(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動可能に支持された対物レンズと、
光ビームを出射する光源と、
上記光源から出射された光ビームと光記録媒体からの反射光ビームとを分離する光分離手段と、
上記光分離手段によって分離された上記光記録媒体からの反射光ビームを第１の光路と第２の光路とに分岐する光分岐手段と、
上記第１の光路に分岐された反射光ビームを受光して複数のスポット光に回折する第１の光回折手段と、
上記第２の光路に分岐された反射光ビームを受光して複数のスポット光に回折する第２の光回折手段と、
上記第１の光回折手段を通して得られる０次光と複数の回折光を受光する複数の分割受光領域を有する第１の光検出手段と、
上記第２の光回折手段を通して得られる０次光と複数の回折光を受光する複数の分割受光領域を有する第２の光検出手段と、
を有し、
上記第１の光検出手段で受光された０次光から上記光記録媒体に記録された情報信号用のＲＦ信号を再生するとともに、その他の回折光からＤＰＤ法によるトラッキングエラー検出信号を再生するように構成し、
上記第２の光検出手段で受光された０次光からプッシュプル法によるトラッキングエラー検出信号を再生し、その他の回折光からフォーカスエラー検出信号を再生するように構成した、
ことを特徴とする光ヘッド。
【請求項２】
上記光分離手段及び上記光分岐手段は、互いに別体のビームスプリッタプリズムによって構成されていることを特徴とする請求項１記載の光ヘッド。
【請求項３】
上記第１の光回折手段は、領域を少なくとも４分割したホログラム素子であることを特徴とする請求項１記載の光ヘッド。
【請求項４】
上記第１の光検出手段は、上記ホログラム素子の対角線上に配置された２組みの分割素子からのスポット光を受光する４つの分割受光領域を有することを特徴とする請求項３記載の光ヘッド。
【請求項５】
上記第２の光検出手段で受光された光からスポットサイズ法によってフォーカスエラー検出信号を再生することを特徴とする請求項１記載の光ヘッド。
【請求項６】
上記第２の光回折手段は、ホログラム素子であることを特徴とする請求項１記載の光ヘッド。
【請求項７】
上記第２の光回折手段のホログラム素子は、回折光のフォーカスエラー検出に用いる方向にもたせるパワーが、そうでない方向にもたせるパワーより大きいことを特徴とする請求項６記載の光ヘッド。
【請求項８】
上記第２の光路に、０次光のスポット形状を補正するスポット形状補正手段を設けることを特徴とする請求項１記載の光ヘッド。
【請求項９】
上記光分離手段と上記対物レンズとの間に倍率差発生手段を設け、上記倍率差発生手段により、フォーカスエラー検出に用いる方向の倍率が、そうでない方向の倍率よりも大きくなるようになされていることを特徴とする請求項１記載の光ヘッド。
【請求項１０】
上記対物レンズが搭載される可動部と、上記光源、光分離手段、光分岐手段、第１の光回折手段、第１の光検出手段、第２の光回折手段、及び第２の光検出手段が設けられる固定部とを有し、上記可動部を固定部から独立して移動制御することにより、光記録媒体の信号再生を行なうことを特徴とする請求項１記載の光ヘッド。
【請求項１１】
光ビームを出射する光源と、
上記光源から出射された光ビームと光記録媒体からの反射光ビームとを分離する光分離手段と、
上記光分離手段によって分離された上記光記録媒体からの反射光ビームを第１の光路と第１の光路と第２の光路とに分岐する光分岐手段と、
上記第１の光路に分岐された反射光ビームを受光して複数のスポット光に回折する第１の光回折手段と、
上記第２の光路に分岐された反射光ビームを受光して複数のスポット光に回折する第２の光回折手段と、
上記第１の光回折手段を通して得られる０次光と複数の回折光を受光する複数の分割受光領域を有する第１の光検出手段と、
上記第２の光回折手段を通して得られる０次光と複数の回折光を受光する複数の分割受光領域を有する第２の光検出手段と、
を有し、
上記第１の光検出手段で受光された０次光から上記光記録媒体に記録された情報信号用のＲＦ信号を再生するとともに、その他の回折光からＤＰＤ法によるトラッキングエラー検出信号を再生するように構成し、
上記第２の光検出手段で受光された０次光からプッシュプル法によるトラッキングエラー検出信号を再生し、その他の回折光からフォーカスエラー検出信号を再生するように構成した、
ことを特徴とする受発光素子。
【請求項１２】
光記録媒体を駆動する駆動手段と、
上記駆動手段によって駆動される光記録媒体に対して移動可能に支持された対物レンズを介して光を照射し、上記光記録媒体の信号記録面からの反射光ビームを上記対物レンズを介して光検出手段により検出する光ヘッドと、
上記光検出手段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、
光検出手段からの検出信号に基づいて上記対物レンズを移動させるサーボ回路とを有する光記録媒体記録再生装置において、
上記光ヘッドは、
光ビームを出射する光源と、
上記光源から出射された光ビームと光記録媒体からの反射光ビームとを分離する光分離手段と、
上記光分離手段によって分離された上記光記録媒体からの反射光ビームを第１の光路と第１の光路と第２の光路とに分岐する光分岐手段と、
上記第１の光路に分岐された反射光ビームを受光して複数のスポット光に回折する第１の光回折手段と、
上記第２の光路に分岐された反射光ビームを受光して複数のスポット光に回折する第２の光回折手段と、
上記第１の光回折手段を通して得られる０次光と複数の回折光を受光する複数の分割受光領域を有する第１の光検出手段と、
上記第２の光回折手段を通して得られる０次光と複数の回折光を受光する複数の分割受光領域を有する第２の光検出手段と、
を有し、
上記第１の光検出手段で受光された０次光から上記光記録媒体に記録された情報信号用のＲＦ信号を再生するとともに、その他の回折光からＤＰＤ法によるトラッキングエラー検出信号を再生するように構成し、
上記第２の光検出手段で受光された０次光からプッシュプル法によるトラッキングエラー検出信号を再生し、その他の回折光からフォーカスエラー検出信号を再生するように構成した、
ことを特徴とする光記録媒体記録再生装置。
【請求項１３】
光記録媒体を駆動する駆動手段と、
上記駆動手段によって駆動される光記録媒体に対して移動可能に支持された対物レンズを介して光を照射し、上記光記録媒体の信号記録面からの反射光ビームを上記対物レンズを介して光検出手段により検出する光ヘッドと、
上記光検出手段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、
光検出手段からの検出信号に基づいて上記対物レンズを移動させるサーボ回路とを有する光記録媒体記録再生装置において、
上記光ヘッドは、
光ビームを出射する光源と、
上記光源から出射された光ビームと光記録媒体からの反射光ビームとを分離する光分離手段と、
上記光分離手段によって分離された上記光記録媒体からの反射光ビームを第１の光路と第１の光路と第２の光路とに分岐する光分岐手段と、
上記第１の光路に分岐された反射光ビームを受光して複数のスポット光に回折する第１の光回折手段と、
上記第２の光路に分岐された反射光ビームを受光して複数のスポット光に回折する第２の光回折手段と、
上記第１の光回折手段を通して得られる０次光と複数の回折光を受光する複数の分割受光領域を有する第１の光検出手段と、
上記第２の光回折手段を通して得られる０次光と複数の回折光を受光する複数の分割受光領域を有する第２の光検出手段と、
を有する受発光素子を具備し、
上記第１の光検出手段で受光された０次光から上記光記録媒体に記録された情報信号用のＲＦ信号を再生するとともに、その他の回折光からＤＰＤ法によるトラッキングエラー検出信号を再生するように構成し、
上記第２の光検出手段で受光された０次光からプッシュプル法によるトラッキングエラー検出信号を再生し、その他の回折光からフォーカスエラー検出信号を再生するように構成した、
ことを特徴とする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、例えば光信号の記録や再生を行う光ディスク装置等の光記録媒体記録再生装置、及び光ディスク装置に用いられる光ヘッド、ならびに光ヘッドに用いられる受発光素子に関し、特に高周波の光信号を扱う光ヘッド、受発光素子、及び光記録媒体記録再生装置に好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、光ディスクを用いて各種情報の記録、再生を行なう装置（以下、光ディスク装置という）では、光ディスクの情報記録面に対し、光ビームスポットを集光照射するための対物レンズをトラッキング方向及びフォーカス方向にサーボをかけて移動制御することにより、光ディスクの記録トラックをトレースしながら、光ディスクからの反射ビームを光検出素子によって受光し、記録トラックに記録された情報をＲＦ信号として読み取り、再生するようになっている。
この対物レンズを適正に移動するためのトラッキングサーボやフォーカスサーボは、基本的には、反射ビームからトラッキング方向及びフォーカス方向の誤差を示すトラッキングエラー信号及びフォーカスエラー信号を検出し、それぞれの検出値を対物レンズの駆動系にフィードバックすることにより行なうものであり、光ディスク装置の方式や特性等に応じて各種の方法が用いられている。
【０００３】
例えばトラッキングエラー検出は、書換可能な光ディスクの記録面に形成されたトラック案内用のグルーブ（線状の溝部）およびランド（線状の陵部）を利用したり、ＲＯＭディスクのピット列を利用したりすることが一般的であり、ピット列に対しては反射ビームの１つのスポット光を十文字格子によって４分割された受光領域（田の字形４分割受光領域）を有する光検出素子で検出し、各受光信号の位相差を検出する差動位相差法（ＤＰＤ法）や、溝構造においては反射ビームから分岐されたスポット光を２分割した受光部によって受光し、各受光部における受光レベルのバランスを検出するプッシュプル法、さらには複数のスポット光を２分割した複数の受光部によって受光し、各受光部における受光レベルのバランスを検出する差動プッシュプル法が用いられている。
また、フォーカスエラー検出には、トラッキングエラー検出と共通の分割受光領域を用いて各分割領域から出力される信号の加減算を行なって受光スポットの形状に対応した信号を得る非点収差法等が用いられている。
【０００４】
しかし、この非点収差法では、例えば上述したランドとグルーブの双方を記録に用いるランド・グルーブ記録方式を採用した光ディスクにおいて、ビームスポットがランドからグルーブへ移動したりグルーブからランドへと移動する際にトラック横断によるノイズが生じる場合に、このようなトラック横断ノイズの悪影響を受けるという不具合があるため、このような非点収差法の代わりに、受光部からの出力信号によってスポットサイズを検出し、このスポットサイズによってフォーカスエラー検出を行なうスポットサイズ法が採用される場合がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述のように従来の光ディスク装置では、トラッキングエラー検出やフォーカスエラー検出の方法として各種の方法が実用されているが、いずれの方法も光ディスクからの反射ビームを光検出素子で受光し、その検出信号に所定の演算を施すことにより、必要なサーボ信号を得るものである。
したがって、これらのサーボ用信号とＲＦ信号とを共通の光検出素子によって検出するような構成とすることが考えられるが、この種の光ディスク装置におけるデータの処理速度が高速化することに伴って、ＲＦ信号やサーボ用信号の高周波数化が進んでおり、このような高周波信号を１つの光検出素子で受光し、それを再生信号に変換しようとすると、再生用のアンプでノイズの影響を無視でなくなり、各信号の適正な検出を行なうことが困難になる。
【０００６】
また、このようなノイズの影響を除去するためには、複雑な信号処理系が必要となり、コストアップを招くという問題も生じる。
また、例えば異なる種類の光ディスクを扱うことが可能な光ディスク装置として、トラッキングエラー検出にＤＰＤ法とプッシュプル法の両方の受光部を集積した受発光素子が提案されている（例えば、光技術コンタクトVol.36, No.6(1998)のp.253 参照）。
しかし、このような構成においては、さらに多数のスポット光を検出して再生信号に変換することが必要となり、上述したノイズ等の影響がさらに大きくなり、回路構成が複雑となる問題が生じる。
【０００７】
そこで本発明の目的は、光記録媒体から再生される情報信号と各種サーボ用信号とを簡易な構成で検出でき、安定した信号検出を行なうことが可能な光ヘッド、受発光素子、及び光記録媒体記録再生装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は前記目的を達成するため、移動可能に支持された対物レンズと、光ビームを出射する光源と、上記光源から出射された光ビームと光記録媒体からの反射光ビームとを分離する光分離手段と、上記光分離手段によって分離された上記光記録媒体からの反射光ビームを第１の光路と第２の光路とに分岐する光分岐手段と、上記第１の光路に分岐された反射光ビームを受光して複数のスポット光に回折する第１の光回折手段と、上記第２の光路に分岐された反射光ビームを受光して複数のスポット光に回折する第２の光回折手段と、上記第１の光回折手段を通して得られる０次光と複数の回折光を受光する複数の分割受光領域を有する第１の光検出手段と、上記第２の光回折手段を通して得られる０次光と複数の回折光を受光する複数の分割受光領域を有する第２の光検出手段とを有し、上記第１の光検出手段で受光された０次光から上記光記録媒体に記録された情報信号用のＲＦ信号を再生するとともに、その他の回折光からＤＰＤ法によるトラッキングエラー検出信号を再生するように構成し、上記第２の光検出手段で受光された０次光からプッシュプル法によるトラッキングエラー検出信号を再生し、その他の回折光からフォーカスエラー検出信号を再生するように構成したことを特徴とする。
【０００９】
また、本発明は、受発光素子であって、光ビームを出射する光源と、上記光源から出射された光ビームと光記録媒体からの反射光ビームとを分離する光分離手段と、上記光分離手段によって分離された上記光記録媒体からの反射光ビームを第１の光路と第１の光路と第２の光路とに分岐する光分岐手段と、上記第１の光路に分岐された反射光ビームを受光して複数のスポット光に回折する第１の光回折手段と、上記第２の光路に分岐された反射光ビームを受光して複数のスポット光に回折する第２の光回折手段と、上記第１の光回折手段を通して得られる０次光と複数の回折光を受光する複数の分割受光領域を有する第１の光検出手段と、上記第２の光回折手段を通して得られる０次光と複数の回折光を受光する複数の分割受光領域を有する第２の光検出手段とを有し、上記第１の光検出手段で受光された０次光から上記光記録媒体に記録された情報信号用のＲＦ信号を再生するとともに、その他の回折光からＤＰＤ法によるトラッキングエラー検出信号を再生するように構成し、上記第２の光検出手段で受光された０次光からプッシュプル法によるトラッキングエラー検出信号を再生し、その他の回折光からフォーカスエラー検出信号を再生するように構成したことを特徴とする。
【００１０】
また、本発明は、光記録媒体を駆動する駆動手段と、上記駆動手段によって駆動される光記録媒体に対して移動可能に支持された対物レンズを介して光を照射し、上記光記録媒体の信号記録面からの反射光ビームを上記対物レンズを介して光検出手段により検出する光ヘッドと、上記光検出手段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、光検出手段からの検出信号に基づいて上記対物レンズを移動させるサーボ回路とを有する光記録媒体記録再生装置において、上記光ヘッドは、光ビームを出射する光源と、上記光源から出射された光ビームと光記録媒体からの反射光ビームとを分離する光分離手段と、上記光分離手段によって分離された上記光記録媒体からの反射光ビームを第１の光路と第１の光路と第２の光路とに分岐する光分岐手段と、上記第１の光路に分岐された反射光ビームを受光して複数のスポット光に回折する第１の光回折手段と、上記第２の光路に分岐された反射光ビームを受光して複数のスポット光に回折する第２の光回折手段と、上記第１の光回折手段を通して得られる０次光と複数の回折光を受光する複数の分割受光領域を有する第１の光検出手段と、上記第２の光回折手段を通して得られる０次光と複数の回折光を受光する複数の分割受光領域を有する第２の光検出手段とを有し、上記第１の光検出手段で受光された０次光から上記光記録媒体に記録された情報信号用のＲＦ信号を再生するとともに、その他の回折光からＤＰＤ法によるトラッキングエラー検出信号を再生するように構成し、上記第２の光検出手段で受光された０次光からプッシュプル法によるトラッキングエラー検出信号を再生し、その他の回折光からフォーカスエラー検出信号を再生するように構成したことを特徴とする。
【００１１】
また、本発明は、光記録媒体を駆動する駆動手段と、上記駆動手段によって駆動される光記録媒体に対して移動可能に支持された対物レンズを介して光を照射し、上記光記録媒体の信号記録面からの反射光ビームを上記対物レンズを介して光検出手段により検出する光ヘッドと、上記光検出手段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、光検出手段からの検出信号に基づいて上記対物レンズを移動させるサーボ回路とを有する光記録媒体記録再生装置において、上記光ヘッドは、光ビームを出射する光源と、上記光源から出射された光ビームと光記録媒体からの反射光ビームとを分離する光分離手段と、上記光分離手段によって分離された上記光記録媒体からの反射光ビームを第１の光路と第１の光路と第２の光路とに分岐する光分岐手段と、上記第１の光路に分岐された反射光ビームを受光して複数のスポット光に回折する第１の光回折手段と、上記第２の光路に分岐された反射光ビームを受光して複数のスポット光に回折する第２の光回折手段と、上記第１の光回折手段を通して得られる０次光と複数の回折光を受光する複数の分割受光領域を有する第１の光検出手段と、上記第２の光回折手段を通して得られる０次光と複数の回折光を受光する複数の分割受光領域を有する第２の光検出手段とを有する受発光素子を具備し、上記第１の光検出手段で受光された０次光から上記光記録媒体に記録された情報信号用のＲＦ信号を再生するとともに、その他の回折光からＤＰＤ法によるトラッキングエラー検出信号を再生するように構成し、上記第２の光検出手段で受光された０次光からプッシュプル法によるトラッキングエラー検出信号を再生し、その他の回折光からフォーカスエラー検出信号を再生するように構成したことを特徴とする。
【００１２】
本発明の光ヘッドでは、光記録媒体からの反射ビームを光分岐手段によって第１の光路と第２の光路に分岐する。
そして、第１の光路に分岐された反射光ビームを第１の光回折手段によって複数のスポット光に回折し、第１の光検出手段に入射させ、この第１の光検出手段で受光された０次光から光記録媒体に記録された情報信号用のＲＦ信号を再生するとともに、その他の回折光からＤＰＤ法によるトラッキングエラー検出信号を再生する。
さらに、第２の光路に分岐された反射光ビームを第２の光回折手段によって複数のスポット光に回折し、第２の光検出手段に入射させ、この第２の光検出手段で受光された０次光からプッシュプル法によるトラッキングエラー検出信号を再生するとともに、その他の回折光からフォーカスエラー検出信号を再生する。
したがって、各種サーボ用信号と独立して情報信号用のＲＦ信号を受光し、再生することができる。このため、情報信号が高周波化した場合にも、簡易な構成により、再生系のアンプノイズ等の影響を低減して良好な再生状態を得ることができる。
また、プッシュプル法によるトラッキングエラー検出信号の他に、ＤＰＤ法によるトラッキングエラー検出信号を再生することができ、例えば異なる方式の記録媒体に対する記録や再生にも対応することが可能となる。
【００１３】
また、本発明の受発光素子は、光記録媒体からの反射ビームを光分岐手段によって第１の光路と第２の光路に分岐する。
そして、第１の光路に分岐された反射光ビームを第１の光回折手段によって複数のスポット光に回折し、第１の光検出手段に入射させ、この第１の光検出手段で受光された０次光から光記録媒体に記録された情報信号用のＲＦ信号を再生するとともに、その他の回折光からＤＰＤ法によるトラッキングエラー検出信号を再生する。
さらに、第２の光路に分岐された反射光ビームを第２の光回折手段によって複数のスポット光に回折し、第２の光検出手段に入射させ、この第２の光検出手段で受光された０次光からプッシュプル法によるトラッキングエラー検出信号を再生するとともに、その他の回折光からフォーカスエラー検出信号を再生する。
したがって、各種サーボ用信号と独立して情報信号用のＲＦ信号を受光し、再生することができる。このため、情報信号が高周波化した場合にも、簡易な構成により、再生系のアンプノイズ等の影響を低減して良好な再生状態を得ることができる。
また、プッシュプル法によるトラッキングエラー検出信号の他に、ＤＰＤ法によるトラッキングエラー検出信号を再生することができ、例えば異なる方式の記録媒体に対する記録や再生にも対応することが可能となる。
【００１４】
また、本発明の光記録媒体記録再生装置では、光ヘッドまたはその受発光素子において、光記録媒体からの反射ビームを光分岐手段によって第１の光路と第２の光路に分岐する。
そして、第１の光路に分岐された反射光ビームを第１の光回折手段によって複数のスポット光に回折し、第１の光検出手段に入射させ、この第１の光検出手段で受光された０次光から光記録媒体に記録された情報信号用のＲＦ信号を再生するとともに、その他の回折光からＤＰＤ法によるトラッキングエラー検出信号を再生する。
さらに、第２の光路に分岐された反射光ビームを第２の光回折手段によって複数のスポット光に回折し、第２の光検出手段に入射させ、この第２の光検出手段で受光された０次光からプッシュプル法によるトラッキングエラー検出信号を再生するとともに、その他の回折光からフォーカスエラー検出信号を再生する。
したがって、各種サーボ用信号と独立して情報信号用のＲＦ信号を受光し、再生することができる。このため、情報信号が高周波化した場合にも、簡易な構成により、再生系のアンプノイズ等の影響を低減して良好な再生状態を得ることができる。
また、プッシュプル法によるトラッキングエラー検出信号の他に、ＤＰＤ法によるトラッキングエラー検出信号を再生することができ、例えば異なる方式の記録媒体に対する記録や再生にも対応することが可能となる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による光ヘッド、受発光素子、及び光記録媒体記録再生装置の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。
【００１６】
図１は、本発明の実施の形態における受発光素子及び光ヘッドを組み込んだ光ディスク装置の構成を示すブロック図である。なお、図１に示す光ディスク装置は、以下に説明する本発明の各実施例による受発光素子及び光ヘッドを搭載することが可能な光ディスク装置の一例であり、本実施の形態では、以下の各実施例に共通する構成であるものとして説明する。
図１において、この光ディスク装置１１０１は、光ディスク１１０２を回転駆動する駆動手段としてのスピンドルモータ１１０３と、光ヘッド１１０４と、その駆動手段としての送りモータ１１０５とを備えている。
ここで、スピンドルモータ１１０３は、システムコントローラ１１０７及びサーボ制御回路１１０９により駆動制御され、所定の回転数で回転される。
【００１７】
信号変復調部及びＥＣＣブロック１１０８は、信号の変調、復調及びＥＣＣ（エラー訂正符号）の付加を行う。光ヘッド１１０４は、信号変調およびＥＣＣブロック１１０８の指令に従って、回転する光ディスク１１０２の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光ディスク１１０２に対する記録、再生が行われる。
また、光ヘッド１１０４は、光ディスク１１０２の信号記録面からの反射光束に基づいて、後述するような各種の光ビームを検出し、各光ビームに対応する信号をプリアンブ部１１２０に供給する。
【００１８】
プリアンプ部１１２０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１１０９、信号変調及びＥＣＣブロック１１０８等により、これらの信号に基づく復調及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、インタフェース１１１１を介して外部コンピュータ１１３０等に送出される。これにより、外部コンピュータ１１３０等は光ディスク１１０２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。
【００１８】
また、オーディオ・ビジュアル用であれば、Ｄ／Ａ，Ａ／Ｄ変換器１１１２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１１１３に供給される。そして、このオーディオ・ビジュアル処理部１１１３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１１１４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１１０４には、例えば光ディスク１１０２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１１０５が接続されている。スピンドルモータ１１０３の制御と、送りモータ１１０５の制御と、光ヘッド１１０４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及びトラッキング方向の制御は、それぞれサーボ制御回路１１０９により行われる。
【００２０】
図２は、本発明をディスクリート方式の光ヘッドに適用した一例（第１実施例）を示す構成図である。
この光ヘッド１は、光ディスクＤ側の可動部１Ａと、光源や光検出素子等を含むメインの光学系側の固定部１Ｂとを分離した分離光学系の構成を有するものである。すなわち、この光ヘッド１では、軽量な可動部１Ａを固定部１Ｂと独立して高速に移動できる構成としたものであり、可動部１Ａに搭載した対物レンズや二軸アクチュエータ（図示せず）を高速に移動することにより、光ディスクの高速な記録再生動作を得るものである。
また、光ディスクＤ自体の回転速度も、図示しないスピンドルモータ等の駆動系によって高速化されている。この結果、光ヘッド１による高速な記録、再生を行なうことにより、高い周波数の信号を扱い、大容量の情報の記録や再生を短時間で行なうことを可能とした構成となっている。
【００２１】
次に、この光ヘッド１の光路を簡単に説明する。
まず、半導体レーザ６１を出射した光は、往路コリメータレンズ６２によって平行光に変換され、アナモルフィックプリズム６３に入射する。ここでは、本出願人が特願Ｐ２０００−１２３７２３号において提案している直進型のアナモルフィックプリズムを用いている。
このアナモルフィックプリズム６３によってθ//方向（半導体レーザの接合面と平行方向）に対応した方向の光束の断面が拡大され、光束内における光強度分布の不均一性が補正される。
【００２２】
光強度分布を補正された光束は、回折格子６５によってトラッキングエラー検出、及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、半波長板６４を透過して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で反射されて進行方向を９０度変換され、球面収差補正用の液晶素子９１、及び色収差補正用のレンズ９２を透過して可動部１Ａ側に送られる。
そして、可動部１Ａのミラー９３によって進行方向を９０度変換され、１／４波長板９４を透過して対物レンズ７０に入射する。この対物レンズ７０によって光ディスクＤの信号記録面上に集光され、信号の記録再生が行われる。
ここで、回折格子は、本出願人が特願平１１−３７５３３９号において提案している、ランドグルーブ判別信号（ＣＴＳ信号）を用いるために、サイドスポットにわずかにデフォーカスを与えるようになされている。
【００２３】
また、光ディスクＤ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、１／４波長板９２を透過した後、ミラー９３によって光路を９０度変換され、固定部１Ｂ側に送られる。
そして、固定部１Ｂ側で、色収差補正用のレンズ９２、及び球面収差補正用の液晶素子９１を透過し、偏光ビームスプリッタプリズム６６に入射される。この偏光ビームスプリッタプリズム６６では、偏光ビームスプリッタ面６６ａを透過し、偏光ビームスプリッタ面６６ｂで反射されることにより、光路を９０度変換され、コリメータレンズ７１を透過して、さらにビームスプリッタプリズム（光分岐手段）８０に入射される。
【００２４】
そして、このビームスプリッタプリズム８０によって、反射光は第１の光路と第２の光路に分岐され、第１の光路は分割型ホログラム素子（第１の光回折手段）９５を通して光検出素子（第１の光検出手段）９６に入射され、第２の光路はホログラム素子（第２の光回折手段）７２を通してシリンドリカルレンズ付き光検出素子（第２の光検出手段）７４に入射される。
ここで、分割型ホログラム素子９５及び光検出素子９６は、光ディスクＤから再生された情報信号であるＲＦ信号の検出と、ＤＰＤ法によってトラッキングエラー検出を行なうためのトラッキングエラー信号（ＤＰＤ信号）の検出を行なうためのものである。
【００２５】
一方、ホログラム素子７２及び光検出素子７４は、スポットサイズ法によるフォーカスエラー信号（ＦＥ信号）の検出と、プッシュプル法によってトラッキングエラー検出を行なうためのトラッキングエラー信号（ＴＥ信号）の検出と、ランドグルーブ判別信号（ＣＴＳ信号）の検出を行なうためのものである。
なお、本例では光検出素子７４にスポット形状補正手段としてのシリンドリカルレンズ付きの素子を用いているが、別体のシリンドリカルレンズを設けたものであってもよい。
また、図２の枠Ａは、光検出素子７４を横から見た状態を示している。
【００２６】
図３は、本例の光検出素子７４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。
以下、この図３を参照して、本例におけるホログラム素子７２とシリンドリカルレンズ付き光検出素子７４の機能について説明する。
まず、ビームスプリッタプリズム８０によって第２の光路に分岐された反射光は、ホログラム素子７２より、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±１次光と、トラッキングエラー信号を差動プッシュプル法によって検出するための０次光とに分離される。
このホログラム素子７２は、０次光と±１次光の合焦位置を制御する機能を有しており、±１次光の合焦位置を非対称にシフトすることで、±１次光のスポット径をディスクＤ上のトラック方向（Ｔａｎｇｅｎｔｉａｌ方向）に拡大するものである。
【００２７】
次に、ホログラム素子７２の分離された各光束は、そのうちの０次光を用いて差動プッシュプル法によりトラッキングエラー信号が得られるように、シリンドリカルレンズを透過することにより、ディスクＤ上のトラック方向を横断する方向（Ｒａｄｉａｌ方向）に対応する方向についてのみ、合焦位置がに延長され、光検出素子７４によって受光される。
従って、０次光のスポットは、Ｒａｄｉａｌ方向（図中Ｚ方向）に細長く延びた形状のスポットとなって光検出素子７４のトラッキングエラー検出用の受光部７４３、７４４、７４５に入力される。
また、±１次光は、ホログラム素子７２によって合焦位置を非対称に制御されることにより、Ｔａｎｇｅｎｔｉａｌ方向（図中Ｙ方向）には互いに同じスポット径に拡大され、光検出素子７４のスポットサイズ検出用の受光部７４１、７４２に入力される。
【００２８】
次に、光検出素子７４上において、図中Ｚ方向（Ｒａｄｉａｌ方向）の両側に配置された２つの受光部７４１、７４２は、フォーカスエラー信号を検出するためのものである。各受光部７４１、７４２は、図中Ｙ方向（Ｔａｎｇｅｎｔｉａｌ方向）に５分割され、分割受光領域ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆ、ｎ、ｏ、ｐ、ｑを有するものである。
各受光部７４１、７４２の３つの分割受光領域ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆは、フォーカスエラー検出用の光スポットを受光し、フォーカスエラー検出用の光スポットのスポットサイズを検出する。なお、本例では、スポットサイズ法によってフォーカスエラー検出を行なうものについて説明するが、本発明はこれに限定されないものである。
また、各受光部７４１、７４２の５分割したうちの最も外側に位置する２つの分割受光領域ｎ、ｏ、ｐ、ｑは、デフォーカスが生じた際に光スポットのオフセット量をキャンセルするための領域として用いることにより、デフォーカスした位置でフォーカスエラー信号が急速に収束するようにしたものである。
【００２９】
次に、この光検出素子７４において、Ｚ方向（Ｒａｄｉａｌ方向）の中央に配置された３つの受光部７４３、７４４、７４５は、トラッキングエラー信号、及びランドグルーブ判別信号を検出するためのものである。
各受光部７４３、７４４、７４５は、Ｙ方向（Ｔａｎｇｅｎｔｉａｌ方向）に等間隔で配置され、それぞれＺ方向（Ｒａｄｉａｌ方向）に３分割された３つの分割受光領域ｈ、ｉ、ｊ、ｋ、ｌ、ｍ、ｒ、ｓ、ｔを有するものである。
なお、本例の受光部７４３、７４４、７４５は、プッシュプル検出を行う際に、光スポットの分割を３分割にして、ランドグルーブ記録媒体において、信号歪に影響するスポットの中央部を除去するようになっている。
【００３０】
この光検出素子７４では、Ｙ方向（Ｔａｎｇｅｎｔｉａｌ方向）のスポット径は、シリンドリカルレンズの影響を受けておらず、スポットサイズ法を用いたフォーカスエラー演算には影響がない。
一方、Ｚ方向（Ｒａｄｉａｌ方向）のスポット径（受光部ｈ、ｉ、ｊ、ｋ、ｌ、ｍによって受光されるスポット）は、ホログラム素子７２によって分離された０次光のスポットで大きくなっており、これによって差動プッシュプル検出が可能となっている。
【００３１】
このような構成の光検出素子７４における各信号は、光検出素子７４上の各受光領域の出力値をａ〜ｔとすると、例えば次の式によって検出される。
フォーカスエラー信号＝（ａ＋ｃ−ｂ−ｎ−ｏ）−（ｄ＋ｆ−ｅ−ｐ−ｑ）
トラッキングエラー信号＝（ｊ−ｋ）−Ｋ×｛（ｈ−ｉ）＋（ｌ−ｍ）｝
なお、ここでＫは係数である。
ランドグルーブ判別信号＝｛（ｈ＋ｉ）−ｒ｝−｛（ｌ＋ｍ）−ｔ｝
【００３２】
図４は、本例の分割型ホログラム素子９５と光検出素子９６の各受光部との関係を示す斜視図である。
以下、この図４を参照して、本例における分割型ホログラム素子９５とシリンドリカルレンズ付き光検出素子９６の機能について説明する。
まず、本例の分割型ホログラム素子９５は、十文字状（田の字型）の分割領域Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄを有するものである。
また、本例の光検出素子９６は、ＲＦ信号の検出用受光部９６１とＤＰＤ信号検出用の各受光部９６２、９６３、９６４、９６５とを有する。
【００３３】
そして、分割型ホログラム素子９５の各分割領域９５Ａ、９５Ｂ、９５Ｃ、９５Ｄの透過光は、図示のような組み合わせで、ＲＦ信号の検出用受光部９６１とＤＰＤ信号検出用の各受光部９６２、９６３、９６４、９６５に受光する。
すなわち、受光部９６２には、分割型ホログラム素子９５の対角線方向に配置された一対の分割領域９５Ａ、９５Ｃを透過した−１次光が受光される。
また、受光部９６３には、分割型ホログラム素子９５の対角線方向に配置された一対の分割領域９５Ｂ、９５Ｄを透過した−１次光が受光される。
また、受光部９６４には、分割型ホログラム素子９５の対角線方向に配置された一対の分割領域９５Ｂ、９５Ｄを透過した＋１次光が受光される。
さらに、受光部９６５には、分割型ホログラム素子９５の対角線方向に配置された一対の分割領域９５Ａ、９５Ｃを透過した＋１次光が受光される。
【００３４】
このような構成において、ＲＦ信号の検出用受光部９５１の出力をＲＦとすると、ＲＦ信号は、ＲＦ信号＝ＲＦの式で検出できる。
また、ＤＰＤ法によるトラッキング信号の受光部９５２、９５４の出力の和をＡＣ、受光部９５３、９５５の出力の和をＢＤとすると、ＤＰＤ信号は、
ＤＰＤ信号＝出力ＡＣと出力ＢＤの位相差信号
の式で検出できる。
【００３５】
本例の光ヘッド１では、以上のような構成により、サーボ系の信号とは別にＲＦ信号の検出を行なうことができ、高周波化によるアンプノイズ等の影響を低減する上で有利な信号検出を行なうことが可能となる。
また、トラッキングエラー検出用の信号として、プッシュプル法によるトラッキングエラー信号とは別に、ＤＰＤ法によるトラッキングエラー信号を検出することができ、例えば異なる方式のディスクに対応することが可能となる。
【００３６】
図５は、本発明の実施の形態による受発光素子を用いた光ヘッドの一例（第２実施例）を示す構成図である。
本例の光ヘッド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Ｄ上に集光するための他の部品とからなる。
また、図６は、上述した受発光素子１３０の一例を示す構成図である。
以下、この受発光素子１３０及び光ヘッド５の光路を簡単に説明する。
【００３７】
まず、光源１３１を出射した光は、ミラープリズム１３２によって光路を折り曲げられ、基板１３３上のアパーチャを通過し、半波長板１３４によって偏光方向を回転され、複合レンズ１３５に入射する。
そして、この複合レンズ１３５上の光回折素子１３５ａによって、トラッキングエラー検出、及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、複合レンズ上のカップリングレンズ１３５ｂによって、複合プリズム１３６、コリメータ８１に入射するＮＡを小さく変換され、複合レンズ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、コリメータ８１へと向かう。
ここで、回折格子は、本出願人が特願平１１−３７５３３９号において提案している、ランドグルーブ判別信号（ＣＴＳ信号）を用いるために、サイドスポットにわずかにデフォーカスを与えるようになされている。
【００３８】
次に、複合レンズ１３６を透過した光はコリメータ８１によって平行光に変換され、アナモミラー８２に入射する。そして、このアナモミラー８２によってθ//方向（半導体レーザの接合面に平行な方向）に対応した方向の光束の断面が拡大され、光束内における光強度分布の不均一性が補正されるとともに、θ//方向とθ⊥方向（半導体レーザの接合面に垂直な方向）とで倍率差が発生される。
この光強度分布を補正された光束は、「ＤＶＲ−ＢＬＵＥ」等の、高ＮＡな系において、ディスク基板厚誤差等により発生する球面収差補正用の液晶素子７７によって、最適な球面収差状態になされた後、１／４波長板６８によって円偏光になり、色収差補正レンズ８３によって最適な色収差を付加され、対物レンズ７０に入射する。そして、この対物レンズ７０によって光ディスクＤの信号記録面上に集光され、信号の記録再生が行われる。
【００３９】
光ディスクＤ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、色収差補正レンズ８３を透過し、１／４波長板６８に入射する。そして、この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、液晶素子７７をそのまま透過した後、再びアナモミラー８２を反射し、コリメータ８１によって収束光に変換される。そして、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、ハーフミラー１３６ｂによって、一部は反射、一部は透過光に分離される。
【００４０】
そして、反射した光は、複合レンズ１３５上のシリンドリカルレンズ１３５ｃによって、ディスクＤ上のトラック方向を横断する方向（Ｒａｄｉａｌ方向）に対応する方向のみ合焦位置を延長され、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号をスポットサイズ法によって検出するために、Ｔａｎｇｅｎｔｉａｌ方向のみ合焦位置をシフトされた±１次光と、ＲＦ信号検出及びトラッキングエラー信号、ランドグルーブ判別信号検出を行うための０次光とに分離され、光検出素子１３７によって受光される。
【００４１】
次に、ハーフミラー１３６ｂを透過した光は、全反射面１３６ｅによって、全反射され、複合レンズ上の凹レンズ１３５ｅによって合焦位置を調整され、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、光検出素子１３７によって受光される。
本例において、分割型ホログラム素子１３５ｇは、上述した分割型ホログラム素子９５に対応し、ホログラム素子１３５ｄは、上述したホログラム素子７２に対応している。
【００４２】
また、光検出素子１３７には、図６（Ｂ）に示すように、ホログラム素子１３５ｄからの光を受光する５つの受光部１４１〜１４５が設けられ、また、図６（Ｃ）に示すように、分割型ホログラム素子１３５ｇからの光を受光する５つの受光部１５１〜１５５が設けられている。
そして、受光部１４１〜１４５は、上述した受光部７４１〜７４５と同様であり、受光部１５１〜１５５は、上述した受光部９６１〜９６５と同様である。
このような光検出素子１３７においても、受光部１４１、１４２によってフォーカスエラー信号の検出を行ない、受光部１４３〜１４５によってプッシュプル法によるトラッキングエラー信号とランドグルーブ判別信号の検出を行なう。
また、受光部１５１によってＲＦ信号の検出を行ない、受光部１５２〜１５５によってＤＰＤ法によるトラッキングエラー信号の検出を行なう。
【００４３】
図７は、本発明の実施の形態による受発光素子を用いた光ヘッドのさらに他の例（第３実施例）を示す構成図である。なお、図２に示す構成と共通の部材については同一符号を付している。また、図７の枠Ａは、サーボ用光検出素子７４を横から見た状態を示している。
この光ヘッドは、図２に示す構成のうち色収差補正レンズ９２を可動部１Ａ側に設けたものである。すなわち、色収差補正レンズ９２は、可動部１Ａのミラー９３と対物レンズ７０との間に設けられている。また、１／４波長板９４は、ミラー９３の固定部１Ｂ側に設けられている。
また、アナモルフィックプリズム６３は、球面収差補正用液晶素子９１とビームスプリッタ６６との間に設けられている。すなわち、この実施例は、光分離手段であるビームスプリッタ６６と対物レンズ７０との間に倍率差発生手段としてのアナモルフィックプリズム６３を設け、このアナモルフィックプリズム６３によってフォーカスエラー検出に用いる方向の倍率が、そうでない方向の倍率よりも大きくなるようにしたものである。
なお、その他は、図２に示す構成と同様であるので説明は省略する。
【００４４】
また、図８は、本発明の実施の形態による受発光素子を用いた光ヘッドのさらに他の例（第４実施例）を示す構成図である。なお、図２に示す構成と共通の部材については同一符号を付している。また、図８の枠Ａは、サーボ用光検出素子７４を横から見た状態を示している。
この光りヘッドは、図７に示すアナモルフィックプリズム６３とビームスプリッタ６６とを一体化したアナモルフィックプリズム付きのビームスプリッタ９７としたものである。
なお、その他は、図７に示す構成と同様であるので説明は省略する。
【００４５】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の光ヘッドでは、光記録媒体からの反射ビームを光分岐手段によって第１の光路と第２の光路に分岐し、第１の光路に分岐された反射光ビームを第１の光回折手段によって複数のスポット光に回折し、第１の光検出手段に入射させ、この第１の光検出手段で受光された０次光から光記録媒体に記録された情報信号用のＲＦ信号を再生するとともに、その他の回折光からＤＰＤ法によるトラッキングエラー検出信号を再生する。さらに、第２の光路に分岐された反射光ビームを第２の光回折手段によって複数のスポット光に回折し、第２の光検出手段に入射させ、この第２の光検出手段で受光された０次光からプッシュプル法によるトラッキングエラー検出信号を再生するとともに、その他の回折光からフォーカスエラー検出信号を再生する。
したがって、各種サーボ用信号と独立して情報信号用のＲＦ信号を受光し、再生することができる。このため、情報信号が高周波化した場合にも、簡易な構成により、再生系のアンプノイズ等の影響を低減して良好な再生状態を得ることができる。
また、プッシュプル法によるトラッキングエラー検出信号の他に、ＤＰＤ法によるトラッキングエラー検出信号を再生することができ、例えば異なる方式の記録媒体に対する記録や再生にも対応することが可能となる。
【００４６】
また、本発明の受発光素子では、光記録媒体からの反射ビームを光分岐手段によって第１の光路と第２の光路に分岐し、第１の光路に分岐された反射光ビームを第１の光回折手段によって複数のスポット光に回折し、第１の光検出手段に入射させ、この第１の光検出手段で受光された０次光から光記録媒体に記録された情報信号用のＲＦ信号を再生するとともに、その他の回折光からＤＰＤ法によるトラッキングエラー検出信号を再生する。さらに、第２の光路に分岐された反射光ビームを第２の光回折手段によって複数のスポット光に回折し、第２の光検出手段に入射させ、この第２の光検出手段で受光された０次光からプッシュプル法によるトラッキングエラー検出信号を再生するとともに、その他の回折光からフォーカスエラー検出信号を再生する。
したがって、各種サーボ用信号と独立して情報信号用のＲＦ信号を受光し、再生することができる。このため、情報信号が高周波化した場合にも、簡易な構成により、再生系のアンプノイズ等の影響を低減して良好な再生状態を得ることができる。
また、プッシュプル法によるトラッキングエラー検出信号の他に、ＤＰＤ法によるトラッキングエラー検出信号を再生することができ、例えば異なる方式の記録媒体に対する記録や再生にも対応することが可能となる。
【００４７】
また、本発明の光記録媒体記録再生装置では、光ヘッドまたはその受発光素子において、光記録媒体からの反射ビームを光分岐手段によって第１の光路と第２の光路に分岐し、第１の光路に分岐された反射光ビームを第１の光回折手段によって複数のスポット光に回折し、第１の光検出手段に入射させ、この第１の光検出手段で受光された０次光から光記録媒体に記録された情報信号用のＲＦ信号を再生するとともに、その他の回折光からＤＰＤ法によるトラッキングエラー検出信号を再生する。さらに、第２の光路に分岐された反射光ビームを第２の光回折手段によって複数のスポット光に回折し、第２の光検出手段に入射させ、この第２の光検出手段で受光された０次光からプッシュプル法によるトラッキングエラー検出信号を再生するとともに、その他の回折光からフォーカスエラー検出信号を再生する。
したがって、各種サーボ用信号と独立して情報信号用のＲＦ信号を受光し、再生することができる。このため、情報信号が高周波化した場合にも、簡易な構成により、再生系のアンプノイズ等の影響を低減して良好な再生状態を得ることができる。
また、プッシュプル法によるトラッキングエラー検出信号の他に、ＤＰＤ法によるトラッキングエラー検出信号を再生することができ、例えば異なる方式の記録媒体に対する記録や再生にも対応することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施の形態における受発光素子及び光ヘッドを組み込んだ光ディスク装置の構成を示すブロック図である。
【図２】  図１に示す光ディスク装置に設けられる光ヘッドの一例（第１実施例）を示す構成図である。
【図３】  図２に示す光ヘッドに設けられるＦＥ、ＴＥ、ＣＴＳ信号検出用の光検出素子の受光部の例を示す平面図である。
【図４】  図２に示す光ヘッドに設けられるＲＦ、ＤＰＤ信号検出用の分割型ホログラム素子と光検出素子の構成を示す斜視図である。
【図５】  図１に示す光ディスク装置に設けられる光ヘッドの他の例（第２実施例）を示す構成図である。
【図６】  図５に示す光ヘッドに設けられる光検出素子の構成を示す説明図である。
【図７】  図１に示す光ディスク装置に設けられる光ヘッドのさらに他の例（第３実施例）を示す構成図である。
【図８】  図１に示す光ディスク装置に設けられる光ヘッドのさらに他の例（第４実施例）を示す構成図である。
【符号の説明】
１……光ヘッド、７０……対物レンズ、７２、９５……ホログラム素子、７４、９６……光検出素子、８０……ビームスプリッタプリズム、１１０１……光ディスク装置、１１０２……光ディスク、１１０３……スピンドルモータ、１１０４……光ヘッド、１１０５……送りモータ、１１０７……システムコントローラ、１１０８……信号変復調部及びＥＣＣブロック、１１０９……サーボ制御回路、１１１１……インタフェース、１１１２……Ｄ／Ａ，Ａ／Ｄ変換器、１１１３……オーディオ・ビジュアル処理部、１１１４……オーディオ・ビジュアル信号入出力部、１１２０……プリアンプ部、１１３０……外部コンピュータ。
【図１】
0004250865.tif 000002
【図２】
0004250865.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
0004250865.tif 000006
【図６】
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【図７】
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【図８】
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