JP2004055046A - Optical recording and reproducing device - Google Patents

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JP2004055046A
JP2004055046A JP2002211593A JP2002211593A JP2004055046A JP 2004055046 A JP2004055046 A JP 2004055046A JP 2002211593 A JP2002211593 A JP 2002211593A JP 2002211593 A JP2002211593 A JP 2002211593A JP 2004055046 A JP2004055046 A JP 2004055046A
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light
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Shinichi Ijima
井島 新一
Kazuhiko Yamanaka
山中 一彦
Kazutoshi Onozawa
小野澤 和利
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Panasonic Holdings Corp
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical recording and reproducing device which can raise the utilization efficiency of light of an optical system and also which has a constant control characteristic. <P>SOLUTION: The optical recording and reproducing device is provided with a light source which emits light, a condensing means for converging light to be incident on an effective aperture among the light emitted from the light source, a light shielding means for shading the other light heading toward the outside of the effective aperture of the condensing means among the light emitted from the light source, a first diffraction means for diffracting the light transmitted through the aperture of the condensing means among reflected rays of light reflected from the recording medium and a first photodetecting means which detects rays of light diffracted by the first diffraction means and outputs an electric signal. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ディスクドライブ装置に使用される光学式記録再生装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
CD(コンパクト・ディスク)やDVD(ディジタル・ヴァーサタイル・ディスク)といった光ディスク等の光記録媒体の記録再生を行う光学式記録再生装置においては、集光手段である対物レンズにより光源である半導体レーザ素子からの出射光を光記録媒体上へ集光し記録情報の記録再生を行う。
【0003】
近年、光学式記録再生装置は長時間の記録再生という観点より低消費電力化が要求されている。このため、光学式記録再生装置に搭載される光学系において光利用効率を向上させることが要求されている。
【0004】
特開平8−249688号公報及び特開平9−180246号公報には、光学系における光利用効率を向上させるために、光記録媒体上の情報記録列によって反射された±1次回折光のうち対物レンズの有効開口より外側へ入射する光を利用する光学式記録再生装置が開示されている。この従来の光学式記録再生装置は、光記録媒体によって反射された±1次回折反射光のうち、対物レンズの有効開口よりも外側へ入射する光を導光手段によって光検出器へ導くように構成されている。この構成により、対物レンズの有効開口よりも外側へ入射する光束を有効に利用することができるため、光学系における光利用効率を向上させることができる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の光学式記録再生装置においては、光源である半導体レーザ素子から出射された出射光のうち、対物レンズの有効開口よりも外側へ進む光も光記録媒体上へと進む。半導体レーザ素子から対物レンズの有効開口よりも外側へ進んだ後、光記録媒体上で反射した光は、対物レンズの有効開口よりも内側あるいは外側を通過した後、光検出器に対して迷光成分として入射する。
【0006】
対物レンズの光記録媒体に対する相対的な位置は常に変化しているため、このような迷光成分は変動する。従って、静的な迷光成分に加え動的な迷光成分も発生する。このような静的な迷光成分および動的な迷光成分は、光学式記録再生装置における制御特性を不安定にさせるという問題を生じる。
【0007】
また、従来の光学式記録再生装置においては、対物レンズのシフトによって発生するオフセット成分を除去することは考慮されていないため、フォーカス制御およびトラッキング制御において誤差を安定に検出することが困難であるという問題がある。
【0008】
さらに、対物レンズ上に光検出器を配置するように構成すると、駆動電圧を供給するための配線および各種信号を検出するための配線が必要となるので、構成が複雑化するとともに光検出器が大型化するため、フォーカス制御およびトラッキング制御における周波数応答性が劣化するという問題がある。
【0009】
本発明は係る問題を解決するためになされたものであり、その目的は、光学系の光利用効率を向上させることができるとともに安定な制御特性を有する光学式記録再生装置を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る光学式記録再生装置は、光を出射する光源と、前記光源から出射された前記光のうち有効開口内へ入射する光を記録媒体へ集光する集光手段と、前記光源から出射された前記光のうち前記集光手段の前記有効開口よりも外側へ向う光を遮光する遮光手段と、前記記録媒体によって反射された反射光のうち前記集光手段の前記有効開口を透過した光を回折する回折手段と、前記回折手段によって回折された光を受光して電気信号を検出する第1光検出手段と、前記反射光のうち前記集光手段の前記有効開口よりも外側へ向う光を導光する導光手段と、前記導光手段によって導光された光を受光して電気信号を検出する第2光検出手段とを具備することを特徴とする。
【0011】
本発明に係る他の光学式記録再生装置は、光を出射する光源と、前記光源から出射された前記光のうち有効開口内へ入射する光を記録媒体へ集光する集光手段と、前記光源から出射された前記光のうち前記集光手段の前記有効開口よりも外側へ向う光を前記記録媒体へ到達しない方向へ向けて反射する反射手段と、前記記録媒体によって反射された反射光のうち前記集光手段の前記有効開口を透過した光を回折する回折手段と、前記回折手段によって回折された光を受光して電気信号を検出する第1光検出手段とを具備することを特徴とする。
【0012】
【発明の実施の形態】
本発明に係る光学式記録再生装置においては、光源から出射された光のうち集光手段の有効開口よりも外側へ向う光は、遮光手段によって遮光されるために記録媒体へ到達せず、反射光のうち有効開口よりも外側へ向う光を受光して電気信号を検出することができる。このため、集光手段の有効開口よりも外側へ向う光が記録媒体によって反射され、迷光として光検出手段へ入射することを防止することができ、安定な制御特性を得ることができるとともに、光源から出射した光の利用効率を向上させることができる。
【0013】
前記導光手段は、前記反射光のうち前記集光手段の前記有効開口よりも外側へ向う光を回折するホログラムと、前記ホログラムによって回折された光を前記第2光検出手段に向けて反射する反射手段とを有していることが好ましい。反射光のうち有効開口よりも外側へ向う光をホログラムによって効率よく第2光検出手段へ導くためである。
【0014】
前記ホログラムは、ブレーズドホログラムであることが好ましい。ブレーズドホログラムは、回折効率を高めることができるとともに、プラス側に対してマイナス側の回折光が発生しないようにすることができるため、光の利用効率をより一層向上させることができる。
【0015】
前記反射手段は、前記ホログラムよりも外側に設けられた反射面であることが好ましい。簡単な構成によって、光源から出射した光の利用効率を向上させることができるからである。
【0016】
前記ホログラムは、前記集光手段と一体に形成されていることが好ましい。一体に形成すると製造することが容易だからである。
【0017】
前記ブレーズドホログラムは、前記記録媒体上に記録された情報の列である情報記録列に対して平行な方向に沿って分割され、かつ前記情報記録列に対して垂直な方向に沿って分割された複数個のホログラム領域を有していることが好ましい。位相差法、プッシュプル法等のトラッキング誤差検出法に対応するためである。
【0018】
前記第2光検出手段は、前記複数個のホログラム領域にそれぞれ対応する位置にそれぞれ設けられた複数個の光検出器を有しており、各光検出器は、前記情報記録列に対して直交する分割線によって複数個の領域にそれぞれ分割されていることが好ましい。フォーカス誤差およびトラッキング誤差を安定して検出するためである。
【0019】
前記遮光手段は、蒸着膜によって構成されていることが好ましい。遮光手段を安価に製造することができるからである。
【0020】
前記遮光手段は、前記集光手段と一体に形成されていることが好ましい。遮光手段と集光手段とを安価に製造するためである。
【0021】
前記第1光検出手段は、前記光源を挟むように配置されていることが好ましい。回折手段によって回折した光を受光するためである。通常の矩形グレーティングでは回折光がプラス方向とマイナス方向との2方向に発生するため、光源(光軸)の両側に光検出手段を配置すると、プラス方向の回折光とマイナス方向の回折光との双方を利用することができるため、光の利用効率をより一層向上させることができる。
【0022】
前記光源から出射した光のうち光強度が強くかつ光学的解像度が低い中心付近の光を遮光するために設けられた遮光帯をさらに具備することが好まく、また、前記光源から出射した光のうち光強度が強くかつ光学的解像度が低い中心付近の光の位相を変調させるために設けられた位相変調帯をさらに具備することが好ましい。超解像法を使用する光学式記録再生装置に適用することができるからである。
【0023】
前記集光手段と前記導光手段とは、樹脂によって一体に形成されていることが好ましい。集光手段と導光手段とを安価に製造することができるからである。
【0024】
前記集光手段と前記遮光手段と前記導光手段とは、一体に形成されていることが好ましい。集光手段と遮光手段と導光手段とを安価に製造するためである。
【0025】
前記集光手段と前記遮光手段と前記導光手段とは、一体に形成されており、前記光源と前記第1光検出手段と前記第2光検出手段とを形成する基板と、前記導光手段と前記基板とを保持する筐体とをさらに具備することが好ましい。光学式記録再生装置を安価に製造するためである。
【0026】
前記回折手段は、前記集光手段の前記光源側の表面に設けられており、前記回折手段と前記集光手段とは、一体に形成されていることが好ましい。回折手段と集光手段とを安価に製造するためである。
【0027】
本発明に係る他の光学式記録再生装置においては、光源から出射された光のうち集光手段の有効開口よりも外側へ向う光が、記録媒体へ到達しない方向へ向けて反射される。このため、集光手段の有効開口よりも外側へ向う光が記録媒体によって反射され、迷光として光検出手段へ入射することを防止することができる。その結果、安定な制御特性を有する光学式記録再生装置を得ることができる。
【0028】
前記光源から出射した光の光量をモニタするための光量モニタ光検出器をさらに具備しており、前記反射手段は、前記光量モニタ光検出器へ前記光を反射することが好ましい。光源から出射した光の利用効率を向上させるためである。
【0029】
前記反射光のうち前記集光手段の前記有効開口よりも外側へ向う光を導光する導光手段と、前記導光手段によって導光された光を受光して電気信号を検出する第2光検出手段と、前記光源と前記第1光検出手段と前記第2光検出手段とを形成する基板とをさらに具備しており、前記光量モニタ光検出器は、前記基板に形成されていることが好ましい。外部に光量モニタ素子を追加することなく、制御性のよい前光APCを使用可能となり、記録用の装置に適応できる。
【0030】
前記反射光のうち前記集光手段の前記有効開口よりも外側へ向う光を導光する導光手段と、前記導光手段によって導光された光を受光して電気信号を検出する第2光検出手段とをさらに具備しており、前記集光手段と前記導光手段と前記光源と前記第1光検出手段と前記第2光検出手段との相対的位置関係が固定されていることが好ましい。
【0031】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
【0032】
図1は、実施の形態に係る光学式記録再生装置100を模式的に示す断面図である。光学式記録再生装置100は、光記録媒体25へ向って開口する筐体18を備えている。筐体18の開口に形成された底面には、略平板形状をした半導体基板17が設けられている。半導体基板17の表面における略中央には、斜面を有する凹部が形成されている。半導体基板17に形成された凹部には、半導体レーザ素子6が凹部に形成された斜面に対向するように実装されている。半導体基板17の表面における半導体レーザ素子6の周囲には、光検出ユニット11が半導体基板17の表面に半導体技術により形成されている。光検出ユニット11の構成は、一般に慣用されている構成であるため詳細な説明は省略する。半導体基板17の表面における光検出ユニット11の外側には、光検出ユニット5が半導体基板17の表面に形成されている。
【0033】
図2(a)は、光検出ユニット5を構成する4個の光検出器12を模式的に示す平面図である。図2(a)においては、説明および図示を簡潔にするために光検出ユニット11を省略して描いている。光検出ユニット5は、光記録媒体25上に記録された情報の列である情報記録列に対して平行な方向に沿って、かつ情報記録列に対して垂直な方向に沿って4個の光検出器12に分割されている。各光検出器12は、情報記録列に対して直交する分割線15によって2個の受光領域14にそれぞれ分割されている。
【0034】
筐体18には、筐体18に形成された開口を覆うようにホログラム光学素子9が設けられている。ホログラム光学素子9は、半導体レーザ素子6および光検出ユニット11を覆うように配置されたホログラム領域10を有している。ホログラム領域10の構成は、一般に慣用されている構成であるため詳細な説明は省略する。
【0035】
ホログラム光学素子9と光記録媒体25との間には、対物レンズ7が設けられている。対物レンズ7は、図示しない対物レンズ駆動装置に固定されている。対物レンズ7は、対物レンズ7へ光が入射し得る領域を表す有効開口8を有している。対物レンズ7の有効開口8の値は、光記録媒体25上の情報記録列を記録再生するために必要な解像度および光記録媒体25のチルト等に対する許容度に基づいて定められている。対物レンズ7の有効開口8は、CDにおいて約0.45、DVDにおいて約0.6である。対物レンズ7の有効開口8がこの値よりも大きいと、光記録媒体25においてチルトが発生したときに生じるコマ収差により、光記録媒体25上の情報記録列を再生することが困難になる。このように、対物レンズ7の有効開口8の上限は制限されている。
【0036】
対物レンズ7の周囲には、回折ユニット2が設けられている。回折ユニット2は、対物レンズ7を囲むように配置されたブレーズドホログラム3を有している。回折ユニット2には、ブレーズドホログラム3の外側に配置された反射膜4が光検出ユニット5に対して外側に拡がるように設けられている。反射膜4は、蒸着によって形成すれば安価に作成することができる。
【0037】
図3は、ブレーズドホログラム3におけるブレーズドホログラム領域13を模式的に示す平面図である。ブレーズドホログラム3は、4個の光検出器12に対応するように、光記録媒体25上に記録された情報の列である情報記録列に対して平行な方向に沿って2個に分割され、かつ情報記録列に対して垂直な方向に沿って2個に分割された4個のブレーズドホログラム領域13を有している。光記録媒体25上の情報記録列と平行及び直交する方向に沿ってブレーズドホログラム3を分割しているのは、フォーカス制御およびトラッキング制御における誤差検出法として一般的な位相差法およびプッシュプル法を使用することができるようにするためである。また、対物レンズ7がシフトした時のシフト方向、即ち情報記録列と直交する方向に沿って分割することによって、光検出ユニット5の分割と併せて誤差を安定して検出するためである。
【0038】
ブレーズドホログラム3と半導体基板17との間には、遮光膜1が、半導体レーザ素子6側から見て対物レンズ7を囲むように設けられている。遮光膜1は、蒸着によって形成すれば安価に作成することができる。ブレーズドホログラム3と反射膜4と遮光膜1とは、樹脂により対物レンズ7と一体に成形されている。
【0039】
このように構成された光学式記録再生装置100においては、筐体18内の半導体基板17に形成された凹部に実装された半導体レーザ素子6が凹部に形成された斜面に向ってレーザビームを出射すると、出射されたレーザビームは斜面によって反射され、反射されたレーザビームは拡がり角度を持ってホログラム光学素子9へ向って進み、ホログラム光学素子9に設けられたホログラム領域10を通り抜け、対物レンズ7の有効開口8内および有効開口8よりも外側の双方に入射する。対物レンズ7の有効開口8内に入射したレーザビームは、対物レンズ7を通り抜けて光記録媒体25上へ集光する。対物レンズ7の有効開口8よりも外側へ入射したレーザビームは、遮光膜1によって遮光される。従って、対物レンズ7の有効開口8よりも外側へ入射したレーザビームは光記録媒体25上へ到達しない。
【0040】
図4は、光記録媒体25によって反射された0次回折光22および±1次回折光23を説明するための模式図である。対物レンズ7によって光記録媒体25上へ集光したレーザビームは、光記録媒体25によって反射され、0次回折光22および±1次回折光23となる。光記録媒体25によって反射された0次回折光22は、対物レンズ7へ再度入射する。対物レンズ7を通過した0次回折光22はホログラム光学素子9に設けられたホログラム領域10において回折され、光検出ユニット11へ導かれる。光検出ユニット11は、入射した0次回折光22に基づいて誤差検出信号および情報記録信号を検出する。
【0041】
光記録媒体25によって反射された±1次回折光23のうち対物レンズ7の有効開口内へ入射した成分は、0次回折光22と同様に、ホログラム領域10において回折され、光検出ユニット11へ導かれる。光検出ユニット11は、入射した±1次回折光23の成分に基づいて誤差検出信号および情報記録信号を検出する。
【0042】
光記録媒体25によって反射された±1次回折光23のうち対物レンズ7の有効開口よりも外側へ入射した他の成分は、ブレーズドホログラム3を構成する4分割されたブレーズドホログラム領域13によって対物レンズ7から離れる方向に向って回折される。4個のブレーズドホログラム領域13によって回折された±1次回折光23の他の成分は、反射膜4によって反射され、光検出ユニット5を構成する4個の光検出器12へ導かれる。ブレーズドホログラム3によって±1次回折光23の他の成分を回折すると、±1次回折光23の他の成分を効率よく光検出ユニット5へ導くことができる。
【0043】
4個の光検出器12へ導かれた±1次回折光23の他の成分は、集光スポット像16Aとなる。図3に示す右上のブレーズドホログラム領域13によって回折された±1次回折光23の他の成分は、図4(a)に示す右上の光検出器12における集光スポット像16Aとなり、図3に示す右下のブレーズドホログラム領域13によって回折された±1次回折光23の他の成分は、図4(a)に示す右下の光検出器12における集光スポット像16Aとなり、図3に示す左上のブレーズドホログラム領域13によって回折された±1次回折光23の他の成分は、図4(a)に示す左上の光検出器12における集光スポット像16Aとなり、図3に示す左下のブレーズドホログラム領域13によって回折された±1次回折光23の他の成分は、図4(a)に示す左下の光検出器12における集光スポット像16Aとなる。
【0044】
図2(b)は各光検出器12上に形成された他の集光スポット像16Bを模式的に示す平面図であり、図2(c)は各光検出器12上に形成されたさらに他の集光スポット像16Cを模式的に示す平面図である。図2(a)〜図2(c)に示すように、各光検出器12上の集光スポット像は光記録媒体25と対物レンズ7との間の距離に応じて変化する。対物レンズ7が光記録媒体25に近づく方向へ駆動された結果、対物レンズ7を出射したレーザビームが対物レンズ7から光記録媒体25の表面よりも遠い位置において集光するときは、図2(a)に示すように、各集光スポット像16Aは各分割線15の外側にそれぞれ現れる。対物レンズ7を出射したレーザビームが光記録媒体25の表面上において集光するときは、図2(b)に示すように、各集光スポット像16Bは各分割線15の上にそれぞれ現れる。対物レンズ7が光記録媒体25から離れる方向へ駆動された結果、対物レンズ7を出射したレーザビームが対物レンズ7から光記録媒体25の表面よりも近い位置において集光するときは、図2(c)に示すように、各集光スポット像16Aは各分割線15の内側にそれぞれ現れる。
【0045】
従って、各光検出器12における2個の受光領域14からの差動出力を検出すると、フォーカス誤差を検出することができる。各光検出器12を2個の受光領域14にそれぞれ分割する分割線15の方向は、光記録媒体25に記録された情報記録列と直交している。このため、対物レンズ7が情報記録列に追随した結果、対物レンズ7と半導体レーザ素子6及び光検出器12との間の相対的な位置関係が変動したとしても、集光スポット16A〜16Cは光検出器12上の分割線15に対して平行な方向に沿って移動するため、フォーカス誤差の検出に影響を及ぼすことはない。
【0046】
以上のように本実施の形態によれば、半導体レーザ素子6から出射された光のうち対物レンズ7の有効開口8よりも外側へ向う光は、遮光膜1によって遮光されるために記録媒体25へ到達しない。このため、対物レンズ7の有効開口8よりも外側へ向う光が光記録媒体25によって反射され、迷光として光検出ユニット11へ入射することを防止することができる。その結果、安定な制御特性を有する光学式記録再生装置を得ることができる。
【0047】
また本実施の形態によれば、光記録媒体25によって反射された±1次回折光23のうち対物レンズ7の有効開口8よりも外側へ向う成分を回折する回折ユニット2と、回折ユニット2によって回折された±1次回折光23の成分を受光して電気信号を検出する光検出器12とをさらに具備している。このため、反射された±1次回折光23のうち対物レンズ7の有効開口8よりも外側へ向う成分を受光して、電気信号を検出することができる。その結果、半導体レーザ素子6から出射した光の利用効率を向上させることができる
なお、各光検出器12からの出力に基づいてフォーカス誤差を検出する例を示したが、本発明はこれに限定されない。各光検出器12からの出力をS03b1、S03b2、S03b3、S03b4と示した場合、下記に示す式1によってトラッキングエラー信号TE1を求めれば、位相差法に従ってトラッキング誤差を検出することができる。
【0048】
TE1=(S03b1+S03b4)−(S03b2+S03b3)…式1
また、下記に示す式2によってトラッキングエラー信号TE2を求めれば、プッシュプル法に従ってトラッキング誤差を検出することができる。
【0049】
TE2=(S03b1+S03b2)−(S03b3+S03b4)…式2
さらに、光記録媒体25から反射した0次回折光22をホログラム光学素子9上のホログラム領域10によって回折して光検出ユニット11へと導く構成と合わせて、様々な構成の組み合わせを選択することができることはいうまでもない。
【0050】
なお、回折ユニット2がブレーズドホログラム3と反射膜4とによって構成される例を示したが、複数の反射膜を組み合わせて回折ユニット2を構成し、対物レンズ7の有効開口よりも外側へ入射した±1次回折光23の他の成分を各光検出器12へ導いてもよい。
【0051】
本実施の形態においては遮光膜1を蒸着した構成の例を示しているが、遮光膜1の替わりに反射面を用いた構成としてもよい。反射面により対物レンズ7の有効開口8よりも外側に入射したレーザビームを迷光成分として影響を及ぼさない任意の方向へと反射する構成としてもよい。例えば、光量モニタ用の光検出器を適切な位置に設け、有効開口8よりも外側に入射したレーザビームを光量モニタ用の光検出器へと反射面によって反射集光させ、半導体レーザ素子6から出射されたレーザビームの光量をモニタすることもできる。
【0052】
本実施の形態においては、光検出ユニット5および11を形成した半導体基板17の上に半導体レーザ素子6を実装する構成の例を示しているが、半導体レーザ素子6と光検出ユニット5および光検出ユニット11は筐体内に個別に実装してもよいし、更には同一の筐体内に実装する必要もなく筐体と別個に配置してもよい。いずれの形態であっても本発明の効果が得られる事には変わりがない。
【0053】
本実施の形態においては、対物レンズ7の有効開口8よりも外側に入射した±1次回折光23を焦点誤差検出およびトラッキング誤差検出に使用している例を示したが、例えば、光記録媒体に対するチルト成分を検出し、フォーカス制御、トラッキング制御とともに、チルト制御を行うことにより、さらに安定度が高い光学式記録再生装置を構成することができる。他の種類の物理量を検出するために使用してもよい。光記録媒体の種類に応じて各受光器を適切に配置すればよい。
【0054】
図5は実施の形態に係る他の光学式記録再生装置100Aを模式的に示す断面図であり、図6(a)は実施の形態に係る他の光学式記録再生装置100Aが記録再生する光記録媒体25によって反射された0次回折光を説明するための模式図であり、図6(b)は光記録媒体25によって反射された他の回折光を説明するための模式図であり、図6(c)は光記録媒体25によって反射されたさらに他の回折光を説明するための模式図である。
【0055】
図1ないし図4を参照して前述した光学式記録再生装置100の構成要素と同一の構成要素には同一の参照符号を付している。従って、これらの構成要素の詳細な説明は省略する。前述した光学式記録再生装置100と異なる点は、超解像法を使用するために遮光帯19をさらに備えている点である。
【0056】
対物レンズ7の半導体レーザ素子6側の表面の略中央には、遮光帯19が設けられている。遮光帯19は、半導体レーザ素子6から出射し、ホログラム領域10を通り抜けた光強度分布を有するレーザビームのうち、光強度が高く且つ光学的解像度が低い中心付近の成分を、遮光膜19と光記録媒体25との間の位置関係に応じて図6(a)ないし図6(c)に示すように遮光する。このような遮光帯19を設けた超解像法によれば、光記録媒体上の集光スポットを、対物レンズの有効開口の開口数とレーザビームの波長とによって定まる大きさよりも小さくすることができる等、光学系の解像度をより高くすることが可能となる。
【0057】
光記録媒体25によって反射されたレーザビームのうちの0次回折光22は、対物レンズ7へ再び入射する。対物レンズ7を通り抜けた0次回折光22のうち遮光帯19へ入射した成分は、遮光帯19によって遮光されるために、ホログラム領域10を通って光検出ユニット11へ到達しない。このため、0次回折光22に基づいてフォーカス誤差を検出することは困難である。
【0058】
しかしながら実施の形態2に係る光学式記録再生装置100Aにおいては、光記録媒体25によって反射された±1次回折光23のうち、対物レンズ7の有効開口よりも外側へ入射して、ブレーズドホログラム領域13および反射膜4によって、光検出ユニット5を構成する光検出器12へ導かれた±1次回折光23の他の成分に基づいてフォーカス誤差を検出することができる。このため、遮光帯19による影響を受けることなく、フォーカス誤差を安定して検出することができる。
【0059】
なお、超解像法を使用するために遮光帯19を設けた例を説明したが、本発明はこれに限定されない。光源から出射した光のうち光強度が強くかつ光学的解像度が低い中心付近の光の位相を変調させるための位相変調帯を設けてもよい。
【0060】
図7は、実施の形態に係るさらに他の光学式記録再生装置100Bを模式的に示す断面図である。図1ないし図4を参照して前述した光学式記録再生装置100の構成要素と同一の構成要素には同一の参照符号を付している。従って、これらの構成要素の詳細な説明は省略する。前述した光学式記録再生装置100と異なる点は、ホログラム光学素子9およびホログラム領域10の替わりにホログラム領域10Aを設けている点、および筐体18の替わりに筐体18Aを設けている点である。
【0061】
対物レンズ7の半導体レーザ素子6側の表面には、ホログラム領域10Aが配置されている。ホログラム領域10Aは、対物レンズ7と一体に成型されている。対物レンズ7は、遮光膜1および回折ユニット2と一体に成型されており、筐体18Aと一体に組み立てられている。このように、筐体18Aの内部に配置された半導体基板17に設けられた半導体レーザ素子6および光検出ユニット11および5と、対物レンズ7とが一体に構成されている。
【0062】
この構成においても、対物レンズ7の有効開口よりも外側へ入射する成分は光記録媒体25へ到達しないために、反射光が迷光成分として光検出ユニット11へ入射しない。また光記録媒体25によって反射された±1次回折光23のうち対物レンズ7の有効開口よりも外側へ入射した成分を回折ユニット2によって誤差検出信号として使用しているため、光利用効率が向上し、且つ安定な制御特性を実現することが可能となる効果は同様である。また、図7に示すように、筐体18Aの内部に配置された半導体基板17に設けられた半導体レーザ素子6および光検出ユニット11および5と、対物レンズ7とが一体に構成された一体型とする事で部品点数を削減することができる。また、情報記録列に対して対物レンズ7が追随する場合の相対的な位置変位を考慮する必要がないために、信号特性の向上および設計マージンの拡大といった効果を得ることができる。
【0063】
遮光膜1を対物レンズ7と一体に形成した構成の例を示したが、遮光膜1と対物レンズ7との間の相対的な位置関係が固定された構成であれば、遮光膜1を対物レンズ7と別個に形成してもよい。例えば、半導体レーザ素子を対物レンズと一体に可動部内に搭載した、いわゆる一体型の光学式記録再生装置においては、遮光膜と対物レンズとの相対的な位置関係を固定することができるため、遮光膜を対物レンズと別個に形成してもよい。遮光膜1の構成は、対物レンズ7の有効開口よりも外側へ入射したレーザビームの光記録媒体25上への到達を防止することができる構成であればよく、本実施の形態の構成に限定されるものではない。
【0064】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、光学系の光利用効率を向上させることができるとともに安定な制御特性を有する光学式記録再生装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施の形態に係る光学式記録再生装置を模式的に示す断面図である。
【図2】実施の形態に係る光学式記録再生装置に設けられた光検出ユニットを構成する4個の光検出器を模式的に示す平面図であり、
(a)は各光検出器上に形成された集光スポット像を模式的に示す平面図であり、
(b)は、各光検出器上に形成された他の集光スポット像を模式的に示す平面図であり、
(c)は、各光検出器上に形成されたさらに他の集光スポット像を模式的に示す平面図である。
【図3】実施の形態に係る光学式記録再生装置に設けられたブレーズドホログラムにおけるブレーズドホログラム領域を模式的に示す平面図である。
【図4】実施の形態に係る光学式記録再生装置が記録再生する光記録媒体によって反射された0次回折光および±1次回折光を説明するための模式図である。
【図5】実施の形態に係る他の光学式記録再生装置を模式的に示す断面図である。
【図6】(a)は、実施の形態に係る他の光学式記録再生装置が記録再生する光記録媒体によって反射された回折光を説明するための模式図であり、
(b)は、光記録媒体によって反射された他の回折光を説明するための模式図であり、
(c)は、光記録媒体によって反射されたさらに他の回折光を説明するための模式図である。
【図7】実施の形態に係るさらに他の光学式記録再生装置を模式的に示す断面図である。
【符号の説明】
1 遮光膜
2 回折ユニット
3 ブレーズドホログラム
4 反射膜
5 光検出ユニット
6 半導体レーザ素子
7 対物レンズ
8 有効開口
9 ホログラム光学素子
10 ホログラム領域
11 光検出ユニット
12 光検出器
13 ブレーズドホログラム領域
14 受光領域
15 分割線
17 基板
18 筐体
19 遮光帯
22 0次回折光
23 ±1次回折光
25 光記録媒体
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an optical recording / reproducing device used for an optical disk drive.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art In an optical recording / reproducing apparatus for recording / reproducing an optical recording medium such as an optical disk such as a CD (compact disk) and a DVD (digital versatile disk), a semiconductor laser element as a light source is provided by an objective lens which is a condensing means. The light emitted from the optical disc is converged on an optical recording medium to record and reproduce recorded information.
[0003]
In recent years, optical recording / reproducing apparatuses have been required to reduce power consumption from the viewpoint of long-term recording / reproducing. For this reason, it is required to improve the light use efficiency in an optical system mounted on an optical recording / reproducing apparatus.
[0004]
JP-A-8-249688 and JP-A-9-180246 disclose an objective lens of ± 1st-order diffracted light reflected by an information recording sequence on an optical recording medium in order to improve light use efficiency in an optical system. An optical recording / reproducing apparatus using light incident outside the effective aperture of the optical disc is disclosed. This conventional optical recording / reproducing apparatus is designed so that, of the ± 1st-order diffracted reflected light reflected by the optical recording medium, light incident outside the effective aperture of the objective lens is guided to the photodetector by the light guiding means. It is configured. With this configuration, it is possible to effectively use the light beam incident outside the effective aperture of the objective lens, and thus it is possible to improve the light use efficiency in the optical system.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above-mentioned conventional optical recording / reproducing apparatus, of the light emitted from the semiconductor laser element as the light source, the light that travels outside the effective aperture of the objective lens also travels on the optical recording medium. After traveling outside the effective aperture of the objective lens from the semiconductor laser element, the light reflected on the optical recording medium passes through the inside or outside of the effective aperture of the objective lens, and then becomes a stray light component to the photodetector. Incident.
[0006]
Since the position of the objective lens relative to the optical recording medium is constantly changing, such a stray light component fluctuates. Therefore, a dynamic stray light component is generated in addition to a static stray light component. Such a static stray light component and a dynamic stray light component cause a problem that the control characteristics of the optical recording / reproducing apparatus become unstable.
[0007]
Further, in the conventional optical recording / reproducing apparatus, it is difficult to stably detect an error in focus control and tracking control because removal of an offset component caused by a shift of an objective lens is not considered. There's a problem.
[0008]
Furthermore, if the photodetector is arranged on the objective lens, wiring for supplying a drive voltage and wiring for detecting various signals are required, which complicates the configuration and reduces the size of the photodetector. Due to the increase in size, there is a problem that frequency response in focus control and tracking control is deteriorated.
[0009]
The present invention has been made to solve such a problem, and an object of the present invention is to provide an optical recording / reproducing apparatus that can improve the light use efficiency of an optical system and has stable control characteristics. .
[0010]
[Means for Solving the Problems]
An optical recording / reproducing apparatus according to the present invention includes: a light source that emits light; a light-collecting unit that collects light that enters the effective aperture among light emitted from the light source onto a recording medium; and Light-shielding means for shielding light emitted to the outside of the effective aperture of the light-collecting means of the emitted light; and light transmitted through the effective aperture of the light-collecting means among reflected light reflected by the recording medium. Diffraction means for diffracting light, first light detection means for receiving an electric signal by receiving the light diffracted by the diffraction means, and out of the effective aperture of the condensing means of the reflected light. It is characterized by comprising a light guiding means for guiding light, and a second light detecting means for receiving the light guided by the light guiding means and detecting an electric signal.
[0011]
Another optical recording / reproducing apparatus according to the present invention includes a light source that emits light, and a light-condensing unit that condenses light incident on an effective aperture among the light emitted from the light source onto a recording medium; A reflection unit that reflects light of the light emitted from the light source toward the outside of the effective aperture of the light collection unit in a direction that does not reach the recording medium; and a reflection unit that reflects the light reflected by the recording medium. And a diffracting means for diffracting the light transmitted through the effective aperture of the focusing means, and a first light detecting means for receiving the light diffracted by the diffracting means and detecting an electric signal. I do.
[0012]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
In the optical recording / reproducing apparatus according to the present invention, of the light emitted from the light source, the light going outside the effective aperture of the light condensing means is not blocked by the light blocking means and does not reach the recording medium. The electric signal can be detected by receiving the light that goes to the outside of the effective aperture out of the light. For this reason, it is possible to prevent light that goes outside the effective aperture of the light condensing means from being reflected by the recording medium and to be incident on the light detecting means as stray light. Efficiency of the light emitted from the light source can be improved.
[0013]
A hologram for diffracting light of the reflected light directed outward from the effective aperture of the light condensing means; and a light diffracted by the hologram, for reflecting the reflected light toward the second light detecting means. It is preferable to have reflection means. This is because, out of the reflected light, the light that goes outside the effective aperture is efficiently guided to the second light detecting means by the hologram.
[0014]
Preferably, the hologram is a blazed hologram. The blazed hologram can increase the diffraction efficiency and can prevent the generation of the diffracted light on the minus side with respect to the plus side, so that the light use efficiency can be further improved.
[0015]
Preferably, the reflection means is a reflection surface provided outside the hologram. This is because the use efficiency of light emitted from the light source can be improved with a simple configuration.
[0016]
It is preferable that the hologram is formed integrally with the light collecting means. This is because if they are formed integrally, they can be easily manufactured.
[0017]
The blazed hologram is divided along a direction parallel to an information recording sequence, which is a sequence of information recorded on the recording medium, and divided along a direction perpendicular to the information recording sequence. It is preferable to have a plurality of hologram regions. This is to support a tracking error detection method such as a phase difference method and a push-pull method.
[0018]
The second light detecting means has a plurality of light detectors provided at positions respectively corresponding to the plurality of hologram regions, and each light detector is orthogonal to the information recording sequence. It is preferable that each region is divided into a plurality of regions by the dividing line. This is for stably detecting the focus error and the tracking error.
[0019]
It is preferable that the light shielding means is constituted by a vapor-deposited film. This is because the light shielding means can be manufactured at low cost.
[0020]
It is preferable that the light shielding unit is formed integrally with the light collecting unit. This is because the light shielding means and the light collecting means are manufactured at low cost.
[0021]
It is preferable that the first light detection means is arranged so as to sandwich the light source. This is for receiving the light diffracted by the diffracting means. In a normal rectangular grating, diffracted light is generated in two directions, a plus direction and a minus direction. Therefore, if light detecting means is arranged on both sides of the light source (optical axis), the difference between the plus direction and the minus direction is obtained. Since both can be used, the light use efficiency can be further improved.
[0022]
It is preferable that the light source further includes a light-shielding band provided to shield light near the center where the light intensity is high and the optical resolution is low among the light emitted from the light source, and It is preferable to further include a phase modulation band provided for modulating the phase of light near the center where the light intensity is high and the optical resolution is low. This is because it can be applied to an optical recording / reproducing apparatus using a super-resolution method.
[0023]
It is preferable that the light condensing unit and the light guiding unit are integrally formed of resin. This is because the light collecting means and the light guiding means can be manufactured at low cost.
[0024]
It is preferable that the light collecting means, the light shielding means, and the light guiding means are formed integrally. This is because the light collecting means, the light shielding means, and the light guiding means are manufactured at low cost.
[0025]
The light collecting means, the light blocking means, and the light guiding means are integrally formed, and a substrate forming the light source, the first light detecting means, and the second light detecting means; It is preferable to further include a housing for holding the substrate. This is for manufacturing the optical recording / reproducing apparatus at low cost.
[0026]
Preferably, the diffraction means is provided on a surface of the light condensing means on the light source side, and the diffraction means and the light condensing means are preferably formed integrally. This is because the diffraction means and the light condensing means are manufactured at low cost.
[0027]
In another optical recording / reproducing apparatus according to the present invention, of the light emitted from the light source, light that goes outside the effective aperture of the light condensing means is reflected in a direction that does not reach the recording medium. For this reason, it is possible to prevent light that goes outward from the effective aperture of the light collecting means from being reflected by the recording medium and entering the light detecting means as stray light. As a result, an optical recording / reproducing apparatus having stable control characteristics can be obtained.
[0028]
It is preferable that the apparatus further includes a light amount monitoring light detector for monitoring the light amount of the light emitted from the light source, and the reflection unit reflects the light to the light amount monitoring light detector. This is for improving the use efficiency of the light emitted from the light source.
[0029]
A light guide for guiding the reflected light out of the effective aperture of the condensing means, and a second light for receiving the light guided by the light guide and detecting an electrical signal A light source, the first light detecting means, and the second light detecting means; and a substrate forming the light source, the first light detecting means, and the second light detecting means. The light amount monitor light detector is formed on the substrate. preferable. The front light APC with good controllability can be used without adding an external light amount monitoring element, and it can be applied to a recording apparatus.
[0030]
A light guide for guiding the reflected light out of the effective aperture of the condensing means, and a second light for receiving the light guided by the light guide and detecting an electrical signal It is preferable that the apparatus further comprises a detection unit, and a relative positional relationship among the light collection unit, the light guide unit, the light source, the first light detection unit, and the second light detection unit be fixed. .
[0031]
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0032]
FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing an optical recording / reproducing apparatus 100 according to an embodiment. The optical recording / reproducing apparatus 100 includes a housing 18 that opens toward the optical recording medium 25. A substantially flat semiconductor substrate 17 is provided on a bottom surface formed in the opening of the housing 18. At the approximate center of the surface of the semiconductor substrate 17, a concave portion having a slope is formed. The semiconductor laser element 6 is mounted in the recess formed in the semiconductor substrate 17 so as to face the slope formed in the recess. Around the semiconductor laser element 6 on the surface of the semiconductor substrate 17, the light detection unit 11 is formed on the surface of the semiconductor substrate 17 by semiconductor technology. The configuration of the light detection unit 11 is a commonly used configuration, and a detailed description thereof will be omitted. The light detection unit 5 is formed on the surface of the semiconductor substrate 17 outside the light detection unit 11 on the surface of the semiconductor substrate 17.
[0033]
FIG. 2A is a plan view schematically illustrating four light detectors 12 included in the light detection unit 5. In FIG. 2A, the light detection unit 11 is omitted for simplicity of description and illustration. The light detection unit 5 is provided with four light sources along a direction parallel to the information recording sequence, which is a sequence of information recorded on the optical recording medium 25, and along a direction perpendicular to the information recording sequence. It is divided into detectors 12. Each photodetector 12 is divided into two light receiving regions 14 by a dividing line 15 orthogonal to the information recording sequence.
[0034]
The housing 18 is provided with a hologram optical element 9 so as to cover an opening formed in the housing 18. The hologram optical element 9 has a hologram area 10 arranged so as to cover the semiconductor laser element 6 and the light detection unit 11. The configuration of the hologram region 10 is a commonly used configuration, and a detailed description thereof will be omitted.
[0035]
The objective lens 7 is provided between the hologram optical element 9 and the optical recording medium 25. The objective lens 7 is fixed to an objective lens driving device (not shown). The objective lens 7 has an effective aperture 8 representing a region where light can enter the objective lens 7. The value of the effective aperture 8 of the objective lens 7 is determined based on the resolution required for recording and reproducing the information recording sequence on the optical recording medium 25 and the tolerance of the optical recording medium 25 for tilt and the like. The effective aperture 8 of the objective lens 7 is about 0.45 for a CD and about 0.6 for a DVD. If the effective aperture 8 of the objective lens 7 is larger than this value, it is difficult to reproduce an information recording row on the optical recording medium 25 due to coma generated when tilt occurs in the optical recording medium 25. Thus, the upper limit of the effective aperture 8 of the objective lens 7 is limited.
[0036]
The diffraction unit 2 is provided around the objective lens 7. The diffraction unit 2 has a blazed hologram 3 arranged so as to surround the objective lens 7. In the diffraction unit 2, a reflection film 4 disposed outside the blazed hologram 3 is provided so as to extend outward with respect to the light detection unit 5. The reflection film 4 can be formed at low cost if formed by vapor deposition.
[0037]
FIG. 3 is a plan view schematically showing a blazed hologram region 13 in the blazed hologram 3. The blazed hologram 3 is divided into two pieces in a direction parallel to an information recording row which is a row of information recorded on the optical recording medium 25 so as to correspond to the four photodetectors 12. And has four blazed hologram regions 13 divided into two along the direction perpendicular to the information recording sequence. The reason why the blazed hologram 3 is divided along the direction parallel to and perpendicular to the information recording row on the optical recording medium 25 is a general phase difference method and a push-pull method as error detection methods in focus control and tracking control. Is to be able to use. Further, by dividing along the shift direction at the time when the objective lens 7 shifts, that is, the direction orthogonal to the information recording row, the error is stably detected together with the division of the light detection unit 5.
[0038]
The light-shielding film 1 is provided between the blazed hologram 3 and the semiconductor substrate 17 so as to surround the objective lens 7 when viewed from the semiconductor laser element 6 side. If the light-shielding film 1 is formed by vapor deposition, it can be produced at low cost. The blazed hologram 3, the reflection film 4, and the light-shielding film 1 are formed integrally with the objective lens 7 by resin.
[0039]
In the optical recording / reproducing apparatus 100 configured as described above, the semiconductor laser element 6 mounted in the concave portion formed in the semiconductor substrate 17 in the housing 18 emits a laser beam toward the slope formed in the concave portion. Then, the emitted laser beam is reflected by the inclined surface, and the reflected laser beam travels toward the hologram optical element 9 with a diverging angle, passes through the hologram area 10 provided in the hologram optical element 9, and passes through the objective lens 7. Are incident both inside the effective opening 8 and outside the effective opening 8. The laser beam that has entered the effective aperture 8 of the objective lens 7 passes through the objective lens 7 and is focused on the optical recording medium 25. The laser beam incident outside the effective aperture 8 of the objective lens 7 is shielded by the light shielding film 1. Therefore, the laser beam incident outside the effective aperture 8 of the objective lens 7 does not reach the optical recording medium 25.
[0040]
FIG. 4 is a schematic diagram for explaining the zero-order diffracted light 22 and the ± first-order diffracted light 23 reflected by the optical recording medium 25. The laser beam condensed on the optical recording medium 25 by the objective lens 7 is reflected by the optical recording medium 25, and becomes a 0th-order diffracted light 22 and ± 1st-order diffracted light 23. The zero-order diffracted light 22 reflected by the optical recording medium 25 enters the objective lens 7 again. The 0th-order diffracted light 22 that has passed through the objective lens 7 is diffracted in the hologram area 10 provided in the hologram optical element 9 and guided to the light detection unit 11. The light detection unit 11 detects an error detection signal and an information recording signal based on the incident zero-order diffracted light 22.
[0041]
Of the ± 1st-order diffracted light 23 reflected by the optical recording medium 25, the component incident into the effective aperture of the objective lens 7 is diffracted in the hologram area 10 like the 0th-order diffracted light 22 and guided to the light detection unit 11. . The light detection unit 11 detects an error detection signal and an information recording signal based on the components of the incident ± first-order diffracted light 23.
[0042]
The other components of the ± first-order diffracted light 23 reflected by the optical recording medium 25 and incident outside the effective aperture of the objective lens 7 are subjected to the objective by the blazed hologram region 13 divided into four parts constituting the blazed hologram 3. The light is diffracted in a direction away from the lens 7. Other components of the ± first-order diffracted light 23 diffracted by the four blazed hologram regions 13 are reflected by the reflection film 4 and guided to the four photodetectors 12 constituting the photodetection unit 5. When the other components of the ± first-order diffracted light 23 are diffracted by the blazed hologram 3, the other components of the ± first-order diffracted light 23 can be efficiently guided to the light detection unit 5.
[0043]
The other components of the ± 1st-order diffracted light 23 guided to the four photodetectors 12 become a focused spot image 16A. The other components of the ± 1st-order diffracted light 23 diffracted by the upper right blazed hologram region 13 shown in FIG. 3 become a condensed spot image 16A in the upper right photodetector 12 shown in FIG. The other components of the ± 1st-order diffracted light 23 diffracted by the lower right blazed hologram region 13 become the converging spot image 16A in the lower right photodetector 12 shown in FIG. 4A and shown in FIG. The other components of the ± 1st-order diffracted light 23 diffracted by the upper left blazed hologram region 13 become a condensed spot image 16A in the upper left photodetector 12 shown in FIG. The other components of the ± 1st-order diffracted light 23 diffracted by the dehologram region 13 become a converged spot image 16A in the lower left photodetector 12 shown in FIG.
[0044]
FIG. 2B is a plan view schematically showing another focused spot image 16B formed on each photodetector 12, and FIG. It is a top view which shows other condensing spot images 16C typically. As shown in FIGS. 2A to 2C, the condensed spot image on each photodetector 12 changes according to the distance between the optical recording medium 25 and the objective lens 7. When the laser beam emitted from the objective lens 7 is focused at a position farther than the surface of the optical recording medium 25 from the objective lens 7 as a result of driving the objective lens 7 toward the optical recording medium 25, FIG. As shown in a), each condensed spot image 16A appears outside each division line 15. When the laser beam emitted from the objective lens 7 is condensed on the surface of the optical recording medium 25, each condensed spot image 16B appears on each division line 15, as shown in FIG. When the laser beam emitted from the objective lens 7 is focused at a position closer to the surface of the optical recording medium 25 from the objective lens 7 as a result of driving the objective lens 7 away from the optical recording medium 25, FIG. As shown in c), each condensed spot image 16A appears inside each division line 15.
[0045]
Therefore, when a differential output from the two light receiving areas 14 in each photodetector 12 is detected, a focus error can be detected. The direction of the dividing line 15 that divides each photodetector 12 into two light receiving areas 14 is orthogonal to the information recording row recorded on the optical recording medium 25. For this reason, even if the relative positional relationship between the objective lens 7, the semiconductor laser element 6, and the photodetector 12 changes as a result of the objective lens 7 following the information recording sequence, the condensed spots 16 </ b> A to 16 </ b> C Since it moves along a direction parallel to the division line 15 on the photodetector 12, it does not affect the detection of the focus error.
[0046]
As described above, according to the present embodiment, of the light emitted from the semiconductor laser element 6, the light going outside the effective aperture 8 of the objective lens 7 is shielded by the light shielding film 1, so that the recording medium 25 Do not reach. For this reason, it is possible to prevent the light going outside the effective aperture 8 of the objective lens 7 from being reflected by the optical recording medium 25 and entering the light detection unit 11 as stray light. As a result, an optical recording / reproducing apparatus having stable control characteristics can be obtained.
[0047]
Further, according to the present embodiment, the diffraction unit 2 that diffracts components of the ± 1st-order diffracted light 23 reflected by the optical recording medium 25 toward the outside of the effective aperture 8 of the objective lens 7, and diffracts the light by the diffraction unit 2 And a photodetector 12 that receives the component of the ± 1st-order diffracted light 23 and detects an electric signal. Therefore, the reflected ± 1st-order diffracted light 23 can receive a component that goes outside the effective aperture 8 of the objective lens 7 and can detect an electric signal. As a result, the use efficiency of light emitted from the semiconductor laser device 6 can be improved.
Although an example in which the focus error is detected based on the output from each photodetector 12 has been described, the present invention is not limited to this. When the outputs from the respective photodetectors 12 are represented as S03b1, S03b2, S03b3, and S03b4, if the tracking error signal TE1 is obtained by the following equation 1, the tracking error can be detected according to the phase difference method.
[0048]
TE1 = (S03b1 + S03b4)-(S03b2 + S03b3) Equation 1
Further, if the tracking error signal TE2 is obtained by the following equation 2, the tracking error can be detected according to the push-pull method.
[0049]
TE2 = (S03b1 + S03b2)-(S03b3 + S03b4) Equation 2
Furthermore, a combination of various configurations can be selected in addition to the configuration in which the 0th-order diffracted light 22 reflected from the optical recording medium 25 is diffracted by the hologram region 10 on the hologram optical element 9 and guided to the light detection unit 11. Needless to say.
[0050]
Although the example in which the diffraction unit 2 is constituted by the blazed hologram 3 and the reflection film 4 is shown, the diffraction unit 2 is constituted by combining a plurality of reflection films, and the diffraction unit 2 is incident outside the effective aperture of the objective lens 7. The other components of the ± first-order diffracted light 23 may be guided to each photodetector 12.
[0051]
In the present embodiment, an example of a configuration in which the light shielding film 1 is deposited is shown, but a configuration using a reflection surface instead of the light shielding film 1 may be used. The configuration may be such that a laser beam incident outside the effective aperture 8 of the objective lens 7 is reflected by the reflecting surface in an arbitrary direction that does not affect the laser beam as a stray light component. For example, a photodetector for monitoring the light quantity is provided at an appropriate position, and the laser beam incident outside the effective aperture 8 is reflected and condensed by the reflection surface to the photodetector for monitoring the light quantity. It is also possible to monitor the amount of the emitted laser beam.
[0052]
In the present embodiment, an example is shown in which the semiconductor laser element 6 is mounted on the semiconductor substrate 17 on which the light detection units 5 and 11 are formed. The unit 11 may be individually mounted in the housing, or may be separately provided from the housing without having to be mounted in the same housing. In any case, the effects of the present invention can be obtained.
[0053]
In the present embodiment, an example is shown in which the ± 1st-order diffracted light 23 incident outside the effective aperture 8 of the objective lens 7 is used for focus error detection and tracking error detection. By detecting the tilt component and performing the tilt control together with the focus control and the tracking control, it is possible to configure an optical recording / reproducing apparatus with higher stability. It may be used to detect other types of physical quantities. What is necessary is just to arrange each light receiver appropriately according to the kind of optical recording medium.
[0054]
FIG. 5 is a cross-sectional view schematically showing another optical recording / reproducing apparatus 100A according to the embodiment, and FIG. 6A is a light beam recorded / reproduced by the other optical recording / reproducing apparatus 100A according to the embodiment. FIG. 6B is a schematic diagram for explaining the zero-order diffracted light reflected by the recording medium 25, and FIG. 6B is a schematic diagram for explaining another diffracted light reflected by the optical recording medium 25. (C) is a schematic diagram for explaining still another diffracted light reflected by the optical recording medium 25.
[0055]
The same components as those of the optical recording / reproducing apparatus 100 described above with reference to FIGS. 1 to 4 are denoted by the same reference numerals. Therefore, a detailed description of these components will be omitted. The difference from the optical recording / reproducing apparatus 100 described above is that a light-shielding band 19 is further provided in order to use the super-resolution method.
[0056]
A light-shielding band 19 is provided substantially at the center of the surface of the objective lens 7 on the semiconductor laser element 6 side. The light-shielding band 19, among the laser beams having a light intensity distribution emitted from the semiconductor laser element 6 and having passed through the hologram region 10, emits a component near the center where the light intensity is high and the optical resolution is low, to the light-shielding film 19. The light is shielded as shown in FIGS. 6A to 6C according to the positional relationship with the recording medium 25. According to the super-resolution method in which the light-shielding band 19 is provided, it is possible to make the focused spot on the optical recording medium smaller than the size determined by the numerical aperture of the effective aperture of the objective lens and the wavelength of the laser beam. For example, the resolution of the optical system can be further increased.
[0057]
The 0th-order diffracted light 22 of the laser beam reflected by the optical recording medium 25 enters the objective lens 7 again. The component of the zero-order diffracted light 22 that has passed through the objective lens 7 and entered the light-shielding band 19 is shielded by the light-shielding band 19, and does not reach the light detection unit 11 through the hologram area 10. For this reason, it is difficult to detect a focus error based on the zero-order diffracted light 22.
[0058]
However, in the optical recording / reproducing apparatus 100A according to the second embodiment, the ± first-order diffracted light 23 reflected by the optical recording medium 25 is incident outside the effective aperture of the objective lens 7, and the blazed hologram area The focus error can be detected by the 13 and the reflection film 4 based on other components of the ± 1st-order diffracted light 23 guided to the photodetector 12 constituting the photodetection unit 5. Therefore, the focus error can be stably detected without being affected by the light-shielding band 19.
[0059]
Although the example in which the light-shielding band 19 is provided to use the super-resolution method has been described, the present invention is not limited to this. A phase modulation band for modulating the phase of light near the center where the light intensity is high and the optical resolution is low among the lights emitted from the light source may be provided.
[0060]
FIG. 7 is a sectional view schematically showing still another optical recording / reproducing device 100B according to the embodiment. The same components as those of the optical recording / reproducing apparatus 100 described above with reference to FIGS. 1 to 4 are denoted by the same reference numerals. Therefore, a detailed description of these components will be omitted. The difference from the above-mentioned optical recording / reproducing apparatus 100 is that a hologram area 10A is provided instead of the hologram optical element 9 and the hologram area 10, and a housing 18A is provided instead of the housing 18. .
[0061]
A hologram area 10A is arranged on the surface of the objective lens 7 on the semiconductor laser element 6 side. The hologram area 10A is formed integrally with the objective lens 7. The objective lens 7 is formed integrally with the light shielding film 1 and the diffraction unit 2 and is assembled integrally with the housing 18A. Thus, the semiconductor laser element 6 and the light detection units 11 and 5 provided on the semiconductor substrate 17 disposed inside the housing 18A, and the objective lens 7 are integrally formed.
[0062]
Also in this configuration, the component incident outside the effective aperture of the objective lens 7 does not reach the optical recording medium 25, so that the reflected light does not enter the light detection unit 11 as a stray light component. Also, of the ± 1st-order diffracted light 23 reflected by the optical recording medium 25, the component incident outside the effective aperture of the objective lens 7 is used as an error detection signal by the diffraction unit 2, so that the light use efficiency is improved. The effect that enables realizing stable control characteristics is the same. As shown in FIG. 7, an integrated type in which the semiconductor laser element 6 and the light detection units 11 and 5 provided on the semiconductor substrate 17 disposed inside the housing 18A and the objective lens 7 are integrally formed. By doing so, the number of parts can be reduced. Further, since there is no need to consider a relative positional displacement when the objective lens 7 follows the information recording sequence, it is possible to obtain effects such as improvement of signal characteristics and enlargement of a design margin.
[0063]
The example in which the light shielding film 1 is formed integrally with the objective lens 7 has been described. However, if the relative positional relationship between the light shielding film 1 and the objective lens 7 is fixed, the light shielding film 1 It may be formed separately from the lens 7. For example, in a so-called integrated optical recording / reproducing apparatus in which a semiconductor laser element is mounted in a movable portion integrally with an objective lens, since the relative positional relationship between the light-shielding film and the objective lens can be fixed, The film may be formed separately from the objective lens. The configuration of the light-shielding film 1 may be any configuration that can prevent the laser beam incident outside the effective aperture of the objective lens 7 from reaching the optical recording medium 25, and is limited to the configuration of the present embodiment. It is not done.
[0064]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to provide an optical recording / reproducing apparatus capable of improving the light use efficiency of an optical system and having stable control characteristics.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing an optical recording / reproducing apparatus according to an embodiment.
FIG. 2 is a plan view schematically showing four photodetectors constituting a photodetection unit provided in the optical recording / reproducing apparatus according to the embodiment;
(A) is a top view which shows typically the condensed spot image formed on each photodetector,
(B) is a plan view schematically showing another condensed spot image formed on each photodetector,
(C) is a plan view schematically showing still another condensed spot image formed on each photodetector.
FIG. 3 is a plan view schematically showing a blazed hologram area in a blazed hologram provided in the optical recording / reproducing apparatus according to the embodiment.
FIG. 4 is a schematic diagram for explaining 0th-order diffracted light and ± 1st-order diffracted light reflected by an optical recording medium for recording and reproducing by the optical recording and reproducing apparatus according to the embodiment.
FIG. 5 is a cross-sectional view schematically showing another optical recording / reproducing apparatus according to the embodiment.
FIG. 6A is a schematic diagram for explaining diffracted light reflected by an optical recording medium on which recording and reproduction is performed by another optical recording and reproduction device according to the embodiment;
(B) is a schematic diagram for explaining another diffracted light reflected by the optical recording medium,
(C) is a schematic diagram for explaining still another diffracted light reflected by the optical recording medium.
FIG. 7 is a sectional view schematically showing still another optical recording / reproducing apparatus according to the embodiment.
[Explanation of symbols]
1 Shading film
2 Diffraction unit
3 Blazed hologram
4 Reflective film
5 Light detection unit
6 Semiconductor laser device
7 Objective lens
8 Effective aperture
9 Hologram optical element
10 Hologram area
11 Light detection unit
12 Photodetector
13 Blazed hologram area
14 Light receiving area
15 Dividing line
17 Substrate
18 Housing
19 shading belt
22 0th order diffracted light
23 ± 1st order diffracted light
25 Optical recording media

Claims (20)

光を出射する光源と、
前記光源から出射された前記光のうち有効開口内へ入射する光を記録媒体へ集光する集光手段と、
前記光源から出射された前記光のうち前記集光手段の前記有効開口よりも外側へ向う光を遮光する遮光手段と、
前記記録媒体によって反射された反射光のうち前記集光手段の前記有効開口を透過した光を回折する回折手段と、
前記回折手段によって回折された光を受光して電気信号を検出する第1光検出手段と、
前記反射光のうち前記集光手段の前記有効開口よりも外側へ向う光を導光する導光手段と、
前記導光手段によって導光された光を受光して電気信号を検出する第2光検出手段とを具備することを特徴とする光学式記録再生装置。
A light source for emitting light,
Condensing means for condensing light incident on the effective aperture out of the light emitted from the light source on a recording medium,
Light-shielding means for shielding the light emitted from the light source out of the effective aperture of the light-collecting means toward the outside;
Diffraction means for diffracting light transmitted through the effective aperture of the light condensing means out of the reflected light reflected by the recording medium,
First light detection means for receiving the light diffracted by the diffraction means and detecting an electric signal,
A light guide unit that guides light that is directed to the outside of the effective aperture of the light collection unit in the reflected light,
An optical recording / reproducing apparatus, comprising: a second light detecting means for receiving the light guided by the light guiding means and detecting an electric signal.
前記導光手段は、前記反射光のうち前記集光手段の前記有効開口よりも外側へ向う光を回折するホログラムと、
前記ホログラムによって回折された光を前記第2光検出手段に向けて反射する反射手段とを有している、請求項1記載の光学式記録再生装置。
The light guide means, a hologram for diffracting the reflected light out of the effective aperture of the light condensing means toward the outside,
The optical recording / reproducing apparatus according to claim 1, further comprising: a reflection unit configured to reflect light diffracted by the hologram toward the second light detection unit.
前記ホログラムは、ブレーズドホログラムである、請求項2記載の光学式記録再生装置。The optical recording and reproducing apparatus according to claim 2, wherein the hologram is a blazed hologram. 前記反射手段は、前記ホログラムよりも外側に設けられた反射面である、請求項2記載の光学式記録再生装置。3. The optical recording / reproducing apparatus according to claim 2, wherein the reflection unit is a reflection surface provided outside the hologram. 前記ホログラムは、前記集光手段と一体に形成されている、請求項2記載の光学式記録再生装置。The optical recording / reproducing apparatus according to claim 2, wherein the hologram is formed integrally with the condensing means. 前記ブレーズドホログラムは、前記記録媒体上に記録された情報の列である情報記録列に対して平行な方向に沿って分割され、かつ前記情報記録列に対して垂直な方向に沿って分割された複数個のホログラム領域を有している、請求項3記載の光学式記録再生装置。The blazed hologram is divided along a direction parallel to an information recording sequence, which is a sequence of information recorded on the recording medium, and divided along a direction perpendicular to the information recording sequence. 4. The optical recording and reproducing apparatus according to claim 3, wherein the optical recording and reproducing apparatus has a plurality of hologram regions. 前記第2光検出手段は、前記複数個のホログラム領域にそれぞれ対応する位置にそれぞれ設けられた複数個の光検出器を有しており、
各光検出器は、前記情報記録列に対して直交する分割線によって複数個の領域にそれぞれ分割されている、請求項6記載の光学式記録再生装置。
The second light detection means has a plurality of light detectors provided at positions respectively corresponding to the plurality of hologram regions,
The optical recording / reproducing apparatus according to claim 6, wherein each of the photodetectors is divided into a plurality of regions by dividing lines orthogonal to the information recording sequence.
前記遮光手段は、蒸着膜によって構成されている、請求項1記載の光学式記録再生装置。2. The optical recording / reproducing apparatus according to claim 1, wherein said light shielding means is constituted by a vapor-deposited film. 前記遮光手段は、前記集光手段と一体に形成されている、請求項1記載の光学式記録再生装置。2. The optical recording / reproducing apparatus according to claim 1, wherein the light shielding unit is formed integrally with the light collecting unit. 前記第1光検出手段は、前記光源を挟むように配置されている、請求項1記載の光学式記録再生装置。2. The optical recording / reproducing apparatus according to claim 1, wherein the first light detection unit is disposed so as to sandwich the light source. 前記光源から出射した光のうち光強度が強くかつ光学的解像度が低い中心付近の光を遮光するために設けられた遮光帯をさらに具備する、請求項1記載の光学式記録再生装置。2. The optical recording / reproducing apparatus according to claim 1, further comprising a light-shielding band provided to shield light near a center having a high light intensity and a low optical resolution among the light emitted from the light source. 前記光源から出射した光のうち光強度が強くかつ光学的解像度が低い中心付近の光の位相を変調させるために設けられた位相変調帯をさらに具備する、請求項1記載の光学式記録再生装置。2. The optical recording / reproducing apparatus according to claim 1, further comprising a phase modulation band provided for modulating the phase of light near the center having high light intensity and low optical resolution among the lights emitted from the light source. . 前記集光手段と前記導光手段とは、樹脂によって一体に形成されている、請求項1記載の光学式記録再生装置。The optical recording / reproducing apparatus according to claim 1, wherein the light condensing unit and the light guiding unit are integrally formed of a resin. 前記集光手段と前記遮光手段と前記導光手段とは、一体に形成されている、請求項1記載の光学式記録再生装置。The optical recording / reproducing apparatus according to claim 1, wherein the light condensing unit, the light blocking unit, and the light guide unit are integrally formed. 前記集光手段と前記遮光手段と前記導光手段とは、一体に形成されており、
前記光源と前記第1光検出手段と前記第2光検出手段とを形成する基板と、
前記導光手段と前記基板とを保持する筐体とをさらに具備する、請求項1記載の光学式記録再生装置。
The light collecting means, the light shielding means, and the light guide means are formed integrally,
A substrate forming the light source, the first light detecting means, and the second light detecting means;
The optical recording / reproducing apparatus according to claim 1, further comprising a housing that holds the light guide unit and the substrate.
前記回折手段は、前記集光手段の前記光源側の表面に設けられており、
前記回折手段と前記集光手段とは、一体に形成されている、請求項1記載の光学式記録再生装置。
The diffraction means is provided on the light source side surface of the light condensing means,
The optical recording / reproducing apparatus according to claim 1, wherein the diffraction means and the light condensing means are formed integrally.
光を出射する光源と、
前記光源から出射された前記光のうち有効開口内へ入射する光を記録媒体へ集光する集光手段と、
前記光源から出射された前記光のうち前記集光手段の前記有効開口よりも外側へ向う光を前記記録媒体へ到達しない方向へ向けて反射する反射手段と、
前記記録媒体によって反射された反射光のうち前記集光手段の前記有効開口を透過した光を回折する回折手段と、
前記回折手段によって回折された光を受光して電気信号を検出する第1光検出手段とを具備することを特徴とする光学式記録再生装置。
A light source for emitting light,
Condensing means for condensing light incident on the effective aperture out of the light emitted from the light source on a recording medium,
Reflecting means for reflecting the light emitted from the light source toward the outside of the effective aperture of the light collecting means in a direction not reaching the recording medium,
Diffraction means for diffracting light transmitted through the effective aperture of the light condensing means out of the reflected light reflected by the recording medium,
An optical recording / reproducing apparatus, comprising: first light detecting means for receiving the light diffracted by the diffraction means and detecting an electric signal.
前記光源から出射した光の光量をモニタするための光量モニタ光検出器をさらに具備しており、
前記反射手段は、前記光量モニタ光検出器へ前記光を反射する、請求項17記載の光学式記録再生装置。
The apparatus further includes a light amount monitor light detector for monitoring the light amount of light emitted from the light source,
18. The optical recording / reproducing apparatus according to claim 17, wherein the reflection unit reflects the light to the light amount monitoring photodetector.
前記反射光のうち前記集光手段の前記有効開口よりも外側へ向う光を導光する導光手段と、
前記導光手段によって導光された光を受光して電気信号を検出する第2光検出手段と、
前記光源と前記第1光検出手段と前記第2光検出手段とを形成する基板とをさらに具備しており、
前記光量モニタ光検出器は、前記基板に形成されている、請求項18記載の光学式記録再生装置。
A light guide unit that guides light that is directed to the outside of the effective aperture of the light collection unit in the reflected light,
Second light detecting means for receiving the light guided by the light guiding means and detecting an electric signal,
Further comprising a substrate forming the light source, the first light detecting means, and the second light detecting means,
19. The optical recording / reproducing apparatus according to claim 18, wherein the light quantity monitor photodetector is formed on the substrate.
前記反射光のうち前記集光手段の前記有効開口よりも外側へ向う光を導光する導光手段と、
前記導光手段によって導光された光を受光して電気信号を検出する第2光検出手段とをさらに具備しており、
前記集光手段と前記導光手段と前記光源と前記第1光検出手段と前記第2光検出手段との相対的位置関係が固定されている、請求項17記載の光学式記録再生装置。
A light guide unit that guides light that is directed to the outside of the effective aperture of the light collection unit in the reflected light,
A second light detecting unit that receives the light guided by the light guiding unit and detects an electric signal,
The optical recording / reproducing apparatus according to claim 17, wherein a relative positional relationship among the light condensing unit, the light guide unit, the light source, the first light detection unit, and the second light detection unit is fixed.
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JP2012155838A (en) * 2007-01-18 2012-08-16 Panasonic Corp Optical head, optical disk drive, computer, optical disk player, and optical disk recorder

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