JP2006196117A - 光ヘッドの誤差信号検出方法、それに用いる回折素子及び受光素子並びにそれらを用いた光ヘッド並びに光記録再生装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、光記録媒体に光ビームを集光させる対物レンズの位置合わせに用いる光ヘッドの誤差信号検出方法、それに用いる回折素子及び受光素子並びにそれらを用いた光ヘッド並びに光記録再生装置に関し、対物レンズを高精度に位置決めできる光ヘッドの誤差信号検出方法、それに用いる回折素子及び受光素子並びにそれらを用いた光ヘッド並びに光記録再生装置を提供することを目的とする。
【解決手段】光源から射出した光ビーム２７を対物レンズを介して光記録媒体に集光させ、光記録媒体で反射した光ビーム２７をホログラム素子２３で回折させて０次光２６と１次光２８とに分離して受光素子２５に集光させ、０次光２６を用いて対物レンズのトラックズレ調整用のトラック位置ズレ誤差信号を検出し、１次光２８を用いて対物レンズの焦点ズレ調整用の焦点ズレ誤差信号を検出する。
【選択図】図２

Description

本発明は、光記録媒体に光ビームを集光させる対物レンズの位置合わせに用いる光ヘッドの誤差信号検出方法、それに用いる回折素子及び受光素子並びにそれらを用いた光ヘッド並びに光記録再生装置に関する。

光記録再生装置は、例えば円板状の光記録媒体の円周方向に沿って形成され且つ光記録媒体の半径方向に複数形成されたトラックの所定領域に情報を記録し、又は当該トラックの所定領域に記録された情報を再生する光ヘッドを備えている。光ヘッドには、光記録媒体に対して情報を記録するだけに用いられる記録専用型と、情報を再生するだけに用いられる再生専用型、及び記録再生の双方に使用可能な記録再生型とがある。従って、これらを搭載した装置はそれぞれ光記録装置、光再生装置、光記録再生装置となるが、本願では以下、それら全てを包含して光記録再生装置と総称する。

対物レンズが光記録媒体を横切る際に生じるトラッククロス信号の混入を低減した焦点ズレ誤差信号の検出方式として、差動非点収差法が知られている（特許文献１、特許文献２及び特許文献３参照）。差動非点収差法を用いるためには、光源から射出された光ビームを分割した主ビームと副ビームとを光記録媒体の情報記録面上に集光しなければならない。このため、光ビームを分割するための第１の回折素子（例えば回折格子）が往路光学系上に必要である。また、トラッククロス信号の混入を低減した焦点ズレ誤差信号の検出方法として、特許文献４に開示されているナイフエッジ法や特許文献５に開示されているスポットサイズ検出法が知られている。これらの方法を用いるには、光記録媒体で反射した光を所望の受光部分に導くための第２の回折素子（例えばホログラム素子）が必要である。
特開平４−１６３６８１号公報 特開平１１−２９６８７５号公報 特開２０００−８２２２６号公報 特開２００２−１９７７１３号公報 特許第３４８４７６７号公報

ところが、特許文献４に開示されているナイフエッジ法や、特許文献５に開示されているスポットサイズ検出法では、ホログラム素子を対物レンズと共にアクチュエータに搭載して連動させる必要がある。ホログラム素子は往路及び復路となる共通光路上に配置されるため、高価な偏光依存性のホログラム素子を用いなければならない。このため、光ヘッド及び光記録再生装置が高コスト化してしまうという欠点を有している。

また、特許文献１乃至３に開示されている差動非点収差法では、偏光依存性のホログラム素子は不要であるため、光ヘッド及び光記録再生装置の高コスト化を防止できる。しかし、トラッククロス信号成分の混入が低減された焦点ズレ誤差信号を検出するためには、光記録媒体の物理的トラックピッチに適合するように位置調整が成された副ビームを用いなければならない。物理的トラックピッチの異なる複数の種類の光記録媒体に対しては、副ビームの最適調整位置が一致しない。このため、同一の光ヘッドを用いて全ての種類の光記録媒体において、トラッククロス信号成分の混入を低減した焦点ズレ誤差信号を検出することは困難である。特に、差動非点収差法は、記録再生兼用のＤＶＤ媒体向けの焦点ズレ誤差信号検出には適さないという欠点を有している。

さらに近年では、２種類の波長の光を射出できるように２つの光源を同一のパッケージ内に納めた素子も開発され、実用化されるようになってきている。しかし、当該素子では、２つの光源が異なった位置に存在するため、その共役位置に相当する結像位置もほぼ同量だけ異なる。このため、２種類の波長の光を同一の受光素子を用いて受光することが困難になるという問題を有している。

本発明の目的は、対物レンズを高精度に位置決めできる光ヘッドの誤差信号検出方法、それに用いる回折素子及び受光素子並びにそれらを用いた光ヘッド並びに光記録再生装置を提供することにある。

上記目的は、光源から射出した光ビームを対物レンズを介して光記録媒体に集光させ、前記光記録媒体で反射した前記光ビームを回折させて０次光と１次光とに分離して集光させ、前記０次光を用いて前記対物レンズのトラックズレ調整用のトラック位置ズレ誤差信号を検出し、前記１次光を用いて前記対物レンズの焦点ズレ調整用の焦点ズレ誤差信号を検出することを特徴とする光ヘッドの誤差信号検出方法によって達成される。

上記本発明の光ヘッドの誤差信号検出方法であって、前記１次光の合焦する位置に配置された受光素子に形成された０次光用受光領域で前記０次光を受光して前記トラック位置ズレ誤差信号を検出し、前記０次光用受光領域とは離れた位置で前記受光素子に形成された１次光用受光領域で前記１次光を受光して前記焦点ズレ誤差信号を検出することを特徴とする。

上記本発明の光ヘッドの誤差信号検出方法であって、前記光記録媒体の半径方向に延伸する第１の分割線と、前記第１の分割線にほぼ直交する第２の分割線とにより４分割された前記０次光用受光領域を用いて前記０次光を受光して前記トラック位置ズレ誤差信号を検出し、前記光記録媒体の半径方向に延伸する第３の分割線で２分割された前記１次光用受光領域を用いて前記１次光を受光して前記焦点ズレ誤差信号を検出することを特徴とする。

上記本発明の光ヘッドの誤差信号検出方法であって、前記光ビームの光入射面又は光射出面の少なくとも一方の一部に回折作用を有する回折素子を用いて、前記光ビームを前記０次光と前記１次光とに分離して、前記トラック位置ズレ誤差信号及び前記焦点ズレ誤差信号を検出することを特徴とする。

上記本発明の光ヘッドの誤差信号検出方法であって、前記回折素子にホログラム素子を用いて、前記トラック位置ズレ誤差信号及び前記焦点ズレ誤差信号を検出することを特徴とする。

上記本発明の光ヘッドの誤差信号検出方法であって、前記光源から射出した第１波長の前記光ビーム又は第２波長（前記第１波長＜前記第２波長）の前記光ビームを前記対物レンズを介して前記光記録媒体に集光させ、前記第１波長の前記光ビームの前記０次光又は前記第２波長の前記光ビームの前記０次光を用いて前記トラック位置ズレ誤差信号を検出し、前記第１波長の前記光ビームの前記１次光又は前記第２波長の前記光ビームの前記１次光を用いて前記焦点ズレ誤差信号を検出することを特徴とする。

上記本発明の光ヘッドの誤差信号検出方法であって、前記光源から射出した前記光ビームを回折させて主ビームと２本の副ビームとに分割して、前記対物レンズを介して前記光記録媒体に集光させて反射させ、前記主ビーム及び前記２本の副ビームを回折させて前記０次光及び前記１次光に分離して集光させ、前記主ビームに基づく前記０次光又は前記主ビームに基づく前記０次光及び前記２本の副ビームに基づく前記０次光を用いて前記トラック位置ズレ誤差信号を検出し、前記主ビームに基づく前記１次光を用いて前記焦点ズレ誤差信号を検出することを特徴とする。

上記本発明の光ヘッドの誤差信号検出方法であって、前記光記録媒体で反射した前記第１波長の前記主ビーム及び前記第１波長の前記２本の副ビーム又は前記第２波長の前記主ビーム及び前記第２波長の前記２本の副ビームを回折させて前記０次光及び前記１次光に分離して集光させ、前記第１波長の前記主ビームに基づく前記０次光若しくは前記第１波長の前記主ビームに基づく前記０次光及び前記第１波長の前記２本の副ビームに基づく前記０次光又は前記第２波長の前記主ビームに基づく前記０次光若しくは前記第２波長の前記主ビームに基づく前記０次光及び前記第２波長の前記２本の副ビームに基づく前記０次光を用いて前記トラック位置ズレ誤差信号を検出し、前記第１波長の前記主ビームに基づく前記１次光又は前記第２波長の前記主ビームに基づく前記１次光を用いて前記焦点ズレ誤差信号を検出することを特徴とする。

上記本発明の光ヘッドの誤差信号検出方法であって、前記第１波長の前記主ビームに基づく前記０次光、前記第１波長の前記２本の副ビームに基づく前記０次光、前記第２波長の前記主ビームに基づく前記０次光及び前記第２波長の前記２本の副ビームに基づく前記０次光をそれぞれ別の前記０次光用受光領域でそれぞれ受光して前記トラック位置ズレ誤差信号を検出し、前記第１波長の前記主ビームに基づく前記１次光及び前記第２波長の前記主ビームに基づく前記１次光を共通の前記１次光用受光領域で受光して前記焦点ズレ誤差信号を検出することを特徴とする。

上記本発明の光ヘッドの誤差信号検出方法であって、前記回折素子を用いて前記光ビームを前記０次光と、２つの前記１次光とに分離して、２つの前記１次光を前記受光素子の異なる場所にそれぞれ合焦させ、前記焦点ズレ誤差信号を検出することを特徴とする。

また、上記目的は、光源から射出して対物レンズを介して光記録媒体で反射した光ビームを回折して分離した０次光及び１次光を受光する受光素子であって、前記対物レンズのトラックズレ調整用のトラック位置ズレ誤差信号を検出するために前記０次光を受光する０次光用受光領域と、前記対物レンズの焦点ズレ調整用の焦点ズレ誤差信号を検出するために前記１次光を受光する１次光用受光領域とを有することを特徴とする受光素子によって達成される。

上記本発明の受光素子であって、前記０次光用受光領域は、前記光記録媒体の半径方向に延伸する第１の分割線と、前記第１の分割線にほぼ直交する第２の分割線とを有することを特徴とする。

上記本発明の受光素子であって、前記１次光用受光領域は、前記光記録媒体の半径方向に延伸する第３の分割線を有することを特徴とする。

上記本発明の受光素子であって、前記１次光用受光領域は、前記第３の分割線にほぼ直交する第４の分割線をさらに有することを特徴とする。

上記本発明の受光素子であって、前記０次光用受光領域は、前記光源から射出した前記光ビームを回折して分離した主ビーム及び２本の副ビームのうちの前記主ビームに基づく前記０次光を受光する主ビーム用受光領域と、前記２本の副ビームに基づく前記０次光をそれぞれ受光する副ビーム用受光領域とを有することを特徴とする。

上記本発明の受光素子であって、前記主ビーム用受光領域は、前記第１の分割線及び前記第２の分割線を有することを特徴とする。

上記本発明の受光素子であって、前記副ビーム用受光領域は、前記第２の分割線を有することを特徴とする。

上記本発明の受光素子であって、前記副ビーム用受光領域は、前記第１の分割線をさらに有することを特徴とする。

上記本発明の受光素子であって、前記０次光用受光領域は、前記光源から射出して前記対物レンズを介して前記光記録媒体で反射した第１波長の前記光ビーム及び第２波長（前記第１波長＜前記第２波長）の前記光ビームを回折して分離した前記第１波長の前記０次光を受光する第１の波長用受光領域と、前記第２波長の前記０次光を受光する第２波長用受光領域とを有することを特徴とする。

上記本発明の受光素子であって、前記第１波長用受光領域及び前記第２波長用受光領域は、前記第１の分割線及び前記第２の分割線を有することを特徴とする。

上記本発明の受光素子であって、前記第１波長用受光領域及び前記第２波長用受光領域は、前記光入射面を法線方向に見て、正方形状に形成されていることを特徴とする。

上記本発明の受光素子であって、前記第１波長用受光領域は、前記第１波長の前記主ビームに基づく前記０次光を受光する第１波長主ビーム用受光領域と、前記第１波長の前記２本の副ビームに基づく前記０次光をそれぞれ受光する第１波長副ビーム用受光領域とを有することを特徴とする。

上記本発明の受光素子であって、前記第２波長用受光領域は、前記第２波長の前記主ビームに基づく前記０次光を受光する第２波長主ビーム用受光領域と、前記第２波長の前記２本の副ビームに基づく前記０次光をそれぞれ受光する第２波長副ビーム用受光領域とを有することを特徴とする。

上記本発明の受光素子であって、前記１次光用受光領域は、前記第１波長の前記１次光及び前記第２波長の前記１次光を受光できるように配置されていることを特徴とする。

また、上記目的は、光源から射出して対物レンズを介して光記録媒体で反射した光ビームを回折させる回折素子であって、前記対物レンズのトラックズレ調整用のトラック位置ズレ誤差信号を検出するために用いる０次光と、前記対物レンズの焦点ズレ調整用の焦点ズレ誤差信号を検出するために用いる１次光とを前記光ビームを回折させて生成する第１の回折領域と、前記第１の回折領域の境界部に直線状に視認される分割線とを有することを特徴とする回折素子によって達成される。

上記本発明の回折素子であって、前記第１の回折領域は、前記光ビームの光入射面又は光射出面の少なくとも一方の一部に形成されていることを特徴とする。

上記本発明の回折素子であって、前記光射出面及び前記０次光の合焦位置間を前記光射出面の法線方向に測った長さは、前記光射出面及び前記１次光の合焦位置間を同方向に測った長さと異なっていることを特徴とする。

上記本発明の回折素子であって、前記光入射面又は前記光射出面の少なくとも一方の一部に形成された、前記０次光及び前記１次光と分離されて前記１次光と共に前記焦点ズレ誤差信号を検出するために用いる別の１次光を生成する第２の回折領域をさらに有することを特徴とする。

上記本発明の回折素子であって、前記光射出面及び前記別の１次光の合焦位置間を前記光射出面の法線方向に測った長さは、前記光射出面及び前記１次光の合焦位置間を同方向に測った長さとほぼ同じであり、前記別の１次光の合焦位置は、同一平面内において、前記１次光の合焦位置と異なっていることを特徴とする。

上記本発明の回折素子であって、前記第１及び第２の回折領域の境界部は、前記分割線を有することを特徴とする。

上記本発明の回折素子であって、前記光入射面又は前記光射出面の少なくとも一方の一部に形成され、前記光ビームを回折せずに透過する光透過領域をさらに有することを特徴とする。

上記本発明の回折素子であって、前記光透過領域と前記第１の回折領域との境界部は、前記分割線を有することを特徴とする。

上記本発明の回折素子であって、前記光透過領域と前記第２の回折領域との境界部は、前記分割線を有することを特徴とする。

上記本発明の回折素子であって、偏光無依存性であることを特徴とする。

また、上記目的は、光源から射出した光ビームを光記録媒体に集光させる対物レンズと、前記対物レンズのトラックズレ調整用のトラック位置ズレ誤差信号を検出するために用いる０次光と、前記対物レンズの焦点ズレ調整用の焦点ズレ誤差信号を検出するために用いる１次光とを前記光記録媒体で反射した前記光ビームを回折させて生成する第１の回折領域と、前記第１の回折領域の境界部に直線状に視認される分割線とを備えた回折素子と、前記トラック位置ズレ誤差信号を検出するために前記０次光を受光する０次光用受光領域と、前記焦点ズレ誤差信号を検出するために前記１次光を受光する１次光用受光領域とを備えた受光素子とを有することを特徴とする光ヘッドによって達成される。

上記本発明の光ヘッドであって、前記受光素子は、上記本発明の受光素子であることを特徴とする。

上記本発明の光ヘッドであって、前記回折素子は、上記本発明の回折素子であることを特徴とする。

上記本発明の光ヘッドであって、前記回折素子は、ホログラム素子を有することを特徴とする。

上記本発明の光ヘッドであって、前記回折素子は、前記０次光を非合焦の状態で前記受光素子に入射し、前記１次光を合焦の状態で前記受光素子に入射していることを特徴とする。

上記本発明の光ヘッドであって、前記回折素子は、前記分割線と前記光記録媒体の半径方向とがほぼ平行になるように配置されていることを特徴とする。

上記本発明の光ヘッドであって、前記光源は、第１波長の前記光ビームを射出する第１の光源と、第２波長（前記第１波長＜前記第２波長）の前記光ビームを射出する第２の光源とを有することを特徴とする。

また、上記目的は、上記本発明の光ヘッドを有することを特徴とする光記録再生装置によって達成される。

本発明によれば、対物レンズを高精度に位置決めできるようになる。

〔第１の実施の形態〕
本発明の第１の実施の形態による光ヘッドの焦点ズレ誤差信号検出方法、それに用いる回折素子及び受光素子並びにそれらを用いた光ヘッド並びに光記録再生装置について図１乃至図６を用いて説明する。まず、本実施の形態による光ヘッド１の概略の構成について図１乃至図４を用いて説明する。

図１に示すように、光ヘッド１は、光ビームを射出する光源としてレーザダイオード３を有している。レーザダイオード３は、コントローラ（不図示）からの制御電圧に基づいて記録／再生毎に異なる光強度の光ビームを射出できるようになっている。

レーザダイオード３の光射出側の所定位置には、偏光ビームスプリッタ５が配置されている。レーザダイオード３から見て偏光ビームスプリッタ５の光透過側には、１／４波長板７、コリメータレンズ９及び対物レンズ１３がこの順に並んで配置されている。コリメータレンズ９は、レーザダイオード３からの発散光線束を平行光線束に変換して対物レンズ１３に導くと共に、対物レンズ１３からの平行光線束を集束光線束に変換して受光素子２５に導くために設けられている。対物レンズ１３はコリメータレンズ９からの平行光線束を光記録媒体１５の情報記録面に集光して読み取りスポットを形成すると共に、光記録媒体１５からの反射光を平行光線束に変換してコリメータレンズ９に導くために設けられている。

１／４波長板７から見て偏光ビームスプリッタ５の光反射側には、センサレンズ１７、コリメータレンズ２１、偏光無依存型のホログラム素子（回折素子）２３及び受光素子２５がこの順に配置されている。また、レーザダイオード３から見て偏光ビームスプリッタ５の光反射側には、レーザダイオード３から射出された光ビーム２７の光強度を計測するためのパワーモニタ用フォトダイオード１１が配置されている。

センサレンズ１７は、光記録媒体１５で反射された光ビーム２７の合焦位置を光学的に調整するための反射光合焦位置調整部として機能する。また、センサレンズ１７は光記録媒体１５で反射した光ビーム２７を所定の光学系倍率で拡大させて、コリメータレンズ２１及びホログラム素子２３を介して受光素子２５上に入射させるようになっている。

図２は、ホログラム素子２３近傍を拡大して示している。図２に示すように、ホログラム素子２３はコリメータレンズ２１を透過した光ビーム２７を回折して０次光２６と１次光２８とに分離するようになっている。０次光２６はホログラム素子２３で回折せずに透過した光であり、コリメータレンズ２１の集光作用により所定位置で集光するようになっている。ホログラム素子２３は光ビーム２７を回折して、コリメータレンズ２１の焦点面位置より近い位置に１次光２８を合焦（ジャストフォーカス）するようになっている。従って、ホログラム素子２３の光射出面及び０次光２６の合焦位置間を当該光射出面の法線方向に測った長さは、ホログラム素子２３の光射出面及び１次光２８の合焦位置間を同方向に測った長さと異なっている。０次光２６は対物レンズ１３のトラックズレ調整用のトラック位置ズレ誤差信号を検出するために用いられ、１次光２８は対物レンズ１３の焦点ズレ調整用の焦点ズレ誤差信号を検出するために用いられる。

受光素子２５の受光面は１次光２８の合焦する位置に配置されている。このため、０次光２６は受光素子２５の受光面上に非合焦（デフォーカス）の状態で入射される。図示は省略するが、ホログラム素子２３から射出される光には、０次光２６に対して１次光２８とほぼ対称位置に集光する他の１次光が含まれている。当該１次光は焦点ズレ誤差信号の検出に用いないので受光素子２５に入射させない。

図３は、ホログラム素子２３を光ビーム２７の入射面側から見た状態を示している。図３の図中の左右方向の矢印は光記録媒体１５の半径（ラジアル）方向Ｒを示し、上下方向の矢印は光記録媒体１５のトラックの接線方向Ｔを示している。図２及び図３に示すように、ホログラム素子２３は、例えばガラス材料を薄板円柱状に形成した形状を有している。図３に示すように、ホログラム素子２３は光ビーム２７を回折させて０次光２６と１次光２８とを生成する回折領域（第１の回折領域）αと、光の回折作用を有さず、光ビーム２７を回折せずに透過する光透過領域βとを有している。回折領域αは集束する光ビーム２７を十分に含むように、光入射面又は光射出面の少なくとも一方の一部に、例えば半円形状に形成されている。回折領域αには、入射された光ビーム２７を回折する、例えば所定ピッチの格子状パターン（不図示）が形成されている。光透過領域βは光ビーム２７を回折せずに透過できるように所定ピッチの格子状パターン等が形成されていない。このため、回折領域αと光透過領域βとの境界部は直線状の分割線Ｌとして視認される。分割線Ｌが、図２において一点鎖線で示すコリメータレンズ２１の光軸を横切り且つ光記録媒体１５の半径方向Ｒとほぼ平行になるように、ホログラム素子２３は配置されている。分割線Ｌは後程説明するナイフエッジ法におけるナイフエッジとして機能する。

分割線Ｌは光記録媒体１５の半径方向Ｒに対してほぼ平行になっているので、対物レンズ１３が半径方向Ｒにシフトしても焦点ズレ誤差信号にオフセット成分が生じ難い。このため、ホログラム素子２３を対物レンズ１３と連動させる必要がないので、ホログラム素子２３は復路光学系上であって受光素子２５近傍に配置できる。ホログラム素子２３は受光素子２５近傍に配置できるので偏光依存性を有さなくてもよい。これにより、ホログラム素子２３の低コスト化を図ることができる。

図４は、受光素子２５の受光面を光入射側から見た状態を示している。図４の図中の左右方向の矢印は光記録媒体１５の半径（ラジアル）方向Ｒを示し、上下方向の矢印は光記録媒体１５のトラックの接線方向Ｔを示している。図４に示すように、受光素子２５は０次光２６を受光する０次光用受光領域２９と、０次光用受光領域２９とは離れた位置に形成された、１次光２８を受光する１次光用受光領域３１とを有している。０次光用受光領域２９は例えば正方形状に形成されている。０次光用受光領域２９は、光記録媒体１５の半径方向Ｒに延伸する分割線（第１の分割線）ｌ１と、分割線ｌ１にほぼ直交してトラックの接線方向に延伸する分割線（第２の分割線）ｌ２とを有している。０次光用受光領域２９は、分割線ｌ１、ｌ２により分割されて隣接してマトリクス状に配置された正方形状の４つの受光部Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄを有している。受光部Ａは分割線ｌ１を介して受光部Ｄに隣接し、分割線ｌ２を介して受光部Ｂに隣接し、受光部Ｃに対角に位置して配置されている。受光部Ｃは分割線ｌ１を介して受光部Ｂに隣接し、分割線ｌ２を介して受光部Ｄに隣接して配置されている。受光部Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄは分割線ｌ１、ｌ２により電気的に独立している。０次光２６は受光部Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄに跨って非合焦の状態で入射される。

１次光用受光領域３１は、例えば半径方向Ｒが長手方向となる長方形状に形成されている。１次光用受光領域３１は、光記録媒体１５の半径方向Ｒに延伸する分割線（第３の分割線）ｌ３を有している。分割線ｌ３は０次光受光領域２９の分割線ｌ１のほぼ一直線上に並んで配置されている。１次光用受光領域３１は分割線ｌ３によって分割されて隣接して配置された長方形状の２つの受光部ａ、ｂを有している。受光部ａ、ｂは分割線ｌ３により電気的に独立している。１次光２８は受光部ａ、ｂに跨って合焦の状態で入射される。

０次光用受光領域２９で受光された０次光２６の光強度は電気信号に変換される。当該電気信号を用いて所定の演算が成され、対物レンズ１３のトラックズレ調整に用いるトラック位置ズレ誤差信号（ＴＥＳ）が検出される。１次光用受光領域３１で受光された１次光２８の光強度は電気信号に変換される。当該電気信号を用いて所定の演算が成され、対物レンズ１３の焦点ズレ調整に用いる焦点ズレ誤差信号（ＦＥＳ）が検出される。

以上説明したように、本実施の形態による光ヘッドによれば、ホログラム素子２３を復路光学系上であって受光素子２５近傍に配置できる。このため、安価な偏光無依存性のホログラム素子２３を用いることができるので、光ヘッド１の低コスト化を図ることができる。また、０次光２６は非合焦の状態で０次光用受光領域２９に入射するので、受光部Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ上の０次光２６のスポットがほぼ同じ面積となるように調整し易い。これにより、光ヘッド１の調整作業の短縮化を図ることができる。

次に、光ヘッドの誤差信号検出方法について図１乃至図４を用いて説明する。図１に示すように、レーザダイオード３から出射された発散光の光ビーム２７は偏光ビームスプリッタ５に入射する。偏光ビームスプリッタ５において、光ビーム２７の所定の偏光方位の直線偏光成分は透過して１／４波長板７に入射する。一方、当該偏光方位に直交する直線偏光成分は反射してパワーモニタ用フォトダイオード１１に入射し、光ビーム強度が計測される。

１／４波長板７に入射した直線偏光の光ビーム２７は、１／４波長板７を透過して円偏光の光ビーム２７となる。この円偏光の光ビーム２７は、コリメータレンズ９で平行光に変換され、コリメータレンズ９を透過して対物レンズ１３により集束されて光記録媒体１５の情報記録面に集光して反射する。光記録媒体１５の情報記録面で反射した円偏光の光ビーム２７は、対物レンズ１３で平行光にされてからコリメータレンズ９を透過して１／４波長板７に入射する。１／４波長板７を透過することにより、円偏光の光ビーム２７は当初の直線偏光から偏光方位が９０°回転した直線偏光になって偏光ビームスプリッタ５に入射する。この直線偏光の光ビーム２７は偏光ビームスプリッタ５で反射させられてセンサレンズ１７に入射する。

センサレンズ１７を透過した光ビーム２７はコリメータレンズ２１を介してホログラム素子２３に入射する。図２に示すように、光ビーム２７はホログラム素子２３で回折して０次光２６及び１次光２８に分離される。

ホログラム素子２３で回折されずに透過した０次光２６は、図４に示すように、非合焦の状態で受光素子２５の受光面に形成された０次光用受光領域２９に入射する。光ビーム２７が光記録媒体１５のトラックに正確に追従していれば、０次光２６は受光部Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄでほぼ同じ光強度で受光される。これに対し、光ビーム２７が光記録媒体１５の所定トラックの一側方にずれると、例えば、０次光２６の受光部Ａ、Ｄの光強度が高くなるのに対して受光部Ｂ、Ｃの光強度は低くなる。また、光ビーム２７が所定トラックの他側方にずれると、例えば、０次光２６の受光部Ａ、Ｄの光強度が低くなるのに対して受光部Ｂ、Ｃの光強度は高くなる。従って、各受光部Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄで光電変換されて得られた検出電圧をＶＡ、ＶＢ、ＶＣ、ＶＤとすると、ＴＥＳは、ＴＥＳ＝（ＶＡ＋ＶＤ）−（ＶＢ＋ＶＣ）として求められる。このように、本実施の形態では、ＴＥＳはプッシュプル法を用いて求められる。

一方、ホログラム素子２３で回折されて生成された１次光２８は受光素子２５の受光面に形成された１次光用受光領域３１に入射する。光ビーム２７が光記録媒体１５の情報記録面に合焦していれば、図３に示すホログラム素子２３の回折領域αで回折して生成された１次光２８のスポットは、図４に示すように、１次光用受光領域３１の受光部ａ、ｂのほぼ中央に形成される。例えば、対物レンズ１３が光記録媒体１５から遠ざかって、光ビーム２７が光記録媒体１５の情報記録面の手前に合焦するフォーカスずれが生じると、回折領域αで生成された１次光２８のスポットは受光部ａ側がぼける。また、対物レンズ１３が光記録媒体１５に近付き過ぎて、光ビーム２７が光記録媒体１５の情報記録面の後ろに合焦するフォーカスずれが生じると、回折領域αで生成された１次光２８のスポットは受光部ｂ側がぼける。従って、受光部ａ、ｂで光電変換されて得られた検出電圧をＶａ、Ｖｂとすると、ＦＥＳは、ＦＥＳ＝Ｖａ−Ｖｂとして求められる。このように、本実施の形態では、ＦＥＳはナイフエッジ法を用いて求められる。

図５は、未記録状態のＤＶＤ−ＲＡＭの情報記録面に光ビーム２７が合焦している際のＦＥＳの波形を示している。図５（ａ）は、本実施の形態による光ヘッド１でのＦＥＳの波形を示している。図５（ｂ）は、比較例として非点収差法を用いて検出されたＦＥＳの波形を示している。図５（ｂ）の図中の波形Ａは、後程説明する光ビーム２７を分離して生成した主ビーム及び副ビームのうちの主ビームに基づくＦＥＳを示し、波形Ｂは副ビームに基づくＦＥＳを示している。図５（ａ）及び図５（ｂ）の横軸は時間を表し、縦軸は振幅を表している。

図５（ｂ）に示すように、非点収差法を用いると、トラッククロス信号成分の混入が相対的に多いため、ＦＥＳの波形の振幅は大きくなる。これに対し、図５（ａ）に示すように、ナイフエッジ法を用いると、トラッククロス信号成分の混入は相対的に少ないため、ＦＥＳの波形の振幅は小さくなる。光ヘッド１は、振幅が小さく直流信号に近いＦＥＳを用いて対物レンズ１３の焦点ズレを調整できるので、対物レンズ１３を高精度に位置決めできる。

以上説明したように、本実施の形態による光ヘッドの誤差信号検出方法では、レーザダイオード３から射出した光ビーム２７から０次光２６と１次光２８とを生成できる。０次光２６は非合焦の状態で０次光用受光領域２９に入射するので、０次光用受光領域２９上の０次光２６のスポット位置を調整し易い。スポット位置が良好に調整された０次光２６を用いてプッシュプル法によりＴＥＳを検出できるので、対物レンズ１３のトラックズレを高精度に調整できる。

また、１次光２８は合焦の状態で１次光用受光領域３１に入射され、ナイフエッジ法を用いてＦＥＳを検出することができる。従って、トラッククロス信号の混入を低減したＦＥＳを得ることができるので、対物レンズ１３の焦点ズレを高精度に調整できる。このように、光ヘッド１は光記録媒体１５に対して対物レンズ１３を精度よく位置合わせすることができる。

また、光ヘッド１は光ビーム２７のみに基づいてＦＥＳを検出できるので、光記録媒体１５の物理的トラックピッチに対して副ビームを最適な位置に調整する必要はない。このため、光ヘッド１は、物理的トラックピッチの異なる複数の種類の光記録媒体１５であっても、トラッククロス信号成分の混入を低減した焦点ズレ誤差信号を検出することができる。

次に、本実施の形態による光記録再生装置について説明する。図６は、本実施の形態による光ヘッド１を搭載した光記録再生装置１５０の概略構成を示している。光記録再生装置１５０は、図６に示すように光記録媒体１５を回転させるためのスピンドルモータ１５２と、光記録媒体１５にレーザビームを照射するとともにその反射光を受光する光ヘッド１と、スピンドルモータ１５２及び光ヘッド１の動作を制御するコントローラ１５４と、光ヘッド１にレーザ駆動信号を供給するレーザ駆動回路１５５と、光ヘッド１にレンズ駆動信号を供給するレンズ駆動回路１５６とを備えている。

コントローラ１５４にはフォーカスサーボ追従回路１５７、トラッキングサーボ追従回路１５８及びレーザコントロール回路１５９が含まれている。フォーカスサーボ追従回路１５７が作動すると、回転している光記録媒体１５の情報記録面にフォーカスがかかった状態となり、トラッキングサーボ追従回路１５８が作動すると、光記録媒体１５の偏芯している信号トラックに対して、レーザビームのスポットが自動追従状態となる。フォーカスサーボ追従回路１５７及びトラッキングサーボ追従回路１５８には、フォーカスゲインを自動調整するためのオートゲインコントロール機能及びトラッキングゲインを自動調整するためのオートゲインコントロール機能がそれぞれ備えられている。また、レーザコントロール回路１５９は、レーザ駆動回路１５５により供給されるレーザ駆動信号を生成する回路であり、光記録媒体１５に記録されている記録条件設定情報に基づいて、適切なレーザ駆動信号の生成を行う。

これらフォーカスサーボ追従回路１５７、トラッキングサーボ追従回路１５８及びレーザコントロール回路１５９については、コントローラ１５４内に組み込まれた回路である必要はなく、コントローラ１５４と別個の部品であっても構わない。さらに、これらは物理的な回路である必要はなく、コントローラ１５４内で実行されるソフトウェアであっても構わない。

〔第２の実施の形態〕
本発明の第２の実施の形態による光ヘッドの焦点ズレ誤差信号検出方法、それに用いる回折素子及び受光素子並びにそれらを用いた光ヘッド並びに光記録再生装置について図７乃至図１２を用いて説明する。本実施の形態による光記録再生装置は上記第１の実施の形態と同様であるため説明は省略する。まず、本実施の形態による光ヘッド４１の概略の構成について図７乃至図１０を用いて説明する。

図７に示すように、光ヘッド４１は、光ビーム２７を射出する光源としてレーザダイオード３を有している。レーザダイオード３は、コントローラ（不図示）からの制御電圧に基づいて記録／再生毎に異なる光強度の光ビームを射出できるようになっている。

レーザダイオード３の光射出側の所定位置には、回折格子１９が配置されている。レーザダイオード３から射出された光ビーム２７は、回折格子１９に入射して３本の光ビーム（主ビーム３７と２本の副ビーム３９ａ、３９ｂ）に分割される。副ビーム３９ａ、３９ｂは、主ビーム３７位置を中心にトラック方向に所定距離隔てて対称に並んで光記録媒体１５の情報記録面上に配置されている。

レーザダイオード３から見て回折格子１９の光透過側には、偏光ビームスプリッタ５が配置されている。レーザダイオード３から見て偏光ビームスプリッタ５の光透過側には、１／４波長板７、コリメータレンズ９及び対物レンズ１３がこの順に並んで配置されている。コリメータレンズ９は、レーザダイオード３からの発散光線束を平行光線束に変換して対物レンズ１３に導くと共に、対物レンズ１３からの平行光線束を集束光線束に変換して受光素子４５に導くために設けられている。対物レンズ１３はコリメータレンズ９からの平行光線束を光記録媒体１５の情報記録面に集光して読み取りスポットを形成すると共に、光記録媒体１５からの反射光を平行光線束に変換してコリメータレンズ９に導くために設けられている。

１／４波長板７から見て偏光ビームスプリッタ５の光反射側には、センサレンズ１７、コリメータレンズ２１、偏光無依存型のホログラム素子（回折素子）４３及び受光素子４５がこの順に配置されている。また、レーザダイオード３から見て偏光ビームスプリッタ５の光反射側には、レーザダイオード３から射出された光ビーム２７の光強度を計測するためのパワーモニタ用フォトダイオード１１が配置されている。

センサレンズ１７は、光記録媒体１５で反射された主ビーム３７及び副ビーム３９ａ、３９ｂの合焦位置を光学的に調整するための反射光合焦位置調整部として機能する。また、センサレンズ１７は光記録媒体１５で反射した主ビーム３７及び副ビーム３９ａ、３９ｂを所定の光学系倍率で拡大させて、コリメータレンズ２１及びホログラム素子４３を介して受光素子４５上に入射させるようになっている。

図８は、ホログラム素子４３近傍を拡大して示している。図８に示すように、ホログラム素子４３はコリメータレンズ２１を透過した主ビーム３７を回折して０次光４６と、１次光４８及び１次光（別の１次光）５０とに分離するようになっている。０次光４６はホログラム素子４３で回折せずに透過した光であり、コリメータレンズ２１の集光作用により所定位置で集光するようになっている。ホログラム素子４３は主ビーム３７を回折して、コリメータレンズ２１の焦点面位置より近い位置に１次光４８、５０を合焦するようになっている。ホログラム素子４３の光射出面及び０次光４６の合焦位置間を光射出面の法線方向に測った長さは、当該光射出面及び１次光４８、５０の合焦位置間を同方向に測ったそれぞれの長さと異なっている。また、ホログラム素子４３の光射出面及び１次光４８の合焦位置間を当該光射出面の法線方向に測った長さは、当該光射出面及び１次光５０の合焦位置間を同方向に測った長さとほぼ同じになっている。

０次光４６は対物レンズ１３のトラックズレ調整用のトラック位置ズレ誤差信号を検出するために用いられ、１次光４８、５０は対物レンズ１３の焦点ズレ調整用の焦点ズレ誤差信号を検出するために用いられる。

受光素子４５の受光面は１次光４８、５０の合焦する位置に配置されている。このため、０次光４６は受光素子４５の受光面上に非合焦の状態で入射される。図示は省略するが、ホログラム素子４３から射出される光には、０次光４６に対して１次光４８、５０とほぼ対称位置にそれぞれ集光する２つの１次光が含まれている。当該１次光は焦点ズレ誤差信号の検出に用いないので受光素子４５に入射させない。さらに、ホログラム素子４３から射出される光には、副ビーム３９ａ、３９ｂのそれぞれの０次光４９ａ、４９ｂ（図７参照）に対して対称位置にそれぞれ集光する８つの１次光が含まれている。これらの１次光は焦点ズレ誤差信号の検出に用いないので受光素子４５に入射させない。

図９は、ホログラム素子４３を主ビーム３７の入射面側から見た状態を示している。図９の図中の左右方向の矢印は光記録媒体１５の半径（ラジアル）方向Ｒを示し、上下方向の矢印は光記録媒体１５のトラックの接線方向Ｔを示している。図８及び図９に示すように、ホログラム素子４３は、例えばガラス材料を薄板円柱状に形成した形状を有している。図９に示すように、ホログラム素子４３は主ビーム３７を回折させて０次光４６と１次光４８とを生成する回折領域（第１の回折領域）α１を有している。さらに、ホログラム素子４３は主ビーム３７を回折させて０次光４６と、１次光４８と異なる位置に集光する１次光５０とを生成する回折領域（第２の回折領域）α２を有している。回折領域α１、α２は集束する主ビーム３７を十分に含むように、光入射面又は光射出面の少なくとも一方の一部に、例えば半円形状にそれぞれ形成されている。

回折領域α１には、入射された主ビーム３７を回折する、例えば所定ピッチの格子状パターン（不図示）が形成されている。同様に、回折領域α２には、入射された主ビーム３７を回折領域α１とは異なる角度で回折できるように、例えば、回折領域α１の格子状パターンと異なる格子状パターン（不図示）が形成されている。このため、回折領域α１、α２との境界部は直線状の分割線Ｌとして視認される。分割線Ｌが、図８において一点鎖線で示すコリメータレンズ２１の光軸を横切り且つ光記録媒体１５の半径方向Ｒとほぼ平行になるように、ホログラム素子４３は配置されている。分割線Ｌはナイフエッジ法におけるナイフエッジとして機能する。

本実施の形態によるホログラム素子４３は分割線Ｌが光記録媒体１５の半径方向Ｒに対してほぼ平行になるように配置されているので、上記第１の実施の形態によるホログラム素子２３と同様の効果が得られる。

図１０は、受光素子４５の受光面を光入射側から見た状態を示している。図１０の図中の左右方向の矢印は光記録媒体１５の半径（ラジアル）方向Ｒを示し、上下方向の矢印は光記録媒体１５のトラックの接線方向Ｔを示している。図１０に示すように、受光素子４５は、主ビーム３７に基づく０次光４６を受光する主ビーム用受光領域５９と、主ビーム用受光領域５９とは離れた位置に形成された、副ビーム３９ａ、３９ｂに基づく０次光４９ａ、４９ｂをそれぞれ受光する副ビーム用受光領域６０ａ、６０ｂとを備えた０次光用受光領域を有している。副ビーム用受光領域６０ａ、６０ｂは光記録媒体１５のトラックの接線方向Ｔに主ビーム用受光領域５９を挟んで並んで配置されている。さらに、受光素子４５は主ビーム用受光領域５９及び副ビーム用受光領域６０ａ、６０ｂとは離れた位置に形成された、主ビーム３７に基づく１次光４８、５０をそれぞれ受光する１次光用受光領域６１を有している。

主ビーム用受光領域５９は例えば正方形状に形成されている。主ビーム用受光領域５９は、光記録媒体１５の半径方向Ｒに延伸する分割線（第１の分割線）ｌ１と、分割線ｌ１にほぼ直交して光記録媒体１５のトラックの接線方向Ｔに延伸する分割線（第２の分割線）ｌ２とを有している。主ビーム用受光領域５９は、分割線ｌ１、ｌ２により分割されて隣接してマトリクス状に配置された正方形状の４つの受光部Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄを有している。受光部Ａは分割線ｌ１を介して受光部Ｄに隣接し、分割線ｌ２を介して受光部Ｂに隣接し、受光部Ｃに対角に位置して配置されている。受光部Ｃは分割線ｌ１を介して受光部Ｂに隣接し、分割線ｌ２を介して受光部Ｄに隣接して配置されている。受光部Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄは分割線ｌ１、ｌ２により電気的に独立している。０次光４６は受光部Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄに跨って非合焦の状態で入射される。

副ビーム用受光領域６０ａ、６０ｂは例えば正方形状にそれぞれ形成されている。副ビーム用受光領域６０ａ、６０ｂは光記録媒体１５のトラックの接線方向Ｔに延伸する分割線（第２の分割線）ｌ２をそれぞれ有している。副ビーム用受光領域６０ａは分割線ｌ２によって分割されて隣接して配置された長方形状の受光部Ｅ１、Ｆ１を有している。受光部Ｅ１、Ｆ１は分割線ｌ２により電気的に独立している。０次光４９ａは受光部Ｅ１、Ｆ１に跨って非合焦の状態で入射される。

同様に、副ビーム用受光領域６０ｂは分割線ｌ２によって分割されて隣接して配置された長方形状の受光部Ｅ２、Ｆ２を有している。受光部Ｅ２、Ｆ２は分割線ｌ２により電気的に独立している。０次光４９ｂは受光部Ｅ２、Ｆ２に跨って非合焦の状態で入射される。

１次光用受光領域６１は、例えば光記録媒体１５の半径方向Ｒが長手方向となる長方形状に形成されている。１次光用受光領域６１は、光記録媒体１５の半径方向Ｒに延伸する分割線（第３の分割線）ｌ３と、分割線ｌ３にほぼ直交して光記録媒体１５のトラックの接線方向Ｔに延伸する分割線（第４の分割線）ｌ４とを有している。分割線ｌ３は主ビーム用受光領域５９の分割線ｌ１のほぼ一直線上に並んで配置されている。１次光用受光領域６１は分割線ｌ３、ｌ４により分割されて隣接してマトリクス状に配置された長方形状の４つの受光部ａ、ｂ、ｃ、ｄを有している。受光部ａは分割線ｌ３を介して受光部ｂに隣接し、分割線ｌ４を介して受光部ｄに隣接し、受光部ｃに対角に位置して配置されている。受光部ｃは分割線ｌ３を介して受光部ｄに隣接し、分割線ｌ４を介して受光部ｂに隣接して配置されている。受光部ａ、ｂ、ｃ、ｄは分割線ｌ３、ｌ４により電気的に独立している。１次光４８は受光部ａ、ｂに跨って合焦の状態で入射される。１次光５０は受光部ｃ、ｄに跨って合焦の状態で入射される。

主ビーム用受光領域５９及び副ビーム用受光領域６０ａ、６０ｂでそれぞれ受光された０次光４６及び０次光４９ａ、４９ｂの光強度は電気信号にそれぞれ変換される。当該電気信号を用いて所定の演算が成され、対物レンズ１３のトラックズレ調整に用いるトラック位置ズレ誤差信号（ＴＥＳ）が検出される。１次光用受光領域６１で受光された１次光４８、５０の光強度は電気信号に変換される。当該電気信号を用いて所定の演算が成され、対物レンズ１３の焦点ズレ調整に用いる焦点ズレ誤差信号（ＦＥＳ）が検出される。

以上説明したように、本実施の形態による光ヘッドによれば、ホログラム素子４３を復路光学系上であって受光素子４５近傍に配置できる。このため、安価な偏光無依存性のホログラム素子４３を用いることができるので、光ヘッド４１の低コスト化を図ることができる。また、０次光４６は非合焦の状態で主ビーム用受光領域５９に入射するので、受光部Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ上の０次光４６のスポットがほぼ同じ面積となるように調整し易い。同様に、０次光４９ａ、４９ｂは非合焦の状態で副ビーム用受光領域６０ａ、６０ｂに入射するので、受光部Ｅ１、Ｆ１上の０次光４９ａのスポットがほぼ同じ面積となるように調整し易く、受光部Ｅ２、Ｆ２上の０次光４９ｂのスポットがほぼ同じ面積となるように調整し易い。これにより、光ヘッド４１の調整作業の短縮化を図ることができる。

次に、光ヘッドの誤差信号検出方法について図７乃至図１０を用いて説明する。図７に示すように、レーザダイオード３から出射された発散光の光ビーム２７は回折格子１９に入射する。光ビーム２７は回折格子１９で主ビーム３７及び副ビーム３９ａ、３９ｂに分離される。光記録媒体１５の情報記録面上での主ビーム３７と副ビーム３９ａ、３９ｂとの半径方向のスポット間隔は光記録媒体１５の物理的トラックピッチの約１／２倍となるように、回折格子１９の格子面を回折格子１９の光軸回りに回転させて調整される。主ビーム３７及び副ビーム３９ａ、３９ｂは偏光ビームスプリッタ５に入射する。偏光ビームスプリッタ５において、主ビーム３７及び副ビーム３９ａ、３９ｂの所定の偏光方位の直線偏光成分は透過して１／４波長板７に入射する。一方、当該偏光方位に直交する直線偏光成分は反射してパワーモニタ用フォトダイオード１１に入射し、光ビーム強度が計測される。

１／４波長板７に入射した直線偏光の主ビーム３７及び副ビーム３９ａ、３９ｂは、１／４波長板７を透過して円偏光の主ビーム３７及び副ビーム３９ａ、３９ｂとなる。この円偏光の主ビーム３７及び副ビーム３９ａ、３９ｂは、コリメータレンズ９で平行光に変換され、コリメータレンズ９を透過して対物レンズ１３により集束されて光記録媒体１５の情報記録面に集光して反射する。光記録媒体１５の情報記録面で反射した円偏光の主ビーム３７及び副ビーム３９ａ、３９ｂは、対物レンズ１３で平行光にされてからコリメータレンズ９を透過して１／４波長板７に入射する。１／４波長板７を透過することにより、円偏光の主ビーム３７及び副ビーム３９ａ、３９ｂは当初の直線偏光から偏光方位が９０°回転した直線偏光になって偏光ビームスプリッタ５に入射する。この直線偏光の主ビーム３７及び副ビーム３９ａ、３９ｂは偏光ビームスプリッタ５で反射させられてセンサレンズ１７に入射する。

センサレンズ１７を透過した主ビーム３７及び副ビーム３９ａ、３９ｂはコリメータレンズ２１を介してホログラム素子４３に入射する。図８に示すように、主ビーム３７はホログラム素子４３で回折して０次光４６及び１次光４８、５０に分離される。

ホログラム素子４３で回折されずに透過した主ビーム３７に基づく０次光４６は、図１０に示すように、非合焦の状態で受光素子４５の受光面に形成された主ビーム用受光領域５９に入射する。同様に、ホログラム素子４３で回折されずに透過した副ビーム３９ａ、３９ｂに基づく０次光４９ａ、４９ｂは、非合焦の状態で副ビーム用受光領域６０ａ、６０ｂにそれぞれ入射する。主ビーム３７及び副ビーム３９ａ、３９ｂが光記録媒体１５のトラックに正確に追従していれば、０次光４６は受光部Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄでほぼ同じ光強度で受光され、０次光４９ａは受光部Ｅ１、Ｆ１でほぼ同じ強度で受光され、０次光４９ｂは受光部Ｅ２、Ｆ２でほぼ同じ強度で受光される。

これに対し、主ビーム３７及び副ビーム３９ａ、３９ｂが光記録媒体１５の所定トラックの一側方にずれると、例えば、０次光４６の受光部Ａ、Ｄの光強度が高くなるのに対して受光部Ｂ、Ｃの光強度は低くなり、０次光４９ａ、４９ｂの受光部Ｅ１、Ｅ２の光強度がそれぞれ低くなるのに対して受光部Ｆ１、Ｆ２の光強度はそれぞれ高くなる。また、光ビーム２７が所定トラックの他側方にずれると、例えば、０次光４６の受光部Ａ、Ｄの光強度が低くなるのに対して受光部Ｂ、Ｃの光強度は高くなり、０次光４９ａ、４９ｂの受光部Ｅ１、Ｅ２の光強度がそれぞれ高くなるのに対して受光部Ｆ１、Ｆ２の光強度はそれぞれ低くなる。従って、各受光部Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ１、Ｅ２、Ｆ１、Ｆ２で光電変換されて得られた検出電圧をＶＡ、ＶＢ、ＶＣ、ＶＤ、ＶＥ１、ＶＥ２、ＶＦ１、ＶＦ２とし、所定の係数をｋ１とすると、ＴＥＳは、ＴＥＳ＝｛（ＶＡ＋ＶＤ）−（ＶＢ＋ＶＣ）｝−ｋ１×｛（Ｅ１＋Ｅ２）−（Ｆ１＋Ｆ２）｝として求められる。係数ｋ１は対物レンズ１３の光記録媒体１５のラジアル方向へのシフトによって生じる直流オフセット成分がＴＥＳから除去されるように設定される。このように、本実施の形態では、ＴＥＳは差動プッシュプル法を用いて求められる。

一方、ホログラム素子４３で回折されて生成された主ビーム３７に基づく１次光４８、５０は受光素子４５の受光面に形成された１次光用受光領域６１に入射する。その際、１次光４８は受光部ａ、ｂ側に入射し、１次光５０は受光部ｃ、ｄ側に入射する。主ビーム３７が光記録媒体１５の情報記録面に合焦していれば、図９に示すホログラム素子４３の回折領域α１、α２でそれぞれ回折して生成された１次光４８、５０の各スポットは、図１０に示すように、１次光用受光領域６１の受光部ａ、ｂ及び受光部ｃ、ｄのほぼ中央にそれぞれ形成される。例えば、対物レンズ１３が光記録媒体１５から遠ざかって、主ビーム３７が光記録媒体１５の情報記録面の手前に合焦するフォーカスずれが生じると、回折領域α１で生成された１次光４８のスポットは受光部ａ側がぼけ、回折領域α２で生成された１次光５０のスポットは受光部ｃ側がぼける。また、対物レンズ１３が光記録媒体１５に近付き過ぎて、主ビーム３７が光記録媒体１５の情報記録面の後ろに合焦するフォーカスずれが生じると、回折領域α１で生成された１次光４８のスポットは受光部ｂ側がぼけ、回折領域α２で生成された１次光５０のスポットは受光部ｄ側がぼける。従って、受光部ａ、ｂ、ｃ、ｄで光電変換されて得られた検出電圧をＶａ、Ｖｂ、Ｖｃ、Ｖｄとすると、ＦＥＳは、ＦＥＳ＝（Ｖａ＋Ｖｃ）−（Ｖｂ＋Ｖｄ）として求められる。このように、本実施の形態では、ＦＥＳはダブルナイフエッジ法を用いて求められる。

以上説明したように、本実施の形態による光ヘッドの誤差信号検出方法では、差動プッシュプル法を用いてＴＥＳを検出するため、対物レンズ１３の光記録媒体１５のラジアル方向へのシフトによって生じる直流オフセット成分を十分に除去することができる。これにより、対物レンズ１３のトラックズレをより高精度に調整できる。また、本実施の形態による光ヘッドの誤差信号検出方法では、ダブルナイフエッジ法を用いてＦＥＳを検出するため、１次光用受光領域６１上の１次光４８、５０のスポット位置が光記録媒体１５のトラックの接線方向Ｔに若干シフトすることにより生じる直流オフセット成分を除去することができる。これにより、当該直流オフセット成分が除去され且つトラッククロス信号の混入を低減したＦＥＳを得ることができるので、対物レンズ１３の焦点ズレを高精度に調整できる。このように、光ヘッド４１は光記録媒体１５に対して対物レンズ１３をより高精度に位置合わせすることができる。

図１１は、本実施の形態の変形例によるホログラム素子（回折素子）４３’を光入射面側から見た状態を示している。図１１に示すように、本変形例によるホログラム素子４３’は回折領域α１、α２と、回折領域α１、α２間に挟まれて形成された光透過領域βとを有している。回折領域α１、α２は、ホログラム素子４３’の光軸を横切る仮想直線に対してほぼ対称の位置からホログラム素子４３’の外周囲端部まで光入射面又は光射出面の少なくとも一方の一部に形成されている。回折領域α１、α２は集束する主ビーム３７を十分に含むようにそれぞれ形成されている。回折領域α１、α２には所定の格子パターン（不図示）がそれぞれ形成されている。また、光透過領域βは主ビーム３７を回折せずに透過させるために、所定の格子パターン等が形成されていない。このため、回折領域α１、α２と光透過領域βとのそれぞれの境界部は直線状の分割線Ｌとして視認される。各境界部で視認される２つの分割線Ｌはほぼ平行となっている。ホログラム素子４３’は、光軸をコリメータレンズ２１の光軸とほぼ一致させ、分割線Ｌが光記録媒体１５の半径方向Ｒにほぼ平行となるように配置されている。

ホログラム素子４３’は入射された主ビーム３７を０次光４６と１次光４８、５０とに分離して、０次光４６を非合焦の状態で主ビーム用受光領域５９に入射すると共に、合焦の状態で１次光用受光領域６１に入射するようになっている。また、ホログラム素子４３’は入射された副ビーム３９ａ、３９ｂを０次光４９ａ、４９ｂと１次光とに分離して、０次光４９ａ、４９ｂを非合焦の状態で副ビーム用受光領域６０ａ、６０ｂにそれぞれ入射し、当該１次光を受光素子４５に入射させないようになっている。これにより、本変形例によるホログラム素子４３’は上記実施の形態によるホログラム素子４３と同様の効果が得られる。

さらに、ホログラム素子４３’は光入出射面の中心部分に回折領域が形成されていない光透過領域βを有している。このため、ホログラム素子４３’の中心部分は主ビーム３７の回折に寄与しない。この場合、対物レンズが僅かに焦点ずれしただけでも、受光素子４５’で検出される検出電圧は大きく変化する。従って、ホログラム素子４３’を用いると、図９に示す光入射出面が２分割されて中心部分にも回折領域α１、α２を有するホログラム素子４３を用いた場合に比べてＦＥＳの検出感度が向上する。このため、ホログラム素子４３’を有する光ヘッドはより高精度にＦＥＳを検出することができる。

図１２は、本実施の形態の変形例による受光素子４５’の受光面を光入射面側から見た状態を示している。図１２に示すように、本変形例による受光素子４５’は副ビーム用受光領域６０ａ、６０ｂに代えて、直交する分割線ｌ１、ｌ２により分割されて隣接してマトリクス状に配置された正方形状の４つの受光部Ｅ１、Ｆ１、Ｇ１、Ｈ１及びＥ２、Ｆ２、Ｇ２、Ｈ２をそれぞれ有する副ビーム用受光領域６５ａ、６５ｂを備えている点に特徴を有している。

副ビーム用受光領域６５ａの受光部Ｅ１は分割線ｌ１を介して受光部Ｈ１に隣接し、分割線ｌ２を介して受光部Ｆ１に隣接し、受光部Ｇ１に対角に位置して配置されている。受光部Ｇ１は分割線ｌ１を介して受光部Ｆ１に隣接し、分割線ｌ２を介して受光部Ｈ１に隣接して配置されている。受光部Ｅ１、Ｆ１、Ｇ１、Ｈ１は分割線ｌ１、ｌ２により電気的に独立している。同様に、副ビーム用受光領域６５ｂの受光部Ｅ２は分割線ｌ１を介して受光部Ｈ２に隣接し、分割線ｌ２を介して受光部Ｆ２に隣接し、受光部Ｇ２に対角に位置して配置されている。受光部Ｇ２は分割線ｌ１を介して受光部Ｆ２に隣接し、分割線ｌ２を介して受光部Ｈ２に隣接して配置されている。受光部Ｅ２、Ｆ２、Ｇ２、Ｈ２は分割線ｌ１、ｌ２により電気的に独立している。

本変形例によれば、主ビーム用受光領域５９は４分割された受光部Ａ〜Ｄを有し、副ビーム用受光領域６５ａ、６５ｂは４分割された受光部Ｅ１〜Ｈ１、Ｅ２〜Ｈ２をそれぞれ有している。このため、ダブルナイフエッジ法の他に差動非点収差法を用いてＦＥＳを検出することができる。この場合、例えば、コリメータレンズ２１に代えてシリンドリカルレンズを用いて、主ビーム３７及び副ビーム３９ａ、３９ｂに非点収差が付与される。各受光部Ｅ１、Ｆ１、Ｇ１、Ｈ１、Ｅ２、Ｆ２、Ｇ２、Ｈ２で光電変換されて得られた検出電圧をＶＥ１、ＶＦ１、ＶＧ１、ＶＨ１、ＶＥ２、ＶＦ２、ＶＧ２、ＶＨ２とし、所定の係数をｋ２とすると、ＦＥＳは、ＦＥＳ＝｛（ＶＡ＋ＶＣ）−（ＶＢ＋ＶＤ）｝＋ｋ２×｛（Ｅ１＋Ｅ２＋Ｇ１＋Ｇ２）−（Ｆ１＋Ｆ２＋Ｈ１＋Ｈ２）｝として求められる。

また、ＴＥＳは差動プッシュプル法を用いて検出することができ、ＴＥＳ＝｛（ＶＡ＋ＶＤ）−（ＶＢ＋ＶＣ）｝−ｋ１×｛（Ｅ１＋Ｅ２＋Ｈ１＋Ｈ２）−（Ｆ１＋Ｆ２＋Ｇ１＋Ｇ２）｝として求められる。

このように、本変形例によれば、ＦＥＳは差動非点収差法又はダブルナイフエッジ法を用いて検出することができる。従って、光ヘッドのＦＥＳの検出方法の仕様によって、差動非点収差法又はダブルナイフエッジ法を使い分けることができる。このように、光ヘッドの仕様が異なっていても受光素子を流用できるので、光ヘッドの低コスト化を図ることができる。

〔第３の実施の形態〕
本発明の第３の実施の形態による光ヘッドの焦点ズレ誤差信号検出方法、それに用いる回折素子及び受光素子並びにそれらを用いた光ヘッド並びに光記録再生装置について図１３及び図１４を用いて説明する。本実施の形態による光記録再生装置は上記第１の実施の形態と同様であるため説明は省略する。本実施の形態の光ヘッドは、複数ある光記録媒体規格のうち、例えばＤＶＤ及びＣＤに対応するようになっている。ＤＶＤ用光源（第１の光源）から射出される光の波長（第１波長）の代表値は６５０ｎｍであり、ＣＤ用光源（第２の光源）から射出される光の波長（第２波長）の代表値は７８０ｎｍである。本実施の形態の光ヘッドは、ＣＤ用光源及びＤＶＤ光源を例えばハウジング内に内蔵しており、ＤＶＤ及びＣＤの２種類の光記録媒体のそれぞれに対応して波長の異なる光を照射して情報の記録又は再生を行うことができるようになっている。

本実施の形態による光ヘッドの構成はＤＶＤ用光源及びＣＤ用光源を有していることを除いては、上記第１及び第２の実施の形態と同様であるため説明は省略する。図１３は、本実施の形態による受光素子５５の受光面を光入射面側から見た状態を示している。図１３の図中の左右方向の矢印は光記録媒体の半径（ラジアル）方向Ｒを示し、上下方向の矢印は光記録媒体のトラックの接線方向Ｔを示している。図１３に示すように、受光素子５５は光記録媒体（不図示）で反射されたＤＶＤ用の光ビーム又はＣＤ用の光ビームに基づく０次光をそれぞれ受光するＤＶＤ用受光領域（第１波長用受光領域）７０と、ＣＤ用受光領域（第２波長用受光領域）７０’とを備えた０次光受光領域を有している。さらに、受光素子５５は両受光領域７０、７０’とは離れた位置にＤＶＤ用の光ビーム又はＣＤ用の光ビームに基づく１次光を受光する１次光用受光領域７５を有している。

ＤＶＤ用受光領域７０は、ＤＶＤ用光源から射出した光ビームが回折格子（不図示）で分離された主ビーム及び２本の副ビームのうちの主ビームに基づく０次光７４を受光するＤＶＤ主ビーム用受光領域（第１波長主ビーム用受光領域）７１と、２本の副ビームに基づく０次光７６ａ、７６ｂをそれぞれ受光するＤＶＤ副ビーム用受光領域（第１波長副ビーム用受光領域）７３ａ、７３ｂとを有している。

同様に、ＣＤ用受光領域７０’は、ＣＤ用光源から射出した光ビームが回折格子で分離された主ビーム及び２本の副ビームのうちの主ビームに基づく０次光７４’を受光するＣＤ主ビーム用受光領域（第２波長主ビーム用受光領域）７１‘と、２本の副ビームに基づく０次光７６ａ’、７６ｂ‘をそれぞれ受光するＣＤ副ビーム用受光領域（第２波長副ビーム用受光領域）７３ａ’、７３ｂ‘とを有している。

ＤＶＤ主ビーム用受光領域７１は、例えば、一辺の長さが約１００μｍに形成された正方形状を有している。ＤＶＤ主ビーム用受光領域７１は、光記録媒体の半径方向Ｒに延伸する分割線（第１の分割線）ｌ１と、分割線ｌ１にほぼ直交してトラックの接線方向Ｔに延伸する分割線（第２の分割線）ｌ２とを有している。ＤＶＤ主ビーム用受光領域７１は、分割線ｌ１、ｌ２により分割されて隣接してマトリクス状に配置された正方形状の４つの受光部Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄを有している。受光部Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄのそれぞれの一辺の長さは約５０μｍに形成されている。受光部Ａは分割線ｌ１を介して受光部Ｄに隣接し、分割線ｌ２を介して受光部Ｂに隣接し、受光部Ｃに対角に位置して配置されている。受光部Ｃは分割線ｌ１を介して受光部Ｂに隣接し、分割線ｌ２を介して受光部Ｄに隣接して配置されている。受光部Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄは分割線ｌ１、ｌ２により電気的に独立している。ＤＶＤ用の主ビームに基づく０次光７４は受光部Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄに跨って非合焦の状態で入射される。

ＤＶＤ副ビーム用受光領域７３ａは例えば、一辺の長さが約１００μｍに形成された正方形状を有している。ＤＶＤ副ビーム用受光領域７３ａはトラックの接線方向Ｔに延伸する分割線（第２の分割線）ｌ２を有している。ＤＶＤ副ビーム用受光領域７３ａは分割線ｌ２によって分割されて隣接して配置された長方形状の受光部Ｅ１、Ｆ１を有している。受光部Ｅ１、Ｆ１は光記録媒体のトラックの接線方向Ｔの方向の長さが約１００μｍであり、半径方向Ｒの方向の長さが約５０μｍである長方形状に形成されている。受光部Ｅ１、Ｆ１は分割線ｌ２により電気的に独立している。ＤＶＤ用の副ビームに基づく０次光７６ａは受光部Ｅ１、Ｆ１に跨って非合焦の状態で入射される。

同様に、ＤＶＤ副ビーム用受光領域７３ｂは例えば、一辺の長さが約１００μｍに形成された正方形状を有している。ＤＶＤ副ビーム用受光領域７３ｂは光記録媒体のトラックの接線方向Ｔに延伸する分割線（第２の分割線）ｌ２を有している。ＤＶＤ副ビーム用受光領域７３ｂは分割線ｌ２によって分割されて隣接して配置された長方形状の受光部Ｅ２、Ｆ２を有している。受光部Ｅ２、Ｆ２は光記録媒体のトラックの接線方向Ｔの方向の長さが約１００μｍであり、半径方向Ｒの方向の長さが約５０μｍである長方形状に形成されている。受光部Ｅ２、Ｆ２は分割線ｌ２により電気的に独立している。ＤＶＤ用の副ビームに基づく０次光７６ｂは受光部Ｅ２、Ｆ２に跨って非合焦の状態で入射される。

ＤＶＤ副ビーム用受光領域７３ａ、７３ｂは光記録媒体のトラックの接線方向Ｔの方向にＤＶＤ主ビーム用受光領域７１を挟んで並んで配置されている。ＤＶＤ主ビーム用受光領域７１とＤＶＤ副ビーム用受光領域７３ａ、７３ｂとは光記録媒体のトラックの接線方向Ｔの方向に約５０μｍの間隙を設けてそれぞれ配置されている。光記録媒体の半径方向Ｒにほぼ平行でありＤＶＤ主ビーム用受光領域７１に隣接していないＤＶＤ副ビーム用受光領域７３ａ、７３ｂの外周囲端部と、ＤＶＤ主ビーム用受光領域７１の中心点との距離は約２００μｍとなる。

ＣＤ主ビーム用受光領域７１’はＤＶＤ主ビーム用受光領域７１と同様の構成且つ形状に形成されているので説明は省略する。ＣＤ副ビーム用受光領域７３ａ’、７３ｂ’はＤＶＤ副ビーム用受光領域７３ａ、７３ｂと同様の構成且つ形状に形成されているので説明は省略する。ＣＤ副ビーム用受光領域７３ａ’、７３ｂ’は光記録媒体のトラックの接線方向Ｔの方向にＣＤ主ビーム用受光領域７１’を挟んで並んで配置されている。ＣＤ主ビーム用受光領域７１’とＣＤ副ビーム用受光領域７３ａ’、７３ｂ’とはトラックの接線方向Ｔの方向に約８０μｍの間隙を設けてそれぞれ配置されている。光記録媒体の半径方向Ｒにほぼ平行でありＣＤ主ビーム用受光領域７１’に隣接していないＣＤ副ビーム用受光領域７３ａ’、７３ｂ’の外周囲端部と、ＣＤ主ビーム用受光領域７１’の中心点との距離は約２３０μｍとなる。

ＤＶＤ主ビーム用受光領域７１とＣＤ主ビーム用受光領域７１’とは光記録媒体の半径方向Ｒに並んで配置されている。ＤＶＤ主ビーム用受光領域７１の中心点とＣＤ主ビーム用受光領域７１’の中心点との間の距離はＤＶＤ用光源とＣＤ用光源との距離に基づいて決定され、例えば１１０μｍとなるように配置されている。ＣＤ主ビーム用受光領域７１’の中心点はＤＶＤ主ビーム用受光領域７１の中心点に対して光記録媒体のトラックの接線方向Ｔの方向に若干ずらして配置されている。

１次光用受光領域７５は、例えば長手方向（光記録媒体の半径方向Ｒ）の長さが約２８０μｍであり、短手方向（トラックの接線方向）の長さが約７０μｍである長方形状に形成されている。１次光用受光領域７５は、光記録媒体の半径方向Ｒに延伸する分割線（第３の分割線）ｌ３と、分割線ｌ３にほぼ直交してトラックの接線方向Ｔに延伸する分割線（第４の分割線）ｌ４とを有している。１次光用受光領域７５は分割線ｌ３、ｌ４により分割されて隣接してマトリクス状に配置された長方形状の４つの受光部ａ、ｂ、ｃ、ｄを有している。受光部ａ、ｂ、ｃ、ｄの長手方向（光記録媒体の半径方向Ｒ）のそれぞれの長さは約１４０μｍであり、短手方向（トラックの接線方向）のそれぞれの長さは約７０μｍである。受光部ａは分割線ｌ３を介して受光部ｂに隣接し、分割線ｌ４を介して受光部ｄに隣接し、受光部ｃに対角に位置して配置されている。受光部ｃは分割線ｌ３を介して受光部ｄに隣接し、分割線ｌ４を介して受光部ｂに隣接して配置されている。受光部ａ、ｂ、ｃ、ｄは分割線ｌ３、ｌ４により電気的に独立している。

本実施の形態では、ＤＶＤの主ビーム及びＣＤの主ビームは共通のホログラム素子に入射されて０次光及び１次光が生成されて受光素子５５に入射する。例えば、図９に示すホログラム素子４３の回折領域α１で回折して生成されたＤＶＤの主ビームに基づく１次光７８は受光部ａ、ｂに跨って合焦の状態で入射され、回折領域α２で回折して生成された１次光８０は受光部ｃ、ｄに跨って合焦の状態で入射される。また、ホログラム素子４３の回折領域α１で回折して生成されたＣＤの主ビームに基づく１次光７８’は受光部ａ、ｂに跨って合焦の状態で入射され、回折領域α２で回折して生成された１次光８０’は受光部ｃ、ｄに跨って合焦の状態で入射される。このように、ＤＶＤの主ビームに基づく１次光７８、８０及びＣＤの主ビームに基づく１次光７８’、８０’は共に１次光用受光領域７５で受光される。

１次光用受光領域７５は１次光７８、８０、７８’、８０’を受光できるように、ＤＶＤ用光源とＣＤ用光源との距離やホログラム素子４３の回折能力に基づいて受光素子５５の受光面の所定位置に形成されている。図１３に示すように、例えば、１次光用受光領域７５の分割線ｌ４とＤＶＤ主ビーム用受光領域７１の分割線ｌ２との距離が約２６０μｍとなるように、１次光用受光領域７５はＤＶＤ用受光領域７０に隣接して配置されている。また、１次光用受光領域７５の分割線ｌ３はＤＶＤ主ビーム用受光領域７１の分割線ｌ１のほぼ一直線上に並んで配置されている。

以上説明したように、本実施の形態による光ヘッドによれば、複数ある光記録媒体規格に対応することができる。また、本実施の形態による光ヘッドによれば、回折素子を復路光学系上であって受光素子５５近傍に配置できるので、上記実施の形態による光ヘッドと同様の効果が得られる。

本実施の形態による光ヘッドの誤差信号検出方法は、上記第２の実施の形態による光ヘッドの誤差信号検出方法と同様である。ＤＶＤ及びＣＤ共に、ＴＥＳは差動プッシュプル法を用いて検出され、ＦＥＳはダブルナイフエッジ法を用いて検出される。これにより、本実施の形態による光ヘッドの誤差信号検出方法は、上記実施の形態と同様の効果が得られる。

次に、本実施の形態の変形例による受光素子について図１４を用いて説明する。図１４は、本実施の形態の変形例による受光素子５５’を光入射面側から見た状態を示している。図１４に示すように、本変形例による受光素子５５’はＤＶＤ副ビーム用受光領域７３ａ、７３ｂに代えて、直交する分割線ｌ１、ｌ２により分割されて隣接してマトリクス状に配置された正方形状の４つの受光部Ｅ１、Ｆ１、Ｇ１、Ｈ１及びＥ２、Ｆ２、Ｇ２、Ｈ２をそれぞれ有するＤＶＤ副ビーム用受光領域７７ａ、７７ｂを備えている点に特徴を有している。さらに、受光素子５５’はＣＤ副ビーム用受光領域７３ａ’、７３ｂ’に代えて、直交する分割線ｌ１、ｌ２により分割されて隣接してマトリクス状に配置された正方形状の４つの受光部Ｅ１、Ｆ１、Ｇ１、Ｈ１及びＥ２、Ｆ２、Ｇ２、Ｈ２をそれぞれ有するＣＤ副ビーム用受光領域７７ａ’、７７ｂ’を備えている点に特徴を有している。

各受光領域７７ａ、７７ｂ、７７ａ’、７７ｂ’は一辺の長さが約１００μｍの正方形状に形成されている。各受光領域７７ａ、７７ａ’及び７７ｂ、７７ｂ’の受光部Ｅ１〜Ｈ１及びＥ２〜Ｈ２のそれぞれの一辺の長さは約５０μｍに形成されている。ＤＶＤ副ビーム用受光領域７７ａ及びＣＤ副ビーム用受光領域７７ａ’のそれぞれの受光部Ｅ１は分割線ｌ１を介してそれぞれの受光部Ｈ１に隣接し、分割線ｌ２を介してそれぞれの受光部Ｆ１に隣接し、それぞれの受光部Ｇ１に対角に位置して配置されている。それぞれの受光部Ｇ１は分割線ｌ１を介してそれぞれの受光部Ｆ１に隣接し、分割線ｌ２を介してそれぞれの受光部Ｈ１に隣接して配置されている。受光部Ｅ１、Ｆ１、Ｇ１、Ｈ１は分割線ｌ１、ｌ２により電気的に独立している。同様に、ＤＶＤ副ビーム用受光領域７７ｂ及びＣＤ副ビーム用受光領域７７ｂ’のそれぞれの受光部Ｅ２は分割線ｌ１を介してそれぞれの受光部Ｈ２に隣接し、分割線ｌ２を介してそれぞれの受光部Ｆ２に隣接し、それぞれの受光部Ｇ２に対角に位置して配置されている。それぞれの受光部Ｇ２は分割線ｌ１を介してそれぞれの受光部Ｆ２に隣接し、分割線ｌ２を介してそれぞれの受光部Ｈ２に隣接して配置されている。受光部Ｅ２、Ｆ２、Ｇ２、Ｈ２は分割線ｌ１、ｌ２により電気的に独立している。

ＤＶＤ主ビーム用受光領域７１の分割線ｌ１とＤＶＤ副ビーム用受光領域７７ａ、７７ｂの各分割線ｌ１との距離が約１５０μｍとなるように、各受光領域７１、７７ａ、７７ｂは配置されている。ＣＤ主ビーム用受光領域７１’の分割線ｌ１とＣＤ副ビーム用受光領域７７ａ’、７７ｂ’の各分割線ｌ１との距離が約１８０μｍとなるように、各受光領域７１’、７７ａ’、７７ｂ’は配置されている。

受光素子５５’は、４分割された受光部Ａ〜Ｄを備えたＤＶＤ主ビーム用受光領域７１と、４分割された受光部Ｅ１〜Ｈ１、Ｅ２〜Ｈ２をそれぞれ備えたＤＶＤ副ビーム用受光領域７７ａ、７７ｂとを有している。また、受光素子５５’は、４分割された受光部Ａ〜Ｄを備えたＣＤ主ビーム用受光領域７１’と、４分割された受光部Ｅ１〜Ｈ１、Ｅ２〜Ｈ２を備えたＣＤ副ビーム用受光領域７７ａ’、７７ｂ’とを有している。このため、本変形例による受光素子５５’はＤＶＤ及びＣＤにおいて、上記第２の実施の形態の変形例による受光素子４５と同様に、差動非点収差法を用いてＦＥＳを検出することができる。

このように、本変形例によれば、ＦＥＳは差動非点収差法又はダブルナイフエッジ法を用いて検出することができる。従って、光ヘッドのＦＥＳの検出方法の仕様によって、差動非点収差法又はダブルナイフエッジ法を使い分けることができる。このように、光ヘッドの仕様が異なっていても受光素子を流用できるので、光ヘッドの低コスト化を図ることができる。

本発明は、上記実施の形態に限らず種々の変形が可能である。
上記第１乃至第３の実施の形態による光ヘッド１、４１は、コリメータレンズ２１の焦点面位置より近い位置に１次光２８、４６を合焦するようになっているが、本発明はこれに限られない。例えば、図１５に示すように、１次光２８がコリメータレンズ２１の焦点面位置より遠い位置で受光素子２５の受光面に合焦するようになっていても、上記実施の形態と同様の効果が得られる。同様に、１次光４６がコリメータレンズ２１の焦点面位置より遠い位置で受光素子４５の受光面に合焦するようになっていても、上記実施の形態と同様の効果が得られる。

上記第１の実施の形態による光ヘッド１はホログラム素子２３に代えてホログラム素子４３又はホログラム素子４３’を有し、さらに１次光用受光領域３１に代えて１次光用受光領域６１を備えた受光素子を有していてもよい。この場合、ダブルナイフエッジ法を用いてＦＥＳを検出できるので、光ヘッド１はより高精度に対物レンズ１３の焦点ズレを調整することができる。

上記第１の実施の形態による光ヘッド１はＣＤ主ビーム用受光領域７１’をさらに有し、且つ１次光用受光領域３１に代えて１次光用受光領域７５を有する受光素子を有していてもよい。光ヘッド１がＤＶＤ用光源及びＣＤ用光源を有している場合に、ＤＶＤ及びＣＤのいずれについてもＴＥＳ及びＦＥＳを検出することができる。

図１２に示す変形例による受光素子４５’を除く上記第２の実施の形態による光ヘッド４１は、差動プッシュプル法を用いてＴＥＳを検出し、ダブルナイフエッジ法を用いてＦＥＳを検出しているが、本発明はこれに限られない。例えば、受光素子４５を有する光ヘッド４１では、主ビーム用受光領域５９の検出電圧に基づいてプッシュプル法を用いてＴＥＳを検出してもよい。また、受光素子４５を有する光ヘッド４１では、１次光用受光領域６１で受光された１次光４８又は１次光５０のいずれか一方の検出電圧に基づいてナイフエッジ法を用いてＦＥＳを検出してもよい。この場合も、上記実施の形態と同様の効果が得られる。

図１４に示す変形例による受光素子５５’を除く上記第３の実施の形態による光ヘッドは、差動プッシュプル法を用いてＴＥＳを検出し、ダブルナイフエッジ法を用いてＦＥＳを検出しているが、本発明はこれに限られない。例えば、受光素子５５を有する光ヘッドでは、両受光領域７１、７１’のそれぞれの検出電圧に基づいてプッシュプル法を用いてＴＥＳを検出してもよい。また、受光素子５５を有する光ヘッドでは、１次光用受光領域７５で受光された１次光４８、４８’又は１次光５０、５０’のいずれか一方の検出電圧に基づいてナイフエッジ法を用いてＦＥＳを検出してもよい。この場合も、上記実施の形態と同様の効果が得られる。

上記第１乃至第３の実施の形態による受光素子２５、４５、５５は４分割された受光部Ａ〜Ｄを備えた各受光領域２９、５９、７４、７４’を有しているが、本発明はこれに限られない。例えば、各受光領域２９、５９、７４、７４’は分割線ｌ２で２分割されて光記録媒体１５のトラックの接線方向Ｔが長手方向の長方形状の受光部を有していてもよい。この場合も、上記実施の形態と同様の効果が得られる。

本発明の第１の実施の形態による光ヘッド１の概略構成を示す図である。 本発明の第１の実施の形態による光ヘッド１のホログラム素子２３近傍の拡大図である。 本発明の第１の実施の形態によるホログラム素子２３を光入射面側から見た状態を示す図である。 本発明の第１の実施の形態による受光素子２５を光入射面側から見た状態を示す図である。 本発明の第１の実施の形態による光ヘッド１のＦＥＳの波形を示す図である。 本発明の第１の実施の形態による光記録再生装置１５０の概略構成を示す図である。 本発明の第２の実施の形態による光ヘッド４１の概略構成を示す図である。 本発明の第２の実施の形態による光ヘッド４１のホログラム素子４３近傍の拡大図である。 本発明の第２の実施の形態によるホログラム素子４３を光入射面側から見た状態を示す図である。 本発明の第２の実施の形態による受光素子４５を光入射面側から見た状態を示す図である。 本発明の第２の実施の形態の変形例によるホログラム素子４３’を光入射面側から見た状態を示す図である。 本発明の第２の実施の形態の変形例による受光素子４５’を光入射面側から見た状態を示す図である。 本発明の第３の実施の形態による受光素子５５を光入射面側から見た状態を示す図である。 本発明の第３の実施の形態の変形例による受光素子５５’を光入射面側から見た状態を示す図である。 本発明の第１の実施の形態による光ヘッド１のホログラム素子２３近傍の拡大図である。

符号の説明

１、４１ 光ヘッド
３ レーザダイオード
５、偏光ビームスプリッタ
７ １／４波長板
９、２１ コリメータレンズ
１１ パワーモニタ用フォトダイオード
１３ 対物レンズ
１５ 光記録媒体
１７ センサレンズ
１９ 回折格子
２３、４３、４３’ ホログラム素子
２５、４５、４５’、５５、５５’ 受光素子
２７ 光ビーム
２６、４６、４９ａ、４９ｂ、７４、７４’、７６ａ、７６ａ、７６ｂ、７６ｂ’ ０次光
２８、４８、５０、７８、７８’、８０、８０’ １次光
２９ ０次光用受光領域
３１、６１、７５ １次光用受光領域
３７ 主ビーム
３９ａ、３９ｂ 副ビーム
５９ 主ビーム用受光領域
６０ａ、６０ｂ、６５ａ、６５ｂ 副ビーム用受光領域
７０ ＤＶＤ用受光領域
７０’ ＣＤ用受光領域
７１ ＤＶＤ主ビーム用受光領域
７３ａ、７３ｂ、７７ａ、７７ｂ ＤＶＤ副ビーム用受光領域
７１’ ＣＤ主ビーム用受光領域
７３ａ’、７３ｂ’、７７ａ’、７７ｂ’ ＣＤ副ビーム用受光領域
１５０ 光記録再生装置
１５２ スピンドルモータ
１５４ コントローラ
１５５ レーザ駆動回路
１５６ レンズ駆動回路
１５７ フォーカスサーボ追従回路
１５８ トラッキングサーボ追従回路
１５９ レーザコントロール回路

Claims (42)

1. 光源から射出した光ビームを対物レンズを介して光記録媒体に集光させ、
   前記光記録媒体で反射した前記光ビームを回折させて０次光と１次光とに分離して集光させ、
   前記０次光を用いて前記対物レンズのトラックズレ調整用のトラック位置ズレ誤差信号を検出し、
   前記１次光を用いて前記対物レンズの焦点ズレ調整用の焦点ズレ誤差信号を検出すること
   を特徴とする光ヘッドの誤差信号検出方法。
2. 請求項１記載の光ヘッドの誤差信号検出方法であって、
   前記１次光の合焦する位置に配置された受光素子に形成された０次光用受光領域で前記０次光を受光して前記トラック位置ズレ誤差信号を検出し、
   前記０次光用受光領域とは離れた位置で前記受光素子に形成された１次光用受光領域で前記１次光を受光して前記焦点ズレ誤差信号を検出すること
   を特徴とする光ヘッドの誤差信号検出方法。
3. 請求項２記載の光ヘッドの誤差信号検出方法であって、
   前記光記録媒体の半径方向に延伸する第１の分割線と、前記第１の分割線にほぼ直交する第２の分割線とにより４分割された前記０次光用受光領域を用いて前記０次光を受光して前記トラック位置ズレ誤差信号を検出し、
   前記光記録媒体の半径方向に延伸する第３の分割線で２分割された前記１次光用受光領域を用いて前記１次光を受光して前記焦点ズレ誤差信号を検出すること
   を特徴とする光ヘッドの誤差信号検出方法。
4. 請求項１乃至３のいずれか１項に記載の光ヘッドの誤差信号検出方法であって、
   前記光ビームの光入射面又は光射出面の少なくとも一方の一部に回折作用を有する回折素子を用いて、前記光ビームを前記０次光と前記１次光とに分離して、前記トラック位置ズレ誤差信号及び前記焦点ズレ誤差信号を検出することを特徴とする光ヘッドの誤差信号検出方法。
5. 請求項４記載の光ヘッドの誤差信号検出方法であって、
   前記回折素子にホログラム素子を用いて、前記トラック位置ズレ誤差信号及び前記焦点ズレ誤差信号を検出することを特徴とする光ヘッドの誤差信号検出方法。
6. 請求項１乃至５のいずれか１項に記載の光ヘッドの誤差信号検出方法であって、
   前記光源から射出した第１波長の前記光ビーム又は第２波長（前記第１波長＜前記第２波長）の前記光ビームを前記対物レンズを介して前記光記録媒体に集光させ、
   前記第１波長の前記光ビームの前記０次光又は前記第２波長の前記光ビームの前記０次光を用いて前記トラック位置ズレ誤差信号を検出し、
   前記第１波長の前記光ビームの前記１次光又は前記第２波長の前記光ビームの前記１次光を用いて前記焦点ズレ誤差信号を検出すること
   を特徴とする光ヘッドの誤差信号検出方法。
7. 請求項１乃至６のいずれか１項に記載の光ヘッドの誤差信号検出方法であって、
   前記光源から射出した前記光ビームを回折させて主ビームと２本の副ビームとに分割して、前記対物レンズを介して前記光記録媒体に集光させて反射させ、
   前記主ビーム及び前記２本の副ビームを回折させて前記０次光及び前記１次光に分離して集光させ、
   前記主ビームに基づく前記０次光又は前記主ビームに基づく前記０次光及び前記２本の副ビームに基づく前記０次光を用いて前記トラック位置ズレ誤差信号を検出し、
   前記主ビームに基づく前記１次光を用いて前記焦点ズレ誤差信号を検出すること
   を特徴とする光ヘッドの誤差信号検出方法。
8. 請求項７記載の光ヘッドの誤差信号検出方法であって、
   前記光記録媒体で反射した前記第１波長の前記主ビーム及び前記第１波長の前記２本の副ビーム又は前記第２波長の前記主ビーム及び前記第２波長の前記２本の副ビームを回折させて前記０次光及び前記１次光に分離して集光させ、
   前記第１波長の前記主ビームに基づく前記０次光若しくは前記第１波長の前記主ビームに基づく前記０次光及び前記第１波長の前記２本の副ビームに基づく前記０次光又は前記第２波長の前記主ビームに基づく前記０次光若しくは前記第２波長の前記主ビームに基づく前記０次光及び前記第２波長の前記２本の副ビームに基づく前記０次光を用いて前記トラック位置ズレ誤差信号を検出し、
   前記第１波長の前記主ビームに基づく前記１次光又は前記第２波長の前記主ビームに基づく前記１次光を用いて前記焦点ズレ誤差信号を検出すること
   を特徴とする光ヘッドの誤差信号検出方法。
9. 請求項７又は８に記載の光ヘッドの誤差信号検出方法であって、
   前記第１波長の前記主ビームに基づく前記０次光、前記第１波長の前記２本の副ビームに基づく前記０次光、前記第２波長の前記主ビームに基づく前記０次光及び前記第２波長の前記２本の副ビームに基づく前記０次光をそれぞれ別の前記０次光用受光領域でそれぞれ受光して前記トラック位置ズレ誤差信号を検出し、
   前記第１波長の前記主ビームに基づく前記１次光及び前記第２波長の前記主ビームに基づく前記１次光を共通の前記１次光用受光領域で受光して前記焦点ズレ誤差信号を検出すること
   を特徴とする光ヘッドの誤差信号検出方法。
10. 請求項４乃至９のいずれか１項に記載の光ヘッドの誤差信号検出方法であって、
    前記回折素子を用いて前記光ビームを前記０次光と、２つの前記１次光とに分離して、２つの前記１次光を前記受光素子の異なる場所にそれぞれ合焦させ、前記焦点ズレ誤差信号を検出することを特徴とする光ヘッドの誤差信号検出方法。
11. 光源から射出して対物レンズを介して光記録媒体で反射した光ビームを回折して分離した０次光及び１次光を受光する受光素子であって、
    前記対物レンズのトラックズレ調整用のトラック位置ズレ誤差信号を検出するために前記０次光を受光する０次光用受光領域と、
    前記対物レンズの焦点ズレ調整用の焦点ズレ誤差信号を検出するために前記１次光を受光する１次光用受光領域と
    を有することを特徴とする受光素子。
12. 請求項１１記載の受光素子であって、
    前記０次光用受光領域は、前記光記録媒体の半径方向に延伸する第１の分割線と、前記第１の分割線にほぼ直交する第２の分割線とを有することを特徴とする受光素子。
13. 請求項１１又は１２に記載の受光素子であって、
    前記１次光用受光領域は、前記光記録媒体の半径方向に延伸する第３の分割線を有することを特徴とする受光素子。
14. 請求項１３記載の受光素子であって、
    前記１次光用受光領域は、前記第３の分割線にほぼ直交する第４の分割線をさらに有することを特徴とする受光素子。
15. 請求項１１乃至１４のいずれか１項に記載の受光素子であって、
    前記０次光用受光領域は、前記光源から射出した前記光ビームを回折して分離した主ビーム及び２本の副ビームのうちの前記主ビームに基づく前記０次光を受光する主ビーム用受光領域と、前記２本の副ビームに基づく前記０次光をそれぞれ受光する副ビーム用受光領域とを有することを特徴とする受光素子。
16. 請求項１５記載の受光素子であって、
    前記主ビーム用受光領域は、前記第１の分割線及び前記第２の分割線を有することを特徴とする受光素子。
17. 請求項１５又は１６に記載の受光素子であって、
    前記副ビーム用受光領域は、前記第２の分割線を有することを特徴とする受光素子。
18. 請求項１７記載の受光素子であって、
    前記副ビーム用受光領域は、前記第１の分割線をさらに有することを特徴とする受光素子。
19. 請求項１１乃至１８のいずれか１項に記載の受光素子であって、
    前記０次光用受光領域は、前記光源から射出して前記対物レンズを介して前記光記録媒体で反射した第１波長の前記光ビーム及び第２波長（前記第１波長＜前記第２波長）の前記光ビームを回折して分離した前記第１波長の前記０次光を受光する第１の波長用受光領域と、前記第２波長の前記０次光を受光する第２波長用受光領域とを有することを特徴とする受光素子。
20. 請求項１９記載の受光素子であって、
    前記第１波長用受光領域及び前記第２波長用受光領域は、前記第１の分割線及び前記第２の分割線を有することを特徴とする受光素子。
21. 請求項１９又は２０に記載の受光素子であって、
    前記第１波長用受光領域及び前記第２波長用受光領域は、前記光入射面を法線方向に見て、正方形状に形成されていることを特徴とする受光素子。
22. 請求項１９乃至２１のいずれか１項に記載の受光素子であって、
    前記第１波長用受光領域は、前記第１波長の前記主ビームに基づく前記０次光を受光する第１波長主ビーム用受光領域と、前記第１波長の前記２本の副ビームに基づく前記０次光をそれぞれ受光する第１波長副ビーム用受光領域とを有することを特徴とする受光素子。
23. 請求項１９乃至２２のいずれか１項に記載の受光素子であって、
    前記第２波長用受光領域は、前記第２波長の前記主ビームに基づく前記０次光を受光する第２波長主ビーム用受光領域と、前記第２波長の前記２本の副ビームに基づく前記０次光をそれぞれ受光する第２波長副ビーム用受光領域とを有することを特徴とする受光素子。
24. 請求項１９乃至２３のいずれか１項に記載の受光素子であって、
    前記１次光用受光領域は、前記第１波長の前記１次光及び前記第２波長の前記１次光を受光できるように配置されていることを特徴とする受光素子。
25. 光源から射出して対物レンズを介して光記録媒体で反射した光ビームを回折させる回折素子であって、
    前記対物レンズのトラックズレ調整用のトラック位置ズレ誤差信号を検出するために用いる０次光と、前記対物レンズの焦点ズレ調整用の焦点ズレ誤差信号を検出するために用いる１次光とを前記光ビームを回折させて生成する第１の回折領域と、
    前記第１の回折領域の境界部に直線状に視認される分割線と
    を有することを特徴とする回折素子。
26. 請求項２５記載の回折素子であって、
    前記第１の回折領域は、前記光ビームの光入射面又は光射出面の少なくとも一方の一部に形成されていることを特徴とする回折素子。
27. 請求項２５又は２６に記載の回折素子であって、
    前記光射出面及び前記０次光の合焦位置間を前記光射出面の法線方向に測った長さは、前記光射出面及び前記１次光の合焦位置間を同方向に測った長さと異なっていることを特徴とする回折素子。
28. 請求項２５乃至２７のいずれか１項に記載の回折素子であって、
    前記光入射面又は前記光射出面の少なくとも一方の一部に形成された、前記０次光及び前記１次光と分離されて前記１次光と共に前記焦点ズレ誤差信号を検出するために用いる別の１次光を生成する第２の回折領域をさらに有することを特徴とする回折素子。
29. 請求項２８記載の回折素子であって、
    前記光射出面及び前記別の１次光の合焦位置間を前記光射出面の法線方向に測った長さは、前記光射出面及び前記１次光の合焦位置間を同方向に測った長さとほぼ同じであり、
    前記別の１次光の合焦位置は、同一平面内において、前記１次光の合焦位置と異なっていることを特徴とする回折素子。
30. 請求項２８又は２９に記載の回折素子であって、
    前記第１及び第２の回折領域の境界部は、前記分割線を有することを特徴とする回折素子。
31. 請求項２５乃至３０のいずれか１項に記載の回折素子であって、
    前記光入射面又は前記光射出面の少なくとも一方の一部に形成され、前記光ビームを回折せずに透過する光透過領域をさらに有することを特徴とする回折素子。
32. 請求項３１記載の回折素子であって、
    前記光透過領域と前記第１の回折領域との境界部は、前記分割線を有することを特徴とする回折素子。
33. 請求項３１又は３２に記載の回折素子であって、
    前記光透過領域と前記第２の回折領域との境界部は、前記分割線を有することを特徴とする回折素子。
34. 請求項２５乃至３３のいずれか１項に記載の回折素子であって、
    偏光無依存性であることを特徴とする回折素子。
35. 光源から射出した光ビームを光記録媒体に集光させる対物レンズと、
    前記対物レンズのトラックズレ調整用のトラック位置ズレ誤差信号を検出するために用いる０次光と、前記対物レンズの焦点ズレ調整用の焦点ズレ誤差信号を検出するために用いる１次光とを前記光記録媒体で反射した前記光ビームを回折させて生成する第１の回折領域と、前記第１の回折領域の境界部に直線状に視認される分割線とを備えた回折素子と、
    前記トラック位置ズレ誤差信号を検出するために前記０次光を受光する０次光用受光領域と、前記焦点ズレ誤差信号を検出するために前記１次光を受光する１次光用受光領域とを備えた受光素子と
    を有することを特徴とする光ヘッド。
36. 請求項３５記載の光ヘッドであって、
    前記受光素子は、請求項１２乃至２４のいずれか１項に記載の受光素子であることを特徴とする光ヘッド。
37. 請求項３５又は３６に記載の光ヘッドであって、
    前記回折素子は、請求項２６乃至３４のいずれか１項に記載の回折素子であることを特徴とする光ヘッド。
38. 請求項３５乃至３７のいずれか１項に記載の光ヘッドであって、
    前記回折素子は、ホログラム素子を有することを特徴とする光ヘッド。
39. 請求項３５乃至３８のいずれか１項に記載の光ヘッドであって、
    前記回折素子は、前記０次光を非合焦の状態で前記受光素子に入射し、前記１次光を合焦の状態で前記受光素子に入射していることを特徴とする光ヘッド。
40. 請求項３５乃至３９のいずれか１項に記載の光ヘッドであって、
    前記回折素子は、前記分割線と前記光記録媒体の半径方向とがほぼ平行になるように配置されていることを特徴とする光ヘッド。
41. 請求項３５乃至４０のいずれか１項に記載の光ヘッドであって、
    前記光源は、第１波長の前記光ビームを射出する第１の光源と、第２波長（前記第１波長＜前記第２波長）の前記光ビームを射出する第２の光源とを有することを特徴とする光ヘッド。
42. 請求項３５乃至４１のいずれか１項に記載の光ヘッドを有することを特徴とする光記録再生装置。

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