(57)【要約】【課題】単純な部品で構成され、組立および調整が容易で、低コストかつ小型軽量でありながら、安定したフォーカスエラー信号及びトラッキングエラー信号を検出のできる光ヘッド装置の提供。【解決手段】  放射光源と、放射される光ビームを記録媒体へ微小スポットに収束する集光光学系と、記録媒体で反射、回折した光ビームに非点収差を与える収差発生手段と、収差発生手段で非点収差を与えられた光ビームを受光する光検出手段を備える。そして収差発生手段は、対物レンズの近傍にあり、記録媒体上のトラックに対して約４５度の方向に焦線をもつよう配置され、かつ対物レンズとの相対位置が動かないように固定されるものとする。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録媒体に対して光照射を行い、その戻り光に応じて、フォーカスエラー信号、トラッキングエラー信号、及び情報信号を得るための電気信号を生成する光ヘッド装置であって、
放射光源と、
光出射端となる対物レンズを含み、上記放射光源から放射される光ビームを上記記録媒体上へ微小スポットに収束する集光光学系と、
上記記録媒体で反射、回折した上記戻り光としての光ビームに非点収差を与える収差発生手段と、
上記収差発生手段で非点収差を与えられた光ビームを受け、光量に応じて電気信号を出力する複数の光検出部からなる光検出手段と、
を備え、
上記収差発生手段は、上記対物レンズの近傍にあり、上記記録媒体上のトラックに対して約４５度の方向に焦線をもつよう配置され、かつ上記対物レンズとの相対位置が動かないように固定されていることを特徴とする光ヘッド装置。
【請求項２】
上記収差発生手段は、ブレーズ化されたホログラム素子であることを特徴とする請求項１に記載の光ヘッド装置。
【請求項３】
上記収差発生手段は、所定の偏光のみを回折させるホログラム素子と、４分の１波長板とからなり、
上記ホログラム素子において、上記放射光源から上記記録媒体に向かう往路の光ビームは回折せず、上記戻り光としての光ビームは回折して非点収差を発生するようにされていることを特徴とする請求項１に記載の光ヘッド装置。
【請求項４】
上記収差発生手段は、所定の偏光のみに収差を発生させる液晶素子、４分の１波長板とからなり、
上記液晶素子において、上記放射光源から上記記録媒体に向かう往路の光ビームでは非点収差を発生せず、上記戻り光としての光ビームでは非点収差を発生するようにされていることを特徴とする請求項１に記載の光ヘッド装置。
【請求項５】
上記液晶素子が所定の非点収差を発生させるように、上記放射光源の波長に応じて上記液晶素子に印加する電圧を変化させることを特徴とする請求項４に記載の光ヘッド装置。
【請求項６】
非点収差法によるフォーカスエラー信号検出が可能な構成とされていることを特徴とする請求項１に記載の光ヘッド装置。
【請求項７】
プッシュプル検出法によるトラッキングエラー信号検出が可能な構成とされていることを特徴とする請求項１に記載の光ヘッド装置。
【請求項８】
記録媒体に対して光照射を行い、その戻り光に応じて、フォーカスエラー信号、トラッキングエラー信号、及び情報信号を得るための電気信号を生成する光ヘッド手段と、
上記光ヘッド手段からの電気信号に基づいて情報信号の再生処理を行い、再生情報を得る再生処理手段と、
上記光ヘッド手段からの電気信号に基づいて生成されたフォーカスエラー信号、トラッキングエラー信号に基づいて、フォーカスサーボ動作、トラッキングサーボ動作を行うサーボ手段と、
を備えるとともに、
上記光ヘッド手段は、
放射光源と、
光出射端となる対物レンズを含み、上記放射光源から放射される光ビームを上記記録媒体上へ微小スポットに収束する集光光学系と、
上記記録媒体で反射、回折した上記戻り光としての光ビームに非点収差を与える収差発生手段と、
上記収差発生手段で非点収差を与えられた光ビームを受け、光量に応じて電気信号を出力する複数の光検出部からなる光検出手段とを有し、
上記収差発生手段は、上記対物レンズの近傍にあり、上記記録媒体上のトラックに対して約４５度の方向に焦線をもつよう配置され、かつ上記対物レンズとの相対位置が動かないように固定されていることを特徴とする再生装置。
【請求項９】
記録媒体への記録動作のために、上記記録媒体に対して光照射を行い、またその戻り光に応じて、フォーカスエラー信号、及びトラッキングエラー信号を得るための電気信号を生成する光ヘッド手段と、
上記光ヘッド手段からの電気信号に基づいて生成されたフォーカスエラー信号、トラッキングエラー信号に基づいて、フォーカスサーボ動作、トラッキングサーボ動作を行うサーボ手段と、
を備えるとともに、
上記光ヘッド手段は、
放射光源と、
光出射端となる対物レンズを含み、上記放射光源から放射される光ビームを上記記録媒体上へ微小スポットに収束する集光光学系と、
上記記録媒体で反射、回折した上記戻り光としての光ビームに非点収差を与える収差発生手段と、
上記収差発生手段で非点収差を与えられた光ビームを受け、光量に応じて電気信号を出力する複数の光検出部からなる光検出手段とを有し、
上記収差発生手段は、上記対物レンズの近傍にあり、上記記録媒体上のトラックに対して約４５度の方向に焦線をもつよう配置され、かつ上記対物レンズとの相対位置が動かないように固定されていることを特徴とする記録装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ディスクなどの光記録媒体もしくは光磁気記録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、及びその光ヘッド装置を備えた再生装置、記録装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
【特許文献１】特開平１−６２８３８号公報
【０００３】
従来より、光ディスクの記録再生時のトラッキングサーボ動作によってトラック（トラック溝やピット列）に追従する対物レンズの移動により、トラッキングサーボ動作のために検出するトラッキングエラー信号にオフセットが発生することが知られている。
これを防止する方法として、ホログラム素子を対物レンズと一体的に駆動する方法があり、例えば上記特許文献１に記載されている。
【０００４】
図８に従来の光ピックアップ（光ヘッド）の概略図を示す。
光発生手段としてのレーザダイオード９３から出力された光は、ホログラム素子９２および対物レンズ９１を透過し、光記録媒体であるディスク５１の情報トラックに集光する。ディスク５１からの反射光はホログラム素子９２における境界線で分割された各領域９２ａ，９２ｂを透過、回折して、光検出手段としての２つのフォトディテクタ９４ａおよび９４ｂに供給される。
トラッキングエラー信号は、このフォトディテクタ９４ａ、９４ｂで光量に応じて得られる信号の差信号として検出される。
【０００５】
対物レンズ９１は、フォーカス・トラッキングアクチュエータ９５（以下、アクチュエータと略記する）によってフォーカス方向（ディスク５１に接離する方向）及びトラッキング方向（ディスク５１の半径方向）に移動可能に保持されている。そして上記トラッキングエラー信号に基ずいたサーボ処理により、アクチュエータ９５のトラッキングコイルに電流印加が行われることで、対物レンズ９１はディスク５１の情報トラック上に集光スポットを追従させるように移動制御される。
例えばこのようなトラッキング機構を備えた光ピックアップにおいて、対物レンズ９１とホログラム素子９２とは、連結部材により、ホログラム素子９２の分割線を対物レンズ９１の光軸上にほぼ一致させると共に近接した状態で連結され、アクチュエータ９５により一体的に駆動される。
【０００６】
このような構成によって以下のような効果を得ている。
集光手段である対物レンズ９１と、ホログラム素子９２とが、連結部材にて、ホログラム素子９２の分割線を対物レンズ９１の光軸上にほぼ位置させると共に近接した状態で連結され、アクチュエータ９５により一体的に駆動されるので、対物レンズ９１を介してホログラム素子９２の各領域９２ａ、９２ｂに入射する反射光（戻り光）の光量は、たとえ対物レンズ９１の光軸がレーザダイオード９３の出射光の光軸上からずれたとしても等しくなる。
対物レンズ９１の光軸がレーザダイオード９３の出射光の光軸上からずれた場合にオフセットが発生すると、集光スポットがディスク５１の情報トラックの中心にあって正しくトラッキングが行われているにもかかわらず、トラッキングエラー信号が０にならない状態、つまりトラッキング動作を正確に行うことができないといった状態となる。ところが上記の構成の場合、対物レンズ９１の光軸がレーザダイオード９３の出射光の光軸上からずれた場合でも、かなり広い範囲において、正しくトラッキングが行われているにもかかわらず、トラッキングエラー信号が０にならない状態になることが解消されるためである。
これにより良好なサーボ信号および情報信号を得ることができる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、図８のような従来の構成では、トラッキングエラー信号を得るために、境界線で分割された回折領域１７ａ、１７ｂをホログラム素子９２上に設ける必要があり、ホログラム素子９２が複雑な構造となっていた。
また、回折領域１７ａ、１７ｂからの回折光を、各々専用のフォトディテクタ９４ａ、９４ｂによって受光し、トラッキングエラー信号を得ていたため、光検出手段の構成が複雑になっていた。
さらにまた上記従来例では、ホログラム素子９２と対物レンズ９１の相対位置のずれがあると、トラッキングエラー信号がオフセットしてしまうため、ホログラム素子９２の分割線を対物レンズ９５の光軸近傍に位置させる必要があり、その組立や調整の難易度が高い。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
そこで本発明は、単純な部品で構成され、組み立ておよび調整が容易で、低コストかつ小型軽量でありながら、安定したフォーカスエラー信号及びトラッキングエラー信号を検出す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。
【０００９】
本発明の光ヘッド装置は、記録媒体に対して光照射を行い、その戻り光に応じて、フォーカスエラー信号、トラッキングエラー信号、及び情報信号を得るための電気信号を生成する光ヘッド装置である。そして、放射光源と、光出射端となる対物レンズを含み上記放射光源から放射される光ビームを上記記録媒体上へ微小スポットに収束する集光光学系と、上記記録媒体で反射、回折した上記戻り光としての光ビームに非点収差を与える収差発生手段と、上記収差発生手段で非点収差を与えられた光ビームを受け、光量に応じて電気信号を出力する複数の光検出部からなる光検出手段とを備える。上記収差発生手段は、上記対物レンズの近傍にあり、上記記録媒体上のトラックに対して約４５度の方向に焦線をもつよう配置され、かつ上記対物レンズとの相対位置が動かないように固定されている。
また本発明の再生装置、記録装置は、上記構成の光ヘッド手段を備えるものとする。
【００１０】
このように本発明の構成としては、収差発生手段と対物レンズの相対位置が変わらないように固定し、かつ収差発生手段を、記録媒体上のトラックに対して約４５度の方向に焦線をもつよう配置させることにより、光検出手段上の光スポットは収差発生手段を用いない場合に対しておよそ９０度回転する。ところが、トラック追従による対物レンズの移動によって光検出手段上の光スポットが動く方向は、収差発生手段を用いない場合と変わらない。このため、トラック追従による対物レンズの移動によって光検出手段上で光スポットが移動する方向と、記録媒体上のトラック溝によって光スポットの強度分布が変化する方向を分離でき、安定なトラッキングエラー信号を得ることができる。
また収差発生手段は、トラッキングエラー信号生成のために領域を分割する必要はない。
また、収差発生手段が、領域が分割されたものではないため、対物レンズと非点収差発生手段の相対位置には、高精度の調整を必要としない。
また、収差発生手段として、所定の偏光のみに収差を発生させる液晶素子と４分の１波長板を用いることで、上記液晶素子において、放射光源から記録媒体に向かう往路の光ビームでは非点収差を発生せず、記録媒体に反射した復路の光ビーム（戻り光）では非点収差を発生することが可能となる。
また収差発生手段として、所定の偏光のみに収差を発生させる液晶素子と４分の１波長板を用いる場合、放射光源の波長に応じて、所定の非点収差を発生させるよう、液晶素子に印加する電圧を変化させる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、以下のような効果が得られる。
対物レンズと収差発生手段を一体化して保持し、一体駆動するように構成しており、かつ収差発生手段を記録媒体上のトラックに対して約４５度の方向に焦線をもつよう配置させているため、対物レンズがサーボ信号によってトラック追従するように移動し、光検出手段上で光ビームが移動しても、この光ビームの移動はトラッキングエラー信号を検出する分割線に沿った方向の移動ため、トラッキングエラー信号のオフセットが発生せず、安定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う著しい効果がある。
【００１２】
また収差発生手段は、トラッキングエラー信号生成のために領域を分割することなく、単純な構造の素子を用いることができる。
さらに収差発生手段が領域が分割されたものではないということは、対物レンズと収差発生手段の相対位置には高精度の調整を必要としないという利点もあり、製造効率の向上やコストダウンに寄与できる。
また、収差発生手段として、所定の偏光のみに収差を発生させる液晶素子と４分の１波長板を用いることで、上記液晶素子において、放射光源から記録媒体に向かう往路の光ビームでは非点収差を発生せず、復路の光ビームでは非点収差を発生することが可能となり、この結果往路および復路の両方での光利用効率を下げることのない光ヘッドを実現することが可能であるという効果がある。
また収差発生手段として、所定の偏光のみに収差を発生させる液晶素子と４分の１波長板を用い、放射光源の波長が変わった場合は、所定の非点収差を発生させるよう、液晶素子に印加する電圧を変化させることで、放射光源の波長が異なっても安定した特性を得ることが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の光ヘッド装置及び光ヘッド装置を備えた再生装置、記録装置の実施の形態を説明する。実施の形態では、記録再生装置の例を挙げ、その記録再生装置における光ヘッドの構成を述べていく。
図１は実施の形態の記録再生装置のブロック図である。
光記録媒体であるディスク５１は、図示しないターンテーブルに積載され、再生動作時においてスピンドルモータ５２によって一定線速度（ＣＬＶ）もしくは一定角速度（ＣＡＶ）で回転駆動される。そして光ヘッド（光ピックアップ）５３によってディスク５１に記録されているデータの読み出しや、ディスク１に対するデータの書込が行なわれることになる。
ディスク５１が再生専用ディスクである場合、ディスク１のトラックにはエンボスピット形態でデータが記録されている。またディスク５１が記録可能ディスクである場合、色素変化ピット形態、或いは相変化ピット形態などでデータが記録される。
【００１４】
光ヘッド５３内の構成は図２以降で述べるが、レーザ放射光源となるレーザダイオードや、ディスク５１からの反射光（戻り光）を検出する光検出手段としてのフォトディテクタ、レーザ光の出力端となる対物レンズ、レーザ光を対物レンズを介してディスク記録面に照射し、またその反射光をフォトディテクタに導く光学系、対物レンズをトラッキング方向及びフォーカス方向に移動可能に保持するアクチュエータなどが設けられる。
また光ヘッド５３全体はスライド駆動部５４によりディスク半径方向に移動可能とされている。
【００１５】
ディスク５１からの反射光情報はフォトディテクタによって検出され、受光光量に応じた電気信号とされてＲＦアンプ５８に供給される。
なお、ＲＦアンプ５８は、光ヘッド５３とは別体のアナログ処理ＩＣにより構成される場合もあるし、光ヘッド５３内に設けられる場合もある。
ＲＦアンプ５８には、光ヘッド５３内の複数のフォトディテクタからの出力電流に対応して、電流電圧変換回路、マトリクス演算／増幅回路等を備え、マトリクス演算処理により必要な信号を生成する。例えば再生情報信号であるＲＦ信号、サーボ制御のためのフォーカスエラー信号ＦＥ、トラッキングエラー信号ＴＥなどを生成する。
ＲＦアンプ５８から出力される再生ＲＦ信号は再生信号処理部５９へ、フォーカスエラー信号ＦＥ、トラッキングエラー信号ＴＥはサーボ制御部６０へ供給される。
【００１６】
ＲＦアンプ５８で得られた再生ＲＦ信号は再生信号処理部５９において、２値化、ＰＬＬクロック生成、デコード処理、エラー訂正処理等が行われる。これらの処理によりディスク５１からの再生データＤＰが得られ、所定の部位もしくは外部機器に出力される。
また再生信号処理部５９では、ＲＦ信号に対するデコード並びにエラー訂正により得られた情報の中から、サブコード情報やアドレス情報を抽出し、これらの情報をコントローラ６１に供給する。
コントローラ６１は、例えばマイクロコンピュータで形成され、装置全体の制御を行う。
【００１７】
サーボ制御部６０は、例えばＤＳＰ（Digital Signal Processor）により形成され、ＲＦアンプ５８からのフォーカスエラー信号ＦＥ、トラッキングエラー信号ＴＥや、再生信号処理部５９からのスピンドルエラー信号等から、フォーカス、トラッキング、スレッド、スピンドルの各種サーボドライブ信号を生成しサーボ動作を実行させる。
即ちフォーカスエラー信号ＦＥ、トラッキングエラー信号ＴＥに応じてフォーカスドライブ信号、トラッキングドライブ信号を生成し、フォーカス／トラッキング駆動回路５６に供給する。フォーカス／トラッキング駆動回路５６は、光ヘッド５３におけるアクチュエータ（二軸機構）のフォーカスコイル、トラッキングコイルを駆動することになる。これによって光ヘッド５３、ＲＦアンプ５８、サーボ制御部６０、フォーカス／トラッキング駆動回路５６、アクチュエータによるトラッキングサーボループ及びフォーカスサーボループが形成される。
【００１８】
サーボ制御部６０はさらに、スピンドルモータ駆動回路５７に対してスピンドルエラー信号に応じて生成したスピンドルドライブ信号を供給する。スピンドルモータ駆動回路５７はスピンドルドライブ信号に応じて例えば３相駆動信号をスピンドルモータ５２に印加し、スピンドルモータ５２の回転を実行させる。
またサーボ制御部６０はコントローラ６１からのスピンドルキック／ブレーキ制御信号に応じてスピンドルドライブ信号を発生させ、スピンドルモータ駆動回路５７によるスピンドルモータ５２の起動、停止、加速、減速などの動作も実行させる。
【００１９】
またサーボ制御部６０は、例えばトラッキングエラー信号ＴＥの低域成分として得られるスライドエラー信号や、コントローラ６１からのアクセス実行制御などに基づいてスライドドライブ信号を生成し、スライド駆動回路５５に供給する。スライド駆動回路５５はスライドドライブ信号に応じてスライド駆動部５４を駆動する。スライド駆動部５４には図示しないが、光ヘッド３を保持するメインシャフト、スレッドモータ、伝達ギア等による機構を有し、スライド駆動回路５５がスライドドライブ信号に応じてスライド駆動部５４を駆動することで、光ヘッド５３の所要のスライド移動が行なわれる。
【００２０】
データの記録時においては、記録データＤＲが入力され、記録信号処理部６２に供給される。記録信号処理部６２は、記録データＤＲに対してエラー訂正コード付加や記録フォーマットのデータ列への変調処理などを行う。そして記録信号処理部６２で変調された記録データがレーザ変調回路６３に供給される。レーザ変調回路６３は、記録データに応じて光ヘッド５３内の半導体レーザダイオードを駆動し、記録データに応じたレーザ出力を実行させ、ディスク５１にデータ書込を行う。
【００２１】
この記録動作時においては、コントローラ６２は、ディスク５１の記録領域に対して光ヘッド５３から記録パワーでレーザー光を照射するように制御される。
ディスク５１が色素変化膜を記録層としたライトワンス型のものである場合は、記録パワーのレーザ照射により、色素変化によるピットが形成されていく。
またディスク５１が相変化記録層のリライタブルディスクは、レーザー光の加熱によって記録層の結晶構造が変化し、相変化ピットが形成されていく。つまりピットの有無と長さを変えて各種のデータが記録される。また、ピットを形成した部分に再度レーザー光を照射すると、データの記録時に変化した結晶状態が加熱によって元に戻り、ピットが無くなってデータが消去される。
【００２２】
なお、この図１の例は、ディスク５１として、エンボスピットディスク、色素変化ピットディスク、或いは相変化ピットディスク等としての光ディスクを想定した構成であるが、光磁気ディスクを対象とする記録再生装置も本発明の実施の形態となり得る。
光磁気ディスクを対象とする装置の場合、光ヘッド５３に加えて磁気ヘッドが設けられ、記録時には磁気ヘッドによってディスクに対する磁界印加が行われたうえで、光ヘッド５３によるレーザ照射が行われるものとなる。
【００２３】
例えば図１のように構成される記録再生装置における光ヘッド５３の構成を図２で説明する。
光ヘッド５３には、放射光源として例えば半導体レーザダイオード１が設けられる。このレーザダイオード１から出射した直線偏光の光ビームＬ（レーザ光）は、コリメートレンズ３及び偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）４を透過後、液晶非点収差発生素子５を透過する。そして１／４波長板６によって円偏光に変えられて対物レンズ７に入射し、ディスク５１上に集光される。
【００２４】
対物レンズ７は、アクチュエータ２によってフォーカス方向及びトラッキング方向に移動可能に保持されている。そして上述したトラッキングエラー信号ＴＥ、フォーカスエラー信号に基ずいたサーボ処理により、アクチュエータ２のトラッキングコイル、フォーカスコイルに電流印加が行われることで、対物レンズ７のトラッキング方向の移動及びフォーカス方向の移動が行われ、ディスク５１の情報トラック上に対して集光スポットが合焦状態を保ちながら追従するサーボ制御が行われる。
【００２５】
ディスク５１で反射して円偏光の回転方向が逆になった光ビ−ムは、もとの光路を逆にたどる。そして１／４波長板６によって、元の光ビームＬからみて９０゜回転した直線偏光になり、液晶非点収差発生素子５に入射する。
液晶非点収差発生素子５は、ディスク５１上のトラックに対して約４５度の方向に焦線をもつよう配置され、対物レンズ７および１／４波長板６と一体駆動されるよう固定されている。即ち液晶非点収差発生素子５と１／４波長板６は、アクチュエータ２によって対物レンズ７とともにフォーカス方向、トラッキング方向に駆動される。
この液晶非点収差発生素子５を透過し、非点収差が加えられた透過光Ｌ１は、偏光ビームスプリッタ４によって反射され、集束レンズ１０に入射する。集束レンズ１０を透過した光ビームは、光検出手段として、例えば図４のように４分割の受光部１１ａ〜１１ｂが形成されたフォトディテクタ１１に入射する。
【００２６】
この４分割の受光部１１ａ〜１１ｂの出力を演算することによって、サーボ信号及び情報信号（ＲＦ信号）を得ることができる。
特に、記録媒体上での反射光の対物レンズ７への入射光量変化から情報を読み取る場合は、液晶素子５の透過光Ｌ１を４分割のフォトディテクタ１１で受光して、各受光部１１ａから１１ｄの出力の和信号、又はこの和信号の交流成分をもって情報信号検出を行うことができる。
【００２７】
液晶非点収差発生素子５の構造を図３に示す。
液晶非点収差発生素子５は、図２に示すように２枚の透明基板（たとえばガラス）１２、液晶１３および透明電極１４からなる。なお、配向剤や液晶のシール剤も用いる場合が多いが、本発明とは直接関係ないので省略する。
本例では、透明電極１４の片方を非点収差を発生するパタンにする。そして透明電極１４に電圧を印加する。
電圧を印加しない時、液晶分子はラビングや配向剤によって一方向に配向している。電圧を印可すると、両面の透明電極の電位差により配向方向が変わる。即ち電圧がかかったところの液晶分子は上下の電極方向が長軸になる。この状態でＹ方向（偏光方向０ ゜）の直線偏光の光ビームが入射すると、液晶分子の長軸と短軸の屈折率の違いによって位相差が生じ、透過波面に収差が発生する。しかし、Ｘ方向（偏光方向９０ ゜）の直線偏光の光ビームは、この状態では共に短軸方向の屈折率だけを感じることになるので位相差は発生しない。
【００２８】
図１における光ビ−ムＬの偏光方向を図２に示すＸ方向（偏光方向９０ ゜）にすると、上記のような液晶非点収差発生素子５の性質によって、レーザダイオード１からディスク５１へと至る光路（往路）では非点収差は発生しない。一方、その逆の光路（復路）では入射光の偏光方向に対して偏光方向が９０ ゜回転（偏光方向０ ゜）しているため液晶非点収差発生素子５で非点収差が発生する。
従って、レーザダイオード１からディスク５１へ至る往路において液晶非点収差発生素子５を透過する光量と、復路において液晶非点収差発生素子５を透過する光量の積で表される往復での光の利用効率が極めてよいので、フォトディテクタ１１で得られる信号の和信号を情報信号として用いることにより、Ｓ／Ｎ比の高い光ヘッドを構成できる。
【００２９】
なお本例では、非点収差発生手段として液晶（液晶非点収差発生素子５）を用いているが、非点収差発生手段は液晶を用いたもの以外であったもよい。例えばニオブ酸リチウム基板等を用いた偏光ホログラムであってもよい。即ち図２の構成において液晶非点収差発生素子５に代えてホログラム素子を用い、ホログラム素子、１／４波長板６、及び対物レンズ２を固定する構成である。
また、非点収差発生手段は液晶や偏光ホログラムに限らず、偏光異方性のないホログラムを用いても良い。この場合は、往路ではホログラムの０次回折光を、復路ではホログラムの±１次回折光またはそのどちらかを用いる。
また、ホログラム素子はブレーズ化することで、光利用効率を高くすることもできる。
さらにまた、非点収差発生手段は、液晶やホログラム素子に限らず、シリンドリカルレンズなどでも良い。
【００３０】
さらに、液晶非点収差発生素子５を構成する２枚の透明基板１２のうち、図２に示す光ヘッド装置の構成において対物レンズ７に近い側の透明基板１２の代わりに１／４波長板６を用いてもよい。この場合、上述した性能を維持したまま、さらに部品点数の少なく小型軽量で低コストの光ヘッド５３を構成することができる。
【００３１】
次に本実施の形態においてフォーカスエラー信号ＦＥ及びトラッキングエラー信号ＴＥの検出動作について述べる。
上述したようにフォトディテクタ１１は受光部が４分割され、液晶非点収差発生素子５によって非点収差を与えられた光ビームＬ１が入射している。
液晶非点収差発生素子５は、焦線がディスク５１上のトラックに対して４５度方向になるように配置されており、また図４に示すようにフォトディテクタ１１は集束レンズ１０を透過した光ビームの直交する２つの焦線（前側焦線と後側焦線）の間に配置されている。
このため、フォトディテクタ１１に入射する光ビームＬ１は、図４に示すようにフォトディテクタ１１上では、液晶非点収差発生素子５がない状態に対して、９０度回転している。
【００３２】
図６にジャストフォーカス前後のフォトディテクタ１１上のスポットの形状を示す。図６（ｂ）がジャストフォーカス状態であり、図６（ａ）（ｃ）がデフォーカス状態を表す。  従って、フォーカスエラー信号ＦＥは、
ＦＥ＝（１１ａ＋１１ｃ）−（１１ｂ＋１１ｄ）
という演算によって得られる。つまりＲＦアンプ５８において、受光部１１ａ〜１１ｄからの信号に対して、上記演算を行うことでフォーカスエラー信号ＦＥが生成される。
【００３３】
次にトラッキングエラー信号ＴＥの検出を説明する。
ディスク５１で反射した光は、ディスク５１上のトラック（溝又はピット列）によって回折されることによる回折パタンを持つ。この回折パタン（ファーフィールドパタン） によって、ディスク５１上の集光スポットとトラック溝の相対位置変化に応じてフォトディテクタ１１上の光量分布に変化が起こる。
例えば図７のＸ方向をディスク５１のトラック溝と並行な方向とすると、トラック溝からの回折パタンのファーフィールドパタンＦＰにおいて、＋Ｙ方向（ＦＰｂ）が明るくなって、−Ｙ方向（ＦＰａ）が暗くなったり、この逆の光量変化が起こったりする。従ってＲＦアンプ５８において次の演算を行うことによって、トラッキングエラー信号ＴＥを得ることができる。
ＴＥ＝（１１ａ＋１１ｂ）−（１１ｃ＋１１ｄ）
【００３４】
さらにこのとき、図５に示したように、フォトディテクタ１１上での光ビームＬ１は、液晶非点収差発生素子５がない状態に対して９０度回転しているが、液晶非点収差発生素子５は対物レンズ７に固定されているため、トラック追従による対物レンズ７の移動によってフォトディテクタ１１上の光スポットが動く方向は、液晶非点収差発生素子５を用いない場合と変わらない。
このため、図７のＸ方向をディスク５１のトラック溝と並行な方向とした場合、トラッキング動作による対物レンズ移動によって生じるスポットの移動方向もＸ方向となり、レンズ移動によるトラッキングエラー信号ＴＥのオフセットが生じない。
【００３５】
即ち本例によれば、対物レンズ７と液晶非点収差発生素子５を一体化して保持し、一体駆動するように構成しており、かつ液晶非点収差発生素子５をディスク５１上のトラック溝に対して約４５度の方向に焦線をもつよう配置させているため、対物レンズ７がサーボ動作によってトラック追従するように移動し、フォトディテクタ１１上で光ビームＬ１が移動しても、この光ビームＬ１の移動はトラッキングエラー信号ＴＥを検出する分割線に沿った方向の移動ため、トラッキングエラー信号ＴＥのオフセットが発生しない。したがって、いわゆるプッシュプル方式の簡易なトラッキングエラー信号生成方式で、安定したトラッキングエラー信号を検出することができ、サーボ動作が安定するという著しい効果がある。
また本例では、液晶非点収差発生素子５は領域分割されていないため、対物レンズ７に対する取り付け精度は、高精度の調整を必要としない。これにより製造効率の向上、調整の容易化を実現できる。
なお、これらの効果は、液晶非点収差発生素子５に代えて、上述した他の非点収差発生手段を用いた場合でも得られるものである。
【００３６】
なお、図１に示した構成例ではコリメートレンズ３を用いているが、光ヘッド５３の小型化と部品点数削減のために、コリメートレンズ３を用いない有限系の光学系を採用してもよい。
また、例えばレーザカプラとして知られているように、放射光源としてのレーザダイオードと、光検出手段としてのフォトディテクタを同じ半導体基板上に形成したものを採用することで、光ヘッド５３の更なる小型化が可能である。
ところで、放射光源（レーザダイオード１）の出射光の波長が変わった場合でも、液晶非点収差発生手段５に印加する電圧を適当に変化させることにより、所定の非点収差を発生させることが可能である。つまり本発明の構成を用いることにより、異なる波長の放射光源にも対応することができる。
また、非点収差発生手段は、非点収差発生効果に加え、凹レンズの効果を併せ持つことで、フォーカスエラー検出感度を高めることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の実施の形態の記録再生装置のブロック図である。
【図２】実施の形態の光ヘッドの構成の説明図である。
【図３】実施の形態の液晶非点収差発生素子の説明図である。
【図４】実施の形態のフォトディテクタの受光パターンの説明図である。
【図５】実施の形態のフォトディテクタ上の光スポットとトラック方向の関係を示す説明図である。
【図６】実施の形態のフォトディテクタ上でのフォーカス状態に応じた光スポットの様子を説明図である。
【図７】実施の形態のフォトディテクタ上でのトラッキング状態に応じた光スポットの様子の説明図である。
【図８】従来の光ヘッド装置の説明図である。
【符号の説明】
【００３８】
１  レーザダイオード、２  アクチュエータ、３  コリメートレンズ、４  偏光ビームスプリッタ、５   液晶非点収差発生素子、６  １／４波長板、７  対物レンズ、１０  集束レンズ、１１  フォトディテクタ、１２  透明基板、１３  液晶、１４  透明電極、５１  ディスク、５３  光ヘッド、５６  フォーカス／トラッキング駆動回路、５８  ＲＦアンプ、５９  再生信号処理部、６０  サーボ制御部、６１  コントローラ、６２  記録信号処理部、６３  レーザ変調回路
【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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