JP2008234807A - Optical pickup device and optical disk drive - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光ディスク等の情報記録媒体に対して、情報の記録及び／又は再生を行う光ピックアップ装置及び光ディスク装置に関する。 The present invention relates to an optical pickup device and an optical disc apparatus for recording and / or reproducing information on an information recording medium such as an optical disc.
従来、情報信号の記録媒体として、ＣＤ（Compact Disc）、ＤＶＤ(Digital Versatile Disc)等の光ディスクや、さらに高密度記録を可能とするため青紫色半導体レーザ等による波長４０５ｎｍ程度の光ビームを用いて信号の記録再生を行う光ディスク（以下、「高密度記録光ディスク」という。）が用いられ、この種の光ディスクに情報信号の記録を行い、あるいは光ディスクに記録された情報信号の再生を行うために光ピックアップ装置が用いられている。 Conventionally, optical signals such as CDs (Compact Discs) and DVDs (Digital Versatile Discs) have been used as information signal recording media, and light beams having a wavelength of about 405 nm using a blue-violet semiconductor laser or the like to enable higher density recording. An optical disc for recording and reproducing signals (hereinafter referred to as “high-density recording optical disc”) is used, and an optical signal is recorded to record an information signal on this type of optical disc or to reproduce an information signal recorded on the optical disc. A pickup device is used.
このような光ピックアップ装置において、情報記録及び／又は再生を行うために、この光ディスクの所定の記録トラック上に正しく集光スポットを照射する必要がある。光ディスクの記録トラック上に正しく集光スポットを照射するため、トラッキングエラー信号の検出手段として、従来より差動プッシュプル（ＤＰＰ（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ Ｐｕｓｈ−Ｐｕｌｌ））方式が広く用いられている。 In such an optical pickup device, in order to perform information recording and / or reproduction, it is necessary to correctly irradiate a focused spot on a predetermined recording track of the optical disc. Conventionally, a differential push-pull (DPP (Differential Push-Pull)) system has been widely used as a tracking error signal detection means in order to correctly irradiate a focused spot on a recording track of an optical disk.
このＤＰＰ方式を用いた光ピックアップ装置では、所定の波長の光ビームを出射する光源と、この光源から出射された光ビームを光ディスクの信号記録面に集光する対物レンズとを有し、この光源と対物レンズとの間に、凹凸パターンが平行に形成された格子パターンを有する回折素子が配置され、この回折素子により光源から出射された光ビームを０次光及び±１次回折光からなる３本の光ビームに分割している。 The optical pickup device using the DPP system includes a light source that emits a light beam having a predetermined wavelength, and an objective lens that focuses the light beam emitted from the light source on the signal recording surface of the optical disk. A diffractive element having a grating pattern in which concave and convex patterns are formed in parallel is arranged between the objective lens and the objective lens. Split into light beams.
これら３本の光ビームは、図１４（ａ）に示すように、対物レンズに集光されることにより、光ディスク上に０次光であるメインビームが集光されることにより形成されるメインスポット２００と、±１次回折光であるサブビームが集光されることにより形成される第１及び第２のサブスポット２０１，２０２とからなる３つの集光スポットを形成する。
As shown in FIG. 14A, these three light beams are focused on an objective lens, and thereby a main spot formed by focusing a main beam which is zero-order light on an optical disk. Three condensing spots are formed, which are 200 and first and
図１４（ａ）に示すように、第１及び第２のサブスポット２０１，２０２は、メインスポット２００に対して、光ディスクのトラックピッチ方向（トラッキング方向）に相対的に１／２Ｔｐずれた位置に集光している（ここで、Ｔｐは、トラックピッチを示すものである。）。
As shown in FIG. 14A, the first and
そして、この光ピックアップ装置には、図１４（ｂ）に示すように、光ディスクに集光されたメインビーム及びサブビームからなる３本の光ビームの光ディスクからの戻り光をそれぞれ受光する受光部２０３ａ，２０３ｂ，２０３ｃを有し、これらの戻り光を検出する光検出器２０３が設けられている。
In this optical pickup device, as shown in FIG. 14 (b), a light receiving unit 203a that receives the return light from the optical disk of three light beams, which are the main beam and the sub beam focused on the optical disk, respectively. 203b and 203c are provided, and a
受光部２０３ａは、２分割された受光領域Ａ，Ｂを有し、受光部２０３ｂ，２０３ｃは、それぞれ２分割の受光領域Ｃ，Ｄ及び受光領域Ｅ，Ｆを有し、メインビームの戻り光を受光した受光部２０３ａにより検出した信号強度Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄから得られるメインプッシュプル信号ＭＰＰ＝Ａ−Ｂと、サブビームの戻り光を受光した受光部２０３ｂ，２０３ｃにより検出した信号強度Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆから得られるサブプッシュプル信号ＳＰＰ１＝Ｃ−Ｄ，ＳＰＰ２＝Ｅ−Ｆにより、所謂ＤＰＰ方式のトラッキングエラー信号を得ることができる。このＤＰＰ方式により得られるトラッキングエラー信号は、対物レンズのシフトによるオフセットが補正されたものであり、良好なトラッキングエラー信号であり、記録トラック上に正しく集光スポットを照射することを可能とする。
The light receiving part 203a has light receiving areas A and B divided into two parts, and the
しかし、上述の光ピックアップ装置では、上述したように光ディスク上のメインスポット２００と第１及び第２のサブスポット２０１，２０２とのトラッキング方向の間隔をトラックピッチＴｐの１／２程度にする必要があるため、トラックピッチが異なる光ディスクの両方に対して、良好なトラッキングエラー信号を得ることができないという問題点があった。
However, in the above-described optical pickup device, as described above, the distance in the tracking direction between the
本発明の目的は、トラックピッチの異なる複数種類の光ディスクに対して良好なトラッキングエラー信号を得ることを可能とする光ピックアップ装置及び光ディスク装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide an optical pickup device and an optical disc device that can obtain good tracking error signals for a plurality of types of optical discs having different track pitches.
この目的を達成するため、本発明に係る光ピックアップ装置は、それぞれ異なるトラックピッチで記録トラックが設けられた複数の光ディスクに対して情報の記録及び／又は再生を行う光ピックアップ装置において、所定の波長の光ビームを出射する光源と、上記光源から出射された光ビームを所定の方向に回折して主ビーム及び副ビームに分割する回折素子と、上記回折素子に分割された上記主ビーム及び副ビームをそれぞれ光ディスクの記録層に集光する対物レンズと、上記光ディスクからの戻り光のうち主ビームを受光する主受光部と、上記戻り光のうち副ビームを受光する副受光部とを有する光検出器とを備え、上記回折素子は、上記副ビームで形成されるサブスポットのラジアル方向のカットオフ周波数を下げるように、上記対物レンズの入射瞳に対応する回折素子上の領域の一部が上記所定の方向への回折を制限されている。 In order to achieve this object, an optical pickup device according to the present invention is an optical pickup device that records and / or reproduces information on a plurality of optical disks provided with recording tracks at different track pitches. A light source that emits the light beam, a diffraction element that diffracts the light beam emitted from the light source in a predetermined direction and divides the light beam into a main beam and a sub beam, and the main beam and the sub beam that are divided into the diffraction element Each of which has an objective lens for focusing the light on the recording layer of the optical disc, a main light receiving portion for receiving the main beam of the return light from the optical disc, and a sub light receiving portion for receiving the sub beam of the return light. And the diffractive element is configured to reduce the radial cutoff frequency of the sub-spot formed by the sub-beam. Partial region on the diffraction element corresponding to the entrance pupil of the lens is limited to diffraction to the predetermined direction.
また、この目的を達成するため、本発明に係る光ディスク装置は、それぞれ異なるトラックピッチで記録トラックが設けられた複数の光ディスクに対して情報の記録及び／又は再生を行う光ピックアップ装置と、上記光ディスクを回転する回転駆動手段とを備える光ディスク装置であり、この光ディスク装置に用いる光ピックアップ装置として、上述したようなものを用いたものである。 In order to achieve this object, an optical disc device according to the present invention includes an optical pickup device for recording and / or reproducing information on a plurality of optical discs provided with recording tracks at different track pitches, and the optical disc. And an optical pickup device used for the optical disc device, as described above.
本発明は、回折素子により回折された主ビーム及び副ビームの光ディスクからの戻り光を用いてトラッキングエラー信号を生成する際に、回折素子が副ビームで形成されるサブスポットのラジアル方向のカットオフ周波数を下げるように構成されていることにより、サブスポットのトラッキング方向の位置によらず良好なトラッキングエラー信号を得ることができ、トラックピッチの異なる複数種類の光ディスクに対して良好なトラッキングエラー信号を得ることを可能とする。 In the present invention, when generating a tracking error signal using the return light from the optical disk of the main beam and the sub beam diffracted by the diffraction element, the radial cut-off of the sub spot formed by the sub beam by the diffraction element By being configured to lower the frequency, a good tracking error signal can be obtained regardless of the position of the sub-spot in the tracking direction, and a good tracking error signal can be obtained for multiple types of optical discs with different track pitches. Make it possible to get.
以下、本発明を適用した光ピックアップ装置を用いた光ディスク装置について、図面を参照して説明する。 Hereinafter, an optical disk device using an optical pickup device to which the present invention is applied will be described with reference to the drawings.
本発明が適用された光ディスク装置１は、図１に示すように、光記録媒体としての光ディスク２から情報記録再生を行う光ピックアップ装置３と、光ディスク２を回転操作する回転駆動手段としてのスピンドルモータ４と、光ピックアップ装置３を光ディスク２の径方向に移動させる送りモータ５とを備えている。この光ディスク装置１は、フォーマットの異なる３種類の光ディスク及び記録層が積層化された光ディスクに対して情報の記録及び／又は再生を行うことができる３規格間互換性を実現した光ディスク装置である。
As shown in FIG. 1, an
ここで用いられる光ディスクは、例えば、ＣＤ(Compact Disc）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）、情報の追記が可能とされるＣＤ−Ｒ（Recordable）及びＤＶＤ−Ｒ（Recordable）、情報の書換えが可能とされるＣＤ−ＲＷ（ReWritable）、ＤＶＤ−ＲＷ（ReWritable）、ＤＶＤ＋ＲＷ（ReWritable）、ＤＶＤ−ＲＡＭ等の光ディスクや、さらに発光波長が短い４０５ｎｍ程度（青紫色）の半導体レーザを用いた高密度記録が可能な高密度記録光ディスクや、光磁気ディスク等である。ここで、ＣＤ、ＣＤ−Ｒは、トラックピッチ１．６μｍ程度、使用波長７８０ｎｍ程度、ＮＡ０．４５程度とされている。また、ＤＶＤ、ＤＶＤ−Ｒ、ＤＶＤ−ＲＷ、ＤＶＤ＋ＲＷ、ＤＶＤ−ＲＡＭは、使用波長６５０ｎｍ程度、ＮＡ０．６程度とされており、トラックピッチについては、ＤＶＤ−ＲＡＭが１．４８μｍ又は１．２３μｍ程度とされ、それ以外のものが０．７４μｍ程度とされている。さらに、高密度記録光ディスクは、例えば、トラックピッチ０．４０μｍ又は０．３２μｍ程度、使用波長４０５ｎｍ程度、ＮＡ０．８５程度とされている。 The optical disc used here is, for example, a CD (Compact Disc), a DVD (Digital Versatile Disc), a CD-R (Recordable) and a DVD-R (Recordable) that allow additional recording of information, and information can be rewritten. High-density recording using optical discs such as CD-RW (ReWritable), DVD-RW (ReWritable), DVD + RW (ReWritable), and DVD-RAM, and a semiconductor laser with a shorter emission wavelength of about 405 nm (blue-violet). Possible high-density recording optical disks, magneto-optical disks, and the like. Here, CD and CD-R have a track pitch of about 1.6 μm, a used wavelength of about 780 nm, and an NA of about 0.45. Further, DVD, DVD-R, DVD-RW, DVD + RW, and DVD-RAM have a use wavelength of about 650 nm and NA of about 0.6, and the track pitch of DVD-RAM is about 1.48 μm or 1.23 μm. Others are about 0.74 μm. Further, the high-density recording optical disk has, for example, a track pitch of about 0.40 μm or 0.32 μm, a use wavelength of about 405 nm, and an NA of about 0.85.
光ディスク装置１において、スピンドルモータ４及び送りモータ５は、ディスク種類判別手段ともなるシステムコントローラ７からの指令に基づいて制御されるサーボ制御部９によりディスク種類に応じて駆動制御されており、光ディスクの種類に応じて所定の回転数で駆動される。
In the
光ピックアップ装置３は、規格の異なる光ディスクの記録層に対して光ディスクの種類に対応した所定の波長の光ビームを照射するとともに、この光ビームの記録層における反射光を検出する。光ピックアップ装置３は、検出した反射光から各光ビームに対応する信号をプリアンプ部１４に供給する。
The
プリアンプ部１４の出力は、信号変復調器及びエラー訂正符号ブロック（以下、「信号変復調＆ＥＣＣブロック」という。）１５に送られる。この信号変復調及びＥＣＣブロック１５は、信号の変調、復調及びＥＣＣ（エラー訂正符号）の付加を行う。光ピックアップ装置３は、信号変復調及びＥＣＣブロック１５の指令にしたがって回転する光ディスク２の記録層に対して光ビームを照射し、光ディスク２に対して信号の記録又は再生を行う。
The output of the preamplifier unit 14 is sent to a signal modulator / demodulator and an error correction code block (hereinafter referred to as “signal modulation / demodulation & ECC block”) 15. The signal modulation / demodulation and ECC block 15 performs signal modulation, demodulation, and addition of ECC (error correction code). The
プリアンプ部１４は、フォーマット毎に異なって検出される光ビームに対応する信号に基づいて、フォーカスエラー信号、トラッキングエラー信号、ＲＦ信号等を生成するように構成されている。記録又は再生の対象媒体とされる光ディスク２の種類に応じて、サーボ制御部９、信号変復調及びＥＣＣブロック１５等により、光ディスク２の規格に基づく復調及び誤り訂正処理等の所定の処理が行われる。
The preamplifier unit 14 is configured to generate a focus error signal, a tracking error signal, an RF signal, and the like based on a signal corresponding to a light beam detected differently for each format. In accordance with the type of the
ここで例えば、信号変復調＆ＥＣＣブロック１５により復調された記録信号がコンピュータのデータストレージ用であれば、インターフェイス１６を介して外部コンピュータ１７に送出される。これにより、外部コンピュータ１７は、光ディスク２に記録された信号を再生信号として受け取ることができる。
Here, for example, if the recording signal demodulated by the signal modulation / demodulation & ECC block 15 is for data storage of a computer, it is sent to the
また、信号変復調＆ＥＣＣブロック１５により復調された記録信号がオーディオビジュアル用であれば、Ｄ／Ａ及びＡ／Ｄ変換器１８のＤ／Ａ変換部でデジタルアナログ変換され、オーディオビジュアル処理部１９に供給される。そしてオーディオビジュアル処理部１９でオーディオビジュアル処理が行われ、オーディオビジュアル信号入出力部２０を介して、図示しない外部の撮像映写機器等に伝送される。
If the recording signal demodulated by the signal modulation / demodulation & ECC block 15 is for audio visual, it is converted from digital to analog by the D / A converter of the D / A and A / D converter 18 and supplied to the audio visual processor 19. Is done. Audio visual processing is performed by the audio visual processing unit 19 and transmitted to an external imaging / projection device (not shown) or the like via the audio visual signal input /
光ピックアップ装置３において、例えば、光ディスク２上の所定の記録トラックまで移動させるための送りモータ５の制御、スピンドルモータ４の制御、及び光ピックアップ装置３において光集光手段となる対物レンズを保持する２軸アクチュエータのフォーカス方向の駆動とトラッキング方向の駆動制御は、それぞれサーボ制御部９により行われる。
In the
レーザ制御部２１は、光ピックアップ装置３のレーザ光源を制御する。特に、この具体例では、レーザ制御部２１は、記録モード時と再生モード時とでレーザ光源の出力パワーを異ならせる制御を行っている。また、光ディスク２の種類に応じてもレーザ光源の出力パワーを異ならせる制御を行っている。レーザ制御部２１は、ディスク種類判別部２２によって検出された光ディスク２の種類に応じて光ピックアップ装置３のレーザ光源を切り換えている。
The laser control unit 21 controls the laser light source of the
ディスク種類判別部２２は、装着される光ディスクの表面反射率、形状的及び外形的な違い等から光ディスク２のフォーマットを検出することができる。
The disc type
光ディスク装置１を構成する各ブロックは、ディスク種類判別部２２における検出結果に応じて、装着される光ディスク２の仕様に基づく信号処理ができるように構成されている。
Each block constituting the
システムコントローラ７は、ディスク種類判別部２２から送られる検出結果に基づいて光ディスク２の種類を判別する。光ディスクの種類を判別する手法としては、光ディスクがカートリッジに収納されるタイプであれば、このカートリッジに検出穴を設けて接触検出センサ又は押下スイッチを用いて検出する手法があげられる。また、同一光ディスクにおける記録層の判別には、光ディスク最内周にあるプリマスタードピットやグルーブ等に記録された目録情報（Table Of Contents；ＴＯＣ）による情報に基づいて、どの記録層に対する記録再生かを判別する手法が使用できる。
The system controller 7 determines the type of the
サーボ制御部９は、例えば光ピックアップ装置３と光ディスク２との相対位置を検出する（光ディスク２に記録されたアドレス信号をもとに位置検出する場合を含む）ことによって、記録及び／又は再生する記録領域を判別できる。
The servo control unit 9 records and / or reproduces, for example, by detecting the relative position between the
以上のように構成された光ディスク装置１は、スピンドルモータ４によって、光ディスク２を回転操作し、サーボ制御部９からの制御信号に応じて送りモータ５を駆動制御し、光ピックアップ装置３を光ディスク２の所望の記録トラックに対応する位置に移動することで、光ディスク２に対して情報の記録再生を行う。
In the
ここで、上述した記録再生用の光ピックアップ装置３について詳しく説明する。この光ピックアップ装置３は、上述したそれぞれ異なるトラックピッチで記録トラックが設けられた複数の光ディスクに対して情報の記録及び／又は再生を行うものである。
Here, the recording / reproducing
本発明を適用した光ピックアップ装置３は、図２に示すように、所定の波長の光ビームを出射する光源３１と、光源３１から出射された光ビームを０次光及び±１次回折光からなる少なくとも３本の光ビームに回折して分割する回折素子３２と、回折素子３２に分割された３本の光ビームをそれぞれ光ディスク２の信号記録面として記録層上に集光する対物レンズ３３と、光ディスク２の記録層で反射された３本の光ビームのそれぞれの戻り光を受光する受光部３４ａ，３４ｂ，３４ｃを有する光検出器３４と、回折素子３２と対物レンズ３３との間に配置され、光ディスク２で反射された戻り光の光路を光源３１から出射された往路の光ビームの光路とを分離する光路分離手段としてビームスプリッタ３５とを備える。
As shown in FIG. 2, the
また、光ピックアップ装置３は、ビームスプリッタ３５と対物レンズ３３との間に設けられ、光源３１から出射され回折素子３２、ビームスプリッタ３５を介して入射される光ビームの発散角を変えて略平行光とするコリメータレンズ３６と、ビームスプリッタ３５と光検出器３４との間に設けられ、ビームスプリッタ３５で反射された戻りの光ビームを光検出器３４の受光部３４ａ，３４ｂ，３４ｃ上に集光するマルチレンズ３７とを備える。
The
光源３１は、光ディスク２の種類に対応した所定の波長のレーザ光束を出射する半導体レーザである。尚、光源３１から出射される光ビームの波長は、例えば、４０５ｎｍ程度、６５０ｎｍ程度、７８０ｎｍ程度等の波長の光ビームを出射するように構成されている。また、光源３１は、単一の波長の光ビームを出射するように構成してもよく、二以上の複数種類の波長の光ビームを出射する一又は複数の出射部を設けるように構成してもよい。
The
回折素子３２は、図３に示すように、光源３１とビームスプリッタ３５との間に設けられ、所定の領域に所定の回折構造が設けられており、入射する光ビームを所定の方向に回折させ少なくとも０次光（以下、「主ビーム」ともいう。）及び±１次回折光（以下、「第１の副ビーム」、「第２の副ビーム」、又は、±１次回折光を合わせて「副ビーム」ともいう。）からなる３本の光ビームに分割する。すなわち、回折素子３２は、後述する第１の回折部４１を通過する光ビームを回折して、それぞれ対物レンズ３３により光ディスク２に集光されその戻り光が受光部３４ａ〜３４ｃで受光されて各種信号を検出するための主ビーム並びに第１及び第２の副ビームを生成する。
As shown in FIG. 3, the
また、回折素子３２は、副ビームで形成されるサブスポットのラジアル方向のＭＴＦ（空間周波数）のカットオフ周波数を下げるように、対物レンズ３３の入射瞳に対応する回折素子上の領域の一部が、所定の方向への回折を制限されている。ここで、所定の方向とは、上述の受光部３４ｂ，３４ｃにより受光される副ビームが生成される際の回折方向をいう。また、ここで、カットオフ周波数とは、再生信号振幅がほぼ０となる周波数のことであり、情報の再生に用いられる光ビームの波長をλとし、対物レンズの開口数をＮＡとしたときに、２ＮＡ／λで表されるものである。
The
具体的には、回折素子３２は、図３に示すように、ラジアル方向Ｒａｄに略垂直な複数（二つ）の分割線Ｌ１１，Ｌ１２により複数の領域３２ａ，３２ｂ，３２ｃに分割され、この複数の領域３２ａ，３２ｂ，３２ｃのうち、中央に形成された第１の領域３２ａに、上述の主ビーム及び副ビームを生成するための第１の回折構造が形成されてなる第１の回折部４１と、この複数の領域３２ａ，３２ｂ，３２ｃのうち、両端に形成された第２及び第３の領域３２ｂ，３２ｃに、第１の回折構造とは異なる第２の回折構造が形成されてなる第２の回折部４２とを有する。この第２及び第３の領域３２ｂ，３２ｃには、対物レンズ３３の入射瞳に対応する回折素子上の領域Ｒの一部の領域を含んでいる。尚、図３中破線部で示される領域Ｒは、対物レンズ３３の入射瞳に対応する回折素子上の領域を示し、入射瞳に対応する領域とは、ビームスプリッタ３５及びコリメータレンズ３６を介して対物レンズ３３の入射瞳に入射する光ビームが回折素子上を通過する領域をいう。また、対物レンズ３３の入射瞳は、開口数等により決定される対物レンズ３３の有効径をいう。また、図３及び後述の図４等におけるＲａｄは、光ディスク２のラジアル方向を示すものである。
Specifically, as shown in FIG. 3, the
尚、ここでは、回折素子３２の第２及び第３の領域３２ｂ，３２ｃには、第１の回折構造とは異なる第２の回折構造が形成されてなる第２の回折部４２を設けることにより、この領域を通過する光ビームを第１の回折部４１とは異なる方向に回折させて、後述のように、第１の回折部４１で回折された副ビームを受光する受光部３４ｂ，３４ｃに入射させないように構成したが、これに限られるものではなく、回折素子３２の第２及び第３の領域３２ｂ，３２ｃには、回折構造が形成されない透過部を設けてもよく、透過部を設けることにより、この透過部が、この領域を通過する光ビームを透過させることにより、第１の回折部４１で回折された副ビームを受光する受光部３４ｂ，３４ｃに入射させないように構成して、すなわち、第１の回折部４１で回折された副ビームで形成されるサブスポットのラジアル方向のカットオフ周波数を下げるようにしてもよい。
Here, the second and
すなわち、回折素子３２は、第１の領域３２ａに、上述の主ビーム及び副ビームを生成するための所定の第１の回折構造を有するとともに、第２及び第３の領域３２ｂ，３２ｃに含まれる、対物レンズ３３の入射瞳に対応する回折素子３２上の領域Ｒの一部の領域に第１の回折構造とは異なる第２の回折構造が形成されることでこの一部の領域を通過する光ビームを第１の領域３２ａ（第１の回折部４１）で生成された副ビームとは異なる方向に回折させることで、上述の副ビームで形成されるサブスポットのラジアル方向のカットオフ周波数を下げる。
In other words, the
ここで、回折素子３２の主ビーム及び副ビームを生成する第１の回折部４１は、図３に示すように、第１の回折部４１を構成する領域３２ａのうち領域Ｒに含まれるラジアル方向の寸法Ｗ１が次式（１）を満たすように形成されている。尚、ここでは、第１の回折部４１を構成する第１の領域３２ａが、そのラジアル方向においては、全て領域Ｒに含まれているため、寸法Ｗは、第１の回折部４１のラジアル方向の寸法である。
Ｗ１≦（λ／２ＮＡ）／ｑ×Ｄ ・・・（１）
但し、上記式（１）において、λ：光源３１から出射される光ビームの波長、ＮＡ：対物レンズ３３の開口数、ｑ：複数の光ディスクのうちトラックピッチが最も大きい光ディスク（以下、「最大トラックピッチの光ディスク」ともいう。）のトラックピッチ、Ｄ：対物レンズ３３の開口により決定される回折素子３２上の有効径とする。尚、ここでＤは、図３に示すように、上述した対物レンズ３３の入射瞳に対応する回折素子上の領域Ｒの直径である。
Here, the first
W1 ≦ (λ / 2NA) / q × D (1)
However, in the above formula (1), λ: wavelength of the light beam emitted from the
回折素子３２は、上述のように構成されることにより、副ビームで形成されるサブスポットのラジアル方向のＭＴＦのカットオフ周波数を下げて、光ディスク２のトラックが読めないようにし、副ビームの光ディスク２からの戻り光を受光する受光部３４ｂ，３４ｃにより検出されるサブスポット信号をＤＣ化することができる。ここで、サブスポット信号をＤＣ化することにより、後述するメインスポットによるプッシュプル信号ＭＰＰのようなトラック横断毎に現れる正弦波信号は現れず、対物レンズ３３のシフト等によって現れる不規則な成分であるオフセット成分のみが現れることとなる。
The
回折素子３２は、副ビームで形成されるサブスポットのラジアル方向のカットオフ周波数を光ディスク２のトラックが読めないように下げるように、主ビーム及び副ビームを生成することにより、後述する受光部３４ａ，３４ｂ，３４ｃで検出される信号のうち、主ビームを受光する受光部３４ａではプッシュプル信号を検出するとともに、副ビームを受光する受光部３４ｂ，３４ｃではサブスポット信号をＤＣ化させた信号を検出させ、受光部３４ｂ，３４ｃで得られるＤＣ化した信号を用いて受光部３４ａで得られるプッシュプル信号のオフセット成分のみをキャンセルすることで、トラックピッチが異なる複数の光ディスクのいずれに対しても良好なトラッキングエラー信号を得ることができるものである。
The
ビームスプリッタ３５は、回折素子３２により回折されて入射された往路の主ビーム及び副ビーム（以下、往路の主ビーム及び往路の副ビームをあわせて「往路の光ビーム」ともいう。）を透過して、コリメータレンズ３６側に向けて出射させるとともに、光ディスク２の記録層で反射され対物レンズ３３及びコリメータレンズ３６を経由して入射されたそれぞれの戻りの光ビーム（以下、「復路の光ビーム」ともいう。）を反射してマルチレンズ３７側に向けて出射させる。このように、ビームスプリッタ３５は、復路の光ビームの光路を往路の光ビームの光路から分離させて、マルチレンズ３７及び光検出器３４側に導く。
The
コリメータレンズ３６は、光源３１から出射され、回折素子３２及びビームスプリッタ３５を経由した光ビームの発散角を変換して略平行光として対物レンズ３３側に出射させる。
The
対物レンズ３３は、光ディスク２の種類に対応した開口数ＮＡとされ、光ディスク２の選択される所望の信号記録面上に入射した光ビームを集光する。尚、この対物レンズの開口数は、用いる光ディスク２の種類に応じたものを用いるものであり、例えば、０．８５程度、０．６程度又は０．４５程度とされている。
The
また、この対物レンズ３３の入射側には、対物レンズ３３に入射する光ビームの開口制限を行う図示しない開口制限手段が設けられており、この開口制限手段により光ディスク２の種類に対応した開口数に制限されている。
Further, on the incident side of the
マルチレンズ３７は、ビームスプリッタ３５により反射された戻りの光ビームが入射され、入射された復路の光ビームの発散角を変換して、所定の発散角でこの光ビームを光検出器３４の各受光部３４ａ，３４ｂ，３４ｃ上に集束させる。尚、マルチレンズ３７は、さらにフォーカスエラー信号を検出するために通過する光ビームに非点収差を付与するように構成してもよい。
The multi-lens 37 receives the return light beam reflected by the
光検出器３４は、中央部に、例えば略正方形状に形成され入射した主ビームの戻り光を受光して検出する主受光部としての受光部３４ａと、この受光部３４ａを挟んで互いに反対側の位置に配置され例えば略正方形状に形成され入射した第１及び第２の副ビームの戻り光を受光して検出する副受光部としての受光部３４ｂ，３４ｃとを有し、この受光部３４ａ，３４ｂ，３４ｃで受光した光ビームを検出する。受光部３４ａは、主ビームの戻り光を受光できる位置に形成され、受光部３４ｂは、第１の副ビームの戻り光を受光できる位置に形成され、受光部３４ｃは、第２の副ビームの戻り光を受光できる位置に形成されている。
The
光検出器３４は、マルチレンズ３７により集光された主ビーム並びに第１及び第２の副ビームの戻り光をそれぞれ受光し、情報信号とともにトラッキングエラー信号及びフォーカスエラー信号等の各種信号を検出するために、受光部３４ａ，３４ｂ，３４ｃのそれぞれが一の受光領域からなるフォトディテクタ、又は複数の受光領域からなる所謂分割フォトディテクタとして構成され、情報信号、トラッキングエラー信号及びフォーカスエラー信号等の各種信号を検出する。
The
具体的には、図４に示すように、受光部３４ａ，３４ｂ，３４ｃは、それぞれ２分割の受光領域Ａ，Ｂ、受光領域Ｃ，Ｄ及び受光領域Ｅ，Ｆを有している。また、光検出器３４は、これらの受光部３４ａ，３４ｂ，３４ｃの各受光領域Ａ〜Ｆで受光して検出された検出信号Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆに基づいて、プッシュプル信号ＭＰＰ、並びにこのプッシュプル信号のオフセット成分を補正するための補正信号ＳＳと、これらから得られるトラッキングエラー信号ＴＥを得るための加算器５２，５３、減算器５１，５４，５６、ゲインアンプ５５とを有している。尚、ここで、主ビームの戻り光を受光する受光部３４ａを２分割として構成したトラッキングエラー信号の検出の例について説明するが、例えば、この分割線に直交する分割線によりさらに２分割した所謂４分割ディテクタ等を用いてフォーカスエラー信号等の他の検出信号を検出可能なように構成することも可能である。
Specifically, as shown in FIG. 4, the light receiving portions 34 a, 34 b, and 34 c have two divided light receiving areas A and B, light receiving areas C and D, and light receiving areas E and F, respectively. The
減算器５１は、受光領域Ａの検出信号から受光領域Ｂの検出信号を減算して得られるプッシュプル信号ＭＰＰを出力する。加算器５２は、受光領域Ｃ及び受光領域Ｅの検出信号を加算して出力する。加算器５３は、受光領域Ｄ及び受光領域Ｆの検出信号を加算して出力する。減算器５４は、加算器５２で得られた加算出力から加算器５３で得られた減算出力を減算して得られる補正信号ＳＳを出力する。ゲインアンプ５５は、減算器５４で得られた補正信号ＳＳと補正係数Ｋとからゲイン出力（Ｋ・ＳＳ）を出力する。減算器５６は、減算器５１で得られたプッシュプル信号ＭＰＰからゲインアンプ５５で得られたゲイン出力（Ｋ・ＳＳ）を減算して得られるトラッキングエラー信号ＴＥ（＝ＭＰＰ−Ｋ・ＳＳ）を出力する。
The
このように、光検出器３４は、主ビームの戻り光を受光した受光部３４ａにより検出した信号強度Ａ，Ｂから得られるプッシュプル信号ＭＰＰ＝Ａ−Ｂと、副ビームの戻り光を受光した受光部３４ｂ，３４ｃにより検出した信号強度Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆから得られる補正信号ＳＳ＝（Ｃ＋Ｅ）−（Ｄ＋Ｆ）とにより、トラッキングエラー信号ＴＥ＝ＭＰＰ−Ｋ・ＳＳ＝（Ａ−Ｂ）−Ｋ・（（Ｃ＋Ｅ）−（Ｄ＋Ｆ））を検出できる。尚、図４及び後述の図８は、非点収差が与えられた場合の各受光部上の光スポットを示す。
As described above, the
ここで、光検出器３４で得られるプッシュプル信号ＭＰＰは、従来の所謂ＤＰＰ方式で得られるトラッキングエラー信号におけるメインプッシュプル信号と同様である。一方で、光検出器３４で得られる補正信号ＳＳは、ＤＰＰ方式で得られるトラッキングエラー信号におけるサブプッシュプル信号とは異なっている。すなわち、上述したように回折素子３２により副ビームで形成されるサブスポットのラジアル方向Ｒａｄのカットオフ周波数を、副ビームに対応したサブスポットにより光ディスク２のトラックを読めないように下げるようにされていることから、この戻り光による受光部３４ｂ，３４ｃ上のサブスポットから得られる信号は、ＤＣ化されており、補正信号ＳＳは、対物レンズ３３のシフトによるオフセット成分のみを補正するものである。このように、光検出器３４の受光部３４ａ〜３４ｃの構成及び演算自体は、従来の所謂ＤＰＰ方式と同様の構成とされているが、上述した回折素子３２を設けて副ビームで形成されるサブスポットのラジアル方向のカットオフ周波数を下げるようにされていることから、トラッキングエラー信号の成分については主ビームによるメインスポットから得られる信号のみであるとともに、サブスポットから得られる信号を用いてメインスポットから得られる信号に加わってしまった対物レンズ３３がシフトすることにより発生してしまうオフセット成分を相殺するために用いられている。
Here, the push-pull signal MPP obtained by the
すなわち、上述のように得られるトラッキングエラー信号ＴＥは、ＴＥ＝ＭＰＰ−Ｋ×ＳＳにより得られる（ここでＫは補正係数である。）。これは、主ビームによるプッシュプル信号ＭＰＰだけでは、トラッキングのために対物レンズ３３がシフトする等により、プッシュプル信号ＭＰＰがオフセットしてしまい良好なトラッキングエラー信号が得られないことを副ビームにより得られる補正信号ＳＳで補正するものである。すなわち、光ディスク２上の副ビームのサブスポットは、主ビームのメインスポットから所定の距離だけずらして配置されているが、ＤＣ化されているので、対物レンズ３３のシフトによるオフセットは、プッシュプル信号ＭＰＰも、補正信号ＳＳも同じ極性で変化する。以上のことから主ビームと副ビームの明るさを補正する係数Ｋを用いて上述の演算により、対物レンズ３３のシフト等によるオフセットがキャンセルされるとともに、グルーブで変調される良好なトラッキングエラー信号が得られる。さらに、サブスポットからはオフセット成分のみを抽出するだけであるので、サブスポットのトラッキング方向の位置にかかわらず、すなわち、サブスポットとメインスポットとのトラッキング方向の間隔がトラックピッチの１／２程度でなくても良好なトラッキングエラー信号を得ることができ、換言すると、トラックピッチが異なる複数種類の光ディスクのいずれに対しても良好なトラッキングエラー信号を得ることができる。
That is, the tracking error signal TE obtained as described above is obtained by TE = MPP−K × SS (where K is a correction coefficient). This is because the push-pull signal MPP by the main beam alone is obtained by the sub-beam that the push-pull signal MPP is offset due to a shift of the
以上のように構成された光ピックアップ装置３において、光源３１から光ビームが出射されると、回折素子３２によって３ビームに分割され、ビームスプリッタ３５を透過されて、コリメータレンズ３６によって平行光とされ、対物レンズ３３によって集光された光ディスク２の記録層にスポットが形成される。光ディスク２の記録層に集光された光ビームは、反射されて対物レンズ３３及びコリメータレンズ３６を経由して再びビームスプリッタ３５に入射され、ビームスプリッタ３５によって光路が変更されて、マルチレンズ３７を介して光検出器３４の各受光部３４ａ，３４ｂ，３４ｃ上に集光される。
In the
尚、この光ピックアップ装置３における回折素子３２により分割された主ビーム及び副ビームは、対物レンズ３３によって光ディスク２上に、図５に示すようなスポットを形成する。尚、図５中Ｓｄ１０は、回折素子３２を通過した０次光である主ビームのスポットを示すものであり、Ｓｄ１１は、回折素子３２の第１の回折部４１（第１の領域３２ａ）により回折された＋１次回折光である第１の副ビームのスポットを示すものであり、Ｓｄ１２は、回折素子３２の第１の回折部４１により回折された−１次回折光である第２の副ビームのスポットを示すものであり、Ｓｄ１３は、回折素子３２の第２の回折部４２（第２及び第３の領域３２ｂ，３２ｃ）により回折された＋１次回折光のスポットを示すものであり、Ｓｄ１４は、回折素子３２の第２の回折部４２により回折された−１次回折光のスポットを示すものである。
The main beam and the sub beam divided by the
また、光ディスク２で反射された主ビーム及び副ビームは、各受光部３４ａ〜３４ｃ上に、図４に示すようなスポットを形成する。尚、図４中Ｓｋ１００は、光ディスクで反射された主ビームの戻り光のうち光ディスクで回折反射された際の０次光を示すものであり、Ｓｋ１１０は、光ディスクで反射された第１の副ビームの戻り光のうち光ディスクで回折反射された際の０次光を示すものであり、Ｓｋ１１１は、光ディスクで反射された第１の副ビームの戻り光のうち光ディスクで回折反射された際の＋１次回折光を示すものであり、Ｓｋ１１２は、光ディスクで反射された第１の副ビームの戻り光のうち光ディスクで回折反射された際の−１次回折光を示すものであり、Ｓｋ１２０は、光ディスクで反射された第２の副ビームの戻り光のうち光ディスクで回折反射された際の０次光を示すものであり、Ｓｋ１２１は、光ディスクで反射された第２の副ビームの戻り光のうち光ディスクで回折反射された際の＋１次回折光を示すものであり、Ｓｋ１２２は、光ディスクで反射された第２の副ビームの戻り光のうち光ディスクで回折反射された際の−１次回折光を示すものである。ここで、図４に示す受光部３４ａには、従来の所謂ＤＰＰ方式の場合と同様に、光ディスクで反射された主ビームの戻り光のうち光ディスクで回折反射された際の±１次回折光がスポットＳｋ１００と重複して形成されているが、ここでは省略する。
また、図５で説明したスポットＳｄ１３，Ｓｄ１４に集光された光ビームの光ディスクで回折反射された戻りの光ビームは、受光部３４ａ〜３４ｃに入射しないので図４中には図示しない。
Further, the main beam and the sub beam reflected by the
Further, since the return light beam diffracted and reflected by the optical disk of the light beam focused on the spots Sd13 and Sd14 described in FIG. 5 does not enter the light receiving portions 34a to 34c, it is not shown in FIG.
本発明を適用した光ピックアップ装置３は、トラックピッチの異なる複数種類の光ディスクに対して情報の記録又は再生を行う際に、回折素子３２により分割された主ビーム及び副ビームを用いてトラッキングエラー信号を得る光ピックアップ装置であって、回折素子３２により回折して分割された主ビーム及び副ビームのうち副ビームで形成されるサブスポットのラジアル方向のカットオフ周波数を下げるように構成されていることから、副ビームによるサブスポットの位置調整を必要とせず、且つこの主ビーム及び副ビームの戻り光を検出することで、サブスポットの位置にかかわらず、メインスポットにより得られたプッシュプル信号から対物レンズ３３のシフトによるオフセット成分を取り除いた良好なトラッキングエラー信号を得ることを可能とし、トラックピッチの異なる複数種類の光ディスクのいずれに対しても良好なトラッキングエラー信号を得ることができ、良好な記録及び再生を実現することができる。
The
すなわち、本発明を適用した光ピックアップ装置３は、トラッキングエラーを検出するために回折素子３２により分割した主ビーム及び副ビームにより光ディスク２上に形成されるメインスポットとサブスポットとのトラッキング方向の間隔を所謂ＤＰＰ方式のようにトラックピッチの１／２程度にしなくても、良好なトラッキングエラー信号を得ることができる。
That is, the
次に、上述した光ピックアップ装置３における光ビームが回折素子３２を通過することにより回折されて主ビーム及び副ビームが生成される際の現象と、この主ビーム及び副ビームが光ディスクによって反射される際に回折される現象とについて説明するとともに、上述したカットオフ周波数との関係について説明する。
Next, the phenomenon in which the light beam in the
光源３１から出射され回折素子３２に入射した光ビームは、回折素子３２の第１の回折部４１に周期ｄの溝が形成され、光源３１から出射された光ビームの波長がλであるとすると、次式（２）で得られる角度θｇで回折される。
ｓｉｎθｇ＝ｎ・λ／ｄ（ｎは次数、ｎ＝０，±１，±２・・） ・・・（２）
The light beam emitted from the
sin θg = n · λ / d (where n is the order, n = 0, ± 1, ± 2,...) (2)
このとき、第１及び第２の副ビームである±１次回折光は、ｓｉｎθｇ＝λ／ｄで得られる角度θｇで回折される。 At this time, the ± first-order diffracted light as the first and second sub beams is diffracted at an angle θg obtained by sin θg = λ / d.
また、回折素子３２により回折され、ビームスプリッタ３５、コリメータレンズ３６及び対物レンズ３３を経由した主ビーム及び副ビームは、光ディスク２によっても回折され、具体的には、光ディスク２がトラックピッチｔｐのトラックを有するとすると、次式（３）で得られる角度θｄで回折される。
ｓｉｎθｄ＝ｎ・λ／ｔｐ（ｎは次数、ｎ＝０，±１，±２・・） ・・・（３）
Further, the main beam and the sub beam diffracted by the
sin θd = n · λ / tp (where n is the order, n = 0, ± 1, ± 2,...) (3)
このとき、光ディスク２で回折される±１次回折光の各受光部３４ａ，３４ｂ，３４ｃ上での横ずらし分は、対物レンズ３３の焦点距離をｆとすると、ｆｓｉｎθｄ＝ｆ・λ／ｔｐとなる。受光部３４ａ〜３４ｃ上で、光ディスク２により±１次回折光が、０次光とオーバーラップし、０次光と重なった部分では、０次光との干渉が生じ、その結果、光強度の明暗が現れることとなる。ところが、横ずらし分が、ビーム光束直径２ｒよりも大きくなるとオーバーラップしなくなる。これが光学系のカットオフで、２ｒ＝ｆ・λ／ｔｐで表される。ここで、ｒ／ｆ＝ＮＡ（開口率）なので、次式（４）、（５）のように変形することができ、このように変形された式（５）の右辺で示される２ＮＡ／λがカットオフ周波数である。
１／ｔｐ＝（２・ｒ／ｆ）／λ ・・・（４）
１／ｔｐ＝２ＮＡ／λ ・・・（５）
At this time, the lateral shift of the ± first-order diffracted light diffracted by the
1 / tp = (2 · r / f) / λ (4)
1 / tp = 2NA / λ (5)
回折素子３２は、上述したように、第１の回折部４１を構成する領域３２ａのうち領域Ｒに含まれるラジアル方向の寸法Ｗ１が式（１）を満たすように構成されていることから、サブスポットのラジアル方向のカットオフ周波数を下げて、最大トラックピッチの光ディスクにおけるトラックピッチの空間周波数よりも小さくできる。すなわち、回折素子３２は、上述のように構成されることにより、最大トラックピッチの光ディスクにおけるトラックピッチの空間周波数よりもサブスポットのカットオフ周波数を下げることにより、いずれの光ディスクのトラックピッチの空間周波数よりもカットオフ周波数を小さくすることができ、換言すると、複数の光ディスクの全ての光ディスクのトラックピッチの空間周波数がサブスポットのカットオフ周波数以上としてトラックの解像限界になるように制限することができる。
As described above, the
回折素子３２を有する光ピックアップ装置３は、副ビームで形成されるサブスポットのラジアル方向のカットオフ周波数を下げるように構成されていること、すなわち、副ビームによる光ディスク上のスポット径がトラックを検出することができない程度の大きさとされていることにより、サブスポットはトラック横断によって変調されることがなくオフセット成分のみを検出できるようにＤＣ化され、換言すると、メインスポットとのラジアル方向の位置に拘わらず、メインスポットによるプッシュプル信号に加わっているオフセット成分のみを除去するためのオフセット成分のみを検出することができる。
The
以上のように、本発明を適用した光ピックアップ装置３は、回折素子３２により回折された主ビーム及び副ビームの光ディスク２からの戻り光を用いてトラッキングエラー信号を生成する際に、回折素子が副ビームで形成されるサブスポットのラジアル方向のカットオフ周波数を下げるように構成されていることにより、サブスポットのトラッキング方向の位置によらず良好なトラッキングエラー信号を得ることができるので、トラックピッチの異なる複数種類の光ディスクに対して良好なトラッキングエラー信号を得ることができる。
As described above, when the
尚、上述では、ラジアル方向Ｒａｄに略垂直な分割線Ｌ１１，Ｌ１２により第１乃至第３の領域３２ａ，３２ｂ，３２ｃに分割され、中央に形成された第１の領域３２ａに、主ビーム及び副ビームを生成するための第１の回折構造が形成されてなる第１の回折部４１と、第２及び第３の領域に、第２の回折構造が形成されてなる第２の回折部４２とを有する回折素子３２を設けるように構成したが、これに限られるものではなく、例えば、図６に示すように、ラジアル方向に略垂直な分割線により第１乃至第３の領域に分割され、第１乃至第３の領域のうち両端に形成された第２及び第３の領域に、主ビーム及び副ビームを生成するための第１の回折構造が形成されてなる第１の回折部と、第１の領域に、第２の回折構造が形成されてなる第２の回折部とを有する回折素子を設けるように構成してもよい。
In the above description, the first and
次に、図６に示すような回折素子を備える光ピックアップ装置６０について説明する。尚、以下の説明において、上述した光ピックアップ装置３と共通する部分については、共通の符号を付すとともに詳細な説明は省略する。
Next, an optical pickup device 60 including a diffraction element as shown in FIG. 6 will be described. In the following description, portions common to the
本発明を適用した光ピックアップ装置６０は、図３及び図６に示すように、光源３１と、光源３１から出射された光ビームを０次光及び±１次回折光からなる少なくとも３本の光ビームに回折して分割する回折素子６２と、回折素子６２に分割された３本の光ビームをそれぞれ光ディスク２の信号記録面として記録層上に集光する対物レンズ３３と、光検出器３４と、ビームスプリッタ３５と、コリメータレンズ３６と、マルチレンズ３７とを備える。
As shown in FIGS. 3 and 6, the optical pickup device 60 to which the present invention is applied includes a
光ピックアップ装置６０の回折素子６２は、光源３１とビームスプリッタ３５との間に設けられ、図６に示すように、所定の領域に所定の回折構造が設けられており、入射する光ビームを少なくとも０次光である主ビームと、±１次回折光である副ビームとからなる３本の光ビームに分割する。
The
また、回折素子６２は、副ビームで形成されるサブスポットのラジアル方向のＭＴＦのカットオフ周波数を下げるように、対物レンズ３３の入射瞳に対応する回折素子上の領域の一部が、所定の方向への回折を制限されている。
In addition, the
具体的には、回折素子６２は、図６に示すように、ラジアル方向Ｒａｄに略垂直な複数（二つ）の分割線Ｌ２１，Ｌ２２により複数の領域６２ａ，６２ｂ，６２ｃに分割され、この複数の領域６２ａ，６２ｂ，６２ｃのうち、両端に形成された第２及び第３の領域６２ｂ，６２ｃに、上述の主ビーム及び副ビームを生成するための第１の回折構造が形成されてなる第１の回折部６６と、この複数の領域６２ａ，６２ｂ，６２ｃのうち、中央に形成された第１の領域６２ａに、第１の回折構造とは異なる第２の回折構造が形成されてなる第２の回折部６７とを有する。この第１の領域６２ａ並びに第２及び第３の領域６２ｂ，６２ｃには、対物レンズ３３の入射瞳に対応する回折素子上の領域Ｒの一部の領域を含んでいる。尚、図６中破線部で示される領域Ｒは、対物レンズ３３の入射瞳に対応する回折素子上の領域を示している。
Specifically, as shown in FIG. 6, the
尚、ここでは、回折素子６２の第１の領域６２ａには、第１の回折構造とは異なる第２の回折構造が形成されてなる第２の回折部６７を設けることにより、この領域を通過する光ビームを第１の回折部６６とは異なる方向に回折させて、第１の回折部６６で回折された副ビームを受光する受光部３４ｂ，３４ｃに入射させないように構成したが、これに限られるものではなく、回折素子６２の第１の領域６２ａには、回折構造が形成されない透過部を設けてもよく、透過部を設けることにより、この透過部が、この領域を通過する光ビームを透過させることにより、第１の回折部６６で回折された副ビームを受光する受光部３４ｂ，３４ｃに入射させないように構成して、すなわち、第１の回折部６６で回折された副ビームで形成されるサブスポットのラジアル方向のカットオフ周波数を下げるようにしてもよい。
Here, the
すなわち、回折素子６２は、第２及び第３の領域６２ｂ，６２ｃに、上述の主ビーム及び副ビームを生成するための所定の第１の回折構造を有するとともに、第１の領域６２ａに含まれる、対物レンズ３３の入射瞳に対応する回折素子６２上の領域Ｒの一部の領域に第１の回折構造とは異なる第２の回折構造が形成されることでこの一部の領域を通過する光ビームを第２及び第３の領域６２ｂ，６２ｃ（第１の回折部６６）で生成された副ビームとは異なる方向に回折させることで、上述の副ビームで形成されるサブスポットのラジアル方向のカットオフ周波数を下げる。
That is, the
ここで、回折素子６２の第１及び第２の回折部６６，６７は、図６に示すように、第２の回折構造が形成されてなる第２の回折部６７を構成する領域６２ａのうち領域Ｒに含まれるラジアル方向の寸法Ｗ２が次式（６）を満たすように形成されている。尚、ここでは、第２の回折部６７を構成する第１の領域６２ａが、そのラジアル方向においては、全て領域Ｒに含まれているため、寸法Ｗ２は、第２の回折部６７のラジアル方向の寸法である。
Ｗ２≧（λ／２ＮＡ）／ｑ×Ｄ ・・・（６）
但し、上記式（６）において、λ：光源３１から出射される光ビームの波長、ＮＡ：対物レンズ３３の開口数、ｑ：複数の光ディスクのうちトラックピッチが最も大きい光ディスク（以下、「最大トラックピッチの光ディスク」ともいう。）のトラックピッチ、Ｄ：対物レンズ３３の開口により決定される回折素子６２上の有効径とする。尚、ここでＤは、図６に示すように、上述した対物レンズ３３の入射瞳に対応する回折素子上の領域Ｒの直径である。
Here, as shown in FIG. 6, the first and second
W2 ≧ (λ / 2NA) / q × D (6)
However, in the above formula (6), λ: wavelength of the light beam emitted from the
回折素子６２は、上述のように構成されることにより、副ビームで形成されるサブスポットのラジアル方向のＭＴＦのカットオフ周波数を下げて、光ディスク２のトラックが読めないようにし、副ビームの光ディスク２からの戻り光を受光する受光部３４ｂ，３４ｃにより検出されるサブスポット信号をＤＣ化することができる。ここで、サブスポット信号をＤＣ化することにより、メインスポットによるプッシュプル信号ＭＰＰのようなトラック横断毎に現れる正弦波信号は現れず、対物レンズ３３のシフト等によって現れる不規則な成分であるオフセット成分のみが現れることとなる。
The
回折素子６２は、副ビームで形成されるサブスポットのラジアル方向のカットオフ周波数を光ディスク２のトラックが読めないように下げるように、主ビーム及び副ビームを生成することにより、受光部３４ａ，３４ｂ，３４ｃで検出される信号のうち、主ビームを受光する受光部３４ａではプッシュプル信号を検出するとともに、副ビームを受光する受光部３４ｂ，３４ｃではサブスポット信号をＤＣ化させた信号を検出させ、受光部３４ｂ，３４ｃで得られるＤＣ化した信号を用いて受光部３４ａで得られるプッシュプル信号のオフセット成分のみをキャンセルすることで、トラックピッチが異なる複数の光ディスクのいずれに対しても良好なトラッキングエラー信号を得ることができるものである。
The
以上のように構成された光ピックアップ装置６０において、光源３１から光ビームが出射されると、回折素子６２によって３ビームに分割され、ビームスプリッタ３５を透過されて、コリメータレンズ３６によって平行光とされ、対物レンズ３３によって集光された光ディスク２の記録層にスポットが形成される。光ディスク２の記録層に集光された光ビームは、反射されて対物レンズ３３及びコリメータレンズ３６を経由して再びビームスプリッタ３５に入射され、ビームスプリッタ３５によって光路が変更されて、マルチレンズ３７を介して光検出器３４の各受光部３４ａ，３４ｂ，３４ｃ上に集光される。
In the optical pickup device 60 configured as described above, when a light beam is emitted from the
尚、この光ピックアップ装置６０における、回折素子６２により分割された主ビーム及び副ビームは、対物レンズ３３によって光ディスク２上に、図７に示すようなスポットを形成する。尚、図７中Ｓｄ２０は、回折素子６２を通過した０次光である主ビームのスポットを示すものであり、Ｓｄ２１は、回折素子６２の第１の回折部６６（第２及び第３の領域６２ｂ，６２ｃ）により回折された＋１次回折光である第１の副ビームのスポットを示すものであり、Ｓｄ２２は、回折素子６２の第１の回折部６６により回折された−１次回折光である第２の副ビームのスポットを示すものであり、Ｓｄ２３は、回折素子６２の第２の回折部６７（第１の領域６２ａ）により回折された＋１次回折光のスポットを示すものであり、Ｓｄ２４は、回折素子６２の第２の回折部６７により回折された−１次回折光のスポットを示すものである。
Note that the main beam and the sub beam split by the
また、光ディスク２で反射された主ビーム及び副ビームは、各受光部３４ａ〜３４ｃ上に、図８に示すようなスポットを形成する。尚、図８中Ｓｋ２００は、光ディスクで反射された主ビームの戻り光のうち光ディスクで回折反射された際の０次光を示すものであり、Ｓｋ２１ｂ０は、光ディスクで反射された第１の副ビームの戻り光のうち往路において第２の領域６２ｂにより回折された＋１次回折光が光ディスクで回折反射された際の０次光を示すものであり、Ｓｋ２１ｂ１は、光ディスクで反射された第１の副ビームの戻り光のうち往路において第２の領域６２ｂにより回折された＋１次回折光が光ディスクで回折反射された際の−１次回折光を示すものであり、Ｓｋ２１ｃ０は、光ディスクで反射された第１の副ビームの戻り光のうち往路において第３の領域６２ｃにより回折された＋１次回折光が光ディスクで回折反射された際の０次光を示すものであり、Ｓｋ２１ｃ１は、光ディスクで反射された第１の副ビームの戻り光のうち往路において第３の領域６２ｃにより回折された＋１次回折光が光ディスクで回折反射された際の＋１次回折光を示すものであり、Ｓｋ２２ｂ０は、光ディスクで反射された第２の副ビームの戻り光のうち往路において第２の領域６２ｂにより回折された−１次回折光が光ディスクで回折反射された際の０次光を示すものであり、Ｓｋ２２ｂ１は、光ディスクで反射された第２の副ビームの戻り光のうち往路において第２の領域６２ｂにより回折された−１次回折光が光ディスクで回折反射された際の−１次回折光を示すものであり、Ｓｋ２２ｃ０は、光ディスクで反射された第２の副ビームの戻り光のうち往路において第３の領域６２ｃにより回折された−１次回折光が光ディスクで回折反射された際の０次光を示すものであり、Ｓｋ２２ｃ１は、光ディスクで反射された第２の副ビームの戻り光のうち往路において第３の領域６２ｃにより回折された−１次回折光が光ディスクで回折反射された際の＋１次回折光を示すものである。ここで、図８で示す受光部３４ａには、従来の所謂ＤＰＰ方式の場合と同様に、光ディスクで反射された主ビームの戻り光のうち光ディスクで回折反射された際の±１次回折光がスポットＳｋ２００と重複して形成されているが、ここでは省略する。また、
図７で説明したスポットＳｄ２３，Ｓｄ２４に集光された光ビームの光ディスクで回折反射された戻りの光ビームは、受光部３４ａ〜３４ｃに入射しないので図８中には図示しない。
Further, the main beam and the sub beam reflected by the
The return light beam diffracted and reflected by the optical disk of the light beam focused on the spots Sd23 and Sd24 described in FIG. 7 is not shown in FIG. 8 because it does not enter the light receiving portions 34a to 34c.
本発明を適用した光ピックアップ装置６０は、トラックピッチの異なる複数種類の光ディスクに対して情報の記録又は再生を行う際に、回折素子６２により分割された主ビーム及び副ビームを用いてトラッキングエラー信号を得る光ピックアップ装置であって、回折素子６２により回折して分割された主ビーム及び副ビームのうち副ビームで形成されるサブスポットのラジアル方向のカットオフ周波数を下げるように構成されていることから、副ビームによるサブスポットの位置調整を必要とせず、且つこの主ビーム及び副ビームの戻り光を検出することで、サブスポットの位置にかかわらず、メインスポットにより得られたプッシュプル信号から対物レンズ３３のシフトによるオフセット成分を取り除いた良好なトラッキングエラー信号を得ることを可能とし、トラックピッチの異なる複数種類の光ディスクのいずれに対しても良好なトラッキングエラー信号を得ることができ、良好な記録及び再生を実現することができる。
The optical pickup device 60 to which the present invention is applied uses a tracking error signal using a main beam and a sub beam divided by a
尚、上述の回折素子６２では、光検出器３４で検出するための主ビーム及び副ビームを生成するための第２及び第３の領域６２ｂ，６２ｃは格子ピッチが等しい、すなわち同一の回折構造が形成されるように構成したが、これに限られるものではなく、例えば、図９に示すように、ラジアル方向に略垂直な分割線により第１乃至第３の領域に分割され、第１乃至第３の領域のうち一端側に形成された第２の領域に、主ビーム及び副ビームを生成するための第１の回折構造が形成されてなる第１の回折部と、他端側に形成された第３の領域に、主ビーム及び副ビームを生成するための第２の回折構造が形成されてなる第２の回折部と、中央に形成された第１の領域に、第１及び第２の回折構造とは異なる第３の回折構造が形成されてなる第３の回折部とを有する回折素子を設けるように構成してもよい。
In the
次に、図９に示すような回折素子を備える光ピックアップ装置７０について説明する。尚、以下の説明において、上述した光ピックアップ装置３と共通する部分については、共通の符号を付すとともに詳細な説明は省略する。
Next, an optical pickup device 70 having a diffraction element as shown in FIG. 9 will be described. In the following description, portions common to the
本発明を適用した光ピックアップ装置７０は、図３及び図９に示すように、光源３１と、光源３１から出射された光ビームを０次光及び±１次回折光からなる少なくとも３本の光ビームに回折して分割する回折素子７２と、回折素子７２に分割された３本の光ビームをそれぞれ光ディスク２の信号記録面として記録層上に集光する対物レンズ３３と、光検出器３４と、ビームスプリッタ３５と、コリメータレンズ３６と、マルチレンズ３７とを備える。
As shown in FIGS. 3 and 9, the optical pickup device 70 to which the present invention is applied includes a
光ピックアップ装置７０の回折素子７２は、光源３１とビームスプリッタ３５との間に設けられ、図９に示すように、所定の領域に所定の回折構造が設けられており、入射する光ビームを少なくとも０次光である主ビームと、±１次回折光である副ビームとからなる３本の光ビームに分割する。
The
また、回折素子７２は、副ビームで形成されるサブスポットのラジアル方向のＭＴＦのカットオフ周波数を下げるように、対物レンズ３３の入射瞳に対応する回折素子上の領域の一部が、所定の方向への回折を制限されている。
Further, the
具体的には、回折素子７２は、図９に示すように、ラジアル方向Ｒａｄに略垂直な複数（二つ）の分割線Ｌ３１，Ｌ３２により複数の領域７２ａ，７２ｂ，７２ｃに分割され、この複数の領域７２ａ，７２ｂ，７２ｃのうち、一端側に形成された第２の領域７２ｂに、上述の主ビーム及び副ビームを生成するための第１の回折構造が形成されてなる第１の回折部７６と、この複数の領域７２ａ，７２ｂ，７２ｃのうち、他端側に形成された第３の領域７２ｃに、第１の回折構造とは異なるとともに、上述の主ビーム及び副ビームを生成するための第２の回折構造が形成されてなる第２の回折部７７と、この複数の領域７２ａ，７２ｂ，７２ｃのうち、中央に形成された第１の領域７２ａに、第１及び第２の回折構造とは異なる第３の回折構造が形成されてなる第３の回折部７８とを有する。この第１の領域７２ａ並びに第２及び第３の領域７２ｂ，７２ｃには、対物レンズ３３の入射瞳に対応する回折素子上の領域Ｒの一部の領域を含んでいる。尚、図９中破線部で示される領域Ｒは、対物レンズ３３の入射瞳に対応する回折素子上の領域を示している。
Specifically, as shown in FIG. 9, the
尚、ここでは、回折素子７２の第１の領域７２ａには、第１及び第２の回折構造とは異なる第３の回折構造が形成されてなる第３の回折部７８を設けることにより、この領域を通過する光ビームを第１及び第２の回折部７６，７７とは異なる方向に回折させて、第１及び第２の回折部７６，７７で回折された副ビームを受光する受光部３４ｂ，３４ｃに入射させないように構成したが、これに限られるものではなく、回折素子７２の第１の領域７２ａには、回折構造が形成されない透過部を設けてもよく、透過部を設けることにより、この透過部が、この領域を通過する光ビームを透過させることにより、第１及び第２の回折部７６，７７で回折された副ビームを受光する受光部３４ｂ，３４ｃに入射させないように構成して、すなわち、第１及び第２の回折部７６，７７で回折された副ビームで形成されるサブスポットのラジアル方向のカットオフ周波数を下げるようにしてもよい。
Here, the first region 72a of the
すなわち、回折素子７２は、第２及び第３の領域７２ｂ，７２ｃに、上述の主ビーム及び副ビームを生成するための所定の第１及び第２の回折構造を有するとともに、第１の領域７２ａに含まれる、対物レンズ３３の入射瞳に対応する回折素子７２上の領域Ｒの一部の領域に第１及び第２の回折構造とは異なる第３の回折構造が形成されることでこの一部の領域を通過する光ビームを第２及び第３の領域７２ｂ，７２ｃ（第１及び第２の回折部７６，７７）で生成された副ビームとは異なる方向に回折させることで、上述の副ビームで形成されるサブスポットのラジアル方向のカットオフ周波数を下げる。
That is, the
ここで、回折素子７２の第１乃至第３の回折部７６，７７，７８は、図９に示すように、第１の回折構造が形成されてなる第１の回折部７６を構成する領域７２ｂのうち領域Ｒに含まれるラジアル方向の寸法Ｗ３１が次式（７）を満たすように形成されており、第２の回折構造が形成されてなる第２の回折部７７を構成する領域７２ｃのうち領域Ｒに含まれるラジアル方向の寸法Ｗ３２が次式（８）を満たすように形成されている。
Ｗ３１≦（λ／２ＮＡ）／ｑ×Ｄ ・・・（７）
Ｗ３２≦（λ／２ＮＡ）／ｑ×Ｄ ・・・（８）
但し、上記式（７）、（８）において、λ：光源３１から出射される光ビームの波長、ＮＡ：対物レンズ３３の開口数、ｑ：複数の光ディスクのうちトラックピッチが最も大きい光ディスク（以下、「最大トラックピッチの光ディスク」ともいう。）のトラックピッチ、Ｄ：対物レンズ３３の開口により決定される回折素子７２上の有効径とする。尚、ここでＤは、図９に示すように、上述した対物レンズ３３の入射瞳に対応する回折素子上の領域Ｒの直径である。
Here, as shown in FIG. 9, the first to third
W31 ≦ (λ / 2NA) / q × D (7)
W32 ≦ (λ / 2NA) / q × D (8)
However, in the above formulas (7) and (8), λ: wavelength of the light beam emitted from the
回折素子７２は、上述のように構成されることにより、副ビームで形成されるサブスポットのラジアル方向のＭＴＦのカットオフ周波数を下げて、光ディスク２のトラックが読めないようにし、副ビームの光ディスク２からの戻り光を受光する受光部３４ｂ，３４ｃにより検出されるサブスポット信号をＤＣ化することができる。ここで、サブスポット信号をＤＣ化することにより、メインスポットによるプッシュプル信号ＭＰＰのようなトラック横断毎に現れる正弦波信号は現れず、対物レンズ３３のシフト等によって現れる不規則な成分であるオフセット成分のみが現れることとなる。
The
回折素子７２は、副ビームで形成されるサブスポットのラジアル方向のカットオフ周波数を光ディスク２のトラックが読めないように下げるように、主ビーム及び副ビームを生成することにより、受光部３４ａ，３４ｂ，３４ｃで検出される信号のうち、主ビームを受光する受光部３４ａではプッシュプル信号を検出するとともに、副ビームを受光する受光部３４ｂ，３４ｃではサブスポット信号をＤＣ化させた信号を検出させ、受光部３４ｂ，３４ｃで得られるＤＣ化した信号を用いて受光部３４ａで得られるプッシュプル信号のオフセット成分のみをキャンセルすることで、トラックピッチが異なる複数の光ディスクのいずれに対しても良好なトラッキングエラー信号を得ることができるものである。
The
以上のように構成された光ピックアップ装置７０において、光源３１から光ビームが出射されると、回折素子７２によって３ビームに分割され、ビームスプリッタ３５を透過されて、コリメータレンズ３６によって平行光とされ、対物レンズ３３によって集光された光ディスク２の記録層にスポットが形成される。光ディスク２の記録層に集光された光ビームは、反射されて対物レンズ３３及びコリメータレンズ３６を経由して再びビームスプリッタ３５に入射され、ビームスプリッタ３５によって光路が変更されて、マルチレンズ３７を介して光検出器３４の各受光部３４ａ，３４ｂ，３４ｃ上に集光される。
In the optical pickup device 70 configured as described above, when a light beam is emitted from the
本発明を適用した光ピックアップ装置７０は、トラックピッチの異なる複数種類の光ディスクに対して情報の記録又は再生を行う際に、回折素子７２により分割された主ビーム及び副ビームを用いてトラッキングエラー信号を得る光ピックアップ装置であって、回折素子７２により回折して分割された主ビーム及び副ビームのうち副ビームで形成されるサブスポットのラジアル方向のカットオフ周波数を下げるように構成されていることから、副ビームによるサブスポットの位置調整を必要とせず、且つこの主ビーム及び副ビームの戻り光を検出することで、サブスポットの位置にかかわらず、メインスポットにより得られたプッシュプル信号から対物レンズ３３のシフトによるオフセット成分を取り除いた良好なトラッキングエラー信号を得ることを可能とし、トラックピッチの異なる複数種類の光ディスクのいずれに対しても良好なトラッキングエラー信号を得ることができ、良好な記録及び再生を実現することができる。
The optical pickup device 70 to which the present invention is applied uses a main beam and a sub beam divided by the
尚、上述の回折素子３２，６２，７２では、それぞれラジアル方向Ｒａｄに略垂直な二つの分割線により第１乃至第３の領域に分割されてなる回折素子の例について説明したが、本発明を適用した光ピックアップ装置を構成する回折素子は、これに限られるものではなく、例えば、ラジアル方向に略垂直な一又は複数の分割線による複数の領域に分割され、複数の領域のうち一又は複数の領域に、主ビーム及び副ビームを生成するための第１の回折構造が形成されてなる第１の回折部と、複数の領域のうちの残りの一又は複数の領域に、第１の回折構造とは異なる第２の回折構造が形成されてなる第２の回折部、又は回折構造が形成されない透過部とを有する回折素子であってもよく、この回折素子の第２の回折部又は透過部が、残りの一又は複数の領域を通過する光ビームを異なる方向に回折させ、又は透過させることにより、副ビームで形成されるサブスポットのラジアル方向のカットオフ周波数を下げるようにしてもよい。
In the above-described
次に、図１０に示すように、ラジアル方向に略垂直な分割線により第１及び第２の領域に分割され、一方の領域に、主ビーム及び副ビームを生成するための第１の回折構造が形成されてなる第１の回折構造が形成されてなる第１の回折部と、他方の領域に、第１の回折構造とは異なる第２の回折構造が形成されてなる第２の回折部とを有する回折素子を備える光ピックアップ装置８０について説明する。尚、以下の説明において、上述した光ピックアップ装置３と共通する部分については、共通の符号を付すとともに詳細な説明は省略する。
Next, as shown in FIG. 10, the first diffractive structure is divided into the first and second regions by a dividing line substantially perpendicular to the radial direction, and a main beam and a sub beam are generated in one region. A first diffractive part in which a first diffractive structure is formed, and a second diffractive part in which the second diffractive structure different from the first diffractive structure is formed in the other region. An optical pickup device 80 including a diffractive element having the following will be described. In the following description, portions common to the
本発明を適用した光ピックアップ装置８０は、図３及び図１０に示すように、光源３１と、光源３１から出射された光ビームを０次光及び±１次回折光からなる少なくとも３本の光ビームに回折して分割する回折素子８２と、回折素子８２に分割された３本の光ビームをそれぞれ光ディスク２の信号記録面として記録層上に集光する対物レンズ３３と、光検出器３４と、ビームスプリッタ３５と、コリメータレンズ３６と、マルチレンズ３７とを備える。
As shown in FIGS. 3 and 10, the optical pickup device 80 to which the present invention is applied includes a
光ピックアップ装置８０の回折素子８２は、光源３１とビームスプリッタ３５との間に設けられ、図１０に示すように、所定の領域の所定の回折構造が設けられており、入射する光ビームを少なくとも０次光である主ビームと、±１次回折光である副ビームとからなる３本の光ビームに分割する。
The
また、回折素子８２は、副ビームで形成されるサブスポットのラジアル方向のＭＴＦのカットオフ周波数を下げるように、対物レンズ３３の入射瞳に対応する回折素子８２の領域の一部が、所定の方向への回折を制限されている。
Further, in the
具体的には、回折素子８２は、図１０に示すように、ラジアル方向Ｒａｄに略垂直な分割線Ｌ４により複数の領域８２ａ，８２ｂに分割され、この複数の領域８２ａ，８２ｂのうち、一方側に形成された第１の領域８２ａに、上述の主ビーム及び副ビームを生成するための第１の回折構造が形成されてなる第１の回折部８６と、この複数の領域８２ａ，８２ｂのうち、他方側に形成された第２の領域８２ｂに、第１の回折構造とは異なる第２の回折構造が形成されてなる第２の回折部８７とを有する。この第１の領域８２ａ及び第２の領域８２ｂには、対物レンズ３３の入射瞳に対応する回折素子上の領域Ｒの一部の領域を含んでいる。尚、図１０中破線部で示される領域Ｒは、対物レンズ３３の入射瞳に対応する回折素子上の領域を示している。
Specifically, as shown in FIG. 10, the
尚、ここでは、回折素子８２の第２の領域８２ｂには、第１の回折構造とは異なる第２の回折構造が形成されてなる第２の回折部８７を設けることにより、この領域を通過する意光ビームを第１の回折部８６とは異なる方向に回折させて、第１の回折部８６で回折された副ビームを受光する受光部３４ｂ，３４ｃに入射させないように構成したが、これに限られるものではなく、回折素子８２の第２の領域８２ｂには、回折構造が形成されない透過部を設けてもよく、透過部を設けることにより、この透過部が、この領域を通過する光ビームを透過させることにより、第１の回折部８６で回折された副ビームを受光する受光部３４ｂ，３４ｃに入射させないように構成して、すなわち、第１の回折部８６で回折された副ビームで形成されるサブスポットのラジアル方向のカットオフ周波数を下げるようにしてもよい。
Here, the
すなわち、回折素子８２は、第１の領域８２ａに、上述の主ビーム及び副ビームを生成するための所定の第１の回折構造を有するとともに、第２の領域８２ｂに含まれる、対物レンズ３３の入射瞳に対応する回折素子８２上の領域Ｒの一部の領域に第１の回折構造とは異なる第２の回折構造が形成されることでこの一部の領域を通過する光ビームを第１の領域８２ａ（第１の回折部８６）で生成された副ビームとは異なる方向に回折させることで、上述の副ビームで形成されるサブスポットのラジアル方向のカットオフ周波数を下げる。
That is, the
ここで、回折素子８２の主ビーム及び副ビームを生成する第１の回折部８６は、図１０に示すように、第１の回折部８６を構成する領域８２ａのうち領域Ｒに含まれるラジアル方向の寸法Ｗ１が、上述した回折素子３２と同様に、上述した式（１）を満たすように形成されている。
Here, the first
回折素子８２は、上述のように構成されることにより、副ビームで形成されるサブスポットのラジアル方向のＭＴＦのカットオフ周波数を下げて、光ディスク２のトラックが読めないようにし、副ビームの光ディスク２からの戻り光を受光する受光部３４ｂ，３４ｃにより検出されるサブスポット信号をＤＣ化することができる。ここで、サブスポット信号をＤＣ化することにより、メインスポットによるプッシュプル信号ＭＰＰのようなトラック横断毎に現れる正弦波信号は現れず、対物レンズ３３のシフト等によって現れる不規則な成分であるオフセット成分のみが現れることとなる。
The
回折素子８２は、副ビームで形成されるサブスポットのラジアル方向のカットオフ周波数を光ディスク２のトラックが読めないように下げるように、主ビーム及び副ビームを生成することにより、受光部３４ａ，３４ｂ，３４ｃで検出される信号のうち、主ビームを受光する受光部３４ａではプッシュプル信号を検出するとともに、副ビームを受光する受光部３４ｂ，３４ｃではサブスポット信号をＤＣ化させた信号を検出させ、受光部３４ｂ，３４ｃで得られるＤＣ化した信号を用いて受光部３４ａで得られるプッシュプル信号のオフセット成分のみをキャンセルすることで、トラックピッチが異なる複数の光ディスクのいずれに対しても良好なトラッキングエラー信号を得ることができるものである。
The
以上のように構成された光ピックアップ装置８０において、光源３１から光ビームが出射されると、回折素子８２によって３ビームに分割され、ビームスプリッタ３５を透過されて、コリメータレンズ３６によって平行光とされ、対物レンズ３３によって集光された光ディスク２の記録層にスポットが形成される。光ディスク２の記録層に集光された光ビームは、反射されて対物レンズ３３及びコリメータレンズ３６を経由して再びビームスプリッタ３５に入射され、ビームスプリッタ３５によって光路が変更されて、マルチレンズ３７を介して光検出器３４の各受光部３４ａ，３４ｂ，３４ｃ上に集光される。
In the optical pickup device 80 configured as described above, when a light beam is emitted from the
本発明を適用した光ピックアップ装置８０は、トラックピッチの異なる複数種類の光ディスクに対して情報の記録又は再生を行う際に、回折素子８２により分割された主ビーム及び副ビームを用いてトラッキングエラー信号を得る光ピックアップ装置であって、回折素子８２により回折して分割された主ビーム及び副ビームのうち副ビームで形成されるサブスポットのラジアル方向のカットオフ周波数を下げるように構成されていることから、副ビームによるサブスポットの位置調整を必要とせず、且つこの主ビーム及び副ビームの戻り光を検出することで、サブスポットの位置にかかわらず、メインスポットにより得られたプッシュプル信号から対物レンズ３３のシフトによるオフセット成分を取り除いた良好なトラッキングエラー信号を得ることを可能とし、トラックピッチの異なる複数種類の光ディスクのいずれに対しても良好なトラッキングエラー信号を得ることができ、良好な記録及び再生を実現することができる。
The optical pickup device 80 to which the present invention is applied uses a main beam and a sub beam divided by the
尚、上述の回折素子３２，６２，７２，８２では、ラジアル方向Ｒａｄに略垂直な一又は複数の分割線により複数の領域に分割され、この複数の領域のうち一又は複数の領域に、主ビーム及び副ビームを生成するための第１の回折構造が形成されてなる第１の回折部と、上述した第２の回折部又は透過部とを設けるように構成した回折素子の例について説明したが、本発明を適用した光ピックアップ装置を構成する回折素子は、これに限られるものではなく、例えば、対物レンズの入射瞳に入射する主ビームに対応する回折素子上の領域の外側部分にのみ、所定の方向に回折して対物レンズの入射瞳に入射させる副ビームを生成するための回折構造が形成されてなる回折部を有するような回折素子であってもよく、この回折素子が、対物レンズの入射瞳に入射する副ビームに対応する回折素子上の領域の一部が所定の方向への回折を制限されていることにより、副ビームで形成されるサブスポットのラジアル方向のカットオフ周波数を下げるようにしてもよい。
In the above-described
次に、図１１に示すような回折素子を備える光ピックアップ装置９０について説明する。尚、以下の説明において、上述した光ピックアップ装置３と共通する部分については、共通の符号を付すとともに詳細な説明は省略する。
Next, an optical pickup device 90 including a diffraction element as shown in FIG. 11 will be described. In the following description, portions common to the
本発明を適用した光ピックアップ装置９０は、図３及び図１１に示すように、光源３１と、光源３１から出射された光ビームを０次光及び±１次回折光からなる少なくとも３本の光ビームに回折して分割する回折素子９２と、回折素子９２に分割された３本の光ビームをそれぞれ光ディスク２の信号記録面として記録層に集光する対物レンズ３３と、光検出器３４と、ビームスプリッタ３５と、コリメータレンズ３６と、マルチレンズ３７とを備える。
As shown in FIGS. 3 and 11, the optical pickup device 90 to which the present invention is applied includes a
光ピックアップ装置９０の回折素子９２は、光源３１とビームスプリッタ３５との間に設けられ、図１１に示すように、所定の領域に所定の回折構造が設けられており、入射する光ビームを少なくとも０次光である主ビームと、±１次回折光である副ビームとからなる３本の光ビームに分割する。
The diffraction element 92 of the optical pickup device 90 is provided between the
また、回折素子９２は、副ビームで形成されるサブスポットのラジアル方向のＭＴＦのカットオフ周波数を下げるように、対物レンズ３３の入射瞳に対応する回折素子上の領域の一部が、所定の方向への回折を制限されている。
Further, the diffraction element 92 has a predetermined part of the region on the diffraction element corresponding to the entrance pupil of the
また、回折素子９２は、図１１に示すように、対物レンズ３３の入射瞳に入射する主ビームに対応する回折素子９２上の領域Ｒ０の外側であって、且つ、対物レンズ３３の入射瞳に入射する副ビームに対応する回折素子９２上の領域Ｒ１，Ｒ２内の一部の領域に、所定の方向に回折して対物レンズ３３の入射瞳に入射させる副ビームを生成するための回折構造が形成されてなる回折部を有している。尚、図１１中破線部で示される領域Ｒ０は、対物レンズ３３の入射瞳に入射する主ビームに対応する回折素子９２上の領域（以下、「主ビームの有効領域Ｒ０」ともいう。）を示し、領域Ｒ１，Ｒ２は、対物レンズ３３の入射瞳に入射する第１及び第２の副ビームに対応する回折素子９２上の領域（以下、「副ブームの有効領域Ｒ１，Ｒ２」ともいう。）を示している。これは、対物レンズ３３のＮＡで制限される回折素子９２上の有効なスポットは、回折素子で回折される０次光である主ビームと、±１次回折光である副ビームとでぞれぞれずれが生じているからである。上述した図３、図６、図９及び図１０においても、この図１１に示す主ビーム及び副ビームの有効領域が存在するが、各図で説明される回折素子はいずれもラジアル方向に略直交する分割線にのみ領域が分割されていることから、この点について考慮する必要がなく、これらの領域を代表して主ビームに対応する領域を「対物レンズの入射瞳に対応する回折素子上の領域」として説明したものである。
Further, as shown in FIG. 11, the diffractive element 92 is outside the region R0 on the diffractive element 92 corresponding to the main beam incident on the entrance pupil of the
具体的には、回折素子９２は、図１１に示すように、主ビームの有効領域Ｒ０外であってラジアル方向Ｒａｄに略垂直な複数の分割線Ｌ５１〜Ｌ５４と、この分割線Ｌ５１〜Ｌ５４の端部を結ぶようにラジアル方向に形成された分割線Ｌ５５〜Ｌ５８とにより複数の領域９２ａ，９２ｂ，９２ｃに分割され、この複数の領域９２ａ，９２ｂ，９２ｃのうち、主ビームの有効領域Ｒ０の外側であって、且つ、副ビームの有効領域Ｒ１，Ｒ２内のそれぞれに含まれる領域９２ａ，９２ｂに、上述の副ビームを生成するための回折構造が形成されてなる回折部９６を有する。尚、領域９２ｃには、回折構造が形成されておらず透過部９７として機能し、この領域９２ｃに含まれる主ビームの有効領域Ｒ０を通過する光ビームを透過させることで、回折素子９２は、主ビームを生成する。
Specifically, as shown in FIG. 11, the diffraction element 92 includes a plurality of dividing lines L51 to L54 outside the main beam effective region R0 and substantially perpendicular to the radial direction Rad, and the dividing lines L51 to L54. Divided into a plurality of
すなわち、回折素子９２は、領域９２ａ，９２ｂに、上述の副ビームを生成するための所定の回折構造を有するとともに、対物レンズ３３の入射瞳に入射する副ビームに対応する回折素子９２上の領域Ｒ１，Ｒ２の一部の領域と、対物レンズ３３の入射瞳に入射する主ビームに対応する回折素子９２上の領域Ｒ０と、に入射した光ビームを回折させない透過部９７が形成されることでこれらの領域を通過する光ビームを透過させることで、上述の副ビームで形成されるサブスポットのラジアル方向のカットオフ周波数を下げる。
That is, the diffractive element 92 has a predetermined diffractive structure for generating the above-described sub beam in the
ここで、回折素子９２の副ビームを形成する回折部９６は、図１１に示すように、回折部９６を構成する領域９２ａ，９２ｂのうち領域Ｒ１，Ｒ２に含まれるラジアル方向の寸法Ｗ１が、上述した回折素子３２と同様に、上述した式（１）を満たすように形成されている。
Here, as shown in FIG. 11, the
回折素子９２は、上述のように構成されることにより、副ビームで形成されるサブスポットのラジアル方向のＭＴＦのカットオフ周波数を下げて、光ディスク２のトラックが読めないようにし、副ビームの光ディスク２からの戻り光を受光する受光部３４ｂ，３４ｃにより検出されるサブスポット信号をＤＣ化することができる。ここで、サブスポット信号をＤＣ化することにより、メインスポットによるプッシュプル信号ＭＰＰのようなトラック横断毎に現れる正弦波信号は現れず、対物レンズ３３のシフト等によって現れる不規則な成分であるオフセット成分のみが現れることとなる。
The diffractive element 92 is configured as described above, thereby lowering the cutoff frequency of the MTF in the radial direction of the sub spot formed by the sub beam so that the track of the
回折素子９２は、副ビームで形成されるサブスポットのラジアル方向のカットオフ周波数を光ディスク２のトラックが読めないように下げるように、主ビーム及び副ビームを生成することにより、受光部３４ａ，３４ｂ，３４ｃで検出される信号のうち、主ビームを受光する受光部３４ａではプッシュプル信号を検出するとともに、副ビームを受光する受光部３４ｂ，３４ｃではサブスポット信号をＤＣ化させた信号を検出させ、受光部３４ｂ，３４ｃで得られるＤＣ化した信号を用いて受光部３４ａで得られるプッシュプル信号のオフセット成分のみをキャンセルすることで、トラックピッチが異なる複数の光ディスクのいずれに対しても良好なトラッキングエラー信号を得ることができるものである。
The diffractive element 92 generates the main beam and the sub beam so as to lower the radial cut-off frequency of the sub spot formed by the sub beam so that the track of the
以上のように構成された光ピックアップ装置９０において、光源３１から光ビームが出射されると、回折素子９２によって３ビームに分割され、ビームスプリッタ３５を透過されて、コリメータレンズ３６によって平行光とされ、対物レンズ３３によって集光された光ディスク２の記録層にスポットが形成される。光ディスク２の記録層に集光された光ビームは、反射されて対物レンズ３３及びコリメータレンズ３６を経由して再びビームスプリッタ３５に入射され、ビームスプリッタ３５によって光路が変更されて、マルチレンズ３７を介して光検出器３４の各受光部３４ａ，３４ｂ，３４ｃ上に集光される。
In the optical pickup device 90 configured as described above, when a light beam is emitted from the
尚、この光ピックアップ装置９０における、回折素子９２により分割された主ビーム及び副ビームは、対物レンズ３３によって光ディスク２上に、図１２に示すようなスポットを形成する。尚、図１２中Ｓｄ３０は、回折素子９２を通過した０次光である主ビームのスポットを示すものであり、Ｓｄ３１は、回折素子９２の回折部９６（領域９２ａ）により回折された＋１次回折光である第１の副ビームのスポットを示すものであり、Ｓｄ３２は、回折素子９２の回折部９６（領域９２ｂ）により回折された−１次回折光である第２の副ビームのスポットを示すものである。
In the optical pickup device 90, the main beam and the sub beam divided by the diffraction element 92 form spots as shown in FIG. In FIG. 12, Sd30 indicates a spot of the main beam that is zero-order light that has passed through the diffractive element 92, and Sd31 is + 1st-order diffracted light diffracted by the diffractive portion 96 (
本発明を適用した光ピックアップ装置９０は、トラックピッチの異なる複数種類の光ディスクに対して情報の記録又は再生を行う際に、回折素子９２により分割された主ビーム及び副ビームを用いてトラッキングエラー信号を得る光ピックアップ装置であって、回折素子９２により回折して分割された主ビーム及び副ビームのうち副ビームで形成されるサブスポットのラジアル方向のカットオフ周波数を下げるように構成されていることから、副ビームによるサブスポットの位置調整を必要とせず、且つこの主ビーム及び副ビームの戻り光を検出することで、サブスポットの位置にかかわらず、メインスポットにより得られたプッシュプル信号から対物レンズ３３のシフトによるオフセット成分を取り除いた良好なトラッキングエラー信号を得ることを可能とし、トラックピッチの異なる複数種類の光ディスクのいずれに対しても良好なトラッキングエラー信号を得ることができ、良好な記録及び再生を実現することができる。
The optical pickup device 90 to which the present invention is applied uses a main beam and a sub beam divided by the diffraction element 92 when recording or reproducing information on a plurality of types of optical disks having different track pitches. The optical pickup device is configured to reduce the cutoff frequency in the radial direction of the sub spot formed by the sub beam among the main beam and the sub beam diffracted by the diffraction element 92. Therefore, it is not necessary to adjust the position of the sub-spot by the sub-beam, and by detecting the return light of the main beam and the sub-beam, the objective is obtained from the push-pull signal obtained by the main spot regardless of the position of the sub-spot. A good tracking error signal from which the offset component due to the shift of the
また、光ピックアップ装置９０は、回折素子９２の回折部９６が対物レンズの入射瞳に入射する主ビームに対応する回折素子上の領域Ｒ０の外側部分に設けられていることから、０次光の利用効率を高めることができ、レーザ利用効率を高めることができる。
Further, since the
尚、上述の回折素子９２では、対物レンズの入射瞳に入射する主ビームに対応する回折素子上の領域Ｒ０の外側部分であるとともに、ラジアル方向Ｒａｄに略垂直な複数の分割線Ｌ５１〜Ｌ５４の内側の領域９２ａ，９２ｂに、副ビームを生成するための回折構造が形成されてなる回折部を有するように構成したが、これに限られるものではなく、例えば、図１３に示すように、対物レンズの入射瞳に入射する主ビームに対応する回折素子上の領域の外側部分であるとともに、ラジアル方向に略垂直な複数の分割線の外側の領域に、所定の方向に回折して対物レンズの入射瞳に入射させる副ビームを生成するための回折構造が形成されてなる回折部を有する回折素子を設けるように構成してもよい。
In the above-described diffraction element 92, a plurality of dividing lines L51 to L54 which are outside the region R0 on the diffraction element corresponding to the main beam incident on the entrance pupil of the objective lens and are substantially perpendicular to the radial direction Rad. The
次に、図１３に示すような回折素子を備える光ピックアップ装置１１０について説明する。尚、以下の説明において、上述した光ピックアップ装置３と共通する部分については、共通の符号を付すとともに詳細な説明は省略する。
Next, an optical pickup device 110 having a diffraction element as shown in FIG. 13 will be described. In the following description, portions common to the
本発明を適用した光ピックアップ装置１１０は、図３及び図１３に示すように、光源３１と、光源３１から出射された光ビームを０次光及び±１次回折光からなる少なくとも３本の光ビームに回折して分割する回折素子１１２と、回折素子１１２に分割された３本の光ビームをそれぞれ光ディスク２の信号記録面として記録層に集光する対物レンズ３３と、光検出器３４と、ビームスプリッタ３５と、コリメータレンズ３６と、マルチレンズ３７とを備える。
As shown in FIGS. 3 and 13, the optical pickup device 110 to which the present invention is applied includes a
光ピックアップ装置１１０の回折素子１１２は、光源３１とビームスプリッタ３５との間に設けられ、図１３に示すように、所定の領域に所定の回折構造が設けられており、入射する光ビームを少なくとも０次光である主ビームと、±１次回折光である副ビームとからなる３本の光ビームに分割する。
The
また、回折素子１１２は、副ビームで形成されるサブスポットのラジアル方向のＭＴＦのカットオフ周波数を下げるように、対物レンズ３３の入射瞳に対応する回折素子上の領域の一部が、所定の方向への回折を制限されている。
In addition, the
また、回折素子１１２は、図１３に示すように、対物レンズ３３の入射瞳に入射する主ビームに対応する回折素子１１２上の領域Ｒ０の外側であって、且つ、対物レンズ３３の入射瞳に入射する副ビームに対応する回折素子１１２上の領域Ｒ１，Ｒ２内の一部の領域に、所定の方向に回折して対物レンズ３３の入射瞳に入射させる副ビームを生成するための回折構造が形成されてなる回折部を有している。尚、図１３中破線部で示される領域Ｒ０は、対物レンズ３３の入射瞳に入射する主ビームに対応する回折素子１１２上の領域（以下、「主ビームの有効領域Ｒ０」ともいう。）を示し、領域Ｒ１，Ｒ２は、対物レンズ３３の入射瞳に入射する第１及び第２の副ビームに対応する回折素子１１２上の領域（以下、「副ブームの有効領域Ｒ１，Ｒ２」ともいう。）を示している。
Further, as shown in FIG. 13, the
具体的には、回折素子１１２は、図１３に示すように、主ビームの有効領域Ｒ０外であってラジアル方向Ｒａｄに略垂直な複数の分割線Ｌ６１〜Ｌ６４と、この分割線Ｌ６１〜Ｌ６４の端部から外側に向けてラジアル方向に形成された分割線Ｌ６５〜Ｌ６８とにより複数の領域１１２ａ，１１２ｂ，１１２ｃ，１１２ｄ，１１２ｅに分割され、この複数の領域１１２ａ〜１１２ｅのうち、主ビームの有効領域Ｒ０の外側であって、且つ、副ビームの有効領域Ｒ１，Ｒ２内のそれぞれに含まれる領域１１２ａ，１１２ｂ，１１２ｃ，１１２ｄに、上述の副ビームを生成するための回折構造が形成されてなる回折部１１６を有する。尚、領域１１２ｅには、回折構造が形成されておらず透過部１１７として機能し、この領域１１２ｅに含まれる主ビームの有効領域Ｒ０を通過する光ビームを透過させることで、回折素子１１２は、主ビームを生成する。
Specifically, as shown in FIG. 13, the
すなわち、回折素子１１２は、領域１１２ａ〜１１２ｄに、上述の副ビームを生成するための所定の回折構造を有するとともに、対物レンズ３３の入射瞳に入射する副ビームに対応する回折素子１１２上の領域Ｒ１，Ｒ２の一部の領域と、対物レンズ３３の入射瞳に入射する主ビームに対応する回折素子１１２上の領域Ｒ０と、に入射した光ビームを回折させない透過部１１７が形成されることでこれらの領域を通過する光ビームを透過させることで、上述の副ビームで形成されるサブスポットのラジアル方向のカットオフ周波数を下げる。
That is, the
ここで、回折素子９２の回折部１１６及び透過部１１７は、図１３に示すように、透過部１１７を構成する領域１１２ｅのうち領域Ｒ１，Ｒ２に含まれるとともに、回折部１１６を構成する領域１１２ａ，１１２ｂの間に位置する部分、及び領域１１２ｃ，１１２ｄの間に位置する部分のラジアル方向の寸法Ｗ２が上述した回折素子６２と同様に、上述した式（６）を満たすように形成されている。
Here, as shown in FIG. 13, the
回折素子１１２は、上述のように構成されることにより、副ビームで形成されるサブスポットのラジアル方向のＭＴＦのカットオフ周波数を下げて、光ディスク２のトラックが読めないようにし、副ビームの光ディスク２からの戻り光を受光する受光部３４ｂ，３４ｃにより検出されるサブスポット信号をＤＣ化することができる。ここで、サブスポット信号をＤＣ化することにより、メインスポットによるプッシュプル信号ＭＰＰのようなトラック横断毎に現れる正弦波信号は現れず、対物レンズ３３のシフト等によって現れる不規則な成分であるオフセット成分のみが現れることとなる。
The
回折素子１１２は、副ビームで形成されるサブスポットのラジアル方向のカットオフ周波数を光ディスク２のトラックが読めないように下げるように、主ビーム及び副ビームを生成することにより、受光部３４ａ，３４ｂ，３４ｃで検出される信号のうち、主ビームを受光する受光部３４ａではプッシュプル信号を検出するとともに、副ビームを受光する受光部３４ｂ，３４ｃではサブスポット信号をＤＣ化させた信号を検出させ、受光部３４ｂ，３４ｃで得られるＤＣ化した信号を用いて受光部３４ａで得られるプッシュプル信号のオフセット成分のみをキャンセルすることで、トラックピッチが異なる複数の光ディスクのいずれに対しても良好なトラッキングエラー信号を得ることができるものである。
The
以上のように構成された光ピックアップ１１０において、光源３１から光ビームが出射されると、回折素子１１２によって３ビームに分割され、ビームスプリッタ３５を透過されて、コリメータレンズ３６によって平行光とされ、対物レンズ３３によって集光された光ディスク２の記録層にスポットが形成される。光ディスク２の記録層に集光された光ビームは、反射されて対物レンズ３３及びコリメータレンズ３６を経由して再びビームスプリッタ３５に入射され、ビームスプリッタ３５によって光路が変更されて、マルチレンズ３７を介して光検出器３４の各受光部３４ａ，３４ｂ，３４ｃ上に集光される。
In the optical pickup 110 configured as described above, when a light beam is emitted from the
本発明を適用した光ピックアップ装置１１０は、トラックピッチの異なる複数種類の光ディスクに対して情報の記録又は再生を行う際に、回折素子１１２により分割された主ビーム及び副ビームを用いてトラッキングエラー信号を得る光ピックアップ装置であって、回折素子１１２により回折して分割された主ビーム及び副ビームのうち副ビームで形成されるサブスポットのラジアル方向のカットオフ周波数を下げるように構成されていることから、副ビームによるサブスポットの位置調整を必要とせず、且つこの主ビーム及び副ビームの戻り光を検出することで、サブスポットの位置にかかわらず、メインスポットにより得られたプッシュプル信号から対物レンズ３３のシフトによるオフセット成分を取り除いた良好なトラッキングエラー信号を得ることを可能とし、トラックピッチの異なる複数種類の光ディスクのいずれに対しても良好なトラッキングエラー信号を得ることができ、良好な記録及び再生を実現することができる。
The optical pickup device 110 to which the present invention is applied uses a main beam and a sub beam divided by the
また、光ピックアップ装置１１０は、回折素子１１２の回折部１１６が対物レンズの入射瞳に入射する主ビームに対応する回折素子上の領域Ｒ０の外側部分に設けられていることから、０次光の利用効率を高めることができ、レーザ利用効率を高めることができる。
Further, in the optical pickup device 110, the
また、本発明を適用した光ディスク装置１は、上述の光ピックアップ装置３，６０，７０，８０，９０，１１０を備えることにより、回折素子３２，６２，７２，８２，９２，１１２により回折された主ビーム及び副ビームの光ディスク２からの戻り光を用いてトラッキングエラー信号を生成する際に、回折素子が副ビームで形成されるサブスポットのラジアル方向のカットオフ周波数を下げるように構成されていることにより、サブスポットのトラッキング方向の位置によらず良好なトラッキングエラー信号を得ることができ、トラックピッチの異なる複数種類の光ディスクに対して良好なトラッキングエラー信号を得ることができ、良好な記録再生特性を実現する。
Further, the
１ 光ディスク装置、 ２ 光ディスク、 ３ 光ピックアップ装置、 ４ スピンドルモータ、 ５ 送りモータ、 ９ サーボ制御部、 ３１ 光源、 ３２ 回折素子、 ３３ 対物レンズ、 ３４ 光検出器、 ３５ ビームスプリッタ、 ３６ コリメータレンズ、 ３７ マルチレンズ、 ４１ 第１の回折部、 ４２ 第２の回折部
DESCRIPTION OF
Claims (11)
所定の波長の光ビームを出射する光源と、
上記光源から出射された光ビームを所定の方向に回折して主ビーム及び副ビームに分割する回折素子と、
上記回折素子に分割された上記主ビーム及び副ビームをそれぞれ光ディスクの記録層に集光する対物レンズと、
上記光ディスクからの戻り光のうち主ビームを受光する主受光部と、上記戻り光のうち副ビームを受光する副受光部とを有する光検出器とを備え、
上記回折素子は、上記副ビームで形成されるサブスポットのラジアル方向のカットオフ周波数を下げるように、上記対物レンズの入射瞳に対応する回折素子上の領域の一部が上記所定の方向への回折を制限されている光ピックアップ装置。 In an optical pickup device for recording and / or reproducing information on a plurality of optical discs provided with recording tracks at different track pitches,
A light source that emits a light beam of a predetermined wavelength;
A diffractive element that diffracts a light beam emitted from the light source in a predetermined direction and divides the light beam into a main beam and a sub beam;
An objective lens for condensing the main beam and the sub beam divided into the diffraction elements on a recording layer of an optical disc,
A photodetector having a main light receiving portion that receives a main beam of the return light from the optical disc, and a sub light receiving portion that receives a sub beam of the return light;
The diffractive element has a part of the region on the diffractive element corresponding to the entrance pupil of the objective lens in the predetermined direction so as to lower a radial cutoff frequency of the sub spot formed by the sub beam. Optical pickup device with limited diffraction.
上記回折素子は、上記複数の領域のうちの一又は複数の領域に、上記所定の方向に回折して上記主ビーム及び上記副ビームを生成するための第１の回折構造が形成されてなる第１の回折部と、上記複数の領域のうちの残りの一又は複数の領域に、上記第１の回折構造とは異なる第２の回折構造が形成されてなる第２の回折部、又は回折構造が形成されない透過部とを有し、
上記第２の回折部又は透過部は、上記残りの一又は複数の領域を通過する光ビームを上記所定の方向と異なる方向に回折させ、又は透過させることにより、上記副ビームで形成されるサブスポットのラジアル方向のカットオフ周波数を下げる請求項１記載の光ピックアップ装置。 The diffractive element is divided into a plurality of regions by one or a plurality of dividing lines substantially perpendicular to the radial direction,
The diffractive element includes a first diffractive structure that is diffracted in the predetermined direction to generate the main beam and the sub beam in one or a plurality of the plurality of regions. A second diffractive part or a diffractive structure in which a second diffractive structure different from the first diffractive structure is formed in one diffractive part and the remaining one or more of the plurality of areas And a transmission part that is not formed,
The second diffractive portion or the transmissive portion diffracts or transmits the light beam passing through the remaining region or regions in a direction different from the predetermined direction, thereby transmitting a sub beam formed by the sub beam. The optical pickup device according to claim 1, wherein the cut-off frequency in the radial direction of the spot is lowered.
上記回折素子は、上記第１乃至第３の領域のうち中央に形成された第１の領域に、上記主ビーム及び上記副ビームを生成するための第１の回折構造が形成されてなる第１の回折部と、上記第２及び第３の領域に、上記第１の回折構造とは異なる第２の回折構造が形成されてなる第２の回折部、又は回折構造が形成されない透過部とを有し、
上記第２の回折部又は透過部は、上記残りの一又は複数の領域を通過する光ビームを上記所定の方向と異なる方向に回折させ、又は透過させることにより、上記副ビームで形成されるサブスポットのラジアル方向のカットオフ周波数を下げる請求項１記載の光ピックアップ装置。 The diffraction element is divided into first to third regions by a dividing line substantially perpendicular to the radial direction,
The diffractive element has a first diffractive structure in which a first diffractive structure for generating the main beam and the sub beam is formed in a first region formed in the center of the first to third regions. And a second diffractive part in which a second diffractive structure different from the first diffractive structure is formed in the second and third regions, or a transmissive part in which the diffractive structure is not formed. Have
The second diffractive portion or the transmissive portion diffracts or transmits the light beam passing through the remaining region or regions in a direction different from the predetermined direction, thereby transmitting a sub beam formed by the sub beam. The optical pickup device according to claim 1, wherein the cut-off frequency in the radial direction of the spot is lowered.
Ｗ≦（λ／２ＮＡ）／ｑ×Ｄ ・・・（１）
但し、上記式（１）において、
λ：上記光源から出射される光ビームの波長、ＮＡ：上記対物レンズの開口数、ｑ：上記複数の光ディスクのうちトラックピッチが最も大きい光ディスクのトラックピッチ、Ｄ：上記対物レンズの開口により決定される上記回折素子上の有効径とする。 The optical pickup device according to claim 4, wherein the first diffractive portion is formed so that the radial dimension W satisfies the following expression (1).
W ≦ (λ / 2NA) / q × D (1)
However, in the above formula (1),
λ: wavelength of the light beam emitted from the light source, NA: numerical aperture of the objective lens, q: track pitch of the optical disc having the largest track pitch among the plurality of optical discs, D: determined by the aperture of the objective lens The effective diameter on the diffraction element.
上記回折素子は、上記第１乃至第３の領域のうち両端に形成された第２及び第３の領域に、上記主ビーム及び上記副ビームを生成するための第１の回折構造が形成されてなる第１の回折部と、上記第１の領域に、上記第１の回折構造とは異なる第２の回折構造が形成されてなる第２の回折部、又は回折構造が形成されない透過部とを有し、
上記第２の回折部又は透過部は、上記残りの一又は複数の領域を通過する光ビームを上記所定の方向と異なる方向に回折させ、又は透過させることにより、上記副ビームで形成されるサブスポットのラジアル方向のカットオフ周波数を下げる請求項１記載の光ピックアップ装置。 The diffraction element is divided into first to third regions by a dividing line substantially perpendicular to the radial direction,
In the diffractive element, a first diffractive structure for generating the main beam and the sub beam is formed in second and third regions formed at both ends of the first to third regions. And a second diffractive part in which a second diffractive structure different from the first diffractive structure is formed in the first region, or a transmissive part in which no diffractive structure is formed. Have
The second diffractive portion or the transmissive portion diffracts or transmits the light beam passing through the remaining region or regions in a direction different from the predetermined direction, thereby transmitting a sub beam formed by the sub beam. The optical pickup device according to claim 1, wherein the cut-off frequency in the radial direction of the spot is lowered.
Ｗ≧（λ／２ＮＡ）／ｑ×Ｄ ・・・（２）
但し、上記式（２）において、
λ：上記光源から出射される光ビームの波長、ＮＡ：上記対物レンズの開口数、ｑ：上記複数の光ディスクのうちトラックピッチが最も大きい光ディスクのトラックピッチ、Ｄ：上記対物レンズの開口により決定される上記回折素子上の有効径とする。 The optical pickup device according to claim 6, wherein the second diffractive portion or the transmissive portion is formed so that the dimension W in the radial direction satisfies the following expression (2).
W ≧ (λ / 2NA) / q × D (2)
However, in the above formula (2),
λ: wavelength of the light beam emitted from the light source, NA: numerical aperture of the objective lens, q: track pitch of the optical disc having the largest track pitch among the plurality of optical discs, D: determined by the aperture of the objective lens The effective diameter on the diffraction element.
上記回折素子は、上記第１の領域に、上記主ビーム及び上記副ビームを生成するための第１の回折構造が形成されてなる第１の回折部と、上記第２の領域に、上記第１の回折構造とは異なる第２の回折構造が形成されてなる第２の回折部、又は回折構造が形成されない透過部とを有し、
上記第２の回折部又は透過部は、上記残りの一又は複数の領域を通過する光ビームを上記所定の方向と異なる方向に回折させ、又は透過させることにより、上記副ビームで形成されるサブスポットのラジアル方向のカットオフ周波数を下げる請求項１記載の光ピックアップ装置。 The diffraction element is divided into first and second regions by a dividing line substantially perpendicular to the radial direction,
The diffractive element includes a first diffractive portion in which a first diffractive structure for generating the main beam and the sub beam is formed in the first region, and the second region in which the first diffractive element is formed. A second diffractive part in which a second diffractive structure different from the diffractive structure of 1 is formed, or a transmission part in which no diffractive structure is formed,
The second diffractive portion or the transmissive portion diffracts or transmits the light beam passing through the remaining region or regions in a direction different from the predetermined direction, thereby transmitting a sub beam formed by the sub beam. The optical pickup device according to claim 1, wherein the cut-off frequency in the radial direction of the spot is lowered.
上記回折素子は、上記対物レンズの入射瞳に入射する上記副ビームに対応する回折素子上の領域の一部が上記所定の方向への回折を制限されていることにより、上記副ビームで形成されるサブスポットのラジアル方向のカットオフ周波数を下げる請求項１記載の光ピックアップ装置。 The sub-beam diffracted in the predetermined direction and incident on the entrance pupil of the objective lens outside the region on the diffraction element corresponding to the main beam incident on the entrance pupil of the objective lens Having a diffractive portion formed with a diffractive structure for generating
The diffractive element is formed by the sub beam because a part of the region on the diffractive element corresponding to the sub beam incident on the entrance pupil of the objective lens is limited in diffraction in the predetermined direction. The optical pickup device according to claim 1, wherein the cutoff frequency in the radial direction of the sub-spot is reduced.
上記光ピックアップ装置は、所定の波長の光ビームを出射する光源と、
上記光源から出射された光ビームを所定の方向に回折して主ビーム及び副ビームに分割する回折素子と、
上記回折素子に分割された上記主ビーム及び副ビームをそれぞれ光ディスクの記録層に集光する対物レンズと、
上記光ディスクからの戻り光のうち主ビームを受光する主受光部と、上記戻り光のうち副ビームを受光する副受光部とを有する光検出器とを備え、
上記回折素子は、上記副ビームで形成されるサブスポットのラジアル方向のカットオフ周波数を下げるように、上記対物レンズの入射瞳に対応する回折素子上の領域の一部が上記所定の方向への回折を制限されている光ディスク装置。 In an optical disc apparatus comprising: an optical pickup device that records and / or reproduces information with respect to a plurality of optical discs each provided with recording tracks at different track pitches; and a rotation drive unit that rotates the optical disc.
The optical pickup device includes: a light source that emits a light beam having a predetermined wavelength;
A diffractive element that diffracts a light beam emitted from the light source in a predetermined direction and divides the light beam into a main beam and a sub beam;
An objective lens for condensing the main beam and the sub beam divided into the diffraction elements on a recording layer of an optical disc,
A photodetector having a main light receiving portion that receives a main beam of the return light from the optical disc, and a sub light receiving portion that receives a sub beam of the return light;
The diffractive element has a part of the region on the diffractive element corresponding to the entrance pupil of the objective lens in the predetermined direction so as to lower a radial cutoff frequency of the sub spot formed by the sub beam. An optical disc device with limited diffraction.
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