JP5172852B2 - 光ヘッド装置、光情報装置および回折素子 - Google Patents

Description

本発明は、光ディスクや光カードなど、情報記憶媒体に情報を記録もしくは再生する光ヘッド装置、及び光情報装置等に関するものである。

従来の光ヘッド装置としては、回折格子の領域を３つに分け、それぞれ回折光の位相を−９０度，０度，＋９０度とすることで、インライン方式の差動プッシュプル法（ディファレンシャル・プッシュ・プル法＝ＤＰＰ法）の例があった（例えば、特許文献１参照）。３つの領域を設けることで、対物レンズがトラック横断方向に移動（対物レンズシフト）した時でもトラッキング誤差信号の振幅の変化を抑える効果がある。図１９は、前記特許文献１に記載された従来の光ヘッド装置１００の構成を示すものである。

以下、図１９を参照して、従来の光ヘッド装置１００の構成及び動作を説明する。

半導体レーザ１０１から出た光ビームは、分割された領域を有する回折格子１０２でインライン方式の差動プッシュプル法のサブビームとなる±１次光回折光（図示せず）を生じる。回折格子１０２を通った光ビームは、ビームスプリッタ１０３で反射した後、コリメータレンズ１０４で平行光になり、λ／４波長板１０５を通って円偏光となり、対物レンズ１０６に入射し、収束光となる。この収束光は光ディスク１０７に照射される。光ディスク１０７の情報層１０８で反射・回折された光は再び対物レンズ１０６を通り、λ／４波長板１０５、コリメータレンズ１０４を通った後、ビームスプリッタ１０３を透過する。対物レンズ１０６はアクチュエータ１０９により光軸方向及びトラック垂直方向に移動される。ビームスプリッタ１０３を透過した光ビームは検出レンズ１１０を通り、光検出器１１１に入射する。

図２０は回折格子１０２の領域分割の状態を示す正面図である。回折格子１０２は３つの領域１２１，１２２，１２３からなる。図中の円１３０は光ディスク１０７の情報層１０８に対物レンズ１０６の焦点を結んでいる時の、対物レンズ１０６に入射する光ビームが回折格子１０２上に投影されることで形成される形状である。領域１２１，１２２，１２３には所定の周期で溝が形成されており、どの領域も溝の間隔は等しいが、溝の山や谷の位相が９０度毎、変えられている。即ち、領域１２２の位相を０度とすると、領域１２１は−９０度、領域１２３は＋９０度の位相が与えられる。

こうすることにより、サブビームとなる±１次光に所定の波面を付加することができ、サブビームが、メインビームとなる０次光の集光するトラックと同一のトラック上に来るように配置した時にも、メインビームとはトラック横断時の位相が１８０度反転したトラッキング誤差信号をサブビームから得ることができる。メインビームから得られるトラッキング誤差信号とサブビームから得られるトラッキング誤差信号との差をとることにより差動プッシュプル法のトラッキング誤差信号を得る。

ここで、領域１２２の幅Ｗ０は回折格子１０２上の光ビーム１３０の直径に対して１０％〜３０％程度にすることが望ましい。領域１２２を設けることにより、対物レンズ１０６がトラック横断方向に移動し、回折格子１０２の領域と光ビームの位置関係がずれた時でも、演算後のトラッキング誤差信号の振幅変化を抑えることができる。特に、ＤＶＤ−ＲＡＭのように、ＮＡと波長に比べて、光ディスク１０７上に形成された溝のピッチが大きい時に、この効果が大きい。ＤＶＤ−ＲＡＭでは情報は０．６１５μｍのピッチで配置されるが、ランド・グルーブ記録であるため、トラッキング誤差信号を生じる溝としてはランドから次のランドまでの間隔は１．２３μｍとなる。これは波長λ＝６６０ｎｍ、ＮＡ＝０．６５としたとき、λ／ＮＡ＜Ｔｐとなる。ＤＶＤ−ＲやＣＤでは、λ／ＮＡ≧Ｔｐである。

また、特許文献２による例を、図２１に示す。回折格子１４０は等間隔で領域の入れ替わる回折格子を示している。領域１４１〜領域１４４は全て同じ間隔Ｐの溝を有するが、位相の異なる回折格子を有する。領域１４１と領域１４３は同じ位相を有し、領域１４２と領域１４４は互いに同じ位相で、領域１４１，１４３とは１８０度異なる位相を有する。領域１４１〜１４４は等間隔の幅Ｌで配置され、領域の幅Ｗ１はＷ１＝λ・Ｄ／（２ＮＡ・Ｔｐ）と表される。ここでλは光ビームの波長、Ｄは光ビームの対物レンズの投影１５０の直径、ＮＡは対物レンズの開口数、Ｔｐは光ディスクの情報層上の溝ピッチを表す。

こうすることで、対物レンズがトラック横断方向に移動しても、ディスクの溝による±１次回折光と０次光の重なる部分での位相差が常に１８０度となり、インライン差動プッシュプル法による演算後のトラッキング誤差信号の振幅変化を抑えることができる。

特開２００６−１７９１８４号公報（例えば、図７を参照） 特許第３６６１６９４号公報（例えば、図８を参照）

しかしながら、前記従来の構成では、２波長レーザ等の２つの発光点を持つ光源を用いた場合に回折格子を共用しようとすると、回折格子上を通過する光ビームの位置が異なるため、インライン差動プッシュプル法のトラッキング誤差信号の振幅が対物レンズのトラック横断方向の移動により著しく低下してしまい、安定なトラッキング制御ができないという課題を有していた。

本発明は、前記従来の課題に鑑みてなされたもので、２つの光源を使用してインライン差動プッシュプル法を行う時に、安定したトラッキング制御ができるトラッキング誤差信号を生成する光ヘッド装置およびそれを用いた光情報装置等を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、第１の本発明は、第１の光ビームを発する第１の光源と、
第２の光ビームを発する第２の光源と、
前記第１の光源及び前記第２の光源から選択的に出射された光ビームを、トラックを有する情報記録媒体に収束光として集光する集光光学系と、
前記光源から前記情報記録媒体に向かう光ビームの一部を回折する回折素子と、
前記情報記録媒体で反射又は回折された光ビームを前記光源に向かう方向と異なる方向に分岐する分岐手段と、
前記分岐手段で分岐された光ビームを受光する光検出器とを備え、
前記回折素子は前記情報記録媒体の前記トラックの接線方向に沿った分割線で少なくとも４つの領域に分割されており、
前記４つの領域は第１番目，第２番目，第３番目，第４番目の領域が番号順に配列されており、
前記トラックの接線方向と直交する方向において、前記第２番目の領域と前記第３番目の領域との配置の関係は、前記回折素子における前記第１の光ビームの光軸と前記第２の光ビームの光軸との配置の関係に対応しており、
前記第２番目の領域は、前記第１の光ビームの光軸と交差する位置に配置され、
前記第１番目の領域の位相と前記第３番目の領域の位相との位相差が１８０度であり、
前記第３番目の領域の位相と前記第４番目の領域の位相との位相差が１８０度であり、
前記第１番目の領域の位相は、前記２番目の領域の位相に対して９０度の位相差を有し、
前記第３番目の領域の幅は、前記第２の光ビームの前記情報記録媒体による±１次回折光の、０次回折光からの位置ずれの量以下である、
光ヘッド装置である。

又、第２の本発明は、前記第２番目の領域の位相は０度又は１８０度であって、
前記第１番目の領域の位相は、＋９０度又は−９０度である、第１の本発明の光ヘッド装置である。

以上のような構成によって、集光光学系がトラック横断方向に移動した場合でもトラッキング誤差信号の振幅変化が少なく、安定なトラッキング制御を実現することができ、情報を安定に記録・もしくは再生できる。

又、例えば、２波長レーザを使用したインライン差動プッシュプル法を行う時に集光手段がトラック横断方向に移動した場合でもトラッキング誤差信号の振幅変化が少なく、安定なトラッキング制御を実現することができ、情報を安定に記録・もしくは再生できる。

又、第３の本発明は、前記第２番目の領域は、２つに分割された領域であって、
前記２つに分割された領域同士の位相の位相差が１８０度である、第１の本発明の光ヘッド装置である。

又、第４の本発明は、前記２つに分割された領域の一方の位相は０度であって、他方の位相は１８０度である、第３の本発明の光ヘッド装置である。

本構成により、光ディスク上のサブビームのスポットが対称となり、回折格子の設置角度ずれがあってもトラッキング誤差信号の振幅変化が小さくなり、より安定なトラッキング制御を実現できる。

又、第５の本発明は、前記回折素子は、前記第１番目の領域に隣接する第５番目の領域を有し、
前記第５番目の領域の位相と前記第１番目の領域の位相との位相差は１８０度である、第１の本発明の光ヘッド装置である。

又、第６の本発明は、前記第１の光ビームのうち前記集光光学系の開口に相当する光ビームの前記回折素子上の直径をＤ１とすると、前記第２番目の領域の幅はＤ１の１０％〜３０％の間にある、第１の本発明の光ヘッド装置である。

又、第７の本発明は、前記第２の光ビームのうち前記集光光学系の開口に相当する光ビームの前記回折素子上の直径をＤ２とし、前記第２の光源により記録又は再生する前記情報記録媒体のトラック間隔をＴｐとし、前記第２の光ビームの波長をλとし、前記第２の光ビームの集光光学系の開口数をＮＡとして、
前記第３番目の領域の幅Ｗ２は、λ・Ｄ２／（２Ｔｐ・ＮＡ）以下である、第１の本発明の光ヘッド装置である。

又、第８の本発明は、前記第１の光源及び前記第２の光源は、同一の発光素子上に作成されており、
前記第１の光源から発せられる前記第１のビームと、前記第２の光源から発せられる前記第２のビームとは、互いに波長が異なる、第１の本発明の光ヘッド装置である。

本構成により、光源の位置関係が変化せず、安定な光ヘッド装置を構成でき、部品点数も減らせることができる。

又、第９の本発明は、情報記録媒体から情報を読み出し、又は情報記録媒体へ情報を記録する、第１の本発明の光ヘッド装置と、
前記情報記録媒体と前記光ヘッド装置の相対位置を変更する移送系と、
前記移送系及び前記光ヘッド装置の制御を行う制御回路とを備えた光情報装置である。

本構成によれば、上に述べた各効果をもつ光情報装置を実現できる。

又、第１０の本発明は、第１の光ビームを発する第１の光源と、第２の光ビームを発する第２の光源と、前記第１の光源及び前記第２の光源から選択的に出射された光ビームを、トラックを有する情報記録媒体に収束光として集光する集光光学系と、前記情報記録媒体で反射又は回折された光ビームを前記光源に向かう方向と異なる方向に分岐する分岐手段と、前記分岐手段で分岐された光ビームを受光する光検出器とを備えた光ヘッド装置において、前記光源から前記情報記録媒体に向かう光ビームの一部を回折する回折素子であって、
前記情報記録媒体の前記トラックの接線方向に沿った分割線で分割された少なくとも４つの領域を有し、
前記４つの領域は第１番目，第２番目，第３番目，第４番目の領域が番号順に配列されており、
前記トラックの接線方向と直交する方向において、前記第２番目の領域と前記第３番目の領域との配置の関係は、前記第１の光ビームの光軸と前記第２の光ビームの光軸とが通過する場所の位置関係に対応しており、
前記第２番目の領域は、前記第１の光ビームの光軸と交差する位置に配置され、
前記第１番目の領域の位相と前記第３番目の領域の位相との位相差が１８０度であり、
前記第３番目の領域の位相と前記第４番目の領域の位相との位相差が１８０度であり、
前記第１番目の領域の位相は、前記２番目の領域の位相に対して９０度の位相差を有し、
前記第３番目の領域の幅は、前記第２の光ビームの前記情報記録媒体による±１次回折光の、０次回折光からの位置ずれの量以下である、
回折素子である。

本発明の光ヘッド装置及び光情報装置によれば、２つの光源を使用してインライン差動プッシュプル法を行う時にトラッキング制御を安定に行うことができる。

（ａ）本発明の実施の形態１における光ヘッド装置の構成図（ｂ）本発明の実施の形態１における２波長光源の模式図 本発明の実施の形態１における光ディスク上のメインビームとサブビームの配置図 本発明の実施の形態１における光検出器の受光部と光ビームの配置図 （ａ）本発明の実施の形態１における回折格子の領域分割と第１の光ビームの位置関係図（ｂ）本発明の実施の形態１における回折格子の領域分割と第２の光ビームの位置関係図 本発明の実施の形態１における回折格子２１０の位相関係の例を表す模式図 （ａ）従来の回折格子の領域分割と第２の光ビームの位置関係図（ｂ）従来の回折格子で回折されたサブビームの位相分布図（ｃ）従来の回折格子で回折されたサブビームが光ディスクのトラックにより回折された±１次光の位相分布図（ｄ）従来の回折格子で回折されたサブビームが光ディスクのトラックにより回折された±１次光と０次光の位相差の分布図 （ａ）光ディスクに集光される光ビームにおいて、位相分布がない場合の０次光の状態を示す図（ｂ）光ディスクに集光される光ビームにおいて、位相分布がない場合の±１次光と０次光との波面の位相差を示す図、（ｃ）光ディスクに集光される光ビームにおいて、１８０度位相の異なる２つの領域に分けた位相分布を有する場合の０次光の状態を示す図（ｄ）光ディスクに集光される光ビームにおいて、１８０度位相の異なる２つの領域に分けた位相分布を有する場合の±１次光と０次光との波面の位相差を示す図、（ｅ）光ディスクに集光される光ビームにおいて、９０度位相の異なる２つの領域に分けた位相分布を有する場合の０次光の状態を示す図（ｆ）光ディスクに集光される光ビームにおいて、９０度位相の異なる２つの領域に分けた位相分布を有する場合の±１次光と０次光との波面の位相差を示す図（ｇ）位相分布がない場合の、光ビームがトラックを横断することにより得られるトラッキング誤差信号７２１、１８０度位相の異なる２つの領域に分けた位相分布を有する場合の、光ビームがトラックを横断することにより得られるトラッキング誤差信号７２２、及び９０度位相の異なる２つの領域に分けた位相分布を有する場合の、光ビームがトラックを横断することにより得られるトラッキング誤差信号７２３を示す図 （ａ）従来の回折格子の領域分割と対物レンズシフト時の第２の光ビームの位置関係図（ｂ）従来の回折格子で回折された対物レンズシフト時のサブビームの位相分布図（ｃ）従来の回折格子で回折された対物レンズシフト時のサブビームが光ディスクのトラックにより回折された±１次光の位相分布図（ｄ）従来の回折格子で回折された対物レンズシフト時のサブビームが光ディスクのトラックにより回折された±１次光と０次光の位相差の分布図 （ａ）本発明の実施の形態１における回折格子の領域分割と第２の光ビームの位置関係図（ｂ）本発明の実施の形態１における回折されたサブビームの位相分布図（ｃ）本発明の実施の形態１における回折格子で回折されたサブビームが光ディスクのトラックにより回折された±１次光の位相分布図（ｄ）本発明の実施の形態１における回折格子で回折されたサブビームが光ディスクのトラックにより回折された±１次光と０次光の位相差の分布図（ｅ）本発明の実施の形態１における回折格子で回折されたサブビームが光ディスクのトラックにより回折された±１次光と０次光の位相差の分布図 （ａ）本発明の実施の形態１における回折格子の領域分割と対物レンズシフト時の第２の光ビームの位置関係図（ｂ）本発明の実施の形態１における回折格子で回折された対物レンズシフト時のサブビームの位相分布図（ｃ）本発明の実施の形態１における回折格子で回折された対物レンズシフト時のサブビームが光ディスクのトラックにより回折された±１次光の位相分布図（ｄ）本発明の実施の形態１における回折格子で回折された対物レンズシフト時のサブビームが光ディスクのトラックにより回折された±１次光と０次光の位相差の分布図 本発明の実施の形態１の回折格子を通過したサブビーム、及び光ディスクで回折された一方の回折光である＋１次回折光の位相の分布を説明する図 （ａ）本発明の実施の形態１における回折格子でＤＶＤ−ＲＡＭディスクを再生した際の対物レンズシフトによるトラッキング誤差信号振幅の変化の計算結果を示す図（ｂ）本発明の実施の形態１における回折格子でＤＶＤ−Ｒディスクを再生した際の対物レンズシフトによるトラッキング誤差信号の振幅の変化の計算結果を示す図（ｃ）本発明の実施の形態１における回折格子でＣＤディスクを再生した際の対物レンズシフトによるトラッキング誤差信号の振幅の変化の計算結果を示す図 本発明の実施の形態２における回折格子の例の領域分割図 （ａ）本発明の実施の形態１の回折格子とその各領域毎の位相関係を示す図（ｂ）本発明の実施の形態１の回折格子の当該一部の各領域の、位相を縦軸に、位置を横軸に示したグラフを示す図 （ａ）本発明の実施の形態２の回折格子とその各領域毎の位相関係を示す図（ｂ）本発明の実施の形態１の回折格子の当該一部の各領域の、位相を縦軸に、位置を横軸に示したグラフを示す図 本発明の実施の形態３における回折格子の例の領域分割図 本発明の実施の形態４における光ヘッド装置の構成図 （ａ）本発明の光ヘッド装置の他の構成を示す図（ｂ）本発明の光ヘッド装置の２波長光源の他の構成を示す模式図 従来の光ヘッド装置の構成図 従来の回折格子の領域分割図 従来の回折格子の別の領域分割図

以下本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。

（実施の形態１）
図１（ａ）は、本発明の実施の形態１における光ヘッド装置２００の構成図である。図１（ａ）において、図１９と同じ構成要素については同じ符号を用い、説明を省略する。

図１（ａ）において、光源としての半導体レーザ２０１は２波長半導体レーザ（２波長光源）である。図１（ｂ）に示すように、半導体レーザ２０１は１つの素子に２つの発光点を備える。例えば、第１の波長としての赤色（６６０ｎｍ前後）の光ビーム（本発明の第１の光ビームに相当する）を発光する、本発明の第１の光源としての第１の発光点２０１ａと、第２の波長としての赤外（７８５ｎｍ前後）の光ビーム（本発明の第２の光ビームに相当する）を発光する、本発明の第２の光源としての第２の発光点２０１ｂとを有する活性層２０１ｃを備えている。通常、各光の発光点２０１ａ、２０１ｂは所定の間隔Ｌ１だけ（１００μｍ程度）離れて位置する。

図１（ａ）の説明を続ける。半導体レーザ２０１の赤色側の第１の発光点２０１ａから出た光ビーム２０２（第１の光ビーム）は、本発明の回折素子としての回折格子２１０を通り、インライン差動プッシュプル法のサブビームとなる±１次光回折光（図示せず）を生じる。

回折格子２１０を通った光ビームは、本発明の分岐手段としてのビームスプリッタ２１１で反射した後、コリメータレンズ１０４で平行光になり、２波長対応のλ／４波長板２１２を通って円偏光となり、本発明の集光光学系としての互換対物レンズ（以下、簡単に「対物レンズ」と称する）２１３に入射し、収束光となる。この収束光は本発明の情報記録媒体としての光ディスク１０７（第１の光ディスク：例えばＤＶＤ）に照射される。

光ディスク１０７の情報層１０８で反射・回折された光は再び対物レンズ２１３を通り、λ／４波長板２１２、コリメータレンズ１０４を通った後、ビームスプリッタ２１１を透過する。対物レンズ２１３はアクチュエータ１０９により光軸方向及びトラック垂直方向に移動される。ビームスプリッタ２１１を透過した光ビームは検出レンズ１１０を通り、本発明の光検出器としての光検出器２２０に入射する。

一方、半導体レーザ２０１の赤外側の第２の発光点２０１ｂから出た光ビーム２３０（第２の光ビーム）は、回折格子２１０を通り、インライン差動プッシュプル法のサブビームとなる±１次光回折光（図示せず）を生じる。回折格子２１０を通った光ビームは、ビームスプリッタ２１１で反射した後、コリメータレンズ１０４で平行光になり、２波長対応のλ／４波長板２１２を通って円偏光となり、互換対物レンズ２１３に入射し、収束光となる。この収束光は、本発明の情報記録媒体としての光ディスク２３１（第２の光ディスク：例えばＣＤ）に照射される。

光ディスク２３１の情報層２３２で反射・回折された光は再び対物レンズ２１３を通り、λ／４波長板２１２、コリメータレンズ１０４を通った後、ビームスプリッタ２１１を透過する。ビームスプリッタ２１１を透過した光ビームは検出レンズ１１０を通り、光検出器２２０に入射する。

図２に光ディスク１０７又は２３１上でのトラックとスポットの位置関係を示す。光ディスク１０７及び２３１には、トラックとしての溝もしくはピット列があらかじめ所定の間隔Ｔｐで並んで配置されている。ＲＯＭディスクのような再生専用ディスクでは、トラックはピット列にて形成され、書き込み可能なディスクでは溝が配置形成されている。図２には溝２４９を例示した。溝２４９同士の間隔Ｔｐはトラックピッチと呼ばれる。図２に示すように、本実施の形態では０次光によるメインビーム２５０と同じトラックに±１次光によるサブビーム２５１，２５２を配置する。

図３に光検出器２２０上の各受光部と、各受光部にて受光される各光ビームの位置関係を示す。光ディスク１０７で反射・回折されたメインビーム３０１は４分割受光部３１１で受光され、サブビーム３０２は受光部３１２で、サブビーム３０３は受光部３１３でそれぞれ受光される。４分割受光部３１１からは、メインビーム３０１のトラック横断方向に分割された各領域の信号からプッシュプル信号が得られ、分割された全領域の信号の総和から、光ディスク１０７上の情報を再生するためのＲＦ信号、および非点収差法によりフォーカス制御を行うためのフォーカス誤差信号が得られる。他に位相差方式のトラッキング制御を行うための信号も得られる。受光部３１２，３１３からはサブビームのトラック横断方向に分割された各領域の信号からサブビームのプッシュプル信号がそれぞれ得られる。

同様に、光ディスク２３１で反射・回折されたメインビーム３５１は４分割受光部３６１で受光され、サブビーム３５２は受光部３６２で、サブビーム３５３は受光部３６３でそれぞれ受光される。４分割受光部３６１からはメインビーム３５１のトラック横断方向に分割された各領域の信号からプッシュプル信号が得られ、分割された全領域の信号の総和から、光ディスク２３１上の情報を再生するためのＲＦ信号、および非点収差法によりフォーカス制御を行うためのフォーカス誤差信号が得られる。他に位相差方式のトラッキング制御を行うための信号も得られる。受光部３６２，３６３からはサブビームのトラック横断方向に分割された各領域の信号からサブビームのプッシュプル信号がそれぞれ得られる。

メインビームとサブビームの演算は通常の差動プッシュプル法の演算と同じである。即ち、４分割受光部３１１から得られた信号からメインビームのプッシュプル信号Ｍを演算し、受光部３１２の信号からサブビームの一方３０２のプッシュプル信号Ｓ１を演算し、受光部３１３の信号からサブビームの他方３０３のプッシュプル信号Ｓ２を演算し、ＴＥ＝Ｍ−ｋ（Ｓ１＋Ｓ２）により、補正後のプッシュプル信号ＴＥを得る。ただし、上記においてｋは補正係数である。

メインビームのプッシュプル信号Ｍとサブビームのプッシュプル信号Ｓ１，Ｓ２は対物レンズ２１３がトラック横断方向に移動した場合に発生するオフセットが同極性であるため、この演算により、オフセットの影響を軽減することができる。補正係数ｋはメインビームとサブビームの光量比、及び、４分割受光部３１１と受光部３１２、３１３から得た電流を電圧に変換するときの変換抵抗の大きさの比等により決まる。４分割受光部３６１、受光部３６２、３６３についても同様の演算によりトラッキング誤差信号を得ることができる。

図４（ａ）に回折格子２１０の正面図と第１の光源から出射された第１の光ビーム２０２との関係を示す。回折格子２１０は、外形寸法は従来例の回折格子１０２と同一であるが、５つの領域４０１〜４０５に分割されており、各領域には一定の間隔ｐで位相が異なる回折格子が形成されている。回折格子は通常、ガラスや樹脂など空気とは屈折率の異なる物質に所定の深さの溝を一定間隔で繰り返し形成したものである。回折格子の位相とは、溝の位置関係のことであり、ある領域と、その領域に隣接する領域との回折格子の位相が１８０度異なる、とは、それら領域の境界では溝の山と谷が入れ替わった関係にあることをいう。１８０度以外の位相についても、山と谷のずれ具合で定義される。

回折格子２１０は、中央の領域４０３の回折格子の位相を０とすると、それに左側で隣接する領域４０２は＋９０度、右側に隣接する領域４０４は−９０度、領域４０２の左隣の領域４０１は−９０度、領域４０４の右隣の領域４０５は＋９０度の位相をそれぞれ有するように形成されている。なお、領域４０２は本発明の第１番目の領域に相当し、領域４０３は本発明の第２番目の領域に相当し、領域４０４は本発明の第３番目の領域に相当し、領域４０５は本発明の第４番目の領域に相当する。

中央の領域４０３の幅Ｗ０は光ビーム２０２の直径Ｄ１の１０〜３０％であることが望ましい。その場合ＤＶＤ−ＲＡＭのようにＮＡと波長に比べて溝ピッチの大きなディスクを再生するときに、対物レンズ２１３がトラック横断方向に移動して、領域と光ビームの位置関係がずれてもトラッキング誤差信号の振幅変化が小さい。

ここで図５は、回折格子２１０の位相関係の例を表す模式図である。図５においては回折格子２１０の領域４０２〜４０４の一部を拡大して示した。３つの領域４０２〜４０４とも、山と谷の周期Ｇｐを有する溝により構成されている。領域４０３の溝の端を基点Ｐ１とし、次の溝の端Ｐ２までの距離をＧｐとして３６０度の位相に対応させる時、領域４０２の溝の端Ｐ３は、基点Ｐ１からＧｐ／４だけずれているため＋９０度の位相となり、領域４０４の溝の端Ｐ４は、Ｐ３とは逆方向に、基点Ｐ１からＧｐ／４だけずれているため−９０度の位相となる。これら３つの領域による位相差は、この溝により回折される光ビームの±１次光の光ビームの領域間の波面の位相差となり、光ビームの位相分布に反映される。

次に、図４（ｂ）に第２の光源から出射された第２の光ビーム２３０と回折格子２１０との関係を示す。光ビーム２３０は第２の発光点２０１ｂから出射されており、第２の発光点２０１ｂと第１の発光点２０１ａは距離Ｌ１だけ離れていたため、回折格子２１０上でも距離Ｌ２だけ中心が離れた位置を通る光ビームとなる。距離Ｌ２は、距離Ｌ１、第１の光源と回折格子２１０との距離Ｌｇ、コリメータレンズ１０４と対物レンズ２１３の距離Ｌoc、及びコリメータレンズ１０４の焦点距離Fclにより決まるが、光線追跡等の方法により計算可能である。ここではその詳細な説明は省略するが、上記各パラメータの関係式は、
Ｌ２＝Ｌ１＋Ｌ１・（Ｌoc/Ｆcl−１）・Ｌg/Ｆcl
となる。

次に本実施の形態において回折格子２１０がどのように働き、安定なトラッキング誤差信号が得られるかを説明する。

仮に回折格子が従来例で述べたような、図６（ａ）に示す、３つの領域１２１、１２２および１２３にしか分割されていない回折格子１０２であった場合、同図６（ａ）に示すように、第２の光源からの光ビーム２３０は図４（ｂ）と同様に、中央の領域１２２の中心から距離Ｌ２だけずれた位置を通る。このとき領域１２１では＋９０度、領域１２２では０度、領域１２３では−９０度の位相を与えるとすると、回折格子１０２による±１次回折光であるサブビームの位相分布は図６（ｂ）に示したような分布となる。即ち、左端に位相＋９０度、左側中程に位相０度、中央付近から右側に位相−９０度となる。

対応する第２の光ディスク上のトラックによりサブビームが回折されると図６（ｃ）に示すようにトラックによる±１次回折光の位相分布も、元のサブビームの位相分布（図６（ｂ）参照）と同じであり、そのトラックによる±１次回析光の中心が、元のサブビームの中心から±λ／Ｔｐだけ角度がずれる。これを回折格子１０２上の座標関係で表現すると、ＮＡがＤ２／２に相当するため、中心位置は±λ・Ｄ２／（２Ｔｐ・ＮＡ）だけずれたことになる。ここで、λは第２の光源から出射された光ビーム２３０の波長であり、Ｄ２は光ビーム２３０の回折格子１０２上でのビーム直径、Ｔｐは第２の光ディスクのトラックピッチ、ＮＡは第２の光ビームの対物レンズ２１３の開口数である。

トラックによる±１次回折光は０次光と干渉を起こすが、そのときに元の波面に与えられた位相差を反映する。

図６（ｄ）にサブビームのトラック回折による、０次光と±１次光の各部の位相差を示す。図中、実線は０次光、破線は±１次光を示す。０次光内の左端は位相差１８０度であるが、左側中ほどは位相差９０度、０次光の中心に近い部分では位相差が０度となってしまう。右側については０次光の中心に近い部分では位相差が１８０度であるが、中ほどは位相差９０度、右端ではやはり位相差が０度になってしまう。図２に示したようにサブビームはメインビームと同じトラックに配置されるため、サブビームのうち、位相差が０度の領域ではスポットのトラックずれに対してメインビームと同じ位相のトラッキング誤差信号成分を生じる。

一方、サブビームのうち、位相差が１８０度の領域はメインビームと１８０度位相の異なるトラッキング誤差信号成分を生じる。トラッキング誤差信号はメインビームから回折効率分を考えてゲイン調整されたサブビームを減算することで得られ、対物レンズ２１３の移動によるオフセットを補正している。サブビームがメインビームと同じ位相のトラッキング誤差信号成分を持つと、トラッキング誤差信号の振幅が減少してしまう。このため図６（ｄ）中で位相差が１８０度の領域が多いほど、この方式のトラッキング誤差信号が大きくなる。

ここで、図７を参照して、図６（ｄ）中で位相差が１８０度の領域が多いほど、この方式のトラッキング誤差信号が大きくなる理由を、光ディスクに集光される光ビームの波面の位相分布、光ディスクのトラックにより回折された±１次光と０次光の波面の位相差、光ビームがトラックを横断する際のプッシュプル法のトラッキング誤差信号の関係から、さらに詳しく説明する。

図７（ａ）に示すように、光ディスク７００に集光される光ビーム７１０の波面に位相分布が無い場合（例えば、光ビームが回折格子の異なる位相の領域を通過しない場合：０度と表現する）、光ディスク７００のトラック７２０により回折された±１次光と０次光の波面の位相差は、光ディスク７００上に集光された光ビーム７１０とトラック７２０の位置関係によって決まるが、そこからのオフセットはないため、位相のオフセット分は図７（ｂ)に示すように０度である。このとき、トラック７２０を図中矢印方向に横断することにより図７（ｇ）に示すようなプッシュプル信号としてのトラッキング誤差信号（ＴＥ信号）７２１が得られる。

一方、インライン法のサブビームに用いられる、図７（ｃ）に示すような、中央で１８０度位相の異なる２つの領域に分けた位相分布を持つ光ビームの場合（例えば、光ビームが、回折格子の１８０度位相の異なる２つの領域を通過した場合）、光ディスク７００のトラック７２０により回折された±１次光と０次光の波面の位相差は、光ディスク７００上に集光された光ビーム７１０とトラック７２０の位置関係によって決まる位相に加えて、初期の位相差、すなわち予め与えられた位相分布に基づくオフセットが与えられる。

この位相のオフセット分は図７（ｄ)に示すように、０次光と±１次光の対応する位置における、それぞれの光の初期の位相分布の差で与えられるため、各々１８０度となる。このとき、トラック７２０を横断することにより図７（ｇ）に示すように、図７（ａ）（ｂ）の場合に対応するＴＥ信号７２１と符号が反転したプッシュプル信号としてのＴＥ信号７２２が得られる。これはトラック７２０を横断する時の、トラック７２０と光ビーム７１０の集光点の位置関係から得られる±１次光の位相が、初期オフセットにより１８０度変わっているように見えるためである。

更に、図７（ｅ）のような中央で９０度位相の異なる２つの領域に分けた位相分布を持つ光ビームの場合、光ディスク７００のトラック７２０により回折された±１次光と０次光の波面の位相差は、光ディスク７００上に集光された光ビーム７１０とトラックの位置関係によって決まる位相に加えて、図７（ｆ)に示すように各々９０度の位相のオフセット分が与えられる。

このとき、トラック７２０を横断することにより、図７（ｇ）に示すように、ほとんど振幅が０のプッシュプル信号としてのＴＥ信号７２３が得られる。これはトラック７２０を横断する時の、トラック７２０と光ビーム７１０の集光点の位置関係から得られる±１次光の位相が初期オフセットにより９０度変わっているように見えるため、プッシュプルの＋１次側と−１次側の明暗がほぼ同じになるためである。

従って、差動プッシュプル法でインライン配置（サブビームをメインビームと同じトラックの中心におく配置）の場合、差動プッシュプル演算後の振幅の観点からは、サブビームの位相差のオフセット分布は図７（ｄ）のように全体に１８０度となっている場合が望ましい。これは、差動プッシュプルの演算ではメインビームのプッシュプル信号からサブビームのプッシュプル信号を引き算するが、その際に、双方のプッシュプル信号の振幅は符号が反転しているために、演算後の信号の振幅が大きくなるからである。

一方、図７（ｆ）のように９０度の位相差のオフセット分布がある場合には、サブビームのプッシュプル信号（ＴＥ信号７２３）の振幅がほぼ０であるため、差動プッシュプル演算後の信号の振幅はメインビームのプッシュプル信号の振幅にほぼ等しくなる。

また、トラッキング誤差信号が最小となるのは、サブビームの位相が０である図７（ｂ）のような状態であり、メインビームとサブビームは同じ信号となってしまうため、差動プッシュプルの演算をおこなうと、信号はほぼ０になってしまう。このため回折格子の領域分割をする際は、位相差のオフセット分が０になる領域を少なくすることが重要である。

再び従来の回折格子１０２を用いた説明に戻って、対物レンズ２１３の移動が起きた場合を、図８（ａ）〜８（ｄ）を使いながら考察する。図８（ａ）に対物レンズ２１３の移動により、図中所定量「ＳＨＩＦＴ」だけ回折格子１０２上の光ビーム２３０の位置がずれた状態を示す。このとき、領域１２１に光ビーム２３０は重ならず、領域１２２と領域１２３のみに入射している。この場合サブビームに与えられる位相分布は図８（ｂ）に示されるように、左端に位相０度、左側半分程度の位置から右側全面が位相−９０度となる。図８（ｃ）に示すようにトラックによる±１次回折光も同様の分布を持つ。

これらを重ね合わせると、図８（ｄ）に示すようにトラック回折による０次光と±１次光の各部の位相差は、左端に位相差９０度、左側の中央寄り半分程度は位相差０度、右側も中央寄りは９０度であるが、右端は位相差０度となる。

この場合、位相差１８０度部分がなくなり位相差０度の部分が増えるので、サブビームのトラッキング誤差信号はメインビームと同位相の成分が増え、演算後のトラッキング誤差信号の振幅は著しく低下する。

一方、本実施の形態の回折格子２１０を用いた場合を、図９（ａ）〜９（ｅ）を使って説明する。

本実施の形態の回折格子２１０は、図中左から右に、領域４０１、４０２、４０３、４０４および４０５の５つの領域を備えているので、図９（ａ）に示すように、光ビーム２３０の中心が領域４０３の中心をＬ２だけずれている場合でも、光ビーム２３０の右端は、領域４０４を跨いで領域４０５にまで重なる。これにより図９（ｂ）に示すように、サブビームの位相分布は、左端が＋９０度、左側中ほどが０度、左側中央付近から右側の中ほどまで−９０度、右端が再び＋９０度の位相となる。

次に、図９（ｃ）にトラックによる±１次回折光の位相分布を示す。図９（ｃ）に示すようにトラックによる±１次回折光の位相分布も、元のサブビームの位相分布（図９（ｂ）参照）と同じであり、そのトラックによる±１次回析光の中心が、元のサブビームの中心から±λ／Ｔｐだけ角度がずれる。これを回折格子２１０上の座標関係で表現するとＮＡがＤ２／２に相当するため、中心位置は±λ・Ｄ２／（２Ｔｐ・ＮＡ）だけずれることになる。

なお、λは第２の光源から出射された光ビーム２３０の波長であり、Ｄ２は光ビーム２３０の回折格子２１０上でのビーム直径、Ｔｐは第２の光ディスクのトラックピッチ、ＮＡは第２の光ビームの対物レンズ２１３の開口数である。

トラックによる±１次回折光は０次光と干渉を起こすが、そのときに元の波面に与えられた位相差を反映する。

次に、図９（ｄ）にトラック回折による０次光と±１次光の各部の位相差を示す。図中、実線は０次光、破線は±１次光を示す。０次光内の左端の位相差は１８０度であり、左側中ほどの位相差は９０度、０次光の中心に近い部分では位相差は再び１８０度となる。右側についても、０次光の中心に近い部分では位相差が１８０度、中ほどの位相差は９０度、右端でも位相差は１８０度になる。

このように、本実施の形態の回折格子２１０を用いると位相差が１８０度の領域をふやすことができる。

このような位相分布になるためには、トラックによる±１次回折光の位置と領域４０４の幅がある条件を満たさなくてはならない。それは、領域４０４の幅Ｗ２が、第２の光ビームのトラックによる±１次回折光の、０次回折光からの位置ずれの量以下となること、望ましくは、回折光のずれλ・Ｄ２／（２Ｔｐ・ＮＡ）と等しいことである。即ち、Ｗ２＝λ・Ｄ２／（２Ｔｐ・ＮＡ）を満たすことである。

この回折格子２１０で対物レンズ２１３の移動が起きた場合を、図１０（ａ）〜１０（ｄ）を使いながら説明する。図１０（ａ）に対物レンズの移動により所定量「ＳＨＩＦＴ」だけ回折格子２１０上の光ビーム２３０の位置がずれた場合を示す。このとき、領域４０２に光ビーム２３０はかからず、領域４０３と領域４０４と領域４０５に入射している。この場合サブビームに与えられる位相分布は図１０（ｂ）に示されるように、左端に位相０度、左側半分程度の位置から右側中ほどまでが位相−９０度、右端が位相＋９０度となる。図１０（ｃ）に示すようにトラックによる±１次回折光も同様の分布を持つ。これらを重ね合わせると、図１０（ｄ）に示すようにトラック回折による０次光と±１次光の各部の位相差は、左端の位相差は９０度、左側の中央寄り半分程度の部分の位相差は１８０度、右側も中央寄りの部分は位相差９０度であるが、右端の部分の位相差は１８０度となる。この場合も、位相差が０度の部分はなく、位相差が１８０度の領域が半分以上を占めるので、サブビームのトラッキング誤差信号はメインビームと逆位相の成分を保ち、演算後のトラッキング誤差信号の振幅が低下することはない。

また、Ｗ２は回折光のずれλ・Ｄ２／（２Ｔｐ・ＮＡ）より小さくても良い。その場合、図９（ｅ）に示すように、領域４０３を通った光線と領域４０５を通った光線が重なり位相差は９０度であるが、領域４０３と領域４０４を通った光線が重なる場合でも位相差は９０度であり、もともと位相差の極性が変わるだけである。従って、Ｗ２≦λ・Ｄ２／（２Ｔｐ・ＮＡ），の関係を満たせば良い。

ここで、図１１に、図９の回折格子２１０を通過したサブビーム、及び第２の光ディスクで回折された一方の回折光である＋１次回折光の位相の分布を抜き出して示す。

光ビーム２３０は回折格子２１０の分割線４０３１、４０４１、４０５１により、領域４０２、４０３、４０４、４０５に分けられている。回折格子２１０で回折された光ビームであるサブビームに関して、領域４０２は＋９０度、領域４０３は０度、領域４０４は−９０度、領域４０５は＋９０度の位相分布を有する。

これに対し、第２の光ディスクで回折された＋１次の光ビーム２３０２は０次光である光ビーム２３０に対して、破線２３０１で示す位置に回折される。図が複雑になるため、この光ビーム２３０２を図中では下側にずらして表現する。また、実際には回折格子２１０上に光ディスクで回折された光ビームが反射して戻ってくるわけではないが、分割線の間隔を表現しやすくするため、座標系とスケールは回折格子２１０上のものを用いる。

光ビーム２３０のビーム径は回折格子２１０上では直径Ｄ２であり、波長λ、対物レンズの開口数をＮＡ、光ディスクのトラック間隔をＴｐとすると、光ビーム２３０と回折光である＋１次の光ビーム２３０２の中心は、λ・Ｄ２／（２Ｔｐ・ＮＡ）だけ離れる。これは、光ビーム２３０で領域４０３と領域４０４を分ける分割線４０４１もλ・Ｄ２／（２Ｔｐ・ＮＡ）だけ離れた位置に投影され、分割線４０４２となることを示している。即ち回折された光ビーム２３０２の分割線４０４２の右側の部分における回折光の位相は−９０度であることを示す。

仮に分割線４０４１と分割線４０５１の間隔（すなわち領域４０４の幅）Ｗ２がλ・Ｄ２／（２Ｔｐ・ＮＡ）より大きい場合、光ビーム２３０の−９０度の位相を持つ領域４０４と回折された光ビーム２３０２の−９０度の位相を持つ領域が重なることとなり、この位相差は０となるため、この領域からはメインビームのトラッキング誤差信号と同符号（同じ−９０度の位相）のトラッキング誤差信号を生成することとなる。これはトラッキング誤差信号の振幅を低下させる。従ってこのような領域を生じないためには、Ｗ２≦λ・Ｄ２／（２Ｔｐ・ＮＡ）、の関係を満たすことが望ましい。この場合、光ビーム２３０と回折された光ビーム２３０２の位相差は１８０度もしくは９０度となり、０度となる領域は生じない。

具体的な数値例をあげて説明する。例えば、光ディスクとしてＤＶＤとＣＤを想定し、第１の光ビームの波長を６６０ｎｍ、対物レンズ２１３のＮＡを０．６５、第２の光ビームの波長を７８５ｎｍ、対物レンズのＮＡを０．５とする。更に、回折格子２１０上の光ビーム２０２の直径Ｄ１を１０５０μｍとし、Ｗ０は２４０μｍ、第２の光ビーム２３０の直径Ｄ２は対物レンズのＮＡの比から８０８μｍとする。ＣＤのトラックピッチＴｐ＝１．６μｍからＷ２は３９６μｍとする。

このときの各トラッキング誤差信号の振幅の対物レンズのトラック横断方向への移動（レンズシフト）に対する変化を図１２（ａ）〜１２（ｃ）に示す。図１２（ａ）はＤＶＤ−ＲＡＭを再生するときのトラッキング誤差信号の振幅変化で、レンズシフトが０のときの振幅(TEpp_0)を基準に、振幅（TEpp)の変化をデシベル「ｄＢ」で表現している。計算式は、
Ｙ＝２０×ｌｏｇ（TEpp／TEpp_0）
である。

また、従来例の回折格子１０２を使用した場合を「３ゾーン」と表現し、グラフ中三角印で示している。本実施の形態の例の回折格子２１０を使用した場合を「５ゾーン」と表現し、グラフ中菱形印で示している。

レンズシフトによる振幅変化はほとんど同じである。図１２（ｂ）はＤＶＤ−Ｒを想定した場合の振幅変化を示す。本実施の形態の方が、振幅変化はやや大きいが、０．３ｍｍのレンズシフトでも−２ｄＢ以下と十分実用範囲内である。図１２（ｃ）はＣＤを想定した場合の振幅変化を示す。従来例の「３ゾーン」ではレンズシフト−０．１ｍｍ程度で振幅が３ｄＢ低下し、−０．３ｍｍでは１０ｄＢ以上も振幅が低下する。一方、本実施の形態の「５ゾーン」では、−０．３ｍｍでも振幅低下は３ｄＢ程度に収まり、レンズシフトによる振幅低下が大幅に抑えられることがわかる。

（実施の形態２）
図１３は、本発明の実施の形態２による回折格子４４０の構成を示す。本実施の形態２の回折格子４４０は、回折格子２１０の中央の領域４０３を更に２つの領域に分けていることを特徴とする。図１３を参照して、左から順番に、領域４４１は回折格子２１０の領域４０１に相当し、領域４４２は領域４０２に相当し、領域４４４は領域４０４に相当し、領域４４５は領域４０５に相当する。

回折格子４４０においては、領域４０３に相当する領域が２つの領域４４３と領域４４６に分割されており、領域４４３の位相を０とし、領域４４６の位相を１８０度とする。又、領域４４１を−９０度、領域４４２を＋９０度、領域４４４を−９０度、領域４４５を＋９０度とする。なお、領域４４３は本発明の２つに分割された領域の一方に相当し、領域４４６は本発明の２つに分割された領域の他方に相当する。

以上の構成において、中央の領域４４３及び４４６の位相をそれぞれ０度と１８０度とすることで、回折格子４４０で回折される±１次回折光の波面の平均的な傾きがなくなるため、光ディスク上のスポットが対称になるというメリットがある。これは、回折格子がトラックに対して回転した時のトラッキング誤差信号振幅の変化の傾向が、トラックピッチの異なるディスクでも等しくなることを意味し、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＤＶＤ−Ｒ、ＣＤとも回転ずれに対してＴＥ振幅が最大となる角度がほぼ一致する、という効果をもたらす。

図１４（ａ）、１４（ｂ）及び図１５（ａ）１５（ｂ）を参照して詳細に説明する。図１４は、実施の形態１の回折格子２１０及びその各領域毎の位相関係を示す図であり、図１５は、実施の形態２の回折格子４４０及びその領域毎の位相関係を示す図である。図１４（ａ）は回折格子２１０の一部を示し、図１４（ｂ）は回折格子２１０の当該一部の各領域の、位相を縦軸に、位置を横軸に示したグラフである。

図１４（ａ）を参照し、左から順番に、領域４０１は−９０度、領域４０２は＋９０度、領域４０３は０度、領域４０４は−９０度、領域４０５は＋９０度の位相をそれぞれ有する。ここで、図１４（ｂ）を参照し、領域４０２、４０３、４０４について、領域４０３を中心に位相の平均的な変化をみると、破線４０３０に示すように、グラフ上で斜めの傾きを持っている。これは回折された光ビームの波面がこの方向に傾いていることに相当し、光ディスク上に集光された光ビームの光量分布の中心が光軸に対してずれることを意味する。

一方、本実施の形態２の回折格子４４０の場合、位相分布は図１５（ａ）を参照して、左から順番に、領域４４１は−９０度、領域４４２は＋９０度、領域４４３は０度、領域４４６は＋１８０度、領域４４４は−９０度、領域４４５は＋９０度の位相をそれぞれ有する。このような分布では、図１５（ｂ）に示すように、図１４（ｂ）で見られるような平均的な位相変化は見られない。このため、回折された光ビームの波面の傾きはなく、光ディスク上に集光された光ビームの光量分布の中心は光軸に対してずれない。したがって、光ディスク上のスポットが対称になるというメリットが得られることとなる。

（実施の形態３）
図１６は、本発明の実施の形態３による回折格子４６０の構成を示す。本実施の形態３の回折格子この例では、実施の形態１の回折格子２１０の構成において、領域４０１に相当する位相差を与える部分を省いていることを特徴とする。図１６を参照して、左から順番に領域４６２は回折格子２１０の領域４０２に相当し、領域４６３は領域４０３に相当し、領域４６４は領域４０４に相当し、領域４６５は領域４０５に相当する。領域４６３の位相を０度とすると、領域４６２の位相は＋９０度、領域４６４は−９０度、領域４６５は＋９０度の位相を有する。ただし、領域４６２の面積は、実施の形態１の回折格子２１０の領域４０１と４０２の総和に対応する、又は当該総和よりも小さいものとする。

実施の形態１の回折格子２１０の領域４０１は、ＣＤの対物レンズシフトを考慮したとしても、光ビームが達することが実際上ないと考えられる領域であって、ＤＶＤを再生する際の、対物レンズシフトの方向による振幅変化の影響を同じにするために設けられたものである。

図１２の各図で見たようにＤＶＤの場合はＤＶＤ−ＲもＤＶＤ−ＲＡＭも対物レンズシフトによる振幅変化はもともと小さく抑えられている。したがって、この領域４０１を省いた構成とすることで、回折格子４６０は、中心軸に対して左右非対称なパターンを有することとなり、回折格子４６０の方向が簡単に見分けられるため、光ヘッドを組み立てる際の方向の間違いをなくすことができる。

（実施の形態４）
図１７は、本発明の実施の形態４による光情報装置としての光ディスクドライブ５００の全体の構成例を示す図である。図１７に示すように、光ディスク１０７はクランパー５０１とターンテーブル５０２ではさんで固定され、モーター（回転系）５０３によって回転させられる。本実施の形態１の光ヘッド装置２００はトラバース（本発明の移送系に相当する）５０４上に乗っており、光が照射される点が、光ディスク１０７の内周から外周まで移動できるようにしている。本発明の制御回路に相当する制御回路５０５は光ヘッド装置２００から受けた信号をもとにフォーカス制御、トラッキング制御、トラバース制御、モーターの回転制御等を行う。また信号処理回路５０６は再生信号から情報の再生を行い入出力回路５０７に出力したり、入出力回路５０７から入ってきた信号を制御回路５０５を通じて光ヘッド装置２００へ送出する。

このように本実施の形態１の光ヘッド装置２００を用いた光ディスクドライブ５００によると、異なる規格の光ディスクを記録・再生するときに、対物レンズのトラック横断方向への移動があっても、トラッキング誤差信号の振幅の変化が小さいため安定なトラッキング制御を実現できる。本実施の形態２、３の回折格子４４０、４６０を備えた光ヘッドにおいても同様の効果が得られる。

また、二つの波長の光を発する２波長半導体レーザ２０１を用いることにより、２つの半導体レーザを用いる場合より、光源の関係を安定に固定することができ、温度や経時変化による光源の相対位置ずれを小さくすることができる。２つの半導体レーザを並べるとパッケージが邪魔をして発光点の間隔を大きく取らないといけないが、この間隔が大きいと対物レンズに入射する光線の画角が大きくなり、収差を小さくすることが難しくなる。また、プリズム等を用いて２つの光ビームを合波すると、プリズムが余計に必要となり部品点数が増える。このような問題は２波長半導体レーザを用いれば起こらない。

尚、ここまでの各実施の形態では、光ビームとして、赤色光（６６０ｎｍ付近）と赤外光（７８５ｎｍ付近）を用いた、ＤＶＤとＣＤの例を述べてきたが、本発明はこれらに限定されるものではなく、青色光（４０５ｎｍ付近）を用いるＢｌｕ−ｒａｙディスク（ＢＤ）やＨＤ ＤＶＤ等の高密度ディスクと赤色光を用いるＤＶＤとの組み合わせ、や青色光のＢＤやＨＤ ＤＶＤと赤外光のＣＤとの組み合わせでも、同様の効果を得ることができる。

ここで図１８（ａ）は、青色光の光ビームと赤色光の光ビームを用いた光ヘッド６００の構成の例を示す図である。

図１８（ａ）において、光源としての半導体レーザ６０１は２波長半導体レーザ（２波長光源）である。図１８（ｂ）に示すように、半導体レーザ６０１は１つの素子に２つの発光点を備える。例えば、第１の波長としての赤色（６６０ｎｍ前後）の光ビーム（第１の光ビーム）を発光する第１の光源としての第１の発光点６０１ａと、第２の波長としての青色（４０５ｎｍ前後）の光ビーム（第２の光ビーム）を発光する第２の光源としての第２の発光点６０１ｂとを有する活性層６０１ｃを備えている。通常、各光の発光点は所定の間隔Ｌ２だけ（１００μｍ程度）離れて位置する。

図１８（ａ）の説明を続ける。半導体レーザ６０１の赤色側の第１の発光点６０１ａから出た光ビーム６０２（第１の光ビーム）は、本発明の回折素子としての回折格子６１０を通り、インライン差動プッシュプル法のサブビームとなる±１次光回折光（図示せず）を生じる。回折格子６１０を通った光ビームは、本発明の分岐手段としてのビームスプリッタ６１１で反射した後、コリメータレンズ６０４で平行光になり、２波長対応のλ／４波長板６１２を通って円偏光となり、本発明の集光光学系としての互換対物レンズ（以下、対物レンズと略する）６１３に入射し、収束光となる。この収束光は本発明の情報記録媒体としての光ディスク１０７（例えばＤＶＤ）に照射される。

光ディスク１０７の情報層１０８で反射・回折された光は再び対物レンズ６１３を通り、λ／４波長板６１２、コリメータレンズ６０４を通った後、ビームスプリッタ６１１を透過する。対物レンズ６１３はアクチュエータ６０９により光軸方向及びトラック垂直方向に移動される。ビームスプリッタ６１１を透過した光ビームは検出レンズ６１４を通り、光検出器６２０に入射する。

一方、半導体レーザ６０１の青色側の第２の発光点６０１ｂから出た光ビーム６３０（第２の光ビーム）は、回折格子６１０を通り、インライン差動プッシュプル法のサブビームとなる±１次光回折光（図示せず）を生じる。回折格子６１０を通った光ビームは、ビームスプリッタ６１１で反射した後、コリメータレンズ６０４で平行光になり、２波長対応のλ／４波長板６１２を通って円偏光となり、互換対物レンズ６１３に入射し、収束光となる。この収束光は、本発明の情報記録媒体としての光ディスク６３１（例えばＢｒｕ−ｌａｙディスク）に照射される。光ディスク６３１の情報層６３２で反射・回折された光は再び対物レンズ６１３を通り、λ／４波長板６１２、コリメータレンズ６０４を通った後、ビームスプリッタ６１１を透過する。ビームスプリッタ６１１を透過した光ビームは検出レンズ６１４を通り、光検出器６２０に入射する。

以上のような構成でも、各実施の形態に示したような本発明の回折格子を用いることで、２波長レーザを用いて回折格子を共用する構成で、Ｂｒｕ−ｌａｙディスクで対物レンズのトラック横断方向の移動があっても、トラッキング誤差信号の振幅の低下を抑えることができ、安定なトラッキング制御を行うことができる。

また、フォーカス制御は非点収差法を用いるものとして述べたが、これに限定されることはなく、スポットサイズ法やナイフエッジ法など、他の方法で実現しても良い。

また、上記の各実施の形態において、本発明の回折格子は、中央の領域の位相を０度とし、その両端を＋９０度と−９０度である構成としたが、両端どうしの位相差が１８０度に近ければ、必ずしも＋９０度と−９０度の関係にある必要は無く、個別の位相の値は任意であってよい。例えば＋６０度と−１２０度という関係であってもよいし、＋９５度と−９５度という関係でも良い。この場合、得られるトラッキング誤差信号の振幅がやや低下したり、振幅変化が最小となるトラックの溝深さが異なる場合があるが、本発明の上記各実施の形態で示したような基本的な構成で得られるトラッキング誤差信号の振幅変化を抑える効果を得ることができる。

また、上記の各実施の形態においては、本発明は光ヘッド装置として実施するものとして説明を行ったが、本発明は回折格子２１０、４４０、４６０等の回折素子単体として実施してもよい。

本発明にかかる光ヘッド装置、及び光情報装置等によれば、２つの光源を使用したインライン差動プッシュプル法を行う時にトラッキング制御を安定に行うことができる効果を有する。ひいては、低い情報誤まり率を実現できることができ、コンピュータの外部記憶装置等として有用である。例えば、ＤＶＤレコーダーやＢＤレコーダー、ＨＤ ＤＶＤレコーダー等の映像記録装置や映像再生装置等の用途にも応用できる。さらに、カーナビゲーションシステムや、携帯音楽プレーヤー、デジタルスチルカメラやデジタルビデオカメラの記憶装置の用途にも応用できる。

１０１ 半導体レーザ（光源）
１０２ 回折格子
１０３ ビームスプリッタ
１０６ 対物レンズ（集光光学系）
１０７ 光ディスク（情報記録媒体）
１０９ アクチュエータ
１１０ 検出レンズ
１１１ 光検出器
１２１〜１２３ 領域
１３０ 光ビーム
１４０ 回折格子
１４１〜１４４ 領域
２００ 光ヘッド装置
２０１ 半導体レーザ（２波長光源）
２０１ａ 第１の発光点
２０１ｂ 第２の発光点
２０１ｃ 活性層
２０２ 第１の光ビーム
２１０ 回折格子
２１１ ビームスプリッタ
２１３ 対物レンズ（集光光学系）
２２０ 光検出器
２３０ 第２の光ビーム
２３１ 光ディスク（情報記録媒体）
２５０ メインビーム
２５１，２５２ サブビーム
３０１，３５１ メインビーム
３０２，３０３，３５２，３５３ サブビーム
３１１，３６１ ４分割受光部
３１２，３１３，３６２，３６３ 受光部
４０１〜４０５ 領域
４４０ 回折格子
４４１〜４４６ 領域
４６０ 回折格子
４６２〜４６５ 領域
５００ 光ディスクドライブ（光情報装置）
５０１ クランパー
５０２ ターンテーブル
５０３ モーター（回転系）
５０４ トラバース（移送系）
５０５ 制御回路
５０６ 信号処理回路
５０７ 入出力回路

Claims (10)

1. 第１の光ビームを発する第１の光源と、
   第２の光ビームを発する第２の光源と、
   前記第１の光源及び前記第２の光源から選択的に出射された光ビームを、トラックを有する情報記録媒体に収束光として集光する集光光学系と、
   前記光源から前記情報記録媒体に向かう光ビームの一部を回折する回折素子と、
   前記情報記録媒体で反射又は回折された光ビームを前記光源に向かう方向と異なる方向に分岐する分岐手段と、
   前記分岐手段で分岐された光ビームを受光する光検出器とを備え、
   前記回折素子は前記情報記録媒体の前記トラックの接線方向に沿った分割線で少なくとも４つの領域に分割されており、
   前記４つの領域は第１番目，第２番目，第３番目，第４番目の領域が番号順に配列されており、
   前記トラックの接線方向と直交する方向において、前記第２番目の領域と前記第３番目の領域との配置の関係は、前記回折素子における前記第１の光ビームの光軸と前記第２の光ビームの光軸との配置の関係に対応しており、
   前記第２番目の領域は、前記第１の光ビームの光軸と交差する位置に配置され、
   前記第１番目の領域の位相と前記第３番目の領域の位相との位相差が１８０度であり、
   前記第３番目の領域の位相と前記第４番目の領域の位相との位相差が１８０度であり、
   前記第１番目の領域の位相は、前記２番目の領域の位相に対して９０度の位相差を有し、
   前記第３番目の領域の幅は、前記第２の光ビームの前記情報記録媒体による±１次回折光の、０次回折光からの位置ずれの量以下である、
   光ヘッド装置。
2. 前記第２番目の領域の位相は０度又は１８０度であって、
   前記第１番目の領域の位相は、＋９０度又は−９０度である、請求項１記載の光ヘッド装置。
3. 前記第２番目の領域は、２つに分割された領域であって、
   前記２つに分割された領域同士の位相の位相差が１８０度である、請求項１記載の光ヘッド装置。
4. 前記２つに分割された領域の一方の位相は０度であって、他方の位相は１８０度である、請求項３記載の光ヘッド装置。
5. 前記回折素子は、前記第１番目の領域に隣接する第５番目の領域を有し、
   前記第５番目の領域の位相と前記第１番目の領域の位相との位相差は１８０度である、請求項１記載の光ヘッド装置。
6. 前記第１の光ビームのうち前記集光光学系の開口に相当する光ビームの前記回折素子上の直径をＤ１とすると、前記第２番目の領域の幅はＤ１の１０％〜３０％の間にある、請求項１記載の光ヘッド装置。
7. 前記第２の光ビームのうち前記集光光学系の開口に相当する光ビームの前記回折素子上の直径をＤ２とし、前記第２の光源により記録又は再生する前記情報記録媒体のトラック間隔をＴｐとし、前記第２の光ビームの波長をλとし、前記第２の光ビームの集光光学系の開口数をＮＡとして、
   前記第３番目の領域の幅Ｗ２は、λ・Ｄ２／（２Ｔｐ・ＮＡ）以下である、請求項１記載の光ヘッド装置。
8. 前記第１の光源及び前記第２の光源は、同一の発光素子上に作成されており、
   前記第１の光源から発せられる前記第１のビームと、前記第２の光源から発せられる前記第２のビームとは、互いに波長が異なる、請求項１記載の光ヘッド装置。
9. 情報記録媒体から情報を読み出し、又は情報記録媒体へ情報を記録する、請求項１記載の光ヘッド装置と、
   前記情報記録媒体と前記光ヘッド装置の相対位置を変更する移送系と、
   前記移送系及び前記光ヘッド装置の制御を行う制御回路とを備えた光情報装置。
10. 第１の光ビームを発する第１の光源と、第２の光ビームを発する第２の光源と、前記第１の光源及び前記第２の光源から選択的に出射された光ビームを、トラックを有する情報記録媒体に収束光として集光する集光光学系と、前記情報記録媒体で反射又は回折された光ビームを前記光源に向かう方向と異なる方向に分岐する分岐手段と、前記分岐手段で分岐された光ビームを受光する光検出器とを備えた光ヘッド装置において、前記光源から前記情報記録媒体に向かう光ビームの一部を回折する回折素子であって、
    前記情報記録媒体の前記トラックの接線方向に沿った分割線で分割された少なくとも４つの領域を有し、
    前記４つの領域は第１番目，第２番目，第３番目，第４番目の領域が番号順に配列されており、
    前記トラックの接線方向と直交する方向において、前記第２番目の領域と前記第３番目の領域との配置の関係は、前記第１の光ビームの光軸と前記第２の光ビームの光軸とが通過する場所の位置関係に対応しており、
    前記第２番目の領域は、前記第１の光ビームの光軸と交差する位置に配置され、
    前記第１番目の領域の位相と前記第３番目の領域の位相との位相差が１８０度であり、
    前記第３番目の領域の位相と前記第４番目の領域の位相との位相差が１８０度であり、
    前記第１番目の領域の位相は、前記２番目の領域の位相に対して９０度の位相差を有し、
    前記第３番目の領域の幅は、前記第２の光ビームの前記情報記録媒体による±１次回折光の、０次回折光からの位置ずれの量以下である、
    回折素子。

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