JP4481365B2 - 光ヘッド装置及び光ディスク装置 - Google Patents

Description

本発明は、複数の情報記録面を有する多層光ディスクにレーザ光を照射し、その反射光を検出する光ヘッド装置及びこの光ヘッド装置を備えた光ディスク装置に関するものである。

ＣＤ（コンパクトディスク）、ＤＶＤ（デジタル多用途ディスク）、及びＢＤ（ブルーレイディスク）などの光ディスク１０には、図１に示されるように、情報記録面に渦巻状のピットＴＢの列である記録トラックＴＲがトラックピッチＴＰをもって形成された再生専用型光ディスクと、図２に示されるように、情報記録面に記録マークＴＭが書き込まれる渦巻状の記録トラックＴＲがトラックピッチＴＰをもって形成された追記型又は書き換え可能型光ディスクとがある。

光ディスク装置は、光ディスク１０にレーザ光を照射し、レーザ光の反射光を検出する光ヘッド装置と、光ディスクの情報記録面に集光した集光スポットを、記録トラックＴＲに追従させるためのサーボ回路とを有している。図３に示されるように、従来の光ヘッド装置の光検知器１９は、光ディスクで反射した０次回折光（メインビーム）を検出するメインビーム受光部１９Ｍと、光ディスクで反射した±１次回折光（サブビーム）を検出するサブビーム受光部１９Ｓ１，１９Ｓ２とを有している。メインビーム受光部１９Ｍは、４分割された分割受光素子１９ａ，１９ｂ，１９ｃ，１９ｄを有し、サブビーム受光部１９Ｓ１は２分割された分割受光素子１９ｅ，１９ｆを有し、サブビーム受光部１９Ｓ２は２分割された分割受光素子１９ｇ，１９ｈを有している。分割受光素子１９ａ，１９ｂ，１９ｃ，１９ｄ，１９ｅ，１９ｆ，１９ｇ，１９ｈの検出信号の値を、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈとすると、メインビームのプッシュプル信号ＭＰＰは、
ＭＰＰ＝（Ａ＋Ｂ）−（Ｃ＋Ｄ）となり、
サブビームのプッシュプル信号ＳＰＰは、
ＳＰＰ＝（Ｅ−Ｆ）＋（Ｇ−Ｈ）となり、
差動プッシュプル誤差信号（トラッキング信号）ＴＥＳは、
ＴＥＳ＝ＭＰＰ−ｋ・ＳＰＰ
＝（Ａ＋Ｂ）−（Ｃ＋Ｄ）−ｋ｛（Ｅ−Ｆ）＋（Ｇ−Ｈ）｝
となる（例えば、特許文献１及び２参照）。ここで、ｋは係数である。

特開昭６１−９４２４６号公報 特開２００５−３４６８８２号公報

しかしながら、光ディスクにメインビーム及びサブビームを照射する光ヘッド装置においては、一般にメインビームとサブビームの強度比が１０：１程度となるように設定されている。このような設定において、２層光ディスクの記録再生を行うと、次の問題が生じる。

例えば、２層光ディスクの再生を行うために、アクセス対象として一方の情報記録面にレーザ光を集光させた場合、アクセス対象の情報記録面以外の情報記録面からの不要な反射光（以下「層間迷光」と言う。）が、光ヘッド装置の光検知器の分割受光素子に入射してしまう。特に、差動プッシュプル信号を生成する上では、メインビームの層間迷光がサブビーム受光部１９Ｓ１，１９Ｓ２によって検出され、サブビーム検出信号にオフセットが生じてしまうため、適切なトラッキングエラー信号が得られず、サーボ性能の低下、ひいてはサーボ外れの原因となってしまうという問題があった。

この問題を解消するために、特許文献２ではサブビーム受光部の近傍に設けた受光素子の信号を用いて層間迷光によってトラッキングエラー信号が不正確となる現象を軽減している。しかしながら、このような対策のために受光素子及び演算回路の追加を行っているので、光ヘッド装置の構成が複雑になるという問題があった。

そこで、本発明は、上記従来技術の課題の解決のためになされたものであって、その目的は、構成を複雑にすることなく、層間迷光による差動プッシュプル信号への悪影響を軽減することができる光ヘッド装置及び光ディスク装置を提供することにある。

本発明の光ヘッド装置は、複数の情報記録面を有する多層の光ディスクにレーザ光を照射し、前記レーザ光の反射光を検出する光ヘッド装置は、レーザ光源と、前記レーザ光源から出射されたレーザ光を０次回折光、＋１次回折光、及び−１次回折光に分離する回折手段と、分割受光素子と、前記０次回折光、前記＋１次回折光、及び前記−１次回折光を、複数の前記情報記録面の内のアクセス対象の情報記録面に集光させ、アクセス対象の前記情報記録面による前記０次回折光の反射光、前記＋１次回折光の反射光、及び前記−１次回折光の反射光を、前記分割受光素子上に導く光学系手段とを有し、前記光学系手段は、前記０次回折光、前記＋１次回折光、及び前記−１次回折光の集光位置を、フォーカス方向及びトラッキング方向に移動させる調整手段を有し、前記分割受光素子は、アクセス対象の前記情報記録面による前記０次回折光の反射光を受光する位置に配置されたメインビーム受光部と、アクセス対象の前記情報記録面による前記＋１次回折光の反射光を受光する位置に配置された第１のサブビーム受光部と、アクセス対象の前記情報記録面による前記−１次回折光の反射光を受光する位置に配置された第２のサブビーム受光部とを有し、前記第１のサブビーム受光部は、前記光ディスクの記録トラックの接線方向に対応する前記分割受光素子上の方向であるｘ方向の第１の分割線によって分割され、前記ｘ方向に直交するｙ方向に並ぶ第１の分割受光素子及び第２の分割受光素子を有し、前記第２のサブビーム受光部は、前記ｘ方向の第２の分割線によって分割され、前記ｙ方向に並ぶ第３の分割受光素子及び第４の分割受光素子を有し、アクセス対象の前記情報記録面以外の情報記録面による前記０次回折光の反射光、アクセス対象の前記情報記録面以外の情報記録面による前記＋１次回折光の反射光、及びアクセス対象の前記情報記録面以外の情報記録面による前記−１次回折光の反射光によって、前記分割受光素子上に形成される干渉縞の１周期のｙ方向の長さをＴ_ｙとし、正の整数をＮ_１とし、前記第１の分割受光素子、前記第２の分割受光素子、前記第３の分割受光素子、及び第４の分割受光素子のそれぞれのｙ方向の長さをＵ_ｙとしたときに、Ｕ_ｙ＝Ｔ_ｙ×Ｎ_１を満たすことを特徴としている。

本発明の他の光ヘッド装置は、複数の情報記録面を有する多層の光ディスクにレーザ光を照射し、前記レーザ光の反射光を検出する光ヘッド装置において、
レーザ光源と、前記レーザ光源から出射されたレーザ光を０次回折光、＋１次回折光、及び−１次回折光に分離する回折手段と、分割受光素子と、前記０次回折光、前記＋１次回折光、及び前記−１次回折光を、複数の前記情報記録面の内のアクセス対象の情報記録面に集光させ、アクセス対象の前記情報記録面による前記０次回折光の反射光、前記＋１次回折光の反射光、及び前記−１次回折光の反射光を、前記分割受光素子上に導く光学系手段とを有し、前記光学系手段は、前記０次回折光、前記＋１次回折光、及び前記−１次回折光の集光位置を、フォーカス方向及びトラッキング方向に移動させる調整手段を有し、前記分割受光素子は、アクセス対象の前記情報記録面による前記０次回折光の反射光を受光する位置に配置されたメインビーム受光部と、アクセス対象の前記情報記録面による前記＋１次回折光の反射光を受光する位置に配置された第１のサブビーム受光部と、アクセス対象の前記情報記録面に受光する位置に配置された第２のサブビーム受光部とを有し、前記第１のサブビーム受光部は、前記光ディスクの記録トラックの接線方向に対応する前記分割受光素子上の方向であるｘ方向の第１の分割線によって分割され、前記ｘ方向に直交するｙ方向に並ぶ第１の分割受光素子及び第２の分割受光素子を有し、前記第２のサブビーム受光部は、前記ｘ方向の第２の分割線によって分割され、前記ｙ方向に並ぶ第３の分割受光素子及び第４の分割受光素子を有し、アクセス対象の前記情報記録面以外の情報記録面による前記０次回折光の反射光、アクセス対象の前記情報記録面以外の情報記録面による前記＋１次回折光の反射光、及びアクセス対象の前記情報記録面以外の情報記録面による前記−１次回折光の反射光によって、前記分割受光素子上に形成される干渉縞の１周期のｙ方向の長さをＴ_ｙとし、正の整数をＮ_２とし、前記メインビーム受光部の中心から前記第１の分割線までの距離、及び、前記メインビーム受光部の中心から前記第２の分割線までの距離を、Ｖ_ｙとしたときに、
Ｖ_ｙ＝（Ｔ_ｙ／２）×｛Ｎ_２−（１／２）｝を満たすことを特徴としている。

本発明によれば、サブビーム受光部の分割受光素子のｙ方向の長さＵ_ｙを、アクセス対象の情報記録面以外の情報記録面からの反射光によって分割受光素子上に形成される干渉縞の１周期のｙ方向の長さＴ_ｙの整数Ｎ_２倍となるように、装置を構成することによって、層間迷光がサブビームのプッシュプル信号に与える影響を軽減することができる。このため、装置の構成を複雑化することなく、トラッキング制御の確実性を向上させることができるという効果を得ることができる。

また、本発明によれば、メインビーム受光部の中心からサブビーム受光部の分割受光素子の分割線までの距離をＶ_ｙとし、アクセス対象の情報記録面以外の情報記録面からの反射光によって分割受光素子上に形成される干渉縞の１周期のｙ方向の長さをＴ_ｙとしたときに、Ｖ_ｙ＝（Ｔ_ｙ／２）×｛Ｎ_２−（１／２）｝を満たように、装置を構成することによって、層間迷光がサブビームのプッシュプル信号に与える影響を軽減することができる。このため、装置の構成を複雑化することなく、トラッキング制御の確実性を向上させることができるという効果を得ることができる。

再生専用型光ディスクの平面形状と記録トラックを示す図である。 追記型及び書換可能型光ディスクの平面形状と記録トラックを示す図である。 従来の光ヘッド装置の分割受光素子を示す平面図である。 ２層光ディスクの断面形状を概略的に示す図である。 本発明の実施の形態１に係る光ディスク装置の構成を示すブロック図である。 （ａ）及び（ｂ）は、本発明の実施の形態１に係る光ヘッド装置に関し、（ａ）は、光ディスクの記録トラックの接線方向であるｘ方向と光ディスクの径方向であるｙ方向とを示す図であり、（ｂ）は、実施の形態２に係る光ヘッド装置の光学系の構成を概略的に示す図である。 実施の形態１に係る光ヘッド装置の光検知器の分割受光素子の配置及び形状を示す平面図である。 （ａ）は、第２情報記録面がアクセス対象であり、第１情報記録面がアクセス対象ではない場合を示す図であり、（ｂ）は、第１情報記録面からのメインビームの層間迷光の光検知器上のスポット形状を示す図である。 （ａ）は、第１情報記録面がアクセス対象であり、第２情報記録面がアクセス対象ではない場合を示す図であり、（ｂ）は、第２情報記録面からのメインビームの層間迷光の光検知器上のスポット形状を示す図である。 図８の場合における第１情報記録面からのメインビームの層間迷光とサブビームの層間迷光による分割受光素子上の干渉縞を示す図である。 比較例の光ヘッド装置の分割受光素子上の干渉縞と第１のサブビーム受光部におけるプッシュプル信号の波形を示す図である。 実施の形態１に係る光ヘッド装置の分割受光素子を示す図である。 図８の場合における分割受光素子上の干渉縞と第１のサブビーム受光部のプッシュプル信号の波形を示す図である。 図９の場合における第２情報記録面からのメインビームの層間迷光とサブビームの層間迷光による分割受光素子上の干渉縞を示す図である。 図９の場合における分割受光素子上の干渉縞と第１のサブビーム受光部のプッシュプル信号の波形を示す図である。 本発明の実施の形態２に係る光ヘッド装置の光検知器の分割受光素子と層間迷光による干渉縞のｙ方向の長さを示す平面図である。 （ａ）は、比較例の分割受光素子と層間迷光による干渉縞を示す平面図であり、（ｂ）は、他の比較例の分割受光素子と層間迷光による干渉縞を示す平面図であり、（ｃ）は、実施の形態２の分割受光素子と層間迷光による干渉縞を示す平面図である。 （ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、図１７（ａ）の光検知器を備えた比較例の光ヘッド装置において、層間迷光による干渉縞がサブビームによるプッシュプル信号に与える影響を示す図である。 （ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、図１７（ｂ）の光検知器を備えた比較例の光ヘッド装置において、層間迷光による干渉縞がサブビームによるプッシュプル信号に与える影響を示す図である。 （ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、実施の形態２に係る光ヘッド装置において、層間迷光による干渉縞がサブビームによるプッシュプル信号に影響を与えないことを示す図である。

符号の説明

１ レーザ光源、 ２ 回折格子、 ３ 偏光ビームスプリッタ、 ４ コリメータレンズ、 ５ １／４波長板、 ６ 対物レンズ、 ７ 対物レンズアクチュエータ、 ８ シリンドリカルレンズ、 ９ 光検知器、 ９Ｍ メインビーム受光部、 ９Ｓ１ 第１のサブビーム受光部、 ９Ｓ２ 第２のサブビーム受光部、 ９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄ メインビーム受光部の分割受光素子、 ９ｅ，９ｆ 第１のサブビーム受光部の分割受光素子、 ９ｇ，９ｈ 第１のサブビーム受光部の分割受光素子、 １０ 光ディスク、 １０ａ 基板、 １０ｂ 第１情報記録面、 １０ｃ 中間層、 １０ｄ 第２情報記録面、 １０ｅ カバー層、 １０ｆ ディスク表面、 １０ｇ，１０ｈ アクセス対象の情報記録面、 １１ スピンドルモータ、 １２ スピンドル制御回路、 ２１ 光ヘッド装置、 ２２ スレッド機構、 ２３ スレッド制御回路、 ２４ マトリクス回路、 ２５ 信号再生回路、 ２６ サーボ回路、 ２７ レーザ制御回路、 ２８ コントローラ、 ４１ メインビームの検出光、 ４２，４３ サブビームの検出光、 ５１，６１ メインビームの層間迷光、 ５２，５３，６２，６３ サブビームの層間迷光、 Ｔ_ｙ 層間迷光による干渉縞の１周期のｙ方向の長さ、 Ｕ_ｙ 第１及び第２のサブビーム受光部の分割受光素子のｙ方向の長さ、 Ｖ_ｙ メインビーム受光部の中心から第１及び第２のサブビーム受光部の分割受光素子の境界までのｙ方向の距離。

実施の形態１．
図４は、２層光ディスク１０の構成を概略的に示す断面図である。図４に示されるように、光ディスク１０は、基板１０ａと、基板１０ａ上に形成された第１の情報記録層１０ｂと、第１の情報記録層１０ｂ上に形成された中間層１０ｃと、中間層１０ｃ上に形成された第２の情報記録層１０ｄと、第２の情報記録層１０ｄ上に形成されたカバー層１０ｅとを有している。情報記録面が２層である書き換え可能型ブルーレイディスクディスクの厚さは、１．２ｍｍであり、中間層１０ｃの厚さは、２５〔μｍ〕であり、カバー層１０ｅの厚さは７５〔μｍ〕である。レーザ光（一点鎖線）は、後述する０次回折光３１（メインビーム）と、＋１次回折光３２（サブビーム）と、−１次回折光３３（サブビーム）とを含み、ディスク表面１０ｆから入射して、第１の情報記録面１０ｂ又は第２の情報記録面１０ｄに集光される。レーザ光は、波長４０５ｎｍの青紫色レーザであり、ＮＡが０．８５の図示しない対物レンズによって、集光される。第１の情報記録面１０ｂ又は第２の情報記録面１０ｄで反射したレーザ光４１，４２，４３は、後述する光検知器で検出される。

図５は、本発明の実施の形態１に係る光ディスク装置の構成を概略的に示すブロック図である。図５に示されるように、実施の形態１に係る光ディスク装置は、光ディスク１０が装着されるターンテーブル（図示せず）を回転させるスピンドルモータ１１と、光ディスク１０にレーザ光を照射し、レーザ光の反射光を検出する光ヘッド装置２１と、マトリクス回路２４と、信号再生回路２５と、サーボ回路２６と、スピンドル制御回路１２と、レーザ制御回路２７と、スレッド制御回路２３と、マイクロコンピュータによって形成されたコントローラ２８とを有している。

スピンドルモータ１１は、光ディスク１０が装着されたターンテーブルを回転させる。スピンドル制御回路１２は、スピンドルモータ１１の動作を制御する。

光ヘッド装置２１は、複数の情報記録面を有する多層の光ディスク１０にレーザ光を照射し、レーザ光の反射光を検出する。スレッド機構２２は、光ヘッド装置２１を光ディスク１０の径方向に移動させ、光ヘッド装置２１が光ディスク１０の径方向の所望の位置に記録された情報を読み出すことを可能にしている。スレッド制御回路２３は、スレッド機構２２の動作を制御する。

マトリクス回路２４は、マトリクス演算／増幅回路等を備えており、光ヘッド装置２１の光検知器の複数の分割受光素子からの出力信号をマトリクス演算処理し、必要な信号を生成する。マトリクス回路２４は、例えば、高周波信号の再生信号、サーボ制御のためのフォーカスエラー信号及びトラッキングエラー信号などを生成する。マトリクス回路２４から出力される再生信号は信号再生回路２５に供給され、フォーカスエラー信号及びトラッキングエラー信号はサーボ回路２６に供給される。

信号再生回路２５は、再生信号に対して２値化処理、再生クロック生成処理等を行い、再生データを生成する。デコードされた再生データは、図示しないホスト機器に転送される。ホスト機器としては、例えば、ＡＶシステム機器又はパーソナルコンピュータ等がある。

サーボ回路２６は、マトリクス回路２４から供給されたフォーカスエラー信号とトラッキングエラー信号から、フォーカス及びトラッキングの各種サーボドライブ信号を生成し、光ヘッド装置２１にサーボ動作を実行させる。すなわち、サーボ回路２６は、フォーカスエラー信号及びトラッキングエラー信号に応じてフォーカスドライブ信号及びトラッキングドライブ信号を生成し、光ヘッド装置２１のフォーカスコイル及びトラッキングコイルを駆動する。このような構成によって、光ヘッド装置２１、マトリクス回路２４、及びサーボ回路２６によるトラッキングサーボループ及びフォーカスサーボループが形成される。

レーザ制御回路２７は、光ヘッド装置２１のレーザ光源が出射するレーザの強度を制御する。コントローラ２８は、ホスト機器からのコマンドに応じて、サーボ系及び再生系の各種動作を制御する。

図６（ａ）及び（ｂ）は、本発明の実施の形態１に係る光ヘッド装置２１に関し、図６（ａ）は、光ディスク１０の記録トラックの接線方向であるｘ方向と光ディスク１０の径方向であるｙ方向とを示す図であり、図６（ｂ）は、実施の形態１に係る光ヘッド装置２１の光学系の構成を概略的に示す図である。図６（ａ）における光ディスク１０上のｘ方向は、図６（ｂ）における光検知器１９上におけるｘ方向に対応している。

図６（ｂ）に示されるように、実施の形態１に係る光ヘッド装置２１は、複数の情報記録面を有する多層の光ディスク１０にレーザ光３１，３２，３３を照射し、このレーザ光の反射光４１，４２，４３を検出する。光ヘッド装置２１は、レーザ光源（半導体レーザ）１と、レーザ光源１から出射されたレーザ光３０を、０次回折光３１（メインビーム）、＋１次回折光３２（サブビーム）、及び−１次回折光３３（サブビーム）に分離する回折格子２を備えた回折手段と、偏光ビームスプリッタ３と、コリメータレンズ４と、１／４波長板５と、対物レンズ６と、対物レンズ６をフォーカス方向、トラッキング方向に駆動する対物レンズアクチュエータ７と、シリンドリカルレンズ８と、光ディスク１０による反射レーザ光４１，４２，４３を検出する光検知器９とを有している。偏光ビームスプリッタ３、コリメータレンズ４、１／４波長板５、対物レンズ６、対物レンズ６をフォーカス方向及びトラッキング方向に駆動する対物レンズアクチュエータ７、及びシリンドリカルレンズ８は、回折格子２で回折された０次回折光３１、＋１次回折光３２、及び−１次回折光３３を、複数の情報記録面の内のアクセス対象の情報記録面に集光させ、アクセス対象の情報記録面による０次回折光の反射光４１、＋１次回折光の反射光４２、及び−１次回折光の反射光４３を、光検知器９の分割受光素子上に導く光学系手段を構成している。

図７は、実施の形態１に係る光ヘッド装置２１の光検知器９の分割受光素子の配置及び形状を示す平面図である。図７に示されるように、光検知器９は、光ディスク１０で反射した０次回折光４１（メインビーム）を検出するメインビーム受光部９Ｍと、光ディスク１０で反射した＋１次回折光４２（サブビーム）を検出するサブビーム受光部９Ｓ１と、光ディスク１０で反射した−１次回折光４３（サブビーム）を検出するサブビーム受光部９Ｓ２とを有している。メインビーム受光部９Ｍは、ｘ方向の分割線とｙ方向の分割線によって４等分に分割された分割受光素子９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄを有し、サブビーム受光部９Ｓ１はｘ方向の分割線によって２分割され、ｙ方向に並ぶ２つの分割受光素子９ｅ，９ｆを有し、サブビーム受光部９Ｓ２はｘ方向の分割線によって２分割され、ｙ方向に並ぶ２つの分割受光素子９ｇ，９ｈを有している。分割受光素子９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄ，９ｅ，９ｆ，９ｇ，９ｈの検出信号の値を、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈとすると、メインビームのプッシュプル信号ＭＰＰは、
ＭＰＰ＝（Ａ＋Ｂ）−（Ｃ＋Ｄ）となり、
サブビームのプッシュプル信号ＳＰＰは、
ＳＰＰ＝（Ｅ−Ｆ）＋（Ｇ−Ｈ）となり、
差動プッシュプル誤差信号（トラッキング信号）ＴＥＳは、
ＴＥＳ＝ＭＰＰ−ｋ・ＳＰＰ
＝（Ａ＋Ｂ）−（Ｃ＋Ｄ）−ｋ｛（Ｅ−Ｆ）＋（Ｇ−Ｈ）｝
となる。ここで、ｋは係数である。

図６（ｂ）に示されるように、レーザ光源１からの出射光は、まず、回折格子２を通過する。回折格子２はトラッキングエラー信号の生成のためのサイドスポットを形成する±１次回折光３２，３３（サブビーム）が生成され、メインスポットを形成する０次回折光３１（メインビーム）とともに偏光ビームスプリッタ３で反射する。メインビーム３１及びサブビーム３２，３３はコリメータレンズ４で平行光とされ、１／４波長板５を通過後、対物レンズ６によって光ディスク１０の第１情報記録面１０ｂ又は第２情報記録面１０ｄに集光される。コリメータレンズ４は光ディスク１０のカバー層１０ｅの厚さ誤差により生じる球面収差の補正を行うために、レーザ光の進む方向に平行な光軸方向に位置を変化させる機構によって、位置を変化させる。また、対物レンズ６は、対物レンズアクチュエータ７によって、フォーカス方向及びトラッキング方向に移動する。

光ディスク１０からの反射光は、対物レンズ６、１／４波長板５、及びコリメータレンズ４を通って偏光ビームスプリッタ３に達し、偏光ビームスプリッタ３を透過する。実施の形態１に係る光ヘッド装置２１においては、フォーカスエラー信号として非点収差法を、またトラッキングエラー信号として差動プッシュプル法を用い、偏光ビームスプリッタ３を透過した光はシリンドリカルレンズ８を通ってサーボエラー信号及び再生信号検出用の光検知器９へと入射し、光電変換が施される。光検知器９の各受光部の出力に基づいてフォーカスエラー信号及び差動プッシュプル方式のトラッキングエラー信号が算出される。

２層光ディスク１０の場合の光検知器上の層間迷光の強度比ηは、第１情報記録面１０ｂと第２情報記録面１０ｄの反射率が等しい場合、概ね次の式によって与えられる。
η＝Ｓ／π／Ｍ^２／（２ｄ・ｔａｎθ）^２
この式において、Ｓは分割受光素子の面積、Ｍは検出光学系の倍率、ｄは層間距離、θは光ディスク１０内において光軸と集光ビーム最外縁光線との成す角度を表している。ＮＡ０．８５の対物レンズと屈折率１．６のカバー層ＣＬを有する光ディスクの組み合わせにおいてはθは約３２度となり、分割受光素子を１５０〔μｍ〕の辺を持つ四角形とし、光学系の倍率を１４倍とし、層間間隔を２５〔μｍ〕と想定すると、層間迷光の強度比ηは次式によって計算できる。
η＝Ｓ／π／Ｍ^２／（２ｄ・ｔａｎθ）^２
＝（１５０×１５０）／π／１４^２／｛（２×２５）・ｔａｎ（３２°）｝^２
＝２２５００／π／１９６／｛５０・０．６２４９｝^２
＝２２５００／π／１９６／９７６．２５
≒０．０３７
よって、層間迷光の強度比ηは、約３．７％となる。したがって、メインビームの迷光がメインビーム受光部９Ｍの分割受光素子９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄに入射する場合、層間迷光の強度比は３．７％であり、層間迷光の影響は小さい。しかし、メインビームの層間迷光がサブビーム受光部９Ｓ１，９Ｓ２の分割受光素子９ｅ，９ｆ及びの分割受光素子９ｇ，９ｈに入射する場合、サブビームの強度はメインビームの１／１０なので、層間迷光の強度比は１０倍の３７％となり、無視できない。

図８（ａ）は、光ディスク１０の第２情報記録面１０ｄがアクセス対象であり、第１情報記録面１０ｂがアクセス対象ではない場合を示す図であり、図８（ｂ）は、第１情報記録面１０ｂからのメインビームの層間迷光の光検知器９上のスポット形状を示す図である。図８（ｂ）に示されるように、光ディスク１０の第２情報記録面１０ｄをアクセス対象として集光スポットを照射した場合にアクセス対象となっていない第１情報記録面１０ｂからのメインビームの層間迷光５１のスポット形状は、ほぼ円形になる。

図９（ａ）は、光ディスク１０の第１情報記録面１０ｂがアクセス対象であり、第２情報記録面１０ｄがアクセス対象ではない場合を示す図であり、図９（ｂ）は、第１情報記録面１０ｄからのメインビームの層間迷光の光検知器９上のスポット形状を示す図である。図９（ｂ）に示されるように、光ディスク１０の第１情報記録面１０ｂをアクセス対象として集光スポットを照射した場合にアクセス対象となっていない第２情報記録面１０ｄからのメインビームの層間迷光６１のスポット形状は、楕円形になる。

図１０は、図８の場合における第１情報記録面１０ｂからのメインビームの層間迷光とサブビームの層間迷光による分割受光素子上の干渉縞を示す図である。図１０に示されるように、光ディスク１０の第２情報記録面１０ｄをアクセス対象として集光スポットを照射した場合にアクセス対象となっていない第１情報記録面１０ｂからのメインビームの層間迷光５１とサブビームの層間迷光５２，５３による干渉縞５４は、光検知器９上で、ｘ方向に延びる帯状の明るい部分と暗い部分が、ｙ方向に交互に並ぶ縞状になる。この干渉縞５４の１周期のｙ方向の長さ（幅）はＴ_ｙ〔μｍ〕である。また、干渉縞５４に平行な方向はｘ方向であり、干渉縞に直角な方向はｙ方向である。サブビーム受光部９Ｓ１の分割受光素子９ｅ，９ｆの検出した信号Ｅ，Ｆに対して（Ｅ−Ｆ）の演算を行い、サブビーム受光部９Ｓ２の分割受光素子９ｇ，９ｈの検出信号Ｇ，Ｈに対して（Ｇ−Ｈ）の演算を行うと、信号（Ｅ−Ｆ）、信号（Ｇ−Ｈ）は層間迷光の干渉縞による影響を受けた信号が検出される。

図１１は、比較例の光ヘッド装置の光検知器の分割受光素子上の干渉縞とサブビーム受光部９Ｓ１の分割受光素子９ｅ，９ｆにおけるプッシュプル信号Ｖｅｆの波形を示す図である。光ディスク１０が回転する際には光ディスク１０と対物レンズ６の相対傾きが微小に変化する。メインビームの迷光とサブビームの迷光による干渉縞は、この微小な相対傾きの変化に伴って、ｙ方向に上下に移動する。図１１には、分割受光素子９ｅ，９ｆ上を干渉縞が移動する様子と、分割受光素子９ｅ，９ｆが検出した信号Ｅ，Ｆに対して演算した信号Ｖｅｆ＝（Ｅ−Ｆ）を示す。図１１に示されるように、干渉縞の移動によって信号Ｖｅｆ＝（Ｅ−Ｆ）は変動する。信号Ｖｅｆ＝（Ｅ−Ｆ）の変動によって差動プッシュプル信号は不正確になる。そのため、サーボ性能の低下、ひいてはサーボ外れの原因となる。また、分割受光素子９ｇ，９ｈの検出信号Ｇ、Ｈについても同様のことがいえ、信号Ｖｇｈ＝（Ｇ−Ｈ）も同様に変動する。

本発明の実施の形態１においては、図１１に示される現象を軽減するため、図１２に示されるような構成を採用している。図１２は、実施の形態１に係る光ヘッド装置２１の光検知器９の分割受光素子を示す図である。図１２に示されるように、実施の形態１に係る光ヘッド装置２１に光検知器９は、アクセス対象の情報記録面以外の情報記録面による０次回折光の反射光４１、アクセス対象の情報記録面以外の情報記録面による＋１次回折光の反射光４２、及びアクセス対象の情報記録面以外の情報記録面による−１次回折光の反射光４３によって、分割受光素子上に形成される干渉縞の１周期のｙ方向の長さ（幅）をＴ_ｙとし、正の整数をＮ_１とし、分割受光素子９ｅ、分割受光素子９ｆ、分割受光素子９ｇ、及び分割受光素子９ｈのそれぞれのｙ方向の長さをＵ_ｙとしたときに、
Ｕ_ｙ＝Ｔ_ｙ×Ｎ_１
を満たすように形成される。干渉縞の１周期の長さＴ_ｙは、光ヘッド装置２１を構成する各光学部材の特性及び位置等並びにレーザ光の特性等の諸条件に基づいて、計算によって得ることができる。

図１３は、図８の場合における分割受光素子９ｅ，９ｆ上の干渉縞とサブビーム受光部９Ｓ１のプッシュプル信号Ｖｅｆの波形を示す図である。図１３には、サブビームを検出する分割受光素子９ｅ，９ｆのｙ方向の長さＵ_ｙを、Ｔ_ｙ×Ｎ_１（Ｎ_１は正の整数）にした場合の干渉縞が移動する様子と、分割受光素子９ｅ，９ｆが検出した信号Ｅ，Ｆに対して演算した信号Ｖｅｆ＝（Ｅ−Ｆ）が示されている。図１３に示されるように、
Ｕ_ｙ＝Ｔ_ｙ×Ｎ_１の条件を満たすように構成した場合には、信号Ｖｅｆ＝（Ｅ−Ｆ）は、０である。また、分割受光素子９ｇ，９ｈの信号（Ｇ−Ｈ）についても同様のことが言える。よって、実施の形態１においては、層間迷光による干渉縞は差動プッシュプル信号ＴＥＳに影響しない。

比較のために、サブビーム受光部の分割受光素子９ｅ，９ｆ，９ｇ，９ｈのｙ方向の長さＵ_ｙを、Ｔ_ｙ／２×（２ｍ＋１）（ｍ＝０，１，２，…）の長さにした場合を検討すると、サブビーム受光部の分割受光素子９ｅ，９ｆ，９ｇ，９ｈが検出した信号Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈに対して演算した信号（Ｅ−Ｆ）、信号（Ｇ−Ｈ）の変動が最大となり、差動プッシュプル信号ＴＥＳに最も大きな影響を与える。

図１４は、図９の場合における第２情報記録面１０ｄからのメインビームの層間迷光とサブビームの層間迷光による分割受光素子上の干渉縞を示す図である。この場合には、干渉縞は、ｘ方向に対して傾斜した斜め方向に延びている。また、干渉縞のｙ方向の１周期の長さは、Ｔ_ｙ〔μｍ〕であり、Ｕ_ｙ＝Ｔ_ｙ×Ｎ_１を満たす。

図１５は、図９の場合における分割受光素子上の干渉縞とサブビーム受光部９Ｓ１のプッシュプル信号の波形を示す図である。サブビームを検出する分割受光素子９ｅ，９ｆのｙ方向の長さをＴ_ｙ×Ｎ_１にした場合に、干渉縞が移動する様子と、分割受光素子９ｅ，９ｆが検出した信号Ｅ，Ｆに対して演算した信号（Ｅ−Ｆ）を示す。干渉縞が移動しても信号（Ｅ−Ｆ）は０であり、差動プッシュプル信号に影響しない。また、分割受光素子９ｇ，９ｈが検出した信号について（Ｇ−Ｈ）も同様である。

以上に説明したように、サブビームを検出する分割受光素子９ｅ，９ｆ，９ｇ，９ｈのｙ方向の長さＵ_ｙを、Ｔ_ｙ×Ｎ_１にすることで、層間迷光によって差動プッシュプル信号が不正確となる現象を軽減できる。このため、装置の構成を複雑化することなく、トラッキング制御の確実性を向上させることができる。

実施の形態２．
図１６は、本発明の実施の形態２に係る光ヘッド装置の光検知器の分割受光素子と層間迷光による干渉縞のｙ方向の長さ（幅）を示す平面図である。実施の形態２に係る光ヘッド装置は、光検知器１９の分割受光素子の位置及び寸法に関する条件として、実施の形態１の場合の条件と、異なる条件を適用している。したがって、実施の形態２の説明においては、図５及び図６をも参照する。

実施の形態２においては、差動プッシュプル信号が不正確となる現象を軽減するために、サブビーム受光部９Ｓ１における分割受光素子９ｅと分割受光素子９ｆの分割線の位置を、干渉縞の強度が最も強い位置と最も弱い位置の中間の強度の位置に配置し、且つ、サブビーム受光部９Ｓ２における分割受光素子９ｇと分割受光素子９ｈの分割線の位置を、干渉縞の強度が最も強い位置と最も弱い位置の中間の強度の位置に配置している。

図１６を用いて説明すると、サブビーム受光部９Ｓ１は、光ディスク１０の記録トラックの接線方向に対応する光検知器１９上の方向であるｘ方向の第１の分割線９Ｊによって分割され、ｘ方向に直交するｙ方向に並ぶ分割受光素子９ｅ及び分割受光素子９ｆを有する。また、サブビーム受光部９Ｓ２は、光ディスク１０の記録トラックの接線方向に対応する光検知器１９上の方向であるｘ方向の第２の分割線９Ｋによって分割され、ｘ方向に直交するｙ方向に並ぶ分割受光素子９ｇ及び分割受光素子９ｈを有する。そして、アクセス対象の情報記録面以外の情報記録面による０次回折光の反射光、アクセス対象の情報記録面以外の情報記録面による＋１次回折光の反射光、及びアクセス対象の前記情報記録面以外の情報記録面による−１次回折光の反射光によって、光検知器１９上に形成される干渉縞の１周期のｙ方向の長さをＴ_ｙとし、正の整数をＮ_２とし、メインビーム受光部９Ｍの中心９Ｌから第１の分割線９Ｊまでの距離、及び、メインビーム受光部９Ｍの中心９Ｌから第２の分割線９Ｋまでの距離を共に、Ｖ_ｙとしたときに、
Ｖ_ｙ＝（Ｔ_ｙ／２）×｛Ｎ_２−（１／２）｝
を満たすように、光ヘッド装置が構成されている。

図１７（ａ）は、比較例の分割受光素子と層間迷光による干渉縞を示す平面図であり、図１７（ｂ）は、他の比較例の分割受光素子と層間迷光による干渉縞を示す平面図であり、図１７（ｃ）は、実施の形態２の分割受光素子と層間迷光による干渉縞を示す平面図である。図１７（ａ）には、干渉縞の強度が最も強い位置にサブビーム受光部の中心（分割線）を配置した場合が示され、図１７（ｂ）には、干渉縞の強度が最も弱い位置に配置にサブビーム受光部の中心（分割線）を配置した場合が示され、図１７（ｃ）には、干渉縞の強度が中間の位置にサブビーム受光部の中心（分割線）を配置した場合が示されている。

比較例を示す図１７（ａ）において、メインビーム受光部９Ｍの中心９Ｌから第１の分割線までの距離、及び、メインビーム受光部９Ｍの中心９Ｌから第２の分割線までの距離を共に、Ｖ_ｃ１としたときに、
Ｖ_ｃ１＝Ｔ_ｙ×Ｎ_２
を満たすように構成されている。

また、比較例を示す図１７（ｂ）において、メインビーム受光部９Ｍの中心９Ｌから第１の分割線までの距離、及び、メインビーム受光部９Ｍの中心９Ｌから第２の分割線までの距離を共に、Ｖ_ｃ１としたときに、
Ｖ_ｃ２＝Ｔ_ｙ×（Ｎ_２−１／２）
を満たすように構成している。

また、実施の形態２に係る図１７（ｃ）において、メインビーム受光部９Ｍの中心９Ｌから第１の分割線までの距離、及び、メインビーム受光部９Ｍの中心９Ｌから第２の分割線までの距離を共に、Ｖ_ｙとしたときに、
Ｖ_ｙ＝（Ｔ_ｙ／２）×｛Ｎ_２−（１／２）｝
を満たすように構成している。

図１８（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、図１７（ａ）の光検知器を備えた比較例の光ヘッド装置において、層間迷光による干渉縞がサブビームによるプッシュプル信号に与える影響を示す図である。図１８（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に、干渉縞の強度が最も強い位置にサブビームを検出するサブビーム受光部の中心である分割線の位置を配置した場合のサブビーム受光部の分割受光素子９ｅ，９ｆ、サブビーム受光部の分割受光素子９ｇ，９ｈの干渉縞が移動する様子と、分割受光素子９ｅ，９ｆ，９ｇ，９ｈが検出した信号Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈに対して演算した信号Ｖｅｆ＝（Ｅ−Ｆ）、信号Ｖｇｈ＝（Ｇ−Ｈ）、信号Ｖｅｆｇｈ＝｛（Ｅ−Ｆ）＋（Ｇ−Ｈ）｝を示す。干渉縞の移動によって信号Ｖｅｆ＝（Ｅ−Ｆ）、信号Ｖｇｈ＝（Ｇ−Ｈ）は変動し、これらの和である信号Ｖｅｆｇｈ＝｛（Ｅ−Ｆ）＋（Ｇ−Ｈ）｝も変動する。

図１９（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、図１７（ｂ）の光検知器を備えた比較例の光ヘッド装置において、層間迷光による干渉縞がサブビームによるプッシュプル信号に与える影響を示す図である。図１９（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に、干渉縞の強度が最も弱い位置にサブビームを検出するサブビーム受光部の中心である分割線の位置を配置した場合のサブビーム受光部の分割受光素子９ｅ，９ｆ、サブビーム受光部の分割受光素子９ｇ，９ｈの干渉縞が移動する様子と、分割受光素子９ｅ，９ｆ，９ｇ，９ｈが検出した信号Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈに対して演算した信号Ｖｅｆ＝（Ｅ−Ｆ）、信号Ｖｇｈ＝（Ｇ−Ｈ）、信号Ｖｅｆｇｈ＝｛（Ｅ−Ｆ）＋（Ｇ−Ｈ）｝を示す。干渉縞の移動によって信号Ｖｅｆ＝（Ｅ−Ｆ）、信号Ｖｇｈ＝（Ｇ−Ｈ）は変動し、これらの和である信号Ｖｅｆｇｈ＝｛（Ｅ−Ｆ）＋（Ｇ−Ｈ）｝も変動する。

図２０（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、実施の形態２に係る光ヘッド装置において、層間迷光による干渉縞がサブビームによるプッシュプル信号に影響を与えないことを示す図である。図２０（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に、干渉縞の強度が中間の位置にサブビーム受光部の中心である分割線の位置を配置した場合のサブビーム受光部９ｅ，９ｆ、サブビーム受光部９ｇ，９ｈの干渉縞が移動する様子と、分割受光素子９ｅ，９ｆ，９ｇ，９ｈが検出した信号Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈに対して演算した信号Ｖｅｆ＝（Ｅ−Ｆ）、信号Ｖｇｈ＝（Ｇ−Ｈ）、信号Ｖｅｆｇｈ＝｛（Ｅ−Ｆ）＋（Ｇ−Ｈ）｝を示す。干渉縞の移動によって信号Ｖｅｆ＝（Ｅ−Ｆ）、信号Ｖｇｈ＝（Ｇ−Ｈ）は変動するが、信号Ｖｇｈ＝（Ｇ−Ｈ）は信号Ｖｅｆ＝（Ｅ−Ｆ）と１８０°異なる位相で変動するため、これらの和である信号Ｖｅｆｇｈ＝｛（Ｅ−Ｆ）＋（Ｇ−Ｈ）｝は打ち消しあって０となる。

以上のように、実施の形態２においては、サブビーム受光部９Ｓ１における分割受光素子９ｅと分割受光素子９ｆの分割線の位置を、干渉縞の強度が最も強い位置と最も弱い位置の中間の強度の位置に配置し、且つ、サブビーム受光部９Ｓ２における分割受光素子９ｇと分割受光素子９ｈの分割線の位置を、干渉縞の強度が最も強い位置と最も弱い位置の中間の強度の位置に配置している。このように配置することによって、層間迷光による差動プッシュプル信号が不正確となる現象を軽減することができる。このため、装置の構成を複雑化することなく、トラッキング制御の確実性を向上させることができる。

なお、本発明の変形例として、実施の形態１の形態と実施の形態２の形態を併用することによって、トラッキング制御の確実性をより一層向上させることができる。

Claims (6)

1. 複数の情報記録面を有する多層の光ディスクにレーザ光を照射し、前記レーザ光の反射光を検出する光ヘッド装置において、
   レーザ光源と、
   前記レーザ光源から出射されたレーザ光を０次回折光、＋１次回折光、及び−１次回折光に分離する回折手段と、
   光検知器と、
   前記０次回折光、前記＋１次回折光、及び前記−１次回折光を、複数の前記情報記録面の内のアクセス対象の情報記録面に集光させ、アクセス対象の前記情報記録面による前記０次回折光の反射光、前記＋１次回折光の反射光、及び前記−１次回折光の反射光を、前記光検知器上に導く光学系手段と
   を有し、
   前記光学系手段は、前記０次回折光、前記＋１次回折光、及び前記−１次回折光の集光位置を、フォーカス方向及びトラッキング方向に移動させる調整手段を有し、
   前記光検知器は、
   アクセス対象の前記情報記録面による前記０次回折光の反射光を受光する位置に配置されたメインビーム受光部と、
   アクセス対象の前記情報記録面による前記＋１次回折光の反射光を受光する位置に配置された第１のサブビーム受光部と、
   アクセス対象の前記情報記録面による前記−１次回折光の反射光を受光する位置に配置された第２のサブビーム受光部と
   を有し、
   前記第１のサブビーム受光部は、前記光ディスクの記録トラックの接線方向に対応する前記光検知器上の方向であるｘ方向の第１の分割線によって分割され、前記ｘ方向に直交するｙ方向に並ぶ第１の分割受光素子及び第２の分割受光素子を有し、
   前記第２のサブビーム受光部は、前記ｘ方向の第２の分割線によって分割され、前記ｙ方向に並ぶ第３の分割受光素子及び第４の分割受光素子を有し、
   アクセス対象の前記情報記録面以外の情報記録面による前記０次回折光の反射光、アクセス対象の前記情報記録面以外の情報記録面による前記＋１次回折光の反射光、及びアクセス対象の前記情報記録面以外の情報記録面による前記−１次回折光の反射光によって、前記光検知器上に形成される干渉縞の１周期のｙ方向の長さをＴ_ｙとし、
   正の整数をＮ_１とし、
   前記第１の分割受光素子、前記第２の分割受光素子、前記第３の分割受光素子、及び第４の分割受光素子のそれぞれのｙ方向の長さをＵ_ｙとしたときに、
   Ｕ_ｙ＝Ｔ_ｙ×Ｎ_１
   を満たすことを特徴とする光ヘッド装置。
2. 正の整数をＮ_２とし、
   前記メインビーム受光部の中心から前記第１の分割線までの距離、及び、前記メインビーム受光部の中心から前記第２の分割線までの距離を、Ｖ_ｙとしたときに、
   Ｖ_ｙ＝（Ｔ_ｙ／２）×｛Ｎ_２−（１／２）｝
   を満たすことを特徴とする請求の範囲１に記載の光ヘッド装置。
3. 複数の情報記録面を有する多層の光ディスクにレーザ光を照射し、前記レーザ光の反射光を検出する光ヘッド装置において、
   レーザ光源と、
   前記レーザ光源から出射されたレーザ光を０次回折光、＋１次回折光、及び−１次回折光に分離する回折手段と、
   光検知器と、
   前記０次回折光、前記＋１次回折光、及び前記−１次回折光を、複数の前記情報記録面の内のアクセス対象の情報記録面に集光させ、アクセス対象の前記情報記録面による前記０次回折光の反射光、前記＋１次回折光の反射光、及び前記−１次回折光の反射光を、前記光検知器上に導く光学系手段と
   を有し、
   前記光学系手段は、前記０次回折光、前記＋１次回折光、及び前記−１次回折光の集光位置を、フォーカス方向及びトラッキング方向に移動させる調整手段を有し、
   前記光検知器は、
   アクセス対象の前記情報記録面による前記０次回折光の反射光を受光する位置に配置されたメインビーム受光部と、
   アクセス対象の前記情報記録面による前記＋１次回折光の反射光を受光する位置に配置された第１のサブビーム受光部と、
   アクセス対象の前記情報記録面による前記−１次回折光の反射光を受光する位置に配置された第２のサブビーム受光部と
   を有し、
   前記第１のサブビーム受光部は、前記光ディスクの記録トラックの接線方向に対応する前記光検知器上の方向であるｘ方向の第１の分割線によって分割され、前記ｘ方向に直交するｙ方向に並ぶ第１の分割受光素子及び第２の分割受光素子を有し、
   前記第２のサブビーム受光部は、前記ｘ方向の第２の分割線によって分割され、前記ｙ方向に並ぶ第３の分割受光素子及び第４の分割受光素子を有し、
   アクセス対象の前記情報記録面以外の情報記録面による前記０次回折光の反射光、アクセス対象の前記情報記録面以外の情報記録面による前記＋１次回折光の反射光、及びアクセス対象の前記情報記録面以外の情報記録面による前記−１次回折光の反射光によって、前記光検知器上に形成される干渉縞の１周期のｙ方向の長さをＴ_ｙとし、
   正の整数をＮ_２とし、
   前記メインビーム受光部の中心から前記第１の分割線までの距離、及び、前記メインビーム受光部の中心から前記第２の分割線までの距離を、Ｖ_ｙとしたときに、
   Ｖ_ｙ＝（Ｔ_ｙ／２）×｛Ｎ_２−（１／２）｝
   を満たすことを特徴とする光ヘッド装置。
4. 複数の前記情報記録面は、２つ情報記録面であることを特徴とする請求の範囲１乃至３のいずれか１項に記載の光ヘッド装置。
5. 前記メインビーム受光部は、ｘ方向の分割線とｙ方向の分割線によって４等分された４つの分割受光素子を有することを特徴とする請求の範囲１乃至４のいずれか１項に記載の光ヘッド装置。
6. 請求の範囲１乃至５のいずれか１項に記載の光ヘッド装置と、
   前記光ヘッド装置の前記光検知器から出力される検出信号からフォーカスエラー信号及びトラッキングエラー信号を生成するマトリクス回路と、
   前記フォーカスエラー信号及び前記トラッキングエラー信号を用いたプッシュプル方式によって、前記光ヘッド装置の前記調整手段を制御するサーボ回路と
   を有することを特徴とする光ディスク装置。

Images