JP2010118092A - Optical head device, optical information recording/reproducing device, error signal generation method, and focus position adjusting method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光学ヘッド装置、光学式情報記録再生装置、誤差信号生成方法および集光位置調整方法に関する。 The present invention relates to an optical head device, an optical information recording / reproducing device, an error signal generation method, and a condensing position adjustment method.
光信号は、電気信号に比べて大量の情報を扱うことができる。このため、光を用いて情報を記録再生することが従来から実施されている。光を用いた情報記録再生技術は、様々な面から開発が進んでいる。例えば、下記特許文献1で開示される技術は、小型軽量化および薄型化に優れた光学ヘッド装置に関するものである。また、下記特許文献2で開示される技術は、光検出器での光干渉を防止可能な光ピックアップに関するものである。これらの特許文献1、2では、情報の記録において、光記録媒体の面内方向の次元を使用している。最近、光記録媒体の大容量化技術の一つとして、光記録媒体の面内方向の次元に加え、厚み方向の次元を使用して三次元的に情報を記録再生する技術が開発されている。例えば、下記特許文献3では、二つのビームによる干渉パターンを三次元的に光記録媒体に記録する際、対物レンズの傾きを制御する技術が記載されている。また、下記非特許文献1では、ビット型のホログラム記録用の光学ヘッド装置が記載されている。前記ビット型のホログラム記録再生方式では、対向する2つのビームを光記録媒体の記録層内の同一の位置に集光して干渉させ、集光点に微小な回折格子を形成することにより情報の記録を行う。また、前記ビット型のホログラム記録再生方式では、前記両ビームのいずれか一方を、前記光記録媒体の記録層内に集光し、前記回折格子からの反射光を検出することにより情報の再生を行う。
Optical signals can handle a larger amount of information than electrical signals. For this reason, recording and reproducing information using light has been conventionally performed. Information recording / reproducing technology using light has been developed from various aspects. For example, the technique disclosed in Patent Document 1 below relates to an optical head device that is excellent in reduction in size and weight and thickness. The technique disclosed in
図8に基づき、前記非特許文献1に記載の光学ヘッド装置について説明する。同図は、前記光学ヘッド装置の構成図である。図示のように、この光学ヘッド装置では、半導体レーザ39aから出射した光は、凸レンズ40aを透過して発散光から平行光へ変換され、一部がビームスプリッタ41aを透過し、一部がビームスプリッタ41aで反射されることで、二つの光に分割される。以下、ビームスプリッタ41aの透過光を「第一ビーム」といい、ビームスプリッタ41aの反射光を「第二ビーム」という。
The optical head device described in Non-Patent Document 1 will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a configuration diagram of the optical head device. As shown in the figure, in this optical head device, the light emitted from the
ディスク38への情報の記録時には、前記第一ビームは、干渉フィルタ42で反射され、対物レンズ45aを透過して平行光から収束光へ変換され、ディスク38の記録層内に集光される。一方、前記第二ビームは、シャッタ44を通過し、一部がビームスプリッタ41bで反射される。前記反射された前記第二ビームは、ミラー43で反射され、対物レンズ45bを透過して平行光から収束光へ変換され、ディスク38の記録層内に集光される。前記第一ビームおよび前記第二ビームは、ディスク38の記録層内の同一の位置に集光されて干渉する。これにより、前記記録層において、前記集光点に微小な回折格子が形成される。前記記録層内に形成された回折格子は、ビットデータの情報を有している。
When recording information on the
前記集光後、前記第一ビームは、ディスク38の記録層を透過し、対物レンズ45bを透過して発散光から平行光へ変換される。平行光となった前記第一ビームは、ミラー43で反射され、一部がビームスプリッタ41bを透過し、凸レンズ40c、円筒レンズ47aにより構成されるアナモルフィックレンズ系を透過して平行光から収束光へ変換される。前記第一ビームは、前記アナモルフィックレンズ系を透過する際に、非点収差が与えられる。前記非点収差が与えられた第一ビームを、光検出器46bが受光する。光検出器46bからの出力に基づき、ディスク38の記録層内における、前記第一ビームの集光点に対する前記第二ビームの集光点の相対的な位置ズレを表す誤差信号が生成される。前記誤差信号の生成の詳細については、後述する。
After the condensing, the first beam passes through the recording layer of the
一方、ディスク38からの情報の再生時には、前記第一ビームは、情報記録時と同じ光路を通過してディスク38の記録層内に集光される。これに対し、前記第二ビームは、シャッタ44で遮断される。ディスク38の記録層内に集光された前記第一ビームは、前記集光点に形成された回折格子で反射される。前記反射された前記第一ビームは、前記光路とは逆向きに対物レンズ45aを透過して発散光から平行光へ変換される。平行光に変換された前記第一ビームは、干渉フィルタ42で反射され、一部がビームスプリッタ41aで反射され、凸レンズ40bを透過して平行光から収束光へ変換され、光検出器46aで受光される。光検出器46aにおいて、光信号が電気信号に変換され、前記電気信号から再生データが生成される。
On the other hand, at the time of reproducing information from the
ディスク38に対する情報の記録において、前記第一ビームおよび前記第二ビームの集光点の位置を、前記光記録媒体の面内方向に加え、厚み方向にも移動させて回折格子を形成することにより、ディスク38の厚み方向へ多層記録が可能となる。この結果、ディスク38の大容量化が実現できる。
In recording information on the
前記光学ヘッド装置は、対物レンズ45aの焦点の位置ズレを検出するための対物レンズ焦点位置ズレ検出機構を有する。前記対物レンズ焦点位置ズレ検出機構は、半導体レーザ39b、凸レンズ40d、ビームスプリッタ41c、凸レンズ40e、円筒レンズ47bおよび光検出器46cを構成要素とする。前記対物レンズ焦点位置ズレ検出機構により、対物レンズ45aの焦点の光軸方向の位置ズレおよびディスク38の半径方向の位置ズレが検出可能である。
The optical head device has an objective lens focal position deviation detection mechanism for detecting a focal position deviation of the
前記非特許文献1の光記録再生方式において、正しく情報を記録するためには、前記第一ビームの集光点と、前記第二ビームの集光点とが一致している必要がある。しかし、光軸方向、ディスク38の半径方向およびディスクの接線方向(円周方向)に集光点の位置ズレが発生する場合がある。例えば、ディスク38の厚みが規格値に対しずれていると、前記両ビームの集光点の間に、光軸方向の位置ズレが生じる。また、例えば、ディスク38が、半径方向または接線方向(円周方向)に傾くと、前記両ビームの集光点の間に、ディスク38の半径方向または接線方向(円周方向)の位置ズレが生じる。このため、前記非特許文献1の光学ヘッド装置では、前記両ビームの集光点の間の位置ズレを検出するための集光点位置ズレ検出機構が設けられている。
In the optical recording / reproducing system of Non-Patent Document 1, in order to correctly record information, the condensing point of the first beam needs to coincide with the condensing point of the second beam. However, there is a case where the focal point is displaced in the optical axis direction, the radial direction of the
図8に示すように、前記集光点位置ズレ検出機構は、光検出器46b、凸レンズ40cおよび円筒レンズ47aから構成される。凸レンズ40cおよび円筒レンズ47aによりアナモルフィックレンズ系が構成され、前記アナモルフィックレンズ系により構成される二つの焦線の中間に、光検出器46bが配置されている。前述のように、集光点を通過した前記第一ビームは、非点収差を与えられ、光検出器46bで受光される。光検出器46bの受光部では、非点収差が付与された前記第一ビームは、光スポットとして受光される。
As shown in FIG. 8, the condensing point position deviation detection mechanism includes a
図9Aに、前記非特許文献1の光学ヘッド装置の光検出器46bの受光部のパターンおよび前記受光部上の光スポットを示す。同図において、X方向は、ディスク38の半径方向に対応する方向であり、Y方向は、ディスク38の接線方向(円周方向)に対応する方向であり、Z方向(同図において図面と垂直方向)は、前記光軸方向に対応する方向である。また、同図において、100a〜100iに示す点線の円もしくは楕円は、前記光スポットを示す。図示のように、光検出器46bの受光部は、前記X方向に平行な分割線101および前記Y方向に平行な分割線102によって、48a、48b、48cおよび48dの四つの受光領域に分割されている。前記4つの受光領域は、前記両分割線101、102によって互いに隔てられている。
FIG. 9A shows the pattern of the light receiving part of the
図9A(a)〜図9A(c)は、前記第一ビームの集光点に対する前記第二ビームの集光点の光軸方向の位置ズレの場合の光スポットの変化を示す。図9A(b)は、前記両ビームの集光点が一致している場合であり、前記光スポット100bは、前記両分割線101、102の交点と中心点が一致する円形である。一方、前記第二ビームの集光点が光軸方向に位置ズレした場合、図9A(a)および図9A(c)に示すように、前記光スポットは、X方向に対し時計回りに、+45°(図9A(a)の光スポット100a)または−45°(図9A(c)の光スポット100c)の方向に長軸を有する楕円形となる。すなわち、前記第二ビームの光軸方向の位置ズレの向きに応じて、前記光スポットの長軸の方向は変化する。
FIGS. 9A (a) to 9A (c) show changes in the light spot in the case of a positional shift in the optical axis direction of the condensing point of the second beam with respect to the condensing point of the first beam. FIG. 9A (b) shows a case where the condensing points of the two beams coincide with each other, and the
図9A(d)〜図9A(f)は、前記第一ビームの集光点に対する前記第二ビームの集光点のディスク38の半径方向の位置ズレの場合の光スポットの動きを示す。図9A(e)は、前記両ビームの集光点が一致している場合であり、前記光スポット100eは、前記両分割線101、102の交点と中心点が一致する円形である。一方、前記第二ビームの集光点がディスク38の半径方向に位置ズレした場合、図9A(d)および図9A(f)に示すように、前記光スポットは、X方向の負の方向((図9A(d)の光スポット100d)または正の方向(図9A(f)の光スポット100f)の方向に移動する。すなわち、前記第二ビームの前記半径方向の位置ズレの向きに応じて、前記光スポットのX方向の移動方向は変化する。
FIG. 9A (d) to FIG. 9A (f) show the movement of the light spot in the case of the positional deviation of the condensing point of the second beam relative to the condensing point of the first beam in the radial direction of the
図9A(g)〜図9A(i)は、前記第一ビームの集光点に対する前記第二ビームの集光点のディスク38の接線方向(円周方向)の位置ズレの場合の光スポットの動きを示す。図9A(h)は、前記両ビームの集光点が一致している場合であり、前記光スポット100hは、前記両分割線101、102の交点と中心点が一致する円形である。一方、前記第二ビームの集光点がディスク38の接線方向に位置ズレした場合、図9A(g)および図9A(i)に示すように、前記光スポットは、Y方向の負の方向(図9A(g)の光スポット100g)または正の方向(図9A(i)の光スポット100i)の方向に移動する。すなわち、前記第二ビームの前記接線方向の位置ズレの向きに応じて、前記光スポットのY方向の移動方向は変化する。
9A (g) to 9A (i) show the light spot in the case of the positional deviation in the tangential direction (circumferential direction) of the
前記光学ヘッド装置において、前記第二ビームの集光点の位置ズレを表す誤差信号は、つぎのようにして生成される。すなわち、まず、受光領域48a〜48dから出力される電圧信号をそれぞれV48a〜V48dとする。一方、前記第二ビームの集光点の前記光軸方向の位置ズレを表す誤差信号をPEZとし、前記第二ビームの集光点の前記半径方向の位置ズレを表す誤差信号をPEXとし、前記第二ビームの集光点の前記接線方向の位置ズレを表す誤差信号をPEYとする。この場合、PEZは非点収差法により、PEXおよびPEYはプッシュプル法により、それぞれ以下の式で与えられる。
In the optical head device, an error signal indicating the positional deviation of the condensing point of the second beam is generated as follows. That is, first, voltage signals output from the
PEZ=(V48a+V48d)−(V48b+V48c)
PEX=(V48a+V48c)−(V48b+V48d)
PEY=(V48a+V48b)−(V48c+V48d)
PEX = (V48a + V48c)-(V48b + V48d)
PEY = (V48a + V48b)-(V48c + V48d)
しかしながら、図9Aで示した光検出器46bの受光部における光スポットの動きまたは変化は、理想的な変化であり、実際には、異なる動きまたは変化となる。これは、非特許文献1の光学ヘッド装置において、円筒レンズ47aの主面が、対物レンズ45bの前側焦点面またはそれと光学的に共役な面と一致していないからである。このため、前記第二ビームの集光点の位置が変化した場合、円筒レンズ47aの主面における前記第一ビームの位置が変化する。この結果、第二ビームの集光点が、ディスク38の半径方向のみに位置ズレを起こしている場合であっても、光検出器46bの受光部では、光スポットが、X方向のみでなく、Y方向にも移動する現象が生じる。同様に、第二ビームの集光点が、ディスク38の接線方向のみに位置ズレを起こしている場合であっても、光検出器46bでは、光スポットが、Y方向のみでなく、X方向にも移動する現象が生じる。
However, the movement or change of the light spot in the light receiving unit of the
図9Bに、円筒レンズ47aの主面で前記第一ビームがずれた場合の、光検出器46bの受光部における光スポットの実際の動きまたは変化を示す。図9Bにおいて、図9Aと同一部分には同一符号を付している。まず、図9B(a)〜(c)に、前記第二ビームの集光点が、光軸方向に位置ズレした場合の光スポットの変化を示す。同図に示すように、光軸方向の位置ズレの場合は、図9A(a)〜(c)と同様の変化であり、特に問題はない。つぎに、図9B(d’)〜(f’)に、前記第二ビームの集光点が、ディスク38の半径方向に位置ズレした場合の実際の光スポットの動きを示す。同図に示すように、前記第二ビームの集光点が、ディスク38の半径方向のみに位置ズレした場合、光スポットはX方向のみに移動するはずであるが(図9A(d)および図9A(f)参照)、実際は、Y方向にも移動するため、矢印で示すように、光スポットは斜め方向に移動する(図9B(d’)の光スポット100d’および図9B(f’)の光スポット100f’)。このため、前記式で誤差信号を計算すると、PEXは0でなくなるが、本来0であるはずのPEYが0でなくなるため、正しい誤差信号を生成することができないという問題がある。つぎに、図9B(g’)〜(i’)に、前記第二ビームの集光点が、ディスク38の接線方向に位置ズレした場合の光スポットの実際の動きを示す。同図に示すように、前記第二ビームの集光点が、ディスク38の接線方向のみに位置ズレした場合、光スポットはY方向のみに移動するはずであるが(図9A(g)および図9A(i)参照)、実際は、X方向にも移動するため、矢印で示すように、光スポットは斜め方向に移動する(図9B(g’)の光スポット100g’および図9B(i’)の光スポット100i’)。このため、前記式で誤差信号を計算すると、PEYは0でなくなるが、本来0であるはずのPEXが0でなくなるため、正しい誤差信号を生成することができないという問題がある。
FIG. 9B shows an actual movement or change of the light spot in the light receiving portion of the
このように、前記非特許文献1の光学ヘッド装置では、前記第二ビームの集光点が、ディスク38の半径方向および接線方向に位置ズレした場合、光検出器46bの受光部の光スポットが、前記第二ビームの位置ズレを正確に反映できない。このため、前記非特許文献1の光学ヘッド装置では、正確な誤差信号を生成できなくなり、この結果、前記第二ビームの集光点を正確に修正できないという問題がある。この問題は、前記非特許文献1の光学ヘッド装置に限られず、非点収差を与える円筒レンズの主面が、第二ビームを光記録媒体の記録層内に集光するための対物レンズの前側焦点面またはそれと光学的に共役な面と一致していない光学ヘッド装置に共通する問題である。
Thus, in the optical head device of Non-Patent Document 1, when the condensing point of the second beam is displaced in the radial direction and tangential direction of the
そこで、本発明は、上述の課題を解決するために、第一ビームと第二ビームを同一の集光点で集光させる光学ヘッド装置において、前記第二ビームの集光点の位置ズレを正確に検出可能な光学ヘッド装置、および、それを用いた光学式情報記録再生装置の提供を目的とする。また、本発明は、上述の課題を解決するために、第一ビームと第二ビームを同一の集光点で集光させる光学ヘッド装置において、前記第二ビームの集光点の位置ズレを正確に検出可能な誤差信号生成方法、および、それを用いた集光位置調整方法の提供を目的とする。 Accordingly, in order to solve the above-described problem, the present invention provides an optical head device that focuses the first beam and the second beam at the same focusing point, and accurately shifts the position deviation of the focusing point of the second beam. It is an object of the present invention to provide an optical head device that can be detected and an optical information recording / reproducing device using the same. In order to solve the above-described problem, the present invention provides an optical head device that condenses the first beam and the second beam at the same condensing point. It is an object of the present invention to provide an error signal generation method that can be detected at once, and a condensing position adjustment method using the same.
前記課題を解決するために、本発明の光学ヘッド装置は、
第一ビームおよび第二ビームを、同一の集光点に、互いに対向した状態で集光させるビーム集光手段と、
前記集光点を通過した前記第一ビームに対し非点収差を付与する非点収差付与手段と、
前記非点収差が付与された前記第一ビームを検出する光検出手段とを有し、
前記光検出手段は、前記非点収差が付与された第一ビームの光スポットを受光して信号を出力する受光部を有し、
前記受光部は、
前記集光点の前記第一ビームの光軸に垂直な面方向における第一方向に対応し、かつ前記第一ビームの光軸と交差する第一分割線、
前記面方向において前記第一方向に直交する第二方向に対応し、かつ前記第一ビームの光軸と交差する第二分割線、
前記第一分割線および前記第二分割線の交差点で交差し、かつ前記第一分割線に対し傾斜した第三分割線、および、
前記第一分割線および前記第二分割線の交差点で交差し、かつ前記第二分割線に対し傾斜した第四分割線の少なくとも四つの分割線により互いに隔てられた少なくとも八つの受光領域を有することを特徴とする。
In order to solve the above-described problems, an optical head device of the present invention includes:
Beam condensing means for condensing the first beam and the second beam at the same condensing point in a state of being opposed to each other;
Astigmatism imparting means for imparting astigmatism to the first beam that has passed through the condensing point;
Photodetection means for detecting the first beam provided with the astigmatism,
The light detection means includes a light receiving unit that receives the light spot of the first beam to which the astigmatism is applied and outputs a signal,
The light receiving unit is
A first dividing line corresponding to a first direction in a plane direction perpendicular to the optical axis of the first beam of the condensing point and intersecting the optical axis of the first beam;
A second dividing line corresponding to a second direction orthogonal to the first direction in the plane direction and intersecting an optical axis of the first beam;
A third dividing line that intersects at an intersection of the first dividing line and the second dividing line and is inclined with respect to the first dividing line; and
Having at least eight light receiving regions that intersect at the intersection of the first dividing line and the second dividing line and that are separated from each other by at least four dividing lines of the fourth dividing line inclined with respect to the second dividing line; It is characterized by.
また、本発明の光学式情報記録再生装置は、
前記本発明の光学ヘッド装置と、
前記集光点における前記第二ビームの集光点の位置ズレを表す誤差信号を生成する誤差信号生成手段とを有し、
前記誤差信号生成手段は、
前記第一分割線および前記第二分割線により前記八つの受光領域を四つの受光領域群に分け、前記四つの受光領域群からの出力信号に基づいて、前記第二ビームの集光点の前記光軸方向の位置ズレを表す第一誤差信号を生成し、
前記第四分割線により前記八つの受光領域を二つの受光領域群に分け、前記二つの受光領域群からの出力信号に基づいて、前記第二ビームの集光点の前記第一方向の位置ズレを表す第二誤差信号を生成し、
前記第三分割線により前記八つの受光領域を二つの受光領域群に分け、前記二つの受光領域群からの出力信号に基づいて、前記第二ビームの集光点の前記第二方向の位置ズレを表す第三誤差信号を生成することを特徴とする。
The optical information recording / reproducing apparatus of the present invention is
The optical head device of the present invention;
Error signal generating means for generating an error signal indicating a positional deviation of the condensing point of the second beam at the condensing point;
The error signal generating means includes
The eight light receiving regions are divided into four light receiving region groups by the first dividing line and the second dividing line, and based on output signals from the four light receiving region groups, the condensing point of the second beam Generate a first error signal that represents the displacement in the optical axis direction,
The eight light receiving regions are divided into two light receiving region groups by the fourth dividing line, and based on the output signals from the two light receiving region groups, the misalignment of the condensing point of the second beam in the first direction. A second error signal representing
The eight light receiving regions are divided into two light receiving region groups by the third dividing line, and based on the output signals from the two light receiving region groups, the misalignment in the second direction of the condensing point of the second beam. A third error signal representing the above is generated.
さらに、本発明の誤差信号生成方法は、
前記本発明の光学ヘッド装置を用い、
前記第一分割線および前記第二分割線により前記八つの受光領域を四つの受光領域群に分け、前記四つの受光領域群からの出力信号に基づいて、前記第二ビームの集光点の前記光軸方向の位置ズレを表す第一誤差信号を生成する工程と、
前記第四分割線により前記八つの受光領域を二つの受光領域群に分け、前記二つの受光領域群からの出力信号に基づいて、前記第二ビームの集光点の前記第一方向の位置ズレを表す第二誤差信号を生成する工程と
前記第三分割線により前記八つの受光領域を二つの受光領域群に分け、前記二つの受光領域群からの出力信号に基づいて、前記第二ビームの集光点の前記第二方向の位置ズレを表す第三誤差信号を生成する工程とを有することを特徴とする。
Furthermore, the error signal generation method of the present invention includes:
Using the optical head device of the present invention,
The eight light receiving regions are divided into four light receiving region groups by the first dividing line and the second dividing line, and based on output signals from the four light receiving region groups, the condensing point of the second beam Generating a first error signal representing a positional shift in the optical axis direction;
The eight light receiving regions are divided into two light receiving region groups by the fourth dividing line, and based on the output signals from the two light receiving region groups, the misalignment of the condensing point of the second beam in the first direction. The eight light receiving regions are divided into two light receiving region groups by the step of generating a second error signal representing the third dividing line and the third dividing line, and based on the output signals from the two light receiving region groups, And a step of generating a third error signal representing a positional deviation of the condensing point in the second direction.
さらに、本発明の集光位置調整方法は、
前記本発明の誤差信号生成方法により生成された誤差信号に基づき、前記第二ビームの集光点を、前記光軸方向、前記第一方向および前記第二方向の少なくとも一つの方向に移動することにより、前記本発明の光学ヘッド装置において、位置ズレした前記第二ビームの集光点を正しい位置に調整する集光位置調整工程を有することを特徴とする。
Furthermore, the condensing position adjustment method of the present invention includes:
Based on the error signal generated by the error signal generation method of the present invention, the condensing point of the second beam is moved in at least one of the optical axis direction, the first direction, and the second direction. Thus, the optical head device of the present invention is characterized in that it has a condensing position adjusting step for adjusting the condensing point of the misaligned second beam to the correct position.
上述のように、本発明は、前記受光部の光スポットが、前記第二ビームの集光点の位置ズレを正しく反映せずに動きまたは変化した場合であっても、前記第二ビームの集光点の位置ズレを正しく反映した誤差信号を生成することが可能である。この結果、本発明は、前記第二ビームの集光点の位置ズレを正確に検出することが可能である。 As described above, according to the present invention, even if the light spot of the light receiving unit moves or changes without correctly reflecting the positional deviation of the condensing point of the second beam, It is possible to generate an error signal that correctly reflects the positional deviation of the light spot. As a result, the present invention can accurately detect the positional deviation of the condensing point of the second beam.
本発明において、「分割線により相互に隔てられている」は、例えば、一定の空隙を置いて隣り合う場合、一定の空隙を置かずに隣接する場合、一つの領域を間に介在させて二つの領域が隣り合う場合等がある。また、本発明において、「前記第一分割線に対し傾斜した第三分割線」は、前記第一分割線に対し傾斜した分割線が複数ある場合、前記第一分割線と形成する傾斜角が最小の分割線をいう。同様に、本発明において、「前記第二分割線に対し傾斜した第四分割線」は、前記第二分割線に対し傾斜した分割線が複数ある場合、前記第二分割線と形成する傾斜角が最小の分割線をいう。 In the present invention, “separated from each other by a dividing line” means that, for example, when adjacent to each other with a constant gap, adjacent to each other without a predetermined gap, one region is interposed therebetween. There are cases where two regions are adjacent to each other. In the present invention, the “third dividing line inclined with respect to the first dividing line” has an inclination angle formed with the first dividing line when there are a plurality of dividing lines inclined with respect to the first dividing line. The smallest dividing line. Similarly, in the present invention, the “fourth dividing line inclined with respect to the second dividing line” is an inclination angle formed with the second dividing line when there are a plurality of dividing lines inclined with respect to the second dividing line. Is the smallest dividing line.
本発明の光学ヘッド装置において、前記第三分割線は、前記第一ビームの集光点に対し、前記第二ビームの集光点が、前記第一方向に位置ズレした場合の前記受光部の前記光スポットの移動方向に平行であり、前記第四分割線は、前記第一ビームの集光点に対し、前記第二ビームの集光点が、前記第二方向に位置ズレした場合の前記受光部の前記光スポットの移動方向に平行であることが好ましい。 In the optical head device according to the aspect of the invention, the third dividing line may be formed on the light receiving unit when the second beam condensing point is displaced in the first direction with respect to the first beam condensing point. The fourth dividing line is parallel to the moving direction of the light spot, and the fourth dividing line is the position where the focusing point of the second beam is displaced in the second direction with respect to the focusing point of the first beam. It is preferable to be parallel to the moving direction of the light spot of the light receiving unit.
本発明の光学ヘッド装置において、前記分割線は、直線であることが好ましい。ただし、本発明は、これに限定されず、前記分割線は、例えば、曲線、折れ線、曲線と直線が組み合わさった線等であってもよい。 In the optical head device of the present invention, it is preferable that the dividing line is a straight line. However, the present invention is not limited to this, and the dividing line may be, for example, a curve, a broken line, a line in which a curve and a straight line are combined, or the like.
本発明の光学ヘッド装置の前記受光部において、前記四つの分割線は直線であり、前記第一分割線に対する前記第三分割線の傾斜方向は、時計回りであり、かつ、前記第二分割線に対する前記第四分割線の傾斜方向は、反時計回りであるという態様であってもよい。または、本発明の光学ヘッド装置の前記受光部において、前記四つの分割線は、直線であり、前記第一分割線に対する前記第三分割線の傾斜方向は、反時計回りであり、かつ、前記第二分割線に対する前記第四分割線の傾斜方向は、時計回りであるという態様であってもよい。 In the light receiving unit of the optical head device of the present invention, the four dividing lines are straight lines, the inclination direction of the third dividing line with respect to the first dividing line is clockwise, and the second dividing line The inclination direction of the fourth dividing line may be counterclockwise. Alternatively, in the light receiving unit of the optical head device of the present invention, the four dividing lines are straight lines, and the inclination direction of the third dividing line with respect to the first dividing line is counterclockwise, and The aspect in which the inclination direction of the fourth dividing line with respect to the second dividing line is clockwise may be employed.
本発明の光学ヘッド装置において、前記第二ビームの集光点の前記光軸方向の位置ズレを表す第一誤差信号の生成のために、前記受光部において、前記第一分割線および前記第二分割線により、前記八つの受光部領域が四つの受光領域群に分けられ、前記第二ビームの集光点の前記第一方向の位置ズレを表す第二誤差信号の生成のために、前記受光部において、前記第四分割線により、前記八つの受光領域が二つの受光領域群に分けられ、前記第二ビームの集光点の前記第二方向の位置ズレを表す第三誤差信号の生成のために、前記受光部において、前記第三分割線により、前記八つの受光領域が二つの受光領域群に分けられることが好ましい。 In the optical head device of the present invention, in order to generate a first error signal indicating a positional deviation of the condensing point of the second beam in the optical axis direction, the first dividing line and the second second light are generated in the light receiving unit. The eight light receiving region is divided into four light receiving region groups by a dividing line, and the light receiving portion is generated for generating a second error signal indicating a positional deviation of the condensing point of the second beam in the first direction. The eight light receiving areas are divided into two light receiving area groups by the fourth dividing line, and a third error signal is generated that indicates a positional deviation of the condensing point of the second beam in the second direction. Therefore, in the light receiving unit, it is preferable that the eight light receiving regions are divided into two light receiving region groups by the third dividing line.
本発明の光学ヘッド装置において、さらに、前記第一誤差信号、前記第二誤差信号および前記第三誤差信号の少なくとも一つの誤差信号に基づき、前記第二ビームの集光点を、前記光軸方向、前記第一方向および前記第二方向の少なくとも一つの方向に移動することにより、前記第二ビームの集光点を正しい集光点に調整可能である集光位置調整手段を有することが好ましい。 In the optical head device of the present invention, the condensing point of the second beam may be set in the optical axis direction based on at least one error signal of the first error signal, the second error signal, and the third error signal. It is preferable to have a condensing position adjusting means capable of adjusting the condensing point of the second beam to a correct condensing point by moving in at least one of the first direction and the second direction.
本発明の光学ヘッド装置において、前記ビーム集光手段が、前記第一ビームの直接光および前記第二ビームの直接光を前記集光点で集光させるという態様であってもよい。 In the optical head device according to the aspect of the invention, the beam condensing unit may condense the direct light of the first beam and the direct light of the second beam at the condensing point.
本発明の光学ヘッド装置において、前記ビーム集光手段が、前記第一ビームおよび前記第二ビームの一方の直接光と他方の反射光を前記集光点で集光させるという態様であってもよい。 In the optical head device according to the aspect of the invention, the beam condensing unit may condense one direct light and the other reflected light of the first beam and the second beam at the condensing point. .
本発明の光学式情報記録再生装置において、前記光学ヘッド装置は、前記集光位置調整手段を有する光学ヘッド装置であり、前記集光位置調整手段は、前記第一誤差信号、前記第二誤差信号および前記第三誤差信号に基づき、前記第二ビームの集光点を、前記光軸方向、前記第一方向および前記第二方向の少なくとも一つの方向に移動することにより、前記第二ビームの集光点を正しい集光点に調整し、さらに、前記集光位置調整手段を駆動するための集光位置調整手段駆動手段を有することが好ましい。 In the optical information recording / reproducing apparatus of the present invention, the optical head device is an optical head device including the condensing position adjusting unit, and the condensing position adjusting unit includes the first error signal and the second error signal. And the second beam focusing point is moved in at least one of the optical axis direction, the first direction, and the second direction based on the third error signal. It is preferable to have a condensing position adjusting means driving means for adjusting the light spot to a correct condensing point and driving the condensing position adjusting means.
本発明の光学式情報記録再生装置において、さらに、前記集光点移動手段を有し、前記集光点移動手段は、前記本発明の光学ヘッド装置における前記集光点を光軸方向に移動することが好ましい。 The optical information recording / reproducing apparatus of the present invention further includes the condensing point moving means, and the condensing point moving means moves the condensing point in the optical head apparatus of the present invention in the optical axis direction. It is preferable.
つぎに、本発明について、詳細に説明する。ただし、本発明は、以下の記載により、制限および限定されない。 Next, the present invention will be described in detail. However, this invention is not restrict | limited and limited by the following description.
本発明の光学ヘッド装置は、記録層を有する光記録媒体を使用対象とし、前記ビーム集光手段と、前記非点収差付与手段と、前記光検出手段を有する。 The optical head device of the present invention is an optical recording medium having a recording layer, and includes the beam condensing unit, the astigmatism applying unit, and the light detecting unit.
本発明の光学ヘッド装置において、前記集光点の第一ビームの光軸に垂直な面方向が、前記光記録媒体の面方向に対応する。 In the optical head device of the present invention, the surface direction perpendicular to the optical axis of the first beam at the condensing point corresponds to the surface direction of the optical recording medium.
前記光記録媒体は、例えば、二つの透明基板の間に、記録層が配置された構造が挙げられる。この構造の光記録媒体では、表面および裏面の双方からビームを入射させて、前記記録層内で二つのビームの直接光の集光点を一致させることになる。また、前記構成において、さらに、前記記録層の一方の側に反射層を配置した構成の光記録媒体も挙げられる。この構成の光記録媒体では、二つのビームのうちの一方のビームを、前記記録層の反射層とは反対側の面から入射させ、前記一方のビームは、その直接光が前記反射層に到達する前に、前記記録層内で集光させ、他方のビームは、前記反射層で反射した後、前記反射光を前記記録層内で集光させる。前記二つの基板は、カバー層である。前記基板としては、ガラス基板、ポリカーボネート等の光透過性樹脂を用いた樹脂基板等が挙げられる。前記記録層は、例えば、フォトポリマーを使用して形成することができる。前記記録層は、単層構造であってもよいし、三次元記録再生に対応した複数層構造であってもよい。前記反射層は、アルミニウム、金および白金等を用いて形成することができる。また、前記構成において、さらに、前記記録層と前記反射層との間に1/4波長板層を配置し、前記ビームの偏光方向を変換する記録媒体も挙げられる。前記1/4波長板層は、例えば、液晶性化合物、非液晶性ポリマーフィルム等を使用して形成することができる。また、前記光記録媒体は、記録再生用の光源とは別光源による対物レンズの制御のために、基準面を設けてもよい。前記光記録媒体の形状は、例えば、ディスク形状(円盤状)であってもよいし、カード状(矩形)であってもよい。 Examples of the optical recording medium include a structure in which a recording layer is disposed between two transparent substrates. In the optical recording medium having this structure, beams are incident from both the front surface and the back surface, and the condensing points of the direct lights of the two beams are made coincident in the recording layer. In addition, in the above-described configuration, an optical recording medium having a configuration in which a reflective layer is disposed on one side of the recording layer is also included. In the optical recording medium having this configuration, one of the two beams is incident from the surface opposite to the reflective layer of the recording layer, and the direct light reaches the reflective layer of the one beam. Before the recording, the light is condensed in the recording layer, and the other beam is reflected by the reflective layer, and then the reflected light is condensed in the recording layer. The two substrates are cover layers. Examples of the substrate include a glass substrate and a resin substrate using a light transmissive resin such as polycarbonate. The recording layer can be formed using, for example, a photopolymer. The recording layer may have a single layer structure or a multi-layer structure corresponding to three-dimensional recording / reproduction. The reflective layer can be formed using aluminum, gold, platinum, or the like. In addition, in the above configuration, a recording medium in which a quarter-wave plate layer is further disposed between the recording layer and the reflective layer to change the polarization direction of the beam can be mentioned. The quarter-wave plate layer can be formed using, for example, a liquid crystal compound, a non-liquid crystal polymer film, or the like. The optical recording medium may be provided with a reference surface for controlling the objective lens by a light source different from the light source for recording and reproduction. The shape of the optical recording medium may be, for example, a disc shape (disc shape) or a card shape (rectangular shape).
前記ビーム集光手段は、記録層を有する光記録媒体の前記記録層内の同一の集光点に、第一ビームおよび第二ビームを、互いに対向した状態で集光させるためのものである。前記ビーム集光手段は、例えば、二つの対物レンズである。前記ビーム集光手段は、例えば、光源、ビーム分割手段およびビーム分離手段を含んでいてもよい。前記光源としては、例えば、半導体レーザがあげられる。前記ビーム分割手段は、光源からの出射光を第一ビームと第二ビームに分割するためのものである。前記ビーム分割手段としては、例えば、偏光ビームスプリッタが挙げられる。前記ビーム分離手段は、前記光記録媒体の前記記録層内の集光点を経た第一ビームを、前記第二ビームから分離するためのものである。前記ビーム分離手段としては、例えば、偏光ビームスプリッタが挙げられる。 The beam condensing means is for condensing the first beam and the second beam in a state of facing each other at the same condensing point in the recording layer of the optical recording medium having the recording layer. The beam condensing means is, for example, two objective lenses. The beam condensing unit may include, for example, a light source, a beam dividing unit, and a beam separating unit. An example of the light source is a semiconductor laser. The beam splitting means is for splitting light emitted from the light source into a first beam and a second beam. An example of the beam splitting means is a polarizing beam splitter. The beam separating means is for separating the first beam that has passed through the condensing point in the recording layer of the optical recording medium from the second beam. Examples of the beam separating means include a polarizing beam splitter.
前記非点収差付与手段は、前記集光点を通過した前記第一ビームに対し非点収差を付与するためのものである。前記非点収差付与手段としては、例えば、円筒レンズが挙げられる。 The astigmatism imparting means is for imparting astigmatism to the first beam that has passed through the condensing point. Examples of the astigmatism applying means include a cylindrical lens.
前記光検出手段は、前記非点収差が付与された前記第一ビームを検出するためのものである。前記光検出手段は、前記非点収差が付与された第一ビームの光スポットを受光して信号を出力する受光部を有する。前述のように、前記受光部は、前記第一分割線、前記第二分割線、前記第三分割線および前記第四分割線の少なくとも四つの分割線により、互いに隔てられた少なくとも八つの受光領域を有する。本発明の光学ヘッド装置において、前記分割線の数は、特に制限されず、前記四つの分割線に加え、さらに分割線を設定してもよい。前記第一分割線は、前記集光点の第一ビームの光軸と垂直な面方向(前記光記録媒体の面方向)における第一方向に対応し、かつ前記第一ビームの光軸と交差する線である。前記第二分割線は、前記集光点の第一ビームの光軸と垂直な面方向(前記光記録媒体の面方向)において前記第一方向に直交する第二方向に対応し、かつ前記第一ビームの光軸と交差する線である。前記第三分割線は、前記第一分割線および前記第二分割線の交差点で交差し、かつ前記第一分割線に対し傾斜した線である。前記第四分割線は、前記第一分割線および前記第二分割線の交差点で交差し、かつ前記第二分割線に対し傾斜した線である。本発明において、前記光記録媒体が、光ディスク(円盤)の場合、前記第一方向は、前記光ディスクの半径方向であり、前記第二方向は、前記光ディスクの接線方向(円周方向)である。 The light detection means is for detecting the first beam to which the astigmatism is applied. The light detection unit includes a light receiving unit that receives the light spot of the first beam to which the astigmatism is applied and outputs a signal. As described above, the light receiving unit includes at least eight light receiving regions separated from each other by at least four dividing lines of the first dividing line, the second dividing line, the third dividing line, and the fourth dividing line. Have In the optical head device of the present invention, the number of the dividing lines is not particularly limited, and further dividing lines may be set in addition to the four dividing lines. The first dividing line corresponds to a first direction in a plane direction (plane direction of the optical recording medium) perpendicular to the optical axis of the first beam at the condensing point, and intersects the optical axis of the first beam. It is a line to do. The second dividing line corresponds to a second direction orthogonal to the first direction in a surface direction (surface direction of the optical recording medium) perpendicular to the optical axis of the first beam at the condensing point, and the first It is a line that intersects the optical axis of one beam. The third dividing line is a line that intersects at the intersection of the first dividing line and the second dividing line and is inclined with respect to the first dividing line. The fourth dividing line is a line that intersects at the intersection of the first dividing line and the second dividing line and is inclined with respect to the second dividing line. In the present invention, when the optical recording medium is an optical disk (disk), the first direction is a radial direction of the optical disk, and the second direction is a tangential direction (circumferential direction) of the optical disk.
本発明の光学ヘッドにおいて、前記第一ビームの集光点の位置に対し、相対的に、第二ビームの集光点の位置が、前記第一方向にずれた場合、前記光検出器の受光部において、前記第一ビームは、前記第一分割線に対して傾斜した方向に移動する。また、本発明の光学ヘッドにおいて、前記第一ビームの集光点の位置に対し、相対的に、前記第二ビームの集光点の位置が、前記第二方向にずれた場合、前記光検出器の受光部において、前記第一ビームは、前記第二分割線に対して傾斜した方向に移動する。本発明では、前記第四分割線により前記八つの受光領域を二つの受光領域群に分けて、前記二つの受光領域群の出力信号に基づいて、前記第一ビームの集光点に対する相対的な前記第二ビームの集光点の前記第一方向の位置ズレを表す誤差信号を生成する。また、本発明において、前記第三分割線により前記八つの受光領域を二つの受光領域群に分けて、前記二つの受光領域群からの出力信号に基づいて、前記第一ビームの集光点に対する相対的な前記第二ビームの集光点の前記第二方向の位置ズレを表す誤差信号を生成する。これにより、前記第一ビームの集光点の位置に対して相対的に前記第二ビームの集光点の位置が、前記第一方向にずれた場合、前記第一方向の位置ズレを表す誤差信号は0でなくなるが、前記第二方向の位置ズレを表す誤差信号は0のままとすることができる。同様に、前記第一ビームの集光点の位置に対して相対的に前記第二ビームの集光点の位置が、前記第二方向にずれた場合、前記第二方向の位置ズレを表す誤差信号は0でなくなるが、前記第一方向の位置ズレを表す誤差信号は0のままとすることができる。これらの結果、前記第一ビームの集光点に対する前記第二ビームの集光点の前記第一方向または前記第二方向の位置ズレを、正しく検出することが可能となる。 In the optical head of the present invention, when the position of the condensing point of the second beam is shifted in the first direction relative to the position of the condensing point of the first beam, The first beam moves in a direction inclined with respect to the first dividing line. In the optical head of the present invention, when the position of the condensing point of the second beam is shifted in the second direction relative to the position of the condensing point of the first beam, the light detection is performed. In the light receiving part of the detector, the first beam moves in a direction inclined with respect to the second dividing line. In the present invention, the eight light receiving regions are divided into two light receiving region groups by the fourth dividing line, and based on the output signals of the two light receiving region groups, relative to the condensing point of the first beam. An error signal representing a positional shift in the first direction of the condensing point of the second beam is generated. Further, in the present invention, the eight light receiving regions are divided into two light receiving region groups by the third dividing line, and based on output signals from the two light receiving region groups, An error signal indicating a positional shift in the second direction of the focusing point of the relative second beam is generated. Thereby, when the position of the condensing point of the second beam is shifted in the first direction relative to the position of the condensing point of the first beam, an error indicating a positional deviation in the first direction. Although the signal is not zero, the error signal indicating the positional deviation in the second direction can remain zero. Similarly, when the position of the condensing point of the second beam is shifted in the second direction relative to the position of the condensing point of the first beam, an error indicating a positional deviation in the second direction. Although the signal is not zero, the error signal indicating the positional deviation in the first direction can remain zero. As a result, it is possible to correctly detect a positional deviation of the condensing point of the second beam with respect to the condensing point of the first beam in the first direction or the second direction.
前述のように、前記第三分割線は、前記第一ビームの集光点に対し、前記第二ビームの集光点が、前記第一方向に位置ズレした場合の前記受光部の前記光スポットの移動方向に平行であることが好ましい。また、前記第四分割線は、前記第一ビームの集光点に対し、前記第二ビームの集光点が、前記第二方向に位置ズレした場合の前記受光部の前記光スポットの移動方向に平行であることが好ましい。前記平行は、完全に平行であることが好ましいが、若干のズレがあっても実質的に平行であればよい。前記実質的に平行とは、例えば、前記第二ビームの集光点が前記第一方向に位置ズレした場合、前記光スポットの前記第二方向への移動が修正可能であり、かつ前記第二ビームの集光点が前記第二方向に位置ズレした場合、前記光スポットの前記第一方向への移動が修正可能である程度に、平行であることを意味する。 As described above, the third dividing line is the light spot of the light receiving unit when the condensing point of the second beam is displaced in the first direction with respect to the condensing point of the first beam. It is preferable to be parallel to the moving direction. The fourth dividing line is a moving direction of the light spot of the light receiving unit when the focusing point of the second beam is displaced in the second direction with respect to the focusing point of the first beam. It is preferable that it is parallel to. The parallelism is preferably completely parallel, but may be substantially parallel even if there is a slight deviation. The term “substantially parallel” means that, for example, when the focal point of the second beam is displaced in the first direction, the movement of the light spot in the second direction can be corrected, and the second When the focal point of the beam is displaced in the second direction, it means that the movement of the light spot in the first direction is parallel to the extent that it can be corrected.
前述のように、前記第一分割線に対する前記第三分割線の傾斜方向は、時計回りであり、かつ、前記第二分割線に対する前記第四分割線の傾斜方向は、反時計回りであるという態様でもよい(第一の態様)。または、前記第一分割線に対する前記第三分割線の傾斜方向は、反時計回りであり、かつ、前記第二分割線に対する前記第四分割線の傾斜方向は、時計回りであるという態様でもよい(第二の態様)。前記第一の態様および前記第二の態様は、前記光スポットの位置ズレの方向によって、適宜選択することができる。また、前記第一分割線に対する前記第三分割線の傾斜角度、および前記第二分割線に対する前記第四分割線の傾斜角度は、いずれも特に制限されない。 As described above, the inclination direction of the third dividing line with respect to the first dividing line is clockwise, and the inclination direction of the fourth dividing line with respect to the second dividing line is counterclockwise. An aspect may be sufficient (1st aspect). Alternatively, the inclination direction of the third dividing line with respect to the first dividing line may be counterclockwise, and the inclination direction of the fourth dividing line with respect to the second dividing line may be clockwise. (Second embodiment). The first aspect and the second aspect can be appropriately selected depending on the direction of positional deviation of the light spot. In addition, the inclination angle of the third dividing line with respect to the first dividing line and the inclination angle of the fourth dividing line with respect to the second dividing line are not particularly limited.
本発明は、非点収差を与えるための円筒レンズの主面が、前記第二ビームを前記光記録媒体の記録層内に集光するための対物レンズの前側焦点面またはそれと光学的に共役な面と一致していない光学ヘッド装置に、適用するものである。また、本発明は、光記録媒体の記録層において、面方向と厚み方向の三次元で情報を記録する記録方式に適用することが好ましいが、これには限定されず、面方向のみの二次元で情報を記録する記録方式に適用してもよい。面方向と厚み方向の三次元で情報を記録する記録方式に適用する場合、前述のように、本発明の光学式情報記録再生装置は、前記集光点移動手段を有し、前記集光点移動手段は、前記本発明の光学ヘッド装置における前記集光点を光軸方向に移動することが好ましい。 According to the present invention, the main surface of the cylindrical lens for providing astigmatism is optically conjugate with the front focal plane of the objective lens for condensing the second beam in the recording layer of the optical recording medium, or with it. The present invention is applied to an optical head device that does not coincide with the surface. Further, the present invention is preferably applied to a recording method for recording information in three dimensions in the plane direction and the thickness direction in the recording layer of the optical recording medium, but is not limited to this, and is two-dimensional only in the plane direction. And may be applied to a recording method for recording information. When applied to a recording method for recording information in three dimensions in the plane direction and thickness direction, as described above, the optical information recording / reproducing apparatus of the present invention has the condensing point moving means, and the condensing point. The moving means preferably moves the condensing point in the optical head device of the present invention in the optical axis direction.
つぎに、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。ただし、以下の実施形態は、例示であり、本発明は、以下の実施形態により制限および限定されない。 Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. However, the following embodiment is an exemplification, and the present invention is not limited or limited by the following embodiment.
[実施形態1]
図1に、本実施形態の光学ヘッド装置の構成および光学式情報記録再生装置の構成の一部を示す。同図中、点線の枠で囲った部分1a(ただし、ディスク2aを除く)が、本実施形態の光学ヘッド装置である。また、同図において、前記点線の外の部分に、前記光学ヘッド装置を含む光学式情報記録再生装置の構成の一部を示すブロック図を示す。図示のように、本実施形態の光学ヘッドは、レーザ3aと、7個の凸レンズ4a、4b、4c、4d、4e、4f、4gと、2個の1/2波長板5a、5bと、3個の偏光ビームスプリッタ6a、6b、6cと、5個のミラー8a、8b、8c、8d、8eと、1個のシャッタ9aと、2個の1/4波長板10a、10bと、2個の対物レンズ11a、11bと、2個の光検出器12a、12bと、1個の円筒レンズ13aと、1個の対物レンズアクチュエータ49aとから構成されている。レーザ3aとしては、半導体レーザが使用できる。レーザ3aから出射されるビームの波長は、例えば、405nmである。本実施形態の光学ヘッド装置において、対物レンズ11a、11bが前記ビーム集光手段であり、偏光ビームスプリッタ6aが前記ビーム分割手段であり、偏光ビームスプリッタ6cが前記ビーム分離手段であり、円筒レンズ13aが前記非点収差付与手段であり、光検出器12bが前記誤差信号生成のための光検出手段であり、対物レンズアクチュエータ49aが前記集光位置修正手段である。また、本実施形態において、二つの凸レンズ4b、4cにより一つのリレーレンズ系が形成され、二つの凸レンズ4d、4eにより別のリレーレンズ系が形成されている。円筒レンズ13aおよび凸レンズ4gにより、アナモルフィックレンズ系が構成されている。光検出器12bは、前記アナモルフィックレンズ系により形成される2つの焦線の中間に配置されている。本実施形態において、円筒レンズ13a、凸レンズ4gおよび光検出器12bにより、集光点位置ズレ検出機構が形成されている。1/2波長板5bの配置位置は、特に制限されず、偏光ビームスプリッタ6aから偏光ビームスプリッタ6bの間の光路中であれば、どこに配置してもよく、例えば、偏光ビームスプリッタ6aとミラー8aの間の光路中でもよいし(図1)、ミラー8aと偏光ビームスプリッタ6bの間の光路中でもよい。1/4波長板10aの配置位置は、特に制限されず、凸レンズ4cから対物レンズ11aの間の光路中であれば、どこに配置してもよく、例えば、ミラー8dと対物レンズ11aの間の光路中でもよいし(図1)、凸レンズ4cとミラー8dの間の光路中でもよい。1/4波長板10bの配置位置は、特に制限されず、凸レンズ4eから対物レンズ11bの間の光路中であれば、どこに配置してもよく、例えば、ミラー8eと対物レンズ11bの間の光路中でもよいし(図1)、凸レンズ4eとミラー8eの間の光路中でもよい。シャッタ9aの配置位置は、特に制限されず、偏光ビームスプリッタ6aとディスク2aの間の光路中であれば、どこに配置してもよく、例えば、ミラー8bとミラー8cの間の光路中に配置してもよいし(図1)、偏光ビームスプリッタ6aとミラー8bの間の光路中に配置してもよい。また、前記集光点移動手段は、対物レンズ11aの対物レンズアクチュエータ(図示せず)と、対物レンズ11bの対物レンズアクチュエータ49bにより構成することが可能である。
[Embodiment 1]
FIG. 1 shows a part of the configuration of the optical head device of this embodiment and the configuration of the optical information recording / reproducing device. In the drawing, a portion 1a (excluding the
本実施形態の光学ヘッド装置において、レーザ3aから出射されたビームは、偏光ビームスプリッタ6aにおいて、反射光と透過光に分割される。本実施形態では、前記反射光が、前記「第一ビーム」であり、前記透過光が前記「第二ビーム」である。本実施形態において、情報記録の場合は、前記第二ビームはシャッタ9aを通過するが、情報再生の場合は、前記第二ビームは、前記シャッタ9aで進行が遮断される。また、情報記録の場合は、記録データが、変調回路26a、記録信号生成回路27aおよびレーザ駆動回路28aによってレーザ駆動信号に変換される。レーザ3aは、前記レーザ駆動信号により、前記記録データを、光信号(レーザビーム)に変換する。一方、情報再生の場合は、レーザ駆動回路28aから一定のレーザ駆動信号がレーザに入力される。
In the optical head device of the present embodiment, the beam emitted from the laser 3a is split into reflected light and transmitted light by the polarization beam splitter 6a. In the present embodiment, the reflected light is the “first beam”, and the transmitted light is the “second beam”. In the present embodiment, in the case of information recording, the second beam passes through the shutter 9a. In the case of information reproduction, the second beam is blocked from traveling by the shutter 9a. In the case of information recording, recording data is converted into a laser driving signal by the
本実施形態の光学ヘッド装置および光学式情報記録再生装置において、情報の記録と再生は、例えば、つぎのようにして実施される。 In the optical head device and the optical information recording / reproducing apparatus of the present embodiment, information is recorded and reproduced, for example, as follows.
まず、レーザ3aから出射したビームは、凸レンズ4aを透過して発散光から平行光へ変換される。前記平行光は、1/2波長板5aを透過し、この結果、偏光方向が紙面に対して45°の方向の偏光となる。前記偏光は、偏光ビームスプリッタ6aにより、約50%がS偏光成分として反射されて前記第一ビームとなり、約50%がP偏光成分として透過して前記第二ビームとなる。
First, the beam emitted from the laser 3a passes through the
ディスク2aへの情報の記録時には、シャッタ9aを開き、前記第二ビームが通過可能にする。そして、前記第一ビームおよび前記第二ビームにより、つぎのようにして、ディスク2aに情報を記録する。すなわち、まず、前記第一ビームは、1/2波長板5bを透過して偏光方向が90°変化し、ミラー8aで反射され、偏光ビームスプリッタ6bへP偏光として入射する。入射した前記第一ビームは、ほぼ100%で偏光ビームスプリッタ6bを透過し、リレーレンズ系(凸レンズ4b、4c)を4b→4cの順序で透過して再び平行光となる。平行光となった前記第一ビームは、ミラー8dで反射され、1/4波長板10aを透過して直線偏光から円偏光へ変換される。円偏光になった前記第一ビームは、対物レンズ11aを透過して平行光から収束光へ変換され、ディスク2aの記録層内に集光される。一方、前記第二ビームは、ミラー8bで反射され、シャッタ9aを通過し、ミラー8cで反射され、さらに偏光ビームスプリッタ6cへP偏光として入射する。入射した前記第二ビームは、ほぼ100%で偏光ビームスプリッタ6cを透過し、リレーレンズ系(凸レンズ4d、4e)を4d→4eの順序で透過して再び平行光となる。平行光になった前記第二ビームは、ミラー8eで反射され、1/4波長板10bを透過して直線偏光から円偏光へ変換される。円偏光になった前記第二ビームは、対物レンズ11bを透過して平行光から収束光へ変換され、前記第一ビームと反対側からディスク2aの記録層内に集光される。このようにして、前記第一ビームと前記第二ビームとは、ディスク2aの記録層内の同一の位置に集光される。前記集光点では、前記第一ビームと前記第二ビームが干渉して微小な回折格子が形成される。前記記録層に形成された前記回折格子が、記録された情報となる
When recording information on the
前記集光後、前記第一ビームは、ディスク2aの記録層を透過し、前記第二ビームと逆方向から対物レンズ11bを透過して発散光から平行光へ変換される。平行光になった前記第一ビームは、1/4波長板10bを透過して円偏光から直線偏光へ変換され、ミラー8eで反射され、リレーレンズ系(凸レンズ4e、4d)を4e→4dの順で透過して再び平行光となる。平行光になった前記第一ビームは、偏光ビームスプリッタ6cへS偏光として入射する。S偏光の前記第一ビームは、光ビームスプリッタ6cによりほぼ100%が反射され、円筒レンズ13aおよび凸レンズ4gにより構成されるアナモルフィックレンズ系を13a→4gの順に透過する。前記アナモルフィックレンズ系を透過した前記第一ビームは、円筒レンズ13aによって非点収差が与えられると共に、凸レンズ4gによって平行光から収束光へ変換される。非点収差を与えられた前記第一ビームは、光検出器12bで受光される。光検出器12bにおいて、非点収差を与えられた前記第一ビームの光信号を電気信号に変化し、前記電気信号は、前記光学ヘッド装置外に配置された、増幅回路32aにより増幅され、増幅された前記電気信号を基に、誤差信号生成回路33aによって誤差信号が生成される。前記誤差信号に基づき、対物レンズ駆動回路34によって、対物レンズアクチュエータ49aが作動して、対物レンズ11bの傾きが調整される。
After the condensing, the first beam is transmitted through the recording layer of the
一方、ディスク2aからの情報の再生時には、シャッタ9aを閉じて前記第二ビームのディスク2aへの進行を遮断した状態にする。
On the other hand, when reproducing information from the
前記第一ビームは、前記情報記録時と同じ経路を経て、ディスク2aの記録層内に到達して集光する。情報再生時において、集光した前記第一ビームは、ディスク2aの前記記録層内に形成された前記回折格子で反射される。反射された前記第一ビームは、前述とは逆向きに対物レンズ11aを透過して発散光から平行光に変換される。平行光になった前記第一ビームは、1/4波長板10aを透過して円偏光から直線偏光へ変換され、ミラー8dで反射される。反射した前記第一ビームは、リレーレンズ系(凸レンズ4c、4b)を4c→4bの順に透過して再び平行光となる。平行光になった前記第一ビームは、偏光ビームスプリッタ6bへS偏光として入射する。入射した前記第一ビームは、偏光ビームスプリッタ6bによってほぼ100%が反射され、凸レンズ4fを透過して平行光から収束光へ変換され、光検出器12aで受光される。この光検出器12aからの出力信号を、増幅回路29aで増幅し、ついで再生信号処理回路30aおよび復調回路31aで処理し、再生データに変換する。
The first beam reaches the inside of the recording layer of the
図2に、情報記録再生時におけるディスク2aに対する前記第一ビームおよび前記第二ビームの状態を示す。図2(a)は、情報記録時における入射の状態を示す図であり、図2(b)は、情報再生時における反射の状態を示す図である。図2において、図1と同一部分には同一符号を付している。まず、図2(a)に示すように、情報記録時において、ディスク2aの一方(同図において上方)から、前記第一ビーム20aの直接光がディスク2a内に入射し、ディスク2aの他方(同図において下方)から、前記第二ビーム20bの直接光がディスク2a内に入射する。ディスク2aは、二つの基板17a、17bの間に、記録層14aが配置された構造である。記録層14a内の同一位置の集光点18aにおいて、前記第一ビーム20aの直接光および前記第二ビーム20bの直接光が集光する。前記集光点において、微小回折格子が形成される。一方、図2(b)に示すように、情報再生時において、前述のようにして前記第一ビームが、ディスク2aの記録層14aに入射される。入射した前記第一ビームは、記録層14a内に形成された微小回折格子19a(同図において黒丸で示す)で反射され、反射光20cとして、ディスク2a外部に出射される。回折格子19aは、ビットデータの情報を有している。情報記録時においては、前記第一ビームおよび前記第二ビームの集光点の位置を、記録層14aの面方向および厚さ方向に三次元的に移動させて回折格子19aを形成することにより、記録層14aに三次元的に情報を記録可能となる。情報再生時においては、記録層14a内に三次元的に形成された回折格子19aの反射光から、情報を再生可能である。
FIG. 2 shows the state of the first beam and the second beam with respect to the
図3Aに、本実施形態における光検出器12bの受光部のパターンと、前記受光部の光スポットを示す。同図において、X方向は、ディスク2aの半径方向(前記第一方向)に対応する方向であり、Y方向は、ディスク2aの接線方向(円周方向:前記第二方向)に対応する方向であり、Z方向(同図において紙面に垂直方向)は、前記光軸方向に対応する方向である。図3A(a)〜(i)の各図に、前記受光部のパターンを示している。図示のように、前記受光部において、X方向と平行な分割線が、前記第一分割線101であり、Y方向と平行な分割線が、前記第二分割線102である。前記受光部において、前記第一分割線101に対し時計回りに傾斜した線が、前記第三分割線103であり、前記第二分割線102に対し反時計回りに傾斜した線が、第四分割線104である。前記第三分割線103は、前記第一ビームの集光点に対し、前記第二ビームの集光点が、前記第一方向に位置ズレした場合の前記受光部の前記光スポットの移動方向に平行である。また、前記第四分割線104は、前記第一ビームの集光点に対し、前記第二ビームの集光点が、前記第二方向に位置ズレした場合の前記受光部の前記光スポットの移動方向に平行である。同図において、100a〜100iに示す点線の円または楕円は、光スポットを示す。前記受光部は、前記四つの分割線101、102、103、104により互いに隔てられた八つの受光領域21a〜21hを有する。
FIG. 3A shows the pattern of the light receiving part of the photodetector 12b in this embodiment and the light spot of the light receiving part. In the figure, the X direction is a direction corresponding to the radial direction of the
図3A(a)〜図3A(c)は、前記第一ビームの集光点に対する前記第二ビームの集光点の光軸方向の位置ズレの場合の光スポットの変化を示す。図3A(b)は、前記両ビームの集光点が一致している場合であり、前記光スポット100bは、前記両分割線101、102の交点と中心点が一致する円形である。一方、前記第二ビームの集光点が光軸方向に位置ズレした場合、図3A(a)および図3A(c)に示すように、前記光スポットは、X方向に対し時計回りに、+45°(図3A(a)の光スポット100a)または−45°(図3A(c)の光スポット100c)の方向に長軸を有する楕円形となる。前記第二ビームの集光点の光軸方向の位置ズレを検出する場合は、前記第一分割線101および前記第二分割線102により、前記八つの受光領域21a〜21gを下記に示す四つの受光領域群に分ける。
第一受光領域群:21a
第二受光領域群:21e+21b+21f
第三受光領域群:21d
第四受光領域群:21h+21c+21g
FIGS. 3A (a) to 3A (c) show changes in the light spot in the case of a positional shift in the optical axis direction of the condensing point of the second beam with respect to the condensing point of the first beam. FIG. 3A (b) shows a case where the condensing points of the two beams coincide with each other, and the
First light receiving area group: 21a
Second light receiving area group: 21e + 21b + 21f
Third light receiving area group: 21d
Fourth light receiving region group: 21h + 21c + 21g
図3A(d)〜図3A(f)は、前記第一ビームの集光点に対する前記第二ビームの集光点のディスク38の半径方向の位置ズレの場合の光スポットの動きを示す。図3A(e)は、前記両ビームの集光点が一致している場合であり、前記光スポット100eは、前記両分割線101、102の交点と中心点が一致する円形である。一方、前記第二ビームの集光点がディスク38の半径方向に位置ズレした場合、図3A(d)および図3A(f)に示すように、光スポットはX方向に加え、Y方向にも移動するため、光スポットは斜め方向(第一分割線に対し時計回りに傾斜した方向)に移動する(図3A(d)の光スポット100dおよび図3A(f)の光スポット100f)。前記第二ビームの集光点の半径方向の位置ズレを検出する場合は、前記第四分割線104により、前記八つの受光領域21a〜21gを下記に示す二つの受光領域群に分ける。
第一受光領域群:21a+21c+21e+21g
第二受光領域群:21b+21d+21f+21h
FIG. 3A (d) to FIG. 3A (f) show the movement of the light spot in the case of the positional deviation in the radial direction of the
First light receiving region group: 21a + 21c + 21e + 21g
Second light receiving area group: 21b + 21d + 21f + 21h
図3A(g)〜図3A(i)は、前記第一ビームの集光点に対する前記第二ビームの集光点のディスク38の接線方向の位置ズレの場合の光スポットの動きを示す。図3A(h)は、前記両ビームの集光点が一致している場合であり、前記光スポット100hは、前記両分割線101、102の交点と中心点が一致する円形となる。一方、前記第二ビームの集光点がディスク38の接線方向に位置ズレした場合、図3A(g)および図3A(i)に示すように、光スポットはY方向に加え、X方向にも移動するため、光スポットは斜め方向(第二分割線に対し反時計回りに傾斜した方向)に移動する(図3A(g)の光スポット100dおよび図3A(i)の光スポット100f)。前記第二ビームの集光点の接線方向の位置ズレを検出する場合は、前記第三分割線103により、前記八つの受光領域21a〜21gを下記に示す二つの受光領域群に分ける。
第一出力領域:21a+21b+21e+21g
第二出力領域:21c+21d+21f+21h
FIG. 3A (g) to FIG. 3A (i) show the movement of the light spot in the case of the positional deviation in the tangential direction of the
First output area: 21a + 21b + 21e + 21g
Second output area: 21c + 21d + 21f + 21h
ここで、受光領域21a〜21gから出力される電圧信号を、それぞれV21a〜V21gで表す。この場合、前記第二ビームの集光点の光軸方向の位置ズレを表す誤差信号をPEZとすると、PEZは、非点収差法により、下記の式で表すことができる。また、前記第二ビームの集光点のディスク2aの半径方向および接線方向の位置ズレを、それぞれ、PEXおよびPEYとすると、PEXおよびPEYは、プッシュプル法により、それぞれ下記の式で与えられる。
Here, the voltage signals output from the
PEZ=(V21a+V21d)−(V21b+V21c+V21e+V21f+
V21g+V21h)
PEX=(V21a+V21c+V21e+V21g)−(V21b+V21d+
V21f+V21h)
PEY=(V21a+V21b+V21e+V21g)−(V21c+V21d+
V21f+V21h)
PEZ = (V21a + V21d)-(V21b + V21c + V21e + V21f +
V21g + V21h)
PEX = (V21a + V21c + V21e + V21g)-(V21b + V21d +
V21f + V21h)
PEY = (V21a + V21b + V21e + V21g) − (V21c + V21d +
V21f + V21h)
図3Bに、本実施形態における光検出器12bの受光部の別のパターンと、前記受光部の光スポットを示す。同図において、X方向は、ディスク2aの半径方向(前記第一方向)に対応する方向であり、Y方向は、ディスク2aの接線方向(円周方向:前記第二方向)に対応する方向であり、Z方向(同図において紙面に垂直方向)は、前記光軸方向に対応する方向である。図3B(a)〜(i)の各図に、前記受光部のパターンを示している。図示のように、前記受光部において、X方向と平行な分割線が、前記第一分割線101であり、Y方向と平行な分割線102が、前記第二分割線である。前記受光部において、前記第一分割線101に対し反時計回りに傾斜した線が、前記第三分割線103であり、前記第二分割線102に対し時計回りに傾斜した線が、第四分割線104である。前記第三分割線103は、前記第一ビームの集光点に対し、前記第二ビームの集光点が、前記第一方向に位置ズレした場合の前記受光部の前記光スポットの移動方向に平行である。また、前記第四分割線104は、前記第一ビームの集光点に対し、前記第二ビームの集光点が、前記第二方向に位置ズレした場合の前記受光部の前記光スポットの移動方向に平行である。同図において、100a〜100iの点線の円または楕円は、光スポットを示す。前記受光部は、前記四つの分割線101、102、103、104により互いに隔てられた8つの受光領域21a〜21hを有する。
FIG. 3B shows another pattern of the light receiving portion of the photodetector 12b in this embodiment and a light spot of the light receiving portion. In the figure, the X direction is a direction corresponding to the radial direction of the
図3B(a)〜図3B(c)は、前記第一ビームの集光点に対する前記第二ビームの集光点の光軸方向の位置ズレの場合の光スポットの変化を示す。図3B(b)は、前記両ビームの集光点が一致している場合であり、前記光スポット100bは、前記両分割線101、102の交点と中心点が一致する円形である。一方、前記第二ビームの集光点が光軸方向に位置ズレした場合、図3B(a)および図3B(c)に示すように、前記光スポットは、X方向に対し時計回りに、+45°(図3B(a)の光スポット100a)または−45°(図3B(c)の光スポット100c)の方向に長軸を有する楕円形となる。前記第二ビームの集光点の光軸方向の位置ズレを検出する場合は、前記第一分割線101および前記第二分割線102により前記八つの受光領域21a〜21gを下記に示す四つの受光領域群に分ける。
第一受光領域群:21a+21e+21g
第二受光領域群:21b
第三受光領域群:21d+21f+21h
第四受光領域群:21c
FIGS. 3B (a) to 3B (c) show changes in the light spot in the case of a positional shift in the optical axis direction of the condensing point of the second beam with respect to the condensing point of the first beam. FIG. 3B (b) shows a case where the condensing points of the two beams coincide with each other, and the
First light receiving area group: 21a + 21e + 21g
Second light receiving area group: 21b
Third light receiving region group: 21d + 21f + 21h
Fourth light receiving region group: 21c
図3B(d)〜図3B(f)は、前記第一ビームの集光点に対する前記第二ビームの集光点のディスク38の半径方向の位置ズレの場合の光スポットの動きを示す。図3B(e)は、前記両ビームの集光点が一致している場合であり、前記光スポット100eは、前記両分割線101、102の交点と中心点が一致する円形である。一方、前記第二ビームの集光点がディスク38の半径方向に位置ズレした場合、図3B(d)および図3B(f)に示すように、光スポットはX方向に加え、Y方向にも移動するため、光スポットは斜め方向(第一分割線に対し反時計回りに傾斜した方向)に移動する(図3B(d)の光スポット100dおよび図3B(f)の光スポット100f)。前記第二ビームの集光点の半径方向の位置ズレを検出する場合は、前記第四分割線104により前記八つの受光領域21a〜21gを下記に示す二つの受光領域群に分ける。
第一受光領域群:21a+21c+21g+21h
第二受光領域群:21b+21d+21e+21f
FIG. 3B (d) to FIG. 3B (f) show the movement of the light spot in the case of the positional deviation in the radial direction of the
First light receiving region group: 21a + 21c + 21g + 21h
Second light receiving area group: 21b + 21d + 21e + 21f
図3B(g)〜図3B(i)は、前記第一ビームの集光点に対する前記第二ビームの集光点のディスク38の接線方向の位置ズレの場合の光スポットの動きを示す。図3B(h)は、前記両ビームの集光点が一致している場合であり、前記光スポット100hは、前記両分割線101、102の交点と中心点が一致する円形である。一方、前記第二ビームの集光点がディスク38の接線方向に位置ズレした場合、図3B(g)および図3B(i)に示すように、光スポットはY方向に加え、X方向にも移動するため、光スポットは斜め方向(第二分割線に対し時計回りに傾斜した方向)に移動する(図3B(g)の光スポット100gおよび図3B(i)の光スポット100i)。前記第二ビームの集光点の接線方向の位置ズレを検出する場合は、前記第三分割線103により、前記八つの受光領域21a〜21gを下記に示す二つの受光領域群に分ける。
第一受光領域群:21a+21b+21e+21f
第二受光領域群:21c+21d+21g+21h
FIG. 3B (g) to FIG. 3B (i) show the movement of the light spot in the case of the positional deviation in the tangential direction of the
First light receiving region group: 21a + 21b + 21e + 21f
Second light receiving area group: 21c + 21d + 21g + 21h
ここで、受光領域21a〜21gから出力される電圧信号を、それぞれV21a〜V21gで表す。この場合、前記第二ビームの集光点の光軸方向の位置ズレを表す誤差信号とPEZとすると、PEZは、非点収差法により、下記の式で表すことができる。また、前記第二ビームの集光点のディスク2aの半径方向および接線方向の位置ズレを、それぞれ、PEXおよびPEYとすると、PEXおよびPEYは、プッシュプル法により、それぞれ下記の式で与えられる。
Here, the voltage signals output from the
PEZ=(V21a+V21d+V21e+V21f+V21g+V21h)−
(V21b+V21c)
PEX=(V21a+V21c+V21g+V21h)−(V21b+V21d+
V21e+V21f)
PEY=(V21a+V21b+V21e+V21f)−(V21c+V21d+
V21g+V21h)
PEZ = (V21a + V21d + V21e + V21f + V21g + V21h) −
(V21b + V21c)
PEX = (V21a + V21c + V21g + V21h)-(V21b + V21d +
V21e + V21f)
PEY = (V21a + V21b + V21e + V21f)-(V21c + V21d +
V21g + V21h)
本実施形態においては、円筒レンズ13aの主面が対物レンズ11bの前側焦点面またはそれと光学的に共役な面と一致していないため、前記第二ビームの集光点の位置がディスク2aの半径方向および接線方向に変化すると、円筒レンズ13aの主面における前記第一ビームの位置が変化する。このため、前記受光部において、光スポットは斜め方向に移動するが、本実施形態では、前述のようにして、光スポットの斜め方向の移動に応じて、斜め方向に傾斜した前記第三分割線103および前記第四分割線104を用いて、誤差信号PEXおよび誤差信号PEYを生成する。これにより、前記第一ビームの集光点の位置に対し、前記第二ビームの集光点の位置が、ディスク2aの半径方向にずれた場合、PEXは0でなくなるがPEYは0のままとすることができる。同様に、前記第一ビームの集光点の位置に対し、前記第二ビームの集光点の位置が、ディスク2aの接線方向にずれた場合、PEYは0でなくなるがPEXは0のままとすることができる。これらの結果、前記第二ビームの集光点のディスク2aの半径方向および接線方向の位置ズレを、正しく検出することができる。
In the present embodiment, since the main surface of the
図4のブロック図に、本実施形態の光学式情報記録再生装置の構成を示す。同図において、図1、図2、図3Aおよび図3Bと同一部分には同一符号を付している。図示のように、光学ヘッド装置1aは、ポジショナ22aに搭載されており、ディスク2aはスピンドル23aに搭載されている。シャッタ駆動回路25a、変調回路26aからレーザ駆動回路28aまでの回路、増幅回路29aから復調回路31aまでの回路、増幅回路32aから対物レンズ駆動回路34までの回路、ポジショナ駆動回路36aおよびスピンドル駆動回路37aは、コントローラ24aにより制御される。
The block diagram of FIG. 4 shows the configuration of the optical information recording / reproducing apparatus of the present embodiment. In this figure, the same parts as those in FIGS. 1, 2, 3A and 3B are denoted by the same reference numerals. As shown in the figure, the optical head device 1a is mounted on a
シャッタ駆動回路25aは、モータ(図示せず)に電流を流して光学ヘッド装置1a内のシャッタ9aを駆動する。シャッタ駆動回路25aにより、シャッタ9aは、情報記録時には、光学ヘッド装置1aにおいて、前記第二ビームを通過させ、情報再生時には、前記第二ビームの進行を遮断する。
The
変調回路26aは、ディスク2aへの情報の記録時に、記録データとして外部から入力された信号を変調規則に従って変調する。記録信号生成回路27aは、変調回路26aで変調された信号に基づいて、光学ヘッド装置1a内のレーザ3aを駆動するための記録信号を生成する。レーザ駆動回路28aは、ディスク2aへの情報の記録時には、記録信号生成回路27aで生成された記録信号に基づいて、レーザ3aへ記録信号に応じた電流を供給してレーザ3aを駆動する。また、レーザ駆動回路28aは、ディスク2aからの情報の再生時には、レーザ3aからの出射光のパワーが一定になるように、レーザ3aへ一定の電流を供給してレーザ3aを駆動する。
The
増幅回路29aは、ディスク2aからの情報の再生時に、光学ヘッド装置1a内の光検出器12aから出力される電圧信号を増幅する。再生信号処理回路30aは、増幅回路29aで増幅された電圧信号に基づいて、ディスク2aに回折格子の形態で記録された再生信号の生成、波形等化、2値化を行う。復調回路31aは、再生信号処理回路30aで2値化された信号を復調規則に従って復調し、再生データとして外部へ出力する。
The amplifier circuit 29a amplifies the voltage signal output from the photodetector 12a in the optical head device 1a when reproducing information from the
増幅回路32aは、ディスク2aへの情報の記録時に、光学ヘッド装置1a内の光検出器12bから出力される電圧信号を増幅する。誤差信号生成回路33aは、増幅回路32aで増幅された電圧信号に基づいて、光学ヘッド装置1a内の対物レンズ11bを駆動するための誤差信号PEZ、PEXおよびPEYを生成する。対物レンズ駆動回路34は、誤差信号生成回路33aで生成された誤差信号PEZ、PEXおよびPEYに基づいて、誤差信号PEZ、PEXおよびPEYが0になるように、アクチュエータ49a(図1参照)へ電流を供給して、対物レンズ11bを、光軸方向、ディスク2aの半径方向およびディスク2aの接線方向に駆動する。対物レンズ駆動回路34は集光位置変化手段駆動回路である。この結果、光学ヘッド装置1aにおいて、ディスク2aの記録層内で集光する前記第一ビームと前記第二ビームの集光点を一致させることが可能となる。
The
ポジショナ駆動回路36aは、モータ(図示せず)に電流を供給してポジショナ22aを駆動させて光学ヘッド装置1aをディスク2aの半径方向に移動させるものである。これにより、ディスク2aへの情報の記録時およびディスク2aからの情報の再生時において、光学ヘッド装置1a内の前記第一ビームの集光点および前記第二ビームの集光点を、ディスク2aの半径方向に移動可能となる。
The positioner driving circuit 36a supplies current to a motor (not shown) to drive the
スピンドル駆動回路37aは、モータ(図示せず)に電流を供給してスピンドルを駆動させることにより、ディスク2aを回転させるためのものである。これにより、ディスク2aへの情報の記録時およびディスク2aからの情報の再生時において、光学ヘッド装置1a内の前記第一ビームの集光点および前記第二ビームの集光点を、ディスク2aの接線方向に相対的に移動可能となる。
The
本実施形態において、前記非特許文献1に記載の光学ヘッド装置と同様に、ディスク2aにトラックを有する基準面を設けると共に、光学ヘッド装置1a内に第二のレーザおよび第三の光検出器を設けることができる。前記第二のレーザから出射したビームは、光学ヘッド装置1a内の対物レンズ11aによりディスク2aの基準面が有するトラック上に集光される。集光後、前記トラックで反射されたビームは、前記第三の光検出器で受光される。前記第三の光検出器からの出力に基づいて、前記トラックに対する対物レンズ11aの焦点の光軸方向の位置ズレを表すフォーカス誤差信号およびディスク2aの半径方向の位置ズレを表すトラック誤差信号が生成される。
In the present embodiment, similarly to the optical head device described in Non-Patent Document 1, a reference surface having a track is provided on the
前記の場合、本実施形態の光学式情報記録再生装置は、第二のレーザ駆動回路、第三の増幅回路、第二の誤差信号生成回路および第二の対物レンズ駆動回路を設けることができる。 In the above case, the optical information recording / reproducing apparatus of the present embodiment can be provided with a second laser drive circuit, a third amplifier circuit, a second error signal generation circuit, and a second objective lens drive circuit.
前記第二のレーザ駆動回路は、ディスク2aへの情報の記録時およびディスク2aからの情報の再生時に、出射光のパワーが一定になるように、一定の電流を供給して前記第二のレーザを駆動する。前記第三の増幅回路は、ディスク2aへの情報の記録時およびディスク2aからの情報の再生時に、前記第三の光検出器から出力される電圧信号を増幅する。前記第二の誤差信号生成回路は、前記第三の増幅回路で増幅された電圧信号に基づいて、対物レンズ11aを駆動するためのフォーカス誤差信号およびトラック誤差信号を生成する。前記第二の対物レンズ駆動回路は、第二の誤差信号生成回路で生成されたフォーカス誤差信号およびトラック誤差信号に基づいて、フォーカス誤差信号およびトラック誤差信号が0になり、第二のレーザから出射したビームがディスク2aの基準面が有するトラック上に集光されるように、アクチュエータへ電流を供給して、対物レンズ11aを光軸方向およびディスク2aの半径方向に駆動する。なお、前記アクチュエータによる対物レンズ11aの駆動に代えて、可変焦点レンズおよび光偏向素子を採用してもよい。前記可変焦点レンズは、印加する電圧に応じて焦点距離を変化可能なレンズである。前記光偏向素子は、印加する電圧に応じて偏向角を変化可能な素子である。前記可変焦点レンズおよび光偏向素子は、光学ヘッド装置1aの偏光ビームスプリッタ6aからディスク2aまでの前記第一ビームの光路中に配置することができる。
The second laser driving circuit supplies a constant current so that the power of the emitted light is constant when recording information on the
本実施形態において、光学ヘッド装置1a内の前記第二ビームの集光点を調整する集光位置調整手段として、アクチュエータ49aに代えて、前記可変焦点レンズおよび前記光偏向素子を採用してもよい。前記可変焦点レンズおよび光偏向素子は、光学ヘッド装置1aの偏光ビームスプリッタ6aからディスク2aまでの前記第二ビームの光路中に配置することができる。
In the present embodiment, the variable focus lens and the light deflection element may be employed in place of the
[実施形態2]
図5に、本実施形態の光学ヘッド装置の構成および光学式情報記録再生装置の構成の一部を示す。同図中、点線の枠で囲った部分1b(ただし、ディスク2bを除く)が、本実施形態の光学ヘッド装置である。また、同図において、前記点線の外の部分に、前記光学ヘッド装置を含む光学式情報記録再生装置の構成の一部を示すブロック図を示す。図示のように、本実施形態の光学ヘッドは、レーザ3bと、7個の凸レンズ4h、4i、4j、4k、4m、4n、4pと、1個の1/2波長板5cと、2個の偏光ビームスプリッタ6d、6eと、2個のハーフミラー7a、7bと、2個のミラー8f、8gと、1個のシャッタ9bと、1個の対物レンズ11cと、2個の光検出器12c、12dと、1個の円筒レンズ13bと、1個のリレーレンズアクチュエータ49bとから構成されている。レーザ3bとしては、半導体レーザが使用できる。レーザ3bから出射されるビームの波長は、例えば、405nmである。本実施形態の光学ヘッド装置において、対物レンズ11cが前記ビーム集光手段であり、偏光ビームスプリッタ6dが前記ビーム分割手段であり、前記偏光ビームスプリッタ6eが前記ビーム分離手段であり、円筒レンズ13bが前記非点収差付与手段であり、光検出器12dが前記誤差信号生成のための光学検出手段であり、リレーレンズアクチュエータ49bが前記集光位置修正手段である。また、本実施形態において、二つの凸レンズ4i、4jにより一つのリレーレンズ系が形成され、二つの凸レンズ4m、4kにより別のリレーレンズ系が形成されている。本実施形態において、円筒レンズ13b、凸レンズ4pおよび光検出器12dにより、集光点位置ズレ検出機構が形成されている。シャッタ9bの配置位置は、特に制限されず、偏光ビームスプリッタ6dと偏光ビームスプリッタ6eの間の光路中であれば、どこに配置してもよく、例えば、偏光ビームスプリッタ6dとハーフミラー7bの間の光路中に配置してもよいし(図5)、ハーフミラー7bとミラー8gの間の光路中に配置してもよい。また、前記集光点移動手段は、凸レンズ4i、4jにより形成されるリレーレンズ系のリレーレンズアクチュエータ(図示せず)と、凸レンズ4m、4kにより形成されるリレーレンズ系のリレーレンズアクチュエータ49bにより構成することが可能である。
[Embodiment 2]
FIG. 5 shows a part of the configuration of the optical head device of this embodiment and the configuration of the optical information recording / reproducing device. In the drawing, a
本実施形態の光学ヘッド装置において、レーザ3bから出射されたビームは、偏光ビームスプリッタ6dにおいて、反射光と透過光に分割される。本実施形態では、前記透過光が、前記「第一ビーム」であり、前記反射光が前記「第二ビーム」である。本実施形態において、情報記録の場合は、前記第二ビームはシャッタ9bを通過するが、情報再生の場合は、前記第二ビームは、前記シャッタ9bで進行が遮断される。また、情報記録の場合は、記録データが、変調回路26b、記録信号生成回路27bおよびレーザ駆動回路28bによってレーザ駆動信号に変換される。レーザ3bは、前記レーザ駆動信号により、前記記録データを、光信号(レーザビーム)に変換する。一方、情報再生の場合は、レーザ駆動回路28bから一定のレーザ駆動信号がレーザに入力される。
In the optical head device of the present embodiment, the beam emitted from the
本実施形態の光学ヘッド装置および光学式情報記録再生装置において、情報の記録と再生は、例えば、つぎのようにして実施される。 In the optical head device and the optical information recording / reproducing apparatus of the present embodiment, information is recorded and reproduced, for example, as follows.
まず、レーザ3bから出射したビームは、凸レンズ4hを透過して発散光から平行光へ変換される。前記平行光は、1/2波長板5cを透過し、この結果、偏光方向が紙面に対して45°の方向の偏光となる。前記偏光は、偏光ビームスプリッタ6dにより、約50%がP偏光成分として透過して前記第一ビームとなり、約50%がS偏光成分として反射されて前記第二ビームとなる。
First, the beam emitted from the
ディスク2bへの情報の記録時には、シャッタ9bを開き、前記第二ビームが通過可能にする。そして、前記第一ビームおよび前記第二ビームにより、つぎのようにして、ディスク2bに情報を記録する。すなわち、まず、前記第一ビームは、約50%がハーフミラー7aを透過し、ミラー8fで反射され、リレーレンズ系(凸レンズ4i、4j)を4i→4jの順序で透過して弱い収束光となる。弱い収束光となった前記第一ビームは、偏光ビームスプリッタ6eにP偏光として入射する。P偏光の前記第一ビームは、ほぼ100%で偏光ビームスプリッタ6eを透過し、対物レンズ11cを透過して弱い収束光から収束光へ変換され、直接光としてディスク2bの記録層内に集光される。一方、前記第二ビームは、シャッタ9bを通過し、約50%がハーフミラー7bを透過し、ミラー8gで反射され、リレーレンズ系(凸レンズ4k、4m)を4k→4mの順序で透過して弱い発散光となる。弱い発散光になった前記第二ビームは、偏光ビームスプリッタ6eにS偏光として入射する。S偏光の前記第二ビームは、偏光ビームスプリッタ6eによりほぼ100%が反射され、対物レンズ11cを透過して弱い発散光から収束光へ変換される。収束光となった前記第二ビームは、ディスク2bの記録層をいったん透過してディスク2bの反射層により反射され、反射光として前記記録層内に集光される。このようにして、前記第一ビームと前記第二ビームとは、ディスク2bの記録層内の同一の位置に集光される。前記集光点では、前記第一ビームと前記第二ビームが干渉して微小な回折格子が形成される。前記記録層に形成された前記回折格子が、記録された情報となる。
When recording information on the
前記集光後、前記第一ビームは、ディスク2bの反射層により反射され、記録層を透過し、前記記録層への集光時と逆方向から対物レンズ11cを透過して発散光から弱い収束光へ変換される。弱い収束光になった前記第一ビームは、偏光ビームスプリッタ6eへS偏光として入射する。S偏光の前記第一ビームは、光ビームスプリッタ6eによりほぼ100%が反射され、リレーレンズ系(凸レンズ4m、4k)を4m→4kの順序で透過して平行光となる。平行光となった前記第一ビームは、ミラー8gで反射され、約50%がハーフミラー7bで反射され、円筒レンズ13bおよび凸レンズ4pにより構成されるアナモルフィックレンズ系を13b→4pの順に透過する。前記アナモルフィックレンズ系を透過した前記第一ビームは、円筒レンズ13bによって非点収差が与えられると共に、凸レンズ4pによって平行光から収束光へ変換される。非点収差を与えられた前記第一ビームは、光検出器12dで受光される。光検出器12dにおいて、非点収差を与えられた前記第一ビームの光信号を電気信号に変化し、前記電気信号は、前記光学ヘッド装置外に配置された、増幅回路32bにより増幅され、増幅された前記電気信号を基に、誤差信号生成回路33bによって誤差信号が生成される。前記誤差信号に基づき、リレーレンズ駆動回路35によって、リレーレンズアクチュエータ49bが作動して、凸レンズ4mおよび4kのいずれかの傾きが調整される。
After the condensing, the first beam is reflected by the reflecting layer of the
一方、ディスク2bからの情報の再生時には、シャッタ9bを閉じて前記第二ビームのディスク2bへの進行を遮断した状態にする。
On the other hand, when reproducing information from the
前記第一ビームは、前記情報記録時と同じ経路を経て、ディスク2bの記録層内に到達して集光する。情報再生時において、集光した前記第一ビームは、ディスク2bの前記記録層内に形成された前記回折格子で反射される。反射された前記第一ビームは、前述とは逆向きに対物レンズ11cを透過して発散光から弱い発散光に変換される。弱い発散光になった前記第一ビームは、偏光ビームスプリッタ6eへP偏光として入射する。P偏光の前記第一ビームは、ほぼ100%で偏光ビームスプリッタ6eを透過し、リレーレンズ系(凸レンズ4j、4i)を4j→4iの順序で透過して平行光となる。平行光になった前記第一ビームは、ミラー8fで反射され、約50%がハーフミラー7aで反射され、凸レンズ4nを透過して収束光へ変換され、光検出器12cで受光される。この光検出器12cからの出力信号を、増幅回路29bで増幅し、ついで再生信号処理回路30bおよび復調回路31bで処理し、再生データに変換する。
The first beam reaches the inside of the recording layer of the
図6に、情報記録再生時におけるディスク2bに対する前記第一ビームおよび前記第二ビームの入射の状態を示す。図6(a)は、情報記録時における入射の状態を示す図であり、図6(b)は、情報再生時における入射の状態を示す図である。図6において、図5と同一部分には同一符号を付している。まず、図6(a)に示すように、情報記録時において、ディスク2bの一方(同図において上方)から、前記第一ビーム20dおよび前記第二ビーム20eがディスク2b内に入射する。ディスク2bは、二つの基板17c、17dの間に、記録層14b、1/4波長板層15および反射層16が配置された構造である。記録層14b、1/4波長板層15および反射層16は、この順番で基板17c側から17d側に向かって配置されている。ビーム20dは、前述のように、P偏光(偏光方向が紙面に平行な直線偏光)として対物レンズ11cへ入射し、対物レンズ11cを透過して弱い収束光から収束光へ変換される。収束光へ変換されたビーム20dは、基板17cの側からディスク2bへ入射し、記録層14bを透過して反射層16の側に向かおうとする途中で、直接光として記録層14b内に集光される。一方、ビーム20eは、前述のように、S偏光(偏光方向が紙面に垂直な直線偏光)として対物レンズ11cへ入射し、対物レンズ11cを透過して弱い収束光から収束光へ変換される。収束光へ変換された第二ビーム20eは、記録層14bを透過し、さらに1/4波長板層15を透過してS偏光から円偏光へ変換される。円偏光の第二ビーム20eは、反射層16で反射され、波長板層15を透過して円偏光からP偏光へ変換され、記録層14bを透過して基板17cの側に向かおうとする途中で、反射光として記録層14b内に集光される。記録層14b内の同一位置の集光点18bにおいて、前記第一ビーム20dの直接光および前記第二ビーム20eの反射光が集光する。前記集光点において、微小回折格子が形成される。一方、図6(b)に示すように、情報再生時において、前述のようにして前記第一ビームが、ディスク2bの記録層14bに入射される。入射した前記第一ビームは、記録層14b内に形成された微小回折格子19b(同図において黒丸で示す)で反射され、反射光20fとして、ディスク2b外部に出射される。回折格子19bは、ビットデータの情報を有している。情報記録時においては、前記第一ビームおよび前記第二ビームの集光点の位置を、記録層14bの面内方向および厚さ方向に三次元的に移動させて回折格子19bを形成することにより、記録層14bに三次元的に情報を記録可能となる。情報再生時においては、記録層14b内に三次元的に形成された回折格子19bの反射光から、情報を再生可能である。
FIG. 6 shows a state of incidence of the first beam and the second beam on the
光検出器12dにおける受光部のパターンと、前記受光部の光スポットは、前記実施形態1と同様であり、具体的には、図3Aおよび図3Bを用いて説明したとおりである。前記パターンおよび光スポットから誤差信号PEZ、PEXおよびPEYを生成する方法および集光点の位置ズレを検出する方法も、前記実施形態1と同様であり、具体的には、図3Aおよび図3Bを用いて説明したとおりである。本実施形態においては、円筒レンズ13bの主面が対物レンズ11cの前側焦点面またはそれと光学的に共役な面と一致していないため、前記第二ビームの集光点の位置がディスク2bの半径方向および接線方向に変化すると、円筒レンズ13bの主面における前記第一ビームの位置が変化する。このため、前記受光部において、光スポットは斜め方向に移動するが、本実施形態においても、前記実施形態1と同様に、光スポットの斜め方向の移動に応じて、斜め方向に傾斜した前記第三分割線および前記第四分割線を用いて、誤差信号PEXとPEYを生成する。これにより、前記第一ビームの集光点の位置に対し、前記第二ビームの集光点の位置が、ディスク2bの半径方向にずれた場合、PEXは0でなくなるがPEYは0のままとすることができる。同様に、前記第一ビームの集光点の位置に対し、前記第二ビームの集光点の位置が、ディスク2bの接線方向にずれた場合、PEYは0でなくなるがPEXは0のままとすることができる。これらの結果、前記第二ビームの集光点のディスク2bの半径方向または接線方向の位置ズレを、正しく検出することができる。
The pattern of the light receiving unit and the light spot of the light receiving unit in the photodetector 12d are the same as those in the first embodiment, and specifically, as described with reference to FIGS. 3A and 3B. The method for generating the error signals Pez, PEX, and PEY from the pattern and the light spot and the method for detecting the misalignment of the condensing point are the same as those in the first embodiment. Specifically, FIG. 3A and FIG. This is as described above. In this embodiment, since the main surface of the cylindrical lens 13b does not coincide with the front focal plane of the objective lens 11c or a surface optically conjugate with it, the position of the condensing point of the second beam is the radius of the
図7のブロック図に、本実施形態の光学式情報記録再生装置の構成を示す。同図において、図5、図6、図3Aおよび図3Bと同一部分には同一符号を付している。図示のように、光学ヘッド装置1bは、ポジショナ22bに搭載されており、ディスク2bはスピンドル23bに搭載されている。シャッタ駆動回路25b、変調回路26bからレーザ駆動回路28bまでの回路、増幅回路29bから復調回路31bまでの回路、増幅回路32bからリレーレンズ駆動回路35までの回路、ポジショナ駆動回路36bおよびスピンドル駆動回路37bは、コントローラ24bにより制御される。
The configuration of the optical information recording / reproducing apparatus of this embodiment is shown in the block diagram of FIG. In this figure, the same parts as those in FIGS. 5, 6, 3A and 3B are denoted by the same reference numerals. As illustrated, the
シャッタ駆動回路25bは、モータ(図示せず)に電流を流して光学ヘッド装置1b内のシャッタ9bを駆動する。シャッタ駆動回路25bにより、シャッタ9bは、情報記録時には、光学ヘッド装置1bにおいて、前記第二ビームを通過させ、情報再生時には、前記第二ビームの進行を遮断する。
The
変調回路26bは、ディスク2bへの情報の記録時に、記録データとして外部から入力された信号を変調規則に従って変調する。記録信号生成回路27bは、変調回路26bで変調された信号に基づいて、光学ヘッド装置1b内のレーザ3bを駆動するための記録信号を生成する。レーザ駆動回路28bは、ディスク2bへの情報の記録時には、記録信号生成回路27bで生成された記録信号に基づいて、レーザ3bへ記録信号に応じた電流を供給してレーザ3bを駆動する。また、レーザ駆動回路28bは、ディスク2bからの情報の再生時には、レーザ3bからの出射光のパワーが一定になるように、レーザ3bへ一定の電流を供給してレーザ3bを駆動する。
The
増幅回路29bは、ディスク2bからの情報の再生時に、光学ヘッド装置1b内の光検出器12cから出力される電圧信号を増幅する。再生信号処理回路30bは、増幅回路29bで増幅された電圧信号に基づいて、ディスク2bに回折格子の形態で記録された再生信号の生成、波形等化、2値化を行う。復調回路31bは、再生信号処理回路30bで2値化された信号を復調規則に従って復調し、再生データとして外部へ出力する。
The
増幅回路32bは、ディスク2bへの情報の記録時に、光学ヘッド装置1b内の光検出器12cから出力される電圧信号を増幅する。誤差信号生成回路33bは、増幅回路32bで増幅された電圧信号に基づいて、光学ヘッド装置1b内の凸レンズ4kおよび4mのいずれか一方を駆動するための誤差信号PEZ、PEXおよびPEYを生成する。リレーレンズ駆動回路35は、誤差信号生成回路33bで生成された誤差信号PEZ、PEXおよびPEYに基づいて、誤差信号PEZ、PEXおよびPEYが0になるように、アクチュエータ49b(図5参照)へ電流を供給して、凸レンズ4kおよび4mのいずれか一方を、光軸方向、ディスク2bの半径方向およびディスク2bの接線方向に駆動する。リレーレンズ駆動回路35は集光位置変化手段駆動回路である。この結果、光学ヘッド装置1bにおいて、ディスク2bの記録層内で集光する前記第一ビームと前記第二ビームの集光点を一致させることが可能となる。
The
ポジショナ駆動回路36bは、モータ(図示せず)に電流を供給してポジショナ22bを駆動させて光学ヘッド装置1bをディスク2bの半径方向に移動させるものである。これにより、ディスク2bへの情報の記録時およびディスク2bからの情報の再生時において、光学ヘッド装置1b内の前記第一ビームの集光点および前記第二ビームの集光点を、ディスク2bの半径方向に移動可能となる。
The
スピンドル駆動回路37bは、モータ(図示せず)に電流を供給してスピンドルを駆動させることにより、ディスク2bを回転させるためのものである。これにより、ディスク2bへの情報の記録時およびディスク2bからの情報の再生時において、光学ヘッド装置1b内の前記第一ビームの集光点および前記第二ビームの集光点を、ディスク2bの接線方向に相対的に移動可能となる。
The
本実施形態において、前記非特許文献1に記載の光学ヘッド装置と同様に、ディスク2bにトラックを有する基準面を設けると共に、光学ヘッド装置1b内に第二のレーザおよび第三の光検出器を設けることができる。前記第二のレーザから出射したビームは、光学ヘッド装置1b内の対物レンズ11cによりディスク2bの基準面が有するトラック上に集光される。集光後、前記トラックで反射されたビームは、前記第三の光検出器で受光される。前記第三の光検出器からの出力に基づいて、前記トラックに対する対物レンズ11cの焦点の光軸方向の位置ズレを表すフォーカス誤差信号およびディスク2bの半径方向の位置ズレを表すトラック誤差信号が生成される。
In the present embodiment, similarly to the optical head device described in Non-Patent Document 1, a reference surface having a track is provided on the
前記の場合、本実施形態の光学式情報記録再生装置は、第二のレーザ駆動回路、第三の増幅回路、第二の誤差信号生成回路および第二の対物レンズ駆動回路を設けることができる。 In the above case, the optical information recording / reproducing apparatus of the present embodiment can be provided with a second laser drive circuit, a third amplifier circuit, a second error signal generation circuit, and a second objective lens drive circuit.
前記第二のレーザ駆動回路は、ディスク2bへの情報の記録時およびディスク2bからの情報の再生時に、出射光のパワーが一定になるように、一定の電流を供給して前記第二のレーザを駆動する。前記第三の増幅回路は、ディスク2bへの情報の記録時およびディスク2bからの情報の再生時に、前記第三の光検出器から出力される電圧信号を増幅する。前記第二の誤差信号生成回路は、前記第三の増幅回路で増幅された電圧信号に基づいて、凸レンズ4iおよび4jのいずれか一方を駆動するためのフォーカス誤差信号およびトラック誤差信号を生成する。前記第二の対物レンズ駆動回路は、第二の誤差信号生成回路で生成されたフォーカス誤差信号およびトラック誤差信号に基づいて、フォーカス誤差信号およびトラック誤差信号が0になり、第二のレーザから出射したビームがディスク2bの基準面が有するトラック上に集光されるように、アクチュエータへ電流を供給して、凸レンズ4iおよび4jのいずれか一方を光軸方向およびディスク2bの半径方向に駆動する。なお、前記アクチュエータによる凸レンズ4iおよび4jのいずれか一方の駆動に代えて、可変焦点レンズおよび光偏向素子を採用してもよい。前記可変焦点レンズは、印加する電圧に応じて焦点距離を変化可能なレンズである。前記光偏向素子は、印加する電圧に応じて偏向角を変化可能な素子である。前記可変焦点レンズおよび光偏向素子は、光学ヘッド装置1bの偏光ビームスプリッタ6dからディスク2bまでの前記第一ビームの光路中に配置することができる。
The second laser driving circuit supplies a constant current so that the power of the emitted light is constant when recording information on the
本実施形態において、光学ヘッド装置1b内の前記第二ビームの集光点を調整する集光位置調整手段として、アクチュエータ49bに代えて、前記可変焦点レンズおよび前記光偏向素子を採用してもよい。前記可変焦点レンズおよび光偏向素子は、光学ヘッド装置1bの偏光ビームスプリッタ6dからディスク2bまでの前記第二ビームの光路中に配置することができる。
In the present embodiment, the variable focus lens and the light deflection element may be employed in place of the actuator 49b as the focusing position adjusting means for adjusting the focusing point of the second beam in the
[実施形態3]
さらに、本発明は、前記実施形態1および2に限定されない。例えば、本発明の光学ヘッド装置は、前記実施形態1および2に代えて、図8に基づいて説明した前記非特許文献1に記載の光学ヘッド装置と同様の構成を有していてもよい。本実施形態では、前記実施形態1と異なり、ビームスプリッタ41aの透過光が第一ビームであり、ビームスプリッタ41aの反射光が第二ビームである。本実施形態の光学ヘッド装置において、対物レンズ45a、45bが前記ビーム集光手段であり、偏光ビームスプリッタ41aが前記ビーム分割手段であり、前記偏光ビームスプリッタ41bが前記ビーム分離手段であり、円筒レンズ47aが前記非点収差付与手段であり、光検出器46bが前記誤差信号生成のための光学検出手段である。光検出器46bにおける受光部のパターンと、前記受光部の光スポットは、前記実施形態1および2と同様であり、具体的には、図3Aおよび図3Bを用いて説明したとおりである。前記パターンおよび光スポットから誤差信号PEZ、PEXおよびPEYを生成する方法および集光点の位置ズレを検出する方法も、前記実施形態1および2と同様であり、具体的には、図3Aおよび図3Bを用いて説明したとおりである。
[Embodiment 3]
Further, the present invention is not limited to the first and second embodiments. For example, the optical head device of the present invention may have the same configuration as the optical head device described in Non-Patent Document 1 described based on FIG. 8 instead of the first and second embodiments. In the present embodiment, unlike the first embodiment, the transmitted light of the
1a、1b 光学ヘッド装置
2a、2b ディスク
3a、3b レーザ
4a、4b、4c、4d、4e、4f、4g、4h、4i、4j、4k、4m、4n、4p 凸レンズ
5a、5b、5c 1/2波長板
6a、6b、6c、6d、6e 偏光ビームスプリッタ
7a、7b ハーフミラー
8a、8b、8c、8d、8e、8f、8g ミラー
9a、9b シャッタ
10a、10b 1/4波長板
11a、11b、11c 対物レンズ
12a、12b、12c、12d 光検出器
13a、13b 円筒レンズ
14a、14b 記録層
15 1/4波長板層
16 反射層
17a、17b、17c、17d 基板
18a、18b 集光点
19a、19b 回折格子
20a、20b、20c、20d、20e、20f ビーム
21a、21b、21c、21d、21e、21f、21g、21h、48a、48b、48c、48d 受光領域
22a、22b ポジショナ
23a、23b スピンドル
24a、24b コントローラ
25a、25b シャッタ駆動回路
26a、26b 変調回路
27a、27b 記録信号生成回路
28a、28b レーザ駆動回路
29a、29b 増幅回路
30a、30b 再生信号処理回路
31a、31b 復調回路
32a、32b 増幅回路
33a、33b 誤差信号生成回路
34 対物レンズ駆動回路
35 リレーレンズ駆動回路
36a、36b ポジショナ駆動回路
37a、37b スピンドル駆動回路
38 ディスク
39a、39b 半導体レーザ
40a、40b、40c、40d、40e 凸レンズ
41a、41b、41c ビームスプリッタ
42 干渉フィルタ
43 ミラー
44 シャッタ
45a、45b 対物レンズ
46a、46b、46c 光検出器
47a、47b 円筒レンズ
100a、100b、100c、100d、100e、100f、100g、100h、100i 光スポット
101 第一分割線
102 第二分割線
103 第三分割線
104 第四分割線
1a, 1b Optical head device 2a, 2b Disk 3a, 3b Laser 4a, 4b, 4c, 4d, 4e, 4f, 4g, 4h, 4i, 4j, 4k, 4m, 4n, 4p Convex lenses 5a, 5b, 5c 1/2 Wave plates 6a, 6b, 6c, 6d, 6e Polarizing beam splitters 7a, 7b Half mirrors 8a, 8b, 8c, 8d, 8e, 8f, 8g Mirrors 9a, 9b Shutters 10a, 10b 1/4 wavelength plates 11a, 11b, 11c Objective lenses 12a, 12b, 12c, 12d Optical detectors 13a, 13b Cylindrical lenses 14a, 14b Recording layer 15 1/4 wavelength plate layer 16 Reflective layers 17a, 17b, 17c, 17d Substrates 18a, 18b Condensing points 19a, 19b Diffraction Gratings 20a, 20b, 20c, 20d, 20e, 20f Beams 21a, 21b, 21c, 21d, 21e, 21f 21g, 21h, 48a, 48b, 48c, 48d Light receiving area 22a, 22b Positioner 23a, 23b Spindle 24a, 24b Controller 25a, 25b Shutter drive circuit 26a, 26b Modulation circuit 27a, 27b Recording signal generation circuit 28a, 28b Laser drive circuit 29a 29b Amplifying circuits 30a, 30b Reproduction signal processing circuits 31a, 31b Demodulating circuits 32a, 32b Amplifying circuits 33a, 33b Error signal generating circuit 34 Objective lens driving circuit 35 Relay lens driving circuits 36a, 36b Positioner driving circuits 37a, 37b Spindle driving circuits 38 Disc 39a, 39b Semiconductor laser 40a, 40b, 40c, 40d, 40e Convex lens 41a, 41b, 41c Beam splitter 42 Interference filter 43 Mirror 44 Shutter 45a, 45b Object lens 46a, 46b, 46c Photodetector 47a, 47b Cylindrical lens 100a, 100b, 100c, 100d, 100e, 100f, 100g, 100h, 100i Light spot 101 First dividing line 102 Second dividing line 103 Third dividing line 104 Fourth dividing line
Claims (12)
前記集光点を通過した前記第一ビームに対し非点収差を付与する非点収差付与手段と、
前記非点収差が付与された前記第一ビームを検出する光検出手段とを有し、
前記光検出手段は、前記非点収差が付与された第一ビームの光スポットを受光して信号を出力する受光部を有し、
前記受光部は、
前記集光点の前記第一ビームの光軸に垂直な面方向における第一方向に対応し、かつ前記第一ビームの光軸と交差する第一分割線、
前記面方向において前記第一方向に直交する第二方向に対応し、かつ前記第一ビームの光軸と交差する第二分割線、
前記第一分割線および前記第二分割線の交差点で交差し、かつ前記第一分割線に対し傾斜した第三分割線、および、
前記第一分割線および前記第二分割線の交差点で交差し、かつ前記第二分割線に対し傾斜した第四分割線の少なくとも四つの分割線により互いに隔てられた少なくとも八つの受光領域を有することを特徴とする光学ヘッド装置。 Beam condensing means for condensing the first beam and the second beam at the same condensing point in a state of being opposed to each other;
Astigmatism imparting means for imparting astigmatism to the first beam that has passed through the condensing point;
Photodetection means for detecting the first beam provided with the astigmatism,
The light detection means includes a light receiving unit that receives the light spot of the first beam to which the astigmatism is applied and outputs a signal,
The light receiving unit is
A first dividing line corresponding to a first direction in a plane direction perpendicular to the optical axis of the first beam of the condensing point and intersecting the optical axis of the first beam;
A second dividing line corresponding to a second direction orthogonal to the first direction in the plane direction and intersecting an optical axis of the first beam;
A third dividing line that intersects at an intersection of the first dividing line and the second dividing line and is inclined with respect to the first dividing line; and
Having at least eight light receiving regions that intersect at the intersection of the first dividing line and the second dividing line and that are separated from each other by at least four dividing lines of the fourth dividing line inclined with respect to the second dividing line; An optical head device characterized by the above.
前記第四分割線は、前記第一ビームの集光点に対し、前記第二ビームの集光点が、前記第二方向に位置ズレした場合の前記受光部の前記光スポットの移動方向に平行であることを特徴とする請求項1記載の光学ヘッド装置。 The third dividing line is parallel to the moving direction of the light spot of the light receiving unit when the focusing point of the second beam is displaced in the first direction with respect to the focusing point of the first beam. And
The fourth dividing line is parallel to a moving direction of the light spot of the light receiving unit when the focusing point of the second beam is displaced in the second direction with respect to the focusing point of the first beam. The optical head device according to claim 1, wherein:
または、
前記受光部において、前記四つの分割線は直線であり、前記第一分割線に対する前記第三分割線の傾斜方向は、反時計回りであり、かつ、前記第二分割線に対する前記第四分割線の傾斜方向は、時計回りであることを特徴とする請求項1または2に記載の光学ヘッド装置。 In the light receiving unit, the four dividing lines are straight lines, the inclination direction of the third dividing line with respect to the first dividing line is clockwise, and the fourth dividing line with respect to the second dividing line The tilt direction is counterclockwise,
Or
In the light receiving portion, the four dividing lines are straight lines, the inclination direction of the third dividing line with respect to the first dividing line is counterclockwise, and the fourth dividing line with respect to the second dividing line The optical head device according to claim 1, wherein the inclination direction is clockwise.
前記第二ビームの集光点の前記第一方向の位置ズレを表す第二誤差信号の生成のために、前記受光部において、前記第四分割線により、前記八つの受光領域が二つの受光領域群に分けられ、
前記第二ビームの集光点の前記第二方向の位置ズレを表す第三誤差信号の生成のために、前記受光部において、前記第三分割線により、前記八つの受光領域が二つの受光領域群に分けられることを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載の光学ヘッド装置。 In order to generate a first error signal indicating a positional deviation of the condensing point of the second beam in the optical axis direction, the eight light receiving regions are formed by the first dividing line and the second dividing line in the light receiving unit. Are divided into four groups of light receiving areas,
In order to generate a second error signal indicating a positional deviation of the condensing point of the second beam in the first direction, the eight light receiving regions are divided into two light receiving regions by the fourth dividing line in the light receiving unit. Divided into groups,
In order to generate a third error signal indicating a positional deviation of the condensing point of the second beam in the second direction, the eight light receiving regions are divided into two light receiving regions by the third dividing line in the light receiving unit. 4. The optical head device according to claim 1, wherein the optical head device is divided into groups.
前記集光点における前記第二ビームの集光点の位置ズレを表す誤差信号を生成する誤差信号生成手段とを有し、
前記誤差信号生成手段は、
前記第一分割線および前記第二分割線により前記八つの受光領域を四つの受光領域群に分け、前記四つの受光領域群からの出力信号に基づいて、前記第二ビームの集光点の前記光軸方向の位置ズレを表す第一誤差信号を生成し、
前記第四分割線により前記八つの受光領域を二つの受光領域群に分け、前記二つの受光領域群からの出力信号に基づいて、前記第二ビームの集光点の前記第一方向の位置ズレを表す第二誤差信号を生成し、
前記第三分割線により前記八つの受光領域を二つの受光領域群に分け、前記二つの受光領域群からの出力信号に基づいて、前記第二ビームの集光点の前記第二方向の位置ズレを表す第三誤差信号を生成することを特徴とする光学式情報記録再生装置。 The optical head device according to any one of claims 1 to 7,
Error signal generating means for generating an error signal indicating a positional deviation of the condensing point of the second beam at the condensing point;
The error signal generating means includes
The eight light receiving regions are divided into four light receiving region groups by the first dividing line and the second dividing line, and based on output signals from the four light receiving region groups, the condensing point of the second beam Generate a first error signal that represents the displacement in the optical axis direction,
The eight light receiving regions are divided into two light receiving region groups by the fourth dividing line, and based on the output signals from the two light receiving region groups, the misalignment of the condensing point of the second beam in the first direction. A second error signal representing
The eight light receiving regions are divided into two light receiving region groups by the third dividing line, and based on the output signals from the two light receiving region groups, the misalignment in the second direction of the condensing point of the second beam. An optical information recording / reproducing apparatus that generates a third error signal representing
前記集光位置調整手段は、前記第一誤差信号、前記第二誤差信号および前記第三誤差信号に基づき、前記第二ビームの集光点を、前記光軸方向、前記第一方向および前記第二方向の少なくとも一つの方向に移動することにより、前記第二ビームの集光点を正しい集光点に調整し、
さらに、前記集光位置調整手段を駆動するための集光位置調整手段駆動手段を有することを特徴とする請求項8記載の光学式情報記録再生装置。 The optical head device according to claim 5,
The condensing position adjusting means determines the condensing point of the second beam based on the first error signal, the second error signal, and the third error signal, in the optical axis direction, the first direction, and the first direction. By moving in at least one of the two directions, the focusing point of the second beam is adjusted to the correct focusing point,
9. The optical information recording / reproducing apparatus according to claim 8, further comprising a condensing position adjusting means driving means for driving the condensing position adjusting means.
前記集光点移動手段は、請求項1から7のいずれか一項に記載の光学ヘッド装置における前記集光点を光軸方向に移動することを特徴とする請求項8または9記載の光学式情報記録再生装置。 Furthermore, it has a condensing point moving means,
The optical system according to claim 8 or 9, wherein the focusing point moving means moves the focusing point in the optical head device according to any one of claims 1 to 7 in an optical axis direction. Information recording / reproducing apparatus.
前記第一分割線および前記第二分割線により前記八つの受光領域を四つの受光領域群に分け、前記四つの受光領域群からの出力信号に基づいて、前記第二ビームの集光点の前記光軸方向の位置ズレを表す第一誤差信号を生成する工程と、
前記第四分割線により前記八つの受光領域を二つの受光領域群に分け、前記二つの受光領域群からの出力信号に基づいて、前記第二ビームの集光点の前記第一方向の位置ズレを表す第二誤差信号を生成する工程と
前記第三分割線により前記八つの受光領域を二つの受光領域群に分け、前記二つの受光領域群からの出力信号に基づいて、前記第二ビームの集光点の前記第二方向の位置ズレを表す第三誤差信号を生成する工程とを有することを特徴とする誤差信号生成方法。 Using the optical head device according to any one of claims 1 to 7,
The eight light receiving regions are divided into four light receiving region groups by the first dividing line and the second dividing line, and based on output signals from the four light receiving region groups, the condensing point of the second beam Generating a first error signal representing a positional shift in the optical axis direction;
The eight light receiving regions are divided into two light receiving region groups by the fourth dividing line, and based on the output signals from the two light receiving region groups, the misalignment of the condensing point of the second beam in the first direction. The eight light receiving regions are divided into two light receiving region groups by the step of generating a second error signal representing the third dividing line and the third dividing line, and based on the output signals from the two light receiving region groups, And a third error signal representing a positional deviation of the condensing point in the second direction.
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JP2008288686A JP2010118092A (en) | 2008-11-11 | 2008-11-11 | Optical head device, optical information recording/reproducing device, error signal generation method, and focus position adjusting method |
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KR20230082252A (en) * | 2021-12-01 | 2023-06-08 | 경북대학교 산학협력단 | Holographic Printer For Recording Freeform Holographic Optical Elements |
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