(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源からの光が対物レンズを介して光記録媒体に導かれ、前記光記録媒体から反射された光が受光部に導かれる光学系と、
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、
前記光記録媒体から反射され前記受光部に向かう光路に設けられる回折素子と、
前記光記録媒体のトラックの並ぶ方向に２分割され、前記回折素子により回折される±１次回折光を受光する第１及び第２の受光部と、
前記トラックの並ぶ方向及びトラックの延長方向に４分割され、前記回折素子を通過しない光又は前記回折素子による０次光を受光する第３の受光部と、を有し、
前記回折素子は、その回折光が、ゼルニケフリンジ多項式における第１３項で表される５次の非点収差
Ｗ（ρ，θ）＝Ｚ×（４ρ４−３ρ２）×ｓｉｎ２θ
（但し、（ρ，θ）は、光軸を原点とする極座標の半径と角度を示し、Ｚは収差量を表す係数を示す）
を有する構成とされ、
前記回折素子が有する収差を定義する極座標において、θ＝０°とする方向は、前記光記録媒体のトラックの並ぶ方向から±２５度の範囲とされる
光学ピックアップ。
【請求項２】
前記光記録媒体から前記受光部に向かう光が分離部によって分離され、
前記分離部によって分離された一方の光路に前記回折素子が設けられ、
前記回折素子により回折された±１次回折光は、前記第１及び第２の受光部において受光され、
前記分離部によって分離された他方の光は、前記第３の受光部において受光される請求項１記載の光学ピックアップ。
【請求項３】
光源と、前記光源からの光が少なくとも対物レンズを介して光記録媒体に入射され、前記光記録媒体から反射された光が受光部に導かれる光学系と、前記対物レンズを駆動する対物レンズ駆動部と、前記光記録媒体と前記受光部との間に設けられた回折素子と、前記光記録媒体のトラックの並ぶ方向に２分割され、前記回折素子により回折される±１次回折光を受光する第１及び第２の受光部と、前記トラックの並ぶ方向及びトラックの延長方向に４分割され、前記回折素子を通過しない光又は前記回折素子による０次光を受光する第３の受光部と、を含む光ヘッドを有し、
前記回折素子は、その回折光が、ゼルニケフリンジ多項式における第１３項で表される５次の非点収差
Ｗ（ρ，θ）＝Ｚ×（４ρ４−３ρ２）×ｓｉｎ２θ
（但し、（ρ，θ）は、光軸を原点とする極座標の半径と角度を示し、Ｚは収差量を表す係数を示す）
を有する構成とされ、
前記回折素子が有する収差を定義する極座標において、θ＝０°とする方向は、前記光
記録媒体のトラックの並ぶ方向から±２５度の範囲とされ、
前記第１及び第２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／又は再生が行われる
光記録再生装置。
【請求項４】
前記光学ピックアップにおいて、
前記光記録媒体から前記受光部に向かう光が分離部によって分離され、
前記分離部によって分離された一方の光路に前記回折素子が設けられ、
前記回折素子により回折された±１次回折光は、前記第１及び第２の受光部において受光され、
前記分離部によって分離された他方の光は、前記第３の受光部において受光される請求項３記載の光記録再生装置。
【請求項５】
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回折素子を設け、
前記回折素子は、その回折光が、ゼルニケフリンジ多項式における第１３項で表される５次の非点収差
Ｗ（ρ，θ）＝Ｚ×（４ρ４−３ρ２）×ｓｉｎ２θ
（但し、（ρ，θ）は、光軸を原点とする極座標の半径と角度を示し、Ｚは収差量を表す係数を示す）
を有する構成とされ、
前記回折素子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±２５度の範囲として、
前記回折素子により回折される±１次回折光を、前記光記録媒体のトラックの並ぶ方向に２分割した第１及び第２の受光部により受光し、
前記回折素子を通過しない光又は前記回折素子の０次光を、前記光記録媒体のトラックの並ぶ方向及びトラックの延長方向に４分割した第３の受光部により受光し、
前記第１及び第２の受光部により受光される信号をそれぞれＥ及びＦ、Ｇ及びＨとし、前記第３の受光部により受光される信号を、４分割された受光領域の右回りにＡ〜Ｄとすると、トラッキングエラー検出信号ＴＥＳを、
ＴＥＳ＝ＰＰｍ−（ｋ１×ＰＰｓ１＋ｋ２×ＰＰｓ２）
ＰＰｍ＝（Ａ＋Ｄ）−（Ｂ＋Ｃ）
ＰＰｓ１＝Ｅ−Ｆ
ＰＰｓ２＝Ｇ−Ｈ
（ｋ１及びｋ２は任意定数）
により検出する
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例えば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ＢＤ（Blu-ray Disc、登録商標）、同様に使用波長が４０５ｎｍ付近であるＨＤ ＤＶＤ（High Definition DVD）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、ＢＤ型光記録媒体では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、すなわち対物レンズの光軸ずれに対する補正を行う方法として、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。
などの問題がある。
しかしながら、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する方法は提案されていない。
【０００６】
以上の問題に鑑みて、本発明は、複数のビームを用いることなく、トラッキングエラー検出における対物レンズのオフセットを補正することが可能な光学ピックアップ、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】
【０００７】
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、光源からの光が対物レンズを介して光記録媒体に導かれ、光記録媒体から反射された光が受光部に導かれる光学系と、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、光記録媒体から反射され受光部に向かう光路に少なくとも回折素子と、光記録媒体のトラックの並ぶ方向に２分割され、回折素子により回折される±１次回折光を受光する第１及び第２の受光部と、トラックの並ぶ方向及びトラックの延長方向に４分割され、回折素子を通過しない光又は回折素子による０次光を受光する第３の受光部と、を有し、この回折素子によって回折した光が、ゼルニケフリンジ多項式における第１３項で表される５次の非点収差
Ｗ（ρ，θ）＝Ｚ×（４ρ４−３ρ２）×ｓｉｎ２θ・・・（１）
（但し、（ρ，θ）は、光軸を原点とする極座標の半径と角度を示し、Ｚは収差量を表す係数を示す）
を有する構成とされ、回折素子が有する収差を定義する極座標において、θ＝０°とする
方向は、光記録媒体のトラックの並ぶ方向から±２５度の範囲とされる。
【０００８】
また、本発明による光記録再生装置は、光源と、光源からの光が少なくとも対物レンズを介して光記録媒体に入射され、光記録媒体から反射された光が受光部に導かれる光学系と、対物レンズを駆動する対物レンズ駆動部と、光記録媒体と受光部との間に設けられた回折素子と、光記録媒体のトラックの並ぶ方向に２分割され、回折素子により回折される±１次回折光を受光する第１及び第２の受光部と、トラックの並ぶ方向及びトラックの延長方向に４分割され、回折素子を通過しない光又は回折素子による０次光を受光する第３の受光部と、を含む光ヘッドを有する。
また、この回折素子は、その回折光が、ゼルニケフリンジ多項式における第１３項で表される５次の非点収差
Ｗ（ρ，θ）＝Ｚ×（４ρ４−３ρ２）×ｓｉｎ２θ
（但し、（ρ，θ）は、光軸を原点とする極座標の半径と角度を示し、Ｚは収差量を表す係数を示す）を有する構成とされ、回折素子が有する収差を定義する極座標において、θ＝０°とする方向は、光記録媒体のトラックの並ぶ方向から±２５度の範囲とされ、第１及び第２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／又は再生が行われるものである。
【０００９】
更に、本発明によるトラッキングエラー検出方法は、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、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、光記録媒体と受光部との間に回折素子を設ける。そしてこの回折素子による回折光が、ゼルニケフリンジ多項式における第１３項で表される上記式（１）で定義される５次の非点収差を有する構成とし、回折素子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、光記録媒体のトラックの並ぶ方向から±２５度の範囲とする。
また、この回折素子を通過しない光又は回折素子の０次光を、光記録媒体のトラックの並ぶ方向及びトラックの延長方向に４分割した第３の受光部により受光し、回折素子により回折される±１次回折光を、前記光記録媒体のトラックの並ぶ方向に２分割した第１及び第２の受光部により受光するものである。
そして、第１及び第２の受光部により受光される信号をそれぞれＥ及びＦ、Ｇ及びＨとし、第３の受光部により受光される信号を、４分割された受光領域の右回りにＡ〜Ｄとすると、トラッキングエラー検出信号ＴＥＳを、
ＴＥＳ＝ＰＰｍ−（ｋ１×ＰＰｓ１＋ｋ２×ＰＰｓ２）
ＰＰｍ＝（Ａ＋Ｄ）−（Ｂ＋Ｃ）
ＰＰｓ１＝Ｅ−Ｆ
ＰＰｓ２＝Ｇ−Ｈ
（ｋ１及びｋ２は任意定数）
により検出する。
【００１０】
上述の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、光源からの光を分割することなく光記録媒体に照射し、その反射光が受光部に受光される戻り光路に回折素子を設け、この回折素子に、上記式（１）、すなわちフリンジゼルニケ多項式の５次の非点収差を有する構成とするものである。
このとき±１次回折光は、光記録媒体の案内溝によって生じる０次光と±１次回折光との重なる領域、いわゆるプッシュプル変調領域において光強度が一様でなくなり、トラックの延長方向に明暗の位相が反転する強度分布が生じる。これにより、強度変化が相殺されてしまうこととなる。
このような強度分布とした±１次回折光を、トラックの並ぶ方向に２分割した受光部により検出して、トラックの並ぶ方向の差信号を検出すれば、対物レンズのオフセットのみを検出することが可能となる。回折素子を通過しない光、もしくは回折素子の０次光から得られるトラッキングエラー信号から、この対物レンズのオフセットを差し引くことによって、対物レンズのオフセットが補正されたトラッキングエラー信号を得ることが可能となる。
したがって、本発明によれば、複数のビームを光記録媒体のトラックに対して精度良く目的とする位置に照射させる必要がなく、また光利用効率を損なうことなく、良好なトラッキングエラー信号の検出が可能な光学ピックアップ、光記録再生装置及びトラッキングエラー信号検出方法を提供することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、１本のビームを用いてトラッキングエラー信号のオフセット補正を行うことができることから、光利用効率の低下を回避し、良好にトラッキングエラー信号を検出することが可能な光学ピックアップ、光記録再生装置及びトラッキングエラー信号検出方法を提供し、また光学ピックアップ及び光記録再生装置の光学系の簡易化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
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検出方法を実現する光学ピックアップを含む光記録再生装置の一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２と、光源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とを有する。この光学系は、この場合偏光ビームスプリッタ４、コリメータレンズ５、４分の１波長板６と、対物レンズ７とより構成される。また、光記録媒体１０から反射された光を受光部１４、１６に導く光学系を有し、この場合対物レンズ７、４分の１波長板６、コリメータレンズ５、偏光ビームスプリッタ４、ビームスプリッタ等の分離部８、回折素子９、マルチレンズ等のレンズ１５とより構成する。
対物レンズ７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１１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１４、１６において検出された信号は演算回路１７に出力される。図１において、本発明の光学ピックアップ１に破線を付して示す。
【００１３】
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、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、例えばコリメートレンズより成るレンズ５によって平行光とされ、４分の１波長板６を通過して対物レンズ７を介して光記録媒体１０の記録トラック上に入射される。
光記録媒体１０から反射された光は、対物レンズ７を介して４分の１波長板６及びレンズ５を通過する。４分の１波長板を２回通過した光は偏光ビームスプリッタ４において偏光方向が変換されて偏光面を通過し、この場合ビームスプリッタ等の分離部８によって光路を分離して、一方の光路の光は回折素子９を介して受光部１４の受光面上に入射される。分離部８によって分離された他方の光路の光は、マルチレンズ等のレンズ１５を介して受光部１６の受光面上に入射される。
【００１４】
ここで、回折素子９を通過した光を受光する受光部１４は、光記録媒体１０のトラックの並ぶ方向に対応する方向に２分割され、すなわちトラックの延長方向に対応する方向に沿う分割線をもって分割された少なくとも２つの受光素子より成り、これらの受光素子が、少なくとも回折素子９により回折される±１次回折光を受光する位置に配置される。また、レンズ１５を通過した光を受光する受光部１６は、光記録媒体１０のトラックの並ぶ方向及びこれとほぼ直交するトラックの延長方向に対応する方向に４分割される。すなわち光記録媒体１０が円盤状の光ディスクの場合は、トラックのラディアル（半径）方向とタンジェンシャル（接線）方向に対応する方向に４分割される。受光部１６の分割線の交点は、光記録媒体から反射されて受光部８に入射する光の強度分布の強度中心がほぼ一致するように受光部１６が配置される。
なお、後述するように、５次の非点収差を与えた回折素子３を通過した光は９０°座標が回転するので、回折素子３を通過する前のトラックの並ぶ方向及びトラックの延長方向は、受光部においては９０°回転した方向となる。
そして、受光部１４及び１６において検出された光出力は、演算回路１７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１８及び／又は対物レンズ駆動部１１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。
なお、ＦＥ信号検出は例えばマルチレンズより成るレンズ１５に非点収差を与えることによって、非点収差法により検出することができる。また、その他の各種のフォーカスエラー検出法を適用することが可能である。
【００１５】
そして本発明においては、上述の回折素子９が、上記式（１）、すなわち
Ｗ（ρ，θ）＝Ｚ×（４ρ４−３ρ２）×ｓｉｎ２θ ・・・（１）
（但し、（ρ，θ）は光軸を原点とする極座標の半径と角度を示し、Ｚは収差量を表す係数を示す）
で定義される５次の非点収差、すなわちゼルニケフリンジ多項式における第１３項の収差を与える。ここで、（ρ，θ）は光軸を中心とする極座標の半径と角度を表す。
【００１６】
このような収差を与えると、上述したように、光記録媒体１０の案内溝によってできる０次光と±１次回折光とが重なる部分、すなわちプッシュプル変調領域の強度変化が一様ではなくなる。図２Ａ及びＢを参照してこれについて説明する。
図２Ａにおいては、通常の光学ピックアップにより検出される受光部での光強度分布の一例を示す。光記録媒体のトラックの並ぶ方向を矢印ｘ、これとはほぼ直交するトラックの延長方向を矢印ｙとして示す。通常は、図２Ａに示すように、受光されるスポット内の、トラックの並ぶ方向、すなわち円盤状光記録媒体の場合はラディアル方向にプッシュプル領域Ｐ１、Ｐ２が検出され、このプッシュプル領域Ｐ１及びＰ２の明暗を差し引くことにより、すなわち受光部１６の４分割した受光領域からの信号を右回りにそれぞれＡ１、Ｂ１、Ｃ１及びＤ１とすると、光強度を検出した信号のラディアル方向の差信号（Ａ１＋Ｂ１）−（Ｃ１＋Ｄ１）を演算することによってプッシュプル信号成分が得られる。
【００１７】
一方、回折素子９によって、上述の式（１）で定義される５次の非点収差を与える場合は、図２Ｂに示すように、プッシュプル領域Ｐ１´及びＰ２´は９０°回転して検出される。なお、この例においては、上記式（１）で定義する収差を表す極座標において、トラックの並ぶ方向をθ＝０°とした場合である。
したがって、この±１次回折光を検出すると、矢印ｙで示すトラックの延長方向に沿って、プッシュプル変調領域Ｐ１´及びＰ２´内にそれぞれ明領域Ｐ１ａ及びＰ２ａ、暗領域Ｐ１ｂ及びＰ２ｂが生じる。なお、矢印ｘで示す方向が対物レンズのシフトする方向である。つまりこの領域Ｐ１´及びＰ２´内ではこれらの明暗で位相が反転するため、そのプッシュプル変調成分による強度変化が相殺されてしまう。この光を、トラックの並ぶ方向（矢印ｘで示す方向）に２分割した受光部１４によって検出し、トラックの並ぶ方向の差信号として検出すれば、対物レンズのオフセットのみを検出することが可能となる。
【００１８】
図３〜図５においては、０次光と、±１次回折光とのデトラックに対する信号量の変化を解析した結果を示す。図３においては、０次光、すなわち通常の出力信号を示し、図４においては、５次の非点収差がある場合の出力信号を示す。なおこの場合、±１次回折光を、図２Ｂに示すように、トラックの並ぶ方向及びこれとはほぼ直交するトラックの延長方向に４分割した受光素子によって受光した信号を右回りにＡ２、Ｂ２、Ｃ２及びＤ２として示す。
図３に示すように、通常の場合（０次光）は、図２Ａにおけるトラックの並ぶ方向及びトラックの延長方向に４分割した受光素子からの信号Ａ１〜Ｄ１は、それぞれ実線ａ１〜ａ４で示すように、信号Ａ１及びＢ１が略等しく、信号Ｃ１及びＤ１が略等しい。
一方図４に示すように、５次の非点収差を与える場合は、信号Ａ２及び信号Ｃ２が略等しく、信号Ｂ２及びＤ２がほぼ等しい。
したがって、図５に示すように、通常の場合のプッシュプル信号、すなわち図２Ａにおける信号（Ａ１＋Ｂ１）−（Ｃ１＋Ｄ１）は、実線ｃ１で示すようにデトラックに対し周期的に変化するが、５次の非点収差を与えると、信号（Ａ２＋Ｄ２）−（Ｂ２＋Ｃ２）は、実線ｃ２で示すように略０となる。つまり、プッシュプル変調成分が含まれないことがわかる。
【００１９】
図６は、上記式（１）で定義される５次の非点収差の極座標において、トラックの並ぶ方向を０度とし、この方向から±２５度の範囲でθ＝０°と定義する方向を変化させて、プッシュプル信号の変化を解析した結果を示す。図６中、実線ｄ１は通常の場合、実線ｄ２〜ｄ１２は、θ＝０°とする方向を、トラックの並ぶ方向から−２５度から＋２５度まで５度毎に変化した各場合のプッシュプル信号を示す。
図６の結果から、上記式（１）で定義される５次の非点収差の極座標として、θ＝０°とする方向は、トラックの並ぶ方向から−２５度以上＋２５度以下の範囲に設定された場合に、プッシュプル変調成分が略０、もしくは微小に抑えることが可能であることがわかる。したがって、上記式（１）における極座標のθ＝０°とする方向としては、トラックの並ぶ方向から、±２５度の範囲とすることができるといえる。
【００２０】
図７は、通常のプッシュプル信号と本発明の光学ピックアップによって得られるプッシュプル信号を解析した図を示す。実線ｅ１は、通常のプッシュプル信号、すなわち図２Ａにおける信号（Ａ１＋Ｂ１）−（Ｃ１＋Ｄ１）を示し、実線ｅ２は、５次の非点収差を与えることによってプッシュプル変調成分を含まないようにして得られる対物レンズのシフトを表す信号、すなわち図２Ｂにおける信号（Ａ２＋Ｄ２）−（Ｂ２＋Ｃ２）を示し、実線ｅ３は、プッシュプル信号から対物レンズのシフトを差し引いたトラッキングエラー信号を示す。このように、本発明によれば、対物レンズのシフ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わかる。
【００２１】
図８は、図１に示す光学ピックアップにおける各受光部１４及び１６からの検出信号を演算する演算回路１７の一実施形態例の概略構成図を示す。
この例においては、図１に示すように、分離部８によって光路を分離し、５次の非点収差を与えた回折素子９により回折された±１次回折光を受光部１４、すなわちトラックの並ぶ方向に対応する方向に２分割された２つの受光素子１４ａ及び１４ｂで受光して、分離部８により分離された他の光路の光、すなわち回折素子９を通過しない光には、マルチレンズ等のレンズ１５により非点収差を加えて、トラックの並ぶ方向及びトラックの延長方向に４分割された受光領域を有する受光部１６によって受光する例を示す。
なお、上述したように、５次の非点収差を加えることにより、光強度分布は９０°回転する。図８において、トラックの並ぶ方向に対応する方向を矢印ｘ、トラックの延長方向に対応する方向を矢印ｙでそれぞれ示す。
【００２２】
図８において、受光部１６の４分割された受光素子において検出された信号を右回りにＡ〜Ｄとすると、これら信号Ａ〜Ｄ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２１及び２２においてそれぞれ、トラックの並ぶ方向及びトラックの延長方向に分割された受光領域の和信号（Ａ＋Ｄ）、（Ｂ＋Ｃ）が演算され、更に、減算器２３において、これらの差信号（Ａ＋Ｄ）−（Ｂ＋Ｃ）すなわちＰＰｍが演算される。
【００２３】
一方、受光部１４ａ及び１４ｂにおいては、トラックの並ぶ方向に分割された受光領域において検出された信号Ｅ及びＦ、Ｇ及びＨがそれぞれ図示しない電流−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２４及び２５においてそれぞれ（Ｅ−Ｆ）すなわちＰＰｓ１と、（Ｇ−Ｈ）すなわちＰＰｓ２が演算される。そして更に、係数乗算器２６及び２７により、それぞれ信号ＰＰｓ１及びＰＰｓ２に係数ｋ１及びｋ２が乗算され、加算器２８において加算される。そして、減算器２９において、ＰＰｍから対物レンズのシフトを補正する信号（ｋ１×ＰＰｓ１＋ｋ２×ＰＰｓ２）が減算されて、対物レンズのシフトが補正されたトラッキングエラー信号ＴＥＳとして出力される。
【００２４】
すなわちこの場合、トラッキングエラー信号ＴＥＳは、
ＴＥＳ＝ＰＰｍ−（ｋ１×ＰＰｓ１＋ｋ２×ＰＰｓ２）
ＰＰｍ＝（Ａ＋Ｄ）−（Ｂ＋Ｃ）
ＰＰｓ１＝Ｅ−Ｆ
ＰＰｓ２＝Ｇ−Ｈ
より得られる。
なお、ｋ１及びｋ２は、入射光の強度分布や回折素子の回折光量比などを補正する補正係数である。ｋ１＝ｋ２であってもよい。
このように、±１次回折光の和をとることによって、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。
【００２５】
また、フォーカスエラー信号ＦＥＳは、３次の非点収差を与えた光を受光する受光部１６からの信号Ａ〜Ｄを利用して、
ＦＥＳ＝（Ａ＋Ｂ）−（Ｃ＋Ｄ）
より得られる。
【００２６】
なお、フォーカスエラー信号検出方法として、他の検出方法を利用する場合は、分離部８を設けることなく、回折素子９を通過した０次光を利用してもよい。その場合、上述の受光部１６に換えて、受光部１４に０次光を検出する受光素子を配置して、プッシュプル信号ＰＰｍを検出することによって、上述の例と同様に、対物レンズのシフ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可能である。
【００２７】
以上説明したように、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、サブビームを使用することなく、１本のビームのみによって、対物レンズのオフセットを補正することができ、すなわち対物レンズが光軸からシフトしてもオフセットが発生しないトラッキングエラー信号を比較的簡易な光学系の構成を持って、容易に得ることができる。また、このように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、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。
【００２８】
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、上述の非点収差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、ＤＶＤ−ＲＯＭ等の特定のプッシュプル検出方法を採用する光記録媒体を除いて、色素型、相変化型、光磁気記録型などの各種の案内溝、凹凸ピットを有する光記録媒体に対する記録再生を行う場合に適用可能である。なお、対物レンズのオフセットを検出するのみの場合は、全ての光記録媒体に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明によ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概略構成図である。
【図２】Ａは通常の光学ピックアップにおける受光部の光スポットの強度分布を示す図である。Ｂは本発明による光学ピックアップの一実施形態例における受光部の光スポットの強度分布を示す図である。
【図３】通常の光学ピックアップにおける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４】５次の非点収差がある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５】通常のプッシュプル信号と５次の非点収差がある場合のプッシュプル信号を解析した結果を示す図である。
【図６】プッシュプル信号における５次の非点収差の角度依存性を解析した結果を示す図である。
【図７】通常の光学ピックアップと本発明の光学ピックアップの一実施形態例におけるプッシュプル信号を解析した結果を示す図である。
【図８】本発明による光学ピックアップ及び光記録再生装置の演算回路の一実施形態例の概略構成図である。
【符号の説明】
【００３０】
１．光学ピックアップ、２．光源、４．偏光ビームスプリッタ、５．レンズ、６．波長板、７．対物レンズ、８．分離部、９．回折素子、１０．光記録媒体、１１．対物レンズ駆動部、１２．アクチュエータ、１４.受光部、１５．レンズ、１６.受光部、１７．演算回路、１８．光ヘッド駆動部、１９．回転駆動部、２１．加算器、２２．加算器、２３〜２５．減算器、２６．係数乗算器、２７．係数乗算器、２８．加算器、２９．減算器、１００．光記録再生装置
【図１】
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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２】
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【図８】
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