(57)【要約】【課題】複数波長対応のレーザ光源に対して３スポット法を用いてトラッキングし光記録媒体によらず受光素子の定位置に光スポットを与える。【解決手段】光ヘッド光学系１において、格子間隔と格子角度とが互いに異なる回折領域１２ｂと回折領域１２ａとを備え、この２つの回折領域のうち回折領域１２ａが回折領域１２ｂを挟んで対称位置に２つ配置された回折格子１２を半導体レーザ素子１１と対物レンズ１５の間に設ける。特に、回折領域１２ａの格子間隔Ｐ１、格子角度θ１、回折領域１２ｂの格子間隔Ｐ２、格子角度θ２とし、使用波長をλ１、λ２としたとき、寸法許容差など種々の誤差を考慮してＰ２／Ｐ１＝ε＊λ２／λ１（０．９≦ε≦１．１）を満たす格子ピッチを設定する。【選択図】  図４
2004334962.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光記録媒体上に形成された３つのスポットによりトラッキング誤差信号を生成する光ヘッドにおいて、
少なくとも２種の光記録媒体に応じて異なる波長の光ビームを射出する２つの光源が隣接して配置されたレーザ光源と、
第１の回折領域と該第１の回折領域に対称に配される第２の領域とを少なくとも有し上記光源から射出された光記録媒体に応じて異なる波長の光ビームを回折する回折光学手段と、
上記回折光学手段にて得られた光記録媒体に応じて異なる光ビーム毎の０次回折光と±１次回折光とを検出する光検出手段と、
上記光検出手段にて検出された回折光強度からトラッキング誤差信号を生成する誤差検出手段と
を備えることを特徴とする光ヘッド。
【請求項２】
上記光検出手段は、固定位置にて上記第１の回折領域にて得られた第１の光記録媒体のための第１の波長を有する光ビームの０次回折光と±１次回折光を検出するとともに、上記第２の回折領域にて得られた第２の光記録媒体のための第２の波長を有する光ビームの０次回折光と±１次回折光を検出することを特徴とする請求項１記載の光ヘッド。
【請求項３】
上記回折光学手段は、回折格子であって、上記第１の回折領域と上記第２の回折領域とでは、回折格子間隔が異なることを特徴とする請求項１記載の光ヘッド。
【請求項４】
上記回折光学手段は、上記第１の回折領域の回折格子間隔をＰ１、上記第２の回折領域の回折格子間隔をＰ２とし、上記第１の波長をλ１、上記第２の波長をλ２とするとき、
Ｐ２／Ｐ１＝ε＊λ２／λ１（０．９≦ε≦１．１）
を満たすことを特徴とする請求項３記載の光ヘッド。
【請求項５】
上記回折光学手段は、回折格子であって、上記第１の回折領域と上記第２の回折領域とでは、回折格子の格子角度が異なることを特徴とする請求項１記載の光ヘッド。
【請求項６】
上記回折光学手段の第１の回折領域と第２の回折領域のうち少なくとも一方は、波長選択性を有することを特徴とする請求項１記載の光ヘッド。
【請求項７】
光記録媒体に光ビームを照射し、光記録媒体上に形成された３つのスポットにより生成されるトラッキング誤差信号によりトラッキング動作を行う光記録媒体記録再生装置において、
少なくとも２種の光記録媒体に応じて異なる波長の光ビームを射出する光源と、
少なくとも第１の回折領域と上記第１の回折領域に対称に配される第２の領域とを有し上記光源からの光ビームを回折する回折光学手段と、
上記回折光学手段にて得られた０次回折光と±１次回折光とを検出する光検出手段と、
上記光検出手段にて検出された回折光強度からトラッキング誤差信号を生成する誤差検出手段と、
上記誤差検出手段によって検出されたトラッキング誤差に基づいて記録再生動作を制御する制御手段と
を備えることを特徴とする光記録媒体記録再生装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ヘッド及び光記録媒体記録再生装置に関し、特に、複数の光記録媒体を記録再生するために用意された複数の波長の光ビームを同一光学系にて扱う光ヘッド及び光記録媒体記録再生装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、光ディスクのような光記録媒体は、大容量の情報信号を記録可能なため、オーディオデータ、ビデオデータ、コンピュータデータ等の様々なデータ種類に対する記録媒体として利用が進んでいる。
【０００３】
光ディスクとしては、光変調記録を用いた種々の方式の記録再生ディスク、いわゆる「光磁気記録」、「相変化記録」及び「色素記録」等を含む光ディスク、具体的には「ＣＤ−Ｒ／ＲＷ」、「ＤＶＤ−ＲＡＭ」、「ＤＶＤ−Ｒ／ＲＷ」、「ＤＶＤ＋ＲＷ」等があり、記憶容量の増大とともに種類も多様化している。
【０００４】
そこで、それぞれ記録再生波長の異なるＣＤ用（７８０ｎｍ帯域）とＤＶＤ用（６５０ｎｍ帯域）の２つのレーザ光源（レーザダイオード：ＬＤと記す。）を使用し、両規格に対して読取及び書込可能な記録再生装置も開発されている。
【０００５】
ところで、光ディスクのトラッキングサーボ方法には、周知の手法として、メインビームのプッシュプル信号とこのプッシュプル信号に対して１８０°位相がずれるように光記録媒体上に照射されたサブビームのプッシュプル信号との差動によってトラッキング誤差信号を生成するＤＰＰ法（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ  Ｐｕｓｈ  Ｐｕｌｌ；差動プッシュプル法）、２つのサブビームの強度差によってトラッキング誤差信号を生成する３スポット法等があるが、上述のようにＤＶＤとＣＤのそれぞれの波長帯に対応したレーザ光源を別々のパッケージとして備えた光ピックアップでは、各波長に対応した格子間隔を有する回折格子をレーザ光毎に用意してレーザ光を分離すれば、従来のＤＰＰ法又は３スポット法の何れの場合もディスク上のメインスポットとサイドスポットとの位置をそれぞれの記録媒体に応じて最適化することができる。
【０００６】
一方、ＤＶＤとＣＤのそれぞれの波長帯に対応した２つのレーザ光源を隣接して配置し１つのパッケージに集約した２波長用レーザ光源（２波長用ＬＤ）を使用して、異なるトラックピッチの光ディスクに対して、トラッキングサーボをかける方法が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００７】
【特許文献１】
特開２００１−２５０２５０号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、２波長用レーザ光源（２波長用ＬＤ）を使用した光ピックアップは、波長が異なるレーザ光が同一の光学部品を経由して光ディスク上の情報を読み取っている、若しくは光ディスク上に情報を書き込んでいることになる。
【０００９】
この場合、上記特許文献１のような回折格子を使用すれば、サブビームによるプッシュプル信号が現れないため、メインビームのプッシュプル信号が検出でき、サブビームのＤＣ光量を利用してＤＰＰ法によるトラッキング誤差信号を生成することができる。しかし、サブビームでプッシュプル信号の検出ができないため、２つのサブビームの強度が光記録媒体のトラックずれに対して変化せず、３スポット法によるトラッキング誤差信号を生成することができない。
【００１０】
このように、２波長用ＬＤを使用した光学系では、波長の異なるレーザ光が同一の光学部品を通過するため、上記特許文献１に示した回折格子を使用した場合、ＤＰＰ法でしかトラッキング誤差信号を生成できないが、現在でも３スポット法を利用してトラッキングサーボを行う要求が高い。
【００１１】
また、ＤＶＤではＤＰＰ法、ＣＤでは３スポット法によってトラッキングを行うために、波長選択性を有する回折格子を組み合わせる方法や、波長選択性を有する１／４波長板と偏光グレーティングを組み合わせる方法等もある。しかし、前者は、スカラー回折効率では１００％の０次光効率が得られても、実際に作製した素子では０次光効率が９０％程度に低下してしまう。また、後者は、素子のコストが高く偏光の消光比も高くないため、不要光が発生するリスクが高いという問題点があった。
【００１２】
さらに、ＣＤとＤＶＤとでは、利用する光の波長帯が異なるため、両波長で同一の回折格子を使用すると、受光素子上のメインスポットとサイドスポットとの距離が異なる。これにより、ＣＤ，ＤＶＤの両ディスクにおいてプッシュプル信号を検出するには、それぞれのスポットが照射される位置に受光素子の分割線を設ける必要があった。
【００１３】
そこで本発明は、このような従来の実情に鑑みて提案されたものであり、複数波長対応のレーザ光源を用いて３つのスポットによりトラッキング誤差信号を生成し、光記録媒体によらず受光素子の定位置に光スポットを与える光ヘッド及び光記録媒体記録再生装置を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上述した目的を達成するために、本発明に係る光ヘッドは、光記録媒体上に形成された３つのスポットによりトラッキング誤差信号を生成する光ヘッドにおいて、少なくとも２種の光記録媒体に応じて異なる波長の光ビームを射出する２つの光源が隣接して配置されたレーザ光源と、第１の回折領域と該第１の回折領域に対称に配される第２の領域とを少なくとも有し光源から射出された光記録媒体に応じて異なる波長の光ビームを回折する回折光学手段と、回折光学手段にて得られた光記録媒体に応じて異なる光ビーム毎の０次回折光と±１次回折光とを検出する光検出手段と、光検出手段にて検出された回折光強度からトラッキング誤差信号を生成する誤差検出手段とを備えることを特徴とする。
【００１５】
ここで、光検出手段は、固定位置にて第１の回折領域にて得られた第１の光記録媒体のための第１の波長を有する光ビームの０次回折光と±１次回折光を検出するとともに、第２の回折領域にて得られた第２の光記録媒体のための第２の波長を有する光ビームの０次回折光と±１次回折光を検出する。
【００１６】
回折光学手段としては、回折格子を用い、第１の回折領域と第２の回折領域とで回折格子間隔を異ならせる。特に、第１の回折領域の回折格子間隔をＰ１、第２の回折領域の回折格子間隔をＰ２とし、第１の波長をλ１、第２の波長をλ２とするとき、Ｐ２／Ｐ１＝ε＊λ２／λ１（０．９≦ε≦１．１）を満たすような格子間隔を選択することが好ましい。
【００１７】
また、回折光学手段として用いる回折格子の第１の回折領域と第２の回折領域とで回折格子の格子角度を変更することが好ましい。回折光学手段の第１の回折領域と第２の回折領域のうち少なくとも一方は、波長選択性を有するとよい。
【００１８】
また、上述した目的を達成するために、本発明に係る光記録媒体記録再生装置は、光記録媒体に光ビームを照射し光記録媒体上に形成された３つのスポットにより生成されるトラッキング誤差信号によりトラッキング動作を行う光記録媒体記録再生装置において、少なくとも２種の光記録媒体に応じて異なる波長の光ビームを射出する光源と、少なくとも第１の回折領域と第１の回折領域に対称に配される第２の領域とを有し光源からの光ビームを回折する回折光学手段と、回折光学手段にて得られた０次回折光と±１次回折光とを検出する光検出手段と、光検出手段にて検出された回折光強度からトラッキング誤差信号を生成する誤差検出手段と、誤差検出手段によって検出されたトラッキング誤差に基づいて記録再生動作を制御する制御手段とを備えることを特徴とする。
【００１９】
【発明の実施の形態】
本発明の具体例として示す光ヘッドは、光学系中に配置されるグレーティング（回折光学手段）を、第１の回折領域と該第１の回折領域に対称に配される第２の領域とを有する構成とすることによって、複数の光記録媒体を記録再生するために用意された複数の波長の光ビームを同一光学系にて扱う光ヘッドにおいて、３スポット法によりトラッキング誤差信号を生成できるようにした光ヘッドである。
【００２０】
以下、本発明に係る光ヘッド及び光記録媒体記録再生装置の具体例について、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下に述べる具体例は、本発明の好適な具体例であるから技術的に好ましい種々の限定が付されているが、以下の説明では、本発明に限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。以下、光記録媒体を光ディスクとして説明する。
【００２１】
まず、本発明に係る光ヘッドを適用した光ディスク記録再生装置１０１を図１に示す。光ディスク記録再生装置１０１は、光記録媒体である光ディスク１０２を回転操作する駆動手段としてのスピンドルモータ１０３と、本発明に係る光ヘッド１０４と、その駆動手段としての送りモータ１０５を備えている。
【００２２】
光ディスク１０２は、光変調記録を用いた種々の方式の記録再生ディスク、いわゆる「光磁気記録」、「相変化記録」及び「色素記録」等を含む光ディスク、具体的には「ＣＤ−Ｒ／ＲＷ」、「ＤＶＤ−ＲＡＭ」、「ＤＶＤ−Ｒ／ＲＷ」、「ＤＶＤ＋ＲＷ」等、又は、各種光磁気記録媒体である。また、この光ディスク１０２として、記録層上における最適な記録及び／又は再生光パワーの異なる少なくとも２以上の記録領域に記録層が分割された光ディスク、複数の記録層が透明基板を介して積層された光ディスクであっても使用できる。
【００２３】
記録層上における最適な記録及び／又は再生光パワーの差異は、光ディスクにおける記録方式そのものが異なることに起因するもののほか、光ディスクの回転速度（光ヘッド１０４に対する線速度）の違いによって生じるもの（いわゆる標準速度ディスクに対するｎ倍速ディスク）であってもよい。
【００２４】
また、この光ディスク１０２としては、最適な記録及び／又は再生光パワーが異なる記録媒体、又は同一の少なくとも２以上の記録層を有する多層光ディスクを使用することができる。この場合、多層光ディスクの設計のしかたにより、各記録層についての最適な記録及び／又は再生光パワーに違いが生じる。
【００２５】
なお、本具体例で使用する光ディスクは、７８０ｎｍ帯域のレーザ光を記録再生光とするＣＤ（光ディスク１０２ａ）、６５０ｎｍ帯域のレーザ光を記録再生光として使用するＤＶＤ（光ディスク１０２ｂ）である。
【００２６】
スピンドルモータ１０３は、ディスク種類判別手段ともなるシステムコントローラ１０７及びサーボ制御回路１０９によりディスク種類に応じて駆動制御されており、ディスク毎に所定の回転数で駆動される。
【００２７】
光ヘッド１０４は、光ディスク１０２の記録層に対して光束を照射し、この光束の記録層による反射光を検出する。また、光ヘッド１０４は、光ディスク１０２の記録層からの反射光に基づいて、後述する各種光束を検出し、各光束に対応する信号をプリアンプ部１０２に供給する。この光ヘッド１０４の光学系は、図２を用いて詳説する。
【００２８】
プリアンプ部１０２の出力は、信号変換復調部及びＥＣＣブロック１０８に送られる。この信号変復調部及びＥＣＣブロック１０８は、信号の変調、復調及びＥＣＣ（エラー訂正符号）の付加を行う。光ヘッド１０４は、信号変復調部及びＥＣＣブロック１０８の指令にしたがって回転する光ディスク１０２の記録層に対して光照射を行い、光ディスク１０２に対する信号の記録又は再生を行う。
【００２９】
プリアンプ部１２０は、各光束に対応する信号に基づいて、フォーカスエラー信号、トラッキングエラー信号、ＲＦ信号等を生成するように構成されている。記録又は再生の対象媒体とされる光記録媒体の種類に応じて、サーボ制御回路１０９、信号変復調部及びＥＣＣブロック１０８等により、これらの信号に基づく復調及び誤り訂正処理等の所定の処理が行われる。
【００３０】
復調された記録信号は、光ディスク１０２が、例えばコンピュータのデータストレージ用であれば、インターフェイス１１１を介して外部コンピュータ１３０等に送出される。外部コンピュータ１３０等は、光ディスク１０２に記録された信号を再生信号として受け取ることができる。
【００３１】
また、光ディスク１０２が、いわゆる「オーディオビジュアル」用ディスクであれば、Ｄ／Ａ，Ａ／Ｄ変換器１１２のＤ／Ａ変換部でデジタル／アナログ変換され、オーディオビジュアル処理部１１３に供給される。オーディオビジュアル処理部１１３に供給された信号は、オーディオビジュアル処理部１１３にてオーディオビデオ信号処理され、オーディオビジュアル信号入出力部１１４を介して外部の撮像映写機器に伝送される。
【００３２】
光ヘッド１０４は、送りモータ１０５により光ディスク１０２上の所定の記録トラックまで移動操作される。スピンドルモータ１０３の制御、送りモータ１０５の制御、及び光ヘッド１０４において光集光手段となる対物レンズを保持する２軸アクチュエータのフォーカシング方向の駆動とトラッキング方向の駆動制御は、それぞれサーボ制御回路１０９により行われる。
【００３３】
サーボ制御回路１０９は、光ヘッド１０４内に配設された光結合効率可変素子を動作させ、光ヘッド１０４における光結合効率、すなわち半導体レーザ素子等のレーザ光源から出射する光束の総光量と光ディスク１０２上に集光する光量との比率が、記録モード時、再生モード時、或いは光ディスク１０２の種類に応じて変更されるように制御している。
【００３４】
レーザ制御部１２１は、光ヘッド１０４のレーザ光源を制御する。特に、この具体例では、記録モード時と再生モード時とで、または光ディスク１０２の種類に応じてレーザ光源の出力パワーを異ならせる制御を行っている。
【００３５】
また、レーザ制御部１２１では、光ディスク１０２が記録層上における最適な記録及び／又は再生光パワーの異なる少なくとも２種類以上の光ディスクから選択的に使用されたものである場合（記録方式の異なるもの、分割された記録領域の何れかであるか、積層された記録層のうちいずれであるか、光束に対する相対線速度が異なるものなどの何れも含む）、ディスク種類判別センサ１１５が光ディスク１０２の種類を判別する。光ディスク１０２としては、上述したように光変調記録を用いた種々の方式の光ディスク、または各種光磁気記録媒体があげられ、このなかには、記録層上における最適な記録及び／又は再生光パワーが異なる記録媒体も含まれている。ディスク種類判別センサ１１５は、光ディスク１０２の表面反射率や、その他の形状的及び外形的な違いなどを検出できる。
【００３６】
システムコントローラ１０７は、ディスク種類判別センサ１１５より送られる検出結果に基づいて光ディスク１０２の種類を判別する。光記録媒体の種類を判別する手法としては、光記録媒体がカートリッジに収納されるタイプであれば、このカートリッジに検出穴を設けておく手法があげられる。
【００３７】
また、他の例としては、光記録媒体最内周にあるプリマスタードピットやグルーブ等に記録された目録情報（Ｔａｂｌｅ  Ｏｆ  Ｃｏｎｔｅｎｔｓ；ＴＯＣ）による情報に基づいて、「ディスク種別」若しくは「推奨記録パワー及び推奨再生パワー」を検出し、この光記録媒体の記録及び再生に適した記録及び再生光パワーを設定する手法があげられる。
【００３８】
光結合効率制御手段となるサーボ制御回路１０９は、システムコントローラ１０７に制御されて、ディスク種類判別センサ１１５の判別結果に応じて、光ヘッド１０４における光結合効率を制御する。
【００３９】
光ディスク１０２が最適な記録及び／又は再生光パワーの異なる少なくとも２以上の記録領域に記録層が分割された光ディスクである場合、記録領域識別手段により記録及び／又は再生をしようとする記録領域を検出する。
【００４０】
複数の記録領域が光ディスク１０２の中心からの距離に応じて同心円上に分割されている場合には、記録領域識別手段としてサーボ制御回路１０９を用いることができる。サーボ制御回路１０９は、例えば光ヘッド１０４と光ディスク１０２との相対位置を検出する（ディスク１０２に記録されたアドレス信号をもとに位置検出する場合を含む）ことによって、記録及び／又は再生を使用とする記録領域を判別できる。そして、サーボ制御回路１０９は、記録及び／再生を使用とする記録領域の判別結果に応じて光ヘッド１０４における光結合効率を制御する。
【００４１】
また、光ディスク１０２が最適な記録及び／再生光パワーの異なる少なくとも２以上の記録層を有する多層光ディスクである場合、記録層識別手段により、記録及び／又は再生を使用とする記録層を判別する。記録層識別手段としては、サーボ制御回路１０９を用いることができる。サーボ制御回路１０９は、例えば光ヘッド１０４と光ディスク１０２との相対位置を検出することによって、記録及び／又は再生をしようとする記録層を検出できる。サーボ制御回路１０９は、記録及び／又は再生を使用とする記録層の判別結果に応じて、光ヘッド１０４における光結合効率を制御する。
【００４２】
なお、これら光ディスクの種類、記録領域、記録層についての情報は、各光ディスクに記録された、いわゆるＴＯＣなどの目録情報を読み取ることによっても判別できる。
【００４３】
続いて、図２に、本発明の具体例として示す光ディスク記録再生装置の光ヘッド１０４の光学系１を示す。この光ヘッド光学系１は、往路光学系として、ＣＤ用の７８０ｎｍ帯域のレーザ光と、ＤＶＤ用の６５０ｎｍ帯域のレーザ光を照射する半導体レーザ素子１１と、回折格子１２と、偏光ビームスプリッタ１３と、入射光を平行光束にするコリメータレンズ１４と、対物レンズ１５とを有し、光源から照射されたレーザ光を光ディスク１０２（光ディスク１０２ａ若しくは光ディスク１０２ｂ）の盤面に照射する。光路の途中に光軸方向を変更する反射ミラー１６を備えていてもよい。本具体例として示す光ヘッドでは、トラッキング方法として３ビーム方式を採用している。そのため、レーザ光光源である半導体レーザ素子１１から出射したレーザ光は、図示しないが、回折格子（グレーティング）等によって３ビームに分割されるようになっている。ここで、回折格子１２は、図３に示すようにコリメータレンズ１４と対物レンズ１５との間にあってもよい。
【００４４】
また、光ヘッド光学系１は、復路光学系として、偏光ビームスプリッタ１３を通過した反射レーザ光を集光する集束レンズ１７と、シリンドリカルレンズ１８と、光検出器１９とを有し、光ディスク１０２ａ，１０２ｂの盤面にて反射した反射レーザ光を光検出器１９にて検出する。
【００４５】
続いて、図４を用いて、本具体例で用いる回折格子１２について詳細に説明する。
【００４６】
回折格子１２は、格子間隔と格子角度とが互いに異なる回折領域１２ｂと回折領域１２ａとを備えており、２つの領域のうち、回折領域１２ａが回折領域１２ｂを挟んで対称位置に２つ配置されている。
【００４７】
本具体例では、回折領域１２ａは、６５０ｎｍ帯域を記録再生光として使用するＤＶＤ（光ディスク１０２ａ）用のレーザ光を回折するために使用され、回折領域１２ｂは、７８０ｎｍ帯域を記録再生光とするＣＤ（光ディスク１０２ｂ）用のレーザ光を回折するために使用される。以下では、回折領域１２ａの格子間隔（格子ピッチ）をＰ１、格子角度をθ１とし、回折領域１２ｂの格子間隔（格子ピッチ）をＰ２、格子角度をθ２として表す。これら各格子間隔や各格子角度の値は、使用するレーザ光波長に応じて決定されるパラメータである。
【００４８】
図５、図６は、回折格子１２の各領域で回折されるレーザ光の有効範囲を示している。図５は、回折領域１２ａの格子ピッチＰ１の回折領域１２ａに回折され得られたＣＤ用レーザ光及びＤＶＤ用レーザ光の０次回折光、±１次回折光の対物レンズにおける焦点光径を説明している。
【００４９】
一方、図６は、回折領域１２ｂの格子ピッチＰ１に対応する０次回折光、±１次回折光の対物レンズ上の焦点光径を示している。格子ピッチＰ１による回折角は、波長に比例する。
【００５０】
ここでスポットＤ０は、ＤＶＤ用レーザ光の０次回折光のスポットを示し、スポットＤ＋１、スポットＤ−１は、ＤＶＤ用レーザ光の±１次回折光のスポットを示し、スポットＣ０は、ＣＤ用レーザ光の０次回折光のスポットを示し、スポットＣ＋１、スポットＣ−１は、ＣＤ用レーザ光の±１次回折光のスポットを示す。
【００５１】
光ディスク上に照射される光束の回折格子上での光束径（ビームスポット）は、対物レンズ１５の外径によって決まり、その位置は回折格子１２の格子ピッチが一定であれば波長が長いほど回折角が大きい。ＣＤ（７８０ｎｍ帯）とＤＶＤ（６５０ｎｍ帯）とでは、ＣＤ用に使用される波長が長いため、ＣＤ用レーザ光の回折光のスポット位置がＤＶＤ用レーザ光の回折光より離れた位置シフトすることになる。
【００５２】
ただし、図５及び図６では、回折格子１２上に回折スポットが形成されているように表されているが、実際は、説明のために回折格子を通過した直後の光ビーム（スポット位置）を回折格子の各領域に対応付けて表したものである。
【００５３】
ここで、この回折格子１２を通過したレーザ光が回折され、ＣＤ用レーザ光とＤＶＤ用レーザ光とで回折光がシフトする様子を模式的に示す。図７及び図８には、説明のために図３に示す光学系の要部、すなわち反射ミラー１６を除く回折格子１２周辺と光ディスク１０２近傍を拡大して示した。図７は、半導体レーザ素子１１から照射されたレーザ光が領域１２ａにて回折される様子を示し、図８は、領域１２ｂにて回折される様子を示している。
【００５４】
半導体レーザ素子１１から照射されたレーザ光は、回折格子１２にて回折され、０次回折光及び±１次回折光を生じる。このとき入射波長によって異なる位置に回折スポットを生じる。
【００５５】
このように格子間隔と格子角度とが異なった複数の領域をもった回折格子１２を用いて半導体レーザ素子１１より照射される２つのレーザ光を回折することにより、それぞれのレーザ光より生じるメインビーム及びサイドビームの焦点位置を分離できる。
【００５６】
この回折格子１２を使用した光ヘッド光学系１における光検出器１９にて検出されるスポット光を示したのが図９（ａ）、（ｂ）である。光検出器１９は、受光素子１９１、１９２、１９３を備えており、この受光素子にて回折格子１２にて回折されたメインビーム及びサイドビームの回折光スポットの光ディスクにおける反射光を検出する。図９では回折領域１２ａをＤＶＤで使用し、回折領域１２ｂをＣＤで使用したスポットとなっている。受光素子１９１は、受光領域１９１ａ〜受光領域１９１ｄを有し、受光素子１９２は、受光領域１９２ａ，１９２ｂを有し、受光素子１９３は、領域１９３ａ，１９３ｂを有する。
【００５７】
本具体例では、非点収差法にてフォーカスエラーを検出するため受光素子上のスポットは、９０°回転されて検出される。すなわち、図９（ａ）、（ｂ）に表されるスポットは、スポットａＣ−１が回折領域１２ａに照射されたＣＤ用レーザ光の−１次回折光の光ディスクにおける反射光、スポットａＤ−１が回折領域１２ａに照射されたＤＶＤ用レーザ光の−１次回折光の光ディスクにおける反射光である。このように光ディスクにおける反射光が９０°回転されて受光領域１９２にて受光される。また、スポットａＤ＋１が回折領域１２ａに照射されたＤＶＤ用レーザ光の＋１次回折光の光ディスクにおける反射光、スポットａＣ＋１が回折領域１２ａに照射されたＣＤ用レーザ光の＋１次回折光の光ディスクにおける反射光である。
【００５８】
また、図９（ｂ）に示すスポットｂＣ−１は、回折領域１２ｂに照射されたＣＤ用レーザ光の−１次回折光の光ディスクにおける反射光、スポットｂＤ−１は、回折領域１２ｂに照射されたＤＶＤ用レーザ光の−１次回折光の光ディスクにおける反射光である。また、スポットｂＤ＋１は、回折領域１２ｂに照射されたＤＶＤ用レーザ光の＋１次回折光の光ディスクにおける反射光、スポットｂＣ＋１は、回折領域１２ｂに照射されたＣＤ用レーザ光の＋１次回折光の光ディスクにおける反射光である。
【００５９】
このように同一の受光素子によって、また、同一パターンにて、ＣＤ、ＤＶＤの両光ディスクに対してトラッキングが行える。
【００６０】
続いて、上述のように定位置に設けられた各受光素子に対して、ＣＤ用、ＤＶＤ用両レーザ光の回折光を適切な位置に照射するための最適な格子間隔及び格子角度の決定のしかたについて説明する。ＣＤとＤＶＤでサイドスポットの位置が異なると分割線をＣＤのスポットとＤＶＤのスポットとで別々に設ける必要がある。そこで、受光素子上でＣＤとＤＶＤのサイドスポット位置が一致するように回折領域１２ａ、１２ｂの格子間隔を選択する。
【００６１】
回折領域１２ａの格子間隔（格子ピッチ）をＰ１、格子角度をθ１とし、回折領域１２ｂの格子間隔（格子ピッチ）をＰ２、格子角度をθ２とし、使用する光ディスクの使用波長をそれぞれλ１、λ２とすると、その際の条件は次式で表される。
【００６２】
Ｐ２／Ｐ１＝λ２／λ１
【００６３】
上記の条件を満たす格子ピッチに設計することで、受光素子上でのサイドスポット位置を一致することができる。ところが実際は、上式を満たす条件は理論値であって、寸法許容差など種々の誤差を考慮すると、次式のようになる。
【００６４】
Ｐ２／Ｐ１＝ε＊λ２／λ１  （０．９≦ε≦１．１）
【００６５】
これにより、図９に示すように、ＣＤ用レーザ光を用いたときとＤＶＤ用レーザ光を用いたときとで、受光素子上でのスポット位置を略一致させることができる。
【００６６】
このように、分割された回折格子の２つの領域をそれぞれ、ＣＤ／ＤＶＤの波長帯域の違いを利用して、ＣＤ側、ＤＶＤ側に対応させて使用することにより、この光ヘッドで記録再生可能な光ディスクに応じて、固定された受光素子上にサイドスポットを照射する照射位置の最適化が容易に行える。
【００６７】
しかしながら、ＤＶＤ用レーザ光で回折領域１２ａを使用するといっても、その主ビーム中央部分ではＤＶＤ用レーザ光も回折領域１２ｂにおいて回折され、回折レーザ光を生じることになる。ＣＤ用レーザ光でも同様であって、主ビームは、回折領域１２ａによって回折され回折レーザ光が同時に発生する。これら各ディスクによって使用しない回折領域で生じた回折光は、トラッキングエラー信号に若干影響を及ぼすため極力抑制することが好ましい。
【００６８】
そのため、本具体例では、それぞれの領域にて他の波長を光学的に選択するような波長選択性を持たせることによって不要光の影響を抑止している。一例として、回折領域１２ａの格子の位相深さをＣＤの波長帯（７８０ｎｍ）で±１次回折光が発生しない深さに設定する。また回折領域１２ｂの格子の位相深さをＤＶＤの波長帯（６５０ｎｍ）で±１次回折光が発生しない深さに設定する。これにより、互いに他の光ビームの不要光の影響を抑制することができる。
【００６９】
また、ＤＶＤは、±Ｒ／ＲＷ、−ＲＡＭのように３種類の異なるディスク規格が用意されており、±Ｒ／ＲＷと−ＲＡＭとではトラックピッチが異なっている。このように同じ波長帯の記録再生レーザ光を用いるが異なるトラックピッチを有するような光ディスクに対しても本発明を幅広く適用できるように、±１次回折光のＭＴＦを著しく劣化させてプッシュプルを検出できないようにし、０次回折光のプッシュプルを検出してレンズシフトによるＤＣオフセットを±１次回折光のＤＣオフセットでキャンセルする方法もあげられる。
【００７０】
また、異なる３種類のＤＶＤに対しては、領域１２ａにて回折された±１次回折光スポットのＭＴＦ（Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ  Ｔｒａｎｓｆｅｒ  Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）を著しく劣化させる方法もある。
【００７１】
この方法としては、例えば、図１０（ａ）に示すように、領域１２ａを、さらに２種類の回折格子パターンからなる格子パターン１２ａ１と格子パターン１２ａ２との組み合わせによって構成する。格子パターン１２ａ１、１２ａ２には、図１０（ｂ）に示すように、凹部１２１と凸部１２２とが交互に配列されており、さらに隣接する格子パターン同士では凹部１２１と凸部１２２とが隣接するような配列になっている。これにより、回折される±１次回折光スポットのＭＴＦが著しく劣化させられ、不要光の影響が押さえられる。
【００７２】
上述したように、光ヘッド光学系１によれば、２つ光ディスクの使用帯域に対応した２種類のレーザ光を照射する光源（２波長用レーザ光源）が１パッケージとして構成された光ヘッドの性能を損なうことなく使用できる上に、２波長を合成するためのビームスプリッタ等を省略でき、部品点数を減らすことができる。また、同一の受光素子にてＣＤとＤＶＤのトラッキングエラー信号が検出できるため、従来の２波長レーザと比べ光ヘッド自体のサイズを大幅に縮小できる。
【００７３】
また、２波長レーザを用いて３スポット法によるトラッキングを可能としたＣＤとＤＶＤの両光ディスクの光ヘッドを提供できる。また、ＤＶＤでＤＰＰ法、ＣＤで３スポット法を利用したトラッキングサーボ信号を出力する光ヘッドを提供できる。
【００７４】
なお、本発明は上述した実施の形態のみに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能であることは勿論である。
【００７５】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明に係る光ヘッドは、少なくとも２種の光記録媒体に応じて異なる波長の光ビームを射出する光源を備える光ヘッドであって、第１の回折領域と該第１の回折領域に対称に配される第２の領域とを少なくとも有し光源から射出された光記録媒体に応じて異なる波長の光ビームを回折する回折光学手段を備えることにより、複数波長対応のレーザ光源に対して３スポット法を用いてトラッキングエラー信号を生成することを可能とし、光記録媒体によらず受光素子の定位置に光スポットを与えることができる。これにより、ビームスプリッタや受光素子を省略でき、部品点数を減らすことができ、従来品と比べ全体のサイズを大幅に縮小することができる。
【００７６】
また、本発明に係る光記録媒体記録再生装置によれば、複数波長対応のレーザ光源に対して３スポット法を用いてトラッキングエラー信号を生成することを可能とし、光記録媒体によらず受光素子の定位置に光スポットを与えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の具体例として示す光ディスク記録再生装置を説明する構成図である。
【図２】上記光ディスク記録再生装置の光ヘッドの光学系を説明する構成図である。
【図３】上記光ヘッドの回折格子を説明する構成図である。
【図４】上記回折格子によって回折される光ビームの光路を説明する図である。
【図５】上記回折格子の領域１２ａによって回折された回折光ビームのスポットを説明する模式図である。
【図６】上記回折格子の領域１２ｂによって回折された回折光ビームのスポットを説明する模式図である。
【図７】上記図３に示す光学系の要部と光ディスク近傍とを拡大して示す拡大図である。
【図８】上記図３に示す光学系の要部と光ディスク近傍とを拡大して示す拡大図である。
【図９】上記回折格子によって回折され光ディスクにて反射され光検出器にて検出されるスポット光を説明する図である。
【図１０】回折格子の別の具体例を説明する図である。
【符号の説明】
１  光ヘッド光学系、１１  半導体レーザ素子、１２  回折格子、１３  偏光ビームスプリッタ、１４  コリメータレンズ、１５  対物レンズ、１６  反射ミラー、１７  集束レンズ、１８  シリンドリカルレンズ、１９  光検出器、１０２ａ，１０２ｂ  光ディスク
【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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