JP4120519B2 - Spherical aberration corrector - Google Patents

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本発明は、光記録媒体と光ピックアップ内の光学系との間で球面収差が生じた際に、光記録媒体からの反射光によるビームを8分割型光検出器により検出して、この8分割型光検出器からの各検出信号を演算して得た球面収差エラー信号に基づいて球面収差補正手段をフィードバック制御しながら球面収差を良好に補正できる球面収差補正装置に関するものである。   In the present invention, when spherical aberration occurs between the optical recording medium and the optical system in the optical pickup, a beam of reflected light from the optical recording medium is detected by an eight-divided photodetector, and this eight-divided detection is performed. The present invention relates to a spherical aberration correction apparatus that can satisfactorily correct spherical aberration while feedback controlling a spherical aberration correction means based on a spherical aberration error signal obtained by calculating each detection signal from a type photodetector.

一般的に、円盤状の光ディスクやカード状の光カードなどの光記録媒体は、映像情報とか音声情報やコンピュータデータなどの情報信号を透明基板上で螺旋状又は同心円状に形成したトラックに高密度に記録し、且つ、記録済みのトラックを再生する際に所望のトラックを高速にアクセスできることから多用されている。   In general, an optical recording medium such as a disk-shaped optical disk or a card-shaped optical card has a high density on a track in which information signals such as video information, audio information, and computer data are spirally or concentrically formed on a transparent substrate. When a recorded track is recorded and a recorded track is reproduced, a desired track can be accessed at high speed.

この種の光記録媒体となる光ディスクとして例えばCD(Compact Disc)やDVD(Digital Versatile Disc)などは既に市販されているが、最近になって光ディスクに対してより一層高密度化を図るために、上記したCD,DVDよりも狭トラック化を図って情報信号を超高密度に記録又は再生できる超高密度光ディスク(Blu Ray Disc)の開発が盛んに行われている。   For example, CDs (Compact Discs) and DVDs (Digital Versatile Discs) are already on the market as optical discs of this type of optical recording media. Development of an ultra-high density optical disc (Blu Ray Disc) capable of recording or reproducing information signals at an ultra-high density with a narrower track than the above-described CD and DVD has been actively conducted.

上記した超高密度光ディスクは、波長が450nm以下のレーザー光を開口数(NA)が0.75以上の対物レンズで絞って得たレーザービームを照射して、ビーム入射面から略0.1mm隔てた位置にある信号面上に情報信号を超高密度に記録又は再生できるように開発が進められている。この際、超高密度光ディスクの記録容量はディスク基板の直径が12cmの時に片面で25GB(ギガバイト)前後である。   The above ultra-high density optical disc is irradiated with a laser beam obtained by narrowing a laser beam having a wavelength of 450 nm or less with an objective lens having a numerical aperture (NA) of 0.75 or more, and is separated by approximately 0.1 mm from the beam incident surface. Development is progressing so that an information signal can be recorded or reproduced at an extremely high density on a signal surface at a certain position. At this time, the recording capacity of the ultra high density optical disk is around 25 GB (gigabyte) on one side when the diameter of the disk substrate is 12 cm.

ところで、高密度化した光ディスクを記録又は再生するための光ピックアップ装置は各種の構造形態があるものの、一例として、対物レンズで絞り込んだレーザービームを光ディスクの信号面に照射して、光ディスクからの反射光を8分割型の光検出器により検出して、この8分割型の光検出器からの各検出信号を演算して得た球面収差エラー信号に基づいて液晶を制御しながら球面収差を補正できる光ピックアップ,情報再生装置及び情報記録装置がある(例えば、特許文献1参照)。
特開2000−57616号公報(第5−9頁、第4図、第5図、第8図)。
By the way, although there are various structural forms of optical pickup devices for recording or reproducing high-density optical discs, as an example, a laser beam narrowed down by an objective lens is irradiated onto the signal surface of the optical disc and reflected from the optical disc. Spherical aberration can be corrected while controlling the liquid crystal based on a spherical aberration error signal obtained by detecting light by an eight-divided photodetector and calculating each detection signal from the eight-divided photodetector. There are an optical pickup, an information reproducing device, and an information recording device (see, for example, Patent Document 1).
Japanese Unexamined Patent Publication No. 2000-57616 (page 5-9, FIGS. 4, 5, and 8).

図12は従来の情報記録再生装置の概略構成を示したブロック図、
図13は従来の情報記録再生装置において、光ピックアップ内に設けた8分割型の光検出器の分割形態を説明するための図、
図14は図12に示した信号処理部の細部構成を示したブロック図である。
FIG. 12 is a block diagram showing a schematic configuration of a conventional information recording / reproducing apparatus,
FIG. 13 is a diagram for explaining a division form of an eight-divided photodetector provided in an optical pickup in a conventional information recording / reproducing apparatus;
FIG. 14 is a block diagram showing a detailed configuration of the signal processing unit shown in FIG.

図12に示した従来の情報記録再生装置100は、上記した特許文献1(特開2000−57616号公報)に開示されているものであり、ここでは特許文献1を参照して簡略に説明する。   The conventional information recording / reproducing apparatus 100 shown in FIG. 12 is disclosed in Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 2000-57616) described above, and will be briefly described here with reference to Patent Document 1. .

図12に示した如く、従来の情報記録再生装置100の内部には、光ディスク101を記録又は再生するための光ピックアップ110が設けられている。   As shown in FIG. 12, an optical pickup 110 for recording or reproducing an optical disk 101 is provided inside a conventional information recording / reproducing apparatus 100.

上記した光ピックアップ110は、記録再生用のレーザー光Lを出射するレーザーダイオード111と、レーザーダイオード111から出射したレーザー光Lを反射して略90°方向を転じさせると共に光ディスク101からの反射光を透過させる偏光ビームスプリッタ112と、偏光ビームスプリッタ112で反射されたレーザーダイオード111からのレーザー光Lを平行光に変換するコリメータレンズ113と、後述する球面収差エラー信号に基づいて球面収差を補正する液晶114と、コリメータレンズ113で平行光となったレーザー光Lの偏波面及び光ディスク101からの反射光の偏波面を夫々回転させるλ/4板115と、λ/4板115を通過したレーザー光Lを絞り込んで得たレーザービームLBを光ディスク101内の保護層101aを経て信号面101bに集光させる対物レンズ116とで往路の光学系が構成されていると共に、対物レンズ116を内蔵したレンズホルダ(図示せず)に対物レンズ116を光ディスク101に対してフォーカス方向に制御するアクチュエータ117が取り付けられている。   The optical pickup 110 described above emits a laser beam 111 for recording / reproduction, and reflects the laser beam L emitted from the laser diode 111 to turn about 90 ° and reflects the reflected light from the optical disc 101. A polarizing beam splitter 112 to be transmitted, a collimator lens 113 that converts the laser light L reflected from the polarizing beam splitter 112 into parallel light, and a liquid crystal that corrects spherical aberration based on a spherical aberration error signal described later. 114, a λ / 4 plate 115 that rotates the polarization plane of the laser light L that has been collimated by the collimator lens 113 and the polarization plane of the reflected light from the optical disc 101, and the laser light L that has passed through the λ / 4 plate 115. The laser beam LB obtained by narrowing down An outward optical system is configured by the objective lens 116 that condenses on the signal surface 101b through the protective layer 101a, and the objective lens 116 is attached to the optical disc 101 in a lens holder (not shown) incorporating the objective lens 116. An actuator 117 for controlling in the focus direction is attached.

一方、光ディスク101の信号面101bで反射された反射光は、上記とは逆にλ/4板115,液晶114,コリメータレンズ113,偏光ビームスプリッタ112を順に通過した後に、集光レンズ118,シリンドリカルレンズ119を経て8分割型の光検出器(以下、8分割型光検出器と記す)120で検出されることで復路の光学系が構成されている。   On the other hand, the reflected light reflected by the signal surface 101b of the optical disk 101 passes through the λ / 4 plate 115, the liquid crystal 114, the collimator lens 113, and the polarization beam splitter 112 in this order, and then condenses the lens 118 and cylindrical. An optical system of the return path is configured by being detected by an eight-divided photodetector (hereinafter, referred to as an eight-divided photodetector) 120 through a lens 119.

更に、光ディスク101からの反射光を8分割型光検出器120により検出した各検出信号を演算して球面収差エラー信号Ske,フォーカスエラー信号Sfe,RF信号Srfを生成するための信号処理部121が8分割型光検出器120に接続されていると共に、信号処理部121で演算して得た球面収差エラー信号Skeをアンプ122,ドライバ123を介して液晶114に供給し、且つ、信号処理部121で演算したフォーカスエラー信号Sfeをアンプ124,ドライバ125を介してアクチュエータ117に供給し、且つ、信号処理部121で演算したRF信号Srfを再生部126に供給している。   Further, a signal processing unit 121 for calculating each detection signal obtained by detecting the reflected light from the optical disc 101 by the eight-divided photodetector 120 to generate a spherical aberration error signal Ske, a focus error signal Sfe, and an RF signal Srf. The spherical aberration error signal Ske obtained by calculation by the signal processing unit 121 is supplied to the liquid crystal 114 through the amplifier 122 and the driver 123 and connected to the eight-divided photodetector 120, and the signal processing unit 121. The focus error signal Sfe calculated in (1) is supplied to the actuator 117 via the amplifier 124 and the driver 125, and the RF signal Srf calculated by the signal processing unit 121 is supplied to the reproduction unit 126.

ここで、光ディスク101内の保護層101aの厚みが異なる場合に、対物レンズ116からのレーザービームLBが保護層101aを通過することにより球面収差が発生した時に、信号処理部121で演算した球面収差エラー信号Skeを液晶114に供給して、球面収差エラー信号Skeに基づいてコリメータレンズ113を通過したレーザー光Lに対して液晶114で位相差を与えて球面収差を打ち消す方向に制御している。   Here, when the thickness of the protective layer 101a in the optical disc 101 is different, spherical aberration calculated by the signal processing unit 121 when spherical aberration occurs due to the laser beam LB from the objective lens 116 passing through the protective layer 101a. The error signal Ske is supplied to the liquid crystal 114, and the liquid crystal 114 gives a phase difference to the laser light L that has passed through the collimator lens 113 based on the spherical aberration error signal Ske so that the spherical aberration is canceled.

また、信号処理部121で演算して得たフォーカスエラー信号Sfeをアクチュエータ117に供給し、フォーカスエラー信号Sfeに基づいて対物レンズ116を光ディスク101に対してフォーカス方向に制御している。   Further, the focus error signal Sfe obtained by calculation in the signal processing unit 121 is supplied to the actuator 117, and the objective lens 116 is controlled in the focus direction with respect to the optical disc 101 based on the focus error signal Sfe.

更に、信号処理部121で演算して得たRF信号Srfを再生部126に供給して、RF信号Srfに基づいて光ディスク101の信号面101bに記録されたメインデータを再生している。   Further, the RF signal Srf obtained by calculation in the signal processing unit 121 is supplied to the reproduction unit 126, and the main data recorded on the signal surface 101b of the optical disc 101 is reproduced based on the RF signal Srf.

ところで、上記した球面収差エラー信号Ske,フォーカスエラー信号Sfe,RF信号Srfを得るために光ピックアップ110内に設けた8分割型光検出器120は、図13(a)に拡大して示した如く、正方形状に形成した受光面を8分割しており、具体的には外周を正方形状に4分割して4箇所の外周領域120a〜120dを形成し、且つ、外周領域120a〜120d内の中央部で反射光の照射強度が強い領域を正方形状に4分割して4箇所の内周領域120e〜120hを形成している。この際、8分割型光検出器120内で内周領域120e〜120hを合わせた領域の広さは、光ディスク101からの反射光の照射強度分布における中央部の照射強度が強くなる領域の広さとほぼ等しくなるように設定されている。   By the way, the 8-divided photodetector 120 provided in the optical pickup 110 for obtaining the spherical aberration error signal Ske, the focus error signal Sfe, and the RF signal Srf is enlarged as shown in FIG. The square-shaped light-receiving surface is divided into eight, specifically, the outer periphery is divided into four squares to form four outer peripheral regions 120a to 120d, and the center in the outer peripheral regions 120a to 120d A region where the intensity of reflected light irradiation is strong is divided into four squares to form four inner peripheral regions 120e to 120h. At this time, the total area of the inner peripheral areas 120 e to 120 h in the eight-divided photodetector 120 is the area where the irradiation intensity at the central portion in the irradiation intensity distribution of the reflected light from the optical disc 101 is increased. It is set to be almost equal.

尚、上記した公報中には、図13(a)に示したような内周領域120e〜120hが正方形である8分割型光検出器120に代えて、図13(b)又は図13(c)に示したように内周領域が円形又は八角形である8分割型光検出器120’又は8分割型光検出器120’’を用いる場合も開示されている。   In the above publication, instead of the eight-divided photodetector 120 in which the inner peripheral regions 120e to 120h are square as shown in FIG. 13A, FIG. 13B or FIG. As shown in FIG. 9, there is also disclosed a case of using an eight-divided photodetector 120 ′ or an eight-divided photodetector 120 ″ whose inner peripheral region is circular or octagonal.

そして、8分割型光検出器120内に形成した外周領域120a〜120d及び内周領域120e〜120hでそれぞれ検出した各検出信号は、図14に示した信号処理部121に送られ、この信号処理部121内に設けた加算器130〜138及び減算器139,140を用いてRF信号Srf,球面収差エラー信号Ske,フォーカスエラー信号Sfeが演算されている。   Each detection signal detected in each of the outer peripheral regions 120a to 120d and the inner peripheral regions 120e to 120h formed in the eight-divided photodetector 120 is sent to the signal processing unit 121 shown in FIG. The RF signal Srf, spherical aberration error signal Ske, and focus error signal Sfe are calculated using adders 130 to 138 and subtractors 139 and 140 provided in the unit 121.

例えば、球面収差エラー信号Skeは、8分割型光検出器120内に形成した外周領域120a〜120d及び内周領域120e〜120hでそれぞれ検出した各検出信号を全て用いて、下記の式に基づいて図14に示した回路図により求めている。 Ske=(「120a」+「120c」+「120f」+「120h」) −(「120b」+「120d」+「120e」+「120g」)。   For example, the spherical aberration error signal Ske is based on the following equation using all the detection signals respectively detected in the outer peripheral areas 120a to 120d and the inner peripheral areas 120e to 120h formed in the eight-divided photodetector 120. It is obtained from the circuit diagram shown in FIG. Ske = (“120a” + “120c” + “120f” + “120h”) − (“120b” + “120d” + “120e” + “120g”).

また、RF信号Srf,フォーカスエラー信号Sfeも図14に示した回路図により求めている。   Further, the RF signal Srf and the focus error signal Sfe are also obtained from the circuit diagram shown in FIG.

従って、従来の情報記録再生装置100では、とくに、光ディスク101と光ピックアップ110内の光学系との間で球面収差が生じた際に、光ディスク101からの反射光を8分割型光検出器120により検出して、この8分割型光検出器120からの各検出信号を演算して得た球面収差エラー信号Skeに基づいて液晶114を制御しながら球面収差を補正しているので、光ディスク101の保護層101aの厚みが異なる場合に発生する球面収差を補正できる。   Therefore, in the conventional information recording / reproducing apparatus 100, the reflected light from the optical disc 101 is reflected by the eight-divided photodetector 120 particularly when spherical aberration occurs between the optical disc 101 and the optical system in the optical pickup 110. Since the spherical aberration is corrected while controlling the liquid crystal 114 based on the spherical aberration error signal Ske obtained by detecting and calculating each detection signal from the eight-divided photodetector 120, the optical disc 101 is protected. Spherical aberration that occurs when the thickness of the layer 101a is different can be corrected.

解決しようとする問題点は、光ディスク101と光ピックアップ110内の光学系との間で生じた球面収差を補正するための球面収差エラー信号Skeを求める際に、前述したように、8分割型光検出器120内に形成した外周領域120a〜120d及び内周領域120e〜120hでそれぞれ検出した各検出信号を全て用いているために、信号処理部121で球面収差エラー信号Skeを演算する場合に図14に示したように6個の加算器130〜135と、1個の減算器139を使用している。   The problem to be solved is that, as described above, when the spherical aberration error signal Ske for correcting the spherical aberration generated between the optical disc 101 and the optical system in the optical pickup 110 is obtained, the 8-split type light is used. Since all the detection signals detected in the outer peripheral areas 120a to 120d and the inner peripheral areas 120e to 120h formed in the detector 120 are all used, the signal processing unit 121 calculates the spherical aberration error signal Ske. As shown in FIG. 14, six adders 130 to 135 and one subtractor 139 are used.

一方、現在開発が進んでいる超高密度光ディスクに対応して情報記録再生装置及び光ピックアップを小型軽量化を図って開発するに当たって、各構成部品の小型軽量化と共に使用する部品点数の削減が要求されており、上記したように球面収差エラー信号Skeを演算するために合計7個の演算器を用いた場合には小型軽量化が達成できないし、合計7個の演算器を使用するために装置がコトスアップになってしまう。   On the other hand, when developing information recording / reproducing devices and optical pickups in a compact and lightweight manner corresponding to the ultra-high density optical discs that are currently under development, it is necessary to reduce the number of components used together with the miniaturization and weight reduction of each component. As described above, when a total of seven arithmetic units are used to calculate the spherical aberration error signal Ske, a reduction in size and weight cannot be achieved, and a device for using a total of seven arithmetic units is used. Will be cost-effective.

また、上記した従来の情報記録再生装置100では、対物レンズ116をトラッキング方向に制御する際の光検出器については何等の考慮もされていない。   Further, in the conventional information recording / reproducing apparatus 100 described above, no consideration is given to the photodetector when the objective lens 116 is controlled in the tracking direction.

そこで、光記録媒体と光ピックアップ内の光学系との間で生じた球面収差を補正するための球面収差エラー信号をより簡単に得ることができ、且つ、演算器の個数を削減しても球面収差を正確に得ることができると共に、更に、フォーカエラー信号や各種のトラッキングエラー信号(PP信号,DPP信号,DPD信号)にも対応できる光検出器を備えた球面収差補正装置が望まれている。   Therefore, a spherical aberration error signal for correcting spherical aberration generated between the optical recording medium and the optical system in the optical pickup can be obtained more easily, and the spherical surface can be obtained even if the number of arithmetic units is reduced. There is a demand for a spherical aberration correction apparatus including a photodetector that can accurately obtain aberrations and can also cope with a focus error signal and various tracking error signals (PP signal, DPP signal, DPD signal). .

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、第1の発明は、光記録媒体に対応した波長のレーザー光を出射するレーザー光源と、前記レーザー光源からの前記レーザー光を入射し、前記レーザー光に対して前記レーザー光源と前記光記録媒体との間で発生する球面収差を補正するように制御する球面収差補正手段と、前記球面収差補正手段を通った前記レーザー光を絞り込んで得たレーザービームを前記光記録媒体の信号面に照射する対物レンズと、前記光記録媒体の信号面で反射した反射光を検出するために内部に複数の受光領域を設けた光検出器と、前記光検出器内に設けた前記複数の受光領域で検出した各検出信号からフォーカスエラー信号を演算により生成するフォーカスエラー回路と、前記光検出器内に設けた前記複数の受光領域で検出した各検出信号から球面収差エラー信号を演算により生成して前記球面収差エラー信号を前記球面収差補正手段にフィードバックする球面収差補正回路とを少なくとも備えた球面収差補正装置において、
前記光検出器内に設けた複数の受光領域は、前記反射光によるビームを受光する一つの受光面の内周を4分割した内周受光領域と、この内周受光領域の外周を4分割した外周受光領域とからなり、
前記フォーカスエラー回路は、前記内周受光領域と前記外周受光領域とからの各検出信号を用いて、前記フォーカスエラー信号を演算し、
前記球面収差補正回路は、前記外周受光領域からの各検出信号のみを用いて前記球面収差エラー信号を演算することを特徴とする球面収差補正装置である。
The present invention has been made in view of the above problems, and the first invention is a laser light source that emits laser light having a wavelength corresponding to an optical recording medium, and the laser light from the laser light source is incident, Obtained by narrowing down the laser light that has passed through the spherical aberration correcting means, and spherical aberration correcting means that controls to correct the spherical aberration generated between the laser light source and the optical recording medium with respect to the laser light. An objective lens that irradiates a signal surface of the optical recording medium with a laser beam, a photodetector provided with a plurality of light receiving regions therein to detect reflected light reflected by the signal surface of the optical recording medium, and the light a focus error circuit from the detection signals detected by the plurality of light receiving regions provided in the detector to generate by computation the focus error signal, the plurality of light receiving provided in the photodetector In the spherical aberration correcting device having at least a spherical aberration correcting circuit for feeding back the spherical aberration error signal is generated by calculating a spherical aberration error signal from the detection signal detected by frequency in the spherical aberration correction means,
The plurality of light receiving regions provided in the photodetector are divided into an inner peripheral light receiving region obtained by dividing the inner periphery of one light receiving surface that receives the beam of reflected light into four and an outer periphery of the inner peripheral light receiving region. It consists of a peripheral light receiving area,
The focus error circuit calculates the focus error signal by using the detection signals from the inner and outer light receiving areas.
The spherical aberration correction circuit is a spherical aberration correction device that calculates the spherical aberration error signal using only each detection signal from the outer periphery light receiving region.

また、第2の発明は、上記した第1の発明の球面収差補正装置において、
前記光検出器内の前記内周受光領域を、前記球面収差がない前記ビームを受光した時に得られるスポット径よりも内側に形成したことを特徴とする球面収差補正装置である。
The second invention is the spherical aberration correction apparatus according to the first invention described above.
In the spherical aberration correction device, the inner peripheral light receiving region in the photodetector is formed inside a spot diameter obtained when the beam having no spherical aberration is received.

また、第3の発明は、上記した第1又は第2の発明の球面収差補正装置において、
前記球面収差エラー信号の値が前記球面収差の量に対して略リニアに変化するリニア領域をS字状スロープ中の中間部に有する時に、前記S字状スロープ中の前記リニア領域以外の前記球面収差に対して前記リニア領域内に向かって補正することを特徴とする球面収差補正装置である。
The third invention is the spherical aberration correction device according to the first or second invention described above,
The spherical surface other than the linear region in the S-shaped slope has a linear region where the value of the spherical aberration error signal changes substantially linearly with respect to the amount of the spherical aberration in the middle portion of the S-shaped slope. A spherical aberration corrector that corrects aberration toward the linear region.

本発明に係る球面収差補正装置によれば、請求項1記載によれば、とくに、光検出器内に設けた複数の受光領域は、反射光によるビームを受光する一つの受光面の内周を4分割した内周受光領域と、この内周受光領域の外周を4分割した外周受光領域とからなり、球面収差補正回路は、外周受光領域からの各検出信号のみを用いて球面収差エラー信号を演算しているため、球面収差補正回路内での演算器の数を従来例に比較して大幅に削減でき、且つ、球面収差エラー信号を簡単に求めることができると共に、コスト低減にも寄与できる。   According to the spherical aberration correcting device according to the present invention, in particular, the plurality of light receiving regions provided in the photodetector have an inner circumference of one light receiving surface that receives a beam of reflected light. It consists of an inner periphery light receiving area divided into four and an outer periphery light receiving area obtained by dividing the outer periphery of this inner periphery light receiving area into four parts. Since the calculation is performed, the number of calculators in the spherical aberration correction circuit can be greatly reduced as compared with the conventional example, and the spherical aberration error signal can be easily obtained and can contribute to cost reduction. .

また、請求項2記載によれば、とくに、光検出器内の内周受光領域を、球面収差がないビームを受光した時に得られるスポット径よりも内側に形成したため、光検出器内に形成した外周受光領域だけを用いて球面収差エラー信号を演算する場合に、ビームのスポットと内周受光領域との間の領域に僅かに光量が存在している状態で減算されてこの領域内の減算値が零となるためにノイズのない球面収差エラー信号が得られ、球面収差エラー信号のS/N比が低下することを避けることができる。   According to the second aspect of the present invention, in particular, the inner peripheral light receiving region in the photodetector is formed inside the spot diameter obtained when a beam having no spherical aberration is received. When calculating the spherical aberration error signal using only the outer periphery light receiving area, the subtraction value in this area is subtracted with a slight amount of light in the area between the beam spot and the inner periphery light receiving area. Is zero, a noise-free spherical aberration error signal can be obtained, and a reduction in the S / N ratio of the spherical aberration error signal can be avoided.

また、請求項3記載によれば、とくに、球面収差エラー信号の値が球面収差の量に対して略リニアに変化するリニア領域をS字状スロープ中の中間部に有する時に、S字状スロープ中のリニア領域以外の球面収差に対してリニア領域内に向かって補正しているために、リニア領域以外の球面収差に対する球面収差量がリニア領域外からリニア領域内に迅速に移行できるので、球面収差の補正をリニア領域内で通常のサーボ理論に基づいて確実に行うことができる。   According to the third aspect of the present invention, in particular, when the linear region in which the value of the spherical aberration error signal changes substantially linearly with respect to the amount of spherical aberration is provided in the middle portion of the S-shaped slope, the S-shaped slope is provided. Since spherical aberration outside the linear region is corrected toward the linear region, the amount of spherical aberration for spherical aberration outside the linear region can be quickly transferred from outside the linear region into the linear region. Aberration correction can be reliably performed in the linear region based on normal servo theory.

以下に本発明に係る球面収差補正装置の一実施例を図1乃至図11を参照して詳細に説明する。   An embodiment of the spherical aberration correction apparatus according to the present invention will be described below in detail with reference to FIGS.

本発明に係る球面収差補正装置は、CD,DVDよりも狭トラック化を図って現在開発が進んでいる超高密度光記録媒体として円盤状の超高密度光ディスク(Blu Ray Disc)や、カード状の光カードに適用可能に構成されていると共に、超高密度光記録媒体と光ピックアップ内の光学系との間で球面収差が生じた際に、超高密度光記録媒体からの反射光によるビームを8分割型光検出器により検出して、この8分割型光検出器からの各検出信号を演算して得た球面収差エラー信号に基づいて球面収差補正手段を制御しながら球面収差を良好に補正できるように構成されており、とくに、8分割型光検出器内に形成した4箇所の外周受光領域のみを用いて球面収差エラー信号をより簡単に検出することを特徴とするものである。   The spherical aberration correction device according to the present invention is a disc-shaped ultra-high density optical disc (Blu Ray Disc) or card-like as an ultra-high density optical recording medium that is currently being developed with a narrower track than CD and DVD. When the spherical aberration occurs between the ultra high density optical recording medium and the optical system in the optical pickup, the beam by the reflected light from the ultra high density optical recording medium is configured. Is detected by an eight-divided photodetector, and spherical aberration is improved while controlling the spherical aberration correcting means based on the spherical aberration error signal obtained by calculating each detection signal from the eight-divided photodetector. In particular, the spherical aberration error signal can be detected more easily by using only four outer peripheral light receiving regions formed in the eight-divided photodetector.

図1は本発明に係る球面収差補正装置を示した構成図、
図2は図1に示した光検出器の内部構成を拡大して示した平面図、
図3は図1に示した球面収差補正回路の内部構成を示したブロック図、
図4は図1に示したフォーカス・トラッキング制御回路の内部構成を示したブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing a spherical aberration correcting device according to the present invention.
FIG. 2 is an enlarged plan view showing the internal configuration of the photodetector shown in FIG.
FIG. 3 is a block diagram showing the internal configuration of the spherical aberration correction circuit shown in FIG.
FIG. 4 is a block diagram showing the internal configuration of the focus / tracking control circuit shown in FIG.

図1に示した如く、本発明に係る球面収差補正装置10の内部には、超高密度光ディスク(Blu Ray Disc)11を記録又は再生するための光ピックアップ20が超高密度光ディスク11の径方向に移動自在に設けられている。   As shown in FIG. 1, an optical pickup 20 for recording or reproducing an ultra high density optical disc (Blu Ray Disc) 11 is provided in the spherical aberration correction apparatus 10 according to the present invention in the radial direction of the ultra high density optical disc 11. It is provided to be freely movable.

この際、超高密度光ディスク11は、ビーム入射面11aと信号面11bとの間のディスク基板厚さtが略0.1mmに薄く設定されて、この上に略1.1mmの補強板(図示せず)を貼り合せて合計厚さが略1.2mmに形成されている。   At this time, the ultra-high density optical disc 11 has a disc substrate thickness t between the beam incident surface 11a and the signal surface 11b set to be approximately 0.1 mm, and a reinforcing plate (FIG. (Not shown) to form a total thickness of about 1.2 mm.

また、上記した光ピックアップ装置20では、超高密度光ディスク11に対応して半導体を用いたレーザー光源(以下、半導体レーザーと記す)21から波長が450nm以下のレーザー光Lが出射されており、この実施例ではレーザー光Lの基準波長が例えば405nmに設定されている。   Further, in the optical pickup device 20 described above, a laser light L having a wavelength of 450 nm or less is emitted from a laser light source (hereinafter, referred to as a semiconductor laser) 21 using a semiconductor corresponding to the ultra high density optical disk 11. In the embodiment, the reference wavelength of the laser beam L is set to 405 nm, for example.

そして、半導体レーザー21から出射されたレーザー光Lは直線偏光の発散光であり、この発散光が回折格子(グレーティング)22に入射され、この回折格子22内に形成された凹凸状格子(図示せず)のピッチと傾斜の角度に応じて0次回折光と±1次回折光とからなる3本のビーム(以下、3ビームと記す)に分離された後に、3ビームが偏光ビームスプリッタ23に入射される。   The laser light L emitted from the semiconductor laser 21 is linearly polarized divergent light, and this divergent light is incident on the diffraction grating (grating) 22, and an uneven grating (not shown) formed in the diffraction grating 22. 3) are separated into three beams (hereinafter referred to as 3 beams) consisting of 0th order diffracted light and ± 1st order diffracted light according to the pitch and inclination angle, and then the 3 beams are incident on the polarization beam splitter 23. The

尚、この実施例では、回折格子22により3ビームを生成しているが、回折格子22を設けない構成もあり、この場合には半導体レーザー21から出射されたレーザー光を1ビームのままで偏光ビームスプリッタ23に直接入射させれば良い。   In this embodiment, three beams are generated by the diffraction grating 22, but there is a configuration in which the diffraction grating 22 is not provided. In this case, the laser beam emitted from the semiconductor laser 21 is polarized with one beam remaining as it is. What is necessary is just to enter into the beam splitter 23 directly.

上記した偏光ビームスプリッタ23は、回折格子22からの3ビームを透過させ、且つ、超高密度光ディスク11からの反射光を反射させて略90°方向を転じさせるために偏光性を有する半透過反射膜23aが膜付けされている。   The polarizing beam splitter 23 transmits the three beams from the diffraction grating 22 and reflects the reflected light from the ultra-high-density optical disk 11 so as to turn about 90 °. A film 23a is attached.

この後、偏光ビームスプリッタ23内の半透過反射膜23aを透過した3ビームは、コリメーターレンズ24で平行光に変換されて、球面収差補正手段25に入射される。   Thereafter, the three beams transmitted through the semi-transmissive reflection film 23 a in the polarization beam splitter 23 are converted into parallel light by the collimator lens 24 and are incident on the spherical aberration correction unit 25.

上記した球面収差補正手段25は、半導体レーザー21と超高密度光ディスク11の信号面11bとの間に配置された光学系によって発生する球面収差を補正するものであり、半導体レーザー21側に設けた凹レンズ(負レンズ)25Aと、後述の対物レンズ26側に設けた凸レンズ(正レンズ)25Bと、凸レンズ25Bを光軸方向に沿って変位させるアクチュエータ25Cとから構成されている。そして、後述するように球面収差エラー信号SAEに基づいて凸レンズ25Bをアクチュエータ25Cによって凹レンズ25Aに対して光軸方向に変位させ、凹レンズ25Aと凸レンズ25Bとの間隔を制御して、対物レンズ26に入射する3ビームの平行度を調整して、対物レンズ26の倍率誤差による球面収差を発生させて他の球面収差と相殺することで球面収差が零になるように補正することで、クローズドループで制御している。   The spherical aberration correction means 25 described above is for correcting the spherical aberration generated by the optical system disposed between the semiconductor laser 21 and the signal surface 11b of the ultra high density optical disk 11, and is provided on the semiconductor laser 21 side. A concave lens (negative lens) 25A, a convex lens (positive lens) 25B provided on the later-described objective lens 26 side, and an actuator 25C that displaces the convex lens 25B along the optical axis direction. Then, as will be described later, the convex lens 25B is displaced in the optical axis direction with respect to the concave lens 25A by the actuator 25C based on the spherical aberration error signal SAE, and the distance between the concave lens 25A and the convex lens 25B is controlled to enter the objective lens 26. By adjusting the parallelism of the three beams and generating spherical aberration due to the magnification error of the objective lens 26 and canceling it with other spherical aberrations, the spherical aberration is corrected so that it becomes zero. is doing.

尚、凹レンズ(負レンズ)25Aを凸レンズ25Bに対して光軸方向に変位させる方法でも良い。   A method of displacing the concave lens (negative lens) 25A with respect to the convex lens 25B in the optical axis direction may be used.

尚更に、球面収差補正手段として、実施例では凹レンズ25Aと凸レンズ25Bとアクチュエータ25Cとの組み合わせを用いたが、これに代えて従来例で説明しような液晶などを用いた波面変調素子を適用することも可能である。   Further, as the spherical aberration correcting means, the combination of the concave lens 25A, the convex lens 25B and the actuator 25C is used in the embodiment, but instead, a wavefront modulation element using liquid crystal or the like as described in the conventional example is applied. Is also possible.

この後、球面収差補正手段25を通った3ビームは、超高密度光ディスク用として設計した対物レンズ26に入射される。上記した対物レンズ26は、超高密度光ディスク11に対応して開口数(NA)が0.75以上に設定され、且つ、互いに対向する第1,第2面のうちで少なくとも1面が非球面に形成されたものである。この実施例における対物レンズ26は、開口数(NA)が0.85の単玉レンズを用いている。この際、対物レンズ26は不図示のレンズホルダ内の上方部位に取り付けられていると共に、このレンズホルダの外周に対物レンズ26を超高密度光ディスク11のフォーカス方向とトラッキング方向とに制御するためのアクチュエータ27が取り付けられている。   Thereafter, the three beams that have passed through the spherical aberration correcting means 25 are incident on an objective lens 26 designed for an ultra-high density optical disk. The objective lens 26 has a numerical aperture (NA) of 0.75 or more corresponding to the ultra-high density optical disc 11, and at least one of the first and second surfaces facing each other is aspheric. It is formed. The objective lens 26 in this embodiment is a single lens having a numerical aperture (NA) of 0.85. At this time, the objective lens 26 is attached to an upper portion in a lens holder (not shown), and the objective lens 26 is controlled on the outer periphery of the lens holder in the focus direction and the tracking direction of the ultra high density optical disc 11. An actuator 27 is attached.

そして、対物レンズ26でここに入射した3ビームを絞ってO次光によるメインビームと±1次光による一対のサブビームとを得て、メインビームと一対のサブビームとを超高密度光ディスク11のビーム入射面11aから入射させて、超高密度光ディスク11の信号面11b上に照射している。   Then, the three beams incident thereon are narrowed down by the objective lens 26 to obtain a main beam of O-order light and a pair of sub-beams of ± primary light, and the main beam and the pair of sub-beams are beams of the ultra high density optical disc 11. The light is incident from the incident surface 11 a and irradiated onto the signal surface 11 b of the ultra high density optical disk 11.

従って、半導体レーザー21と、回折格子22と、偏光ビームスプリッタ23と、コリメーターレンズ24と、球面収差補正手段25と、対物レンズ26とで往路の光学系が構成されている。   Accordingly, the semiconductor laser 21, the diffraction grating 22, the polarization beam splitter 23, the collimator lens 24, the spherical aberration correcting means 25, and the objective lens 26 constitute an outward optical system.

この後、超高密度光ディスク11の信号面11bで反射された反射光は、上記とは逆に、対物レンズ26,球面収差補正手段25,コリメーターレンズ24を通った後に、偏光ビームスプリッタ23内の偏光性を有する半透過反射膜23aで反射されて略90°方向を転じられた後にシリンドリカルレンズ28を通過して光検出器29に達することで復路の光学系が構成されている。   Thereafter, the reflected light reflected by the signal surface 11b of the ultra-high density optical disk 11 passes through the objective lens 26, the spherical aberration correcting means 25, and the collimator lens 24, and then in the polarization beam splitter 23, contrary to the above. After being reflected by the semi-transmissive reflective film 23a having the above-mentioned polarization property and turned in the direction of approximately 90 °, the light passes through the cylindrical lens 28 and reaches the photodetector 29, thereby constituting a return optical system.

そして、光検出器29で超高密度光ディスク11の信号面11bからの反射光を基にして、球面収差補正回路30で球面収差エラー信号SAEを得てこの球面収差エラー信号SAEを球面収差補正手段25にフィードバックして球面収差を制御し、且つ、フォーカス・トラッキング制御回路40でフォーカスエラー信号FE及び各種のトラッキングエラー信号(PP,DPP,DPD)を得て各信号をアクチュエータ27にフィードバックして対物レンズ26をフォーカス方向及びトラッキング方向に制御し、更に、RF信号処理回路60でメインデータ信号RFを超高密度光ディスク11の信号フォーマットに応じて適宜処理している。   Then, based on the reflected light from the signal surface 11b of the ultra-high density optical disk 11 by the photodetector 29, the spherical aberration error signal SAE is obtained by the spherical aberration correction circuit 30, and this spherical aberration error signal SAE is converted into spherical aberration correction means. The focus aberration control circuit 40 obtains a focus error signal FE and various tracking error signals (PP, DPP, DPD) and feeds back each signal to the actuator 27 for the objective. The lens 26 is controlled in the focus direction and the tracking direction, and the main data signal RF is appropriately processed by the RF signal processing circuit 60 according to the signal format of the ultra-high density optical disk 11.

ここで、本発明の要部を構成する光検出器29は、図2に拡大して示した如く、回折格子22で得られた0次回折光によるメインビームMBを検出するための8分割型光検出器29Aと、回折格子22で得られた±1次回折光による一対のサブビームSB1,SB2を検出するための一対の2分割型光検出器29B,29Cとで構成されており、且つ、8分割型光検出器29Aの左右両側に一対の2分割型光検出器29B,29Cが8分割型光検出器29Aに対してそれぞれ分離して不図示の半導体基板上に一体的に配置されている。   Here, the photodetector 29 constituting the main part of the present invention is an 8-split type light for detecting the main beam MB by the 0th-order diffracted light obtained by the diffraction grating 22, as shown in an enlarged view in FIG. It comprises a detector 29A and a pair of two-divided photodetectors 29B and 29C for detecting the pair of sub-beams SB1 and SB2 by the ± first-order diffracted light obtained by the diffraction grating 22, and is divided into eight. A pair of two-divided photodetectors 29B and 29C are separated from the eight-divided photodetector 29A on the left and right sides of the mold-type photodetector 29A, and are integrally disposed on a semiconductor substrate (not shown).

上記した8分割型光検出器29Aは、互いに直交するX軸とY軸とで形成されるXY面内に正方形状の一つの受光面を形成し、且つ、球面収差のないメインビームMBを受光面の中心部で受光した時に円形のスポットが得られるものとした場合に、正方形の受光面内にメインビームMBのスポットに外接し且つX軸とY軸とを頂点とする正方形を形成して、この正方形内をX軸とY軸とを堺に4分割して内周受光領域A〜Dを形成すると共に、更に、内周受光領域A〜Dの外側にX軸とY軸とを堺に4分割して外周受光領域E〜Hを形成している。   The eight-divided photodetector 29A described above forms a single square light-receiving surface in the XY plane formed by the X axis and Y axis orthogonal to each other, and receives the main beam MB having no spherical aberration. When a circular spot is obtained when light is received at the center of the surface, a square that circumscribes the spot of the main beam MB and has the X and Y axes as vertices is formed in the square light receiving surface. The inside of the square is divided into four with the X axis and the Y axis as ridges to form inner circumferential light receiving areas A to D, and further, the X axis and the Y axis are folded outside the inner circumferential light receiving areas A to D. The outer periphery light receiving regions E to H are formed by dividing the region into four.

上記した一対の2分割型光検出器29B,29Cは、正方形に形成された受光面の中心部に円形のサブビームSB1,SB2がそれぞれ照射された場合に、サブビームSB1,SB2を超高密度光ディスク上でのトラック方向に沿って2分割するように2分割型光検出器29Bに領域I,Gが形成され、且つ、2分割型光検出器29Cに領域K,Lが形成されている。   The pair of two-divided photodetectors 29B and 29C described above, when the circular sub-beams SB1 and SB2 are respectively irradiated to the center of the light-receiving surface formed in a square shape, The regions I and G are formed in the two-divided photodetector 29B so as to be divided into two along the track direction, and the regions K and L are formed in the two-divided photodetector 29C.

次に、上記した8分割型光検出器29Aと、一対の2分割型光検出器29B,29Cとを用いて球面収差エラー信号SAE,フォーカスエラー信号FE,各種のトラッキングエラー信号(PP,DPP,DPD),メインデータ信号RFを得る場合について以下説明する。   Next, the spherical aberration error signal SAE, the focus error signal FE, and various tracking error signals (PP, DPP,...) Using the above-described eight-divided photodetector 29A and a pair of two-divided photodetectors 29B and 29C. DPD) and the case of obtaining the main data signal RF will be described below.

まず、超高密度光ディスク11と光ピックアップ20内の光学系との間で生じた球面収差を球面収差補正手段25(図1)を介して補正するための球面収差エラー信号SAE(Spherical Aberration Error)を得る場合には、8分割型光検出器29A内に形成した4箇所の外周受光領域E〜Hのみを用いて、下記の式に基づいて図3に示した球面収差補正回路30内で演算している。 SAE=(E+G)−(F+H)。   First, a spherical aberration error signal SAE (Spherical Aberration Error) for correcting spherical aberration generated between the ultra high density optical disk 11 and the optical system in the optical pickup 20 via the spherical aberration correcting means 25 (FIG. 1). Is obtained by using the four outer peripheral light receiving areas E to H formed in the eight-divided photodetector 29A, and calculating in the spherical aberration correction circuit 30 shown in FIG. is doing. SAE = (E + G) − (F + H).

即ち、球面収差が発生した場合には、後述する図6,図8からも明白なように、8分割型光検出器29A内でメインビームMBによるスポット形状が右対角方向(E,A,C,G)側又は左対角方向(F,B,D,H)側に延出されると共に、内周受光領域A〜Dではスポット形状が左右の対角方向(±45°方向)に対してほとんど検出値差がないので、球面収差エラー信号SAEを求める時には外周受光領域E〜Hだけを用いて、右対角方向(E,G)側と左対角方向(F,H)側との検出値差を検出している。   That is, when spherical aberration occurs, as is apparent from FIGS. 6 and 8 described later, the spot shape by the main beam MB in the eight-divided photodetector 29A is in the right diagonal direction (E, A, C, G) side or left diagonal direction (F, B, D, H) side and the spot shape in the inner peripheral light receiving areas A to D with respect to the left and right diagonal directions (± 45 ° direction). Therefore, when the spherical aberration error signal SAE is obtained, only the outer peripheral light receiving areas E to H are used to determine the right diagonal direction (E, G) side and the left diagonal direction (F, H) side. The detected value difference is detected.

従って、球面収差エラー信号SAEを演算して求める場合には、球面収差補正回路30内で2個の加算器31,32と、1個の減算器33を用いれば良いので、先に図14を用いて従来例1で説明した回路構成よりも球面収差補正回路30内での演算器の数を従来例に比較して大幅に削減でき、且つ、球面収差エラー信号SAEを簡単に求めることができると共に、コスト低減にも寄与できる。   Accordingly, when calculating the spherical aberration error signal SAE, two adders 31 and 32 and one subtractor 33 may be used in the spherical aberration correction circuit 30, so that FIG. As compared with the conventional example, the number of arithmetic units in the spherical aberration correction circuit 30 can be greatly reduced as compared with the conventional example, and the spherical aberration error signal SAE can be easily obtained. At the same time, it can contribute to cost reduction.

次に、対物レンズ26(図1)をフォーカス方向に制御するためのフォーカスエラー信号FE(Focus Error)を得る場合には、周知の非点収差法により8分割型光検出器29A内の内周受光領域A〜D及び外周受光領域E〜Hを用いて、下記の式に基づいて図4(a)に示したフォーカス・トラッキング制御回路40内のフォーカス回路部40Aで演算している。 FE=(A+C+E+G)−(B+D+F+H)。   Next, when a focus error signal FE (Focus Error) for controlling the objective lens 26 (FIG. 1) in the focus direction is obtained, the inner circumference of the eight-divided photodetector 29A is obtained by a known astigmatism method. Using the light receiving areas A to D and the outer periphery light receiving areas E to H, calculation is performed by the focus circuit unit 40A in the focus / tracking control circuit 40 shown in FIG. FE = (A + C + E + G) − (B + D + F + H).

即ち、フォーカスエラー信号FEを求める場合には、メインビームMBによるスポット形状の右対角方向(E,A,C,G)側と左対角方向(F,B,D,H)側との検出値差をフォーカス回路部40A内に設けた6個の加算器41〜46と、1個の減算器47とにより演算している。   That is, when the focus error signal FE is obtained, the right diagonal direction (E, A, C, G) side and the left diagonal direction (F, B, D, H) side of the spot shape by the main beam MB are obtained. The detected value difference is calculated by six adders 41 to 46 and one subtractor 47 provided in the focus circuit unit 40A.

次に、対物レンズ26(図1)をトラッキング方向に制御するために、ここでは下記する各種のトラッキングエラー信号のうちいずれか一つを選択的に適用可能になっている。 上記した各種のトラッキングエラー信号としては、プッシュプル信号PP(Push Pull)と、差動プッシュプル信号DPP(Differential Push Pull)と、位相差信号DPD((Differential Phase Detection)とがあり、これら各種の信号を演算するために8分割型光検出器29Aと、一対の2分割型光検出器29B,29Bとを用いている。   Next, in order to control the objective lens 26 (FIG. 1) in the tracking direction, any one of the following various tracking error signals can be selectively applied here. As the various tracking error signals described above, there are a push-pull signal PP (Push Pull), a differential push-pull signal DPP (Differential Push Pull), and a phase difference signal DPD ((Differential Phase Detection). In order to calculate a signal, an eight-divided photodetector 29A and a pair of two-divided photodetectors 29B and 29B are used.

上記したプッシュプル信号PPによるトラッキングエラー信号を得る場合には、周知の非点収差法により8分割型光検出器29A内の内周受光領域A〜D及び外周受光領域E〜Hを用いて、下記の式に基づいて図4(b)に示したフォーカス・トラッキング制御回路40内のトラッキング回路部40Bで演算している。
FE=(A+D+E+H)−(B+C+F+)。
When obtaining the tracking error signal by the push-pull signal PP described above, the inner peripheral light receiving areas A to D and the outer peripheral light receiving areas E to H in the eight-divided photodetector 29A are used by a known astigmatism method. Based on the following equation, the calculation is performed by the tracking circuit unit 40B in the focus / tracking control circuit 40 shown in FIG.
FE = (A + D + E + H) − (B + C + F + G ).

即ち、プッシュプル信号PPによるトラッキングエラー信号を求める場合には、メインビームMBによるスポット形状の上方(E,A,D,H)側と下方(F,B,C,G)側との検出値差をトラッキング回路部40B内に設けた6個の加算器48〜53と、1個の減算器54とにより演算している。この際、プッシュプル信号PPによるトラッキングエラー信号は、8分割型光検出器29Aのみを用いているために、回折格子22(図1)を設けない構成による1ビーム方式にも適用できる。   That is, when the tracking error signal is determined by the push-pull signal PP, the detected values on the upper (E, A, D, H) side and the lower (F, B, C, G) side of the spot shape by the main beam MB. The difference is calculated by six adders 48 to 53 and one subtractor 54 provided in the tracking circuit unit 40B. At this time, since the tracking error signal based on the push-pull signal PP uses only the eight-divided photodetector 29A, the tracking error signal can also be applied to a one-beam method in which the diffraction grating 22 (FIG. 1) is not provided.

一方、上記した差動プッシュプル信号DPPによるトラッキングエラー信号を得る場合には、上記したプッシュプル信号PPの結果と、一対の2分割型光検出器29B,29Cとを用いているので、回折格子22(図1)を設けた実施例の構成による3ビーム方式に適しており、下記の式に基づいてフォーカス・トラッキング制御回路40内のトラッキング回路部40B(図3)で演算しているものの、ここでも回路構成の図示を省略する。
DPP=PP−α×{(I+K)−(J+L)} 但し、αは係数である。
On the other hand, when obtaining the tracking error signal by the differential push-pull signal DPP, the result of the push-pull signal PP and the pair of two-divided photodetectors 29B and 29C are used. 22 (FIG. 1) is suitable for the three-beam system according to the configuration of the embodiment, and the tracking circuit unit 40B (FIG. 3) in the focus / tracking control circuit 40 performs calculation based on the following formula, Again, the circuit configuration is not shown.
DPP = PP−α × {(I + K) − (J + L)} where α is a coefficient.

更に、上記した位相差信号DPDによるトラッキングエラー信号を得る場合には、8分割型光検出器29Aのみを用いて、下記の式に基づいてフォーカス・トラッキング制御回路40内のトラッキング回路部40B(図3)で演算しているものの、ここでも回路構成の図示を省略する。 DPD=(A+E)+(C+G)と、(B+F)+(D+H)との位相差。   Further, when obtaining the tracking error signal based on the phase difference signal DPD described above, the tracking circuit unit 40B (see FIG. 5) in the focus / tracking control circuit 40 is used based on the following formula using only the 8-divided photodetector 29A. Although the calculation is performed in 3), the circuit configuration is not shown here. DPD = the phase difference between (A + E) + (C + G) and (B + F) + (D + H).

この位相差信号DPDによるトラッキングエラー信号も8分割型光検出器29Aのみを用いているために、回折格子22(図1)を設けない構成による1ビーム方式にも適用できる。   Since the tracking error signal based on the phase difference signal DPD also uses only the eight-divided photodetector 29A, the tracking error signal can be applied to a one-beam method in which the diffraction grating 22 (FIG. 1) is not provided.

次に、メインデータ信号RFを得る場合には、8分割型光検出器29A内の内周受光領域A〜D及び外周受光領域E〜Hを用いて、下記の式に基づいて図1に示したRF信号処理回路60内で演算しているものの、ここでは回路構成の図示を省略する。 RF=A+B+C+D+E+F+G+H。   Next, when the main data signal RF is obtained, it is shown in FIG. 1 based on the following equation using the inner periphery light receiving areas A to D and the outer periphery light receiving areas E to H in the eight-divided photodetector 29A. Although the calculation is performed in the RF signal processing circuit 60, the circuit configuration is not shown here. RF = A + B + C + D + E + F + G + H.

次に、球面収差についてより具体的に先に用いた図1,図2と、新たな図5〜図10とを併用して説明する。   Next, the spherical aberration will be described more specifically with reference to FIGS. 1 and 2 used earlier and new FIGS.

図5は球面収差がない場合に、8分割型光検出器で受光したメインビームのスポット形状の変化に対するフォーカスエラー依存性を示した図、
図6は球面収差がある場合に、8分割型光検出器で受光したメインビームのスポット形状の変化に対するフォーカスエラー依存性を示した図、
図7はフォーカスエラー信号にオフセットがない場合に、フォーカスエラー信号と、球面収差エラー信号とに対してフォーカス位置の依存性を示した図、
図8は超高密度光ディスクがフォーカスの最良点にある時に、8分割型光検出器で受光したメインビームに対して球面収差が補正オーバーの場合と、球面収差がない場合と、球面収差が補正アンダーの場合とを示した図、
図9は球面収差量が0.05λ・rmsの場合に、フォーカスエラー信号と、球面収差エラー信号が補正オーバーの場合と、球面収差エラー信号が補正アンダーの場合とに対してフォーカス位置の依存性を示した図、
図10は球面収差量に対する球面収差エラー信号を示した図である。
FIG. 5 is a diagram showing the focus error dependency on the change in the spot shape of the main beam received by the eight-divided photodetector when there is no spherical aberration.
FIG. 6 is a graph showing the focus error dependency on the change in the spot shape of the main beam received by the 8-split type photodetector when there is spherical aberration.
FIG. 7 is a diagram showing the dependence of the focus position on the focus error signal and the spherical aberration error signal when there is no offset in the focus error signal.
FIG. 8 shows that when the ultra-high density optical disc is at the best focus point, the spherical aberration is overcorrected with respect to the main beam received by the eight-divided photodetector, the case where there is no spherical aberration, and the case where the spherical aberration is corrected. Figure showing under case and
FIG. 9 shows the dependence of the focus position on the focus error signal, when the spherical aberration error signal is overcorrected, and when the spherical aberration error signal is undercorrected when the spherical aberration amount is 0.05λ · rms. Figure showing
FIG. 10 is a diagram showing a spherical aberration error signal with respect to the spherical aberration amount.

まず、図5(a)〜(c)には、光ピックアップ20内に設けた対物レンズ26が超高密度光ディスク11に対応して設計された状態で、球面収差が無い場合について、8分割型光検出器29Aで受光したメインビームMBのスポット形状の変化を光線追跡法により計算して、フォーカスエラー依存性を検討した。   First, in FIGS. 5A to 5C, an 8-division type is shown in the case where the objective lens 26 provided in the optical pickup 20 is designed for the ultra high density optical disk 11 and there is no spherical aberration. Changes in the spot shape of the main beam MB received by the photodetector 29A were calculated by the ray tracing method, and focus error dependency was examined.

ここで、図5(b)に示したように、対物レンズ26が超高密度光ディスク11に対してフォーカス最良点にあるとき、8分割型光検出器29Aの中心部上でメインビームMBによるスポットが略円形となる。一方、図5(a)に示したように、対物レンズ26の合焦点に対して超高密度光ディスク11が1μm対物レンズ26に近い場合、又は、図5(c)に示したように、対物レンズ26の合焦点に対して超高密度光ディスク11が1μm対物レンズ26から遠い場合に、8分割型光検出器29A上でメインビームMBによる非点収差の焦線の方向が左対角方向(−45°方向)又は右対角方向(+45°方向)に変化することで、フォーカスエラー信号FEが検出される。尚、非点収差は45°の方向に与えられている。   Here, as shown in FIG. 5B, when the objective lens 26 is at the best focus point with respect to the ultra-high density optical disc 11, the spot by the main beam MB on the center of the eight-divided photodetector 29A. Becomes substantially circular. On the other hand, as shown in FIG. 5A, when the ultra high density optical disk 11 is close to the 1 μm objective lens 26 with respect to the focal point of the objective lens 26, or as shown in FIG. When the ultra-high density optical disk 11 is far from the 1 μm objective lens 26 with respect to the focal point of the lens 26, the direction of the focal line of astigmatism due to the main beam MB on the eight-divided photodetector 29A is the left diagonal direction ( The focus error signal FE is detected by changing in the −45 ° direction) or the right diagonal direction (+ 45 ° direction). Astigmatism is given in the direction of 45 °.

次に、図6(a)〜(c)には、光ピックアップ20内に設けた対物レンズ26が超高密度光ディスク11に対応して設計された状態で、球面収差がある場合について、上記した図5(a)〜(c)の場合と同様に、8分割型光検出器29Aで受光したメインビームMBのスポット形状の変化を光線追跡法により計算して、フォーカスエラー依存性を検討した。   Next, FIGS. 6A to 6C show the case where the objective lens 26 provided in the optical pickup 20 is designed for the ultra high density optical disc 11 and has spherical aberration. As in the case of FIGS. 5A to 5C, the change in the spot shape of the main beam MB received by the eight-divided photodetector 29A was calculated by the ray tracing method, and the focus error dependency was examined.

この場合に、レーザー光Lの波長λ=405nmとすると、球面収差量は0.05λ・rmsである。この球面収差量は、超高密度光ディスク11のディスク基板厚さtが略0.1mmに薄く設定されている時に、ディスク基板厚さ誤差Δtが約5μmある場合に相当するものである。ここでは、後述するように球面収差の補正量がアンダー(補正不足)の状態で対物レンズ26をフォーカス方向に振っており、図6(b)に示したように、対物レンズ26が超高密度光ディスク11に対してフォーカス最良点にあるとき、8分割型光検出器29Aの中心部上でメインビームMBによるスポットが右対角方向に延出されるので図5(b)に対して略楕円状になる。一方、図6(a)に示したように、対物レンズ26の合焦点に対して超高密度光ディスク11が1μm対物レンズ26に近い場合、又は、図6(c)に示したように、対物レンズ26の合焦点に対して超高密度光ディスク11が1μm対物レンズ26から遠い場合に、球面収差があると、メインビームMBによるスポットは図5(a)又は図5(c)に示した左対角方向(−45°方向)又は右対角方向(+45°方向)と同じ方向であるものの、図5(a)又は図5(c)に対して膨らみのある形状となる。   In this case, when the wavelength λ of the laser beam L is 405 nm, the spherical aberration amount is 0.05λ · rms. This amount of spherical aberration corresponds to the case where the disk substrate thickness error Δt is about 5 μm when the disk substrate thickness t of the ultra-high density optical disk 11 is set to be approximately 0.1 mm. Here, as will be described later, the objective lens 26 is swung in the focus direction in a state where the correction amount of the spherical aberration is under (undercorrected), and as shown in FIG. When the focus is at the best focus point with respect to the optical disk 11, the spot by the main beam MB extends in the right diagonal direction on the center of the eight-divided photodetector 29A. become. On the other hand, as shown in FIG. 6A, when the ultra high density optical disk 11 is close to the 1 μm objective lens 26 with respect to the focal point of the objective lens 26, or as shown in FIG. When the ultra high density optical disk 11 is far from the 1 μm objective lens 26 with respect to the focal point of the lens 26, if there is spherical aberration, the spot due to the main beam MB is left as shown in FIG. 5 (a) or FIG. 5 (c). Although it is the same direction as the diagonal direction (−45 ° direction) or the right diagonal direction (+ 45 ° direction), it has a bulging shape with respect to FIG. 5A or FIG.

そして、図7には、フォーカスエラー信号FEにオフセットがない場合に、フォーカスエラー信号FEと、球面収差エラー信号SAEとに対してフォーカス位置の依存性を計算して評価した。ここでは、8分割型光検出器29A内の各領域A〜Hに入る光線の本数を計算によりカウントしており、横軸はフーカス誤差(μm)を示し、縦軸はフォーカスエラー信号FEと、球面収差エラー信号SAEとをそれぞれ演算する時に前述した各式の減算結果に対応した光線本数差(エラー出力)を示している。この図7から明らかなように、8分割型光検出器29A上に照射されたメインビームMBのスポット形状の変化にもかかわらず、フォーカスエラー信号FEへのオフセットの発生は極めて軽微であり、且つ、フォーカスエラー信号FEが零の時に球面収差エラー信号SAEも零となり、フォーカスエラー信号FEの検出には問題が生じないことがわかった。 In FIG. 7, when the focus error signal FE has no offset, the dependency of the focus position on the focus error signal FE and the spherical aberration error signal SAE is calculated and evaluated. Here is counted by calculating the number of rays entering each region A~H of 8 division type optical detector in 29A, the abscissa indicates the off O carcass error ([mu] m), the vertical axis represents a focus error signal FE And the spherical aberration error signal SAE, the difference in the number of rays (error output) corresponding to the subtraction results of the above-described equations when calculating the spherical aberration error signal SAE. As can be seen from FIG. 7, the occurrence of the offset to the focus error signal FE is very slight despite the change in the spot shape of the main beam MB irradiated onto the 8-split photodetector 29A. , it was found that sometimes the spherical aberration error signal SAE also become zero of the focus error signal FE is zero, a problem in the detection of the focus error signal FE does not occur.

次に、図8(a)〜(c)には、超高密度光ディスク11がフォーカスの最良点にある時に、球面収差が補正オーバー(補正過剰)の場合と、球面収差がない場合と、球面収差が補正アンダー(補正不足)の場合とにおいて、8分割型光検出器29A上で受光したメインビームMBのスポット形状の変化をそれぞれ示している。この場合も、レーザー光の波長λ=405nmとすると、球面収差量は0.05λ・rmsである。この球面収差量は、超高密度光ディスク11のディスク基板厚さtが略0.1mmに薄く設定されている時に、ディスク基板厚さ誤差Δtが約5μmある場合に相当するものである。   Next, FIGS. 8A to 8C show a case where the spherical aberration is overcorrected (overcorrected), a case where there is no spherical aberration, and a spherical surface when the ultrahigh density optical disk 11 is at the best focus point. A change in the spot shape of the main beam MB received on the eight-divided photodetector 29A when the aberration is under-corrected (undercorrected) is shown. Also in this case, when the wavelength of the laser beam is λ = 405 nm, the spherical aberration amount is 0.05λ · rms. This amount of spherical aberration corresponds to the case where the disk substrate thickness error Δt is about 5 μm when the disk substrate thickness t of the ultra-high density optical disk 11 is set to be approximately 0.1 mm.

この図8(a)〜(c)から明らかなように、球面収差の存在により、メインビームMBによる非点収差の焦線の方向へスポット形状の変化が生じることがわかる。更に、メインビームMBのスポット形状の変化の方向が、球面収差補正オーバーであるか、あるいは、球面収差補正アンダーであるかの極性により、非点収差の方向である対角方向に変化することがわかる。   As is apparent from FIGS. 8A to 8C, it can be seen that due to the presence of spherical aberration, the spot shape changes in the direction of the astigmatism focal line due to the main beam MB. Furthermore, the direction of change of the spot shape of the main beam MB may change in a diagonal direction, which is the direction of astigmatism, depending on the polarity of whether the spherical aberration correction is over or under spherical aberration correction. Recognize.

このように、8分割型光検出器29A上でメインビームMBのスポット形状は、前述した図3に示した球面収差補正回路30内での球面収差エラー信号SAEの演算により上記した球面収差補正オーバーであるか、あるいは、球面収差補正アンダーであるかの極性の変化を検出することを定性的に示している。   As described above, the spot shape of the main beam MB on the eight-divided photodetector 29A is the above-described spherical aberration correction overrun by the calculation of the spherical aberration error signal SAE in the spherical aberration correction circuit 30 shown in FIG. It is qualitatively shown to detect a change in polarity as to whether or not the spherical aberration correction is under.

次に、図9には、球面収差量が0.05λ・rmsの場合に、フォーカスエラー信号FEと、球面収差エラー信号SAEが補正オーバーの場合と、球面収差エラー信号SAEが補正アンダーの場合とに対してフォーカス位置の依存性を示している。ここでの計算は、図7と同じ条件で球面収差量のみが異なっている。この図9によれば、フォーカスエラー信号FEは、デフォーカスが無い状態で零であり、且つ、フォーカスエラー信号FEが零の点で球面収差エラー信号SAEが補正オーバーの場合には正の出力が発生する一方、球面収差エラー信号SAEが補正アンダーの場合には負の出力が発生している。   Next, FIG. 9 shows a case where the focus error signal FE and the spherical aberration error signal SAE are overcorrected and a case where the spherical aberration error signal SAE is undercorrected when the spherical aberration amount is 0.05λ · rms. The dependence of the focus position is shown. The calculation here differs only in the amount of spherical aberration under the same conditions as in FIG. According to FIG. 9, the focus error signal FE is zero when there is no defocus, and when the spherical aberration error signal SAE is overcorrected at the point where the focus error signal FE is zero, a positive output is obtained. On the other hand, when the spherical aberration error signal SAE is under-corrected, a negative output is generated.

次に、図10に、球面収差量に対する球面収差エラー信号SAEの依存性について計算した結果を示している。横軸は、球面収差量λ・rms値であり、便宜的に、球面収差が補正アンダーである場合にはマイナス値で表示し、一方、球面収差が補正オーバーである場合はプラス値で表示している。また、縦軸は、球面収差エラー信号SAE(相対値)を示している。   Next, FIG. 10 shows a calculation result of the dependence of the spherical aberration error signal SAE on the spherical aberration amount. The horizontal axis is the spherical aberration amount λ · rms value. For convenience, when the spherical aberration is undercorrected, it is displayed as a negative value, while when the spherical aberration is overcorrected, it is displayed as a positive value. ing. The vertical axis indicates the spherical aberration error signal SAE (relative value).

この図10から明らかなように、球面収差エラー信号SAEの値は球面収差の量(球面収差量)に対して略リニアに変化するリニア領域をS字状スロープ中の中間部に有していると共に、S字状スロープの両端近傍で球面収差量に対して球面収差エラー信号SAEの値が飽和し、これに続いて球面収差量が+側に大きくなると球面収差エラー信号SAEの値が小さくなる方向に傾斜する一方、球面収差量が−側に大きくなると球面収差エラー信号SAEの値が大きくなる方向に傾斜している。即ち、球面収差エラー信号SAEのS字状スロープ中で球面収差量が略−0.1λ・rms〜+略1.1λ・rmsの範囲内では球面収差エラー信号SAEが正(プラス)の傾斜で略リニアに変化するリニア領域となっている共に、前記リニア領域を越えて球面収差量が±側でそれぞれ大きくなると、球面収差エラー信号の値は飽和してより大きな球面収差量のリニア外領域で球面収差エラー信号が反転して負(マイナス)の傾斜になる。この際、球面収差エラー信号SAEのS字状スロープ中でリニア領域以内ではフォーカスエラー信号FEのオフセットは発生していないことがわかる。   As is apparent from FIG. 10, the value of the spherical aberration error signal SAE has a linear region that changes substantially linearly with respect to the amount of spherical aberration (spherical aberration amount) in the middle portion of the S-shaped slope. At the same time, the value of the spherical aberration error signal SAE is saturated with respect to the amount of spherical aberration near both ends of the S-shaped slope, and the value of the spherical aberration error signal SAE decreases when the amount of spherical aberration subsequently increases to the + side. On the other hand, when the amount of spherical aberration increases toward the negative side, the value of the spherical aberration error signal SAE increases. That is, in the S-shaped slope of the spherical aberration error signal SAE, the spherical aberration error signal SAE has a positive (plus) slope when the spherical aberration amount is in the range of approximately −0.1λ · rms to + approximately 1.1λ · rms. When the spherical aberration amount increases on the ± side beyond the linear region, the value of the spherical aberration error signal is saturated, and the larger spherical aberration amount is in the linear outer region. The spherical aberration error signal is inverted to have a negative (minus) slope. At this time, it can be seen that the offset of the focus error signal FE does not occur within the linear region in the S-shaped slope of the spherical aberration error signal SAE.

そして、信号面11bが単層型の超高密度光ディスク11の場合は、球面収差量は球面収差エラー信号SAEのS字状スロープ中のリニア領域内で充分小さいが、ここでの図示を省略するものの信号面が2層型の超高密度光ディスクや多層型の超高密度光ディスクの場合にはリニア領域外の球面収差が発生する。そして、リニア領域外に球面収差エラー信号SAEがある場合、単純に球面収差エラー信号SAEのS字状スロープに従って、球面収差を球面補正回路30及び球面収差補正手段25(図1)を介して補正しようと制御すると、発振する等して制御がうまくいかないことが懸念される。これは例えば、下記の(a),(b)に記載した様に解決できる。   When the signal surface 11b is a single-layer ultrahigh density optical disk 11, the amount of spherical aberration is sufficiently small in the linear region in the S-shaped slope of the spherical aberration error signal SAE, but the illustration is omitted here. However, in the case of a two-layer type ultra-high density optical disk or a multilayer type ultra-high density optical disk, spherical aberration outside the linear region occurs. When the spherical aberration error signal SAE is outside the linear region, the spherical aberration is corrected via the spherical correction circuit 30 and the spherical aberration correction means 25 (FIG. 1) simply according to the S-shaped slope of the spherical aberration error signal SAE. When trying to control, there is a concern that control may not be successful due to oscillation. This can be solved, for example, as described in the following (a) and (b).

(a).上記したように球面収差エラー信号SAEの値が球面収差の量(球面収差量)に対して略リニアに変化するリニア領域をS字状スロープ中の中間部に有する時に、S字状スロープ中のリニア領域以外の球面収差に対してリニア領域内に向かって補正している。具体的には、球面収差量に対して球面収差エラー信号SAEの値が正(プラス)で且つS字状スロープ中で負の傾斜領域に居る場合には正の傾斜を有するリニア領域に向かって球面収差を補正し、また、球面収差量に対して球面収差エラー信号SAEの値が負(マイナス)で且つS字状スロープ中で負の傾斜領域に居る場合には正の傾斜を有するリニア領域に向かって球面収差を補正する。これにより、球面収差量がリニア領域外からリニア領域内に迅速に移行できる。そして、S字状スロープ中のリニア領域に入った後には、球面収差の補正をリニア領域内で通常のサーボ理論に基づいて確実に行うことができる。この場合、リニア領域に入ったことを判定する必要があるが、球面収差エラー信号SAEのゼロクロスを利用するか、あるいは、球面収差エラー信号SAEに対して閾値を設定しておき判定するか、もしくは、メインデータ信号RFの振幅が増加する限り、球面収差エラー信号SAEのS字状スロープを無視する等の判定方法がある。   (A). As described above, when the linear region in which the value of the spherical aberration error signal SAE changes substantially linearly with respect to the amount of spherical aberration (spherical aberration amount) is provided in the middle portion of the S-shaped slope, A spherical aberration other than the linear region is corrected toward the linear region. Specifically, when the value of the spherical aberration error signal SAE is positive (plus) with respect to the amount of spherical aberration and is in a negative slope area in the S-shaped slope, it moves toward a linear area having a positive slope. A linear region that corrects spherical aberration and has a positive slope when the value of the spherical aberration error signal SAE is negative (minus) with respect to the amount of spherical aberration and is in a negative slope region in the S-shaped slope. The spherical aberration is corrected toward. Thereby, the amount of spherical aberration can be quickly transferred from outside the linear region to inside the linear region. Then, after entering the linear region in the S-shaped slope, the spherical aberration can be reliably corrected in the linear region based on normal servo theory. In this case, it is necessary to determine that the linear region has been entered, but whether to use the zero cross of the spherical aberration error signal SAE, or to set and determine a threshold value for the spherical aberration error signal SAE, or As long as the amplitude of the main data signal RF increases, there is a determination method such as ignoring the S-shaped slope of the spherical aberration error signal SAE.

(b).別な対応方法として、球面収差を補正する際に、最初に粗調整として、大きく球面収差の補正量を変化させて、リニア領域を検出した後に、精調性を行う方法もある。この方法の場合、超高密度光ディスク11中の球面収差の変動はリニア領域に比べて小さいと期待できるので、超高密度ディスク11を一回装着した時に一度の粗調整で良い。   (B). As another countermeasure, there is a method of performing fine adjustment after detecting the linear region by largely changing the correction amount of the spherical aberration as a rough adjustment first when correcting the spherical aberration. In the case of this method, since the fluctuation of the spherical aberration in the ultra high density optical disk 11 can be expected to be smaller than that in the linear region, one coarse adjustment is sufficient when the ultra high density disk 11 is mounted once.

次に、本発明に係る球面収差補正装置10において、光ピックアップ20に設けた光検出器29内の8分割型光検出器29Aに対して領域分割形態のみを変形させた変形例について図11を用いて簡略に説明する。   Next, in the spherical aberration correcting device 10 according to the present invention, FIG. 11 shows a modified example in which only the area division form is modified with respect to the eight-divided photodetector 29A in the photodetector 29 provided in the optical pickup 20. This will be briefly described.

図11は光検出器内の8分割型光検出器に対して領域分割形態のみを変形させた変形例を拡大して示した平面図である。   FIG. 11 is an enlarged plan view showing a modified example in which only the area division mode is modified with respect to the eight-divided photodetector in the photodetector.

図11(a),(b)には、先に図2を用いた説明した光検出器29内に設けた8分割型光検出器29Aに対して領域分割形態のみを変形させた変形例の8分割型光検出器29A’,29A’’を示している。尚、図2に示した一対の2分割光検出器29B,29Cの領域分割形態は先の実施例と同じであるのでここでの図示を省略する。   11 (a) and 11 (b) show a modified example in which only the area division mode is modified with respect to the 8-split type photodetector 29A provided in the photodetector 29 described with reference to FIG. Eight-divided photodetectors 29A ′ and 29A ″ are shown. 2 is the same as that of the previous embodiment, the illustration of the pair of two-divided photodetectors 29B and 29C is omitted here.

まず、図11(a)に示した変形例の8分割型光検出器29A’は、互いに直交するX軸とY軸とで形成されるXY面内に正方形状の一つの受光面を形成し、且つ、球面収差のないメインビームMBを受光面の中心部で受光した時に円形のスポットが得られるものとした場合に、メインビームMBのスポットの内側にスポット径より僅かに小面積(スポット径より一回り小径)の円形を形成し、この円形内をX軸とY軸とを堺に4分割して内周受光領域A’〜D’を形成すると共に、更に、内周受光領域A’〜D’の外側にX軸とY軸とを堺に4分割して外周受光領域E’〜H’を形成している。この際、X軸上の左右に検出信号を引き出すための一対の信号線引出用領域29a,29bが幅狭く形成されている。   First, the eight-divided photodetector 29A ′ of the modification shown in FIG. 11A forms one square light receiving surface in the XY plane formed by the X axis and Y axis orthogonal to each other. In addition, when a circular spot is obtained when the main beam MB having no spherical aberration is received at the center of the light receiving surface, an area slightly smaller than the spot diameter (spot diameter) inside the spot of the main beam MB. The inner circumference light receiving areas A ′ to D ′ are formed by dividing the inside of this circle into four with the X axis and the Y axis as the ridges. The outer peripheral light receiving areas E ′ to H ′ are formed by dividing the X axis and the Y axis into four parts on the outer side of D ′. At this time, a pair of signal line extraction regions 29a and 29b for extracting detection signals to the left and right on the X axis are formed narrow.

次に、図11(b)に示した変形例の8分割型光検出器29A’’は、互いに直交するX軸とY軸とで形成されるXY面内に正方形状の一つの受光面を形成し、且つ、球面収差のないメインビームMBを受光面の中心部で受光した時に円形のスポットが得られるものとした場合に、メインビームMBのスポットの内側にスポット径より僅かに小面積で且つX軸とY軸とを頂点とする正方形を形成して、この正方形内をX軸とY軸とを堺に4分割して内周受光領域A’’〜D’’を形成すると共に、更に、内周受光領域A’’〜D’’の外側にX軸とY軸とを堺に4分割して外周受光領域E’’〜H’’を形成している。ここでも、X軸上の左右に検出信号を引き出すための一対の信号線引出用領域29a,29bが幅狭く形成されている。   Next, the eight-divided photodetector 29A ″ of the modification shown in FIG. 11B has a single square light receiving surface in the XY plane formed by the X axis and the Y axis orthogonal to each other. In the case where a circular spot is obtained when the main beam MB formed and having no spherical aberration is received at the center of the light receiving surface, the area inside the spot of the main beam MB is slightly smaller than the spot diameter. In addition, a square having the X axis and the Y axis as vertices is formed, and the inside of the square is divided into four with the X axis and the Y axis as ridges to form inner peripheral light receiving areas A ″ to D ″. Further, the outer periphery light receiving areas E ″ to H ″ are formed by dividing the X axis and the Y axis into four parts on the outside of the inner periphery light receiving areas A ″ to D ″. Here too, a pair of signal line lead-out regions 29a and 29b for pulling out detection signals to the left and right on the X axis are formed narrow.

上記のように形成した変形例の8分割型光検出器29’又は8分割型光検出器29A’’によれば、メインビームMBのスポットの内側にスポット径よりも僅かに小面積な円形又は正方形を4分割した内周受光領域A’〜D’又は内周受光領域A’’〜D’’を形成することで、8分割型光検出器29’内又は8分割型光検出器29A’’内に形成した外周受光領域E’〜H’又は外周受光領域E’’〜H’’だけを用いて球面収差エラー信号SAEを演算する場合に、メインビームMBのスポットと内周受光領域A’〜D’又は内周受光領域A’’〜D’’との間の領域に僅かに光量が存在している状態で減算されてこの領域内の減算値が零となるためにノイズのない球面収差エラー信号SAEが得られ、球面収差エラー信号SAEのS/N比が低下することを避けることができる。また、8分割型光検出器29’内又は8分割型光検出器29A’’内を上記のように領域分割することにより、メインビームMBのスポット形状が、現実の光学系の誤差(例えば検出系のレンズの焦点距離)等により変化した場合に、内周受光領域よりもメインビームMBのスポット径が小さくなり、球面収差検出時に不感帯ができてしまうことを防ぐことができる。 According to the modified 8-divided photodetector 29 A ′ or 8-divided photodetector 29 A ″ formed as described above, a circular area slightly smaller than the spot diameter inside the spot of the main beam MB. or by forming the four divided inner light receiving regions a'-d 'or the inner circumferential receiving regions A''~D''square, 8 split photodetector 29 a' or in 8 divided photodetector When the spherical aberration error signal SAE is calculated using only the outer peripheral light receiving areas E ′ to H ′ or the outer peripheral light receiving areas E ″ to H ″ formed in 29A ″, the spot of the main beam MB and the inner peripheral light receiving are calculated. Noise is subtracted in a state where there is a slight amount of light in the area between the areas A ′ to D ′ or the inner peripheral light receiving areas A ″ to D ″, and the subtraction value in this area becomes zero. To obtain a spherical aberration error signal SAE with no distortion and avoid a decrease in the S / N ratio of the spherical aberration error signal SAE. be able to. In addition, by dividing the area within the 8-split photodetector 29 A ′ or the 8-split photodetector 29 A ″ as described above, the spot shape of the main beam MB becomes an error of an actual optical system (for example, When it changes due to the focal length of the detection system lens, etc., it is possible to prevent the spot diameter of the main beam MB from being smaller than that of the inner peripheral light receiving region, thereby preventing a dead zone from being generated when spherical aberration is detected.

本発明に係る球面収差補正装置を示した構成図である。It is the block diagram which showed the spherical aberration correction apparatus which concerns on this invention. 図1に示した光検出器の内部構成を拡大して示した平面図である。It is the top view which expanded and showed the internal structure of the photodetector shown in FIG. 図1に示した球面収差補正回路の内部構成を示したブロック図である。FIG. 2 is a block diagram showing an internal configuration of the spherical aberration correction circuit shown in FIG. 1. 図1に示したフォーカス・トラッキング制御回路の内部構成を示したブロック図である。FIG. 2 is a block diagram showing an internal configuration of a focus / tracking control circuit shown in FIG. 1. 球面収差がない場合に、8分割型光検出器で受光したメインビームのスポット形状の変化に対するフォーカスエラー依存性を示した図である。FIG. 6 is a diagram showing a focus error dependency on a change in the spot shape of a main beam received by an 8-divided photodetector when there is no spherical aberration. 球面収差がある場合に、8分割型光検出器で受光したメインビームのスポット形状の変化に対するフォーカスエラー依存性を示した図である。It is the figure which showed the focus error dependence with respect to the change of the spot shape of the main beam received with the 8-part dividing type photodetector, when there exists spherical aberration. フォーカスエラー信号にオフセットがない場合に、フォーカスエラー信号と、球面収差エラー信号とに対してフォーカス位置の依存性を示した図である。FIG. 10 is a diagram showing the dependence of the focus position on the focus error signal and the spherical aberration error signal when there is no offset in the focus error signal. 超高密度光ディスクがフォーカスの最良点にある時に、8分割型光検出器で受光したメインビームに対して球面収差が補正オーバーの場合と、球面収差がない場合と、球面収差が補正アンダーの場合とを示した図である。When an ultra-high-density optical disk is at the best focus point, when the spherical aberration is overcorrected, when there is no spherical aberration, or when the spherical aberration is undercorrected with respect to the main beam received by the 8-segment photodetector FIG. 球面収差量が0.05λ・rmsの場合に、フォーカスエラー信号と、球面収差エラー信号が補正オーバーの場合と、球面収差エラー信号が補正アンダーの場合とに対してフォーカス位置の依存性を示した図である。When the spherical aberration amount is 0.05λ · rms, the dependence of the focus position on the focus error signal, the case where the spherical aberration error signal is overcorrected, and the case where the spherical aberration error signal is undercorrected are shown. FIG. 球面収差量に対する球面収差エラー信号を示した図である。It is the figure which showed the spherical aberration error signal with respect to the amount of spherical aberration. 光検出器内の8分割型光検出器に対して領域分割形態のみを変形させた変形例を拡大して示した平面図である。It is the top view which expanded and showed the modification which deform | transformed only the area | region division form with respect to the 8-part dividing type photodetector in a photodetector. 従来の情報記録再生装置の概略構成を示したブロック図である。It is the block diagram which showed schematic structure of the conventional information recording / reproducing apparatus. 従来の情報記録再生装置において、光ピックアップ内に設けた8分割の型光検出器の分割形態を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the division | segmentation form of the 8-part type | mold photodetector provided in the optical pick-up in the conventional information recording / reproducing apparatus. 図12に示した信号処理部の細部構成を示したブロック図である。It is the block diagram which showed the detailed structure of the signal processing part shown in FIG.

符号の説明Explanation of symbols

10…球面収差補正装置、
11…超高密度光ディスク、11a…ビーム入射面、11b…信号面、
20…光ピックアップ、
21…レーザー光源(半導体レーザー)、22…回折格子(グレーティング)、
23…偏光ビームスプリッタ、24…コリメーターレンズ、
25…球面収差補正手段、25A…凹レンズ(負レンズ)、
25B…凸レンズ(正レンズ)、25C…アクチュエータ、
26…対物レンズ、27…アクチュエータ、28…シリンドリカルレンズ、
29…光検出器、
29A,29A’,29A’’…8分割型光検出器、
A〜D,A’〜D’,A’’〜D’’…内周領域、
E〜H,E’〜H’,E’’〜H’’…内周領域、
29B,29C…一対の2分割型光検出器、
30…球面収差補正回路、
40…フォーカス・トラッキング制御回路、
40A…フォーカス回路部、40B…トラッキング回路部、
60…RF信号処理回路、
FE…フォーカスエラー信号、SAE…球面収差エラー信号、
PP…プッシュプル信号、DPP…差動プッシュプル信号、DPD…位相差信号、
RF…メインデータ信号、
L…レーザー光、MB…メインビーム、SB1,SB2…一対のサブビーム。
10 ... Spherical aberration correction device,
11 ... Ultra high density optical disk, 11a ... Beam incident surface, 11b ... Signal surface,
20 ... optical pickup,
21 ... Laser light source (semiconductor laser), 22 ... Diffraction grating (grating),
23 ... Polarizing beam splitter, 24 ... Collimator lens,
25 ... spherical aberration correction means, 25A ... concave lens (negative lens),
25B ... convex lens (positive lens), 25C ... actuator,
26 ... Objective lens, 27 ... Actuator, 28 ... Cylindrical lens,
29 ... photodetector
29A, 29A , 29A ″... 8 split type photodetector,
A to D, A ′ to D ′, A ″ to D ″...
E to H, E ′ to H ′, E ″ to H ″, inner peripheral region,
29B, 29C ... A pair of two-divided photodetectors,
30: Spherical aberration correction circuit,
40. Focus / tracking control circuit,
40A: Focus circuit unit, 40B: Tracking circuit unit,
60 ... RF signal processing circuit,
FE: Focus error signal, SAE: Spherical aberration error signal,
PP ... push-pull signal, DPP ... differential push-pull signal, DPD ... phase difference signal,
RF: Main data signal,
L: Laser light, MB: Main beam, SB1, SB2: A pair of sub beams.

Claims (3)

光記録媒体に対応した波長のレーザー光を出射するレーザー光源と、前記レーザー光源からの前記レーザー光を入射し、前記レーザー光に対して前記レーザー光源と前記光記録媒体との間で発生する球面収差を補正するように制御する球面収差補正手段と、前記球面収差補正手段を通った前記レーザー光を絞り込んで得たレーザービームを前記光記録媒体の信号面に照射する対物レンズと、前記光記録媒体の信号面で反射した反射光を検出するために内部に複数の受光領域を設けた光検出器と、前記光検出器内に設けた前記複数の受光領域で検出した各検出信号からフォーカスエラー信号を演算により生成するフォーカスエラー回路と、前記光検出器内に設けた前記複数の受光領域で検出した各検出信号から球面収差エラー信号を演算により生成して前記球面収差エラー信号を前記球面収差補正手段にフィードバックする球面収差補正回路とを少なくとも備えた球面収差補正装置において、
前記光検出器内に設けた複数の受光領域は、前記反射光によるビームを受光する一つの受光面の内周を4分割した内周受光領域と、この内周受光領域の外周を4分割した外周受光領域とからなり、
前記フォーカスエラー回路は、前記内周受光領域と前記外周受光領域とからの各検出信号を用いて、前記フォーカスエラー信号を演算し、
前記球面収差補正回路は、前記外周受光領域からの各検出信号のみを用いて前記球面収差エラー信号を演算することを特徴とする球面収差補正装置。
A laser light source that emits a laser beam having a wavelength corresponding to an optical recording medium, and a spherical surface that is incident between the laser light source and the optical recording medium with respect to the laser light that is incident on the laser light from the laser light source A spherical aberration correcting unit that controls to correct aberrations; an objective lens that irradiates a signal surface of the optical recording medium with a laser beam obtained by narrowing down the laser beam that has passed through the spherical aberration correcting unit; and the optical recording A photodetector that has a plurality of light receiving areas therein to detect reflected light reflected from the signal surface of the medium, and a focus error from each detection signal detected in the plurality of light receiving areas provided in the light detector. a focus error circuit for generating the operation signal, the operation of the spherical aberration error signal from the detection signals detected by the plurality of light receiving regions provided in the photodetector In the spherical aberration correcting device having at least a spherical aberration correcting circuit for feeding back the spherical aberration error signal in the spherical aberration correction means form,
The plurality of light receiving regions provided in the photodetector are divided into an inner peripheral light receiving region obtained by dividing the inner periphery of one light receiving surface that receives the beam of reflected light into four and an outer periphery of the inner peripheral light receiving region. It consists of a peripheral light receiving area,
The focus error circuit calculates the focus error signal by using the detection signals from the inner and outer light receiving areas.
The spherical aberration correction circuit, wherein the spherical aberration correction circuit calculates the spherical aberration error signal using only each detection signal from the outer periphery light receiving region.
請求項1記載の球面収差補正装置において、
前記光検出器内の前記内周受光領域を、前記球面収差がない前記ビームを受光した時に得られるスポット径よりも内側に形成したことを特徴とする球面収差補正装置。
The spherical aberration correction apparatus according to claim 1,
A spherical aberration correction device, wherein the inner peripheral light receiving region in the photodetector is formed inside a spot diameter obtained when the beam having no spherical aberration is received.
請求項1又は請求項2記載の球面収差補正装置において、
前記球面収差エラー信号の値が前記球面収差の量に対して略リニアに変化するリニア領域をS字状スロープ中の中間部に有する時に、前記S字状スロープ中の前記リニア領域以外の前記球面収差に対して前記リニア領域内に向かって補正することを特徴とする球面収差補正装置。

In the spherical aberration correcting device according to claim 1 or 2,
The spherical surface other than the linear region in the S-shaped slope has a linear region where the value of the spherical aberration error signal changes substantially linearly with respect to the amount of the spherical aberration in the middle portion of the S-shaped slope. A spherical aberration corrector for correcting aberration toward the linear region.

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