(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射光源と、対物レンズと、ホログラム等の光分配手段と、光検出器からなり、前記放射光源を出た光は前記対物レンズにより光ディスクの信号面に集光し、その反射光は前記対物レンズを経て前記光分配手段に入射し、前記光分配手段により光は２方向に回折し、一方の回折光が前記光分配手段上の点Ｏで直交する２直線（ｘ軸、ｙ軸）により少なくとも４つの領域に分配され、それぞれ直線ＯＡの周りを一象限分だけ回転して前記光検出器上の点Ａの周りに入射し、もう一方の回折光も前記ｘ軸、ｙ軸により少なくとも４つの領域に分配され、それぞれ直線ＯＡ’の周りを一象限分だけ回転して前記光検出器上の点Ａ’の周りに入射することを特徴とする光学式情報記録再生装置。
【請求項２】
前記ｙ軸は線分ＡＡ’に一致し、前記光分配手段はその各象限がｘ軸方向に沿った分割線で短冊状のセルに分割され、一つ置きの短冊セルを回折する光は収束光Ｆとして検出面の手前で収束し、その他の短冊セルを回折する光は収束光Ｂとして検出面の奥で収束し、前記点Ａを原点とした座標の各象限で少なくとも２つの光検出器がｙ軸に沿って隣接して構成され、該光検出器にそれぞれ前記収束光Ｆと収束光Ｂが入射することを特徴とする請求項１記載の光学式情報記録再生装置。
【請求項３】
前記点Ａを原点とした座標の各象限で、４つの光検出器Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４がｙ軸に沿って前記順に隣接して構成され、１つ飛びの検出器Ｄ１とＤ３、Ｄ２とＤ４が互いに導通することを特徴とする請求項２記載の光学式情報記録再生装置。
【請求項４】
点Ａを原点とした座標での第１象限位置の光検出器Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３が第４象限位置の光検出器Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４と導通し、第２象限位置の光検出器Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４が第３象限位置の光検出器Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３と導通し、第１象限位置の光検出器Ｄ１が第２象限位置の光検出器Ｄ１と導通し、第１象限位置の光検出器Ｄ１及びこれに導通する検出器からの信号をＦ１とし、第１象限位置の光検出器Ｄ２及びこれに導通する検出器からの信号をＦ２とし、Ｆ１とＦ２との差分から前記光ディスク信号面のフォーカスエラー信号を得ることを特徴とする請求項３記載の光学式情報記録再生装置。
【請求項５】
点Ａを原点とした座標での第１象限位置の光検出器Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３がそれぞれ第４象限位置の光検出器Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４とほぼｙ軸に沿った直線上に形成され、第２象限位置の光検出器Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４がそれぞれ第３象限位置の光検出器Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３とほぼｙ軸に沿った直線上に形成されることを特徴とする請求項４記載の光学式情報記録再生装置。
【請求項６】
点Ａを原点とした座標での第４象限位置の光検出器Ｄ１及び第３象限位置の光検出器Ｄ４が省かれることを特徴とする請求項４又は請求項５記載の光学式情報記録再生装置。
【請求項７】
点Ａを原点とした座標での第１象限位置の光検出器Ｄ４及び第２象限位置の光検出器Ｄ１が省かれることを特徴とする請求項４から請求項６のいずれか１項に記載の光学式情報記録再生装置。
【請求項８】
前記光分割手段の各象限において、前記点Ｏから離れた領域Ｃを回折し前記光検出器上に入射する位置は、その象限内の他領域Ｂを回折し前記光検出器上の点Ａの周りに入射する位置よりも前記点Ａから見て外側にあり、領域Ｂとは独立した光検出器で検出されることを特徴とする請求項１記載の光学式情報記録再生装置。
【請求項９】
前記光分割手段の領域Ｃを回折する光の収束点がほぼ前記光検出面上にあることを特徴とする請求項８記載の光学式情報記録再生装置。
【請求項１０】
前記光分割手段の領域Ｃが前記点Ｏを中心とする円の外の領域、又はその一部であることを特徴とする請求項８記載の光学式情報記録再生装置。
【請求項１１】
前記光分割手段の領域Ｃが前記点Ｏを中心とする円の外にあって、前記ｘ軸及びこれに平行な直線に挟まれた領域であることを特徴とする請求項１０記載の光学式情報記録再生装置。
【請求項１２】
前記光分割手段の領域Ｃが前記点Ｏを中心とする輪帯状の領域であることを特徴とする請求項１０記載の光学式情報記録再生装置。
【請求項１３】
前記光分割手段の領域Ｂは前記点Ｏを取り巻く内周領域Ｂ１とそれ以外の領域Ｂ２に分けられ、領域Ｂ１及び領域Ｂ２を回折し前記検出器に入射する光スポットの位置が前記ｘ軸に沿ってずれることを特徴とする請求項８記載の光学式情報記録再生装置。
【請求項１４】
前記光分割手段の領域Ｂ１がｘ軸、ｙ軸及びこれらと平行な直線に囲まれた領域であることを特徴とする請求項１３記載の光学式情報記録再生装置。
【請求項１５】
前記光分割手段の領域Ｂ１が前記点Ｏを中心とする円内の領域であり、領域Ｂ２が前記点Ｏを中心とする輪帯状の領域であることを特徴とする請求項１３記載の光学式情報記録再生装置。
【請求項１６】
点Ａ’の周りに回折する側の各分配光は点Ａを原点とした座標での第１象限位置に構成された光検出器ＤＴ１と、第２象限位置に構成された光検出器ＤＴ２と、第３象限位置に構成された光検出器ＤＴ３と、第４象限位置に構成された光検出器ＤＴ４とによりそれぞれ検出され、各検出器からの検出信号をＴ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４とすると、（Ｔ１＋Ｔ４）−（Ｔ２＋Ｔ３）または（Ｔ１＋Ｔ２）−（Ｔ３＋Ｔ４）または（Ｔ１＋Ｔ３）−（Ｔ２＋Ｔ４）から前記光ディスク信号面のトラッキングエラー信号を得ることを特徴とする請求項１記載の光学式情報記録再生装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は光ディスク等の情報記録媒体に信号を記録、または情報記録媒体の信号を再生するために使われる光学式情報記録再生装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の技術を、図１４から図１８に基づいて説明する。図１４は従来例における光学式情報記録再生装置としての光ディスク装置の断面構成を示している。図１４に於いて半導体レーザー等の放射光源１’を出射するレーザー光はビームスプリッタ−２に入射し、スプリット面２ａを反射してコリメートレンズ３により平行光に変換され、１／４波長板４’により直線偏光（Ｓ波）から円偏光に変換され、対物レンズ５により集光されて情報記録媒体としての光ディスク基材６の信号面６ａ上に収束する。信号面６ａを反射する光は対物レンズ５を経て１／４波長板４’により直線偏光（Ｐ波）に変換され、コリメートレンズ３により収束性の光となり、ビームスプリッタ−２のスプリット面２ａを透過し、ホログラム基板７’上のホログラム面７’ａに入射し、これを透過して入射光軸８’を対称軸とする＋１次回折光８’ａ、−１次回折光８’ｂに分岐し、検出器９’上の検出面９’ａに入射する。
【０００３】
図１５は従来例における光ディスク装置のホログラム面と検出面の構成を示している。ホログラム面７’ａと入射光１０の光軸８’との交点をＯとして、ホログラム面７’ａは点Ｏで直交する２直線（Ｘ軸、Ｙ軸）で４分割され、さらにそれぞれの象限でＸ軸に沿った短冊に分割される。ホログラム面７’ａの第１象限に入射する光１０は１次回折側で検出面９’ａ上の点Ａを原点としてみた場合の第１象限位置に入射し、第２象限では点Ａに対する第２象限位置に、第３象限では点Ａに対する第４象限位置に、第４象限では点Ａに対する第３象限位置に入射する。検出面９’ａと入射光軸８’との交点をＯ’、点Ｏ’で直交する２直線をｘ軸及びｙ軸、点Ａの点Ｏ’に関する対称点をＡ’とすると、−１次回折側では検出面上での入射位置が点Ｏ’に対し対称に現れ、ホログラム面７’ａの第１象限に入射する光１０は検出面上の点Ａ’を原点とする第３象限位置に、第２象限では点Ａ’に対する第４象限位置に、第３象限では点Ａ’に対する第２象限位置に、第４象限では点Ａ’に対する第１象限位置に入射する。またホログラム面７’ａの各象限で白地で表示した一つ置きの短冊領域１Ｂ、２Ｂ、３Ｂ、４Ｂではホログラム側から見て１次回折光が検出面９’ａよりも奥側で収束し、検出面上でそれぞれ１ｂ、２ｂ、３ｂ、４ｂの光スポットとなり、斜線で示したその他の短冊領域１Ｆ、２Ｆ、３Ｆ、４Ｆでは検出面９’ａよりも手前側で収束し、検出面上でそれぞれ１ｆ、２ｆ、３ｆ、４ｆの光スポットとなる。これとは反対に、−１次回折光では短冊領域１Ｂ、２Ｂ、３Ｂ、４Ｂは検出面９’ａよりも手前側で収束し、検出面上でそれぞれ１ｂ’、２ｂ’、３ｂ’、４ｂ’の光スポットとなり、短冊領域１Ｆ、２Ｆ、３Ｆ、４Ｆでは検出面９’ａよりも奥側で収束し、検出面上でそれぞれ１ｆ’、２ｆ’、３ｆ’、４ｆ’の光スポットとなる。１次回折側に於ける光検出器の形状はｙ軸に沿った短冊形状の組み合わせであり、一つ飛ばしごとに導通されて検出光が信号Ｆ１、Ｆ２として出力される。光スポット１ｂと１ｆ、２ｂと２ｆ、３ｂと３ｆ、４ｂと４ｆは、それぞれのビームの中心（１ｂＯと１ｆＯ、２ｂＯと２ｆＯ、３ｂＯと３ｆＯ、４ｂＯと４ｆＯ）が互いに境界線を挟んで隣同士の光検出器に入射している。−１次回折側に於ける光検出器の形状は点Ａ’を中心として４分割されており、光スポット１ｂ’と１ｆ’、２ｂ’と２ｆ’、３ｂ’と３ｆ’、４ｂ’と４ｆ’がそれぞれの分割検出器（ｔ３、ｔ４、ｔ２、ｔ１）の中心に入射している。検出器からの信号は加算器、減算器で処理され、制御信号や再生信号が生成される。例えば、信号Ｆ１、Ｆ２を減算器１１ａにより差分することで、光ディスク信号面６ａのフォーカスエラー信号１２ａが得られる。また、検出器ｔ１、ｔ４の導通信号と検出器ｔ２、ｔ３の導通信号を減算器１１ｃにより差分することで、光ディスク信号面６ａの位相差トラッキングエラー信号１２ｃが得られ、検出器ｔ１、ｔ２の導通信号と検出器ｔ３、ｔ４の導通信号を減算器１１ｄにより差分することで、光ディスク信号面６ａのプッシュプルトラッキングエラー信号１２ｄが得られる。さらに、信号Ｆ１、Ｆ２を加算器１１ｂで加算した信号１２ｂに、検出器ｔ１、ｔ２の導通信号と検出器ｔ３、ｔ４の導通信号を加算器１１ｅで加算した信号１２ｅに加えることで、光ディスク信号面６ａの再生信号が得られる。
【０００４】
図１６、図１７は従来例における光ディスク装置のフォーカスエラー検出原理を示すために、ディフォーカス発生時の検出面上での光分布を示している。図１６は光ディスク６が対物レンズ５から遠ざかる場合で、図１７は近づく場合である。図１６の場合、ディフォーカスによって光スポットが矢印の方向に延び、Ｆ１の出力が増大し、Ｆ２の出力が減少し、フォーカスエラー信号（以下ＦＥ信号と呼ぶ）＝Ｆ２−Ｆ１＜０となる。一方、図１７の場合、ディフォーカスによって光スポットが矢印の方向に延び、Ｆ２の出力が増大し、Ｆ１の出力が減少し、ＦＥ＝Ｆ２−Ｆ１＞０となる。よって、減算器１１ａにより光ディスク信号面６ａのフォーカスエラー信号１２ａが得られることが分かる。
【０００５】
図１８は従来例における光ディスク装置のＦＥ信号ディフォーカス特性を示している。図１８において縦軸はＦＥ信号の出力値、横軸は光ディスク信号面６ａのディフォーカス量で、プラス側が光ディスク６が対物レンズ５から遠ざかる側である。従来例におけるＦＥ特性は曲線１３’である。ジャストフォーカス近傍でｓ字を描き、ＦＥ→０となるように制御すれば、光ディスク信号面６ａにフォーカスがかけられる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
このような従来の光ディスク装置において以下の問題があった。すなわち、図１６において矢印３ａ、４ａの方向に光スポットが延びることで、あるディフォーカス量で光スポットが重なり互いに干渉し合って、ＦＥ信号に影響を与える。図１８の曲線１３’におけるディフォーカス２０μｍ〜４０μｍの領域で発生するうねりは、これが原因である。また、図１７において矢印１ａ、２ａの方向に光スポットが延びることで、あるディフォーカス量で光スポットが重なり互いに干渉し合ううえ、矢印１ａ、２ａの方向には長く検出器が横たわっているので、大きなディフォーカスで光スポットが拡がっても検出器上には大きな光エネルギーが残り、これらがＦＥ信号に影響を与える。図１８の曲線１３’におけるディフォーカス−２０μｍ〜−４０μｍの領域で発生する大きなオフセットε１は、これが原因である。一般に、光ディスクの信号面が単一面の場合は、±１０μｍを越える大きなディフォーカス量でのＦＥ信号特性にオフセットやうねりがあっても問題がないが、ＤＶＤの２層ディスクのように、第１の信号面から４０μｍ〜７０μｍ（光学的には屈折率で割って２５μｍ〜５０μｍに相当）だけ離れた位置に第２の信号面がある場合には、２５μｍ〜５０μｍまたは−２５μｍ〜−５０μｍのディフォーカス領域で発生するオフセットやうねりがフォーカス制御の外乱となる。例えば、図１８の曲線１３’の場合、ディフォーカス−３０μｍ位置でのオフセットはε１＝−０．０４の大きさであり、多層ディスクにおいて対物レンズから見て奥側の信号面にフォーカス制御がかかっている場合、手前側（光学的に３０μｍだけ対物レンズ側にあるとして）の信号面から−０．０４のオフセットが外乱として加わり、これが０．５μｍ程度のディフォーカスを発生させ、信号の再生特性を大きく劣化させる。このように、従来の光ディスク装置において、２５μｍ〜５０μｍまたは−２５μｍ〜−５０μｍのディフォーカス領域で発生するＦＥ信号の大きなオフセットやうねりが２層以上の多層ディスクの再生性能を大きく損なうことになるという問題点があった。本発明はかかる問題点に鑑み、ＦＥ信号の大きなオフセットやうねりを押さえ、多層ディスクの良好な再生や記録を安定して行える光ディスク装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記問題点を解決するため、以下の手段を用いる。すなわち、放射光源と、対物レンズと、ホログラム等の光分配手段と、光検出器からなり、放射光源を出た光は対物レンズにより光ディスクの信号面に集光し、その反射光は対物レンズを経て光分配手段に入射し、光分配手段により光は２方向に回折し、一方の回折光が光分配手段上の点Ｏで直交する２直線（ｘ軸、ｙ軸）により少なくとも４つの領域に分配され、それぞれ直線ＯＡの周りを一象限分だけ回転して光検出器上の点Ａの周りに入射し、もう一方の回折光もｘ軸、ｙ軸により少なくとも４つの領域に分配され、それぞれ直線ＯＡ’の周りを一象限分だけ回転して光検出器上の点Ａ’の周りに入射することを特徴とする光ディスク装置であり、ｙ軸は線分ＡＡ’に一致し、光分配手段はその各象限がｘ軸方向に沿った分割線で短冊状のセルに分割され、一つ置きの短冊セルを回折する光は検出面の手前で収束し（収束光Ｆ）、その他の短冊セルを回折する光は検出面の奥で収束し（収束光Ｂ）、点Ａを原点とした座標の各象限で少なくとも２つの光検出器がｙ軸に沿って隣接して構成され、該光検出器にそれぞれ収束光Ｆと収束光Ｂが入射することを特徴とする。
【０００８】
また、点Ａを原点とした座標の各象限で、４つの光検出器Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４がｙ軸に沿ってこの順に隣接して構成され、１つ飛びの検出器Ｄ１とＤ３、Ｄ２とＤ４が互いに導通することを特徴としており、第１象限位置の光検出器Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３が第４象限位置の光検出器Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４と導通し、第２象限位置の光検出器Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４が第３象限位置の光検出器Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３と導通し、第１象限位置の光検出器Ｄ１が第２象限位置の光検出器Ｄ１と導通し、第１象限位置の光検出器Ｄ１及びこれに導通する検出器からの信号をＦ１とし、第１象限位置の光検出器Ｄ２及びこれに導通する検出器からの信号をＦ２とし、Ｆ１とＦ２との差分から光ディスク信号面のフォーカスエラー信号を得ることを特徴とする。
【０００９】
さらに、点Ａを原点とした座標での第１象限位置の光検出器Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３がそれぞれ第４象限位置の光検出器Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４とほぼｙ軸に沿った直線上に形成され、第２象限位置の光検出器Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４がそれぞれ第３象限位置の光検出器Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３とほぼｙ軸に沿った直線上に形成されており、第４象限位置の光検出器Ｄ１及び第３象限位置の光検出器Ｄ４が省かれてもよく、第１象限位置の光検出器Ｄ４及び第２象限位置の光検出器Ｄ１が省かれてもよい。
【００１０】
さらに、光分割手段の各象限において、点Ｏから離れた領域Ｃを回折し光検出器上に入射する位置は、その象限内の他領域Ｂを回折し光検出器上の点Ａの周りに入射する位置よりも点Ａから見て外側にあり、領域Ｂとは独立した光検出器で検出されることを特徴とする。この時、光分割手段の領域Ｃを回折する光の収束点がほぼ光検出面上にあることを特徴とし、光分割手段の領域Ｃが点Ｏを中心とする円の外の領域、又はその一部であり、領域Ｃが点Ｏを中心とする円の外にあって、ｘ軸及びこれに平行な直線に挟まれた領域であってもよく、領域Ｃが点Ｏを中心とする輪帯状の領域であってもよい。
【００１１】
一方、光分割手段の領域Ｂは点Ｏを取り巻く内周領域Ｂ１とそれ以外の領域Ｂ２に分けられ、領域Ｂ１及び領域Ｂ２を回折し検出器に入射する光スポットの位置がｘ軸に沿ってずれることを特徴とし、光分割手段の領域Ｂ１がｘ軸、ｙ軸及びこれらと平行な直線に囲まれた領域であってもよく、領域Ｂ１が点Ｏを中心とする円内の領域であり、領域Ｂ２が点Ｏを中心とする輪帯状の領域であってもよい。
【００１２】
さらに、点Ａ’の周りに回折する側の各分配光は点Ａを原点とした座標での第１象限位置に構成された光検出器ＤＴ１と、第２象限位置に構成された光検出器ＤＴ２と、第３象限位置に構成された光検出器ＤＴ３と、第４象限位置に構成された光検出器ＤＴ４とによりそれぞれ検出され、各検出器からの検出信号をＴ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４とすると、（Ｔ１＋Ｔ４）−（Ｔ２＋Ｔ３）または（Ｔ１＋Ｔ２）−（Ｔ３＋Ｔ４）または（Ｔ１＋Ｔ３）−（Ｔ２＋Ｔ４）から光ディスク信号面のトラッキングエラー信号を得ることを特徴とする。
【００１３】
上記の様な構成により、検出器上の各象限に配置されたビームスポットが光ディスクのディフォーカスによって互いに逃げ合って重なることがなく、検出器上に光エネルギーが残りにくいので、２５μｍ〜５０μｍまたは−２５μｍ〜−５０μｍのディフォーカス領域におけるＦＥ信号の大きなオフセットやうねりを大幅に抑えることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下本発明の第１の実施の形態を図１から図４、及び図１８に基づいて説明する。なお従来例と共通の要素については、同一の番号を振って説明する。図１は本発明の第１の実施の形態における光ディスク装置の断面構成を示しており、放射光源１とその周辺に関する側面図も下に付け加えている。図１に於いて光検出基板９上に取り付けられた半導体レーザー等の放射光源１を出射するレーザー光は、光検出基板９上に取り付けられた反射ミラー１４を反射して偏光性ホログラム基板７を透過し、１／４波長板４により直線偏光（Ｓ波）から円偏光に変換され、コリメートレンズ３により平行光に変換され、対物レンズ５により集光されて光ディスク基材６の信号面６ａ上に収束する。信号面６ａを反射する光は対物レンズ５、コリメートレンズ３を経て収束性の光となり、１／４波長板４により直線偏光（Ｐ波）に変換され、偏光性ホログラム基板７上のホログラム面７ａに入射し、これを透過して入射光軸８を対称軸とする１回折光８ａ、−１次回折光８ｂに分岐し、検出器９上の検出面９ａに入射する。
【００１５】
図２は本発明の第１の実施の形態における光ディスク装置のホログラム面と検出面の構成を示している。ホログラム面７ａと入射光１０の光軸８との交点をＯとして、ホログラム面７ａは点Ｏで直交する２直線（Ｘ軸、Ｙ軸）で４分割され、さらにそれぞれの象限でＸ軸に沿った短冊に分割される。ホログラム面７ａの第１象限に入射する光１０は１次回折側で検出面９ａ上の点Ａを原点としてみた場合の第２象限位置に入射し、第２象限では点Ａに対する第３象限位置に、第３象限では点Ａに対する第４象限位置に、第４象限では点Ａに対する第１象限位置に入射する。すなわちホログラム面７ａ上での光１０が各象限ごとにＯＡを結ぶ直線の周りで１象限分だけ回転して検出面上９ａに入射する。検出面９ａと入射光軸８との交点をＯ’、点Ｏ’で直交する２直線をｘ軸及びｙ軸、点Ａの点Ｏ’に関する対称点をＡ’とすると、−１次回折側では検出面上での入射位置が点Ｏ’に対し対称に現れ、ホログラム面７ａの第１象限に入射する光１０は検出面上の点Ａ’を原点とする第４象限位置に、第２象限では点Ａ’に対する第１象限位置に、第３象限では点Ａ’に対する第２象限位置に、第４象限では点Ａ’に対する第３象限位置に入射する。またホログラム面７ａの各象限で白地で表示した一つ置きの短冊領域１Ｂ、２Ｂ、３Ｂ、４Ｂではホログラム側から見て１次回折光が検出面９ａよりも奥側で収束し、検出面上でそれぞれ１ｂ、２ｂ、３ｂ、４ｂの光スポットとなり、斜線で示したその他の短冊領域１Ｆ、２Ｆ、３Ｆ、４Ｆでは検出面９ａよりも手前側で収束し、検出面上でそれぞれ１ｆ、２ｆ、３ｆ、４ｆの光スポットとなる。これとは反対に、−１次回折光では短冊領域１Ｂ、２Ｂ、３Ｂ、４Ｂは検出面９ａよりも手前側で収束し、検出面上でそれぞれ１ｂ’、２ｂ’、３ｂ’、４ｂ’の光スポットとなり、短冊領域１Ｆ、２Ｆ、３Ｆ、４Ｆでは検出面９ａよりも奥側で収束し、検出面上でそれぞれ１ｆ’、２ｆ’、３ｆ’、４ｆ’の光スポットとなる。１次回折側に於ける光検出器の形状はｙ軸に沿った短冊形状の組み合わせであり、一つ飛ばしごとに導通されて検出光が信号Ｆ１、Ｆ２として出力される。光スポット１ｂと１ｆ、２ｂと２ｆ、３ｂと３ｆ、４ｂと４ｆは、それぞれのビームの中心（１ｂＯと１ｆＯ、２ｂＯと２ｆＯ、３ｂＯと３ｆＯ、４ｂＯと４ｆＯ）が互いに境界線を挟んで隣同士の光検出器に入射している。−１次回折側に於ける光検出器の形状は点Ａ’を中心として４分割されており、光スポット１ｂ’と１ｆ’、２ｂ’と２ｆ’、３ｂ’と３ｆ’、４ｂ’と４ｆ’がそれぞれの分割検出器（Ｔ４、Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３）の中心に入射している。検出器からの信号は加算器、減算器で処理され、制御信号や再生信号が生成される。例えば、信号Ｆ１、Ｆ２を減算器１１ａにより差分することで、光ディスク信号面６ａのフォーカスエラー信号１２ａが得られる。また、検出器Ｔ１、Ｔ３の導通信号と検出器Ｔ２、Ｔ４の導通信号を減算器１１ｃにより差分することで、光ディスク信号面６ａの位相差トラッキングエラー信号１２ｃが得られ、検出器Ｔ１、Ｔ４の導通信号と検出器Ｔ２、Ｔ３の導通信号を減算器１１ｄにより差分することで、光ディスク信号面６ａのプッシュプルトラッキングエラー信号１２ｄが得られる。さらに、信号Ｆ１、Ｆ２を加算器１１ｂで加算した信号１２ｂに、検出器Ｔ１、Ｔ４の導通信号と検出器Ｔ２、Ｔ３の導通信号を加算器１１ｅで加算した信号１２ｅに加えることで、光ディスク信号面６ａの再生信号が得られる。
【００１６】
図３、図４は本発明の第１の実施の形態における光ディスク装置のフォーカスエラー検出原理を示すために、ディフォーカス発生時の検出面上での光分布を示している。図３は光ディスク６が対物レンズ５から遠ざかる場合で、図４は近づく場合である。図３の場合、ディフォーカスによって光スポットが矢印の方向に延び、Ｆ１の出力が増大し、Ｆ２の出力が減少し、ＦＥ＝Ｆ２−Ｆ１＜０となる。一方、図４の場合、ディフォーカスによって光スポットが矢印の方向に延び、Ｆ２の出力が増大し、Ｆ１の出力が減少し、ＦＥ＝Ｆ２−Ｆ１＞０となる。よって、減算器１１ａにより光ディスク信号面６ａのフォーカスエラー信号１２ａが得られることが分かる。
【００１７】
図１８には本発明の第１の実施の形態における光ディスク装置のフォーカスエラー信号ディフォーカス特性を付記しており、第１の実施の形態におけるＦＥ特性は曲線１３である。ジャストフォーカス近傍でｓ字を描き、ＦＥ→０となるように制御すれば、光ディスク信号面６ａにフォーカスがかけられる。
【００１８】
なお、本の実施の形態では図３、図４の矢印１ａ、２ａ、３ａ、４ａで示すように、点Ａの周りに配置されたビームスポットが光ディスクのディフォーカスによって互いに逃げ合って重なることがなく、しかも検出器上に光エネルギーが残りにくい。その結果、図１８の曲線１３では、従来例において見られた２０μｍ〜４０μｍの領域のうねりが現れず、−２０μｍ〜−５０μｍの領域でもオフセットがほとんど発生していない。例えば、曲線１３の場合、ディフォーカス−３２μｍ位置でのオフセットはε２＝０．０１の大きさであり、対物レンズから見て奥側の信号面にフォーカス制御がかかっている場合、手前側（光学的に３２μｍだけ対物レンズ側にあるとして）の信号面から０．０１のオフセットが外乱として加わるが、これは０．１５μｍ程度の小さなディフォーカスに相当し、信号の再生特性をほとんど劣化させることはない。従って、２層ディスクの良好な再生や記録を安定して行うことができる。
【００１９】
次に本発明の第２の実施の形態を図５に基づいて説明する。第２の実施の形態はホログラム面と検出面の構成を除いてその他の構成は全て第１の実施の形態と同じであり、同一部の説明を省略する。図５は本発明の第２の実施の形態における光ディスク装置のホログラム面と検出面の構成を示している。ホログラム面７ａと入射光１０の光軸８との交点をＯとして、ホログラム面７ａは点Ｏで直交する２直線（Ｘ軸、Ｙ軸）で４分割され、さらに点Ｏを中心とした円１５内の領域がそれぞれの象限でＸ軸に沿った短冊に分割される。ホログラム面７ａの第１象限に入射する光１０は１次回折側で検出面９ａ上の点Ａを原点としてみた場合の第２象限位置に入射し、第２象限では点Ａに対する第３象限位置に、第３象限では点Ａに対する第４象限位置に、第４象限では点Ａに対する第１象限位置に入射する。すなわちホログラム面７ａ上での光１０が各象限ごとにＯＡを結ぶ直線の周りで１象限分だけ回転して検出面上９ａに入射する。検出面９ａと入射光軸８との交点をＯ’、点Ｏ’で直交する２直線をｘ軸及びｙ軸、点Ａの点Ｏ’に関する対称点をＡ’とすると、−１次回折側では検出面上での入射位置が点Ｏ’に対し対称に現れ、ホログラム面７ａの第１象限に入射する光１０は検出面上の点Ａ’を原点とする第４象限位置に、第２象限では点Ａ’に対する第１象限位置に、第３象限では点Ａ’に対する第２象限位置に、第４象限では点Ａ’に対する第３象限位置に入射する。またホログラム面７ａの各象限で白地で表示した一つ置きの短冊領域１Ｂ、２Ｂ、３Ｂ、４Ｂではホログラム側から見て１次回折光が検出面９ａよりも奥側で収束し、検出面上でそれぞれ１ｂ、２ｂ、３ｂ、４ｂの光スポットとなり、斜線で示したその他の短冊領域１Ｆ、２Ｆ、３Ｆ、４Ｆでは検出面９ａよりも手前側で収束し、検出面上でそれぞれ１ｆ、２ｆ、３ｆ、４ｆの光スポットとなり、ホログラム面７ａの各象限で円１５の外の領域１Ｇ、２Ｇ、３Ｇ、４Ｇではホログラム側から見て１次回折光がほぼ検出面９ａ上で収束し、検出面上でそれぞれ１ｇ、２ｇ、３ｇ、４ｇの光スポットとなる。これとは反対に、−１次回折光では短冊領域１Ｂ、２Ｂ、３Ｂ、４Ｂは検出面９ａよりも手前側で収束し、検出面上でそれぞれ１ｂ’、２ｂ’、３ｂ’、４ｂ’の光スポットとなり、短冊領域１Ｆ、２Ｆ、３Ｆ、４Ｆでは検出面９ａよりも奥側で収束し、検出面上でそれぞれ１ｆ’、２ｆ’、３ｆ’、４ｆ’の光スポットとなり、円１５の外の領域１Ｇ、２Ｇ、３Ｇ、４Ｇではほぼ検出面９ａ上で収束し、検出面上でそれぞれ１ｇ’、２ｇ’、３ｇ’、４ｇ’の光スポットとなる。光スポット１ｇ、２ｇ、３ｇ、４ｇの位置は点Ａからみて、光スポット１ｂと１ｆ、２ｂと２ｆ、３ｂと３ｆ、４ｂと４ｆの位置より外側にあり、光スポット１ｇ’、２ｇ’、３ｇ’、４ｇ’の位置は点Ａ’からみて、光スポット１ｂ’と１ｆ’、２ｂ’と２ｆ’、３ｂ’と３ｆ’、４ｂ’と４ｆ’の位置より外側にある。１次回折側に於ける光検出器の形状は、光スポット１ｂ、１ｆ、２ｂ、２ｆ、３ｂ、３ｆ、４ｂ、４ｆを検出するものがｙ軸に沿った短冊形状の組み合わせであり、第１の実施の形態と同様に一つ飛ばしごとに導通されて検出光が信号Ｆ１、Ｆ２として出力される。また、光スポット１ｇ、２ｇ、３ｇ、４ｇに関しては導通された光検出器Ｆ３により検出される。光スポット１ｂと１ｆ、２ｂと２ｆ、３ｂと３ｆ、４ｂと４ｆの位置関係、及びこれらのスポットと信号Ｆ１、Ｆ２を生成する短冊形状の検出器との位置関係については第１の実施の形態と同様であり、説明を省略する。−１次回折側に於ける光検出器の形状は点Ａ’を中心として４分割されており、光スポット１ｂ’と１ｆ’、２ｂ’と２ｆ’、３ｂ’と３ｆ’、４ｂ’と４ｆ’がそれぞれの分割検出器（Ｔ４、Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３）の領域に入射している。また、光スポット１ｇ’、２ｇ’、３ｇ’、４ｇ’はそれぞれ分割検出器Ｔ４、Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３から伸びた検出領域に入射している。検出器からの信号は加算器、減算器で処理され、制御信号や再生信号が生成される。例えば、信号Ｆ１、Ｆ２を減算器１１ａにより差分することで、光ディスク信号面６ａのフォーカスエラー信号１２ａが得られる。また、検出器Ｔ１、Ｔ３の導通信号と検出器Ｔ２、Ｔ４の導通信号を減算器１１ｃにより差分することで、光ディスク信号面６ａの位相差トラッキングエラー信号１２ｃが得られ、検出器Ｔ１、Ｔ４の導通信号と検出器Ｔ２、Ｔ３の導通信号を減算器１１ｄにより差分することで、光ディスク信号面６ａのプッシュプルトラッキングエラー信号１２ｄが得られる。さらに、信号Ｆ１、Ｆ２を加算器１１ｂで加算した信号１２ｂに検出器Ｆ３の検出信号を加え、検出器Ｔ１、Ｔ４の導通信号と検出器Ｔ２、Ｔ３の導通信号を加算器１１ｅで加算した信号１２ｅに加えることで、光ディスク信号面６ａの再生信号が得られる。
【００２０】
第２の実施の形態のフォーカスエラー検出原理は第１の実施の形態と同じであり、ディフォーカス発生時の検出面上での光分布の動きも同様である。光スポット１ｇ、２ｇ、３ｇ、４ｇに関してはディフォーカスによってそれぞれ矢印１ｈ、２ｈ、３ｈ、４ｈの方位に延びるが、この方位にはＦＥ検出に関わる検出器が存在しないので、ＦＥ特性に影響しない。従って第１の実施の形態と同じく、ディフォーカス時でのオフセットやうねりの発生が回避でき、２層ディスクの良好な再生や記録を安定して行うことができる。さらに第２の実施の形態では信号Ｆ１、Ｆ２を加算器１１ｂで加えて再生信号とすることもでき、Ｆ１、Ｆ２が開口の小さい領域（円１５内の領域）の検出信号であることから、基材６の厚さが異なった光ディスクの再生を行っても開口の小さい領域では収差が小さいことから、再生特性の劣化を小さくすることができる。例えば、基材厚０．６ｍｍのＤＶＤの再生を全検出器の信号総和（Ｆ１＋Ｆ２＋Ｔ１＋Ｔ２＋Ｔ３＋Ｔ４）で行い、同一の対物レンズ５を用いて基材厚１．２ｍｍのＣＤの再生をＦ１＋Ｆ２で行うことができ、一つの光ディスク装置でありながら、多種の光ディスクの再生に対応できる。
【００２１】
次に本発明の第３の実施の形態を図６に基づいて説明する。第３の実施の形態はホログラム面の構成を除いてその他の構成は全て第２の実施の形態と同じであり、同一部の説明を省略する。図６は本発明の第３の実施の形態における光ディスク装置のホログラム面と検出面の構成を示している。ホログラム面７ａと入射光１０の光軸８との交点をＯとして、ホログラム面７ａは点Ｏで直交する２直線（Ｘ軸、Ｙ軸）で４分割され、さらに点Ｏを中心とした円１５内又は直線１６、１７の外側の領域がそれぞれの象限でＸ軸に沿った短冊に分割される。ホログラム面７ａの第１象限に入射する光１０は１次回折側で検出面９ａ上の点Ａを原点としてみた場合の第２象限位置に入射し、第２象限では点Ａに対する第３象限位置に、第３象限では点Ａに対する第４象限位置に、第４象限では点Ａに対する第１象限位置に入射する。すなわちホログラム面７ａ上での光１０が各象限ごとにＯＡを結ぶ直線の周りで１象限分だけ回転して検出面上９ａに入射する。検出面９ａと入射光軸８との交点をＯ’、点Ｏ’で直交する２直線をｘ軸及びｙ軸、点Ａの点Ｏ’に関する対称点をＡ’とすると、−１次回折側では検出面上での入射位置が点Ｏ’に対し対称に現れ、ホログラム面７ａの第１象限に入射する光１０は検出面上の点Ａ’を原点とする第４象限位置に、第２象限では点Ａ’に対する第１象限位置に、第３象限では点Ａ’に対する第２象限位置に、第４象限では点Ａ’に対する第３象限位置に入射する。またホログラム面７ａの各象限で白地で表示した一つ置きの短冊領域１Ｂ、２Ｂ、３Ｂ、４Ｂではホログラム側から見て１次回折光が検出面９ａよりも奥側で収束し、検出面上でそれぞれ１ｂ、２ｂ、３ｂ、４ｂの光スポットとなり、斜線で示したその他の短冊領域１Ｆ、２Ｆ、３Ｆ、４Ｆでは検出面９ａよりも手前側で収束し、検出面上でそれぞれ１ｆ、２ｆ、３ｆ、４ｆの光スポットとなり、ホログラム面７ａの各象限で円１５の外かつ直線１６、１７の間の領域１Ｇ、２Ｇ、３Ｇ、４Ｇではほぼ検出面９ａ上で収束し、検出面上でそれぞれ１ｇ、２ｇ、３ｇ、４ｇの光スポットとなる。これとは反対に、−１次回折光では短冊領域１Ｂ、２Ｂ、３Ｂ、４Ｂは検出面９ａよりも手前側で収束し、検出面上でそれぞれ１ｂ’、２ｂ’、３ｂ’、４ｂ’の光スポットとなり、短冊領域１Ｆ、２Ｆ、３Ｆ、４Ｆでは検出面９ａよりも奥側で収束し、検出面上でそれぞれ１ｆ’、２ｆ’、３ｆ’、４ｆ’の光スポットとなり、円１５の外かつ直線１６、１７の間の領域１Ｇ、２Ｇ、３Ｇ、４Ｇではほぼ検出面９ａ上で収束し、検出面上でそれぞれ１ｇ’、２ｇ’、３ｇ’、４ｇ’の光スポットとなる。光スポット１ｇ、２ｇ、３ｇ、４ｇの位置は点Ａからみて、光スポット１ｂと１ｆ、２ｂと２ｆ、３ｂと３ｆ、４ｂと４ｆの位置より外側にあり、光スポット１ｇ’、２ｇ’、３ｇ’、４ｇ’の位置は点Ａ’からみて、光スポット１ｂ’と１ｆ’、２ｂ’と２ｆ’、３ｂ’と３ｆ’、４ｂ’と４ｆ’の位置より外側にある。第３の実施の形態はホログラム面７ａの分割の仕方が違うだけで、光検出器の形状や配線、信号検出原理は第２の実施の形態と全く同じであり、第２の実施の形態と同じく、ディフォーカス時でのオフセットやうねりの発生が回避でき、２層ディスクの良好な再生や記録を安定して行うことができる。また第２の実施の形態と同じく、基材厚０．６ｍｍのＤＶＤの再生を全検出器の信号総和（Ｆ１＋Ｆ２＋Ｔ１＋Ｔ２＋Ｔ３＋Ｔ４）で行い、同一対物レンズ５を用いて基材厚１．２ｍｍのＣＤの再生をＦ１＋Ｆ２で行うことができ、一つの光ディスク装置でありながら、多種の光ディスクの再生に対応できる。さらに第２の実施の形態に比べて開口の大きい領域を一部Ｆ１、Ｆ２に取り込んでいるので、基材６の厚さにむらがある光ディスクであっても、ジャストフォーカス近傍でのＦＥ特性が乱されず、正確な焦点制御が維持できる（基材６の厚さにむらがあると、開口の小さい領域での収差と開口の大きい領域での収差が乖離するため、第２の実施の形態のような開口の小さい領域だけを使ったＦＥ検出はジャストフォーカス近傍でＦＥ特性が乱される可能性があった）。
【００２２】
次に本発明の第４の実施の形態を図７に基づいて説明する。第４の実施の形態はホログラム面の一部の構成を除いてその他の構成は全て第３の実施の形態と同じであり、同一部の説明を省略する。図７は本発明の第４の実施の形態における光ディスク装置のホログラム面と検出面の構成を示している。第３の実施の形態との違いは、点Ｏを中心とした方形１８内の短冊領域で、他の短冊領域に比べ検出面上での入射位置をｘ軸方向に若干変えた点である。方形１８内の短冊領域で白地で表示した一つ置きの短冊領域１’Ｂ、２’Ｂ、３’Ｂ、４’Ｂはホログラム側から見て１次回折光が検出面９ａよりも奥側で収束し、検出面上でそれぞれ１’ｂ、２’ｂ、３’ｂ、４’ｂの光スポットとなり、斜線で示したその他の短冊領域１’Ｆ、２’Ｆ、３’Ｆ、４’Ｆでは検出面９ａよりも手前側で収束し、検出面上でそれぞれ１’ｆ、２’ｆ、３’ｆ、４’ｆの光スポットとなる。光スポット１’ｂ、２’ｂ、３’ｂ、４’ｂは光スポット１ｂ、２ｂ、３ｂ、４ｂに比べ検出器の境界線から離れる側にシフトしている。また、−１次回折光では短冊領域１’Ｂ、２’Ｂ、３’Ｂ、４’Ｂは検出面９ａよりも手前側で収束し、検出面上でそれぞれ１’ｂ’、２’ｂ’、３’ｂ’、４’ｂ’の光スポットとなり、短冊領域１’Ｆ、２’Ｆ、３’Ｆ、４’Ｆでは検出面９ａよりも奥側で収束し、検出面上でそれぞれ１’ｆ’、２’ｆ’、３’ｆ’、４’ｆ’の光スポットとなる。第４の実施の形態はホログラム面７ａの分割の仕方が違うだけで、光検出器の形状や配線、信号検出原理は第３の実施の形態と全く同じであり、第３の実施の形態と同じく、ディフォーカス位置でのオフセットやうねりの発生が回避でき、２層ディスクの良好な再生や記録を安定して行うことができる。また第３の実施の形態と同じく、基材厚０．６ｍｍのＤＶＤの再生を全検出器の信号総和（Ｆ１＋Ｆ２＋Ｔ１＋Ｔ２＋Ｔ３＋Ｔ４）で行い、同一の対物レンズ５を用いて基材厚１．２ｍｍのＣＤの再生をＦ１＋Ｆ２で行うことができ、一つの光ディスク装置でありながら、多種の光ディスクの再生に対応できる。さらに方形１８内の開口の小さい領域を検出器の境界線から遠ざけることで、開口の小さい領域での収差がＦＥに与える影響と開口の大きい領域での収差がＦＥに与える影響のバランスをとることができ、第３の実施の形態と比べても、基材６の厚さにむらがある光ディスクであってもジャストフォーカス近傍のＦＥ特性が乱されず、より正確な焦点制御が維持できる。
【００２３】
次に本発明の第５の実施の形態を図８に基づいて説明する。第５の実施の形態はホログラム面の構成を除いてその他の構成は全て第２の実施の形態と同じであり、同一部の説明を省略する。図８は本発明の第５の実施の形態における光ディスク装置のホログラム面と検出面の構成を示している。ホログラム面７ａと入射光１０の光軸８との交点をＯとして、ホログラム面７ａは点Ｏで直交する２直線（Ｘ軸、Ｙ軸）で４分割され、さらに点Ｏを中心とした円１５内又は円１９外の領域がそれぞれの象限でＸ軸に沿った短冊に分割される。ホログラム面７ａの第１象限に入射する光１０は１次回折側で検出面９ａ上の点Ａを原点としてみた場合の第２象限位置に入射し、第２象限では点Ａに対する第３象限位置に、第３象限では点Ａに対する第４象限位置に、第４象限では点Ａに対する第１象限位置に入射する。すなわちホログラム面７ａ上での光１０が各象限ごとにＯＡを結ぶ直線の周りで１象限分だけ回転して検出面上９ａに入射する。検出面９ａと入射光軸８との交点をＯ’、点Ｏ’で直交する２直線をｘ軸及びｙ軸、点Ａの点Ｏ’に関する対称点をＡ’とすると、−１次回折側では検出面上での入射位置が点Ｏ’に対し対称に現れ、ホログラム面７ａの第１象限に入射する光１０は検出面上の点Ａ’を原点とする第４象限位置に、第２象限では点Ａ’に対する第１象限位置に、第３象限では点Ａ’に対する第２象限位置に、第４象限では点Ａ’に対する第３象限位置に入射する。またホログラム面７ａの各象限で白地で表示した一つ置きの短冊領域１Ｂ、２Ｂ、３Ｂ、４Ｂ、及び１’Ｂ、２’Ｂ、３’Ｂ、４’Ｂではホログラム側から見て１次回折光が検出面９ａよりも奥側で収束し、検出面上でそれぞれ１ｂ、２ｂ、３ｂ、４ｂ、及び１’ｂ、２’ｂ、３’ｂ、４’ｂの光スポットとなり、斜線で示したその他の短冊領域１Ｆ、２Ｆ、３Ｆ、４Ｆ、及び１’Ｆ、２’Ｆ、３’Ｆ、４’Ｆでは検出面９ａよりも手前側で収束し、検出面上でそれぞれ１ｆ、２ｆ、３ｆ、４ｆ及び１’ｆ、２’ｆ、３’ｆ、４’ｆの光スポットとなり、ホログラム面７ａの各象限で円１５の外かつ円１９の内の領域１Ｇ、２Ｇ、３Ｇ、４Ｇではほぼ検出面９ａ上で収束し、検出面上でそれぞれ１ｇ、２ｇ、３ｇ、４ｇの光スポットとなる。これとは反対に、−１次回折光では短冊領域１Ｂ、２Ｂ、３Ｂ、４Ｂ、及び１’Ｂ、２’Ｂ、３’Ｂ、４’Ｂは検出面９ａよりも手前側で収束し、検出面上でそれぞれ１ｂ’、２ｂ’、３ｂ’、４ｂ’及び１’ｂ’、２’ｂ’、３’ｂ’、４’ｂ’の光スポットとなり、短冊領域１Ｆ、２Ｆ、３Ｆ、４Ｆ、及び１’Ｆ、２’Ｆ、３’Ｆ、４’Ｆでは検出面９ａよりも奥側で収束し、検出面上でそれぞれ１ｆ’、２ｆ’、３ｆ’、４ｆ’、及び１’ｆ’、２’ｆ’、３’ｆ’、４’ｆ’の光スポットとなり、円１５の外かつ円１９の内の領域１Ｇ、２Ｇ、３Ｇ、４Ｇではほぼ検出面９ａ上で収束し、検出面上でそれぞれ１ｇ’、２ｇ’、３ｇ’、４ｇ’の光スポットとなる。光スポット１ｇ、２ｇ、３ｇ、４ｇの位置は点Ａからみて、光スポット１ｂと１ｆ、２ｂと２ｆ、３ｂと３ｆ、４ｂと４ｆの位置より外側にあり、光スポット１ｇ’、２ｇ’、３ｇ’、４ｇ’の位置は点Ａ’からみて、光スポット１ｂ’と１ｆ’、２ｂ’と２ｆ’、３ｂ’と３ｆ’、４ｂ’と４ｆ’の位置より外側にある。第５の実施の形態はホログラム面７ａの分割の仕方が違うだけで、光検出器の形状や配線、信号検出原理は第２の実施の形態と全く同じであり、第２の実施の形態と同じく、ディフォーカス位置でのオフセットやうねりの発生が回避でき、２層ディスクの良好な再生や記録を安定して行うことができる。また基材厚の大きく異なる光ディスクを再生する場合、開口の大きい領域の光に対応する１’ｂ、２’ｂ、３’ｂ、４’ｂや１’ｆ、２’ｆ、３’ｆ、４’ｆの光スポットは大きく拡がって検出器上に残りにくいので、第２の実施の形態と同じく、基材厚０．６ｍｍのＤＶＤの再生を全検出器の信号総和（Ｆ１＋Ｆ２＋Ｔ１＋Ｔ２＋Ｔ３＋Ｔ４）で行い、同じ対物レンズ５を使って基材厚１．２ｍｍのＣＤの再生をＦ１＋Ｆ２で行うことができ、一つの光ディスク装置でありながら、多種の光ディスクの再生に対応できる。さらに第２の実施の形態に比べて開口の大きい領域（円１９外の領域）を一部Ｆ１、Ｆ２に取り込んでいるので、基材６の厚さにむらがある光ディスクであっても、ジャストフォーカス近傍でのＦＥ特性が乱されず、正確な焦点制御が維持できる。
【００２４】
次に本発明の第６の実施の形態を図９に基づいて説明する。第６の実施の形態は光スポットの検出面上での入射位置を若干変えた点以外、その構成は第５の実施の形態と全く同じであり、同一部の説明を省略する。図９は本発明の第６の実施の形態における光ディスク装置の検出面の構成を示している。第５の実施の形態との違いは、光スポット１ｂ、２ｂ、３ｂ、４ｂ、及び１ｆ、２ｆ、３ｆ、４ｆの入射位置がスポット１’ｂ、２’ｂ、３’ｂ、４’ｂ、及び１’ｆ、２’ｆ、３’ｆ、４’ｆに比べ検出器の境界線から離れる側にシフトしている。第６の実施の形態はホログラム面７ａの仕様が違うだけで、光検出器の形状や配線、信号検出原理は第５の実施の形態と全く同じであり、第５の実施の形態と同じく、ディフォーカス位置でのオフセットやうねりの発生が回避でき、２層ディスクの良好な再生や記録を安定して行うことができる。また第５の実施の形態と同じく、基材厚０．６ｍｍのＤＶＤの再生を全検出器の信号総和（Ｆ１＋Ｆ２＋Ｔ１＋Ｔ２＋Ｔ３＋Ｔ４）で行い、同じ対物レンズ５を使って基材厚１．２ｍｍのＣＤの再生をＦ１＋Ｆ２で行うことができ、一つの光ディスク装置でありながら、多種の光ディスクの再生に対応できる。さらに第５の実施の形態と同じく、基材６の厚さにむらがある光ディスクであってもジャストフォーカス近傍のＦＥ特性が乱されず、正確な焦点制御が維持できる。
【００２５】
次に本発明の第７の実施の形態を図１０に基づいて説明する。第７の実施の形態は検出器の形状が若干異なる以外は、その構成は第１の実施の形態と全く同じであり、同一部の説明を省略する。図１０は本発明の第７の実施の形態における光ディスク装置の検出面の構成を示している。第１の実施の形態との違いは、検出器Ｆ２ｂ、Ｆ２ｄ、Ｆ１ｂ、Ｆ１ｄの形状で、第１の実施の形態では短冊状であったのが第７の実施の形態では下半分、または上半分での幅を変化させている。以上の変化を加えることで、図１８で示したＦＥ信号の特性曲線１３の形状を微調整できる。第７の実施の形態は光検出器の形状が違うだけで、信号検出原理は第１の実施の形態と全く同じであり、第１の実施の形態と同じく、ディフォーカス位置でのオフセットやうねりの発生が回避でき、２層ディスクの良好な再生や記録を安定して行うことができる。
【００２６】
次に本発明の第８の実施の形態を図１１に基づいて説明する。第８の実施の形態は検出器の形状が若干異なる以外は、その構成は第７の実施の形態と全く同じであり、同一部の説明を省略する。図１１は本発明の第８の実施の形態における光ディスク装置の検出面の構成を示している。第７の実施の形態との違いは、検出器Ｆ１ｅ、Ｆ２ｅが省略されている点である。以上の変化を加えることで、図１８で示したＦＥ信号の特性曲線１３の形状を微調整できる。第８の実施の形態は光検出器の形状が違うだけで、信号検出原理は第７の実施の形態や第１の実施の形態と全く同じであり、第７の実施の形態や第１の実施の形態と同じく、ディフォーカス位置でのオフセットやうねりの発生が回避でき、２層ディスクの良好な再生や記録を安定して行うことができる。
【００２７】
次に本発明の第９の実施の形態を図１２に基づいて説明する。第９の実施の形態は検出器の形状が若干異なる以外は、その構成は第８の実施の形態と全く同じであり、同一部の説明を省略する。図１２は本発明の第９の実施の形態における光ディスク装置の検出面の構成を示している。第８の実施の形態との違いは、検出器Ｆ１ａ、Ｆ２ａが省略されている点である。以上の変化を加えることで、図１８で示したＦＥ信号の特性曲線１３の形状を微調整できる。第９の実施の形態は光検出器の形状が違うだけで、信号検出原理は第８の実施の形態や第１の実施の形態と全く同じであり、第８の実施の形態や第１の実施の形態と同じく、ディフォーカス位置でのオフセットやうねりの発生が回避でき、２層ディスクの良好な再生や記録を安定して行うことができる。
【００２８】
次に本発明の第１０の実施の形態を図１３に基づいて説明する。第１０の実施の形態はコリメートレンズ３、偏光性ホログラム基板７と１／４波長板の位置が変わった以外は、その構成は第１の実施の形態と全く同じであり、同一部の説明を省略する。図１３は本発明の第１０の実施の形態における光ディスク装置の断面構成を示しており、放射光源１とその周辺に関する側面図も下に付け加えている。図１３に於いて光検出基板９上に取り付けられた半導体レーザー等の放射光源１を出射するレーザー光は、光検出基板９上に取り付けられた反射ミラー１４を反射してコリメートレンズ３により平行光に変換され、偏光性ホログラム基板７を透過し、１／４波長板４により直線偏光（Ｓ波）から円偏光に変換され、対物レンズ５により集光されて光ディスク基材６の信号面６ａ上に収束する。信号面６ａを反射する光は対物レンズ５を経て１／４波長板４により直線偏光（Ｐ波）に変換され、偏光性ホログラム基板７上のホログラム面７ａに入射し、これを透過して光軸８を対称軸とする１回折光８ａ、−１次回折光８ｂに分岐し、これらの回折光がコリメートレンズ３を経て収束性の光となり、検出器９上の検出面９ａに入射する。第１０の実施の形態の第１の実施の形態との違いは、偏光性ホログラム基板７と１／４波長板の位置が対物レンズ５の前に来た点であり、偏光性ホログラム基板７と１／４波長板を対物レンズ５と一体にすることができるので、光ディスク基板６に追従する対物レンズ５に変位があっても偏光性ホログラム基板７も同じように移動するので、戻り光とホログラムパターンの相対的な位置変化による再生特性や制御特性の性能劣化が少ない。また、第１０の実施の形態は制御信号の検出原理は第１の実施の形態と全く同じであり、第１の実施の形態と同じく、ディフォーカス位置でのオフセットやうねりの発生が回避でき、２層ディスクの良好な再生や記録を安定して行うことができる。
【００２９】
以上、１０種類の実施の形態について説明を加えたが、これらを組み合わせたものも同様の効果を持つ。例えば、第２の実施の形態から第９の実施の形態は光学系として第１０の実施の形態のものを用いてもよく、図１４に示した従来例の光学系であってもよい。また、第７の実施の形態から第９の実施の形態の説明では第２の実施の形態から第６の実施の形態で現れた光スポット１ｇ、２ｇ、３ｇ、４ｇを描いてないが、当然これらの光スポットを生成するための第２の実施の形態から第６の実施の形態で使われたホログラムの分割方式を採用してもよい。また、反対に第１の実施の形態から第９の実施の形態では、ホログラム面７ａ上での光１０が各象限ごとにＯＡを結ぶ直線の周りで１象限分だけ反時計回りに回転して検出面上９ａに入射する例をとって説明したが、時計回りであっても同様の効果を持つ。さらに、上記の実施の形態ではホログラムを偏光性のもので説明したが無偏光性のものでもよく、この時１／４波長板４はなくてよい。さらに上記の実施の形態では検出器Ｔ１、Ｔ４の導通信号と検出器Ｔ２、Ｔ３の導通信号を減算器１１ｄにより差分することで、光ディスク信号面６ａのプッシュプルトラッキングエラー信号１２ｄが得たが、光ディスク装置に対するトラックの方向により、検出器Ｔ１、Ｔ２の導通信号と検出器Ｔ３、Ｔ４の導通信号の差分がプッシュプルトラッキングエラー信号になる場合もある。
【００３０】
また、上記は光ディスクを用いて説明したが、本願発明を、テープ状、カード状、ドラム状等の別の媒体形状の同様の装置に応用することは本願発明の範囲である。
【００３１】
【発明の効果】
以上の本発明により、検出器上の各象限に配置されたビームスポットが光ディスクのディフォーカスによって互いに逃げ合って重なることがなく、その上検出器上に光エネルギーが残りにくいので、２５μｍ〜５０μｍまたは−２５μｍ〜−５０μｍのディフォーカス領域におけるＦＥ信号の大きなオフセットやうねりを大幅に抑えることができ、２層ディスクの良好な再生や記録を安定して行うことができる。また、基材厚が大きく異なった光ディスクの再生を行っても、開口の小さい領域の戻り光を利用して再生信号を得ることができるので再生特性の劣化を小さくすることができ、一つの対物レンズを用いた光ディスク装置でありながら、ＤＶＤやＣＤ等の多種の光ディスクの再生に対応できる。さらに、開口の大きい領域の一部をフォーカス制御信号に取り込んでいるので、基材の厚さにむらがある光ディスクであっても、ジャストフォーカス近傍でのＦＥ特性が乱されず、正確な焦点制御が維持できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態における光ディスク装置の断面構成図
【図２】本発明の第１の実施の形態における光ディスク装置のホログラム面と検出面の構成図
【図３】本発明の第１の実施の形態における光ディスク装置のディフォーカス発生時の検出面上での光分布図
【図４】本発明の第１の実施の形態における光ディスク装置のディフォーカス発生時の検出面上での光分布図
【図５】本発明の第２の実施の形態における光ディスク装置のホログラム面と検出面の構成図
【図６】本発明の第３の実施の形態における光ディスク装置のホログラム面と検出面の構成図
【図７】本発明の第４の実施の形態における光ディスク装置のホログラム面と検出面の構成図
【図８】本発明の第５の実施の形態における光ディスク装置のホログラム面と検出面の構成図
【図９】本発明の第６の実施の形態における光ディスク装置の検出面構成図
【図１０】本発明の第７の実施の形態における光ディスク装置の検出面構成図
【図１１】本発明の第８の実施の形態における光ディスク装置の検出面構成図
【図１２】本発明の第９の実施の形態における光ディスク装置の検出面構成図
【図１３】本発明の第１０の実施の形態における光ディスク装置の断面構成図
【図１４】従来例における光ディスク装置の断面構成図
【図１５】従来例における光ディスク装置のホログラム面と検出面の構成図
【図１６】従来例における光ディスク装置のディフォーカス発生時の検出面上での光分布図
【図１７】従来例における光ディスク装置のディフォーカス発生時の検出面上での光分布図
【図１８】本願発明および従来例における光ディスク装置のフォーカスエラー信号ディフォーカス特性図
【符号の説明】
１  放射光源
３  コリメートレンズ
４  １／４波長板
５  対物レンズ
６ａ  光ディスク信号面
７ａ  ホログラム面
９ａ  光検出面
１０  戻り光
１Ｂ，１Ｆ，２Ｂ，２Ｆ，３Ｂ，３Ｆ，４Ｂ，４Ｆ  ホログラム領域
１ｂ，１ｆ，２ｂ，２ｆ，３ｂ，３ｆ，４ｂ，４ｆ  検出面上光スポット
Ｆ１，Ｆ２，１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ，１２ｅ  検出信号
Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４  光検出器
１１ａ，１１ｃ，１１ｄ  減算器
１１ｂ，１１ｅ  加算器
【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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