WO2004042714A1 - 光学ヘッドおよび光学ヘッドを備えた光ディスク装置 - Google Patents

光学ヘッドおよび光学ヘッドを備えた光ディスク装置 Download PDF

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WO2004042714A1
WO2004042714A1 PCT/JP2003/014081 JP0314081W WO2004042714A1 WO 2004042714 A1 WO2004042714 A1 WO 2004042714A1 JP 0314081 W JP0314081 W JP 0314081W WO 2004042714 A1 WO2004042714 A1 WO 2004042714A1
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signal
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PCT/JP2003/014081
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Akihiro Arai
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Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.
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    • G11B7/1381—Non-lens elements for altering the properties of the beam, e.g. knife edges, slits, filters or stops

Definitions

  • the present invention relates to an optical head for writing and / or reading or writing data optically on an information recording medium such as an optical disk.
  • the density of optical disks has been increasing.
  • the pitch of grooves previously formed on the optical disk and the track pitch of information tracks are both 0.32 m, and the thickness of the cover layer for protecting the information recording layer is small.
  • Phase change optical discs of 0.1 mm are known.
  • the optical head of the optical disk device is provided with a light source having a wavelength of, for example, 405 nm and an aperture (NA) of 0. 85 objective lenses are provided.
  • the “deviation” of the tracking error signal means that the tracking error signal crosses zero. The distance (distance) between the position of the beam spot and the center of the information track.
  • a phase change optical disk data is written by changing the reflectance. Since the track pitch between information tracks is narrow, if the reflectance of adjacent information tracks is different, accurate detection of a tracking error signal may not be possible due to the influence. Furthermore, the pitch of the information track may vary from place to place due to an error in the manufacturing process of the optical disc, and the tracking error signal may not be accurately detected. This makes it impossible to ensure tracking control accuracy for high-density optical disks. Therefore, efforts are being made to accurately detect the tracking error signal.
  • FIG. 1A shows the configuration of a conventional optical head 100.
  • the optical head 100 is composed of a light source 101, a lens 102 that converts the light from the light source 101 into a parallel light beam, and a half mirror 1103 that reflects part of the light and transmits part of the light.
  • 106 an objective lens 104 for condensing light, a force control unit 107 for detecting the light flux reflected by the optical disk 105 and performing focus control, and a reflection from the optical disk 105
  • a light-receiving unit 108 that divides the reflected light beam into a plurality of light-receiving areas and receives the light.
  • the optical head l 00 operates as follows.
  • light from the light source 101 is focused on the optical disk 105 via the lens 102, the half mirror 103, and the objective lens 104.
  • the reflected light beam reflected by the optical disk 105 is partially reflected from the reflected light beam by the half mirror 106 and guided to the focus control unit 107, and the remaining light is reflected by the half mirror 1 After passing through 06, it enters the light receiving section 108.
  • the focus control unit 107 detects a focus error signal based on the received light signal, and uses the detected signal so that light from the light source 101 is condensed on the optical disc 105 with desired accuracy.
  • the distance between the objective lens 104 and the optical disk 105 is controlled.
  • the signal received by the light receiving section 108 is used for generating a tracking error signal.
  • the light is focused on the information track in the direction perpendicular to the paper.
  • FIG. 1B shows a light beam received by the light receiving unit 108.
  • the luminous flux 110 is divided into two by a dividing line 109a parallel to the information track, and further divided by two dividing lines 109b and 109c orthogonal to the dividing line 109a. You.
  • the luminous flux is divided into eight regions 108a to 108h.
  • the region 108 i is a light-blocking region, and light incident on that region is blocked. Light incident on the region 108a to the region 108h is detected as a signal corresponding to the magnitude of the light amount.
  • the tracking error signal TE is expressed by the following equation.
  • TE (1 08 c + 1 0 8 e-1 0 8 d-1 0 8 f)-k (1 0 8 a + 1 0 8 g-1 0 8 b-1 0 8 h) (Equation 1)
  • k is a correction coefficient.
  • the objective lens 104 is moved in a direction perpendicular to the information track, the light beam 110 moves on the light receiving section 108 in a direction orthogonal to the dividing line 109a.
  • an offset is generated in a so-called push-pull signal (108 c + 1 108 e—108 d—108 f).
  • This offset is corrected by the signal (k (108 a + 108 g-108 b-108 h)).
  • the correction coefficient k is set so that the offset of the tracking error signal accompanying the movement of the objective lens 104 becomes small.
  • the “displacement” and “offset” of the tracking error signal have different concepts from each other. Since the “shift” of the tracking error signal changes every moment according to the positional relationship between the focal point of the light beam and the information recording layer, the change in the reflectance of the information recording layer, and the like, a coefficient such as the correction coefficient described above is used. It cannot be applied uniformly. On the other hand, the ⁇ offset '' of the tracking error signal is constantly generated in the entire signal due to the movement of the objective lens described above, so it can be reduced uniformly using the correction coefficient. .
  • FIG. 2 schematically shows the light intensity distribution of the light beam 110 reflected on the tilted optical disk 105.
  • tilt means that the normal line of the optical disk 105 in FIG. 1A is tilted in a direction parallel to the plane of the drawing.
  • the optical disk 105 is tilted, the light is diffracted in the information track, and the light intensity distribution of the reflected light is not uniform. Shaded area 1 in Figure 2 2003/014081
  • a region 110-2 other than the hatched region 110-1-11 represents a portion of only the 0th-order diffracted light, that is, a portion where the diffraction lights do not overlap.
  • the hatched area 110-1 is asymmetric on the left and right of the dividing line 109a.
  • the light receiving unit 108 cannot determine whether the cause is a tilt of the optical disc 105 or a bad tracking state.
  • a tracking error signal is generated based on such reflected light, the accuracy of the tracking error signal is low because all the tracking error signals indicate that the tracking state is bad. Therefore, as shown in Fig. 1 (b), a light-blocking area 108 i is provided so that light in a portion where the asymmetry of the intensity distribution appears largely is not converted into a signal, and the portion where the asymmetry of the intensity distribution is large is tracked. It is not used for generating or detecting error signals. Thus, the detection error of the tracking error signal is reduced.
  • FIG. 3 is a partially enlarged view of the wobble information tracks 105-1 to 105-3 on the optical disk 105.
  • the information tracks 105-1 to 105-3 are wobbled, and information is recorded using these wobbles.
  • the meanders of the three information tracks 105-5-1 to 105-3 vary independently of one another.
  • Japanese Unexamined Patent Publication No. Hei 7-141172 discloses that such a wobble signal is generated by using a push-pull signal.
  • a detection technique is disclosed.
  • a tracking error signal obtained based on the reflected light from the high-density optical disk 105 will be described using simulation by numerical calculation.
  • the simulation was performed using the conventional optical head 100 shown in FIG. 1, and the calculation conditions at that time were a light wavelength of 405 nm and an information track track pitch of 0.3. 2 im, the depth of the information track groove is 1/12 of the wavelength, NA is 0.85, and the focal length of the objective lens is 2 mm.
  • the information track groove is a concave groove defined between convex information tracks. In this specification, the information track and the information track groove are distinguished from each other. However, whether the information track is convex or concave depends on which side of the optical disk 105 is viewed from which side, so that the following description is mainly made.
  • the “information track” will be described.
  • the tracking error signal is generated when the objective lens moves, when the optical disc is tilted, when the pitch between information tracks fluctuates, and when the reflectivity differs between adjacent information tracks.
  • FIG. 4 schematically shows the light intensity distribution of the reflected light beam from the high-density optical disk detected by the light receiving unit.
  • the hatched area indicates an area where the light beams of the 0th-order component and the 1st-order component of the diffracted light by the information track groove of the optical disk 105 overlap. Areas other than the shaded area are only the 0th-order diffracted light (The part where the diffracted light does not overlap).
  • the distance L between the two hatched portions is much larger, and the portion of only the 0th-order diffracted light is wider. This is because a high-density optical disk has a narrow pitch between information tracks.
  • the modulation degree of the push-pull signal is small, and even if the objective lens 104 is slightly moved, a non-negligible offset occurs in the signal.
  • Such a light beam is received in the divided area shown in FIG.
  • the interval between the dividing lines 109 b and 109 c is almost the same as the largest in the region where the diffracted light overlaps in the direction of the dividing line 109 a (the hatched region in FIG. 4).
  • the light-shielding region 108 i shown in FIG. 1B is not provided.
  • FIG. 5 shows the relationship between the amount of movement of the objective lens 104 and the symmetry of the tracking error signal.
  • the horizontal axis represents the amount of movement of the objective lens, and the vertical axis represents the symmetry of the tracking error signal.
  • the symmetry is determined by the offset voltage and the Z amplitude voltage. It is understood that the symmetry is maintained and the offset is satisfactorily corrected when the objective lens movement amount is in the range of ⁇ 0.3 mm.
  • FIG. 6 shows a model that changes the position of the leftmost information track among the three information tracks. This model was used to simulate the tracking guera signal waveform.
  • FIGS. 7A and 7B show the waveforms of the tracking error signal obtained by changing the position of the leftmost information track. The position of the information track is changed by ⁇ 20 nm.
  • Fig. 7 (a) shows the waveform of the push-pull signal without offset correction. In FIG. 7 (a), the point where the position of the light spot (the focal point of the light beam) is 0 is the center position of the reference information track, and the center track shown in FIG.
  • the three signal waveforms 114, 115, and 116 shown in FIG. 7 (a) are signals obtained by changing the position of the leftmost information track in three steps. Specifically, waveform 115 is obtained when the leftmost information track is placed at the original designed value, and waveform 114 is placed 20 nm closer to the center track than the designed value. Waveform 1 16 is obtained when placed on the opposite side of the center track by 20 nm from the design value. It is assumed that the position of the rightmost track is as designed. According to Fig. 7 (a), a large offset fluctuation is seen near the information track whose position has changed from the design value (near the mountain on the left side of the waveform). This is the effect of uneven pitch between information tracks.
  • Fig. 7 (b) shows the waveform of the tracking error signal with the offset corrected.
  • the offset is corrected using the objective lens position signal.
  • the three waveforms 11 17, 11 8 and 11 9 shown in Fig. 7 (b) are signals obtained by changing the position of the leftmost information track in three steps, as in Fig. 7 (a). is there.
  • Waveform 1 18 shows the waveform when the information track is arranged at the position as originally designed, and waveform 1 17 is 20 nm from the position as designed to the center track side, and waveform 1 19 Indicates the waveform when the layer is arranged on the side opposite to the center track by 20 nm.
  • Fig. 7 (b) has significantly eliminated the effects of offset fluctuations in the signal waveform. This means that the offset correction means corrects offset fluctuations caused by uneven information track pitches.
  • the correction coefficient used in the calculation of FIG. 7B is the same value as the correction coefficient for correcting the offset of the objective lens movement described above.
  • the "deviation" of the tracking error signal is the difference (distance) between the position of the light beam spot and the center of the information track when the tracking error signal crosses zero as described above.
  • FIG. 8 shows the waveform of the tracking error signal when the width of the light shielding region 108 i is changed along the direction in which the dividing line 109 a (FIG. 1 (b)) extends.
  • the horizontal axis is the light spot position with the origin at the center of the information track.
  • the vertical axis is the signal level.
  • the width of the light-blocking area 1 08 i changes in three steps As a result, three waveforms 1 1 1, 1 1 2 and 1 1 3 are obtained.
  • Waveform 1 11 1 shows a waveform when the width of the light-blocking region 1 08 i is set to 0 (when the light-blocking region 1 08 i is not provided).
  • the waveform 113 shows the waveform when its width is 35% of the luminous flux diameter.
  • the thickness of the cover layer of the optical disk 105 is 100 m, and the disk tilt is 0.6 °.
  • the signal level is originally zero at the position where the optical spot is 0.
  • the waveforms are shifted in the negative direction in the order of 1 1 1, 1 1 2, 1 1 3. That is, as the width of the light-blocking region 108 i increases, the deviation of the tracking error signal increases. Therefore, for high-density optical disks that are expected to appear in the future, it is not possible to reduce the deviation of the tracking error signal by the conventional technology.
  • FIG. 9 shows a cross section of three information tracks.
  • the reflectivity of the information track at the center and the right side of the track is set to 1, and it is assumed that the track is an unrecorded track.
  • the reflectivity of the information track on the left side that is shaded is set to 0.5, and it is assumed that the track is a recording track.
  • the optical disk 105 states that these three tracks exist periodically.
  • Figure 10 (a) shows a push-pull signal without offset correction.
  • 3 shows the waveforms of FIG. Of the three signal waveforms shown in Fig. 10 (a), the thick solid line shows the waveform of the push-pull signal at the focus position of the optical spot, and the thin solid line and the dotted line show the waveform of the optical spot.
  • the waveforms of the push-pull signal at the positions where the one scum position is shifted by +0.2 m and 10.2 m, respectively, are shown.
  • the “shifted position” indicates a position where the focus position of the optical spot is moved in a direction perpendicular to the optical disk 105, that is, in a direction in which the light beam is irradiated on the optical disk 105, and the positive direction is It is assumed that a direction on the optical head side as viewed from the optical disk 105 represents a direction on the optical head side, and a negative direction represents a direction on the opposite side.
  • These waveforms show large offset fluctuations due to the different reflectivity of adjacent information tracks, and the phenomenon that the offset fluctuations change depending on the focus position of the light spot.
  • Fig. 10 (b) shows the waveform of the tracking error signal whose offset has been corrected.
  • the thick solid line waveform shows the push-pull signal waveform at the optical spot focus position
  • the thin solid line and dotted line waveform show the optical spot focus position. Shows the waveforms of the push-pull signal at positions shifted by +0.2 m and ⁇ 0.2 ⁇ m, respectively.
  • FIG. 10 (a) it can be said that the offset fluctuations of the three waveforms shown in FIG. 10 (b) are considerably suppressed.
  • the offset fluctuation differs depending on the focus position of the optical spot, and the position where the waveform crosses zero changes. Also, since the amount of change in the offset fluctuation due to the focus position of the light spot does not match for the three information tracks, the tracking error deviation for all information tracks can be reduced by changing the correction coefficient at the time of offset correction. It cannot be reduced uniformly.
  • an optical disk in which a wobble exists in an information track
  • the distance between adjacent information tracks changes due to this wobble, considering the center information track.
  • the push-pull signal is easily affected by the adjacent information track. Since it can be said that the wobble signal of a certain information track is recorded by the distance to the adjacent information track, the adjacent information is detected when the wobble signal is detected using a push-pull signal that is easily affected by the adjacent information track. Crosstalk of the wobble signal of the track increases. Disclosure of the invention An object of the present invention is to perform accurate tracking control on the center of an information track on an optical disc. It is another object of the present invention to detect a wobble signal of an optical disk on which information is recorded by a wobble by reducing a crosstalk of a wobble signal from an adjacent information track.
  • the optical head according to the present invention is used to write and / or read data on a recording medium having two or more tracks having different reflectivities.
  • the optical head includes a light source, an objective lens for condensing light from the light source on a track of the recording medium, and a plurality of optical elements in which a zero-order component and a first-order component of the diffracted light diffracted by the track overlap.
  • a plurality of light receiving areas that receive the first reflected light flux and generate light quantity signals corresponding to the light quantities of the plurality of first reflected light fluxes; and A light receiving unit having a non-light receiving area that does not receive a second reflected light beam, wherein a distance between the plurality of light receiving areas is a width of the non-light receiving area in a first direction connecting the plurality of light receiving areas.
  • a tracking error signal generating unit that generates a tracking error signal based on the light amount signal.
  • a length of the plurality of light receiving regions may be shorter than a width of the plurality of first reflected light beams.
  • the total length of the plurality of light receiving regions may be longer than the diameter of the reflected light beam.
  • the light source emits light of wavelength ⁇ and the objective lens has a numerical aperture ⁇ ⁇ 03 014081
  • the optical head If the period of the track is T, the optical head reads and writes data on the recording medium that satisfies 0.44 ⁇ / ( ⁇ ⁇ ⁇ ) ⁇ 1. May be performed.
  • the optical head may further include a light splitting unit that splits the reflected light beam into the plurality of first reflected light beams and the second reflected light beams.
  • the apparatus writes and / or reads data on a recording medium having two or more tracks having different reflectivities using an optical head.
  • the light head includes a light source, an objective lens for condensing light from the light source on a track of the recording medium, and a complex in which a zero-order component and a first-order component of the diffracted light diffracted by the track overlap.
  • a plurality of light receiving areas that receive a number of first reflected light fluxes and generate light quantity signals corresponding to the light quantity of the plurality of first reflected light fluxes; and the zero-order component that exists between the plurality of light receiving areas.
  • a light receiving unit that does not receive a second reflected light flux including only the light receiving region, wherein a distance between the plurality of light receiving regions is equal to a distance of the non-light receiving region in a first direction connecting the plurality of light receiving regions.
  • Light receiving means longer than the width tracking error signal generating means for generating a tracking error signal based on the light quantity signal, and moving means for changing the position of the lens in a direction parallel to the track based on the driving signal And Have.
  • the apparatus further includes control signal generation means for generating, based on the tracking error signal, a control signal for controlling a position of the lens on the recording medium such that the light follows a track of the optical disk. The transfer based on the control signal.
  • Driving means for generating a driving signal for driving the moving means.
  • FIG. 1A is a diagram illustrating a configuration of a conventional optical head 100
  • FIG. 1B is a diagram illustrating a light beam received by a light receiving unit 108.
  • FIG. 2 is a schematic diagram of the light intensity distribution of the light beam 110 reflected on the tilted optical disk 105.
  • FIG. 3 is a partially enlarged view of the wobble information tracks 105-1-1 to 105-3 on the optical disc 105.
  • FIG. 4 is a schematic diagram of a light intensity distribution of a reflected light beam from a high-density optical disk.
  • FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the amount of movement of the objective lens 104 and the symmetry of the tracking error signal.
  • FIG. 6 is a diagram showing a model that changes the position of the leftmost information track among the three information tracks.
  • FIGS. 7A and 7B are waveform diagrams of the tracking error signal obtained by changing the position of the leftmost information track.
  • FIG. 8 is a waveform diagram of the tracking error signal when the width of the light-shielding region 108 i is changed along the direction in which the dividing line 109 a (FIG. 1B) extends.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view of three information tracks.
  • Figure 10 (a) shows a push-pull signal without offset compensation.
  • FIG. 10 (b) is a waveform diagram of the tracking error signal with the offset corrected.
  • FIG. 11 is a block diagram of an optical disk device 200 according to the present invention.
  • FIG. 12 is a diagram showing a configuration of the optical head 220 according to the first embodiment.
  • FIG. 13 is a diagram showing how an incident light beam is divided into a plurality of regions.
  • FIG. 14 is a waveform diagram of the TE signal when the tilt of the optical disk is 0.6 °.
  • FIG. 15 is a waveform diagram of the TE signal when only the information track pitch is changed.
  • FIG. 16 is a diagram showing a diffraction element 19 according to the third embodiment.
  • FIG. 17 is a waveform diagram of a TE signal obtained from information tracks having different reflectances.
  • FIG. 18 is a diagram showing a diffraction element 22 according to the fourth embodiment.
  • FIG. 19 shows the T obtained using the diffraction grating 22 according to the fourth embodiment.
  • FIG. 5 is a waveform diagram of an E signal.
  • FIG. 20 is a diagram showing a configuration of an optical head 230 according to the fifth embodiment.
  • FIG. 21 is a diagram showing a configuration of an optical head according to the sixth embodiment. BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
  • FIG. 11 shows a configuration of a functional block of the optical disc device 200 according to the present embodiment.
  • the optical disk device 200 includes an optical head 220, a control signal generation unit 211, a drive circuit 212, and a reproduction processing unit 212.
  • the optical disk device 200 can perform writing and reading of data on and from the optical disk.
  • the optical head 222 is an optical system that irradiates the optical disk 105 with a light beam and receives the reflected light, and performs data writing and / or reading on the optical disk 105. Further, the optical head 220 includes a signal processing circuit for generating a tracking error signal (hereinafter, referred to as a “TE signal”), a focus error signal (FE signal), a reproduction signal, and the like. The configuration of the optical head 220 will be described later in detail. Although FIG. 11 shows the optical disk 105, it should be noted that this is for convenience of explanation and is not a component of the optical disk device 200. The optical disk 105 is loaded into the optical disk device 200.
  • TE signal tracking error signal
  • FE signal focus error signal
  • control signal generation unit 211 determines the position of the beam spot of the light beam and the information track of the optical disk 105 in the radial direction based on the ⁇ signal output from the optical head 220. Generate control signals to control the relationship. Control signal output from control signal generator 2 1 1 One
  • the drive circuit 212 generates a drive signal based on the received control signal, and applies the drive signal to the tracking work or the transfer table (not shown) of the optical head 220.
  • the drive circuit 212 By moving the objective lens 204 or the entire optical head 220 in the radial direction of the optical disk 105, respectively, the beam spot of the optical beam and the information of the optical disk 105 can be obtained. Adjust the radial position of the truck.
  • the reproduction processing unit 213 performs a predetermined reproduction process on the reflected light from the optical disc 105, and stores the data. Reproduce.
  • FIG. 12 shows a configuration of an optical head 220 according to the present embodiment.
  • the optical head 220 is composed of a light source 201, a beam splitter 202, a collimating lens 203, an objective lens 204, a diffractive element 206, and a light-receiving section 207. , A position signal detection unit 208, a TE signal generation unit 209, and an offset correction unit 210.
  • the light source 201 outputs, for example, blue-violet laser light having a wavelength of 405 nm.
  • the beam splitter 202 transmits part of the light and reflects the rest.
  • the collimating lens 203 converts the light from the light source 201 into a parallel light beam.
  • the objective lens 204 focuses the light beam emitted from the light source 201 and forms a focal point at a position at a predetermined distance.
  • the diffraction element 206 receives the reflected light beam from the optical disk 105 and passes or shields a part of the light beam by a predetermined diffraction area or light-shielding area.
  • the light receiving section 207 has a plurality of light receiving areas, and each of the light receiving areas generates a light amount signal having a magnitude corresponding to the light amount of the received light.
  • the position signal detector 208 detects the positions of the light receiver 207 and the objective lens.
  • the offset correction unit 210 corrects an offset generated in the TE signal by the TE signal generation unit 209.
  • Light emitted from the light source 201 passes through the beam splitter 202, is converted into a parallel light beam by the collimating lens 203, enters the objective lens 204, and is emitted by the objective lens 204. It is focused on the information recording surface of disk 105.
  • the light reflected by the optical disk 105 passes through the objective lens 204 and the collimating lens 203 again, and then enters the beam splitter 202.
  • the light reflected by the c- beam splitter 202 is diffracted.
  • the light enters the element 206, where it is split into a plurality of light beams by diffraction.
  • the light receiving section 207 has a plurality of light receiving areas for receiving the light beams split by the diffraction element 206.
  • the plurality of light beams split by the diffraction element 206 are guided to the corresponding light receiving area provided in the light receiving section 207. Each light receiving area generates a signal corresponding to the amount of received light.
  • the signal used to generate the TE signal in the light receiving area of the light receiving section 207 is
  • the signal is output to the TE signal generator 209.
  • a signal used for detecting a position signal of the objective lens 204 in the light receiving area of the light receiving unit 207 is output to the position signal detecting unit 208.
  • TE signal generator 2 0 9 Generates a TE signal based on the signal from the light receiving section 207 and outputs the signal to the offset correction section 210.
  • the position signal detector 208 detects a position signal of the objective lens 204 based on the signal from the light receiver 207 and outputs the signal to the offset corrector 210.
  • the offset correction unit 210 sets a correction coefficient so as to reduce the offset of the TE signal, and performs a predetermined calculation process to generate a TE signal with the offset corrected.
  • the offset of the TE signal is caused by moving the position of the objective lens 204.
  • a control signal is generated in the control signal generation section 211 shown in FIG. 11, and tracking control is realized.
  • the optical head requires other general components such as a focus detection unit and a drive unit that changes the position of the objective lens, and a known configuration can be used. Therefore, the explanation is omitted here.
  • FIG. 13 shows how the incident light beam is divided into a plurality of regions.c Four regions 6a, 6b, 6e, and 6f show the light beams for detecting the position signal of the objective lens.
  • the two areas 6c and 6d are areas through which the light beam for detecting the TE signal passes.
  • the split lines 11a to 11e split the incident light flux. Specifically, the division line 11a divides the light beam into two in the direction parallel to the information track.
  • the dividing lines 11b and 11c are boundaries of the area for detecting the objective lens position signal, and divide the light beam in a direction orthogonal to the information track. Dividing line 1 1 03014081
  • d and 11 e are boundaries of the area where the TE signal is detected, and divide the light beam in a direction orthogonal to the information track.
  • the region R df between the region 6 d and the region 6 f is shielded from light, and is configured so as not to guide incident light to the light receiving portion 207.
  • the purpose of such a configuration is to prevent light incident on these areas from being used for detection of the TE signal and the objective lens position signal.
  • another configuration may be adopted in the optical head 220.
  • a diffraction grating may be provided in these areas so that light is not guided to the light receiving areas of the light receiving section 207.
  • a characteristic may not be given to these areas, and the light receiving section 207 to which the light beam passing through these areas is incident may not be provided with a light receiving area.
  • FIG. 13 shows an outer shape 12 of a light beam incident on the diffraction element 206.
  • the shaded area 12-1 indicates the area where the 0th-order component and the 1st-order component of the diffraction light from the information track overlap.
  • the area 12-2 other than the hatched area 12-1 shows a portion of only the zero-order component of the diffracted light.
  • Equation 2 the first term of (Equation 2) is the TE signal (push-pull signal) before correction, and the second term multiplied by the offset correction coefficient k is the objective lens position signal.
  • One of the main features of the optical head 220 of the present embodiment is that, in a direction parallel to the information track (or a direction along the division line 11a), the diffracted light from the information track is zero.
  • the total length of the diffractive element 206 in the direction perpendicular to the information track (or along the dividing line 11b, lid, etc.) is made longer than or equal to the diameter of the luminous flux 12 That is.
  • the tilt of the optical disk 105 means a tilt generated when the surface of the optical disk 105 is rotated around a tangent to the information track, that is, a radial tilt.
  • FIG. 14 shows the waveform of the TE signal when the tilt of the optical disk is 0.6 °.
  • the horizontal axis is the optical spot position when the origin is the center of the reference information track, and the vertical axis is the signal level.
  • the conditions of the numerical calculation are as follows: the pitch between adjacent information track grooves is 0.32 xm, the light wavelength is 405 nm, the numerical aperture of the objective lens is 0.85, and the thickness of the cover layer is 10 On m.
  • FIG. 14 shows the TE signal when the interval V2 between the dividing line lid and the dividing line 11e is changed.
  • the zero-cross point of each waveform is on the negative side (left side from the origin) in waveform 13, on the origin in waveform 14, and on the positive side (right side from the origin) in waveform 15.
  • V 2 0.43
  • the deviation of the TE signal generated by the tilt of the optical disk 105 (the deviation between the zero cross point of the TE signal waveform and the center of the information track) can be obtained. ) Can be almost eliminated.
  • the pitch and the numerical aperture between adjacent information track grooves change, the optimum value of V2 also changes. Therefore, it is desirable to set V2 according to the conditions.
  • the tracking error cannot be reduced.
  • the waveform 16 has an information track pitch of 0.35 m
  • the waveform 17 has 0.33 im
  • the waveform 18 has 0.30 im.
  • Each axis of the graph is the same as in FIG.
  • the position of the zero-cross point of the waveform is shifted due to the influence caused by the tilt of the optical disk 105.
  • the position shifts to the negative side as the information track pitch decreases.
  • the inclination of the optical disk 105 is in the same direction, so reducing tracking error can be reduced by reducing V2 when the zero-cross point of the waveform is on the negative side. That is, it is understood that the present invention is limited to the case where the information track pitch is smaller than 0.333 ⁇ m.
  • the movement of the zero-cross point of the TE signal due to the tilt of the optical disk 105 is caused by the coma aberration that occurs when light passes through the force layer (not shown) of the tilted optical disk 105, and the information track This is caused by a change in intensity distribution at the portion where the luminous flux of the 0th-order component and the 1st-order component of the diffracted light from the light beam overlap. Since the intensity distribution change is determined by the degree of overlap of the peripheral portion of the light beam having the wavefront aberration, the movement of the zero cross point depends on the wavelength, the information track pitch, and the numerical aperture of the objective lens.
  • the wavelength is ⁇
  • the information track pitch is ⁇
  • the numerical aperture of the objective lens is ⁇
  • the distance W between the shaded portions on the right is expressed as a ratio to the luminous flux diameter.
  • the TE signal is detected from a range narrower than the width in the information track direction of a region where the 0th-order component and the 1st-order component of the diffracted light by the information track overlap each other, and the It is possible to reduce the tracking error caused by the inclination.
  • the position signal detecting unit 208 is provided, the moving amount of the objective lens is, for example, about ⁇ 0.05 mm or less. In an optical disc device in which the position signal can be sufficiently reduced, the above-described effect does not change even if the position signal detecting unit 208 is omitted.
  • the numerical aperture of the objective lens of the optical head for writing and reading or reading or writing data on the optical disk is ⁇
  • the period of the information track groove is ⁇
  • optical head when data is written and Z or read is performed on such an optical disk is the same as that in the first embodiment, and a description thereof will be omitted.
  • the reason why the optical disc can suppress the occurrence of the deviation of the TE signal due to the tilt of the optical disc will be described.
  • this is the condition for calculating the waveform 17 in FIG.
  • Waveform 13 in Fig. 14 shows the waveform when the information track pitch T is 0.32 m.
  • a waveform 16 in FIG. 15 shows a waveform when the information track pitch is 0.35 m.
  • the tilt of the optical disk is 0.6 °.
  • the deviation of the TE signal caused by the inclination is almost negligible with respect to the inclination amount of about 0.6 ° allowed for the general optical disk. Can be suppressed.
  • the optical head according to the present embodiment differs from the optical head according to the first embodiment only in a light beam splitting method by a light splitting means (diffraction element). Therefore, only the differences will be described below.
  • FIG. 16 shows the diffraction element 19 according to the present embodiment.
  • the diffractive element 19 splits a light beam in the regions 19a to 19g. Each region is divided by dividing lines 20a to 20c.
  • FIG. 16 shows the outer shape 21 of the light beam incident on the diffraction element 19.
  • the four regions 19a, 19b, 19e, and 19f are regions through which the light beam for detecting the objective lens position signal passes.
  • a light beam for detecting the TE signal passes through the two regions 19c and 19d.
  • the hatched area 19 g of the horizontal line is a diffractive element or the like having a function of diffracting the light beam, and even if the reflected light beam is incident on this area, the light receiving section 206 for generating the TE signal is used. It is configured not to enter the area.
  • the hatched area indicates the zero-order component of the diffracted light from the information track. The area where the light flux of the minute component and the primary component overlap is shown.
  • the width W1 indicates the interval between the regions where the diffracted lights from the information track overlap
  • the width W2 indicates the width of the region where the TE signal is not detected.
  • the light split in each of the detection areas 19a to 19f is guided to the light receiving section 2007 and received.
  • Signals that pass through the respective regions of the diffraction element 19 shown in FIG. 16 and are detected in the corresponding light-receiving regions of the light-receiving unit 207 are represented by reference numerals attached to the diffraction element 19, after correction.
  • the TE signal is
  • k represents an offset correction coefficient
  • the first term of the above equation is the TE signal (push-pull signal) before correction
  • the second term multiplied by the offset correction coefficient k is the objective lens position signal
  • the TE signal non-detection region 19 g is formed at the substantially central portion of the incident light beam and at the two regions where the 0th-order diffracted light and the 1st-order diffracted light from the information track overlap. It is to arrange in between. As a result, it is possible to reduce the offset of the TE signal generated when the reflectance of the adjacent information tracks is different.
  • FIG. 17 shows the waveform of a TE signal obtained from information tracks having different reflectivities.
  • the width W 2 of the TE signal non-detection area 19 g with respect to the diameter of the light beam 20 is 0.36.
  • the other calculation conditions are the calculation conditions of Fig. 10 described above. Is the same as Information tracks having different reflectivities are shown in FIG. 9, for example.
  • the thick solid line waveform shows the signal waveform at the focus position of the optical spot
  • the thin solid line and dotted line waveform show the focus position of the optical spot at +0.
  • the waveforms at 2 m and -0.2 m are shown.
  • the waveforms in Fig. 17 show the zero-cross point of each waveform near the center of each information track (0 m and ⁇ 0.32 m on the horizontal axis of the graph). It can be said that the deviation of the TE signal with respect to the focus position deviation can be reduced.
  • the TE signal is generated by the region 19 g without including the central portion of the light beam.
  • it is extremely small compared to when a TE signal is generated including the central part of the light beam. Therefore, the offset of the TE signal 2003/014081
  • the deviation of the TE signal can be reduced without changing the bit.
  • the width W1 and the width W2 of the region shown in FIG. 16 satisfy W1> W2.
  • W1 ⁇ W2 the light flux in the shaded area shown in Fig. 16 will be applied to the TE signal non-detection area 19 g, and if the TE signal is detected based on the change in the intensity distribution in the shaded area, the accuracy will be high. Because it goes down.
  • the diffractive element 19 is fixed to the optical head, the light beam also moves with the movement of the objective lens 204, so that the light beam in the hatched portion further covers the TE signal non-detection area 19g, The accuracy of the TE signal decreases.
  • the TE signal non-detection area is provided at the center of the light beam, so that the offset of the TE signal generated at the boundary between the information tracks having different reflectances can be reduced. Will be possible.
  • the optical head according to the present embodiment differs from the optical head according to the first embodiment only in a light beam splitting method by a light splitting means (diffraction element). Therefore, only the differences will be described below.
  • FIG. 18 shows the diffraction element 22 according to the present embodiment.
  • Diffraction element 22 splits a light beam in regions 22 a to 22 g. Each region is divided by dividing lines 23a to 23e.
  • FIG. 18 also shows the outer shape 24 of the light beam incident on the diffraction element 19.
  • the 2a, 22b, and 22e22f are areas through which a light beam for detecting the objective lens position signal passes.
  • a light beam for detecting the TE signal passes through the two regions 22c and 22d.
  • the region 22 g hatched by the horizontal line is a diffraction element or the like having a function of diffracting a light beam, and the light-receiving portion 207 for generating a TE signal even when a reflected light beam enters this region. It is configured not to enter the area.
  • the region between d and the region 22 f is shielded from light, and is configured so as not to guide the incident light to the light receiving portion 207.
  • the purpose of such a configuration is to prevent light incident on these regions from being used for detection of the TE signal and the objective lens position signal.
  • the diffraction element 22 can have another configuration.
  • a diffraction grating may be provided in these areas so that light is not guided to the light receiving areas of the light receiving section 207.
  • a characteristic may not be given to these areas, and the light receiving area may not be provided at the position of the light receiving section 207 where the light flux passing through these areas is incident.
  • the hatched portions indicate regions where the luminous fluxes of the 0th-order component and the 1st-order component of the diffracted light from the information track overlap.
  • W1 shown in the figure is the interval between the regions where the diffracted light from the information track overlaps
  • W2 is the width of the TE signal non-detection region 22g.
  • the light split by each of the detection areas 22a to 22f is guided to the light receiving section 207 and received.
  • the signal detected in the light receiving area of the corresponding light receiving section 207 is represented by a code given to the diffraction element 222, and the offset correction coefficient is k, and the TE signal after correction is
  • the first term of the above equation is the TE signal (push-pull signal) before correction
  • the second term multiplied by the offset correction coefficient k is the objective lens position signal
  • the width of the TE signal generation regions 22c and 22d in the information track direction (the width in the direction along the dividing line 23a) is the width of the hatched region in that direction.
  • the TE signal non-detection area 22 g is arranged at the center of the light beam.
  • the diffraction element 22 according to the present embodiment has regions corresponding to the regions R ac, R bd, R ce, and R df of the diffraction grating 206 according to the first embodiment, and the diffraction element according to the third embodiment. This is because it has a region 22 g corresponding to the TE signal non-detection region 19 g of the grating 19.
  • the respective effects are compatible.
  • the effect of reducing the deviation of the TE signal caused by the tilt of the optical disc is determined by the width of the tracking detection area with respect to the hatched area in FIG. Therefore, the area 2 2 g that does not include the shaded area 81
  • FIG. 19 shows a waveform of a TE signal obtained by using the diffraction grating 22 according to the present embodiment.
  • the calculation conditions were as follows: the distance between the dividing lines 23 d and 23 e and the ratio of W 2 to the luminous flux diameter were 0.36 and 0.36, respectively. These waveforms show good characteristics because the zero-cross point shift near the center of each information track due to the focus position shift is small.
  • the diffraction grating 206 has regions corresponding to the regions R ac, R bd, R ce, and R d ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ in the first embodiment, and the ⁇ signal non-detection region 19 of the diffraction grating 19 according to the third embodiment. It can be said that the effect of the diffraction grating according to each embodiment is compatible even if the region has 22 g corresponding to g.
  • both the deviation of the TE signal caused by the inclination of the optical disk 105 and the offset of the TE signal generated at the boundary between the information tracks having different reflectances are reduced. be able to.
  • FIG. 20 shows the configuration of the optical head 230 according to the present embodiment.
  • the optical head 230 is composed of a light source 201, a polarizing beam splitter 222, a collimating lens 203, a polarizing diffractive element 222, and a 1Z4 wavelength plate 222. , An objective lens 204, a holder 228, a TE signal generation unit 209, an offset correction unit 210, and a distribution change detection unit 229.
  • Components having the same functions as those of the optical head 220 of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.
  • the polarizing diffraction element 226 is a diffraction element having a different diffraction efficiency depending on the polarization direction, and functions as a light splitting unit.
  • the holder 228 holds the polarizing diffractive element 222, the 14-wavelength plate 27 and the objective lens 4 together.
  • the distribution change detecting section 229 detects a change in the light intensity distribution of the light beam reflected from the optical disk 105.
  • Light emitted from the light source 201 enters the polarization beam splitter 225 as P-polarized light and is transmitted.
  • the light is collimated by the collimating lens 203 and is incident on the polarizing diffraction element 226.
  • the light is transmitted as it is and is incident on the 1Z4 wavelength plate 227.
  • the light that has passed through the 1Z 4 wavelength plate 227 becomes circularly polarized light, enters the objective lens 204, and is condensed on the information recording surface of the optical disk 105 by the objective lens 204.
  • the light reflected by the optical disk 105 passes through the objective lens 204 again and enters the 1Z4 wavelength plate 227.
  • the light that has passed through the 1Z4 wavelength plate 227 is now converted into linearly polarized light orthogonal to the P-polarized light on the outward path, and is incident on the polarizing diffraction element 226. Since the polarization direction of the light incident on the polarizing diffraction element 2 26 is orthogonal to the polarization of the outward path, almost all of the light is diffracted.
  • the diffracted light enters the polarizing beam splitter 222 through the collimating lens 203. Since this polarized light is S-polarized light, it is all reflected here and guided to the light receiving section 207.
  • the light split by the polarizing diffraction element 222 is detected by the light-receiving part 207. Then, it is guided to a TE signal generator 209 as a signal used for generating a TE signal.
  • the signal used for detecting the light intensity distribution change signal detected by the light receiving unit 207 is divided by the polarizing diffraction element 226 and guided to the light intensity distribution change signal detecting unit 229.
  • the two signals detected at 29 are guided to the offset correction unit 210.
  • the offset correction unit 210 reduces the TE signal offset caused by the change in the light intensity distribution of the detected light beam (meaning the light beam reflected from the optical disk and incident on the polarizing diffraction element 226).
  • a correction coefficient is set, a predetermined calculation process is performed, and a TE signal whose offset is corrected is generated. Tracking control is performed using the TE signal with the offset corrected.
  • the light beam splitting method by the polarizing diffraction element 222 is the same as that of the diffraction element 206 shown in FIG. Explaining with reference to Fig.
  • regions 6a, 6b, 6e, and 6f are used as regions through which a light beam passes to detect a change in light intensity distribution of the light beam, and the TE signal
  • regions 6c and 6d are used as regions through which the light beam for detecting the light passes.
  • the objective lens 4 and the polarizing diffractive element 2 26 as the light splitting means are integrated by the holder 1 228, and they are integrated even when controlling the tracking. It is configured to move. According to this configuration, even if the objective lens 204 moves, the position of the detection light beam with respect to the polarizing diffraction element 222 does not move. It is possible to detect unevenness of the edge and a change in the light intensity distribution of the detection light beam that occurs at the boundary between the information tracks having different reflectances. Therefore, the offset correction coefficient is determined so as to correct the unevenness of the information track pitch and the offset fluctuation that occurs at the boundary between information tracks with different reflectivities without regard to the TE signal offset caused by the movement of the objective lens. can do. Therefore, tracking errors caused by those effects can be further reduced.
  • the position of the detected light beam does not move, and the width W 2 of the TE signal non-detection area 19 g is set to the value shown in FIG. W1 can be substantially matched. Then, as described above, it is possible to further eliminate the cause of the change in the offset fluctuation due to the focus position generated at the boundary between the information tracks having different reflectivities, and to further reduce the offset of the TE signal caused by the influence. Can be.
  • the light splitting means is configured to move integrally with the objective lens, and the light splitting means splits light similarly to the light splitting means according to the third or fourth embodiment.
  • the offset correction coefficient can be set in consideration of the unevenness of the information track pitch and the reduction of the offset fluctuation of the TE signal caused when the reflectance of the adjacent information tracks is different. The offset of the TE signal due to these can be further reduced.
  • FIG. 21 shows the configuration of the optical head according to the present embodiment.
  • This embodiment The optical head according to the embodiment is configured by further adding a wobble signal detection unit 240 to the optical head 220 (FIG. 12) according to the first embodiment.
  • a wobble signal detection unit 240 In the following, only the configuration and operation related to the wobble signal detection unit 240 will be described. Other configurations and operations are the same as those of the optical head 220 according to the first embodiment, and therefore, description thereof will be omitted.
  • each of the light receiving signals detected by the light receiving unit 207 is sent to the position signal detecting unit 208 and the TE signal generating unit 209, respectively.
  • the position signal detecting section 208 detects the objective lens position signal, and the TE signal generating section 209 detects the TE signal. These two signals are guided to an offset correction unit 210, where a predetermined calculation is performed using the offset correction coefficient k1, and a corrected TE signal is obtained. According to the same procedure as in the first embodiment, the TE signal is expressed by the following equation.
  • the objective lens position signal from the position signal detector 208 and the TE signal generator 9 The TE signal is also sent to the signal detection unit. A predetermined operation is performed on the two signals guided to the wobble signal detection unit 240 using the correction coefficient k2, and a wobble signal WTE is obtained. Address information and the like are detected using the wobble signal WTE.
  • the cobbled signal WTE is expressed by the following equation.
  • the offset correction coefficient k 1 is obtained by observing the TE signal waveform generated when the optical spot crosses the information track when tracking control is not performed, and determining the TE signal waveform generated by the movement of the objective lens 204.
  • the offset is set to be small.
  • the offset correction coefficient k 2 is such that the offset fluctuation of the wobble signal (envelope fluctuation at a frequency lower than the wobble signal frequency) observed in the wobble signal WTE during the tracking control is performed. It is set to be smaller.
  • the waveform is about ⁇ 0.02111 around -0.32111, and the waveform 1 around the origin and around + 0.32zm even if the adjacent information track is displaced. 17, 1 18 and 1 19 intersect, and the TE signal is not changing. That is, the wobble signal WTE represented by (Equation 10) is hardly affected by the positional displacement of the adjacent information track.
  • the wobble signal of the adjacent information track is the position displacement of the information track adjacent to the information track. Therefore, being less susceptible to the positional displacement means that the crosstalk of the pebble signal is small.
  • the crosstalk of the pebble signal appears as an offset fluctuation of the observed pebble signal, setting the offset correction coefficient 2 so that the offset fluctuation becomes small is a matter of the crosstalk. It has a great effect on reduction.
  • the cross signal of the This makes it possible to perform good address detection even on a high-density optical disc with a narrow pitch between information track grooves.
  • the optical head of the present embodiment has been described using the configuration of the optical head of the first embodiment. However, this is an example, and others: The present embodiment can be applied to the optical heads of the embodiments 3, 4 and 5 described above, or the optical heads of the prior art described above. Furthermore, what kind of head can be used as long as the optical head has a means for dividing the area around the light beam in the information track direction and detecting the objective lens position signal or the light intensity distribution deviation signal. It is also applicable to code.
  • FIG. 13, FIG. 16, and FIG. 18 are described as diffractive elements, and the regions through which light passes and the regions through which light is blocked are described. However, these figures can also be considered to show a region that receives light and a region that does not receive light in the light receiving unit.
  • the fact that the diffractive element has an area through which light passes and an area through which light is blocked is because the light receiving portion has an area corresponding to the light and an area not receiving the light. Therefore, in place of the diffraction grating, in each area of the light receiving section, the function of receiving or not receiving light (or not using the received light) as described with reference to FIGS. 13, 16 and 18 Function).
  • difference of a TE signal produced by the inclination of an optical disk can be reduced, Moreover, the information from which a reflectance differs The deviation of the TE signal generated at the boundary of the information track can be reduced.
  • the optical disc device incorporating such an optical head can perform accurate tracking control on the information track of the optical disc. .

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Description

明 細 書 光学へッドおよび光学へッドを備えた光ディスク装置 技術分野
本発明は、 光ディスク等の情報記録媒体に対し光学的にデータの 書き込みおよび Zまたは読み出しを行う光学へッドに関する。 背景技術
近年、 光ディスクの高密度化が進んできている。 高密度化された 光ディスクの例として、 光ディスクに予め形成された溝のピッチお よび情報トラックのトラックピッチがいずれも 0 . 3 2 ； mであり、 情報記録層を保護するカバー層の厚さが 0 . 1 mmである相変化光 ディスクが知られている。 そして、 このような光ディスクにデータ の書き込みおよび Zまたは読み出しを行うために、 光ディスク装置 の光学へッドには、 例えば波長が 4 0 5 n mの光源が設けられ、 開 口数 （N A ) が 0 . 8 5の対物レンズが設けられる。
高密度の光ディスクでは情報トラックのトラックピッチが狭いた め、 光学へッ ドのトラッキング制御は非常に高い精度を必要とする t そのため、 対物レンズの移動、 光ディスクの傾き等によって、 トラ ッキングエラー信号にずれ （dev i a t i on) が生じると、 トラツキン グ制御の精度を確保できず問題が生じる。 ここで、 トラッキングェ ラー信号の 「ずれ」 とは、 トラ'ッキングエラー信号がゼロクロスす るときの、 ビームスポッ トの位置と情報トラックの中心との差 （距 離） をいう。
また、 相変化型光ディスクでは、 反射率を変化させることによつ てデータの書き込みを行っている。 情報トラック間のトラックピッ チが狭いため、 隣接する情報卜ラックの反射率が異なっている場合 には、 その影響でトラッキングエラ一信号の正確な検出ができなく なるおそれがある。 さらに、 光ディスクの製造工程における誤差に よつて情報トラックのピッチが場所によつて変動する場合があり、 やはり トラッキングエラー信号を正確に検出できなくなるおそれが ある。 これでは、 高密度光ディスクに対してトラッキング制御の精 度を確保できない。 そこで、 トラッキングエラ一信号を正確に検出 するための努力も続けられている。
例えば、 国際公開公報 W〇 9 7 Z 1 5 9 2 3号は、 対物レンズの 移動と光ディスクの傾きによって生じるトラッキングエラ一信号の ずれを低減する技術を開示している。 以下、 この文献に記載の技術 を実現する構成を説明する。
図 1 ( a ) は、 従来の光学へッ ド 1 0 0の構成を示す。 光学へッ ド 1 0 0は、 光源 1 0 1と、 光源 1 0 1からの光を平行光束とする レンズ 1 0 2と、 光の一部を反射し一部を透過するハーフミラ一 1 0 3および 1 0 6、 光を集光する対物レンズ 1 0 4と、 光ディスク 1 0 5で反射された光束を検出してフォーカス制御を行うフォー力 ス制御部 1 0 7と、 光ディスク 1 0 5で反射された反射光束を複数 の受光領域に分割して受光する受光部 1 0 8とを有する。 光学へッド l 0 0は以下のように動作する。 すなわち、 光源 1 0 1からの光はレンズ 1 0 2、 ハーフミラ一 1 0 3、 対物レンズ 1 0 4を介して光ディスク 1 0 5に集光される。 光ディスク 1 0 5で反 射された反射光束は、 ハーフミラー 1 0 6で反射光束の内の一部の 光が反射されてフォーカス制御部 1 0 7に導かれ、 残りの光はハ一 フミラー 1 0 6を透過して受光部 1 0 8に入射する。 フォーカス制 御部 1 0 7は、 受光信号に基づきフォーカスエラー信号を検出し、 検出した信号を用いて光源 1 0 1からの光が光ディスク 1 0 5に所 望する精度で集光されるように対物レンズ 1 04と光ディスク 1 0 5の距離を制御する。 また、 受光部 1 0 8で受光された信号は、 ト ラッキングエラー信号の生成に用いられる。 光は紙面に対して垂直 な方向の情報トラックに集光される。
図 1 ( b) は、 受光部 1 0 8において受光される光束を示す。 光 束 1 1 0は、 情報トラックに平行な分割線 1 0 9 aで 2分割され、 更に、 分割線 1 0 9 aと直交した 2つの分割線 1 0 9 b、 1 0 9 c により分割される。 光束は 8つの領域 1 0 8 a〜 1 0 8 hに分割さ れる。 光ディスク 1 0 5が回転することにより、 例えば、 反射光は, 見かけ上領域 1 0 8 aから領域 1 0 8 gに向かう方向に移動してい く。 一方、 領域 1 0 8 iは遮光領域であり、 その領域へ入射する光 は遮られる。 領域 1 0 8 a〜領域 1 0 8 hへ入射した光は、 その光 量の大きさに応じた信号として検出される。 領域 1 0 8 a〜領域 1 0 8 hの各々で検出された信号をその領域に付された符号を用いて 表現すると、 トラッキングエラ一信号 TEは、 次式で表される。 T E = ( 1 0 8 c + 1 0 8 e - 1 0 8 d - 1 0 8 f ) - k ( 1 0 8 a + 1 0 8 g - 1 0 8 b - 1 0 8 h) (式 1 )
ここで、 kは補正係数である。 対物レンズ 1 0 4を情報トラック に垂直な方向へ移動させると、 受光部 1 0 8上では光束 1 1 0は分 割線 1 0 9 aに直交した方向に移動する。 これにより、 いわゆるプ ッシュプル信号 （ 1 0 8 c + 1 0 8 e— 1 0 8 d— 1 0 8 f ) にォ フセッ トが発生する。 このオフセッ トを信号 （k ( 1 0 8 a + 1 0 8 g— 1 0 8 b— 1 0 8 h) ) で補正する。 補正係数 kは、 対物レ ンズ 1 0 4の移動に伴う トラッキングエラ一信号のオフセッ トが小 さくなるように設定される。
なお、 上述したトラッキングエラー信号の 「ずれ」 と 「オフセッ ト」 とは互いに異なる概念である。 トラッキングエラ一信号の 「ず れ」 は、 光ビームの焦点と情報記録層との位置関係や情報記録層の 反射率の変化等に応じて刻々変化するため、 上述の補正係数のよう な係数を用いて一律に適用することはできない。 一方、 トラツキン グエラ一信号の 「オフセッ ト」 は、 前述した対物レンズの移動等に 起因して信号全体に定常的に発生しているため、 補正係数を用いて 一律に低減することが可能である。
図 2は、 チル卜した光ディスク 1 0 5において反射した光束 1 1 0の光強度分布を模式的に示す。 「チルト」 とは、 図 1 ( a) にお いて、 光ディスク 1 0 5の法線が紙面に平行な方向に傾くことをい う。 光ディスク 1 0 5がチルトすると、 光は情報トラックにおいて 回折し反射光の光強度分布が均一ではなくなる。 図 2の斜線領域 1 2003/014081
1 0— 1は、 情報トラックにより回折された 0次光成分と 1次光成 分の光束が重なる領域を表す。 光束 1 1 0のうち、 斜線領域 1 1 0 一 1以外の領域 1 1 0— 2は、 0次回折光のみの部分、 すなわち回 折光の重なりがない部分を表す。 図 2から理解されるように、 分割 線 1 0 9 a左右では、 斜線領域 1 1 0— 1は非対称である。
光強度分布が非対称であるとき、 受光部 1 0 8は、 その原因が光 ディスク 1 0 5のチルトによるか、 トラツキング状態が悪いためで あるかを判断できない。 このような反射光に基づいてトラッキング エラ一信号を生成すると、 トラッキングエラー信号はすべてトラッ キング状態が悪いことを示すため信号の精度が低くなる。 そこで、 図 1 ( b ) に示すように、 強度分布の非対称性が大きく現れる部分 の光が信号に変換されないように遮光領域 1 0 8 i を設け、 強度分 布の非対称性が大きな部分をトラッキングエラー信号の生成または 検出に使わないようにしている。 これにより、 トラッキングエラ一 信号の検出誤差の低減を実現している。
また、 アドレス情報等が情報トラックの蛇行 （ゥォブル） を用い たゥォブル信号として予め記録されている光ディスクが存在する。 図 3は、 光ディスク 1 0 5上のゥォブルした情報トラック 1 0 5— 1から 1 0 5— 3の部分拡大図である。 情報トラック 1 0 5— 1か ら 1 0 5— 3はゥォブルしており、 このゥォブルを用いて情報が記 録されている。 3本の情報トラック 1 0 5— 1から 1 0 5— 3の蛇 行は互いに無関係に変化する。 例えば、 日本国特開平 7— 1 4 1 7 2号公報は、 そのようなゥォブル信号をプッシュプル信号を用いて 検出する技術を開示している。
ここで、 数値計算によるシミュレーションを利用して、 高密度光 ディスク 1 0 5からの反射光に基づいて得られるトラッキングエラ 一信号を説明する。 シミュレーションは、 図 1に示す従来の光学へ ッド 1 0 0を利用して行っており、 そのときの計算条件は、 光の波 長を 4 0 5 n m、 情報トラックのトラックピッチを 0 . 3 2 i m、 情報トラック溝の深さを波長の 1 / 1 2、 N Aを 0 . 8 5、 対物レ ンズの焦点距離を 2 mmにしている。 なお、 情報トラック溝は、 凸 状の情報トラックの間に規定される凹状の溝である。 本明細書では、 情報トラックと情報トラック溝とを区別しているが、 凸状であるか 凹状であるかは光ディスク 1 0 5をいずれの面の側からみるかによ つて入れ替わるため、 以下では主として 「情報トラック」 について 説明する。
以下、 対物レンズが移動したとき、 光ディスクが傾いているとき、 情報トラック間のピッチが変動しているとき、 および、 隣接する情 報トラック間で反射率が異なるときのそれぞれについて、 トラツキ ングエラー信号にどのような影響が表れているかを説明する。
( 1 ) 対物レンズの移動に起因するトラッキングエラ一信号のォ フセッ 卜
図 4は、 受光部において検出された高密度光ディスクからの反射 光束の光強度分布を模式的に示す。 斜線領域は光ディスク 1 0 5の 情報トラック溝による回折光の 0次成分および 1次成分の光束が重 なった領域を示す。 斜線領域以外の領域は 0次回折光のみの部分 (回折光の重なりがない部分） である。 図 1 ( b ) または図 2に示 す光強度分布に比べると、 図 4に示す光強度分布では 2つの斜線部 間の間隔 Lが大きく離れ、 0次回折光のみの部分が広い。 これは、 高密度光ディスクは情報トラック間のピッチが狭いからである。
このような分布ではプッシュプル信号の変調度が小さく、 僅かに 対物レンズ 1 0 4を移動させても、 信号には無視できないオフセッ トが発生する。 このような光束は、 図 4に示す分割した領域におい て受光される。 分割線 1 0 9 bおよび 1 0 9 cの間隔は、 分割線 1 0 9 a方向に関して回折光が重なった領域 （図 4の斜線領域） の最 大幅とほぼ同等である。 なお、 ここではオフセット補正のみを考え るため図 1 ( b ) の遮光領域 1 0 8 iは設けていない。
図 5は、 対物レンズ 1 0 4の移動量とトラッキングエラ一信号の 対称性との関係を示す。 横軸は対物レンズの移動量、 縦軸はトラッ キングエラー信号の対称性を表す。 対称性は、 オフセッ ト電圧 Z振 幅電圧により求めている。 対物レンズ移動量が ± 0 . 3 mmの範囲 では、 対称性が保たれておりオフセットが良好に補正されているこ とが理解される。
( 2 ) 情報トラックピッチのむら
情報トラック間のピッチが不均一であると、 隣接する情報卜ラッ クは光ディスク 1 0 5上の位置に応じて互いに近づき、 遠ざかる。 図 6は、 3本の情報トラックのうち、 最も左側の情報トラックの位 置を変化させるモデルを示す。 このモデルを利用して、 トラツキン グエラ一信号波形をシミュレ一ションした。 図 7 ( a) および （b) は、 最も左側の情報トラックの位置を変 化させて得られたトラッキングエラ一信号の波形を示す。 情報トラ ック位置は ± 2 0 nmで変化させている。 図 7 (a) は、 オフセッ 卜を補正していないプッシュプル信号の波形を示す。 図 7 ( a) に おいて、 光スポット （光ビームの焦点） の位置が 0の点は基準とな る情報トラックの中心位置であり、 図 6に示す中央のトラック （以 下 「中央トラック」 という） の中心に対応する。 光スポッ ト位置が 負の領域には、 図 6において位置を変化させる最も左側の情報トラ ックに対応する信号が現れ、 光スポッ ト位置が正の領域には、 図 6 における最も右側の情報トラックに対応する信号が現れる。
図 7 ( a ) に示す 3つの信号波形 1 1 4、 1 1 5、 1 1 6は、 最 も左側の情報トラックの位置を 3段階に変化させて得られた信号で ある。 具体的には、 波形 1 1 5は、 最も左側の情報トラックを本来 の設計値どおりの位置に配置したときに得られ、 波形 1 1 4は設計 値よりも 2 0 nmだけ中央トラック側に配置したときに得られ、 波 形 1 1 6は設計値よりも 2 0 nmだけ中央トラックと反対側に配置 したときに得られる。 なお、 最も右側のトラックの位置は設計値ど おりであるとする。 図 7 ( a) によれば、 設計値から位置が変化し た情報卜ラックの付近 （波形の左側の山付近） に大きなオフセット 変動が見られる。 これが、 情報トラック間のピッチのむらの影響で ある。
図 7 (b) はオフセットを補正したトラッキングエラー信号の波 形を示す。 オフセッ トは対物レンズ位置信号を用いて補正される。 図 7 ( b ) に示す 3つの波形 1 1 7、 1 1 8、 1 1 9は、 図 7 ( a) と同様、 最も左側の情報トラックの位置を 3段階に変化させ て得られた信号である。 波形 1 1 8はその情報トラックを本来の設 計値どおりの位置に配置したときの波形を示し、 波形 1 1 7は設計 値どおりの位置から 2 0 n mだけ中央トラック側に、 波形 1 1 9は 2 0 nmだけ中央トラックと反対側に配置したときの波形を示す。 図 7 ( a) と比較すると、 図 7 (b) では、 信号波形のオフセッ ト 変動の影響はかなり除去されている。 これは、 前述のオフセッ ト補 正手段により、 情報トラックピッチのむらで発生するオフセッ 卜変 動が補正されることを意味している。 なお、 図 7 (b) の計算で用 いた補正係数は、 前述した対物レンズ移動のオフセッ トを補正する 補正係数と同一の値である。
( 3) 光ディスクの傾き
次に、 受光部 1 0 8に遮光領域 1 0 8 i (図 1 (b) ) を設けた とき、 光ディスク 1 0 5の傾きに起因するトラッキングエラー信号 のずれを低減できるか否かを検討する。 なお、 トラッキングエラー 信号の 「ずれ」 は、 前述のようにトラッキングエラー信号がゼロク ロスするときの光ビームスポッ トの位置と情報トラックの中心との 差 （距離） である。
図 8は、 分割線 1 0 9 a (図 1 (b) ) の延びる方向に沿って遮 光領域 1 0 8 iの幅を変えたときの、 トラッキングエラー信号の波 形を示す。 横軸は情報トラック中心を原点にとった光スポッ ト位置- 縦軸は信号レベルである。 遮光領域 1 0 8 iの幅は 3段階に変化さ せており、 その結果、 3つの波形 1 1 1、 1 1 2、 1 1 3が得られ ている。 波形 1 1 1は遮光領域 1 0 8 iの幅を 0としたとき （遮光 領域 1 0 8 i を設けなかったとき） の波形を示し、 波形 1 1 2はそ の幅を光束直径の 2 0 %としたときの波形を示し、 波形 1 1 3はそ の幅を光束直径の 3 5 %としたときの波形を示す。 なお、 光デイス ク 1 0 5のカバー層の厚さは 1 0 0 m、 ディスク傾きは 0 · 6 ° 図 8から理解されるように、 光スポッ トが 0の位置では本来信号 レベルも 0になるべきところ、 波形 1 1 1、 1 1 2、 1 1 3の順に 負の方向にずれてきている。 すなわち、 遮光領域 1 0 8 iの幅を大 きくするほどトラッキングエラー信号のずれが大きくなつている。 よって、 今後の登場が想定される高密度の光ディスクに対しては、 従来の技術でトラッキングエラ一信号のずれを低減することはでき ない。
(4) 反射率が異なる情報トラックの境界で生じるトラッキング エラー信号のオフセット
図 9は、 3つの情報トラックの断面を示す。 図に示すトラックの うち、 中央とその右側の情報トラックの反射率を 1とし、 未記録ト ラックであると想定する。 一方、 斜線を付した左側の情報トラック の反射率を 0. 5とし、 記録トラックであると想定する。 光デイス ク 1 0 5では、 この 3本のトラックが周期的に存在しているとして いる。
図 1 0 ( a) は、 オフセットを補正していないプッシュプル信号 の波形を示す。 図 1 0 ( a) に示す 3つの信号波形のうち、 太い実 線の波形は光スポッ トのフォーカス位置におけるプッシュプル信号 の波形を示し、 細い実線および点線の 2つの波形は光スポットのフ ォ一カス位置をそれぞれ + 0. 2 mおよび一 0. 2 mずらした 位置におけるプッシュプル信号の波形を示す。 「ずらした位置」 と は、 光スポッ トのフォーカス位置を光ディスク 1 0 5に垂直な方向、 すなわち光ビームが光ディスク 1 0 5に照射される方向に移動した 位置を表しており、 正の方向は光ディスク 1 0 5からみて光学へッ ド側の方向を、 負の方向はその反対側の方向を表すとする。 これら の波形には、 隣接する情報トラックの反射率が異なることによる大 きなオフセッ ト変動と、 そのオフセッ ト変動が光スポットのフォー カス位置によって変化する現象が見られる。
そこで、 対物レンズ移動によるオフセッ ト補正係数と同じ補正係 数を用いて、 オフセッ ト補正後のトラッキングエラー信号波形を計 算した。 図 1 0 (b) は、 オフセットを補正したトラッキングエラ —信号の波形を示す。 図 1 0 (b) に示す 3つの信号波形のうち、 太い実線の波形は光スポッ トのフォーカス位置におけるプッシュプ ル信号の波形を示し、 細い実線および点線の 2つの波形は光スポッ トのフォーカス位置をそれぞれ + 0. 2 mおよび— 0. 2 ^mず らした位置におけるプッシュプル信号の波形を示す。 図 1 0 (a) と比較すると、 図 1 0 (b) に示す 3つの波形のオフセット変動は, かなり抑制されているといえる。
しかしながら、 O mと、 + 0. 3 2 付近の光スポット位置 1
では、 オフセット変動が光スポッ トのフォーカス位置によって異な つており、 波形がゼロクロスする位置が変化している。 また、 この 光スポットのフォーカス位置によるオフセット変動の変化量は、 3 本の情報トラックに関して一致しないため、 オフセット補正時の補 正係数を変えることによっては、 情報トラックすべてに対してトラ ッキングエラーのずれを一様に低減することはできない。
以上をまとめると、 前述した高密度の光ディスクの条件では、 ( 3 ) の光ディスクの傾きにより発生するトラッキングエラー信号 のずれを低減する効果は全く無く、 また、 （4 ) の反射率が異なる 情報トラックの境界で生じるトラッキングエラ一信号のオフセット 変動、 特に、 光スポッ トのフォーカス位置のずれで生じるオフセッ ト変動に対しては補正効果が十分でない。
また、 情報トラックにゥォブルが存在する光ディスク （図 3 ) で は、 中央の情報トラックを基準に考えると、 このゥォブルによって 互いに隣接する情報トラックの間隔が変化することになる。 図 7 ( a ) および （b ) を参照しながら説明したように、 プッシュプル 信号は隣接する情報卜ラックからの影響を受けやすい。 ある情報ト ラックのゥォブル信号は、 隣接する情報トラックとの距離によって 記録されているといえるから、 隣接する情報卜ラックの影響を受け やすいプッシュプル信号を使ってゥォブル信号を検出すると隣接す る情報トラックのゥォブル信号のクロストークが大きくなる。 発明の開示 本発明の目的は、 光ディスクの情報トラックの中心に正確に卜ラ ッキング制御を行うことである。 本発明の他の目的は、 ゥォブルに より情報が記録された光ディスクのゥォブル信号を、 隣接する情報 トラックからのゥォブル信号のクロスト一クを低減して検出するこ とである。
本発明による光学へッ ドは、 反射率の異なる 2以上のトラックを 有する記録媒体に対して、 データの書き込みおよび/または読み出 しを行うために用いられる。 光学ヘッ ドは、 光源と、 前記光源から の光を前記記録媒体のトラックに集光する対物レンズと、 前記トラ ックによって回折された回折光の 0次成分と 1次成分とが重なった 複数の第 1反射光束を受けて、 前記複数の第 1反射光束の光量に応 じた光量信号を生成する複数の受光領域、 および、 前記複数の受光 領域の間に存在し、 前記 0次成分のみを含む第 2反射光束を受けな い非受光領域を有する受光手段であって、 前記複数の受光領域間を 結ぶ第 1の方向 に関して、 前記複数の受光領域間の距離は前記非 受光領域の幅よりも長い受光手段と、 前記光量信号に基づいてトラ ッキングエラ一信号を生成するトラッキングエラー信号生成手段と を備えている。
前記第 1の方向に垂直な第 2の方向に関し、 前記複数の受光領域 の長さは、 前記複数の第 1反射光束の幅よりも短くてもよい。
前記第 2の方向に関し、 前記複数の受光領域の全長は、 前記反射 光束の直径よりも長くてもよい。
前記光源は波長 λの光を放射し、 前記対物レンズは開口数 Ν Αで 03 014081
あり、 前記トラックの周期を Tとしたとき、 前記光学ヘッドは、 0 . 4 4 < λ / ( Ν Α · Τ ) — 1を満たす前記記録媒体に対して、 デ —夕の書き込みおよび Ζまたは読み出しを行ってもよい。
前記光学ヘッドは、 前記反射光束を、 前記複数の第 1反射光束お よび前記第 2反射光束に分割する光分割手段をさらに備えていても よい。
本発明による装置は、 反射率の異なる 2以上のトラックを有する 記録媒体に対して、 光学へッドを用いてデータの書き込みおよび / または読み出しを行う。 この光ヘッ ドは、 光源と、 前記光源からの 光を前記記録媒体のトラックに集光する対物レンズと、 前記トラッ クによって回折された回折光の 0次成分と 1次成分とが重なった複 数の第 1反射光束を受けて、 前記複数の第 1反射光束の光量に応じ た光量信号を生成する複数の受光領域、 および、 前記複数の受光領 域の間に存在し、 前記 0次成分のみを含む第 2反射光束を受けない 非受光領域を有する受光手段であって、 前記複数の受光領域間を結 ぶ第 1の方向に関して、 前記複数の受光領域間の距離は前記非受光 領域の幅よりも長い受光手段と、 前記光量信号に基づいてトラツキ ングエラ一信号を生成するトラッキングエラ一信号生成手段と、 駆 動信号に基づいてレンズの位置を前記トラックと平行な方向に変化 させる移動手段とを備えている。 装置はさらに、 前記トラッキング エラ一信号に基づいて、 前記記録媒体上において前記光が前記光デ イスクの卜ラックに沿うように前記レンズの位置を制御する制御信 号を生成する制御信号生成手段と、 前記制御信号に基づいて前記移 2003/014081
動手段を駆動する駆動信号を生成する駆動手段とを備えている。 図面の簡単な説明
図 1 (a) は、 従来の光学へッ ド 1 0 0の構成を示す図であり、 図 1 (b) は、 受光部 1 0 8において受光される光束を示す図であ る。
図 2は、 チルトした光ディスク 1 0 5において反射した光束 1 1 0の光強度分布の模式図である。
図 3は、 光ディスク 1 0 5上のゥォブルした情報トラック 1 0 5 一 1から 1 0 5— 3の部分拡大図である。
図 4は、 高密度光ディスクからの反射光束の光強度分布の模式図 である。
図 5は、 対物レンズ 1 04の移動量とトラッキングエラ一信号の 対称性との関係を示す図である。
図 6は、 3本の情報トラックのうち、 最も左側の情報トラックの 位置を変化させるモデルを示す図である。
図 7 (a) および （b) は、 最も左側の情報トラックの位置を変 化させて得られたトラッキングエラー信号の波形図である。
図 8は、 分割線 1 0 9 a (図 1 (b)) の延びる方向に沿って遮 光領域 1 0 8 iの幅を変えたときの、 トラッキングエラー信号の波 形図である。
図 9は、 3つの情報トラックの断面図である。
図 1 0 (a) は、 オフセッ トを補正していないプッシュプル信号 の波形図である。
図 1 0 ( b ) は、 オフセットを補正したトラッキングエラー信号 の波形図である。
図 1 1は、 本発明による光ディスク装置 2 0 0のブロック図であ る。
図 1 2は、 実施形態 1による光学へッド 2 2 0の構成を示す図で ある。
図 1 3は、 入射した光束が複数の領域に分割される様子を示す図 である。
図 1 4は、 光ディスクの傾きが 0 . 6 ° のときの T E信号の波形 図である。
図 1 5は、 情報トラックピッチのみを変化させたときの T E信号 の波形図である。
図 1 6は、 実施形態 3による回折素子 1 9を示す図である。 図 1 7は、 反射率の異なる情報トラックから得られる T E信号の 波形図である。
図 1 8は実施形態 4による回折素子 2 2を示す図である。
図 1 9は、 実施形態 4による回折格子 2 2を利用して得られた T
E信号の波形図である。
図 2 0は、 実施形態 5による光学ヘッ ド 2 3 0の構成を示す図で ある。
図 2 1は、 実施形態 6による光学へッドの構成を示す図である。 発明を実施するための最良の形態
以下、 添付の図面を参照しながら、 本発明による光ディスク装置 および光学へッドの各実施形態を説明する。
(実施形態 1 )
図 1 1は、 本実施形態による光ディスク装置 2 0 0の機能ブロッ クの構成を示す。 光ディスク装置 2 0 0は、 光学へッ ド 2 2 0と、 制御信号生成部 2 1 1と、 駆動回路 2 1 2と、 再生処理部 2 1 3と を備えている。 光ディスク装置 2 0 0は、 光ディスクに対して、 デ 一夕の書き込みおよび または読み出しを行うことができる。
光学へッ ド 2 2 0は、 光ディスク 1 0 5に対して光ビームを照射 し、 その反射光を受け取る光学系であり、 光ディスク 1 0 5に対し てデータの書き込みおよび/または読み出しを行う。 さらに、 光学 ヘッ ド 2 2 0はトラッキングエラー信号 （以下 「T E信号」 とい う） 、 フォーカスエラー信号 （F E信号） 、 再生信号等を生成する 信号処理回路を備えている。 光学ヘッド 2 2 0の構成は後に詳述す る。 なお、 図 1 1には光ディスク 1 0 5を記載しているが、 これは 説明の便宜のためであり、 光ディスク装置 2 0 0の構成要素ではな いことに留意されたい。 光ディスク 1 0 5は光ディスク装置 2 0 0 に装填される。
制御信号生成部 2 1 1は、 例えば、 光学ヘッ ド 2 2 0から出力さ れた Τ Ε信号に基づいて、 光ビームのビ一ムスポットと光ディスク 1 0 5の情報トラックとの半径方向の位置関係を制御するための制 御信号を生成する。 制御信号生成部 2 1 1から出力された制御信号 1
は駆動回路 2 1 2に与えられる。 駆動回路 2 1 2は、 受け取った制 御信号に基づいて駆動信号を生成し、 トラッキングァクチユエ一夕 または光学ヘッド 2 2 0の移送台 （図示せず） に印加する。 これら はそれぞれ、 対物レンズ 2 0 4または光学へッ ド 2 2 0全体を光デ イスク 1 0 5の半径方向に移動させることによって、 光ビ一ムのビ 一ムスポットと光ディスク 1 0 5の情報トラックとの半径方向の位 置関係を調整する。 再生処理部 2 1 3は、 フォーカス制御、 トラッ キング制御等のサーポ制御が安定して行われているとき、 光ディス ク 1 0 5からの反射光に対して所定の再生処理を行い、 データを再 生する。
次に、 光学へッ ド 2 2 0の構成を説明する。 図 1 2は、 本実施形 態による光学へッド 2 2 0の構成を示す。 光学へッ ド 2 2 0は、 光 源 2 0 1と、 ビームスプリツ夕 2 0 2と、 コリメートレンズ 2 0 3 と、 対物レンズ 2 0 4と、 回折素子 2 0 6と、 受光部 2 0 7と、 位 置信号検出部 2 0 8と、 T E信号生成部 2 0 9と、 オフセッ ト補正 部 2 1 0とを有する。
光源 2 0 1は、 例えば、 波長が 4 0 5 n mの青紫レーザ光を出力 する。 ビームスプリツ夕 2 0 2は、 光の一部を透過し、 その残りを 反射する。 コリメートレンズ 2 0 3は、 光源 2 0 1からの光を平行 光束に変換する。 対物レンズ 2 0 4は、 光源 2 0 1から放射された 光ビームを集束させ、 所定の距離の位置に焦点を形成する。 回折素 子 2 0 6は、 光ディスク 1 0 5からの反射光束を受け取って、 所定 の回折領域または遮光領域によってその一部を通過させまたは遮光 81
する。 本明細書では、 光束を選択的に通過させ、 または遮ることを、 光束を 「分割」 するともいう。 受光部 2 0 7は複数の受光領域を有 しており、 その受光領域の各々は受光した光の光量に応じた大きさ の光量信号を生成する。 位置信号検出部 2 0 8は、 受光部 2 0 7と 対物レンズの位置を検出する。 オフセッ ト補正部 2 1 0は、 T E信 号生成部 2 0 9と、 T E信号に生じるオフセットを補正する。
次に、 この光学へッド 2 2 0において行われる処理を光の経路に そって説明する。 光源 2 0 1から放射された光は、 ビームスプリツ 夕 2 0 2を透過し、 コリメートレンズ 2 0 3で平行光束へと変換さ れて対物レンズ 2 0 4に入射し、 対物レンズ 2 0 4により光デイス ク 1 0 5の情報記録面に集光される。
光ディスク 1 0 5で反射された光は、 再び対物レンズ 2 0 4、 コ リメートレンズ 2 0 3を経て、 ビームスプリッ夕 2 0 2に入射する c ビームスプリッタ 2 0 2で反射された光は回折素子 2 0 6に入射し、 そこで回折により複数の光束に分割される。 受光部 2 0 7は回折素 子 2 0 6で分割された光束を受光するための複数の受光領域を有し ている。 回折素子 2 0 6により分割された複数の光束は、 受光部 2 0 7に設けた対応する受光領域に導かれる。 各受光領域は受光量に 応じた信号を生成する。
受光部 2 0 7の受光領域のうち T E信号の生成に使われる信号は，
T E信号生成部 2 0 9に出力される。 また、 受光部 2 0 7の受光領 域のうち対物レンズ 2 0 4の位置信号を検出するために使われる信 号は、 位置信号検出部 2 0 8に出力される。 T E信号生成部 2 0 9 は受光部 2 0 7からの信号に基づいて T E信号を生成し、 オフセッ ト補正部 2 1 0へ出力する。 位置信号検出部 2 0 8は受光部 2 0 7 からの信号に基づいて対物レンズ 2 0 4の位置信号を検出し、 オフ セット補正部 2 1 0へ出力する。
オフセット補正部 2 1 0は、 T E信号のオフセットが小さくなる ように補正係数を設定し、 所定の演算処理を行ってオフセッ トを補 正した T E信号を生成する。 なお、 T E信号のオフセットは対物レ ンズ 2 0 4の位置を移動させることに伴って生じる。 このオフセッ 卜が補正された T E信号を用いて、 図 1 1に示す制御信号生成部 2 1 1において制御信号が生成され、 トラッキング制御が実現される。 なお、 光学へッ ドには、 他に、 フォーカス検出部、 対物レンズの位 置を変化させる駆動部等の一般的な構成要素が必要であるが、 それ らは周知の構成を用いることができるので、 その説明はここでは省 略する。
ここで、 回折素子 2 0 6で分割される光束を詳細に説明する。 図
1 3は、 入射した光束が複数の領域に分割される様子を示している c 4つの領域 6 a、 6 b、 6 e、 6 f は、 対物レンズの位置信号を検 出するための光束が通過する領域であり、 2つの領域 6 cおよび 6 dは、 T E信号を検出するための光束が通過する領域である。 分割 線 1 1 a〜 l 1 eは入射する光束を分割する。 具体的には、 分割線 1 1 aは情報トラックと平行な方向に光束を 2分割する。 分割線 1 1 bおよび 1 1 cは対物レンズ位置信号を検出する領域の境界線で あり、 情報トラックと直交する方向に光束を分割する。 分割線 1 1 03014081
dおよび 1 1 eは TE信号を検出する領域の境界線であり、 情報ト ラックと直交する方向に光束を分割する。
また、 領域 6 aと領域 6 cとの間の領域 R a c、 領域 6 bと領域 6 dとの間の領域 R b d、 領域 6 cと領域 6 eとの間の領域 R c e、 および、 領域 6 dと領域 6 f との間の領域 R d f は、 遮光されてお り、 入射した光を受光部 2 0 7に導かないように構成されている。 このような構成にする目的は、 これらの領域に入射した光が T E信 号および対物レンズ位置信号の検出に利用されないようにするため である。 ただしそのような目的を達成するために、 光学ヘッド 2 2 0では別の構成を採用してもよい。 例えば、 光が受光部 2 0 7の受 光領域へ導かれないようにこれらの領域に回折格子を設けてもよい。 または、 これらの領域には特徴を与えず、 これらの領域を通過した 光束が入射する受光部 2 0 7に受光領域を設けないようにしてもよ い。
図 1 3には、 回折素子 2 0 6に入射した光束の外形 1 2を示して いる。 また、 斜線を施した領域 1 2— 1は、 情報トラックからの回 折光の 0次成分と 1次成分の光束が重なった領域を示す。 光束 1 2 の領域のうち斜線を施した領域 1 2— 1以外の領域 1 2— 2は、 回 折光の 0次成分のみの部分を示す。
例えば、 図 1 3に示す回折素子 2 0 6の領域 6 cを通過し、 対応 する受光部 2 0 7の受光領域において検出された信号を "6 c " の ように表すと、 補正後の TE信号は、
T E = ( 6 c - 6 d ) 一 k ( 6 a + 6 e - 6 b - 6 f ) (式 2)
となる。 ここで kはオフセット補正係数を表す。 （式 2) の第 1項 は補正前の TE信号 （プッシュプル信号） であり、 オフセット補正 係数 kが掛けられた第 2項は対物レンズ位置信号である。 これらは、 前述の従来技術と同様の構成である。
本実施形態の光学へッド 2 2 0の主要な特徴の一つは、 情報トラ ックに平行な方向 （または分割線 1 1 aに沿う方向） について、 情 報トラックからの回折光の 0次成分と 1次成分の光束が重なった領 域 （図 1 3の斜線領域 1 2— 1 ) の長さの最大値よりも、 分割線 1 1 dと分割線 1 1 eの間隔を短く設定したこと、 および、 回折素子 2 0 6の情報トラックに垂直な方向 （または分割線 1 1 b、 l i d 等に沿う方向） の全長が、 光束 1 2の直径と同等以上に長くなるよ うに構成したことである。 これにより、 光ディスク 1 0 5の傾きに より生じる TE信号のずれを低減することができる。 なお、 ここで いう光ディスク 1 0 5の傾きとは、 光ディスク 1 0 5の面を情報ト ラックの接線の周りに回転したときに生じる傾き、 すなわちラジア ルチルトを意味する。
次に、 上述の構成によって得られる TE信号を説明する。 図 1 4 は、 光ディスクの傾きが 0. 6 ° のときの TE信号の波形を示す。 横軸は、 基準となる情報トラック中心を原点としたときの光スポッ ト位置であり、 縦軸は信号レベルである。 数値計算の条件は、 隣接 する情報トラック溝間のピッチが 0. 3 2 xm、 光の波長が 40 5 nm、 対物レンズの開口数が 0. 8 5、 カバー層の厚さが 1 0 O n mとした。 また、 前述の分割線 1 1 bと分割線 1 1 cの間隔を V 1、 分割線 1 1 dと分割線 1 1 eの間隔を V 2、 それらの値を光束外形 1 2の直径に対する比率で表し、 V 1 = 0. 6 5として一定とした。 図 14は、 分割線 l i dと分割線 1 1 eの間隔 V 2を変化させた ときの T E信号を示す。 波形 1 3は、 V 2 =V 1 = 0. 6 5のとき を示し、 波形 1 4は V 2 = 0. 4 3のときを示し、 波形 1 5は V 2 = 0. 2 5のときを示す。 各波形のゼロクロス点は、 波形 1 3では 負側 （原点より左側） 、 波形 1 4では原点上、 波形 1 5では正側 (原点より右側） となっている。 従って、 このような条件では、 V 2 = 0. 4 3とすることによって、 光ディスク 1 0 5の傾きによつ て発生する T E信号のず ( T E信号波形のゼロクロス点と情報ト ラック中心のずれ） をほぼ無くすことができる。 また、 隣接する情 報トラック溝間のピッチと開口数が変わると、 V 2の最適値も変わ るため、 条件に合わせて V 2を設定することが望ましい。 但し、 本 実施形態が適用できる条件は、 以下に述べる範囲に制限される。 次に、 本実施形態の適用可能な範囲を説明する。 図 1 4から理解 されるように、 V 1 =V 2として、 本実施形態を適用しない場合に は TE信号のゼロクロス点が原点の左側にずれ （図 1 4に示す波形 1 3) 、 本実施形態を適用して V 2を小さくしていくと、 そのゼロ クロス点は右側に移動する （図 1 4に示す波形 1 4、 1 5) 。 つま り、 本実施形態を適用しない場合に光ディスク 1 0 5の傾きによつ てゼロクロス点がずれる方向と、 本実施形態を適用して V 2を小さ くすることによってゼロクロス点がずれる方向とが逆でなければ、 P2003/014081
トラッキング誤差を低減することができない。
図 1 5は、 V 1 =V 2とし、 情報トラックピッチのみを変化させ たときの TE信号の波形を示す。 波形 1 6では情報トラックピッチ が 0. 3 5 m、 波形 1 7では 0. 3 3 im、 波形 1 8では 0. 3 0 imである。 グラフの各軸は図 1 4と同様である。 光ディスク 1 0 5の傾きに起因する影響によって波形のゼロクロス点の位置がず れる。 その位置は情報トラックピッチが小さくなるに従って負側に ずれていく。 図 1 4と図 1 5の計算では光ディスク 1 0 5の傾きは 同一方向なので、 V 2を小さくすることによってトラッキング誤差 を低減することができるのは、 波形のゼロクロス点が負側にある場 合、 つまり、 情報トラックピッチが 0. 3 3 μ mより小さい場合に 限定されることが理解される。
次に、 この限定条件を一般化する。 光ディスク 1 0 5の傾きによ る T E信号のゼロクロス点の移動は、 傾いた光ディスク 1 0 5の力 バ一層 （図示せず） を光が通過するときに生じるコマ収差を原因と し、 情報トラックからの回折光の 0次成分と 1次成分の光束が重な る部分に強度分布変化が生じることによって発生する。 この強度分 布変化は、 波面収差を持った光束の周辺部分の重なり具合で決まる ため、 ゼロクロス点移動は、 波長、 情報トラックピッチ、 対物レン ズの開口数に依存する。 ここで、 波長を λ、 情報トラックピッチを Τ、 対物レンズの開口数を ΝΑとしたときに、
=λ/ (Τ · Ν Α) - 1 (式 3 )
によって、 Uという量を定義する。 この量 Uは、 図 1 3に示した左 2003/014081
右の斜線部の間隔 Wを光束直径に対する比率で表したものである。 前述した本発明と従来技術との境界条件、 即ち、 T= 0. 3 3 m, N A= 0. 8 5、 λ = 40 5 ηπιを、 （式 3 ) に代入して、 Uを求 めると、 U= 0. 44となる。 （式 3) より Tを小さくすると Uは 増加する。 また、 前述した条件では、 本実施形態が適用できるのは 隣接する情報トラック溝間のピッチが 0. 3 3 umより小さい場合 であったことから、 一般化された適用条件は、
U > 0. 44 (式 4)
となる。 なお、 Uが 0. 44よりも小さい場合には、 前述した従来 技術の適用範囲となる。
以上のように、 本実施形態により、 情報トラックによる回折光の 0次成分と 1次成分の光束が重なる領域の情報トラック方向の幅よ りも狭い範囲から TE信号を検出することによって、 光ディスクの 傾きによって生じるトラッキング誤差を低減することが可能となる - 本実施形態においては、 位置信号検出部 2 0 8を有しているが、 対物レンズの移動量が、 例えば ± 0. 0 5 mm程度以下で十分に小 さく抑えられるような光ディスク装置においては、 位置信号検出部 2 0 8を省略しても上述した効果は変わらない。
(実施形態 2)
本実施形態では、 光の波長を λ、 光ディスクにデータの書き込み および Ζまたは読み出しを行う光学へッドの対物レンズの開口数を ΝΑ、 情報トラック溝の周期を Τとしたとき、
0. 40 く λ / (ΝΑ · Τ) - 1 く 0. 46 (式 5) を満たす光ディスクを検討する。
このような光ディスクに対してデータの書き込みおよび Zまたは 読み出しを行う場合の光学へッドの動作は、 前述の実施形態 1と同 様であるため、 その説明を省略する。 以下、 この光ディスクが、 光 ディスクの傾きに起因する TE信号のずれの発生を抑制できる理由 を説明する。
前述の実施形態 1で述べた境界条件 （式 4) において、
U= 0. 44 (式 6 )
とすると、 これは図 1 5の波形 1 7を計算した条件である。 前述し たように、 この場合には従来の TE信号生成方法によっても、 光デ イスク 1 0 5の傾きによる TE信号のずれはほとんど発生していな い。 従って、 U= 0. 44を実質的に満たすような光ディスク 1 0 5を作製することが好ましい。 例えば、 波長を 40 5 nm、 NAを 0. 8 5とすると、 情報トラックピッチが 0. 3 2 6 mから 0. 34 0 Aimの間に設定された光ディスクであれば、 この条件を満た す。
図 1 4の波形 1 3は情報卜ラックピッチ Tが 0. 3 2 mのとき の波形を示す。 一方、 図 1 5の波形 1 6は情報トラックピッチ丁が 0. 3 5 mのときの波形を示す。 光ディスクの傾きは 0. 6 ° と する。 これらの波形の TE信号のずれは十分小さいとは言えず、 そ の半分以下とすることが望ましい。 T= 0. 3 2 zmでの Uは 0. 4 9、 また、 T= 0. 3 5 mでの Uは 0. 3 6であるから、 （式 6) に示した Uの最適値 0. 44との中間の値を取り、 （式 5) の 条件を得た。 これが、 実質的に （式 6) を満たす条件である。
以上のように、 本実施形態の光ディスクによれば、 一般の光ディ スクに許容されている傾き量 0. 6 ° 程度に対して、 その傾きによ つて生じる T E信号のずれをほとんど無視できるほどに抑制するこ とができる。
(実施形態 3)
本実施形態による光学ヘッドは、 光分割手段 （回折素子） での光 束分割方法においてのみ第 1の実施形態による光へッドと異なる。 したがって、 以下ではその相違点のみを説明する。
図 1 6は、 本実施形態による回折素子 1 9を示す。 回折素子 1 9 を回折素子 2 0 6 (図 1 2) と置き換えることにより、 光学へッド を構成することができる。 回折素子 1 9は、 領域 1 9 a〜 1 9 gに おいて光束を分割する。 各領域は、 分割線 2 0 a〜 2 0 cによって 分割されている。 なお、 図 1 6では回折素子 1 9に入射した光束の 外形 2 1を示している。
以下、 分割された光束の各領域をさらに説明する。 4つの領域 1 9 a、 1 9 b、 1 9 e、 1 9 f は、 対物レンズ位置信号を検出する ための光束が通過する領域である。 2つの領域 1 9 cおよび 1 9 d は、 T E信号を検出するための光束が通過する。 横線でハッチング を施した領域 1 9 gは、 光束を回折させる機能を有する回折素子等 であり、 反射光束がこの領域に入射しても、 TE信号を生成するた めの受光部 2 0 7の領域へ入射しないように構成されている。 斜線 でハッチングを施した部分は、 情報トラックからの回折光の 0次成 分と 1次成分の光束が重なった領域を示している。
ここで、 図 1 6に示す領域の幅 W 1および幅 W 2の関係を説明す る。 幅 W1は、 情報トラックからの回折光が重なった領域の間隔を 示し、 幅 W2は、 TE信号を検出しない領域の幅を示す。 各検出領 域 1 9 a〜 1 9 f で分割された光は受光部 2 0 7に導かれ、 受光さ れる。 図 1 6に示す回折素子 1 9の各領域を通過し、 対応する受光 部 2 0 7の受光領域にて検出された信号を回折素子 1 9に付した符 号を用いて表すと、 補正後の TE信号は、
T E = ( 1 9 c - 1 9 d ) - k ( 1 9 a + 1 9 e— 1 9 b— 1 9 f ) (式 7)
となる。 kはオフセット補正係数を表す。
ここで、 上式の第 1項は補正前の T E信号 （プッシュプル信号） であり、 オフセッ ト補正係数 kが掛けられた第 2項は対物レンズ位 置信号である。
'本実施形態の特徴の一つは、 TE信号非検出領域 1 9 gを、 入射 する光束のほぼ中央部で、 かつ、 情報トラックからの 0次回折光と 1次回折光とが重なる 2つの領域の間に配置することにある。 これ により、 隣接する情報トラックの反射率が異なる場合に生じる TE 信号のオフセットを低減できる。
以下、 本実施形態にかかる特徴を詳述する。 図 1 7は、 反射率の 異なる情報トラックから得られる T E信号の波形を示す。 ここでは, 光束 2 0の直径に対する T E信号非検出領域 1 9 gの幅 W 2を 0. 3 6としている。 その他の計算条件は、 前述した図 1 0の計算条件 と同一である。 なお、 反射率の異なる情報卜ラックは、 例えば図 9 に示されている。
図 1 7の 3つの波形のうち、 太い実線の波形は光スポットのフォ 一カス位置における信号波形を示し、 細い実線および点線の 2つの 波形は光スポッ トのフォ一カス位置をそれぞれ + 0 . 2 mおよび — 0 . 2 mずらした位置における波形を示す。 図 1 0 ( b ) の各 波形と比較すると、 図 1 7の各波形は各情報トラック中心付近 （グ ラフ横軸の 0 mおよび ± 0 . 3 2 mの位置） で各波形のゼロク ロス点が良く揃っており、 フォーカス位置ずれに対する T E信号の ずれを低減できているといえる。
次に、 T E信号のずれを低減できた理由を説明する。 反射率が変 化する情報トラックを光スポッ トが横切 ¾と、 情報トラックの周期 性だけでなく、 その反射率変化の周期性による回折パターンが光デ イスクからの反射光束内部に現れる。 図 9に示すように、 3本の情 報トラックのうちの一本の反射率が低いとすると、 反射率変化の基 本波周期は、 情報トラックピッチの 3倍となり、 2次、 3次のフー リエ級数成分は、 各々、 情報トラックピッチの 1 . 5倍、 1倍とな る。 情報トラックピッチよりも大きな周期を持つ構造からの回折光 は回折角が小さいので、 回折光は光束の中央部にも現れる。 しかし， 本実施形態の回折素子 1 9によれば、 領域 1 9 gによって光束の中 央部分を含めずに T E信号が生成されるので、 中央部分の強度分布 が変動しても、 その影響は、 光束の中央部分を含めて T E信号が生 成されるときと比較して極めて小さい。 よって、 T E信号のオフセ 2003/014081
ットを変動させることはなく、 TE信号のずれを低減できる。
なお、 図 1 6に示す領域の幅 W 1および幅 W 2は、 W1 >W2で あることが望ましい。 その理由は、 W1≤W2とすると、 図 1 6に 示す斜線部の光束が TE信号非検出領域 1 9 gに掛かってしまい、 その斜線部の強度分布変化に基づいて TE信号を検出すると精度が 下がるからである。 特に、 回折素子 1 9が光学ヘッドに固定される と、 対物レンズ 2 04を移動させることに伴って光束も移動するた め、 斜線部の光束がさらに TE信号非検出領域 1 9 gに掛かり、 T E信号の精度が下がってしまう。
以上のように、 本実施形態では、 TE信号非検出領域を光束の中 央部に設けたことにより、 反射率の異なる情報トラックの境界で発 生していた T E信号のオフセットを低減することが可能になる。
(実施形態 4)
本実施形態による光学ヘッドは、 光分割手段 （回折素子） での光 束分割方法においてのみ第 1の実施形態による光へッドと異なる。 したがって、 以下ではその相違点のみを説明する。
図 1 8は本実施形態による回折素子 2 2を示す。 回折素子 2 2を 回折素子 2 0 6 (図 1 2) と置き換えることにより、 光学へッドを 構成することができる。 回折素子 2 2は、 領域 2 2 a〜 2 2 gにお いて光束を分割する。 各領域は、 分割線 2 3 a〜 2 3 eによって分 割されている。 なお、 図 1 8では回折素子 1 9に入射した光束の外 形 24も示している。
以下、 分割された光束の各領域をさらに説明する。 4つの領域 2 P2003/014081
2 a、 2 2 b、 2 2 e 2 2 f は、 対物レンズ位置信号を検出する ための光束が通過する領域である。 2つの領域 2 2 cおよび 2 2 d は、 T E信号を検出するための光束が通過する。 横線でハッチング を施した領域 2 2 gは、 光束を回折させる機能を有する回折素子等 であり、 反射光束がこの領域に入射しても、 T E信号を生成するた めの受光部 2 0 7の領域へ入射しないように構成されている。
また、 領域 2 2 aと領域 2 2 cとの間の領域、 領域 2 2 bと領域 2 2 dとの間の領域、 領域 2 2 cと領域 2 2 eとの間の領域、 領域 2 2 dと領域 2 2 f との間の領域は遮光されており、 入射した光を 受光部 2 0 7に導かないように構成されている。 このような構成に する目的は、 これらの領域に入射した光が T E信号および対物レン ズ位置信号の検出に利用されないようにするためである。 その限り において、 回折素子 2 2は別の構成をとることができる。 例えば、 光が受光部 2 0 7の受光領域へ導かれないようにこれらの領域に回 折格子を設けてもよい。 または、 これらの領域には特徴も与えず、 これらの領域を通過した光束が入射する受光部 2 0 7の位置に受光 領域を設けないようにしてもよい。
また図 1 8において、 斜線でハッチングを施した部分は、 情報ト ラックからの回折光の 0次成分と 1次成分の光束が重なった領域を 示している。 また、 図中に記した W 1は、 情報トラックからの回折 光が重なった領域の間隔を、 W 2は、 T E信号非検出領域 2 2 gの 幅である。 各検出領域 2 2 a〜 2 2 f で分割された光は受光部 2 0 7に導かれ、 受光される。 図 1 8に示す回折素子 2 2の各領域を通 過し、 対応する受光部 2 0 7の受光領域にて検出された信号を回折 素子 2 2に付した符号を用いて表し、 オフセット補正係数を kとす ると、 補正後の TE信号は、
T E = ( 2 2 c - 2 2 d ) - k (2 2 a + 2 2 e - 2 2 b - 2 2 f ) (式 8)
ここで、 上式の第 1項は補正前の T E信号 （プッシュプル信号） であり、 オフセット補正係数 kが掛けられた第 2項は対物レンズ位 置信号である。
本実施形態の特徴の一つは、 TE信号生成領域 2 2 c、 2 2 dの 情報トラック方向の幅 （分割線 2 3 aに沿った方向の幅） を、 その 方向の斜線部領域の幅よりも小さく設定し、 さらに、 TE信号非検 出領域 2 2 gを光束の中央部に配置することにある。 これにより、 光ディスクの傾きによって生じる TE信号のずれ、 および、 反射率 が異なる情報トラックの境界で生じる TE信号のオフセットを、 と もに低減することができる。 その理由は、 本実施形態による回折素 子 2 2は、 実施形態 1における回折格子 2 0 6の領域 R a c、 R b d、 R c e、 R d f に相当する領域を有するとともに、 実施形態 3 による回折格子 1 9の TE信号非検出領域 1 9 gに相当する領域 2 2 gを有するからである。 以下、 これらを組み合わせても各々の効 果が両立することを説明する。
まず、 光ディスクの傾きによって生じる TE信号のずれを低減す る効果は、 図 1 8の斜線部領域に対するトラッキング検出領域の幅 によって決定される。 よって、 斜線部領域を含まない領域 2 2 gを 81
設けても、 その効果が保存されることは明らかである。 次に、 分割 線 2 3 aに沿う方向に領域 2 2 c、 2 2 dの幅を小さくし、 更に領 域 2 2 gを設けたときの T E信号について検討する。 図 1 9は、 本 実施形態による回折格子 2 2を利用して得られた TE信号の波形を 示す。 計算条件は、 分割線 2 3 dと 2 3 eの間隔および W 2の光束 直径に対する比率が、 各々 0. 3 6、 0. 3 6で、 その他は図 1 7 の計算と同条件とした。 これらの波形は、 フォーカス位置ずれによ る各情報トラック中心付近でのゼロクロス点のずれも小さく、 良好 な特性を示している。 つまり、 実施形態 1における回折格子 2 0 6 の領域 R a c、 R b d、 R c e、 R d ίに相当する領域を有すると ともに、 実施形態 3による回折格子 1 9の ΤΕ信号非検出領域 1 9 gに相当する領域 2 2 gを有するとしても、 各実施形態による回折 格子の効果は両立するといえる。
以上のように、 本実施形態によれば、 光ディスク 1 0 5の傾きで 生じる TE信号のずれと、 反射率が異なる情報卜ラックの境界で生 じる TE信号のオフセットとを、 いずれも低減することができる。
(実施形態 5)
図 2 0は、 本実施形態による光学へッド 2 3 0の構成を示す。 光 学ヘッ ド 2 3 0は、 光源 2 0 1と、 偏光ビ一ムスプリッ夕 2 2 5と， コリメートレンズ 2 0 3と、 偏光性回折素子 2 2 6と、 1 Z 4波長 板 2 2 7と、 対物レンズ 2 04と、 ホルダー 2 2 8と、 TE信号生 成部 2 0 9と、 オフセット補正部 2 1 0と、 分布変化検出部 2 2 9 とを有する。 本実施形態の光学へッド 2 3 0の構成要素のうち、 第 1の実施形態の光学へッ ド 2 2 0の構成要素と同じ機能を有するも のには、 同一の符号を付し、 その説明を省略する。
偏光性回折素子 2 2 6は、 偏光方向によって回折効率が異なる回 折素子であり、 光分割手段として機能する。 ホルダ一 2 2 8は、 偏 光性回折素子 2 2 6、 1 4波長板 2 7および対物レンズ 4とを一 体に保持する。 分布変化検出部 2 2 9は、 光ディスク 1 0 5から反 射された光束の光強度分布の変化を検出する。
光源 2 0 1から放射された光は、 偏光ビームスプリッタ 2 2 5に P偏光で入射して透過する。 そして、 光はコリメートレンズ 2 0 3 で平行光束とされて、 偏光性回折素子 2 2 6に入射し、 そのまま透 過して 1 Z 4波長板 2 2 7に入射する。 1 Z 4波長板 2 2 7を通過 した光は円偏光となって、 対物レンズ 2 0 4に入射し、 対物レンズ 2 0 4により光ディスク 1 0 5の情報記録面に集光される。
光ディスク 1 0 5で反射された光は、 再び対物レンズ 2 0 4を通 過し 1 Z 4波長板 2 2 7に入射する。 1 Z 4波長板 2 2 7を通過し た光は、 今度は往路の P偏光と直交する直線偏光となって、 偏光性 回折素子 2 2 6に入射する。 偏光性回折素子 2 2 6に入射した光は. 偏光方向が往路の偏光と直交しているので、 今度はほとんどすべて が回折される。 偏光性回折素子 2 2 6によって複数の光束に分割さ れると、 回折された光はコリメートレンズ 2 0 3を経て、 偏光ビ一 ムスプリッタ 2 2 5に入射する。 この偏光は S偏光なので、 ここで すべて反射されて受光部 2 0 7に導かれる。
偏光性回折素子 2 2 6で分割された光は、 受光部 2 0 7で検出さ れて T E信号生成に使われる信号として T E信号生成部 2 0 9に導 かれる。 また、 偏光性回折素子 2 2 6で分割され、 受光部 2 0 7で 検出された光強度分布変化信号検出に使われる信号は、 光強度分布 変化信号検出部 2 2 9に導かれる。
これら 2つの T E信号生成部 2 0 9および分布変化信号検出部 2
2 9で検出された 2つの信号は、 オフセッ ト補正部 2 1 0に導かれ る。 オフセッ ト補正部 2 1 0では、 検出光束 （光ディスクから反射 されて偏光性回折素子 2 2 6に入射した光束を意味する。 ） の光強 度分布変化により生じる T E信号のオフセットが小さくなるように 補正係数が設定され、 所定の演算処理が施されて、 そのオフセット が補正された T E信号を生成する。 このオフセットを補正された T E信号を用いてトラッキング制御が行われる。 偏光性回折素子 2 2 6での光束分割方法は、 図 1 3に示した回折素子 2 0 6と同様であ る。 図 1 3を参照しながら説明すると、 光束の光強度分布変化を検 出するために光束が通過する領域として、 領域 6 a、 6 b、 6 e、 6 f の 4つの領域を用い、 T E信号を検出するための光束が通過す る領域として、 領域 6 cおよび 6 dの 2つの領域を用いる。
本実施形態によれば、 対物レンズ 4と光分割手段としての偏光性 回折素子 2 2 6はホルダ一 2 2 8によって一体となっており、 トラ ッキングの制御の際にも、 それらは一体となって移動するように構 成している。 この構成によれば、 対物レンズ 2 0 4が移動しても、 偏光性回折素子 2 2 6に対する検出光束の位置は移動しないので、 領域 6 a〜 6 ίを通過した光束によって、 前述した情報トラックピ ツチのムラや、 前述した反射率が異なる情報卜ラックの境界で生じ る検出光束の光強度分布変化を検出することができる。 従って、 対 物レンズの移動に伴い生じる T E信号のオフセットを気にせずに、 情報トラックピッチのむらや、 反射率が異なる情報トラックの境界 で生じるオフセット変動を補正するようにオフセッ卜補正係数を決 定することができる。 よって、 それらの影響で生じるトラッキング 誤差を一層低減することができる。
また、 偏光性回折素子 2 2 6が図 1 6に示すように反射光を分割 するときは、 検出光束位置が移動しないとともに、 T E信号非検出 領域 1 9 gの幅 W 2を、 同図の W 1と実質的に一致させることが可 能となる。 すると、 前述のように、 反射率が異なる情報トラックの 境界で生じるフォーカス位置によるオフセット変動の変化の原因を より多く取り除くことができ、 その影響で生じる T E信号のオフセ ッ トをより一層低減することができる。
以上のように、 本実施形態により、 光分割手段を対物レンズと一 体で動くように構成し、 かつ、 その光分割手段において、 実施形態 3または実施形態 4による光分割手段と同様に光を分割することに より、 情報トラックピッチのむら、 および隣接する情報トラックの 反射率が異なる場合に生じる T E信号のオフセット変動の低減を中 心に考えて、 オフセッ ト補正係数を設定することが可能となり、 そ れらを原因とする T E信号のオフセットをより一層低減できる。
(実施形態 6 )
図 2 1は、 本実施形態による光学ヘッ ドの構成を示す。 本実施形 態による光学ヘッドは、 実施形態 1による光学ヘッド 2 2 0 (図 1 2) に対し、 さらにゥォブル信号検出部 240を付加して構成され ている。 以下では、 ゥォブル信号検出部 240に関連する構成およ び動作のみを説明する。 その他の構成および動作は実施形態 1によ る光学ヘッ ド 2 2 0と同じであるため、 それらの説明は省略する。 まず、 ゥォブル信号が検出されるまでの信号の流れを説明する。 図 2 1において、 受光部 2 0 7で検出された各受光信号は、 それぞ れ位置信号検出部 2 0 8および TE信号生成部 2 0 9へ送られる。 位置信号検出部 2 0 8は対物レンズ位置信号を検出し、 TE信号生 成部 2 0 9は T E信号を検出する。 これら 2つの信号は、 オフセッ ト補正部 2 1 0に導かれ、 オフセット補正係数 k 1を用いて所定の 演算が施されて、 補正後の TE信号が得られる。 前述の実施形態 1 と同じ要領に従うと、 TE信号は次式で表される。
TE= 6 c - 6 d - k l (6 a + 6 e - 6 b ~ 6 f ) (式 9 ) また、 位置信号検出部 2 0 8からの対物レンズ位置信号、 TE信 号生成部 9からの TE信号はゥォブル信号検出部へも送られる。 ゥ ォブル信号検出部 240に導かれた 2つの信号は補正係数 k 2を用 いて所定の演算が実行され、 ゥォブル信号 WTEが得られる。 アド レス情報等は、 このゥォブル信号 WTEを用いて検出される。 同様 に、 実施形態 1と同様に表記すると、 ゥォブル信号 WTEは次式で 表される。
WT E = ( 6 c - 6 d ) - k 2 ( 6 a + 6 e - 6 b - 6 f ) (式 1 0) ここで、 オフセット補正係数 k 1は、 トラッキング制御を行って いないときに光スポッ 卜が情報卜ラックを横切ることにより生じる TE信号波形を観測し、 対物レンズ 2 04の移動に伴い生じる TE 信号波形のオフセットが小さくなるように設定される。 また、 オフ セット補正係数 k 2は、 トラッキング制御を行っている間に、 ゥォ ブル信号 WT Eで観測されるゥォブル信号のオフセッ ト変動 （ゥォ ブル信号周波数よりも低い周波数のエンベロープ変動） が小さくな るように設定される。
ここで、 図 7 (b) を参照しながら、 対物レンズ位置信号を用い て補正されたゥォブル信号 WT Eの特徴を説明する。 図 7 (b) に よれば、 — 0. 3 2 1 1周辺で± 0. 0 2 111程度、 隣接する情報 トラックが変位していても、 原点および + 0. 3 2 zm周辺では波 形 1 1 7、 1 1 8、 1 1 9は交わっており、 T E信号は変動してい ない。 すなわち、 （式 1 0) で示されるゥォブル信号 WT Eは隣接 する情報トラックの位置変位の影響を受けにくい。 瞵接する情報ト ラックのゥォブル信号は、 その情報トラックに隣接する情報トラッ クの位置変位である。 よって、 その位置変位の影響を受けにくいと いうことは、 ゥォブル信号のクロストークが小さいことを意味して いる。 また、 そのゥォブル信号のクロストークは、 観測されるゥォ ブル信号のオフセット変動となって現れるため、 オフセット補正係 数 2を、 そのオフセッ ト変動が小さくなるように設定することは そのクロストークの低減に大きな効果がある。
以上のように、 本実施形態によれば、 ゥォブル信号のクロス小一 クが低減できるため、 情報トラック溝間のピッチが狭い高密度の光 ディスクであっても、 良好なアドレス検出が可能となる。
なお、 本実施形態の光学へッドを実施形態 1の光学へッ ドの構成 を用いて説明した。 ただしこれは例であり、 他には： 前述の実施形 態 3、 4および 5の光学ヘッ ド、 または前述の従来技術の光学へッ ドに対しても本実施形態は適用できる。 さらに、 光束の情報トラッ ク方向周辺部の領域を分割して、 対物レンズ位置信号又は光強度分 布ずれ信号を検出する手段を有している光学へッドであれば、 どの ようなへッドに対しても適用可能である。
本明細書では、 図 1 3、 1 6および 1 8は回折素子であるとして、 光が通過する領域および遮断される領域を説明した。 しかし、 これ らの図は、 受光部において光を受ける領域および受けない領域を示 していると捉えることもできる。 回折素子に光が通過する領域およ び遮断される領域が存在するということは、 受光部には、 それに対 応してそれらの光を受ける領域および受けない領域が存在するから である。 よって、 回折格子に代えて、 受光部の各領域において、 図 1 3、 1 6および 1 8に関連して説明したような光を受ける機能ま たは受けない機能 （または受けた光を利用しない機能） を持たせて もよい。 産業上の利用可能性
本発明の光学へッド等によれば、 光ディスクの傾きによって生じ る T E信号のずれを低減することができ、 また、 反射率の異なる情 報トラックの境界で生じる T E信号のずれを低減することができる < よって、 そのような光学ヘッ ドを組み込んだ光ディスク装置は、 光 ディスクの情報トラックに対して正確なトラッキング制御を行うこ とができる。

Claims

求 の 範 囲
1 . 反射率の異なる 2以上のトラックを有する記録媒体に対して、 データの書き込みおよび zまたは読み出しを行うための光学へッド であって、
光源と、
前記光源からの光を前記記録媒体のドラックに集光する対物レン ズと、
前記トラックによって回折された回折光の 0次成分と 1次成分と が重なった複数の第 1反射光束を受けて、 前記複数の第 1反射光束 の光量に応じた光量信号を生成する複数の受光領域、 および、 前記 複数の受光領域の間に存在し、 前記 0次成分のみを含む第 2反射光 束を受けない非受光領域を有する受光手段であって、 前記複数の受 光領域間を結ぶ第 1の方向に関して、 前記複数の受光領域間の距離 は前記非受光領域の幅よりも長い受光手段と、
前記光量信号に基づいて卜ラッキングエラー信号を生成するトラ ッキングエラー信号生成手段と
を備えた光学へッド。
2 . 前記第 1の方向に垂直な第 2の方向に関し、 前記複数の受光 領域の長さは、 前記複数の第 1反射光束の幅よりも短い、 請求項 1 に記載の光学へッド。
3 . 前記第 2の方向に関し、 前記複数の受光領域の全長は、 前 ΐ己 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。
4 . 前記光源は波長 λの光を放射し、 前記対物レンズは開口数 Ν Αであり、 前記トラックの周期を Τとしたとき、
0 . 4 4 < λ / ( N A · Τ ) — 1 (式 1 1 )
を満たす前記記録媒体に対して、 データの書き込みおよびノまた は読み出しを行う、 請求項 2に記載の光学ヘッド。
5 . 前記反射光束を、 前記複数の第 1反射光束および前記第 2反 射光束に分割する光分割手段をさらに備えた、 請求項 1に記載の光 学へッ ド。
6 . 反射率の異なる 2以上のトラックを有する記録媒体に対して、 光学へッドを用いてデ一夕の書き込みおよび Zまたは読み出しを行 う装置であって、 前記光学ヘッドは、
光源と、
前記光源からの光を前記記録媒体のトラックに集光する対物レン ズと、
前記トラックによって回折された回折光の 0次成分と 1次成分と が重なった複数の第 1反射光束を受けて、 前記複数の第 1反射光束 の光量に応じた光量信号を生成する複数の受光領域、 および、 前記 複数の受光領域の間に存在し、 前記 0次成分のみを含む第 2反射光 束を受けない非受光領域を有する受光手段であって、 前記複数の受 光領域間を結ぶ第 1の方向に関して、 前記複数の受光領域間の距離 は前記非受光領域の幅よりも長い受光手段と、
前記光量信号に基づいてトラッキングエラー信号を生成するトラ ッキングエラー信号生成手段と、
駆動信号に基づいてレンズの位置を前記卜ラックと平行な方向に 変化させる移動手段とを備えており、
さらに、 前記トラッキングエラー信号に基づいて、 前記記録媒体 上において前記光が前記光ディスクのトラックに沿うように前記レ ンズの位置を制御する制御信号を生成する制御信号生成手段と、 前記制御信号に基づいて前記移動手段を駆動する駆動信号を生成 する駆動手段と
を備えた装置。
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