JP3937319B2 - Optical head device and optical information recording / reproducing device - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光記録媒体に対して記録や再生を行うための光ヘッド装置および光学式情報記録再生装置に関し、特に、フォーカス誤差信号およびトラック誤差信号の双方にオフセットを生じず、かつ光記録媒体の基板厚ずれおよびラジアルチルトの少なくとも一方を検出することが可能な光ヘッド装置および光学式情報記録再生装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ＲＦ信号が予め記録されていない追記型および書換可能型の光記録媒体には、通常はトラッキングを行うための溝（トラッキング溝）が形成されている。一般に、光記録媒体への入射光の側から見て、溝の凹部をランド、凸部をグルーブと呼ぶ。このような追記型および書換可能型の光記録媒体に対してフォーカス誤差信号を検出する場合、デフォーカス量が０の位置でのフォーカス誤差信号は厳密には０ではなく、光記録媒体に溝が形成されていることにより原理的にランドとグルーブで逆符号のオフセットを持つ。このオフセットは「溝横断雑音によるオフセット」と呼ばれる。また、追記型および書換可能型の光記録媒体に対してトラック誤差信号を検出する場合、通常はプッシュプル法による検出を行うが、プッシュプル法によるトラック誤差信号は、光ヘッド装置の対物レンズが光記録媒体の半径方向にシフトするとオフセットを生じる。このオフセットは「レンズシフトによるオフセット」と呼ばれる。これらのオフセットによる記録再生特性の悪化を防ぐため、光ヘッド装置および光学式情報記録再生装置には、フォーカス誤差信号およびトラック誤差信号にオフセットを生じない工夫が求められる。
【０００３】
図３５に、フォーカス誤差信号およびトラック誤差信号にオフセットを生じない従来の光ヘッド装置の構成例を示す。この光ヘッド装置は、特開２０００−８２２２６号公報に記載されているものである。
【０００４】
図３５において、半導体レーザ１からの出射光は、回折光学素子３ｐにより０次光、±１次回折光の３つの光に分割される。これらの光はビームスプリッタ２４を約５０％が透過し、コリメータレンズ２で平行光化され、対物レンズ６でディスク（光記録媒体）７上に集光・照射される。照射光の０次光、±１次回折光に対応するディスク７からの３つの反射光は、対物レンズ６、コリメータレンズ２を逆向きに透過し、ビームスプリッタ２４で約５０％が反射され、円筒レンズ８を透過して光検出器１０ｂで受光される。光検出器１０ｂはコリメータレンズ２、円筒レンズ８の２つの焦線の中間に設置されている。
【０００５】
図３６にディスク７上の集光スポットの配置を示す。集光スポット１３ａ、１３ｔ、１３ｕは、それぞれ回折光学素子３ｐから出射された０次光、＋１次回折光、−１次回折光にそれぞれ相当する。０次光の集光スポット１３ａは、ディスク７のトラック１２（ランドまたはグルーブ）上に、＋１次回折光の集光スポット１３ｔはトラック１２の右側に隣接するトラック（グルーブまたはランド）上に、−１次回折光の集光スポット１３ｕはトラック１２の左側に隣接するトラック（グルーブまたはランド）上に、それぞれ配置されている。
【０００６】
図３７に光検出器１０ｂの受光部のパターンと光検出器１０ｂ上の光スポットの配置を示す。光スポット１５ａは回折光学素子３ｐからの０次光に相当し、光軸を通るディスク７の接線方向に平行な分割線および半径方向に平行な分割線（両分割線は互いに直交する）で分割された４つの受光部２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄで受光される。光スポット１５ｊは回折光学素子３ｐからの＋１次回折光に相当し、光軸を通るディスク７の接線方向に平行な分割線および半径方向に平行な分割線で分割された４つの受光部２５ｅ、２５ｆ、２５ｇ、２５ｈで受光される。光スポット１５ｋは回折光学素子３ｐからの−１次回折光に相当し、光軸を通るディスク７の接線方向に平行な分割線および半径方向に平行な分割線で分割された４つの受光部２５ｉ、２５ｊ、２５ｋ、２５ｌで受光される。ディスク７上の集光スポット１３ａ、１３ｔ、１３ｕの列は、ディスク７のほぼ接線方向に沿っているが、コリメータレンズ２および円筒レンズ８の作用により、光検出器１０ｂ上の光スポット１５ａ、１５ｊ、１５ｋの列はほぼディスク７の半径方向に沿ったものとなる。
【０００７】
受光部２５ａ〜２５ｌからの出力をそれぞれＶ２５ａ〜Ｖ２５ｌで表わすと、フォーカス誤差信号は、差動非点収差法により、
（Ｖ２５ａ＋Ｖ２５ｄ）−（Ｖ２５ｂ＋Ｖ２５ｃ）＋Ｋ｛（Ｖ２５ｅ＋Ｖ２５ｈ＋Ｖ２５ｉ＋Ｖ２５ｌ）−（Ｖ２５ｆ＋Ｖ２５ｇ＋Ｖ２５ｊ＋Ｖ２５ｋ）｝（Ｋは定数）
の演算から得られる。
【０００８】
トラック誤差信号は、差動プッシュプル法により、
（Ｖ２５ａ＋Ｖ２５ｂ）−（Ｖ２５ｃ＋Ｖ２５ｄ）−Ｋ｛（Ｖ２５ｅ＋Ｖ２５ｆ＋Ｖ２５ｉ＋Ｖ２５ｊ）−（Ｖ２５ｇ＋Ｖ２５ｈ＋Ｖ２５ｋ＋Ｖ２５ｌ）｝
の演算から得られる。
【０００９】
また、集光スポット１３ａによるＲＦ信号は、
Ｖ２５ａ＋Ｖ２５ｂ＋Ｖ２５ｃ＋Ｖ２５ｄ
の演算から得られる。
図３８に各種のフォーカス誤差信号を示す。図３８において、横軸はディスク７のデフォーカス量、縦軸はフォーカス誤差信号のレベルである。図３８（ａ）に示すフォーカス誤差信号２６ａは、集光スポット１３ａがランド上に配置されている場合の集光スポット１３ａによるフォーカス誤差信号を示し、フォーカス誤差信号２６ｂは集光スポット１３ａがグルーブ上に配置されている場合の集光スポット１３ａによるフォーカス誤差信号を示す。また、図３８（ｂ）に示すフォーカス誤差信号２６ｃは、集光スポット１３ａがランド上に配置されている場合の集光スポット１３ｔ、１３ｕによるフォーカス誤差信号を示し、フォーカス誤差信号２６ｄは、集光スポット１３ａがグルーブ上に配置されている場合の集光スポット１３ｔ、１３ｕによるフォーカス誤差信号を示す。デフォーカス量が０の位置でのフォーカス誤差信号は、厳密には０ではなく、図３８（ａ）においてはランドでは正、グルーブでは負のオフセットを持ち、図３８（ｂ）においてはランドでは負、グルーブでは正のオフセットを持っている。これに対し、図３８（ｃ）に示すフォーカスサーボのためのフォーカス誤差信号２６ｅは、オフセットを持っていない。これは、フォーカスサーボのためのフォーカス誤差信号２６ｅが、集光スポット１３ａがランド上またはグルーブ上に配置されている場合の集光スポット１３ａによるフォーカス誤差信号２６ａまたは２６ｂと集光スポット１３ｔ、１３ｕによるフォーカス誤差信号２６ｃまたは２６ｄとの和として導出されるため、図３８（ａ）、（ｂ）におけるフォーカス誤差信号２６ａ〜２６ｅのオフセットが互いに相殺されるからである。
【００１０】
図３９に各種のトラック誤差信号を示す。同図において、横軸はディスク７のオフトラック量、縦軸はトラック誤差信号のレベルである。図３９（ａ）に示すトラック誤差信号２７ａは、対物レンズ６がディスク７の半径方向の外側にシフトした場合の、０次光に対応する集光スポット１３ａによるトラック誤差信号を示し、トラック誤差信号２７ｂは、対物レンズ６がディスク７の半径方向の外側にシフトした場合の、±１次回折光に対応する集光スポット１３ｔ、１３ｕによるトラック誤差信号を示す。また、図３９（ｂ）に示すトラック誤差信号２７ｃは、対物レンズ６がディスク７の半径方向の内側にシフトした場合の集光スポット１３ａによるトラック誤差信号を示し、トラック誤差信号２７ｄは、対物レンズ６がディスク７の半径方向の内側にシフトした場合の集光スポット１３ｔ、１３ｕによるトラック誤差信号を示す。０次光に対応する集光スポット１３ａによるトラック誤差信号２７ａ、２７ｃと、±１次回折光に対応する集光スポット１３ｔ、１３ｕによるトラック誤差信号２７ｂ、２７ｄとは、極性が互いに逆であるが、対物レンズ６がディスク７の半径方向にシフトした場合のオフセットの符号は同じであり、図３９（ａ）においては正、図３９（ｂ）においては負のオフセットを持っている。
【００１１】
これに対し、図３９（ｃ）に示すトラック誤差信号２７ｅは、対物レンズ６がディスク７の半径方向の外側または内側にシフトした場合のトラックサーボのためのトラック誤差信号である。このトラックサーボのためのトラック誤差信号２７ｅは、対物レンズ６がディスク７の半径方向の外側または内側にシフトした場合の集光スポット１３ａによるトラック誤差信号２７ａ、２７ｃと、集光スポット１３ｔ、１３ｕによるトラック誤差信号２７ｂ、２７ｄとの差から導出される。図３９（ｃ）に示すように、図３８（ａ）、（ｂ）におけるトラック誤差信号２７ａ〜２７ｄのオフセットが相殺されるため、トラックサーボのためのトラック誤差信号２７ｅにはオフセットを生じていない。
【００１２】
ところで、一般に、光学式情報記録再生装置における情報の記録密度は、光ヘッド装置が光記録媒体上に形成する集光スポットの直径の２乗に反比例する。すなわち、光記録媒体上の集光スポットの直径が小さいほど記録密度は高くなる。集光スポットの直径は光ヘッド装置における対物レンズの開口数に反比例する。すなわち、対物レンズの開口数が高いほど集光スポットの直径は小さくなる。
【００１３】
一方、光記録媒体の基板の厚さが設計値からずれると、基板厚ずれに起因する球面収差により集光スポットの形状が乱れ、記録再生特性が悪化する。球面収差は対物レンズの開口数の４乗に比例するため、対物レンズの開口数が高いほど記録再生特性に対する光記録媒体の基板厚ずれのマージンは狭くなる。また、光記録媒体が対物レンズに対して半径方向に傾くと、その半径方向の傾き（ラジアルチルト）に起因するコマ収差により集光スポットの形状が乱れ、記録再生特性が悪化する。コマ収差は対物レンズの開口数の３乗に比例するため、対物レンズの開口数が高いほど記録再生特性に対する光記録媒体のラジアルチルトのマージンは狭くなる。
【００１４】
従って、記録密度を高くするために対物レンズの開口数を高めた光ヘッド装置および光学式情報記録再生装置においては、記録再生特性を悪化させないために、光記録媒体の基板厚ずれとラジアルチルトを検出して補正することが必要である。
【００１５】
光記録媒体のラジアルチルトを検出することが可能な従来の光ヘッド装置の例としては、ＳＰＩＥプロシーディングズ第４０９０巻第３０９頁〜第３１８頁（SPIE Proceedings, Vol. 4090, pp. 309-318）に記載の光ヘッド装置がある。この光ヘッド装置は、図３５に示す光ヘッド装置における回折光学素子３ｐを図４０に示す回折光学素子３ｑに置き換えたものである。
図４０はその回折光学素子３ｑの平面図である。回折光学素子３ｑは、図中に点線で示す対物レンズ６の有効径より小さい直径を有する円の内側の領域２８のみに回折格子が形成された構成である。この回折格子の格子の方向はディスク７の半径方向に平行であり、それら格子のパターンは等間隔に並置された直線群から形成されている。
【００１６】
回折光学素子３ｑの領域２８内に入射した光は、０次光として一部が透過し、±１次回折光としてそれぞれ一部が回折される。また、領域２８の外側の領域に入射した光は全て透過する。すなわち、回折光学素子３ｑからの０次光には、領域２８を透過した光と領域２８の外側領域を透過した光の両方が含まれるため、０次光に対する開口数は対物レンズ６の有効径で決まる。他方、回折光学素子３ｑからの±１次回折光には、領域２８で回折された光のみが含まれるため、±１次回折光に対する開口数は領域２８の直径で決まる。その結果、回折光学素子３ｑからの０次光と回折光学素子３ｑからの±１次回折光とは、強度分布が互いに異なる。つまり、±１次回折光は０次光に比べて周辺部の強度が低い。
【００１７】
図４１に、図４０に示す回折光学素子３ｑを用いた光ヘッド装置におけるディスク７上の集光スポットの配置を示す。集光スポット１３ａ、１３ｖ、１３ｗは、それぞれ回折光学素子３ｑから出射された０次光、＋１次回折光、−１次回折光に相当し、これらはいずれも同一のトラック１２（ランドまたはグルーブ）上に配置されている。±１次回折光は０次光に比べて周辺部の強度が低いため、±１次回折光の集光スポット１３ｖと１３ｗは０次光の集光スポット１３ａに比べて径が少し大きくなっている。
【００１８】
図４０に示す回折光学素子３ｑを用いた光ヘッド装置における光検出器の受光部のパターンと光検出器上の光スポットの配置は、図３７に示すものと同じである。
【００１９】
図４２にラジアルチルトの検出に関わる各種のトラック誤差信号を示す。同図において、横軸はディスク７のオフトラック量、縦軸はトラック誤差信号のレベルである。
【００２０】
図４２（ａ）に示すトラック誤差信号２９ａは、ディスク７にラジアルチルトがない場合の集光スポット１３ａによるトラック誤差信号と、集光スポット１３ｖ、１３ｗによるトラック誤差信号を示す。両信号は同一である。これに対し、図４２の（ｂ）に示すトラック誤差信号２９ｂは、ディスク７に正のラジアルチルトがある場合の集光スポット１３ａによるトラック誤差信号を示し、トラック誤差信号２９ｃはディスク７に正のラジアルチルトがある場合の集光スポット１３ｖ、１３ｗによるトラック誤差信号を示す。また、図４２（ｃ）に示すトラック誤差信号２９ｄは、ディスク７に負のラジアルチルトがある場合の集光スポット１３ａによるトラック誤差信号を示し、トラック誤差信号２９ｅはディスク７に負のラジアルチルトがある場合の集光スポット１３ｖ、１３ｗによるトラック誤差信号を示す。集光スポット１３ａによるトラック誤差信号が−側から＋側へ０点を横切る位置がランド、＋側から−側へ０点を横切る位置がグルーブに相当する。
【００２１】
ディスク７にラジアルチルトがない場合、集光スポット１３ｖ、１３ｗによるトラック誤差信号は、集光スポット１３ａによるトラック誤差信号と重なって信号２９ａのようになるから、両トラック誤差信号のゼロクロス点が一致する。よって、ランド、グルーブのどちらでもトラック誤差信号の値は０となる。これに対し、ディスク７に正のラジアルチルトがある場合、集光スポット１３ｖ、１３ｗによるトラック誤差信号２９ｃは、集光スポット１３ａによるトラック誤差信号２９ｂに対してゼロクロス点が図の左側にずれる。その結果、トラック誤差信号の値はランドでは正、グルーブでは負となる。また、ディスク７に負のラジアルチルトがある場合、集光スポット１３ｖ、１３ｗによるトラック誤差信号２９ｅは、集光スポット１３ａによるトラック誤差信号２９ｄに対してゼロクロス点が図の右側にずれる。その結果、トラック誤差信号の値はランドでは負、グルーブでは正となる。従って、０次光の集光スポット１３ａによるトラック誤差信号を用いてトラックサーボをかけると、±１次回折光の集光スポット１３ｖ、１３ｗによるトラック誤差信号を「ラジアルチルト信号」として用いることができる。
【００２２】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、フォーカス誤差信号およびトラック誤差信号にオフセットを生じない従来の光ヘッド装置（図３５を参照）においては、回折光学素子からの０次光によるフォーカス誤差信号と±１次回折光によるフォーカス誤差信号の和をフォーカスサーボのためのフォーカス誤差信号として、これら３つのフォーカス誤差信号の持つオフセットを相殺させている。また、回折光学素子からの０次光によるトラック誤差信号と±１次回折光によるトラック誤差信号の差をトラックサーボのためのトラック誤差信号として、これら３つのトラック誤差信号の持つオフセットを相殺させている。このため、回折光学素子からの０次光と±１次回折光は強度分布が互いに同一である必要がある。
【００２３】
一方、光記録媒体のラジアルチルトを検出することが可能な従来の光ヘッド装置（図４０を参照）においては、回折光学素子からの０次光によるトラック誤差信号と回折光学素子からの±１次回折光によるトラック誤差信号のゼロクロス点のずれに基づいて、光記録媒体のラジアルチルトを検出するため、回折光学素子からの０次光と回折光学素子からの±１次回折光は強度分布が異なる必要がある。
【００２４】
よって、従来の光ヘッド装置には、フォーカス誤差信号およびトラック誤差信号の双方にオフセットを生じさせない構成と、光記録媒体のラジアルチルトを検出可能にする構成とは、両立できないという問題がある。
【００２５】
本発明は、従来の光ヘッド装置における上述の課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、フォーカス誤差信号およびトラック誤差信号の双方にオフセットを生じないと共に、光記録媒体のラジアルチルトを検出することが可能な光ヘッド装置と、それを用いた光学式情報記録再生装置を提供することにある。
【００２６】
本発明の他の目的は、フォーカス誤差信号およびトラック誤差信号の双方にオフセットを生じないと共に、光記録媒体の基板厚ずれを検出することが可能な光ヘッド装置と、それを用いた光学式情報記録再生装置を提供することにある。
【００２７】
ここに明記しない本発明のさらに他の目的は、以下の説明および添付図面から明らかになる。
【００２８】
【課題を解決するための手段】
（１） 本発明の第１の光ヘッド装置は、
光源と、その光源からの出射光を光記録媒体上に集光する対物レンズと、前記光記録媒体からの反射光を受光する光検出器とを有する光ヘッド装置において、
前記出射光から、メインビームと、そのメインビームと強度分布が同じである第１サブビーム群と、前記メインビームとは強度分布が異なる第２サブビーム群とを生成する第１生成手段を備え、
前記光検出器は、前記光記録媒体からの前記メインビームの反射光および前記光記録媒体からの前記第１サブビーム群の反射光を、フォーカスサーボに用いるフォーカス誤差信号またはトラックサーボに用いるトラック誤差信号を検出するために受光すると共に、前記光記録媒体からの前記第２サブビーム群の反射光を、前記光記録媒体の基板厚ずれを表す基板厚ずれ信号または前記光記録媒体のラジアルチルトを表すラジアルチルト信号を検出するために受光することを特徴としている。
そして、その好ましい例では、前記第１生成手段が、前記光源と前記対物レンズの間に設けられた回折光学素子を含んでおり、その回折光学素子によって前記出射光から前記メインビームと前記第１サブビーム群と前記第２サブビーム群とが生成される。
本発明の第２の光ヘッド装置は、
光源と、その光源からの出射光を光記録媒体上に集光する対物レンズと、前記光記録媒体からの反射光を受光する光検出器とを有する光ヘッド装置において、
前記出射光から、メインビームと、対となる第１サブビームと第２サブビームを生成する第１生成手段を備え、
前記第１サブビームおよび前記第２サブビームは、前記メインビームとは強度分布が異なると共に、前記第１サブビームおよび前記第２サブビームの強度分布を加算したものが、前記メインビームの強度分布と同じであり、
前記第１サブビームは、第１および第２の領域に分割されており、
前記第２サブビームは、第３および第４の領域に分割されており、
前記光検出器は、前記光記録媒体からの前記メインビームの反射光を、フォーカスサーボに用いるフォーカス誤差信号またはトラックサーボに用いるトラック誤差信号を検出するために受光すると共に、前記光記録媒体からの前記第１サブビームの反射光および前記光記録媒体からの前記第２サブビームの反射光を、前記フォーカスサーボに用いるフォーカス誤差信号または前記トラックサーボに用いるトラック誤差信号ならびに前記光記録媒体の基板厚ずれを表す基板厚ずれ信号または前記光記録媒体のラジアルチルトを表すラジアルチルト信号を検出するために受光することを特徴としている。
そして、その好ましい例では、前記第１生成手段が、前記光源と前記対物レンズの間に設けられた回折光学素子を含んでおり、その回折光学素子によって前記出射光から前記メインビームと前記第１サブビームと前記第２サブビームとが生成される。
【００２９】
（２） 本発明の第１の光学式情報記録再生装置は、
（１）で述べた本発明の第１の光ヘッド装置と、
前記光検出器の出力から前記フォーカスサーボに用いるフォーカス誤差信号または前記トラックサーボに用いるトラック誤差信号ならびに前記基板厚ずれ信号または前記ラジアルチルト信号を生成する第２生成手段と、
前記基板厚ずれ信号または前記ラジアルチルト信号を用いて前記基板厚ずれまたは前記ラジアルチルトを補正する補正手段と
を備えたことを特徴としている。
そして、その一つの好ましい例では、前記第２生成手段は、前記光記録媒体からの前記メインビームの反射光に対応する前記光検出器の出力から前記メインビームのフォーカス誤差信号を生成し、前記光記録媒体からの前記第１サブビーム群の反射光に対応する前記光検出器の出力から前記第１サブビーム群のフォーカス誤差信号を生成し、前記メインビームのフォーカス誤差信号と前記第１サブビーム群のフォーカス誤差信号とから、それらフォーカス誤差信号の和信号を生成し、その和信号を前記フォーカスサーボに用いるフォーカス誤差信号とする。
また、他の好ましい例では、前記第２生成手段は、前記光記録媒体からの前記メインビームの反射光に対応する前記光検出器の出力から前記メインビームのトラック誤差信号を生成し、前記光記録媒体からの前記第１サブビーム群の反射光に対応する前記光検出器の出力から前記第１サブビーム群のトラック誤差信号を生成し、前記メインビームのトラック誤差信号と前記第１サブビーム群のトラック誤差信号とから、それらトラック誤差信号の差信号を生成し、その差信号を前記トラックサーボに用いるトラック誤差信号とする。
さらに他の好ましい例では、前記第２生成手段は、前記光記録媒体からの前記第２サブビーム群の反射光に対応する前記光検出器の出力から前記第２サブビーム群のフォーカス誤差信号を生成し、前記フォーカスサーボに用いるフォーカス誤差信号と、前記第２サブビーム群のフォーカス誤差信号との間で、ゼロクロス点のずれを求め、そのゼロクロス点のずれに基づいて前記基板厚ずれ信号を生成する。
さらに他の好ましい例では、前記第２生成手段は、前記光記録媒体からの前記第２サブビーム群の反射光に対応する前記光検出器の出力から前記第２サブビーム群のトラック誤差信号を生成し、前記トラックサーボに用いるトラック誤差信号と、前記第２サブビーム群のトラック誤差信号との間で、ゼロクロス点のずれを求め、そのゼロクロス点のずれに基づいて前記ラジアルチルト信号を生成する。
【００３０】
本発明の第２の光学式情報記録再生装置は、
（１）で述べた本発明の第２の光ヘッド装置と、
前記光検出器の出力から前記フォーカスサーボに用いるフォーカス誤差信号または前記トラックサーボに用いるトラック誤差信号ならびに前記基板厚ずれ信号または前記ラジアルチルト信号を生成する第２生成手段と、
前記基板厚ずれ信号または前記ラジアルチルト信号を用いて前記基板厚ずれまたは前記ラジアルチルトを補正する補正手段と
を備えたことを特徴としている。
そして、その一つの好ましい例では、前記第２生成手段は、前記光記録媒体からの前記メインビームの反射光に対応する前記光検出器の出力から前記メインビームのフォーカス誤差信号を生成し、前記光記録媒体からの前記第１サブビームの反射光に対応する前記光検出器の出力から前記第１サブビームのフォーカス誤差信号を生成し、前記光記録媒体からの前記第２サブビームの反射光に対応する前記光検出器の出力から前記第２サブビームのフォーカス誤差信号を生成し、前記メインビームのフォーカス誤差信号と、前記第１サブビームのフォーカス誤差信号と前記第２サブビームのフォーカス誤差信号の和とから、それらフォーカス誤差信号の和信号を生成し、その和信号を前記フォーカスサーボに用いるフォーカス誤差信号とする。
また、他の好ましい例では、前記第２生成手段は、前記光記録媒体からの前記メインビームの反射光に対応する前記光検出器の出力から前記メインビームのトラック誤差信号を生成し、前記光記録媒体からの前記第１サブビームの反射光に対応する前記光検出器の出力から前記第１サブビームのトラック誤差信号を生成し、前記光記録媒体からの前記第２サブビームの反射光に対応する前記光検出器の出力から前記第２サブビームのトラック誤差信号を生成し、前記メインビームのトラック誤差信号と、前記第１サブビームのトラック誤差信号と前記第２サブビームのトラック誤差信号の和とから、それらトラック誤差信号の差信号を生成し、その差信号を前記トラックサーボに用いるトラック誤差信号とする。
さらに他の好ましい例では、前記第２生成手段は、前記光記録媒体からの前記第１サブビームの第１および第２の領域の反射光に対応する前記光検出器の出力から前記第１サブビームの第１および第２の領域のフォーカス誤差信号をそれぞれ生成し、前記光記録媒体からの前記第２サブビームの第３および第４の領域の反射光に対応する前記光検出器の出力から前記第２サブビームの第３および第４の領域のフォーカス誤差信号をそれぞれ生成し、前記第１サブビームの第１領域のフォーカス誤差信号と前記第２サブビームの第３の領域のフォーカス誤差信号の和と、前記第１サブビームの第２の領域のフォーカス誤差信号と前記第２サブビームの第４の領域のフォーカス誤差信号の和の、前記フォーカスサーボに用いるフォーカス誤差信号に対するゼロクロス点のずれに基づいて、前記基板厚ずれ信号を生成する。
さらに他の好ましい例では、前記第２生成手段は、前記光記録媒体からの前記第１サブビームの第１および第２の領域の反射光に対応する前記光検出器の出力から前記第１サブビームの第１および第２の領域のトラック誤差信号をそれぞれ生成し、前記光記録媒体からの前記第２サブビームの第３および第４の領域の反射光に対応する前記光検出器の出力から前記第２サブビームの第３および第４の領域のトラック誤差信号をそれぞれ生成し、前記第１サブビームの第１領域のトラック誤差信号と前記第２サブビームの第３領域のトラック誤差信号の和と、前記第１サブビームの第２領域のトラック誤差信号と前記第２サブビームの第４領域のトラック誤差信号の和の、前記トラックサーボに用いるトラック誤差信号に対するゼロクロス点のずれに基づいて、前記ラジアルチルト信号を生成する。
【００３１】
（３） 本発明の第１の光ヘッド装置および第１の光学式情報記録再生装置においては、メインビームと第１サブビーム群は強度分布が互いに同じである。このため、メインビームによるフォーカス誤差信号のオフセットと第１サブビーム群によるフォーカス誤差信号のオフセットは相殺可能であり、また、メインビームによるトラック誤差信号のオフセットと第１サブビーム群によるトラック誤差信号のオフセットも相殺可能である。従って、例えば、メインビームのフォーカス誤差信号と第１サブビーム群のフォーカス誤差信号の和信号を生成し、その和信号をフォーカスサーボのためのフォーカス誤差信号とすると、そのフォーカスサーボのためのフォーカス誤差信号はオフセットを含まない。同様に、例えば、メインビームのトラック誤差信号と第１サブビーム群のトラック誤差信号の差信号を生成し、その差信号をトラックサーボのためのトラック誤差信号とすると、そのトラックサーボのためのトラック誤差信号はオフセットを含まない。
本発明の第２の光ヘッド装置および第２の光学式情報記録再生装置においては、第１サブビームおよび第２サブビームは、メインビームとは強度分布が異なると共に、第１サブビームおよび第２サブビームの強度分布を加算したものが、前記メインビームの強度分布と同じである。このため、メインビームによるフォーカス誤差信号のオフセットと第１及び第２のサブビームによるフォーカス誤差信号のオフセットは相殺可能であり、また、メインビームによるトラック誤差信号のオフセットと第１及び第２のサブビームによるトラック誤差信号のオフセットも相殺可能である。
従って、例えば、メインビームのフォーカス誤差信号と第１及び第２のサブビームのフォーカス誤差信号の和信号を生成し、その和信号をフォーカスサーボのためのフォーカス誤差信号とすると、そのフォーカスサーボのためのフォーカス誤差信号はオフセットを含まない。
同様に、例えば、メインビームのトラック誤差信号と第１及び第２のサブビームのトラック誤差信号の差信号を生成し、その差信号をトラックサーボのためのトラック誤差信号とすると、そのトラックサーボのためのトラック誤差信号はオフセットを含まない。
【００３２】
他方、本発明の第１の光ヘッド装置および第１の光学式情報記録再生装置においては、メインビームと第２サブビームは強度分布が互いに異なっている。使用する光記録媒体に「基板厚ずれ」がない場合、メインビームのフォーカス誤差信号と第２サブビームのフォーカス誤差信号の間では、ゼロクロス点が一致する。しかし、光記録媒体に「基板厚ずれ」がある場合には、球面収差によってそれら二つのフォーカス誤差信号のゼロクロス点がシフトし、そのシフト量は強度分布に応じて異なる。その結果、メインビームのフォーカス誤差信号と第２サブビームのフォーカス誤差信号の間では、ゼロクロス点のずれが生じる。従って、このゼロクロス点のずれに基づいて光記録媒体の基板厚ずれを検出することが可能である。
同様に、光記録媒体に「ラジアルチルト」がない場合、メインビームのトラック誤差信号と第２サブビームのトラック誤差信号の間では、ゼロクロス点が一致する。しかし、光記録媒体に「ラジアルチルト」がある場合には、コマ収差によってそれら二つのトラック誤差信号のゼロクロス点がシフトし、そのシフト量は強度分布に応じて異なる。その結果、メインビームのトラック誤差信号と第２サブビームのトラック誤差信号の間では、ゼロクロス点のずれが生じる。従って、このゼロクロス点のずれに基づいて光記録媒体のラジアルチルトを検出することが可能である。
【００３３】
本発明の第２の光ヘッド装置および第２の光学式情報記録再生装置においては、第１サブビームおよび第２サブビームは、メインビームとは強度分布が異なると共に、第１サブビームおよび第２サブビームの強度分布を加算したものが、前記メインビームの強度分布と同じである。したがって、メインビームのフォーカス誤差信号を用いてフォーカスサーボをかけた時の、第１サブビームの第１領域および第２サブビームの第２領域のフォーカス誤差信号と、第１サブビームの第２領域および第２サブビーム２の第１領域のフォーカス誤差信号の差信号を、「基板厚ずれ信号」として用いることができる。
また、メインビームのトラック誤差信号を用いてトラックサーボをかけた時の、第１サブビームの第１領域および第２サブビームの第２領域のトラック誤差信号と第１サブビームの第２領域および第２サブビーム２の第２領域のトラック誤差信号の差信号を、「ラジアルチルト信号」として用いることができる。
【００３４】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
（光ヘッド装置の第１実施形態）
図１に本発明の光ヘッド装置の第１実施形態の構成を示す。図１の構成において、半導体レーザ１からの出射光は、コリメータレンズ２で平行光化され、回折光学素子３ａによりメインビームである１つの透過光、第１サブビームである２つの回折光、第２サブビームである２つの回折光の合計５つの光に分割される。これらの光は偏光ビームスプリッタ４にＰ偏光として入射してほぼ１００％が透過し、１／４波長板５を透過して直線偏光から円偏光に変換され、対物レンズ６でディスク７上に集光される。
【００３５】
ディスク７からの５つの反射光は、対物レンズ６を逆向きに透過し、１／４波長板５を透過して円偏光から往路と偏光方向が直交した直線偏光に変換され、偏光ビームスプリッタ４にＳ偏光として入射してほぼ１００％が反射され、円筒レンズ８、レンズ９を透過して光検出器１０ａで受光される。光検出器１０ａは円筒レンズ８とレンズ９の２つの焦線の中間に設置されている。
【００３６】
図２は、本実施形態で使用する回折光学素子３ａの平面図である。この回折光学素子３ａは、入射面には、図２（ａ）に示すように光透過領域の全面に回折格子が形成されており、出射面には、図２（ｂ）に示すように、図中に点線で示す対物レンズ６の有効径より小さい直径を有する円形領域１１ａの内部のみに回折格子が形成された構成である。入射面および出射面にそれぞれ形成された回折格子の格子の方向は、いずれもディスク７の半径方向にほぼ平行であり、格子のパターンはいずれも等間隔に配置された直線状である。入射面に形成された回折格子における格子の間隔は、出射面に形成された回折格子における格子の間隔の２倍である。
【００３７】
格子のライン部とスペース部の位相差をいずれも、例えば０．２３２π［ラジアン］とすると、回折光学素子３ａの入射面に入射した光は０次光として約８７．３％が透過し、±１次回折光としてそれぞれ約５．１％が回折される。一方、回折光学素子３ａの出射面の領域１１ａに入射した光は、０次光として約８７．３％が透過し、±１次回折光としてそれぞれ約５．１％が回折される。また、出射面の領域１１ａの外部に入射した光は、ほぼ１００％が透過する。
【００３８】
入射面からの０次光のうち出射面からの０次光をメインビーム、入射面からの±１次回折光のうち出射面からの０次光を第１サブビーム、入射面からの０次光のうち出射面からの±１次回折光を第２サブビームとすると、メインビームおよび第１サブビームには出射面の領域１１ａの内部を透過した光と外部を透過した光の両方が同じ比率で含まれ、第２サブビームには出射面の領域１１ａの内部で回折された光のみが含まれる。その結果、メインビームと第１サブビームは強度分布が同じであり、メインビームと第２サブビームは強度分布が異なる。第２サブビームはメインビームに比べて周辺部の強度が低い。なお、回折光学素子３ａの入射面と出射面は互いに逆にしても構わない。
【００３９】
図３にディスク７上の集光スポットの配置を示す。集光スポット１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄ、１３ｅは、それぞれ回折光学素子３ａの入射面から入射した０次光のうち出射面から出射する０次光、入射面から入射した＋１次回折光のうち出射面から出射する０次光、入射面から入射した−１次回折光のうち出射面から出射する０次光、入射面から入射した０次光のうち出射面から出射する＋１次回折光、入射面から入射した０次光のうち出射面から出射する−１次回折光にそれぞれ相当する。集光スポット１３ａはトラック１２（ランドまたはグルーブ）上に、集光スポット１３ｂはトラック１２の１つ右側に隣接するトラック（グルーブまたはランド）上に、集光スポット１３ｃはトラック１２の１つ左側に隣接するトラック（グルーブまたはランド）上に、集光スポット１３ｄはトラック１２の２つ右側に隣接するトラック（ランドまたはグルーブ）上に、集光スポット１３ｅはトラック１２の２つ左側に隣接するトラック（ランドまたはグルーブ）上に、それぞれ配置されている。第１サブビームはメインビームと強度分布が同じであるため、第１サブビームの集光スポット１３ｂ、１３ｃはメインビームの集光スポット１３ａと直径が等しい。一方、第２サブビームはメインビームに比べて周辺部の強度が低いため、第２サブビームの集光スポット１３ｄ、１３ｅはメインビームの集光スポット１３ａに比べて直径が大きい。
【００４０】
図４に光検出器１０ａの受光部のパターンと光検出器１０ａ上の光スポットの配置を示す。
【００４１】
光スポット１５ａは、回折光学素子３ａの入射面からの０次光のうち出射面からの０次光に相当し、光軸を通るディスク７の接線方向に平行な分割線および半径方向に平行な分割線で４つに分割された受光部１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄで受光される。光スポット１５ｂは、回折光学素子３ａの入射面からの＋１次回折光のうち出射面からの０次光に相当し、光軸を通るディスク７の接線方向に平行な分割線および半径方向に平行な分割線で４つに分割された受光部１４ｅ、１４ｆ、１４ｇ、１４ｈで受光される。光スポット１５ｃは、回折光学素子３ａの入射面からの−１次回折光のうち出射面からの０次光に相当し、光軸を通るディスク７の接線方向に平行な分割線および半径方向に平行な分割線で４つに分割された受光部１４ｉ、１４ｊ、１４ｋ、１４ｌで受光される。光スポット１５ｄは、回折光学素子３ａの入射面からの０次光のうち出射面からの＋１次回折光に相当し、光軸を通るディスク７の接線方向に平行な分割線および半径方向に平行な分割線で４つに分割された受光部１４ｍ、１４ｎ、１４ｏ、１４ｐで受光される。光スポット１５ｅは、回折光学素子３ａの入射面からの０次光のうち出射面からの−１次回折光に相当し、光軸を通るディスク７の接線方向に平行な分割線および半径方向に平行な分割線で４つに分割された受光部１４ｑ、１４ｒ、１４ｓ、１４ｔで受光される。
【００４２】
ディスク７上の集光スポット１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄ、１３ｅの列は、ディスク７のほぼ接線方向に並ぶが、円筒レンズ８およびレンズ９の作用により、光検出器１０ａ上の光スポット１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄ、１５ｅの列は、ほぼその半径方向に並ぶ。
【００４３】
受光部１４ａ〜１４ｔからの出力をそれぞれＶ１４ａ、Ｖ１４ｂ、Ｖ１４ｃ、Ｖ１４ｄ、Ｖ１４ｅ、Ｖ１４ｆ、Ｖ１４ｇ、Ｖ１４ｈ、Ｖ１４ｉ、Ｖ１４ｊ、Ｖ１４ｋ、Ｖ１４ｌ、Ｖ１４ｍ、Ｖ１４ｎ、Ｖ１４ｏ、Ｖ１４ｐ、Ｖ１４ｑ、Ｖ１４ｒ、Ｖ１４ｓ、Ｖ１４ｔでそれぞれ表わすと、メインビームである集光スポット１３ａ、第１サブビームである集光スポット１３ｂ、１３ｃ、第２サブビームである集光スポット１３ｄ、１３ｅによるフォーカス誤差信号は、非点収差法により、それぞれ
（Ｖ１４ａ＋Ｖ１４ｄ）−（Ｖ１４ｂ＋Ｖ１４ｃ）、
（Ｖ１４ｅ＋Ｖ１４ｈ＋Ｖ１４ｉ＋Ｖ１４ｌ）−（Ｖ１４ｆ＋Ｖ１４ｇ＋Ｖ１４ｊ＋Ｖ１４ｋ）、
（Ｖ１４ｍ＋Ｖ１４ｐ＋Ｖ１４ｑ＋Ｖ１４ｔ）−（Ｖ１４ｎ＋Ｖ１４ｏ＋Ｖ１４ｒ＋Ｖ１４ｓ）
の演算から得られる。
【００４４】
フォーカスサーボのためのフォーカス誤差信号は、差動非点収差法により、
（Ｖ１４ａ＋Ｖ１４ｄ）−（Ｖ１４ｂ＋Ｖ１４ｃ）＋Ｋ｛（Ｖ１４ｅ＋Ｖ１４ｈ＋Ｖ１４ｉ＋Ｖ１４ｌ）−（Ｖ１４ｆ＋Ｖ１４ｇ＋Ｖ１４ｊ＋Ｖ１４ｋ）｝（Ｋは定数）
の演算から得られる。
【００４５】
一方、メインビームである集光スポット１３ａ、第１サブビームである集光スポット１３ｂ、１３ｃ、第２サブビームである集光スポット１３ｄ、１３ｅによるトラック誤差信号は、プッシュプル法により、それぞれ
（Ｖ１４ａ＋Ｖ１４ｂ）−（Ｖ１４ｃ＋Ｖ１４ｄ）、
（Ｖ１４ｅ＋Ｖ１４ｆ＋Ｖ１４ｉ＋Ｖ１４ｊ）−（Ｖ１４ｇ＋Ｖ１４ｈ＋Ｖ１４ｋ＋Ｖ１４ｌ）、
（Ｖ１４ｍ＋Ｖ１４ｎ＋Ｖ１４ｑ＋Ｖ１４ｒ）−（Ｖ１４ｏ＋Ｖ１４ｐ＋Ｖ１４ｓ＋Ｖ１４ｔ）
の演算から得られる。
【００４６】
トラックサーボのためのトラック誤差信号は、差動プッシュプル法により、
（Ｖ１４ａ＋Ｖ１４ｂ）−（Ｖ１４ｃ＋Ｖ１４ｄ）−Ｋ｛（Ｖ１４ｅ＋Ｖ１４ｆ＋Ｖ１４ｉ＋Ｖ１４ｊ）−（Ｖ１４ｇ＋Ｖ１４ｈ＋Ｖ１４ｋ＋Ｖ１４ｌ）｝
の演算から得られる。
【００４７】
また、メインビームである集光スポット１３ａによるＲＦ信号は、
Ｖ１４ａ＋Ｖ１４ｂ＋Ｖ１４ｃ＋Ｖ１４ｄ
の演算から得られる。
【００４８】
第１実施形態における各種のフォーカス誤差信号は、図３８に示すものと同じである。本実施形態においては、従来の光ヘッド装置において図３８を参照して説明した理由と同様の理由により、フォーカス誤差信号にオフセットを生じない。一方、第１実施形態における各種のトラック誤差信号は、図３９に示すものと同じである。第１実施形態においては、従来の光ヘッド装置において図３９を参照して説明した理由と同様の理由により、トラック誤差信号にオフセットを生じない。
【００４９】
図５に、基板厚ずれの検出に関わる各種のフォーカス誤差信号を示す。図５において、横軸はディスク７のデフォーカス量、縦軸はフォーカス誤差信号である。
【００５０】
図５（ａ）に示すフォーカス誤差信号１６ａは、ディスク７に基板厚ずれがない場合の集光スポット１３ａによるフォーカス誤差信号を示し、集光スポット１３ｄ、１３ｅによるフォーカス誤差信号を示す。これに対し、図５（ｂ）に示すフォーカス誤差信号１６ｂは、ディスク７に正の基板厚ずれがある場合の集光スポット１３ａによるフォーカス誤差信号を示し、フォーカス誤差信号１６ｃは、ディスク７に正の基板厚ずれがある場合の集光スポット１３ｄ、１３ｅによるフォーカス誤差信号を示す。また、図５（ｃ）に示すフォーカス誤差信号１６ｄは、ディスク７に負の基板厚ずれがある場合の集光スポット１３ａによるフォーカス誤差信号を示し、フォーカス誤差信号１６ｅは、ディスク７に負の基板厚ずれがある場合の集光スポット１３ｄ、１３ｅによるフォーカス誤差信号を示す。集光スポット１３ａによるフォーカス誤差信号が０点を横切る位置がジャストフォーカスに相当する。
【００５１】
ディスク７に基板厚ずれがない場合、集光スポット１３ｄ、１３ｅによるフォーカス誤差信号は集光スポット１３ａによるフォーカス誤差信号とゼロクロス点が一致し、ジャストフォーカスで０となる。これに対し、ディスク７に正の基板厚ずれがある場合、集光スポット１３ｄ、１３ｅによるフォーカス誤差信号は集光スポット１３ａによるフォーカス誤差信号に対してゼロクロス点が図の左側にずれ、ジャストフォーカスで正の値をとる。また、ディスク７に負の基板厚ずれがある場合、集光スポット１３ｄ、１３ｅによるフォーカス誤差信号は集光スポット１３ａによるフォーカス誤差信号に対してゼロクロス点が図の右側にずれ、ジャストフォーカスで負の値をとる。従って、メインビームである集光スポット１３ａによるフォーカス誤差信号を用いてフォーカスサーボをかけた時に、第２サブビームである集光スポット１３ｄ、１３ｅによるフォーカス誤差信号を基板厚ずれ信号として用いることができる。
【００５２】
一方、第１実施形態におけるラジアルチルトの検出に関わる各種のトラック誤差信号は図４２に示すものと同じである。第１実施形態においては、従来の光ヘッド装置において図４２を参照して説明した理由と同様の理由により、メインビームである集光スポット１３ａによるトラック誤差信号を用いてトラックサーボをかけた時の第２のサブビームである集光スポット１３ｄ、１３ｅによるトラック誤差信号をラジアルチルト信号として用いることができる。
（光ヘッド装置の第２実施形態）
本発明の光ヘッド装置の第２実施形態は、第１実施形態における回折光学素子３ａを回折光学素子３ｂに置き換えたものであり、他の構成は第１実施形態のそれと同一である。
【００５３】
図６は、本実施形態で使用する回折光学素子３ｂの平面図である。回折光学素子３ｂは、入射面には図６（ａ）に示すように光透過領域の全面に回折格子が形成されており、出射面には図６（ｂ）に示すように、図中に点線で示す対物レンズ６の有効径より小さい直径を有する円の外側の領域１１ｂのみに回折格子が形成された構成である。入射面および出射面にそれぞれ形成された回折格子の格子の方向はいずれもディスク７の半径方向にほぼ平行であり、格子のパターンはいずれも等間隔に配置された直線状である。入射面に形成された回折格子の格子の間隔は、出射面に形成された回折格子の格子の間隔の２倍である。
【００５４】
格子のライン部とスペース部の位相差をいずれも、例えば０．２３２π［ラジアン］とすると、回折光学素子３ｂの入射面に入射した光は０次光として約８７．３％が透過し、±１次回折光としてそれぞれ約５．１％が回折される。一方、回折光学素子３ｂの出射面の領域１１ｂに入射した光は０次光として約８７．３％が透過し、±１次回折光としてそれぞれ約５．１％が回折される。また、出射面の領域１１ｂの外側に入射した光はほぼ１００％が透過する。
【００５５】
入射面からの０次光のうち出射面からの０次光をメインビーム、入射面からの±１次回折光のうち出射面からの０次光を第１サブビーム、入射面からの０次光のうち出射面からの±１次回折光を第２サブビームとすると、メインビームおよび第１サブビームには出射面の領域１１ｂを透過した光と領域１１ｂの外部を透過した光の両方が同じ比率で含まれ、第２サブビームには出射面の領域１１ｂで回折された光のみが含まれる。その結果、メインビームと第１サブビームは強度分布が同じであり、メインビームと第２サブビームは強度分布が異なる。第２サブビームはメインビームに比べて周辺部の強度が高い。なお、回折光学素子３ｂの入射面と出射面は互いに逆にしても構わない。
【００５６】
図７にディスク７上の集光スポットの配置を示す。集光スポット１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｆ、１３ｇは、それぞれ、回折光学素子３ｂの入射面からの０次光のうち出射面からの０次光、入射面からの＋１次回折光のうち出射面からの０次光、入射面からの−１次回折光のうち出射面からの０次光、入射面からの０次光のうち出射面からの＋１次回折光、入射面からの０次光のうち出射面からの−１次回折光に相当する。集光スポット１３ａはトラック１２（ランドまたはグルーブ）上に、集光スポット１３ｂはトラック１２の１つ右側に隣接するトラック（グルーブまたはランド）上に、集光スポット１３ｃはトラック１２の１つ左側に隣接するトラック（グルーブまたはランド）上に、集光スポット１３ｆはトラック１２の２つ右側に隣接するトラック（ランドまたはグルーブ）上に、集光スポット１３ｇはトラック１２の２つ左側に隣接するトラック（ランドまたはグルーブ）上に、それぞれ配置されている。第１サブビームはメインビームと強度分布が同じであるため、第１サブビームの集光スポット１３ｂ、１３ｃは、メインビームの集光スポット１３ａに直径が等しい。一方、第２サブビームはメインビームに比べて周辺部の強度が高いため、第２サブビームの集光スポット１３ｆ、１３ｇは、メインビームである集光スポット１３ａに比べて直径が小さくサイドローブが大きい。
【００５７】
図８に光検出器１０ａの受光部のパターンと光検出器１０ａ上の光スポットの配置を示す。
【００５８】
光スポット１５ａは、回折光学素子３ｂの入射面からの０次光のうち出射面からの０次光に相当し、光軸を通るディスク７の接線方向に平行な分割線および半径方向に平行な分割線で４つに分割された受光部１４ａ〜１４ｄで受光される。光スポット１５ｂは、回折光学素子３ｂの入射面からの＋１次回折光のうち出射面からの０次光に相当し、光軸を通るディスク７の接線方向に平行な分割線および半径方向に平行な分割線で４つに分割された受光部１４ｅ〜１４ｈで受光される。光スポット１５ｃは、回折光学素子３ｂの入射面からの−１次回折光のうち出射面からの０次光に相当し、光軸を通るディスク７の接線方向に平行な分割線および半径方向に平行な分割線で４つに分割された受光部１４ｉ〜１４ｌで受光される。光スポット１５ｆは、回折光学素子３ｂの入射面からの０次光のうち出射面からの＋１次回折光に相当し、光軸を通るディスク７の接線方向に平行な分割線および半径方向に平行な分割線で４つに分割された受光部１４ｍ〜１４ｐで受光される。光スポット１５ｇは、回折光学素子３ｂの入射面からの０次光のうち出射面からの−１次回折光に相当し、光軸を通るディスク７の接線方向に平行な分割線および半径方向に平行な分割線で４つに分割された受光部１４ｑ〜１４ｔで受光される。
【００５９】
ディスク７上の集光スポット１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｆ、１３ｇの列は、ディスク７のほぼ接線方向に並ぶが、円筒レンズ８およびレンズ９の作用により、光検出器１０ａ上の光スポット１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｆ、１５ｇの列は、ほぼその半径方向に並ぶ。
【００６０】
第２実施形態においては、第１実施形態において説明した方法と同様の方法によりフォーカス誤差信号、トラック誤差信号、ＲＦ信号が得られる。
【００６１】
第２実施形態においては、従来の光ヘッド装置において図３０を参照して説明した理由と同様の理由によりフォーカス誤差信号にオフセットを生じない。また、従来の光ヘッド装置において図３１を参照して説明した理由と同様の理由によりトラック誤差信号にオフセットを生じない。
【００６２】
一方、第２実施形態においては、第１実施形態において図５を参照して説明した理由と同様の理由により、メインビームである集光スポット１３ａによるフォーカス誤差信号を用いてフォーカスサーボをかけた時に、第２サブビームに対応する集光スポット１３ｆ、１３ｇによるフォーカス誤差信号を「基板厚ずれ信号」として用いることができる。また、従来の光ヘッド装置において図３４を参照して説明した理由と同様の理由により、メインビームである集光スポット１３ａによるトラック誤差信号を用いてトラックサーボをかけた時の第２サブビームに対応する集光スポット１３ｆ、１３ｇによるトラック誤差信号を「ラジアルチルト信号」として用いることができる。
（光ヘッド装置の第３実施形態）
本発明の光ヘッド装置の第３実施形態は、第１実施形態における回折光学素子３ａを回折光学素子３ｃに置き換えたものであり、他の構成は第１実施形態のそれと同一である。
【００６３】
図９は、本実施形態で使用する回折光学素子３ｃの平面図である。この回折光学素子３ｃは、入射面には、図９（ａ）に示すように光透過領域の全面に回折格子が形成されており、出射面には図９（ｂ）に示すように、図中に点線で示す対物レンズ６の有効径より小さい幅を有する帯状領域１１ｃのみに回折格子が形成された構成である。入射面および出射面に形成された回折格子の格子の方向はいずれもディスク７の半径方向にほぼ平行であり、格子のパターンはいずれも等間隔に配置された直線状である。入射面に形成された回折格子の格子の間隔は、出射面に形成された回折格子の格子の間隔の２倍である。
【００６４】
格子のライン部とスペース部の位相差をいずれも例えば０．２３２π［ラジアン］とすると、回折光学素子３ｃの入射面に入射した光は０次光として約８７．３％が透過し、±１次回折光としてそれぞれ約５．１％が回折される。一方、回折光学素子３ｃの出射面の領域１１ｃに入射した光は０次光として約８７．３％が透過し、±１次回折光としてそれぞれ約５．１％が回折される。また、出射面の帯状領域１１ｃの外側に入射した光はほぼ１００％が透過する。
【００６５】
入射面からの０次光のうち出射面からの０次光をメインビーム、入射面からの±１次回折光のうち出射面からの０次光を第１サブビーム、入射面からの０次光のうち出射面からの±１次回折光を第２サブビームとすると、メインビームおよび第１サブビームには出射面の帯状領域１１ｃを透過した光とその外部を透過した光の両方が同じ比率で含まれ、第２ブビームには出射面の帯状領域１１ｃの内部で回折された光のみが含まれる。その結果、メインビームと第１サブビームは強度分布が同じであり、メインビームと第２サブビームは強度分布が異なる。第２サブビームはメインビームに比べてディスク７の半径方向における周辺部の強度が低い。なお、回折光学素子３ｃの入射面と出射面は互いに逆にして構わない。
【００６６】
第３実施形態におけるディスク７上の集光スポットの配置は、図３に示す第１実施形態のものとほぼ同じであるが、第２サブビームはメインビームに比べてディスク７の半径方向における周辺部の強度が低いため、第２サブビームである集光スポットは、メインビームである集光スポットに比べてディスク７の半径方向における直径が大きい。また、第３実施形態における光検出器１０ａの受光部のパターンと光検出器１０ａ上の光スポットの配置は図４に示すものとほぼ同じである。第３実施形態においては、第１実施形態において説明した方法と同様の方法によりフォーカス誤差信号、トラック誤差信号、ＲＦ信号が得られる。
【００６７】
第３実施形態においては、従来の光ヘッド装置において説明した理由と同様の理由により、フォーカス誤差信号およびトラック誤差信号にオフセットを生じない。また、第１実施形態および従来の光ヘッド装置において説明した方法と同様の方法により、ディスク７の基板厚ずれおよびラジアルチルトを検出することができる。
（光ヘッド装置の第４実施形態）
本発明の光ヘッド装置の第４実施形態は、第１実施形態における回折光学素子３ａを回折光学素子３ｄに置き換えたものであり、他の構成は第１実施形態のそれと同一である。
【００６８】
図１０は、本実施形態で使用する回折光学素子３ｄの平面図である。回折光学素子３ｄは、入射面には図１０（ａ）に示すように光透過領域の全面に回折格子が形成されており、出射面には図１０（ｂ）に示すように、図中に点線で示す対物レンズ６の有効径より小さい幅を有する領域の外側にある二つの帯状領域１１ｄのみに回折格子が形成された構成である。入射面および出射面に形成された回折格子の格子の方向はいずれも、ディスク７の半径方向にほぼ平行であり、格子のパターンはいずれも等間隔に配置された直線状である。入射面に形成された回折格子の格子の間隔は、出射面に形成された回折格子の格子の間隔の２倍である。
【００６９】
格子のライン部とスペース部の位相差をいずれも、例えば０．２３２π［ラジアン］とすると、回折光学素子３ｄの入射面に入射した光は０次光として約８７．３％が透過し、±１次回折光としてそれぞれ約５．１％が回折される。一方、回折光学素子３ｄの出射面の領域１１ｄの内部に入射した光は０次光として約８７．３％が透過し、±１次回折光としてそれぞれ約５．１％が回折される。また、出射面の領域１１ｄの外部に入射した光はほぼ１００％が透過する。
【００７０】
入射面からの０次光のうち出射面からの０次光をメインビーム、入射面からの±１次回折光のうち出射面からの０次光を第１サブビーム、入射面からの０次光のうち出射面からの±１次回折光を第２サブビームとすると、メインビームおよび第１サブビームには出射面の帯状領域１１ｄを透過した光とその外部を透過した光の両方が同じ比率で含まれ、第２サブビームには出射面の領域１１ｄで回折された光のみが含まれる。その結果、メインビームと第１サブビームは強度分布が同じであり、メインビームと第２サブビームは強度分布が異なる。第２サブビームはメインビームに比べてディスク７の半径方向における周辺部の強度が高い。なお、回折光学素子３ｄの入射面と出射面は互いに逆にしても構わない。
【００７１】
第４実施形態におけるディスク７上の集光スポットの配置は、図７に示すものとほぼ同じであるが、第２サブビームはメインビームに比べてディスク７の半径方向における周辺部の強度が高いため、第２サブビームに対応する集光スポットはメインビームに対応する集光スポットに比べてディスク７の半径方向における直径が小さくサイドローブが大きい。また、本実施形態における光検出器１０ａの受光部のパターンと、光検出器１０ａ上の光スポットの配置は、図８に示すものとほぼ同じである。また、第１実施形態において説明した方法と同様の方法によりフォーカス誤差信号、トラック誤差信号、ＲＦ信号が得られる。
【００７２】
第４実施形態においては、従来の光ヘッド装置において説明した理由と同様の理由により、フォーカス誤差信号およびトラック誤差信号にオフセットを生じない。また、第１実施形態および従来の光ヘッド装置において説明した方法と同様の方法により、ディスク７の基板厚ずれおよびラジアルチルトを検出することができる。
（光ヘッド装置の第５実施形態）
本発明の光ヘッド装置の第５実施形態は、第１実施形態における回折光学素子３ａを回折光学素子３ｅに置き換えたものであり、他の構成は第１実施形態のそれと同一である。
【００７３】
図１１は、本実施形態で使用する回折光学素子３ｅの平面図である。回折光学素子３ｅは、入射面には図１１（ａ）に示すように、入射光の光軸を通りディスク７の接線方向に平行な直線で二つの領域１１ｅ、１１ｆに分割された回折格子が形成されており、出射面には図１１（ｂ）に示すように、図中に点線で示す対物レンズ６の有効径より小さい直径を有する円の内側の円形領域１１ｇのみに回折格子が形成された構成である。入射面および出射面に形成された回折格子の格子の方向はいずれも、ディスク７の半径方向に平行であり、格子のパターンはいずれも等間隔に配置された直線状である。入射面に形成された回折格子の格子の間隔は、出射面に形成された回折格子の格子の間隔の２倍である。入射面の領域１１ｅにおける格子の位相と領域１１ｆにおける格子の位相は、互いにπ［ラジアン］だけずれている。
【００７４】
格子のライン部とスペース部の位相差をいずれも例えば０．２３２π［ラジアン］とすると、入射面に入射した光は０次光として約８７．３％が透過し、±１次回折光としてそれぞれ約５．１％が回折される。一方、出射面の領域１１ｇに入射した光は０次光として約８７．３％が透過し、±１次回折光としてそれぞれ約５．１％が回折される。また、出射面の領域１１ｇの外部に入射した光はほぼ１００％が透過する。
【００７５】
入射面からの０次光のうち出射面からの０次光をメインビーム、入射面からの±１次回折光のうち出射面からの０次光を第１サブビーム、入射面からの０次光のうち出射面からの±１次回折光を第２サブビームとすると、メインビームおよび第１サブビームには、出射面の円形領域１１ｇを透過した光とその外部を透過した光の両方が同じ比率で含まれ、第２サブビームには、出射面の円形領域１１ｇで回折された光のみが含まれる。その結果、メインビームと第１サブビームは強度分布が同じであり、メインビームと第２サブビームは強度分布が異なる。第２サブビームはメインビームに比べて周辺部の強度が低い。入射面の領域１１ｅからの＋１次回折光の位相と領域１１ｆからの＋１次回折光の位相は互いにπ［ラジアン］だけずれ、同様に入射面の領域１１ｅからの−１次回折光の位相と領域１１ｆからの−１次回折光の位相は互いにπ［ラジアン］だけずれる。なお、回折光学素子３ｅの入射面と出射面は互いに逆でも構わない。
図１２にディスク７上の集光スポットの配置を示す。集光スポット１３ａ、１３ｈ、１３ｉ、１３ｊ、１３ｋは、それぞれ、回折光学素子３ｅの入射面からの０次光のうち出射面からの０次光、入射面からの＋１次回折光のうち出射面からの０次光、入射面からの−１次回折光のうち出射面からの０次光、入射面からの０次光のうち出射面からの＋１次回折光、入射面からの０次光のうち出射面からの−１次回折光に相当する。５つの集光スポット１３ａ、１３ｈ、１３ｉ、１３ｊ、１３ｋは同一のトラック１２（ランドまたはグルーブ）上に配置されている。第１サブビームは、光軸を通りディスク７の接線方向に平行な直線の左側と右側で位相が互いにπ［ラジアン］だけずれているため、第１サブビームに対応する集光スポット１３ｈ、１３ｉはディスク７の半径方向の左側と右側に強度が等しい２つのピークを持つ。一方、第２サブビームはメインビームに比べて周辺部の強度が低いため、第２サブビームに対応する集光スポット１３ｊ、１３ｋはメインビームに対応する集光スポット１３ａに比べて径が大きい。
【００７６】
第５実施形態における光検出器１０ａの受光部のパターンと光検出器１０ａ上の光スポットの配置は、図４に示したものとほぼ同じである。第５実施形態においては、第１実施形態において説明した方法と同様の方法によりフォーカス誤差信号、トラック誤差信号、ＲＦ信号が得られる。
【００７７】
回折光学素子３ｅの入射面の帯状領域１１ｅにおける格子の位相と帯状領域１１ｆにおける格子の位相を互いにπ［ラジアン］だけずらすことにより、第１サブビームの位相を光軸を通りディスク７の接線方向に平行な直線の左側と右側で互いにπ［ラジアン］だけずらすことは、ディスク７上の第1サブビームの集光スポットをメインビームの集光スポットに対して、ディスク７の溝の(１／２)周期分だけディスク７の半径方向にずらして配置することと、誤差信号に関しては等価である。その理由は、例えば特開平９−８１９４２号公報に記載されている。従って、第５実施形態においては、従来の光ヘッド装置において説明した理由と同様の理由により、フォーカス誤差信号およびトラック誤差信号にオフセットを生じない。また、第１実施形態および従来の光ヘッド装置において説明した方法と同様の方法により、ディスク７の基板厚ずれおよびラジアルチルトを検出することができる。
【００７８】
さらに、第５実施形態においては、５つの集光スポット１３ａ、１３ｈ、１３ｉ、１３ｊ、１３ｋがディスク７の同一のトラック１２上に配置される。このため、トラックピッチが異なるディスクに対しても５つの集光スポットの配置は変わらず、任意のトラックピッチのディスクに対し、フォーカス誤差信号およびトラック誤差信号にオフセットを生じず、かつ基板厚ずれおよびラジアルチルトを検出することができる。
（光ヘッド装置の第６実施形態）
本発明の光ヘッド装置の第６実施形態は、第１実施形態における回折光学素子３ａを回折光学素子３ｆに置き換えたものであり、他の構成は第１実施形態のそれと同一である。
【００７９】
図１３は、本実施形態で使用する回折光学素子３ｆの平面図である。回折光学素子３ｆは、入射面には図１３（ａ）に示すように、入射光の光軸に関して対称でディスク７の接線方向に平行な２つの直線で中央の帯状領域１１ｈと、その両側の帯状領域１１ｉの３つに分割された回折格子が形成されており、出射面には図１３（ｂ）に示すように、図中に点線で示す対物レンズ６の有効径より小さい直径を有する円形領域１１ｊのみに回折格子が形成された構成である。入射面および出射面に形成された回折格子の格子の方向は、いずれもディスク７の半径方向に平行であり、格子のパターンはいずれも等間隔に配置された直線状である。入射面に形成された回折格子の格子の間隔は、出射面に形成された回折格子の格子の間隔の２倍である。入射面の領域１１ｈにおける格子の位相と領域１１ｉにおける格子の位相は互いにπ［ラジアン］だけずれている。
【００８０】
格子のライン部とスペース部の位相差をいずれも、例えば０．２３２π［ラジアン］とすると、入射面に入射した光は０次光として約８７．３％が透過し、±１次回折光としてそれぞれ約５．１％が回折される。一方、出射面の円形領域１１ｊの内部に入射した光は０次光として約８７．３％が透過し、±１次回折光としてそれぞれ約５．１％が回折される。また、出射面の円形領域１１ｊの外部に入射した光はほぼ１００％が透過する。入射面からの０次光のうち出射面からの０次光をメインビーム、入射面からの±１次回折光のうち出射面からの０次光を第１サブビーム、入射面からの０次光のうち出射面からの±１次回折光を第２サブビームとすると、メインビームおよび第１サブビームには出射面の円形領域１１ｊの内部を透過した光と外部を透過した光の両方が同じ比率で含まれ、第２サブビームには出射面の円形領域１１ｊで回折された光のみが含まれる。その結果、メインビームと第１サブビームは強度分布が同じであり、メインビームと第２サブビームは強度分布が異なる。第２サブビームはメインビームに比べて周辺部の強度が低い。入射面の帯状領域１１ｈからの＋１次回折光の位相と帯状領域１１ｉからの＋１次回折光の位相は互いにπ［ラジアン］だけずれている、同様に、入射面の帯状領域１１ｈからの−１次回折光の位相と帯状領域１１ｉからの−１次回折光の位相は互いにπ［ラジアン］だけずれている。なお、回折光学素子３ｆの入射面と出射面は互いに逆にしても構わない。
【００８１】
図１４にディスク７上の集光スポットの配置を示す。集光スポット１３ａ、１３ｌ、１３ｍ、１３ｊ、１３ｋは、それぞれ、回折光学素子３ｆの入射面からの０次光のうち出射面からの０次光、入射面からの＋１次回折光のうち出射面からの０次光、入射面からの−１次回折光のうち出射面からの０次光、入射面からの０次光のうち出射面からの＋１次回折光、入射面からの０次光のうち出射面からの−１次回折光に相当する。５つの集光スポット１３ａ、１３ｌ、１３ｍ、１３ｊ、１３ｋは同一のトラック１２（ランドまたはグルーブ）上に配置されている。第１サブビームは、光軸に関して対称でディスク７の接線方向に平行な２つの直線の外側と内側で位相が互いにπ［ラジアン］だけずれているため、第１サブビームに対応する集光スポット１３ｌ、１３ｍはディスク７の半径方向の左側と右側に強度が等しい２つのピークを持つ。一方、第２サブビームはメインビームに比べて周辺部の強度が低いため、第２サブビームに対応する集光スポット１３ｊ、１３ｋはメインビームである集光スポット１３ａに比べて直径が大きい。
【００８２】
第６実施形態における光検出器１０ａの受光部のパターンと光検出器１０ａ上の光スポットの配置は図４に示すものとほぼ同じである。本実施の形態においては、第一の実施の形態において説明した方法と同様の方法によりフォーカス誤差信号、トラック誤差信号、ＲＦ信号が得られる。
回折光学素子３ｆの入射面の領域１１ｈにおける格子の位相と領域１１ｉにおける格子の位相を互いにπだけずらすことにより、第一のサブビームの位相を光軸に関して対称でディスク７の接線方向に平行な２つの直線の外側と内側で互いにπだけずらすことは、ディスク７上の第一のサブビームの集光スポットをメインビームの集光スポットに対し、ディスク７の溝の１／２周期分だけディスク７の半径方向にずらして配置することと誤差信号に関しては等価である。その理由は例えば特開平１１−２９６８７５号公報に記載されている。
【００８３】
従って、第６実施形態においては、従来の光ヘッド装置において説明した理由と同様の理由により、フォーカス誤差信号およびトラック誤差信号にオフセットを生じない。また、第１実施形態および従来の光ヘッド装置において説明した方法と同様の方法により、ディスク７の基板厚ずれおよびラジアルチルトを検出することができる。
【００８４】
さらに、第６実施形態においては、５つの集光スポット１３ａ、１３ｌ、１３ｍ、１３ｊ、１３ｋがディスク７の同一のトラック１２上に配置されている。このため、トラックピッチが異なるディスクに対しても５つの集光スポットの配置は変わらず、任意のトラックピッチのディスクに対し、フォーカス誤差信号およびトラック誤差信号にオフセットを生じず、かつ基板厚ずれおよびラジアルチルトを検出することができる。
（光ヘッド装置の第２〜第６の実施形態の変形例）
本発明の光ヘッド装置の変形例としては、第２実施形態における回折光学素子３ｂや、第３実施形態における回折光学素子３ｃや、第４実施形態における回折光学素子３ｄを、第５実施形態における回折光学素子３ｅや第６実施形態における回折光学素子３ｆと同様に、入射面が２つの領域に分割された回折光学素子に置き換えた形態も考えられる。これらの変形例においては、第５および第６の実施形態において説明した理由と同様の理由により、任意のトラックピッチのディスクに対し、フォーカス誤差信号およびトラック誤差信号にオフセットを生じず、かつ基板厚ずれおよびラジアルチルトを検出することができる。
（光ヘッド装置の第７実施形態）
本発明の光ヘッド装置の第７実施形態は、第１実施形態における回折光学素子３ａを回折光学素子３ｇに置き換えたものであり、他の構成は第１実施形態のそれと同一である。
【００８５】
図１５は、本実施形態で使用する回折光学素子３ｇの平面図である。回折光学素子３ｇは、片方の面（入射面または出射面）に、図中に点線で示す対物レンズ６の有効径より小さい直径を有する円形領域１１ｋおよびその外側領域１１ｌに、それぞれ回折格子が形成された構成である。回折格子における格子の方向はいずれも、ディスク７の半径方向にほぼ平行であり、格子のパターンはいずれも等間隔に配置された直線状である。円形領域１１ｋにおける格子の間隔と外側領域１１ｌにおける格子の間隔は等しい。
【００８６】
図１６は回折光学素子３ｇの断面図である。回折光学素子３ｇは、円形領域１１ｋにおいては図１６（ａ）に示すように基板１７上に格子１８ａが形成されており、外側領域１１ｌにおいては図１６（ｂ）に示すように基板１７上に格子１８ｂが形成された構成である。格子１８ａの間隔と格子１８ｂの間隔はいずれもＰである。格子１８ａの断面形状は、幅［（Ｐ／２）−Ａ］のライン部、幅Ａのスペース部、幅Ａのライン部、幅［（Ｐ／２）−Ａ］のライン部の繰り返しである。ライン部とスペース部の高さの平均はＨ０、高さの差は２Ｈ１である。一方、格子１８ｂの断面形状は、幅（Ｐ／２）のライン部、幅（Ｐ／２）のスペース部の繰り返しである。ライン部とスペース部の高さの平均はＨ０、高さの差は２Ｈ２である。このとき、格子１８ａの透過率、±１次回折効率、±２次回折効率をそれぞれηａ０、ηａ１、ηａ２とし、格子１８ｂの透過率、±１次回折効率、±２次回折効率をそれぞれηｂ０、ηｂ１、ηｂ２とすると、次式が成り立つ。但し、λは半導体レーザ１の波長、ｎは格子１８ａ、１８ｂの屈折率である。
【００８７】
ηａ０＝ｃｏｓ2（φ１／２）
ηａ１＝（２／π）2ｓｉｎ2（φ１／２）ｓｉｎ2［π（１−４Ａ／Ｐ）／２］
ηａ２＝（１／π）2ｓｉｎ2（φ１／２）｛１＋ｃｏｓ［π（１−４Ａ／Ｐ）］｝2
ηｂ０＝ｃｏｓ2（φ２／２）
ηｂ１＝（２／π）2ｓｉｎ2（φ２／２）
ηｂ２＝０
φ１＝４π（ｎ−１）Ｈ１／λ
φ２＝４π（ｎ−１）Ｈ２／λ
例えばφ１＝０．２９５π、φ２＝０．１９４π、Ａ＝０．１４２Ｐとすると、ηａ０＝０．８００、ηａ１＝０．０３２、ηａ２＝０．０３０、ηｂ０＝０．９１０、ηｂ１＝０．０３６、ηｂ２＝０となる。すなわち、円形領域１１ｋに入射した光は、０次光として約８０．０％が透過し、±１次回折光としてそれぞれ約３．２％が回折され、±２次回折光としてそれぞれ約３．０％が回折される。一方、外側領域１１ｌに入射した光は、０次光として約９１．０％が透過し、±１次回折光としてそれぞれ約３．６％が回折され、±２次回折光としては回折されない。
【００８８】
回折光学素子３ｇからの０次光をメインビーム、±１次回折光を第１サブビーム、±２次回折光を第２サブビームとすると、メインビームおよび第１サブビームには円形領域１１ｋからの透過光または回折光と、外側領域１１ｌからの透過光または回折光の両方が同じ比率で含まれ、第２サブビームには円形領域１１ｋからの回折光のみが含まれる。その結果、メインビームと第１サブビームは強度分布が同じであり、メインビームと第２サブビームは強度分布が異なる。第２サブビームはメインビームに比べて周辺部の強度が低い。
【００８９】
第７実施形態におけるディスク７上の集光スポットの配置は、図３に示すものと同じである。また、本実施形態における光検出器１０ａの受光部のパターンと光検出器１０ａ上の光スポットの配置は、図４に示すものと同じである。本実施形態においては、第１実施形態において説明した方法と同様の方法により、フォーカス誤差信号、トラック誤差信号、ＲＦ信号が得られる。
【００９０】
また、第７実施形態においては、従来の光ヘッド装置において説明した理由と同様の理由により、フォーカス誤差信号およびトラック誤差信号にオフセットを生じない。また、第１実施形態および従来の光ヘッド装置において説明した方法と同様の方法により、ディスク７の基板厚ずれおよびラジアルチルトを検出することができる。
（光ヘッド装置の第８実施形態）
本発明の光ヘッド装置の第８実施形態は、第１実施形態における回折光学素子３ａを回折光学素子３ｈに置き換えたものであり、他の構成は第１実施形態のそれと同一である。
【００９１】
図１７は、本実施形態で使用する回折光学素子３ｈの平面図である。回折光学素子３ｈは、片方の面（入射面または出射面）に、図中に点線で示す対物レンズ６の有効径より小さい直径を有する円の外側領域１１ｍと、その内側領域１１ｎに、それぞれ回折格子が形成された構成である。各回折格子の格子の方向は、いずれもディスク７の半径方向にほぼ平行であり、格子のパターンはいずれも等間隔に配置された直線状である。外側領域１１ｍにおける格子の間隔と内側領域１１ｎにおける格子の間隔は等しい。
【００９２】
第８実施形態における回折光学素子３ｈの断面図は、図１６に示す第７実施形態のものと同じであり、外側領域１１ｍ、内側領域１１ｎがそれぞれ図１６（ａ）、図１６（ｂ）に対応する。例えば、φ１＝０．２９５π［ラジアン］、φ２＝０．１９４π［ラジアン］、Ａ＝０．１４２Ｐとすると、外側領域１１ｍに入射した光は、０次光として約８０．０％が透過し、±１次回折光としてそれぞれ約３．２％が回折され、±２次回折光としてそれぞれ約３．０％が回折される。一方、内側領域１１ｎに入射した光は、０次光として約９１．０％が透過し、±１次回折光としてそれぞれ約３．６％が回折され、±２次回折光としては回折されない。
【００９３】
回折光学素子３ｈからの０次光をメインビーム、±１次回折光を第１サブビーム、±２次回折光を第２サブビームとすると、メインビームおよび第１サブビームには外側領域１１ｍからの透過光または回折光と、内側領域１１ｎからの透過光または回折光の両方が同じ比率で含まれ、第２サブビームには外側領域１１ｍからの回折光のみが含まれる。その結果、メインビームと第１サブビームは強度分布が同じであり、メインビームと第２サブビームは強度分布が異なる。第２サブビームはメインビームに比べて周辺部の強度が高い。
【００９４】
第８実施形態におけるディスク７上の集光スポットの配置は、図７に示すものと同じである。また、本実施形態における光検出器１０ａの受光部のパターンと光検出器１０ａ上の光スポットの配置は、図８に示すものと同じである。本実施形態においては、第１実施形態において説明した方法と同様の方法により、フォーカス誤差信号、トラック誤差信号、ＲＦ信号が得られる。
【００９５】
また、従来の光ヘッド装置において説明した理由と同様の理由により、フォーカス誤差信号およびトラック誤差信号にオフセットを生じない。また、第１実施形態および従来の光ヘッド装置において説明した方法と同様の方法により、ディスク７の基板厚ずれおよびラジアルチルトを検出することができる。
（光ヘッド装置の第９実施形態）
本発明の光ヘッド装置の第９実施形態は、第１実施形態における回折光学素子３ａを回折光学素子３ｉに置き換えたものであり、他の構成は第１実施形態のそれと同一である。
【００９６】
図１８は、本実施形態で使用する回折光学素子３ｉの平面図である。回折光学素子３ｉは、図中に点線で示す対物レンズ６の有効径より小さい幅を有する帯状の内側領域１１ｏと、その両側に配置された二つの帯状の外側領域１１ｐにそれぞれ回折格子が形成された構成である。各回折格子における格子の方向は、いずれもディスク７の半径方向にほぼ平行であり、格子のパターンはいずれも等間隔に配置された直線状である。内側領域１１ｏにおける格子の間隔と外側領域１１ｐにおける格子の間隔は等しい。
【００９７】
第９実施形態における回折光学素子３ｉの断面図は、図１６に示すものと同じであり、内側領域１１ｏと外側領域１１ｐがそれぞれ図１６（ａ）、図１６（ｂ）に対応する。例えば、φ１＝０．２９５π［ラジアン］、φ２＝０．１９４π［ラジアン］、Ａ＝０．１４２Ｐとすると、内側領域１１ｏに入射した光は、０次光として約８０．０％が透過し、±１次回折光としてそれぞれ約３．２％が回折され、±２次回折光としてそれぞれ約３．０％が回折される。一方、外側領域１１ｐに入射した光は、０次光として約９１．０％が透過し、±１次回折光としてそれぞれ約３．６％が回折され、±２次回折光としては回折されない。
【００９８】
回折光学素子３ｉからの０次光をメインビーム、±１次回折光を第１サブビーム、±２次回折光を第２サブビームとすると、メインビームおよび第１サブビームには内側領域１１ｏからの透過光または回折光と、外側領域１１ｐからの透過光または回折光の両方が同じ比率で含まれ、第２サブビームには内側領域１１ｏからの回折光のみが含まれる。その結果、メインビームと第１サブビームは強度分布が同じであり、メインビームと第２サブビームは強度分布が異なる。第２サブビームはメインビームに比べてディスク７の半径方向における周辺部の強度が低い。
【００９９】
第９実施形態におけるディスク７上の集光スポットの配置は、図３に示すものとほぼ同じであるが、第２サブビームはメインビームに比べてディスク７の半径方向における周辺部の強度が低いため、第２サブビームである集光スポットはメインビームである集光スポットに比べてディスク７の半径方向における径が大きい。また、第９実施形態における光検出器１０ａの受光部のパターンと光検出器１０ａ上の光スポットの配置は、図４に示すものとほぼ同じである。第９実施形態においては、第１実施形態において説明した方法と同様の方法により、フォーカス誤差信号、トラック誤差信号、ＲＦ信号が得られる。
第９実施形態においては、従来の光ヘッド装置において説明した理由と同様の理由により、フォーカス誤差信号およびトラック誤差信号にオフセットを生じない。また、第１実施形態および従来の光ヘッド装置において説明した方法と同様の方法により、ディスク７の基板厚ずれおよびラジアルチルトを検出することができる。
（光ヘッド装置の第１０実施形態）
本発明の光ヘッド装置の第１０実施形態は、第１実施形態における回折光学素子３ａを回折光学素子３ｊに置き換えたものであり、他の構成は第１実施形態のそれと同一である。
【０１００】
図１９は、本実施形態で使用する回折光学素子３ｊの平面図である。回折光学素子３ｊは、図中に点線で示す対物レンズ６の有効径より小さい幅を有する領域の外側にある二つの帯状の外側領域１１ｑと、その間に配置された帯状の内側領域１１ｒに、それぞれ回折格子が形成された構成である。各回折格子の格子の方向は、いずれもディスク７の半径方向にほぼ平行であり、格子のパターンはいずれも等間隔に配置された直線状である。外側領域１１ｑにおける格子の間隔と内側領域１１ｒにおける格子の間隔は、互いに等しい。
【０１０１】
第１０実施形態における回折光学素子３ｊの断面図は、図１６に示すものと同じであり、外側領域１１ｑと内側領域１１ｒがそれぞれ、図１６（ａ）、図１６（ｂ）に対応する。例えば、φ１＝０．２９５π［ラジアン］、φ２＝０．１９４π［ラジアン］、Ａ＝０．１４２Ｐとすると、外側領域１１ｑに入射した光は、０次光として約８０．０％が透過し、±１次回折光としてそれぞれ約３．２％が回折され、±２次回折光としてそれぞれ約３．０％が回折される。一方、内側領域１１ｒに入射した光は、０次光として約９１．０％が透過し、±１次回折光としてそれぞれ約３．６％が回折され、±２次回折光としては回折されない。
【０１０２】
回折光学素子３ｊからの０次光をメインビーム、±１次回折光を第１サブビーム、±２次回折光を第２サブビームとすると、メインビームおよび第１サブビームには、外側領域１１ｑからの透過光または回折光と、内側領域１１ｒからの透過光または回折光の両方が同じ比率で含まれ、第２サブビームには、外側領域１１ｑからの回折光のみが含まれる。その結果、メインビームと第１サブビームは強度分布が同じであり、メインビームと第２サブビームは強度分布が異なる。第２サブビームはメインビームに比べてディスク７の半径方向における周辺部の強度が高い。
【０１０３】
第１０実施形態におけるディスク７上の集光スポットの配置は、図７に示すものとほぼ同じであるが、第２サブビームはメインビームに比べてディスク７の半径方向における周辺部の強度が高いため、第２サブビームである集光スポットは、メインビームである集光スポットに比べてディスク７の半径方向における径が小さく、サイドローブが大きい。また、本実施形態における光検出器１０ａの受光部のパターンと光検出器１０ａ上の光スポットの配置は、図８に示すものとほぼ同じである。本実施形態においては、第１実施形態において説明した方法と同様の方法により、フォーカス誤差信号、トラック誤差信号、ＲＦ信号が得られる。
【０１０４】
第１０実施形態においては、従来の光ヘッド装置において説明した理由と同様の理由により、フォーカス誤差信号およびトラック誤差信号にオフセットを生じない。また、第１実施形態および従来の光ヘッド装置において説明した方法と同様の方法により、ディスク７の基板厚ずれおよびラジアルチルトを検出することができる。
（光ヘッド装置の第１１実施形態）
本発明の光ヘッド装置の第１１実施形態は、第１実施形態における回折光学素子３ａを回折光学素子３ｋに置き換えたものであり、他の構成は第１実施形態のそれと同一である。
【０１０５】
図２０は、本実施形態で使用する回折光学素子３ｋの平面図である。回折光学素子３ｋは、片方の面（入射面または出射面）に、図中に点線で示す対物レンズ６の有効径より小さい直径を有する円の内側には、入射光の光軸を通りディスク７の接線方向に平行な直線で二つの内側領域１１ｓ、１１ｔに分割された回折格子が形成されており、内側領域１１ｓ、１１ｔの外側には、入射光の光軸を通りディスク７の接線方向に平行な直線で二つの領域１１ｕ、１１ｖに分割された回折格子が形成された構成である。各回折格子の格子の方向は、いずれもディスク７の半径方向に平行であり、格子のパターンはいずれも等間隔に配置された直線状である。内側領域１１ｓ、１１ｔにおける格子の間隔と、外側領域１１ｕ、１１ｖにおける格子の間隔は、互いに等しい。内側領域１１ｓ、外側領域１１ｕにおける格子の位相と、内側領域１１ｔ、外側領域１１ｖにおける格子の位相は、互いにπ［ラジアン］だけずれている。
【０１０６】
第１１実施形態における回折光学素子３ｋの断面図は、図１６に示すものと同じであり、内側領域１１ｓおよび１１ｔと、外側領域１１ｕおよび１１ｖがそれぞれ図１６（ａ）、図１６（ｂ）に対応する。例えば、φ１＝０．２９５π［ラジアン］、φ２＝０．１９４π［ラジアン］、Ａ＝０．１４２Ｐとすると、内側領域１１ｓ、１１ｔに入射した光は、０次光として約８０．０％が透過し、±１次回折光としてそれぞれ約３．２％が回折され、±２次回折光としてそれぞれ約３．０％が回折される。一方、外側領域１１ｕ、１１ｖに入射した光は、０次光として約９１．０％が透過し、±１次回折光としてそれぞれ約３．６％が回折され、±２次回折光としては回折されない。
【０１０７】
回折光学素子３ｋからの０次光をメインビーム、±１次回折光を第１サブビーム、±２次回折光を第２サブビームとすると、メインビームおよび第１サブビームには、内側領域１１ｓ、１１ｔからの透過光または回折光と外側領域１１ｕ、１１ｖからの透過光または回折光の両方が同じ比率で含まれ、第２サブビームには、内側領域１１ｓ、１１ｔからの回折光のみが含まれる。その結果、メインビームと第１サブビームは強度分布が同じであり、メインビームと第２サブビームは強度分布が異なる。第２サブビームはメインビームに比べて周辺部の強度が低い。
【０１０８】
内側領域１１ｓ、外側領域１１ｕからの＋１次回折光の位相と、内側領域１１ｔ、外側領域１１ｖからの＋１次回折光の位相は、互いにπ［ラジアン］だけずれ、同様に内側領域１１ｓ、外側領域１１ｕからの−１次回折光の位相と、内側領域１１ｔ、外側領域１１ｖからの−１次回折光の位相は、互いにπ［ラジアン］だけずれる。内側領域１１ｓ、外側領域１１ｕからの＋２次回折光の位相と、内側領域１１ｔ、外側領域１１ｖからの＋２次回折光の位相は、互いに２π［ラジアン］だけずれるため、ずれがないのと等価である。同様に、内側領域１１ｓ、外側領域１１ｕからの−２次回折光の位相と、内側領域１１ｔ、外側領域１１ｖからの−２次回折光の位相は、互いに２π［ラジアン］だけずれるため、ずれがないのと等価である。
【０１０９】
第１１実施形態におけるディスク７上の集光スポットの配置は、図１２に示すものと同じである。また、第１１実施形態における光検出器１０ａの受光部のパターンと光検出器１０ａ上の光スポットの配置は、図４に示すものとほぼ同じである。第１１実施形態においては、第１実施形態において説明した方法と同様の方法により、フォーカス誤差信号、トラック誤差信号、ＲＦ信号が得られる。
【０１１０】
回折光学素子３ｋの内側領域１１ｓ、外側領域１１ｕにおける格子の位相と、内側領域１１ｔ、外側領域１１ｖにおける格子の位相を、互いにπ［ラジアン］だけずらすことにより、第１サブビームの位相を光軸を通りディスク７の接線方向に平行な直線の左側と右側で互いにπ［ラジアン］だけずらすことは、ディスク７上の第１サブビームの集光スポットをメインビームの集光スポットに対して、ディスク７の溝の（１／２）周期分だけディスク７の半径方向にずらして配置することと、誤差信号に関しては等価である。その理由は、例えば特開平９−８１９４２号公報に記載されている。
【０１１１】
従って、第１１実施形態においては、従来の光ヘッド装置において説明した理由と同様の理由により、フォーカス誤差信号およびトラック誤差信号にオフセットを生じない。また、第１実施形態および従来の光ヘッド装置において説明した方法と同様の方法により、ディスク７の基板厚ずれおよびラジアルチルトを検出することができる。
【０１１２】
さらに、第１１実施形態では、５つの集光スポットがディスク７の同一のトラック上に配置されているため、トラックピッチが異なるディスクに対しても５つの集光スポットの配置は変わらない。よって、任意のトラックピッチのディスクに対し、フォーカス誤差信号およびトラック誤差信号にオフセットを生じず、かつ基板厚ずれおよびラジアルチルトを検出することができる。
（光ヘッド装置の第１２実施形態）
本発明の光ヘッド装置の第１２実施形態は、第１実施形態における回折光学素子３ａを回折光学素子３ｌに置き換えたものであり、他の構成は第１実施形態のそれと同一である。
【０１１３】
図２１は、本実施形態で使用する回折光学素子３ｌの平面図である。回折光学素子３ｌは、図中に点線で示す対物レンズ６の有効径より小さい直径を有する円の内側には、入射光の光軸に関して対称でディスク７の接線方向に平行な２つの直線で分割された二つの外側領域１１ｗと、その間に配置された内側領域１１ｘとからなる回折格子が形成されており、それら領域１１ｗと１１ｘの外側にさらに、入射光の光軸に関して対称でディスク７の接線方向に平行な２つの直線で分割された二つの外側領域１１ｙと、それらの間に配置された内側領域１１ｚとからなる回折格子が形成された構成である。各回折格子における格子の方向は、いずれもディスク７の半径方向に平行であり、格子のパターンはいずれも等間隔に配置された直線状である。領域１１ｗ、１１ｘにおける格子の間隔と、領域１１ｙ、１１ｚにおける格子の間隔は、互いに等しい。領域１１ｗ、１１ｙにおける格子の位相と、領域１１ｘ、１１ｚにおける格子の位相は、互いにπ［ラジアン］だけずれている。
【０１１４】
第１２実施形態における回折光学素子３ｌの断面図は、図１６に示すものと同じであり、領域１１ｗおよび１１ｘ、領域１１ｙおよび１１ｚがそれぞれ図１６（ａ）、図１６（ｂ）に対応する。例えば、φ１＝０．２９５π［ラジアン］、φ２＝０．１９４π［ラジアン］、Ａ＝０．１４２Ｐとすると、領域１１ｗと１１ｘに入射した光は、０次光として約８０．０％が透過し、±１次回折光としてそれぞれ約３．２％が回折され、±２次回折光としてそれぞれ約３．０％が回折される。一方、領域１１ｙと１１ｚに入射した光は、０次光として約９１．０％が透過し、±１次回折光としてそれぞれ約３．６％が回折され、±２次回折光としては回折されない。
【０１１５】
回折光学素子３ｌからの０次光をメインビーム、±１次回折光を第１サブビーム、±２次回折光を第２サブビームとすると、メインビームおよび第１サブビームには、領域１１ｗと１１ｘからの透過光または回折光と、領域１１ｙと１１ｚからの透過光または回折光の両方が同じ比率で含まれ、第２サブビームには領域１１ｗと１１ｘからの回折光のみが含まれる。その結果、メインビームと第１サブビームは強度分布が同じであり、メインビームと第２サブビームは強度分布が異なる。第２サブビームはメインビームに比べて周辺部の強度が低い。
【０１１６】
領域１１ｗ、１１ｙからの＋１次回折光の位相と、領域１１ｘ、１１ｚからの＋１次回折光の位相は、互いにπ［ラジアン］だけずれる。同様に、領域１１ｗ、１１ｙからの−１次回折光の位相と、領域１１ｘ、１１ｚからの−１次回折光の位相は、互いにπ［ラジアン］だけずれる。領域１１ｗ、１１ｙからの＋２次回折光の位相と、領域１１ｘ、１１ｚからの＋２次回折光の位相は、互いに２π［ラジアン］だけずれるため、ずれがないのと等価である。同様に、領域１１ｗ、１１ｙからの−２次回折光の位相と、領域１１ｘ、１１ｚからの−２次回折光の位相は、互いに２π［ラジアン］だけずれるため、ずれがないのと等価である。
【０１１７】
第１２実施形態におけるディスク７上の集光スポットの配置は、図１４に示すものと同じである。また、第１２実施形態における光検出器１０ａの受光部のパターンと光検出器１０ａ上の光スポットの配置は、図４に示すものとほぼ同じである。第１２実施形態においては、第１実施形態において説明した方法と同様の方法により、フォーカス誤差信号、トラック誤差信号、ＲＦ信号が得られる。
【０１１８】
回折光学素子３ｌの領域１１ｗ、１１ｙにおける格子の位相と領域１１ｘ、１１ｚにおける格子の位相を互いにπだけずらすことにより、第一のサブビームの位相を光軸に関して対称でディスク７の接線方向に平行な２つの直線の外側と内側で互いにπだけずらすことは、ディスク７上の第一のサブビームの集光スポットをメインビームの集光スポットに対し、ディスク７の溝の１／２周期分だけディスク７の半径方向にずらして配置することと誤差信号に関しては等価である。その理由は例えば特開平１１−２９６８７５号公報に記載されている。従って、第１２実施形態においては、従来の光ヘッド装置において説明した理由と同様の理由によりフォーカス誤差信号およびトラック誤差信号にオフセットを生じない。また、第１２実施形態においては、第１実施形態および従来の光ヘッド装置において説明した方法と同様の方法によりディスク７の基板厚ずれおよびラジアルチルトを検出することができる。さらに、第１２実施形態においては、５つの集光スポットがディスク７の同一のトラック上に配置されている。このため、トラックピッチが異なるディスクに対しても５つの集光スポットの配置は変わらず、任意のトラックピッチのディスクに対し、フォーカス誤差信号およびトラック誤差信号にオフセットを生じず、かつ基板厚ずれおよびラジアルチルトを検出することができる。
（光ヘッド装置の第８〜第１２の実施形態の変形例）
本発明の光ヘッド装置の変形例としては、第８実施形態における回折光学素子３ｈや、第９実施形態における回折光学素子３ｉや、第１０実施形態における回折光学素子３ｊを、第１１実施形態における回折光学素子３ｋや、第１２実施形態における回折光学素子３ｌと同様に、円または帯の内側と外側がそれぞれ２つの領域に分割された回折光学素子に置き換えた形態も考えられる。これらの実施形態においては、第１１および第１２の実施形態において説明した理由と同様の理由により、任意のトラックピッチのディスクに対し、フォーカス誤差信号およびトラック誤差信号にオフセットを生じず、かつ基板厚ずれおよびラジアルチルトを検出することができる。
【０１１９】
第１〜１２の実施形態においては、メインビームのフォーカス誤差信号を用いてフォーカスサーボをかけた時の第２サブビームのフォーカス誤差信号を、「基板厚ずれ信号」として用いている。これに対し、メインビームのフォーカス誤差信号と第１サブビームのフォーカス誤差信号の和信号であるフォーカスサーボのためのフォーカス誤差信号を用いてフォーカスサーボをかけた時の第２サブビームのフォーカス誤差信号を、「基板厚ずれ信号」として用いる形態も考えられる。このような場合においては、フォーカス誤差信号に「溝横断雑音によるオフセット」を生じることなく基板厚ずれを検出することができる。
【０１２０】
ところで、基板厚ずれ信号である第２サブビームのフォーカス誤差信号にも「溝横断雑音によるオフセット」は発生する。このとき、メインビームのフォーカス誤差信号と第１サブビームのフォーカス誤差信号の差を「フォーカスオフセット信号」と呼ぶと、フォーカスオフセット信号においてフォーカス誤差を表わす成分は相殺され、溝横断雑音によるオフセットの成分のみが残る。従って、第２サブビームのフォーカス誤差信号からフォーカスオフセット信号を引いた信号を「基板厚ずれ信号」として用いれば、基板厚ずれ信号に溝横断雑音によるオフセットを生じることなく基板厚ずれを検出することができる。
【０１２１】
一方、フォーカスサーボをかける時に用いるフォーカス誤差信号にディスク７の面ぶれ等による残留誤差があると、基板厚ずれ信号である第２サブビームのフォーカス誤差信号にも「残留誤差によるオフセット」が発生する。しかし、第２サブビームのフォーカス誤差信号からフォーカスサーボをかける時に用いるフォーカス誤差信号を引いた信号を、「基板厚ずれ信号」として用いれば、基板厚ずれ信号に残留誤差によるオフセットを生じることなく基板厚ずれを検出することができる。第２サブビームのフォーカス誤差信号からフォーカスオフセット信号を引き（減算し）、さらにフォーカスサーボをかける時に用いるフォーカス誤差信号を引いた（減算した）信号を「基板厚ずれ信号」として用いれば、基板厚ずれ信号に溝横断雑音によるオフセットおよび残留誤差によるオフセットを生じることなく、基板厚ずれを検出することができる。
【０１２２】
上述した第１〜第１２の実施形態においては、メインビームのトラック誤差信号を用いてトラックサーボをかけた時の第２サブビームのトラック誤差信号をラジアルチルト信号として用いている。これに対し、メインビームのトラック誤差信号と第１サブビームのトラック誤差信号の差であるトラックサーボのためのトラック誤差信号を用いてトラックサーボをかけた時の第２サブビームのトラック誤差信号を、「ラジアルチルト信号」として用いる形態も考えられる。こうすると、トラック誤差信号にレンズシフトによるオフセットを生じることなく、ラジアルチルトを検出することができる。
【０１２３】
ところで、ラジアルチルト信号である第２サブビームのトラック誤差信号にも、「レンズシフトによるオフセット」は発生する。このとき、メインビームのトラック誤差信号と第一のサブビームのトラック誤差信号の和をトラックオフセット信号と呼ぶと、トラックオフセット信号においてトラック誤差を表わす成分は相殺され、レンズシフトによるオフセットの成分のみが残る。従って、第２サブビームのトラック誤差信号からトラックオフセット信号を引いた（減算した）信号を、「ラジアルチルト信号」として用いれば、ラジアルチルト信号にレンズシフトによるオフセットを生じることなく、ラジアルチルトを検出することができる。
【０１２４】
一方、トラックサーボをかける時に用いるトラック誤差信号にディスク７の偏芯等による残留誤差があると、ラジアルチルト信号である第２サブビームのトラック誤差信号にも残留誤差によるオフセットが発生する。しかし、第２サブビームのトラック誤差信号からトラックサーボをかける時に用いるトラック誤差信号を引いた（減算した）信号を、「ラジアルチルト信号」として用いれば、ラジアルチルト信号に残留誤差によるオフセットを生じることなくラジアルチルトを検出することができる。
【０１２５】
第２サブビームのトラック誤差信号からトラックオフセット信号を引き（減算し）、さらにトラックサーボをかける時に用いるトラック誤差信号を引いた（減算した）信号を、「ラジアルチルト信号」として用いれば、ラジアルチルト信号にレンズシフトによるオフセットおよび残留誤差によるオフセットの双方を生じることなくラジアルチルトを検出することができる。
（光ヘッド装置の第１３実施形態）
本発明の光ヘッド装置の第１３実施形態は、第１実施形態における回折光学素子３ａを回折光学素子３ｍに置き換えたものであり、他の構成は第１実施形態のそれと同一である。
【０１２６】
図２２は、本実施形態で使用する回折光学素子３ｍの平面図である。回折光学素子３ｍは、図中に点線で示す対物レンズ６の有効径より小さい直径を有する円の内側では、入射光の光軸を通りディスク７の半径方向に平行な直線で分割された二つの領域１９ａ、１９ｃにそれぞれ回折格子が形成されており、その円の外側では、入射光の光軸を通りディスク７の半径方向に平行な直線で分割された二つの領域１９ｂ、１９ｄにそれぞれ回折格子が形成された構成である。各回折格子の格子の方向は、いずれもディスク７の半径方向にほぼ平行であり、格子のパターンはいずれも等間隔に配置された直線状である。領域１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄの各々における格子の間隔は全て等しい。
【０１２７】
図２３は回折光学素子３ｍの断面図である。回折光学素子３ｍは、領域１９ａ、１９ｄにおいては、図２３（ａ）に示すように、基板１７上に鋸歯状の断面形状を有する格子１８ｃが形成されており、領域１９ｂ、１９ｃにおいては、図２３（ｂ）に示すように、基板１７上に鋸歯状の断面形状を有する格子１８ｄが形成された構成である。領域１９ａ、１９ｄにおける鋸歯の向きは、＋１次回折光が図２２の上側に偏向されるように設定されている。領域１９ｂ、１９ｃにおける鋸歯の向きは、−１次回折光が図２２の下側に偏向されるように設定されている。格子１８ｃの間隔と格子１８ｄの間隔は、いずれもＰであり、格子１８ｃの高さと格子１８ｄの高さは、いずれもＨ３である。
【０１２８】
ここで、半導体レーザ１の波長をλ、格子１８ｃ、１８ｄの屈折率をｎとし、Ｈ３＝λ／［２（ｎ−１）］であるとすると、格子１８ｃの透過率、＋１次回折効率、−１次回折効率はそれぞれ、約４０．５％、約４０．５％、約４．５％となる。また、格子１８ｄの透過率、＋１次回折効率、−１次回折効率はそれぞれ、約４０．５％、約４．５％、約４０．５％となる。すなわち、領域１９ａ、１９ｄに入射した光は、０次光として約４０．５％が透過し、＋１次回折光として約４０．５％が回折され、−１次回折光としては約４．５％しか回折されない。一方、領域１９ｂ、１９ｃに入射した光は、０次光として約４０．５％が透過し、−１次回折光として約４０．５％が回折され、＋１次回折光としては約４．５％しか回折されない。
【０１２９】
回折光学素子３ｍからの０次光をメインビームとし、＋１次回折光と−１次回折光を対をなすサブビーム１およびサブビーム２とすると、メインビームには領域１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄからの透過光が同じ比率で含まれ、サブビーム１には主として領域１９ａ、１９ｄからの回折光のみが含まれ、サブビーム２には主として領域１９ｂ、１９ｃからの回折光のみが含まれる。その結果、メインビームとサブビーム１とサブビーム２とでは、対物レンズ６に入射する際の強度分布が互いに異なる。サブビーム１は、メインビームに比べて、上半分では周辺部の強度が低く、下半分では周辺部の強度が高い。サブビーム２は、メインビームに比べて、上半分では周辺部の強度が高く、下半分では周辺部の強度が低い。サブビーム１の強度分布とサブビーム２の強度分布を加えたものは、メインビームの強度分布と同じである。
【０１３０】
図２４にディスク７上の集光スポットの配置を示す。集光スポット１３ａ、１３ｎ、１３ｏは、それぞれ回折光学素子３ｍからの０次光、＋１次回折光、−１次回折光に相当する。集光スポット１３ａは、トラック１２（ランドまたはグルーブ）上に、集光スポット１３ｎはトラック１２の右側に隣接するトラック（グルーブまたはランド）上に、集光スポット１３ｏはトラック１２の左側に隣接するトラック（グルーブまたはランド）上に、それぞれ配置されている。
【０１３１】
図２５に光検出器１０ｂの受光部のパターンと光検出器１０ｂ上の光スポットの配置を示す。
【０１３２】
光スポット１５ａは、回折光学素子３ｍからの０次光に相当し、光軸を通るディスク７の接線方向に平行な分割線および半径方向に平行な分割線で４つに分割された受光部２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄで受光される。光スポット１５ｈは、回折光学素子３ｍからの＋１次回折光に相当し、光軸を通るディスク７の接線方向に平行な分割線および半径方向に平行な分割線で４つに分割された受光部２５ｅ、２５ｆ、２５ｇ、２５ｈで受光される。光スポット１５ｉは、回折光学素子３ｍからの−１次回折光に相当し、光軸を通るディスク７の接線方向に平行な分割線および半径方向に平行な分割線で４つに分割された受光部２５ｉ、２５ｊ、２５ｋ、２５ｌで受光される。ディスク７上の集光スポット１３ａ、１３ｎ、１３ｏの列は、ほぼ接線方向に並ぶが、円筒レンズ８およびレンズ９の作用により、光検出器１０ｂ上の光スポット１５ａ、１５ｈ、１５ｌの列はほぼ半径方向に並ぶ。
【０１３３】
受光部２５ａ〜２５ｌからの出力をそれぞれＶ２５ａ〜Ｖ２５ｌで表わすと、メインビームである集光スポット１３ａとサブビームである集光スポット１３ｎ、１３ｏによるフォーカス誤差信号は、非点収差法により、それぞれ
（Ｖ２５ａ＋Ｖ２５ｄ）−（Ｖ２５ｂ＋Ｖ２５ｃ）、（Ｖ２５ｅ＋Ｖ２５ｈ＋Ｖ２５ｉ＋Ｖ２５ｌ）−（Ｖ２５ｆ＋Ｖ２５ｇ＋Ｖ２５ｊ＋Ｖ２５ｋ）
の演算から得られる。
【０１３４】
フォーカスサーボのためのフォーカス誤差信号は、差動非点収差法により、
（Ｖ２５ａ＋Ｖ２５ｄ）−（Ｖ２５ｂ＋Ｖ２５ｃ）＋Ｋ｛（Ｖ２５ｅ＋Ｖ２５ｈ＋Ｖ２５ｉ＋Ｖ２５ｌ）−（Ｖ２５ｆ＋Ｖ２５ｇ＋Ｖ２５ｊ＋Ｖ２５ｋ）｝（Ｋは定数）
の演算から得られる。
【０１３５】
一方、メインビームである集光スポット１３ａとサブビームである集光スポット１３ｎ、１３ｏによるトラック誤差信号は、プッシュプル法により、それぞれ
（Ｖ２５ａ＋Ｖ２５ｂ）−（Ｖ２５ｃ＋Ｖ２５ｄ）、（Ｖ２５ｅ＋Ｖ２５ｆ＋Ｖ２５ｉ＋Ｖ２５ｊ）−（Ｖ２５ｇ＋Ｖ２５ｈ＋Ｖ２５ｋ＋Ｖ２５ｌ）
の演算から得られる。
【０１３６】
トラックサーボのためのトラック誤差信号は、差動プッシュプル法により、
（Ｖ２５ａ＋Ｖ２５ｂ）−（Ｖ２５ｃ＋Ｖ２５ｄ）−Ｋ｛（Ｖ２５ｅ＋Ｖ２５ｆ＋Ｖ２５ｉ＋Ｖ２５ｊ）−（Ｖ２５ｇ＋Ｖ２５ｈ＋Ｖ２５ｋ＋Ｖ２５ｌ）｝
の演算から得られる。
【０１３７】
また、メインビームである集光スポット１３ａによるＲＦ信号は、
Ｖ２５ａ＋Ｖ２５ｂ＋Ｖ２５ｃ＋Ｖ２５ｄ
の演算から得られる。
【０１３８】
メインビームである集光スポット１３ａによるフォーカス誤差信号は、図３８（ａ）のフォーカス誤差信号２６ａまたは図３８（ｂ）のフォーカス誤差信号２６ｃと同じである。また、サブビーム１の強度分布とサブビーム２の強度分布を加えたものはメインビームの強度分布と同じであるため、サブビームに対応する集光スポット１３ｎと１３ｏによるフォーカス誤差信号は、図３８（ａ）のフォーカス誤差信号２６ｂまたは図３８（ｂ）のフォーカス誤差信号２６ｄと同じである。従って、集光スポット１３ａによるフォーカス誤差信号と集光スポット１３ｎ、１３ｏによるフォーカス誤差信号の和信号として生成されるフォーカスサーボのためのフォーカス誤差信号は、図３８（ｃ）のフォーカス誤差信号２６ｅと同じである。すなわち、第１３実施形態においては、フォーカス誤差信号にオフセットを生じない。
【０１３９】
メインビームである集光スポット１３ａによるトラック誤差信号は、図３９（ａ）のトラック誤差信号２７ａまたは図３９（ｂ）のトラック誤差信号２７ｃと同じである。また、サブビーム１の強度分布とサブビーム２の強度分布を加えたものはメインビームの強度分布と同じであるため、サブビームである集光スポット１３ｎ、１３ｏによるトラック誤差信号は、図３９（ａ）のトラック誤差信号２７ｂまたは図３９（ｂ）のトラック誤差信号２７ｄと同じである。従って、集光スポット１３ａによるトラック誤差信号と集光スポット１３ｎ、１３ｏによるトラック誤差信号の差信号として生成されるトラックサーボのためのトラック誤差信号は、図３９（ｃ）のトラック誤差信号２７ｅと同じである。すなわち、第１３実施形態においては、トラック誤差信号にもオフセットを生じない。
【０１４０】
メインビームである集光スポット１３ａによるフォーカス誤差信号は、ディスク７に基板厚ずれがない場合は、図５（ａ）のフォーカス誤差信号１６ａと同じであり、ディスク７に正の基板厚ずれがある場合は、図５（ｂ）のフォーカス誤差信号１６ｂと同じであり、ディスク７に負の基板厚ずれがある場合は、図５（ｃ）のフォーカス誤差信号１６ｄと同じである。
【０１４１】
サブビーム１に対応する集光スポット１３ｎのうち回折光学素子３ｍの領域１９ａからの回折光によるフォーカス誤差信号（上半分のフォーカス誤差信号）である（Ｖ２５ｅ−Ｖ２５ｇ）と、サブビーム２に対応する集光スポット１３ｏのうち回折光学素子３ｍの領域１９ｃからの回折光によるフォーカス誤差信号（下半分のフォーカス誤差信号）である（Ｖ２５ｌ−Ｖ２５ｊ）は、ディスク７に基板厚ずれがない場合は、図５（ａ）のフォーカス誤差信号１６ａと同じであり、ディスク７に正の基板厚ずれがある場合は、図５（ｂ）のフォーカス誤差信号１６ｃと同じであり、ディスク７に負の基板厚ずれがある場合は、図５（ｃ）のフォーカス誤差信号１６ｅと同じである。
【０１４２】
サブビーム１に対応する集光スポット１３ｎのうち回折光学素子３ｍの領域１９ｄからの回折光によるフォーカス誤差信号（下半分のフォーカス誤差信号）である（Ｖ２５ｈ−Ｖ２５ｆ）と、サブビーム２に対応する集光スポット１３ｏのうち回折光学素子３ｍの領域１９ｂからの回折光によるフォーカス誤差信号（上半分のフォーカス誤差信号）である（Ｖ２５ｉ−Ｖ２５ｋ）は、ディスク７に基板厚ずれがない場合は、図５（ａ）のフォーカス誤差信号１６ａと同じであり、ディスク７に正の基板厚ずれがある場合は、図５（ｃ）のフォーカス誤差信号１６ｅと同じであり、ディスク７に負の基板厚ずれがある場合は、図５（ｂ）のフォーカス誤差信号１６ｃと同じである。
【０１４３】
従って、サブビーム１の上半分およびサブビーム２の下半分のフォーカス誤差信号と、サブビーム１の下半分およびサブビーム２の上半分のフォーカス誤差信号の差、すなわち
（Ｖ２５ｅ＋Ｖ２５ｆ＋Ｖ２５ｋ＋Ｖ２５ｌ）−（Ｖ２５ｇ＋Ｖ２５ｈ＋Ｖ２５ｉ＋Ｖ２５ｊ）
は、ディスク７に基板厚ずれがない場合は、ジャストフォーカスで値が０となり、ディスク７に正の基板厚ずれがある場合は、ジャストフォーカスで値が正となり、ディスク７に負の基板厚ずれがある場合は、ジャストフォーカスで値が負となる。すなわち、メインビームのフォーカス誤差信号を用いてフォーカスサーボをかけた時の、サブビーム１の上半分およびサブビーム２の下半分のフォーカス誤差信号と、サブビーム１の下半分およびサブビーム２の上半分のフォーカス誤差信号の差信号を「基板厚ずれ信号」として用いることができる。
【０１４４】
メインビームに対応する集光スポット１３ａによるトラック誤差信号は、ディスク７にラジアルチルトがない場合は、図４２（ａ）のトラック誤差信号２９ａと、ディスク７に正のラジアルチルトがある場合は、図４２（ｂ）のトラック誤差信号２９ｂと、ディスク７に負のラジアルチルトがある場合は、図４２（ｃ）のトラック誤差信号２９ｄと同じである。サブビーム１に対応する集光スポット１３ｎのうち、回折光学素子３ｍの領域１９ａからの回折光によるトラック誤差信号（上半分のトラック誤差信号）である（Ｖ２５ｅ−Ｖ２５ｇ）と、サブビーム２に対応する集光スポット１３ｏのうち回折光学素子３ｍの領域１９ｃからの回折光によるトラック誤差信号（下半分のトラック誤差信号）である（Ｖ２５ｊ−Ｖ２５ｌ）は、ディスク７にラジアルチルトがない場合は図４２（ａ）のトラック誤差信号２９ａと、ディスク７に正のラジアルチルトがある場合は図４２（ｂ）のトラック誤差信号２９ｃと、ディスク７に負のラジアルチルトがある場合は図４２（ｃ）のトラック誤差信号２９ｅと同じである。
【０１４５】
サブビーム１に対応する集光スポット１３ｎのうち、回折光学素子３ｍの領域１９ｄからの回折光によるトラック誤差信号（下半分のトラック誤差信号）である（Ｖ２５ｆ−Ｖ２５ｈ）と、サブビーム２に対応する集光スポット１３ｏのうち回折光学素子３ｍの領域１９ｂからの回折光によるトラック誤差信号（上半分のトラック誤差信号）である（Ｖ２５ｉ−Ｖ２５ｋ）は、ディスク７にラジアルチルトがない場合は、図４２（ａ）のトラック誤差信号２９ａと同じであり、ディスク７に正のラジアルチルトがある場合は、図４２（ｃ）のトラック誤差信号２９ｅと同じであり、ディスク７に負のラジアルチルトがある場合は、図４２（ｂ）のトラック誤差信号２９ｃと同じである。
【０１４６】
従って、サブビーム１の上半分およびサブビーム２の下半分のトラック誤差信号と、サブビーム１の下半分およびサブビーム２の上半分のトラック誤差信号の差信号である
（Ｖ２５ｅ＋Ｖ２５ｈ＋Ｖ２５ｊ＋Ｖ２５ｋ）−（Ｖ２５ｆ＋Ｖ２５ｇ＋Ｖ２５ｉ＋Ｖ２５ｌ）
は、ディスク７にラジアルチルトがない場合はランド、グルーブのどちらでも値が０となり、ディスク７に正のラジアルチルトがある場合は、ランドでは値が正となり、グルーブでは値が負となり、ディスク７に負のラジアルチルトがある場合は、ランドでは値が負となり、グルーブでは値が正となる。すなわち、メインビームのトラック誤差信号を用いてトラックサーボをかけた時の、サブビーム１の上半分およびサブビーム２の下半分のトラック誤差信号とサブビーム１の下半分およびサブビーム２の上半分のトラック誤差信号の差信号を、「ラジアルチルト信号」として用いることができる。
（光ヘッド装置の第１４実施形態）
本発明の光ヘッド装置の第１４実施形態は、第１実施形態における回折光学素子３ａを回折光学素子３ｎに置き換えたものであり、他の構成は第１実施形態のそれと同一である。
【０１４７】
図２６は、本実施形態で使用する回折光学素子３ｎの平面図である。回折光学素子３ｎは、片方の面（入射面または出射面）に、図中に点線で示す対物レンズ６の有効径より小さい直径を有する円の内側には、入射光の光軸を通りディスク７の半径方向に平行な直線および接線方向に平行な直線で、四つの領域１９ｅ、１９ｆ、１９ｉ、１９ｊが形成されており、それらの領域内にそれぞれ回折格子が形成されている。領域１９ｅ、１９ｆ、１９ｉ、１９ｊの外側には、入射光の光軸を通りディスク７の半径方向に平行な直線および接線方向に平行な直線で、四つの領域１９ｇ、１９ｈ、１９ｋ、１９ｌが形成されており、それらの領域内にそれぞれ回折格子が形成されている。回折格子における格子の方向は、いずれもディスク７の半径方向にほぼ平行であり、格子のパターンはいずれも等間隔に配置された直線状である。領域１９ｅ、１９ｆ、１９ｇ、１９ｈ、１９ｉ、１９ｊ、１９ｋ、１９ｌにおける格子の間隔は全て等しい。領域１９ｅ、１９ｇ、１９ｉ、１９ｋにおける格子の位相と、領域１９ｆ、１９ｈ、１９ｊ、１９ｌにおける格子の位相は互いにπ［ラジアン］だけずれている。
【０１４８】
第１４実施形態における回折光学素子３ｎの断面図は、図２３に示すものと同じであり、領域１９ｅ、１９ｆ、１９ｋ、１９ｌが図２３（ａ）に、領域１９ｇ、１９ｈ、１９ｉ、１９ｊが図２３（ｂ）に対応する。すなわち、領域１９ｅ、１９ｆ、１９ｋ、１９ｌに入射した光は、０次光として約４０．５％が透過し、＋１次回折光として約４０．５％が回折され、−１次回折光としては約４．５％しか回折されない。一方、領域１９ｇ、１９ｈ、１９ｉ、１９ｊに入射した光は、０次光として約４０．５％が透過し、−１次回折光として約４０．５％が回折され、＋１次回折光としては約４．５％しか回折されない。
【０１４９】
回折光学素子３ｎからの０次光をメインビーム、＋１次回折光をサブビーム１、−１次回折光をサブビーム２とすると、メインビームには領域１９ｅ、１９ｆ、１９ｇ、１９ｈ、１９ｉ、１９ｊ、１９ｋ、１９ｌからの透過光が同じ比率で含まれ、サブビーム１には主として領域１９ｅ、１９ｆ、１９ｋ、１９ｌからの回折光のみが含まれ、サブビーム２には主として領域１９ｇ、１９ｈ、１９ｉ、１９ｊからの回折光のみが含まれる。その結果、メインビームとサブビーム１とサブビーム２では、対物レンズ６に入射する際の強度分布が互いに異なる。サブビーム１は、メインビームに比べて、上半分では周辺部の強度が低く、下半分では周辺部の強度が高い。サブビーム２は、メインビームに比べて、上半分では周辺部の強度が高く、下半分では周辺部の強度が低い。サブビーム１の強度分布とサブビーム２の強度分布を加えたものは、メインビームの強度分布と同じである。領域１９ｅ、１９ｋからの＋１次回折光の位相と、領域１９ｆ、１９ｌからの＋１次回折光の位相は、互いにπ［ラジアン］だけずれる。同様に、領域１９ｇ、１９ｉからの−１次回折光の位相と、領域１９ｈ、１９ｊからの−１次回折光の位相は、互いにπ［ラジアン］だけずれる。
【０１５０】
図２７にディスク７上の集光スポットの配置を示す。集光スポット１３ａ、１３ｐ、１３ｑは、それぞれ回折光学素子３ｎからの０次光、＋１次回折光、−１次回折光に相当する。３つの集光スポット１３ａ、１３ｐ、１３ｑは、同一のトラック１２（ランドまたはグルーブ）上に配置されている。サブビームは、光軸を通りディスク７の接線方向に平行な直線の左側と右側で位相が互いにπ［ラジアン］だけずれているため、サブビームである集光スポット１３ｐ、１３ｑはディスク７の半径方向の左側と右側に強度が等しい２つのピークを持つ。
【０１５１】
第１４実施形態における光検出器１０ｂの受光部のパターンと、光検出器１０ｂ上の光スポットの配置は、図２５に示すものとほぼ同じである。第１４実施形態においては、第１３実施形態において説明した方法と同様の方法により、フォーカス誤差信号、トラック誤差信号、ＲＦ信号が得られる。
【０１５２】
回折光学素子３ｎの領域１９ｅ、１９ｇ、１９ｉ、１９ｋにおける格子の位相と、領域１９ｆ、１９ｈ、１９ｊ、１９ｌにおける格子の位相を、互いにπ［ラジアン］だけずらすことにより、サブビームの位相を光軸を通りディスク７の接線方向に平行な直線の左側と右側で互いにπ［ラジアン］だけずらすことは、ディスク７上のサブビームの集光スポットをメインビームの集光スポットに対して、ディスク７の溝の（１／２）周期分だけディスク７の半径方向にずらして配置することと、誤差信号に関しては等価である。その理由は、例えば特開平９−８１９４２号公報に記載されている。
【０１５３】
従って、第１４実施形態においては、第１３実施形態において説明した理由と同様の理由により、フォーカス誤差信号およびトラック誤差信号にオフセットを生じない。また、第１３実施形態において説明した方法と同様の方法により、ディスク７の基板厚ずれおよびラジアルチルトを検出することができる。
【０１５４】
さらに、第１４実施形態においては、３つの集光スポットがディスク７の同一のトラック上に配置されている。このため、トラックピッチが異なるディスクに対しても３つの集光スポットの配置は変わらず、任意のトラックピッチのディスクに対し、フォーカス誤差信号およびトラック誤差信号にオフセットを生じず、かつ基板厚ずれおよびラジアルチルトを検出することができる。
（光ヘッド装置の第１５実施形態）
本発明の光ヘッド装置の第１５実施形態は、第１実施形態における回折光学素子３ａを回折光学素子３ｏに置き換えたものであり、他の構成は第１実施形態のそれと同一である。
【０１５５】
図２８は、本実施形態で使用する回折光学素子３ｏの平面図である。回折光学素子３ｏは、図中に点線で示す対物レンズ６の有効径より小さい直径を有する円の内側に、入射光の光軸を通りディスク７の半径方向に平行な直線および入射光の光軸に関して対称でディスク７の接線方向に平行な２つの直線で、領域１９ｍ、１９ｎ、１９ｑ、１９ｒの４つに分割された回折格子が形成されており、その円の外側には入射光の光軸を通りディスク７の半径方向に平行な直線および入射光の光軸に関して対称でディスク７の接線方向に平行な２つの直線で、領域１９ｏ、１９ｐ、１９ｓ、１９ｔの４つに分割された回折格子が形成された構成である。回折格子における格子の方向は、いずれもディスク７の半径方向にほぼ平行であり、格子のパターンはいずれも等間隔に配置された直線状である。領域１９ｍ、１９ｎ、１９ｏ、１９ｐ、１９ｑ、１９ｒ、１９ｓ、１９ｔにおける格子の間隔は、全て等しい。領域１９ｍ、１９ｏ、１９ｑ、１９ｓにおける格子の位相と、領域１９ｎ、１９ｐ、１９ｒ、１９ｔにおける格子の位相は、互いにπ［ラジアン］だけずれている。
【０１５６】
第１５実施形態における回折光学素子３ｏの断面図は、図２３に示すものと同じであり、領域１９ｍ、１９ｎ、１９ｓ、１９ｔが図２３（ａ）に、領域１９ｏ、１９ｐ、１９ｑ、１９ｒが図２３（ｂ）に対応する。すなわち、領域１９ｍ、１９ｎ、１９ｓ、１９ｔに入射した光は、０次光として約４０．５％が透過し、＋１次回折光として約４０．５％が回折され、−１次回折光としては約４．５％しか回折されない。一方、領域１９ｏ、１９ｐ、１９ｑ、１９ｒに入射した光は、０次光として約４０．５％が透過し、−１次回折光として約４０．５％が回折され、＋１次回折光としては約４．５％しか回折されない。
【０１５７】
回折光学素子３ｏからの０次光をメインビーム、＋１次回折光をサブビーム１、−１次回折光をサブビーム２とすると、メインビームには領域１９ｍ、１９ｎ、１９ｏ、１９ｐ、１９ｑ、１９ｒ、１９ｓ、１９ｔからの透過光が同じ比率で含まれ、サブビーム１には主として領域１９ｍ、１９ｎ、１９ｓ、１９ｔからの回折光のみが含まれ、サブビーム２には主として領域１９ｏ、１９ｐ、１９ｑ、１９ｒからの回折光のみが含まれる。その結果、メインビームとサブビーム１とサブビーム２では、対物レンズ６に入射する際の強度分布が異なる。サブビーム１は、メインビームに比べて、上半分では周辺部の強度が低く、下半分では周辺部の強度が高い。サブビーム２は、メインビームに比べて、上半分では周辺部の強度が高く、下半分では周辺部の強度が低い。サブビーム１の強度分布とサブビーム２の強度分布を加えたものは、メインビームの強度分布と同じである。領域１９ｍ、１９ｓからの＋１次回折光の位相と領域１９ｎ、１９ｔからの＋１次回折光の位相は、互いにπ［ラジアン］だけずれ、同様に領域１９ｏ、１９ｑからの−１次回折光の位相と領域１９ｐ、１９ｒからの−１次回折光の位相は互いにπ［ラジアン］だけずれる。
【０１５８】
図２９にディスク７上の集光スポットの配置を示す。集光スポット１３ａ、１３ｒ、１３ｓは、それぞれ回折光学素子３ｏからの０次光、＋１次回折光、−１次回折光に相当する。３つの集光スポット１３ａ、１３ｒ、１３ｓは、同一のトラック１２（ランドまたはグルーブ）上に配置されている。サブビームは、光軸に関して対称でディスク７の接線方向に平行な２つの直線の外側と内側で位相が互いにπ［ラジアン］だけずれているため、サブビームである集光スポット１３ｒ、１３ｓは、ディスク７の半径方向の左側と右側に強度が等しい２つのピークを持つ。
【０１５９】
第１５実施形態における光検出器１０ｂの受光部のパターンと光検出器１０ｂ上の光スポットの配置は、図２５に示すものとほぼ同じである。本実施形態においては、第１３実施形態において説明した方法と同様の方法により、フォーカス誤差信号、トラック誤差信号、ＲＦ信号が得られる。
【０１６０】
回折光学素子３ｏの領域１９ｍ、１９ｏ、１９ｑ、１９ｓにおける格子の位相と領域１９ｎ、１９ｐ、１９ｒ、１９ｔにおける格子の位相を、互いにπ［ラジアン］だけずらすことにより、サブビームの位相を光軸に関して対称でディスク７の接線方向に平行な２つの直線の外側と内側で互いにπ［ラジアン］だけずらすことは、ディスク７上のサブビームの集光スポットをメインビームの集光スポットに対し、ディスク７の溝の（１／２）周期分だけディスク７の半径方向にずらして配置することと、誤差信号に関しては等価である。その理由は、例えば特開平１１−２９６８７５号公報に記載されている。
【０１６１】
従って、第１５実施形態においては、第１３実施形態において説明した理由と同様の理由により、フォーカス誤差信号およびトラック誤差信号にオフセットを生じない。また、第１３実施形態において説明した方法と同様の方法により、ディスク７の基板厚ずれおよびラジアルチルトを検出することができる。
【０１６２】
さらに、第１５実施形態においては、３つの集光スポットがディスク７の同一のトラック上に配置されている。このため、トラックピッチが異なるディスクに対しても３つの集光スポットの配置は変わらず、任意のトラックピッチのディスクに対し、フォーカス誤差信号およびトラック誤差信号にオフセットを生じず、かつ基板厚ずれおよびラジアルチルトを検出することができる。
（光ヘッド装置の第１３〜第１５の実施形態の変形例）
本発明の光ヘッド装置の変形例としては、第１３実施形態における回折光学素子３ｍを、対物レンズ６の有効径より小さい幅を有する帯の内側には、入射光の光軸を通りディスク７の半径方向に平行な直線で２つの領域に分割された回折格子が形成されており、外側には入射光の光軸を通りディスク７の半径方向に平行な直線で２つの領域に分割された回折格子が形成された構成の回折光学素子に置き換えた形態も考えられる。この形態においては、第１３実施形態において説明した理由と同様の理由により、フォーカス誤差信号およびトラック誤差信号にオフセットを生じない。また、第１３実施形態において説明した方法と同様の方法により、ディスク７の基板厚ずれおよびラジアルチルトを検出することができる。
【０１６３】
また、第１４実施形態における回折光学素子３ｎを、対物レンズ６の有効径より小さい幅を有する帯の内側には入射光の光軸を通りディスク７の半径方向に平行な直線および接線方向に平行な直線で４つの領域に分割された回折格子が形成されており、外側には入射光の光軸を通りディスク７の半径方向に平行な直線および接線方向に平行な直線で４つの領域に分割された回折格子が形成された構成の回折光学素子に置き換えた形態も考えられる。この実施の形態においては、第１４実施形態において説明した理由と同様の理由により、任意のトラックピッチのディスクに対し、フォーカス誤差信号およびトラック誤差信号にオフセットを生じない。また、この実施の形態においては、第１４実施形態において説明した方法と同様の方法により、任意のトラックピッチのディスクに対し、ディスク７の基板厚ずれおよびラジアルチルトを検出することができる。
【０１６４】
さらに、第１５実施形態における回折光学素子３ｏを、対物レンズ６の有効径より小さい幅を有する帯の内側には入射光の光軸を通りディスク７の半径方向に平行な直線および入射光の光軸に関して対称でディスク７の接線方向に平行な２つの直線で４つの領域に分割された回折格子が形成されており、外側には入射光の光軸を通りディスク７の半径方向に平行な直線および入射光の光軸に関して対称でディスク７の接線方向に平行な２つの直線で４つの領域に分割された回折格子が形成された構成の回折光学素子に置き換えた形態も考えられる。この実施の形態においては、第十五の実施の形態において説明した理由と同様の理由により、任意のトラックピッチのディスクに対し、フォーカス誤差信号およびトラック誤差信号にオフセットを生じない。また、この実施の形態においては、第１５実施形態において説明した方法と同様の方法により、任意のトラックピッチのディスクに対し、ディスク７の基板厚ずれおよびラジアルチルトを検出することができる。
【０１６５】
第１３〜第１５の実施形態においては、メインビームのフォーカス誤差信号を用いてフォーカスサーボをかけた時の、サブビーム１の上半分およびサブビーム２の下半分のフォーカス誤差信号とサブビーム１の下半分およびサブビーム２の上半分のフォーカス誤差信号の差を基板厚ずれ信号として用いている。これに対し、メインビームのフォーカス誤差信号とサブビームのフォーカス誤差信号の和であるフォーカスサーボのためのフォーカス誤差信号を用いてフォーカスサーボをかけた時の、サブビーム１の上半分およびサブビーム２の下半分のフォーカス誤差信号とサブビーム１の下半分およびサブビーム２の上半分のフォーカス誤差信号の差を基板厚ずれ信号として用いる形態も考えられる。この実施の形態においては、フォーカス誤差信号に溝横断雑音によるオフセットを生じることなく基板厚ずれを検出することができる。ところで、基板厚ずれ信号にも溝横断雑音によるオフセットは発生する。このとき、メインビームのフォーカス誤差信号とサブビームのフォーカス誤差信号の差をフォーカスオフセット信号と呼ぶと、フォーカスオフセット信号においてフォーカス誤差を表わす成分は相殺され、溝横断雑音によるオフセットの成分のみが残る。従って、サブビーム１の上半分およびサブビーム２の下半分のフォーカス誤差信号とサブビーム１の下半分およびサブビーム２の上半分のフォーカス誤差信号の差からフォーカスオフセット信号を引いた信号を基板厚ずれ信号として用いれば、基板厚ずれ信号に溝横断雑音によるオフセットを生じることなく「基板厚ずれ」を検出することができる。
【０１６６】
第１３〜第１５の実施形態においては、メインビームのトラック誤差信号を用いてトラックサーボをかけた時の、サブビーム１の上半分およびサブビーム２の下半分のトラック誤差信号とサブビーム１の下半分およびサブビーム２の上半分のトラック誤差信号の差をラジアルチルト信号として用いている。これに対し、メインビームのトラック誤差信号とサブビームのトラック誤差信号の差であるトラックサーボのためのＶトラック誤差信号を用いてトラックサーボをかけた時の、サブビーム１の上半分およびサブビーム２の下半分のトラック誤差信号とサブビーム１の下半分およびサブビーム２の上半分のトラック誤差信号の差をラジアルチルト信号として用いる形態も考えられる。この実施の形態においては、トラック誤差信号にレンズシフトによるオフセットを生じることなくラジアルチルトを検出することができる。ところで、ラジアルチルト信号にもレンズシフトによるオフセットは発生する。このとき、メインビームのトラック誤差信号とサブビームのトラック誤差信号の和をトラックオフセット信号と呼ぶと、トラックオフセット信号においてトラック誤差を表わす成分は相殺され、レンズシフトによるオフセットの成分のみが残る。従って、サブビーム１の上半分およびサブビーム２の下半分のトラック誤差信号とサブビーム１の下半分およびサブビーム２の上半分のトラック誤差信号の差からトラックオフセット信号を引いた信号をラジアルチルト信号として用いれば、ラジアルチルト信号にレンズシフトによるオフセットを生じることなく「ラジアルチルト」を検出することができる。
（光学式情報記録再生装置の第１実施形態）
図３０に本発明の光学式情報記録再生装置の第１実施形態を示す。本実施形態は、図１に示す本発明の光ヘッド装置の第１実施形態に演算回路２０ａ、駆動回路２１ａ、リレーレンズ２２ａ、２２ｂを付加したものである。
【０１６７】
演算回路２０ａは、光検出器１０ａの各受光部からの出力に基づいて基板厚ずれ信号を演算する。駆動回路２１ａは、基板厚ずれ信号が０になるように、図中の点線で囲まれたリレーレンズ２２ａ、２２ｂのどちらか一方を図示しないアクチュエータにより光軸方向に移動させる。リレーレンズ２２ａ、２２ｂのどちらか一方を光軸方向に移動させると対物レンズ６における倍率が変化し、球面収差が変化する。そこで、リレーレンズ２２ａ、２２ｂのどちらか一方の光軸方向の位置を調整してディスク７の基板厚ずれに起因する球面収差を相殺する球面収差を対物レンズ６で発生させる。これによりディスク７の基板厚ずれが補正され、記録再生特性に対する悪影響がなくなる。
（光学式情報記録再生装置の第２実施形態）
図３１に本発明の光学式情報記録再生装置の第２実施形態を示す。本実施の形態は、図１に示す本発明の光ヘッド装置の第１実施形態に演算回路２０ａ、駆動回路２１ｂを付加したものである。演算回路２０ａは、光検出器１０ａの各受光部からの出力に基づいて基板厚ずれ信号を演算する。駆動回路２１ｂは、基板厚ずれ信号が０になるように、図中の点線で囲まれたコリメータレンズ２を図示しないアクチュエータにより光軸方向に移動させる。コリメータレンズ２を光軸方向に移動させると対物レンズ６における倍率が変化し、球面収差が変化する。そこで、コリメータレンズ２の光軸方向の位置を調整してディスク７の基板厚ずれに起因する球面収差を相殺する球面収差を対物レンズ６で発生させる。これによりディスク７の基板厚ずれが補正され、記録再生特性に対する悪影響がなくなる。
（光学式情報記録再生装置の第３実施形態）
図３２に本発明の光学式情報記録再生装置の第３実施形態を示す。本実施の形態は、図１に示す本発明の光ヘッド装置の第１実施形態に演算回路２０ｂ、駆動回路２１ｃを付加したものである。
【０１６８】
演算回路２０ｂは、光検出器１０ａの各受光部からの出力に基づいてラジアルチルト信号を演算する。駆動回路２１ｃは、ラジアルチルト信号が０になるように、図中の点線で囲まれた対物レンズ６を図示しないアクチュエータによりディスク７の半径方向に傾ける。これによりディスク７のラジアルチルトが補正され、記録再生特性に対する悪影響がなくなる。
（光学式情報記録再生装置第４実施形態）
図３３に本発明の光学式情報記録再生装置の第四４実施形態を示す。本実施の形態は、図１に示す本発明の光ヘッド装置の第１実施形態に演算回路２０ｂ、駆動回路２１ｄを付加したものである。
【０１６９】
演算回路２０ｂは、光検出器１０ａの各受光部からの出力に基づいてラジアルチルト信号を演算する。駆動回路２１ｄは、ラジアルチルト信号が０になるように、図中の点線で囲まれた光ヘッド装置全体を図示しないモータによりディスク７の半径方向に傾ける。これによりディスク７のラジアルチルトが補正され、記録再生特性に対する悪影響がなくなる。
本発明の光学式情報記録再生装置の実施の形態としては、第一または第二の実施の形態と第三または第四の実施の形態を組み合わせた形態も考えられる。これらの実施の形態においては、ディスク７の基板厚ずれとラジアルチルトの両方を補正することができる。
（光学式情報記録再生装置の第５実施形態）
図３４に本発明の光学式情報記録再生装置の第５実施形態を示す。本実施形態は、図１に示す本発明の光ヘッド装置の第１実施形態に演算回路２０ｃ、駆動回路２１ｅ、液晶光学素子２３を付加したものである。
【０１７０】
演算回路２０ｃは、光検出器１０ａの各受光部からの出力に基づいて基板厚ずれ信号およびラジアルチルト信号を演算する。駆動回路２１ｅは、基板厚ずれ信号およびラジアルチルト信号が０になるように、図中の点線で囲まれた液晶光学素子２３に電圧を印加する。液晶光学素子２３は複数の領域に分割されており、各領域に印加する電圧を変化させると透過光に対する球面収差およびコマ収差が変化する。そこで、液晶光学素子２３に印加する電圧を調整してディスク７の基板厚ずれに起因する球面収差を相殺する球面収差およびラジアルチルトに起因するコマ収差を相殺するコマ収差を液晶光学素子２３で発生させる。これによりディスク７の基板厚ずれおよびラジアルチルトが補正され、記録再生特性に対する悪影響がなくなる。
【０１７１】
光学式情報記録再生装置の第３〜第５の実施形態においては、ランドに対してトラックサーボをかける場合とグルーブに対してトラックサーボをかける場合では、ラジアルチルト信号の符号が逆になる。従って、ランドとグルーブのどちらにトラックサーボをかけるかに応じて、ラジアルチルトを補正するための演算回路２０ｂ、２０ｃ、駆動回路２１ｃ、２１ｄ、２１ｅから構成される回路の極性を切り換える必要がある。
【０１７２】
本発明の光学式情報記録再生装置の変形例としては、本発明の光ヘッド装置の第２〜第１５の実施形態に演算回路、駆動回路等を付加した形態も考えられる。
【０１７３】
【発明の効果】
以上に述べたように、本発明の光ヘッド装置および光学式情報記録再生装置によれば、フォーカス誤差信号およびトラック誤差信号の双方にオフセットを生じないと共に、光記録媒体のラジアルチルトまたは光記録媒体の基板厚ずれを検出することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の光ヘッド装置の第１実施形態を示す図である。
【図２】本発明の光ヘッド装置の第１実施形態における回折光学素子の平面図である。
【図３】本発明の光ヘッド装置の第１実施形態におけるディスク上の集光スポットの配置を示す図である。
【図４】本発明の光ヘッド装置の第１実施形態における光検出器の受光部のパターンと光検出器上の光スポットの配置を示す図である。
【図５】基板厚ずれの検出に関わる各種のフォーカス誤差信号を示す図である。
【図６】本発明の光ヘッド装置の第２実施形態における回折光学素子の平面図である。
【図７】本発明の光ヘッド装置の第２実施形態におけるディスク上の集光スポットの配置を示す図である。
【図８】本発明の光ヘッド装置の第２実施形態における光検出器の受光部のパターンと光検出器上の光スポットの配置を示す図である。
【図９】本発明の光ヘッド装置の第３実施形態における回折光学素子の平面図である。
【図１０】本発明の光ヘッド装置の第４実施形態における回折光学素子の平面図である。
【図１１】本発明の光ヘッド装置の第５実施形態における回折光学素子の平面図である。
【図１２】本発明の光ヘッド装置の第５実施形態におけるディスク上の集光スポットの配置を示す図である。
【図１３】本発明の光ヘッド装置の第６実施形態における回折光学素子の平面図である。
【図１４】本発明の光ヘッド装置の第６実施形態におけるディスク上の集光スポットの配置を示す図である。
【図１５】本発明の光ヘッド装置の第７実施形態における回折光学素子の平面図である。
【図１６】本発明の光ヘッド装置の第７実施形態における回折光学素子の断面図である。
【図１７】本発明の光ヘッド装置の第８実施形態における回折光学素子の平面図である。
【図１８】本発明の光ヘッド装置の第９実施形態における回折光学素子の平面図である。
【図１９】本発明の光ヘッド装置の第１０実施形態における回折光学素子の平面図である。
【図２０】本発明の光ヘッド装置の第１１実施形態における回折光学素子の平面図である。
【図２１】本発明の光ヘッド装置の第１２実施形態における回折光学素子の平面図である。
【図２２】本発明の光ヘッド装置の第１３実施形態における回折光学素子の平面図である。
【図２３】本発明の光ヘッド装置の第１３実施形態における回折光学素子の断面図である。
【図２４】本発明の光ヘッド装置の第１３実施形態におけるディスク上の集光スポットの配置を示す図である。
【図２５】本発明の光ヘッド装置の第１３実施形態における光検出器の受光部のパターンと光検出器上の光スポットの配置を示す図である。
【図２６】本発明の光ヘッド装置の第１４実施形態における回折光学素子の平面図である。
【図２７】本発明の光ヘッド装置の第１４実施形態におけるディスク上の集光スポットの配置を示す図である。
【図２８】本発明の光ヘッド装置の第１５実施形態における回折光学素子の平面図である。
【図２９】本発明の光ヘッド装置の第１５実施形態におけるディスク上の集光スポットの配置を示す図である。
【図３０】本発明の光学式情報記録再生装置の第１実施形態を示す図である。
【図３１】本発明の光学式情報記録再生装置の第２実施の形態を示す図である。
【図３２】本発明の光学式情報記録再生装置の第３実施形態を示す図である。
【図３３】本発明の光学式情報記録再生装置の第４実施形態を示す図である。
【図３４】本発明の光学式情報記録再生装置の第５実施形態を示す図である。
【図３５】従来の光ヘッド装置の構成を示す図である。
【図３６】従来の光ヘッド装置におけるディスク上の集光スポットの配置を示す図である。
【図３７】従来の光ヘッド装置における光検出器の受光部のパターンと光検出器上の光スポットの配置を示す図である。
【図３８】各種のフォーカス誤差信号を示す図である。
【図３９】各種のトラック誤差信号を示す図である。
【図４０】従来の別の光ヘッド装置における回折光学素子の平面図である。
【図４１】従来の別の光ヘッド装置におけるディスク上の集光スポットの配置を示す図である。
【図４２】ラジアルチルトの検出に関わる各種のトラック誤差信号を示す図である。
【符号の説明】
１ 半導体レーザ
２ コリメータレンズ
３ａ〜３ｑ 回折光学素子
４ 偏光ビームスプリッタ
５ １／４波長板
６ 対物レンズ
７ ディスク
８ 円筒レンズ
９ レンズ
１０ａ、１０ｂ 光検出器
１１ａ〜１１ｚ 領域
１２ トラック
１３ａ〜１３ｗ 集光スポット
１４ａ〜１４ｔ 受光部
１５ａ〜１５ｋ 光スポット
１６ａ〜１６ｅ フォーカス誤差信号
１７ 基板
１８ａ〜１８ｄ 格子
１９ａ〜１９ｔ 領域
２０ａ〜２０ｃ 演算回路
２１ａ〜２１ｅ 駆動回路
２２ａ、２２ｂ リレーレンズ
２３ 液晶光学素子
２４ ビームスプリッタ
２５ａ〜２５ｌ 受光部
２６ａ〜２６ｅ フォーカス誤差信号
２７ａ〜２７ｅ トラック誤差信号
２８ 領域
２９ａ〜２９ｅ トラック誤差信号[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an optical head device and an optical information recording / reproducing device for performing recording and reproduction with respect to an optical recording medium, and in particular, no offset occurs in both a focus error signal and a track error signal, and the optical recording medium. The present invention relates to an optical head apparatus and an optical information recording / reproducing apparatus capable of detecting at least one of substrate thickness deviation and radial tilt.
[0002]
[Prior art]
Grooves (tracking grooves) for tracking are usually formed on write once and rewritable optical recording media on which no RF signal is recorded in advance. Generally, when viewed from the side of incident light on the optical recording medium, the concave portion of the groove is called a land, and the convex portion is called a groove. When a focus error signal is detected for such write-once and rewritable optical recording media, the focus error signal at the position where the defocus amount is 0 is not strictly 0, and there is a groove in the optical recording medium. In principle, lands and grooves have offsets of opposite signs. This offset is called “offset due to groove-groove noise”. In addition, when detecting a track error signal for a write once type and rewritable type optical recording medium, detection is usually performed by a push-pull method, but the track error signal by the push-pull method is detected by an objective lens of the optical head device. An offset occurs when the optical recording medium is shifted in the radial direction. This offset is called “offset by lens shift”. In order to prevent the deterioration of the recording / reproducing characteristics due to these offsets, the optical head device and the optical information recording / reproducing device are required to have a device that does not cause an offset in the focus error signal and the track error signal.
[0003]
FIG. 35 shows a configuration example of a conventional optical head device in which no offset occurs in the focus error signal and the track error signal. This optical head device is described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-82226.
[0004]
In FIG. 35, the light emitted from the semiconductor laser 1 is split into three light beams of 0th order light and ± 1st order diffracted light by the diffractive optical element 3p. About 50% of the light passes through the beam splitter 24, is collimated by the collimator lens 2, and is condensed and irradiated onto the disk (optical recording medium) 7 by the objective lens 6. The three reflected lights from the disk 7 corresponding to the zeroth-order light and the ± first-order diffracted light of the irradiation light are transmitted through the objective lens 6 and the collimator lens 2 in the opposite directions, and about 50% are reflected by the beam splitter 24, and are cylindrical. The light passes through the lens 8 and is received by the photodetector 10b. The photodetector 10b is installed in the middle of the two focal lines of the collimator lens 2 and the cylindrical lens 8.
[0005]
FIG. 36 shows the arrangement of focused spots on the disk 7. The focused spots 13a, 13t, and 13u correspond to the 0th-order light, the + 1st-order diffracted light, and the -1st-order diffracted light emitted from the diffractive optical element 3p, respectively. The 0th-order light collection spot 13a is on the track 12 (land or groove) of the disk 7, and the + 1st-order diffracted light collection spot 13t is on the track (groove or land) adjacent to the right side of the track 12. The focused spot 13u of the next diffracted light is arranged on a track (groove or land) adjacent to the left side of the track 12, respectively.
[0006]
FIG. 37 shows the pattern of the light receiving part of the photodetector 10b and the arrangement of the light spots on the photodetector 10b. The light spot 15a corresponds to zero-order light from the diffractive optical element 3p, and is divided by a dividing line parallel to the tangential direction of the disk 7 passing through the optical axis and a dividing line parallel to the radial direction (both dividing lines are orthogonal to each other). The four received light receiving portions 25a, 25b, 25c, and 25d receive the light. The light spot 15j corresponds to + 1st order diffracted light from the diffractive optical element 3p, and is divided into four light receiving portions 25e and 25f divided by a dividing line parallel to the tangential direction of the disk 7 passing through the optical axis and a dividing line parallel to the radial direction. , 25g, 25h. The light spot 15k corresponds to −1st order diffracted light from the diffractive optical element 3p, and is divided into four light receiving portions 25i divided by a dividing line parallel to the tangential direction and a dividing line parallel to the radial direction of the disk 7 passing through the optical axis. Light is received by 25j, 25k, and 25l. The row of the condensed spots 13a, 13t, and 13u on the disk 7 is substantially along the tangential direction of the disk 7, but due to the action of the collimator lens 2 and the cylindrical lens 8, the light spots 15a, 15j on the photodetector 10b. , 15k rows are substantially along the radial direction of the disk 7.
[0007]
When the outputs from the light receiving portions 25a to 25l are represented by V25a to V25l, respectively, the focus error signal is obtained by the differential astigmatism method.
(V25a + V25d)-(V25b + V25c) + K {(V25e + V25h + V25i + V25l)-(V25f + V25g + V25j + V25k)} (K is a constant)
Obtained from the operation.
[0008]
The track error signal is obtained by the differential push-pull method.
(V25a + V25b)-(V25c + V25d) -K {(V25e + V25f + V25i + V25j)-(V25g + V25h + V25k + V25l)}
Obtained from the operation.
[0009]
Also, the RF signal from the focused spot 13a is
V25a + V25b + V25c + V25d
Obtained from the operation.
FIG. 38 shows various focus error signals. In FIG. 38, the horizontal axis represents the defocus amount of the disk 7, and the vertical axis represents the level of the focus error signal. A focus error signal 26a shown in FIG. 38A indicates a focus error signal due to the focused spot 13a when the focused spot 13a is disposed on the land, and a focused error signal 26b indicates that the focused spot 13a is on the groove. The focus error signal by the condensing spot 13a when arrange | positioning at is shown. A focus error signal 26c shown in FIG. 38B indicates a focus error signal due to the focused spots 13t and 13u when the focused spot 13a is arranged on the land, and a focus error signal 26d is the focused error signal 26d. The focus error signal by the condensing spots 13t and 13u in case the spot 13a is arrange | positioned on a groove | channel is shown. The focus error signal at the position where the defocus amount is 0 is not strictly 0, and has a positive offset in the land in FIG. 38A, a negative offset in the groove, and a negative offset in the land in FIG. 38B. The groove has a positive offset. On the other hand, the focus error signal 26e for focus servo shown in FIG. 38C has no offset. This is because the focus error signal 26e for the focus servo is based on the focus error signal 26a or 26b generated by the focused spot 13a and the focused spots 13t and 13u when the focused spot 13a is arranged on the land or the groove. This is because the offset of the focus error signals 26a to 26e in FIGS. 38 (a) and 38 (b) is canceled out because it is derived as the sum of the focus error signal 26c or 26d.
[0010]
FIG. 39 shows various track error signals. In the figure, the horizontal axis represents the off-track amount of the disk 7, and the vertical axis represents the level of the track error signal. A track error signal 27a shown in FIG. 39 (a) indicates a track error signal generated by the focused spot 13a corresponding to the 0th-order light when the objective lens 6 is shifted outward in the radial direction of the disk 7. Reference numeral 27b denotes a track error signal caused by the focused spots 13t and 13u corresponding to the ± first-order diffracted light when the objective lens 6 is shifted outward in the radial direction of the disk 7. Also, a track error signal 27c shown in FIG. 39B shows a track error signal due to the focused spot 13a when the objective lens 6 is shifted inward in the radial direction of the disk 7, and the track error signal 27d is an objective lens. 6 shows track error signals due to the focused spots 13t and 13u when 6 is shifted inward in the radial direction of the disk 7. FIG. The track error signals 27a and 27c by the focused spot 13a corresponding to the 0th order light and the track error signals 27b and 27d by the focused spots 13t and 13u corresponding to the ± 1st order diffracted lights have opposite polarities. The sign of the offset when the objective lens 6 is shifted in the radial direction of the disk 7 is the same, and has a positive offset in FIG. 39 (a) and a negative offset in FIG. 39 (b).
[0011]
On the other hand, a track error signal 27e shown in FIG. 39C is a track error signal for track servo when the objective lens 6 is shifted outward or inward in the radial direction of the disk 7. The track error signal 27e for the track servo is based on the track error signals 27a and 27c generated by the focused spot 13a and the focused spots 13t and 13u when the objective lens 6 is shifted outward or inward in the radial direction of the disk 7. It is derived from the difference from the track error signals 27b and 27d. As shown in FIG. 39 (c), since the offsets of the track error signals 27a to 27d in FIGS. 38 (a) and 38 (b) are offset, no offset occurs in the track error signal 27e for track servo. .
[0012]
Incidentally, in general, the recording density of information in the optical information recording / reproducing apparatus is inversely proportional to the square of the diameter of the focused spot formed on the optical recording medium by the optical head apparatus. That is, the smaller the diameter of the focused spot on the optical recording medium, the higher the recording density. The diameter of the focused spot is inversely proportional to the numerical aperture of the objective lens in the optical head device. That is, the higher the numerical aperture of the objective lens, the smaller the diameter of the focused spot.
[0013]
On the other hand, when the thickness of the substrate of the optical recording medium deviates from the design value, the shape of the focused spot is disturbed due to spherical aberration due to the substrate thickness deviation, and the recording / reproducing characteristics deteriorate. Since the spherical aberration is proportional to the fourth power of the numerical aperture of the objective lens, the higher the numerical aperture of the objective lens, the narrower the margin of the substrate thickness deviation of the optical recording medium with respect to the recording / reproducing characteristics. Further, when the optical recording medium is tilted in the radial direction with respect to the objective lens, the shape of the focused spot is disturbed by coma aberration caused by the radial tilt (radial tilt), and the recording / reproducing characteristics are deteriorated. Since coma is proportional to the third power of the numerical aperture of the objective lens, the higher the numerical aperture of the objective lens, the narrower the margin of radial tilt of the optical recording medium with respect to the recording / reproducing characteristics.
[0014]
Therefore, in an optical head device and an optical information recording / reproducing apparatus in which the numerical aperture of the objective lens is increased in order to increase the recording density, the substrate thickness deviation and the radial tilt of the optical recording medium are reduced in order not to deteriorate the recording / reproducing characteristics. It is necessary to detect and correct.
[0015]
As an example of a conventional optical head device capable of detecting a radial tilt of an optical recording medium, SPIE Proceedings Vol. 4090, pages 309 to 318 (SPIE Proceedings, Vol. 4090, pp. 309-318). ). In this optical head device, the diffractive optical element 3p in the optical head device shown in FIG. 35 is replaced with a diffractive optical element 3q shown in FIG.
FIG. 40 is a plan view of the diffractive optical element 3q. The diffractive optical element 3q has a configuration in which a diffraction grating is formed only in a region 28 inside a circle having a diameter smaller than the effective diameter of the objective lens 6 indicated by a dotted line in the drawing. The direction of the grating of this diffraction grating is parallel to the radial direction of the disk 7, and the pattern of these gratings is formed from a group of straight lines juxtaposed at equal intervals.
[0016]
A part of the light that has entered the region 28 of the diffractive optical element 3q is transmitted as zero-order light and partly diffracted as ± first-order diffracted light. Further, all the light incident on the region outside the region 28 is transmitted. That is, the zero-order light from the diffractive optical element 3q includes both the light transmitted through the region 28 and the light transmitted through the outer region of the region 28. Therefore, the numerical aperture for the zero-order light is the effective diameter of the objective lens 6. Determined by. On the other hand, since the ± first-order diffracted light from the diffractive optical element 3q includes only light diffracted in the region 28, the numerical aperture for the ± first-order diffracted light is determined by the diameter of the region 28. As a result, the zero-order light from the diffractive optical element 3q and the ± first-order diffracted light from the diffractive optical element 3q have different intensity distributions. That is, the ± 1st-order diffracted light has a lower intensity at the periphery than 0th-order light.
[0017]
FIG. 41 shows the arrangement of the condensed spots on the disk 7 in the optical head device using the diffractive optical element 3q shown in FIG. The condensed spots 13a, 13v, and 13w correspond to the 0th-order light, the + 1st-order diffracted light, and the −1st-order diffracted light emitted from the diffractive optical element 3q, respectively, and these are all on the same track 12 (land or groove). Has been placed. Since ± 1st-order diffracted light has lower peripheral intensity than 0th-order light, the diameters of condensing spots 13v and 13w of ± 1st-order diffracted light are slightly larger than those of 0th-order diffracted spot 13a.
[0018]
In the optical head device using the diffractive optical element 3q shown in FIG. 40, the pattern of the light receiving portion of the photodetector and the arrangement of the light spots on the photodetector are the same as those shown in FIG.
[0019]
FIG. 42 shows various track error signals related to detection of radial tilt. In the figure, the horizontal axis represents the off-track amount of the disk 7, and the vertical axis represents the level of the track error signal.
[0020]
The track error signal 29a shown in FIG. 42A shows a track error signal due to the focused spot 13a and a track error signal due to the focused spots 13v and 13w when the disk 7 has no radial tilt. Both signals are identical. On the other hand, a track error signal 29b shown in FIG. 42B shows a track error signal due to the focused spot 13a when the disk 7 has a positive radial tilt, and the track error signal 29c is positive to the disk 7. The track error signal by the condensing spots 13v and 13w when there is a radial tilt is shown. A track error signal 29d shown in FIG. 42C shows a track error signal due to the focused spot 13a when the disc 7 has a negative radial tilt, and the track error signal 29e shows a negative radial tilt on the disc 7. The track error signal by the condensing spots 13v and 13w in a certain case is shown. The position where the track error signal by the focused spot 13a crosses the 0 point from the − side to the + side corresponds to the land, and the position where the track error signal crosses the 0 point from the + side to the − side corresponds to the groove.
[0021]
When the disc 7 has no radial tilt, the track error signal generated by the focused spots 13v and 13w overlaps with the track error signal generated by the focused spot 13a to become a signal 29a, and therefore the zero cross points of both track error signals coincide. . Therefore, the value of the track error signal is 0 for both the land and the groove. On the other hand, when the disk 7 has a positive radial tilt, the zero error point of the track error signal 29c due to the focused spots 13v and 13w is shifted to the left side of the drawing with respect to the track error signal 29b due to the focused spot 13a. As a result, the value of the track error signal is positive in the land and negative in the groove. When the disc 7 has a negative radial tilt, the track error signal 29e due to the focused spots 13v and 13w is shifted to the right in the figure with respect to the track error signal 29d due to the focused spot 13a. As a result, the value of the track error signal is negative for the land and positive for the groove. Accordingly, when the track servo is applied using the track error signal from the 0th-order light collection spot 13a, the track error signal from the ± 1st-order diffracted light collection spots 13v and 13w can be used as the “radial tilt signal”.
[0022]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, in the conventional optical head device (see FIG. 35) in which no offset occurs in the focus error signal and the track error signal, the focus error signal by the 0th order light from the diffractive optical element and the focus by ± 1st order diffracted light are used. The sum of the error signals is used as a focus error signal for focus servo, and the offsets of these three focus error signals are canceled. Further, the difference between the track error signal due to the 0th order light from the diffractive optical element and the track error signal due to the ± 1st order diffracted light is used as a track error signal for track servo to cancel the offsets of these three track error signals. . For this reason, the 0th order light and the ± 1st order diffracted light from the diffractive optical element must have the same intensity distribution.
[0023]
On the other hand, in the conventional optical head device capable of detecting the radial tilt of the optical recording medium (see FIG. 40), the track error signal due to the 0th-order light from the diffractive optical element and ± 1 next time from the diffractive optical element. In order to detect the radial tilt of the optical recording medium based on the deviation of the zero cross point of the track error signal due to the folding light, the 0th order light from the diffractive optical element and the ± 1st order diffracted light from the diffractive optical element must have different intensity distributions. is there.
[0024]
Therefore, the conventional optical head device has a problem that a configuration in which no offset is generated in both the focus error signal and the track error signal and a configuration in which the radial tilt of the optical recording medium can be detected cannot be compatible.
[0025]
The present invention has been made in order to solve the above-described problems in the conventional optical head device. The object of the present invention is to prevent an offset from occurring in both the focus error signal and the track error signal, and to provide an optical recording medium. It is an object of the present invention to provide an optical head apparatus capable of detecting the radial tilt of the optical information recording apparatus and an optical information recording / reproducing apparatus using the optical head apparatus.
[0026]
Another object of the present invention is to provide an optical head device capable of detecting a substrate thickness deviation of an optical recording medium and an optical information using the same without causing an offset in both a focus error signal and a track error signal. It is to provide a recording / reproducing apparatus.
[0027]
Other objects of the present invention which are not specified here will become apparent from the following description and the accompanying drawings.
[0028]
[Means for Solving the Problems]
  (1) of the present inventionFirstThe optical head device
  In an optical head device having a light source, an objective lens that condenses light emitted from the light source on an optical recording medium, and a photodetector that receives reflected light from the optical recording medium,
  From the emitted light, a main beam and a first sub-beam having the same intensity distribution as the main beamgroupAnd the main beamIsSecond sub-beam with different intensity distributiongroupThe first to generateGenerationWith means,
  The optical detector uses a reflected light of the main beam from the optical recording medium and a reflected light of the first sub-beam group from the optical recording medium as a focus error signal used for focus servo or a track error signal used for track servo. And the reflected light of the second sub-beam group from the optical recording medium is converted into a substrate thickness deviation signal indicating a substrate thickness deviation of the optical recording medium or a radial representing a radial tilt of the optical recording medium. It receives light in order to detect a tilt signal.
  And in the preferable example, the said 1st production | generation means contains the diffractive optical element provided between the said light source and the said objective lens, The said main beam and the said 1st from the said emitted light by the diffractive optical element. A sub beam group and the second sub beam group are generated.
  The second optical head device of the present invention is
  In an optical head device having a light source, an objective lens that condenses light emitted from the light source on an optical recording medium, and a photodetector that receives reflected light from the optical recording medium,
  A first generation means for generating a main beam and a pair of a first sub-beam and a second sub-beam from the emitted light;
  The first sub-beam and the second sub-beam have different intensity distributions from the main beam, and the sum of the intensity distributions of the first sub-beam and the second sub-beam is the same as the intensity distribution of the main beam. ,
  The first sub-beam is divided into first and second regions;
  The second sub-beam is divided into third and fourth regions;
  The photodetector receives the reflected light of the main beam from the optical recording medium in order to detect a focus error signal used for focus servo or a track error signal used for track servo, and from the optical recording medium. The reflected light of the first sub beam and the reflected light of the second sub beam from the optical recording medium are used to determine a focus error signal used for the focus servo or a track error signal used for the track servo and a substrate thickness shift of the optical recording medium. Light is received to detect a substrate thickness deviation signal or a radial tilt signal representing a radial tilt of the optical recording medium.
  And in the preferable example, the said 1st production | generation means contains the diffractive optical element provided between the said light source and the said objective lens, The said main beam and the said 1st from the said emitted light by the diffractive optical element. A sub-beam and the second sub-beam are generated.
[0029]
  (2) The first optical information recording / reproducing apparatus of the present invention comprises:
  The first optical head device of the present invention described in (1);
  Second generation means for generating a focus error signal used for the focus servo or a track error signal used for the track servo and the substrate thickness deviation signal or the radial tilt signal from the output of the photodetector;
  Correction means for correcting the substrate thickness deviation or the radial tilt using the substrate thickness deviation signal or the radial tilt signal;
It is characterized by having.
  In one preferable example thereof, the second generation unit generates a focus error signal of the main beam from an output of the photodetector corresponding to reflected light of the main beam from the optical recording medium, and A focus error signal of the first sub-beam group is generated from an output of the photodetector corresponding to the reflected light of the first sub-beam group from the optical recording medium, and the focus error signal of the main beam and the first sub-beam group A sum signal of the focus error signals is generated from the focus error signal, and the sum signal is used as a focus error signal used for the focus servo.
  In another preferable example, the second generation unit generates a track error signal of the main beam from an output of the photodetector corresponding to reflected light of the main beam from the optical recording medium, and A track error signal of the first sub-beam group is generated from an output of the photodetector corresponding to reflected light of the first sub-beam group from a recording medium, and a track error signal of the main beam and a track of the first sub-beam group A difference signal between the track error signals is generated from the error signal, and the difference signal is used as a track error signal used for the track servo.
  In still another preferred example, the second generation unit generates a focus error signal of the second sub-beam group from the output of the photodetector corresponding to the reflected light of the second sub-beam group from the optical recording medium. The shift of the zero cross point is obtained between the focus error signal used for the focus servo and the focus error signal of the second sub-beam group, and the substrate thickness shift signal is generated based on the shift of the zero cross point.
  In still another preferred example, the second generation unit generates a track error signal of the second sub-beam group from the output of the photodetector corresponding to the reflected light of the second sub-beam group from the optical recording medium. The shift of the zero cross point is obtained between the track error signal used for the track servo and the track error signal of the second sub beam group, and the radial tilt signal is generated based on the shift of the zero cross point.
[0030]
  The second optical information recording / reproducing apparatus of the present invention comprises:
  A second optical head device of the present invention described in (1);
  Second generation means for generating a focus error signal used for the focus servo or a track error signal used for the track servo and the substrate thickness deviation signal or the radial tilt signal from the output of the photodetector;
  Correction means for correcting the substrate thickness deviation or the radial tilt using the substrate thickness deviation signal or the radial tilt signal;
It is characterized by having.
  In one preferable example thereof, the second generation unit generates a focus error signal of the main beam from an output of the photodetector corresponding to reflected light of the main beam from the optical recording medium, and A focus error signal of the first sub beam is generated from an output of the photodetector corresponding to the reflected light of the first sub beam from the optical recording medium, and corresponds to the reflected light of the second sub beam from the optical recording medium. A focus error signal for the second sub-beam is generated from the output of the photodetector, and the focus error signal for the main beam, the sum of the focus error signal for the first sub-beam and the focus error signal for the second sub-beam, A sum signal of the focus error signals is generated, and the sum signal is used as a focus error signal used for the focus servo.
  In another preferable example, the second generation unit generates a track error signal of the main beam from an output of the photodetector corresponding to reflected light of the main beam from the optical recording medium, and A tracking error signal of the first sub-beam is generated from an output of the photodetector corresponding to the reflected light of the first sub-beam from the recording medium, and the second sub-beam corresponding to the reflected light of the second sub-beam from the optical recording medium A tracking error signal of the second sub-beam is generated from the output of the photodetector, and the tracking error signal of the main beam and the sum of the tracking error signal of the first sub-beam and the tracking error signal of the second sub-beam A difference signal of the track error signal is generated, and the difference signal is used as a track error signal used for the track servo.
  In still another preferred example, the second generation means generates the first sub-beam from the output of the photodetector corresponding to the reflected light of the first and second regions of the first sub-beam from the optical recording medium. Focus error signals for the first and second regions are generated, respectively, and the second is obtained from the output of the photodetector corresponding to the reflected light of the second and third sub-beams from the optical recording medium. Focus error signals for the third and fourth regions of the sub-beam are generated, respectively, and the sum of the focus error signal of the first region of the first sub-beam and the focus error signal of the third region of the second sub-beam, A focus error signal used for the focus servo, which is the sum of the focus error signal of the second region of one sub beam and the focus error signal of the fourth region of the second sub beam. Based on the deviation of the zero-cross point against generates the substrate thickness error signal.
  In still another preferred example, the second generation means generates the first sub-beam from the output of the photodetector corresponding to the reflected light of the first and second regions of the first sub-beam from the optical recording medium. Track error signals for the first and second regions are generated, respectively, and the second is derived from the output of the photodetector corresponding to the reflected light of the second and third sub-beams from the optical recording medium. Track error signals for the third and fourth regions of the sub-beam, respectively, and the sum of the track error signal for the first region of the first sub-beam and the track error signal for the third region of the second sub-beam; The sum of the track error signal of the second region of the sub beam and the track error signal of the fourth region of the second sub beam is the zero cross point for the track error signal used for the track servo. Based on the record, to generate the radial tilt signal.
[0031]
  (3) of the present inventionFirstOptical head device andFirstIn the optical information recording / reproducing apparatus, the main beam and the first sub-beamgroupHave the same intensity distribution. Therefore, the offset of the focus error signal by the main beam and the first sub beamgroupThe offset of the focus error signal due to the main beam can be canceled, and the offset of the track error signal due to the main beam and the first sub-beamgroupThe offset of the track error signal due to can also be canceled. Thus, for example, the focus error signal of the main beam and the first sub-beamgroupWhen the sum signal of the focus error signals is generated and the sum signal is used as a focus error signal for the focus servo, the focus error signal for the focus servo does not include an offset. Similarly, for example, the tracking error signal of the main beam and the first sub-beamgroupIf the difference signal of the track error signal is generated and the difference signal is used as a track error signal for the track servo, the track error signal for the track servo does not include an offset.
  In the second optical head device and the second optical information recording / reproducing device of the present invention, the first sub-beam and the second sub-beam have different intensity distributions from the main beam and the intensities of the first sub-beam and the second sub-beam. The sum of the distributions is the same as the intensity distribution of the main beam. Therefore, the offset of the focus error signal due to the main beam and the offset of the focus error signal due to the first and second sub beams can be canceled, and the offset of the track error signal due to the main beam and the first and second sub beams are offset. The offset of the track error signal can also be canceled.
  Therefore, for example, if a sum signal of the focus error signal of the main beam and the focus error signals of the first and second sub beams is generated and the sum signal is used as a focus error signal for the focus servo, the focus servo signal for the focus servo is generated. The focus error signal does not include an offset.
  Similarly, for example, if a difference signal between the track error signal of the main beam and the track error signals of the first and second sub beams is generated and the difference signal is used as a track error signal for the track servo, The track error signal does not include an offset.
[0032]
  On the other hand, theFirstOptical head device andFirstIn the optical information recording / reproducing apparatus, the main beam and the second sub beam have different intensity distributions. When there is no “substrate thickness deviation” in the optical recording medium to be used, the zero cross point coincides between the focus error signal of the main beam and the focus error signal of the second sub beam. However, when there is a “substrate thickness deviation” in the optical recording medium, the zero cross point of these two focus error signals is shifted due to spherical aberration, and the shift amount differs depending on the intensity distribution. As a result, a zero cross point shift occurs between the focus error signal of the main beam and the focus error signal of the second sub beam. Therefore, it is possible to detect the substrate thickness deviation of the optical recording medium based on the deviation of the zero cross point.
  Similarly, when there is no “radial tilt” in the optical recording medium, the zero cross point coincides between the track error signal of the main beam and the track error signal of the second sub beam. However, when the optical recording medium has “radial tilt”, the zero cross points of the two tracking error signals are shifted due to coma aberration, and the shift amount differs depending on the intensity distribution. As a result, a zero cross point shift occurs between the track error signal of the main beam and the track error signal of the second sub beam. Therefore, it is possible to detect the radial tilt of the optical recording medium based on the deviation of the zero cross point.
[0033]
  In the second optical head device and the second optical information recording / reproducing device of the present invention, the first sub-beam and the second sub-beam have different intensity distributions from the main beam and the intensities of the first sub-beam and the second sub-beam. The sum of the distributions is the same as the intensity distribution of the main beam. Accordingly, when focus servo is applied using the focus error signal of the main beam, the focus error signal of the first region of the first sub-beam and the second region of the second sub-beam, and the second region and the second of the first sub-beam. The difference signal of the focus error signal in the first region of the sub beam 2 can be used as the “substrate thickness deviation signal”.
  Further, when the track servo is applied using the track error signal of the main beam, the track error signal of the first region of the first sub beam and the second region of the second sub beam, the second region of the first sub beam, and the second sub beam of the first sub beam. The difference signal between the track error signals of the second second region can be used as a “radial tilt signal”.
[0034]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
(First Embodiment of Optical Head Device)
FIG. 1 shows a configuration of a first embodiment of an optical head device according to the present invention. In the configuration of FIG. 1, the light emitted from the semiconductor laser 1 is collimated by the collimator lens 2 and is transmitted by the diffractive optical element 3a as one transmitted light as the main beam, two diffracted lights as the first sub-beam, second It is divided into a total of five lights of two diffracted lights which are sub-beams. These lights are incident on the polarization beam splitter 4 as P-polarized light, and almost 100% of the light is transmitted. The light is transmitted through the quarter-wave plate 5 and converted from linearly polarized light to circularly polarized light. The objective lens 6 collects the light on the disk 7. Lighted.
[0035]
The five reflected lights from the disk 7 are transmitted in the opposite direction through the objective lens 6, are transmitted through the quarter wavelength plate 5, and are converted from circularly polarized light to linearly polarized light whose outgoing path and polarization direction are orthogonal to each other. Is incident as s-polarized light and almost 100% is reflected, passes through the cylindrical lens 8 and the lens 9, and is received by the photodetector 10a. The photodetector 10 a is installed in the middle of the two focal lines of the cylindrical lens 8 and the lens 9.
[0036]
FIG. 2 is a plan view of the diffractive optical element 3a used in the present embodiment. In the diffractive optical element 3a, a diffraction grating is formed on the entire surface of the light transmission region as shown in FIG. 2A on the incident surface, and as shown in FIG. In this configuration, the diffraction grating is formed only inside the circular region 11a having a diameter smaller than the effective diameter of the objective lens 6 indicated by a dotted line in the drawing. The grating directions of the diffraction gratings formed on the entrance surface and the exit surface are both substantially parallel to the radial direction of the disk 7, and the grating patterns are all linearly arranged at equal intervals. The grating interval in the diffraction grating formed on the incident surface is twice the grating interval in the diffraction grating formed on the exit surface.
[0037]
If the phase difference between the line portion and the space portion of the grating is, for example, 0.232π [radian], approximately 87.3% of the light incident on the incident surface of the diffractive optical element 3a is transmitted as zero-order light, and ± About 5.1% is diffracted as first-order diffracted light. On the other hand, about 87.3% of the light incident on the region 11a on the exit surface of the diffractive optical element 3a is transmitted as zero-order light and is diffracted by about 5.1% as ± first-order diffracted light. Further, almost 100% of the light incident on the outside of the area 11a on the exit surface is transmitted.
[0038]
Of the 0th order light from the entrance surface, the 0th order light from the exit surface is the main beam, out of the ± 1st order diffracted light from the entrance surface, the 0th order light from the exit surface is the first sub-beam, and the 0th order light from the entrance surface. If the ± 1st order diffracted light from the exit surface is the second sub-beam, the main beam and the first sub-beam contain both the light transmitted through the region 11a of the output surface and the light transmitted through the outside at the same ratio. The second sub beam includes only light diffracted inside the region 11a of the exit surface. As a result, the main beam and the first sub beam have the same intensity distribution, and the main beam and the second sub beam have different intensity distributions. The second sub-beam has a lower intensity at the periphery than the main beam. The incident surface and the exit surface of the diffractive optical element 3a may be reversed.
[0039]
FIG. 3 shows the arrangement of the focused spots on the disk 7. The condensing spots 13a, 13b, 13c, 13d, and 13e are the 0th-order light that exits from the exit surface of the 0th-order light that is incident from the incident surface of the diffractive optical element 3a and the 1st-order diffracted light that is incident from the entrance surface. 0th order light exiting from the surface, 0th order light exiting from the exit surface out of the −1st order diffracted light incident from the entrance surface, + 1st order diffracted light exiting from the exit surface out of 0th order light incident from the entrance surface, from the entrance surface It corresponds to −1st order diffracted light emitted from the exit surface among the incident 0th order light. The focused spot 13a is on the track 12 (land or groove), the focused spot 13b is on the track (groove or land) adjacent to the right side of the track 12, and the focused spot 13c is on the left side of the track 12. On the adjacent track (groove or land), the focused spot 13d is on the track (land or groove) adjacent to the two right sides of the track 12, and the focused spot 13e is on the track adjacent to the two left sides of the track 12 ( Land or groove). Since the intensity distribution of the first sub beam is the same as that of the main beam, the condensed spots 13b and 13c of the first sub beam have the same diameter as the condensed spot 13a of the main beam. On the other hand, since the intensity of the peripheral portion of the second sub beam is lower than that of the main beam, the condensing spots 13d and 13e of the second sub beam are larger in diameter than the condensing spot 13a of the main beam.
[0040]
FIG. 4 shows the pattern of the light receiving portion of the photodetector 10a and the arrangement of the light spots on the photodetector 10a.
[0041]
The light spot 15a corresponds to the 0th order light from the exit surface among the 0th order light from the incident surface of the diffractive optical element 3a, and is parallel to the dividing line parallel to the tangential direction of the disk 7 passing through the optical axis and to the radial direction. Light is received by the light receiving portions 14a, 14b, 14c, and 14d divided into four by the dividing line. The light spot 15b corresponds to the 0th order light from the exit surface of the + 1st order diffracted light from the incident surface of the diffractive optical element 3a, and is parallel to the dividing line parallel to the tangential direction of the disk 7 passing through the optical axis and to the radial direction. Light is received by the light receiving portions 14e, 14f, 14g, and 14h divided into four by the dividing line. The light spot 15c corresponds to 0th order light from the exit surface of the −1st order diffracted light from the entrance surface of the diffractive optical element 3a, and is parallel to the dividing line parallel to the tangential direction of the disk 7 passing through the optical axis and to the radial direction. Light is received by the light receiving sections 14i, 14j, 14k, and 14l divided into four by a simple dividing line. The light spot 15d corresponds to + 1st order diffracted light from the exit surface of the 0th order light from the entrance surface of the diffractive optical element 3a, and is parallel to the dividing line parallel to the tangential direction of the disk 7 passing through the optical axis and to the radial direction. Light is received by the light receiving portions 14m, 14n, 14o, and 14p divided into four by the dividing line. The light spot 15e corresponds to -1st order diffracted light from the exit surface among 0th order light from the entrance surface of the diffractive optical element 3a, and is parallel to the dividing line parallel to the tangential direction of the disk 7 passing through the optical axis and to the radial direction. Light is received by the light receiving sections 14q, 14r, 14s, and 14t divided into four by a simple dividing line.
[0042]
The row of the condensing spots 13a, 13b, 13c, 13d, and 13e on the disk 7 is arranged almost in the tangential direction of the disk 7, but due to the action of the cylindrical lens 8 and the lens 9, the light spot 15a on the photodetector 10a, The rows 15b, 15c, 15d, and 15e are arranged almost in the radial direction.
[0043]
The outputs from the light receiving portions 14a to 14t are V14a, V14b, V14c, V14d, V14e, V14f, V14g, V14h, V14i, V14j, V14k, V141, V14m, V14n, V14o, V14p, V14q, V14r, V14s, and V14t, respectively. When expressed respectively, the focus error signals from the focused spot 13a as the main beam, the focused spots 13b and 13c as the first sub-beam, and the focused spots 13d and 13e as the second sub-beam are obtained by the astigmatism method, respectively.
(V14a + V14d)-(V14b + V14c),
(V14e + V14h + V14i + V141)-(V14f + V14g + V14j + V14k),
(V14m + V14p + V14q + V14t)-(V14n + V14o + V14r + V14s)
Obtained from the operation.
[0044]
Focus error signal for focus servo is calculated by differential astigmatism method.
(V14a + V14d)-(V14b + V14c) + K {(V14e + V14h + V14i + V141)-(V14f + V14g + V14j + V14k)} (K is a constant)
Obtained from the operation.
[0045]
On the other hand, the track error signals from the focused spot 13a as the main beam, the focused spots 13b and 13c as the first sub beam, and the focused spots 13d and 13e as the second sub beam are obtained by the push-pull method.
(V14a + V14b)-(V14c + V14d),
(V14e + V14f + V14i + V14j) − (V14g + V14h + V14k + V141),
(V14m + V14n + V14q + V14r) − (V14o + V14p + V14s + V14t)
Obtained from the operation.
[0046]
The track error signal for the track servo is determined by the differential push-pull method.
(V14a + V14b)-(V14c + V14d) -K {(V14e + V14f + V14i + V14j)-(V14g + V14h + V14k + V14l)}
Obtained from the operation.
[0047]
Also, the RF signal from the focused spot 13a which is the main beam is
V14a + V14b + V14c + V14d
Obtained from the operation.
[0048]
The various focus error signals in the first embodiment are the same as those shown in FIG. In the present embodiment, the focus error signal is not offset for the same reason as described with reference to FIG. 38 in the conventional optical head device. On the other hand, the various track error signals in the first embodiment are the same as those shown in FIG. In the first embodiment, the track error signal is not offset for the same reason as described with reference to FIG. 39 in the conventional optical head device.
[0049]
FIG. 5 shows various focus error signals related to detection of substrate thickness deviation. In FIG. 5, the horizontal axis represents the defocus amount of the disk 7, and the vertical axis represents the focus error signal.
[0050]
A focus error signal 16a shown in FIG. 5A indicates a focus error signal due to the focused spot 13a when the disc 7 has no substrate thickness deviation, and indicates a focus error signal due to the focused spots 13d and 13e. On the other hand, the focus error signal 16b shown in FIG. 5B indicates a focus error signal due to the focused spot 13a when the disc 7 has a positive substrate thickness deviation, and the focus error signal 16c is positive to the disc 7. The focus error signal by the condensing spots 13d and 13e in case there exists a board | substrate thickness deviation is shown. Further, a focus error signal 16d shown in FIG. 5C indicates a focus error signal due to the focused spot 13a when the disc 7 has a negative substrate thickness shift, and the focus error signal 16e is a negative substrate on the disc 7. The focus error signal by the condensing spots 13d and 13e when there is a thickness deviation is shown. The position where the focus error signal by the focused spot 13a crosses the zero point corresponds to the just focus.
[0051]
When there is no substrate thickness deviation on the disk 7, the focus error signal from the focused spots 13d and 13e is coincident with the focus error signal from the focused spot 13a and the zero cross point, and becomes zero at just focus. On the other hand, when the disc 7 has a positive substrate thickness deviation, the focus error signal due to the condensing spots 13d and 13e is shifted to the left side of the drawing with respect to the focus error signal due to the condensing spot 13a. Takes a positive value. If the disc 7 has a negative substrate thickness shift, the focus error signal from the focused spots 13d and 13e shifts to the right in the figure with respect to the focus error signal from the focused spot 13a, and the focus error is negative in just focus. Takes a value. Therefore, when focus servo is applied using the focus error signal from the focused spot 13a as the main beam, the focus error signal from the focused spots 13d and 13e as the second sub beam can be used as the substrate thickness deviation signal.
[0052]
On the other hand, various track error signals related to detection of radial tilt in the first embodiment are the same as those shown in FIG. In the first embodiment, when the track servo is applied using the track error signal from the focused spot 13a as the main beam for the same reason as described with reference to FIG. 42 in the conventional optical head device. The track error signal by the focused spots 13d and 13e as the second sub beam can be used as the radial tilt signal.
(Second Embodiment of Optical Head Device)
In the second embodiment of the optical head device of the present invention, the diffractive optical element 3a in the first embodiment is replaced with a diffractive optical element 3b, and the other configurations are the same as those in the first embodiment.
[0053]
FIG. 6 is a plan view of the diffractive optical element 3b used in the present embodiment. As shown in FIG. 6A, the diffractive optical element 3b has a diffraction grating formed on the entire surface of the light transmission region as shown in FIG. 6A, and the exit surface shown in FIG. 6B as shown in FIG. In this configuration, a diffraction grating is formed only in the region 11b outside the circle having a diameter smaller than the effective diameter of the objective lens 6 indicated by a dotted line. The grating directions of the diffraction gratings formed on the entrance surface and the exit surface are both substantially parallel to the radial direction of the disk 7, and the grating patterns are all linearly arranged at equal intervals. The spacing between the diffraction gratings formed on the entrance surface is twice the spacing between the diffraction gratings formed on the exit surface.
[0054]
If the phase difference between the line portion and the space portion of the grating is, for example, 0.232π [radian], about 87.3% of the light incident on the incident surface of the diffractive optical element 3b is transmitted as zero-order light, and ± About 5.1% is diffracted as first-order diffracted light. On the other hand, about 87.3% of the light incident on the region 11b on the exit surface of the diffractive optical element 3b is transmitted as zero-order light and is diffracted by about 5.1% as ± first-order diffracted light. Further, almost 100% of the light incident on the outside of the region 11b on the exit surface is transmitted.
[0055]
Of the 0th order light from the entrance surface, the 0th order light from the exit surface is the main beam, out of the ± 1st order diffracted light from the entrance surface, the 0th order light from the exit surface is the first sub-beam, and the 0th order light from the entrance surface. If the ± 1st-order diffracted light from the exit surface is the second sub-beam, the main beam and the first sub-beam contain both the light transmitted through the region 11b on the exit surface and the light transmitted through the outside of the region 11b at the same ratio. The second sub beam includes only light diffracted by the region 11b on the exit surface. As a result, the main beam and the first sub beam have the same intensity distribution, and the main beam and the second sub beam have different intensity distributions. The second sub-beam has a higher intensity at the periphery than the main beam. The incident surface and the exit surface of the diffractive optical element 3b may be reversed.
[0056]
FIG. 7 shows the arrangement of the focused spots on the disk 7. The condensed spots 13a, 13b, 13c, 13f, and 13g are respectively from the 0th-order light from the exit surface of the diffractive optical element 3b and from the exit surface of the + first-order diffracted light from the entrance surface. Out of the 0th order light, the 0th order light from the exit surface among the −1st order diffracted light from the entrance surface, the + 1st order diffracted light from the exit surface out of the 0th order light from the entrance surface, and the 0th order light from the entrance surface It corresponds to −1st order diffracted light from the surface. The focused spot 13a is on the track 12 (land or groove), the focused spot 13b is on the track (groove or land) adjacent to the right side of the track 12, and the focused spot 13c is on the left side of the track 12. On the adjacent track (groove or land), the focused spot 13f is on the track (land or groove) adjacent to the two right sides of the track 12, and the focused spot 13g is on the track adjacent to the two left sides of the track 12 ( Land or groove). Since the first sub-beam has the same intensity distribution as the main beam, the first sub-beam focused spots 13b and 13c have the same diameter as the main beam focused spot 13a. On the other hand, since the intensity of the peripheral portion of the second sub-beam is higher than that of the main beam, the focused spots 13f and 13g of the second sub-beam are smaller in diameter and larger in side lobe than the focused spot 13a that is the main beam.
[0057]
FIG. 8 shows the pattern of the light receiving portion of the photodetector 10a and the arrangement of the light spots on the photodetector 10a.
[0058]
The light spot 15a corresponds to 0th-order light from the exit surface of the 0th-order light from the entrance surface of the diffractive optical element 3b, and is parallel to the dividing line parallel to the tangential direction of the disk 7 passing through the optical axis and to the radial direction. Light is received by the light receiving portions 14a to 14d divided into four by the dividing line. The light spot 15b corresponds to the 0th order light from the exit surface of the + 1st order diffracted light from the incident surface of the diffractive optical element 3b, and is parallel to the dividing line parallel to the tangential direction of the disk 7 passing through the optical axis and to the radial direction. Light is received by the light receiving portions 14e to 14h divided into four by the dividing line. The light spot 15c corresponds to 0th order light from the exit surface of the −1st order diffracted light from the entrance surface of the diffractive optical element 3b, and is parallel to the dividing line parallel to the tangential direction of the disk 7 passing through the optical axis and to the radial direction. Light is received by the light receiving portions 14i to 14l divided into four by a simple dividing line. The light spot 15f corresponds to + 1st order diffracted light from the exit surface of the 0th order light from the incident surface of the diffractive optical element 3b, and is parallel to the dividing line parallel to the tangential direction of the disk 7 passing through the optical axis and to the radial direction. Light is received by the light receiving portions 14m to 14p divided into four by the dividing line. The light spot 15g corresponds to −1st order diffracted light from the exit surface of the 0th order light from the incident surface of the diffractive optical element 3b, and is parallel to the dividing line parallel to the tangential direction of the disk 7 passing through the optical axis and to the radial direction. Light is received by the light receiving portions 14q to 14t divided into four by a simple dividing line.
[0059]
The row of the condensing spots 13a, 13b, 13c, 13f, and 13g on the disk 7 is arranged almost in the tangential direction of the disk 7, but due to the action of the cylindrical lens 8 and the lens 9, the light spot 15a on the photodetector 10a, The rows 15b, 15c, 15f, and 15g are arranged almost in the radial direction.
[0060]
In the second embodiment, a focus error signal, a track error signal, and an RF signal are obtained by a method similar to the method described in the first embodiment.
[0061]
In the second embodiment, the focus error signal is not offset for the same reason as described with reference to FIG. 30 in the conventional optical head device. In the conventional optical head device, no offset is generated in the track error signal for the same reason as described with reference to FIG.
[0062]
On the other hand, in the second embodiment, when focus servo is applied using the focus error signal from the focused spot 13a which is the main beam for the same reason as described with reference to FIG. 5 in the first embodiment. The focus error signals generated by the focused spots 13f and 13g corresponding to the second sub beam can be used as the “substrate thickness deviation signal”. Further, for the same reason as described with reference to FIG. 34 in the conventional optical head device, it corresponds to the second sub-beam when the track servo is applied using the track error signal by the focused spot 13a which is the main beam. The track error signal generated by the focused spots 13f and 13g can be used as the “radial tilt signal”.
(Third Embodiment of Optical Head Device)
In the third embodiment of the optical head apparatus of the present invention, the diffractive optical element 3a in the first embodiment is replaced with a diffractive optical element 3c, and other configurations are the same as those in the first embodiment.
[0063]
FIG. 9 is a plan view of the diffractive optical element 3c used in the present embodiment. In this diffractive optical element 3c, a diffraction grating is formed on the entire incident surface of the light transmission region as shown in FIG. 9A, and the exit surface is shown in FIG. 9B. A diffraction grating is formed only in the band-like region 11c having a width smaller than the effective diameter of the objective lens 6 indicated by a dotted line. The grating directions of the diffraction gratings formed on the entrance surface and the exit surface are both substantially parallel to the radial direction of the disk 7, and the grating patterns are all linearly arranged at equal intervals. The spacing between the diffraction gratings formed on the entrance surface is twice the spacing between the diffraction gratings formed on the exit surface.
[0064]
If the phase difference between the line portion and the space portion of the grating is, for example, 0.232π [radian], approximately 87.3% of the light incident on the incident surface of the diffractive optical element 3c is transmitted as zero-order light, and ± 1 About 5.1% of each diffracted light is diffracted. On the other hand, about 87.3% of the light incident on the region 11c on the exit surface of the diffractive optical element 3c is transmitted as zero-order light, and is diffracted by about 5.1% as ± first-order diffracted light. Further, almost 100% of the light incident on the outside of the band-like region 11c on the exit surface is transmitted.
[0065]
Of the 0th order light from the entrance surface, the 0th order light from the exit surface is the main beam, out of the ± 1st order diffracted light from the entrance surface, the 0th order light from the exit surface is the first sub-beam, and the 0th order light from the entrance surface. If the ± 1st-order diffracted light from the exit surface is the second sub-beam, the main beam and the first sub-beam include both the light transmitted through the band-like region 11c on the exit surface and the light transmitted through the outside at the same ratio. The second beam includes only light diffracted inside the band-like region 11c on the exit surface. As a result, the main beam and the first sub beam have the same intensity distribution, and the main beam and the second sub beam have different intensity distributions. The second sub-beam has a lower strength at the periphery in the radial direction of the disk 7 than the main beam. The incident surface and the exit surface of the diffractive optical element 3c may be reversed.
[0066]
The arrangement of the converging spots on the disk 7 in the third embodiment is almost the same as that of the first embodiment shown in FIG. 3, but the second sub beam is a peripheral part in the radial direction of the disk 7 as compared with the main beam. Therefore, the focused spot as the second sub beam has a larger diameter in the radial direction of the disk 7 than the focused spot as the main beam. Further, the pattern of the light receiving portion of the photodetector 10a and the arrangement of the light spots on the photodetector 10a in the third embodiment are substantially the same as those shown in FIG. In the third embodiment, a focus error signal, a track error signal, and an RF signal are obtained by a method similar to the method described in the first embodiment.
[0067]
In the third embodiment, there is no offset in the focus error signal and the track error signal for the same reason as described in the conventional optical head device. Further, the substrate thickness deviation and the radial tilt of the disk 7 can be detected by a method similar to the method described in the first embodiment and the conventional optical head device.
(Fourth Embodiment of Optical Head Device)
In the fourth embodiment of the optical head apparatus of the present invention, the diffractive optical element 3a in the first embodiment is replaced with a diffractive optical element 3d, and the other configurations are the same as those in the first embodiment.
[0068]
FIG. 10 is a plan view of the diffractive optical element 3d used in the present embodiment. As shown in FIG. 10A, the diffractive optical element 3d has a diffraction grating formed on the entire surface of the light transmission region as shown in FIG. 10A, and the exit surface shown in FIG. In this configuration, the diffraction grating is formed only in the two band-like regions 11d outside the region having a width smaller than the effective diameter of the objective lens 6 indicated by the dotted line. The grating directions of the diffraction gratings formed on the entrance surface and the exit surface are both substantially parallel to the radial direction of the disk 7, and the grating patterns are all linearly arranged at equal intervals. The spacing between the diffraction gratings formed on the entrance surface is twice the spacing between the diffraction gratings formed on the exit surface.
[0069]
If the phase difference between the line portion and the space portion of the grating is, for example, 0.232π [radian], about 87.3% of the light incident on the incident surface of the diffractive optical element 3d is transmitted as zero-order light, and ± About 5.1% is diffracted as first-order diffracted light. On the other hand, about 87.3% of the light that has entered the region 11d on the exit surface of the diffractive optical element 3d is transmitted as zero-order light, and approximately 5.1% is diffracted as ± first-order diffracted light. Further, almost 100% of the light incident outside the region 11d on the exit surface is transmitted.
[0070]
Of the 0th order light from the entrance surface, the 0th order light from the exit surface is the main beam, out of the ± 1st order diffracted light from the entrance surface, the 0th order light from the exit surface is the first sub-beam, and the 0th order light from the entrance surface. If the ± 1st-order diffracted light from the exit surface is the second sub-beam, the main beam and the first sub-beam contain both the light transmitted through the band-like region 11d on the exit surface and the light transmitted through the outside at the same ratio. The second sub beam includes only light diffracted by the region 11d on the exit surface. As a result, the main beam and the first sub beam have the same intensity distribution, and the main beam and the second sub beam have different intensity distributions. The second sub beam has a higher strength at the peripheral portion in the radial direction of the disk 7 than the main beam. The incident surface and the exit surface of the diffractive optical element 3d may be reversed.
[0071]
The arrangement of the condensed spots on the disk 7 in the fourth embodiment is almost the same as that shown in FIG. 7, but the second sub-beam has a higher intensity in the peripheral part in the radial direction of the disk 7 than the main beam. The focused spot corresponding to the second sub beam has a smaller diameter in the radial direction of the disk 7 and a larger side lobe than the focused spot corresponding to the main beam. Further, the pattern of the light receiving portion of the photodetector 10a and the arrangement of the light spots on the photodetector 10a in this embodiment are substantially the same as those shown in FIG. Further, a focus error signal, a track error signal, and an RF signal can be obtained by the same method as that described in the first embodiment.
[0072]
In the fourth embodiment, the focus error signal and the track error signal are not offset for the same reason as described in the conventional optical head device. Further, the substrate thickness deviation and the radial tilt of the disk 7 can be detected by a method similar to the method described in the first embodiment and the conventional optical head device.
(Fifth Embodiment of Optical Head Device)
In the fifth embodiment of the optical head apparatus of the present invention, the diffractive optical element 3a in the first embodiment is replaced with a diffractive optical element 3e, and the other configurations are the same as those in the first embodiment.
[0073]
FIG. 11 is a plan view of the diffractive optical element 3e used in this embodiment. As shown in FIG. 11A, the diffractive optical element 3e has a diffraction grating divided into two regions 11e and 11f by a straight line passing through the optical axis of incident light and parallel to the tangential direction of the disk 7, as shown in FIG. As shown in FIG. 11B, a diffraction grating is formed only on the circular area 11g inside the circle having a diameter smaller than the effective diameter of the objective lens 6 indicated by a dotted line in the drawing. It is a configuration. The grating directions of the diffraction gratings formed on the entrance surface and the exit surface are both parallel to the radial direction of the disk 7, and the grating patterns are all linearly arranged at equal intervals. The spacing between the diffraction gratings formed on the entrance surface is twice the spacing between the diffraction gratings formed on the exit surface. The phase of the grating in the region 11e on the incident surface and the phase of the grating in the region 11f are shifted from each other by π [radian].
[0074]
If the phase difference between the line portion and the space portion of the grating is, for example, 0.232π [radian], about 87.3% of the light incident on the incident surface is transmitted as 0th order light, and about ± 1st order diffracted light respectively. 5.1% is diffracted. On the other hand, about 87.3% of the light that has entered the region 11g on the exit surface is transmitted as zero-order light, and approximately 5.1% is diffracted as ± first-order diffracted light. Further, almost 100% of the light incident outside the region 11g on the exit surface is transmitted.
[0075]
Of the 0th order light from the entrance surface, the 0th order light from the exit surface is the main beam, out of the ± 1st order diffracted light from the entrance surface, the 0th order light from the exit surface is the first sub-beam, and the 0th order light from the entrance surface. If the ± 1st order diffracted light from the exit surface is the second sub-beam, the main beam and the first sub-beam contain both the light transmitted through the circular region 11g of the exit surface and the light transmitted through the outside at the same ratio. The second sub beam includes only light diffracted by the circular region 11g on the exit surface. As a result, the main beam and the first sub beam have the same intensity distribution, and the main beam and the second sub beam have different intensity distributions. The second sub-beam has a lower intensity at the periphery than the main beam. The phase of the + 1st order diffracted light from the region 11e on the incident surface and the phase of the + 1st order diffracted light from the region 11f are shifted from each other by π [radians]. Similarly, the phase of the −1st order diffracted light from the region 11e on the incident surface The phases of the −1st order diffracted lights are shifted from each other by π [radians]. The incident surface and the exit surface of the diffractive optical element 3e may be opposite to each other.
FIG. 12 shows the arrangement of focused spots on the disk 7. The condensing spots 13a, 13h, 13i, 13j, and 13k are respectively from the exit surface of the 0th order light from the exit surface of the 0th order light from the entrance surface of the diffractive optical element 3e and from the exit surface of the + 1st order diffracted light from the entrance surface. Out of the 0th order light, the 0th order light from the exit surface among the −1st order diffracted light from the entrance surface, the + 1st order diffracted light from the exit surface out of the 0th order light from the entrance surface, and the 0th order light from the entrance surface It corresponds to −1st order diffracted light from the surface. The five focused spots 13a, 13h, 13i, 13j, and 13k are arranged on the same track 12 (land or groove). The first sub-beams are shifted in phase by π [radians] on the left and right sides of a straight line that passes through the optical axis and is parallel to the tangential direction of the disk 7, so that the condensed spots 13h and 13i corresponding to the first sub-beam 7 has two peaks of equal intensity on the left and right sides in the radial direction. On the other hand, since the intensity of the peripheral portion of the second sub-beam is lower than that of the main beam, the focused spots 13j and 13k corresponding to the second sub-beam have a larger diameter than the focused spot 13a corresponding to the main beam.
[0076]
The pattern of the light receiving portion of the photodetector 10a and the arrangement of the light spots on the photodetector 10a in the fifth embodiment are substantially the same as those shown in FIG. In the fifth embodiment, a focus error signal, a track error signal, and an RF signal are obtained by a method similar to the method described in the first embodiment.
[0077]
By shifting the phase of the grating in the band-like region 11e on the incident surface of the diffractive optical element 3e and the phase of the grating in the band-like region 11f by π [radians], the phase of the first sub beam passes through the optical axis in the tangential direction of the disk 7. Shifting the left and right sides of the parallel straight lines by π [radians] means that the focused spot of the first sub beam on the disk 7 is (1/2) of the groove of the disk 7 with respect to the focused spot of the main beam. Displacement in the radial direction of the disk 7 by the period is equivalent to an error signal. The reason is described in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 9-81942. Therefore, in the fifth embodiment, there is no offset in the focus error signal and the track error signal for the same reason as described in the conventional optical head device. Further, the substrate thickness deviation and the radial tilt of the disk 7 can be detected by a method similar to the method described in the first embodiment and the conventional optical head device.
[0078]
Furthermore, in the fifth embodiment, five light condensing spots 13a, 13h, 13i, 13j, and 13k are arranged on the same track 12 of the disk 7. For this reason, the arrangement of the five focused spots does not change even for discs having different track pitches, and no offset is generated in the focus error signal and the track error signal for discs having an arbitrary track pitch. A radial tilt can be detected.
(Sixth Embodiment of Optical Head Device)
In the sixth embodiment of the optical head apparatus of the present invention, the diffractive optical element 3a in the first embodiment is replaced with a diffractive optical element 3f, and other configurations are the same as those in the first embodiment.
[0079]
FIG. 13 is a plan view of the diffractive optical element 3f used in the present embodiment. As shown in FIG. 13A, the diffractive optical element 3f has a central strip-shaped region 11h that is symmetrical with respect to the optical axis of the incident light and is parallel to the tangential direction of the disk 7, as shown in FIG. A diffraction grating divided into three strip-shaped regions 11i is formed, and a circular surface having a diameter smaller than the effective diameter of the objective lens 6 indicated by a dotted line in the drawing is formed on the exit surface as shown in FIG. 13B. A diffraction grating is formed only in the region 11j. The grating directions of the diffraction gratings formed on the entrance surface and the exit surface are both parallel to the radial direction of the disk 7, and the grating patterns are all linearly arranged at equal intervals. The spacing between the diffraction gratings formed on the entrance surface is twice the spacing between the diffraction gratings formed on the exit surface. The phase of the grating in the area 11h of the incident surface and the phase of the grating in the area 11i are shifted from each other by π [radian].
[0080]
If the phase difference between the line part and the space part of the grating is, for example, 0.232π [radian], about 87.3% of the light incident on the incident surface is transmitted as 0th order light, and ± 1st order diffracted light respectively. About 5.1% is diffracted. On the other hand, about 87.3% of the light incident on the inside of the circular area 11j on the emission surface is transmitted as 0th order light, and about 5.1% is diffracted as ± 1st order diffracted light. Further, almost 100% of the light incident on the outside of the circular area 11j on the exit surface is transmitted. Of the 0th order light from the entrance surface, the 0th order light from the exit surface is the main beam, out of the ± 1st order diffracted light from the entrance surface, the 0th order light from the exit surface is the first sub-beam, and the 0th order light from the entrance surface. If the ± 1st-order diffracted light from the exit surface is the second sub-beam, the main beam and the first sub-beam contain both the light transmitted through the circular area 11j on the exit surface and the light transmitted through the outside at the same ratio. The second sub beam includes only light diffracted by the circular region 11j on the exit surface. As a result, the main beam and the first sub beam have the same intensity distribution, and the main beam and the second sub beam have different intensity distributions. The second sub-beam has a lower intensity at the periphery than the main beam. The phase of the + 1st order diffracted light from the band-like region 11h on the incident surface and the phase of the + 1st order diffracted light from the belt-like region 11i are shifted from each other by π [radians]. And the phase of the −1st order diffracted light from the band-like region 11i are shifted from each other by π [radian]. The incident surface and the exit surface of the diffractive optical element 3f may be reversed.
[0081]
FIG. 14 shows the arrangement of focused spots on the disk 7. The condensed spots 13a, 13l, 13m, 13j, and 13k are respectively from the 0th-order light from the exit surface of the diffractive optical element 3f to the 0th-order light from the exit surface and from the exit surface of the + 1st-order diffracted light from the entrance surface. Out of the 0th order light, the 0th order light from the exit surface among the −1st order diffracted light from the entrance surface, the + 1st order diffracted light from the exit surface out of the 0th order light from the entrance surface, and the 0th order light from the entrance surface It corresponds to −1st order diffracted light from the surface. The five focused spots 13a, 13l, 13m, 13j, and 13k are arranged on the same track 12 (land or groove). Since the first sub-beam is phase-shifted by π [radians] on the outer side and the inner side of two straight lines that are symmetric with respect to the optical axis and parallel to the tangential direction of the disk 7, a condensed spot 13l corresponding to the first sub-beam, 13 m has two peaks of equal strength on the left and right sides of the disk 7 in the radial direction. On the other hand, since the intensity of the peripheral portion of the second sub beam is lower than that of the main beam, the condensed spots 13j and 13k corresponding to the second sub beam have a larger diameter than the condensed spot 13a that is the main beam.
[0082]
The pattern of the light receiving portion of the photodetector 10a and the arrangement of the light spots on the photodetector 10a in the sixth embodiment are substantially the same as those shown in FIG. In the present embodiment, a focus error signal, a track error signal, and an RF signal are obtained by a method similar to the method described in the first embodiment.
By shifting the phase of the grating in the region 11h of the incident surface of the diffractive optical element 3f and the phase of the grating in the region 11i by π, the phase of the first sub beam is symmetric with respect to the optical axis and is parallel to the tangential direction of the disk 7. To shift the first sub-beam focused spot on the disk 7 by ½ period of the groove of the disk 7 with respect to the focused spot of the main beam is to shift the first sub-beam focused spot on the disk 7 by π between the two straight lines. Displacement in the radial direction is equivalent to an error signal. The reason is described in, for example, JP-A-11-296875.
[0083]
Therefore, in the sixth embodiment, there is no offset in the focus error signal and the track error signal for the same reason as described in the conventional optical head device. Further, the substrate thickness deviation and the radial tilt of the disk 7 can be detected by a method similar to the method described in the first embodiment and the conventional optical head device.
[0084]
Furthermore, in the sixth embodiment, five light condensing spots 13a, 13l, 13m, 13j, and 13k are arranged on the same track 12 of the disk 7. For this reason, the arrangement of the five focused spots does not change even for discs having different track pitches, and no offset is generated in the focus error signal and the track error signal for discs having an arbitrary track pitch. A radial tilt can be detected.
(Modifications of Second to Sixth Embodiments of Optical Head Device)
As a modification of the optical head device of the present invention, the diffractive optical element 3b in the second embodiment, the diffractive optical element 3c in the third embodiment, and the diffractive optical element 3d in the fourth embodiment are the same as in the fifth embodiment. Similar to the diffractive optical element 3e and the diffractive optical element 3f in the sixth embodiment, a configuration in which the incident surface is replaced with a diffractive optical element divided into two regions is also conceivable. In these modified examples, for the same reason as described in the fifth and sixth embodiments, the focus error signal and the track error signal are not offset with respect to the disc having an arbitrary track pitch, and the substrate thickness is increased. Deviation and radial tilt can be detected.
(Seventh Embodiment of Optical Head Device)
In the seventh embodiment of the optical head apparatus of the present invention, the diffractive optical element 3a in the first embodiment is replaced with a diffractive optical element 3g, and other configurations are the same as those in the first embodiment.
[0085]
FIG. 15 is a plan view of the diffractive optical element 3g used in the present embodiment. In the diffractive optical element 3g, a diffraction grating is formed on one surface (incident surface or output surface) in a circular region 11k having a diameter smaller than the effective diameter of the objective lens 6 indicated by a dotted line in the drawing and an outer region 11l thereof. It is the structure which was made. The grating directions in the diffraction grating are all substantially parallel to the radial direction of the disk 7, and the grating patterns are all linearly arranged at equal intervals. The lattice spacing in the circular region 11k is equal to the lattice spacing in the outer region 11l.
[0086]
FIG. 16 is a cross-sectional view of the diffractive optical element 3g. In the circular region 11k, the diffractive optical element 3g has a grating 18a formed on the substrate 17 as shown in FIG. 16 (a), and the outer region 11l on the substrate 17 as shown in FIG. 16 (b). In this configuration, a lattice 18b is formed. The interval between the lattice 18a and the interval between the lattices 18b is P. The cross-sectional shape of the lattice 18a is a repetition of a line portion having a width [(P / 2) -A], a space portion having a width A, a line portion having a width A, and a line portion having a width [(P / 2) -A]. . The average height of the line portion and the space portion is H0, and the difference in height is 2H1. On the other hand, the cross-sectional shape of the lattice 18b is a repetition of a line portion having a width (P / 2) and a space portion having a width (P / 2). The average height of the line part and the space part is H0, and the difference in height is 2H2. At this time, the transmittance, ± first-order diffraction efficiency, and ± second-order diffraction efficiency of the grating 18a are ηa0, ηa1, and ηa2, respectively, and the transmittance, ± first-order diffraction efficiency, and ± second-order diffraction efficiency of the grating 18b are ηb0, Assuming ηb1 and ηb2, the following equation is established. Where λ is the wavelength of the semiconductor laser 1, and n is the refractive index of the gratings 18a and 18b.
[0087]
ηa0 = cos2(Φ1 / 2)
ηa1 = (2 / π)2sin2(Φ1 / 2) sin2[Π (1-4A / P) / 2]
ηa2 = (1 / π)2sin2(Φ1 / 2) {1 + cos [π (1-4A / P)]}2
ηb0 = cos2(Φ2 / 2)
ηb1 = (2 / π)2sin2(Φ2 / 2)
ηb2 = 0
φ1 = 4π (n−1) H1 / λ
φ2 = 4π (n−1) H2 / λ
For example, if φ1 = 0.295π, φ2 = 0.194π, and A = 0.142P, ηa0 = 0.800, ηa1 = 0.032, ηa2 = 0.030, ηb0 = 0.910, ηb1 = 0.036 Ηb2 = 0. That is, about 80.0% of the light incident on the circular region 11k is transmitted as 0th order light, about 3.2% is diffracted as ± 1st order diffracted light, and about 3.0% as ± 2nd order diffracted light. Is diffracted. On the other hand, about 91.0% of the light incident on the outer region 111 is transmitted as 0th order light, about 3.6% is diffracted as ± 1st order diffracted light, and is not diffracted as ± 2nd order diffracted light.
[0088]
If the 0th order light from the diffractive optical element 3g is the main beam, the ± 1st order diffracted light is the first subbeam, and the ± 2nd order diffracted light is the second subbeam, the main beam and the first subbeam are transmitted or diffracted from the circular region 11k. Both the light and the transmitted light or diffracted light from the outer region 11l are included in the same ratio, and the second sub-beam includes only the diffracted light from the circular region 11k. As a result, the main beam and the first sub beam have the same intensity distribution, and the main beam and the second sub beam have different intensity distributions. The second sub-beam has a lower intensity at the periphery than the main beam.
[0089]
The arrangement of the condensed spots on the disk 7 in the seventh embodiment is the same as that shown in FIG. Further, the pattern of the light receiving portion of the photodetector 10a and the arrangement of the light spots on the photodetector 10a in this embodiment are the same as those shown in FIG. In the present embodiment, a focus error signal, a track error signal, and an RF signal are obtained by a method similar to the method described in the first embodiment.
[0090]
In the seventh embodiment, no offset occurs in the focus error signal and the track error signal for the same reason as described in the conventional optical head device. Further, the substrate thickness deviation and the radial tilt of the disk 7 can be detected by a method similar to the method described in the first embodiment and the conventional optical head device.
(Eighth Embodiment of Optical Head Device)
The eighth embodiment of the optical head apparatus of the present invention is obtained by replacing the diffractive optical element 3a in the first embodiment with a diffractive optical element 3h, and the other configuration is the same as that of the first embodiment.
[0091]
FIG. 17 is a plan view of the diffractive optical element 3h used in this embodiment. The diffractive optical element 3h is diffracted on one surface (incident surface or output surface) into an outer region 11m of a circle having a diameter smaller than the effective diameter of the objective lens 6 indicated by a dotted line in the drawing, and an inner region 11n. In this configuration, a lattice is formed. The grating directions of the diffraction gratings are almost parallel to the radial direction of the disk 7, and the grating patterns are all linearly arranged at equal intervals. The lattice spacing in the outer region 11m is equal to the lattice spacing in the inner region 11n.
[0092]
The sectional view of the diffractive optical element 3h in the eighth embodiment is the same as that in the seventh embodiment shown in FIG. 16, and the outer region 11m and the inner region 11n are shown in FIGS. 16 (a) and 16 (b), respectively. Correspond. For example, when φ1 = 0.295π [radian], φ2 = 0.194π [radian], and A = 0.142P, about 80.0% of the light incident on the outer region 11m is transmitted as zero-order light, About 3.2% is diffracted as ± first-order diffracted light, and about 3.0% is diffracted as ± second-order diffracted light. On the other hand, about 91.0% of the light incident on the inner region 11n is transmitted as zero order light, about 3.6% is diffracted as ± first order diffracted light, and is not diffracted as ± second order diffracted light.
[0093]
When the 0th order light from the diffractive optical element 3h is the main beam, the ± 1st order diffracted light is the first subbeam, and the ± 2nd order diffracted light is the second subbeam, the main beam and the first subbeam are transmitted or diffracted from the outer region 11m. Both the light and the transmitted light or diffracted light from the inner region 11n are included in the same ratio, and the second sub-beam includes only diffracted light from the outer region 11m. As a result, the main beam and the first sub beam have the same intensity distribution, and the main beam and the second sub beam have different intensity distributions. The second sub-beam has a higher intensity at the periphery than the main beam.
[0094]
The arrangement of the condensed spots on the disk 7 in the eighth embodiment is the same as that shown in FIG. Further, the pattern of the light receiving portion of the photodetector 10a and the arrangement of the light spots on the photodetector 10a in this embodiment are the same as those shown in FIG. In the present embodiment, a focus error signal, a track error signal, and an RF signal are obtained by a method similar to the method described in the first embodiment.
[0095]
Further, for the same reason as described in the conventional optical head device, no offset occurs in the focus error signal and the track error signal. Further, the substrate thickness deviation and the radial tilt of the disk 7 can be detected by a method similar to the method described in the first embodiment and the conventional optical head device.
(Ninth Embodiment of Optical Head Device)
The ninth embodiment of the optical head apparatus of the present invention is obtained by replacing the diffractive optical element 3a in the first embodiment with a diffractive optical element 3i, and the other configuration is the same as that of the first embodiment.
[0096]
FIG. 18 is a plan view of the diffractive optical element 3i used in the present embodiment. In the diffractive optical element 3i, diffraction gratings are respectively formed in a band-shaped inner region 11o having a width smaller than the effective diameter of the objective lens 6 indicated by a dotted line in the drawing, and two band-shaped outer regions 11p arranged on both sides thereof. It is a configuration. The directions of the gratings in each diffraction grating are almost parallel to the radial direction of the disk 7, and the grating patterns are all linearly arranged at equal intervals. The lattice spacing in the inner region 11o is equal to the lattice spacing in the outer region 11p.
[0097]
The sectional view of the diffractive optical element 3i in the ninth embodiment is the same as that shown in FIG. 16, and the inner region 11o and the outer region 11p correspond to FIGS. 16 (a) and 16 (b), respectively. For example, if φ1 = 0.295π [radian], φ2 = 0.194π [radian], and A = 0.142P, about 80.0% of the light incident on the inner region 11o is transmitted as zero-order light, About 3.2% is diffracted as ± first-order diffracted light, and about 3.0% is diffracted as ± second-order diffracted light. On the other hand, about 91.0% of the light incident on the outer region 11p is transmitted as 0th-order light, about 3.6% is diffracted as ± first-order diffracted light, and is not diffracted as ± second-order diffracted light.
[0098]
If the 0th order light from the diffractive optical element 3i is the main beam, the ± 1st order diffracted light is the first subbeam, and the ± 2nd order diffracted light is the second subbeam, the main beam and the first subbeam are transmitted or diffracted from the inner region 11o. Both the light and the transmitted light or diffracted light from the outer region 11p are included at the same ratio, and only the diffracted light from the inner region 11o is included in the second sub-beam. As a result, the main beam and the first sub beam have the same intensity distribution, and the main beam and the second sub beam have different intensity distributions. The second sub-beam has a lower strength at the periphery in the radial direction of the disk 7 than the main beam.
[0099]
The arrangement of the condensing spots on the disk 7 in the ninth embodiment is almost the same as that shown in FIG. 3, but the second sub-beam has a lower strength in the peripheral part in the radial direction of the disk 7 than the main beam. The condensing spot as the second sub beam has a larger diameter in the radial direction of the disk 7 than the condensing spot as the main beam. Further, the pattern of the light receiving portion of the photodetector 10a and the arrangement of the light spots on the photodetector 10a in the ninth embodiment are substantially the same as those shown in FIG. In the ninth embodiment, a focus error signal, a track error signal, and an RF signal are obtained by a method similar to the method described in the first embodiment.
In the ninth embodiment, no offset is generated in the focus error signal and the track error signal for the same reason as described in the conventional optical head device. Further, the substrate thickness deviation and the radial tilt of the disk 7 can be detected by a method similar to the method described in the first embodiment and the conventional optical head device.
(10th Embodiment of an optical head apparatus)
The tenth embodiment of the optical head apparatus of the present invention is obtained by replacing the diffractive optical element 3a in the first embodiment with a diffractive optical element 3j, and the other configuration is the same as that of the first embodiment.
[0100]
FIG. 19 is a plan view of the diffractive optical element 3j used in the present embodiment. The diffractive optical element 3j includes two strip-shaped outer regions 11q outside the region having a width smaller than the effective diameter of the objective lens 6 indicated by a dotted line in the drawing, and a strip-shaped inner region 11r disposed therebetween. In this configuration, a diffraction grating is formed. The grating directions of the diffraction gratings are almost parallel to the radial direction of the disk 7, and the grating patterns are all linearly arranged at equal intervals. The lattice spacing in the outer region 11q is equal to the lattice spacing in the inner region 11r.
[0101]
The sectional view of the diffractive optical element 3j in the tenth embodiment is the same as that shown in FIG. 16, and the outer region 11q and the inner region 11r correspond to FIGS. 16 (a) and 16 (b), respectively. For example, when φ1 = 0.295π [radian], φ2 = 0.194π [radian], and A = 0.142P, about 80.0% of the light incident on the outer region 11q is transmitted as zero-order light, About 3.2% is diffracted as ± first-order diffracted light, and about 3.0% is diffracted as ± second-order diffracted light. On the other hand, about 91.0% of the light incident on the inner region 11r is transmitted as 0th-order light, about 3.6% is diffracted as ± first-order diffracted light, and is not diffracted as ± second-order diffracted light.
[0102]
When the 0th-order light from the diffractive optical element 3j is the main beam, the ± 1st-order diffracted light is the first subbeam, and the ± 2nd-order diffracted light is the second subbeam, the main beam and the first subbeam include the transmitted light from the outer region 11q or Both the diffracted light and the transmitted light or diffracted light from the inner region 11r are included in the same ratio, and only the diffracted light from the outer region 11q is included in the second sub-beam. As a result, the main beam and the first sub beam have the same intensity distribution, and the main beam and the second sub beam have different intensity distributions. The second sub beam has a higher strength at the peripheral portion in the radial direction of the disk 7 than the main beam.
[0103]
The arrangement of the converging spots on the disk 7 in the tenth embodiment is almost the same as that shown in FIG. 7, but the second sub-beam has a higher strength in the peripheral part in the radial direction of the disk 7 than the main beam. The focused spot that is the second sub-beam has a smaller diameter in the radial direction of the disk 7 and a larger side lobe than the focused spot that is the main beam. Further, the pattern of the light receiving portion of the photodetector 10a and the arrangement of the light spots on the photodetector 10a in this embodiment are substantially the same as those shown in FIG. In the present embodiment, a focus error signal, a track error signal, and an RF signal are obtained by a method similar to the method described in the first embodiment.
[0104]
In the tenth embodiment, there is no offset in the focus error signal and the track error signal for the same reason as described in the conventional optical head device. Further, the substrate thickness deviation and the radial tilt of the disk 7 can be detected by a method similar to the method described in the first embodiment and the conventional optical head device.
(Eleventh Embodiment of Optical Head Device)
In the eleventh embodiment of the optical head apparatus of the present invention, the diffractive optical element 3a in the first embodiment is replaced with a diffractive optical element 3k, and other configurations are the same as those in the first embodiment.
[0105]
FIG. 20 is a plan view of the diffractive optical element 3k used in the present embodiment. The diffractive optical element 3k has a disk 7 passing through the optical axis of incident light on one side (incident surface or outgoing surface) inside a circle having a diameter smaller than the effective diameter of the objective lens 6 indicated by a dotted line in the drawing. A diffraction grating divided into two inner regions 11s and 11t is formed by a straight line parallel to the tangential direction, and the outer side of the inner regions 11s and 11t passes through the optical axis of incident light in the tangential direction of the disk 7. This is a configuration in which a diffraction grating divided into two regions 11u and 11v by parallel straight lines is formed. The grating directions of the diffraction gratings are all parallel to the radial direction of the disk 7, and the grating patterns are all linearly arranged at equal intervals. The lattice spacing in the inner regions 11s and 11t and the lattice spacing in the outer regions 11u and 11v are equal to each other. The phase of the grating in the inner region 11s and the outer region 11u and the phase of the grating in the inner region 11t and the outer region 11v are shifted from each other by π [radian].
[0106]
The sectional view of the diffractive optical element 3k in the eleventh embodiment is the same as that shown in FIG. 16, and the inner regions 11s and 11t and the outer regions 11u and 11v are shown in FIGS. 16 (a) and 16 (b), respectively. Correspond. For example, if φ1 = 0.295π [radian], φ2 = 0.194π [radian], and A = 0.142P, about 80.0% of the light incident on the inner regions 11s and 11t is transmitted as zero-order light. Then, about 3.2% is diffracted as ± first order diffracted light, and about 3.0% is diffracted as ± second order diffracted light. On the other hand, about 91.0% of the light incident on the outer regions 11u and 11v is transmitted as 0th order light, about 3.6% is diffracted as ± 1st order diffracted light, and is not diffracted as ± 2nd order diffracted light.
[0107]
If the 0th order light from the diffractive optical element 3k is the main beam, ± 1st order diffracted light is the first subbeam, and ± 2nd order diffracted light is the second subbeam, the main beam and the first subbeam are transmitted from the inner regions 11s and 11t. Both the light or diffracted light and the transmitted light or diffracted light from the outer regions 11u and 11v are included in the same ratio, and the second sub-beam includes only diffracted light from the inner regions 11s and 11t. As a result, the main beam and the first sub beam have the same intensity distribution, and the main beam and the second sub beam have different intensity distributions. The second sub-beam has a lower intensity at the periphery than the main beam.
[0108]
The phase of the + 1st order diffracted light from the inner region 11s and the outer region 11u and the phase of the + 1st order diffracted light from the inner region 11t and the outer region 11v are shifted from each other by π [radians], and similarly from the inner region 11s and the outer region 11u. The phase of the −1st order diffracted light and the phase of the −1st order diffracted light from the inner region 11t and the outer region 11v are shifted from each other by π [radians]. Since the phase of + 2nd order diffracted light from the inner region 11s and the outer region 11u and the phase of + 2nd order diffracted light from the inner region 11t and the outer region 11v are shifted by 2π [radians], it is equivalent to no shift. Similarly, the phase of the −2nd order diffracted light from the inner region 11s and the outer region 11u and the phase of the −2nd order diffracted light from the inner region 11t and the outer region 11v are shifted by 2π [radians], so there is no shift. Is equivalent to
[0109]
The arrangement of the condensed spots on the disk 7 in the eleventh embodiment is the same as that shown in FIG. Further, the pattern of the light receiving portion of the photodetector 10a and the arrangement of the light spots on the photodetector 10a in the eleventh embodiment are substantially the same as those shown in FIG. In the eleventh embodiment, a focus error signal, a track error signal, and an RF signal are obtained by a method similar to the method described in the first embodiment.
[0110]
By shifting the phase of the grating in the inner region 11s and the outer region 11u of the diffractive optical element 3k and the phase of the grating in the inner region 11t and the outer region 11v by π [radians], the phase of the first sub beam is shifted from the optical axis. By shifting the left and right sides of the straight line parallel to the tangential direction of the disk 7 by π [radians], the focused spot of the first sub beam on the disk 7 is shifted from the focused spot of the main beam with respect to the focused spot of the main beam 7. Displacement in the radial direction of the disk 7 by (1/2) period of the groove is equivalent to an error signal. The reason is described in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 9-81942.
[0111]
Therefore, in the eleventh embodiment, there is no offset in the focus error signal and the track error signal for the same reason as described in the conventional optical head device. Further, the substrate thickness deviation and the radial tilt of the disk 7 can be detected by a method similar to the method described in the first embodiment and the conventional optical head device.
[0112]
Furthermore, in the eleventh embodiment, since the five focused spots are arranged on the same track of the disk 7, the arrangement of the five focused spots is not changed even for disks having different track pitches. Therefore, the focus error signal and the track error signal are not offset with respect to a disc having an arbitrary track pitch, and the substrate thickness deviation and the radial tilt can be detected.
(Twelfth Embodiment of Optical Head Device)
In the twelfth embodiment of the optical head apparatus of the present invention, the diffractive optical element 3a in the first embodiment is replaced with a diffractive optical element 31, and the other configuration is the same as that of the first embodiment.
[0113]
FIG. 21 is a plan view of the diffractive optical element 3l used in the present embodiment. The diffractive optical element 31 is divided into two straight lines symmetrical to the optical axis of incident light and parallel to the tangential direction of the disk 7 inside a circle having a diameter smaller than the effective diameter of the objective lens 6 indicated by a dotted line in the drawing. A diffraction grating composed of two outer regions 11w and an inner region 11x disposed between the two outer regions 11w is formed. The diffraction grating is further symmetric with respect to the optical axis of the incident light outside the regions 11w and 11x. In this configuration, a diffraction grating including two outer regions 11y divided by two straight lines parallel to the direction and an inner region 11z disposed therebetween is formed. The directions of the gratings in the respective diffraction gratings are all parallel to the radial direction of the disk 7, and the grating patterns are all linearly arranged at equal intervals. The lattice spacing in the regions 11w and 11x and the lattice spacing in the regions 11y and 11z are equal to each other. The phase of the lattice in the regions 11w and 11y and the phase of the lattice in the regions 11x and 11z are shifted from each other by π [radian].
[0114]
The sectional view of the diffractive optical element 3l in the twelfth embodiment is the same as that shown in FIG. 16, and the regions 11w and 11x and the regions 11y and 11z correspond to FIGS. 16 (a) and 16 (b), respectively. For example, if φ1 = 0.295π [radian], φ2 = 0.194π [radian], and A = 0.142P, about 80.0% of the light incident on the regions 11w and 11x is transmitted as zero-order light. About 3.2% is diffracted as ± first order diffracted light, and about 3.0% is diffracted as ± second order diffracted light. On the other hand, about 91.0% of the light incident on the regions 11y and 11z is transmitted as 0th-order light, about 3.6% is diffracted as ± first-order diffracted light, and is not diffracted as ± second-order diffracted light.
[0115]
When the 0th-order light from the diffractive optical element 31 is the main beam, the ± 1st-order diffracted light is the first subbeam, and the ± 2nd-order diffracted light is the second subbeam, the main beam and the first subbeam are transmitted through the regions 11w and 11x. Alternatively, both the diffracted light and the transmitted light or diffracted light from the regions 11y and 11z are included in the same ratio, and the second sub-beam includes only the diffracted light from the regions 11w and 11x. As a result, the main beam and the first sub beam have the same intensity distribution, and the main beam and the second sub beam have different intensity distributions. The second sub-beam has a lower intensity at the periphery than the main beam.
[0116]
The phase of the + 1st order diffracted light from the regions 11w and 11y and the phase of the + 1st order diffracted light from the regions 11x and 11z are shifted from each other by π [radian]. Similarly, the phase of the −1st order diffracted light from the regions 11w and 11y and the phase of the −1st order diffracted light from the regions 11x and 11z are shifted from each other by π [radian]. Since the phase of the + 2nd order diffracted light from the regions 11w and 11y and the phase of the + 2nd order diffracted light from the regions 11x and 11z are shifted from each other by 2π [radians], this is equivalent to no shift. Similarly, the phase of the −2nd order diffracted light from the regions 11w and 11y and the phase of the −2nd order diffracted light from the regions 11x and 11z are shifted by 2π [radians], which is equivalent to no shift.
[0117]
The arrangement of the focused spots on the disk 7 in the twelfth embodiment is the same as that shown in FIG. Further, the pattern of the light receiving portion of the photodetector 10a and the arrangement of the light spots on the photodetector 10a in the twelfth embodiment are substantially the same as those shown in FIG. In the twelfth embodiment, a focus error signal, a track error signal, and an RF signal are obtained by a method similar to the method described in the first embodiment.
[0118]
By shifting the phase of the grating in the regions 11w and 11y of the diffractive optical element 3l and the phase of the grating in the regions 11x and 11z by π, the phase of the first sub-beam is symmetric with respect to the optical axis and parallel to the tangential direction of the disk 7 To shift the first sub-beam focused spot on the disk 7 by ½ period of the groove of the disk 7 with respect to the focused spot of the main beam is to shift by π between the two straight lines outside and inside. The error signal is equivalent to the shift in the radial direction. The reason is described in, for example, JP-A-11-296875. Accordingly, in the twelfth embodiment, no offset occurs in the focus error signal and the track error signal for the same reason as described in the conventional optical head device. In the twelfth embodiment, the substrate thickness deviation and the radial tilt of the disk 7 can be detected by a method similar to the method described in the first embodiment and the conventional optical head device. Furthermore, in the twelfth embodiment, five focused spots are arranged on the same track of the disk 7. For this reason, the arrangement of the five focused spots does not change even for discs having different track pitches, and no offset is generated in the focus error signal and the track error signal for discs having an arbitrary track pitch. A radial tilt can be detected.
(Modifications of the eighth to twelfth embodiments of the optical head device)
As a modification of the optical head device of the present invention, the diffractive optical element 3h in the eighth embodiment, the diffractive optical element 3i in the ninth embodiment, and the diffractive optical element 3j in the tenth embodiment are the same as in the eleventh embodiment. Similar to the diffractive optical element 3k and the diffractive optical element 3l in the twelfth embodiment, a form in which a circle or a band is replaced with a diffractive optical element in which the inner side and the outer side are each divided into two regions is also conceivable. In these embodiments, for the same reason as described in the eleventh and twelfth embodiments, there is no offset in the focus error signal and the track error signal with respect to a disc having an arbitrary track pitch, and the substrate thickness. Deviation and radial tilt can be detected.
[0119]
In the first to twelfth embodiments, the focus error signal of the second sub beam when the focus servo is applied using the focus error signal of the main beam is used as the “substrate thickness deviation signal”. On the other hand, the focus error signal of the second sub beam when the focus servo is applied using the focus error signal for focus servo, which is the sum signal of the focus error signal of the main beam and the focus error signal of the first sub beam, A form used as a “substrate thickness deviation signal” is also conceivable. In such a case, the substrate thickness deviation can be detected without causing an “offset due to groove crossing noise” in the focus error signal.
[0120]
Incidentally, “offset due to groove crossing noise” also occurs in the focus error signal of the second sub-beam, which is a substrate thickness deviation signal. At this time, if the difference between the focus error signal of the main beam and the focus error signal of the first sub-beam is called a “focus offset signal”, the component representing the focus error in the focus offset signal is canceled, and only the offset component due to the groove crossing noise Remains. Therefore, if a signal obtained by subtracting the focus offset signal from the focus error signal of the second sub-beam is used as the “substrate thickness deviation signal”, the substrate thickness deviation can be detected without causing an offset due to groove crossing noise in the substrate thickness deviation signal. it can.
[0121]
On the other hand, if the focus error signal used when the focus servo is applied has a residual error due to the surface deviation of the disk 7 or the like, an “offset due to residual error” also occurs in the focus error signal of the second sub-beam which is a substrate thickness deviation signal. However, if a signal obtained by subtracting the focus error signal used when the focus servo is applied from the focus error signal of the second sub-beam is used as a “substrate thickness deviation signal”, the substrate thickness does not cause an offset due to a residual error in the substrate thickness deviation signal. Deviation can be detected. Subtracting (subtracting) the focus offset signal from the focus error signal of the second sub-beam and further subtracting (subtracting) the focus error signal used when applying the focus servo can be used as the “substrate thickness deviation signal”. Substrate thickness deviation can be detected without causing offset due to cross-groove noise and residual error in the signal.
[0122]
In the first to twelfth embodiments described above, the track error signal of the second sub beam when the track servo is applied using the track error signal of the main beam is used as the radial tilt signal. On the other hand, the track error signal of the second sub beam when the track servo is applied using the track error signal for the track servo, which is the difference between the track error signal of the main beam and the track error signal of the first sub beam, A form used as a “radial tilt signal” is also conceivable. In this way, the radial tilt can be detected without causing an offset due to lens shift in the track error signal.
[0123]
Incidentally, “offset due to lens shift” also occurs in the tracking error signal of the second sub-beam which is a radial tilt signal. At this time, if the sum of the track error signal of the main beam and the track error signal of the first sub beam is called a track offset signal, the component representing the track error is canceled in the track offset signal, and only the offset component due to the lens shift remains. . Therefore, if a signal obtained by subtracting (subtracting) the track offset signal from the track error signal of the second sub-beam is used as a “radial tilt signal”, the radial tilt is detected without causing an offset due to lens shift in the radial tilt signal. be able to.
[0124]
On the other hand, if there is a residual error due to eccentricity of the disk 7 or the like in the track error signal used when applying the track servo, an offset due to the residual error also occurs in the track error signal of the second sub-beam which is a radial tilt signal. However, if a signal obtained by subtracting (subtracting) the track error signal used when applying the track servo from the track error signal of the second sub-beam is used as a “radial tilt signal”, the radial tilt signal does not cause an offset due to a residual error. A radial tilt can be detected.
[0125]
If the signal obtained by subtracting (subtracting) the track offset signal from the track error signal of the second sub beam and further subtracting (subtracting) the track error signal used when applying the track servo is used as the “radial tilt signal”, the radial tilt signal Thus, it is possible to detect a radial tilt without causing both an offset due to a lens shift and an offset due to a residual error.
(13th Embodiment of Optical Head Device)
In the thirteenth embodiment of the optical head apparatus of the present invention, the diffractive optical element 3a in the first embodiment is replaced with a diffractive optical element 3m, and other configurations are the same as those in the first embodiment.
[0126]
FIG. 22 is a plan view of the diffractive optical element 3m used in this embodiment. The diffractive optical element 3m is divided into two divided by a straight line passing through the optical axis of incident light and parallel to the radial direction of the disk 7 inside a circle having a diameter smaller than the effective diameter of the objective lens 6 indicated by a dotted line in the drawing. Diffraction gratings are formed in the regions 19a and 19c, respectively. Outside the circle, diffraction gratings are respectively formed in two regions 19b and 19d divided by straight lines passing through the optical axis of incident light and parallel to the radial direction of the disk 7. Is formed. The grating directions of the diffraction gratings are almost parallel to the radial direction of the disk 7, and the grating patterns are all linearly arranged at equal intervals. The lattice intervals in each of the regions 19a, 19b, 19c, and 19d are all equal.
[0127]
FIG. 23 is a cross-sectional view of the diffractive optical element 3m. In the regions 19a and 19d, the diffractive optical element 3m has a sawtooth-shaped grating 18c formed on the substrate 17 as shown in FIG. 23A. In the regions 19b and 19c, As shown in FIG. 23 (b), a lattice 18d having a sawtooth cross-sectional shape is formed on the substrate 17. The direction of the sawtooth in the regions 19a and 19d is set so that the + 1st order diffracted light is deflected upward in FIG. The direction of the sawtooth in the regions 19b and 19c is set so that the −1st order diffracted light is deflected downward in FIG. The interval between the lattice 18c and the interval between the lattices 18d is P, and the height of the lattice 18c and the height of the lattice 18d are both H3.
[0128]
Here, assuming that the wavelength of the semiconductor laser 1 is λ, the refractive index of the gratings 18c and 18d is n, and H3 = λ / [2 (n−1)], the transmittance of the grating 18c, the + 1st order diffraction efficiency, The −1st order diffraction efficiencies are about 40.5%, about 40.5%, and about 4.5%, respectively. The transmittance, + 1st order diffraction efficiency, and -1st order diffraction efficiency of the grating 18d are about 40.5%, about 4.5%, and about 40.5%, respectively. That is, about 40.5% of light incident on the regions 19a and 19d is transmitted as 0th order light, about 40.5% is diffracted as + 1st order diffracted light, and only about 4.5% as -1st order diffracted light. Not diffracted. On the other hand, about 40.5% of the light incident on the regions 19b and 19c is transmitted as 0th order light, about 40.5% is diffracted as −1st order diffracted light, and only about 4.5% as + 1st order diffracted light. Not diffracted.
[0129]
When the 0th-order light from the diffractive optical element 3m is a main beam and the subbeam 1 and the subbeam 2 that form a pair of the + 1st order diffracted light and the −1st order diffracted light, the main beam transmits light from the regions 19a, 19b, 19c, and 19d. Are included at the same ratio, the sub beam 1 mainly includes only the diffracted light from the regions 19a and 19d, and the sub beam 2 mainly includes only the diffracted light from the regions 19b and 19c. As a result, the main beam, the sub beam 1 and the sub beam 2 have different intensity distributions when entering the objective lens 6. The sub beam 1 has lower peripheral strength in the upper half and higher peripheral strength in the lower half than the main beam. The sub beam 2 has a higher strength in the peripheral portion in the upper half and a lower strength in the peripheral portion in the lower half than the main beam. The sum of the intensity distribution of the sub beam 1 and the intensity distribution of the sub beam 2 is the same as the intensity distribution of the main beam.
[0130]
FIG. 24 shows the arrangement of the focused spots on the disk 7. The condensed spots 13a, 13n, and 13o correspond to the 0th order light, the + 1st order diffracted light, and the −1st order diffracted light from the diffractive optical element 3m, respectively. The focused spot 13a is on the track 12 (land or groove), the focused spot 13n is on a track (groove or land) adjacent to the right side of the track 12, and the focused spot 13o is a track adjacent to the left side of the track 12. (Groove or land), respectively.
[0131]
FIG. 25 shows the pattern of the light receiving part of the photodetector 10b and the arrangement of the light spots on the photodetector 10b.
[0132]
The light spot 15a corresponds to zero-order light from the diffractive optical element 3m, and is divided into four by a dividing line parallel to the tangential direction of the disk 7 passing through the optical axis and a dividing line parallel to the radial direction. , 25b, 25c, 25d. The light spot 15h corresponds to the + 1st order diffracted light from the diffractive optical element 3m, and is divided into four by a dividing line parallel to the tangential direction of the disk 7 passing through the optical axis and a dividing line parallel to the radial direction. , 25f, 25g, and 25h. The light spot 15i corresponds to −1st order diffracted light from the diffractive optical element 3m, and is divided into four by a dividing line parallel to the tangential direction and a dividing line parallel to the radial direction of the disk 7 passing through the optical axis. Light is received by 25i, 25j, 25k, and 25l. Although the row of the condensing spots 13a, 13n, and 13o on the disk 7 are arranged substantially in the tangential direction, the rows of the light spots 15a, 15h, and 15l on the photodetector 10b are almost formed by the action of the cylindrical lens 8 and the lens 9. Line up in the radial direction.
[0133]
When the outputs from the light receiving portions 25a to 25l are represented by V25a to V25l, respectively, the focus error signals generated by the focused spot 13a as the main beam and the focused spots 13n and 13o as the sub beams are obtained by the astigmatism method.
(V25a + V25d)-(V25b + V25c), (V25e + V25h + V25i + V25l)-(V25f + V25g + V25j + V25k)
Obtained from the operation.
[0134]
Focus error signal for focus servo is calculated by differential astigmatism method.
(V25a + V25d)-(V25b + V25c) + K {(V25e + V25h + V25i + V25l)-(V25f + V25g + V25j + V25k)} (K is a constant)
Obtained from the operation.
[0135]
On the other hand, track error signals from the condensing spot 13a as the main beam and the condensing spots 13n and 13o as sub-beams are obtained by the push-pull method, respectively.
(V25a + V25b)-(V25c + V25d), (V25e + V25f + V25i + V25j)-(V25g + V25h + V25k + V25l)
Obtained from the operation.
[0136]
The track error signal for the track servo is determined by the differential push-pull method.
(V25a + V25b)-(V25c + V25d) -K {(V25e + V25f + V25i + V25j)-(V25g + V25h + V25k + V25l)}
Obtained from the operation.
[0137]
Also, the RF signal from the focused spot 13a which is the main beam is
V25a + V25b + V25c + V25d
Obtained from the operation.
[0138]
The focus error signal from the focused spot 13a, which is the main beam, is the same as the focus error signal 26a in FIG. 38 (a) or the focus error signal 26c in FIG. 38 (b). Further, the sum of the intensity distribution of the sub-beam 1 and the intensity distribution of the sub-beam 2 is the same as the intensity distribution of the main beam. Therefore, the focus error signal generated by the focused spots 13n and 13o corresponding to the sub-beam is shown in FIG. This is the same as the focus error signal 26b of FIG. 38 or the focus error signal 26d of FIG. Therefore, the focus error signal for focus servo generated as the sum signal of the focus error signal from the focused spot 13a and the focus error signal from the focused spots 13n and 13o is the same as the focus error signal 26e in FIG. It is. That is, in the thirteenth embodiment, no offset occurs in the focus error signal.
[0139]
The track error signal by the focused spot 13a as the main beam is the same as the track error signal 27a in FIG. 39A or the track error signal 27c in FIG. 39B. Further, the sum of the intensity distribution of the sub-beam 1 and the intensity distribution of the sub-beam 2 is the same as the intensity distribution of the main beam. Therefore, the track error signal by the condensing spots 13n and 13o, which are sub-beams, is shown in FIG. This is the same as the track error signal 27b or the track error signal 27d of FIG. Therefore, the track error signal for track servo generated as a difference signal between the track error signal by the focused spot 13a and the track error signal by the focused spots 13n and 13o is the same as the track error signal 27e in FIG. It is. That is, in the thirteenth embodiment, no offset occurs in the track error signal.
[0140]
The focus error signal from the focused spot 13a, which is the main beam, is the same as the focus error signal 16a in FIG. 5A when there is no substrate thickness deviation in the disk 7, and the disk 7 has a positive substrate thickness deviation. The case is the same as the focus error signal 16b in FIG. 5B, and the case where the disc 7 has a negative substrate thickness deviation is the same as the focus error signal 16d in FIG. 5C.
[0141]
The focus error signal (upper half focus error signal) (V25e-V25g) by the diffracted light from the region 19a of the diffractive optical element 3m in the focused spot 13n corresponding to the sub beam 1 and the focused light corresponding to the sub beam 2. The focus error signal (lower focus error signal) (V251-V25j) due to the diffracted light from the region 19c of the diffractive optical element 3m in the spot 13o is shown in FIG. When the disc error is the same as the focus error signal 16a in a) and the disc 7 has a positive substrate thickness deviation, it is the same as the focus error signal 16c in FIG. 5B, and the disc 7 has a negative substrate thickness deviation. This case is the same as the focus error signal 16e in FIG.
[0142]
A focus error signal (lower focus error signal) (V25h−V25f) by the diffracted light from the region 19d of the diffractive optical element 3m in the focused spot 13n corresponding to the sub beam 1 and the focused light corresponding to the sub beam 2. The focus error signal (the upper half focus error signal) (V25i-V25k) due to the diffracted light from the region 19b of the diffractive optical element 3m in the spot 13o is shown in FIG. The same as the focus error signal 16a of a), and when the disc 7 has a positive substrate thickness deviation, it is the same as the focus error signal 16e of FIG. 5C, and the disc 7 has a negative substrate thickness deviation. This case is the same as the focus error signal 16c in FIG.
[0143]
Therefore, the difference between the focus error signals of the upper half of the sub beam 1 and the lower half of the sub beam 2 and the focus error signal of the lower half of the sub beam 1 and the upper half of the sub beam 2, ie,
(V25e + V25f + V25k + V25l)-(V25g + V25h + V25i + V25j)
If the disc 7 has no substrate thickness deviation, the value is 0 in the just focus, and if the disc 7 has a positive substrate thickness deviation, the value is just in the positive focus and the disc 7 has a negative substrate thickness deviation. If there is, the value is negative at just focus. That is, when focus servo is applied using the focus error signal of the main beam, the focus error signals of the upper half of the sub beam 1 and the lower half of the sub beam 2, and the focus error of the lower half of the sub beam 1 and the upper half of the sub beam 2 The signal difference signal can be used as a “substrate thickness deviation signal”.
[0144]
The track error signal by the focused spot 13a corresponding to the main beam is shown in FIG. 42A when the disc 7 has no radial tilt and when the disc 7 has a positive radial tilt. When the track error signal 29b of 42 (b) and the disc 7 have a negative radial tilt, the same as the track error signal 29d of FIG. 42 (c). Of the condensing spot 13n corresponding to the sub-beam 1, a track error signal (V25e-V25g) due to the diffracted light from the region 19a of the diffractive optical element 3m (V25e-V25g) and the collection corresponding to the sub-beam 2 The track error signal (lower track error signal) (V25j-V25l) due to the diffracted light from the region 19c of the diffractive optical element 3m in the light spot 13o is shown in FIG. 42 (a) when the disc 7 has no radial tilt. ), When the disc 7 has a positive radial tilt, the track error signal 29c of FIG. 42B, and when the disc 7 has a negative radial tilt, the track error of FIG. 42C. This is the same as the signal 29e.
[0145]
Of the condensing spot 13n corresponding to the sub beam 1, a track error signal (V25f-V25h) due to the diffracted light from the region 19d of the diffractive optical element 3m (V25f-V25h) and the concentration corresponding to the sub beam 2 are collected. The track error signal (upper half track error signal) (V25i-V25k) due to the diffracted light from the region 19b of the diffractive optical element 3m in the light spot 13o is shown in FIG. If the disc error 7a is the same as the track error signal 29a of a) and the disc 7 has a positive radial tilt, it is the same as the track error signal 29e of FIG. 42C, and if the disc 7 has a negative radial tilt. This is the same as the track error signal 29c in FIG.
[0146]
Therefore, it is a difference signal between the track error signal of the upper half of the sub beam 1 and the lower half of the sub beam 2, and the track error signal of the lower half of the sub beam 1 and the upper half of the sub beam 2.
(V25e + V25h + V25j + V25k)-(V25f + V25g + V25i + V25l)
When the disk 7 has no radial tilt, the value is 0 for both the land and the groove. When the disk 7 has a positive radial tilt, the value is positive for the land, and the value is negative for the groove. When there is a negative radial tilt, the value is negative in the land and positive in the groove. That is, when the track servo is applied using the track error signal of the main beam, the track error signal of the upper half of the sub beam 1 and the lower half of the sub beam 2, and the track error signal of the lower half of the sub beam 1 and the upper half of the sub beam 2 Can be used as a “radial tilt signal”.
(Fourteenth Embodiment of Optical Head Device)
In the fourteenth embodiment of the optical head apparatus of the present invention, the diffractive optical element 3a in the first embodiment is replaced with a diffractive optical element 3n, and other configurations are the same as those in the first embodiment.
[0147]
FIG. 26 is a plan view of the diffractive optical element 3n used in the present embodiment. The diffractive optical element 3n has a disk 7 passing through the optical axis of incident light inside a circle having a diameter smaller than the effective diameter of the objective lens 6 indicated by a dotted line on one surface (incident surface or output surface). The four regions 19e, 19f, 19i, and 19j are formed by a straight line parallel to the radial direction and a straight line parallel to the tangential direction, and a diffraction grating is formed in each of these regions. Outside the regions 19e, 19f, 19i, and 19j, four regions 19g, 19h, 19k, and 19l are formed by straight lines parallel to the radial direction of the disk 7 and parallel to the tangential direction through the optical axis of the incident light. In each of these regions, diffraction gratings are formed. The grating directions in the diffraction grating are almost parallel to the radial direction of the disk 7, and the grating patterns are all linearly arranged at equal intervals. The lattice intervals in the regions 19e, 19f, 19g, 19h, 19i, 19j, 19k, 19l are all equal. The phase of the lattice in the regions 19e, 19g, 19i, and 19k and the phase of the lattice in the regions 19f, 19h, 19j, and 19l are shifted from each other by π [radians].
[0148]
The sectional view of the diffractive optical element 3n in the fourteenth embodiment is the same as that shown in FIG. 23. The regions 19e, 19f, 19k, 19l are shown in FIG. 23 (a), and the regions 19g, 19h, 19i, 19j are shown in FIG. 23 (b). That is, about 40.5% of light incident on the regions 19e, 19f, 19k, and 19l is transmitted as 0th order light, is diffracted as about 40.5% as + 1st order diffracted light, and is about 4 as -1st order diffracted light. Only 5% is diffracted. On the other hand, about 40.5% of the light incident on the regions 19g, 19h, 19i, and 19j is transmitted as 0th order light, about 40.5% is diffracted as −1st order diffracted light, and about 4% as + 1st order diffracted light. Only 5% is diffracted.
[0149]
If the 0th-order light from the diffractive optical element 3n is the main beam, the + 1st-order diffracted light is the sub-beam 1, and the -1st-order diffracted light is the sub-beam 2, the main beam has regions 19e, 19f, 19g, 19h, 19i, 19j, 19k, 19l. Transmitted in the same ratio, sub-beam 1 mainly includes only diffracted light from regions 19e, 19f, 19k, 19l, and sub-beam 2 mainly includes diffracted light from regions 19g, 19h, 19i, 19j. Only included. As a result, the main beam, the sub beam 1 and the sub beam 2 have different intensity distributions when entering the objective lens 6. The sub beam 1 has lower peripheral strength in the upper half and higher peripheral strength in the lower half than the main beam. The sub beam 2 has a higher strength in the peripheral portion in the upper half and a lower strength in the peripheral portion in the lower half than the main beam. The sum of the intensity distribution of the sub beam 1 and the intensity distribution of the sub beam 2 is the same as the intensity distribution of the main beam. The phase of the + 1st order diffracted light from the regions 19e and 19k and the phase of the + 1st order diffracted light from the regions 19f and 19l are shifted from each other by π [radian]. Similarly, the phase of the −1st order diffracted light from the regions 19g and 19i and the phase of the −1st order diffracted light from the regions 19h and 19j are shifted from each other by π [radian].
[0150]
FIG. 27 shows the arrangement of focused spots on the disk 7. The condensed spots 13a, 13p, and 13q correspond to the 0th order light, the + 1st order diffracted light, and the −1st order diffracted light from the diffractive optical element 3n, respectively. The three focused spots 13a, 13p, and 13q are disposed on the same track 12 (land or groove). The sub-beams are out of phase with each other by π [radians] on the left and right sides of a straight line passing through the optical axis and parallel to the tangential direction of the disk 7. There are two peaks of equal intensity on the left and right sides.
[0151]
The pattern of the light receiving portion of the photodetector 10b and the arrangement of the light spots on the photodetector 10b in the fourteenth embodiment are substantially the same as those shown in FIG. In the fourteenth embodiment, a focus error signal, a track error signal, and an RF signal are obtained by a method similar to the method described in the thirteenth embodiment.
[0152]
By shifting the phase of the grating in the regions 19e, 19g, 19i, and 19k of the diffractive optical element 3n and the phase of the grating in the regions 19f, 19h, 19j, and 19l from each other by π [radians], the phase of the sub beam is shifted from the optical axis. By shifting the left and right sides of the straight line parallel to the tangential direction of the disk 7 by π [radians], the sub-beam focused spot on the disk 7 is shifted from the focused spot of the main beam with respect to the focused spot of the main beam. Displacement in the radial direction of the disk 7 by (1/2) period is equivalent to an error signal. The reason is described in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 9-81942.
[0153]
Therefore, in the fourteenth embodiment, no offset occurs in the focus error signal and the track error signal for the same reason as described in the thirteenth embodiment. Further, the substrate thickness deviation and the radial tilt of the disk 7 can be detected by a method similar to the method described in the thirteenth embodiment.
[0154]
Furthermore, in the fourteenth embodiment, three focused spots are arranged on the same track of the disk 7. For this reason, the arrangement of the three converging spots does not change even for discs with different track pitches, and no offset occurs in the focus error signal and the track error signal with respect to a disc with an arbitrary track pitch, and the substrate thickness deviation and A radial tilt can be detected.
(Fifteenth embodiment of optical head device)
In the fifteenth embodiment of the optical head apparatus of the present invention, the diffractive optical element 3a in the first embodiment is replaced with a diffractive optical element 3o, and other configurations are the same as those in the first embodiment.
[0155]
FIG. 28 is a plan view of the diffractive optical element 3o used in the present embodiment. The diffractive optical element 3o includes a straight line that passes through the optical axis of the incident light and is parallel to the radial direction of the disk 7 and an optical axis of the incident light inside a circle having a diameter smaller than the effective diameter of the objective lens 6 indicated by a dotted line in the drawing. The diffraction grating divided into four regions 19m, 19n, 19q, and 19r is formed by two straight lines that are symmetrical with respect to each other and parallel to the tangential direction of the disk 7, and the optical axis of the incident light is formed outside the circle. And a straight line parallel to the radial direction of the disk 7 and two straight lines symmetrical to the optical axis of the incident light and parallel to the tangential direction of the disk 7 and divided into four regions 19o, 19p, 19s, and 19t. Is formed. The grating directions in the diffraction grating are almost parallel to the radial direction of the disk 7, and the grating patterns are all linearly arranged at equal intervals. The lattice intervals in the regions 19m, 19n, 19o, 19p, 19q, 19r, 19s, and 19t are all equal. The phase of the lattice in the regions 19m, 19o, 19q, and 19s and the phase of the lattice in the regions 19n, 19p, 19r, and 19t are shifted from each other by π [radian].
[0156]
The cross-sectional view of the diffractive optical element 3o in the fifteenth embodiment is the same as that shown in FIG. 23. The regions 19m, 19n, 19s, and 19t are shown in FIG. 23A, and the regions 19o, 19p, 19q, and 19r are shown in FIG. 23 (b). That is, about 40.5% of the light incident on the regions 19m, 19n, 19s, and 19t is transmitted as 0th order light, about 40.5% is diffracted as + 1st order diffracted light, and about 4% as -1st order diffracted light. Only 5% is diffracted. On the other hand, about 40.5% of the light incident on the regions 19o, 19p, 19q, and 19r is transmitted as 0th order light, about 40.5% is diffracted as −1st order diffracted light, and about 4% as + 1st order diffracted light. Only 5% is diffracted.
[0157]
If the 0th order light from the diffractive optical element 3o is the main beam, the + 1st order diffracted light is the subbeam 1, and the −1st order diffracted light is the subbeam 2, the main beam has regions 19m, 19n, 19o, 19p, 19q, 19r, 19s, 19t. The sub-beam 1 mainly includes only diffracted light from the regions 19m, 19n, 19s, and 19t, and the sub-beam 2 mainly includes diffracted light from the regions 19o, 19p, 19q, and 19r. Only included. As a result, the main beam, the sub beam 1 and the sub beam 2 have different intensity distributions when entering the objective lens 6. The sub beam 1 has lower peripheral strength in the upper half and higher peripheral strength in the lower half than the main beam. The sub beam 2 has a higher strength in the peripheral portion in the upper half and a lower strength in the peripheral portion in the lower half than the main beam. The sum of the intensity distribution of the sub beam 1 and the intensity distribution of the sub beam 2 is the same as the intensity distribution of the main beam. The phase of the + 1st order diffracted light from the regions 19m and 19s and the phase of the + 1st order diffracted light from the regions 19n and 19t are shifted from each other by π [radians]. Similarly, the phase of the −1st order diffracted light from the regions 19o and 19q and the region 19p , 19r are shifted from each other by π [radians].
[0158]
FIG. 29 shows the arrangement of focused spots on the disk 7. The condensed spots 13a, 13r, and 13s correspond to the 0th order light, the + 1st order diffracted light, and the −1st order diffracted light from the diffractive optical element 3o, respectively. The three focused spots 13a, 13r, and 13s are disposed on the same track 12 (land or groove). The sub beams are symmetrical with respect to the optical axis and are out of phase with each other by two π [radians] on the outer and inner sides of two straight lines parallel to the tangential direction of the disk 7. Have two peaks of equal intensity on the left and right sides in the radial direction.
[0159]
The pattern of the light receiving portion of the photodetector 10b and the arrangement of the light spots on the photodetector 10b in the fifteenth embodiment are substantially the same as those shown in FIG. In the present embodiment, a focus error signal, a track error signal, and an RF signal are obtained by a method similar to the method described in the thirteenth embodiment.
[0160]
By shifting the phase of the grating in the regions 19m, 19o, 19q, and 19s of the diffractive optical element 3o and the phase of the grating in the regions 19n, 19p, 19r, and 19t by π [radians], the phase of the sub beam is symmetric with respect to the optical axis. In this case, the outer and inner sides of two straight lines parallel to the tangential direction of the disk 7 are shifted from each other by π [radians]. The error signal is equivalent to shifting the disk 7 in the radial direction of (1/2) period. The reason is described in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-296875.
[0161]
Therefore, in the fifteenth embodiment, no offset occurs in the focus error signal and the track error signal for the same reason as described in the thirteenth embodiment. Further, the substrate thickness deviation and the radial tilt of the disk 7 can be detected by a method similar to the method described in the thirteenth embodiment.
[0162]
Furthermore, in the fifteenth embodiment, three focused spots are arranged on the same track of the disk 7. For this reason, the arrangement of the three converging spots does not change even for discs with different track pitches, and no offset occurs in the focus error signal and the track error signal with respect to a disc with an arbitrary track pitch, and the substrate thickness deviation and A radial tilt can be detected.
(Modifications of Embodiments 13 to 15 of Optical Head Device)
As a modified example of the optical head device of the present invention, the diffractive optical element 3m in the thirteenth embodiment is arranged inside the band having a width smaller than the effective diameter of the objective lens 6 through the optical axis of the incident light. A diffraction grating divided into two regions by a straight line parallel to the radial direction is formed, and on the outside, the diffraction is divided into two regions by a straight line passing through the optical axis of the incident light and parallel to the radial direction of the disk 7. A configuration in which a diffractive optical element having a structure in which a grating is formed is also conceivable. In this embodiment, no offset occurs in the focus error signal and the track error signal for the same reason as described in the thirteenth embodiment. Further, the substrate thickness deviation and the radial tilt of the disk 7 can be detected by a method similar to the method described in the thirteenth embodiment.
[0163]
Further, the diffractive optical element 3n in the fourteenth embodiment is parallel to the straight line and the tangential direction passing through the optical axis of the incident light inside the band having a width smaller than the effective diameter of the objective lens 6 and parallel to the radial direction of the disk 7. A diffraction grating divided into four regions by a straight line is formed, and is divided into four regions on the outside through a straight line parallel to the radial direction of the disk 7 and a straight line parallel to the tangential direction through the optical axis of the incident light. A configuration in which the diffraction grating is replaced with a diffractive optical element having a configuration in which the diffraction grating is formed can be considered. In this embodiment, for the same reason as described in the fourteenth embodiment, no offset occurs in the focus error signal and the track error signal with respect to a disc having an arbitrary track pitch. Further, in this embodiment, the substrate thickness deviation and the radial tilt of the disk 7 can be detected for a disk having an arbitrary track pitch by the same method as that described in the fourteenth embodiment.
[0164]
Further, the diffractive optical element 3o according to the fifteenth embodiment has a light beam of incident light and a straight line passing through the optical axis of incident light inside the band having a width smaller than the effective diameter of the objective lens 6 and parallel to the radial direction of the disk 7. A diffraction grating divided into four regions is formed by two straight lines that are symmetric with respect to the axis and parallel to the tangential direction of the disk 7. A straight line that passes through the optical axis of incident light and is parallel to the radial direction of the disk 7 is formed outside. A configuration in which a diffractive optical element having a structure in which a diffraction grating divided into four regions by two straight lines that are symmetrical with respect to the optical axis of incident light and parallel to the tangential direction of the disk 7 is formed is also conceivable. In this embodiment, for the same reason as described in the fifteenth embodiment, no offset occurs in the focus error signal and the track error signal with respect to a disc having an arbitrary track pitch. In this embodiment, the substrate thickness deviation and the radial tilt of the disk 7 can be detected for a disk having an arbitrary track pitch by the same method as that described in the fifteenth embodiment.
[0165]
In the thirteenth to fifteenth embodiments, the focus error signal of the upper half of the sub beam 1 and the lower half of the sub beam 2 and the lower half of the sub beam 1 when the focus servo is applied using the focus error signal of the main beam. The difference between the focus error signals in the upper half of the sub beam 2 is used as the substrate thickness deviation signal. On the other hand, the upper half of sub beam 1 and the lower half of sub beam 2 when focus servo is applied using a focus error signal for focus servo, which is the sum of the focus error signal of the main beam and the focus error signal of the sub beam. It is also conceivable to use a difference between the focus error signal of the sub beam 1 and the focus error signal of the lower half of the sub beam 1 and the upper half of the sub beam 2 as the substrate thickness deviation signal. In this embodiment, the substrate thickness deviation can be detected without causing an offset due to the groove crossing noise in the focus error signal. Incidentally, an offset due to groove crossing noise also occurs in the substrate thickness deviation signal. At this time, if the difference between the focus error signal of the main beam and the focus error signal of the sub beam is called a focus offset signal, the component representing the focus error in the focus offset signal is canceled, and only the offset component due to the groove crossing noise remains. Therefore, a signal obtained by subtracting the focus offset signal from the difference between the focus error signal of the upper half of the sub beam 1 and the lower half of the sub beam 2 and the focus error signal of the lower half of the sub beam 1 and the upper half of the sub beam 2 can be used as the substrate thickness deviation signal. For example, the “substrate thickness deviation” can be detected without causing an offset due to cross-groove noise in the substrate thickness deviation signal.
[0166]
In the thirteenth to fifteenth embodiments, when the track servo is applied using the track error signal of the main beam, the upper half of the sub beam 1 and the lower half of the sub beam 2 and the lower half of the sub beam 1 and The difference between the track error signals in the upper half of the sub beam 2 is used as a radial tilt signal. On the other hand, when the track servo is applied using the V track error signal for track servo which is the difference between the track error signal of the main beam and the track error signal of the sub beam, the upper half of the sub beam 1 and the sub beam 2 below. A mode is also conceivable in which the difference between the half track error signal and the bottom half of the sub beam 1 and the top half of the sub beam 2 is used as the radial tilt signal. In this embodiment, the radial tilt can be detected without causing an offset due to lens shift in the track error signal. Incidentally, an offset due to lens shift also occurs in the radial tilt signal. At this time, if the sum of the track error signal of the main beam and the track error signal of the sub beam is called a track offset signal, the component representing the track error in the track offset signal is canceled out, and only the offset component due to the lens shift remains. Therefore, if a signal obtained by subtracting the track offset signal from the difference between the track error signal of the upper half of the sub beam 1 and the lower half of the sub beam 2 and the track error signal of the lower half of the sub beam 1 and the upper half of the sub beam 2 is used as the radial tilt signal. The “radial tilt” can be detected without causing an offset due to lens shift in the radial tilt signal.
(First embodiment of optical information recording / reproducing apparatus)
FIG. 30 shows a first embodiment of the optical information recording / reproducing apparatus of the present invention. In this embodiment, an arithmetic circuit 20a, a drive circuit 21a, and relay lenses 22a and 22b are added to the first embodiment of the optical head apparatus of the present invention shown in FIG.
[0167]
The arithmetic circuit 20a calculates a substrate thickness deviation signal based on the output from each light receiving unit of the photodetector 10a. The drive circuit 21a moves one of the relay lenses 22a and 22b surrounded by a dotted line in the drawing in the optical axis direction by an actuator (not shown) so that the substrate thickness deviation signal becomes zero. When either one of the relay lenses 22a and 22b is moved in the optical axis direction, the magnification of the objective lens 6 changes and the spherical aberration changes. Therefore, the objective lens 6 generates a spherical aberration that cancels out the spherical aberration caused by the substrate thickness deviation of the disk 7 by adjusting the position of one of the relay lenses 22a and 22b in the optical axis direction. Thereby, the substrate thickness deviation of the disk 7 is corrected, and the adverse effect on the recording / reproducing characteristics is eliminated.
(Second Embodiment of Optical Information Recording / Reproducing Device)
FIG. 31 shows a second embodiment of the optical information recording / reproducing apparatus of the present invention. In the present embodiment, an arithmetic circuit 20a and a drive circuit 21b are added to the first embodiment of the optical head apparatus of the present invention shown in FIG. The arithmetic circuit 20a calculates a substrate thickness deviation signal based on the output from each light receiving unit of the photodetector 10a. The drive circuit 21b moves the collimator lens 2 surrounded by the dotted line in the drawing in the optical axis direction by an actuator (not shown) so that the substrate thickness deviation signal becomes zero. When the collimator lens 2 is moved in the optical axis direction, the magnification of the objective lens 6 changes and the spherical aberration changes. Therefore, the objective lens 6 generates spherical aberration that adjusts the position of the collimator lens 2 in the optical axis direction to cancel the spherical aberration caused by the substrate thickness deviation of the disk 7. Thereby, the substrate thickness deviation of the disk 7 is corrected, and the adverse effect on the recording / reproducing characteristics is eliminated.
(Third embodiment of optical information recording / reproducing apparatus)
FIG. 32 shows a third embodiment of the optical information recording / reproducing apparatus of the present invention. In the present embodiment, an arithmetic circuit 20b and a drive circuit 21c are added to the first embodiment of the optical head apparatus of the present invention shown in FIG.
[0168]
The arithmetic circuit 20b calculates a radial tilt signal based on the output from each light receiving part of the photodetector 10a. The drive circuit 21c tilts the objective lens 6 surrounded by a dotted line in the figure in the radial direction of the disk 7 by an actuator (not shown) so that the radial tilt signal becomes zero. As a result, the radial tilt of the disk 7 is corrected and the adverse effect on the recording / reproducing characteristics is eliminated.
(Fourth embodiment of optical information recording / reproducing apparatus)
FIG. 33 shows a fourth embodiment of the optical information recording / reproducing apparatus of the present invention. In the present embodiment, an arithmetic circuit 20b and a drive circuit 21d are added to the first embodiment of the optical head apparatus of the present invention shown in FIG.
[0169]
The arithmetic circuit 20b calculates a radial tilt signal based on the output from each light receiving part of the photodetector 10a. The drive circuit 21d tilts the entire optical head device surrounded by the dotted line in the figure in the radial direction of the disk 7 by a motor (not shown) so that the radial tilt signal becomes zero. As a result, the radial tilt of the disk 7 is corrected and the adverse effect on the recording / reproducing characteristics is eliminated.
As an embodiment of the optical information recording / reproducing apparatus of the present invention, a combination of the first or second embodiment and the third or fourth embodiment is also conceivable. In these embodiments, both the substrate thickness deviation and the radial tilt of the disk 7 can be corrected.
(Fifth Embodiment of Optical Information Recording / Reproducing Device)
FIG. 34 shows a fifth embodiment of the optical information recording / reproducing apparatus of the present invention. In this embodiment, an arithmetic circuit 20c, a drive circuit 21e, and a liquid crystal optical element 23 are added to the first embodiment of the optical head apparatus of the present invention shown in FIG.
[0170]
The arithmetic circuit 20c calculates a substrate thickness deviation signal and a radial tilt signal based on outputs from the respective light receiving portions of the photodetector 10a. The drive circuit 21e applies a voltage to the liquid crystal optical element 23 surrounded by a dotted line in the drawing so that the substrate thickness deviation signal and the radial tilt signal become zero. The liquid crystal optical element 23 is divided into a plurality of regions. When the voltage applied to each region is changed, the spherical aberration and the coma aberration with respect to the transmitted light change. Therefore, the liquid crystal optical element 23 generates spherical aberration that cancels out spherical aberration due to the substrate thickness deviation of the disk 7 and coma aberration that cancels out coma due to radial tilt by adjusting the voltage applied to the liquid crystal optical element 23. Let Thereby, the substrate thickness deviation and the radial tilt of the disk 7 are corrected, and the adverse effect on the recording / reproducing characteristics is eliminated.
[0171]
In the third to fifth embodiments of the optical information recording / reproducing apparatus, the sign of the radial tilt signal is reversed when the track servo is applied to the land and the track servo is applied to the groove. Therefore, it is necessary to switch the polarity of the circuit composed of the arithmetic circuits 20b and 20c and the drive circuits 21c, 21d and 21e for correcting the radial tilt in accordance with whether the track servo is applied to the land or the groove.
[0172]
As a modification of the optical information recording / reproducing apparatus of the present invention, a mode in which an arithmetic circuit, a drive circuit, etc. are added to the second to fifteenth embodiments of the optical head apparatus of the present invention is also conceivable.
[0173]
【The invention's effect】
As described above, according to the optical head device and the optical information recording / reproducing device of the present invention, both the focus error signal and the track error signal are not offset, and the radial tilt of the optical recording medium or the optical recording medium is achieved. It is possible to detect the substrate thickness deviation.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a first embodiment of an optical head device of the present invention.
FIG. 2 is a plan view of a diffractive optical element in the first embodiment of the optical head device of the present invention.
FIG. 3 is a diagram showing the arrangement of focused spots on a disk in the first embodiment of the optical head device of the present invention.
FIG. 4 is a diagram showing a pattern of a light receiving portion of a photodetector and an arrangement of light spots on the photodetector in the first embodiment of the optical head device of the present invention.
FIG. 5 is a diagram illustrating various focus error signals related to detection of substrate thickness deviation.
FIG. 6 is a plan view of a diffractive optical element according to a second embodiment of the optical head device of the present invention.
FIG. 7 is a diagram showing the arrangement of focused spots on a disk in the second embodiment of the optical head device of the present invention.
FIG. 8 is a diagram showing a pattern of a light receiving portion of a photodetector and an arrangement of light spots on the photodetector in a second embodiment of the optical head device of the present invention.
FIG. 9 is a plan view of a diffractive optical element according to a third embodiment of the optical head device of the present invention.
FIG. 10 is a plan view of a diffractive optical element according to a fourth embodiment of the optical head device of the present invention.
FIG. 11 is a plan view of a diffractive optical element according to a fifth embodiment of the optical head device of the present invention.
FIG. 12 is a diagram showing the arrangement of focused spots on a disk in the fifth embodiment of the optical head apparatus of the present invention.
FIG. 13 is a plan view of a diffractive optical element according to a sixth embodiment of the optical head device of the present invention.
FIG. 14 is a diagram showing the arrangement of focused spots on a disk in the sixth embodiment of the optical head device of the present invention.
FIG. 15 is a plan view of a diffractive optical element according to a seventh embodiment of the optical head apparatus of the present invention.
FIG. 16 is a sectional view of a diffractive optical element according to a seventh embodiment of the optical head apparatus of the present invention.
FIG. 17 is a plan view of a diffractive optical element according to an eighth embodiment of the optical head apparatus of the present invention.
FIG. 18 is a plan view of a diffractive optical element according to a ninth embodiment of the optical head apparatus of the present invention.
FIG. 19 is a plan view of a diffractive optical element according to a tenth embodiment of the optical head apparatus of the present invention.
FIG. 20 is a plan view of a diffractive optical element according to an eleventh embodiment of the optical head apparatus of the present invention.
FIG. 21 is a plan view of a diffractive optical element according to a twelfth embodiment of the optical head apparatus of the present invention.
FIG. 22 is a plan view of a diffractive optical element according to a thirteenth embodiment of the optical head apparatus of the present invention.
FIG. 23 is a sectional view of a diffractive optical element according to a thirteenth embodiment of the optical head apparatus of the present invention.
FIG. 24 is a diagram showing the arrangement of focused spots on a disk in a thirteenth embodiment of the optical head apparatus of the present invention.
FIG. 25 is a diagram showing a pattern of a light receiving portion of a photodetector and an arrangement of light spots on the photodetector in a thirteenth embodiment of the optical head apparatus of the present invention.
FIG. 26 is a plan view of a diffractive optical element according to a fourteenth embodiment of the optical head apparatus of the present invention.
FIG. 27 is a diagram showing the arrangement of focused spots on a disk in an optical head device according to a fourteenth embodiment of the present invention.
FIG. 28 is a plan view of a diffractive optical element according to a fifteenth embodiment of the optical head apparatus of the present invention.
FIG. 29 is a diagram showing the arrangement of focused spots on a disk in an optical head device according to a fifteenth embodiment of the present invention.
FIG. 30 is a diagram showing a first embodiment of an optical information recording / reproducing apparatus of the present invention.
FIG. 31 is a diagram showing a second embodiment of the optical information recording / reproducing apparatus of the present invention.
FIG. 32 is a diagram showing a third embodiment of the optical information recording / reproducing apparatus of the present invention.
FIG. 33 is a diagram showing a fourth embodiment of the optical information recording / reproducing apparatus of the present invention.
FIG. 34 is a diagram showing a fifth embodiment of the optical information recording / reproducing apparatus of the present invention.
FIG. 35 is a diagram showing a configuration of a conventional optical head device.
FIG. 36 is a diagram showing the arrangement of focused spots on a disk in a conventional optical head device.
FIG. 37 is a diagram showing a pattern of a light receiving portion of a photodetector and an arrangement of light spots on the photodetector in a conventional optical head device.
FIG. 38 is a diagram illustrating various focus error signals.
FIG. 39 is a diagram illustrating various track error signals.
FIG. 40 is a plan view of a diffractive optical element in another conventional optical head device.
FIG. 41 is a diagram showing the arrangement of focused spots on a disk in another conventional optical head device.
FIG. 42 is a diagram showing various track error signals related to detection of radial tilt.
[Explanation of symbols]
1 Semiconductor laser
2 Collimator lens
3a-3q diffractive optical element
4 Polarizing beam splitter
5 1/4 wave plate
6 Objective lens
7 discs
8 Cylindrical lens
9 Lens
10a, 10b photodetector
11a-11z region
12 tracks
13a-13w Condensing spot
14a-14t light receiving part
15a-15k light spot
16a to 16e Focus error signal
17 Substrate
18a-18d lattice
19a-19t area
20a-20c arithmetic circuit
21a-21e drive circuit
22a, 22b Relay lens
23 Liquid crystal optical elements
24 Beam splitter
25a to 25l
26a to 26e Focus error signal
27a-27e Track error signal
28 areas
29a to 29e Track error signal

Claims (14)

光源と、その光源からの出射光を光記録媒体上に集光する対物レンズと、前記光記録媒体からの反射光を受光する光検出器とを有する光ヘッド装置において、
前記出射光から、メインビームと、そのメインビームと強度分布が同じである第１サブビーム群と、前記メインビームとは強度分布が異なる第２サブビーム群とを生成する第１生成手段を備え、
前記光検出器は、前記光記録媒体からの前記メインビームの反射光および前記光記録媒体からの前記第１サブビーム群の反射光を、フォーカスサーボに用いるフォーカス誤差信号またはトラックサーボに用いるトラック誤差信号を検出するために受光すると共に、前記光記録媒体からの前記第２サブビーム群の反射光を、前記光記録媒体の基板厚ずれを表す基板厚ずれ信号または前記光記録媒体のラジアルチルトを表すラジアルチルト信号を検出するために受光すること特徴とする光ヘッド装置。In an optical head device having a light source, an objective lens that condenses light emitted from the light source on an optical recording medium, and a photodetector that receives reflected light from the optical recording medium,
Wherein the emitted light comprises a main beam, and the main beam and the first sub-beam group intensity distribution is the same, the first generation means and said main beam and the intensity distribution to generate a different second sub-beam group,
The optical detector uses a reflected light of the main beam from the optical recording medium and a reflected light of the first sub-beam group from the optical recording medium as a focus error signal used for focus servo or a track error signal used for track servo. And the reflected light of the second sub-beam group from the optical recording medium is converted into a substrate thickness deviation signal indicating a substrate thickness deviation of the optical recording medium or a radial representing a radial tilt of the optical recording medium. An optical head device that receives light to detect a tilt signal . 前記第１生成手段が、前記光源と前記対物レンズの間に設けられた回折光学素子を含んでおり、その回折光学素子によって前記出射光から前記メインビームと前記第１サブビーム群と前記第２サブビーム群とが生成される請求項１に記載の光ヘッド装置。 The first generation means includes a diffractive optical element provided between the light source and the objective lens, and the main beam, the first sub-beam group, and the second sub-beam from the emitted light by the diffractive optical element. The optical head device according to claim 1, wherein a group is generated . 光源と、その光源からの出射光を光記録媒体上に集光する対物レンズと、前記光記録媒体からの反射光を受光する光検出器とを有する光ヘッド装置において、
前記出射光から、メインビームと、対となる第１サブビームと第２サブビームを生成する第１生成手段を備え、
前記第１サブビームおよび前記第２サブビームは、前記メインビームとは強度分布が異なると共に、前記第１サブビームおよび前記第２サブビームの強度分布を加算したものが、前記メインビームの強度分布と同じであり、
前記第１サブビームは、第１および第２の領域に分割されており、
前記第２サブビームは、第３および第４の領域に分割されており、
前記光検出器は、前記光記録媒体からの前記メインビームの反射光を、フォーカスサーボに用いるフォーカス誤差信号またはトラックサーボに用いるトラック誤差信号を検出するために受光すると共に、前記光記録媒体からの前記第１サブビームの反射光および前記光記録媒体からの前記第２サブビームの反射光を、前記フォーカスサーボに用いるフォーカス誤差信号または前記トラックサーボに用いるトラック誤差信号ならびに前記光記録媒体の基板厚ずれを表す基板厚ずれ信号または前記光記録媒体のラジアルチルトを表すラジアルチルト信号を検出するために受光することを特徴とする光ヘッド装置。 In an optical head device having a light source, an objective lens that condenses light emitted from the light source on an optical recording medium, and a photodetector that receives reflected light from the optical recording medium,
A first generation means for generating a main beam and a pair of a first sub-beam and a second sub-beam from the emitted light;
The first sub-beam and the second sub-beam have different intensity distributions from the main beam, and the sum of the intensity distributions of the first sub-beam and the second sub-beam is the same as the intensity distribution of the main beam. ,
The first sub-beam is divided into first and second regions;
The second sub-beam is divided into third and fourth regions;
The photodetector receives the reflected light of the main beam from the optical recording medium in order to detect a focus error signal used for focus servo or a track error signal used for track servo, and from the optical recording medium. The reflected light of the first sub beam and the reflected light of the second sub beam from the optical recording medium are used to determine a focus error signal used for the focus servo or a track error signal used for the track servo and a substrate thickness shift of the optical recording medium. An optical head device that receives light in order to detect a substrate thickness deviation signal that represents or a radial tilt signal that represents a radial tilt of the optical recording medium . 前記第１生成手段が、前記光源と前記対物レンズの間に設けられた回折光学素子を含んでおり、その回折光学素子によって前記出射光から前記メインビームと前記第１サブビームと前記第２サブビームとが生成される請求項３に記載の光ヘッド装置。 The first generation means includes a diffractive optical element provided between the light source and the objective lens, and the main beam, the first sub-beam, and the second sub-beam from the emitted light by the diffractive optical element. the optical head device according to claim 3 but is generated. 請求項１または２に記載の光ヘッド装置と、An optical head device according to claim 1 or 2,
前記光検出器の出力から前記フォーカスサーボに用いるフォーカス誤差信号または前記トラックサーボに用いるトラック誤差信号ならびに前記基板厚ずれ信号または前記ラジアルチルト信号を生成する第２生成手段と、Second generation means for generating a focus error signal used for the focus servo or a track error signal used for the track servo and the substrate thickness deviation signal or the radial tilt signal from the output of the photodetector;
前記基板厚ずれ信号または前記ラジアルチルト信号を用いて前記基板厚ずれまたは前記ラジアルチルトを補正する補正手段とCorrection means for correcting the substrate thickness deviation or the radial tilt using the substrate thickness deviation signal or the radial tilt signal;
を備えたことを特徴とする光学式情報記録再生装置。An optical information recording / reproducing apparatus comprising: 前記第２生成手段は、前記光記録媒体からの前記メインビームの反射光に対応する前記光検出器の出力から前記メインビームのフォーカス誤差信号を生成し、前記光記録媒体からの前記第１サブビーム群の反射光に対応する前記光検出器の出力から前記第１サブビーThe second generation means generates a focus error signal of the main beam from the output of the photodetector corresponding to the reflected light of the main beam from the optical recording medium, and the first sub-beam from the optical recording medium A first sub beam from an output of the photodetector corresponding to the reflected light of the group; ム群のフォーカス誤差信号を生成し、前記メインビームのフォーカス誤差信号と前記第１サブビーム群のフォーカス誤差信号とから、それらフォーカス誤差信号の和信号を生成し、その和信号を前記フォーカスサーボに用いるフォーカス誤差信号とする請求項５に記載の光学式情報記録再生装置。A focus error signal of the main beam group is generated, and a sum signal of the focus error signals is generated from the focus error signal of the main beam and the focus error signal of the first sub-beam group, and the sum signal is used for the focus servo. 6. The optical information recording / reproducing apparatus according to claim 5, wherein the optical information recording / reproducing apparatus is a focus error signal. 前記第２生成手段は、前記光記録媒体からの前記メインビームの反射光に対応する前記光検出器の出力から前記メインビームのトラック誤差信号を生成し、前記光記録媒体からの前記第１サブビーム群の反射光に対応する前記光検出器の出力から前記第１サブビーム群のトラック誤差信号を生成し、前記メインビームのトラック誤差信号と前記第１サブビーム群のトラック誤差信号とから、それらトラック誤差信号の差信号を生成し、その差信号を前記トラックサーボに用いるトラック誤差信号とする請求項５に記載の光学式情報記録再生装置。The second generation means generates a track error signal of the main beam from the output of the photodetector corresponding to the reflected light of the main beam from the optical recording medium, and the first sub-beam from the optical recording medium A tracking error signal of the first sub-beam group is generated from the output of the photodetector corresponding to the reflected light of the group, and the tracking error signal of the main beam and the tracking error signal of the first sub-beam group 6. The optical information recording / reproducing apparatus according to claim 5, wherein a signal difference signal is generated, and the difference signal is used as a track error signal used for the track servo. 前記第２生成手段は、前記光記録媒体からの前記第２サブビーム群の反射光に対応する前記光検出器の出力から前記第２サブビーム群のフォーカス誤差信号を生成し、前記フォーカスサーボに用いるフォーカス誤差信号と、前記第２サブビーム群のフォーカス誤差信号との間で、ゼロクロス点のずれを求め、そのゼロクロス点のずれに基づいて前記基板厚ずれ信号を生成する請求項６に記載の光学式情報記録再生装置。The second generation unit generates a focus error signal of the second sub-beam group from an output of the photodetector corresponding to the reflected light of the second sub-beam group from the optical recording medium, and uses the focus servo for the focus servo. 7. The optical information according to claim 6, wherein a deviation of a zero cross point is obtained between an error signal and a focus error signal of the second sub-beam group, and the substrate thickness deviation signal is generated based on the deviation of the zero cross point. Recording / playback device. 前記第２生成手段は、前記光記録媒体からの前記第２サブビーム群の反射光に対応する前記光検出器の出力から前記第２サブビーム群のトラック誤差信号を生成し、前記トラックサーボに用いるトラック誤差信号と、前記第２サブビーム群のトラック誤差信号との間で、ゼロクロス点のずれを求め、そのゼロクロス点のずれに基づいて前記ラジアルチルト信号を生成する請求項７に記載の光学式情報記録再生装置。The second generation means generates a track error signal of the second sub-beam group from the output of the photodetector corresponding to the reflected light of the second sub-beam group from the optical recording medium, and is used for the track servo. 8. The optical information recording according to claim 7, wherein a deviation of a zero cross point is obtained between an error signal and a track error signal of the second sub beam group, and the radial tilt signal is generated based on the deviation of the zero cross point. Playback device. 請求項３または４に記載の光ヘッド装置と、An optical head device according to claim 3 or 4,
前記光検出器の出力から前記フォーカスサーボに用いるフォーカス誤差信号または前記トラックサーボに用いるトラック誤差信号ならびに前記基板厚ずれ信号または前記ラジアルチルト信号を生成する第２生成手段と、Second generation means for generating a focus error signal used for the focus servo or a track error signal used for the track servo and the substrate thickness deviation signal or the radial tilt signal from the output of the photodetector;
前記基板厚ずれ信号または前記ラジアルチルト信号を用いて前記基板厚ずれまたは前記ラジアルチルトを補正する補正手段とCorrection means for correcting the substrate thickness deviation or the radial tilt using the substrate thickness deviation signal or the radial tilt signal;
を備えたことを特徴とする光学式情報記録再生装置。An optical information recording / reproducing apparatus comprising: 前記第２生成手段は、前記光記録媒体からの前記メインビームの反射光に対応する前記光検出器の出力から前記メインビームのフォーカス誤差信号を生成し、前記光記録媒体からの前記第１サブビームの反射光に対応する前記光検出器の出力から前記第１サブビームのフォーカス誤差信号を生成し、前記光記録媒体からの前記第２サブビームの反射光に対応する前記光検出器の出力から前記第２サブビームのフォーカス誤差信号を生成し、前記メインビームのフォーカス誤差信号と、前記第１サブビームのフォーカス誤差信号と前記第２サブビームのフォーカス誤差信号の和とから、それらフォーカス誤差信号の和信号を生成し、その和信号を前記フォーカスサーボに用いるフォーカス誤差信号とする請求項１０に記載の光学式情報記録再生装置。The second generation means generates a focus error signal of the main beam from the output of the photodetector corresponding to the reflected light of the main beam from the optical recording medium, and the first sub-beam from the optical recording medium A focus error signal of the first sub-beam is generated from the output of the photodetector corresponding to the reflected light of the second sub-beam, and the first error is output from the output of the photodetector corresponding to the reflected light of the second sub-beam from the optical recording medium. Generates a focus error signal of two sub beams, and generates a sum signal of the focus error signals from the focus error signal of the main beam and the focus error signal of the first sub beam and the focus error signal of the second sub beam. 11. The optical information recording / reproducing according to claim 10, wherein the sum signal is used as a focus error signal used for the focus servo. Location. 前記第２生成手段は、前記光記録媒体からの前記メインビームの反射光に対応する前記光検出器の出力から前記メインビームのトラック誤差信号を生成し、前記光記録媒体からの前記第１サブビームの反射光に対応する前記光検出器の出力から前記第１サブビームのトラック誤差信号を生成し、前記光記録媒体からの前記第２サブビームの反射光に対応する前記光検出器の出力から前記第２サブビームのトラック誤差信号を生成し、前記メインビームのトラック誤差信号と、前記第１サブビームのトラック誤差信号と前記第２サブビームのトラック誤差信号の和とから、それらトラック誤差信号の差信号を生成し、その差The second generation means generates a track error signal of the main beam from the output of the photodetector corresponding to the reflected light of the main beam from the optical recording medium, and the first sub-beam from the optical recording medium A tracking error signal of the first sub-beam is generated from the output of the photodetector corresponding to the reflected light of the second sub-beam, and the first error is output from the output of the photodetector corresponding to the reflected light of the second sub-beam from the optical recording medium. 2 sub-beam tracking error signals are generated, and a difference signal of the tracking error signals is generated from the tracking error signal of the main beam and the sum of the tracking error signal of the first sub-beam and the tracking error signal of the second sub-beam. And the difference 信号を前記トラックサーボに用いるトラック誤差信号とする請求項１０に記載の光学式情報記録再生装置。The optical information recording / reproducing apparatus according to claim 10, wherein the signal is a track error signal used for the track servo. 前記第２生成手段は、前記光記録媒体からの前記第１サブビームの第１および第２の領域の反射光に対応する前記光検出器の出力から前記第１サブビームの第１および第２の領域のフォーカス誤差信号をそれぞれ生成し、前記光記録媒体からの前記第２サブビームの第３および第４の領域の反射光に対応する前記光検出器の出力から前記第２サブビームの第３および第４の領域のフォーカス誤差信号をそれぞれ生成し、前記第１サブビームの第１領域のフォーカス誤差信号と前記第２サブビームの第３の領域のフォーカス誤差信号の和と、前記第１サブビームの第２の領域のフォーカス誤差信号と前記第２サブビームの第４の領域のフォーカス誤差信号の和の、前記フォーカスサーボに用いるフォーカス誤差信号に対するゼロクロス点のずれに基づいて、前記基板厚ずれ信号を生成する請求項１１に記載の光学式情報記録再生装置。The second generation means generates first and second regions of the first sub-beam from an output of the photodetector corresponding to reflected light of the first and second regions of the first sub-beam from the optical recording medium. Of the second sub beam from the output of the photodetector corresponding to the reflected light of the third and fourth regions of the second sub beam from the optical recording medium, respectively. Respectively, and the sum of the focus error signal of the first region of the first sub-beam and the focus error signal of the third region of the second sub-beam, and the second region of the first sub-beam. Of the zero cross point of the sum of the focus error signal of the second sub-beam and the focus error signal of the fourth region of the second sub-beam with respect to the focus error signal used for the focus servo Based on an optical information recording and reproducing apparatus according to claim 11 for generating the substrate thickness error signal. 前記第２生成手段は、前記光記録媒体からの前記第１サブビームの第１および第２の領域の反射光に対応する前記光検出器の出力から前記第１サブビームの第１および第２の領域のトラック誤差信号をそれぞれ生成し、前記光記録媒体からの前記第２サブビームの第３および第４の領域の反射光に対応する前記光検出器の出力から前記第２サブビームの第３および第４の領域のトラック誤差信号をそれぞれ生成し、前記第１サブビームの第１領域のトラック誤差信号と前記第２サブビームの第３領域のトラック誤差信号の和と、前記第１サブビームの第２領域のトラック誤差信号と前記第２サブビームの第４領域のトラック誤差信号の和の、前記トラックサーボに用いるトラック誤差信号に対するゼロクロス点のずれに基づいて、前記ラジアルチルト信号を生成する請求項１２に記載の光学式情報記録再生装置。The second generation means generates first and second regions of the first sub-beam from an output of the photodetector corresponding to reflected light of the first and second regions of the first sub-beam from the optical recording medium. Of the second sub-beam from the output of the photodetector corresponding to the reflected light of the third and fourth regions of the second sub-beam from the optical recording medium, respectively. Respectively, and the sum of the track error signal of the first region of the first sub beam and the track error signal of the third region of the second sub beam, and the track of the second region of the first sub beam. Based on the deviation of the zero-cross point with respect to the track error signal used for the track servo, the sum of the error signal and the track error signal of the fourth region of the second sub-beam, the radius Optical information recording reproducing apparatus according to claim 12 for generating a tilt signal.
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