专利名称：光学头的跟踪误差检测方法及光学头装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及对小型光盘及激光盘等只读型光盘进行重放的光学重放装置或对追加记录型及可擦写型等光盘进行记录重放的光学记录重放装置中所使用的光学头的跟踪误差检测方法及光学头装置。
背景技术：
至今，作为光学头装置，有采用三光束法或推挽法作为跟踪伺服方式的光学头装置。
三光束法如图32所示，使主光束S1及其两侧的辅助光束S2与S3聚焦在光盘的表面上。然后，用光检测器D1及D2检测上述辅助光束S2及S3的盘片反射光，将其差动信号D1-D2作为跟踪信号。
根据推挽法，则如图33(a)及(b)所示，从激光器31出射的光L，利用物镜34聚焦在光盘35的表面，将该光L的反射光利用偏振分光镜33引导至二分割光检测器36。这时，将来自上述二分割光检测器36的受光区D1’及D2’的信号之差动信号D1’-D2’作为跟踪信号。
在三光束法中，成为跟踪信号的辅助光束S2与S3的间隔分开得较大。因此，在光盘中想要从未记录信息的部分向记录信息的部分进行跟踪时，如图32所示，辅助光束S2与辅助光束S3的反射光之差变大。其结果存在的问题是，由于跟踪偏差信号以外的反射光量差的影响，在光检测器D1与D2的差动信号D1-D2中产生跟踪偏移另外，在三光束法中存在的问题是，在光学头组装的阶段中，由于必须正确进行位置调整，使得辅助光束S2及辅助光束S3照射规定的光轨，因此装配很花时间。
再有，在三光束法中还存在的问题是，由于由一个光源要生成三条光束，为了确保记录及重放所用的主光束的光量，必须增大光源输出，因此光源的负担增大，同时功耗增加。
推挽法虽然原理上不会产生上述三光束法的问题，但存在以下那样的问题。
在推挽法中，虽然是检测来自光盘35的反射光的左右光量分布之差并作为跟踪信号，但在该跟踪中当物镜沿径向移动时，如图33(a)所示，由于光盘35的反射光光轴偏移，因此光束中心偏离二分割光检测器36的中心。
另外，在上述光盘35倾斜时，如图33(b)所示，由于来自光盘35的反射光相对于物镜34是倾斜返回，因此反射光中心相对于物镜34产生偏移。
这样，无论在什么情况下，尽管有跟踪，但存在的问题是，来自二分割光检测器36的受光区D1’及D2’的信号之差动信号D1’-D2’产生偏移，不能很好地进行跟踪。
发明内容
因此，本发明的目的在于提供能够很好地进行跟踪控制的光学头的跟踪误差检测方法及光学头装置。
为了解决上述问题，本发明的光学头的跟踪误差检测方法，是在将光源的光用物镜聚焦在光盘表面上并利用来自上述光盘的反射光检测跟踪误差信号的光学头的跟踪误差检测方法中，其特征在于，具有利用光量分配装置使来自上述光盘的反射光入射至第一受光元件及第二受光元件、并与上述物镜沿盘片径向的规定方向位移相对应地使入射至上述第一受光元件的光量增加同时使入射至上述第二受光元件的光量减少的步骤；以及根据上述第一受光元件的输出信号与上述第二受光元件的输出信号之差信号来修正推挽信号、得到跟踪误差信号的步骤。
根据上述构成的光学头的跟踪误差检测方法，上述光量分配装置与物镜沿盘片径向的规定方向位移相对应，使入射至第一受光元件的光量增加，同时使入射至第二受光元件的光量减少。通过这样，上述第一受光元件的输出信号与第二受光元件的输出信号之差信号将根据物镜的位移方向及位移量而变化。因而，由于根据上述第一受光元件的输出信号与第二受光元件的输出信号之差信号，能够修正推挽信号，得到跟踪误差信号，因此能够进行很好的跟踪控制。
另外，本发明的光学头的跟踪误差检测方法，是在将光源的光用物镜聚焦在光盘表面上并利用来自上述光盘的反射光检测跟踪误差信号的光学头的跟踪误差检测方法中，其特征在于，具有利用光量分配装置使来自上述光盘的反射光入射至生成推挽信号用的第一受光元件及生成修正信号用的第二受光元件、并与上述物镜沿盘片径向的规定方向位移相对应地使入射至上述第一受光元件的光量增加同时使入射至上述第二受光元件的光量减少的步骤；以及通过从上述推挽信号减去上述第一受光元件与上述第二受光元件之差输出的信号来检测跟踪误差信号的步骤。
在一实施形态中，上述第一受光元件是生成推挽信号用的受光元件，另外上述第二受光元件是生成修正信号用的受光元件。然后，在得到上述跟踪误差信号的步骤中，通过从上述推挽信号减去上述第一受光元件与上述第二受光元件之差输出的信号，来检测跟踪误差信号。
根据上述构成，由于能够生成不受物镜位移等影响的跟踪误差信号，因此能够进行很好的跟踪控制。
在本说明书中，所谓光盘指的是例如凹坑盘、相变盘及光磁盘等。
一实施形态的光学头的跟踪误差检测方法为，上述第一受光元件是利用光道方向的分割线分割的二分割受光元件。
一实施形态的光学头的跟踪误差检测方法为，上述第一受光元件是利用光道方向的分割线分割的同时再利用径向的分割线分割的四分割受光元件。
一实施形态的光学头的跟踪误差检测方法为，上述第二受光元件是利用光道方向的分割线分割的二分割受光元件。
一实施形态的光学头的跟踪误差检测方法为，上述第二受光元件是利用光道方向的分割线分割的同时再利用径向的分割线分割的四分割受光元件。
另外，本发明的光学头装置，其特征在于，具有包含使光源的光聚焦在光盘表面上的物镜的聚焦光学系统；第一受光元件及第二受光元件；以及将来自上述光盘的反射光引导至上述第一受光元件及上述第二受光元件的信号生成光学系统，上述信号生成光学系统中，设置对上述第一受光元件与上述第二受光元件分配分量的光量分配装置，与上述物镜沿盘片径向的规定方向位移相对应，使入射至上述第一受光元件的光量增加，同时使入射至上述第二受光元件的光量减少，根据上述第一受光元件的输出信号与上述第二受光元件的输出信号之差信号，能够修正推挽信号。
根据上述构成的光学头装置，上述光量分配装置与物镜沿盘片径向的规定方向位移相对应，使入射至第一受光元件的光量增加，同时使入射至第二受光元件的光量减少，这样对第一受光元件与第二受光元件分配光量。通过这样，上述第一受光元件的输出信号与第二受光元件的输出信号之差信号将根据物镜的位移方向及位移量而变化。因而，由于根据上述第一受光元件的输出信号与第二受光元件的输出信号之差信号，能够修正推挽信号，生成跟踪误差信号，能够进行很好的跟踪控制。即，能够构成不因上述物镜的位移等而在跟踪误差信号中产生偏移的光学头装置。
在一实施形态中，上述第一受光元件是生成推挽信号用的受光元件，另外上述第二受光元件是生成修正信号用的受光元件。
根据上述构成的光学头装置，上述光量分配装置与物镜沿盘片径向的规定方向位移相对应，使入射至第一受光元件的光量增加，同时使入射至第二受光元件的光量减少。通过这样，上述第一受光元件的输出信号与第二受光元件的输出信号之差信号将根据物镜的位移方向及位移量而变化。因而，由于通过从上述推挽信号减去第一受光元件与第二受光元件之差输出的信号，能够生成不受物镜位移等影响的跟踪误差信号，因此能够进行很好的跟踪控制。即，能够构成不因上述物镜的位移等而在跟踪误差信号中产生偏移的光学头装置。
另外，由于对上述光盘只照射一束光束，因此光学头的光利用效率提高，同时作为光源的例如激光器的负担也减轻。
另外，能够生成较大的上述推挽信号，利用第一及第二受光元件，根据具有相对光量变化的光束分别生成推挽信号，通过将它们组合，能够抵消光量变化的影响。其结果，由于消除了推挽信号产生的初始偏移，因此在光学头组装时，能够减少调整部位。
另外，由于也能得到较大的上述光道误差信号，因此能够实现稳定的很好的伺服。
另外，本发明的光学头装置，其特征在于，具有包含使光源的光聚焦在光盘表面上的物镜的聚焦光学系统；为了检测跟踪误差信号而引导来自上述光盘的反射光的信号生成光学系统；生成推挽信号用的第一受光元件；以及生成修正信号用的第二受光元件，
与上述物镜沿盘片径向的规定方向位移相对应，入射至上述第一受光元件的光产生位移，上述第一受光元件的信号输出增加，同时入射至上述第二受光元件的光产生位移，上述第二受光元件的信号输出减少。
根据上述构成的光学头装置，与物镜沿盘片径向的规定方向位移相对应，入射至第一受光元件的光量增加，同时入射至第二受光元件的光量减少。通过这样，上述第一受光元件与第二受光元件之差输出将根据物镜的位移方向及位移量而变化。因而，由于通过从上述推挽信号减去第一受光元件与第二受光元件之差输出信号，能够生成不受物镜位移等影响的跟踪误差信号，因此能够进行很好的跟踪控制。即，能够构成不因上述物镜的位移等而在跟踪误差信号中产生偏移的光学头装置。
另外，由于对上述光盘只照射一束光束，因此光学头的光利用效率提高，同时作为光源的例如激光器的负担也减轻。
另外，能够生成较大的上述推挽信号，利用第一及第二受光元件，根据具有相对光量变化的光束分别生成推挽信号，通过将它们组合，能够抵消光量变化的影响。其结果，由于消除了推挽信号产生的初始偏移，因此在光学头组装时，能够减少调整部位。
另外，由于也能得到较大的上述道误差信号，因此能够实现稳定的很好的伺服。
另外，由于不需要采用例如光量分配装置，因此能够减少光学零部件数量，能够降低成本。
一实施形态的光学头装置具有生成上述光盘信号用的第三受光元件；将来自上述光盘的反射光分离成两束光的第一偏振分光镜；以及将上述两束光中的一束分离成包含盘片信号的光及不包含盘片信号的光、并将包含上述信号的光引导至上述第三受光元件同时将不包含上述信号的光通过上述光量分配装置引导至上述第一及第二受光元件的第二偏振分光镜。
根据上述实施形态的光学头装置，能够用光盘用的光学头生成跟踪信号中不产生偏移的伺服信号。
在一实施形态的光学头装置中，上述光量分配装置是衍射效率随入射光的入射位置而变化的衍射光栅元件。
根据上述实施形态的光学头装置，由于上述光量分配装置是衍射光栅元件，因此能够在薄基板上构成光量分配装置，或者能够在其它光学元件上构成，所以容易实现光学头的小型化。
在一实施形态的光学头装置中，上述衍射光栅元件利用径向的分割线被分割成两个区域，该两个区域的衍射效率沿分割线方向具有互相相反的特性。
根据上述实施形态的光学头装置，上述衍射光栅元件利用径向的分割线被分割成两个区域，该两个区域的衍射效率沿分割线方向具有互相相反的特性。即，上述两个区域的一个区域中，例如越是向某一方向前去，衍射效率越低，而与此相反，两个区域的另一个区域中，越是向该某一方向前去，衍射效率越高。因而，由于能够实现在一个衍射光栅元件上具有多个特性的衍射光栅元件，因此能够构成以尽可能少地增加零部件数量为目的的光学头。
在一实施形态的光学头装置中，上述衍射光栅元件是具有凸起及凹槽的浮雕型衍射光栅，上述凸起与上述凹槽的比例从一端向另一端慢慢变化，通过这样衍射效率发生变化。
根据上述实施形态的光学头装置，由于可以采用适于批量生产的浮雕型衍射元件，因此能够避免成本增加。
另外，通过控制上述凸起与凹槽的比例(DUTY)，能够制成特性差异小的元件。
在一实施形态的光学头装置中，上述衍射光栅元件是具有凸起及凹槽的浮雕型衍射光栅，使上述凹槽的深度从一端向另一端慢慢变化，通过这样衍射效率发生变化。
根据上述实施形态的光学头装置，由于可以采用适于批量生产的浮雕型衍射元件，因此能够避免成本增加。
另外，通过控制上述凹槽的深度，能够制成灵敏高的元件。
在一实施形态的光学头装置中，上述光量分配装置是使对于分别入射至上述第一及第二受光元件的光的透射率具有倾斜的滤光片。
根据上述实施形态的光学头装置，由于上述光量分配装置是使对于分别入射至上述第一及第二受光元件的光的透射率具有倾斜的滤光片，因此能够实现灵敏度更高的光量分配装置。
在一实施形态的光学头装置中，上述光量分配装置是透射率或反射率随入射光的入射位置而变化的半透明半反射镜。
根据上述实施形态的光学头装置，由于上述光量分配装置是半透明半反射镜，因此能够将以往的光学头中使用的光学零部件兼用作光量分配装置。因此，能够减少零部件数量，能够实现小型化及减低价格。
一实施形态的光学头装置具有将来自上述光盘的反射光分离成两束光、并将该两束光中的一束引导至上述第二受光元件的偏振分光镜；以及使来自上述两束光中的另一束的一部分光分支、并引导至上述第一受光元件的光分支元件，利用上述第一受光元件的受光，生成聚焦信号及推挽信号，同时利用上述第二受光元件的受光，生成上述光盘的信号。
根据上述实施形态的光学头装置，能够用光盘用的光学头生成跟踪信号中不产生偏移的伺服信号。
另外，由于能够将以往的光学头中使用的光学零部件兼用作光量分配装置，因此能够减少零部件数量，能够实现小型化及降低价格。
在一实施形态的光学头装置中，上述偏振分光镜的不包含盘片信号的分量的透射率或反射率随入射光的入射位置而变化。
在一实施形态的光学头装置中，上述光分支元件是利用径向的分割线被分割成两个区域、而该两个区域中一个区域再利用光道方向的分割线进行二分割共计有三个区域的全息元件。
根据上述实施形态的光学头装置，由于上述光分支元件是具有三个区域的全息元件，因此能够用一个光分支元件及与该分支元件相对应的受光元件生成伺服信号，能够力图实现小型化。
在一实施形态的光学头装置中，上述第一受光元件由利用径向的分割线分割的二分割受光元件及其它两个受光元件构成。
一实施形态的光学头装置，通过在上述二分割受光元件的中心接受来自上述光分支元件的上述两个区域中的另一个区域的衍射光，生成聚焦误差信号，通过上述两个受光元件分别接受来自上述光分支元件中被分割成1/4的两个区域的各衍射光，生成推挽信号。
一实施形态的光学头装置的上述两个受光元件这样配置，使得与来自上述光分支元件中被分割成1/4的两个区域的各衍射光相对。
一实施形态的光学头装置具有生成上述光盘信号用第三受光元件；将来自上述光盘的反射光分离成两束光的偏振分光镜；以及将上述两束光中的一束分离成包含盘片信号的光及不包含盘片信号的光的光分离装置。
根据上述实施形态的光学头装置，能够用光盘用的光学头生成跟踪信号中不产生偏移的伺服信号。
另外，由于用一个光学系统能够检测出上述伺服信号及MO(光磁)信号的全部信号，因此能够力图实现更进一步的小型化。
一实施形态的光学头装置具有生成上述光盘信号用的第三受光元件及生成推挽信号用的受光元件；将来自上述光盘的反射光分离成包含盘片信号的光及不包含盘片信号的光、并将包含该信号的光引导至上述第一及第三受光元件及生成推挽信号用的受光元件的偏振分光镜；以及使一部分光从不包含上述信号的光中分支并引导至上述第一及第二受光元件的光分支元件。
根据上述实施形态的光学头装置，能够用光盘用的光学头生成跟踪信号中不产生偏移的伺服信号。
另外，由于能够简单构成修正上述推挽信号用的信号生成光学系统，因此容易制成光学头装置。
一实施形态的光学头装置的上述光分支元件是沿光道方向产生衍射的衍射光栅元件，上述光量分配装置是衍射效率随入射光的入射位置而变化的衍射光栅元件，是上述光分支元件即衍射光栅元件的衍射光输入至上述光量分配装置即衍射光栅元件，通过用上述第一及第二受光元件接受上述光量分配装置即衍射光栅元件的0级光及±1级光，生成上述修正信号。
根据上述实施形态的光学头装置，由于上述光分支元件是沿光道方向产生衍射的衍射光栅元件，上述光量分配装置是衍射效率随入射光的入射位置而变化的衍射光栅元件，因此能够以比较简单的构成来生成修正推挽信号用的信号、即修正信号。
一实施形态的光学头装置具有生成上述光盘信号用的第三受光元件；将来自上述光盘的反射光分离成包含盘片信号的光和不包含盘片信号的光、并将包含该信号的光引导至上述第三受光元件的偏振分光镜；以及使不包含上述信号的光一部分分支、并引导至上述第一及第二受光元件的光分支元件，利用上述第一及第二受光元件的受光，生成聚焦信号及推挽信号。
根据上述实施形态的光学头装置，能够用光盘用的光学头生成跟踪信号中不产生偏移的伺服信号。
另外，由于能够简单构成MO(光磁)信号生成光学系统，因此容易制成光学头装置。
在一实施形态的光学头装置中，上述光分支元件是利用径向的分割线分割成两个区域、而上述两个区域利用光道方向的分割线再分别进行二分割的共计有四个全息元件，上述两个区域的衍射效率沿径向的分割线方向具有互相相反的特性。
根据上述实施形态的光学头装置，具有上述光分支元件是具有四个区域的全息元件，因此用一个光分支元件及与该分支元件相对应的受光元件，能够生成伺服信号，能够力图实现小型化。
在一实施形态的光学头装置中，上述光分支元件是利用径向的分割线分割成两个区域、而这两个区域中的一个区域利用光道方向的分割线进行二分割的共计有三个区域的全息元件，上述两个区域的衍射效率沿径向的分割线方向具有互相相反的特性。
根据上述实施形态的光学头装置，由于上述光分支元件是具有三个区域的全息元件，因此用一个光分支元件及与该分支元件相对应的受光元件，能够生成伺服信号，能够力图实现小型化。
另外，由于与上述光分支元件的区域分割数相对应的受光元件只要较少的数量即可，因此能够简化光学头装置的结构。
一实施形态的光学头装置在上述光分支元件与上述第一及第二受光元件之间配置上述光量分配装置。
根据上述实施形态的光学头装置，在来自光源的光透过光通过光分支元件后面向光盘时，光分支元件本身虽没有分量分配功能，但由于在光分支元件与第一及第二受光元件之间配置光量分配装置，因此能够利用光量分配装置对通过光分支元件的光量进行分配。
另外，由于上述光分支元件本身没有光量分配功能，因此光束的光强度分布不会因光分支元件而变化，对光盘表面上的聚焦点没有不好的影响。
一实施形态的光学头装置的上述光分支元件是利用光道方向的分割线分割成两个区域的全息元件，通过用上述第一及第二受光元件接受来自上述两个区域的衍射光，生成聚焦误差信号及推挽信号，上述光量分配装置是衍射效率随入射光的入射位置而变化的衍射光栅元件，通过用上述第二受光元件接受上述衍射光栅元件的±1级衍射光，生成上述修正信号。
根据上述实施形态的光学头装置，由于上述光量分配装置是衍射光栅元件，能够使用该衍射光栅元件的衍射光的0级光及±1级光的全部光，用于检测伺服信号，因此能够生成噪声少质量好的伺服信号。
在一实施形态的光学头装置中，上述第一偏振分光镜或上述偏振分光镜配置在上述光源与将上述光源的光变换成平行光的准直透镜之间。
根据上述实施形态的光学头装置，由于能够紧凑地设计出是主要零部件的上述第一偏振分光镜或上述偏振分光镜、以及在这之后构成的MO信号及伺服信号检测用的光学系统，因此能够力图实现小型化及减轻重量。
在一实施形态的跟踪误差检测方法或光学装置中，上述光盘是凹坑盘。
根据上述实施形态的光学头装置，对于偏心及表面摆动等较大的大批量生产的凹坑(ROM)盘，在进行伺服时，多数情况下物镜位移较大，但即使在那样的情况下，也不产生跟踪偏移，能够稳定地重放信号。
在一实施形态的跟踪误差检测方法或光学头装置中，上述光盘是相变盘。
根据上述实施形态的光学头装置，尽管要与记录时需要高输出的光功率的相变盘相对应，但由于能够实现单光束方式的光学头，因此光利用效率高，光源即激光器的负担少，能够减少功耗。
在一实施形态的跟踪误差检测方法或光学头装置中，上述光盘是光磁盘。
根据上述实施形态的光学头装置，尽管要与记录时需要高输出的光功率的光磁盘相对应，但由于能够实现单光束方式的光学头，因此光利用效率高，光源即激光器的负担少，能够减小功耗。
一实施形态的光学头装置的上述光量分配装置与上述光分支元件形成在同一基板上，上述光量分配装置形成在上述基板的一个表面，上述光分支元件形成在上述基板的另一个表面。
根据上述实施形态的光学头装置，由于上述光量分配装置与光分支元件形成在同一基板上，因此能够减少零部件数量。
另外，在光学头组装时，由于不需要调整基板正面与反面的位置关系，因此能够力图缩短组装时间。
另外，本发明的光盘装置，其特征在于，具有上述光学头装置。
附图简单说明
图1为本发明实施形态1的光学头装置的简要构成图。
图2(a)及(b)为说明上述实施形态1的光学头装置的伺服信号检测光学系统用的示意图。
图3为说明上述实施形态1的光学头装置的衍射元件用的示意图。
图4所示为上述衍射元件的衍射效率的曲线图。
图5所示为上述实施形态1的光学头装置在物镜偏移时的推挽信号曲线图。
图6所示为上述实施形态1的光学头装置的跟踪误差信号曲线图。
图7所示为上述实施形态1的光学头装置的受光元件灵敏度与受光元件的受光面位置的关系图。
图8所示为上述实施形态1的光学头装置的受光元件变形例的示意图。
图9所示为上述实施形态1的光学头装置的受光元件变形例的示意图。
图10所示为上述实施形态1的光学头装置一具体例中物镜偏移时的推挽信号曲线图。
图11所示为上述实施形态1的光学头装置一具体例中跟踪误差信号的曲线图。
图12为本发明实施形态2的光学头的装置简要构成图。
图13所示为上述实施形态2的光学头装置的受光元件变形例的示意图。
图14所示为上述实施形态2的光学头装置的受光元件变形例的示意图。
图15为本发明实施形态3的光学头装置的简要构成图。
图16为说明上述实施形态3的光学头装置的伺服信号检测光学系统用的示意图。
图17所示为上述实施形态3的光学头装置变形例的示意图。
图18为本发明实施形态4的光学头装置的简要构成图。
图19为说明上述实施形态4的光学头装置的受光元件构成用的示意图。
图20所示为上述实施形态4的光学头装置变形例的示意图。
图21为本发明实施形态5的光学头装置的简要构成图。
图22(a)及(b)为说明上述实施形态5的光学头装置的伺服信号检测光学系统用的示意图。
图23为说明上述实施形态5的光学头装置的衍射元件用的示意图。
图24所示为上述实施形态5的光学头装置的受光元件变形例的示意图。
图25为本发明实施形态6的光学头装置的简要构成图。
图26为说明上述实施形态6的光学头装置的伺服信号检测光学系统用的示意图。
图27所示为上述实施形态6的光学头装置的伺服信号检测光学系统变形例的示意图。
图28为本发明实施形态7的光学头装置的简要构成图。
图29(a)、(b)、(c)及(d)为说明上述实施形态7的光学头装置的伺服信号检测光学系统用的示意图。
图30为本发明实施形态8的光学头装置的简要构成图。
图31为说明上述实施形态8的光学头装置的伺服信号检测光学系统用的示意图。
图32为说明以往的光学头装置的跟踪伺服方式即三光束法用的示意图。
图33(a)及(b)为说明以往的光学头装置的跟踪伺服方式即推挽法用的示意图。
具体实施例方式
下面根据图示的实施形态，详细说明本发明的光学头装置。
(实施形态1)图1所示为本发明实施形态1的光学头装置的简要构成图。该光学装置具有用物镜使作为光源的半导体激光器1的光聚焦在光盘5的表面上的聚焦光学系统、为了检测跟踪误差信号而引导来自光盘5的反射光的信号生成光学系统、以及生成推挽信号及修正信号用的光检测器13。
根据上述构成的光学头装置，从半导体激光器1出射的光在利用准直透镜2变换成平行光后，透过第一偏振分光镜3，利用物镜4在光盘5的表面形成光点。然后，来自上述光盘5的反射光再利用物镜4变成平行光，一部分光用第一偏振分光镜3反射。
用上述第一偏振分光镜3反射的光中，含有光磁信号分量的光再用第二偏振分光镜6反射后，利用渥拉斯顿棱镜7分离成两个偏振分量，通过聚焦透镜8入射至光检测器9的受光元件9a及9b。通过这样，上述光盘5中记录的信息被重放。
另一方面，不用上述第二偏振分光镜6反射而透过第二偏振分光镜6的光，利用作为光量分配装置的衍射元件10产生衍射后，通过柱面透镜11及聚焦透镜12，将±1级衍射光及0级衍射光入射至光检测器13。通过这样，检测出伺服信号(聚焦误差信号FES及跟踪误差信号TES)。
图2(a)所示为将这样的光学系统中有关伺服信号检测的信号生成系统部分加以放大的放大图。
下面用图2(a)，说明聚焦误差信号FES的生成方法。
上述0级衍射光通过柱面透镜11及聚焦透镜12，作为具有象散现象的光束光点，照射作为第一受光元件的四分割受光元件13a。
上述四分割受光元件13a如图2(b)所示，具有四个受光区A、B、C、D。将该各受光区A、B、C、D的输出作为OA、OB、OC、OD，利用象散法，通过以下的式(1)的运算，能够生成聚焦误差信号FES。
FES＝(OA+OD)-(OB+OC) ……(1)下面说明跟踪误差信号TES的生成原理。
根据自上述光学系统落在四分割受光元件13a的各受光区A、B、C、D的0级衍射光的光点，通过以下的式(2)的运算，能够生成推挽信号PP。
PP＝(OA+OC)-(OB+OD) ……(2)在将该推挽信号PP作为跟踪误差信号TES时，如上述问题中所提出的那样，因OL(物镜)位移而产生偏移。
因此，用以下所示的方法生成偏移修正信号SHFT，再通过以下的式(3)所示的运算，生成不受OL位移影响的TES信号。
TES＝PP-γ×(SHFT) ……(3)下面说明上述偏移修正信号SHFT的生成方法。
在图2(a)的光学系统中，衍射元件10具有衍射效率随光入射面位置而慢慢变化那样的特性。
具体来说，例如如图3所示，在衍射元件10中，光栅间距P在遍及整个面上是相同的，而凸起10a的宽度L与凹槽10b的宽度G的比例在变化。在设凹槽10b占上述光栅间距P的比例为DUTY(＝G/P)时，DUTY从光栅元件10的图中的左端至图中的右端线性变化。由于衍射元件10具有这样的结构，因此入射至衍射元件10的光中，越是右边入射的光，其±1级衍射光越减少。反之，越是右边入射的光，其0级衍射光越增加。
例如，在设光源波长为405nm、衍射元件10为采用石英玻璃基板的浮雕型衍射光栅元件、槽深为0.33μm时，如图4所示，若DUTY在0.6～0.85范围内变化，则0级衍射效率在0.17～0.56范围内变化，(+1级)+(-1级)衍射效率在0.64～0.15范围内变化。
另外，作为使衍射效率变化的其它方法，还有使槽深慢慢变化的方法。在这种情况下，±1级衍射效率在其槽深相当于光的一个波长大小时为最大，比其深或浅，衍射效率都减少。因此，上述槽深在比一个波长大小要浅的范围内形成凹槽时，设光栅间距及DUTY在整个面上一定，采用槽深从衍射元件的一端至另一端线性变浅的结构，通过这样，入射至衍射元件的光中，越是入射至另一端的光，其±1级衍射光越减少。另外，上述槽深在比一个波长大小要深的范围内形成凹槽时，设光栅间距及DUTY在整个面上一定，采用槽深从衍射元件的一端至另一端线性变深的结构，通过这样，入射至衍射元件的光中，越是入射至另一端的光，其±1级衍射光越减少。
根据上述衍射元件10的特性，如图2(b)所示，落在光检测器13的四分割受光元件13a的0级衍射光的光点强度分布具有越是图中的下侧部分越亮的分布。另外，落在配置在上述四分割受光元件13a两侧的、作为第二受光元件的受光元件13b及13c的受光区E及F的±1级衍射光的光点强度分布具有越是图中的下侧部分越暗的分布。这样的分布是由于利用上述柱面透镜11的作用而使衍射元件10的像在受光面上旋转90度而产生的。
这时，在上述物镜4向图1中的左侧方向位移、在衍射元件10上光束向图2(a)中的右侧方向位移时，在光检测器13上光束光点向图2(a)的纸面的朝外方向位移，落在四分割受光元件13a的受光区A、B、C、D的0级衍射光的光点强度分布在整体上变亮，而落在受光元件13b及13c的受光区E及F的±1级衍射光的光点强度分布在整体上变暗。相反，在上述物镜4向图1中的右侧方向位移、在衍射元件10上光束向图2(a)中的左侧方向位移时，在光检测器13上光束光点向图2(a)的纸面的朝里方向位移，落在四分割受光元件13a的受区A、B、C、D的0级衍射光的光点强度分布在整体上的变暗，而落在受光元件13b及13c的受光区E及F的±1级衍射光的光点强度分布在整体上变亮。
因而，设上述受光区E及F的输出为OE及OF，在OL没有位移的状态下，调整增益α，使得下式成立时，SHFT＝(OA+OC+OB+OD)-α(OE+OF)＝0则OL向图1中的左侧方向位移时，SHFT＞0而OL向图1中的右侧方向位移时，SHFT＜0即，偏移修正信号SHFT成为随OL位移的方向及位移量而变化的偏移信号。
下面所示为上述光学头装置的具体数值例子。
半导体激光器波长 α＝405nm激光器发射角(半值全角)径向(半径) 10°光道方向 25°准直透镜焦距12mm NA0.19物镜焦距3.05mm NA0.65盘片光道间距 0.74μm(纹间表面的间隔)槽深 λ/7DUTY(纹间表面∶凹槽)＝1∶1衍射元件0级衍射效率 35±15％(60～20％)(-1级)+(+1级)衍射效率 35±15％(20～60％)在这样的具体数值例子的光学头装置中，图5所示为在使物镜4位移达到±300μm时的推挽信号PP，图6所示为这时的跟踪误差信号TES。在图5及图6中，图中横轴表示光束对盘片的照射位置，设盘片上的凹槽中心位置为0。
由图5及图6可知，推挽信号PP因OL位移而在信号中存在偏移，但跟踪误差信号TES能够完全去除偏移。
上述实施形态1也可以采用将S偏振光分量全部反射、而对于P偏振光分量的透射反射特性的透射效率或反射效率随膜的光入射面位置而慢慢变化的偏振分光镜，来代替所采用的第二偏振分光镜6。在这种情况下，在该偏振分光镜与柱面透镜11之间不配置衍射元件10，能够使四分割受光元件13a及受光元件13b及13c上的光量变化。
在用上述偏振分光镜时，若设MO信号检测用的受光元件9a及9b的各元件输出为OE‘及OF’’，则聚焦误差信号FES及跟踪误差信号TES可以为FES＝(OA+OD)-(OB+OC)TES＝PP-α×SHFT式中，推挽信号PP及偏移修正信号SHFT为PP＝(OA+OC)-(OB+OD)SHFT＝(OA+OB+OC+OD)-β(OE‘+OF’’)另外，对于上述受光元件9a及9b，也可以分别利用光道方向的分割线进行二分割。即，也可以采用具有两个受光区E1’及E2’的二分割受光元件，以代替上述受光元件9a，同时采用具有两个受光区F1’及F2’的二分割受光元件代替受光元件9b。在这种情况下，若设这些各受光区E1’、E2’、F1’、F2’的输出为OE1’、OE2’、OF1’、OF2’，则推挽信号PP及偏移修正信号SHFT可以为PP＝[(OA+OC)-(OB+OD)]+β[(OE1’-OE2’)+(OF1’-OF2’)]SHFT＝(A+B+C+D)-α(E1’+E2’+F1’+F2’)在这种情况下，能够去除推挽信号PP产生的初始偏移，具有减少调整部位的效果。
另外，在上述实施形态1中，是采用四分割受光元件13a及受光元件13b和13c上的光量随入射至衍射元件10的光的位置而变化的结构的，但也可以采用例如衍射元件10的透射衍射效率不随光入射位置而变化的结构(光栅的DUTY及槽深在整个面上相同)，采用使受光灵敏度随四分割受光元件13a及受光元件13b和13c的位置而变化的结构。若是例如如图7所示，受光区A、B、C、D的受光灵敏度越是向纸面的朝外方向(图2(b)中的向下)而去越是近似线性升高，而受光区E、F的受光灵敏度越是向纸面的朝外方向(图2(b)中的向下)越是近似线性降低，采用这样的结构，则在OL没有位移的状态下，调整增益α，使得下式成立时，SHFT＝(OA+OB+OC+OD)-α(OE+OF)＝0OL向图中的左侧方向位移时，SHFT＞0而OL向图1中的右侧方向位移时，SHFT＜0
另外，例如如图8所示，在四分割受光元件13a及受光元件13b和13c的上方设置对入射至四分割受光元件13a及受光元件13b和13c的光的透射率变化的滤光片101a、101b、101c、以代替使受光元件灵敏度变化的情况，也能够得到与本实施形态1同样的效果。
或者，在四分割受光元件13a及受光元件13b和13c的上方设置DUTY或槽深线性变化的衍射元件，也能够得到与本实施形态1同样的效果。即，在四分割受光元件13a及受光元件13b和13c的上方设置具有衍射效率随光入射面位置而慢慢变化那样的特性的衍射元件，也能够得到与本实施形态1同样的效果。
另外，也可以如图9所示，采用二分割受光元件13d及13e，代替上述受光元件13b及13c。上述受光元件13d及13e分别具有两个受光区E1、E2、F1、F2。在这种情况下，设这些各受光区E1、E2、F1、F2的输出为OE1、OE2、OF1、OF2，则推挽信号PP及偏移修正信号SHFT可以为PP＝[(OA+OC)-(OB+OD)]+(OE1-OE2)+(OF1-OF2)SHFT＝(OA+OB+OC+OD)-α(OE1+OE2+OF2+OF2)在这种情况下，能够去除推挽信号PP产生的初始偏移，具有减少调整部位的效果。
下面所示为上述光学头装置的其它具体数值例子。
半导体激光器波长 α＝405nm激光器发射角(半值全角)径向(半径) 10°光道方向 25°准直透镜焦距12mm NA0.19物镜焦距3.05mm NA0.65盘片光道间距 0.74μm(纹间表面的间隔)槽深 λ/7DUTY(纹间表面∶凹槽)＝1∶1衍射元件0级衍射效率 35±15％(60～20％)(-1级)+(+1级)衍射效率 35±15％(20～60％)在这样的具体数值例子的光学头装置中，图10所示为在使物镜4位移达到±300μm时的推挽信号PP，图11所示为跟踪误差信号TES。在图10及图11中，图中横轴表示光束对盘片的照射位置，设盘片上的凹槽中心位置为0。
由图10及图11可知，推挽信号PP因OL位移而在在信号中存在偏移，但跟踪误差信号TES能够完全去除偏移。另外，与上述受光元件13b及13c未被分割的情况相比，跟踪误差信号TES的振幅增大。
通过这样，能够实现稳定的跟踪伺服。
(实施形态2)图12所示为本发明实施形态2的光学头装置。根据该光学头装置，从半导体激光器1出射的光在利用准直透镜2变换成平行光后，透过第一偏振分光镜3，利用物镜4在光盘5的表面形成光点。然后，来自上述光盘5的反射光再利用物镜4变成平行光，一部分光用第一偏振分光镜3反射。
用上述第一偏振分光镜3反射的光中，含有光磁信号分量的光再用第二偏振分光镜6反射后，利用渥拉斯顿棱镜7分离成两个偏振分量，通过聚焦透镜8入射至光检测器9的受光元件9a及9b。通过这样，上述光盘5中记录的信息被重放。
另一方面，不用上述第二偏振分光镜6反射而透过第二偏振分光镜6的光，利用第三偏振分光镜14分离成透射光及反射光。该透射光通过柱面透镜11及聚焦透镜12，入射至作为第一受光元件的四分割受光元件13a。而，上述反射光通过聚焦透镜15，入射至作为第二受光元件13a的受光元件16。检测出伺服信号(聚焦误差信号FES及跟踪误差信号TES)。
下面说明这样的光学系统中的伺服信号检测。
上述第三偏振分光镜14的透射光通过柱面透镜11及聚焦透镜12，作为具有象散现象的光束光点，照射四分割受光元件13a的未图示的受光区A、B、C、D。
这时，设这些各受光区A、B、C、D的输出为OA、OB、OC、OD，则利用象散法，通过以下的式(21)的运算，能够生成聚焦误差信号FES。
FES＝(OA+OD)-(OB+OC)……(21)下面说明跟踪误差信号TES的生成原理。
根据自上述光学系统落在四分割受光元件13a的各受光区A、B、C、D的0级衍射光的光点，通过以下的式(22)的运算，能够生成推挽信号PP。
PP＝(OA+OC)-(OB+OD) ……(22)在将该信号PP作为跟踪误差信号TES时，如上述问题中所提出的那样，因OL位移而产生偏移。
因此，用以下所示的方法生成偏移修正信号SHFT，再利用下式生成不受OL位移影响的TES信号。
TES＝PP-γ×(SHFT)。
下面说明上述偏移修正信号SHFT的生成方法。
在图12的光学系统中，上述第三偏振分光镜14的膜面S的透射反射特性具有透射效率或反射效率随膜的光入射面位置而慢慢变化的那样的特性。
具体来说，例如上述第三偏振分光镜14具有膜面S的透射率具有从图12中的下侧至图12中的上侧线性减少的结构。这时，上述第三偏振分光镜14的膜面S的反射率则相反，即线性增加。即，上述第三偏振分光镜14具有膜面S的反射率从图12中的下侧至图12中的上侧线性增加的结构。
由于第三偏振分光镜14的膜面S具有这样的结构，因此越是入射至第三偏振分光镜14的图12中的上部的光，其透射光越减少。另外，与它相反，越是入射至第三偏振分光镜14的图12中的上部的光，其反射光越增加。通过这样，落在上述四分割受光元件13a的光点强度分布具有越是图12中的下侧部分越亮的分布。另外，落在上述受光元件16的光点强度分布具有越是图12中的左侧部分越暗的分布。
在上述物镜4向图12中的右侧方向位移时，在第三偏振分光镜14的膜面S上的光束光点向图12中的下侧方向位移，落在四分割受光元件13a的光的光点强度分布在整体上变亮，落在受光元件16的光的光点强度分布在整体上变暗。反之，在上述物镜4向图12中的左侧方向位移时，在第三偏振分光镜14的膜面S上的光束光点向图12中的上侧方向位移，落在四分割受光元件13a的光的光点强度分布在整体上变暗，落在受光元件16的光的光点强度分布在整体上变暗。
因而，设上述受光元件16的元件输出为OE11，在OL没有位移的状态下，调整增益α，使得下式成立时，SHFT＝(OA+OB+OC+OD)-α(OE11)＝0OL向图12中的右侧方向位移时，SHFT＞0而OL向图12中的左侧方向位移时，SHFT＜0即，偏移修正信号SHFT成为随OL位移的方向及位移量而变化的偏移信号。
在上述实施形态2中，是采用受光元件16及四分割受光元件13a上的光亮随入射至第3偏振分光镜14的光的位置而变化的那样的结构，但也可以采用例如第3偏振分光镜14的透射反射效率不随光入射位置而变化的是一定的结构，是采用使受光灵敏度随受光元件16及分割受光元件13a的位置而变化的结构。例如，若上述的分割受光元件13a的受光灵敏度越是向图12中的上侧方向越是近似线性降低，受光元件16的受光灵敏度越是向图12中的右侧方向越是近似线性升高，采用这样的结构，则TES＝PP-γ×(SHFT)在OL没有位移的状态下，调整增益α，使得下式成立时，SHFT＝(OA+OB+OC+OD)-α(OE11)＝0则OL向图12中的右侧方向位移时，SHFT＞0而OL向图12中的左侧方向位移时。
SHFT＜0另外，也可以例如如图13所示，在四分割受光元件13a及受光元件16的上方设置对入射的光透射率变化的滤光片102或衍射元件10，以代替使受光元件灵敏度变化的情况。在这种情况下，也能够得到与使受光元件灵敏度变化同样的效果。
另外，上述受光元件16也可以被二分割。即，也可以如图14所示。采用具有两个受光区E21及E22的二分割受光元件103，以代替采用上述受光元件16。在这种情况下，设上述受光区E21及E22的输出为OE21及OE22，则推挽信号PP及偏移修正信号SHFT可以为PP＝[(OA+OC)-(OB+OD)]+(OE21-OE22)SHFT＝(OA+OB+OC+OD)-α(OE21+OE22)在这种情况下，能够去除推挽信号PP产生的初始偏移，具有减少调整部位的效果。
(实施形态3)图15所示为本发明实施形态3的光学头装置的简要构成图。根据该光学头装置，从半导体激光器1出射的光透过衍射元件18，并利用准直透镜2变换成平行光后，透过偏振分光镜33，利用物镜4在光盘5的表面形成光点。然后，来自上述光盘5的反射光再利用物镜4变成平行光，入射至偏振分光镜33。
然后，上述偏振分光镜33的入射光中，含有光磁信号分量的光再用偏振分光镜33反射后，利用渥拉斯顿棱镜7分离成两个偏振分量，通过聚焦透镜8射至光检测器17的作为第2受光元件的受光元件17a及17b。通过这样，上述光盘5中记录的信息被重放。
另一方面，不用上述偏振分光镜33反射而透过偏振分光镜33的光，通过准直透镜2，入射至衍射元件18，用该衍射光栅18产生衍射，入射至光检测器19。
上述衍射元件18如图16所示，具有例如三个区域A1，A2，A3。利用该区域A1产生的衍射光，聚焦在作为第1受光元件的二分割受光元件19a的中心，即受光区与受光区H的边界线上，利用区域A2产生的衍射光，聚焦在作为第1受光元件19b的受光区J的中心，利用区域A3产生的衍射光，聚焦在作为第1受光元件的受光元件19c的受光区K的中心。
这时，设上述受光区G，H，J，K的输出为OG，OH，OJ，OK，则利用刀口法，通过以下的式(31)的运算，能够生成聚焦误差信号FES。
FES＝OG-OH……(31)下面说明跟踪误差信号FES的生成原理。
利用上述光学系统，通过以下的式(32)的运算，能够生成推挽信号PP。
PP＝OJ-OK……(32)在该推挽信号PP作为跟踪误差信号TES时，如上述问题中所提出的那样，因OL位移而产生偏移。
因此，用以下所示的方法生成偏移修正信号SHFT，再通过以下的式(33)的运算，生成不受OL位移影响的TES信号。
TES＝PP-γ(SHFT) ……(33)下面说明上述偏移修正信号SHFT的生成方法。
在图15的光学系统中，偏振分光镜33是为了检测MO信号用的，反射及透射率随偏振方向而异的所谓偏振分光镜。即，在上述偏振分光镜33中，将S偏振光分量全部反射，而对于P偏振光分量的透射反射特性的透射效率或反射效率随膜的光入射面位置而慢慢变化。
具体来说，例如上述偏振分光镜33具有反射率从图15中的下端至图15的上端线性减少的结构。这时，上述偏振分光镜33具有投射率从图15中的下端至图15的上端线性增加的结构。
由于偏振分光镜33具有这样的结构，入射至偏振分光镜33的P偏振光中的透射光，越是入射至图15中的右侧的光越减少。与此相反，入射至偏振分光镜33的P偏振光中的反射光。越是入射至图15中的右侧的光越增加。
在上述物镜4例如向图15中的右侧方向位移时，透过偏振分光镜33并利用衍射元件18产生衍射的P偏振光的光点强度(OG+OH+OJ+OK)在整体上变暗，而用偏振分光镜33反射并入射至MO信号检测用的受光元件17a及17b的光的光点强度(OL+OM)在整体上变亮。另外，设L及M为受光元件17a及17b的受光区，设OL为受光区L的输出，设OM为受光区M的输出。
因而，在OL没有位移的状态下，调整增益α，使得下式成立时，SHFT＝(OG+OH+OJ+OK)-α(OL+OM)＝0则OL向图15中的右侧方向位移时，SHFT＜0而OL向图15中的左侧方向位移时，SHFT＞0即，偏移修正信号SHFT成为随OL位移的方向及位移量而变换的偏移信号。
另外，在图15的光学系统中，偏振分光镜33是处于平行光路中，但也可以如图17所示，偏振分光镜33处于准直透镜2与半导体激光器1之间的发散光路中，即，也可以将偏振分光镜33配置在上述准直透镜2与衍射元件18之间。
另外，在上述实施形态3中，是采用二分割受光元件19a及受光元件19b和19c上的光量随入射至偏振分光镜33的P偏振光的位置而变化的结构的，但也可以采用例如偏振分光镜的透射反射效率不随光入射位置而变化的结构，是采用使受光灵敏度随二分割受光元件19a及受光元件19b和19c的位置而变化的结构。
另外，采用例如对入射至二分割受光元件19a及受光元件19b和19c的光的透射率变化的滤光片，以代替使受光元件灵敏度变化的情况，也能够得到与本实施形态3同样的效果。
(实施形态4)图18所示为本发明实施形态4的光学头装置的简要构成图。根据该光学头装置，从半导体激光器1出射的光在利用准直透镜2变换成平行光后，透过偏振分光镜33，利用物镜4在光盘5上形成光点。
来自上述光盘5的反射光再利用物镜4变成平行光，一部分光用偏振分光镜反射。用该偏振分光镜33反射的光中，含有光磁信号分量的光再利用作为光分离装置的三束渥拉斯顿棱镜107分离成三束光后，利用衍射元件10产生衍射，0级衍射光及±1级衍射光通过柱面透镜11及聚焦透镜12，入射至光检测器13。通过这样，由于检测出伺服信号及MO信号，因此伺服信号及MO信号能够用一个系统的光学系统构成。另外，由于是一个系统的光学系统，因此具有能够大幅度减少组装及调整部位的效果。
下面用图19说明这样的光学系统中的伺服信号检测。
上述0级衍射光通过柱面透镜11及聚焦透镜12，作为具有象散现象的光束光点，照射作为第1受光元件的四分割受光元件13a的受光区A，B，C，D。在设该受光区A，B，C，D的输出为OA，OB，OC，OD时，聚焦误差信号FES利用象散法，通过以下的式(41)的运算能够生成。
FES＝(OA+OD)-(OB+OC) ……(41)另外根据落在作为第3受光元件的受光元件20a及20b的受光区MO1及MO2上的光，检测出MO信号。即，设该受光区MO1及MO2的输出为OMO1及OMO2，则通过以下的式(42)的运算，检测出MO信号。
MO信号＝OMO1-OMO2……(42)下面说明跟踪误差信号TES的生成原理。
利用上述光学系统，根据落在四分割受光元件13a的各受光区A，B，C，D的0级衍射光的光点，通过以下的式(43)的运算，能够生成推挽信号PP。
PP＝(OA+OC)-(OB+OD)……(43)在将该信号PP作为跟踪误差信号TES时，如上述问题中所提出的那样，因OL位移而产生偏移。
因此，用以下所示的方法生成偏移修正信号SHFT，再通过以下的式(44)的运算，生成不受OL位移影响的TES信号。
TES＝PP-γ×(SHFT) ……(44)下面说明偏移修正信号SHFT的生成方法。
在图18的光学系统中，衍射元件10具有衍射效率随光入射面位置而慢慢变化那样的特性。
具体来说，例如如图3所示。在衍射元件10中，光栅间距P在遍及整个面上是相同的，而凸起10a的宽度L与凹槽10b的宽度G的比例在变化。在设凹槽10b占上述光栅间距P的比例为DUTY(＝G/P)时，DUTY从光栅元件10的图中的左端至图中的右端产生线性变化。由于衍射元件10具有这样的结构，因此入射至衍射元件10的光中，越是右边入射的光，其±1级衍射光越减少。反之，越是右边入射的光，其0级衍射光越增加。
例如，在设光源波长为405nm，衍射元件10为采用石英玻璃基板的浮雕型衍射光栅元件，槽深为0.33μm时，如图4所示，若DUTY在0.6～0.85范围内变化，则0级衍射效率在0.16～0.56范围内变化，(+1级)+(-1级)衍射效率在0.64～0.15范围内变化。
另外，作为使衍射效率变化的其他方法，还有使槽深慢慢变化的方法。在这种情况下，±1级衍射效率在其槽深相当于光的一个波长大小时为最大，比其深或浅，衍射效率都减少。因此，上述槽深在比1个波长大小要浅的范围内形成凹槽时，设光栅间距及DUTY在整个面上一定，采用槽深从衍射元件的一端至另一端线性变浅的结构，通过这样，入射至衍射元件的光中，越是入射至另一端的光，其±1级衍射光越减少。另外，上述槽深在比一个波长大小要深的范围内形成凹槽时，设光栅间距及DUTY在整个面上一定，采用槽深从衍射元件的一端至另一端线性变深的结构，通过这样，入射至衍射元件的光中，越是入射至另一端的光，其±1级衍射光越减少。
根据上述衍射元件10的特性，落在四分割受光元件13a的0级衍射光的光点强度分布具有越是图19中的下侧部分越亮的分布。另外，落在配置在上述四分割受光元件13a两侧的，作为第2受光元件的受光元件13b及13c的受光区E及F的±1级衍射光的光点强度分布具有越是图19中的下侧部分越暗的分布。
这时，在上述物镜4向例如某一方向位移时，落在四分割受光元件13a的受光区A，B，C，D的0级衍射光的光点强度分布整体变亮，而落在受光元件13b及13c的受光区E及F的±1级衍射光的光点强度分布整体变暗。另外，在物镜4向上述其一方向相反一侧的方向位移时，落在四分割受光元件13a的受光区A，B，C，D的0级衍射光的光点强度分布整体的变暗，而落在受光元件13b及13c的受光区E和F的±1级衍射光的光点强度分布整体变亮。
因而，设上述受光区E和F的输出为OE及OF，在OL没有位移的状态下，调整增益α，使得下式成立时，SHFT＝(OA+OB+OC+OD)-α(OE+OF)＝0
则OL向图18中的右侧方向位移时，SHFT＞0而OL向图18中的左侧方向位移时，SHFT＜0即，偏移修正信号SHFT成为随OL位移的方向及位移量而变化的偏移信号。
另外，在上述实施例中所示的实施例是采用受光元件上的光量随入射至衍射元件的光的位置而变化那样的结构，但也可以采用例如衍射元件的透射衍射效率不随光入射位置而变化的结构(光栅DUTY及槽深在整个面上相同)，是采用使受光灵敏度随受光元件的位置而变化的结构。例如如图7所示，A，B，C，D的受光灵敏度越是向纸面下方越是近似线性升高，而E，F的受光灵敏度越是向纸面下方越是近似线性降低，若成为这样的结构，则TES＝PP-γ×(SHFT)在OL没有位移的状态下，调整增益α，使得下式成立时，SHFT＝(A+B+C+D)-α(E+F)＝0则OL例如向右侧方向位移时，SHFT＞0而OL向左侧方向位移时，SHFT＜0另外，例如如图8所示，在四分割受光元件13a及受光元件13b和13c的上方设置对入射至四分割受光元件13a及受光元件13b和13c的光的透射率变化的滤光片101a，101b。101c，以代替使受光元件灵敏度变化的情况，也能够得到与本实施形态1同样的效果。
另外，对于上述受光元件13b及13c，也可以分别利用光道方向的分割线进行二分割。即，也可以如图9所示，采用二分割受光元件13d及13c，以代替上述受光元件13b及13c。上述二分割受光元件13d具有两个受光区E1及E2，二分割受光元件13e具有两个受光区F1及F2。在这种情况下，设这些各受光区E1，E2，F1，F2的输出为OE1，OE2，OF1，OF2，则推挽信号PP及偏移修正信号SHFT可以为PP＝[(OA+OC)-(OB+OD)]+β[(OE1-OE2)+(OF1-OF2)]SHFT＝(OA+OB+OC+OD)-α(OE1+OE2+OF1+OF2)在这种情况下，能够去除推挽信号PP产生的初始偏移，具有减少调整部位的效果。
在上述实施形态4中，是将偏振分光镜33配置在平行光路中，但也可以如图20所示，将偏振分光镜33配置在半导体激光器1与准直透镜2之间的发散光路中。在这种情况下，由于能够用准直透镜2兼用作为将光束断面收缩用的透镜，因此能够减少零部件数量。另外，由于能够减小包含上述偏振分光镜33在内的信号检测光学系统的大小，因此能够减小光学头装置的体积及重量，同时能够降低成本。
(实施形态5)图21所示为本发明实施形态5的光学头装置的简要构成图。
本实施形态5中的衍射元件110有两个区域。在该各区域中，衍射效率相对慢慢变化。即，该两个区域的衍射效率具有沿分割线方向互相相反的特性。
根据上述光学头装置，从半导体激光器1出射的光在利用准直透镜2变换成平行光后，透过第1偏振分光镜3，利用物镜4在光盘5的表面形成光点。然后，来自上述光盘5的反射光再利用物镜4变成平行光，一部分光用第1偏振分光镜3反射。
用上述第1偏振分光镜3反射的光中，含有光磁信号分量的光再用第2偏振分光镜6反射后，利用渥拉斯顿棱镜7分离成两个偏振分量，通过聚焦透镜8入射至光检测器9的受光元件9a及9b。通过这样，上述光盘5中记录的信息被重放。
另一方向，用上述第1偏振分光镜3反射的光中，不含光磁信号分量的光透过第2偏振分光镜6后，利用衍射元件110产生衍射，利用该衍射元件110产生的0级衍射光及±1级衍射光，通过柱面透镜11及聚焦透镜12，入射至光检测器113。通过这样，检测出伺服信号9聚焦误差信号FES及跟踪信号TES)。
下面说明这样的光学系统中伺服信号检测。
上述0级衍射光如图22(a)所示，通过柱面透镜11及聚焦透镜12，作为具有象散现象的光束光点照射四分割受光元件13a。
上述四分割受光元件13a如图22(b)所示，具有四个受光区A，B，C，D。在设该各受光区A，B，C，D的输出为OA，OB，OC，OD时，利用象散法，通过以下的式(51)的运算，能够生成聚焦误差信号FES。
FES＝(OA+OD)-(OB+OC) ……(51)下面说明跟踪误差信号TES的生成原理。
根据自上述光学系统落在四分割受光元件13a的各受光区A，B，C，D的0级衍射光的光点，通过以下的式(52)的运算，能够生成推挽信号PP。
PP＝(OA+OC)-(OB+OD)……(52)在将该信号PP作为跟踪误差信号TES时，如上述问题中所提出的那样，因OL位移而产生偏移。
因此，用以下所示的方法生成偏移修正信号SHFT，再通过以下的式(53)的运算，生成不受OL位移影响的TES信号。
TES＝PP-γ×(SHFT) ……(53)下面说明偏移修正信号SHFT的生成方法。
在图22(a)的光学系统中，衍射元件110利用径向的分割线被分成两个区域110a及110b，这些区域110a及110b具有衍射效率随光入射面位置而慢慢变化的特性。在上述区域110a中的衍射效率减少的方向成为区域110b中的衍射效率增加的方向。另外，在上述区域110a中的衍射效率增加的方向成为区域110b中的衍射效率减少的方向。
具体来说，例如如图23所示，在两个区域110a及110b中，光栅间距P在遍及一个表面的整个面上是相同的，而凸起的宽度L与凹槽的宽度G的比例在变化，在设凹槽占光栅间距P的比例为DUTY(G/P)时，各区域110a及110b具有DUTY从图中的左端至图中的右端相对线性变化的结构。既，上述区域110a及110b的DUTY的变化特性沿区域110a与110b的边界线互相相反。通过这样，例如入射至衍射元件110的区域110a的光中，越是入射至图中的右侧部分的光，其±1级衍射光越增加。另外，与此相反，入射至上述衍射元件110的区域110a的光中，越是入射至图中的右侧部分的光，其0级衍射光越减少。另外，入射至衍射元件的区域110b的光中，越是入射至图中的右侧部分的光，其±1级衍射光越减少。另外，与此相反，入射至上述衍射元件110的区域110b的光中，越是入射至图中的右侧部分的光，其0级衍射光越强。
例如，在设光源波长为405nm，衍射元件10为采用石英玻璃基板的浮雕型衍射光栅元件，槽深为0.33μm时，如图4所示，若DUTY在0.6～0.85范围内变化，则0级衍射效率在0.16～0.56范围内变化，(+1级)+(-1级)衍射效率在0.64～0.15范围内变化。
另外，作为使衍射效率变化的其他方法，还有使槽深慢慢变化的方法。在这种情况下，±1级衍射效率在其槽深相当于光的一个波长大小时为最大，比其深或浅，衍射效率都减少。
因此，上述槽深在比1个波长大小要浅的范围内制成时，设光栅间距及DUTY在整个面上一定，在区域110a中采用使槽深从衍射元件的一端至另一端变浅的结构，则入射至区域110a的光中，越是入射至另一端的光，其±1级衍射光越减少，在区域110b中通过采用槽深从衍射元件的一端至另一端线性变深的结构，则入射至区域110b的光中，越是入射至另一端的光，其±1级衍射光越增加。
另外，上述槽深在比1个波长大小要深的范围内制成时，设光栅间距及DUTY在整个面上一定，在区域110a中采用使槽深从衍射元件的一端至另一端线性变深的结构，则入射至区域110a的光中，越是入射至另一端的光，其±1级衍射光越减少，在区域110b中通过采用槽深从衍射元件的一端至另一端线性变浅的结构，则入射至区域110b的光中，越是入射至另一端的光，其±1级衍射光越增加。
利用上述衍射元件110的特性，如图23所示，落在四分割受光元件13a的受光区A及B的0级衍射光的光点强度分布具有越是图中的下侧部分越亮的分布，落在受光区C及D的0级衍射光的光点强度分布具有越是图中的下侧部分越暗的分布。另外，落在配置在上述四分割受光元件13a两侧的，二分割受光元件13d及13a的受光区E1，E2，F1，F2的±1级衍射光的光点强度分布具有与上述0级衍射光的光点相反的强度分布。这是由于，在受光区的光强度分布因柱面透镜的作用，其像旋转了90°。
这时，在上述物镜4向图21中的左侧方向位移时，在衍射元件10上光束光点也向图22(a)中的右侧方向位移，落在四分割受光元件13a的受光区A及B和二分割受光元件13d及13e的受光区E2及F2的0级及±1级衍射光的光点强度分布整体变亮，而落在四分割受光元件13a的受光区C及D二分割受光元件13d及13e的受光区E1及F1的0级及±1级衍射光的光点强度分布整体变暗。反之，在上述物镜4向图21中的右侧方向位移时，在衍射元件10上光束光点也向图22(a)中的左侧方向位移，落在四分割受光元件13a的受光区A及B和二分割受光元件13d及13e的受光区E2及F2的0级及±1级衍射光的光点强度分布整体变暗，而落在四分割受光元件13a的受光区域C及D和受光元件13d及13e的受光区E1及F1的0级及±1级衍射光的光点强度分布整体变亮。
因而，在设上述受光区E1，E2，F1，F2的输出为OE1，OE2，OF1，OF2时，在OL没有位移的状态下，调整增益，使得下式成立时，SHFT＝[(OA+OB)+α(OE2+OF2)]-β[(OC+OD)+α(OE1+OF1)]＝0则OL向图21的左侧方向位移时，SHFT＞0而OL向图21的右侧方向位移时，SHFT＜0即，偏移修正信号SHFT成为随OL位移的方向及位移量而变化的偏移信号。
另外，在上述实施形态5中，是采用受光元件上的光量随入射至衍射元件的光的位置而变化那样的结构，但也可以采用例如衍射元件的透射衍射效率不随光入射位置而变化的结构(光栅DUTY及槽深在整个面上相同)，是采用使受光灵敏度随受光元件的位置而变化的结构。例如，上述受光区A，B，E2，F2的受光灵敏度越是向图23中的上侧方向越是近似线性降低，而受光区C，D，E1，F1的受光灵敏度越是向图23中的上侧方向越是近似线性升高，若采用这样的结构，则通过与上述相同的运算，能够检测出TES信号。
另外，例如在受光元件上设置对入射至受光元件的光的透射率变化的滤光片，也能够得到同样的效果，代替使受光元件灵敏度变化的情况。
另外对于上述二分割受光元件13d及13e，也可以分别如图24所示，可沿光道方向进行二分割。即，也可以用四分割受光元件13f和13g，以代替上述二分割受光元件13d及13e。该四分割受光元件13f及13g分别具有四个受光区E31～E34及F31～F34。在这种情况下，设这些各受光区E31～E34及F31～F34的输出为OE31～OE34及OF31～OF34，则推挽信号PP及偏移修正信号SHFT可以为PP＝[(OA+OC)-(OB+OD)]+[(OE31+OE33)-β(OE32+OE34)+(OF31+OF33)-β’(OF32+OF34)]SHFT＝(OA+OB+OC+OD)-α(OE31+OE32+OE33+OE34+OF31+OF321+OF33+OF34)在这种情况下，能够去除推挽信号PP产生的初始偏移，具有减少调整部位的效果。
另外，在上述实施形态5中，是全部利用了0级衍射光及±1级衍射光，但也有仅利用0级衍射光或仅利用0级衍射光及+1级衍射光的方法。这种情况的伺服信号的运算如下所示。
·在仅利用0级衍射光的情况
FES＝(OA+OD)-(OB+OC)TES＝PP-γ×(SHFT)式中PP＝(OA+OC)-(OB+OD)SFHT＝[(OA+OB)-β(OC+OD)]·在0级光和+1级光的情况FES＝(OA+OD)-(OB+OC)TES＝PP-γ×(SHFT)式中PP＝(OA+OC)-(OB+OD)SFHT＝[(OA+OB)+α(OE2)]-β[(OC+OD)+α(OE1)](实施形态6)图25所示为本发明实施形态6的光学头装置的简要构成图。
在本实施形态6中，是采用对实施形态5中的衍射元件增加伺服信号检测功能，从MO信号检测光学系统中独立出来的构成。
根据上述光学头装置，从半导体激光器1出射的光在通过作为光分支元件的衍射元件118及偏振分光镜33，并利用准直透镜2变换成平行光后，利用物镜4在光盘5的表面形成光点。来自上述光盘5的反射光再利用物镜4变成平行光，通过准直透镜2入射出偏振分光镜33。
然后，入射至上述偏振分光镜33的光中，含有光磁信号分量的光用偏振分光镜33反射后，利用渥拉斯顿棱镜7分离成两个偏振光分量，通过聚焦透镜8入射至光检测器17的作为第3受光元件的受光元件17a及17b。通过这样，上述光盘5中记录的信息被重放。
另一方面，入射至上述偏振分光镜33的光中，不含光磁信号分量的光透过偏振分光镜33后，利用衍射元件118产生衍射，入射至光检测器119。该光检测器119如图26所示，具有作为第1及第2受光元件的二分割受光元件119a及119b和受光元件119c及119d。该二分割受光元件119a及119b和受光元件119c及119d接受来自衍射元件118的衍射光。这时，上述衍射元件118配置成例如被四分割为区域A21，A22，A23，A24，使得来自区域A21的衍射光聚焦在二分割受光元件119a的受光区G1及H1的中心，来自区域A22的衍射光聚焦在二分割受光元件119b的受光区G2及H2的中心，来自区域A23的衍射光聚焦在受光元件119c的受光区K1的中心，来自区域A24的衍射光聚焦在受光元件119d的受光区K2的中心。
这时，设上述各受光区G1，H1，K1，……的输出为OG1，OH1，OK1，……，利用刀口法，通过以下的式(61)的运算，能够生成聚焦误差信号FES。
FES＝(OG1-OH1)+(OG2-OH2) ……(61)下面说明跟踪误差信号TES的生成原理。
根据上述的光学系统，通过以下的式(62)的运算，能够生成推挽信号PP。
PP＝(OG1+OH1+OK1)-(OG2+OH2+OK2)……(62)在将该推挽信号作为跟踪误差信号TES时，如上述问题中所提出的那样，因OL位移而产生偏移。
因此，用以下所示的方法生成偏移修正信号SHFT，再通过以下的式(63)的运算，生成不受OL位移影响的TES信号。
TES＝PP-γ×(SHFT) ……(63)下面说明偏移修正信号SHFT的生成方法。
上述衍射元件118具有衍射效率随光入射面位置而慢慢变化那样的特性。
具体来说，上述衍射元件118被分割成四个区域A21～A24，各区域A21～A24的光栅间距P为与分别聚焦于各二分割受元件119a及119b和各受光元件119c及119d用的衍射角相对应的光栅间距。但是，在上述衍射元件118中，凸起的宽度L与凹槽的宽度G的比例在变化。而且，在设凹槽占上述光栅间距P的比例为DUTY(＝G/P)时，采用对于各区域A21～A24使DUTY从图中的左端至图中的右端线性变化的结构。由于衍射元件118具有这样的结构，因此例如入射至衍射元件118的区域A21及A22的光中，越是入射至图中的右侧的光，其±1级衍射光越减少。另外，入射至上述衍射元件118的区域A23及A24的光中，越是入射至图中右侧的光，其±1级衍射光越增加。
例如，在设光源波长为405nm，衍射元件10为采用石英玻璃基板的浮雕型衍射光栅元件，槽深为0.33μm时，如图4所示，若DUTY在0.6～0.85范围内变化，则0级衍射效率在0.16～0.56范围内变化，(+1级)+(-1级)衍射效率在0.64～0.15范围内变化。
另外，作为使衍射效率变化的其他方法，还有使槽深慢慢变化的方法。在这种情况下，±1级衍射效率在其槽深相当于光的一个波长大小时为最大，比其深也好浅也好，衍射效率都减少。因此，上述槽深在比1个波长大小要浅的范围内制成时，设光栅间距及DUTY在整个面上一定，采用例如使槽深从衍射元件的一端至另一端线性变浅的结构，通过这样，入射至衍射元件的光中，越是入射至另一端的光，其±1级衍射光越减少。另外，上述漕深在比一个波长大小要深的范围内制成时，设光栅间距及DUTY在整个面上一定，采用例如使漕深从一端至另一端线形变深的结构，通过这样，入射至衍射元件的光中，越是入射至另一端的光，其±1级衍射光越减少。
通过这样，能够制成具有下述特性的衍射元件118，即入射至上述区域A21及A22的光中，越是入射至图26中的右侧的光，其±1级衍射光越减少，入射至区域A23及A24的光中，越是入射至图26中的右侧的光，其±1级衍射光越增加。
这时，在上述物镜4位移、在衍射元件118上光束向图25中的右侧方向位移时，落在受光区G1、H1、G2、H2的±1级衍射光的光点强度分布在整体上变暗，而落在受光区K1及K2的±1级衍射光的光点强度分布在整体上变亮。反之，在上述物镜4位移、在衍射元件118上光束向图25中的左侧方向位移时，落在受光区G1、H1、G2、H2的±1级衍射光的光点强度分布在整体上变亮，而落在受光区K1及K2的±1级衍射光的光点强度分布在整体上变暗。
因而，在OL没有位移的状态下，调整增益α，使得下式成立时，SHFT＝(OG1+OH1+OG2+OH2)-α(Ok1+Ok2)＝0则OL向图25中的右侧方向位移时，SHFT＜0而OL向图25中的左侧方向位移时，SHFT＞0即，偏移修正信号SHFT成为随OL位移的方向及位移量而变化的偏移信号。
另外，上述衍射元件118及受光部分的形状，除此以外，也可以采用检测出聚焦误差信号FES及跟踪误差信号TES(包含推挽信号PP及偏移修正信号SHFT)的结构，例如也可以是图27所示的结构。即，采用的结构是三分割成区域A1、A2、A3，来自区域A1的衍射光聚焦在二分割受光元件119a的受光区G1与H1的中心，来自区域A2的衍射光聚焦在受光元件K1的中心，来自区域A3的衍射光聚焦在受光元件的受光区K2的中心。在这种情况下，对衍射元件通过上述的DUTY变化或槽深变化或在衍射元件背面形成滤光片，使其具有下述特性，即入射至区域A1的光中，越是入射至图27中的右侧的光，其±1级衍射光越减少，而入射至区域A3及A4的光中，越是入射至图27中的右侧的光，其±1级衍射光越增加。
这时，设上述各受光区G1、H1、K1、K2的输出为OG1、OH1、OK1、OK2，则利用刀口法，通过以下的式(64)及(65)的运算，能够生成聚焦误差信号FES及跟踪误差信号TES。
FES＝(OG-OH) ……(64)TES＝PP-γ×(SHFT) ……(65)式中，推挽信号PP及偏移修正信号SHFT为PP＝OK1-OK2SHFT＝(G1+H1)-α(K1+K2)另外，插入例如对从衍射元件出射的光的透过率变化的滤光片，或者在衍射元件背面形成透过率变化的滤光片，以代替使衍射元件的衍射率变化的情况，也能够得到与本实施形态6同样的效果。
(实施形态7)图28所示的本发明实施形态7的光学头装置的简要构成图。
本实施形态7的要点在于，将MO信号检测系统与伺服信号检测系统分开，伺服检测系统通过采用衍射元件的光学系统，生成聚焦误差信号FES及跟踪误差信号TES(包含推挽信号PP及偏移修正信号SHFT)。
根据上述光学头装置，从半导体激光器1出射的光在通过衍射元件21及偏振分光镜33、并利用准直透镜2变换成平行光后，利用物镜4在光盘5的表面形成光点。另外，来自上述光盘5的反射光再利用物镜4变成平行光，通过准直透镜2入射至偏振分光镜33。
上述偏振光分光镜33的入射光中，含有光磁信号分量的光用偏振分光镜33反射后，利用渥拉斯顿棱镜7分离成两个偏振光分量，通过聚焦透镜8入射至光检测器17的作为第3受光元件的受光元件17a及17b。通过这样，上述光盘5中记录的信息被重放。
另一方面，上述偏振分光镜33的入射光中，不含光磁信号分量的光透过偏振分光镜33后，利用衍射元件21的第1全息面21a产生衍射，再利用第2全息面21b分离成0级光、±1级光，利用光检测器319接收光。上述光检测器319如图29(c)所示，具有四分割受光元件319a、以及配置在该四分割受光元件319a两侧的受光元件319b及319c。
上述第1全息面21a如图29(a)、(b)及(c)所示，例如二分割成区域A31及A32，来自区域A31的衍射光用第2全息面21b被分离成三束光，三束光的主光束聚焦在四分割受光元件319a的受光区G22与H22的中心，三束光的辅助光束聚焦在受光元件319b及319c的受光区K21及K22。另外，来自上述区域A32的衍射光用第2全息面21b被分离成三束光，三束光的主光束聚焦在四分割受光元件319a的受光区G21与H21的中心，三束光的辅助光束聚焦在受光元件319b及319c的受光区K21及K22。
这时，设上述受光区G21、H21、K21、…的输出为OG21、OH21、OK21、…，则利用刀口法，通过以下的式(71)的运算，能够生成聚焦误差信号FES。
FES＝(OG22-OH22)-(OG21-OH21) ……(71)下面说明跟踪误差信号TES的生成原理。
根据上述的光学系统，通过以下的式(72)的运算，能够生成推挽信号PP。
PP＝(OG22+OH22)-(OG21+OH21)……(72)在将该推挽信号PP作为跟踪误差信号TES时，如上述问题中所提出的那样，因OL位移而产生偏移。
因此，用以下所示的方法生成偏移修正信号SHFT，再通过以下的式(73)所示的运算，生成不受OL位移影响的TES信号。
TES＝PP-γ×(SHFT) ……(73)下面说明上述偏移修正信号SHFT的生成方法。
首先，关于各全息面的衍射效率的设定，第1全息面21a具有整个面均匀的衍射效率的的特性，而第2全息面21b如下所示，具有衍射效率随光入射面位置而慢慢变化那样的特性。
具体来说，光栅间距P在面内相同，而使凸起的宽度L与凹槽的宽度G的比例DUTY在从图29的下侧位置向图29中的上侧位置慢慢变化，使得例如落在四分割受光元件319a的受光区G21、H21、G22、H22的来自第2全息面21b的0级衍射光的光点强度分布具有越是图29中的上侧部分越亮的分布，同时落在配置在四分割受光元件两侧的受光元件的受光区K21及K22的来自第2全息面21b的±1级衍射光的光点强度分布具有越是图29中的上侧部分越暗的分布。或者，也可以使上述光栅间距P及DUTY在面内都相同，而使槽深从图29中的下方向图29中的上方慢慢变化。
这时，在上述物镜4向图28的纸面的朝里方向位移时，在第2全息面21b上，光束光点向图29中的上侧方向位移，落在四分割受光元件319a的受光区G21、H21、G22、H22的0级衍射光的光点强度分布在整体上变亮，落在受光元件的受光区K21及K22的±1级衍射光的光点强度分布在整体上变暗。反之，在上述物镜4向图28的纸面的朝外方向位移时，在第2全息面21b上，光束光点向图29中的下侧方向位移，落在四分割受光元件319a的受光区G21、H21、G22、H22的0级衍射光的光点强度分布在整体上变暗，落在受光元件的受光区K21及K22的±1级衍射光的光点强度分布在整体上变亮。
因而，在OL没有位移的状态下，调整增益α，使得下式成立时，SHFT＝(OG22+OH22+OG21+OH21)-α(OK21+OK22)＝0则OL向图28的纸面的朝里方向位移时，SHFT＞0而OL向图28的纸面的朝外方向位移时，SHFT＜0即，偏移修正信号SHFT成为随OL位移的方向及位移量的变化的偏移信号。
另外，对于上述受光元件的受光区K21及K22，也可以如图29(d)所示那样进行二分割。即，也可以采用具有两个受光区L21及K31的受光元件，同时采用具有两个受光区L22及K32的受光元件。
在这种情况下，在设上述受光区L21、K31……的输出为OL21、OK31……时，推挽信号PP及偏移修正信号SHFT可以为PP＝[(OG22+OH22)-(OG21+OH21)]+α[(OK31+OK32)-(OL21+OL22)]SHFT＝[(OG22+OH22)+(OG21+OH21)]+β[(OK31+OK32)+(OL21+OL22)]在这种情况下，能够去除推挽信号PP产生的初始偏移，具有减少调整部位的效果。
另外，在本实施形态7的构成中，由于衍射元件21的来自光源的光向着光盘的光束透射面即全息面21a没有光量分配功能，因此透射光的光强度分布(虽然整个透射率本身减少)不因衍射元件21而变化，对光磁盘表面上的聚焦光点不会产生不好的影响。
(实施形态8)图30所示为本发明实施形态8的光学头装置的简要构成图。
本实施形态8的要点在于，用MO信号检测系统检测MO信号、聚焦误差信号FES及推挽信号PP，利用衍射元件检测偏移修正信号SHFT。
根据上述光学头装置，从半导体激光器1出射的光在通过衍射元件121及偏振分光镜33、并利用准直透镜2变换成平行光后，利用物镜4在光盘5的表面形成光点。另外，来自上述光盘5的反射光再利用物镜4变成平行光，入射至偏振分光镜33。
入射至上述偏振分光镜33的光中，含有光磁信号分量的光用偏振分光镜33反射后，用三束渥拉斯顿棱镜按照偏振光分量分离成三束光，通过柱面透镜11作为具有象散现象的光束光点，照射光检测器117的四分割受光元件。这时，在设上述四分割受光元件的四个受光区A、B、C、D的输出为OA、OB、OC、OD时，利用象散法，通过以下的式(81)的运算，能够生成聚焦误差信号FES。
FES＝(OA+OD)-(OB+OC)……(81)另外，通过以下的式(82)的运算，能够生成推挽信号PP。
PP＝(OA+OC)-(OB+OD)……(82)另外，MO信号是根据落在四分割受光元件附近的作为第3受光元件的受光元件的受光区MO1及MO2上的光进行检测，这没有在图中表示。即，设该受光区MO1及MO2的输出为OMO1及OMO2，通过以下的式(83)的运算，检测出MO信号。
MO信号＝OMO1-OMO2……(83)另一方面，入射至上述偏振分光镜33的光中，不含光磁信号分量的光在透过偏振分光镜33后，入射至作为光分支元件的衍射元件121，利用第1全息面121a产生衍射，再利用第2全息面121b分离成0级光及±1级光，入射至光检测器219。
该光检测器219如图31所示，具有作为第1受光元件的受光元件219a、和配置在该受光元件219a的两侧的作为第2受光元件的受光元件219b及219c。
另外，上述第1全息面121a例如由同一种类的区域A41构成，来自区域A41的衍射光用第2全息面121b分离成三束光，三束光的主光束聚焦在受光元件219a的受光区M的中心，同时三束光的辅助光束聚焦在配置在受光元件219a两侧的受光元件219b及219c的受光区N1及N2。
下面说明跟踪误差信号TES的生成原理。
根据上述光学系统，通过上述式(82)的运算，能够生成推挽信号PP。
在将通过上述式(82)的运算而生成的推挽信号PP作为跟踪误差信号TES时，如上述问题中所提出的那样，因OL位移而产生偏移。
因此，用以下所示的方法生成偏移修正信号SHFT，再通过以下的式(83)所示的运算，生成不受OL位移影响的TES信号。
TES＝PP-γ×(SHFT) ……(83)下面说明偏移修正信号SHFT的生成方法。
首先，关于上述第1及第2全息面121a及121b的衍射效率的设定，第1全息面121a具由整个面均匀的衍射效率的特性，第2全息面121b如下所示，具有衍射效率随光入射面位置而慢慢变化那样的特性。
具体来说，光栅间距P在面内相同，而凸起的宽度L与凹槽的宽度G的比例(DUTY)从图31的纸面下方向上方慢慢变化，使得来自第2全息面121b的落在受光区M上的0级衍射光的光点强度分布具有越是图31中的上侧部分越亮的分布，来自第2全息面121b的落在受光区N1及N2的±1级衍射光的光点强度分布具有越是图31中的上侧部分越暗的分布。或者，也可以使光栅间距及DUTY在面内部相同，而使槽深从图31的纸面下方向上方慢慢变化。
这时，在上述物镜4向图30的纸面的朝里方向位移、而第2全息面121b上光束光点也向图31中的上侧方向位移时，落在受光区M的0级衍射光的光点强度分布在整体上变亮，落在受光区N1及N2的±1级衍射光的光点强度分布在整体上变暗。反之，在上述物镜向图30的纸面的朝外方向位移、而第2全息面121b上光束光点向图31中的下侧方向位移时，落在受光区M的0级衍射光的光点强度分布在整体上变暗，落在受光区N1及N2的±1级衍射光的光点强度分布在整体上变亮。
因而，设上述受光区M、N1、N2的输出为OM、ON1、ON2，在OL没有位移的状态下，调整增益α，使得下式成立时，SHFT＝OM-α(ON1+ON2)＝0则OL向图30的纸面的朝里方向位移时，SHFT＞0而OL向图30的纸面的朝外方向位移时，SHFT＜0即，上述偏移修正信号SHFT成为随OL位移的方向及位移量而变化的偏移信号。
另外，上述各实施形态中的所谓光盘5，是指只读型的凹坑盘，可擦写重放的相变盘及光磁盘、或能记录重放的追加记录型盘片等使用光进行重放或记录的全部光盘。另外，使用光来进行改变记录的盘片也是属于光盘。
例如，在上述光盘5是偏心及表面摆动等较大的大批量生产的凹坑盘(只读型)时，若进行伺服，则多数情况下物镜位移较大，但即使在那样的情况下，用各实施形态的光学头装置也不产生跟踪偏移，能够稳定地重放信号。
再有，在上述光盘5为能够记录的盘片时，记录时需要高输出的光功率，但由于能够实现单光束方式的光学头，因此具有光利用效率高、光源即激光器的负担少、另外减少功耗的效果。
权利要求
1.一种光学头的跟踪误差检测方法，在将光源(1)的光用物镜(4)聚焦在光盘(5)的表面上并利用来自所述光盘(5)的反射光检测跟踪误差信号的光学头的跟踪误差检测方法中，其特征在于，具有利用光量分配装置(10、14、21、101a-101b、102、110、118)使来自所述光盘的反射光入射至第1受光元件(13a、19a-19c、119a-119b、219a、319a)及第2受光元件(13b-13c、13d-13e、13f-13g、16、17(图15)、103、119c-119d、219b-219c、319b-319c)、并与所述物镜沿盘片径向的规定方向位移相对应地使入射至所述第1受光元件的光量增加同时使入射至所述第2受光元件的光量减少的步骤；以及根据所述第1受光元件地输出信号与所述第2受光元件的输出信号之差信号(SHFT)来修正推挽信号(PP)、得到跟踪误差信号(TES)的步骤。
2.如权利要求1所述的光学头的跟踪误差检测方法，其特征在于，所述第1受光元件(13a、19a-19c、119a-119b、319a)是生成推挽信号用的受光元件，另外所述的第2受光元件(13b-13c、13d-13e、13f-13g、16、17(图15)、103、119c-119d、219b-219c、319b-319c)是生成修正信号用的受光元件，在得到所述跟踪误差信号的步骤中，通过从所述推挽信号减去所述第1受光元件与所述第2受光元件之差输出的信号，来检测跟踪误差信号。
3.如权利要求1所述的光学头的跟踪误差检测方法，其特征在于，所述第1受光元件(19a、119a-119b)是利用光道方向的分割线分割的二分割受光元件。
4.如权利要求1所述的光学头的跟踪误差检测方法，其特征在于，所述第1受光元件(13a、319a)是利用光道方向的分割线分割的、同时利用径向的分割线分割的四分割受光元件。
5.如权利要求1所述的光学头的跟踪误差检测方法，其特征在于，所述第2受光元件(13d-13e、103)是利用光道方向的分割线分割的二分割受光元件。
6.如权利要求1所述的光学头的跟踪误差检测方法，其特征在于，所述第2受光元件(13f-13g)是利用光道方向的分割线分割的、同时利用径向的分割线分割的四分割受光元件。
7.一种光学头装置，其特征在于，具有包含使光源(1)的光聚焦在光盘(5)的表面上的物镜(4)的聚焦光学系统(2、4)；第1受光元件(13a、19a-19c、119a-119b、219a、319a)及第2受光元件(13b-13c、13d-13e、13f-13g、16、17(图15)、103、119c-119d、219b-219c、319b-319c)；以及将来自光盘的反射光引导至所述第1受光元件及所述第2受光元件的信号生成光学系统(3、6、8、10、11、12、14、15、18、21、33、107、110、118)，所述信号生成的光学系统中，设置对所述第1受光元件及所述第2受光元件分配光量的光量分配装置(10、14、21、110、101a-101b、102、118)，与所述物镜(4)沿盘片径向的规定方向位移相对应，使入射至所述第1受光元件的光量增加，同时使入射至所述第2受光元件的光量减少，根据所述第1受光元件的输出信号与所述第2受光元件的输出信号之差信号(SHFT)，能够修正推挽信号(PP)。
8.如权利要求7所述的光学头装置，其特征在于，所述第1受光元件(13a、19a-19c、119a-119b、319a)是生成推挽信号用的受光元件，另外所述第2受光元件(13b-13c、13d-13e、13f-13g、16、17(图15)、103、119c-119d、219b-219c、319b-319c)是生成修正信号用的受光元件。
9.一种光学头装置，其特征在于，具有包含使光源(1)的光聚焦在光盘(5)的表面上的物镜(4)的聚焦光学系统(2、4)；为了检测跟踪误差信号而引导来自所述光盘的反射光的信号生成光学系统(3、6、8、10、11、12、14、15、18、21、33、107、110、118)；生成推挽信号用的第1受光元件(13a、19a-19c、119a-119b、319a)；以及生成修正信号用的第2受光元件(13b-13c、13d-13e、13f-13g、16、17(图15)、103、119c-119d、219b-219c、319b-319c)，与所述物镜(4)沿盘片径向的规定方向位移向对应，入射至所述第1受光元件的光产生位移，所述第1受光元件的信号输出增加，同时入射至所述第2受光元件的光产生位移，所述第2受光元件的信号输出减少。
10.如权利要求7所述的光学头装置，其特征在于，具有生成所述光盘信号用的第3受光元件(9a-9b)、将来自所述光盘的反射光分离成两束光的第1偏振分光镜(3)、以及将所述两束光中的一束分离成包含盘片的信号的光及不包含盘片的信号的光、并将包含所述信号的光引导至所述第3受光元件同时将不包含所述信号的光通过所述光量分配装置(10、14、101a-101b、102)引导至所述第1及第2受光元件的第2偏振分光镜(6)。
11.如权利要求7所述的光学头装置，其特征在于，所述光量分配装置是衍射效率随入射光的入射位置而变化的衍射光栅元件(10、110、118)。
12.如权利要求11所述的光学头装置，其特征在于，所述衍射光栅元件(110)利用径向的分割线被分割成两个区域(110a、110b)，该两个区域的衍射效率沿分割线方向具有互相相反的特性。
13.如权利要求11所述的光学头装置，其特征在于，所述衍射光栅元件(10、110、118)是具有凸起及凹槽的浮雕型衍射光栅，所述凸起与所述凹槽的比例从一端向另一端慢慢变化，通过这样衍射效率发生变化。
14.如权利要求11所述的光学头装置，其特征在于，所述衍射光栅元件(10、110、118)是具有凸起及凹槽的浮雕型衍射光栅，使所述凹槽的深度从一端向另一端慢慢变化，通过这样衍射效率发生变化。
15.如权利要求7所述的光学头装置，其特征在于，所述光量分配装置是使分别入射至所述第1及第2受光元件的光的透射率具有倾斜的滤光片(101a-101c、102)。
16.如权利要求10所述的光学头装置，其特征在于，所述光量分配装置是透射率或反射率随入射光的入射位置而变化的半透明半反射镜(14)。
17.如权利要求7所述的光学头装置，其特征在于，具有将来自所述光盘的反射光分离成两束光、并将该两束光中的一束引导至所述的第2受光元件的偏振分光镜(33)；以及使来自所述两束光中的另一束的一部分光分支、并引导至所述第1受光元件的光分支元件(18)，利用所述第1受光元件(19a-19c)的受光，生成聚焦信号及推挽信号，同时利用所述第2受光元件(17)的受光，生成所述光盘信号。
18.如权利要求17所述的光学头装置，其特征在于，所述偏振分光镜(33)的不包含盘片信号的分量的透射率或反射率随入射光的入射位置而变化。
19.如权利要求17所述的光学头装置，其特征在于，所述光分支元件利用径向的分割线被分割成两个区域、而该两个区域中的一个区域利用光道方向的分割线进行二分割的共计由三个区域(A1、A2、A3)的全息元件。
20.如权利要求19所述的光学头装置，其特征在于，所述第1受光元件由利用径向的分割线分割的二分割受光元件(19a)及其它两个受光元件(19b、19c)构成。
21.如权利要求20所述的光学头装置，其特征在于，通过在所述的二分割受光元件(19a)的中心接收来自所述光分支元件的所述两个区域中的另一个区域(A1)的衍射光，生成聚焦误差信号，通过所述两个受光元件(19b、19c)分别接受来自上述光分支元件中被分割成1/4的两个区域(A2、A3)的各衍射光，生成推挽信号。
22.如权利要求21所述的光学头装置，其特征在于，所述两个受光元件(19b、19c)配置成，使得与来自所述光分支元件中被分割成1/4的两个区域(A2、A3)的各衍射光相对。
23.如权利要求7所述的光学头装置，其特征在于，具有生成所述光盘(5)的信号用的第3受光元件(20a、20b)；将来自所述光盘的反射光分离成两束光的偏振分光镜(33)；以及将所述两束光中的一束分离成包含盘片信号的光及不包含盘片信号的光的光分离装置(107)。
24.如权利要求7所述的光学头装置，其特征在于，具有生成所述光盘信号用的第3受光元件及生成推挽信号用的受光元件(117)；将来自所述光盘的反射光分离成包含盘片信号的光及不包含盘片信号的光，并将包含该信号的光引导至所述第3受光元件及生成推挽信号用的受光元件(117)的偏振分光镜(33)；以及使不包含所述信号的光分支一部分光并引导至所述第1及第2受光元件(219a、219b-219c)的光分支元件(121)。
25.如权利要求24所述的光学头装置，其特征在于，所述光分支元件是沿光道方向产生衍射的衍射光栅元件(121(121a))，所述光量分配装置是衍射效率随入射光的入射位置而变化的衍射光栅元件(121(121b))，所述光分支元件即衍射光栅元件的衍射光射入至所述光量分配装置即衍射光栅元件，通过用所述第1及第2受光元件(219a、219b-219c)接受所述光量分配装置即衍射光栅元件的0级光及±1级光，生成所述修正信号。
26.如权利要求7所述的光学头装置，其特征在于，具有生成所述光盘信号用的第3受光元件(17)；将来自所述光盘的反射光分离成包含盘片信号的光及不包含盘片信号的光，并将包含该信号的光引导至所述第3受光元件(17)的偏振分光镜(33)；以及使不包含所述信号的光的一部分分支、并引导至所述第1及第2受光元件(119a、119b-119c；319a、319b-319c)的光分支元件(118、21)，利用所述第1及第2受光元件的受光，生成聚焦信号及推挽信号。
27.如权利要求26所述的光学头装置，其特征在于，所述光分支元件是利用径向的分割线分割成两个区域、而所述的两个区域利用光道方向的分割线分别进行二分割的共计有四个区域(A21、A22、A23、A24)的全息元件(118)，所述两个区域的衍射效率沿径向的分割线具有互相相反的特性。
28.如权利要求26所述的光学头装置，其特征在于，所述光分支元件是利用径向的分割线分割成两个区域、而所述的两个区域中的一个区域利用光道方向的分割线进行二分割的共计有三个区域(A1、A2、A3)的全息元件，所述两个区域的衍射效率沿径向的分割线具有互相相反的特性。
29.如权利要求26所述的光学头装置，其特征在于，在所述光分支元件与所述第1及第2受光元件之间配置所述光量分配装置。
30.如权利要求29所述的光学头装置，其特征在于，所述光分支元件是利用光道方向的分割线分割成两个区域(A31、A32)的全息元件(21(21a))，通过用所述第1及第2受光元件(319a、319b-319c)接受来自所述两个区域的衍射光，生成聚焦误差信号及推挽信号，所述光量分配装置是衍射效率随入射光的入射位置而变化的衍射光栅元件(21(21b))，通过用所述第2受光元件(319b-319c)接受所述衍射光栅元件的±1级衍射光，生成所述修正信号。
31.如权利要求10、17、23、24、26中的任一项所述的光学头装置，其特征在于，所述第1偏振分光镜(3)或所述偏振分光镜(33)配置在所述光源(1)与将所述光源的光变换成平行光的准直透镜(2)之间。
32.一种光学头的跟踪误差检测方法或光学头装置，其特征在于，在权利要求7或9所述的光学头装置中，所述光盘(5)是凹坑盘或相变盘或光磁盘。
33.如权利要求1所述的光学头跟踪误差检测方法，其特征在于，所述光盘(5)是凹坑盘或相变盘或光磁盘。
34.如权利要求23、24、26、29中的任一项所述的光学头装置，其特征在于，所述光量分配装置与所述光分支元件形成在同一基板上，所述光量分配装置形成在所述基板的一个表面，所述光分支元件形成在所述基板的另一个表面。
35.一种光盘装置，其特征在于，具有权利要求7或9所述的光学头装置。
全文摘要
来自光盘的反射光的一部分光入射至衍射元件(10)。来自该衍射元件(10)的±1级衍射光及0级衍射光通过柱面透镜(11)及聚焦透镜(12)，入射至光检测器(13)。这时，在物镜位移时，衍射元件(10)上的光束也位移，落在四分割受光元件(13a)的受光区(A、B、C、D)的0级衍射光的光点强度分布在整体上变亮，落在受光元件(13b、13c)的受光区(E、F)的±1级衍射光的光点强度分布在整体上变暗。这样，本发明将提供能够进行很好的跟踪控制的光学头的跟踪误差检测方法及光学头装置。
文档编号G11B7/00GK1565021SQ02819590
公开日2005年1月12日 申请日期2002年10月4日 优先权日2001年10月4日
发明者三宅隆浩 申请人:夏普株式会社