JP2007310966A - Optical head device, and optical disk device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical head device in which pull-in operation of focus-servo can be performed correctly without being affected by influence of needless diffraction light. <P>SOLUTION: An objective lens 108 is constituted as an objective lens of refractive/diffractive hybrid type in which diffractive grating is formed, and condenses laser beam emitted from any of semiconductor laser 101a, 101b, and 101c on a disk 109. A photodetector 112 receives reflected light from the optical disk 109. Diffraction efficiency of desired diffracted light used for recording or reproducing for the disk 109 is made η<SB>T</SB>, diffraction efficiency of diffraction light of which the order is lower than the desired diffraction light by one is made η<SB>F</SB>, when reflectance of the recording plane of the disk 109 is made R<SB>L</SB>and reflectance of the surface is made R<SB>S</SB>, (η<SB>F</SB>/η<SB>T</SB>)<(R<SB>s</SB>/2<SB>r</SB>) is materialized. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、光ヘッド装置及び光ディスク装置に関し、更に詳しくは、回折・屈折ハイブリッド型の対物レンズを有する光ヘッド装置、及び、そのような光ヘッド装置を搭載した光ディスク装置に関する。   The present invention relates to an optical head device and an optical disk device, and more particularly, to an optical head device having a diffractive / refractive hybrid objective lens, and an optical disk device equipped with such an optical head device.

光記録媒体にレーザ光を照射し、光記録媒体に光学的に情報を記録し、かつ、光記録媒体に記録された情報を再生する光ディスク装置（光学式情報記録再生装置）が普及している。光学式情報記録再生装置における記録密度は、光ヘッド装置が光記録媒体上に形成する集光スポットの径の２乗に反比例する。すなわち、集光スポットの径が小さいほど記録密度は高くなる。集光スポットの径は、光ヘッド装置における光源の波長に比例し、対物レンズの開口数に反比例する。すなわち、光源の波長が短く対物レンズの開口数が高いほど集光スポットの径は小さくなる。   Optical disk devices (optical information recording / reproducing devices) that irradiate an optical recording medium with laser light, optically record information on the optical recording medium, and reproduce information recorded on the optical recording medium are in widespread use. . The recording density in the optical information recording / reproducing apparatus is inversely proportional to the square of the diameter of the focused spot formed on the optical recording medium by the optical head apparatus. That is, the smaller the diameter of the focused spot, the higher the recording density. The diameter of the focused spot is proportional to the wavelength of the light source in the optical head device and inversely proportional to the numerical aperture of the objective lens. That is, as the wavelength of the light source is shorter and the numerical aperture of the objective lens is higher, the diameter of the focused spot becomes smaller.

記録・再生に用いられるレーザ光の光源の波長、及び、対物レンズの開口数は、記録・再生の対象となる光記録媒体によって異なる。容量６５０ＭＢのＣＤ（コンパクトディスク）規格では、光源の波長は約７８５ｎｍであり、対物レンズの開口数は０．４５である。また、容量４．７ＧＢのＤＶＤ（ディジタルバーサタイルディスク）規格では、光源の波長は約６６０ｎｍであり、対物レンズの開口数は０．６である。更に、近年提案ないし実用化されている、容量１５ＧＢ〜２０ＧＢのＨＤ ＤＶＤ（ハイデンシティディジタルバーサタイルディスク）規格では、光源の波長は約４０５ｎｍであり、対物レンズの開口数は０．６５である。また、容量２３．３ＧＢ〜２７ＧＢのＢＤ（ブルーレイディスク）規格では、光源の波長は約４０５ｎｍであり、対物レンズの開口数は０．８５である。   The wavelength of the light source of the laser beam used for recording / reproduction and the numerical aperture of the objective lens differ depending on the optical recording medium to be recorded / reproduced. In the CD (compact disc) standard having a capacity of 650 MB, the wavelength of the light source is about 785 nm, and the numerical aperture of the objective lens is 0.45. In the DVD (Digital Versatile Disc) standard with a capacity of 4.7 GB, the wavelength of the light source is about 660 nm, and the numerical aperture of the objective lens is 0.6. Further, in the HD DVD (High Density Digital Versatile Disc) standard having a capacity of 15 GB to 20 GB, which has been proposed or put into practical use in recent years, the wavelength of the light source is about 405 nm, and the numerical aperture of the objective lens is 0.65. In the BD (Blu-ray Disc) standard having a capacity of 23.3 GB to 27 GB, the wavelength of the light source is about 405 nm, and the numerical aperture of the objective lens is 0.85.

ところで、光学式情報記録再生装置では、光記録媒体が対物レンズに対して傾くと、コマ収差によって集光スポットの形状が乱れ、記録再生特性が悪化する。コマ収差は、光源の波長に反比例し、対物レンズの開口数の３乗及び光記録媒体の保護層の厚さに比例する。このため、光記録媒体の保護層の厚さが同じ場合には、光源の波長が短く、対物レンズの開口数が高いほど、記録再生特性に対する光記録媒体の傾きのマージンは狭くなる。この問題を回避するため、記録密度を高めるために光源の波長を短く、対物レンズの開口数を高くした規格では、光記録媒体の保護層の厚さを必要に応じて薄くし、記録再生特性に対する光記録媒体の傾きのマージンを確保している。ＣＤ規格におけるディスクの保護層の厚さは１．２ｍｍであり、ＤＶＤ規格におけるディスクの保護層の厚さは０．６ｍｍである。また、ＨＤ ＤＶＤ規格におけるディスクの保護層の厚さは０．６ｍｍであり、ＢＤ規格におけるディスクの保護層の厚さは０．１ｍｍである。   By the way, in the optical information recording / reproducing apparatus, when the optical recording medium is inclined with respect to the objective lens, the shape of the focused spot is disturbed by coma aberration, and the recording / reproducing characteristics are deteriorated. The coma aberration is inversely proportional to the wavelength of the light source, and proportional to the cube of the numerical aperture of the objective lens and the thickness of the protective layer of the optical recording medium. For this reason, when the thickness of the protective layer of the optical recording medium is the same, the shorter the wavelength of the light source and the higher the numerical aperture of the objective lens, the narrower the margin of inclination of the optical recording medium with respect to the recording / reproducing characteristics. In order to avoid this problem, in the standard in which the wavelength of the light source is shortened to increase the recording density and the numerical aperture of the objective lens is increased, the thickness of the protective layer of the optical recording medium is reduced as necessary, and the recording / reproduction characteristics The margin of the inclination of the optical recording medium with respect to is secured. The thickness of the protective layer of the disc in the CD standard is 1.2 mm, and the thickness of the protective layer of the disc in the DVD standard is 0.6 mm. The thickness of the protective layer of the disc in the HD DVD standard is 0.6 mm, and the thickness of the protective layer of the disc in the BD standard is 0.1 mm.

上記のように、光記録媒体としては種々の規格の媒体が存在するが、光ヘッド装置や光学式情報記録再生装置には、規格が異なる複数のディスクに対して記録や再生を行うことができる機能が求められている。ＤＶＤ規格及びＣＤ規格の何れのディスクに対しても記録・再生を行うことができる光ヘッド装置は既に実用化されている。また、ＨＤ ＤＶＤ規格、ＢＤ規格、ＤＶＤ規格、及び、ＣＤ規格の何れのディスクに対しても記録・再生を行うことができる光ヘッド装置も提案されている。   As described above, there are media of various standards as optical recording media. However, optical head devices and optical information recording / reproducing devices can perform recording and reproduction on a plurality of discs having different standards. Function is required. An optical head device capable of recording / reproducing on both DVD standard and CD standard disks has already been put into practical use. In addition, an optical head device has been proposed that can perform recording / reproduction on any disc of the HD DVD standard, the BD standard, the DVD standard, and the CD standard.

複数規格のディスクを記録・再生するための光ヘッド装置で、対物レンズが単一の波長及び保護層の厚さに対して球面収差を打ち消すように光学系が設計されていると、設計とは異なる波長及び保護層の厚さの規格のディスクに対しては球面収差が残留し、その規格のディスクに対しては、正しく記録・再生を行うことができない。このため、複数規格のディスクに対応した光ヘッド装置では、対物レンズが複数の波長及び保護層の厚さに対して球面収差を打ち消すように光学系が設計されている。複数の波長及び保護層の厚さに対して球面収差を打ち消すための手法としては、屈折・回折ハイブリッド型の対物レンズを用いる手法や、波長及び保護層の厚さに応じて対物レンズの倍率を変化させる手法、或いは、それらを組み合わせる手法がある。   In an optical head device for recording / reproducing multiple standard discs, if the optical system is designed so that the objective lens cancels spherical aberration for a single wavelength and the thickness of the protective layer, what is design? Spherical aberrations remain for discs with different wavelengths and protective layer thickness standards, and recording / reproduction cannot be performed correctly on discs with that standard. For this reason, in the optical head device corresponding to a plurality of standard discs, the optical system is designed so that the objective lens cancels the spherical aberration with respect to the plurality of wavelengths and the thickness of the protective layer. As a method for canceling out spherical aberration with respect to a plurality of wavelengths and the thickness of the protective layer, a method using a refractive / diffractive hybrid objective lens or a magnification of the objective lens according to the wavelength and the thickness of the protective layer is used. There is a method of changing, or a method of combining them.

ＤＶＤ規格、ＣＤ規格の何れのディスクに対しても記録・再生を行うことができる従来の光ヘッド装置としては、特許文献１に記載された光ヘッド装置がある。図７は、特許文献１に記載された従来の光ヘッド装置の構成を示している。この光ヘッド装置２００は、ＤＶＤ規格のディスクの記録・再生に用いられる、波長約６６０ｎｍの半導体レーザ２０１と、ＣＤ規格のディスクの記録・再生に用いられる、波長約７８５ｎｍの半導体レーザ２０２とを備えている。半導体レーザ２０１又は２０２から出射された光は、ダイクロイックプリズム２０３、ビームスプリッタ２０５、及び、コリメータレンズ２０６を介して、対物レンズ２０７に入射する。対物レンズ２０７は、屈折・回折ハイブリッド型の対物レンズとして構成されており、入射するレーザ光をディスク２０８上に集光する。   As a conventional optical head device capable of recording / reproducing on both DVD standard and CD standard discs, there is an optical head device described in Patent Document 1. FIG. 7 shows a configuration of a conventional optical head device described in Patent Document 1. The optical head device 200 includes a semiconductor laser 201 with a wavelength of about 660 nm used for recording / reproduction of a DVD standard disk and a semiconductor laser 202 with a wavelength of about 785 nm used for recording / reproduction of a CD standard disk. ing. Light emitted from the semiconductor laser 201 or 202 enters the objective lens 207 via the dichroic prism 203, the beam splitter 205, and the collimator lens 206. The objective lens 207 is configured as a refractive / diffractive hybrid objective lens, and condenses incident laser light on the disk 208.

ディスク２０８が、ＤＶＤ規格のディスクであれば、半導体レーザ２０１が点灯され、半導体レーザ２０１からの出射光は、ダイクロイックプリズム２０３をほとんど全て透過し、ビームスプリッタ２０５で約５０％が反射して、コリメータレンズ２０６で平行光化され、対物レンズ２０７により、ディスク２０８上に集光される。ディスク２０８からの反射光は、対物レンズ２０７、コリメータレンズ２０６を逆向きに通り、ビームスプリッタ２０５を約５０％が透過し、光検出器２０４で受光される。   If the disk 208 is a DVD standard disk, the semiconductor laser 201 is turned on, and light emitted from the semiconductor laser 201 is transmitted through almost all of the dichroic prism 203, and approximately 50% is reflected by the beam splitter 205, so that the collimator The light is collimated by the lens 206 and condensed on the disk 208 by the objective lens 207. Reflected light from the disk 208 passes through the objective lens 207 and the collimator lens 206 in the reverse direction, and approximately 50% of the light is transmitted through the beam splitter 205 and received by the photodetector 204.

ディスク２０８がＣＤ規格のディスクの場合には、半導体レーザ２０２が用いられる。半導体レーザ２０２からの出射光は、ダイクロイックプリズム２０３でほとんど全て反射し、ビームスプリッタ２０５で約５０％が反射し、コリメータレンズ２０６で平行光化され、対物レンズ２０７により、ディスク２０８上に集光される。ディスク２０８からの反射光は、ＤＶＤ規格の場合と同様に、対物レンズ２０７、コリメータレンズ２０６を逆向きに通り、ビームスプリッタ２０５を約５０％が透過し、光検出器２０４で受光される。   When the disk 208 is a CD standard disk, the semiconductor laser 202 is used. The emitted light from the semiconductor laser 202 is reflected almost entirely by the dichroic prism 203, reflected by the beam splitter 205 by about 50%, collimated by the collimator lens 206, and condensed on the disk 208 by the objective lens 207. The Reflected light from the disk 208 passes through the objective lens 207 and the collimator lens 206 in the reverse direction as in the DVD standard, and approximately 50% of the light is transmitted through the beam splitter 205 and received by the photodetector 204.

屈折・回折ハイブリッド型の対物レンズが、ある波長及び保護層の厚さに対して球面収差を打ち消すための条件は、波長をλ、屈折レンズによる球面収差をＳＡＲ（λ）、回折レンズによる球面収差をＳＡＤ（λ）、保護層による球面収差をＳＡＰ（λ）として、
ＳＡＲ（λ）＋ＳＡＤ（λ）＋ＳＡＰ（λ）＝０ （１）
で与えられる。屈折・回折ハイブリッド型の対物レンズは、屈折と回折との２つの自由度を有するため、２つの波長に対し、対物レンズの倍率を変化させることなく上記式１を満たすように光学系を設計することができる。図７に示す構成では、λ＝６６０ｎｍ、λ＝７８５ｎｍの２つの波長に対し、対物レンズ２０７の倍率が共に０の状態（対物レンズ２０７へ平行光が入射する状態）で式１を満たすように光学系が設計される。これは、対物レンズの倍率が０の状態では、対物レンズがトラックサーボの動作を行うためにディスクの半径方向へシフトしても、光学系に収差が発生しないためである。 The conditions for the refractive / diffractive hybrid objective lens to cancel the spherical aberration with respect to a certain wavelength and the thickness of the protective layer are as follows: the wavelength is λ, the spherical aberration due to the refractive lens is SA R (λ), and the spherical surface due to the diffractive lens. The aberration is SA D (λ), and the spherical aberration due to the protective layer is SA P (λ).
SA R (λ) + SA D (λ) + SA P (λ) = 0 (1)
Given in. Since the refractive / diffractive hybrid objective lens has two degrees of freedom of refraction and diffraction, the optical system is designed so as to satisfy the above formula 1 for two wavelengths without changing the magnification of the objective lens. be able to. In the configuration shown in FIG. 7, for the two wavelengths λ = 660 nm and λ = 785 nm, Equation 1 is satisfied so that the magnification of the objective lens 207 is both 0 (a state in which parallel light is incident on the objective lens 207). An optical system is designed. This is because, when the magnification of the objective lens is 0, no aberration occurs in the optical system even if the objective lens shifts in the radial direction of the disk to perform track servo operation.

ＤＶＤ規格、ＣＤ規格に加えて、ＨＤ ＤＶＤ規格或いはＢＤ規格のディスクに対しても記録・再生を行うことができる光ヘッド装置においても、屈折・回折ハイブリッド型の対物レンズを用いることができる。このような光ヘッド装置では、λ＝４０５ｎｍ、λ＝６６０ｎｍ、及び、λ＝７８５ｎｍの３つの波長に対して、上記式１を満たすように光学系を設計する必要がある。この場合、３つの波長のうちの２つに対しては、対物レンズの倍率を変化させることなく式１を満たすように光学系を設計することができる。しかし、もう１つの波長に対しては、屈折・回折ハイブリッド型の対物レンズを用いるだけでは自由度が不足し、対物レンズの倍率を変化させずに式１を満たすように光学系を設計することはできない。   A refractive / diffractive hybrid objective lens can also be used in an optical head device capable of recording / reproducing on a disc of HD DVD standard or BD standard in addition to DVD standard and CD standard. In such an optical head device, it is necessary to design an optical system so as to satisfy the above formula 1 for three wavelengths of λ = 405 nm, λ = 660 nm, and λ = 785 nm. In this case, for two of the three wavelengths, the optical system can be designed to satisfy Equation 1 without changing the magnification of the objective lens. However, for another wavelength, the degree of freedom is insufficient just by using a refractive / diffractive hybrid objective lens, and the optical system should be designed to satisfy Equation 1 without changing the magnification of the objective lens. I can't.

そこで、３つの波長に対応した光ヘッド装置では、対物レンズの倍率を変化させて、３つの波長について、式１を満たすように光学系を設計する。例えば、λ＝４０５ｎｍ、λ＝６６０ｎｍの２つの波長に対しては、対物レンズの倍率が共に０の状態で式１を満たすように光学系を設計し、λ＝７８５ｎｍの波長に対しては、対物レンズの倍率が負の状態（対物レンズへ発散光が入射する状態）で式１を満たすように光学系を設計する。この場合、λ＝７８５ｎｍの波長に対しては、対物レンズの倍率が０でないため、対物レンズがトラックサーボの動作を行うためにディスクの半径方向へシフトすると、光学系に収差が発生することになるが、λ＝４０５ｎｍ、λ＝６６０ｎｍの２つの波長に対しては、対物レンズの倍率が０であるため、対物レンズがトラックサーボの動作を行うためにディスクの半径方向へシフトしても、光学系に収差が発生しない。
再公表特許ＷＯ０１／０２６１０３号公報 Therefore, in the optical head device corresponding to the three wavelengths, the optical system is designed so as to satisfy Expression 1 for the three wavelengths by changing the magnification of the objective lens. For example, for two wavelengths of λ = 405 nm and λ = 660 nm, the optical system is designed to satisfy Equation 1 with both objective lens magnifications being 0, and for a wavelength of λ = 785 nm, The optical system is designed so as to satisfy Expression 1 in a state where the magnification of the objective lens is negative (a state where divergent light enters the objective lens). In this case, for the wavelength of λ = 785 nm, since the magnification of the objective lens is not 0, if the objective lens shifts in the radial direction of the disk to perform the track servo operation, an aberration occurs in the optical system. However, for the two wavelengths λ = 405 nm and λ = 660 nm, since the magnification of the objective lens is 0, even if the objective lens shifts in the radial direction of the disk to perform the track servo operation, No aberration occurs in the optical system.
Republished patent WO01 / 026103

ここで、屈折・回折ハイブリッド型の対物レンズを用いた光ヘッド装置では、ディスクに対して記録・再生を行う際に用いられる所望の回折光以外に、不要な回折光が発生する。図８に、屈折・回折ハイブリッド型の対物レンズにて発生する回折光を示す。例えば、１次回折光が所望の回折光であるとすると、０次回折光や２次回折光が不要な回折光となる。また、２次回折光が所望の回折光であるとすると、１次回折光や３次回折光が不要な回折光となる。所望の回折光より次数が低い不要な回折光は、所望の回折光より回折角が小さいため、対物レンズ２０７から遠い位置に集光する。これとは逆に、所望の回折光より次数が高い不要な回折光は、所望の回折光より回折角が大きいため、対物レンズ２０７に近い位置に集光する。   Here, in an optical head device using a refractive / diffractive hybrid type objective lens, unnecessary diffracted light is generated in addition to desired diffracted light used for recording / reproducing with respect to the disk. FIG. 8 shows diffracted light generated by a refractive / diffractive hybrid objective lens. For example, if the first-order diffracted light is desired diffracted light, the 0th-order diffracted light and the second-order diffracted light become unnecessary diffracted light. If the second-order diffracted light is desired diffracted light, the first-order diffracted light and the third-order diffracted light become unnecessary diffracted light. Unnecessary diffracted light whose order is lower than that of the desired diffracted light has a smaller diffraction angle than that of the desired diffracted light, and is thus condensed at a position far from the objective lens 207. On the contrary, unnecessary diffracted light having a higher order than the desired diffracted light has a diffraction angle larger than that of the desired diffracted light, and is thus condensed at a position close to the objective lens 207.

通常、光学式情報記録再生装置では、ディスクに対して記録や再生を行う際に、初めにフォーカスサーボの引き込み動作が行われる。フォーカスサーボの引き込み動作では、対物レンズをディスクから遠ざけておき、光検出器２０４でディスク２０８からの反射光を受光しつつ、対物レンズ２０７を徐々にディスク２０８へ近づけていく。この動作では、まず、ディスク２０８の表面からの反射光が光検出器２０４で受光され、ディスクの表面に対応した和信号及びフォーカス誤差信号が検出される。次いで、ディスクの記録面からの反射光が光検出器２０４で受光され、ディスクの記録面に対応した和信号及びフォーカス誤差信号が検出される。このフォーカス誤差信号に基づいてフォーカスサーボをかけることにより、ディスクの記録面へのフォーカスサーボの引き込み動作が正しく行われる。   Usually, in an optical information recording / reproducing apparatus, when recording or reproducing on a disk, first, a focus servo pull-in operation is performed. In the focus servo pull-in operation, the objective lens is moved away from the disc, and the objective lens 207 is gradually brought closer to the disc 208 while the photodetector 204 receives the reflected light from the disc 208. In this operation, first, reflected light from the surface of the disk 208 is received by the photodetector 204, and a sum signal and a focus error signal corresponding to the surface of the disk are detected. Next, the reflected light from the recording surface of the disk is received by the photodetector 204, and a sum signal and a focus error signal corresponding to the recording surface of the disk are detected. By applying focus servo based on the focus error signal, the focus servo is correctly drawn into the recording surface of the disk.

しかし、対物レンズ２０７に、屈折・回折ハイブリッド型の対物レンズを用いた場合には、不要な回折光の影響により、フォーカスサーボの引き込み動作が必ずしも正しく行われないという問題が発生する。以下、この問題について説明する。図９に、対物レンズとディスクの位置関係を示す。フォーカスサーボの引き込み動作では、対物レンズ２０７を、ディスク２０８から遠い側の位置から、ディスク２０８に近づく方向へと徐々に近付けていく。これにより、図９（ａ）、（ｂ）、（ｃ）の状態が、この順で出現する。   However, when a refractive / diffractive hybrid objective lens is used as the objective lens 207, there arises a problem that the focus servo pull-in operation is not always performed correctly due to the influence of unnecessary diffracted light. Hereinafter, this problem will be described. FIG. 9 shows the positional relationship between the objective lens and the disk. In the focus servo pull-in operation, the objective lens 207 is gradually moved closer to the disk 208 from a position far from the disk 208. As a result, the states of FIGS. 9A, 9B, and 9C appear in this order.

図９（ａ）は、往路（光が光源側からディスク２０８に向かう方向）において、対物レンズ２０７で所望の回折光として回折された光がディスク２０８の表面に集光している状態を示している。この状態では、ディスク２０８の表面からの反射光のうち、復路において対物レンズ２０７で所望の回折光として回折された光が光検出器２０４で受光され、ディスク２０８の表面に対応した和信号及びフォーカス誤差信号が検出される。また、図９（ｃ）は、対物レンズ２０７がディスク２０８へ近づいていき、往路において、対物レンズ２０７で所望の回折光として回折された光がディスク２０８の記録面に集光している状態を示している。この状態では、ディスク２０８の記録面からの反射光のうち、復路において対物レンズ２０７で所望の回折光として回折された光が光検出器２０４で受光され、ディスク２０８の記録面に対応した和信号及びフォーカス誤差信号が検出される。   FIG. 9A shows a state where light diffracted as desired diffracted light by the objective lens 207 is condensed on the surface of the disk 208 in the forward path (direction in which light travels from the light source side toward the disk 208). Yes. In this state, of the reflected light from the surface of the disk 208, light diffracted as desired diffracted light by the objective lens 207 in the return path is received by the photodetector 204, and the sum signal and focus corresponding to the surface of the disk 208 are received. An error signal is detected. FIG. 9C shows a state in which the objective lens 207 approaches the disk 208 and the light diffracted as desired diffracted light by the objective lens 207 is condensed on the recording surface of the disk 208 in the forward path. Show. In this state, of the reflected light from the recording surface of the disk 208, the light diffracted as the desired diffracted light by the objective lens 207 in the return path is received by the photodetector 204, and the sum signal corresponding to the recording surface of the disk 208 is received. And a focus error signal is detected.

図９（ｂ）は、対物レンズ２０７が、同図（ａ）に示す状態と同図（ｃ）に示す状態との中間の位置にあり、往路における対物レンズ２０７の所望の回折光の集光位置と、所望の回折光より１つだけ次数が低い不要な回折光の集光位置との中間の位置に、ディスク２０８の記録面がある状態を示している。この状態では、往路において対物レンズ２０７で所望の回折光より１つだけ次数が低い不要な回折光として回折され、ディスク２０８の記録面で反射され、復路において対物レンズ２０７で所望の回折光として回折された光、及び、往路において対物レンズ２０７で所望の回折光として回折され、ディスク２０８の記録面で反射され、復路において対物レンズ２０７で所望の回折光より１つだけ次数が低い不要な回折光として回折された光の双方が光検出器２０４で受光される。これにより、集光スポットがディスク２０８の表面又は記録面に集光していない状態にもかかわらず、偽の和信号及びフォーカス誤差信号が検出される。   In FIG. 9B, the objective lens 207 is at an intermediate position between the state shown in FIG. 9A and the state shown in FIG. 9C, and the desired diffracted light collected by the objective lens 207 in the forward path is collected. This shows a state in which the recording surface of the disk 208 is at a position intermediate between the position and the condensing position of unnecessary diffracted light that is one order lower than the desired diffracted light. In this state, the objective lens 207 diffracts as unnecessary diffracted light whose order is one lower than the desired diffracted light in the forward path, is reflected by the recording surface of the disk 208, and is diffracted as desired diffracted light by the objective lens 207 in the return path. And the unnecessary diffracted light which is diffracted as desired diffracted light by the objective lens 207 in the forward path and reflected by the recording surface of the disk 208 and is one order lower than the desired diffracted light by the objective lens 207 in the return path. Both of the diffracted light are received by the photodetector 204. As a result, a false sum signal and a focus error signal are detected regardless of the state where the focused spot is not focused on the surface of the disk 208 or the recording surface.

図１０（ａ）及び（ｂ）は、屈折・回折ハイブリッド型の対物レンズを用いた場合のフォーカス引き込み時の和信号及びフォーカス誤差信号の変化の様子を示している。対物レンズ２０７をディスク２０８から遠ざけておき、徐々にディスク２０８へ近付けていくと、まず、図９（ａ）の状態が出現し、ディスク２０８の表面に対応した和信号１１５ａ（図１０（ａ））、及び、フォーカス誤差信号１１６ａ（図１０（ｂ））が検出される。次いで、図９（ｂ）の状態が出現し、偽の和信号１１５ｂ、及び、フォーカス誤差信号１１６ｂが検出される。その後、図９（ｃ）の状態が出現し、ディスク２０８の記録面に対応した和信号１１５ｃ及びフォーカス誤差信号１１６ｃが検出される。   FIGS. 10A and 10B show how the sum signal and the focus error signal change during focus pull-in when a refraction / diffraction hybrid objective lens is used. When the objective lens 207 is moved away from the disk 208 and gradually approaches the disk 208, first, the state of FIG. 9A appears, and the sum signal 115a corresponding to the surface of the disk 208 (FIG. 10A). ) And a focus error signal 116a (FIG. 10B) are detected. Next, the state of FIG. 9B appears, and a false sum signal 115b and a focus error signal 116b are detected. Thereafter, the state of FIG. 9C appears, and a sum signal 115c and a focus error signal 116c corresponding to the recording surface of the disk 208 are detected.

フォーカス引き込みでは、図９（ｂ）の状態に対応する偽の和信号１１５ｂのレベル及びフォーカス誤差信号１１６ｂの振幅が大きく、ディスク２０８の表面に対応する和信号１１５ａのレベル及びフォーカス誤差信号１１６ａの振幅との差が小さいと、偽の和信号１１５ｂ及びフォーカス誤差信号１１６ｂの位置を、記録面の位置と誤検出することがある。この場合には、偽のフォーカス誤差信号１１５ｂに基づいて、フォーカスサーボがかかり、ディスク２０８の記録面へフォーカスサーボを正しく引き込むことができない。このように、回折・屈折ハイブリッド型の対物レンズを用いた光ヘッド装置では、不要な回折光により、フォーカス引き込みを正しく行うことができないことがあるということが問題となる。   In the focus pull-in, the level of the false sum signal 115b corresponding to the state of FIG. 9B and the amplitude of the focus error signal 116b are large, and the level of the sum signal 115a corresponding to the surface of the disk 208 and the amplitude of the focus error signal 116a. If the difference is small, the positions of the false sum signal 115b and the focus error signal 116b may be erroneously detected as the position of the recording surface. In this case, the focus servo is applied based on the false focus error signal 115b, and the focus servo cannot be correctly drawn into the recording surface of the disk 208. As described above, in the optical head device using the diffractive / refractive hybrid type objective lens, there is a problem that the focus cannot be correctly drawn by unnecessary diffracted light.

本発明は、上記従来技術の問題点を解消し、屈折・回折ハイブリッド型の対物レンズを用いた光ヘッド装置で、不要な回折光の影響を受けずに、フォーカスサーボの引き込み動作を正しく行うことができる光ヘッド装置、及び、そのような光ヘッド装置を有する光ディスク装置を提供することにある。   The present invention eliminates the above-mentioned problems of the prior art and correctly performs a focus servo pull-in operation without being affected by unnecessary diffracted light in an optical head device using a refractive / diffractive hybrid objective lens. It is an object of the present invention to provide an optical head device that can perform the above and an optical disk device having such an optical head device.

上記目的を達成するために、本発明の光ヘッド装置は、規格が異なる複数種類の光記録媒体に対応した複数個の光源と、回折格子が形成された屈折・回折ハイブリッド型の対物レンズであって、前記複数個の光源のうちで選択された１つの光源から出射された出射光を、光記録媒体上に集光すると共に、前記光記録媒体からの反射光を前記出射光とは逆向きに透過する対物レンズと、前記光記録媒体からの反射光を前記対物レンズを介して受光する光検出器とを備え、前記回折格子における、前記光記録媒体に対して記録又は再生を行う際に用いられる所望の回折光の回折効率をηＴ、該所望の回折光より１つだけ次数が低い回折光の回折効率をηＦとし、前記光記録媒体の記録面の反射率をＲｒ、前記光記録媒体の表面の反射率をＲｓとしたとき、
（ηＦ／ηＴ）＜（Ｒｓ／２Ｒｒ）
が成り立つことを特徴とする。 In order to achieve the above object, an optical head device of the present invention is a refraction / diffraction hybrid objective lens in which a plurality of light sources corresponding to a plurality of types of optical recording media having different standards and a diffraction grating are formed. Then, the emitted light emitted from one light source selected from the plurality of light sources is condensed on the optical recording medium, and the reflected light from the optical recording medium is directed in the opposite direction to the emitted light. An objective lens that transmits through the optical recording medium and a photodetector that receives the reflected light from the optical recording medium via the objective lens, and when recording or reproducing the optical recording medium in the diffraction grating. The diffraction efficiency of the desired diffracted light used is η T , the diffraction efficiency of the diffracted light that is one order lower than the desired diffracted light is η F , the reflectance of the recording surface of the optical recording medium is R r , The reflectance of the surface of the optical recording medium is represented by R s When
(Η F / η T ) <(R s / 2R r )
It is characterized by that.

本発明の光ヘッド装置では、対物レンズに、回折格子が形成された屈折・回折ハイブリッド型の対物レンズを用い、回折格子における所望の回折光の回折効率をηＴ、所望の回折光よりも１つだけ次数が低い回折光の回折効率をηＦ、光記憶媒体の記憶面の反射率をＲｒ、表面の反射率をＲｓとして、（ηＦ／ηＴ）＜（Ｒｓ／２Ｒｒ）が成立するように、回折格子を形成する。このようにすることで、不要な回折光が光記録媒体の記録面で反射して光検出器で受光される際の受光量を、所望の回折光が光記録媒体の表面で反射して光検出器で検出される際の受光量よりも少なくすることができる。このため、不要な回折光による偽の和信号及びフォーカス誤差信号を、誤って記録面での和信号及びフォーカス誤差信号と認識する事態を避けることができ、不要な回折光の影響を排除して、フォーカスサーボの引き込み動作を正しく行うことができる。 In the optical head device of the present invention, a refractive / diffractive hybrid objective lens in which a diffraction grating is formed is used as the objective lens, and the diffraction efficiency of the desired diffracted light in the diffraction grating is η T , which is 1 higher than the desired diffracted light. (Η F / η T ) <(R s / 2R r ) where η F is the diffraction efficiency of the diffracted light having the lowest order, R r is the reflectance of the storage surface of the optical storage medium, and R s is the reflectance of the surface. ) Is formed so as to satisfy. In this way, the amount of light received when unwanted diffracted light is reflected by the recording surface of the optical recording medium and received by the photodetector, and the desired diffracted light is reflected by the surface of the optical recording medium. The amount of light received when detected by the detector can be reduced. For this reason, it is possible to avoid the situation where the false sum signal and the focus error signal due to unnecessary diffracted light are mistakenly recognized as the sum signal and focus error signal on the recording surface, and the influence of unnecessary diffracted light is eliminated. The focus servo pull-in operation can be performed correctly.

本発明の光ヘッド装置では、前記回折格子はブレーズ化されており、前記回折格子のブレーズ波長が、前記複数種類の光記録媒体に対応した複数種類の光の波長のそれぞれについて、前記（ηＦ／ηＴ）＜（Ｒｓ／２Ｒｒ）を満たすように定められている構成を採用できる。ブレーズ化された回折格子では、光記録媒体の記録・再生に用いられる各波長での回折効率は、ブレーズ波長、及び、回折光の次数に依存して変化することになるが、光記録媒体の記録・再生に用いる回折光の所望の次数、及び、回折格子のブレーズ波長を、適切に設定することにより、全ての波長にて、（ηＦ／ηＴ）＜（Ｒｓ／２Ｒｒ）を満たすように回折格子を形成することができ、サーボ引き込みを正しく行うことができる。 In the optical head device of the present invention, the diffraction grating is blazed, and the blaze wavelength of the diffraction grating is the (η F) for each of a plurality of types of light wavelengths corresponding to the plurality of types of optical recording media. / Η T ) <(R s / 2R r ) can be adopted. In a blazed diffraction grating, the diffraction efficiency at each wavelength used for recording / reproduction of an optical recording medium varies depending on the blaze wavelength and the order of the diffracted light. By appropriately setting the desired order of the diffracted light used for recording / reproducing and the blaze wavelength of the diffraction grating, (η F / η T ) <(R s / 2R r ) at all wavelengths. The diffraction grating can be formed so as to satisfy, and the servo pull-in can be performed correctly.

本発明の光ヘッド装置では、前記複数個の光源が、第１の波長の光を出射する第１の光源と、第２の波長の光を出射する第２の光源と、第３の波長の光を出射する第３の光源とを有する構成を採用できる。例えば、第１の光源は、ＨＤ ＤＶＤやＢｌｕ−Ｒａｙの規格の光記録媒体の記録・再生に用いられる波長約４０５ｎｍの光源、第２の光源は、ＤＶＤ規格の光記録媒体の記録・再生に用いられる波長約６６０ｎｍの光源、第３の光源は、ＣＤ規格の光記録媒体の記録・再生に用いられる波長約７８０ｎｍの光源として構成できる。   In the optical head device of the present invention, the plurality of light sources includes a first light source that emits light of a first wavelength, a second light source that emits light of a second wavelength, and a third wavelength of light. A configuration having a third light source that emits light can be employed. For example, the first light source is a light source having a wavelength of about 405 nm used for recording / reproduction of an HD DVD or Blu-Ray standard optical recording medium, and the second light source is for recording / reproduction of a DVD standard optical recording medium. The light source having a wavelength of about 660 nm and the third light source used can be configured as a light source having a wavelength of about 780 nm used for recording / reproduction of a CD standard optical recording medium.

本発明の光ディスク装置は、上記本発明の光ヘッド装置と、前記複数個の光源を選択的に駆動する第１の回路系と、前記光検出器の出力から、再生信号、及び、前記光記憶媒体に形成された記録マークと集光スポットとの位置ずれを表す誤差信号を生成する第２の回路系と、前記対物レンズを、前記誤差信号に基づいて駆動する第３の回路系とを有することを特徴とする。   An optical disk apparatus according to the present invention includes a reproduction signal and an optical storage from the optical head apparatus according to the present invention, a first circuit system that selectively drives the plurality of light sources, and an output of the photodetector. A second circuit system for generating an error signal indicating a positional deviation between the recording mark formed on the medium and the focused spot; and a third circuit system for driving the objective lens based on the error signal. It is characterized by that.

本発明の光ヘッド装置及び光ディスク装置では、屈折・回折ハイブリッド型の対物レンズに形成された回折格子における所望の回折光の回折効率をηＴ、所望の回折光よりも１つだけ次数が低い回折光の回折効率をηＦとし、光記憶媒体の記憶面の反射率をＲｒ、表面の反射率をＲｓとして、（ηＦ／ηＴ）＜（Ｒｓ／２Ｒｒ）が成立するように、回折格子を形成する。このようにすることで、不要な回折光による偽の和信号のレベル、及び、フォーカス誤差信号の振幅を、それぞれ光記録媒体の表面に対応した和信号のレベル、及び、フォーカス誤差信号の振幅よりも小さくすることができる。これにより、屈折・回折ハイブリッド型の対物レンズを用いながらも、不要な回折光による偽の和信号及びフォーカス誤差信号を、誤って記録面での和信号及びフォーカス誤差信号と認識する事態を避けることができ、不要な回折光の影響を排除して、フォーカスサーボの引き込み動作を正しく行うことができる。 In the optical head device and the optical disk device of the present invention, the diffraction efficiency of the desired diffracted light in the diffraction grating formed on the refractive / diffractive hybrid objective lens is η T , and the diffraction is lower in order by one than the desired diffracted light. It is assumed that (η F / η T ) <(R s / 2R r ) holds, where the diffraction efficiency of light is η F , the reflectance of the storage surface of the optical storage medium is R r , and the reflectance of the surface is R s. In addition, a diffraction grating is formed. By doing so, the level of the false sum signal due to unnecessary diffracted light and the amplitude of the focus error signal are determined from the level of the sum signal corresponding to the surface of the optical recording medium and the amplitude of the focus error signal, respectively. Can also be reduced. As a result, while using a refraction / diffractive hybrid objective lens, avoiding false recognition of a false sum signal and focus error signal due to unnecessary diffracted light as a sum signal and focus error signal on the recording surface. Thus, the influence of unnecessary diffracted light can be eliminated, and the focus servo pull-in operation can be performed correctly.

以下、図面を参照し、本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態の光ヘッド装置の構成を示している。光ヘッド装置１００は、半導体レーザ１０１、コリメータレンズ１０２、回折光学素子１０３、偏光ビームスプリッタ１０４、凹レンズ１０５ａ、凸レンズ１０５ｂ、１／４波長板１０６、開口制御素子１０７、対物レンズ１０８、円筒レンズ１１０、凸レンズ１１１、及び、光検出器１１２を備える。本実施形態では、記録・再生の対象となるディスク１０９として、ＨＤ ＤＶＤ規格／ＢＤ規格、ＤＶＤ規格、及び、ＣＤ規格のディスクを考える。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 shows the configuration of an optical head device according to an embodiment of the present invention. The optical head device 100 includes a semiconductor laser 101, a collimator lens 102, a diffractive optical element 103, a polarizing beam splitter 104, a concave lens 105a, a convex lens 105b, a quarter wavelength plate 106, an aperture control element 107, an objective lens 108, a cylindrical lens 110, A convex lens 111 and a photodetector 112 are provided. In this embodiment, an HD DVD standard / BD standard, DVD standard, and CD standard disk are considered as the disks 109 to be recorded and reproduced.

半導体レーザ１０１は、複数種類の規格のディスクの記録・再生に対応して、波長約４０５ｎｍの半導体レーザ１０１ａ、波長約６６０ｎｍの半導体レーザ１０１ｂ、及び、波長約７８５ｎｍの半導体レーザ１０１ｃを有する。また、コリメータレンズ１０２、回折光学素子１０３、及び、偏光ビームスプリッタ１０４は、３つの半導体レーザ１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃに対応して、それぞれ、コリメータレンズ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、回折光学素子１０３ａ、１０３ｂ、１０３ｃ、及び、偏光ビームスプリッタ１０４ａ、１０４ｂ、１０４ｃを有する。   The semiconductor laser 101 includes a semiconductor laser 101a having a wavelength of about 405 nm, a semiconductor laser 101b having a wavelength of about 660 nm, and a semiconductor laser 101c having a wavelength of about 785 nm, corresponding to recording / reproducing of a plurality of types of discs. The collimator lens 102, the diffractive optical element 103, and the polarization beam splitter 104 correspond to the three semiconductor lasers 101a, 101b, and 101c, respectively, and the collimator lenses 102a, 102b, and 102c, and the diffractive optical elements 103a, 103b, 103c and polarizing beam splitters 104a, 104b, 104c.

光ヘッド装置１００では、３つの半導体レーザ１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃのうちで、記録・再生の対称となるディスク１０９の規格に対応した波長の半導体レーザが点灯される。半導体レーザ１０１を出射した光は、コリメータレンズ１０２で平行光化され、回折光学素子１０３で、透過光、及び、±１次回折光の３つの光に分割される。これらの光は、偏光ビームスプリッタ１０４にＳ偏光として入射し、ほとんど全て反射して、凹レンズ１０５ａ側に進行方向を変える。凹レンズ１０５ａ及び凸レンズ１０５ｂを透過した光は、１／４波長板１０６で直線偏光から円偏光に変換され、開口制御素子１０７を透過して、屈折・回折ハイブリッド型の対物レンズ１０８により、ディスク１０９上に集光される。   In the optical head device 100, of the three semiconductor lasers 101a, 101b, and 101c, a semiconductor laser having a wavelength corresponding to the standard of the disk 109 that is symmetric in recording and reproduction is turned on. The light emitted from the semiconductor laser 101 is collimated by the collimator lens 102, and is divided by the diffractive optical element 103 into three lights, that is, transmitted light and ± first-order diffracted light. These lights are incident on the polarization beam splitter 104 as S-polarized light, reflected almost entirely, and change the traveling direction toward the concave lens 105a. The light transmitted through the concave lens 105a and the convex lens 105b is converted from linearly polarized light to circularly polarized light by the quarter wavelength plate 106, passes through the aperture control element 107, and is reflected on the disk 109 by the refraction / diffraction hybrid type objective lens 108. It is focused on.

ディスク１０９からの反射光は、対物レンズ１０８、開口制御素子１０７を、往路とは逆向きに通り、１／４波長板１０６で、円偏光から、往路における直線偏光の偏光方向と直交した方向の直線偏光に変換される。１／４波長板１０６で直線偏光に変換された反射光は、凸レンズ１０５ｂ及び凹レンズ１０５ａを透過し、偏光ビームスプリッタ１０４にＰ偏光として入射して、ほとんど全てが透過し、円筒レンズ１１０及び凸レンズ１１１を介して、光検出器１１２で受光される。   The reflected light from the disk 109 passes through the objective lens 108 and the aperture control element 107 in the direction opposite to the outward path, and passes through the quarter wavelength plate 106 from the circularly polarized light in a direction orthogonal to the polarization direction of the linearly polarized light in the forward path. Converted to linearly polarized light. The reflected light converted into linearly polarized light by the quarter-wave plate 106 is transmitted through the convex lens 105b and the concave lens 105a, is incident on the polarization beam splitter 104 as P-polarized light, and almost all is transmitted, and the cylindrical lens 110 and the convex lens 111 are transmitted. Then, the light is received by the photodetector 112.

本実施形態の光ヘッド装置１００では、λ＝４０５ｎｍ、λ＝６６０ｎｍの２つの波長に対しては、対物レンズ１０８の倍率が共に０の状態（対物レンズ１０８へ共に平行光が入射する状態）で式１を満たすように光学系が設計されている。また、λ＝７８５ｎｍの波長に対しては、対物レンズ１０８の倍率が負の状態（対物レンズ１０８へ発散光が入射する状態）で式１を満たすように光学系が設計されている。対物レンズ１０８の倍率の変化には、凹レンズ１０５ａ及び凸レンズ１０５ｂで構成されるエキスパンダレンズが用いられる。   In the optical head device 100 of the present embodiment, the magnification of the objective lens 108 is both 0 for two wavelengths of λ = 405 nm and λ = 660 nm (a state in which parallel light is incident on the objective lens 108). The optical system is designed to satisfy Equation 1. For the wavelength of λ = 785 nm, the optical system is designed so as to satisfy Expression 1 in a state where the magnification of the objective lens 108 is negative (a state in which divergent light enters the objective lens 108). For changing the magnification of the objective lens 108, an expander lens composed of a concave lens 105a and a convex lens 105b is used.

例えば、ディスク１０９がＨＤ ＤＶＤ規格又はＶＤ規格のディスクであれば、凹レンズ１０５ａと凸レンズ１０５ｂとの間の間隔を、半導体レーザ１０１ａから出射して凹レンズ１０５ａに平行光として入射する波長４０５ｎｎの光が、凸レンズ１０５ｂから平行光として出射し、対物レンズ１０８に入射するように制御する。また、ディスク１０９がＤＶＤ規格のディスクであれば、凹レンズ１０５ａと凸レンズ１０５ｂとの間の間隔を、半導体レーザ１０１ｂから出射して凹レンズ１０５ａに平行等として入射する波長６６０ｎｍの光が、凸レンズ１０５ｂから平行光として出射し、対物レンズ１０８に入射するように制御する。ディスク１０９がＣＤ規格のディスクであれば、凹レンズ１０５ａと凸レンズ１０５ｂとの間の間隔を、半導体レーザ１０１ｃから出射して凹レンズ１０５ａに平行光として入射する波長７８５ｎｎの光が、凸レンズ１０５ｂから適切な広がり角を持つ発散光として出射し、対物レンズ１０８に入射するように制御する。   For example, if the disk 109 is an HD DVD standard or VD standard disk, the light having a wavelength of 405 nn that is emitted from the semiconductor laser 101 a and enters the concave lens 105 a as parallel light at an interval between the concave lens 105 a and the convex lens 105 b. Control is performed so that the light is emitted as parallel light from the convex lens 105 b and enters the objective lens 108. If the disk 109 is a DVD standard disk, light having a wavelength of 660 nm that is emitted from the semiconductor laser 101b and enters the concave lens 105a in parallel as the distance between the concave lens 105a and the convex lens 105b is parallel from the convex lens 105b. Control is performed so that the light exits as light and enters the objective lens 108. If the disk 109 is a CD standard disk, the light between the concave lens 105a and the convex lens 105b is appropriately spread from the convex lens 105b with light having a wavelength of 785 nn that is emitted from the semiconductor laser 101c and enters the concave lens 105a as parallel light. Control is performed so that the light is emitted as divergent light having an angle and is incident on the objective lens 108.

対物レンズの開口数は、ディスクの規格ごとに異なっており、ＨＤ ＤＶＤ規格で０．６５、ＢＤ規格では０．８５、ＤＶＤ規格では０．６、ＣＤ規格では０．４５である。光ヘッド装置１００では、開口制御素子１０７により、記録・再生の対象となるディスク１０９の種別に応じて、対物レンズ１０８の開口数を制御する。図２は、開口制御素子を平面図で示している。開口制御素子１０７は、ガラス基板上に誘電体多層膜が形成された構成を有し、２つの同心円により領域１１７ａ〜１１７ｃの３つの領域に分割されている。なお、図中に点線で示す円の直径は、対物レンズ１０８の有効径に相当する。   The numerical aperture of the objective lens differs depending on the disc standard, and is 0.65 for the HD DVD standard, 0.85 for the BD standard, 0.6 for the DVD standard, and 0.45 for the CD standard. In the optical head device 100, the numerical aperture of the objective lens 108 is controlled by the aperture control element 107 in accordance with the type of the disk 109 to be recorded / reproduced. FIG. 2 shows the aperture control element in a plan view. The opening control element 107 has a configuration in which a dielectric multilayer film is formed on a glass substrate, and is divided into three regions 117a to 117c by two concentric circles. Note that the diameter of a circle indicated by a dotted line in the drawing corresponds to the effective diameter of the objective lens 108.

領域１１７ａ〜１１７ｃには、互いに異なる誘電体多層膜が形成される。領域１１７ａに形成される誘電体多層膜は、波長４０５ｎｍ、６６０ｎｍ、及び、７８５ｎｍの光を全て透過させる働きを有する。領域１１７ｂに形成される誘電体多層膜は、波長４０５ｎｍ及び６６０ｎｍの光を透過させ、波長７８５ｎｍの光を反射させる働きを有する。領域１１７ｃに形成される誘電体多層膜は、波長４０５ｎｍの光を透過させ、波長６６０ｎｍ及び７８５ｎｍの光を反射させる働きを有する。   In the regions 117a to 117c, different dielectric multilayer films are formed. The dielectric multilayer film formed in the region 117a has a function of transmitting all light having wavelengths of 405 nm, 660 nm, and 785 nm. The dielectric multilayer film formed in the region 117b has a function of transmitting light with wavelengths of 405 nm and 660 nm and reflecting light with wavelength of 785 nm. The dielectric multilayer film formed in the region 117c has a function of transmitting light with a wavelength of 405 nm and reflecting light with wavelengths of 660 nm and 785 nm.

波長４０５ｎｍの光は、開口制御素子１０７の領域１１７ａ、１１７ｂ、１１７ｃを全て透過する。従って、波長４０５ｎｍの光に対する対物レンズ１０８の開口数は、対物レンズの有効直径によって決まり、０．６５又は０．８５に設定される。波長６６０ｎｍの光は、領域１１７ａ、１１７ｂの内部のみを透過するため、波長６６０ｎｍの光に対する対物レンズ１０８の開口数は、領域１１７ｂの外径によって決まり、０．６に設定される。波長７８５ｎｍの光は、領域１１７ａの内部のみを透過するため、波長７８５ｎｍの光に対する対物レンズ１０８の開口数は、領域１１７ａの外径によって決まり、０．４５に設定される。   The light with a wavelength of 405 nm passes through all the regions 117a, 117b, and 117c of the aperture control element 107. Therefore, the numerical aperture of the objective lens 108 for light having a wavelength of 405 nm is determined by the effective diameter of the objective lens and is set to 0.65 or 0.85. Since light with a wavelength of 660 nm is transmitted only through the regions 117a and 117b, the numerical aperture of the objective lens 108 with respect to light with a wavelength of 660 nm is determined by the outer diameter of the region 117b and is set to 0.6. Since light with a wavelength of 785 nm transmits only the inside of the region 117a, the numerical aperture of the objective lens 108 with respect to light with a wavelength of 785 nm is determined by the outer diameter of the region 117a and is set to 0.45.

図３は、光検出器１１２における受光部のパタンと受光部上の光スポットの配置とを示している。同図に示す光スポット１１８ａは、回折光学素子１０３からの透過光に相当し、ディスク１０９の半径方向に対応する分割線、及び、接線方向に対応する分割線で４つに分割された受光部１１９ａ〜１１９ｄで受光される。光スポット１１８ｂは、回折光学素子１０３からの＋１次回折光に相当し、ディスク１０９の半径方向に対応する分割線で２つに分割された受光部１１９ｅ、１１９ｆで受光される。光スポット１１８ｃは回折光学素子１０３からの−１次回折光に相当し、ディスク１０９の半径方向に対応する分割線で２つに分割された受光部１１９ｇ、１１９ｈで受光される。ここで、円筒レンズ１１０の作用により、ディスク１０９の半径方向に対応する方向と接線方向に対応する方向とは、受光部上では、互いに入れ替わっている。   FIG. 3 shows the pattern of the light receiving unit and the arrangement of the light spots on the light receiving unit in the photodetector 112. A light spot 118a shown in the figure corresponds to the transmitted light from the diffractive optical element 103, and is divided into four by a dividing line corresponding to the radial direction of the disk 109 and a dividing line corresponding to the tangential direction. Light is received at 119a to 119d. The light spot 118b corresponds to + 1st order diffracted light from the diffractive optical element 103, and is received by the light receiving portions 119e and 119f divided into two by a dividing line corresponding to the radial direction of the disk 109. The light spot 118c corresponds to the −1st order diffracted light from the diffractive optical element 103, and is received by the light receiving portions 119g and 119h divided into two by the dividing line corresponding to the radial direction of the disk 109. Here, due to the action of the cylindrical lens 110, the direction corresponding to the radial direction of the disk 109 and the direction corresponding to the tangential direction are interchanged on the light receiving unit.

受光部１１９ａ〜１１９ｈからの出力をそれぞれＶ１１９ａ〜Ｖ１１９ｈと表すと、和信号は、（Ｖ１１９ａ＋Ｖ１１９ｂ＋Ｖ１１９ｃ＋Ｖ１１９ｄ）の演算から得られる。また、フォーカス誤差信号は、公知の非点収差法により、（Ｖ１１９ａ＋Ｖ１１９ｄ）−（Ｖ１１９ｂ＋Ｖ１１９ｃ）の演算から得られる。ディスク１０９が再生専用型のディスクである場合、トラック誤差信号は、公知の位相差法により、（Ｖ１１９ａ＋Ｖ１１９ｄ）と（Ｖ１１９ｂ＋Ｖ１１９ｃ）との位相差から得られる。ディスク１０９が追記型又は書換可能型のディスクである場合には、トラック誤差信号は、公知の差動プッシュプル法により、（Ｖ１１９ａ＋Ｖ１１９ｂ）−（Ｖ１１９ｃ＋Ｖ１１９ｄ）−Ｋ｛（Ｖ１１９ｅ＋Ｖ１１９ｇ）−（Ｖ１１９ｆ＋Ｖ１１９ｈ）｝（ただし、Ｋは定数）の演算から得られる。ディスク１０９に記録されたＲＦ信号は、（Ｖ１１９ａ＋Ｖ１１９ｂ＋Ｖ１１９ｃ＋Ｖ１１９ｄ）の高周波成分から得られる。   When the outputs from the light receiving units 119a to 119h are expressed as V119a to V119h, respectively, the sum signal is obtained from the calculation of (V119a + V119b + V119c + V119d). The focus error signal is obtained from the calculation of (V119a + V119d) − (V119b + V119c) by a known astigmatism method. When the disk 109 is a read-only disk, the track error signal is obtained from the phase difference between (V119a + V119d) and (V119b + V119c) by a known phase difference method. When the disk 109 is a write-once or rewritable disk, the track error signal is calculated by (V119a + V119b) − (V119c + V119d) −K {(V119e + V119g) − (V119f + V119h)} by a known differential push-pull method. Where K is a constant). The RF signal recorded on the disk 109 is obtained from the high frequency component of (V119a + V119b + V119c + V119d).

屈折・回折ハイブリッド型の対物レンズ１０８を用いた光学式情報記録再生装置で、不要な回折光の影響を受けずに、フォーカスサーボの引き込み動作を正しく行うためには、図９（ｂ）に示す状態における和信号（図１０（ａ）の１１５ｂ）のレベルと、フォーカス誤差信号（図１０（ｂ）の１１６ｂ）の振幅とが、図９（ａ）に示す状態における和信号（図１０（ａ）の１１５ａ）のレベル、及び、フォーカス誤差信号（図１０（ｂ）の１１６ａ）の振幅よりもそれぞれ小さければよい。和信号及びフォーカス誤差信号は、上記のように、光検出器１１２で受光される光から生成され、そのレベル及び振幅は、受光量に比例した値となる。従って、図９（ｂ）の状態での光検出器１１２での受光量が、図９（ａ）の状態での光検出器１１２での受光量よりも少なくなるように、光学系を設計すればよい。   FIG. 9B shows an optical information recording / reproducing apparatus using the refractive / diffractive hybrid objective lens 108 in order to correctly perform the focus servo pull-in operation without being affected by unnecessary diffracted light. The level of the sum signal (115b in FIG. 10A) in the state and the amplitude of the focus error signal (116b in FIG. 10B) are the sum signal (FIG. 10A in the state shown in FIG. 9A). ) 115a) and the amplitude of the focus error signal (116a in FIG. 10B) may be smaller. As described above, the sum signal and the focus error signal are generated from the light received by the photodetector 112, and the level and amplitude thereof are values proportional to the amount of received light. Therefore, the optical system should be designed so that the amount of light received by the photodetector 112 in the state of FIG. 9B is smaller than the amount of light received by the photodetector 112 in the state of FIG. 9A. That's fine.

所望の回折光の回折効率をηＴ、所望の回折光より１つだけ次数が低い不要な回折光の回折効率をηＦ、ディスク１０９の記録面の反射率をＲｒとすると、往路において対物レンズ１０８で所望の回折光より１つだけ次数が低い不要な回折光として回折され、ディスク１０９の記録面で反射され、復路において対物レンズ１０８で所望の回折光として回折された光に対する光検出器１１２の受光量（図９（ｂ）の状態での受光量）は、ηＦ×Ｒｒ×ηＴに比例する。また、往路において対物レンズ１０８で所望の回折光として回折され、ディスク１０９の記録面で反射され、復路において対物レンズ１０８で所望の回折光より１つだけ次数が低い不要な回折光として回折された光に対する光検出器１１２の受光量はη、Ｔ×Ｒｒ×ηＦに比例する。 If the diffraction efficiency of the desired diffracted light is η T , the diffraction efficiency of unnecessary diffracted light that is one order lower than the desired diffracted light is η F , and the reflectance of the recording surface of the disk 109 is R r , the objective in the forward path Photodetector for light diffracted by lens 108 as unnecessary diffracted light that is one order lower than desired diffracted light, reflected by the recording surface of disk 109, and diffracted as desired diffracted light by objective lens 108 in the return path The amount of received light 112 (the amount of received light in the state of FIG. 9B) is proportional to η F × R r × η T. Further, it is diffracted as desired diffracted light by the objective lens 108 in the forward path, reflected by the recording surface of the disk 109, and diffracted as unnecessary diffracted light having a lower order by one than the desired diffracted light by the objective lens 108 in the return path. The amount of light received by the photodetector 112 with respect to light is proportional to η, T × R r × η F.

一方、往路において対物レンズ１０８で所望の回折光として回折され、ディスク１０９の表面で反射され、復路において対物レンズ１０８で所望の回折光として回折された光に対する光検出器１１２の受光量（図９（ａ）の状態での受光量）は、ディスク１０９の表面の反射率をＲｓとすると、ηＴ×Ｒｓ×ηＴに比例する。従って、図９（ｂ）の状態での和信号のレベル及びフォーカス誤差信号の振幅が、それぞれ、図９（ａ）の状態での和信号のレベル及びフォーカス誤差信号の振幅よりも小さくなるための条件は、
ηＦ×Ｒｒ×ηＴ＋ηＴ×Ｒｒ×ηＦ＜ηＴ×Ｒｓ×ηＴ
で与えられる。上記式を変形すると、
（ηＦ／ηＴ）＜（Ｒｓ／２Ｒｒ） （２）
と表すことができる。 On the other hand, the amount of light received by the photodetector 112 with respect to the light diffracted as desired diffracted light by the objective lens 108 in the forward path, reflected by the surface of the disk 109, and diffracted as desired diffracted light by the objective lens 108 in the return path (FIG. 9). The amount of light received in the state (a) is proportional to η T × R s × η T, where R s is the reflectance of the surface of the disk 109. Therefore, the level of the sum signal and the amplitude of the focus error signal in the state of FIG. 9B are smaller than the level of the sum signal and the amplitude of the focus error signal in the state of FIG. 9A, respectively. condition is,
η F × R r × η T + η T × R r × η F <η T × R s × η T
Given in. When the above equation is transformed,
(Η F / η T ) <(R s / 2R r ) (2)
It can be expressed as.

波長４０５ｎｍの光に対しては、ＨＤ ＤＶＤ規格又はＢＤ規格の中で、ＨＤ ＤＶＤ−ＲＯＭ規格におけるディスクの記録面の反射率が４０％〜７０％の範囲内であることから、式２におけるＲｒは、Ｒｒ≧０．４となる。また、ディスクの保護層の屈折率は約１．６２であり、式２におけるＲｓは、Ｒｓ＝（１．６２−１）２／（１．６２＋１）２＝０．０５６となる。このことから、（Ｒｓ／２Ｒｒ）は、０．０５６／（２×０．４）＝０．０７となり、下記式３が得られる。
ηＦ／ηＴ＜０．０７ （３） For light with a wavelength of 405 nm, the reflectivity of the recording surface of the disc in the HD DVD-ROM standard is in the range of 40% to 70% in the HD DVD standard or BD standard. r is R r ≧ 0.4. The refractive index of the protective layer of the disk is about 1.62, and R s in Equation 2 is R s = (1.62-1) 2 /(1.62+1) 2 = 0.056. From this, (R s / 2R r ) is 0.056 / (2 × 0.4) = 0.07, and the following formula 3 is obtained.
η F / η T <0.07 (3)

波長６６０ｎｍの光に対しては、ＤＶＤ規格の中で、ＤＶＤ−ＲＯＭ規格におけるディスクの記録面の反射率が４５％〜８５％の範囲内であることから、式２におけるＲｒは、Ｒｒ≧０．４５となる。また、ディスクの保護層の屈折率は約１．５８であり、式２におけるＲｓは、Ｒｓ＝（１．５８−１）２／（１．５８＋１）２＝０．０５０５となる。このことから、（Ｒｓ／２Ｒｒ）は、０．０５０５／（２×０．４５）＝０．０５６となり、下記式４が得られる。
ηＦ／ηＴ＜０．０５６ （４） For the wavelength 660nm light, in the DVD standard, because the reflectivity of the recording surface of the disk in the DVD-ROM standard is in the range of 45% ~85%, R r in Formula 2, R r ≧ 0.45. The refractive index of the protective layer of the disk is about 1.58, and R s in Equation 2 is R s = (1.58-1) 2 /(1.58+1) 2 = 0.0505. From this, (R s / 2R r ) is 0.0505 / (2 × 0.45) = 0.056, and the following formula 4 is obtained.
η F / η T <0.056 (4)

波長７８５ｎｍの光に対しては、ＣＤ規格の中で、ＣＤ−ＲＯＭ規格におけるディスクの記録面の反射率が７０％以上であることから、式２におけるＲｒは、Ｒｒ≧０．７となる。また、ディスクの保護層の屈折率が約１．５８であることから、式２におけるＲｓは、Ｒｓ＝（１．５８−１）２／（１．５８＋１）２＝０．０５０５となる。このことから、（Ｒｓ／２Ｒｒ）は、０．０５０５／（２×０．７）＝０．０３６となり、下記式５が得られる。
ηＦ／ηＴ＜０．０３６ （５） For light with a wavelength of 785 nm, the reflectance of the recording surface of the disc in the CD-ROM standard is 70% or more in the CD standard, so that R r in Equation 2 is R r ≧ 0.7. Become. Further, since the refractive index of the protective layer of the disk is about 1.58, R s in Equation 2 is R s = (1.58-1) 2 /(1.58+1) 2 = 0.0505. . From this, (R s / 2R r ) is 0.0505 / (2 × 0.7) = 0.036, and the following formula 5 is obtained.
η F / η T <0.036 (5)

対物レンズ１０８に形成されている回折格子はブレーズ化されている。回折格子におけるブレーズ波長をλ０、対物レンズ１０８への入射光の波長をλとし、簡単のために対物レンズ１０８の屈折率の波長依存性を無視すると、対物レンズ１０８におけるｍ次の回折光の回折効率は、下記式６で与えられる。
ηｍ（λ）＝ｓｉｎ２［π（λ０／λ−ｍ）］／［π（λ０／λ−ｍ）］２ （６） The diffraction grating formed on the objective lens 108 is blazed. If the blaze wavelength in the diffraction grating is λ 0 , the wavelength of light incident on the objective lens 108 is λ, and the wavelength dependence of the refractive index of the objective lens 108 is ignored for simplicity, the m-th order diffracted light in the objective lens 108 is ignored. The diffraction efficiency is given by Equation 6 below.
η m (λ) = sin 2 [π (λ 0 / λ−m)] / [π (λ 0 / λ−m)] 2 (6)

図４は、回折効率の計算結果の一例を示している。この例では、ブレーズ波長λ０は５００ｎｍに設定されている。グラフ横軸は、入射光の波長を、縦軸は回折効率を示している。式６により計算した、０次、１次、２次の回折光に対する回折効率を、グラフ（ａ）〜（ｃ）に示す。ここで、波長４０５ｎｍ、６６０ｎｍ、７８５ｎｍの光に対して、それぞれ１次の回折光を所望の回折光として用いるとすると、所望の回折光より１つだけ次数が低い不要な回折光は、それぞれ０次の回折光となる。この場合、波長４０５ｎｍの光に対しては、グラフ（ｂ）よりηＴ＝０．８３２、グラフ（ａ）よりηＦ＝０．０３であるため、ηＦ／ηＴ＝０．０３６となり、式３が成り立つ。しかしながら、波長６６０ｎｍの光に対しては、ηＴ＝０．８２１、ηＦ＝０．０８４であるため、ηＦ／ηＴ＝０．１０２となり、式４が成り立たない。また、波長７８５ｎｍの光に対しては、ηＴ＝０．６３５、ηＦ＝０．２０６であるため、ηＦ／ηＴ＝０．３２５となり、式５が成り立たない。 FIG. 4 shows an example of the calculation result of the diffraction efficiency. In this example, the blaze wavelength λ 0 is set to 500 nm. The horizontal axis of the graph indicates the wavelength of incident light, and the vertical axis indicates the diffraction efficiency. Graphs (a) to (c) show the diffraction efficiencies for the 0th, 1st, and 2nd order diffracted light calculated by Equation 6. Here, if the first-order diffracted light is used as the desired diffracted light with respect to the light with wavelengths of 405 nm, 660 nm, and 785 nm, the unnecessary diffracted light whose order is one lower than the desired diffracted light is 0 respectively. It becomes the next diffracted light. In this case, for light with a wavelength of 405 nm, η T = 0.832 from graph (b) and η F = 0.03 from graph (a), so η F / η T = 0.036, Equation 3 holds. However, for light with a wavelength of 660 nm, η T = 0.821 and η F = 0.084, so η F / η T = 0.102, and Equation 4 does not hold. For light with a wavelength of 785 nm, since η T = 0.635 and η F = 0.206, η F / η T = 0.325 and Equation 5 does not hold.

図５は、回折効率の計算結果の別の例を示している。この例では、ブレーズ波長λ０は、７６０ｎｍに設定されている。波長４０５ｎｍ、６６０ｎｍ、７８５ｎｍの光に対し、それぞれ２次、１次、１次の回折光を所望の回折光として用いるとすると、所望の回折光より１つだけ次数が低い不要な回折光は、それぞれ１次、０次、０次の回折光となる。この場合、波長４０５ｎｍの光に対しては、グラフ（ｃ）、（ｂ）より、ηＴ＝０．９５１、ηＦ＝０．０１９であるため、ηＦ／ηＴ＝０．０２となり、式３が成り立つ。また、波長６６０ｎｍの光に対しては、グラフ（ｂ）、（ａ）より、ηＴ＝０．９２７、ηＦ＝０．０１６であるため、ηＦ／ηＴ＝０．０１７となり、式４が成り立つ。波長７８５ｎｍの光に対しては、グラフ（ｂ）、（ａ）より、ηＴ＝０．９９７、ηＦ＝０．００１であるため、ηＦ／ηＴ＝０．００１となり、式５が成り立つ。 FIG. 5 shows another example of the calculation result of the diffraction efficiency. In this example, the blaze wavelength λ 0 is set to 760 nm. If the second-order, first-order, and first-order diffracted lights are used as desired diffracted lights with respect to light having wavelengths of 405 nm, 660 nm, and 785 nm, respectively, unnecessary diffracted light that is one order lower than the desired diffracted light is The first-order, 0th-order, and 0th-order diffracted light respectively. In this case, for light with a wavelength of 405 nm, η T = 0.951 and η F = 0.019 from graphs (c) and (b), so η F / η T = 0.02 Equation 3 holds. For light with a wavelength of 660 nm, from the graphs (b) and (a), η T = 0.927 and η F = 0.016, so η F / η T = 0.017. 4 holds. For light with a wavelength of 785 nm, η T = 0.997 and η F = 0.001 from graphs (b) and (a), so η F / η T = 0.001 and Equation 5 It holds.

上記の計算例に基づいて、光ヘッド装置１００では、対物レンズ１０８のブレーズ波長を、７６０ｎｍとする。また、波長４０５ｎｍ、６６０ｎｍ、７８５ｎｍの光に対して、それぞれ２次、１次、１次の回折光を所望の回折光として用いる。このようにすることで、３つの波長の何れにおいても、式２を満たす関係とすることができ、屈折・回折ハイブリッド型の対物レンズ１０８を用いつつ、不要な回折光の影響を受けずに、フォーカスサーボの引き込み動作を正しく行うことができる。   Based on the above calculation example, in the optical head device 100, the blaze wavelength of the objective lens 108 is set to 760 nm. Further, second-order, first-order, and first-order diffracted lights are used as desired diffracted lights for light having wavelengths of 405 nm, 660 nm, and 785 nm, respectively. By doing so, the relationship satisfying Expression 2 can be satisfied at any of the three wavelengths, and without using the influence of unnecessary diffracted light while using the refractive / diffractive hybrid objective lens 108, The focus servo pull-in operation can be performed correctly.

図６に、光ヘッド装置１００を含む光学式情報記録再生装置の構成を示す。光学式情報記録再生装置１５０は、図１に示す構成を有する光ヘッド装置１００に加えて、記録信号生成回路１２０、半導体レーザ駆動回路１２１、プリアンプ１２２、再生信号生成回路１２３、誤差信号生成回路１２４、及び、対物レンズ駆動回路１２５を備える。記録信号生成回路１２０は、外部から入力される記録データに基づいて、半導体レーザ１０１ａ〜１０１ｃを駆動するための記録信号を生成する。半導体レーザ駆動回路１２１は、記録信号生成回路１２０が生成する記録信号に基づいて、半導体レーザ１０１ａ〜１０１ｃを駆動し、ディスク１０９への信号の記録を行う。   FIG. 6 shows a configuration of an optical information recording / reproducing apparatus including the optical head device 100. The optical information recording / reproducing apparatus 150 includes a recording signal generation circuit 120, a semiconductor laser driving circuit 121, a preamplifier 122, a reproduction signal generation circuit 123, and an error signal generation circuit 124 in addition to the optical head apparatus 100 having the configuration shown in FIG. And an objective lens driving circuit 125. The recording signal generation circuit 120 generates a recording signal for driving the semiconductor lasers 101a to 101c based on recording data input from the outside. The semiconductor laser drive circuit 121 drives the semiconductor lasers 101 a to 101 c based on the recording signal generated by the recording signal generation circuit 120 and records signals on the disk 109.

プリアンプ１２２は、光検出器１１２から入力される電流信号を電圧信号に変換する。再生信号生成回路１２３は、ディスク１０９からの信号再生時に、プリアンプ１２２で変換された電圧信号に基づいて、再生信号を生成し、再生データを外部へ出力する。誤差信号生成回路１２４は、プリアンプ１２２から入力される電圧信号に基づいて、対物レンズ１０８を駆動するためのフォーカス誤差信号及びトラック誤差信号を生成する。対物レンズ駆動回路１２５は、誤差信号生成回路１２４が生成するフォーカス誤差信号及びトラック誤差信号に基づいて、図示しないアクチュエータにより、対物レンズ１０８を駆動し、フォーカスサーボ及びトラックサーボの動作を実施する。なお、図示は省略するが、光学式情報記録再生装置１５０は、上記以外に、ディスク１０９を回転させるスピンドル制御回路や、光ヘッド装置１００全体をディスク１０９に対して移動させるポジショナ制御回路等を含んでいる。   The preamplifier 122 converts the current signal input from the photodetector 112 into a voltage signal. The reproduction signal generation circuit 123 generates a reproduction signal based on the voltage signal converted by the preamplifier 122 during signal reproduction from the disk 109, and outputs the reproduction data to the outside. The error signal generation circuit 124 generates a focus error signal and a track error signal for driving the objective lens 108 based on the voltage signal input from the preamplifier 122. The objective lens drive circuit 125 drives the objective lens 108 by an actuator (not shown) based on the focus error signal and the track error signal generated by the error signal generation circuit 124, and performs operations of focus servo and track servo. Although not shown, the optical information recording / reproducing apparatus 150 includes a spindle control circuit that rotates the disk 109, a positioner control circuit that moves the entire optical head apparatus 100 relative to the disk 109, and the like in addition to the above. It is out.

光学式情報記録再生装置１５０では、サーボ引き込みで、集光スポットがディスク１０９の表面又は記録面にあるか否かを判定する際の和信号のレベル及びフォーカス誤差信号の振幅のしきい値を、図９（ａ）に示す状態での和信号のレベル（図１０（ａ）の１１５ａ）及びフォーカス誤差信号の振幅（図１０（ｂ）の１１６ａ）と、図９（ｂ）に示す状態での和信号のレベル（図１０（ａ）の１１５ｂに相当）及びフォーカス誤差信号の振幅（図１０（ｂ）の１１６ｂに相当）の中間に設定する。本実施形態では、光ヘッド装置１００の光学系を、式２を満たすように設定しているため、図９（ｂ）に示す状態での和信号のレベル及びフォーカス誤差信号の振幅は、図９（ａ）に示す状態での和信号のレベル及びフォーカス誤差信号の振幅よりも小さく、従って、図９（ｂ）に示す状態で、偽の和信号及びフォーカス誤差信号を誤検出することがない。   In the optical information recording / reproducing apparatus 150, the servo signal pulls in the sum signal level and the focus error signal amplitude threshold value when determining whether or not the focused spot is on the surface of the disk 109 or the recording surface. The level of the sum signal in the state shown in FIG. 9A (115a in FIG. 10A) and the amplitude of the focus error signal (116a in FIG. 10B), and the state shown in FIG. 9B. It is set to the middle between the level of the sum signal (corresponding to 115b in FIG. 10 (a)) and the amplitude of the focus error signal (corresponding to 116b in FIG. 10 (b)). In the present embodiment, since the optical system of the optical head device 100 is set to satisfy Equation 2, the level of the sum signal and the amplitude of the focus error signal in the state shown in FIG. The level of the sum signal and the amplitude of the focus error signal in the state shown in (a) are smaller than the amplitude of the focus error signal. Therefore, the false sum signal and the focus error signal are not erroneously detected in the state shown in FIG.

また、所望の回折光がディスク１０９の記録面に照射されている状態（図９（ｃ））での和信号のレベル及びフォーカス誤差信号の振幅は、図９（ａ）に示す状態での和信号のレベル及びフォーカス誤差信号の振幅よりも大きく、サーボ引き込み動作では、表面に対応した和信号及びフォーカス誤差信号に後続して、ディスク１０９の記録面に対応した和信号及びフォーカス誤差信号は検出されることになる。このように、本実施形態では、対物レンズ１０８に屈折・回折ハイブリッド型の対物レンズを用いながらも、誤って偽のフォーカス誤差信号に基づいてフォーカスサーボをかけることなく、ディスク１０９の記録面に対応したフォーカス誤差信号に基づいてフォーカスサーボをかけることができ、ディスクの記録面へのフォーカスサーボの引き込み動作を正しく行うことができる。   Further, the level of the sum signal and the amplitude of the focus error signal when the desired diffracted light is irradiated on the recording surface of the disk 109 (FIG. 9C) are the sums in the state shown in FIG. In the servo pull-in operation, the sum signal and focus error signal corresponding to the recording surface of the disk 109 are detected following the sum signal and focus error signal corresponding to the surface. Will be. As described above, in this embodiment, while using a refractive / diffractive hybrid objective lens as the objective lens 108, the recording surface of the disk 109 can be handled without erroneously applying focus servo based on a false focus error signal. The focus servo can be applied based on the focus error signal, and the focus servo can be correctly pulled into the recording surface of the disk.

なお、上記実施形態では、光ディスク装置が、ディスク１０９に対する情報の記録と、ディスク１０９からの情報の再生との双方を行う光学式情報記録再生装置として構成される例について説明したが、光ヘッド装置１００が搭載される光ディスク装置は、ディスクからの情報の再生のみを行う光学式情報再生装置であってもよい。この場合、半導体レーザ１０１は、半導体レーザ駆動回路１２１によって、記録信号に基づいて駆動されるのではなく、出射光のパワーが一定の値となるように駆動される。   In the above-described embodiment, an example in which the optical disk device is configured as an optical information recording / reproducing device that performs both recording of information on the disk 109 and reproduction of information from the disk 109 has been described. The optical disk apparatus on which 100 is mounted may be an optical information reproducing apparatus that only reproduces information from the disk. In this case, the semiconductor laser 101 is not driven by the semiconductor laser driving circuit 121 based on the recording signal, but is driven so that the power of the emitted light becomes a constant value.

以上、本発明をその好適な実施形態に基づいて説明したが、本発明の光ヘッド装置及び光ディスク装置は、上記実施形態にのみ限定されるものではなく、上記実施形態の構成から種々の修正及び変更を施したものも、本発明の範囲に含まれる。   The present invention has been described above based on the preferred embodiments. However, the optical head device and the optical disk device of the present invention are not limited to the above embodiments, and various modifications and changes can be made to the configuration of the above embodiments. Changes are also included in the scope of the present invention.

本発明の一実施形態の光ヘッド装置の構成を示すブロック図。1 is a block diagram showing a configuration of an optical head device according to an embodiment of the present invention. 開口制御素子を平面的に示す平面図。The top view which shows an opening control element planarly. 光検出器における受光部のパタンと受光部上の光スポットの配置とを示す平面図。The top view which shows the pattern of the light-receiving part in a photodetector, and arrangement | positioning of the light spot on a light-receiving part. 回折効率の計算結果の一例を示すグラフ。The graph which shows an example of the calculation result of diffraction efficiency. 回折効率の計算結果の別の例を示すグラフ。The graph which shows another example of the calculation result of diffraction efficiency. 光ヘッド装置を含む光学式情報記録再生装置の構成を示すブロック図。1 is a block diagram showing a configuration of an optical information recording / reproducing apparatus including an optical head device. 特許文献１に記載された従来の光ヘッド装置の構成を示すブロック図。1 is a block diagram showing a configuration of a conventional optical head device described in Patent Document 1. FIG. 屈折・回折ハイブリッド型の対物レンズにて発生する回折光を示す模式図。The schematic diagram which shows the diffracted light which generate | occur | produces with a refractive / diffractive hybrid type objective lens. （ａ）〜（ｃ）は、対物レンズとディスクの位置関係を示す模式図。(A)-(c) is a schematic diagram which shows the positional relationship of an objective lens and a disc. （ａ）及び（ｂ）は、フォーカス引き込み時の和信号及びフォーカス誤差信号の変化の様子を示すグラフ。(A) And (b) is a graph which shows the mode of the change of the sum signal at the time of focus drawing-in, and a focus error signal.

符号の説明Explanation of symbols

１０１：半導体レーザ
１０２：コリメータレンズ
１０３：回折光学素子
１０４：偏光ビームスプリッタ
１０５ａ：凹レンズ
１０５ｂ：凸レンズ
１０６：１／４波長板
１０７：開口制御素子
１０８：対物レンズ
１０９：ディスク
１１０：円筒レンズ
１１１：凸レンズ
１１２：光検出器
１２０：記録信号生成回路
１２１：半導体レーザ駆動回路
１２２：プリアンプ
１２３：再生信号生成回路
１２４：誤差信号生成回路
１２５：対物レンズ駆動回路 101: Semiconductor laser 102: Collimator lens 103: Diffraction optical element 104: Polarizing beam splitter 105a: Concave lens 105b: Convex lens 106: 1/4 wavelength plate 107: Aperture control element 108: Objective lens 109: Disc 110: Cylindrical lens 111: Convex lens 112: photodetector 120: recording signal generation circuit 121: semiconductor laser drive circuit 122: preamplifier 123: reproduction signal generation circuit 124: error signal generation circuit 125: objective lens drive circuit

Claims (4)

規格が異なる複数種類の光記録媒体に対応した複数個の光源と、
回折格子が形成された屈折・回折ハイブリッド型の対物レンズであって、前記複数個の光源のうちで選択された１つの光源から出射された出射光を、光記録媒体上に集光すると共に、前記光記録媒体からの反射光を前記出射光とは逆向きに透過する対物レンズと、
前記光記録媒体からの反射光を前記対物レンズを介して受光する光検出器とを備え、
前記回折格子における、前記光記録媒体に対して記録又は再生を行う際に用いられる所望の回折光の回折効率をηＴ、該所望の回折光より１つだけ次数が低い回折光の回折効率をηＦとし、前記光記録媒体の記録面の反射率をＲｒ、前記光記録媒体の表面の反射率をＲｓとしたとき、
（ηＦ／ηＴ）＜（Ｒｓ／２Ｒｒ）
が成り立つことを特徴とする光ヘッド装置。 A plurality of light sources corresponding to a plurality of types of optical recording media having different standards;
A refraction / diffraction hybrid objective lens in which a diffraction grating is formed, and condenses emitted light emitted from one light source selected from the plurality of light sources on an optical recording medium, An objective lens that transmits reflected light from the optical recording medium in a direction opposite to the emitted light;
A photodetector that receives reflected light from the optical recording medium through the objective lens;
In the diffraction grating, the diffraction efficiency of the desired diffracted light used when recording or reproducing with respect to the optical recording medium is η T , and the diffraction efficiency of the diffracted light whose order is lower by one than the desired diffracted light. When η F is assumed, the reflectance of the recording surface of the optical recording medium is R r , and the reflectance of the surface of the optical recording medium is R s ,
(Η F / η T ) <(R s / 2R r )
An optical head device characterized in that 前記回折格子はブレーズ化されており、前記回折格子のブレーズ波長が、前記複数種類の光記録媒体に対応した複数種類の光の波長のそれぞれについて、前記（ηＦ／ηＴ）＜（Ｒｓ／２Ｒｒ）を満たすように定められていることを特徴とする、請求項１に記載の光ヘッド装置。 The diffraction grating is blazed, and the blaze wavelength of the diffraction grating is the (η F / η T ) <(R s ) for each of a plurality of types of light wavelengths corresponding to the plurality of types of optical recording media. 2. The optical head device according to claim 1, wherein the optical head device is determined so as to satisfy / 2R r ). 前記複数個の光源が、第１の波長の光を出射する第１の光源と、第２の波長の光を出射する第２の光源と、第３の波長の光を出射する第３の光源とを有することを特徴とする、請求項１又は２に記載の光ヘッド装置。   The plurality of light sources includes a first light source that emits light having a first wavelength, a second light source that emits light having a second wavelength, and a third light source that emits light having a third wavelength. The optical head device according to claim 1, further comprising: 請求項１〜３の何れか１項に記載の光ヘッド装置と、
前記複数個の光源を選択的に駆動する第１の回路系と、
前記光検出器の出力から、再生信号、及び、前記光記憶媒体に形成された記録マークと集光スポットとの位置ずれを表す誤差信号を生成する第２の回路系と、
前記対物レンズを、前記誤差信号に基づいて駆動する第３の回路系とを有することを特徴とする光ディスク装置。 The optical head device according to any one of claims 1 to 3,
A first circuit system for selectively driving the plurality of light sources;
A second circuit system for generating, from the output of the photodetector, a reproduction signal and an error signal indicating a positional deviation between a recording mark formed on the optical storage medium and a focused spot;
An optical disk apparatus comprising: a third circuit system for driving the objective lens based on the error signal.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003156681A (en) * 2001-11-20 2003-05-30 Pentax Corp Optical system of optical head and objective for optical head
JP2004326862A (en) * 2003-04-22 2004-11-18 Konica Minolta Opto Inc Diffraction optical element used in optical pickup device, optical pickup device and optical information recording and reproducing device

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003156681A (en) * 2001-11-20 2003-05-30 Pentax Corp Optical system of optical head and objective for optical head
JP2004326862A (en) * 2003-04-22 2004-11-18 Konica Minolta Opto Inc Diffraction optical element used in optical pickup device, optical pickup device and optical information recording and reproducing device

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