JP2010170627A - Optical pickup device and optical disk device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光ピックアップ装置および光ディスク装置に関するものであり、特に、複数の記録層が積層された記録媒体に対して記録／再生を行う際に用いて好適なものである。 The present invention relates to an optical pickup device and an optical disk device, and is particularly suitable for use in recording / reproducing with respect to a recording medium in which a plurality of recording layers are laminated.
近年、光ディスクの大容量化に伴い、記録層の多層化が進んでいる。一枚のディスク内に複数の記録層を含めることにより、ディスクのデータ容量を顕著に高めることができる。記録層を積層する場合、これまでは片面２層が一般的であったが、最近では、さらに大容量化を進めるために、片面に３層以上の記録層を配することも検討されている。ここで、記録層の積層数を増加させると、ディスクの大容量化を促進できる。しかし、その一方で、記録層間の間隔が狭くなり、層間クロストークによる信号劣化が増大する。 In recent years, with the increase in capacity of optical discs, the number of recording layers has been increasing. By including a plurality of recording layers in one disc, the data capacity of the disc can be remarkably increased. In the case of laminating recording layers, two layers on one side have been common so far, but recently, in order to further increase the capacity, it is also considered to arrange three or more recording layers on one side. . Here, when the number of recording layers is increased, the capacity of the disk can be increased. However, on the other hand, the interval between the recording layers is narrowed, and signal deterioration due to interlayer crosstalk increases.
記録層を多層化すると、記録／再生対象とされる記録層（ターゲット記録層）からの反射光が微弱となる。このため、ターゲット記録層の上下にある記録層から、不要な反射光（迷光）が光検出器に入射すると、検出信号が劣化し、フォーカスサーボおよびトラッキングサーボに悪影響を及ぼす惧れがある。したがって、このように記録層が多数配されている場合には、適正に迷光を除去して、光検出器からの信号を安定化させる必要がある。 When the recording layer is multilayered, the reflected light from the recording layer (target recording layer) to be recorded / reproduced becomes weak. For this reason, when unnecessary reflected light (stray light) is incident on the photodetector from the recording layers above and below the target recording layer, the detection signal may be deteriorated, which may adversely affect the focus servo and tracking servo. Therefore, when a large number of recording layers are arranged in this way, it is necessary to properly remove stray light and stabilize the signal from the photodetector.
以下の特許文献１には、ピンホールを用いて迷光を除去する技術が記載されている。また、特許文献２には、１／２波長板と偏光光学素子を組み合わせることにより迷光を除去する技術が記載されている。
The following
なお、特許文献３には、フォーカスエラー信号に生じるトラック横断時の乱れを抑制する手法が記載されている。
上記特許文献１の技術によれば、ターゲット記録層から反射されたレーザ光（信号光）の収束位置にピンホールを正確に位置づける必要があるため、ピンホールの位置調整作業が困難であるとの課題がある。位置調整作業を容易にするためピンホールのサイズを大きくすると、迷光がピンホールを通過する割合が増加し、迷光による信号劣化を効果的に抑制できなくなる。
According to the technique of
また、特許文献２の技術によれば、迷光を除去するために、１／２波長板と偏光光学素子が２つずつ必要である他、さらに、２つのレンズが必要であるため、部品点数とコストが増加し、また、各部材の配置調整が煩雑であるとの課題がある。また、これらの部材を並べて配置するスペースが必要となり、光学系が大型化するとの課題もある。
In addition, according to the technique of
なお、光ディスク装置においては、光ピックアップ装置から出射されるレーザ光を記録層上に適正に収束させる必要がある。この場合、非点収差法に基づいてフォーカスエラー信号を生成すると、収束スポットがディスク上のトラックを横断する際に、フォーカスエラー信号に乱れが生じる（いわゆる溝外乱の発生）。よって、光ディスク装置では、かかる溝外乱を円滑に抑制するための構成が必要となる。 In the optical disk device, it is necessary to properly converge the laser light emitted from the optical pickup device onto the recording layer. In this case, when the focus error signal is generated based on the astigmatism method, the focus error signal is disturbed when the converged spot crosses the track on the disk (so-called groove disturbance). Therefore, the optical disc apparatus needs a configuration for smoothly suppressing such groove disturbance.
本発明は、このような課題を解消するためになされたものであり、簡素な構成にて円滑に迷光を除去でき、且つ、トラック横断時にフォーカスエラー信号に生じる溝外乱を効果的に抑制できる光ピックアップ装置および光ディスク装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve such a problem, and is a light that can smoothly remove stray light with a simple configuration and can effectively suppress a groove disturbance generated in a focus error signal when crossing a track. An object is to provide a pickup device and an optical disk device.
本発明の第１の態様に係る光ピックアップ装置は、 レーザ光源と、前記レーザ光源から出射されたレーザ光を記録媒体上に収束させる対物レンズと、前記記録媒体によって反射された前記レーザ光に非点収差を導入し、これにより、第１の方向に前記レーザ光が収束することによって生じる第１の焦線位置と、前記第１の方向に垂直な第２の方向に前記レーザ光が収束することによって生じる第２の焦線位置とを前記レーザ光の進行方向に互いに離間させる非点収差素子と、前記記録媒体により反射された前記レーザ光の光束領域を前記第１の方向と前記第２の方向にそれぞれ平行で且つ互いにクロスする第１の直線と第２の直線によって４分割した各分割領域内の光束の進行方向を互いに異ならせる角度調整素子と、前記４つの分割領域内の光束を前記第１の直線と前記第２の直線に対してそれぞれ４５度回転した第３の直線と第４の直線でさらに２分割した８つの光束をそれぞれ受光する８つのセンサを有する光検出器と、前記センサからの信号に基づいて非点収差法によるフォーカスエラー信号を生成する演算回路とを備える。ここで、前記非点収差素子は、前記記録媒体上のトラックの方向が前記第１の方向と前記第２の方向に対しそれぞれ４５度傾くように配置され、前記演算回路は、前記第１の直線と前記第２の直線によって分割される４つの前記分割領域のうち、前記トラックの方向に並ぶ２つの分割領域の光束に対応する４つの前記センサからの信号を用いてフォーカスエラー信号を生成する。 An optical pickup device according to a first aspect of the present invention includes: a laser light source; an objective lens that converges the laser light emitted from the laser light source onto a recording medium; and the laser light reflected by the recording medium. Astigmatism is introduced, so that the laser beam converges in a first focal line position generated by the convergence of the laser beam in the first direction and in a second direction perpendicular to the first direction. An astigmatism element that separates the second focal line position generated by the laser beam in the traveling direction of the laser beam, and the luminous flux region of the laser beam reflected by the recording medium in the first direction and the second An angle adjusting element that makes the traveling directions of the light beams in each divided region divided into four by a first straight line and a second straight line that are parallel to each other and cross each other, and the four divided regions Detection with eight sensors that respectively receive eight luminous fluxes that are further divided into two by a third straight line and a fourth straight line, each of which is rotated 45 degrees with respect to the first straight line and the second straight line. And an arithmetic circuit for generating a focus error signal by the astigmatism method based on a signal from the sensor. Here, the astigmatism element is disposed so that the direction of the track on the recording medium is inclined by 45 degrees with respect to the first direction and the second direction, respectively, and the arithmetic circuit includes the first astigmatism element. Of the four divided areas divided by the straight line and the second straight line, a focus error signal is generated using signals from the four sensors corresponding to the light fluxes of the two divided areas arranged in the track direction. .
第１の態様に係る光ピックアップ装置によれば、ターゲット記録層にて反射されたレーザ光（信号光）と、当該ターゲット記録層の上および／若しくは下の記録層から反射されたレーザ光（迷光）とが、光検出器の受光面（オンフォーカス時に信号光スポットが最小錯乱円になる面）上において、互いに重なり合わないようにすることができる。したがって、光検出器により信号光のみを受光することができ、よって、迷光による検出信号の劣化を抑制することができる。また、この作用を、角度調整素子を光路中に配置するのみで実現できる。よって、この態様によれば、簡素な構成にて効果的に迷光による影響を除去することができる。 According to the optical pickup device of the first aspect, the laser light (signal light) reflected by the target recording layer and the laser light (stray light) reflected from the recording layer above and / or below the target recording layer. ) On the light receiving surface of the photodetector (the surface where the signal light spot becomes the minimum circle of confusion at the time of on-focusing). Therefore, only the signal light can be received by the photodetector, and therefore the detection signal can be prevented from deteriorating due to stray light. Further, this action can be realized only by arranging the angle adjusting element in the optical path. Therefore, according to this aspect, the influence of stray light can be effectively removed with a simple configuration.
加えて、本態様に係る光ピックアップ装置によれば、前記第１の直線と前記第２の直線によって分割される４つの前記分割領域のうち、前記トラックの方向に並ぶ２つの分割領域の光束に対応する４つの前記センサからの信号を用いてフォーカスエラー信号が生成されるため、フォーカスエラー信号に生じる溝外乱を円滑かつ効果的に抑制することができる。 In addition, according to the optical pickup device of this aspect, the light fluxes of the two divided regions arranged in the track direction among the four divided regions divided by the first straight line and the second straight line. Since the focus error signal is generated using signals from the corresponding four sensors, the groove disturbance generated in the focus error signal can be suppressed smoothly and effectively.
第１の態様に係る光ピックアップ装置において、前記角度調整素子は、前記４つの分割領域内の光束が前記光検出器の受光面上において直方形の異なる４つの頂角の位置にそれぞれ導かれるよう、これら４つの光束の進行方向を変化させるよう構成され得る。こうすると、前記センサパターンを構成する各センサを配置し易くなり、また、センサの配置領域をコンパクトにすることができる。 In the optical pickup device according to the first aspect, the angle adjusting element is configured such that the light beams in the four divided regions are respectively guided to the positions of four apex angles having different rectangular shapes on the light receiving surface of the photodetector. The four light beams can be configured to change the traveling directions thereof. If it carries out like this, it will become easy to arrange | position each sensor which comprises the said sensor pattern, and the arrangement | positioning area | region of a sensor can be made compact.
また、第１の態様に係る光ピックアップ装置において、前記演算回路は、前記第１の直線と前記第２の直線によって分割される４つの前記分割領域のうち、前記トラックの方向に並ぶ２つの分割領域の光束に対応する４つの前記センサからの信号に基づいて前記非点収差法による演算により第１のフォーカスエラー信号を生成する第１の演算部と、前記トラックの方向に並ばない２つの分割領域の光束に対応する４つの前記センサからの信号に基づいて前記非点収差法による演算により第２のフォーカスエラー信号を生成する第２の演算部と、前記第１のフォーカスエラー信号と前記第２のフォーカスエラー信号を加算する加算部とを備える構成とされ得る。ここで、前記第１の演算部は、前記第２のフォーカスエラー信号に対して前記第１のフォーカスエラー信号を増幅させる信号増幅部を有する構成とされ得る。 In the optical pickup device according to the first aspect, the arithmetic circuit includes two divisions arranged in the track direction among the four division regions divided by the first straight line and the second straight line. A first calculation unit that generates a first focus error signal by calculation based on the astigmatism method based on signals from the four sensors corresponding to the luminous flux in the region, and two divisions that are not aligned in the track direction A second calculation unit that generates a second focus error signal by calculation based on the astigmatism method based on signals from the four sensors corresponding to the luminous flux in the region; the first focus error signal; And an adder for adding two focus error signals. Here, the first calculation unit may include a signal amplification unit that amplifies the first focus error signal with respect to the second focus error signal.
こうすると、第１のフォーカスエラー信号に第２のフォーカスエラー信号を加算してフォーカスエラー信号が生成されるため、第１のフォーカスエラー信号のみを用いてフォーカスエラー信号を生成する場合に比べ、フォーカスエラー信号を大きくすることができる。また、このとき、前記第２のフォーカスエラー信号に対して前記第１のフォーカスエラー信号が増幅されるため、第２のフォーカスエラー信号上に生じる溝外乱を相対的に弱めることができ、全体として、溝外乱の影響を抑制することができる。 In this way, since the focus error signal is generated by adding the second focus error signal to the first focus error signal, the focus error signal is generated as compared with the case where the focus error signal is generated using only the first focus error signal. The error signal can be increased. At this time, since the first focus error signal is amplified with respect to the second focus error signal, the groove disturbance generated on the second focus error signal can be relatively weakened. The influence of the groove disturbance can be suppressed.
本発明の第２の態様に係る光ディスク装置は、レーザ光源と、前記レーザ光源から出射されたレーザ光をディスク上に収束させる対物レンズと、前記ディスクによって反射された前記レーザ光に非点収差を導入し、これにより、第１の方向に前記レーザ光が収束することによって生じる第１の焦線位置と、前記第１の方向に垂直な第２の方向に前記レーザ光が収束することによって生じる第２の焦線位置とを前記レーザ光の進行方向に互いに離間させる非点収差素子と、前記ディスクにより反射された前記レーザ光の光束領域を前記第１の方向と前記第２の方向にそれぞれ平行で且つ互いにクロスする第１の直線と第２の直線によって４分割した各分割領域内の光束の進行方向を互いに異ならせる角度調整素子と、前記４つの分割領域内の光束を前記第１の直線と前記第２の直線に対してそれぞれ４５度回転した第３の直線と第４の直線でさらに２分割した８つの光束をそれぞれ受光する８つのセンサを有する光検出器と、前記センサからの信号に基づいて非点収差法によるフォーカスエラー信号を生成する演算回路とを備える。ここで、前記非点収差素子は、前記ディスク上のトラックの方向が前記第１の方向と前記第２の方向に対しそれぞれ４５度傾くように配置され、前記演算回路は、前記第１の直線と前記第２の直線によって分割される４つの前記分割領域のうち、前記トラックの方向に並ぶ２つの分割領域の光束に対応する４つの前記センサからの信号を用いてフォーカスエラー信号を生成する。 An optical disk apparatus according to a second aspect of the present invention includes a laser light source, an objective lens that converges the laser light emitted from the laser light source on the disk, and astigmatism in the laser light reflected by the disk. The first focal line position generated by the convergence of the laser beam in the first direction and the convergence of the laser beam in the second direction perpendicular to the first direction are introduced. An astigmatism element that separates the second focal line position from each other in the traveling direction of the laser light, and a light flux region of the laser light reflected by the disk in the first direction and the second direction, respectively. An angle adjusting element that makes the traveling directions of light beams in each divided region divided into four by a first straight line and a second straight line that cross each other in parallel with each other, and light in the four divided regions A photodetector having eight sensors that respectively receive eight luminous fluxes divided into two by a third straight line and a fourth straight line rotated by 45 degrees with respect to the first straight line and the second straight line, respectively. And an arithmetic circuit for generating a focus error signal by the astigmatism method based on the signal from the sensor. Here, the astigmatism element is arranged so that the direction of the track on the disk is inclined by 45 degrees with respect to the first direction and the second direction, respectively, and the arithmetic circuit includes the first straight line. Among the four divided areas divided by the second straight line, a focus error signal is generated using signals from the four sensors corresponding to the light beams in the two divided areas arranged in the track direction.
第２の態様に係る光ディスク装置によれば、上記第１の態様に係る光ピックアップ装置と同様、簡素な構成にて効果的に迷光による影響を除去することができ、また、フォーカスエラー信号に生じる溝外乱を円滑かつ効果的に抑制することができる。 According to the optical disc device according to the second aspect, similarly to the optical pickup device according to the first aspect, the influence of stray light can be effectively removed with a simple configuration, and the focus error signal is generated. The groove disturbance can be suppressed smoothly and effectively.
第２の態様に係る光ディスク装置においても、上記第１の態様に係る光ピックアップ装置と同様、前記角度調整素子は、前記４つの分割領域内の光束が前記光検出器の受光面上において直方形の異なる４つの頂角の位置にそれぞれ導かれるよう、これら４つの光束の進行方向を変化させる構成とされ得る。 Also in the optical disc device according to the second aspect, similar to the optical pickup device according to the first aspect, the angle adjusting element is configured such that the light beams in the four divided regions are rectangular on the light receiving surface of the photodetector. The traveling directions of these four light beams can be changed so as to be guided to the positions of the four different apex angles.
また、第２の態様に係る光ディスク装置において、前記演算回路は、前記第１の直線と前記第２の直線によって分割される４つの前記分割領域のうち、前記トラックの方向に並ぶ２つの分割領域の光束に対応する４つの前記センサからの信号に基づいて前記非点収差法による演算により第１のフォーカスエラー信号を生成する第１の演算部と、前記トラックの方向に並ばない２つの分割領域の光束に対応する４つの前記センサからの信号に基づいて前記非点収差法による演算により第２のフォーカスエラー信号を生成する第２の演算部と、前記第１のフォーカスエラー信号と前記第２のフォーカスエラー信号を加算する加算部とを備える構成とされ得る。ここで、前記第１の演算部は、前記第２のフォーカスエラー信号に対して前記第１のフォーカスエラー信号を増幅させる信号増幅部を有する構成とされ得る。 Further, in the optical disc device according to the second aspect, the arithmetic circuit includes two divided regions arranged in the track direction among the four divided regions divided by the first straight line and the second straight line. A first calculation unit that generates a first focus error signal by calculation based on the astigmatism method based on signals from the four sensors corresponding to the luminous flux of two, and two divided regions that are not aligned in the track direction A second calculation unit that generates a second focus error signal by calculation based on the astigmatism method based on signals from the four sensors corresponding to the luminous flux of the first, the first focus error signal, and the second And an adder for adding the focus error signals. Here, the first calculation unit may include a signal amplification unit that amplifies the first focus error signal with respect to the second focus error signal.
以上のとおり、本発明によれば、簡素な構成にて効果的に迷光による影響を除去することができ、且つ、トラック横断時にフォーカスエラー信号に生じる溝外乱を効果的に抑制できる光ピックアップ装置および光ディスク装置を提供することができる。 As described above, according to the present invention, it is possible to effectively remove the influence of stray light with a simple configuration, and to effectively suppress the groove disturbance that occurs in the focus error signal when crossing the track, and An optical disk device can be provided.
本発明の効果ないし意義は、以下に示す実施の形態の説明により更に明らかとなろう。ただし、以下の実施の形態は、あくまでも、本発明を実施する際の一つの例示であって、本発明は、以下の実施の形態によって何ら制限されるものではない。 The effects and significance of the present invention will become more apparent from the following description of embodiments. However, the following embodiment is merely an example for carrying out the present invention, and the present invention is not limited by the following embodiment.
以下、本発明の実施の形態につき図面を参照して説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
＜技術的原理＞
まず、図１ないし図１１を参照して、本実施の形態に適用される技術的原理について説明する。
<Technical principle>
First, with reference to FIG. 1 thru | or FIG. 11, the technical principle applied to this Embodiment is demonstrated.
図１（ａ）は、ターゲット記録層によって反射されたレーザ光（信号光）が、平行光の状態でアナモレンズ等の非点収差素子に入射されたときの信号光と迷光の収束状態を示す図である。なお、“迷光１”は、レーザ光入射面側から見てターゲット記録層よりも一つ奥側にある記録層にて反射されたレーザ光であり、“迷光２”は、ターゲット記録層よりも一つ手前にある記録層にて反射されたレーザ光である。また、同図は、信号光がターゲット記録層にフォーカス合わせされたときの状態を示している。
FIG. 1A is a diagram showing a convergence state of signal light and stray light when laser light (signal light) reflected by a target recording layer is incident on an astigmatism element such as an anamorphic lens in a parallel light state. It is. “Stray light 1” is a laser beam reflected by a recording layer that is one deeper than the target recording layer when viewed from the laser light incident surface side, and “
図示の如く、アナモレンズの作用により、図中の“曲面方向”に信号光が収束することによって面Ｓ１に焦線が生じ、さらに、この曲面方向に垂直な図中の“平面方向”に信号光が収束することによって面Ｓ２に焦線が生じる。そして、面Ｓ１と面Ｓ２の間の面Ｓ０において、信号光のスポットが最小（最小錯乱円）となる。非点収差法に基づくフォーカス調整では、面Ｓ０に光検出器の受光面が置かれる。なお、ここではアナモレンズにおける非点収差作用を簡単に説明するために、便宜上、”曲面方向”と”平面方向”と表現しているが、実際には、互いに異なる位置に焦線を結ぶ作用がアナモレンズによって生じれば良く、図１中の“平面方向”におけるアナモレンズの形状を平面に限定するものではない。 As shown in the figure, the signal light converges in the “curved surface direction” in the figure due to the action of the anamorphic lens, thereby generating a focal line on the surface S1, and further, the signal light in the “plane direction” in the figure perpendicular to the curved surface direction. Converges to produce a focal line on the surface S2. And in the surface S0 between the surface S1 and the surface S2, the spot of the signal light becomes the minimum (minimum circle of confusion). In focus adjustment based on the astigmatism method, the light receiving surface of the photodetector is placed on the surface S0. Here, for the sake of simple explanation of the astigmatism action in the anamorphic lens, for the sake of convenience, they are expressed as “curved surface direction” and “planar direction”. The shape of the anamorphic lens in the “planar direction” in FIG. 1 is not limited to a flat surface.
なお、同図（ａ）に示す如く、迷光１の焦線位置（同図では、非点収差素子による２つの焦線位置の間の範囲を“収束範囲”と示す）は、信号光の焦線位置よりも非点収差素子に接近しており、また、迷光２の焦線位置は、信号光の焦線位置よりも非点収差素子から離れている。
As shown in FIG. 6A, the focal line position of stray light 1 (in the figure, the range between two focal line positions by the astigmatism element is indicated as “convergence range”). It is closer to the astigmatism element than the line position, and the focal line position of the
図１（ｂ）〜（ｅ）は、それぞれ、平行光部分および面Ｓ１、Ｓ０、Ｓ２上における信号光のビーム形状を示す図である。真円で非点収差素子に入射した信号光は、面Ｓ１上で楕円となり、面Ｓ０上で略真円となった後、面Ｓ２上にて再び楕円となる。ここで、面Ｓ１上のビーム形状と面Ｓ２上のビーム形状は、それぞれの長軸が互いに垂直の関係となっている。 FIGS. 1B to 1E are diagrams showing beam shapes of signal light on the parallel light portion and the surfaces S1, S0, and S2, respectively. The signal light incident on the astigmatism element in a perfect circle becomes an ellipse on the surface S1, becomes a substantially perfect circle on the surface S0, and becomes an ellipse again on the surface S2. Here, the major axis of the beam shape on the surface S1 and the beam shape on the surface S2 are perpendicular to each other.
ここで、同図（ａ）および（ｂ）のように、平行光部分におけるビームの外周に、反時計方向に８つの位置（位置１〜８：同図では丸囲み数字で表記）を設定すると、位置１〜８を通る光線は、非点収差素子によってそれぞれ収束作用を受ける。なお、位置４と位置８は、曲面方向に平行な直線にて平行光部分のビーム断面を２分割する場合の分割線上に位置しており、位置２と位置６は、平面方向に平行な直線にて平行光部分のビーム断面を２分割する場合の分割線上に位置している。位置１、３、５、７はそれぞれ、位置２、４、６、８によって区分される外周円弧の中間にある。
Here, as shown in FIGS. 9A and 9B, when eight positions (
平行光部分において位置４と位置８を通る光線は、面Ｓ１で曲面方向の焦線へと収束された後に面Ｓ０へと入射する。このため、これら位置４、８を通る光線は、面Ｓ０上において、同図（ｄ）に示す位置４、８を通る。同様に、平行光部分において位置１、３、５、７を通る光線も、面Ｓ１にて曲面方向の焦線へと収束された後に面Ｓ０へと入射するため、面Ｓ０上では、同図（ｄ）に示す位置１、３、５、７を通る。これに対し、平行光部分において位置２、６を通る光線は、面Ｓ１で曲面方向の焦線へと収束されずに面Ｓ０へと入射する。このため、これら位置２、６を通る光線は、面Ｓ０上において、同図（ｄ）に示す位置２、６を通る。
Light rays passing through
図２（ｂ）〜（ｅ）は、それぞれ、平行光部分および面Ｓ１、Ｓ０、Ｓ２上における迷光１のビーム形状と光線通過位置を示す図である。同図（ｂ）に示すように、迷光１の外周にも、上記信号光の場合と同様に８つの位置１〜８を設定すると、これら８つの位置１〜８を通る光線は、曲面方向の焦線および平面方向の焦線の何れかに収束された後に面Ｓ０へと入射する。このため、平行光部分において位置１〜８を通る光線は、面Ｓ０上において、それぞれ、同図（ｄ）に示す位置１〜８を通る。
FIGS. 2B to 2E are diagrams showing the beam shape and the light beam passage position of the
図３（ｂ）〜（ｅ）は、それぞれ、平行光部分および面Ｓ１、Ｓ０、Ｓ２上における迷光２のビーム形状と光線通過位置を示す図である。同図（ｂ）に示すように、迷光２の外周にも、上記信号光の場合と同様に８つの位置１〜８を設定すると、これら８つの位置１〜８を通る光線は、曲面方向の焦線と平面方向の焦線の何れへも収束されることなく面Ｓ０へと入射する。このため、平行光部分において位置１〜８を通る光線は、面Ｓ０上において、それぞれ、同図（ｄ）に示す位置１〜８を通る。
FIGS. 3B to 3E are diagrams showing the beam shape and the light beam passage position of the
図４は、以上に説明した平行光部分および面Ｓ１、Ｓ０、Ｓ２上におけるビーム形状と光線の通過位置を、信号光、迷光１および迷光２を対比して示す図である。同図中の（ｃ）の段を対比して分かるとおり、平行光部分において位置１を通過した信号光、迷光１および迷光２の光束は、それぞれ、面Ｓ０上において、互いに異なる外周位置を通過する。同様に、平行光部分において位置３，４，５，７，８を通過した信号光、迷光１および迷光２の光束も、面Ｓ０において、互いに異なる外周位置を通過する。平行光部分において位置２，６を通過した信号光と迷光２の光束は、面Ｓ０において、同じ外周位置を通過する。この場合も、平行光部分において位置２，６を通過した信号光と迷光１の光束は、面Ｓ０において、互いに異なる外周位置を通過し、また、平行光部分において位置２、６を通過した迷光１と迷光２の光束は、面Ｓ０において、互いに異なる外周位置を通過する。
FIG. 4 is a diagram showing the beam shape and the passage position of the light beam on the parallel light portion and the surfaces S1, S0, and S2 described above in comparison with the signal light, the
次に、以上の現象を考慮して、平行光部分における信号光および迷光１、２の領域分割パターンと、面Ｓ０上における信号光および迷光１、２の照射領域との関係について検討する。
Next, considering the above phenomenon, the relationship between the area division pattern of the signal light and
まず、図５（ａ）に示すように、平行光部分における信号光および迷光１、２を、平面方向と曲面方向に対して４５°傾いた２つの直線で分割し、４つの光束領域Ａ〜Ｄに区分したとする。なお、この分割パターンは、従来の非点収差法に基づく領域分割に対応するものである。
First, as shown in FIG. 5A, the signal light and the
この場合、上述の現象により、光束領域Ａ〜Ｄの信号光は、面Ｓ０上において、同図（ｂ）のように分布する。また、光束領域Ａ〜Ｄの迷光１および迷光２は、上述の現象により、それぞれ、同図（ｃ）および（ｄ）のように分布する。
In this case, the signal light in the light flux areas A to D is distributed on the surface S0 as shown in FIG. Further, the
ここで、面Ｓ０上における信号光と迷光１、２を光束領域毎に取り出すと、各光の分布は、図６（ａ）ないし（ｄ）のようになる。この場合、各光束領域の信号光には、同じ光束領域の迷光１および迷光２の何れか一方が必ず重なる。このため、各光束領域の信号光を光検出器上のセンサパターンで受光すると、少なくとも、同じ光束領域における迷光１または迷光２が対応するセンサパターンに同時に入射し、これにより検出信号に劣化が生じる。
Here, when the signal light and the
これに対し、図７（ａ）に示すように、平行光部分における信号光および迷光１、２を、平面方向と曲面方向に平行な２つの直線で分割し、４つの光束領域Ａ〜Ｄに区分したとする。この場合、上述の現象から、光束領域Ａ〜Ｄの信号光は、面Ｓ０上において、同図（ｂ）のように分布する。また、光束領域Ａ〜Ｄの迷光１および迷光２は、上述の現象により、それぞれ、同図（ｃ）および（ｄ）のように分布する。
On the other hand, as shown in FIG. 7A, the signal light and the
ここで、面Ｓ０上における信号光と迷光１、２を光束領域毎に取り出すと、各光の分布は、図８（ａ）ないし（ｄ）のようになる。この場合、各光束領域の信号光には、同じ光束領域の迷光１および迷光２の何れも重ならない。このため、各光束領域内の光束（信号光、迷光１、２）を異なる方向に離散させた後に、信号光のみをセンサパターンにて受光するように構成すると、対応するセンサパターンには信号光のみが入射し、迷光の入射を抑止することができる。これにより、迷光による検出信号の劣化を回避することができる。
Here, when the signal light and the
以上のように、信号光および迷光１、２を平面方向と曲面方向に平行な２つの直線で４つの光束領域Ａ〜Ｄに分割し、これら光束領域Ａ〜Ｄを通る光を分散させて面Ｓ０上において離間させることにより、信号光のみを取り出すことができる。本実施の形態は、この原理を基盤とするものである。
As described above, the signal light and the
図９は、図７（ａ）に示す４つの光束領域Ａ〜Ｄを通る光束（信号光、迷光１、２）の進行方向を、それぞれ、異なる方向に、同じ角度だけ変化させたときの、面Ｓ０上における信号光と迷光１、２の分布状態を示す図である。ここでは、同図（ａ）に示すように、光束領域Ａ〜Ｄを通る光束（信号光、迷光１、２）の進行方向が、それぞれ、方向Ｄａ、Ｄｂ、Ｄｃ、Ｄｄに、同じ角度量α（図示せず）だけ変化している。なお、方向Ｄａ、Ｄｂ、Ｄｃ、Ｄｄは、平面方向と曲面方向に対して、それぞれ、４５°の傾きを持っている。
FIG. 9 shows a case where the traveling directions of the light beams (signal light,
この場合、方向Ｄａ、Ｄｂ、Ｄｃ、Ｄｄにおける角度量αを調節することにより、Ｓ０平面上において、同図（ｂ）に示すように各光束領域の信号光と迷光１、２を分布させることができる。その結果、図示の如く、信号光のみが存在する信号光領域をＳ０平面上に設定することができる。この信号光領域に光検出器のセンサパターンを設定することにより、各領域の信号光のみを、対応するセンサパターンにて受光することができる。
In this case, by adjusting the angle amount α in the directions Da, Db, Dc, and Dd, the signal light and the
図１０は、センサパターンの配置方法を説明する図である。同図（ａ）および（ｂ）は、従来の非点収差法に基づく光束の分割方法とセンサパターンを示す図であり、同図（ｃ）および（ｄ）は、上述の原理に基づく光束の分割方法とセンサパターンを示す図である。ここで、トラック方向は、平面方向および曲面方向に対して４５°の傾きを持っている。なお、同図（ａ）および（ｂ）には、説明の便宜上、光束が８つの光束領域ａ〜ｈに区分されている。また、トラック溝による回折の像（トラック像）が実線で示され、オフフォーカス時のビーム形状が点線によって示されている。 FIG. 10 is a diagram illustrating a method for arranging sensor patterns. (A) and (b) are diagrams showing a beam splitting method and a sensor pattern based on the conventional astigmatism method, and (c) and (d) in FIG. It is a figure which shows the division | segmentation method and a sensor pattern. Here, the track direction has an inclination of 45 ° with respect to the plane direction and the curved surface direction. In FIGS. 4A and 4B, for convenience of explanation, the light beam is divided into eight light beam regions a to h. In addition, an image of diffraction by the track groove (track image) is indicated by a solid line, and a beam shape at the time of off-focus is indicated by a dotted line.
従来の非点収差法では、光検出器のセンサパターンＰ１〜Ｐ４（４分割センサ）が同図（ｂ）のように設定される。この場合、光束領域ａ〜ｈの光強度に基づく検出信号成分をＡ〜Ｈで表すと、フォーカスエラー信号ＦＥは、ＦＥ＝（Ａ＋Ｂ＋Ｅ＋Ｆ）−（Ｃ＋Ｄ＋Ｇ＋Ｈ）の演算により求まり、プッシュプル信号ＰＰは、ＰＰ＝（Ａ＋Ｂ＋Ｇ＋Ｈ）−（Ｃ＋Ｄ＋Ｅ＋Ｆ）の演算により求まる。 In the conventional astigmatism method, sensor patterns P1 to P4 (four-divided sensors) of the photodetector are set as shown in FIG. In this case, when the detection signal components based on the light intensities of the light flux areas a to h are represented by A to H, the focus error signal FE is obtained by the calculation of FE = (A + B + E + F) − (C + D + G + H), and the push-pull signal PP is PP = (A + B + G + H) − (C + D + E + F).
これに対し、上記図９（ｂ）の分布状態では、上述の如く、信号光領域内に、図１０（ｃ）の状態で信号光が分布している。この場合、図１０（ａ）に示す光束領域ａ〜ｈを通る信号光の分布を同図（ｃ）の分布に重ねると、同図（ｄ）のようになる。すなわち、同図（ａ）の光束領域ａ〜ｈを通る信号光は、光検出器のセンサパターンが置かれる面Ｓ０上では、同図（ｄ）に示す光束領域ａ〜ｈへと導かれる。 On the other hand, in the distribution state of FIG. 9B, the signal light is distributed in the state of FIG. 10C in the signal light region as described above. In this case, when the distribution of the signal light passing through the light beam areas a to h shown in FIG. 10A is superimposed on the distribution shown in FIG. 10C, the distribution shown in FIG. That is, the signal light passing through the light flux areas a to h in FIG. 5A is guided to the light flux areas a to h shown in FIG. 4D on the surface S0 on which the sensor pattern of the photodetector is placed.
したがって、同図（ｄ）に示す光束領域ａ〜ｈの位置に、同図（ｄ）に重ねて示す如くセンサパターンＰ１１〜Ｐ１８を設定すれば、同図（ｂ）の場合と同様の演算処理によって、フォーカスエラー信号とプッシュプル信号を生成することができる。すなわち、この場合も、光束領域ａ〜ｈの光束を受光するセンサパターンからの検出信号をＡ〜Ｈで表すと、同図（ｂ）の場合と同様、フォーカスエラー信号ＦＥは、
ＦＥ＝（Ａ＋Ｂ＋Ｅ＋Ｆ）−（Ｃ＋Ｄ＋Ｇ＋Ｈ） ・・・（１）
の演算により取得でき、また、プッシュプル信号ＰＰは、
ＰＰ＝（Ａ＋Ｂ＋Ｇ＋Ｈ）−（Ｃ＋Ｄ＋Ｅ＋Ｆ） ・・・（２）
の演算により取得することができる。
Therefore, if the sensor patterns P11 to P18 are set at the positions of the light flux areas a to h shown in FIG. 4D, as shown in FIG. 4D, the same calculation process as in FIG. Thus, a focus error signal and a push-pull signal can be generated. That is, also in this case, when the detection signals from the sensor patterns that receive the light beams in the light beam regions a to h are represented by A to H, the focus error signal FE is expressed as in FIG.
FE = (A + B + E + F) − (C + D + G + H) (1)
The push-pull signal PP can be obtained by the calculation of
PP = (A + B + G + H)-(C + D + E + F) (2)
It can be obtained by the operation of
以上のように、本原理によれば、平行光部分における信号光および迷光１、２を、図１の平面方向と曲面方向に平行な２つの直線で４つの光束領域Ａ〜Ｄに分割し、これら光束領域Ａ〜Ｄを通る光を分散させ、さらに、分散させた後の各光束領域Ａ〜Ｄにおける信号光を、２分割された受光部（２分割センサ）によって個別に受光することにより、従来の非点収差法に基づく場合と同様の演算処理にて、フォーカスエラー信号とプッシュプル信号（トラッキングエラー信号）を生成することができる。
As described above, according to the present principle, the signal light and the
ところで、本原理によれば、上記の如く、図１０（ｄ）に示すセンサパターンを用いて、フォーカスエラー信号ＦＥが、上記式（１）の演算により取得されるが、この場合、フォーカスエラー信号には、図１０（ｂ）に示す従前のセンサパターンを用いる場合と同様、トラック横断時に溝外乱が生じる。かかる溝外乱は、センサパターン上に投影されるトラック像の影響により生じる。 By the way, according to this principle, as described above, the focus error signal FE is obtained by the calculation of the above equation (1) using the sensor pattern shown in FIG. As in the case of using the conventional sensor pattern shown in FIG. 10B, a groove disturbance occurs when the track is crossed. Such groove disturbance is caused by the influence of the track image projected on the sensor pattern.
図１１（ａ）は、図１０（ｄ）のセンサパターンを用いる場合の、センサパターンとトラック像の関係を模式的に示す図である。図示の如く、上記原理を用いる場合、トラック像は、主に、センサＰ１１、Ｐ１２上と、センサＰ１７、Ｐ１８上に投影される。なお、同図（ｂ）、（ｃ）は、フォーカス位置がターゲット層に対して前方および奥方にずれた場合の信号光の状態を模式的に示す図である。 FIG. 11A is a diagram schematically showing the relationship between the sensor pattern and the track image when the sensor pattern of FIG. 10D is used. As shown in the figure, when the above principle is used, the track images are mainly projected on the sensors P11 and P12 and the sensors P17 and P18. FIGS. 7B and 7C are diagrams schematically showing the state of signal light when the focus position is shifted forward and backward with respect to the target layer.
したがって、本原理を用いる場合には、トラック像の影響の少ないセンサ群（センサＰ１３、Ｐ１４、Ｐ１５、Ｐ１６）が生じるようになる。また、このセンサ群を用いてフォーカスエラー信号を生成することができる。すなわち、
ＦＥ＝（Ｂ＋Ｆ）−（Ｃ＋Ｇ） ・・・（３）
の演算によりフォーカスエラー信号を生成することができる。こうしてフォーカスエラー信号を生成すれば、フォーカスエラー信号に対するトラック像の影響が抑制できる。すなわち、フォーカスエラー信号に生じる溝外乱を抑制することができる。
Therefore, when this principle is used, a sensor group (sensors P13, P14, P15, and P16) with less influence of the track image is generated. Further, a focus error signal can be generated using this sensor group. That is,
FE = (B + F) − (C + G) (3)
A focus error signal can be generated by the above calculation. If the focus error signal is generated in this way, the influence of the track image on the focus error signal can be suppressed. That is, it is possible to suppress the groove disturbance that occurs in the focus error signal.
図１２は、かかる場合のフォーカスエラー信号の生成回路を示す図である。図示の如く、フォーカスエラー信号を生成するための演算回路は、２つの加算回路２１、２２と、減算回路２３を備える。かかる回路構成により、上記式（３）の演算が行われ、フォーカスエラー信号ＦＥが生成される。こうして生成されたフォーカスエラー信号は、上述の如く、溝外乱が抑制されたものとなる。
FIG. 12 is a diagram illustrating a focus error signal generation circuit in such a case. As shown in the figure, the arithmetic circuit for generating the focus error signal includes two
なお、図１２の回路構成では、信号光を受光する８つのセンサのうち４つのセンサからの信号のみを用いてフォーカスエラー信号が生成されるため、フォーカスエラー信号の生成における信号光の利用効率が低下する。 In the circuit configuration of FIG. 12, since the focus error signal is generated using only the signals from four of the eight sensors that receive the signal light, the use efficiency of the signal light in generating the focus error signal is high. descend.
図１３は、かかる不都合を抑制するための回路構成を示す図である。ここでは、図１２の構成において演算に用いなかった４つのセンサＰ１１、Ｐ１２、Ｐ１７、Ｐ１８からの信号を用いて非点収差法に基づくフォーカスエラー信号ＦＥ２を生成するための回路部（加算回路２６、２７および減算回路２８）が追加されている。また、図１２に示す構成にて生成されるフォーカスエラー信号を増幅してフォーカスエラー信号ＦＥ１を生成するための２つの増幅回路２４、２５が追加されている。さらに、フォーカスエラー信号ＦＥ１、ＦＥ２を加算してフォーカスエラー信号を生成する加算回路２９が追加されている。
FIG. 13 is a diagram showing a circuit configuration for suppressing such inconvenience. Here, a circuit unit (adder circuit 26) for generating a focus error signal FE2 based on the astigmatism method using signals from four sensors P11, P12, P17, and P18 that are not used in the calculation in the configuration of FIG. 27 and a subtracting circuit 28) are added. Further, two
図１３に示す回路構成では、次式の演算により、フォーカスエラー信号ＦＥが生成される。 In the circuit configuration shown in FIG. 13, the focus error signal FE is generated by the calculation of the following equation.
ＦＥ＝Ｍ｛（Ｂ＋Ｆ）−（Ｃ＋Ｇ）｝＋｛（Ａ＋Ｅ）−（Ｄ＋Ｈ）｝ ・・・（４） FE = M {(B + F)-(C + G)} + {(A + E)-(D + H)} (4)
図１３に示す回路構成によれば、フォーカスエラー信号ＦＥ１にフォーカスエラー信号ＦＥ２を加算してフォーカスエラー信号ＦＥが生成されるため、図１２の場合に比べ、フォーカスエラー信号ＦＥを大きくすることができる。 According to the circuit configuration shown in FIG. 13, the focus error signal FE2 is generated by adding the focus error signal FE2 to the focus error signal FE1, so that the focus error signal FE can be increased compared to the case of FIG. .
なお、図１３の回路構成では、フォーカスエラー信号の生成に、トラック像が投影されるセンサＰ１１、Ｐ１２、Ｐ１７、Ｐ１８からの信号が用いられるため、図１２の構成に比べて、フォーカスエラー信号に溝外乱が生じ易い。ただし、図１３の構成では、フォーカスエラー信号ＦＥ２に対してフォーカスエラー信号ＦＥ１がＭ倍（Ｍ＞１）だけ増幅されるため、フォーカスエラー信号ＦＥ２に生じる溝外乱を相対的に弱めることができ、全体として、溝外乱の影響を抑制することができる。 In the circuit configuration of FIG. 13, since the signals from the sensors P11, P12, P17, and P18 on which the track images are projected are used for generating the focus error signal, the focus error signal is generated compared to the configuration of FIG. Groove disturbance is likely to occur. However, in the configuration of FIG. 13, since the focus error signal FE1 is amplified M times (M> 1) with respect to the focus error signal FE2, the groove disturbance generated in the focus error signal FE2 can be relatively weakened. As a whole, the influence of the groove disturbance can be suppressed.
なお、図１２または図１３に示す信号演算回路は、光ピックアップ装置側に配されていても良く、あるいは、光ピックアップ装置を搭載する光ディスク装置側にあっても良い。また、信号演算回路を構成する回路部の一部が光ピックアップ装置側にあってもよい。たとえば、図１３に示す演算回路の全てが、光ピックアップ装置側にあっても、光ディスク装置側にあっても良く、あるいは、信号ＦＥ１、ＦＥ２を生成する回路部までは光ピックアップ装置側にあり、それより後段側の回路は光ディスク装置側にある等、演算回路が光ピックアップ装置と光ディスク装置に分かれて配置されていても良い。 Note that the signal arithmetic circuit shown in FIG. 12 or 13 may be disposed on the optical pickup device side, or may be on the optical disk device side on which the optical pickup device is mounted. Further, a part of the circuit portion constituting the signal arithmetic circuit may be on the optical pickup device side. For example, all of the arithmetic circuits shown in FIG. 13 may be on the optical pickup device side or the optical disk device side, or the circuit units that generate the signals FE1 and FE2 are on the optical pickup device side. The arithmetic circuit may be divided and arranged in the optical pickup device and the optical disk device, for example, the circuit on the rear stage side is on the optical disk device side.
＜実施例＞
以下、上記原理に基づく実施例について説明する。
<Example>
Hereinafter, embodiments based on the above principle will be described.
図１４に、本実施例に係る光ピックアップ装置の光学系と光ディスク装置の要部回路を示す。同図中のディスクには、複数の記録層が積層して配置されている。 FIG. 14 shows the optical system of the optical pickup device and the main circuit of the optical disk device according to this embodiment. A plurality of recording layers are stacked on the disk in FIG.
図示の如く、光ピックアップ装置の光学系は、半導体レーザ１０１と、偏光ビームスプリッタ１０２と、コリメートレンズ１０３と、レンズアクチュエータ１０４と、立ち上げミラー１０５と、１／４波長板１０６と、アパーチャ１０７と、対物レンズ１０８と、ホルダ１０９と、対物レンズアクチュエータ１１０と、検出レンズ１１１と、角度調整素子１１２と、光検出器１１３を備えている。
As shown in the figure, the optical system of the optical pickup device includes a
半導体レーザ１０１は、所定波長のレーザ光を出射する。偏光ビームスプリッタ１０２は、半導体レーザ１０１から入射されるレーザ光（Ｓ偏光）を略全反射するとともに、コリメートレンズ１０３側から入射されるレーザ光（Ｐ偏光）を略全透過する。コリメートレンズ１０３は、偏光ビームスプリッタ１０２側から入射されるレーザ光を平行光に変換する。
The
レンズアクチュエータ１０４は、サーボ回路２０３から入力されるサーボ信号に応じてコリメートレンズ１０３を光軸方向に変位させる。これにより、レーザ光に生じる収差が補正される。立ち上げミラー１０５は、コリメートレンズ１０３側から入射されたレーザ光を対物レンズ１０８に向かう方向に反射する。
The
１／４波長板１０６は、ディスクへと向かうレーザ光を円偏光に変換するとともに、ディスクからの反射光をディスクへ向かう際の偏光方向に直交する直線偏光に変換する。これにより、ディスクによって反射されたレーザ光は、偏光ビームスプリッタ１０２を透過する。
The quarter-
アパーチャ１０７は、対物レンズ１０８に対するレーザ光の有効径が適正となるように、レーザ光のビーム形状を円形形状に調整する。対物レンズ１０８は、レーザ光をディスク内のターゲット記録層に適正に収束できるよう設計されている。ホルダ１０９は、１／４波長板１０６と対物レンズ１０８を一体的に保持する。対物レンズアクチュエータ１１０は、従来周知の電磁駆動回路によって構成され、当該回路のうち、フォーカスコイル等のコイル部がホルダ１０９に装着されている。
The
検出レンズ１１１は、ディスクからの反射光に非点収差を導入する。すなわち、検出レンズ１１１は、図１の非点収差素子に相当する。検出レンズ１１１は、平面方向と曲面方向が、ディスクからのトラック像に対してそれぞれ４５°の傾きとなるよう配置される。
The
角度調整素子１１２は、検出レンズ１１１側から入射されたレーザ光の進行方向を、図９を参照して述べた如く変化させる。すなわち、角度調整素子１１２は、入射されたレーザ光のうち、図９の光束領域Ａ〜Ｄを通過する光束の進行方向を、それぞれ、方向Ｄａ〜Ｄｄに、同じ角度量αだけ変化させる。なお、角度量αは、面Ｓ０上における信号光と迷光１、２の分布状態が、図９（ｂ）の分布状態となるように設定されている。
The
光検出器１１３は、図１０（ｄ）に示すセンサパターンを有する。光検出器１１３は、このセンサパターンが図１の面Ｓ０の位置に位置づけられるように配置される。光検出器１１３には、図１０（ｄ）に示す８個のセンサＰ１１〜Ｐ１８が配されており、これらが、各々、図１０（ｄ）の光束領域ａ〜ｈを通る光束を受光する。
The
信号演算回路２０１は、図１２または図１３の演算回路を備え、光検出器１１３の８個のセンサから出力された検出信号を、上記式（３）または式（４）に従って演算処理し、フォーカスエラー信号を生成する。また、信号演算回路２０１は、これら８個のセンサから出力された検出信号を加算して再生ＲＦ信号を生成する。さらに、信号演算回路２０１は、光検出器１１３の８個のセンサから出力された検出信号を、上記式（２）に従って演算処理し、プッシュプル信号（トラッキングエラー信号）を生成する。生成されたフォーカスエラー信号とプッシュプル信号はサーボ回路２０３に送られ、再生ＲＦ信号は再生回路２０２とサーボ回路２０３に送られる。
The signal
再生回路２０２は、信号演算回路２０１から入力された再生ＲＦ信号を復調して再生データを生成する。サーボ回路２０３は、信号演算回路２０１から入力されたプッシュプル信号とフォーカスエラー信号からトラッキングサーボ信号とフォーカスサーボ信号を生成し、これらを対物レンズアクチュエータ１１０に出力する。また、サーボ回路２０３は、信号演算回路２０１から入力された再生ＲＦ信号の品質が最良になるよう、レンズアクチュータ１０４にサーボ信号を出力する。コントローラ２０４は、内蔵メモリに格納されたプログラムに従って各部を制御する。
The
図１５は、角度調整素子１１２の構成例を示す図である。同図（ａ）は、回折パターンを有するホログラム素子によって角度調整素子１１２を構成する場合の構成例を示し、同図（ｂ）および（ｃ）は、多面プリズムによって角度調整素子１１２を構成する場合の構成例を示している。
FIG. 15 is a diagram illustrating a configuration example of the
まず、同図（ａ）の構成例において、角度調整素子１１２は、正方形形状の透明板にて形成され、光入射面にホログラムパターンが形成されている。光入射面は、図示の如く、４つのホログラム領域１１２ａ〜１１２ｄに区分されている。これらホログラム領域１１２ａ〜１１２ｄに、それぞれ、図９（ａ）の光束領域Ａ〜Ｄを通過したレーザ光（信号光、迷光１、２）が入射するよう、角度調整素子１１２が検出レンズ１１１の後段に配置される。
First, in the configuration example of FIG. 6A, the
ホログラム領域１１２ａ〜１１２ｄは、入射されたレーザ光（信号光、迷光１、２）を、それぞれ、方向Ｖａ〜Ｖｄに回折させる。方向Ｖａ〜Ｖｄは、図９（ａ）の方向Ｄａ〜Ｄｄに一致している。よって、ホログラム領域１１２ａ〜１１２ｄは、回折により、検出レンズ１１１から入射されたレーザ光（信号光、迷光１、２）の進行方向を、それぞれ、図９（ａ）のＤａ〜Ｄｄの方向に変化させる。各領域における回折角は同じとなっている。
The
ここで、回折角は、ホログラム領域１１２ａ〜１１２ｄを通過したレーザ光（信号光、迷光１、２）が、図１の面Ｓ０において、図９（ｂ）のように分布するよう調整されている。よって、上記の如く、図１０（ｄ）のセンサパターンを有する光検出器１１３の受光面を面Ｓ０に配置することにより、上記８個のセンサによって、対応する信号光を適正に受光することができる。
Here, the diffraction angle is adjusted so that the laser light (signal light,
なお、上記ホログラム領域１１２ａ〜１１２ｄの回折効率は互いに同じとなっている。ホログラム領域１１２ａ〜１１２ｄに形成されるホログラムがステップ型である場合、回折効率は、ホログラムパターンのステップ数と１ステップあたりの高さによって調整され、回折角は、ホログラムパターンのピッチによって調整される。よって、この場合には、予め決められた回折次数の回折効率が所期の値となるように、ホログラムパターンのステップ数と１ステップあたりの高さが設定され、さらに、当該回折次数における回折角が図９（ｂ）の分布を与え得るように、ホログラムパターンのピッチが調整される。
The
なお、ホログラム領域１１２ａ〜１１２ｄに形成されるホログラムをブレーズ型とすることも可能である。この場合、ステップ型のホログラムよりも回折効率を高めることができる。
Note that the holograms formed in the
図１５（ｂ）の構成例において、角度調整素子１１２は、光出射面が平坦で、且つ、光入射面が４つの領域において異なる方向に個別に傾斜する透明体によって形成されている。同図（ｃ）は同図（ｂ）を光入射面側から見た図である。図示の如く、角度調整素子１１２の光入射面には、４つの傾斜面１１２ｅ〜１１２ｈが形成されている。これら傾斜面に入射面側から光線がＸ軸に平行に入射すると、傾斜面１１２ｅ〜１１２ｈに入射する際の屈折作用によって、光の進行方向が、それぞれ、同図（ｃ）のＶｅ〜Ｖｈの方向に変化する。ここで、傾斜面１１２ｅ〜１１２ｈにおける屈折角は、同じである。
In the configuration example of FIG. 15B, the
同図（ｂ）の角度調整素子１１２は、傾斜面１１２ｅ〜１１２ｈに、それぞれ、図９（ａ）の光束領域Ａ〜Ｄを通過したレーザ光（信号光、迷光１、２）が入射するよう、検出レンズ１１１の後段に配置される。こうして角度調整素子１１２が配置されると、傾斜面１１２ｅ〜１１２ｈにおける屈折方向Ｖｅ〜Ｖｈが、図９（ａ）の方向Ｄａ〜Ｄｄに一致することとなる。よって、傾斜面１１２ｅ〜１１２ｈは、屈折により、検出レンズ１１１から入射されたレーザ光（信号光、迷光１、２）の進行方向を、一定角度だけ、それぞれ、図９（ａ）のＤａ〜Ｄｄの方向に変化させる。
In the
ここで、各傾斜面における屈折角は、傾斜面１１２ｅ〜１１２ｈを通過したレーザ光（信号光、迷光１、２）が、図１の面Ｓ０において、図９（ｂ）のように分布するよう調整されている。よって、面Ｓ０に、図１０（ｄ）のセンサパターンを有する光検出器１１３を配置することにより、上記８個のセンサによって、対応する信号光を適正に受光することができる。
Here, the refraction angle at each inclined surface is such that the laser light (signal light,
なお、図１５（ａ）の構成例では、ホログラム領域１１２ａ〜１１２ｄに、レーザ光の進行方向を一定角度だけ変化させる角度付与の回折作用のみを持たせるようにしたが、角度付与の他、検出レンズ１１１による非点収差作用をも同時に発揮するホログラムパターンを、ホログラム領域１１２ａ〜１１２ｄに設定しても良い。また、角度調整素子１１２の光入射面に上記角度付与のためのホログラムパターンを形成し、非点収差作用を持たせるためのホログラムパターンを角度調整素子１１２の光出射面に持たせるようにしても良い。
In the configuration example of FIG. 15A, the
同様に、図１５（ｂ）の角度調整素子１１２においても、光出射面に、非点収差を導入するためのレンズ面を形成するようにしても良く、あるいは、傾斜面１１２ｅ〜１１２ｈを曲面形状として、傾斜面１１２ｅ〜１１２ｈに非点収差のレンズ作用を持たせるようにしても良い。こうすると、検出レンズ１１１を省略することができ、部品点数とコストの削減を図ることができる。
Similarly, in the
以上、本実施例によれば、ディスク内に配された記録層のうちターゲット記録層から反射された信号光と、当該ターゲット記録層の上および下の記録層から反射された迷光１、２とが、光検出器１１３の受光面（オンフォーカス時に信号光スポットが最小錯乱円になる面Ｓ０）上において、互いに重なり合わないようにすることができる。具体的には、受光面（面Ｓ０）上における信号光と迷光１、２の分布を、図９（ｂ）の状態にすることができる。したがって、図９（ｂ）の信号光領域に、図１０（ｄ）に示すセンサパターンを配置することにより、センサＰ１１〜Ｐ１８によって、対応する信号光のみを受光することができる。このため、迷光による検出信号の劣化を抑制することができる。
As described above, according to the present embodiment, the signal light reflected from the target recording layer among the recording layers arranged in the disk, and the
加えて、本実施例によれば、図１２または図１３の回路構成によりフォーカスエラー信号が生成されるため、上記に説明した如く、フォーカスエラー信号に生じる溝外乱を効果的に抑制することができる。 In addition, according to this embodiment, since the focus error signal is generated by the circuit configuration of FIG. 12 or FIG. 13, as described above, the groove disturbance generated in the focus error signal can be effectively suppressed. .
また、これらの効果を、ディスクによって反射されたレーザ光の光路中、すなわち、図１４の構成では検出レンズ１１１と光検出器１１３の間に、角度調整素子１１２を配置するのみで達成することができる。したがって、本実施例によれば、簡素な構成にて効果的に迷光による影響を除去することができ、かつ、フォーカスエラー信号に生じる溝外乱を抑制することができる。
Further, these effects can be achieved only by disposing the
なお、上記原理による迷光除去効果は、図１６に示すように、迷光１の平面方向の焦線位置が面Ｓ０（信号光のスポットが最小錯乱円となる面）よりも非点収差素子に接近した位置にあり、且つ、迷光２の曲面方向の焦線位置が面Ｓ０よりも非点収差素子から離れた位置にあるときに奏され得るものである。すなわち、この関係が満たされていれば、信号光と迷光１、２の分布は上記図８に示す状態となり、面Ｓ０において、信号光と迷光１、２が重なり合わないようすることができる。換言すれば、この関係が満たされる限り、たとえ、信号光の曲面方向の焦線位置よりも迷光１の平面方向の焦線位置が面Ｓ０に接近し、あるいは、信号光の平面方向の焦線位置よりも迷光２の曲面方向の焦線位置が面Ｓ０に接近したとしても、上記原理に基づく本発明ないし実施例の効果は奏され得る。
As shown in FIG. 16, the stray light removal effect by the above principle is such that the focal line position in the plane direction of the
以上、本発明の実施例について説明したが、本発明は、上記実施例に制限されるものではなく、また、本発明の実施形態も上記以外に種々の変更が可能である。 As mentioned above, although the Example of this invention was described, this invention is not restrict | limited to the said Example, Moreover, various changes besides the above are possible for embodiment of this invention.
たとえば、図１３の演算回路では、加算回路２１、２２の直後に増幅回路２４、２５を配したが、これに替えて、減算回路２３の直後に一つの増幅回路を配しても良く、あるいは、センサＰ１３、Ｐ１４、Ｐ１５、Ｐ１６と加算回路２１、２２の入力端子との間にそれぞれ個別に増幅回路を配置しても良い。
For example, in the arithmetic circuit of FIG. 13, the
また、図１５に示す角度調整素子１１２は、４つの分割領域Ａ〜Ｄ内の全光束についてそれぞれ進行方向を変化させる構成としたが、４つの分割領域Ａ〜Ｄ内の光束の一部について進行方向を変化させ、信号光領域に導くようにしても良い。この場合、少なくとも、センサＰ１４、Ｐ１６に導かれる信号光と、センサＰ１３、Ｐ１５に導かれる信号光とは、互いに光量が等しくなっている必要があり、また、センサＰ１１、Ｐ１２に導かれる信号光と、センサＰ１７、Ｐ１８に導かれる信号光とは、互いに光量が等しくなっている必要がある。
Further, the
また、上記実施の形態では、トラック方向が、平面方向および曲面方向に対して４５°の傾きを持つよう、検出レンズ１１１（非点収差素子）を配したが、トラック方向が、平面方向および曲面方向に対して４５°傾く方向からややずれた場合にも、フォーカスエラー信号に対する溝外乱の影響を抑制することができる。本発明は、このような場合も広く含むものである。 In the above embodiment, the detection lens 111 (astigmatism element) is arranged so that the track direction has an inclination of 45 ° with respect to the plane direction and the curved surface direction. Even when the angle slightly deviates from the direction inclined by 45 ° with respect to the direction, the influence of the groove disturbance on the focus error signal can be suppressed. The present invention includes such cases widely.
この他、本発明の実施の形態は、特許請求の範囲に示された技術的思想の範囲内において、適宜、種々の変更が可能である。 In addition, the embodiment of the present invention can be variously modified as appropriate within the scope of the technical idea shown in the claims.
１０１ … 半導体レーザ
１０８ … 対物レンズ
１１１ … 検出レンズ（非点収差素子）
１１２ … 角度調整素子
１１３ … 光検出器
Ｐ１１〜Ｐ１８ … センサ
２１、２２ … 加算回路（演算回路、第１の演算部）
２３ … 減算回路（演算回路、第１の演算部）
２４、２５ … 増幅回路（演算回路、第１の演算部、信号増幅部）
２６、２７ … 加算回路（演算回路、第２の演算部）
２８ … 減算回路（演算回路、第２の演算部）
２９ … 加算回路（演算回路、加算部）
DESCRIPTION OF
DESCRIPTION OF
23 ... Subtraction circuit (arithmetic circuit, first arithmetic unit)
24, 25... Amplifier circuit (arithmetic circuit, first arithmetic unit, signal amplifying unit)
26, 27 ... addition circuit (arithmetic circuit, second arithmetic unit)
28: Subtraction circuit (arithmetic circuit, second arithmetic unit)
29 ... Adder circuit (arithmetic circuit, adder)
Claims (6)
前記レーザ光源から出射されたレーザ光を記録媒体上に収束させる対物レンズと、
前記記録媒体によって反射された前記レーザ光に非点収差を導入し、これにより、第１の方向に前記レーザ光が収束することによって生じる第１の焦線位置と、前記第１の方向に垂直な第２の方向に前記レーザ光が収束することによって生じる第２の焦線位置とを前記レーザ光の進行方向に互いに離間させる非点収差素子と、
前記記録媒体により反射された前記レーザ光の光束領域を前記第１の方向と前記第２の方向にそれぞれ平行で且つ互いにクロスする第１の直線と第２の直線によって４分割した各分割領域内の光束の進行方向を互いに異ならせる角度調整素子と、
前記４つの分割領域内の光束を前記第１の直線と前記第２の直線に対してそれぞれ４５度回転した第３の直線と第４の直線でさらに２分割した８つの光束をそれぞれ受光する８つのセンサを有する光検出器と、
前記センサからの信号に基づいて非点収差法によるフォーカスエラー信号を生成する演算回路と、を備え、
前記非点収差素子は、前記記録媒体上のトラックの方向が前記第１の方向と前記第２の方向に対しそれぞれ４５度傾くように配置され、
前記演算回路は、前記第１の直線と前記第２の直線によって分割される４つの前記分割領域のうち、前記トラックの方向に並ぶ２つの分割領域の光束に対応する４つの前記センサからの信号を用いてフォーカスエラー信号を生成する、
ことを特徴とする光ピックアップ装置。 A laser light source;
An objective lens for converging the laser light emitted from the laser light source onto a recording medium;
Astigmatism is introduced into the laser light reflected by the recording medium, and thereby the first focal line position generated by the laser light converging in the first direction and perpendicular to the first direction. An astigmatism element that separates a second focal line position generated by the convergence of the laser beam in the second direction from each other in the traveling direction of the laser beam;
In each divided region, the light beam region of the laser beam reflected by the recording medium is divided into four by a first straight line and a second straight line that are parallel to the first direction and the second direction, respectively, and cross each other. An angle adjusting element that makes the traveling directions of the luminous fluxes different from each other;
Receiving 8 luminous fluxes obtained by further dividing the luminous fluxes in the four divided areas by a third straight line and a fourth straight line, which are rotated by 45 degrees with respect to the first straight line and the second straight line, respectively. A photodetector having two sensors;
An arithmetic circuit that generates a focus error signal by an astigmatism method based on a signal from the sensor, and
The astigmatism element is disposed such that the direction of the track on the recording medium is inclined by 45 degrees with respect to the first direction and the second direction, respectively.
The arithmetic circuit is configured to output signals from four sensors corresponding to light fluxes in two divided regions arranged in the track direction among the four divided regions divided by the first straight line and the second straight line. Generate a focus error signal using
An optical pickup device characterized by that.
前記角度調整素子は、前記４つの分割領域内の光束が前記光検出器の受光面上において直方形の異なる４つの頂角の位置にそれぞれ導かれるよう、これら４つの光束の進行方向を変化させる、
ことを特徴とする光ピックアップ装置。 The optical pickup device according to claim 1,
The angle adjusting element changes the traveling directions of the four light fluxes so that the light fluxes in the four divided regions are respectively guided to the positions of four apex angles having different rectangular shapes on the light receiving surface of the photodetector. ,
An optical pickup device characterized by that.
前記演算回路は；
前記第１の直線と前記第２の直線によって分割される４つの前記分割領域のうち、前記トラックの方向に並ぶ２つの分割領域の光束に対応する４つの前記センサからの信号に基づいて前記非点収差法による演算により第１のフォーカスエラー信号を生成する第１の演算部と、
前記トラックの方向に並ばない２つの分割領域の光束に対応する４つの前記センサからの信号に基づいて前記非点収差法による演算により第２のフォーカスエラー信号を生成する第２の演算部と、
前記第１のフォーカスエラー信号と前記第２のフォーカスエラー信号を加算する加算部とを備え、
前記第１の演算部は、前記第２のフォーカスエラー信号に対して前記第１のフォーカスエラー信号を増幅させる信号増幅部を有する、
ことを特徴とする光ピックアップ装置。 The optical pickup device according to claim 1 or 2,
The arithmetic circuit is;
Of the four divided areas divided by the first straight line and the second straight line, based on signals from the four sensors corresponding to the light fluxes of the two divided areas arranged in the track direction, A first calculation unit that generates a first focus error signal by calculation using a point aberration method;
A second calculation unit that generates a second focus error signal by calculation based on the astigmatism method based on signals from the four sensors corresponding to light beams in two divided regions that are not aligned in the track direction;
An adder for adding the first focus error signal and the second focus error signal;
The first calculation unit includes a signal amplification unit that amplifies the first focus error signal with respect to the second focus error signal.
An optical pickup device characterized by that.
前記レーザ光源から出射されたレーザ光をディスク上に収束させる対物レンズと、
前記ディスクによって反射された前記レーザ光に非点収差を導入し、これにより、第１の方向に前記レーザ光が収束することによって生じる第１の焦線位置と、前記第１の方向に垂直な第２の方向に前記レーザ光が収束することによって生じる第２の焦線位置とを前記レーザ光の進行方向に互いに離間させる非点収差素子と、
前記ディスクにより反射された前記レーザ光の光束領域を前記第１の方向と前記第２の方向にそれぞれ平行で且つ互いにクロスする第１の直線と第２の直線によって４分割した各分割領域内の光束の進行方向を互いに異ならせる角度調整素子と、
前記４つの分割領域内の光束を前記第１の直線と前記第２の直線に対してそれぞれ４５度回転した第３の直線と第４の直線でさらに２分割した８つの光束をそれぞれ受光する８つのセンサを有する光検出器と、
前記センサからの信号に基づいて非点収差法によるフォーカスエラー信号を生成する演算回路と、を備え、
前記非点収差素子は、前記ディスク上のトラックの方向が前記第１の方向と前記第２の方向に対しそれぞれ４５度傾くように配置され、
前記演算回路は、前記第１の直線と前記第２の直線によって分割される４つの前記分割領域のうち、前記トラックの方向に並ぶ２つの分割領域の光束に対応する４つの前記センサからの信号を用いてフォーカスエラー信号を生成する、
ことを特徴とする光ディスク装置。 A laser light source;
An objective lens for converging the laser beam emitted from the laser light source onto the disk;
Astigmatism is introduced into the laser light reflected by the disk, thereby causing a first focal line position generated by the laser light to converge in a first direction and a direction perpendicular to the first direction. An astigmatism element that separates a second focal line position generated by the convergence of the laser light in a second direction from each other in the traveling direction of the laser light;
In each divided region, the light beam region of the laser beam reflected by the disk is divided into four by a first straight line and a second straight line that are parallel to the first direction and the second direction, respectively, and cross each other. An angle adjusting element that makes the traveling directions of the light beams different from each other;
Receiving 8 luminous fluxes obtained by further dividing the luminous fluxes in the four divided areas by a third straight line and a fourth straight line, which are rotated by 45 degrees with respect to the first straight line and the second straight line, respectively. A photodetector having two sensors;
An arithmetic circuit that generates a focus error signal by an astigmatism method based on a signal from the sensor, and
The astigmatism element is disposed such that the direction of the track on the disk is inclined by 45 degrees with respect to the first direction and the second direction, respectively.
The arithmetic circuit is configured to output signals from four sensors corresponding to light fluxes in two divided regions arranged in the track direction among the four divided regions divided by the first straight line and the second straight line. Generate a focus error signal using
An optical disc device characterized by the above.
前記角度調整素子は、前記４つの分割領域内の光束が前記光検出器の受光面上において直方形の異なる４つの頂角の位置にそれぞれ導かれるよう、これら４つの光束の進行方向を変化させる、
ことを特徴とする光ディスク装置。 The optical disk apparatus according to claim 4, wherein
The angle adjusting element changes the traveling directions of the four light fluxes so that the light fluxes in the four divided regions are respectively guided to the positions of four apex angles having different rectangular shapes on the light receiving surface of the photodetector. ,
An optical disc device characterized by the above.
前記演算回路は；
前記第１の直線と前記第２の直線によって分割される４つの前記分割領域のうち、前記トラックの方向に並ぶ２つの分割領域の光束に対応する４つの前記センサからの信号に基づいて前記非点収差法による演算により第１のフォーカスエラー信号を生成する第１の演算部と、
前記トラックの方向に並ばない２つの分割領域の光束に対応する４つの前記センサからの信号に基づいて前記非点収差法による演算により第２のフォーカスエラー信号を生成する第２の演算部と、
前記第１のフォーカスエラー信号と前記第２のフォーカスエラー信号を加算する加算部とを備え、
前記第１の演算部は、前記第２のフォーカスエラー信号に対して前記第１のフォーカスエラー信号を増幅させる信号増幅部を有する、
ことを特徴とする光ディスク装置。 The optical disk apparatus according to claim 4 or 5,
The arithmetic circuit is;
Of the four divided areas divided by the first straight line and the second straight line, based on signals from the four sensors corresponding to the light fluxes of the two divided areas arranged in the track direction, A first calculation unit that generates a first focus error signal by calculation using a point aberration method;
A second calculation unit that generates a second focus error signal by calculation based on the astigmatism method based on signals from the four sensors corresponding to light beams in two divided regions that are not aligned in the track direction;
An adder for adding the first focus error signal and the second focus error signal;
The first calculation unit includes a signal amplification unit that amplifies the first focus error signal with respect to the second focus error signal.
An optical disc device characterized by the above.
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