JP2009003986A - Optical pickup device - Google Patents

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Ryo Saito
涼 齊藤
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Victor Company of Japan Ltd
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Victor Company of Japan Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical pickup device which can inexpensively acquire a stable signal which is improved in S/N even to a multilayer optical disk. <P>SOLUTION: Although first-order diffracted light reflected at a first signal face which reproduces an optical disk and diffracted by a diffraction type optical element condenses as spots 21a-21d at light receiving cells 9A-9D of a photodetector 9, the diffracted light reflected at the first signal face and diffracted by a degree other than a first-order and the diffracted light reflected at a second signal face turns into cross talk light. Then, the light receiving cells 9A-9D are not irradiated with spots 24a-24d by the first-order diffracted light from the first signal face and spots 25a-25d by the first-order diffracted light from the second signal face. Also all light receiving cells are irradiated with or all light receiving cells are not irradiated with a spot 23 by zeroth-order diffracted light from the second signal face. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、対物レンズと光検出器の間に複数の分割領域を有する回折型光学素子を備え、単層に信号面を有する光ディスクだけでなく複数層に信号面を有する光ディスクに対しても良好な記録または再生を行うことができる光ピックアップ装置に関する。   The present invention includes a diffractive optical element having a plurality of divided regions between an objective lens and a photodetector, and is good not only for an optical disk having a signal surface on a single layer but also for an optical disk having a signal surface on multiple layers. The present invention relates to an optical pickup device that can perform proper recording or reproduction.

円盤状の光記録媒体である光ディスクには、透明基板上に螺旋状または同心円状のトラックが形成されている。そして、このトラックに対して映像情報、音声情報、コンピュータデータなどの情報を高密度に記録でき、且つ記録済みのトラックを再生する際に所望のトラックを高速にアクセスできることから、光ディスクは一般的な記録媒体として多用されている。  In an optical disk, which is a disc-shaped optical recording medium, spiral or concentric tracks are formed on a transparent substrate. Since information such as video information, audio information, and computer data can be recorded with high density on this track, and a desired track can be accessed at high speed when the recorded track is reproduced, an optical disc is generally used. It is frequently used as a recording medium.

この種の光ディスクとしてＣＤ(Compact Disc)やＤＶＤ(Digital versatile Disc)などは既に市販され、最近では、より一層高密度化を図って大容量化した２種類の高密度光記録媒体が流通している。すなわち、ＢＤ（Blu-ray Disc）及びＨＤ−ＤＶＤ（High Definition DVD）である。   CDs (Compact Discs) and DVDs (Digital versatile discs) are already on the market as optical discs of this type, and recently, two types of high-density optical recording media with higher densities and higher capacities have been distributed. Yes. That is, BD (Blu-ray Disc) and HD-DVD (High Definition DVD).

また、各光ディスクを大容量化するため、複数層に信号面を有する多層光ディスク（以下、単に多層光ディスクという）の開発と規格化が進展している。ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−Ｒの片面２層に信号面を有する光ディスク（以下、片面２層光ディスクという）は既に市販され、ＤＶＤ−ＲＷ、ＢＤ、ＨＤ−ＤＶＤも片面２層光ディスクの規格化が進んでいる。更に、最近の学会では、ＢＤの４層光ディスク、８層光ディスクの開発についての発表がなされた。   In addition, in order to increase the capacity of each optical disc, development and standardization of a multilayer optical disc (hereinafter simply referred to as a multilayer optical disc) having a signal surface in a plurality of layers is progressing. Optical discs having a signal surface on one side and two layers of DVD-ROM and DVD-R (hereinafter referred to as single-sided dual-layer optical discs) are already on the market, and DVD-RW, BD, and HD-DVD are also being standardized on single-sided dual-layer optical discs. It is out. Furthermore, at a recent conference, the development of BD 4-layer optical disc and 8-layer optical disc was announced.

ところで、前記したＤＶＤの片面２層光ディスクを再生する光ピックアップ装置では、１ビームによるＤＰＤ（DifferentialPhaseDetection）法（位相差トラッキング法）を用いて、ＤＰＤ信号と呼ばれるトラッキングエラー信号の検出を行っている。ＤＰＤ法とは、光ディスクの信号面から反射して戻る光（以下、反射光という）を受光して得られる光強度変調信号の位相差に基づいて、ＤＰＤ信号を得る方法である。しかし、ＤＶＤ−Ｒ、ＤＶＤ−ＲＷといった記録型光ディスクに対しては、信号記録後においてはＤＰＤ信号の検出ができるものの、信号記録前においてはＤＰＤ信号の検出ができない。そこで、ＤＶＤの記録型光ディスクに対しては、３ビームによるＤＰＰ（DifferentialPush Pull）法（差動プッシュプル法）を用いて、ＤＰＰ信号と呼ばれるトラッキングエラー信号の検出を行っている。ＤＰＰ法とは、メインビームのプッシュプル信号と前後サブビームのプッシュプル信号との差動をとることで、オフセットの無いトラッキングエラー信号を得る方法である。   By the way, in the above optical pickup device for reproducing a single-sided dual-layer optical disc of DVD, a tracking error signal called a DPD signal is detected using a DPD (Differential Phase Detection) method (phase difference tracking method) using one beam. The DPD method is a method for obtaining a DPD signal based on a phase difference of a light intensity modulation signal obtained by receiving light reflected from a signal surface of an optical disk (hereinafter referred to as reflected light). However, for recordable optical discs such as DVD-R and DVD-RW, DPD signals can be detected after signal recording, but DPD signals cannot be detected before signal recording. Therefore, a tracking error signal called a DPP signal is detected for a DVD recording type optical disc by using a 3-beam DPP (Differential Push Pull) method (differential push-pull method). The DPP method is a method of obtaining a tracking error signal without an offset by taking a difference between a push-pull signal of a main beam and a push-pull signal of front and rear sub-beams.

波長４０５ｎｍ程度の青色レーザ光源を用いて記録または再生するＨＤ−ＤＶＤでは、再生型、記録型光ディスクに対して、それぞれ前記したＤＶＤと同様のトラッキングエラー信号の検出方法を用いている。一方、波長４０５ｎｍ程度の青色レーザ光源を用いて記録または再生する別規格のＢＤでは、ＢＤ−ＲＯＭにおいてはＤＰＤ信号を検出できるものの、記録型光ディスクにおいては信号記録後の状態でＤＰＤ信号の検出が規格として保証されていない。そのため、記録型でも再生型でもＤＰＰ信号を検出するのが一般的である。   In HD-DVDs that are recorded or reproduced using a blue laser light source having a wavelength of about 405 nm, the tracking error signal detection method similar to that for DVDs described above is used for both reproducing and recordable optical disks. On the other hand, in the BD of another standard for recording or reproducing using a blue laser light source having a wavelength of about 405 nm, a DPD signal can be detected in a BD-ROM, but a DPD signal can be detected in a state after signal recording in a recordable optical disc. It is not guaranteed as a standard. Therefore, it is common to detect the DPP signal in both the recording type and the reproducing type.

ここで、片面２層光ディスクにおいてＤＰＰ法を用いた場合は、以下のような問題がある。記録または再生していない他の層、すなわちデフォーカスしている層（以下、他層という）の信号面からの反射光が、不要なクロストーク光として光検出器に入射し、記録または再生している層（以下、記録再生層という）の信号面からの反射光と重なることで干渉性のノイズが発生する。この干渉性のノイズによる振る舞いは、干渉する２つの光の間の光路差、すなわち、光ディスクの層間距離による光路差で決まる。更に、このノイズによる振る舞いは、光ディスクのトラック位置による層間距離の変動、光ディスクのチルトの状態、再生している記録用のトラック（グルーブ）の影響も受ける。   Here, when the DPP method is used in a single-sided dual-layer optical disc, there are the following problems. Reflected light from the signal surface of another layer that has not been recorded or reproduced, that is, a defocused layer (hereinafter referred to as another layer) enters the photodetector as unnecessary crosstalk light, and is recorded or reproduced. Coherent noise is generated by overlapping with the reflected light from the signal surface of the layer (hereinafter referred to as recording / reproducing layer). The behavior due to this coherent noise is determined by the optical path difference between two interfering lights, that is, the optical path difference due to the interlayer distance of the optical disk. Further, the behavior due to the noise is also affected by the fluctuation of the interlayer distance depending on the track position of the optical disc, the tilt state of the optical disc, and the recording track (groove) being reproduced.

また、ＤＰＰ信号を用いた場合は、記録時のサブビームによる誤記録を防ぐため、及び光の効率的な利用のため、サブビームの光量はメインビームよりも小さく設定されている。このため、サブビームは、クロストーク光の影響をメイン光よりも大きく受けるために、前記の問題が顕著に生じる。   When the DPP signal is used, the light amount of the sub beam is set smaller than that of the main beam in order to prevent erroneous recording due to the sub beam at the time of recording and to use light efficiently. For this reason, since the sub-beam is more greatly affected by the crosstalk light than the main light, the above-mentioned problem occurs remarkably.

このクロストーク光の影響は、ＤＶＤの片面２層光ディスクの場合も生じていた。しかし、ＤＶＤと比較して、ＢＤではより安定な記録、再生ができないと報告されている（例えば、非特許文献１参照）。その理由は、次の通りである。第１に、層間距離がＤＶＤよりも狭くなって光路差が小さくなり、またＤＶＤより対物レンズの開口数（ＮＡ）が上がっているため、クロストーク光のスポットサイズが大きくなったことである。第２に、波長４０５ｎｍの青色レーザ光源では、レーザの干渉性が上がっていることである。   The influence of the crosstalk light has also occurred in the case of a single-sided dual-layer optical disc of DVD. However, it has been reported that BD cannot perform more stable recording and reproduction as compared with DVD (for example, see Non-Patent Document 1). The reason is as follows. First, the interlayer distance is narrower than that of the DVD, the optical path difference is reduced, and the numerical aperture (NA) of the objective lens is higher than that of the DVD, so that the spot size of the crosstalk light is increased. Secondly, in the blue laser light source having a wavelength of 405 nm, the laser coherence is improved.

そこで、これらの問題を解決する方法として、１ビーム方式によるＡＰＰ（Advanced Push Pull）法（アドバンスドプッシュプル法）を用いるトラッキングエラー信号の検出方法が提案されている（例えば、非特許文献２参照）。   Therefore, as a method for solving these problems, a tracking error signal detection method using an APP (Advanced Push Pull) method (advanced push pull method) using a one-beam method has been proposed (for example, see Non-Patent Document 2). .

図１８は非特許文献２記載の従来の光ピックアップ装置の検出系の一例の構成図、図１９は非特許文献２記載の従来の光ピックアップ装置の検出系に用いるＨＯＥパターン（ファーフィールドパターン）の一例を示した図、図２０は非特許文献２記載の従来の光ピックアップ装置のクロストーク光の広がりの一例を示した図である。   18 is a configuration diagram of an example of a detection system of a conventional optical pickup device described in Non-Patent Document 2, and FIG. 19 is a diagram of a HOE pattern (far field pattern) used in the detection system of the conventional optical pickup device described in Non-Patent Document 2. FIG. 20 is a diagram illustrating an example, and FIG. 20 is a diagram illustrating an example of the spread of crosstalk light in the conventional optical pickup device described in Non-Patent Document 2.

図１８、図１９、図２０を用いて、光ディスクからの反射光をＰＤ（光検出器）で受光するまでの従来の光ピックアップ装置の動作を簡単に説明する。図１８において、フォーカスエラー信号は次のようにして検出される。光ディスクの信号面からの反射光が、ホログラム光学素子（以下、ＨＯＥという）１０１によって回折作用を受けずに透過し、レンズ１０２を通って収束光となり、シリンドリカルレンズ１０３を通って非点収差が与えられ、フォーカス用ＰＤ１０４上で受光されて検出される。   The operation of the conventional optical pickup device until the reflected light from the optical disk is received by a PD (light detector) will be briefly described with reference to FIGS. In FIG. 18, the focus error signal is detected as follows. Reflected light from the signal surface of the optical disk is transmitted without being diffracted by a hologram optical element (hereinafter referred to as “HOE”) 101, becomes convergent light through the lens 102, and astigmatism is given through the cylindrical lens 103. The light is received on the focus PD 104 and detected.

一方、トラッキングエラー信号は次のようにして検出される。光ディスクの信号面からの反射光は、ＨＯＥ１０１によって回折され、レンズ１０２を通って収束光となり、シリンドリカルレンズ１０３でＨＯＥ１０１によって生じる非点収差がキャンセルされ、トラッキング用ＰＤ１０５（１０５Ａ〜１０５Ｄ）で受光されて検出される。   On the other hand, the tracking error signal is detected as follows. The reflected light from the signal surface of the optical disk is diffracted by the HOE 101, passes through the lens 102, becomes convergent light, the astigmatism caused by the HOE 101 is canceled by the cylindrical lens 103, and is received by the tracking PD 105 (105A to 105D). Detected.

図１９はＨＯＥ１０１のパターンを示しており、ＨＯＥ１０１は５つの領域１０１Ａ〜１０１Ｅに分割されている。図２０はフォーカシング用ＰＤ１０４、トラッキング用ＰＤ１０５における信号検出光のスポット及びクロストーク光のスポットの状態を示している。記録再生層の信号面からの反射光で且つＨＯＥ１０１において回折作用を受けない光は、受光部１０４でスポット１０６を形成し、フォーカスエラー信号を検出するための信号検出光となる。   FIG. 19 shows a pattern of the HOE 101, and the HOE 101 is divided into five areas 101A to 101E. FIG. 20 shows the states of signal detection light spots and crosstalk light spots in the focusing PD 104 and tracking PD 105. Light reflected from the signal surface of the recording / reproducing layer and not diffracted by the HOE 101 forms a spot 106 in the light receiving unit 104 and becomes signal detection light for detecting a focus error signal.

記録再生層の信号面からの反射光で且つ領域１０１Ａにおいて回折した光はＰＤ１０５Ａ上でスポット１０７Ａを形成し、領域１０１Ｂにおいて回折した光はＰＤ１０５Ｂ上でスポット１０７Ｂを形成し、領域１０１Ｃにおいて回折した光はＰＤ１０５Ｃ上でスポット１０７Ｃを形成し、領域１０１Ｄにおいて回折した光はＰＤ１０５Ｄ上でスポット１０７Ｄを形成し、それぞれトラッキング信号を検出するための信号検出光となる。また、記録再生層の信号面からの反射光で且つ領域１０１Ｅにおいて回折した光はスポット１０７Ｅを形成し、フォーカシング用ＰＤ１０４及びトラッキング用ＰＤ１０５上には照射されない。   The light reflected from the signal surface of the recording / reproducing layer and diffracted in the region 101A forms a spot 107A on the PD 105A, and the light diffracted in the region 101B forms a spot 107B on the PD 105B and diffracted in the region 101C. Forms a spot 107C on the PD 105C, and the light diffracted in the region 101D forms a spot 107D on the PD 105D, and each becomes a signal detection light for detecting a tracking signal. Further, the light reflected from the signal surface of the recording / reproducing layer and diffracted in the region 101E forms a spot 107E, and is not irradiated onto the focusing PD 104 and the tracking PD 105.

次に、他層の信号面からのクロストーク光について説明する。他層の信号面からの反射光で且つＨＯＥ１０１において回折作用を受けないクロストーク光によるスポット１０８は、フォーカシング用ＰＤ１０４上に照射されるものの、トラッキング用ＰＤ１０５上には照射されない。他層の信号面からの反射光で且つ領域１０１Ａにおいて回折したクロストーク光はスポット１０９Ａを、領域１０１Ｂにおいて回折したクロストーク光はスポット１０９Ｂを、領域１０１Ｃにおいて回折したクロストーク光はスポット１０９Ｃを、領域１０１Ｄにおいて回折したクロストーク光はスポット１０７Ｄをそれぞれ形成し、トラッキング用ＰＤ１０５の周辺に位置するため、トラッキング用ＰＤ１０５上には照射されない。   Next, crosstalk light from the signal surface of the other layer will be described. The spot 108 by the crosstalk light reflected from the signal surface of the other layer and not diffracted by the HOE 101 is irradiated on the focusing PD 104 but not on the tracking PD 105. The crosstalk light reflected from the signal surface of the other layer and diffracted in the region 101A is the spot 109A, the crosstalk light diffracted in the region 101B is the spot 109B, the crosstalk light diffracted in the region 101C is the spot 109C, Since the crosstalk light diffracted in the region 101D forms spots 107D and is located around the tracking PD 105, it is not irradiated onto the tracking PD 105.

また、領域１０１Ｅにおいて回折したクロストーク光はスポット１０９Ｅを形成して、フォーカシング用ＰＤ１０４の左右に位置し、トラッキング用ＰＤ１０５上には照射されない。そして、トラッキングエラー信号ＴＡＰＰは、ＰＤ１０５Ａで得られる電気信号をＴＡ、ＰＤ１０５Ｂで得られる電気信号をＴＢ、ＰＤ１０５Ｃで得られる電気信号をＴＣ、ＰＤ１０５Ｄで得られる電気信号をＴＤとするとき、ＡＰＰ法を用いて以下の（３）式により算出される。
ＴＡＰＰ＝ＴＣ−ＴＤ−Ｔｋ・（ＴＡ−ＴＢ） …（３）
ここで、Ｔｋは定数である。 Further, the crosstalk light diffracted in the region 101E forms a spot 109E, is positioned on the left and right of the focusing PD 104, and is not irradiated onto the tracking PD 105. The tracking error signal TAPP uses the APP method when the electric signal obtained by the PD 105A is TA, the electric signal obtained by the PD 105B is TB, the electric signal obtained by the PD 105C is TC, and the electric signal obtained by the PD 105D is TD. And is calculated by the following equation (3).
TAPP = TC-TD-Tk. (TA-TB) (3)
Here, Tk is a constant.

また、クロストーク光の問題を解決する他の方法として、非特許文献２と同様に１ビーム方式によるＰＰ法を用いるトラッキングエラー信号の検出方法が提案されている（例えば、非特許文献３参照）。図２１は非特許文献３記載の従来の光ピックアップ装置の検出系に用いる液晶素子の一例の構造図、図２２は非特許文献３記載の従来の光ピックアップ装置の受光セル上にビームがスポットを形成する状態を示した図である。   As another method for solving the problem of crosstalk light, a tracking error signal detection method using the PP method using the one-beam method has been proposed as in Non-Patent Document 2 (for example, see Non-Patent Document 3). . FIG. 21 is a structural diagram of an example of a liquid crystal element used in the detection system of the conventional optical pickup device described in Non-Patent Document 3, and FIG. 22 shows a beam spot on the light receiving cell of the conventional optical pickup device described in Non-Patent Document 3. It is the figure which showed the state to form.

図２１及び図２２を用いて、非特許文献３記載の従来の光ピックアップ装置における光ディスクの信号面からの反射光を検出するまでの動作を簡単に説明する。図２１（ａ）に示すように、液晶素子１１０は３層からなり、光ディスク（不図示）側から非偏光ＨＯＥ１１１、液晶アクティブローテータ１１２、偏光ＨＯＥ１１３の順に形成される。   The operation until the reflected light from the signal surface of the optical disc in the conventional optical pickup device described in Non-Patent Document 3 is detected will be briefly described with reference to FIGS. As shown in FIG. 21A, the liquid crystal element 110 has three layers, and is formed in the order of a non-polarization HOE 111, a liquid crystal active rotator 112, and a polarization HOE 113 from the optical disc (not shown) side.

図２１（ｂ）に示すように、非偏光ＨＯＥ１１１はフォーカスエラー信号を検出するために、レンズ効果を有する回折素子であり、±１次回折光を発生させるものである。液晶アクティブローテータ１１２は電圧のオン（ＯＮ）、オフ（ＯＦＦ）で偏光方向を変えるものである。偏光ＨＯＥ１１３は、図２１（ｃ）に示す記録型用パターン１１３Ａと、図２１（ｄ）に示す再生型用パターン１１３Ｂの積層によって構成されている。   As shown in FIG. 21B, the non-polarized HOE 111 is a diffractive element having a lens effect to detect a focus error signal, and generates ± first-order diffracted light. The liquid crystal active rotator 112 changes the polarization direction according to voltage on (ON) and off (OFF). The polarization HOE 113 is formed by stacking a recording pattern 113A shown in FIG. 21C and a reproduction pattern 113B shown in FIG.

記録型のトラッキングエラー信号を検出する場合には、液晶アクティブローテータ１１２で電圧をオフにして、入射偏光方向と垂直な方向に射出偏光方向を変える。そして、図２２（ａ）に示すように、偏光ＨＯＥ１１３のうち記録型用パターン１１３Ａを作用させ、ＰＤ１１４上で０次、１次、−１次回折光が受光され、非特許文献２と同様のＡＰＰ法を用いてトラッキングエラー信号が検出される。その際、記録型用パターン１１３Ａの中央の領域１１３Ｅはトラッキングエラー信号の演算から除かれ、クロストーク光の影響を減らしている。   When a recording type tracking error signal is detected, the voltage is turned off by the liquid crystal active rotator 112, and the exit polarization direction is changed to a direction perpendicular to the incident polarization direction. Then, as shown in FIG. 22 (a), the recording pattern 113A of the polarization HOE 113 is acted to receive 0th, 1st, and −1st order diffracted light on the PD 114, and the same APP as in Non-Patent Document 2. A tracking error signal is detected using the method. At this time, the central region 113E of the recording pattern 113A is excluded from the calculation of the tracking error signal to reduce the influence of the crosstalk light.

一方、再生型のトラッキングエラー信号を検出する場合には、液晶アクティブローテータ１１２で電圧をオンにして、入射偏光方向と射出偏光方向を同じにする。そして、図２２（ｂ）に示すように、偏光ＨＯＥ１１３のうち再生型用パターン１１３Ｂを作用させ、ＰＤ１１４上で０次、１次、−１次回折光が受光され、ＤＰＤ法を用いてトラッキングエラー信号が検出される。   On the other hand, when a regenerative tracking error signal is detected, the voltage is turned on by the liquid crystal active rotator 112 so that the incident polarization direction and the exit polarization direction are the same. Then, as shown in FIG. 22B, the reproduction-type pattern 113B of the polarization HOE 113 is acted to receive 0th-order, first-order, and −1st-order diffracted light on the PD 114, and a tracking error signal is obtained using the DPD method. Is detected.

Alexander van der Lee,et.al.,"Drive consideration for multilayer discs",ISOM06 Technical Digest P.30 Mo-C-5Alexander van der Lee, et.al., "Drive consideration for multilayer discs", ISOM06 Technical Digest P.30 Mo-C-5 Kousei SANO,et.al.,"Novel One-Beam Tracking Detection Method for Dual-Layer Blu-ray Discs",Japanese Journal of Applied Physics Vol.45,No.2B,2006,pp.1174-1177（第４図、第６図、第７図）Kousei SANO, et.al., "Novel One-Beam Tracking Detection Method for Dual-Layer Blu-ray Discs", Japanese Journal of Applied Physics Vol. 45, No. 2B, 2006, pp. 1174-1177 (Fig. 4 FIG. 6 and FIG. 7) Noriaki Nishi et.al.,"Novel One-Beam Detection Method with Changeable Multi Division Patterns",Proc. of SPIEVol.6282,62821H-1（第４図、第５図）Noriaki Nishi et.al., "Novel One-Beam Detection Method with Changeable Multi Division Patterns", Proc. Of SPIEVol.6282,62821H-1 (Figs. 4 and 5)

図１８〜図２０を用いて説明した非特許文献２記載の従来の光ピックアップ装置では、トラッキング用ＰＤ１０５にクロストーク光の影響が生じないようにしてトラッキングエラー信号を安定にしている。しかし、フォーカス用ＰＤ１０４とトラッキング用ＰＤ１０５と検出ビームを２つに分け、フォーカス用ＰＤ１０４から得られる信号はメイン信号の検出には用いることができないので、信号出力が低下し、信号検出のＳ／Ｎが低下する。特に、高速な再生を行う場合には顕著に問題となる。   In the conventional optical pickup device described in Non-Patent Document 2 described with reference to FIGS. 18 to 20, the tracking error signal is stabilized so that the tracking PD 105 is not affected by the crosstalk light. However, since the focus PD 104, the tracking PD 105, and the detection beam are divided into two and the signal obtained from the focus PD 104 cannot be used for the detection of the main signal, the signal output is reduced, and the S / N of the signal detection is reduced. Decreases. In particular, this is a significant problem when performing high-speed playback.

また、図２１及び図２２を用いて説明した非特許文献３記載の従来の光ピックアップ装置では、クロストーク光の影響を少なくして、記録型、再生型のトラッキングエラー信号検出を行うことができるものの、液晶アクティブローテータ１１２や２パターンの偏光ＨＯＥ１１３Ａ、１１３Ｂ等の高価な部品が多い構成であるため、装置全体が高価となる問題がある。   Further, in the conventional optical pickup device described in Non-Patent Document 3 described with reference to FIGS. 21 and 22, it is possible to detect the recording type and the reproduction type tracking error signal while reducing the influence of the crosstalk light. However, since there are many expensive parts such as the liquid crystal active rotator 112 and the two patterns of polarization HOEs 113A and 113B, there is a problem that the entire apparatus becomes expensive.

本発明はこのような問題点に鑑みなされたもので、多層光ディスクに対して情報を記録し、または多層光ディスクから情報を再生する場合に、Ｓ／Ｎが良く、安定した信号を低コストで得ることができる光ピックアップ装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such problems. When information is recorded on or reproduced from a multilayer optical disc, the signal-to-noise ratio is good and a stable signal is obtained at low cost. An object of the present invention is to provide an optical pickup device that can be used.

本発明は、前述した従来の技術の課題を解決するため、次の構成を有する光ピックアップ装置を提供するものである。
レーザ光を射出するレーザ光源（２）と、レーザ光源（２）から射出された光（ＬＳ）を略平行光に変換するコリメータレンズ（４）と、略平行光を集光して、少なくとも第１の信号面（１０Ｂ１）と第２の信号面（１０Ｂ２）を有する光ディスク（１０）に対して、第１（１０Ｂ１）または第２の信号面（１０Ｂ２）にスポットを形成する対物レンズ（７）と、第１（１０Ｂ１）または第２の信号面（１０Ｂ２）からの反射光（ＬＴ）の略光束中心を通るように少なくとも２つの分割線が配置された複数の分割線（８ｉ，８ｊ）と、複数の分割線（８ｉ，８ｊ）により分割されて、反射光（ＬＴ）をそれぞれ所定方向に回折させる各領域（８Ａ〜８Ｄ）とを有する回折型光学素子（８）と、回折型光学素子（８）によって所定方向に回折され、非点収差を付与された信号検出光（２１ａ〜２１ｄ）を個別に受光し、信号検出光（２１ａ〜２１ｄ）が非点収差により生じる２つの焦線のほぼ中間で最小錯乱円となる位置に配置された複数の受光セル（９Ａ〜９Ｄ）とを有する光検出器（９）とを備え、光ディスクの光入射面（１０Ａ）から第１の信号面（１０Ｂ１）までの厚さをｔ１、第２の信号面（１０Ｂ２）までの厚さをｔ２、光検出器の受光面上の光軸中心（９Ｐ）から各受光セル（９Ａ〜９Ｄ）までの距離の最長距離をｄ１、最短距離をｄ２、光ディスク（１０）の基板屈折率をｎ、対物レンズ（７）の開口数をＮＡｏ、対物レンズ（７）の焦点距離をｆｏ、コリメータレンズ（４）の焦点距離をｆｃとするとき、以下の（１）式、（２）式のいずれかを満たす光ピックアップ装置（１）である。

Figure 2009003986
Figure 2009003986
 The present invention provides an optical pickup device having the following configuration in order to solve the above-described problems of the prior art.
A laser light source (2) for emitting laser light, a collimator lens (4) for converting light (LS) emitted from the laser light source (2) into substantially parallel light, and collecting the substantially parallel light, Objective lens (7) for forming spots on the first (10B1) or the second signal surface (10B2) with respect to the optical disc (10) having one signal surface (10B1) and the second signal surface (10B2) And a plurality of dividing lines (8i, 8j) in which at least two dividing lines are arranged so as to pass through a substantially luminous flux center of the reflected light (LT) from the first (10B1) or the second signal surface (10B2). A diffractive optical element (8) that is divided by a plurality of dividing lines (8i, 8j) and has regions (8A to 8D) that diffract reflected light (LT) in predetermined directions, and a diffractive optical element (8) diffracted in a predetermined direction The signal detection lights (21a to 21d) to which astigmatism is given are individually received, and the signal detection lights (21a to 21d) are at a position where the circle of least confusion is approximately halfway between the two focal lines caused by astigmatism. And a light detector (9) having a plurality of light receiving cells (9A to 9D) arranged on the optical disc, and the thickness from the light incident surface (10A) of the optical disc to the first signal surface (10B1) is t1, The thickness to the second signal surface (10B2) is t2, the longest distance from the optical axis center (9P) on the light receiving surface of the photodetector to each light receiving cell (9A-9D) is d1, and the shortest distance is When d2, the refractive index of the substrate of the optical disk (10) is n, the numerical aperture of the objective lens (7) is NAo, the focal length of the objective lens (7) is fo, and the focal length of the collimator lens (4) is fc Optical picker that satisfies either of the formulas (1) and (2) Is a flop arrangement (1).
Figure 2009003986
Figure 2009003986

また、レーザ光を射出するレーザ光源（２）と、レーザ光源（２）から射出された光（ＬＳ）を略平行光に変換するコリメータレンズ（４）と、略平行光を集光して、少なくとも第１の信号面（１０Ｂ１）と第２の信号面（１０Ｂ２）を有する光ディスク（１０）に対して、第１（１０Ｂ１）または第２の信号面（１０Ｂ２）にスポットを形成する対物レンズ（７）と、光ディスク（１０）のトラックを投影したとき、第１の分割線（５０ｉ）は前記トラックの方向と垂直な方向に配置され、第２の分割線（５０ｊ）は第１の分割線と４０°以上５０°以下の角度方向で配置され、第３の分割線（５０ｋ）は第１の分割線と角度−５０°以上−４０°以下の角度方向で配置され、第１、第２、第３の分割線（５０ｉ，５０ｊ，５０ｋ）は第１（１０Ｂ１）または第２の信号面（１０Ｂ２）からの反射光（ＬＴ）の略光束中心を通るように配置された３つの分割線（５０ｉ，５０ｊ，５０ｋ）と、３つの分割線（５０ｉ，５０ｊ，５０ｋ）により分割されて、反射光（ＬＴ）をそれぞれ所定方向に回折させる６つの領域（５０Ａ〜５０Ｆ）とを有する回折型光学素子（５０）と、回折型光学素子（５０）によって所定方向に回折され、非点収差を付与された信号検出光（６１ａ〜６１ｆ）を個別に受光し、信号検出光が非点収差により生じる２つの焦線のほぼ中間で最小錯乱円となる位置に配置された複数の受光セル（５１Ａ〜５１Ｆ）とを有する光検出器（５１）とを備え、光ディスクの光入射面（１０Ａ）から第１の信号面（１０Ｂ１）までの厚さをｔ１、第２の信号面（１０Ｂ２）までの厚さをｔ２、光検出器の受光面上の光軸中心（５１Ｐ）から各受光セル（５１Ａ〜５１Ｆ）までの距離の最長距離をｄ１、最短距離をｄ２、光ディスク（１０）の基板屈折率をｎ、対物レンズ（７）の開口数をＮＡｏ、対物レンズ（７）の焦点距離をｆｏ、コリメータレンズ（４）の焦点距離をｆｃとするとき、以下の（１）式、（２）式のいずれかを満たす光ピックアップ装置（１）である。

Figure 2009003986
Figure 2009003986
 Further, a laser light source (2) for emitting laser light, a collimator lens (4) for converting light (LS) emitted from the laser light source (2) into substantially parallel light, and condensing the substantially parallel light, Objective lens for forming spots on the first (10B1) or second signal surface (10B2) with respect to the optical disc (10) having at least the first signal surface (10B1) and the second signal surface (10B2). 7) and when the track of the optical disk (10) is projected, the first dividing line (50i) is arranged in a direction perpendicular to the direction of the track, and the second dividing line (50j) is the first dividing line. And the third dividing line (50k) is arranged at an angle of -50 ° to -40 ° with respect to the first dividing line, and the first and second , The third dividing line (50i, 50j, 50k) is the first ( 0B1) or the second signal plane (10B2), the three dividing lines (50i, 50j, 50k) arranged so as to pass through the approximate luminous flux center of the reflected light (LT), and the three dividing lines (50i, 50j) , 50k) and diffractive optical element (50) having six regions (50A to 50F) each of which diffracts reflected light (LT) in a predetermined direction and a predetermined direction by diffractive optical element (50). The signal detection lights (61a to 61f) that are diffracted and are provided with astigmatism are individually received, and the signal detection lights are arranged at positions that are the minimum circle of confusion approximately in the middle of two focal lines caused by astigmatism. And a photodetector (51) having a plurality of light receiving cells (51A to 51F), wherein the thickness from the light incident surface (10A) to the first signal surface (10B1) of the optical disk is t1, second Signal surface (10B2) Is the thickness t2, the maximum distance of the distance from the optical axis center (51P) on the light receiving surface of the photodetector to each light receiving cell (51A to 51F) is d1, the shortest distance is d2, and the substrate of the optical disk (10) When the refractive index is n, the numerical aperture of the objective lens (7) is NAo, the focal length of the objective lens (7) is fo, and the focal length of the collimator lens (4) is fc, the following equations (1) and (2 ) Is an optical pickup device (1) that satisfies any one of the formulas.
Figure 2009003986
Figure 2009003986

更に、記録または再生している層の信号面（１０Ｂ１）からの反射光（ＬＴ）で、且つ回折型光学素子の任意の領域（８Ａ〜８Ｄ，５０Ａ〜５０Ｆ）で回折された次数ｍａ（ｍａは０以外の整数）以外の回折光によるクロストーク光（２２，２４ａ〜２４ｄ，６２，６４ａ〜６４ｆ）と、記録または再生していない層の信号面（１０Ｂ２）からの反射光で、且つ回折型光学素子の任意の領域（８Ａ〜８Ｄ，５０Ａ〜５０Ｆ）で回折された次数ｍｂ（ｍｂは０以外の整数）の回折光によるクロストーク光（２５ａ〜２５ｄ，６５ａ〜６５ｆ）が、任意の各受光セル（９Ａ〜９Ｄ，５１Ａ〜５１Ｆ）に照射しないように各受光セル（９Ａ〜９Ｄ，５１Ａ〜５１Ｆ）すべてが配置されている光ピックアップ装置（１）である。   Further, the reflected light (LT) from the signal surface (10B1) of the layer being recorded or reproduced, and the order ma (ma) diffracted by any region (8A to 8D, 50A to 50F) of the diffractive optical element. Is a crosstalk light (22, 24a to 24d, 62, 64a to 64f) due to diffracted light other than 0, and a reflected light from a signal surface (10B2) of a layer that is not recorded or reproduced, and is diffracted Crosstalk light (25a-25d, 65a-65f) by diffracted light of the order mb (mb is an integer other than 0) diffracted in an arbitrary region (8A-8D, 50A-50F) of the mold optical element is arbitrary An optical pickup device (1) in which all the light receiving cells (9A to 9D, 51A to 51F) are arranged so as not to irradiate the light receiving cells (9A to 9D, 51A to 51F).

本発明の光ピックアップ装置によれば、記録再生層の信号面からの１ビームの反射光を回折型光学素子に入射して、回折型光学素子の各分割領域で所定方向に回折させ、更に非点収差を付与させた信号検出光を光検出器の各受光セルでそれぞれ受光させる構成としている。そのため、従来の非点収差法によるフロンエンドプロセッサ（ＦＥＰ）に容易に対応でき、Ｓ／Ｎの良いフォーカスエラー信号を得ることができる。   According to the optical pickup device of the present invention, one beam of reflected light from the signal surface of the recording / reproducing layer is incident on the diffractive optical element, and is diffracted in a predetermined direction in each divided region of the diffractive optical element. The signal detection light provided with the point aberration is received by each light receiving cell of the photodetector. Therefore, it can be easily applied to a conventional front end processor (FEP) based on the astigmatism method, and a focus error signal with a good S / N can be obtained.

また、他層の信号面からの反射光を回折型光学素子に入射して、回折作用を受けずに透過した０次回折光をすべての受光セル上に照射させる構成としている。そのため、各電気信号を演算することにより、Ｓ／Ｎが良く安定したフォーカスエラー信号及びトラッキングエラー信号を得ることができる。   Further, the reflected light from the signal surface of the other layer is incident on the diffractive optical element, and the 0th-order diffracted light transmitted without being subjected to the diffraction action is irradiated onto all the light receiving cells. Therefore, a stable focus error signal and tracking error signal with good S / N can be obtained by calculating each electric signal.

また、他層の信号面からの反射光を回折型光学素子に入射して、回折作用を受けずに透過した０次回折光をすべての受光セル上に照射させない構成としている。そのため、各電気信号を演算することなく、より一層Ｓ／Ｎが良く安定したフォーカスエラー信号及びトラッキングエラー信号を得ることができる。   In addition, the reflected light from the signal surface of the other layer is incident on the diffractive optical element, and the 0th-order diffracted light transmitted without being diffracted is not irradiated on all the light receiving cells. Therefore, it is possible to obtain a stable focus error signal and tracking error signal with a better S / N without calculating each electrical signal.

また、記録再生層の信号面からの反射光を回折型光学素子に入射して、信号検出光以外の任意の次数で回折されたクロストーク光と、他層の信号面からの反射光を回折型光学素子に入射して、０次以外の任意の次数で回折されたクロストーク光が、すべての受光セル上に照射しない構成としている。そのため、より一層Ｓ／Ｎが良く安定したフォーカスエラー信号、及びトラッキングエラー信号を得ることができる。   In addition, the reflected light from the signal surface of the recording / reproducing layer is incident on the diffractive optical element, and the crosstalk light diffracted at any order other than the signal detection light and the reflected light from the signal surface of the other layer are diffracted. The crosstalk light incident on the mold optical element and diffracted at an arbitrary order other than the zeroth order is not irradiated onto all the light receiving cells. For this reason, it is possible to obtain a focus error signal and a tracking error signal that have a better S / N and are stable.

また、液晶素子等の高価な部品を使うことなく１枚の回折型光学素子のみで、クロストーク光が受光セル上に照射しない構成としているので、低コストである。   In addition, the cost is low because only one diffractive optical element is used without using expensive parts such as a liquid crystal element and crosstalk light is not irradiated onto the light receiving cell.

＜第１の実施形態＞
本発明の第１の実施形態について、図１〜図１１を参照して説明する。図１は、本発明の光ピックアップ装置１の全体構成を示した図である。光ピックアップ装置１は、レーザ光源２から射出する波長λ＝４０５ｎｍのレーザ光ＬＳを用いて、Ｂｌｕ−ｒａｙ規格の片面２層の信号面１０Ｂを有する光ディスク（ＢＤ）１０に対して記録し、または光ディスク１０から情報を再生する装置である。光ディスク１０は、光入射面１０Ａから第１の信号面までの厚さｔ１＝０.０７５ｍｍ、第２の信号面までの厚さｔ２＝０．１ｍｍを有する。 <First Embodiment>
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a diagram showing an overall configuration of an optical pickup device 1 of the present invention. The optical pickup device 1 uses a laser beam LS having a wavelength λ = 405 nm emitted from a laser light source 2 to record on an optical disc (BD) 10 having a single-sided two-layer signal surface 10B of the Blu-ray standard, or This is a device for reproducing information from the optical disc 10. The optical disk 10 has a thickness t1 = 0.075 mm from the light incident surface 10A to the first signal surface, and a thickness t2 = 0.1 mm from the second signal surface.

対物レンズ７は第１、第２の信号面の中間の厚さ０.０８７５ｍｍのとき、最適にレーザ光を集光する設計とされている。第１の信号面１０Ｂ１に対する記録または再生を行う場合は、コリメータレンズ４を光路方向に移動して、コリメータレンズ４から発せられる光を僅かに収束光とすることにより、良好に記録または再生ができる。また、第２の信号面１０Ｂ２に対する記録または再生を行う場合は、コリメータレンズ４を光路方向に移動して、コリメータレンズ４から発せられる光を僅かに発散光とすることにより、良好に記録または再生ができる。以下、第１の信号面１０Ｂ１を記録再生層の信号面、第２の信号面１０Ｂ２を他層の信号面として説明する。   The objective lens 7 is designed to focus the laser beam optimally when the thickness between the first and second signal surfaces is 0.0875 mm. When recording or reproduction is performed on the first signal surface 10B1, recording or reproduction can be performed satisfactorily by moving the collimator lens 4 in the optical path direction and making the light emitted from the collimator lens 4 slightly convergent light. . In addition, when recording or reproducing is performed on the second signal surface 10B2, the collimator lens 4 is moved in the optical path direction, and the light emitted from the collimator lens 4 is slightly diverged, so that recording or reproduction can be performed satisfactorily. Can do. Hereinafter, the first signal surface 10B1 will be described as the signal surface of the recording / reproducing layer, and the second signal surface 10B2 will be described as the signal surface of the other layer.

レーザ光源２の発光点２Ｐより射出されたレーザ光ＬＳはｐ偏光の直線偏光であり、光路分離素子３を透過する。光路分離素子３は偏光ビームスプリッタやハーフミラー等、レーザ光源２から光ディスク１０へ向かう光と、光ディスク１０からの反射光が光検出器９へ向かう光とを分離する機能を有するものであれば良い。また、素子形状は角形でも平板状でも良い。ここでは、光路分離素子３を偏光ビームスプリッタとして説明する。   The laser light LS emitted from the light emitting point 2P of the laser light source 2 is p-polarized linearly polarized light and passes through the optical path separation element 3. The optical path separation element 3 may be a polarizing beam splitter, a half mirror, or the like as long as it has a function of separating light traveling from the laser light source 2 toward the optical disk 10 and light reflected from the optical disk 10 toward the photodetector 9. . The element shape may be square or flat. Here, the optical path separation element 3 will be described as a polarization beam splitter.

偏光ビームスプリッタ３に入射した光は、ｐ偏光を透過させ、ｓ偏光を反射させる偏光選択性誘電体多層膜３Ａを透過した後、コリメータレンズ４により僅かに収束光とされ、平板ミラー５の反射膜５Ａにより９０°の角度で偏向されて、１／４波長板６によりλ／４の位相差が与えられ、円偏光となり対物レンズ７に入射する。対物レンズ７で絞って得られたビームは、光ディスク１０の光入射面１０Ａから入射して、記録再生層の信号面１０Ｂ１上で収差が良好な状態で集光して、記録または再生が行われる。  The light incident on the polarization beam splitter 3 passes through the polarization-selective dielectric multilayer film 3A that transmits p-polarized light and reflects s-polarized light, and then is slightly converged by the collimator lens 4 and reflected by the flat mirror 5 The light is deflected at an angle of 90 ° by the film 5A, given a phase difference of λ / 4 by the quarter wavelength plate 6, becomes circularly polarized light, and enters the objective lens 7. The beam obtained by focusing by the objective lens 7 is incident from the light incident surface 10A of the optical disk 10, and is condensed on the signal surface 10B1 of the recording / reproducing layer with good aberration to be recorded or reproduced. .

そして、記録再生層の信号面１０Ｂ１からの反射光ＬＴは、対物レンズ７に再入射し、この対物レンズ７により僅かに発散光となり、１／４波長板６に入射してλ／４の位相差が与えられ、ｓ偏光の直線偏光となる。その後、平板ミラー５の反射膜５Ａにより９０°の角度で偏向され、コリメータレンズ４により収束光となり、偏光ビームスプリッタ３に入射する。   Then, the reflected light LT from the signal surface 10B1 of the recording / reproducing layer re-enters the objective lens 7, becomes slightly divergent light by the objective lens 7, enters the quarter-wave plate 6 and has a wavelength of λ / 4. A phase difference is given and it becomes s-polarized linearly polarized light. Thereafter, the light is deflected at an angle of 90 ° by the reflective film 5 A of the flat mirror 5, becomes convergent light by the collimator lens 4, and enters the polarizing beam splitter 3.

図２は光ピックアップ装置１の検出系を詳細に示した図である。図２に示すように、偏光ビームスプリッタ３に入射したｓ偏光の反射光ＬＴは、偏光選択性誘電体多層膜３Ａで反射され、回折型光学素子８に入射してＨＯＥ面８Ｚの各分割領域で所定の方向に回折され、３次非点収差（以下、単に非点収差という）が付与される。非点収差を付与する手段は、ＨＯＥ８Ｚの各分割領域を用いても、シリンドリカルレンズ等を用いても良いが、本実施の形態ではＨＯＥ８Ｚの各分割領域で非点収差が付与されるものとする。非点収差が付与された回折光は、光検出器９の受光面上の受光セルで信号検出光のスポットとして受光される。その後、光電変換され、各電気信号に対してそれぞれ後述する所定の演算式に従って、トラッキングエラー信号，フォーカスエラー信号，メインデータ信号が算出される。   FIG. 2 shows the detection system of the optical pickup device 1 in detail. As shown in FIG. 2, the s-polarized reflected light LT that has entered the polarization beam splitter 3 is reflected by the polarization-selective dielectric multilayer film 3A, is incident on the diffractive optical element 8, and is divided into each divided region of the HOE surface 8Z. And diffracted in a predetermined direction to give third-order astigmatism (hereinafter simply referred to as astigmatism). As a means for providing astigmatism, each divided area of HOE8Z may be used, or a cylindrical lens or the like may be used. However, in this embodiment, astigmatism is given to each divided area of HOE8Z. . The diffracted light to which astigmatism is given is received as a spot of the signal detection light by the light receiving cell on the light receiving surface of the photodetector 9. Thereafter, photoelectric conversion is performed, and a tracking error signal, a focus error signal, and a main data signal are calculated for each electrical signal according to a predetermined arithmetic expression described later.

次に、本発明の要部である光ピックアップ装置１の検出系について、図３〜図５を用いて説明する。ここで、図３はＨＯＥ面８Ｚの分割領域８Ａ〜８Ｄを示した図、図４は光検出器９の受光セル９Ａ〜９Ｄの配置を示した図、図５は図１中の射出側の実効距離Ｎ１と検出側の実効距離Ｎ２を示した図である。  Next, a detection system of the optical pickup device 1 which is a main part of the present invention will be described with reference to FIGS. Here, FIG. 3 is a diagram showing the divided areas 8A to 8D of the HOE surface 8Z, FIG. 4 is a diagram showing the arrangement of the light receiving cells 9A to 9D of the photodetector 9, and FIG. It is the figure which showed the effective distance N1 and the effective distance N2 on the detection side.

図３において、偏光ビームスプリッタ３で反射され、回折型光学素子８に入射した反射光ＬＴは、回折型光学素子８のＨＯＥ面８Ｚ上の４つの分割領域８Ａ〜８Ｄでそれぞれ次数ｍａの回折光によって所定方向に回折される。なお、分割領域８Ａ〜８Ｄで信号検出光として回折させる次数ｍａは、０以外の任意の整数を用いることができるが、本実施形態ではｍａ＝１として説明する。  In FIG. 3, the reflected light LT reflected by the polarization beam splitter 3 and incident on the diffractive optical element 8 is diffracted light of order ma in the four divided regions 8A to 8D on the HOE surface 8Z of the diffractive optical element 8. Is diffracted in a predetermined direction. Note that the order ma diffracted as signal detection light in the divided regions 8A to 8D can be any integer other than 0, but in the present embodiment, it will be described as ma = 1.

図３に示すように、４つの分割領域８Ａ〜８Ｄは光軸中心８Ｐを通る２本の分割線８ｉ，８ｊによって分けられる。２本の分割線８ｉ，８ｊは、ＨＯＥ面８Ｚ上に光ディスク１０のトラックを投影した時のそのトラックの方向と垂直な方向（以下、ラジアル方向という）に対し、±４５°の角度方向に配置される。そして、分割領域８Ａ〜８Ｄはそれぞれ異なる回折構造をもつホログラムパターンとなっており、且つｍａ＝１の１次回折光に対し非点収差を付与する構成となっている。よって、４つの分割領域８Ａ〜８Ｄにそれぞれ対応して非点収差が付与された４つの１次回折光が生じる。なお、対物レンズ７でのレンズシフトやレンズチルトがない状態では、記録再生層の信号面１０Ｂ１からの反射光の光束中心がほぼＨＯＥ面８Ｚの光軸中心８Ｐを通る。また、分割領域８Ａ〜８Ｄを合わせたものは円形となっているが、楕円形、角形等でも良い。   As shown in FIG. 3, the four divided regions 8A to 8D are divided by two dividing lines 8i and 8j passing through the optical axis center 8P. The two dividing lines 8i and 8j are arranged in an angle direction of ± 45 ° with respect to a direction perpendicular to the direction of the track when the track of the optical disk 10 is projected on the HOE surface 8Z (hereinafter referred to as a radial direction). Is done. Each of the divided regions 8A to 8D has a hologram pattern having a different diffraction structure, and is configured to give astigmatism to the first-order diffracted light with ma = 1. Therefore, four first-order diffracted lights to which astigmatism is imparted corresponding to the four divided regions 8A to 8D are generated. In the state where there is no lens shift or lens tilt at the objective lens 7, the light beam center of the reflected light from the signal surface 10B1 of the recording / reproducing layer almost passes through the optical axis center 8P of the HOE surface 8Z. In addition, the combination of the divided regions 8A to 8D is circular, but may be oval or rectangular.

その後、４つの１次回折光は、図４に示す光検出器９の受光面に配置された受光セル９Ａ〜９Ｄ上で信号検出光のスポットを形成して受光される。受光セル９Ａ〜９ＤはＨＯＥ面８Ｚの分割領域８Ａ〜８Ｄの各回折方向に応じて配置されており、分割領域８Ａで回折された１次回折光は受光セル９Ａ（９Ａ１と９Ａ２にまたがる）上で信号検出光のスポットを形成して受光される。同様に、分割領域８Ｂで回折された１次回折光は受光セル９Ｂ（９Ｂ１と９Ｂ２にまたがる）上で、分割領域８Ｃで回折された１次回折光は受光セル９Ｃ上で、分割領域８Ｄで回折された１次回折光は受光セル９Ｄ上で、それぞれ信号検出光のスポットを形成して受光される。   Thereafter, the four first-order diffracted lights are received by forming spots of signal detection light on the light receiving cells 9A to 9D arranged on the light receiving surface of the photodetector 9 shown in FIG. The light receiving cells 9A to 9D are arranged according to the diffraction directions of the divided regions 8A to 8D of the HOE surface 8Z, and the first-order diffracted light diffracted by the divided region 8A is on the light receiving cell 9A (9A1 and 9A2). A spot of signal detection light is formed and received. Similarly, the first-order diffracted light diffracted in the divided region 8B is diffracted in the divided region 8D on the light-receiving cell 9B (straddles 9B1 and 9B2), and the first-order diffracted light diffracted in the divided region 8C is diffracted in the divided region 8D. The first-order diffracted light is received on the light receiving cell 9D by forming a spot of signal detection light.

ＨＯＥ面８Ｚの光軸中心８Ｐと光検出器９の受光面上の受光面中心９Ｐは、光軸方向でほぼ一致している。受光面中心９Ｐは、分割領域８Ａ〜８Ｄで回折せずに透過した０次回折光がほぼ集光する位置である。また、受光セル９Ａ，９Ｂの中点９Ｒから受光面中心９Ｐまでの距離と、受光セル９Ｃ，９Ｄの中点９Ｓから受光面中心９Ｐまでの距離はほぼ等しいのが望ましい。その理由は、それぞれの距離が大きく異なると、分割領域８Ａ〜８Ｄのホログラムパターンの回折ピッチが変わり、各受光セル９Ａ〜９Ｄでの各光量が異なるからである。  The optical axis center 8P of the HOE surface 8Z and the light receiving surface center 9P on the light receiving surface of the photodetector 9 substantially coincide with each other in the optical axis direction. The light receiving surface center 9P is a position where the 0th-order diffracted light transmitted without being diffracted in the divided regions 8A to 8D is substantially condensed. Further, it is desirable that the distance from the middle point 9R of the light receiving cells 9A and 9B to the light receiving surface center 9P is substantially equal to the distance from the middle point 9S of the light receiving cells 9C and 9D to the light receiving surface center 9P. The reason is that if the distances are greatly different, the diffraction pitches of the hologram patterns in the divided regions 8A to 8D are changed, and the respective light amounts in the light receiving cells 9A to 9D are different.

また、光ディスク１０のトラックを光検出器９の受光面に投影した時、受光セル９Ａはラジアル方向で受光セル９Ａ１と９Ａ２に２分割される。同様に、受光セル９Ｂはラジアル方向で受光セル９Ｂ１と９Ｂ２に２分割される。後述する非点収差法を用いてフォーカスエラー信号を算出するには、受光セル９Ａ，９Ｂはそれぞれ２分割されている必要がある。また、非点収差は一般的に４５°方向に与えられるものであり、分割領域８Ａ，８Ｂで４５°方向に非点収差を与えられると、最小錯乱円の位置にあるスポットは９０°回転する。そのため、受光セル９Ａ，９Ｂはラジアル方向で分割されるのが望ましい。   When the track of the optical disk 10 is projected onto the light receiving surface of the photodetector 9, the light receiving cell 9A is divided into two light receiving cells 9A1 and 9A2 in the radial direction. Similarly, the light receiving cell 9B is divided into two light receiving cells 9B1 and 9B2 in the radial direction. In order to calculate the focus error signal using the astigmatism method described later, each of the light receiving cells 9A and 9B needs to be divided into two. Further, astigmatism is generally given in the 45 ° direction, and when the astigmatism is given in the 45 ° direction in the divided regions 8A and 8B, the spot at the position of the minimum circle of confusion rotates 90 °. . Therefore, it is desirable that the light receiving cells 9A and 9B are divided in the radial direction.

各受光セル９Ａ〜９Ｄ上での各信号検出光のスポットは、後述するように分割領域８Ａ〜８Ｄに応じた扇形状となるが、分割領域がなく円形状のホログラムパターンで最小錯乱円となる円形状スポットと考えた場合に適切な非点収差を有し、他の収差は発生しないものである。そして、非点収差により生じる２つの焦線のほぼ中間でスポットが最小錯乱円となるので、この中間位置に受光セル９Ａ〜９Ｄが配置される。また、分割領域８Ａ〜８Ｄで与えられる非点収差は、少なくとも８Ａ及び８Ｂでは同方向で且つ４５°方向が良い。ただし、フォーカスエラー信号やトラッキングエラー信号等のサーボ信号による光ピックアップ装置１の調整を考慮すれば、すべての分割領域８Ａ〜８Ｄで与えられる非点収差は、同方向で且つ４５°方向であることが望ましい。なお、ホログラムパターンとは別にシリンドリカルレンズを入れて非点収差を与えても良い。   The spot of each signal detection light on each of the light receiving cells 9A to 9D has a fan shape corresponding to the divided areas 8A to 8D as will be described later. However, there is no divided area, and a circular holographic pattern forms a minimum circle of confusion. When considered as a circular spot, it has appropriate astigmatism and no other aberration occurs. Then, since the spot becomes a minimum circle of confusion approximately in the middle of two focal lines caused by astigmatism, the light receiving cells 9A to 9D are arranged at the intermediate position. Further, the astigmatism given in the divided regions 8A to 8D is good in the same direction and at 45 ° in at least 8A and 8B. However, in consideration of adjustment of the optical pickup device 1 by servo signals such as a focus error signal and a tracking error signal, astigmatism given in all the divided regions 8A to 8D is in the same direction and in a 45 ° direction. Is desirable. Astigmatism may be given by inserting a cylindrical lens separately from the hologram pattern.

図５において、実効距離Ｎ１はレーザ光源２の発光点２Ｐから偏光ビームスプリッタ３の入射面までの実効距離、実効距離Ｎ２は偏光ビームスプリッタ３の射出面から受光面中心９Ｐまでの実効距離Ｎ２を示している。実効距離Ｎ１，Ｎ２とは硝材の屈折率で決まる空気換算距離を意味している。実効距離Ｎ１とＮ２が等しいとき、記録再生層の信号面１０Ｂ１からの反射光で、且つＨＯＥ面８Ｚ上の各分割領域８Ａ〜８Ｄで何ら回折作用を受けずに透過した０次回折光は、受光面中心９Ｐで集光する。即ち、レーザ光源２の発光点２Ｐと光検出器９の受光面中心９Ｐは共役配置の関係になる。   In FIG. 5, the effective distance N1 is the effective distance from the light emitting point 2P of the laser light source 2 to the incident surface of the polarizing beam splitter 3, and the effective distance N2 is the effective distance N2 from the exit surface of the polarizing beam splitter 3 to the light receiving surface center 9P. Show. The effective distances N1 and N2 mean air conversion distances determined by the refractive index of the glass material. When the effective distances N1 and N2 are equal, the 0th-order diffracted light that is reflected from the signal surface 10B1 of the recording / reproducing layer and transmitted through the divided regions 8A to 8D on the HOE surface 8Z without any diffraction action is received. Light is collected at the surface center 9P. That is, the light emitting point 2P of the laser light source 2 and the light receiving surface center 9P of the photodetector 9 have a conjugate arrangement.

また、図４に示した中点９Ｒから受光面中心９Ｐまでの距離と、中点９Ｓから受光面中心９Ｐまでの距離はほぼ等しい。しかし、各分割領域８Ａ〜８Ｄから、それぞれ対応した受光セル９Ａ〜９Ｄまでの各距離はそれぞれ若干異なる。そのため、各分割領域８Ａ〜８Ｄで回折された各１次回折光を同一平面上で、且つ同じスポット半径で受光するには、各分割領域８Ａ〜８Ｄでそれぞれ異なるパワー成分が必要となる。パワー成分とはレンズ作用に相当するものであり、回折面パワーのことを意味している。１次回折光は０次回折光に最も近接する回折光であるため、最低限の微小なパワーとすることができる。ＨＯＥ面８Ｚの位置ずれ時の公差は、パワー成分が少ないほど広く取ることができるので、次数ｍａ＝１の回折光が最も望ましい。   Further, the distance from the middle point 9R to the light receiving surface center 9P shown in FIG. 4 is substantially equal to the distance from the middle point 9S to the light receiving surface center 9P. However, the distances from the divided regions 8A to 8D to the corresponding light receiving cells 9A to 9D are slightly different from each other. Therefore, in order to receive the first-order diffracted lights diffracted in the divided regions 8A to 8D on the same plane and with the same spot radius, different power components are required in the divided regions 8A to 8D. The power component corresponds to a lens action and means the diffractive surface power. Since the 1st-order diffracted light is the diffracted light closest to the 0th-order diffracted light, the minimum power can be obtained. Since the tolerance when the HOE surface 8Z is displaced can be increased as the power component is smaller, diffracted light of the order ma = 1 is most desirable.

分割領域８Ａ〜８Ｄで回折させる１次回折光は７０％以上が望ましいが、その場合でも次数ｍａ＝１以外の回折光が僅かな回折効率で発生する。任意の次数ｍａの回折光は、ｍａの値が大きくなればなるほど受光セル９Ａ〜９Ｄから離れる位置でスポットを形成する。そのため、次数ｍａの回折光の中でも受光セル９Ａ〜９Ｄに照射される可能性が高い０次回折光に留意する必要がある。   The first-order diffracted light diffracted in the divided regions 8A to 8D is desirably 70% or more, but even in this case, diffracted light other than the order ma = 1 is generated with a slight diffraction efficiency. The diffracted light of an arbitrary order ma forms a spot at a position away from the light receiving cells 9A to 9D as the value of ma increases. Therefore, it is necessary to pay attention to the 0th-order diffracted light that is highly likely to be irradiated to the light receiving cells 9A to 9D among the diffracted light of the order ma.

図６は他層の信号面１０Ｂ２からの反射光で、且つＨＯＥ面８Ｚの各分割領域８Ａ〜８Ｄで何ら回折作用を受けずに透過した０次回折光によるスポット２３がすべての受光セル９Ａ〜９Ｄ上に対して照射される限界を示した図である。このスポット２３は、倍率に合わせて広がり局所的な光量は少ない。そして、このスポット２３が一部の受光セル９Ａ〜９Ｄ上に対して照射される場合、後述するフォーカスエラー信号、トラッキングエラー信号はオフセット成分が残るため、Ｓ／Ｎの悪い不安定な信号となる。一方、このスポット２３がすべての受光セル９Ａ〜９Ｄ上に対して照射される場合、減算による信号演算によって、フォーカスエラー信号、トラッキングエラー信号は、オフセット成分が取り除かれる。そのため、Ｓ／Ｎが良く安定した信号が得られる。なお、スポット２１ａ〜２１ｄは記録再生層の信号面１０Ｂ１からの反射光で、且つＨＯＥ面８Ｚの各分割領域８Ａ〜８Ｄで回折された１次回折光によるスポット、すなわち信号検出光である。スポット２２は記録再生層の信号面１０Ｂ１からの反射光で、且つＨＯＥ面８Ｚの各分割領域８Ａ〜８Ｄで何ら回折作用を受けずに透過した０次回折光によるスポットを示している。   FIG. 6 shows the reflected light from the signal surface 10B2 of the other layer and the spots 23 by the 0th-order diffracted light transmitted through the respective divided regions 8A to 8D of the HOE surface 8Z without any diffracting action are all received by the light receiving cells 9A to 9D. It is the figure which showed the limit irradiated with respect to the top. The spot 23 spreads according to the magnification and has a small local light quantity. When this spot 23 is irradiated onto some of the light receiving cells 9A to 9D, since an offset component remains in a focus error signal and a tracking error signal described later, it becomes an unstable signal with a poor S / N. . On the other hand, when the spot 23 is irradiated onto all the light receiving cells 9A to 9D, the offset component is removed from the focus error signal and the tracking error signal by signal calculation by subtraction. Therefore, a stable signal with a good S / N can be obtained. The spots 21a to 21d are reflected light from the signal surface 10B1 of the recording / reproducing layer and are spots by the first-order diffracted light diffracted by the divided regions 8A to 8D of the HOE surface 8Z, that is, signal detection light. A spot 22 is a reflected light from the signal surface 10B1 of the recording / reproducing layer, and indicates a spot by the 0th-order diffracted light that has passed through each of the divided regions 8A to 8D of the HOE surface 8Z without being subjected to any diffraction action.

そこで、このスポット２３がすべての受光セル９Ａ〜９Ｄに対して照射される条件を考える。受光面中心９Ｐから各受光セル９Ａ〜９Ｄまでの最長距離が、スポット２３のスポット半径ｒＰＤ以下であることを必要とする。図６中で、最長距離とは受光面中心９Ｐから受光セル９Ａ１または９Ａ２までの最も遠い距離ｄ１をいう。   Therefore, a condition in which the spot 23 is irradiated to all the light receiving cells 9A to 9D is considered. The longest distance from the light receiving surface center 9 </ b> P to each of the light receiving cells 9 </ b> A to 9 </ b> D needs to be equal to or less than the spot radius rPD of the spot 23. In FIG. 6, the longest distance is the farthest distance d1 from the light receiving surface center 9P to the light receiving cell 9A1 or 9A2.

ここで、光検出器９の受光面上で、スポット２３の半径ｒＰＤについて説明する。各分割領域８Ａ〜８Ｄで何ら回折作用を受けないスポット２３の半径は、回折型光学素子８と同じ光学厚さの平板を透過した場合の半径に等しい。よって、スポット半径ｒＰＤは回折型光学素子８の位置には依存しない。また、前述の通り、発光点２Ｐと受光面中心９Ｐは共役配置であるから、コリメータレンズ４と受光面中心９Ｐの実効距離はコリメータレンズ４の焦点距離ｆｃに等しい。従って、スポット２３の半径ｒＰＤは、コリメータレンズ４での光束半径ｒｃとの幾何学的な比例関係より、以下の（４）式で表される。

Figure 2009003986
ここで、ｚｃはコリメータレンズ４の物体距離である。物体距離とは、物体側の原点（（４）式中ではコリメータレンズ４の主点位置）を基準に光学系の光軸に沿って測った物点までの距離をいう。 Here, the radius rPD of the spot 23 on the light receiving surface of the photodetector 9 will be described. The radius of the spot 23 which does not receive any diffractive action in each of the divided regions 8A to 8D is equal to the radius when the light passes through a flat plate having the same optical thickness as that of the diffractive optical element 8. Therefore, the spot radius rPD does not depend on the position of the diffractive optical element 8. As described above, since the light emitting point 2P and the light receiving surface center 9P are conjugated, the effective distance between the collimator lens 4 and the light receiving surface center 9P is equal to the focal length fc of the collimator lens 4. Accordingly, the radius rPD of the spot 23 is expressed by the following equation (4) from the geometric proportional relationship with the light beam radius rc at the collimator lens 4.
Figure 2009003986
 Here, zc is the object distance of the collimator lens 4. The object distance refers to the distance to an object point measured along the optical axis of the optical system with reference to the origin on the object side (in the equation (4), the principal point position of the collimator lens 4).

（４）式と同様に、対物レンズ７での入射瞳半径ｒｏとの幾何学的な比例関係より、コリメータレンズの半径ｒｃは、以下の（５）式で表される。

Figure 2009003986
ここで、ｄｏｃはコリメータレンズ４と対物レンズ７の実効距離、ｚｏは対物レンズ７の物体距離である。 Similar to the equation (4), the radius rc of the collimator lens is expressed by the following equation (5) from the geometric proportional relationship with the entrance pupil radius ro at the objective lens 7.
Figure 2009003986
 Here, doc is the effective distance between the collimator lens 4 and the objective lens 7, and zo is the object distance of the objective lens 7.

また、ガウスの結像公式により、物体距離ｚｏ、ｚｃは以下の（６）式，（７）式で表される。

Figure 2009003986
Figure 2009003986
 ここで、ｎは光ディスク１０の基板屈折率、ｔ１は光入射面１０Ａから第１の信号面１０Ｂ１までの厚さ、ｔ２は光入射面１０Ａから第２の信号面１０Ｂ２までの厚さ、ｆｏは対物レンズ７の焦点距離である。そして、（７）式の（ｔ２−ｔ１）／ｎは記録再生層の信号面１０Ｂ１から他層の信号面１０Ｂ２までの距離（デフォーカス量）に相当する。 Further, the object distances zo and zc are expressed by the following equations (6) and (7) according to the Gaussian imaging formula.
Figure 2009003986
Figure 2009003986
 Here, n is the refractive index of the substrate of the optical disc 10, t1 is the thickness from the light incident surface 10A to the first signal surface 10B1, t2 is the thickness from the light incident surface 10A to the second signal surface 10B2, and fo is This is the focal length of the objective lens 7. (T2−t1) / n in the equation (7) corresponds to the distance (defocus amount) from the signal surface 10B1 of the recording / reproducing layer to the signal surface 10B2 of the other layer.

（４）〜（７）式を用いると、スポット２３の半径ｒＰＤは以下の（８）式で表される。

Figure 2009003986
ここで、ＮＡｏは対物レンズ７の開口数であり、すなわちｒｏをｆｏで除した値である。 When the equations (4) to (7) are used, the radius rPD of the spot 23 is expressed by the following equation (8).
Figure 2009003986
 Here, NAo is the numerical aperture of the objective lens 7, that is, a value obtained by dividing ro by fo.

最長距離ｄ１は（８）式で表したｒＰＤ以下、すなわち以下の（９）式を満たせば良い。

Figure 2009003986
The longest distance d1 may be equal to or less than rPD represented by the equation (8), that is, the following equation (9).
Figure 2009003986

（９）式より、最長距離ｄ１は対物レンズ７やコリメータレンズ４の位置には依存しない。よって、デフォーカス量が最も大きいときのスポット２３の半径ｒＰＤを予め求めておくことにより、このスポット２３がすべての受光セル９Ａ〜９Ｄに対して照射されることを可能にするものである。そして、（９）式を満たすことで、受光セル９Ａ〜９Ｄの配置を近づけて、光検出器９の小型化を可能にする。例えばＢＤの場合、ＮＡｏは０．８５、屈折率ｎは１．６２、光入射面から第１の信号面までの厚さｔ１は０．０７５ｍｍ、光入射面から第２の信号面までの厚さｔ２は０．１ｍｍであり、焦点距離ｆｃを２０ｍｍ、ｆｏを２ｍｍとすると、ｄ１≦０．２５８ｍｍとなる。   From the equation (9), the longest distance d1 does not depend on the positions of the objective lens 7 and the collimator lens 4. Therefore, by obtaining in advance the radius rPD of the spot 23 when the defocus amount is the largest, this spot 23 can be irradiated to all the light receiving cells 9A to 9D. And by satisfy | filling (9) Formula, arrangement | positioning of the light reception cells 9A-9D can be approximated, and the photodetector 9 can be reduced in size. For example, in the case of BD, NAo is 0.85, refractive index n is 1.62, thickness t1 from the light incident surface to the first signal surface is 0.075 mm, and thickness from the light incident surface to the second signal surface. The length t2 is 0.1 mm. When the focal length fc is 20 mm and fo is 2 mm, d1 ≦ 0.258 mm.

図６に示した方法よりもさらに望ましくは、スポット２３がすべての受光セル９Ａ〜９Ｄに対して照射されないようにすることである。その理由は、信号演算をするまでもなく、後述するフォーカスエラー信号、トラッキングエラー信号において、オフセット成分が発生しないからである。また、スポット２３と信号検出光２１ａ〜２１ｄとの重なりによる干渉性ノイズも生じない。そのため、より一層Ｓ／Ｎが良く安定した信号が得られる。 More desirably, the spot 23 is not irradiated to all the light receiving cells 9A to 9D than the method shown in FIG. This is because an offset component does not occur in a focus error signal and a tracking error signal, which will be described later, without performing signal calculation. Further, coherent noise due to the overlap between the spot 23 and the signal detection lights 21a to 21d does not occur. As a result, a stable signal with a better S / N can be obtained.

図７はスポット２３がすべての受光セル９Ａ〜９Ｄに対して照射されない限界を示した図である。スポット２３がすべての受光セル９Ａ〜９Ｄに対して照射されない条件を考えると、受光面中心９Ｐから各受光セル９Ａ〜９Ｄまでの最短距離が、スポット２３の半径ｒＰＤ以上であることが必要である。図７中で、最短距離とは受光面中心９Ｐから受光セル９Ｄまでの最も近い距離ｄ２をいう。   FIG. 7 is a diagram showing a limit where the spot 23 is not irradiated to all the light receiving cells 9A to 9D. Considering the condition that the spot 23 is not irradiated to all the light receiving cells 9A to 9D, the shortest distance from the light receiving surface center 9P to each of the light receiving cells 9A to 9D needs to be equal to or larger than the radius rPD of the spot 23. . In FIG. 7, the shortest distance is the closest distance d2 from the light receiving surface center 9P to the light receiving cell 9D.

そして、図６に示した前述の方法と同様の条件を求めると、最短距離ｄ２は（８）式で示したスポット２３の半径ｒＰＤ以上であれば良く、以下の（１０）式を満たせばよい。

Figure 2009003986
Then, when the same conditions as those of the above-described method shown in FIG. 6 are obtained, the shortest distance d2 may be equal to or larger than the radius rPD of the spot 23 shown in the equation (8), and the following equation (10) may be satisfied. .
Figure 2009003986

図８はフォーカスエラー信号を得るためのＳカーブとスポット形状を示した図である。図８（ａ）は、光ディスク１０が対物レンズ７に近く、Ｓカーブが最大となるときの受光セル９Ａ，９Ｂ上でのスポット形状である。このとき、受光セル９Ａ１，９Ｂ２に対して信号検出光の大半のスポット２１ａ，２１ｂが照射され、受光セル９Ａ２、９Ｂ１に対しては僅かなスポット２１ａ，２１ｂが照射されるのみである。図８（ｂ）は光ディスク１０が対物レンズ７から遠く、Ｓカーブが最小となるときの受光セル９Ａ、９Ｂ上でのスポット形状である。このとき、受光セル９Ａ２，９Ｂ１に対して大半のスポット２１ａ，２１ｂが照射され、受光セル９Ａ１、９Ｂ２に対しては僅かなスポット２１ａ，２１ｂが照射されるのみである。そして、フォーカスを変化させてフォーカスエラー信号ＦＥを算出することにより、図８（ｃ）に示すように良好なＳカーブ特性が得られる。図８（ｃ）の横軸はデフォーカス量（１目盛り４μｍ）、縦軸はフォーカスエラー信号ＦＥ１のレベルを示す。図８（ｃ）のフォーカスエラー信号ＦＥ１の最大レベルが図８（ａ）のとき、最小レベルが図８（ｂ）のときである。なお、デフォーカスが全く無いときは、図６及び図７に示した均等な扇形状スポット２１ａ，２１ｂが形成される。   FIG. 8 is a diagram showing an S curve and a spot shape for obtaining a focus error signal. FIG. 8A shows a spot shape on the light receiving cells 9A and 9B when the optical disk 10 is close to the objective lens 7 and the S curve is maximized. At this time, most of the spots 21a and 21b of the signal detection light are irradiated to the light receiving cells 9A1 and 9B2, and only a few spots 21a and 21b are irradiated to the light receiving cells 9A2 and 9B1. FIG. 8B shows a spot shape on the light receiving cells 9A and 9B when the optical disk 10 is far from the objective lens 7 and the S curve is minimized. At this time, most of the spots 21a and 21b are irradiated to the light receiving cells 9A2 and 9B1, and only a few spots 21a and 21b are irradiated to the light receiving cells 9A1 and 9B2. Then, by changing the focus and calculating the focus error signal FE, a good S curve characteristic can be obtained as shown in FIG. In FIG. 8C, the horizontal axis indicates the defocus amount (one scale of 4 μm), and the vertical axis indicates the level of the focus error signal FE1. This is when the maximum level of the focus error signal FE1 in FIG. 8C is shown in FIG. 8A and the minimum level is shown in FIG. 8B. When there is no defocus at all, the uniform fan-shaped spots 21a and 21b shown in FIGS. 6 and 7 are formed.

図９は光検出器９の内部にある演算回路の回路系統図を示している。本回路は、フォーカスエラー信号ＦＥ１、トラッキングエラー信号ＰＰ１，ＡＰＰ１及びメイン信号ＲＦ１を算出する。まず、同図において、フォーカスエラー信号ＦＥ１を計算する方法について説明する。受光セル９Ａ１から得られる電気信号Ａ１１、受光セル９Ａ２から得られる電気信号Ａ１２、受光セル９Ｂ１から得られる電気信号Ｂ１１，受光セル９Ｂ２から得られる電気信号Ｂ１２、加算器３１、３２及び減算器３７を用いて、以下の（１１）式により算出される。
ＦＥ１＝（Ａ１１＋Ｂ１２）−（Ａ１２＋Ｂ１１） …（１１）
（１１）式に示すように、フォーカスエラー検出として一般的な非点収差法が使えるので、光ピックアップ装置１は従来のＦＥＰに対して容易に対応できる。 FIG. 9 shows a circuit system diagram of an arithmetic circuit in the photodetector 9. This circuit calculates a focus error signal FE1, tracking error signals PP1 and APP1, and a main signal RF1. First, a method for calculating the focus error signal FE1 will be described with reference to FIG. An electric signal A11 obtained from the light receiving cell 9A1, an electric signal A12 obtained from the light receiving cell 9A2, an electric signal B11 obtained from the light receiving cell 9B1, an electric signal B12 obtained from the light receiving cell 9B2, an adder 31, 32 and a subtractor 37. And is calculated by the following equation (11).
FE1 = (A11 + B12) − (A12 + B11) (11)
As shown in the equation (11), since a general astigmatism method can be used for focus error detection, the optical pickup device 1 can easily cope with the conventional FEP.

図１０は、ＨＯＥ面８Ｚ上において、記録再生層の信号面１０Ｂ１から反射して形成されるスポット４５，４６を示した図である。なお、図１０（ａ）はＢｌｕ−ｒａｙ規格の光ディスク（ＢＤ）に対する記録または再生を行う場合、図１０（ｂ）はＨＤ−ＤＶＤ規格の光ディスク（ＨＤ−ＤＶＤ）に対する記録または再生を行う場合である。記録再生層の信号面１０Ｂ１からの反射光のスポット４５，４６には、トラックやピット（以下、トラックと記す）によって回折した１次光と回折しない０次光との重なり部分４５ａ，４６ａが生じる。この重なり部分４５ａ，４６ａが干渉して左右の光強度の違いが生じることによって、いわゆるプッシュプル信号成分が得られる。   FIG. 10 is a diagram showing spots 45 and 46 formed by reflection from the signal surface 10B1 of the recording / reproducing layer on the HOE surface 8Z. 10A shows a case where recording or playback is performed on a Blu-ray standard optical disc (BD), and FIG. 10B shows a case where recording or playback is performed on an HD-DVD standard optical disc (HD-DVD). is there. In the spots 45 and 46 of reflected light from the signal surface 10B1 of the recording / reproducing layer, overlapping portions 45a and 46a of primary light diffracted by tracks and pits (hereinafter referred to as tracks) and non-diffracted zero-order light are generated. . A so-called push-pull signal component is obtained when the overlapping portions 45a and 46a interfere with each other to cause a difference in right and left light intensity.

重なり部分４５ａ，４６ａの大きさは光ディスクの規格で決まり、ＢＤとＨＤ−ＤＶＤではこの重なり部分４５ａ，４６ａの割合が異なる。対物レンズ７の開口数、レーザ光ＬＳの波長及び記録再生層の信号面１０Ｂ１上のトラックピッチにより、０次光と１次光の重なる割合が一義的に定まる。   The size of the overlapping portions 45a and 46a is determined by the standard of the optical disc, and the ratio of the overlapping portions 45a and 46a differs between BD and HD-DVD. The overlapping ratio of the 0th order light and the 1st order light is uniquely determined by the numerical aperture of the objective lens 7, the wavelength of the laser light LS, and the track pitch on the signal surface 10B1 of the recording / reproducing layer.

図３の分割線８ｉと８ｊ（それぞれの分割線のなす角度がラジアル方向に対して±４５°）でＨＯＥ面８Ｚを分割すると、ＢＤの場合の分割線８ｉ，８ｊはスポット４５の半径に対し約７％の余裕、ＨＤ−ＤＶＤの場合の分割線８ｉ，８ｊはスポット４６の半径に対し約１４％の余裕をもつのみである。ここで、ＢＤの場合、波長を４０５ｎｍ、トラックピッチを０．３２μｍ、開口数を０．８５、ＨＤ−ＤＶＤの場合、波長を４０５ｎｍ、トラックピッチを０．４μｍ、開口数を０．６５としている。   When the HOE plane 8Z is divided at the dividing lines 8i and 8j in FIG. 3 (the angle between the dividing lines is ± 45 ° with respect to the radial direction), the dividing lines 8i and 8j in the case of BD The dividing lines 8i and 8j in the case of HD DVD only have a margin of about 14% with respect to the radius of the spot 46. Here, in the case of BD, the wavelength is 405 nm, the track pitch is 0.32 μm, the numerical aperture is 0.85, and in the case of HD DVD, the wavelength is 405 nm, the track pitch is 0.4 μm, and the numerical aperture is 0.65. .

図３の分割線８ｉと８ｊによれば、重なり部分４５ａ，４６ａがフォーカスエラー信号ＦＥの計算で用いる分割領域８Ａ，８Ｂ上に照射されることがない。よって、トラックを横断する際の光量変化が生じにくいため、トラック横断によるフォーカスエラー信号ＦＥの変動が生じない。逆に重なり部分４５ａ，４６ａが必要以上に含まれないため、トラックピッチの２倍の周期による回折光の影響をもフォーカスエラー信号ＦＥから排除できる。ＢＤの場合、分割線８ｉとラジアル方向とがなす角度が４１．８°以下になると、重なり部分４５ａ，４６ａと分割線８ｉが交わる。同様に、分割線８ｊとラジアル方向とがなす角度が−４１．８°以上になると、重なり部分４５ａ，４６ａと分割線８ｊが交わる。   According to the dividing lines 8i and 8j in FIG. 3, the overlapping portions 45a and 46a are not irradiated onto the dividing regions 8A and 8B used in the calculation of the focus error signal FE. Therefore, since the light quantity change hardly occurs when crossing the track, the fluctuation of the focus error signal FE due to the track crossing does not occur. On the contrary, since the overlapping portions 45a and 46a are not included more than necessary, the influence of the diffracted light due to the period twice the track pitch can be excluded from the focus error signal FE. In the case of BD, when the angle formed by the dividing line 8i and the radial direction is 41.8 ° or less, the overlapping portions 45a and 46a intersect with the dividing line 8i. Similarly, when the angle formed by the dividing line 8j and the radial direction is −41.8 ° or more, the overlapping portions 45a and 46a intersect with the dividing line 8j.

ＨＤ−ＤＶＤの場合、分割線８ｉとラジアル方向とがなす角度が３９．７°以下になると、重なり部分４５ａ，４６ａと分割線８ｉが交わる。同様に、分割線８ｊとラジアル方向とがなす角度が−３９．７°以上になると、重なり部分４５ａ，４６ａと分割線８ｊが交わる。分割線８ｉ，８ｊが分割領域８Ａ，８Ｂに少し交わることは影響が少なく、また０次光と１次光が重ならない部分が必要以上に多く含まれるのは好ましくない。以上の条件を考慮すると、分割線８ｉとラジアル方向とがなす角度は４０°以上５０°以下、分割線８ｊとラジアル方向とがなす角度は−５０°以上−４０°以下とするのが好ましい。そして、図３に示したように、分割線８ｉとラジアル方向とがなす角度は４５°、分割線８ｊとラジアル方向とがなす角度は−４５°とするのが最も望ましい。   In the case of HD-DVD, when the angle formed by the dividing line 8i and the radial direction is 39.7 ° or less, the overlapping portions 45a and 46a intersect with the dividing line 8i. Similarly, when the angle formed by the dividing line 8j and the radial direction is −39.7 ° or more, the overlapping portions 45a and 46a intersect with the dividing line 8j. It is not preferable that the dividing lines 8i and 8j slightly intersect the divided areas 8A and 8B, and that the portion where the 0th-order light and the primary light do not overlap is included more than necessary. Considering the above conditions, it is preferable that the angle formed between the dividing line 8i and the radial direction is 40 ° to 50 °, and the angle formed between the dividing line 8j and the radial direction is −50 ° to −40 °. As shown in FIG. 3, it is most desirable that the angle formed between the dividing line 8i and the radial direction is 45 °, and the angle formed between the dividing line 8j and the radial direction is −45 °.

次に、トラッキングエラー信号を計算する方法について説明する。受光セル９Ｃで電気信号Ｃ１，受光セル９Ｄで電気信号Ｄ１が得られる。この電気信号Ｃ１，Ｄ１にはプッシュプル信号成分が含まれる。よって、通常のＰＰ（Push Pull）法（プッシュプル法）によるトラッキングエラー信号ＰＰ１は、電気信号Ｃ１，Ｄ１及び減算器３６を用いて、以下の（１２）式により算出される。
ＰＰ１＝Ｃ１−Ｄ１ …（１２） Next, a method for calculating the tracking error signal will be described. An electric signal C1 is obtained by the light receiving cell 9C, and an electric signal D1 is obtained by the light receiving cell 9D. The electric signals C1 and D1 include a push-pull signal component. Therefore, the tracking error signal PP1 by the normal PP (Push Pull) method is calculated by the following equation (12) using the electric signals C1 and D1 and the subtractor 36.
PP1 = C1-D1 (12)

ところで、通常のＰＰ法あるいはＤＰＰ法によるトラッキングエラー信号は、レンズシフトやラジアル方向の光ディスクのチルト時にオフセットが発生する信号として知られている。このオフセットを低減したトラッキングエラー検出方法として、前述のＡＰＰ法が知られている。ＡＰＰ法によるトラッキングエラー信号ＡＰＰ１は、電気信号Ａ１１〜Ｄ１、加算器３３，３４、減算器３６，３９，４２及び乗算器４０を用いて、以下の（１３）式により算出される。
ＡＰＰ1=(Ｃ１−Ｄ１)−ｋ１・[(Ａ１１+Ｂ１１)−(Ａ１２+Ｂ１２)] …（１３）
ここで、ｋ１は乗算器４０の乗算係数である。 By the way, a tracking error signal based on the normal PP method or DPP method is known as a signal in which an offset occurs when the optical disc is tilted or shifted in the radial direction. The aforementioned APP method is known as a tracking error detection method in which the offset is reduced. The tracking error signal APP1 by the APP method is calculated by the following equation (13) using the electric signals A11 to D1, adders 33 and 34, subtractors 36, 39, and 42, and a multiplier 40.
APP1 = (C1-D1) -k1. [(A11 + B11)-(A12 + B12)] (13)
Here, k1 is a multiplication coefficient of the multiplier 40.

このトラッキングエラー信号ＡＰＰ１は、前記したレンズシフト等のオフセットのみならず、記録マークの境界で生じるオフセットも低減することが可能である。すなわち、信号Ａ１１と信号Ｂ１１の和から信号Ａ１２と信号Ｂ１２の差をとったＤＣ成分で補正することにより、記録マークの境界で生じるオフセットが低減できる。なお、乗算係数ｋ１は、レンズシフトと記録境界でのオフセットを補正し、また外乱などがあってもオフセットの発生が小さくなるように最適化したものである。以上により、トラッキングエラー信号ＰＰ１，ＡＰＰ１は３ビーム方式を用いることなく、１ビーム方式で得ることができる。   The tracking error signal APP1 can reduce not only the offset such as the lens shift described above but also the offset generated at the boundary of the recording mark. That is, the offset generated at the boundary of the recording mark can be reduced by correcting with the DC component obtained by taking the difference between the signal A12 and the signal B12 from the sum of the signal A11 and the signal B11. Note that the multiplication coefficient k1 is optimized to correct the offset at the lens shift and the recording boundary, and to reduce the occurrence of the offset even if there is a disturbance or the like. As described above, the tracking error signals PP1 and APP1 can be obtained by the 1-beam method without using the 3-beam method.

また、メイン信号ＲＦは、電気信号Ａ１１〜Ｄ１、加算器３１、３２、３３、３８及び４１を用いて、以下の（１４）式により算出される。
ＲＦ１＝Ａ１１＋Ａ１２＋Ｂ１１＋Ｂ１２＋Ｃ１＋Ｄ１ …（１４） The main signal RF is calculated by the following equation (14) using the electrical signals A11 to D1 and the adders 31, 32, 33, 38, and 41.
RF1 = A11 + A12 + B11 + B12 + C1 + D1 (14)

図１１は、光検出器９の受光セル上でのクロストーク光の状態を示した図である。クロストーク光には、記録再生層の信号面１０Ｂ１からの反射光で且つＨＯＥ面８Ｚにより信号検出光の次数ｍａ以外で回折したクロストーク光と、他層の信号面１０Ｂ２からの反射光で且つＨＯＥ面８Ｚにより次数ｍｂで回折したクロストーク光とがある。   FIG. 11 is a diagram showing the state of crosstalk light on the light receiving cell of the photodetector 9. The crosstalk light includes reflected light from the signal surface 10B1 of the recording / reproducing layer and diffracted by the HOE surface 8Z other than the order ma of the signal detection light, and reflected light from the signal surface 10B2 of the other layer and And crosstalk light diffracted by the HOE surface 8Z at the order mb.

第１に、記録再生層の信号面１０Ｂ１から生じるクロストーク光を考える。図１１中で、記録再生層の信号面１０Ｂ１から生じるスポット２１ａ〜２１ｄ、及び２２は、図６，７で説明した通りである。記録再生層の信号面１０Ｂ１からの反射光で、且つＨＯＥ面８Ｚの分割領域８Ａ〜８Ｄで回折した次数ｍａ＝−１の回折光によるスポット２４ａ〜２４ｄは、受光面中心９Ｐからみてスポット２１ａ〜２１ｄと対称な位置に生じる。よって、図１１に示す通り、スポット２４ａ〜２４ｄが各受光セル９Ａ〜９Ｄ上に照射されないようにすることができる。そのため、より一層Ｓ／Ｎが良く安定した信号が得られる。なお、高次回折光によるスポットは受光セル９Ａ〜９Ｄより離れる方向に生じるので、回折光としては次数ｍａ＝０，−１のみを考えればよい。 First, consider the crosstalk light generated from the signal surface 10B1 of the recording / reproducing layer. In FIG. 11, spots 21a to 21d and 22 generated from the signal surface 10B1 of the recording / reproducing layer are as described with reference to FIGS. Spots 24a to 24d by reflected light from the signal surface 10B1 of the recording / reproducing layer and diffracted light of the order ma = −1 diffracted by the divided regions 8A to 8D of the HOE surface 8Z are seen from the light receiving surface center 9P. It occurs at a position symmetrical to 21d. Therefore, as shown in FIG. 11, it is possible to prevent the spots 24a to 24d from being irradiated on the light receiving cells 9A to 9D. As a result, a stable signal with a better S / N can be obtained. In addition, since the spot by the higher order diffracted light is generated in a direction away from the light receiving cells 9A to 9D, only the order ma = 0, −1 may be considered as the diffracted light.

第２に、他層の信号面１０Ｂ２から生じるクロストーク光を考える。図１１中で、他層の信号面１０Ｂ２から生じるスポット２３は、前述した（９），（１０）式の条件を満たすことにより、各信号への影響を少なくするまたは影響を与えないようにできる。他層の信号面１０Ｂ２からの反射光で、且つＨＯＥ面８Ｚの分割領域８Ａ〜８Ｄで回折した次数ｍｂ＝１の回折光によるスポット２５ａ〜２５ｄは、スポット２１ａ〜２１ｄから９０°回った方向で扇形状に広がる。よって、図１１に示す通り、スポット２５ａ〜２５ｄは各受光セル９Ａ〜９Ｄ上にほとんど照射されないようにすることができる。そのため、より一層Ｓ／Ｎが良く安定した信号が得られる。   Second, consider the crosstalk light generated from the signal surface 10B2 of the other layer. In FIG. 11, the spot 23 generated from the signal surface 10B2 of the other layer can reduce or not affect each signal by satisfying the conditions of the expressions (9) and (10) described above. . Spots 25a to 25d by the diffracted light of the order mb = 1, which is reflected light from the signal surface 10B2 of the other layer and diffracted in the divided regions 8A to 8D of the HOE surface 8Z, are in a direction rotated 90 ° from the spots 21a to 21d. Spreads in a fan shape. Therefore, as shown in FIG. 11, the spots 25a to 25d can be hardly irradiated on the light receiving cells 9A to 9D. As a result, a stable signal with a better S / N can be obtained.

以上説明してきたように、図３、図４に示すように、１枚の回折型光学素子と少ない受光セルで構成しているので、低コストでクロストーク光が受光セル上に照射しないようにできる。また、１ビーム方式であるので、グレーティングが不要となり、ＢＤとＨＤ−ＤＶＤのようにトラックピッチが異なる複数種の光ディスクに対応ができる利点がある。   As described above, as shown in FIGS. 3 and 4, since it is composed of one diffractive optical element and a small number of light receiving cells, the crosstalk light is not irradiated onto the light receiving cells at low cost. it can. In addition, since the single beam system is used, there is an advantage that a grating is not necessary, and it is possible to cope with a plurality of types of optical disks having different track pitches such as BD and HD-DVD.

また、図６に示したように、他層の信号面からの反射光で且つＨＯＥ面で回折した０次回折光によるスポットが、すべての受光セル上に照射されないようにすることで、すべての電気信号に均等なオフセットを与えてＳ／Ｎが良く安定した信号を得ることができる。また、図７に示したように、他層の信号面からの反射光で且つＨＯＥ面で回折した０次回折光によるスポットが、すべての受光セル上に照射されないようにして、すべての電気信号にオフセットを生じさせずに、より一層Ｓ／Ｎが良く安定した信号を得ることができる。   In addition, as shown in FIG. 6, all the light receiving cells are prevented from being irradiated with spots of zero-order diffracted light that is reflected from the signal surface of other layers and diffracted on the HOE surface. A stable signal with a good S / N can be obtained by giving an equal offset to the signal. Further, as shown in FIG. 7, all the electric signals are transmitted so that the spot of the reflected light from the signal surface of the other layer and the zero-order diffracted light diffracted by the HOE surface is not irradiated on all the light receiving cells. A stable signal with a better S / N can be obtained without causing an offset.

＜第２の実施形態＞
本発明の第２の実施形態について、図１２〜図１７を参照し、第１の実施形態とは異なる点を中心として詳細に説明する。第２の実施形態では、第１の実施形態の回折型光学素子８に代わって回折型光学素子５０、光検出器９に代わって光検出器５１を用いたものである（図１，図２参照）。それ以外の構成部品については図１、図２と同じであり、光学部品の配置も同じである。 <Second Embodiment>
A second embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 12 to 17 with a focus on differences from the first embodiment. In the second embodiment, a diffractive optical element 50 is used in place of the diffractive optical element 8 of the first embodiment, and a photodetector 51 is used in place of the photodetector 9 (FIGS. 1 and 2). reference). Other components are the same as those in FIGS. 1 and 2, and the arrangement of optical components is also the same.

図１２は、回折型光学素子５０の６分割パターンを示した図、図１３は光検出器５１の受光セル５１Ａ〜５１Ｆの配置を示した図である。ＨＯＥ面５０Ｚの６つの分割領域５０Ａ〜５０Ｆは光軸中心５０Ｐを通る３本の分割線５０ｉ，５０ｊ，５０ｋによって分けられる。分割線５０ｉはラジアル方向と同方向であり、分割線５０ｊ，５０ｋは、分割線５０ｉに対して±４５°方向に配置される。そして、分割領域５０Ａ〜５０Ｆはそれぞれ異なる回折構造をもつホログラムパターンとなっており、且つ次数ｍａ＝１の回折光に対し非点収差を付与する構成となっている。よって、６つの分割領域５０Ａ〜５０Ｆにそれぞれ対応して非点収差が付与された６つの１次回折光が生じる。第１の実施形態と同様に、対物レンズ７でのレンズシフトやレンズチルトがない状態では、光ディスク１０からの反射光の光束中心はほぼ光軸中心５０Ｐを通る。 FIG. 12 is a diagram showing a six-divided pattern of the diffractive optical element 50, and FIG. 13 is a diagram showing the arrangement of the light receiving cells 51 </ b> A to 51 </ b> F of the photodetector 51. The six divided regions 50A to 50F of the HOE surface 50Z are divided by three dividing lines 50i, 50j, and 50k passing through the optical axis center 50P. The dividing line 50i is in the same direction as the radial direction, and the dividing lines 50j and 50k are arranged in the ± 45 ° direction with respect to the dividing line 50i. Each of the divided regions 50A to 50F has a hologram pattern having a different diffraction structure and is configured to give astigmatism to diffracted light of the order ma = 1. Therefore, six first-order diffracted lights to which astigmatism is given corresponding to the six divided regions 50A to 50F are generated. Similar to the first embodiment, in the state where there is no lens shift or lens tilt at the objective lens 7, the light flux center of the reflected light from the optical disk 10 passes substantially through the optical axis center 50P.

その後、６つの１次回折光は光検出器５１の受光面上に配置された受光セル５１Ａ〜５１Ｆに信号検出光のスポットとして集光する。受光セル５１Ａ〜５１ＦはＨＯＥ面５０Ｚの分割領域５０Ａ〜５０Ｆの各回折方向に応じて配置されており、分割領域５０Ａで回折された１次回折光は受光セル５１Ａ（５１Ａ１と５１Ａ２にまたがる）で受光される。同様に分割領域５０Ｂで回折された１次回折光は受光セル５１Ｂ（５１Ｂ１と５１Ｂ２にまたがる）で、分割領域５０Ｃで回折された１次回折光は受光セル５１Ｃで、分割領域５０Ｄで回折された１次回折光は受光セル５１Ｄで、分割領域５０Ｅで回折された１次回折光は受光セル５１Ｅで、分割領域５０Ｆで回折された１次回折光は受光セル５１Ｆで、信号検出光のスポットを形成してそれぞれ受光される。   Thereafter, the six first-order diffracted lights are collected as signal detection light spots on the light receiving cells 51 </ b> A to 51 </ b> F arranged on the light receiving surface of the photodetector 51. The light receiving cells 51A to 51F are arranged in accordance with the diffraction directions of the divided regions 50A to 50F of the HOE surface 50Z, and the first-order diffracted light diffracted by the divided region 50A is received by the light receiving cell 51A (straddling 51A1 and 51A2). Is done. Similarly, the first-order diffracted light diffracted in the divided region 50B is received by the light receiving cell 51B (51B1 and 51B2), and the first-order diffracted light diffracted by the divided region 50C is received by the light receiving cell 51C and is diffracted by the divided region 50D. The folded light is received by the light receiving cell 51D, the first-order diffracted light diffracted by the divided region 50E is received by the light-receiving cell 51E, and the first-order diffracted light diffracted by the divided region 50F is received by the light receiving cell 51F. Is done.

ＨＯＥ面５０Ｚの光軸中心５０Ｐと光検出器５１の受光面中心５１Ｐは、光軸方向にほぼ一致している。さらに、受光セル５１Ａ〜５１Ｆと受光面中心５１Ｐとは同一平面上にある。受光面中心５１Ｐは分割領域５１Ａ〜５１Ｆで回折せずに透過した０次回折光がほぼ集光する位置である。また、第１の実施形態と同様の理由により、受光セル５１Ａ，５１Ｂの中点５１Ｑから受光面中心５１Ｐまでの距離、５１Ｃ，５１Ｅの中点５１Ｒから受光面中心５１Ｐまでの距離、受光セル５１Ｄ，５１Ｆの中点５１Ｓから受光面中心５１Ｐまでの距離は、ほぼ等しいのが望ましい。  The optical axis center 50P of the HOE surface 50Z and the light receiving surface center 51P of the photodetector 51 substantially coincide with the optical axis direction. Further, the light receiving cells 51A to 51F and the light receiving surface center 51P are on the same plane. The light receiving surface center 51P is a position where the 0th-order diffracted light transmitted without being diffracted by the divided regions 51A to 51F is substantially condensed. For the same reason as in the first embodiment, the distance from the midpoint 51Q of the light receiving cells 51A, 51B to the light receiving surface center 51P, the distance from the midpoint 51R of 51C, 51E to the light receiving surface center 51P, the light receiving cell 51D. , 51F, the distance from the midpoint 51S to the light receiving surface center 51P is preferably substantially equal.

また、光ディスク１０のトラックを光検出器５１の受光面上に投影した時、受光セル５１Ａはラジアル方向で受光セル５１Ａ１と５１Ａ２に、受光セル５１Ｂはラジアル方向で受光セル５１Ｂ１と５１Ｂ２にそれぞれ２分割される。また、非点収差の方向についても第１の実施形態と同様である。   When the track of the optical disc 10 is projected onto the light receiving surface of the photodetector 51, the light receiving cell 51A is divided into two light receiving cells 51A1 and 51A2 in the radial direction, and the light receiving cell 51B is divided into two light receiving cells 51B1 and 51B2 in the radial direction. Is done. Also, the direction of astigmatism is the same as in the first embodiment.

各受光セル５１Ａ〜５１Ｆ上での各信号検出光のスポットは、分割領域５０Ａ〜５０Ｆに応じた扇形状となるが、分割領域がなく円形状のホログラムパターンで最小錯乱円となる円形状スポットと考えた場合に適切な非点収差を有し、他の収差が発生しないものである。そして、非点収差により生じる２つの焦線のほぼ中間でスポットが最小錯乱円となるので、この位置に受光セル５１Ａ〜５１Ｆが配置される。第１の実施形態と同様に、レーザ光源２の発光点２Ｐと光検出器５１の受光面中心５１Ｐは共役配置の関係になる。   The spot of each signal detection light on each of the light receiving cells 51A to 51F has a fan shape corresponding to the divided areas 50A to 50F, but has a circular spot that has no divided area and is a circle of minimum confusion with a circular hologram pattern. When considered, it has appropriate astigmatism and no other aberration occurs. Then, since the spot becomes a circle of least confusion approximately in the middle of two focal lines generated by astigmatism, the light receiving cells 51A to 51F are arranged at this position. Similar to the first embodiment, the light emitting point 2P of the laser light source 2 and the light receiving surface center 51P of the photodetector 51 are in a conjugate arrangement.

図１４は他層の信号面１０Ｂ２からの反射光で、且つＨＯＥ面５０Ｚの各分割領域５０Ａ〜５０Ｆで何ら回折作用を受けずに透過した０次回折光によるスポット６３がすべての受光セル５１Ａ〜５１Ｆ上に照射される限界を示した図である。第１の実施形態と同様に、このスポット６３がすべての受光セル５１Ａ〜５１Ｆ上に照射される場合、減算による信号演算によって、フォーカスエラー信号、トラッキングエラー信号は、オフセット成分が取り除かれる。そのため、Ｓ／Ｎが良く安定した信号が得られる。なお、スポット６１ａ〜６１ｆは記録再生層の信号面１０Ｂ１からの反射光で、且つＨＯＥ面５０Ｚの各分割領域５０Ａ〜５０Ｆで回折された１次回折光によるスポット、すなわち信号検出光である。スポット６２は記録再生層の信号面１０Ｂ１からの反射光で、且つＨＯＥ面５０Ｚの各分割領域５０Ａ〜５０Ｆで何ら回折作用を受けずに透過した０次回折光によるスポットを示している。   FIG. 14 shows the reflected light from the signal surface 10B2 of the other layer and the spots 63 formed by the 0th-order diffracted light transmitted without being subjected to any diffracting action in the divided regions 50A to 50F of the HOE surface 50Z are all received by the light receiving cells 51A to 51F. It is the figure which showed the limit irradiated above. As in the first embodiment, when this spot 63 is irradiated onto all the light receiving cells 51A to 51F, the offset component is removed from the focus error signal and the tracking error signal by signal calculation by subtraction. Therefore, a stable signal with a good S / N can be obtained. The spots 61a to 61f are reflected light from the signal surface 10B1 of the recording / reproducing layer, and are spots by the first-order diffracted light diffracted by the divided regions 50A to 50F of the HOE surface 50Z, that is, signal detection light. A spot 62 is a spot reflected by the 0th-order diffracted light that is reflected from the signal surface 10B1 of the recording / reproducing layer and is transmitted through the divided regions 50A to 50F of the HOE surface 50Z without receiving any diffraction action.

第１の実施形態と同様に、受光面中心５１Ｐから受光セル５１Ａ〜５１Ｆまでの最長距離ｄ１を考えると、最長距離ｄ１はスポット６３の半径ｒＰＤ以下、すなわち前述した（９）式を満たせばよい。   As in the first embodiment, when considering the longest distance d1 from the light receiving surface center 51P to the light receiving cells 51A to 51F, the longest distance d1 may be equal to or less than the radius rPD of the spot 63, that is, the above-described equation (9) may be satisfied. .

図１４に示した方法よりさらに望ましくは、スポット６３がすべての受光セル５１Ａ〜５１Ｆ上に照射されないようにすることである。その理由は、信号演算をするまでもなく、フォーカスエラー信号、トラッキングエラー信号において、オフセット成分が発生しないからである。また、スポット６３と信号検出光６１ａ〜６１ｆとが重なって干渉性ノイズも生じない。そのため、より一層Ｓ／Ｎが良く安定した信号が得られる。   More desirably, the spot 63 is not irradiated on all the light receiving cells 51A to 51F than the method shown in FIG. This is because an offset component does not occur in the focus error signal and tracking error signal without performing signal calculation. Further, the spot 63 overlaps with the signal detection lights 61a to 61f, so that no coherent noise is generated. As a result, a stable signal with a better S / N can be obtained.

図１５はスポット６３がすべての受光セル５１Ａ〜５１Ｆに照射されない限界を示した図である。第１の実施形態と同様に、スポット６３がすべての受光セル５１Ａ〜５１Ｆに照射されない条件を考えると、最短距離ｄ２はスポット６３の半径ｒＰＤ以上、すなわち前述した（１０）式を満たせばよい。   FIG. 15 is a diagram showing a limit where the spot 63 is not irradiated to all the light receiving cells 51A to 51F. As in the first embodiment, considering the condition that the spot 63 is not irradiated to all the light receiving cells 51A to 51F, the shortest distance d2 may be equal to or greater than the radius rPD of the spot 63, that is, the above-described equation (10) may be satisfied.

図１６は光検出器９の内部にある演算回路の回路系統図を示している。本回路は、フォーカスエラー信号ＦＥ１、トラッキングエラー信号ＰＰ１，ＡＰＰ１及びメイン信号ＲＦ１を算出する。まず、同図において、フォーカスエラー信号ＦＥ２を計算する方法について説明する。ＨＯＥ面５０Ｚの２つの分割領域５０Ａ〜５０Ｂで回折された１次回折光は、各受光セル５１Ａ１〜５１Ｂ２で信号検出光のスポット６１ａ，６１ｂを形成して受光される。そして、受光セル５１Ａ１〜５１Ｂ２より、それぞれに対応した電気信号Ａ２１〜Ｂ２２が得られる。この電気信号Ａ２１〜Ｂ２２、加算器７１、７２及び減算器７７を用いて、以下の（１５）式より算出される。
ＦＥ２＝（Ａ２１＋Ａ２２）−（Ａ２２＋Ｂ２１） …（１５）
（１５）式に示すように、フォーカスエラー検出として一般的な非点収差法が使えるので、光ピックアップ装置１は従来のＦＥＰに対して容易に対応できる。 FIG. 16 shows a circuit system diagram of an arithmetic circuit in the photodetector 9. This circuit calculates a focus error signal FE1, tracking error signals PP1 and APP1, and a main signal RF1. First, a method for calculating the focus error signal FE2 will be described with reference to FIG. First-order diffracted light diffracted by the two divided regions 50A to 50B of the HOE surface 50Z is received by the light receiving cells 51A1 to 51B2 to form signal detection light spots 61a and 61b. And the electric signals A21-B22 corresponding to each are obtained from the light receiving cells 51A1-51B2. The electric signals A21 to B22, adders 71 and 72, and a subtractor 77 are used to calculate from the following equation (15).
FE2 = (A21 + A22) − (A22 + B21) (15)
As shown in equation (15), since a general astigmatism method can be used for focus error detection, the optical pickup device 1 can easily cope with the conventional FEP.

第１の実施形態の図１０と同様に、ＨＯＥ面５０Ｚ上において、記録再生層の信号面１０Ｂ１から反射して形成されるスポットは、トラックによって回折した１次光と回折しない０次光との重なり部分が生じるので、プッシュプル信号成分が得られる。よって、分割線５０ｉと分割線５０ｊとがなす角度は４０°以上５０°以下とするのが好ましい。同様に、分割線５０ｉと分割線５０ｋとがなす角度は−５０°以上−４０°以下とするのが好ましい。そして、分割線５０ｉと５０ｊとがなすそれぞれの角度は４５°、分割線５０ｉと５０ｋとがなすそれぞれの角度は−４５°とするのが最も望ましい。   Similar to FIG. 10 of the first embodiment, on the HOE surface 50Z, the spot formed by reflecting from the signal surface 10B1 of the recording / reproducing layer is composed of the first-order light diffracted by the track and the zero-order light not diffracted. Since an overlapping portion occurs, a push-pull signal component can be obtained. Therefore, the angle formed by the dividing line 50i and the dividing line 50j is preferably 40 ° or more and 50 ° or less. Similarly, the angle formed by the dividing line 50i and the dividing line 50k is preferably -50 ° or more and -40 ° or less. The angles formed by the dividing lines 50i and 50j are most preferably 45 °, and the angles formed by the dividing lines 50i and 50k are most preferably −45 °.

ＨＯＥ面５０Ｚの４つの分割領域５０Ｃ〜５０Ｆで回折された１次回折光は、各受光セル５１Ｃ〜５１Ｆで信号検出光のスポット６１ｃ〜６１ｆを形成して受光される。そして、各受光セル５１Ｃ〜５１Ｆより、それぞれに対応した電気信号Ｃ２〜Ｆ２が得られる。この電気信号Ｃ２〜Ｆ２はプッシュプル信号成分を含んでいる。よって、通常のプッシュプル法によるトラッキングエラー信号ＰＰ２は、電気信号Ｃ２〜Ｆ２、加算器７５，７６及び減算器８０を用いて、以下の（１６）式により算出される。
ＰＰ２＝（Ｃ２＋Ｄ２）−（Ｅ２＋Ｆ２） …（１６） The first-order diffracted light diffracted by the four divided regions 50C to 50F of the HOE surface 50Z is received by the light detection cells 51C to 51F, forming signal detection light spots 61c to 61f. Then, electrical signals C2 to F2 corresponding to the respective light receiving cells 51C to 51F are obtained. The electric signals C2 to F2 include push-pull signal components. Therefore, the tracking error signal PP2 by the normal push-pull method is calculated by the following equation (16) using the electrical signals C2 to F2, the adders 75 and 76, and the subtracter 80.
PP2 = (C2 + D2)-(E2 + F2) (16)

また、トラッキングエラー信号ＡＰＰ２は、電気信号Ａ２１〜Ｆ２、加算器７３，７４，７５，７６、減算器７９，８０，８３及び乗算器８１を用いて、以下の（１７）式により算出される。
ＡＰＰ２=（Ｃ２＋Ｄ２）−（Ｅ２＋Ｆ２）
−ｋ２｛（Ａ２１＋Ｂ２１）−（Ａ２２＋Ｂ２２）｝ …（１７） The tracking error signal APP2 is calculated by the following equation (17) using the electrical signals A21 to F2, adders 73, 74, 75, and 76, subtractors 79, 80, and 83, and a multiplier 81.
APP2 = (C2 + D2)-(E2 + F2)
-K2 {(A21 + B21)-(A22 + B22)} (17)

さらに、メイン信号ＲＦは、電気信号Ａ２１〜Ｆ２、加算器７１，７２，７５，７６，７８，８１及び８３を用いて、以下の（１８）式により算出される。
ＲＦ２＝Ａ２１+Ａ２２+Ｂ２１+Ｂ２２+Ｃ２+Ｄ２+Ｅ２+Ｆ２ …（１８） Further, the main signal RF is calculated by the following equation (18) using the electrical signals A21 to F2 and the adders 71, 72, 75, 76, 78, 81 and 83.
RF2 = A21 + A22 + B21 + B22 + C2 + D2 + E2 + F2 (18)

第２の実施形態の場合は、ＢＤ−ＲＯＭなどの再生型光ディスクに対応したＤＰＤ法によるトラッキングエラー信号を検出することが可能である。ＤＰＤ信号は、電気信号Ｃ２と電気信号Ｅ２の和（Ｃ２＋Ｅ２）と電気信号Ｄ２と電気信号Ｆ２の和（Ｄ２＋Ｆ２）を比較演算することで得られる。よって、第２の実施形態はＡＰＰ法とＤＰＤ法が両立できる構成であり、第１の実施形態より多様な媒体に対応可能である。   In the case of the second embodiment, it is possible to detect a tracking error signal by the DPD method corresponding to a reproduction type optical disc such as a BD-ROM. The DPD signal is obtained by comparing and calculating the sum of the electric signal C2 and the electric signal E2 (C2 + E2) and the sum of the electric signal D2 and the electric signal F2 (D2 + F2). Therefore, the second embodiment has a configuration in which the APP method and the DPD method can be compatible, and can cope with various media than the first embodiment.

図１７は、光検出器５１の受光セル上でのクロストーク光の状態を示した図である。クロストーク光には、記録再生層の信号面１０Ｂ１からの反射光で且つＨＯＥ面５０Ｚにより信号検出光の次数ｍａ以外で回折したクロストーク光と、他層の信号面１０Ｂ２からの反射光で且つＨＯＥ面５０Ｚにより次数ｍｂで回折したクロストーク光とがある。   FIG. 17 is a diagram showing the state of crosstalk light on the light receiving cell of the photodetector 51. The crosstalk light includes reflected light from the signal surface 10B1 of the recording / reproducing layer, diffracted by the HOE surface 50Z except for the order ma of the signal detection light, reflected light from the signal surface 10B2 of the other layer, and And crosstalk light diffracted by the HOE surface 50Z at the order mb.

第１に、記録再生層の信号面１０Ｂ１から生じるクロストーク光を考える。図１７中で、記録再生層の信号面１０Ｂ１から生じるスポット６１ａ〜６１ｆ、及び６２は、図１４，１５で説明した通りである。記録再生層の信号面１０Ｂ１からの反射光で、且つＨＯＥ面５０Ｚの分割領域５０Ａ〜５０Ｆで回折した次数ｍａ＝−１の回折光によるスポット６４ａ〜６４ｆは、受光面中心９Ｐからみてスポット６１ａ〜６１ｆと対称な位置に生じる。よって、図１７に示す通り、スポット６４ａ〜６４ｆは各受光セル５１Ａ〜５１Ｆ上に照射されないようにすることができる。なお、高次回折光によるスポットは受光セル５１Ａ〜５１Ｆより離れる方向に生じるので、回折光としては次数ｍａ＝０，−１のみを考えればよい。   First, consider the crosstalk light generated from the signal surface 10B1 of the recording / reproducing layer. In FIG. 17, spots 61a to 61f and 62 generated from the signal surface 10B1 of the recording / reproducing layer are as described in FIGS. Spots 64a to 64f of the reflected light from the signal surface 10B1 of the recording / reproducing layer and the diffracted light of the order ma = −1 diffracted by the divided regions 50A to 50F of the HOE surface 50Z are the spots 61a to 61a as viewed from the light receiving surface center 9P. It occurs at a position symmetrical to 61f. Therefore, as shown in FIG. 17, the spots 64a to 64f can be prevented from being irradiated on the light receiving cells 51A to 51F. In addition, since the spot by the high order diffracted light is generated in a direction away from the light receiving cells 51A to 51F, only the order ma = 0, −1 may be considered as the diffracted light.

第２に、他層の信号面１０Ｂ２から生じるクロストーク光を考える。図１７中で、他層の信号面１０Ｂ２から生じるスポット６３は、前述した（１７），（１８）式の条件を満たすことにより、各信号への影響を少なくするまたは影響を与えないようにできる。そして、前述した条件の通り、影響を少なくするまたは与えないことが可能である。他層の信号面１０Ｂ２からの反射光で、且つＨＯＥ面５０Ｚの分割領域５０Ａ〜５０Ｆで回折した次数ｍｂ＝１の回折光によるスポット６５ａ〜６５ｆは、スポット６１ａ〜６１ｆから９０°回った方向で扇形状に広がる。よって、図１７に示す通り、スポット６５ａ〜６５ｆは各受光セル５１Ａ〜５１Ｆ上に対してほとんど照射されないようにすることができる。   Second, consider the crosstalk light generated from the signal surface 10B2 of the other layer. In FIG. 17, the spot 63 generated from the signal surface 10B2 of the other layer can reduce or not affect each signal by satisfying the conditions of the expressions (17) and (18) described above. . And it is possible to reduce or not give influence as the above-mentioned conditions. Spots 65a to 65f of diffracted light of the order mb = 1 that are reflected from the signal surface 10B2 of the other layer and diffracted by the divided regions 50A to 50F of the HOE surface 50Z are in a direction rotated 90 ° from the spots 61a to 61f. Spreads in a fan shape. Therefore, as shown in FIG. 17, the spots 65a to 65f can be hardly irradiated onto the light receiving cells 51A to 51F.

以上説明してきたように、図１２、図１３に示すように、１枚の回折型光学素子と少ない受光セルで構成しているので、低コストでクロストーク光が受光セル上に照射しないようにできる。また、１ビーム方式であるので、グレーティングが不要となり、ＢＤとＨＤ−ＤＶＤのようにトラックピッチが異なる複数種の光ディスクに対応ができる利点がある。また、第２の実施形態では、通常１つのシステムでは得ることが難しいＤＰＤ信号とＡＰＰ信号の２種類のトラッキングエラー信号を得ることができる。   As described above, as shown in FIGS. 12 and 13, since it is composed of one diffractive optical element and a small number of light receiving cells, the crosstalk light is not irradiated onto the light receiving cells at low cost. it can. In addition, since the single beam system is used, there is an advantage that a grating is not necessary, and it is possible to cope with a plurality of types of optical disks having different track pitches such as BD and HD-DVD. In the second embodiment, it is possible to obtain two types of tracking error signals, a DPD signal and an APP signal, which are usually difficult to obtain with one system.

また、図１４に示したように、他層の信号面からの反射光で且つＨＯＥ面で回折した０次回折光によるスポットが、すべての受光セル上に照射されないようにすることで、すべての電気信号に均等なオフセットを与えて、Ｓ／Ｎが良く安定した信号を得ることができる。また、図１５に示したように、他層の信号面からの反射光で且つＨＯＥ面で回折した０次回折光によるスポットが、すべての受光セル上に照射されないようにして、すべての電気信号にオフセットを生じさせずに、より一層Ｓ／Ｎが良く安定した信号を得ることができる。   Further, as shown in FIG. 14, all the light receiving cells are prevented from being irradiated with the spot of the reflected light from the signal surface of the other layer and the zero-order diffracted light diffracted by the HOE surface. By giving an equal offset to the signal, a stable signal with a good S / N can be obtained. Further, as shown in FIG. 15, all the electric signals are transmitted so that the spot of the reflected light from the signal surface of the other layer and the zero-order diffracted light diffracted on the HOE surface is not irradiated on all the light receiving cells. A stable signal with a better S / N can be obtained without causing an offset.

なお、第１，第２実施形態では波長４０５ｎｍの青色レーザ光源を１つ用いて、片面２層のＢＤに対応する光ピックアップ装置の構成を示したが、本発明はこの第１，第２実施形態に限定されるものではない。例えば、同じ青色レーザ光源を用いてＢＤ，ＨＤ−ＤＶＤの双方に対応する光ピックアップ装置、ＤＶＤやＣＤにも対応する光ピックアップ装置、３層以上の光ディスクに対応する光ピックアップ装置にも適用可能である。   In the first and second embodiments, the configuration of the optical pickup device corresponding to the single-sided two-layer BD is shown using one blue laser light source having a wavelength of 405 nm, but the present invention is the first and second embodiments. The form is not limited. For example, the same blue laser light source can be used for an optical pickup device compatible with both BD and HD-DVD, an optical pickup device compatible with DVD and CD, and an optical pickup device compatible with three or more layers of optical disks. is there.

本発明の光ピックアップ装置の全体構成図である。It is a whole block diagram of the optical pick-up apparatus of this invention. 本発明の光ピックアップ装置の検出系を示した図である。It is the figure which showed the detection system of the optical pick-up apparatus of this invention. 図１中のＨＯＥ面の４分割パターンを示した図である。It is the figure which showed the 4-part dividing pattern of the HOE surface in FIG. 図１中の４分割パターンに対応した受光セルのパターンを示した図である。It is the figure which showed the pattern of the light reception cell corresponding to the 4-part dividing pattern in FIG. 図１中の射出側と検出側の実効距離を示した図である。It is the figure which showed the effective distance of the injection | emission side in FIG. 1, and a detection side. 図４中の受光セルと他層からの反射光で且つ０次回折光のクロストーク光との位置関係を示した図である。FIG. 5 is a diagram showing a positional relationship between a light receiving cell in FIG. 4 and reflected light from another layer and crosstalk light of 0th-order diffracted light. 図４中の受光セルと他層からの反射光で且つ０次回折光のクロストーク光との別の位置関係を示した図である。FIG. 5 is a diagram showing another positional relationship between the light receiving cell in FIG. 4 and reflected light from other layers and crosstalk light of 0th order diffracted light. 本発明装置におけるフォーカスエラー信号の例とそのときの受光セル上でのスポット形状を示した図である。It is the figure which showed the example of the focus error signal in this invention apparatus, and the spot shape on the light reception cell at that time. 本発明装置における電気信号の演算回路のブロック図である。It is a block diagram of the arithmetic circuit of the electric signal in this invention apparatus. 図１中のＨＯＥ面上におけるトラックで回折した０次光と１次光の重なり部分を含むスポット形状を示した図である。It is the figure which showed the spot shape containing the overlap part of the 0th order light and the primary light which were diffracted with the track | truck on the HOE surface in FIG. 図４中の受光セル上でのクロストーク光の広がりを示した図である。FIG. 5 is a diagram showing the spread of crosstalk light on the light receiving cell in FIG. 4. 図１中のＨＯＥ面の６分割パターンを示した図である。It is the figure which showed the 6 division | segmentation pattern of the HOE surface in FIG. 図１中の６分割パターンに対応した受光セルのパターンを示した図である。It is the figure which showed the pattern of the light reception cell corresponding to the 6 division | segmentation pattern in FIG. 図１３中の受光セルと他層からの反射光で且つ０次回折光のクロストーク光との位置関係を示した図である。It is the figure which showed the positional relationship of the crosstalk light of the 0th-order diffracted light which is the reflected light from another layer and the light receiving cell in FIG. 図１３中の受光セルと他層からの反射光で且つ０次回折光のクロストーク光との別の位置関係を示した図である。FIG. 14 is a diagram showing another positional relationship between the light receiving cell in FIG. 13 and reflected light from other layers and crosstalk light of 0th-order diffracted light. 本発明装置における信号出力の演算回路のブロック図である。It is a block diagram of the arithmetic circuit of the signal output in this invention apparatus. 図１３中の受光セル上でのクロストーク光の広がりを示した図である。It is the figure which showed the spread of the crosstalk light on the light receiving cell in FIG. 従来の光ピックアップ装置の検出系を示した図である。It is the figure which showed the detection system of the conventional optical pick-up apparatus. 従来の光ピックアップ装置の検出系に用いるＨＯＥパターン（ファーフィールドパターン）を示した図である。It is the figure which showed the HOE pattern (far field pattern) used for the detection system of the conventional optical pick-up apparatus. 従来の光ピックアップ装置の信号検出光とクロストーク光のスポットの状態を示した図である。It is the figure which showed the state of the spot of the signal detection light of the conventional optical pick-up apparatus, and crosstalk light. 従来の光ピックアップ装置の検出系に用いる液晶素子の構造を示した図である。It is the figure which showed the structure of the liquid crystal element used for the detection system of the conventional optical pick-up apparatus. 従来の光ピックアップ装置のビームが受光セルへ集光する状態を示した図である。It is the figure which showed the state which condenses the beam of the conventional optical pick-up apparatus to a light reception cell.

符号の説明Explanation of symbols

１ 光ピックアップ装置
２ レーザ光源
４ コリメータレンズ
７ 対物レンズ
８，５０ 回折型光学素子
８Ｚ，５０Ｚ ＨＯＥ面
８Ａ〜８Ｄ，５０Ａ〜５０Ｆ 分割領域
８ｉ，８ｊ，５０ｉ，５０ｊ，５０ｋ 分割線
８Ｐ，５０Ｐ 光軸中心
９，５１ 光検出器
９Ａ〜９Ｄ，５１Ａ〜５１Ｆ 受光セル
９Ｐ，５１Ｐ 受光面中心
１０ 光ディスク
１０Ａ 光入射面
１０Ｂ 信号面
１０Ｂ１ 第１の信号面（記録再生層の信号面）
１０Ｂ２ 第２の信号面（他層の信号面）
２１ａ〜２１ｄ，６１ａ〜６１ｆ 信号検出光によるスポット
２２，２３，２４ａ〜２４ｄ，２５ａ〜２５ｄ，６２，６３，６４ａ〜６４ｄ ，６５ａ〜６５ｄ クロストーク光によるスポット
ＬＳ 射出光
ＬＴ 反射光 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Optical pick-up apparatus 2 Laser light source 4 Collimator lens 7 Objective lens 8, 50 Diffractive optical element 8Z, 50Z HOE surface 8A-8D, 50A-50F Divided area 8i, 8j, 50i, 50j, 50k Dividing line 8P, 50P Optical axis Center 9, 51 Photodetector 9A-9D, 51A-51F Light receiving cell 9P, 51P Light receiving surface center 10 Optical disk 10A Light incident surface 10B Signal surface 10B1 First signal surface (signal surface of recording / reproducing layer)
10B2 Second signal surface (signal surface of other layer)
21a-21d, 61a-61f Spots 22, 23, 24a-24d, 25a-25d, 62, 63, 64a-64d, 65a-65d Spots caused by signal detection light LS Emission light LT Reflected light

Claims (3)

レーザ光を射出するレーザ光源と、
前記レーザ光源から射出された光を略平行光に変換するコリメータレンズと、
前記略平行光を集光して、少なくとも第１の信号面と第２の信号面を有する光ディスクに対して、前記第１または第２の信号面にスポットを形成する対物レンズと、
前記第１または第２の信号面からの反射光の略光束中心を通るように少なくとも２つの分割線が配置された複数の分割線と、前記複数の分割線により分割されて、前記反射光をそれぞれ所定方向に回折させる各領域とを有する回折型光学素子と、
前記回折型光学素子によって所定方向に回折され、非点収差を付与された信号検出光を個別に受光し、前記信号検出光が前記非点収差により生じる２つの焦線のほぼ中間で最小錯乱円となる位置に配置された複数の受光セルを有する光検出器とを備え、
前記光ディスクの光入射面から第１の信号面までの厚さをｔ１、第２の信号面までの厚さをｔ２、前記光検出器の受光面上の光軸中心から前記各受光セルまでの距離の最長距離をｄ１、最短距離をｄ２、前記光ディスクの基板屈折率をｎ、前記対物レンズの開口数をＮＡｏ、前記対物レンズの焦点距離をｆｏ、前記コリメータレンズの焦点距離をｆｃとするとき、以下の（１）式、（２）式のいずれかを満たすことを特徴とする光ピックアップ装置。
Figure 2009003986
Figure 2009003986
 A laser light source for emitting laser light;
A collimator lens that converts light emitted from the laser light source into substantially parallel light;
An objective lens that collects the substantially parallel light and forms a spot on the first or second signal surface with respect to an optical disc having at least a first signal surface and a second signal surface;
The reflected light is divided by a plurality of dividing lines in which at least two dividing lines are arranged so as to pass through a substantially luminous flux center of reflected light from the first or second signal surface, and the plurality of dividing lines. Diffractive optical elements each having a region diffracted in a predetermined direction,
The signal detection light diffracted in a predetermined direction by the diffractive optical element and provided with astigmatism is individually received, and the signal detection light is a minimum circle of confusion approximately in the middle of two focal lines generated by the astigmatism. And a photodetector having a plurality of light receiving cells arranged at a position,
The thickness from the light incident surface of the optical disc to the first signal surface is t1, the thickness from the second signal surface to t2, and from the optical axis center on the light receiving surface of the photodetector to each light receiving cell. When the longest distance is d1, the shortest distance is d2, the substrate refractive index of the optical disk is n, the numerical aperture of the objective lens is NAo, the focal length of the objective lens is fo, and the focal length of the collimator lens is fc. An optical pickup device satisfying any of the following formulas (1) and (2):
Figure 2009003986
Figure 2009003986
 レーザ光を射出するレーザ光源と、
前記レーザ光源から射出された光を略平行光に変換するコリメータレンズと、
前記略平行光を集光して、少なくとも第１の信号面と第２の信号面を有する光ディスクに対して、前記第１または第２の信号面にスポットを形成する対物レンズと、
前記光ディスクのトラックを投影したとき、第１の分割線は前記トラックの方向と垂直な方向に配置され、第２の分割線は前記第１の分割線と４０°以上５０°以下の角度方向で配置され、第３の分割線は前記第１の分割線と角度−５０°以上−４０°以下の角度方向で配置され、前記第１、第２、第３の分割線は前記第１または第２の信号面からの反射光の略光束中心を通るように配置された３つの分割線と、前記３つの分割線により分割されて、前記反射光をそれぞれ所定方向に回折させる６つの領域とを有する回折型光学素子と、
前記回折型光学素子によって所定方向に回折され、非点収差を付与された信号検出光を個別に受光し、前記信号検出光が前記非点収差により生じる２つの焦線のほぼ中間で最小錯乱円となる位置に配置された複数の受光セルを有する光検出器とを備え、
前記光ディスクの光入射面から第１の信号面までの厚さをｔ１、第２の信号面までの厚さをｔ２、前記光検出器の受光面上の光軸中心から前記各受光セルまでの距離の最長距離をｄ１、最短距離をｄ２、前記光ディスクの基板屈折率をｎ、前記対物レンズの開口数をＮＡｏ、前記対物レンズの焦点距離をｆｏ、前記コリメータレンズの焦点距離をｆｃとするとき、以下の（１）式、（２）式のいずれかを満たすことを特徴とする光ピックアップ装置。
Figure 2009003986
Figure 2009003986
 A laser light source for emitting laser light;
A collimator lens that converts light emitted from the laser light source into substantially parallel light;
An objective lens that collects the substantially parallel light and forms a spot on the first or second signal surface with respect to an optical disc having at least a first signal surface and a second signal surface;
When the track of the optical disc is projected, the first dividing line is arranged in a direction perpendicular to the direction of the track, and the second dividing line is at an angle direction of 40 ° to 50 ° with respect to the first dividing line. And the third dividing line is arranged at an angle direction of −50 ° to −40 ° with respect to the first dividing line, and the first, second, and third dividing lines are the first or second Three dividing lines arranged so as to pass through the substantially luminous flux center of the reflected light from the two signal surfaces, and six regions divided by the three dividing lines and diffracting the reflected light in predetermined directions, respectively. A diffractive optical element,
The signal detection light diffracted in a predetermined direction by the diffractive optical element and provided with astigmatism is individually received, and the signal detection light is a minimum circle of confusion approximately in the middle of two focal lines generated by the astigmatism. And a photodetector having a plurality of light receiving cells arranged at a position,
The thickness from the light incident surface of the optical disc to the first signal surface is t1, the thickness from the second signal surface to t2, and from the optical axis center on the light receiving surface of the photodetector to each light receiving cell. When the longest distance is d1, the shortest distance is d2, the substrate refractive index of the optical disk is n, the numerical aperture of the objective lens is NAo, the focal length of the objective lens is fo, and the focal length of the collimator lens is fc. An optical pickup device satisfying any of the following formulas (1) and (2):
Figure 2009003986
Figure 2009003986
 記録または再生している層の信号面からの反射光で、且つ前記回折型光学素子の任意の前記領域で回折された次数ｍａ（ｍａは０以外の整数）以外の回折光によるクロストーク光と、
記録または再生していない層の信号面からの反射光で、且つ前記回折型光学素子の任意の前記領域で回折された次数ｍｂ（ｍｂは０以外の整数）の回折光によるクロストーク光が、任意の前記各受光セルに照射しないように前記各受光セルすべてが配置されていることを特徴とする請求項１または２記載の光ピックアップ装置。 Crosstalk light by reflected light from the signal surface of the layer being recorded or reproduced and by diffracted light other than the order ma (ma is an integer other than 0) diffracted in any region of the diffractive optical element; ,
Crosstalk light by reflected light from the signal surface of a layer that is not recorded or reproduced and by diffracted light of the order mb (mb is an integer other than 0) diffracted in any region of the diffractive optical element, 3. The optical pickup device according to claim 1, wherein all the light receiving cells are arranged so as not to irradiate any of the light receiving cells.
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