JP4212572B2 - Optical head device and optical information processing method - Google Patents
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Description
本発明は、光ディスクあるいは光カードなど、情報記憶媒体上に情報の記録・再生あるいは消去を行う光ヘッド装置、光情報処理装置、およびその装置における集光光学系で集光されるビームと情報記憶媒体とがなす角度を検出する傾き検出装置に関するものである。 The present invention relates to an optical head device that records, reproduces, or erases information on an information storage medium such as an optical disk or an optical card, an optical information processing device, and a beam and information storage focused by a condensing optical system in the device. The present invention relates to an inclination detection device that detects an angle formed by a medium.
高密度・大容量の情報記憶媒体として、光ディスクあるいは光カードが用いられる。光ディスクあるいは光カードを用いる光メモリ技術では、デジタルオーディオディスク、ビデオディスク、文書ファイルディスク、さらにはデータファイルなどその応用が拡大しつつある。この光メモリ技術では、情報は微小に絞られた光ビームを介して光ディスクへ高い精度と信頼性を持って記録再生される。この記録再生動作は、ひとえにその光学系に依存している。 An optical disk or an optical card is used as a high-density and large-capacity information storage medium. In the optical memory technology using an optical disk or an optical card, its applications such as a digital audio disk, a video disk, a document file disk, and a data file are expanding. In this optical memory technology, information is recorded / reproduced with high accuracy and reliability on an optical disc through a finely focused light beam. This recording / reproducing operation depends solely on the optical system.
その光学系の主要部である光ヘッド装置の基本的な機能は、
(1)回折限界の微小スポットを形成する集光、
(2)前記光学系のフォーカス制御とトラッキング制御、および情報信号の再生、
(3)光の集中による情報信号の消去・書き込み、に大別される。
The basic function of the optical head device, which is the main part of the optical system, is
(1) Condensation that forms a diffraction-limited microspot,
(2) Focus control and tracking control of the optical system, and information signal reproduction,
(3) It is roughly classified into erasing and writing of information signals by concentration of light.
これらの機能は、その目的と用途に応じて各種の光学系と光電変換検出方式の光検出器との組合せによって実現されている。 These functions are realized by a combination of various optical systems and photoelectric conversion detection photodetectors according to the purpose and application.
第1の従来例として、従来の光ヘッド装置の例を示す。 As a first conventional example, an example of a conventional optical head device is shown.
光ヘッド装置の従来例として、フォーカスは非点収差法、トラッキングはプッシュプル法と位相差法をとる場合の構成と動作を説明する。図42に光ヘッド装置の光学系の概略図を示す。 As a conventional example of the optical head device, the configuration and operation in the case where the focus is the astigmatism method and the tracking is the push-pull method and the phase difference method will be described. FIG. 42 shows a schematic diagram of an optical system of the optical head device.
図42は、実施形態1の光ヘッド装置の光学系の概略を示している。 FIG. 42 schematically illustrates an optical system of the optical head device according to the first embodiment.
光源としての半導体レーザ101から出た光は、平行平板ビームスプリッタ102で反射され、集光光学系の一部であるコリメータレンズ103で平行光になる。この光は、さらに集光光学系の一部である対物レンズ104で集光され、情報記憶媒体である光ディスク105の情報層108上に集光される。アクチュエータ107は、対物レンズ104と保持手段106を、光ディスク105の面振れや偏芯に追従して移動する。
Light emitted from the
光ディスク105の情報層108で回折・反射された反射光108aは、再び対物レンズ104を通り平行光となる。この平行光となった反射光108aは、再びコリメータレンズ103で収束光となる。この収束光となった反射光108aが、平行平板ビームスプリッタ102を透過するとき非点収差が与えられる。非点収差が与えられた収束光は、光検出器150で受光される。対物レンズ104から出射される光の集光点F0が光ディスク105の情報層108に一致する時、非点収差が与えられた収束光の最小錯乱円の位置に光検出器150の検出面がくるように、光学系は配置されている。
The
図43aに、光検出器150の検出領域の従来例のパターンと反射光108aの光検出器150による断面の形を示す。光検出器150は、4つの検出領域251〜254からなる。検出領域251〜254から受光した光量に応じて得られる信号を各々、s1〜s4とする。トラッキング誤差信号生成手段としての演算回路は図示しないが、トラッキング誤差信号TE1として、次式
TE1=(s1+s4)−(s2+s3)・・・・・・(式1)
によりトラッキング誤差信号を生成する。
FIG. 43 a shows a pattern of a conventional example of the detection region of the
To generate a tracking error signal.
また、位相差法のトラッキング誤差信号TE2は、s1とs3の和信号と、s2とs4の和信号の位相を比較することから得られる。 The phase difference tracking error signal TE2 is obtained by comparing the phases of the sum signal of s1 and s3 and the sum signal of s2 and s4.
非点収差法のフォーカス誤差信号FEは、
FE=(s1+s3)−(s2+s4)・・・・・・(式2)
から得られる。
The focus error signal FE of the astigmatism method is
FE = (s1 + s3)-(s2 + s4) (Formula 2)
Obtained from.
対物レンズ104から出射される光の集光点F0より、光ディスク105の情報層108が対物レンズ104から遠ざかったとき、光検出器150による反射光108aの断面形状は図43bのような形になる。また、逆に対物レンズ104の集光点F0より光ディスク105の情報層108が対物レンズ104に近づいたときには、光検出器150による反射光108aの断面形状は図43cのような形になる。
When the
情報再生信号であるRF信号は、全領域から得られる信号の和であり、
RF=s1+s2+s3+s4・・・・・・(式3)
から得られる。
The RF signal that is the information reproduction signal is a sum of signals obtained from all regions,
RF = s1 + s2 + s3 + s4 (Equation 3)
Obtained from.
第1の従来例に示した従来の光ヘッド装置では、
(1)トラッキング誤差信号を開口中央に相当する点を通る分割線で単純に2分割された領域の差動信号で生成している。この構成では、対物レンズと光ディスクの傾きにより収差が出た場合(チルト発生時)や、光ディスクの偏芯に追従して対物レンズが光軸に対してトラックと直行方向に移動した場合(対物レンズシフト発生時)、オフトラックを生じたり、トラッキング制御が安定に動作しない、という課題が存在した。
(2)また、対物レンズから出射される光の集光点が再生しようとする情報の記録されたトラックよりずれた位置を走査する時開口中央に相当する点を通る分割線で2分割された領域の差動信号で再生信号を生成すると外乱等に対するマージンが十分にとれない、という課題が存在した。
In the conventional optical head device shown in the first conventional example,
(1) The tracking error signal is generated by a differential signal in a region simply divided into two by a dividing line passing through a point corresponding to the center of the aperture. In this configuration, when aberration occurs due to the tilt of the objective lens and the optical disc (when tilt occurs), or when the objective lens moves in the direction perpendicular to the track with respect to the optical axis following the eccentricity of the optical disc (objective lens). When a shift occurs), there are problems that off-tracking occurs and tracking control does not operate stably.
(2) Further, when the position where the condensing point of the light emitted from the objective lens is shifted from the track on which the information to be reproduced is scanned, it is divided into two by a dividing line passing through a point corresponding to the center of the aperture. When a reproduction signal is generated using a differential signal in a region, there is a problem that a margin for disturbance or the like cannot be sufficiently obtained.
また、情報記憶媒体上の情報を正確に読み書きするために光情報装置における集光光学系で集光されるビームと情報記憶媒体との相対的な傾き量を検出する傾き検出装置も様々な構成が提案されている。 In addition, there are various configurations of tilt detection devices that detect the relative tilt amount between the beam condensed by the condensing optical system in the optical information device and the information storage medium in order to accurately read and write information on the information storage medium. Has been proposed.
次に、第2の従来例として傾き検出装置の例を示す。 Next, an example of a tilt detection apparatus will be shown as a second conventional example.
図44は、従来の傾き検出装置の一例を示す構成図である。
光源としての半導体レーザ101から出射した直線偏光の発散ビーム70は、コリメータレンズ103で平行光に変換された後、偏光ビームスプリッタ130に入射する。偏光ビームスプリッタ130に入射したビーム70は全て偏光ビームスプリッタ130を透過した後、1/4波長板122を透過して円偏光のビームに変換され、対物レンズ104で情報記憶媒体105上に集光される。
FIG. 44 is a block diagram showing an example of a conventional tilt detection apparatus.
A linearly polarized
図45は、情報記憶媒体105の構成を示す。Gn−1、Gn、Gn+1、・・・は案内溝である。情報は、案内溝上にマークもしくはスペースとして記録される。したがって、情報を記録するトラックTn−1、Tn、Tn+1、・・・は、案内溝と一致する。Gpは、隣接する案内溝の間隔、tpは、隣接するトラックの間隔であり、Gpとtpは等しい。情報記憶媒体105で反射、回折されたビーム70は、再び対物レンズ104を透過した後、1/4波長板122を透過して光源101から出射したときとは90度異なる方向の直線偏光のビームに変換される。1/4波長板122を透過したビーム70は、偏光ビームスプリッタ130で全て反射された後、検出レンズ133で収束ビームに変換される。検出レンズ133で変換された収束ビーム70は平行平板134を透過後、光検出器158で受光される。ビーム70は、平行平板134を透過する際、フォーカス誤差信号を検出するために非点収差がビーム70に対して付与される。光検出器158で受光されたビーム70は、その光量に応じた電気信号に変換される。
FIG. 45 shows the configuration of the
なお、本明細書では、光ディスクがROMディスクである場合、マークはピットを意味し、スペースは平面部を意味し、光ディスクが相変化記憶媒体である場合、マークはアモルファス部を意味し、スペースは結晶部を意味し、あるいは逆に、マークが結晶部を意味し、スペースがアモルファス部を意味する。または、光ディスクが磁気記憶媒体である場合、マークは磁化上向きを意味し、スペースは磁化下向きを意味し、あるいは逆に、マークが磁化下向きを意味し、スペースが磁化上向きを意味してもよい。さらに、光ディスクが磁気記憶媒体である場合、マークは磁化右向きを意味し、スペースは磁化左向きを意味し、あるいは逆に、マークが磁化左向きを意味し、スペースが磁化右向きを意味してもよい。また、光ディスクがCD−R等のライトワンスである場合、マークは色素変成領域を意味し、スペースは非変成領域を意味する。 In the present specification, when the optical disk is a ROM disk, the mark means a pit, the space means a plane part, and when the optical disk is a phase change storage medium, the mark means an amorphous part, and the space means It means a crystal part, or conversely, a mark means a crystal part, and a space means an amorphous part. Alternatively, when the optical disk is a magnetic storage medium, the mark may mean upward magnetization and the space may mean downward magnetization, or conversely, the mark may mean downward magnetization and the space may mean upward magnetization. Further, when the optical disc is a magnetic storage medium, the mark may mean the right direction of magnetization and the space may mean the left direction of magnetization, or conversely, the mark may mean the left direction of magnetization and the space may mean the right direction of magnetization. When the optical disk is a write-once such as a CD-R, the mark means a dye-modified region and the space means a non-modified region.
フォーカス誤差信号およびトラッキング誤差信号はそれぞれ焦点制御用とトラッキング制御用のアクチュエータ107に加えられ、光源101から出射されたビーム70が情報記憶媒体105上の所望の位置に焦点を結ぶように対物レンズ104の位置を制御する。フォーカス誤差信号およびトラッキング誤差信号の生成方法はよく知られている方法なので、ここでは説明は略する。
The focus error signal and the tracking error signal are applied to the
光検出器158から出力される電気信号は、信号処理部703に入力される。
An electrical signal output from the
図46に信号処理部703の構成を示す。光検出器158は4つの受光部158A、158B、158C、158Dからなる。受光部158A〜158Dから出力される信号は電流電圧変換部855〜858でそれぞれ電流電圧変換される。電流電圧変換部855〜858から出力される信号は、演算部871で差動演算される。演算部871から出力される信号は端子814から出力される。端子814から出力される信号が傾き検出信号となる。
FIG. 46 shows the configuration of the
第2の従来例に示したような従来の傾き検出装置で、情報記憶媒体で反射されたビームが対物レンズ104の開口でけられることを利用して傾きを検出する場合、対物レンズ104の開口数が大きくなればなる程、検出感度が低下する。近年、情報記憶媒体に大量の情報を記録するために集光光学系の開口数を0.6、情報記憶媒体の基板の厚さを0.6mmとする構成が提案されているが、このとき、対物レンズで集光されるビームと情報記憶媒体のなす角度が0.5度程度変化しただけで、読み出した情報のジッタ特性は大きく変化する。したがって、対物レンズで集光されるビームと情報記憶媒体のなす角度の変化を補正する傾きサーボを導入する場合、傾き検出装置は0.5度以下の精度で検出することが必要となる。しかしながら、従来の傾き検出装置では、対物レンズの開口数を0.6としたとき、例えば傾きが0.5度生じたとしても信号の変化は2%程度しかなく、0.5度以下の傾きを精度よく検出することは困難であるという課題があった。
When the tilt is detected by utilizing the fact that the beam reflected by the information storage medium is scattered at the aperture of the
更に、第3の従来例として、別の光ヘッド装置の例を示す。 Furthermore, another example of the optical head device is shown as a third conventional example.
図47は、従来の光ヘッド装置の一例を示す構成図である。 FIG. 47 is a block diagram showing an example of a conventional optical head device.
光源としての半導体レーザ101から出射した直線偏光の発散ビーム70は、コリメータレンズ103で平行光に変換された後、偏光ビームスプリッタ130に入射する。偏光ビームスプリッタ130に入射したビーム70は全て偏光ビームスプリッタ130を透過した後、1/4波長板122を透過して円偏光のビームに変換され、対物レンズ104で情報記憶媒体105上に集光される。情報記憶媒体105で反射、回折されたビーム70は、再び対物レンズ104を透過した後、1/4波長板122を透過して光源101から出射したときとは90度異なる方向の直線偏光のビームに変換される。1/4波長板122を透過したビーム70は、偏光ビームスプリッタ130で全て反射された後、検出レンズ133で収束ビームに変換される。検出レンズ133で変換された収束ビーム70は平行平板134を透過後、光検出器158で受光される。ビーム70は、平行平板134を透過する際、フォーカス誤差信号を検出可能にするために非点収差がビーム70に対して付与される。光検出器158で受光されたビーム70は、その光量に応じた電気信号に変換される。
A linearly polarized
光検出器158から出力される電気信号は、信号処理部705に入力される。図48に信号処理部705の構成を示す。光検出器158は4つの受光部158A、158B、158C、158Dからなる。受光部158A〜158Dから出力される信号は電流電圧変換部851〜854でそれぞれ電流電圧変換される。電流電圧変換部851、854から出力される信号は加算部891で、電流電圧変換部852、853から出力される信号は加算部892で、電流電圧変換部851、853から出力される信号は加算部893で、電流電圧変換部852、854から出力される信号は加算部894でそれぞれ加算される。加算部891、892から出力される信号は、演算部871で、加算部893、894から出力される信号は、演算部872でそれぞれ差動演算される。演算部871から出力される信号は端子811から、演算部872から出力される信号は端子812からそれぞれ出力される。端子811から出力される信号がトラッキング誤差信号、端子812から出力される信号がフォーカス誤差信号となる。フォーカス誤差信号の生成方法は非点収差法、トラッキング誤差信号の生成方法はプッシュプル法としてよく知られている方法である。フォーカス誤差信号およびトラッキング誤差信号はそれぞれ焦点制御用およびトラッキング制御用のアクチュエータ107に加えられ、光源101から出射されたビーム70が情報記憶媒体105上の所望の位置に焦点を結ぶように対物レンズ104の位置を制御する。
The electrical signal output from the
図49は、情報記憶媒体105上の構成を示す。Gn−1、Gn、Gn+1、・・・はトラッキング誤差信号を検出可能にする案内溝である。情報は、案内溝上および案内溝間にマークもしくはスペースとして記録される。隣接する案内溝の間隔をGp、隣接するトラックの間隔をtpとすると、Gp=2・tpの関係を有している。
FIG. 49 shows a configuration on the
本発明の光ヘッド装置は、ビームを発するレーザ光源と、該レーザ光源から出射されたビームを受け取り、受け取ったビームを第1のビームと第2のビームに分割する光学素子と、該第1のビームと該第2のビームを受け取り、該第1のビームと該第2のビームを情報記憶媒体上へ微小スポットに収束する集光光学系と、該情報記憶媒体で反射、回折した前記第1のビーム及び前記第2のビームを含むビームを受け取り、受け取ったビームを分岐する第1のビーム分岐素子と、該第1のビーム分岐素子で分岐されたビームを受け取り、受け取ったビームを前記第1のビーム及び前記第2のビームに分岐する第2のビーム分岐素子と、該第2のビーム分岐素子で分岐された前記第1のビーム及び前記第2のビームのそれぞれを異なる受光部で受け取り、受け取った該第1のビーム及び該第2のビームのそれぞれの光量に応じた信号を出力する光検出器と、該光検出器から出力される信号を受け取り、受け取った信号を演算する信号処理部と、該信号処理部によって演算された信号に基づいて前記集光光学系と前記情報記憶媒体との相対的な位置決めを行う駆動部とを備え、
前記第1のビームは前記第2のビームと、前記集光光学系で集光される際の実効的な開口数が異なり、前記光学素子にて分割される前記第1のビーム及び前記第2のビームが互いに同軸上に形成され、前記信号処理部は、前記第1のビーム及び前記第2のビームのうち前記集光光学系で集光される際の実効的な開口数が小さい方のビームによる信号を用いてトラッキング誤差信号を生成するトラッキング誤差信号生成手段をさらに有するものであり、そのことにより、上記目的が達成される。
The optical head device of the present invention includes a laser light source that emits a beam, an optical element that receives the beam emitted from the laser light source, and divides the received beam into a first beam and a second beam, and the first A condensing optical system that receives the beam and the second beam and focuses the first beam and the second beam onto a small spot on the information storage medium; and the first beam reflected and diffracted by the information storage medium And a beam including the second beam, a first beam branching element for branching the received beam, a beam branched by the first beam branching element, and the received beam received by the first beam And a second beam branching element that branches into the second beam, and the first beam and the second beam branched by the second beam branching element are received by different light receiving sections. A photodetector that outputs a signal corresponding to the light quantity of each of the received first beam and the second beam, and a signal that receives the signal output from the photodetector and calculates the received signal A processing unit, and a drive unit that performs relative positioning of the condensing optical system and the information storage medium based on a signal calculated by the signal processing unit,
The first beam is different from the second beam in terms of effective numerical aperture when condensed by the condensing optical system, and the first beam and the second beam divided by the optical element are different. Are formed coaxially with each other, and the signal processing unit has a smaller effective numerical aperture at the time of being condensed by the condensing optical system among the first beam and the second beam. The apparatus further includes tracking error signal generation means for generating a tracking error signal using a signal from the beam, thereby achieving the above object.
前記情報記憶媒体は、トラッキング誤差信号を検出可能にするマークもしくは所定の溝を有し、該情報記憶媒体上のトラッキング誤差信号を検出可能にするマークもしくは所定の溝の周期をGpとし、前記レーザ光源から出射されるビームが有する波長をλとし、前記集光光学系の該情報記憶媒体側の開口数をNAとしたとき、前記光学素子で生成される第1のビームはGp>λ/NAの関係を有し、該光学素子で生成される第2のビームはGp<λ/NAの関係を有し、前記トラッキング誤差信号生成手段は、該第2のビームからトラッキング誤差信号を生成してもよい。The information storage medium has a mark or a predetermined groove that makes it possible to detect a tracking error signal, and a period of the mark or the predetermined groove that makes it possible to detect a tracking error signal on the information storage medium is Gp. When the wavelength of the beam emitted from the light source is λ and the numerical aperture on the information storage medium side of the condensing optical system is NA, the first beam generated by the optical element is Gp> λ / NA The second beam generated by the optical element has a relationship of Gp <λ / NA, and the tracking error signal generating means generates a tracking error signal from the second beam. Also good.
前記光学素子が偏光フィルタであってもよい。The optical element may be a polarizing filter.
前記光学素子が前記集光光学系と一体化されていてもよい。The optical element may be integrated with the condensing optical system.
本発明の光情報処理方法は、レーザ光源からビームを出射する出射工程と、該出射工程で出射されたビームを受け取り、受け取ったビームを第1のビームと第2のビームに分割する分割工程と、該第1のビームと該第2のビームを受け取り、該第1のビームと該第2のビームを情報記憶媒体上へ微小スポットに集光する集光工程と、該情報記憶媒体で反射、回折した前記第1のビーム及び前記第2のビームを含むビームを受け取り、受け取ったビームを分岐する第1のビーム分岐工程と、該第1のビーム分岐工程で分岐されたビームを受け取り、受け取ったビームを前記第1のビーム及び前記第2のビームに分岐する分岐する第2のビーム分岐工程と、該第2のビーム分岐工程で分岐された前記第1のビーム及び前記第2のビームのそれぞれを異なる受光部で受け取り、受け取った該第1のビーム及び該第2のビームのそれぞれの光量に応じた信号を出力する光検出工程と、該光検出工程で出力される信号を受け取り、受け取った信号を演算する信号処理工程と、該信号処理工程によって演算された信号に基づいて前記集光光学系と前記情報記憶媒体との相対的な位置を決める位置決め工程とを包含し、前記第1のビームは前記第2のビームと、前記集光光学系で集光される際の実効的な開口数が異なり、前記光学素子にて分割される前記第1のビーム及び前記第2のビームが互いに同軸上に形成され、前記信号処理工程は、前記第1のビーム及び前記第2のビームのうち前記集光光学系で集光される際の実効的な開口数が小さい方のビームによる信号を用いてトラッキング誤差信号を生成するトラッキング誤差信号生成工程をさらに包含し、そのことにより、上記目的が達成される。An optical information processing method of the present invention includes an emission step of emitting a beam from a laser light source, a division step of receiving the beam emitted in the emission step, and dividing the received beam into a first beam and a second beam, A condensing step of receiving the first beam and the second beam, and condensing the first beam and the second beam onto a small spot on the information storage medium, and reflecting on the information storage medium; Receiving a beam including the diffracted first beam and the second beam, and branching the received beam; and receiving and receiving the beam branched in the first beam branching step; A second beam branching step for branching the beam into the first beam and the second beam, and each of the first beam and the second beam branched in the second beam branching step Photodetection process for outputting signals in accordance with the respective light amounts of the first beam and the second beam received by different light receiving units, and signals received in the photodetection process and received signals A signal processing step for calculating the first beam, and a positioning step for determining a relative position between the condensing optical system and the information storage medium based on the signal calculated by the signal processing step. Is different in effective numerical aperture when being focused by the focusing optical system, and the first beam and the second beam divided by the optical element are coaxial with each other. The signal processing step is formed on the first beam and the second beam using a signal having a smaller effective numerical aperture when being focused by the focusing optical system. Tracking error signal Further includes a tracking error signal generating step of generating, by the above-described object is achieved.
以上のように本発明の光ヘッド装置によれば、主に次のような効果が得られる。 As described above, according to the optical head device of the present invention, the following effects are mainly obtained.
(1)対物レンズシフトやラジアルチルトが発生したときにも、トラックの中心に光を照射したときに得られるトラッキング誤差信号の値TE0と、トラックを横断したときに得られるトラッキング誤差信号の最大値TEmaxと最小値TEminとの各々の差の絶対値|TEmax−TE0|と|TEmin−TE0|の両者の差を小さくすることができる。このとき、オフトラック量を0に補正しても、トラッキング誤差信号の対称性のずれを抑えることができるので、安定なトラッキング制御を実現することができる。 (1) Even when an objective lens shift or radial tilt occurs, the value TE0 of the tracking error signal obtained when light is irradiated to the center of the track and the maximum value of the tracking error signal obtained when crossing the track The difference between the absolute values | TEmax−TE0 | and | TEmin−TE0 | of each difference between TEmax and the minimum value TEmin can be reduced. At this time, even if the off-track amount is corrected to 0, a shift in symmetry of the tracking error signal can be suppressed, so that stable tracking control can be realized.
(2)トラックに対してずれた位置を集光点で走査しても、トラックに記録された情報を低い誤り率で安定して再生することができる。 (2) Even if the position shifted from the track is scanned with the condensing point, the information recorded on the track can be stably reproduced with a low error rate.
(3)フォーカス誤差信号のゲイン変動を抑えることができるので、安定なフォーカス制御を実現することができる。 (3) Since fluctuation in the gain of the focus error signal can be suppressed, stable focus control can be realized.
以上により、情報再生時には誤り率を小さく抑えることが可能となり、情報書き込み時や消去時にも、安定して書き込み動作や消去動作を行うことができ、異なる光情報処理装置や情報記憶媒体に対して互換性を高める光情報処理装置となる。 As described above, the error rate can be kept small during information reproduction, and writing and erasing operations can be stably performed during information writing and erasing, so that different optical information processing apparatuses and information storage media can be used. The optical information processing apparatus increases compatibility.
また、本発明の傾き検出装置によれば、情報記憶媒体と集光光学系で集光されるビームの傾き角度が1度以下の範囲でも精度よく傾き信号が検出可能となる。 Further, according to the tilt detection apparatus of the present invention, it is possible to detect the tilt signal with high accuracy even when the tilt angle of the beam condensed by the information storage medium and the focusing optical system is 1 degree or less.
また、本発明の光情報処理装置を用いることにより、そりの多い情報記憶媒体に対しても安定に情報を記録再生可能となる。 In addition, by using the optical information processing apparatus of the present invention, information can be stably recorded and reproduced even on an information storage medium having a large amount of warpage.
以下に、本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。各図面において同一の参照符号が指し示す構成は、同一の作用をなすものである。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. The configurations indicated by the same reference numerals in the drawings perform the same functions.
(実施形態1)
図1は、実施形態1の光ヘッド装置の光学系の概略を示している。
(Embodiment 1)
FIG. 1 schematically shows an optical system of the optical head device according to the first embodiment.
光源としての半導体レーザ101から出た光は、平行平板ビームスプリッタ102で反射され、集光光学系の一部であるコリメータレンズ103で平行光になる。この光は、さらに集光光学系の一部である対物レンズ104で集光され、情報記憶媒体である光ディスク105の情報層108上に集光される。アクチュエータ107は、対物レンズ104と対物レンズ104を保持する保持手段106を、光ディスク105の面振れや偏芯に追従して移動する。
Light emitted from the
光ディスク105の情報層108で回折・反射された反射光108aは、再び対物レンズ104を通り平行光となる。この平行光となった反射光108aは、再びコリメータレンズ103で収束光となる。この収束光となった反射光108aが、平行平板ビームスプリッタ102を透過するとき非点収差が与えられる。非点収差が与えられた収束光は、光検出器150で受光される。対物レンズ104から出射される光の集光点F0が光ディスク105の情報層108に一致する時、非点収差が与えられた収束光の最小錯乱円の位置に光検出器150の検出面がくるように、光学系は配置されている。
The reflected light 108 a diffracted and reflected by the
情報記憶媒体としての光ディスク105のある溝の中心から隣の溝の中心までの間隔をGpとする。情報は、溝上または溝の間のどちらか、もしくは溝上と溝の間の両方に記録されている。本実施形態では、これら情報が記録されている連なりをトラックと呼ぶ。また、光ヘッド装置の、集光光学系としての対物レンズ104の開口数をNA、半導体レーザ101から出射される光の波長をλとする。
Let Gp be the distance from the center of a groove in the
実施形態1では、
λ/(NA・Gp)<1 ・・・・・・(式4)
の条件を満たす場合について述べる。
In the first embodiment,
λ / (NA · Gp) <1 (Formula 4)
A case where the above condition is satisfied will be described.
図2は、実施形態1の光検出器150の検出領域201〜208と、情報再生信号生成手段450と、トラッキング誤差信号生成手段451としての回路の構成を示す。
FIG. 2 shows a circuit configuration as the
光検出器150は、分割線301〜304により検出領域201〜208の8領域に分割される。式4の条件では、光ディスク105の溝で回折された+1次の回折光と−1次の回折光は、互いに重なる部分を持つ。図2では、その重なる部分である重複領域200を斜線で表示している。重複領域200のラジアル方向の幅の最大値Wは、
W=2×(1−λ/(NA×Gp)) ・・・・・・(式5)
となる。ただし、開口を半径1の円とする。
The
W = 2 × (1−λ / (NA × Gp)) (Equation 5)
It becomes. However, the opening is a circle with a radius of 1.
分割線301〜303は、光ディスク105の溝の接線と平行な直線である。分割線304は、光ディスク105の溝の接線と垂直な直線である。ここで、溝の接線の方向とは、光検出器上に光学的に投影された方向とする。
The
フォーカス誤差信号検出方式として非点収差法を用いる場合、光ディスク105の溝と45度の方向を軸に非点収差を与えると、光検出器上に投影される溝の方向は90度向きが回転する。従って、実際の分割線の方向が光ディスク105の溝の接線方向と垂直であっても、光検出器上に投影された溝の接線の方向と平行であれば、「溝の接線と平行な分割線」と表現する。以下同様な表現とする。
When the astigmatism method is used as the focus error signal detection method, when astigmatism is given about the groove of the
分割線302は、光学系の開口の光検出器150への投影の中心を通る。分割線301と分割線303は、重複領域200を挟むように配置される。分割線301と分割線302の距離dおよび分割線302と分割線303の距離dは、W/2とほぼ同じにする。この配置により、図2に示すように、光検出器150の検出領域202、203、206、207に、光ディスク105の溝による+1次の回折光と−1次の回折光の重複領域200が入る。検出領域201〜208から受光した光量に応じて得られる信号を、各々s1〜s8とする。
The
ここで、フォーカス誤差信号FEは、
FE=(s1+s2+s5+s6)−(s3+s4+s7+s8)・・・(式6)
を演算することにより求めることができる。なお、図2には、フォーカス誤差信号FEを求めるための演算回路は示されていない。
Here, the focus error signal FE is
FE = (s1 + s2 + s5 + s6) − (s3 + s4 + s7 + s8) (Expression 6)
Can be obtained by calculating. Note that FIG. 2 does not show an arithmetic circuit for obtaining the focus error signal FE.
以下に、情報再生信号生成手段450の回路系について説明する。情報再生信号生成手段450は、加算器401〜加算器405とを含んでいる。情報再生信号生成手段450は、情報の再生信号であるRF信号を生成する。情報の再生信号であるRF信号は、全領域から得られる信号の和から得られる。図2に示すように、加算器401が「信号s1+信号s8」の和信号を出力し、加算器402が「信号s2+信号s7」の和信号を出力し、加算器403が「信号s3+信号s6」の和信号を出力し、加算器404が「信号s4+信号s5」の和信号を出力する。
Hereinafter, a circuit system of the information reproduction
加算器405は、加算器401〜加算器404の出力信号を受けて、それぞれの出力信号の和である和信号を出力する。加算器405から出力される出力信号である情報再生信号生(RF信号)は、
RF=s1+s2+s3+s4+s5+s6+s7+s8・・・・・・(式7)
で求めることができる。
The
RF = s1 + s2 + s3 + s4 + s5 + s6 + s7 + s8 (Expression 7)
Can be obtained.
以下に、トラッキング誤差信号生成手段451の回路系について説明する。トラッキング誤差信号生成手段451は、加算器401と、加算器404と、差動演算回路406とを含んでいる。差動演算回路406は、加算器401と加算器404の出力信号を受け、その差動信号を出力する。差動演算回路406から出力される出力信号は、
TE1=(s1+s8)−(s4+s5)・・・・・・(式8)
で求めることができる。差動演算回路406から出力される出力信号は、トラッキング誤差信号TE1となる。
Hereinafter, a circuit system of the tracking error
TE1 = (s1 + s8) − (s4 + s5) (Equation 8)
Can be obtained. The output signal output from the
光ディスク105の溝の接線と直交する方向(ラジアル方向)に光ディスク105の傾き(チルト)が発生すると、従来の光ヘッド装置では、トラッキング制御に以下に示すような不都合が生じる。
When the tilt of the
チルトが発生すると検出される反射光はチルトした方向にずれる。ディスクのチルトがθであると、反射光は2θずれる。例えば、開口数NAが0.6であり、チルトθが0.8度であり、開口を半径1の略円とすると、(sin2θ)/NA=0.047となり、検出される反射光はチルトした方向に0.047ずれる。 The reflected light detected when the tilt occurs shifts in the tilted direction. When the tilt of the disk is θ, the reflected light is shifted by 2θ. For example, if the numerical aperture NA is 0.6, the tilt θ is 0.8 degrees, and the aperture is a substantially circle having a radius of 1, (sin 2θ) /NA=0.047, and the detected reflected light is tilted. It is shifted 0.047 in the direction.
チルトが発生すると、対物レンズ104から出射される光の集光点F0が溝の中心に一致したときに得られるトラッキング誤差信号の値TE0と、溝を横断したときに得られるトラッキング誤差信号の最大値TEmaxと最小値TEminとの各々との差の絶対値|TEmax−TE0|と|TEmin−TE0|の両者の差が大きくなる。
When the tilt occurs, the tracking error signal value TE0 obtained when the focal point F0 of the light emitted from the
図3は、トラッキング誤差信号とオフトラック量との関係を示している。オフトラック量とは、トラックの中心から集光点F0までの距離を意味する。 FIG. 3 shows the relationship between the tracking error signal and the off-track amount. The off-track amount means the distance from the track center to the condensing point F0.
黒四角で示される信号が、無収差の時のトラッキング誤差信号である。無印実線で示される信号が、チルト発生時のトラッキング誤差信号である。無印実線で示されるトラッキング誤差信号では、TEmax=0.38、TEmin=−0.42に対し、TE0=−0.20となり、
|TEmax−TE0|=0.58、|TEmin−TE0|=0.22、
となり、大きな差が生じる。
A signal indicated by a black square is a tracking error signal when there is no aberration. A signal indicated by an unmarked solid line is a tracking error signal when a tilt occurs. In the tracking error signal indicated by the unmarked solid line, TE0 = 0.0.20 with respect to TEmax = 0.38 and TEmin = −0.42,
| TEmax−TE0 | = 0.58, | TEmin−TE0 | = 0.22,
Thus, a big difference occurs.
この状態でトラッキング制御を行うと、対物レンズ104から出射される光の集光点F0がトラック中心とはずれた所に位置し、情報の正確な記録や、再生ができない。
When tracking control is performed in this state, the condensing point F0 of the light emitted from the
この状態で、集光点F0がトラック中心に位置するようにトラッキング誤差信号にオフセット電圧を加える場合について述べる。 A case where an offset voltage is applied to the tracking error signal so that the condensing point F0 is located at the track center in this state will be described.
図3の白三角で示される信号がオフトラック量が0になるように補正した後のトラッキング誤差信号である。トラック中心とトラッキング誤差信号のゼロクロス点が一致するようにオフセット電圧を加えている。この時、トラッキング誤差信号の0レベルに対する上側振幅と下側振幅は非対称になる。 The signal indicated by the white triangle in FIG. 3 is a tracking error signal after correction so that the off-track amount becomes zero. An offset voltage is applied so that the track center and the zero cross point of the tracking error signal coincide. At this time, the upper amplitude and the lower amplitude with respect to the zero level of the tracking error signal are asymmetric.
この非対称性が大きくなると、トラッキング制御の動作が不安定となり、情報の正確な記録や再生ができなくなる。このように、|TEmax−TE0|と|TEmin−TE0|との差が大きくなると、オフトラック量が大きくなる。オフトラック量を小さくするために、オフセット電圧を加えたとしても、トラッキング誤差信号の対称性のずれが大きくなる。この度合いは、オフトラック量を0に補正したときのトラッキング誤差信号の対称性のずれとして表現できる。 When this asymmetry increases, the tracking control operation becomes unstable, and information cannot be recorded or reproduced accurately. Thus, as the difference between | TEmax−TE0 | and | TEmin−TE0 | increases, the off-track amount increases. Even if an offset voltage is added to reduce the off-track amount, the deviation of the symmetry of the tracking error signal becomes large. This degree can be expressed as a shift in symmetry of the tracking error signal when the off-track amount is corrected to zero.
トラッキング誤差信号の対称性のずれについて、実施形態1と従来の光ヘッド装置とを比較した結果を以下に述べる。 The result of comparison between the first embodiment and the conventional optical head device will be described below regarding the deviation in symmetry of the tracking error signal.
対物レンズの開口数NA=0.6、光の波長λ=0.66μmとして、溝の間隔Gp=1.48μmの光ディスクを再生する際、開口を半径1の円とすると、+1次の回折光と−1次の回折光は、中央でW=0.51の幅の重複領域を持つ。 When reproducing an optical disk having an objective lens numerical aperture NA = 0.6 and a light wavelength λ = 0.66 μm and a groove interval Gp = 1.48 μm, if the aperture is a circle with a radius of 1, the + 1st order diffracted light The −1st order diffracted light has an overlapping region with a width of W = 0.51 at the center.
光ディスクの基材厚を0.6mmとして、ラジアル方向にチルトが0.4度発生したとすると、従来の光ヘッド装置では、トラック中心に対して約0.07μmのオフトラックを起こす。また、オフセット電圧を加えてオフトラック量を0に補正すると、TE対称性に31%のずれが生じる。 Assuming that the substrate thickness of the optical disk is 0.6 mm and a tilt occurs in the radial direction of 0.4 degrees, the conventional optical head device causes an off-track of about 0.07 μm with respect to the track center. Further, when the off-track amount is corrected to 0 by adding an offset voltage, a deviation of 31% occurs in the TE symmetry.
ここで、トラッキング誤差信号の対称性は、トラッキング誤差信号の上端の値をAとし、下端の値をBとして、(A+B)/(A−B)で定義する。 Here, the symmetry of the tracking error signal is defined as (A + B) / (A−B), where A is the upper end value of the tracking error signal and B is the lower end value.
実施形態1の場合、トラッキング誤差信号TE1を+1次と−1次の回折光の重複領域の外側だけから取ることにより、0.4度のラジアルチルトが発生したときのトラック中心に対するオフトラック量は、約0.045μmに抑えられる。また、オフトラック量を0に補正するとトラッキング誤差信号の対称性のずれは19%となり、従来例の約2/3の大きさに抑えられる。 In the case of the first embodiment, by taking the tracking error signal TE1 only from the outside of the overlapping region of the + 1st order and −1st order diffracted light, the off-track amount with respect to the track center when a 0.4 ° radial tilt occurs is , About 0.045 μm. Further, when the off-track amount is corrected to 0, the deviation in symmetry of the tracking error signal is 19%, which is suppressed to about 2/3 of the conventional example.
また、従来の光ヘッド装置では、対物レンズシフトが発生すると、検出器上で検出スポットが移動し、やはりオフトラック量を0に補正するとトラッキング誤差信号の対称性のずれが生じる。対物レンズシフト150μmでは、オフトラック量を0に補正するとトラッキング誤差信号の対称性のずれは16%になる。 Further, in the conventional optical head device, when the objective lens shift occurs, the detection spot moves on the detector, and when the off-track amount is corrected to 0, the symmetry of the tracking error signal is shifted. With an objective lens shift of 150 μm, if the off-track amount is corrected to 0, the deviation in symmetry of the tracking error signal becomes 16%.
一方、実施形態1では、対物レンズシフト150μmで、オフトラック量を0に補正するとトラッキング誤差信号の対称性のずれは3%に抑えられる。 On the other hand, in the first embodiment, when the off-track amount is corrected to 0 with an objective lens shift of 150 μm, the deviation in symmetry of the tracking error signal can be suppressed to 3%.
上述したように、実施形態1では、光ディスク105のチルト等が存在しても、小さなオフトラック量を保ったまま、安定したトラッキング制御を実現することができる。このため、実施形態1は、情報の記録・再生を低い誤り率で実現できる。
As described above, in the first embodiment, stable tracking control can be realized while maintaining a small off-track amount even when the
以下に、上述した光ヘッド装置と同様の効果を与える別の例を図4を用いて説明する。 Hereinafter, another example that provides the same effect as the above-described optical head device will be described with reference to FIG.
図4は、光検出器151の検出領域201、204、205、208、および209と、情報再生信号生成手段450とトラッキング誤差信号生成手段451としての回路の構成とを示している。上述した光ヘッド装置と異なる点は、光検出器150の代わりに光検出器151が用いられることである。光学的な配置は、図1に示す配置と同様である。
FIG. 4 shows the
光検出器151は、分割線301、303、305、および306により5つの検出領域201、204、205、208、および209に分割される。分割線301と分割線303が、+1次の回折光と−1次の回折光の重複領域200を挟むように配置され、分割線301と分割線303とにより領域が定められた検出領域209に重複領域200の光が入る。
The
検出領域201、204、205、208、および209は、それらの受光した光量に応じて信号s1、s2、s3、s4およびs5をそれぞれ生成する。
The
情報再生信号生成手段450としての回路系について説明する。情報再生信号生成手段450は、加算器401、404、および405を含んでいる。情報の再生信号であるRF信号は、全領域201、204、205、208、および209から出力される信号s1、s2、s3、s4およびs5の和から得られる。図4に示したように、加算器401が「信号s1+信号s4」の和信号を出力し、加算器404が「信号s2+信号s3」の和信号を出力する。加算器405は、加算器401の出力信号と加算器404の出力信号と検出領域209から出力される信号s5を受け取り、受け取った信号の和信号を出力する。
A circuit system as the information reproduction signal generation means 450 will be described. The information reproduction signal generation means 450 includes
加算器405が出力する出力信号であるRF信号は、
RF=s1+s2+s3+s4+s5・・・・・・(式9)
によって求めることができる。
An RF signal that is an output signal output from the
RF = s1 + s2 + s3 + s4 + s5 (Equation 9)
Can be obtained.
以下に、トラッキング誤差信号生成手段451としての回路系について説明する。トラッキング誤差信号生成手段451は、加算器401および404と、差動演算回路406とを含んでいる。差動演算回路406は、加算器401と加算器404からの出力信号を受け取り、その出力信号の差である差動信号を出力する。差動演算回路406から出力される出力信号は、
TE1=(s1+s4)−(s2+s3)・・・・・・(式10)
によって求めることができる。
Hereinafter, a circuit system as the tracking error
TE1 = (s1 + s4) − (s2 + s3) (Equation 10)
Can be obtained.
この例では、検出領域の数とヘッドアンプの数は、図2に示す例より少ない構成で図2の例と同様の効果を得ることができる。 In this example, the same effects as in the example of FIG. 2 can be obtained with a configuration in which the number of detection regions and the number of head amplifiers are smaller than in the example shown in FIG.
以下に、図2に示す構成を有する光ヘッド装置と同様の効果を与える更に別の例を図5を用いて説明する。 Hereinafter, still another example that provides the same effect as the optical head device having the configuration shown in FIG. 2 will be described with reference to FIG.
図5は、光検出器152を示している。光検出器152は、分割線306〜309により8つの領域に分割される。溝の接線と垂直な分割線307と309は、溝からの+1次の回折光と溝からの−1次の回折光の重複領域200を挟むように配置される。この2つの分割線307と309の外側であり、円の中心を含まない検出領域210〜213が受光し、検出領域210〜213が受光した光量に応じて、信号s1〜s4をそれぞれ生成する。
FIG. 5 shows the
トラッキング誤差信号TE1は、
TE1=(s1+s4)−(s2+s3) ・・・・・・(式11)
によって求めることができる。
The tracking error signal TE1 is
TE1 = (s1 + s4) − (s2 + s3) (Equation 11)
Can be obtained.
この例の光ヘッド装置でも、+1次の回折光と−1次の回折光の重複領域200の大部分を除いて、回折光を受光することができ、図2および図4に示す構成を有する光ヘッド装置とほぼ同様に、トラッキング誤差信号の特性を改善することができる。図5に示す構成を有する光ヘッド装置は、少ないオフトラック量で、安定したトラッキング制御を行うことができるので、低い誤り率で情報の記録再生が可能になる。
The optical head device of this example can also receive the diffracted light except for most of the
以下に、図2に示す構成を有する光ヘッド装置と同様の効果を与える更に別の例を図6を用いて説明する。 Hereinafter, still another example that provides the same effect as the optical head device having the configuration shown in FIG. 2 will be described with reference to FIG.
図6は、光検出器153を示している。光検出器153は、分割線310〜313により8つの領域に分割される。溝の接線と平行な分割線310と312とは、光検出器153上への反射光108aの断面の端の方に位置する。分割線310と312の外側であり、円の中心を含まない領域214〜217が受光し、領域214〜217が受光した光量に応じて信号s1〜s4をそれぞれ生成する。
FIG. 6 shows the
トラッキング誤差信号TE1は、上記式11と同様の演算により求められる。
The tracking error signal TE1 is obtained by the same calculation as that in
この例では、+1次の回折光と−1次の回折光の重複領域200を大きくはずして、回折光を受光することができ、図2および図4に示す構成を有する光ヘッド装置とほぼ同様に、トラッキング誤差信号の特性を改善することができる。図6に示す構成を有する光ヘッド装置は、少ないオフトラック量で、安定したトラッキング制御を行うことができるので、低い誤り率で情報の記録再生が可能になる。
In this example, the overlapping
なお、本実施形態1では、分割線は直線の例を示したが、光ディスク105の溝による+1次の回折光と−1次の回折光の重複領域200は、曲線で囲まれた領域となるので、これに合わせた曲線で分割線を形成しても良い。
In the first embodiment, the dividing line is an example of a straight line. However, the overlapping
(実施形態2)
この実施形態2でも、実施形態1と同様、式4の条件を満たす場合について述べる。
(Embodiment 2)
In the second embodiment, as in the first embodiment, a case where the condition of
この実施形態2では、光ディスク105の溝による+1次の回折光と−1次の回折光の重複領域から得られる信号からトラッキング誤差信号を補正する構成および方法について示す。
In the second embodiment, a configuration and a method for correcting a tracking error signal from a signal obtained from an overlapping region of a + 1st order diffracted light and a −1st order diffracted light by a groove of the
実施形態2の光ヘッド装置の光学系の概略図は、図1に示すものと同様である。このため、実施形態2の光ヘッド装置の光学系の構成および動作は、実施形態1の構成および動作と同様であるので、その構成および動作の説明を省略する。
The schematic diagram of the optical system of the optical head device of
図7は、実施形態2の光検出器150の検出領域201〜208とトラッキング誤差信号生成手段451としての回路の構成を示す。光検出器150は、分割線301〜304により検出領域201〜208の8領域に分割される。分割線の配置等は実施形態1と同様である。検出領域201〜208は受光し、検出領域201〜208は、受光した光量に応じて信号s1〜s8をそれぞれ生成する。フォーカス誤差信号FEおよび情報再生信号の生成方法は、実施形態1と同様であるので省略する。
FIG. 7 shows the configuration of the
トラッキング誤差信号生成手段451としての回路系の説明をする。トラッキング誤差信号生成手段451は、加算器401〜404、407および408と動演算回路406とを有している。
A circuit system as the tracking error signal generation means 451 will be described. The tracking error
図7に示すように、加算器401が、「信号s1+信号s8」の和信号を出力し、加算器402が「信号s2+信号s7」の和信号を出力し、加算器403が「信号s3+信号s6」の和信号を出力し、加算器404が「信号s4+信号s5」の和信号を出力する。加算器407は、加算器401の出力と加算器403の出力信号とを受けて、それらの出力信号の和信号を出力する。加算器408は加算器402の出力信号と加算器404の出力信号とを受けて、それらの出力信号の和信号を出力する。差動演算回路406は、加算器407の出力信号と加算器408の出力信号とを受け、それらの出力信号の差動信号を出力する。
As shown in FIG. 7, the
差動演算回路406の出力信号は、
TE1=(s1+s3+s6+s8)−(s2+s4+s5+s7)・・・(式12)
で与えられる。
The output signal of the differential
TE1 = (s1 + s3 + s6 + s8) − (s2 + s4 + s5 + s7) (Equation 12)
Given in.
実施形態2の、中央の+1次回折光と−1次回折光の重複領域200の光を受光する検出領域によって生成される信号を処理する方法は、通常のプッシュプル法とは異なる。実施形態2では、重複領域200の光を受光する検出領域によって生成される信号の一部の極性を反転し、極性を反転した信号と、検出領域によって生成される信号の残りの一部の信号とを加算することによりトラッキング誤差信号を補正する。
The method of processing the signal generated by the detection region that receives the light in the
実施形態2によると、実施形態1と同様の条件で、ラジアル方向にチルトが0.4度発生したとき、オフトラック量を0に補正するとトラッキング誤差信号の対称性のずれは14%になる。これは、従来の光ヘッド装置の約1/2であり、特にラジアルチルトに対する抑制効果は大きい。 According to the second embodiment, when the tilt occurs in the radial direction under the same conditions as in the first embodiment, if the off-track amount is corrected to 0, the tracking error signal shifts in symmetry by 14%. This is about ½ of the conventional optical head device, and the effect of suppressing the radial tilt is particularly great.
以上のように、実施形態2の光ヘッドでは、装置光ディスク105のチルト等が存在しても、小さなオフトラック量を保ったまま、安定したトラッキング制御を実現することができる。これにより情報の記録・再生を低い誤り率で実現できる。
As described above, the optical head according to the second embodiment can realize stable tracking control while maintaining a small off-track amount even when the apparatus
以下に、図7に示す構成を有する光ヘッド装置と同様の効果を与える更に別の例を図8を用いて説明する。 Hereinafter, still another example that provides the same effect as that of the optical head device having the configuration shown in FIG. 7 will be described with reference to FIG.
図8は、光検出器153を示している。光検出器153は、分割線315〜320により、12個の検出領域218〜229に分割される。分割線315と分割線319は、光ディスクの溝の接線と平行で、溝からの+1次の回折光と−1次の回折光の重複領域を挟むように配置されている。分割線315と分割線319の距離は、上記式5のWと同程度とする。分割線316〜318は、分割線315と分割線319の間に等間隔に配置される。検出領域218〜229は、受光した光量に応じて信号s1〜s12をそれぞれ生成する。
FIG. 8 shows the
トラッキング誤差信号生成手段451としての回路系について説明する。トラッキング誤差信号生成手段451は、加算器401〜404および409〜412と、差動演算回路406とを含んでいる。
A circuit system as the tracking error signal generation means 451 will be described. The tracking error
加算器401は信号s1と信号s12の和信号を出力し、加算器402は信号s2と信号s11の和信号を出力し、加算器403は信号s3と信号s10の和信号を出力し、加算器404は信号s4と信号s9の和信号を出力し、加算器409は信号s5と信号s8の和信号を出力し、加算器410は信号s6と信号s7の和信号を出力する。加算器411は、加算器401、403、および409から出力される出力信号を受けて、それらの出力信号の和信号を出力する。また、加算器412は、加算器402、404、および410から出力される出力信号を受けて、それらの出力信号の和信号を出力する。差動演算回路406は、加算器411の出力信号と加算器412の出力信号を受けて、それらの出力信号の差である差動信号を出力する。差動演算回路406の出力信号は、
TE1=(s1+s3+s5+s8+s10+s12)
−(s2+s4+s6+s7+s9+s11)・・・・・・(式13)
により与えられる。
The
TE1 = (s1 + s3 + s5 + s8 + s10 + s12)
− (S2 + s4 + s6 + s7 + s9 + s11) (Equation 13)
Given by.
図8に示す構成を有する光ヘッド装置では、ラジアルチルト0.4度であったとしても、オフトラック量は0.042μmとなる。 In the optical head device having the configuration shown in FIG. 8, even if the radial tilt is 0.4 degrees, the off-track amount is 0.042 μm.
なお、オフトラック量を0に補正する場合、図8に示す構成を有する光ヘッド装置では、トラッキング誤差信号の対称性のずれは18%になる。一方、従来の光ヘッド装置では、トラッキング誤差信号の対称性のずれは31%となり、図8に示す構成を有する光ヘッド装置は、オフトラック量を0にする補正を行った場合でも、従来の光ヘッド装置より優れたトラッキング誤差信号の対称性を有する。 When the off-track amount is corrected to 0, in the optical head device having the configuration shown in FIG. 8, the symmetry deviation of the tracking error signal is 18%. On the other hand, in the conventional optical head device, the deviation in symmetry of the tracking error signal is 31%, and the optical head device having the configuration shown in FIG. It has better tracking error signal symmetry than the optical head device.
また、対物レンズシフト150μmが存在する場合、オフトラック量を0に補正すると、図8に示す構成を有する光ヘッド装置では、トラッキング誤差信号の対称性のずれは8%になるが、従来の光ヘッド装置では、トラッキング誤差信号の対称性のずれは16%になる。図8に示す構成を有する光ヘッド装置は、従来の光ヘッド装置に比べて、トラッキング誤差信号の対称性の悪さを約半分に低減することができる。 In addition, when the objective lens shift is 150 μm and the off-track amount is corrected to 0, in the optical head device having the configuration shown in FIG. 8, the deviation in symmetry of the tracking error signal becomes 8%. In the head device, the deviation in symmetry of the tracking error signal is 16%. The optical head device having the configuration shown in FIG. 8 can reduce the poor symmetry of the tracking error signal by about half compared to the conventional optical head device.
上述したように、実施形態2の光ヘッド装置は、光ディスク105のチルト等が存在しても、小さなオフトラック量を保ったまま、安定したトラッキング制御を実現することができる。実施形態2の光ヘッド装置では、情報の記録・再生を低い誤り率で実現できる。
As described above, the optical head device according to the second embodiment can realize stable tracking control while maintaining a small off-track amount even when the
なお、この実施形態では、トラックによる+1次と−1次の回折光の重複領域を、光ディスク105の溝の接線と垂直な方向には4分割しているが、更に細かく分割しても良く、この実施形態と同様の効果を得ることができる。
In this embodiment, the overlapping region of the + 1st order and −1st order diffracted light by the track is divided into four in the direction perpendicular to the tangent to the groove of the
また、フォーカス方式として非点収差法を考慮して、溝の接線と垂直な分割線320を設けているが、この分割線がない場合には、加算器401〜404、409、および410は不要になる。このような場合にも、その効果は、ここに示した実施形態と同様に得られる。
Further, considering the astigmatism method as a focusing method, a
(実施形態3)
この実施形態3でも実施形態1および2と同様に、上記式4の条件を満たす場合について述べる。
(Embodiment 3)
In the third embodiment, as in the first and second embodiments, a case where the condition of
実施形態3では、溝による+1次の回折光と−1次の回折光の重複領域200から得られる信号から外乱に相当する補正信号を生成し、トラッキング誤差信号を補正する。
In the third embodiment, a correction signal corresponding to a disturbance is generated from a signal obtained from the overlapping
実施形態3の光ヘッド装置の光学系の概略図は、図1に示すものと同様である。このため、実施形態3の光ヘッド装置の光学系の構成および動作は、実施形態1の構成および動作と同様であるので、その構成および動作の説明を省略する。
The schematic diagram of the optical system of the optical head device of
図9は、実施形態3の光検出器150の検出領域201〜208と、トラッキング誤差信号生成手段451としての回路の構成とを示す。
FIG. 9 shows the
光検出器150は、分割線301〜304により検出領域201〜208の8領域に分割される。分割線の配置等は、実施形態1と同様である。検出領域201〜208は、受光した光量に応じて信号s1〜s8をそれぞれ生成する。
The
フォーカス誤差信号FEおよび情報再生信号の生成方法は、実施形態1と同様であるので省略する。また、加算器401〜404に入力する入力信号と、それらの入力信号を加算器401〜404が演算する方法も、実施形態1と同様である。
Since the method of generating the focus error signal FE and the information reproduction signal is the same as that in the first embodiment, a description thereof will be omitted. The input signals input to the
実施形態3のトラッキング誤差信号生成手段451としての回路系の説明をする。トラッキング誤差信号生成手段451は、加算器401〜404と、可変利得増幅回路413および414と、差動演算回路406、415および416とを含んでいる。
A circuit system as the tracking error
可変利得増幅回路414は、加算器402からの出力信号を受けて、この信号をα1倍した信号を出力する。ここで、α1は所定の値である。また、可変利得増幅回路413は、加算器403からの出力信号を受けて、この信号をα2倍した信号を出力する。ここで、α2は所定の値である。
The variable
差動演算回路406は、加算器401の出力信号と加算器404の出力信号とを受け、加算器401の出力信号から加算器404の出力信号を引いた差動信号を出力する。
The
差動演算回路415は、可変利得増幅回路413の出力信号と可変利得増幅回路414の出力信号とを受け、それらの出力信号の差である差動信号を出力する。
The differential
差動演算回路416は、差動演算回路406の出力信号と差動演算回路415の出力信号とを受け、それらの出力信号の差である差動信号を出力する。
The differential
差動演算回路416の出力信号は、
TE1=(s1+s8)−(s4+s5)
−{α1・(s2+s7)−α2・(s3+s6)}・・・・・・(式14)
で与えられる。
The output signal of the differential
TE1 = (s1 + s8) − (s4 + s5)
− {Α1 · (s2 + s7) −α2 · (s3 + s6)} (Equation 14)
Given in.
ラジアルチルトの発生量や極性、対物レンズシフトの発生量・極性を考慮して、可変利得増幅回路414の利得α1と可変利得増幅回路413の利得α2が決定される。利得α1およびα2を変化させることにより、|TEmax−TE0|と|TEmin−TE0|との差を小さくすることができる。つまり、利得の調整により補正量を調整することができるため、実施形態3は実施形態2に比べ、上記差を小さくできるという改善効果は大きい。
The gain α1 of the variable
このため、実施形態3では、光ディスク105のチルト等が存在しても、小さなオフトラック量を保ったまま、安定したトラッキング制御を実現することができ、情報の記録・再生を低い誤り率で実現できる。
Therefore, in the third embodiment, stable tracking control can be realized while maintaining a small off-track amount even when the
なお、実施形態3では、トラックによる+1次と−1次の回折光の重複領域200を、光ディスク105の溝の接線と垂直な方向に2分割しているが、更に細かく分割しても良い。そのような場合であっても、そのような光ヘッド装置は、上述した実施形態3と同様の効果を得ることができる。
In the third embodiment, the overlapping
(実施形態4)
この実施形態4でも、実施形態1、2、および3と同様、式4の条件を満たす場合について述べる。
(Embodiment 4)
In the fourth embodiment, as in the first, second, and third, a case where the condition of
実施形態4では、溝による+1次の回折光と−1次の回折光の重複領域を含んだ領域の光学的な透過率を小さくし、トラッキング誤差信号の特性を改善する。 In the fourth embodiment, the optical transmittance of the region including the overlapping region of the + 1st order diffracted light and the −1st order diffracted light by the groove is reduced, and the characteristics of the tracking error signal are improved.
図10aは、実施形態4の光ヘッド装置の光学系の概略図を示している。図10aの光学系の構成は、対物レンズ109を除いて、図1の光学系の構成と同じである。このため、対物レンズ109以外の構成の詳しい説明は、省略する。
FIG. 10 a shows a schematic diagram of an optical system of the optical head device of the fourth embodiment. The configuration of the optical system in FIG. 10 a is the same as the configuration of the optical system in FIG. 1 except for the
以下に、図10aの対物レンズ109について、図10bを用いて説明する。
Hereinafter, the
図10bは、実施形態4の集光光学系の一部である対物レンズ109の正面図を示している。減光手段として、対物レンズ109の斜線部110にホログラムが設けられる。ホログラムにより回折された光は、不要光となり、信号の再生に寄与せず、回折されなかった0次光のみが有効に光ディスク105の情報層108上に集光される。
FIG. 10 b shows a front view of the
実施形態4の光検出器150の検出領域251〜254は、図43aに示すような配置であってもよい。検出領域251〜254が、図43aに示すような配置である場合、トラッキング誤差信号TE1、フォーカス誤差信号FE、および情報再生信号RFは、上述した式1、式2、および式3によって求められる。
The
トラッキング誤差信号の対称性のずれについて、実施形態4と従来の光ヘッド装置とを比較した結果を以下に述べる。 The result of comparison between the fourth embodiment and the conventional optical head device will be described below regarding the deviation in symmetry of the tracking error signal.
領域110の透過率T=55%、領域110の半径の対物レンズ109の半径に対する比を0.72として、実施形態1と同様な条件で、ラジアルチルト0.4度、オフトラック量を0に補正したとき、実施形態4では、トラッキング誤差信号の対称性のずれは17%に抑えられるが、従来の光ヘッド装置では、トラッキング誤差信号の対称性のずれは31%となる。実施形態4は、従来の光ヘッド装置に比べて、トラッキング誤差信号の対称性のずれを約1/2低減することができる。
The radial tilt is set to 0.4 degrees and the off-track amount is set to 0 under the same conditions as in the first embodiment, where the transmittance T of the
実施形態4では、光ディスク105のチルト等が存在しても、小さなオフトラック量を保ったまま、安定したトラッキング制御を実現することができる。このことにより、実施形態4は、情報の記録・再生を低い誤り率で実現できる。
In the fourth embodiment, stable tracking control can be realized while maintaining a small off-track amount even when the
また、本実施形態では、対物レンズ109上に設けたホログラムの回折光で別のスポットを形成しても良い。この場合、0次の回折光を基材厚0.6mmのDVD用スポットとして利用し、1次の回折光を基材厚1.2mmのCD用スポットとして利用することができる。ホログラムの回折光で別のスポットを形成することによって、2焦点レンズの機能と両立させることができる。
In this embodiment, another spot may be formed by diffracted light of a hologram provided on the
なお、この実施形態では、減光手段としてホログラムを設けたが、対物レンズに適当な透過率を持つ反射膜をつけたり、吸収膜をつけても同様の効果を得ることができる。 In this embodiment, the hologram is provided as the dimming means, but the same effect can be obtained even if a reflection film having an appropriate transmittance or an absorption film is attached to the objective lens.
また、図11に示したように、減光手段を対物レンズに直接付けるのではなく同様のホログラム素子や、膜をつけたフィルター111を保持手段106で、対物レンズと相対移動しないように保持してもよい。これらの場合も、この実施形態で示した効果と同等の効果を得ることができる。 In addition, as shown in FIG. 11, instead of directly attaching the dimming means to the objective lens, a similar hologram element or filter 111 with a film is held by the holding means 106 so as not to move relative to the objective lens. May be. In these cases, the same effects as those shown in this embodiment can be obtained.
図11に示す減光手段は、対物レンズ104の、情報記憶媒体より遠い方の面を覆っているが、情報記憶媒体より近い方の面を覆っていてもよい。同様に、図10aの減光手段は、対物レンズ109の、情報記憶媒体より近い方の面を覆っていてもよい。
The dimming means shown in FIG. 11 covers the surface of the
なお、この実施形態では、集光光学系に一体化して減光手段を設けたが、分離して固定光学系側に設けてもよい。光源から情報記憶媒体に至る光路中に減光手段がある例を図12に示す。図12に示すように光源としての半導体レーザ101から出射された光は、減光手段としてのフィルター111を通り、中央付近の光量が減殺され、平行平板ビームスプリッタ102で反射される。この場合光ディスク105のトラックからの+1次の回折光と−1次の回折光の重複領域の0次光が減り、重複領域の影響を減らすことができる。
In this embodiment, the dimming means is provided integrally with the condensing optical system, but may be provided separately on the fixed optical system side. FIG. 12 shows an example in which there is a dimming means in the optical path from the light source to the information storage medium. As shown in FIG. 12, the light emitted from the
また、情報記憶媒体から光検出器に至る光学系に減光手段がある例を図13に示す。図13に示すように平行平板プリズム112の下側に減光領域113を設ける方法でもよい。このように配置しても、+1次の回折光と−1次の回折光の重複領域の影響を減らすことができ、ほぼ同様の効果が得られる。
FIG. 13 shows an example in which there is a dimming means in the optical system from the information storage medium to the photodetector. As shown in FIG. 13, a method of providing a
なお、実施形態1から4では、フォーカス誤差信号を得る方法として非点収差法を用いたが、本発明の効果はこれに限定されるものではなく、フォーカス方式はフーコー法やスポットサイズ法など他の方法と組み合わせることができ、フォーカスの方式に限定されるものではない。 In the first to fourth embodiments, the astigmatism method is used as a method for obtaining the focus error signal. However, the effect of the present invention is not limited to this, and the focus method may be a Foucault method or a spot size method. This method can be combined with the above method, and is not limited to the focus method.
(実施形態5)
この実施形態5でも実施形態1から4と同様、式4の条件を満たす場合について述べる。
(Embodiment 5)
In the fifth embodiment, a case where the condition of
この実施形態5では、分割手段として、ホログラム素子もしくは段差プリズムを用いている。フォーカス誤差信号を得る方法は、スポットサイズ法を用いる。 In the fifth embodiment, a hologram element or a step prism is used as the dividing means. A spot size method is used as a method for obtaining a focus error signal.
図14は、実施形態5の光ヘッド装置の光学系の概略図を示している。 FIG. 14 is a schematic diagram of an optical system of the optical head device according to the fifth embodiment.
以下に、実施形態5の構成および動作を図14を用いて説明する。 Hereinafter, the configuration and operation of the fifth embodiment will be described with reference to FIG.
光源としての半導体レーザ101から出た光は、コリメータレンズ103で平行光になり、ビームスプリッタ115で反射される。この光は集光光学系の一部である対物レンズ104で収束光となる。収束光は、情報記憶媒体としての光ディスク105の情報層108上に集光される。情報層108で反射した反射光108aは、再び対物レンズ104を通り、平行光となる。平行光となった反射光108aは、ビームスプリッタ115を透過し、検出レンズ116で収束光となる。収束光となった108aは、分割手段であるホログラム素子117で回折される。ホログラム素子117で回折された、−1次回折光108bと+1次回折光108cは光検出器154で、受光される。
Light emitted from the
図15は、ホログラム素子117の領域分割のパターンと、光検出器154の検出領域と光検出器154上での−1次回折光108bと+1次回折光108cの断面の形を示している。
FIG. 15 shows a pattern of area division of the
ホログラム素子117は、複数の短冊状の領域に分けられる。各領域に付けられた記号は、図15の光検出器154上での−1次回折光108bと+1次回折光108cの断面に付けられた記号に対応する。大文字A〜Dで表される領域から生じる−1次の回折光108bは、小文字a〜dで表される領域から生じる−1次回折光108bより検出レンズ116から遠い側に集光される。
The
対物レンズ104から出射される光の集光点F0が、光ディスク105の情報層108上に一致するとき、光検出器154上の大文字A〜Dの記号が付けられた回折光の断面と小文字a〜dの記号が付けられた回折光の断面とが同じ大きさになるように、光学系およびホログラム素子117は設計されている。
When the condensing point F0 of the light emitted from the
検出領域230〜232は、受光した光量に応じて、信号f1〜f3を出力する。
The
フォーカス誤差信号FEは、
FE=f1+f3−f2・・・・・・(式15)
によって求められる。
The focus error signal FE is
FE = f1 + f3-f2 (Equation 15)
Sought by.
光ディスク105の情報層108が対物レンズ104からの出射光の集光点F0より対物レンズ104から遠ざかったとき、大文字A〜Dの記号が付けられた−1次回折光108bの断面は小さくなり、小文字a〜dの記号が付けられた−1次回折光108bの断面は大きくなる。従って、f1とf3の信号は減少し、f2の信号は増加し、フォーカス誤差信号FEは減少する。
When the
光ディスク105の情報層108が対物レンズ104からの出射光の集光点F0より対物レンズ104に近づいたとき、大文字A〜Dの記号が付けられた−1次回折光108bの断面は大きくなり、小文字a〜dの記号が付けられた−1次回折光108bの断面は小さくなる。従って、f1とf3の信号は増加し、f2の信号は減少し、フォーカス誤差信号FEは増加する。
When the
これにより、集光点F0を情報層108上に保つ、フォーカス制御が実現される。
As a result, focus control for maintaining the condensing point F0 on the
光検出器154の検出領域233〜236から受光した光量に応じて得られる信号をt1〜t4とする。トラッキング誤差信号生成手段としての演算回路(図示せず)は、トラッキング誤差信号TE1を生成する。
Signals obtained according to the amount of light received from the
トラッキング誤差信号TE1は、
TE1=(t1+t4)−(t2+t3)・・・・・・(式16)
によって求められる。
The tracking error signal TE1 is
TE1 = (t1 + t4) − (t2 + t3) (Equation 16)
Sought by.
これは、実質的に図15のホログラム素子117で斜線の無い領域と斜線のある領域との光量の差を与える。
This substantially gives a difference in the amount of light between the non-hatched area and the hatched area in the
位相差法のトラッキング誤差信号TE2は、(信号t1+信号t3)と(信号t2+信号t4)の位相を比較することにより得られる。 A phase difference tracking error signal TE2 is obtained by comparing the phases of (signal t1 + signal t3) and (signal t2 + signal t4).
情報を再生するためのRF信号は、式17のRFf、または式18のRFt、あるいはRFfとRFtの両方の和で与えられる。
RFfは、
RFf=f1+f2+f3・・・・・・(式17)
によって求められる。
RFtは、
RFt=t1+t2+t3+t4・・・・・・(式18)
によって求められる。
The RF signal for reproducing information is given by RFf in Expression 17 or RFt in Expression 18 or the sum of both RFf and RFt.
RFf is
RFf = f1 + f2 + f3 (Equation 17)
Sought by.
RFt is
RFt = t1 + t2 + t3 + t4 (Equation 18)
Sought by.
この実施形態5の特徴は、開口の中央を通りトラックと平行な分割線の両側の数個の領域を対角方向に入れ換えていることにある。図15では、AとD、BとC,aとd,bとcの計8本が互いに入れ替わっている。これにより、実施形態2と同様の効果を得ることができる。ラジアル方向にチルトが0.4度発生したとき、実施形態5では、オフトラック量を0に補正するとトラッキング誤差信号の対称性のずれは14%になる。このトラッキング誤差信号の対称性のずれは、従来の光ヘッド装置のトラッキング誤差信号の対称性のずれの約1/2となる。実施形態5は、特にラジアルチルトを抑制する。
A feature of the fifth embodiment is that several regions on both sides of a dividing line passing through the center of the opening and parallel to the track are interchanged diagonally. In FIG. 15, a total of eight of A and D, B and C, a and d, and b and c are interchanged. Thereby, the effect similar to
実施形態5では、光ディスク105のチルト等が存在しても、小さなオフトラック量を保ったまま、安定したトラッキング制御を実現することができる。このことにより、実施形態5は、情報の記録・再生を低い誤り率で実現できる。
In the fifth embodiment, stable tracking control can be realized while maintaining a small off-track amount even when the
また、別の領域パターンとして、図16に示すホログラム素子118のように中央の領域の一部のみを対角に入れ換えれば、実施形態2の図8に示した光検出器153を用いた例と同様の効果を得られる。この場合、ラジアルチルト0.4度である場合、オフトラック量は0.042μmとなる。オフトラック量を0に補正するとトラッキング誤差信号の対称性のずれは18%になる。ラジアルチルト0.4度である場合、オフトラック量を0に補正すると、従来の光ヘッド装置では、トラッキング誤差信号の対称性のずれは31%となる。つまり、図16に示すホログラム素子118を用いた実施形態5は、従来の光ヘッド装置に比べて、トラッキング誤差信号の対称性のずれを大幅に減少することができる。
Further, as another region pattern, an example in which the
また、図16に示すホログラム素子118を用いた実施形態5では、対物レンズシフト150μmが存在するとき、オフトラック量を0に補正すると、トラッキング誤差信号の対称性のずれは8%になる。一方、従来の光ヘッド装置では、対物レンズシフト150μmが存在するとき、オフトラック量を0に補正すると、トラッキング誤差信号の対称性のずれは16%となる。つまり、図16に示すホログラム素子118を用いた実施形態5は、従来の光ヘッド装置に比べて、トラッキング誤差信号の対称性のずれを約半分に低減することができる。
Further, in the fifth embodiment using the
図16に示すホログラム素子118を用いた実施形態5では、光ディスク105のチルト等に対して、小さなオフトラック量を保ったまま、安定したトラッキング制御を実現することができる。これにより、図16に示すホログラム素子118を用いた実施形態5は、情報の記録・再生を低い誤り率で実現できる。
In the fifth embodiment using the
このように、この実施形態5では、分割手段としてホログラム素子を用いることにより、光検出器の検出領域を従来例から増やすことなく大きな効果を実現できる。このため、RF信号を得るためのヘッドアンプを増やさなくてもよく、回路的負担が少ない。 As described above, in the fifth embodiment, by using the hologram element as the dividing unit, a great effect can be realized without increasing the detection area of the photodetector from the conventional example. For this reason, it is not necessary to increase the head amplifier for obtaining the RF signal, and the circuit load is small.
また、この実施形態5では、開口の中心を通って、トラックの接線とは垂直な分割線で領域を分割し、コリメータレンズ103に近い側で集光点をもつ球面波を作る小文字の記号a〜dで表される領域と、遠い側で集光点を持つ球面波を作る大文字の記号A〜Dで表される領域が、この分割線をはさんで互いに接するように配置する。また、通常は光の照射されない開口の外側にもこの2種類の領域を交互に配置する。
Further, in the fifth embodiment, a lower-case symbol a that divides a region by a dividing line that passes through the center of the opening and is perpendicular to the tangent of the track and generates a spherical wave having a condensing point on the side close to the
トラックと垂直方向に分割線を設けず、トラックと平行な方向に開口の端から端に達する細長い領域とした場合、ホログラム素子117と対物レンズ104の開口の中心がずれると、光検出器154の小文字の記号a〜dで表される領域に入る光量と大文字の記号A〜Dで表される領域に入る光量のバランスが崩れる。また、対物レンズ104から出射される光の集光点F0が光ディスク105の惰報層108上からずれ、デフォーカスを生じた場合、光ディスク105のトラックによる±1次の回折光と0次光が重なる部分には、トラックと平行な明暗の縞模様を生じる。縞模様とホログラム素子117の領域の分割の重なり方により、やはり小文字の記号a〜dで表される領域にはいる光量と大文字の記号A〜Dで表される領域にはいる光量のバランスが崩れる。
In the case where the dividing line is not provided in the direction perpendicular to the track and the elongated region reaches the end of the opening in the direction parallel to the track, if the center of the opening of the
この実施形態5の方法によれば、このようなバランスのずれは原理的になくなる。 According to the method of the fifth embodiment, such balance deviation is eliminated in principle.
計算上では、トラックの接線と垂直に分割線を入れない従来例の場合、対物レンズの開口数NA=0.5、光の波長λ=0.795μm、対物レンズの直径=4mmとし、ホログラム素子の各領域の幅を0.2mmとし、対物レンズと偏光異方性ホログラム素子の中心を100μmずらしたとき、±2μmのデフォーカスでフォーカスゲインが3.4dB変化する。 In the calculation, in the case of the conventional example in which the dividing line is not perpendicular to the track tangent, the numerical aperture NA of the objective lens is 0.5, the light wavelength λ is 0.795 μm, the diameter of the objective lens is 4 mm, and the hologram element When the width of each region is 0.2 mm and the center of the objective lens and the polarization anisotropic hologram element is shifted by 100 μm, the focus gain changes by 3.4 dB with a defocus of ± 2 μm.
この実施形態5の様な配置をした場合、計算上、同様の条件で、フォーカスゲインは1.2dBしか変化しない。この変動量は従来例の約1/3であり、大幅に減少している。これによりフォーカス制御の安定化が実現でき、外乱に強くなるため、情報再生時の誤り率は低下する。 In the case of the arrangement as in the fifth embodiment, the focus gain changes only by 1.2 dB under the same conditions in calculation. This fluctuation amount is about 1/3 of the conventional example, which is greatly reduced. As a result, stabilization of the focus control can be realized and it becomes strong against disturbance, so that an error rate at the time of information reproduction is lowered.
また、トラックと垂直方向の分割を入れずに、開口の外側にも交互に2つの領域を設けると、計算上では、同様の条件でフォーカスゲインは1.8dBしか変化しない。この変動量は従来例の約1/2である。これによりフォーカス制御の安定化が実現でき、惜報再生時の誤り率は低下する。 Further, if two regions are provided alternately outside the opening without dividing the track in the vertical direction, the focus gain changes only by 1.8 dB under the same conditions in calculation. This variation is about ½ of the conventional example. As a result, stabilization of the focus control can be realized, and the error rate at the time of information reproduction decreases.
また、分割手段としてのホログラム素子の領域のパターンは、光検出器の検出領域のパターンに比べて自由に設定することができ、目的に合わせた領域のパターンを簡単に実現することができる。 Further, the pattern of the area of the hologram element as the dividing means can be freely set as compared with the pattern of the detection area of the photodetector, and the pattern of the area suitable for the purpose can be easily realized.
なお、本実施形態5の分割手段は単にホログラム素子としたが、偏光異方性ホログラム素子と1/4波長板を組み合わせて用いても良い。この場合本発明の効果を損なうことなく、光の利用効率を上げることができる。 Although the dividing means of the fifth embodiment is simply a hologram element, a polarization anisotropic hologram element and a quarter wavelength plate may be used in combination. In this case, the light utilization efficiency can be increased without impairing the effects of the present invention.
なお、この実施形態5では、フォーカス制御に関する発明とトラッキング制御に関する発明を同時に実現する分割手段を示したが、フォーカス制御に関する発明と、トラッキング制御に関する発明は独立しており、どちらか一方のみを用いる構成にすれば、その発明に応じた効果をそれぞれ独立に得ることができる。 In the fifth embodiment, the dividing means for simultaneously realizing the invention related to the focus control and the invention related to the tracking control is shown. However, the invention related to the focus control and the invention related to the tracking control are independent, and only one of them is used. If it is set as a structure, the effect according to the invention can be acquired independently, respectively.
また、分割手段としては、ホログラム素子以外にも、段差プリズム等を用いる方法がある。図17にその場合の光学系の概略図を示す。図14のホログラム素子117の代わりに、段差プリズム119を用いる。段差プリズムで分離された光は、光検出器154で受光される。この場合も、ホログラム素子を用いた場合と同様の効果を得ることができる。
Further, as the dividing means, there is a method using a step prism or the like in addition to the hologram element. FIG. 17 shows a schematic diagram of the optical system in that case. A
(実施形態6)
以下に、情報記憶媒体としての光ディスクの溝に対して、オフトラックした位置に記録された情報を再生する構成および方法について述べる。
(Embodiment 6)
A configuration and method for reproducing information recorded at an off-track position with respect to a groove of an optical disc as an information storage medium will be described below.
実施形態6の光ヘッド装置の光学系の概略図は、図1に示すものと同様である。このため、実施形態5の光ヘッド装置の光学系の構成および動作は、実施形態6の構成および動作と同様であるので、その構成および動作の説明を省略する。
The schematic diagram of the optical system of the optical head device of
図18は、実施形態6の光検出器150の検出領域と、情報再生信号生成手段450とトラッキング誤差信号生成手段451としての回路の構成とを示している。
FIG. 18 shows a detection region of the
光検出器150は、分割線301〜304により検出領域201〜208の8領域に分割される。分割線の配置等は、実施形態1と同様である。検出領域201〜208から受光した光量に応じて得られる信号を各々s1〜s8とする。
The
図18の情報再生信号生成手段450は、実施形態1と同様に、加算器401〜404、および405を含んでいる。さらに、図18の情報再生信号生成手段450は、加算器417および419と、差動演算回路418および420を含んでいる。また、トラッキング誤差信号生成手段451は、加算器401〜404、421、および422と差動演算回路423とを含んでいる。
18 includes
以下に、オフトラックした位置に記録されたピット列を読み取る際の動作を図19a、19b、および19cを用いて説明する。 Hereinafter, an operation when reading a pit row recorded at an off-track position will be described with reference to FIGS. 19a, 19b, and 19c.
図19aは、光ディスク上に溝501およびピット502が配置されている光ディスクを示している。なお、溝501およびピット502は、図1の情報層108の上に記録されいてる。
FIG. 19a shows an optical disc in which
溝が配置されたゾーン503およびゾーン506の溝中心を通るトラック507に対し、第1のアドレスゾーン504では、トラック508のピット列の中心が所定の距離だけオフトラックしている。また、第2のアドレスゾーン505では、トラック509のピット列の中心は、トラック508とは逆方向に所定の距離だけオフトラックしている。
In the
対物レンズ104から出射される光の集光点F0が、ゾーン503またはゾーン506にある時、トラッキング制御が行われていると、集光点F0はトラック507上、例えば点510に存在する。光ディスク105の回転とともに光ヘッド装置との相対位置が移動し、集光点F0はトラック507の延長線上を地点511、地点512、地点513の順に移動する。集光点F0が第1のアドレスゾーン504および第2のアドレスゾーン505にある間は、トラッキング誤差信号がホールドされている。
When the focusing point F0 of the light emitted from the
フォーカス誤差信号FEは、実施形態1と同様に、FE=(s1+s2+s5+s6)−(s3+s4+s7+s8)を演算することによって求められる。 As in the first embodiment, the focus error signal FE is obtained by calculating FE = (s1 + s2 + s5 + s6) − (s3 + s4 + s7 + s8).
トラッキング誤差信号は、下記式19の演算によって求めることができる。図18のトラッキング誤差信号生成手段451では、加算器421は、加算器401から出力される信号t1と加算器402から出力される信号t2を受け取り、信号t1と信号t2の和である信号を出力する。加算器422は、加算器403から出力される信号t3と加算器404から出力される信号t4を受け取り、信号t3と信号t4の和である信号を出力する。差動演算回路423は、加算器421から出力される信号と加算器422から出力される信号を受け取り、それらの差動信号を出力する。つまり、差動演算回路423の出力信号TEは、
TE=(t1+t2)−(t3+t4) ・・・・・・(式19)
によって求められる。このトラッキング誤差信号TEによって、トラッキング制御が行われる。
The tracking error signal can be obtained by the calculation of Equation 19 below. In the tracking error
TE = (t1 + t2) − (t3 + t4) (Equation 19)
Sought by. Tracking control is performed by the tracking error signal TE.
図18の情報再生信号生成手段450は、図2の情報再生信号生成手段450と同様に情報再生信号RFを生成する。情報再生信号を生成する方法を以下に示す。情報再生信号生成手段450は、加算器401〜405を有している。
The information
加算器401は、信号s1と信号s8を受け取り、信号s1と信号s8の和である信号t1を出力する。加算器402は信号s2と信号s7を受け取り、信号s2と信号s7の和である信号t2を出力する。加算器403は、信号s3と信号s6を受け取り、信号s3と信号s6の和である信号t3を出力する。加算器404は、信号s4と信号s5を受けて、信号s4と信号s5の和である信号t4を出力する。加算器405は、加算器401〜404から出願される出力信号t1〜t4を受け取り、それらの信号の和である信号を出力する。加算器405から出力される情報再生信号RFは、
RF=t1+t2+t3+t4・・・・・・(式20)
で与えられる。
The
RF = t1 + t2 + t3 + t4 (Equation 20)
Given in.
また、加算器417は、加算器402、403、および404から出力される信号t2、t3、およびt4を受け取り、それらの信号の和である信号を出力する。差動演算回路418は、加算器401からの出力信号と加算器417からの出力信号を受け取り、それらの差動信号を出力する。差動演算回路418から出力される信号RFa1は、
RFa1=t1−(t2+t3+t4) ・・・・・・(式21)
で与えられる。
RFa1 = t1− (t2 + t3 + t4) (Equation 21)
Given in.
加算器419は、加算器401、402、および403から出力される信号t1、t2、およびt3を受け取り、それらの信号の和である信号を出力する。差動演算回路420は、加算器419からの出力信号と加算器404からの出力信号を受け取り、それらの差動信号を出力する。差動演算回路420から出力される信号RFa2は、
RFa2=(t1+t2+t3)−t4 ・・・・・・(式22)
で与えられる。
The
RFa2 = (t1 + t2 + t3) −t4 (Equation 22)
Given in.
アドレス検出回路424は、差動演算回路423からのトラッキング誤差信号TEを受け取り、対物レンズ104から出射される光の集光点F0が、溝のあるゾーン503またはゾーン506にあるのか、第1のアドレスゾーン504、もしくは第2のアドレスゾーン505にあるのかを判定し、判定した結果である識別信号を出力する。
The
制御回路425は、アドレス検出回路424が出力する識別信号を受け取り、識別信号に基づいてスイッチ426とスイッチ427を制御する。
The
スイッチ426は、差動演算回路418から出力される信号と差動演算回路420から出力される信号を受け取り、それらのうちの一方を出力する。
The
スイッチ427は、加算器405から出力される信号とスイッチ426から出力される信号を受け取り、それらのうちの一方を出力する。スイッチ427から出力される信号は、情報記憶媒体に記録されている、情報もしくはアドレスを再生するために使用される。
The
制御回路425は、対物レンズ104から出力される光の集光点F0が、溝のあるゾーン503またはゾーン506にあるときには、スイッチ427からは、加算器405の出力信号RFが出力されるようにスイッチを制御する。また、集光点F0が第1のアドレスゾーン504にあるときには、スイッチ427からは、差動演算回路418の出力信号RFa1が出力されるようにスイッチを制御する。更に、集光点F0が第2のアドレスゾーン505にあるときには、スイッチ427からは差動演算回路420の出力信号RFa2が出力されるようにスイッチを制御する。
When the condensing point F0 of the light output from the
すなわち、第1のアドレスゾーン504の地点511上に集光点F0がある場合、図19bに示すように、分割線301をはさんだ2つの領域から出力されるそれぞれの差である差動信号から、トラック507上にピット列として記録された情報の再生を行う。
That is, when the focal point F0 is on the
第2のアドレスゾーン505の地点512上に集光点F0がある場合、図19cに示すように、分割線303をはさんだ2つの領域から出力されるそれぞれの差である差動信号から、トラック507上にピット列として記録された情報の再生を行う。
When the condensing point F0 is on the
以下に、対物レンズの開口数NA=0.6とし、光の波長λ=0.660μmとし、溝の間隔Gp=1.48μmとし、トラック507に対してトラック508とトラック509が各々0.37μmずつオフトラックしている光ディスクにおけるジッターについて、実施形態6の光ヘッド装置と従来の光ヘッド装置とを比較した結果を示す。
Hereinafter, the numerical aperture NA of the objective lens is set to 0.6, the wavelength of light λ is set to 0.660 μm, the gap Gp is set to 1.48 μm, and the
開口の中央の分割線で検出領域を分割し、分割された領域から出力されるそれぞれの差である差動信号から情報を再生する従来の光ヘッド装置では、計算上のジッターが6.4%となる。 In the conventional optical head device in which the detection area is divided by the dividing line at the center of the opening and information is reproduced from the differential signals output from the divided areas, the calculated jitter is 6.4%. It becomes.
一方、実施形態6では、開口を半径1の円として、分割線302からの距離をdとして、d=0.23の位置の分割線303または分割線301で検出領域を分割し、分割された領域から出力されるそれぞれの差である差動信号から情報を再生した場合、計算上のジッターは1.8%となる。実施形態6は、従来の光ヘッド装置に比べて、4%以上のジッターを改善することができる。
On the other hand, in the sixth embodiment, the detection area is divided by the
また、dが0.1以上であり、且つdが0.3以下であれば、実施形態6によるジッターは3%以下となり、実施形態6によるジッターは、従来の光ヘッド装置によるジッターの半分以下になる。 If d is 0.1 or more and d is 0.3 or less, the jitter according to the sixth embodiment is 3% or less, and the jitter according to the sixth embodiment is less than half of the jitter caused by the conventional optical head device. become.
以上のように、本実施形態で示したような構成では、オフトラックした位置のピット列を少ないジッターで再生することができるため、外乱等に対するマージンが増加し、このような形式でアドレス等の情報を記録した光ディスクへの情報の記録再生の安定化が可能となる。 As described above, in the configuration as shown in the present embodiment, the pit row at the off-track position can be reproduced with a small amount of jitter, so the margin for disturbances and the like is increased. It is possible to stabilize the recording and reproduction of information on the optical disk on which information is recorded.
以下に、図18に示す光検出器とは異なる光検出器を有する光ヘッド装置を図20を用いて説明する。 Hereinafter, an optical head device having a photodetector different from the photodetector shown in FIG. 18 will be described with reference to FIG.
図20は、光検出器151の検出領域201、204、205、208、および209と、情報再生信号生成手段450と、トラッキング誤差信号生成手段451とを示している。
FIG. 20
図20の情報再生信号生成手段450は、加算器401、404、405、417、および419と、差動演算回路418および420とを含んでいる。また、図20のトラッキング誤差信号生成手段451は、加算器401および404と差動演算回路423とを含んでいる。
20 includes
加算器405は、光検出器151の全ての検出領域201、204、205、208、および209が受け取る光量に相当する信号を生成する。また、差動演算回路418は、差動信号{信号t1−(信号t2+信号t3)}を生成する。また、差動演算回路420は、差動信号{(信号t1+信号t2)−信号t3}を生成する。ここで、信号t1は加算器401により生成され、信号t2は領域209によって出力される信号s5と同一の信号であり、信号t3は加算器404により生成される。
The
トラッキング誤差信号は、分割線301の左側にある2つの領域によって出力される信号を足し合わせた信号t1と、分割線303の右側にある2つの領域によって出力される信号を足し合わせた信号t3との差である差動信号となる。
The tracking error signal is a signal t1 obtained by adding the signals output from the two regions on the left side of the
上述した構成により、図20に示す光検出器を有する光ヘッド装置では、アドレス等の情報を記録した光ディスクへの情報の記録再生の安定化が可能となる。 With the configuration described above, the optical head device having the photodetector shown in FIG. 20 can stabilize the recording and reproduction of information on and from the optical disk on which information such as addresses is recorded.
以下に、図18に示す情報再生信号生成手段とは異なる情報再生信号生成手段を有する光ヘッド装置を図21a、21b、および21cを用いて説明する。 Hereinafter, an optical head device having an information reproduction signal generation unit different from the information reproduction signal generation unit shown in FIG. 18 will be described with reference to FIGS. 21a, 21b, and 21c.
図21aは、光ディスク上に溝501およびピット502が配置されている光ディスクを示している。なお、溝501およびピット502は、図1の情報層108の上に記録されいてる。
FIG. 21a shows an optical disc in which
図21bおよび21cは、光検出器350および情報再生信号生成手段450の概略を示している。
FIGS. 21 b and 21 c schematically show the
図21bは、第1のアドレスゾーン504に記録されている情報を再生するために必要な回路構成を示している。図21cは、第2のアドレスゾーン505に記録されている情報を再生するために必要な回路構成を示している。なお、情報再生信号生成手段450は、図21bに示される加算器430および差動演算回路431と、図21cに示される加算器432および差動演算回路433とを含んでいる。
FIG. 21 b shows a circuit configuration necessary for reproducing the information recorded in the
差動演算回路431は下記式23に基づき再生信号RFa3を生成し、差動演算回路433は下記式24に基づき再生信号RFa4を生成する。
The
RFa3=t1−(t3+t4) ・・・・・・(式23)
RFa4=(t1+t2)−t4 ・・・・・・(式24)
第1のアドレスゾーン504に記録されている情報を再生する場合、再生信号RFa3が使用され、第2のアドレスゾーン505に記録されている情報を再生する場合、再生信号RFa4が使用される。情報再生信号生成手段450は、再生信号RFa3または再生信号RFa4を選択する選択部を有していても良い。
RFa3 = t1- (t3 + t4) (Equation 23)
RFa4 = (t1 + t2) −t4 (Equation 24)
When reproducing the information recorded in the
以下に、対物レンズの開口数がNA=0.6であり、光の波長がλ=0.660μmであり、溝の間隔がGp=1.48μmであり、トラック507に対してトラック508とトラック509が各々0.37μmずつオフトラックしている光ディスクのジッターについて、図21bおよび図21cの構成を有する光ヘッド装置と従来の光ヘッド装置とを比較した結果を示す。
In the following, the numerical aperture of the objective lens is NA = 0.6, the wavelength of light is λ = 0.660 μm, the gap between the grooves is Gp = 1.48 μm, and the
上述したように、開口の中央の分割線で検出領域を分割し、分割された領域から出力されるそれぞれの差である差動信号から情報を再生する従来の光ヘッド装置では、計算上のジッターが6.4%となる。 As described above, in the conventional optical head device in which the detection area is divided by the dividing line at the center of the aperture and information is reproduced from the differential signals that are the respective differences output from the divided areas, Is 6.4%.
一方、図21bおよび図21cの構成を有する光ヘッド装置は、開口を半径1の円として、分割線302からの距離をdとして、d=0.23の位置の分割線303または分割線301で検出領域を分割し、分割された領域から出力される信号を上述したように演算した差動信号RFa3またはRFa4から情報を再生した場合、計算上のジッターは1.4%となる。図21bおよび図21cの構成を有する光ヘッド装置は、従来の光ヘッド装置に比べて、5%以上のジッターを改善することができる。
On the other hand, in the optical head device having the configuration of FIGS. 21b and 21c, the opening is a circle with a radius of 1, the distance from the
以上のように、本実施形態で示したような構成でも、オフトラックした位置のピット列を少ないジッターで再生することができるため、外乱等に対するマージンが増加し、このような形式でアドレス等の情報を記録した光ディスクへの情報の記録再生の安定化が可能となる。 As described above, even with the configuration shown in the present embodiment, the pit row at the off-track position can be reproduced with a small amount of jitter, so the margin for disturbances and the like is increased. It is possible to stabilize the recording and reproduction of information on the optical disk on which information is recorded.
以下に、図18および図20に示す情報再生信号生成手段とは異なる情報再生信号生成手段を有する光ヘッド装置を図22aおよび22bを用いて説明する。 Hereinafter, an optical head device having information reproduction signal generation means different from the information reproduction signal generation means shown in FIGS. 18 and 20 will be described with reference to FIGS. 22a and 22b.
図22aは、光ディスク上に溝501およびピット502が配置されている光ディスクを示している。なお、溝501およびピット502は、図1の情報層の上に記録されいてる。
FIG. 22a shows an optical disc in which
図22bは、光検出器351および情報再生信号生成手段450の概略を示している。
FIG. 22 b shows an outline of the
情報再生信号生成手段450は、差動演算回路434を備えている。差動演算回路434は、下記式25に基づき再生信号RFa0を生成する。
The information reproduction
RFa0=t1−t4 ・・・・・・(式25)
再生信号RFa0は、第1および第2のアドレスゾーン504および505において、再生信号として使用され、情報の再生が行われる。
RFa0 = t1-t4 (Equation 25)
The reproduction signal RFa0 is used as a reproduction signal in the first and
以下に、対物レンズの開口数がNA=0.6であり、光の波長がλ=0.660μmであり、溝の間隔がGp=1.48μmであり、トラック507に対してトラック508とトラック509は各々0.37μmずつオフトラックしている光ディスクのジッターについて、図22bの構成を有する光ヘッド装置と従来の光ヘッド装置とを比較した結果を示す。
In the following, the numerical aperture of the objective lens is NA = 0.6, the wavelength of light is λ = 0.660 μm, the gap between the grooves is Gp = 1.48 μm, and the
上述したように、従来の光ヘッド装置では、計算上のジッターが6.4%となる。図22bの構成を有する光ヘッド装置によるジッターは、2.6%となる。図22bの構成を有する光ヘッド装置は、従来の光ヘッド装置に比べて、4%近いジッターを改善することができる。 As described above, in the conventional optical head device, the calculated jitter is 6.4%. The jitter by the optical head device having the configuration of FIG. 22b is 2.6%. The optical head device having the configuration of FIG. 22b can improve the jitter by nearly 4% as compared with the conventional optical head device.
以上のように、本実施形態で示したような構成でも、オフトラックした位置のピット列を少ないジッターで再生することができるため、外乱等に対するマージンが増加し、このような形式でアドレス等の情報を記録した光ディスクへの情報の記録再生の安定化が可能となる。 As described above, even with the configuration shown in the present embodiment, the pit row at the off-track position can be reproduced with a small amount of jitter, so the margin for disturbances and the like is increased. It is possible to stabilize the recording and reproduction of information on the optical disk on which information is recorded.
図22bの構成を有する光ヘッド装置では、再生している情報が第1のアドレスゾーン504に位置するのか、第2のアドレスゾーン505に位置するのかによって、情報再生信号生成手段450から出力される信号を選択する必要がない。このため、図22bの構成を有する光ヘッド装置は、比較的簡単な回路系で実現できる。
In the optical head device having the configuration of FIG. 22b, the information reproduction signal generating means 450 outputs the information being reproduced depending on whether it is located in the
以下に、図18、図20および図22に示す情報再生信号生成手段とは異なる情報再生信号生成手段を有する光ヘッド装置を図23aおよび23bを用いて説明する。 Hereinafter, an optical head device having information reproduction signal generation means different from the information reproduction signal generation means shown in FIGS. 18, 20 and 22 will be described with reference to FIGS. 23a and 23b.
図23aは、光ディスク上に溝501およびピット502が配置されている光ディスクを示している。なお、溝501およびピット502は、図1の情報層108の上に記録されいてる。
FIG. 23a shows an optical disc in which
図23bは、光検出器352および情報再生信号生成手段450の概略を示している。
FIG. 23 b shows an outline of the
情報再生信号生成手段450は、差動演算回路437と、加算器435および436とを備えている。差動演算回路437は、下記式26に基づき再生信号RFa00を生成する。
The information reproduction signal generation means 450 includes a
RFa00=(t1+t3)−(t2+t4) ・・・・・・(式26)
RFa00は、第1および第2のアドレスゾーン504および505において再生信号として使用される。
RFa00 = (t1 + t3) − (t2 + t4) (Equation 26)
RFa00 is used as a reproduction signal in the first and
上述したように、従来の光ヘッド装置では、計算上のジッターが6.4%となる。図23bの構成を有する光ヘッド装置によるジッターは、1.2%となる。図23bの構成を有する光ヘッド装置は、従来の光ヘッド装置に比べて、5%に近いジッターを改善することができる。 As described above, in the conventional optical head device, the calculated jitter is 6.4%. The jitter by the optical head device having the configuration of FIG. 23b is 1.2%. The optical head device having the configuration of FIG. 23b can improve the jitter close to 5% as compared with the conventional optical head device.
図23bの構成を有する光ヘッド装置では、再生している情報が第1のアドレスゾーン504に位置するのか、第2のアドレスゾーン505に位置するのかによって、情報再生信号生成手段450から出力される信号を選択する必要がない。このため、図23bの構成を有する光ヘッド装置は、比較的簡単な回路系で実現できる。
In the optical head device having the configuration of FIG. 23b, the information reproduction signal generation means 450 outputs the information being reproduced depending on whether it is located in the
(実施形態7)
実施形態7では、実施形態6と同様に、情報記憶媒体としての光ディスクの溝に対して、オフトラックした位置に記録されたマークとスペースからなる、ピット列を再生する。
(Embodiment 7)
In the seventh embodiment, as in the sixth embodiment, a pit string composed of a mark and a space recorded at an off-track position is reproduced with respect to a groove of an optical disk as an information storage medium.
実施形態7の光ヘッド装置の光学系は、図14に示す実施形態5の光学系と下記の点を除いて同じである。実施形態7の光ヘッド装置の光学系では、図14のホログラム素子117の代わりにホログラム素子120が用いられ、光検出器154の代わりに光検出器155が用いられる。
The optical system of the optical head device of the seventh embodiment is the same as the optical system of the fifth embodiment shown in FIG. 14 except for the following points. In the optical system of the optical head device according to the seventh embodiment, the
ホログラム素子120の領域分割のパターンについて、図24を用いて説明する。図24は、ホログラム素子120の領域分割のパターンと、光検出器155の検出領域と光検出器155上で0次光108aと−1次回折光108bと+1次回折光108cの断面の形を示している。
A region division pattern of the
ホログラム素子120は、複数の短冊状の領域に分けられる。各領域に付けられた記号は図24の光検出器154上での0次光108a、−1次回折光108bと+1次回折光108cの断面の記号に対応する。大文字A〜Dの記号の領域から生じる−1次の回折光108bは、小文字a〜dの記号の領域から生じる−1次回折光108bより検出レンズ116から遠い側に焦点を結ぶ。Xの記号の領域の光は回折されず、すべて0次光108aとなる。
The
−1次の回折光108bは検出領域230〜232で受光され、+1次回折光108cは、検出領域233〜236で受光される。また0次光は、検出領域237で受光される。フォーカス誤差信号は、検出領域230〜232から受光した光量に応じて得られる信号から生成される。
The −1st order diffracted light 108b is received by the
検出領域233〜236で受光した光量に応じて得られる信号を各々t1〜t4とする。また検出器237で受光した光量に応じて得られる信号をx0とする。光ディスク105の溝501に対するトラッキング誤差信号TEは、
TE=(t1+t4)−(t2+t3) ・・・・・・(式27)
から得られる。
Signals obtained according to the amount of light received in the
TE = (t1 + t4) − (t2 + t3) (Equation 27)
Obtained from.
ホログラム素子120のX領域を透過する0次光に対するX以外の領域で回折される+1次回折光108cの回折効率の比をβとする。
Let β be the ratio of the diffraction efficiency of the + 1st order diffracted light 108c diffracted in a region other than X to the 0th order light transmitted through the X region of the
情報再生信号RFは、
RF=t1+t2+t3+t4+β・x0 ・・・・・・(式28)
から得られる。
The information reproduction signal RF is
RF = t1 + t2 + t3 + t4 + β · x0 (Equation 28)
Obtained from.
図19aのような構造の光ディスク105を再生する際、第1のアドレスゾーン504のトラック507上に集光点F0があるときは、次式のRFa1を得るような、演算を行うことによりトラック508上にピット列として記録された情報を再生する。
When reproducing the
RFa1=(s1+s4)−(s2+s3+β・x0) ・・・・・・(式29)
また、集光点F0が第2のアドレズゾーン505のトラック507上にあるときには、次式のRFa2を得るような演算を行うことにより、トラック509上のピット列として記録された情報を再生する。
RFa1 = (s1 + s4) − (s2 + s3 + β · x0) (Equation 29)
Further, when the focal point F0 is on the
RFa2=(s1+s4+β・x0)−(s2+s3) ・・・・・・(式30)
このような構成により、実施形態7では、実施形態6と同様の効果が得られる。実施形態7では、集光点F0に対してオフトラックした位置に記録されたピット列を再生する際の、ジッターが低減される。従って、実施形態7では、このような形式でアドレス等の情報を記録した光ディスクへの情報の記録再生の安定化が可能となる。
RFa2 = (s1 + s4 + β · x0) − (s2 + s3) (Equation 30)
With such a configuration, the same effects as in the sixth embodiment can be obtained in the seventh embodiment. In the seventh embodiment, jitter is reduced when a pit row recorded at a position off-tracked with respect to the focal point F0 is reproduced. Therefore, in the seventh embodiment, it is possible to stabilize the recording / reproducing of information on an optical disc in which information such as an address is recorded in such a format.
(実施形態8)
実施形態8では、ホログラム素子を用いてTE信号の特性の改善を行う例を示す。フォーカスはスポットサイズ法を取り、トラッキングはプッシュプル法を取る構成を示す。
(Embodiment 8)
The eighth embodiment shows an example in which the characteristics of the TE signal are improved using a hologram element. The focus uses a spot size method and the tracking uses a push-pull method.
図25は、実施形態8の光ヘッド装置の光学系の概略図を示している。以下、光学系の構成および動作を図25を用いて説明する。 FIG. 25 is a schematic diagram of an optical system of the optical head device according to the eighth embodiment. Hereinafter, the configuration and operation of the optical system will be described with reference to FIG.
光源としての半導体レーザ101から出射された直線偏光の光101aは、集光光学系の一部としてのコリメータレンズ103で平行光になる。この平行光となった光101aは分割手段としての偏光異方性ホログラム素子121に入る。半導体レーザ101から出射された光101aの偏光方向は、偏光異方性ホログラム素子121で、回折光を生じないような方向に配置される。偏光異方性ホログラム素子121を通った光101aは、1/4波長板122を通り円偏光となる。この光101aはさらに、集光光学系の一部としての対物レンズ104で集光され、情報記憶媒体としての光ディスク105の情報層108上に集光される。
The linearly
保持手段106は、偏光異方性ホログラム素子121と1/4波長板122と対物レンズ104を一体に保持する。アクチュエータ107は、保持手段106を、光ディスク105の面振れや偏芯に追従して移動させる。
The holding means 106 integrally holds the polarization
光ディスク105の情報層108で回折・反射された反射光108aは、再び対物レンズ104を通り平行光となる。この平行光となった反射光108aは、もう一度1/4波長板122を通り、光101aとは90度方向の異なる直線偏光となる。この方向の直線偏光は偏光異方性ホログラム素子121により回折され、−1次回折光108bと+1次回折光108cが生じる。−1次回折光108bと+1次回折光108cは再びコリメータレンズ103で収束光となる。この収束光となった−1次回折光108bは光検出器156で受光され、+1次回折光108cは光検出器157で受光される。
The reflected light 108 a diffracted and reflected by the
図26に分割手段としての偏光異方性ホログラム素子121の領域分割のパターンと、光検出器156と光検出器157の検出領域と光検出器上での−1次回折光108bと+1次回折光108cの断面を示している。偏光異方性ホログラム素子121は、複数の短冊状の領域に分けられる。
FIG. 26 shows the pattern of area division of the polarization
大文字の記号AおよびBで表される領域から生じる−1次回折光108bは、小文字aおよびbで表される領域から生じる−1次回折光108bよりコリメータレンズ103から遠い側に集光される。
The −1st order diffracted light 108b generated from the regions represented by uppercase symbols A and B is condensed on the side farther from the
対物レンズ104から出射される光の集光点F0が光ディスク105の情報層108上に一致するとき、光検出器156上の大文字AおよびBの記号が付けられた−1次回折光108bの断面と小文字aおよびbの記号が付けられた−1次回折光108bの断面とが同じ大きさになるように、光学系およびホログラム素子121は設計されている。
When the condensing point F0 of the light emitted from the
検出領域238〜243から受光した光量に応じて得られる信号を、各々信号f1〜f6とする。フォーカス誤差信号FEは、式31、または、式32に相当する演算により得られる。
Signals obtained according to the amounts of light received from the
FE=(f1+f3+f5)−(f2+f4+f6)・・・・・・(式31)
FE=f5−f2・・・・・・(式32)
光ディスク105の情報層108が対物レンズ104からの出射光の集光点F0より対物レンズ104から遠ざかったとき、大文字AおよびBの記号が付けられた−1次回折光108bの断面は小さくなり、小文字aおよびbの記号が付けられた−1次回折光108bの断面は大きくなる。従って、信号f1、f3、およびf5は減少し、信号f2、f4、およびf6は増加し、フォーカス誤差信号FEは減少する。
FE = (f1 + f3 + f5) − (f2 + f4 + f6) (Equation 31)
FE = f5-f2 (Equation 32)
When the
光ディスク105の情報層108が対物レンズ104からの出射光の集光点F0より対物レンズ104に近づいたとき、大文字AおよびBの記号が付けられた−1次回折光108bの断面は大きくなり、小文字aおよびbの記号が付けられた−1次回折光108bの断面は小さくなる。従って、信号f1、f3、およびf5は増加し、信号f2、f4、およびf6は減少し、フォーカス誤差信号FEは増加する。
When the
これにより、実施形態8では、集光点F0を情報層108上に保つ、フォーカス制御を実現できる。
Thereby, in the eighth embodiment, it is possible to realize focus control for keeping the focal point F0 on the
光検出器157の検出領域244、245は、受光した光量に応じて信号を信号t1およびt2を生成する。トラッキング誤差信号TE1は、プッシュプル法によって下記式33によって求めることができる。
The
TE1=t1−t2・・・・・・(式33)
トラッキング誤差信号TE1は、実質的には図26の偏光異方性ホログラム素子121の斜線のない領域と斜線のある領域の光量の差を意味する。
TE1 = t1-t2 (Equation 33)
The tracking error signal TE1 substantially means a difference in light amount between the non-shaded area and the shaded area of the polarization
情報を再生するためのRF信号は、下記式34によって導かれるRFf、下記式35によって導かれるRFt、またはRFfとRFtの両方の和で与えられる。 The RF signal for reproducing information is given by RFf derived by the following equation 34, RFt derived by the following equation 35, or the sum of both RFf and RFt.
RFf=f1+f2+f3+f4+f5+f6・・・・・・(式34)
RFt=t1+t2・・・・・・(式35)
以下に、トラッキング誤差信号の対称性のずれについて、実施形態8と従来の光ヘッド装置を比較した結果を示す。
RFf = f1 + f2 + f3 + f4 + f5 + f6 (formula 34)
RFt = t1 + t2 (Formula 35)
In the following, the result of comparison between the eighth embodiment and a conventional optical head device with respect to the deviation in symmetry of the tracking error signal is shown.
光ディスクは、溝またはピット列からなるトラックを持ち、あるトラックの中心から隣のトラックの中心までの間隔をTpとする。また、対物レンズ104の開口数をNA、光の波長をλとする。
An optical disc has a track composed of a groove or a pit row, and an interval from the center of one track to the center of an adjacent track is Tp. The numerical aperture of the
この実施形態8では、
λ/(NA・Tp)≧1・・・・・・(式36)
の条件を満たす場合について述べる。
In this
λ / (NA · Tp) ≧ 1 (Equation 36)
A case where the above condition is satisfied will be described.
この実施形態8の特徴は、開口を半径1の円として、開口の中央を通り光ディスク105のトラックと平行な分割線を挟んで接する幅約0.1ずつの範囲に含まれる領域と、開口の端に接する幅約0.1の範囲に含まれる領域を入れ換えて演算することにある。
The feature of the eighth embodiment is that the opening is a circle having a radius of 1, and the region included in a range of about 0.1 width in contact with the dividing line parallel to the track of the
ある偏光異方性ホログラム素子の分割線302の左側では、短冊状の領域Aと短冊状の領域aが交互に隣接し、ある偏光異方性ホログラム素子の分割線302の右側では、短冊状の領域Bと短冊状の領域bが交互に隣接している。図26では、中央付近領域で短冊状領域Aと短冊状領域bの計2つ領域が互いに入れ替わっている。また、開口の端の領域では、短冊状領域Aおよび短冊状領域aと短冊状領域Bおよび短冊状領域bとが互いに入れ替わっている。
On the left side of the
本実施形態に示すような入れ替えを行わなかった場合、対物レンズの開口数NA=0.5、光の波長λ=0.795μmとし、ラジアル方向の光量分布は、中央に対して対物レンズ端で10%の強度であるとすると、光ディスクの基材厚1.2mm、トラック間隔Tp=1.6μmのピット列に対して、対物レンズシフト500μmで発生するトラッキング誤差信号の対称性のずれは、53%、ラジアルチルト1.0度で発生するトラッキング誤差信号の対称性のずれは、24%になる。 When the replacement as shown in this embodiment is not performed, the numerical aperture NA of the objective lens is 0.5 and the light wavelength λ is 0.795 μm, and the radial light amount distribution is at the end of the objective lens with respect to the center. Assuming that the intensity is 10%, the deviation in symmetry of the tracking error signal generated at an objective lens shift of 500 μm with respect to a pit row having an optical disk substrate thickness of 1.2 mm and a track interval Tp = 1.6 μm is 53 %, The deviation of the symmetry of the tracking error signal generated at a radial tilt of 1.0 degree is 24%.
一方、この実施形態8の場合、開口中央と両端の領域の幅を、対物レンズの半径の0.1であるとすると、トラック間隔Tp=1.6μmのピット列に対して、対物レンズシフト500μmで発生するトラッキング誤差信号の対称性のずれは46%、ラジアルチルト1.0度で発生するトラッキング誤差信号の対称性のずれは12%になる。対物レンズシフト500μmで発生するトラッキング誤差信号の対称性のずれは、従来例に対し13%減、ラジアルチルト1.0度で発生するトラッキング誤差信号の対称性のずれは50%減となり、大幅に減少する。このためトラッキング制御の安定化が実現でき、外乱等に強くなり、情報再生時等の誤り率が低下する。 On the other hand, in the case of the eighth embodiment, assuming that the width of the opening center and both end regions is 0.1 of the radius of the objective lens, the objective lens shift is 500 μm with respect to the pit row having the track interval Tp = 1.6 μm. The deviation of symmetry of the tracking error signal generated at 1 is 46%, and the deviation of symmetry of the tracking error signal generated at a radial tilt of 1.0 degree is 12%. The tracking error signal symmetry deviation that occurs when the objective lens shift is 500 μm is reduced by 13% compared to the conventional example, and the tracking error signal symmetry deviation that occurs when the radial tilt is 1.0 degree is reduced by 50%. Decrease. For this reason, stabilization of tracking control can be realized, it becomes strong against disturbance and the like, and the error rate at the time of information reproduction or the like is lowered.
また、単純2分割では、情報再生信号の振幅が最大となるフォーカス位置と、トラッキング誤差信号の振幅が最大となるフォーカス位置の差が1.5〜1.0μmであったものが、この実施形態では、1.0〜0.5μmとなり減少する。このため、やはり安定したトラッキング制御を実現しつつ情報再生時の誤り率を低く保つことができる。 In the simple division, the difference between the focus position where the amplitude of the information reproduction signal is maximum and the focus position where the amplitude of the tracking error signal is maximum is 1.5 to 1.0 μm. Then, it decreases to 1.0 to 0.5 μm. For this reason, the error rate at the time of information reproduction can be kept low while still realizing stable tracking control.
なお、この実施形態8では、分割手段として偏光異方性ホログラム素子を用いて説明したが、通常の偏光異方性のないホログラム素子を用いても同様の効果を得ることができる。 In the eighth embodiment, the polarization anisotropic hologram element is used as the dividing means. However, the same effect can be obtained by using a normal hologram element having no polarization anisotropy.
なお、この実施形態8では分割手段としての偏光異方性ホログラム素子は、対物レンズと一体化して駆動される構成としたが、分割手段は集光光学系から光検出器の光路中のどこに配置してもよい。この場合、光ディスクのトラックの偏芯等に追従して対物レンズが移動するにつれ、分割手段と対物レンズの開口の位置関係が移動するが、この実施形態8で示したホログラム素子のパターンを用いればこの移動によるトラッキング誤差信号の劣化を抑えることができる。 In the eighth embodiment, the polarization anisotropic hologram element as the dividing means is configured to be driven integrally with the objective lens. However, the dividing means is arranged anywhere in the optical path of the photodetector from the condensing optical system. May be. In this case, as the objective lens moves following the eccentricity of the track of the optical disc, the positional relationship between the dividing means and the aperture of the objective lens moves. If the hologram element pattern shown in the eighth embodiment is used, Degradation of the tracking error signal due to this movement can be suppressed.
(実施形態9)
この実施形態9の光ヘッド装置の光学系の概略図は図25に示すものであり、構成、動作については、実施形態8と同様であるので、説明は省略する。但し、分割手段としての偏光異方性ホログラム素子121の代わりに、図27に示した偏光異方性ホログラム素子123を用いる。
(Embodiment 9)
A schematic diagram of the optical system of the optical head device according to the ninth embodiment is shown in FIG. 25. Since the configuration and operation are the same as those in the eighth embodiment, description thereof will be omitted. However, the polarization
この実施形態9では、トラッキング誤差信号の対称性のずれを補正する方法について示す。 In the ninth embodiment, a method for correcting a shift in symmetry of a tracking error signal will be described.
偏光異方性ホログラム素子123は、図27に示すとおりとする。開口を半径1の円とし、開口の中央を通りトラックに平行な分割線を中心に幅約0.6の範囲の領域を交互に振り分け、斜線付きの領域に入る光量と斜線なしの領域に入る光量の差をトラッキング誤差信号とする。図27では開口の中央の4領域を振り分けている。
The polarization
開口数NA=0.5、光の波長λ=0.795μm、対物レンズの直径=4mmとし、ラジアル方向の光量分布は、中央に対して対物レンズ端で10%の強度であると仮定する。振り分けを行わない従来の例では、トラック間隔Tp=1.6μmのピット列に対して、対物レンズシフト500μmで発生する、トラッキング誤差信号の対称性のずれは53%、ラジアルチルト1.0度で発生するトラッキング誤差信号の対称性のずれは24%になる。 It is assumed that the numerical aperture NA = 0.5, the light wavelength λ = 0.955 μm, the diameter of the objective lens = 4 mm, and the light quantity distribution in the radial direction is 10% intensity at the objective lens end with respect to the center. In the conventional example in which the distribution is not performed, the deviation of the symmetry of the tracking error signal generated by the objective lens shift of 500 μm is 53% and the radial tilt is 1.0 degree with respect to the pit row having the track interval Tp = 1.6 μm. The deviation of symmetry of the generated tracking error signal is 24%.
一方、この実施形態9の別の一例では、開口中央部の交互に配置する領域を、0.2mm幅の領域6本からなる、1.2mmの幅にあたる領域とすると仮定する。対物レンズシフト500μmで、発生するトラッキング誤差信号の対称性のずれは45%、ラジアルチルト1.0度で発生するトラッキング誤差信号の対称性のずれは14%になる。対物レンズシフト500μmで発生するトラッキング誤差信号の対称性のずれ量は、従来例の約15%減、ラジアルチルト1.0度で発生するトラッキング誤差信号の対称性のずれ量は約42%減であり、大幅に減少する。 On the other hand, in another example of the ninth embodiment, it is assumed that the alternately arranged regions at the center of the opening are regions having a width of 1.2 mm composed of six regions having a width of 0.2 mm. When the objective lens shift is 500 μm, the deviation of the symmetry of the tracking error signal generated is 45%, and the deviation of the symmetry of the tracking error signal generated at a radial tilt of 1.0 degree is 14%. The amount of symmetry deviation of the tracking error signal that occurs when the objective lens shift is 500 μm is about 15% less than that of the conventional example, and the amount of symmetry deviation of the tracking error signal that occurs when the radial tilt is 1.0 degree is about 42% less. There is a significant decrease.
対物レンズシフトに関しては、実施形態8の例よりやや効果は大きい。このようにトラッキング制御の安定化が実現でき、外乱に強くなるため、情報再生時等の誤り率が低下する。 Regarding the objective lens shift, the effect is slightly larger than the example of the eighth embodiment. In this way, stabilization of tracking control can be realized and it becomes strong against disturbance, so that an error rate at the time of information reproduction or the like decreases.
なお、この実施形態9では、分割手段として偏光異方性ホログラム素子を用いて説明したが、通常の偏光異方性のないホログラム素子を用いても同様の効果を得ることができる。 In the ninth embodiment, the polarization anisotropic hologram element is used as the dividing means. However, the same effect can be obtained by using a normal hologram element having no polarization anisotropy.
なお、ここに示した実施形態1から9の説明では、情報記憶媒体として光ディスクを想定したが、光カード等でも同様の効果を得られる。
In the description of
また、ここに示した実施形態1から9の説明では、集光光学系として、コリメータレンズと対物レンズを用いた無限系の構成としたが、コリメータレンズを省き、対物レンズのみでコリメータレンズの役割を持たせた有限系の構成としても、本発明の効果を損なうものではない。
(実施形態10)
図28は、本発明の傾き検出装置の一例を示す構成図である。光源としての半導体レーザ101から出射した直線偏光の発散ビーム70は、コリメータレンズ103で平行光に変換された後、ビーム分岐素子としての偏光ビームスプリッタ130に入射する。偏光ビームスプリッタ130に入射したビーム70は全て偏光ビームスプリッタ130を透過した後、1/4波長板122を透過して円偏光のビームに変換され、集光光学系としての対物レンズ104で情報記憶媒体105上に集光される。情報記憶媒体105で反射、回折されたビーム70は、再び対物レンズ104を透過した後、1/4波長板122を透過して光源101から出射したときとは90度異なる方向の直線偏光のビームに変換される。1/4波長板122を透過したビーム70は、偏光ビームスプリッタ130で全て反射された後、ビームスプリッタ132に入射する。ビームスプリッタ132に入射したビーム70は2つのビーム70A、70Bに分割され、ビーム70Bは光検出器159で受光される。一方、ビーム70Aは、検出レンズ133で収束ビームに変換される。検出レンズ133で変換された収束ビーム70Aは、平行平板134を透過した後、光検出器158で受光される。ビーム70Aが平行平板134を透過する際、フォーカス誤差信号を検出するための非点収差がビーム70Aに対して付与される。光検出器158で受光されたビーム70Aと、光検出器159で受光されたビーム70Bとは、それぞれその光量に応じた電気信号に変換される。光検出器158および159から出力される電気信号は、図29の信号処理部700に入力される。
In the description of
(Embodiment 10)
FIG. 28 is a configuration diagram showing an example of the tilt detection apparatus of the present invention. A linearly polarized
図29は、信号処理部700の構成を示している。光検出器158は4つの受光部158A〜158Dを有し、光検出器159は2つの受光部159A〜159Bを有している。受光部158Aと受光部158Cから出力される信号は電流電圧変換部854で電流電圧変換され、受光部158Bと受光部158Dから出力される信号は電流電圧変換部853で電流電圧変換され、受光部159Aから出力される信号は電流電圧変換部852で電流電圧変換され、受光部159Bから出力される信号は電流電圧変換部851で電流電圧変換される。電流電圧変換部853、854から出力される信号は演算部874で差動演算がなされる。演算部874から出力される信号は端子811から出力され、出力された信号は、フォーカス誤差信号となる。
FIG. 29 shows the configuration of the
一方、電流電圧変換部851および852から出力される信号については、演算部871で差動演算が行われる。演算部871から出力される信号は端子812から出力され、出力された信号はトラッキング誤差信号となる。このフォーカス誤差信号の検出方式は非点収差法と呼ばれ、トラッキング誤差信号の検出方式はプッシュプル法と呼ばれる公知の技術なので、詳細な説明は略する。
On the other hand, with respect to the signals output from the current-
フォーカス誤差信号およびトラッキング誤差信号は、それぞれ焦点制御用の駆動部とトラッキング制御用の駆動部としてのアクチュエータ107に加えられる。光源101から出射されたビーム70が、情報記憶媒体105上の所望の位置に焦点を結ぶように情報記憶媒体105と光学系の相対的な位置を制御する。
The focus error signal and the tracking error signal are respectively applied to an
電流電圧変換部851および852から出力される信号は、さらに加算部891で加算もされる。加算部891から出力される信号はサンプルアンドホールド部821および822に入力される。サンプルアンドホールド部821および822では、トリガー信号生成部801で生成される信号Sa1およびSa2のタイミングで、サンプリングと保持とがなされる。サンプルアンドホールド部821および822から出力される信号は、演算部872で差動演算がなされた後、端子813から出力され、傾き検出信号となる。
Signals output from the current-
図30は、情報記憶媒体105上のパターンとトリガー信号生成部801で生成されるタイミング信号が有するタイミングとの関係を示している。図30において、xは情報を記録するトラックと直交する方向を表し、yは情報を記録するトラックと平行な方向を表し、zはxおよびyにそれぞれ直交する方向を表している。
FIG. 30 shows the relationship between the pattern on the
情報記憶媒体105上には、マークおよびスペースからなる第1のパターン領域と、案内溝からなる第2のパターン領域とを有しており、第1のパターン領域と第2のパターン領域はy方向に交互に配置されている。第2のパターン領域において、Gn−1、Gn、およびGn+1は、それぞれ案内溝を示している。
The
Gpは、隣接する案内溝の間隔である。データは、第2のパターン領域の案内溝上もしくは案内溝間に記録される。Tn−2、・・・Tn+2は情報を記録するトラックを示している。情報記憶媒体105に記録できる容量を増大するために、情報は、案内溝上だけではなく案内溝間にも記録することができる。隣り合うトラックの間隔をtpとすると、間隔Gpおよびtpは、Gp=2・tpの関係がある。ここでは、Gp=1.48μm、光源101から出射されるビーム70が有する波長λ=650nm、対物レンズ104の開口数NA=0.6とする。
Gp is an interval between adjacent guide grooves. Data is recorded on or between the guide grooves in the second pattern area. Tn-2,... Tn + 2 indicate tracks on which information is recorded. In order to increase the capacity that can be recorded in the
第1のパターン領域には、案内溝の中心位置とはx方向に±Gp/4だけ異なる位置にマーク541および542が形成されている。トリガー信号生成部801で生成されるタイミング信号が有するタイミングSa1およびSa2は、それぞれ第1のパターン領域に形成されたマーク541および542の位置に対応している。トラッキング誤差信号は、対物レンズ104で集光されたビーム70が第2のパターン領域を照射するときに光検出器159から得られる信号を用いて生成される。端子812から出力される信号をトラッキング誤差信号としたとき、対物レンズ104で集光されるビーム70と情報記憶媒体105とのなす角度が傾くと、その傾き角に依存して、端子813から出力される信号が変化する。
In the first pattern area, marks 541 and 542 are formed at positions different from the center position of the guide groove by ± Gp / 4 in the x direction. Timings Sa1 and Sa2 included in the timing signal generated by the trigger
図31aは、図30のトラックの一部を模式的に示した図である。図31aのAおよびBは、集光されるビームの軌跡を指している。集光されるビームが軌跡Aを通る場合、図29の加算部891の出力される信号の波形を図31bに示し、図29の演算部872の出力される信号の波形を図31cに示す。また、集光されるビームが軌跡Bを通る場合、図29の加算部891の出力される信号の波形を図31dに示し、図29の演算部872の出力される信号の波形を図31eに示す。
FIG. 31a is a diagram schematically showing a part of the track of FIG. A and B in FIG. 31a indicate the locus of the focused beam. When the focused beam passes along the trajectory A, the waveform of the signal output from the
図31bでは、タイミングSa1とタイミングSa2での加算部891からの出力信号の値が等しいため、図31cに示したように、タイミングSa2後の演算部872の出力信号は0になる。一方、図31dでは、タイミングSa1とタイミングSa2での加算部891からの出力信号の値が異なるため、図31eに示したように、タイミングSa2後の演算部872の出力信号の値が0とは異なる。
In FIG. 31b, since the value of the output signal from the
図32は、対物レンズ104で集光されるビーム70と情報記憶媒体105とがなす角度の傾きと端子813から得られる傾き検出信号の関係を、Gpが1.48μmと0.83μmのときの場合について示している。図32において、傾き0は対物レンズ104で集光されるビーム70の光軸がz方向と平行なとき、すなわち対物レンズ104で集光されるビーム70の光軸が情報記憶媒体105と直交する状態に相当する。
FIG. 32 shows the relationship between the inclination of the angle formed by the
Gpが1.48μmと0.83μmのいずれの場合も傾き角度が1度以下の範囲で傾き信号が検出可能であり、従来の傾き検出装置の5倍以上の感度を有する。これは、本発明の傾き検出装置が情報記憶媒体105におけるパターンおよび案内溝で回折されるビームの位相が変化することを原理としているためである。Gpが1.48μmのときの検出感度は、Gpが0.83μmのときの検出感度よりも、高くなっている。これは、本発明の原理が情報記憶媒体105におけるパターンおよび案内溝で回折されるビームの±1次回折光が重なることによって、検出感度が増大することに起因している。±1次回折光が重なる条件は、NA>λ/Gpの関係で表される。すなわち、光学系がNA>λ/Gpの関係を有しているとき、傾きの検出感度は高くなる。
In both cases where Gp is 1.48 μm and 0.83 μm, a tilt signal can be detected in a range where the tilt angle is 1 degree or less, and the sensitivity is more than five times that of a conventional tilt detector. This is because the tilt detection apparatus of the present invention is based on the principle that the pattern in the
本発明の傾き検出装置を用いることにより、従来の傾き検出装置よりも精度よく情報記憶媒体と集光光学系で集光されるビームとがなす角度の傾きを検出することができる。また、トラッキング誤差信号を検出する光検出器を用いて傾き検出を行うことができ、すなわち傾きを検出するために検知器として新規の部品を設ける必要がなく、安価で小型な傾き検出装置となる。 By using the tilt detection apparatus of the present invention, the tilt of the angle formed by the information storage medium and the beam condensed by the focusing optical system can be detected with higher accuracy than the conventional tilt detection apparatus. In addition, tilt detection can be performed by using a photodetector that detects a tracking error signal, that is, it is not necessary to provide a new component as a detector to detect tilt, and an inexpensive and small tilt detection device is obtained. .
また、本実施形態では、端子812から出力される信号をトラッキング誤差信号と、端子813から出力される信号とを傾き検出信号としたが、端子813から出力される信号をトラッキング誤差信号と、端子812から出力される信号とを傾き検出信号とすることも可能である。特に、情報記憶媒体105と対物レンズ104で集光されるビーム70とが傾く場合でもこの傾きを補正する駆動部を設けない光ヘッド装置では、端子813から出力される信号をトラッキング誤差信号とすることにより、対物レンズ104で集光されるビーム70と情報記憶媒体105とが傾いた場合でも、案内溝の位置とトラックの位置のずれが小さく、複数の異なる光ヘッド装置および情報記憶媒体を用いる場合の互換性が高くなる。
In this embodiment, the signal output from the terminal 812 is the tracking error signal and the signal output from the terminal 813 is the tilt detection signal. However, the signal output from the terminal 813 is the tracking error signal and the terminal. The signal output from 812 can also be used as a tilt detection signal. In particular, even when the
傾き検出信号は、図28に示すように光学系を駆動する駆動部135の制御信号とし、情報記憶媒体105と対物レンズ104で集光されるビーム70とが所望の角度となるように制御すれば、そりの多い情報記憶媒体105からも安定に情報を読み出すことが可能な光ヘッド装置が実現できる。また、傾き検出信号に応じて、情報記憶媒体105に情報を記録する際のビームの強度を制御することにより、そりが多い情報記憶媒体であっても、良好に情報を記録することが可能となる。
As shown in FIG. 28, the tilt detection signal is a control signal for the
なお、ここでは、フォーカス誤差信号およびトラッキング誤差信号を検出する光検出器158と傾き検出信号を得る光検出器159を別々に構成した実施形態を示したが、図44に示す光学系も全く問題なく用いることができる。
(実施形態11)
本発明の別の実施形態である傾き検出装置における信号処理部701の構成を図33に示す。信号処理部701は、例えば実施形態10の図29で示した信号処理部700の代わりに用いることにより傾き検出装置を構成することができる。信号処理部701が信号処理部700と異なる点は、サンプルアンドホールド部823と可変利得増幅部831と演算部873とを設けていることおよびトリガー信号生成部812から出力されるタイミング信号である。サンプルアンドホールド部823は、トリガー信号生成部812から出力されるSa3のタイミングを有するタイミング信号でサンプルアンドホールド動作を行う。Sa3のタイミングは、図30に示すように、情報記憶媒体105の第1のパターン領域におけるスペースに相当する位置である。サンプルアンドホールド部823でサンプリングされる信号は、例えば後述する図35に示すようなトラッキング制御のために対物レンズを駆動する光学系において、対物レンズが移動したときにトラッキング誤差信号に生ずるオフセットに比例する信号である。例えば、サンプルアンドホールド部から出力される信号は、可変利得増幅部831に入力され、入力された信号は所望のレベルに調整される。可変利得増幅部831から出力される信号は、演算部873で、演算部871から出力される信号と差動演算がなされる。演算部873から出力される信号は端子812から出力される。演算部873で可変利得増幅部831から出力される信号と演算部871から出力される信号を差動演算することにより、トラッキング制御によって、対物レンズが移動しても、トラッキング誤差信号に発生するオフセットは取り除かれるので、安定したトラッキング動作を行うことができ、正確に傾き信号を検出することが可能となる。
(実施形態12)
本発明の別の実施形態である傾き検出装置における情報記憶媒体の構成を図34に示し、信号処理部702の構成を図35に示す。本発明の実施形態に示す情報記憶媒体の構成が実施形態10で示した情報記憶媒体の構成と異なる点は、第1のパターン領域におけるマーク541、542をそれぞれ複数設けていることである。信号処理部702におけるサンプルアンドホールド部824〜827が加算部891から出力される信号をサンプリングするタイミングは、それぞれSa4〜Sa7であり、これはそれぞれマーク541、542およびマーク間の鏡面部に相当する。サンプリングのタイミングを有する信号は、トリガー信号生成部803で生成される。サンプルアンドホールド部824、825から出力される信号は演算部875で、サンプルアンドホールド部826、827から出力される信号は演算部876でそれぞれ差動演算される。演算部875、876から出力される信号は、演算部872で差動演算される。演算部872から出力される信号は、端子813から出力され、傾き検出信号となる。
Here, an embodiment is shown in which the
(Embodiment 11)
FIG. 33 shows a configuration of a
FIG. 34 shows the configuration of the information storage medium in the tilt detection apparatus according to another embodiment of the present invention, and FIG. 35 shows the configuration of the
本実施形態に示す情報記憶媒体を用いた傾き検出装置は、実施形態10に示す傾き検出装置よりも、高い感度で傾き信号を得ることができる。
(実施形態13)
図36は、本発明の光ヘッド装置の一例を示す構成図である。光源としての半導体レーザ101は、波長λが650nmのビーム70を発する。半導体レーザ101から出射した直線偏光の発散ビーム70は、コリメータレンズ103で平行光に変換された後、ビーム分岐素子としてのビームスプリッタ136に入射する。ビームスプリッタ136は、入射するビームの偏光方向に光学特性が依存しないハーフミラーである。ビームスプリッタ136に入射したビーム70は、1/2の強度のビームがビームスプリッタ136を透過する。ビームスプリッタ136を透過したビーム70は、偏光フィルタ137に入射する。
The tilt detection apparatus using the information storage medium shown in the present embodiment can obtain a tilt signal with higher sensitivity than the tilt detection apparatus shown in the tenth embodiment.
(Embodiment 13)
FIG. 36 is a block diagram showing an example of the optical head device of the present invention. A
図37は、偏光フィルタ137の構成を示している。偏光フィルタ137は2つの領域137A、137Bからなる。領域137Aは、x方向に偏光したビームは100%透過させるが、y方向に偏光したビームは全く透過させない特性を有する。領域137Bは、x方向に偏光したビームもy方向に偏光したビームも100%透過させる特性を有する。ここで、x方向は、情報記憶媒体105の半径方向であり、情報を記録するトラックと直交する方向である。y方向は、情報記憶媒体105の情報を記録するトラックと平行な方向であり、情報記憶媒体105の半径方向と直交する。z方向は、情報記憶媒体105の半径方向にもトラック方向にも直交する方向であり、ビーム70の光軸と平行な方向である。図37において、70Rは対物レンズ104の開口の写像である。70Sは領域137Bの大きさを表している。70Sは70Rよりも小さく、y方向に偏光したビームに対する対物レンズ104の実効的な開口数NAは小さくなる。ここでは、x方向に偏光したビームに対する対物レンズ104の実効的な開口数NAを0.6、y方向に偏光したビームに対する対物レンズ104の実効的な開口数NAを0.4としている。対物レンズ104の実効的な開口数が0.6であるビームが第1のビーム、対物レンズ104の実効的な開口数が0.4であるビームが第2のビームである。x方向およびy方向に偏光するビームは、半導体レーザ101にTEとTMの両モードで発振するレーザを用いてもよいし、TEもしくはTMの一方のモードでしか発振しないレーザの場合には、光源101の偏光方向をx方向もしくはy方向から少しずらして配置すれば実現できる。勿論、光源101から出射したビームを波長板に入射させ、円もしくは楕円偏光のビームとしてもよい。本実施形態では、半導体レーザ101の偏光方向をx方向から少しずらして配置している。
FIG. 37 shows the configuration of the
偏光フィルタ137を透過したビーム70は、集光光学系としての対物レンズ104に入射し、対物レンズ104に入射したビーム70は、情報記憶媒体105上に集光される。情報記憶媒体105で反射、回折されたビーム70は、再び対物レンズ104を透過した後、偏光フィルタ137を透過する。偏光フィルタ137を透過したビーム70はビームスプリッタ136に入射し、1/2の強度のビームがビームスプリッタ136で反射される。ビームスプリッタ136で反射されたビーム70は、偏光ビームスプリッタ130に入射する。偏光ビームスプリッタ130は、x方向に偏光したビームをほぼ100%透過させ、y方向に偏光したビームをほぼ100%反射させる特性を有している。偏光ビームスプリッタ130に入射したビーム70は、第1のビームは偏光ビームスプリッタ130を透過してビーム70Aとなり、第2のビームは偏光ビームスプリッタ130で反射してビーム70Bとなる。ビーム70Bは光検出器159で受光される。一方、ビーム70Aは、検出レンズ133で収束ビームに変換される。検出レンズ133で変換された収束ビーム70は、平行平板134を透過した後、光検出器158で受光される。ビーム70Aが平行平板134を透過する際、フォーカス誤差信号を検出可能にするための非点収差がビーム70Aに対して付与される。光検出器158で受光されたビーム70A、光検出器159で受光されたビーム70Bは、それぞれの光量に応じた電気信号に変換される。光検出器158、159から出力される電気信号は、信号処理部704に入力される。
The
図38は信号処理部704の構成を示している。光検出器158は4つの受光部158A〜158D、光検出器159は2つの受光部159A〜159Bからなる。受光部158Aと受光部158Cから出力される信号は電流電圧変換部854で、受光部158Bと受光部158Dから出力される信号は電流電圧変換部853で、受光部159Aから出力される信号は電流電圧変換部852で、受光部159Bから出力される信号は電流電圧変換部851で、それぞれ電流電圧変換される。電流電圧変換部853、854から出力される信号は演算部872で差動演算がなされる。演算部872から出力される信号は端子812から出力され、フォーカス誤差信号となる。一方、電流電圧変換部851、852から出力される信号は演算部871で差動演算がなされる。演算部871から出力される信号は端子811から出力され、トラッキング誤差信号となる。フォーカス誤差信号およびトラッキング誤差信号はそれぞれ焦点制御用の駆動部とトラッキング制御用の駆動部としてのアクチュエータ107に加えられ、光源101から出射されたビーム70が情報記憶媒体105上の所望の位置に焦点を結ぶように情報記憶媒体105と光学系の相対的な位置を制御する。
FIG. 38 shows the configuration of the
情報記憶媒体105に記録された情報は、電流電圧変換部853、854から出力される信号を加算することにより得られる。
Information recorded in the
情報記憶媒体105上には、トラッキング誤差信号を検出可能にする案内溝が形成されており、その周期Gpは1.48μmである。本発明の光ヘッド装置においては、情報記憶媒体105上に記録された情報を読み出す第1のビームに対する対物レンズ104の実効的な開口数NAを0.6、トラッキング誤差信号を検出する第2のビームに対する対物レンズ104の実効的な開口数NAを0.4とすることにより、対物レンズ104で集光されるビーム70と情報記憶媒体105とが正規の角度から傾いても、トラッキング誤差信号に位相シフトはほとんど発生しない。したがって、オフトラックもほとんど発生しない。本発明の光ヘッド装置を適用することにより、異なる光ヘッド装置や情報記憶媒体に対して互換性を高めることができる。対物レンズ104で集光されたビーム70と情報記憶媒体105が正規の角度から傾いたときにトラッキング誤差信号に位相シフトが生じる現象は、Gp>λ/NAの関係を有しているとき顕著となる。したがって、本発明の光ヘッド装置では、トラッキング誤差信号を検出する第2のビームに対する対物レンズ104の実効的な開口数NAに、Gp<λ/NAの関係を持たせることにより、良好なトラッキング誤差信号が得られるようにしている。
On the
本発明の光ヘッド装置では、対物レンズ104の開口数NAが実効的に異なる2つのビームを、偏光の違いを利用することにより、如何なる条件でも全く同一の光軸を有するように生成している。したがって、本発明の光ヘッド装置では、2つのビームを情報記憶媒体105に照射するが、従来の光ヘッド装置と比較して光ヘッド装置を組み立てる際の調整は複雑にならない。
In the optical head device of the present invention, two beams having effectively different numerical apertures NA of the
なお、本発明の光ヘッド装置は、フォーカス誤差信号の検出方法に何等制約を受けないので、例えば、第2のビームを用いてフォーカス誤差信号を検出してもよい。そのときには、非点収差等、フォーカス誤差信号を検出可能にする波面を第2のビームに付与すればよい。このとき、第2のビームは第1のビームよりも対物レンズ21の実効的な開口数NAが小さいため、波面収差も小さくなる。したがって、第2のビームを用いてフォーカス誤差信号を検出する場合、第1のビームを用いてフォーカス誤差信号を検出する場合よりも、対物レンズ43で集光されたビームが情報記憶媒体43上のトラックを横断するときにフォーカス誤差信号に混入するノイズが少なくなるので、より安定したフォーカス制御が実現できる。 Note that the optical head device of the present invention is not subject to any restrictions on the method of detecting the focus error signal, and for example, the focus error signal may be detected using the second beam. In that case, a wavefront that enables detection of a focus error signal such as astigmatism may be given to the second beam. At this time, since the effective numerical aperture NA of the objective lens 21 is smaller in the second beam than in the first beam, the wavefront aberration is also reduced. Therefore, when the focus error signal is detected using the second beam, the beam condensed by the objective lens 43 is more on the information storage medium 43 than when the focus error signal is detected using the first beam. Since the noise mixed in the focus error signal when crossing the track is reduced, more stable focus control can be realized.
また、本実施形態では、ビームスプリッタ136をハーフミラーとしたが、本発明の光ヘッド装置は、ビームスプリッタ136の反射率および透過率の特性に影響を受けないので、例えば、透過率を70〜90%、反射率を30〜10%としてもよい。ビームスプリッタ136がハーフミラーの場合、光検出器158および159から出力される信号が最大となるので、再生専用の光ヘッド装置に適する。一方、ビームスプリッタ136の透過率を70〜90%とした場合には、半導体レーザ101から情報記憶媒体105に向かう往路の光量が増加するので、記録再生用の光ヘッド装置に適する。
In this embodiment, the
また、本実施形態では、トラッキング誤差信号を検出可能にするパターンとして情報記憶媒体105上に連続した案内溝を形成しているが、トラッキング誤差信号を検出可能にするパターンとして、離散的なマークもしくは案内溝を形成してもよい。離散的なマークもしくは案内溝を形成した情報記憶媒体の場合は、信号処理部704の演算部871の入力側にサンプルアンドホールド部を設ければよい。
(実施形態14)
本発明の別の実施形態である光ヘッド装置の構成を図39に示す。本実施形態では、フォーカスおよびトラッキング制御は、駆動部としてのアクチュエータで対物レンズ104を駆動することにより行う。107はフォーカス制御用およびトラッキング制御用のアクチュエータである。さらに、対物レンズ104と偏光フィルタ137は一体にしてアクチュエータ107で駆動している。情報記憶媒体105で反射、回折された後ビームスプリッタ136で反射されたビーム70は、検出レンズ133で集光される。検出レンズ133で収束性のビームに変換されたビーム70は、ホログラム素子138に入射する。ホログラム素子138からは0次回折光70Cと2つの1次回折光70D、70Eが生成され、各ビーム70C〜70Eは光検出器160で受光される。
In this embodiment, a continuous guide groove is formed on the
(Embodiment 14)
FIG. 39 shows the configuration of an optical head device according to another embodiment of the present invention. In the present embodiment, focus and tracking control is performed by driving the
図40は、ホログラム素子138に形成されたパターンを模式的に示している。ホログラム素子138には、軸はずれのフレネルゾーンプレートがパターンとして形成されている。対物レンズ104で集光されたビーム70が情報記憶媒体105上で焦点を結ぶとき、ホログラム素子138から生成される1次回折光70Dは光検出器160よりも手前側に、1次回折光70Eは光検出器160よりも奥側に焦点を持つ。また、ホログラム素子138は回折効率に偏光依存性を有しており、x方向に偏光したビームに対しては、0次回折光の回折効率は0%、±1次回折光の回折効率はそれぞれ40%、y方向に偏光したビームに対しては、0次回折光の回折効率は100%、±1次回折光の回折効率は0%となるように設計している。ホログラム素子138上のパターンは、ニオブ酸リチウムをプロトン交換することにより作製している。
FIG. 40 schematically shows a pattern formed on the
図41は、光検出器160が有する受光部とビーム70C〜70Eの関係を示している。光検出器160は受光部160A〜160Hを有している。ビーム70Cは受光部160A〜160Bで、ビーム70Dは受光部160C〜160Eで、ビーム70Eは受光部160F〜160Hでそれぞれ受光される。本実施形態の光ヘッド装置において、信号処理部は実施形態13で示した信号処理部704をそのまま用いることができる。受光部160Aから出力される信号を電流電圧変換部852に、受光部160Bから出力される信号を電流電圧変換部851に、受光部160D、160F、160Hから出力される信号を電流電圧変換部854に、受光部160C、160E、160Gから出力される信号を電流電圧変換部853にそれぞれ入力すればよい。本実施形態に示すフォーカス誤差信号の検出方法は、スポットサイズディテクション法と呼ばれる方法で、この方法も非点収差法と同様によく知られている。
FIG. 41 shows the relationship between the light receiving unit of the
本発明の実施形態では、対物レンズ104と偏光フィルタ137を一体にしてアクチュエータで駆動することにより、対物レンズ104の中心と偏光フィルタ137の中心とを常に一致させることができる。このとき、第2のビームは収差の少ない状態で情報記憶媒体105上に集光され、対物レンズ104で集光されるビーム70と情報記憶媒体105に傾きが生じても、位相シフトやオフセットが少ないトラッキング誤差信号を得ることができる。
In the embodiment of the present invention, the center of the
また、ホログラム素子138を用いることにより、フォーカス誤差信号、トラッキング誤差信号および情報記憶媒体105に記録された情報信号を1つの光検出器160から検出することができ、安価な光ヘッド装置となる。
Further, by using the
101 半導体レーザ
102 平行平板ビームスプリッタ
103 コリメータレンズ
104 対物レンズ
105 光ディスク
106 保持手段
107 アクチュエータ
108 情報層
108a 反射光
DESCRIPTION OF
Claims (5)
該レーザ光源から出射されたビームを受け取り、受け取ったビームを第1のビームと第2のビームに分割する光学素子と、
該第1のビームと該第2のビームを受け取り、該第1のビームと該第2のビームを情報記憶媒体上へ微小スポットに収束する集光光学系と、
該情報記憶媒体で反射、回折した前記第1のビーム及び前記第2のビームを含むビームを受け取り、受け取ったビームを分岐する第1のビーム分岐素子と、
該第1のビーム分岐素子で分岐されたビームを受け取り、受け取ったビームを前記第1のビーム及び前記第2のビームに分岐する第2のビーム分岐素子と、
該第2のビーム分岐素子で分岐された前記第1のビーム及び前記第2のビームのそれぞれを異なる受光部で受け取り、受け取った該第1のビーム及び該第2のビームのそれぞれの光量に応じた信号を出力する光検出器と、
該光検出器から出力される信号を受け取り、受け取った信号を演算する信号処理部と、
該信号処理部によって演算された信号に基づいて前記集光光学系と前記情報記憶媒体との相対的な位置決めを行う駆動部とを備え、
前記第1のビームは前記第2のビームと、前記集光光学系で集光される際の実効的な開口数が異なり、
前記光学素子にて分割される前記第1のビーム及び前記第2のビームが互いに同軸上に形成され、
前記信号処理部は、前記第1のビーム及び前記第2のビームのうち前記集光光学系で集光される際の実効的な開口数が小さい方のビームによる信号を用いてトラッキング誤差信号を生成するトラッキング誤差信号生成手段をさらに有する、光ヘッド装置。 And a laser light source that emits a bi-over-time,
An optical element that receives the beam emitted from the laser light source and divides the received beam into a first beam and a second beam;
A condensing optical system that receives the first beam and the second beam, and converges the first beam and the second beam onto an information storage medium into a minute spot;
A first beam branching element for receiving the beam including the first beam and the second beam reflected and diffracted by the information storage medium and branching the received beam;
A second beam branching element that receives the beam branched by the first beam branching element and branches the received beam into the first beam and the second beam;
Receiving each of said branched by the beam splitter of the second first beam and said second beam in different light receiving unit, according to the respective light intensity of the first beam and the second beam received A photodetector that outputs the detected signal;
A signal processing unit that receives a signal output from the photodetector and calculates the received signal;
And a drive section based on the calculated signal by the signal processing unit performs the relative positioning of the light converging optical system and the information storage medium,
It said first beam and said second beam have different effective numerical aperture when light is collected by the condensing optical system,
The first beam and the second beam divided by the optical element are formed coaxially with each other;
The signal processing unit generates a tracking error signal using a signal of a beam having a smaller effective numerical aperture when the light is condensed by the condensing optical system among the first beam and the second beam. An optical head device further comprising tracking error signal generation means for generating.
前記トラッキング誤差信号生成手段は、該第2のビームからトラッキング誤差信号を生成する請求項1に記載の光ヘッド装置。 The information storage medium has a mark or predetermined groove allows detecting a tracking error signal, the period of the marks or predetermined groove allows detecting a tracking error signal on the information storage medium and Gp, the laser a wavelength included in the beam emitted from the light source and lambda, when a numerical aperture of the information storage medium side of the converging optical system has a NA, first beam generated by the optical element Gp> lambda / NA The second beam generated by the optical element has a relationship of Gp <λ / NA,
The optical head device according to claim 1, wherein the tracking error signal generation unit generates a tracking error signal from the second beam.
該出射工程で出射されたビームを受け取り、受け取ったビームを第1のビームと第2のビームに分割する分割工程と、
該第1のビームと該第2のビームを受け取り、該第1のビームと該第2のビームを情報記憶媒体上へ微小スポットに集光する集光工程と、
該情報記憶媒体で反射、回折した前記第1のビーム及び前記第2のビームを含むビームを受け取り、受け取ったビームを分岐する第1のビーム分岐工程と、
該第1のビーム分岐工程で分岐されたビームを受け取り、受け取ったビームを前記第1のビーム及び前記第2のビームに分岐する分岐する第2のビーム分岐工程と、
該第2のビーム分岐工程で分岐された前記第1のビーム及び前記第2のビームのそれぞれを異なる受光部で受け取り、受け取った該第1のビーム及び該第2のビームのそれぞれの光量に応じた信号を出力する光検出工程と、
該光検出工程で出力される信号を受け取り、受け取った信号を演算する信号処理工程と、
該信号処理工程によって演算された信号に基づいて前記集光光学系と前記情報記憶媒体との相対的な位置を決める位置決め工程とを包含し、
前記第1のビームは前記第2のビームと、前記集光光学系で集光される際の実効的な開口数が異なり、
前記光学素子にて分割される前記第1のビーム及び前記第2のビームが互いに同軸上に形成され、
前記信号処理工程は、前記第1のビーム及び前記第2のビームのうち前記集光光学系で集光される際の実効的な開口数が小さい方のビームによる信号を用いてトラッキング誤差信号を生成するトラッキング誤差信号生成工程をさらに包含する、光情報処理方法。
An emission step of emitting a laser light source Calabi over arm,
A splitting step of receiving the beam emitted in the emission step and dividing the received beam into a first beam and a second beam;
A condensing step of receiving the first beam and the second beam, and condensing the first beam and the second beam onto an information storage medium into a minute spot;
A first beam branching step of receiving a beam including the first beam and the second beam reflected and diffracted by the information storage medium, and branching the received beam;
Receiving a beam branched in the first beam branching step and branching the received beam into the first beam and the second beam;
Receiving each of said branched by the second beam splitting step first beam and said second beam in different light receiving unit, according to the respective light intensity of the first beam and the second beam received A light detection process for outputting the detected signal;
A signal processing step of receiving a signal output in the light detection step and calculating the received signal;
Includes a positioning step for determining the relative position between the light condensing optical system and the information storage medium based on the calculated signal by the signal processing step,
It said first beam and said second beam have different effective numerical aperture when light is collected by the condensing optical system,
The first beam and the second beam divided by the optical element are formed coaxially with each other;
In the signal processing step, a tracking error signal is generated using a signal of a beam having a smaller effective numerical aperture when the light is condensed by the condensing optical system of the first beam and the second beam. further comprising, an optical information processing method a tracking error signal generating step to generate.
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