WO2007116631A1 - 光ディスク装置 - Google Patents

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WO2007116631A1
WO2007116631A1 PCT/JP2007/055523 JP2007055523W WO2007116631A1 WO 2007116631 A1 WO2007116631 A1 WO 2007116631A1 JP 2007055523 W JP2007055523 W JP 2007055523W WO 2007116631 A1 WO2007116631 A1 WO 2007116631A1
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WO
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light
optical disc
detection
diffracted
objective lens
Prior art date
Application number
PCT/JP2007/055523
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English (en)
French (fr)
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WO2007116631B1 (ja
Inventor
Seiji Nishiwaki
Kazuo Momoo
Junichi Asada
Original Assignee
Panasonic Corporation
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Publication date
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Priority to US12/296,822 priority patent/US8045432B2/en
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    • G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/08—Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers
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    • G11B7/0901—Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers with provision for moving the light beam or focus plane for the purpose of maintaining alignment of the light beam relative to the record carrier during transducing operation, e.g. to compensate for surface irregularities of the latter or for track following for track following only
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    • G11B7/12—Heads, e.g. forming of the optical beam spot or modulation of the optical beam
    • G11B7/13—Optical detectors therefor
    • G11B7/131—Arrangement of detectors in a multiple array
    • G—PHYSICS
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    • G11B7/12—Heads, e.g. forming of the optical beam spot or modulation of the optical beam
    • G11B7/135—Means for guiding the beam from the source to the record carrier or from the record carrier to the detector
    • G11B7/1353—Diffractive elements, e.g. holograms or gratings

Definitions

  • the present invention relates to an optical disk device used for recording a signal on an optical disk or reproducing a signal recorded on an optical disk.
  • FIG. 8 (a) is a side view showing an optical disc device according to the prior art
  • Fig. 8 (b) is a grating pattern formed on a grating surface used in the optical disc device, and on the grating surface
  • FIG. 8 (c) is a diagram showing the configuration of the signal surface of the optical disc and the state of the light distribution on the signal surface.
  • the laser light 2 emitted from the radiation source 1 such as a semiconductor laser is sequentially transmitted through the transparent substrate 3 and the split surface 4a of the polarization beam splitter 4, and then collected by the collimating lens 5. It becomes light and becomes parallel light.
  • This parallel light is converted from linearly polarized light (P wave) to circularly polarized light by the 1Z4 wavelength plate 6, then condensed by the objective lens 7, and focused on the signal surface 8 a of the optical disk 8 (connecting the light spot).
  • optical disk rotation direction On the signal surface 8a of the optical disk 8, guide grooves 8g along the rotation direction of the optical disk 8 (hereinafter referred to as “optical disk rotation direction”) are formed at equal pitches in the radial direction of the optical disk 8 (hereinafter referred to as “optical disk radial direction”).
  • optical disk radial direction has been.
  • the light reflected by the signal surface 8 a of the optical disk 8 passes through the objective lens 7, is converted into linearly polarized light (S wave) by the 1Z4 wavelength plate 6, and becomes convergent light via the collimator lens 5.
  • This convergent light is reflected by the split surface 4a of the polarization beam splitter 4 and then passes through the cylindrical lens 9 arranged with the central axis of the cylindrical surface inclined by 45 degrees with respect to the plane parallel to the paper surface.
  • the light is incident on the light detection surface 10a on the light detection substrate 10 located in the vicinity of the circle (an intermediate position between the vertical focal line and the horizontal focal line).
  • the surface of the transparent substrate 3 (grating surface 3a) has an axis 3 corresponding to the optical disk rotation direction.
  • a straight grating 3b and a straight grating 3c are formed with Y as a boundary.
  • the shape of the light spot on the grating surface 3a of the light (transmitted light) emitted from the radiation source 1 and transmitted through the transparent substrate 3 is a circle 2a centering on the center 30 of the grating surface 3a.
  • the orientation of each grating is orthogonal to the axis 3Y, and the phase of the gratings of the linear grating 3b and the linear grating 3c is shifted by ⁇ !
  • Gr diffracted light Light that passes through the transparent substrate 3 (transmitted light) is diffracted by the linear grating 3b and the linear grating 3c, and ⁇ 1st-order diffracted light is generated in addition to the 0th-order diffracted light (light that is transmitted as it is) (hereinafter, diffraction by the grating).
  • Light is called “Gr diffracted light”).
  • the wavefront of the 0th-order Gr diffracted light is not affected by the grating, so there is no phase change, but the wavefront of the ⁇ 1st-order Gr diffracted light is shifted by ⁇ on the left and right with the axis 3Y as a boundary.
  • These Gr diffracted lights form a light spot on the signal surface 8 a of the optical disk 8.
  • the light spot 2b corresponding to the 0th-order Gr diffracted light is positioned directly above the guide groove 8g, and the light spots 2b 'and 2b "corresponding to the first-order Gr diffracted light are respectively guided grooves.
  • the two light spots are separated in the optical disk radial direction centered on 8g.
  • the wavefront of the first-order Gr diffracted light is on the left and right sides of the central axis 3Y. This is because the phase is shifted by ⁇ .
  • the diffraction efficiencies of the linear grating 3b and the linear grating 3c are set so that the light amounts of the light spots 2b and 2b "are about 1Z10 of the light amount of the light spot 2b.
  • FIG. 9 (a) is a diagram showing the configuration of the light detection surface used in the optical disk device in the prior art and the state of light distribution on the light detection surface
  • FIG. It is a figure which shows the light beam before injecting into the used cylindrical lens.
  • the light beams 2c, 2c ′, and 2c ′′ before entering the cylindrical lens 9 correspond to the light spots 2b, 2b ′, and 2b ′′ on the signal surface 8a of the optical disc 8, respectively.
  • the 0th-order Gr diffracted light 2c is superposed with diffracted lights 2cp and 2cm from the guide groove 8g of the optical disk 8 in a form shifted along the axis 9X corresponding to the radial direction of the optical disk (hereinafter referred to as the guide groove).
  • Diffraction light is called “groove diffraction light”).
  • ⁇ 0th order Gr diffracted light 2c ', 2c 0th order groove diffracted light is phase shifted by ⁇ from axis 9Y parallel to the optical disc rotation direction.
  • the light spot 2d on the photodetection surface 10a is superimposed on the 0th-order groove diffracted light while shifting along the axis 9mm.
  • 2d, and 2d "correspond to the luminous fluxes 2c, 2c, and 2c" before entering the cylindrical lens 9, respectively.
  • the light beams 2c, 2c ', 2c are transmitted through the cylindrical lens 9 and the light distribution is inverted with respect to the central axis of the cylindrical surface of the cylindrical lens 9, so that the light spots 2d, 2d on the light detection surface 10a ', 2d, and are the light distribution rotated 90 degrees as a whole with respect to the luminous fluxes 2c, 2c', 2c, and so on (not only the light distribution but also the lens shift of the objective lens 7 (hereinafter referred to as the objective lens lens shift) (It is also simply called “lens shift”).
  • the light detectors 11, 11 'and 11 "force S are arranged so as to be substantially coaxial with the light spots 2d, 2d' and 2d", respectively.
  • Tl signal obtained in the detection cell 11a
  • T2 Signal obtained at detection cell l ib
  • T4 Signal obtained from detection cell l id
  • T2 ' signal obtained at detection cell l ib'
  • T4 ' signal obtained at detection cell l id'
  • the tracking error signal TE to the optical disc track the tracking error signal TE to the optical disc track, the focus error signal FE to the optical disc signal surface, and the reproduction signal RF to the optical disc signal surface are calculated by the following formulas (1) to (3). Is done. [0009] TE T1 + T2-T3-T4
  • the coefficient k is set to a magnitude that cancels the offset of the tracking error signal generated by the lens shift at the time of tracking control. For example, light spot
  • the coefficient k is about 5.
  • FIG. 10 is a diagram for explaining the offset of the tracking error signal generated by the lens shift in the optical disc apparatus according to the prior art (by the cylindrical lens).
  • the light spot 2d on the photodetector 11 is also proportional to 2 ⁇ (strictly speaking, 2 ⁇ (half the astigmatic difference of the cylindrical lens 9) / (focal length of the collimating lens 5)
  • a circle 7a (proportional to ⁇ ), which is a light distribution centered on 2D and shifted along the ray on the light detection surface 10a of the aperture of the objective lens 7. The outside of the shift) is shielded from light.
  • Polarity is reversed between the tracking error signal and the tracking error signal obtained only by the photodetector 11 ', 11 ". This is because the phase of the groove diffracted light of the light spot on the photodetector 11', 11" is the optical disc. Shift by ⁇ from the axis parallel to the direction of rotation! This is because the interference relationship between the groove diffracted light is reversed. Therefore, the tracking error signal obtained by the above equation (1) does not impair the detection sensitivity (rather than increase the detection output) compared to the tracking error signal (T1 + T2 ⁇ T3 ⁇ ⁇ 4) obtained by the photodetector 11 alone. However, the effects of off-track due to lens shift can be canceled.
  • Patent Document 1 JP-A-9 81942
  • the conventional optical disc apparatus as described above has the following problems. That is, in FIG. 8, when the positions of the light spots 2b, 2b "are shifted and the centers of the two light spots of the light spots 2b, 2b" are located in the vicinity of the intermediate portion 81 of the guide groove 8g, The polarity of the tracking error signal obtained only with the photodetector 11 ', 11 "is the same as the polarity of the tracking error signal obtained only with the photodetector 11. And the positions of the light spots 2b', 2b" are changed.
  • the tracking error offset generated by the lens shift does not change, so if the coefficient k is determined so as to cancel the off-track effect due to the lens shift, the tracking error signal obtained by the above equation (1) can be obtained.
  • the detection output of this becomes small, and the detection output may become zero. Therefore, in the conventional optical disc apparatus as described above, the linear gratings 3b and 3c are formed so that the two light spots of the light spots 2b and 2b "are symmetrical about the guide groove 8g. It is necessary to accurately rotate and adjust the transparent substrate 3, which makes it difficult to assemble the optical disk apparatus.
  • the present invention has been made to solve the above-described problems in the prior art, and without off-tracking the tracking error signal without impairing the detection output of the tracking error signal without adjusting the rotation of the linear grating.
  • An object of the present invention is to provide an optical disc apparatus capable of canceling the influence.
  • the configuration of the optical disc apparatus includes a radiation light source, a circuit A diffraction grating formed on the folded grating surface, an objective lens, a light branching means, and a photodetector are provided, and the light emitted from the radiation light source passes through the diffraction grating and transmits transmitted light a.
  • + 1st-order diffracted light b and 1st-order diffracted light c, and the transmitted light a, the + 1st-order diffracted light b, and the 1st-order diffracted light c pass through the objective lens with their parts overlapping.
  • the light condensed on the track on the signal surface of the optical disk and reflected by the track on the signal surface enters the light branching means via the objective lens, and the light incident on the light branching means Depending on the incident position, the light corresponding to the transmitted light a splits into two light a 1 and a 2 and enters the light detection areas Al and A 2 on the photodetector, respectively, and + 1
  • the light corresponding to the next diffracted light b splits into light bl and b2, and enters the light detection areas Bl and B2 on the photodetector, respectively.
  • the light corresponding to the first-order diffracted light c splits into two light beams cl and c2, and enters the light detection regions Cl and C2 on the photodetector, respectively, and the light detection regions Al, A2, Bl, B2,
  • a tracking error signal to the track of the optical disk is generated by combining detection signals from CI and C2.
  • the objective lens and the light branching unit are fixed in a body-like manner.
  • the light detection region A2 is electrically connected to the light detection region A1 in a state where the constant k is applied to the light detection region A1, and the light detection region It is preferable that the photodetection region C1 is electrically connected to A2 with a coefficient k.
  • the light detection area A1 and the light detection area C2 are electrically connected or are the same light detection area, and the light detection area It is preferable that A2 and the light detection region B1 are electrically connected or are the same light detection region.
  • the tracking error to the track of the optical disc The signal is preferably computed by ⁇ 1 -k X ⁇ 4 using the coefficient k.
  • the projection area on the light branching unit corresponding to the + first-order diffracted light b does not exceed the radius of the objective lens! / Has a heel width,
  • the region of the diffraction grating on the diffraction grating surface is the projection figure of the opening. It is preferable that the width does not exceed the radius and passes along the straight line corresponding to the rotation direction of the optical disc through the center of the projected figure of the opening.
  • the diffraction grating is preferably a linear grating along the radial direction of the optical disk.
  • the region of the diffraction grating is located outside the projection pattern of the opening.
  • the diffraction grating is further divided into a plurality of strip-shaped regions along a straight line corresponding to the rotation direction of the optical disc, and the irregularities of the diffraction grating are synchronized in every other strip-shaped region. It is preferable that the concave and convex portions of the diffraction grating are shifted by a pitch of 1Z5 to 1Z2! /
  • the optical branching unit is divided into two regions by a straight line passing through the center of the objective lens and parallel to the optical disc rotation direction. It is preferable that the light al and the light a2, the light bl and the light b2, and the light cl and the light c2 are branched, respectively.
  • the difference between the detection signals in the light detection areas Al and A2 is ⁇ 1
  • the difference between the detection signals in the light detection areas Bl and ⁇ 2 is ⁇ ⁇ ⁇ 2
  • an optical disc apparatus capable of canceling the off-track effect accompanying the lens shift without impairing the detection output of the tracking error signal without adjusting the rotation of the linear grating. Can do.
  • FIG. 1 (a) is a side view showing an optical disc apparatus according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 1 (b) is a plan view showing a light source portion of the optical disc apparatus
  • FIG. ) Indicates the grating pattern formed on the grating surface used in the optical disc apparatus, and the grating.
  • Fig. 1 (d) shows the configuration of the signal surface of the optical disc and the state of the light distribution on the signal surface.
  • Fig. 1 (f) is a diagram showing the state of light distribution when the pitch of the grating pattern is large on the hologram surface used in the optical disc device.
  • Fig. 1 (f) shows the dulling on the hologram surface used in the optical disc device. It is a figure which shows the mode of light distribution in case the pitch of a pattern is small.
  • FIG. 2 (a) shows a photodetection pattern formed on the photodetector used in the optical disc apparatus according to the first embodiment of the present invention, and the return light to the laser beam emitted from the radiation light source.
  • FIG. 2B is a diagram showing a state of light distribution on the photodetector, and
  • FIG. 2B is a diagram showing a configuration of a hologram used in the optical disc apparatus.
  • FIG. 3 is a diagram showing a state of light distribution on the light detection surface when the concentrated light is defocused with respect to the signal surface of the optical disc in the first embodiment of the present invention.
  • (A) is the case where the signal surface of the optical disk is on the side away from the objective lens
  • (b) is the case where the signal surface of the optical disk is on the side approaching the objective lens.
  • Fig. 4 is a diagram showing the light distribution on the hologram surface of the return light from the optical disc in the optical disc apparatus according to the first embodiment of the present invention.
  • (b) is for ⁇ 1st order Gr diffracted light.
  • FIG. 5 is a diagram for explaining an offset of a tracking error signal generated due to a lens shift of the objective lens in the optical disc device according to the first embodiment of the present invention.
  • Gr diffracted light distribution on the hologram surface (b) ⁇ 1st order Gr diffraction light distribution on the hologram surface, (c) Groove diffracted light distribution on the hologram surface Show each of them!
  • FIG. 6 shows a photodetection pattern formed in a photodetector used in the optical disc apparatus according to the second embodiment of the present invention, and a return light with respect to a laser beam emitted from a radiation light source.
  • FIG. 6B is a diagram showing a state of light distribution on the photodetector, and
  • FIG. 6B is a diagram showing a configuration of a hologram used in the optical disc apparatus.
  • FIG. 7 is a diagram showing a state of light distribution on the light detection surface when the condensed light is defocused with respect to the signal surface of the optical disc in the second embodiment of the present invention.
  • (A) is when the signal surface of the optical disc is closer to the objective lens
  • (b) is the signal of the optical disc This is the case where the surface is on the side away from the objective lens.
  • FIG. 8 (a) is a side view showing an optical disc device in the prior art
  • FIG. 8 (b) is a diagram showing a grating pattern formed on a grating surface used in the optical disc device.
  • FIG. 8 (c) is a diagram showing the configuration of the signal surface of the optical disc and the state of the light distribution on the signal surface.
  • FIG. 9 (a) is a diagram showing a configuration of a light detection surface used in an optical disc apparatus in the prior art and a state of light distribution on the light detection surface
  • FIG. 9 (b) It is a figure which shows the light beam before injecting into the cylindrical lens used for an optical disk apparatus.
  • FIG. 10 is a diagram for explaining an offset of a tracking error signal generated by a lens shift in an optical disc apparatus according to a conventional technique.
  • FIG. 1 (a) is a side view showing an optical disc apparatus according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 1 (b) is a plan view showing a light source portion of the optical disc apparatus
  • FIG. Fig. 1 (d) shows the grating pattern formed on the grating surface used and the state of light distribution on the grating surface.
  • Fig. 1 (d) shows the configuration of the signal surface of the optical disc and the light on the signal surface.
  • Fig. 1 (e) is a diagram showing the state of the distribution
  • Fig. 1 (e) is a diagram showing the state of the light distribution when the pitch of the grating pattern is large on the hologram surface used in the optical disc device. It is a figure which shows the mode of the light distribution in case the pitch of a darting pattern is small on the hologram surface used for the said optical disk apparatus.
  • the optical disc apparatus includes a radiation light source 1 such as a semiconductor laser, a diffraction grating that diffracts light emitted from the radiation light source 1, and a diffraction A collimating lens 5 that converts light diffracted by the grating into parallel light, a 1Z4 wavelength plate 6 that converts linearly polarized light into circularly polarized light and circularly polarized light into linearly polarized light, and the parallel light into the optical disc 8 signal surface 8a.
  • a radiation light source 1 such as a semiconductor laser
  • a diffraction grating that diffracts light emitted from the radiation light source 1
  • a diffraction A collimating lens 5 that converts light diffracted by the grating into parallel light
  • a 1Z4 wavelength plate 6 that converts linearly polarized light into circularly polarized light and circularly polarized light into linearly polarized light
  • the parallel light into the optical disc 8 signal surface 8a.
  • the photodetector includes a light detection substrate 10 and a light detection surface 10a formed on the light detection substrate 10.
  • the light detection surface 10a is substantially located at the focal plane position of the collimating lens 5 (that is, the virtual light emission point position of the light emission point la of the radiation source 1 shown in FIG. 1B).
  • the radiation source 1 is mounted on the light detection substrate 10. Further, on the light detection substrate 10, a reflection mirror 12 is mounted in the vicinity of the radiation light source 1 to reflect the laser light emitted from the radiation light source 1 and bend its optical path.
  • the diffraction grating includes a transparent substrate 3, and linear gratings 3b and 3c formed on the surface of the transparent substrate 3 (grading surface 3a).
  • the straight grating 3b and the straight grating 3c are formed separately along the axis 3Y passing through the center 30 of the grating surface 3a. More specifically, if the figure projected on the grating surface 3a along the incident light beam (outward ray) of the aperture of the objective lens 7 is a circle 2a, the regions of the straight gratings 3b and 3c are outside the circle 2a. Is located.
  • Each grating has an equal pitch and its orientation is perpendicular to axis 3Y (ie, parallel to axis 3X perpendicular to axis 3Y).
  • the linear gratings 3b and 3c are each divided into two regions along the axis 3Y at intervals of 20 m (or 20 ⁇ m to 40 ⁇ m), and the phase of the grating is 1Z4 pitch between the two regions. (Ie, shifted by ⁇ / 2) (the phase shift is preferably about 1 ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ 5 to 1 ⁇ 2 pitch).
  • the width of the straight grating 3b and the straight grating 3c in the direction of the axis 3X is about 1Z3 of the diameter of the circle 2a (at least not more than half the diameter of the circle 2a).
  • the straight grating 3b and the straight grating 3c have a blazed shape (sawtooth shape) or a step shape inscribed in a sawtooth shape along the axis 3Y, and the diffraction efficiency thereof is the light spot 2b ', 2b "
  • the light intensity of each is set to be about 1Z10 of the light intensity of the light spot 2b.
  • the grating area is limited. In order to compensate for the small amount of diffracted light, a cross section with a high diffraction efficiency such as a blaze shape is adopted.
  • the hologram is composed of a polarizing hologram substrate 13 and a hologram surface 13a formed on the polarizing hologram substrate 13 as a light branching means. And with Yes.
  • the 1Z4 wavelength plate 6 is provided on the polarization hologram substrate 13 on which the hologram surface 13a is formed (the 1Z4 wavelength plate 6 is bonded to the polarization hologram substrate 13). And is configured to move together with the objective lens 7.
  • the laser light 2 emitted from the light emitting point la of the radiation light source 1 is reflected by the reflection mirror 12, passes through the transparent substrate 3, and then is collected by the collimator lens 5 to be parallel. It becomes light.
  • the parallel light passes through the polarizing hologram substrate 13, is converted from linearly polarized light (S wave or P wave) to circularly polarized light by the 1Z4 wavelength plate 6, is then condensed by the objective lens 7, and Focus on the signal surface 8a (connect the light spot).
  • the shape of the light spot of the light (transmitted light) emitted from the radiation source 1 and transmitted through the transparent substrate 3 on the grating surface 3a is a circle 2a centered on the center 30 of the grating surface 3a.
  • the light distribution of the laser beam 2 transmitted through the transparent substrate 3 on the grating surface 3a also spreads outside the circle 2a, and this spread component passes through the linear grating 3b and the linear grating 3c.
  • the first-order diffracted light is generated (hereinafter referred to as “Gr diffracted light”).
  • the light that can enter the aperture of the objective lens 7 is a component diffracted to the optical axis side (linear grating 3b—first-order Gr diffracted light, linear grating 3c + first-order Gr diffracted light), and these components are combined on the signal surface 8a of the optical disc 8 together with the component that passes through the inside of the circle 2a (not diffracted, but for convenience, called “0th order Gr diffracted light”). Tie a light spot to
  • the light reflected by the signal surface 8a of the optical disc 8 passes through the objective lens 7, is converted into linearly polarized light (P wave or S wave) by the quarter wave plate 6, and then enters the hologram surface 13a.
  • the linearly polarized light incident on the hologram surface 13a is diffracted by the hologram surface 13a and branched into a + first-order diffracted light 2 ′ and a first-order diffracted light 2 ′′ having the optical axis L as the symmetry axis (hereinafter referred to as a hologram).
  • the diffracted light by is called "holo diffracted light".
  • Each holo-diffracted light becomes convergent light via the collimating lens 5 and enters the light detection surface 10a on the light detection substrate 10.
  • the light spot 2b corresponding to the 0th-order Gr diffracted light is located immediately above the guide groove 8g, but the light spots 2b, 2b "corresponding to ⁇ 1st-order Gr diffracted light (respectively, + 1st order Gr diffracted light with linear grating 3c, 1st order Gr diffracted light with linear grating 3b ) Does not have to be located directly above the guide groove 8g.
  • the wavefront of ⁇ 1st-order Gr diffracted light is divided into two regions at intervals of 20 m along the axis 3Y, and the phase is shifted by ⁇ ⁇ 2 between the two regions.
  • the light becomes three light spots separated in the direction of the guide groove 8g (optical disk rotation direction) (when the phase is shifted by ⁇ between the two regions, it becomes two light spots).
  • the light reflected by the signal surface 8a of the optical disk 8 and passing through the objective lens 7 and entering the hologram surface 13a is obtained by superimposing ⁇ 1st order Gr diffracted light 2e, 2e "on 0th order Gr diffracted light 2e.
  • FIG. 2 (a) shows a light detection pattern formed on the light detector used in the optical disk device according to the first embodiment of the present invention, and a return light with respect to the laser light emitted from the radiation light source force.
  • FIG. 2B is a diagram showing a state of light distribution on the photodetector
  • FIG. 2B is a diagram showing a configuration of a hologram used in the optical disc apparatus.
  • FIGS. 2 (a) and 2 (b) show the light detection surface and the hologram surface viewed from the optical disk side.
  • the first-order Gr diffracted beams 2e ′ and 2e ′′ on the hologram surface 13a are in the state shown in FIG.
  • the hologram surface 13a has two straight lines (13X, 13Y) orthogonal to each other at the intersection 130 between the optical axis L and the hologram surface 13a. 134 [This harm has been ij.
  • the axis 13X is parallel to the radial direction of the optical disc, and the return light (0th order Gr diffracted light 2e) on the hologram surface 13a is shifted along the axis 13X corresponding to the optical disc radial direction so that the signal of the optical disc 8
  • the diffracted lights 2ep and 2em from the guide groove 8g formed on the surface 8a are superimposed (hereinafter, the diffracted light from the guide groove is referred to as “groove diffracted light”).
  • the outline of the groove diffracted light is shown by a broken line, taking as an example the return light from a narrow pitch format optical disk such as DVD-R or DVD-RW.
  • This light passes through the hologram surface 13a to generate ⁇ 1st-order diffracted light, which is divided into quadrants 131, 132, 133, and 134.
  • the light is incident on the light detection surface 10a on the light detection substrate 10.
  • the light detection surface 10a has two straight lines orthogonal to the intersection point 100 of the optical axis L and the light detection surface 10a and parallel to the axis 13X and the axis 13Y.
  • comb-like focus detection cells 95 and 96 along axis 10X are alternately arranged on the negative side of axis 10X (detection cells with the same reference numerals are electrically connected).
  • the rectangular tracking detection cells 91, 92, 92, 93, 94, 94 are arranged on the positive side of the axis 10X (light detection pattern).
  • These tracking detection cells 91, 92, 92, 93, 94, 94 have a 180 ° rotationally symmetric shape around the center of the boundary line of the tracking detection cells 92, 94.
  • 92, 94, 94 are aligned in the direction of the axis 10Y, and the tracking detection cells 91, 93 are shifted from each other in the direction of the axis 10Y in the opposite directions along the axis 10X.
  • the laser beam 2 emitted from the emission point la of the radiation source 1 travels in a plane parallel to the paper surface in parallel with the axis 10Y, and is reflected by the reflecting mirror 12 in the direction of the optical axis L (through the point 100 and directly to the paper surface). To reflect).
  • the + 1st order holo diffracted light diffracted by the quadrant 131 of the hologram surface 13a becomes 1
  • the first-order holo diffracted light is diffracted by the quadrant 132 of the hologram surface 13a into the light spot 2D1 straddling the boundary between the focus detection cells 95 and 96, and the first-order holo diffracted light is within the tracking detection cell 92.
  • the first-order holo diffracted light is diffracted by the quadrant 133 of the hologram surface 13a into the light spot 2D2 straddling the boundary between the focus detection cells 95 and 96.
  • the first-order holo-diffracted light is diffracted by the quadrant 134 of the hologram surface 13a into the light spot 2D3 straddling the boundary between the focus detection cells 95 and 96.
  • the light spot 2d4 fits inside the in g detection cell 94, -1 order holo diffracted light, respectively collecting light into a light spot 2D4 across the boundaries of the focus detection cells 95, 96.
  • the holo-diffracted light diffracted by the quadrant 131 of the hologram surface 13a is transmitted to the light spot 2dl 'outside the detection cell.
  • the holo-diffracted light diffracted by the quadrant 132 of the surface 13a is condensed on the light spot 2d2 ′ that is contained inside the tracking detection cell 92 ′.
  • the holo diffracted light diffracted by the quadrant 133 of the hologram surface 13a is the holo diffracted light diffracted by the light spot 2d3,. Condenses on each of the light spots 2d4 "that fall within the tracking detection cell 94 '.
  • each quadrant 131, 132, 133, 134 of the hologram surface 13a The light spots 2D1, 2D2, 2D3 and 2D4 are approximately point-symmetrical positions with respect to the point 100 of the light spots 2dl, 2d2, 2d3, and 2d4, which are + first-order holo-diffracted light forces S, respectively.
  • the 1st order Gr diffracted light 2e, 2e "holo diffracted light is based on the condensing position of the 0th order Gr diffracted light 2e holo diffracted light + 1st order Gr diffracted light 2e
  • the holo diffracted light of ' is focused on the brass side of the axis 10Y
  • the holo diffracted light of the first-order Gr diffracted light 2e is focused on the position shifted to the negative side of the axis 10Y.
  • the focal line in the direction of the axis 10X of the light spots 2D1, 2D2, 2D3, and 2D4 is on either side of the light detection surface 10a (back (side away from the hologram surface 13a) or near (hologram surface 13a).
  • the focal spot in the direction of the axis 10Y of the light spots 2D1 and 2D3 is located behind (or in front of) the light detection surface 10a and the direction of the axis 10Y of the light spots 2D2 and 2D4.
  • the focal line is located in front of (or behind) the light detection surface 10a.
  • each quadrant 131, 132, 133, 134 of the hologram surface 13a is divided into strip-shaped regions along the axis 13Y, and the holo-diffracted light diffracted by every other strip-shaped region is detected.
  • a method of condensing holo diffracted light diffracted by the remaining strip-shaped region in the back of the surface 10a before the light detection surface 10a is also conceivable.
  • Tl signal obtained in the detection cell 91
  • F1 signal obtained at detection cell 95
  • F2 Signal obtained at detection cell 96
  • the tracking error signal TE 1 to the track of the recordable optical disc the tracking error signal T E2 to the track of the read-only optical disc such as DVD ROM
  • the focus error signal FE to the signal surface of the optical disc the optical disc
  • the reproduction signal RF of the signal plane is calculated by the following equations (4) to (7).
  • the coefficient k is set to a size that cancels the influence of off-track accompanying the lens shift of the objective lens 7 (hereinafter, the lens shift of the objective lens is also simply referred to as “lens shift”) during tracking control.
  • FIG. 3 is a diagram showing a state of light distribution on the light detection surface when the focused light is defocused with respect to the signal surface of the optical disc in the first embodiment of the present invention. a) is when the optical disc signal surface is on the side away from the objective lens, and (b) is when the optical disc signal surface is on the side closer to the objective lens. Note that in FIG. 3, only the light spot on the + first-order holo-diffracted light side is shown. The light spot on the first-order holo-diffracted light side relates to the point 100 of the light spot on the + first-order holo-diffracted light side. The position is almost point-symmetric. Fig.
  • the light distribution 2dl, 2d3i and the detection senor 92, 92, 94, 94 can be hung! Until this time, the light distribution 2dl, 2d3 base / ⁇ , 2dlS, 2d3S force S is located above the detection cells 91, 93 which are offset in the opposite direction along the axis 10X. Due to that.
  • Two-layer discs (DVD-R and Blu-ray discs, etc.) have two signal surfaces with an adhesive layer (thickness d, refractive index n) with a thickness of several tens of ⁇ m.
  • an adhesive layer thinness d, refractive index n
  • the light reflected by the other signal surface is detected in a state where it is defocused by dZn on the forward path and the return path, and 2dZn on the return path, respectively. Come back on the plane.
  • the light reflected by the other signal surface may be mixed as stray light, which will greatly affect the tracking error signal and the focus error signal.
  • the above formula (4) is used. Since only the detection cells 92, 92, 94, 94 'are used for tracking error detection, half of the light spot (2dl, 2d3) is not stray light in tracking error detection, and the remaining light spot ( Since 2d2 and 2d4) also cover the tracking detection cell while maintaining the symmetrical relationship, disturbance to the tracking error signal TE1 is cancelled. As a result, the tracking control in the two-layer disk can be stabilized, and the offtrack can be eliminated during tracking control.
  • FIG. 4 is a diagram showing the state of light distribution on the hologram surface of the return light from the optical disc in the optical disc apparatus according to the first embodiment of the present invention, and (a) shows the 0th-order Gr diffracted light.
  • Case (b) is the case of ⁇ 1st order Gr diffracted light (in fact, these Gr diffracted light overlap and return).
  • the light beam (0th-order Gr diffracted light 2e) before entering the hologram surface 13a is shifted along the axis 13X corresponding to the optical disk radial direction, and the signal of the optical disk 8 is shifted. Diffracted beams 2ep and 2em from the guide groove 8g formed on the surface 8a are superimposed.
  • the shift amount is given by ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ , where f is the focal length of the objective lens 7, the wavelength of the light is ⁇ , and the pitch of the guide groove 8 g in the radial direction of the optical disk is ⁇ .
  • the return light on the hologram surface 13a is cut outside the aperture of the objective lens 7, so that only the inside of the circle 7a, which is a figure in which the aperture of the objective lens 7 is projected along the light beam onto the hologram surface 13a, is cut.
  • the 0th-order Gr diffracted light 2e has a region (superimposed region) overlapping with the ⁇ first-order groove diffracted light 2ep and 2em.
  • the hologram surface 13a has ⁇ first-order Gr diffracted lights 2e, 2e "and their + first-order groove diffracted lights 2ep ', 2ep", and first-order groove diffracted lights 2em', 2em ".
  • ⁇ 1st-order groove diffracted light 2ep, 2ep ", 2em, 2em” is shifted by ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ along axis 13X with respect to 0th-order groove diffracted light.
  • 1st order 01 diffracted light 26, 2e "and their + 1st-order groove diffracted light 2ep, 2ep", 1st-order groove diffracted light 2em, 2em "has a width in the direction of axis 13X, w If the size of is set to about 1Z3 of the radius (aperture radius) a of the circle 7a, it will not exceed 1Z2 of w force Sf ZA in any format optical disc. Therefore, the ⁇ 1st order Gr diffracted beams 2e, 2e "do not overlap the ⁇ 1st order groove diffracted beams 2ep, 2ep", 2em, 2em ", and the light spots 2b ', 2b" are guided grooves.
  • phase information of groove diffracted light changes from 8g off-track However, this does not act as a tracking error signal.
  • the light spots 2b 'and 2b "on the signal surface 8a do not need to be adjusted with respect to the guide groove 8g as in the prior art, regardless of the position of the guide groove 8g. It is not necessary to adjust the rotation of the linear gratings 3b and 3c.
  • FIG. 5 is a diagram for explaining the offset of the tracking error signal generated by the lens shift of the objective lens in the optical disc apparatus according to the first embodiment of the present invention.
  • the objective lens 7 when the objective lens 7 is shifted by ⁇ in the optical axis L force optical disk radial direction (direction of the axis 13X), the objective lens 7 enters the objective lens 7 along the optical axis L in a rotationally symmetrical manner.
  • the Gaussian-distributed light 2 ⁇ becomes a light 2 ⁇ having a distribution shifted by 2 ⁇ after being reflected by the signal surface 8a of the optical disc 8 (shifted by ⁇ with respect to the central axis 7c of the objective lens 7).
  • the 0th-order Gr diffracted light 2e on the hologram surface 13a also has a light distribution centered on the position 2 ⁇ shifted by 2 ⁇ , and the projection of the aperture of the objective lens 7 along the light beam on the hologram surface 13a.
  • the outside of the circle 7a which is a figure, is shielded from light.
  • the position 2E is shifted by ⁇ from the dividing line 13Y of the hologram surface 13a. Therefore, the amount of light detected by the detection cell 92 is larger than the amount of light detected by the detection cell 94, and an offset is generated only by the signals ( ⁇ 4 ⁇ 2) obtained by the detection cells 92 and 94.
  • the offset amount is about 1Z3 of the prior art.
  • the ⁇ 1st-order Gr diffracted light 2e, 2e "on the holodamal surface 13a also has a light distribution centered at position 2 ⁇ shifted by 2 ⁇ , and the objective lens 7
  • the outside of the circle 7a which is a projected figure along the light beam on the hologram surface 13a, is shielded from light, so the amount of light detected by the detection cell 92 'is less than the amount of light detected by the detection cell 94'.
  • the signal (T 4 '—T2') obtained in the detection cells 92 'and 94' is also offset, but the influence of shading by the circle 7a is less than that in Fig. 5 (a). If it becomes smaller, it works to increase the amount of offset, and when standardized by the detected light intensity, it is about 3.5 times that of Fig. 5 (a), 1.1 to 1.2 compared to the conventional technology. Double An offset occurs.
  • the magnitude coefficient k cancels the effect of off-track due to lens shift, and the tracking error signal is not included in the signal ( ⁇ 4'- ⁇ 2 '), so there is no deterioration in detection sensitivity due to computation.
  • the tracking error signal ( ⁇ 4— ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ 2) due to the 0th-order Gr diffracted light 2e is affected by off-track due to lens shift because of the depth of the guide groove such as DVD-R or DVD-RW. It is limited to optical discs with shallow groove pitch and shallow, and optical discs with large groove pitch with deep guide grooves such as DVD-RAM have almost no effect. This phenomenon is the same for ⁇ 1st order Gr diffracted lights 2e, 2e ".
  • Fig. 5 (c) shows the ⁇ 1st order Gr diffracted lights 2e, 2e" and their groove diffracted lights in a DVD-RAM device. Show the state. As shown in Fig.
  • FIG. 1 is overlapped in the present embodiment and the first embodiment). (The explanation is omitted because it is duplicated.)
  • FIG. 6 (a) shows a light detection pattern formed on a light detector used in the optical disk device according to the second embodiment of the present invention, and a return light with respect to the emitted laser light.
  • FIG. 6B is a diagram showing a configuration of a hologram used in the optical disc apparatus.
  • FIG. 6B is a diagram showing a state of light distribution on the photodetector.
  • FIGS. 6 (a) and 6 (b) show a light detection surface and a hologram surface viewed from the optical disk side.
  • the first-order Gr diffracted beams 2e ′ and 2e ′′ on the hologram surface 13a are in the state shown in FIG.
  • the hologram surface 13a has two straight lines (13X, 13Y) orthogonal to each other at the intersection 130 between the optical axis L and the hologram surface 13a.
  • 134 [This harm has been ij.
  • the axis 13X is parallel to the radial direction of the optical disc, and the return light (0th order Gr diffracted light 2e) on the hologram surface 13a is shifted along the axis 13X corresponding to the optical disc radial direction so that the signal of the optical disc 8 Groove diffracted beams 2ep and 2em from the guide groove 8g formed on the surface 8a are superimposed.
  • the outline of the groove diffracted light is shown by a broken line, taking the return light from an optical disc of a narrow pitch format such as DVD-R or DVD-RW as an example. Then, when this light passes through the hologram surface 13a, ⁇ 1st-order diffracted light is generated and divided into quadrants 133, 132, 133, and 134, and is divided into the light detection surface 10a on the light detection substrate 10.
  • the light detection surface 10a has two straight lines orthogonal to the intersection point 100 of the optical axis L and the light detection surface 10a and parallel to the axis 13X and the axis 13Y.
  • comb-like focus detection cells 95 and 96 along axis 10X are alternately arranged on the negative side of axis 10X (detection cells with the same reference numerals are electrically connected).
  • the rectangular tracking detection cells 91, 92, 92, 93, 94, 94 are arranged on the positive side of the axis 10X (light detection pattern).
  • These tracking detection cells 91, 92, 92, 93, 94, 94 have a 180 ° rotationally symmetric shape around the center of the boundary line of the tracking detection cells 92, 94.
  • 92, 94, 94 are aligned in the direction of the axis 10Y, and the tracking detection cells 91, 93 are shifted from each other in the direction of the axis 10Y in the opposite directions along the axis 10X.
  • the laser beam 2 emitted from the emission point la of the radiation source 1 travels in a plane parallel to the paper surface in parallel with the axis 10Y, and is reflected by the reflecting mirror 12 in the direction of the optical axis L (through the point 100 and directly onto the paper surface). Reflected in the direction of intersection).
  • the + first-order holodiffracted light diffracted by the quadrant 131 of the hologram surface 13a is converted into a light spot 2 dl that falls within the tracking detection cell 91, 1
  • the first-order holo diffracted light is diffracted by the quadrant 132 of the hologram surface 13a into the light spot 2D1 straddling the boundary between the focus detection cells 95 and 96, and the first-order holo diffracted light is within the tracking detection cell 92.
  • the first-order holo diffracted light is diffracted by the quadrant 133 of the hologram surface 13a into the light spot 2D2 straddling the boundary between the focus detection cells 95 and 96.
  • the first-order holo-diffracted light is diffracted by the quadrant 134 of the hologram surface 13a into the light spot 2D3 straddling the boundary between the focus detection cells 95 and 96.
  • the light spot 2d4 fits inside the in g detection cell 94, -1 order holo diffracted light, respectively collecting light into a light spot 2D4 across the boundaries of the focus detection cells 95, 96.
  • the holo-diffracted light diffracted by the quadrant 131 of the hologram surface 13a is transmitted to the light spot 2dl 'outside the detection cell.
  • the holo diffracted light diffracted by the quadrant 132 of the surface 13a is reflected into the light spot 2d2 'that falls inside the tracking detection cell 94, and the holo diffracted light diffracted by the quadrant 133 of the hologram surface 13a is light outside the detection cell.
  • the holo diffracted light diffracted by the quadrant 134 of the hologram surface 13a on the spot 2d3 is condensed on the light spot 2d4 contained in the tracking detection cell 94 ′. Further, among the first-order Gr diffracted light 2e "on the hologram surface 13a, the holo diffracted light diffracted by the quadrant 131 of the hologram surface 13a is transferred to the optical spot 2dl" outside the detection cell. The holo diffracted light diffracted by the quadrant 132 falls into the light spot 2d2 "that falls inside the tracking detection cell 92, and the holo diffracted light diffracted by the quadrant 133 on the hologram surface 13a becomes the light spot 2d3 outside the detection cell. In addition, the holo diffracted light diffracted by the quadrant 134 of the hologram surface 13a is condensed on the light spot 2d4 that falls within the tracking detection cell 92, respectively.
  • each quadrant 131, 132, 133, 134 of the hologram surface 13a The light spots 2D1, 2D2, 2D3 and 2D4 are the + first-order holo-diffracted light power S, the light spot to be focused 2dl, 2d2, 2d3, and 2d4, point 100 The position is almost point symmetrical.
  • the first-order Gr diffracted light 2e, 2e "holo-diffracted light is based on the condensing position of the 0th-order Gr diffracted light 2e holo diffracted light + 1st-order Gr diffracted light 2e
  • the holo diffracted light of ' is focused on the brass side of the axis 10Y
  • the holo diffracted light of the first-order Gr diffracted light 2e is focused on the position shifted to the negative side of the axis 10Y.
  • the focal line in the direction of the axis 10X of the light spots 2D1, 2D2, 2D3, and 2D4 is on either side (the back (the side that moves away from the hologram surface 13a) or near (the hologram surface 13a) of the light detection surface 10a.
  • the focal spot in the direction of the axis 10Y of the light spots 2D1 and 2D3 is located behind (or in front of) the light detection surface 10a and the direction of the axis 10Y of the light spots 2D2 and 2D4.
  • the focal line is located in front of (or behind) the light detection surface 10a.
  • each quadrant 131, 132, 133, 134 of the hologram surface 13a is divided into strip-shaped regions along the axis 13Y, and the holo-diffracted light diffracted by every other strip-shaped region is detected.
  • a method of condensing holo diffracted light diffracted by the remaining strip-shaped region in the back of the surface 10a before the light detection surface 10a is also conceivable.
  • the present embodiment is different from the first embodiment except that ⁇ 1st order 01: diffracted light 26, 2e "passes over the axis 13X and the method of diffracting light by the hologram is different. Therefore, the detection signal of ⁇ 1st order Gr diffracted light 2e, 2e "is approximately 3.5 times the 0th order Gr diffracted light 2e due to the effect of lens shift (normalized by the detected light intensity). Offset) occurs on the other hand, but no offset occurs for off-track.
  • the signal (T4, 1 ⁇ 2 ') obtained in the detection cells 92' and 94 ' To compensate for the remaining off-track effects Is the term of the signal (T4, 1 ⁇ 2 ') obtained in the detection cells 92' and 94 '.
  • the same effect as that of the first embodiment can be obtained, and the light spots 2b ′ and 2b ′′ on the signal surface 8a are formed in the guide groove 8g.
  • the reproduction signal detected by the optical disc apparatus of the present embodiment includes signal components read by the light spots 2b 'and 2b ". This degrades the quality of the reproduced signal (the signal read by the light spot 2b).
  • the light spots 2b 'and 2b "on the signal surface 8a are spread in the optical disk rotation direction.
  • the AC component of the signal reproduced by the light spots 2b 'and 2b " is almost eliminated. Therefore, the signal component read by the light spots 2b' and 2b" is read by the light spot 2b.
  • the influence on the reproduction signal is also kept sufficiently small.
  • FIG. 7 is a diagram showing a state of light distribution on the light detection surface when the focused light is defocused on the signal surface of the optical disc in the second embodiment of the present invention. a) is when the optical disc signal surface is closer to the objective lens, and (b) is when the optical disc signal surface is away from the objective lens.
  • FIG. 7 only the light spot on the + first-order holo-diffracted light side is shown, but the light spot on the first-order holo-diffracted light side is the dot of the light spot on the + first-order hoof diffracted light side. The position is almost point-symmetric with respect to 100.
  • the optical disc apparatus of the present invention can cancel the influence of the off-track accompanying the lens shift without impairing the detection output of the tracking error signal without adjusting the rotation of the linear grating. It is useful as an optical disk device used for recording and reproduction of optical disks.

Landscapes

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Abstract

　放射光源１から出射された光は、回折格子３ａを透過して、透過光ａと＋１次回折光ｂと－１次回折光ｃとに分離され、透過光ａと＋１次回折光ｂと－１次回折光ｃは、その一部が重なったまま対物レンズ７を経由して光ディスク８の信号面８ａ上のトラックに集光される。信号面８ａ上のトラックで反射した光は、対物レンズ７を経由して光分岐手段１３ａに入射する。そして、その入射位置に応じて、透過光ａに対応する光が２つの光に分岐してそれぞれ光検出領域Ａ１、Ａ２に入射し、＋１次回折光ｂに対応する光が２つの光に分岐してそれぞれ光検出領域Ｂ１、Ｂ２に入射し、－１次回折光ｃに対応する光が２つの光に分岐してそれぞれ光検出領域Ｃ１、Ｃ２に入射する。光検出領域Ａ１、Ａ２、Ｂ１、Ｂ２、Ｃ１、Ｃ２からの検出信号を組み合わせて、光ディスク８のトラックへのトラッキングエラー信号が生成される。かかる構成としたことにより、直線グレーティングを回転調整しなくても、トラッキングエラー信号の検出出力を損なうことなくレンズシフトに伴うオフトラックの影響をキャンセルすることができる。

Description

明 細 書
光ディスク装置
技術分野
[0001] 本発明は、光ディスクに信号を記録し、又は光ディスクに記録された信号を再生す るために用いられる光ディスク装置に関する。
背景技術
[0002] 従来、この種の光ディスク装置としては、例えば、特許文献 1に開示されたものが知 られている。ここでは、この先行例を原型とし、若干の修正を加えた形で、図 8〜図 10 を参照しながら説明する。
[0003] 図 8 (a)は、従来技術における光ディスク装置を示す側面図、図 8 (b)は、当該光デ イスク装置に用いられるグレーティング面に形成されたグレーティングパターンと、当 該グレーティング面上での光分布の様子とを示す図、図 8 (c)は、光ディスクの信号 面の構成と、当該信号面上での光分布の様子とを示す図である。
[0004] 図 8に示すように、半導体レーザ等の放射光源 1から出射されたレーザ光 2は、透 明基板 3、偏光ビームスプリッタ 4のスプリット面 4aを順次透過した後、コリメートレンズ 5によって集光されて平行光となる。この平行光は、 1Z4波長板 6によって直線偏光 (P波）から円偏光に変換された後、対物レンズ 7によって集光されて、光ディスク 8の 信号面 8a上に集束する（光スポットを結ぶ)。光ディスク 8の信号面 8aには、光デイス ク 8の回転方向（以下「光ディスク回転方向」という）に沿う案内溝 8gが光ディスク 8の 径方向（以下「光ディスク径方向」という）に等ピッチで形成されている。光ディスク 8の 信号面 8aで反射した光は、対物レンズ 7を透過し、 1Z4波長板 6によって直線偏光（ S波）に変換された後、コリメートレンズ 5を経由して集束性の光となる。この集束性の 光は、偏光ビームスプリッタ 4のスプリット面 4aで反射した後、円柱面の中心軸を紙面 に平行な面に対して 45度傾斜させて配置したシリンドリカルレンズ 9を透過し、最小 錯乱円の近傍 (縦焦線と横焦線の中間位置）に位置する光検出基板 10上の光検出 面 10aに入射する。
[0005] 透明基板 3の表面 (グレーティング面 3a)には、光ディスク回転方向に対応した軸 3 Yを境として、直線グレーティング 3bと直線グレーティング 3cとが形成されている。そ して、放射光源 1から出射され透明基板 3を透過する光 (透過光）の、グレーティング 面 3a上での光スポットの形状は、グレーティング面 3aの中心 30を中心とした円 2aと なる。それぞれのグレーティングの方位は軸 3Yに直交し、直線グレーティング 3bと直 線グレーティング 3cのグレーティングの位相は πだけずれて!/ヽる（シフトして 、る）。 透明基板 3を透過する光 (透過光）は、直線グレーティング 3bと直線グレーティング 3 cとによって回折され、 0次回折光 (そのまま透過する光)以外に ± 1次回折光が発生 する（以下、グレーティングによる回折光を「Gr回折光」という）。 0次 Gr回折光の波面 は、グレーティングの影響を受けないので、位相の変化はないが、 ± 1次 Gr回折光の 波面は、軸 3Yを境として左右で位相が πだけシフトしている。これらの Gr回折光は、 光ディスク 8の信号面 8a上に光スポットを結ぶ。そして、トラッキング制御時において、 0次 Gr回折光に対応した光スポット 2bは案内溝 8gの真上に位置し、士 1次 Gr回折 光に対応した光スポット 2b '、 2b"は、それぞれ案内溝 8gを中心として光ディスク径方 向に分離した 2つの光スポットとなる。光スポット 2b '、 2b"がそれぞれ 2つとなるのは、 士 1次 Gr回折光の波面が中心軸 3Yを境として左右で位相が πだけシフトしているこ とによる。尚、直線グレーティング 3bと直線グレーティング 3cの回折効率は、光スポッ ト 2b，、 2b"の光量がそれぞれ光スポット 2bの光量の 1Z10程度となるように設定され ている。
図 9 (a)は、従来技術における光ディスク装置に用いられる光検出面の構成と、当 該光検出面上での光分布の様子とを示す図、図 9 (b)は、当該光ディスク装置に用 いられるシリンドリカルレンズに入射する前の光束を示す図である。シリンドリカルレン ズ 9に入射する前の光束 2c、 2c '、 2c"は、それぞれ光ディスク 8の信号面 8a上の光 スポット 2b、 2b'、 2b"に対応している。 0次 Gr回折光 2cには、光ディスク径方向に対 応した軸 9Xに沿ってシフトする形で、光ディスク 8の案内溝 8gによる回折光 2cp、 2c mが重畳している（以下、案内溝による回折光を「溝回折光」という）。 ± 1次 Gr回折 光 2c '、 2c"の 0次溝回折光は、光ディスク回転方向に平行な軸 9Yを境として位相が πだけシフトしており、 ± 1次溝回折光は、この πシフトの状態を保ったまま、軸 9Χに 沿ってシフトする形で 0次溝回折光に重畳している。光検出面 10a上の光スポット 2d 、 2d，、 2d"は、それぞれシリンドリカルレンズ 9に入射する前の光束 2c、 2c，、 2c"に 対応している。光束 2c、 2c'、 2c"は、シリンドリカルレンズ 9を透過することにより、光 分布がシリンドリカルレンズ 9の円柱面の中心軸に対して反転するので、光検出面 10 a上の光スポット 2d、 2d'、 2d，，は、光束 2c、 2c'、 2c，，に対し全体として 90度回転した 光分布となる（光分布のみならず、対物レンズ 7のレンズシフト（以下、対物レンズのレ ンズシフトを単に「レンズシフト」ともいう）時の光スポットの移動方向も 90度回転する） 。光検出面 10a上に ίま、光検出器 11、 11 '、 11"力 Sそれぞれ光スポット 2d、 2d' , 2d" とほぼ同軸となるように配置されている。光検出器 11、 11 '、 11"は、軸 9Χ、 9Υと平 行な直線 (但し、軸 9Υと平行な直線を 10Xとする）によってそれぞれ 4つの検出セル に分割されており（それぞれ、検出セル l la、 l ib, l lc、 l ld、及び、検出セル 11a' 、 l ib，ゝ 11c，ゝ l id，、及び、検出セル l la"、 l ib", l ie", l id")、分割線の交点 は各光スポット 2d、 2d，、 2d"の中心にほぼ一致している。
[0007] 図 9において、各検出セルにより、以下の 12個の信号 (検出信号）が得られる。
[0008] Tl =検出セル 11aで得られる信号
T2=検出セル l ibで得られる信号
T3=検出セル 11cで得られる信号
T4=検出セル l idで得られる信号
T1 ' =検出セル 11a'で得られる信号
T2' =検出セル l ib'で得られる信号
T3' =検出セル 11c'で得られる信号
T4' =検出セル l id'で得られる信号
T1" =検出セル 1 la"で得られる信号
T2" =検出セル 1 lb"で得られる信号
T3" =検出セル 1 lc"で得られる信号
T4" =検出セル 1 Id"で得られる信号
これらの検出信号を用いて、光ディスクのトラックへのトラッキングエラー信号 TE、 光ディスクの信号面へのフォーカスエラー信号 FE、光ディスクの信号面の再生信号 RFが、下記式（1)〜（3)により演算される。 [0009] TE T1+T2-T3-T4
kX (Tl， +T2， 一 T3， -T4
+T1" +T2" -T3" T4，，) 式 (1)
T1+T3-T2-T4 式 (2)
T1+T2+T3+T4 式 (3)
ここで、係数 kは、トラッキング制御時におけるレンズシフトによって発生するトラツキ ングエラー信号のオフセットをキャンセルする大きさに設定される。例えば、光スポット
2d'、 2d"の光量がそれぞれ光スポット 2dの光量の 1Z10程度であるとき、係数 kは 5 程度の大きさである。
[0010] 図 10は、従来技術における光ディスク装置の、レンズシフトによって発生するトラッ キングエラー信号のオフセットを説明するための図である（シリンドリカルレンズによる
90度の回転を元に戻して説明）。
[0011] 図 10に示すように、対物レンズ 7が光軸 Lから光ディスク径方向（軸 10Xの方向）に εだけシフトすると、光軸 Lに沿って対物レンズ 7に回転対称に入射するガウシアン 分布の光 2Αは、光ディスク 8の信号面 8aで反射した後には 2 εだけシフト（対物レン ズ 7の中心軸 7cに対しては εだけシフト）した分布の光 2Βとなる。従って、光検出器 11上の光スポット 2dも、 2 εに比例した量（厳密には、 2 εに（シリンドリカノレレンズ 9 の非点隔差の半分) / (コリメートレンズ 5の焦点距離)を掛けた値)だけシフトした位 置 2Dを中心とする光分布となり、かつ、対物レンズ 7の開口の、光検出面 10a上への 光線に沿って投影した図形である円 7a ( εに比例した量だけシフト）の外側は遮光さ れている。その結果、検出セル llc、 lidで検出される光量は検出セル lla、 libで 検出される光量よりも大きくなり、検出器 11だけで得られるトラッキングエラー信号 (T E=T1+T2—T3—T4)ではオフセットが発生する。このオフセットの発生は光検出 器 11'、 11"でも全く同じであり、光検出器 11'だけで得られるトラッキングエラー信号 (ΤΕ=Τ1'+Τ2'— Τ3， 一Τ4，）、光検出器 11"だけで得られるトラッキングエラー 信号 (ΤΕ=Τ1"+Τ2"—Τ3"—Τ4")でも、検出光量で規格化すると、同じ極性で 同じ量のオフセットが発生する。一方、光ディスク 8の信号面 8a上の光スポットがオフ トラックするときに発生するトラッキングエラー信号は、光検出器 11だけで得られるトラ ッキングエラー信号と光検出器 11 '、 11"だけで得られるトラッキングエラー信号とで 極性が逆になる。これは、光検出器 11 '、 11"上の光スポットの溝回折光の位相が光 ディスク回転方向に平行な軸を境として πだけシフトして！/、るために、溝回折光の間 の干渉関係が反転するからである。従って、上記式（1)によって得られるトラッキング エラー信号は、光検出器 11だけで得られるトラッキングエラー信号 (T1 +T2—T3— Τ4)に比べ、検出感度を損なうことなく（むしろ検出出力を高めつつ）、レンズシフトに 伴うオフトラックの影響をキャンセルできて 、る。
特許文献 1：特開平 9 81942号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0012] 上記のような従来の光ディスク装置には、以下のような問題がある。すなわち、図 8 において、光スポット 2b，、 2b"の位置がずれて、当該光スポット 2b，、 2b"のそれぞれ の 2つの光スポットの中心が案内溝 8gの中間部 81の近傍に位置すると、光検出器 11 '、 11"だけで得られるトラッキングエラー信号の極性が、光検出器 11だけで得られる トラッキングエラー信号の極性と同じになる。そして、光スポット 2b'、 2b"の位置が変 わっても、レンズシフトによるトラッキングエラーオフセットの発生の仕方は変わらない ので、レンズシフトに伴うオフトラックの影響をキャンセルするように係数 kを決定する と、上記式（1)によって得られるトラッキングエラー信号の検出出力は小さくなり、検 出出力がゼロとなることもある。従って、上記のような従来の光ディスク装置において は、光スポット 2b，、 2b"のそれぞれの 2つの光スポットが案内溝 8gを中心として対称 となるように、直線グレーティング 3b、 3cが形成されている透明基板 3を精度よく回転 調整する必要があり、これが光ディスク装置の組み立てを困難にしている。
[0013] 本発明は、従来技術における前記課題を解決するためになされたものであり、直線 グレーティングを回転調整しなくても、トラッキングエラー信号の検出出力を損なうこと なくレンズシフトに伴うオフトラックの影響をキャンセルすることのできる光ディスク装置 を提供することを目的とする。
課題を解決するための手段
[0014] 前記目的を達成するため、本発明に係る光ディスク装置の構成は、放射光源と、回 折格子面上に形成された回折格子と、対物レンズと、光分岐手段と、光検出器とを備 え、前記放射光源から出射された光は、前記回折格子を透過して、透過光 aと + 1次 回折光 bと 1次回折光 cとに分離され、前記透過光 aと前記 + 1次回折光 bと前記 1次回折光 cは、その一部が重なったまま前記対物レンズを経由して光ディスクの信 号面上のトラックに集光され、前記信号面上のトラックで反射した光は、前記対物レン ズを経由して前記光分岐手段に入射し、前記光分岐手段に入射した光は、その入射 位置に応じて、前記透過光 aに対応する光が光 a 1、 a2の 2つに分岐してそれぞれ前 記光検出器上の光検出領域 Al、 A2に入射し、前記 + 1次回折光 bに対応する光が 光 bl、 b2の 2つに分岐してそれぞれ前記光検出器上の光検出領域 Bl、 B2に入射 し、前記 1次回折光 cに対応する光が光 cl、 c2の 2つに分岐してそれぞれ前記光 検出器上の光検出領域 Cl、 C2に入射し、前記光検出領域 Al、 A2、 Bl、 B2、 CI 、 C2からの検出信号を組み合わせることにより、前記光ディスクのトラックへのトラツキ ングエラー信号が生成されることを特徴とする。
[0015] 前記本発明の光ディスク装置の構成においては、前記対物レンズと前記光分岐手 段とがー体的に固定されているのが好ましい。
[0016] また、前記本発明の光ディスク装置の構成においては、前記光検出領域 A1に前 記光検出領域 B2が定数 kを掛けた状態で電気的に導通されており、かつ、前記光 検出領域 A2に前記光検出領域 C 1が係数 kを掛けた状態で電気的に導通されて 、 るのが好ましい。
[0017] また、前記本発明の光ディスク装置の構成においては、前記光検出領域 A1と前記 光検出領域 C2が電気的に導通されているか又は同一の光検出領域であり、かつ、 前記光検出領域 A2と前記光検出領域 B1が電気的に導通されているか又は同一の 光検出領域であるのが好ましい。また、この場合には、前記光検出領域 Al、 A2での 検出信号の差分を ΔΤ1、前記光検出領域 B2、 C1での検出信号の差分を ΔΤ4とし たとき、前記光ディスクのトラックへのトラッキングエラー信号が、係数 kを用いて、 ΔΤ 1 -k X ΔΤ4により演算されるのが好ましい。
[0018] また、前記本発明の光ディスク装置の構成においては、前記 + 1次回折光 bに対応 する前記光分岐手段上の投影領域は、前記対物レンズの半径を超えな！/ヽ幅を有し、 かつ、前記対物レンズの中心を通り光ディスク回転方向に対応する直線に沿うのが 好ましい。また、この場合には、前記対物レンズの開口を往路の光線に沿って前記回 折格子面上に投影したとき、前記回折格子面上の前記回折格子の領域は、前記開 口の投影図形の半径を超えない幅を有し、かつ、前記開口の投影図形の中心を通り 光ディスク回転方向に対応する直線に沿うのが好ましい。この場合にはさらに、前記 回折格子は、光ディスク径方向に沿った直線グレーティングであるのが好ましい。こ の場合にはさらに、前記回折格子の領域は、前記開口の投影図形の外側に位置し ているのが好ましい。この場合にはさらに、前記回折格子は、光ディスク回転方向に 対応する直線に沿って複数の短冊状領域に区切られ、一つ置きの短冊状領域では 前記回折格子の凹凸が同期しており、隣り合う短冊状領域では前記回折格子の凹 凸が 1Z5〜1Z2ピッチだけシフトして!/、るのが好まし!/、。
[0019] また、前記本発明の光ディスク装置の構成においては、前記光分岐手段は、前記 対物レンズの中心を通り光ディスク回転方向と平行な直線によって 2つの領域に分割 され、それぞれの領域で、前記光 alと前記光 a2、前記光 blと前記光 b2、前記光 cl と前記光 c2がそれぞれ分岐されるのが好ま 、。
[0020] また、前記本発明の光ディスク装置の構成においては、前記光検出領域 Al、 A2 での検出信号の差分を ΔΤ1、前記光検出領域 Bl、 Β2での検出信号の差分を ΔΤ 2、前記光検出領域 Cl、 C2での検出信号の差分を ΔΤ3としたとき、前記光ディスク のトラックへのトラッキングエラー信号力 係数 kを用いて、 ΔΤ1— kX ( ΔΤ2+ ΔΤ3 )により演算されるのが好ましい。
発明の効果
[0021] 本発明によれば、直線グレーティングを回転調整しなくても、トラッキングエラー信 号の検出出力を損なうことなくレンズシフトに伴うオフトラックの影響をキャンセルする ことのできる光ディスク装置を提供することができる。
図面の簡単な説明
[0022] [図 1]図 1 (a)は、本発明の実施の形態における光ディスク装置を示す側面図、図 1 (b )は、当該光ディスク装置の光源部分を示す平面図、図 1 (c)は、当該光ディスク装置 に用いられるグレーティング面に形成されたグレーティングパターンと、当該グレーテ イング面上での光分布の様子とを示す図、図 1 (d)は、光ディスクの信号面の構成と、 当該信号面上での光分布の様子とを示す図、図 1 (e)は、当該光ディスク装置に用 いられるホログラム面での、グレーティングパターンのピッチが大きい場合の光分布の 様子を示す図、図 1 (f)は、当該光ディスク装置に用いられるホログラム面での、ダレ 一ティングパターンのピッチが小さい場合の光分布の様子を示す図である。
[図 2]図 2 (a)は、本発明の第 1の実施の形態における光ディスク装置に用いられる光 検出器に形成された光検出パターンと、放射光源から出射されたレーザ光に対する 戻り光の当該光検出器上での光分布の様子とを示す図、図 2 (b)は、当該光ディスク 装置に用いられるホログラムの構成を示す図である。
[図 3]図 3は、本発明の第 1の実施の形態において、光ディスクの信号面に対して集 束光がディフォーカスするときの光検出面上での光分布の様子を示す図であり、 (a) は光ディスクの信号面が対物レンズから遠ざ力る側にある場合、 (b)は光ディスクの 信号面が対物レンズに近づく側にある場合である。
[図 4]図 4は、本発明の第 1の実施の形態における光ディスク装置の、光ディスクから の戻り光のホログラム面上での光分布の様子を示す図であり、 (a)は 0次 Gr回折光の 場合、 (b)は ± 1次 Gr回折光の場合である。
[図 5]図 5は、本発明の第 1の実施の形態における光ディスク装置の、対物レンズのレ ンズシフトによって発生するトラッキングエラー信号のオフセットを説明するための図 であり、（a)は 0次 Gr回折光のホログラム面上での光分布の様子、（b)は ± 1次 Gr回 折光のホログラム面上での光分布の様子、（c)は溝回折光のホログラム面上での光 分布の様子をそれぞれ示して!/ヽる。
[図 6]図 6 (a)は、本発明の第 2の実施の形態における光ディスク装置に用いられる光 検出器に形成された光検出パターンと、放射光源から出射されたレーザ光に対する 戻り光の当該光検出器上での光分布の様子とを示す図、図 6 (b)は、当該光ディスク 装置に用いられるホログラムの構成を示す図である。
[図 7]図 7は、本発明の第 2の実施の形態において、光ディスクの信号面に対して集 束光がディフォーカスするときの光検出面上での光分布の様子を示す図であり、 (a) は光ディスクの信号面が対物レンズに近づく側にある場合、 (b)は光ディスクの信号 面が対物レンズから遠ざ力る側にある場合である。
[図 8]図 8 (a)は、従来技術における光ディスク装置を示す側面図、図 8 (b)は、当該 光ディスク装置に用いられるグレーティング面に形成されたグレーティングパターンと
、当該グレーティング面上での光分布の様子とを示す図、図 8 (c)は、光ディスクの信 号面の構成と、当該信号面上での光分布の様子とを示す図である。
[図 9]図 9 (a)は、従来技術における光ディスク装置に用いられる光検出面の構成と、 当該光検出面上での光分布の様子とを示す図、図 9 (b)は、当該光ディスク装置に 用いられるシリンドリカルレンズに入射する前の光束を示す図である。
[図 10]図 10は、従来技術における光ディスク装置の、レンズシフトによって発生するト ラッキングエラー信号のオフセットを説明するための図である。 発明を実施するための最良の形態
[0023] 以下、実施の形態を用いて本発明をさらに具体的に説明する。尚、従来技術にお ける光ディスク装置と共通の構成部材については、同一の参照符号を付して説明す る。
[0024] [第 1の実施の形態]
図 1 (a)は、本発明の実施の形態における光ディスク装置を示す側面図、図 1 (b)は 、当該光ディスク装置の光源部分を示す平面図、図 1 (c)は、当該光ディスク装置に 用いられるグレーティング面に形成されたグレーティングパターンと、当該グレーティ ング面上での光分布の様子とを示す図、図 1 (d)は、光ディスクの信号面の構成と、 当該信号面上での光分布の様子とを示す図、図 1 (e)は、当該光ディスク装置に用 いられるホログラム面での、グレーティングパターンのピッチが大きい場合の光分布の 様子を示す図、図 1 (f)は、当該光ディスク装置に用いられるホログラム面での、ダレ 一ティングパターンのピッチが小さい場合の光分布の様子を示す図である。
[0025] 図 1 (a)に示すように、本実施の形態における光ディスク装置は、半導体レーザ等 カゝらなる放射光源 1と、放射光源 1から出射された光を回折する回折格子と、回折格 子によって回折された光を平行光に変換するコリメートレンズ 5と、直線偏光を円偏光 に、円偏光を直線偏光に変換する 1Z4波長板 6と、前記平行光を光ディスク 8の信 号面 8a上のトラックに集光する対物レンズ 7と、光ディスク 8の信号面 8aで反射した光 (戻り光)を回折するホログラムと、ホログラムによって回折された戻り光が集光する光 検出器とを備えている。
[0026] 図 1 (a)、（b)に示すように、光検出器は、光検出基板 10と、光検出基板 10上に形 成された光検出面 10aとを備えている。光検出面 10aは、コリメートレンズ 5の焦平面 位置 (すなわち、図 1 (b)に示した放射光源 1の発光点 l aの仮想発光点位置）にほぼ 位置している。放射光源 1は、光検出基板 10上に取り付けられている。また、光検出 基板 10上には、放射光源 1に近接して、放射光源 1から出射されたレーザ光を反射 してその光路を折り曲げる反射ミラー 12が取り付けられている。
[0027] 図 1 (a)、（c)に示すように、回折格子は、透明基板 3と、透明基板 3の表面 (グレー ティング面 3a)に形成された直線グレーティング 3b、 3cとを備えている。ここで、直線 グレーティング 3bと直線グレーティング 3cは、グレーティング面 3aの中心 30を通る軸 3Yに沿って分離して形成されている。より具体的には、対物レンズ 7の開口を入射光 線 (往路の光線）に沿ってグレーティング面 3a上に投影した図形を円 2aとすると、直 線グレーティング 3b、 3cの領域は円 2aの外側に位置している。それぞれのグレーテ イングは、等ピッチであり、その方位は軸 3Yに直交している（すなわち、軸 3Yと直交 する軸 3Xに平行である）。また、直線グレーティング 3b、 3cは、それぞれ、軸 3Yに沿 つて 20 m (又は 20 μ m〜40 μ m)置きに 2つの領域に分けられており、 2つの領域 間でグレーティングの位相が 1Z4ピッチ（すなわち、 π /2)だけシフトして 、る（位相 シフトは、 1Ζ5〜1Ζ2ピッチ程度であるのが好ましい）。直線グレーティング 3bと直 線グレーティング 3cの軸 3Xの方向の幅は円 2aの直径の 1Z3程度である（少なくとも 円 2aの直径の 1/2を超えることはない)。また、直線グレーティング 3bと直線グレー ティング 3cは、軸 3Yに沿った断面がブレーズ形状 (鋸歯状)か鋸歯状に内接した階 段形状であり、その回折効率は、光スポット 2b '、 2b"の光量がそれぞれ光スポット 2b の光量の 1Z10程度となるように設定されて!ヽる (本実施の形態にお！ヽては、従来技 術と異なり、グレーティングの領域が限定されているので、回折光の光量が少なぐこ れを補うために、ブレーズ形状等の高回折効率の断面が採用されている）。
[0028] 図 1 (a)、 (e)、 (f)に示すように、ホログラムは、偏光性ホログラム基板 13と、偏光性 ホログラム基板 13上に形成された、光分岐手段としてのホログラム面 13aとを備えて いる。 1Z4波長板 6は、ホログラム面 13aが形成された偏光性ホログラム基板 13上に 設けられており（1Z4波長板 6は偏光性ホログラム基板 13に貼り合わされており）、こ れらは、対物レンズ 7と同一筐体内に固定され、当該対物レンズ 7と一体で移動する ように構成されている。
[0029] 図 1に示すように、放射光源 1の発光点 laから出射されたレーザ光 2は、反射ミラー 12で反射し、透明基板 3を透過した後、コリメートレンズ 5によって集光されて平行光 となる。この平行光は、偏光性ホログラム基板 13を透過し、 1Z4波長板 6によって直 線偏光（S波又は P波）から円偏光に変換された後、対物レンズ 7によって集光されて 、光ディスク 8の信号面 8a上に集束する（光スポットを結ぶ)。放射光源 1から出射さ れ透明基板 3を透過する光 (透過光）の、グレーティング面 3a上での光スポットの形状 は、グレーティング面 3aの中心 30を中心とした円 2aとなる。透明基板 3を透過するレ 一ザ光 2の、グレーティング面 3aでの光分布は円 2aの外側にも広がっており、この広 がった成分が、直線グレーティング 3bと直線グレーティング 3cを通過することによつ て回折され、 ± 1次回折光が発生する（以下、グレーティングによる回折光を「Gr回折 光」という）。そして、これらの回折光のうち、対物レンズ 7の開口内に入射できるのは 、光軸側に回折する成分 (直線グレーティング 3bでの— 1次 Gr回折光、直線グレー ティング 3cでの + 1次 Gr回折光)であり、それらの成分は、円 2aの内側を透過する成 分（回折はしないが、便宜上、「0次 Gr回折光」と呼ぶ）と合わさって、光ディスク 8の 信号面 8a上に光スポットを結ぶ。
[0030] 光ディスク 8の信号面 8aで反射した光は、対物レンズ 7を透過し、 1/4波長板 6に よって直線偏光 (P波又は S波）に変換された後、ホログラム面 13aに入射する。ホロ グラム面 13aに入射した前記直線偏光は、当該ホログラム面 13aによって回折されて 、光軸 Lを対称軸とする + 1次回折光 2'及び 1次回折光 2"に分岐される（以下、ホ ログラムによる回折光を「ホロ回折光」という）。そして、各ホロ回折光は、コリメートレン ズ 5を経由して集束性の光となり、光検出基板 10上の光検出面 10aに入射する。
[0031] トラッキング制御時において、 0次 Gr回折光に対応した光スポット 2bは案内溝 8gの 真上に位置するが、 ± 1次 Gr回折光に対応した光スポット 2b，、 2b" (それぞれ、直線 グレーティング 3cでの + 1次 Gr回折光、直線グレーティング 3bでの— 1次 Gr回折光 に対応）は案内溝 8gの真上に位置しなくてもよい。尚、 ± 1次 Gr回折光の波面は、そ れぞれ、軸 3Yに沿って 20 m置きに 2つの領域に分けられ、 2つの領域間で位相が π Ζ2だけシフトするので、それらの集束光は、案内溝 8gの方位 (光ディスク回転方 向）に分離した 3つの光スポットとなる（2つの領域間で位相が πだけシフトしていると きは、 2つの光スポットとなる）。光ディスク 8の信号面 8aで反射し、対物レンズ 7を透 過してホログラム面 13aに入射する光は、 0次 Gr回折光 2eに ± 1次 Gr回折光 2e，、 2 e"が重畳したものとなっており（Gr回折光 2e、 2e'、 2e"は、それぞれ光スポット 2b、 2 b，、 2b"に対応）、 ± 1次 Gr回折光 2e，、 2e"の光ディスク径方向（軸 13Xの方向）に 沿った幅は 0次 Gr回折光 2eの直径 (対物レンズ 7の開口直径）の 1Z3程度である。 直線グレーティング 3b、 3cのピッチが大きい場合には、 ± 1次 Gr回折光 2e，、 2e"は 分離して重ならないが（図 1 (e)参照）、直線グレーティング 3b、 3cのピッチが小さくな ると、 ± 1次01：回折光26，、 2e"はともに軸 13Xを乗り越えて重なった分布となる（図 1 (f)参照)。
[0032] 図 2 (a)は、本発明の第 1の実施の形態における光ディスク装置に用いられる光検 出器に形成された光検出パターンと、放射光源力 出射されたレーザ光に対する戻 り光の当該光検出器上での光分布の様子とを示す図、図 2 (b)は、当該光ディスク装 置に用いられるホログラムの構成を示す図である。ここで、図 2 (a)、（b)には、光ディ スク側から見た光検出面、ホログラム面が示されている。尚、ホログラム面 13a上の士 1次 Gr回折光 2e'、 2e"は、図 1 (e)の状態である。
[0033] 図 2 (b)に示すように、ホログラム面 13aは、光軸 Lとホログラム面 13aとの交点 130 で直交する 2直線（13X、 13Y)【こより、 4つの象限 131、 132、 133、 134【こ分害 ijされ ている。軸 13Xは光ディスク径方向に平行であり、ホログラム面 13a上の戻り光（0次 Gr回折光 2e)には、光ディスク径方向に対応した軸 13Xに沿ってシフトする形で、光 ディスク 8の信号面 8a上に形成された案内溝 8gによる回折光 2ep、 2emが重畳して いる（以下、案内溝による回折光を「溝回折光」という）。図 2 (b)においては、 DVD- Rや DVD—RW等の狭ピッチフォーマットの光ディスクからの戻り光を例にとって、溝 回折光のアウトラインを破線で示している。そして、この光がホログラム面 13aを通過 することにより、 ± 1次の回折光が発生し、象限 131、 132、 133、 134ごとに分割され て光検出基板 10上の光検出面 10aに入射する。
[0034] 一方、図 2 (a)に示すように、光検出面 10aには、光軸 Lと光検出面 10aとの交点 10 0で直交し、軸 13X、軸 13Yに平行な 2直線を軸 10X、軸 10Yとして、軸 10Xのマイ ナス側に軸 10Xに沿った櫛歯状のフォーカス検出セル 95、 96が交互に配置され（同 一参照符合を付した検出セルは電気的に導通されている）、軸 10Xのプラス側に方 形状のトラッキング検出セル 91、 92、 92，、 93、 94、 94，が配置されている（光検出 パターン）。これらのトラッキング検出セル 91、 92、 92，、 93、 94、 94，は、トラツキン グ検出セル 92、 94の境界線の中心を中心として 180° 回転対称な形状をなし、トラ ッキング検出セル 92、 92，、 94、 94，は軸 10Yの方向に一列に並び、トラッキング検 出セル 91、 93はこの軸 10Yの方向の並びから軸 10Xに沿って互いに逆方向にずれ ている。尚、放射光源 1の発光点 laから出射されたレーザ光 2は、紙面と平行な面内 を軸 10Yと平行に進み、反射ミラー 12によって光軸 Lの方向（点 100を通り紙面に直 交する方向）に反射する。
[0035] ホログラム面 13a上の 0次 Gr回折光 2eのうち、ホログラム面 13aの象限 131によって 回折された + 1次ホロ回折光は、トラッキング検出セル 91の内部に収まる光スポット 2 dlに、 1次ホロ回折光は、フォーカス検出セル 95、 96の境界を跨る光スポット 2D1 に、ホログラム面 13aの象限 132によって回折された + 1次ホロ回折光は、トラツキン グ検出セル 92の内部に収まる光スポット 2d2に、—1次ホロ回折光は、フォーカス検 出セル 95、 96の境界を跨る光スポット 2D2に、ホログラム面 13aの象限 133によって 回折された + 1次ホロ回折光は、トラッキング検出セル 93の内部に収まる光スポット 2 d3に、 1次ホロ回折光は、フォーカス検出セル 95、 96の境界を跨る光スポット 2D3 に、ホログラム面 13aの象限 134によって回折された + 1次ホロ回折光は、トラツキン グ検出セル 94の内部に収まる光スポット 2d4に、—1次ホロ回折光は、フォーカス検 出セル 95、 96の境界を跨る光スポット 2D4にそれぞれ集光する。
[0036] また、ホログラム面 13a上の + 1次 Gr回折光 2e，のうち、ホログラム面 13aの象限 13 1によって回折されたホロ回折光は、検出セルの外部の光スポット 2dl 'に、ホロダラ ム面 13aの象限 132によって回折されたホロ回折光は、トラッキング検出セル 92 'の 内部に収まる光スポット 2d2'にそれぞれ集光する。また、ホログラム面 13a上の— 1 次 Gr回折光 2e"のうち、ホログラム面 13aの象限 133によって回折されたホロ回折光 は、検出セルの外部の光スポット 2d3，，〖こ、ホログラム面 13aの象限 134によって回折 されたホロ回折光は、トラッキング検出セル 94'の内部に収まる光スポット 2d4"にそ れぞれ集光する。
[0037] 0次 Gr回折光 2e【こ関して ίま、ホログラム面 13aの各象限 131、 132、 133、 134【こ よって回折される 1次ホロ回折光が集光する光スポット 2D1、 2D2、 2D3、 2D4は、 それぞれ、 + 1次ホロ回折光力 S集光する光スポット 2dl、 2d2、 2d3、 2d4の、点 100 に関するほぼ点対称な位置となる。
[0038] これに対して、士 1次 Gr回折光 2e，、 2e"のホロ回折光は、 0次 Gr回折光 2eのホロ 回折光の集光位置を基点として、 + 1次 Gr回折光 2e'のホロ回折光が軸 10Yのブラ ス側に、 1次 Gr回折光 2e"のホロ回折光が軸 10Yのマイナス側にシフトした位置 に集光する。
[0039] 尚、光スポット 2D1、 2D2、 2D3、 2D4の軸 10Xの方向の焦線は、光検出面 10aの どちら側（奥 (ホログラム面 13aから遠ざ力る側）あるいは手前 (ホログラム面 13aに近 づく側））にあってもよいが、光スポット 2D1、 2D3の軸 10Yの方向の焦線は、光検出 面 10aの奥（又は手前）に、光スポット 2D2、 2D4の軸 10Yの方向の焦線は、光検出 面 10aの手前（又は奥）に位置する。また、ホログラム面 13aの各象限 131、 132、 13 3、 134を、それぞれ、軸 13Yに沿った短冊状領域に分割し、一つ置きの短冊状領 域によって回折されたホロ回折光を光検出面 10aの奥に、残りの短冊状領域によつ て回折されたホロ回折光を光検出面 10aの手前に集光させる方式も考えられる。
[0040] 図 2において、各検出セルにより、以下の 8個の信号 (検出信号）が得られる。
[0041] Tl =検出セル 91で得られる信号
Τ2=検出セル 92で得られる信号
Τ3=検出セル 93で得られる信号
Τ4=検出セル 94で得られる信号
T2' =検出セル 92'で得られる信号
Τ4， =検出セル 94'で得られる信号
F1 =検出セル 95で得られる信号 F2=検出セル 96で得られる信号
これらの検出信号を用いて、記録型光ディスクのトラックへのトラッキングエラー信号 TE 1、 DVD ROM等の再生専用光ディスクのトラックへのトラッキングエラー信号 T E2、光ディスクの信号面へのフォーカスエラー信号 FE、光ディスクの信号面の再生 信号 RFが、下記式 (4)〜（7)により演算される。
[0042] TEl =T4-T2-kX (Τ4' -Τ2' ) 式（4)
ΤΕ2=Τ1 +Τ3 -Τ2-Τ4 式（5)
FE=F1 -F2 式（6)
RF=T1 +T2+T3 +T4 式（7)
ここで、係数 kは、トラッキング制御時における、対物レンズ 7のレンズシフト（以下、 対物レンズのレンズシフトを単に「レンズシフト」ともいう）に伴うオフトラックの影響をキ ヤンセルする大きさに設定される。
[0043] 図 3は、本発明の第 1の実施の形態において、光ディスクの信号面に対して集束光 がディフォーカスするときの光検出面上での光分布の様子を示す図であり、 (a)は光 ディスクの信号面が対物レンズから遠ざ力る側にある場合、 (b)は光ディスクの信号 面が対物レンズに近づく側にある場合である。尚、図 3においては、 + 1次ホロ回折 光側の光スポットだけが示されている力 1次ホロ回折光側の光スポットは、 + 1次 ホロ回折光側の光スポットの、点 100に関するほぼ点対称な位置となる。図 3 (a)、 (b )にぉ ヽて、光分布 2dl、 2d3iま検出セノレ 92、 92，、 94、 94，の上に掛カつて! /、な!/ヽ 。これ ίま、光分布 2dl、 2d3の基/^、 2dlS、 2d3S力 S他の検出セノレに itベて軸 10Xに 沿って互いに逆方向にずれた検出セル 91、 93の上に位置していることに起因する。
[0044] 2層ディスク（DVD— Rやブルーレイ（Blu— ray)ディスク等として商品化された、 2 つの信号面が数十 μ mの厚さの接着層 (厚さ d、屈折率 n)を挟んで 2層構造になつ ている光ディスク）の場合、一方の信号面にフォーカシングすると、他方の信号面で 反射した光は、往路と復路でそれぞれ dZn、往復で 2dZnだけディフォーカスした 状態で光検出面上に戻ってくる。そして、光検出器の構成によっては、他方の信号 面で反射した光が迷光として混入し、トラッキングエラー信号やフォーカスエラー信号 に大きな影響を及ぼしてしまう。しかし、本実施の形態においては、上記式 (4)に基 づくトラッキングエラー検出に、検出セル 92、 92，、 94、 94'しか使用されていないの で、光スポットの半分（2dl、 2d3)はトラッキングエラー検出における迷光とはならず 、残りの光スポット（2d2、 2d4)も対称関係を維持したままトラッキング検出セルに被さ るので、トラッキングエラー信号 TE1への外乱がキャンセルされる。その結果、 2層デ イスクにおけるトラッキング制御を安定ィ匕させて、トラッキング制御時におけるオフトラ ックゃトラック飛びをなくすことができる。
図 4は、本発明の第 1の実施の形態における光ディスク装置の、光ディスクからの戻 り光のホログラム面上での光分布の様子を示す図であり、 (a)は 0次 Gr回折光の場合 、 （b)は ± 1次 Gr回折光の場合である（実際には、これらの Gr回折光が重なって戻つ てくる)。図 4 (a)に示すように、ホログラム面 13aに入射する前の光束 (0次 Gr回折光 2e)には、光ディスク径方向に対応した軸 13Xに沿ってシフトする形で、光ディスク 8 の信号面 8a上に形成された案内溝 8gによる回折光 2ep、 2emが重畳している。シフ ト量は、対物レンズ 7の焦点距離を f、光の波長をえ、案内溝 8gの光ディスク径方向 のピッチを Λとしたとき、 ί λ Ζ Λで与えられる。当然、ホログラム面 13a上での戻り光 は、対物レンズ 7の開口の外側がカットされるので、対物レンズ 7の開口をホログラム 面 13a上に光線に沿って投影した図形である円 7aの内側だけが戻り光になる。 0次 Gr回折光 2eには、その ± 1次溝回折光 2ep、 2emと重なる領域 (重畳領域）がある。 従って、光スポット 2bが案内溝 8gからオフトラックすると、溝回折光の位相情報が変 化し、重畳領域の間で光強度差が発生し、これがトラッキングエラー信号として作用 する。図 4 (b)において、ホログラム面 13aには、 ± 1次 Gr回折光 2e，、 2e"とそれらの + 1次溝回折光 2ep'、 2ep"、 一 1次溝回折光 2em'、 2em"が戻り光として入射する 。 ± 1次溝回折光 2ep，、 2ep"、 2em，、 2em"は、 0次溝回折光に対し軸 13Xに沿つ て ί λ Ζ Λだけシフトしている。 ± 1次01：回折光26，、 2e"とそれらの + 1次溝回折光 2ep，、 2ep"、 1次溝回折光 2em，、 2em"は、軸 13Xの方向の幅が wであり、 wの 大きさを、円 7aの半径（開口半径) aの 1Z3程度に設定すれば、どのようなフォーマツ トの光ディスクであっても、 w力 Sf Z Aの 1Z2を超えることはない。従って、 ± 1次 Gr 回折光 2e，、 2e"は、それらの ± 1次溝回折光 2ep，、 2ep"、 2em，、 2em"とは重なら ず、光スポット 2b '、 2b"が案内溝 8gからオフトラックして溝回折光の位相情報が変化 しても、これがトラッキングエラー信号として作用することはない。すなわち、信号面 8a 上の光スポット 2b '、 2b"は、案内溝 8gに対し、どの位置にあってもよぐ従来技術の ように案内溝 8gに対して位置を調整する必要はないので、直線グレーティング 3b、 3 cの回転調整が不要となる。
[0046] 図 5は、本発明の第 1の実施の形態における光ディスク装置の、対物レンズのレン ズシフトによって発生するトラッキングエラー信号のオフセットを説明するための図で あり、（a)は 0次 Gr回折光のホログラム面上での光分布の様子、（b)は ± 1次 Gr回折 光のホログラム面上での光分布の様子、（c)は溝回折光のホログラム面上での光分 布の様子をそれぞれ示して!/ヽる。
[0047] 図 5 (a)に示すように、対物レンズ 7が光軸 L力 光ディスク径方向（軸 13Xの方向） に εだけシフトすると、光軸 Lに沿って対物レンズ 7に回転対称に入射するガウシァ ン分布の光 2Αは、光ディスク 8の信号面 8aで反射した後には 2 εだけシフト（対物レ ンズ 7の中心軸 7cに対しては εだけシフト）した分布の光 2Βとなる。従って、ホロダラ ム面 13a上の 0次 Gr回折光 2eも 2 εだけシフトした位置 2Εを中心とする光分布となり 、かつ、対物レンズ 7の開口の、ホログラム面 13a上への光線に沿った投影図形であ る円 7aの外側は遮光されている。また、対物レンズ 7とホログラム面 13aとは一体的に 固定されているので、位置 2Eはホログラム面 13aの分割線 13Yからは εだけシフトし ている。従って、検出セル 92で検出される光量は検出セル 94で検出される光量より も大きくなり、検出セル 92、 94で得られる信号 (Τ4—Τ2)だけではオフセットが発生 する。しかし、ホログラム面 13aの分割線 13Yが対物レンズ 7と一緒に動くために、そ のオフセット量は従来技術の 1Z3程度である。一方、図 5 (b)に示すように、ホロダラ ム面 13a上の ± 1次 Gr回折光 2e，、 2e"も 2 εだけシフトした位置 2Εを中心とする光 分布となり、かつ、対物レンズ 7の開口の、ホログラム面 13a上への光線に沿った投影 図形である円 7aの外側は遮光される。従って、検出セル 92 'で検出される光量は検 出セル 94 'で検出される光量よりも大きくなり、検出セル 92 '、 94 'で得られる信号 (T 4 '— T2 ' )にもオフセットが発生する。しかし、円 7aによる遮光の影響が図 5 (a)のも のよりも遙かに小さくなることが、オフセット量を増大させる作用をなし、検出光量で規 格化すると、図 5 (a)のものの 3. 5倍程度、従来技術に比べても 1. 1〜1. 2倍程度の オフセットが発生する。そして、上記式 (4)によって得られるトラッキングエラー信号 T E1は、光スポット 2b'、 2b"の光量をそれぞれ光スポット 2bの光量の 1Z10とすると、 k= 5/3. 5 = 1. 43の大きさの係数 kでレンズシフトに伴うオフトラックの影響をキヤ ンセルできており、信号 (Τ4'—Τ2' )にはトラッキングエラー信号が含まれないので、 演算に伴う検出感度の劣化もない。
[0048] 尚、 0次 Gr回折光 2eによるトラッキングエラー信号 (Τ4— Τ2)にレンズシフトに伴う オフトラックの影響が発生するのは、 DVD— Rや DVD— RW等の案内溝の深さが浅 ぐ溝ピッチが小さい光ディスクに限られ、 DVD— RAM等の案内溝の深さが深ぐ溝 ピッチが大きい光ディスクではほとんど影響が出ない。この現象は ± 1次 Gr回折光 2e ，、 2e"についても同様である。図 5 (c)に、 DVD— RAM装置における ± 1次 Gr回折 光 2e，、 2e"、及びその溝回折光の様子を示す。図 5 (c)に示すように、 ± 1次 Gr回折 光 2e'、 2e"とそれらの + 1次溝回折光 2ep'、 2ep"、 一 1次溝回折光 2em'、 2em" は、わずかな間隙を挟むだけで、軸 13Xの方向に並んでほぼ開口（円 7a)の全面を 覆っている。これらの溝回折光 2ep'、 2ep"、 2em'、 2em"は、深さが深ぐ溝ピッチ が大きい案内溝 8gによる回折によって強度が揃い、結果として、軸 13Xの方向の光 強度がほぼ一様となるので、信号 (Τ4'—Τ2' )にも、レンズシフトによって発生する オフトラック出力はほとんどない。従って、上記式 (4)は、 DVD— RAM等の溝ピッチ の大き 、光ディスクにも適用できる演算式である。
[0049] また、本実施の形態においては、ホログラム面 13a上の 2つの象限 132、 134力ら 派生した回折光を元にトラッキングエラー信号を検出している力 検出セルの配置を 工夫すれば、残りの 2つの象限においても同様の扱いをすることができ、全ての象限 を用いたトラッキングエラー信号の検出が可能となる。
[0050] [第 2の実施の形態]
次に、本発明の第 2の実施の形態における光ディスク装置について、図 1、図 6、図 7を参照しながら説明する。尚、本実施の形態は、上記第 1の実施の形態と比べてホ ログラムによる光の回折のさせ方が異なるだけで、その他の構成は上記第 1の実施の 形態と同様であるため、上記第 1の実施の形態と同一の部材には同一の参照符号を 付し、それらの説明は省略する（図 1は、本実施の形態と上記第 1の実施の形態で重 複するので、その説明は省略する)。
[0051] 図 6 (a)は、本発明の第 2の実施の形態における光ディスク装置に用いられる光検 出器に形成された光検出パターンと、放射光源力 出射されたレーザ光に対する戻 り光の当該光検出器上での光分布の様子とを示す図、図 6 (b)は、当該光ディスク装 置に用いられるホログラムの構成を示す図である。ここで、図 6 (a)、（b)には、光ディ スク側から見た光検出面、ホログラム面が示されている。尚、ホログラム面 13a上の士 1次 Gr回折光 2e'、 2e"は、図 1 (f)の状態である。
[0052] 図 6 (b)に示すように、ホログラム面 13aは、光軸 Lとホログラム面 13aとの交点 130 で直交する 2直線（13X、 13Y)【こより、 4つの象限 131、 132、 133、 134【こ分害 ijされ ている。軸 13Xは光ディスク径方向に平行であり、ホログラム面 13a上の戻り光（0次 Gr回折光 2e)には、光ディスク径方向に対応した軸 13Xに沿ってシフトする形で、光 ディスク 8の信号面 8a上に形成された案内溝 8gによる溝回折光 2ep、 2emが重畳し ている。図 6 (b)においては、 DVD— Rや DVD— RW等の狭ピッチフォーマットの光 ディスクからの戻り光を例にとって、溝回折光のアウトラインを破線で示している。そし て、この光がホログラム面 13aを通過することにより、 ± 1次の回折光が発生し、象限 1 31、 132、 133、 134ごとに分割されて光検出基板 10上の光検出面 10aに入射する
[0053] 一方、図 6 (a)に示すように、光検出面 10aには、光軸 Lと光検出面 10aとの交点 10 0で直交し、軸 13X、軸 13Yに平行な 2直線を軸 10X、軸 10Yとして、軸 10Xのマイ ナス側に軸 10Xに沿った櫛歯状のフォーカス検出セル 95、 96が交互に配置され（同 一参照符合を付した検出セルは電気的に導通されている）、軸 10Xのプラス側に方 形状のトラッキング検出セル 91、 92、 92，、 93、 94、 94，が配置されている（光検出 パターン）。これらのトラッキング検出セル 91、 92、 92，、 93、 94、 94，は、トラツキン グ検出セル 92、 94の境界線の中心を中心として 180° 回転対称な形状をなし、トラ ッキング検出セル 92、 92，、 94、 94，は軸 10Yの方向に一列に並び、トラッキング検 出セル 91、 93はこの軸 10Yの方向の並びから軸 10Xに沿って互いに逆方向にずれ ている。尚、放射光源 1の発光点 laから出射されたレーザ光 2は、紙面と平行な面内 を軸 10Yと平行に進み、反射ミラー 12によって光軸 Lの方向（点 100を通り紙面に直 交する方向）に反射する。
[0054] ホログラム面 13a上の 0次 Gr回折光 2eのうち、ホログラム面 13aの象限 131によって 回折された + 1次ホロ回折光は、トラッキング検出セル 91の内部に収まる光スポット 2 dlに、 1次ホロ回折光は、フォーカス検出セル 95、 96の境界を跨る光スポット 2D1 に、ホログラム面 13aの象限 132によって回折された + 1次ホロ回折光は、トラツキン グ検出セル 92の内部に収まる光スポット 2d2に、—1次ホロ回折光は、フォーカス検 出セル 95、 96の境界を跨る光スポット 2D2に、ホログラム面 13aの象限 133によって 回折された + 1次ホロ回折光は、トラッキング検出セル 93の内部に収まる光スポット 2 d3に、 1次ホロ回折光は、フォーカス検出セル 95、 96の境界を跨る光スポット 2D3 に、ホログラム面 13aの象限 134によって回折された + 1次ホロ回折光は、トラツキン グ検出セル 94の内部に収まる光スポット 2d4に、—1次ホロ回折光は、フォーカス検 出セル 95、 96の境界を跨る光スポット 2D4にそれぞれ集光する。
[0055] また、ホログラム面 13a上の + 1次 Gr回折光 2e，のうち、ホログラム面 13aの象限 13 1によって回折されたホロ回折光は、検出セルの外部の光スポット 2dl 'に、ホロダラ ム面 13aの象限 132によって回折されたホロ回折光は、トラッキング検出セル 94の内 部に収まる光スポット 2d2'に、ホログラム面 13aの象限 133によって回折されたホロ 回折光は、検出セルの外部の光スポット 2d3，に、ホログラム面 13aの象限 134によつ て回折されたホロ回折光は、トラッキング検出セル 94'の内部に収まる光スポット 2d4 ，にそれぞれ集光する。また、ホログラム面 13a上の— 1次 Gr回折光 2e"のうち、ホロ グラム面 13aの象限 131によって回折されたホロ回折光は、検出セルの外部の光ス ポット 2dl"に、ホログラム面 13aの象限 132によって回折されたホロ回折光は、トラッ キング検出セル 92，の内部に収まる光スポット 2d2"に、ホログラム面 13aの象限 133 によって回折されたホロ回折光は、検出セルの外部の光スポット 2d3"に、ホログラム 面 13aの象限 134によって回折されたホロ回折光は、トラッキング検出セル 92の内部 に収まる光スポット 2d4"にそれぞれ集光する。
[0056] 0次 Gr回折光 2e【こ関して ίま、ホログラム面 13aの各象限 131、 132、 133、 134【こ よって回折される 1次ホロ回折光が集光する光スポット 2D1、 2D2、 2D3、 2D4は、 それぞれ、 + 1次ホロ回折光力 S集光する光スポット 2dl、 2d2、 2d3、 2d4の、点 100 に関するほぼ点対称な位置となる。
[0057] これに対して、士 1次 Gr回折光 2e，、 2e"のホロ回折光は、 0次 Gr回折光 2eのホロ 回折光の集光位置を基点として、 + 1次 Gr回折光 2e'のホロ回折光が軸 10Yのブラ ス側に、 1次 Gr回折光 2e"のホロ回折光が軸 10Yのマイナス側にシフトした位置 に集光する。
[0058] 尚、光スポット 2D1、 2D2、 2D3、 2D4の軸 10Xの方向の焦線は、光検出面 10aの どちら側（奥 (ホログラム面 13aから遠ざ力る側）あるいは手前 (ホログラム面 13aに近 づく側））にあってもよいが、光スポット 2D1、 2D3の軸 10Yの方向の焦線は、光検出 面 10aの奥（又は手前）に、光スポット 2D2、 2D4の軸 10Yの方向の焦線は、光検出 面 10aの手前（又は奥）に位置する。また、ホログラム面 13aの各象限 131、 132、 13 3、 134を、それぞれ、軸 13Yに沿った短冊状領域に分割し、一つ置きの短冊状領 域によって回折されたホロ回折光を光検出面 10aの奥に、残りの短冊状領域によつ て回折されたホロ回折光を光検出面 10aの手前に集光させる方式も考えられる。
[0059] 本実施の形態における検出セルの名称の定義や信号の検出式は、上記第 1の実 施の形態と同様であるため、それらの説明は省略する。
[0060] また、本実施の形態は、 ± 1次01：回折光26，、 2e"が軸 13Xを乗り越えていること、 及び、ホログラムによる光の回折のさせ方が異なる以外は、上記第 1の実施の形態と 同様であるので、 ± 1次 Gr回折光 2e，、 2e"による検出信号には、レンズシフトの影 響によって 0次 Gr回折光 2eの 3.5倍程度 (検出光量で規格化した場合)のオフセット が発生する一方、オフトラックに関してはオフセットが発生しない。トラッキング検出セ ル 92の内部には光スポット 2d2、 2d4"が存在し、トラッキング検出セル 94の内部に は光スポット 2d4、 2d2，が存在するが、光スポット 2d2、 2d2，はホログラム面 13a上の 軸 13Xのマイナス側の領域である象限 132から発生し、光スポット 2d4、 2d4"はホロ グラム面 13a上の軸 13Xのプラス側の領域である象限 134から発生する回折光であ るので、レンズシフトによるオフセットは互いに逆極性となる。従って、トラッキング検出 セル 92、 94では、既にレンズシフトに関するキャンセル作用がなされており、トラツキ ング検出セル 92、 94で得られる信号 (T4— T2)だけでも、レンズシフトに伴うオフトラ ックの影響をある程度キャンセルできて 、る。残ったオフトラックの影響を補正するの が検出セル 92'、 94'で得られる信号 (T4， 一 Τ2' )の項である。信号 (Τ4' 一 Τ2' ) は、その検出量力 、さぐ補正量も少ないので、上記第 1の実施の形態と同様の大き さの係数 k(k= l〜2程度)でオフトラックの影響を完全にキャンセルすることができ、 演算に伴うトラッキングエラー信号出力の劣化もない。このように、本実施の形態によ れば、上記第 1の実施の形態と同様の効果を得ることができ、また、信号面 8a上の光 スポット 2b'、 2b"は、案内溝 8gに対し、どの位置にあってもよぐ従来技術のように案 内溝 8gに対して位置を調整する必要がないので、直線グレーティング 3b、 3cの回転 調整が不要となる。
[0061] 尚、上記第 1の実施の形態 1と異なり、本実施の形態の光ディスク装置によって検 出される再生信号には、光スポット 2b'、 2b"が読み取った信号成分が含まれており、 これが再生信号 (光スポット 2bが読み取った信号)の品質を劣化させることになる。し かし、信号面 8a上の光スポット 2b'、 2b"は、それぞれ、光ディスク回転方向に広がつ た 3つの光スポットからなり、光スポット 2b'、 2b"によって再生される信号の AC成分 はほとんど除去されている。従って、光スポット 2b'、 2b"が読み取った信号成分の、 光スポット 2bが読み取った再生信号に与える影響も十分小さく抑えられている。
[0062] 図 7は、本発明の第 2の実施の形態において、光ディスクの信号面に対して集束光 がディフォーカスするときの光検出面上での光分布の様子を示す図であり、 (a)は光 ディスクの信号面が対物レンズに近づく側にある場合、 (b)は光ディスクの信号面が 対物レンズから遠ざ力る側にある場合である。尚、図 7においては、 + 1次ホロ回折光 側の光スポットだけが示されているが、 1次ホロ回折光側の光スポットは、 + 1次ホ 口回折光側の光スポットの、点 100に関するほぼ点対称な位置となる。図 7 (a)、 (b) にお ヽて、光分布 2dl、 2d3iま検出セノレ 92、 92，、 94、 94，の上に掛カつて! /、な!/、。 これ【ま、光分布 2dl、 2d3の基^; 2dlS、 2d3S力 S他の検出セノレに itベて軸 lOX fft つて互いに逆方向にずれた検出セル 91、 93の上に位置していることに起因する。従 つて、上記第 1の実施の形態と同様に、光スポットの半分（2dl、 2d3)はトラッキング エラー検出における迷光とはならず、残りの光スポット（2d2、 2d4)も対称関係を維持 したままトラッキング検出セルに被さるので、トラッキングエラー信号 TE1への外乱が キャンセルされる。その結果、 2層ディスクにおけるトラッキング制御を安定ィ匕させて、 トラッキング制御時におけるオフトラックやトラック飛びをなくすことができる。
産業上の利用可能性
以上のように、本発明の光ディスク装置は、直線グレーティングの回転調整をしなく ても、トラッキングエラー信号の検出出力を損なうことなくレンズシフトに伴うオフトラッ クの影響をキャンセルすることができ、各種の光ディスクの記録再生に供される光ディ スク装置として有用である。

Claims

請求の範囲
[1] 放射光源と、回折格子面上に形成された回折格子と、対物レンズと、光分岐手段と
、光検出器とを備え、
前記放射光源から出射された光は、前記回折格子を透過して、透過光 aと + 1次回 折光 bと— 1次回折光 cとに分離され、
前記透過光 aと前記 + 1次回折光 bと前記 1次回折光 cは、その一部が重なったま ま前記対物レンズを経由して光ディスクの信号面上のトラックに集光され、
前記信号面上のトラックで反射した光は、前記対物レンズを経由して前記光分岐手 段に入射し、
前記光分岐手段に入射した光は、その入射位置に応じて、前記透過光 aに対応す る光が光 al、 a2の 2つに分岐してそれぞれ前記光検出器上の光検出領域 Al、 A2 に入射し、前記 + 1次回折光 bに対応する光が光 bl、 b2の 2つに分岐してそれぞれ 前記光検出器上の光検出領域 Bl、 B2に入射し、前記 1次回折光 cに対応する光 が光 cl、 c2の 2つに分岐してそれぞれ前記光検出器上の光検出領域 Cl、 C2に入 射し、
前記光検出領域 Al、 A2、 Bl、 B2、 Cl、 C2からの検出信号を組み合わせることに より、前記光ディスクのトラックへのトラッキングエラー信号が生成されることを特徴と する光ディスク装置。
[2] 前記対物レンズと前記光分岐手段とがー体的に固定されている請求項 1に記載の 光ディスク装置。
[3] 前記光検出領域 A1に前記光検出領域 B2が定数 kを掛けた状態で電気的に導通 されており、かつ、前記光検出領域 A2に前記光検出領域 C1が係数 kを掛けた状態 で電気的に導通されている請求項 1又は 2に記載の光ディスク装置。
[4] 前記光検出領域 A1と前記光検出領域 C2が電気的に導通されているか又は同一 の光検出領域であり、かつ、前記光検出領域 A2と前記光検出領域 B1が電気的に 導通されているか又は同一の光検出領域である請求項 1又は 2に記載の光ディスク 装置。
[5] 前記 + 1次回折光 bに対応する前記光分岐手段上の投影領域は、前記対物レンズ の半径を超えない幅を有し、かつ、前記対物レンズの中心を通り光ディスク回転方向 に対応する直線に沿う請求項 1〜4のいずれか 1項に記載の光ディスク装置。
[6] 前記光分岐手段は、前記対物レンズの中心を通り光ディスク回転方向と平行な直 線によって 2つの領域に分割され、それぞれの領域で、前記光 alと前記光 a2、前記 光 blと前記光 b2、前記光 clと前記光 c2がそれぞれ分岐される請求項 1〜5のいず れか 1項に記載の光ディスク装置。
[7] 前記対物レンズの開口を往路の光線に沿って前記回折格子面上に投影したとき、 前記回折格子面上の前記回折格子の領域は、前記開口の投影図形の半径を超え ない幅を有し、かつ、前記開口の投影図形の中心を通り光ディスク回転方向に対応 する直線に沿う請求項 5に記載の光ディスク装置。
[8] 前記回折格子は、光ディスク径方向に沿った直線グレーティングである請求項 7に 記載の光ディスク装置。
[9] 前記回折格子の領域は、前記開口の投影図形の外側に位置している請求項 7に 記載の光ディスク装置。
[10] 前記回折格子は、光ディスク回転方向に対応する直線に沿って複数の短冊状領域 に区切られ、一つ置きの短冊状領域では前記回折格子の凹凸が同期しており、隣り 合う短冊状領域では前記回折格子の凹凸が 1Z5〜1Z2ピッチだけシフトしている 請求項 7に記載の光ディスク装置。
[11] 前記光検出領域 Al、 A2での検出信号の差分を ΔΤ1、前記光検出領域 Bl、 Β2 での検出信号の差分を ΔΤ2、前記光検出領域 Cl、 C2での検出信号の差分を ΔΤ 3としたとき、前記光ディスクのトラックへのトラッキングエラー信号力 係数 kを用いて 、 ΔΤΙ -k X ( ΔΤ2+ ΔΤ3)により演算される請求項 1又は 2に記載の光ディスク装 置。
[12] 前記光検出領域 Al、 A2での検出信号の差分を ΔΤ1、前記光検出領域 B2、 Cl での検出信号の差分を ΔΤ4としたとき、前記光ディスクのトラックへのトラッキングェ ラー信号が、係数 kを用いて、 ΔΤΙ -k X ΔΤ4により演算される請求項 4に記載の 光ディスク装置。
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