JP2012178203A - 光学ヘッド - Google Patents
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Abstract
【課題】
光ディスクを再生または記録可能な光学ヘッドにおいて、光効率が高い光学ヘッドを安価に提供する。
【解決手段】
光ビームを出射する光源と、光ビームを光ディスクへ集光する対物レンズと、分割された複数の領域を有し、前記光ディスクを反射した前記光ビームの断面を該領域毎に分割する光領域分割素子と、その光領域分割素子で分割された光ビームを受光する光検出器を備え、光領域分割素子は、複数の領域のうちの少なくとも１つの領域に、非点収差またはデフォーカス収差を付与する収差付与機能を備えさせる。
【選択図】 図１
光ディスクを再生または記録可能な光学ヘッドにおいて、光効率が高い光学ヘッドを安価に提供する。
【解決手段】
光ビームを出射する光源と、光ビームを光ディスクへ集光する対物レンズと、分割された複数の領域を有し、前記光ディスクを反射した前記光ビームの断面を該領域毎に分割する光領域分割素子と、その光領域分割素子で分割された光ビームを受光する光検出器を備え、光領域分割素子は、複数の領域のうちの少なくとも１つの領域に、非点収差またはデフォーカス収差を付与する収差付与機能を備えさせる。
【選択図】 図１
Description
光ディスクの再生または記録可能な光学ヘッドに関する。
本技術分野の背景技術として、特開平４−１１９５３１（特許文献１）がある。この公報には、対物レンズの移動に伴うトラッキングエラー信号のオフセットの発生を防止し、安定した書き込み、再生が行える光ピックアップ装置を提供すると記載されており、これによりオフセット量を検出し、オフセットが補正されたトラッキングエラー信号を得ることができる旨が記載されている。
光ディスクでは、ＢＤ（Blu-ray Disc）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）、ＣＤ（Compact Disc）などが規格化されている。このような光ディスクを記録または再生する光学ヘッドでは、光源から、光ビームを出射し、その光ビームを対物レンズにより光ディスクに集光し、光ディスクで反射した光ビームを光検出器で検出し、検出した信号から光ディスクの再生信号、光ディスク上での光スポットと光ディスク内の案内溝（以下トラック）ずれを制御するトラックエラー信号、光ディスク上での光スポットの合焦点ずれを制御するフォーカスエラー信号などを生成している。
フォーカスエラー信号の生成には、ナイフエッジ方式、非点収差方式、スポットサイズ方式等が知られている。トラックエラー信号の生成には、光ディスク上に複数の光ビームを照射するＤＰＰ［Differential Push Pull］方式や３スポット方式、光ディスク上に１個の光ビームを照射するＤＰＤ［Differential Phase Detection］方式や１ビームＤＰＰ方式が一般的である。１ビームＤＰＰ方式は、光ディスク上に１個の光ビームを照射し、光ディスクで反射した光ビームを複数に分割してＤＰＰ方式と同様のオフセット除去が可能な方式である。光ディスク上に１個の光ビームしか照射しないため、ＤＰＰ方式と比べて１ビームＤＰＰ方式は、光源から出射した光ビームを光ディスクに照射する光ビームの光効率が高い方式と言える。
フォーカスエラー信号の生成には、ナイフエッジ方式、非点収差方式、スポットサイズ方式等が知られている。トラックエラー信号の生成には、光ディスク上に複数の光ビームを照射するＤＰＰ［Differential Push Pull］方式や３スポット方式、光ディスク上に１個の光ビームを照射するＤＰＤ［Differential Phase Detection］方式や１ビームＤＰＰ方式が一般的である。１ビームＤＰＰ方式は、光ディスク上に１個の光ビームを照射し、光ディスクで反射した光ビームを複数に分割してＤＰＰ方式と同様のオフセット除去が可能な方式である。光ディスク上に１個の光ビームしか照射しないため、ＤＰＰ方式と比べて１ビームＤＰＰ方式は、光源から出射した光ビームを光ディスクに照射する光ビームの光効率が高い方式と言える。
さて、特許文献１では、トラックエラー信号の生成に上記した１ビームＤＰＰ方式を用いた光学ヘッドが記載されている。しかしながら特許文献１では、フォーカスエラー信号の生成については、なんら具体的な記載がない。
本発明では、高効率な１ビームＤＰＰ方式とフォーカスエラー信号の生成が可能な光学ヘッドを簡素な構成で実現する手段を提供することを目的とする。
本発明では、高効率な１ビームＤＰＰ方式とフォーカスエラー信号の生成が可能な光学ヘッドを簡素な構成で実現する手段を提供することを目的とする。
上記目的は、その一例として特許請求の範囲に記載の構成により達成できる。
本発明によれば、光効率が高く、安価な光学ヘッドを実現することができる。
以下、図に示す実施例に基づいて詳細に説明するが、これによりこの本発明が限定されるものではない。
本発明における実施例１について図を用い説明する。ここでは１個の光源を持つ光学ヘッドを例に説明する。例えば、ＤＶＤまたはＢＤなどのいずれかの規格の光ディスクの記録または再生が可能な光学ヘッドに相当する。
図１は、実施例１における光学ヘッド００１の概略構成図を示す図である。光源００２から光ビームが発散光として図中ｙ方向に出射される。光ディスクの情報の記録または情報の再生を行うには、一般的に半導体レーザを用いるのが一般的であり、光源００２は所定の波長で出射する半導体レーザに相当するものである。
光源００２から出射した光ビームは光ビームスプリッタ００４に入射する。光ビームスプリッタ００４は、入射した光ビームの所定光量を透過させ、その残りの光量を反射させる、すなわち光ビームを２本に分岐する光学素子である。このような機能は例えば、ハーフプリズム、偏光性プリズムなどで実現できる。
光ビームスプリッタ００４に入射した光ビームのうち透過した光ビームはコリメートレンズ００６に進行し、反射した光ビームはフロントモニタ００５へ進行する。
コリメートレンズ００６に進行した光ビームは略平行な光ビームに変換される。通常光ディスクの情報面に埃や指紋が付着することを防止する保護層がある。この保護層には厚み誤差があり、その厚み誤差により球面収差が発生し再生信号が劣化してしまう。光学ヘッドでは、球面収差を補正するためコリメートレンズを光軸方向に駆動する方法が用いられるのが一般的である。このため、コリメートレンズ００６は、光軸（矢印００８）の方向に移動させることができるような球面収差補正構造００７を装備させることが望ましい。
また、球面収差補正は、同心円状の液晶素子によっても実現できる。このため、コリメートレンズ００６を可動できる機構を取らずコリメートレンズ００６の付近に液晶素子を配置してもなんら構わない。
図１は、実施例１における光学ヘッド００１の概略構成図を示す図である。光源００２から光ビームが発散光として図中ｙ方向に出射される。光ディスクの情報の記録または情報の再生を行うには、一般的に半導体レーザを用いるのが一般的であり、光源００２は所定の波長で出射する半導体レーザに相当するものである。
光源００２から出射した光ビームは光ビームスプリッタ００４に入射する。光ビームスプリッタ００４は、入射した光ビームの所定光量を透過させ、その残りの光量を反射させる、すなわち光ビームを２本に分岐する光学素子である。このような機能は例えば、ハーフプリズム、偏光性プリズムなどで実現できる。
光ビームスプリッタ００４に入射した光ビームのうち透過した光ビームはコリメートレンズ００６に進行し、反射した光ビームはフロントモニタ００５へ進行する。
コリメートレンズ００６に進行した光ビームは略平行な光ビームに変換される。通常光ディスクの情報面に埃や指紋が付着することを防止する保護層がある。この保護層には厚み誤差があり、その厚み誤差により球面収差が発生し再生信号が劣化してしまう。光学ヘッドでは、球面収差を補正するためコリメートレンズを光軸方向に駆動する方法が用いられるのが一般的である。このため、コリメートレンズ００６は、光軸（矢印００８）の方向に移動させることができるような球面収差補正構造００７を装備させることが望ましい。
また、球面収差補正は、同心円状の液晶素子によっても実現できる。このため、コリメートレンズ００６を可動できる機構を取らずコリメートレンズ００６の付近に液晶素子を配置してもなんら構わない。
さて、一般的に光源から出射する光ビームの光量は注入する電流に比例するが、その光量は、個別のオフセットが大きい、周辺温度により変化するなどの課題がある。光ディスクの再生、特に記録する際には光ディスクへ照射する光ビームの光量を正確に制御しなければならない。このため、光学ヘッド００１は、光ビームスプリッタ００４を反射し分岐された光ビームの光量をフロントモニタ００５にて検出することで、光ディスク上の光量が所定値になるようフィードバック制御できる構成になっている。
コリメートレンズ００６で略平行に変換された光ビームは、対物レンズ００９に入射し、光ディスク０１１の情報面に集光照射される。
対物レンズ００９はアクチュエータ０１０に搭載されており、少なくとも図中ｘとｙ方向に駆動させることができる。図１でｘは光ディスク０１１の情報面にあるトラックと直交する方向を示し、ｙは光ディスクの情報面の法線方向を示し、ｚは情報面にあるトラックと平行な方向に相当する。すなわち、ｘ方向はトラックエラー信号による制御、およびレンズシフト時の駆動に用いられ、ｙ方向はフォーカスエラー信号による制御に用いられる。
光ディスク０１１で反射した光ビームは、対物レンズ００９、コリメートレンズ００６、を進行し光ビームスプリッタ００４を反射し、光領域分割素子０１２に入射する。光領域分割素子０１２は複数の領域があり、光領域分割素子０１２に入射した光ビームはその断面が領域毎に分割される。
コリメートレンズ００６で略平行に変換された光ビームは、対物レンズ００９に入射し、光ディスク０１１の情報面に集光照射される。
対物レンズ００９はアクチュエータ０１０に搭載されており、少なくとも図中ｘとｙ方向に駆動させることができる。図１でｘは光ディスク０１１の情報面にあるトラックと直交する方向を示し、ｙは光ディスクの情報面の法線方向を示し、ｚは情報面にあるトラックと平行な方向に相当する。すなわち、ｘ方向はトラックエラー信号による制御、およびレンズシフト時の駆動に用いられ、ｙ方向はフォーカスエラー信号による制御に用いられる。
光ディスク０１１で反射した光ビームは、対物レンズ００９、コリメートレンズ００６、を進行し光ビームスプリッタ００４を反射し、光領域分割素子０１２に入射する。光領域分割素子０１２は複数の領域があり、光領域分割素子０１２に入射した光ビームはその断面が領域毎に分割される。
さて、本実施例では、光ビームの断面の同じ領域を光量の大小で分けることを分岐と記し、断面を領域毎に分けることを分割と記す。
例えば回折格子にて、０次と±１次の光ビームに分けること、光ビームスプリッタの透過と反射で分けることが分岐に相当する。本実施例における光領域分割素子０１２は領域毎に分割する素子である。
光領域分割素子０１２にて分割された光ビームは光検出器０１３の複数の受光面にて検出される。光検出器０１３に導かれた複数の光ビームは、光ディスク０１１の情報面に記録されている再生信号の生成と、トラックエラー信号およびフォーカスエラー信号など光ディスク上に照射された光スポットの位置制御信号の生成などに使用される。
例えば回折格子にて、０次と±１次の光ビームに分けること、光ビームスプリッタの透過と反射で分けることが分岐に相当する。本実施例における光領域分割素子０１２は領域毎に分割する素子である。
光領域分割素子０１２にて分割された光ビームは光検出器０１３の複数の受光面にて検出される。光検出器０１３に導かれた複数の光ビームは、光ディスク０１１の情報面に記録されている再生信号の生成と、トラックエラー信号およびフォーカスエラー信号など光ディスク上に照射された光スポットの位置制御信号の生成などに使用される。
光源００２から光ディスク００９まで進行する光路のことを往路、光ディスク０１１から光検出器０１３まで進行する光路のことを復路と以後記述する。
光領域分割素子は、例えば往路と復路が共通する光路（光ビームスプリッタと対物レンズの間）に配置しても良い。この場合、往路の光ビームが分割されないように偏光性などを利用すると良い。しかし本実施例の光領域分割素子０１２ように光ビームスプリッタ００４と光検出器０１３の間に配置させることが望ましい。光領域分割素子０１２は、光ビームスプリッタ００４と光検出器０１３の間に配置させることで、偏光性などを用いない無偏光性の安価な部品が用いることが可能になる。
なお、対物レンズ００９で光ディスク０１１へ集光された光ビームが最小となる光ディスク０１１と対物レンズ０１０の図中ｙ方向の位置関係を合焦点位置と記す。また、その合焦点位置の関係から、対物レンズ００９と光ディスク０１１の距離が図中ｙ方向に近づく位置関係をインフォーカス位置、対物レンズ００９と光ディスク０１１の距離が図中ｙ方向に遠ざかる位置関係をアウトフォーカス位置と記すこととする。
光領域分割素子は、例えば往路と復路が共通する光路（光ビームスプリッタと対物レンズの間）に配置しても良い。この場合、往路の光ビームが分割されないように偏光性などを利用すると良い。しかし本実施例の光領域分割素子０１２ように光ビームスプリッタ００４と光検出器０１３の間に配置させることが望ましい。光領域分割素子０１２は、光ビームスプリッタ００４と光検出器０１３の間に配置させることで、偏光性などを用いない無偏光性の安価な部品が用いることが可能になる。
なお、対物レンズ００９で光ディスク０１１へ集光された光ビームが最小となる光ディスク０１１と対物レンズ０１０の図中ｙ方向の位置関係を合焦点位置と記す。また、その合焦点位置の関係から、対物レンズ００９と光ディスク０１１の距離が図中ｙ方向に近づく位置関係をインフォーカス位置、対物レンズ００９と光ディスク０１１の距離が図中ｙ方向に遠ざかる位置関係をアウトフォーカス位置と記すこととする。
図２に光領域分割素子０１２の概略構成図を示す。図は、光ビームスプリッタ００４から光領域分割素子０１２を見た図である。光領域分割素子０１２は、光分割領域Ａ０２１、光分割領域Ｂ０２２、光分割領域Ｃ０２３、光分割領域Ｄ０２４、光分割領域Ｅ０２５、光分割領域Ｆ０２６、光分割領域Ｇ０２７の７個の領域から構成されている。光領域分割素子０１２に入射する光ビーム０２８を破線円で示した。また、光ディスクに集光された光ビーム０２８の断面にはトラックで発生するプッシュプルパターン０２９、０３０が通常形成されるものである。
光分割領域Ｇ０２７は、光ビーム０２８の中心を含む領域である。その光分割領域Ｇ０２７を通過した光ビームは所定の方向に進行方向が曲げられて、かつ非点収差が付与される。例えば、光分割領域Ｇ０２７の面を通過した光ビームが１次光だけ発生するブレーズ型の格子溝とし、その格子溝パターンをホログラフィック面にすることで実現できる。また例えば、格子溝はなく、シリンドリカル面として、その面を傾けることでも実現できる。
この非点収差は、フォーカスエラー信号の生成に用いられる。なお、通常の非点収差方式における光学ヘッドでは、トラックエラー信号とフォーカスエラー信号を同じ受光面から検出した信号から生成するため、非点収差を光ディスクの接線方向と４５度（図中ｙ-ｚ面）傾けた方向に付与する必要がある。本実施例では、トラックエラー信号とフォーカスエラー信号を異なる受光面から検出した信号から生成するため、非点収差の付与方向は、任意で良い。本実施例では、光ディスクの接線方向と平行な方向の非点収差を付与した例を説明する。
光分割領域Ｇ０２７は、光ビーム０２８の中心を含む領域である。その光分割領域Ｇ０２７を通過した光ビームは所定の方向に進行方向が曲げられて、かつ非点収差が付与される。例えば、光分割領域Ｇ０２７の面を通過した光ビームが１次光だけ発生するブレーズ型の格子溝とし、その格子溝パターンをホログラフィック面にすることで実現できる。また例えば、格子溝はなく、シリンドリカル面として、その面を傾けることでも実現できる。
この非点収差は、フォーカスエラー信号の生成に用いられる。なお、通常の非点収差方式における光学ヘッドでは、トラックエラー信号とフォーカスエラー信号を同じ受光面から検出した信号から生成するため、非点収差を光ディスクの接線方向と４５度（図中ｙ-ｚ面）傾けた方向に付与する必要がある。本実施例では、トラックエラー信号とフォーカスエラー信号を異なる受光面から検出した信号から生成するため、非点収差の付与方向は、任意で良い。本実施例では、光ディスクの接線方向と平行な方向の非点収差を付与した例を説明する。
光分割領域Ｅ０２５と光分割領域Ｆ０２６は、光ディスクのトラックと直交する方向（図中ｙ）に光分割領域Ｇ０２７を挟んで配置された領域である。光分割領域Ａ０２１、光分割領域Ｂ０２２、光分割領域Ｃ０２３、光分割領域Ｄ０２４は、光ディスクのトラックと平行な方向（図中ｚ）に光分割領域Ｇ０２７を挟んで配置された領域である。光分割領域Ａ０２１と光分割領域Ｄ０２４の境界と、光分割領域Ｂ０２２と光分割領域Ｃ０２３の境界とは、光ビーム０２８の中心と一致させるように光領域分割素子０１２を光学ヘッドに調整させることが望ましい。これは、トラックエラー信号を制御するときに対物レンズ００９が動くと光領域分割素子０１２上の光ビーム０２８の動く方向が図中ｙに相当するため、このように境界を配置することにより対物レンズ００９の稼動範囲内で図中左右に対してバランスさせることができるためである。
また、光分割領域Ａ０２１、光分割領域Ｂ０２２、光分割領域Ｃ０２３、光分割領域Ｄ０２４、光分割領域Ｅ０２５、光分割領域Ｆ０２６を各々進行した光ビームは所定の方向に進行方向が曲げられる。例えば、各面を通過した光ビームが１次光だけ発生するブレーズ型の格子溝とし、その格子溝パターンを直線にすることで実現できる。また例えば、格子溝はなく、フラット面として、その面を傾けることでも実現できる。
また、光分割領域Ａ０２１、光分割領域Ｂ０２２、光分割領域Ｃ０２３、光分割領域Ｄ０２４、光分割領域Ｅ０２５、光分割領域Ｆ０２６を各々進行した光ビームは所定の方向に進行方向が曲げられる。例えば、各面を通過した光ビームが１次光だけ発生するブレーズ型の格子溝とし、その格子溝パターンを直線にすることで実現できる。また例えば、格子溝はなく、フラット面として、その面を傾けることでも実現できる。
１ビームＤＰＰ方式では、光ビームのプッシュプルパターンの面積が大きい領域と、プッシュプルパターンの面積が小さい領域とに光ビームを分割して、前者をプッシュプル信号とし、後者をオフセット信号とし、プッシュプル信号とオフセット信号の差動出力によりオフセットのないトラックエラー信号が得られる方式である。このため、光領域分割素子０１２は、プッシュプルパターン０２９、０３０と重なる面積が大きくなる光分割領域Ｅ０２５、光分割領域Ｆ０２６、および、プッシュプルパターン０２９、０３０と重なる面積が小さくなる光分割領域Ａ０２１、光分割領域Ｂ０２２、光分割領域Ｃ０２３、光分割領域Ｄ０２４に分割している。
また、１ビームＤＰＰ方式では、記録、未記録の境界でトラックエラー信号に局部的なオフセットの発生を防止するため、光ビームの中央領域、すなわち光分割領域Ｇ０２７はトラッキングエラー信号の生成には用いない。つまり、その領域は、フォーカスエラー信号の生成に用いることが可能である。また、非点収差方式では、時にフォーカスエラー信号にプッシュプル信号が重畳されて外乱になることがある。本実施例のようにプッシュプルパターン０２９、０３０と重なる面積が小さい光分割領域Ｇ０２７をフォーカスエラー信号に用いることで、プッシュプル信号がフォーカスエラー信号の外乱になることを低減できる効果が得られる。
図３に光検出器０１３の概略構成図を示す。図は、光ビームスプリッタ００４から光検出器０１３を見た図である。
光検出器０１３は、受光面Ｓ１０３１、受光面Ｓ２０３２、受光面Ｓ３０３３、受光面Ｓ４０４、受光面Ｓ５０３５、受光面Ｓ６０３６、受光面Ｓ７０３７、受光面Ｓ８０３８、受光面Ｓ９０３９、受光面Ｓ１００４０の１０個の受光面から構成されている。
受光面Ｓ１０３１は、光分割領域Ａ０２１で分割された光ビームを受光する受光面である。受光面Ｓ１０３１は光量に応じた電流を発生し、電流／電圧変換素子（図示無し）を経て端子Ｐ１０４１から光ビームの光量に応じた電圧を信号として出力する。
受光面Ｓ２０３２は、光分割領域Ｂ０２２で分割された光ビームを受光する受光面である。受光面Ｓ２０３２は光量に応じた電流を発生し、電流／電圧変換素子（図示無し）を経て端子Ｐ２０４２から光ビームの光量に応じた電圧を信号として出力する。
受光面Ｓ３０３３は、光分割領域Ｃ０２３で分割された光ビームを受光する受光面である。受光面Ｓ３０３３は光量に応じた電流を発生し、電流／電圧変換素子（図示無し）を経て端子Ｐ３０４３から光ビームの光量に応じた電圧を信号として出力する。
受光面Ｓ４０３４は、光分割領域Ｄ０２４で分割された光ビームを受光する受光面である。受光面Ｓ４０３４は光量に応じた電流を発生し、電流／電圧変換素子（図示無し）を経て端子Ｐ４０４４から光ビームの光量に応じた電圧を信号として出力する。
受光面Ｓ５０３５は、光分割領域Ｅ０２５で分割された光ビームを受光する受光面である。受光面Ｓ５０３５は光量に応じた電流を発生し、電流／電圧変換素子（図示無し）を経て端子Ｐ５０４５から光ビームの光量に応じた電圧を信号として出力する。
受光面Ｓ６０３６は、光分割領域Ｆ０２６で分割された光ビームを受光する受光面である。受光面Ｓ６０３６は光量に応じた電流を発生し、電流／電圧変換素子（図示無し）を経て端子Ｐ６０４６から光ビームの光量に応じた電圧を信号として出力する。
受光面Ｓ７０３７、受光面Ｓ８０３８、受光面Ｓ９０３９、受光面Ｓ１００４０は、光分割領域Ｇ０２７で分割された光ビームを受光する受光面である。受光面Ｓ７０３７と受光面Ｓ９０３９は各々光量に応じた電流を発生し、電流加算された後に電流／電圧変換素子（図示無し）を経て端子Ｐ７０４７から光ビームの光量に応じた電圧を信号として出力する。受光面Ｓ８０３８と受光面Ｓ１００４０は各々光量に応じた電流を発生し、電流加算された後に電流／電圧変換素子（図示無し）を経て端子Ｐ８０４８から光ビームの光量に応じた電圧を信号として出力する。
光検出器０１３は、受光面Ｓ１０３１、受光面Ｓ２０３２、受光面Ｓ３０３３、受光面Ｓ４０４、受光面Ｓ５０３５、受光面Ｓ６０３６、受光面Ｓ７０３７、受光面Ｓ８０３８、受光面Ｓ９０３９、受光面Ｓ１００４０の１０個の受光面から構成されている。
受光面Ｓ１０３１は、光分割領域Ａ０２１で分割された光ビームを受光する受光面である。受光面Ｓ１０３１は光量に応じた電流を発生し、電流／電圧変換素子（図示無し）を経て端子Ｐ１０４１から光ビームの光量に応じた電圧を信号として出力する。
受光面Ｓ２０３２は、光分割領域Ｂ０２２で分割された光ビームを受光する受光面である。受光面Ｓ２０３２は光量に応じた電流を発生し、電流／電圧変換素子（図示無し）を経て端子Ｐ２０４２から光ビームの光量に応じた電圧を信号として出力する。
受光面Ｓ３０３３は、光分割領域Ｃ０２３で分割された光ビームを受光する受光面である。受光面Ｓ３０３３は光量に応じた電流を発生し、電流／電圧変換素子（図示無し）を経て端子Ｐ３０４３から光ビームの光量に応じた電圧を信号として出力する。
受光面Ｓ４０３４は、光分割領域Ｄ０２４で分割された光ビームを受光する受光面である。受光面Ｓ４０３４は光量に応じた電流を発生し、電流／電圧変換素子（図示無し）を経て端子Ｐ４０４４から光ビームの光量に応じた電圧を信号として出力する。
受光面Ｓ５０３５は、光分割領域Ｅ０２５で分割された光ビームを受光する受光面である。受光面Ｓ５０３５は光量に応じた電流を発生し、電流／電圧変換素子（図示無し）を経て端子Ｐ５０４５から光ビームの光量に応じた電圧を信号として出力する。
受光面Ｓ６０３６は、光分割領域Ｆ０２６で分割された光ビームを受光する受光面である。受光面Ｓ６０３６は光量に応じた電流を発生し、電流／電圧変換素子（図示無し）を経て端子Ｐ６０４６から光ビームの光量に応じた電圧を信号として出力する。
受光面Ｓ７０３７、受光面Ｓ８０３８、受光面Ｓ９０３９、受光面Ｓ１００４０は、光分割領域Ｇ０２７で分割された光ビームを受光する受光面である。受光面Ｓ７０３７と受光面Ｓ９０３９は各々光量に応じた電流を発生し、電流加算された後に電流／電圧変換素子（図示無し）を経て端子Ｐ７０４７から光ビームの光量に応じた電圧を信号として出力する。受光面Ｓ８０３８と受光面Ｓ１００４０は各々光量に応じた電流を発生し、電流加算された後に電流／電圧変換素子（図示無し）を経て端子Ｐ８０４８から光ビームの光量に応じた電圧を信号として出力する。
次に光検出器０１３の信号から光学ヘッドで必要な信号を生成する演算について説明する。フォーカスエラー信号（ＦＥ）は（式１）、ＤＰＤ方式のよるトラックエラー信号（ＴＥ１）は（式２）、１ビームＤＰＰ方式によるトラックエラー信号（ＴＥ２）は（式３）、再生信号となる信号（ＲＦ）は（式４）から生成することができる。
ＦＥ＝（Ｐ７−Ｐ８） （式１）
ＴＥ１＝（δＰ１＋δＰ３）−（δＰ２＋δＰ４） （式２）
ＴＥ２＝[（Ｐ５）−（Ｐ６）]−ｋ×（Ｐ１＋Ｐ４−Ｐ２−Ｐ３） （式３）
ＲＦ＝（Ｐ１＋Ｐ２＋Ｐ３＋Ｐ４＋Ｐ５＋Ｐ6＋Ｐ７＋Ｐ８） （式４）
上式において、Ｐ１などは端子Ｐ１０４１から出力された信号に相当する。ＤＰＤ方式では、各出力を位相検波後演算するものであり、（式２）のδＰ１などは位相検波後の出力を意味するものである。（式３）の係数ｋはオフセットを除去するための係数であり、光分割領域Ｅ０２５と光分割領域Ｆ０２６の領域に入射した光ビームの光量と、光分割領域Ａ０２１と光分割領域Ｂ０２２と光分割領域Ｃ０２３と光分割領域Ｄ０２４の領域に入射した光ビームの光量の比で主に決まる。
なお、本実施例では、図３のように各信号の出力を結線するような構成としたが、もちろん結線をしない等の構成にしてもなんら構わないが、上記のように結線することで、出力端子数を抑圧することができる。
ＦＥ＝（Ｐ７−Ｐ８） （式１）
ＴＥ１＝（δＰ１＋δＰ３）−（δＰ２＋δＰ４） （式２）
ＴＥ２＝[（Ｐ５）−（Ｐ６）]−ｋ×（Ｐ１＋Ｐ４−Ｐ２−Ｐ３） （式３）
ＲＦ＝（Ｐ１＋Ｐ２＋Ｐ３＋Ｐ４＋Ｐ５＋Ｐ6＋Ｐ７＋Ｐ８） （式４）
上式において、Ｐ１などは端子Ｐ１０４１から出力された信号に相当する。ＤＰＤ方式では、各出力を位相検波後演算するものであり、（式２）のδＰ１などは位相検波後の出力を意味するものである。（式３）の係数ｋはオフセットを除去するための係数であり、光分割領域Ｅ０２５と光分割領域Ｆ０２６の領域に入射した光ビームの光量と、光分割領域Ａ０２１と光分割領域Ｂ０２２と光分割領域Ｃ０２３と光分割領域Ｄ０２４の領域に入射した光ビームの光量の比で主に決まる。
なお、本実施例では、図３のように各信号の出力を結線するような構成としたが、もちろん結線をしない等の構成にしてもなんら構わないが、上記のように結線することで、出力端子数を抑圧することができる。
次に図４、図５を用い光検出器０１３の受光面と光領域分割素子０１２で分割された光ビームとの関係について説明する。
図４は、光検出器０１３の受光面とインフォーカス位置の時の光領域分割素子０１２で分割された光ビームの関係を示した概略図である。
図５は、光検出器０１３の受光面とアウトフォーカス位置の時の光領域分割素子０１２で分割された光ビームの関係を示した概略図である。図４および図５は、どちらも光ビームスプリッタ００４から光検出器０１３を見た図である。図４および図５の受光面は、図３の受光面と同じものであり、各受光面の符号も同じものを付与してある。また、合焦点位置のときの光ビームを破線円で示し、インフォーカス位置、またはアウトフォーカス位置のときの光ビームをハッチングされた図形で示している。
図４は、光検出器０１３の受光面とインフォーカス位置の時の光領域分割素子０１２で分割された光ビームの関係を示した概略図である。
図５は、光検出器０１３の受光面とアウトフォーカス位置の時の光領域分割素子０１２で分割された光ビームの関係を示した概略図である。図４および図５は、どちらも光ビームスプリッタ００４から光検出器０１３を見た図である。図４および図５の受光面は、図３の受光面と同じものであり、各受光面の符号も同じものを付与してある。また、合焦点位置のときの光ビームを破線円で示し、インフォーカス位置、またはアウトフォーカス位置のときの光ビームをハッチングされた図形で示している。
合焦点位置の時、光検出器０１３では光領域分割素子０１２で分割された光ビームが合焦点となるよう調整（図１のｘ方向）し組み立てると良い。本実施例においても光領域分割素子０１２で分割された光ビームが合焦点となることを想定しているため、合焦点位置のときの光ビームを円形状で図示したものである。
インフォーカス位置のときの光ビームは、光領域分割素子０１２の各領域と同じ形状となる。このため、図４でも光領域分割素子０１２で分割された光ビームを光領域分割素子０１２の領域と同じ形状で図示している。アウトフォーカス位置のときの光ビームは、光領域分割素子０１２の領域と光検出器０１３の各合焦点の位置に対して点対称な形状となる。このため、図５では光領域分割素子０１２で分割された光ビームを図４と合焦点の位置に対して点対称な形状で図示している。
インフォーカス位置のときの光ビームは、光領域分割素子０１２の各領域と同じ形状となる。このため、図４でも光領域分割素子０１２で分割された光ビームを光領域分割素子０１２の領域と同じ形状で図示している。アウトフォーカス位置のときの光ビームは、光領域分割素子０１２の領域と光検出器０１３の各合焦点の位置に対して点対称な形状となる。このため、図５では光領域分割素子０１２で分割された光ビームを図４と合焦点の位置に対して点対称な形状で図示している。
光分割領域Ａ０２１で分割された光ビーム０５１が、合焦点位置の時、受光面Ｓ１０３１に照射させるように設定する。
インフォーカス位置の時、光分割領域Ａ０２１で分割された光ビーム０６１は、図４で示すように受光面Ｓ１０３１の左上方向に移動する。このときの光ビーム０６１は、光分割領域Ａ０２１と同じ形状となる。
アウトフォーカス位置の時、光分割領域Ａ０２１で分割された光ビーム０７１は、図５で示すように受光面Ｓ１０３１の右下方向へ移動する。このときの光ビーム０６１と光ビーム０７１の形状は、光ビーム０５１の中心と点対称になっている。
上記のように光分割領域Ａ０２１で分割された光ビームは、受光面Ｓ１０３１に対し左上右下方向に動くが、その移動方向にトラックエラー信号を生成する他の受光面は無い。すなわち、光分割領域Ａ０２１で分割された光ビームはフォーカスずれがあっても他のトラックエラー信号を生成する受光面に入光することが無いと言える。
インフォーカス位置の時、光分割領域Ａ０２１で分割された光ビーム０６１は、図４で示すように受光面Ｓ１０３１の左上方向に移動する。このときの光ビーム０６１は、光分割領域Ａ０２１と同じ形状となる。
アウトフォーカス位置の時、光分割領域Ａ０２１で分割された光ビーム０７１は、図５で示すように受光面Ｓ１０３１の右下方向へ移動する。このときの光ビーム０６１と光ビーム０７１の形状は、光ビーム０５１の中心と点対称になっている。
上記のように光分割領域Ａ０２１で分割された光ビームは、受光面Ｓ１０３１に対し左上右下方向に動くが、その移動方向にトラックエラー信号を生成する他の受光面は無い。すなわち、光分割領域Ａ０２１で分割された光ビームはフォーカスずれがあっても他のトラックエラー信号を生成する受光面に入光することが無いと言える。
光分割領域Ｂ０２２で分割された光ビーム０５２が、合焦点位置の時、受光面Ｓ２０３２に照射させるように設定する。
インフォーカス位置の時、光分割領域Ｂ０２２で分割された光ビーム０６２は、図４で示すように受光面Ｓ２０３２の左下方向へ移動する。このときの光ビーム０６２は、光分割領域Ｂ０２２と同じ形状となる。
アウトフォーカス位置の時、光分割領域Ｂ０２２で分割された光ビーム０７２は、図５で示すように受光面Ｓ２０３２の右上方向へ移動する。このときの光ビーム０６２と光ビーム０７２の形状は、光ビーム０５２の中心と点対称になっている。
上記のように光分割領域Ｂ０２２で分割された光ビームは、受光面Ｓ２０３２に対し、左下右上方向に動くが、その移動方向にトラックエラー信号を生成する他の受光面が無い。すなわち、光分割領域Ｂ０２２で分割された光ビームもフォーカスずれがあっても他のトラックエラー信号を生成する受光面に入光することが無いと言える。
インフォーカス位置の時、光分割領域Ｂ０２２で分割された光ビーム０６２は、図４で示すように受光面Ｓ２０３２の左下方向へ移動する。このときの光ビーム０６２は、光分割領域Ｂ０２２と同じ形状となる。
アウトフォーカス位置の時、光分割領域Ｂ０２２で分割された光ビーム０７２は、図５で示すように受光面Ｓ２０３２の右上方向へ移動する。このときの光ビーム０６２と光ビーム０７２の形状は、光ビーム０５２の中心と点対称になっている。
上記のように光分割領域Ｂ０２２で分割された光ビームは、受光面Ｓ２０３２に対し、左下右上方向に動くが、その移動方向にトラックエラー信号を生成する他の受光面が無い。すなわち、光分割領域Ｂ０２２で分割された光ビームもフォーカスずれがあっても他のトラックエラー信号を生成する受光面に入光することが無いと言える。
光分割領域Ｃ０２３で分割された光ビーム０５３が、合焦点位置の時、受光面Ｓ３０３３に照射させるように設定する。
インフォーカス位置の時、光分割領域Ｃ０２３で分割された光ビーム０６３は、図４で示すように受光面Ｓ３０３３の右下方向へ移動する。このときの光ビーム０６３は、光分割領域Ｃ０２３と同じ形状となる。
アウトフォーカス位置の時、光分割領域Ｃ０２３で分割された光ビーム０７３は、図５で示すように受光面Ｓ３０３３の左上方向へ移動する。このときの光ビーム０６３と光ビーム０７３の形状は、光ビーム０５３の中心と点対称になっている。
上記のように光分割領域Ｃ０２３で分割された光ビームは、受光面Ｓ３０３３に対し、右下左上方向に動くが、その移動方向にトラックエラー信号を生成する他の受光面が無い。すなわち、光分割領域Ｃ０２３で分割された光ビームもフォーカスずれがあっても他のトラックエラー信号を生成する受光面に入光することが無いと言える。
インフォーカス位置の時、光分割領域Ｃ０２３で分割された光ビーム０６３は、図４で示すように受光面Ｓ３０３３の右下方向へ移動する。このときの光ビーム０６３は、光分割領域Ｃ０２３と同じ形状となる。
アウトフォーカス位置の時、光分割領域Ｃ０２３で分割された光ビーム０７３は、図５で示すように受光面Ｓ３０３３の左上方向へ移動する。このときの光ビーム０６３と光ビーム０７３の形状は、光ビーム０５３の中心と点対称になっている。
上記のように光分割領域Ｃ０２３で分割された光ビームは、受光面Ｓ３０３３に対し、右下左上方向に動くが、その移動方向にトラックエラー信号を生成する他の受光面が無い。すなわち、光分割領域Ｃ０２３で分割された光ビームもフォーカスずれがあっても他のトラックエラー信号を生成する受光面に入光することが無いと言える。
光分割領域Ｄ０２４で分割された光ビーム０５４が、合焦点位置の時、受光面Ｓ４０３４に照射させるように設定する。
インフォーカス位置の時、光分割領域Ｄ０２４で分割された光ビーム０６４は、受光面Ｓ４０３４の図４で示すように左下方向へ移動する。このときの光ビーム０６４は、光分割領域Ｄ０２４と同じ形状となる。
アウトフォーカス位置の時、光分割領域Ｄ０２４で分割された光ビーム０７４は、受光面Ｓ４０３４の図５で示すように右上方向へ移動する。このときの光ビーム０６４と光ビーム０７４の形状は、光ビーム０５４の中心と点対称になっている。
上記のように光分割領域Ｄ０２４で分割された光ビームは、受光面Ｓ４０３４に対し、左下右上方向に動くが、その移動方向にトラックエラー信号を生成する他の受光面が無い。すなわち、光分割領域Ｄ０２４で分割された光ビームもフォーカスずれがあっても他のトラックエラー信号を生成する受光面に入光することが無いと言える。
インフォーカス位置の時、光分割領域Ｄ０２４で分割された光ビーム０６４は、受光面Ｓ４０３４の図４で示すように左下方向へ移動する。このときの光ビーム０６４は、光分割領域Ｄ０２４と同じ形状となる。
アウトフォーカス位置の時、光分割領域Ｄ０２４で分割された光ビーム０７４は、受光面Ｓ４０３４の図５で示すように右上方向へ移動する。このときの光ビーム０６４と光ビーム０７４の形状は、光ビーム０５４の中心と点対称になっている。
上記のように光分割領域Ｄ０２４で分割された光ビームは、受光面Ｓ４０３４に対し、左下右上方向に動くが、その移動方向にトラックエラー信号を生成する他の受光面が無い。すなわち、光分割領域Ｄ０２４で分割された光ビームもフォーカスずれがあっても他のトラックエラー信号を生成する受光面に入光することが無いと言える。
光分割領域Ｅ０２５で分割された光ビーム０５５が、合焦点位置の時、受光面Ｓ５０３５に照射させるように設定する。
インフォーカス位置の時、光分割領域Ｅ０２５で分割された光ビーム０６５は、図４で示すように受光面Ｓ５０３５の左方向へ移動する。このときの光ビーム０６５は、光分割領域Ｅ０２５と同じ形状となる。
アウトフォーカス位置の時、光分割領域Ｅ０２５で分割された光ビーム０７５は、図５で示すように受光面Ｓ５０３５の右方向へ移動する。このときの光ビーム０６５と光ビーム０７５の形状は、光ビーム０５５の中心と点対称になっている。
上記のように光分割領域Ｅ０２５で分割された光ビームは、受光面Ｓ５０３５に対し、左右方向に動くが、その移動方向にトラックエラー信号を生成する他の受光面が無い。すなわち、光分割領域Ｅ０２５で分割された光ビームもフォーカスずれがあっても他のトラックエラー信号を生成する受光面に入光することが無いと言える。
インフォーカス位置の時、光分割領域Ｅ０２５で分割された光ビーム０６５は、図４で示すように受光面Ｓ５０３５の左方向へ移動する。このときの光ビーム０６５は、光分割領域Ｅ０２５と同じ形状となる。
アウトフォーカス位置の時、光分割領域Ｅ０２５で分割された光ビーム０７５は、図５で示すように受光面Ｓ５０３５の右方向へ移動する。このときの光ビーム０６５と光ビーム０７５の形状は、光ビーム０５５の中心と点対称になっている。
上記のように光分割領域Ｅ０２５で分割された光ビームは、受光面Ｓ５０３５に対し、左右方向に動くが、その移動方向にトラックエラー信号を生成する他の受光面が無い。すなわち、光分割領域Ｅ０２５で分割された光ビームもフォーカスずれがあっても他のトラックエラー信号を生成する受光面に入光することが無いと言える。
光分割領域Ｆ０２６で分割された光ビーム０５６が、合焦点位置の時、受光面Ｓ６０３６に照射させるように設定する。
インフォーカス位置の時、光分割領域Ｆ０２６で分割された光ビーム０６６は、図４で示すように受光面Ｓ６０３６の右方向へ移動する。このときの光ビーム０６６の形状は、光分割領域Ｆ０２６と同じ形状となる。
アウトフォーカス位置の時、光分割領域Ｆ０２６で分割された光ビーム０７６は、図５で示すように受光面Ｓ６０３６の左方向へ移動する。このときの光ビーム０６６と光ビーム０７６の形状は、光ビーム０５６の中心と点対称になっている。
上記のように光分割領域Ｆ０２６で分割された光ビームは、受光面Ｓ６０３６に対し、右左方向に動くが、その移動方向にトラックエラー信号を生成する他の受光面が無い。すなわち光分割領域Ｆ０２６で分割された光ビームもフォーカスずれがあっても他のトラックエラー信号を生成する受光面に入光することが無いと言える。
インフォーカス位置の時、光分割領域Ｆ０２６で分割された光ビーム０６６は、図４で示すように受光面Ｓ６０３６の右方向へ移動する。このときの光ビーム０６６の形状は、光分割領域Ｆ０２６と同じ形状となる。
アウトフォーカス位置の時、光分割領域Ｆ０２６で分割された光ビーム０７６は、図５で示すように受光面Ｓ６０３６の左方向へ移動する。このときの光ビーム０６６と光ビーム０７６の形状は、光ビーム０５６の中心と点対称になっている。
上記のように光分割領域Ｆ０２６で分割された光ビームは、受光面Ｓ６０３６に対し、右左方向に動くが、その移動方向にトラックエラー信号を生成する他の受光面が無い。すなわち光分割領域Ｆ０２６で分割された光ビームもフォーカスずれがあっても他のトラックエラー信号を生成する受光面に入光することが無いと言える。
光分割領域Ｇ０２７で分割された光ビーム０５７が、合焦点位置の時、受光面Ｓ７０３７、受光面Ｓ８０３８、受光面Ｓ９０３９、受光面Ｓ１００４０の中央に照射させるように設定する。
他の領域と違い、光分割領域Ｇ０２７で分割された光ビーム０５７には非点収差が付与されているため、光検出器０１３上での光ビーム０５７の形状が大きくなっている。
インフォーカス位置の時、光ディスクの接線と平行な方向の非点収差が付与されているため、光分割領域Ｇ０２７で分割された光ビーム０６７は、図中上下方向に細長い形状になる。このとき、受光面Ｓ７０３７と受光面Ｓ９０３９の光量が増える。
アウトフォーカス位置の時、光分割領域Ｆ０２６で分割された光ビーム０７６は、図中左右方向に細長い形状になる。このとき、受光面Ｓ８０３８と受光面Ｓ１００４０の光量が増える。
上記の非点収差の原理に基づいてフォーカスエラー信号が（式１）で検出することが可能になる。
他の領域と違い、光分割領域Ｇ０２７で分割された光ビーム０５７には非点収差が付与されているため、光検出器０１３上での光ビーム０５７の形状が大きくなっている。
インフォーカス位置の時、光ディスクの接線と平行な方向の非点収差が付与されているため、光分割領域Ｇ０２７で分割された光ビーム０６７は、図中上下方向に細長い形状になる。このとき、受光面Ｓ７０３７と受光面Ｓ９０３９の光量が増える。
アウトフォーカス位置の時、光分割領域Ｆ０２６で分割された光ビーム０７６は、図中左右方向に細長い形状になる。このとき、受光面Ｓ８０３８と受光面Ｓ１００４０の光量が増える。
上記の非点収差の原理に基づいてフォーカスエラー信号が（式１）で検出することが可能になる。
さて、近年ＢＤやＤＶＤなどの光ディスクでは、情報面が複数ある多層化により保存できる情報容量を増大している。そのような多層化された光ディスクでは所定の情報層を再生しているときの、他の情報層から反射した光ビームが外乱となるため、光ディスク上に複数のビームを照射するＤＰＰ方式や３スポット方式からは安定したトラックエラー信号が得られない。このため、所定の情報層から反射した光ビームとその他の情報層から反射した光ビームが光検出器上で完全に分離可能な１ビームＤＰＰ方式が近年よく用いられている。
他の情報層から反射した光ビームは、光検出器上では、インフォーカス位置またはアウトフォーカス位置により形成する光ビームに相当する。図４、図５で説明したように、インフォーカス位置またはアウトフォーカス位置により形成する光ビームは、トラックエラー信号を生成する受光面Ｓ１０３１、受光面Ｓ２０３２、受光面Ｓ３０３３、受光面Ｓ４０４、受光面Ｓ５０３５、受光面Ｓ６０３６へ入光しない。このため、本実施例における光学ヘッド００１においても多層化された光ディスクから安定したトラックエラー信号が生成可能であると言える。
なお、実施例１において、図３に示した受光面の配置について説明したが、１ビームＤＰＰ方式のトラックエラー信号を生成する受光面に他の情報面から反射した光ビームが外乱とならないような受光面の配置であれば良い。例えば、図３においてＳ２０３２を受光面Ｓ４０３４の左横へ、Ｓ３０３３を受光面Ｓ１０３１の右横へ移動させたりしてもなんらかまわない。
他の情報層から反射した光ビームは、光検出器上では、インフォーカス位置またはアウトフォーカス位置により形成する光ビームに相当する。図４、図５で説明したように、インフォーカス位置またはアウトフォーカス位置により形成する光ビームは、トラックエラー信号を生成する受光面Ｓ１０３１、受光面Ｓ２０３２、受光面Ｓ３０３３、受光面Ｓ４０４、受光面Ｓ５０３５、受光面Ｓ６０３６へ入光しない。このため、本実施例における光学ヘッド００１においても多層化された光ディスクから安定したトラックエラー信号が生成可能であると言える。
なお、実施例１において、図３に示した受光面の配置について説明したが、１ビームＤＰＰ方式のトラックエラー信号を生成する受光面に他の情報面から反射した光ビームが外乱とならないような受光面の配置であれば良い。例えば、図３においてＳ２０３２を受光面Ｓ４０３４の左横へ、Ｓ３０３３を受光面Ｓ１０３１の右横へ移動させたりしてもなんらかまわない。
本発明における実施例２について図を用い説明する。ここでは実施例１の光学ヘッド００１の光領域分割素子０１２と光検出器０１３の変形例について説明する。実施例２における光学ヘッドでは、光領域分割素子０１２と領域のパターンが異なる光領域分割素子１０１とした点と、光検出器０１３と受光面のパターンが異なる光検出器３０３とした２点が異なる。以降、光領域分割素子１０１と光検出器３０３について説明する。
図６は、光領域分割素子１０１の概略構成図を示す。図は、光ビームスプリッタ００４から光領域分割素子１０１を見た図である。光領域分割素子１０１は、図に示すように光領域分割素子０１２とは光分割領域Ｇ０２７を光分割領域Ｈ１２７、光分割領域Ｉ１２８の２個の領域に分割した点が異なる。その他の領域は、光領域分割素子０１２と同じであるため、説明は割愛する。
光分割領域Ｈ１２７、光分割領域Ｉ１２８は、光分割領域Ｇ０２７をトラックと平行な方向（図中ｚ方向）に分割したものであり、光分割領域Ｈ１２７と光分割領域Ｉ１２８との境界は、光ビームの中心と一致するように、光領域分割素子１０１を光学ヘッドに調整（図中ｚ方向）させることが望ましい。光領域分割素子１０１が図中ｚ方向にずれに対して、フォーカスエラー信号がバランスされるためである。
光分割領域Ｈ１２７を通過した光ビームは所定の方向に進行方向が曲げられて、かつインフォーカスに相当する方向のデフォーカス収差が付与される。光分割領域Ｉ１２８を通過した光ビームは所定の方向に進行方向が曲げられて、かつ光分割領域Ｈ１２７と反対のアウトフォーカスに相当する方向のデフォーカス収差が付与される。これらのデフォーカス収差は例えば、光分割領域Ｇ０２７の面を通過した光ビームが１次光だけ発生するブレーズ型の格子溝とし、その格子溝パターンをホログラフィック面とすることで実現できる。また例えば、格子溝はなく、球面形状として、その面を傾けることでも実現できる。このデフォーカス収差は、フォーカスエラー信号の生成に用いられる。なお、本実施例では、光分割領域Ｇ０２７をトラックと平行な方向に２分割した例を説明したが、例えば、田の字に４分割などにして、フォーカスエラー信号を生成しても良い。４分割にすることで、上記光領域分割素子１０１が図中ｚ方向にずれに対する、フォーカスエラー信号のバランスずれを小さくする効果が得られる。上記のように分割数が少ないと光領域分割素子が製造し易い。
光分割領域Ｈ１２７、光分割領域Ｉ１２８は、光分割領域Ｇ０２７をトラックと平行な方向（図中ｚ方向）に分割したものであり、光分割領域Ｈ１２７と光分割領域Ｉ１２８との境界は、光ビームの中心と一致するように、光領域分割素子１０１を光学ヘッドに調整（図中ｚ方向）させることが望ましい。光領域分割素子１０１が図中ｚ方向にずれに対して、フォーカスエラー信号がバランスされるためである。
光分割領域Ｈ１２７を通過した光ビームは所定の方向に進行方向が曲げられて、かつインフォーカスに相当する方向のデフォーカス収差が付与される。光分割領域Ｉ１２８を通過した光ビームは所定の方向に進行方向が曲げられて、かつ光分割領域Ｈ１２７と反対のアウトフォーカスに相当する方向のデフォーカス収差が付与される。これらのデフォーカス収差は例えば、光分割領域Ｇ０２７の面を通過した光ビームが１次光だけ発生するブレーズ型の格子溝とし、その格子溝パターンをホログラフィック面とすることで実現できる。また例えば、格子溝はなく、球面形状として、その面を傾けることでも実現できる。このデフォーカス収差は、フォーカスエラー信号の生成に用いられる。なお、本実施例では、光分割領域Ｇ０２７をトラックと平行な方向に２分割した例を説明したが、例えば、田の字に４分割などにして、フォーカスエラー信号を生成しても良い。４分割にすることで、上記光領域分割素子１０１が図中ｚ方向にずれに対する、フォーカスエラー信号のバランスずれを小さくする効果が得られる。上記のように分割数が少ないと光領域分割素子が製造し易い。
図７に光検出器３０３の概略構成図を示す。図は、光ビームスプリッタ００４から光検出器３０３を見た図である。光検出器３０３は、光検出器０１３の受光面Ｓ７０３７、受光面Ｓ８０３８、受光面Ｓ９０３９、受光面Ｓ１００４０を、受光面Ｓ１１１１１、受光面Ｓ１２１１２、受光面Ｓ１３１１３、受光面Ｓ１４１１４に変更した点が異なる。その他の受光面は、光検出器０１３と同じであるため、説明は割愛する。
受光面Ｓ１１１１１と受光面Ｓ１２１１２は、光分割領域Ｈ１２７で分割された光ビームを受光する受光面であり、受光面Ｓ１３１１３と受光面Ｓ１４１１４は、光分割領域Ｉ１２８で分割された光ビームを受光する受光面である。
受光面Ｓ１１１１１と受光面Ｓ１３１１３は各々光量に応じた電流を発生し、電流加算された後に電流／電圧変換素子（図示無し）を経て端子Ｐ７０４７から光ビームの光量に応じた電圧を信号として出力する。受光面Ｓ１２１１２と受光面受光面Ｓ１４１１４は各々光量に応じた電流を発生し、電流加算された後に電流／電圧変換素子（図示無し）を経て端子Ｐ８０４８から光ビームの光量に応じた電圧を信号として出力する。
光検出器３０３で得られる信号から光学ヘッドに必要な信号は、上記（式１）ないし（式４）から生成することができる。
なお、本実施例では、図７のように各信号の出力を結線するような構成としたが、もちろん結線をしない等の構成にしてもなんら構わないが、上記のように結線することで、出力端子数を抑圧できる。
受光面Ｓ１１１１１と受光面Ｓ１２１１２は、光分割領域Ｈ１２７で分割された光ビームを受光する受光面であり、受光面Ｓ１３１１３と受光面Ｓ１４１１４は、光分割領域Ｉ１２８で分割された光ビームを受光する受光面である。
受光面Ｓ１１１１１と受光面Ｓ１３１１３は各々光量に応じた電流を発生し、電流加算された後に電流／電圧変換素子（図示無し）を経て端子Ｐ７０４７から光ビームの光量に応じた電圧を信号として出力する。受光面Ｓ１２１１２と受光面受光面Ｓ１４１１４は各々光量に応じた電流を発生し、電流加算された後に電流／電圧変換素子（図示無し）を経て端子Ｐ８０４８から光ビームの光量に応じた電圧を信号として出力する。
光検出器３０３で得られる信号から光学ヘッドに必要な信号は、上記（式１）ないし（式４）から生成することができる。
なお、本実施例では、図７のように各信号の出力を結線するような構成としたが、もちろん結線をしない等の構成にしてもなんら構わないが、上記のように結線することで、出力端子数を抑圧できる。
次に図８、図９を用い光検出器３０３の受光面と、光領域分割素子１０１の領域で分割された光ビームとの関係について説明する。
図８は、光検出器３０３の受光面とインフォーカス位置の時の光領域分割素子１０１の領域で分割された光ビームの関係を示した概略図である。
図９は、光検出器３０３の受光面とアウトフォーカス位置の時の光領域分割素子１０１の領域で分割された光ビームの関係を示した概略図である。
図８および図９は、どちらも光ビームスプリッタ００４から光検出器３０３を見た図である。図８および図９の受光面は、図７の受光面と同じものであり、各受光面の符号も同じものを付与してある。また、合焦点位置のときの光ビームを破線円で示し、インフォーカス位置、またはアウトフォーカス位置のときの光ビームをハッチングされた図形で示している。上述したように実施例２においても光領域分割素子１０１で分割された光ビームが光検出器３０３で合焦点となることを想定している。
光領域分割素子１０１の光領域分割素子０１２と同じ領域で分割された光ビームと、その光ビームを受光する光検出器３０３の受光面は、光検出器０１３と同じであるため、説明は割愛する。
図８は、光検出器３０３の受光面とインフォーカス位置の時の光領域分割素子１０１の領域で分割された光ビームの関係を示した概略図である。
図９は、光検出器３０３の受光面とアウトフォーカス位置の時の光領域分割素子１０１の領域で分割された光ビームの関係を示した概略図である。
図８および図９は、どちらも光ビームスプリッタ００４から光検出器３０３を見た図である。図８および図９の受光面は、図７の受光面と同じものであり、各受光面の符号も同じものを付与してある。また、合焦点位置のときの光ビームを破線円で示し、インフォーカス位置、またはアウトフォーカス位置のときの光ビームをハッチングされた図形で示している。上述したように実施例２においても光領域分割素子１０１で分割された光ビームが光検出器３０３で合焦点となることを想定している。
光領域分割素子１０１の光領域分割素子０１２と同じ領域で分割された光ビームと、その光ビームを受光する光検出器３０３の受光面は、光検出器０１３と同じであるため、説明は割愛する。
光分割領域Ｉ１２８で分割された光ビーム１５１は、合焦点位置の時、受光面Ｓ１１１１１、受光面Ｓ１２１１２の中央に照射させるように設定する。光分割領域Ｉ１２８で分割された光ビーム１５１にはアウトフォーカスに相当する方向のデフォーカス収差が付与されているため、光検出器３０３上で所定量のアウトフォーカス位置に相当する形状となっている。
インフォーカス位置の時、光分割領域Ｉ１２８で分割された光ビーム１６１は、アウトフォーカスに相当するデフォーカスが付与されていたため、付与されたデフォーカスが打ち消しあって合焦点位置に相当する円形状になる。このとき、受光面Ｓ１２１１２の信号光量が増える。
アウトフォーカス位置の時、光分割領域Ｉ１２８で分割された光ビーム１７１は、アウトフォーカスに相当するデフォーカスが付与されていたため、付与されたデフォーカスが重畳されてさらに大きな形状になる。このとき、受光面Ｓ１１１１１の信号光量が増える。
光分割領域Ｈ１２７で分割された光ビーム１５２は、合焦点位置の時、受光面Ｓ１３１１３、受光面Ｓ１４１１４の中央に照射させるように設定する。光分割領域Ｈ１２７で分割された光ビーム１５２にはインフォーカスに相当する方向のデフォーカス収差が付与されているため、光検出器３０３上で所定量のインフォーカス位置に相当する形状、すなわち光分割領域Ｈ１２７と同じ形状となっている。
インフォーカス位置の時、光分割領域Ｉ１２８で分割された光ビーム１６１は、アウトフォーカスに相当するデフォーカスが付与されていたため、付与されたデフォーカスが打ち消しあって合焦点位置に相当する円形状になる。このとき、受光面Ｓ１２１１２の信号光量が増える。
アウトフォーカス位置の時、光分割領域Ｉ１２８で分割された光ビーム１７１は、アウトフォーカスに相当するデフォーカスが付与されていたため、付与されたデフォーカスが重畳されてさらに大きな形状になる。このとき、受光面Ｓ１１１１１の信号光量が増える。
光分割領域Ｈ１２７で分割された光ビーム１５２は、合焦点位置の時、受光面Ｓ１３１１３、受光面Ｓ１４１１４の中央に照射させるように設定する。光分割領域Ｈ１２７で分割された光ビーム１５２にはインフォーカスに相当する方向のデフォーカス収差が付与されているため、光検出器３０３上で所定量のインフォーカス位置に相当する形状、すなわち光分割領域Ｈ１２７と同じ形状となっている。
インフォーカス位置の時、光分割領域Ｈ１２７で分割された光ビーム１６２は、インフォーカスに相当するデフォーカスが付与されていたため、付与されたデフォーカスが重畳されてさらに大きな形状になる。このとき、受光面Ｓ１４１１４の信号光量が増える。
アウトフォーカス位置の時、光分割領域Ｈ１２７で分割された光ビーム１７１は、アウトフォーカスに相当するデフォーカスが付与されていたため、打ち消しあって合焦点位置に相当する円形状になる。このとき、受光面Ｓ１３１１３の信号光量が増える。
上記のいわゆるスポットサイズ方式の原理に基づいてフォーカスエラー信号が（式１）で検出することが可能になる。
なお、トラックエラー信号の生成は、実施例１の光学ヘッドと同じであるため、実施例２においても多層化された光ディスクから安定したトラックエラー信号が生成可能であると言える。
また、実施例２では、光検出器３０３の受光面Ｓ１１１１１と受光面Ｓ１２１１２が、受光面Ｓ１３１１３と受光面Ｓ１４１１４の左横に配置した構成を例として説明したが、もちろん左右を反対に配置するなどしても、上記で説明した光ビームのデフォーカス特性を利用したスポットサイズ方式によるフォーカスエラー信号が生成できればなんら構わない。
アウトフォーカス位置の時、光分割領域Ｈ１２７で分割された光ビーム１７１は、アウトフォーカスに相当するデフォーカスが付与されていたため、打ち消しあって合焦点位置に相当する円形状になる。このとき、受光面Ｓ１３１１３の信号光量が増える。
上記のいわゆるスポットサイズ方式の原理に基づいてフォーカスエラー信号が（式１）で検出することが可能になる。
なお、トラックエラー信号の生成は、実施例１の光学ヘッドと同じであるため、実施例２においても多層化された光ディスクから安定したトラックエラー信号が生成可能であると言える。
また、実施例２では、光検出器３０３の受光面Ｓ１１１１１と受光面Ｓ１２１１２が、受光面Ｓ１３１１３と受光面Ｓ１４１１４の左横に配置した構成を例として説明したが、もちろん左右を反対に配置するなどしても、上記で説明した光ビームのデフォーカス特性を利用したスポットサイズ方式によるフォーカスエラー信号が生成できればなんら構わない。
本発明における実施例３について図を用い説明する。ここでは、光領域分割素子の実施例について説明する。実施の一例として実施例１の光領域分割素子０１２のパターンを実現する光領域分割素子１９０について説明する。
図１０は光領域分割素子１９０の概略構成図を示したものである。光領域分割素子１９０は、図に示すように光分割領域Ａ１９１、光分割領域Ｂ１９２、光分割領域Ｃ１９３、光分割領域Ｄ１９４、光分割領域Ｅ１９５、光分割領域Ｆ１９６、光分割領域Ｇ１９７の７個の領域から構成されている。各々は、前述の領域分割素子０１２の光分割領域Ａ０２１、光分割領域Ｂ０２２、光分割領域Ｃ０２３、光分割領域Ｄ０２４、光分割領域Ｅ０２５、光分割領域Ｆ０２６、光分割領域Ｇ０２７に相当する領域である。
光分割領域Ａ１９１、光分割領域Ｂ１９２、光分割領域Ｃ１９３、光分割領域Ｄ１９４、光分割領域Ｅ１９５、光分割領域Ｆ１９６は、各々フラットな面である。また、その面の法線の方向は異ならせている。法線方向は、光検出器の受光面へ進行するように角度を設定すれば良い。このとき各境界は、段差が発生するため、その段差を通過する光ビームは外乱となる不要な光ビームとなる。このため、光検出器の受光面にその不要な光ビームが進行しないように段差の傾きを設定するなど工夫すると良い。
光分割領域Ｇ１９７は母線がｙ方向と平行な方向のシリンドリカル面としている。このように領域の形状に工夫をすることで、光分割領域Ｇ０２７で説明した非点収差が付与することが可能となる。また、この光分割領域Ｇ１９７の面の法線方向を所定の方向に傾けることで、任意の方向に光ビームを進行させることが出来る。
光領域分割素子１９１は、１面を複数領域に分割する構成を説明したが、もちろん例えば、光分割領域Ｇ１９７を裏面に配置させる２面の構成にしてもなんら構わない。
図１０は光領域分割素子１９０の概略構成図を示したものである。光領域分割素子１９０は、図に示すように光分割領域Ａ１９１、光分割領域Ｂ１９２、光分割領域Ｃ１９３、光分割領域Ｄ１９４、光分割領域Ｅ１９５、光分割領域Ｆ１９６、光分割領域Ｇ１９７の７個の領域から構成されている。各々は、前述の領域分割素子０１２の光分割領域Ａ０２１、光分割領域Ｂ０２２、光分割領域Ｃ０２３、光分割領域Ｄ０２４、光分割領域Ｅ０２５、光分割領域Ｆ０２６、光分割領域Ｇ０２７に相当する領域である。
光分割領域Ａ１９１、光分割領域Ｂ１９２、光分割領域Ｃ１９３、光分割領域Ｄ１９４、光分割領域Ｅ１９５、光分割領域Ｆ１９６は、各々フラットな面である。また、その面の法線の方向は異ならせている。法線方向は、光検出器の受光面へ進行するように角度を設定すれば良い。このとき各境界は、段差が発生するため、その段差を通過する光ビームは外乱となる不要な光ビームとなる。このため、光検出器の受光面にその不要な光ビームが進行しないように段差の傾きを設定するなど工夫すると良い。
光分割領域Ｇ１９７は母線がｙ方向と平行な方向のシリンドリカル面としている。このように領域の形状に工夫をすることで、光分割領域Ｇ０２７で説明した非点収差が付与することが可能となる。また、この光分割領域Ｇ１９７の面の法線方向を所定の方向に傾けることで、任意の方向に光ビームを進行させることが出来る。
光領域分割素子１９１は、１面を複数領域に分割する構成を説明したが、もちろん例えば、光分割領域Ｇ１９７を裏面に配置させる２面の構成にしてもなんら構わない。
図１１は光領域分割素子１９０の領域で光が分割される原理を説明する図である。光領域分割素子４００は、光分割領域４０１、４０２の２個の領域があり、各々光ビームの光軸４１０の直交方向とは所定角度傾いているものである。光ビーム４０５が矢印４１５の方向から光領域分割素子４００に入射すると、光分割領域４０１に入射した光ビーム４０５はスネルの屈折の法則に従い光ビームの進行方向が曲げられ、矢印４１６の方向に進行し、光ビーム４０６を形成する。このときの光ビーム４０６は半円形状となっている。
また光分割領域４０２に入射した光ビーム４０５はスネルの屈折の法則に従い光ビームの進行方向が曲げられ、矢印４１７の方向に進行し、光ビーム４０７を形成する。このときの光ビーム４０７は光ビーム４０５に対する光ビーム４０６の残りであることが分かる。すなわち、光ビーム４０５は２個の領域で２個の光ビームに分割されているといえる。
なお、光領域分割素子１９０の各領域の角度は、前述のようにスネルの屈折の法則に従うため、光線追跡などで簡単に設計することができる。
また光分割領域４０２に入射した光ビーム４０５はスネルの屈折の法則に従い光ビームの進行方向が曲げられ、矢印４１７の方向に進行し、光ビーム４０７を形成する。このときの光ビーム４０７は光ビーム４０５に対する光ビーム４０６の残りであることが分かる。すなわち、光ビーム４０５は２個の領域で２個の光ビームに分割されているといえる。
なお、光領域分割素子１９０の各領域の角度は、前述のようにスネルの屈折の法則に従うため、光線追跡などで簡単に設計することができる。
以上説明したように、光領域分割素子１９０は、光ビームの領域を複数に分割することができる。また、領域の形状をシリンドリカル面にすることで非点収差を付与することも可能となる。さらに形状を球面とすることで、デフォーカス収差を付与することもできる。
また、光分割領域Ａ１９１、光分割領域Ｂ１９２、光分割領域Ｃ１９３、光分割領域Ｄ１９４、光分割領域Ｅ１９５、光分割領域Ｆ１９６などはフラットな面であることを想定しているが、もちろん任意の形状にしてもなんらかまわない。例えば、光分割領域Ａ１９１、光分割領域Ｂ１９２、光分割領域Ｃ１９３、光分割領域Ｄ１９４、光分割領域Ｅ１９５、光分割領域Ｆ１９６にデフォーカス収差を付与すれば、光学ヘッド００１の光検出器０１３の光領域分割素子０１２からの距離を近づけたり、遠ざけたりすることが出来、光学ヘッドの構造設計や電気的な配線設計の自由度を広げることができる。
また、光分割領域Ａ１９１、光分割領域Ｂ１９２、光分割領域Ｃ１９３、光分割領域Ｄ１９４、光分割領域Ｅ１９５、光分割領域Ｆ１９６などはフラットな面であることを想定しているが、もちろん任意の形状にしてもなんらかまわない。例えば、光分割領域Ａ１９１、光分割領域Ｂ１９２、光分割領域Ｃ１９３、光分割領域Ｄ１９４、光分割領域Ｅ１９５、光分割領域Ｆ１９６にデフォーカス収差を付与すれば、光学ヘッド００１の光検出器０１３の光領域分割素子０１２からの距離を近づけたり、遠ざけたりすることが出来、光学ヘッドの構造設計や電気的な配線設計の自由度を広げることができる。
本発明における実施例４について図を用い説明する。ここでは２個の光源を持つ光学ヘッドを例に説明する。すなわち波長１と波長２で規格化された光ディスクを記録または再生できる互換光ヘッドに相当するものである。例えば、ＤＶＤとＢＤの規格の光ディスクの記録または再生が可能なＤＶＤ、ＢＤ互換光学ヘッドなどに相当する。
図１２は、実施例４における光学ヘッド２００の概略構成図を示す図である。光源２０１から波長１の光ビーム１が発散光として出射され、光源２２０から波長２の光ビーム２が発散光として出射される。
図１２は、実施例４における光学ヘッド２００の概略構成図を示す図である。光源２０１から波長１の光ビーム１が発散光として出射され、光源２２０から波長２の光ビーム２が発散光として出射される。
まず光ビーム１について説明する。光源２０１から出射した光ビーム１は光ビームスプリッタ２０２に入射する。光ビームスプリッタ２０２は、入射した光ビーム１および光ビーム２を透過と反射の光ビームに分岐する光学素子である。光ビームスプリッタ２０２を透過した光ビーム１は補正レンズ２０３に進行し、その発散角度が変換される。この補正レンズ２０３は波長１の規格と波長２の規格の光ディスクで必要な光学倍率を変えるために配置している。なお、光学倍率が大きいと光ディスク上で集光される光スポット径は小さくなる。例えば、ＢＤとＤＶＤの光学倍率は大きく異なるものであるため、補正レンズを配置したことで、波長１と波長２とで光学倍率が変えることが出来る。すなわち補正レンズ２０３は、光ビーム１と光ビーム２の発散角度を変更できる光学素子であり、いわゆるレンズである。
補正レンズ２０３で発散角度が変換された光ビーム１は光ビームスプリッタ２０４に入射する。光ビームスプリッタ２０４は、光ビーム１および２を透過と反射の光ビームに分岐する光学素子である。
光ビームスプリッタ２０４に入射した光ビーム１のうち反射した光ビームはコリメートレンズ２０６に進行し、透過した光ビームはフロントモニタ２０５へ進行する。
コリメートレンズ２０６に進行した光ビーム１は略平行な光ビームに変換される。光学ヘッド２００においても球面収差を補正するためコリメートレンズ２０６は、光軸（矢印２０８）の方向に移動させることができるような球面収差補正構造２０７を装備させることが望ましい。
また、光ビームスプリッタ２０４を透過した光ビーム１の光量をフロントモニタ２０５にて検出することで、光ディスク上の光量が所定値になるようフィードバック制御できる。
補正レンズ２０３で発散角度が変換された光ビーム１は光ビームスプリッタ２０４に入射する。光ビームスプリッタ２０４は、光ビーム１および２を透過と反射の光ビームに分岐する光学素子である。
光ビームスプリッタ２０４に入射した光ビーム１のうち反射した光ビームはコリメートレンズ２０６に進行し、透過した光ビームはフロントモニタ２０５へ進行する。
コリメートレンズ２０６に進行した光ビーム１は略平行な光ビームに変換される。光学ヘッド２００においても球面収差を補正するためコリメートレンズ２０６は、光軸（矢印２０８）の方向に移動させることができるような球面収差補正構造２０７を装備させることが望ましい。
また、光ビームスプリッタ２０４を透過した光ビーム１の光量をフロントモニタ２０５にて検出することで、光ディスク上の光量が所定値になるようフィードバック制御できる。
コリメートレンズ２０６で略平行に変換された光ビーム１は、互換対物レンズ２０９に入射し、波長１の規格の光ディスク１（図示無し）の情報面に集光照射される。なお互換対物レンズ２０９は、２個の波長に対して各々所定のＮＡとなる対物レンズを想定しており、このような互換対物レンズは一般的であり、詳細は割愛する。
互換対物レンズ２０９はアクチュエータ２１０に搭載されており、少なくとも光ディスクの情報面にあるトラックと直交する方向と、光ディスクの情報面の法線方向に駆動することが可能で、トラックエラー信号による制御、およびレンズシフト時の駆動やフォーカスエラー信号による制御に用いられる。
光ディスク１で反射した光ビーム１は、互換対物レンズ２０９、コリメートレンズ２０６、光ビームスプリッタ２０４、補正レンズ２０３を経て光ビームスプリッタ２０２を反射し、光領域分割素子２１２に入射する。光領域分割素子２１２に入射した光ビーム１はその領域毎に分割される。光領域分割素子２１２は、実施例１ないし３で説明した光領域分割素子のいずれかで構成させれば良い。
光領域分割素子２１２にて分割された光ビーム１は光検出器２１３の複数の受光面にて検出される。
光検出器２１３に導かれた複数の光ビーム１は、光ディスク１の情報面に記録されている再生信号の生成と、トラックエラー信号およびフォーカスエラー信号など光ディスク上に照射された光スポットの位置制御信号の生成などに使用される。
互換対物レンズ２０９はアクチュエータ２１０に搭載されており、少なくとも光ディスクの情報面にあるトラックと直交する方向と、光ディスクの情報面の法線方向に駆動することが可能で、トラックエラー信号による制御、およびレンズシフト時の駆動やフォーカスエラー信号による制御に用いられる。
光ディスク１で反射した光ビーム１は、互換対物レンズ２０９、コリメートレンズ２０６、光ビームスプリッタ２０４、補正レンズ２０３を経て光ビームスプリッタ２０２を反射し、光領域分割素子２１２に入射する。光領域分割素子２１２に入射した光ビーム１はその領域毎に分割される。光領域分割素子２１２は、実施例１ないし３で説明した光領域分割素子のいずれかで構成させれば良い。
光領域分割素子２１２にて分割された光ビーム１は光検出器２１３の複数の受光面にて検出される。
光検出器２１３に導かれた複数の光ビーム１は、光ディスク１の情報面に記録されている再生信号の生成と、トラックエラー信号およびフォーカスエラー信号など光ディスク上に照射された光スポットの位置制御信号の生成などに使用される。
次に光ビーム２について説明する。光源２０２から出射した光ビーム２は光ビームスプリッタ２０４に入射する。
光ビームスプリッタ２０４に入射した光ビーム２のうち透過した光ビームはコリメートレンズ２０６に進行し、反射した光ビームはフロントモニタ２０５へ進行する。コリメートレンズ２０６に進行した光ビーム２も略平行な光ビームに変換される。また光ビーム２も球面収差補正機構２０７で、光ディスク上の球面収差を補正することができる。
また、光ビームスプリッタ２０４を反射した光ビーム２の光量をフロントモニタ２０５にて検出することで、光ディスク上の光量が所定値になるようフィードバック制御できる。
コリメートレンズ２０６で略平行に変換された光ビーム２は、互換対物レンズ２０９に入射し、波長２の規格の光ディスク２（図示無し）の情報面に集光照射される。光ディスク２で反射した光ビーム２は、互換対物レンズ２０９、コリメートレンズ２０６、光ビームスプリッタ２０４、補正レンズ２０３を経て光ビームスプリッタ２０２を反射し、光領域分割素子２１２に入射する。光領域分割素子２１２に入射した光ビーム２は、その領域毎に分割される。光領域分割素子２１２は、実施例１ないし３で説明した光領域分割素子のいずれかで構成させれば良い。光領域分割素子２１２にて分割された光ビーム１は光検出器２１３の複数の受光面にて検出される。光検出器２１３に導かれた複数の光ビーム１は、光ディスク１の情報面に記録されている再生信号の検出と、トラックエラー信号およびフォーカスエラー信号など光ディスク上に照射された光スポットの位置制御信号の検出などに使用される。
光ビームスプリッタ２０４に入射した光ビーム２のうち透過した光ビームはコリメートレンズ２０６に進行し、反射した光ビームはフロントモニタ２０５へ進行する。コリメートレンズ２０６に進行した光ビーム２も略平行な光ビームに変換される。また光ビーム２も球面収差補正機構２０７で、光ディスク上の球面収差を補正することができる。
また、光ビームスプリッタ２０４を反射した光ビーム２の光量をフロントモニタ２０５にて検出することで、光ディスク上の光量が所定値になるようフィードバック制御できる。
コリメートレンズ２０６で略平行に変換された光ビーム２は、互換対物レンズ２０９に入射し、波長２の規格の光ディスク２（図示無し）の情報面に集光照射される。光ディスク２で反射した光ビーム２は、互換対物レンズ２０９、コリメートレンズ２０６、光ビームスプリッタ２０４、補正レンズ２０３を経て光ビームスプリッタ２０２を反射し、光領域分割素子２１２に入射する。光領域分割素子２１２に入射した光ビーム２は、その領域毎に分割される。光領域分割素子２１２は、実施例１ないし３で説明した光領域分割素子のいずれかで構成させれば良い。光領域分割素子２１２にて分割された光ビーム１は光検出器２１３の複数の受光面にて検出される。光検出器２１３に導かれた複数の光ビーム１は、光ディスク１の情報面に記録されている再生信号の検出と、トラックエラー信号およびフォーカスエラー信号など光ディスク上に照射された光スポットの位置制御信号の検出などに使用される。
さて、光領域分割素子２１２には、回折を用いない光領域分割素子１９０のような構成のものが望ましい。回折を用いると、波長１と波長２で回折角度が大きく変わるため、波長１と波長２の両方の受光面が必要になる。例えば、波長１に対して光検出器０１３のパターンを設計した場合、波長２は、波長比分縮小または拡大したパターンが必要となる。
すなわち、波長毎に異なる受光面が必要となり、光検出器が複雑になる。
これに対して光領域分割素子１９０のような構成をもちいれば、光検出器のパターンを共通にできる効果が得られるためである。すなわち、光領域分割素子１９０を用いることで、光検出器０１３を用いることができる。
また、光分割領域素子１９０のようなスネルの屈折の法則に基づき、光を分割する場合、回折格子のように回折で不要な次数の光ビームが無い。このため、光分割領域素子１９０を用いると復路の光効率が高い点が有利であると言える。さらにＤＰＰを用いる方式に比べ、光ディスクには１個の光ビームだけを照射するので、往路の光効率が高い点も有利であると言える。すなわち本実施例で説明した光学ヘッドにおいては、往路も復路も高い光効率が実現できるものである。
また、光学ヘッド００１や光学ヘッド２００では、反射ミラーなどは用いていないが、もちろん対物レンズとコリメートレンズの間に立ち上げ用の反射ミラーを配置する、光源とビームスプリッタの間に実装用の反射ミラーなどを配置するなどしてもなんら構わない。
すなわち、波長毎に異なる受光面が必要となり、光検出器が複雑になる。
これに対して光領域分割素子１９０のような構成をもちいれば、光検出器のパターンを共通にできる効果が得られるためである。すなわち、光領域分割素子１９０を用いることで、光検出器０１３を用いることができる。
また、光分割領域素子１９０のようなスネルの屈折の法則に基づき、光を分割する場合、回折格子のように回折で不要な次数の光ビームが無い。このため、光分割領域素子１９０を用いると復路の光効率が高い点が有利であると言える。さらにＤＰＰを用いる方式に比べ、光ディスクには１個の光ビームだけを照射するので、往路の光効率が高い点も有利であると言える。すなわち本実施例で説明した光学ヘッドにおいては、往路も復路も高い光効率が実現できるものである。
また、光学ヘッド００１や光学ヘッド２００では、反射ミラーなどは用いていないが、もちろん対物レンズとコリメートレンズの間に立ち上げ用の反射ミラーを配置する、光源とビームスプリッタの間に実装用の反射ミラーなどを配置するなどしてもなんら構わない。
以上説明したように、本実施例における光学ヘッドは、光ビームを出射する光源と、その光ビームを光ディスクへ集光する対物レンズと、分割された複数の領域を有し、前記光ディスクを反射した前記光ビームの断面を該領域毎に分割する光領域分割素子と、光領域分割素子で分割された光ビームを受光する光検出器を備えている。
また、光領域分割素子は、前記複数の領域のうちの少なくとも１つの領域に、非点収差またはデフォーカス収差を付与する収差付与機能を有する収差付与領域を備えている。非点収差を付与する場合は、光分割領域Ｇ０２７や光分割領域Ｇ１９７などが収差付与領域に相当する。またデフォーカス収差を付与する場合は、光分割領域Ｈ１２７、光分割領域Ｉ１２８が収差付与領域に相当する。
また、本実施例における光学ヘッドでは、前記光検出器は、光領域分割素子の収差付与領域で分割された光ビームから光ディスクに集光された光スポットの合焦点ずれをモニタするフォーカスエラー信号を少なくとも出力させている。
また、光学ヘッドでは、光検出器は、複数の領域のうち収差付与領域とは異なる領域で分割された光ビームから光ディスクに集光された光スポットと光ディスクの案内溝とのトラックずれをモニタするトラックエラー信号を生成させている。光分割領域Ａ０２１、光分割領域Ｂ０２２、光分割領域Ｃ０２３、光分割領域Ｄ０２４、光分割領域Ｅ０２５、光分割領域Ｆ０２６が収差付与領域と異なる領域に相当するものである。
また、光領域分割素子は、前記複数の領域のうちの少なくとも１つの領域に、非点収差またはデフォーカス収差を付与する収差付与機能を有する収差付与領域を備えている。非点収差を付与する場合は、光分割領域Ｇ０２７や光分割領域Ｇ１９７などが収差付与領域に相当する。またデフォーカス収差を付与する場合は、光分割領域Ｈ１２７、光分割領域Ｉ１２８が収差付与領域に相当する。
また、本実施例における光学ヘッドでは、前記光検出器は、光領域分割素子の収差付与領域で分割された光ビームから光ディスクに集光された光スポットの合焦点ずれをモニタするフォーカスエラー信号を少なくとも出力させている。
また、光学ヘッドでは、光検出器は、複数の領域のうち収差付与領域とは異なる領域で分割された光ビームから光ディスクに集光された光スポットと光ディスクの案内溝とのトラックずれをモニタするトラックエラー信号を生成させている。光分割領域Ａ０２１、光分割領域Ｂ０２２、光分割領域Ｃ０２３、光分割領域Ｄ０２４、光分割領域Ｅ０２５、光分割領域Ｆ０２６が収差付与領域と異なる領域に相当するものである。
また、トラックエラー信号を生成する光ビームと前記フォーカスエラー信号を生成する光ビームを少なくとも共に用いて再生信号を生成、出力している。すなわち、（式４）で示すように光領域分割素子の収差付与領域で分割された光ビームと、光領域分割素子の収差付与領域と異なる領域で分割された光ビームから再生信号を生成、出力していることに相当している。
また、光領域分割素子の収差付与領域は、例えば収差付与領域と異なる領域で周辺が囲うように配置させる。
すなわち、例えば光領域分割素子０１２において、収差付与領域である光分割領域Ｇ０２７は、収差付与領域と異なる領域である光分割領域Ａ０２１、光分割領域Ｂ０２２、光分割領域Ｃ０２３、光分割領域Ｄ０２４、光分割領域Ｅ０２５、光分割領域Ｆ０２６で囲われていることに相当する。また、光領域分割素子１０１において、収差付与領域である光分割領域Ｈ１２７と光分割領域Ｉ１２８は、収差付与領域と異なる領域である光分割領域Ａ０２１、光分割領域Ｂ０２２、光分割領域Ｃ０２３、光分割領域Ｄ０２４、光分割領域Ｅ０２５、光分割領域Ｆ０２６で囲われていることに相当する。
前記収差付与領域は、例えば光領域分割素子の略中央を含む領域となるように配置させる。すなわち、光分割領域Ｇ０２７、及び収差付与領域である光分割領域Ｈ１２７と光分割領域Ｉ１２８が、光領域分割素子の略中央を含む領域に相当する。
光領域分割素子の収差付与領域は、例えば前記複数の領域のうち収差を付与しない領域で周辺を囲うように配置させる。すなわち、光分割領域Ａ０２１、光分割領域Ｂ０２２、光分割領域Ｃ０２３、光分割領域Ｄ０２４、光分割領域Ｅ０２５、光分割領域Ｆ０２６や、光分割領域Ａ０２１、光分割領域Ｂ０２２、光分割領域Ｃ０２３、光分割領域Ｄ０２４、光分割領域Ｅ０２５、光分割領域Ｆ０２６が収差を付与しない領域に相当する。
また、光領域分割素子の収差付与領域は、例えば収差付与領域と異なる領域で周辺が囲うように配置させる。
すなわち、例えば光領域分割素子０１２において、収差付与領域である光分割領域Ｇ０２７は、収差付与領域と異なる領域である光分割領域Ａ０２１、光分割領域Ｂ０２２、光分割領域Ｃ０２３、光分割領域Ｄ０２４、光分割領域Ｅ０２５、光分割領域Ｆ０２６で囲われていることに相当する。また、光領域分割素子１０１において、収差付与領域である光分割領域Ｈ１２７と光分割領域Ｉ１２８は、収差付与領域と異なる領域である光分割領域Ａ０２１、光分割領域Ｂ０２２、光分割領域Ｃ０２３、光分割領域Ｄ０２４、光分割領域Ｅ０２５、光分割領域Ｆ０２６で囲われていることに相当する。
前記収差付与領域は、例えば光領域分割素子の略中央を含む領域となるように配置させる。すなわち、光分割領域Ｇ０２７、及び収差付与領域である光分割領域Ｈ１２７と光分割領域Ｉ１２８が、光領域分割素子の略中央を含む領域に相当する。
光領域分割素子の収差付与領域は、例えば前記複数の領域のうち収差を付与しない領域で周辺を囲うように配置させる。すなわち、光分割領域Ａ０２１、光分割領域Ｂ０２２、光分割領域Ｃ０２３、光分割領域Ｄ０２４、光分割領域Ｅ０２５、光分割領域Ｆ０２６や、光分割領域Ａ０２１、光分割領域Ｂ０２２、光分割領域Ｃ０２３、光分割領域Ｄ０２４、光分割領域Ｅ０２５、光分割領域Ｆ０２６が収差を付与しない領域に相当する。
また、光領域分割素子を光検出器から見たとき、光領域分割素子は、光ディスクを反射した光ビームの断面を少なくとも７個の領域に分割するため、少なくとも７個の領域を設けている。すなわち、光領域分割素子０１２が光分割領域Ａ０２１、光分割領域Ｂ０２２、光分割領域Ｃ０２３、光分割領域Ｄ０２４、光分割領域Ｅ０２５、光分割領域Ｆ０２６、光分割領域Ｇ０２７の７個で、光ビーム０２８を分割していることに相当する。そして、光検出器は、これらの７個の光分割領域により７個に分割された光ビームを受光する。
光領域分割素子の収差付与領域は、付与される非点収差またはデフォーカス収差の収差量が互いに異なる2個以上の領域に分割されている。すなわち、光分割領域Ｈ１２７を通過した光ビームがインフォーカスに相当する方向のデフォーカス収差が付与され、光分割領域Ｉ１２８を通過した光ビームは光分割領域Ｈ１２７と反対のアウトフォーカスに相当する方向のデフォーカス収差が付与されることに相当する。
また、光領域分割素子の複数の領域はそれぞれ回折格子溝を有し、収差付与領域は、所定の収差を付与するためにその回折格子溝が湾曲されたホログラフィック面である。または、複数の領域のそれぞれの法線ベクトルが異なっており、前記収差付与領域は、曲面形状である。
光領域分割素子の収差付与領域は、付与される非点収差またはデフォーカス収差の収差量が互いに異なる2個以上の領域に分割されている。すなわち、光分割領域Ｈ１２７を通過した光ビームがインフォーカスに相当する方向のデフォーカス収差が付与され、光分割領域Ｉ１２８を通過した光ビームは光分割領域Ｈ１２７と反対のアウトフォーカスに相当する方向のデフォーカス収差が付与されることに相当する。
また、光領域分割素子の複数の領域はそれぞれ回折格子溝を有し、収差付与領域は、所定の収差を付与するためにその回折格子溝が湾曲されたホログラフィック面である。または、複数の領域のそれぞれの法線ベクトルが異なっており、前記収差付与領域は、曲面形状である。
００１・・・光学ヘッド
００２・・・光源
００４・・・光ビームスプリッタ
００５・・・フロントモニタ
００６・・・コリメートレンズ
００７・・・球面収差補正構造
００９・・・対物レンズ
０１０・・・アクチュエータ
０１１・・・光ディスク
０１２・・・光領域分割素子
０１３・・・光検出器
０２１・・・光分割領域Ａ
０２２・・・光分割領域Ｂ
０２３・・・光分割領域Ｃ
０２４・・・光分割領域Ｄ
０２５・・・光分割領域Ｅ
０２６・・・光分割領域Ｆ
０２７・・・光分割領域Ｇ
１０１・・・光領域分割素子
１９０・・・光領域分割素子
２００・・・光学ヘッド
２０１・・・光源
２０２・・・光ビームスプリッタ
２０３・・・補正レンズ
２０５・・・フロントモニタ
２０６・・・コリメートレンズ
２０７・・・球面収差補正構造
２０９・・・互換対物レンズ
２１２・・・光領域分割素子
２１３・・・光検出器
２２０・・・光源
３０３・・・光検出器
００２・・・光源
００４・・・光ビームスプリッタ
００５・・・フロントモニタ
００６・・・コリメートレンズ
００７・・・球面収差補正構造
００９・・・対物レンズ
０１０・・・アクチュエータ
０１１・・・光ディスク
０１２・・・光領域分割素子
０１３・・・光検出器
０２１・・・光分割領域Ａ
０２２・・・光分割領域Ｂ
０２３・・・光分割領域Ｃ
０２４・・・光分割領域Ｄ
０２５・・・光分割領域Ｅ
０２６・・・光分割領域Ｆ
０２７・・・光分割領域Ｇ
１０１・・・光領域分割素子
１９０・・・光領域分割素子
２００・・・光学ヘッド
２０１・・・光源
２０２・・・光ビームスプリッタ
２０３・・・補正レンズ
２０５・・・フロントモニタ
２０６・・・コリメートレンズ
２０７・・・球面収差補正構造
２０９・・・互換対物レンズ
２１２・・・光領域分割素子
２１３・・・光検出器
２２０・・・光源
３０３・・・光検出器
Claims (10)
- 光ビームを出射する光源と、
前記光ビームを光ディスクへ集光する対物レンズと、
分割された複数の領域を有し、前記光ディスクを反射した前記光ビームの断面を該領域毎に分割する光領域分割素子と、
該光領域分割素子で分割された前記光ビームを受光する光検出器を備えた光学ヘッド。 - 請求項1記載の光学ヘッドであって、
前記光領域分割素子は、前記複数の領域のうちの少なくとも１つの領域に、非点収差またはデフォーカス収差を付与する収差付与機能を備えたことを特徴とする光学ヘッド。 - 請求項２記載の光学ヘッドであって、
前記光検出器は、前記収差付与機能を有する収差付与領域で分割された光ビームから前記光ディスクに集光された光スポットの合焦点ずれをモニタするフォーカスエラー信号を出力することを特徴とする光学ヘッド。 - 請求項３記載の光学ヘッドであって、
前記光検出器は、
前記複数の領域のうち前記収差付与領域とは異なる領域で分割された光ビームから前記光ディスクに集光された光スポットと前記光ディスクの案内溝とのトラックずれをモニタするトラックエラー信号を生成し、
該トラックエラー信号を生成する光ビームと前記フォーカスエラー信号を生成する光ビームを少なくとも共に用いて再生信号を生成、出力することを特徴とする光学ヘッド。 - 請求項４記載の光学ヘッドであって、
前記収差付与領域は、前記複数の領域のうち収差を付与しない領域で周辺を囲まれていることを特徴とする光学ヘッド。 - 請求項４記載の光学ヘッドであって、
前記収差付与領域は、前記光領域分割素子の略中央を含む領域であることを特徴とする光学ヘッド。 - 請求項５または６記載の光学ヘッドであって、
前記光検出器は、前記光領域分割素子により少なくとも７個の領域に分割された光ビームを受光することを特徴とする光学ヘッド。 - 請求項７記載の光学ヘッドであって、
前記収差付与領域は、付与される非点収差またはデフォーカス収差の収差量が互いに異なる2個以上の領域に分割されていることを特徴とする光学ヘッド。 - 請求項７記載の光学ヘッドであって、
前記光領域分割素子の複数の領域はそれぞれ回折格子溝を有し、
前記収差付与領域は、所定の収差を付与するためにその回折格子溝が湾曲されたホログラフィック面であることを特徴とする光学ヘッド。 - 請求項７記載の光学ヘッドであって、
前記光領域分割素子は、前記複数の領域のそれぞれの法線ベクトルが異なっており、
前記収差付与領域は、曲面形状であることを特徴とする光学ヘッド。
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Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
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