （式１０）
図９はメイン領域からの光で得られるトラッキングエラー信号（TEpp(Main)）とサブ領域からの光で得られるトラッキングエラー信号（TEpp(Sub)の対物レンズシフト量に対するオフセット量を示す。
【０１２４】
すなわち、Ｋを定数とし、前記第１受光領域の信号Ｓ１と前記第３受光領域の信号Ｓ３との和信号を（Ｓ１＋Ｓ３）とし、前記第２受光領域の信号Ｓ２と前記第４受光領域の信号Ｓ４との和信号を（Ｓ２＋Ｓ４）としたときに、
ＴＥPP  ＝｛（Ｓ１＋Ｓ３）−（Ｓ２＋Ｓ４）｝−Ｋ｛（Ｓ１＋Ｓ２）−（Ｓ３＋Ｓ４）｝    （式１１）
の演算を行うことにより強度分布ずれによるオフセットが補正された差動プッシュプル信号を検出することができる。
【０１２５】
なお、とＤＰＤ法によるトラッキングエラー信号ＴＥDPDは実施形態１と同様に、式（１０）の演算により生成することができる。
【０１２６】
ＴＥDPD＝Ｐｈａｓｅ（Ｓ１＋Ｓ４、Ｓ２＋Ｓ３）      （式１２）
Ｐｈａｓｅは二つの信号の位相比較を行う（位相差を算出する）関数である。  なお、本実施例ではサブ領域からの光とメイン領域からの光とを同じ受光領域に入射させた場合で説明しているが、サブ領域からの光を別に設けた受光領域に入射させた場合も同様である（この場合、フォーカスエラー信号はメイン領域からの光のみの受光領域から取り出すとしてもよい）。
【０１２７】
以上のように、本実施の形態２によれば、レンズシフトによる強度分布ずれで生ずるトラッキングエラー信号のオフセットをキャンセルするとともに
実施形態１と同様、デフォーカスに対して変化がブロードなフォーカス感度の設計自由度の高いフォーカスエラー信号が得られ、かつ対称性の確保できるフォーカスエラー信号を得ることが出来る。
【０１２８】
従って、安定なフォーカスサーボ、トラッキングサーボが行え、良好な記録再生が実現できる。
【産業上の利用可能性】
【０１２９】
本発明にかかる光ヘッド装置、ホログラム素子、光集積素子、光情報処理装置及び信号検出方法は、情報記憶媒体に情報を記録・再生するのに用いられ、映像や音楽の記録・再生装置等として有用である。またコンピュータのデータやプログラムの保存、カーナビゲーションの地図データの保存等の用途にも応用できる。
【符号の説明】
【０１３０】
２    ホログラム素子
４    受光素子  
１０    光ディスク
１１    コリメートレンズ
１２    対物レンズ
２０    ホログラム素子
３０    半導体レーザ素子
４０    受光素子
【図１】
2011108335.tif 000003
【図２】
2011108335.tif 000004
【図３】
2011108335.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2011108335.tif 000009
【図８】
2011108335.tif 000010
【図９】
2011108335.tif 000011
【図１０】
2011108335.tif 000012
【図１１】
2011108335.tif 000013
【図１２】
2011108335.tif 000014
【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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