(57)【要約】【課題】戻り光に４次の収差を付加して対物レンズのオフセットを補正したトラッキングエラー信号を検出し、かつ４次の収差量とは無関係にデフォーカス量を選択する。【解決手段】光源部、受光部、対物レンズ、対物レンズを介して光記録媒体の所定の位置に光源部からの出射光を導く光学系、対物レンズを介して光記録媒体からの戻り光を受光部に集光する光学系、受光部において検出された光出力をもとに対物レンズを駆動する対物レンズ駆動部を有する。光記録媒体と受光部との間に、少なくとも一部に４次の収差を付加する収差付加領域（例えば第１の領域８１）を有する収差付加部８を配置する。【選択図】図２
2008146700.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源部と、受光部と、対物レンズと、前記対物レンズを介して光記録媒体の所定の位置に前記光源部からの出射光を導く光学系と、前記対物レンズを介して前記光記録媒体からの戻り光を前記受光部に集光する光学系と、前記受光部において検出された光出力をもとに前記対物レンズを駆動する対物レンズ駆動部とを有して成る光学ピックアップであって、
前記光記録媒体と前記受光部との間に収差付加部が配置され、
前記収差付加部は、その少なくとも一部に下記の収差を付加する収差付加領域が設けられて成り、
前記収差付加領域は、その回折光が、
Ｗ（ρ，θ）＝Ｚ×ρ２×ｓｉｎ４θ
又は
Ｗ（ρ，θ）＝Ｚ×ρ４×ｓｉｎ４θ
（但し、Ｚは収差量を表す係数、（ρ，θ）は光軸を原点とする極座標の半径と角度を示す）
で表わされる４次の収差を有する構成とされる
ことを特徴とする光学ピックアップ。
【請求項２】
前記収差付加部が２分割されて第１及び第２の領域を有し、前記第１又は第２の領域のうちいずれか一方が、前記収差付加領域とされて成ることを特徴とする請求項1記載の光学ピックアップ。
【請求項３】
前記収差付加部の前記収差付加領域を分割する分割線は、前記光記録媒体の記録トラックの並ぶ方向に対する角度をφとすると、前記４次の収差の極性とデフォーカスの極性の積が正の場合は、
０°≦φ≦＋１０°
とされ、前記４次の収差の極性とデフォーカスの極性の積が負の場合は、
−１０°≦φ≦０°
を満足する範囲に選定されて成ることを特徴とする請求項２記載の光学ピックアップ。
【請求項４】
前記収差付加部が４分割されて、前記光記録媒体の記録トラックの並ぶ方向に最も近い分割線から反時計周りに第１、第２、第３及び第４の領域とされ、
前記第１及び第３の領域、又は、前記第２及び第４の領域が、前記収差付加領域とされて成ることを特徴とする請求項1記載の光学ピックアップ。
【請求項５】
前記第１及び第３の領域を前記収差付加領域とするとき、
前記収差付加領域は、前記光記録媒体の記録トラックの並ぶ方向及び記録トラックに沿う方向に対する各分割線の角度をそれぞれα及びβとすると、前記４次の収差の極性とデフォーカスの極性の積が正の場合は、
０°≦α≦＋１０°
０°≦β≦＋１０°
とされ、前記４次の収差の極性とデフォーカスの極性の積が負の場合は、
−１５°≦α≦―５°
−１５°≦β≦―５°
を満足する範囲に選定されて成ることを特徴とする請求項４記載の光学ピックアップ。
【請求項６】
前記第２及び第４の領域を前記収差付加領域とするとき、
前記収差付加領域の各分割線の、前記光記録媒体の記録トラックの並ぶ方向及び記録トラックに沿う方向に対する角度をそれぞれα及びβとすると、前記４次の収差の極性とデフォーカスの極性の積が正の場合は、
＋５°≦α≦＋１５°
＋５°≦α≦＋１５°
とされ、前記４次の収差の極性とデフォーカスの極性の積が負の場合は、
−１０°≦α≦０°
−１０°≦β≦０°
を満足する範囲に選定されて成ることを特徴とする請求項４記載の光学ピックアップ。
【請求項７】
前記収差付加領域が有する収差を定義する極座標において、θ＝０°とする方向を、前記光記録媒体のトラックの並ぶ方向から±２２．５度の範囲とすることを特徴とする請求項１記載の光学ピックアップ。
【請求項８】
前記受光部が、前記収差付加領域により回折される±１次光を受光する受光部と、前記収差付加領域を設けない領域から回折される受光部とより成り、
前記収差付加領域により回折される±１次回折光を受光する受光部が、少なくとも２分割されて成る受光素子を有し、
前記受光素子の２分割された受光領域から得られる検出信号に基づいてトラッキングエラー信号が検出される
ことを特徴とする請求項１記載の光学ピックアップ。
【請求項９】
光源部と、受光部と、対物レンズと、前記対物レンズを介して光記録媒体の所定の位置に前記光源部からの出射光を導く光学系と、前記対物レンズを介して前記光記録媒体からの戻り光を前記受光部に集光する光学系と、前記受光部において検出された光出力をもとに前記対物レンズを駆動する対物レンズ駆動部とを有して成る光学ピックアップを有し、前記受光部において検出された光出力に基づいて記録及び／又は再生がなされる光記録再生装置であって、
前記光記録媒体と前記受光部との間に、収差付加部が配置され、
前記収差付加部は、その少なくとも一部に下記の収差を付加する収差付加領域が設けられて成り、
前記収差付加領域は、その回折光が、
Ｗ（ρ，θ）＝Ｚ×ρ２×ｓｉｎ４θ
又は
Ｗ（ρ，θ）＝Ｚ×ρ４×ｓｉｎ４θ
（但し、Ｚは収差量を表す係数、（ρ，θ）は光軸を原点とする極座標の半径と角度を示す）
で表わされる４次の収差を有する構成とされる
ことを特徴とする光記録再生装置。
【請求項１０】
光源から少なくとも対物レンズを介して光記録媒体に入射した光を受光部により検出して、前記光記録媒体のトラック位置を検出するトラッキングエラー検出方法であって、
前記光記録媒体と前記受光部との間に収差付加部を設け、
前記収差付加部の少なくとも一部に下記の収差を付加する収差付加領域を設け、
前記収差付加領域を、その回折光が、
Ｗ（ρ，θ）＝Ｚ×ρ２×ｓｉｎ４θ
又は
Ｗ（ρ，θ）＝Ｚ×ρ４×ｓｉｎ４θ
（但し、Ｚは収差量を表す係数、（ρ，θ）は光軸を原点とする極座標の半径と角度を示す）
で表わされる４次の収差を有する構成として、
前記受光部を、少なくとも前記収差付加領域により回折される±１次回折光を受光する受光部より構成し、
前記±１次回折光から、トラッキングエラー信号を検出する
ことを特徴とするトラッキングエラー信号検出方法。
【請求項１１】
前記光源から出射される光の波長をλ、前記光記録媒体の記録トラックのトラックピッチをｔｐ、前記対物レンズの開口数をＮＡとすると、前記光記録媒体が、
ｄ＝λ／（ｔｐ×ＮＡ）＞１．２
である
ことを特徴とする請求項１０記載のトラッキングエラー信号検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ディスクや光カード等の光記録媒体に対して光学的に情報を記録再生する際に用いる光学ピックアップ、光記録再生装置及びトラッキングエラー検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、光記録媒体において、記録密度が異なる種々のタイプの光記録媒体が開発されており、例えばディスク状の光記録媒体では、レーザ光の使用波長が７８０ｎｍ付近であるＣＤ（Compact Disc）、使用波長が６６０ｎｍ付近であるＤＶＤ（Digital Versatile Disc）、使用波長が４０５ｎｍ付近である光ディスク（光磁気ディスクを含む）等が挙げられる。
【０００３】
これらの光記録媒体においてはその構造がそれぞれ異なり、記録密度を上げるために、ＣＤ型光記録媒体では１．６μｍであったトラックピッチがＤＶＤ型光記録媒体においては０．７４μｍと小さくなり、また使用波長が４０５ｎｍ付近、対物レンズの開口数を０．８５程度とするより高密度の光記録媒体では０．３〜０．３５μｍ程度にトラックピッチが微小化されている。
このように幅が微細化された記録トラックに対し、光源から出射された光を目的とする記録トラック上に精度良く位置させることが必要である。
従来のトラッキング方法としては、プッシュプル法における対物レンズのオフセット、すなわち光軸ずれに対する補正は、ＤＰＰ（Differential Push-Pull）法が広く用いられている（例えば特許文献１参照。）。
このＤＰＰ法は、光源から光記録媒体に向かう光を３分割し、真ん中のメインビームに対して両側のサブビームを、光記録媒体の盤面上における半径方向に、記録トラックのトラックピッチの２分の１だけずらした位置に精度良く照射し、これらの光を受光部において検出して、対物レンズのオフセットをキャンセルしようとするものである。
【０００４】
【特許文献１】特公平４−３４２１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述したように、従来のＤＰＰ法によるトラッキングエラー検出方法では、光源から光記録媒体に向かういわゆる光の往路において、３分割した光を光記録媒体の記録トラックに対し、精度良く目的とする位置に照射する必要がある。したがって、
（ａ）光を往路上で３分割するため、記録再生を行うような光記録媒体において、光源からの光の光利用効率は、分割しない場合と比べて低下する。
（ｂ）光記録媒体のトラックに対して、高精度にサブビームを配置しなければならない。（ｃ）光記録媒体のシーク軸上（半径方向）に高精度にメインビームを配置しなければならない。
（ｄ）複数の層を有する光記録媒体において、記録再生を行っていない層からの不要光が増える。
（ｅ）トラックピッチの異なる光記録媒体に対する互換性がない。
などの問題がある。
【０００６】
これに対し、本出願人は先に出願した特願２００６−３０９４０２号（平成１８年１１月１５日出願、特願２００５−３３２０９３号出願（平成１７年１１月１６日出願）の国内優先出願）において、
Ｗ（ρ，θ）＝Ｚ×ρ２×ｓｉｎ４θ      ・・・（１）
又は
Ｗ（ρ，θ）＝Ｚ×ρ４×ｓｉｎ４θ      ・・・（２）
（但し、Ｚは収差量を表す係数、（ρ，θ）は光軸を原点とする極座標の半径と角度を示す）
で表わされる４次の収差を発生させる収差付加部（例えば回折素子）を用いることにより、光を往路上で分割せずに、精度良く対物レンズのオフセットを補正したトラッキングエラー信号が得られる光学ピックアップを提案した。以下この４次の収差を付加する収差付加部の作用について説明する。
【０００７】
上記式（１）及び（２）に示す４次の収差をもつ収差付加部により回折された±１次回折光は、光記録媒体の記録トラックの並ぶ方向と、これとは略直交する延長方向とをそれぞれｘ軸、ｙ軸としたときに、ｘ−ｙ座標の各象限に一つの凸領域を有するいわば四葉型の強度分布に変換される。この様子を図２７に示す。
図２７に示すように、このような収差を加えることによって、±１次回折光は四葉型のビームスポット形状として受光部９ａにおいて受光される。図２７においては、光記録媒体の記録トラックの並ぶｘ軸方向を矢印x、これとは略直交する記録トラックの延長するｙ軸方向を矢印ｙで示す。このとき、光記録媒体の案内溝により回折された±１次回折光によるプッシュプル信号領域Ｐ１及びＰ２は、ｘ−ｙ座標の第１象限（ｘ＞０、ｙ＞０の領域）及び第３象限(ｘ＜０、ｙ＜０の領域)のみに分布する。
【０００８】
ここで受光部９ａの受光領域から得られる信号を、第１象限から右回りにＡ１〜Ａ４とすると、（Ａ１−Ａ３）を演算すれば、プッシュプル信号が得られることとなる。
一方、第２象限（ｘ＜０、ｙ＞０の領域）及び第４象限(ｘ＞０、ｙ＜０の領域)の受光領域にはプッシュプル信号成分は入っていない。このため、（Ａ２−Ａ４）から、対物レンズのオフセットによるシフト量が検出される。
したがって、対角線上の受光領域の差信号を検出し、更にこれらの差を検出することによって、対物レンズのオフセットを補正したトラッキングエラー信号を得ることができる。
【０００９】
これに対し、図２８に通常の光学ピックアップの受光部における光スポットの強度分布を示す。図２８において、図２７と対応する部分には同一符号を付して重複説明を省略する。図２８において、受光部９ｂをトラックの延長方向及びトラックの並ぶ方向に４分割して、各受光領域から得られる信号を右回りにＢ１〜Ｂ４とすると、通常のプッシュプル信号、すなわち（Ｂ１＋Ｂ２）−（Ｂ３＋Ｂ４）には、対物レンズのオフセットが加味されてしまう。
【００１０】
図２９においては、上述の４次の収差を加えることによって得られる信号Ａ１〜Ａ４を利用して、対物レンズシフト及びこれを補正したトラッキングエラー信号を解析した結果を示す。
なお、上記式（１）又は式（２）に定義される収差を収差付加部に与える場合、得られる信号量は殆ど同じであり、この解析においては、上記式（１）で定義される収差を収差付加部に与えた場合を示す。すなわちこの解析結果は、上記式（２）で定義される収差を収差付加部に与える場合においても同様となる。
図２９において、実線ｄ１及びｄ２は、上述の図２７に示す受光部からの信号（Ａ１−Ａ３）、ｋ×（Ａ２−Ａ４）（ｋは受光部に入射される光の強度分布や収差付加部の回折光量比などを補正する係数）をそれぞれ示し、実線ｄ３は、これらの差信号、すなわち（Ａ１−Ａ３）−ｋ×（Ａ２−Ａ４）より得られるトラッキングエラー信号ＴＥＳを示す。
図２９から明らかなように、この光学ピックアップによれば、対物レンズシフトが補正されたトラッキングエラー信号が得られることがわかる。
【００１１】
ところで、このようなトラッキングエラー検出方式をフォーカスエラー検出と併用することを考えた場合、このトラッキングエラーを検出しているビームスポットをＳＳＤ（Spot Size Detection）方式で検出することが考えられる。しかしながらこの場合、以下の（ｆ）及び（ｇ）に示す問題が生じる。
（ｆ）４次の収差量とデフォーカス量を独別に選定できないので、フォーカスエラーの引き込み範囲とビームスポットサイズを自由に選択できない。このため、ビームスポットサイズ必要な大きさにしようとすると、フォーカスエラーの引き込み範囲が狭くなってしまい、フォーカスエラーの引き込み範囲を十分とろうとすると、ビームスポットサイズが必要以上に大きくなってしまうという不都合が生じる。
（ｇ）受光部を焦線方向（２方向）以外の分割方向に分割してＳＳＤ方式を適用した場合、光記録媒体例えば光ディスクによる変調成分（プッシュプル成分）がフォーカスエラーに漏れ込む可能性がある。したがって、受光部の分割領域の分割方向が限定されることとなり、また受光部の分割線の高い位置精度が求められることとなる。
これら（ｆ）及び（ｇ）の問題から、４次の収差を付加して対物レンズのオフセットを補正したトラッキングエラー信号を得ると共に、フォーカスエラー検出方法を自由に選択できることがより望ましいといえる。
【００１２】
以上の問題に鑑みて、本発明は、４次の収差を付加する収差付加部を利用することによって、対物レンズのオフセットを補正したトラッキングエラー信号を検出すると共に、フォーカスエラー検出方法の自由な選択を可能とすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決するため、本発明による光学ピックアップは、光源部と、受光部と、対物レンズと、この対物レンズを介して光記録媒体の所定の位置に光源部からの出射光を導く光学系と、対物レンズを介して光記録媒体からの戻り光を受光部に集光する光学系と、受光部において検出された光出力をもとに対物レンズを駆動する対物レンズ駆動部とを有して成り、光記録媒体と受光部との間に収差付加部を配置する。この収差付加部は、その少なくとも一部に下記の収差を付加する収差付加領域が設けられる。そして収差付加領域は、その回折光が、上記式（１）又は（２）、すなわち、
Ｗ（ρ，θ）＝Ｚ×ρ２×ｓｉｎ４θ      ・・・（１）
又は
Ｗ（ρ，θ）＝Ｚ×ρ４×ｓｉｎ４θ      ・・・（２）
（但し、Ｚは収差量を表す係数、（ρ，θ）は光軸を原点とする極座標の半径と角度を示す）
で表わされる４次の収差を有する構成とする。
【００１４】
また、本発明は、上述の光学ピックアップにおいて、収差付加部が２分割されて第１及び第２の領域を有し、第１又は第２の領域のうちいずれか一方を、収差付加領域として構成する。
【００１５】
更に、本発明による光記録再生装置は、上述の本発明構成の光学ピックアップを有し、その受光部において検出された光出力に基づいて記録及び／又は再生がなされる構成とする。
更にまた、本発明は、光源から少なくとも対物レンズを介して光記録媒体に入射した光を受光部により検出して、光記録媒体のトラック位置を検出するトラッキングエラー検出方法であって、光記録媒体と受光部との間に収差付加部を設け、この収差付加部の少なくとも一部に収差付加領域を設ける。この収差付加領域は、その回折光が、上記式（１）又は（２）で表わされる４次の収差を有する構成とする。そして受光部を、少なくとも収差付加領域により回折される±１次回折光を受光する受光部より構成し、これら±１次回折光からトラッキングエラー信号を検出する。
【００１６】
上述したように、本発明の光学ピックアップ、光記録再生装置及びトラッキングエラー検出方法によれば、上記式（１）又は（２）に示す収差を有する収差付加部を、光記録媒体と受光部との間に設けるものである。なお、上記式（２）は、４次のゼルニケフリンジ多項式における第１８項を示す。
このような収差をもつ収差付加部により回折された±１次回折光は、上述したように光記録媒体の記録トラックの並ぶ方向と、これとは略直交するトラックの延長方向をそれぞれｘ軸、ｙ軸としたときに、ｘ−ｙ座標の原点を中心とした各象限に一つの凸領域を有するいわば四葉型の強度分布に変換され、光記録媒体の案内溝による０次光と±１次回折光の重なるいわゆるプッシュプル変調領域は、このｘ−ｙ座標における第１象限（ｘ＞０、ｙ＞０の領域）及び第３象限(ｘ＜０、ｙ＜０の領域)のみに分布するように強度分布が変換される。
したがって、上述の収差付加部による回折光の±１次回折光を受光する受光部を４分割したときに得られる検出信号のうち、第１及び第３象限の受光領域からの検出信号、すなわち対角線上の受光領域における信号の差信号を演算すれば、プッシュプル信号が得られる。一方、受光部の第２象限（ｘ＜０、ｙ＞０の領域）及び第４象限(ｘ＞０、ｙ＜０の領域)の受光領域からの検出信号の差信号から、対物レンズのオフセットによるシフト量が検出される。これにより、４分割した受光部の対角線上の受光領域の差信号をそれぞれ検出し、更にこれらの差を検出することによって、対物レンズのオフセットを補正したトラッキングエラー信号を得ることができる。
【００１７】
そして特に本発明においては、収差付加部には上記式（１）又は（２）で表わされる４次の収差を与える収差付加領域をその一部、例えば収差付加部を２分割する場合その半分の領域とするものである。したがって、４次の収差を与える収差付加領域以外の領域を通過した光を検出し、これを利用してＳＳＤ方式やナイフエッジ方式、非点収差法等、フォーカスエラー信号検出方法を自由に選択して、フォーカスエラー信号を検出することができる。フォーカスエラー信号に４次の収差が付加されていないので、ＳＳＤ方式を採用する場合においても４次の収差量とは独別にフォーカスエラーの引き込み範囲を自由に選定することが可能となる。また本発明によれば、４次の収差を与える収差付加領域を通過しない光をフォーカスエラー検出に用いることから、このフォーカスエラー信号検出用の受光素子においては、４次の収差の焦線方向とは無関係に、自由に分割方向を選定できることとなる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、４次の収差を付加する収差付加部を利用することによって、対物レンズのオフセットを補正したトラッキングエラー信号を検出すると共に、フォーカスエラー検出方法を自由に選択することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下本発明を実施するための最良の形態の例を説明するが、本発明は以下の例に限定されるものではない。
図１においては、本発明によるトラッキングエラー信号検出方法を実現する光学ピックアップを有する光記録再生装置の一実施形態例の要部の概略構成図を示す。
この光記録再生装置１００は、半導体レーザ等より成る光源部２と、光源部２から出射される光を光記録媒体１０、例えば光ディスクに入射させる光学系、すなわちこの場合コリメートレンズ等より成るレンズ３、偏光ビームスプリッタ４、４分の１波長板５と、対物レンズ６とを有する。また、光記録媒体１０から反射された光を受光部９に導く光学系を有し、この場合対物レンズ６、４分の１波長板５、偏光ビームスプリッタ４、レンズ７、収差付加部８とより構成する。収差付加部８は、回折素子や自由曲面（非球面）レンズ、液晶素子等を用いることができる。なお、回折素子や非球面レンズ、液晶素子のうち１種以上を２個以上組み合わせた構成としてもよい。
対物レンズ６には、２軸アクチュエータ等のアクチュエータ１２を有する対物レンズ駆動部９が接続される。また、光記録媒体１０は、スピンドルモータ等の回転駆動部１６上に載置固定されて、記録再生時には所定の速度で回転される。
受光部９において検出された信号は演算回路１５に出力される。本発明の光学ピックアップ１に破線を付して示す。
【００２０】
このような構成において、光源２から出射された例えばレーザ光は、コリメートレンズ等より成るレンズ３によって平行光とされ、偏光ビームスプリッタ４に入射され、その偏光面において反射されて、４分の１波長板５を通過して対物レンズ６を介して光記録媒体１０の記録トラック上に所定の強度分布をもって照射される。
光記録媒体１０から反射された光は、対物レンズ６を介して４分の１波長板５を通過する。４分の１波長板を２回通過した光は偏光方向が変換されて偏光ビームスプリッタ４の偏光面を通過し、検出用のレンズ７及び収差付加部８を介して受光部９の受光面上に入射される。図１の例においては、収差付加部８による０次光、±１次回折光をそれぞれ受光する３つの受光素子により受光部９を構成した例を模式的に示す。
なお、収差付加部を配置する位置は、光源部２から光が光記録媒体１０に向かう往路と重なる光路を除いた光記録媒体からの戻り光路に配置すればよい。したがって図１に示す例においては偏光ビームスプリッタ４と受光部９との間であればよく、例えば破線８´で示すように偏光ビームスプリッタ４とレンズ７との間に配置してもよい。
【００２１】
この受光部９の各受光素子は、例えば０次光と±１次回折光を受光する３つの受光素子より構成し得る。受光部９において検出された光出力は、演算回路１５においてＲＦ（高周波）信号、ＴＥ（トラッキングエラー）信号、ＦＥ（フォーカスエラー）信号がそれぞれ演算される。ＲＦ信号は例えば演算回路においてアナログ／デジタル変換、エラー訂正などの処理がなされて記録再生信号として出力され、ＴＥ信号は光ヘッド駆動部１３に、またＦＥ信号は対物レンズ駆動部１１に出力されて、フォーカスサーボ、トラッキングサーボがなされる。
【００２２】
そして本発明においては、収差付加部８の一部の収差付加領域に、上記式（１）又は（２）、すなわち、
Ｗ（ρ，θ）＝Ｚ×ρ２×ｓｉｎ４θ・・・（１）
又は
Ｗ（ρ，θ）＝Ｚ×ρ４×ｓｉｎ４θ・・・（２）
（但し、Ｚは収差量を表す係数、すなわち収差量及び収差の方向（焦線方向）を決定する係数、ρ及びθは光軸を原点とする極座標の半径と角度を示す）
で表わされる４次の収差を付加する構成とする。
【００２３】
上述したように、このような４次の収差をもつ収差付加部により回折された±１次回折光は、光記録媒体の記録トラックの延長方向と、これとはほぼ直交する記録トラックの並ぶ方向をそれぞれｙ軸、ｘ軸としたときに、ｘ−ｙ座標の各象限に一つの凸領域を有するいわば四葉型の強度分布に変換され、受光部の受光領域を適切に分割して差信号を検出することにより、対物レンズのオフセットを補正したトラッキングエラー信号を検出することができる。一方、４次の収差を付加しない領域を通過した光を検出することにより、フォーカスエラー信号を検出することができ、フォーカスエラー信号検出方式に対して自由度が増す。
次に、収差付加部の分割方法を変えた各実施形態について説明する。
【００２４】
（１）第１の実施形態
本実施形態においては、図２に示すように、収差付加部８を２分割して、その一方の領域に４次の収差を付加する収差付加領域を設ける例を示す。図２においては、収差付加部８の概略平面構成を示し、光記録媒体の記録トラックの並ぶ方向に対応する方向をｘ軸、記録トラックの延長方向に対応する方向をｙ軸として示す。すなわち光記録媒体がディスク上の媒体である場合は、ラディアル方向をｘ軸方向、タンジェンシャル方向をｙ軸として示す。ここで第１及び第２の領域８１及び８２の分割線を、ｘ軸からｘ−ｙ平面において反時計回りに角度φを成す方向とする。分割線の延長方向を破線矢印ｘ０として示す。図２に示す例では、分割された領域のうち、ｙ軸の略−側となる領域を第１の領域８１、略＋側となる領域を第２の領域８２として、第１の領域８１を上記式（１）又は（２）で表わされる４次の収差を付加する収差付加領域とする。
【００２５】
この収差付加部８により回折される＋１次回折光の受光部における受光素子９１上のビームスポットを図３に示す。この＋１次回折光を受光する受光素子９１は、光記録媒体の記録トラックの延長方向（ディスク状の光記録媒体の場合はタンジェンシャル方向）に対応するｙ軸方向に２分割され、ｙ軸の＋側の受光領域からの信号をＣ、ｙ軸の−側の受光領域からの信号をＤとする。このとき、ｙ軸方向の差信号、すなわち光記録媒体の記録トラックの延長方向（ディスク状の光記録媒体の場合タンジェンシャル方向）の差信号のデトラック及び対物レンズシフトに対する変化を図４及び図５に示す。図４及び図５においては、図２に示す収差付加領域の分割線のｘ軸に対する角度φをφ＝−２５°から＋２５°まで５度毎に変化させた。この結果を実線ａ１〜ａ１１、ｂ１〜ｂ１１としてそれぞれ図４及び図５に示す。図４及び図５においては上記式（１）において４次の収差量をＺ＝−１とし、デフォーカス量がゼルニケ係数でＺ４＝−０．４の場合である。図４の結果から、デトラックは全ての角度範囲で検出可能であるが、図５の結果から、対物レンズがオフセットしてもトラッキングエラー信号（Ｃ−Ｄ）のオフセットが殆ど発生しないφの角度範囲は０°以上１０°以下であることが分かる。
【００２６】
したがって、このように４次の収差の極性とデフォーカスの極性の積が正の場合は、
０°≦φ≦＋１０°      ・・・（３）
であれば、対物レンズがオフセットしてもトラッキングエラー信号のオフセットが殆ど発生せず、安定したトラッキングエラー信号が得られるといえる。４次の収差量がＺ＝＋１であり、デフォーカス量がゼルニケ係数でＺ４＝＋０．４の場合でも同様の振舞いを示す。したがって、４次の収差の極性とデフォーカスの極性の積が正の場合であれば、上記式（３）の条件が成り立つといえる。４次の収差の極性とデフォーカスの極性の積が負の場合、収差の方向がラディアル方向に反転するだけであるので、
−１０°≦φ≦０°      ・・・（４）
であれば、同様に対物レンズシフトが補正された安定したトラッキングエラー信号が得られることが容易に理解できる。
【００２７】
一例として、図６に示すように、４次の収差を発生する回折素子領域を収差付加部８の第１の領域８１に設け、第２の領域８２には回折格子等は設けられず、そのまま光が通過し、受光部９にて検出される構成とする例を示す。図６において破線Ｓは光記録媒体からの戻り光が通過する略円形の領域を示し、図６中その下半分の例えば略半円の領域が収差付加領域８１ａとなる。上半分の領域８１ｂは通過する光に対し収差を付加しない領域とする。受光部９の平面構成の一例を図７の概略平面構成図に示す。受光部９はこの場合０次光を受光する受光素子９０を挟んで±１次回折光を受光する受光素子９１及び９２がｘ軸方向（光記録媒体の記録トラックの並ぶ方向）に配置される構成とする。各受光素子９０〜９２の受光領域は、ｙ軸方向（光記録媒体の記録トラックの延長方向に対応する方向）に２分割され、各受光領域からの信号を、０次光を受光する受光素子９０においてＡ及びＢ、±１次回折光を受光する受光素子９１及び９２においてそれぞれＣ及びＤ、Ｅ及びＦとする。ここで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の演算式は、
ＦＥＳ＝Ａ−Ｂ
ＴＥＳ＝（Ｃ＋Ｆ）−ｋ×（Ｄ＋Ｅ）
となる。フォーカスエラー検出方式は、いわゆるナイフエッジ法である。また、ｋは受光部９に入射される光の強度分布や収差付加部８の回折光量比などを補正する係数である。
【００２８】
図８に、図７に示す構成の受光部から得られる信号を用いて上記の演算を行う演算回路の一実施形態例の概略構成図を示す。図８において、図７と対応する部分には同一符号を付して重複説明を省略する。
受光部９の０次光を受光する受光素子９０において検出された信号Ａ及びＢは、図示しない電流−電圧変換増幅器によりそれぞれ電圧変換された検出信号とされ、減算器２１において差信号（Ａ−Ｂ）が演算され、フォーカスエラー信号ＦＥＳとして出力される。
また、受光部９の±１次回折光を受光する受光素子９１及び９２において検出された信号Ｃ〜Ｆは、図示しない電流−電圧変換増幅器によりそれぞれ電圧変換された検出信号とされ、加算器２２及び２３においてそれぞれ和信号（Ｃ＋Ｆ）、（Ｄ＋Ｅ）が演算される。和信号（Ｄ＋Ｅ）には係数乗算器４１により係数ｋが乗算されて、これらの差信号が減算器２４により演算され、トラッキングエラー信号ＴＥＳとして出力される。
このように、±１次回折光の対応する受光領域の和をとってトラッキングエラー信号を演算することによって、光ビームと受光部との相対的位置ずれに対して許容量が増加する。したがって、受光部の配置位置の調整精度を緩和することができるという利点を有する。
【００２９】
以上説明したように、４次の収差を付加する収差付加領域を収差付加部８の一部、本実施形態においては２分割した半分の領域に設けることにより、回折光をトラッキングエラー検出方式に利用し、残りの収差を付加しない領域をナイフエッジ等のフォーカスエラー検出方式に利用することができる。したがって、４次の収差を付加した光による検出信号から対物レンズのオフセットを補正したトラッキングエラー信号が得られると共に、フォーカスエラー信号検出方式に対して自由度が増す。
なお、図２及び図６に示す例においては２分割した下側半分の領域を４次の収差を付加する収差付加領域として用いているが、もちろん上側の半分の領域に４次の収差を付加する収差付加領域を設けてもよい。
【００３０】
（２）第２の実施形態
次に、収差付加部を４分割して、光記録媒体の記録トラックの並ぶ方向に最も近い分割線から反時計周りに第１、第２、第３及び第４の領域とし、第１及び第３の領域、又は、第２及び第４の領域を収差付加領域として構成する実施形態について説明する。
本実施形態においては、図９の概略平面構成図に示すように収差付加部８を４分割し、その斜めに対向する領域を上記式（１）又は（２）で表わされる４次の収差を付加する収差付加領域とする。図９において、図２と対応する部分には、同一符号を付して重複説明を省略する。この場合、収差付加部８を４分割する分割線はｘ軸及びｙ軸に略沿う２方向の分割線とし、一方の分割線はｘ軸から角度α、他方の分割線はｙ軸から角度βを成す方向とする。そして、ｘ−ｙ平面の略第１及び第３象限に対応する領域を第１の領域８１とし、略第２及び第４象限に対応する領域を第２の領域８２とする。そして、第１の領域８１又は第２の領域８２のいずれか一方を、４次の収差を付加する収差付加領域として構成する。
【００３１】
（２−１）第１の領域を４次の収差付加領域とする場合
先ず、第１の領域８１を収差付加領域とする場合について説明する。この場合に収差付加部８により回折される＋１次回折光の受光部におけるビームスポットを図１０に示す。図１０において、図３と対応する部分には、同一符号を付して重複説明を省略する。この場合においても受光素子９１は、ｙ軸方向に２分割され、ｙ軸の＋側の受光領域からの信号をＣ１、ｙ軸の−側の受光領域からの信号をＤ１とする。
このとき、ｙ軸方向の差信号、すなわち光記録媒体の記録トラックの延長方向（ディスク状の光記録媒体の場合タンジェンシャル方向）の差信号のデトラック及び対物レンズシフトに対する変化を図１１及び図１２に示す。図１１及び図１２においては、図９に示す収差付加領域の分割線のｘ軸及びｙ軸に対する角度α及びβをα＝βとし、且つα及びβを−２５°から＋２５°まで５度毎に変化させた。この結果を実線ｅ１〜ｅ１１、ｆ１〜ｆ１１としてそれぞれ示す。図１１及び図１２においては上記式（１）において４次の収差量をＺ＝−１とし、デフォーカス量がゼルニケ係数でＺ４＝−０．４の場合である。図１１及び図１２の結果から、デトラックを良好に検出することが可能であり、且つ、対物レンズがオフセットしてもトラッキングエラー信号（Ｃ１−Ｄ１）／（Ｃ１＋Ｃ１）のオフセットが殆ど発生しないα及びβの角度範囲は、０°以上＋１０°以下であることが分かる。
【００３２】
すなわち、第１の領域８１を収差付加領域とする場合、収差付加領域の各分割線は、４次の収差の極性とデフォーカスの極性の積が正の場合は、
０°≦α≦＋１０°
０°≦β≦＋１０°
であれば、対物レンズがオフセットしてもトラッキングエラー信号のオフセットが殆ど発生せず、安定したトラッキングエラー信号が得られる。この場合においても、収差付加部を２分割する第１の実施形態と同様に、４次の収差量がＺ＝＋１であり、デフォーカス量がゼルニケ係数でＺ４＝＋０．４の場合でも同様の振舞いを示す。したがって４次の収差の極性とデフォーカスの極性の積が正の場合であれば、上記の条件が成り立つ。
【００３３】
（２−２）第２の領域を４次の収差付加領域とする場合
次に、図９に示す収差付加部８において、第２の領域８２に４次の収差を付加する収差付加領域を設ける場合について説明する。この収差付加部８により回折される＋１次回折光の受光部におけるビームスポットを図１３に示す。図１３において、図１０と対応する部分には、同一符号を付して重複説明を省略する。この場合においても受光素子９１は、ｙ軸方向に２分割され、ｙ軸の＋側の受光領域からの信号をＣ２、ｙ軸の−側の受光領域からの信号をＤ２とする。
このとき、ｙ軸方向の差信号、すなわち光記録媒体の記録トラックの延長方向（ディスク状の光記録媒体の場合タンジェンシャル方向）の差信号のデトラック及び対物レンズシフトに対する変化を図１４及び図１５に示す。図１４及び図１５においては、図９に示す収差付加領域の分割線のｘ軸及びｙ軸に対する角度α及びβをα＝βとし、且つこれらα及びβを−２５°から＋２５°まで５度毎に変化させた。この結果を実線ｇ１〜ｇ１１、ｈ１〜ｈ１１としてそれぞれ示す。図１４及び図１５においては上記式（１）において４次の収差量をＺ＝−１とし、デフォーカス量がゼルニケ係数でＺ４＝−０．４の場合である。図１４及び図１５の結果から、デトラックが良好に検出可能であり、且つ、対物レンズがオフセットしてもトラッキングエラー信号（Ｃ２−Ｄ２）／（Ｃ２＋Ｄ２）のオフセットが殆ど発生しないα及びβの角度範囲は、＋５°以上＋１５°以下であることが分かる。
【００３４】
すなわち、第２の領域を収差付加領域とする場合、収差付加領域の各分割線は、４次の収差の極性とデフォーカスの極性の積が正の場合は、
５°≦α≦＋１５°
５°≦β≦＋１５°
であれば、対物レンズがオフセットしてもトラッキングエラー信号のオフセットが殆ど発生せず、安定したトラッキングエラー信号が得られる。この場合においても、収差付加部を２分割する第１の実施形態と同様に、４次の収差量がＺ＝＋１であり、デフォーカス量がゼルニケ係数でＺ４＝＋０．４の場合でも同様の振舞いを示す。結果として４次の収差の極性とデフォーカスの極性の積が正の場合であれば、デトラックを良好に検出することができ、且つ、対物レンズのオフセットを補正したトラッキングエラー信号を検出することができることが分かる。
【００３５】
ここで、４次の収差の極性とデフォーカスの極性の積が負の場合、収差の方向がラディアル方向に反転するだけである。したがって、第１の領域を収差付加領域とする場合、４次の収差の極性とデフォーカスの極性の積が負の場合は、
−１５°≦α≦−５°
−１５°≦β≦−５°
であればよく、また、第２の領域を収差付加領域とする場合は、４次の収差の極性とデフォーカスの極性の積が負の場合は、
−１０°≦α≦０°
−１０°≦β≦０°
であれば、デトラックを良好に検出することができると共に、対物レンズのオフセットを補正したトラッキングエラー信号を検出することができるといえる。
以上の条件をまとめると、以下の通りとなる。
【００３６】
［１］第１の領域（第１及び第３象限）を収差付加領域とする場合
４次の収差の極性とデフォーカスの極性の積が正の場合は、
０°≦α≦＋１０°            ・・・（５）
０°≦β≦＋１０°            ・・・（６）
であればよく、４次の収差の極性とデフォーカスの極性の積が負の場合は、
−１５°≦α≦−５°          ・・・（７）
−１５°≦β≦−５°          ・・・（８）
であればよい。
【００３７】
［２］第２の領域（第２及び第４象限）を収差付加領域とする場合
４次の収差の極性とデフォーカスの極性の積が正の場合は、
５°≦α≦＋１５°            ・・・（９）
５°≦β≦＋１５°            ・・（１０）
であればよく、４次の収差の極性とデフォーカスの極性の積が負の場合は、
−１０°≦α≦０°            ・・（１１）
−１０°≦β≦０°            ・・（１２）
であればよい。
【００３８】
例えば、図１６に概略平面構成を示す収差付加部８を用いてトラッキングエラー信号及びフォーカスエラー信号を検出する場合について説明する。図１６において、図９と対応する部分には同一符号を付して重複説明を省略する。図１６において破線Ｓは光記録媒体からの戻り光が通過する略円形の領域を示し、ｘ−ｙ平面の略第１及び第３象限に位置する第１の領域８１が４次の収差を付加する収差付加領域、この場合連続した回折領域とされ、その破線Ｓ内の対向する領域が収差付加領域８１ａ及び８１ｂとなる。一方、ｘ−ｙ平面の略第２及び第４象限に位置する第２の領域は例えばＳＳＤ方式に対応したデフォーカスを発生させる回折作用をもつ連続した回折領域として、その破線Ｓで囲む領域を回折領域８２ａ及び８２ｂとして構成する。
【００３９】
この収差付加部８からの回折光を受光する受光部９の配列構成の一例を図１７の概略平面図に示す。受光部９はこの場合４次の収差を付加された±１次回折光を受光する受光素子９１及び９２と、回折領域８２ａ及び８２ｂで回折された±１次回折光を受光する受光素子９３及び９４より構成され、これら受光素子９３、９１、９２及び９４がｘ軸方向（光記録媒体の記録トラックの並ぶ方向）にこの順に配置される構成とする。図１７においては各受光素子９１〜９４において得られるビームスポット形状を模式的に示す。受光素子９１及び９２の受光領域は、ｙ軸方向（光記録媒体の記録トラックの延長方向に対応する方向）に２分割され、受光素子９３及び９４の受光領域は、ｙ軸方向に３分割される。各受光領域からの信号は、４次の収差を付加する収差付加領域８１ａ及び８１ｂからの±１次回折光を受光する受光素子９１及び９２においてそれぞれＣ及びＤ、Ｅ及びＦとし、ＳＳＤ方式に対応する回折領域８２ａ及び８２ｂからの±１次回折光を受光する受光素子９３及び９４において、それぞれＧ、Ｈ及びＩと、Ｊ、Ｋ及びＬとする。ここで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の演算式は、
ＦＥＳ＝（Ｇ＋Ｉ＋Ｋ）−ｋ２×（Ｈ＋Ｊ＋Ｌ）
ＴＥＳ＝（Ｃ＋Ｆ）−ｋ１×（Ｄ＋Ｅ）
となる。フォーカスエラー検出方式は、ＳＳＤ法である。また、ｋ１及びｋ２は受光部９に入射される光の強度分布や収差付加部８１ａ及び８１ｂ、回折領域８２ａ及び８２ｂの回折光量比などを補正する係数である。
【００４０】
図１８に、図１７に示す構成の受光部から得られる信号を用いて上記の演算を行う演算回路の一実施形態例の概略構成図を示す。図１８において、図１７と対応する部分には同一符号を付して重複説明を省略する。
受光部９の受光素子９１及び９２において検出された信号Ｃ〜Ｆは、図示しない電流−電圧変換増幅器によりそれぞれ電圧変換された検出信号とされ、加算器２５において和信号（Ｃ＋Ｆ）が演算され、加算器２６において信号（Ｄ＋Ｅ）が演算されて更に係数乗算器４２により係数ｋ１が乗算されて、これらの差信号が減算器２７により演算されてトラッキングエラー信号ＴＥＳとして出力される。
また、受光部９の受光素子９３及び９４において検出された信号Ｇ〜Ｌは、図示しない電流−電圧変換増幅器によりそれぞれ電圧変換された検出信号とされ、加算器２８及び２９においてそれぞれ和信号（Ｇ＋Ｉ）、（Ｇ＋Ｉ＋Ｋ）が演算される。また加算器３０及び３１により和信号（Ｊ＋Ｌ）、（Ｈ＋Ｊ＋Ｌ）が演算され、更に係数乗算器４３により係数ｋ２が乗算される。減算器３２により差信号（Ｇ＋Ｉ＋Ｋ）−ｋ２×（Ｈ＋Ｊ＋Ｌ）が演算されて、フォーカスエラー信号ＦＥＳとして出力される。
このように、±１次回折光の対応する受光領域の和をとってトラッキングエラー信号を演算することによって、光ビームと受光部との相対的位置ずれに対して許容量が増加する。したがって、受光部の配置位置の調整精度を緩和することができるという利点を有する。
【００４１】
なお、収差付加領域及び回折領域を図１６に示す場合と交換して、図１９に示すように、それぞれ第２の領域、第１の領域に設けることも可能である。図１９において、図１６と対応する部分には同一符号を付して重複説明を省略する。この場合、ｘ−ｙ平面の略第１及び第３象限に位置する第１の領域８１は例えばＳＳＤ方式に対応したデフォーカスを発生する回折領域とし、ｘ−ｙ平面の略第２及び第４象限に位置する第２の領域８２は４次の収差を付加する収差付加領域、例えば連続した回折領域として収差付加部８を構成する。
また受光部９の構成は例えば図２０の概略平面構成図に示す配置とすることができる。図２０において、図１７と対応する部分には同一符号を付して重複説明を省略する。図２０においては各受光素子９１〜９４において得られるビームスポット形状を模式的に示す。ここで各サーボエラー信号の演算式は、図１６及び図１７に示す例と同様であり、フォーカスエラー信号をＦＥＳ、トラッキングエラー信号をＴＥＳとすると、
ＦＥＳ＝（Ｇ＋Ｉ＋Ｋ）−ｋ２×（Ｈ＋Ｊ＋Ｌ）
ＴＥＳ＝（Ｃ＋Ｆ）−ｋ１×（Ｄ＋Ｅ）
となる。この場合においても、フォーカスエラー検出は、ＳＳＤ法である。
【００４２】
本実施形態によれば、収差付加部を４分割して、斜めに対向する一対の領域の一方を４次の収差を付加する領域とするものであり、４次の収差を用いたトラッキングエラー検出方式に使用しても安定したトラッキングエラー信号が得られる。同時に、残りの一対の領域から得られる信号については、フォーカスエラー検出方式を自由に選択して使用することができる。
なお、この場合は、フォーカスエラー信号をＳＳＤ法により検出するにも拘わらず、フォーカスエラー信号に４次の収差が付加されていないので、４次の収差量とは独別にフォーカスエラーの引き込み範囲を自由に選定することが可能となる。またこのフォーカスエラー信号検出用の受光素子９３及び９４は、図１７又は図２０に示すように、４次の収差の焦線方向とは無関係に、自由に分割方向を選定できるという利点を有する。
【００４３】
以上説明した収差を定義する上記式（１）及び式（２）においては、θ＝０°とする方向を、トラックの並ぶ方向（ディスク状の光記録媒体の場合はラディアル方向）として解析を行った。このとき、トラックの延長方向（ディスク状の光記録媒体の場合は接線方向）に近い焦線方向は、トラックの延長方向に対し２２．５°の方向となる。この様子を図２１に示す。
図２１に示すように、トラックの延長方向（接線方向）をｙ軸、トラックの並ぶ方向（ラディアル方向）をｘ軸とする。このような収差を与える上記式（１）又は式（２）で定義される極座標において、ｘ軸方向をθ＝０°とすると、焦線方向は、トラックの延長方向であるｙ軸方向からの角度γが約２２．５°の方向となる。この方向を実線ｘ´で示す。焦線方向はこの実線ｘ´で示す方向と、この方向から９０°を成す実線ｙ´で示す方向となる。
このような収差を与えることによって、光強度分布がこれら焦線方向にシフトされる。これにより、プッシュプル変調成分が存在する焦線ｘ´と存在しない焦線ｙ´に分離することができる。
【００４４】
極座標のθ＝０°がトラックの並ぶ方向から角度δずれた場合のデトラックに対する信号量を解析した結果を図２２に示す。図２２においては、前述の図２７に示す受光部９ａから得られる信号 (Ａ１−Ａ３)−ｋ×（Ａ２−Ａ４）のデトラックに対する変化を解析した結果を示す。また、図２２においては、実線ｊ１〜ｊ１９は、極座標のθ＝０°がトラックの並ぶ方向からずれる角度δを、−２２．５度から２２．５度まで０．５度毎に変化させた場合を示す。
図２２から明らかなように、角度δが±２２．５度の場合は殆ど信号が得られないが、その他の角度では十分にデトラックに対する良好なトラッキングエラー信号が得られることがわかる。
このため、本発明においては、収差付加部が有する上記式（１）又は（２）で定義される収差を表す極座標において、θ＝０°とする方向を、光記録媒体のトラックの並ぶ方向から±２２．５度未満の範囲とすることが望ましいことが分かる。
すなわち、収差付加部に与える収差として、上記式（１）又は（２）を、
Ｗ（ρ，θ）＝Ｚ×ρ２×ｓｉｎ（４θ＋δ）・・・（１´）
又は
Ｗ（ρ，θ）＝Ｚ×ρ４×ｓｉｎ（４θ＋δ）・・・（２´）
（但し、Ｚは収差量を表す係数、ρ及びθは光軸を原点とする極座標の半径と角度を示す）
と表したときに、
−２２．５°＜δ＜２２．５°
とすることが望ましいといえる。
【００４５】
次に、収差付加部による±１次回折光を受光する受光部の光軸上の位置について検討した結果を説明する。
上記式（１）又は（２）に定義される収差を与える場合、そのスポット形状は、光軸上の位置によって変化する。この様子を図２３Ａ及びＢに示す。図２３Ａにおいては光軸に沿う方向の光ビームＬの概略断面図、図２３Ｂにおいては、光軸と直交する面での光ビームのスポット形状を示す。図２３Ｂに示すように、上記式（１）又は（２）に定義される収差を与えられた光ビームＬのスポット形状は、前側焦線において四葉型、最小錯乱円において略真円、後側焦線においては、前側焦線とは傾斜する方向が異なる四葉型となる。すなわち、光軸Ｃ上において受光部をそれぞれ前側焦線、最小錯乱円、後側焦線に配置すると、それぞれ四葉型のスポットＳ１、略真円型のスポットＳ２、スポットＳ１とは傾きの対称な四葉型のスポットＳ３として受光される。
【００４６】
この受光部の配置位置によって、信号がどのように変化するかを解析した結果を図２４に示す。図２４においては、前述の図２７に示す受光部９ａから得られる信号（Ａ１−Ａ３）−ｋ×（Ａ２−Ａ４）のデトラックに対する変化を解析した結果を示す。また、図２４において、実線ｌ１は後側焦線、実線ｌ２は後側焦線と最小錯乱円の中間、実線ｌ３は最小錯乱円、実線ｌは前側焦線と最小錯乱円との中間、実線ｌ５は前側焦線に、それぞれ受光部を配置した場合を示し、実線ｌ６〜ｌ１３は最小錯乱円から前側焦線までの距離を１とし、最小錯乱円から前側焦線を超えてそれぞれその１．５倍、２．５倍、３．０倍、３．５倍、４．０倍、４．５倍、５．０倍の位置に受光部を配置した場合を示す。
【００４７】
図２４から明らかなように、受光部を後側焦線から前側焦線、更に、最小錯乱円から前側焦線を超えて、最小錯乱円と前側焦線との距離の５．０倍の位置まで配置する全ての場合で、十分にデトラックに対する良好なトラッキングエラー信号が得られることがわかる。
【００４８】
次に、光記録媒体の案内溝等の条件により、受光部における光スポット内のプッシュプル変調領域の占める大きさによる影響について検討した結果を説明する。
光記録媒体の種類によって案内溝の周期（トラックピッチ）ｔｐ、対物レンズの開口数ＮＡ、記録及び／又は再生用の光の波長λが異なる。上述のプッシュプル変調領域の大きさは、これらによって変化する。
図２５に示すように、光記録媒体の案内溝によって回折される０次光Ｓ（０）と±１次回折光（図２５においては＋１次回折光のみ示す）Ｓ（＋１）との中心の間隔をｄとすると、
ｄ＝λ／（ｔｐ×ＮＡ）                  ・・・（１３）
となる。
図２５において斜線を付して示す領域Ｐ１にプッシュプル変調成分が表れる。
この領域Ｐ１が光スポット内の中央に接近していると、収差付加部に上記式（１）又は（２）に定義される収差を与えても、焦線方向にプッシュプル変調成分を分離することができない恐れがある。
【００４９】
図２６においては、この光記録媒体の案内溝の形状、対物レンズの開口数ＮＡ、記録及び／又は再生用の光の波長λで決定される上記式（１３）で定義される間隔ｄを１．０から２．０まで０．１毎に変化させて、それぞれ前述の図２７に示す受光部９ａから得られる信号(Ａ１−Ａ３)−ｋ×（Ａ２−Ａ４）のデトラックに対する変化を解析した結果を示す。すなわち図２６において、実線ｎ１〜ｎ１１はそれぞれ上記ｄを１．０から２．０まで０．１毎に変化させて解析した結果をそれぞれ示す。
【００５０】
図２６から明らかなように、ｄ＝１．２付近で信号量が略０になり、ｄ＜１．２だと極性が反転するので、ｄ＞１．２を満足する光記録媒体であれば適用できることがわかる。なお、ｄ＝２．０は、光記録媒体によって回折した１次光と０次光とが重ならないことを意味し、信号検出ができない。このため、ｄ＜２．０であることが前提条件となる。
因みに、使用波長が４０５ｎｍ程度、対物レンズの開口数が０．８５程度、トラックピッチｔｐが０．３２μｍ程度とされる高密度の光記録媒体ではｄ＝１．４９、ＤＶＤ−ＲＯＭではｄ＝１．４６、ＤＶＤ±Ｒ及びＤＶＤ±ＲＷではｄ＝１．３５であり、適用可能である。なお、ＤＶＤ−ＲＡＭではｄ＝０．８１、ＣＤではｄ＝１．０８、ＣＤ−Ｒ及びＣＤ−ＲＷではｄ＝０．９８となる。
【００５１】
なお、以上解析した結果は、それぞれ上記式（１）又は（２）における収差係数ＺをＺ＝１とした。
また、極座標のθ＝０°となる方向を変化させた図２２に示す例以外の解析結果は、全て図２１におけるｘ軸方向（トラックの並ぶ方向に対応する方向）を極座標のθ＝０°となる方向とした。
更に、受光部を配置する位置を変化させた図２４に示す例以外の解析結果は、全て受光部を前側焦線に配置する場合とした。
更にまた、光記録媒体及び光学系によって決まる上記ｄを変化させた図２６に示す例以外の解析結果は、全てｄ＝１．４７、すなわち光記録媒体のトラックピッチｔｐを０．３２μｍ、対物レンズの開口数ＮＡを０．８５、記録再生用光の波長λを０．４μｍとする光記録媒体に対応させる場合とした。
【００５２】
以上説明したように、本発明によれば、４次の収差を付与することによって対物レンズのオフセットを補正した安定したトラッキングエラー信号を得ることができると共に、１本のビームのみにてトラッキングエラー検出用の光学系を構成することができることから、次の効果が得られる。
１．光利用効率が向上する。
２．光学系の光軸合わせ、ビームの位置合わせ、ビームの移動方向の位置合わせ精度などを緩和して、光学系の構成及びその組み立て工程の簡易化、生産性の向上、更に歩留まりの低下を図ることができる。
３．複数のビームを用いないことから、複数の記録層を有する光記録媒体に対し記録再生を行う場合の不要光の発生を抑制、低減することができる。
４．異なるトラックピッチを有する光記録媒体に対する互換性が得られる。
【００５３】
そして更に本発明においては、収差付加部に４次の収差を付加する収差付加領域を部分的に設ける構成とすることから、この４次の収差を付加する領域以外の領域からの信号をフォーカスエラー信号に利用できるので、自由にフォーカスエラー検出方式を選択することが可能となる。例えばＳＳＤ方式を利用する場合においても、４次の収差量とデフォーカス量を独別に選定することができ、スポットの大きさをデフォーカスの引き込み量とをそれぞれ自由に選択することが可能となる。また、受光素子の分割方向も自由に選択できる。
【００５４】
なお、本発明の光学ピックアップ及び光記録再生装置は、上述の実施形態例において説明した構成に限定されることなく、本発明構成を逸脱しない範囲において種々の変形、変更が可能である。
例えば、本発明の光記録再生装置において、フォーカスエラー検出方法は、上述のナイフエッジ法、ＳＳＤ検出法に限定されることなく、その他の方法を用いることが可能である。
また、本発明の光学ピックアップ、光記録再生装置及びトラッキングエラー信号検出方法は、上述したように、使用波長が４０５ｎｍ程度、対物レンズの開口数が０．８５程度、トラックピッチが０．３２μｍ程度とされる高密度の光記録媒体や、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ±Ｒ及びＤＶＤ±ＲＷに適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の実施形態に係る光学ピックアップを有する光記録再生装置の概略構成図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る光学ピックアップの収差付加部の概略平面構成図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る光学ピックアップにおける受光部の受光素子及びビームスポット形状の概略平面図である。
【図４】本発明の第１の実施形態に係る光学ピックアップにおける受光部のデトラックに対する出力信号を解析した結果を示す図である。
【図５】本発明の第１の実施形態に係る光学ピックアップにおける受光部の対物レンズシフトに対する出力信号を解析した結果を示す図である。
【図６】本発明の第１の実施形態に係る光学ピックアップにおける収差付加部の概略平面構成図である。
【図７】本発明の第１の実施形態に係る光学ピックアップにおける受光部の概略平面構成図である。
【図８】本発明の第１の実施形態に係る光学ピックアップ及び光記録再生装置の演算回路の概略構成図である。
【図９】本発明の第２の実施形態に係る光学ピックアップの収差付加部の概略平面構成図である。
【図１０】本発明の第２の実施形態に係る光学ピックアップにおいて収差付加部の第１の領域を４次の収差を付加する収差付加領域とした場合の受光部の受光素子及びビームスポット形状の概略平面図である。
【図１１】本発明の第２の実施形態に係る光学ピックアップにおいて収差付加部の第１の領域を４次の収差を付加する収差付加領域とした場合のデトラックに対する出力信号を解析した結果を示す図である。
【図１２】本発明の第２の実施形態に係る光学ピックアップにおいて収差付加部の第１の領域を４次の収差を付加する収差付加領域とした場合の対物レンズシフトに対する出力信号を解析した結果を示す図である。
【図１３】本発明の第２の実施形態に係る光学ピックアップにおいて収差付加部の第２の領域を４次の収差を付加する収差付加領域とした場合の受光部の受光素子及びビームスポット形状の概略平面図である。
【図１４】本発明の第２の実施形態に係る光学ピックアップにおいて収差付加部の第２の領域を４次の収差を付加する収差付加領域とした場合のデトラックに対する出力信号を解析した結果を示す図である。
【図１５】本発明の第２の実施形態に係る光学ピックアップにおいて収差付加部の第２の領域を４次の収差を付加する収差付加領域とした場合の対物レンズシフトに対する出力信号を解析した結果を示す図である。
【図１６】本発明の第２の実施形態に係る光学ピックアップにおける収差付加部の概略平面構成図である。
【図１７】本発明の第２の実施形態に係る光学ピックアップにおける受光部の概略平面構成図である。
【図１８】本発明の第２の実施形態に係る光学ピックアップ及び光記録再生装置の演算回路の概略構成図である。
【図１９】本発明の第２の実施形態に係る光学ピックアップにおける収差付加部の概略平面構成図である。
【図２０】本発明の第２の実施形態に係る光学ピックアップにおける受光部の概略平面構成図である。
【図２１】４次の収差がある場合の焦線方向の説明図である。
【図２２】本発明の光学ピックアップにおいて収差の焦線方向の角度の変化に対する信号量の変化を示す図である。
【図２３】Ａは光軸に沿う方向の光ビームＬの概略断面図である。Ｂは光軸と直交する面での光ビームのスポット形状の概略平面図である。
【図２４】本発明の光学ピックアップにおいて受光部の配置位置の変化に対する信号量の変化を示す図である。
【図２５】光学ピックアップにおける受光部の光スポットの説明図である。
【図２６】本発明のトラッキングエラー信号検出方法において、ｄ（＝λ／（ｔｐ×ＮＡ））の変化に対する信号量の変化を示す図である。
【図２７】４次の収差を付加した場合の受光素子上のビームスポット形状を示す概略平面構成図である。
【図２８】通常の光学ピックアップにおける受光部のスポット形状の一例の概略平面図である。
【図２９】４次の収差がある場合の対物レンズシフトに対する出力信号を解析した結果を示す図である。
【符号の説明】
【００５６】
１．光学ピックアップ、２．光源部、３．レンズ、４．偏光ビームスプリッタ、５．波長板、６．対物レンズ、７．レンズ、８．収差付加部、８１．第１の領域、８２．第２の領域、９．受光部、１０．光記録媒体、１１．対物レンズ駆動部、１２．アクチュエータ、１３．光ヘッド駆動部、１５．演算回路、１６．回転駆動部、２１．減算器、２２．加算器、２３．加算器、２４．減算器、２５．加算器、２６．加算器、２７．減算器、２８〜３１．加算器、３２．減算器、４１〜４３．係数乗算器、９０〜９４．受光素子、１００．光記録再生装置
【図１】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１４】
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【図１５】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２９】
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【図２】
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【図３】
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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１３】
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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２３】
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【図２７】
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【図２８】
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