JP2008117455A - Optical pickup and optical disk device using the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光ディスクに情報信号の記録を行い、光ディスクに記録された情報信号の再生を行うために用いられる光ピックアップ及びこれを用いた光ディスク装置に関する。 The present invention relates to an optical pickup used for recording an information signal on an optical disc and reproducing the information signal recorded on the optical disc, and an optical disc apparatus using the optical pickup.
従来、情報信号の記録媒体として、CD(Compact Disc)、DVD(Digital Versatile Disc)等の光ディスクが用いられ、この種の光ディスクに情報信号の記録を行い、あるいは光ディスクに記録された情報信号の再生を行うための光ディスク装置があり、この光ディスク装置には、光ディスクの半径方向へ移動され、この光ディスクに対して光ビームを照射する光ピックアップが設けられている。 Conventionally, optical discs such as CDs (Compact Discs) and DVDs (Digital Versatile Discs) have been used as recording media for information signals. Information signals are recorded on this type of optical discs, or information signals recorded on optical discs are reproduced. There is an optical disc device for performing the above-mentioned, and this optical disc device is provided with an optical pickup that is moved in the radial direction of the optical disc and irradiates the optical disc with a light beam.
この光ピックアップは、一般的に、光源、ビームスプリッタ、対物レンズ、受光素子等を有しており、光源から出射された光ビームがビームスプリッタを透過して、対物レンズによって集光されて光ディスクの記録層に光ビームのスポットが形成される。また、光ディスクの記録層に集光された光ビームは、反射されて再びビームスプリッタに入射され、このビームスプリッタによって光路が変更されて受光素子に入射される。 This optical pickup generally has a light source, a beam splitter, an objective lens, a light receiving element, etc., and a light beam emitted from the light source passes through the beam splitter and is condensed by the objective lens. A light beam spot is formed on the recording layer. The light beam condensed on the recording layer of the optical disc is reflected and incident on the beam splitter again, the optical path is changed by the beam splitter and incident on the light receiving element.
光ディスクには、単一の記録層を有する一層型のタイプのものと、記録層が複数設けられている多層型のタイプのものがある。この多層型の光ディスクにおいて、例えば、一の記録層に光ビームが集光されている場合に、この一の記録層に隣接する他の記録層等でも光ビームが反射される。 There are two types of optical discs: a single-layer type having a single recording layer and a multi-layer type having a plurality of recording layers. In this multilayer optical disc, for example, when a light beam is focused on one recording layer, the light beam is also reflected by other recording layers adjacent to the one recording layer.
また、一層型の光ディスクにおいても、記録層に光ビームが集光されている場合に、光ディスクの表面でも光ビームが反射される(以下、この他の記録層又は表面を「他の記録層等」ともいう。)。 Also, even in a single-layer type optical disc, when the light beam is focused on the recording layer, the light beam is also reflected on the surface of the optical disc (hereinafter, this other recording layer or surface is referred to as “other recording layer, etc. Also called.).
このように、記録又は再生を行うために集光している記録層で反射された光ビームのみならず、他の記録層等で反射された光ビームが、迷光として受光素子に入射してしまうおそれがある。 As described above, not only the light beam reflected by the recording layer focused for recording or reproduction but also the light beam reflected by another recording layer or the like enters the light receiving element as stray light. There is a fear.
このような迷光は、特に、トラッキングエラー信号生成等のために光ビームを回折素子等により分割する構成とする場合には、光ディスクの各層で反射された主光束及び副光束が干渉を引き起こし、RF(Radio Frequency)信号の品質の劣化やサーボ信号のオフセット等の不具合等の問題が発生するおそれがあり、特に、副光束による受光部上のスポットにノイズ成分が発生することが問題となる。 Such stray light, particularly when configured to divide the light beam by a diffractive element or the like for generating a tracking error signal or the like, causes interference between the main light beam and the sub light beam reflected by each layer of the optical disk. (Radio Frequency) There is a possibility that problems such as signal quality degradation and servo signal offset may occur, and in particular, a noise component is generated in a spot on the light receiving portion due to a sub-beam.
一般的に、光源から出射された光ビームが回折素子等により0次光と±1次回折光に分離された場合、RF信号検出を行う主光束としての0次光の光強度を大きくするとともに、副光束としての±1次回折光による記録層の記録情報の消去を防止するため、0次光の光強度に対して、±1次回折光の光強度が約10%程度とされている。 In general, when the light beam emitted from the light source is separated into 0th order light and ± 1st order diffracted light by a diffraction element or the like, the light intensity of the 0th order light as a main light beam for performing RF signal detection is increased, In order to prevent erasure of recorded information on the recording layer by ± 1st order diffracted light as a sub-beam, the light intensity of ± 1st order diffracted light is about 10% with respect to the light intensity of 0th order light.
ここで、光ビームが集光される情報信号の記録又は再生を行われる記録層(以下、「フォーカス記録層」ともいう。)で反射され受光部で受光される0次光の単位面積当たりの光強度に対して、他の記録層等で反射され受光部で受光される0次光の単位面積当たりの光強度が例えば10%程度とすると、フォーカス記録層で反射され受光部に受光される±1次回折光の光強度に対して、他の記録層等で反射され受光部に受光される0次光の光強度が略等しくなってしまい、±1次回折光を用いてトラッキングエラー信号検出、球面収差検出、ランドグルーブ検出、クロストーク検出を行う場合に大きな問題となる。 Here, per unit area of the 0th order light reflected by the recording layer (hereinafter also referred to as “focus recording layer”) on which the information signal on which the light beam is collected is recorded or reproduced and received by the light receiving unit. If the light intensity per unit area of 0th order light reflected by another recording layer or the like and received by the light receiving unit is about 10% of the light intensity, for example, it is reflected by the focus recording layer and received by the light receiving unit. With respect to the light intensity of ± 1st order diffracted light, the light intensity of 0th order light reflected by another recording layer or the like and received by the light receiving section becomes substantially equal, and tracking error signal detection using ± 1st order diffracted light, This becomes a serious problem when performing spherical aberration detection, land groove detection, and crosstalk detection.
このように、光源から出射された光ビームを少なくとも3本の光ビームに分割する回折素子を備える光ピックアップで複数の記録層を有する光ディスク等に対して情報信号の記録再生を行う場合、副光束を受光する受光部では記録再生を行うフォーカス記録層からの副光束の戻り光以外にその前後にある他の記録層からの主光束及び副光束の戻り光も存在してしまい、互いに干渉し合う。この干渉により、光検出器で検出された信号にノイズ成分が発生するという問題があった。 As described above, when recording / reproducing information signals on / from an optical disc having a plurality of recording layers with an optical pickup having a diffraction element that divides a light beam emitted from a light source into at least three light beams, In addition to the return light of the sub-light beam from the focus recording layer that performs recording and reproduction, the main light beam and the return light of the sub-light beam from the other recording layers before and after the light-receiving unit that receives the light also interfere with each other. . Due to this interference, there is a problem that a noise component is generated in the signal detected by the photodetector.
上述のような問題を解決するため、特開2005−63595号公報に記載の光ピックアップのように光学系の復路に干渉を防ぐための遮蔽部を有する遮蔽手段を配置して、他の記録層からの戻り光が受光部に入射するのを防止して干渉を避ける光ピックアップも考えられるが、遮蔽手段を追加する必要があるとともに、光量ロス、特にメインビームの光量ロスが大きくなってしまうという問題が発生してしまう(特許文献1参照)。 In order to solve the above-described problem, another recording layer is provided by arranging shielding means having a shielding portion for preventing interference in the return path of the optical system, such as an optical pickup described in Japanese Patent Laid-Open No. 2005-63595. An optical pickup that prevents the return light from entering the light receiving portion and avoiding interference is also conceivable, but it is necessary to add a shielding means, and the light amount loss, particularly the light amount loss of the main beam increases. A problem occurs (see Patent Document 1).
本発明の目的は、トラッキングエラー検出等のために光源から出射された光ビームを少なくとも2ビームに分割する回折素子を有する場合に、メインビームから分割されたサブビームによる受光部上のスポットにより検出された信号にノイズ成分が発生することを防止して良好な各種信号を得ることができる光ピックアップ及び光ディスク装置を提供することにある。 An object of the present invention is to detect a spot on a light receiving portion by a sub beam divided from a main beam when a diffraction element that divides a light beam emitted from a light source into at least two beams for tracking error detection or the like is provided. It is an object of the present invention to provide an optical pickup and an optical disc apparatus which can obtain various kinds of good signals by preventing noise components from being generated.
この目的を達成するため、本発明に係る光ピックアップは、光ビームの入射方向に一又は複数の記録層を有する光ディスクに対して情報の記録及び/又は再生を行う光ピックアップにおいて、所定の波長の光ビームを出射する光源と、上記光源から出射された光ビームを少なくとも2本の光ビームに回折して分割する回折素子と、上記回折素子に分割された少なくとも2本の光ビームをそれぞれ光ディスクの記録層に集光する対物レンズと、上記光ディスクからの戻り光を受光する受光部を有する光検出器とを備え、上記回折素子は、対物レンズの入射瞳に対応する回折素子上の領域の中心領域に、異なる回折構造を有して異なる方向に回折する回折部又は回折させない透過部が設けられている。 In order to achieve this object, an optical pickup according to the present invention is an optical pickup for recording and / or reproducing information with respect to an optical disc having one or more recording layers in the incident direction of a light beam. A light source that emits a light beam, a diffraction element that diffracts and divides the light beam emitted from the light source into at least two light beams, and at least two light beams that are divided into the diffraction elements respectively An objective lens for focusing on the recording layer, and a photodetector having a light receiving portion for receiving the return light from the optical disc, wherein the diffraction element is a center of a region on the diffraction element corresponding to the entrance pupil of the objective lens The region is provided with a diffractive portion that has different diffractive structures and diffracts in different directions or a non-diffracted transmissive portion.
また、この目的を達成するため、本発明に係る光ディスク装置は、一又は複数の記録層を有する光ディスクに対して情報の記録及び/又は再生を行う光ピックアップと、上記光ディスクを回転する回転駆動手段とを備える光ディスク装置であり、この光ディスク装置に用いる光ピックアップとして、上述したようなものを用いたものである。 In order to achieve this object, an optical disc apparatus according to the present invention includes an optical pickup for recording and / or reproducing information with respect to an optical disc having one or a plurality of recording layers, and a rotation driving means for rotating the optical disc. And an optical pickup used in the optical disc apparatus is as described above.
本発明は、回折素子によりメインビームから分割されたサブビームによる受光部上のスポットに、情報の記録又は再生が行われる記録層とは異なる他の記録層又は表面で反射された光ビームが入射することにより干渉してこの受光部により検出された信号にノイズ成分が発生することを簡易な構成で防止して、良好な各種信号を得ることを実現する。 In the present invention, a light beam reflected by another recording layer or a surface different from a recording layer on which information is recorded or reproduced is incident on a spot on a light receiving portion by a sub beam divided from a main beam by a diffraction element. Thus, it is possible to prevent a noise component from being generated in the signal detected by the light receiving unit due to interference with a simple configuration and obtain various favorable signals.
以下、本発明を適用した光ピックアップを用いた光ディスク装置について、図面を参照して説明する。 Hereinafter, an optical disk apparatus using an optical pickup to which the present invention is applied will be described with reference to the drawings.
本発明を適用した光ディスク装置1は、図1に示すように、光ディスク2に対して情報信号の記録及び/又は再生を行う記録再生装置である。
An
この光ディスク装置1で記録及び/又は再生を行う光ディスク2として、例えば、CD(Compact Disc)、DVD(Digital Versatile Disc)、情報の追記が可能とされるCD−R(Recordable)及びDVD−R(Recordable)、情報の書換えが可能とされるCD−RW(ReWritable)、DVD−RW(ReWritable)、DVD+RW(ReWritable)等の光ディスクや、さらに発光波長が短い405nm程度(青紫色)の半導体レーザを用いた高密度記録が可能な光ディスクや、光磁気ディスク等が用いられる。
As an
特に以下では、この光ディスク装置1で用いられる光ディスクとして、図2に示すように、多層型のタイプとして、2つの記録層を有する光ディスク2を用いるものとして説明するが、この光ディスク装置1及び光ピックアップにより情報信号の記録又は再生を行う光ディスクは、これに限られるものではなく、光ビームの入射方向に一又は複数の記録層が積層されて形成された光ディスクであればよい。具体的に、光ディスク2は、光ビームの入射側から順に、カバー層2a、記録層L1、記録層L2が形成されている。ここで、カバー層2aの厚みは75μmに形成され、記録層L1と記録層L2との間隔は25μmに形成されている。
In the following description, the optical disk used in the
この光ディスク装置1は、図1に示すように、外筐3内に所要の各部材及び各機構が配置されて成り、外筐3には図示しないディスク挿入口が形成されている。
As shown in FIG. 1, the
外筐3内には図示しないシャーシが配置され、該シャーシに取り付けられたスピンドルモーターのモーター軸にディスクテーブル4が固定されている。 A chassis (not shown) is disposed in the outer casing 3, and a disk table 4 is fixed to a motor shaft of a spindle motor attached to the chassis.
シャーシには、平行なガイド軸5が取り付けられると共に図示しない送りモーターによって回転されるリードスクリュー6が支持されている。
A
光ピックアップ7は、図1に示すように、移動ベース8と、該移動ベース8に設けられた所要の光学部品と、移動ベース8上に配置された対物レンズ駆動装置9とを有し、移動ベース8の両端部に設けられた軸受部8a、8bがそれぞれガイド軸5に摺動自在に支持されている。
As shown in FIG. 1, the optical pickup 7 includes a moving
移動ベース8に設けられた図示しないナット部材がリードスクリュー6に螺合され、送りモーターによってリードスクリュー6が回転されると、ナット部材がリードスクリュー6の回転方向へ応じた方向へ送られ、光ピックアップ7がディスクテーブル4に装着される光ディスク2の半径方向へ移動される。
When a nut member (not shown) provided on the moving
以上のように構成された光ディスク装置1は、スピンドルモータによって、光ディスク2を回転操作し、サーボ回路からの制御信号に応じてリードスクリュー6を駆動制御し、光ピックアップ7を光ディスク2の所望の記録トラックに対応する位置に移動することで、光ディスク2に対して情報の記録再生を行う。
The
次に、本発明が適用された上述した光ピックアップ7について説明する。この光ピックアップ7は、光ビームの入射方向に一又は複数の記録層を有する光ディスク2に対して情報の記録及び/又は再生を行う。
Next, the above-described optical pickup 7 to which the present invention is applied will be described. The optical pickup 7 records and / or reproduces information with respect to the
本発明を適用した光ピックアップ7は、図3に示すように、所定の波長の光ビームを出射する光源31と、光源31から出射された光ビームを少なくとも3本の光ビームに回折して分割する回折素子32と、回折素子32に分割された3本の光ビームをそれぞれ光ディスク2の信号記録面としての記録層上に集光する対物レンズ33と、光ディスク2の記録層で反射された3本の光ビームのそれぞれの戻り光を受光する受光部34a,34b,34cを有する光検出器34と、光源31と対物レンズ33との間に配置され、光ディスク2で反射された戻り光の光路を光源31から出射された光ビームの光路と分離する光路分離手段としてビームスプリッタ35とを備える。
As shown in FIG. 3, an optical pickup 7 to which the present invention is applied includes a
また、光ピックアップ7は、光源31とビームスプリッタ35との間に設けられ、光源31から出射された光ビームの発散角を変えて略平行光とするコリメータレンズ37と、ビームスプリッタ35と光検出器34との間に設けられ、ビームスプリッタ35で反射された戻りの光ビームを光検出器34の受光部34a,34b,34c上に集光する集光レンズ38とを備える。
Further, the optical pickup 7 is provided between the
光源31は、例えば、波長405nm程度のレーザ光束を出射する半導体レーザである。尚、光源31から出射される光ビームの波長は、405nm程度に限られるものではなく、例えば、650nm程度、780nm程度の波長の光ビームを出射するように構成してもよい。また、以下では、単一の波長の光ビームを出射する場合について説明するが、二以上の複数種類の波長の光ビームを出射する一又は複数の光源部を設けるように構成してもよい。
The
コリメータレンズ37は、光源31から入射された光ビームの発散角を変換して略平行光として回折素子32側に出射させる。
The
回折素子32は、図3及び図4に示すように、コリメータレンズ37とビームスプリッタ35との間に設けられ、所定の回折構造を有し、入射する光ビームを少なくとも0次光及び±1次回折光からなる3本の光ビームに分割する回折部32aと、対物レンズ33の入射瞳に対応する回折素子32上の領域の中心領域に設けられ、入射する光ビームをそのまま透過させる透過部32bとを有する。尚、図4中、破線部で示される領域Rは、対物レンズ33の入射瞳に対応する回折素子32上の領域であり、入射瞳に対応する領域とは、ビームスプリッタ35を介して対物レンズ33の入射瞳に入射する光ビームが回折素子上を通過する領域をいう。また、対物レンズ33の入射瞳は、開口数等により決定される対物レンズ33の有効径をいう。
As shown in FIGS. 3 and 4, the
すなわち、回折素子32には、略矩形に回折素子32の略中央部に形成され、光軸にその中心を略一致させて配置されており、対物レンズ33の入射瞳に対応する回折素子32上の領域の中心領域に設けられる透過部32bと、透過部32bが設けられた部分以外に設けられる回折部32aとが形成されている。透過部32bは、対物レンズ33の開口により決定される光ビームのビームサイズより小さく形成されている。ここで、透過部32bは、略矩形とされたが、これに限られるものではなく、円形、楕円形、多角形に形成されてもよい。
That is, the
回折素子32は、光源31から出射されコリメータレンズ37に略平行光とされ入射された光ビームのうち回折部32aを通過する光ビームをそのまま透過する0次光であるメインビームと、所定の回折角でメインビームから分岐される±1次回折光である第1及び第2のサブビームとからなる3本の光ビームに分割してビームスプリッタ35側に出射させる。また、回折素子32は、入射された光ビームのうち透過部32bを通過する光ビームをそのまま透過させてビームスプリッタ35側に出射させる。
The
尚、ここでは、回折素子32により、通過する光ビームを0次光及び±1次回折光からなる3本の光ビームに分割するように構成したが、本発明に係る光ピックアップに用いられる回折素子は、これに限られるものではなく、少なくとも0次光及び回折光からなる2本の光ビームに分割する回折素子であればよい。
Here, the
回折素子32は、図5に示すように、メインビームから分割されたサブビームの情報の記録又は再生が行われる記録層(以下、「フォーカス記録層」ともいう。)で反射された光ビームB1と、メインビーム及びサブビームのこのフォーカス記録層とは別の他の記録層又は表面(以下、「他の記録層等」ともいう。)で反射された光ビームB2とが、サブビーム用の受光部34b,34cに入射して、受光部34b,34c上で干渉を発生させることを効果的に低減して、ノイズ成分の発生を防止する。尚、図5中B1は、フォーカス記録層で反射されたメインビーム並びに第1及び第2のサブビームを示し、B2は、他の記録層で反射されたメインビーム並びに第1及び第2のサブビームを示す。ここで、メインビーム並びに第1及び第2のサブビームは、それぞれ異なる受光部34a,34b,34c上にスポットを形成するが、図5は、フォーカス記録層及び他の記録層からの戻り光の集光するスポットの大きさについて説明するための図であり、図5において、フォーカス記録層及び他の記録層からのそれぞれの3ビームが重なっているのは、受光部34a,34b,34cが並んだ方向からの図であるからである。
As shown in FIG. 5, the
すなわち、回折素子32は、回折部32aと透過部32bとを有することにより、回折素子32に入射され対物レンズ33の入射瞳に入射する光ビームのうち対物レンズ33の入射瞳に対応する領域の中心領域の外側に設けられた回折部32aに入射する光ビームを回折して3ビームに分割してメインビーム並びに第1及び第2のサブビームを生成するとともに、この中心領域に設けられた透過部32bに入射する光ビームをそのまま透過してこの領域を通過する光ビームの第1及び第2のサブビームを生成しない。このように生成された第1及び第2のサブビームは、光軸に直交する断面が、外周が略円形状とされ、中心付近が略矩形に切り抜かれた形状とされている。
That is, the
そして、回折素子32の透過部32bは、図6に示すように、入射瞳に対応する領域の中心領域を通過する光ビームを他の部分である回折部32aにより3ビームに分割される部分とは異なり、第1及び第2のサブビームを受光する受光部34b,34cに入射させないようにする。尚、図6中S11は、フォーカス記録層で反射されたメインビームにより形成されるスポットを示し、S12及びS13は、それぞれフォーカス記録層で反射された第1及び第2のサブビームにより形成されるスポットを示し、S2は、他の記録層で反射されたメインビーム並びに第1及び第2のサブビームにより形成されるスポットを示す。
Then, as shown in FIG. 6, the
さらに詳細に説明すると、回折素子32は、上述のような構成とされた透過部32bを有することにより、分割した第1及び第2のサブビームのフォーカス記録層からの戻り光による受光面34b,34cのスポット形状を、略円形状であって中心部付近に略矩形に切り抜かれた形状とする。
More specifically, the
換言すると、回折素子32は、メインビームから分割されたサブビームによる受光部34b,34c上のスポットに、情報の記録又は再生が行われる記録層とは異なる他の記録層又は表面で反射されたメインビーム並びに第1及び第2のサブビーム(以下、「他層光ビーム」ともいう。)が入射することにより干渉が発生してしまうことを防止して、よって、メインビームから分割されたサブビームによる受光部34b,34c上のスポットにノイズ成分が発生することを防止する。
In other words, the
ここで、フォーカス記録層で反射されるサブビームと干渉を生じさせる光ビームは、他の記録層で反射されるメインビームのみではなく、他の記録層で反射されるサブビームも存在するが、光量的に特にメインビームとの干渉が問題となるとともに、メインビームとの干渉を回避すればサブビームとの干渉も回避できる。 Here, the light beam that causes interference with the sub beam reflected by the focus recording layer is not only the main beam reflected by the other recording layer, but also there is a sub beam reflected by the other recording layer. In particular, interference with the main beam becomes a problem, and interference with the sub beam can be avoided by avoiding interference with the main beam.
また、具体的には、回折素子32の透過部32bの大きさは、分割されフォーカス記録層で反射されるサブビームのうち、このフォーカス記録層で反射されるサブビームと、他の記録層で反射される他層光ビーム(メインビーム並びに第1及び第2のサブビーム)とにより、サブビーム用の受光部34b,34c上に形成される干渉縞の少なくとも最内周の領域に対応する部分が、受光部34b,34cに入射しないように透過する程度の大きさに形成されている。ここで、干渉縞の最内周の領域とは、中心に対して半波長分だけ光路の変動がある位置のうち最も中心に近接する位置までの中心からの距離を半径とした円で囲まれる領域をいい、ここでは、特に、明暗の縞が繰り返し形成されている干渉縞のうち最内周の明部又は暗部の領域をいう。
Specifically, the size of the
尚、ここでは、二つの記録層を有する所謂二層光ディスクを用いるものとして説明したが、単一の記録層を有する光ディスクに対して情報の記録及び/又は再生を行うように構成してもよく、その場合には、回折素子32は、メインビームから分割されたサブビームによる受光部上のスポットに、光ディスク2の表面で反射された光ビームが入射することにより干渉が発生してしまうことを防止するように構成される。また、三以上の記録層を有する光ディスクに対して情報の記録及び/又は再生を行うように構成してもよく、その場合には、フォーカス記録層からのサブビームによる受光部上のスポットに、他の記録層のうち最もフォーカス記録層に近接する記録層で反射された光ビームが入射することにより干渉が発生してしまうことを防止するように構成される。これは、最も近接する記録層により反射された光ビームが迷光として最も影響を与えるからである。
Note that, here, a so-called double-layer optical disc having two recording layers is used, but information may be recorded on and / or reproduced from an optical disc having a single recording layer. In this case, the
ここで、回折素子32の透過部32bが、フォーカス記録層で反射される第1及び第2のサブビームと、他の記録層等で反射されるメインビーム等との干渉の発生を防止できることについて説明するが、その説明に先立ち、干渉が発生してしまう現象について説明する。
Here, it will be described that the
図7に示すように、フォーカス記録層からの光ビームB1の波面は、略曲面とされた曲がった波面であるのに対して、他の記録層からの光ビームB2の波面は、略平面とされた波面となっている。この二つの光ビームは、所謂ニュートンリングの原理により、図8に示すような干渉縞がそれぞれの受光部34a,34b,34c上に形成される。すなわち、この二つの光ビームの光路差が波長の整数倍のところでは、互いに光強度を強め合うことで明部となり、光路差が波長の整数倍から半波長ずれているところでは、互いに光強度を弱め合うことで暗部となることにより、干渉縞が光路差に応じて図8に示すように発生する。尚、図8は、模式的に明部と暗部とを示しているが、厳密には、光路差の波長の整数倍からのずれに応じて明部と暗部との中間的な光強度の部分も存在し、光路差に応じて順次明るさが変化しており、その結果として明部及び暗部からなる干渉縞が形成されている。そして、この干渉縞は、中心部分では光路差の変化が少なく中心から離れるほど光路差の変化が次第に大きくなっていることから、中心付近が最も粗な状態となっており、中心から離れるほど密となっている。
As shown in FIG. 7, the wavefront of the light beam B1 from the focus recording layer is a substantially curved curved wavefront, whereas the wavefront of the light beam B2 from other recording layers is substantially flat. It has become a wave front. In these two light beams, interference fringes as shown in FIG. 8 are formed on the respective
このとき、フォーカス記録層と、他の記録層との層間隔には、光ディスクの面内の位置に応じて微小な変化があり、この微小な変化等により干渉縞の明暗状態が変化する。すなわち、図8に示すような、明部及び暗部が形成される場合と、明部及び暗部が反転して形成される場合とに亘って明暗状態が順次変化する。そして、明暗状態が順次変化することにより、最も粗な状態に形成された中心付近の領域が干渉によるノイズ成分の支配的な原因となっている。 At this time, the layer spacing between the focus recording layer and the other recording layer has a minute change in accordance with the position in the plane of the optical disc, and the bright and dark state of the interference fringe changes due to this minute change or the like. That is, as shown in FIG. 8, the light / dark state sequentially changes between the case where the bright part and the dark part are formed and the case where the bright part and the dark part are reversed. Then, as the light and dark states change sequentially, the region near the center formed in the coarsest state is the dominant cause of noise components due to interference.
そして、光ピックアップ7を構成する回折素子32は、この受光部34a,34b,34c上に形成されるスポットの干渉のうち、ノイズ成分の影響が大きい受光部34b,34c上の干渉を低減するものである。そして、上述の回折素子32の透過部32bは、このノイズ成分の支配的な原因となっている受光部34b,34cの中心付近の最も粗な状態に形成された明暗の部分に対応するフォーカス記録層で反射された第1及び第2のサブビームを分割させないので、干渉する部分の最も影響力が大きい部分の干渉を防止し、ノイズ成分の発生を大幅に低減することができる。また、この干渉は、上述した従来の遮蔽部材によっても防止して、ノイズ成分の発生を低減できるが、新しい構成の追加が必要であり、また、遮蔽部材により遮蔽することによりメインビームの光量ロスが発生してしまうという問題があるのに対し、透過部32bを有する回折素子32は、簡易な構成で、光量ロス等を大幅に低減して、ノイズ成分の発生を防止できる。
And the
ここで、フォーカスエラー信号の検出等のために光ビームに非点収差を与えた場合には、フォーカス記録層からの光ビームの波面が、進行方向及びその反対方向に交互にカーブを有する所謂鞍型の波面を有することとなり、受光部34a,34b,34c上には図9に示すような干渉縞が発生することとなる。そして、図9に示す干渉縞においても、中心部分では光路差の変化が少なく、中心付近が最も粗な状態となる。よって、回折素子32の透過部32bは、非点収差を与えた光ビームを用いた場合についても、サブビームを受光する受光部34b,34c上で干渉する部分の最も影響力が大きい部分の干渉を防止し、ノイズ成分の発生を大幅に低減することができる。尚、図9に示すような非点収差が与えられた場合の干渉縞において、干渉縞の最内周の領域とは、中心に対して半波長分だけ光路の変動がある位置のうち最も中心に近接する位置までの中心からの距離を半径とした円で囲まれる領域をいい、ここでは、特に、破線RSで示される領域をいう。
Here, when astigmatism is given to the light beam for detection of a focus error signal or the like, the wavefront of the light beam from the focus recording layer has a curve alternately in the traveling direction and the opposite direction. As a result, the interference fringes as shown in FIG. 9 are generated on the
特に、短波長を用いた光ディスクにおいては、層間距離も小さくすることが可能となっており、この層間距離が小さい場合には迷光の影響と、例えば遮光部材を設けることによる光量ロスとが特に問題となるが、この回折素子32は、簡易な構成で、光量ロスなしに、短波長を用いた光ディスクを多層構造にしたときのノイズ成分を大幅に低減して、記録容量の大容量化と、迷光の影響度を下げることによる良好な記録再生とを可能とする。
In particular, in an optical disk using a short wavelength, it is possible to reduce the interlayer distance. When the interlayer distance is small, the influence of stray light and the loss of light amount due to the provision of a light shielding member are particularly problematic. However, this
尚、ここでは、回折素子32の対物レンズ33の入射瞳に対応する領域の中心領域に透過部32bを設けるように構成されたが、本発明を適用した光ピックアップを構成する回折素子は、これに限られるものではなく、上述の回折部32aと同様の構成とされた第1の回折部と、上述の透過部32bと同等の大きさとされ第1の回折部と異なる回折構造を有して異なる方向に回折する第2の回折部とを有するように構成され、第2の回折部を通過する光ビームが第1の回折部により回折された第1及び第2のサブビームを受光する受光部に入射させないように構成されてもよい。ここで、第1の回折部と異なる方向に回折するとは、この第2の回折部が異なる回折方向を有していることを意味し、異なる回折方向とは、メインビームに対するサブビームの方向が異なることをいい、すなわち、回折格子定数により決定される回折角と、回折する方位との両方又はいずれか一方が異なることをいう。換言すると、この第2の回折部は、第1の回折部により回折されるサブビームの受光部上のスポットに第2の回折部により回折される光ビームの受光部上のスポットが重ならないように、第1の回折部により回折されるサブビームの受光部への到達位置と異なる位置に向けてサブビームを回折するような回折構造とされている。
Here, the
ビームスプリッタ35は、回折素子32により3本の光ビームに分割されて入射された往路の光ビームを反射して対物レンズ33側に向けて出射させるとともに、光ディスク2の記録層で反射され対物レンズ33を経由して入射された戻りの光ビーム(以下、「復路の光ビーム」ともいう。)を透過して集光レンズ38側に向けて出射させる。このように、ビームスプリッタ35は、復路の光ビームの光路を往路の光ビームの光路から分離させて、集光レンズ38及び受光部34a側に導く。
The
対物レンズ33は、光ディスク2の種類に対応した開口数NAとされ、例えば、開口数NAが0.85程度とされている。対物レンズ33は、光ディスク2の選択される所望の記録層(信号記録面)上に入射した光ビームを集光する。尚、この対物レンズ33の開口数は、用いる光ディスク2の種類に応じたものを用いるものであり、0.85程度に限られるものではなはく、例えば、0.6程度又は0.45程度のものであってもよい。
The
集光レンズ38は、ビームスプリッタ35を透過され入射された戻りの光ビームの発散角を変換して、所定の発散角でこの光ビームを光検出器34の受光部34a,34b,34cの各受光領域上に集束させる。
The condensing
光検出器34は、中央部に、例えば略正方形状に形成され入射したメインビームを受光して検出する受光部34aと、この受光部34aを挟んで互いに反対側の位置に形成され入射した第1及び第2のサブビームの戻り光を受光して検出する受光部34b,34cと、この受光部34a,34b,34c以外の部分に光ビームを検出しない非受光部34dとが設けられた受光素子を有し、この受光素子の受光部34a,34b,34cで受光した光ビームを検出する。受光部34aは、メインビームの戻り光を受光できる位置に形成され、受光部34bは、第1のサブビームの戻り光を受光できる位置に形成され、受光部34cは、第2のサブビームの戻り光を受光できる位置に形成されている。
The
光検出器34は、集光レンズ38により集光されたメインビーム並びに第1及び第2のサブビームの戻り光をそれぞれ受光し、情報信号とともにトラッキングエラー信号及びフォーカシングエラー信号等の各種信号を検出するために、受光部34a,34b,34cのそれぞれが一の受光領域からなるフォトディテクタ、又は複数の受光領域からなる所謂分割フォトディテクタとして構成され、情報信号、トラッキングエラー信号及びフォーカシングエラー信号等の各種信号を検出する。
The
例えば、図10に示すように、受光部34aは、互いに直交する方向にそれぞれ2分割された4分割の受光領域A,B,C,Dを有し、受光部34b,34cは、それぞれ2分割の受光領域E,F及び受光領域G,Hを有し、メインビームの戻り光を受光した受光部34aにより検出した信号強度A,B,C,Dから得られるメインプッシュプル信号MPP=(A+D)−(B+C)と、サブビームの戻り光を受光した受光部34b,34cにより検出した信号強度E,F,G,Hから得られるサブプッシュプル信号SPP1=E−F,SPP2=G−Hとにより、所謂DPP方式のトラッキングエラー信号が検出できる。尚、図10は、説明の簡略化のため非点収差が与えられた場合の一般的なDPP方式の各受光部上の光スポットを示す。
For example, as shown in FIG. 10, the
すなわち、DPP方式のトラッキングエラー信号DPPは、DPP=MPP−(K1×SPP1+K2×SPP2)により得られる(ここでK1,K2は補正係数である。)。これは、メインプッシュプル信号MPPだけでは、トラッキングのために対物レンズがシフトすることにより、MPPがオフセットしてしまい良好なトラッキングエラー信号が得られないことをサブプッシュプル信号で補正するものである。具体的には、光ディスク上のサブビームのスポットは、グルーブピッチの半分だけメインビームのスポットからずらして配置されている。したがって、サブプッシュプル信号SPP1,SPP2は、メインプッシュプル信号MPPとは逆極性で変調された信号となる。その一方で、対物レンズのシフトによるオフセットは、MPPも、SPP1及びSPP2も同じ極性である。以上のことからメインビームとサブビームの明るさを補正する係数K1,K2を用いて上述の演算により、対物レンズのシフトによるオフセットがキャンセルされるとともに、グルーブで変調されるトラッキングエラー信号を2倍にした、良好なトラッキングエラー信号が得られる。尚、ここで、K1とK2とは原理的に等しく、例えば、サブビームがメインビームに対して1/10程度の明るさに設定されているので、K1=K2=5程度とされている。 That is, the tracking error signal DPP of the DPP method is obtained by DPP = MPP− (K1 × SPP1 + K2 × SPP2) (where K1 and K2 are correction coefficients). This is to correct with the sub push-pull signal that the main push-pull signal MPP alone does not provide a good tracking error signal because the MPP is offset due to the objective lens shifting for tracking. . Specifically, the spot of the sub beam on the optical disc is arranged so as to be shifted from the spot of the main beam by half the groove pitch. Therefore, the sub push-pull signals SPP1 and SPP2 are signals modulated with a polarity opposite to that of the main push-pull signal MPP. On the other hand, the offset due to the shift of the objective lens has the same polarity for both MPP and SPP1 and SPP2. From the above, the offset due to the shift of the objective lens is canceled by the above calculation using the coefficients K1 and K2 for correcting the brightness of the main beam and the sub beam, and the tracking error signal modulated by the groove is doubled. Thus, a good tracking error signal can be obtained. Here, K1 and K2 are theoretically equal, and for example, the sub beam is set to about 1/10 the brightness of the main beam, so that K1 = K2 = 5.
ところで、サブビームがメインビームに対して1/10程度の明るさであった場合、メインビームの他層からの反射光の単位面積当たりの光強度が、サブビームの光強度と近いため、強いビジビリディの干渉縞をつくってしまうという問題があるが、本発明が適用された光ピックアップは、この点を解決するものである。ここで、ビジビリティとは、干渉の明暗の境界の際立っている度合いを意味し、干渉する二つの光ビームの光強度が等しいときに最大となる。 By the way, when the sub beam is about 1/10 the brightness of the main beam, the light intensity per unit area of the reflected light from the other layers of the main beam is close to the light intensity of the sub beam. Although there is a problem that interference fringes are formed, the optical pickup to which the present invention is applied solves this point. Here, the visibility means the degree of conspicuousness of the light / dark boundary of interference, and is maximized when the light intensity of the two interfering light beams is equal.
この明暗パターンは、半波長分の光路長の変動で明暗が反転する。光ピックアップの光路では、光ディスクで反射して往復することになるので、光ディスクの記録層間の間隔(以下、「層間厚」ともいう。)が1/4波長分変化すると、光路長が半波長変化することになる。例えば、波長が0.4μm程度の場合、層間材料の屈折率を考慮すると、僅か0.06μm程度の層間厚の変動で光路長が半波長分変動して明暗が反転することになる。この明暗反転が、プッシュプル検出の分割線の一方の側で発生すると、この明暗反転が直接各プッシュプル信号にノイズを発生させることになる。例えば、図10に示す領域Eに明部があるとすれば、SPP1は、その瞬間は、その分だけプラスの信号となり、この状態から光ディスクが回転し、層間厚が0.06μmだけ厚く又は薄くなったとすると、領域Eに暗部がくることとなり、SPP1は、その分だけマイナスの信号となる。このように、サブプッシュプル信号SPP1,SPP2は、制御不能な僅か0.06μm程度の層間厚変動と同期したノイズの影響を受けてしまう。この影響が、光スポットの中央付近の比較的粗な領域で顕著であることは上述したとおりである。これは、干渉縞が比較的密な領域すなわち縞の細い領域では、検出領域内で相互に補完し合うことになるからである。
In this light / dark pattern, light and dark are reversed by a change in the optical path length corresponding to a half wavelength. In the optical path of the optical pickup, since it is reflected by the optical disk and reciprocates, when the distance between the recording layers of the optical disk (hereinafter also referred to as “interlayer thickness”) changes by ¼ wavelength, the optical path length changes by half wavelength. Will do. For example, when the wavelength is about 0.4 μm, considering the refractive index of the interlayer material, the optical path length varies by a half wavelength due to the variation of the interlayer thickness of only about 0.06 μm, and the brightness is inverted. If this light / dark inversion occurs on one side of the push-pull detection dividing line, this light / dark inversion directly causes noise in each push-pull signal. For example, if there is a bright part in the region E shown in FIG. 10, the
そして、光ピックアップ7を構成する回折素子32は、トラッキングエラー信号をDPP方式により検出する場合に、上述したように、最内周の領域で干渉縞を発生させないようにするので、サブビームによる受光部34b,34c上のスポットにより検出された信号にノイズ成分が発生して2分割された領域での強度差がばたついてしまうことを防止して、良好なサブプッシュプル信号を得ることができ、結果として良好なトラッキングエラー信号を得ることができる。
The
尚、ここでは、回折素子32が、例えば、良好なDPP方式のトラッキングエラー信号を得ることができることについて説明したが、これに限られるものではなく、メインビームから分割されたサブビームによる受光部上のスポットにより検出される信号を用いた各種信号を良好なものにすることも可能である。
Here, it has been described that the
以上のように構成された光ピックアップ7において、光源31から光ビームが出射されると、コリメータレンズ37によって平行光とされ、回折素子32によって3ビームに分割され、ビームスプリッタ35により対物レンズ33側に反射され、対物レンズ33によって集光されて光ディスク2のフォーカス記録層にスポットが形成される。光ディスク2の記録層に集光された光ビームは、反射されて再びビームスプリッタ35に入射され、ビームスプリッタ35によって光路が変更されて、集光レンズ38を介して光検出器34の受光部34a,34b,34c上に集光される。
In the optical pickup 7 configured as described above, when a light beam is emitted from the
このとき、例えば、光ビームがフォーカス記録層としての一の記録層L1に集光されている場合には、図6に示すように、記録層L1に集光されたメインビームは、集光レンズ38によって受光素子の受光部34aに集光されて略円形のスポットS11が形成される。また、記録層L1に集光された第1のサブビームは、集光レンズ38によって受光素子の受光部34bに集光され、透過部32bを通過して回折されなかった部分を除いて略円形のスポットS12が形成される。同様に、記録層L2に集光された第2のサブビームは、集光レンズ38によって受光素子の受光部34cに集光され、透過部32bを通過して回折されなかった部分を除いて略円形のスポットS13が形成される。
At this time, for example, when the light beam is condensed on one recording layer L1 as the focus recording layer, as shown in FIG. 6, the main beam condensed on the recording layer L1 is a condensing lens. A substantially circular spot S11 is formed by focusing on the
同時に、他の記録層L2で反射されたメインビーム並びに第1及び第2のサブビームは、集光レンズ38によって受光素子の受光部34a,34b,34cと同一平面内に集光され、記録層L1からの光ビームより大きなスポットS2が形成される。尚、記録層L2で反射された第1及び第2のサブビームについても、透過部32bを通過して回折されなかった部分を除いて略円形のスポットが形成されているが、この回折されなかった部分には、記録層L2で反射されたメインビームによるスポットと重なっているため、図6中では、回折されなかった部分が現れていない。
At the same time, the main beam and the first and second sub beams reflected by the other recording layer L2 are condensed in the same plane as the
本発明を適用した光ピックアップ7は、光源31、回折素子32、対物レンズ33及び光検出器34を備え、回折素子32が、対物レンズ33の入射瞳に対応する回折素子上の領域の中心領域に、通過する光ビームを回折させない透過部32b、又は異なる回折構造を有して異なる方向に回折する回折部が設けられていることにより、この通過する光ビームのうち透過部32bを通過した部分には、±1次回折光が生成されず、すなわち、回折素子32が透過部32bが形成された領域を除いた±1次回折光を生成し、これを光ディスクの信号記録面に集光し、反射された光ビームをサブビーム用の受光部34b,34cで受光することとなる。これにより、他の記録層等で反射されたメインビーム並びに第1及び第2のサブビームと、フォーカス記録層で反射された第1及び第2のサブビームとの干渉する部分のうち、影響力の強い部分の干渉を抑えてノイズ成分を大幅に低減することができ、例えば良好なトラッキングエラー信号を検出できる。
An optical pickup 7 to which the present invention is applied includes a
尚、上述では、光ピックアップを構成する回折素子として通過する光ビームを少なくとも0次光及び±1次回折光からなる3本の光ビームに分割する回折素子32を設け、この回折素子32に透過部又は回折部を設けるように構成したが、本発明はこれに限られるものではなく、例えば、回折素子として、通過する光ビームを少なくとも0次光及び回折光からなる2本の光ビームに分割する回折素子を設け、光検出器が、0次光の戻り光を受光する受光部と、回折光の戻り光を受光する受光部とを有し、回折素子の透過部又は回折部が、回折光の戻り光の中心領域の一部が受光部に入射しないように構成してもよく、このように構成することで、フォーカス記録層で反射された回折光に、他の記録層等で反射された0次光又は回折光が干渉する部分のうち、影響力の強い部分の干渉を抑えてノイズ成分を大幅に低減することができ、この回折光を用いた各種検出信号等を良好に検出することができる。
In the above description, the
また、光ピックアップ7は、フォーカス記録層で反射された第1及び第2のサブビームに他の記録層等で反射された光ビームが干渉するのを防止するために新たな遮蔽手段等を追加することなく、簡易な構成によりこの干渉によるノイズ成分の低減を実現でき、さらに遮蔽手段等を追加することによる光量ロス、特にメインビームの光量ロス等を排除できる。 In addition, the optical pickup 7 adds a new shielding means or the like in order to prevent the light beam reflected from the other recording layer or the like from interfering with the first and second sub beams reflected from the focus recording layer. Therefore, it is possible to reduce the noise component due to this interference with a simple configuration, and it is possible to eliminate the loss of light amount due to the addition of shielding means, particularly the loss of light amount of the main beam.
尚、上述の光ピックアップ7では、回折素子32の略中央部に略矩形に形成され、この領域を通過する光ビームを回折させない透過部32bを設けるように構成したが、これに限られるものではなく、所定の一方向に細長い形状とされ、回折させない透過部又は異なる回折構造を有して異なる方向に回折する回折部を設けるように構成してもよい。
In the optical pickup 7 described above, the
次に、図11に示すように、所定の一方向に細長い形状とされた透過部52bを有する回折素子52を備える光ピックアップ50について説明する。尚、以下の説明において、回折素子32に換えて回折素子52を用いること以外の構成は、上述した光ピックアップ7と共通であり、上述した光ピックアップ7と共通する部分については、共通の符号を付すとともに詳細な説明は省略する。
Next, as shown in FIG. 11, an optical pickup 50 including a
本発明を適用した光ピックアップ50は、図3に示すように、光源31と、光源31から出射された光ビームを少なくとも3本の光ビームに回折して分割する回折素子52と、対物レンズ33と、光検出器34と、ビームスプリッタ35と、コリメータレンズ37と、集光レンズ38とを備える。
As shown in FIG. 3, an optical pickup 50 to which the present invention is applied includes a
回折素子52は、図3及び図11に示すように、コリメータレンズ37とビームスプリッタ35との間に設けられ、所定の回折構造を有し、入射する光ビームを少なくとも0次光及び±1次回折光からなる3本の光ビームに分割する回折部52aと、対物レンズ33の入射瞳に対応する回折素子32上の領域の中心領域を含んで設けられ、入射する光ビームをそのまま透過させる透過部52bとを有する。尚、図11中、破線部で示される領域Rは、上述した図4の場合と同様に、対物レンズ33の入射瞳に対応する回折素子52上の領域である。
As shown in FIGS. 3 and 11, the
すなわち、回折素子52には、回折部52aの回折方向と略同一方向に長辺が形成される細長い形状とされた略矩形に形成され、光軸にその中心を略一致させて配置されており、対物レンズ33の入射瞳に対応する回折素子52上の領域の中心領域を含んで形成される透過部52bと、透過部52bが設けられた部分以外に設けられる回折部52aとが形成されている。
That is, the
尚、ここでは、回折部52aの回折方向と略同一方向に長辺が形成される細長い形状とされた略矩形状に形成された透過部52bを有するように構成したが、本発明を適用した光ピックアップを構成する回折素子は、これに限られるものではなく、図12に示すように、回折部53aの回折方向と略直交する方向に長辺が形成される細長い形状とされた略矩形に形成され、光軸にその中心を略一致させて配置されており、対物レンズ33の入射瞳に対応する回折素子52上の領域の中心領域を含んで形成される透過部53bと、透過部53bが設けられた部分以外に設けられる回折部53aとが形成された回折素子53を用いるように構成してもよい。尚、図12に示す回折素子53を用いた場合にも、図11に示す回折素子52を用いた場合と略同様であるので、以下では、回折素子53を用いた場合の詳細な説明は省略する。
Here, the
回折素子52は、光源31から出射されコリメータレンズ37に略平行光とされ入射された光ビームのうち回折部52aを通過する光ビームをそのまま透過する0次光であるメインビームと、所定の回折角でメインビームから分岐される±1次回折光である第1及び第2のサブビームとからなる3本の光ビームに分割してビームスプリッタ35側に出射させる。また、回折素子52は、入射された光ビームのうち透過部52bを通過する光ビームをそのまま透過させてビームスプリッタ35側に出射させる。
The
回折素子52は、上述した図4を用いて説明した回折素子32と同様に、メインビームから分割されたサブビームのフォーカス記録層で反射された光ビームB1と、メインビーム及びサブビームの他の記録層等で反射された光ビームB2とが、サブビーム用の受光部34b,34cに入射して、受光部34b,34c上で干渉を発生させることを効果的に低減して、ノイズ成分の発生を防止する。
Similar to the
すなわち、回折素子52は、回折部52aと透過部52bとを有することにより、回折素子52に入射され対物レンズ33の入射瞳に光ビームのうち対物レンズ33の入射瞳に対応する領域の中心領域の外側に設けられた回折部52aに入射する光ビームを回折して3ビームに分割してメインビーム並びに第1及び第2のサブビームを生成するとともに、この中心領域に設けられた透過部52bに入射する光ビームをそのまま透過してこの領域を通過する光ビームの第1及び第2のサブビームを生成しない。このように生成された第1及び第2のサブビームは、光軸に直交する断面が、略円形状に形成された状態から、中心付近を通過するとともに所定の半径方向に帯状の切り抜きが切り抜かれた形状とされている。
That is, the
そして、回折素子52の透過部52bは、図13に示すように、入射瞳に対応する領域の中心領域を含んだ細長い矩形状の領域を通過する光ビームを他の3ビームに分割される部分とは異なり、第1及び第2のサブビームを受光する受光部34b,34cに入射させないようにする。尚、図13中S31は、フォーカス記録層で反射されたメインビームにより形成されるスポットを示し、S32及びS33は、それぞれフォーカス記録層で反射された第1及び第2のサブビームにより形成されるスポットを示し、S4は、他の記録層で反射されたメインビーム並びに第1及び第2のサブビームにより形成されるスポットを示す。尚、フォーカスエラー信号の検出等のために光ビームに非点収差を与えた場合には、各ビームは、図14に示すようなスポット形状となる。
Then, as shown in FIG. 13, the
さらに詳細に説明すると、回折素子52は、上述のような構成とされた透過部52bを有することにより、分割した第1及び第2のサブビームのフォーカス記録層からの戻り光による受光面34b,34cのスポット形状を、略円形状であって中心部付近を含めた所定の半径方向に帯状に切り抜かれた形状とする。
More specifically, the
換言すると、回折素子52は、メインビームから分割されたサブビームによる受光部34b,34c上のスポットに、情報の記録又は再生が行われる記録層とは異なる他の記録層又は表面で反射された他層光ビーム(メインビーム並びに第1及び第2のサブビーム)が入射することにより干渉が発生してしまうことを防止して、よって、メインビームから分割されたサブビームによる受光部34b,34c上のスポットにノイズ成分が発生することを防止する。
In other words, the
ここで、フォーカス記録層で反射されるサブビームと干渉を生じさせる光ビームは、他の記録層で反射されるメインビームのみではなく、他の記録層で反射されるサブビームも存在するが、光量的に特にメインビームとの干渉が問題となるとともに、メインビームとの干渉を回避すればサブビームとの干渉も回避できるので、以下では、他の記録層で反射されるサブビームとの干渉については説明は省略する。 Here, the light beam that causes interference with the sub beam reflected by the focus recording layer is not only the main beam reflected by the other recording layer, but also there is a sub beam reflected by the other recording layer. In particular, interference with the main beam becomes a problem, and interference with the sub beam can be avoided by avoiding interference with the main beam. Omitted.
また、具体的には、回折素子52の透過部52bの大きさは、分割されフォーカス記録層で反射されるサブビームのうち、このフォーカス記録層で反射されるサブビームと、他の記録層で反射される他層光ビーム(メインビーム並びに第1及び第2のサブビーム)とにより、サブビーム用の受光部34b,34c上に形成される干渉縞の少なくとも最内周の領域に対応する部分が、少なくとも受光部34b,34cに入射しないように透過する程度の大きさに形成されている。
Specifically, the size of the
尚、上述した光ピックアップ7と同様に二層光ディスクを用いるものに限られるものではない。 It should be noted that the optical pickup 7 is not limited to one using a double-layer optical disc, as with the optical pickup 7 described above.
ここで、回折素子52の透過部52bが、フォーカス記録層で反射される第1及び第2のサブビームと、他の記録層等で反射されるメインビーム等との干渉の発生を防止できることについては、上述した光ピックアップ7の場合と同様であるので、ここでは、詳細な説明は省略する。
Here, the
また、ここでは、回折素子52の対物レンズ33の入射瞳に対応する領域の中心領域に透過部52bを設けるように構成されたが、本発明を適用した光ピックアップを構成する回折素子は、これに限られるものではなく、上述の回折部52aと同様の構成とされた第1の回折部と、上述の透過部52bと同等の大きさとされ第1の回折部と異なる回折構造を有して異なる方向に回折する第2の回折部とを有するように構成され、第2の回折部を通過する光ビームが第1の回折部により回折された第1及び第2のサブビームを受光する受光部に入射させないように構成されてもよい。
Here, the
以上のように構成された光ピックアップ50において、光源31から光ビームが出射されると、コリメータレンズ37によって平行光とされ、回折素子52によって3ビームに分割され、ビームスプリッタ35により対物レンズ33側に反射され、対物レンズ33によって集光されて光ディスク2のフォーカス記録層にスポットが形成される。光ディスク2の記録層に集光された光ビームは、反射されて再びビームスプリッタ35に入射され、ビームスプリッタ35によって光路が変更されて、集光レンズ38を介して光検出器34の受光部34a,34b,34c上に集光される。
In the optical pickup 50 configured as described above, when a light beam is emitted from the
このとき、例えば、光ビームがフォーカス記録層としての一の記録層L1に集光されている場合には、図13に示すように、記録層L1に集光されたメインビームは、集光レンズ38によって受光素子の受光部34aに集光されて略円形のスポットS31が形成される。また、記録層L1に集光された第1のサブビームは、集光レンズ38によって受光素子の受光部34bに集光され、透過部52bを通過して回折されなかった部分を除いて略円形のスポットS32が形成される。同様に、記録層L2に集光された第2のサブビームは、集光レンズ38によって受光素子の受光部34cに集光され、透過部52bを透過して回折されなかった部分を除いて略円形のスポットS33が形成される。
At this time, for example, when the light beam is condensed on one recording layer L1 as the focus recording layer, the main beam condensed on the recording layer L1 is a condensing lens as shown in FIG. A substantially circular spot S31 is formed by focusing on the
同時に、他の記録層L2で反射されたメインビーム並びに第1及び第2のサブビームは、集光レンズ38によって受光素子の受光部34a,34b,34cと同一平面内に集光され、記録層L1からの光ビームより大きなスポットS4が形成される。尚、記録層L2で反射された第1及び第2のサブビームについても、透過部52bを透過して回折されなかった部分を除いて略円形のスポットが形成されているが、この回折されなかった部分には、記録層L2で反射されたメインビームによるスポットと重なっているため、図13中では、回折されなかった部分が現れていない。
At the same time, the main beam and the first and second sub beams reflected by the other recording layer L2 are condensed in the same plane as the
本発明を適用した光ピックアップ50は、光源31、回折素子52、対物レンズ33及び光検出器34を備え、回折素子52が、対物レンズ33の入射瞳に対応する回折素子上の領域の中心領域を含んだ領域に、通過する光ビームを回折されない透過部52b、又は異なる回折構造を有して異なる方向に回折する回折部が設けられていることにより、この通過する光ビームのうち透過部52bを通過した部分には、±1次回折光が生成されず、すなわち、回折素子52が透過部52bが形成された領域を除いた±1次回折光を生成し、これを光ディスクの信号記録面に集光し、反射された光ビームをサブビーム用の受光部34b、34cで受光することとなる。これにより、他の記録層等で反射されたメインビーム並びに第1及び第2のサブビームと、フォーカス記録層で反射された第1及び第2のサブビームとの干渉する部分のうち、影響力の強い部分の干渉を抑えてノイズ成分を大幅に低減することができ、例えば良好なトラッキングエラー信号を検出できる。
An optical pickup 50 to which the present invention is applied includes a
また、光ピックアップ50は、フォーカス記録層で反射された第1及び第2のサブビームに他の記録層等で反射された光ビームが干渉するのを防止するために新たな遮蔽手段等を追加することなく、簡易な構成によりこの干渉によるノイズ成分の低減を実現でき、さらに遮蔽手段等を追加することによる光量ロス、特にメインビームの光量ロス等を排除できる。 Further, the optical pickup 50 adds a new shielding means or the like in order to prevent the light beam reflected from the other recording layer or the like from interfering with the first and second sub beams reflected from the focus recording layer. Therefore, it is possible to reduce the noise component due to this interference with a simple configuration, and it is possible to eliminate the loss of light amount due to the addition of shielding means, particularly the loss of light amount of the main beam.
尚、上述の光ピックアップにおいて、複数の記録層からフォーカス記録層として選択した記録層によって、干渉縞は、図8に示す状態から微妙に上下方向にずれることとなる。よって、図11に示すような回折素子52を用い、図13に示すようなスポット形状とすることで、いずれの記録層をフォーカス記録層としたときにおいてもより効果的に干渉縞の影響を取り除くことが可能となる。
In the optical pickup described above, the interference fringes are slightly shifted in the vertical direction from the state shown in FIG. 8 by the recording layer selected as the focus recording layer from the plurality of recording layers. Therefore, by using the
また、同様に、上述の光ピックアップにおいて、光ビームに非点収差を与えた場合には、複数の記録層からフォーカス記録層として選択した記録層によって、図9に示す状態から微妙に左右方向にずれることとなる。よって、図11に示すような回折素子52を用い、図14に示すようなスポット形状とすることで、いずれの記録層をフォーカス記録層としたときにおいてもより効果的に干渉縞の影響を取り除くことが可能となる。
Similarly, in the above-described optical pickup, when astigmatism is given to the light beam, the recording layer selected from the plurality of recording layers as the focus recording layer causes a slight left-right movement from the state shown in FIG. It will shift. Therefore, by using the
また、本発明を適用した光ディスク装置1は、上述の光ピックアップ7,50を備えることにより、回折素子によりメインビームから分割されたサブビームによる受光部上のスポットの、情報の記録又は再生が行われる記録層とは異なる他の記録層又は表面で反射された光ビームが入射することにより干渉してノイズ成分が発生することを簡易な構成で防止して良好な各種信号を得るとともに、新たな遮蔽手段等を追加する必要がなくなり、新たな遮蔽手段等を追加することによる光量ロス等を排除できる。さらに、光ディスク装置1は、他層構造とされ記録容量の大容量化を実現する光ディスクに対して迷光の影響度を下げることにより良好な記録再生特性を実現する。
In addition, the
1 光ディスク装置、 2 光ディスク、 3 外筐、 4 ディスクテーブル、 5 ガイド軸、 6 リードスクリュー、 7 光ピックアップ、 8 移動ベース、 9 対物レンズ駆動装置、 31 光源、 32 回折素子、 32a 回折部、 32b 透過部、 33 対物レンズ、 34 光検出器、 34a〜34c 受光部、 35 ビームスプリッタ、 37 コリメータレンズ、 38 集光レンズ
DESCRIPTION OF
Claims (5)
所定の波長の光ビームを出射する光源と、
上記光源から出射された光ビームを少なくとも2本の光ビームに回折して分割する回折素子と、
上記回折素子に分割された少なくとも2本の光ビームをそれぞれ光ディスクの記録層に集光する対物レンズと、
上記光ディスクからの戻り光を受光する受光部を有する光検出器とを備え、
上記回折素子は、対物レンズの入射瞳に対応する回折素子上の領域の中心領域に、異なる回折構造を有して異なる方向に回折する回折部又は回折させない透過部が設けられている光ピックアップ。 In an optical pickup for recording and / or reproducing information with respect to an optical disc having one or a plurality of recording layers in the incident direction of a light beam,
A light source that emits a light beam of a predetermined wavelength;
A diffraction element that diffracts and splits the light beam emitted from the light source into at least two light beams;
An objective lens for condensing at least two light beams divided into the diffraction elements on a recording layer of an optical disc,
A photodetector having a light receiving portion for receiving the return light from the optical disc,
The diffractive element is an optical pickup in which a diffractive part having a different diffractive structure and diffracting in a different direction or a non-diffracting transmissive part is provided in the central region of the region on the diffractive element corresponding to the entrance pupil of the objective lens.
上記光検出器は、0次光の戻り光を受光する受光部と、回折光の戻り光を受光する受光部とを有し、
上記回折素子の中心領域に設けられた上記回折部又は上記透過部は、回折光の戻り光の中心領域の一部が受光部に入射しないようにした請求項1記載の光ピックアップ。 The diffractive element divides a passing light beam into two light beams composed of at least zero-order light and diffracted light,
The photodetector includes a light receiving unit that receives return light of zero-order light, and a light receiving unit that receives return light of diffracted light,
The optical pickup according to claim 1, wherein the diffractive portion or the transmissive portion provided in the central region of the diffractive element prevents a part of the central region of the return light of the diffracted light from entering the light receiving portion.
上記回折素子の中心領域に設けられた上記回折部又は上記透過部は、情報の記録又は再生が行われる記録層で反射された回折光と、情報の記録又は再生が行われる記録層とは異なる他の記録層又は表面で反射された0次光とにより上記受光部上に形成される干渉縞の少なくとも最内周の領域に対応する回折光が上記受光部に入射しないようにした請求項1記載の光ピックアップ。 The diffractive element divides a passing light beam into two light beams composed of at least zero-order light and diffracted light,
The diffraction part or the transmission part provided in the central region of the diffraction element is different from the diffracted light reflected by the recording layer on which information is recorded or reproduced and the recording layer on which information is recorded or reproduced. The diffracted light corresponding to at least the innermost region of the interference fringes formed on the light receiving part by the zero-order light reflected from another recording layer or the surface is prevented from entering the light receiving part. The optical pickup described.
上記0次光及び回折光のそれぞれの戻り光を上記受光部により検出してトラッキングエラー信号を検出する請求項1記載の光ピックアップ。 The diffractive element divides a passing light beam into two light beams composed of at least zero-order light and diffracted light,
2. The optical pickup according to claim 1, wherein a tracking error signal is detected by detecting the return light of each of the zero-order light and the diffracted light by the light receiving unit.
上記光ピックアップは、所定の波長の光ビームを出射する光源と、
上記光源から出射された光ビームを少なくとも2本の光ビームに回折して分割する回折素子と、
上記回折素子に分割された少なくとも2本の光ビームをそれぞれ光ディスクの記録層に集光する対物レンズと、
上記光ディスクからの戻り光を受光する受光部を有する光検出器とを備え、
上記回折素子は、対物レンズの入射瞳に対応する回折素子上の領域の中心領域に、異なる回折構造を有して異なる方向に回折する回折部又は回折させない透過部が設けられている光ディスク装置。 In an optical disc apparatus comprising an optical pickup for recording and / or reproducing information with respect to an optical disc having one or a plurality of recording layers in an incident direction of a light beam, and a rotation driving means for rotating the optical disc.
The optical pickup includes a light source that emits a light beam having a predetermined wavelength,
A diffractive element that diffracts and splits the light beam emitted from the light source into at least two light beams;
An objective lens for condensing at least two light beams divided into the diffraction elements on the recording layer of the optical disc,
A photodetector having a light receiving portion for receiving the return light from the optical disc,
The diffractive element is an optical disc apparatus in which a diffractive part having a different diffractive structure and diffracting in different directions or a non-diffracting transmissive part is provided in a central region of a region on the diffractive element corresponding to the entrance pupil of the objective lens.
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JP2006298259A JP2008117455A (en) | 2006-11-01 | 2006-11-01 | Optical pickup and optical disk device using the same |
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