JP4223291B2 - ディスク記録再生装置 - Google Patents

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Description

本発明は、円盤状の記録媒体に光スポットを投影して光学的に情報を記録再生するディスク記録再生装置に関する。
近年、ＤＶＤ、ＭＤ、ＣＤ及びＣＤ−Ｒ等といった様々な記録再生ディスクが開発されている。そのため、これらを再生又は記録するための光学ヘッドやディスク記録再生装置も年々多様化し、益々の高性能化、高品質化及び高付加価値化が図られている。
特に、記録可能な光磁気ディスクに代表される光磁気記録媒体を利用したディスク記録再生装置においては、ポータブル用の需要は大きく増加傾向にあり、より一層の小型化、薄型化、高性能化及び低コスト化が求められている。
ところで、従来より、光磁気記録媒体用の光学ヘッド及びディスク記録再生装置については、関連する技術が数多く報告されている。以下に、図１２〜図１６を参照しながら、従来における光磁気記録媒体用の光学ヘッドについて説明する。なお、図１２〜図１６は、光磁気記録媒体として光磁気ディスクが用いられている例を示している。
最初に、光学ヘッドの概略構成について図１２及び図１３を用いて説明する。図１２は、従来の光学ヘッドの構成を示す分解斜視図である。図１３は、従来の光学ヘッドの送り装置の概略構成を示す分解斜視図である。
図１２に示すように、光学ヘッドは、光学台１９に、反射ミラー１０、集積ユニット９、対物レンズ駆動装置１４、フレキシブル回路３５、ナット板が取り付けられたカバー３３及び放熱プレート４を配置して構成されている。なお、集積ユニット９は端子部（図示せず）によってフレキシブル回路３５と接続されており、接続はこれらを光学台１９に設置する前に行なわれている。
対物レンズ駆動装置１４は、対物レンズホルダー１２、ベース１５、サスペンション１６、磁気回路１７、フォーカシング用コイル１８ａ及びトラッキング用コイル１８ｂにより構成される。対物レンズ駆動装置１４は、フォーカシング用コイル１８ａ及びトラッキング用コイル１８ｂに電流を印加することによって、対物レンズ１１を光磁気記録媒体（光磁気ディスク）のフォーカス方向及びラジアル方向に駆動している。
具体的には、フォーカシング用コイル１８ａに電流を印加すれば、対物レンズ１１をフォーカス方向に駆動することができる。一方、トラッキング用コイル１８ｂに電流を印加すれば、対物レンズ１１をラジアル方向に駆動することができる。対物レンズ１１は対物レンズホルダー１２に固定されている。
フォーカシング用コイル１８ａ及びトラッキング用コイル１８ｂに電流を印加する駆動回路や、この印加電流の制御を行なう制御回路は、対物レンズ駆動装置１４や集積ユニット９等とは別に設けられた基板（図示せず）に設けられている。駆動回路及び制御回路はフレキシブル回路３５を介してフォーカシング用コイル１８ａ及びトラッキング用コイル１８ｂに接続されている。
また、図１３に示すように、図１２に示す光学ヘッド４３には送り装置が取り付けられる。送り装置は、主に送りネジ３６、副軸３７、送りモータ３８、ギヤ３９ａ、ギヤ３９ｂ及び軸受け４１で構成されている。また、送り装置はメカベース４２に取り付けられる。なお、図１３において、メカベース４２の形状は概略的に示している。
光学ヘッド４３は、ナット板４０によって送りネジ３６と勘合した状態で、メカベース４２に取り付けられる。このため、送りモータ３８を回転させると、ギヤ３９ａ及び３９ｂを介して送りネジ３６が回転し、結果、送りネジ３６により光学ヘッド４３は矢印に示す光磁気記録媒体（図示せず）のラジアル方向に移動する。なお、光学ヘッド４３の移動量は、ギヤ３９ａとギヤ３９ｂとのギヤ比と、送りネジ３６のピッチとにより算出される減速比で決定される。
このように、光学ヘッドの光磁気記録媒体に対する移動は、対物レンズ駆動装置１４と送り装置とによって行なわれる。図１２及び図１３に示す光学ヘッドにおける光磁気記録媒体の内周から外周への動作（ラジアル方向の動作）について、図１４を用いて説明する。
図１４Ａは、対物レンズをラジアル方向に駆動するトラッキング用コイルにおける駆動電流の波形を示すグラフであり、図１４Ｂは、光学ヘッドをラジアル方向へ送る送りモータにおける駆動電圧の波形を示すグラフであり、図１４Ｃは、光磁気記録媒体で反射された光束が受光素子上に形成する光スポットのデフォーカス量と時間又は対物レンズの移動量との関係を示すグラフである。なお、図１４Ａに示す「偏芯補正量」は、光磁気記録媒体を駆動するスピンドルモータの駆動軸の中心と光磁気記録媒体の中心とにズレが生じていた場合に、トラッキング用コイル１８ｂに印加される補正電流を示している。
光磁気記録媒体に対する情報の記録又は読み取りを行なう場合、対物レンズ１１（図１２及び図１３参照）は、先ず、その光軸がレーザ光の光軸と略一致するように位置決めされる。次に、対物レンズ１１が光磁気記録媒体（図１５参照）のトラックに追従するよう、図１４Ａに示すようにトラッキング用コイル１８ｂに電流が印加され、対物レンズ１１はラジアル方向に移動する。このとき、図１４Ｂに示すように、コイル１８ｂに印加する電流の電流値に対応した電圧が、送りモータ３８に印加される。
トラックへの追従がコイル１８ｂによる移動だけでは対処しきれなくなると、つまり図１４Ｂに示す印加電圧が所定の電圧に達すると、送りモータ３８が回転する。送りモータ３８が回転すると、上記したように、ギヤ３９ａとギヤ３９ｂとのギヤ比と、送りネジ３６のピッチとにより算出される減速比で決定される送り量の分だけ、光学ヘッド４３が光学台１９ごと光磁気記録媒体の外周方向に移動する。
このとき、対物レンズ１１の光磁気記録媒体に対する相対位置は変化しないため、対物レンズ１１の光学台１９に対するラジアル方向の移動量は、送り装置による移動の直前（送りモータ３８が回転する直前）において最大となる。また、送り装置による移動直後における対物レンズ１１の光学台１９（又はレーザ光の光軸）に対する相対的な位置ズレは、光学ヘッド（光学台１９）の送り量から、送り装置による移動の直前における対物レンズ１１の光学台１９に対するラジアル方向の移動量を差し引いた値となる。
次に、図１２及び図１３に示した光学ヘッドの光学系について図１５及び図１６を用いて説明する。図１５Ａは、図１２及び図１３に示す光学ヘッドの光路を光磁気記録媒体の法線方向から示す光路図であり、図１５Ｂは、図１２及び図１３に示す光学ヘッドの光路を光磁気記録媒体の法線方向と垂直な方向から示す光路図である。図１６は、図１２及び図１３に示す光学ヘッドを構成する発光素子及び受光素子を示す概略図である。
先ず光学ヘッドを構成する集積ユニットについて説明する。図１５Ａ及び図１５Ｂに示すように、光学ヘッドを構成する集積ユニット９は、半導体レーザ２及び受光素子（図示せず）が設けられたシリコン基板１と、樹脂で成形されたホログラム素子（回折格子）７と、複合素子８とで構成されている。複合素子８は、ビームスプリッタ８ａと、折り返しミラー８ｂと、偏光分離素子８ｃとで構成されている。
シリコン基板１の半導体レーザ２が設けられていない面には、銀ペーストを介して放熱プレート４が取り付けられており、シリコン基板１で発生した熱は放熱プレート４に伝達される。
また、図１６に示すように、シリコン基板１の半導体レーザ２が設けられた面には、半導体レーザ２に加えて、フォーカス誤差信号受光部２４ａ及び２４ｂ、トラッキング誤差信号受光部２５及び２６、情報信号受光部２７が設けられており、各受光部には受光素子が形成されている。シリコン基板１は多分割光検出器として機能する。
各受光部で受光された光束は受光素子で電気信号に変更され、出力部３及び端子５を介して外部に出力される。減算器２８又は加算器２９は、出力された電気信号を用いて、サーボ信号や再生信号等を生成する。なお、図１６においては説明のため、各受光素子からの電気信号の出力経路を別の線で示しているが、実際には各受光素子からの電気信号は出力部３及び端子５を介して出力される。
減算器２８及び加算器２９も、対物レンズ駆動装置１４や集積ユニット９等（図１２参照）とは別に設けられた基板（図示せず）に設けられており、端子５はフレキシブル回路３５（図１２参照）を介して減算器２８及び加算器２９に接続されている。
図１５Ａ、Ｂ及び図１６において、６はシリコン基板１、端子５及び放熱プレート４を保持する樹脂パッケージである。樹脂パッケージ６は図１２に示した光学台１９に接着剤で固定されている。
このような構成により、図１５Ａ及びＢに示すように、半導体レーザ２から出射されたレーザ光は、ホログラム素子７により、異なる複数の光束に分離される。分離された複数の光束は、一部が複合素子８のビームスプリッタ８ａによって反射され、残りがビームスプリッタ８ａを透過する。
ビームスプリッタ８ａにより反射された光束は、レーザモニタ用受光素子（図示せず）に入射し、電気信号に変換される。半導体レーザ２の駆動電流は、この電気信号に基づいて制御される。
一方、ビームスプリッタ８ａを透過した光束は、反射ミラー１０で反射され、対物レンズホルダー（図示せず）に固定された対物レンズ１１に入射する。対物レンズ１１に入射した複数の光束は、対物レンズ１１によって、光磁気記録媒体（光磁気ディスク）１３の記録面上に直径１ミクロン程度の光スポット３２として集光され、反射される。
光磁気記録媒体１３からの反射光は、逆の経路をたどり、複合素子８に入射し、ビームスプリッタ８ａにより反射分離される。光磁気記録媒体１３からの反射光のうちビームスプリッタ８ａで反射された光束は、更に折り返しミラー８ｂで反射され、偏光分離素子８ｃに入射する。
半導体レーザ２は、出射されるレーザ光の偏光方向が図１５Ａにおいて紙面に平行となるように設置されている。このため、偏光分離素子８ｃに入射した光は、偏光分離素子８ｃにより、互いに直交する２つの偏光成分の光束に分離される。分離された光束は、図１６に示すように情報信号受光部２７に入射し、光スポット２２及び２３を形成する。
図１６において、２２はメインビーム（Ｐ偏光）によって形成された光スポットであり、２３はメインビーム（Ｓ偏光）によって形成された光スポットである。本従来例では、光磁気記録媒体１３からの情報信号（光磁気ディスク信号）の検出は、光スポット２２を形成するメインビーム（Ｐ偏光）の光量と、光スポット２３を形成するメインビーム（Ｓ偏光）の光量との差を減算器２８で算出することによって、つまり、差動検出法によって行なわれる。
また、スポット２２を形成するメインビーム（Ｐ偏光）の光量と、スポット２３を形成するメインビーム（Ｓ偏光）の光量との和を加算器２９で算出することによって、プレビット信号の検出も行なわれる。
一方、光磁気記録媒体１３からの反射光のうちビームスプリッタ８ａを透過した光束は、図１５Ａに示すように、ホログラム素子７により複数の光束に分離され、図１６に示すように、フォーカス誤差信号受光部２４ａ及び２４ｂ、トラッキング誤差信号受光部２５及び２６に集光し、各領域にスポットを形成する。
図１５Ａ及び図１６において、３０は、フォーカス誤差信号受光部２４ａに形成されたフォーカス誤差信号検出用の光スポット、３１は、フォーカス誤差信号受光部２４ｂに形成されたフォーカス誤差信号検出用の光スポットである。本従来例では、フォーカスサーボは、いわゆるＳＳＤ（spot size detection）法により行なわれており、フォーカス誤差信号の検出は、フォーカス誤差信号受光部２４ａで受光した光束の光量とフォーカス誤差信号受光部２４ｂで受光した光束の光量との差を減算器２８で算出することによって行なわれる。
また、図１６において、２１は、トラッキング誤差信号受光部２５及び２６に形成されたトラッキング誤差信号検出用の光スポットである。また、トラッキングサーボは、いわゆるプッシュプル法により行なわれており、トラッキング誤差信号の検出は、トラッキング誤差信号受光部２５で受光した光束の光量とトラッキング誤差信号受光部２６で受光した光束の光量との差を減算器２８で算出することによって行なわれる。
また、本従来例の光学ヘッドにおいては、光磁気記録媒体１３からの反射光により所望の検出信号を得るため、組立時に、半導体レーザ２と、対物レンズ１１と、シリコン基板１（多分割光検出器）との相対的な位置調整を行なって、各検出信号についての初期位置設定が行われる。
フォーカス誤差信号の初期位置設定においては、フォーカス誤差信号受光部２４ａと２４ｂとが設けられたシリコン基板１の基板面が、光スポット３０の焦点を含み、且つ、基板面に平行な面と、光スポット３１の焦点を含み、且つ、基板面に平行な面との略中間に位置するように（図１５Ａ参照）、シリコン基板１のＺ軸方向（出射されるレーザ光の光軸方向）における位置を調整する。シリコン基板１のＺ軸方向における位置の調整は、光学台１９（図１２参照）及び樹脂パッケージ６の設計によって行なわれる。
また、トラッキング誤差信号の初期位置設定について、図１７を用いて説明する。図１７Ａは、図１２及び図１３に示す光学ヘッドにおける初期位置調整を示す分解斜視図であり、図１７Ｂは、位置調整後の光学ヘッドを示す斜視図である。
図１７Ａに示すように、トラッキング誤差信号の初期位置設定においては、ベース１５を外部治具（図示せず）によって保持した状態で、対物レンズ駆動装置１４をＹ方向（タンジェンシャル方向）及びＸ方向（ラジアル方向）に移動させ、トラッキング誤差信号受光部２５及び２６からの出力が略均一となるように、対物レンズ駆動装置１４の位置を調整する。この調整は結果的には、図１５に示す半導体レーザ２から出射されるレーザ光の光軸（発光点からの光磁気記録媒体１３の法線に平行な軸）と対物レンズ１１の中心軸とを合わせることとなる。
また、本従来例の光学ヘッドにおいては、図１７Ａに示すように、光磁気記録媒体（図示せず）と対物レンズ１１との相対的な傾き調整（スキュー調整）も行なわれる。この傾き調整も、ベース１５を外部治具（図示せず）によって保持した状態で行なわれる。具体的には、対物レンズ駆動装置１４における、Ｙ軸回りの傾き（ラジアル方向スキュー）θＲとＸ軸回りの傾き（タンジェンシャル方向スキュー）θＴとを調整する。
調整の終了後、ベース１５を光学台１９に接着剤３４によって接着固定する。以上により、フォーカス誤差信号及びトラッキング誤差信号の調整と、スキュー調整とが完了した光学ヘッドが完成する。
しかしながら、上記図１３〜図１４に示した従来の光学ヘッドの光学系は、いわゆる有限系である。このため、対物レンズ１１が対物レンズ駆動装置（図１２参照）によって光磁気記録媒体１３（図１５参照）のラジアル方向へ移動するに従い、つまり対物レンズ１１がレーザ光の光軸から遠ざかるに従い、光磁気記録媒体１３の記録面に形成される光スポット３２の形状が変化し、記録面には軸外収差が発生してしまう。
このような軸外収差が発生すると、フォーカス誤差信号受光部２４ａ及び２４ｂ上に形成されるフォーカス誤差信号検出用の光スポット３０及び３１の形状も変化してしまい、結果、光磁気記録媒体１３の記録面に形成される光スポット３２のフォーカスポイントがずれてしまい、デフォーカスが生じてしまう。以下に、このデフォーカスについて図１８を用いて説明する。
図１８Ａは、図１２及び図１３に示す光学ヘッドにおける、対物レンズの光軸とレーザ光の光軸とが殆ど一致している場合のフォーカス誤差信号を示すグラフであり、図１８Ｂは、図１２及び図１３に示す光学ヘッドにおける、対物レンズがトラッキング動作して対物レンズの光軸とレーザ光の光軸とがずれた場合のフォーカス誤差信号を示すグラフである。図１８Ａ及び図１８Ｂに示すグラフにおいて、縦軸は電圧、横軸は光磁気記録媒体１３と対物レンズ１１との相対距離を示している。
図１９は、図１２及び図１３に示す光学ヘッドにおけるフォーカスサーボの流れを示すブロック図である。
図１８Ａ及びＢに示すフォーカス誤差信号は、いわゆるＳ字信号であり、対物レンズ１１のフォーカス方向における位置の変化によって発生する。このＳ字信号とＧＮＤとが交わる点が、対物レンズ１１のトラッキンサーボにおいて目標となるフォーカスポイントである。つまり、本明細書でいう「フォーカスポイント」とは、対物レンズ１１のフォーカスサーボにおいて目標となる収束点をいう。
図１８Ａに示すように、対物レンズの中心軸とレーザ光の光軸とが一致している場合は、Ｓ字信号の振幅中心を通るＳ字信号中心が、フォーカスポイントとなる。このため、ＧＮＤとＳ字信号との交点にサーボを収束させるフォーカスサーボでは、Ｓ字信号中心とフォーカスポイントとを一致させることで、デフォーカスの発生を抑制することができる。
一方、図１８Ｂに示すように、対物レンズの中心軸とレーザ光の光軸とがずれた場合は、光磁気記録媒体１３の記録面に形成される光スポット３２に収差が発生するため、Ｓ字信号とＧＮＤとの交点からＳ字信号中心がずれた状態となる。
このため、従来例の光学ヘッドにおいては、図１９に示すように、フォーカス誤差信号の演算生成（ステップＳ１００）の後、ＧＮＤに対するオフセット量を算出（ステップＳ１０１）し、フォーカシング用コイル１８ａにオフセット量に応じた電流を印加して（ステップＳ１０２）、フォーカスサーボが行なわれている。なお、「オフセット量」とは、図１８Ｂに示すように、現時点（フォーカスサーボ前）の収束点における電圧とＧＮＤとの差をいう。
しかし、図１９に示すステップで行なわれるフォーカスサーボは、オフセット量がゼロとなるように行なわれるだけであり、実際に生じているデフォーカスを考慮したものではない。このため、図１９に示すフォーカスサーボでは、デフォーカス及び軸外収差の発生を抑制するのは困難といえる。
更に、軸外収差の大部分は非点収差であるため、対物レンズ１１のラジアル方向の移動時に発生するデフォーカスの量は、対物レンズ１１のラジアル方向への移動量が大きいほど、又対物レンズ１１の厚みが薄い程大きくなってしまう。特に、ポータブル型のディスク記録再生装置においては、光学ヘッドの小型化及び薄型化が求められており、この場合は、対物レンズも小型化及び薄型化する必要があるため、軸外収差は更に増大してしまう。
また、軸外収差によりデフォーカスが発生すると、光磁気記録媒体１３の記録面に形成される光スポット３２のスポット径が大きくなると共に、楕円率が増加してしまう。このため、光磁気記録媒体１３の記録面に記録された情報の信号再生時においてクロストーク（再生信号に隣接トラックの信号が漏れこむ現象）が増加する。更に、上記した光スポット３２の形状の変化によって発生するオフトラック（光スポット３２の中心と記録面のトラックの中心とのズレ）によっても、クロストークは増加してしまう。
このようなクロストークの増加は、再生信号の読み取り能力の低下や、アドレス情報等を有したウォブル信号の読み取り能力の低下の要因となり、記録再生能力を悪化させてしまう。
更に、軸外収差により、トラッキング誤差信号検出用の光スポット２１の形状も変化する。このため、トラッキング誤差信号にオフセットが生じ、トラッキングサーボをかけた状態でオフトラック（トラッキングサーボにおける光スポット３２の中心と記録面のトラックの中心とのズレ）が生じてしまう。この場合、クロストークが増大し、光学ヘッドの記録再生能力が悪化してしまう。
本発明の目的は、上記問題を解決し、円盤状の記録媒体の記録面上の軸外収差の発生を抑制し得るディスク記録再生装置を提供することにある。
上記目的を達成するために本発明にかかる第１の光学ヘッドは、光源と、前記光源からの光束を円盤状の記録媒体の記録面に集光する対物レンズと、前記対物レンズを前記円盤状の記録媒体のラジアル方向及びフォーカス方向に駆動する対物レンズ駆動部と、前記円盤状の記録媒体の記録面で反射された反射光を受光して電気信号に変換する受光部と、前記受光部で変換された電気信号からフォーカス誤差信号及びトラッキング誤差信号を生成する信号生成部とを有し、前記対物レンズ駆動部による前記対物レンズのラジアル方向の移動量に応じたオフセット信号を、前記フォーカス誤差信号及び前記トラッキング誤差信号のうちの少なくとも一方に印加することを特徴とする。
また、上記目的を達成するために本発明にかかる第２の光学ヘッドは、光源と、前記光源からの光束を円盤状の記録媒体の記録面に集光する対物レンズと、前記対物レンズを前記円盤状の記録媒体のラジアル方向及びフォーカス方向に駆動する対物レンズ駆動部と、前記円盤状の記録媒体の記録面で反射された反射光を受光して電気信号に変換する第１及び第２の受光部と、前記第１の受光部で変換された電気信号からフォーカス誤差信号を生成し、前記第２の受光部で変換された電気信号からトラッキング誤差信号を生成する信号生成部と、前記フォーカス誤差信号及び前記トラッキング誤差信号に基づいて前記対物レンズ駆動部を制御する制御部とを有し、前記制御部は、前記対物レンズ駆動部による前記対物レンズのラジアル方向の移動量に応じたデフォーカス量を算出し、算出したデフォーカス量に基づいてオフセット信号を生成し、前記生成したオフセット信号を前記フォーカス誤差信号に印加して、前記対物レンズ駆動部を制御することを特徴とする。
更に、上記目的を達成するために本発明にかかる第３の光学ヘッドは、光源と、前記光源からの光束を円盤状の記録媒体の記録面に集光する対物レンズと、前記対物レンズを前記円盤状の記録媒体のラジアル方向及びフォーカス方向に駆動する対物レンズ駆動部と、前記円盤状の記録媒体の記録面で反射された反射光を受光して電気信号に変換する第１及び第２の受光部と、前記第１の受光部で変換された電気信号からフォーカス誤差信号を生成し、前記第２の受光部で変換された電気信号からトラッキング誤差信号を生成する信号生成部と、前記フォーカス誤差信号及び前記トラッキング誤差信号に基づいて前記対物レンズ駆動部を制御する制御部とを有し、前記制御部は、前記対物レンズ駆動部による前記対物レンズのラジアル方向の移動量に応じたオフトラック量を算出し、算出したオフトラック量に基づいてオフセット信号を生成し、前記生成したオフセット信号を前記トラッキング誤差信号に印加して、前記対物レンズ駆動部を制御することを特徴とする。
上記目的を達成するために本発明にかかるディスク記録再生装置は、上記本発明にかかる光学ヘッドと、前記光学ヘッドを円盤状の記録媒体のラジアル方向に送る送り手段とを少なくとも有するディスク記録再生装置であって、前記送り手段は、前記光学ヘッドと勘合して前記光学ヘッドの前記ラジアル方向への移動を行なう送りネジと、前記送りネジを回転させる駆動モータとを少なくとも有し、前記対物レンズ駆動部による前記対物レンズの前記ラジアル方向への移動が規定の値を超えた時に、前記駆動モータが回転して前記光学ヘッドを送るように構成されており、前記送り手段による前記光学ヘッドの送り量は、前記円盤状の記録媒体における記録時と再生時とで異なっていることを特徴とする。
上記目的を達成するために本発明にかかる第１の対物レンズの駆動方法は、光源と、前記光源からの光束を円盤状の記録媒体の記録面に集光する対物レンズと、前記対物レンズを前記円盤状の記録媒体のラジアル方向及びフォーカス方向に駆動する対物レンズ駆動部と、前記円盤状の記録媒体の記録面で反射された反射光を受光して電気信号に変換する第１及び第２の受光部と、前記第１の受光部で変換された電気信号からフォーカス誤差信号を生成し、前記第２の受光部で変換された電気信号からトラッキング誤差信号を生成する信号生成部と、前記フォーカス誤差信号及び前記トラッキング誤差信号に基づいて前記対物レンズ駆動部を制御する制御部とを有する光学ヘッドを用いた、対物レンズの駆動方法であって、（ａ）前記対物レンズ駆動部による前記対物レンズのラジアル方向の移動量を検出する工程と、（ｂ）検出した移動量に応じたデフォーカス量を算出する工程と、（ｃ）算出したデフォーカス量に基づいてオフセット信号を生成する工程と、（ｄ）生成したオフセット信号を前記フォーカス誤差信号に印加する工程とを少なくとも有することを特徴とする。
また、上記目的を達成するために本発明にかかる第２の対物レンズの駆動方法は、光源と、前記光源からの光束を円盤状の記録媒体の記録面に集光する対物レンズと、前記対物レンズを前記円盤状の記録媒体のラジアル方向及びフォーカス方向に駆動する対物レンズ駆動部と、前記円盤状の記録媒体の記録面で反射された反射光を受光して電気信号に変換する第１及び第２の受光部と、前記第１の受光部で変換された電気信号からフォーカス誤差信号を生成し、前記第２の受光部で変換された電気信号からトラッキング誤差信号を生成する信号生成部と、前記フォーカス誤差信号及び前記トラッキング誤差信号に基づいて前記対物レンズ駆動部を制御する制御部とを有する光学ヘッドを用いた、対物レンズの駆動方法であって、（ａ）前記対物レンズ駆動部による前記対物レンズのラジアル方向の移動量を検出する工程と、（ｂ）検出した移動量に応じたオフトラック量を算出する工程と、（ｃ）算出したオフトラック量に基づいてオフセット信号を生成する工程と、（ｄ）生成したオフセット信号を前記トラッキング誤差信号に印加する工程とを少なくとも有することを特徴とする。
以上の説明のように、本発明は、対物レンズのラジアル方向の移動量に応じて発生する光スポットのデフォーカス量又はオフトラック量を演算し、これから生成したオフセット信号をフォーカス誤差信号又はトラッキング誤差信号に印加することに特徴がある。
この特徴により、本発明を用いれば、フォーカスポイント又はトラッキングポイントを変化させて、円盤状の記録媒体の記録面に形成される光スポットの形状を光学的に補正することができる。
また、この特徴により、サーボ位置を電気的に補正することができるため、対物レンズのラジアル方向への移動量に応じて生じる再生信号及びサーボ信号の劣化も大幅に改善することができ、更にディスク記録再生装置における記録性能及び再生性能を大幅に向上することもできる。
また、この特徴により、対物レンズの移動量に応じて円盤状の記録媒体の記録面に発生する軸外収差の影響を少なくすることができるため、ディスク記録再生装置の小型化及び薄型化を実現することもできる。
（実施の形態１）
以下、本発明の実施の形態１にかかる光学ヘッド、ディスク記録再生装置及び対物レンズの駆動方法について図１〜図６を参照しながら説明する。
図１は、本発明の実施の形態１にかかる光学ヘッドの概略構成を示す図である。図１に示すように、本実施の形態１にかかる光学ヘッドも、上記した従来例と同様に、円盤状の記録媒体である光磁気記録媒体１３に対して情報の記録及び再生を行なうのに用いられる。本実施の形態１においても、光磁気記録媒体１３は光磁気ディスクである。
本実施の形態１にかかる光学ヘッドは、集積ユニット９と、対物レンズ１１と、対物レンズ１１を光磁気記録媒体１３のラジアル方向及びフォーカス方向に駆動する対物レンズ駆動部とを備えている。集積ユニット９及び対物レンズ１１は、図１５Ａ及びＢで示したものと同様のものである。
集積ユニット９は、図１５Ａ及びＢで示した集積ユニットと同様に、シリコン基板１と、ホログラム素子７と、複合素子８とを有している。シリコン基板１には、光源となる半導体レーザ、フォーカス誤差信号受光部、トラッキング誤差信号受光部及び情報信号受光部が設けられている。光磁気記録媒体１３の記録面で反射された反射光は、各受光部で受光されて電気信号に変換される。
レンズ駆動部は、光磁気記録媒体１３をフォーカス方向に駆動するフォーカシング用コイル１８ａと、光磁気記録媒体１３をラジアル方向に駆動するトラッキング用コイル１８ｂと、二つのコイル１８ａ及び１８ｂに電流を印加するコイル駆動部１０３とを有している。
本実施の形態１において、レンズ駆動部は、図１２で示したレンズ駆動装置１４と同様のものである。よって、フォーカシング用コイル１８ａ及びトラッキング用コイル１８ｂも、図１２で示したものと同様ものである。また、コイル駆動部１０３は、図１２で示したフレキシブル回路３５に設けられた駆動回路である。
本実施の形態１にかかる光学ヘッドは、更に、各受光部で変換された電気信号から各種制御用信号や再生信号等を生成する信号生成部１０２と、信号生成部１０２で生成された制御用信号に基づいてフォーカシング用コイル１８ａ及びトラッキング用コイル１８ｂの制御等を行なう制御部１０１とを備えている。
本実施の形態１において、信号生成部１０２は、図１６で示した減算器と加算器とで構成されており、図１６で示したように、フォーカス誤差信号、トラッキング誤差信号、光磁気ディスク信号、プレビット信号等を生成する。また、制御部１０１及び信号生成部１０２も、従来例と同様に、レンズ駆動部や集積ユニット等とは別に設けられた基板（図示せず）に設けられている。なお、この態様に限定されず、本発明においては、制御部１０１及び信号生成部１０２は、フレキシブル回路（図１２参照）や、多分割光検出器として機能するシリコン基板（図１６参照）等に設けることもできる。
このように、本実施の形態１にかかる光学ヘッドは、図１２、図１５Ａ及び図１５Ｂに示された従来例の光学ヘッドと同様に構成されている。また、本実施の形態１にかかる光学ヘッドにも図１３で示した送り装置が取り付けられ、この場合、本実施の形態１にかかるディスク記録再生装置として構成される。
しかしながら、本実施の形態１にかかる光学ヘッドは、制御部１０１による対物レンズ１１のフォーカシング制御において、従来例の光学ヘッドと異なっており、これにより従来例にはない効果を得ることができる。この点について、図２〜図４を用いて説明する。
図２は、本発明の実施の形態１にかかる光学ヘッドの動作と本発明の実施の形態１にかかる対物レンズの駆動方法とを示すフローチャートである。
図３は、本発明の実施の形態１にかかる光学ヘッドにおける、対物レンズがトラッキング動作して対物レンズの光軸とレーザ光の光軸とがずれた場合のフォーカス誤差信号を示すグラフである。
図４Ａは、対物レンズをラジアル方向に駆動するトラッキング用コイルにおける駆動電流の波形を示すグラフであり、図４Ｂは、光学ヘッドをラジアル方向へ送る送りモータにおける駆動電圧の波形を示すグラフであり、図４Ｃは、フォーカス誤差信号に印加されるオフセット信号の電圧波形を示すグラフである。
最初に、対物レンズ１１は、その光軸１０５が光源である半導体レーザの光軸１０４と一致した位置にある。このとき、フォーカス誤差信号としては、図１８Ａで示されたものが得られる。
なお、本明細書でいう光源（半導体レーザ）の光軸１０４とは、図１に示すように反射ミラー１０が用いられる態様においては、半導体レーザの発光点を通り、反射ミラー１０で反射されたときに光磁気記録媒体１３（円盤状の記録媒体）の記録面に垂直となる軸をいう。反射ミラー１０が用いられない態様においては、光源の光軸とは、光源の発光点を通り、且つ、光磁気記録媒体（円板状の情報記録媒体）の記録面に垂直な軸をいう。
次に、トラッキング用コイル１８ｂによって対物レンズが光磁気記録媒体１３のラジアル方向に移動すると、フォーカス誤差信号として、図３で示されるものが得られる。図３に示すフォーカス誤差信号においても、図１８Ｂで示したように、Ｓ字信号とＧＮＤとの交点からＳ字信号中心がずれた状態となる。図３におけるフォーカスポイントとＳ字信号中心との差、つまりＳ字信号中心における電圧とＧＮＤとの電圧差が、対物レンズ１１のラジアル方向の移動量に応じたデフォーカス量である。
このとき、本実施の形態１においては、従来例と異なり、図２に示すように先ず、対物レンズ１１のラジアル方向の移動量が検出される（ステップＳ１）。具体的には、対物レンズ１１のラジアル方向の移動量は、コイル駆動部１０３により、トラッキング用コイル１８ｂの印加電流と、対物レンズ駆動部におけるラジアル方向感度（ラジアル方向の移動量／印加電流）とに基づいて算出される。本明細書でいう対物レンズ１１のラジアル方向の移動量とは、上述した光源の光軸から対物レンズ１１の光軸までの距離をいう。
なお、本実施の形態１においては、対物レンズ１１のラジアル方向における移動量の検出は、外部位置センサによって行なうこともできる。外部位置センサとしては、ＬＥＤや半導体レーザといった発光素子と受光素子とで構成したもの等が挙げられる。
次いで、制御部１０１により、対物レンズ１１のラジアル方向の移動量に応じたデフォーカス量（図３参照）が算出される（ステップＳ２）。本実施の形態１においては、制御部１０１によるデフォーカス量の算出は、移動量に対するデフォーカス量の比（換算値）を予め実験やシミュレーションによって求めておき、この換算値を移動量に乗じることによって行なわれている。
次に、制御部１０１により、算出したデフォーカス量に基づいてオフセット信号が生成される（ステップＳ３）。具体的には、オフセット信号の生成は、デフォーカス量にゲインを乗じて行なわれている。ゲインの設定は、算出したデフォーカス量と、対物レンズ駆動部のフォーカス方向移動感度（デフォーカス量／印加電流値）とに基づいて行なわれる。
次いで、制御部１０１により、フォーカス誤差信号にオフセット信号が印加される（ステップＳ４）。なお、図４Ａ、Ｂ及びＣから分るように、オフセット信号としてフォーカス誤差信号に印加される電圧は、対物レンズ１１のラジアル方向の移動量に応じて変化している。その後、コイル駆動部１０３により、オフセット信号が印加されたフォーカス誤差信号に基づく駆動電流が、フォーカシング用コイル１８ａに印加される（ステップＳ５）。
この結果、図１８Ｂに示したＳ字信号がＧＮＤに向かって平行移動した状態となり、Ｓ字信号中心がフォーカスポイントとなる。よって、制御部１０１により、フォーカス誤差信号がＧＮＤ付近に収束するように、即ち、フォーカス誤差信号がＳ字信号中心に収束するように、対物レンズ１１がフォーカス方向に駆動される（ステップＳ６）。
このため、デフォーカス量は殆どゼロとなり、対物レンズ１１のラジアル方向の移動によって生じる光スポット３２の形状変化及び収差の発生を抑制できる。
このように、本実施の形態１にかかる光学ヘッドにおいては、フォーカス誤差信号にオフセット信号を印加して、フォーカスポイントを変化させ、光磁気記録媒体１３の記録面における光スポット３２の形状及び収差を光学的に補正している。よって、本実施の形態１にかかる光学ヘッドを用いることにより、光磁気記録媒体１３の記録面における軸外収差の発生を抑制できる。また、軸外収差の影響を少なくすることが可能となるため、対物レンズ１１の小型化及び薄型化を図ることができ、光学ヘッド及びディスク記録再生装置の小型化及び薄型化に貢献することもできる。
更に、光磁気記録媒体１３の記録面における軸外収差の発生を抑制できるので、対物レンズ１１のラジアル方向への移動によって生じる再生信号劣化およびサーボ信号劣化を大幅に改善することが可能となり、光学ヘッド及びディスク記録再生装置における記録性能及び再生性能を大幅に向上することもできる。
特に、光磁気記録媒体１３に記録されたウォブル信号の読み取りにおいては、光磁気記録媒体１３の記録面に形成された光スポット３２のデフォーカスによってクロストークの影響を受け易いため、対物レンズ１１のラジアル方向における移動時の信号劣化が激しいという問題がある。しかし、本実施の形態１によれば、対物レンズのラジアル方向の移動量に応じて光スポット３２のフォーカスポイントを変化させるため、対物レンズ１１のラジアル方向における移動時のウォブル信号の検出能力を大幅に向上することができる。
また、トラッキング用コイル１８ｂによる対物レンズ１１のラジアル方向における移動量の最大値を、従来例の光学ヘッドに比べて拡大することが可能となる。このため、光学ヘッド全体をラジアル方向に駆動する送り装置における送りモータ３８の間欠率（非動作時間率）を向上させることができるので、ディスク記録再生装置の高品質化を図ると共に大幅な低消費電力化を実現することができる。
なお、本実施の形態１においては、デフォーカス量からオフセット信号を生成し、これをフォーカシング誤差信号に印加してフォーカシングサーボが行なわれているが、デフォーカス量に応じてフォーカシングコイル１８ａの駆動電流を補正し、補正した駆動電流をフォーカシングコイル１８ａに印加する態様とすることもできる。この態様によっても上記した効果を得ることができる。
本実施の形態１では、制御部１０１により、光磁気記録媒体１３における回転中心に対する偏芯量（光磁気記録媒体を駆動するスピンドルモータの駆動軸の中心に対する光磁気記録媒体の中心のズレ量）を算出し、算出した偏芯量と算出したデフォーカス量に基づいてオフセット信号を生成することもできる。
図５は、偏心補正を行なう場合の制御信号を示す図であり、図５Ａは、対物レンズをラジアル方向に駆動するトラッキング用コイルにおける駆動電流の波形を示すグラフであり、図５Ｂは、光学ヘッドをラジアル方向へ送る送りモータにおける駆動電圧の波形を示すグラフであり、図５Ｃは、フォーカス誤差信号に印加されるオフセット信号の電圧波形を示すグラフである。
図５に示すように、記録及び再生時における光磁気記録媒体１３の記録再生信号トラック位置のラジアル方向の振れとなる偏芯を検出し、対物レンズ１１を偏芯に対しても追従させることにより、一層高精度な光学ヘッド及び光ディスク記録再生装置を実現できる。
また、本実施の形態１においては、オフセット信号の生成は、対物レンズ１１の移動量に応じたデフォーカス量に基づいて行なわれているが、例えば、図６に示すように、フォーカス誤差信号に印加されるオフセット信号の電圧波形を任意に補正して階段状の波形とすることもできる。また、同様に、オフセット信号の電圧波形を非線形または不感帯を設けた波形とすることもできる。
図６は、オフセット信号が階段状の波形を持った場合を示す図であり、図６Ａは、対物レンズをラジアル方向に駆動するトラッキング用コイルにおける駆動電流の波形を示すグラフであり、図６Ｂは、光学ヘッドをラジアル方向へ送る送りモータにおける駆動電圧の波形を示すグラフであり、図６Ｃは、フォーカス誤差信号に印加されるオフセット信号の電圧波形を示すグラフである。
更に、本実施の形態１にかかる光学ヘッドは、光学ヘッドの周囲の温度を検出するための温度検出部を備えることもでき、この場合、制御部１０１は、検出された周囲の温度とデフォーカス量とに基づいてオフセット信号を生成することができる。この態様によれば、温度変化による光スポット３２の形状および収差を補正し、光スポット３２のデフォーカスを補正することが可能となり、記録再生性能を向上させることができる。
また、本実施の形態１においては、図２に示すステップＳ３で示すように、制御部１０１はデフォーカス量を変化させてオフセット信号を生成しているが、このオフセット量の変化の度合が記録時と再生時とで異なる態様とすることができる。具体的には、記録時におけるデフォーカス量に乗じるゲインの値（図２ステップＳ３）を、再生時におけるゲインの値に比べて大きくすることができる。
上述したように、光磁気記録媒体の記録面には、対物レンズ１１の移動量に応じて軸外収差が発生するため、再生時においては、サーボ信号と再生信号とを考慮する必要がある。このため、再生時において、レンズ駆動部による対物レンズのラジアル方向における移動量を大きくすると、再生信号にクロストークが生じてしまうため、移動量を大きくするのは困難である。
しかし、記録時においては、サーボ信号のみを考慮すれば良いため、再生時に比べて移動量を拡大することができる。このため、上記したように、記録時におけるデフォーカス量に乗じるゲインの値（図２ステップＳ３）を、再生時におけるゲインの値に比べて大きくすることができる。
この場合、記録時は送りモータ３８を動作させない時間（間欠率）を向上させることが可能となるため、光学ヘッド及びディスク記録再生装置の消費電力を大幅に向上を実現できる。
また、本実施の形態１においては、オフセット量の変化の度合は、反射率、トラック密度（トラックピッチ）、ディスク厚、ディスク径およびトラック溝形状のうち少なくとも一つによって特定される記録媒体の種類に応じて設定することもできる。
更に、本実施の形態１においては、送りモータ３８（図１３参照）の送り量の設定、つまり送り量に対する送りモータ３８への印加電圧の設定も、記録時と再生時とで異なる態様とすることができる。
例えば、図１１Ａ及びＢに示すように、記録時における送り量を再生時における送り量に比べて大きくすれば、送りモータ３８の間欠率を向上させることができ、より一層低消費電力のディスク記録再生装置を実現することができる。
図１１Ａは、再生時におけるトラッキング用コイルにおける駆動電流の波形と送りモータにおける駆動電圧の波形とを示すグラフであり、図１１Ｂは記録時におけるトラッキング用コイルにおける駆動電流の波形と送りモータにおける駆動電圧の波形とを示すグラフである。なお、図１１Ａ及びＢにおいては、記録時における移動量に付いても再生時における移動量より大きく設定されている。
反対に、記録時における送り量を再生時における送り量に比べて小さくすれば、送り量に対する記録マージンを広げる事ができ、磁気ヘッドのコアサイズ（図示せず）を小さくすることができる。このため、ディスク記録再生装置の更なる小型化を実現することが可能となる。
また、送りモータ３８（図１３参照）の送り量の設定は、反射率、トラック密度（トラックピッチ）、ディスク厚、ディスク径およびトラック溝形状のうち少なくとも一つによって特定される記録媒体の種類に応じて設定することもできる。
（実施の形態２）
次に本発明の実施の形態２にかかる光学ヘッド、ディスク記録再生装置及び対物レンズの駆動方法について、図７及び図８を参照しながら説明する。図７は、本実施の形態２にかかる光学ヘッドにおけるトラッキング誤差信号受光部を拡大して示す図である。図８は、本発明の本実施の形態２にかかる光学ヘッドの動作と本発明の実施の形態２にかかる対物レンズの駆動方法とを示すフローチャートである。
本実施の形態２にかかる光学ヘッドは、レンズ駆動部による対物レンズのラジアル方向における移動量の検出が、トラッキング誤差信号受光部からの電気信号に基づいて行なわれる点で、実施の形態１と異なっている。それ以外は実施の形態１と同様である。
実施の形態１においては、トラッキング誤差信号受光部は、図１６で示した従来例と同様に、二つの受光部２５及び２６で構成されており、各受光部にはそれぞれ一つの受光素子が設けられている。それに対して、図７に示すように、本実施の形態２においては、トラッキング誤差信号受光部２５及び２６は、それぞれ複数の受光領域（２５ａ〜２５ｄ、２６ａ〜２６ｄ）を有しており、受光領域毎に受光素子が設けられている。
本実施の形態２においては、複数の受光領域のうち受光領域２５ａ、２５ｂ、２６ａ及び２６ｂで変換された電気信号を演算することによって、対物レンズのラジアル方向における移動量が検出される。この受光領域２５ａ、２５ｂ、２６ａ及び２６ｂにおいて変換された電気信号の電圧値をそれぞれ、２５ａＶ、２５ｂＶ、２６ａＶ及び２６ｂＶとすると、対物レンズのラジアル方向における移動量は、下記式（１）によって算出できる。
（移動量）
＝（（２５ａＶ＋２５ｂＶ）−（２６ａＶ＋２６ｂＶ））ｋ…（１）
上記式（１）において、ｋは任意の倍率であり、光学ヘッドにおいて、任意に変更可能な数値である。なお、通常、受光部は、光束を受光すると、放射感度（電流／光量変換定数）に応じた電流を発生し、更に電流／電圧変換により光量に応じた電圧を発生する。このため、上記式（１）によるラジアル方向の移動量の演算は、電圧値の代わりに電流値を用いて行なうこともできる。
従って、本実施の形態２においては、図８に示すように対物レンズのフォーカス方向への駆動が行なわれる。図８に示す対物レンズのフォーカス方向への駆動は、ステップＳ１１における対物レンズのラジアル方向における移動量の検出が、トラッキング誤差信号受光部で生じた電気信号を検出することによって行なわれている以外は、図２に示す実施の形態１にかかる方法と同様に行なわれている。本実施の形態２においても、対物レンズのラジアル方向における移動量に応じたオフセット信号がフォーカス誤差信号に印加される。
なお、本実施の形態２においては、トラッキング誤差信号受光部で生じた電気信号を用いて移動量の検出を行なっているが、本実施の形態２にかかる光学ヘッドはこれに限定されるものではない。本実施の形態においては、トラッキング誤差信号受光部以外の受光部で生じた電気信号によって移動量の検出を行なっても良いし、図１６で示されていない受光部を設け、これによって移動量を検出しても良い。
このように、本実施の形態２においても、対物レンズのラジアル方向における移動量に応じたオフセット信号をフォーカス誤差に印加するため、実施の形態１で述べた効果を得ることができる。更に、本実施の形態２においては、光磁気記録媒体の記録面で反射された光によって発生した電気信号に基づいて、対物レンズのラジアル方向における移動量の検出を行なうことができる。このため、対物レンズと光磁気記録媒体との相対位置関係を直接検出することができるため、実施の形態１にかかる光学ディスクよりも、より一層の位置検出精度を高めることができる。
なお、本実施の形態２において、受光領域２５ｃ、２５ｄ、２６ｃ及び２６ｄにおいて変換された電気信号の電圧値をそれぞれ、２５ｃＶ、２５ｄＶ、２６ｃＶ及び２６ｄＶとすると、トラッキング誤差信号は下記式（２）を、信号生成部を構成する減算器で実施することによって得ることができる。
（トラッキング誤差信号の電圧）
＝（２５ｃＶ＋２５ｄＶ）−（２６ｃＶ＋２６ｄＶ） ・・・（２）
実施の形態２にかかる光学ヘッドにおいては、Ｘ−Ｙ平面（図１７Ａ参照）の調整は、上記式（１）で求められる移動量が略ゼロとなるように行なわれる。また、Ｘ−Ｙ平面の調整は、（２５ａＶ−２６ａＶ）又は（２５ｂＶ−２６ｂＶ）の値が略ゼロとなるように行なっても良い。
Ｙ方向の調整は、（２５ａＶ＋２５ｂＶ）による信号及び（２６ａＶ＋２６ｂＶ）による信号に混入される溝混入信号（いわゆる±１次光で生じる信号）が最小となるように行なう。また、Ｙ方向の調整は、２５ａＶ、２６ａＶ、２５ｂＶ及び２６ｂＶによる信号それぞれに混入される溝混入信号が最小となるように行なっても良い。
（実施の形態３）
次に、本発明の実施の形態３にかかる光学ヘッド、ディスク記録再生装置及び対物レンズの駆動方法について図９及び図１０を参照しながら説明する。
本実施の形態３にかかる光学ヘッド及びディスク記録再生装置は、実施の形態１及び２にかかる光学ヘッド及びディスク記録再生装置と同様の構成を有している。また、本実施の形態３においても、実施の形態１及び２と同様に、対物レンズ駆動部による対物レンズのラジアル方向の移動量に応じてデフォーカス量を算出し、これに基づいてオフセット信号を作成する。
しかしながら、本実施の形態３においては、作成したオフセット信号は、トラッキング誤差信号に印加されており、対物レンズのラジアル方向の移動量に応じて発生するオフトラックが補正される点で、実施の形態１及び２と異なっている。以下に、図９及び図１０に基づいて本実施の形態３について説明する。
図９Ａは、対物レンズの光軸とレーザ光の光軸とが殆ど一致している場合のトラッキング誤差信号を示すグラフであり、図９Ｂは、対物レンズがトラッキング動作して対物レンズの光軸とレーザ光の光軸とがずれた場合のトラッキング誤差信号を示すグラフである。図９Ａ及び図９Ｂに示すグラフにおいて、縦軸は電圧、横軸は光磁気記録媒体１３と対物レンズ１１との相対距離を示している。図１０は、本実施の形態３にかかる光学ヘッドにおけるトラッキングサーボの流れを示すブロック図である。
図９Ａ及びＢに示すトラッキング誤差信号は、対物レンズのラジアル方向における位置の変化によって発生する。このトラッキング誤差信号とＧＮＤとが交わる点が対物レンズにおけるトラッキングポイントである。
図９Ａに示すように、対物レンズの中心軸とレーザ光の光軸とが一致している場合は、ＧＮＤはトラッキング誤差信号の最大値と最小値の中間の値となる。このため、トラッキングサーボは、トラッキング誤差信号がトラッキング誤差信号の最大値と最小値の中間の値に収束するように行なえば良い。
一方、図９Ｂに示すように、対物レンズの中心軸とレーザ光の光軸とがずれた場合は、光磁気記録媒体の記録面に形成される光スポットの形状が変化するため、トラッキング誤差信号を示す曲線が上方に平行移動した状態となる。この移動した量がオフトラック量である。このため、トラッキング誤差信号が上記のように最大値と最小値の中間の値に収束するようにトラッキングサーボを行なうとクロストークが増加してしまう。
そのため、本実施の形態については、図１０に示すようにトラッキングサーボが行なわれる。図１０は、本発明の実施の形態３にかかる光学ヘッドの動作と本発明の実施の形態３にかかる対物レンズの駆動方法とを示すフローチャートである。
最初、対物レンズは、その光軸が光源である半導体レーザの光軸と一致した位置にある。このとき、トラッキング誤差信号としては、図９Ａで示されたものが得られる。
次に、トラッキング用コイルによって対物レンズが光磁気記録媒体のラジアル方向に移動すると、フォーカス誤差信号として、図９Ｂで示されたものが得られる。このとき、図１０に示すように、先ず対物レンズのラジアル方向の移動量が検出される（ステップＳ２１）。具体的には、対物レンズ１１のラジアル方向の移動量は、コイル駆動部により、トラッキング用コイルの印加電流と、対物レンズ駆動部におけるラジアル方向感度（ラジアル方向の移動量／印加電流）とに基づいて算出される。
なお、本実施の形態３においても、対物レンズ１１のラジアル方向における移動量の検出は、外部位置センサによって行なうこともできる。また、実施の形態２で示したように、受光部で生成された電気信号によって行なうこともできる。
次いで、制御部により、対物レンズのラジアル方向の移動量に応じたオフトラック量（図９Ｂ参照）が算出される（ステップＳ２２）。本実施の形態３においては、制御部によるオフトラック量の算出も、移動量に対するオフトラック量の比（換算値）を予め実験によって求めておき、この換算値を移動量に乗じることによって行なわれている。
次に、制御部により、算出したオフトラック量に基づいてオフセット信号が生成される（ステップＳ２３）。具体的には、オフセット信号の生成は、オフトラック量にゲインを乗じて行なわれている。ゲインの設定は、算出したオフトラック量と、上記した対物レンズ駆動部のラジアル方向移動感度とに基づいて行なわれる。
次いで、制御部により、トラッキング誤差信号にオフセット信号が印加される（ステップＳ２４）。その後、コイル駆動部により、オフセット信号が印加されたトラッキング誤差信号に基づく駆動電流が、トラッキング用コイルに印加される（ステップＳ２５）。
この結果、図９Ｂに示したＳ字信号がＧＮＤに向かって平行移動した状態となり、制御部により、トラッキング誤差信号がＧＮＤ付近に収束するように、対物レンズがラジアル方向に駆動される（ステップＳ２６）。このため、オフトラック量は殆どゼロとなり、対物レンズ１１のラジアル方向の移動によって生じる光スポット３２の形状変化を抑制できる。
このように、本実施の形態３にかかる光学ヘッドおいては、トラッキング誤差信号にオフセット信号を印加して、トラッキングポイントを変化させ、光磁気記録媒体１３の記録面における光スポット３２の形状を光学的に補正している。よって、本実施の形態３にかかる光学ヘッドを用いることにより、光磁気記録媒体１３の記録面における軸外収差の発生を抑制できるので、クロストークの増加を抑制できる。このため、本実施の形態３によれば、一層高性能な光学ヘッド及びディスク記録再生装置を実現することができる。
更に、本実施の形態３にかかる光学ヘッドも、実施の形態１にかかる光学ヘッドと同様に、光学ヘッドの周囲の温度を検出するための温度検出部を備えることができる。この場合、制御部は、検出された周囲の温度とオフトラック量とに基づいてオフセット信号を生成することができる。この態様によれば、光スポット３２の温度変化による形状および収差の変化により発生するオフトラックを補正することが可能となり、記録再生性能を大幅に向上させることができる。
以上の説明のように、本発明は、対物レンズのラジアル方向の移動量に応じて発生する光スポットのデフォーカス量又はオフトラック量を演算し、これから生成したオフセット信号をフォーカス誤差信号又はトラッキング誤差信号に印加することに特徴がある。
この特徴により、本発明を用いれば、フォーカスポイント又はトラッキングポイントを変化させて、円盤状の記録媒体の記録面に形成される光スポットの形状を光学的に補正することができる。
また、この特徴により、サーボ位置を電気的に補正することができるため、対物レンズのラジアル方向への移動量に応じて生じる再生信号及びサーボ信号の劣化も大幅に改善することができ、更にディスク記録再生装置における記録性能及び再生性能を大幅に向上することもできる。
また、この特徴により、対物レンズの移動量に応じて円盤状の記録媒体の記録面に発生する軸外収差の影響を少なくすることができるため、ディスク記録再生装置の小型化及び薄型化を実現することもできる。
本発明の実施の形態１にかかる光学ヘッドの概略構成を示す図である。 本発明の実施の形態１にかかる光学ヘッドの動作と本発明の実施の形態１にかかる対物レンズの駆動方法とを示すフローチャートである。 本発明の実施の形態１にかかる光学ヘッドにおける、対物レンズがトラッキング動作して対物レンズの光軸とレーザ光の光軸とがずれた場合のフォーカス誤差信号を示すグラフである。 図４Ａは、対物レンズをラジアル方向に駆動するトラッキング用コイルにおける駆動電流の波形を示すグラフであり、図４Ｂは、光学ヘッドをラジアル方向へ送る送りモータにおける駆動電圧の波形を示すグラフであり、図４Ｃは、フォーカス誤差信号に印加されるオフセット信号の電圧波形を示すグラフである。 偏心補正を行なう場合の制御信号を示す図であり、図５Ａは、対物レンズをラジアル方向に駆動するトラッキング用コイルにおける駆動電流の波形を示すグラフであり、図５Ｂは、光学ヘッドをラジアル方向へ送る送りモータにおける駆動電圧の波形を示すグラフであり、図５Ｃは、フォーカス誤差信号に印加されるオフセット信号の電圧波形を示すグラフである。 オフセット信号が階段状の波形を持った場合を示す図であり、図６Ａは、対物レンズをラジアル方向に駆動するトラッキング用コイルにおける駆動電流の波形を示すグラフであり、図６Ｂは、光学ヘッドをラジアル方向へ送る送りモータにおける駆動電圧の波形を示すグラフであり、図６Ｃは、フォーカス誤差信号に印加されるオフセット信号の電圧波形を示すグラフである。 本実施の形態２にかかる光学ヘッドにおけるトラッキング誤差信号受光部を拡大して示す図である。 本発明の本実施の形態２にかかる光学ヘッドの動作と本発明の実施の形態２１にかかる対物レンズの駆動方法とを示すフローチャートである。 図９Ａは、対物レンズの光軸とレーザ光の光軸とが殆ど一致している場合のトラッキング誤差信号を示すグラフであり、図９Ｂは、対物レンズがトラッキング動作して対物レンズの光軸とレーザ光の光軸とがずれた場合のトラッキング誤差信号を示すグラフである。 本発明の実施の形態３にかかる光学ヘッドの動作と本発明の実施の形態３にかかる対物レンズの駆動方法とを示すフローチャートである。 図１１Ａは、再生時におけるトラッキング用コイルにおける駆動電流の波形と送りモータにおける駆動電圧の波形とを示すグラフであり、図１１Ｂは記録時におけるトラッキング用コイルにおける駆動電流の波形と送りモータにおける駆動電圧の波形とを示すグラフである。 従来の光学ヘッドの構成を示す分解斜視図である。 従来の光学ヘッドの送り装置の概略構成を示す分解斜視図である。 図１４Ａは、対物レンズをラジアル方向に駆動するトラッキング用コイルにおける駆動電流の波形を示すグラフであり、図１４Ｂは、光学ヘッドをラジアル方向へ送る送りモータにおける駆動電圧の波形を示すグラフであり、図１４Ｃは、光磁気記録媒体で反射された光束が受光素子上に形成する光スポットのデフォーカス量と時間又は対物レンズの移動量との関係を示すグラフである。 図１５Ａは、図１２及び図１３に示す光学ヘッドの光路を光磁気記録媒体の法線方向から示す光路図であり、図１５Ｂは、図１２及び図１３に示す光学ヘッドの光路を光磁気記録媒体の法線方向と垂直な方向から示す光路図である。 図１２及び図１３に示す光学ヘッドを構成する発光素子及び受光素子を示す概略図である。 図１７Ａは、図１２及び図１３に示す光学ヘッドにおける初期位置調整を示す分解斜視図であり、図１７Ｂは、位置調整後の光学ヘッドを示す斜視図である。 図１８Ａは、図１２及び図１３に示す光学ヘッドにおける、対物レンズの光軸とレーザ光の光軸とが殆ど一致している場合のフォーカス誤差信号を示すグラフであり、図１８Ｂは、図１２及び図１３に示す光学ヘッドにおける、対物レンズがトラッキング動作して対物レンズの光軸とレーザ光の光軸とがずれた場合のフォーカス誤差信号を示すグラフである。 図１２及び図１３に示す光学ヘッドにおけるフォーカスサーボの流れを示すブロック図である。

Claims (7)

  1. 光学ヘッドと、前記光学ヘッドを円盤状の記録媒体のラジアル方向に送る送り手段とを少なくとも有するディスク記録再生装置であって、
    前記光学ヘッドは、光源と、前記光源からの光束を円盤状の記録媒体の記録面に集光する対物レンズと、前記対物レンズを前記円盤状の記録媒体のラジアル方向及びフォーカス方向に駆動する対物レンズ駆動部と、前記円盤状の記録媒体の記録面で反射された反射光を受光して電気信号に変換する第１及び第２の受光部と、前記第１の受光部で変換された電気信号からフォーカス誤差信号を生成し、前記第２の受光部で変換された電気信号からトラッキング誤差信号を生成する信号生成部と、前記フォーカス誤差信号及び前記トラッキング誤差信号に基づいて前記対物レンズ駆動部に電流を印加することにより、前記対物レンズ駆動部を制御する制御部とを有し、
    前記制御部は、前記円盤状の情報記録媒体の記録面で反射された反射光のうち前記記録面における情報トラックの干渉領域外で反射された光束から得られる電気信号に基づいて、前記対物レンズ駆動部による前記対物レンズのラジアル方向の移動量を算出し、算出した前記ラジアル方向の移動量に応じたデフォーカス量を算出し、算出したデフォーカス量に基づいてオフセット信号を生成し、前記生成したオフセット信号を前記フォーカス誤差信号に印加して、前記対物レンズ駆動部を制御し、
    前記送り手段は、前記光学ヘッドと勘合して前記光学ヘッドの前記ラジアル方向への移動を行なう送りネジと、前記対物レンズ駆動部に印加された電流量に対応した駆動電圧量を印加されることにより、前記送りネジを回転させる駆動モータとを少なくとも有し、前記駆動電圧量が規定の値を超えた時に、前記駆動モータが回転して前記光学ヘッドを送るように構成されており、
    前記対物レンズ駆動部に印加された電流量に対する前記駆動モータへの印加電圧量を、再生時より記録時で小さくすることにより、前記駆動電圧量が前記規定の値に到達するまでの時間を長く設定したことを特徴とするディスク記録再生装置。
  2. 前記駆動電圧量が前記規定の値に到達するまでの間に移動する、前記対物レンズのラジアル方向の移動量が、再生時より記録時で大きいことを特徴とする請求項１に記載のディスク記録再生装置。
  3. 前記第２の受光部が複数の受光素子で形成されており、前記制御部は、前記複数の受光素子の一部が前記情報トラックの干渉領域外で反射された光束を変換して得られる電気信号に基づいて、前記対物レンズ駆動部による前記対物レンズのラジアル方向の移動量を算出する請求項１に記載のディスク記録再生装置。
  4. 前記制御部が、前記円盤状の記録媒体における回転中心に対する偏芯量を算出し、算出した偏芯量と前記算出したデフォーカス量に基づいてオフセット信号を生成する請求項１に記載のディスク記録再生装置。
  5. 周囲の温度を検出するための温度検出部を有し、
    前記制御部が、検出された周囲の温度と前記算出したデフォーカス量に基づいてオフセット信号を生成する請求項１に記載のディスク記録再生装置。
  6. 前記制御部が、前記算出したデフォーカス量を変化させてオフセット信号を生成しており、前記算出したオフセット量を変化させる度合が記録時と再生時とで異なっている請求項１に記載のディスク記録再生装置。
  7. 前記制御部が、前記算出したデフォーカス量を変化させてオフセット信号を生成しており、前記算出したオフセット量を変化させる度合が、反射率、トラック密度、ディスク厚、ディスク径、記録方式およびトラック溝形状のうち少なくとも一つによって特定される前記円盤状の記録媒体の種類によって異なっている請求項１に記載のディスク記録再生装置。
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