JP2004303314A

JP2004303314A - Optical disk device

Info

Publication number: JP2004303314A
Application number: JP2003093590A
Authority: JP
Inventors: Seiji Nishiwaki; 青児西脇; Yuichi Takahashi; 雄一高橋; Kazuo Momoo; 和雄百尾
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2003-03-31
Filing date: 2003-03-31
Publication date: 2004-10-28
Anticipated expiration: 2023-03-31
Also published as: JP4216105B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce the shifting of an objective lens, the inclination of an optical disk substrate, and the offset of a TE signal caused by the influence of an adjacent track or the like in a recording/nonrecording boundary. <P>SOLUTION: This optical disk device is provided with a light source 1, an objective lens 5, a light branching means 2 for receiving a reflected light from an optical disk, and a photodetector 9. When a straight line orthogonal to a diameter direction and crossing an optical axis is L on the light branching means 2, the light branching means 2 has four areas (a), (a'), A, and A'. The areas (a) and (a') are on the same side with respect to the straight line L, the areas A and A' are equivalent to the symmetrical areas of the areas (a) and (a') with respect to the straight line L, and the photodetector 9 is divided into two areas b and b'. Lights made entering the areas (a) and A' of the light branching means 2 generate diffracted lights to be projected to the area b on the photodetector 9. Lights entering the areas a and A' generate diffracted lights to be projected to the area b' on the photodetector 9. The tracking error signal of an optical disk is generated based on a difference between the detection signals of the areas b and b'. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ディスクに信号を記録すること、および／または光ディスクの信号を再生することができる光ディスク装置に関している。
【０００２】
【従来の技術】
図９から図１１を参照しながら、従来の光ディスク装置を説明する。このような光ディスク装置は、例えば、特許文献１に開示されている。
【０００３】
図９は、従来の光ディスク装置の主要部の断面と、放射光源１およびその周辺の側面を示している。この光ディスク装置では、図９に示されるように、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から出射されたレーザー光１ａは、光検出基板９上に取り付けられた反射ミラー１０で反射され、コリメートレンズ４によって平行光に変換される。この平行光は、偏光性ホログラム基板２を透過し、１／４波長板３によって直線偏光（Ｓ波またはＰ波）から円偏光に変換される。そして、この円偏光の光は、対物レンズ５によって集光され、光ディスク基材６の信号面（情報記録層）６ａ上に収束する。
【０００４】
信号面６ａで反射された光は、対物レンズ５を経て、１／４波長板３によって直線偏光（Ｐ波またはＳ波）に変換され、偏光性ホログラム基板２内のホログラム面２ａに入射する。この入射光は、ホログラム基板２によって回折され、光軸７を対称軸とする１次回折光８’と−１次（マイナス１次）回折光８”とに分岐する。これらの回折光８’、８”は、コリメートレンズ４を経て収束性の光となり、光検出基板９上の検出面９ａに入射する。
【０００５】
ホログラム面２ａは、１／４波長板３と同一の基板上に形成されており、これらは対物レンズ５と一体的に移動する。検出面９ａは、コリメートレンズ４の焦平面位置（すなわち光源１の仮想発光点位置）にほぼ位置する。
【０００６】
図１０は、従来の光ディスク装置におけるホログラム面および光検出面の光ディスク側から見た構成を記載している。ホログラム面２ａと光軸７との交点２０で直交する２直線（Ｘ軸、Ｙ軸）により、ホログラム面２ａは４分割されている。さらに、ホログラム面２ａは、交点２０を原点とするＸ−Ｙ座標の４つの象限の各々において、Ｘ軸方向に延びる短冊状の領域２１Ｂ、２１Ｆ、２２Ｂ、２２Ｆ、２３Ｂ、２３Ｆ、２４Ｂ、２４Ｆに分割されている。
【０００７】
一方、検出面９ａと光軸７との交点９０で直交し、上記のＸ軸およびＹ軸にそれぞれ平行な２直線をｘ軸、ｙ軸とするｘ−ｙ座標を考える。図１０の例では、ｙ軸の＋側にｙ軸に平行に延びる櫛歯状のフォーカス検出セルＦ１ａ、Ｆ２ａ、Ｆ１ｂ、Ｆ２ｂ、Ｆ１ｃ、Ｆ２ｃ、Ｆ１ｄ、Ｆ２ｄ、Ｆ１ｅ、Ｆ２ｅが配置され、ｙ軸の−側に台形状のトラッキング検出セル９１、９２、９３、９４が配置されている。これらの検出セルは、ｙ軸に対して対称に配置されている。
【０００８】
放射光源１の発光点から出射された光１ａは、紙面と直交し、かつｘ軸を含む面内をｘ軸と平行に進み、反射ミラー１０によって光軸方向（点９０を通り紙面に直交する方向）に反射する。
【０００９】
ホログラム面２ａの第１象限における櫛歯領域２１Ｂ、２１Ｆで回折する１次回折光８１Ｂ、８１Ｆは、検出セルＦ２ａ、Ｆ１ｂの境界を跨る光スポット８１ＢＳ、８１ＦＳの位置に集光する。また、第１象限における櫛歯領域２１Ｂ、２１Ｆで回折する−１次回折光８１Ｂ’、８１Ｆ’は、検出セル９１に収まる光スポット８１ＢＳ’、８１ＦＳ’の位置の集光する。
【００１０】
第２象限における櫛歯領域２２Ｂ、２２Ｆで回折する１次回折光８２Ｂ、８２Ｆは、検出セルＦ１ｂとＦ２ｂの境界を跨る光スポット８２ＢＳ、８２ＦＳに集光し、−１次回折光８２Ｂ’、８２Ｆ’は検出セル９２に収まる光スポット８２ＢＳ’、８２ＦＳ’に集光する。
【００１１】
第３象限における櫛歯領域２３Ｂ、２３Ｆで回折する１次回折光８３Ｂ、８３Ｆは、検出セルＦ１ｄとＦ２ｄの境界を跨る光スポット８３ＢＳ、８３ＦＳに集光し、−１次回折光８３Ｂ’、８３Ｆ’は検出セル９３に収まる光スポット８３ＢＳ’、８３ＦＳ’に集光する。
【００１２】
第４象限における櫛歯領域２４Ｂ、２４Ｆで回折する１次回折光８４Ｂ、８４Ｆは、検出セルＦ２ｄとＦ１ｅの境界を跨る光スポット８４ＢＳ、８４ＦＳに集光し、−１次回折光８４Ｂ’、８４Ｆ’は検出セル９４に収まる光スポット８４ＢＳ’、８４ＦＳ’に集光する。
【００１３】
図１１は、光ディスク信号面６ａに対する合焦点時における光軸に沿った断面の光検出面９ａ前後での１次回折光８１Ｂ、８４Ｂ、８１Ｆ、８４Ｆの集光点位置と、−１次回折光８１Ｂ’、８４Ｂ’、８１Ｆ’、８４Ｆ’の集光点位置を示している。なお、各回折光に対応した０次の回折成分は検出面９ａ上の点９０に集光するが、０次光の回折効率がほぼゼロであるため、実際には光は照射されない。
【００１４】
図１１に示すように、ホログラム面２ａに入射する光８のうち、Ｘ−Ｙ座標の第１象限および第４象限でそれぞれ回折される１次回折光８１Ｂ、８４Ｂは、検出面９ａの奥の距離Ｌ１の位置の点８１ｂ、８４ｂに集光し、−１次回折光８１Ｂ’、８４Ｂ’は検出面９ａの手前の距離Ｌ１の位置の点８１ｂ’、８４ｂ’に集光する（光線行路を実線で表示）。
【００１５】
また、ホログラム面２ａに入射する光８のうち、Ｘ−Ｙ座標の第１象限、第４象限でそれぞれ回折される１次回折光８１Ｆ、８４Ｆは、検出面９ａの手前の距離Ｌ２の位置の点８１ｆ、８４ｆに集光し、−１次回折光８１Ｆ’、８４Ｆ’は検出面９ａの奥の距離Ｌ２の位置の点８１ｆ’、８４ｆ’に集光する（光線行路を点線で表示）。ただし、Ｌ２は近似的にＬ１に等しい。
【００１６】
図１１には示していないが、１次回折光８２Ｂ、８３Ｂは、検出面９ａの奥の距離Ｌ１の位置に集光する光であり、１次回折光８２Ｆ、８３Ｆは、検出面９ａの手前の距離Ｌ２の位置に集光する光である。−１次回折光８２Ｆ’、８３Ｆ’は。検出面９ａの奥の距離Ｌ２の位置に集光する光であり、−１次回折光８２Ｂ’、８３Ｂ’は、検出面９ａの手前のＬ１の距離の位置に集光する光である。
【００１７】
図１１からわかるように、１次回折光８１Ｂ、８２Ｂ、８３Ｂ、８４Ｂは、検出面９ａの奥側（ホログラム面２ａから遠ざかる側）に集光するため、検出面９ａ上のスポット形状は、ホログラム面２ａ上での光分布と相似である。これに対し、−１次回折光８１Ｂ’、８２Ｂ’、８３Ｂ’、８４Ｂ’は、検出面９ａの手前（ホログラム面２ａに近づく側）で集光するため、検出面９ａ上のスポット形状は、ホログラム面２ａ上の光分布を点２０に対して反転した形状に相似である。
【００１８】
更に、１次回折光８１Ｆ、８２Ｆ、８３Ｆ、８４Ｆは、検出面９ａの手前で集光するため、検出面９ａ上でのスポット形状は、ホログラム面２ａ上の光分布を点２０に対して反転した形状に相似であり、−１次回折光８１Ｆ’、８２Ｆ’、８３Ｆ’、８４Ｆ’は、検出面９ａの奥で集光する光なので、検出面９ａ上でのスポット形状はホログラム面２ａ上での光分布に相似である。
【００１９】
図１０に示す例では、検出セルのいくつかは導通されており、結果として、以下の６つの信号（Ｆ１、Ｆ２、Ｔ１〜Ｔ４）が得られるように構成されている。
【００２０】
Ｆ１＝検出セルＦ１ａで得られる信号＋検出セルＦ１ｂで得られる信号＋検出セルＦ１ｃで得られる信号＋検出セルＦ１ｄで得られる信号＋検出セルＦ１ｅで得られる信号、
Ｆ２＝検出セルＦ２ａで得られる信号＋検出セルＦ２ｂで得られる信号＋検出セルＦ２ｃで得られる信号＋検出セルＦ２ｄで得られる信号＋検出セルＦ２ｅで得られる信号、
Ｔ１＝検出セル９１で得られる信号、
Ｔ２＝検出セル９２で得られる信号、
Ｔ３＝検出セル９３で得られる信号、および
Ｔ４＝検出セル９４で得られる信号。
図１０におけるｙ軸が光ディスク６の半径方向であるため、光ディスク信号面へのフォーカスエラー信号ＦＥ、光ディスクトラックへのトラッキングエラー信号ＴＥ、光ディスク信号面の再生信号ＲＦは、次式に基づいて検出される。
【００２１】
ＦＥ＝Ｆ１−Ｆ２（式１）
ＴＥ＝Ｔ１＋Ｔ２−Ｔ３−Ｔ４（式２）
ＲＦ＝Ｆ１＋Ｆ２＋Ｔ１＋Ｔ２＋Ｔ３＋Ｔ４（式３）
【００２２】
【特許文献１】
特開２０００−１３３９２９号公報
【００２３】
【発明が解決しようとする課題】
上記の構成を有する光ディスク装置には、以下に示す問題がある。
【００２４】
図１２は、従来の光ディスク装置におけるトラッキングエラー信号の検出原理を示す説明図である。ホログラム面２ａに入射する光８においては、光ディスクの信号面６ａに存在する案内溝による１次回折光８Ｐと−１次回折光８Ｍとが重畳している。ホログラム面２ａは、光ディスクの回転方向に平行な直線（Ｘ軸）で領域２Ｌと２Ｒに２分割される。そして、それぞれの領域２Ｌ、２Ｒに入射した光８も、分離された状態でそれぞれ２分割の検出器９Ｌと９Ｒに投射され、検出面上で光スポット８Ｌと８Ｒを形成する。
【００２５】
光スポット８Ｌには１次回折光８Ｐが含まれ、光スポット８Ｒには−１次回折光８Ｍが含まれる。光ディスクの信号面６ａ上に収束する光スポットが光ディスクの案内溝の中心からずれること（オフトラック）により、１次回折光８Ｐの重畳領域と−１次回折光８Ｍの重畳領域で光強度分布が変化し、これが検出光量の大小として反映する。従って、検出器９Ｌと９Ｒの差分信号によって光スポットの案内溝に対する位置ずれの大きさ（トラッキングエラー）を検出することができる。
【００２６】
図１３（ａ）〜（ｃ）は、トラッキング制御を行っている状態、すなわち、光スポットが光ディスクの案内溝の中心に位置する状態におけるホログラム面２ａ上の戻り光光強度分布を等高線で表示している。図１３（ａ）〜（ｃ）は、光ディスクにＤＶＤ−ＲやＲＷ等の溝ピッチが小さく、溝深さの浅い光ディスク（光の波長＝０．６６μｍ、溝ピッチ＝０．７４μｍ、溝深さ＝波長／１８、溝幅＝０．３μｍ、対物レンズのＮＡ＝０．６３）を想定して作成したものである。
【００２７】
図１３（ａ）〜（ｃ）におけるＲ方向は、光ディスク径方向を意味し、Ｔ方向は、その直交方向（円接線方向）を示している。図１３（ａ）は、対物レンズ５および偏光性ホログラム基板２が光ディスク径方向に０．２ｍｍだけシフトした場合を示している。図１３（ｂ）は、光ディスク基材６が径方向に０．７６度だけ傾いた場合を示している。図１３（ｃ）は、光スポットの走査している案内溝は未記録状態であるが、片側の隣接した案内溝に０．５μｍの幅の記録マークが形成された場合を示している。
【００２８】
上記の何れの場合も、光強度の重心が右側（Ｒ方向の正の方向）にシフトしていることが分かる。ただし、誤差が逆の方向に発生すれば、シフト方向は反転する。このような傾向は、溝ピッチが小さい光ディスクに特徴的なことであり、溝深さが浅いほど、その傾向が強まる。従って、ＤＶＤ−ＲＡＭなどの溝ピッチが比較的大きい光ディスクでは、このような傾向は十分小さい。
【００２９】
図１２に示す検出原理では、光強度の重心のシフトは光スポット８Ｌと光スポット８Ｒとの光量の差として現れる。従って、従来のトラッキングエラー検出法では、ＤＶＤ−ＲやＲＷ等の溝ピッチが小さく、溝深さの浅い光ディスクに対して、対物レンズのシフト、光ディスク基材の傾き、記録／未記録境界での影響等でＴＥ信号にオフセットが発生する。このようなオフセットは、オフトラックを引き起こし、トラック飛びや再生信号品質の劣化、記録時における隣接トラック信号の劣化等の原因となる。
【００３０】
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、対物レンズにディスク径方向に沿った偏心がある場合、また光ディスク基材に傾きがある場合、さらには、光スポットが記録／未記録の境界に位置して隣接トラックの影響を受ける状態にある場合であっても、トラッキング制御時にオフトラックが発生しにくい光ディスク装置を提供することにある。
【００３１】
【課題を解決するための手段】
本発明の光ディスク装置は、放射光源と、対物レンズと、光分岐手段と、光検出器とを備え、前記放射光源を出る光は前記対物レンズを経て光ディスクの信号面上に集光し、該信号面を反射する光は前記対物レンズを経て前記光分岐手段に入射し、前記光分岐手段上にあって光ディスク径方向に直交する直線をＬとし、該直線Ｌは光軸と交わり、前記光分岐手段は少なくとも４つの領域ａ、ａ’、Ａ、Ａ’を含み、領域ａ、ａ’は前記直線Ｌに対し同じ側にあり、領域ＡとＡ’は前記直線Ｌに対しそれぞれ前記領域ａ’とａのほぼ対称領域に相当し、前記光検出器は少なくとも２つの領域ｂ、ｂ’に区分けされ、前記光分岐手段の領域ａ、Ａ’に入射する光は回折光を派生して前記光検出器上の領域ｂに投射され、領域ａ’、Ａに入射する光は回折光を派生して前記光検出器上の領域ｂ’に投射され、領域ｂとｂ’の各検出信号の差分により光ディスクのトラッキングエラー信号を生成することを特徴とする。
【００３２】
本発明の他の光ディスク装置は、放射光源と、対物レンズと、光分岐手段と、光検出器とを備え、前記放射光源を出る光は前記対物レンズを経て光ディスクの信号面上に集光し、該信号面を反射する光は前記対物レンズを経て前記光分岐手段に入射し、前記光分岐手段上にあって光ディスク径方向に直交する直線をＬとし、該直線Ｌは光軸と交わり、前記光分岐手段は少なくとも６つの領域ａ、ａ’、ａ”、Ａ、Ａ’、Ａ”を含み、領域ａ、ａ’、ａ”は前記直線Ｌに対し同じ側にあり、領域ＡとＡ’とＡ”は前記直線Ｌに対しそれぞれ前記領域ａ’とａとａ”のほぼ対称領域に相当し、前記光検出器は少なくとも４つの領域ｂ、ｂ’、ｃ、ｃ’に区分けされ、前記光分岐手段の領域ａ、Ａ’に入射する光は回折光を派生して前記光検出器上の領域ｂに投射され、領域ａ’、Ａに入射する光は回折光を派生して前記光検出器上の領域ｂ’に投射され、領域ａ”とＡ”に入射する光は１次回折光を派生してそれぞれ前記光検出器上の領域ｃとｃ’に投射され、領域ｂとｂ’の各検出信号の差分により信号ＴＥ１を生成し、領域ｃとｃ’との各検出信号の差分により信号ＴＥ２を生成し、前記信号ＴＥ１とＴＥ２を切り替えてそれぞれ異なる種類の光ディスクのトラッキングエラー信号を生成することを特徴とするものであっても良い。
【００３３】
特に、前記領域ａおよびＡは前記光ディスクのトラック溝からの反射により発生する１次または−１次の溝回折光を含むが、前記領域ａ’およびＡ’は前記溝回折光の領域の外に位置することを特徴とし、前記領域ａ”およびＡ”は前記光ディスクのトラック溝からの反射により発生する１次または−１次の溝回折光を含むことを特徴とする。
【００３４】
さらに、前記信号ＴＥ１とＴＥ２の演算により、光ディスクの傾きに関係する信号ＤＥを生成し、この信号に基づき前記対物レンズを傾けることを特徴とし、前記信号ＤＥが前記信号ＴＥ１とＴＥ２の差分であることを特徴とする。
【００３５】
上記の様な構成により、トラッキング制御時に発生するオフトラックをキャンセルするとともに、光ディスクの傾きを検出し、対物レンズの傾きを制御することができる。
【００３６】
【発明の実施の形態】
（実施形態１）
以下、図１から図４を参照しながら、本発明による光ディスク装置の第１の実施形態を説明する。なお、図９から図１３を参照しながら説明した従来の光ディスク装置と共通する要素については、同一の参照符号を付している。
【００３７】
まず、図１を参照する。図１は、本実施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示している。本実施形態の光ディスク装置では、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から出たレーザー光１ａは、光検出基板９上に取り付けられた反射ミラー１０で反射された後、コリメートレンズ４によって平行光に変換される。
【００３８】
この平行光は、偏光性ホログラム基板２を透過し、１／４波長板３によって直線偏光（Ｓ波またはＰ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で反射された光は、対物レンズ５を経て、１／４波長板３により直線偏光（Ｐ波またはＳ波）に変換され、偏光性ホログラム基板２内のホログラム面２ａに入射する。この入射光は、ホログラム面２ａで回折され、光軸７を対称軸とする１次回折光８’と−１次回折光８”とに分岐される。これらの回折光８’、８”は、コリメートレンズ４を経て収束性の光となり、光検出基板９上の検出面９ａに入射する。ホログラム面２ａは１／４波長板３と同一の基板上に構成され、対物レンズ５と一体で移動する。検出面９ａは、コリメートレンズ４の焦平面位置（すなわち光源１の仮想発光点位置）にほぼ位置する。
【００３９】
図２は、本実施形態における光ディスク装置のホログラム面と光検出面の構成を示しており、ともにホログラム面、光検出面を光ディスク側から見た場合である。ホログラム面２ａと光軸７との交点を２０として、ホログラム面２ａは点２０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軸に沿った短冊で領域２１Ｂ、２１Ｆ、２２Ｂ、２２Ｆ、２３Ｂ、２３Ｆ、２４Ｂ、２４Ｆに分割される。
【００４０】
一方、検出面９ａと光軸７との交点を点９０とすると、点９０で直交し、Ｘ軸、Ｙ軸にそれぞれ平行な２直線をｘ軸、ｙ軸とする。この場合、ｙ軸の＋側にｙ軸に沿った櫛歯状のフォーカス検出セルＦ１ａ、Ｆ２ａ、Ｆ１ｂ、Ｆ２ｂ、Ｆ１ｃ、Ｆ２ｃ、Ｆ１ｄ、Ｆ２ｄ、Ｆ１ｅ、Ｆ２ｅが配置され、ｙ軸の−側に台形状のトラッキング検出セル９１、９２、９３、９４が配置されている。これらの検出セルはｙ軸に対して対称形をなしている。
【００４１】
なお、放射光源１の発光点から出射する光１ａは、紙面と直交し、かつｘ軸を含む面内をｘ軸と平行に進み、反射ミラー１０によって光軸方向（点９０を通り紙面に直交する方向）に反射している。
【００４２】
ホログラム面２ａの第１象限での櫛歯領域２１Ｂ、２１Ｆで回折する１次回折光８１Ｂ、８１Ｆは検出セルＦ２ａとＦ１ｂの境界を跨る光スポット８１ＢＳ、８１ＦＳに、−１次回折光８１Ｂ’、８１Ｆ’は検出セル９１に収まる光スポット８１ＢＳ’、８１ＦＳ’に集光する。
【００４３】
第２象限での櫛歯領域２２Ｂと第３象限の領域２３ＢＸで回折する１次回折光８２Ｂ、および第２象限での櫛歯領域２２Ｆと第３象限の領域２３ＦＸで回折する１次回折光８２Ｆは、それぞれ、検出セルＦ１ｂとＦ２ｂの境界を跨る光スポット８２ＢＳと８３ＢＸＳ、および８２ＦＳと８３ＦＸＳに収束する。−１次回折光８２Ｂ’、８２Ｆ’は、検出セル９２に収まる光スポット８２ＢＳ’と８３ＢＸＳ’、８２ＦＳ’と８３ＦＸＳ’に収束する。
【００４４】
第３象限での櫛歯領域２３Ｂと第２象限の領域２２ＢＸで回折する１次回折光８３Ｂ、および第３象限での櫛歯領域２３Ｆと第２象限の領域２２ＦＸで回折する１次回折光８３Ｆは、それぞれ、検出セルＦ１ｄとＦ２ｄの境界を跨る光スポット８３ＢＳと８２ＢＸＳ、および８３ＦＳと８２ＦＸＳに集光する。−１次回折光８３Ｂ’、８３Ｆ’は、検出セル９３に収まる光スポット８３ＢＳ’と８２ＢＸＳ’、８３ＦＳ’と８２ＦＸＳ’に収束する。
【００４５】
第４象限での櫛歯領域２４Ｂ、２４Ｆで回折する１次回折光８４Ｂ、８４Ｆは、検出セルＦ２ｄとＦ１ｅの境界を跨る光スポット８４ＢＳ、８４ＦＳに集光する。−１次回折光８４Ｂ’、８４Ｆ’は、検出セル９４に収まる光スポット８４ＢＳ’、８４ＦＳ’に集光する。
【００４６】
従来例と同様に、光ディスク信号面６ａに対する合焦点時、光軸に沿った断面での光検出面９ａの前後における１次回折光８１Ｂ、８４Ｂ、８１Ｆ、８４Ｆと−１次回折光８１Ｂ’、８４Ｂ’、８１Ｆ’、８４Ｆ’の集光点位置は、図１１で示されておりである。従って、従来例と同様に、１次回折光８１Ｂ、８２Ｂ、８３Ｂ、８４Ｂは、検出面９ａの奥の距離Ｌ１の位置に集光する光である。そして、８１Ｆ、８２Ｆ、８３Ｆ、８４Ｆは、検出面９ａの手前の距離Ｌ２の位置に集光する光である。また、−１次回折光８１Ｂ’、８２Ｂ’、８３Ｂ’、８４Ｂ’は、検出面９ａの手前の距離Ｌ１の位置に集光する光であり、８１Ｆ’、８２Ｆ’、８３Ｆ’、８４Ｆ’は検出面９ａの奥の距離Ｌ２の位置に集光する光である。
【００４７】
図１１からわかるように、１次回折光８１Ｂ、８２Ｂ、８３Ｂ、８４Ｂは、検出面９ａの奥側（ホログラム面２ａから遠ざかる側）で集光するため、検出面９ａ上でのスポット形状はホログラム面２ａ上での光分布と相似である。−１次回折光８１Ｂ’、８２Ｂ’、８３Ｂ’、８４Ｂ’は、検出面９ａの手前（ホログラム面２ａに近づく側）で集光するため、検出面９ａ上でのスポット形状はホログラム面２ａ上での光分布を点２０に対し反転した形状に相似である。
【００４８】
一方、１次回折光８１Ｆ、８２Ｆ、８３Ｆ、８４Ｆは、検出面９ａの手前で集光するため、検出面９ａ上でのスポット形状はホログラム面２ａ上での光分布を点２０に対し反転した形状に相似である。−１次回折光８１Ｆ’、８２Ｆ’、８３Ｆ’、８４Ｆ’は、検出面９ａの奥で集光するため、検出面９ａ上でのスポット形状はホログラム面２ａ上での光分布に相似である。
【００４９】
図２に示すように、検出セルのいくつかは導通されており、結果として、以下の６つの信号が得られるように構成されている。
【００５０】
Ｆ１＝検出セルＦ１ａで得られる信号＋検出セルＦ１ｂで得られる信号＋検出セルＦ１ｃで得られる信号＋検出セルＦ１ｄで得られる信号＋検出セルＦ１ｅで得られる信号、
Ｆ２＝検出セルＦ２ａで得られる信号＋検出セルＦ２ｂで得られる信号＋検出セルＦ２ｃで得られる信号＋検出セルＦ２ｄで得られる信号＋検出セルＦ２ｅで得られる信号、
Ｔ１＝検出セル９１で得られる信号、
Ｔ２＝検出セル９２で得られる信号、
Ｔ３＝検出セル９３で得られる信号、および
Ｔ４＝検出セル９４で得られる信号
図２において、ｙ軸が光ディスク６の半径方向として、光ディスク信号面へのフォーカスエラー信号ＦＥ、光ディスク信号面の再生信号ＲＦは、従来例と同様、それぞれ（式１）、（式３）で表されるが、トラッキングエラー信号の検出式は従来例とは異なる。即ち、ＤＶＤ−ＲやＤＶＤ−ＲＷ等の挟溝ピッチの光ディスクに対するトラッキングエラー信号ＴＥ１と光ディスクの傾き信号ＤＥは次式に基づいて検出される。
【００５１】
ＴＥ１＝Ｔ２−Ｔ３（式４）
【００５２】
ＤＥ＝Ｔ１−Ｔ４−（Ｔ２−Ｔ３）（式５）
【００５３】
一方、ＤＶＤ−ＲＡＭ等の溝ピッチの大きい光ディスクに対するトラッキングエラー信号ＴＥ２は、次式に基づいて検出される。
【００５４】
ＴＥ２＝Ｔ１−Ｔ４（式６）
【００５５】
図２は、フォーカスエラー検出も含めた構成を記載しているため、複雑である。トラッキングエラー検出のみに注目し、その原理をわかりやすく説明するため、図２の構成を簡略化した図３を参照しながら、本実施形態のトラッキングエラー検出原理を説明する。
【００５６】
本実施形態の光ディスク装置におけるホログラム面２ａは、光ディスクの回転方向に平行な直線（Ｘ軸）とこれに直交する直線（Ｙ軸）およびＸ軸に平行な直線で領域２１、２２、２２Ｘ、２３、２３Ｘ、２４に６分割されている。ホログラム面２ａの領域２１、２２、２３、２４に入射する光８は、分離された状態で、それぞれ４分割の検出器９１、９２、９３、９４上に投射され、光スポット８１、８２、８３、８４を形成する。
【００５７】
一方、ホログラム面２ａの領域２２Ｘに入射した光８は、検出器９３上に光スポット８２Ｘを形成し、領域２３Ｘに入射した光８は、検出器９２上に光スポット８３Ｘを形成する。図８では、便宜上、光スポット８２Ｘ、８３ＸをＸ軸回りに反転させた位置に記載している。
【００５８】
ホログラム面２ａに入射する光８には、光ディスクの信号面６ａに存在する案内溝による１次回折光８Ｐと−１次回折光８Ｍとが重畳している。
【００５９】
１次回折光８Ｐの領域は、０次回折光の中心８０からＹ軸にそってλｆ／Λ（ただし、λ：光源の波長、ｆ：対物レンズの焦点距離、Λ：光ディスクの溝ピッチ）だけ離れた点８０Ｐを中心とする半径ｆ・ＮＡ（ただし、ＮＡ：対物レンズの開口数）の円内に相当する。一方、−１次回折光８Ｍの領域は、０次回折光の中心８０からＹ軸に沿ってλｆ／Λだけ離れた点８０Ｍを中心とする半径ｆ・ＮＡの円内に相当する。当然、対物レンズによって取り込まれる範囲は、レンズ中心（すなわち０次回折光の中心８０）から半径ｆ・ＮＡの円内に限られる。
【００６０】
光スポット８１、８２には１次回折光８Ｐが含まれ、光スポット８３、８４には−１次回折光８Ｍが含まれている。光ディスクの信号面６ａ上に収束する光スポットが案内溝に対してオフトラックすると、１次回折光８Ｐの重畳している領域と−１次回折光８Ｍの重畳している領域で光強度分布が変化する。このため、光ディスク案内溝に対するトラッキングエラーは、従来例と同様に、左右の検出セルにおける検出光量の差として検出される。
【００６１】
本実施形態における信号ＴＥ２は、従来の信号ＴＥに比べて検出光量が半分になるだけで、その性質は従来例と全く変わりがなく、この信号ＴＥ２に基づいて従来と同様にトラッキングエラーを検出できる。
【００６２】
一方、信号ＴＥ１は、その検出光量が従来の信号ＴＥに比べて半分になるだけでなく、信号を構成する光の一部が入れ替わっている。しかしながら、光ディスクがＤＶＤ−ＲやＤＶＤ−ＲＷ等の挟溝ピッチの場合、点８０Ｐ、８０Ｍが点８０から十分に離れるため、入れ替わり領域２２Ｘは１次回折光８０Ｐの領域の外にあり、入れ替わり領域２３Ｘも−１次回折光８０Ｍの領域の外にある。このため、入れ替わり領域２２Ｘ、２３Ｘは、いずれも、オフトラックによる光強度分布の変化が生じない部分に位置し、その結果、検出光量で標準化すると、オフトラックに対するトラッキングエラーの検出感度は変わらない。
【００６３】
図４は、本実施形態における入れ替わり領域の範囲とＴＥオフセットの関係を示す説明図である。図３の曲線（ａ）は、光ディスク基材の光ディスク径方向での傾きＤＴ＝０．３８度の場合、曲線（ｂ）は、片側の隣接した案内溝に０．５μｍの幅の記録マークが形成された場合、曲線（ｃ）は、対物レンズの光ディスク径方向でのシフト量ＬＳ＝０．１ｍｍの場合、曲線（ｄ）は、対物レンズの光ディスク径方向での傾き量ＬＴ＝０．３３度の場合、曲線（ｅ）は、オフトラックＯＴ＝０．１μｍの場合を想定している。ただし、曲線（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は、いずれも、光スポットが案内溝のセンターに位置することを前提としている。
【００６４】
入れ替わり領域の範囲が図３における寸法ａ、ｂの間で定義されるものとして、ａ／ｆを０．１に固定し、グラフの横軸（ＥｘｃｈａｎｇｅｄＲａｎｇｅ）はｂ／ｆに相当している。従って、ｂ／ｆ＝０．１は、入れ替わりのない従来例の条件に相当する。グラフの縦軸は、ＴＥ１（＝Ｔ２−Ｔ３）の出力値を示しており、戻り光量（Ｔ２＋Ｔ３）が光ディスクの反射面が鏡面の時に１００になるとして規格化している。
【００６５】
また、計算条件として、ＮＡ＝０．６３、ｆ＝３．０５ｍｍ、λ＝０．６６μｍ、光ディスクはＤＶＤ−ＲＷ（Λ＝０．７４μｍ、溝深さλ／１８、溝幅０．３０μｍ）を想定している。
【００６６】
図３における曲線（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）の条件では、ＴＥ１の出力値が大きい程、大きなオフトラックが発生することがわかる。ＴＥ感度に相当する曲線（ｅ）は、ｂ／ｆ＜０．２６の範囲で全く劣化がなく、ｂ／ｆ＝０．３の時で従来例（ｂ／ｆ＝０．１）に比べ９２％のレベルである。これはｂ／ｆ＜０．２６の条件が入れ替わり領域２２Ｘ、２３Ｘがともに１次回折光８Ｐ、−１次回折光８Ｍの領域の外にあることに対応している。
【００６７】
一方、光ディスク基材の傾きによる影響度に比例する曲線（ａ）は、ｂ／ｆの増大とともに低減し、ｂ／ｆ＝０．３の時には従来例（ｂ／ｆ＝０．１）に比べ５０％のレベルである。記録境界での影響度に比例する曲線（ｂ）もｂ／ｆの増大とともに低減し、ｂ／ｆ＝０．３の時には従来例（ｂ／ｆ＝０．１）に比べ４０％のレベルである。さらに、対物レンズのシフトによる影響度に比例する曲線（ｃ）もｂ／ｆの増大とともに低減し、ｂ／ｆ＝０．３の時には従来例（ｂ／ｆ＝０．１）に比べ２５％のレベルである。対物レンズの傾きによる影響度に比例する曲線（ｄ）だけは、ｂ／ｆの増大には関係なく、ほぼ一定の微少な値を示す。
【００６８】
このように、ｂ／ｆを０．２６程度に設定することで、ＴＥ感度を損ねることなく、対物レンズのシフト、光ディスク基材の傾き、記録／未記録の境界での影響等により発生するＴＥオフセットを大幅に軽減できることが分かる。
【００６９】
なお、半導体レーザーの中には出力レベルに応じて出射光の方位が変化するものがあるが、検出信号から見た振る舞いとしては対物レンズのシフトと等価であり、上述の信号ＴＥ１による検出法はこの出射方位変化に対しても改善効果がある。
【００７０】
記録／未記録の境界以外の領域で、信号ＴＥ１、ＴＥ２は対物レンズのシフト量ＬＳ、光ディスク基材の傾き量ＤＴ、対物レンズの傾きＬＴ、および、オフトラック量ＯＴの関数となり、次式のように線形関係で表される。
【００７１】
ＴＥ１＝αＬＳ＋βＤＴ＋γＬＴ＋δＯＴ（式７）
ＴＥ２＝α’ＬＳ＋β’ＤＴ＋γ’ＬＴ＋δ’ＯＴ（式８）
【００７２】
ここで、係数α、β、γ、δ、α’、β’、γ’、δ’は、光学条件が決まればおおよその値が決まる。
【００７３】
ＬＴを光ディスク基材の傾きＤＴによって発生するコマ収差をキャンセルするように設定すると、次式が成り立つ。
【００７４】
ＬＴ＝ｋＤＴ（式９）
【００７５】
係数ｋは、対物レンズの設計値とＮＡによって一義的に決まる値である。
【００７６】
前述したように、ｂ／ｆを０．２６以下に設定すると、δ＝δ’の関係が成り立ち、（式７）（式８）（式９）より、以下の（式１０）が成り立つ。
【００７７】
ＴＥ２＝ＴＥ１＋（α’−α）ＬＳ＋｛β’−β＋ｋ（γ’−γ）｝ＤＴ・・・（式１０）
【００７８】
従って、（式５）より次式が求まる。
【００７９】
ＤＥ＝（α’−α）ＬＳ＋｛β’−β＋ｋ（γ’−γ）｝ＤＴ（式１１）
【００８０】
なお、シフト量ＬＳは、対物レンズを駆動するアクチュエーターの出力よりおおよその値を検出できる。また係数β、γ、β’、γ’は前述したように、β＜＜β’、γ〜γ’の関係にあり、ｋは一般には１前後の値となることから、（式１１）におけるＤＴの係数｛β’−β＋ｋ（γ’−γ）｝はゼロから十分離れた数値となる。
【００８１】
従って、ＤＥの出力値により（式１１）から光ディスク基材の傾き量ＤＴが読みとれる。その読み取ったＤＴ値により、（式９）によりコマ収差をキャンセルするＬＴ値が決定でき、このＬＴ値に基づき対物レンズの傾きをコントロールする。
【００８２】
対物レンズの傾きが変わることでＤＥの出力値は変化するが、再び（式１１）から光ディスク基材の傾き量ＤＴを読みとる。以上のプロセスを閉ループで行うことで、ＬＴ値を最適の値に収束させることができ、リアルタイムに信号面上の光スポットのコマ収差をキャンセルさせることができる。
【００８３】
なお、記録／未記録の境界では、信号ＴＥ１、ＴＥ２ともに隣接トラックの記録マークによるオフセット成分が混入する結果、（式１１）のＤＥにもオフセットが発生するが、このオフセットはほぼ一定値であり、学習によって除去できる。従って、記録／未記録の境界であっても同様にリアルタイムに対物レンズの傾きＬＴを制御することで、信号面上の光スポットのコマ収差をキャンセルさせることができる。
【００８４】
本実施形態では、入れ替わり領域２２Ｘ、２３Ｘの形状を方形にしたが、入れ替わり領域２２Ｘが１次回折光８Ｐの領域の外にあり、入れ替わり領域２３Ｘも−１次回折光８Ｍの領域の外にあり、かつ各領域がＸ軸に対して対称形でありさえすれば、他の形状であってもよい。例えば、図５に示すように入れ替わり領域２２Ｘ、２３Ｘの形状が１次回折光８Ｐの領域と−１次回折光８Ｍの領域に沿う形状であってもよく（図５は入れ替わり領域の形状が違うだけなので説明を省略する）、以下に説明する図６、図７、図８の形状であってもよく、これらが組み合わさった形状であっても良い。
【００８５】
（実施形態２）
以下、図６を参照しながら、本発明による光ディスク装置の第２の実施形態を説明する。本実施形態の光ディスク装置は、ホログラムのパターンおよび光検出器のパターンを除けば、実施形態１の光ディスク装置と同様の構成を有している。このため、実施形態１と共通する要素については、同一の参照符号を付し、重複する部分の説明は省略する。
【００８６】
図６は、本実施形態における光ディスク装置のトラッキングエラー信号の検出原理を示す説明図である。ホログラム面２ａは光ディスクの回転方向に平行な直線（Ｘ軸）およびＸ軸に平行な直線で領域２Ｌ、２ＬＸ、２Ｒ、２ＲＸに４分割され、領域２Ｌ、２Ｒに入射する光８は分離された状態でそれぞれ２分割の検出器９Ｌ、９Ｒに投射されて光スポット８Ｌ、８Ｒとなり、領域２ＬＸに入射する光８は検出器９Ｒに投射されて光スポット８ＬＸとなり、領域２ＲＸに入射する光８は検出器９Ｌに投射されて光スポット８ＲＸとなる（便宜上、光スポット８ＬＸ、８ＲＸはＸ軸回りに反転して描いている）。
【００８７】
光スポット８Ｌには、光ディスクの信号面６ａに構成された案内溝による１次回折光８Ｐが含まれ、光スポット８Ｒには−１次回折光８Ｍが含まれる。光スポットの案内溝に対するトラッキングエラーは、従来例と同様に光ディスクの信号面６ａ上に収束する光スポットが案内溝に対してオフトラックすることで１次回折光８Ｐの重畳する領域と−１次回折光８Ｍの重畳する領域で光強度分布が変化し、これが検出光量の大小として反映することで検出される。従って、トラッキングエラー信号ＴＥは次式に基づいて検出される。
【００８８】
ＴＥ＝ＴＬ−ＴＲ（式１２）
ただし、ＴＬ＝検出セル９Ｌで得られる信号、ＴＲ＝検出セル９Ｒで得られる信号である。
【００８９】
信号ＴＥは検出光量は従来例と同じであるが一部の光が入れ替わっており、光ディスクがＤＶＤ−ＲやＤＶＤ−ＲＷ等の挟溝ピッチの場合には、入れ替わり領域２ＬＸが１次回折光８Ｐの領域の外にあり、入れ替わり領域２ＲＸも−１次回折光８Ｍの領域の外にあり、何れも入れ替わり領域がオフトラックによる光強度分布の変化がない部分に位置するので、検出光量で標準化すると、オフトラックに対するトラッキングエラーの検出感度は変わらない。従って、実施形態１と同様に、ＴＥ感度を損ねることなく、対物レンズのシフト、光ディスク基材の傾き、記録／未記録境界での影響等により発生するＴＥオフセットを大幅に軽減できる。
【００９０】
（実施形態３）
以下、図７を参照しながら、本発明の光ディスク装置の第３の実施形態を説明する。本実施形態の光ディスク装置は、実施形態１の光ディスク装置と異なり、偏光性ホログラム基板２が対物レンズ５と一体で移動せずにコリメートレンズ４側に固定されており、設置位置も光検出基板９とコリメートレンズ４の間にあってもよい。さらに、本実施形態の光ディスク装置は、実施形態１の光ディスク装置に比べて、ホログラムのパターンが異なるが、それら以外の点では、共通している。このため、実施形態１の光ディスク装置と共通する要素については、同一の参照符号を付し、重複する部分の説明は省略する。
【００９１】
図７は、本実施形態における光ディスク装置のトラッキングエラー信号の検出原理を示す説明図である。ホログラム面２ａは光ディスクの回転方向に平行な直線（Ｘ軸）とこれに直交する直線（Ｙ軸）およびＸ軸、Ｙ軸に平行な直線および対物レンズの開口円（ホログラム基板２の設置位置が光検出基板９とコリメートレンズ４の間にある場合はその相似円）で領域２１、２１ＸＧ、２２、２２Ｘ、２２ＸＧ、２３、２３Ｘ、２３ＸＧ、２４、２４ＸＧに１０分割され（２２Ｘと２２ＸＧ、２３Ｘと２３ＸＧは連続した領域であるが便宜上分けて説明する）、領域２１、２２、２３、２４に入射する光８は分離された状態でそれぞれ４分割の検出器９１、９２、９３、９４上に投射されて光スポット８１、８２、８３、８４となり、領域２１ＸＧに入射する光８は検出器９４上に投射されて光スポット８１ＸＧとなり、領域２２Ｘ、２２ＸＧに入射する光８は検出器９３上に投射されて光スポット８２Ｘ、８２ＸＧとなり、領域２３Ｘ、２３ＸＧに入射する光８は検出器９２上に投射されて光スポット８３Ｘ、８３ＸＧとなり、領域２４ＸＧに入射する光８は検出器９１上に投射されて光スポット８４ＸＧとなる（便宜上、光スポット８２Ｘ、８３Ｘ、８３ＸＧ、８４ＸＧはＸ軸回りに反転して描いている）。なお図７では対物レンズ５が光ディスク径方向に沿ってシフトした場合を想定している（従って図７では光８と領域２１ＸＧ、２２ＸＧは重ならず、光スポット８１ＸＧ、８２ＸＧは現れていない）。
【００９２】
図７に示すようなレンズシフト状態では、光８の中心８０がホログラム面２ａの中心２０からずれるため、光８の輪郭が領域２３ＸＧ、２４ＸＧと重なるが、２１ＸＧ、２２ＸＧとは重ならない。従って、検出器９１上には領域２１と２４ＸＧで回折する光が投射されて光スポット８１と８４ＸＧになり、検出器９２上には領域２２と２３Ｘと２３ＸＧで回折する光が投射されて光スポット８２と８３Ｘと８３ＸＧになり、検出器９３上には光スポット８３と８２Ｘだけが投射され、検出器９４上には光スポット８４だけが投射されている（便宜上、光スポット８２Ｘ、８３Ｘ、８３ＸＧ、８４ＸＧはＸ軸回りに反転して描いている）。
【００９３】
ホログラム面２ａへの入射光８には光ディスクの信号面６ａに構成された案内溝による１次回折光８Ｐと−１次回折光８Ｍが含まれる。光スポットの案内溝に対するトラッキングエラーは、従来例と同様に光ディスクの信号面６ａ上に収束する光スポットが案内溝に対してオフトラックすることで１次回折光８Ｐの領域と−１次回折光８Ｍの領域で光強度分布が変化し、これが検出光量の大小として反映することで検出される。
【００９４】
トラッキングエラー信号の検出式は実施形態１と同じである。即ち、ＤＶＤ−ＲやＤＶＤ−ＲＷ等の挟溝ピッチの光ディスクに対するトラッキングエラー信号ＴＥ１と光ディスクの傾き信号ＤＥは（式４）、（式５）で与えられる。
一方、ＤＶＤ−ＲＡＭ等の溝ピッチの大きい光ディスクに対するトラッキングエラー信号ＴＥ２は（式６）に基づいて検出される。
【００９５】
従って、レンズシフトがない場合には実施形態１と全く同じである。即ち光ディスクがＤＶＤ−ＲやＤＶＤ−ＲＷ等の挟溝ピッチの場合には、入れ替わり領域２２Ｘ、２２ＸＧは１次回折光８Ｐの領域の外にあり、入れ替わり領域２３Ｘ、２３ＸＧも−１次回折光８Ｍの領域の外にあり、何れも入れ替わり領域がオフトラックによる光強度分布の変化がない部分に位置するので、検出光量で標準化すると、オフトラックに対するトラッキングエラーの検出感度は変わらない。従って実施形態１と同様に、ＴＥ感度を損ねることなく、対物レンズのシフト、光ディスク基材の傾き、記録／未記録境界での影響等により発生するＴＥオフセットを大幅に軽減できる。
【００９６】
一方、図７の様なレンズシフトが存在する場合では、ホログラム基板２が対物レンズ５と一体で移動しないので光スポット８２、８３の対称性が大きくずれ、入れ替わり領域２２Ｘ、２３Ｘだけでは補正が十分でなくなるが、光８の一部が領域２３ＸＧに掛かり検出器９２側に飛ばされ光スポット８３ＸＧとなるので（レンズシフトが逆方向なら検出器９３側に飛ばされ光スポット８２ＸＧとなる）、これがレンズシフトで発生するＴＥオフセットの補正を後押し、適正な補正が実現される。ただし、光スポット８３ＸＧには−１次回折光８Ｍの成分を含むので、トラッキングエラーの検出感度は若干劣化する。従って実施形態３はレンズシフトによってＴＥ感度が若干落ちる欠点もあるが、実施形態１や２と同様に、対物レンズのシフト、光ディスク基材の傾き、記録／未記録境界での影響等により発生するＴＥオフセットを大幅に軽減できる。
【００９７】
なお、本実施形態も、係数値の大きさに若干の差異はあるが、実施形態１と同様に（式７）（式８）（式９）が成立し、光ディスク基材の傾き量ＤＴを読みとることができる。従って、対物レンズのチルトＬＴ値を最適の値に収束させることができ、リアルタイムに信号面上の光スポットのコマ収差をキャンセルさせることができる。
【００９８】
なお、ホログラム基板２が対物レンズ５と一体で移動せずにコリメートレンズ４側に固定されている場合には、光ディスクがＤＶＤ−ＲＡＭ等の溝ピッチの大きい光ディスクでも検出面上での光スポット８１、８４の対称性が大きくずれるため、一般には対物レンズのシフトによりＴＥオフセットが発生するが、本実施例では図７に示す様にレンズシフトにより光８の一部が領域２４ＸＧに掛かり検出器９１側に飛ばされ、これがＴＥオフセットをキャンセルする働きをなしている。ＴＥオフセットのキャンセル効果を調整するには、図７における寸法ｃを最適化することでもできるし、領域２１ＸＧ、２４ＸＧの形状をＹ軸方向の櫛歯状とし、この櫛歯の幅を調整することでもよい。
【００９９】
（実施形態４）
以下、図８を参照しながら、本発明の光ディスク装置の第４の実施形態を説明する。なお、本実施形態の光ディスク装置は、ホログラムおよび光検出器のパターンを除けば、実施形態３の光ディスクと同じ構成を有している。このため、実施形態３と共通する要素については、同一の参照符号を付し、重複する部分の説明は省略する。
【０１００】
図８は、本実施形態における光ディスク装置のトラッキングエラー信号の検出原理を示す説明図である。ホログラム面２ａは、光ディスクの回転方向に平行な直線（Ｘ軸）とＸ軸に平行な直線および対物レンズの開口円（ホログラム基板２の設置位置が光検出基板９とコリメートレンズ４の間にある場合はその相似円）で領域２Ｌ、２ＬＸ、２ＬＸＧ、２Ｒ、２ＲＸ、２ＲＸＧに６分割され（２ＬＸと２ＬＸＧ、２ＲＸと２ＲＸＧは連続した領域であるが便宜上分けて説明する）、領域２Ｌ、２Ｒに入射する光８は分離された状態でそれぞれ２分割の検出器９Ｌ、９Ｒ上に投射されて光スポット８Ｌ、８Ｒとなり、領域２ＬＸ、２ＬＸＧに入射する光８は検出器９Ｒ上に投射されて光スポット８ＬＸ、８ＬＸＧとなり、領域２ＲＸ、２ＲＸＧに入射する光８は検出器９Ｌ上に投射されて光スポット８ＲＸ、８ＲＸＧとなる。なお図８では対物レンズ５が光ディスク径方向に沿ってシフトした場合を想定している（従って図８では光８と領域２ＬＸＧは重ならず、光スポット８ＬＸＧは現れていない）。
【０１０１】
ホログラム面２ａへの入射光８には光ディスクの信号面６ａに構成された案内溝による１次回折光８Ｐと−１次回折光８Ｍが含まれる。図８に示すようレンズシフト状態では光８の中心８０がホログラム面２ａの中心２０からずれるため、光８の輪郭が領域２ＲＸＧと重なるが、２ＬＸＧとは重ならない。従って、検出器９Ｌ上には領域２Ｌと２ＲＸと２ＲＸＧで回折する光が投射されて光スポット８Ｌと８ＲＸと８ＲＸＧになり、検出器９Ｒ上には光スポット８Ｒと８ＬＸだけが投射されている（便宜上、光スポット８ＬＸ、８ＲＸ、８ＲＸＧはＸ軸回りに反転して描いている）。光スポットの案内溝に対するトラッキングエラーは、従来例と同様に光ディスクの信号面６ａ上に収束する光スポットが案内溝に対してオフトラックすることで１次回折光８Ｐの領域と−１次回折光８Ｍの領域で光強度分布が変化し、これが検出光量の大小として反映することで検出される。
【０１０２】
トラッキングエラー信号の検出式は実施形態２と同じである。即ち、ＤＶＤ−ＲやＤＶＤ−ＲＷ等の挟溝ピッチの光ディスクに対するトラッキングエラー信号ＴＥは（式１２）で与えられる。
【０１０３】
従って、レンズシフトがない場合には実施形態２と全く同じである。即ち光ディスクがＤＶＤ−ＲやＤＶＤ−ＲＷ等の挟溝ピッチの場合には、入れ替わり領域２ＬＸ、２ＬＸＧは１次回折光８Ｐの領域の外にあり、入れ替わり領域２ＲＸ、２ＲＸＧも−１次回折光８Ｍの領域の外にあり、何れも入れ替わり領域がオフトラックによる光強度分布の変化がない部分に位置するので、検出光量で標準化すると、オフトラックに対するトラッキングエラーの検出感度は変わらない。従って実施形態２と同様に、ＴＥ感度を損ねることなく、対物レンズのシフト、光ディスク基材の傾き、記録／未記録境界での影響等により発生するＴＥオフセットを大幅に軽減できる。
【０１０４】
一方、図８の様なレンズシフトが存在する場合では、ホログラム基板２が対物レンズ５と一体で移動しないので光スポット８Ｌ、８Ｒの対称性が大きくずれ、入れ替わり領域８ＲＸ、８ＬＸだけでは補正が十分でなくなるが、光８の一部が領域２ＲＸＧに掛かり検出器９Ｌ側に飛ばされ光スポット８ＲＸＧとなるので（レンズシフトが逆方向なら検出器９Ｒ側に飛ばされ光スポット８ＬＸＧとなる）、これがレンズシフトで発生するＴＥオフセットの補正を後押し、適正な補正が実現される。ただし、光スポット８ＲＸＧには−１次回折光８Ｍの成分を含むので、トラッキングエラーの検出感度は若干劣化する。従って実施形態４はレンズシフトによってＴＥ感度が若干落ちる欠点もあるが、実施形態２や３と同様に、対物レンズのシフト、光ディスク基材の傾き、記録／未記録境界での影響等により発生するＴＥオフセットを大幅に軽減できる。
【０１０５】
なお、以上の実施例で偏光ホログラム２は無偏光性のホログラムであってもよく、ＤＶＤ−ＲＡＭやＤＶＤ−Ｒ／ＲＷ等の赤光源を例にして説明したが、青光源や赤外光源であっても同様の効果が得られる。
【０１０６】
【発明の効果】
本発明によれば、対物レンズにディスク径方向に沿った偏心がある場合、光ディスク基材に傾きがある場合、光スポットが記録／未記録の境界に位置して隣接トラックの影響を受ける状態にある場合、光源から出射される光の方位が発光出力の大小により変化する場合のいずれであっても、トラッキング制御時に発生するオフトラックをキャンセルすることができる。また、２つのトラッキングエラー信号（ＴＥ１とＴＥ２）から得られる信号（ＤＥ）を用いて対物レンズの傾きを制御すれば、リアルタイムに光ディスク信号面上の光スポットのコマ収差をキャンセルすることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態１における光ディスク装置の断面構成図である。
【図２】本発明の実施形態１における光ディスク装置のホログラム面と光検出面の構成図である。
【図３】本発明の実施形態１における光ディスク装置のトラッキングエラー信号の検出原理を示す説明図である。
【図４】本発明の実施形態１における入れ替わり領域の範囲とＴＥオフセットの関係を示すグラフであり、（ａ）は光ディスク基材の光ディスク径方向での傾きＤＴ＝０．３８度の場合を示し、（ｂ）は片側の隣接した案内溝に０．５μｍの幅の記録マークが形成された場合を示し、（ｃ）は対物レンズの光ディスク径方向でのシフト量ＬＳ＝０．１ｍｍの場合を示し、（ｄ）は対物レンズの光ディスク径方向での傾き量ＬＴ＝０．３３度の場合を示し、（ｅ）はオフトラックＯＴ＝０．１μｍの場合を示している。
【図５】他の実施形態における光ディスク装置のトラッキングエラー信号の検出原理を示す説明図である。
【図６】本発明の実施形態２における光ディスク装置のトラッキングエラー信号の検出原理を示す説明図である。
【図７】本発明の実施形態３における光ディスク装置のトラッキングエラー信号の検出原理を示す説明図である。
【図８】本発明の実施形態４における光ディスク装置のトラッキングエラー信号の検出原理を示す説明図である。
【図９】従来例における光ディスク装置の断面構成図である。
【図１０】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である。
【図１１】光軸に沿った断面での光検出面前後での回折光の集光点位置を示す説明図である。
【図１２】従来例における光ディスク装置のトラッキングエラー信号の検出原理を示す説明図である。
【図１３】トラッキング制御下でのホログラム面上での戻り光光強度分布の等高線表示説明図であり、（ａ）は、対物レンズと偏光性ホログラム基板が光ディスク径方向に０．２ｍｍだけシフトした場合を示し、（ｂ）は光ディスク基材が径方向に０．７６度だけ傾いた場合を示し、（ｃ）は光スポットの走査している案内溝は未記録状態であるが、片側の隣接した案内溝に０．５μｍの幅の記録マークが形成された場合を示している。
【符号の説明】
１光源
２偏光性ホログラム基板
２ａホログラム面
２１、２２、２２Ｘ、２３、２３Ｘ、２４ホログラム領域
３１／４波長板
４コリメートレンズ
５対物レンズ
６光ディスク基材
６ａ光ディスク信号面
７光軸
８戻り光
８Ｐ１次回折光
８Ｍ −１次回折光
８’ １次回折光
８” −１次回折光
８１、８２、８２Ｘ、８３、８３Ｘ、８４検出器上光スポット
９光検出基板
９ａ光検出面
９１、９２、９３、９４光検出器
１０反射ミラー[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an optical disk device capable of recording a signal on an optical disk and / or reproducing a signal of the optical disk.
[0002]
[Prior art]
A conventional optical disk device will be described with reference to FIGS. Such an optical disk device is disclosed, for example, in Patent Document 1.
[0003]
FIG. 9 shows a cross section of a main part of a conventional optical disk device, a radiation light source 1 and a side surface around it. In this optical disk device, as shown in FIG. 9, a laser beam 1a emitted from a radiation light source 1 such as a semiconductor laser mounted on a light detection substrate 9 is reflected by a reflection mirror 10 mounted on the light detection substrate 9. And is converted by the collimating lens 4 into parallel light. The parallel light passes through the polarizing hologram substrate 2 and is converted from linearly polarized light (S wave or P wave) into circularly polarized light by the ４ wavelength plate 3. The circularly polarized light is condensed by the objective lens 5 and converges on the signal surface (information recording layer) 6 a of the optical disk substrate 6.
[0004]
The light reflected by the signal surface 6a passes through the objective lens 5, is converted into linearly polarized light (P wave or S wave) by the 波長 wavelength plate 3, and is incident on the hologram surface 2a in the polarizing hologram substrate 2. This incident light is diffracted by the hologram substrate 2 and splits into a first-order diffracted light 8 'having an optical axis 7 as a symmetry axis and a -1st-order (minus-first-order) diffracted light 8 ". 8 ″ becomes convergent light through the collimator lens 4 and is incident on the detection surface 9a on the light detection substrate 9.
[0005]
The hologram surface 2a is formed on the same substrate as the quarter-wave plate 3, and these move integrally with the objective lens 5. The detection surface 9a is located substantially at the focal plane position of the collimator lens 4 (that is, the virtual light emitting point position of the light source 1).
[0006]
FIG. 10 illustrates a configuration of a hologram surface and a light detection surface of a conventional optical disk device as viewed from the optical disk side. The hologram surface 2a is divided into four by two straight lines (X axis, Y axis) orthogonal to the intersection point 20 between the hologram surface 2a and the optical axis 7. Furthermore, the hologram surface 2a is formed in each of the four quadrants of the XY coordinates having the intersection 20 as the origin, in the rectangular regions 21B, 21F, 22B, 22F, 23B, 23F, 24B, 24F extending in the X-axis direction. Has been split.
[0007]
On the other hand, consider xy coordinates in which two straight lines orthogonal to the intersection 90 between the detection surface 9a and the optical axis 7 and parallel to the X-axis and the Y-axis, respectively, are the x-axis and the y-axis. In the example of FIG. 10, comb-shaped focus detection cells F1a, F2a, F1b, F2b, F1c, F2c, F1d, F2d, F1e, and F2e extending in parallel to the y-axis are arranged on the + side of the y-axis. The trapezoidal tracking detection cells 91, 92, 93, and 94 are arranged on the negative side. These detection cells are arranged symmetrically with respect to the y-axis.
[0008]
The light 1a emitted from the light emitting point of the radiation light source 1 is orthogonal to the plane of the paper and travels in a plane including the x-axis in parallel with the x-axis. Direction).
[0009]
The first-order diffracted lights 81B and 81F diffracted by the comb-tooth regions 21B and 21F in the first quadrant of the hologram surface 2a are condensed at the positions of the light spots 81BS and 81FS that straddle the boundary between the detection cells F2a and F1b. The -1st-order diffracted lights 81B 'and 81F' diffracted by the comb-tooth regions 21B and 21F in the first quadrant converge at the positions of the light spots 81BS 'and 81FS' that fit in the detection cell 91.
[0010]
The first-order diffracted lights 82B and 82F diffracted by the comb teeth regions 22B and 22F in the second quadrant are condensed on light spots 82BS and 82FS that cross the boundary between the detection cells F1b and F2b, and the -1st-order diffracted lights 82B 'and 82F' The light is focused on the light spots 82BS 'and 82FS' that fit in the detection cell 92.
[0011]
The first-order diffracted lights 83B and 83F diffracted by the comb teeth regions 23B and 23F in the third quadrant are condensed on light spots 83BS and 83FS that cross the boundary between the detection cells F1d and F2d, and the -1st-order diffracted lights 83B 'and 83F' The light is condensed on light spots 83BS 'and 83FS' that fit in the detection cell 93.
[0012]
The first-order diffracted lights 84B and 84F diffracted by the comb tooth regions 24B and 24F in the fourth quadrant are condensed on light spots 84BS and 84FS that cross the boundary between the detection cells F2d and F1e, and the -1st-order diffracted lights 84B 'and 84F' The light is focused on light spots 84BS 'and 84FS' that fit in the detection cell 94.
[0013]
FIG. 11 shows the positions of the converging points of the first-order diffracted lights 81B, 84B, 81F, 84F before and after the light detection surface 9a in a section along the optical axis at the time of focusing on the optical disk signal surface 6a, and the -1st-order diffracted light 81B '. , 84B ′, 81F ′, and 84F ′. The 0th-order diffraction component corresponding to each diffracted light is condensed on a point 90 on the detection surface 9a, but is not actually irradiated because the diffraction efficiency of the 0th-order light is almost zero.
[0014]
As shown in FIG. 11, of the light 8 incident on the hologram surface 2a, the first-order diffracted lights 81B and 84B diffracted in the first quadrant and the fourth quadrant of the XY coordinate, respectively, are located at the depth of the detection surface 9a. The -1st-order diffracted lights 81B 'and 84B' are condensed at points 81b 'and 84b' at a distance L1 before the detection surface 9a (the ray paths are indicated by solid lines). display).
[0015]
In the light 8 incident on the hologram surface 2a, the first-order diffracted lights 81F and 84F diffracted in the first quadrant and the fourth quadrant of the XY coordinate, respectively, are located at a point at a distance L2 before the detection surface 9a. The -1st-order diffracted lights 81F 'and 84F' are condensed on points 81f 'and 84f' at a position L2 behind the detection surface 9a (the ray paths are indicated by dotted lines). However, L2 is approximately equal to L1.
[0016]
Although not shown in FIG. 11, the first-order diffracted lights 82B and 83B are lights condensed at a position L1 behind the detection surface 9a, and the first-order diffracted lights 82F and 83F are distances before the detection surface 9a. The light is focused on the position L2. The -1st-order diffracted lights 82F 'and 83F' are. The -1st-order diffracted lights 82B 'and 83B' are lights condensed at a position at a distance L2 behind the detection surface 9a, and the -1st-order diffracted lights 82B 'and 83B' are lights condensed at a position L1 before the detection surface 9a.
[0017]
As can be seen from FIG. 11, the first-order diffracted lights 81B, 82B, 83B, and 84B converge on the far side of the detection surface 9a (the side away from the hologram surface 2a). It is similar to the light distribution on 2a. On the other hand, since the -1st-order diffracted lights 81B ', 82B', 83B ', and 84B' are collected before the detection surface 9a (on the side approaching the hologram surface 2a), the spot shape on the detection surface 9a has a hologram shape. This is similar to a shape in which the light distribution on the surface 2 a is inverted with respect to the point 20.
[0018]
Furthermore, since the first-order diffracted lights 81F, 82F, 83F, and 84F converge before the detection surface 9a, the spot shape on the detection surface 9a has the light distribution on the hologram surface 2a inverted with respect to the point 20. Since the -1st-order diffracted lights 81F ', 82F', 83F ', and 84F' are light condensed at the depth of the detection surface 9a, the spot shape on the detection surface 9a has a similar shape to that on the hologram surface 2a. Similar to light distribution.
[0019]
In the example shown in FIG. 10, some of the detection cells are conductive, and as a result, the following six signals (F1, F2, T1 to T4) are obtained.
[0020]
F1 = signal obtained by detection cell F1a + signal obtained by detection cell F1b + signal obtained by detection cell F1c + signal obtained by detection cell F1d + signal obtained by detection cell F1e;
F2 = signal obtained by detection cell F2a + signal obtained by detection cell F2b + signal obtained by detection cell F2c + signal obtained by detection cell F2d + signal obtained by detection cell F2e;
T1 = signal obtained in the detection cell 91,
T2 = signal obtained by the detection cell 92,
T3 = the signal obtained in the detection cell 93, and
T4 = signal obtained by the detection cell 94.
Since the y-axis in FIG. 10 is in the radial direction of the optical disk 6, the focus error signal FE to the optical disk signal surface, the tracking error signal TE to the optical disk track, and the reproduction signal RF to the optical disk signal surface are detected based on the following equations. You.
[0021]
FE = F1-F2 (Equation 1)
TE = T1 + T2-T3-T4 (Equation 2)
RF = F1 + F2 + T1 + T2 + T3 + T4 (Equation 3)
[0022]
[Patent Document 1]
JP-A-2000-133929
[0023]
[Problems to be solved by the invention]
The optical disk device having the above configuration has the following problems.
[0024]
FIG. 12 is an explanatory diagram showing a principle of detecting a tracking error signal in a conventional optical disk device. In the light 8 incident on the hologram surface 2a, the first-order diffracted light 8P and the -1st-order diffracted light 8M by the guide groove existing on the signal surface 6a of the optical disc are superimposed. The hologram surface 2a is divided into two regions 2L and 2R by a straight line (X axis) parallel to the rotation direction of the optical disk. The light 8 incident on the respective regions 2L and 2R is also projected in a separated state onto the two-divided detectors 9L and 9R, respectively, to form light spots 8L and 8R on the detection surface.
[0025]
The light spot 8L includes the first-order diffracted light 8P, and the light spot 8R includes the -1st-order diffracted light 8M. When the light spot converging on the signal surface 6a of the optical disc deviates from the center of the guide groove of the optical disc (off-track), the light intensity distribution changes in the superimposed area of the first-order diffracted light 8P and the superimposed area of the -1st-order diffracted light 8M. This is reflected as the magnitude of the detected light amount. Therefore, the magnitude of the displacement (tracking error) of the light spot with respect to the guide groove can be detected from the difference signal between the detectors 9L and 9R.
[0026]
FIGS. 13 (a) to 13 (c) show the return light intensity distribution on the hologram surface 2a as contour lines in a state where the tracking control is being performed, that is, in a state where the light spot is located at the center of the guide groove of the optical disk. ing. FIGS. 13 (a) to 13 (c) show optical disks having a small groove pitch such as DVD-R or RW and a shallow groove depth (light wavelength = 0.66 μm, groove pitch = 0.74 μm, groove depth). = Wavelength / 18, groove width = 0.3 μm, NA of the objective lens = 0.63).
[0027]
13A to 13C, the R direction indicates the radial direction of the optical disk, and the T direction indicates the orthogonal direction (circular tangent direction). FIG. 13A shows a case where the objective lens 5 and the polarizing hologram substrate 2 are shifted by 0.2 mm in the radial direction of the optical disk. FIG. 13B shows a case where the optical disk substrate 6 is inclined by 0.76 degrees in the radial direction. FIG. 13C shows a case where the guide groove on which the light spot scans is in an unrecorded state, but a recording mark having a width of 0.5 μm is formed in the adjacent guide groove on one side.
[0028]
In any of the above cases, it can be seen that the center of gravity of the light intensity is shifted to the right (positive direction in the R direction). However, if the error occurs in the opposite direction, the shift direction is reversed. Such a tendency is characteristic of an optical disk having a small groove pitch. The smaller the groove depth, the stronger the tendency. Therefore, in an optical disk such as a DVD-RAM having a relatively large groove pitch, such a tendency is sufficiently small.
[0029]
In the detection principle shown in FIG. 12, the shift of the center of gravity of the light intensity appears as a difference between the light amounts of the light spots 8L and 8R. Therefore, in the conventional tracking error detection method, the shift of the objective lens, the tilt of the optical disk substrate, and the recording / non-recording boundary are observed for an optical disk having a small groove pitch and a small groove depth such as a DVD-R or RW. An offset occurs in the TE signal due to an influence or the like. Such an offset causes off-track, which causes track skipping, deterioration of reproduction signal quality, deterioration of adjacent track signals during recording, and the like.
[0030]
The present invention has been made in order to solve the above-described problem, and has an object of the present invention when the objective lens has eccentricity along the disk radial direction, when the optical disk substrate is inclined, and Another object of the present invention is to provide an optical disk device in which off-track hardly occurs during tracking control even when a light spot is located at a boundary between recorded / unrecorded and is affected by an adjacent track.
[0031]
[Means for Solving the Problems]
The optical disc device of the present invention includes a radiation light source, an objective lens, a light branching unit, and a photodetector, and light emitted from the radiation light source is condensed on a signal surface of an optical disc through the objective lens. The light reflected from the signal surface is incident on the light splitting means via the objective lens, and a straight line on the light splitting means and orthogonal to the radial direction of the optical disk is defined as L. The branching means comprises at least four regions a, a ', A, A', the regions a, a 'being on the same side with respect to the straight line L, and the regions A and A' being each with respect to the straight line L, And the light detector is divided into at least two regions b and b ', and the light incident on the regions a and A' of the light branching means derives diffracted light and The light projected on the area b on the photodetector and incident on the areas a ′ and A converts the diffracted light. 'Is projected to the region b and b' region b on the photodetector forms and generates a tracking error signal of the optical disc by the difference of the detection signals.
[0032]
Another optical disc apparatus of the present invention includes a radiation light source, an objective lens, a light branching unit, and a photodetector, and light emitted from the radiation light source is focused on a signal surface of an optical disc through the objective lens. The light reflected from the signal surface is incident on the light splitting means via the objective lens, and a straight line on the light splitting means and orthogonal to the optical disc radial direction is L, and the straight line L intersects the optical axis, The light branching means includes at least six regions a, a ', a ", A, A', A", wherein the regions a, a ', a "are on the same side with respect to the straight line L, and the regions A and A"'And A "respectively correspond to the substantially symmetrical regions of the regions a' and a and a" with respect to the straight line L, and the photodetector is divided into at least four regions b, b ', c and c', The light incident on the regions a and A ′ of the light branching unit derives diffracted light and is incident on the region b on the photodetector. The light incident on the regions a ′ and A derives diffracted light and is projected on the region b ′ on the photodetector, and the light incident on the regions a ″ and A ″ derives first-order diffracted light. The signals TE are projected onto the regions c and c ′ on the photodetector, respectively, to generate a signal TE1 based on the difference between the detection signals of the regions b and b ′, and to generate the signal TE2 based on the difference between the detection signals of the regions c and c ′. It is also possible to generate the tracking error signals for different types of optical disks by switching between the signals TE1 and TE2.
[0033]
In particular, the regions a and A include the first-order or -1st-order groove diffracted light generated by reflection from the track groove of the optical disk, but the regions a ′ and A ′ are outside the region of the groove diffracted light. And wherein the areas a "and A" include first- or first-order groove diffracted light generated by reflection from track grooves of the optical disk.
[0034]
Further, a signal DE related to the tilt of the optical disk is generated by calculating the signals TE1 and TE2, and the objective lens is tilted based on the signal. The signal DE is a difference between the signals TE1 and TE2. It is characterized by the following.
[0035]
With the above-described configuration, it is possible to cancel the off-track generated during the tracking control, detect the tilt of the optical disc, and control the tilt of the objective lens.
[0036]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
(Embodiment 1)
Hereinafter, a first embodiment of an optical disk device according to the present invention will be described with reference to FIGS. Elements common to the conventional optical disk device described with reference to FIGS. 9 to 13 are denoted by the same reference numerals.
[0037]
First, reference is made to FIG. FIG. 1 shows a cross-sectional configuration of an optical disc device according to the present embodiment, and also shows a side view of a radiation light source 1 and its periphery. In the optical disk device of the present embodiment, a laser beam 1a emitted from a radiation light source 1 such as a semiconductor laser mounted on a light detection substrate 9 is reflected by a reflection mirror 10 mounted on the light detection substrate 9, The light is converted into parallel light by the collimating lens 4.
[0038]
The parallel light passes through the polarizing hologram substrate 2, is converted from linearly polarized light (S wave or P wave) into circularly polarized light by the 波長 wavelength plate 3, condensed by the objective lens 5, and It converges on the signal surface 6a. The light reflected by the signal surface 6a passes through the objective lens 5, is converted into linearly polarized light (P wave or S wave) by the quarter wavelength plate 3, and is incident on the hologram surface 2a in the polarizing hologram substrate 2. This incident light is diffracted by the hologram surface 2a and is split into a first-order diffracted light 8 'and a -1st-order diffracted light 8 "having the optical axis 7 as a symmetry axis. These diffracted lights 8' and 8" are collimated. The light becomes convergent light through the lens 4 and is incident on the detection surface 9 a on the light detection substrate 9. The hologram surface 2a is formed on the same substrate as the quarter-wave plate 3, and moves integrally with the objective lens 5. The detection surface 9a is located substantially at the focal plane position of the collimator lens 4 (that is, the virtual light emitting point position of the light source 1).
[0039]
FIG. 2 shows a configuration of a hologram surface and a light detection surface of the optical disk device according to the present embodiment, in which both the hologram surface and the light detection surface are viewed from the optical disk side. Assuming that the intersection point between the hologram surface 2a and the optical axis 7 is 20, the hologram surface 2a is divided into four straight lines (X-axis and Y-axis) orthogonal to each other at the point 20, and each quadrant has a rectangular area along the X-axis. 21B, 21F, 22B, 22F, 23B, 23F, 24B, and 24F.
[0040]
On the other hand, assuming that the intersection of the detection surface 9a and the optical axis 7 is a point 90, two straight lines orthogonal to the point 90 and parallel to the X axis and the Y axis are defined as the x axis and the y axis. In this case, comb-shaped focus detection cells F1a, F2a, F1b, F2b, F1c, F2c, F1d, F2d, F1e, F2e along the y-axis are arranged on the + side of the y-axis, and on the − side of the y-axis. The trapezoidal tracking detection cells 91, 92, 93 and 94 are arranged. These detection cells are symmetric with respect to the y-axis.
[0041]
The light 1a emitted from the light emitting point of the radiation light source 1 is orthogonal to the plane of the paper and travels in a plane including the x-axis in parallel with the x-axis. Direction).
[0042]
The first-order diffracted lights 81B and 81F diffracted by the comb-tooth regions 21B and 21F in the first quadrant of the hologram surface 2a are converted into -1st-order diffracted lights 81B 'and 81F' at light spots 81BS and 81FS crossing the boundary between the detection cells F2a and F1b. Focuses on light spots 81BS 'and 81FS' that fit in the detection cell 91.
[0043]
The first-order diffracted light 82B diffracted in the comb region 22B and the third quadrant region 23BX in the second quadrant, and the first-order diffracted light 82F diffracted in the comb region 22F and the third quadrant region 23FX in the second quadrant are: The light spots converge on the light spots 82BS and 83BXS and the light spots 82FS and 83FXS, respectively, which straddle the boundary between the detection cells F1b and F2b. The -1st-order diffracted lights 82B 'and 82F' converge to light spots 82BS 'and 83BXS', 82FS 'and 83FXS' that fit in the detection cell 92.
[0044]
The first-order diffracted light 83B diffracted in the comb region 23B in the third quadrant and the region 22BX in the second quadrant, and the first-order diffracted light 83F diffracted in the comb region 23F in the third quadrant and the region 22FX in the second quadrant are: The light spots 83BS and 82BXS and the light spots 83FS and 82FXS that cross the boundaries between the detection cells F1d and F2d are condensed, respectively. The -1st-order diffracted lights 83B 'and 83F' converge to light spots 83BS 'and 82BXS' and 83FS 'and 82FXS' which fit in the detection cell 93.
[0045]
The first-order diffracted lights 84B and 84F diffracted by the comb-tooth regions 24B and 24F in the fourth quadrant are focused on light spots 84BS and 84FS that cross the boundary between the detection cells F2d and F1e. The -1st-order diffracted lights 84B 'and 84F' are focused on light spots 84BS 'and 84FS' that fit in the detection cell 94.
[0046]
Similarly to the conventional example, at the time of focusing on the optical disk signal surface 6a, the first-order diffracted light 81B, 84B, 81F, 84F and the -1st-order diffracted light 81B ', 84B' before and after the light detection surface 9a in a section along the optical axis. , 81F 'and 84F' are shown in FIG. Therefore, as in the conventional example, the first-order diffracted lights 81B, 82B, 83B, and 84B are lights condensed at a position at a distance L1 behind the detection surface 9a. Then, 81F, 82F, 83F, and 84F are lights condensed at a position at a distance L2 in front of the detection surface 9a. The -1st-order diffracted lights 81B ', 82B', 83B ', and 84B' are lights condensed at a distance L1 in front of the detection surface 9a, and 81F ', 82F', 83F ', and 84F' are detected. The light is condensed at a position at a distance L2 behind the surface 9a.
[0047]
As can be seen from FIG. 11, the first-order diffracted lights 81B, 82B, 83B and 84B are condensed on the deep side of the detection surface 9a (on the side away from the hologram surface 2a). It is similar to the light distribution on 2a. Since the -1st-order diffracted lights 81B ', 82B', 83B ', and 84B' converge before the detection surface 9a (on the side approaching the hologram surface 2a), the spot shape on the detection surface 9a changes on the hologram surface 2a. Is similar to a shape obtained by inverting the light distribution with respect to the point 20.
[0048]
On the other hand, since the first-order diffracted lights 81F, 82F, 83F, and 84F are collected before the detection surface 9a, the spot shape on the detection surface 9a has a shape obtained by inverting the light distribution on the hologram surface 2a with respect to the point 20. Is similar to Since the -1st-order diffracted lights 81F ', 82F', 83F ', and 84F' converge at the depth of the detection surface 9a, the spot shape on the detection surface 9a is similar to the light distribution on the hologram surface 2a.
[0049]
As shown in FIG. 2, some of the detection cells are conducting, and are configured so that the following six signals are obtained.
[0050]
F1 = signal obtained by detection cell F1a + signal obtained by detection cell F1b + signal obtained by detection cell F1c + signal obtained by detection cell F1d + signal obtained by detection cell F1e;
F2 = signal obtained by detection cell F2a + signal obtained by detection cell F2b + signal obtained by detection cell F2c + signal obtained by detection cell F2d + signal obtained by detection cell F2e;
T1 = signal obtained in the detection cell 91,
T2 = signal obtained by the detection cell 92,
T3 = the signal obtained in the detection cell 93, and
T4 = signal obtained by detection cell 94
In FIG. 2, assuming that the y-axis is the radial direction of the optical disk 6, the focus error signal FE on the optical disk signal surface and the reproduction signal RF on the optical disk signal surface are expressed by (Expression 1) and (Expression 3), respectively, as in the conventional example. However, the equation for detecting the tracking error signal is different from the conventional example. That is, the tracking error signal TE1 and the tilt signal DE of the optical disk for the optical disk having the narrow groove pitch such as DVD-R and DVD-RW are detected based on the following equation.
[0051]
TE1 = T2-T3 (Equation 4)
[0052]
DE = T1-T4- (T2-T3) (Equation 5)
[0053]
On the other hand, the tracking error signal TE2 for an optical disk having a large groove pitch such as a DVD-RAM is detected based on the following equation.
[0054]
TE2 = T1-T4 (formula 6)
[0055]
FIG. 2 is complicated because it describes a configuration including detection of a focus error. The tracking error detection principle of the present embodiment will be described with reference to FIG. 3 which is a simplified configuration of FIG. 2 in order to easily explain the principle by focusing attention on the tracking error detection.
[0056]
The hologram surface 2a in the optical disc device of the present embodiment is composed of a straight line (X-axis) parallel to the rotation direction of the optical disc, a straight line (Y-axis) orthogonal thereto, and a straight line parallel to the X-axis. , 23X, and 24. The light 8 incident on the regions 21, 22, 23, and 24 of the hologram surface 2a is projected in a separated state onto four-divided detectors 91, 92, 93, and 94, respectively, to form light spots 81, 82, and 83. , 84 are formed.
[0057]
On the other hand, the light 8 incident on the region 22X of the hologram surface 2a forms a light spot 82X on the detector 93, and the light 8 incident on the region 23X forms a light spot 83X on the detector 92. In FIG. 8, for convenience, the light spots 82X and 83X are shown at positions inverted around the X axis.
[0058]
The first-order diffracted light 8P and the -1st-order diffracted light 8M by the guide groove existing on the signal surface 6a of the optical disk are superimposed on the light 8 incident on the hologram surface 2a.
[0059]
The area of the first-order diffracted light 8P is separated from the center 80 of the zero-order diffracted light by λf / Λ (where λ: wavelength of the light source, f: focal length of the objective lens, Λ: groove pitch of the optical disk) along the Y axis. This corresponds to a circle having a radius f · NA (where NA is the numerical aperture of the objective lens) centered on the point 80P. On the other hand, the area of the -1st-order diffracted light 8M corresponds to a circle having a radius f · NA centered on a point 80M separated from the center 80 of the 0th-order diffracted light by λf / Λ along the Y-axis. Naturally, the range captured by the objective lens is limited to a circle having a radius f · NA from the lens center (ie, the center 80 of the 0th-order diffracted light).
[0060]
The light spots 81 and 82 contain the first-order diffracted light 8P, and the light spots 83 and 84 contain the -1st-order diffracted light 8M. When the light spot converging on the signal surface 6a of the optical disk is off-track with respect to the guide groove, the light intensity distribution changes in the area where the first-order diffracted light 8P overlaps and the area where the -1st-order diffracted light 8M overlaps. . For this reason, the tracking error with respect to the optical disk guide groove is detected as a difference between the detected light amounts of the left and right detection cells, as in the conventional example.
[0061]
The signal TE2 in the present embodiment has a detection light amount that is half that of the conventional signal TE, and its characteristics are not different from those of the conventional example, and a tracking error can be detected based on the signal TE2 in the same manner as in the conventional example. .
[0062]
On the other hand, in the signal TE1, not only the detected light amount is reduced by half compared to the conventional signal TE, but also a part of the light constituting the signal is replaced. However, when the optical disk has a groove pitch of DVD-R, DVD-RW, or the like, the points 80P and 80M are sufficiently separated from the point 80, so that the replacement area 22X is outside the area of the first-order diffracted light 80P, and the replacement area 23X Are also outside the region of the -1st-order diffracted light 80M. For this reason, the switching regions 22X and 23X are both located in a portion where the light intensity distribution does not change due to off-track, and as a result, when standardized by the detected light amount, the detection sensitivity of the tracking error for the off-track does not change.
[0063]
FIG. 4 is an explanatory diagram showing the relationship between the range of the replacement area and the TE offset in the present embodiment. The curve (a) in FIG. 3 shows a case where the inclination DT of the optical disc substrate in the radial direction of the optical disc is DT = 0.38 degrees, and the curve (b) shows a recording mark having a width of 0.5 μm in the adjacent guide groove on one side. When formed, the curve (c) shows the shift amount LS of the objective lens in the radial direction of the optical disk = 0.1 mm, and the curve (d) shows the tilt amount LT = 0.33 of the objective lens in the optical disk radial direction. In the case of degrees, the curve (e) assumes a case where the off-track OT = 0.1 μm. However, curves (a), (b), (c), and (d) all assume that the light spot is located at the center of the guide groove.
[0064]
Assuming that the range of the replacement area is defined between the dimensions a and b in FIG. 3, a / f is fixed to 0.1, and the horizontal axis (Exchange Range) of the graph corresponds to b / f. Therefore, b / f = 0.1 corresponds to the condition of the conventional example without replacement. The vertical axis of the graph indicates the output value of TE1 (= T2−T3), and the return light amount (T2 + T3) is standardized to be 100 when the reflection surface of the optical disk is a mirror surface.
[0065]
The calculation conditions are NA = 0.63, f = 3.05 mm, λ = 0.66 μm, and the optical disk is DVD-RW (Λ = 0.74 μm, groove depth λ / 18, groove width 0.30 μm). I assume.
[0066]
Under the conditions of the curves (a), (b), (c), and (d) in FIG. 3, it can be seen that the larger the output value of the TE1, the larger the off-track. The curve (e) corresponding to the TE sensitivity shows no deterioration in the range of b / f <0.26, and is 92% smaller than that of the conventional example (b / f = 0.1) when b / f = 0.3. % Level. This corresponds to the case where the condition of b / f <0.26 is switched and the regions 22X and 23X are both outside the regions of the first-order diffracted light 8P and the -1st-order diffracted light 8M.
[0067]
On the other hand, the curve (a) proportional to the degree of influence due to the inclination of the optical disk substrate decreases as b / f increases, and when b / f = 0.3, the curve (a) is smaller than the conventional example (b / f = 0.1). 50% level. The curve (b) proportional to the degree of influence at the recording boundary also decreases with an increase in b / f. When b / f = 0.3, the curve (b) is at a level of 40% as compared with the conventional example (b / f = 0.1). is there. Further, the curve (c) proportional to the degree of influence due to the shift of the objective lens also decreases with the increase of b / f. When b / f = 0.3, the curve (c) is 25% smaller than the conventional example (b / f = 0.1). Level. Only the curve (d) proportional to the degree of influence due to the tilt of the objective lens shows an almost constant minute value regardless of the increase in b / f.
[0068]
As described above, by setting b / f to about 0.26, TE generated by the shift of the objective lens, the tilt of the optical disk substrate, the influence at the boundary between recorded / unrecorded, and the like can be obtained without deteriorating the TE sensitivity. It can be seen that the offset can be greatly reduced.
[0069]
Some semiconductor lasers change the azimuth of the emitted light according to the output level. However, the behavior as viewed from the detection signal is equivalent to the shift of the objective lens. There is also an improvement effect on this change in the emission direction.
[0070]
In regions other than the recorded / unrecorded boundary, the signals TE1 and TE2 are functions of the shift amount LS of the objective lens, the inclination amount DT of the optical disk substrate, the inclination LT of the objective lens, and the off-track amount OT. Is represented by a linear relationship as follows.
[0071]
TE1 = αLS + βDT + γLT + δOT (Equation 7)
TE2 = α′LS + β′DT + γ′LT + δ′OT (Equation 8)
[0072]
Here, the approximate values of the coefficients α, β, γ, δ, α ′, β ′, γ ′, δ ′ are determined if the optical conditions are determined.
[0073]
When LT is set so as to cancel coma caused by the inclination DT of the optical disk substrate, the following expression is established.
[0074]
LT = kDT (Equation 9)
[0075]
The coefficient k is a value uniquely determined by the objective lens design value and NA.
[0076]
As described above, when b / f is set to 0.26 or less, the relationship of δ = δ ′ is established, and the following (Expression 10) is established from (Expression 7), (Expression 8), and (Expression 9).
[0077]
TE2 = TE1 + (α′−α) LS + {β′−β + k (γ′−γ)} DT (Equation 10)
[0078]
Therefore, the following equation is obtained from (Equation 5).
[0079]
DE = (α′−α) LS + {β′−β + k (γ′−γ)} DT (Equation 11)
[0080]
The approximate value of the shift amount LS can be detected from the output of an actuator that drives the objective lens. Further, as described above, the coefficients β, γ, β ′, and γ ′ have a relation of β << β ′, γ to γ ′, and k generally takes a value around 1, so that The coefficient of DT {β′−β + k (γ′−γ)} is a value sufficiently separated from zero.
[0081]
Therefore, the tilt amount DT of the optical disk substrate can be read from (Equation 11) from the output value of DE. From the read DT value, an LT value for canceling coma can be determined by (Equation 9), and the tilt of the objective lens is controlled based on the LT value.
[0082]
Although the output value of DE changes due to the change in the tilt of the objective lens, the tilt amount DT of the optical disk substrate is read again from (Equation 11). By performing the above process in a closed loop, the LT value can be converged to an optimum value, and the coma of the light spot on the signal surface can be canceled in real time.
[0083]
At the boundary between recording and non-recording, the offset component due to the recording mark of the adjacent track is mixed in both signals TE1 and TE2. As a result, an offset also occurs in DE in (Equation 11), but this offset is almost constant. , Can be removed by learning. Accordingly, even at the boundary of recording / non-recording, the coma of the light spot on the signal surface can be canceled by controlling the inclination LT of the objective lens in real time.
[0084]
In the present embodiment, the shapes of the exchange regions 22X and 23X are square, but the exchange region 22X is outside the region of the first-order diffracted light 8P, and the exchange region 23X is also outside the region of the -1st-order diffracted light 8M, and Other shapes may be used as long as each region is symmetric with respect to the X axis. For example, as shown in FIG. 5, the shape of the switching regions 22X and 23X may be a shape along the region of the first-order diffracted light 8P and the region of the −1st-order diffracted light 8M (FIG. The description may be omitted), the shapes shown in FIGS. 6, 7, and 8 described below may be used, or the shapes may be combined.
[0085]
(Embodiment 2)
Hereinafter, a second embodiment of the optical disk device according to the present invention will be described with reference to FIG. The optical disk device of the present embodiment has the same configuration as the optical disk device of the first embodiment except for the pattern of the hologram and the pattern of the photodetector. Therefore, elements common to the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description of overlapping parts will be omitted.
[0086]
FIG. 6 is an explanatory diagram showing the principle of detecting a tracking error signal of the optical disc device in the present embodiment. The hologram surface 2a is divided into four regions 2L, 2LX, 2R and 2RX by a straight line (X axis) parallel to the rotation direction of the optical disk and a straight line parallel to the X axis, and the light 8 incident on the regions 2L and 2R is separated. In this state, the light 8 projected on the detectors 9L and 9R divided into two light spots 8L and 8R, respectively, and the light 8 incident on the area 2LX is projected on the detector 9R into the light spot 8LX, and the light 8 incident on the area 2RX is The light spot 8RX is projected on the detector 9L (for convenience, the light spots 8LX and 8RX are drawn inverted around the X axis).
[0087]
The light spot 8L contains the first-order diffracted light 8P by the guide groove formed on the signal surface 6a of the optical disc, and the light spot 8R contains the -1st-order diffracted light 8M. The tracking error of the light spot with respect to the guide groove is caused by the fact that the light spot converging on the signal surface 6a of the optical disk is off-track with respect to the guide groove as in the conventional example, and the area where the first-order diffracted light 8P overlaps and the -1st-order diffracted light The light intensity distribution changes in the 8M superimposed area, and this is reflected as the magnitude of the detected light amount and detected. Therefore, the tracking error signal TE is detected based on the following equation.
[0088]
TE = TL-TR (Equation 12)
Here, TL is a signal obtained from the detection cell 9L, and TR is a signal obtained from the detection cell 9R.
[0089]
The signal TE has the same detection light amount as that of the conventional example, but a part of the light is replaced. When the optical disk has a narrow groove pitch such as a DVD-R or a DVD-RW, the replacement area 2LX is formed by the first-order diffracted light 8P. The switching area 2RX is also outside the area of the -1st-order diffracted light 8M, and the switching area is located in a portion where the light intensity distribution does not change due to off-track. The tracking error detection sensitivity for the track does not change. Accordingly, similarly to the first embodiment, the TE offset caused by the shift of the objective lens, the tilt of the optical disk substrate, the influence at the recording / non-recording boundary, etc. can be greatly reduced without impairing the TE sensitivity.
[0090]
(Embodiment 3)
Hereinafter, a third embodiment of the optical disk device of the present invention will be described with reference to FIG. In the optical disc device of the present embodiment, unlike the optical disc device of the first embodiment, the polarizing hologram substrate 2 is fixed to the collimator lens 4 side without moving integrally with the objective lens 5, and the installation position is also the light detection substrate 9. And the collimating lens 4. Furthermore, the optical disc device of the present embodiment is different from the optical disc device of the first embodiment in the hologram pattern, but is common in other points. Therefore, the same reference numerals are given to the same components as those of the optical disc device of the first embodiment, and the description of the overlapping portions will be omitted.
[0091]
FIG. 7 is an explanatory diagram illustrating a principle of detecting a tracking error signal of the optical disc device in the present embodiment. The hologram surface 2a has a straight line (X-axis) parallel to the rotation direction of the optical disk, a straight line (Y-axis) orthogonal thereto, a straight line parallel to the X-axis and the Y-axis, and an opening circle of the objective lens (where the hologram substrate 2 is installed). The area 21, 21XG, 22, 22X, 22XG, 23, 23X, 23XG, 24, 24XG is divided into 10 areas (22X, 22XG, 23X and 23XG is a continuous area, which will be described separately for convenience), and the light 8 incident on the areas 21, 22, 23, and 24 is projected in a separated state onto the four-divided detectors 91, 92, 93, and 94, respectively. The light 8 incident on the area 21XG is projected onto the detector 94 to become the light spot 81XG and enters the areas 22X, 22XG. The light 8 is projected on the detector 93 to become light spots 82X and 82XG, and the light 8 incident on the regions 23X and 23XG is projected on the detector 92 to become light spots 83X and 83XG and light incident on the region 24XG. 8 is projected onto the detector 91 to become a light spot 84XG (for convenience, the light spots 82X, 83X, 83XG, 84XG are drawn inverted around the X axis). In FIG. 7, it is assumed that the objective lens 5 is shifted along the radial direction of the optical disk (therefore, in FIG. 7, the light 8 does not overlap the regions 21XG and 22XG, and the light spots 81XG and 82XG do not appear).
[0092]
In the lens shift state as shown in FIG. 7, since the center 80 of the light 8 is shifted from the center 20 of the hologram surface 2a, the contour of the light 8 overlaps the regions 23XG and 24XG, but does not overlap the regions 21XG and 22XG. Accordingly, the light diffracted in the regions 21 and 24XG is projected onto the detector 91 to become light spots 81 and 84XG, and the light diffracted in the regions 22, 23X and 23XG is projected on the detector 92 and the light spot is projected. 82, 83X, and 83XG, and only the light spots 83 and 82X are projected on the detector 93, and only the light spot 84 is projected on the detector 94 (for convenience, the light spots 82X, 83X, 83XG, 84XG is drawn inverted around the X axis).
[0093]
The incident light 8 on the hologram surface 2a includes the first-order diffracted light 8P and the -1st-order diffracted light 8M by the guide groove formed on the signal surface 6a of the optical disc. The tracking error of the light spot with respect to the guide groove is caused by the fact that the light spot converging on the signal surface 6a of the optical disk goes off-track with respect to the guide groove as in the conventional example, and the area of the first-order diffracted light 8P and the -1st-order diffracted light 8M The light intensity distribution changes in the region, which is detected by reflecting this as the magnitude of the detected light amount.
[0094]
The equation for detecting the tracking error signal is the same as that in the first embodiment. That is, the tracking error signal TE1 and the optical disc tilt signal DE for an optical disc having a narrow groove pitch such as a DVD-R or a DVD-RW are given by (Equation 4) and (Equation 5).
On the other hand, the tracking error signal TE2 for an optical disk such as a DVD-RAM having a large groove pitch is detected based on (Equation 6).
[0095]
Therefore, when there is no lens shift, it is exactly the same as the first embodiment. That is, when the optical disk has a groove pitch of DVD-R, DVD-RW, or the like, the replacement areas 22X and 22XG are outside the area of the first-order diffraction light 8P, and the replacement areas 23X and 23XG are also areas of the -1st-order diffraction light 8M. In each case, the replacement area is located in a portion where the light intensity distribution does not change due to off-track, so that if the detection light amount is standardized, the detection sensitivity of the tracking error with respect to off-track does not change. Therefore, as in the first embodiment, the TE offset caused by the shift of the objective lens, the tilt of the optical disk substrate, the influence at the recording / non-recording boundary, etc. can be greatly reduced without impairing the TE sensitivity.
[0096]
On the other hand, when the lens shift as shown in FIG. 7 is present, the hologram substrate 2 does not move integrally with the objective lens 5, so that the symmetry of the light spots 82 and 83 is largely shifted, and the correction is sufficient only in the exchange areas 22X and 23X. However, since a part of the light 8 falls on the area 23XG and is directed to the detector 92 side to be a light spot 83XG (if the lens shift is in the opposite direction, the light 8 is directed to the detector 93 side and becomes a light spot 82XG). The correction of the TE offset generated by the shift is boosted, and the appropriate correction is realized. However, since the light spot 83XG contains the component of the minus first-order diffracted light 8M, the detection sensitivity of the tracking error is slightly deteriorated. Therefore, the third embodiment has a disadvantage that the TE sensitivity is slightly lowered due to the lens shift. However, similarly to the first and second embodiments, the TE sensitivity is caused by the shift of the objective lens, the inclination of the optical disk substrate, the influence at the recording / unrecording boundary, and the like. The TE offset can be greatly reduced.
[0097]
In this embodiment, although there is a slight difference in the magnitude of the coefficient value, (Equation 7), (Equation 8), and (Equation 9) are established similarly to the first embodiment, and the inclination amount DT of the optical disc substrate is calculated. Can read. Therefore, the tilt LT value of the objective lens can be made to converge to an optimum value, and the coma of the light spot on the signal surface can be canceled in real time.
[0098]
When the hologram substrate 2 is fixed to the collimator lens 4 without moving integrally with the objective lens 5, even if the optical disk is an optical disk such as a DVD-RAM having a large groove pitch, the light spot 81 , 84, the TE offset generally occurs due to the shift of the objective lens. However, in this embodiment, as shown in FIG. Side, which serves to cancel the TE offset. In order to adjust the effect of canceling the TE offset, it is possible to optimize the dimension c in FIG. 7, or to make the shapes of the regions 21XG and 24XG comb-shaped in the Y-axis direction and adjust the width of the comb teeth. May be.
[0099]
(Embodiment 4)
Hereinafter, a fourth embodiment of the optical disk device of the present invention will be described with reference to FIG. The optical disk device of the present embodiment has the same configuration as the optical disk of the third embodiment except for the hologram and the pattern of the photodetector. Therefore, the same reference numerals are given to the elements common to the third embodiment, and the description of the overlapping parts will be omitted.
[0100]
FIG. 8 is an explanatory diagram showing the principle of detecting the tracking error signal of the optical disc device in the present embodiment. The hologram surface 2a has a straight line (X-axis) parallel to the rotation direction of the optical disk, a straight line parallel to the X-axis, and an opening circle of the objective lens (the hologram substrate 2 is located between the light detection substrate 9 and the collimating lens 4). In this case, the area 2L, 2LX, 2LXG, 2R, 2RX, and 2RXG are divided into six areas (2LX and 2LXG, 2RX and 2RXG are continuous areas, but will be described separately for convenience). The incident light 8 is separated and projected on the two-divided detectors 9L and 9R, respectively, to form light spots 8L and 8R. The light 8 incident on the regions 2LX and 2LXG is projected on the detector 9R and becomes light spots. The spots 8LX and 8LXG are formed, and the light 8 incident on the regions 2RX and 2RXG is projected onto the detector 9L to form light spots 8RX and 8RXG. In FIG. 8, it is assumed that the objective lens 5 is shifted along the radial direction of the optical disk (therefore, in FIG. 8, the light 8 and the area 2LXG do not overlap, and the light spot 8LXG does not appear).
[0101]
The incident light 8 on the hologram surface 2a includes the first-order diffracted light 8P and the -1st-order diffracted light 8M by the guide groove formed on the signal surface 6a of the optical disc. As shown in FIG. 8, since the center 80 of the light 8 is shifted from the center 20 of the hologram surface 2a in the lens shift state, the contour of the light 8 overlaps with the region 2RXG, but does not overlap with 2LXG. Therefore, the light diffracted in the regions 2L, 2RX, and 2RXG is projected on the detector 9L to become light spots 8L, 8RX, and 8RXG, and only the light spots 8R and 8LX are projected on the detector 9R ( For convenience, the light spots 8LX, 8RX, and 8RXG are drawn inverted around the X axis.) The tracking error of the light spot with respect to the guide groove is caused by the fact that the light spot converging on the signal surface 6a of the optical disk goes off-track with respect to the guide groove as in the conventional example, and the area of the first-order diffracted light 8P and the -1st-order diffracted light 8M The light intensity distribution changes in the region, which is detected by reflecting this as the magnitude of the detected light amount.
[0102]
The equation for detecting the tracking error signal is the same as in the second embodiment. That is, the tracking error signal TE for an optical disk having a narrow groove pitch such as a DVD-R or a DVD-RW is given by (Equation 12).
[0103]
Therefore, when there is no lens shift, it is exactly the same as in the second embodiment. That is, when the optical disk has a narrow groove pitch of DVD-R, DVD-RW, or the like, the replacement areas 2LX and 2LXG are outside the area of the first-order diffraction light 8P, and the replacement areas 2RX and 2RXG are also areas of the -1st-order diffraction light 8M. In each case, the replacement area is located in a portion where the light intensity distribution does not change due to off-track, so that if the detection light amount is standardized, the detection sensitivity of the tracking error with respect to off-track does not change. Therefore, similarly to the second embodiment, the TE offset generated due to the shift of the objective lens, the tilt of the optical disk substrate, the influence at the boundary of recording / unrecording, etc. can be significantly reduced without impairing the TE sensitivity.
[0104]
On the other hand, when the lens shift as shown in FIG. 8 exists, the hologram substrate 2 does not move integrally with the objective lens 5, so that the symmetry of the light spots 8L and 8R is greatly deviated, and the correction is sufficient only in the interchange regions 8RX and 8LX. However, since a part of the light 8 falls on the area 2RXG and is thrown toward the detector 9L to become the light spot 8RXG (if the lens shift is in the opposite direction, the light 8 is thrown toward the detector 9R and becomes the light spot 8LXG). The correction of the TE offset generated by the shift is boosted, and the appropriate correction is realized. However, since the light spot 8RXG includes the component of the -1st-order diffracted light 8M, the detection sensitivity of the tracking error is slightly deteriorated. Therefore, the fourth embodiment has a disadvantage that the TE sensitivity is slightly lowered due to the lens shift. However, similarly to the second and third embodiments, the TE sensitivity is caused by the shift of the objective lens, the tilt of the optical disk substrate, the influence at the recording / unrecording boundary, and the like. The TE offset can be greatly reduced.
[0105]
In the above embodiment, the polarization hologram 2 may be a non-polarization hologram, and a red light source such as a DVD-RAM or a DVD-R / RW has been described as an example. Even if there is, the same effect can be obtained.
[0106]
【The invention's effect】
According to the present invention, when the objective lens has eccentricity along the disk radial direction, when the optical disk substrate is inclined, the light spot is located at the boundary between recorded / unrecorded and is affected by adjacent tracks. In some cases, the off-track generated during the tracking control can be canceled regardless of whether the direction of the light emitted from the light source changes depending on the magnitude of the light emission output. Also, by controlling the tilt of the objective lens using the signal (DE) obtained from the two tracking error signals (TE1 and TE2), it is possible to cancel the coma of the light spot on the signal surface of the optical disk in real time. Become.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a sectional configuration diagram of an optical disc device according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a configuration diagram of a hologram surface and a light detection surface of the optical disc device according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is an explanatory diagram illustrating a principle of detecting a tracking error signal of the optical disc device according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a graph showing a relationship between a range of a replacement area and a TE offset according to the first embodiment of the present invention, wherein (a) shows a case where the inclination DT of the optical disk substrate in the optical disk radial direction is DT = 0.38 degrees; (B) shows a case where a recording mark having a width of 0.5 μm is formed in one adjacent guide groove, and (c) shows a case where the shift amount LS of the objective lens in the radial direction of the optical disk is 0.1 mm. (D) shows a case where the tilt amount LT of the objective lens in the radial direction of the optical disc is 0.33 degrees, and (e) shows a case where the off-track OT is 0.1 μm.
FIG. 5 is an explanatory diagram illustrating a principle of detecting a tracking error signal of an optical disc device according to another embodiment.
FIG. 6 is an explanatory diagram illustrating a principle of detecting a tracking error signal of an optical disc device according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 7 is an explanatory diagram illustrating a principle of detecting a tracking error signal of an optical disc device according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 8 is an explanatory diagram illustrating a principle of detecting a tracking error signal of an optical disc device according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a sectional configuration diagram of an optical disk device in a conventional example.
FIG. 10 is a configuration diagram of a hologram surface and a detection surface of an optical disk device in a conventional example.
FIG. 11 is an explanatory diagram showing a focal point position of diffracted light before and after a light detection surface in a cross section along the optical axis.
FIG. 12 is an explanatory diagram showing a principle of detecting a tracking error signal of an optical disc device in a conventional example.
FIGS. 13A and 13B are explanatory diagrams showing contour lines of the intensity distribution of the return light on the hologram surface under tracking control. FIG. 13A shows that the objective lens and the polarizing hologram substrate are shifted by 0.2 mm in the radial direction of the optical disk. (B) shows the case where the optical disk substrate is tilted by 0.76 degrees in the radial direction, and (c) shows that the guide groove where the light spot is scanning is in an unrecorded state, but is adjacent to one side. In this case, a recording mark having a width of 0.5 μm is formed in the guide groove.
[Explanation of symbols]
1 light source
2 Polarizing hologram substrate
2a Hologram surface
21, 22, 22X, 23, 23X, 24 Hologram area
3 1/4 wavelength plate
4 Collimating lens
5 Objective lens
6 Optical disk substrate
6a Optical disk signal surface
7 Optical axis
8 Return light
8P first-order diffracted light
8M -1st order diffracted light
8 'first-order diffracted light
8 "-1st order diffracted light
81, 82, 82X, 83, 83X, 84 Light spot on the detector
9 Light detection board
9a Photodetection surface
91, 92, 93, 94 Photodetector
10 Reflection mirror

Claims

A light source that emits light,
An objective lens for condensing the light on a signal surface of the optical disc;
Light branching means for receiving light reflected on the signal surface of the optical disk via the objective lens,
A light detector;
An optical disc device comprising:
When a straight line on the light branching means and orthogonal to the radial direction of the optical disk and intersecting the optical axis is L, the light branching means has at least four regions a, a ', A, A'. The area a and the area a ′ are on the same side with respect to the straight line L, and the area A and the area A ′ are substantially symmetrical areas of the area a ′ and the area a with respect to the straight line L, respectively. Is equivalent to
The photodetector is divided into at least two regions b, b ′;
The light incident on the regions a and A ′ of the light branching unit derives diffracted light and is projected on the region b on the photodetector,
The light incident on the region a ′ and the region A derives diffracted light and is projected on the region b ′ on the photodetector,
An optical disc device that generates a tracking error signal for an optical disc based on the difference between the detection signals in the areas b and b ′.

A light source that emits light,
An objective lens for condensing the light on a signal surface of the optical disc;
Light branching means for receiving light reflected on the signal surface of the optical disk via the objective lens,
An optical disk device comprising a photodetector,
When a straight line on the light branching means and orthogonal to the radial direction of the optical disk is L, the straight line L intersects the optical axis, and the light branching means has at least six regions a, a ', a ", A, A , A ", the regions a, a ', a" are on the same side with respect to the straight line L, and the regions A, A', and A "are with respect to the straight line L, respectively, with the regions a ', a, and a". Is approximately equivalent to the region of symmetry,
The photodetector is divided into at least four regions b, b ', c, c';
The light incident on the regions a and A ′ of the light splitting means derives diffracted light and is projected on the region b on the photodetector, and the light incident on the regions a ′ and A derives diffracted light and The light projected on the area b ′ on the photodetector and incident on the areas a ″ and A ″ derives first-order diffracted light and is projected on the areas c and c ′ on the photodetector, respectively.
Optical signals of different types are generated by generating a signal TE1 based on a difference between the detection signals in the regions b and b ′, generating a signal TE2 based on a difference between the detection signals in the regions c and c ′, and switching between the signals TE1 and TE2. Optical disc device that generates a tracking error signal.

The areas a and A include a first-order or −1-order groove diffraction light generated by reflection from a track groove of the optical disk,
The optical disc device according to claim 1, wherein the areas a ′ and A ′ are located outside an area of the groove diffraction light.

3. The optical disk device according to claim 2, wherein the areas a "and A" include first-order or -1st-order groove diffracted light generated by reflection from a track groove of the optical disk.

By calculating the signals TE1 and TE2, a signal DE related to the tilt of the optical disk is generated,
5. The optical disk device according to claim 2, wherein the objective lens is tilted based on the signal DE.

The optical disk device according to claim 5, wherein the signal DE is a difference between the signal TE1 and the signal TE2.