(57)【要約】      （修正有）【課題】１つの回折光学素子（ＨＯＥ）及び１つの光学検出素子を使用して、ＣＤ用及びＤＶＤ用のトラッキングエラー信号、及びナイフエッジ法のフォーカスエラー信号を検出する光学ヘッドを提供する。【解決手段】ＤＶＤレーザ１０１は第１光ビームを出射し、ＣＤレーザ１０２は第２光ビームを出射する。回折光学素子１１０は、前記第１及び第２反射光を回折させる。光学検出素子１０７は偏向ビームスプリッター１０６より偏向された前記第１及び第２反射光を検出する。ＣＤ及びＤＶＤレーザーの光軸を互いにずらすことにより、ＣＤ及びＤＶＤのフォーカシング及びトラッキングに必要な反射光成分は全て検出素子１０７に検出される。【選択図】図１
2005078775.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１波長及び第１光軸を有する第１光ビームを出射する第１出射手段と、
前記第１波長より長い第２波長及び第２光軸を有する第２光ビームを出射する第２出射手段と、
前記第１及び第２出射手段から出射される前記第１及び第２光ビームを透過させ、前記第１及び第２光ビームに対応して光ディスクから得られる第１及び第２反射光を偏向させる偏向手段と、
前記偏向手段を透過した前記第１及び第２光ビームを前記光ディスク上に集光させる集光手段と、
前記偏向手段により偏向された前記第１及び第２反射光を検出する検出手段と、
前記偏向手段と前記集光手段の間の前記第１及び第２光ビームの光路上に配置され、前記第１及び第２反射光を回折させる回折手段とを備え、
前記第１及び第２出射手段は、前記集光手段に入射する前記第１及び第２光ビームの前記第１及び第２光軸が所定角だけずれるように設けられていることを特徴とする光学ヘッド。
【請求項２】
前記検知手段は、前記回折手段により回折された前記第１又は第２反射光の第１反射光成分を受光し、フォーカシング用信号を生成するフォーカシング用領域、及び前記回折手段により回折された前記第１又は第２反射光の第２反射光成分を受光し、トラッキング用信号を生成するトラッキング用領域を有することを特徴とする請求項１記載の光学ヘッド。
【請求項３】
前記回折手段は円形であって、この円形を基準円と定義したとき、該基準円の半円以下のサイズを有し、第１のピッチで回折格子が形成された第１回折領域と、前記基準円の中心に対して前記第１回折領域とは反対側に設けられ、前記第１回折領域と実質的に同一サイズを有し、第１のピッチとは異なる第２のピッチで回折格子が形成された第２回折領域を有し、
前記フォーカシング用領域は前記第１及び第２回折領域により回折された前記第１又は第２反射光の反射光成分を受光することを特徴とする請求項２記載の光学ヘッド。
【請求項４】
前記回折手段は円形であり、この円形を基準円と定義し、この基準円の中心に対して対称となる二つの円であって、前記基準円の直径の延長線上に中心が位置する第１円及び第２円を定義したとき、
前記基準円と前記第１円及び第２円との非重複領域であって、前記基準円の前記直径で分割される２つの領域のうち一方の領域は前記第１回折領域を含み、他方の領域は第２回折領域を含むことを特徴とする請求項３記載の光学ヘッド。
【請求項５】
前記第１及び第２回折領域は互いに離れて配置され、前記第１及び第２の回折領域の間には、前記第１又は第２反射光を前記トラッキング用領域に導くための回折格子が形成されていることを特徴とする請求項３記載の光学ヘッド。
【請求項６】
前記第１出射手段と前記偏向手段の間に配置され、前記第１波長を有する第１メインビーム及び第１及び第２サブビームを発生するための第１回折要素と、
前記第２出射手段と前記偏向手段の間に配置され、前記第２波長を有する第２メインビーム及び第３及び第４サブビームを発生するための第２回折要素を更に具備し、
前記トラッキング用領域は、前記光ディスクを反射し、前記回折手段の前記第１及び第２回折領域以外の回折領域により回折された前記第１及び第２サブビームの一方の反射サブビームと、第３及び第４サブビームの一方の反射サブビームとを受光するサブビーム受光領域を有することを特徴とする請求項３記載の光学ヘッド。
【請求項７】
第１波長及び第１光軸を有する第１光ビームを出射する第１出射手段と、
前記第１波長より長い第２波長を有し、前記第１光軸に対し所定角だけずれた第２光軸を有する第２光ビームを出射する第２出射手段と、
前記第１及び第２出射手段から出射される前記第１及び第２光ビームを透過させ、前記第１及び第２光ビームに対応して光ディスクから得られる第１及び第２反射光を偏向させる偏向手段と、
前記偏向手段を透過した前記第１及び第２光ビームを前記光ディスク上に集光させる集光手段と、
前記偏向手段により偏向された前記第１及び第２反射光を検出する検出手段と、
前記偏向手段と前記集光手段の間の前記第１及び第２光ビームの光路上に配置され、前記第１及び第２反射光を回折させる回折手段と、
前記回折手段により回折され前記検出手段により検出された前記第１反射光又は前記第２反射光の成分に基づき、トラッキング及びフォーカシングを制御する制御手段と、
を備えたことを特徴とする光ディスクドライブ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、光ディスクに対して光ビームを照射し、この光ディスクからの反射光を検出する光学ヘッド、及び該光学ヘッドを搭載した光ディスクドライブに関する。
【背景技術】
【０００２】
光ディスクドライブは、対物レンズ及びフォトディテクタなどを備えた光学ヘッドを有する。この光学ヘッドは、光ディスクの記録面に光ビームを照射し、光ディスクからの反射光を検出する。検出された反射光に基づき、光ディスク上に記録された情報が読み取られる。また、この光学ヘッドは、光ディスクの記録面に対して光ビームを照射し、光ディスクに対して目的の情報を記録する。
【０００３】
ここで、光ディスクからの反射光に基づく各種信号の生成について説明する。光ディスクからの反射光は、対物レンズ及び複数の光学要素によりフォトディテクタの所定の光検出領域に導かれる。フォトディテクタは導かれた反射光を電気信号に変換する。フォトディテクタにより変換された電気信号に基づき光ディスクに記録されている情報の再生信号が生成される。また、フォトディテクタにより変換された電気信号に基づきトラッキング制御信号が生成される。さらに、フォトディテクタにより変換された電気信号に基づきフォーカス制御信号が生成される。トラッキング制御信号は、光ディスクの記録面上に投影される光スポットを、記録面のトラック中心に整合させるトラッキング制御に利用される。また、フォーカス制御信号は、記録面上に光スポットがジャストフォーカスするように対物レンズの位置を変化させるフォーカシング制御に利用される。
【０００４】
また、対物レンズは、レンズホルダにより保持されており、このレンズホルダが複数の弾性支持バネの一端部で支持されている。そして、レンズホルダは、トラッキングコイル及びフォーカシングコイルにより、物理的に微動制御可能となっている。これによりレンズシフトが実現され、フォーカシング、トラッキングが実現される。
【０００５】
さらに、近年は、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）の普及が目覚しく、既に市場に出回っているＣＤ（Compact Disk）とＤＶＤとの互換機、即ち、両メディアを取り扱うことができる光ディスクドライブが登場している。ＤＶＤとＣＤでは記録密度が大きく異なることが知られている。これに対応して、ＤＶＤとＣＤに対して照射される光ビームの波長も異なる。互換機では、このような波長の異なる二つの光ビームの処理が必要となる（特許文献１）。
【特許文献１】特開平２００３−１６６７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
フォーカスエラー信号の生成手法として、ナイフエッジ法が知られている。ナイフエッジ法は、ディスクからの反射光の集束光路幅に一つのナイフエッジを配置して、受光素子上で光点像の移動量を検出することによりフォーカスエラー信号を生成する手法である。
【０００７】
また、フォーカスにナイフエッジ法を用いる場合、フォーカスエラー及びトラッキングエラー信号を生成するための光検出素子及びホログラム等の回折光学素子を、ＤＶＤとＣＤで別々に配置しなければならないという問題がある。例えば上記特許文献１の場合、ＤＶＤ用の光検出素子及び回折光学素子はＤＶＤ用レーザーとは別体に設けられ、ＣＤ用の光検出素子及び回折光学素子はＣＤ用レーザと一体に設けられている。
【０００８】
本発明は、ＣＤとＤＶＤのように互いに異なる波長の光ビームを使用する光学ヘッドにおいて、ナイフエッジ法によるフォーカシングエラー信号、及びＤＰＰ又はＤＰＤ等のトラッキングエラー信号を１つの回折光学素子を用いて得ることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、光検出部（ＰＤＩＣ）のセルの配置、及び互いに異なる波長の光ビームの光軸をずらすことにより、１つの回折素子（ＨＯＥ）を用いてナイフエッジ法によるフォーカシングエラー信号、及びＤＰＰ又はＤＰＤ等のトラッキングエラー信号を生成することが可能となる。
【００１０】
本発明による光学ヘッドは、第１波長及び第１光軸を有する第１光ビームを出射する第１出射手段と、前記第１波長より長い第２波長及び第２光軸を有する第２光ビームを出射する第２出射手段と、前記第１及び第２出射手段から出射される前記第１及び第２光ビームを透過させ、前記第１及び第２光ビームに対応して光ディスクから得られる第１及び第２反射光を偏向させる偏向手段と、前記偏向手段を透過した前記第１及び第２光ビームを前記光ディスク上に集光させる集光手段と、前記偏向手段により偏向された前記第１及び第２反射光を検出する検出手段と、前記偏向手段と前記集光手段の間の前記第１及び第２光ビームの光路上に配置され、前記第１及び第２反射光を回折させる回折手段とを備え、前記第１及び第２出射手段は、前記集光手段に入射する前記第１及び第２光ビームの前記第１及び第２光軸が所定角だけずれるように設けられている。
【発明の効果】
【００１１】
この発明によれば、ＣＤとＤＶＤのように互いに異なる波長の光ビームを使用する光学ヘッドにおいて、ナイフエッジ法によるフォーカシングエラー信号、及びＤＰＰ又はＤＰＤ等のトラッキングエラー信号を１つの回折光学素子及び１つの受光素子を用いて得ることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、この発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１３】
図１は本発明による第１の実施形態に係る光ピックアップヘッド（光学ヘッド）の概略構成を示す上面図、図２は図１に示す光ピックアップヘッドのＡ−Ａ断面の構成を示す断面図である。図１の上面図、及び図２の断面図共に、光ピックアップヘッドの構成を見やすくするために一部構成を省略している。
【００１４】
光ピックアップヘッドはシャーシ１００を有し、シャーシ１００は、ガイドレール１１２、１１３に沿って、スレッドモータ（図示せず）により、往復移動制御される。この移動方向は、ターンテーブル２００に載置される光ディスクＤの半径方向である。光ディスクＤとしては、コンパクトディスク（ＣＤ）、デジタルバーサタイルディスク（ＤＶＤ）が記録或は再生対象とされる。
【００１５】
シャーシ１００上には、ＤＶＤレーザ１０１、回折格子１０２ａ、ＣＤレーザ１０３、回折格子１０２ｂ、ミラー１０４、ダイクロイックミラー１０５、偏向ビームスプリッタ（ＰＢＳ）１０６、光学検出素子（ＰＤＩＣ）１０７、コリメートレンズ１０８、ミラー１０９、回折光学素子（ＨＯＥ）１１０、対物レンズ１１１が構成されている。
【００１６】
先ず、ＤＶＤの記録再生について説明する。ＤＶＤレーザ１０１は、第１波長（例えば６５０ｎｍ近辺）の第１光ビームを出射する。ＤＶＤレーザ１０１から出射された第１光ビームは、回折格子１０２ａを通過し、ミラー１０４を反射し、ダイクロイックミラー１０５を透過し、偏向ビームスプリッタ１０６を透過する。尚、第１光ビームは回折格子１０２ａにより一つのメインビームと二つのサブビームに分けられる。以下、このメインビームと二つのサブビームを第１光ビームとして説明する。
【００１７】
偏向ビームスプリッタ１０６を透過した第１光ビームは、コリメートレンズ１０８により平行光になり、ミラー１０９で立ち上げられる。ミラー１０９で立ち上げられた第１光ビームは、回折光学素子１１０を透過し、対物レンズ１１１により光ディスク（ＤＶＤ）の記録面に集光される。以上の光ビームの集光（記録用パワーの第１光ビームの集光）により、光ディスク（ＤＶＤ）に対して情報を記録することができる。
【００１８】
次に再生時において、光ディスクからの反射光、つまり第１光ビームに対応して光ディスクから得られる第１反射光は、回折光学素子１１０により全て回折され、ミラー１０９及びコリメートレンズ１０８を経て、偏向ビームスプリッタ１０６により偏向される。偏向ビームスプリッタ１０６により偏向された第１反射光は、光学検出素子１０７により検出される。回折光学素子１１０による第１反射光の回折、及び光学検出素子１０７による第１反射光の検出については、後に詳しく説明する。光学検出素子１０７により検出された第１反射光（再生用パワーの第１光ビームの反射光）に基づき、光ディスク（ＤＶＤ）に記録されていた情報が再生され、またトラッキングが制御され、フォーカスが制御される。トラッキング制御及びフォーカス制御についても、後に詳しく説明する。
【００１９】
続いて、ＣＤの記録再生について説明する。ＣＤレーザ１０３は、第１波長より長い第２波長（例えば７８０ｎｍ近辺）の第２光ビームを出射する。第１光ビームの光軸Ａｄｖｄと第２光ビームの光軸Ａｃｄは、後述するように僅かにずれて配置される。つまり第２光ビームの光軸は第１光ビームの光軸に対して所定の角度を有して配置される。
【００２０】
ＣＤレーザ１０３から出射された第２光ビームは、回折格子１０２ｂを通過し、ダイクロイックミラー１０５を反射し、偏向ビームスプリッタ１０６を透過する。尚、第２光ビームは回折格子１０２ｂにより一つのメインビームと二つのサブビームに分けられる。以下、このメインビームと二つのサブビームを第２光ビームとして説明する。
【００２１】
偏向ビームスプリッタ１０６を透過した第２光ビームは、コリメートレンズ１０８により平行光になり、ミラー１０９で立ち上げられる。ミラー１０９で立ち上げられた第２光ビームは、回折光学素子１１０を透過し、対物レンズ１１１により光ディスク（ＣＤ）の記録面に集光される。以上の光ビームの集光（記録用パワーの第２光ビームの集光）により、光ディスク（ＣＤ）に対して情報を記録することができる。
【００２２】
次に再生時において、光ディスクからの反射光、つまり第２光ビームに対応して光ディスクから得られる第２反射光は、回折光学素子１１０により回折され、ミラー１０９及びコリメートレンズ１０８を経て、偏向ビームスプリッタ１０６により偏向される。偏向ビームスプリッタ１０６により偏向された第２反射光は光学検出素子１０７により検出される。回折光学素子１１０による第２反射光の回折、及び光学検出素子１０７による第２反射光の検出については、後に詳しく説明する。光学検出素子１０７により検出された第２反射光（再生用パワーの第２光ビームの反射光）に基づき、光ディスク（ＣＤ）に記録されていた情報が再生され、またトラッキングが制御され、フォーカスが制御される。トラッキング制御及びフォーカス制御についても、後に詳しく説明する。
【００２３】
続いて、回折光学素子１１０、光学検出素子１０７による反射光検出原理の詳細について説明する。図３は回折光学素子１１０の回折領域の概略を示す図である。
【００２４】
図３に示すように、回折光学素子１１０は、第１回折領域Ａ、第２回折領域Ｄ、第３回折領域Ｂ、第４回折領域Ｃ、第５回折領域Ｋ１、第６回折領域Ｋ２を備えている。回折光学素子１１０は円形であり、この円形を基準円と定義する。
【００２５】
この基準円の中心に対して対称となる二つの円であって、基準円の直径ｄ１の延長線上に中心が位置する第１円Ｃ１及び第２円Ｃ２を定義する。さらに、基準円の直径ｄ１に並行且つ基準円の中心に対して対称となる二つの線分Ｌ１及びＬ２を定義する。一方の線分Ｌ１は、第１円Ｃ１の円周上の１点と、第２円Ｃ２の円周上の１点とを結ぶ線分である。他方の線分Ｌ２は、第１円Ｃ１の円周上の１点と、第２円Ｃ２の円周上の１点とを結ぶ線分である。
【００２６】
基準円と第１円Ｃ１及び第２円Ｃ２との非重複領域であって、基準円の直径ｄ１で分割される一方の領域のうちの、さらに線分Ｌ１と基準円の円弧で定義される領域が第５回折領域Ｋ１である。基準円と第１円Ｃ１及び第２円Ｃ２との非重複領域であって、基準円の直径ｄ１で分割される他方の領域のうちの、さらに線分Ｌ２と基準円の円弧で定義される領域が第６回折領域Ｋ２である。つまり回折領域Ｋ１は、基準円の半円以下のサイズを有し、第１のピッチで回折格子が形成されている。回折領域Ｋ２は前記基準円の中心に対して前記第１回折領域とは反対側に設けられ、前記第１回折領域と実質的に同一サイズを有し、第１のピッチとは異なる第２のピッチで回折格子が形成されている。
【００２７】
基準円で定義される領域から第５回折領域Ｋ１及び第６回折領域Ｋ２を除いた領域であって、基準円の直径ｄ１とこの直径に対して直交する線分とで分割される４つの領域を、第１回折領域Ａ、第２回折領域Ｄ、第３回折領域Ｂ、第４回折領域Ｃと定義する。第１回折領域Ａは、基準円と第１円Ｃ１の重複領域であって、基準円の直径ｄ１で分割される一方の領域を含む領域である。第２回折領域Ｄは、基準円と第１円Ｃ１の重複領域であって、基準円の直径ｄ１で分割される他方の領域を含む領域である。第３回折領域Ｂは、基準円と第２円Ｃ２の重複領域であって、基準円の直径ｄ１で分割される一方の領域を含む領域である。第４回折領域Ｃは、基準円と第２円Ｃ２の重複領域であって、基準円の直径ｄ１で分割される他方の領域を含む領域である。
【００２８】
この回折光学素子１１０は、第１回折領域Ａ、第２回折領域Ｄ、第３回折領域Ｂ、第４回折領域Ｃ、第５回折領域Ｋ１、第６回折領域Ｋ２により第１反射光の成分を切り出す。
【００２９】
また、第５回折領域Ｋ１には、第１のピッチ（比較的狭いピッチ）で回折格子が形成されている。第６回折領域Ｋ２には、第１のピッチより広い第２のピッチ（比較的広いピッチ）で回折格子が形成されている。例えば、第２のピッチは、１０μ程度である。第５回折領域Ｋ１及び第６回折領域Ｋ２に形成されている回折格子は、図３に示すように基準円の直径ｄ１に対して垂直に形成されたピッチにより構成されている。
【００３０】
図４はディスクＤを反射し対物レンズ１１１を経て光学回折素子１１０に入射された反射光が光学回折素子１１０により回折される様子を示す。反射光が光学回折素子１１０にを通過した結果、＋１次回折光及び−次回折光が生じる。尚、０次回折光は説明を簡単にするために省略されている。光学検出素子１０７は＋１次回折光又は−１次回折光の集光部付近に配置される。本例では−１次回折光の集光部付近に配置される。
【００３１】
図５（a)は光学検出素子１７の構成を示す図であり、図５（b)はＤＶＤとＣＤの反射光及び回折光が、回折光学素子１１０に照射された状態を示している。  図中、二重丸はＤＶＤレーザ１０１による第１反射光の成分、一重丸はＣＤレーザ１０３による第２反射光の成分を示す。Ｂｍで示される６つの反射光成分は０次回折光のビームスポットを示し、それ以外の反射光成分は−１次回折光のビームスポットを示す。
【００３２】
光学検出素子１０７は回折光学素子１１０により回折された前記第１又は第２の反射光の成分を受光し、フォーカシングエラー信号を生成するためのフォーカシング用領域１７ａを有する。フォーカシング用領域１７ａは検出領域ＦＥ及び検出領域ＧＨを備えを備えている。
【００３３】
また、回折光学素子１１０の第５回折領域Ｋ１と、フォーカシング用検出領域１０７ａの図中左側の検出領域ＧＨ及びＥＦとが対応している。つまり、回折光学素子１１０の第５回折領域Ｋ１（第１のピッチの回折格子）で回折された第１反射光の成分又は第２反射光の成分は、第５回折領域Ｋ１に形成された回折格子により左側の検出領域ＧＨ及びＥＦへ導かれ、該検出領域ＧＨ及びＥＦにより検出される。具体的には、検出領域ＧＨ及びＥＦの境界線付近に、第５回折領域Ｋ１で回折された反射光成分が集光される。
【００３４】
また、回折光学素子１１０の第６回折領域Ｋ２と、フォーカシング用検出領域１０７ａの図中右側の検出領域ＥＦ及びＧＨとが対応している。つまり、回折光学素子１１０の第６回折領域Ｋ２（第２のピッチの回折格子）で回折された第１反射光又は第２反射光は、第６回折領域Ｋ２に形成された回折格子により光学検出素子１０７の右側の検出領域ＥＦ及びＧＨへ導かれ、該検出領域ＥＦ及びＧＨにより検出される。具体的には、検出領域ＥＦ及びＧＨの境界線付近に、第６回折領域Ｋ２で回折された反射光が集光される。尚、左右の検出領域ＥＦは互いにつながっており、１つの光検出素子として動作する。
【００３５】
ここで、フォーカスエラー信号の生成手法として、ナイフエッジ法を説明する。図６はディスクＤを反射し対物レンズ１１１を経て光学回折素子１１０に入射され、光学回折素子１１０により回折された反射光成分のうち、回折領域Ｋ１及びＫ２で回折された＋１次回折光及び−１次回折光を示す。これら回折光の中で、回折領域Ｋ１で回折され光学検出素子１０７に入射する光ビームをビームＢＫ１、回折領域Ｋ２で回折され光学検出素子１０７に入射する光ビームをビームＢＫ２と呼ぶことにする。
【００３６】
図７（ａ）はビームＢＫ１がフォーカシング用領域１０７ａの右側の検出領域ＧＨ及びＦＥに入射し、デフォーカス量が変化したときの様子を示す。横軸はデフォーカス量ＤＦ、横軸に対して上側が検出領域ＧＨ、下側が検出領域ＦＥを示す。この例では、デフォーカス量が−ｃ、−ｂ、−ａ、ａ、ｂ、ｃにおける、光学検出素子１０７上のビームＢＫ１の像を示している。図７（ｂ）は図７（ａ）に対応するフォーカスエラー信号ＦＥＳを示し、横軸はデフォーカス量ＤＦ、縦軸はフォーカスエラー信号ＦＥＳを示す。例えば、デフォーカス量ＤＦが−ｂのとき、フォーカスエラー信号ＦＥＳとして−Ｅｂ（Ｖ）が出力され、ジャストフォーカスのとき、フォーカスエラー信号ＦＥＳとして０（Ｖ）が出力される。
【００３７】
しかし、このような理想的な状態を長期間に渡り維持するのは困難であって、温度変化、経年変化により、この特性は変化する。例えば、ジャストフォーカスのときのビームＢＫ１のビームスポットは、図８（ａ）のように上側又は下側（図では下側つまりＥＦ側）にずれてくる。従って、フォーカスエラー信号ＦＥＳとしてオフセット信号Ｅｏｆｆが出力される。
【００３８】
上記したフォーカスエラー信号ＦＥＳのオフセットを補償するために、ビームＢＫ２が使用される。図９（ａ）はビームＢＫ２がフォーカシング用領域１０７ａの左側の検出領域ＧＨ及びＦＥに入射し、デフォーカス量が変化したときの様子を示す。図９（ｂ）は図９（ａ）に対応するフォーカスエラー信号ＦＥＳを示す。ビームＢＫ２の場合も、温度変化あるいは経年変化により、ジャストフォーカスのビームスポット位置が、ビームＢＫ１と同様の方向（この例では下側つまりＧＨ側）にずれる。この結果、ジャストフォーカスのとき、フォーカスエラー信号ＦＥＳとして−Ｅｏｆｆ（Ｖ）が出力される。このフォーカスエラー信号のオフセットの値−Ｅｏｆｆは、図８のビームＢＫ１を用いたときのオフセット値と極性が逆で、絶対値がほぼ同一である。
【００３９】
図９（ｃ）は図８（ｂ）のビームＢＫ１によるフォーカスエラー信号と、図９（ｂ）のビームＢＫ２によるフォーカスエラー信号を加算して得られるフォーカスエラー信号を示す。この場合、ジャストフォーカスのときのフォーカスエラー信号は０となる。このように２つのビームＢＫ１及びＢＫ２をフォーカスエラー信号を生成する際に用いることにより、各ビームによるオフセットは互いに打ち消される。
【００４０】
このように光学検出素子１０７は、ＤＶＤとＣＤのフォーカスエラー信号を得るために、第１及び第２反射光の両方の成分を検出することができる。又、後述するように、ＤＶＤとＣＤのトラッキングエラー信号を得るために、第１及び第２反射光の両方の成分を検出することができる。つまり光学検出素子１０７は、ＤＶＤとＣＤの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に、第１及び第２反射光の両方の成分を検出することができる。
【００４１】
これは、ＤＶＤレーザー１０１から出射される第１光ビームの光軸と、ＣＤレーザー１０３から出射される第２光ビームの光軸が互いにずれて配置されているからである。つまり、ＤＶＤレーザー１０１１及びＣＤレーザー１０３は、対物レンズ１１１に入射する前記第１及び第２光ビームの光軸が所定角だけずれるように設けられている。図５（ａ）に示すメインビームＢｍの間隔０．０７ｍｍは、このずれにより生じた間隔を示している。光軸がずれていない場合、回折光学素子１１０により回折された第１反射光成分と第２反射光成分間の光検出素子上の距離が大きくなり、大型の光検出素子を使うか、又はＣＤとＤＶＤの場合で光検出素子を個別に設ける必要がある。
【００４２】
図５（a)のようにＣＤ、ＤＶＤともに、光学検出素子１０７の各検出領域内を、回折光学素子により回折された各反射光成分が照射するには、ＣＤ用レーザー１０３及びＤＶＤ用レーザ１０１の光軸を調節する必要がある。以下、簡単に調整手順を述べる。
【００４３】
（１）回折光学素子（ＨＯＥ）上の領域Ｋ１、Ｋ２によりビームＢＫ１、ＢＫ２を生成し、フォーカシング用検出領域１０７ａ上に２つのビームを投影する。
【００４４】
（２）トラッキング用検出領域１０７b上の、領域Ａ，Ｂ，Ｃ，ＤにＤＰＰ用のメインビームを配置し、領域ＳＡＤ、ＳＢＣにサブビームを配置する。
【００４５】
（３） ＣＤ、ＤＶＤともにビームＢＫ１、ＢＫ２が、フォーカシング用検出領域１０７ａのＥＦ／ＧＨの分割線上（図中、矢印で示されるＧＨとＥＦの境界線上）に配置されるように、光学検出素子１０７の位置、回転角度、及びＣＤレーザー１０３及び／又はＤＶＤレーザー１０１の光軸を調整する。
【００４６】
図５の説明に戻り、光学検出素子１０７は回折光学素子１１０により回折された第１又は第２の反射光の成分を受光し、トラッキングエラー信号を生成するためのトラッキング用領域１７ｂを有する。トラッキング用領域１７ｂは検出領域Ａ〜Ｄを備えている。
【００４７】
回折光学素子１１０の第１回折領域Ａと、光学検出素子１０７の検出領域Ａとが対応している。つまり、回折光学素子１１０の第１回折領域Ａで回折された第１反射光の成分又は第２反射光の成分は、光学検出素子１０７の検出領域Ａにより検出される。
【００４８】
また、回折光学素子１１０の第３回折領域Ｂと、光学検出素子１０７の検出領域Ｂとが対応している。つまり、回折光学素子１１０の第３回折領域Ｂで回折された第１反射光の成分又は第２反射光の成分は、光学検出素子１０７の検出領域Ｂにより検出される。
【００４９】
また、回折光学素子１１０の第４回折領域Ｃと、光学検出素子１０７の検出領域Ｃとが対応している。つまり、回折光学素子１１０の第４回折領域Ｃで回折された第１反射光の成分又は第２反射光の成分は、光学検出素子１０７の検出領域Ｃにより検出される。
【００５０】
また、回折光学素子１１０の第２回折領域Ｄと、光学検出素子１０７の検出領域Ｄとが対応している。つまり、回折光学素子１１０の第２回折領域Ｄで回折された第１反射光の成分又は第２反射光の成分は、光学検出素子１０７の検出領域Ｄにより検出される。
【００５１】
ここで、３ビーム法による反射光検出（トラッキングエラー検出）を図１０を参照して説明する。３ビーム法は、一つのメインビーム及び二つのサブビームを用いて反射光を検出する方法である。ＤＶＤ−ＲＡＭのような記録可能な光ディスクには、ディスクの円周方向に沿ってトラックが形成されている。例えば、ディスク１周毎に、ランドトラック（Ｌ）とグルーブトラック（Ｇ）とが交互に形成されている。よって図１０に示すように、半径方向にランドトラック（Ｌ）とグルーブトラック（Ｇ）とが交互に存在する。光ピックアップヘッドから出射される３つのビームは、半径方向に対して１／２トラックピッチずれており、サブビーム（−１次光）、メインビーム（０次光）、サブビーム（＋１次光）の順にディスク上に集光される。さらに、これら３つのビームは、トラック方向に対しても等間隔で、サブビーム、メインビーム、サブビームの順にディスク上に集光される。
【００５２】
３つのビームは重なり合うことなく、例えば、メインビームがランドトラック（又はグルーブトラック）の中心を、一方のサブビームがこのランドトラック（又はグルーブトラック）の外周側に隣接するグルーブトラック（又はランドトラック）の中心を、他方のサブビームがこのランドトラック（又はグルーブトラック）の内周側に隣接するグルーブトラック（又はランドトラック）の中心をトレースする。両サブビームのトレース状態から、トラックずれ量を検出することができる。
【００５３】
なお、ＤＶＤレーザ１０１から出射される第１光ビームは、回折格子１０２ａにより、及びＣＤレーザ１０３から出射される第２光ビームは、回折格子１１２により、一つのメインビームと二つのサブビームに各々分けられる。ディスクＤを反射したサブビームは検出領域ＳＡＤ、ＳＢＣにて検出される。サブビーム検出領域は、光ディスクを反射し回折素子１１０の回折領域Ｋ１及びＫ２以外の回折領域により回折された２つのＤＶＤ用サブビームの一方の反射サブビームと、２つのＣＤ用サブビームの一方の反射サブビームとを検出する
次に、トラッキングエラーを検出する方法について説明する。
【００５４】
図１１は光ディスクに再生ビームつまり情報再生用の光ビームを照射したときの様子を示す図である。光ディスクの凹部はＤＶＤ−ＲＯＭのような読取専用のディスクの場合はピット、ＤＶＤ−ＲＡＭのように記録可能な光ディスクの場合はグルーブであり、相変化したピットをビームが照射している場合を示す。読取専用ディスクも記録可能なディスクも光は同様に反射する。
【００５５】
光ディスクのピット上を再生ビームが走査したとき、再生ビームはピットにより回折される。反射ビームは、ピット上面で反射した反射光Ｌａと、ピットにより回折した回折光（±１次回折光）Ｌｂがある。反射光Ｌａと回折光Ｌｂはピットによる回折により位相差が発生するため互いに干渉し、図２の上図のように部分的に打ち消しあい影が発生する。
【００５６】
以下、ＰＰ方式トラッキングエラー信号の生成方法について説明する。トラックからビームスポットがずれたとき、トラックを挟んで左右の光の強度分布が変化する。ピックアップヘッドでは、検出領域Ａ，Ｂ，Ｃ及びＤにて反射された光を受け、及びサブビームを検出領域ＳＡＤ及びＳＢＣで受け、次式に示すようにトラッキングエラー信号TES(push-pull)を生成する。
【００５７】
TES(push-pull)=(B+C)-(A+D)-K*(SAD-SBC)・・・・・(式1)
次に、ＤＰＤ方式トラッキングエラー信号の生成方法について説明する。ピット列の中心からビームスポットがずれて走査された時、上述した影の出来る位置が、図１１の矢印ｂのように移動する。光学ピックアップでは、ディスクを反射した光を検出領域Ａ，Ｂ，Ｃ及びＤで受け、影が移動することによって発生する光検知出力信号の変化によってトラッキングエラー信号TES(DPD)を生成する。
【００５８】
TES(DPD)=ph(A+C)-ph(B+D)・・・・・(式2)
図５（ｂ）はＤＶＤとＣＤの反射光Ｌａ及び回折光Ｌｂが、回折光学素子１１０に照射された状態を示している。ＴｄｖｄはＤＶＤ、ＴｃｄはＣＤの反射光及び回折光に対応する。このように、検出領域Ａ〜Ｄはトラッキング状態の変化に応じて、光の干渉によって生じる影のサイズ及び位置の変化が現れる領域である。
【００５９】
次に、上記説明した光ピックアップヘッドを搭載した光ディスクドライブの概略構成を図１２を参照して説明する。この光ディスクドライブは、ＤＶＤやＣＤなどの光ディスクＤに対して目的のデータを記録したり、この光ディスクＤに記録されたデータを再生したりする。
【００６０】
図１２に示すように、光ディスクドライブは、光ピックアップヘッド１、変調回路２、レーザ制御回路３、フォーカス制御回路４、トラッキング制御回路５、信号処理回路６、復調回路７、アクチュエータ８を備えている。
【００６１】
まず、この光ディスクドライブによる光ディスクＤに対するデータの記録について説明する。記録信号は、変調回路２により所定のチャネルビット系列の信号に変調される。記録信号に対応したチャネルビット系列は、レーザ制御回路３によりレーザ駆動波形に変換される。レーザ制御回路３は、ＤＶＤレーザ１０１又はＣＤレーザ１０３をパルス駆動し、ＤＶＤレーザ１０１又はレＣＤレーザ１０３から記録用パワーの光ビームを出射させる。その結果、記録用パワーの光ビームは、光ディスクＤの情報記録面に集光され、目的のデータが光ディスクＤ上に記録される。このとき、光ディスクＤ上に集光された記録用の光ビームは、フォーカス制御回路４によるフォーカス制御及びトラッキング制御回路５によるトラッキング制御により、記録面上に最良の微小スポットが得られる状態で維持される。
【００６２】
続いて、この光ディスクドライブによる光ディスクＤに記録されたデータの再生について説明する。データ再生指示に基づき、レーザ制御回路３はＤＶＤレーザ１０１又はレＣＤレーザ１０３を駆動し、ＤＶＤレーザ１０１又はレＣＤレーザ１０３から再生用パワーの光ビームを出射させる。その結果、再生用パワーの光ビームは、光ディスクＤの情報記録面に集光される。光ディスクＤ上に集光された再生用パワーの光ビームは、フォーカス制御回路４によるフォーカス制御及びトラッキング制御回路５によるトラッキング制御により、記録面上に最良の微小スポットが得られる状態で維持される。このとき、光ディスクＤ上に照射された再生用パワーの光ビームは、情報記録面内の反射膜あるいは反射性記録膜により反射される。反射光は、回折光学素子１１０で回折され、光学検出素子１０７により検出される。
【００６３】
ここで光学検出素子１０７の各検出領域により検出された反射光成分に基づき、上記式１及び式２のようにトラッキングエラー信号ＴＥＳ(push-pull)及びＴＥＳ(DPD)、及び下記式３及び式４のようにフォーカスエラー信号（ＦＥＳ）及び再生信号（ＲＦ）が生成される。
【００６４】
FES=(E+F)-(G+H)・・・・・(式3)
RF=A+B+C+D+E+F+G+H・・・・・(式4)
フォーカス制御回路４は、上記式３により生成されるフォーカスエラー信号に基づきフォーカスエラーを修正するためのフォーカス制御信号をアクチュエータ８に出力する。トラッキング制御回路５は、上記式１又は式２により生成されるトラッキングエラー信号に基づきトラッキングエラーを修正するためのトラッキング制御信号をアクチュエータ８に出力する。信号処理回路６は、上記式４により生成される再生信号を等化し２値化する。さらに、復調回路７は、２値化された再生信号を所定の変調方式に対応した復調方式により復調する。
【００６５】
なお、本願発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。また、各実施形態は可能な限り適宜組み合わせて実施してもよく、その場合組み合わせた効果が得られる。更に、上記実施形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適当な組み合わせにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施形態に示される全構成要件からいくつかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題が解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明による第１の実施形態に係る光ピックアップヘッド（光学ヘッド）の概略構成を示す上面図である。
【図２】図１に示す光ピックアップヘッドのＡ−Ａ断面の構成を示す断面図である。
【図３】回折光学素子１１０の回折領域の概略を示す図である。
【図４】ディスクＤを反射し対物レンズ１１１を経て光学回折素子１１０に入射された反射光が光学回折素子１１０により回折される様子を示す図である。
【図５】光学検出素子１７の構成及び回折光学素子１１０を示す図である。
【図６】回折領域Ｋ１及びＫ２で回折された＋１次回折光及び−１次回折光を示す図である。
【図７】デフォーカス量ＤＦとフォーカスエラー信号ＦＥＳの関係を示す第１の図である。
【図８】デフォーカス量ＤＦとフォーカスエラー信号ＦＥＳの関係を示す第２の図である。
【図９】デフォーカス量ＤＦとフォーカスエラー信号ＦＥＳの関係を示す第３の図である。
【図１０】３ビーム法による反射光検出（トラッキングエラー検出）を説明するための図である。
【図１１】光ディスクに情報再生用の光ビームを照射したときの様子を示す図である。
【図１２】本発明が適用される光ディスクドライブの概略構成を説明するための図である。
【符号の説明】
【００６７】
１…光ピックアップヘッド、２…変調回路、３…レーザ制御回路、４…フォーカス制御回路、５…トラッキング制御回路、６…信号処理回路、７…復調回路、８…アクチュエータ、１０１…ＤＶＤレーザ、１０２…回折格子、１０３…ＣＤレーザ、１０４、１０９…ミラー、１０５…ダイクロイックミラー、１０６…偏向ビームスプリッタ（ＰＢＳ）、１０７…光学検出素子、１０８…コリメートレンズ、１１０…回折光学素子（ＨＯＥ）、１１１…対物レンズ。
【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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【図１１】
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【図１２】
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