JP3366527B2 - Optical head device - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【０００１】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は光学式記録媒体の記
録および再生、あるいはその一方を行なうために使用す
る光学ヘッド装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical head device used for recording and / or reproducing an optical recording medium.

【０００２】[0002]

【従来の技術】光学ヘッド装置においては、その光源か
ら出射したレーザ光を対物レンズを介して、光学式記録
媒体の記録面に光スポットとして集光させ、そこを反射
した戻り光を光検出器によって検出して記録情報を再生
している。また、これと同時に、レーザ光を焦点ずれを
伴うことなく記録面に集光させるように対物レンズのフ
ォーカシング方向の位置を制御している。さらには、レ
ーザ光が記録面のトラックを正確に走査するように対物
レンズのトラッキング方向の位置も制御している。2. Description of the Related Art In an optical head device, a laser beam emitted from a light source thereof is condensed as a light spot on a recording surface of an optical recording medium through an objective lens, and a return light reflected from the light spot is detected by a photodetector. The recorded information is detected and reproduced. At the same time, the position of the objective lens in the focusing direction is controlled so that the laser light is focused on the recording surface without defocusing. Further, the position of the objective lens in the tracking direction is also controlled so that the laser beam accurately scans the track on the recording surface.

【０００３】これらのトラッキングおよびフォーカシン
グ制御を行なうために、レーザ光のトラッキングエラー
およびフォーカシングエラーに対応する光情報を、光学
式記録媒体からの戻り光から検出するようにしている。In order to perform these tracking and focusing controls, optical information corresponding to the tracking error and focusing error of the laser light is detected from the return light from the optical recording medium.

【０００４】トラッキングエラーの検出方法としては、
一般に３ビーム法が採用されている。３ビーム法では、
レーザ光を回折格子等によって記録面のトラック方向に
向けて３ビームに分割し、これらに含まれる＋−１次回
折光の反射光に基づき、トラッキングエラー信号を形成
している。As a tracking error detecting method,
Generally, the 3-beam method is adopted. In the 3-beam method,
The laser light is divided into three beams in the track direction of the recording surface by a diffraction grating or the like, and a tracking error signal is formed based on the reflected light of the + 1-th order diffracted light contained in these beams.

【０００５】フォーカシングエラー信号の検出方法とし
ては、例えば、円筒レンズを用いた非点収差法、ホログ
ラム素子を用いたナイフエッジ法あるいはスポットサイ
ズ法等が知られている。これらの方法においては、光学
式記録媒体からの戻り光に、非点収差等のフォーカシン
グエラー成分を光学的に含ませ、このエラー成分を光検
出器で検出するようにしている。Known methods for detecting a focusing error signal include an astigmatism method using a cylindrical lens, a knife edge method using a hologram element, and a spot size method. In these methods, the returning light from the optical recording medium is optically made to include a focusing error component such as astigmatism, and this error component is detected by a photodetector.

【０００６】このような３ビーム法、ナイフエッジ法を
採用した光学ヘッド装置は、例えば、特開平３−２２５
６３５号公報に開示されている。この公報に開示の光学
ヘッド装置では、トラッキングエラー信号を３ビーム法
によって検出しており、そのために、レーザ光の往路に
は回折格子が配置されている。また、フォーカシングエ
ラー信号をナイフエッジ法によって検出しており、その
ために、レーザ光の復路にはホログラム素子が配置され
ている。An optical head device adopting such a three-beam method and a knife-edge method is disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 3-225.
It is disclosed in Japanese Patent No. 635. In the optical head device disclosed in this publication, the tracking error signal is detected by the three-beam method, and therefore a diffraction grating is arranged in the outward path of the laser light. Further, the focusing error signal is detected by the knife edge method, and for this reason, a hologram element is arranged on the return path of the laser light.

【０００７】[0007]

【発明が解決しようとする課題】ここで、従来における
非点収差法によるフォーカシングエラー信号の検出方法
においては、受光面が４分割された４分割光検出器が使
用され、４分割された各受光面での受光量に基づき、フ
ォーカシングエラー信号と共に、ＲＦ信号（記録信号）
を検出している。分割型の光検出器は受光面に分割不感
帯ができるので、ＲＦ信号を検出する場合には、それが
原因となってＲＦ信号の高域周波数特性が劣化するおそ
れがある。In the conventional method of detecting a focusing error signal by the astigmatism method, a four-division photodetector whose light-receiving surface is divided into four is used, and each of the four received light is divided. RF signal (recording signal) along with focusing error signal based on the amount of light received on the surface
Is being detected. Since the division type photodetector has a division dead zone on the light receiving surface, when the RF signal is detected, the high frequency characteristic of the RF signal may be deteriorated due to the detection.

【０００８】また、ナイフエッジ法やスポットサイズ法
においてはホログラム素子を用いて形成した戻り光の回
折光の一方の側を用いてフォーカシングエラー信号の検
出を行い、他方の側の回折光を用いてＲＦ信号の検出を
行なっている。この場合には、ＲＦ信号検出用の回折光
が光検出器の受光面に形成する光スポットは、フォーカ
シングエラー信号検出用の光スポットと同一の寸法であ
る。従って、集光度合いが低いので、ＲＦ信号の高域周
波数特性が劣化するおそれがある。また、ＲＦ信号検出
用の受光面が大きくなってしまう。In the knife edge method and the spot size method, the focusing error signal is detected by using one side of the diffracted light of the return light formed by using the hologram element, and the diffracted light of the other side is used. The RF signal is being detected. In this case, the light spot formed by the diffracted light for RF signal detection on the light receiving surface of the photodetector has the same size as the light spot for focusing error signal detection. Therefore, since the degree of focusing is low, the high frequency characteristics of the RF signal may deteriorate. In addition, the light receiving surface for detecting the RF signal becomes large.

【０００９】本発明の課題は、高域周波数特性を劣化さ
せることなくＲＦ信号を検出可能な光学ヘッド装置を提
案することにある。An object of the present invention is to propose an optical head device capable of detecting an RF signal without deteriorating high frequency characteristics.

【００１０】また、本発明の課題は、ＲＦ信号検出用の
光検出器の受光面を小さくすることの可能な光学ヘッド
装置を提案することにある。Another object of the present invention is to propose an optical head device capable of reducing the light receiving surface of a photodetector for RF signal detection.

【００１１】さらに、本発明の課題は、フォーカシング
エラー信号およびトラッキングエラー信号を共用の光検
出器を用いて検出可能な光学ヘッド装置を提案すること
にある。A further object of the present invention is to propose an optical head device capable of detecting a focusing error signal and a tracking error signal by using a common photodetector.

【００１２】[0012]

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明は、レーザ光源と、当該レーザ光源からの
出射光を光学式記録媒体の記録面に集光させる対物レン
ズと、前記記録面で反射した戻り光を検出する光検出手
段とを有する光学ヘッド装置において、前記レーザ光源
からの出射光を０次光および＋−１次光を含む３ビーム
に分割する変調回折格子と、前記記録面で反射した戻り
３ビームを前記光検出手段に導く導光素子とを有する構
成を採用すると共に、前記光検出手段として、前記戻り
３ビームに含まれる０次光を受光する記録信号検出用の
第１の光検出部と、当該戻り３ビームに含まれる＋−１
次回折光を受光するフォーカシングエラーおよびトラッ
キングエラー検出用の光検出部とを備えた構成のものを
採用し、前記戻り３ビームの前記＋−１次回折光に含ま
れる非点収差に基づきフォーカシングエラーを検出する
ようにしている。In order to solve the above problems, the present invention provides a laser light source, an objective lens for converging light emitted from the laser light source on a recording surface of an optical recording medium, and In an optical head device having a light detection means for detecting return light reflected on a recording surface, a modulation diffraction grating for dividing emitted light from the laser light source into three beams including 0th order light and + 1st order light, A configuration is adopted that includes a light guide element that guides the return three beams reflected on the recording surface to the photodetection means, and the recording signal detection that receives the 0th order light included in the return three beams as the photodetection means is adopted. For the first photodetector for +1 and included in the returned 3 beams
A focusing error detecting a second-order diffracted light and a photodetector for detecting a tracking error are adopted, and the focusing error is detected based on the astigmatism contained in the + -first-order diffracted light of the returning three beams. I am trying to do it.

【００１３】本発明の光学ヘッド装置においては、レー
ザ光源から記録媒体に向かう出射光を変調回折格子によ
って回折しているので、回折された＋−１次回折光が記
録媒体の記録面に結像するときに、回折方向をメリジオ
ナル光束とすると、＋−１次の回折は変調回折格子によ
り収束と発散の効果が加わり、逆方向に非点収差が発生
する。すなわち、フォーカシングエラー検出のためのエ
ラー成分（非点収差）が光の往路上において＋−１次回
折光に含まれる。従って、これら＋−１次回折光の戻り
光を用いて、従来と同様な非点収差法によるフォーカシ
ングエラー信号の検出を行なうことができる。また、０
次光の戻り光を用いてＲＦ信号を検出できる。In the optical head device of the present invention, since the light emitted from the laser light source toward the recording medium is diffracted by the modulation diffraction grating, the diffracted + 1st-order diffracted light forms an image on the recording surface of the recording medium. At this time, if the diffraction direction is a meridional light flux, the modulation diffraction grating adds the effect of convergence and divergence to the + 1st-order diffraction, and astigmatism occurs in the opposite direction. That is, an error component (astigmatism) for detecting a focusing error is included in the + −1st order diffracted light on the outward path of the light. Therefore, it is possible to detect the focusing error signal by the astigmatism method similar to the conventional method using the return light of the + 1st-order diffracted light. Also, 0
The RF signal can be detected by using the returning light of the next light.

【００１４】このようにして、＋−１次回折光を用いて
フォーカシングエラー信号を検出できるので、０次光
を、ＲＦ信号を検出するためにのみ使用できる。従っ
て、当該ＲＦ信号検出用の光検出器として分割型のもの
を使用する必要が無くなるので、その受光面に分割不感
帯が存在せず、ＲＦ信号の高域周波数特性が劣化するこ
とを回避できる。また、ＲＦ信号を０次光から検出して
いるので、従来のようなナイフエッジ法やスポットサイ
ズ法等に比べて、光検出器の受光面に形成される戻り光
の光スポットの集束度合いが高いので、ＲＦ信号の高域
周波数特性の劣化を回避でき、また、その受光面積も小
さくてよい。In this way, since the focusing error signal can be detected by using the + 1st-order diffracted light, the 0th-order light can be used only for detecting the RF signal. Therefore, since it is not necessary to use a split type photodetector for detecting the RF signal, there is no split dead zone on the light receiving surface, and deterioration of the high frequency characteristics of the RF signal can be avoided. Further, since the RF signal is detected from the 0th order light, the degree of focusing of the optical spot of the return light formed on the light receiving surface of the photodetector is higher than that of the conventional knife edge method or spot size method. is higher, can avoid degradation of the high-frequency characteristics of the RF signals, also may be less that the light receiving area.

【００１５】ここで、前記導光素子としては、前記戻り
３ビームのそれぞれを前記光検出手段に向けて回折する
回折格子を採用することができる。Here, as the light guide element, a diffraction grating that diffracts each of the return three beams toward the light detecting means can be adopted.

【００１６】この場合、前記回折格子は、前記変調回折
格子と前記対物レンズの間に配置すると共に、前記戻り
３ビームのそれぞれを回折して得られる＋−１次回折光
が前記変調回折格子を通過せずに前記フォーカシングエ
ラーおよびトラッキングエラー検出用の光検出部に向か
うように、当該戻り３ビームのそれぞれを回折できるも
のを採用することが望ましい。この構成によれば、＋−
１次回折光が、変調回折格子を通過して再度回折されて
光量が低下してしまうことを回避できる。In this case, the diffraction grating is disposed between the modulation diffraction grating and the objective lens, and the + 1st-order diffracted light obtained by diffracting each of the three return beams passes through the modulation diffraction grating. It is desirable to employ a device capable of diffracting each of the three return beams so as to be directed to the photodetection unit for detecting the focusing error and the tracking error without going through. According to this configuration, +-
It is possible to prevent the first-order diffracted light from passing through the modulation diffraction grating and being diffracted again so that the light amount is reduced.

【００１７】また、光の利用効率を高めるためには、前
記回折格子を偏光性回折格子とすると共に、前記変調回
折格子と前記記録面の間に１／４波長板を配置した構成
を採用できる。この場合には、出射光は回折格子では回
折されないので、記録面上での光量低下を抑制できる。Further, in order to improve the light utilization efficiency, it is possible to adopt a construction in which the diffraction grating is a polarization diffraction grating and a quarter wavelength plate is arranged between the modulation diffraction grating and the recording surface. . In this case, since the emitted light is not diffracted by the diffraction grating, it is possible to suppress the decrease in the amount of light on the recording surface.

【００１８】次に、本発明の光学ヘッド装置において
は、前記変調回折格子による回折方向が、前記光学式記
録媒体の記録面におけるトラック方向となるようにして
いる。この構成を採用すれば、従来の３ビーム法と同様
にして、＋−１次回折光の戻り光に基づきトラッキング
エラー信号を検出できる。従って、上記のフォーカシン
グエラー検出用の光検出部をトラッキングエラー信号検
出用の検出部として兼用できる。Next, in the optical head device of the present invention, the diffraction direction by the modulation diffraction grating is set to be the track direction on the recording surface of the optical recording medium. If this configuration is adopted, the tracking error signal can be detected based on the return light of the + 1st-order diffracted light, similarly to the conventional three-beam method. Therefore, the above-mentioned photodetection unit for detecting a focusing error can also be used as a detection unit for detecting a tracking error signal.

【００１９】[0019]

【発明の実施の形態】以下に、図面を参照して本発明を
適用した光学ヘッド装置を説明する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An optical head device to which the present invention is applied will be described below with reference to the drawings.

【００２０】図１には、本発明による光学ヘッド装置の
光学系の概略構成を示してある。この図に示すように、
光学ヘッド装置１は、レーザ光源であるレーザダイオー
ド２を有し、ここから出射されたレーザ光Ｌは、対物レ
ンズ３によって、光学的記録媒体４の記録面４ａに光ス
ポットとして集束する。FIG. 1 shows a schematic structure of an optical system of an optical head device according to the present invention. As shown in this figure,
The optical head device 1 has a laser diode 2 which is a laser light source, and the laser light L emitted from this is focused as a light spot on the recording surface 4 a of the optical recording medium 4 by the objective lens 3.

【００２１】レーザダイオード２と対物レンズ３の間の
光路上には、レーザダイオード２の側から、変調回折格
子５および回折格子６がこの順序に配列されている。本
例では、ガラス基板７を挟み、一方の面に変調回折格子
５が形成され、他方の面に回折格子６が形成されてい
る。また、本例の回折格子６は偏光性回折格子である。
図１（Ｂ）および（Ｃ）には、それぞれ、変調回折格子
５の格子パターンおよび回折格子６の格子パターンを示
してあり、これらの回折方向は直交する方向となってい
る。On the optical path between the laser diode 2 and the objective lens 3, a modulation diffraction grating 5 and a diffraction grating 6 are arranged in this order from the laser diode 2 side. In this example, the glass substrate 7 is sandwiched, and the modulation diffraction grating 5 is formed on one surface and the diffraction grating 6 is formed on the other surface. The diffraction grating 6 of this example is a polarization diffraction grating.
1B and 1C show the grating pattern of the modulation diffraction grating 5 and the grating pattern of the diffraction grating 6, respectively, and these diffraction directions are orthogonal to each other.

【００２２】回折格子６の対物レンズ３の側には１／４
波長板８が配置されている。本例では、レーザ光Ｌは変
調回折格子５によって回折作用を受けるが、回折格子６
によっては回折作用を受けないように、レーザ光Ｌの偏
光方向と回折格子６の結晶軸方向が設定されている。レ
ーザ光Ｌは１／４波長板８を通過して円偏光となり、記
録媒体の記録面４ａで反射された後に再度１／４波長板
８を通過して再び直線偏光に戻るが、偏光方向が直交す
る方向になる。このために、記録媒体４からの戻り光
は、回折格子６による回折作用を受ける。On the side of the objective lens 3 of the diffraction grating 6 is a quarter
The wave plate 8 is arranged. In this example, the laser light L is diffracted by the modulation diffraction grating 5, but the diffraction grating 6
In some cases, the polarization direction of the laser light L and the crystal axis direction of the diffraction grating 6 are set so as not to be diffracted. The laser light L passes through the quarter-wave plate 8 to become circularly polarized light, is reflected by the recording surface 4a of the recording medium, and then passes through the quarter-wave plate 8 again to return to linearly polarized light. The directions are orthogonal. Therefore, the return light from the recording medium 4 is diffracted by the diffraction grating 6.

【００２３】記録媒体４からの戻り光は、回折格子６に
よって回折された後に、光検出装置１０によって受光さ
れる。光検出装置１０による受光量に基づき、ＲＦ信号
が検出され、また、フォーカシングエラー信号およびト
ラッキングエラー信号が検出される。The return light from the recording medium 4 is diffracted by the diffraction grating 6 and then received by the photodetector 10. An RF signal is detected based on the amount of light received by the photodetector 10, and a focusing error signal and a tracking error signal are also detected.

【００２４】図１（Ｄ）に示すように、本例の光検出装
置１０は、レーザダイオード２を挟み左右対称に配列さ
れた２組の光検出器群２０、３０を有している。光検出
器群２０は、中央に位置するＲＦ信号検出用の光検出器
２１と、この両側に位置するフォーカシングエラーおよ
びトラッキングエラー検出用の光検出器２２、２３を備
えている。同様に、他方の光検出器群３０も、中央に位
置するＲＦ信号検出用の光検出器３１と、この両側に位
置するフォーカシングエラーおよびトラッキングエラー
検出用の光検出器３２、３３を備えている。As shown in FIG. 1D, the photodetector 10 of this example has two sets of photodetector groups 20 and 30 which are symmetrically arranged with the laser diode 2 interposed therebetween. The photodetector group 20 includes a photodetector 21 for RF signal detection located at the center, and photodetectors 22 and 23 for detecting focusing error and tracking error located on both sides thereof. Similarly, the other photodetector group 30 also includes a photodetector 31 for RF signal detection located at the center and photodetectors 32, 33 for detecting focusing error and tracking error located on both sides thereof. .

【００２５】ここで、光検出器２２、２３および光検出
器３２、３３は、３分割型の光検出器である。すなわ
ち、光検出器２２は受光面として２２ａ、２２ｂおよび
２２ｃを備えており、同様に、光検出器２３も受光面２
３ａ、２３ｂおよび２３ｃを備えている。また、光検出
器３２、３３も、それぞれ、受光面３２ａ、３２ｂ、３
２ｃおよび３３ａ、３３ｂ、３３ｃを備えている。Here, the photodetectors 22 and 23 and the photodetectors 32 and 33 are three-division type photodetectors. That is, the photodetector 22 has the light receiving surfaces 22a, 22b, and 22c, and similarly, the photodetector 23 also receives the light receiving surface 2
3a, 23b and 23c. In addition, the photodetectors 32 and 33 also have light receiving surfaces 32a, 32b, and 3 respectively.
2c and 33a, 33b, 33c.

【００２６】図２には、変調回折格子５による出射光の
回折作用、回折格子６による戻り光の回折作用、および
記録面上および検出器受光面上に形成される光スポット
の状態を示してある。図３には変調回折格子５により回
折された１次回折光の光路を示してある。FIG. 2 shows the diffracting action of the emitted light by the modulation diffraction grating 5, the diffracting action of the return light by the diffraction grating 6, and the states of the light spots formed on the recording surface and the light receiving surface of the detector. is there. FIG. 3 shows the optical path of the first-order diffracted light diffracted by the modulation diffraction grating 5.

【００２７】これらの図も参照して、本例の光学ヘッド
装置１における光信号の検出動作を説明する。レーザダ
イオード２からのレーザ出射光Ｌは、まず、変調回折格
子５を通過して回折作用を受け、主として、０次光Ｌ
（０）および＋−１次回折光Ｌ（＋１）、Ｌ（−１）の
３ビームに分割される。変調回折格子５の回折方向は記
録媒体の記録トラック４ｂの方向となるように設定され
ている。The detection operation of the optical signal in the optical head device 1 of the present example will be described with reference to these figures as well. The laser emission light L from the laser diode 2 first passes through the modulation diffraction grating 5 and is diffracted, and is mainly the 0th-order light L.
It is divided into three beams of (0) and + 1st-order diffracted lights L (+1) and L (-1). The diffraction direction of the modulation diffraction grating 5 is set to be the direction of the recording track 4b of the recording medium.

【００２８】形成された３ビームは、回折格子６を素通
りした後、１／４波長板８を通過して円偏光に変換され
た後に、対物レンズ３に入射する。対物レンズ３を介し
て、３ビームは記録媒体４の記録面４ａに形成されてい
る記録トラック４ｂ上に光スポットａ、ｂ、ｃとして集
光する。The formed three beams pass through the diffraction grating 6, pass through the quarter-wave plate 8 and are converted into circularly polarized light, and then enter the objective lens 3. Through the objective lens 3, the three beams are condensed as light spots a, b, and c on the recording track 4b formed on the recording surface 4a of the recording medium 4.

【００２９】記録媒体４で反射した戻り３ビームＬｒ
（０）、Ｌｒ（＋１）、Ｌｒ（−１）は、対物レンズ３
を経て１／４波長板８に戻り、ここを通過して、再び直
線偏光に変換される。しかるに、偏光方向はレーザ出射
光Ｌとは直交する方向に切り換わっている。この結果、
戻り３ビームＬｒ（０）、Ｌｒ（＋１）、Ｌｒ（−１）
は、回折格子６を通過する際に回折作用を受けて、それ
ぞれ３ビームに回折される。この回折方向は、変調回折
格子５の回折方向とは直交する方向となるように設定さ
れている。Return 3 beams Lr reflected by the recording medium 4
(0), Lr (+1), Lr (−1) are the objective lens 3
After passing through, the light returns to the quarter-wave plate 8, passes therethrough, and is converted into linearly polarized light again. However, the polarization direction is switched to the direction orthogonal to the laser emission light L. As a result,
Return 3 beams Lr (0), Lr (+1), Lr (-1)
Are diffracted when passing through the diffraction grating 6, and are diffracted into three beams. This diffraction direction is set to be a direction orthogonal to the diffraction direction of the modulation diffraction grating 5.

【００３０】この結果、戻り３ビームに含まれる０次光
Ｌｒ（０）は、０次光Ｌｒ（０）ｏ、および＋−１次回
折光Ｌｒ（０）＋１、Ｌｒ（０）−１の３ビームに回折
される。同様に、＋１次回折光Ｌｒ（＋１）も、０次光
Ｌｒ（＋１）ｏ、および＋−１次回折光Ｌｒ（＋１）＋
１、Ｌｒ（＋１）−１の３ビームに回折され、−１次回
折光Ｌｒ（−１）も、０次光Ｌｒ（−１）ｏ、および＋
−１次回折光Ｌｒ（−１）＋１、Ｌｒ（−１）−１の３
ビームに回折される。As a result, the 0th-order light Lr (0) contained in the returned three beams is the 0th-order light Lr (0) o, and the + -1st-order diffracted light Lr (0) +1, Lr (0) -1. Diffracted into a beam. Similarly, the + 1st-order diffracted light Lr (+1) is also the 0th-order light Lr (+1) o and the + 1st-order diffracted light Lr (+1) +.
1, Lr (+1) −1 is diffracted into three beams, and the −1st order diffracted light Lr (−1) is also the 0th order light Lr (−1) o and +.
-1st order diffracted light Lr (-1) +1, 3 of Lr (-1) -1
Diffracted into a beam.

【００３１】これらの回折光のうち、＋１次回折光Ｌｒ
（０）＋１、Ｌｒ（＋１）＋１、Ｌｒ（−１）＋１は、
それぞれ、光検出装置１０の光検出器群２０を構成して
いる光検出器２１、２２および２３の受光面に光スポッ
トａ１、ｂ１、ｃ１として集光する。これに対して、−
１次回折光Ｌｒ（０）−１、Ｌｒ（＋１）−１、Ｌｒ
（−１）−１は、それぞれ、光検出装置１０の光検出器
群３０を構成している光検出器３１、３２および３３の
受光面に光スポットａ２、ｂ２、ｃ２として集光する。Of these diffracted lights, the + 1st order diffracted light Lr
(0) +1, Lr (+1) +1, Lr (-1) +1 are
The light spots a1, b1, and c1 are collected on the light-receiving surfaces of the photodetectors 21, 22 and 23 forming the photodetector group 20 of the photodetector 10, respectively. On the other hand, −
First-order diffracted light Lr (0) -1, Lr (+1) -1, Lr
(-1) -1 collects as light spots a2, b2, and c2 on the light-receiving surfaces of the photodetectors 31, 32, and 33 that configure the photodetector group 30 of the photodetector 10.

【００３２】なお、本例においては、＋１次回折光Ｌｒ
（０）＋１、Ｌｒ（＋１）＋１、Ｌｒ（−１）＋１、お
よび−１次回折光Ｌｒ（０）−１、Ｌｒ（＋１）−１、
Ｌｒ（−１）−１が、変調回折格子５を通過しないよう
に、回折格子６による回折方向および、回折格子６と変
調回折格子５の間の光路長が設定されている。In this example, the + 1st order diffracted light Lr
(0) +1, Lr (+1) +1, Lr (-1) +1, and -1st-order diffracted light Lr (0) -1, Lr (+1) -1,
The diffraction direction by the diffraction grating 6 and the optical path length between the diffraction grating 6 and the modulation diffraction grating 5 are set so that Lr (-1) -1 does not pass through the modulation diffraction grating 5.

【００３３】ここにおいて、本例の光学ヘッド装置１で
は、レーザ出射光Ｌを変調回折格子５を用いて回折して
３ビームとしている。この結果、図３から分かるよう
に、記録面４ａを除いて考えた場合のメリジオナル像面
の位置は破線４ａ１で示す位置となり、記録面４ａによ
る反射後のメリジオナル像面は破線４ａ２で示す位置と
なる。このために、記録媒体４の記録面上に形成される
各ビームの光スポットのうち、両側に位置している光ス
ポットｂ、ｃには非点収差が発生する。これらの光スポ
ットの戻り光による検出器１０の受光面の側におけるメ
リジオナル像面は破線１０ａで示す位置となる。従っ
て、これらの光スポットの戻り光が結像することによっ
て光検出器の受光面に形成される光スポットｂ１、ｂ２
と、光スポットｃ１、ｃ２におけるメリジオナル非点収
差の横収差の幅は焦点ずれの方向に応じて、逆方向に変
化する。Here, in the optical head device 1 of this example, the laser emission light L is diffracted using the modulation diffraction grating 5 to form three beams. As a result, as can be seen from FIG. 3, the position of the meridional image surface when considering the recording surface 4a is the position shown by the broken line 4a1, and the meridional image surface after reflection by the recording surface 4a is the position shown by the broken line 4a2. Become. Therefore, astigmatism occurs in the light spots b and c located on both sides of the light spot of each beam formed on the recording surface of the recording medium 4. The meridional image plane on the light receiving surface side of the detector 10 due to the return light of these light spots is at the position shown by the broken line 10a. Therefore, the light spots b1 and b2 formed on the light receiving surface of the photodetector when the return light of these light spots forms an image.
Then, the width of the lateral aberration of the meridional astigmatism in the light spots c1 and c2 changes in the opposite direction according to the direction of defocus.

【００３４】すなわち、図２（Ｄ）に示すように、焦点
が合っている状態では、光スポットｂ１、ｂ２と、光ス
ポットｃ１、ｃ２は同一寸法の楕円形になる。これに対
して、前焦点位置では、光スポットｂ１、ｂ２の幅が狭
くなるのに対して、光スポットｃ１、ｃ２の側は幅が広
くなる。逆に、後焦点位置では、光スポットｂ１、ｂ２
の幅が広くなるのに対して、光スポットｃ１、ｃ２の幅
は狭くなる。That is, as shown in FIG. 2D, in the focused state, the light spots b1 and b2 and the light spots c1 and c2 are elliptical with the same size. On the other hand, at the front focus position, the widths of the light spots b1 and b2 are narrow, whereas the widths of the light spots c1 and c2 are wide. Conversely, at the back focus position, the light spots b1, b2
, While the widths of the light spots c1, c2 become narrower.

【００３５】従って、光検出装置１０では、これらの光
スポットの幅の変化を各検出器の受光量変化として検出
して、フォーカスエラー信号ＦＥを生成するようにして
いる。例えば、図４（Ａ）に示すように、３分割型光検
出器２２、３２の両側の受光面２２ｂ、２２ｃおよび３
２ｂ、３２ｃでの受光量と、反対側の３分割型光検出器
２３、３３の中央の受光面２３ａ、３３ａの受光量との
和Ｓ１を取る。また、３分割型光検出器２２、３２の中
央の受光面２２ａ、３２ａの受光量と、反対側の３分割
検出器２３ｂ，２３ｃおよび３３ｂ、３３ｃでの受光量
との和Ｓ２を取る。そして、これらの和信号Ｓ１とＳ２
の差を求めることにより、フォーカスエラー信号ＦＥが
形成される。Therefore, the photodetector 10 detects the change in the width of these light spots as the change in the amount of light received by each detector, and generates the focus error signal FE. For example, as shown in FIG. 4 (A), the light-receiving surfaces 22b, 22c and 3 on both sides of the three-division photodetector 22, 32 are formed.
The sum S1 of the amount of light received at 2b and 32c and the amount of light received at the center light receiving surfaces 23a and 33a of the three-sided photodetectors 23 and 33 on the opposite side is calculated. Further, the sum S2 of the amount of light received by the central light receiving surfaces 22a, 32a of the three-division photodetectors 22, 32 and the amount of light received by the other three-division detectors 23b, 23c and 33b, 33c is calculated. Then, these sum signals S1 and S2
The focus error signal FE is formed by obtaining the difference between the two.

【００３６】次に、トラッキングエラー信号ＴＥは、一
般的に採用されている３ビーム法によって形成される。
すなわち、図４（Ｂ）に示すように、光検出装置１０に
おける３分割型光検出器２２、３２の受光量Ｓ３と、反
対側の３分割光検出器２３、３３の受光量Ｓ４との差を
求めることにより、トラッキングエラー信号ＴＥが形成
される。Next, the tracking error signal TE is formed by the generally adopted three-beam method.
That is, as shown in FIG. 4B, the difference between the received light amount S3 of the three-divided photodetectors 22 and 32 and the received light amount S4 of the opposite three-divided photodetectors 23 and 33 in the photodetector 10. The tracking error signal TE is formed by obtaining

【００３７】一方、ＲＦ信号は、光検出装置１０におい
て中央に配置されている光検出器２１、３１の受光量に
基づき検出される。On the other hand, the RF signal is detected based on the amount of light received by the photodetectors 21 and 31 arranged in the center of the photodetector 10.

【００３８】なお、本例では、光検出装置１０は２組の
光検出器群２０、３０を備えている。基本的には、一方
の光検出器群２０あるいは３０を備えていればよい。あ
るいは、双方の光検出器群２０、３０を備え、一方の側
でトラッキングエラー信号を検出し、他方の側でフォー
カシングエラー信号を検出してもよい。In this example, the photo-detecting device 10 has two photo-detector groups 20 and 30. Basically, one photodetector group 20 or 30 may be provided. Alternatively, both photodetector groups 20 and 30 may be provided, and the tracking error signal may be detected on one side and the focusing error signal may be detected on the other side.

【００３９】（その他の実施の形態）なお、上記の例に
おいては、戻り光を光検出装置の各光検出器に導くため
の導光素子として１／４波長板と回折格子６を用いてい
る。この代わりに、回折格子のみであってもよいし、ハ
ーフミラーを用いて、戻り光を分離してもよい。(Other Embodiments) In the above example, the quarter-wave plate and the diffraction grating 6 are used as a light guide element for guiding the return light to each photodetector of the photodetector. . Instead of this, only the diffraction grating may be used, or the return light may be separated by using a half mirror.

【００４０】[0040]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の光学ヘッ
ド装置は、レーザ出射光を変調回折格子によって３ビー
ムに回折した後に記録媒体に記録面に光スポットとして
集光させ、両側の光スポットに非点収差を発生させるよ
うにしている。従って、本発明によれば、非点収差が発
生している両側の＋−１次回折光の戻り光に基づき、フ
ォーカシングエラー信号を検出できる。また、０次光の
戻り光をＲＦ信号検出用として専用に用いることができ
る。As described above, according to the optical head device of the present invention, the laser emission light is diffracted into three beams by the modulation diffraction grating and then condensed as a light spot on the recording surface on the recording medium, and the light spots on both sides are condensed. Astigmatism is generated in the. Therefore, according to the present invention, it is possible to detect the focusing error signal based on the return light of the + 1st-order diffracted light on both sides where the astigmatism is generated. Further, the return light of the 0th order light can be used exclusively for detecting the RF signal.

【００４１】このように、本発明によれば、３ビームに
含まれる０次光をＲＦ信号の検出のためだけに使用でき
るので、当該０次光を受光する光検出器を分割型の光検
出器とする必要が無い。このため、光検出器には分割不
感帯が存在せず、ＲＦ信号検出の高域周波数特性が改善
される。また、ＲＦ信号検出用の光スポットの径を十分
に小さくできるので、当該ＲＦ信号検出用の光検出器の
受光面を小さくでき、これによっても、ＲＦ信号検出の
高域周波数特性が改善される。As described above, according to the present invention, the 0th-order light included in the 3 beams can be used only for detecting the RF signal. Therefore, the photodetector that receives the 0th-order light can be used as a split type photodetector. You don't have to be a bowl. Therefore, the photodetector does not have a division dead zone, and the high frequency characteristics of RF signal detection are improved. Further, since the diameter of the light spot for RF signal detection can be made sufficiently small, the light receiving surface of the photodetector for RF signal detection can be made small, which also improves the high frequency characteristics of RF signal detection. .

【００４２】また、変調回折格子による回折方向を記録
媒体のトラッキング方向に合わせれば、従来の３ビーム
法と同様にして、＋−１次回折光の戻り光を用いてトラ
ッキングエラー信号を検出できる。この場合、フォーカ
シングエラー信号およびトラッキングエラー信号を共用
の光検出器によって検出できる。If the diffraction direction of the modulation diffraction grating is aligned with the tracking direction of the recording medium, the tracking error signal can be detected by using the return light of the + 1st-order diffracted light as in the conventional three-beam method. In this case, the focusing error signal and the tracking error signal can be detected by the shared photodetector.

【００４３】さらに、本発明の光学ヘッド装置におい
て、１／４波長板と、偏光性回折格子を用いた場合に
は、レーザ光の光量損失を抑制でき、ＲＦ信号、トラッ
キングエラー信号、フォーカスエラー信号の検出精度を
高めることができる。Furthermore, in the optical head device of the present invention, when the quarter wavelength plate and the polarizing diffraction grating are used, the light quantity loss of the laser light can be suppressed, and the RF signal, the tracking error signal, and the focus error signal can be suppressed. It is possible to improve the detection accuracy of.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図１】（Ａ）は本発明を適用した光学ヘッド装置の光
学系の概略構成図、（Ｂ）は変調回折格子の格子パター
ンを示す説明図、（Ｃ）は戻り光を回折する回折格子の
格子パターンを示す説明図、および（Ｄ）は光検出装置
の構成を示す説明図である。1A is a schematic configuration diagram of an optical system of an optical head device to which the present invention is applied, FIG. 1B is an explanatory diagram showing a grating pattern of a modulation diffraction grating, and FIG. 1C is a diffraction grating that diffracts return light. And FIG. 6D is an explanatory view showing the configuration of the photodetector.

【図２】（Ａ）は図１の光学系における動作を説明する
ための概念図、（Ｂ）は記録面に形成された光スポット
を示す説明図、（Ｃ）は光検出装置の側に形成される光
スポットの例を示す説明図、（Ｄ）は光検出装置の側に
形成される光スポットの形状の変化を示す説明図であ
る。2A is a conceptual diagram for explaining an operation in the optical system of FIG. 1, FIG. 2B is an explanatory diagram showing a light spot formed on a recording surface, and FIG. 2C is a side of a photodetector. FIG. 3D is an explanatory diagram showing an example of a light spot formed, and FIG. 3D is an explanatory diagram showing a change in shape of the light spot formed on the photodetector side.

【図３】変調回折格子によって回折された１次回折光の
光束の光路を示すための光束説明図である。FIG. 3 is a luminous flux explanatory diagram showing an optical path of a luminous flux of first-order diffracted light diffracted by a modulation diffraction grating.

【図４】（Ａ）はフォーカスエラー信号を形成するため
の回路構成を示す説明図、（Ｂ）はトラッキングエラー
信号を形成するための回路構成を示す説明図である。4A is an explanatory diagram showing a circuit configuration for forming a focus error signal, and FIG. 4B is an explanatory diagram showing a circuit configuration for forming a tracking error signal.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１ 光学ヘッド装置 ２ レーザダイオード ３ 対物レンズ ４ 記録媒体 ４ａ 記録面 ４ｂ 記録トラック ５ 変調回折格子 ６ 回折格子 ８ １／４波長板 １０ 光検出装置 ２１、３１ ＲＦ信号検出用の光検出器 ２２、２３、３２、３３ フォーカシングエラー信号お
よびトラッキングエラー信号検出用の光検出器 Ｌ（０）、Ｌ（＋１）、Ｌ（−１） 出射光Ｌの回折
光 Ｌｒ（０）＋１、Ｌｒ（＋１）＋１、Ｌｒ（−１）＋１
戻り光の回折光 Ｌｒ（０）−１、Ｌｒ（＋１）−１、Ｌｒ（−１）−１
戻り光の回折光 ａ、ｂ、ｃ 記録トラック上の光スポット ａ１、ａ２、ｂ１、ｂ２、ｃ１，ｃ２ 光検出器上の光
スポット1 Optical Head Device 2 Laser Diode 3 Objective Lens 4 Recording Medium 4a Recording Surface 4b Recording Track 5 Modulation Diffraction Grating 6 Diffraction Grating 8 Quarter Wave Plate 10 Photodetector 21, 31 Photodetector 22, 23 for RF signal detection , 32, 33 Photodetectors L (0), L (+1), L (−1) for detecting a focusing error signal and a tracking error signal Diffracted light Lr (0) +1, Lr (+1) +1 of the emitted light L, Lr (-1) +1
Diffracted light of return light Lr (0) -1, Lr (+1) -1, Lr (-1) -1
Diffracted light of return light a, b, c Light spots on recording track a1, a2, b1, b2, c1, c2 Light spots on photodetector

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項１】 レーザ光源と、当該レーザ光源からの出
射光を光学式記録媒体の記録面に集光させる対物レンズ
と、前記記録面で反射した戻り光を検出する光検出手段
とを有する光学ヘッド装置において、 前記レーザ光源からの出射光を０次光および＋−１次光
を含む３ビームに分割する変調回折格子と、前記記録面
で反射した戻り３ビームを前記光検出手段に導く導光素
子とを有し、 前記光検出手段は、前記戻り３ビームに含まれる０次光
を受光する記録信号検出用の第１の光検出部と、当該戻
り３ビームに含まれる＋−１次回折光を受光するフォー
カシングエラー検出用の光検出部とを備えており、 前記戻り３ビームの前記＋−１次回折光に含まれる非点
収差に基づきフォーカシングエラーを検出するようにな
っており、前記変調回折格子による回折方向は、前記光学式記録媒
体の記録面におけるトラック方向であり、前記フォーカ
シングエラー検出用の光検出部はトラッキングエラー信
号検出用の検出部を兼用していることを特徴とする光学
ヘッド装置。 1. An optical system comprising a laser light source, an objective lens for converging light emitted from the laser light source on a recording surface of an optical recording medium, and light detection means for detecting return light reflected on the recording surface. In the head device, a modulation diffraction grating that splits the light emitted from the laser light source into three beams including 0th-order light and + 1st-order light, and a guide beam that guides the returning 3 beams reflected by the recording surface to the photodetection means. An optical element, wherein the photodetection means includes a first photodetector for detecting a recording signal that receives 0th-order light included in the return 3 beam, and a + -1 next time included in the return 3 beam. and a light detector for focusing error detection for receiving diffracted light is adapted to detect the return three beams the + -1 focusing error based on the astigmatism included in order diffracted light of the modulation Diffraction case The diffraction direction of the optical recording medium is
The direction of the track on the recording surface of the body,
The optical detection unit for detecting the
Optics characterized by also serving as a detector for signal detection
Head device. 【請求項２】 請求項１において、前記導光素子は、前
記戻り３ビームのそれぞれを前記光検出手段に向けて回
折する回折格子であることを特徴とする光学ヘッド装
置。2. The optical head device according to claim 1, wherein the light guide element is a diffraction grating that diffracts each of the three return beams toward the light detection means. 【請求項３】 レーザ光源と、当該レーザ光源からの出
射光を光学式記録媒体の記録面に集光させる対物レンズ
と、前記記録面で反射した戻り光を検出する光検出手段
とを有する光学ヘッド装置において、 前記レーザ光源からの出射光を０次光および＋−１次光
を含む３ビームに分割する変調回折格子と、前記記録面
で反射した戻り３ビームを前記光検出手段に導く導光素
子とを有し、 前記光検出手段は、前記戻り３ビームに含まれる０次光
を受光する記録信号検出用の第１の光検出部と、当該戻
り３ビームに含まれる＋−１次回折光を受光するフォー
カシングエラー検出用の光検出部とを備えており、 前記戻り３ビームの前記＋−１次回折光に含まれる非点
収差に基づきフォーカシングエラーを検出するようにな
っており、 前記導光素子は、前記戻り３ビームのそれぞれを前記光
検出手段に向けて回折する回折格子であり、 該回折格子は、偏光性回折格子であり、更に、前記変調
回折格子と前記記録面の間に配置された１／４波長板を
有していることを特徴とする光学ヘッド装置。 3. A laser light source and an output from the laser light source.
Objective lens that collects the emitted light on the recording surface of the optical recording medium
And light detection means for detecting the return light reflected by the recording surface
In the optical head device having, the emitted light from the laser light source is 0-order light and + 1-order light.
Modulation grating for splitting into three beams containing
A light guiding element that guides the return three beams reflected by
A photon detection means, and the photodetection means includes a 0th-order light included in the return 3 beam.
And a first photodetector for detecting a recording signal for receiving
For receiving + 1st-order diffracted light included in the three beams
A photodetector for detecting a casing error, and the astigmatism included in the + 1st-order diffracted light of the return 3 beams.
Focusing error is now detected based on aberration.
The light guide element directs each of the three return beams to the light beam.
A diffraction grating diffracting toward the detection means, the diffraction grating being a polarization diffraction grating, and
A quarter-wave plate placed between the diffraction grating and the recording surface
An optical head device characterized by having. 【請求項４】 請求項３において、前記変調回折格子に
よる回折方向は、前記光学式記録媒体の記録面における
トラック方向であり、前記フォーカシングエラー検出用
の光検出部はトラッキングエラー信号検出用の検出部を
兼用していることを特徴とする光学ヘッド装置。 4. The modulation diffraction grating according to claim 3,
Diffraction direction by the recording surface of the optical recording medium
Track direction, for detecting the focusing error
The photodetector of is a detector for tracking error signal detection.
An optical head device, which is also used. 【請求項５】 請求項２、３または４において、前記回
折格子は、前記変調回折格子と前記対物レンズの間に配
置され、前記戻り３ビームのそれぞれを回折して得られ
る＋−１次回折光が前記変調回折格子を通過せずに前記
フォーカシングエラー検出用の光検出部に向かうよう
に、当該戻り３ビームのそれぞれを回折することを特徴
とする光学ヘッド装置。 5. The method according to claim 2, 3 or 4,
A folding grating is arranged between the modulation diffraction grating and the objective lens.
Placed and diffracted on each of the three return beams
The + 1st-order diffracted light does not pass through the modulation diffraction grating and
Heading toward the photodetector for focusing error detection
And diffracts each of the three returned beams
Optical head device.