JP2001126273A - Focus error signal detection method and optical disk head device for land/groove recording/reproduction - Google Patents

Focus error signal detection method and optical disk head device for land/groove recording/reproduction

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JP2001126273A
JP2001126273A JP30232899A JP30232899A JP2001126273A JP 2001126273 A JP2001126273 A JP 2001126273A JP 30232899 A JP30232899 A JP 30232899A JP 30232899 A JP30232899 A JP 30232899A JP 2001126273 A JP2001126273 A JP 2001126273A
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land
optical disk
light
error signal
focus error
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Tsutomu Matsui
勉 松井
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NEC Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce a leakage amount into a focus error signal due to track cross and to improve bit error rate characteristics between both of lands/grooves while holding the advantages of a usual astigmatic method that temperature characteristics is excellent and secular deterioration is less. SOLUTION: The land/groove is irradiated by a main beam 20, and the adjacent land/groove is irradiated simultaneously by a sub-beam 30, and the focus error signal are obtained from both of the lands/grooves. Since they are operated electrically, even when the main beam exists on a which track of the land/ groove, the leakage of the track cross into the focus error signal is canceled. Further, the difference of focus servo between the land/groove and the difference of a focus offset in land/groove recording are eliminated in recording/ reproducing bit error rate characteristics.

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】本発明はランド/グルーブの
両者に記録再生する光ディスク装置に用いる光ヘッド装
置並びにフォーカス誤差信号検出方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical head device used for an optical disk device for recording and reproducing data on both lands and grooves, and a method for detecting a focus error signal.

【0002】[0002]

【従来の技術】光ディスクの高密度の記録再生を行うた
めに、記録トラックのランド部やグルーブ部だけではな
く、その両方に記録を行うランド/グルーブ記録再生法
が採られている。光ヘッドの記録再生ビームを光ディス
クの特定トラックに常に焦点を合わせるサーボ機構はト
ラッキングサーボとフォーカスサーボであり、そのうち
フォーカスサーボにおけるフォーカス誤差検出方法とし
ては、非点収差法とナイフエッジ法及びその改良した方
法が代表例である。
2. Description of the Related Art In order to perform high-density recording / reproducing on an optical disk, a land / groove recording / reproducing method for recording not only on a land portion and a groove portion of a recording track but also on both of them has been adopted. The servo mechanism for constantly focusing the recording / reproducing beam of the optical head on a specific track of the optical disc is a tracking servo and a focus servo. Among the focus error detection methods in the focus servo, an astigmatism method, a knife edge method, and an improvement thereof have been developed. The method is a typical example.

【0003】従来の非点収差法によるフォーカス誤差検
出光学系の原理を示しているのが図6であり、光ディス
ク基板100、対物レンズ110、集束レンズ120、
円筒レンズ130、4分割光センサ140とから構成さ
れている。図には、光ディスク基板への記録再生ビーム
が合焦点の場合(b)、合焦位置よりディスク基板が近
い場合(a)および離れている場合(c)と、併せてそ
れぞれの状態に対応した4分割光センサ上の光の強度分
布を示す。ABCDに4つに分割したセンサの対角エレ
メントの光電変換出力の和の差=(A+C)−(B+
D)からフォーカス誤差信号を検出している。
FIG. 6 shows the principle of a conventional focus error detecting optical system based on the astigmatism method. The optical disk substrate 100, the objective lens 110, the focusing lens 120, and the like are shown in FIG.
It comprises a cylindrical lens 130 and a four-division optical sensor 140. In the figure, both cases where the recording / reproducing beam to the optical disk substrate is in focus (b), where the disk substrate is closer (a) and farther (c) than the in-focus position, correspond to each state. 4 shows an intensity distribution of light on a four-division optical sensor. Difference of sum of photoelectric conversion outputs of diagonal elements of sensor divided into four in ABCD = (A + C)-(B +
The focus error signal is detected from D).

【0004】非点収差法とダブルナイフエッジ法の長短
を比較すると、第一にアライメントに対する余裕度の
点、とくにフォーカスセンサの位置ずれに対する感度が
あげられる。非点収差法はダブルナイフエッジ法に比べ
てフォーカスセンサずれに対して安定している。このこ
とは、非点収差法の方が温度安定性や経時劣化の点から
ダブルナイフエッジ法より優れていることを意味する。
When comparing the length of the astigmatism method and the length of the double knife edge method, firstly, there is an increase in the margin for alignment, and in particular, the sensitivity to the positional shift of the focus sensor. The astigmatism method is more stable against the shift of the focus sensor than the double knife edge method. This means that the astigmatism method is superior to the double knife edge method in terms of temperature stability and deterioration over time.

【0005】しかしながら、従来の非点収差法によるフ
ォーカス誤差信号を検出する光ヘッドによってランド/
グルーブ記録をおこなった場合、トラッククロスによる
フォーカス誤差信号への漏れ込みをここでは「変調」と
呼ぶとすると、従来の非点収差法では、フォーカスオフ
セットの「変調」がダブルナイフエッジ法に比べて大き
い。このことは、トラッキング引き込みが不安定とな
り、安定した記録再生の妨げになる。また、フォーカス
オフセットに対するビットエラーレート特性の観点から
は、従来の非点収差法では、ランドとグルーブのビット
エラーレート最小となるフォーカスオフセット点が異な
り、さらにビットエラーレート最小の値そのものも、ラ
ンドとグルーブとでは異なると言う難点がある。
However, an optical head for detecting a focus error signal by the conventional astigmatism method uses a land / land track.
When groove recording is performed, if the leakage into the focus error signal due to track cross is called "modulation" here, in the conventional astigmatism method, the "modulation" of the focus offset is compared with the double knife edge method. large. This makes tracking pull-in unstable and hinders stable recording and reproduction. Further, from the viewpoint of the bit error rate characteristic with respect to the focus offset, the focus offset point at which the bit error rate of the land and the groove becomes minimum differs in the conventional astigmatism method, and the minimum bit error rate itself also differs from the land. There is a drawback that it is different from a groove.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、従来
の非点収差法のもつ温度特性が優れ、経時劣化が少ない
という特長を保持しつつ、トラッククロスによるフォー
カス誤差信号への漏れ込み量(変調)の低減と、ランド
/グルーブの両者の間での記録再生特性の違い、とりわ
けデジタル記録におけるビットエラーレート特性の改善
にある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to maintain the characteristics of the conventional astigmatism method that the temperature characteristics are excellent and the deterioration over time is small, and at the same time, the amount of leakage into the focus error signal due to track crossing. (Modulation) and the difference in recording / reproducing characteristics between both lands / grooves, especially the improvement in bit error rate characteristics in digital recording.

【0007】本発明者は、このようなフォーカスオフセ
ットに対する、トラッククロスによるフォーカス誤差信
号への漏れ込み(「変調」)と、ビットエラーレート特
性のランド/グルーブでの不一致の生ずる原因は、光デ
ィスクのランド/グルーブからの回折パタンの変化とフ
ォーカス誤差信号検出手段のかねあいから生じているも
のであることを突き止めた。すなわち、従来の非点収差
法の4分割センサに到達するフォーカス誤差信号検出ビ
ームを子細に見ると、光ディスクのランドもしくはグル
ーブによる反射0次光の中に、対物レンズによってラン
ドもしくはグルーブによる反射+1次回折光と反射−1
次回折光が取り込まれており、これらが、フォーカス誤
差信号を4分割センサのセンサエレメントのたすき掛け
で差動検出したとき、光電変換信号中に、トラッククロ
ス信号の回り込みとなって現れることが主な原因であ
る。図5にフォーカス誤差信号への変調を示す。従来の
非点収差法では「変調」がフォーカス誤差信号振幅の3
0%もあり、フォーカスサーボの不安定の原因、強いて
は記録再生特性の不安定の原因をとなっている。図示の
矢印のようにフォーカス誤差信号への「変調」を低減さ
せる必要がある。また、ランド/グルーブの両者の間で
の記録再生特性の違いは、上記の原因によるフォーカス
サーボの不安定に加え、作製された光ディスク媒体自体
のもつランド/グルーブの微細な反射回折特性の違い等
も起因している。いずれも、非点収差法におけるフォー
カスサーボを掛けるためのフォーカス誤差信号検出方法
を改善することが課題である。
The inventor of the present invention has found that such a focus offset leaks into a focus error signal due to track crossing ("modulation") and that the bit error rate characteristics do not match between lands / grooves. It was found that the change was caused by the change of the diffraction pattern from the land / groove and the focus error signal detecting means. That is, when the focus error signal detection beam reaching the four-split sensor of the conventional astigmatism method is closely observed, the zero-order light reflected by the land or groove of the optical disk includes the reflection of the land or groove by the objective lens plus the first-order light. Origami and reflection-1
When the focus error signal is differentially detected by crossing of the sensor element of the four-divided sensor, these diffracted lights mainly appear as a wraparound of the track cross signal in the photoelectric conversion signal. Responsible. FIG. 5 shows modulation to a focus error signal. In the conventional astigmatism method, “modulation” is 3% of the focus error signal amplitude.
0%, which causes instability of the focus servo, or instability of the recording / reproducing characteristics. It is necessary to reduce "modulation" to the focus error signal as shown by the arrow in the figure. Further, the difference in recording / reproducing characteristics between the land and the groove is caused not only by the instability of the focus servo due to the above-mentioned cause, but also by the difference in the minute reflection / diffraction characteristics of the land / groove of the manufactured optical disk medium itself. Is also caused. In any case, it is an object to improve a focus error signal detection method for performing focus servo in the astigmatism method.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明の請求項1に係わ
る発明のフォーカス誤差信号検出方法は、ランド/グル
ーブ記録再生用光ディスクヘッドにおいて、記録再生用
レーザ光を副ビーム光量対主ビーム光量の光量比が1以
下の主ビームと副ビームに分岐し、前記2つのビームの
それぞれを光ディスクのランドトラックまたはグルーブ
トラックのどちらかに、かつ同時に照射し、前記光ディ
スクからの前記2つのビームの反射光より非点収差法に
よってそれぞれのフォーカス誤差信号を独立に検出し、
前記主ビームのフォーカス誤差信号と前記副ビームのフ
ォーカス誤差信号に前記光量比の逆数を乗算した信号と
を加算することを特徴とする。本発明の請求項2に係わ
る発明のランド/グルーブ記録再生用光ディスクヘッド
装置は、レーザと、該レーザの出射光を光ディスクに集
光する集光光学系と、前記光ディスクからの反射光より
トラッキング誤差を検出する手段とフォーカス誤差を検
出する手段とRF信号を検出する手段を含む受光光学系
とで構成されるランド/グルーブ記録再生用光ディスク
ヘッド装置であって、前記集光光学系は、前記レーザ光
を副ビーム光量対主ビーム光量の光量比が1以下の主ビ
ームと副ビームに分岐し、前記2つのビームのそれぞれ
を光ディスクのランドトラックまたはグルーブトラック
のどちらかに、かつ同時に照射する手段を有し、前記受
光光学系が備える前記フォーカス誤差検出手段は、前記
光ディスクからの前記2つのビームの反射光より非点収
差法によってそれぞれのフォーカス誤差信号を独立に検
出し、前記独立に検出した2つのフォーカス誤差信号か
らフォーカスサーボ帰還信号を生成する手段を有するフ
ォーカス誤差信号検出手段を備えることを特徴とする。
本発明の請求項3に係わる発明のランド/グルーブ記録
再生用光ディスクヘッド装置は、前記請求項2に係わる
発明に記載の前記集光光学系が有する前記レーザ光を副
ビーム光量/主ビーム光量の光量比が1以下の主ビーム
と副ビームに分岐し、前記2つのビームのそれぞれを光
ディスクのランドトラックまたはグルーブトラックのど
ちらかに、かつ同時に照射する手段は、前記レーザと該
レーザの光を平行光束にするコリメータレンズと前記コ
リメータレンズによる平行光束を透過する楔角度の小さ
いくさび板と前記くさび板を透過したレーザ光を前記光
ディスクに集光する対物レンズを含んで構成されている
ことを特徴とする。本発明の請求項4に係わる発明のラ
ンド/グルーブ記録再生用光ディスクヘッド装置は、前
記請求項3に係わる発明に記載の前記独立に検出した2
つのフォーカス誤差信号からフォーカスサーボ帰還信号
を生成する手段は、前記主ビームのフォーカス誤差信号
と前記副ビームのフォーカス誤差信号に前記光量比の逆
数を乗算した信号とを加算する手段であることを特徴と
する。本発明の請求項5に係わる発明のランド/グルー
ブ記録再生用光ディスクヘッド装置は、前記請求項2に
係わる発明に記載の前記トラッキング誤差を検出する手
段は、前記光ディスクからの前記2つのビームの反射光
よりプシュプル法によってそれぞれのトラッキング誤差
信号を独立に検出し、前記独立に検出した2つのトラッ
キング誤差信号からトラックサーボ帰還信号を生成する
手段を有するトラッキング誤差信号検出手段を備えるこ
とを特徴とする。本発明の請求項6に係わる発明のラン
ド/グルーブ記録再生用光ディスクヘッド装置は、前記
請求項5に係わる発明に記載の前記独立に検出した2つ
のトラッキング誤差信号からトラックサーボ帰還信号を
生成する手段は、前記主ビームのトラッキング誤差信号
から前記副ビームのトラッキング誤差信号に前記光量比
の逆数を乗算した信号を減算する手段であることを特徴
とする。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a method for detecting a focus error signal in an optical disc head for recording / reproducing data on a land / groove recording / reproducing laser beam, wherein a laser beam for recording / reproducing a sub-beam light amount to a main beam light amount. The beam splits into a main beam and a sub-beam having a light amount ratio of 1 or less, and each of the two beams is irradiated on either a land track or a groove track of an optical disk and simultaneously, and reflected light of the two beams from the optical disk Each focus error signal is detected independently by the astigmatism method,
A focus error signal of the main beam and a signal obtained by multiplying a focus error signal of the sub beam by a reciprocal of the light amount ratio are added. According to a second aspect of the present invention, there is provided a land / groove recording / reproducing optical disc head device, comprising: a laser; a condensing optical system for condensing light emitted from the laser onto the optical disc; and a tracking error caused by reflected light from the optical disc. A land / groove recording / reproducing optical disk head device comprising: a light detecting optical system including a unit for detecting an error, a unit for detecting a focus error, and a unit for detecting an RF signal; Means for splitting the light into a main beam and a sub-beam having a light intensity ratio of the sub-beam light amount to the main beam light amount of 1 or less, and simultaneously irradiating each of the two beams to either a land track or a groove track of the optical disc and simultaneously. The focus error detecting means included in the light receiving optical system is configured to detect reflected light of the two beams from the optical disc. It detected independently of each focus error signal by astigmatic method, characterized in that it comprises a focusing error signal detecting means having means for generating a focus servo feedback signals from the two focus error signal detected in the independent.
According to a third aspect of the present invention, there is provided an optical disk head device for land / groove recording / reproduction according to the second aspect of the present invention, wherein the laser light of the condensing optical system according to the second aspect of the invention is obtained by dividing the amount of sub-beam light / main beam light. The means for splitting the laser beam into a main beam and a sub-beam having a light amount ratio of 1 or less, and simultaneously irradiating each of the two beams to either a land track or a groove track of the optical disk, and simultaneously irradiating the laser and the light of the laser A collimator lens for forming a light beam, a wedge plate having a small wedge angle for transmitting a parallel light beam by the collimator lens, and an objective lens for condensing laser light transmitted through the wedge plate onto the optical disc, I do. The land / groove recording / reproducing optical disk head device according to the invention according to claim 4 of the present invention is the optical disk head device according to the invention according to claim 3, wherein
The means for generating a focus servo feedback signal from the two focus error signals is means for adding a signal obtained by multiplying a focus error signal of the main beam and a focus error signal of the sub beam by a reciprocal of the light amount ratio. And According to a fifth aspect of the present invention, there is provided an optical disk head device for land / groove recording / reproducing, wherein the means for detecting the tracking error according to the second aspect of the present invention is configured to reflect the two beams from the optical disk. A tracking error signal detecting means is provided which has a means for independently detecting each tracking error signal from light by a push-pull method and generating a track servo feedback signal from the two independently detected tracking error signals. The land / groove recording / reproducing optical disk head device according to the invention according to claim 6 of the present invention, wherein the track servo feedback signal is generated from the two independently detected tracking error signals according to the invention according to claim 5. Is means for subtracting a signal obtained by multiplying the tracking error signal of the sub beam by the reciprocal of the light amount ratio from the tracking error signal of the main beam.

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について図面
を参照して説明する。図1に本発明の一実施の形態であ
る光ディスクヘッドの光学構成を示す。集光系と、フォ
ーカス/トラック誤差検出系及びRF信号検出系を含む
受光系からなる。集光系では、半導体レーザ1からの出
射光はコリメータレンズ2を介して平行光となり楔角度
の小さいくさび板3に入射する。楔角度の小さいくさび
板3のからは図2に示すように直接透過光の他に多重反
射光が出射する。各次数の多重反射光の強度は、設定さ
れた楔角度の小さいくさび板3の反射率で定まる等比級
数を成す。そして、直接透過光の透過率が高い場合には
高次の繰り返し反射透過光は強度が低く、直接透過光で
ある主ビーム20と1回折り返し反射してくさび板を出
射する副ビーム光30とが主たるビームなって楔角度の
小さいくさび板を出射する。主ビーム20、副ビーム3
0は、ビーム成形プリズム4によって、楕円断面強度分
布から円形断面強度分布に変換され、偏光ビームスプリ
ッタ5、1/4波長板6を透過し、対物レンズ7によっ
て、光ディスク50に集光される。
Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows an optical configuration of an optical disk head according to an embodiment of the present invention. It comprises a condensing system and a light receiving system including a focus / track error detection system and an RF signal detection system. In the focusing system, the light emitted from the semiconductor laser 1 becomes parallel light via the collimator lens 2 and enters the wedge plate 3 having a small wedge angle. From the wedge plate 3 having a small wedge angle, multiple reflected light is emitted in addition to directly transmitted light as shown in FIG. The intensity of the multiple reflection light of each order forms a geometric series determined by the reflectance of the wedge plate 3 having a small wedge angle. When the transmittance of the directly transmitted light is high, the intensity of the higher-order repeatedly reflected transmitted light is low, and the main beam 20, which is the directly transmitted light, and the sub-beam light 30 which is reflected once and emitted from the wedge plate, and Emerges from the wedge plate having a small wedge angle as a main beam. Main beam 20, sub beam 3
0 is converted from an elliptical cross-sectional intensity distribution to a circular cross-sectional intensity distribution by a beam shaping prism 4, passes through a polarizing beam splitter 5 and a 1 / wavelength plate 6, and is condensed on an optical disc 50 by an objective lens 7.

【0010】光ディスク50から反射した主ビーム2
0、副ビーム30の反射光は、上記と同一光路を逆にた
どり、偏光ビームスプリッタ5によって光路を90度偏
向され、受光系に導かれる。受光系に導かれた光ディス
クからの反射光は、まず対物レンズ7との焦点距離比に
よって光ディスク上の光点の大きさを後の光検出器のサ
イズに適合させるための集光レンズ17に透過される。
その後、トラッキング誤差検出のためのトラッキング誤
差検出センサ11への光量を第1のハーフミラー8によ
って分離され、円筒レンズ9によって非点収差を与えら
れ、フォーカス誤差検出のためのフォーカス誤差検出セ
ンサ12への光量を第2のハーフミラー10によって分
離され、光ディスクに記録された記録信号読みとりのた
めのRFセンサ13に到達する。RF信号検出は、主副
2つの光ビームから抽出できるように、2つのセンサを
設けている。ここに示した受光系は、理解しやすくする
ために、2つの誤差検出系とRF信号検出系をシリアル
に配列する構成で説明しているが、ホログラム素子等の
機能複合光部品の利用や、多分割光センサの使用とアナ
ログ/ディジタル演算回路による誤差信号、RF信号の
分離等の手法は適宜用いることができる。
The main beam 2 reflected from the optical disk 50
0, the reflected light of the sub-beam 30 reverses the same optical path as above, is deflected by 90 degrees in the optical path by the polarizing beam splitter 5, and is guided to the light receiving system. The reflected light from the optical disk guided to the light receiving system is first transmitted to the condenser lens 17 for adjusting the size of the light spot on the optical disk to the size of the subsequent photodetector according to the focal length ratio with the objective lens 7. Is done.
After that, the light amount to the tracking error detection sensor 11 for detecting the tracking error is separated by the first half mirror 8, given astigmatism by the cylindrical lens 9, and sent to the focus error detection sensor 12 for detecting the focus error Is separated by the second half mirror 10 and reaches the RF sensor 13 for reading a recording signal recorded on the optical disk. Two sensors are provided so that the RF signal detection can be extracted from the two main and sub light beams. The light receiving system shown here has been described with a configuration in which two error detection systems and an RF signal detection system are serially arranged for easy understanding. However, use of a functional composite optical component such as a hologram element, Techniques such as the use of a multi-segment optical sensor and separation of an error signal and an RF signal by an analog / digital operation circuit can be used as appropriate.

【0011】次に、本発明の実施例を特徴づけている構
成要素の実施の形態を説明する。
Next, an embodiment of a component characterizing an embodiment of the present invention will be described.

【0012】図3にランド/グルーブ記録再生光ディス
ク媒体の平面の構成と、主ビーム及び副ビームのランド
/グルーブとの位置関係も同時に表している。光ディス
ク媒体としては、一例としてランド及びグルーブのトラ
ック幅が0.6μm、トラックピッチ(Tp)が1.2
μmのものを示す。ビームとランド/グルーブとの位置
関係では、ここでは主ビーム20がグルーブに、副ビー
ムがランドを照射している場合を示している。記録は主
ビームのみで行うように、主ビームと副ビームとの光強
度比(K)は10:1程度とし(K=10)、光ディス
ク上の2つの光点の中心間距離はトラック接線方向にほ
ぼ10μm程度、トラック直交方向にはトラックピッチ
(Tp)の1/2の0.6μmと設定する。これを決定
するのが楔角度の小さいくさび板3である。再生は受光
系のRF信号検出センサについて述べたように、副ビー
ム用のセンサも設けてあり、副ビームにても信号検出で
きるようにしてある。
FIG. 3 also shows the plane configuration of the land / groove recording / reproducing optical disk medium and the positional relationship between the main beam and the sub beam with respect to the land / groove. As an optical disk medium, as an example, the track width of a land and a groove is 0.6 μm, and the track pitch (Tp) is 1.2.
μm is shown. The positional relationship between the beam and the land / groove shows a case where the main beam 20 irradiates the groove and the sub beam irradiates the land. The light intensity ratio (K) between the main beam and the sub beam is set to about 10: 1 (K = 10) so that recording is performed only with the main beam, and the center-to-center distance between two light spots on the optical disk is in the track tangential direction. Is set to about 10 μm, and 0.6 μm which is 1 / of the track pitch (Tp) in the track orthogonal direction. This is determined by the wedge plate 3 having a small wedge angle. For reproduction, as described for the RF signal detection sensor of the light receiving system, the sensor for the sub beam is also provided, and the signal can be detected even with the sub beam.

【0013】上記の光ディスク上の主ビームと副ビーム
を生成するのが、前述の図2に示した楔角度の小さいく
さび板3である。楔の頂角は、例えば焦点距離3mmの
対物レンズ7を用いた場合に、上記の主副ビーム間距離
10μmを光ディスク上で生成するように、コリメート
光間で0.2度程度で対物レンズに入射するように設定
されている。また、主副ビームが隣り合うランドとグル
ーブに照射され、ディスクのトラックに直交する方向に
0.6μmずれるように、くさびは光軸断面内でビーム
成形プリズムや偏光ビームスプリッタとは僅かに角度を
持たせて設置されている。また、主副ビーム間の光強度
比が10:1程度となるように、くさびの光透過/反射
面には誘電体膜が設けてある。
The wedge plate 3 having a small wedge angle shown in FIG. 2 generates the main beam and the sub beam on the optical disk. The vertex angle of the wedge is set to about 0.2 degrees between the collimated light beams so that the objective lens 7 has a focal length of 3 mm, so that the above-mentioned main-sub beam distance of 10 μm is formed on the optical disk. It is set to be incident. In addition, the wedge has a slight angle with the beam shaping prism or polarizing beam splitter in the optical axis cross section so that the main and sub beams are irradiated on the adjacent lands and grooves, and are shifted by 0.6 μm in the direction perpendicular to the track of the disk. It is installed to have. Also, a dielectric film is provided on the light transmitting / reflecting surface of the wedge so that the light intensity ratio between the main and sub beams is about 10: 1.

【0014】次に、フォーカス誤差検出系については、
フォーカス誤差信号検出センサの構成を図4に示す。フ
ォーカス誤差信号検出センサ12は光ディスクからの主
ビーム反射光200を受光し、主ビームのフォーカス誤
差を検出する4分割センサ12aと副ビーム反射光30
0を受光し、副ビームのフォーカス誤差を検出する4分
割センサ12bの2つの4分割センサを備えている。そ
れぞれは、ABCD、EFGHと符号を付してある。2
つの4分割センサ12a、12bの分割中心間の距離
は、集光レンズ17と対物レンズ7の焦点距離との比で
定まる結像倍率を光ディスク上の主副ビームスポット間
隔に掛けた長さに設定してある。主ビーム、副ビーム個
々のフォーカス誤差信号は、主ビームが、FEa=(A
+C)−(B+D)、副ビームが、FEb=(E+G)
−(F+H)、によって検出される。個々に抽出される
光電変換信号には、それぞれ、図5(a)に示すような
S字カーブの上に、発明の解決しようとする課題の項で
のべたように、トラッククロスからの漏れ込み、ここで
云う「変調」が重畳されている。
Next, regarding the focus error detection system,
FIG. 4 shows the configuration of the focus error signal detection sensor. The focus error signal detection sensor 12 receives the main beam reflected light 200 from the optical disk, and detects the focus error of the main beam by the four-split sensor 12a and the sub beam reflected light 30.
It is provided with two quadrant sensors, namely a quadrant sensor 12b that receives 0 and detects a focus error of the sub beam. Each is labeled ABCD and EFGH. 2
The distance between the split centers of the four split sensors 12a and 12b is set to a length obtained by multiplying the image forming magnification determined by the ratio of the focal length of the condenser lens 17 and the focal length of the objective lens 7 to the interval between the main and sub beam spots on the optical disk. I have. The focus error signal of each of the main beam and the sub beam is such that FEa = (A
+ C)-(B + D), and the sub beam is FEb = (E + G)
− (F + H). Each of the individually extracted photoelectric conversion signals has an S-shaped curve as shown in FIG. 5 (a), and leaks from a track cross as described in the section of the problem to be solved by the invention. The "modulation" referred to here is superimposed.

【0015】光ディスク上をビームがグルーブからラン
ドへ移行する時と、グルーブからランドへ移行する時と
では、上記の「変調」の位相が反転することが知られて
いる。従って、一方がランドに集光されているとき、他
方は必ずグルーブに位置する本発明の主副ビームのトラ
ック上の位置関係から、主ビームのフォーカス誤差信号
FEaに重畳している「変調」の位相と、副ビームのフ
ォーカス誤差信号FEbに重畳している「変調」の位相
とは逆位相である。これに対して、主波形であるS字波
形は同相であることから、本発明では、副ビームの誤差
信号と主ビームの誤差信号の電気信号のレベルを等しく
して足し合わせる。すなわち、本発明のフォーカス誤差
信号FEを、FE=((A+C)−(B+D)))+K
((E+G)−(F+H))、とすると、上に述べた位
相関係から「変調」のみが電気信号レベルでは相殺され
る。S字カーブは同相であるため、図5(b)に示すよ
うなスムーズなS字カーブのフォーカス誤差信号が確保
される。
It is known that the phase of the above-mentioned "modulation" is inverted when the beam moves from the groove to the land on the optical disk and when the beam moves from the groove to the land. Therefore, when one is condensed on the land, the other is based on the positional relationship of the main and sub beams of the present invention, which are always located in the groove, on the track, so that the "modulation" superimposed on the focus error signal FEa of the main beam. The phase and the “modulation” phase superimposed on the focus error signal FEb of the sub beam are opposite phases. On the other hand, since the S-shaped waveform as the main waveform has the same phase, in the present invention, the levels of the electric signals of the error signal of the sub beam and the error signal of the main beam are equalized and added. That is, the focus error signal FE of the present invention is calculated as FE = ((A + C)-(B + D))) + K
((E + G)-(F + H)), only "modulation" is canceled at the electric signal level from the above-described phase relationship. Since the S-shaped curves are in phase, a smooth S-shaped curve focus error signal as shown in FIG. 5B is secured.

【0016】また、副ビームの誤差信号と主ビームの誤
差信号を足し合わせたこのフォーカス誤差信号をフォー
カスアクチュエータに帰還して、これによってフォーカ
スサーボを掛ける。このため、主ビームがランド上を走
っていようがグルーブ上を走っていようが、S字カーブ
がゼロをよぎるフォーカスゼロクロス点はランド/グル
ーブによって変わることが無い。従って信号再生特性、
とくにビットエラーレート最小を与えるフォーカスオフ
セットはランドもグルーブも変わることが無く、また、
その最小値も同じになって、ビットエラーレート特性の
ランド/グルーブ間での差違が無くなる。
The focus error signal obtained by adding the error signal of the sub beam and the error signal of the main beam is fed back to the focus actuator, whereby the focus servo is performed. Therefore, regardless of whether the main beam runs on the land or on the groove, the focus zero cross point where the S-shaped curve crosses zero does not change depending on the land / groove. Therefore, the signal reproduction characteristics,
In particular, the focus offset that gives the minimum bit error rate does not change land or groove.
The minimum value is also the same, and there is no difference between the land / groove in the bit error rate characteristic.

【0017】次に、トラック誤差信号検出系について
は、通常の2分割センサを用いた1ビームのみのプシュ
プル法や3ビーム法で採られている方法を用いることも
できるが、ここでは更に工夫している。トラック誤差信
号検出センサ11にフォーカス誤差信号検出センサ12
と同じように4分割センサを2つ使用して、主副ビーム
双方のプッシュプル検出をした後、副ビームからの検出
信号をK倍して、主ビームからの検出信号との差を抽出
する。すなわち、トラック誤差信号TEとし、TE=
((A+D)−(B+C))−K((E+H)−(F+
G))、とすると、光ディスクの偏心回転や波打ちに起
因して起こる、トラックジャンプ時に重要な信号であ
る、トラッククロス信号に現れる包絡線の低周波の波打
ちを打ち消すことができる。このため、安定したトラッ
クジャンプが実現でき、また、安定したトラックサーボ
が掛かる。その理由は、ランドとグルーブとでトラック
誤差信号は逆相であるのに対し、包絡線の浪打の位相は
同相であるため、主副ビームのトラック誤差信号間の差
を取ることで、これが相殺されるからである。
Next, for the track error signal detection system, a method adopted in a single-beam push-pull method or a three-beam method using a normal two-split sensor can be used. ing. The focus error signal detection sensor 12 is connected to the track error signal detection sensor 11.
In the same manner as described above, two push sensors are used to detect both the main beam and the sub beam using two quadrant sensors, and the detection signal from the sub beam is multiplied by K to extract the difference from the detection signal from the main beam. . That is, the track error signal TE is used, and TE =
((A + D)-(B + C))-K ((E + H)-(F +
G)), it is possible to cancel the low-frequency undulation of the envelope appearing in the track cross signal, which is an important signal at the time of track jump, which is caused by the eccentric rotation and undulation of the optical disk. Therefore, a stable track jump can be realized, and a stable track servo is applied. The reason is that the track error signals of the lands and the grooves are in opposite phases, but the phase of the waving of the envelope is the same phase. Therefore, the difference between the track error signals of the main and sub beams is canceled out. Because it is done.

【0018】[0018]

【発明の効果】本発明では、ランド/グルーブに主ビー
ムか副ビームどちらかを同時に照射し、ランド/グルー
ブの両者からフォーカス誤差信号を得て、電気的に演算
しているので、主ビームがランド/グルーブのどちらの
トラックにトラッキングサーボがかかっていても、フォ
ーカス誤差信号へのトラッククロスの漏れ込み、すなわ
ち、「変調」は打ち消される。このため、結果的に、ラ
ンド/グルーブそれぞれの記録再生のビットエラーレー
ト特性に差違が無くなる。
According to the present invention, the land / groove is irradiated with either the main beam or the sub-beam at the same time, the focus error signal is obtained from both the land / groove, and the calculation is performed electrically. Regardless of which track, land or groove, the tracking servo is applied, leakage of the track cross into the focus error signal, that is, "modulation" is canceled. As a result, there is no difference in the bit error rate characteristics of recording / reproducing of each land / groove.

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

【図1】本発明の一実施形態の光ヘッドの光学構成を示
す図である。
FIG. 1 is a diagram showing an optical configuration of an optical head according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の実施形態を構成する楔角度の小さい
「くさび」板の実施例を示す図である。
FIG. 2 is a view showing an example of a “wedge” plate having a small wedge angle which constitutes an embodiment of the present invention.

【図3】本発明の実施形態の光ヘッドによる光ディスク
上の光スポットの配置構成を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing an arrangement configuration of light spots on an optical disk by the optical head according to the embodiment of the present invention.

【図4】本発明の実施形態を構成するフォーカス誤差検
出センサーの構成を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a configuration of a focus error detection sensor constituting an embodiment of the present invention.

【図5】非点収差法によるフォーカス誤差検出信号のフ
ォーカスオフセットに対する波形を示す図であって、
(A)は従来の検出信号波形、(B)は望ましい検出信
号波形を示す。
FIG. 5 is a diagram showing a waveform with respect to a focus offset of a focus error detection signal by an astigmatism method;
(A) shows a conventional detection signal waveform, and (B) shows a desirable detection signal waveform.

【図6】従来の非点収差法によるフォーカス誤差検出光
学系の原理を示している図である。
FIG. 6 is a diagram showing the principle of a conventional focus error detection optical system based on the astigmatism method.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 半導体レーザ 2 コリメータレンズ 3 楔角度の小さいくさび板 20 主ビーム 30 副ビーム 4 ビーム成形プリズム 5 偏光ビームスプリッタ 6 1/4波長板 7 対物レンズ 8 第1のハーフミラー 9 円筒レンズ 10 第2のハーフミラー 11 トラッキング誤差検出センサ 12 フォーカス誤差検出センサ 12a 4分割センサ 12b 4分割センサ 13 RFセンサ 17 集光レンズ 50 光ディスク 100 光ディスク基板 110 対物レンズ 120 集束レンズ 130 円筒レンズ 140 4分割光センサ 200 主ビーム反射光 300 副ビーム反射光 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Semiconductor laser 2 Collimator lens 3 Wedge plate with small wedge angle 20 Main beam 30 Sub beam 4 Beam shaping prism 5 Polarization beam splitter 6 1/4 wavelength plate 7 Objective lens 8 First half mirror 9 Cylindrical lens 10 Second half Mirror 11 Tracking error detection sensor 12 Focus error detection sensor 12a Quadrant sensor 12b Quadrant sensor 13 RF sensor 17 Condensing lens 50 Optical disc 100 Optical disc substrate 110 Objective lens 120 Converging lens 130 Cylindrical lens 140 Quadrant optical sensor 200 Main beam reflected light 300 Sub beam reflected light

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ランド/グルーブ記録再生用光ディスク
ヘッドにおいて、記録再生用レーザ光を副ビーム光量対
主ビーム光量の光量比が1以下の主ビームと副ビームに
分岐し、前記2つのビームのそれぞれを光ディスクのラ
ンドトラックまたはグルーブトラックのどちらかに、か
つ同時に照射し、前記光ディスクからの前記2つのビー
ムの反射光より非点収差法によってそれぞれのフォーカ
ス誤差信号を独立に検出し、前記主ビームのフォーカス
誤差信号と前記副ビームのフォーカス誤差信号に前記光
量比の逆数を乗算した信号とを加算することを特徴とす
るフォーカス誤差信号検出方法。
In a land / groove recording / reproducing optical disk head, a recording / reproducing laser beam is split into a main beam and a sub-beam having a light intensity ratio of a sub-beam light amount to a main beam light amount of 1 or less. To the land track or the groove track of the optical disk, and simultaneously irradiate the two beams from the optical disk, and independently detect each focus error signal by the astigmatism method from the reflected light of the two beams. A focus error signal detection method, comprising adding a focus error signal and a signal obtained by multiplying a focus error signal of the sub-beam by a reciprocal of the light amount ratio.
【請求項2】 レーザと、該レーザの出射光を光ディス
クに集光する集光光学系と、前記光ディスクからの反射
光よりトラッキング誤差を検出する手段とフォーカス誤
差を検出する手段とRF信号を検出する手段を含む受光
光学系とで構成されるランド/グルーブ記録再生用光デ
ィスクヘッド装置であって、前記集光光学系は、前記レ
ーザ光を副ビーム光量対主ビーム光量の光量比が1以下
の主ビームと副ビームに分岐し、前記2つのビームのそ
れぞれを光ディスクのランドトラックまたはグルーブト
ラックのどちらかに、かつ同時に照射する手段を有し、
前記受光光学系が備える前記フォーカス誤差検出手段
は、前記光ディスクからの前記2つのビームの反射光よ
り非点収差法によってそれぞれのフォーカス誤差信号を
独立に検出し、前記独立に検出した2つのフォーカス誤
差信号からフォーカスサーボ帰還信号を生成する手段を
有するフォーカス誤差信号検出手段を備えることを特徴
とするランド/グルーブ記録再生用光ディスクヘッド装
置。
2. A laser, a condensing optical system for condensing light emitted from the laser onto an optical disk, a means for detecting a tracking error from light reflected from the optical disk, a means for detecting a focus error, and detecting an RF signal. A land / groove recording / reproducing optical disk head device comprising: a light receiving optical system including a means for performing a light-emitting operation. Means for splitting the beam into a main beam and a sub beam, and irradiating each of the two beams to either a land track or a groove track of an optical disc, and simultaneously;
The focus error detecting means included in the light receiving optical system independently detects each focus error signal from reflected light of the two beams from the optical disc by an astigmatism method, and detects the two focus errors detected independently. An optical disc head device for land / groove recording / reproduction, comprising a focus error signal detection means having means for generating a focus servo feedback signal from a signal.
【請求項3】 前記集光光学系が有する前記レーザ光を
副ビーム光量/主ビーム光量の光量比が1以下の主ビー
ムと副ビームに分岐し、前記2つのビームのそれぞれを
光ディスクのランドトラックまたはグルーブトラックの
どちらかに、かつ同時に照射する手段は、前記レーザと
該レーザの光を平行光束にするコリメータレンズと前記
コリメータレンズによる平行光束を透過する楔角度の小
さいくさび板と前記くさび板を透過したレーザ光を前記
光ディスクに集光する対物レンズを含んで構成されてい
ることを特徴とする前記請求項2記載のランド/グルー
ブ記録再生用光ディスクヘッド装置。
3. The laser beam of the condensing optical system is split into a main beam and a sub-beam having a sub-beam light amount / main beam light amount ratio of 1 or less, and each of the two beams is land track of an optical disk. Or means for simultaneously irradiating the groove track with the laser, the laser and a collimator lens that converts the laser light into a parallel light beam, a wedge plate having a small wedge angle that transmits the parallel light beam by the collimator lens, and the wedge plate. 3. The optical disk head device for land / groove recording / reproduction according to claim 2, further comprising an objective lens for condensing the transmitted laser light on said optical disk.
【請求項4】 前記独立に検出した2つのフォーカス誤
差信号からフォーカスサーボ帰還信号を生成する手段
は、前記主ビームのフォーカス誤差信号と前記副ビーム
のフォーカス誤差信号に前記光量比の逆数を乗算した信
号とを加算する手段であることを特徴とする前記請求項
3記載のランド/グルーブ記録再生用光ディスクヘッド
装置。
4. A means for generating a focus servo feedback signal from the two independently detected focus error signals is obtained by multiplying the focus error signal of the main beam and the focus error signal of the sub beam by the reciprocal of the light amount ratio. 4. The optical disk head device for land / groove recording / reproduction according to claim 3, wherein said optical disk head device is means for adding a signal.
【請求項5】 前記トラッキング誤差を検出する手段
は、前記光ディスクからの前記2つのビームの反射光よ
りプシュプル法によってそれぞれのトラッキング誤差信
号を独立に検出し、前記独立に検出した2つのトラッキ
ング誤差信号からトラックサーボ帰還信号を生成する手
段を有するトラッキング誤差信号検出手段を備えること
を特徴とする前記請求項2記載のランド/グルーブ記録
再生用光ディスクヘッド装置。
5. The tracking error detecting means independently detects respective tracking error signals from reflected light of the two beams from the optical disk by a push-pull method, and the two tracking error signals detected independently. 3. The optical disk head device for land / groove recording / reproduction according to claim 2, further comprising a tracking error signal detecting means having a means for generating a track servo feedback signal from the head.
【請求項6】 前記独立に検出した2つのトラッキング
誤差信号からトラックサーボ帰還信号を生成する手段
は、前記主ビームのトラッキング誤差信号から前記副ビ
ームのトラッキング誤差信号に前記光量比の逆数を乗算
した信号を減算する手段であることを特徴とする前記請
求項5記載のランド/グルーブ記録再生用光ディスクヘ
ッド装置。
6. A means for generating a track servo feedback signal from the two independently detected tracking error signals, wherein the tracking error signal of the sub beam is multiplied by the reciprocal of the light amount ratio from the tracking error signal of the main beam. 6. The optical disk head device for land / groove recording and reproduction according to claim 5, wherein the device is a means for subtracting a signal.
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004102547A1 (en) * 2003-05-16 2004-11-25 Thomson Licensing Apparatus for reading and/or writing optical recording media
KR20060113542A (en) * 2005-04-28 2006-11-02 마쓰시타 덴키 산교 가부시끼 가이샤 Focal control adjusting method and optical disk apparatus

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