(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ビームを出射する光源と、光記録媒体の情報記録面に向けて前記光ビームを収束させて照射するとともに、前記光記録媒体から反射された反射光ビームを入射して出射させる対物レンズと、前記反射光ビームを受光する光検出手段とを備え、前記光源から出射される前記光ビームによって前記情報記録面上に主スポットと２つの副スポットが形成されるように構成され、前記主スポットは前記情報記録面に対する情報の記録及び／又は再生を行なうためのものであり、前記主スポットと前記副スポットの形成は、前記光記録媒体のトラックを横切るラジアル方向について前記主スポットと２つの副スポットを形成する光ビームの光軸方向の合焦位置が互いに異なるように、かつ、前記２つの副スポットの一方の合焦位置は前記主スポットの合焦位置よりも前記対物レンズに近い位置となり、かつ、前記２つの副スポットの他方の合焦位置は前記主スポットの合焦位置よりも前記対物レンズから遠い位置となるように構成され、前記光検出手段は、前記２つの副スポットをそれぞれ受光するように構成された第１受光部と第２受光部とを備え、前記第１受光部はラジアル方向に少なくとも２つに分割された第１、第２分割領域を有し、前記第２受光部はラジアル方向に少なくとも２つに分割された第３、第４分割領域を有し、第１乃至第４分割領域で検出された検出信号をそれぞれ第１信号Ｓ１、第２信号Ｓ２、第３信号Ｓ３、第４信号Ｓ４としたときに、前記第１信号と第２信号の差信号（Ｓ１−Ｓ２）によって第１プッシュプル信号ＳＰＰ１が形成され、前記第３信号と第４信号の差信号（Ｓ３−Ｓ４）によって第２プッシュプル信号ＳＰＰ２が形成され、トラッキングエラー信号は前記第１、第２プッシュプル信号ＳＰＰ１、ＳＰＰ２を用いて求められ、前記第１、第２プッシュプル信号ＳＰＰ１、ＳＰＰ２には振幅を有する正弦波状の信号成分が含まれ、デフォーカス検出用信号は前記第１、第２プッシュプル信号ＳＰＰ１、ＳＰＰ２から構成され、該デフォーカス検出用信号を演算することによって前記主スポットの合焦位置と前記情報記録面とのずれ量であるデフォーカス量に対応する値が算出可能な信号として構成される、光ヘッド。
【請求項２】
前記光源は２つ以上の発光点を有し、１つの発光点が前記主スポットを形成し、他の発光点が前記２つの副スポットを形成するように構成される請求項１記載の光ヘッド。
【請求項３】
前記光源は１つの発光点のみを有し、前記主スポットと２つの副スポットを前記発光点から出射される１つの光ビームから形成するスポット形成手段が設けられる請求項１記載の光ヘッド。
【請求項４】
前記スポット形成手段は、前記光源と前記対物レンズの間に設けられた光回折素子によって構成される請求項３記載の光ヘッド。
【請求項５】
前記第１、第２プッシュプル信号ＳＰＰ１、ＳＰＰに含まれる前記振幅を有する正弦波状の信号成分は、前記光記録媒体に形成されているトラックのウォブリング成分に基づくものである請求項１記載の光ヘッド。
【請求項６】
前記第１プッシュプル信号ＳＰＰ１の振幅をＳＰＰ１Ａ、第２プッシュプル信号ＳＰＰ２の振幅をＳＰＰ２Ａとしたときに、前記デフォーカス量に対応する値は、（ＳＰＰ１Ａ−ＳＰＰ２Ａ）／（ＳＰＰ１Ａ＋ＳＰＰ２Ａ）で示される請求項１記載の光ヘッド。
【請求項７】
前記情報記録面にはランドとグルーブが形成され、前記光記録媒体は前記ランドとグルーブの少なくとも一方に情報の記録または再生が行なわれるように構成されている請求項１記載の光ヘッド。
【請求項８】
光ビームを出射する光源と、光記録媒体の情報記録面に向けて前記光ビームを収束させて照射するとともに、前記光記録媒体から反射された反射光ビームを入射して出射させる対物レンズと、光記録媒体の情報記録面に向けて対物レンズを介して前記光ビームが照射されることにより前記光記録媒体から反射された反射光ビームを前記対物レンズを介して受光する光検出手段とを備え、前記光源から出射される前記光ビームによって前記情報記録面上に主スポットと２つの副スポットが形成されるように構成され、前記主スポットは前記情報記録面に対する情報の記録及び／又は再生を行なうためのものであり、前記主スポットと前記副スポットの形成は、前記光記録媒体のトラックを横切るラジアル方向について前記主スポットと２つの副スポットを形成する光ビームの光軸方向の合焦位置が互いに異なるように、かつ、前記２つの副スポットの一方の合焦位置は前記主スポットの合焦位置よりも前記対物レンズに近い位置となり、かつ、前記２つの副スポットの他方の合焦位置は前記主スポットの合焦位置よりも前記対物レンズから遠い位置となるように構成され、前記光検出手段は、前記２つの副スポットをそれぞれ受光するように構成された第１受光部と第２受光部とを備え、前記第１受光部はラジアル方向に少なくとも２つに分割された第１、第２分割領域を有し、前記第２受光部はラジアル方向に少なくとも２つに分割された第３、第４分割領域を有し、第１乃至第４分割領域で検出された検出信号をそれぞれ第１信号Ｓ１、第２信号Ｓ２、第３信号Ｓ３、第４信号Ｓ４としたときに、前記第１信号と第２信号の差信号（Ｓ１−Ｓ２）によって第１プッシュプル信号ＳＰＰ１が形成され、前記第３信号と第４信号の差信号（Ｓ３−Ｓ４）によって第２プッシュプル信号ＳＰＰ２が形成され、トラッキングエラー信号は前記第１、第２プッシュプル信号ＳＰＰ１、ＳＰＰ２を用いて求められ、前記第１、第２プッシュプル信号ＳＰＰ１、ＳＰＰ２には振幅を有する正弦波状の信号成分が含まれ、デフォーカス検出用信号は前記第１、第２プッシュプル信号ＳＰＰ１、ＳＰＰ２から構成され、該デフォーカス検出用信号を演算することによって前記主スポットの合焦位置と前記情報記録面とのずれ量であるデフォーカス量に対応する値が算出可能な信号として構成される、受発光素子。
【請求項９】
前記光源は２つ以上の発光点を有し、１つの発光点が前記主スポットを形成し、他の発光点が前記２つの副スポットを形成するように構成されていることを特徴とする請求項８記載の受発光素子。
【請求項１０】
前記光源は１つの発光点のみを有し、前記主スポットと２つの副スポットを前記発光点から出射される１つの光ビームから形成するスポット形成手段が設けられていることを特徴とする請求項８記載の受発光素子。
【請求項１１】
前記スポット形成手段は、前記光源と前記対物レンズの間に設けられた光回折素子によって構成されることを特徴とする請求項１０記載の受発光素子。
【請求項１２】
前記第１、第２プッシュプル信号ＳＰＰ１、ＳＰＰに含まれる前記振幅を有する正弦波状の信号成分は、前記光記録媒体に形成されているトラックのウォブリング成分に基づくものであることを特徴とする請求項８記載の受発光素子。
【請求項１３】
前記第１プッシュプル信号ＳＰＰ１の振幅をＳＰＰ１Ａ、第２プッシュプル信号ＳＰＰ２の振幅をＳＰＰ２Ａとしたときに、前記デフォーカス量に対応する値は、（ＳＰＰ１Ａ−ＳＰＰ２Ａ）／（ＳＰＰ１Ａ＋ＳＰＰ２Ａ）で示されることを特徴とする請求項８記載の受発光素子。
【請求項１４】
前記情報記録面にはランドとグルーブが形成され、前記光記録媒体は前記ランドとグルーブの少なくとも一方に情報の記録または再生が行なわれるように構成されている請求項８記載の受発光素子。
【請求項１５】
光記録媒体を回転駆動する駆動手段と、回転する前記光記録媒体に対して光ビームを照射し、前記光記録媒体の情報記録面からの反射光ビームを検出する光ヘッドと、前記光ヘッドからの検出信号に基づいて再生信号を生成する信号処理回路とを有する光記録媒体記録再生装置において、前記光ヘッドは、光源と、対物レンズと、光検出手段とを備え、前記光源は前記光ビームを出射するように構成され、前記対物レンズは光記録媒体の情報記録面に向けて前記光ビームを収束させて照射するとともに、前記光記録媒体から反射された反射光ビームを入射して出射させるように構成され、前記光検出手段は、前記反射光ビームを受光して前記検出信号を出力するように構成され、前記光源から出射される前記光ビームによって前記情報記録面上に主スポットと２つの副スポットが形成されるように構成され、前記主スポットは前記情報記録面に対する情報の記録及び／又は再生を行なうためのものであり、前記主スポットと前記副スポットの形成は、前記光記録媒体のトラックを横切るラジアル方向について前記主スポットと２つの副スポットを形成する光ビームの光軸方向の合焦位置が互いに異なるように、かつ、前記２つの副スポットの一方の合焦位置は前記主スポットの合焦位置よりも前記対物レンズに近い位置となり、かつ、前記２つの副スポットの他方の合焦位置は前記主スポットの合焦位置よりも前記対物レンズから遠い位置となるように構成され、前記光検出手段は、前記２つの副スポットをそれぞれ受光するように構成された第１受光部と第２受光部とを備え、前記第１受光部はラジアル方向に少なくとも２つに分割された第１、第２分割領域を有し、前記第２受光部はラジアル方向に少なくとも２つに分割された第３、第４分割領域を有し、第１乃至第４分割領域で検出された検出信号をそれぞれ第１信号Ｓ１、第２信号Ｓ２、第３信号Ｓ３、第４信号Ｓ４としたときに、前記第１信号と第２信号の差信号（Ｓ１−Ｓ２）によって第１プッシュプル信号ＳＰＰ１が形成され、前記第３信号と第４信号の差信号（Ｓ３−Ｓ４）によって第２プッシュプル信号ＳＰＰ２が形成され、トラッキングエラー信号は前記第１、第２プッシュプル信号ＳＰＰ１、ＳＰＰ２を用いて求められ、前記第１、第２プッシュプル信号ＳＰＰ１、ＳＰＰ２には振幅を有する正弦波状の信号成分が含まれ、デフォーカス検出用信号は前記第１、第２プッシュプル信号ＳＰＰ１、ＳＰＰ２から構成され、前記検出信号は、該デフォーカス検出用信号を演算することによって前記主スポットの合焦位置と前記情報記録面とのずれ量であるデフォーカス量に対応する値が算出可能な信号として構成される光記録媒体記録再生装置。
【請求項１６】
前記光源は２つ以上の発光点を有し、１つの発光点が前記主スポットを形成し、他の発光点が前記２つの副スポットを形成するように構成されている請求項１５記載の光記録媒体記録再生装置。
【請求項１７】
前記光源は１つの発光点のみを有し、前記主スポットと２つの副スポットを前記発光点から出射される１つの光ビームから形成するスポット形成手段が設けられている請求項１５記載の光記録媒体記録再生装置。
【請求項１８】
前記スポット形成手段は、前記光源と前記対物レンズの間に設けられた光回折素子によって構成される請求項１７記載の光記録媒体記録再生装置。
【請求項１９】
前記第１、第２プッシュプル信号ＳＰＰ１、ＳＰＰに含まれる前記振幅を有する正弦波状の信号成分は、前記光記録媒体に形成されているトラックのウォブリング成分に基づくものである請求項１５記載の光記録媒体記録再生装置。
【請求項２０】
前記第１プッシュプル信号ＳＰＰ１の振幅をＳＰＰ１Ａ、第２プッシュプル信号ＳＰＰ２の振幅をＳＰＰ２Ａとしたときに、前記デフォーカス量に対応する値は、（ＳＰＰ１Ａ−ＳＰＰ２Ａ）／（ＳＰＰ１Ａ＋ＳＰＰ２Ａ）で示されることを特徴とする請求項１５記載の光記録媒体記録再生装置。
【請求項２１】
前記情報記録面にはランドとグルーブが形成され、前記光記録媒体は前記ランドとグルーブの少なくとも一方に情報の記録または再生が行なわれるように構成されている請求項１５記載の光記録媒体記録再生装置。
【請求項２２】
前記対物レンズは少なくとも該対物レンズの光軸方向に移動可能に設けられ、前記光記録媒体記録再生装置は前記光ヘッドからの検出信号に基づいて前記対物レンズを移動させるサーボ回路を有し、前記サーボ回路は前記デフォーカス検出用信号に基づいて算出された前記デフォーカス量に対応する値に基づいて前記対物レンズの合焦位置が前記情報記録面と一致するように前記対物レンズの前記光軸方向の移動制御を行なうように構成されていることを特徴とする請求項１５記載の光記録媒体記録再生装置。
【請求項２３】
光記録媒体を回転駆動する駆動手段と、回転する前記光記録媒体に対して光ビームを照射し、前記光記録媒体の情報記録面からの反射光ビームを検出する光ヘッドと、前記光ヘッドからの検出信号に基づいて再生信号を生成する信号処理回路とを有する光記録媒体記録再生装置において、前記光ヘッドは、対物レンズと、光源と光検出手段とが設けられた受発光素子とを備え、前記光源は前記光ビームを出射するように構成され、前記対物レンズは光記録媒体の情報記録面に向けて前記光ビームを収束させて照射するとともに、前記光記録媒体から反射された反射光ビームを入射して出射させるように構成され、前記光検出手段は、前記反射光ビームを受光して前記検出信号を出力するように構成され、前記光源から出射される前記光ビームによって前記情報記録面上に主スポットと２つの副スポットが形成されるように構成され、前記主スポットは前記情報記録面に対する情報の記録及び／又は再生を行なうためのものであり、前記主スポットと前記副スポットの形成は、前記光記録媒体のトラックを横切るラジアル方向について前記主スポットと２つの副スポットを形成する光ビームの光軸方向の合焦位置が互いに異なるように、かつ、前記２つの副スポットの一方の合焦位置は前記主スポットの合焦位置よりも前記対物レンズに近い位置となり、かつ、前記２つの副スポットの他方の合焦位置は前記主スポットの合焦位置よりも前記対物レンズから遠い位置となるように構成され、前記光検出手段は、前記２つの副スポットをそれぞれ受光するように構成された第１受光部と第２受光部とを備え、前記第１受光部はラジアル方向に少なくとも２つに分割された第１、第２分割領域を有し、前記第２受光部はラジアル方向に少なくとも２つに分割された第３、第４分割領域を有し、第１乃至第４分割領域で検出された検出信号をそれぞれ第１信号Ｓ１、第２信号Ｓ２、第３信号Ｓ３、第４信号Ｓ４としたときに、前記第１信号と第２信号の差信号（Ｓ１−Ｓ２）によって第１プッシュプル信号ＳＰＰ１が形成され、前記第３信号と第４信号の差信号（Ｓ３−Ｓ４）によって第２プッシュプル信号ＳＰＰ２が形成され、トラッキングエラー信号は前記第１、第２プッシュプル信号ＳＰＰ１、ＳＰＰ２を用いて求められ、前記第１、第２プッシュプル信号ＳＰＰ１、ＳＰＰ２には振幅を有する正弦波状の信号成分が含まれ、デフォーカス検出用信号は前記第１、第２プッシュプル信号ＳＰＰ１、ＳＰＰ２から構成され、前記検出信号は、該デフォーカス検出用信号を演算することによって前記主スポットの合焦位置と前記情報記録面とのずれ量であるデフォーカス量に対応する値が算出可能な信号として構成される光記録媒体記録再生装置。
【請求項２４】
前記光源は２つ以上の発光点を有し、１つの発光点が前記主スポットを形成し、他の発光点が前記２つの副スポットを形成するように構成されていることを特徴とする請求項２３記載の光記録媒体記録再生装置。
【請求項２５】
前記光源は１つの発光点のみを有し、前記主スポットと２つの副スポットを前記発光点から出射される１つの光ビームから形成するスポット形成手段が設けられていることを特徴とする請求項２３記載の光記録媒体記録再生装置。
【請求項２６】
前記スポット形成手段は、前記光源と前記対物レンズの間に設けられた光回折素子によって構成されることを特徴とする請求項２５記載の光記録媒体記録再生装置。
【請求項２７】
前記第１、第２プッシュプル信号ＳＰＰ１、ＳＰＰに含まれる前記振幅を有する正弦波状の信号成分は、前記光記録媒体に形成されているトラックのウォブリング成分に基づくものである請求項２３記載の光記録媒体記録再生装置。
【請求項２８】
前記第１プッシュプル信号ＳＰＰ１の振幅をＳＰＰ１Ａ、第２プッシュプル信号ＳＰＰ２の振幅をＳＰＰ２Ａとしたときに、前記デフォーカス量に対応する値は、（ＳＰＰ１Ａ−ＳＰＰ２Ａ）／（ＳＰＰ１Ａ＋ＳＰＰ２Ａ）で示される請求項２３記載の光記録媒体記録再生装置。
【請求項２９】
前記情報記録面にはランドとグルーブが形成され、前記光記録媒体は前記ランドとグルーブの少なくとも一方に情報の記録または再生が行なわれるように構成されている請求項２３記載の光記録媒体記録再生装置。
【請求項３０】
前記対物レンズは少なくとも該対物レンズの光軸方向に移動可能に設けられ、前記光記録媒体記録再生装置は前記光ヘッドからの検出信号に基づいて前記対物レンズを移動させるサーボ回路を有し、前記サーボ回路は前記デフォーカス検出用信号に基づいて算出された前記デフォーカス量に対応する値に基づいて前記対物レンズの合焦位置が前記情報記録面と一致するように前記対物レンズの前記光軸方向の移動制御を行なうように構成されている請求項２３記載の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、光記録媒体に対して情報信号の書込みおよび読み出しを行なうための受発光素子および光ヘッド、このような受発光素子または光ヘッドを備えて構成され例えば光ディスクなどの光記録媒体に対する情報信号の記録および再生を行なう光記録媒体記録再生装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から光ディスクのような光記録媒体に情報信号の記録再生を行なう光記録媒体記録再生装置がある。このような光記録媒体記録再生装置においては、光ヘッド（光ピックアップ装置）によって前記光記録媒体に対する情報信号の書込み読み出しが行なわれる。
前記光ヘッドは、光源から出力される光ビームを対物レンズによって前記光ディスクの情報記録面上に集光させ照射させ、前記情報記録面に情報信号を書き込み、また、前記情報記録面に照射した光ビームの反射光を検出して前記情報記録面に記録されている情報信号を読み取るように構成されている。前記光ヘッドには前記反射光を検出する検出器を備えた受発光素子が一体または別体に設けられている。
前記対物レンズは、前記情報記録面に書き込むあるいは読み取るピットの大きさに応じて前記光ビームを収束させる必要がある。
したがって、ピットが小さいほど、すなわち前記光ディスクの記録密度が高くなるほど、前記対物レンズは前記光ビームを細く収束させなければならない。そのため、前記対物レンズの開口数はより高く、前記光源から出力される光ビームの波長はより短くする必要がある。
ここで、前記光源から出力される光ビームの波長をλ、前記対物レンズの開口数をＮＡとしたときに前記対物レンズの焦点深度Ｄｆは下式によって示される。
Ｄｆ≒λ／（ＮＡ）2
例えば、ＣＤ（コンパクト・ディスク）では、λ＝７８０ｎｍ、ＮＡ＝０．４５として前記式に代入すると、焦点深度Ｄｆ＝３．９μｍである。
ＤＶＤでは、λ＝６５０ｎｍ、ＮＡ＝０．６０として前記の式に代入すると、焦点深度Ｄｆ＝１．８μｍである。
上記の式からわかるとおり、光ディスクの高記録密度化が進むほど、焦点深度が浅くならざるを得ず、したがって、対物レンズの記録面に対する合焦位置ずれの許容度が厳しくなる。今後、光ディスクの高記録密度のために、高ＮＡ化および短波長化が進み、たとえばλ＝４０５ｎｍ、ＮＡ＝０．８５という場合には焦点深度Ｄｆ＝０．５６μｍとなる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、対物レンズのフォーカス制御の精度が現状と同じであれば、光ディスクの高記録密度化が進むほど、前記光ヘッドや受発光素子に対する製造精度がより厳しくなり、また、経時変化による特性劣化がより大きくなることが懸念される。
本発明は、このような実状に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、対物レンズのフォーカス制御を高精度に行なうことができる光ヘッドおよび受発光素子ならびに光記録媒体記録再生装置を提供することにある。
【０００４】
本発明の光ヘッドは、光ビームを出射する光源と、光記録媒体の情報記録面に向けて前記光ビームを収束させて照射するとともに、前記光記録媒体から反射された反射光ビームを入射して出射させる対物レンズと、前記反射光ビームを受光する光検出手段とを備え、前記光源から出射される前記光ビームによって前記情報記録面上に主スポットと２つの副スポットが形成されるように構成され、前記主スポットは前記情報記録面に対する情報の記録及び／又は再生を行なうためのものであり、前記主スポットと前記副スポットの形成は、前記光記録媒体のトラックを横切るラジアル方向について前記主スポットと２つの副スポットを形成する光ビームの光軸方向の合焦位置が互いに異なるように、かつ、前記２つの副スポットの一方の合焦位置は前記主スポットの合焦位置よりも前記対物レンズに近い位置となり、かつ、前記２つの副スポットの他方の合焦位置は前記主スポットの合焦位置よりも前記対物レンズから遠い位置となるように構成され、前記光検出手段は、前記２つの副スポットをそれぞれ受光するように構成された第１受光部と第２受光部とを備え、前記第１受光部はラジアル方向に少なくとも２つに分割された第１、第２分割領域を有し、前記第２受光部はラジアル方向に少なくとも２つに分割された第３、第４分割領域を有し、第１乃至第４分割領域で検出された検出信号をそれぞれ第１信号Ｓ１、第２信号Ｓ２、第３信号Ｓ３、第４信号Ｓ４としたときに、前記第１信号と第２信号の差信号（Ｓ１−Ｓ２）によって第１プッシュプル信号ＳＰＰ１が形成され、前記第３信号と第４信号の差信号（Ｓ３−Ｓ４）によって第２プッシュプル信号ＳＰＰ２が形成され、前記トラッキングエラー信号は前記第１、第２プッシュプル信号ＳＰＰ１、ＳＰＰ２を用いて求められ、前記第１、第２プッシュプル信号ＳＰＰ１、ＳＰＰ２には振幅を有する正弦波状の信号成分が含まれ、前記デフォーカス検出用信号は前記第１、第２プッシュプル信号ＳＰＰ１、ＳＰＰ２から構成され、該デフォーカス検出用信号を演算することによって前記主スポットの合焦位置と前記情報記録面とのずれ量であるデフォーカス量に対応する値が算出可能な信号として構成されることを特徴とする。
また、本発明の受発光素子は、光ビームを出射する光源と、光記録媒体の情報記録面に向けて前記光ビームを収束させて照射するとともに、前記光記録媒体から反射された反射光ビームを入射して出射させる対物レンズと、光記録媒体の情報記録面に向けて対物レンズを介して前記光ビームが照射されることにより前記光記録媒体から反射された反射光ビームを前記対物レンズを介して受光する光検出手段とを備え、前記光源から出射される前記光ビームによって前記情報記録面上に主スポットと２つの副スポットが形成されるように構成され、前記主スポットは前記情報記録面に対する情報の記録及び／又は再生を行なうためのものであり、前記主スポットと前記副スポットの形成は、前記光記録媒体のトラックを横切るラジアル方向について前記主スポットと２つの副スポットを形成する光ビームの光軸方向の合焦位置が互いに異なるように、かつ、前記２つの副スポットの一方の合焦位置は前記主スポットの合焦位置よりも前記対物レンズに近い位置となり、かつ、前記２つの副スポットの他方の合焦位置は前記主スポットの合焦位置よりも前記対物レンズから遠い位置となるように構成され、前記光検出手段は、前記２つの副スポットをそれぞれ受光するように構成された第１受光部と第２受光部とを備え、前記第１受光部はラジアル方向に少なくとも２つに分割された第１、第２分割領域を有し、前記第２受光部はラジアル方向に少なくとも２つに分割された第３、第４分割領域を有し、第１乃至第４分割領域で検出された検出信号をそれぞれ第１信号Ｓ１、第２信号Ｓ２、第３信号Ｓ３、第４信号Ｓ４としたときに、前記第１信号と第２信号の差信号（Ｓ１−Ｓ２）によって第１プッシュプル信号ＳＰＰ１が形成され、前記第３信号と第４信号の差信号（Ｓ３−Ｓ４）によって第２プッシュプル信号ＳＰＰ２が形成され、前記トラッキングエラー信号は前記第１、第２プッシュプル信号ＳＰＰ１、ＳＰＰ２を用いて求められ、前記第１、第２プッシュプル信号ＳＰＰ１、ＳＰＰ２には振幅を有する正弦波状の信号成分が含まれ、前記デフォーカス検出用信号は前記第１、第２プッシュプル信号ＳＰＰ１、ＳＰＰ２から構成され、該デフォーカス検出用信号を演算することによって前記主スポットの合焦位置と前記情報記録面とのずれ量であるデフォーカス量に対応する値が算出可能な信号として構成されることを特徴とする。
また、本発明の光記録媒体記録再生装置は、光記録媒体を回転駆動する駆動手段と、回転する前記光記録媒体に対して光ビームを照射し、前記光記録媒体の情報記録面からの反射光ビームを検出する光ヘッドと、前記光ヘッドからの検出信号に基づいて再生信号を生成する信号処理回路とを有する光記録媒体記録再生装置において、前記光ヘッドは、光源と、対物レンズと、光検出手段とを備え、前記光源は前記光ビームを出射するように構成され、前記対物レンズは光記録媒体の情報記録面に向けて前記光ビームを収束させて照射するとともに、前記光記録媒体から反射された反射光ビームを入射して出射させるように構成され、前記光検出手段は、前記反射光ビームを受光して前記検出信号を出力するように構成され、前記光源から出射される前記光ビームによって前記情報記録面上に主スポットと２つの副スポットが形成されるように構成され、前記主スポットは前記情報記録面に対する情報の記録及び／又は再生を行なうためのものであり、前記主スポットと前記副スポットの形成は、前記光記録媒体のトラックを横切るラジアル方向について前記主スポットと２つの副スポットを形成する光ビームの光軸方向の合焦位置が互いに異なるように、かつ、前記２つの副スポットの一方の合焦位置は前記主スポットの合焦位置よりも前記対物レンズに近い位置となり、かつ、前記２つの副スポットの他方の合焦位置は前記主スポットの合焦位置よりも前記対物レンズから遠い位置となるように構成され、前記光検出手段は、前記２つの副スポットをそれぞれ受光するように構成された第１受光部と第２受光部とを備え、前記第１受光部はラジアル方向に少なくとも２つに分割された第１、第２分割領域を有し、前記第２受光部はラジアル方向に少なくとも２つに分割された第３、第４分割領域を有し、第１乃至第４分割領域で検出された検出信号をそれぞれ第１信号Ｓ１、第２信号Ｓ２、第３信号Ｓ３、第４信号Ｓ４としたときに、前記第１信号と第２信号の差信号（Ｓ１−Ｓ２）によって第１プッシュプル信号ＳＰＰ１が形成され、前記第３信号と第４信号の差信号（Ｓ３−Ｓ４）によって第２プッシュプル信号ＳＰＰ２が形成され、前記トラッキングエラー信号は前記第１、第２プッシュプル信号ＳＰＰ１、ＳＰＰ２を用いて求められ、前記第１、第２プッシュプル信号ＳＰＰ１、ＳＰＰ２には振幅を有する正弦波状の信号成分が含まれ、前記デフォーカス検出用信号は前記第１、第２プッシュプル信号ＳＰＰ１、ＳＰＰ２から構成され、前記検出信号は、該デフォーカス検出用信号を演算することによって前記主スポットの合焦位置と前記情報記録面とのずれ量であるデフォーカス量に対応する値が算出可能な信号として構成されることを特徴とする。
また、本発明の光記録媒体記録再生装置は、光記録媒体を回転駆動する駆動手段と、回転する前記光記録媒体に対して光ビームを照射し、前記光記録媒体の情報記録面からの反射光ビームを検出する光ヘッドと、前記光ヘッドからの検出信号に基づいて再生信号を生成する信号処理回路とを有する光記録媒体記録再生装置において、前記光ヘッドは、対物レンズと、光源と光検出手段とが設けられた受発光素子とを備え、前記光源は前記光ビームを出射するように構成され、前記対物レンズは光記録媒体の情報記録面に向けて前記光ビームを収束させて照射するとともに、前記光記録媒体から反射された反射光ビームを入射して出射させるように構成され、前記光検出手段は、前記反射光ビームを受光して前記検出信号を出力するように構成され、前記光源から出射される前記光ビームによって前記情報記録面上に主スポットと２つの副スポットが形成されるように構成され、前記主スポットは前記情報記録面に対する情報の記録及び／又は再生を行なうためのものであり、前記主スポットと前記副スポットの形成は、前記光記録媒体のトラックを横切るラジアル方向について前記主スポットと２つの副スポットを形成する光ビームの光軸方向の合焦位置が互いに異なるように、かつ、前記２つの副スポットの一方の合焦位置は前記主スポットの合焦位置よりも前記対物レンズに近い位置となり、かつ、前記２つの副スポットの他方の合焦位置は前記主スポットの合焦位置よりも前記対物レンズから遠い位置となるように構成され、前記光検出手段は、前記２つの副スポットをそれぞれ受光するように構成された第１受光部と第２受光部とを備え、前記第１受光部はラジアル方向に少なくとも２つに分割された第１、第２分割領域を有し、前記第２受光部はラジアル方向に少なくとも２つに分割された第３、第４分割領域を有し、第１乃至第４分割領域で検出された検出信号をそれぞれ第１信号Ｓ１、第２信号Ｓ２、第３信号Ｓ３、第４信号Ｓ４としたときに、前記第１信号と第２信号の差信号（Ｓ１−Ｓ２）によって第１プッシュプル信号ＳＰＰ１が形成され、前記第３信号と第４信号の差信号（Ｓ３−Ｓ４）によって第２プッシュプル信号ＳＰＰ２が形成され、前記トラッキングエラー信号は前記第１、第２プッシュプル信号ＳＰＰ１、ＳＰＰ２を用いて求められ、前記第１、第２プッシュプル信号ＳＰＰ１、ＳＰＰ２には振幅を有する正弦波状の信号成分が含まれ、前記デフォーカス検出用信号は前記第１、第２プッシュプル信号ＳＰＰ１、ＳＰＰ２から構成され、前記検出信号は、該デフォーカス検出用信号を演算することによって前記主スポットの合焦位置と前記情報記録面とのずれ量であるデフォーカス量に対応する値が算出可能な信号として構成されることを特徴とする。
【０００５】
本発明の光ヘッドによれば、前記光検出手段によって前記副スポットが検出されて振幅を有する正弦波状のデフォーカス検出用信号が生成され、前記デフォーカス検出用信号は、該デフォーカス検出用信号を演算することによって前記主スポットの合焦位置と前記情報記録面とのずれ量であるデフォーカス量に対応する値が算出可能な信号として構成されている。したがって、前記デフォーカス量に対応する値に基づいて対物レンズのフォーカス制御を補正することが可能となる。
本発明の受発光素子によれば、前記光検出手段によって前記副スポットが検出されて振幅を有する正弦波状のデフォーカス検出用信号が生成され、前記デフォーカス検出用信号は、該デフォーカス検出用信号を演算することによって前記主スポットの合焦位置と前記情報記録面とのずれ量であるデフォーカス量に対応する値が算出可能な信号として構成されている。したがって、前記デフォーカス量に対応する値に基づいて対物レンズのフォーカス制御を補正することが可能となる。
本発明の光記録媒体記録再生装置によれば、前記光検出手段によって前記副スポットが検出されて振幅を有する正弦波状のデフォーカス検出用信号が生成され、前記デフォーカス検出用信号は、該デフォーカス検出用信号を演算することによって前記主スポットの合焦位置と前記情報記録面とのずれ量であるデフォーカス量に対応する値が算出可能な信号として構成されている。したがって、前記デフォーカス量に対応する値に基づいて対物レンズのフォーカス制御を補正することが可能となる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。
なお、以下に述べる実施の形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種種の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において、特に本発明を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。
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図１は、この発明の第１の実施の形態に係る光ヘッドを組み込んだ光記録媒体記録再生装置の概略構成を示すブロック図である。
図１において、ディスク装置１０１は、光ディスク１（光記録媒体）を回転駆動する駆動手段としてのスピンドルモータ１０３と、光ヘッド１０４と、光ヘッド１０４の駆動手段としての送りモータ１０５とを備えている。
ここで、スピンドルモータ１０３は、システムコントロ−ラ１０７およびサーボ制御回路１０９（特許請求の範囲のサーボ回路に相当）により駆動制御され、所定の回転数で回転される。
光ディスク１としては、再生専用のＰｉｔディスクを用いてもよいが、「ＣＤ−Ｒ／ＲＷ」「ＤＶＤ−Ｒ］「ＤＶＤ−ＲＡＭ］「ＤＶＤ−Ｒ／ＲＷ」「ＤＶＤ＋ＲＷ」等や、４０５ｎｍ付近の短波長光源を用いた高密度光ディスクである「ＤＶＲ−ＢＬＵＥ」等を用いるとより効果的である。
信号変復調部およびＥＣＣブロック１０８は、信号の変調、復調およびＥＣＣ（エラー訂正符号）の付加を行う。光ヘッド１０４は、信号変調およびＥＣＣブロック１０８の指令に従って、この回転する光ディスク１の情報記録面（信号記録面）に対して、それぞれ光照射を行う。このような光照射により記録が行われる。また、光ヘッド１０４は、光ディスク１の情報記録面からの反射光ビームに基づいて、後述するような光ビームを検出し、各光ビームに対応する信号をプリアンブ部２０に供給する。
プリアンプ部１２０は、各光ビーム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信号等を生成できるように構成されている。再生対象とされる記録媒体の種類に応じて、サーボ制御回路１０９および信号変調＆ＥＣＣブロック１０８等により、これらの信号に基づく復調および誤り訂正処理等の所定の処理が行われる。
これにより、復調された記録信号は、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ース１１１を介して、外部コンピュータ１１５等に送出される。これにより、外部コンピュータ等は、光ディスク１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ようになっている。
また、オーディオ・ビジュアル用であれば、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、そこでオーディオ・ビデオ信号処理が行われ、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。
上記光ヘッド１０４には、例えば光ディスク１上の所定の記録トラックまで、移動させるための送りモータ１０５が接続されている。スピンドルモータ１０３の制御と、送りモータ１０５の制御と、光ヘッド１０４の対物レンズを保持する二軸アクチュエータのフォーカシング方向およびトラッキング方向の制御は、それぞれサーボ制御回路１０９により行われる。
また、サーボ制御回路１０９におけるフォーカスサーボの補正を行なうための構成が設けられているが、この構成については後述する図１７で詳細に説明することにする。
【０００７】
図２は、第１の実施の形態における光ヘッドの構成図であり、図２（Ａ）は平面図、図２（Ｂ）は側面図である。
この実施例では、アナモルフィックプリズムを用いて、「ビーム整形」を行うタイプの光ヘッドの例を示している。
光記録媒体記録再生装置、特に「ＣＤ−Ｒ／ＲＷ」「ＤＶＤ−Ｒ］「ＤＶＤ−ＲＡＭ］「ＤＶＤ−Ｒ／ＲＷ」「ＤＶＤ＋ＲＷ」「ＤＶＲ−ＢＬＵＥ」等の記録再生型の光記録媒体記録再生装置の場合、ディスク上に集光したスポットの形状によって、記録特性が変化してしまう。
通常、この種のシステムに用いられる光源としては、半導体レーザーがよく用いられており、半導体レーザーの場合、その出射ビームの発散角が、構造上、接合面に平行な方向（θ//方向）で半値全幅１０度程度、接合面に垂直な方向（θ⊥方向）で半値全幅２０〜３０度程度となっており（この発散角の違いθ⊥／θ//をアスペクト比という）、いわゆるアナモルフィックプリズム等を用いて、入射光ビームに対する出射光ビームの倍率を光ビーム断面の特定方向で変化（すなわち圧縮または伸張）させて出射し（「ビーム整形」）、光強度分布に、方向による不均一があまり大きく生じないようにして用いている。
【０００８】
図２を参照して第１の実施の形態の光ヘッド２の構成について説明する。
光ヘッド２は、光源としての半導体レーザー６１、往路コリメーターレンズ６２、アナモルフィックプリズム６３、半波長板６４、光回折素子６５（スポット形成手段）、偏光ビームスプリッタプリズム６６、光検出素子６７、１／４波長板６８、立ち上げミラー６９、対物レンズ７０、復路コリメーターレンズ７１、ホログラム素子７２、シリンドリカルレンズ７３、光検出素子７４などを備えて構成されている。
前記半導体レーザー６１は、光源を構成するものであり光ビームを出射するように構成されている。
前記往路コリメーターレンズ６２は、前記半導体レーザー６１から出射された光ビームを平行光にするためのものである。
前記アナモルフィックプリズム６３は、前記往路コリメーターレンズ６２からの光ビームを補正するものである。すなわち、光ビームのθ//方向に対応した方向の光ビームの断面を拡大することで光ビーム内における光強度分布の不均一性を補正するように構成されている。前記アナモルフィックプリズム６３としては、本出願人が特願Ｐ2000−123723において考案している直進型のアナモルフィックプリズムを用いることができる。
前記半波長板６４は、前記アナモルフィックプリズム６３から入射された光ビームの偏光方向を回転させるものである。
【０００９】
前記光回折素子６５は、後述するトラッキングエラー信号と、ランドグルーブ判別信号（ＣＴＳ信号）とを生成するために、前記半波長板６４から入射された光ビームを３ビーム、すなわち主ビームと２つの副ビームに分離するように構成されている。
前記主ビームと２つの副ビームが前記光検出素子７４上に照射されることで主スポットと２つの副スポットが形成されるが、前記光回折素子６５は、前記主スポットと２つの副スポットの、前記光ディスク１のラジアル方向（トラックと直交する方向）についての合焦位置を光軸方向にそれぞれ異ならせる（デフォーカスさせる）作用を有している。
本例においては、前記光回折素子６５は、前記主スポットと２つの副スポットの、前記光ディスク１のタンジェンシャル方向（トラックと平行な方向）についての合焦位置は光軸方向に同一となるように構成されているが、本発明においては、前記光ディスク１のタンジェンシャル方向（トラックと平行な方向）についての合焦位置は特に限定されるものではなく、例えばラジアル方向と等量シフトしていてもかまわない。
なお、本明細書において、前記合焦位置とは、対物レンズ７０に対する光ビームが合焦（収束）される合焦点（収束点）の位置のことをいう。
つまり、前記光回折素子６５は、前記ラジアル方向に関しては、前記主スポットが光ディスク１の記録面上で合焦した際に、２つの副スポットのうち、一方は記録面よりも光源に近い位置で合焦し、他方は記録面よりも遠い位置で合焦するように構成されている。
【００１０】
偏光ビームスプリッタプリズム６６は、偏光ビームスプリッタ面６６ａと全反射面６６ｂを備えている。偏光ビームスプリッタ面６６ａは、入射された光ビームのうち、Ｐ偏光を透過させ、Ｓ偏光を反射するように構成されている。全反射面６６ｂは、偏光方向とは関わりなく光ビームを反射するように構成されている。
１／４波長板６８は、偏光ビームスプリッタプリズム６６の偏光ビームスプリッタ面６６ａを透過したＰ偏光の光ビームを円偏光とするように構成されている。
立ち上げミラー６９は、１／４波長板６８と対物レンズ７０の間に設けられ光ビームの光路を９０度屈曲させるように構成されている。
対物レンズ７０は、入射された光ビームを光ディスク１の情報記録面上に集光させるとともに、光ディスク１から反射されて戻ってきた光ビームを平行光に変換するように構成されている。
復路コリメーターレンズ７１は全反射面６６ｂによって反射された復路の光ビームを入射して収束光に変換するように構成されている。
【００１１】
ホログラム素子７２は、入射された光ビームを±１次光と０次光とに分離するように構成されている。±１次光は、フォーカスエラー信号をスポットサイズ法によって検出するためのものである。０次光は、ＲＦ信号検出およびトラッキングエラー信号検出を行うためものである。ホログラム素子７２の構成については後述する。
シリンドリカルレンズ７３は、前記ホログラム素子７２から出射される各光ビームをラジアル方向に関してのみデフォーカスさせ、光ビームの形状がラジアル方向に引き伸ばされた形状となるように構成されている。
光検出素子７４は、前記シリンドリカルレンズ７３から出射される各光ビームを受光して検出信号を出力するように構成されている。
【００１２】
このように構成された光ヘッド２の概略動作を説明する。
半導体レーザー６１を出射した光ビームは往路コリメーターレンズ６２、アナモルフィックプリズム６３、半波長板６４を通過して回折格子６５に入射される。
前記回折格子６５に入射された前記光ビームは、前記主ビームと２つの副ビームに分離され、偏光ビームスプリッタプリズム６６の偏光ビームスプリッタ面６６ａをＰ偏光として透過し、１／４波長板６８によって、円偏光になり対物レンズ７０に入射する。前記光ビームは、対物レンズ７０によって、光ディスク１の情報記録面上に集光され、信号の記録再生が行われる。光ディスク１から反射されて戻ってきた光ビームは再び対物レンズ７０によって平行光に変換され、立ち上げミラー６９によって光路を９０度変換され、１／４波長板６８に入射する。
前記光ビームは、１／４波長板６８によって、往路に対して、９０度偏光方向を変換され、偏光ビームスプリッタプリズム６６の偏向ビームスプリッタ面６６ａでＳ偏光として反射された後、全反射面６６ｂで全反射され、復路コリメーターレンズ７１に入射される。
復路コリメーターレンズ７１によって、収束光に変換された後、ホログラム素子７２に入射される。
前記光ビームは、ホログラム素子７２によって前記±１次光と０次光とに分離され、光検出素子７４によって受光される。受光された光信号をもとに、フォーカスエラー信号、トラッキングエラー信号、ランドグルーブ判別信号等のサーボ信号および、ＲＦ信号が生成され、情報の再生およびディスク上の光スポットの制御が行われる。
【００１３】
図３は、光検出素子上におけるスポットと受光部との関係を示す平面図である。
図３を参照して、光回折素子６５、ホログラム素子７２、光検出素子７４について詳細に説明する。
図３に示されているように、光検出素子７４は、トラッキングエラー信号ＴＥとランドグルーブ判別信号ＣＴＳとＲＦ信号を得るための３つの受光部７４Ａ、７４Ｂ、７４Ｃ、フォーカスエラー信号を得るための２つの受光部７４Ｄ、７４Ｅから構成されている。
３つの受光部７４Ａ、７４Ｂ、７４Ｃは、タンジェンシャル方向に直線状に等しい間隔をおいて設けられ、中央に主スポットを受光する受光部７４Ｂが、該受光部７４Ｂをタンジェンシャル方向に挟んで２つの副スポットを受光する受光部７４Ａ（特許請求の範囲の第１受光部に相当）、受光部７４Ｃ（特許請求の範囲の第２受光部に相当）が位置するように構成されている。
各受光部７４Ａ、７４Ｂ、７４Ｃはそれぞれラジアル方向に３つに分割された分割領域を有している。すなわち、受光部７４Ａは、ラジアル方向の中央に位置する分割領域ｒを挟む２つの分割領域ｈ、ｉ（特許請求の範囲の第１、第２分割領域に相当）を備えている。同様に、受光部７４Ｂは、分割領域ｓを挟んで分割領域ｊ、ｋを、受光部７４Ｃは、分割領域ｔを挟んで分割領域ｌ、ｍ（特許請求の範囲の第３、第４分割領域に相当）を備えている。
第１の実施の形態において、前記トラッキングエラー信号は、各受光部７４Ａ、７４Ｂ、７４Ｃ上における主スポットと２つの副スポットのラジアル方向の光強度分布に基づいて検出される。つまり、トラッキングエラー信号の検出は、差動プッシュプル法によって行なわれる。
【００１４】
また、ランドグルーブ判別信号は、受光部７４Ａ、７４Ｃ上における２つの副スポットのラジアル方向の光強度分布に基づいて検出されるようになっている。これについては後述する。
また、ＲＦ信号は、受光部７４Ｂ上における主スポットの光量に基づいて検出されるようになっている。
【００１５】
２つの受光部７４Ｄ、７４Ｅは、前記受光部７４Ｂを挟んでラジアル方向に直線状に設けられ、前記受光部７４Ｂと等間隔に配置されている。
各受光部７４Ｄ、７４Ｅはそれぞれタンジェンシャル方向に５つに分割された分割領域を有している。すなわち、受光部７４Ｄは、タンジェンシャル方向の中央に位置する分割領域ｂと、これを挟む２つの分割領域ａ、ｃと、その外側に位置する２つの分割領域ｎ、ｏを備えている。同様に、受光部７４Ｅは、タンジェンシャル方向の中央に位置する分割領域ｅと、これを挟む２つの分割領域ｆ、ｄと、その外側に位置する２つの分割領域ｑ、ｐを備えている。
第１の実施の形態において、前記フォーカスエラー信号は、各受光部７４Ｄ、７４Ｅ上における前記主スポットがホログラム素子７２によって分離されて形成された±１次光からなるスポットのタンジェンシャル方向の寸法に基づいて検出される。つまり、フォーカスエラー信号の検出は、スポットサイズ法によって行なわれる。
【００１６】
各受光部７４Ａ〜７４Ｅによって検出された検出信号は、例えば、光ヘッド２の光検出素子７４の半導体基板上に形成された図示しないアンプにより電流−電圧変換された後、図示しない演算回路もしくは、前記各分割領域と接続された光検出素子外部の演算回路により、以下のようにして、フォーカスエラー信号ＦＥ、トラッキングエラー信号ＴＥ、トラック判別信号ＣＴＳおよびＲＦ信号が演算される。
前記各分割領域ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆ、ｈ、ｉ、ｊ、ｋ、ｌ、ｍ、ｒ、ｓ、ｔから出力される信号値をそれぞれａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆ、ｈ、ｉ、ｊ、ｋ、ｌ、ｍ、ｒ、ｓ、ｔとすれば、スポットサイズ法によるフォーカスエラー信号ＦＥの演算式、差動プッシュプル法によるトラッキングエラー信号ＴＥの演算式、ＲＦ信号の演算式、トラック判別信号ＣＴＳは例えば以下に示すとおりである。なお、下記式（１）、（２）、（３）については周知のスポットサイズ法、差動プッシュプル法や周知の原理に基づくものであるため説明を省略し、式（４）については後述する。
ＦＥ＝（ａ＋ｃ−ｂ−ｎ−ｏ）−（ｄ＋ｆ−ｅ−ｐ−ｑ）          （１）
ＴＥ＝（ｊ−ｋ）−Ｋ＊｛（ｈ−ｉ）＋（ｌ−ｍ）｝                （２）
（ただしＫは係数、＊は乗算記号）
ＲＦ＝ｊ＋ｋ＋ｓ                                              （３）
ＣＴＳ＝｛（ｈ＋ｉ）−ｒ｝−｛（ｌ＋ｍ）−ｔ｝                  （４）
【００１７】
次に、光回折素子６５について説明する。
前記光回折素子６５の作用によって前記主ビームと２つの副ビームが分離され、前記光検出素子７４上に照射されることで主スポットと２つの副スポットが形成される。
前記光回折素子６５は、前記主スポットと２つの副スポットの、前記光ディスク１のラジアル方向（トラックと直交する方向）についての合焦位置を光軸方向にそれぞれ異ならせる（デフォーカスさせる）作用を有している。
前記光回折素子６５は、前記ラジアル方向に関しては、前記主スポットが光ディスク１の記録面上で合焦した際に、２つの副スポットのうち、一方は記録面よりも対物レンズに近い位置で合焦し、他方は記録面よりも対物レンズから遠い位置で合焦するように構成されている。したがって、対物レンズと記録面との距離が変動すると、前記２つの副スポットの前記光検出素子７４上でのスポットの強度分布の変化が非対称な挙動を示す。このため、前記２つの副スポットを受光した光検出素子７４から出力されるプッシュプル信号ＳＰＰ１＝（ｈ−ｉ）、ＳＰＰ２＝（ｌ−ｍ）の振幅は互いに反対の挙動を示す。つまり、一方のプッシュプル信号の振幅が増大すると、他方のプッシュプル信号の振幅が縮小するようになっている。
【００１８】
次に、ホログラム素子７２について説明する。
図４はホログラム素子７２の動作説明図である。図４（Ａ）はタンジェンシャル方向からホログラム素子７２とシリンドリカルレンズ７２と光検出素子７４を見た状態を示し、図４（Ｂ）は、ラジアル方向からシリンドリカルレンズ７２と光検出素子７４を見た状態を示し、図５は光検出素子７４の平面図である。
なお、図４（Ａ）、（Ｂ）は、図２と異なってシリンドリカルレンズ７３と光検出素子７４との間にホログラム素子７２が設けられた構成の図であるが、シリンドリカルレンズ７３とホログラム素子７２の位置が入れ替わっても作用は同じであるため、図４を流用して説明する。
図４、図５に示されているように、前記ホログラム素子７２は、前記光ディスク１の記録面から反射された光ビーム（主ビームと２つの副ビーム）を０次光と±１次光とに分離するように構成されている。そして、スポットサイズ検出を行う方向（タンジェンシャル方向）についてのみ、±１次光の光軸方向の合焦位置が互いに異なるようにデフォーカスさせる設計となっている。そのため、０次光、±１次光の３スポットのラジアル方向について光軸方向の合焦位置はほぼ同等に保たれる。
一方、シリンドリカルレンズ７３は、前記光ディスク１の記録面から反射された光ビーム（主ビームと２つの副ビーム）をラジアル方向についてその光軸方向の合焦位置をずらす（ビーム形状をラジアル方向に引き伸ばす）ようにデフォーカスさせる設計となっている。そのため、タンジェンシャル方向については光軸方向の合焦位置はほぼ同等に保たれる。
シリンドリカルレンズ７３によって光ビームの形状をラジアル方向に引き伸ばすことで、プッシュプル検出を行う方向（ラジアル方向）のスポット径の大きさをより大きくすることが可能となり、デフォーカスによるスポット径の変化、受光部に対するスポットの環境変化等による位置ずれ等による特性劣化も緩和される。
また、前記ホログラム素子７２は、タンジェンシャル方向についてのみ光ビームの光軸方向の合焦位置をずらして±１次光のスポットを形成するため、±１次光の光ビームがシリンドリカルレンズ７３の作用によってラジアル方向に引き伸ばされても、±１次光のスポットのラジアル方向の寸法は保たれることになり、ラジアル方向について±１次光のスポットの間で形状の非対称は起きない。
【００１９】
次に、前記トラック判別信号ＣＴＳの検出原理について説明する。
次に、本発明に係るトラック判別信号検出方法における信号検出原理について説明する。
前記光回折素子６５によって、主ビームに対して、ラジアル方向について光軸方向の合焦位置が互いに異なる２つの副ビームを形成し、主ビームが光ディスク１の記録面上で合焦し、信号の記録再生を行う状態にあるときに、前記２つの副ビームは、ラジアル方向について光軸方向の合焦位置がずれる（デフォーカスする）ように構成されている。
その状態で、前記主ビームと２つの副ビームによる主スポットと２つの副スポットが光ディスクの記録面上のトラックをラジアル方向に横断すると、主スポットではランド／グルーブで強度分布が等しいのに対して、副スポットでは、ラジアル方向についての光軸方向の合焦位置ずれによる波面の干渉状態の変化によって、ランド／グルーブでスポット内の強度分布に大きな差異が生じることを用いてトラック判別を行う。
【００２０】
一例として、ＤＶＲディスク再生時のディスク回折光の対物レンズ瞳上における強度分布および位相分布を計算した結果を表す特性線図を図６〜図１１に示す。
なお、計算条件としては、
0004505979.tif 000002
簡単のため、ランドとグルーブの形状はともに等幅の矩形であるものとした。図６〜図１１は、Ｘ軸にラジアル方向を、Ｙ軸にタンジェンシャル方向を、Ｚ軸に戻り光の強度をそれぞれとっている。
図６は、スポットがランド上に位置しラジアル方向の合焦位置が光軸方向に−０．３５μｍシフトした状態を示す。
図７は、スポットがランド上に位置しラジアル方向の合焦位置が光軸方向でグルーブの位置に一致した状態を示す。
図８は、スポットがランド上に位置しラジアル方向の合焦位置が光軸方向に＋０．３５μｍシフトした状態を示す。
図９は、スポットがグルーブ上に位置しラジアル方向の合焦位置が光軸方向に−０．３５μｍシフトした状態を示す。
図１０は、スポットがグルーブ上に位置しラジアル方向の合焦位置が光軸方向でランドの位置に一致した状態を示す。
図１１は、スポットがグルーブ上に位置しラジアル方向の合焦位置が光軸方向に＋０．３５μｍシフトした状態を示す。
【００２１】
なお、ランドグルーブ記録においては、ランドおよびグルーブの双方に記録するため、通常のランド−ランド間又は、グルーブ−グルーブ間を意味するトラック周期で考えると、スポット径に対するトラック周期が大きいため、図１２に示すように、ディスクにおける回折光の対物レンズ瞳上における重なり方が大きく異なってくる。
図１２（Ａ）、（Ｂ）に示されているように、従来のランド記録を用いたディスク再生では、通常０次光と±１次光の全てが重なることはない。これに対して、図１２（Ｃ）、（Ｄ）に示されているように、ランドグルーブ記録を用いた場合には、０次光と±１次光が重なる。図６〜図１１において、スポット内で強度が突出している部分は、０次光と±１次光の全てが重なっている領域である。
図６〜図１１、図１２から明らかなように、スポットのラジアル方向についての光軸方向の合焦位置がずれていない状態（図７、図１０）では、スポットがランド上にあるかグルーブ上にあるかでスポット内の強度分布が変わらないのに対して、スポットのラジアル方向についての光軸方向の合焦位置がずれた状態（図６、図８、図９、図１１）では、スポット内の強度分布に差異が生じている。しかも、スポットがランド上にあるかグルーブ上にあるかで、スポット内の強度分布の傾向が逆転している。つまり、図６と図１１が同一であり、図８と図１１が同一の傾向となっている。
【００２２】
前述したように、前記各副ビームは光回折素子６５の作用によってラジアル方向についてデフォーカスされているが、タンジェンシャル方向についてはデフォーカスされておらずスポット形状が絞られた状態となっている。
図１３は、光検出素子７４の受光部７４Ａ、７４Ｂ、７４Ｃ上における、強度分布の変化の様子を模式的に示した説明図であり、図１３（Ａ）は主スポットがグルーブ上に位置した状態を示す説明図、図１３（Ｂ）は主スポットがランド上に位置した状態を示す説明図、図１３（Ｃ）は主スポットがグルーブ上に位置した状態を示す説明図、図１３（Ｄ）はラジアル方向の位置に対するトラッキングエラー信号ＴＥとランドグルーブ判別信号ＣＴＳを示す説明図である。
図１３（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）に示されているように、各受光部７４Ａ、７４Ｃのうち、中央部（中央の分割領域ｒ、ｔ）の強度が大きくなる場合と、周辺部（周辺の分割領域ｈ、ｉ、ｌ、ｍ）の強度が大きくなる場合との間で変化するため、ランド・グルーブ上での強度分布の変化による、各受光部７４Ａ、７４Ｃからの出力の変化を用いて、トラック判別信号ＣＴＳを、演算式（式（４））によって得ることが可能となる。トラッキングエラー信号ＴＥは演算式（式（２））によって得られる。
なお、主スポットと２つの副スポットの光ディスクの記録面上における位置関係は、主スポットがグルーブ上のときに副スポットはランド上（図１３（Ｄ）の場合）に位置するか、主スポットがグルーブ上のときに副スポットはグルーブ上に位置するかのどちらかとなるように設定することが望ましく、どちらに設定するかによって、トラック判別信号ＣＴＳの正負が反転することになる。
【００２３】
前記光回折素子６５による光ビームのラジアル方向についての光軸方向の合焦位置のシフトは、例えば、図１４（Ａ）のように、同一の曲線パターンをタンジェンシャル方向に繰り返し配置した光回折素子６５を用いることによって実現可能である。
このように同一の曲線パターンをタンジェンシャル方向に繰り返し配置した光回折素子６５は、タンジェンシャル方向にはパワーを持たないため、タンジェンシャル方向の、どの位置を透過した光ビームに対しても、回折光に付加される収差量は同等になり、安定した特性が得られる。
２つの副スポットでは、回折する方向が異なるため、図１４（Ｂ）に示すように、透過する位置がずれてしまうが、同一パターンの繰り返しなので、位置による特性変化は発生しない。
このようにして、トラック判別信号ＣＴＳを生成することによって、ランド幅とグルーブ幅が略等しい、ランドグルーブ記録方式においても、従来使用されてきたトラッキング制御方法が使用可能となる。もちろん、ランドおよびグルーブの何れか一方に記録する方式であっても適用可能である。
【００２４】
次に、本発明の特徴であるフォーカス制御のキャリブレーションについて説明する。
既に説明したように、フォーカス制御はフォーカスエラー信号ＦＥの検出に基づいて光ヘッドの対物レンズを光軸方向に移動させるサーボ制御を行なうことによって行なわれる。
このフォーカス制御はフォーカスエラーが0になるように、つまりフォーカスエラー信号ＦＥが所定の制御目標値となる電圧値（以下フォーカスバイアスという）に一致するように制御される。前記フォーカスバイアスは周囲環境や経時変化によって光学部品や受発光素子の特性が影響を受けるなどして変化する。
先に述べたように、記録密度が高くなるにしたがってフォーカス制御の精度を上げる必要があり、前記フォーカスバイアスの変動の許容量も少なくなる。このため、前記フォーカスバイアスを常に最適となるように制御する必要がある。
第１の実施の形態では、前記２つの副スポットに基づいて検出されるトラッキングエラー信号生成用のプッシュプル信号に基づいてフォーカス制御のキャリブレーション、すなわち前記フォーカスバイアスのキャリブレーションを行なうようにしている。
すなわち、第１の実施の形態では、トラッキングエラー信号ＴＥを検出するために形成された２つの副スポットは、ラジアル方向について光軸方向の合焦位置が異なっている。つまり、２つの副スポットは、ラジアル方向についてはデフォーカスしているため、対物レンズ７０が光軸方向に移動することによって非対称な挙動を示す。このため、光検出素子７４の分割領域７４Ａ、７４Ｃから出力される検出信号も非対称的に変化する。
図１５は、対物レンズ７０のデフォーカス量（主スポットのデフォーカス量）と、式（３）に示されたトラッキングエラー信号ＴＥ＝（ｊ−ｋ）Ｋ（（ｈ−ｉ）＋（ｌ−ｍ））のうち、プッシュプル信号ＳＰＰ１＝（ｈ−ｉ）、ＳＰＰ２＝（ｌ−ｍ）の振幅との関係を示す特性図であり、前記デフォーカス量を横軸に、プッシュプル信号の振幅を縦軸にとっている。
なお、前記プッシュプル信号ＳＰＰ１、ＳＰＰ２は特許請求の範囲の第１、第２プッシュプル信号に相当し、前記信号値ｈ、ｉは特許請求の範囲の第１、第２信号に相当し、信号値ｌ、ｍは特許請求の範囲の第３、第４信号に相当している。
【００２５】
図１５に示されているように、主スポットのデフォーカス量に対するプッシュプル信号ＳＰＰ１、ＳＰＰ２の振幅は、互いに傾きが逆となる特性を有している。したがって、プッシュプル信号ＳＰＰ１、ＳＰＰ２の振幅の値に基づいて前記デフォーカス量に対応する値を求めることができる。つまり、プッシュプル信号ＳＰＰ１、ＳＰＰ２によってデフォーカス検出用信号が構成される。
副スポットのプッシュプル信号ＳＰＰ１、ＳＰＰ２の振幅をそれぞれＳＰＰ１Ａ、ＳＰＰ２Ａと表記すると、フォーカスキャリブレーション関数はたとえば以下に示す式（５）で生成することができる。
Ｙ＝（ＳＰＰ１Ａ−ＳＰＰ２Ａ）／（ＳＰＰ１Ａ＋ＳＰＰ２Ａ）      （５）
図１６は、副スポットのラジアル方向のデフォーカス量を±０．３５μｍとした場合における前記キャリブレーション関数の計算例である。横軸Ｘはデフォーカス量、縦軸Ｙはデフォーカス量に対応するキャリブレーション値（以下関数値という）である。
図１６に示されているように、±０．１５umの領域でほぼ直線的な挙動を示している。これにより、前記フォーカスキャリブレーション関数の関数値から、デフォーカス量を逆算することが可能である。
例えば、図１に示したサーボ制御回路１０９で行なわれるフォーカス制御によって前記フォーカスバイアスが０となるように制御された状態において、前記フォーカスキャリブレーション関数の関数値に対応するデフォーカスを求め、該デフォーカスを補正する量に見合うよう前記フォーカスバイアスを補正することフォーカス制御を補正して最適フォーカス位置を維持することができる。
【００２６】
図１７は、上述したように関数値に基づいてフォーカスエラー信号の補正を行なう部分の構成を示すブロック図である。
図１７に示されているように、プッシュプル信号生成部１２１は、プリアンプ１２０から出力される検出信号ｈ、ｉ、ｌ、ｍを入力して、前記プッシュプル信号の振幅ＳＰＰ１Ａ，ＳＰＰ２Ａを生成するように構成されている。
補正部１２２は、前記プッシュプル信号生成部１２１から入力される前記プッシュプル信号の振幅ＳＰＰ１Ａ，ＳＰＰ２Ａから前記キャリブレーション関数を前記式（５）に基づいて求めるとともに、このキャリブレーション関数を記憶するように構成されている。
フォーカスサーボ制御部１０９Ａは、サーボ制御回路１０９内でプリアンプ１２０から入力されるフォーカスエラー信号ＦＥに基づいてフォーカスサーボ制御を行なうものであり、前記補正部１２１から入力される前記キャリブレーション関数の関数値に基づいて前記フォーカスバイアスをシフトするように構成されている。
次に、動作について説明する。
予め、環境変化や経時変化がない状態における、前記キャリブレーション関数の関数値を基準の関数値として前記補正部１２２に記憶しておく。
その後、例えば所定の時間毎に、または周囲の温度によって、電源投入時、ディスク交換時、等のタイミングで、前記関数値がどうなっているかを検出し、その検出した前記関数値が予め記憶されていた前記基準の関数値に一致するように、フォーカスサーボ制御回路１０９Ａにおいてフォーカスバイアスをずらすことで補正が行われる。
【００２７】
上記の構成の他に、前記補正部１２２に、前記フォーカスキャリブレーション関数の関数値と、その関数値に対応した前記フォーカスバイアスをシフトすべきシフト量との関係をメモリーしておいて、その関係に基づいてフォーカスサーボ制御回路１０９Ａによってフォーカスバイアスをシフトするように構成してもよい。
また、フォーカスキャリブレーション関数の関数値と、前記フォーカスバイアスのシフト量との関係を記憶しておく際には、図１６のような曲線としてメモリーしておいてもよいし、構成を簡単にするため、前記フォーカスキャリブレーション関数の関数値と、前記フォーカスバイアスのシフト量との関係を直線としてメモリーしておいてもよい。
また、上記の例においては、副スポットのプッシュプル信号の振幅を用いるため、キャリブレーション関数の値は、トラッキングサーボがオンの状態（トラッキングサーボがかかっている状態）では、適切な値を得ることができない。
しかし、アドレス信号やクロック信号の目的で前記光記録媒体のトラックが高い周波数でウォブリングしているような場合には、前記プッシュプル信号に含まれるウォブリング成分の振幅、すなわちトラッキングサーボに無関係な信号の振幅を用いることによって、トラッキングサーボがオンの状態でもキャリブレーション関数の値を得ることができる。
また、前記キャリブレーション関数は一例に過ぎず、（５）式以外の式で示されるものであってもよい。
上述した構成によれば、環境の変化や経時変化によって最適なフォーカス位置からのずれが生じても、フォーカスバイアスを最適になるように補正することによって、対物レンズのフォーカス制御をより高精度に行なうことができる。
換言すれば、周囲環境や経時変化によって光学部品や受発光素子の特性が影響を受けるなどしてフォーカス制御に狂いが生じても、フォーカス制御を適宜補正することでより精度の高いフォーカス制御を維持することができる。また、上記のことから前記受発光素子に対する製造精度の要求を緩和することができるとともに、経時変化による特性劣化を抑制することもできる。
【００２８】
次に、本発明の受発光素子について説明する。
図１８は、本発明の受発光素子を用いた光ヘッドの好適な実施の形態の一例（第２の実施の形態）の構成図である。
図１８において、光ヘッド５は、光源と光検出素子と光学部品を複合、集積化した受発光素子１３０と、この受発光素子１３０から出射された光ビームを最適な状態で光ディスク１上に集光するための他の部品とからなる。前記他の部品は、１／４波長板６８、対物レンズ７０、液晶素子７７、コリメーター８１、アナモミラー８２、色収差補正レンズ８３を含む。
前記１／４波長板６８、対物レンズ７０は図２で説明したものと同じ機能を有するものである。前記コリメーター８１は、光ビームを平行光または収束光に変換するものである。前記アナモミラー８２は、光ビームのビーム成形を行なうものであり、前記アナモルフィックプリズム６３と同様の作用を奏するものである。
前記液晶素子７７は高いＮＡを有する光学系において光ディスク１の基板厚の誤差などにより発生する球面収差を補正するものである。
前記色収差補正レンズ８３は例えば短波長の光源が使用された場合に発生する色収差を補正するものである。
【００２９】
図１９は受発光素子と受光素子の構成を示す説明図であり、図１９（Ａ）は受発光素子を側面からみた構成図、図１９（Ｂ）は光検出素子の一部を示す平面図、図１９（Ｃ）は光検出素子の他の部分を示す平面図である。
図１９（Ａ）を参照して受発光素子１３０の構成について説明する。
前記受発光素子１３０は、光源１３１、ミラープリズム１３２、基板１３３、半波長板１３４、複合レンズ１３５、複合プリズム１３６、光検出素子１３７などを備えて構成されている。
前記受発光素子１３０は、前記基板１３３に対して前記ミラープリズム１３２、半波長板１３４、複合レンズ１３５、複合プリズム１３６、光検出素子１３７などが一体的に設けられている。
前記複合レンズ１３５は、光回折素子１３５ａ、カップリングレンズ１３５ｂ、シリンドリカルレンズ１３５ｃ、ホログラム素子１３５ｄ、凹レンズ１３５ｅ、分割型ホログラム素子１３５ｇを有して構成されている。
前記複合プリズム１３６は、偏光ビームスプリッタ膜１３６ａ、ハ−フミラー１３６ｂを有して構成されている。
図１９（Ｂ）、（Ｃ）に示されているように前記光検出素子１３７は、トラッキングエラー信号とランドグルーブ判別信号を得るための３つの受光部１３７Ａ、１３７Ｂ、１３７Ｃ、フォーカスエラー信号を得るための２つの受光部１３７Ｄ、１３７Ｅ、ＲＦ信号を得るための受光部１３７Ｆ、ＤＰＰ信号を得るための４つの受光部１３７Ｇ、１３７Ｈ、１３７Ｉ、１３７Ｊから構成されている。４つの受光部１３７Ｇ、１３７Ｈ、１３７Ｉ、１３７Ｊは、矩形の四隅の位置に設けられて受光部１３７Ｇ、１３７Ｊが対角線上に位置し、受光部１３７Ｈ、１３７Ｉが対角線上に位置するように構成されている。
【００３０】
次に、図１８、図１９を参照して受発光素子１３０の光路を説明する。
前記光源１３１を出射した光ビームは、前記ミラープリズム１３２によって光路を折り曲げられ、前記基板１３３上のアパ−チャを通過し、前記半波長板１３４によって偏光方向を回転され、前記複合レンズ１３５に入射する。
前記光ビームは、複合レンズ１３５上の、前記光回折素子１３５ａによって、トラッキングエラー検出およびランドグルーブ判別に用いられる３ビームに分離され、前記複合レンズ１３５上のカップリングレンズ１３５ｂによって、複合プリズム１３６とコリメーター８１に入射するＮＡを小さく変換され、複合プリズム１３６の偏光ビームスプリッタ膜１３６ａ（Ｐ偏光は透過、Ｓ偏光は反射となされている）をＰ偏光として透過し、前記コリメーター８１へと向かう。
前記光ディスク１から反射されて戻ってきた光ビームは再びコリメーター８１によって、収束光に変換された後、前記複合プリズム１３６の偏光ビームスプリッタ膜１３６ａをＳ偏光として反射し、ハ−フミラー１３６ｂによって、一部は反射、一部は透過光に分離される。
前記ハ−ブミラー１３６ｂで反射された光は、前記複合レンズ１３５上のシリンドリカルレンズ１３５ｃによって、光ディスク１上のトラック方向を横断する方向（ラジアル方向）についてのみ光軸方向の合焦位置がシフトされる。すなわち、ラジアル方向にビーム形状が引き伸ばされる。
そして、前記光ビームは、前記複合レンズ１３５上のホログラム素子１３５ｄによって、フォーカスエラー信ＦＥをスポットサイズ法によって検出するために、タンジェンシャル方向についてのみ光軸方向の合焦位置をシフトされた±１次光と、ＲＦ信号検出およびトラッキングエラー信号ＴＥ検出、ランドグルーブ判別信号ＣＴＳ検出を行うための０次光とに分離され、光検出素子１３７の受光部１３７Ａ〜１３７Ｅによって受光される。各受光部１３７Ａ〜１３７Ｅの構成は第１の実施の形態で説明した図３と同様であるため説明は省略する。
一方、前記ハ−フミラー１３６ｂを透過した光ビームは、前記全反射面１３６ｅによって全反射され、前記複合レンズ１３５上の凹レンズ１３５ｅによって、光軸方向の合焦位置が調整され、分割型ホログラム素子１３５ｇによって、ＲＦ信号を検出するための０次光と、ＤＰＤ信号を検出するための±１次光とに分離され、前記光検出素子１３７の受光部１３７Ｆ〜１３７Ｊに集光される。
【００３１】
図２０は、分割型ホログラム素子１３５ｇと受光部１３７Ｆ〜１３７Ｊの構成を示す構成図である。
分割型ホログラム素子１３５ｇは、全体として矩形状に構成され縦横が２等分された４つの矩形の分割領域Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄに分割されている。分割領域Ａ、Ｃが対角線上に位置し、分割領域Ｂ、Ｄが対角線上に位置するように設けられている。
前記光検出素子１３７の各受光部１３７Ｇ〜１３７Ｊと前記分割型ホログラム素子１３５の各分割領域Ａ〜Ｄとはそれぞれ対応する位置関係となるように設けられている。
そして、前記分割型ホログラム素子１３５ｇは、それに入射された前記光ビームを、各分割領域Ａ〜Ｄによって前記受光部１３７Ｆに照射される０次光と、前記受光部１３７Ｇ〜１３７Ｊに入射される４つの−１次光および４つの＋１次光とに分離するように構成されている。
前記分割領域Ａに入射された前記光ビームは、前記受光部１３７Ｇに−１次光が照射され受光部１３７Ｊに＋１次光が照射されるように分離される。
前記分割領域Ｂに入射された前記光ビームは、前記受光部１３７Ｈに−１次光が照射され受光部１３７Ｉに＋１次光が照射されるように分離される。
前記分割領域Ｃに入射された前記光ビームは、前記受光部１３７Ｇに−１次光が照射され受光部１３７Ｊに＋１次光が照射されるように分離される。
前記分割領域Ｄに入射された前記光ビームは、前記受光部１３７Ｈに−１次光が照射され受光部１３７Ｉに＋１次光が照射されるように分離される。
したがって、前記受光部１３７Ｇ、１３７Ｊからは分割領域Ａ、Ｃに相当する出力信号ＡＣが得られる。前記受光部１３７Ｈ、１３７Ｉからは分割領域Ｂ、Ｄに相当する出力信号ＢＤが得られる。したがって、各出力信号から周知のＤＰＤ信号を生成することができる。
なお、受光部１３７Ｆからは光ビームの０次光に相当するＲＦ信号が得られる。
このようにして、前記光検出素子１３７で受光された光によって生成される各出力信号をもとに、フォーカスエラー信号ＦＥ、トラッキングエラー信号ＴＥ、ランドグルーブ判別信号ＣＴＳ等のサーボ信号と、ＲＦ信号が生成され、情報の再生およびディスク上の光スポットの制御が行われる。光検出素子上におけるスポットと受光部との関係を図１７下部に示している。
各種信号は例えば、次の式によって検出される。
ＦＥ＝（ａ＋ｃ−ｂ−ｎ−ｏ）−（ｄ＋ｆ−ｅ−ｐ−ｑ）            （６）
ＴＥ＝（ｊ−ｋ）−Ｋ＊｛（ｈ−ｉ）＋（ｌ−ｍ）｝                （７）
（ただしＫは係数、＊は乗算を示す記号）
ＣＴＳ＝｛（ｈ＋ｉ）−ｒ｝−｛（ｌ＋ｍ）−ｔ｝                  （８）
ＲＦ信号＝出力信号ＲＦ
ＤＰＤ信号＝  出力信号ＡＣと出力信号ＢＤの位相差信号
これにより、ＲＦ信号が、単独の受光部１３７Ｆから生成可能となり、ＲＦ信号の低ノイズ化、広帯域化が可能となるとともに、４つの受光部１３７Ｇ〜１３７ＪによってＤＰＤ信号を検出することができる。
【００３２】
そして、第１の実施の形態の図１７の説明した場合と同様に、トラッキングエラー信号ＴＥを生成するためのプッシュプル信号ＳＰＰ１、ＳＰＰ２の振幅ＳＰＰ１Ａ、ＳＰＰ２Ａを用いて前記式（５）でキャリブレーション値Ｙを求めることでフォーカスバイアスをキャリブレーションすることができる。各部の動作については第１の実施の形態と同様であるため説明を省略する。
このような第２の実施の形態においても第１の実施の形態と同様の効果を奏することはもちろんである。
【００３３】
なお、第１、第２の実施の形態では、前記光源として、単一の発光点を有する半導体レーザーを用いた場合を例にとって説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。
すなわち、前記光源が２つ以上の発光点を有し、１つの発光点が前記主スポットを形成し、他の発光点が前記２つの副スポットを形成するように構成されているものを使用することもできる。この場合、前記他の発光点から出射される２つ副ビームによって形成される２つの副スポットは、ラジアル方向についての光軸方向の合焦位置が主ビームの合焦位置に対してそれぞれ一方は対物レンズに近い方にずれ、他方は対物レンズから遠い方にずれるように構成されることになる。
また、第１、第２の実施の形態では、２つの副スポットを２つ用いて前記キャリブレーション関数の関数値を演算することでデフォーカス量を求める例について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。
例えば、前記副スポットのうちの１つを主スポットで代用し前記キャリブレーション関数を演算してもよい。また、主スポットと２つの副スポットから得られる検出信号を全てを用いて前記キャリブレーション関数を演算するように構成してもよい。
【００３４】
また、上述した各実施の形態では、前記光ヘッドおよび受発光素子は、前記プリアンプやサーボ制御回路と別体に構成された例を示したが、前記光ヘッドおよび受発光素子に前記プリアンプやサーボ制御回路の構成要素の一部が組み込まれて構成されていてもよいことはもちろんである。
【００３５】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の光ヘッドによれば、前記光検出手段によって生成された前記デフォーカス検出用信号は、該デフォーカス検出用信号を演算することによって前記主スポットの合焦位置と前記情報記録面とのずれ量であるデフォーカス量に対応する値が算出可能な信号として構成されている。
したがって、前記デフォーカス量に対応する値に基づいて対物レンズのフォーカス制御を補正することにより、対物レンズのフォーカス制御をより高精度に行なうことができる。また、周囲環境や経時変化によって光学部品や受発光素子の特性が影響を受けるなどしてフォーカス制御に狂いが生じても、フォーカス制御を適宜補正することでより精度の高いフォーカス制御を維持することができる。また、前記光ヘッドに対する製造精度の要求を緩和することができるとともに、経時変化による特性劣化を抑制することもできる。
また、本発明の受発光素子によれば、前記光検出手段によって生成された前記デフォーカス検出用信号は、該デフォーカス検出用信号を演算することによって前記主スポットの合焦位置と前記情報記録面とのずれ量であるデフォーカス量に対応する値が算出可能な信号として構成されている。
したがって、前記デフォーカス量に対応する値に基づいて対物レンズのフォーカス制御を補正することにより、対物レンズのフォーカス制御をより高精度に行なうことができる。また、周囲環境や経時変化によって光学部品や受発光素子の特性が影響を受けるなどしてフォーカス制御に狂いが生じても、フォーカス制御を適宜補正することでより精度の高いフォーカス制御を維持することができる。また、前記受発光素子に対する製造精度の要求を緩和することができるとともに、経時変化による特性劣化を抑制することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態に係る光ヘッドを組み込んだ光記録媒体記録再生装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】第１の実施の形態における光ヘッドの構成図であり、図２（Ａ）は平面図、図２（Ｂ）は側面図である。
【図３】光検出素子上におけるスポットと受光部との関係を示す平面図である。
【図４】図４はホログラム素子７２の動作説明図であり、図４（Ａ）はタンジェンシャル方向からホログラム素子７２とシリンドリカルレンズ７２と光検出素子７４を見た状態を示す説明図、図４（Ｂ）は、ラジアル方向からシリンドリカルレンズ７２と光検出素子７４を見た状態を示す説明図である。
【図５】光検出素子の平面図である。
【図６】ＤＶＲディスク再生時のディスク回折光の対物レンズ瞳上における強度分布および位相分布を計算した結果を表す特性線図である。
【図７】ＤＶＲディスク再生時のディスク回折光の対物レンズ瞳上における強度分布および位相分布を計算した結果を表す特性線図である。
【図８】ＤＶＲディスク再生時のディスク回折光の対物レンズ瞳上における強度分布および位相分布を計算した結果を表す特性線図である。
【図９】ＤＶＲディスク再生時のディスク回折光の対物レンズ瞳上における強度分布および位相分布を計算した結果を表す特性線図である。
【図１０】ＤＶＲディスク再生時のディスク回折光の対物レンズ瞳上における強度分布および位相分布を計算した結果を表す特性線図である。
【図１１】ＤＶＲディスク再生時のディスク回折光の対物レンズ瞳上における強度分布および位相分布を計算した結果を表す特性線図である。
【図１２】図１２（Ａ）は従来のランド記録を用いたディスク再生時における０次光と±１次光の説明図、図１２（Ｂ）は対物レンズ瞳上における０次光と±１次光の関係を示す説明図、図１２（Ｃ）はランドグルーブ記録を用いたディスク再生時における０次光と±１次光の説明図、図１２（Ｄ）はランドグルーブ記録を用いたディスク再生時における対物レンズ瞳上における０次光と±１次光の関係を示す説明図である。
【図１３】  光検出素子の各受光部上における、強度分布の変化の様子を模式的に示した説明図であり、図１３（Ａ）は主スポットがグルーブ上に位置した状態を示す説明図、図１３（Ｂ）は主スポットがランド上に位置した状態を示す説明図、図１３（Ｃ）は主スポットがグルーブ上に位置した状態を示す説明図、図１３（Ｄ）はラジアル方向の位置に対するトラッキングエラー信号ＴＥとランドグルーブ判別信号ＣＴＳを示す説明図である。
【図１４】図１４（Ａ）は同一曲線パターンをタンジェンシャル方向に繰り返し配置した光回折素子の説明図、図１４（Ｂ）はスポットの位置関係の説明図である。
【図１５】対物レンズのデフォーカス量と、トラッキングエラー信号ＴＥのプッシュプル信号の振幅との関係を示す特性図である。
【図１６】プッシュプル信号ＳＰＰ１、ＳＰＰ２を用いたキャリブレーション関数の一例を示す特性線図図である。
【図１７】第１の実施の形態に係る光ヘッドを組み込んだ光記録媒体記録再生装置のうち、前記キャリブレーション値Ｙに基づいてフォーカスエラー信号の補正を行なう部分の構成を示すブロック図である。
【図１８】本発明の受発光素子を用いた光ヘッドの好適な実施の形態の一例（第２の実施の形態）の構成図である。
【図１９】受発光素子と受光素子の構成を示す説明図であり、図１９（Ａ）は受発光素子を側面からみた構成図、図１９（Ｂ）は光検出素子の一部を示す平面図、図１９（Ｃ）は光検出素子の他の部分を示す平面図である。
【図２０】分割型ホログラム素子と各受光部の構成を示す構成図である。
【符号の説明】
１……光ディスク、２……光ヘッド、６１……半導体レーザ、６５……光回折素子、７０……対物レンズ、７４……光検出素子、１３０……受発光素子。
【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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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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