JP2013175260A - Focus error detection device and optical pickup device - Google Patents

Focus error detection device and optical pickup device Download PDF

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晋三 村上
Katsushige Masui
克栄 増井
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和弘 土田
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a focus error detection device and an optical pickup device such that positioning of a diffraction element is made easy and stable focus control can be performed.SOLUTION: A light receiving element 2 includes a focus light receiving region that is divided into focus light receiving regions 2a and 2b by a division line. A diffraction element 4 includes: in a focus state, diffraction regions E that diffract a part of reflection light emitted from a light source 1 and reflected from an optical recording medium 7 and form a spot on the division line; and diffraction regions E and F that diffract the other part of the reflection light toward the focus light receiving regions 2a and 2b and form spots at positions symmetrical with respect to the division line.

Description

本発明は、光学記録媒体に記録される情報の再生および記録のために、光学記録媒体に光を照射し光学記録媒体からの反射光を受光する際に、フォーカス誤差を検出するフォーカス誤差検出装置および光ピックアップ装置に関する。   The present invention relates to a focus error detecting device for detecting a focus error when irradiating light to an optical recording medium and receiving reflected light from the optical recording medium for reproducing and recording information recorded on the optical recording medium. And an optical pickup device.

図20は、第1の従来技術に係る光ピックアップ装置108の構成を表す図である。図21は、第1の従来技術における回折素子103の回折領域104と受光素子102との平面図である。図22は、第1の従来技術の光ピックアップ装置108で、対物レンズ106のフォーカス方向であるZ方向の移動距離に応じて検出されるフォーカスエラー信号(以下、FESと略す)を表した特性図である。   FIG. 20 is a diagram illustrating the configuration of the optical pickup device 108 according to the first conventional technique. FIG. 21 is a plan view of the diffraction region 104 and the light receiving element 102 of the diffraction element 103 in the first prior art. FIG. 22 is a characteristic diagram showing a focus error signal (hereinafter abbreviated as FES) detected by the first conventional optical pickup device 108 in accordance with the movement distance of the objective lens 106 in the Z direction, which is the focus direction. It is.

光ピックアップ装置108は、半導体レーザからなる光源101と、出射された光を平行光にするためのコリメートレンズ105と、コリメートレンズ105によって平行光となった光線束を光学記録媒体107に向けて集光する対物レンズ106と、受光素子102と、回折素子103とを含んで構成される。   The optical pickup device 108 collects a light source 101 composed of a semiconductor laser, a collimating lens 105 for collimating the emitted light, and a light bundle that has been collimated by the collimating lens 105 toward the optical recording medium 107. It includes an objective lens 106 that emits light, a light receiving element 102, and a diffraction element 103.

受光素子102には、複数の受光領域が形成され、複数の受光領域の一部は、フォーカス受光領域102a,102bとして用いられ、他の一部は、ラジアル受光領域102c、102dとして用いられる。フォーカス受光領域102a,102bは、フォーカスサーボに用いられ、ラジアル受光領域102c、102dはラジアルサーボに用いられる。回折素子104は、光学記録媒体7からの反射光112が入射し、それを受光素子102に向けて回折させる機能を備え、複数に分割された回折領域を有し、その一部は、反射光112をフォーカス受光領域102a,102bに向けて回折させる回折領域として用いられる。   In the light receiving element 102, a plurality of light receiving regions are formed. A part of the plurality of light receiving regions is used as the focus light receiving regions 102a and 102b, and the other part is used as the radial light receiving regions 102c and 102d. The focus light receiving areas 102a and 102b are used for focus servo, and the radial light receiving areas 102c and 102d are used for radial servo. The diffractive element 104 has a function of diffracting the reflected light 112 from the optical recording medium 7 toward the light receiving element 102 and has a diffraction region divided into a plurality of parts, and a part of the reflected light is reflected light. 112 is used as a diffraction region that diffracts 112 toward the focus light receiving regions 102a and 102b.

回折素子104は、円形状の外縁の中に、光軸となる中心Oを通るX方向の分割線109を境界として、−Y方向に形成されたラジアル回折領域と、+Y方向に形成されたフォーカス回折領域で構成される。さらに、ラジアル回折領域は、中心Oから−Y方向に延びた分割線111を境界として、その−X方向の回折領域Cと、+X方向の回折領域Dで構成され、フォーカス回折領域は、分割線109から、分割線109に直交した+Y方向に所定間隔で延びた複数の分割線110を境界とする回折領域E〜Kで構成される。   The diffractive element 104 includes a radial diffraction region formed in the −Y direction and a focus formed in the + Y direction, with a dividing line 109 in the X direction passing through the center O serving as the optical axis as a boundary in a circular outer edge. Consists of diffraction regions. Further, the radial diffraction region is composed of a diffraction region C in the -X direction and a diffraction region D in the + X direction with a dividing line 111 extending from the center O in the -Y direction as a boundary. The focus diffraction region is a dividing line. 109, the diffraction regions E to K having a plurality of dividing lines 110 extending at a predetermined interval in the + Y direction orthogonal to the dividing line 109 as boundaries.

受光素子102は、回折素子104に対して+X方向に配置されたフォーカス受光領域102a,102bと、それから+Y方向に配置されたラジアル受光領域102c、−Y方向に配置されたラジアル受光領域102dで構成されている。フォーカス受光領域102a,102bの境界となる分割線は、回折素子104の分割線109の方向から若干傾斜した角度αの方向に構成される。受光領域102a〜102dの外形寸法は、Y方向に比べてX方向が長くなるように設定されている。これは、光源101、受光素子102および回折素子104の配置が所定位置からずれた場合、Y方向位置ずれについては、回折素子4をXY平面内で回転角θで調整可能だが、受光素子102上に落射する光スポットの位置がX方向に移動するためである。   The light receiving element 102 includes focus light receiving areas 102a and 102b arranged in the + X direction with respect to the diffraction element 104, a radial light receiving area 102c arranged in the + Y direction, and a radial light receiving area 102d arranged in the -Y direction. Has been. The dividing line serving as the boundary between the focus light receiving regions 102a and 102b is formed in a direction of an angle α slightly inclined from the direction of the dividing line 109 of the diffraction element 104. The outer dimensions of the light receiving regions 102a to 102d are set so that the X direction is longer than the Y direction. This is because when the arrangement of the light source 101, the light receiving element 102, and the diffraction element 104 is deviated from a predetermined position, the Y direction position shift can be adjusted by the rotation angle θ in the XY plane, but on the light receiving element 102 This is because the position of the light spot incident on the screen moves in the X direction.

光学記録媒体107からの反射光112が回折領域104に入射すると、回折領域C、Dにより回折された光は、受光領域102c、102dに向けて落射するように回折される。回折領域E〜Kにより回折された光は、受光領域102aと102bの分割線近傍に向けて回折され、その内、回折領域E、G、I、Kの回折光は、受光領域102a,102b分割線から+Y方向に僅かにずれ、且つ±X方向に一定間隔ずれて回折されて光スポットe、g、i、kに落射され、回折領域F、H、Jの回折光は、102a,102b分割線から−Y方向に僅かにずれ、且つ±X方向に一定間隔ずれて回折され光スポットf、h、jに落射される。   When the reflected light 112 from the optical recording medium 107 enters the diffraction region 104, the light diffracted by the diffraction regions C and D is diffracted so as to be incident on the light receiving regions 102c and 102d. The light diffracted by the diffraction regions E to K is diffracted toward the vicinity of the dividing line of the light receiving regions 102a and 102b, and the diffracted light of the diffraction regions E, G, I, and K is divided into the light receiving regions 102a and 102b. Slightly deviates in the + Y direction from the line and is diffracted at a certain interval in the ± X direction and is incident on the light spots e, g, i, k. The diffracted light in the diffraction regions F, H, J is divided into 102a and 102b. The light is diffracted slightly from the line in the −Y direction and at a certain interval in the ± X direction and is incident on the light spots f, h, and j.

ただし、光源101、回折素子104および受光素子102の光学配置は、受光素子102上の落射光スポットc、d、e〜kが、光スポット113のように集光されるように設定されているが、光学配置に、例えば、Z方向がずれるような公差が入ると、光スポットは−X方向に移動しつつスポットが大きくなった光スポット114のようになる場合や、+X方向に移動しつつ光スポットが反転して大きくなった光スポット115のようになる場合がある。その場合でも、FES特性を確保するために、フォーカス受光領域102a,102bの分割線の角度を、角度αだけ傾斜し、かつ回折素子103を光軸方向Zに垂直なXY平面内で、中心Oを中心として回転させている。   However, the optical arrangement of the light source 101, the diffraction element 104, and the light receiving element 102 is set so that the incident light spots c, d, e to k on the light receiving element 102 are condensed like the light spot 113. However, if there is a tolerance that shifts in the Z direction in the optical arrangement, for example, the light spot moves in the −X direction while the spot becomes a large light spot 114 or moves in the + X direction. In some cases, the light spot is inverted to become a larger light spot 115. Even in such a case, in order to ensure the FES characteristic, the angle of the dividing line of the focus light receiving regions 102a and 102b is inclined by the angle α, and the diffraction element 103 is centered within the XY plane perpendicular to the optical axis direction Z. It is rotated around the center.

次に、第1の従来技術に係る光ピックアップ装置108の動作原理について説明する。受光領域102a〜102dへ入射した光が電気信号に変換された値を、Sa,Sb,Sc,Sdとすると、後段のサーボ信号生成部がフォーカスエラー信号FESおよびラジアルエラー信号RESを生成し、それらのサーボ信号により、サーボ信号処理部により、フォーカスサーボ制御およびラジアルサーボ制御を行い、光学記録媒体107の所定トラックに対して対物レンズ106による集光点を追従するように、アクチュエータを搭載した対物レンズ106のフォーカス方向およびトラック方向の位置制御を行う。   Next, the operation principle of the optical pickup device 108 according to the first prior art will be described. When the values obtained by converting the light incident on the light receiving regions 102a to 102d into electrical signals are Sa, Sb, Sc, and Sd, the subsequent servo signal generation unit generates the focus error signal FES and the radial error signal RES. In accordance with the servo signal, the servo signal processing unit performs focus servo control and radial servo control, and an objective lens equipped with an actuator so as to follow the focal point of the objective lens 106 with respect to a predetermined track of the optical recording medium 107 The position control in the focus direction and the track direction of 106 is performed.

具体的には、フォーカスエラー信号FESは、次式で得ることができる。
FES=Sa−Sb …(1)
また、ラジアルエラー信号は、プッシュプル法であれば、
RES=Sc−Sd …(2)
で、得ることができ、DPD法であれば、
RES=Phase(Sc−Sd) …(3)
で得ることができ、サーボ制御を行うことで、光学記録媒体107の所望のトラックに光を集光するものである。
Specifically, the focus error signal FES can be obtained by the following equation.
FES = Sa−Sb (1)
If the radial error signal is a push-pull method,
RES = Sc-Sd (2)
If the DPD method can be obtained,
RES = Phase (Sc-Sd) (3)
The light can be collected on a desired track of the optical recording medium 107 by performing servo control.

さらに、再生信号RFは、
RF=Sa+Sb+Sc+Sd …(4)
の演算を行うことで、トラックの再生信号RFを再生することができる。
Furthermore, the reproduction signal RF is
RF = Sa + Sb + Sc + Sd (4)
By performing the above calculation, the reproduction signal RF of the track can be reproduced.

ここで得られたフォーカスエラー信号FESの電気信号量を縦軸に、対物レンズ106のフォーカス方向であるZ方向の移動距離(以下、デフォーカス量)をX軸にすると、図22のようなFES曲線(以下、FESカーブ)が得られる。FESカーブのX軸との交点がデフォーカス量=0からずれると、その距離の分だけ、対物レンズ106のフォーカス方向であるZ方向の位置がずれ、光学記録媒体に集光する集光点がずれ、安定したRF信号を再生することができない。   When the electric signal amount of the focus error signal FES obtained here is taken as the vertical axis and the movement distance (hereinafter referred to as defocus amount) of the objective lens 106 in the Z direction as the focus direction is taken as the X axis, the FES as shown in FIG. A curve (hereinafter referred to as FES curve) is obtained. When the intersection of the FES curve and the X axis deviates from the defocus amount = 0, the position of the objective lens 106 in the Z direction, which is the focus direction, deviates by that distance, and the focal point for condensing light on the optical recording medium is increased. Therefore, a stable RF signal cannot be reproduced.

また、光学記録媒体107に集光したとき、FESカーブのX軸との交点近傍は直線状となり、常に交点でフォーカスサーボを引き込むようフォーカスサーボが制御されることになる。さらに、回折領域104上の分割線109をナイフエッジとして利用したナイフエッジ法によりフォーカスエラー信号FESを検出されるが、特に回折領域E〜Kにより回折され、受光領域102a,102bの分割線近傍上に集光する光スポットは、複数の光スポットe〜kで構成されるため、1点の光スポット時に比べてゼロクロス点でのFESカーブの直線の傾きが緩やかになり、フォーカスエラー信号FESの検出感度を低下させることができるため、フォーカスサーボ制御をより容易に行うことが可能となる。   Further, when the light is focused on the optical recording medium 107, the vicinity of the intersection with the X axis of the FES curve is linear, and the focus servo is controlled so that the focus servo is always drawn at the intersection. Further, the focus error signal FES is detected by the knife edge method using the dividing line 109 on the diffraction region 104 as a knife edge. In particular, the focus error signal FES is diffracted by the diffraction regions E to K, and near the dividing line of the light receiving regions 102a and 102b. Since the light spot focused on is composed of a plurality of light spots e to k, the slope of the straight line of the FES curve at the zero cross point becomes gentle compared to the case of one light spot, and the focus error signal FES is detected. Since sensitivity can be reduced, focus servo control can be performed more easily.

ただし、受光領域102a,102bの分割線上の複数の光スポットe〜kは、光源101、回折素子103および受光素子102の配置に公差が入り、光スポットe〜kの位置がずれると、回折素子103を光軸方向Zに垂直なXY平面内で回転する受光素子102の姿勢が、光軸方向Zに垂直な平面内でXY方向に回転して調整することが可能であるが、分割線近傍でY方向に比べてX方向に長さを持っているため、受光領域102a,102bの分割線に対する複数の光スポットe〜kの位置感度は、回折素子103の回転角θに対して、X方向に光スポットの位置がずれている分だけ僅かに緩和されるだけであるので、デフォーカス量を僅かに小さくできるだけであり、回折素子103の回転角θの調整には高精度が必要である。例えば、受光素子102a,102bの分割線上の光スポットが1点である場合、回折素子103の回転角θ=±1度で、デフォーカス量=±0.7μm発生する場合に比べて、複数の光スポットe〜kである場合は、同じ回折素子103の回転角θ=±1度で、デフォーカス量=±0.6μmと僅かに小さくなる程度である。   However, the plurality of light spots ek on the dividing lines of the light receiving regions 102a and 102b have a tolerance in the arrangement of the light source 101, the diffractive element 103, and the light receiving element 102, and if the positions of the light spots ek shift, The posture of the light receiving element 102 that rotates the 103 in the XY plane perpendicular to the optical axis direction Z can be adjusted by rotating in the XY direction in the plane perpendicular to the optical axis direction Z. The position sensitivity of the plurality of light spots e to k with respect to the dividing line of the light receiving regions 102 a and 102 b is X with respect to the rotation angle θ of the diffraction element 103. Since the position of the light spot is shifted slightly in the direction, the defocus amount can be made slightly small, and high accuracy is required for adjusting the rotation angle θ of the diffraction element 103. . For example, when the number of light spots on the dividing line of the light receiving elements 102a and 102b is one point, a plurality of defocus amounts = ± 0.7 μm are generated at the rotation angle θ = ± 1 degree of the diffraction element 103. In the case of the light spots e to k, the rotation angle θ of the same diffraction element 103 is ± 1 degree, and the defocus amount is slightly reduced to ± 0.6 μm.

したがって、第1の従来技術である光ピックアップ装置108では、フォーカスエラー信号FESの検出感度は低下するが、デフォーカス量を小さくするためには、回折素子103の回転角θを高精度で行う必要がある。   Therefore, in the optical pickup device 108 as the first conventional technique, the detection sensitivity of the focus error signal FES is lowered, but in order to reduce the defocus amount, it is necessary to perform the rotation angle θ of the diffraction element 103 with high accuracy. There is.

次に、第2の従来技術に係る光ピックアップ装置について説明する。
第2の従来技術に係る光ピックアップ装置は、第1の従来技術に係る光ピックアップ装置108に類似しており、回折素子103上の回折領域116を構成する分割線と、その分割線で設けられた個々の回折領域から回折される光スポットの位置が異なる。図23は、第2の従来技術における回折素子103の回折領域116と受光素子102との平面図である。図24は、受光領域102a,102bに落射する3つの光スポットの内の2つの光スポットe,fと、回折する一部の2種の回折領域(E1,E2),(F1,F2)とを、光学記録媒体に対して対物レンズ106の焦点が合致したときと、ぼやけたときの状態を示す構成図と、それぞれから得られるフォーカスエラー信号を表した特性図とを、回折領域(E1、E2)、回折領域(F1、F2)ごとに示したものである。図25は、第2の従来技術の光ピックアップ装置で、対物レンズ106のフォーカス方向であるZ方向の移動距離に応じて検出されるフォーカスエラー信号FESを表した特性図である。その他構成部品については、第1の従来技術と同じであるため、説明を省略する。
Next, an optical pickup device according to the second prior art will be described.
The optical pickup device according to the second prior art is similar to the optical pickup device 108 according to the first prior art, and is provided with a dividing line constituting the diffraction region 116 on the diffraction element 103 and the dividing line. The positions of the light spots diffracted from the individual diffraction regions are different. FIG. 23 is a plan view of the diffraction region 116 and the light receiving element 102 of the diffraction element 103 in the second prior art. FIG. 24 shows two light spots e and f out of three light spots incident on the light receiving regions 102a and 102b, and two types of diffraction regions (E1, E2) and (F1, F2) that are diffracted. Are a diagram showing a state when the focal point of the objective lens 106 is focused on the optical recording medium and a case where the objective lens 106 is blurred, and a characteristic diagram showing a focus error signal obtained from each of the diffraction region (E1, E2) and each diffraction region (F1, F2). FIG. 25 is a characteristic diagram showing the focus error signal FES detected in accordance with the movement distance in the Z direction that is the focus direction of the objective lens 106 in the second conventional optical pickup device. Since other components are the same as those of the first prior art, description thereof is omitted.

回折素子116は、X方向に平行で、且つ光軸となる中心Oから距離Lhだけオフセットした分割線117と、中心Oを中心とした円弧で囲まれた回折領域Iと、分割線117とを境界として、−Y方向に形成されたラジアル回折領域と、+Y方向に形成された回折領域Iを含むフォーカス回折領域で構成される。さらに、ラジアル回折領域は、中心Oから−Y方向に延びた分割線118を境界とする、−X方向の回折領域Cと、+X方向の回折領域Dで構成され、フォーカス回折領域は、中心Oから+Y方向の軸と分割線117との交点を基準として、等角度で8分割する複数の分割線119により囲まれた回折領域E1、F1、G1、H1、H2、G2、F2およびE2と、回折領域Iとで構成される。   The diffractive element 116 includes a dividing line 117 that is parallel to the X direction and offset from the center O that is the optical axis by a distance Lh, a diffraction region I that is surrounded by an arc centered on the center O, and a dividing line 117. The boundary is composed of a radial diffraction region formed in the −Y direction and a focus diffraction region including a diffraction region I formed in the + Y direction. Further, the radial diffraction region is composed of a diffraction region C in the −X direction and a diffraction region D in the + X direction with a dividing line 118 extending from the center O in the −Y direction as a boundary. Diffracting regions E1, F1, G1, H1, H2, G2, F2, and E2 surrounded by a plurality of dividing lines 119 that are divided into eight at equal angles with respect to the intersection of the axis in the + Y direction and the dividing line 117; And a diffraction region I.

光学記録媒体107からの反射光112が回折領域116に入射すると、回折領域C、Dにより回折された光は、受光領域102c、102dに向けて落射するように回折される(第1の従来技術と同じであるため省略)。回折領域E1、F1、G1、H1、H2、G2、F2、E2およびIにより回折された光は、受光領域102aと102bの分割線近傍に向けて回折される。その内、回折領域Iは、受光領域102a,102bの分割線の中央に、光スポットiとして落射される。回折領域G1、G2は、受光領域102a,102bの分割線上の光スポットiから−Y方向に距離Gwだけずれた位置に光スポットgとして落射される。回折領域H1、H2は、受光領域102a,102bの分割線上の光スポットiから+Y方向に距離Gwだけずれた位置に光スポットhとして落射される。回折領域E1、E2は、受光領域102a,102bの分割線上の光スポットgからーY方向に距離Gwだけずれた位置に光スポットeとして落射される。回折領域F1、F2は、受光領域102a,102bの分割線上の光スポットhから+Y方向に距離Gwだけずれた位置に光スポットhとして落射される。つまり、受光領域102a,102bの分割線上の光スポットは、光スポットiを基準に、±Y方向に一定間隔Gwで、5点集光されている。   When the reflected light 112 from the optical recording medium 107 enters the diffraction region 116, the light diffracted by the diffraction regions C and D is diffracted so as to be incident on the light receiving regions 102c and 102d (first conventional technique). Is omitted because it is the same as). The light diffracted by the diffraction areas E1, F1, G1, H1, H2, G2, F2, E2, and I is diffracted toward the vicinity of the dividing line of the light receiving areas 102a and 102b. Among them, the diffraction region I is incident as a light spot i at the center of the dividing line of the light receiving regions 102a and 102b. The diffraction areas G1 and G2 are reflected as light spots g at positions shifted by a distance Gw in the −Y direction from the light spot i on the dividing line of the light receiving areas 102a and 102b. The diffraction areas H1 and H2 are reflected as light spots h at positions shifted by a distance Gw in the + Y direction from the light spot i on the dividing lines of the light receiving areas 102a and 102b. The diffraction areas E1 and E2 are reflected as light spots e at positions shifted by a distance Gw in the −Y direction from the light spot g on the dividing line of the light receiving areas 102a and 102b. The diffraction areas F1 and F2 are reflected as light spots h at positions shifted by a distance Gw in the + Y direction from the light spots h on the dividing lines of the light receiving areas 102a and 102b. That is, five light spots on the dividing lines of the light receiving regions 102a and 102b are collected at a constant interval Gw in the ± Y direction with respect to the light spot i.

第2の従来技術も、フォーカスエラー信号FES、ラジアルエラー信号RES、再生信号RFを同様に得ることができる。ただし、フォーカスエラー信号FESの振幅に大きく依存するのは、光軸中心Oからの+Y方向のナイフエッジの距離と、そのナイフエッジとなる分割線から回折領域の+Y方向の寸法であり、かつ入射する反射光112の光強度分布である。さらに、フォーカスエラー信号FESのオフセット(デフォーカス量)に大きく依存するのは、受光領域102a,102bの分割線に対する±Y方向の光スポット位置である。   The second conventional technique can similarly obtain the focus error signal FES, the radial error signal RES, and the reproduction signal RF. However, what greatly depends on the amplitude of the focus error signal FES is the distance of the knife edge in the + Y direction from the optical axis center O, the dimension in the + Y direction of the diffraction region from the dividing line that becomes the knife edge, and the incidence. It is a light intensity distribution of the reflected light 112 to be. Furthermore, the light spot position in the ± Y direction with respect to the dividing line of the light receiving regions 102a and 102b greatly depends on the offset (defocus amount) of the focus error signal FES.

受光領域102a,102bの分割線に対称な位置の光スポットe、fそれぞれにより、生成するフォーカスエラー信号FESe、FESfを比較する。   The focus error signals FESe and FESf to be generated are compared with the light spots e and f at positions symmetrical to the dividing lines of the light receiving regions 102a and 102b.

光スポットeは、合焦時に受光領域102a上の、光軸中心Oを通るX方向の基準線からY方向に+2Gwだけ離れた位置に集光しているため、フォーカスエラー信号FESeはプラス側にオフセットする。逆に、光スポット位置iに対して対称な位置にある光スポットfは、合焦時に受光領域102b上の、光軸中心Oを通るX方向の基準線からY方向に−2Gwだけ離れた位置に集光しているため、フォーカスエラー信号FESfはマイナス側にオフセットする。   Since the light spot e is focused at a position on the light receiving area 102a away from the reference line in the X direction passing through the optical axis center O by +2 Gw in the Y direction at the time of focusing, the focus error signal FESe is on the plus side. Offset. Conversely, the light spot f at a position symmetric with respect to the light spot position i is a position on the light receiving region 102b away from the reference line in the X direction passing through the optical axis center O by −2 Gw in the Y direction at the time of focusing. The focus error signal FESf is offset to the minus side.

さらに、光源1には半導体レーザを使用しており、その放射角は、Y方向/X方向=1.5〜2のアスペクト比となる光強度分布となっているため、光スポットe、fとの光量Ie,Ifのみを比較すると、Ie<Ifである。したがって、フォーカスエラー信号FESeに比べて、フォーカスエラー信号FESfの振幅は大きくなり、かつそれらを合算したフォーカスエラー信号FESefは、マイナス側にオフセットする。   Further, a semiconductor laser is used as the light source 1, and the emission angle thereof has a light intensity distribution with an aspect ratio of Y direction / X direction = 1.5 to 2, so that the light spots e, f and When only the light amounts Ie and If are compared, Ie <If. Accordingly, the amplitude of the focus error signal FESf is larger than that of the focus error signal FESe, and the focus error signal FESef obtained by adding them is offset to the minus side.

さらに、合焦時から、対物レンズ106をフォーカス方向の+Z方向(Near側とする)に移動したときの、受光領域102a,102bに入射する光スポットe,fの形状を比較すると、光軸中心Oを通るX方向の基準線に対して、光スポットeと光スポットfの形状が対称な形にならない。それは、回折領域E1,E2と回折領域F1,F2の形状が異なるためであり、光スポットeのY方向寸法Eyに比べて光スポットfのY方向寸法Fyが長い。同様に、対物レンズ106をフォーカス方向の−Z方向(far側とする)に移動したときの、受光領域102a,102bに入射する光スポットe、fの形状も同様で、光スポットeのY方向寸法Eyに比べて光スポットfのY方向寸法Fyが長い。したがって、光スポットe,fの光量Ie,Ifが同じ場合であっても、フォーカスエラー信号FESeに比べてFESfの振幅が大きくなる。   Further, when the shapes of the light spots e and f incident on the light receiving regions 102a and 102b when the objective lens 106 is moved in the + Z direction (Near side) of the focus direction from the time of focusing, the optical axis center is compared. The shape of the light spot e and the light spot f is not symmetrical with respect to the reference line in the X direction passing through O. This is because the diffraction areas E1, E2 and the diffraction areas F1, F2 have different shapes, and the Y-direction dimension Fy of the light spot f is longer than the Y-direction dimension Ey of the light spot e. Similarly, the shape of the light spots e and f incident on the light receiving regions 102a and 102b when the objective lens 106 is moved in the −Z direction (far side) of the focus direction is the same, and the Y direction of the light spot e is the same. The Y-direction dimension Fy of the light spot f is longer than the dimension Ey. Therefore, even when the light amounts Ie and If of the light spots e and f are the same, the amplitude of the FESf is larger than that of the focus error signal FESe.

したがって、受光領域102a,102b上に、光軸中心Oを通る基準線に対してY方向に対称な位置に落射する光スポットe、fにより、生成するフォーカスエラー信号FESefは、光スポットeに比べて光スポットfの影響が強く、結果、マイナス側にオフセットしつつ、振幅もプラス側に比べてマイナス側が大きくなり、バランスが偏った形状となる。   Therefore, the focus error signal FESef generated by the light spots e and f incident on the light receiving regions 102a and 102b at positions symmetrical to the Y direction with respect to the reference line passing through the optical axis center O is larger than the light spot e. As a result, the influence of the light spot f is strong, and as a result, the offset is offset to the minus side, and the amplitude is larger on the minus side than the plus side, resulting in a shape with an unbalanced balance.

同様に、図示しないが、光軸中心OからX方向の基準線に対して対称な回折領域G、Hについても同様で、光スポットgで生成したフォーカスエラー信号FESgと、光スポットhで生成したフォーカスエラー信号FEShを合算したフォーカスエラー信号FESghは、光スポットgに比べて光スポットhの影響が強く、結果、マイナス側にオフセットしつつ、振幅もプラス側に比べてマイナス側が大きくなり、バランスが偏った形状となる。ただし、光スポットe〜hの光量Ie〜Ihを比較すると、Ie<If<Ig<Ihであるため、フォーカスエラー信号FESefよりも、フォーカスエラー信号FESghの影響が強くなる。   Similarly, although not shown, the same applies to the diffraction regions G and H that are symmetric with respect to the reference line in the X direction from the optical axis center O, and generated by the focus error signal FESg generated by the light spot g and the light spot h. The focus error signal FESgh, which is the sum of the focus error signals FESh, is more affected by the light spot h than the light spot g. As a result, the offset is offset to the minus side, and the amplitude is larger on the minus side than the plus side, resulting in a balance. It becomes an uneven shape. However, when the light amounts Ie to Ih of the light spots e to h are compared, since Ie <If <Ig <Ih, the influence of the focus error signal FESgh is stronger than the focus error signal FESef.

光スポットiは、回折領域Iが光軸中心近傍にあるため、最も光量が多いが、光軸中心Oを通るX軸から分割線までの距離Lhが短いため、フォーカスエラー信号FESiのオフセットおよび振幅は小さい。   The light spot i has the largest amount of light because the diffraction region I is in the vicinity of the optical axis center, but the distance Lh from the X axis passing through the optical axis center O to the dividing line is short, so the offset and amplitude of the focus error signal FESi. Is small.

以上により、フォーカスエラー信号FESef,FESghに比べて、フォーカスエラー信号FESiは、それぞれオフセット、振幅のバランスの極性が異なるが、その影響度は少ないため、FESef,FESgh,FESiを合算したフォーカスエラー信号FESは、マイナス方向にオフセットし、かつFESカーブの振幅のバランスもマイナス側に大きくずれる。したがって、デフォーカスが大きくずれ、かつFESバランスも偏るため、正確に安定してフォーカスサーボ制御を行えず、再生信号を安定して検出することができない。   As described above, the focus error signal FESi has different polarities of offset and amplitude balance compared to the focus error signals FESef and FESgh, but the influence thereof is small. Therefore, the focus error signal FES obtained by adding the FESef, FESgh, and FESi. Is offset in the minus direction, and the balance of the amplitude of the FES curve is greatly shifted to the minus side. Therefore, the defocus is greatly deviated and the FES balance is also biased. Therefore, the focus servo control cannot be performed accurately and stably, and the reproduction signal cannot be detected stably.

次に、第3の従来技術に係る光ピックアップ装置について説明する。
第3の従来技術に係る光ピックアップ装置は、第1、第2の従来技術に係る光ピックアップ装置108の光源101、受光素子102、回折素子103の構成が異なる構造となる。図26は、第3の従来技術に係る光ピックアップ装置128の構成を表す図である。図27は、第3の従来技術における光源130と受光素子132、133とが一体となった複合素子121を光軸方向から見た平面図である。図28は、第3の従来技術の回折素子123の回折領域124の平面図である。図29は、光ピックアップ装置128で、対物レンズ126のフォーカス方向であるZ方向の移動距離に応じて検出されるフォーカスエラー信号を表した特性図である。
Next, an optical pickup device according to the third prior art will be described.
The optical pickup device according to the third prior art has a structure in which the configurations of the light source 101, the light receiving element 102, and the diffraction element 103 of the optical pickup device 108 according to the first and second conventional techniques are different. FIG. 26 is a diagram illustrating a configuration of an optical pickup device 128 according to the third related art. FIG. 27 is a plan view of the composite element 121 in which the light source 130 and the light receiving elements 132 and 133 in the third prior art are integrated as seen from the optical axis direction. FIG. 28 is a plan view of the diffraction region 124 of the third prior art diffraction element 123. FIG. 29 is a characteristic diagram showing a focus error signal detected by the optical pickup device 128 according to the movement distance of the objective lens 126 in the Z direction, which is the focus direction.

回折素子123は、光軸となる中心Oを中心とする円周に囲まれた円形領域であり、この円形領域は、中心OからX方向とY方向とにそれぞれ延びた分割線123x、123yにより、大領域A、B、C、Dに分割されており、さらにそれぞれの領域は、Y方向に延びる複数の直線により短冊状の領域に分割されている。各大領域は、それぞれ6つの小領域に分割されている。ここで一つおきの小領域をAb1、Ab2、Ab3としてこれらを1つのグループとし、一つおきの小領域をAf1、Af2、Af3としてこれらを他の1つのグループとする。他に大領域B、C、Dも同様にそれぞれ3領域のグループが構成される。また、この回折素子123は、X方向の直線偏光を透過し、Y方向の直線偏光を回折させる偏光特性を有する。   The diffractive element 123 is a circular region surrounded by a circumference centered on the center O serving as an optical axis. This circular region is defined by dividing lines 123x and 123y extending from the center O in the X direction and the Y direction, respectively. Are divided into large areas A, B, C, and D, and each area is further divided into strip-shaped areas by a plurality of straight lines extending in the Y direction. Each large area is divided into six small areas. Here, every other small area is set as Ab1, Ab2, and Ab3, and these are set as one group, and every other small area is set as Af1, Af2, and Af3, and these are set as another group. In addition, the large areas B, C, and D are similarly composed of groups of three areas. The diffractive element 123 has a polarization characteristic that transmits linearly polarized light in the X direction and diffracts linearly polarized light in the Y direction.

複合素子121は、シリコン基板上に受光素子が形成され、光源130から出射された光は、受光素子上にエッチングにより形成された立上ミラー131によって、Y方向からZ方向に反射される。その立上ミラー131の±X方向に受光領域132,133を備えている。受光領域132はフォーカスエラー信号検出用の受光領域FE1〜FE4およびFE5〜FE8がY方向にそれぞれ4個の領域として分割されており、受光領域133はラジアルエラー信号検出用の受光領域TE1〜TE4が、X方向およびY方向の分割線で4個の領域として分割されている。   In the composite element 121, a light receiving element is formed on a silicon substrate, and light emitted from the light source 130 is reflected from the Y direction to the Z direction by a rising mirror 131 formed by etching on the light receiving element. Light receiving areas 132 and 133 are provided in the ± X direction of the rising mirror 131. In the light receiving area 132, the light receiving areas FE1 to FE4 and FE5 to FE8 for detecting the focus error signal are divided into four areas in the Y direction, and the light receiving area 133 includes the light receiving areas TE1 to TE4 for detecting the radial error signal. , And divided into four regions by dividing lines in the X direction and the Y direction.

回折素子123とコリメートレンズ125との間には、1/4波長板124が設けられている。   A quarter-wave plate 124 is provided between the diffraction element 123 and the collimating lens 125.

光源130から出射されたY方向の光は、立上ミラー131によりZ方向に反射され、回折素子123に入射する。回折素子123はX方向の直線偏光L0を透過し、1/4波長板124により円偏光となり、コリメートレンズ125および対物レンズ126を通って、光記録媒体127に照射される。光記録媒体127によって反射された反射光は、コリメートレンズ125および対物レンズ126を通り、再び1/4波長板124を通ってY方向の直線偏光となり、回折素子123に入射し、受光領域132に向けて回折する+1次回折光L1と、受光領域133に向けて回折する−1次回折光L2とが生成される。   The light in the Y direction emitted from the light source 130 is reflected in the Z direction by the rising mirror 131 and enters the diffraction element 123. The diffractive element 123 transmits linearly polarized light L0 in the X direction, becomes circularly polarized light by the quarter wavelength plate 124, passes through the collimator lens 125 and the objective lens 126, and is irradiated onto the optical recording medium 127. The reflected light reflected by the optical recording medium 127 passes through the collimator lens 125 and the objective lens 126, passes through the quarter wavelength plate 124 again, becomes linearly polarized light in the Y direction, enters the diffraction element 123, and enters the light receiving region 132. A + 1st order diffracted light L1 diffracted toward the light receiving direction and a −1st order diffracted light L2 diffracted toward the light receiving region 133 are generated.

回折素子123の小領域Ab1〜Ab3には、入射した光の内、+1次回折光L1は受光領域132よりも後方(−Z方向)に集光しつつ、受光領域132上では受光領域FE5と受光領域FE6の分割線中央に入射するような光スポットL1Abが形成されるような回折溝が設けられている。また、回折素子123の領域Af1〜Af3には、入射した光が、受光領域132よりも前方(+Z方向)に集光しつつ、受光領域132上では受光領域FE5と受光領域FE6の分割線中央に入射するような光スポットL1Afが形成されるような回折溝が設けられている。−1次回折光は、回折素子123の中心Oに対して、対称な位置に光スポットL2Abおよび光スポットL2Afが形成され、それぞれ受光領域133のTE1中央に入射する。   In the small areas Ab1 to Ab3 of the diffractive element 123, the + 1st-order diffracted light L1 out of the incident light is condensed behind the light receiving area 132 (in the −Z direction), and on the light receiving area 132, the light receiving area FE5 and the light received. A diffraction groove is provided to form a light spot L1Ab that enters the center of the dividing line of the region FE6. In addition, in the areas Af <b> 1 to Af <b> 3 of the diffraction element 123, the incident light is collected forward (+ Z direction) from the light receiving area 132, and on the light receiving area 132, the center of the dividing lines of the light receiving areas FE <b> 5 and FE <b> 6. A diffraction groove is provided to form a light spot L1Af that is incident on the beam. The −1st-order diffracted light forms a light spot L2Ab and a light spot L2Af at symmetrical positions with respect to the center O of the diffraction element 123, and is incident on the TE1 center of the light receiving region 133, respectively.

回折素子123の領域Bb1〜Bb3には、入射した光の内、+1次回折光L1は受光領域132よりも後方(−Z方向)に集光しつつ、受光領域132上では受光領域FE1と受光領域FE2の分割線中央に入射するような光スポットL1Bbが形成されるような回折溝が設けられている。また、回折素子123の領域Bf1〜Bf3には、入射した光が、受光領域132よりも前方(+Z方向)に集光しつつ、受光領域132上では受光領域FE1と受光領域FE2の分割線中央に入射するような光スポットL1Bfが形成されるような回折溝が設けられている。−1次回折光L2は、回折素子123の中心Oに対して、対称な位置に光スポットL2Bbおよび光スポットL2Bfが形成され、それぞれ受光領域133のTE2中央に入射する。   In the regions Bb <b> 1 to Bb <b> 3 of the diffractive element 123, the + 1st order diffracted light L <b> 1 out of the incident light is condensed behind (−Z direction) from the light receiving region 132, and on the light receiving region 132, the light receiving region FE <b> 1 and the light receiving region. A diffraction groove is provided to form a light spot L1Bb that enters the center of the dividing line of FE2. In addition, in the regions Bf <b> 1 to Bf <b> 3 of the diffraction element 123, incident light is collected forward (+ Z direction) from the light receiving region 132, and on the light receiving region 132, the center of the dividing line between the light receiving region FE <b> 1 and the light receiving region FE <b> 2. A diffraction groove is provided to form a light spot L1Bf that is incident on the beam. The −1st-order diffracted light L2 is formed with a light spot L2Bb and a light spot L2Bf at symmetrical positions with respect to the center O of the diffraction element 123, and is incident on the center of TE2 in the light receiving region 133, respectively.

回折素子123の領域Cb1〜Cb3には、入射した光の内、+1次回折光L1は受光領域132よりも後方(−Z方向)に集光しつつ、受光領域132上では受光領域FE1と受光領域FE2の分割線中央に入射するような光スポットL1Cbが形成されるような回折溝が設けられている。また、回折素子123の領域Cf1〜Cf3には、入射した光が、受光領域132よりも前方(+Z方向)に集光しつつ、受光領域132上では受光領域FE1と受光領域FE2の分割線中央に入射するような光スポットL1Cfが形成されるような回折溝が設けられている。−1次回折光L2は、回折素子123の中心Oに対して、対称な位置に光スポットL2Cbおよび光スポットL2Cfが形成され、それぞれ受光領域133のTE3中央に入射する。   In the regions Cb <b> 1 to Cb <b> 3 of the diffractive element 123, the + 1st-order diffracted light L <b> 1 of the incident light is condensed behind (−Z direction) from the light receiving region 132, and on the light receiving region 132, the light receiving region FE <b> 1 and the light receiving region. A diffraction groove is provided to form a light spot L1Cb that enters the center of the dividing line of FE2. In addition, in the regions Cf <b> 1 to Cf <b> 3 of the diffractive element 123, incident light is collected forward (+ Z direction) from the light receiving region 132, and on the light receiving region 132, the center of the dividing line between the light receiving region FE <b> 1 and the light receiving region FE <b> 2. A diffraction groove is formed so that a light spot L1Cf that enters the light is formed. The light spot L2Cb and the light spot L2Cf are formed at symmetric positions with respect to the center O of the diffraction element 123, and the −1st order diffracted light L2 is incident on the center of TE3 of the light receiving region 133, respectively.

回折素子123の領域Db1〜Db3には、入射した光の内、+1次回折光L1は受光領域132よりも後方(−Z方向)に集光しつつ、受光領域132上では受光領域FE5と受光領域FE6の分割線中央に入射するような光スポットL1Dbが形成されるような回折溝が設けられている。また、回折素子123の領域Df1〜Df3には、入射した光が、受光領域132よりも前方(+Z方向)に集光しつつ、受光領域132上では受光領域FE5と受光領域FE6の分割線中央に入射するような光スポットL1Dfが形成されるような回折溝が設けられている。−1次回折光L2は、回折素子123の中心Oに対して、対称な位置に光スポットL2Dbおよび光スポットL2Dfが形成され、それぞれ受光領域133のTE4中央に入射する。   In the regions Db <b> 1 to Db <b> 3 of the diffractive element 123, the + 1st-order diffracted light L <b> 1 of the incident light is condensed behind (−Z direction) from the light receiving region 132, while the light receiving region FE <b> 5 and the light receiving region are on the light receiving region 132. A diffraction groove is provided to form a light spot L1Db that enters the center of the dividing line of FE6. In addition, in the regions Df <b> 1 to Df <b> 3 of the diffraction element 123, incident light is collected forward (+ Z direction) from the light receiving region 132, and on the light receiving region 132, the center of the dividing line of the light receiving regions FE <b> 5 and FE <b> 6. A diffraction groove is provided to form a light spot L1Df that enters the light source. The −1st-order diffracted light L2 is formed with a light spot L2Db and a light spot L2Df at symmetrical positions with respect to the center O of the diffraction element 123, and is incident on the center of TE4 of the light receiving region 133, respectively.

次に、第3の従来技術に係る光ピックアップ装置128の動作原理について説明する。受光領域FE1〜FE8およびTE1〜TE4へ入射した光が電気信号に変換された値をそれぞれSF1〜SF8およびST1〜ST4とすると、ビームサイズ法であればフォーカスエラー信号FESは、次式で得ることができる。
FES={(SF1+SF6)−(SF2+SF5)}
−{(SF3+SF8)−(SF4+SF7)} …(5)
また、ラジアルエラー信号は、プッシュプル法であれば、
RES={(TE1+TE2)−(TE3+TE4)} …(6)
で、得ることができ、DPD法であれば、
RES=Phase{(TE1+TE4)−(TE2+TE3) …(7)
で、得ることができ、サーボ制御を行うことで、光学記録媒体127の所望のトラックに光を集光するものである。
Next, the operation principle of the optical pickup device 128 according to the third prior art will be described. Assuming that the values obtained by converting the light incident on the light receiving regions FE1 to FE8 and TE1 to TE4 into electric signals are SF1 to SF8 and ST1 to ST4, respectively, the focus error signal FES can be obtained by the following equation if the beam size method is used. Can do.
FES = {(SF1 + SF6)-(SF2 + SF5)}
-{(SF3 + SF8)-(SF4 + SF7)} (5)
If the radial error signal is a push-pull method,
RES = {(TE1 + TE2)-(TE3 + TE4)} (6)
If the DPD method can be obtained,
RES = Phase {(TE1 + TE4)-(TE2 + TE3) (7)
The light can be collected on a desired track of the optical recording medium 127 by performing servo control.

さらに、小領域Ab1〜Ab3は、それぞれ回折された光の位相を変えることで、受光領域FE5〜FE8上の光スポットL1Abの干渉を低減させる。さらに小領域Af1〜Af3、小領域Bb1〜Bb3、小領域Bf1〜Bf3、小領域Cb1〜Cb3、小領域Cf1〜Cf3、小領域Db1〜Db3、小領域Df1〜Df3も同様に回折された光の位相を変えることで、光スポットL1Af、L1Bb、L1Bf、L1Cb、L1Cf、L1Db、L1Dfの干渉を低減し、フォーカスエラー信号FESの+方向ピーク〜−方向ピーク間を除く領域NF1およびNF2のうねりを低減するものである。   Further, the small areas Ab1 to Ab3 each reduce the interference of the light spot L1Ab on the light receiving areas FE5 to FE8 by changing the phase of the diffracted light. Further, the small regions Af1 to Af3, the small regions Bb1 to Bb3, the small regions Bf1 to Bf3, the small regions Cb1 to Cb3, the small regions Cf1 to Cf3, the small regions Db1 to Db3, and the small regions Df1 to Df3 are similarly diffracted. By changing the phase, the interference of the light spots L1Af, L1Bb, L1Bf, L1Cb, L1Cf, L1Db, and L1Df is reduced, and the undulations of the regions NF1 and NF2 excluding between the + direction peak and the −direction peak of the focus error signal FES are reduced. To do.

特開2005−100478号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2005-1000047 特開2006−24285号公報JP 2006-24285 A 特開2001−27710号公報JP 2001-27710 A

第1の従来技術では、フォーカスエラー信号FESの検出感度は、受光領域102a,102bの分割線上に集光する光スポットが1点の場合と比較すると低下するが、デフォーカス量を小さくするためには、回折素子103の回転角の調整を高精度で行う必要がある。そのため、デフォーカス量のばらつきを小さくするためには、高精度の回転調整装置を導入する必要が生じる。逆に、精度が低い調整装置であれば、デフォーカス量のばらつきが大きくなり、不良品が発生しやすくなる。   In the first conventional technique, the detection sensitivity of the focus error signal FES is lower than that in the case where the number of light spots collected on the dividing lines of the light receiving regions 102a and 102b is one, but in order to reduce the defocus amount. Therefore, it is necessary to adjust the rotation angle of the diffraction element 103 with high accuracy. Therefore, in order to reduce the variation in the defocus amount, it is necessary to introduce a highly accurate rotation adjusting device. On the other hand, if the adjustment device has low accuracy, the variation in the defocus amount increases, and defective products are likely to occur.

第2の従来技術では、第1の従来技術と同様に、フォーカスエラー信号FESの検出感度は、受光領域102a,102bの分割線上に集光する光スポットが1点の場合と比較すると低下するが、受光領域102a,102bに対称に入射するそれぞれの光スポットの光量が同等にはならない。さらに、各回折領域のY方向寸法が異なるため、各領域により生成するフォーカスエラー信号FESのオフセットおよびFESバランスずれを吸収できず、結果的に全領域を合算したフォーカスエラー信号FESにオフセットおよびFESバランスずれが残留し、正確にフォーカスサーボ制御を行うことが困難である。   In the second conventional technique, as in the first conventional technique, the detection sensitivity of the focus error signal FES is lower than that in the case where the number of light spots condensed on the dividing lines of the light receiving regions 102a and 102b is one. The light amounts of the respective light spots incident symmetrically on the light receiving regions 102a and 102b are not equal. Further, since the Y-direction dimension of each diffraction region is different, the offset and FES balance deviation of the focus error signal FES generated by each region cannot be absorbed, and as a result, the offset and FES balance are added to the focus error signal FES obtained by adding up all regions. Deviation remains and it is difficult to perform focus servo control accurately.

第3の従来技術では、フォーカスエラー信号FESの+ピーク〜−ピーク間を除いた領域NF1、NF2でのうねりは低減されるが、光源130、回折素子123、複合素子121の位置の公差によるデフォーカス量のばらつきを抑えることができず、高精度な組み立て調整装置が必要となる。   In the third prior art, the undulation in the regions NF1 and NF2 excluding the + peak to −peak of the focus error signal FES is reduced, but the deviation due to the positional tolerance of the light source 130, the diffraction element 123, and the composite element 121 is reduced. A variation in focus amount cannot be suppressed, and a highly accurate assembly adjustment device is required.

本発明の目的は、回折素子の位置調整を容易にし、かつ安定した焦点制御を行うことができるフォーカス誤差検出装置および光ピックアップ装置を提供することである。   An object of the present invention is to provide a focus error detection device and an optical pickup device that can easily adjust the position of a diffraction element and can perform stable focus control.

本発明は、光学記録媒体に照射される光を出射する光源と、
光学記録媒体に照射されて反射された光を受光する受光素子であって、光学記録媒体に照射される光の焦点を制御するために受光した光を電気信号に変換する、分割線によって第1受光領域と第2受光領域とに分割されたフォーカス受光領域を含む受光素子と、
前記光学記録媒体で反射された反射光の一部を回折させ、合焦状態において、前記分割線上にスポットを形成する第1回折領域と、前記反射光の他の一部を、前記第1受光領域と前記第2受光領域とに向けてそれぞれ回折させ、合焦状態において、前記分割線かつ第1回折領域により回折されて形成された分割線上のスポットに対して対称な前記第1受光領域と前記第2受光領域との位置にそれぞれスポットを形成する第2回折領域と、光軸中心近傍を通る、前記第1回折領域および前記第2回折領域を含む一方領域と、該一方領域以外の領域である他方領域との境界線であって、前記第1回折領域および前記第2回折領域が、外縁として少なくとも一部共有する境界線とを含む回折素子と、を備えることを特徴とするフォーカス誤差検出装置である。
The present invention includes a light source that emits light irradiated to an optical recording medium,
A light receiving element that receives light reflected and irradiated on the optical recording medium, and converts the received light into an electric signal to control a focus of the light irradiated on the optical recording medium, and is firstly divided by a dividing line. A light receiving element including a focus light receiving region divided into a light receiving region and a second light receiving region;
A part of the reflected light reflected by the optical recording medium is diffracted, and in a focused state, a first diffraction region that forms a spot on the dividing line, and another part of the reflected light is received by the first light reception. The first light-receiving region symmetrical to the spot on the dividing line formed by diffracting toward the region and the second light-receiving region and being diffracted by the dividing line and the first diffraction region in a focused state A second diffraction region that forms a spot at a position with respect to the second light receiving region, a first region including the first diffraction region and the second diffraction region that passes near the center of the optical axis, and a region other than the one region A diffractive element including a boundary line between the first diffraction area and the second diffraction area that is at least partially shared as an outer edge. Detection equipment It is.

また本発明は、前記第1回折領域は、前記反射光の中央部分の光を回折させることを特徴とする。   In the invention, it is preferable that the first diffraction region diffracts light at a central portion of the reflected light.

また本発明は、前記第2回折領域は、前記反射光の他の一部を、前記第1受光領域に向けて回折させる複数の第1帯状領域と、前記第2受光領域に向けて回折させる複数の第2帯状領域と、を有することを特徴とする。   In the invention, it is preferable that the second diffraction region diffracts the other part of the reflected light toward the first light receiving region and a plurality of first belt-shaped regions that are diffracted toward the first light receiving region. And a plurality of second belt-like regions.

また本発明は、前記帯状領域は、それぞれ面積が異なるように設けられることを特徴とする。   In addition, the present invention is characterized in that the band-like regions are provided so as to have different areas.

また本発明は、前記第1帯状領域と、前記第2帯状領域とは、交互に配置されることを特徴とする。   Further, the present invention is characterized in that the first belt-like region and the second belt-like region are alternately arranged.

また本発明は、前記第1帯状領域と、前記第2帯状領域とは、互いに隣接して配置されることを特徴とする。   Further, the present invention is characterized in that the first belt-like region and the second belt-like region are arranged adjacent to each other.

また本発明は、前記第1帯状領域および前記第2帯状領域は、その延びる方向が、光軸中心を通る、前記第1回折領域および前記第2回折領域を含む一方領域と、該一方領域以外の領域である他方領域との境界線に対して直交するか、または前記境界線と30°以上150°以下の角度を成すように設けられることを特徴とする。   According to the present invention, the first belt-shaped region and the second belt-shaped region include one region including the first diffraction region and the second diffraction region, the extending direction passing through the center of the optical axis, and the other region than the one region. It is provided so as to be orthogonal to the boundary line with the other area, which is the area of the above, or to form an angle of 30 ° to 150 ° with the boundary line.

また本発明は、前記第1帯状領域および前記第2帯状領域は、合焦しいていない状態において、焦点が光学記録媒体に対して光源側に位置する場合にフォーカス受光領域に形成されるスポット形状と、焦点が光学記録媒体に対して光源とは反対側に位置する場合にフォーカス受光領域に形成されるスポット形状とが、前記分割線かつ第1回折領域により回折されて形成された分割線上のスポットに対して対称となるように設けられることを特徴とする。   The present invention also provides a spot shape formed in the focus light receiving region when the first belt region and the second belt region are not in focus and the focal point is located on the light source side with respect to the optical recording medium. And the spot shape formed in the focus light receiving region when the focal point is located on the opposite side of the light source with respect to the optical recording medium is on the dividing line formed by being diffracted by the dividing line and the first diffraction region. It is provided to be symmetrical with respect to the spot.

また本発明は、前記光源は、複数種類の波長の光を出射することが可能に構成され、前記第1回折領域および前記第2回折領域は、異なる波長の光を回折する複数種類の回折領域からなることを特徴とする。   According to the present invention, the light source is configured to be capable of emitting light of a plurality of types of wavelengths, and the first diffraction region and the second diffraction region are a plurality of types of diffraction regions that diffract light of different wavelengths. It is characterized by comprising.

また本発明は、前記第1回折領域を構成する前記回折領域は、異なる波長の光をそれぞれ回折させて、前記分割線上の同じ位置にスポットを形成するように設けられることを特徴とする。   Further, the present invention is characterized in that the diffraction regions constituting the first diffraction region are provided so as to diffract light of different wavelengths to form spots at the same position on the dividing line.

また本発明は、前記第2回折領域を構成する前記回折領域は、異なる波長の光のうち少なくとも1つの波長の光を回折させて、前記分割線に対して対称な位置にそれぞれスポットを形成するように設けられることを特徴とする。   According to the present invention, the diffraction regions constituting the second diffraction region diffract light of at least one wavelength among light of different wavelengths, and form spots at positions symmetrical to the dividing line, respectively. It is provided as follows.

また本発明は、前記第2回折領域を構成する前記回折領域は、前記分割線に対して対称な位置にそれぞれ形成されるスポットの前記分割線からの距離が波長ごとに異なるように設けられることを特徴とする。   In the invention, it is preferable that the diffraction regions constituting the second diffraction region are provided so that the distances from the dividing line of spots formed at positions symmetrical to the dividing line are different for each wavelength. It is characterized by.

また本発明は、前記第2回折領域を構成する前記回折領域は、前記分割線に対して対称な位置にそれぞれ形成されるスポットのデフォーカス量が波長ごとに異なるように設けられることを特徴とする。   Further, the present invention is characterized in that the diffraction regions constituting the second diffraction region are provided so that defocus amounts of spots respectively formed at positions symmetrical to the dividing line are different for each wavelength. To do.

また本発明は、ナイフエッジ法によってフォーカス誤差の検出を行うことを特徴とする。
また本発明は、ビームスポット法によってフォーカス誤差の検出を行うことを特徴とする。
また本発明は、上記のフォーカス誤差検出装置を備えたことを特徴とする光ピックアップ装置である。
Further, the present invention is characterized in that a focus error is detected by a knife edge method.
Further, the present invention is characterized in that a focus error is detected by a beam spot method.
According to another aspect of the present invention, there is provided an optical pickup device comprising the above-described focus error detection device.

本発明によれば、受光素子が、分割線によって第1受光領域と第2受光領域とに分割されるフォーカス受光領域を含み、回折素子が、合焦状態において、前記光源から出射され、前記光学記録媒体で反射した反射光の一部を回折させて、前記分割線上にスポットを形成する第1回折領域と、前記反射光の他の一部を、前記第1受光領域と前記第2受光領域とに向けてそれぞれ回折させて、前記分割線かつ第1回折領域により回折されて形成された分割線上のスポットに対して対称な位置にそれぞれスポットを形成する第2回折領域とを含む。回折素子は、光軸中心近傍を通る、前記第1回折領域および前記第2回折領域を含む一方領域と、該一方領域以外の領域である他方領域との境界線を有しており、この境界線は、前記第1回折領域および前記第2回折領域が、外縁として少なくとも一部共有される。   According to the present invention, the light receiving element includes a focus light receiving area that is divided into a first light receiving area and a second light receiving area by a dividing line, and the diffractive element is emitted from the light source in the focused state, and the optical element A first diffraction area that diffracts part of the reflected light reflected by the recording medium to form a spot on the dividing line, and another part of the reflected light, the first light receiving area and the second light receiving area. And a second diffraction region that forms a spot at a position symmetrical to the spot on the dividing line and the dividing line formed by being diffracted by the first diffraction region. The diffractive element has a boundary line between one region including the first diffractive region and the second diffractive region passing through the vicinity of the center of the optical axis and the other region other than the one region. In the line, the first diffraction region and the second diffraction region are at least partially shared as an outer edge.

これにより、受光素子における反射光の強度分布が、分割線に対して対称な強度分布となり、高精度の回転調整装置を必要とせず、フォーカスエラー信号FESのオフセットおよびFESバランスずれを抑えて安定した焦点制御を行うことができる。   As a result, the intensity distribution of the reflected light in the light receiving element becomes a symmetrical intensity distribution with respect to the dividing line, and does not require a high-accuracy rotation adjustment device and is stable by suppressing the offset of the focus error signal FES and the FES balance deviation. Focus control can be performed.

また本発明によれば、前記第1回折領域は、前記反射光の中央部分の光を回折させるので、形成するスポットの光量が多くなり、フォーカスエラー信号FESの振幅の低下を防ぐことができる。   Further, according to the present invention, the first diffraction region diffracts the light at the central portion of the reflected light, so that the amount of light to be formed increases, and the decrease in the amplitude of the focus error signal FES can be prevented.

また本発明によれば、前記第2回折領域は、前記反射光の他の一部を、前記第1受光領域に向けて回折させる複数の第1帯状領域と、前記第2受光領域に向けて回折させる複数の第2帯状領域と、を有する。   According to the invention, the second diffraction region has a plurality of first band-like regions that diffract another part of the reflected light toward the first light receiving region, and toward the second light receiving region. A plurality of second belt-shaped regions to be diffracted.

これにより、前記第2回折領域によって回折されて形成されるスポット形状が、分割線に対して直交する方向に延びる形状となるので、フォーカスエラー信号FESの振幅の低下を防ぐことができ、回転調整が容易となって、光源、受光素子、回折素子の配置ずれの影響も小さくすることができる。   As a result, the spot shape formed by diffracting by the second diffraction region becomes a shape extending in a direction orthogonal to the dividing line, so that a decrease in the amplitude of the focus error signal FES can be prevented and rotation adjustment can be performed. Thus, the influence of displacement of the light source, the light receiving element, and the diffraction element can be reduced.

また本発明によれば、前記帯状領域は、それぞれ面積が異なるように設けられるので、回折されて形成されたスポットのデフォーカス量を領域ごとに異ならせることができ、スポット形状をより延びたものとし、焦点深度がより長くなった効果が得られるので、フォーカスエラー信号FESのオフセットのさらなる低減が可能となる。   Further, according to the present invention, since the belt-like regions are provided so as to have different areas, the defocus amount of the spot formed by diffracting can be made different for each region, and the spot shape is further extended. As a result, it is possible to further reduce the offset of the focus error signal FES.

また本発明によれば、前記第1帯状領域と、前記第2帯状領域とは、交互に配置されるので、前記第1受光領域と前記第2受光領域のぞれぞれで受光する光量の偏りが小さくなり、フォーカスエラー信号FESのオフセットおよびFESバランスずれをさらに抑えることができる。   Further, according to the present invention, since the first belt-like region and the second belt-like region are alternately arranged, the amount of light received by each of the first light-receiving region and the second light-receiving region can be reduced. The bias is reduced, and the offset of the focus error signal FES and the FES balance deviation can be further suppressed.

また本発明によれば、前記第1帯状領域と、前記第2帯状領域とは、互いに隣接して配置される。これにより、対物レンズがラジアル方向に移動して、スポット位置が変動しても、隣接した領域で回折される光量差は小さいので、前記第1受光領域と前記第2受光領域のぞれぞれで受光する光量の偏りが小さくなり、フォーカスエラー信号FESのオフセットおよびFESバランスずれをさらに抑えることができる。   According to the invention, the first belt-like region and the second belt-like region are arranged adjacent to each other. Thereby, even if the objective lens moves in the radial direction and the spot position fluctuates, the difference in the amount of light diffracted in the adjacent region is small, so that each of the first light receiving region and the second light receiving region The deviation of the amount of received light is reduced, and the offset of the focus error signal FES and the FES balance deviation can be further suppressed.

また本発明によれば、前記第1帯状領域および前記第2帯状領域は、その延びる方向が、ナイフエッジに対して直交するか、またはナイフエッジと30°以上150°以下の角度を成すように設けられる。   Further, according to the present invention, the extending direction of the first belt-like region and the second belt-like region is perpendicular to the knife edge or forms an angle of 30 ° or more and 150 ° or less with the knife edge. Provided.

前記第1帯状領域および前記第2帯状領域の延びる方向が光軸中心を通る、前記第1回折領域および前記第2回折領域を含む一方領域と、該一方領域以外の領域である他方領域との境界線と平行であると、前記第1受光領域と前記第2受光領域のぞれぞれで受光する光量に偏りが生じてしまうが、直交するか、30°以上150°以下の角度を成すように設けられていれば、光量の偏りが生じず、フォーカスエラー信号曲線のノイズを低減することができる。   One region including the first diffraction region and the second diffraction region, in which the extending direction of the first belt region and the second belt region passes through the center of the optical axis, and the other region that is a region other than the one region If it is parallel to the boundary line, the amount of light received by each of the first light receiving region and the second light receiving region is biased, but it is orthogonal or forms an angle of 30 ° to 150 °. If provided in such a manner, the light quantity is not biased, and the noise of the focus error signal curve can be reduced.

また本発明によれば、前記第1帯状領域および前記第2帯状領域は、合焦しいていない状態において、焦点が光学記録媒体に対して光源側に位置する場合にフォーカス受光領域に形成されるスポット形状と、焦点が光学記録媒体に対して光源とは反対側に位置する場合にフォーカス受光領域に形成されるスポット形状とが、前記分割線かつ第1回折領域により回折されて形成された分割線上のスポットに対して対称となるように設けられる。   According to the invention, the first belt-like region and the second belt-like region are formed in the focus light-receiving region when the focal point is located on the light source side with respect to the optical recording medium in a state where it is not in focus. A division formed by diffracting the spot shape and the spot shape formed in the focus light receiving region when the focal point is located on the side opposite to the light source with respect to the optical recording medium, by the dividing line and the first diffraction region It is provided so as to be symmetric with respect to the spot on the line.

これにより、前記第1受光領域と前記第2受光領域のそれぞれに形成されるスポット形状が、分割線に対して直交する方向に、互いに逆方向に延びるので、スポットの焦点深度が長くなり、フォーカスエラー信号FESのオフセットおよびFESバランスずれを抑えることができる。   As a result, the spot shapes formed in each of the first light receiving region and the second light receiving region extend in directions opposite to each other in the direction orthogonal to the dividing line, so that the focal depth of the spot is increased and the focus is increased. The error signal FES offset and FES balance deviation can be suppressed.

また本発明によれば、前記光源は、複数種類の波長の光を出射することが可能に構成され、前記第1回折領域および前記第2回折領域は、異なる波長の光を回折する複数種類の回折領域からなる。   According to the invention, the light source is configured to be capable of emitting light of a plurality of types of wavelengths, and the first diffraction region and the second diffraction region are a plurality of types of light that diffract light of different wavelengths. It consists of a diffraction region.

これにより、たとえば、再生するため照射する光の波長が異なる複数種類の光学記録媒体にも対応することが可能となる。   Accordingly, for example, it is possible to cope with a plurality of types of optical recording media having different wavelengths of light irradiated for reproduction.

また本発明によれば、前記第1回折領域を構成する前記回折領域は、異なる波長の光をそれぞれ回折させて、前記分割線上の同じ位置にスポットを形成するように設けられる。これにより、いずれか1種の波長の光によって回折素子の位置調整が可能となる。   Further, according to the present invention, the diffraction regions constituting the first diffraction region are provided so as to diffract light of different wavelengths and form spots at the same position on the dividing line. As a result, the position of the diffraction element can be adjusted with light of any one type of wavelength.

また本発明によれば、前記第2回折領域を構成する前記回折領域は、異なる波長の光のうち少なくとも1つの波長の光を回折させて、前記分割線に対して対称な位置にそれぞれスポットを形成するように設けられる。これにより、回折素子の位置調整に用いる以外の波長の光を照射したときに、スポット形状をより延びたものとし、焦点深度がより長くなった効果が得られるので、フォーカスエラー信号FESのオフセットのさらなる低減が可能となる。   According to the invention, the diffraction region constituting the second diffraction region diffracts light of at least one wavelength among light of different wavelengths, and sets spots at positions symmetrical to the dividing line. It is provided to form. As a result, when light having a wavelength other than that used for position adjustment of the diffractive element is irradiated, it is possible to obtain an effect that the spot shape is further extended and the depth of focus is longer, so that the offset of the focus error signal FES is reduced. Further reduction is possible.

また本発明によれば、前記第2回折領域を構成する前記回折領域は、前記分割線に対して対称な位置にそれぞれ形成されるスポットの前記分割線からの距離が波長ごとに異なるように設けられる。これにより、対物レンズなどの光軸中心からずれて照射される光についても、フォーカスエラー信号FESのオフセットおよびFESバランスずれを抑えて安定した焦点制御を行うことができる。   According to the invention, the diffraction region constituting the second diffraction region is provided such that the distance from the dividing line of each spot formed at a position symmetrical to the dividing line differs for each wavelength. It is done. As a result, it is possible to perform stable focus control while suppressing the offset of the focus error signal FES and the FES balance deviation for the light irradiated from the center of the optical axis such as the objective lens.

また本発明によれば、前記第2回折領域を構成する前記回折領域は、前記分割線に対して対称な位置にそれぞれ形成されるスポットのデフォーカス量が波長ごとに異なるように設けられる。これにより、対物レンズなどの光軸中心からずれて照射される光についても、フォーカスエラー信号FESのオフセットおよびFESバランスずれをさらに抑えて安定した焦点制御を行うことができる。   According to the invention, the diffraction regions constituting the second diffraction region are provided such that the defocus amounts of the spots formed at positions symmetrical to the dividing line are different for each wavelength. Thereby, even with respect to the light irradiated from the center of the optical axis such as the objective lens, stable focus control can be performed by further suppressing the offset of the focus error signal FES and the FES balance deviation.

また本発明によれば、ナイフエッジ法を用いる場合、第1回折領域と第2回折領域とのナイフエッジとなる分割線が、共通の直線上に、ナイフエッジとなる境界線を配置するため、第1回折領域および第2回折領域で回折されたスポットによって発生するフォーカスエラー信号FESのオフセットおよびFESバランスずれを抑えて安定した焦点制御を行うことができる。   Further, according to the present invention, when the knife edge method is used, the dividing line serving as the knife edge of the first diffraction region and the second diffraction region is arranged on the common straight line so that the boundary line serving as the knife edge is disposed. Stable focus control can be performed by suppressing the offset of the focus error signal FES and the FES balance deviation generated by the spots diffracted in the first diffraction region and the second diffraction region.

また本発明によれば、ビームスポット法を用いる場合、第1受光領域および第2受光領域に入射する、Near側とFar側のスポットを、受光素子の分割線に対して対称な位置に複数形成することで、生成されるフォーカスエラー信号FESのオフセットおよびFESバランスずれを抑えて安定した焦点制御を行うことができる。
また本発明によれば、上記のフォーカス誤差検出装置を備えることで、安定した焦点制御を行うことが可能な光ピックアップ装置を提供することができる。
According to the present invention, when the beam spot method is used, a plurality of near-side and far-side spots incident on the first light receiving region and the second light receiving region are formed at positions symmetrical to the dividing line of the light receiving element. By doing so, it is possible to perform stable focus control while suppressing the offset and FES balance deviation of the generated focus error signal FES.
In addition, according to the present invention, it is possible to provide an optical pickup device capable of performing stable focus control by including the above-described focus error detection device.

図1は、本発明の第1実施形態に係る光ピックアップ装置8の構成を示す模式図である。FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of an optical pickup device 8 according to the first embodiment of the present invention. 第1実施形態に含まれるフォーカス誤差検出装置の一例のうち、回折素子4と、これによって回折した光が到達する受光素子2の各受光領域との関係を表す平面図である。It is a top view showing the relationship between the diffraction element 4 among each example of the focus error detection apparatus contained in 1st Embodiment, and each light reception area | region of the light receiving element 2 which the light diffracted by this arrives. 第1実施形態において、対物レンズ6による集光された光が、光学記録媒体7に集光したとき、およびその位置からのフォーカス方向であるZ方向にプラス側/マイナス側に移動したときの、回折素子4よび受光素子2上に落射する光スポット形状を表す平面図と、対物レンズ6のZ方向の移動距離に応じて検出されるフォーカスエラー信号FESの特性図とを、回折素子4の回折領域毎に独立して表した図である。In the first embodiment, when the light condensed by the objective lens 6 is condensed on the optical recording medium 7 and when it moves to the plus side / minus side in the Z direction which is the focus direction from the position, A plan view showing the shape of a light spot incident on the diffraction element 4 and the light receiving element 2 and a characteristic diagram of the focus error signal FES detected according to the Z-direction movement distance of the objective lens 6 are shown in FIG. It is the figure represented independently for every area | region. フォーカスエラー信号FESの特性図であり、回折素子8の回転調整角度毎に、特性が異なることを示した特性図である。FIG. 6 is a characteristic diagram of the focus error signal FES, and shows that the characteristics differ for each rotation adjustment angle of the diffraction element 8. 本発明の第2実施形態に係る光ピックアップ装置28の構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the structure of the optical pick-up apparatus 28 which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 光源21および受光素子22の配置構成を、光軸方向から見た平面図である。It is the top view which looked at the arrangement configuration of the light source 21 and the light receiving element 22 from the optical axis direction. 第2実施形態に含まれるフォーカス誤差検出装置の一例のうち、光源21が第1波長の光を出射したときの回折素子24と、これによって回折した光が到達する受光素子22の各受光領域との関係を表す平面図である。Of the example of the focus error detection device included in the second embodiment, the diffraction element 24 when the light source 21 emits light of the first wavelength, and the light receiving regions of the light receiving element 22 where the light diffracted thereby reaches, It is a top view showing the relationship. 第2実施形態に含まれるフォーカス誤差検出装置の一例のうち、光源21が第2波長の光を出射したときの回折素子24と、これによって回折した光が到達する受光素子22の各受光領域との関係を表す平面図である。Of the example of the focus error detection device included in the second embodiment, the diffraction element 24 when the light source 21 emits light of the second wavelength, and the light receiving regions of the light receiving element 22 where the light diffracted thereby reaches, It is a top view showing the relationship. 受光素子22に入射する光を、光軸方向に対して直交する方向から見たときの模式図である。It is a schematic diagram when the light which injects into the light receiving element 22 is seen from the direction orthogonal to an optical axis direction. 第2実施形態において、対物レンズ26によって集光された光が、光学記録媒体27に集光したとき、およびその位置からのフォーカス方向であるZ方向にプラス側/マイナス側に移動したときの、回折素子24および受光素子22上に落射する光スポット形状を表す平面図である。In the second embodiment, when the light collected by the objective lens 26 is collected on the optical recording medium 27 and moved to the plus side / minus side in the Z direction, which is the focus direction from the position, 3 is a plan view showing the shape of a light spot that falls on the diffraction element 24 and the light receiving element 22. FIG. 図10に示した回折領域毎のフォーカスエラー信号FESを全てまとめたフォーカスエラー信号FESの特性図であり、対物レンズ26のフォーカス方向であるY方向の移動距離に応じて検出されるフォーカスエラー信号FESを波長毎に表した特性図である。FIG. 11 is a characteristic diagram of a focus error signal FES in which all the focus error signals FES for each diffraction area shown in FIG. 10 are collected, and a focus error signal FES detected according to a movement distance of the objective lens 26 in the Y direction that is a focus direction. It is the characteristic view which represented for every wavelength. 本発明の第3実施形態に係る光ピックアップ装置48の構成を表す模式図である。It is a schematic diagram showing the structure of the optical pick-up apparatus 48 which concerns on 3rd Embodiment of this invention. 光源41および受光素子42の配置構成を、光軸方向から見た平面図である。It is the top view which looked at the arrangement configuration of the light source 41 and the light receiving element 42 from the optical axis direction. 第3実施形態において、光源41が第1波長の光を出射したときの回折素子44と、これによって回折した光が到達する受光素子42の各受光領域との関係を表す平面図である。In 3rd Embodiment, it is a top view showing the relationship between the diffraction element 44 when the light source 41 radiate | emits the light of 1st wavelength, and each light reception area | region of the light receiving element 42 which the light diffracted by this arrives. 第3実施形態において、光源41が第2波長の光を出射したときの回折素子44と、これによって回折した光が到達する受光素子42の各受光領域との関係を表す平面図である。In 3rd Embodiment, it is a top view showing the relationship between the diffraction element 44 when the light source 41 radiate | emits the light of 2nd wavelength, and each light reception area | region of the light receiving element 42 which the light diffracted by this arrives. 第3実施形態において、光源41が第3波長の光を出射したときの回折素子44と、これによって回折した光が到達する受光素子42の各受光領域との関係を表す平面図である。In 3rd Embodiment, it is a top view showing the relationship between the diffraction element 44 when the light source 41 radiate | emits the light of the 3rd wavelength, and each light reception area | region of the light receiving element 42 which the light diffracted by this arrives. 第4の実施形態に係る光ピックアップ装置68の構成を表す図である。It is a figure showing the structure of the optical pick-up apparatus 68 which concerns on 4th Embodiment. 第4の実施形態における光源70と受光素子72、73が一体となった複合素子61を光軸方向から見た平面図である。It is the top view which looked at the composite element 61 with which the light source 70 and the light receiving elements 72 and 73 in 4th Embodiment were united from the optical axis direction. 第4の実施形態の回折素子63の回折領域64の平面図である。It is a top view of the diffraction area 64 of the diffraction element 63 of 4th Embodiment. 第1の従来技術に係る光ピックアップ装置108の構成を表す図である。It is a figure showing the structure of the optical pick-up apparatus 108 which concerns on a 1st prior art.

第1の従来技術における回折素子103の回折領域104と受光素子102との平面図である。It is a top view of the diffraction area 104 of the diffraction element 103 in the 1st prior art, and the light receiving element 102. 第1の従来技術の光ピックアップ装置で、対物レンズ106のフォーカス方向であるZ方向の移動距離に応じて検出されるフォーカスエラー信号(以下、FESと略す)を表した特性図である。FIG. 6 is a characteristic diagram showing a focus error signal (hereinafter abbreviated as FES) detected in accordance with the movement distance in the Z direction, which is the focus direction of the objective lens 106, in the first conventional optical pickup device. 第2の従来技術における回折素子103の回折領域116と受光素子102との平面図である。It is a top view of the diffraction area | region 116 and the light receiving element 102 of the diffraction element 103 in a 2nd prior art. 受光領域102a,102bに落射する3つの光スポットの内の2つの光スポットe,fと、回折する一部の2種の回折領域とを、光学記録媒体に対して対物レンズ106の焦点が合致したときと、ぼやけたときの状態を示す図と、それぞれから得られるフォーカスエラー信号を表した特性図とを、回折領域ごとに示したものである。The focal point of the objective lens 106 matches the optical recording medium with two light spots e and f out of the three light spots incident on the light receiving areas 102a and 102b, and two types of diffracted diffraction areas. The figure which shows the state at the time of having been blurred, and the characteristic figure showing the focus error signal obtained from each are shown for every diffraction area | region. 第2の従来技術の光ピックアップ装置で、対物レンズ106のフォーカス方向であるZ方向の移動距離に応じて検出されるフォーカスエラー信号FESを表した特性図である。FIG. 10 is a characteristic diagram showing a focus error signal FES detected in accordance with the movement distance in the Z direction that is the focus direction of the objective lens 106 in the second conventional optical pickup device. 第3の従来技術に係る光ピックアップ装置128の構成を表す図である。It is a figure showing the structure of the optical pick-up apparatus 128 which concerns on a 3rd prior art. 第3の従来技術における光源130と受光素子132、133とが一体となった複合素子121を光軸方向から見た平面図である。It is the top view which looked at the composite element 121 with which the light source 130 and the light receiving elements 132 and 133 in 3rd prior art were united from the optical axis direction. 第3の従来技術の回折素子123の回折領域124の平面図である。It is a top view of the diffraction area 124 of the diffraction element 123 of the 3rd prior art. 光ピックアップ装置128で、対物レンズ126のフォーカス方向であるZ方向の移動距離に応じて検出されるフォーカスエラー信号を表した特性図である。6 is a characteristic diagram showing a focus error signal detected by the optical pickup device 128 according to a movement distance in the Z direction that is a focus direction of the objective lens 126. FIG.

以下、図面を参照しながら、本発明を実施するための複数の形態について説明する。以下の説明においては、各形態に先行する形態ですでに説明している事項に対応している部分には同一の参照符を付し、重複する説明を略す場合がある。構成の一部のみを説明している場合、構成の他の部分は、先行して説明している形態と同様とする。実施の各形態で具体的に説明している部分の組合せばかりではなく、特に組合せに支障が生じなければ、実施の形態同士を部分的に組み合せることも可能である。またそれぞれの実施形態は、本発明に係る技術を具体化するために例示するものであり、本発明の技術的範囲を限定するものではない。本発明に係る技術内容は、特許請求の範囲に記載された技術的範囲内において、種々の変更を加えることが可能である。   Hereinafter, a plurality of modes for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description, parts corresponding to items already described in the forms preceding each form may be denoted by the same reference numerals, and overlapping descriptions may be omitted. When only a part of the configuration is described, the other parts of the configuration are the same as those described in the preceding section. In addition to the combination of parts specifically described in each embodiment, the embodiments may be partially combined as long as the combination is not particularly troublesome. Moreover, each embodiment is illustrated in order to embody the technique which concerns on this invention, and does not limit the technical scope of this invention. The technical contents according to the present invention can be variously modified within the technical scope described in the claims.

(第1実施形態)
図1は、本発明の第1実施形態に係る光ピックアップ装置8の構成を示す模式図である。図2は、第1実施形態に含まれるフォーカス誤差検出装置の一例のうち、回折素子4と、これによって回折した光が到達する受光素子2の各受光領域との関係を表す平面図である。図3は、第1実施形態において、対物レンズ6による集光された光が、光学記録媒体7に集光したとき、およびその位置からのフォーカス方向であるZ方向にプラス側/マイナス側に移動したときの、回折素子4よび受光素子2上に落射する光スポット形状を表す平面図と、対物レンズ6のZ方向の移動距離に応じて検出されるフォーカスエラー信号FESの特性図とを、回折素子4の回折領域毎に独立して表した図である。図4は、図3に示した回折領域毎のフォーカスエラー信号FESを全てまとめたフォーカスエラー信号FESの特性図であり、回折素子4の回転角毎に、特性が異なることを示した特性図である。
(First embodiment)
FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of an optical pickup device 8 according to the first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a plan view showing the relationship between the diffraction element 4 and each light receiving region of the light receiving element 2 to which the light diffracted thereby reaches in the example of the focus error detection apparatus included in the first embodiment. FIG. 3 shows that in the first embodiment, when the light collected by the objective lens 6 is collected on the optical recording medium 7 and moved to the plus / minus side in the Z direction, which is the focus direction from that position. The plan view showing the shape of the light spot incident on the diffraction element 4 and the light receiving element 2 and the characteristic diagram of the focus error signal FES detected according to the movement distance of the objective lens 6 in the Z direction are diffracted. FIG. 5 is a diagram independently representing each diffraction region of the element 4. FIG. 4 is a characteristic diagram of the focus error signal FES in which all the focus error signals FES for each diffraction region shown in FIG. 3 are combined. The characteristic diagram shows that the characteristics are different for each rotation angle of the diffraction element 4. is there.

光ピックアップ装置8は、光学記録媒体7に記録される情報を読取るために、光学記録媒体7に光を照射し、光学記録媒体7からの反射光を受光する装置である。   The optical pickup device 8 is a device that irradiates the optical recording medium 7 with light and receives reflected light from the optical recording medium 7 in order to read information recorded on the optical recording medium 7.

第1実施形態において、光ピックアップ装置8は、半導体レーザからなる光源1と、出射された光を平行光にするためのコリメートレンズ5と、コリメートレンズ5によって平行光となった光線束を光学記録媒体7に向けて集光する対物レンズ6と、受光素子2と、回折素子4が設けられたホログラム素子3とを含んで構成される。   In the first embodiment, the optical pickup device 8 optically records a light source 1 composed of a semiconductor laser, a collimating lens 5 for converting emitted light into parallel light, and a light beam converted into parallel light by the collimating lens 5. The objective lens 6 that condenses the light toward the medium 7, the light receiving element 2, and the hologram element 3 provided with the diffraction element 4 are configured.

光源1は、光学記録媒体7に照射されるべき光を出射する。受光素子2には、複数の受光領域が形成され、複数の受光領域の一部は、フォーカス受光領域2a、2bとして用いられ、他の一部は、ラジアル受光領域2c、2dとして用いられる。フォーカス受光領域2a、2bは、フォーカスサーボ制御に用いられ、ラジアル受光領域2c、2dはラジアルサーボ制御に用いられる。回折素子4は、光学記録媒体7からの反射光12が入射し、それを受光素子2に向けて回折させる機能を備え、複数に分割された回折領域を有し、その一部は、反射光12をフォーカス受光領域2a、2bに向けて回折させる回折領域として用いられる。   The light source 1 emits light to be irradiated on the optical recording medium 7. In the light receiving element 2, a plurality of light receiving regions are formed, a part of the plurality of light receiving regions is used as the focus light receiving regions 2a and 2b, and the other part is used as the radial light receiving regions 2c and 2d. The focus light receiving areas 2a and 2b are used for focus servo control, and the radial light receiving areas 2c and 2d are used for radial servo control. The diffractive element 4 has a function of diffracting the reflected light 12 from the optical recording medium 7 toward the light receiving element 2 and has a diffraction region divided into a plurality of parts, and a part of the reflected light is reflected light. 12 is used as a diffraction region for diffracting 12 toward the focus light receiving regions 2a and 2b.

図1において、光源1からの出射光を光学記録媒体7に導く複数の光学部品の光軸は、1つの直線上に配置される。以下、光源1からの出射光の光軸方向を、単に「光軸方向」(Z方向)という。対物レンズ6とコリメートレンズ5は、それぞれの中心が光軸を通るように配置される。なお、図2は、回折素子4および受光素子2をZ方向に見て図示している。   In FIG. 1, the optical axes of a plurality of optical components that guide light emitted from the light source 1 to the optical recording medium 7 are arranged on one straight line. Hereinafter, the optical axis direction of the light emitted from the light source 1 is simply referred to as “optical axis direction” (Z direction). The objective lens 6 and the collimating lens 5 are arranged so that their centers pass through the optical axis. FIG. 2 shows the diffraction element 4 and the light receiving element 2 as viewed in the Z direction.

光源1からの出射光が光学記録媒体7の記録面上において集光される集光点は、記録面に形成されるトラック上に位置する。このトラックの集光点における接線方向を、「タンジェンシャル方向」(Y方向)とする。またトラックの集光点における接線方向に対応する回折素子4および受光素子2における方向も、同様に「タンジェンシャル方向」(Y方向)として説明する。またZ方向に垂直で、かつY方向に垂直な方向を「ラジアル方向」(X方向)とする。   A condensing point where light emitted from the light source 1 is condensed on the recording surface of the optical recording medium 7 is located on a track formed on the recording surface. The tangential direction at the condensing point of this track is referred to as “tangential direction” (Y direction). Similarly, the directions in the diffraction element 4 and the light receiving element 2 corresponding to the tangential direction at the focal point of the track will be described as “tangential direction” (Y direction). A direction perpendicular to the Z direction and perpendicular to the Y direction is defined as a “radial direction” (X direction).

受光素子2は、光源1からX方向に離れた位置に配置される。ラジアル方向のうち、光源1から受光素子2に向かう向きを+X方向とし、その反対側の向きを−X方向とする。また、タンジェンシャル方向の内、光軸中心Oを通る回折素子4上の分割線9に対して、フォーカス回折領域E〜Gに向かう向きを+Y方向とし、その反対側の向きを−Y方向とする。   The light receiving element 2 is disposed at a position away from the light source 1 in the X direction. Of the radial directions, the direction from the light source 1 toward the light receiving element 2 is the + X direction, and the opposite direction is the -X direction. Further, with respect to the dividing line 9 on the diffraction element 4 passing through the optical axis center O in the tangential direction, the direction toward the focus diffraction regions E to G is the + Y direction, and the opposite direction is the −Y direction. To do.

回折素子4は、円形状の外縁の中に、光軸となる中心Oを通るX方向に平行な直線である分割線9を境界として、−Y方向に形成されたラジアル回折領域と、+Y方向に形成されたフォーカス回折領域とで構成される。さらに、ラジアル回折領域は、中心Oから−Y方向に延びた分割線11を境界として、その−X方向の回折領域Cと、+X方向の回折領域Dとで構成される。フォーカス回折領域は、分割線9から、分割線9に直交した+Y方向に所定間隔で延びた複数の分割線10を境界とする帯状の複数の回折領域E、F、Gで構成される。   The diffraction element 4 includes a radial diffraction region formed in the −Y direction and a + Y direction in a circular outer edge with a dividing line 9 that is a straight line parallel to the X direction passing through the center O serving as the optical axis. And a focus diffraction region. Further, the radial diffraction region is composed of a diffraction region C in the −X direction and a diffraction region D in the + X direction, with a dividing line 11 extending from the center O in the −Y direction as a boundary. The focus diffraction region is composed of a plurality of strip-shaped diffraction regions E, F, and G that are bordered by a plurality of division lines 10 extending from the division line 9 in the + Y direction orthogonal to the division line 9 at a predetermined interval.

回折領域Eは、光軸中心Oが幅方向の中心に位置するようにフォーカス回折領域の中央に1つだけ配置される。回折領域Fと回折領域Gは、回折領域Eから−X方向に向かって、回折領域F、回折領域Gの順で交互に、かつX方向に同じ幅で配置され、回折領域Eから+X方向に向かって、回折領域G、回折領域Fの順で交互に、かつX方向に同じ幅で配置される。   Only one diffraction region E is arranged at the center of the focus diffraction region so that the optical axis center O is positioned at the center in the width direction. The diffraction region F and the diffraction region G are alternately arranged in the order of the diffraction region F and the diffraction region G from the diffraction region E in the −X direction and with the same width in the X direction, and from the diffraction region E to the + X direction. On the other hand, the diffraction regions G and F are alternately arranged in this order and with the same width in the X direction.

回折領域E、回折領域Fおよび回折領域GのX方向の幅は、全て同一幅として設定される。したがって、各回折領域E〜Gは、分割線9を共通とする境界線を備えた構成となる。X方向の幅は、反射光12が回折素子4に入射したときの光スポット半径内に、回折領域Fまたは回折領域Gが、それぞれ少なくとも2本以上含まれるような幅に設定される。また、回折領域E〜Gの各領域には、凹凸形状となる複数の回折溝が平行もしくはそれに近い形状でかつ周期的に並んで形成されるが、1つの回折領域内に、この回折溝が5本以上配置するようなX方向の幅とする。これらの回折領域C〜Gは、光学記録媒体7からの反射光12をそれぞれ信号検出用の受光領域2a〜2dに向けて、+1次回折光を回折する。   The X-direction widths of the diffraction area E, the diffraction area F, and the diffraction area G are all set to the same width. Accordingly, each of the diffraction regions E to G has a configuration including a boundary line that shares the dividing line 9. The width in the X direction is set such that at least two or more diffraction regions F or G are included in the radius of the light spot when the reflected light 12 enters the diffraction element 4. Further, in each of the diffraction regions E to G, a plurality of concave and convex diffractive grooves are formed in parallel or close to each other in a periodic manner, and these diffractive grooves are formed in one diffractive region. The width in the X direction is such that five or more are arranged. These diffraction regions C to G diffract the + 1st order diffracted light by directing the reflected light 12 from the optical recording medium 7 toward the light receiving regions 2a to 2d for signal detection, respectively.

受光素子2は、回折素子4に対して+X方向に配置されたフォーカス受光領域2a、2bと、フォーカス受光領域2a、2bに対して+Y方向に配置されたラジアル受光領域2cと、フォーカス受光領域2a、2bに対して−Y方向に配置されたラジアル受光領域2dとを有している。第1受光領域であるフォーカス受光領域2aと第2受光領域であるフォーカス受光領域2bの境界となる分割線は、X方向に平行か、または、X方向に対して角度αだけ傾斜して設けられる。傾斜角度αは、光源1の波長変動によって、回折領域で回折されるときの回折角が変動し、受光領域2a,2bの分割線上に入射する光スポットの形状が大きくなり、かつ変形するため、その影響で発生するフォーカスエラー信号FESに生じるオフセットを吸収するために分割線を傾かせるための角度である。   The light receiving element 2 includes focus light receiving areas 2a and 2b arranged in the + X direction with respect to the diffraction element 4, a radial light receiving area 2c arranged in the + Y direction with respect to the focus light receiving areas 2a and 2b, and a focus light receiving area 2a. 2b, and a radial light receiving region 2d arranged in the -Y direction with respect to 2b. A dividing line serving as a boundary between the focus light receiving region 2a that is the first light receiving region and the focus light receiving region 2b that is the second light receiving region is provided in parallel with the X direction or inclined by an angle α with respect to the X direction. . The inclination angle α varies with the wavelength variation of the light source 1, and the diffraction angle when diffracted in the diffraction region varies, and the shape of the light spot incident on the dividing line of the light receiving regions 2a and 2b becomes large and deforms. This is an angle for inclining the dividing line to absorb the offset generated in the focus error signal FES caused by the influence.

受光領域2a〜2dの外形寸法は、Y方向長さに比べてX方向長さが長くなるように設定されている。これは、光源1、受光素子2および回折素子4の配置において、Z方向位置がずれた場合、光源1の波長のずれにより、受光素子2上に集光する光スポットの位置が、X方向に移動するためである。Y方向の位置ずれについては、回折素子4を、XY平面内でY方向に水平移動調整し、さらに光軸を回転軸として回転させることにより調整可能である。   The outer dimensions of the light receiving regions 2a to 2d are set so that the length in the X direction is longer than the length in the Y direction. This is because, in the arrangement of the light source 1, the light receiving element 2 and the diffraction element 4, when the position in the Z direction is shifted, the position of the light spot condensed on the light receiving element 2 is shifted in the X direction due to the wavelength shift of the light source 1. This is to move. The positional deviation in the Y direction can be adjusted by adjusting the diffractive element 4 to move horizontally in the Y direction within the XY plane, and further rotating the optical axis about the rotation axis.

光学記録媒体7からの反射光12が回折素子4に入射すると、回折領域C、Dに入射した光は、受光領域2c、2dに向けて落射するように回折される。回折領域E〜Gに入射した光は、受光領域2aと受光領域2bとの分割線近傍に向けて落射するように回折される。回折領域E〜Gで回折された回折光のうち、第1回折領域として定義する帯状の回折領域Eによって回折された光は、受光領域2a、2bの分割線の中央に光スポットeとして、1点に集光するように落射される。第2回折領域として定義する帯状の回折領域F,Gのうち、回折領域Fによって回折された光は、光スポットeから+Y方向に距離−Tyの位置に、光スポットfとして、1点に集光するように落射される。また、第2回折領域として定義する帯状の回折領域F,Gのうち、回折領域Gによって回折された光は、光スポットeから−Y方向に距離+Tyの位置に、光スポットgとして、1点に集光するように落射される。   When the reflected light 12 from the optical recording medium 7 is incident on the diffraction element 4, the light incident on the diffraction areas C and D is diffracted so as to be incident on the light receiving areas 2c and 2d. The light incident on the diffraction regions E to G is diffracted so as to be incident toward the vicinity of the dividing line between the light receiving region 2a and the light receiving region 2b. Of the diffracted light diffracted by the diffraction regions E to G, the light diffracted by the band-shaped diffraction region E defined as the first diffraction region is 1 as a light spot e at the center of the dividing line of the light receiving regions 2a and 2b. It falls on the spot to concentrate. Of the band-like diffraction regions F and G defined as the second diffraction region, the light diffracted by the diffraction region F is collected at one point as a light spot f at a position −Ty in the + Y direction from the light spot e. It is reflected in the light. Of the band-like diffraction regions F and G defined as the second diffraction region, the light diffracted by the diffraction region G is one point as a light spot g at a position + Ty in the −Y direction from the light spot e. It falls on the light to concentrate.

情報の記録または再生が可能な光学記録媒体7としては、コンパクトディスク(compact disk, 略称「CD」)、デジタルバーサタイルディスク(digital versatile disk, 略称「DVD」)およびブルーレイディスク(blu-ray disk, 略称「BD」:登録商標)などを挙げることができる。第1実施形態では、これらのうちのいずれか1種類であればよい。CDでは、情報の記録および再生に、780nm近傍の赤外領域の波長光を用いる。DVDでは、情報の記録および再生に、650nm近傍の赤色領域の波長光を用いる。BDでは、情報の記録および再生に、405nm近傍の青紫色領域の波長光を用いる。また光学記録媒体7は、複数の記録層を重ねたさらに大容量のものであってもよい。   As an optical recording medium 7 capable of recording or reproducing information, a compact disc (abbreviation “CD”), a digital versatile disc (abbreviation “DVD”), and a Blu-ray disc (abbreviation). “BD”: registered trademark). In the first embodiment, any one of these may be used. In the CD, light in the infrared region near 780 nm is used for recording and reproducing information. DVD uses light in the red region near 650 nm for recording and reproducing information. In BD, light in the blue-violet region near 405 nm is used for recording and reproducing information. Further, the optical recording medium 7 may have a larger capacity in which a plurality of recording layers are stacked.

光学記録媒体7に対してフォーカスサーボ制御およびトラッキングサーボ制御を行うために、受光素子2上の受光領域で受光した光の光信号を電気信号に変換して、サーボ信号を検出する。フォーカスサーボ制御およびトラッキングサーボ制御は、それらのサーボ信号の検出結果に基づいて行われる。フォーカスサーボ制御には、ナイフエッジ法が使用される。また、ラジアルサーボ制御には、DPD法(differential phase detection method)、プッシュプル法(push-pull method)などを、光学記録媒体7の種類に応じて使い分ける。   In order to perform focus servo control and tracking servo control on the optical recording medium 7, the optical signal of the light received in the light receiving area on the light receiving element 2 is converted into an electrical signal, and the servo signal is detected. Focus servo control and tracking servo control are performed based on detection results of these servo signals. A knife edge method is used for focus servo control. For radial servo control, a DPD method (differential phase detection method), a push-pull method (push-pull method), or the like is used depending on the type of the optical recording medium 7.

次に、第1の実施形態に係る光ピックアップ装置8の動作原理について説明する。受光領域2a〜2dへ入射した光が電気信号に変換された値をそれぞれ、Sa,Sb,Sc,Sdとすると、後段のサーボ信号生成部が、フォーカスエラー信号FESおよびラジアルエラー信号RESを生成し、それらのサーボ信号に基づいて、サーボ信号処理部が、フォーカスサーボ制御およびラジアルサーボ制御を行う。フォーカスサーボ制御およびラジアルサーボ制御によって、光学記録媒体7の所定トラックに対して対物レンズ6による集光点が追従するように、アクチュエータによる対物レンズ6のフォーカス方向およびトラック方向の位置制御を行う。これらはサーボ信号生成部、サーボ信号処理部およびアクチュエータを制御する駆動制御部によって実現される。   Next, the operation principle of the optical pickup device 8 according to the first embodiment will be described. Assuming that the values obtained by converting the light incident on the light receiving areas 2a to 2d into electrical signals are Sa, Sb, Sc, and Sd, the servo signal generator at the subsequent stage generates the focus error signal FES and the radial error signal RES. Based on these servo signals, the servo signal processing unit performs focus servo control and radial servo control. By the focus servo control and the radial servo control, the position of the objective lens 6 in the focus direction and the track direction is controlled by the actuator so that the focal point of the objective lens 6 follows a predetermined track of the optical recording medium 7. These are realized by a servo signal generator, a servo signal processor, and a drive controller that controls the actuator.

具体的には、フォーカスエラー信号FESは、次式で得ることができる。
FES=Sa−Sb …(8)
また、ラジアルエラー信号RESは、プッシュプル法であれば、
RES=Sc−Sd …(9)
で得ることができ、DPD法であれば、
RES=Phase(Sc−Sd) …(10)
で得ることができ、サーボ制御を行うことで、光学記録媒体7の所望のトラックに光を集光することができる。
Specifically, the focus error signal FES can be obtained by the following equation.
FES = Sa−Sb (8)
Further, if the radial error signal RES is a push-pull method,
RES = Sc-Sd (9)
If the DPD method can be obtained,
RES = Phase (Sc-Sd) (10)
By performing servo control, light can be condensed on a desired track of the optical recording medium 7.

さらに、再生信号RFは、
RF=Sa+Sb+Sc+Sd …(11)
の演算を行うことで、トラックの再生信号RFを再生することができる。
Furthermore, the reproduction signal RF is
RF = Sa + Sb + Sc + Sd (11)
By performing the above calculation, the reproduction signal RF of the track can be reproduced.

ここで得られたフォーカスエラー信号FESの電気信号量を縦軸とし、対物レンズ6のフォーカス方向であるZ方向の移動距離(以下、デフォーカス量)を横軸とすると、図4のようなFES曲線(以下FESカーブ)が得られる。FESカーブの横軸との交点がデフォーカス量=0から例えば1μm以上に大きくずれると、その距離の分だけ、対物レンズ6のフォーカス方向であるZ方向の位置がずれ、光学記録媒体7に集光する集光点がぼけて、安定したRF信号を再生することができない。また、光学記録媒体7に集光したとき、FESカーブの横軸との交点近傍は直線状となり、常に交点でフォーカスサーボを引き込むようフォーカスサーボ制御されることになる。   If the electric signal amount of the focus error signal FES obtained here is the vertical axis and the movement distance (hereinafter referred to as defocus amount) in the Z direction that is the focus direction of the objective lens 6 is the horizontal axis, the FES as shown in FIG. A curve (hereinafter referred to as FES curve) is obtained. When the intersection with the horizontal axis of the FES curve is greatly deviated from the defocus amount = 0 to, for example, 1 μm or more, the position of the objective lens 6 in the Z direction, which is the focus direction, is deviated by the distance, and collected on the optical recording medium 7. The light condensing point is blurred and a stable RF signal cannot be reproduced. Further, when the light is focused on the optical recording medium 7, the vicinity of the intersection with the horizontal axis of the FES curve is linear, and focus servo control is performed so that the focus servo is always drawn at the intersection.

さらに、FESカーブは、回折領域E〜Gの共通の境界線となる分割線9をナイフエッジとして利用したナイフエッジ法によりフォーカスエラー信号を検出する。   Further, the FES curve detects a focus error signal by a knife edge method using a dividing line 9 serving as a common boundary line of the diffraction regions E to G as a knife edge.

まず、回折素子4の回折領域Eで回折された光スポットeのみから生成されるフォーカスエラー信号FESeについて説明する。光スポットeは、光学記録媒体7に合焦した状態で、光軸中心Oを通るX方向の基準線の延長上に点状に集光される。さらに、合焦状態から、対物レンズ6をフォーカス方向の+Z方向(光学記録媒体7に近づく方向、Near側とする)に移動させると、受光領域2a,2bに入射する光スポットeは、ナイフエッジとなる分割線9を境界に、−Y方向に反転して受光領域2aに入射する光スポット形状となる。そのため、受光領域2bには光は入射せず、受光領域2a側のみに光が入射する。逆に、合焦状態から、対物レンズ6をフォーカス方向の−Z方向(光学記録媒体7から遠ざかる方向、Far側とする)に移動すると、受光領域2a,2bに入射する光スポットは、ナイフエッジとなる分割線9を境界に、−Y方向に反転せずその形状のままの光スポットとなる。そのため、受光領域2aには光は入射せず、受光領域2bのみに光が入射する。   First, the focus error signal FESe generated only from the light spot e diffracted in the diffraction region E of the diffraction element 4 will be described. The light spot e is focused in a dot shape on an extension of the reference line in the X direction passing through the optical axis center O in a state where the light spot e is focused on the optical recording medium 7. Further, when the objective lens 6 is moved from the in-focus state in the + Z direction of the focus direction (a direction approaching the optical recording medium 7 and set to the Near side), the light spot e incident on the light receiving regions 2a and 2b becomes a knife edge. With the dividing line 9 as a boundary, the light spot shape is inverted in the −Y direction and incident on the light receiving region 2a. Therefore, no light is incident on the light receiving region 2b, and light is incident only on the light receiving region 2a side. On the contrary, when the objective lens 6 is moved from the in-focus state in the −Z direction of the focus direction (the direction away from the optical recording medium 7, the Far side), the light spot incident on the light receiving regions 2 a and 2 b becomes a knife edge. With the dividing line 9 as a boundary, the light spot remains in its shape without being inverted in the −Y direction. For this reason, light does not enter the light receiving region 2a, and light enters only the light receiving region 2b.

回折領域Eの形状は、分割線9と反対側の1辺が円弧状となる略矩形状であり、Near方向に対物レンズ6の位置をさらにずらすと、受光領域2a上の光スポットeの形状は、−Y方向にさらに延びた形状となる。円弧状の辺が受光領域2aの端に到達した点で、フォーカスエラー信号FESeのプラス側振幅が最大となり、受光領域2aの端からはみ出すと、フォーカスエラー信号FESeは徐々に低下する。同様に、Far方向に対物レンズ6の位置をさらにずらすと、受光領域2b上の光スポットeの形状は、+Y方向にさらに延びた形状となる。円弧状の辺が受光領域2bの端に到達した点で、フォーカスエラー信号FESeのマイナス側振幅が最大となり、受光領域2bの端からはみ出すと、フォーカスエラー信号FESeは徐々に低下する。   The shape of the diffraction region E is a substantially rectangular shape in which one side opposite to the dividing line 9 is an arc shape. When the position of the objective lens 6 is further shifted in the near direction, the shape of the light spot e on the light receiving region 2a. The shape further extends in the −Y direction. At the point where the arc-shaped side reaches the end of the light receiving region 2a, the positive amplitude of the focus error signal FESe becomes maximum, and when it protrudes from the end of the light receiving region 2a, the focus error signal FESe gradually decreases. Similarly, when the position of the objective lens 6 is further shifted in the Far direction, the shape of the light spot e on the light receiving region 2b becomes a shape further extending in the + Y direction. When the arc-shaped side reaches the end of the light receiving region 2b, the negative amplitude of the focus error signal FESe becomes maximum, and when it protrudes from the end of the light receiving region 2b, the focus error signal FESe gradually decreases.

したがって、光スポットeのみで生成されるフォーカスエラー信号FESeのFESカーブは、オフセットの発生が無く、かつプラス側とマイナス側の振幅が同一となり、バランスの良い曲線形状となる。   Therefore, the FES curve of the focus error signal FESe generated only with the light spot e has no offset, and the amplitudes on the plus side and the minus side are the same, resulting in a well-balanced curve shape.

次に、回折素子4の回折領域Fで回折された光スポットfのみから生成されるフォーカスエラー信号FESfについて説明する。光スポットfは、光学記録媒体7に合焦した状態で、光軸中心Oを通るX方向の基準線からY方向に−Tyだけずれた延長上に点状に集光される。さらに、光スポットeと同様に、合焦状態から、対物レンズ6をNear方向に移動させると、受光領域2a,2bに入射する光スポットfは、光軸中心Oを通るX方向の基準線からY方向に−Tyだけずれた位置のナイフエッジとなる分割線9を境界に、−Y方向に反転して受光領域2aに入射する光スポット形状となる。そのため、受光領域2bには光は入射せず、受光領域2a側のみに光が入射する。逆に、合焦状態から、対物レンズ6をFar方向に移動させると、受光領域2a,2bに入射する光スポットは、ナイフエッジとなる分割線9を境界に、−Y方向に反転せずその形状のままの光スポットとなり、光軸中心Oを通るX方向の基準線からY方向に−Tyだけずれた受光領域2a内の位置となる基点に光が入射する。   Next, the focus error signal FESf generated only from the light spot f diffracted by the diffraction region F of the diffraction element 4 will be described. The light spot f is focused in a dotted manner on an extension that is shifted by −Ty in the Y direction from the reference line in the X direction passing through the optical axis center O in a state of being focused on the optical recording medium 7. Further, similarly to the light spot e, when the objective lens 6 is moved in the near direction from the focused state, the light spot f incident on the light receiving regions 2a and 2b is from the reference line in the X direction passing through the optical axis center O. A light spot shape that is inverted in the −Y direction and incident on the light receiving region 2a with the dividing line 9 serving as a knife edge at a position shifted by −Ty in the Y direction as a boundary. Therefore, no light is incident on the light receiving region 2b, and light is incident only on the light receiving region 2a side. Conversely, when the objective lens 6 is moved in the Far direction from the in-focus state, the light spot incident on the light receiving areas 2a and 2b is not reversed in the -Y direction with the dividing line 9 serving as the knife edge as a boundary. The light spot remains in its shape, and light is incident on a base point that is a position in the light receiving region 2 a that is shifted by −Ty in the Y direction from the X-direction reference line passing through the optical axis center O.

回折領域Fの形状は、半円を外縁とした短冊形状であるため、Near方向に対物レンズ6のフォーカス方向の位置をさらにずらすと、受光領域2a上の光スポットfは、前記基点から−Y方向にさらに延びた形状となり、その外縁が受光領域2aの端に到達した点で、フォーカスエラー信号FESfのプラス側振幅FESPが最大となり、受光領域2aの端からはみ出すと、フォーカスエラー信号FESfは徐々に低下する。同様に、合焦状態からFar方向に対物レンズ6の位置をさらにずらすと、受光領域2b上の光スポットfの形状は、前記基点から+Y方向にさらに延びた形状となる。さらにFar方向に対物レンズ6がずれると、光スポットfの形状は、受光領域2a,2bの分割線を越え、受光領域2bにも入射する。その外縁が受光領域2bのもう端に到達した点で、フォーカスエラー信号FESfのマイナス側振幅FESMが最大となり、受光領域2bの端からはみ出すと、フォーカスエラー信号FESfは徐々に低下する。   Since the shape of the diffraction region F is a strip shape with a semicircle as the outer edge, if the position of the objective lens 6 in the focus direction is further shifted in the near direction, the light spot f on the light receiving region 2a is -Y from the base point. When the outer edge reaches the end of the light receiving region 2a, the plus side amplitude FESP of the focus error signal FESf becomes maximum, and when it protrudes from the end of the light receiving region 2a, the focus error signal FESf gradually increases. To drop. Similarly, when the position of the objective lens 6 is further shifted in the Far direction from the in-focus state, the shape of the light spot f on the light receiving region 2b becomes a shape further extending in the + Y direction from the base point. When the objective lens 6 further shifts in the Far direction, the shape of the light spot f exceeds the dividing line of the light receiving areas 2a and 2b and enters the light receiving area 2b. When the outer edge reaches the other end of the light receiving region 2b, the minus side amplitude FESM of the focus error signal FESf becomes maximum, and when the outer edge protrudes from the end of the light receiving region 2b, the focus error signal FESf gradually decreases.

したがって、光スポットfのみで生成されるフォーカスエラー信号FESfのFESカーブは、マイナス側にオフセットする(デフォーカス量=−βfとする)。さらに、Far方向にずれた場合の光スポットfは、受光領域2aおよび2bに跨っているため、Far方向にずれた場合のフォーカスエラー信号FESfの振幅のピークは、Near方向にずれた場合よりも、その絶対値が小さくなる。したがってマイナス側振幅に比べてプラス側振幅が大きくなり、バランスがくずれた曲線形状となる。   Therefore, the FES curve of the focus error signal FESf generated only by the light spot f is offset to the minus side (defocus amount = −βf). Further, since the light spot f when shifted in the Far direction straddles the light receiving regions 2a and 2b, the peak of the amplitude of the focus error signal FESf when shifted in the Far direction is larger than that when shifted in the Near direction. The absolute value becomes smaller. Therefore, the positive side amplitude is larger than the negative side amplitude, and the curve shape is out of balance.

FESバランスを示す「FES―B」は、
FES−B=(FESP−FESM)/(FESP+FESM)…(12)
で求められ、FES−B=+γとする。
"FES-B" which shows FES balance is
FES-B = (FESP-FESM) / (FESP + FESM) (12)
And FES−B = + γ.

同様に、回折素子4の回折領域Gから回折された光スポットgのみから生成されるフォーカスエラー信号FESgについて説明する。光スポットgは、光学記録媒体7に合焦した状態で、光軸中心Oを通るX方向の基準線からY方向に+Tyだけずれた延長上に点状に集光される。さらに、光スポットeと同様に、合焦状態から、対物レンズ6をFar方向に移動させると、受光領域2a,2bに入射する光スポットgは、光軸中心Oを通るX方向の基準線からY方向に+Tyだけずれた位置のナイフエッジとなる分割線9を境界に、反転せずその形状のままの光スポットとなり、受光領域2aには光は入射せず、受光領域2b側のみに光が入射する。逆に、合焦状態から、対物レンズ6をNear方向に移動させると、受光領域2a,2bに入射する光スポットは、ナイフエッジとなる分割線9を境界に、−Y方向に反転した形状であり、光軸中心Oを通るX方向の基準線からY方向に+Tyだけずれた受光領域2b内の位置が基点となる光が入射する。   Similarly, the focus error signal FESg generated only from the light spot g diffracted from the diffraction region G of the diffraction element 4 will be described. The light spot g is focused in the form of dots on an extension shifted by + Ty in the Y direction from the reference line in the X direction passing through the optical axis center O in a state of being focused on the optical recording medium 7. Further, similarly to the light spot e, when the objective lens 6 is moved in the Far direction from the in-focus state, the light spot g incident on the light receiving regions 2a and 2b is from the reference line in the X direction passing through the optical axis center O. With the dividing line 9 serving as the knife edge at a position shifted by + Ty in the Y direction as a boundary, the light spot remains in its shape without being inverted, and no light is incident on the light receiving region 2a, but only on the light receiving region 2b side. Is incident. Conversely, when the objective lens 6 is moved in the near direction from the focused state, the light spot incident on the light receiving regions 2a and 2b has a shape reversed in the −Y direction with the dividing line 9 serving as a knife edge as a boundary. There is incident light whose base point is a position in the light receiving region 2b that is shifted by + Ty in the Y direction from the reference line in the X direction passing through the optical axis center O.

回折領域Gの形状は、半円を外縁とした短冊形状であるため、Far方向に対物レンズ6の位置をさらにずらすと、受光領域2b上の光スポットgは、前記基点を基準に、半円を外縁とした短冊形状が+Y方向にさらに延びた形状となり、その外縁が受光領域2bの端に到達した点で、フォーカスエラー信号FESgのマイナス側振幅FESMが最小となり、受光領域2bの端からはみ出すと、フォーカスエラー信号FESgは徐々に増加する。同様に、合焦状態からNear方向に対物レンズ6の位置をさらにずらすと、受光領域2b上の光スポットgの形状は、前記基点を基準に、半円を外縁とした短冊形状が−Y方向にさらに延びた形状となる。さらにNear方向に対物レンズ6がずれると、光スポットgは、受光領域2a,2bの分割線を越え、受光領域2aにも入射する。その外縁が受光領域2aのもう一方の端に到達した点で、フォーカスエラー信号FESgのプラス側振幅FESPが最大となり、受光領域2aの端からはみ出すと、フォーカスエラー信号FESgは徐々に低下する。   Since the shape of the diffraction region G is a strip shape with a semicircle as an outer edge, when the position of the objective lens 6 is further shifted in the Far direction, the light spot g on the light receiving region 2b becomes a semicircle with reference to the base point. The strip shape with the outer edge extending in the + Y direction further extends in the + Y direction, and at the point where the outer edge reaches the end of the light receiving region 2b, the minus side amplitude FESM of the focus error signal FESg is minimized and protrudes from the end of the light receiving region 2b. Then, the focus error signal FESg gradually increases. Similarly, when the position of the objective lens 6 is further shifted in the Near direction from the focused state, the shape of the light spot g on the light receiving region 2b is a strip shape with a semicircle as an outer edge based on the base point in the -Y direction. The shape further extends. When the objective lens 6 further shifts in the near direction, the light spot g passes the dividing line of the light receiving areas 2a and 2b and enters the light receiving area 2a. When the outer edge reaches the other end of the light receiving area 2a, the plus-side amplitude FESP of the focus error signal FESg becomes maximum, and when it protrudes from the end of the light receiving area 2a, the focus error signal FESg gradually decreases.

したがって、光スポットgのみから生成されるフォーカスエラー信号FESgのFESカーブは、プラス側にオフセットする(デフォーカス量=+βgとする)。さらに、Near方向にずれた場合の光スポットgは、受光領域2aおよび受光領域2bに跨っているため、Near方向にずれた場合のフォーカスエラー信号FESgの振幅のピークは、Far方向にずれた場合よりも、その絶対値が小さくなる。したがってプラス側振幅FESPに比べてマイナス側振幅FESMが大きくなり、バランスがくずれた曲線形状となる。FES―Bは、上記の式(12)で求められ、FES−B=−γgとする。   Therefore, the FES curve of the focus error signal FESg generated only from the light spot g is offset to the plus side (defocus amount = + βg). Further, since the light spot g when shifted in the Near direction straddles the light receiving region 2a and the light receiving region 2b, the amplitude peak of the focus error signal FESg when shifted in the Near direction is shifted in the Far direction. Rather than the absolute value. Therefore, the negative side amplitude FESM becomes larger than the positive side amplitude FESP, resulting in a curve shape out of balance. FES-B is obtained by the above equation (12), and FES-B = −γg.

ここで、光スポットeが、受光領域2a,2bの分割線に入射し、その位置から±Ty方向の対称な位置に、光スポットf,gが落射し、受光領域2a,2bのY方向端が、その分割線中心から同じ距離にあり、回折領域F,Gは、回折素子4を複数に分割した領域のY方向寸法を同一とすることで、フォーカスエラー信号FESf,FESgに発生するデフォーカス量の絶対値βfとβgとが等しくなり、さらにFES−Bの絶対値γfとγgとが等しくなる。   Here, the light spot e is incident on the dividing line of the light receiving regions 2a and 2b, and the light spots f and g are incident on symmetrical positions in the ± Ty direction from the position, and the ends of the light receiving regions 2a and 2b in the Y direction. Are at the same distance from the center of the dividing line, and the diffraction regions F and G have the same Y-direction dimension in the region obtained by dividing the diffraction element 4 into a plurality of defocuses generated in the focus error signals FESf and FESg. The absolute values βf and βg of the quantities become equal, and the absolute values γf and γg of FES-B become equal.

したがって、フォーカス回折領域E〜G全てによるフォーカスエラー信号FESは、下記式(13)で示され、デフォーカス量とFESバランスがほぼ打ち消し合うため、発生するデフォーカス量およびFESバランスの偏りも発生しにくくなり、フォーカスサーボ制御が安定して行えるようになり、その結果、安定して再生信号を検出することができる。
FES=FESe+FESf+FESg …(13)
Therefore, the focus error signal FES by all the focus diffraction regions E to G is expressed by the following formula (13), and the defocus amount and the FES balance almost cancel each other, so that the generated defocus amount and the FES balance are biased. As a result, the focus servo control can be performed stably, and as a result, the reproduction signal can be detected stably.
FES = FESE + FESf + FESg (13)

ただし、受光領域2a,2bの分割線のY方向位置に対する受光領域2a,bの光電変換感度Ma,Mbは、分割線中央ではそれぞれ等しくMa=Mbとなるが、それが+Y方向にずれるとMa<Mbとなり、ある位置までずれると受光領域2aの光電変換感度Maが0になり、受光領域2bの光電変換感度Mbが最大となる。逆に−Y方向にずれるとMa>Mbとなり、ある位置までずれると受光領域2bの光電変換感度Mbが0になり、受光領域2aの光電変換感度Maが最大となる。   However, the photoelectric conversion sensitivities Ma and Mb of the light receiving regions 2a and 2b with respect to the Y direction position of the dividing line of the light receiving regions 2a and 2b are equal to Ma = Mb at the center of the dividing line, respectively, but if it shifts in the + Y direction, Ma <Mb, and when it shifts to a certain position, the photoelectric conversion sensitivity Ma of the light receiving region 2a becomes 0, and the photoelectric conversion sensitivity Mb of the light receiving region 2b becomes maximum. Conversely, when it shifts in the -Y direction, Ma> Mb, and when it shifts to a certain position, the photoelectric conversion sensitivity Mb of the light receiving region 2b becomes 0, and the photoelectric conversion sensitivity Ma of the light receiving region 2a becomes maximum.

光スポットeから離れた光スポットf,gのY方向の距離Tyが大きな値を取り過ぎて、例えばフォーカスエラー信号FESfのデフォーカスβfの絶対値と、フォーカスエラー信号FESgのデフォーカスβgの絶対値とが、お互いのフォーカスエラー信号振幅のプラス側ピーク、マイナス側ピークを越えるほどに離れすぎると、フォーカスエラー信号FESのFESカーブに、2次的なピークを持つような曲線となる。このようなピークは、ノイズとなって、安定したフォーカスサーボ制御ができないことになる。そのため、光スポットf,gを落射するY方向位置Tyは、光変換感度が0にならない程度の位置に設けることが好ましい。   The distance Ty in the Y direction of the light spots f and g far from the light spot e takes too large values, for example, the absolute value of the defocus βf of the focus error signal FESf and the absolute value of the defocus βg of the focus error signal FESg. However, if the focus error signals are too far apart so as to exceed the plus and minus peaks of the focus error signal amplitude, the FES curve of the focus error signal FES has a secondary peak. Such a peak becomes noise, and stable focus servo control cannot be performed. Therefore, it is preferable to provide the Y-direction position Ty where the light spots f and g fall off at a position where the light conversion sensitivity does not become zero.

また、光スポットf、gの光量差が大きくなるような回折領域の形状である場合、ナイフエッジとなる境界線が異なる位置にある場合は、それぞれの光スポットf,gで生成されるフォーカスエラー信号FESf、FESgの逆極性であるデフォーカス量とFESバランス量の絶対値とがずれてしまい、フォーカスエラー信号FESにデフォーカスずれとFESバランスずれが発生し、フォーカスサーボ制御を安定してできなくなる。   Further, when the shape of the diffraction region is such that the light amount difference between the light spots f and g is large, or when the boundary line serving as the knife edge is at a different position, the focus error generated by each of the light spots f and g. The defocus amount, which is the opposite polarity of the signals FESf and FESg, deviates from the absolute value of the FES balance amount, and the focus error signal FES is defocused and FES balanced, which makes stable focus servo control impossible. .

そのため、受光領域2a,2b上に入射する見かけ上の光スポットf,gを、分割線中央の光強度分布が最も強く、分割線方向に対しておおよそ垂直方向となるY方向に長く延び、かつその光強度分布がほぼ対称な光スポットとすることで、光源1、受光素子2、回折素子4の光学配置ずれや、光源1の波長ずれに対するフォーカスエラー信号FESのデフォーカスずれ、FESバランスずれが、発生しにくくなる。   For this reason, the apparent light spots f and g incident on the light receiving regions 2a and 2b have the strongest light intensity distribution at the center of the dividing line and extend long in the Y direction, which is approximately perpendicular to the dividing line direction, and By making the light spot having a substantially symmetrical light intensity distribution, the optical arrangement deviation of the light source 1, the light receiving element 2, and the diffraction element 4, the defocus deviation of the focus error signal FES with respect to the wavelength deviation of the light source 1, and the FES balance deviation are caused. , Less likely to occur.

例えば、回折素子4の回転調整角度をθとすると、このθに対して、発生するデフォーカス量の裕度が大きくなる。受光領域2a、2bの分割線上の光スポットが1点である場合、回折素子4の回転調整角度θ=±1度で、デフォーカス量=±0.7μm発生する場合に比べて、第1の実施形態による光ピックアップ装置8では、同じ回折素子4の回転調整角度θ=±1度で、デフォーカス量=±0.5μmと、回転調整角度θに対するデフォーカス量を低減することができる。   For example, when the rotation adjustment angle of the diffraction element 4 is θ, the tolerance of the amount of defocus that occurs is large with respect to θ. When the number of light spots on the dividing line of the light receiving regions 2a and 2b is one point, the first adjustment is made as compared with the case where the rotation adjustment angle θ of the diffraction element 4 is ± 1 degree and the defocus amount is ± 0.7 μm. In the optical pickup device 8 according to the embodiment, when the rotation adjustment angle θ of the same diffraction element 4 is ± 1 degree, the defocus amount is ± 0.5 μm, and the defocus amount with respect to the rotation adjustment angle θ can be reduced.

また、第1の実施形態の光ピックアップ装置8では、受光領域2a,2bの分割線近傍に3つの光スポットを生成し、中央の光スポットeに対して、Y方向にそれぞれ対称な位置に、補助的な光スポットf、gを配置したが、光スポットf、gの位置をY方向にのみずらして配置した場合は、受光領域2a,2bの分割線方向とほぼ同じであるため、光スポットf、gそれぞれから生成されるフォーカスエラー信号FESf、FESgのFESカーブは、光スポットeで生成されるフォーカスFESeのFESカーブとほぼ同じとなる。そのため、デフォーカス量およびFESバランスはほぼ同じであり、光スポットが一つであった場合のフォーカスエラー信号FESの特性とあまり差異が無い。   Further, in the optical pickup device 8 of the first embodiment, three light spots are generated in the vicinity of the dividing lines of the light receiving regions 2a and 2b, and are symmetrically positioned in the Y direction with respect to the central light spot e. Although the auxiliary light spots f and g are arranged, when the positions of the light spots f and g are shifted only in the Y direction, the light spots are almost the same as the dividing line direction of the light receiving regions 2a and 2b. The FES curves of the focus error signals FESf and FESg generated from f and g are substantially the same as the FES curve of the focus FESe generated at the light spot e. Therefore, the defocus amount and the FES balance are almost the same, and there is not much difference from the characteristics of the focus error signal FES when there is one light spot.

つまり、受光領域2a,2bの分割線上に入射する見かけ上の光スポットが、受光領域2a,2bの分割線と同じ方向に長くなっただけであるため、光源1、受光素子2、回折素子4の光学配置ずれや、光源1の波長ずれに対するフォーカスエラー信号FESのデフォーカスずれ、FESバランスずれは、光スポットが一つだった場合に比べて、変化が少ない。   That is, the apparent light spot incident on the dividing line of the light receiving regions 2a and 2b is only elongated in the same direction as the dividing line of the light receiving regions 2a and 2b, so that the light source 1, the light receiving element 2, and the diffraction element 4 The change in the optical arrangement deviation, the defocus deviation of the focus error signal FES with respect to the wavelength deviation of the light source 1, and the FES balance deviation are small compared to the case where there is one light spot.

また、上記では、回折素子4のフォーカス回折領域において光強度分布が最も強い回折領域Eについては、1つのみの構成としたが、これに限定されることなく、中心Oを通るY方向の軸に対して対称な位置であれば、複数の領域を備えていてもよい。   In the above description, the diffraction region E having the strongest light intensity distribution in the focus diffraction region of the diffraction element 4 has only one configuration. However, the present invention is not limited to this, and the Y-direction axis passing through the center O is not limited thereto. A plurality of regions may be provided as long as the positions are symmetrical with respect to each other.

また、上記では、回折素子4のフォーカス回折領域における光強度分布が最も強い回折領域Eの幅を、回折領域F、Gと同一としたが、これに限定されることなく、回折領域Eの幅を、回折領域F、Gと異なる幅としてもよい。異ならせる場合であっても、複数ある回折領域F,Gの各領域に設けられる回折格子の本数が、少なくとも5本以上となるような幅に設定すればよい。   In the above description, the width of the diffraction region E having the strongest light intensity distribution in the focus diffraction region of the diffraction element 4 is the same as that of the diffraction regions F and G. However, the width of the diffraction region E is not limited thereto. May be different from the diffraction regions F and G. Even when different, the width may be set such that the number of diffraction gratings provided in each of the plurality of diffraction regions F and G is at least 5 or more.

また、上記では、受光領域a,bの分割線近傍に落射する光スポットを、光スポットe,光スポットfおよび光スポットgの3点に設定したが、これに限定されることなく、分割線中央に落射する光スポットに対して対称な位置であれば、さらに多くても良い。   In the above description, the light spot incident on the vicinity of the dividing line of the light receiving regions a and b is set to three points of the light spot e, the light spot f, and the light spot g. However, the present invention is not limited to this. The number may be larger as long as the position is symmetrical with respect to the light spot incident on the center.

また、上記では、受光領域a,bの中央に落射する光スポットに対して、その他の光スポットの位置を、Y方向に離れた位置にのみ配置したが、これに限定されることなく、Y方向に対して対称な位置であれば、Y方向とX方向の双方を組み合わせてずらした位置に配置することも可能である。   In the above description, the positions of the other light spots are arranged only at positions separated in the Y direction with respect to the light spot incident on the center of the light receiving areas a and b. However, the present invention is not limited to this. As long as the position is symmetric with respect to the direction, it is also possible to dispose at a position shifted by combining both the Y direction and the X direction.

また、上記では、回折領域F、Gの分割領域を、Y方向に複数分割し、X方向の一方向から見たときに、交互に配置しているが、これに限定されることなく、回折領域Eに対して、対称な位置に交互に配置しても良い。また、上記では、回折領域E〜Gの分割線は、Y方向に平行な方向で、かつ直線状としたが、これに限定されることなく、折れ線状および曲線状などであっても良い。   In the above description, the divided regions of the diffraction regions F and G are divided into a plurality of regions in the Y direction and arranged alternately when viewed from one direction in the X direction. You may arrange | position alternately with respect to the area | region E in the symmetrical position. In the above description, the dividing lines of the diffraction regions E to G are in a direction parallel to the Y direction and linear, but are not limited thereto, and may be a polygonal line, a curved line, or the like.

(第2実施形態)
図5は、本発明の第2実施形態に係る光ピックアップ装置28の構成を示す模式図である。図6は、光源21および受光素子22の配置構成を、光軸方向から見た平面図である。図7は、第2実施形態に含まれるフォーカス誤差検出装置の一例のうち、光源21が第1波長の光を出射したときの回折素子24と、これによって回折した光が到達する受光素子22の各受光領域との関係を表す平面図である。図8は、第2実施形態に含まれるフォーカス誤差検出装置の一例のうち、光源21が第2波長の光を出射したときの回折素子24と、これによって回折した光が到達する受光素子22の各受光領域との関係を表す平面図である。図9は、受光素子22に入射する光を、光軸方向に対して直交する方向から見たときの模式図である。図10は、第2実施形態において、対物レンズ26によって集光された光が、光学記録媒体27に集光したとき、およびその位置からのフォーカス方向であるZ方向にプラス側/マイナス側に移動したときの、回折素子24および受光素子22上に落射する光スポット形状を表す平面図である。図11は、図10に示した回折領域毎のフォーカスエラー信号FESを全てまとめたフォーカスエラー信号FESの特性図であり、対物レンズ26のフォーカス方向であるY方向の移動距離に応じて検出されるフォーカスエラー信号FESを波長毎に表した特性図である。
(Second Embodiment)
FIG. 5 is a schematic diagram showing a configuration of an optical pickup device 28 according to the second embodiment of the present invention. FIG. 6 is a plan view of the arrangement configuration of the light source 21 and the light receiving element 22 as viewed from the optical axis direction. FIG. 7 shows an example of the focus error detection apparatus included in the second embodiment. The diffraction element 24 when the light source 21 emits light of the first wavelength and the light receiving element 22 to which the light diffracted thereby reaches. It is a top view showing the relationship with each light reception area | region. FIG. 8 shows the diffraction element 24 when the light source 21 emits light of the second wavelength and the light receiving element 22 to which the light diffracted thereby reaches, among examples of the focus error detection apparatus included in the second embodiment. It is a top view showing the relationship with each light reception area | region. FIG. 9 is a schematic diagram when light incident on the light receiving element 22 is viewed from a direction orthogonal to the optical axis direction. FIG. 10 shows that the light collected by the objective lens 26 moves to the plus / minus side in the Z direction, which is the focus direction from the position, when the light collected by the objective lens 26 is collected in the second embodiment. It is a top view showing the light spot shape which falls on the diffraction element 24 and the light receiving element 22 when it does. FIG. 11 is a characteristic diagram of the focus error signal FES in which all the focus error signals FES for each diffraction area shown in FIG. 10 are collected, and is detected according to the movement distance of the objective lens 26 in the Y direction which is the focus direction. FIG. 6 is a characteristic diagram illustrating a focus error signal FES for each wavelength.

第2実施形態に係る光ピックアップ装置28は、第1実施形態の光ピックアップ装置8の構成と類似しており、以下、第1実施形態に対する第2実施形態の相違点を中心に説明する。   The optical pickup device 28 according to the second embodiment is similar to the configuration of the optical pickup device 8 of the first embodiment, and hereinafter, description will be made focusing on differences between the second embodiment and the first embodiment.

第2実施形態に係る光ピックアップ装置28の光源21は、光学記録媒体27に照射されるべき光をとして、波長の異なる複数種類の光を出射することが可能であり、たとえば、第1発光点21aと第2発光点21bとを備え、第1発光点21aは、第1波長である650nm近傍の光を出射し、第2発光点21bは、第2波長である780nm近傍の光を出射する。このような光源21は、たとえばモノリシック型の半導体レーザ素子で実現できる。   The light source 21 of the optical pickup device 28 according to the second embodiment can emit a plurality of types of light having different wavelengths using the light to be irradiated on the optical recording medium 27. For example, the first light emitting point 21a and a second light emitting point 21b, the first light emitting point 21a emits light near the first wavelength of 650 nm, and the second light emitting point 21b emits light near the second wavelength of 780 nm. . Such a light source 21 can be realized by, for example, a monolithic semiconductor laser element.

光源21は、第1発光点21aを光軸中心として出射し、第1発光点21aに対して+X方向に距離LDxずれた位置に、第2発光点21bが位置するように配置される。第1波長の光の光軸は、コリメートレンズ25および対物レンズ26の中心を通るように配置され、第1波長の光に対応した光学記録媒体27aに集光される。さらに、第2波長の光の光軸は、コリメートレンズ25および対物レンズ26の光学系の中心から距離LDxだけずれているため、主光線方向は光学系の倍率分だけ傾き、第2波長の光に対応した光学記録媒体27bに集光される。   The light source 21 emits with the first light emitting point 21a as the center of the optical axis, and is arranged such that the second light emitting point 21b is located at a position shifted by a distance LDx in the + X direction with respect to the first light emitting point 21a. The optical axis of the first wavelength light is disposed so as to pass through the centers of the collimating lens 25 and the objective lens 26, and is condensed on the optical recording medium 27a corresponding to the first wavelength light. Further, since the optical axis of the second wavelength light is deviated from the center of the optical system of the collimating lens 25 and the objective lens 26 by the distance LDx, the principal ray direction is inclined by the magnification of the optical system, and the second wavelength light. Is condensed on the optical recording medium 27b corresponding to the above.

受光素子22は、第1実施形態の受光素子2と略同一構造であり、光源21a,21bに対して+X方向側に配置されたフォーカス受光領域22a、22bと、フォーカス受光領域22a、22bに対して+Y方向に配置されたラジアル受光領域22cと、−Y方向に配置されたラジアル受光領域22dとを有している。フォーカス受光領域22a、22bの境界となる分割線は、第1発光点21a、第2発光点21bの配設方向であるX方向に平行か、またはX方向に対して角度α2だけ傾斜して設けられる。傾斜角度α2は、光源21の波長変動によって、回折領域で回折されるときの回折角が変動し、受光領域22a,22bの分割線上に入射する光スポットの形状が大きくなり、かつ変形するため、その影響で発生するフォーカスエラー信号FESに生じるオフセットを吸収するために分割線を傾かせるための角度である。   The light receiving element 22 has substantially the same structure as that of the light receiving element 2 of the first embodiment, and the focus light receiving areas 22a and 22b and the focus light receiving areas 22a and 22b disposed on the + X direction side with respect to the light sources 21a and 21b. And a radial light receiving region 22c arranged in the + Y direction and a radial light receiving region 22d arranged in the -Y direction. The dividing line serving as the boundary between the focus light receiving regions 22a and 22b is provided parallel to the X direction, which is the arrangement direction of the first light emitting point 21a and the second light emitting point 21b, or inclined by an angle α2 with respect to the X direction. It is done. The tilt angle α2 is caused by the diffraction angle when diffracted in the diffraction region due to the wavelength variation of the light source 21, and the shape of the light spot incident on the dividing line of the light receiving regions 22a and 22b is increased and deformed. This is an angle for inclining the dividing line to absorb the offset generated in the focus error signal FES caused by the influence.

回折素子24は、第1の実施形態とフォーカス回折領域のみが異なるように構成される。フォーカス回折領域24は、円形状の外縁の中に、光軸となる中心Oを通るX方向に平行な分割線29を境界として、その分割線29から、分割線29に対して一定の角度δで傾斜し、所定の間隔を開けて平行に延びる複数の分割線30で分割された、帯状の回折領域E、F、G、H(それぞれの領域は、前記第1回折領域、第2回折領域に相当する)で構成される。   The diffraction element 24 is configured so that only the focus diffraction region is different from the first embodiment. The focus diffraction region 24 has a certain angle δ from the dividing line 29 with respect to the dividing line 29 with a dividing line 29 parallel to the X direction passing through the center O serving as the optical axis in a circular outer edge. The band-shaped diffraction regions E, F, G, and H (each of which is divided into the first diffraction region and the second diffraction region) divided by a plurality of dividing lines 30 that extend in parallel at predetermined intervals. Equivalent to).

回折領域Eは、光軸中心Oから−X方向にややずれた位置に1つだけ配置される。回折領域F〜Hは、回折領域Eから、−X方向に、回折領域H→回折領域G→回折領域H→回折領域Fを1サイクルとして繰り返し配置される。つまり、1領域置きに回折領域Hが現れるように配置され、回折領域Hに隣接する回折領域Fと回折領域Gとが、交互に現れるように配置される。   Only one diffraction region E is arranged at a position slightly shifted from the optical axis center O in the −X direction. The diffraction regions F to H are repeatedly arranged in the −X direction from the diffraction region E, with the diffraction region H → the diffraction region G → the diffraction region H → the diffraction region F as one cycle. That is, it arrange | positions so that the diffraction area H may appear every other area, and the diffraction area F and the diffraction area G which adjoin the diffraction area H are arrange | positioned so that it may appear alternately.

同様に、回折領域Eから+X方向に、回折領域H→回折領域F→回折領域H→回折領域Gを1サイクルとして繰り返し配置される。つまり、1領域置きに回折領域Hが現れるように配置され、回折領域Hに隣接する回折領域Fと回折領域Gとが、交互に現れるように配置される。   Similarly, in the + X direction from the diffraction area E, the diffraction area H → the diffraction area F → the diffraction area H → the diffraction area G is repeatedly arranged as one cycle. That is, it arrange | positions so that the diffraction area H may appear every other area, and the diffraction area F and the diffraction area G which adjoin the diffraction area H are arrange | positioned so that it may appear alternately.

回折領域Eおよび回折領域HのX方向幅を等しくし、回折領域Fおよび回折領域GのX方向幅は、回折領域Eおよび回折領域HのX方向幅に対して半分とする。   The X-direction widths of the diffraction region E and the diffraction region H are made equal, and the X-direction widths of the diffraction region F and the diffraction region G are half of the X-direction widths of the diffraction regions E and H.

回折領域Hは、第1波長の光用のフォーカス回折領域で、回折領域E〜Gは、第2波長の光用のフォーカス回折領域として構成されている。ただし、第1波長の光が光学記録媒体27aで反射した反射光32aが、回折素子24に入射したときの光スポット32aの半径内に、回折領域Hが、回折領域EのX方向両側にそれぞれ少なくとも2本以上含まれるように設定される。また、第2波長の光が光学記録媒体27bで反射した反射光32bが、回折素子24に入射したときの光スポット32bの半径内に、回折領域Fまたは回折領域Gが、回折領域EのX方向両側にそれぞれ少なくとも2本以上含まれるように設定される。   The diffraction region H is a focus diffraction region for light of the first wavelength, and the diffraction regions E to G are configured as focus diffraction regions for light of the second wavelength. However, the reflected light 32a obtained by reflecting the light of the first wavelength by the optical recording medium 27a is within the radius of the light spot 32a when entering the diffraction element 24, and the diffraction region H is on both sides of the diffraction region E in the X direction. It is set to include at least two or more. In addition, the diffraction region F or the diffraction region G is within the radius of the light spot 32b when the reflected light 32b of the second wavelength light reflected by the optical recording medium 27b is incident on the diffraction element 24. It is set so that at least two are included on both sides in the direction.

また、回折領域E〜Hの各領域には、凹凸形状となる複数の回折溝が平行もしくはそれに近い形状でかつ周期的に並んで形成されるが、1つの回折領域内に、この回折溝が5本以上配置するようなX方向の幅とする。また、回折領域Hは、光学記録媒体27aからの第1波長の反射光32aを信号検出用の受光領域22a〜22dに向けて、+1次回折光を回折する。さらに、回折領域E〜Gは、光学記録媒体27bからの第2波長の反射光32bをそれぞれ信号検出用の受光領域22a〜22dに向けて、+1次回折光を回折する。   In addition, in each of the diffraction regions E to H, a plurality of diffractive grooves having a concavo-convex shape are formed in parallel or close to each other and periodically arranged, and the diffraction grooves are formed in one diffraction region. The width in the X direction is such that five or more are arranged. The diffraction region H diffracts the + 1st order diffracted light by directing the reflected light 32a having the first wavelength from the optical recording medium 27a toward the light receiving regions 22a to 22d for signal detection. Further, the diffraction regions E to G diffract the + 1st order diffracted light by directing the reflected light 32b of the second wavelength from the optical recording medium 27b toward the light receiving regions 22a to 22d for signal detection, respectively.

光学記録媒体27aで反射された第1波長の反射光32aが回折素子24に入射すると、回折領域Hによって、受光領域22aと受光領域22bの分割線近傍に向けて回折される。その反射光32aは、回折素子24上では、光軸中心Oを中心とした円形の光スポットとなり、回折領域Hにより回折された光は、光軸中心Oから+X方向に距離Txだけ離れた位置に、光スポットhとして1点に集光するように落射される。   When the reflected light 32a having the first wavelength reflected by the optical recording medium 27a enters the diffraction element 24, it is diffracted by the diffraction region H toward the vicinity of the dividing line between the light receiving region 22a and the light receiving region 22b. The reflected light 32a becomes a circular light spot centered on the optical axis center O on the diffraction element 24, and the light diffracted by the diffraction region H is located at a distance Tx from the optical axis center O in the + X direction. Then, it is incident on the light spot h so as to be condensed at one point.

また、光学記録媒体27bからの第2波長の反射光32bが回折素子24に入射すると、回折領域E〜Gにより回折された光は、受光領域22aと22bの分割線近傍に向けて回折される。その反射光32bは、光源21bが+X方向にずれているため、回折素子24上では、光軸中心Oから+X方向にずれた位置O’を中心とした円形の光スポットとなり、その内、回折領域Eにより回折された光は、受光領域22a、22b分割線の中央に光スポットeとして、光軸中心Oから+X方向に、距離Txだけ離れた位置に、1点に集光するように落射される。回折領域Fにより回折された光は、光スポットeから+Y方向に距離Tyだけ離れた位置に、光スポットfとして、−Z方向に距離Tzだけデフォーカスするように落射される。回折領域Gにより回折された光は、光スポットeから−Y方向に距離Tyだけ離れた位置に、光スポットgとして、+Z方向に距離Tzだけデフォーカスするように落射される。つまり、光スポットfおよび光スポットgは、受光領域22a,22bの分割線中央に集光した光スポットeに対してY方向、Z方向に対して対称な位置となるような位置に集光するように設定される。   When the reflected light 32b having the second wavelength from the optical recording medium 27b is incident on the diffraction element 24, the light diffracted by the diffraction regions E to G is diffracted toward the vicinity of the dividing line between the light receiving regions 22a and 22b. . Since the light source 21b is shifted in the + X direction, the reflected light 32b becomes a circular light spot centered on the position O ′ shifted in the + X direction from the optical axis center O on the diffraction element 24. The light diffracted by the region E is reflected as a light spot e in the center of the light receiving regions 22a and 22b dividing line so as to be condensed at one point in the position + X from the optical axis center O in the + X direction. Is done. The light diffracted by the diffraction region F is reflected as a light spot f at a position away from the light spot e in the + Y direction by a distance Ty so as to defocus in the −Z direction by a distance Tz. The light diffracted by the diffraction region G is reflected as a light spot g at a position away from the light spot e by the distance Ty in the −Y direction so as to be defocused by the distance Tz in the + Z direction. That is, the light spot f and the light spot g are condensed at a position that is symmetrical with respect to the Y direction and the Z direction with respect to the light spot e collected at the center of the dividing line of the light receiving regions 22a and 22b. Is set as follows.

受光領域22aと受光領域22bとの分割線近傍では、光スポットfおよび光スポットgは、複数の帯状スポットの外接形状が半月型となるぼやけたスポット形状となり、半月型の外接形状のうち、回折領域の分割線29に対応してナイフエッジとなる直線部分が、光スポットeに対して互いに離れるように、かつ円弧部分が互いに向き合うように、複数の光スポット群として落射される。   In the vicinity of the dividing line between the light receiving region 22a and the light receiving region 22b, the light spot f and the light spot g have a blurred spot shape in which the circumscribed shape of the plurality of belt-like spots is a half-moon shape. The straight portions that become the knife edges corresponding to the dividing lines 29 of the region are reflected as a plurality of light spot groups so that they are separated from the light spot e and the arc portions face each other.

このように、第1波長の光と第2波長の光がそれぞれ入射しても、受光領域22a,22bの集光位置を、光軸中心Oから距離Txだけ離れた位置としている。   In this way, even if light of the first wavelength and light of the second wavelength are incident, the condensing positions of the light receiving regions 22a and 22b are positions separated from the optical axis center O by the distance Tx.

上記のように回折領域E〜Hの回折方向および光スポットe〜hの集光位置を設定すると、第1波長の反射光32aが、第2波長の光を回折させるための回折領域E〜Gに入射して回折された光の回折角と、回折領域Hに入射して回折された光の回折角とが異なる。回折領域E〜Gに入射されるべき第2波長の光は、回折領域Hで回折されるべき第1波長の光よりも波長が長いので、第1波長の反射光32aが回折領域E〜Gに入射して回折された光の回折角は大きくなり、距離Txよりも遠い位置に落射する。   When the diffraction direction of the diffraction regions E to H and the condensing position of the light spots e to h are set as described above, the reflected light 32a of the first wavelength causes the diffraction regions E to G to diffract the light of the second wavelength. The diffraction angle of the light incident on and diffracted differs from the diffraction angle of the light incident on the diffraction region H and diffracted. Since the second wavelength light to be incident on the diffraction regions E to G has a longer wavelength than the first wavelength light to be diffracted in the diffraction region H, the reflected light 32a of the first wavelength is reflected in the diffraction regions E to G. The diffraction angle of the light incident on and diffracted becomes larger and falls on a position farther than the distance Tx.

同様に、第2波長の反射光32bが、第1波長の光を回折させるための回折領域Hに入射して回折された光の回折角と、回折領域E〜Gに入射して回折された光の回折角とが異なる。   Similarly, the reflected light 32b of the second wavelength is incident on the diffraction region H for diffracting the light of the first wavelength and is diffracted by entering the diffraction regions E to G. The diffraction angle of light is different.

回折領域Hで回折されるべき第1波長の光は、回折領域E〜Gに入射されるべき第2波長の光よりも波長が短いので、第2波長の反射光32bが回折領域Hに入射して回折された光の回折角は小さくなり、距離Txよりも近い位置に落射する。 Since the first wavelength light to be diffracted in the diffraction region H has a shorter wavelength than the second wavelength light to be incident on the diffraction regions E to G, the second wavelength reflected light 32b is incident on the diffraction region H. Thus, the diffraction angle of the diffracted light becomes small and falls on a position closer than the distance Tx.

これらの光スポットが、受光領域22aおよび受光領域22bに入射しないように、受光領域22aと受光領域22bのX方向寸法を短くすることで、本来回折されるべき光以外の光の影響を受けることが無い。   By reducing the X-direction dimensions of the light receiving region 22a and the light receiving region 22b so that these light spots do not enter the light receiving region 22a and the light receiving region 22b, the light spot is affected by light other than the light that should originally be diffracted. There is no.

第2の実施形態に係る光ピックアップ装置28の動作原理について説明する。第1波長の光および第2波長の光に対応した対物レンズ26の有効径が異なることから、それぞれの光に対応するフォーカスエラー信号FESの検出感度および振幅などの特性は変わるものの、原理的には第1の実施形態の光ピックアップ装置8と同じである。   The operation principle of the optical pickup device 28 according to the second embodiment will be described. Since the effective diameters of the objective lens 26 corresponding to the light of the first wavelength and the light of the second wavelength are different, the characteristics such as the detection sensitivity and the amplitude of the focus error signal FES corresponding to each light change, but in principle. Is the same as the optical pickup device 8 of the first embodiment.

第1波長の光が出射されるときは、対物レンズ26の第1波長の光に対応する有効径が大きく、かつ受光領域22aおよび受光領域22bの分割線上に集光する光スポットhが1点のため、検出感度が大きくなる。   When the light of the first wavelength is emitted, the effective diameter corresponding to the light of the first wavelength of the objective lens 26 is large, and one light spot h is collected on the dividing line of the light receiving region 22a and the light receiving region 22b. Therefore, the detection sensitivity is increased.

また、第2波長の光が出射されるときは、対物レンズ26の第2波長の光に対応する有効径が、第1波長の光に対する有効径よりも小さい。第1の実施形態と同様、見かけ上の光スポットがY方向に長くなる。光スポットfは、光スポットeに対して、−Y方向だけでなく、−Z方向に距離Tzだけシフトしている。これは対物レンズ26がFar側にシフトしているのと同じ効果となる。光スポットeが合焦状態となる対物レンズ位置で、光スポットfの形状は、受光領域22a上で距離−Tz分だけぼやけて、受光領域22b方向に延びる大きなスポットとなり、対物レンズがNear側にシフトするにつれて、スポットが小さくなり、やがて集光し、そして反転して大きくなる。逆にFar側にシフトすると、反転せずさらに大きくなる。したがって、光スポットfのみから生成されるフォーカスエラー信号FESf2の特性として、オフセットβf2は、第1の実施形態のように第1波長の光が出射されたときの光スポットfが仮に集光したときに発生するオフセットβfと比較すると小さくなる。   When the second wavelength light is emitted, the effective diameter corresponding to the second wavelength light of the objective lens 26 is smaller than the effective diameter for the first wavelength light. As in the first embodiment, the apparent light spot becomes longer in the Y direction. The light spot f is shifted by the distance Tz in the −Z direction as well as the −Y direction with respect to the light spot e. This is the same effect as the objective lens 26 is shifted to the Far side. At the position of the objective lens at which the light spot e is in focus, the shape of the light spot f is blurred by the distance −Tz on the light receiving area 22a and becomes a large spot extending in the direction of the light receiving area 22b. As it shifts, the spot becomes smaller, eventually converges, and inverts to become larger. Conversely, when shifting to the Far side, it becomes larger without inversion. Therefore, as a characteristic of the focus error signal FESf2 generated only from the light spot f, the offset βf2 is set when the light spot f when the light of the first wavelength is emitted is temporarily condensed as in the first embodiment. It becomes smaller compared to the offset βf generated at.

同様に、光スポットgは光スポットeに対して、+Y方向だけでなく、+Z方向に距離Tz分だけシフトしている。これはNear側に対物レンズ26がシフトしているのと同じ効果となる。光スポットeが合焦状態となる対物レンズ位置で、光スポットgの形状は、受光領域22b上で距離+Tz分だけぼやけて、受光領域22a方向に延びる大きなスポットとなり、対物レンズ26がFar側にシフトするにつれて、スポットが小さくなり、やがて集光し、そして反転して大きくなる。逆にNear側にシフトすると、反転せずさらに大きくなる。したがって、光スポットgのみから生成されるフォーカスエラー信号FESg2の特性として、オフセットβg2は、第1の実施形態のように第1波長の光が出射されたときの光スポットfが仮に集光したときに発生するオフセットβgと比較すると小さくなる。   Similarly, the light spot g is shifted by the distance Tz in the + Z direction as well as in the + Y direction with respect to the light spot e. This is the same effect as the objective lens 26 is shifted to the Near side. At the position of the objective lens where the light spot e is in focus, the shape of the light spot g is blurred by the distance + Tz on the light receiving area 22b and becomes a large spot extending in the direction of the light receiving area 22a. As it shifts, the spot becomes smaller, eventually converges, and inverts to become larger. Conversely, when shifting to the Near side, it becomes larger without inversion. Therefore, as a characteristic of the focus error signal FESg2 generated only from the light spot g, the offset βg2 is obtained when the light spot f when the light of the first wavelength is emitted is temporarily condensed as in the first embodiment. It becomes smaller compared to the offset βg generated in.

光スポットeのみから生成されるフォーカスエラー信号FESe2と、光スポットe〜g全てを合成したフォーカスエラー信号FES2については、第1の実施形態と同一原理であるため、説明を省略する。   The focus error signal FESe2 generated only from the light spot e and the focus error signal FES2 obtained by synthesizing all the light spots e to g are the same principle as in the first embodiment, and thus description thereof is omitted.

ただし、光スポットeおよび光スポットfのY方向位置は、スポット外形が分割線に向かって大きくなる形状ではあるが、第1の実施形態と同じく、受光領域22aおよび受光領域22bの分割線近傍の光変換感度が0にならない程度のY方向位置Tyに設けるのが良い。また、光スポットeおよび光スポットfのZ方向位置Tzを長くしすぎると、フォーカスエラー信号FESの振幅が小さくなり、ダイナミックレンジが小さくなってしまうため、適切な長さとすることが好ましい。   However, the positions of the light spot e and the light spot f in the Y direction are such that the spot outer shape becomes larger toward the dividing line, but as in the first embodiment, the positions in the vicinity of the dividing lines of the light receiving region 22a and the light receiving region 22b. It is preferable to provide the Y-direction position Ty so that the light conversion sensitivity does not become zero. In addition, if the Z-direction position Tz of the light spot e and the light spot f is too long, the amplitude of the focus error signal FES is decreased and the dynamic range is decreased.

以上より、第2の実施形態では、受光領域22aおよび受光領域22bに入射する見かけ上の光スポットが、Y方向に大きくなるのと同時に、焦点深度が長くなる効果を得ることができる。つまり、第1発光点21aに対して、第2発光点21b、受光素子22および回折素子23の光学配置にずれが生じたとしても、第1の実施形態の光ピックアップ装置8よりも、発生するデフォーカス量をさらに低減することが可能である。そのため、第1波長の光を出射した状態で、精度よく回折素子の位置調整(XYθ方向)を行えば、第2波長の光が、受光領域22aおよび受光領域22bの分割線上で、XYZ方向に若干ずれても、見かけ上の光スポットは、Y方向に大きくなっており、かつZ方向にも焦点深度が長くなっているため、デフォーカス量のばらつきを少なくできる。   As described above, in the second embodiment, the apparent light spot incident on the light receiving region 22a and the light receiving region 22b increases in the Y direction, and at the same time, the effect of increasing the depth of focus can be obtained. That is, even if a deviation occurs in the optical arrangement of the second light emitting point 21b, the light receiving element 22, and the diffraction element 23 with respect to the first light emitting point 21a, it occurs more than the optical pickup device 8 of the first embodiment. It is possible to further reduce the defocus amount. Therefore, if the position of the diffractive element is accurately adjusted (XYθ direction) in a state where the light of the first wavelength is emitted, the light of the second wavelength is in the XYZ direction on the dividing line of the light receiving region 22a and the light receiving region 22b. Even if there is a slight deviation, the apparent light spot is large in the Y direction and the depth of focus is also long in the Z direction, so that variations in the defocus amount can be reduced.

第1波長の光を出射した状態では、回折素子23の回転調整角度θ=±1度で、デフォーカス量=±0.4μmと、回転調整角度θに対するデフォーカス量を低減することができる。また、受光素子22の位置がY方向に±10μmずれた場合、第1波長の光を出射した状態で回折素子23を移動、回転させ、デフォーカス量が0μmになるように調整したときの、第2波長の光で発生するデフォーカス量は、±0.1μm程度で抑えられる。これは、第1発光点21aと第2発光点21bとを結んだ直線と、受光領域22a,22bの分割線とが、平行もしくはそれに近い(成す角がせいぜい角度α2)ため、回折素子23の位置調整(XYθ方向)を行い、デフォーカス量のばらつきを±0.4μm以内に抑えれば、第2波長の光でのデフォーカス量を±0.5μm以内に抑えることが可能である。   In the state where the light of the first wavelength is emitted, the rotation adjustment angle θ of the diffraction element 23 is ± 1 degree, the defocus amount is ± 0.4 μm, and the defocus amount with respect to the rotation adjustment angle θ can be reduced. Further, when the position of the light receiving element 22 is shifted by ± 10 μm in the Y direction, the diffraction element 23 is moved and rotated in a state where the light of the first wavelength is emitted, and the defocus amount is adjusted to be 0 μm. The defocus amount generated by the light of the second wavelength is suppressed to about ± 0.1 μm. This is because the straight line connecting the first light emitting point 21a and the second light emitting point 21b and the dividing line of the light receiving regions 22a and 22b are parallel or close to each other (the angle formed is at most an angle α2). If the position adjustment (XYθ direction) is performed and the variation in the defocus amount is suppressed within ± 0.4 μm, the defocus amount with the light of the second wavelength can be suppressed within ± 0.5 μm.

ここで、受光領域22a,22bに入射した第2波長による光スポットf,gのY方向位置は、光スポットf,gのナイフエッジとなる直線部分が互いに離れるような配置としたが、これを逆にY方向に向き合うように配置すると、光スポットfのみから生成されるフォーカスエラー信号FESf2と、光スポットgのみから生成されるフォーカスエラー信号FESg2の、FESカーブのオフセットが大きくなるため、光スポットe〜gを合成したフォーカスエラー信号FESも、光学配置がずれた場合に、そのオフセットが大きくなるので、好ましくない。   Here, the Y-direction positions of the light spots f and g due to the second wavelength incident on the light receiving regions 22a and 22b are arranged so that the linear portions that are the knife edges of the light spots f and g are separated from each other. On the other hand, if they are arranged so as to face each other in the Y direction, the offset of the FES curve between the focus error signal FESf2 generated only from the light spot f and the focus error signal FESg2 generated only from the light spot g increases. The focus error signal FES obtained by combining e to g is not preferable because the offset increases when the optical arrangement is shifted.

また、光軸中心Oから受光領域22a,22bへのX方向の集光位置を、第1波長の光および第2波長の光ともに、等しく距離Txだけ離れた位置としているため、受光素子22がXY平面内で回転した場合でも、第1波長の光に対する第2波長の光の光スポット位置ずれが小さく、発生する第2波長の光のデフォーカス量のばらつきを小さくすることができる。   In addition, since the condensing position in the X direction from the optical axis center O to the light receiving regions 22a and 22b is the same distance for both the first wavelength light and the second wavelength light by the distance Tx, the light receiving element 22 Even when rotated in the XY plane, the light spot position deviation of the second wavelength light with respect to the first wavelength light is small, and the variation in the defocus amount of the generated second wavelength light can be reduced.

また、上記では、光源21としてモノシリック型の半導体レーザ素子を例示したが、これに限定されることなく、2つの半導体レーザ素子を並列に配置したハイブリッド型でも良い。   In the above description, a monolithic type semiconductor laser element is exemplified as the light source 21. However, the light source 21 is not limited to this, and may be a hybrid type in which two semiconductor laser elements are arranged in parallel.

また、上記では、一方の第2波長の光についてのみ、受光領域22a,22bに入射する光を、Y方向およびZ方向にずらした複数のスポットを生成する3種の回折領域を配置したが、これに限定されることなく、第1波長の光と第2波長の光の双方で生成する光スポットを、複数生成するような回折領域を配置しても良い。   In the above, only one light of the second wavelength is arranged with three types of diffraction regions that generate a plurality of spots in which light incident on the light receiving regions 22a and 22b is shifted in the Y direction and the Z direction. However, the present invention is not limited to this, and a diffraction region that generates a plurality of light spots generated by both the first wavelength light and the second wavelength light may be arranged.

また、フォーカス回折領域E〜Hの傾斜角δは、30°〜150°の範囲の中で配置しても良い。さらに分割線30は、平行直線である必要はなく、平行な曲線などでも良い。   Further, the inclination angle δ of the focus diffraction regions E to H may be arranged within a range of 30 ° to 150 °. Furthermore, the dividing line 30 does not have to be a parallel straight line, and may be a parallel curve.

また、上記では、第2波長の光を回折させるための回折領域F、Gを、隣接して配置したが、これに限定されることなく、第1波長の光を回折させるための回折領域Hにそれぞれを隣接して配置し、例えば、回折領域H→回折領域G→回折領域H→回折領域Fを1サイクルとするなど、光スポットF、Gの対称性が良くなるような配置としても良い。   In the above description, the diffraction regions F and G for diffracting the light of the second wavelength are disposed adjacent to each other. However, the present invention is not limited thereto, and the diffraction region H for diffracting the light of the first wavelength is not limited thereto. Are arranged adjacent to each other, for example, the diffraction region H → the diffraction region G → the diffraction region H → the diffraction region F is set to one cycle, so that the symmetry of the light spots F and G may be improved. .

(第3実施形態)
図12は、本発明の第3実施形態に係る光ピックアップ装置48の構成を表す模式図である。図13は、光源41および受光素子42の配置構成を、光軸方向から見た平面図である。図14は、第3実施形態において、光源41が第1波長の光を出射したときの回折素子44と、これによって回折した光が到達する受光素子42の各受光領域との関係を表す平面図である。図15は、第3実施形態において、光源41が第2波長の光を出射したときの回折素子44と、これによって回折した光が到達する受光素子42の各受光領域との関係を表す平面図である。図16は、第3実施形態において、光源41が第3波長の光を出射したときの回折素子44と、これによって回折した光が到達する受光素子42の各受光領域との関係を表す平面図である。
(Third embodiment)
FIG. 12 is a schematic diagram showing a configuration of an optical pickup device 48 according to the third embodiment of the present invention. FIG. 13 is a plan view of the arrangement configuration of the light source 41 and the light receiving element 42 as viewed from the optical axis direction. FIG. 14 is a plan view showing the relationship between the diffraction element 44 when the light source 41 emits light of the first wavelength and each light receiving region of the light receiving element 42 where the light diffracted thereby reaches in the third embodiment. It is. FIG. 15 is a plan view showing the relationship between the diffraction element 44 when the light source 41 emits light of the second wavelength and each light receiving region of the light receiving element 42 where the light diffracted thereby reaches in the third embodiment. It is. FIG. 16 is a plan view showing the relationship between the diffraction element 44 when the light source 41 emits light of the third wavelength and each light receiving region of the light receiving element 42 where the light diffracted thereby reaches in the third embodiment. It is.

第3実施形態に係る光ピックアップ装置48は、第1実施形態および第2実施形態に係る光ピックアップ装置8、28の構成と類似しており、以下、第1実施形態および第2実施形態に対する第3実施形態の相違点を中心に説明する。   The optical pickup device 48 according to the third embodiment is similar to the configuration of the optical pickup devices 8 and 28 according to the first embodiment and the second embodiment. Hereinafter, the optical pickup device 48 according to the first embodiment and the second embodiment will be described. The difference between the three embodiments will be mainly described.

第3実施形態に係る光ピックアップ装置48の光源41は、光学記録媒体47に照射されるべき光として、波長の異なる3種類の光を出射可能である。光源41は、第1発光点41aは、第1波長である405nm近傍の光を出射し、第2発光点41bは、第2波長である650nm近傍の光を出射し、第3発光点41cは、第3波長である780nm近傍の光を出射する。このような光源41は、第1波長の光を出射する半導体レーザ素子と、第2波長の光および第3波長の光を出射するモノリシック型の半導体レーザ素子とから成る。光源41は、第1発光点41aを光軸中心として出射し、第1発光点41aに対して−X方向に距離LDx1ずれた位置に、第2発光点41bが位置するように配置され、第1発光点41aに対して−X方向に距離LDx2ずれた位置に、第3発光点41cが位置するように配置される。第1発光点41a、第2発光点41bおよび第3発光点41cのY方向およびZ方向の位置ずれはほとんどない。   The light source 41 of the optical pickup device 48 according to the third embodiment can emit three types of light having different wavelengths as light to be irradiated to the optical recording medium 47. In the light source 41, the first emission point 41a emits light in the vicinity of 405 nm which is the first wavelength, the second emission point 41b emits light in the vicinity of 650 nm which is the second wavelength, and the third emission point 41c is , And emits light in the vicinity of 780 nm, which is the third wavelength. The light source 41 includes a semiconductor laser element that emits light of a first wavelength and a monolithic semiconductor laser element that emits light of a second wavelength and light of a third wavelength. The light source 41 emits with the first light emitting point 41a as the optical axis center, and is disposed such that the second light emitting point 41b is located at a position shifted by the distance LDx1 in the −X direction with respect to the first light emitting point 41a. The third light emitting point 41c is arranged at a position shifted by the distance LDx2 in the -X direction with respect to the one light emitting point 41a. There is almost no displacement in the Y direction and Z direction of the first light emitting point 41a, the second light emitting point 41b, and the third light emitting point 41c.

第1発光点41aの光軸は、コリメートレンズ45および対物レンズ46の中心を通るように配置され、第1波長の光に対応した光学記録媒体47aに集光される。さらに、第2発光点41bの光軸は、コリメートレンズ45および対物レンズ46の光学系の中心から距離LDx1だけずれているため、主光線方向は光学系の倍率分だけ傾き、第2波長の光に対応した光学記録媒体47bに集光される。さらに、第3発光点41cの光軸は、コリメートレンズ45および対物レンズ46の中心から距離LDx2だけずれているため、主光線方向は光学系の倍率分だけさらに傾き、第3波長の光に対応した光学記録媒体47cに集光される。   The optical axis of the first light emitting point 41a is disposed so as to pass through the centers of the collimator lens 45 and the objective lens 46, and is condensed on the optical recording medium 47a corresponding to the light of the first wavelength. Further, since the optical axis of the second light emitting point 41b is deviated by a distance LDx1 from the center of the optical system of the collimating lens 45 and the objective lens 46, the principal ray direction is inclined by the magnification of the optical system, and the light of the second wavelength. The light is focused on the optical recording medium 47b corresponding to. Further, since the optical axis of the third light emitting point 41c is shifted from the center of the collimating lens 45 and the objective lens 46 by the distance LDx2, the principal ray direction is further inclined by the magnification of the optical system, and corresponds to the light of the third wavelength. The light is focused on the optical recording medium 47c.

また、第3実施形態に係る光ピックアップ装置48のコリメートレンズ45と対物レンズ46の間には、第1波長〜第3波長の偏光特性を変換する波長板61が設けられる。この波長板61は、光源41から出射された直線偏光を円偏光もしくは楕円偏光に変換するもので、複屈折性を備えた水晶や、プラスチック、液晶などで構成したものである。   In addition, a wave plate 61 that converts polarization characteristics of the first to third wavelengths is provided between the collimating lens 45 and the objective lens 46 of the optical pickup device 48 according to the third embodiment. The wave plate 61 converts linearly polarized light emitted from the light source 41 into circularly polarized light or elliptically polarized light, and is made of quartz, plastic, liquid crystal or the like having birefringence.

また、第3実施形態に係る光ピックアップ装置48には、回折素子44を備えるホログラム素子43の上部に偏光ビームスプリッタ(以下、PBSと略称する)60が備えられる。このPBS60は、P偏光を透過し、S偏光を反射させる機能を持つ偏光膜60aと、S偏光を反射させる反射膜60bとを有する。光源41の第1〜第3発光点41a〜41cが、それぞれP偏光を出射し、回折素子44を透過し、PBS60の偏光膜60aも透過する。そして、コリメートレンズ45を通って、波長板61により円偏光もしくは楕円偏光に変換され、対物レンズ46を通って、各波長に対応した光学記録媒体47の光学記録媒体47a〜47cのいずれかに集光して反射する。この反射光が再び対物レンズ46を通り、波長板61を通ると、円偏光および楕円偏光の偏光方向が変わり、S偏光となる。そしてコリメートレンズ45を通り、PBS60に入射する。PBS60に入射したS偏光は、偏光膜60aにより反射されて、+X方向に光路変換される。その後、反射膜60bにより反射され、−Z方向に向けて光路変換される。このようにPBS60で反射されたS偏光は回折素子44に入射し、回折領域44によって回折される。   In addition, the optical pickup device 48 according to the third embodiment includes a polarizing beam splitter (hereinafter abbreviated as PBS) 60 above the hologram element 43 including the diffraction element 44. The PBS 60 includes a polarizing film 60a that transmits P-polarized light and reflects S-polarized light, and a reflective film 60b that reflects S-polarized light. The first to third light emitting points 41 a to 41 c of the light source 41 emit P-polarized light, pass through the diffraction element 44, and pass through the polarizing film 60 a of the PBS 60. Then, the light is converted into circularly polarized light or elliptically polarized light by the wave plate 61 through the collimating lens 45, and collected in one of the optical recording media 47 a to 47 c of the optical recording medium 47 corresponding to each wavelength through the objective lens 46. Reflect with light. When this reflected light passes through the objective lens 46 and the wave plate 61 again, the polarization directions of the circularly polarized light and the elliptically polarized light are changed to become S polarized light. Then, the light passes through the collimating lens 45 and enters the PBS 60. The S-polarized light incident on the PBS 60 is reflected by the polarizing film 60a, and the optical path is changed in the + X direction. Thereafter, the light is reflected by the reflective film 60b and the optical path is changed in the -Z direction. Thus, the S-polarized light reflected by the PBS 60 enters the diffraction element 44 and is diffracted by the diffraction region 44.

受光素子42は、第1および第2の実施形態とほぼ同一の構造であるが、回折領域で回折しない0次回折光(透過光)を受光する受光領域42e〜42gをさらに備えている。フォーカス受光領域42a,42b、ラジアル受光領域42c,42dの構成は、第1および第2の実施形態と同じであるため、説明を省略する。   The light receiving element 42 has substantially the same structure as that of the first and second embodiments, but further includes light receiving regions 42e to 42g that receive zero-order diffracted light (transmitted light) that is not diffracted by the diffraction region. Since the structures of the focus light receiving areas 42a and 42b and the radial light receiving areas 42c and 42d are the same as those in the first and second embodiments, the description thereof is omitted.

第1発光点41a,第2発光点41bおよび第3発光点41cは、−X方向に離れた配置となっているため、それぞれに対応する受光領域42e,42f,42gも同じく、X方向に離れた位置に設けられる。その距離は、第1〜第3発光点41a〜41cの距離と、光学系の倍率とから決まる。これらの受光領域42e,42f,42gに入射した0次回折光を検出することで、光学記録媒体のRF信号を再生する。   Since the first light emitting point 41a, the second light emitting point 41b, and the third light emitting point 41c are arranged apart from each other in the −X direction, the corresponding light receiving regions 42e, 42f, and 42g are also separated in the X direction. It is provided at the position. The distance is determined by the distance between the first to third light emitting points 41a to 41c and the magnification of the optical system. By detecting the 0th-order diffracted light incident on these light receiving regions 42e, 42f, and 42g, the RF signal of the optical recording medium is reproduced.

回折素子44は、第1および第2の実施形態とフォーカス回折領域のみが異なる。フォーカス回折領域44は、円形状の外縁の中に、光軸となる中心Oを通るX方向の分割線49を境界として、その分割線49から、分割線49に直交した+Y方向に所定間隔で延びる複数の分割線30によって分割された帯状の回折領域E〜Mで構成される。第2の実施形態の回折領域E〜Gのように、波長毎に3つの領域を設け、光強度分布が最も高い領域に回折領域を配置し、受光領域42a,42bの分割線中心に入射し、かつそのスポットが集光するような回折領域を設ける。第1〜第3波長に対応する回折領域は、それぞれ回折領域K,H,Eであり、受光領域42a,42bに入射する光スポットは、それぞれ光スポットk,h,eが対応する。光強度分布が低下する回折領域は、分割線中央に入射した光スポットに対して、±Y方向に対称な位置に光スポットを入射させる。−Y方向に入射した光は同時に−Z方向に、+Y方向に入射した光は+Z方向にぼやけたスポットとなる。−Y方向に入射する光の第1〜第3波長にそれぞれ対応する回折領域は、回折領域L,I,Fであり、受光領域42a,42bに入射する光スポットは、それぞれ光スポットl,i、fが対応する。+Y方向に入射する光の第1〜第3波長にそれぞれ対応する回折領域は、回折領域M,J,Gであり、受光領域42a,42bに入射する光スポットは、それぞれ光スポットm,j,gが対応する。   The diffraction element 44 is different from the first and second embodiments only in the focus diffraction region. The focus diffraction region 44 has a circular outer edge with a dividing line 49 in the X direction passing through the center O serving as the optical axis as a boundary, and from the dividing line 49 to the + Y direction orthogonal to the dividing line 49 at a predetermined interval. The band-shaped diffraction regions E to M are divided by a plurality of dividing lines 30 extending. Like the diffraction regions E to G of the second embodiment, three regions are provided for each wavelength, the diffraction region is arranged in the region having the highest light intensity distribution, and is incident on the center of the dividing line of the light receiving regions 42a and 42b. And a diffraction region where the spot is condensed is provided. The diffraction regions corresponding to the first to third wavelengths are the diffraction regions K, H, and E, respectively, and the light spots incident on the light receiving regions 42a and 42b correspond to the light spots k, h, and e, respectively. In the diffraction region where the light intensity distribution decreases, the light spot is incident at a position symmetrical in the ± Y direction with respect to the light spot incident on the center of the dividing line. Light incident in the −Y direction simultaneously becomes a spot blurred in the −Z direction, and light incident in the + Y direction becomes a blurred spot in the + Z direction. The diffraction regions corresponding to the first to third wavelengths of light incident in the −Y direction are the diffraction regions L, I, and F, respectively, and the light spots incident on the light receiving regions 42a and 42b are the light spots l and i, respectively. , F correspond. The diffraction regions corresponding to the first to third wavelengths of light incident in the + Y direction are the diffraction regions M, J, and G, respectively, and the light spots incident on the light receiving regions 42a and 42b are the light spots m, j, and g corresponds.

光軸中心となる第1波長の光スポットkは、受光領域42a,42bの分割線中央に入射する。その位置は、光軸中心Oから+X方向にTxだけずれた位置に入射する。光スポットl、mは、光スポットkに対して±Y方向に対称な位置であって、距離Ty1だけ離れた位置に、それぞれのナイフエッジに相当する外縁が位置するように、±Z方向に距離Tz1だけずれて集光する。   The light spot k having the first wavelength that is the center of the optical axis is incident on the center of the dividing line of the light receiving regions 42a and 42b. The position is incident on a position shifted from the optical axis center O by + Tx in the + X direction. The light spots l and m are symmetrical in the ± Y direction with respect to the light spot k, and in the ± Z direction so that the outer edges corresponding to the respective knife edges are located at positions separated by the distance Ty1. The light is condensed by shifting by the distance Tz1.

第2波長の光の光スポットhは、受光領域42a,42bの分割線中央に入射する。その位置は、光軸中心Oから+X方向にTxだけずれた位置に入射する。光スポットi,jは、光スポットhに対して±Y方向に対称な位置であって、距離Ty2だけ離れた位置に、それぞれのナイフエッジに相当する外縁が位置するように、±Z方向に距離Tz2だけずれて集光する。距離Ty2および距離Tz2は、距離Ty1および距離Tz1よりもそれぞれ大きくなるように設定する。   The light spot h of the second wavelength light is incident on the center of the dividing line of the light receiving regions 42a and 42b. The position is incident on a position shifted from the optical axis center O by + Tx in the + X direction. The light spots i and j are symmetrical in the ± Y direction with respect to the light spot h, and in the ± Z direction so that the outer edges corresponding to the respective knife edges are located at positions separated by the distance Ty2. The light is condensed by shifting by the distance Tz2. The distance Ty2 and the distance Tz2 are set to be larger than the distance Ty1 and the distance Tz1, respectively.

第3波長の光の光スポットeは、受光領域42a,42bの分割線中央に入射する。その位置は、光軸中心Oから+X方向にTxだけずれた位置に入射する。光スポットf,gは、光スポットeに対して±Y方向に対称な位置であって、光スポット中心に近い回折領域による回折光は距離Ty3だけ離れた位置に、光スポット中心から遠い回折領域による回折光は距離Ty4だけ離れた位置に、それぞれのナイフエッジに相当する外縁が位置するように、±Z方向に、光スポット中心に近い回折領域による回折光は距離Tz3ずれて、光スポット中心から遠い回折領域による回折光は距離Tz4ずれて集光する。距離Ty2〜Ty4、Tz2〜Tz4の大小関係は、それぞれTy2<Ty3<Ty4、Tz2<Tz3<Tz4と設定する。   The light spot e of the third wavelength light is incident on the center of the dividing line of the light receiving regions 42a and 42b. The position is incident on a position shifted from the optical axis center O by + Tx in the + X direction. The light spots f and g are symmetrical in the ± Y direction with respect to the light spot e, and the diffracted light from the diffraction area close to the light spot center is located far from the light spot center by a distance Ty3. The diffracted light from the diffracted region near the light spot center is shifted by the distance Tz3 in the ± Z direction so that the outer edge corresponding to each knife edge is located at a position separated by the distance Ty4. Diffracted light from the diffraction region far from the light is condensed at a distance Tz4. The magnitude relationships of the distances Ty2 to Ty4 and Tz2 to Tz4 are set as Ty2 <Ty3 <Ty4 and Tz2 <Tz3 <Tz4, respectively.

回折素子44の位置調整を、第1波長の光を出射したときに行うと、第2発光点41bおよび第3発光点41c、受光素子42、回折素子44、PBS60の光学配置にずれが生じると、反射された第2波長の光および第3波長の光の受光領域42a,42bの分割線上の光スポットの位置がずれる。ここで、第2実施形態の光ピックアップ装置28と同様に、受光領域42a,42bの分割線上の第2波長の光の光スポットi〜j、および第3波長の光の光スポットe〜gの±Y方向寸法を大きくして見かけ上のスポットをY方向に長くし、かつ±Z方向を広くすることで、見かけ上の光スポットの焦点深度を長くすることができ、発生するデフォーカス量およびFESバランスのずれを抑えることが可能となる。さらに、第3発光点41cは、第2発光点41bよりも光軸中心から遠く離れるため、光学配置のずれに対するデフォーカス量およびFESバランスに与える影響が大きい。そこで、光スポットf,gを回折する複数の回折領域を、光強度分布が弱く光軸中心から離れた領域程、±Y方向および±Z方向の双方でより離れるように回折させると、光スポットf,gは、光スポットeに対してより大きなスポット外形となる。このようにすると、さらに見かけ上の光スポットのY方向寸法が大きくなり、かつ焦点深度も長くなるため、光学配置のずれに対して発生するデフォーカス量およびFESバランスずれを低減することができる。   If the position adjustment of the diffraction element 44 is performed when the light of the first wavelength is emitted, the optical arrangement of the second light emitting point 41b and the third light emitting point 41c, the light receiving element 42, the diffraction element 44, and the PBS 60 is displaced. The positions of the light spots on the dividing lines of the light receiving regions 42a and 42b of the reflected second wavelength light and third wavelength light are shifted. Here, similarly to the optical pickup device 28 of the second embodiment, the light spots i to j of the second wavelength light and the light spots e to g of the third wavelength light on the dividing lines of the light receiving regions 42a and 42b. By increasing the ± Y direction dimension to make the apparent spot longer in the Y direction and widening the ± Z direction, the focal depth of the apparent light spot can be increased, and the amount of defocus generated and It becomes possible to suppress the deviation of the FES balance. Furthermore, since the third light emitting point 41c is farther from the center of the optical axis than the second light emitting point 41b, the influence on the defocus amount and the FES balance with respect to the deviation of the optical arrangement is great. Therefore, when a plurality of diffraction regions that diffract the light spots f and g are diffracted so that the light intensity distribution is weaker and the region farther from the optical axis center is further away in both the ± Y direction and the ± Z direction, f and g have a larger spot shape with respect to the light spot e. This further increases the apparent Y-direction dimension of the light spot and increases the depth of focus, thereby reducing the defocus amount and FES balance deviation that occur with respect to the deviation of the optical arrangement.

また、第3波長の光を出射するときのように、受光領域42a,42bの分割線中央に対して、対称な位置に入射する光スポットを、±Y方向、±Z方向に移動させるだけでなく、±X方向にずらしても良い。対物レンズ46がフォーカス方向に移動すると、受光素子42上で光スポットは大きくなる。光学記録媒体47上に合焦しても、受光領域42a,42bの分割線中央に対して、対称な位置に入射する光スポットが、ぼやけた状態では、対物レンズ46がフォーカス方向に動くとスポットがさらに大きくなる場合がある。そのため、フォーカスエラー信号FESのプラス側ピーク、マイナス側ピークの光スポットのX方向寸法が最小となるように、光スポットf、gを回折する回折領域F、Gの回折位置を個々に決めればよい。   Further, as in the case of emitting the light of the third wavelength, the light spot incident on the symmetrical position with respect to the center of the dividing line of the light receiving regions 42a and 42b is simply moved in the ± Y direction and the ± Z direction. Alternatively, it may be shifted in the ± X direction. When the objective lens 46 moves in the focus direction, the light spot increases on the light receiving element 42. Even when focused on the optical recording medium 47, when the light spot incident on the symmetrical position with respect to the center of the dividing line of the light receiving areas 42a and 42b is blurred, the spot is moved when the objective lens 46 moves in the focus direction. May become even larger. Therefore, the diffraction positions of the diffraction regions F and G for diffracting the light spots f and g may be determined individually so that the X-direction dimension of the light spot of the plus side peak and the minus side peak of the focus error signal FES is minimized. .

なお、第3実施形態の動作原理については、第2の実施形態と同一であるので、説明を省略する。   Note that the operation principle of the third embodiment is the same as that of the second embodiment, and a description thereof will be omitted.

以上のような構造とすることで、3波長の光全てに対して、フォーカスエラー信号FESに発生するデフォーカス量およびFESバランスのずれを低減することができ、安定したフォーカスサーボ制御を行うことができる。   By adopting the above-described structure, it is possible to reduce the defocus amount and FES balance deviation generated in the focus error signal FES for all three wavelengths of light, and perform stable focus servo control. it can.

また、本実施形態では、第1発光点41aから出射される光の光軸をコリメートレンズ45および対物レンズ46の中心を通るように配置したが、これに限定されることなく、第2発光点41bまたは第3発光点41cが光軸中心となるように配置しても良い。   In the present embodiment, the optical axis of the light emitted from the first light emitting point 41a is arranged so as to pass through the centers of the collimating lens 45 and the objective lens 46, but the second light emitting point is not limited thereto. 41b or the third light emitting point 41c may be arranged so as to be the center of the optical axis.

また、上記では、第1〜第3発光点41a〜41cを並列に並べているが、これに限定されることなく、それぞれの波長の光の光強度分布中心のずれ量が少なくなるように、出射方向を調整しても良い。   In the above description, the first to third light emitting points 41a to 41c are arranged in parallel. However, the present invention is not limited to this, and the emission is performed so that the shift amount of the light intensity distribution center of light of each wavelength is reduced. The direction may be adjusted.

また、上記では、第1〜第3発光点41a〜41cの配置を、X方向にのみずらした配置としたが、これに限定されることなく、互いにY方向、Z方向にずれた位置に配置してもよい。回折領域44の内のそれぞれの回折領域を対応した格子形状にし、回折角をYZ方向にも変えることで、受光領域への入射スポットの位置を調整することが可能である。さらに、上記では、光源41として半導体レーザ素子を2つ用いる例を説明したが、これに限定されることなく、3波長の光をそれぞれ個々の半導体レーザ素子から出射したり、3波長の光を出射可能なモノリシック型の半導体レーザ素子を用いてもよく、それぞれの発光点の位置さえ決まれば、回折領域の格子形状を設定でき、受光領域への入射スポットの位置を調整することが可能である。   In the above description, the arrangement of the first to third light emitting points 41a to 41c is shifted only in the X direction. However, the arrangement is not limited to this, and the first to third light emitting points 41a to 41c are shifted from each other in the Y direction and Z direction. May be. It is possible to adjust the position of the incident spot to the light receiving region by making each diffraction region in the diffraction region 44 have a corresponding grating shape and changing the diffraction angle also in the YZ direction. Furthermore, in the above description, an example in which two semiconductor laser elements are used as the light source 41 has been described. However, the present invention is not limited to this, and light of three wavelengths is emitted from each semiconductor laser element, or light of three wavelengths is emitted. A monolithic semiconductor laser element that can emit light may be used. If the position of each light emitting point is determined, the grating shape of the diffraction region can be set, and the position of the incident spot to the light receiving region can be adjusted. .

また、上記では、偏光ビームスプリッタ60と回折素子44とを使い、復路光に1次回折光だけでなく、0次回折光を使用する構造であるが、これに限定されることなく、第1および第2の実施形態と同様に、回折素子44のみを使用し、復路光に1次回折光のみを使用する構造であっても良い。また、その場合、回折素子44の回折領域は、偏光特性を備えたもので、往路偏光の0次回折効率を上げ、波長板61により偏光方向が90°変わった復路偏光の1次回折効率を上げ、往復利用効率を向上させたものであっても良い。   In the above description, the polarization beam splitter 60 and the diffractive element 44 are used and not only the first-order diffracted light but also the zero-order diffracted light is used for the return path light. Similarly to the second embodiment, the structure may be such that only the diffraction element 44 is used and only the first-order diffracted light is used for the return path light. In this case, the diffraction region of the diffractive element 44 has a polarization characteristic, which increases the zero-order diffraction efficiency of the forward polarization and increases the first-order diffraction efficiency of the return polarization whose polarization direction is changed by 90 ° by the wave plate 61. It is possible to improve the round-trip use efficiency.

また、上記では、1/2波長板61を、コリメートレンズ45と対物レンズ46との間に配置したが、これに限定することなく、偏光ビームスプリッタ60と対物レンズ46との間に配置しても良く、たとえば、偏光ビームスプリッタ60の上面に貼り付けたような構造であっても良い。さらに、偏光ビームスプリッタ50にホログラムを一体化した構造であっても良い。   In the above description, the half-wave plate 61 is disposed between the collimator lens 45 and the objective lens 46. However, the present invention is not limited thereto, and is disposed between the polarization beam splitter 60 and the objective lens 46. For example, it may be a structure that is attached to the upper surface of the polarization beam splitter 60. Furthermore, a structure in which a hologram is integrated with the polarization beam splitter 50 may be employed.

また、上記では、受光領域42a,42bに入射する第2波長の光および第3波長の光の光スポットが複数のスポットとなるように回折し、第1波長の光の光スポットが1つのスポットとなるように回折する構成としたが、これに限定されることなく、第1波長の光の光スポットも複数のスポットになるようにしても良い。   In the above description, the light spots of the second wavelength light and the third wavelength light incident on the light receiving regions 42a and 42b are diffracted into a plurality of spots, and the light spot of the first wavelength light is one spot. However, the present invention is not limited to this, and the light spot of the first wavelength light may be a plurality of spots.

また、上記では、回折領域44から回折される+1次回折光のみを使ったシングルナイフエッジ法を利用したが、同時に発生する−1次回折光を使うダブルナイフエッジ法を利用することも可能である。   In the above description, the single knife edge method using only the + 1st order diffracted light diffracted from the diffraction region 44 is used. However, it is also possible to use the double knife edge method using the −1st order diffracted light generated simultaneously.

(第4実施形態)
次に、第4の実施形態に係る光ピックアップ装置について説明する。
上記では、ナイフエッジ法を中心に説明してきたが、これに限定されることなく、ビームサイズ法を適用した光ピックアップ装置であってもよい。ビームサイズ法は、受光素子上で、2種の回折領域から回折された光の内、一方の光をNear側とし、他方の光をFar側に設定し、それぞれの光を独立した受光領域で検出して、その差分に基づいて、フォーカスエラー信号FESを生成している。たとえば、Near側スポットおよびFar側スポットが、複数の光スポットで形成され、かつ受光素子の分割線に対してその位置に広がりを持たせるように配置することで、光源、受光素子、回折素子などの光学配置のずれに対するデフォーカス量およびFESバランスのずれを緩和することが可能である。
(Fourth embodiment)
Next, an optical pickup device according to a fourth embodiment will be described.
In the above description, the knife edge method has been mainly described. However, the present invention is not limited to this, and an optical pickup device to which the beam size method is applied may be used. In the beam size method, one of the lights diffracted from two types of diffraction areas on the light receiving element is set to the near side, and the other light is set to the far side. The focus error signal FES is generated based on the detected difference. For example, a near-side spot and a far-side spot are formed by a plurality of light spots, and are arranged so that the positions thereof are spread with respect to the dividing line of the light-receiving element, so that the light source, light-receiving element, diffraction element, etc. It is possible to alleviate the defocus amount and the FES balance deviation with respect to the optical arrangement deviation.

図17は、第4の実施形態に係る光ピックアップ装置68の構成を表す図である。図18は、第4の実施形態における光源70と受光素子72、73が一体となった複合素子61を光軸方向から見た平面図である。図19は、第4の実施形態の回折素子63の回折領域64の平面図である。第4の実施形態に係る光ピックアップ装置68は、第1〜第3の実施形態に係る各光ピックアップ装置と、光源、受光素子、回折素子の構成が異なる構造となっている。   FIG. 17 is a diagram illustrating a configuration of an optical pickup device 68 according to the fourth embodiment. FIG. 18 is a plan view of the composite element 61 in which the light source 70 and the light receiving elements 72 and 73 are integrated in the fourth embodiment when viewed from the optical axis direction. FIG. 19 is a plan view of the diffraction region 64 of the diffraction element 63 of the fourth embodiment. The optical pickup device 68 according to the fourth embodiment has a structure in which the configurations of the light source, the light receiving element, and the diffraction element are different from those of the optical pickup devices according to the first to third embodiments.

回折素子63は、光軸となる中心Oを中心とした円周状の領域であり、この円形状の領域の内、中心OからX方向とY方向に延びた分割線63x、63yにより、大領域A、B、C、Dに分割されおり、さらにそれぞれの領域は、Y方向に延びる複数の直線により短冊状の領域に分割されている。各大領域は、それぞれ6つの小領域に分割されている。ここで一つおきの小領域をAb1、Ab2、Ab3としてこれらを1つのグループとし、一つおきの小領域をAf1、Af2、Af3としてこれらを他の1つのグループとする。他に大領域B、C、Dも同様にそれぞれ3領域のグループが構成される。また、この回折素子63は、X方向の直線偏光を透過し、Y方向の直線偏光を回折させる偏光特性を有する。   The diffractive element 63 is a circumferential region centered on the center O serving as an optical axis. Of the circular region, the diffraction element 63 is largely separated by dividing lines 63x and 63y extending from the center O in the X direction and the Y direction. The areas are divided into areas A, B, C, and D, and each area is further divided into strip-shaped areas by a plurality of straight lines extending in the Y direction. Each large area is divided into six small areas. Here, every other small area is set as Ab1, Ab2, and Ab3, and these are set as one group, and every other small area is set as Af1, Af2, and Af3, and these are set as another group. In addition, the large areas B, C, and D are similarly composed of groups of three areas. The diffractive element 63 has a polarization characteristic that transmits linearly polarized light in the X direction and diffracts linearly polarized light in the Y direction.

複合素子61は、シリコン基板上に受光素子が形成され、光源70から出射された光は、同じく受光素子上にエッチングにより形成された立上ミラー71によって、Y方向からZ方向に反射される。その立上ミラー71の±X方向に受光領域72,73を備えている。受光領域72はフォーカスエラー信号検出用の受光領域FE1〜FE4およびFE5〜FE8がY方向にそれぞれ4個の領域として分割されており、受光領域73はラジアルエラー信号検出用の受光領域TE1〜TE4が、X方向およびY方向の分割線で4個の領域として分割されている。   In the composite element 61, a light receiving element is formed on a silicon substrate, and light emitted from the light source 70 is reflected from the Y direction to the Z direction by a rising mirror 71 which is also formed on the light receiving element by etching. Light receiving areas 72 and 73 are provided in the ± X direction of the rising mirror 71. In the light receiving area 72, the light receiving areas FE1 to FE4 and FE5 to FE8 for detecting focus error signals are divided into four areas in the Y direction, and the light receiving area 73 includes light receiving areas TE1 to TE4 for detecting radial error signals. , And divided into four regions by dividing lines in the X direction and the Y direction.

回折素子63とコリメートレンズ65の間には、1/4波長板64が設けられている。
光源70から出射されたY方向の光は、立上ミラー71によりZ方向に反射され、回折素子63に入射する。回折素子63はX方向の直線偏光L0を透過し、1/4波長板64により円偏光となり、コリメートレンズ65および対物レンズ66を通って、光記録媒体67に照射される。光記録媒体67により反射された反射光は、コリメートレンズ65および対物レンズ66を通り、再び1/4波長板64を通ってY方向の直線偏光となり、回折素子63に入射し、受光領域72に向けて回折する+1次回折光L1と、受光領域73に向けて回折する−1次回折光L2とが生成される。
A quarter wavelength plate 64 is provided between the diffraction element 63 and the collimating lens 65.
The light in the Y direction emitted from the light source 70 is reflected in the Z direction by the rising mirror 71 and enters the diffraction element 63. The diffractive element 63 transmits linearly polarized light L0 in the X direction, becomes circularly polarized light by the quarter wavelength plate 64, passes through the collimator lens 65 and the objective lens 66, and is irradiated onto the optical recording medium 67. The reflected light reflected by the optical recording medium 67 passes through the collimator lens 65 and the objective lens 66, passes through the quarter wavelength plate 64 again, becomes linearly polarized light in the Y direction, enters the diffraction element 63, and enters the light receiving region 72. A + 1st order diffracted light L1 that is diffracted toward the light source and a −1st order diffracted light L2 that is diffracted toward the light receiving region 73 are generated.

回折素子63の領域Ab1〜Ab3には、入射した光の内、+1次回折光L1は受光領域72よりも後方(−Z方向)に集光しつつ、受光領域72上では受光領域FE5と受光領域FE6の分割線中央近傍で、光スポットL1Ab1が受光領域FE5と受光領域FE6の分割線中央上に、光スポットL1Ab2が−Y方向に、光スポットL1Ab3が+Y方向にずれた位置に入射するような光スポットL1Ab1〜L1Ab3が形成されるような回折溝が設けられている。また、回折素子63の領域Af1〜Af3には、入射した光が、受光領域72よりも前方(+Z方向)に集光しつつ、受光領域72上では受光領域FE5と受光領域FE6の分割線中央近傍で、光スポットL1Af1が受光領域FE5と受光領域FE6の分割線中央上に、光スポットL1Af2が+Y方向に、光スポットL1Af3が−Y方向にずれた位置に入射するような光スポットL1Af1〜L1Af3が形成されるような回折溝が設けられている。−1次回折光は、回折素子63の中心Oに対して、対称な位置に光スポットL2Ab1〜L2Ab3およびL2Af1〜L2Af3が形成され、それぞれ受光領域73のTE1中央近傍に入射する。   In the regions Ab1 to Ab3 of the diffractive element 63, the + 1st-order diffracted light L1 out of the incident light is condensed behind the light receiving region 72 (in the −Z direction), and on the light receiving region 72, the light receiving region FE5 and the light receiving region. In the vicinity of the center of the dividing line of FE6, the light spot L1Ab1 is incident on the center of the dividing line of the light receiving areas FE5 and FE6, the light spot L1Ab2 is incident on the position shifted in the -Y direction, and the light spot L1Ab3 is shifted in the + Y direction. A diffraction groove is provided in which the light spots L1Ab1 to L1Ab3 are formed. In addition, in the areas Af <b> 1 to Af <b> 3 of the diffraction element 63, incident light is collected forward (+ Z direction) with respect to the light receiving area 72, and on the light receiving area 72, the center of the dividing line of the light receiving areas FE <b> 5 and FE <b> 6. In the vicinity, the light spots L1Af1 to L1Af3 are such that the light spot L1Af1 is incident on the center of the dividing line of the light receiving areas FE5 and FE6, the light spot L1Af2 is shifted in the + Y direction, and the light spot L1Af3 is shifted in the -Y direction. A diffraction groove is formed so that is formed. The light spots L2Ab1 to L2Ab3 and L2Af1 to L2Af3 are formed at symmetrical positions with respect to the center O of the diffraction element 63, and the −1st order diffracted light is incident on the vicinity of the center of TE1 of the light receiving region 73, respectively.

回折素子63の領域Bb1〜Bb3には、入射した光の内、+1次回折光L1は受光領域72よりも後方(−Z方向)に集光しつつ、受光領域72上では受光領域FE1と受光領域FE2の分割線中央近傍で、光スポットL1Bb1が受光領域FE1と受光領域FE2の分割線中央上に、光スポットL1Bb2が+Y方向に、光スポットL1Bb3が−Y方向にずれた位置に入射するような光スポットL1Bb1〜L1Bb3が形成されるような回折溝が設けられている。また、回折素子63の領域Bf1〜Bf3には、入射した光が、受光領域72よりも前方(+Z方向)に集光しつつ、受光領域72上では受光領域FE1と受光領域FE2の分割線中央近傍で、光スポットL1Bf1が受光領域FE1と受光領域FE2の分割線中央上に、光スポットL1Bf2が−Y方向に、光スポットL1Bf3が+Y方向にずれた位置に入射するような光スポットL1Bf1〜L1Bf3が形成されるような回折溝が設けられている。−1次回折光は、回折素子63の中心Oに対して、対称な位置に光スポットL2Bb1〜L2Bb3およびL2Bf1〜L2Bf3が形成され、それぞれ受光領域73のTE2中央近傍に入射する。   In the regions Bb <b> 1 to Bb <b> 3 of the diffractive element 63, the + 1st-order diffracted light L <b> 1 out of the incident light is condensed behind (−Z direction) from the light receiving region 72, while the light receiving region FE <b> 1 and the light receiving region are on the light receiving region 72. In the vicinity of the center of the dividing line of FE2, the light spot L1Bb1 is incident on the center of the dividing line of the light receiving area FE1 and the light receiving area FE2, the light spot L1Bb2 is shifted in the + Y direction, and the light spot L1Bb3 is shifted in the -Y direction. A diffraction groove is provided in which the light spots L1Bb1 to L1Bb3 are formed. In addition, in the regions Bf <b> 1 to Bf <b> 3 of the diffraction element 63, the incident light is collected forward (+ Z direction) from the light receiving region 72, and on the light receiving region 72, the center of the dividing line between the light receiving region FE <b> 1 and the light receiving region FE <b> 2. In the vicinity, light spots L1Bf1 to L1Bf3 such that the light spot L1Bf1 is incident on the center of the dividing line between the light receiving area FE1 and the light receiving area FE2, the light spot L1Bf2 is shifted in the −Y direction, and the light spot L1Bf3 is shifted in the + Y direction. A diffraction groove is formed so that is formed. The light spots L2Bb1 to L2Bb3 and L2Bf1 to L2Bf3 are formed at symmetric positions with respect to the center O of the diffraction element 63, and the −1st order diffracted light is incident on the vicinity of the center TE2 of the light receiving region 73, respectively.

回折素子63の領域Cb1〜Cb3には、入射した光の内、+1次回折光L1は受光領域72よりも後方(−Z方向)に集光しつつ、受光領域72上では受光領域FE1と受光領域FE2の分割線中央近傍で、光スポットL1Cb1が受光領域FE1と受光領域FE2の分割線中央上に、光スポットL1Cb2が−Y方向に、光スポットL1Cb3が+Y方向にずれた位置に入射するような光スポットL1Cb1〜L1Cb3が形成されるような回折溝が設けられている。また、回折素子63の領域Cf1〜Cf3には、入射した光が、受光領域72よりも前方(+Z方向)に集光しつつ、受光領域72上では受光領域FE1と受光領域FE2の分割線中央近傍で、光スポットL1Cf1が受光領域FE1と受光領域FE2の分割線中央上に、光スポットL1Cf2が+Y方向に、光スポットL1Cf3が−Y方向にずれた位置に入射するような光スポットL1Cf1〜L1Cf3が形成されるような回折溝が設けられている。−1次回折光は、回折素子63の中心Oに対して、対称な位置に光スポットL2Cb1〜L2Cb3およびL2Cf1〜L2Cf3が形成され、それぞれ受光領域73のTE3中央近傍に入射する。   In the regions Cb <b> 1 to Cb <b> 3 of the diffractive element 63, the + 1st order diffracted light L <b> 1 out of the incident light is condensed behind (−Z direction) from the light receiving region 72, and on the light receiving region 72, the light receiving region FE <b> 1 and the light receiving region. In the vicinity of the center of the dividing line of FE2, the light spot L1Cb1 is incident on the center of the dividing line of the light receiving area FE1 and the light receiving area FE2, the light spot L1Cb2 is incident in the −Y direction, and the light spot L1Cb3 is incident in the + Y direction. A diffraction groove is provided so that the light spots L1Cb1 to L1Cb3 are formed. In addition, in the regions Cf <b> 1 to Cf <b> 3 of the diffractive element 63, the incident light is collected forward (+ Z direction) from the light receiving region 72, and on the light receiving region 72, the center of the dividing line between the light receiving region FE <b> 1 and the light receiving region FE <b> 2. In the vicinity, the light spots L1Cf1 to L1Cf3 are such that the light spot L1Cf1 is incident on the center of the dividing line between the light receiving area FE1 and the light receiving area FE2, the light spot L1Cf2 is shifted in the + Y direction, and the light spot L1Cf3 is shifted in the -Y direction. A diffraction groove is formed so that is formed. Light spots L2Cb1 to L2Cb3 and L2Cf1 to L2Cf3 are formed at symmetric positions with respect to the center O of the diffraction element 63, and the −1st order diffracted light is incident on the vicinity of the center of TE3 of the light receiving region 73, respectively.

回折素子63の領域Db1〜Db3には、入射した光の内、+1次回折光L1は受光領域72よりも後方(−Z方向)に集光しつつ、受光領域72上では受光領域FE5と受光領域FE6の分割線中央近傍で、光スポットL1Db1が受光領域FE5と受光領域FE6の分割線中央上に、光スポットL1Db2が+Y方向に、光スポットL1Db3が−Y方向にずれた位置に入射するような光スポットL1Db1〜L1Db3が形成されるような回折溝が設けられている。また、回折素子63の領域Df1〜Df3には、入射した光が、受光領域72よりも前方(+Z方向)に集光しつつ、受光領域72上では受光領域FE5と受光領域FE6の分割線中央近傍で、光スポットL1Df1が受光領域FE5と受光領域FE6の分割線中央上に、光スポットL1Df2が−Y方向に、光スポットL1Df3が+Y方向にずれた位置に入射するような光スポットL1Df1〜L1Df3が形成されるような回折溝が設けられている。−1次回折光は、回折素子63の中心Oに対して、対称な位置に光スポットL2Db1〜L2Db3およびL2Df1〜L2Df3が形成され、それぞれ受光領域73のTE1中央近傍に入射する。   In the regions Db <b> 1 to Db <b> 3 of the diffractive element 63, the + 1st-order diffracted light L <b> 1 out of the incident light is condensed behind (−Z direction) from the light receiving region 72, while the light receiving region FE <b> 5 and the light receiving region are on the light receiving region 72. In the vicinity of the center of the dividing line of FE6, the light spot L1Db1 is incident on the center of the dividing line of the light receiving areas FE5 and FE6, the light spot L1Db2 is incident in the + Y direction, and the light spot L1Db3 is shifted in the −Y direction. A diffraction groove is provided in which the light spots L1Db1 to L1Db3 are formed. In addition, in the regions Df <b> 1 to Df <b> 3 of the diffraction element 63, incident light is collected forward (+ Z direction) from the light receiving region 72, and on the light receiving region 72, the center of the dividing line of the light receiving regions FE <b> 5 and FE <b> 6. In the vicinity, the light spots L1Df1 to L1Df3 such that the light spot L1Df1 is incident on the center of the dividing line of the light receiving areas FE5 and FE6, the light spot L1Df2 is shifted in the -Y direction, and the light spot L1Df3 is shifted in the + Y direction. A diffraction groove is formed so that is formed. The light spots L2Db1 to L2Db3 and L2Df1 to L2Df3 are formed at symmetric positions with respect to the center O of the diffraction element 63, and the −1st order diffracted light is incident on the vicinity of the center of TE1 of the light receiving region 73, respectively.

次に、第4の実施形態に係る光ピックアップ装置68の動作原理について説明する。受光領域FE1〜FE8およびTE1〜TE4へ入射した光が電気信号に変換された値をそれぞれSF1〜SF8およびST1〜ST4とすると、ビームサイズ法であればフォーカスエラー信号FESは、次式で得ることができる。
FES={(SF1+SF6)−(SF2+SF5)}
−{(SF3+SF8)−(SF4+SF7)} …(14)
また、ラジアルエラー信号は、プッシュプル法であれば、
RES={(TE1+TE2)−(TE3+TE4)} …(15)
で、得ることができ、DPD法であれば、
RES=Phase{(TE1+TE4)−(TE2+TE3) …(16)
で、得ることができる。
Next, the operation principle of the optical pickup device 68 according to the fourth embodiment will be described. Assuming that the values obtained by converting the light incident on the light receiving regions FE1 to FE8 and TE1 to TE4 into electric signals are SF1 to SF8 and ST1 to ST4, respectively, the focus error signal FES can be obtained by the following equation if the beam size method is used. Can do.
FES = {(SF1 + SF6)-(SF2 + SF5)}
-{(SF3 + SF8)-(SF4 + SF7)} (14)
If the radial error signal is a push-pull method,
RES = {(TE1 + TE2)-(TE3 + TE4)} (15)
If the DPD method can be obtained,
RES = Phase {(TE1 + TE4)-(TE2 + TE3) (16)
And you can get it.

第1の実施形態のように、受光領域FE1〜FE2およびFE5〜FE5間の分割線に対して、分割線の直交方向となるY方向にそれぞれ光スポットをずらすことで、見かけ上の光スポットが大きくなるため、光源61、複合素子61、回折素子62の公差によるデフォーカス量およびFESバランスずれが小さくなる。   As in the first embodiment, the apparent light spot is obtained by shifting the light spot in the Y direction which is the orthogonal direction of the dividing line with respect to the dividing line between the light receiving regions FE1 to FE2 and FE5 to FE5. Therefore, the defocus amount and FES balance deviation due to tolerances of the light source 61, the composite element 61, and the diffraction element 62 are reduced.

さらに、第2および第3の実施形態のように、複数波長に対応したもの、受光領域上の複数のスポットがフォーカス方向であるZ方向にプラス側/マイナス側に移動したものであっても良い。   Further, as in the second and third embodiments, the one corresponding to a plurality of wavelengths, or the plurality of spots on the light receiving region moved to the plus side / minus side in the Z direction which is the focus direction may be used. .

1,21,41 光源
2,22,42 受光素子
2a,2b,22a,22b,42a,42b フォーカス受光領域
2c,2d,22c,22d,42c,42d ラジアル受光領域
4,24,44 回折素子
5,25,45 コリメートレンズ
6,26,46 対物レンズ
7,27,47 光学記録媒体
8,28,48 光ピックアップ装置
1, 21, 41 Light source 2, 22, 42 Light receiving element 2a, 2b, 22a, 22b, 42a, 42b Focus light receiving area 2c, 2d, 22c, 22d, 42c, 42d Radial light receiving area 4, 24, 44 Diffraction element 5, 25, 45 Collimating lens 6, 26, 46 Objective lens 7, 27, 47 Optical recording medium 8, 28, 48 Optical pickup device

Claims (16)

光学記録媒体に照射される光を出射する光源と、
光学記録媒体に照射されて反射された光を受光する受光素子であって、光学記録媒体に照射される光の焦点を制御するために受光した光を電気信号に変換する、分割線によって第1受光領域と第2受光領域とに分割されたフォーカス受光領域を含む受光素子と、
前記光学記録媒体で反射された反射光の一部を回折させ、合焦状態において、前記分割線上にスポットを形成する第1回折領域と、前記反射光の他の一部を、前記第1受光領域と前記第2受光領域とに向けてそれぞれ回折させ、合焦状態において、前記分割線かつ第1回折領域により回折されて形成された分割線上のスポットに対して対称な前記第1受光領域と前記第2受光領域との位置にそれぞれスポットを形成する第2回折領域と、光軸中心近傍を通る、前記第1回折領域および前記第2回折領域を含む一方領域と、該一方領域以外の領域である他方領域との境界線であって、前記第1回折領域および前記第2回折領域が、外縁として少なくとも一部共有する境界線とを含む回折素子と、を備えることを特徴とするフォーカス誤差検出装置。
A light source that emits light applied to the optical recording medium;
A light receiving element that receives light reflected and irradiated on the optical recording medium, and converts the received light into an electric signal to control a focus of the light irradiated on the optical recording medium, and is firstly divided by a dividing line. A light receiving element including a focus light receiving region divided into a light receiving region and a second light receiving region;
A part of the reflected light reflected by the optical recording medium is diffracted, and in a focused state, a first diffraction region that forms a spot on the dividing line, and another part of the reflected light is received by the first light reception. The first light-receiving region symmetrical to the spot on the dividing line formed by diffracting toward the region and the second light-receiving region and being diffracted by the dividing line and the first diffraction region in a focused state A second diffraction region that forms a spot at a position with respect to the second light receiving region, a first region including the first diffraction region and the second diffraction region that passes near the center of the optical axis, and a region other than the one region A diffractive element including a boundary line between the first diffraction area and the second diffraction area that is at least partially shared as an outer edge. Detection equipment .
前記第1回折領域は、前記反射光の中央部分の光を回折させることを特徴とする請求項1記載のフォーカス誤差検出装置。   The focus error detection device according to claim 1, wherein the first diffraction region diffracts light at a central portion of the reflected light. 前記第2回折領域は、前記反射光の他の一部を、前記第1受光領域に向けて回折させる複数の第1帯状領域と、前記第2受光領域に向けて回折させる複数の第2帯状領域と、を有することを特徴とする請求項1または2記載のフォーカス誤差検出装置。   The second diffraction region includes a plurality of first band regions that diffract other portions of the reflected light toward the first light receiving region and a plurality of second band shapes that diffract the light toward the second light receiving region. The focus error detection apparatus according to claim 1, wherein the focus error detection apparatus has a region. 前記帯状領域は、それぞれ面積が異なるように設けられることを特徴とする請求項3記載のフォーカス誤差検出装置。   The focus error detection device according to claim 3, wherein the belt-like regions are provided so as to have different areas. 前記第1帯状領域と、前記第2帯状領域とは、交互に配置されることを特徴とする請求項3または4記載のフォーカス誤差検出装置。   5. The focus error detection device according to claim 3, wherein the first belt-like region and the second belt-like region are alternately arranged. 前記第1帯状領域と、前記第2帯状領域とは、互いに隣接して配置されることを特徴とする請求項5記載のフォーカス誤差検出装置。   The focus error detection device according to claim 5, wherein the first belt-like region and the second belt-like region are arranged adjacent to each other. 前記第1帯状領域および前記第2帯状領域は、その延びる方向が、光軸中心を通る、前記第1回折領域および前記第2回折領域を含む一方領域と、該一方領域以外の領域である他方領域との境界線に対して直交するか、または前記境界線と30°以上150°以下の角度を成すように設けられることを特徴とする請求項3〜6のいずれか1つに記載のフォーカス誤差検出装置。   The first belt-like region and the second belt-like region extend in one direction including the first diffraction region and the second diffraction region, and the other is a region other than the one region, the extending direction passing through the center of the optical axis. The focus according to any one of claims 3 to 6, wherein the focus is provided so as to be orthogonal to a boundary line with a region or to form an angle of 30 ° or more and 150 ° or less with the boundary line. Error detection device. 前記第1帯状領域および前記第2帯状領域は、合焦していない状態において、焦点が光学記録媒体に対して光源側に位置する場合にフォーカス受光領域に形成されるスポット形状と、焦点が光学記録媒体に対して光源とは反対側に位置する場合にフォーカス受光領域に形成されるスポット形状とが、前記分割線かつ第1回折領域により回折されて形成された分割線上のスポットに対して対称となるように設けられることを特徴とする請求項3〜7のいずれか1つに記載のフォーカス誤差検出装置。   The first belt-like region and the second belt-like region have a spot shape formed in a focus light-receiving region when the focal point is located on the light source side with respect to the optical recording medium and the focal point is optical in an unfocused state. The spot shape formed in the focus light receiving region when positioned on the opposite side of the light source with respect to the recording medium is symmetric with respect to the spot on the dividing line formed by diffracting by the dividing line and the first diffraction region. The focus error detection device according to claim 3, wherein the focus error detection device is provided so as to satisfy the following. 前記光源は、複数種類の波長の光を出射することが可能に構成され、前記第1回折領域および前記第2回折領域は、異なる波長の光を回折する複数種類の回折領域からなることを特徴とする請求項3〜8のいずれか1つに記載のフォーカス誤差検出装置。   The light source is configured to be capable of emitting light of a plurality of types of wavelengths, and the first diffraction region and the second diffraction region include a plurality of types of diffraction regions that diffract light of different wavelengths. The focus error detection device according to any one of claims 3 to 8. 前記第1回折領域を構成する前記回折領域は、異なる波長の光をそれぞれ回折させて、前記分割線上の同じ位置にスポットを形成するように設けられることを特徴とする請求項9記載のフォーカス誤差検出装置。   The focus error according to claim 9, wherein the diffraction regions constituting the first diffraction region are provided so as to diffract light of different wavelengths to form spots at the same position on the dividing line. Detection device. 前記第2回折領域を構成する前記回折領域は、異なる波長の光のうち少なくとも1つの波長の光を回折させて、前記分割線に対して対称な位置にそれぞれスポットを形成するように設けられることを特徴とする請求項9または10記載のフォーカス誤差検出装置。   The diffractive region constituting the second diffractive region is provided so as to diffract at least one wavelength of light having different wavelengths and form spots at positions symmetrical to the dividing line. The focus error detection device according to claim 9 or 10, wherein: 前記第2回折領域を構成する前記回折領域は、前記分割線に対して対称な位置にそれぞれ形成されるスポットの前記分割線からの距離が波長ごとに異なるように設けられることを特徴とする請求項11記載のフォーカス誤差検出装置。   The diffractive region constituting the second diffractive region is provided such that a distance of a spot formed at a symmetric position with respect to the dividing line from the dividing line differs for each wavelength. Item 12. The focus error detection device according to Item 11. 前記第2回折領域を構成する前記回折領域は、前記分割線に対して対称な位置にそれぞれ形成されるスポットのデフォーカス量が波長ごとに異なるように設けられることを特徴とする請求項11記載のフォーカス誤差検出装置。   12. The diffractive region constituting the second diffractive region is provided such that a defocus amount of a spot formed at a position symmetric with respect to the dividing line is different for each wavelength. Focus error detection device. ナイフエッジ法によってフォーカス誤差の検出を行うことを特徴とする請求項1〜13のいずれか1つに記載のフォーカス誤差検出装置。   The focus error detection apparatus according to claim 1, wherein the focus error is detected by a knife edge method. ビームスポット法によってフォーカス誤差の検出を行うことを特徴とする請求項1〜13のいずれか1つに記載のフォーカス誤差検出装置。   The focus error detection apparatus according to claim 1, wherein the focus error is detected by a beam spot method. 請求項1〜15のいずれか1つに記載のフォーカス誤差検出装置を備えたことを特徴とする光ピックアップ装置。   An optical pickup device comprising the focus error detection device according to claim 1.
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