JP2001126303A - 光ヘッドおよびその制御方法、光情報記録再生装置ならびにトラック判別方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ランド・グルーブ記録方式においても、簡単
な構成によりトラック判別を行うことができる光ヘッ
ド、光情報記録再生装置およびトラック判別方法を提供
する。 【解決手段】 光ディスク記録面で反射され光検出素子
９の受光部９２により受光される集光スポット９６のう
ち、ランドおよびグルーブで発生する０次光および±１
次光の３者が重なる干渉領域５１を含む第１の部分は、
受光部９２の中間受光部９２Ｍにより受光され、干渉領
域５１を含まない第２の部分は、受光部９２の周辺受光
部９２Ｐにより受光される。トラック横断ノイズの主原
因となる第１の部分に対応して中間受光部９２Ｍから出
力される信号を積極的に利用してトラック判別信号を求
め、干渉領域５１を含まない第２の部分に対応して周辺
受光部９２Ｐから出力される信号からフォーカスエラー
信号を求める。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、記録媒体に対して
光による情報の記録または再生の少なくとも一方を行う
のに用いられる光ヘッドおよびその制御方法、そのよう
な光ヘッドを用いて構成される光情報記録再生装置、な
らびに光ヘッドによる集光スポットが記録媒体の記録面
におけるランドとグルーブのいずれに位置しているかを
判別するトラック判別方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、光ディスク等の光情報記録媒体を
用いて、光学的に情報の記録と再生の少なくとも一方を
行う光情報記録再生装置が種々実用化されている。中で
も、光ディスクを記録媒体とする光ディスク装置の普及
が著しく、その高記録密度化が進められている。例え
ば、再生専用のディスクとしては、既に、記録容量約６
５０ＭＢのＣＤ（Compact Disk）−ＲＯＭ（Read Only
Memory）と同じサイズ( 直径１２０ｍｍ) でありなが
ら、記録容量を約７倍の４．７ＧＢに高めた再生専用の
ＤＶＤ−ＲＯＭが実用化されている。

【０００３】これらの再生専用の光ディスクにおいて
は、透明基板に記録面が形成されており、対物レンズを
経て光ディスクに照射された再生用の光が透明基板を経
て記録面上で集光されるようになっている。記録面に
は、トラック案内構造と記録信号とを兼ねたピット列が
形成されており、これらを利用してトラッキングサーボ
制御が行われるようになっている。一方、対物レンズの
集光スポットを常に記録面上に合焦させるためにフォー
カスエラー検出が行われるが、その検出方法としては、
例えば非点収差法が採用されるようになっている。この
ような再生専用の光ディスクでは、再生信号出力からＲ
Ｆ変調成分（高周波再生信号成分）をＬＰＦ（ローパス
フィルタ）により除去した後の信号強度は、集光スポッ
トがピット列部分に位置している場合とピット列間領域
のミラー部分に位置している場合とで、明確に相違す
る。

【０００４】このような信号出力の強度差は、ＭＤ(Min
i-Disk) 等の繰り返し書換可能なディスクにおいても見
られる。このＭＤは、記録面に、溝状のトラック案内構
造（以下グルーブという。）と稜線状のトラック案内構
造（以下、ランドという。）とが形成された記録媒体で
あり、情報の記録はグルーブにのみ行われるようになっ
ている。このようなＭＤの場合、上記した信号出力の強
度差は、記録に用いられるグルーブがランドよりも広い
ことによって発生している。一方、最近になって、上記
した各記録媒体に加えて、ユーザが情報を自由に書換可
能なＤＶＤ−ＲＡＭ（Random Access Memory）が登場
し、実用化されつつある。この種の光ディスクでは、記
録密度を高くするために、ランドおよびグルーブの双方
に情報を記録するランド・グルーブ記録方式が採用され
る可能性が高い。このランド・グルーブ記録方式では、
ランドまたはグルーブのうち一方のみを記録に用いる方
式とは異なり、ランドおよびグルーブの双方にある程度
広い幅をもたせると共に、両者の幅をほぼ等しくするよ
うになっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このラ
ンド・グルーブ記録方式を、例えば外部記憶装置や業務
用映像記録・編集装置に用いる場合には、ランドとグル
ーブの幅がほぼ等しく設定されていることに起因して、
次のような不具合点が生じる。以下、ランド・グルーブ
方式において問題となる点について、ランドまたはグル
ーブの一方にのみ情報を記録する記録方式（ここでは、
グルーブにのみ記録を行うグルーブ方式を例にとるもの
とする。）の場合と比較しながら説明する。

【０００６】まず、グルーブ記録方式におけるトラッキ
ングエラー信号と和信号との関係について説明する。

【０００７】図２３は、グルーブ記録方式において光検
出素子の受光部から出力される戻り光（３スポット用い
る場合はメインスポット）の和信号ＳＵＭと、トラッキ
ングエラー信号ＴＥとの関係を表すものである。この図
で、横軸は、光ディスク上における集光スポットの位置
を示し、縦軸は、信号出力を示す。なお、縦軸と横軸と
の関係は、以下の図２４および図２５においても同様で
ある。なお、ここで和信号ＳＵＭは、純粋な和信号か
ら、それに含まれるＲＦ帯域成分をローパスフィルタに
より除去したものである。

【０００８】トラッキングサーボ制御は、通常、トラッ
キングエラー信号ＴＥが零となるように行われる。とこ
ろが、図２３からわかるように、トラッキングエラー信
号ＴＥが零となる位置は、対物レンズによる集光スポッ
トがランド上にある場合とグルーブ上にある場合の２つ
の場合がある。そこで、これを区別するため、通常、ト
ラック判別信号あるいはクロストラック信号ＣＴＳと呼
ばれる信号を用いる必要がある。

【０００９】グルーブ記録方式の場合には、グルーブが
ランドよりも広いことから、和信号ＳＵＭは、図２３に
示したように、ランド上とグルーブ上とで大きく異な
り、いわば明確な交流（ＡＣ）成分を含んでいる。した
がって、この場合には、例えば図２４に示したように、
トラック判別信号ＣＴＳとして、和信号ＳＵＭの交流成
分を用いることが可能である。この図に示したように、
トラッキングエラー信号ＴＥとトラック判別信号ＣＴＳ
とは位相が９０度異なることから、これらの２信号を用
いることにより、高速でシーク動作をしている場合で
も、トラックに対してスポットがどちらの方向に何トラ
ック動いたかを正確に知ることが可能である。したがっ
て、トラック横断数のカウントや、トラッキングサーボ
の引込動作を安定的に行うことができる。

【００１０】これに対して、ランド・グルーブ記録方式
の場合には、上記したように、記録再生特性を最適にす
るために、通常、ランドとグルーブとは、ほぼ同じ幅に
なるように設定されている。このため、例えば図２５に
示すように、和信号ＳＵＭは、集光スポットがランド上
にある場合とグルーブ上にある場合とでほぼ等しくなっ
て交流成分を殆ど含まないことから、この和信号ＳＵＭ
から適切なトラック判別信号ＣＴＳを生成することがで
きない。その結果、特に、外部記憶装置や業務用映像記
録・編集装置等の用途において頻繁に行われる高速シー
ク動作時に、所定のトラックに一度でアクセスすること
が困難となり、アクセス速度が遅くなってしまう。

【００１１】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
ので、その目的は、簡単な構成によりトラック判別を行
うことができる光ヘッド、光情報記録再生装置およびト
ラック判別方法、ならびに、ランド・グルーブ記録方式
においても目標トラックへの高速アクセスを可能とする
光ヘッドの制御方法を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明の光ヘッドは、ト
ラック案内構造として形成されたランドおよびグルーブ
の双方に情報を記録可能に構成された記録媒体を含む少
なくとも１種類の記録媒体に対して、情報の記録または
再生の少なくとも一方を行うための光ヘッドであって、
光を出射する光源と、記録媒体の記録面に対して、光源
から出射された光を集光する対物レンズと、光源から出
射された光と記録媒体の記録面で反射された光とを分離
する光分離手段と、光分離手段により分離された記録媒
体の記録面からの反射光を受光する光検出手段と、記録
媒体の記録面で反射され光分離手段を経て光検出手段に
入射する光に非点収差を発生させる非点収差発生手段と
を備えると共に、光検出手段が、記録媒体の記録面から
の反射光のうち記録媒体のトラック案内構造によって発
生する０次光および２つの１次回折光がすべて重なり合
う重畳部分を含む第１の部分の光を受光する複数の部分
からなる第１の受光部群を有するように構成したもので
ある。

【００１３】本発明の光情報記録再生装置は、トラック
案内構造として形成されたランドおよびグルーブの双方
に情報を記録可能に構成された記録媒体を含む少なくと
も１種類の記録媒体を駆動する記録媒体駆動手段と、記
録媒体駆動手段によって駆動される記録媒体から信号を
読み取るための光ヘッドと、光ヘッドを記録媒体に沿っ
て移動させる光ヘッド駆動手段と、光ヘッドにより読み
取られた信号に基づいて再生信号を生成する信号処理手
段と、光ヘッドにより読み取られた信号に基づいて、記
録媒体駆動手段、光ヘッド駆動手段および光ヘッドの動
作を制御するサーボ制御手段とを備え、記録媒体に対し
て情報の記録または再生の少なくとも一方を行う光情報
記録再生装置であって、上記の光ヘッドが、光を出射す
る光源と、記録媒体の記録面に対して、光源から出射さ
れた光を集光する対物レンズと、光源から出射された光
と記録媒体の記録面で反射された光とを分離する光分離
手段と、光分離手段により分離された記録媒体の記録面
からの反射光のうち記録媒体のトラック案内構造によっ
て発生する０次光および２つの１次回折光がすべて重な
り合う重畳部分を含む第１の部分の光を受光する複数の
部分からなる第１の受光部群を有する光検出手段と、記
録媒体の記録面で反射され光分離手段を経て光検出手段
に入射する光ビームに非点収差を発生させる非点収差発
生手段とを備えるようにしたものである。

【００１４】本発明のトラック判別方法は、光を出射す
る光源と、トラック案内構造として形成されたランドお
よびグルーブの双方に情報を記録可能に構成された記録
媒体を含む少なくとも１種類の記録媒体の記録面に対し
て光源から出射された光を集光する対物レンズと、光源
から出射された光と記録媒体の記録面で反射された光と
を分離する光分離手段と、光分離手段により分離された
記録媒体からの反射光を受光する光検出手段と、記録媒
体の記録面で反射され光分離手段を経て光検出手段に入
射する光に非点収差を発生させる非点収差発生手段とを
備え、記録媒体の記録面に対して情報の記録または再生
の少なくとも一方を行う光ヘッドに適用されるトラック
判別方法であって、記録媒体からの反射光のうち記録媒
体のトラック案内構造によって発生する０次光および２
つの１次回折光がすべて重なり合う重畳部分を含む第１
の部分の光を受光する複数の部分からなる第１の受光部
群を光検出手段に備えさせ、第１の受光部群から出力さ
れる信号に基づいて、対物レンズによる集光スポット位
置がランドおよびグルーブのいずれの上にあるかを判別
するようにしたものである。

【００１５】本発明の光ヘッドの制御方法は、光を出射
する光源と、トラック案内構造として形成されたランド
およびグルーブの双方に情報を記録可能に構成された記
録媒体を含む少なくとも１種類の記録媒体の記録面に対
して光源から出射された光を集光する対物レンズと、光
源から出射された光と記録媒体の記録面で反射された光
とを分離する光分離手段と、光分離手段により分離され
た記録媒体からの反射光を受光する光検出手段と、記録
媒体の記録面で反射され光分離手段を経て光検出手段に
入射する光に非点収差を発生させる非点収差発生手段と
を備えた光ヘッドの動作を制御する方法であって、記録
媒体からの反射光のうち記録媒体のトラック案内構造に
よって発生する０次光および２つの１次回折光がすべて
重なり合う重畳部分を含む第１の部分の光を受光する少
なくとも２以上の部分からなる第１の受光部群を光検出
手段に備えさせ、第１の受光部群から出力される信号に
基づいて、対物レンズによる集光スポット位置がランド
およびグルーブのいずれの上にあるかを判別し、対物レ
ンズによる集光スポット位置の、記録媒体の記録面のラ
ンドおよびグルーブの各中央部からのずれを示すトラッ
キングエラーを検出し、このトラッキングエラーの検出
結果と集光スポット位置の判別結果とに基づいて、記録
媒体に対する光ヘッドの動作を制御するようにしたもの
である。

【００１６】本発明の光ヘッドまたは光情報記録再生装
置では、光源から出射された光は対物レンズによって記
録媒体の記録面に集光され、そこで反射される。この反
射の際、光は記録媒体のトラック案内構造によって回折
を受け、０次光と２つの１次光とが生成される。記録媒
体の記録面で反射された光は、光分離手段により光源か
ら出射された光と光路が分離されたのち、非点収差発生
手段によって非点収差を付与され、光検出手段に入射す
る。記録媒体の記録面からの反射光のうち０次光および
２つの１次回折光がすべて重なり合う重畳部分を含む第
１の部分の光は、光検出手段における複数の部分からな
る第１の受光部群により受光される。

【００１７】本発明のトラック判別方法では、記録媒体
からの反射光のうち記録媒体のトラック案内構造によっ
て発生する０次光および２つの１次回折光がすべて重な
り合う重畳部分を含む第１の部分の光が、複数の部分か
らなる第１の受光部群により受光される。そして、この
第１の受光部群から出力される信号に基づいて、対物レ
ンズによる集光スポット位置がランドおよびグルーブの
いずれの上にあるかの判別が行われる。

【００１８】本発明に係る光ヘッドの制御方法では、記
録媒体からの反射光のうち記録媒体のトラック案内構造
によって発生する０次光および２つの１次回折光がすべ
て重なり合う重畳部分を含む第１の部分の光が、複数の
部分からなる第１の受光部群により受光され、この第１
の受光部群から出力される信号に基づいて、対物レンズ
による集光スポット位置がランドおよびグルーブのいず
れの上にあるかの判別が行われる。また、対物レンズに
よる集光スポット位置の、記録媒体の記録面のランドお
よびグルーブの各中央部からのずれを示すトラッキング
エラーが検出される。そして、このトラッキングエラー
の検出結果と、集光スポット位置の判別結果とに基づい
て、記録媒体に対する光ヘッドの動作制御が行われる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照して詳細に説明する。

【００２０】図１は、本発明の一実施の形態に係る光情
報記録再生装置としての光ディスク装置の概略構成を表
すものである。なお、本発明の実施の形態に係る光ヘッ
ドおよびその制御方法ならびにトラック判別方法は、本
実施の形態に係る光情報記録再生装置によって具現化さ
れるので、以下、併せて説明する。

【００２１】この光ディスク装置１は、光ディスク３０
を回転駆動するためのスピンドルモータ１１と、光ヘッ
ド１２と、光ヘッド１２を光ディスク３０の半径方向に
移動させて所定の記録トラック位置まで搬送する送りモ
ータ１３と、、送りモータ１３および光ヘッド１２の２
軸アクチュエータ２９（本図では図示せず）を制御する
サーボ制御回路１４とを備えている。ここで、スピンド
ルモータ１１が本発明における「記録媒体駆動手段」の
一具体例に対応し、送りモータ１３が本発明における
「光ヘッド駆動手段」の一具体例に対応し、サーボ制御
回路１４が本発明における「サーボ制御手段」の一具体
例に対応する。

【００２２】光ディスク装置１は、さらに、光ヘッド１
２に接続されたプリアンプ１５と、プリアンプ１５の出
力端に接続された信号変復調・エラー訂正部１６と、こ
の信号変復調・エラー訂正部１６に接続された作業用メ
モリとしてのＲＡＭ（ランダム・アクセス・メモリ）１
７と、サーボ制御回路１４および信号変復調・エラー訂
正部１６を制御するシステムコントローラ１８とを備え
ている。ここで、信号変復調・エラー訂正部１６が本発
明における「信号処理手段」の一具体例に対応する。

【００２３】光ディスク装置１は、例えばデータストレ
ージ用に用いられる場合には、信号変復調・エラー訂正
部１６と外部コンピュータ４１とを接続するためのイン
タフェース４２をさらに備えている。また、例えばオー
ディオ・ビデオ用に用いられる場合には、オーディオ・
ビデオ信号の入出力を行うオーディオ・ビデオ入出力部
４３と、Ｄ／Ａ・Ａ／Ｄ変換部４４とをさらに備えてい
る。このＤ／Ａ・Ａ／Ｄ変換部４４は、信号変復調・エ
ラー訂正部１６の出力信号をディジタルからアナログへ
変換（以下、Ｄ／Ａ変換と記す。）してオーディオ・ビ
デオ入出力部４３に送ると共に、オーディオ・ビデオ入
出力部４３で入力したオーディオ・ビデオ信号をアナロ
グ−ディジタル（以下、Ａ／Ｄと記す。）変換して信号
変復調・エラー訂正部１６に送る機能を有している。

【００２４】光ディスク３０としては、複数の種類の光
ディスクが使用可能である。特に、ランドまたはグルー
ブのいずれか一方にのみ記録を行うランド記録方式また
はグルーブ記録方式の記録媒体（「ＣＤ−Ｒ」，「ＤＶ
Ｄ−Ｒ」，「ＭＤ」，「ＭＯ」，「ＣＤ−ＲＷ」，「Ｄ
ＶＤ−ＲＷ」，「ＤＶＤ＋ＲＷ」等）のほか、ランドと
グルーブの双方に記録を行うランド・グルーブ記録方式
の記録媒体（「ＤＶＤ−ＲＡＭ」，「ＰＤ」，「ＡＳＭ
Ｄ」等）も使用可能である。これらの複数種類の光ディ
スクのうち、いずれかを選定して、記録または再生の少
なくとも一方を行うことができるようになっている。但
し、本実施の形態では、説明の簡略化および発明の趣旨
の明確化のため、ランド・グルーブ記録方式の記録媒体
である「ＤＶＤ−ＲＡＭ」を使用するものとして説明す
る。ここで、ランドおよびグルーブが本発明における
「トラック案内構造」の一具体例に対応する。

【００２５】スピンドルモータ１１は、システムコント
ローラ１８からの指示に応じて、サーボ制御回路１４に
より駆動制御され、所定の回転数で回転されるようにな
っている。

【００２６】信号変復調・エラー訂正部１６は、外部よ
り入力した信号を光ディスク３０に記録するために変調
する信号変調部（図示せず）と、光ディスク３０より再
生した信号を復調する信号復調部（図示せず）と、光デ
ィスク３０に記録する信号に対してエラー訂正コードを
付加すると共に、このエラー訂正コードを用いて光ディ
スク３０より再生した信号のエラー訂正を行うエラー訂
正部（図示せず）とを有している。

【００２７】光ヘッド１２は、信号変復調・エラー訂正
部１６の指令に従って、記録信号による変調がなされた
光ビームを、回転する光ディスク３０の信号記録面に照
射することにより、情報記録を行う。また、光ヘッド１
２は、光ディスク３０に光を照射し、その信号記録面で
変調された反射光ビームを検出し、この反射光ビームに
対応する信号をプリアンプ１５に供給するようになって
いる。

【００２８】プリアンプ１５は、光ヘッド１２からの信
号に基づいて、再生信号であるＲＦ信号と、再生対象の
光ディスクの種類に応じたサーボ信号とを生成するよう
になっている。ＲＦ信号は、信号変復調・エラー訂正部
１６に供給され、こ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。サーボ信号は、少なく
とも、フォーカス引込信号、フォーカスエラー信号およ
びトラッキングエラー信号を含んでおり、サーボ制御回
路１４に供給される。サーボ制御回路１４は、これらの
サーボ信号に基づき、光ヘッド１２の動作を制御するよ
うになっている。具体的には、フォーカス引込信号およ
びフォーカスエラー信号に基づいて、光ヘッド１２の対
物レンズ２７（図２）を光軸方向に移動させるフォーカ
スサーボ制御が行われ、これにより、対物レンズ２７に
より集光された光ビームが常に光ディスク３０の信号記
録面に合焦する状態が維持される。また、トラッキング
エラー信号に基づいて、光ヘッド１２の対物レンズ２７
を光ディスク３０の半径方向に移動させるトラッキング
サーボ制御が行われ、これにより、対物レンズ２７によ
り集光された光ビームスポットが常に光ディスク３０の
ランドまたはグルーブの中央を正確に照射する状態が維
持されるようになっている。

【００２９】信号変復調・エラー訂正部１６により復調
された再生信号は、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４２を介して外部コ
ンピュータ４１に送出されるようになっている。

【００３０】図２は、図１に示した光ヘッド１２の構成
を表すものである。この図に示したように、光ヘッド１
２は、光ディスク３０に対向するように配置された対物
レンズ２７と、この対物レンズ２７をフォーカス方向Ｆ
（光ディスク３０の面に垂直な方向＝対物レンズ２７の
光軸２１の方向）およびトラッキング方向Ｔ（トラック
横断方向＝光ディスク３０の半径方向＝紙面に垂直な方
向）に駆動可能な２軸アクチュエータ２９と、この光ヘ
ッド１２の光軸２１に沿って光ディスク３０から離れる
方向に順次配列された、コリメータレンズ２６、１／４
波長板２５、プリズム状のビームスプリッタ２４、マル
チレンズ２８および光検出素子９とを備えている。

【００３１】ここで、光検出素子９が本発明における
「光検出手段」の一具体例に対応し、ビームスプリッタ
２４が本発明における「光分離手段」の一具体例に対応
し、マルチレンズ２８が本発明における「非点収差発生
手段」の一具体例に対応する。

【００３２】ビームスプリッタ２４の内部には、光軸２
１とほぼ４５度の角度をなす光分離面が形成されてい
る。この光分離面には、偏光分離膜２４ａが形成されて
いる。なお、ビームスプリッタ２４は、例えば、複数の
光学プリズムと、これらの光学プリズムの間に蒸着やス
パッタリングによって形成された誘電体多層膜とによっ
て構成可能である。

【００３３】光ヘッド１２はまた、偏光分離膜２４ａが
形成された光分離面に対応した位置に配置されると共に
光軸２１とほぼ直交する方向に例えば波長６５０ｎｍの
レーザ光を発する半導体レーザ２２を備えている。半導
体レーザ２２は、半導体の再結合発光を利用した発光素
子であり、ビームスプリッタ２４の偏光分離膜２４ａが
形成された光分離面に対してほぼＳ偏光（偏光方向が入
射面と垂直な直線偏光）となるレーザ光を出射するよう
になっている。偏光分離膜２４ａは、Ｓ偏光成分のほぼ
すべてを反射すると共に、Ｐ偏光成分のほぼすべてを透
過させるように機能するものである。

【００３４】光ヘッド１２は、さらに、送りモータ１３
（図１）によって所定のガイド（図示せず）に沿って光
ディスク３０の半径方向に移動可能に支持された図示し
ないベース部材を備えている。このベース部材に、対物
レンズ２７を除く光ヘッド１２の各構成部品が固定され
ている。

【００３５】コリメータレンズ２６は、ビームスプリッ
タ２４からの光を平行光束に変換するためのものであ
る。対物レンズ２７は、コリメータレンズ２６からの光
を集光して、信号記録面上で収束させるためのものであ
る。光ディスク３０からの戻り光は、対物レンズ２７お
よびコリメータレンズ２６を順に通過した後、ビームス
プリッタ２４およびマルチレンズ２８を順に通過して光
検出素子９に入射するようになっている。

【００３６】マルチレンズ２８は、シリンドリカル面と
凹面とを有する複合レンズであり、シリンドカルレンズ
機能と凹レンズ機能とを併せ持っている。このマルチレ
ンズ２８は、シリンドリカル面の母線の方向がトラック
（ランドまたはグルーブ）による回折パターンの配列方
向と４５度をなすような方向に配置されている。シリン
ドリカルレンズ機能によって、ビームスプリッタ２４か
らの出射光にフォーカスエラー信号を得るための非点収
差を発生させ、凹レンズ機能によって、光ビームの光検
出素子９までの光路長を延長することができるようにな
っている。

【００３７】１／４波長板２５は、入射した光に対して
１／４波長分の位相差を付与することにより、そこを通
過する直線偏光を円偏光に変換すると共に、ディスクか
らの戻り光（円偏光光）を往路における偏光方向とほぼ
直交する方向の直線偏光へと変換するようになってい
る。

【００３８】図３は、光検出素子９の平面構造を表すも
のである。この図において、光検出素子９の中央を通る
横方向の軸をＸ軸とし、光検出素子９の中央を通る縦方
向の軸をＹ軸とする。ここで、Ｙ軸方向は、光ディスク
３０上でのトラッキング方向Ｔに直交する方向（すなわ
ち、トラックの接線方向）に対応する方向であり、光デ
ィスク３０のランドおよびグルーブによって反射光ビー
ムに発生する複数の回折パターン（０次光，±１次光
等）の反射直後における配列方向に対応した方向とも直
交している。

【００３９】図３に示したように、光検出素子９は、基
板９１と、基板９１の中央領域に配置され全体として矩
形形状を有する受光部９２とを備えている。受光部９２
は、４つの小受光部９２Ｍｗ，９２Ｍｘ，９２Ｍｙ，９
２Ｍｚからなる中間受光部９２Ｍと、中間受光部９２Ｍ
を囲むように配置された４つの小受光部９２Ａ，９２
Ｂ，９２Ｃ，９２Ｄからなる周辺受光部９２Ｐとを備え
ている。中間受光部９２Ｍは、光ディスク３０の記録面
からの反射光により生ずる集光スポット９６のうち、主
として、ランドおよびグルーブによって発生する０次光
および２つの１次回折光がすべて重なり合う重畳部分
（図７（Ｂ）の干渉領域５１）を含む第１の部分の光を
受光するよう配置されたもので、本発明における「第１
の受光部群」の一具体例に対応する。一方、周辺受光部
９２Ｐは、集光スポット９６のうち、上記の重畳部分を
含まない第２の部分の光を受光するよう配置されたもの
で、本発明における「第２の受光部群」の一具体例に対
応する。また、小受光部９２Ｍｗ，９２Ｍｘ，９２Ｍ
ｙ，９２Ｍｚが本発明における「４つの小受光部」の一
具体例に対応する。

【００４０】周辺受光部９２Ｐの４つの小受光部９２
Ａ，９２Ｂ，９２Ｃ，９２Ｄは、Ｙ軸およびＸ軸に関し
てそれぞれほぼ対称に配置され、ほぼ同形同大の形状を
有している。中間受光部９２Ｍは、周辺受光部９２Ｐの
４つの受光部９２Ａ〜９２Ｄの配列のうちＸ軸に平行な
２つの列（受光部９２Ａ，９２Ｄからなる列と、受光部
９２Ｂ，９２Ｃからなる列）により挟まれた中間領域に
配置されている。この中間受光部９２Ｍの４つの小受光
部９２Ｍｗ，９２Ｍｘ，９２Ｍｙ，９２Ｍｚは、Ｙ軸お
よびＸ軸についてほぼ対称に配置され、ほぼ同形同大の
形状を有している。受光部９２は、中間受光部９２Ｍの
中心位置（すなわち、Ｘ軸とＹ軸との交点位置）が集光
スポット９６の中心とほぼ一致するように配置されてい
る。

【００４１】受光部９２における分割された各小受光部
からの出力信号は、例えば光検出素子９の基板９１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、後述する演算回路４０（図４）に入力され、そこ
で、再生信号としてのＲＦ信号のほか、フォーカス引込
信号ＦＰＩ、フォーカスエラー信号ＦＥ、トラッキング
エラー信号ＴＥおよびトラック判別信号ＣＴＳ等の制御
用のサーボ信号が演算されるようになっている。

【００４２】本実施の形態では、ＲＦ信号、フォーカス
引込信号ＦＰＩ、フォーカスエラー信号ＦＥ、トラッキ
ングエラー信号ＴＥおよびトラック判別信号ＣＴＳは、
それぞれ、次の（１）〜（４）式によって演算される。

【００４３】 ＲＦ＝ＦＰＩ ＝（ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ）＋（ｍｗ＋ｍｙ＋ｍｘ＋ｍｚ） …（１） ＦＥ＝（ａ＋ｃ）−（ｂ＋ｄ） …（２） ＴＥ＝（ａ＋ｄ）−（ｂ＋ｃ） …（３） ＣＴＳ＝（ｍｗ＋ｍｙ）−（ｍｘ＋ｍｚ） …（４）

【００４４】ここで、ａ，ｂ，ｃ，ｄは、それぞれ、周
辺受光部９２Ｐの小受光部９２Ａ〜９２Ｄからの出力信
号を示し、ｍｗ，ｍｙ，ｍｘ，ｍｚは、それぞれ、中間
受光部９２Ｍの小受光部９２Ｍｗ，９２Ｍｘ，９２Ｍ
ｙ，９２Ｍｚからの出力信号を示す。

【００４５】（１）式のフォーカス引込信号ＦＰＩは、
ローパスフィルタによってＲＦ信号の高周波成分を除去
することで得られる。（２）式のフォーカスエラー信号
ＦＥは、従来の非点収差法による検出を行う場合に用い
られるフォーカスエラーエラー信号から、中間受光部９
２Ｍの小受光部９２Ｍｗ，９２Ｍｘ，９２Ｍｙ，９２Ｍ
ｚからの出力信号ｍｗ，ｍｘ，ｍｙ，ｍｚを除いたもの
である。（３）式のトラッキングエラー信号ＴＥは、従
来のプッシュプル法に用いられるトラッキングエラー信
号から、中間受光部９２Ｍの小受光部９２Ｍｗ，９２Ｍ
ｘ，９２Ｍｙ，９２Ｍｚの出力信号ｍｗ，ｍｘ，ｍｙ，
ｍｚを除いたものである。

【００４６】（４）式のトラック判別信号ＣＴＳは、中
間受光部９２Ｍの小受光部９２Ｍｗ，９２Ｍｘ，９２Ｍ
ｙ，９２Ｍｚの配列における一方の対角線の方向に沿っ
た２つの小受光部９２Ｍｗ，９２Ｍｙからそれぞれ出力
される信号ｗ，ｙの和と、他方の対角線の方向に沿った
２つの小受光部９２Ｍｘ，９２Ｍｚからそれぞれ出力さ
れる信号ｘ，ｚの和との差分（ｍｗ＋ｍｙ）−（ｍｘ＋
ｍｚ）として表されるものである。

【００４７】図４は、光検出素子９の各小受光部から出
力される信号を基に演算処理を行う演算回路４０の一例
を表すものである。この演算回路４０は、例えば基板９
１上に配設されるが、基板９１の外部に配設してもよ
い。

【００４８】この図に示したように、演算回路４０は、
周辺受光部９２Ａ，９２Ｃの各出力信号ａ，ｃを加算す
るための加算器４１と、周辺受光部９２Ｂ，９２Ｄの各
出力信号ｂ，ｄを加算するための加算器４２と、加算器
４１，４２の各出力信号の差分をとり、これをフォーカ
スエラー信号ＦＥとして出力する差分器４３とを備えて
いる。

【００４９】この演算回路４０はまた、中間受光部９２
Ｍの小受光部９２Ｍｗ，９２Ｍｙの各出力信号ｗ，ｙを
加算するための加算器４４と、中間受光部９２Ｍの小受
光部９２Ｍｘ，９２Ｍｚの各出力信号ｘ，ｚを加算する
ための加算器４５と、加算器４４，４５の各出力信号の
差分をとり、これをトラック判別信号ＣＴＳとして出力
する差分器４６とを備えている。

【００５０】演算回路４０はさらに、周辺受光部９２Ｐ
の小受光部９２Ａ，９２Ｄの各出力信号ａ，ｄを加算す
るための加算器４７と、周辺受光部９２Ｐの受光部９２
Ｂ，９２Ｃの各出力信号ｂ，ｃを加算するための加算器
４８と、加算器４７，４８の各出力信号の差分をとり、
これをトラッキングエラー信号ＴＥとして出力する差分
器４９とを備えている。

【００５１】演算回路４０はさらに、加算器４１，４２
の各出力信号を加算する加算器５０と、加算器４４，４
５の各出力信号を加算する加算器５１と、加算器５０，
５１の各出力信号を加算して、ＲＦ信号として出力する
加算器５２と、加算器５２の出力信号（ＲＦ信号）から
高周波成分を除去してフォーカス引込信号ＦＰＩを得る
ためのローパスフィルタ（ＬＰＦ）５３とを備えてい
る。

【００５２】ここで、演算回路４０がサーボ制御回路１
４（図１）と共に本発明における「判別手段」および
「焦点誤差検出手段」の一具体例に対応する。

【００５３】次に、以上のような構成の光ヘッド１２お
よびこれを含む光ディスク装置１の動作および作用につ
いて説明する。ここでは、光ディスク３０としてＤＶＤ
−ＲＡＭを使用し、このＤＶＤ−ＲＡＭに記録された情
報を再生する場合について説明するものとする。

【００５４】まず、光ディスク装置１の全体の動作を説
明する。スピンドルモータ１１は、システムコントロー
ラ１８およびサーボ制御回路１４によって制御されて、
所定の回転数で回転する。光ヘッド１２は、再生用のレ
ーザ光を光ディスク３０の信号記録面に照射し、戻り光
を検出することによって情報を再生する。光ヘッド１２
より出力される再生信号は、プリアンプ１５を介して信
号変復調・エラー訂正部１６のエラー訂正部によってエ
ラー訂正処理が施されると共に、信号復調部によって復
調され、インタフェース４２を介して外部コンピュータ
４１に送られ、あるいは、Ｄ／Ａ・Ａ／Ｄ変換部４４に
よってＤ／Ａ変換されてオーディオ・ビデオ入出力部４
３より出力される。一方、サーボ制御回路１４は、シス
テムコントローラ１８からの指示に基づき、スピンドル
モータ１１の回転動作や、送りモータ１３による光ヘッ
ド１２自体のトラック間移動動作を制御すると共に、光
ヘッド１２における対物レンズ２７のフォーカシング動
作やトラッキング動作を制御する。その制御は、光ヘッ
ド１２の演算回路４０から出力され、プリアンプ１４を
介して入力される各種のサーボ信号（フォーカス引込信
号ＦＰＩ、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等）に基づいて
行われる。

【００５５】次に、図２を参照して、光ヘッド１２の動
作および作用を説明する。

【００５６】半導体レーザ２２から出射された波長６５
０ｎｍの光ビームは、ビームスプリッタ２４に入射す
る。この入射光は、偏光分離膜２４ａに対してほぼＳ偏
光となっているため、偏光分離膜２４ａによってほぼす
べての光量が反射されて、１／４波長板２５に入射され
る。１／４波長板２５は、入射した光ビームの常光線と
異常光線との間に１／４波長分の位相差を発生させるこ
とにより、Ｓ偏光をほぼ円偏光に変換する。１／４波長
板２５から円偏光となって出射した光は、さらに、コリ
メータレンズ２６に入射し、ここで、平行な光ビームに
変換されて、対物レンズ２７に入射する。

【００５７】対物レンズ２７は、入射した光を光ディス
ク３０における信号記録面の一点に収束させる。この対
物レンズ２７は、サーボ制御回路（図１）からの指示に
基づき、２軸アクチュエータ２９により、図２のフォー
カス方向Ｆおよびトラッキング方向Ｔに駆動される。

【００５８】光ディスク３０の信号記録面では、ランド
およびグルーブによって入射光が回折され、０次光およ
び±１次回折光を含む反射光となる。この反射光は、再
び対物レンズ２７およびコリメータレンズ２６を介して
１／４波長板２５に入射される。ここに入射した反射光
（円偏光）は、１／４波長板２５によって常光線と異常
光線との間に１／４波長分の位相差を付与され、往路に
対して偏光方向が９０度変化した直線偏光（すなわち、
Ｐ偏光）に変換されて、ビームスプリッタ２４に入射す
る。この光は、ビームスプリッタ２４の偏光分離膜２４
ａをほぼそのまま透過して往路と分離され、マルチレン
ズ２８に入射する。マルチレンズ２８に入射した光ディ
スク３０からの反射光は、ここで、非点収差（非点隔
差）を付与され、光検出素子２９に入射する。

【００５９】マルチレンズ２８により非点収差を付加さ
れた光は、光検出素子９の受光部９２に入射し、そこに
ビームスポットを形成する。このビームスポットのう
ち、主として、ランドおよびグルーブによって発生する
０次光および２つの１次回折光がすべて重なり合う重畳
部分（図７（Ｂ）の干渉領域５１）を含む第１の部分の
光は、中間受光部９２Ｍの４つの小受光部９２Ａ，９２
Ｂ，９２Ｃ，９２Ｄにより受光され、それ以外の部分
（すなわち、上記の重畳部分を含まない第２の部分）の
光は、周辺受光部９２Ｐにより受光される。これらの各
小受光部は、それぞれ、各照射光量に応じた信号を出力
し、図４に示した演算回路４０に入力する。

【００６０】演算回路４０は、（１）式〜（４）式に示
した演算処理を行うことにより、フォーカスエラー信号
ＦＥ、トラッキングエラー信号ＴＥおよびトラック判別
信号ＣＴＳ等のサーボ信号、ならびにＲＦ信号を演算し
て出力する。ＲＦ信号はＬＰＦ５３を経て、フォーカス
引込信号ＦＰＩとなる。

【００６１】ここで、集光スポット９６の中心は、受光
部９２の中心（すなわち、４つの小受光部９２Ｍｗ，９
２Ｍｘ，９２Ｍｙ，９２Ｍｚが交わる点）とほぼ一致す
るように調整されている。

【００６２】図３においては、集光スポット９６がほぼ
円形となっている状態、すなわち、光ヘッドが合焦状態
にある場合を示している。これに対して、対物レンズ２
７が合焦位置からはずれると、集光スポット９６は、例
えば図５（Ａ）に示したように、受光部９２の左上４５
度から右下４５度の方向を長軸とする楕円形、または図
５（Ｂ）に示したように、右上４５度から左下４５度の
方向を長軸とする楕円形に変化する。したがって、対物
レンズ２７が合焦状態にあるか否かによって、周辺受光
部９２Ｐの小受光部９２Ａ〜９２Ｄおよび中間受光部９
２Ｍの小受光部９２Ｍｗ，９２Ｍｘ，９２Ｍｙ，９２Ｍ
ｚからそれぞれ出力される信号の大きさが変化する。

【００６３】また、対物レンズ２７による光ディスク３
０の記録面上でのスポット位置の中心がランドまたはグ
ルーブの幅方向の中央にあるか（オントラック状態）、
中央にないか（オフトラック状態）によって、光検出素
子９の受光部９２上の集光スポット９６の強度分布が変
化する。したがって、対物レンズ２７がオントラック状
態かオフトラック状態にあるかによって、周辺受光部９
２Ｐおよび中間受光部９２Ｍの各小受光部からそれぞれ
出力される信号の大きさが変化する。

【００６４】フォーカスエラー信号ＦＥ、トラッキング
エラー信号ＴＥ、フォーカス引込信号ＦＰＩおよびＲＦ
信号は、プリアンプ１５に入力され、ここで増幅され
る。増幅されたフォーカスエラー信号ＦＥ、トラッキン
グエラー信号ＴＥおよびフォーカス引込信号ＦＰＩは、
サーボ制御回路１４（図１）に入力され、増幅されたＲ
Ｆ信号は信号変復調・エラー訂正部１６に入力される。
これ以降の信号変復調・エラー訂正部１６の動作は、上
記したとおりであり、その説明を省略する。

【００６５】サーボ制御回路１４は、フォーカス引込信
号ＦＰＩが、フォーカス引込範囲Ｓｐｐに対応した範囲
内に入ると、フォーカスエラー信号ＦＥが零を保つよう
に、対物レンズ２７を２軸アクチュエータ２９によりフ
ォーカス方向Ｆに駆動する制御を行う。このとき、光デ
ィスク３０の信号記録面を照射する光ビームスポットが
ランド上にあるかグルーブ上にあるかによってフォーカ
スエラー信号ＦＥが異なる値をとることはない。その理
由については後に詳述する。なお、このように引き込み
信号ＦＰＩを設け、そのレベルが一定以上となる範囲内
でのみフォーカスサーボを行うようにしているのは、フ
ォーカスエラー信号ＦＥは、対物レンズ２７の位置が合
焦位置から大きくずれている場合においても零になり得
るものであり、このような焦点はずれ状態が合焦状態と
して検出されてしまうことを回避する必要があるからで
ある。

【００６６】サーボ制御回路１４はまた、トラッキング
エラー信号ＴＥとトラック判別信号ＣＴＳとに基づい
て、後述するようなトラッキング引込制御を行う。トラ
ッキング引込処理が終了すると、サーボ制御回路１４
は、トラッキングエラー信号ＴＥが零を保つように、対
物レンズ２７を２軸アクチュエータ２９によりトラッキ
ング方向Ｔに駆動する制御を行う。

【００６７】《トラック判別信号ＣＴＳおよびフォーカ
スエラー信号ＦＥの検出原理》次に、図６〜図１７を参
照して、本実施の形態において用いられるトラック判別
信号ＣＴＳおよびフォーカスエラー信号ＦＥの検出原理
について、比較例と対比しながら説明する。

【００６８】（比較例）まず、例えばＤＶＤ−ＲＡＭ等
のランド・グルーブ記録方式の記録媒体に対して、例え
ば図１１（Ｂ）に示したような構成の受光部１９２を有
する光検出素子用いて非点収差法によってフォーカスエ
ラー検出を行った場合の例を比較例として説明する。な
お、この受光部１９２は、直交する２つの分割線ＤＬ
１，ＤＬ２によってほぼ同形同大の４つの小受光部１９
２Ａ〜１９２Ｄに分割されたものである。

【００６９】この比較例においては、フォーカスエラー
信号に「トラック横断ノイズ」が発生する。その原因
は、主として、ランド・グルーブ記録方式に特有のディ
スク構造に起因するものであり、通常のランド・グルー
ブ記録方式のディスクと従来の非点収差法とを組合せた
場合に常に発生するものである。これは、トラック周期
と対物レンズのＮＡとの関係、およびフォーカスエラー
引込範囲によって寄与度が変化する。

【００７０】一般に、対物レンズにより集光された光ビ
ームは、光ディスクのランドまたはグルーブを照射し、
そこで反射による回折を受ける。ランド・グルーブ記録
方式の場合には、ランドおよびグルーブの双方に記録す
るようにしているため、対物レンズにより集光された光
ビームスポットの径に対するトラック周期（ランド−ラ
ンド間またはグルーブ−グルーブ間の距離）は相対的に
大きくなる。この結果、図６および図７に示したよう
に、光ディスクからの回折光の対物レンズ瞳上での重な
り方が、ランドまたはグルーブ記録方式（以下では、簡
単のためグルーブ記録方式として説明する。）の場合と
比べて大きく異なってくる。

【００７１】図６（Ａ）は、例えばグルーブ記録方式に
おける光ディスクの信号記録面と各回折光との関係を表
し、図６（Ｂ）は、例えばグルーブ記録方式における対
物レンズの瞳上での各回折光の重なり具合を表すもので
ある。また、図７（Ａ）は、ランド・グルーブ記録方式
における光ディスクの信号記録面と各回折光との関係を
表し、図７（Ｂ）は、ランド・グルーブ記録方式におけ
る対物レンズの瞳上での各回折光の重なり具合を表すも
のである。なお、本明細書では、図６（Ａ）および図７
（Ａ）において、光照射側から見た信号記録面の凸部を
グルーブＧと呼び、凹部をランドＬと呼ぶものとする。

【００７２】例えばＭＤ(Mini Disc) のようなグルーブ
記録方式の光ディスクからの再生時には、図６（Ａ），
（Ｂ）に示したように、通常、＋１次光Ｓ（＋１）と−
１次光Ｓ（−１）とが重なることはない。これに対し
て、ＤＶＤ−ＲＡＭのようなランド・グルーブ記録方式
の光ディスクからの再生時には、図７（Ａ），（Ｂ）に
示したように、０次光Ｓ（０）、＋１次光Ｓ（＋１）お
よび−１次光Ｓ（−１）の３つの回折光がすべて重なり
合った干渉領域５１が生ずる。さらにこの場合には、０
次光Ｓ（０）と＋２次光Ｓ（＋２）とが重なり合った干
渉領域５２や、０次光Ｓ（０）と−２次光Ｓ（−２）と
が重なり合った干渉領域５３も生ずる。

【００７３】図８ないし図１０は、ＤＶＤ用の光ヘッド
によって例えば記録容量４．７ＧＢのＤＶＤ−ＲＡＭを
再生するとした場合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
ものである。具体的には、図８は対物レンズの瞳上の位
相分布を３次元的に表したものであり、図９は同位置で
の強度分布を３次元的に表したものである。また、図１
０は同位置での強度分布を３次の非点収差（およびデフ
ォーカス，ピストン）でフィッティングした位相分布を
３次元的に表したものである。これらの図で、（Ａ）は
集光スポットがランド上にある場合を示し、（Ｂ）は集
光スポットがグルーブ上にある場合を示している。

【００７４】なお、計算条件としては、次の値を用い
た。簡単のため、ランドおよびグルーブはともに等しい
幅の矩形として計算した。なお、下記の条件中のＲｉｍ
強度とは、対物レンズの瞳の中心の光強度に対する瞳周
縁部の光強度の割合を意味する。

【００７５】 光ヘッド ：光源の波長＝６６０ｎｍ、対物レンズのＮＡ＝０．６０ トラックの接線(Tangential)方向のＲｉｍ強度＝０．５５ ディスクの半径(Radial)方向のＲｉｍ強度＝０．４５ 光ディスク：トラック周期＝１．２３μｍ（＝０．６１５×２） 往復位相深さ＝λ／６

【００７６】図８（Ａ）および図１０（Ａ）、ならびに
図８（Ｂ）および図１０（Ｂ）から明らかなように、ラ
ンドおよびグルーブで回折した光束には、干渉によっ
て、互いに逆符号の非点収差が発生していることがわか
る。

【００７７】また、図９（Ａ），（Ｂ）からわかるよう
に、集光スポットがランド上にある場合とグルーブ上に
ある場合とで、光強度分布は等しく、３つの回折光が重
なる干渉領域５１が特に強い強度分布となっていること
がわかる。

【００７８】なお、フィッティングによる非点収差量
は、次の（５）式により表され、また、ＮＡを考慮して
光ディスク上における非点隔差に換算すると、ランド上
およびグルーブ上のそれぞれの場合で、次の（６）式の
ように見積もられる。 Ｗ_L,G ＝±０．０４６［λｒｍｓ］ …（５） △Ｌ，Ｇ＝Ｗ×λ×４×６^1/2 ／ＮＡ² ＝０．８３［μｍ］ …（６）

【００７９】一方、非点収差法の引込範囲をＳｐｐ，戻
り系の倍率をβとすると、戻り系において、マルチレン
ズによって生成される非点隔差は、次の（７）式により
表され、戻り系のＮＡ（ＮＡ_backと記す。）は、次の
（８）式により表される。 △ｂａｃｋ＝Ｓｐｐ×２×β² …（７） ＮＡ_back＝ＮＡ／β …（８）

【００８０】したがって、戻り系のマルチレンズによっ
て生成された非点収差量は、次の（９）式により表され
る。 Ｗ_back＝△ｂａｃｋ×ＮＡ_back ² ／λ／４／６^1/2 ＝Ｓｐｐ×ＮＡ² ／λ／２／６^1/2 ［λｒｍｓ］ …（９）

【００８１】ここで、例えば、引込範囲Ｓｐｐ＝６［μ
ｍ］とすると、Ｗ_back＝０．６７［λｒｍｓ］となる。

【００８２】一般に、非点収差法においては、図１１
（Ａ）に示したように、戻り光路中の位置Ｐ１にあるマ
ルチレンズ２８のシリンドリカル面の母線方向Ｄ１は、
光ディスクのトラック（ランドまたはグルーブ）による
回折パターンの配列方向Ｄ２に対して４５度をなす方向
に設定される。このため、マルチレンズ２８によって、
母線方向Ｄ１と直交する方向Ｄ２に非点収差が与えられ
る。ここで、光検出素子の受光部を、非点収差を付加さ
れた方向における焦点位置Ｆ１と、これと直交する、非
点収差を付加されない方向（マルチレンズ２８のシリン
ドリカル面の母線に平行な方向）における焦点位置Ｆ２
のほぼ中間位置Ｐ２に配置したとすると、受光部面上の
スポットは、合焦時にはほぼ円になり、フォーカス引込
範囲Ｓｐｐ（図１３）に対応する領域の両端では焦線と
なる。このため、光検出素子９から得られるフォーカス
エラー信号は、対物レンズ位置に対して後述する図１３
に示したようなＳ字型の曲線を描くことになる。

【００８３】ここで、合焦時における、対物レンズの瞳
上における回折パターンと、受光部上における回折パタ
ーンとを考えると、マルチレンズ２８のシリンドリカル
面の母線に平行な方向と直交する方向のうち、受光部面
の手前で合焦する方向のみ、パターンが反転するため、
理想的には、図１１（Ｂ）のように受光部面上にスポッ
トが形成される。

【００８４】受光部面上の理想的な光強度分布は、図９
（Ａ），（Ｂ）に示したように、スポットがランド上に
ある場合とグルーブ上にある場合とでほぼ等しい分布に
なるため、受光部面上の集光スポットが図１１（Ｂ）に
示した通りであれば、従来どおりの非点収差法の演算を
行っても、ランドとグルーブとでフォーカスエラー信号
ＦＥの演算結果には差が出ない。なお、ここでいう従来
どおりの演算とは、図１１（Ｂ）において、受光部１９
２を構成する４つの分割受光部１９２Ａ〜１９２Ｄの各
出力信号を、それぞれ、ａ１，ｂ１，ｃ１，ｄ１とした
ときに、次の（１０）式により表される演算である。

【００８５】 ＦＥ＝（ａ１＋ｃ１）−（ｂ１＋ｄ１） …（１０）

【００８６】ところが、上述したように、実際には、ラ
ンドおよびグルーブによる回折によって、戻り光には非
点収差によって近似できるような位相分布が生じてお
り、マルチレンズ２８による非点収差とランド／グルー
ブ回折によって発生する非点収差とを合成した非点収差
の方向は、受光部の分割線に対して４５度の方向にはな
らず、ランドとグルーブとで、それぞれ逆の方向に数度
ずつずれることになる。その結果、図１２（Ａ），
（Ｂ）に示したように、３つの回折光が重なる干渉領域
５１は、スポット１９６がランド上にあるかグルーブ上
にあるかによって、分割線ＤＬ１，ＤＬ２をまたいでパ
タパタと数度ずつ回転を繰り返すことになる。干渉領域
５１の強度は、図９に示したように、それ以外の領域に
比べて極めて大きな強度を有しており、その挙動は、光
検出素子９の出力を基に非点収差法による演算をした場
合の演算結果に大きな変動を与えることになる。具体的
には、スポットがランド上にあるときとグルーブ上にあ
るときで、フォーカスエラー信号ＦＥに大きな差異が発
生することになる。

【００８７】図１３は、本比較例において得られるフォ
ーカスエラー信号を表すものである。この図において、
横軸は、ディスクと直交する方向における対物レンズ位
置を示し、縦軸は、フォーカスエラー信号の出力レベル
を示す。また、実線で示した曲線ＦＥＬは、ビームスポ
ットがランド上にある場合の対物レンズ位置とフォーカ
スエラー信号ＦＥとの関係を示すフォーカスエラー曲線
であり、破線で示した曲線ＦＥＧは、ビームスポットが
グルーブ上にある場合の対物レンズ位置とフォーカスエ
ラー信号ＦＥとの関係を示すフォーカスエラー曲線であ
る。

【００８８】この図に示したように、ビームスポットが
記録媒体のランド上にあるかグルーブ上にあるかによっ
て、フォーカスエラー信号ＦＥは異なる値をとる。この
ため、フォーカスエラー信号ＦＥが零になる位置は、ビ
ームスポットがランド上にある場合の対物レンズ位置Ｘ
Ｌと、ビームスポットがグルーブ上にある場合の対物レ
ンズ位置ＸＧの２か所存在する。一方、光ヘッドの動作
を制御する制御部（図示せず）は、レンズ駆動用コイル
（図示せず）に流す電流を制御して、フォーカスエラー
信号ＦＥが零になるように対物レンズをディスクと直交
する方向に駆動する。このため、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
動するたびに、対物レンズは位置ＸＬと位置ＸＧとの間
を行き来しようとするため、これがトラック横断ノイズ
として現れることになる。このノイズは、デフォーカ
ス、フォーカスサーボやトラッキングサーボにおける伝
達特性の劣化、およびレンズ駆動用コイルの焼付きや破
損等の不具合を生じさせる。

【００８９】（非点収差の計算例）ここで、フォーカス
引込範囲が６μｍの場合について、マルチレンズ２８に
よる非点収差とランド・グルーブ回折によって発生する
非点収差との合成の結果生ずる、±１次光の回転角度を
見積もると、以下のようになる。

【００９０】図１４のように収差の方向を定め、例えば
先に合焦する方向が方向軸Ｄ３であるとすると、マルチ
レンズによる非点収差ＭＡｓ、ランドによる非点収差Ｌ
Ａｓ、グルーブによる非点収差ＧＡｓは、それぞれ、次
の（１１）〜（１３）式により表される。これらの式
で、Ａ，Ｂは定数を示し、θは光ディスクの半径方向を
基準としたときの光束瞳断面内における方向角を示し、
ρは光軸を中心とする瞳座標系における原点からの距離
（瞳の半径を１とする。）を示す。

【００９１】 ＭＡｓ＝Ａ×ρ² ×Ｓｉｎ２θ …（１１） ＬＡｓ＝−Ｂ×ρ² ×Ｃｏｓ２θ …（１２） ＧＡｓ＝＋Ｂ×ρ² ×Ｃｏｓ２θ …（１３）

【００９２】（１１）〜（１３）式より、スポットがラ
ンド上にある場合の合成非点収差ＴＡｓは次の（１４）
式により表され、グルーブ上にある場合の合成非点収差
ＴＡｓは次の（１５）式により表される。 ＴＡｓ＝（Ａ² ＋Ｂ² ）^1/2 ×ρ² ×Ｓｉｎ２（θ−α／２） …（１４） ＴＡｓ＝（Ａ² ＋Ｂ² ）^1/2 ×ρ² ×Ｓｉｎ２（θ＋α／２） …（１５）

【００９３】但し、角度αは次の（１６），（１７）式
を満たす値である。 Ｃｏｓα＝Ａ／（Ａ² ＋Ｂ² ）^1/2 …（１６） Ｓｉｎα＝Ｂ／（Ａ² ＋Ｂ² ）^1/2 …（１７）

【００９４】受光部上では、回折パターンが図１４にお
ける方向軸Ｄ４の付近を境に反転するので、回折パター
ンの配列方向は元の方向から９０度回転したようになる
が、その反転軸の方向が、ランドとグルーブとで、それ
ぞれ、方向軸Ｄ４に対して＋α／２，−α／２だけずれ
ることになる。その結果、３つの回折光が重なる干渉領
域５１は、図１２に示したように、ランドとグルーブと
で、それぞれ、分割線ＤＸに対して＋α，−αだけ角度
がずれることになる。

【００９５】実際に、値を入れて計算してみると、Ａ∝
０．６７［λｒｍｓ］，Ｂ∝０．０４６［λｒｍｓ］よ
り、α＝３．９［ｄｅｇ］となる。

【００９６】なお、以上の考察は、光ヘッドにより集光
されて光ディスクに照射される光ビームの収差（主に非
点収差）がそれほど大きくない場合を前提としたもので
ある。

【００９７】（本実施の形態の光検出素子９の場合）こ
れに対して、本実施の形態では、光検出素子９のメイン
スポット用受光部９２を図３および図１５に示したよう
なパターンに分割すると共に、例えば、３つの回折光が
重なる干渉領域５１が位置している中間受光部９２Ｍか
らの出力信号を使用せず周辺受光部９２Ｐからの出力信
号のみを用いた（２）式によりフォーカスエラー信号Ｆ
Ｅを演算するようにしている。

【００９８】図１５から明らかなようにフォーカスエラ
ー信号ＦＥは、３つの回折光が重なる干渉領域５１の位
置がランド上とグルーブ上とで変化することによる影響
をほとんど受けることがないため、「トラック横断ノイ
ズ」のない良好なフォーカス制御が可能となる。すなわ
ち、図１６に示したように、フォーカスエラー信号のレ
ベルが零となる位置の近傍（符号２００で示した円内）
においては、ランド上でのフォーカスエラー信号ＦＥＬ
とグルーブ上でのフォーカスエラー信号ＦＥＧとの間に
隔差がなくなり、フォーカス引込範囲Ｓｐｐ内において
信号レベルが零になるような対物レンズの位置が一義的
に定まる。したがって、光ビームスポットがランド上と
グルーブ上との間を移動するごとに対物レンズが小刻み
に移動するという現象が抑制される。

【００９９】また、本実施の形態では、受光部面の集光
スポットのうち、３つの回折光が重なる干渉領域５１を
含む部分を中間受光部９２Ｍのみで受光すると共に、こ
の中間受光部９２Ｍの小受光部９２Ｍｗ，９２Ｍｘ，９
２Ｍｙ，９２Ｍからの出力信号を用いて、（４）式によ
り、一方の対角線方向の加算値（ｍｗ＋ｍｙ）と、他方
の対角線方向の加算値（ｍｘ＋ｍｚ）との差分を求め、
これをトラック判別信号ＣＴＳとして用いるようにして
いる。上記したように、集光スポット９６のうち干渉領
域５１の強度は十分大きいことから（図９参照）、この
干渉領域５１を含む部分（第１の部分）における強度分
布は、図１７（Ｂ）に示したように、光ビームスポット
がランド上とグルーブ上のいずれにあるかによって大き
く変化する。なお、図１７（Ｂ）は、光検出素子９の受
光部９２における集光スポット９６の強度分布が光ビー
ムスポットの位置によってどのように変化するかを表す
ものである。

【０１００】図１７（Ｂ）から判るように、第１の部分
の光を受光する小受光部９２Ｍｗ，９２Ｍｘ，９２Ｍ
ｙ，９２Ｍｚの各出力値ｍｗ，ｍｘ，ｍｙ，ｍｚは、そ
れぞれ、光ビームスポットがランド上とグルーブ上のい
ずれにあるかによって大きく変化し、これにより、
（４）式の値は大きく変化して、例えば図１７（Ａ）に
示したようになる。したがって、この値をトラック判別
信号ＣＴＳとして用いれば、光ビームスポットがランド
上とグルーブ上のいずれにあるかを正しく知ることがで
きる。なお、図１７（Ａ）は、光ディスク３０の記録面
上のトラッキング方向Ｔにおける光ビームスポットの位
置（横軸）と、トラッキングエラー信号ＴＥおよびトラ
ック判別信号ＣＴＳの出力レベル（縦軸）との関係を表
すものである。この図１７（Ａ）に示したように、本実
施の形態によるトラック判別信号ＣＴＳは、トラッキン
グエラー信号ＴＥに対して位相が９０度異なる信号とし
て得られると共に、図２５で示した従来方式によるほぼ
フラットなトラック判別信号ＣＴＳと比べると、十分に
起伏のある信号となっている。したがって、トラッキン
グエラー信号ＴＥおよびトラック判別信号ＣＴＳの２つ
を参照することにより、光ビームスポットがランド上と
グルーブ上のいずれにあるかを明確に判別することが可
能である。

【０１０１】なお、本実施の形態において使用した光検
出素子９における受光部パターンは、フォーカスエラー
検出に非点収差法を用いると共にトラッキングエラー検
出に差動位相差法および３ビーム法を用いる従来の光ヘ
ッドの光検出素子１９（図２４）における受光部パター
ンと比べて、分割数が増えた点が異なるのみである。こ
のため、図６に示した演算回路４０において、従来のフ
ォーカスエラー信号ＦＥを生成することも容易であり、
従来のシステムとの互換性を確保することが容易であ
る。

【０１０２】以上のように、本実施の形態によれば、光
ディスク３０の記録面で反射されて光検出素子９の受光
部９２により受光される集光スポット９６のうち、記録
面のランドおよびグルーブにおいて発生する０次光およ
び±１次光の３者が重なる干渉領域５１を含む第１の部
分を、受光部９２の中央部の中間受光部９２Ｍにより受
光すると共に、干渉領域５１を含まない第２の部分を、
受光部９２の周辺部の周辺受光部９２Ｐにより受光する
ようにしている。そして、光ディスク３０の記録面上に
おける光ビームスポットの位置によって強度分布が大き
く変動する結果フォーカスエラー信号ＦＥの検出精度を
著しく低下させる主要因となる第１の部分に対応して中
間受光部９２Ｍから出力される信号を積極的に利用し
て、トラック判別信号ＣＴＳを求めると共に、干渉領域
５１を含まない結果強度分布の変動が少ない第２の部分
に対応して周辺受光部９２Ｐから出力される信号を利用
して、フォーカスエラー信号ＦＥを求めることとしてい
る。

【０１０３】したがって、光ディスク３０の記録面上に
おける光ビームスポットの位置の判別をトラック判別信
号ＣＴＳを用いて正しく行うことができると共に、光ビ
ームスポットがランドやグルーブを横断する際にトラッ
ク横断ノイズを効果的に抑制することができる。トラッ
ク判別信号ＣＴＳは、後述するように、トラック横断数
や横断方向を求めるためのいわゆるトラバースカウント
動作に用いられるほか、光ヘッド１２をトラッキングサ
ーボ状態に移行させるためのトラッキングサーボ引込制
御にも使用可能である。また、トラック横断ノイズを効
果的に抑制できる結果、フォーカスサーボ制御を高精度
に行うことも可能となる。なお、トラッキングサーボ引
込制御は、光ヘッドがトラックをトレースしていない状
態（非トラッキングサーボ状態）からトレース状態（ト
ラッキングサーボ状態）に移行させるための制御動作で
ある。

【０１０４】なお、本実施の形態では、中間受光部９２
Ｍを４つの小受光部９２Ｍｗ，９２Ｍｘ，９２Ｍｙ，９
２Ｍｚに分割し、それぞれからの出力信号ｍｗ，ｍｘ，
ｍｙ，ｍｚに基づいて（４）式による演算を行ってトラ
ック判別信号ＣＴＳを求める方法（以下、４信号法とい
う。）によることとしたが、本発明はこれに限定されな
い。例えば、中間受光部９２Ｍを、例えば図１８に示し
たように、小受光部９２Ｍｙ，９２Ｍｚを一体化した受
光部９２Ｍｙｚと小受光部９２Ｍｗ，９２Ｍｘの３つの
部分に分割し、小受光部９２Ｍｗ，９２Ｍｘからの各出
力信号ｍｗ，ｍｘの差分をトラック判別信号ＣＴＳとし
て用いる方法（以下、２信号法という。）を用いるよう
にしてもよい。４信号法では、より良好な感度での判別
が可能である一方、２信号法では、信号処理回路をより
簡略化することができる。ここで、小受光部９２Ｍｗ，
９２Ｍｘが本発明における「重畳部分のほぼ中央を通
り、かつ記録媒体のトラック案内構造によって発生する
複数の回折パターンの配列方向と平行な第１の軸に関し
て、いずれか一方の側に配設されると共に、第１の軸の
方向に沿って配列された２つの小受光部」の一具体例に
対応する。

【０１０５】（シーク動作制御およびトラッキングサー
ボ引込制御）次に、図１９〜図２２を参照して、トラバ
ースカウント動作を通じて行われるシーク動作制御およ
びトラッキングサーボ引込制御について説明する。な
お、シーク動作制御とは、光ヘッド１２によるビームス
ポットをトラッキング方向Ｔに沿って目標のトラックま
で移動させる動作である。

【０１０６】図１９は図１に示したサーボ制御回路１４
の要部を表すものである。このサーボ制御回路１４は、
光ヘッド１２の動作制御に必要な制御信号を得るための
ディジタル信号処理を行うディジタル処理回路１４０
と、光ヘッド１２の光検出素子９から出力されるアナロ
グ信号としてのトラッキングエラー信号ＴＥをディジタ
ル信号に変換するアナログ・ディジタル（Ａ／Ｄ）変換
器１４１と、光検出素子９から出力されるアナログ信号
としての和信号ＳＵＭをディジタル信号に変換するＡ／
Ｄ変換器１４２と、光検出素子９から出力されるアナロ
グ信号としてのトラック判別信号ＣＴＳをディジタル信
号に変換するＡ／Ｄ変換器１４３とを備えている。ここ
で、和信号ＳＵＭは、純粋な和信号から、それに含まれ
るＲＦ帯域成分をローパスフィルタにより除去したもの
である。

【０１０７】サーボ制御回路１４はまた、ディジタル処
理回路１４０から出力されたディジタル信号をアナログ
信号に変換するディジタル・アナログ（Ｄ／Ａ）変換器
１４４，１４５と、Ｄ／Ａ変換器１４４から出力された
アナログ信号を増幅してトラッキング駆動信号ＤＲＶ１
として出力するドライブアンプ１４６と、Ｄ／Ａ変換器
１４５から出力されたアナログ信号を増幅してモータ駆
動信号ＤＲＶ２として出力するドライブアンプ１４７と
を備えている。

【０１０８】ディジタル処理回路１４０は、正規化処理
回路６１Ａ，６１Ｂと、位相補償フィルタ６２と、トラ
バースカウンタ６３とを備えている。

【０１０９】正規化処理回路６１Ａは、Ａ／Ｄ変換器１
４１から出力されるディジタル化されたトラッキングエ
ラー信号ＴＥとＡ／Ｄ変換器１４２から出力されるディ
ジタル化された和信号ＳＵＭとに基づき、トラッキング
エラー信号ＴＥが光量変化による影響を受けないように
するための信号正規化処理を行うためのものである。正
規化処理回路６１Ｂは、Ａ／Ｄ変換器１４３から出力さ
れるディジタル化されたトラック判別信号ＣＴＳとＡ／
Ｄ変換器１４２から出力されるディジタル化された和信
号ＳＵＭとに基づき、トラック判別信号ＣＴＳが光量変
化による影響を受けないようにするための信号正規化処
理を行うためのものである。

【０１１０】位相補償フィルタ６２は、正規化処理回路
６１により正規化されたトラッキングエラー信号ＮＴＥ
に対して、フィールドバックループを安定化するための
位相補償処理を行うためのものである。ここで、位相補
償とは、低域ゲイン向上のための位相遅れ処理や、位相
余裕を拡大するための位相進み処理を、帯域に分けて施
すことでサーボを安定化させる処理である。

【０１１１】トラバースカウンタ６３は、正規化された
トラッキングエラー信号ＮＴＥとＡ／Ｄ変換器１４３か
らディジタル化されて出力されたトラック判別信号ＣＴ
Ｓｄとに基づいて、後述するトラバースカウント処理を
行い、光ディスク３０の記録面上での光ビームスポット
の速度を示す速度信号ＶＳと、ビームスポットの位置を
示す位置信号ＰＳＡ，ＰＳＢとを出力するようになって
いる。ここで、位置信号ＰＳＡは、ビームスポットがト
ラッキングサーボ引込位置からどれだけどちらの方向
（内周方向か外周方向か）にシフトしているかを示す相
対位置信号であり、位置信号ＰＳＢは、ビームスポット
がトラックからトラックへどれだけ移動したかを示す絶
対位置信号である。

【０１１２】ディジタル処理回路１４０はまた、速度信
号ＶＳと位置信号ＰＳＡとを加算するための加算器６４
と、位置信号ＰＳＡを加算器６４に供給するか否かを切
り換えるスイッチ回路６５と、速度信号ＶＳを監視し、
その値に応じてスイッチ回路６５のオンオフを制御する
切換判断回路６６と、加算器６４から出力された加算信
号に対する位相補償処理を行う位相補償フィルタ６７
と、位相補償フィルタ６２の出力信号と位相補償フィル
タ６７の出力信号のうちのいずれか一方を選択して出力
するスイッチ回路６８と、速度信号ＶＳおよび位置信号
ＰＳＡを監視し、これらの値に応じてスイッチ回路６８
のオンオフを制御する切換判断回路６９とを備えてい
る。スイッチ回路６８からの出力信号はＤ／Ａ変換器１
４４に入力されるようになっている。

【０１１３】ディジタル処理回路１４０はさらに、光デ
ィスク３０の記録面上をトラッキング方向Ｔに移動する
光ビームスポットの基準の速度変化パターンである基準
速度プロファイル（図２１（Ａ）参照）を生成する基準
速度生成部７１と、光ディスク３０の記録面上のトラッ
キング方向Ｔにおける光ビームスポットの基準の位置変
化パターンである基準位置プロファイル（図２１（Ｂ）
参照）を生成する基準位置生成部７２と、トラバースカ
ウンタ６３から出力される速度信号ＶＳと基準速度生成
部７１から出力される基準速度プロファイル信号ＶＰと
の差分をとる差分器７３と、トラバースカウンタ６３か
ら出力される位置信号ＰＳＢと基準位置生成部７２から
出力される基準位置プロファイル信号ＰＰとの差分をと
る差分器７４と、差分器７３，７４の各出力信号をそれ
ぞれ増幅するアンプ７５，７６と、アンプ７５，７６の
各出力信号を加算する加算器７７とを備えている。加算
器７７からの出力信号はＤ／Ａ変換器１４５に入力され
るようになっている。

【０１１４】図２０はトラバースカウンタ６３の構成を
表すものである。この図に示したように、トラバースカ
ウンタ６３は、正規化処理回路６１により正規化された
トラッキングエラー信号ＮＴＥを２値化するための２値
化回路６３１と、Ａ／Ｄ変換器１４３によりディジタル
化されたトラック判別信号ＣＴＳｄを２値化するための
２値化回路６３２と、２値化回路６３１，６３２の各出
力信号に基づいて、ビームスポットが移動したトラック
数をカウントする２相アップダウンカウンタ（以下、２
相Ｕ／Ｄカウンタという。）６３３と、２相Ｕ／Ｄカウ
ンタ６３３から出力されたカウント値に基づいてビーム
スポットのトラッキング方向における移動速度を計測し
速度信号ＶＳとして出力する速度検出部６３４と、２相
Ｕ／Ｄカウンタ６３３から出力されたカウント値に基づ
いて移動したトラック数を計測し位置信号ＰＳＡ，ＰＳ
Ｂとして出力する位置検出部６３５とを備えている。速
度検出部６３４は、一定時間内に移動したトラック数を
基に移動速度を演算するようになっている。

【０１１５】図２１は、基準速度生成部７１および基準
位置生成部７２によりそれぞれ生成される基準速度プロ
ファイルおよび基準位置プロファイル信号の一例を表す
ものである。図２１（Ａ）は基準速度プロファイルを表
し、横軸は時間、縦軸はトラッキング方向Ｔにおけるビ
ームスポット速度を示す。図２１（Ｂ）は基準位置プロ
ファイルを表し、横軸は時間、縦軸はトラッキング方向
Ｔにおけるビームスポット位置を示す。上記したよう
に、基準速度プロファイルは、ビームスポットがトラッ
キング方向に移動する際に基準となる速度変化パターン
を表すものであり、基準位置プロファイルは、ビームス
ポットがトラッキング方向に移動する際に基準となる位
置変化パターンを表すものである。いずれのプロファイ
ルも、移動すべきトラック数が決定された場合にそのト
ラック数に応じてその都度決定されるようになってい
る。

【０１１６】次に、図２２を参照して、以上のような構
成のサーボ制御回路１４の動作を説明する。なお、図２
２は、ディジタル処理回路１４０におけるトラバースカ
ウンタ６３の動作を表すものである。この図で、（Ａ）
はトラッキングエラー信号ＴＥを示し、（Ｂ）はトラッ
ク判別信号ＣＴＳを示す。（Ｃ）はトラバースカウンタ
６３の２値化回路６３１により２値化されたトラッキン
グエラー信号を示し、（Ｄ）はトラバースカウンタ６３
の２値化回路６３２により２値化されたトラック判別信
号を示す。また、（Ｅ）はトラバースカウンタ６３の２
相Ｕ／Ｄカウンタ６３３によりカウントされたカウント
値を示す。

【０１１７】図１９において、光検出素子９から出力さ
れたトラッキングエラー信号ＴＥはＡ／Ｄ変換器１４１
によってディジタル信号に変換されて正規化処理回路６
１に入力される。また、光検出素子９から出力された和
信号ＳＵＭはＡ／Ｄ変換器１４２によってディジタル信
号に変換されて正規化処理回路６１に入力される。正規
化処理回路６１は、和信号ＳＵＭを参照して、トラッキ
ングエラー信号ＴＥの正規化処理を行う。これにより、
光量変化の変化による影響を受けないトラッキングエラ
ー信号ＮＴＥが生成され、位相補償フィルタ６２および
トラバースカウンタ６３に入力される。

【０１１８】一方、光検出素子９から出力されたトラッ
ク判別信号ＣＴＳはＡ／Ｄ変換器１４３によってディジ
タル信号に変換されてトラバースカウンタ６３に入力さ
れる。

【０１１９】トラバースカウンタ６３は、入力されたト
ラッキングエラー信号ＮＴＥおよびトラック判別信号Ｃ
ＴＳに基づいて、以下のようなトラバースカウント処理
を行い、速度信号ＶＳおよび位置信号ＰＳＡ，ＰＳＢを
出力する。

【０１２０】図２０に示したトラバースカウンタ６３に
おいて、２値化回路６３１は、図２２（Ａ）に示したよ
うな波形のトラッキングエラー信号ＮＴＥを２値化して
図２２（Ｃ）に示したような２値信号を生成する。２値
化回路６３２は、図２２（Ｂ）に示したような波形のト
ラック判別信号ＣＴＳを２値化して図２２（Ｄ）に示し
たような２値信号を生成する。２相Ｕ／Ｄカウンタ６３
３は、これらの２つの２値信号を基に、カウントアップ
およびカウントダウンを行い、図２２（Ｅ）に示したよ
うなカウント信号を出力する。速度検出部６３４は、２
相Ｕ／Ｄカウンタ６３３から供給されたカウント信号を
基に、一定時間当たりのトラック移動数を計測し、その
結果を速度信号ＶＳとして出力する。また、位置検出部
６３５は、２相Ｕ／Ｄカウンタ６３３から供給されたカ
ウント信号を基に、トラック移動数を計測し、その結果
を位置信号ＰＳＡ，ＰＳＢとして出力する。

【０１２１】ディジタル処理回路１４０は、トラバース
カウンタ６３から出力された速度信号ＶＳおよび位置信
号ＰＳＡ，ＰＡＢに基づき、以下のようにして、シーク
動作制御およびトラッキングサーボ引込制御を行う。

【０１２２】まず、シーク動作制御について説明する。

【０１２３】トラバースカウンタ６３から出力された速
度信号ＶＳは、差分器７３に入力される。差分器７３
は、速度信号ＶＳと基準速度生成部７１から出力される
目標値（基準速度プロファイル信号ＶＰ）との差分をと
り、その差分を速度誤差信号として出力する。この速度
誤差信号は、アンプ７５により増幅されて加算器７７に
入力される。

【０１２４】一方、トラバースカウンタ６３から出力さ
れた位置信号ＰＳＢは、差分器７４に入力される。差分
器７４は、位置信号ＰＳＢと基準速度生成部７２から出
力される目標値（基準位置プロファイル信号ＰＰ）との
差分をとり、その差分を位置誤差信号として出力する。
この位置誤差信号は、アンプ７６により増幅されて加算
器７７に入力される。

【０１２５】加算器７７は、速度誤差信号と位置誤差信
号とを加算して、その加算結果を位相補償フィルタ７８
に入力する。位相補償フィルタ７８は、加算器７７から
出力された加算値に対して位相補償処理を行う。位相補
償フィルタ７８からの出力信号は、Ｄ／Ａ変換器１４５
によってアナログ信号に変換されたのち、ドライブアン
プ１４７によって増幅され、モータ駆動信号ＤＲＶ２と
して、送りモータ１３に供給される。送りモータ１３
は、モータ駆動信号ＤＲＶ２に応じて駆動される。これ
により、光ヘッド１２は、速度誤差信号と位置誤差信号
との加算結果である誤差信号が０に近づくように、トラ
ッキング方向Ｔに移動する。

【０１２６】こうして、光ヘッド１２は、図２１
（Ａ），（Ｂ）に示したような速度プロファイルおよび
位置プロファイルに従ってトラッキング方向に移動し、
そこで、停止する。これでシーク動作が完了する。

【０１２７】次に、トラッキングサーボ引込制御につい
て段階を追って説明する。トラバースカウンタ６３から
の速度信号ＶＳは、加算器６４に入力されている。トラ
ッキングサーボ引込制御の開始時は、スイッチ回路６５
がオフ状態となっているため、速度信号ＶＳは加算器６
４をそのまま通過して位相補償フィルタ６７に入力され
る。位相補償フィルタ６７は、速度信号ＶＳに対して位
相補償制御を行う。この時点で、スイッチ回路６８では
位相補償フィルタ６７の側が選択されており、位相補償
フィルタ６７の出力信号（ここでは、位相補償の施され
た速度信号ＶＳ）は、Ｄ／Ａ変換器１４４に入力され
る。位相補償フィルタ６７からの出力信号は、Ｄ／Ａ変
換器１４４によってアナログ信号に変換されたのち、ド
ライブアンプ１４６によって増幅され、トラッキング駆
動信号ＤＲＶ１として、光ヘッド１２における２軸アク
チュエータ２９のトラッキングコイル（図示せず）に供
給される。これにより、対物レンズ２７（図２）は、ト
ラッキング方向Ｔにおいて、速度信号ＶＳが零に近づく
ように微小移動する。

【０１２８】トラバースカウンタ６３からの速度信号Ｖ
Ｓは、切換判断回路６６にも入力されている。この切換
判断回路６６は、トラバースカウンタ６３から出力され
た速度信号ＶＳを監視して、その値が所定の値以下にな
ったことを確認すると、スイッチ回路６５をオン状態に
変化させる。これにより、加算器６４には位置信号ＰＳ
Ａも入力されるようになる。加算器６４は、速度信号Ｖ
Ｓと位置信号ＰＳＡとを加算して、その加算結果を位相
補償フィルタ６７に入力する。位相補償フィルタ６７
は、速度信号ＶＳと位置信号ＰＳとの加算信号に対して
位相補償を行う。位相補償フィルタ６７の出力信号はＤ
／Ａ変換器１４４に入力され、ここで、アナログ信号に
変換されたのち、ドライブアンプ１４６によって増幅さ
れ、トラッキング駆動信号ＤＲＶ１として、光ヘッド１
２における２軸アクチュエータ２９のトラッキングコイ
ル（図示せず）に供給される。これにより、対物レンズ
２７（図２）は、トラッキング方向Ｔにおいて、速度信
号ＶＳおよび位置信号ＰＳＡが共に零に近づくように微
小移動する。

【０１２９】トラバースカウンタ６３からの速度信号Ｖ
Ｓおよび位置信号ＰＳＡは、切換判断回路６９にも入力
されている。切換判断回路６９は、速度信号ＶＳおよび
位置信号ＰＳＡを監視して、これらの信号がそれぞれ所
定の値以下になったことを確認すると、トラッキングサ
ーボの引込みが完了したと判断して、制御スイッチ回路
６８の入力端を位相補償フィルタ６７の側から位相補償
フィルタ６２の側に切り換えさせる。これにより、トラ
ッキングサーボ引込制御が完了する。

【０１３０】トラッキングサーボ引込制御が完了する
と、光ヘッド１２の対物レンズ２７のトラッキング制御
は、通常のトラッキングサーボによる制御モードへと移
行する。このモードにおいて、位相補償フィルタ６２
は、トラッキングエラー信号ＮＴＥに対する位相補償処
理を行い、その出力信号をスイッチ回路６８に入力す
る。位相補償フィルタ６２からの出力信号は、スイッチ
回路６８、Ｄ／Ａ変換器１４４およびドライブアンプ１
４６を経て、トラッキング駆動信号ＤＲＶ１として出力
される。このトラッキング駆動信号ＤＲＶ１は、光ヘッ
ド１２における２軸アクチュエータ２９のトラッキング
コイル（図示せず）に供給される。このようにしてトラ
ッキングサーボのループ制御が行われることにより、光
ヘッド１２の対物レンズ２７からのビームスポットが特
定のトラックの中央をトレースする状態が維持されるよ
うに２軸アクチュエータ２９が制御される。

【０１３１】以上、実施の形態を挙げて本発明を説明し
たが、本発明はこの実施の形態に限定されず、本発明の
要旨を逸脱しない範囲で種々の変形および応用が可能で
ある。例えば、上記実施の形態では、フォーカスエラー
信号ＦＥおよびトラッキングエラー信号ＴＥの演算を
（２）式および（３）式により行うものとして説明した
が、本発明はこれに限定されず、その他の演算式を用い
ることも可能である。

【０１３２】また、上記実施の形態では、演算回路４０
が光検出素子９に含まれるように構成したが、この演算
回路４０を光検出素子９とは別個の外部回路として構成
するようにしてもよい。

【０１３３】また、上記実施の形態では、光学部品を個
別に配置して構成した光ヘッドについて説明したが、本
発明はそれに限られず、光学系を集積配置して構成した
光ヘッドにも適用可能である。また、上記実施の形態で
は、図１９において「正規化処理回路」や「切換判断回
路」等のハードウェア回路を用いているが、必ずしも電
気回路によって実現する必要はなく、ソフトウェアによ
って実現してもかまわない。

【０１３４】また、本発明の適用対象は、ＤＶＤ−ＲＡ
Ｍのみに限定されることはなく、ランドおよびグルーブ
の双方に記録を行うランド・グルーブ記録方式の記録媒
体の全般に本発明を適用可能である。さらに、ランドま
たはグルーブのいずれか一方にのみ記録を行う方式の記
録媒体であっても、記録面での回折光のうち０次光およ
び±１次光の３者が重なり合うこととなるような仕様の
システムである限り、本発明を適用することが可能であ
る。さらに、本発明は、そのような仕様の光記録媒体で
ある限り、回転駆動される円盤（ディスク）状の記録媒
体のみならず、例えば直線走行するように駆動されるテ
ープ状の記録媒体等にも適用可能である。

【０１３５】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１ないし請
求項１０のいずれか１項に記載の光ヘッド、請求項１１
ないし請求項１７のいずれか１項に記載の光情報記録再
生装置、請求項１８もしくは請求項１９に記載のトラッ
クの判別方法、または請求項２０ないし請求項２２のい
ずれか１項に記載の光ヘッドの制御方法によれば、光検
出手段が、記録媒体の記録面からの反射光のうち記録媒
体のトラック案内構造によって発生する０次光および２
つの１次回折光がすべて重なり合う重畳部分を含む第１
の部分の光を受光する複数の部分からなる第１の受光部
群を有するようにしたので、０次光および２つの１次回
折光がすべて重なり合う重畳部分を含む第１の部分にお
ける光強度分布およびその変化を知ることができるとい
う効果を奏する。

【０１３６】特に、請求項２記載の光ヘッドまたは請求
項１８もしくは請求項１９に記載のトラック判別方法に
よれば、さらに、第１の受光部から出力される信号に基
づいて、対物レンズによる集光スポット位置がランドと
グルーブのいずれの上にあるかを判別する判別手段を備
えたので、例えばＤＶＤ−ＲＡＭのようなランド・グル
ーブ記録方式の記録媒体に対しても、従来のランド記録
方式またはグルーブ記録方式の場合と同様のトラック判
別が可能になるという効果を奏する。

【０１３７】また、請求項５記載の光ヘッドまたは請求
項１９に記載のトラック判別方法によれば、第１の受光
部群が、記録媒体のトラック案内構造によって発生する
複数の回折パターンの配列方向と平行な第１の軸および
垂直な第２の軸に関してそれぞれほぼ対称に配置された
４つの小受光部を含むように構成すると共に、判別手段
が、４つの小受光部の配列における一方の対角線の方向
に沿った２つの小受光部からそれぞれ出力される信号の
和と、他方の対角線の方向に沿った２つの小受光部から
それぞれ出力される信号の和との差分に基づいて集光ス
ポットの位置判別を行うようにしたので、良好な感度で
の判別が可能になるという効果を奏する。

【０１３８】また、請求項８記載の光ヘッドによれば、
第１の受光部群が、重畳部分のほぼ中央を通り、かつ記
録媒体のトラック案内構造によって発生する複数の回折
パターンの配列方向と平行な第１の軸に関して、いずれ
か一方の側に配設されると共に、第１の軸の方向に沿っ
て配列された２つの小受光部を含むように構成すると共
に、２つの小受光部からそれぞれ出力される信号の差分
に基づいて対物レンズによる集光スポット位置がランド
とグルーブのいずれの上にあるかを判別するようにした
ので、信号処理回路の構成をより簡略化することができ
るという効果を奏する。

【０１３９】また、請求項１０に記載の光ヘッドによれ
ば、光検出手段が、さらに、第１の受光部群を取り囲む
ように配置されると共に、記録媒体の記録面からの反射
光のうち、重畳部分を含まない第２の部分の光を受光す
る複数の部分からなる第２の受光部群を備えるように構
成すると共に、第２の受光部群から出力される信号に基
づいて、記録媒体の記録面に対する対物レンズの焦点誤
差を検出するようにしたので、さらに、フォーカスエラ
ーの検出処理に対するトラック横断ノイズの影響を抑制
することができるという効果を奏する。

【０１４０】請求項２０に記載の光ヘッドの制御方法に
よれば、光検出手段の少なくとも２以上の部分からなる
第１の受光部群により、記録媒体からの反射光のうち記
録媒体のトラック案内構造によって発生する０次光およ
び２つの１次回折光がすべて重なり合う重畳部分を含む
第１の部分の光を受光し、第１の受光部群から出力され
る信号に基づいて、対物レンズによる集光スポット位置
がランドおよびグルーブのいずれの上にあるかを判別す
ると共に、対物レンズによる集光スポット位置の、記録
媒体の記録面のランドおよびグルーブの各中央部からの
ずれを示すトラッキングエラーを検出し、このトラッキ
ングエラーの検出結果と集光スポット位置の判別結果と
に基づいて、記録媒体に対する光ヘッドの動作を制御す
るようにしたので、例えば、記録媒体に対する光ヘッド
のシーク動作やトラッキングサーボ引込制御等のよう
な、トラッキング方向における集光スポット位置制御を
高速に行うことも可能になるという効果を奏する。

【０１４１】特に、請求項２１に記載の光ヘッドの制御
方法によれば、集光スポット位置の判別結果と、トラッ
キングエラーの検出結果とに基づいて、対物レンズのト
ラッキングサーボの引込制御を行うようにしたので、例
えばＤＶＤ−ＲＡＭのようなランド・グルーブ記録方式
の記録媒体に対しても、従来のランド記録方式またはグ
ルーブ記録方式の場合と同様の良好なトラッキングサー
ボ引込制御を行うことが可能になるという効果を奏す
る。

【０１４２】特に、請求項２２に記載の光ヘッドの制御
方法によれば、集光スポット位置の判別結果とトラッキ
ングエラーの検出結果とに基づいて、対物レンズの集光
スポット位置が横断したトラック案内構造の数またはそ
の横断移動の方向もしくは速度の少なくとも１つを検出
するようにしたので、これらを用いることにより、例え
ばトラッキング方向における光ヘッドの移動制御を行う
ことも可能になるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態に係る光情報記録再生装
置の概略構成を表すブロック図である。

【図２】本発明の一実施の形態に係る光ヘッドの全体構
成を表す側面図である。

【図３】図２における光検出素子の構成を表す平面図で
ある。

【図４】光検出素子の演算回路の構成を表す回路図であ
る。

【図５】デフォーカス時の、光検出素子の受光部におけ
る集光スポットの様子を説明するための平面図である。

【図６】グルーブ記録方式を説明するための図である。

【図７】ランド・グルーブ記録方式を説明するための図
である。

【図８】ＤＶＤ−ＲＡＭを再生する場合における、ディ
スク回折光の対物レンズ瞳上での位相分布の一計算例を
表すグラフである。

【図９】ＤＶＤ−ＲＡＭを再生する場合における、ディ
スク回折光の対物レンズ瞳上での強度分布の一計算例を
表すグラフである。

【図１０】ＤＶＤ−ＲＡＭを再生する場合における、デ
ィスク回折光の対物レンズ瞳上での位相分布の他の計算
例を表すグラフである。

【図１１】非点収差を付与された光束の受光部面および
その近傍での様子を説明するための斜視図および平面図
である。

【図１２】非点収差法を用いてランド・グルーブ記録媒
体を再生する場合の受光部上における回折パターンの一
例を示す図である。

【図１３】比較例に係る光ヘッドにおけるフォーカスエ
ラー曲線を表す特性図である。

【図１４】収差の方向を定義するための図である。

【図１５】図２に示した光検出素子の受光部の構成と集
光スポットの形状、位置および向きとの関係を説明する
ための図である。

【図１６】本実施の形態において好適に得られるフォー
カスエラー曲線を表す特性図である。

【図１７】光ディスク上での光ビームスポット位置と、
トラック判別信号およびトラッキングエラー信号ならび
に光検出素子の受光部上の集光スポットの状態との関係
を示す図である。

【図１８】光検出素子の変形例を表す平面図である。

【図１９】図１におけるサーボ制御回路の構成を表すブ
ロック図である。

【図２０】図１９におけるトラバースカウンタの回路構
成を表すブロック図である。

【図２１】図１９における基準速度生成部および基準位
置生成部により生成される基準速度プロファイルおよび
基準位置プロファイルの各一例を表す図である。

【図２２】図２０のトラバースカウンタの動作を説明す
るためのタイミング図である。

【図２３】グルーブ記録方式の光ヘッドにおいて、戻り
光から得られる和信号とトラッキングエラー信号との関
係を表す図である。

【図２４】グルーブ記録方式の光ヘッドにおいて、戻り
光から得られるトラック判別信号とトラッキングエラー
信号との関係を表す図である。

【図２５】従来のランド・グルーブ記録方式の光ヘッド
において、戻り光から得られる和信号とトラッキングエ
ラー信号との関係を表す図である。

【符号の説明】

９…光検出素子、１２…光ヘッド、１４…サーボ制御回
路、１８…システムコントローラ、２２…半導体レー
ザ、２４…ビームスプリッタ、２４ａ…偏光分離膜、２
５…１／４波長板、２７…対物レンズ、２８…マルチレ
ンズ、２９…２軸アクチュエータ、３０…光ディスク、
４０…演算回路、５１…干渉領域、５３…ローパスフィ
ルタ、６２，６７，７８…位相補償フィルタ、６３…ト
ラバースカウンタ、６６，６９…切換判断回路、７１…
基準速度生成部、７２…基準位置生成部、７３，７４…
差分器、９２…受光部、９２Ｐ…周辺受光部、９２Ａ〜
９２Ｄ…小受光部、９２Ｍ…中間受光部、９２Ｍｗ，９
２Ｍｘ，９２Ｍｙ，９２Ｍｚ…小受光部、９６…集光ス
ポット、１４０…ディジタル処理回路、６３１，６３２
…２値化回路 ６３３…２相Ｕ／Ｄカウンタ、６３４…
速度検出部、６３５…位置検出部、Ｔ…トラッキング方
向、Ｆ…フォーカス方向、ＦＰＩ…フォーカス引込信
号、ＦＥ…フォーカスエラー信号、ＴＥ…トラッキング
エラー信号、ＣＴＳ…トラック判別信号、ＳＵＭ…和信
号、ＲＦ…再生信号、ＤＲＶ１…トラッキング駆動信
号、ＤＲＶ２…モータ駆動信号、Ｖ…速度信号、ＰＳ
Ａ，ＰＳＢ…位置信号、ＶＰ…基準速度プロファイル信
号、ＰＰ…基準位置プロファイル信号。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5D066 DA01 5D118 AA13 AA14 BA01 BB02 BC09 BF02 BF12 BF13 BF17 CA08 CA15 CA23 CC02 CC05 CC12 CC15 CD02 CD03 CF12 CG02 DA03 DB04 DB12 DB16 DC02 5D119 AA28 AA32 BA01 BA03 BB03 DA05 DA11 DA12 FA02 JA02 JA08 JA12 JA25 JA32 JA33 JA43 KA02 KA08 KA20 KA24

Claims (22)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 トラック案内構造として形成されたラ
   ンドおよびグルーブの双方に情報を記録可能に構成され
   た記録媒体を含む少なくとも１種類の記録媒体に対し
   て、情報の記録または再生の少なくとも一方を行うため
   の光ヘッドであって、 光を出射する光源と、 前記記録媒体の記録面に対して、前記光源から出射され
   た光を集光する対物レンズと、 前記光源から出射された光と前記記録媒体の記録面で反
   射された光とを分離する光分離手段と、 前記光分離手段により分離された前記記録媒体の記録面
   からの反射光を受光する光検出手段と、 前記記録媒体の記録面で反射され前記光分離手段を経て
   前記光検出手段に入射する光に非点収差を発生させる非
   点収差発生手段とを備え、 前記光検出手段は、 前記記録媒体の記録面からの反射光のうち前記記録媒体
   のトラック案内構造によって発生する０次光および２つ
   の１次回折光がすべて重なり合う重畳部分を含む第１の
   部分の光を受光する複数の部分からなる第１の受光部群
   を有することを特徴とする光ヘッド。
2. 【請求項２】 さらに、 前記第１の受光部から出力される信号に基づいて、前記
   対物レンズによる集光スポット位置がランドとグルーブ
   のいずれの上にあるかを判別する判別手段を備えたこと
   を特徴とする請求項１に記載の光ヘッド。
3. 【請求項３】 前記第１の受光部群は、 前記記録媒体の前記トラック案内構造によって発生する
   複数の回折パターンの配列方向と平行な第１の軸および
   垂直な第２の軸に関してそれぞれほぼ対称に配置された
   ４つの小受光部を含むことを特徴とする請求項２に記載
   の光ヘッド。
4. 【請求項４】 前記判別手段は、前記４つの小受光部
   からそれぞれ出力される信号に基づいて前記判別を行う
   ことを特徴とする請求項３に記載の光ヘッド。
5. 【請求項５】 前記判別手段は、前記４つの小受光部
   の配列における一方の対角線の方向に沿った２つの小受
   光部からそれぞれ出力される信号の和と、他方の対角線
   の方向に沿った２つの小受光部からそれぞれ出力される
   信号の和との差分である差分信号を演算し、その演算結
   果に基づいて前記判別を行うことを特徴とする請求項４
   に記載の光ヘッド。
6. 【請求項６】 前記第１の受光部群は、 前記重畳部分のほぼ中央を通り、かつ前記記録媒体の前
   記トラック案内構造によって発生する複数の回折パター
   ンの配列方向と平行な第１の軸に関して、いずれか一方
   の側に配設されると共に、前記第１の軸の方向に沿って
   配列された２つの小受光部を含むことを特徴とする請求
   項１に記載の光ヘッド。
7. 【請求項７】 さらに、 前記２つの小受光部からそれぞれ出力される信号に基づ
   いて前記対物レンズによる集光スポット位置がランドと
   グルーブのいずれの上にあるかを判別する判別手段こと
   を特徴とする請求項６に記載の光ヘッド。
8. 【請求項８】 前記判別手段は、 前記２つの小受光部からそれぞれ出力される信号の差分
   である差分信号を演算し、その演算結果に基づいて前記
   判別を行うことを特徴とする請求項７に記載の光ヘッ
   ド。
9. 【請求項９】 前記光検出手段が、さらに、 前記第１の受光部群を取り囲むように配置されると共
   に、前記記録媒体の記録面からの反射光のうち、前記重
   畳部分を含まない第２の部分の光を受光する複数の部分
   からなる第２の受光部群を備えたことを特徴とする請求
   項１に記載の光ヘッド。
10. 【請求項１０】 さらに、 前記第２の受光部群から出力される信号に基づいて、前
    記記録媒体の記録面に対する前記対物レンズの焦点誤差
    を検出する焦点誤差検出手段を備えたことを特徴とする
    請求項９記載の光ヘッド。
11. 【請求項１１】 トラック案内構造として形成された
    ランドおよびグルーブの双方に情報を記録可能に構成さ
    れた記録媒体を含む少なくとも１種類の記録媒体を駆動
    する記録媒体駆動手段と、前記記録媒体駆動手段によっ
    て駆動される前記記録媒体から信号を読み取るための光
    ヘッドと、前記光ヘッドを前記記録媒体に沿って移動さ
    せる光ヘッド駆動手段と、前記光ヘッドにより読み取ら
    れた信号に基づいて再生信号を生成する信号処理手段
    と、前記光ヘッドにより読み取られた信号に基づいて、
    前記記録媒体駆動手段、前記光ヘッド駆動手段および前
    記光ヘッドの動作を制御するサーボ制御手段とを備え、
    前記記録媒体に対して情報の記録または再生の少なくと
    も一方を行う光情報記録再生装置であって、 前記光ヘッドは、 光を出射する光源と、 前記記録媒体の記録面に対して、前記光源から出射され
    た光を集光する対物レンズと、 前記光源から出射された光と前記記録媒体の記録面で反
    射された光とを分離する光分離手段と、 前記光分離手段により分離された前記記録媒体の記録面
    からの反射光のうち前記記録媒体のトラック案内構造に
    よって発生する０次光および２つの１次回折光がすべて
    重なり合う重畳部分を含む第１の部分の光を受光する複
    数の部分からなる第１の受光部群を有する光検出手段
    と、 前記記録媒体の記録面で反射され前記光分離手段を経て
    前記光検出手段に入射する光ビームに非点収差を発生さ
    せる非点収差発生手段とを備えたことを特徴とする光情
    報記録再生装置。
12. 【請求項１２】 前記第１の受光部群は、前記記録媒
    体の前記トラック案内構造によって発生する複数の回折
    パターンの配列方向と平行な第１の軸および垂直な第２
    の軸に関してそれぞれほぼ対称に配置された４つの小受
    光部を含むことを特徴とする請求項１１に記載の光情報
    記録再生装置。
13. 【請求項１３】 さらに、 前記４つの小受光部の配列における一方の対角線の方向
    に沿った２つの小受光部からそれぞれ出力される信号の
    和と、他方の対角線の方向に沿った２つの小受光部から
    それぞれ出力される信号の和との差分である差分信号を
    演算し、その演算結果に基づいて、前記対物レンズによ
    る集光スポット位置がランドおよびグルーブのいずれの
    上にあるかを判別する判別手段を備えたことを特徴とす
    る請求項１２に記載の光情報記録再生装置。
14. 【請求項１４】 さらに、 前記第１の受光部から出力される信号に基づいて、前記
    対物レンズによる集光スポット位置がランドおよびグル
    ーブのいずれの上にあるかを判別する判別手段と、 前記対物レンズによる集光スポット位置の、前記記録媒
    体の記録面のランドまたはグルーブの各中央部からのず
    れを示すトラッキングエラーを検出するトラッキングエ
    ラー検出手段とを備えたことを特徴とする請求項１１に
    記載の光情報記録再生装置。
15. 【請求項１５】 さらに、 前記判別手段による判別結果と、前記トラッキングエラ
    ー検出手段による検出結果とに基づいて、前記対物レン
    ズのトラッキングサーボの引込み制御を行うことを特徴
    とする請求項１４記載の光情報記録再生装置。
16. 【請求項１６】 さらに、 前記判別手段による判別結果と、前記トラッキングエラ
    ー検出手段による検出結果とに基づいて、前記対物レン
    ズの集光スポット位置が横断したトラック案内構造の
    数、その横断移動の方向、およびその横断移動の速度の
    うちの少なくとも１つを検出することを特徴とする請求
    項１４に記載の光情報記録再生装置。
17. 【請求項１７】 前記光検出手段は、さらに、前記第
    １の受光部群を取り囲むように配置されると共に、前記
    記録媒体の記録面からの反射光のうち、前記重畳部分を
    含まない第２の部分の光を受光する複数の部分からなる
    第２の受光部群を含み、 さらに、 前記第２の受光部群から出力される信号に基づいて、前
    記記録媒体の記録面に対する前記対物レンズの焦点誤差
    を検出する焦点誤差検出手段を備えたことを特徴とする
    請求項１１に記載の光情報記録再生装置。
18. 【請求項１８】 光を出射する光源と、トラック案内
    構造として形成されたランドおよびグルーブの双方に情
    報を記録可能に構成された記録媒体を含む少なくとも１
    種類の記録媒体の記録面に対して前記光源から出射され
    た光を集光する対物レンズと、前記光源から出射された
    光と前記記録媒体の記録面で反射された光とを分離する
    光分離手段と、前記光分離手段により分離された前記記
    録媒体からの反射光を受光する光検出手段と、前記記録
    媒体の記録面で反射され前記光分離手段を経て前記光検
    出手段に入射する光に非点収差を発生させる非点収差発
    生手段とを備え、前記記録媒体の記録面に対して情報の
    記録または再生の少なくとも一方を行う光ヘッドに適用
    されるトラック判別方法であって、 前記記録媒体からの反射光のうち前記記録媒体のトラッ
    ク案内構造によって発生する０次光および２つの１次回
    折光がすべて重なり合う重畳部分を含む第１の部分の光
    を受光する複数の部分からなる第１の受光部群を前記光
    検出手段に備えさせ、 前記第１の受光部群から出力される信号に基づいて、前
    記対物レンズによる集光スポット位置がランドおよびグ
    ルーブのいずれの上にあるかを判別することを特徴とす
    るトラック判別方法。
19. 【請求項１９】 前記第１の受光部群が、前記記録媒体
    の前記トラック案内構造によって発生する複数の回折パ
    ターンの配列方向と平行な第１の軸および垂直な第２の
    軸に関してそれぞれほぼ対称に配置された４つの小受光
    部を含むように構成し、 前記４つの小受光部の配列における一方の対角線の方向
    に沿った２つの小受光部からそれぞれ出力される信号の
    和と、他方の対角線の方向に沿った２つの小受光部から
    それぞれ出力される信号の和との差分である差分信号を
    演算し、その演算結果に基づいて、前記対物レンズによ
    る集光スポット位置がランドおよびグルーブのいずれの
    上にあるかを判別することを特徴とする請求項１８に記
    載のトラック判別方法。
20. 【請求項２０】 光を出射する光源と、トラック案内構
    造として形成されたランドおよびグルーブの双方に情報
    を記録可能に構成された記録媒体を含む少なくとも１種
    類の記録媒体の記録面に対して前記光源から出射された
    光を集光する対物レンズと、前記光源から出射された光
    と前記記録媒体の記録面で反射された光とを分離する光
    分離手段と、前記光分離手段により分離された前記記録
    媒体からの反射光を受光する光検出手段と、前記記録媒
    体の記録面で反射され前記光分離手段を経て前記光検出
    手段に入射する光に非点収差を発生させる非点収差発生
    手段とを備えた光ヘッドの動作を制御する方法であっ
    て、 前記記録媒体からの反射光のうち前記記録媒体のトラッ
    ク案内構造によって発生する０次光および２つの１次回
    折光がすべて重なり合う重畳部分を含む第１の部分の光
    を受光する少なくとも２以上の部分からなる第１の受光
    部群を前記光検出手段に備えさせ、 前記第１の受光部群から出力される信号に基づいて、前
    記対物レンズによる集光スポット位置がランドおよびグ
    ルーブのいずれの上にあるかを判別し、 前記対物レンズによる集光スポット位置の、前記記録媒
    体の記録面のランドおよびグルーブの各中央部からのず
    れを示すトラッキングエラーを検出し、 このトラッキングエラーの検出結果と、前記集光スポッ
    ト位置の判別結果とに基づいて、前記記録媒体に対する
    前記光ヘッドの動作を制御することを特徴とする光ヘッ
    ドの制御方法。
21. 【請求項２１】 前記集光スポット位置の判別結果と、
    前記トラッキングエラーの検出結果とに基づいて、前記
    対物レンズのトラッキングサーボの引込制御を行うこと
    を特徴とする請求項２０記載の光ヘッドの制御方法。
22. 【請求項２２】 前記集光スポット位置の判別結果と、
    前記トラッキングエラーの検出結果とに基づいて、前記
    対物レンズの集光スポット位置が横断したトラック案内
    構造の数またはその横断移動の方向もしくは速度の少な
    くとも１つを検出することを特徴とする請求項２０記載
    の光ヘッドの制御方法。