WO2002001554A1 - Tete optique - Google Patents

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WO2002001554A1
WO2002001554A1 PCT/JP2001/005366 JP0105366W WO0201554A1 WO 2002001554 A1 WO2002001554 A1 WO 2002001554A1 JP 0105366 W JP0105366 W JP 0105366W WO 0201554 A1 WO0201554 A1 WO 0201554A1
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WO
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light
tracking error
signal
error signal
light receiving
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PCT/JP2001/005366
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Akihiro Arai
Takao Hayashi
Toru Nakamura
Takayuki Nagata
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Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.
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Publication date
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    • G11B7/12—Heads, e.g. forming of the optical beam spot or modulation of the optical beam
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    • G11B7/1381—Non-lens elements for altering the properties of the beam, e.g. knife edges, slits, filters or stops
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    • G11B7/0943—Methods and circuits for performing mathematical operations on individual detector segment outputs

Definitions

  • the present invention relates to tracking control of an optical head for optically recording or reproducing information on an information recording medium such as an optical disk.
  • the present invention relates to optical disk tilt detection for detecting the tilt of an optical disk with respect to the optical axis of a light collecting means such as an objective lens.
  • the accuracy of tracking control to make the light spot accurately follow the center of the information track is important. If the accuracy of this control is poor, the signal of the adjacent information track will be erased during recording, and the crosstalk will increase, causing serious malfunctions such as the inability to accurately reproduce the information.
  • a method generally called a three-beam tracking method As a tracking error signal detection method, a method generally called a three-beam tracking method has been known.
  • This type of optical head forms two auxiliary beams in addition to the main beam for recording or reproducing information tracks, and receives the reflected light from each light spot focused on the optical disk separately. Is configured.
  • FIG. 38 is a diagram for explaining a light spot on an optical disk formed by the three-beam tracking optical head.
  • Reference numeral 1002 denotes a light spot of two auxiliary beams
  • 101 denotes a light spot of a main beam
  • 103 denotes an information track.
  • the laser beam 102 is formed equidistant from the light spot 101 of the main beam in a direction perpendicular to the information track 103, for example, by a quarter track pitch.
  • the reflected light from each light spot is intensity-modulated by the information track, and the signals of the two detected auxiliary beams are signals whose phases are shifted in the opposite direction by 1Z4 track pitch from the main beam signal.
  • the three-beam tracking optical head is configured to detect a tracking error signal from a difference between signals of these two auxiliary beams.
  • FIG. 39 is a view for explaining the arrangement of the mirror portions formed on the information tracks of the optical disc.
  • 104 is a pit and a groove for recording addresses, information and the like.
  • An information area in which is formed, 105 is a mirror surface formed between a series of the information areas, and 106 is a center line of each information track.
  • the optical head forms an optical spot on such an optical disc by condensing the light with an objective lens, and divides the reflected light beam from the light spot into two using a dividing line parallel to the information track.
  • the tracking error signal is detected from the difference between the detected light receiving signals. Since the tracking error signal is obtained by the push-pull method, an offset occurs in the tracking error signal due to an optical axis shift of the objective lens, etc., but this offset causes the light spot to pass through the mirror surface. It is an amount corresponding to the value of the tracking error signal at the time.
  • the optical head is configured to detect a tracking error signal when the light spot passes through the guide groove, detect the offset when the light spot passes through the mirror surface, and correct the offset of the tracking error signal. ing.
  • FIG. 40 is a diagram for explaining the arrangement of the tide marks.
  • Reference numeral 107 denotes a first pit
  • reference numeral 108 denotes a second pit
  • a pair thereof is the tide mark.
  • These are arranged at a predetermined distance in the tangential direction of the information track, and at the same distance from the center of the information track in the direction perpendicular to the information track and in the opposite direction.
  • Reference numeral 109 denotes an information area in which an address or information is recorded
  • 110 denotes a center line of an information track
  • arrow 111 denotes a scanning path 1 of a light spot
  • arrow 112 denotes a scanning path 2 also. is there.
  • FIG. 41 is a diagram for explaining a signal waveform obtained by detecting the amount of reflected light when the light spot passes through the puddle mark, where 1 13 is the scanning path 1, 1 14 is the scanning path 2, 1 1 5 shows the signal waveform on the running path along the center line of the information track.
  • the points on the horizontal axis marked as position A and position B represent the positions of the first pit and the second pit, respectively, and the symbols in the figure VA and VB are the values of the signal sampled and held at these positions. These signal values are determined by the relative positions of the light spot and the puddle mark, and the influence of the optical axis shift of the objective lens is small.
  • a tracking error signal is detected by a push-pull system, and the difference between the signal VA and the signal VB is compared with the tracking error signal to thereby determine the offset of the tracking error signal. Is configured to be detected and corrected.
  • the third conventional optical head is configured to detect a tracking error signal from a difference between the signal VA and the signal VB.
  • an optical head having an optical disk inclination detecting means When recording or reproducing information on an optical disk with an optical head, it is desirable that the angle between the optical axis of the objective lens and the optical disk surface be perpendicular. If the optical disk is tilted, aberrations such as coma will occur. The light spot focused on the optical disc is deteriorated. Conventionally, this optical disk tilt has been generally detected by providing a dedicated optical disk tilt detector in the optical head. However, with the miniaturization of the optical head, it has become difficult to secure a place to provide the dedicated detector, and a configuration in which an optical disk tilt detection means is incorporated in the optical head optical system has been proposed. It has been.
  • JP-A-7-141673 As an example thereof, a conventional technique disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-141733 will be described. The entire disclosure of JP-A-7-141673 is incorporated herein by reference in its entirety.
  • FIG. 42 is a diagram showing a configuration of an optical disk tilt detection unit according to a conventional technique.
  • 1101 is an optical disk
  • 1102 is an objective lens
  • 1103 is a light-receiving lens
  • 1104 is a device that splits light
  • 1104a and 1104b are minute A prism
  • 1105a, 1105b, 1106a, 1106b are light receiving elements
  • 1107 and 1108 are addition amplifiers
  • 11009 is a differential amplifier.
  • the operation of the optical disk detection inclination detecting means having such a configuration is as follows.
  • the bundle reflected by the optical disk 111 passes through the objective lens 1122 and the light receiving lens 1103 and then enters the light splitting element 1104.
  • the light incident on the two minute regions where the micro prisms 1104a and 1104b are formed is transmitted to the light receiving elements 1106a and 1106b.
  • the light that has been deflected toward each other and emitted light, and incident on the area excluding the two minute areas described above, is transmitted as it is and is incident on the light-receiving elements 1105a and 1105b, where the light flux is emitted. It is split into two and received.
  • the signals detected by the respective light receiving elements are calculated by the addition amplifiers 1107 and 1108 and the differential amplifier 1109 to detect the optical disc tilt Trad.
  • T r a d 1 1 0 5 a-1 1 05 b-(1 1 06 a-1 1 06 b) (number 1)
  • FIG. 43 is a diagram for explaining the element 1104 for splitting light.
  • a circle 1110 inside the rectangle indicating the element 1104 represents the outer shape of the incident light beam.
  • the minute prisms 110a and 110b are minute regions arranged symmetrically to the left and right (in the direction perpendicular to the information tracks) with respect to the center of the light beam, as shown in the figure.
  • the dotted lines in the figure show how the light beam is guided to the light receiving elements 1105a, 1105b and 1106a, 1106b.
  • the luminous flux incident on 0 5 b is flat with the information track by the boundary line. It is divided into two in the row direction. Therefore, the detection of the optical disc tilt T rad according to (Equation 1) is performed by comparing the magnitude of the push-pull signal detected from the two small areas with the magnitude of the push-pull signal detected from the area other than the small area. Will be.
  • FIGS. 44 (a) to (c) are diagrams showing the light intensity distribution of the light beam incident on the element 1104 for splitting light
  • FIG. 44 (a) shows the case where the optical disk is not tilted.
  • FIG. 44 (c) show the case where the tilt of the optical disk is in the radial direction (the tilt such that the plane including the normal line of the optical disk and the optical axis of the objective lens is perpendicular to the tangent to the information track).
  • the direction of the inclination is shown in FIG. 44 (b) as a positive direction and FIG. 44 (c) as a negative direction.
  • the shapes of the asymmetrical hatched portions shown in FIG. 44 (b) and FIG. 44 (c) indicate the asymmetry of the light intensity distribution. This is because the wavefront phase change due to coma caused by tilting the optical disk is asymmetrical in the left and right direction with respect to the information track direction. This indicates that asymmetrical light and dark appear in the light intensity distribution depending on the direction of the inclination.
  • the conventional technology focuses on the left-right asymmetry of the light intensity distribution generated according to the tilt of the optical disk as described above, and extracts and detects light only in the two micro areas where the asymmetry appears most strongly.
  • Optical discs are compared by comparing the magnitudes of the pull signal (1106a-110b) and the push-pull signal (1105a-1105b) detected by light in the area excluding that area. It detects the inclination T rad.
  • the conventional tracking error signal detection methods are divided into two types. One is to detect the tracking error signal by using the fact that the amount of reflected light from the light spot changes according to the relative position between the light spot and the information track or the mark formed on the optical disk ( 3 beam tracking method, sample, servo, tracking method).
  • the other is to detect the tracking error signal by the push-pull method, and to detect the offset of the tracking error signal to correct the tracking error signal itself (composite 'continuous tracking method, composite Wobbled tracking method).
  • Each of these two detection methods has the advantage that the offset of the tracking error signal caused by the optical axis shift of the objective lens is small.
  • the conventional tracking error signal detection method has a problem that when the optical disk is inclined, tracking control is performed at a position deviated from the center of the information track.
  • the conventional technology described in the latter half has a configuration in which the light flux is divided into two by a flat dividing line on the information track and the push-pull signal is detected to detect the tilt of the optical disk.
  • the optical disc tilt cannot be detected with high accuracy.
  • the minute area is smaller than the area where the light beams of the 0th-order, + 1st-order, and 1st-order diffracted lights diffracted on the optical disc overlap, if the objective lens moves in a direction perpendicular to the information track, However, since the position of the detected light beam also moves, an area of the light intensity distribution that does not accurately reflect the tilt of the optical disc is incident on the minute area, and the detection accuracy of the tilt of the optical disc degrades. There were also issues. Disclosure of the invention
  • the present invention has been made in consideration of the above-described conventional problems, and has an optical head having a tracking error signal detecting means capable of accurately performing tracking control at the center of an information track even when an optical disc is inclined with respect to an optical head.
  • the purpose is to provide.
  • the present invention improves the detection accuracy and stabilizes the optical disk by detecting the inclination of the optical disk using an original operation performed by the optical head on the optical disk, for example, a signal detection method such as tracking error signal detection. It is an object of the present invention to provide an optical head having an optical disk tilt detection means that is realized and is not easily affected by the movement of an objective lens.
  • a first present invention (corresponding to claim 1) is directed to an optical disc for recording information on an optical disc and reproducing information written on the Z or the optical disc.
  • Focusing means for focusing light on the optical disc
  • Light receiving means for receiving a reflected light beam reflected from the optical disk to obtain a light reception signal
  • Tracking error signal detection means for detecting a tracking error signal from the light receiving signal
  • An optical head provided with attenuating means for attenuating the amount of light in a central region of a tracking error signal detecting light beam used for detecting a tracking error signal among the reflected light beams incident on the light receiving means.
  • the attenuating means reduces a light intensity of a central area of the tracking error signal detecting light beam, A non-light-attenuating region that does not reduce light intensity, wherein the light-attenuating region includes a center point of the tracking error signal detection light beam, and a direction perpendicular to an information track of the optical disc is a long side.
  • 1 is an optical head according to a first aspect of the present invention, which is a substantially rectangular shape.
  • a third aspect of the present invention is the optical head according to the second aspect of the present invention, wherein the dimming region is a thin film formed of a substance that reduces light transmittance. .
  • a fourth aspect of the present invention is the optical head according to the second aspect of the present invention, wherein the dimming region is a region where a diffraction grating is formed.
  • the long side is longer than the diameter of the reflected light beam incident on the light receiving means.
  • a sixth aspect of the present invention is an optical head for recording information on an optical disk and / or for reproducing the information written on the optical disk.
  • Focusing means for focusing light on the optical disc
  • Light receiving means for receiving a reflected light beam reflected from the optical disk to obtain a light reception signal
  • Tracking error signal detection means for detecting a tracking error signal from the light receiving signal
  • the light receiving means may include, for each of the components of the light receiving signal, This is an optical head that attenuates the gain of the component corresponding to the central region of the tracking error signal detection light beam used to detect the error signal.
  • a branching unit that branches the tracking error signal detection light beam and another light beam among the reflected light beams incident on the light receiving unit is provided.
  • a sixth optical head according to the present invention for attenuating a gain of a component corresponding to a central region of the light beam for tracking error signal detection.
  • the light receiving means includes: a first sub light receiving area for receiving the central area of the reflected light flux; and a remaining sub light receiving area for the reflected light flux.
  • the first sub-light receiving area includes a center point of the tracking error signal detecting light beam, and has a substantially rectangular shape having a long side in a direction orthogonal to an information track of the optical disc. Is.
  • a ninth aspect of the present invention is the optical head according to the eighth aspect of the present invention, wherein the long side is longer than a diameter of the reflected light beam incident on the light receiving means.
  • the illumination means comprises: a main beam light for recording, Z, or reproduction of information; and at least two light beams for detecting the tracking error signal.
  • Two auxiliary light beams, and the light receiving unit has a portion that receives the main light beam and a portion that receives the at least two auxiliary light beams,
  • the tracking error signal detecting means is the optical head according to any one of the first to ninth aspects of the present invention for detecting the tracking error signal based on a difference between the light receiving signals of the at least two auxiliary beams.
  • the eleventh invention (corresponding to claim 11) is that the optical disc comprises: An information track on which information is recorded;
  • At least one pair of marks located at a predetermined distance apart from each other in a tangential direction of the information track, and at the same distance in a direction perpendicular to the information track and different from each other,
  • the tracking error signal detection means calculates the tracking error signal detection means
  • the light receiving means is divided into at least two parts by an axis parallel to a track extending direction of the optical disk,
  • the tracking error signal detecting means includes: a first sub-light receiving signal obtained from the tracking error signal detecting light beam received by the one of the two light receiving means;
  • the optical head according to any one of the first to ninth aspects, wherein the tracking error signal is detected based on a difference from a second sub-light-receiving signal obtained from a Kingella single-signal detection light beam.
  • the optical disc comprises: an information track on which information is recorded;
  • the guide groove of the information track is intermittently partially cut, and at least a predetermined distance in a tangential direction of the information track and a same distance in a direction perpendicular to the information track and different from each other are interposed therebetween. Has a pair of marks,
  • the tracking error signal detection means The first sub-light receiving signal obtained from one reflected light beam of the pair of marks, which is the tracking error signal detecting light beam; and the other reflected light beam of the pair of marks, which is the tracking error signal detecting light beam. Detecting the tracking error signal from a difference from the second sub-light-receiving signal obtained therefrom,
  • a twelfth optical head for detecting an offset of the tracking error signal by using the first sub light receiving signal, the second sub light receiving signal, and the tracking error signal.
  • the optical disc comprises: an information track, on which information is recorded, having a guide groove;
  • a mirror surface portion of the information track which is provided by partially cutting the guide groove intermittently;
  • the tracking error signal detecting means includes:
  • FIG. 12 is a twelfth optical head according to the present invention for detecting an optical head
  • a fifteenth invention is an optical head for recording information on an optical disc and reproducing information written on the Z or the optical disc,
  • Focusing means for focusing light on the optical disc;
  • Light receiving means for receiving a reflected light beam reflected from the optical disk to obtain a light reception signal;
  • Tracking error signal detection means for detecting a tracking error signal from the light receiving signal
  • An optical head comprising: an optical disk tilt detection unit configured to detect a tilt of the optical disk with respect to an optical axis of the focusing unit based on the tracking error signal.
  • the light receiving means includes: a first sub light receiving area for receiving a central area of the reflected light flux; and a remaining portion of the reflected light flux.
  • the first sub-light receiving area is a substantially rectangular shape including a center point of the reflected light beam
  • the tracking error signal detecting means includes: a first sub-tracking error signal from a light receiving signal obtained from the first sub-light receiving area; and a second sub-tracking error signal from a light receiving signal obtained from the second sub-light receiving area. And detect
  • the optical disc tilt detecting means compares the phase of the first sub-tracking error signal with the phase of the second sub-tracking error signal, thereby detecting the tilt of the optical disc according to a fifteenth aspect of the present invention. It is.
  • a seventeenth aspect of the present invention is the sixteenth aspect of the present invention, wherein the substantially rectangular shape of the first sub-light receiving region has a long side in a direction orthogonal to an information track of the optical disc.
  • Optical head is the sixteenth aspect of the present invention, wherein the substantially rectangular shape of the first sub-light receiving region has a long side in a direction orthogonal to an information track of the optical disc.
  • an eighteenth aspect of the present invention is the seventeenth aspect of the present invention, wherein the long side is longer than the diameter of the reflected light beam.
  • the present invention of the first 9 in the narrow side of the substantially rectangular, c also a head to the optical of the present invention of the reflected light beam of the first 8 shorter than the diameter,
  • the light condensing means comprises: a main beam light for recording or reproducing information; and at least a main beam light used for detecting the tracking error signal. Focuses the two auxiliary beams and
  • the light receiving means has a portion that receives the main beam light, and a portion that receives the at least two auxiliary light beams,
  • the tracking error signal detecting means may be configured to detect the first sub-tracking error signal and the second sub-tracking error signal based on a difference between the light receiving signals of the at least two auxiliary light beams.
  • 19 is the optical head according to any one of the first to nineteenth aspects of the invention.
  • the optical disc comprises: an information track on which information is recorded;
  • At least one pair of marks located at a predetermined distance apart from each other in a tangential direction of the information track, and at the same distance in a direction perpendicular to the information track and different from each other,
  • the tracking error signal detection means calculates the tracking error signal detection means
  • the first sub-tracking error signal and the second 16 is an optical head according to any one of the sixteenth to nineteenth aspects of the present invention for detecting a second tracking error signal.
  • the light receiving means is divided into at least two parts by an axis parallel to a track extending direction of the optical disc
  • the tracking error signal detecting means is configured to detect the first sub-tracking error based on a difference between a first sub-light receiving signal of one of the two light receiving means and a second sub-light receiving signal of the other light receiving means.
  • the optical disc comprises: an information track on which information is recorded;
  • the guide groove of the information track is intermittently partially cut, and at least a predetermined distance in a tangential direction of the information track and a same distance in a direction perpendicular to the information track and different from each other are interposed therebetween. Has a pair of marks,
  • the tracking error signal detection means calculates the tracking error signal detection means
  • the first sub-tracking is obtained from a difference between the first sub-light receiving signal obtained from one reflected light beam of the pair of marks and the second sub-light receiving signal obtained from the other reflected light beam of the pair of marks. Detecting an error signal and the second sub-tracking error signal,
  • Using the first sub-light receiving signal, the second sub-light receiving signal, the first sub-tracking error signal and the second sub-tracking error signal, detecting an offset of the tracking error signal 22 is an optical head according to the present invention.
  • the optical disc comprises: an information track, on which information is recorded, having a guide groove;
  • a mirror surface portion of the information track which is provided by intermittently cutting the design groove
  • the tracking error signal detection means calculates the tracking error signal detection means
  • the first sub-light receiver obtained from a reflected light beam of a part of the information track A signal and the second light beam obtained from the reflected light beam of the remaining portion of the information track.
  • An offset of the tracking error signal is obtained from a difference between the first sub-light receiving signal obtained from the reflected light beam of a part of the mirror surface part and the second sub-light receiving signal obtained from the reflected light beam of the remaining part of the mirror surface part. 22 is a second and second optical heads of the present invention for detecting the following.
  • a twenty-fifth aspect of the present invention (corresponding to claim 25) is that tracking is performed using either the second tracking error signal or a signal obtained by adding the first and second tracking error signals. It further has tracking control means for controlling,
  • the optical disc tilt detecting means measures the first tracking error signal value and the second tracking error signal by measuring the first tracking error signal value while the tracking control means performs the tracking control operation.
  • the optical head according to any one of the 16th to 19th aspects of the present invention, which performs a phase comparison with the optical head.
  • a twenty-sixth aspect of the present invention includes a tracking control signal generating means for generating a tracking control signal
  • a tracking control unit that performs tracking control using the tracking control signal
  • the tracking control signal generating means adjusts the amplitude of the first tracking error signal to a predetermined magnitude, and tracks the signal whose phase has been shifted by adding or subtracting to or from the second tracking error signal. Generated as a control signal,
  • the tracking control means controls
  • the light beam formed by the light condensing means is positioned at the center of the information track.
  • the tracking control signal generating means is configured to generate the first tracking error signal according to a signal corresponding to the detected tilt of the optical disk. Adjusting the magnitude of the amplitude, wherein the tracking control means comprises:
  • a twenty-sixth optical head of the present invention for moving a tracking control position according to the tilt.
  • information is recorded on an optical disk having pits formed in all or a part of an information rack, and thus information is written on the optical disk.
  • An optical head for reproducing information
  • Focusing means for focusing light on the optical disc
  • Light receiving means for receiving a reflected light beam reflected from the optical disk to obtain a light reception signal
  • Optical disc tilt detecting means for detecting the tilt of the optical disc with respect to the optical axis of the condensing means from the light receiving signal
  • the light receiving means has a light receiving element divided into a first sub light receiving area for receiving a central area of the reflected light flux and a second sub light receiving area for receiving the remaining area of the reflected light flux.
  • the first sub-light receiving area includes a center point of the reflected light flux, is a substantially rectangular shape having a long side in a direction parallel to an information track of the optical disc, and the optical disc tilting means includes: A light receiving signal obtained from the area is compared with a light receiving signal obtained from the second sub light receiving area, and a phase difference of a signal waveform modulated when the light spot passes over the pit is detected.
  • An optical head for detecting the tilt of the optical disk You.
  • a twentieth aspect of the present invention is an optical disc recording apparatus provided with any one of the first to twenty-eighth aspects of the present invention.
  • a thirtieth aspect of the present invention (corresponding to claim 30) is an optical disc reproducing apparatus including any one of the first to twenty-eighth aspects of the present invention.
  • a thirty-first aspect of the present invention is an optical disk recording / reproducing apparatus provided with any one of the first to twenty-eighth optical heads of the present invention.
  • the optical head of the present invention as described above includes, as an example, a light receiving unit that collects light on an optical disk with an objective lens and receives a reflected light beam from the optical disk, and a light receiving signal detected by the light receiving unit. It has a tracking error signal detecting means for detecting a tracking error signal, and has an optical means for splitting light of a partial area of the light beam used for tracking detection or reducing the light intensity among the light beams incident on the light receiving means. ing.
  • the optical head of the present invention includes a main beam for recording and reproducing information, and two auxiliary beams branched from the main beam and formed on an optical disk by an objective lens.
  • the optical head of the present invention includes an optical disc having at least a pair of marks located at a predetermined distance in a tangential direction of the information track and at the same distance in a direction different from each other and perpendicular to the information track.
  • a light receiving means for collecting light with an objective lens and receiving reflected light from the optical disk; and a tracking error signal or tracking error signal based on a change in a light receiving signal corresponding to a change in the amount of reflected light from the pair of marks.
  • signal A tracking error signal detecting means for detecting the offset of the light beam, and an optical means for branching or reducing the light intensity in a partial area of the light beam incident on the light receiving means.
  • the optical head according to the present invention may be configured such that a guide groove of an information track is intermittently partially cut, and the guide groove is separated from the guide groove by a predetermined distance in a tangential direction of the information track and mutually perpendicular to the information track.
  • a light receiving means for collecting light with an objective lens and receiving reflected light from the optical disc on an optical disc having at least a pair of marks located at the same distance in different directions, and a dividing line parallel to the information track.
  • a tracking error signal is obtained from the light reception signal divided into two, and a change in the light reception signal corresponding to a change in the amount of reflected light from the pair of marks, or a change in the tracking error signal at the pair of marks is obtained.
  • Tracking error signal detection means for detecting the offset of the tracking error signal, respectively, and enters the light receiving means
  • An optical unit is provided for splitting light in a partial region of the light beam or reducing the light intensity.
  • the optical head of the present invention focuses light with an objective lens on an optical disk provided with a mirror portion by intermittently cutting a guide groove of an information track, and A light receiving means for receiving the reflected light; a tracking error signal from a light receiving signal divided into two by a dividing line parallel to the information track; and a tracking error signal from the value of the tracking error signal detected by the mirror surface portion.
  • a tracking error signal detecting means for detecting each of the offsets, and an optical means for branching or reducing the light intensity in a partial area of the light beam incident on the light receiving means.
  • the optical means includes: a light-reducing region for reducing the light intensity of a partial region of the light beam passing therethrough; A non-light-attenuating region that is not lowered, wherein the light-attenuating region is a thin film formed of a substance that reduces light transmittance or a region where a diffraction grating is formed, and has a substantially rectangular shape. It is desirable that the long side is longer than the diameter of the light beam passing therethrough and arranged in a direction perpendicular to the information track.
  • the light unit divides a light receiving element disposed in the light receiving unit, and splits a light beam or reduces a light intensity of the light beam incident on the light receiving unit to reduce the light intensity.
  • a light receiving area corresponding to a part of the area is provided.
  • the light receiving area has a substantially rectangular shape, a longer side of which is longer than the diameter of the incident light beam, and is arranged in a direction perpendicular to the information track.
  • the signal detected in the light receiving region is multiplied by a smaller coefficient than the signal detected in the region other than the light receiving region, and the signal is detected by an optical head configured to be used for detecting a tracking error signal. is there.
  • the optical unit has a region in which a diffraction grating or a prism that branches the passing light is formed, and the region has a substantially rectangular shape and a long side passes.
  • the light beam is longer than the diameter of the light beam and is arranged in a direction perpendicular to the information track.
  • the light branched in the area is guided to a first light receiving element group of the light receiving means, and the other light is transmitted to the light receiving means.
  • the signal of the first light receiving element group is guided to the second light receiving element group, and is multiplied by a coefficient smaller than that of the signal of the second light receiving element group to be used for detecting a tracking error signal. It is an optical head.
  • the optical head of the present invention includes, as an example, means for condensing light on an optical disc with an objective lens, light receiving means for receiving light reflected by the optical disc, and tracking from a signal received by the light receiving means.
  • Tracking error signal detecting means for detecting an error signal
  • optical disc tilt detecting means for detecting a tilt between the optical disc and the optical axis of the objective lens, wherein the light receiving means detects a light flux incident on the light receiving means. It is located in the center, The first region has a width parallel to the information track smaller than the diameter of the light beam, and the vertical region has a width longer than the diameter of the light beam, and a second region not including the first region.
  • the tracking light signal detecting means detects a first tracking error signal from the light receiving signal in the first area and a second tracking error signal from the light receiving signal in the second area. Each detecting a tracking error signal; and
  • the tilt of the optical disc is detected by comparing the phase of the first tracking error signal with the phase of the second tracking error signal.
  • the inclination of the optical disk in the radial direction can be detected.
  • the detection is performed using a good signal equivalent to the tracking error signal detected by the optical head, so that the optical disc tilt detection with high accuracy is performed.
  • the tracking error signal detecting means detects the light reflected by the sample pit, A tracking error signal is detected, and the optical disc tilt detecting means detects a tilt of the optical disc from a phase difference of the first tracking error signal with respect to the second tracking error signal.
  • the tilt of the optical disk can be detected by the sample servo type optical head.
  • the light condensing means is a light condensing means that cools a main beam for recording and reproducing information and first and second auxiliary beams to an optical disk.
  • the light receiving means converts each of the light beams of the first and second auxiliary beams incident on the light receiving means into light beams, and receives the light beams by dividing the light beams into the first region and the second region; A light receiving signal of the first auxiliary beam in the first region; and a first light receiving signal of the second auxiliary beam.
  • the light receiving means receives the light by dividing the first and second areas by a dividing line parallel to the information track, and the tracking error signal detecting means. Detects a push-pull signal from a signal received by the light receiving means, and detects a push-pull signal from the signal received in the first area, or a sum signal of the light reception signals in the first and second areas. A push-pull signal detected using one of them is used as a first tracking error signal, and a push-pull signal detected using the light receiving signal in the second area is used as a second tracking error signal.
  • the optical disc tilt detecting means detects the tilt of the optical disc from the phase difference between the first tracking error signal and the second tracking error signal. To. As a result, the tilt of the optical disk can be detected by the optical head having the push-pull tracking detection, and the tilt of the optical disk is detected from the phase difference between the two push-pull signals. The effect of signal offset can be eliminated.
  • the optical head of the present invention is, as an example, Means for condensing light on the optical disk having the pits formed thereon with an objective lens, light receiving means for receiving light reflected on the optical disk, and signals received by the light receiving means.
  • An optical disc inclination detecting means for detecting an inclination of the lens with respect to the optical axis, wherein the light receiving means is arranged at a central portion of the light beam incident on the light receiving means, and has a shape parallel to the information track.
  • a first region having a width in the direction longer than the diameter of the light beam, and having a shape in which the width in the direction perpendicular to the information track is shorter than the diameter of the light beam; and a first region not including the first region.
  • the optical disc tilt detecting means is configured to receive one of the light receiving signal of the first area and the sum signal of the light receiving signals of the first and second areas. And the second area The optical disc is characterized by detecting a tilt of the optical disc by comparing the received light signal in the area and detecting a phase difference of a modulated signal waveform when the optical spot passes over the pit. This makes it possible to detect the inclination of the optical disk in the tangential direction of the information track.
  • FIG. 1 is a configuration diagram of the optical head according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating the optical unit according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a light receiving unit according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating signals according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating reflected light from an optical disk.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating the effect of the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating the effect of the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating the effect of the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating the configuration of the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating a light receiving unit according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a diagram illustrating the configuration of the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is a diagram illustrating a light receiving unit according to the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 is a diagram illustrating the configuration of the fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 14 is a diagram illustrating a light receiving unit according to the fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 15 is a diagram illustrating the configuration of the fifth embodiment of the present invention.
  • FIG. 16 is a diagram illustrating signals according to the fifth embodiment of the present invention.
  • FIG. 17 (a) is a diagram showing another configuration example of the light receiving means according to the fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 17 (b) is a diagram showing another configuration example of the light receiving means according to the fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 18 (a) is a diagram showing another configuration example of the light receiving means according to the fifth embodiment of the present invention.
  • FIG. 18 (b) is a diagram showing another configuration example of the light receiving means according to the fifth embodiment of the present invention.
  • FIG. 19 is a configuration diagram of an optical head according to Embodiment 6 of the present invention.
  • FIG. 20 is a diagram illustrating a light receiving unit and a signal calculation unit according to the sixth embodiment of the present invention.
  • FIG. 22 is a diagram illustrating the first and second regions of the present invention.
  • FIG. 22 (a) is a diagram illustrating first and second tracking error signals according to the sixth embodiment of the present invention.
  • FIG. 22 (b) is a diagram illustrating first and second tracking error signals according to the sixth embodiment of the present invention.
  • FIG. 23 is a configuration diagram of an optical head according to Embodiment 7 of the present invention.
  • FIG. 24 is a diagram illustrating an information track of the sample servo system.
  • FIG. 25 is a diagram illustrating tracking detection by the sample servo method.
  • FIG. 26 (a) is a diagram illustrating first and second tracking error signals according to the seventh embodiment of the present invention.
  • FIG. 26 (b) is a diagram illustrating first and second tracking error signals according to the seventh embodiment of the present invention.
  • FIG. 27 is a configuration diagram of the optical head according to the eighth embodiment of the present invention.
  • FIG. 28 is a diagram illustrating a light receiving unit and a signal calculation unit according to the eighth embodiment of the present invention.
  • FIG. 29 is a diagram for explaining the optical spot arrangement of the main beam and the auxiliary beam according to the eighth embodiment of the present invention.
  • FIG. 30 is a diagram illustrating signals of auxiliary beams according to the eighth embodiment of the present invention.
  • FIG. 31 is a diagram illustrating the effect of the ninth embodiment of the present invention.
  • FIG. 32 is a configuration diagram of an optical head according to Embodiment 10 of the present invention.
  • FIG. 33 is a configuration diagram of a tracking control signal generation unit according to Embodiment 10 of the present invention.
  • FIG. 34 is a configuration diagram of the optical head according to Embodiment 11 of the present invention.
  • FIG. 35 is a diagram illustrating a light receiving unit and a signal calculation unit according to Embodiment 11 of the present invention.
  • FIG. 36 is a diagram illustrating a signal detection method according to Embodiment 11 of the present invention.
  • FIG. 37 is a diagram illustrating a signal detection method according to Embodiment 11 of the present invention.
  • FIG. 38 is a diagram for explaining the conventional technology.
  • FIG. 39 is a diagram illustrating a conventional technique.
  • FIG. 40 is a diagram illustrating a conventional technique.
  • FIG. 41 is a diagram illustrating a conventional technique.
  • FIG. 42 is a configuration diagram of a conventional optical head.
  • FIG. 43 is a diagram illustrating a conventional technique.
  • FIG. 44 (a) is a diagram illustrating a conventional technique.
  • FIG. 44 (b) is a diagram illustrating the conventional technology.
  • FIG. 44 (c) is a diagram illustrating the conventional technology.
  • This embodiment is an example in which the problem is solved by applying the present invention to the above-mentioned conventional three-beam tracking optical head.
  • FIG. 1 is a configuration diagram of an optical head according to Embodiment 1 of the present invention.
  • 1 is a light source
  • 2 is a diffraction element for splitting light into a main beam and two auxiliary beams
  • 3 is a beam splitter as a light splitting means
  • 4 is an objective lens
  • 5 is an optical disk
  • 6 is a light beam passing therethrough.
  • 7 is a detection lens
  • 8 is a light receiving means having a plurality of light receiving elements
  • 9 is a tracking error signal detecting means.
  • FIG. 2 is a view for explaining the optical means 6.
  • reference numeral 10 denotes an outer shape of a passing light beam
  • 11 denotes an optical function area for branching the passing light beam or reducing the light intensity.
  • a transparent or light-absorbing film or a diffraction grating formed on a transparent substrate such as glass or resin is a portion having low light transmittance.
  • FIG. 3 is a diagram for explaining each light receiving element of the light receiving means 8, wherein 12 and 14 are light receiving elements, 13 is a four-divided light receiving element, 15 and 17 are luminous fluxes of auxiliary beams, and 16 is a main beam. The luminous flux of the beam.
  • a main beam is generated as the 0th-order diffracted light and two auxiliary beams are generated as the + 1st- and 1st-order diffracted lights. All three light beams pass through the light splitting means 3 and are condensed on the optical disk 5 by the objective lens 4 to form three light spots as shown in FIG. 38 described in the conventional example. .
  • the reflected light fluxes from the respective light spots reflected by the optical disk 5 both pass through the objective lens 4 again, are reflected by the light branching means 3, and enter the optical means 6. Since the light beams of the main beam and the two auxiliary beams are not sufficiently separated at the position where the optical means 6 is arranged, none of the light beams has the outer shape of the light beam shown in FIG. 2. By 1, the light intensity at the center is reduced, and the light enters the detection lens 7.
  • the detection lens 7 has the refractive power of a cylindrical lens that generates astigmatism, and guides the light flux to the light receiving means 8, and FIG.
  • the main beam ⁇ beam enters the four-divided light receiving element 13 and the auxiliary beam enters the light receiving elements 12 and 14, respectively.
  • the hatched portion at the center of the luminous flux 15 to 17 of each beam indicates the portion where the light intensity has been reduced by the optical means 6, and the direction is rotated 90 degrees due to the astigmatism of the detection lens 7. Have been.
  • the tracking error signal detecting means 9 in FIG. 1 differentially amplifies the signals detected by the light receiving elements 12 and 14 and detects the tracking error signal.
  • the signal detected by the four-divided light receiving element 13 is used for focus detection and information signal detection (both not shown) for signal detection.
  • FIG. 4 illustrates the changes in the signals of the main beam and the two auxiliary beams when the relative position between the light spot and the information track by the main beam is changed.
  • the signal 18 of the main beam shows the waveform which becomes maximum at the center of the information track, and the signals 19, 20 of the auxiliary beam are On the other hand, the waveform is shifted in the opposite direction by 1/4 track pitch. Since the tracking error signal 21 is a difference signal between the waveforms 19 and 20, the waveform becomes zero at the center of the information track.
  • the phase shift of the tracking error signal will be described.
  • the light spots of the main beam and the auxiliary beam have almost the same shape, the light receiving signal waveforms are also the same. Therefore, the position where the tracking error signal becomes zero coincides with the peak position of the main beam signal, and hence the description will be focused on only the main beam signal waveform in the future.
  • FIG. 5 is a diagram schematically showing the light amount distribution of the reflected light beam from the optical disk when there is a radial tilt of the optical disk.
  • the black and white density in the figure corresponds to the light intensity. This is because coma aberration generated when light passes through the transparent substrate of the optical disk causes asymmetric wavefront aberration in the wavefront of the incident light, and the 0th-order and + 1st- and 1st-order diffracted light on the optical disk interfere with each other. Since the wavefront phases of the regions change in opposite directions, the intensity distribution becomes asymmetric as shown in the figure.This asymmetry causes the peak position of the main beam signal to deviate from the center of the information track. Become.
  • the light intensity in the area where this asymmetric intensity distribution occurs is reduced by the optical function area 11 of the optical means 6, and the asymmetric light in that area is reduced. It is configured to suppress the influence of the intensity on the tracking error signal. The effect will be described below in detail.
  • Reference numeral 22 denotes a waveform when there is no radial tilt
  • reference numeral 23 denotes a waveform when a conventional optical head has a radial tilt of 1.2 degrees. Waveform 23 is out of phase with respect to waveform 22, and its peak position is shifted by about 0.15 ⁇ from the center of the information track.
  • Fig. 7 shows that when the radial tilt is 1.2 degrees, the amplitude and peak displacement of the main beam signal waveform when the VZD is changed are set to 26 for the amplitude and 27 for the peak displacement. It is a graph showing the change.
  • the above simulation results show that if the radial tilt is 1.2 degrees, the tracking control target point corresponding to the peak position of the main beam signal (the position where the tracking error signal becomes zero) is obtained with the conventional optical head.
  • the present invention deviates from the center of the information track by about 0.15 ⁇ . According to this, it means that it is possible to suppress the target point shift of the tracking control, that is, the phase shift of the tracking error signal to almost zero.
  • the peak position shift amount is a negative value, which is considered to be because the effect of suppressing the peak position shift is too large. It can be seen that the effect of suppressing the amount can be freely changed. In other words, the adjustment of the effect of suppressing the phase shift of the tracking error signal at the time of the radial tilt can be performed not only by setting the width of the optical function area 11 but also by changing the passing rate.
  • the light intensity at the central part of the luminous flux of the two auxiliary beams for detecting the dragging error signal is reduced in a band shape.
  • the optical unit 6 is arranged in front of the detection lens 7. However, the light beam of the auxiliary beam reflected from the optical disk 5 reaches the light receiving unit 8.
  • Another optical branching device that has a mirror for turning back and an optical head that uses another light-receiving element to detect information signals. It also splits the light beam for tracking and information signal detection. For example, optical means for reducing the light intensity at the center of the light beam may be provided.
  • the length W of the optical function area 11 is sufficiently longer than the beam diameter D.
  • the second embodiment of the present invention is a part of the configuration of the first embodiment, and realizes further features of the present invention.
  • FIG. 9 is a configuration diagram of the present embodiment.
  • the same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.
  • the difference is that, instead of the light receiving means 8 in FIG. 1, a light receiving means 30 is provided, and as the optical means 6 ′, there is provided an optical functional area 11, in which means for splitting light such as a diffraction grating is formed. The split light beam is guided to the light receiving means 30.
  • the outer shape of the optical function area 11 1 is the same as the optical function area 11 shown in FIG.
  • FIG. 10 is a diagram showing a light receiving area of the light receiving means 30.
  • 31, 33, and 34 to 37 are light receiving elements
  • 32 is a four-division light receiving element
  • 38 and 40 are luminous fluxes of an auxiliary beam
  • 39 are luminous fluxes of a main beam
  • 4 4 is a light beam branched from the auxiliary beam 38 in the optical functional area 1
  • 4 2 and 45 are light beams similarly branched from the main beam 39
  • 4 3 and 46 are similarly auxiliary beams 40. It is a luminous flux branched from.
  • the portion occupied by the optical function area 11 ' is indicated by hatching.
  • the light beams of the auxiliary beam 38, the main beam 39, and the auxiliary beam 40 are not received in the optical function area 11 1.
  • description of focus detection and information detection by the main beam 39 is omitted here.
  • each light receiving element is described as a signal name, and the signal of each auxiliary beam is represented by the following equation.
  • the signal of the second auxiliary beam is
  • the above kl and k2 are constant coefficients (kl, k2 ⁇ 1), and changing this coefficient to change the value of the auxiliary beam signal is equivalent to the optical function area 1 1 described in the first embodiment. Is equivalent to changing the transmittance of Therefore, the effect of suppressing the phase shift of the tracking error signal can be arbitrarily set or changed by the electrical calculation of the detection signal in the tracking error signal detection means 9.
  • the light beams 42 and 45 branched from the main beam are light beams that are not used for tracking error signal detection, focus detection, and information detection.
  • a part of the central part of the light beam of the two auxiliary beams for detecting the tracking error signal is converted into a diffraction element.
  • the light received in the region where the wavefront aberration is large due to the radial tilt of the optical disc, that is, the contribution of the branched received light signal to the tracking error signal is reduced. It suppresses the phase shift of the tracking error signal at the time of radial tilt, and improves tracking control accuracy.
  • the effect of suppressing the phase shift is adjusted by electrical calculation Because it is possible, it is also possible to change the optimal adjustment settings.
  • a part of the light beam ′ of the auxiliary beam is branched using a special diffraction element.
  • the diffraction element may have a similar function.
  • FIG. 11 is a diagram showing a configuration of the present embodiment.
  • the same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, description thereof will be omitted, and only different portions will be described.
  • the difference from the configuration in FIG. 1 is that the optical means 6 in FIG. 1 is omitted and the function (not shown) is added to the light receiving means 47. That is, the light receiving unit 47 has both functions of the light receiving unit 8 of the first embodiment and the optical unit 6.
  • FIG. 12 is a diagram showing the configuration of the light receiving element of the light receiving means 47.
  • 48 and 50 are three-division light-receiving elements
  • 49 is a four-division light-receiving element
  • 48 a to 48 c and 50 a to 50 c are light-receiving areas of the three-division light-receiving element
  • 51 and 53 is the luminous flux of the auxiliary beam
  • 52 is the luminous flux of the main beam. Due to the astigmatism of the detection lens 7, each light flux is rotated by 90 degrees and enters the light receiving element, so that the dividing line of the three-division light receiving element is in the vertical direction on the paper.
  • the number of the light receiving area of each of the three divided light receiving elements 48 and 50 is described as a signal name, and the signal of each auxiliary beam is represented by the following equation.
  • the signal of the second assist beam is a
  • the tracking error signal is detected from the difference between the signals of these two auxiliary beams.
  • the description of the focus signal and the information signal obtained from the main beam 52 will be omitted.
  • k 3 and k 4 are constant coefficients (k 3, k 4 ⁇ 1).
  • the light beams of the two auxiliary beams for detecting the tracking error signal are each divided by the light receiving element, and the light beams are separated.
  • the addition ratio between the signal that detected the light in the central portion and the signal that detected the other light beams was changed, and the region where the wavefront aberration generated by the radial tilt of the optical disk was large, that is, the light in the central portion of the light beam was given.
  • This embodiment is an example in which the problem is solved by applying the present invention to the above-described conventional sample-servo-tracking type optical head.
  • FIG. 13 is a configuration diagram of an optical head according to a fourth embodiment of the present invention.
  • C Components having the same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, description thereof will be omitted, and only differences will be described. explain.
  • the diffractive element 2 in FIG. In place of the signal detecting means 9, a light receiving means 54 and a tracking error signal detecting means 55 are provided.
  • FIG. 14 is a diagram for explaining each light receiving element of the light receiving means 54.
  • reference numeral 56 denotes a four-division light receiving element
  • reference numerals 56a to 56d denote respective four-division light receiving elements 56.
  • the light receiving area 57 is the outer shape of the light beam incident on the four-divided light receiving element 56.
  • the light emitted from the light source 1 passes through the light branching means 3 and is focused on the optical disk 5 by the objective lens 4.
  • the light beam reflected by the optical disk 5 passes through the objective lens 4 again, is reflected by the light branching unit 3, and enters the optical unit 6.
  • the light flux incident on the optical means 6 is detected by reducing the light intensity at the center thereof by the optical function area 11 shown in FIG.
  • the light is guided to the light receiving means 54 through the lens 7.
  • the hatched portion at the center of the light beam 57 shown in FIG. 14 represents the portion where the light intensity has been reduced by the optical means 6, and its direction is 90 degrees due to the astigmatism of the detection lens 7. Has been rotated.
  • the tracking error signal detecting means 55 in FIG. 13 is a tracking error signal detecting means of the sample-servo-tracking method, it corresponds to the amount of reflected light from the optical disk as described in the description of the related art.
  • the tracking error signal is detected by using the signal, that is, the sum signal of the signals detected by the four-division light receiving element 56, that is, all the detection signals of the light receiving elements 56a to 56d.
  • the focus detection means and the information signal detection means use predetermined detection signals of the four-division light-receiving element 56, which are obtained by the respective light-receiving elements 56a to 56d, respectively. Perform signal detection.
  • the tracking error signal detecting means 55 converts the signal S when the light spot passes through the little mark shown in FIG. Sample and hold at position A and position B shown in 1 to detect signal values VA and VB. Due to the presence of many puddle marks along the information track and the rotation of the optical disk, the light spot passes through many puddle marks while crossing the information track. Assuming that the signal values VA and VB sampled and held at each puddle mark are connected in time as signal Sl and signal S2, respectively, the tracking error signal is represented by their difference signal S1-S2. is there.
  • the waveforms of the signals S1 and S2 are the waveforms that are minimum (or maximum) at the corresponding pit positions of the tide marks, respectively. It can be said that the signal is the same as the signal of the two auxiliary beams of the three-beam tracking method shown in FIG. Further, since the signal of the auxiliary beam and the signals S l and S 2 are obtained by detecting the amount of reflected light modulated by the continuous guide grooves, the optical tilt is caused by the radial tilt of the optical disk. The influence of the aberrations on the spot on the signal is considered to be common to both.
  • the optical head of the present embodiment can suppress the phase shift of the tracking error signal caused by the radial tilt of the optical disk.
  • the light intensity of a part of the light beam for detecting the tracking error signal is reduced in a band shape.
  • tracking error during radial tilt can be reduced. It is possible to suppress the phase shift of the error signal.
  • the sum signal of the light receiving element 56 contributes to the tracking error detection operation of the present invention, and the light receiving element is divided into four parts, 56a to 56d. This is because the focus detection method is an astigmatism method as in the first embodiment. Therefore, if only for detecting a tracking error, the light receiving means 54 may use one light receiving element.
  • FIG. 17 (a) is a configuration diagram of the light receiving means 54 when the configuration of the light receiving means 30 and the optical means 6 of the second embodiment is applied to the sample 'servo-tracking method' of the present embodiment.
  • FIG. 17 (b) is a configuration diagram of the light receiving means 54 when the configuration of the light receiving means 47 of the third embodiment is applied to the sample's servo tracking method of the present embodiment. .
  • the operation of detecting the tracking error is mainly described, and the light-receiving element 57 is divided into four parts by dividing the focus detection method into the astigmatism method. The operation is omitted. Further, the configuration of the light receiving element in the main beam portion is also omitted.
  • the light receiving means 54 separates the light beams 57a, 57b, and 57c obtained by dividing the light beam 57 into three by the optical means 6 '. It has light receiving elements 70, 71, and 72 for receiving light respectively.
  • the light beam 57 a does not receive the portion of the optical function area 11 1, and the light beams 57 b and 57 c use only the portion of the optical function area 11 1 of the light beam 57. Included.
  • the effect of suppressing the phase shift of the tracking error signal is arbitrarily set or changed by changing the value of the coefficient k5 and changing the value of the signal obtained from the light beam 57. It becomes possible to do.
  • the light receiving means 54 has three-division light receiving elements 73a, 73b, and 73c that respectively receive the light flux 57. If the number of each divided light receiving element is described as a signal name, the signal of luminous flux 57 is
  • K 6 is a constant coefficient (k 6 ⁇ 1), so that the value of the coefficient k 6 is changed and the signal obtained from the light flux 57 is changed as in the third embodiment.
  • the effect of suppressing the phase shift of the tracking error signal can be arbitrarily set or changed.
  • the present embodiment is an example in which the problem is solved by applying the present invention to the above-described conventional composite, tracking, or optical head of the composite, continuous, tracking method. .
  • FIG. 15 is a configuration diagram of an optical head according to a fifth embodiment of the present invention.
  • C The same reference numerals are used for components having the same components as those of FIGS. 13 and 14 which are the configuration diagrams of the fourth embodiment. The description is omitted.
  • the tracking error signal detecting means 55 of FIG. Tracking error signal detection means 58 is provided.
  • the difference from the fourth embodiment is the operation of the tracking error signal detecting means 58 for processing the light receiving signal obtained from the light receiving means 54.
  • the operation of the tracking detection 58 will be described below with reference to FIG.
  • the signal T the signal T l, ⁇ 2, and TE are defined as follows.
  • the signal T is a sum signal of the quadrant light receiving element 57
  • the signal TE is a push-pull signal.
  • the tracking error signal detecting means 58 detects the signals T, T1, T2, and TE of the above equations.
  • the tracking error signal is generated.
  • the detecting means 58 samples and holds the signal TE when the light spot passes through the mirror surface portion 105, corrects the offset of the signal TE using the value, and detects the tracking error signal.
  • the offset of the signal TE is defined as a displacement between the objective lens 4 and the optical axis of the optical head or a position of a light beam reflected from the optical disk due to a radial tilt of the optical disk. It means a DC voltage generated in the push-pull signal due to misalignment.
  • the tracking error signal detection is performed.
  • the signal detected by the same method as the tracking error signal detecting means 55 of the fourth embodiment when the light spot passes through the puddle mark portion is TE 2
  • the means 58 By comparing the offsets, a tracking error signal with the offset corrected is detected. This is because the offset described above is unlikely to occur in the signal TE2, and the offset of the signal TE can be extracted by comparison. Also, when the light spot passes through the puddle mark, the offset of the signal TE can be similarly extracted by sampling and holding the signal TE.
  • the tracking detection method described above has a means for correcting the offset of the tracking error signal
  • the tracking error signal may be out of phase due to the effect of coma caused by radial tilt of the optical disk.
  • This figure shows the simulation result of the push-pull signal ⁇ assuming a depth of ⁇ 8, a groove width of 0.8 ⁇ , and a substrate thickness of 0.6 mm.
  • Numeral 59 indicates a waveform when there is no radial tilt
  • numeral 61 indicates a waveform with the optical head of the present embodiment.
  • the phase shift of waveform 61 is about half or less than the phase shift of waveform 60 when focusing on those peak positions. Restrained You.
  • the optical means 6 is an effective means for suppressing the phase shift due to the radial tilt even for the push-pull signal, and is therefore an effective means for each of the above tracking detection methods. It can be said that there is.
  • a part of the light beam for detecting the tracking error signal in the optical head of the composite / tracking method / composite / continuous / tracking method Tracking control by suppressing the phase shift of the tracking error signal at the time of radial tilt by reducing the light intensity of the optical disk in the form of a band, thereby reducing the contribution of light in the area where the wavefront aberration generated by the radial tilt of the optical disk is large. Can be improved.
  • the sum signal of the light receiving element 56, the sum of the signals of the light receiving elements 56a and 56b, and the light receiving element contribute to the tracking error detecting operation of the present invention.
  • the light receiving means 54 may use a light receiving element divided into two parallel to the information track direction.
  • the method added to the light beam for detecting the tracking error signal in the second and third embodiments may be introduced.
  • FIG. 18 (a) shows the configuration of the light receiving means 30 and the optical means 6 according to the second embodiment by using the composite / tracking method or the composite / continuous tracking method of the present embodiment.
  • Fig. 18 (b) is a configuration diagram of the light receiving means 54 when applied to FIG. 9 is a configuration diagram of a light receiving means 54 in a case where the configuration of the light receiving means 47 of the third embodiment is applied to the composite / mobile tracking method or the composite / continuous tracking method of the present embodiment.
  • the light-receiving element 57 is divided into four division lines for performing the focus detection method by the astigmatism method. Is indicated by a dotted line, and the operation is omitted.
  • C The configuration of the light receiving element in the main beam portion is also omitted.
  • the light receiving means 54 separates the light beams 57a, 57b, 57c obtained by dividing the light beam 57 into three by the optical means 6, Two light receiving elements that receive light respectively 80 (including light receiving elements 80a and 80b), 81 (including light receiving elements 81a and 81b), 82 (light receiving elements 82a and 82b) ).
  • the portion of the optical function area 11 .1 ′ is not received, and the light beams 57 b and 57 c use only the portion of the optical function area 11 1 in the light beam 57. Contains.
  • each light receiving element is described as a signal name, and the signal of each light flux is represented by the following equation.
  • the light receiving means 54 has six-divided light receiving elements 83a, 83b, 83c for receiving the light beam 57, respectively. If the number of each divided light receiving element is described as a signal name, the signal of the luminous flux 57 is
  • the effect of suppressing the phase shift of the tracking error signal is arbitrarily set or changed by changing the value of the coefficient k 8 and changing the value of the signal obtained from the light beam 57. It becomes possible to do.
  • optical head that detects a tracking error signal by using the composite coupled tracking method or the composite 'containeous' tracking method has been described as an example.
  • the optical head uses a light-receiving element that is divided into two parts along an axis parallel to the information track, and detects the tracking error signal by the push-pull method. Other methods may be used.
  • the present embodiment is an example in which the present invention has been applied to a conventional optical head having a push-pull tracking error signal detecting means, thereby solving the conventional problem regarding tilt detection of an optical disk.
  • Figure 1 9 is the c figure is a configuration diagram of an optical head according to a sixth embodiment of the present invention, is 2 0 1 source, 2 0 2 ⁇ Pi 2 0 7 optical axis of the optical head, 2 0 3
  • a beam splitter that transmits part of incident light and reflects part of it 204 is an objective lens, 205 is an optical disk, 206 is a relay lens that guides light to a light receiving element, 208 is light receiving means,
  • Reference numeral 209 denotes a signal calculation unit for amplifying and calculating a received light signal, 210 denotes focus detection means, 211 denotes tracking error signal detection means, and 212 denotes optical disc tilt detection means.
  • FIG. 20 is a diagram for explaining the light receiving means 208 and the signal calculation section 209, where 208 a to 208 f indicate the respective light receiving areas of the light receiving means 208 and 2 13 a to 21 3 f is an amplifier, 2 14 and 2 15 are summing amplifiers, and 2 16 is an outer shape of a light beam incident on the light receiving means 208.
  • the light emitted from the light source 201 passes through the beam splitter 203 and is condensed on the optical disk 205 by the objective lens 204.
  • the light reflected by the optical disc 205 passes through the objective lens 204 again, is reflected by the beam splitter 203, and enters the relay lens 206.
  • the relay lens 206 has the refractive power of a cylindrical lens that generates astigmatism, and guides the light beam to the light receiving means 208.
  • the light beam incident on the light receiving means 208 is Light is received after being divided into six light beams from 08a to 208f, and each light reception signal is calculated and amplified by the signal calculation unit 209.
  • Each light receiving signal in the light receiving areas 208a to 208f is amplified by the amplifiers 213a to 213f and output as signals 208a 'to 208f, and the signals 208a' and 208c are added.
  • the tracking error signal detecting means 211 uses the signals 208e and 208f 'received in the light receiving areas 208e and 208f as the first area. Then, the signal TE 1 as the first tracking error signal is detected, and the second tracking is performed using the signals 208 a ′ to 208 d received in the light receiving regions 208 a to 208 d as the second region. The signal TE 2 as a king error signal is detected.
  • the shape of the first and second regions is a shape whose length in the direction perpendicular to the information track is longer than the diameter of the light flux 216 to be detected.
  • signals TE 1 and TE 2 are represented by the following equations.
  • the optical disk tilt detecting means 212 detects the optical disk tilt by comparing the phases of the first tracking error signal TE1 and the second tracking error signal TE2.
  • FIG. 3 is a diagram showing a light intensity distribution of a detection light beam when the optical disc tilts in the same direction with a range of the first area and the second area superimposed.
  • asymmetry appears in the light intensity distribution of the light beam in accordance with the tilt of the optical disk.
  • a large portion of the asymmetry exists in the first region. For this reason, the degree of influence of the tilt of the optical disc differs between the signal TE 1 detected from the first area and the signal TE 2 detected from the second area.
  • Figure 22 shows the results of calculating the waveforms of signal TE1 and signal TE2.
  • the calculation conditions were as follows: the wavelength of the light source was 660 nm, the numerical aperture of the objective lens was 0.6, and the pitch of the continuous groove. 1.2 ⁇ ⁇ , the groove depth is 1Z8 wavelength, and the thickness of the optical disc substrate is 0.6 mm.
  • Figure 22 (a) shows the waveform when the optical disk is not tilted
  • Figure 22 (b) shows the waveform when the optical disk is tilted 0.6 degrees in the radial direction.c
  • 2 17 is the signal
  • 213 and 218 indicate the signal TE2 and the signal TE2, respectively.
  • c is the signal TE2 and c is the signal TE2.
  • the light spot position is the intensity peak position of the light intensity distribution.
  • the phases of the two signals match as shown in waveforms 217 and 218.
  • both waveforms intersect the horizontal axis.
  • the signal is a signal
  • the optical disk is tilted, a phase shift occurs as shown in waveforms 219 and 220, and the position where the waveform intersects the horizontal axis shifts from the center of the information track. Since the degree of influence of the optical disk tilt is different for each signal, there is a large phase shift in the signal TE 1 represented by the waveform 219 and the signal TE 1 represented by the waveform 219 in comparison with the signal TE 2 represented by the waveform 220. . Therefore, it is possible to detect the tilt of the optical disk by comparing the phases of the first tracking error signal TE 1 and the second tracking error signal TE 2.
  • the light receiving means 20 When the optical disk tilt direction is opposite, the light intensity distribution of the light flux Since the asymmetry is in the opposite direction as described in the conventional example, it can be easily analogized that the direction of the phase shift of the signal is also in the opposite direction.
  • the light receiving means 20 When the objective lens moves in the direction perpendicular to the information track, the light receiving means 20
  • the position of the light beam 2 16 incident on 8 also moves, causing a DC offset in the push-pull signal.However, the length of the first area in the direction perpendicular to the information track is also increased by the beam diameter. However, even if the light flux 2 16 moves, the light intensity distribution included in the first area does not change.
  • the phase comparison method uses a general phase comparison method such as a method of detecting the value of the signal TE1 at a timing when the signal TE2 crosses the reference voltage (corresponding to the horizontal axis in FIG. 22). It may be used.
  • the signal TE 1 is used as the first tracking error signal
  • the signal TE 2 is used as the second tracking error signal.
  • the conventional push-pull signal that is, the signal 208 a From 'to 20.8f', (20.8a, + 20.8d '+ 20.8e') and (20.8b '+ 20.8c' + 20.8f ') It is also possible to detect the tilt of the optical disk by using the signal obtained by the calculation as the first tracking error signal. This is because the conventional push-pull signal corresponds to the sum signal of the signals TE1 and TE2, so that a sufficiently detectable phase difference occurs between the first and second tracking error signals.
  • the optical head having the tracking error signal detecting means of the push-pull method detection is performed using the light receiving signals from the first and second regions.
  • a dedicated optical disk It is possible to detect the tilt of the optical disk without using a tilt detector, and to determine the shape of the first and second areas so that the length in the direction perpendicular to the information track is larger than the diameter of the detected light beam.
  • the optical disk tilt detection is a method of comparing the phase of the signal waveform instead of detecting the DC signal, so that the DC offset of the push-pull signal caused by the movement of the objective lens is detected.
  • the composite / continuous tracking method described in the section of the related art and the fifth embodiment may be used.
  • a composite / wobbled / tracking method may be used.
  • another method may be used.
  • the present embodiment is an example in which the present invention is applied to a conventional sample servo type optical head to solve the problem relating to the detection of the tilt of an optical disk.
  • the tracking error signal detecting means 221 uses the sum signal of the signal 208 e, which is the output signal from the signal calculating section 209 shown in FIG. Tiger Detects signal TE1 as a locking error signal, and performs second tracking using the sum signal of signal 208a, signal 208b ', signal 208c' and signal 208d '. It is configured to detect a signal TE2 as an error signal.
  • FIG. 24 is a diagram for explaining information tracks on the optical disk. Since the present embodiment is an optical head of a sample servo system, an information recording or reproducing operation is performed on an optical disk in which sample pits are intermittently formed in information tracks.
  • a sample pit is a pair of two pits formed at regular intervals along the information track and at the same distance from the center of the information track to detect a tracking error signal. It is.
  • 22 1 is the center line of the information track
  • 22 2 and 22 3 are the sample pits
  • 22 4 is an information area in which addresses or information are recorded
  • 2 25 and 2 26 The arrow indicates the scanning position of the light spot.
  • the light reception signal detected is modulated according to the relative position between the light spot and the sample pit.
  • FIG. 25 is a diagram showing the state of the modulation. For each light spot scanning position, the modulation waveform of the detected light amount, that is, the waveform of the sum signal of the signals 208 a to 208 f ′ is shown. Indicated.
  • the tracking detection of the sample-servo method is based on the fact that each detection signal is sampled at the timing when the light spot passes through the sample pits 222 and 222 (the two light spot positions indicated by arrows in Fig. 25). Hold and those two sumps It is known that a tracking error signal is detected based on the difference between the detected signal values held by the controller.
  • the tracking error signal detecting means 21 is similar to the tracking detection of the conventional sample servo method. The signal processing is performed to detect the signal TE1 and the signal TE2 as the first and second tracking error signals.
  • Figures 26 (a) and (b) show the results of simulating the waveform of the tracking error signal by numerical calculation.
  • Figure 26 (a) shows that there is no tilt of the optical disk
  • Figure 26 (b) shows that the optical disk has 0 in the radial direction.
  • the waveform when tilted 6 degrees is shown.
  • the calculation conditions were as follows: the wavelength of the light source was 660 nm, the numerical aperture of the objective lens was 0.6, the substrate thickness of the optical disk was 0.6 mm, the information track pitch was 1.2 m, the length of the sample pit, and the like.
  • the width is 0.4 ⁇ , and the ratio of the width in the information track direction of the light receiving regions 208 e and 208 f shown in FIG. 2 to the diameter of the light beam outer shape 2 16 is 0.25.
  • 230 is the first tracking error signal TE
  • TE 2 and 232 are second tracking error signals detected using signals 208 a ′ to 208 f and all sum signals. Since 232 is the same as the tracking error signal of the conventional sample servo system, it is called a conventional tracking error signal. Also, in the figure, the horizontal axis indicates the position of the light spot with respect to the center of the information track, and Tp indicates the information track pitch. All three waveforms cross the horizontal axis when the light spot position coincides with the center of the information track.
  • reference numeral 2 33 denotes a second tracking error signal TE.
  • each waveform has a phase shift, The waveform crosses the horizontal axis at a position deviated from the center.
  • the magnitude of the phase shift is the largest in the first tracking error signal TE 1, the waveform 23 3, followed by the conventional tracking error signal, the waveform 23 35, and the second tracking error signal TE 2
  • the waveforms are in the order of 2 3 4. Therefore, the optical disc tilt can be detected by comparing the phase of the second tracking error signal TE2 with the phase of the first tracking error signal TE1 or the conventional tracking error signal.
  • the cause of the phase difference between the signals is the same as described with reference to FIG.
  • the optical head according to the present embodiment performs tracking detection using a sample servo method, a tracking error signal is detected using the sum signal of the detected signals, and the tracking error signal is detected in a direction perpendicular to the information track. Even if the objective lens moves, no offset occurs in the tracking error signal, and the shape of the first and second areas is determined by the length in the direction perpendicular to the information track to the diameter of the detected light beam. The light intensity distribution contained in each region does not change even if the light flux shifts because the shape is also long. Therefore, it is possible to detect the tilt of the optical disk without being affected by the movement of the objective lens.
  • the second tracking error signal TE 2 has a small phase shift due to the optical disc tilt
  • tracking control is performed using this signal, and during the tracking control, the first tracking error signal TE 1 or the conventional The inclination of the optical disc can be detected by detecting the value of the tracking error signal.
  • the optical spot is fixed to the information track by the tracking control, and the DC component of the signal is detected.
  • the first tracking error signal can be obtained in the sample servo type optical head.
  • This embodiment is an example in which the problem relating to the detection of the tilt of an optical disc is solved by applying the present invention to a conventional three-beam tracking optical head.
  • FIG. 27 is a configuration diagram of an optical head according to the eighth embodiment of the present invention.
  • C The same components as those in FIG. 19 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.
  • 23 6 is a diffraction element that splits the light into a main beam and two auxiliary beams
  • 2 37 is a light receiving means
  • 2 38 is a signal calculation unit that amplifies and calculates signals
  • 2 46 is a tracking error signal detection means It is.
  • FIG. 28 is a diagram for explaining each light receiving element of the light receiving means 2 37 and the signal calculation section 2 38.
  • Reference numerals 2 39 and 2 41 denote three-divided light receiving elements.
  • 9c, 2411a to 2411c represent the respective light receiving areas of the three-division light receiving element.
  • 24 0 is a quadrant photodetector
  • 24 2 and 24 4 are auxiliary beam luminous fluxes
  • 24 3 is a main beam luminous flux
  • 24 45 a to 24 45 f are amplifiers
  • 23 8 a to 23 8 d is each signal output from the signal operation unit.
  • the light emitted from the light source 201 is diffracted by the diffraction element 236, and the main beam as the 0th-order diffracted light is converted into the first and second primary diffracted lights as the first and second auxiliary beams.
  • Two auxiliary beams are generated. These three beams together
  • the beam passes through the beam splitter 203 and is condensed on the optical disk 205 by the objective lens 204.
  • the main beam optical spot is formed on the optical axis 202 of the optical head. Light spots of two auxiliary beams are formed vertically away from the axis 202 in the drawing.
  • the reflected light fluxes from the respective optical spots reflected by the optical disc 205 pass through the objective lens 204 again, are reflected by the beam splitter 203, and enter the relay lens 206.
  • the relay lens 206 has the refractive power of a cylindrical lens that generates astigmatism, and guides the light flux to the light receiving means 237.
  • the light beam of the main beam enters the four-divided light receiving element 240
  • the light beam of the first auxiliary beam enters the three-divided light receiving element 239
  • the light beam of the second auxiliary beam The light beam enters the three-division light receiving element 2 41.
  • the light beam 243 of the main beam incident on the four-division light receiving element 240 is divided into four parts and received, and the signals F1 and F2 are detected by the calculation based on the connections shown in the figure.
  • the light beam of the first auxiliary beam is divided into three, and a light receiving area 239 b receives the light of the first area, and light receiving areas 239 a and 239 c
  • the light of the second area is received, and the light flux of the second auxiliary beam is divided into three, and the light receiving area 2 41 b receives the light of the first area, and the light receiving area 2 41 a , 241 c receive the light in the second region.
  • the signal 238a is detected from the signal 238a through the calculation by the connection shown and the amplifiers of 245a, 245b, 245e and 245f.
  • Signal 238a is a received light signal of the first region of the first auxiliary beam
  • signal 238b ' is a received light signal of the second region of the first auxiliary beam
  • signal 238d is The received signal of the first area of the second auxiliary beam
  • signal 238 c is the second auxiliary beam.
  • 9 is a light reception signal of a second area of the beam.
  • the tracking error signal detecting means 246 detects the signal TE 1 as the first tracking error signal using the signal 238 a ′ and the signal 238 d, and uses the signal 238 b ′ and the signal 238 c ′ to perform the second tracking error signal.
  • the signal TE1 and the signal TE2 are expressed by the following equations.
  • the optical disk inclination detecting means 212 detects the optical disk inclination by comparing the phases of the signal TE1 and the signal TE2 as the first and second tracking error signals.
  • Figure 29 shows how the light spots of the main beam and the auxiliary beam are arranged with respect to the information track. These light spots are arranged at a distance of 1Z4 track pitch in the direction perpendicular to the information track.
  • FIG. 30 is a result of simulating by numerical calculation a signal waveform when the light spot of the first auxiliary beam is scanned in a direction perpendicular to the information track.
  • 247 is the waveform of signal 238a
  • 248 is the waveform of signal 238b
  • 249 is the waveform of the sum of signals 238a and 238b.
  • the calculation conditions were as follows: numerical aperture of the objective lens 0.6, light source wavelength 660 nm, information track pitch 1.2 ⁇ , continuous groove width as information track 0.4 ⁇ , groove depth 1Z8 wavelength, optical disc tilt Is 0.6 degrees in the radial direction.
  • the light spot position means a light intensity peak position of the light spot.
  • each signal of the second auxiliary beam is Are signals having a phase difference of 1/2 track pitch with respect to the signal of the first auxiliary beam.
  • the phase shift of the signal caused by the tilt of the optical disk is caused by the asymmetry of the light intensity distribution of the detected luminous flux, and therefore occurs similarly for the signals of the first and second auxiliary beams. I do. .
  • the second tracking error signal TE 2 detected by using the signal 2 38 b and the signal 2 380 c of the second auxiliary beam is the second tracking error signal TE 2 shown in FIG. 22 (b). Similar to the waveforms 219 and 220 of the two tracking error signals, the signals have a phase difference corresponding to the tilt of the optical disk. Therefore, by comparing the phases of the signal TE1 and the signal TE2, which are the first and second tracking error signals, the inclination of the optical disk can be detected.
  • the first tracking error signal is detected by using the signal 238a and the signal 238d detected in the first region.
  • the waveform 249 also has a phase difference with respect to the waveform 248, the sum signal of the signals detected in the first and second regions, that is, the signal 238a 'And signal 2 3 8 b' and the signal 2 3 8 c ' Even if the first tracking error signal is detected using the sum signal of No. 238d, it is possible to detect the tilt of the optical disk in the same manner.
  • the phase of the first tracking error signal and the phase of the second tracking error signal are compared, and the Without providing an inclination detector, stable optical disk inclination detection that is not affected by the movement of the objective lens can be performed.
  • This embodiment is an example of signal processing for making a signal according to the optical disc tilt detected by the optical head according to each of the above-described embodiments more suitable signal characteristics.
  • This signal processing means will be described as being included in each component of the above-described optical head, for example, the inside of the optical disk inclination detecting means 21 shown in FIG.
  • the tilt of the optical disk is detected by measuring the phase difference between the first tracking error signal TE 1 and the second tracking error signal TE 2.
  • FIG. 26 (b) This will be explained using.
  • the waveform 23 3 shows the signal TE1
  • the waveform 23 4 shows the signal TE 2
  • the waveform 23 35 shows the sum signal of the signals TE 1 and TE 2.
  • the signal value of waveform 2 3 3 or waveform 2 3 5 is measured when waveform 2 3 4 crosses the horizontal axis, the above signal value becomes positive or negative according to the direction of the phase difference with respect to waveform 2 3 4. Because it changes, this measurement is one of the methods of phase difference measurement.
  • FIG. 31 shows the result of calculating the relationship between the signal value corresponding to the phase difference measured in this way and the optical disc tilt amount.
  • the calculation conditions are the same as the calculation in Fig. 26.
  • the horizontal axis represents the amount of tilt of the optical disk, and the vertical axis represents the signal value.
  • the graph was created by multiplying the signal value by an appropriate constant for scale adjustment.
  • Reference numeral 250 denotes a calculation result of the signal value as it is, and reference numeral 250 denotes a calculation result obtained by normalizing the signal value by the amplitude value of the signal TE1. Since the amplitude of the signal TE1 decreases in accordance with the optical disk inclination, the curve 250 of the graph has poor linearity.
  • the signal value of the signal TE1 when the signal TE2 crosses the reference voltage is measured, and the signal obtained by normalizing the signal value with the amplitude value of the signal TE1 is used as the optical disc tilt detection signal.
  • an optical disk tilt detection signal having high linearity with respect to the optical disk tilt amount can be obtained.
  • This embodiment is suitable for tracking control using the first and second tracking error signals detected by the optical head of each of Embodiments 6 to 9 and the optical disc tilt detection signal. It is an example of an optical head that generates a control signal.
  • FIG. 32 is a diagram showing a configuration of an optical head according to the tenth embodiment of the present invention. Components common to the above-described embodiments are denoted by the same reference numerals.
  • FIG. 2 is a configuration diagram in which components other than those necessary for clarity are omitted.
  • 252 is an objective lens moving means
  • 253 is a tracking control signal generating means
  • 254 is a tracking control means.
  • the optical disc tilt detection means 212 outputs an optical disc tilt detection signal TLT, a signal TE 1 as a first and a second tracking error signal, and a signal TE 2.
  • the tracking control means 254 drives the objective lens position moving means 252 to control the position of the objective lens 24 so that the light spot follows the center of the information track.
  • FIG. 33 is a diagram for explaining the configuration of the tracking control signal generating means 253, where 255 is an attenuator for attenuating the signal amplitude, and 256 is a differential amplifier.
  • the attenuator 255 can adjust the attenuation rate of the input signal in accordance with the magnitude of the signal TLT, thereby changing the amplitude of the signal TE1.
  • the differential amplifier 256 changes the amplitude of the signal TE2 from the signal TE2. It is configured to output the signal TE by subtracting the signal TE1.
  • the signal TE1 having an arbitrary phase difference with respect to the signal TE2 can be generated by adjusting the amplitude of the signal TE1 according to the signal TLT by the attenuator 255 and subtracting the signal TE2 from the signal TE2 by the differential amplifier 256. That would be.
  • the point where the waveform of the signal TE intersects the reference voltage is determined by the information Since it is possible to set arbitrarily around the rack center, tracking control can be arbitrarily set by performing tracking control using this signal TE.
  • the displacement between the optical spot position and the information track center caused by the tilt of the optical disk can be determined using the signal TLT. Tracking control can be performed while correcting. .
  • the optical disc tilt in the radial direction is detected, and the center of the information track generated by the tilt of the optical disk is detected using the optical disc tilt detection signal.
  • the tracking control position was adjusted by adding a DC offset to the tracking control signal, so that there was a problem in that the control system became unstable. Rather than giving an offset, the control position can be adjusted by shifting the phase of the control signal, thus enabling stable tracking control.
  • the degree of the correction by the radial tilt is based on the optical disk inclination obtained by the above embodiment. Try to make larger corrections than you would otherwise.
  • the present embodiment is an example in which the present invention is applied to an optical head for detecting a tangential tilt of an optical disc.
  • FIG. 34 is a configuration diagram of the optical head according to Embodiment 11 of the present invention.
  • the same reference numerals are given to the same components as those in the above-described embodiments, and the focus detection means and the tracking error signal detection means are described above. Since they are the same as the respective embodiments, they are omitted.
  • Reference numeral 257 denotes light receiving means
  • 258 denotes a signal calculation unit
  • 259 denotes an optical disk tilt detecting means.
  • the description from the light emitted from the light source 1 to the optical disc 5 being reflected by the optical disk 5 and being guided to the light receiving means 257 is the same as that of each of the above-described embodiments, so that the description is omitted.
  • an optical disk is used whose information track is formed of pits. '
  • FIG. 35 is a diagram for explaining the light receiving means 255 and the signal calculation unit 258.
  • 2 16 is the outer shape of the incident light beam
  • 2 57 a to 2 57 c are the light receiving areas of the light receiving means 57
  • 2 58 a and 2 58 b are amplifiers
  • S 1 and S 2 are signal calculation units This is the signal output from 258.
  • the light receiving area of the light receiving means 257 includes a light receiving area 257 b as a first area which is long in a direction parallel to the information track and is located at the center of the light beam, and an area other than the first area.
  • the light-receiving area as a second area is divided into three areas, 57a and 257c.
  • Each light-receiving signal is added by wiring and passed through amplifiers 258a and 258b to generate signals SI and Output as S2.
  • the signal S1 consists of the light receiving signal in the first area
  • the signal S2 consists of the light receiving signal in the second area.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a waveform of a signal detected when a light spot passes through a pit.
  • 260 represents the waveform of the signal 31
  • 61 represents the waveform of the signal S2.
  • the position of the signal S1 at the trough of the waveform is shifted with respect to the signal S2, but this phase shift is caused by coma caused by the tilt of the optical disk.
  • the optical disk tilt detecting means 255 can detect the tilt of the optical disk by detecting the phase difference between the signals S1 and S2.
  • FIG. 37 is a diagram illustrating an example of a method of detecting a phase difference between signals S1 and S2.
  • Waveform 262 represents the differential waveform of signal S1
  • waveform 263 represents the differential waveform of signal S2
  • 264 represents the reference voltage. Since the waveforms 262 and 263 are signals that change almost symmetrically in both positive and negative directions around the reference voltage 2664, the waveform when the waveform 2663 intersects the reference voltage 2664
  • a signal that changes positively or negatively according to the direction of the phase difference between the two differential waveforms is obtained. Since the phase difference between these differential waveforms corresponds to the phase difference between the signal S1 and the signal S2, this signal is the optical disk tilt detection signal.
  • the detection signal of the first area and the detection signal of the second area By comparing the phases of the optical disks, the inclination of the optical disk in the tangential direction can be detected.
  • the information tracks are formed by pits, but an optical disc may be formed by continuous grooves and pits. In short, it is only necessary that all or a part of the information track is formed by pits.
  • the optical head shown in Embodiments 6 to 8 of the present invention detects the tilt of the optical disc in the radial direction, and the optical head shown in Embodiment 11 of the present invention employs the optical head.
  • the optical head shown in Embodiment 11 of the present invention employs the optical head.
  • the present invention is not limited to the configuration of the above-described embodiment, and the light receiving means for detecting the tracking error signal is provided in the first region and the second region having the above-described shapes. It can be easily applied to an optical head that can be configured to receive light separately.
  • the objective lens 4 corresponds to the light collecting means of the present invention
  • the light receiving means 8, 30, 47, 54 corresponds to the light receiving means of the present invention
  • the tracking error The signal detecting means 9, 55 correspond to the tracking error detecting means of the present invention
  • the optical function area 11 in the optical means 6 corresponds to the dimming area of the present invention
  • the other portions correspond to the non-dimming area
  • the light receiving elements 34 to 37 in the light receiving means 30 correspond to a portion corresponding to the first sub light receiving area of the light receiving element of the present invention.
  • the light receiving elements 34 to 37 correspond to a portion for receiving the auxiliary beam light of the present invention.
  • the light receiving elements 31 and 33 correspond to the portion corresponding to the second sub light receiving area of the light receiving element of the present invention. Further, the light receiving elements 31 and 33 correspond to a portion for receiving the main beam light of the present invention.
  • the four-divided light receiving element 49 corresponds to a portion of the light receiving element of the present invention that receives the main beam light
  • the three divided light receiving elements 48 and 50 are auxiliary parts of the light receiving element of the present invention. It corresponds to the part that receives the light beam.
  • the light receiving areas 48 b and 50 b correspond to the first sub light receiving area of the present invention
  • the light receiving areas 48 a, 48 c, 50 a and 50 c correspond to the second sub light receiving area of the present invention. It corresponds to the area.
  • the light receiving elements 72, 73a, 81a, 81b, 82a, 82b, 83a, 83b are the first sub light receiving areas of the light receiving element of the present invention.
  • the light receiving elements 70, 73b, 73c, 80a, 80b, 83c, 83d, 83e, and 83f correspond to the portion corresponding to the second sub light receiving area of the light receiving element of the present invention. I do.
  • the plover marks 107 and 108 correspond to a pair of marks of the present invention.
  • the signal S sampled and held at the position A shown in FIG. 41 is used for the light receiving signal obtained from one reflected light beam of the pair of marks used in the tracking error signal detecting means of the tenth aspect of the present invention.
  • the signal S sampled and held at the position B shown in FIG. 41 is the light receiving signal obtained from the other reflected light beam of the pair of marks used in the tracking error signal detecting means of the tenth aspect of the present invention. Is equivalent to
  • the light receiving signals received by the light receiving elements 56a, 56b, the light receiving signals received by the light receiving elements 80a, 81a, 82a, and the light receiving element 83a correspond to the first sub-light-receiving signal of the present invention
  • the light receiving signals received by b and the light receiving elements 83b, 83d and 83f correspond to the second sub light receiving signal of the present invention.
  • the objective lens 204 corresponds to the light collecting means of the present invention
  • the light receiving means 208, 237, and 257 correspond to the light receiving means of the present invention.
  • the tracking error signal detecting means 211, 221 corresponds to the tracking error detecting means of the present invention
  • the optical disc tilt detecting means 211, 259 correspond to the optical disc tilt detecting means of the present invention.
  • the light receiving regions 208f and 208e correspond to the first sub light receiving region of the present invention
  • the light receiving regions 208a, 208b, 2 08 c and 208 d correspond to the second sub-light receiving area of the present invention.
  • the light receiving areas 2 39 b and 24 1 b correspond to the first sub light receiving area of the present invention
  • the light receiving areas 2 39 a, 23 9 c, 24 1 a, 241 cd corresponds to the second sub-light receiving area of the present invention.
  • the light receiving region 255b corresponds to the first sub light receiving region of the present invention
  • the light receiving regions 255a and 257c correspond to the second sub light receiving region of the present invention. Equivalent to.
  • the three-divided light receiving elements 23 9 and 24 1 correspond to the part of the light receiving means of the present invention which receives two auxiliary beam lights
  • the four divided light receiving elements 240 corresponds to a portion of the light receiving means of the present invention that receives at least two auxiliary light beams.
  • One set of the sample pits 222 and 222 is an example of a pair of marks of the present invention.
  • the detection signal sampled and held at the timing of passing through the sample pits 222 is the detection signal of the light reception signal obtained from one of the reflected light fluxes of the pair of marks of the present invention.
  • the detection signal sampled and held at the timing of passing through the sample pits 222 is an example of the received light signal obtained from the other reflected light beam of the pair of marks according to the twenty-first aspect of the present invention. .
  • the signals 208 a,. 208 e ′ and the signal 210 bd ′ are examples of the first sub-light receiving signal of the present invention, and the signals 208 b ′, 208 f ′ and the signal 210 bc 'is an example of the second sub light receiving signal of the present invention.
  • tracking control signal generation means 25 3 is an example of the tracking control signal generation means 3 of the present invention
  • the tracking control means 2 34 is an example of the tracking control means of the present invention.
  • the present invention provides a method for recording information on an optical disc having the optical head of the present invention. It may be realized as an optical disk recording device for performing recording.
  • the present invention may be realized as an optical disc reproducing apparatus for reproducing information from an optical disc, which includes the optical head of the present invention.
  • the present invention may be realized as an optical disk recording / reproducing apparatus for recording or reproducing information on or from an optical disk, comprising the optical head of the present invention.
  • the optical disk of the present invention is not limited by its configuration or format as long as it optically records or reproduces information. Examples thereof include a CD and a CD-R N CD-RW. , DVD, DVD-R, DVD-RW, DVD-ROM and the like. Industrial applicability
  • the present invention it is possible to detect a tilt in a radial direction or a tangential direction of an optical disk with high accuracy, which is hardly affected by movement of an objective lens position, without providing a dedicated optical disk tilt detector. Further, even if the optical disc has a variation in shape, the detection accuracy does not decrease and stable detection is performed.

Landscapes

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Description

明 細 書 光学へッド
技術分野
本発明は、 光ディスクなどの情報記録媒体に光学的に情報記録または 再生を行う光学へッドのトラッキング制御に関するものである。
また、 本発明は、 対物レンズ等の集光手段の光軸に対する光ディスク の傾きを検出する光ディスク傾き検出に関するものである。 背景技術
光ディスク用の光学へッドでは、 光スポットを情報トラックの中心に 正確に追随させるためのトラッキング制御の精度が重要である。 この制 御の精度が悪いと、 記録の際に隣の情報トラックの信号を消去したり、 クロストークが増加して、 情報が正確に再生できない等の重大な動作不 良を引き起こすことになる。
従来から、 トラッキングエラー信号検出方式として、 一般に 3ビーム トラッキング方式と呼ばれる方式が知られている。 この方式の光学へッ ドは、 情報トラックの記録または再生を行う主ビームの他に 2つの補助 ビームを形成し、 光ディスクに集光された各々の光スポットからの反射 光を別々に受光するように構成されている。
図 3 8は、 前記 3ビームトラッキング方式の光学へッドにより形成さ れた、 光ディスク上の光スポットを説明する図である。 1 0 0ぉょぴ1 0 2は 2つの補助ビームの光スポッ ト、 1 0 1は主ビームの光スポッ ト 、 1 0 3は情報トラックを示す。 前記補助ビームの光スポッ ト 1 0 0お ょぴ 1 0 2は、 前記主ビームの光スポット 1 0 1に対し、 前記情報トラ ック 1 0 3に垂直な方向に等距離、 例えば、 1 / 4トラックピッチずつ 離れて形成されている。
各光スポットからの反射光は情報トラックにより強度変調され、 検出 された 2つの補助ビームの信号は、 主ビームの信号と 1 Z 4トラックピ ツチずつ逆方向に位相がずれた信号である。 前記 3ビームトラッキング 方式の光学へッドは、 これら 2つの補助ビームの信号の差からトラツキ ングエラー信号を検出するように構成されている。
また、 文献 「光ディスク技術」 （ラジオ技術社、 平成元年 2月 1 0日 発行） の 9 3〜 9 6ページに示されているように、 コンポジット 'コン ティ二ユアス《 トラッキング方式、 コンポジット · ゥォブルド · トラッ キング方式、 およびサンプル ·サーボ · トラッキング方式と呼ばれるト ラッキングエラー信号検出方法も知られている。
これらの方式は、 情報トラック上に予めピット等で形成されたチドリ マークまたは鏡面部が形成された光ディスクに対して、 この従来の第 1 およぴ第 2の方式は、 いわゆるプッシュプル方式のトラッキングエラー 信号に生じるオフセットを、 前記チドリマークまたは鏡面部で検出され た信号を用いて補正するものであり、 前記従来の第 3の方式は、 前記チ ドリマークでトラッキングエラー信号を検出するものである。 なお、 上 記文献 「光ディスク技術」 （ラジオ技術社、 平成元年 2月 1 0日発行） の全ての開示は、 そっく りそのまま引用する （参照する） ことにより、 ここに一体化するものである。
まず、 従来の第 1の方式である、 コンポジット · コンティニユアス · トラッキング方式について図を用いて更に説明する。 図 3 9は、 光ディ スクの情報トラックに形成された前記鏡面部の配置を説明する図であり 、 1 0 4はァドレスおよび情報等が記録されているピットおよぴ案內溝 が形成された情報領域、 1 0 5は一連の前記情報領域の間に形成された 鏡面部、 1 0 6は各情報トラックの中心線を示す。
このような光ディスクに対して光学へッドは、 対物レンズで光を集光 して光スポッ トを形成し、 その光スポットからの反射光束を、 情報トラ ックに平行な分割線で 2分割して受光し、 検出された各々の受光信号の 差からトラッキングエラー信号を検出するように構成されている。 トラ ッキングエラ一信号は、 プッシュプル方式にて得られるものであるため 、 対物レンズの光軸ずれ等により トラッキングエラー信号にオフセット が発生するが、 このオフセッ トは、 光スポットが前記鏡面部を通過する ときのトラッキングエラー信号の値に対応した量である。 光学へッドは 、 光スポットが案内溝を通過している時にトラッキングエラー信号を検 出し、 鏡面部を通過したときに、 そのオフセットを検出し、 トラツキン グエラー信号のオフセットを補正するように構成されている。
次に、 前記従来の第 2およぴ第 3の方式について図を用いて更に説明 する。 図 4 0は、 前記チドリマークの配置を説明する図である。 1 0 7 は第一ピット、 1 0 8は第二ピットであり、 この一対が前記チドリマー クである。 これらは、 情報トラックの接線方向に所定距離離れ、 情報ト ラック中心から、 情報トラックと垂直方向に等距離で反対方向にずれて 配置されている。 1 0 9は、 アドレスまたは情報等が記録された情報領 域、 1 1 0は情報トラックの中心線、 矢印 1 1 1は光スポットの走査経 路 1、 矢印 1 1 2は同じく走査経路 2である。
図 4 1は、 光スポットがチドリマークを通過するときの反射光量を検 出した信号波形を説明する図であり、 1 1 3は前記走査経路 1、 1 1 4 は前記走査経路 2、 1 1 5は情報トラック中心線に沿った走查経路での 信号波形を各々示す。 位置 Aおよび位置 Bと記した横軸上の点は各々、 前記第一ピットおよび前記第二ピットの位置を表しており、 図中の記号 V A、 V Bは、 これらの位置でサンプルホールドされた信号の値とする。 これらの信号値は、 光スポットとチドリマークの相対位置で決まり、 対物レンズの光軸ずれの影響は小さい。 前記従来の第 2の方式の光学へ ッドは、 トラッキングエラー信号はプッシュプル方式で検出し、 前記信 号 V Aと前記信号 V Bの差と、 トラッキングエラー信号 比較すること により、 トラッキングエラー信号のオフセットを検出し、 補正するよう に構成されている。 また、 前記従来の第 3の方式の光学ヘッドは、 前記 信号 V Aと前記信号 V Bの差からトラッキングエラー信号を検出するよ うに構成されている。
次に、 従来の技術による光ディスク傾き検出手段を有する光学へッド について、 説明を行う。 光学ヘッドで光ディスクに情報を記録または再 生する際には、 対物レンズの光軸と光ディスク面とのなす角は垂直であ ることが望ましく、 光ディスクが傾くとコマ収差等の収差が発生し、 光 ディスクに集光された光スポットが劣化する。 この光ディスク傾きは、 従来から光学へッドに専用の光ディスク傾き検出器を設けて検出される のが一般的であった。 ところが、 光学ヘッドの小型化に伴い、 前記専用 の検出器を設ける場所を確保するのが困難となってきており、 光学へッ ドの光学系の中に光ディスク傾き検出手段を組み込んだ構成が提案され ている。
その一例として、 特開平 7— 1 4 1 6 7 3号公報に開示されている従 来の技術について説明する。 なお、 特開平 7— 1 4 1 6 7 3号公報の全 ての開示は、 そっく りそのまま引用する （参照する） ことにより、 ここ に一体化するものである。
図 4 2は、 従来の技術の光ディスク傾き検出手段の構成を示す図であ る。 1 1 0 1は光ディスク、 1 1 0 2は対物レンズ、 1 1 0 3は受光レ ンズ、 1 1 0 4は光を分岐する素子、 1 1 0 4 a及び 1 1 0 4 bは微小 プリズム、 1 1 0 5 a、 1 1 05 b、 1 1 0 6 a、 1 1 06 bは受光素 子、 1 1 07及び 1 1 0 8は加算アンプ、 1 1 09は差動アンプである。
このような構成を有する光ディスク検出傾き検出手段の動作は、 以下 のようなものである。 光ディスク 1 1 0 1で反射された^;束は、 対物レ ンズ 1 1 02、 受光レンズ 1 1 03を経て、 光を分岐する素子 1 1 04 に入射する。 素子 1 1 04に入射した光束の内、 微小プリズム 1 1 04 a及び 1 1 04 bが形成されている 2つの微小領域に入射した光は、 受 光素子 1 1 06 a及び 1 1 06 bに向けて偏向され、 各々 ¾光され、 前 記 2つの微小領域を除いた領域に入射した光は、 そのまま透過して受光 素子 1 1 05 a及び 1 1 0 5 bに入射し、 ここで光束が 2分割されて受 光される。 各受光素子で検出された信号は、 加算アンプ 1 1 0 7、 1 1 08及ぴ差動アンプ 1 1 09によって演算され、 光ディスク傾き T r a dが検出される。
各受光素子で検出された信号を、 各々の受光素子名で代用すると、 光 ディスクの傾き T r a dは、
【数 1】
T r a d= 1 1 0 5 a - 1 1 05 b - (1 1 06 a— 1 1 06 b) (数 1 )
で表される演算により検出される。
図 43は、 光を分岐する素子 1 1 04を説明する図であり、 素子 1 1 04を示す矩形内部の円 1 1 1 0は入射した光束の外形を表す。 微小プ リズム 1 1 04 a、 1 1 04 bは、 図示したように、 光束の中心に関し て左右に （情報トラックに垂直方向に） 対称に配置された微小な領域で ある。 また、 図中の点線は、 光束が受光素子 1 1 0 5 a、 1 1 05 b及 び 1 1 06 a、 1 1 06 bに導かれる様子を表し、 受光素子 1 1 0 5 a 及び 1 1 0 5 bに入射する光束は、 その境界線により情報トラックと平 行な方向に 2分割されている。 従って、 （数 1) による光ディスク傾き T r a dの検出は、 前記 2つの微小領域から検出されたプッシュプル信 号と、 前記微小領域以外の領域から検出されたプッシュプル信号の大き さを比較していることになる。
図 44 (a) 〜 （c) は、 光を分岐する素子 1 1 04に入射した光束 の光強度分布を表す図であり、 図 44 (a) は光ディスク傾きが無いと き、 図 44 (b) 及び図 44 (c) は、 光ディスク傾きがその半径方向 (光ディスクの法線と対物レンズの光軸を含む平面が情報トラックの接 線と垂直となるような傾き） にあるときについて示した。 傾きの方向は 、 図 44 (b) を正方向とし、 図 44 (c) を負方向とした。 図 44 ( a) の斜線部は、 光ディスクの情報トラックで回折された + 1次及び一 1次回折光の光束と 0次回折光の光束が重なった領域を示す。 この領域 は、 0次と 1次回折光の波面位相が変化すると、 干渉によって光強度が 変化する領域である。 .
また、 図 44 (b) 及び図 44 (c) に示した左右非対称な斜線部の 形状は、 光強度分布の非対称性を表している。 これは、 光ディスクの傾 きで発生したコマ収差による波面位相変化が情報トラック方向に対して 左右非対称であるため、 0次と + 1次及び一 1次回折光め干渉によって 光強度が変化し、 光ディスク傾きの方向に応じて光強度分布に非対称な 明暗が現れることを示している。
従来の技術は、 以上のような光ディスク傾きに応じて生じる光強度分 布の左右の非対称性に注目し、 その非対称性が最も強く現れる前記 2つ の微小領域のみの光を抜き出して検出したプッシュプル信号 （1 1 06 a— 1 1 06 b) と、 その領域を除いた領域の光で検出したプッシュプ ル信号 （1 1 0 5 a— 1 1 05 b) の大きさを比較して、 光ディスク傾 き T r a dを検出するものである。 以上に述べたように、 従来のトラッキングエラー信号検出方式は 2種 類に分かれる。 一つは、 光スポットからの反射光量が光スポッ トと情報 トラック、 もしくは光ディスク上に形成されたマークとの相対位置に応 じて変化することを利用して、 トラッキングエラー信号を検出するもの ( 3ビームトラッキング方式、 サンプル ·サーボ · トラッキング方式) である。 もう一つは、 プッシュプル方式でトラッキングエラー信号を検 出するとともに、 そのトラッキングエラー信号のオフセットを検出して 、 トラッキングエラー信号そのものを補正するもの （コンポジッ ト ' コ ンティ二ユアス · トラッキング方式、 コンポジット . ゥォブルド · トラ ッキング方式） である。 これら 2種類の検出方式は、 いずれも対物レン ズの光軸ずれ等により生じるトラッキングエラー信号のオフセッ トが少 ないという利点を有している。
しかしながら、 光学へッドに対して光ディスクが、 その半径方向に傾 いた時には、 発生するコマ収差のために、 光スポットと情報トラックと の相対位置に対して、 光スポットからの反射光量の変化やプッシュプル 信号の変化は位相ずれを生じるため、 トラッキングエラ一信号にも同様 の位相ずれが発生することとなる。 従って、 上記従来のトラッキングェ ラー信号検出方式では、 前記光ディスクの傾きがある場合には、 情報ト ラック中心から外れた位置にトラッキング制御が行われるという課題を 有していた。
また、 後半に述べた従来の技術は、 情報トラックに平 な分割線で光 束を 2分割してプッシュプル信号を検出して光ディスクの傾きを検出す る構成となっているため、 プッシュプル信号が良好に検出されない情報 トラックを有する光ディスク、 例えば、 溝深さが 1 Z 4波長の情報トラ ックを有する光ディスクに対しては、 光ディスク傾きが精度良く検出で きないという課題があった。 また、 前記微小領域は、 光ディスクで回折された 0次と + 1次及び一 1次回折光の光束が重なる領域よりも小さな領域としていたため、 対物 レンズが情報トラックに対して垂直な方向に移動すると、 検出される光 束の位置も移動するため、 光ディスク傾きを正確に反映していない光強 度分布の領域が前記微小領域に入射することになって、 光ディスク傾き の検出精度が劣化するといつた課題も有していた。 発明の開示
本発明は、 以上のような従来の課題を考慮し、 光学ヘッドに対して光 ディスクが傾いても、 情報トラックの中心に正確にトラッキング制御が 可能なトラッキングエラー信号検出手段を有する光学へッドを提供する ことを目的とする。
また、 本発明は、 光ディスクに対して光学ヘッドが行う本来の動作、 例えばトラッキングエラー信号検出等の信号検出方法を使って光ディス クの傾きを検出することによって、 検出精度の向上と安定化を実現し、 且つ、. 対物レンズの移動による影響を受けにくい光ディスク傾き検出手 段を有する光学へッド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 （請求項 1に対応） は、 光ディスクに情報を記録するため、 および Zまたは前記光ディスクに書 き込まれた情報を再生するための光学へッドであって、
前記光ディスクに光を集光する集光手段と、
前記光ディスクから反射する反射光束を受光して受光信号を得る受光 手段と、
前記受光信号からトラッキングエラー信号を検出するトラッキングェ ラー信号検出手段とを備え、 前記受光手段に入射する前記反射光束のうち、 トラッキングエラー信 号の検出に使われるトラッキングエラー信号検出用光束の中央部の領域 の光量を減衰させる減衰手段を設けた光学へッドである。
また、 第 2の本発明 （請求項 2に対応） は、 前記減衰手段は、 前記ト ラッキングエラ一信号検出用光束の中央部の領域の光強度を低下させる 減光領域と、 残りの領域の光強度を低下させない非減光領域とを有し、 前記減光領域は、 前記トラッキングエラ一信号検出用光束の中心点を 含んでおり、 前記光ディスクの情報トラックと直交する方向が長辺であ る略長方形である第 1の本発明の光学へッドである。
また、 第 3の本発明 （請求項 3に対応） は、 前記減光領域は、 光の透 過率を低下させる物質で形成された薄膜である第 2の本発明の光学へッ ドである。
また、 第 4の本発明 （請求項 4に対応） は、 前記減光領域は、 回折格 子が形成された領域である第 2の本発明の光学へッドである。
また、 第 5の本発明 （請求項 5に対応） は、 前記長辺は、 前記受光手 段に入射する前記反射光束の直径よりも長い第 2の本発明の光学へッド でめる。
また、 第 6の本発明 （請求項 6に対応） は、 光ディスクに情報を記録 するため、 および/または前記光デイスクに書き込まれ 7：こ情報を再生す るための光学へッドであって、
前記光ディスクに光を集光する集光手段と、
前記光ディスクから反射する反射光束を受光して受光信号を得る受光 手段と、
前記受光信号からトラッキングエラー信号を検出するトラッキングェ ラー信号検出手段とを備え、
前記受光手段は、 前記受光信号の各成分のうち、 前記トラッキングェ ラー信号の検出に使われるトラッキングエラー信号検出用光束の中央部 の領域に対応する成分の利得を減衰させる光学へッドである。
また、 第 7の本発明 （請求項 7に対応） は、 前記受光手段に入射する 前記反射光束のうち、 前記トラッキングエラー信号検出用光束と他の光 束とを分岐させる分岐手段を設けることによって、 前記トラッキングェ ラー信号検出用光束の中央部の領域に対応する成分の利得を減衰させる 第 6の本発明の光学へッドである。
また、 第 8の本発明 （請求項 8に対応） は、 前記受光手段は、 前記反 射光束の、 前記中央部の領域を受光する第 1サブ受光領域と、 前記反射 光束の残りの部分の領域を受光する第 2サブ受光領域とに分割された受 光素子を有し、
前記第 1サブ受光領域は、 前記トラッキングエラー信号検出用光束の 中心点を含んでおり、 前記光ディスクの情報トラックと直交する方向が 長辺である略長方形である第 6の本発明の光学へッドである。
また、 第 9の本発明 （請求項 9に対応） は、 前記長辺は、 前記受光手 段に入射する前記反射光束の直径よりも長い第 8の本発明の光学へッド である。
また、 第 1 0の本発明 （請求項 1 0に対応） は、 前記燊光手段は、 情 報の記録および Zまたは再生を行う主ビーム光と、 前記トラッキングェ ラー信号検出用光束として少なくとも 2つの補助ビーム光とを集光し、 前記受光手段は、 前記主ビーム光を受光する部分と、 前記少なくとも 2つの補助ビーム光を受光する部分とを有しており、
前記トラッキングエラー信号検出手段は、 前記少なくとも 2つの補助 ビームの前記受光信号の差に基づき前記トラッキングエラ一信号を検出 する第 1から第 9のいずれかの本発明の光学へッドである。
また、 第 1 1の本発明 （請求項 1 1に対応） は、 前記光ディスクは、 情報が記録される情報トラックと、
前記情報トラックの接線方向に所定距離離れ、 かつ前記情報トラック と垂直で互いに異なる方向に同じ距離だけ離れて位置する少なくとも一 対のマークとを有し、
前記トラッキングエラー信号検出手段は、
前記トラッキングエラー信号検出用光束である、 前記一対のマークの 一方の反射光束から得られる前記受光信号と、 前記トラッキングエラー 信号検出用光束である、 前記一対のマークの他方の反射光束から得られ る前記受光信号との差から前記トラッキングエラー信号を検出する第 1 から第 9のいずれかの本発明の光学へッドである。
また、 第 1 2の本発明 （請求項 1 2に対応） は、 前記受光手段は、 少 なくとも前記光ディスクのトラックの延伸方向と平行な軸で 2分されて おり、
前記トラッキングエラー信号検出手段は、 前記二分された一方の受光 手段が受光した前記トラッキングエラー信号検出用光束から得られた第 1サブ受光信号と、 前記二分された他方の受光手段が受光した前記トラ ッキングェラ一信号検出用光束から得られた第 2サブ受光信号との差に 基づき前記トラッキングエラー信号を検出する第 1力ゝら第 9のいずれか の本発明の光学へッドである。
また、 第 1 3の本発明 （請求項 1 3に対応） は、 前記光ディスクは、 情報が記録される、 案内溝を有する情報トラックと、
前記情報トラックの前記案内溝を断続的に一部切断して、 その間に前 記情報トラックの接線方向に所定距離離れ、 かつ前記情報トラックと垂 直で互いに異なる方向に同じ距離離れて位置する少なくとも一対のマー クを有し、
前記トラッキングエラー信号検出手段は、 前記トラツキングェラー信号検出用光束である、 前記一対のマークの 一方の反射光束から得られる前記第 1サブ受光信号と、 前記トラツキン グエラー信号検出用光束である、 前記一対のマークの他方の反射光束か ら得られる前記第 2サブ受光信号との差から前記トラッキングエラー信 号を検出し、
前記第 1サブ受光信号と、 前記第 2サブ受光信号と、 前記トラツキン グエラー信号とを用いて、 前記トラッキングエラー信号のオフセットを 検出する第 1 2の本発明の光学へッドである。
また、 第 1 4の本発明 （請求項 1 4に対応） は、 前記光ディスクは、 情報が記録される、 案内溝を有する情報トラックと、
前記情報トラックの、 前記案内溝を断続的に一部切断して設けられた 鏡面部とを有し、
前記トラツキングェラ一信号検出手段は、
前記トラツキングヱラ一信号検出用光束である、 前記情報トラックの 一部分の反射光束から得られる前記第 1サブ受光信号と、。前記トラツキ ングエラー信号検出用光束である、 前記情報トラックの残りの部分の反 射光束から得られる前記第 2サブ受光信号との差から前記トラッキング エラー信号を検出し、
前記鏡面部の一部分の反射光束から得られる前記第 1サブ受光信号と 、 前記鏡面部の残りの部分の反射光束から得られる前記第 2サブ受光信 号との差から、 前記トラッキングエラー信号のオフセットを検出する第 1 2の本発明の光学へッドである。
また、 第 1 5の本発明 （請求項 1 5に対応） は、 光ディスクに情報を 記録するため、 および Zまたは前記光ディスクに書き込まれた情報を再 生するための光学へッドであって、
前記光ディスクに光を集光する集光手段と、 前記光ディスクから反射する反射光束を受光して受光信号を得る受光 手段と、
前記受光信号からトラッキングエラー信号を検出するトラッキングェ ラー信号検出手段と、
前記トラッキングエラー信号に基づき、 前記集光手段の光軸に対する 前記光ディスクの傾きを検出する光ディスク傾き検出手段とを備えた光 学へッドである。
また、 第 1 6の本発明 （請求項 1 6に対応） は、 前記受光手段は、 前 記反射光束の、 中央部の領域を受光する第 1サブ受光領域と、 前記反射 光束の残りの部分の領域を受光する第 2サブ受光領域とに分割された受 光素子を有し、
前記第 1サブ受光領域は、 前記反射光束の中心点を含んでいる略長方 形であって、
前記トラッキングエラー信号検出手段は、 前記第 1サブ受光領域から 得られた受光信号から第 1のサブトラッキングエラー信号と、 前記第 2 サブ受光領域から得られた受光信号から第 2のサブトラッキングエラー 信号とを検出し、
前記光ディスク傾き検出手段は、 前記第 1のサブトラッキングエラー 信号と前記第 2のサブトラッキングエラー信号の位相を比較することに より、 前記光ディスクの傾きを検出する第 1 5の本発明の光学へッドで ある。
また、 第 1 7の本発明 （請求項 1 7に対応） は、 前記第 1のサブ受光 領域の略長方形は、 前記光ディスクの情報トラックと直交する方向が長 辺である第 1 6の本発明の光学へッドである。
また、 第 1 8の本発明 （請求項 1 8に対応） は、 前記長辺は、 前記反 射光束の直径よりも長い第 1 7の本発明の光学へッドである。 また、 第 1 9の本発明 （請求項 1 9に対応） は、 前記略長方形の短辺 は、 前記反射光束の直径よりも短い第 1 8の本発明の光学へッドである c また、 第 2 0の本発明 （請求項 2 0に対応） は、 前記集光手段は、 情 報の記録おょぴ Zまたは再生を行う主ビーム光と、 前記トラッキングェ ラー信号の検出に用いられる少なくとも 2つの補助ビーム光とを集光し
. 前記受光手段は、 前記主ビーム光を受光する部分と、 前記少なくとも 2つの補助ビーム光を受光する部分とを有しており、
前記トラッキングエラー信号検出手段は、 前記少なくとも 2つの補助 ビーム光の前記受光信号の差に基づき前記第 1のサブトラッキングエラ 一信号および前記第 2のサブトラッキングエラ一信号を検出する第 1 6 から第 1 9のいずれかの本発明の光学ヘッドである。
また、 第 2 1の本発明 （請求項 2 1に対応） は、 前記光ディスクは、 情報が記録される情報トラックと、
前記情報トラックの接線方向に所定距離離れ、 かつ前記情報トラック と垂直で互いに異なる方向に同じ距離だけ離れて位置する少なくとも一 対のマークとを有し、
前記トラッキングエラー信号検出手段は、
前記一対のマークの一方の反射光束から得られる前記受光信号と、 前 記一対のマークの他方の反射光束から得られる前記受光信号との差から 前記第 1のサブトラッキングエラー信号およぴ前記第 2のサブトラツキ ングエラー信号を検出する第 1 6から第 1 9のいずれかの本発明の光学 へッドである。
また、 第 2 2の本発明 （請求項 2 2に対応） は、 前記受光手段は、 少 なくとも前記光ディスクのトラックの延伸方向と平行な軸で 2分されて おり、 前記トラッキングエラー信号検出手段は、 前記二分された一方の受光 手段の第 1サブ受光信号と、 前記二分された他方の受光手段の第 2サブ 受光信号との差に基づき前記第 1のサブトラッキングエラー信号および 前記第 2のサブトラッキングエラー信号を検出する第 1 6から第 1 9の いずれかの本発明の光学へッドである。
また、 第 2 3の本発明 （請求項 2 3に対応） は、 前記光ディスクは、 情報が記録される、 案内溝を有する情報トラックと、
前記情報トラックの前記案内溝を断続的に一部切断して、 その間に前 記情報トラックの接線方向に所定距離離れ、 かつ前記情報トラックと垂 直で互いに異なる方向に同じ距離離れて位置する少なくとも一対のマー クを有し、
前記トラッキングエラー信号検出手段は、
前記一対のマークの一方の反射光束から得られる前記第 1サブ受光信 号と、 前記一対のマークの他方の反射光束から得られる前記第 2サブ受 光信号との差から前記第 1のサブトラッキングエラ一信号および前記第 2のサブトラッキングエラー信号を検出し、
前記第 1サブ受光信号と、 前記第 2サブ受光信号と、 前記第 1のサブ トラッキングエラ一信号および前記第 2のサブトラッキングエラ一信号 とを用いて、 前記トラッキングエラー信号のオフセットを検出する第 2 2の本発明の光学へッドである。
また、 第 2 4の本発明 （請求項 2 4に対応） は、 前記光ディスクは、 情報が記録される、 案内溝を有する情報トラックと、
前記情報トラックの、 前記案內溝を断続的に一部切断して設けられた 鏡面部とを有し、
前記トラッキングエラー信号検出手段は、
前記情報トラックの一部分の反射光束から得られる前記第 1サブ受光 信号と、 前記情報トラックの残りの部分の反射光束から得られる前記第
2サブ受光信号との差から前記第 1のサブトラッキングエラ一信号およ ぴ前記第 2のサブトラッキングエラー信号を検出し、
前記鏡面部の一部分の反射光束から得られる前記第 1サブ受光信号と 、 前記鏡面部の残りの部分の反射光束から得られる前記第 2サブ受光信 号との差から、 前記トラッキングエラー信号のオフセットを検出する第 2 2の本発明の光学へッドである。
また、 第 2 5の本発明 （請求項 2 5に対応） は、 前記第 2のトラツキ ングエラー信号または、 前記第 1および前記第 2のトラッキングエラー 信号を加算した信号のいずれか一方を用いてトラッキング制御を行う ト ラッキング制御手段をさらに備え、
前記光ディスク傾き検出手段は、 前記トラッキング制御手段がトラッ キング制御動作中に、 前記第 1のトラッキングエラ一信号値を計測する ことによって、 前記第 1のトラッキングエラー信号と前記第 2のトラッ キングエラー信号との位相比較を行う第 1 6から第 1 9のいずれかの本 発明の光'学へッドである。
また、 第 2 6の本発明 （請求項 2 6に対応） は、 トラッキング制御信 号を生成するトラツキング制御信号生成手段と、
前記トラツキング制御信号を用 、てトラツキング制御を行う トラツキ ング制御手段とをさらに備え、
前記トラッキング制御信号生成手段は、 前記第 1のトラッキングエラ 一信号の振幅を所定の大きさに調整し、 前記第 2のトラッキングエラー 信号に加算または減算を行うことにより位相をずらした信号をトラツキ ング制御信号として生成し、
前記トラッキング制御手段は、
前記集光手段により形成された光束が、 前記情報トラックの中央に位 置するように、 トラッキング制御位置を移動させる第 1 6から第 1 9の いずれかの本発明の光学へッドである。
また、 第 2 7の本発明 （請求項 2 7に対応） は、 前記トラッキング制 御信号生成手段は、 検出された光ディスクの傾きに対応した信号に従つ て、 前記第 1のトラッキングエラー信号の振幅の大きさを調整し、 前記トラッキング制御手段は、
前記傾きに応じてトラッキング制御位置を移動させる第 2 6の本発明 の光学へッ ドである。
また、 第 2 8の本発明 （請求項 2 8に対応） は、 情報 ラックの全部 または一部にピットが形成された光ディスクに情報を記録するため、 お ょぴ Zまたは前記光ディスクに書き込まれた情報を再生するための光学 へッドであって、
前記光ディスクに光を集光する集光手段と、
前記光ディスクから反射する反射光束を受光して受光信号を得る受光 手段と、
前記受光信号から前記集光手段の光軸に対する前記光ディスクの傾き を検出する光ディスク傾き検出手段とを備え、
前記受光手段は、 前記反射光束の、 中央部の領域を受光する第 1サブ 受光領域と、 前記反射光束の残りの部分の領域を受光する第 2サブ受光 領域とに分割された受光素子を有し、
前記第 1サブ受光領域は、 前記反射光束の中心点を含み、 前記光ディ スクの情報トラックと平行な方向が長辺である略長方形であって、 前記光ディスク傾き手段は、 前記第 1サブ受光領域から得られた受光 信号と、 前記第 2サブ受光領域から得られた受光信号とを比較し、 前記 ピット上を光スポットが通過したときに変調された信号波形の位相差を 検出することにより、 前記光ディスクの傾きを検出する光学へッドであ る。
また、 第 2 9の本発明 （請求項 2 9に対応） は、 第 1から第 2 8のい ずれかの本発明の光学へッドを備.えた光ディスク記録装置である。
また、 第 3 0の本発明 （請求項 3 0に対応） は、 第 1から 2 8のい ずれかの本発明の光学へッドを備えた光ディスク再生装置である。
また、 第 3 1の本発明. （請求項 3 1に対応） は、 第 1から第 2 8のい ずれかの本発明の光学へッドを備えた光ディスク記録再 φ装置である。 以上のような本発明の光学ヘッドは、 その一例として、 対物レンズで 光ディスクに光を集光し、 前記光ディスクからの反射光束を受光する受 光手段と、 前記受光手段で検出された受光信号からトラッキングエラー 信号を検出するトラッキングエラー信号検出手段を有し、 前記受光手段 に入射する光束の内、 トラッキング検出に使われる光束の一部の領域の 光を分岐または光強度を低下させる光学手段を備えている。
また、 本発明の光学ヘッドは、 その一例として、 情報の記録おょぴ再 生を行う主ビームと、 前記主ビームから分岐して生成した 2つの補助ビ ームを、 対物レンズで光デイスクに集光し、 各々の反射光束を受光する 受光手段と、 前記 2つの補助ビームの受光信号の差からトラッキングェ ラー信号を検出するトラッキングエラー信号検出手段を有し、 前記受光 手段に入射する補助ビームの各々の光束の一部の領域の光を分岐または 光強度を低下させる光学手段を備えている。
また、 本発明の光学ヘッドは、 その一例として、 情報トラックの接線 方向に所定距離離れ、 かつ情報トラックと垂直で互いに異なる方向に同 じ距離だけ離れて位置する少なくとも一対のマークを有する光ディスク に、 対物レンズで光を集光し、 前記光ディスクからの反射光を受光する 受光手段と、 前記一対のマークからの反射光量の変化に対応する受光信 号の変化から、 トラッキングエラ一信号またはトラッキングエラ一信号 のオフセットを検出するトラッキングヱラー信号検出手段を有し、 前記 受光手段に入射する光束の一部の領域の光を分岐または光強度を低下さ せる光学手段を備えている。
また、 本発明の光学ヘッドは、 その一例として、 情報トラックの案内 溝を断続的に一部切断してその間に、 前記情報トラックの接線方向に所 定距離離れ、 かつ前記情報トラックと垂直で互いに異なる方向に同じ距 離離れて位置する少なくとも一対のマークを有する光ディスクに、 対物 レンズで光を集光し、 前記光ディスクからの反射光を受光する受光手段 と、 前記情報トラックに平行な分割線により 2つに分割された受光信号 からトラッキングエラー信号を、 前記一対のマークからの反射光量の変 化に対応する受光信号の変化、 または前記一対のマークでの前記トラッ キングエラ一信号の変化から、 前記トラッキングエラ一信号のォフセッ トを、 各々検出するトラッキングエラー信号検出手段を有し、 前記受光 手段に入射する光束の一部の領域の光を分岐または光強度を低下させる 光学手段を備えている。
また、 本発明の光学ヘッドは、 その一例として、 情報トラックの案内 溝を断続的に一部切断して鏡面部が設けられた光ディスクに、 対物レン ズで光を集光し、 前記光ディスクからの反射光を受光する受光手段と、 前記情報トラックに平行な分割線により 2つに分割された受光信号から トラッキングエラー信号を、 前記鏡面部で検出された前記トラッキング エラー信号の値から前記トラッキングエラー信号のオフセットを、 各々 検出するトラッキングエラー信号検出手段を有し、 前記受光手段に入射 する光束の一部の領域の光を分岐または光強度を低下させる光学手段を 備えている。
また、 本発明の光学ヘッドは、 その一例として、 前記光学手段は、 通 過する光束の一部の領域の光強度を低下させる減光領域と、 光強度を低 下させない非減光領域を有し、 前記減光領域は、 光の透過率を低下させ る物質で形成された薄膜、 または、 回折格子が形成された領域であって 、 その形状は略長方形状で、 長辺が通過する光束の直径よりも長く、 情 報トラックに垂直な方向に配置されていることが望ましい。
または、 本発明の光学ヘッドは、 その一例として、 前記光^手段は、 前記受光手段に配置された受光素子を分割し、 光を分岐または光強度を 低下させるべき前記受光手段に入射する光束の一部の領域に対応した受 光領域を設けることにより構成され、 前記受光領域は、 略長方形状で、 長辺が入射する光束の直径よりも長く、 情報トラックに垂直な方向に配 置されており、 前記受光領域で検出された信号は、 前記受光領域以外で 検出された信号よりも、 小さな係数を掛けられて、 トラッキングエラー 信号の検出に用いられるように構成されてた光学へッドである。
あるいは、 本発明の光学ヘッドは、 その一例として、 前記光学手段は 、 通過する光を分岐する回折格子またはプリズムが形成された領域を有 し、 前記領域は、 略長方形状で長辺が通過する光束の直径よりも長く、 情報トラックに垂直な方向に配置されており、 前記領域で分岐された光 は前記受光手段の第 1の受光素子群に導かれ、 その他の光は前記受光手 段の第 2の受光素子群に導かれ、 第 1の受光素子群の信号は、 第 2の受 光素子群の信号よりも小さな係数を掛けられてトラッキングエラー信号 の検出に用いられるように構成された光学へッドである。
また、 本発明の光学ヘッドは、 その一例として、 光ディスクに対物レ ンズで光を集光する手段と、 光ディスクで反射された光を受光する受光 手段と、 前記受光手段で受光された信号からトラッキングエラー信号を 検出するトラッキングエラー信号検出手段と、 前記光ディスクと前記対 物レンズの光軸との傾きを検出する光ディスク傾き検出手段とを有し、 前記受光手段は、 前記受光手段に入射する光束の中央部 ίこ配置され、 そ の形状が、 情報トラックに平行な幅が前記光束の直径よりも小さく、 垂 直方向の幅が前記光束の直径よりも長い第 1の領域と、 前記第 1の領域 を含まない第 2の領域とに、 前記光束を分割して受光し、.前記トラツキ ングエラー信号検出手段は、 前記第 1の領域の受光信号から第 1のトラ ッキングエラー信号を、 前記第 2の領域の受光信号から第 2のトラツキ ングエラー信号を各々検出し、 前記光ディスク傾き検出手段は、 前記第
1のトラッキングエラー信号と前記第 2のトラッキングエラー信号の位 相を比較することにより、 光ディスクの傾きを検出することを特徴とす る。 これにより、 光ディスクの半径方向の傾きが検出出来る。 また、 そ の検出は、 光学へッドが検出するトラッキングエラー信号と同等な良好 な信号を用いて行われるため、 精度の高い光ディスク傾き検出が行われ る。
また、 本発明の光学ヘッドは、 その一例として、 サンプルサーポ用の サンプルピットが形成された光デイスクに対しては、 トラッキングエラ 一信号検出手段は、 サンプルピットで反射された光を検出してトラツキ ングエラー信号を検出するものであって、 光ディスク傾き検出手段は、 前記第 2のトラッキングエラー信号に対する前記第 1のトラッキングェ ラー信号の位相差から光ディスクの傾きを検出することを特徴とする。 これにより、 サンプルサーポ方式の光学へッドで光ディスク傾きが検出 出来る。
また、 本発明の光学ヘッドは、 その一例として、 前記集光手段は、 情 報の記録及び再生を行う主ビームと第 1及び第 2の補助ビームとを光デ イスクに寒光する集光手段であって、 前記受光手段は、 前記受光手段に 入射する前記第 1及び第 2の補助ビームの光束の各々に し、 前記第 1 の領域及ぴ第 2の領域に光束を分割して受光し、 前記第 1の補助ビーム の前記第 1の領域の受光信号と、 前記第 2の補助ビームの前記第 1の領 域の受光信号との差信号、 または、 前記第 1の補助ビームの前記第 1及 び第 2の領域の受光信号の和信号と、 前記第 2の補助ビ ムの前記第 1 及ぴ第 2の領域の受光信号の和信号との差信号のいずれか一方を使って 第 1のトラッキングエラー信号を、 前記第 1の補助ビームの前記第 2の 領域の受光信号と、 前記第 2の補助ビームの前記第 2の領.域の受光信号 の差信号を使って第 2のトラッキングエラー信号を各々検出し、 前記光 ディスク傾き検出手段は、 前記第 2のトラッキングエラー信号に対する 前記第 1のトラッキングエラー信号の位相差から光ディスクの傾きを検 出することを特徴とする。 これにより、 3ビームトラッキング検出方式 の光学へッドで光ディスク傾きが検出出来る。
また、 本発明の光学ヘッドは、 その一例として、 前記受光手段は、 前 記第 1及び第 2の領域を更に情報トラックに平行な分割線で分割して受 光し、 前記トラッキングエラー信号検出手段は、 前記受光手段で受光さ れた信号からプッシュプル信号を検出するものであって、 前記第 1の領 域の受光信号、 または前記第 1及ぴ第 2の領域の受光信号の和信号のい ずれか一方を使って検出されたプッシュプル信号を第 1のトラッキング エラー信号とし、 前記第 2の領域の受光信号を使って検出されたプッシ ュプル信号を第 2のトラッキングエラー信号として、 各々検出して、 前 記光ディスク傾き検出手段は、 前記第 2のトラッキングエラー信号に対 する前記第 1のトラッキングエラー信号の位相差から光ディスクの傾き を検出することを特徴とする。 これにより、 プッシュプル方式のトラッ キング検出を有する光学ヘッドで光ディスク傾きが検出出来、 更に、 光 ディスク傾きは、 2つのプッシュプル信号の位相差から検出されるため 、 対物レンズ移動に伴い生じるプッシュプル信号のオフセットの影響を 排除出来る。
更にまた、 本発明の光学ヘッドは、 その一例として、 情報トラックに ピットが形成された光ディスクに対し、 対物レンズで光を集光する手段 と、 前記光ディスクで反射された光を受光する受光手段と、 前記受光手 段で受光された信号から、 前記光ディスクと前記対物レンズの光軸との 傾きを検出する光ディスク傾き検出手段とを有し、 前記受光手段は、 前 記受光手段に入射する光束の中央部に配置され、 その形状が、 情報トラ ックに平行な方向の幅が前記光束の直径よりも長く、 且つ、 前記情報ト ラックに垂直な方向の幅が前記光束の直径よりも短い形状をした第 1の 領域と、 前記第 1の領域を含まない第 2の領域とに、 前記光束を分割し て受光し、 前記光ディスク傾き検出手段は、 前記第 1の領域の受光信号 、 または前記第 1及び第 2の領域の受光信号の和信号のいずれか一方と 、 前記第 2の領域の受光信号とを比較し、 前記ピット上を光スポットが 通過したときに変調された信号波形の位相差を検出することにより光デ イスクの傾きを検出することを特徴とする。 これにより、 情報トラック の接線方向の光ディスクの傾きを検出することが出来る。 図面の簡単な説明
図 1は、 本発明の実施の形態 1の光学へッドの構成図である。
図 2は、 本発明の実施の形態 1の光学手段を説明する図である。
図 3は、 本発明の実施の形態 1の受光手段を説明する図である。
図 4は、 本発明の実施の形態 1の信号を説明する図である。
図 5は、 光ディスクからの反射光を説明する図である。
図 6は、 本発明の実施の形態 1の効果を説明する図である。
図 7は、 本発明の実施の形態 1の効果を説明する図である。
図 8は、 本発明の実施の形態 1の効果を説明する図である。
図 9は、 本発明の実施の形態 2の構成を説明する図である。
図 1 0は、 本発明の実施の形態 2の受光手段を説明する図である。 図 1 1は、 本発明の実施の形態 3の構成を説明する図である。
図 1 2は、 本発明の実施の形態 3の受光手段を説明する図である。 図 1 3は、 本発明の実施の形態 4の構成を説明する図である。
図 1 4は、 本発明の実施の形態 4の受光手段を説明する図である。 図 1 5は、 本発明の実施の形態 5の構成を説明する図である。
図 1 6は、 本発明の実施の形態 5の信号を説明する図である。
図 1 7 ( a ) は、 本発明の実施の形態 4の受光手段の他の構成例を示 す図である。
図 1 7 ( b ) は、 本発明の実施の形態 4の受光手段の他の構成例を示 す図である。
図 1 8 ( a ) は、 本発明の実施の形態 5の受光手段の他の構成例を示 す図である。
図 1 8 ( b ) は、 本発明の実施の形態 5の受光手段の他の構成例を示 す図である。
図 1 9は、 本発明の実施の形態 6の光学ヘッドの構成図である。
図 2 0は、 本発明の実施の形態 6の受光手段及び信号演算部を説明す る図である。
図 2 2は、 本発明の第 1及び第 2の領域を説明する図である。
図 2 2 ( a ) は、 本発明の実施の形態 6の第 1及び第 2のトラツキン グエラー信号を説明する図である。
図 2 2 ( b ) は、 本発明の実施の形態 6の第 1及び第 2のトラツキン グエラー信号を説明する図である。
図 2 3は、 本発明の実施の形態 7の光学へッドの構成図である。
図 2 4は、 サンプルサーボ方式の情報トラックを説明する図である。 図 2 5は、 サンプルサーボ方式のトラッキング検出を説明する図であ る。 図 2 6 ( a ) は、 本発明の実施の形態 7の第 1及ぴ第 2のトラツキン グエラー信号を説明する図である。
図 2 6 ( b ) は、 本発明の実施の形態 7の第 1及ぴ第 2のトラツキン グエラー信号を説明する図である。
図 2 7は、 本発明の実施の形態 8の光学へッドの構成図である。
図 2 8は、 本発明の実施の形態 8の受光手段及び信号演算部を説明す る図である。
図 2 9は、 本発明の実施の形態 8の主ビーム及び補助ビームの光スポ ット配置を説明する図である。
図 3 0は、 本発明の実施の形態 8の補助ビームの信号を説明する図で ある。
図 3 1は、 本発明の実施の形態 9の効果を説明する図である。
図 3 2は、 本発明の実施の形態 1 0の光学へッドの構成図である。 図 3 3は、 本発明の実施の形態 1 0のトラッキング制御信号生成手段 の構成図である。
図 3 4は、 本発明の実施の形態 1 1の光学ヘッドの構成図である。 図 3 5は、 本発明の実施の形態 1 1の受光手段及び信号演算部を説明 する図である。
図 3 6は、 本発明の実施の形態 1 1の信号検出方法を説明する図であ る。
図 3 7は、 本発明の実施の形態 1 1の信号検出方法を説明する図であ る。
図 3 8は、 従来技術を説明する図である。
図 3 9は、 従来技術を説明する図である。
図 4 0は、 従来技術を説明する図である。
図 4 1は、 従来技術を説明する図である。 図 42は、 従来の光学へッドの構成図である。 図 43は、 従来技術を説明する図である。
図 44 (a) は、 従来技術を説明する図である。 図 44 (b) は、 従来技術を説明する図である。 図 44 (c) は、 従来技術を説明する図である。 符号の説明
1 光源
2 回折素子
3 光分岐手段
4 対物レンズ
5 光ディスク
6、 6， 光学手段
7 検出レンズ
8， 30， 47， 54 受光手段
9， 5 5， 5 8 トラッキングエラー信号検出手段
1 1， 1 1， 光学機能領域
20 1 光源
202 光学ヘッドの光軸
203 ビームスプリッタ
204 対物レンズ
20 5 光ディスク
206 リ レーレンズ
207 光学へッドの光軸
208 受光手段
236 回折素子 2 3 7 受光手段
2 5 2 対物レンズ移動手段
2 5 7 受光手段
発明を実施するための最良の形態
以下、 本発明の実施の各々の形態について、 図面を用いて説明する。
(実施の形態 1 )
本実施の形態は、 前述の従来の 3ビームトラッキング方式の光学へッ ドに対して、 本発明を適用することにより、 その課題を解決した一例で ある。
図 1は、 本発明の実施の形態 1における光学へッドの構成図である。 同図において、 1は光源、 2は主ビームと 2つの補助ビームに光を分岐 する回折素子、 3は光分岐手段としてのビームスプリッタ、 4は対物レ ンズ、 5は光ディスク、 6は通過する光束の一部の領域の光を分岐また は光強度を低下させる光学手段、 7は検出レンズ、 8は複数の受光素子 を有する受光手段、 9はトラッキングエラー信号検出手段である。
図 2は、 光学手段 6を説明する図であり、 同図において、 1 0は通過 する光束の外形、 1 1は通過する光束を分岐または光強度を低下させる 光学機能領域であり、 本実施の形態では、 ガラスまたは樹脂等の透明基 板上に； 反射性または光吸収性の膜、 または回折格子等が形成された光 の透過率の低い部分である。
図 3は、 受光手段 8の各受光素子を説明する図であり、 1 2、 1 4は 受光素子、 1 3は 4分割受光素子、 1 5、 1 7は補助ビームの光束、 1 6は主ビームの光束である。
このような構成を有する本実施の形態の光学へッ ドの動作を、 以下に 説明する。
光源 1を発した光が回折素子 2で回折されることにより、 0次回折光 として主ビームが、 + 1次および一 1次回折光として 2つの補助ビーム が生成される。 これら 3つの光束は、 共に、 光分岐手段 3を透過し、 対 物レンズ 4により光ディスク 5に集光され、 従来例で説明した図 3 8に 示したように、 3つの光スポットが形成される。
光ディスク 5で反射された各々の光スポットからの反射光束は共に、 対物レンズ 4を再び通過し、 光分岐手段 3で反射され、 光学手段 6に入 射する。 主ビームおよび 2つの補助ビームの光束は、 光学手段 6が配置 されている位置では、 あま 分離していないため、 どの光束も図 2に示 した光束の外形.1 0のように光学機能領域 1 1により、 その中央部の光 強度を低下されて、 検出レンズ 7に入射する。
フォーカス検出方式が、 例えば非点収差方式であるとすると、 検出レ ンズ 7は、 非点収差を発生させる円柱レンズの屈折力を有しており、 光 束を受光手段 8に導き、 図 3に示したように、 主ビーム φ光束は 4分割 受光素子 1 3に、 補助ビームの光束は受光素子 1 2および 1 4にそれぞ れ入射される。 各ビームの光束 1 5から 1 7の中央部の斜線部は、 光学 手段 6により光強度を低下された部分を表し、 検出レンズ 7が有する非 点収差のために、 その方向が 9 0度回転されている。
また、 図 1のトラッキングエラー信号検出手段 9は、 受光素子 1 2お よび 1 4で検出された信号を差動増幅し、 トラッキングエラー信号を検 出する。 4分割受光素子 1 3で検出された信号は、 フォーカス検出手段 および情報信号検出手段 （どちらも図示せず） でそれぞれの信号検出に 使われる。
図 4は、 主ビームによる光スポッ トと情報トラックとの相対位置を変 ィ匕させたときに、 主ビームおょぴ 2つの補助ビームの信号の変化を説明 する図である。 同図において、 1 8は主ビームの信号波形、 1 9， 2 0 は各々補助ビームの信号波形、 2 1はトラッキングエラー信号波形であ る。 ここでは、 情報トラックの幅の方が、 その間の溝幅よりも大きいと したため、 主ビームの信号 1 8は情報トラック中心で最大となる波形を 示し、 補助ビームの信号 1 9， 2 0は、 これに対し、 1 / 4 トラックピ ッチずつ逆方向に位相がずれた波形となっている。 トラッキングエラー 信号 2 1は、 波形 1 9， 2 0の差信号であるから、 情報トラック中心で ゼロとなる波形となっている。
次に、 光学ヘッ ドに対して光ディスクが、 その半径方向、 すなわち光 ディスクの法線と対物レンズの光軸を含む平面が情報トラックの接線と 垂直となるような方向にに傾いた時 （以下、 ラジアルチルトと呼ぶ) に 生じる、 トラッキングエラー信号の位相ずれについて説明する。 通常、 主ビームと補助ビームの光スポッ.トは、 ほとんど同一形状であるため、 その受光信号波形も同一である。 従って、 トラッキングエラー信号がゼ 口となる位置は、 主ビーム信号のピーク位置に一致するため、 今後は、 主ビームの信号波形についてのみに注目して説明する。
図 5は、 光ディスクのラジ ルチルトが存在するときの、 光ディスク からの反射光束の光量分布を模式的に表した図であり、 図中の白黒の濃 度が光強度に対応している。 これは、 光ディスクの透明基板を光が通過 する時に発生したコマ収差により、 入射光の波面に非対称な波面収差が 生じ、 光ディスクでの 0次回折光と、 + 1次および一 1次回折光が干渉 する領域の波面位相が互いに逆向きに変化しているため、 図のような非 対称な強度分布となるもので、 この非対称性のため、 主ビームの信号の ピーク位置が情報トラック中心からずれることになる。
本実施の形態は、 この非対称な強度分布が発生する領域の光強度を、 光学手段 6の光学機能領域 1 1により低下させ、 その領域の非対称な光 強度がトラッキングエラー信号に与える影響を抑制するように構成され ている。 以下に、 その効果を詳細に説明する。
図 6は、 光学ヘッ ドの光源波長 λ = 660 nm、 N A= 0. 6、 光デ イスクの情報トラックピッチ: =1. 2 μιη, 案内溝深さ = Ζ8、 案内 溝幅二 0. 8 μπι、 基板厚 =0. 6mmを想定して、 主ビームの信号を シミュレーションした結果である。 22はラジアルチルトがないときの 波形、 23はラジアルチルト =1. 2度で、 従来の光学ヘッ ドでの波形 である。 波形 23は波形 22に対し位相がずれて、 そのピーク位置は情 報トラック中心から 0. 15 μπι程度ずれている。
図 6の波形 24、 25は、 本発明の光学ヘッドにおいて、 光学機能領 域 1 1の幅 Vを光束径 Dとの比で表し、 VZD= 0. 25とし、 その透 過率をゼロとしたときの主ビームの信号波形をシミュレーションした結 果であり、 24はラジアルチルトがないとき、 25はラジアルチルトニ 1. 2度での波形である。 振幅は低下するものの、 波形 25のピーク位 置のずれは、 わずかに 0. 05 μ m程度に抑制されている。
また、 図 7は、 ラジアルチルトが 1. 2度の時に、 前記 VZDを変化 させたときの主ビーム信号波形の振幅とピーク位置ずれ量を、 振幅を 2 6として、 ピーク位置ずれ量を 27として、 その変化を示したグラフで ある。 相対振幅とは、 V/D=0のときの振幅を 1として、 正規化した 振幅である。 図 7において、 例えば VZD二 0. 4とすると、 相対振幅 26は0. 6と低下するものの、 ピーク位置ずれ量 27は、 ほとんどゼ 口とすることができる。
以上のシミュレーション結果は、 ラジアルチルトが 1. 2度あれば、 従来の光学へッドでは、 前記主ビーム信号のピーク位置に対応するトラ ッキング制御の目標点 （トラッキングエラー信号がゼロとなる位置） が 、 0. 15 μπι程度も情報トラック中心からずれるのに対し、 本発明に よれば、 前記トラッキング制御の目標点ずれ、 即ちトラッキングエラー 信号の位相ずれをほとんどゼ口にまで抑制することが可能であることを 意味している。
また、 図 8は、 V/D = 0 . 5としたときに、 光学機能領域 1 1の透 過率を変化させ、 2 8と記した振幅と、 2 9と記したピーク位置ずれ量 の変化をシミュレーションした結果である。 透過率をゼロとしたときに は、 ピーク位置ずれ量は負の値となっており、 これは、 ピーク位置ずれ の抑制効果が大きすぎるためと考えられるが、 透過率を変更するとピー ク位置ずれ量の抑制効果を自由に変更できることが分かる。 つまり、 ラ ジアルチルト時のトラッキングエラー信号の位相ずれを抑制する効果の 調整は、 光学機能領域 1 1の幅の設定だけでなく、 その寧過率の変更に よっても行うことが可能である。
以上のように、 本発明の実施の形態によれば、 3ビームトラッキング 方式の光学へッドにおいて、 ドラッキングエラー信号を検出するための 2つの補助ビームの光束の中央部の光強度を帯状に低下させることによ り、 光ディスクのラジアルチルトにより発生した波面収差の大きな領域 の光がトラッキングエラー信号へ与える影響を低減することにより、 ラ ジアルチルト時のトラッキングエラー信号の位相ずれを抑制し、 トラッ キング精度の向上を図ることが可能である。
尚、 本実施の形態では、 光学手段 6を検出レンズ 7の前に配置した構 成としたが、 光ディスク 5から反射された補助ビームの光束が受光手段 8に至る光路中に、 例えば、 光路を折り返すためのミラーや、 情報信号 検出を別の受光素子を用いて行う光学へッドが有している、 トラツキン グ検出と情報信号検出へと向かう光束を分岐する、 もう一つの光分岐手 段等に、 光束の中央部の光強度を低下させる光学手段を設けても良い。
また、 光学機能領域 1 1の長さ Wは、 光束径 Dよりも十分長さがある ものとして説明を行ったが、 光束径 Dと実質同一、 もしくは僅かに短い ものとしてもよく、 これらの構成によっても、 トラッキングエラー信号 の位相ずれを抑制することが可能となる。
(実施の形態 2 )
本発明の実施の形態 2は、 実施の形態 1の構成を一部変更し、 本発明 の更なる特徴を実現するものである。
図 9は、 本実施の形態の構成図である。 図 1と共通な構成要素は同一 の符号を付し、 説明を省略する。 異なる点は、 図 1の受光手段 8に換え て、 受光手段 3 0を設けるとともに、 光学手段 6 ' として、 回折格子等 の光を分岐する手段が形成された光学機能領域 1 1， を有している点で あり、 分岐された光束は、 受光手段 3 0に導かれている。 ここで、 光学 機能領域 1 1， の外形は、 図 2に示す光学機能領域 1 1と同一である。
図 1 0は、 受光手段 3 0の受光領域を示す図である。 図 1 0において 、 3 1、 3 3および 3 4〜3 7は受光素子、 3 2は 4分割受光素子、 3 8および 4 0は補助ビームの光束、 3 9は主ビームの光束、 4 1および 4 4は光学機能領域 1 1， で補助ビーム 3 8から分岐された光束、 4 2 および 4 5は同様に主ビーム 3 9から分岐された光束、 4 3および 4 6 は同様に補助ビーム 4 0から分岐された光束である。 なお、 図において 光学機能領域 1 1 ' が占める部分を斜線部にて示した。 受光素子 3 1、 3 2， 3 3において、 補助ビーム 3 8、 主ビーム 3 9、 補助ビーム 4 0 の光束は光学機能領域 1 1， の部分が受光されていない。 また、 ここで は、 主ビーム 3 9によるフォーカス検出おょぴ情報検出に関する説明は 省略する。
各受光素子の番号を信号名として記し、 各補助ビームの信号を下記の 式で表すと、 第 1の補助ビームの信号は、
【数 2】 3 1 + k l X ( 3 4 + 3 6 ) … (数 2 )
第 2の補助ビームの信号は、
【数 3】
3 3 + k 2 X ( 3 5 + 3 7 ) … (数 3 )
である。
上記 k l， k 2は、 一定の係数 （k l， k 2 < 1 ) であり、 この係数 を変えて、 補助ビームの信号の値を変えることは、 実施の形態 1で述べ た光学機能領域 1 1の透過率を変更することと等価となる。 したがって 、 トラッキングエラ一信号検出手段 9における検出信号の電気的演算に よって、 トラッキングエラー信号の位相ずれを抑制する効果を任意に設 定または変更することが可能となる。
従って、 本実施の形態によれば、 例えば、 光ディスクの基板厚が異な るために、 光ディスクのラジアルチルトで発生する波面収差が異なると き、 または、 対物レンズの開口数を切り替えて使用するときなどの、 抑 制すべき トラッキングエラー信号の位相ずれ量が異なるときに、 適切な 抑制効果の設定と切り替えが可能である。 尚、 主ビームから分岐された 光束 4 2および 4 5は、 トラッキングエラー信号検出にも、 フォーカス 検出およぴ情報検出にも使用されない光束である。
以上のように、 本発明の実施の形態によれば、 3ビームトラッキング 方式の光学へッドにおいて、 トラッキングエラー信号を検出するための 2つの補助ビームの光束の中央部の一部を、 回折素子によって分岐して 各々受光し、 光ディスクのラジアルチルトにより発生した波面収差の大 きな領域の光、 即ち、 分岐して受光された受光信号のトラッキングエラ 一信号への寄与度を低下させることにより、 ラジアルチルト時のトラッ キングェラ一信号の位相ずれを抑制し、 トラツキング制御精度の向上を 可能とする。 また、 その位相ずれの抑制効果は、 電気的演算により調整 できるため、 最適調整おょぴ設定の変更も可能である。
尚、 本実施の形態では、 専用の回折素子を用いて補助ビームの光束'の 一部を分岐させたが、 例えば、 フォーカス検出のために光束を分岐する 回折素子を有する光学へッドでは、 その回折素子に同様の機能を持たせ ても良い。
(実施の形態 3)
図 1 1は、 本実施の形態の構成を示す図である。 図 1と共通の構成要 素については、 同一の符号を付し、 その説明を省略し、 異なるところの み説明する。 図 1構成と異なる点は、 図 1の光学手段 6を省き、 受光手 段 47に、 その機能 （図示せず） を付与したことである。 すなわち、 受 光手段 47は、 実施の形態 1の受光手段 8と、 光学手段 6の両機能を有 する。
図 1 2は、 受光手段 47の受光素子の構成を示す図である。 図 1 2に おいて、 48および 50は 3分割受光素子、 49は 4分割受光素子、 4 8 a〜 48 cおよび 50 a〜 50 cは前記 3分割受光素子の各々の受光 領域、 5 1および 5 3は補助ビームの光束、 5 2は主ビームの光束であ る。 検出レンズ 7が有する非点収差により、 各光束は、 その分布を 9 0 度回転されて受光素子に入射するため、 3分割受光素子の分割線は紙面 の上下方向になっている。
3分割受光素子 48および 50の各々の受光領域の番号を信号名とし て記し、 各補助ビームの信号は下記の式で表すと、 第 1の補助ビームの 信号は、
【数 4】
(48 a + 48 c) +k 3 X 48 b … （数 4)
第 2の捕助ビームの信号は、
【数 5】 (5 0 a + 50 c) +k 4 X 50 b ··· (数 5) である。
トラッキングエラー信号は、 これら 2つの補助ビームの信号の差から 検出される。 尚、 主ビーム 5 2から得られるフォーカス信号おょぴ情報 信号の説明は省略する。 ここで、 上記 k 3， k 4は、 一定の係数 （k 3， k 4 < 1 ) であり、 この係数を変えるように電気的演算を行うことによ り、 実施の形態 2と同様に、 トラッキングエラー信号の位相ずれを抑制 する効果の大小を任意に設定可能である。 ·
以上のように、 本発明の実施の形態によれば、 3ビームトラッキング 方式の光学へッドにおいて、 トラッキングエラー信号を検出するための 2つの補助ビームの光束を各々受光素子で分割し、 光束の中央部の光を 検出した信号と、 それ以外の光束を検出した信号との加算比率を変え、 光ディスクのラジアルチルトにより発生した波面収差の大きな領域、 即 ち、 前記光束の中央部の光が与えるトラッキングエラー信号への寄与度 を下げることにより、 ラジアルチルト時のトラッキングエラー信号の位 相ずれを抑制し、 トラッキング制御精度を向上することが可能となる。 また、 その位相ずれの抑制効果の大小を電気的演算により調整できるた め、 最適調整および設定の変更も可能である。
(実施の形態 4)
本実施の形態は、 前述の従来のサンプル ·サーポ . トラッキング方式 の光学ヘッドに対して、 本発明を適用することにより、 その課題を解決 した一例である。
図 1 3は、 本発明の実施の形態 4における光学ヘッドの構成図である c 図 1と構成要素が同じものについては、 同一の符号を付して、 その説明 を省略し、 異なる点についてのみ説明する。 本実施の形態の構成では、 図 1の回折素子 2を除き、 図 1の受光手段 8およびトラッキングエラー 信号検出手段 9に換えて、 受光手段 5 4およびトラッキングエラー信号 検出手段 5 5を有している。
また、 図 1 4は、 受光手段 5 4の各受光素子を説明する図であり、 同 図において、 5 6は 4分割受光素子、 5 6 a〜5 6 dは 4分割受光素子 5 6の各受光領域、 5 7は 4分割受光素子 5 6に入射する光束の外形で ある。
このような構成を有する、 本発明の実施の形態 4における光学へッド の動作を、 以下に説明する。
光源 1を発した光は、 光分岐手段 3を透過し、 対物レンズ 4により光 ディスク 5に集光される。 光ディスク 5で反射された光束は、 対物レン ズ 4を再び通過し、 光分岐手段 3で反射され、 光学手段 6に入射する。 本実施の形態では、 光学手段 6に入射した光束は、 前述の実施の形態 1 と同様に、 図 2に示した光学機能領域 1 1により、 その中央部の光強度 を低下させられて、 検出レンズ 7を経て受光手段 5 4に導かれる。
図 1 4に示した光束 5 7の中央部の斜線部は、 光学手段 6により光強 度を低下された部分を表し、 検出レンズ 7が有する非点収差のために、 その方向が 9 0度回転されている。
また、 図 1 3のトラッキングエラー信号検出手段 5 5は、 サンプル ' サーボ · トラッキング方式のトラッキングエラー信号検出手段であるた め、 従来技術の説明で述べたように、 光ディスクからの反射光量に対応 する信号である、 4分割受光素子 5 6で検出された信号の和信号、 すな わち受光素子 5 6 a〜5 6 dの全ての検出信号を使ってトラッキングェ ラー信号を検出する。 フォーカス検出手段および情報信号検出手段 （ど ちらも図示せず） は、 4分割受光素子 5 6の、 各受光素子 5 6 a〜 5 6 dにてそれぞれされた検出信号を使って、 それぞれ所定の信号検出を行 う。 次に、 本構成の光学ヘッドにおけるトラッキング検出について、 更に 詳しく説明する。 4分割受光素子 5 6で検出された信号の和を信号 Sと すると、 トラッキングエラー信号検出手段 5 5は、 図 4 0に示したチド リマークを光スポットが通過するときの信号 Sを、 図 4 1に示す位置 A， 位置 Bでサンプル.ホールドし、 信号値 V A、 V Bを検出する。 チドリ マークほ情報トラックに沿って多数存在し、 光ディスクが回転している ために、 光スポットは情報トラックを横断する間に多数のチドリマーク を通過する。 各チドリマークでサンプル ·ホールドされた前記信号値 V A、 V Bを時間的に繋いだものを各々、 信号 S l、 信号 S 2とすると、 トラッキングエラー信号は、 それらの差信号 S 1 - S 2である。
ここで、 光スポットが情報トラックを横断するときの前記信号 S 1、 信号 S 2の波形は、 各々チドリマークの対応するピット位置で最小 （ま たは最大） となる波形であって、 これは、 図 4に示した 3ビームトラッ キング方式の 2つの補助ビームの信号と同様な信号であると言える。 また、 前記補助ビームの信号と、 前記信号 S l、 S 2は、 連続した案 内溝ゃチドリマークで変調された反射光量を検出して得られるものであ るため、 光ディスクのラジアルチルトにより光スポットに生じた収差に よって信号が受ける影響は、 共に共通と考えられる。
従って、 実施の形態 1と同様に、 本実施の形態の光学ヘッドは、 光デ イスクのラジアルチルトにより生じていたトラッキングエラー信号の位 相ずれを抑制することが可能である。
以上のように、 本発明の実施の形態によれば、 サンプル ·サーボ · ト ラッキング方式の光学へッドにおいて、 トラッキングエラー信号を検出 するための光束の一部の光強度を帯状に低下させること こより、 光ディ スクのラジアルチルトにより発生した波面収差の大きな領域の光が与え る寄与度を低下させることにより、 ラジアルチルト時のトラッキングェ ラー信号の位相ずれを抑制することが可能となる。
なお、 4分割受光素子 5 6において、 本発明のトラッキングエラー検 出動作に寄与するのは、 受光素子 5 6の和信号であり、 受光素子が 5 6 a〜5 6 dと 4分割されているのは、 実施の形態 1と同様、 フォーカス 検出方式を、 非点収差方式としたためである。 したがって、 トラツキン グエラーを検出するためだけならば、 受光手段 54は、 一個の受光素子 を用いてもよい。
また、 本実施の形態においては、 図 1 3および図 1 4に示した構成と したが、 実施の形態 2および 3において、 補助ビームの光束に施した各 種手段を、 本実施の形態の光束に対して施しても良い。
ここで図 1 7 (a) は、 実施の形態 2の受光手段 3 0および光学手段 6， の構成を、 本実施の形態のサンプル 'サーボ · トラッキング方式に 応用した場合の受光手段 54の構成図であり、 図 1 7 (b) に、 実施の 形態 3の受光手段 4 7の構成を、 本実施の形態のサンプル'サーポ · ト ラッキング方式に応用した場合の受光手段 5 4の構成図である。 なお、 図 1 7 (a) (b) においては、 トラッキングエラーを検出する動作を 中心に説明するため、 フォーカス検出方式を非点収差方式としたための 受光素子 5 7の 4分割の分割線は点線にて示し、 その動作は省略した。 また、 主ビーム部分の受光素子の構成も省略した。
図 1 7 (a) に示すように、 受光手段 54は、 光学手段 6 ' によって 、 光束 5 7を 3つに分割して得られた光束 5 7 a、 5 7 b、 5 7 cをそ れぞれ受光する受光素子 7 0， 7 1， 7 2を有している。 また、 光束 5 7 aは、 光学機能領域 1 1， の部分が受光されておらず、.光束 5 7 b、 5 7 cは、 光束 5 7のうち、 光学機能領域 1 1， の部分だけを含んでい る。
各受光素子の番号を信号名として記し、 各光束の信号を下記の式で表 すと、 光束 5 7の信号は、
【数 6】
5 7 a + k 5 X ( 5 7 b + 5 7 c ) … （数 6 )
として示すことができる （k 5は、 一定の係数 （k 5く 1 ) 。
したがって、 実施の形態 2と同様に、 係数 k 5の値を変えて、 光束 5 7から得られる信号の値を変えることによって、 トラッキングエラー信 号の位相ずれを抑制する効果を任意に設定または変更することが可能と なる。
次に、 図 1 7 ( b ) に示すように、 受光手段 5 4は、 光束 5 7をそれ ぞれ受光する 3分割受光素子 7 3 a， 7 3 b , 7 3 cを有している。 各分割受光素子の番号を信号名として記すと、 光束 5 7の信号は、 【数 7】
( 7 3 b + 7 3 c ) + k 6 X 7 3 a … (数 7 )
として示すことができる ( k 6は、 一定の係数 （k 6 < 1 ) したがつ て、 実施の形態 3と同様に、 係数 k 6の値を変えて、 光束 5 7から得ら れる信号の値を変えることによって、 トラッキングエラ一信号の位相ず れを抑制する効果を任意に設定または変更することが可能となる。
(実施の形態 5 )
本実施の形態は、 前述の従来のコンポジット · ゥォブルド · トラツキ ング方式または、 コンポジット · コンティニユアス · トラッキング方式 の光学ヘッドに対して、 本発明を適用することにより、 その課題を解決 した一例である。
図 1 5は、 本発明の実施の形態 5における光学ヘッドの構成図である c 実施の形態 4の構成図である図 1 3および図 1 4と構成要素が同じもの については、 同一の符号を付して、 その説明を省略する。 本実施の形態 の構成では、 図 1 3のトラッキングエラー信号検出手段 5 5に換えて、 トラッキングエラ一信号検出手段 58を有する。
実施の形態 4と異なる点は、 トラッキングエラー信号検出手段 58の 、 受光手段 54より得られた受光信号の処理動作である。 以下に、 トラ ッキング検出 58の動作について、 図 14を参照しながら説明する。
4分割受光素子 56の各受光領域名 56 a〜56 dを使って、 信号 T 、 信号 T l、 Τ2、 TEを、 以下のように定義する。
即ち、
【数 8】
T=56 a + 56 b + 56 c + 5 o d … (数 8)
【数 9】
T l =56 a+56 b … (数 9)
【数 10】
T2=56 c+56 d … (数 10)
【数 1 1】
TE = T 1 -T 2 … 1)
である。 ここで、 信号 Tは、 4分割受光素子 57の和信号、 信号 TEは プッシュプル信号である。 トラッキングエラー信号検出手段 58は、 前 記各式の信号 T、 T l， T2、 TEを検出する。
従来技術の説明で述べたコンポジット ' コンティニユアス ' トラツキ ング方式では、 図 39に示したように、 光ディスクの情 トラックが、 案内溝部 104と鏡面部 105とから成っているため、 トラッキングェ ラー信号検出手段 58は、 光スポットが鏡面部 105を通過するときに 前記信号 TEをサンプル ·ホールドし、 その値を用いて信号 TEのオフ セットを補正してトラッキングエラー信号を検出する。 ここで言う信号 TEのオフセットとは、 対物レンズ 4と光学へッドの光軸との位置ずれ や、 光ディスクのラジアルチルトにより光ディスクからの反射光束の位 置がずれるために、 プッシュプル信号に生じる直流的な電圧を意味する。 また、 従来技術の説明で述べたコンポジッ ト · ゥォブルド ' トラツキ ング方式では、 光ディスクの情報トラックは、 図 40に示したように、 案内溝部とチドリマーク部とから成っているため、 トラッキングエラー 信号検出手段 58は、 光スポットがチドリマーク部を通過するときに、 前述の実施の形態 4のトラッキングエラー信号検出手段 55と同じ手法 で検出した信号を TE 2とすると、 この信号 TE 2と前記信号 TEのォ フセッ トを比較することにより、 オフセットが補正されたトラッキング エラー信号を検出する。 これは、 信号 TE 2には前述したようなオフセ ットが発生し難いため、 比較により信号 TEのオフセットを抽出できる からである。 また、 光スポットがチドリマークを通過するときに、 前記 信号 TEをサンプル · ホールドしても、 同様に信号 TEのオフセッ トが 抽出できる。
以上のようなトラッキング検出方式は、 トラッキングエラー信号のォ フセットを補正する手段を有してはいるが、 光ディスクのラジアルチル トによって生じたコマ収差の影響により、 トラッキングエラー信号が位 相ずれを起こすことに対しては、 そのオフセッ ト補正手段は無力である c 図 1 6は、 光学へッドの光源波長 660 nm、 NA0. 6、 光デイス クの情報トラックピッチ = 1. 2 /zm、 案内溝深さ = λΖ8、 案內溝幅 =0. 8 μπι、 基板厚 =0. 6mmを想定して、 プッシュプル信号 ΤΕ の波形をシミュレーションした結果である。 59はラジアルチルトがな いときの波形、 60はラジアルチルト = 1. 2度で、 従来の光学ヘッド での波形、 6 1は本実施の形態の光学へッドでの波形である。
各波形にはラジアルチルトによる位相ずれだけでなくオフセットも発 生しているため、 それらのピーク位置に注目して比較すると、 波形 61 の位相ずれは、 波形 60の位相ずれに比べ、 約半分以下に抑制されてい る。 尚、 波形 6 1は、 光学手段 6の光学機能領域 1 1の幅が、 V/D = 0 . 2 5、 透過率がゼロのときの計算結果である。 こ..の結果より、 光学 手段 6は、 プッシュプル信号に対しても、 ラジアルチルトによる位相ず れを抑制する有効な手段であり、 従って、 上記各トラッキング検出方式 に対しても有効な手段であると言える。
以上のように、 本実施の形態によれば、 コンポジット · ゥォブルド . トラッキング方式おょぴコンポジット · コンティニユアス · トラッキン グ方式の光学へッドにおいて、 トラッキングエラー信号を検出するため の光束の一部の光強度を帯状に低下させることにより、 光ディスクのラ ジアルチルトにより発生した波面収差の大きな領域の光の寄与度を低下 させることにより、 ラジアルチルト時のトラッキングエラー信号の位相 ずれを抑制し、 トラツキング制御の精度向上を図ることが可能となる。 なお、 4分割受光素子 5 6において、 本発明のトラッキングエラー検 出動作に寄与するのは、 受光素子 5 6の和信号、 受光素子 5 6 aと 5 6 bの信号の和、 およぴ受光素子 5 6 cと 5 6 dの信号の和であり、 受光 素子が 5 6 a〜5 6 dと 4分割されているのは、 実施の形態 1と同様、 フォーカス検出方式を、 非点収差方式としたためである。 したがって、 トラッキングエラ^"を検出するためだけならば、 受光手段 5 4は、 情報 トラック方向と平行に 2分割された受光素子を用いてもよい。
尚、 本実施の形態の構成に換えて、 実施の形態 2および 3にてトラッ キングエラー信号を検出するための光束に加えられた手法を導入しても
、 同様の光学ヘッドが実現可能である。
ここで図 1 8 ( a ) は、 実施の形態 2の受光手段 3 0および光学手段 6， の構成を、 本実施の形態のコンポジット · ゥォブルド . トラツキン グ方式または、 コンポジット · コンティニユアス · トラッキング方式に 応用した場合の受光手段 5 4の構成図であり、 図 1 8 ( b ) は、 実施の 形態 3の受光手段 47の構成を、 本実施の形態のコンポジット · ゥォブ ルド · トラッキング方式または、 コンポジット ·コンティニユアス · ト ラッキング方式に応用した場合の受光手段 54の構成図である。 なお、 図 1 8 (a) (b) においては、 トラッキングエラーを検出する動作を 中心に説明するため、 フォーカス検出方式を非点収差方式にて行うため の受光素子 5 7の 4分割の分割線は点線にて示し、 その動作は省略した c また、 主ビーム部分の受光素子の構成も省略した。
図 1 8 (a) に示すように、 受光手段 54は、 光学手段 6， によって 、 光束 5 7を 3つに分割して得られた光束 5 7 a、 5 7 b、 5 7 cをそ れぞれ受光する 2分割受光素子 8 0 (受光素子 80 aと 80 bを含む） ， 8 1 (受光素子 8 1 aと 8 1 bを含む） ， 8 2 (受光素子 8 2 aと 8 2 bを含む） を有している。 また、 光束 5 7 aは、 光学機能領域 1 1.' の 部分が受光されておらず、 光束 5 7 b、 57 cは、 光束 5 7のうち、 光 学機能領域 1 1， の部分だけを含んでいる。
各受光素子の番号を信号名として記し、 各光束の信号を下記の式で表 すと、 光束 5 7の信号は、
【数 1 2】
T= 80 a + 80 b + k 7 X (8 1 a + 8 1 b + 8 2 a + 8 2 b) … （数 1 2)
【数 1 3】
T l =80 a +k 7 X (8 1 a + 8 2 a ) … （数 1 3) 【数 1 4】
T 2 = 80 b + k 7 X (8 1 b + 82 b) … （数 1 4) 【数 1 5】
TE = T 1— T 2 … （数 1 5)
として示すことができる （k 7は、 一定の係数 （k 5く 1 ) 。 したがって、 実施の形態 2と同様に、 係数 k' 7の値を変えて、 光束 5 7から得られる信号の値を変えることによって、 トラッキングエラー信 号の位相ずれを抑制する効果を任意に設定または変更することが可能と なる。
次に、 図 1 8 (b) に示すように、 受光手段 54は、 光束 5 7をそれ ぞれ受光する 6分割受光素子 83 a， 83 b, 83 cを有している。 各分割受光素子の番号を信号名として記すと、 光束 5 7の信号は、 【数 1 6】
T= 8 3 c + 8 3 d + 8 3 e + 8 3 f +k 8 X (8 3 a + 8 3 b) … （数 1 6)
【数 1 7】
T l =k 8 X 8 3 a + (8 3 c + 83 e) … （数 1 7) 【数 1 8】
T 2 = k 8 X 8 3 b + (8 3 d + 8 3 f ) … （数 1 8) 【数 1 9】 .
TE = T 1 -T 2 … （数 1 9)
として示すことができる （k 8は、 一定の係数 （k 8 < l ) 。
したがって、 実施の形態 3と同様に、 係数 k 8の値を変えて、 光束 5 7から得られる信号の値を変えることによって、 トラッキングエラー信 号の位相ずれを抑制する効果を任意に設定または変更することが可能と なる。
なお、 上記の実施の形態においては、 コンポジット · ゥォブルド · ト ラッキング方式、 またはコンポジット ' コンテイエユアス ' トラツキン グ方式でトラッキングエラ一信号を検出する光学へッドを例に説明を行 つたが、 本発明の光学ヘッドは、 情報トラックに平行な軸で 2分割され た受光素子を用い、 プッシュプル方式でトラッキングエラー信号を検出 するものであれば、 他の方式を用いてもよい。
(実施の形態 6 )
本実施の形態は、 従来のプッシュプル方式のトラッキングエラー信号 検出手段を有する光学へッドに対して、 本発明を適用することにより、 光ディスクの傾き検出に関する従来の課題を解決した一例である。
図 1 9は、 本発明の実施の形態 6における光学ヘッドの構成図である c 同図において、 2 0 1は光源、 2 0 2及ぴ 2 0 7は光学ヘッドの光軸、 2 0 3は入射光の一部を透過させ、 一部を反射させるビームスプリッタ 、 2 0 4は対物レンズ、 2 0 5は光ディスク、 2 0 6は光を受光素子に 導くリ レーレンズ、 2 0 8は受光手段、 2 0 9は受光信号の増幅、 演算 を行う信号演算部、 2 1 0はフォーカス検出手段、 2 1 1はトラツキン グエラー信号検出手段、 2 1 2は光ディスク傾き検出手段である。
図 2 0は受光手段 2 0 8及び信号演算部 2 0 9を説明する図であり、 2 0 8 aから 2 0 8 f は受光手段 2 0 8の各受光領域、 2 1 3 aから 2 1 3 f はアンプ、 2 1 4及ぴ 2 1 5は加算アンプ、 2 1 6は受光手段 2 0 8に入射した光束の外形を示す。
このような構成を有する本実施の形態の光学へッドの動作を、 以下に 説明する。
光源 2 0 1を発した光は、 ビームスプリッタ 2 0 3を透過し、 対物レ ンズ 2 0 4により光ディスク 2 0 5に集光される。 光ディスク 2 0 5で 反射された光は対物レンズ 2 0 4を再ぴ通過し、 ビームスプリッタ 2 0 3で反射され、 リ レーレンズ 2 0 6に入射する。 フォーカス検出方式を 、 例えば非点収差方式であるとすると、 リ レーレンズ 2 0 6は、 非点収 差を発生させる円柱レンズの屈折力を有しており、 光束を受光手段 2 0 8に導く。
図 2 0に示すように、 受光手段 2 0 8に入射した光束は、 受光領域 2 08 aから 208 f に 6分割されて受光され、 各受光信号は信号演算部 209で演算、 増幅される。 受光領域 208 aから 208 f の各受光信 号はアンプ 21 3 aから 213 f で増幅されて、 信号 208 a' から 2 08 f ， として出力され、 また、 信号 208 a ' と 208 c， は加算ァ ンプ 214で加算されて信号 F 1として出力され、 信号 208 b' 及ぴ 208 d' は加算アンプ 21 5で加算されて信号 F 2として出力される c フォーカス検出手段 210は、 信号 F 1及ぴ F 2を使ってフォーカス エラー信号を検出し、 トラッキングエラー信号検出手段 21 1は、 第 1 の領域としての受光領域 208 e及び 208 f で受光された信号 208 e， 及ぴ 208 f ' を使って、 第 1のトラッキングエラー信号としての 信号 TE 1を検出し、 第 2の領域としての受光領域 208 aから 208 dで受光された信号 208 a' から 208 d， を使って、 第 2のトラッ キングエラー信号としての信号 TE 2を検出する。 第 1及び第 2の領域 の形状は、 図示したように、 情報トラックと垂直な方向の長さが検出す る光束 21 6の直径よりも長い形状としている。
本実施の形態のトラッキングエラー信号は、 プッシュプル信号である ため、 信号 TE 1、 TE 2は次式で表される。
【数 20】
TE l = 208 e， —208 f ， （数 20)
【数 21】
TE 2= (208 a ' + 208 d ' ) - (208 b， + 208 c ' ) (数 21 )
光ディスク傾き検出手段 212は、 第 1のトラッキングエラー信号 T E 1と第 2のトラッキングエラー信号 TE 2の位相を比較して光デイス ク傾きを検出する。
次に、 光ディスク傾き検出について詳しく説明する。 図 21は半径方 向の光ディスク傾きがあるときの検出光束の光強度分布に、 前記第 1の 領域と第 2の領域の範囲を重ねて表した図である。 従来技術の説明で述 ベたように、 光ディスク傾きに応じて光束の光強度分布に非対称性が現 れるが、 図示したように、 その非対称性の大きな部分は第 1の領域に存 在する。 このため、 第 1の領域から検出した信号 TE 1 と第 2の領域か ら検出した信号 TE 2では、 光ディスク傾きの影響度が異なる。
図 2 2は、 信号 TE 1 と信号 TE 2の波形を計算した結果であり、 計 算条件は、 光源の波長が 6 6 0 nm、 対物レンズの開口数が 0. 6、 連 続溝のピッチが 1. 2 β ιη、 溝深さが 1Z8波長、 光ディスク基板の厚 さが 0. 6 mmである。 図 2 2 ( a ) は光ディスク傾きが無いとき、 図 2 2 (b ) は光ディスクが半径方向に 0. 6度傾いたときの波形である c 図 2 2 ( a ) において、 2 1 7は信号丁£ 1、 2 1 8は信号 TE 2、 図 2 2 (b ) において、 2 1 9は信号丁£ 1、 2 2 0は信号 T E 2である c 図の横軸は情報トラック中心に対する光スポッ ト位置を表す。 ここで、 光スポッ ト位置とは、 光強度分布の強度ピーク位置である。
光ディスク傾きが無いときには、 波形 2 1 7、 2 1 8のように、 2つ の信号の位相は一致し、.情報トラック中心に光スポットが位置するとき に、 どちらも横軸と交差する波形の信号であるが、 光ディスクが傾く と 、 波形 2 1 9、 2 2 0のように位相ずれが生じ、 波形が横軸と交差する 位置は情報トラック中心からずれてくる。 それぞれの信号に対して光デ イスク傾きの影響度が異なるため、 波形 2 2 0で表した信号 T E 2に比 ぺ、 波形 2 1 9で表した信号 TE 1には大きな位相ずれが生じている。 従って、 第 1のトラッキングエラー信号 TE 1 と、 第 2のトラッキング エラー信号 TE 2の位相を比較することによって光ディスク傾きを検出 することが可能となる。
尚、 光ディスク傾きの方向が逆方向のときには、 光束の光強度分布の 非対称性が逆向きとなることは従来例で説明した通りであるため、 信号 の位相ずれの方向も逆方向になることは容易に類推出来る。 また、 対物 レンズが情報トラックと垂直な方向に移動したときには、 受光手段 2 0
8上に入射した光束 2 1 6の位置も移動するため、 プッシュプル信号に 直流オフセットが生じるが、 情報トラックと垂直な方向の前記第 1の領 域の長さを光束径ょりも長くしたため、 光束 2 1 6が移動しても、 第 1 の領域に含まれる光強度分布は変化しない。
従って、 信号 T E 1、 信号 T E 2を、 通常の電気回路で構成されたハ ィパスフィルター （図示せず。 ） に通して直流オフセットを取り除き、 その後 2つの信号の位相比較を行うことにより、 対物レンズ移動の影響 を除くことが可能である。 位相比較の方法は、 例えば、 信号 T E 2が基 準電圧 （図 2 2の横軸に相当。 ） と交差するタイミングで信号 T E 1の 値を検出する方法等、 一般的な位相比較の方法を用いればよい。
また、 以上の説明では、 第 1のトラッキングエラー信号として信号 T E 1を、 第 2のトラッキングエラー信号として信号 T E 2を用いること としたが、 従来のプッシュプル信号、 即ち、 前記信号 2 0 8 a ' から 2 0 8 f ' で表すと （2 0 8 a， + 2 0 8 d ' + 2 0 8 e ' ) 一 ( 2 0 8 b ' + 2 0 8 c ' + 2 0 8 f ' ) の演算で得られる信号を第 1のトラッ キングエラー信号として用いることによつても光ディスク傾き検出が可 能である。 これは、 前記従来のプッシュプル信号が信号 T E 1と T E 2 の和信号に相当するため、 第 1及び第 2のトラッキングエラー信号の間 には、 十分検出可能な位相差が生じるからである。
以上のように、 本発明の実施の形態 6によれば、 プッシュプル方式の トラッキングエラー信号検出手段を有する光学へッドにおいて、 第 1及 ぴ第 2の領域からの受光信号を使って検出された、 第 1及び第 2のトラ ッキングエラー信号の位相を比較することによって、 専用の光ディスク 傾き検出器を用いることなく光ディスク傾きを検出することが可能とな り、 また、 前記第 1及び第 2の領域の形状を、 情報トラックと垂直な方 向の長さが検出光束の直径よりも長い形状としたことに加え、 光デイス ク傾き検出が、 直流信号の検出ではなく信号波形の位相を比較して検出 する方法であるため、 対物レンズの移動に伴い生じるプッシュプル信号 の直流オフセットの影響を受けにくい光ディスク傾き検出が可能となる。 なお、 上記の動作においては、 信号 2 0 8 a ' 、 2 0 8 b， 、 2 0 8 c ' 、 2 0 8 d ' 、 2 0 8 e ' 、 2 0 8 f ' の全ての信号を用いたが、 2 0 8 a， 、 2 0 8 b ' 、 2 0 8 e ' 、 2 0 8 f ' のみを用いて、 信号 2 0 8 c ' 、 2 0 8 dは使わないようにしてもよい。 また、 逆に、 2 0 8 c ' 、 2 0 8 d ' 、 2 0 8 e ' 、 2 0 8 f ' のみを用いて、 信号 2 0 8 a ' 、 2 0 8 b ' は使わないようにしてもよい。
また、 プッシュプル信号を用いたトラッキングエラー信号検出方式と しては、 従来の技術の項および実施の形態 5にて説明を行った、 コンポ ジット . コンティニユアス . トラッキング方式を用いてもよいし、 コン ポジット · ゥォブルド · トラッキング方式を用いてもよい。 また、 他の 方式を用いてもよい。
(実施の形態 7 )
本実施の形態は、 従来のサンプルサーボ方式の光学へッドに対して、 本発明を適用することにより、 光ディスクの傾き検出に関する課題を解 決した一例である。
図 2 3は、 本発明の実施の形態 7における光学へッドの構成図である c 図 1 9と異なるのはトラッキングエラー信号検出手段 2 2 1のみである ため、 光学ヘッドの構成に関する説明は省略する。 トラッキングエラー 信号検出手段 2 2 1は、 図 2 0に示した信号演算部 2 0 9からの出力信 号である信号 2 0 8 e， と信号 2 0 8 f ' の和信号を使って第 1のトラ ッキングエラー信号としての信号 T E 1を検出し、 信号 2 0 8 a， 、 信 号 2 0 8 b ' 、 信号 2 0 8 c ' 及ぴ信号 2 0 8 d ' の和信号を使って第 2のトラッキングエラー信号としての信号 T E 2を検出するように構成 されている。
次にトラッキング検出方法について説明する。 図 2 4は光ディスクの 情報トラックについて説明する図である。 本実施の形態はサンプルサ一 ボ方式の光学へッドであるため、 サンプルピットが情報トラックに断続 的に形成されている光ディスクに対して、 情報の記録または再生動作を 行う。 ここで、 サンプルピットとは、 トラッキングエラー信号を検出す るために、 2つのピットが一対となって、 情報トラックに沿って一定の 間隔を空け且つ情報トラック中心から等距離離れて形成されたものであ る。
図 2 4において、 2 2 1は情報トラックの中心線、 2 2 2及び 2 2 3 は前記サンプルピット、 2 2 4はァドレスまたは情報などが記録された 情報領域、 2 2 5及び 2 2 6の矢印は光スポットの走査位置を表す。 こ のようなサンプルピット上を光スポットが通過すると、 光スポットとサ ンプルピットの相対位置に応じて検出される受光信号が変調される。 図 2 5は、 その変調の様子を示した図であり、 各光スポット走査位置 について、 検出される光量の変調波形、 即ち信号 2 0 8 a， から 2 0 8 f ' の和信号の波形を示した。 2 2 7は光スポットが走査位置 2 2 5に 沿って走査された時に検出される信号波形、 2 2 8は走査位置 2 2 6で 検出される信号波形、 2 2 9は走查位置が情報トラック中心線 2 2 1に 一致したときに検出される信号波形を表している。 従来から、 サンプル サーポ方式のトラッキング検出は、 サンプルピット 2 2 2及び 2 2 3を 光スポットが通過するタイミング （図 2 5に矢印で示した 2つの光スポ ット位置） で検出信号を各々サンプルホールドし、 それら 2つのサンプ ルホールドされた検出信号値の差からトラッキングエラー信号を検出す るものであることが知られているが、 前記トラッキングエラー信号検出 手段 2 1は、 その従来のサンプルサーポ方式のトラッキング検出と同様 な信号処理を行って、 第 1及び第 2のトラッキングエラー信号として信 号 TE 1及ぴ信号 TE 2を検出する。
次に、 光ディスク傾き検出について説明する。 図 2 6 (a) (b) は トラッキングエラー信号の波形を数値計算によりシミュレーションした 結果であり、 図 26 (a) は光ディスク傾きが無いとき、 図 26 (b) は光ディスクが半径方向に 0. 6度傾いたときの波形を示す。 計算条件 は、 光源の波長が 6 60 nm、 対物レンズの開口数が 0. 6、 光デイス クの基板厚が 0. 6mm、 情報トラックピッチが 1. 2〃 m、 サンプル ピッ トの長さ及ぴ幅が 0. 4 μπι、 図 2に示した受光領域 208 e及ぴ 208 f の情報トラック方向の幅と光束外形 2 1 6の直径との比が 0. 2 5である。
図 26 (a) において、 2 30は第 1のトラッキングエラー信号 TE
1、 3 1は第 2のトラッキングエラー信号 TE 2、 23 2は信号 208 a ' から 208 f ， すべての和信号を使って検出したトラッキングエラ 一信号である。 2 3 2は従来のサンプルサーボ方式のトラッキングエラ 一信号と同じであるため、 これを従来のトラッキングエラー信号と呼ぶ ことにする。 また、 同図において、 横軸は情報トラック中心に対する光 スポッ ト位置、 T pは情報トラックピッチを示す。 3つの波形は、 どれ も光スポット位置が情報トラック中心と一致したときに横軸と交わる波 形となっている。
図 26 (b) において、 2 3 3は第 2のトラッキングエラー信号 TE
2, 23 5は前記従来のトラッキングエラー信号の波形を示した図であ る。 図 26 (a) と異なり、 各波形に位相ずれが生じ、 情報トラック中 心からずれた位置で横軸と交わる波形となっている。 その位相ずれの大 きさは、 第 1のトラッキングエラー信号 T E 1である波形 2 3 3が最も 大きく、 次いで従来のトラッキングエラー信号である波形 2 3 5、 第 2 のトラッキングエラー信号 T E 2である波形 2 3 4の順となっている。 従って、 第 2のトラッキングエラー信号 T E 2と、 第 1のトラツキン グエラー信号 T E 1または前記従来のトラッキングエラー信号の位相を 比較することにより光ディスク傾きが検出可能となる。 各信号に位相差 が生じる原因は、 実施の形態 6の説明において図 2 2を用いて述べたこ とと同様に、 サンプルピッ トの上を光スポッ トが通過する際にも、 検出 する光束の光強度分布が、 光ディスク傾きで生じたコマ収差の影響によ り非対称な分布となり、 前記第 1の領域と前記第 2の領域とでは、 その 非対称な光強度分布を含む量が異なるためである。
本実施の形態の光学へッドは、 サンプルサーポ方式のトラッキング検 出であるため、 検出される信号の和信号を使ってトラッキングエラー信 号を検出しており、 情報トラックと垂直な方向に対物レンズが移動して もトラッキングエラー信号にオフセットが生じることは無く、 また、 前 記第 1及び第 2の領域の形状を、 情報トラックと垂直な方向の長さが検 出する光束の直径よりも長い形状としたため、 光束が移 しても各領域 に含まれる光強度分布は変化しない。 従って、 対物レンズの移動の影響 を受けない光ディスク傾き検出が可能となる。
また、 第 2のトラッキングエラー信号 T E 2は、 光ディスク傾きによ る位相ずれが小さいため、 この信号を用いてトラッキング制御を行い、 トラッキング制御中に、 第 1のトラッキングエラー信号 T E 1または前 記従来のトラッキングエラー信号の値を検出することによって光ディス ク傾きを検出することも可能である。 これにより、 トラッキング制御に より光スポッ トが情報トラックに固定されるため、 信号の直流成分を検 出するのと同様な検出方法により、 2つの信号の位相比較が可能となる c 以上のように本実施の形態によれば、 サンプルサーポ方式の光学へッ ドにおいて、 第 1のトラッキングエラー信号と第 2のトラッキングエラ 一信号の位相を比較することにより、 光ディスク傾き検出専用の検出器 を設けることなく、 対物レンズ移動の影響を受けない安定な光ディスク 傾き検出が可能となる。
(実施の形態 8 )
本実施の形態は、 従来の 3ビームトラッキング方式の光学へッドに対 して、 本発明を適用することにより、 光ディスクの傾き検出に関する課 題を解決した一例である。
図 2 7は、 本発明の実施の形態 8における光学へッドの構成図である c 図 1 9と同じ構成要素については同一符号を付して説明を省略する。 2 3 6は主ビームと 2つの補助ビームに光を分岐する回折素子、 2 3 7は 受光手段、 2 3 8は信号の増幅、 演算を行う信号演算部、 2 4 6はトラ ッキングエラー信号検出手段である。
図 2 8は、 受光手段 2 3 7の各受光素子及び信号演算部 2 3 8を説明 する図であり、 2 3 9及ぴ 2 4 1は 3分割受光素子で、 2 3 9 aから 2 3 9 c、 2 4 1 aから 2 4 1 cは 3分割受光素子の各受光領域を表す。 2 4 0は 4分割受光素子、 2 4 2及び 2 4 4は補助ビームの光束、 2 4 3は主ビームの光束、 2 4 5 aから 2 4 5 f はアンプ、 2 3 8 aから 2 3 8 dは信号演算部から出力される各信号である。
このような構成を有する本実施の形態の光学へッドの動作を、 以下に 説明する。
光源 2 0 1を発した光は、 回折素子 2 3 6で回折され、 0次回折光と して主ビームが、 + 1次及び一 1次回折光として第 1及び第 2の補助ビ ームとして 2つの補助ビームが生成される。 これら 3つの光束は、 共に 、 ビームスプリッタ 2 0 3を透過し、 対物レンズ 2 0 4により光デイス ク 2 0 5に集光され、 光学へッドの光軸 2 0 2上に主ビームの光スポッ トが形成され、 光軸 2 0 2から離れて図面上下方向に 2つの補助ビーム の光スポッ トが形成される。
光ディスク 2 0 5で反射された各々の光スポットからの反射光束は共 に、 対物レンズ 2 0 4を再び通過し、 ビームスプリッタ 2 0 3で反射さ れ、 リ レーレンズ 2 0 6に入射する。 フォーカス検出方式を例えば、 非 点収差方式とすると、 リ レーレンズ 2 0 6は、 非点収差を発生させる円 柱レンズの屈折力を有しており、 光束を受光手段 2 3 7に導き、 図 2 8 に示したように、 主ビームの光束は 4分割受光素子 2 4 0に入射し、 第 1の補助ビームの光束は 3分割受光素子 2 3 9に入射し、 第 2の補助ビ ームの光束は 3分割受光素子 2 4 1に入射する。 4分割受光素子 2 4 0 に入射した主ビームの光束 2 4 3は 4分割されて受光され、 図に示した 結線による演算により信号 F 1、 F 2が検出される。
また、 受光素子 2 3 9及び 2 4 1の各受光領域は、 前述の実施の形態 1及び 2と同様に、 入射した光束を第 1の領域と第 2の領域に分割して 受光するように配置されており、 前記第 1の補助ビームの光束は 3分割 されて、 受光領域 2 3 9 bが前記第 1の領域の光を受光し、 受光領域 2 3 9 a , 2 3 9 cが前記第 2の領域の光を受光し、 前記第 2の補助ビー ムの光束は 3分割されて、 受光領域 2 4 1 bが前記第 1の領域の光を受 光し、 受光領域 2 4 1 a、 2 4 1 cが前記第 2の領域の光を受光する。 図示した結線による演算と 2 4 5 a、 2 4 5 b , 2 4 5 e及び 2 4 5 f のアンプを経て信号 2 3 8 a， から信号 2 3 8 d， が検出される。 信 号 2 3 8 a， は第 1の補助ビームの第 1の領域の受光信号、 信号 2 3 8 b ' は第 1の補助ビームの第 2の領域の受光信号、 信号 2 3 8 d， は第 2の補助ビームの第 1の領域の受光信号、 信号 2 3 8 c， は第 2の補助 ビームの第 2の領域の受光信号である。
トラッキングエラー信号検出手段 246は、 信号 238 a ' と信号 2 38 d， を使って第 1のトラッキングエラー信号としての信号 TE 1を 検出し、 信号 238 b' と信号 238 c ' を使って第 2のトラッキング エラー信号としての信号 TE 2を検出するように構成されているため、 信号 TE 1、 信号 TE 2は次式で表される。
【数 22】
TE l - 238 a ' - 238 d' (数 22)
【数 23】
TE 2 = 238 b' - 238 c' (数 23)
光ディスク傾き検出手段 212は、 第 1及び第 2のトラッキングエラ 一信号としての信号 TE 1と信号 TE 2の位相を比較することにより、 光ディスク傾きを検出する。
次に、 光ディスク傾き検出について詳しく説明する。 図 29は主ビー ム及ぴ補助ビームの光スポッ トが情報トラックに対しどのように配置さ れているかを示す図であり、 図示したように主ビームの光スポットに対 し、 2つの補助ビームの光スポッ トは情報トラックと垂直な方向に 1Z 4 トラックピッチずつ離れて配置されている。
図 30は、 第 1の補助ビームの光スポットを情報トラックと垂直な方 向に走査したときの信号波形を数値計算によりシミュレーシヨンした結 果である。 247は信号 238 a， の波形、 248は信号 238 b， の 波形、 249は信号 238 a， と 238 b， の和信号の波形である。 計 算条件は、 対物レンズの開口数 0. 6、 光源の波長 660 nm、 情報ト ラックピッチ 1. 2 μΐη、 情報トラックとしての連続溝幅 0. 4 Ι ΠΙ、 溝深さ 1Z8波長、 光ディスク傾きは半径方向に 0. 6度である。
情報トラックを幅の狭い溝としたため、 光ディスク傾きがないときに は、 各信号波形は情報トラック中心に光スポット位置があるときに最小 値を持つ波形となるはずであるが、 図 3 0では光ディスク傾きにより各 信号波形に位相ずれが現れて、 位相ずれの大きい順に、 波形 2 4 7、 波 形 2 4 9、 波形 2 4 8の順となっている。 ここで、 光スポット位置とは 、 光スポッ トの光強度ピーク位置を意味する。
図 2 9から分かるように、 第 2の補助ビームの光スポットは、 第 1の 補助ビームの光スポットに対して 1ノ 2 トラックピッチ分の位置ずれが あるため、 第 2の補助ビームの各信号は、 第 1の補助ビームの信号に対 して、 どれも 1 / 2 トラックピッチ分の位相差を有した信号である。 し かしながら、 光ディスク傾きにより発生する信号の位相ずれは、 その原 因が検出する光束の光強度分布の非対称性であるため、 第 1及び第 2の 補助ビームの信号に対して同様に発生する。 .
従って、 第 1の補助ビームの信号 2 3 8 a， と第 2の補助ビームの信 号 2 3 8 d ' を使って検出された第 1のトラッキングエラー信号 T E 1 と、 第 1の補助ビームの信号 2 3 8 b， と第 2の補助ビームの信号 2 3 8 c， を使って検出された第 2のトラッキングエラー信号 T E 2は、 図 2 2 ( b ) に示した実施の形態 1の 2つのトラッキングエラー信号の波 形 2 1 9及び 2 2 0と同様に、 光ディスク傾きに応じた位相差が生じた 信号となる。 よって、 第 1及ぴ第 2のトラッキングエラー信号である信 号 T E 1と信号 T E 2の位相を比較することにより、 光ディスクの傾き が検出可能となる。
尚、 以上の説明では、 第 1のトラッキングエラー信号は第 1の領域で 検出された信号 2 3 8 a， と信号 2 3 8 d， を使って検出することとし たが、 図 3 0に示したように、 波形 2 4 9も波形 2 4 8に対して位相差 を有しているため、 第 1及ぴ第 2の領域で検出された信号の和信号、 即 ち、 信号 2 3 8 a ' と信号 2 3 8 b ' の和信号と、 信号 2 3 8 c ' と信 号 2 3 8 d， の和信号を使って第 1のトラッキングエラー信号を検出す るようにしても、 同様に光ディスク傾き.を検出可能である。
また、 3ビームトラッキング方式のトラッキング検出は、 補助ビーム の光が情報トラックで光強度変調されることを利用して信号検出を行う ため、 対物レンズが情報トラックと垂直な方向に移動してもトラツキン グエラー信号にオフセットが生じることは無く、 また、 検出する光束を 分割する第 1及び第 2の領域の形状を、 情報トラックと垂直な方向の長 さが検出する光束の直径よりも長い形状としたため、 光束が移動しても 各領域に含まれる光強度分布は変化しない。 従って、 対物レンズの移動 の影響を受けない光ディスク傾き検出が可能となる。
以上のように、 本実施の形態によれば、 3ビームトラ、 3 キング方式の 光学へッドにおいて、 第 1のトラッキングエラー信号と第 2のトラツキ ングエラー信号の位相を比較することにより、 専用の光ディスク傾き検 出器を設けることなく、 対物レンズ移動の影響を受けない安定な光ディ スク傾き検出が可能となる。
(実施の形態 9 )
本実施の形態は、 以上に述べた各実施の形態の光学へッドで検出され た光ディスク傾きに応じた信号を、 より好適な信号特性とする信号処理 の一例である。 この信号処理手段は、 前述の光学ヘッドの各構成、 例え ば、 図 2 3に記されている光ディスク傾き検出手段 2 1 2の内部に含ま れているものとして説明する。
光ディスク傾きは、 前述したように第 1のトラッキングエラー信号 T E 1 と第 2のトラッキングエラー信号 T E 2の位相差を測定することで 検出されるが、 この位相差測定について、 図 2 6 ( b ) を用いて説明す る。 図 2 6 ( b ) において、 波形 2 3 3は信号 T E 1、 波形 2 3 4は信 号 T E 2、 波形 2 3 5は信号 T E 1 と T E 2の和信号を示しているが、 波形 2 3 4が横軸と交差するときの波形 2 3 3または波形 2 3 5の信号 値を測定したとすると、 波形 2 3 4に対する位相差の方向に対応して前 記信号値が正負に変わるため、 この測定は位相差測定法の一つの方法で ある。
こうして測定した位相差に相当する信号値と光ディスク傾き量の関係 を計算した結果を図 3 1に示した。 計算条件は、 図 2 6の計算と同様で ある。 横軸は光ディスク傾き量を、 縦軸は前記信号値を表すが、 スケー ル合わせのため信号値には適当な定数を掛けてグラフを作成した。 2 5 0は前記信号値そのままの計算結果を表し、 2 5 1は前記信号値を信号 T E 1の振幅値で正規化した計算結果を表している。 信咅 T E 1は光デ イスク傾きに応じて振幅が低下するため、 グラフの曲線 2 5 0は直線性 が良くないが、 信号 T E 1の振幅値による正規化により、 グラフの曲線 2 5 1の直線性は画期的に改善される。 尚、 振幅値による前記信号値の 正規化を実現する具体的手段については一般的な電気的信号処理手段が 利用可能であるため、 その説明を省略する。
以上のように、 信号 T E 2が基準電圧と交差するときの信号 T E 1の 信号値を測定し、 その信号値を信号 T E 1の振幅値で正規化した信号を 光ディスク傾き検出信号とすることにより、 光ディスク傾き量に対して 直線性の高い光ディスク傾き検出信号が得られる。
(実施の形態 1 0 )
本実施の形態は、 前述した各実施の形態 6〜 9の光学へッドで検出さ れた第 1及び第 2のトラッキングエラー信号と、 光ディスク傾き検出信 号を使って、 トラッキング制御に好適な制御信号を生成する光学へッド の一例である。
図 3 2は本発明の実施の形態 1 0の光学へッドの構成を表す図である 力 前述の各実施の形態と共通な構成要素は同一符号を付し、 また、 説 明に必要なもの以外は省略した構成図である。 252は対物レンズ移動 手段、 253はトラッキング制御信号生成手段、 254はトラッキング 制御手段である。 光ディスク傾き検出手段 212は、 光ディスク傾き検 出信号 TLT、 第 1及ぴ第 2のトラッキングエラー信号である信号 TE 1、 信号 TE 2を出力する。 これら 3つの信号は、 トラッキング制御信 号生成手段 253に入力され、 そこで演算されて、 トラッキング制御信 号 TEとして出力され、 信号 TEは、 トラッキング制御手段 254の制 御信号として用いられる。 トラッキング制御手段 254は、 光スポット が情報トラック中心に追随するように、 対物レンズ位置移動手段 252 を駆動し対物レンズ 24の位置を制御する。
図 33は、 トラッキング制御信号生成手段 253の構成を説明する図 であり、 255は信号の振幅を減衰させる減衰器、 256は差動アンプ である。 減衰器 255は信号 TLTの大きさに応じて入力信号の減衰率 が調整できるようになつており、 これにより信号 TE 1の振幅を変え、 差動アンプ 256は、 信号 TE 2から振幅変更後の信号 TE 1を差し引 いて信号 TEを出力するように構成されている。
以上のような構成を有する本実施の形態を、 図 26 (b) を参照しな がら説明する。 波形 233は信号 TE 1、.，波形 234は信号 TE 2であ り、 2つの波形には位相差があるため、 波形 234から波形 233を差 し引くことにより、 波形 234を左方向に移動させた信号波形を生成出 来る。 このため、 波形 233の振幅を調整し、 波形 234から差し引く と、 演算後の波形に任意の位相変化を与えることが出来る。
つまり、 減衰器 255により信号 TE 1の振幅を信号 TLTに応じて 調整し、 差動アンプ 256により信号 TE 2から差し引くことにより、 信号 T E 2に対して任意の位相差を有する信号 T Eが生成出来ることに なる。 これにより、 信号 TEの波形が基準電圧と交差する点は、 情報ト ラック中心の周りに任意に設定可能となるため、 この信号 T Eを使って トラツキング制御を行うことにより、 トラツキング制御位置を任意に設 定可能となる。
従って、 信号 T L Tによって調整される減衰器 2 5 5の減衰率を、 予 め適切に調整しておくことにより、 光ディスク傾きによって生じる光ス ポット位置と情報トラック中心の位置ずれを信号 T L Tを使つて補正し ながら トラッキング制御を行うことが可能となる。 .
以上のように、 本実施の形態の光学ヘッドによれば、 半径方向の光デ イスク傾きを検出し、 その光ディスク傾き検出信号を用いて、 光デイス クの傾きによつて生じた情報トラック中心と光スポッ ト位置とのずれを 補正することにより、 高精度なトラッキング制御が可能となる。
また、 従来はトラッキング制御位置の調整は、 トラッキング制御信号 に直流オフセッ トを加えることで行っていたため、 制御系が不安定にな るという課題があつたが、 本実施の形態によれば、 直流オフセッ トを与 えるのではなく、 制御信号の位相をずらすことにより制御位置を調整出 来るため、 安定なトラッキング制御が可能となる。
なお、 トラッキング制御信号を生成する場合、 従来の技術のように、 受光した全領域の信号を用いてつくつた場合は、 ラジアルチルトによる 修正の程度は、 上記実施の形態により得られた光ディスク傾きに基づく 場合より、 より大きい修正を行うようにする。
(実施の形態 1 1 )
本実施の形態は、 光ディスクの接線方向の傾き検出を行う光学へッド に本発明を応用した一例である。
図 3 4は本発明の実施の形態 1 1の光学ヘッドの構成図である。 前述 の各実施の形態と同じ構成要素については同一符号を付し、 また、 フォ 一カス検出手段及びトラッキングエラー信号検出手段については、 前述 の各実施の形態と同様であるため省略した。 2 5 7は受光手段、 2 5 8 は信号演算部、 2 5 9は光ディスク傾き検出手段である。 光源 1から発 した光が光ディスク 5で反射され、 その光が受光手段 2 5 7に導かれる までの説明は前述の各実施の形態と同様なので説明を省略する。 また、 光ディスクは、 その情報トラックがピットで形成されているものが用い られる。 '
図 3 5は、 受光手段 2 5 7と、 信号演算部 2 5 8を説明する図である。 2 1 6は入射した光束の外形、 2 5 7 aから 2 5 7 cは受光手段 5 7の 各受光領域、 2 5 8 a、 2 5 8 bはアンプ、 S 1， S 2は信号演算部 2 5 8から出力される信号である。 受光手段 2 5 7の受光領域は、 情報ト ラックと平行な方向に長く且つ光束の中央部に位置する第 1の領域とし ての受光領域 2 5 7 bと、 第 1の領域以外の領域である第 2の領域とし ての受光領域 2 5 7 a及ぴ 2 5 7 cに 3分割されており、 各受光信号は 結線による加算及びアンプ 2 5 8 a、 2 5 8 bを経て信号 S I， S 2と して出力される。 信号 S 1は前記第 1の領域の受光信号からなり、 信号 S 2は前記第 2の領域の受光信号からなる。
図 3 6は、 光ディスクが接綠方向の傾き （対物レンズの光軸と情報ト ラックの接線とを含む平面内に光ディスクの法線が含まれるような光デ イスクの傾き） があるときに、 光スポットがピットを通過したときに検 出される信号の波形を示した図である。 2 6 0は前記信号3 1、 6 1は 前記信号 S 2の波形である。 信号 S 1は信号 S 2に対して、 波形の谷と なる位置がずれているが、 この位相ずれは光ディスクの傾きにより発生 したコマ収差を原因とするものである。 光ディスクの接線方向の傾きに よって検出される光束内の光強度分布は、 光スポットがピットを通過す るときに、 図 2 2で説明したような非対称な分布となり、 この非対称な 分布が情報トラックと平行な方向に発生する。 本実施の形態の第 1の領域と第 2の領域は、 情報トラックと平行な方 向に長い形状であるため、 前記非対称な光強度分布が含まれる量が第 1 の領域と第 2の領域で異なり、 そのために信号 S 1と信号 S 2に位相差 が生じている。 また、 光ディスクの傾きが逆方向のときは、 信号の位相 ずれも逆方向に生じることは前述の実施の形態と同様である。 従って、 光ディスク傾き検出手段 2 5 9は、 信号 S 1と S 2の位相差を検出する ことにより、 光ディスクの傾きを検出することが出来る。
図 3 7は、 信号 S 1と S 2の位相差を検出する方法の一例について説 明する図である。 波形 2 6 2は信号 S 1の微分波形、 波形 2 6 3は信号 S 2の微分波形、 2 6 4は基準電圧を表す。 波形 2 6 2と波形 2 6 3は 、 基準電圧 2 6 4を中心に正負両方向に、 ほぼ対称に変化する信号であ るため、 波形 2 6 3が基準電圧 2 6 4と交差するときの波形 2 6 2の信 号値を測定することにより、 2つの微分波形の位相差の方向に応じて正 負に変化する信号が得られる。 これらの微分波形の位相差は信号 S 1と 信号 S 2の位相差に対応しているため、 この信号が光ディスク傾き検出 信号である。
以上のように、 本実施の形態によれば、 ピットが形成された光デイス クに対して、 光スポットがピットを通過するときに、 第 1の領域の検出 信号と第 2の領域の検出信号の位相を比較することにより、 光ディスク の接線方向の傾きを検出することが出来る。
なお、 本実施の形態は、 情報トラックがピットにより形成されている ものとしたが、 連続溝とピットとにより形成されている光ディスクでも よい。 要するに、 情報トラックの全部または一部がピットにより形成さ れていればよい。
なお、 本発明の実施の形態 6から 8に示した光学へッドによる光ディ スクの半径方向の傾き検出と、 実施の形態 1 1に示した光学ヘッドによ る光ディスクの接線方向の傾き検出とを複合化すれば、 光学へッドの外 部に専用の光ディスク傾き検出器を設けることなく、 すべての方向の光 ディスク傾きが検出可能となる。
また、 本発明は、 前述の実施の形態の構成に限定されるものではなく 、 トラッキングエラー信号を検出するための受光手段を、 前述したよう な形状の第 1の領域と第 2の領域とに分けて受光するように構成するこ とが可能な光学ヘッドに対しては容易に応用が可能である。
なお、 上記の実施の形態 1〜5において、 対物レンズ 4は本発明の集 光手段に相当し、 受光手段 8、 3 0、 4 7、 5 4は本発明の受光手段に 相当し、 トラッキングエラー信号検出手段 9、 5 5は本発明のトラツキ ングエラー検出手段に相当し、 光学手段 6、 6 ' は本発明の減衰手段に 相当する。
また、 光学手段 6における光学機能領域 1 1は本発明の減光領域に相 当し、 他の部分は非減光領域に相当し、 光学手段 6 ' は本発明の分岐手 段に相当する。 また、 受光手段 3 0における受光素子 3 4〜 3 7は本 発明の受光素子の第 1サブ受光領域に当たる部分に相当する。 また受光 素子 3 4〜3 7は本発明の補助ビーム光を受光する部分に相当する。 ま た受光素子 3 1， 3 3は本発明の受光素子の第 2サブ受光領域に当たる 部分に相当する。 また受光素子 3 1 , 3 3は、 本発明の主ビーム光を受 光する部分に相当する。
また、 受光手段 4 7において、 4分割受光素子 4 9は、 本発明の受光 素子の主ビーム光を受光する部分に相当し、 3分割受光素子 4 8， 5 0 は本発明の受光素子の補助ビーム光を受光する部分に相当する。 また、 受光領域 4 8 b、 5 0 bは本発明の第 1サブ受光領域に相当し、 受光領 域 4 8 a、 4 8 c、 5 0 a , 5 0 cは本発明の第 2サブ受光領域に相当 する。 また、 受光素子 54において、 受光素子 72、 73 a、 8 1 a、 8 1 b、 8 2 a、 8 2 b、 8 3 a、 8 3 bは本発明の受光素子の第 1サプ受 光領域に当たる部分に相当する。 また、 受光素子 70、 73 b、 73 c 、 8 0 a、 80 b、 8 3 c、 8 3 d、 8 3 e、 83 f は本発明の受光素 子の第 2サブ受光領域に当たる部分に相当する。
また、 チドリマーク 1 0 7および 1 08は、 本発明の一対のマークに 相当する。
また、 図 4 1に示す位置 Aでサンプルホールドされた信号 Sは、 第 1 0の本発明のトラッキングエラー信号検出手段にて用いられる、 一対の マークの一方の反射光束から得られる前記受光信号に相当し、 図 41に 示す位置 Bでサンプルホールドされた信号 Sは、 第 1 0の本発明のトラ ッキングエラー信号検出手段にて用いられる、 一対のマークの他方の反 射光束から得られる前記受光信号に相当する。
また、 受光手段 54において、 受光素子 5 6 a、 5 6 bが受光した受 光信号、 受光素子 80 a、 8 1 a、 82 a、 が受光した受光信号、 およ ぴ受光素子 8 3 a、 83 c、 8 3 eが受光した受光信号は本発明の第 1 サブ受光信号に相当し、 受光素子 5 6 c、 5 6 dが受光した受光信号、 受光素子 80 b、 8 1 b、 8 2 b、 およぴ受光素子 8 3 b、 8 3 d、 8 3 f が受光した受光信号は本発明の第 2サブ受光信号に相当する。
また、 上記の実施の形態 6〜1 1において、 対物レンズ 2 04は本発 明の集光手段に相当し、 受光手段 208、 23 7, 2 5 7は本発明の受 光手段に相当し、 トラッキングエラー信号検出手段 2 1 1、 22 1は本 発明のトラッキングエラー検出手段に相当し、 光ディスク傾き検出手段 2 1 2、 2 59は本発明の光ディスク傾き検出手段に相当する。
また、 受光手段 208において、 受光領域 208 f および 208 eは 本発明の第 1サブ受光領域に相当し、 受光領域 208 a、 208 b, 2 0 8 c、 2 0 8 dは本発明の第 2サブ受光領域に相当する。
また、 受光手段 2 3 7において、 受光領域 2 3 9 bおよび 2 4 1 bは 本発明の第 1サブ受光領域に相当し、 受光領域 2 3 9 a、 2 3 9 c , 2 4 1 a、 2 4 1 c dは本発明の第 2サブ受光領域に相当する。
また、 受光手段 2 5 7において、 受光領域 2 5 7 bは本発明の第 1サ ブ受光領域に相当し、 受光領域 2 5 7 a , 2 5 7 cは本発明の第 2サブ 受光領域に相当する。
また、 受光手段 2 3 7および 2 5 7において、 3分割受光素子 2 3 9 および 2 4 1は本発明の受光手段の、 2つの補助ビーム光を受光する部 分に相当し、 4分割受光素子 2 4 0は本発明の受光手段の、 少なくとも 2つの補助ビーム光を受光する部分に相当する。
また、 サンプルピット 2 2 2および 2 2 3の一組は、 本発明の一対の マークの一例である。
また、 実施の形態 7において、 サンプルピット 2 2 2を通過するタイ ミングでサンプルホールドされた検出信号は、 第 2 1の本発明の、 一対 のマークの一方の反射光束から得られる前記受光信号の一例であり、 サ ンプルピット 2 2 3を通過するタイミングでサンプルホールドされた検 出信号は、 第 2 1の本発明の、 一対のマークの他方の反射光束から得ら れる前記受光信号の一例である。
また、 信号 2 0 8 a， 、 2 0 8 e ' 、 信号 2 0 b d ' は本発明の第 1 サブ受光信号の一例であり、 信号 2 0 8 b ' 、 2 0 8 f ' 、 信号 2 0 b c ' は本発明の第 2サブ受光信号の一例である。
また、 トラッキング制御信号生成手段 2 5 3は本発明のトラッキング 制御信号生成手段 3の一例であり、 トラッキング制御手段 2 3 4は本発 明のトラツキング制御手段の一例である。
また、 本発明は、 本発明の光学ヘッドを備えた、 光ディスクに情報の 記録を行うための光ディスク記録装置として実現してもよい。
また、 本発明は、 本発明の光学ヘッドを備えた、 光ディスクから情報 の再生を行うための光ディスク再生装置として実現してもよい。
また、 本発明は、 本発明の光学ヘッドを備えた、 光ディスクに情報の 記録または再生を行うための光ディスク記録再生装置として実現しても よい。
また、 本発明の光ディスクは、 情報の記録または再生を光学的に行う ものであれば、 その構成やフォーマツトによって限定されるものではな く、 その一例としては、 CD、 CD-RN CD-RW, DVD, DVD 一 R、 DVD— RW、 DVD— ROM等が挙げられる。 産業上の利用可能性
以上のように、 本発明によれば、 光ディスクの傾きにより生じていた トラッキングエラー信号の位相ずれを抑制し、 トラッキング制御の精度 が飛躍的に高まった光学へッドを実現することができる。
本発明によれば、 専用の光ディスク傾き検出器を設けることなく、 対 物レンズ位置移動の影響を受けにくい、 高精度な光ディスクの半径方向 または接線方向の傾き検出が可能となる。 また、 光ディスクの形状ばら つき等があっても、 検出精度が低下せず、 安定な検出が行われる。

Claims

請 求 の 範 囲
1 . 光ディスクに情報を記録するため、 および/または前記光ディ スクに書き込まれた情報を再生するための光学へッドであって、
前記光ディスクに光を集光する集光手段と、
前記光ディスクから反射する反射光束を受光して受光信号を得る受光 手段と、
前記受光信号からトラッキングエラー信号を検出するトラッキングェ ラー信号検出手段とを備え、
前記受光手段に入射する前記反射光束のうち、 トラッキングエラー信 号の検出に使われるトラッキングエラー信号検出用光束の中央部の領域 の光量を減衰させる減衰手段を設けた光学へッド。
2 . 前記減衰手段は、 前記トラッキングエラー信号検出用光束の中 央部の領域の光強度を低下させる減光領域と、 残りの領域の光強度を低 下させない非減光領域とを有し、
前記減光領域は、 前記トラッキングエラー信号検出用光束の中心点を 含んでおり、 前記光ディスクの情報トラックと直交する方向が長辺であ る略長方形である請求項 1に記載の光学へッド。
3 . 前記減光領域は、 光の透過率を低下させる物質で形成された薄 膜である請求項 2に記載の光学へッド。
4 . 前記減光領域は、 回折格子が形成された領域である請求項 2に 記載の光学へッド。
5 . 前記長辺は、 前記受光手段に入射する前記反射光束の直径より も長い請求項 2に記載の光学へッド。
6 . 光ディスクに情報を記録するため、 および Zまたは前記光ディ スクに書き込まれた情報を再生するための光学へッドであって、 前記光ディスクに光を集光する集光手段と、
前記光ディスクから反射する反射光束を受光して受光信号を得る受光 手段と、
前記受光信号からトラッキングエラー信号を検出するトラッキングェ ラー信号検出手段とを #え、
前記受光手段は、 前記受光信号の各成分のうち、 前記トラッキングェ ラー信号の検出に使われるトラッキングエラー信号検出用光束の中央部 の領域に対応する成分の利得を減衰させる光学へッド。
7 . 前記受光手段に入射する前記反射光束のうち、 前記トラツキン グエラー信号検出用光束と他の光束とを分岐させる分岐手段を設けるこ とによって、 前記トラッキングエラ一信号検出用光束の中央部の領域に 対応する成分の利得を減衰させる請求項 6に記載の光学へッド。
8 . 前記受光手段は、 前記反射光束の、 前記中央部の領域を受光す る第 1サブ受光領域と、 前記反射光束の残りの部分の領域を受光する第 2サブ受光領域とに分割された受光素子を有し、
前記第 1サブ受光領域は、 前記トラッキングエラー信号検出用光束の 中心点を含んでおり、 前記光ディスクの情報トラックと 交する方向が 長辺である略長方形である請求項 6に記載の光学へッド。
9 . 前記長辺は、 前記受光手段に入射する前記反射光束の直径より も長い請求項 8に記載の光学へッド。
1 0 . 前記集光手段は、 情報の記録および Zまたは再生を行う主ビ ーム光と、 前記トラッキングエラー信号検出用光束として少なくとも 2 つの補助ビーム光とを集光し、
前記受光手段は、 前記主ビーム光を受光する部分と、 前記少なくとも 2つの補助ビーム光を受光する部分とを有しており、 前記トラッキングエラー信号検出手段は、 前記少なくとも 2つの補助 ビームの前記受光信号の差に基づき前記トラッキングエラー信号を検出 する請求項 1から 9のいずれかに記載の光学へッド。
1 1 . 前記光ディスクは、
情報が記録される情報トラックと、
前記情報トラックの接線方向に所定距離離れ、 かつ前記情報トラック と垂直で互いに異なる方向に同じ距離だけ離れて位置する少なくとも一 対のマークとを有し、
前記トラッキングエラー信号検出手段は、
前記トラッキングヱラー信号検出用光束である、 前記一対のマークの 一方の反射光束から得られる前記受光信号と、 前記トラツキングェラ一 信号検出用光束である、 前記一対のマークの他方の反射光束から得られ る前記受光信号との差から前記トラッキングエラー信号を検出する請求 項 1から 9のいずれかに記載の光学へッド。
1 2 . 前記受光手段は、 少なくとも前記光ディスクのトラックの延 伸方向と平行な軸で 2分されており、
前記トラッキングエラー信号検出手段は、 前記二分された一方の受光 手段が受光した前記トラッキングエラ一信号検出用光束から得られた第 1サブ受光信号と、 前記二分された他方の受光手段が受光した前記トラ ッキングエラー信号検出用光束から得られた第 2サブ受光信号との差に 基づき前記トラッキングエラー信号を検出する請求項 1から 9のいずれ かに記載の光学へッド。
1 3 . 前記光ディスクは、
情報が記録される、 案内溝を有する情報トラックと、
前記情報トラックの前記案内溝を断続的に一部切断して、 その間に前 記情報トラックの接線方向に所定距離離れ、 かつ前記情報トラックと垂 直で互いに異なる方向に同じ距離離れて位置する少なくとも一対のマー クを有し、
前記トラッキングエラー信号検出手段は、
前記トラッキングエラー信号検出用光束である、 前記一対のマークの 一方の反射光束から得られる前記第 1サブ受光信号と、 前記トラツキン グェラ一信号検出用光束である、 前記一対のマークの他方の反射光束か ら得られる前記第 2サブ受光信号との差から前記トラッキングエラー信 号を検出し、
前記第 1サブ受光信号と、 前記第 2サブ受光信号と、 前記トラツキン グエラー信号とを用いて、 前記トラッキングエラー信号のオフセットを 検出する請求項 1 2に記載の光学へッド。
1 4 . 前記光ディスクは、
情報が記録される、 案内溝を有する情報トラックと、
前記情報トラックの、 前記案内溝を断続的に一部切断して設けられた 鏡面部とを有し、
前記トラッキングエラー信号検出手段は、
前記トラッキングエラー信号検出用光束である、 前記情報トラックの 一部分の反射光束から得られる前記第 1サブ受光信号と、 前記トラツキ ングエラー信号検出用光束である、 前記情報トラックの残りの部分の反 射光束から得られる前記第 2サブ受光信号との差から前記トラッキング エラー信号を検出し、
前記鏡面部の一部分の反射光束から得られる前記第 1サブ受光信号と 、 前記鏡面部の残りの部分の反射光束から得られる前記第 2サブ受光信 号との差から、 前記トラッキングエラー信号のオフセットを検出する請 求項 1 2に記載の光学へッド。
1 5 . 光ディスクに情報を記録するため、 および Zまたは前記光デ イスクに書き込まれた情報を再生するための光学へッドであって、 前記光ディスクに光を集光する集光手段と、
前記光ディスクから反射する反射光束を受光して受光信号を得る受光 手段と、
前記受光信号か トラッキングエラー信号を検出するトラッキングェ ラー信号検出手段と、
前記トラッキングエラー信号に基づき、 前記集光.手段の光軸に対する 前記光ディスクの傾きを検出する光ディスク傾き検出手段とを備えた光 学へッド。 '
1 6 . 前記受光手段は、 前記反射光束の、 中央部の領域を受光する 第 1サブ受光領域と、 前記反射光束の残りの部分の領域を受光する第 2 サブ受光領域とに分割された受光素子を有し、
前記第 1サブ受光領域は、 前記反射光束の中心点を含んでいる略長方 形であって、
前記トラッキングエラー信号検出手段は、 前記第 1サブ受光領域から 得られた受光信号から第 1のサブトラッキングエラ一信号と、 前記第 2 サブ受光領域から得られた受光信号から第 2のサブトラッキングエラー 信号とを検出し、
前記光ディスク傾き検出手段は、 前記第 1のサブトラッキングエラー 信号と前記第 2のサブトラッキングエラー信号の位相を比較することに より、 前記光ディスクの傾きを検出する請求項 1 5に記載の光学ヘッド c
1 . 前記第 1のサブ受光領域の略長方形は、 前記光ディスクの情 報トラックと直交する方向が長辺である請求項 1 6に記載の光学へッド c
1 8 . 前記長辺は、 前記反射光束の直径よりも長い請求項 1 7に記 載の光学へッド。
1 9 . 前記略長方形の短辺は、 前記反射光束の直径よりも短い請求 項 1 8に記載の光学へッド。
2 0 . 前記集光手段は、 情報の記録おょぴ Zまたは再生を行う主ビ ーム光と、 前記トラッキングエラー信号の検出に用いられる少なくとも 2つの補助ビーム光とを集光し、
前記受光手段は、 前記主ビーム光を受光する部分と、 前記少なくとも 2つの補助ビーム光を受光する部分とを有しており、
前記トラッキングエラー信号検出手段は、 前記少なくとも 2つの補助 ビーム光の前記受光信号の差に基づき前記第 1のサブトラッキングエラ 一信号および前記第 2のサブトラッキングエラー信号を検出する請求項 1 6から 1 9のいずれかに記載の光学へッド。
2 1 . 前記光ディスクは、
情報が記録される情報トラックと、
前記情報トラックの接線方向に所定距離離れ、 かつ前記情報トラック と垂直で互いに異なる方向に同じ距離だけ離れて位置する少なくとも一 対のマークとを有し、
前記トラツキングェラ一信号検出手段は、
前記一対のマークの一方の反射光束から得られる前記受光信号と、 前 記一対のマークの他方の反射光束から得られる前記受光信号との差から 前記第 1のサブトラッキングエラー信号および前記第 2のサブトラツキ ングエラー信号を検出する請求項 1 6から 1 9のいずれかに記載の光学 へ、、ノド。
2 2 . 前記受光手段は、 少なくとも前記光ディスクのトラックの延 伸方向と平行な軸で 2分されており、
前記トラッキングエラー信号検出手段は、 前記二分された一方の受光 手段の第 1サブ受光信号と、 前記二分された他方の受光手段の第 2サブ 受光信号との差に基づき前記第 1のサブトラッキングエラー信号おょぴ 前記第 2のサブトラッキングエラー信号を検出する請求項 1 6から 1 9 のいずれかに記載の光学へッド。
2 3 . 前記光ディスクは、
情報が記録される、 案内溝を有する情報トラックと、
前記情報トラックの前記案内溝を断続的に一部切断して、 その間に前 記情報トラックの接線方向に所定距離離れ、 かつ前記情報トラックと垂 直で互いに異なる方向に同じ距離離れて位置する少なくとも一対のマー クを有し、
前記トラッキングヱラー信号検出手段は、
前記一対のマークの一方の反射光束から得られる前記第 1サブ受光信 号と、 前記一対のマークの他方の反射光束から得られる前記第 2サブ受 光信号との差から前記第 1のサブトラッキングエラ一信号および前記第 2のサブトラッキングエラー信号を検出し、
前記第 1サブ受光信号と、 前記第 2サブ受光信号と、 前記第 1のサブ トラッキングエラ一信号およぴ前記第 2のサブトラッキングエラー信号 とを用いて、 前記トラッキングエラー信号のオフセットを検出する請求 項 2 2に記載の光学へッド。
2 4 . 前記光ディスクは、
情報が記録される、 案内溝を有する情報トラックと、
前記情報トラックの、 前記案内溝を断続的に一部切断して設けられた 鏡面部とを有し、
前記トラッキングエラー信号検出手段は、
前記情報トラックの一部分の反射光束から得られる前記第 1サブ受光 信号と、 前記情報トラックの残りの部分の反射光束から得られる前記第 2サブ受光信号との差から前記第 1のサブトラッキングエラー信号およ び前記第 2のサブトラッキングエラー信号を検出し、 前記鏡面部の一部分の反射光束から得られる前記第 1サブ受光信号と
、 前記鏡面部の残りの部分の反射光束から得られる前記第 2サブ受光信 号との差から、 前記トラッキングエラー信号のオフセットを検出する請 求項 2 2に記載の光学へッ ド。 .
2 5 . 前記第 2のトラッキングエラー信号または、 前記第 1および 前記第 2のトラッキングエラー信号を加算した信号のいずれか一方を用 いてトラッキング制御を行う トラッキング制御手段をさらに備え、 前記光ディスク傾き検出手段は、 前記トラッキング制御手段がトラッ キング制御動作中に、 前記第 1のトラッキングエラ一信号値を計測する ことによって、 前記第 1のトラッキングエラー信号と前記第 2のトラッ キングエラー信号との位相比較を行う請求項 1 6から 1 9のいずれかに 記載の光学へッド。
2 6 . トラッキング制御信号を生成するトラッキング制御信号生成 手段と、
前記トラツキング制御信号を用いてトラッキング制御を行う トラツキ ング制御手段とをさらに備え、
前記トラッキング制御信号生成手段は、 前記第 1のトラッキングエラ 一信号の振幅を所定の大きさに調整し、 前記第 2のトラッキングエラー 信号に加算または減算を行うことにより位相をずらした信号をトラツキ ング制御信号として生成し、
前記トラッキング制御手段は、
前記集光手段により形成された光束が、 前記情報トラックの中央に位 置するように、 トラッキング制御位置を移動させる請求項 1 6から 1 9 のいずれかに記載の光学へッ ド。
2 7 . 前記トラッキング制御信号生成手段は、 検出された光デイス クの傾きに対応した信号に従って、 前記第 1のトラッキングエラー信号 の振幅の大きさを調整し、
前記トラッキング制御手段は、 前記傾きに応じてトラッキング制御位 置を移動させる請求項 2 6に記載の光学へッド。
2 8 . 情報トラックの全部または一部にピットが形成された光ディ スクに情報を記録するため、 および/または前記光ディスクに書き込ま れた情報を再生するための光学へッドであって、
前記光ディスクに光を集光する集光手段と、
前記光ディスクから反射する反射光束を受光して受光信号を得る受光 と、
前記受光信号から前記集光手段の光軸に対する前記光ディスクの傾き を検出する光ディスク傾き検出手段とを備え、
前記受光手段は、 前記反射光束の、 中央部の領域を受光する第 1サブ 受光領域と、 前記反射光束の残りの部分の領域を受光する第 2サブ受光 領域とに分割された受光素子を有し、
前記第 1サブ受光領域は、 前記反射光束の中心点を含み、 前記光ディ スクの情報トラックと平行な方向が長辺である略長方形であって、 前記光ディスク傾き手段は、 前記第 1サブ受光領域から得られた受光 信号と、 前記第 2サブ受光領域から得られた受光信号とを比較し、 前記 ピット上を光スポットが通過したときに変調された信号波形の位相差を 検出することにより、 前記光ディスクの傾きを検出する光学へッド。
2 9 . 請求項 1から 2 8のいずれかに記載の光学へッドを備えた光 ディスク記録装置。
3 0 . 請求項 1から 2 8のいずれかに記載の光学へッドを備えた光 ディスク再生装置。
3 1 . 請求項 1から 2 8のいずれかに記載の光学へッドを備えた光 ディスク記録再生装置。
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