JP4268568B2 - Optical head and optical information processing apparatus provided with optical head - Google Patents

Optical head and optical information processing apparatus provided with optical head Download PDF

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本発明は、複数の情報記録層を有する光ディスク等の光学式情報記録媒体に光学的にデータの書き込みおよび/または読み出しを行う光学ヘッドおよびそのような光学ヘッドを備えた光情報処理装置に関する。   The present invention relates to an optical head for optically writing and / or reading data on an optical information recording medium such as an optical disk having a plurality of information recording layers, and an optical information processing apparatus including such an optical head.

従来から、光ディスクの記録容量を増加させるための種々の技術が開発されている。例えば、データの書き込みおよび読み出しに用いるレーザ光の波長を短くする、または、光ディスクに対してレーザ光を収束させる対物レンズの開口数(NA)を大きくすることにより、光ディスクの記録密度を向上させ、記録容量を増加させる技術が開発されている。また、データが書き込まれる情報記録層を1枚の光ディスクに複数設け、記録容量を増加させる技術も開発されている。後者の技術によれば、光学ヘッドに実装されるレーザ光源の波長や対物レンズの開口数を変えることなく光ディスクの記録容量を増加させることが可能であり、既にデジタル・バーサタイル・ディスク(DVD)等として採用されている。例えば片面2層のDVDは2層の情報記録層を有しており、各層には同じ方向からレーザが照射され、データが読み出される。   Conventionally, various techniques for increasing the recording capacity of an optical disc have been developed. For example, by shortening the wavelength of the laser beam used for writing and reading data, or by increasing the numerical aperture (NA) of the objective lens that converges the laser beam on the optical disc, the recording density of the optical disc is improved, Techniques for increasing the recording capacity have been developed. In addition, a technique for increasing the recording capacity by providing a plurality of information recording layers on which data is written on one optical disc has been developed. According to the latter technique, it is possible to increase the recording capacity of the optical disk without changing the wavelength of the laser light source mounted on the optical head or the numerical aperture of the objective lens, and the digital versatile disk (DVD) or the like has already been achieved. Has been adopted as. For example, a single-sided dual-layer DVD has two information recording layers, and each layer is irradiated with a laser from the same direction to read data.

記録容量の増加のために2層以上の情報記録層が設けられた光ディスクに対してデータの書き込みおよび/または読み出しを行う際、光ディスク装置は、対物レンズによって集光されたレーザ光がどの情報記録層に対して収束状態にあるかを判別する処理(いわゆる層判別処理)を行う必要がある。例えば特許文献1は、層判別処理に関する従来の技術の一例を示す。以下、図19から22を参照しながら、従来の層判別処理を説明する。   When data is written to and / or read from an optical disc provided with two or more information recording layers in order to increase the recording capacity, the optical disc apparatus determines which information is recorded by the laser beam condensed by the objective lens. It is necessary to perform processing for determining whether or not a layer is in a converged state (so-called layer determination processing). For example, Patent Document 1 shows an example of a conventional technique related to layer discrimination processing. The conventional layer discrimination process will be described below with reference to FIGS.

図19は、層判別処理を行うための光学ヘッド100の概略的な構成を示す。光ディスク107は2枚の情報記録層(レイヤ0およびレイヤ1)を有している。光学ヘッド100の対物レンズ106から遠い側の情報記録層から順にレイヤ0およびレイヤ1と呼ぶ。   FIG. 19 shows a schematic configuration of the optical head 100 for performing the layer discrimination processing. The optical disc 107 has two information recording layers (layer 0 and layer 1). The information recording layers on the side far from the objective lens 106 of the optical head 100 are referred to as layer 0 and layer 1 in order.

半導体レーザ101が直線偏光のレーザ光を放射すると、回折格子102は3つのビーム、すなわちメインビームとその両サイドの2つのサブビームを生成する。それらのビームはコリメートレンズ103によって略平行光に変換され、ビームスプリッタ104において反射され、1/4波長板105によって円偏光に変換される。円偏光に変換された光は、対物レンズ106によって光ディスク107の基板越しにレイヤ0またはレイヤ1に集光される。なお、回折格子102は3ビーム法を用いてトラッキング制御を行うための調整がなされている。   When the semiconductor laser 101 emits linearly polarized laser light, the diffraction grating 102 generates three beams, that is, a main beam and two sub-beams on both sides thereof. These beams are converted into substantially parallel light by the collimator lens 103, reflected by the beam splitter 104, and converted into circularly polarized light by the quarter wavelength plate 105. The light converted into the circularly polarized light is condensed on the layer 0 or the layer 1 through the substrate of the optical disk 107 by the objective lens 106. The diffraction grating 102 is adjusted for tracking control using a three-beam method.

光ディスク107のレイヤ0またはレイヤ1において反射されたレーザ光は再び基板を透過し、対物レンズ106を透過し、1/4波長板105で往路とは異なる直線偏光に変換された後、ビームスプリッタ104を透過し、検出レンズ108を経て、光検出器110に集光される。光検出器110は複数の受光素子を有している。各受光素子は入射光の光量に応じたレベルを有する光量信号を生成し、出力する。   The laser light reflected at layer 0 or layer 1 of the optical disk 107 is transmitted again through the substrate, transmitted through the objective lens 106, converted into linearly polarized light different from the forward path by the quarter wavelength plate 105, and then the beam splitter 104. , Passes through the detection lens 108, and is collected on the photodetector 110. The photodetector 110 has a plurality of light receiving elements. Each light receiving element generates and outputs a light amount signal having a level corresponding to the amount of incident light.

図20は、光検出器110に設けられた5つの受光素子110a〜110eの配置を示す。光検出器110は、メインビームを受光する4分割受光素子110aと、トラッキングエラー信号検出のためのサブビームを受光する受光素子110bおよび110cと、層判別のためにサブビームを受光する受光素子110dおよび110eとを有する。光ディスク107の所定の情報記録層で反射されたレーザ光のメインビームは受光素子110a上に集光スポットmとして形成され、2つのサブビームはそれぞれ受光素子110b上および110c上に集光スポットsとして形成される。受光素子110b、4分割受光素子110aおよび受光素子110cは、この順序で一直線上に配置されている。受光素子110dは受光素子110bと4分割受光素子110aとの間に配置され、受光素子110eは受光素子110cに関して4分割受光素子110aの反対側に配置されている。   FIG. 20 shows an arrangement of five light receiving elements 110 a to 110 e provided in the photodetector 110. The photodetector 110 includes a four-divided light receiving element 110a that receives a main beam, light receiving elements 110b and 110c that receive a sub beam for detecting a tracking error signal, and light receiving elements 110d and 110e that receive the sub beam for layer discrimination. And have. The main beam of the laser beam reflected by the predetermined information recording layer of the optical disc 107 is formed as a focused spot m on the light receiving element 110a, and the two sub beams are formed as focused spots s on the light receiving elements 110b and 110c, respectively. Is done. The light receiving element 110b, the four-divided light receiving element 110a and the light receiving element 110c are arranged on a straight line in this order. The light receiving element 110d is disposed between the light receiving element 110b and the quadrant light receiving element 110a, and the light receiving element 110e is disposed on the opposite side of the quadrant light receiving element 110a with respect to the light receiving element 110c.

図21は、対物レンズによって集光されたレーザ光が光ディスク107のレイヤ0に収束しているときの、反射光が光検出器110へ入射した位置を示す。受光素子110a、110bおよび110cの概ね中央部分には、それぞれ、レイヤ0から反射されたメインビームおよび2つのサブビームによる集光スポットm0とs0が形成される。このとき、同時にレイヤ1で反射されたレーザ光により、光強度の小さい別の大きな集光スポットm1とs1が形成される。なおレイヤ1で反射されたメインビームによる集光スポットm1の中心位置は、レイヤ0で反射されたメインビームによる集光スポットm0の中心位置と概ね等しい。一方、レイヤ1で反射された各サブビームによる2つの集光スポットs1は、レイヤ0で反射されたサブビームによる集光スポットs0に比較して、中心間距離が拡大された状態で形成される。   FIG. 21 shows a position where the reflected light is incident on the photodetector 110 when the laser light focused by the objective lens is converged on the layer 0 of the optical disk 107. Condensed spots m0 and s0 by the main beam and the two sub beams reflected from the layer 0 are formed at the substantially central portions of the light receiving elements 110a, 110b, and 110c, respectively. At this time, the laser light reflected by the layer 1 at the same time forms other large condensing spots m1 and s1 with low light intensity. The center position of the focused spot m1 by the main beam reflected by the layer 1 is substantially equal to the center position of the focused spot m0 by the main beam reflected by the layer 0. On the other hand, the two condensing spots s1 by the sub-beams reflected by the layer 1 are formed in a state where the distance between the centers is enlarged as compared with the condensing spot s0 by the sub-beams reflected by the layer 0.

図22は、対物レンズによって集光されたレーザ光が光ディスク107のレイヤ1に収束しているときの、反射光が光検出器110へ入射した位置を示す。受光素子110a、110bおよび110cの概ね中央部分には、それぞれ、レイヤ0から反射されたメインビームおよび2つのサブビームによる集光集光スポットm1とs1が形成される。このとき、同時にレイヤ0で反射されたレーザ光により、光強度の小さい別の大きな集光スポットm0とs0が形成される。なお、レイヤ0で反射されたメインビームによる集光スポットm0の中心位置は、レイヤ1で反射されたメインビームによる集光スポットm1の中心位置と概ね等しい。一方、レイヤ0で反射された各サブビームによる2つの集光スポットs0は、レイヤ1で反射されたサブビームによる集光スポットs1に比較して、中心間距離が縮小された状態で形成される。   FIG. 22 shows a position where the reflected light is incident on the photodetector 110 when the laser light focused by the objective lens is converged on the layer 1 of the optical disc 107. Condensed light condensing spots m1 and s1 formed by the main beam and two sub beams reflected from the layer 0 are formed at the substantially central portions of the light receiving elements 110a, 110b, and 110c, respectively. At this time, the laser beams reflected by the layer 0 at the same time form other large converging spots m0 and s0 with low light intensity. The center position of the focused spot m0 by the main beam reflected by the layer 0 is substantially equal to the center position of the focused spot m1 by the main beam reflected by the layer 1. On the other hand, the two condensing spots s0 by the sub-beams reflected by the layer 0 are formed in a state where the center distance is reduced as compared with the condensing spots s1 by the sub-beams reflected by the layer 1.

ここで、層判別信号RDは、
RD=(受光素子110dから出力される光量信号)−(受光素子110eから出力される光量信号)
によって求められる。例えばRD>0のときは、レイヤ0において集光スポットが収束状態にあることが判別できる。また、RD<0のときは、レイヤ1において集光スポットが収束状態にあると判別できる。
特開平9−259456号公報
Here, the layer discrimination signal RD is
RD = (light quantity signal output from light receiving element 110d) − (light quantity signal output from light receiving element 110e)
Sought by. For example, when RD> 0, it can be determined that the focused spot is in a converged state in layer 0. When RD <0, it can be determined that the focused spot is in a converged state in layer 1.
Japanese Patent Laid-Open No. 9-259456

しかしながら、上述した層判別方法は3ビーム方式によるサブビームの利用を前提としているため、サブビームを有さない1ビーム方式を採用する光学ヘッドまたはそのような光学ヘッドを有する光情報処理装置には適用できない。3ビーム方式は1ビーム方式よりも構成においておよび処理において複雑であるため、より簡易な構成の1ビーム方式に基づく判別処理が必要とされている。また3ビーム方式によれば、サブビームの光量は少ないため、検出しなければならない集光スポットの光強度は小さく、しかもその広がりも比較的大きい。よって十分なS/N比を得ることは困難である。   However, since the above-described layer discrimination method is premised on the use of a sub beam by the three beam method, it cannot be applied to an optical head employing a one beam method without a sub beam or an optical information processing apparatus having such an optical head. . Since the 3-beam system is more complicated in configuration and processing than the 1-beam system, discrimination processing based on the 1-beam system with a simpler configuration is required. Further, according to the three-beam method, the light intensity of the sub-beam is small, so that the light intensity of the focused spot that must be detected is small, and the spread is relatively large. Therefore, it is difficult to obtain a sufficient S / N ratio.

本発明の目的は、トラッキングエラー検出方法に依存せず、かつ、S/N比の大きい信号を利用して層判別処理を行うことができる光学ヘッドおよびそのような光学ヘッドを実装する光情報処理装置を提供することである。   An object of the present invention is to provide an optical head capable of performing layer discrimination processing using a signal having a large S / N ratio without depending on a tracking error detection method, and optical information processing for mounting such an optical head Is to provide a device.

本発明による光情報処理装置は、第1情報記録層および第2情報記録層 が積層された情報記録媒体に対して、前記第2情報記録層側から光を放射し、データの書き込みおよび/または読み出しを行う。光情報処理装置は、前記光を放射する光源と、前記光源からの光を集光して焦点を形成する集光光学系と、少なくとも1つの受光素子の受光量に応じて光量信号を生成する受光部と、前記第1情報記録層からの第1反射光および前記第2情報記録層からの第2反射光を前記受光部に導く検出光学系と、前記光量信号に基づいて層判別信号を生成し、前記層判別信号に基づいて、前記焦点が、装填された情報記録媒体の前記第1情報記録層および前記第2情報記録層のいずれの近傍に位置するかを判別する処理回路とを備えている。前記検出光学系は、前記第1反射光および前記第2反射光に対し、非点収差を与える光学素子を有する。前記受光部は、前記焦点が前記第1情報記録層の近傍に位置するときの前記第2反射光の入射領域、および、前記焦点が前記第2情報記録層の近傍に位置するときの前記第1反射光の入射領域に基づいて配置された判別用受光素子を、前記少なくとも1つの受光素子として含む。   An optical information processing apparatus according to the present invention radiates light from the second information recording layer side to an information recording medium in which a first information recording layer and a second information recording layer are laminated, and writes data and / or Read. The optical information processing apparatus generates a light amount signal in accordance with a light source that emits the light, a condensing optical system that condenses the light from the light source to form a focal point, and a light reception amount of at least one light receiving element. A light receiving portion, a detection optical system for guiding the first reflected light from the first information recording layer and the second reflected light from the second information recording layer to the light receiving portion, and a layer discrimination signal based on the light quantity signal. A processing circuit that generates and determines based on the layer determination signal whether the focal point is located in the vicinity of the first information recording layer or the second information recording layer of the loaded information recording medium; I have. The detection optical system includes an optical element that gives astigmatism to the first reflected light and the second reflected light. The light receiving unit includes an incident area of the second reflected light when the focal point is positioned in the vicinity of the first information recording layer, and the first reflecting unit when the focal point is positioned in the vicinity of the second information recording layer. A light-receiving element for discrimination arranged based on an incident area of one reflected light is included as the at least one light-receiving element.

前記判別用受光素子は、前記第1反射光および前記第2反射光が入射する前記受光部の領域のうち、前記第1反射光および前記第2反射光の一方が入射する領域に配置されてもよい。   The light-receiving element for discrimination is arranged in a region where one of the first reflected light and the second reflected light is incident, out of the region of the light receiving unit where the first reflected light and the second reflected light are incident. Also good.

前記非点収差により、前記第1反射光および前記第2反射光は、それぞれ、光軸に垂直でかつ直交する第1軸および第2軸を有し、前記第2反射光は、前記焦点が前記第1情報記録層の近傍に位置するときに前記第1軸に関して前記受光部に入射する前に収束し、前記判別用受光素子は、前記第1軸に対応する前記受光部上の軸に沿って配置されていてもよい。   Due to the astigmatism, the first reflected light and the second reflected light have a first axis and a second axis perpendicular to and orthogonal to the optical axis, respectively, and the second reflected light has the focal point When positioned near the first information recording layer, it converges before entering the light receiving unit with respect to the first axis, and the light receiving element for discrimination is aligned with the axis on the light receiving unit corresponding to the first axis. It may be arranged along.

前記判別用受光素子は、前記光軸の中心に関し実質的に対称な位置に複数配置されていてもよい。   A plurality of the light-receiving elements for determination may be arranged at substantially symmetric positions with respect to the center of the optical axis.

前記受光部は、前記焦点が前記第1情報記録層の近傍に位置するときの第1反射光および前記焦点が前記第2情報記録層の近傍に位置するときの第2反射光を受光する処理用受光素子をさらに有し、前記処理回路は、前記処理用受光素子の受光量に応じた光量信号に基づいてフォーカスエラー信号を生成し、さらに前記フォーカスエラー信号に基づいて前記焦点の位置を判別してもよい。   The light receiving unit receives a first reflected light when the focal point is located in the vicinity of the first information recording layer and a second reflected light when the focal point is located in the vicinity of the second information recording layer. A light receiving element, and the processing circuit generates a focus error signal based on a light amount signal corresponding to the amount of light received by the processing light receiving element, and further determines the focus position based on the focus error signal. May be.

前記受光部は、前記第2軸に対応する前記受光部上の軸に沿って配置された補助受光素子を少なくとも1つ有しており、前記第2軸に関して、前記第2反射光は、前記焦点が前記第1情報記録層の近傍に位置するときに前記受光部よりも奥側で収束し、前記処理回路は、さらに、前記補助受光素子の受光量に基づいて前記層判別信号を生成してもよい。   The light receiving unit includes at least one auxiliary light receiving element disposed along an axis on the light receiving unit corresponding to the second axis, and the second reflected light is about the second axis, When the focal point is located in the vicinity of the first information recording layer, it converges behind the light receiving unit, and the processing circuit further generates the layer determination signal based on the amount of light received by the auxiliary light receiving element. May be.

前記判別用受光素子は、前記光軸の中心に関し実質的に対称な位置に複数配置されており、前記補助受光素子は、前記光軸の中心に関し実質的に対称な位置に複数配置されていてもよい。   The plurality of light receiving elements for determination are arranged at positions substantially symmetrical with respect to the center of the optical axis, and the plurality of auxiliary light receiving elements are arranged at positions substantially symmetrical with respect to the center of the optical axis. Also good.

前記処理回路は、前記判別用受光素子からの光量信号と前記補助受光素子からの光量信号との差を、前記判別用受光素子からの光量信号と前記補助受光素子からの光量信号との和で除算して前記層判別信号を生成してもよい。   The processing circuit calculates the difference between the light quantity signal from the light receiving element for discrimination and the light quantity signal from the auxiliary light receiving element by the sum of the light quantity signal from the light receiving element for discrimination and the light quantity signal from the auxiliary light receiving element. The layer discrimination signal may be generated by division.

前記検出光学系は、前記焦点が前記第2情報記録層の近傍に位置するとき、前記第1反射光を前記光学素子近傍で収束させ、前記第2反射光を前記受光部上で収束させてもよい。   The detection optical system converges the first reflected light in the vicinity of the optical element and converges the second reflected light on the light receiving unit when the focal point is located in the vicinity of the second information recording layer. Also good.

前記検出光学系は、前記焦点が前記第2情報記録層の近傍に位置するとき、前記第1反射光を前記光学素子に入射する前に収束させ、前記第2反射光を前記受光部上で収束させてもよい。   When the focal point is located in the vicinity of the second information recording layer, the detection optical system converges the first reflected light before entering the optical element, and the second reflected light is reflected on the light receiving unit. It may be converged.

前記検出光学系は、光の一部を遮る遮光部を備え、前記焦点が前記第2情報記録層の近傍に位置するとき、前記第1反射光を前記遮光部の近傍で収束させて前記受光部への入射を遮るとともに、前記第2反射光を前記受光部上で収束させてもよい。   The detection optical system includes a light-blocking portion that blocks a part of the light, and when the focal point is located in the vicinity of the second information recording layer, the first reflected light is converged in the vicinity of the light-blocking portion and the light reception is performed. The second reflected light may be converged on the light receiving part while blocking the incident on the part.

前記検出光学系は、光の周縁部を遮る開口を有する遮光部を備え、前記焦点が前記第1情報記録層の近傍に位置するとき、前記第2反射光の周縁部を前記遮光部によって遮り、前記受光部に入射する前記第2反射光の光束の断面積をより小さくしてもよい。   The detection optical system includes a light shielding portion having an opening that shields a peripheral portion of light, and when the focal point is located in the vicinity of the first information recording layer, the peripheral portion of the second reflected light is shielded by the light shielding portion. The cross-sectional area of the light beam of the second reflected light incident on the light receiving unit may be further reduced.

前記第1情報記録層および前記第2情報記録層には、各情報記録層固有の情報が記録されており、前記処理回路は前記固有の情報を取得し、前記固有の情報に基づいて前記焦点が位置する情報記録層を特定し、前記判別の結果と比較して前記判別の結果が正確か否かを検証してもよい。   Information unique to each information recording layer is recorded in the first information recording layer and the second information recording layer, and the processing circuit acquires the unique information, and the focus is based on the unique information. The information recording layer in which is located may be specified and compared with the determination result to verify whether the determination result is accurate.

前記第1情報記録層および前記第2情報記録層の各々は、前記データが書き込まれる複数の情報トラックを有し、前記複数の情報トラックの各々は前記情報記録媒体上のデータ位置を特定するための一意のアドレスが付されており、前記処理回路は、前記固有の情報として前記アドレスの情報を取得してもよい。   Each of the first information recording layer and the second information recording layer has a plurality of information tracks in which the data is written, and each of the plurality of information tracks specifies a data position on the information recording medium. The processing circuit may acquire the address information as the unique information.

検証の結果、前記焦点が前記所定の情報記録層と異なる情報記録層の近傍に位置していると判断したときは、前記処理回路は、前記層判別信号に基づいて他の情報記録層の近傍に前記焦点の位置を変化させてもよい。   As a result of verification, when it is determined that the focal point is located in the vicinity of an information recording layer different from the predetermined information recording layer, the processing circuit is in the vicinity of another information recording layer based on the layer determination signal. The position of the focal point may be changed.

前記情報記録媒体は、(N+1)(N:自然数)層の情報記録層を有しており、前記光を放射する側からみて、前記第2情報記録層はN層目までの任意の1層であり、前記第1情報記録層は前記第1情報記録層よりも深い位置に存在する情報記録層であってもよい。   The information recording medium has (N + 1) (N: natural number) information recording layers, and the second information recording layer is an arbitrary layer up to the Nth layer as viewed from the light emitting side. The first information recording layer may be an information recording layer located deeper than the first information recording layer.

本発明による光情報処理装置は、複数種類の情報記録媒体を装填することが可能であり、装填された情報記録媒体に対して光を放射し、データの書き込みおよび/または読み出しを行う。前記情報記録媒体の種類は、情報記録媒体が単一の情報記録層を有するか、積層された複数の情報記録層を有するかに応じて異なる。前記光情報処理装置は、前記光を放射する光源と、前記光源からの光を集光して焦点を形成する集光光学系と、少なくとも1つの受光素子の受光量に応じて光量信号を生成する受光部と、前記情報記録層からの反射光を前記受光部に導く検出光学系と、前記光量信号に基づいて層判別信号を生成し、前記層判別信号に基づいて装填された情報記録媒体の種類を判別する処理回路とを備えている。前記検出光学系は、前記反射光に対して非点収差を与える光学素子を有し、前記受光部は、前記情報記録媒体が第1情報記録層および第2情報記録層を有するときにおいて、前記焦点が前記第1情報記録層の近傍に位置するときの前記第2反射光の入射領域、および、前記焦点が前記第2情報記録層の近傍に位置するときの前記第1反射光の入射領域に基づいて配置された判別用受光素子を、前記少なくとも1つの受光素子として含んでいる。   The optical information processing apparatus according to the present invention can be loaded with a plurality of types of information recording media, and emits light to the loaded information recording media to write and / or read data. The type of the information recording medium differs depending on whether the information recording medium has a single information recording layer or a plurality of stacked information recording layers. The optical information processing device generates a light amount signal according to the amount of light received by at least one light receiving element, a light source that emits the light, a condensing optical system that condenses the light from the light source to form a focal point And a detection optical system for guiding reflected light from the information recording layer to the light receiving unit, and an information recording medium loaded based on the layer discrimination signal, generating a layer discrimination signal based on the light amount signal And a processing circuit for discriminating the type of the. The detection optical system includes an optical element that gives astigmatism to the reflected light, and the light receiving unit includes the first information recording layer and the second information recording layer when the information recording medium includes the first information recording layer and the second information recording layer. The incident area of the second reflected light when the focal point is located in the vicinity of the first information recording layer, and the incident area of the first reflected light when the focal point is located in the vicinity of the second information recording layer Is included as the at least one light receiving element.

前記処理回路は、装填された情報記録媒体の情報記録層の近傍に前記焦点が存在するときの前記層判別信号のレベルに基づいて、前記情報記録層の数を判別してもよい。   The processing circuit may determine the number of the information recording layers based on a level of the layer determination signal when the focal point is in the vicinity of the information recording layer of the loaded information recording medium.

本発明による光学ヘッドは、第1情報記録層および第2情報記録層が積層された情報記録媒体に対して、前記第2情報記録層側から光を放射し、データの書き込みおよび/または読み出しを行う。光学ヘッドは、前記光を放射する光源と、前記光源からの光を集光して焦点を形成する集光光学系と、少なくとも1つの受光素子の受光量に応じて光量信号を生成する受光部と、前記第1情報記録層からの第1反射光および前記第2情報記録層からの第2反射光を前記受光部に導く検出光学系と、前記光量信号に基づいて層判別信号を生成し、前記層判別信号に基づいて、前記焦点が、装填された情報記録媒体の前記第1情報記録層および前記第2情報記録層のいずれの近傍に位置するかを判別する処理回路とを備えている。前記検出光学系は、前記第1反射光および前記第2反射光に対し、非点収差を与える光学素子を有し、前記受光部は、前記焦点が前記第1情報記録層の近傍に位置するときの前記第2反射光の入射領域、および、前記焦点が前記第2情報記録層の近傍に位置するときの前記第1反射光の入射領域に基づいて配置された判別用受光素子を、前記少なくとも1つの受光素子として含む。   An optical head according to the present invention emits light from the second information recording layer side to an information recording medium in which a first information recording layer and a second information recording layer are laminated, and writes and / or reads data. Do. The optical head includes a light source that emits the light, a condensing optical system that condenses the light from the light source to form a focal point, and a light receiving unit that generates a light amount signal according to the amount of light received by at least one light receiving element. And a detection optical system for guiding the first reflected light from the first information recording layer and the second reflected light from the second information recording layer to the light receiving unit, and a layer discrimination signal based on the light quantity signal. A processing circuit for determining whether the focal point is located in the vicinity of the first information recording layer or the second information recording layer of the loaded information recording medium based on the layer determination signal. Yes. The detection optical system includes an optical element that gives astigmatism to the first reflected light and the second reflected light, and the light receiving unit has the focal point located in the vicinity of the first information recording layer. A light-receiving element for determination arranged based on the incident area of the second reflected light when and the incident area of the first reflected light when the focal point is located in the vicinity of the second information recording layer, As at least one light receiving element.

本発明による処理回路は、第1情報記録層および第2情報記録層が積層された情報記録媒体に対して、前記第2情報記録層側から光を放射し、データの書き込みおよび/または読み出しを行う装置に実装される。前記装置は、前記光を放射する光源と、前記光源からの光を集光して焦点を形成する集光光学系と、少なくとも1つの受光素子の受光量に応じて光量信号を生成する受光部であって、前記焦点が前記第1情報記録層の近傍に位置するときの前記第2反射光の入射領域、および、前記焦点が前記第2情報記録層の近傍に位置するときの前記第1反射光の入射領域に基づいて配置された判別用受光素子を、前記少なくとも1つの受光素子として含む受光部と、前記第1情報記録層からの第1反射光および前記第2情報記録層からの第2反射光に対して非点収差を与える光学素子を有し、前記第1反射光および前記第2反射光を前記受光部に導く検出光学系とを備えている。前記処理回路は、前記光量信号に基づいて層判別信号を生成し、前記層判別信号に基づいて、前記焦点が、装填された情報記録媒体の前記第1情報記録層および前記第2情報記録層のいずれの近傍に位置するかを判別する。   The processing circuit according to the present invention radiates light from the second information recording layer side to the information recording medium in which the first information recording layer and the second information recording layer are laminated, and writes and / or reads data. Implemented on the device to do. The apparatus includes a light source that emits the light, a condensing optical system that condenses light from the light source to form a focal point, and a light receiving unit that generates a light amount signal according to the amount of light received by at least one light receiving element. The incident area of the second reflected light when the focal point is positioned in the vicinity of the first information recording layer, and the first when the focal point is positioned in the vicinity of the second information recording layer. A light-receiving part that includes a light-receiving element for discrimination arranged based on the incident area of the reflected light as the at least one light-receiving element, the first reflected light from the first information recording layer, and the second information recording layer An optical element that gives astigmatism to the second reflected light, and a detection optical system that guides the first reflected light and the second reflected light to the light receiving unit. The processing circuit generates a layer discrimination signal based on the light amount signal, and the focus is based on the layer discrimination signal, the first information recording layer and the second information recording layer of the information recording medium loaded. It is discriminated in the vicinity.

本発明によれば、対物レンズによって焦点が形成される光情報記録媒体の情報記録層(レイヤ)と異なるレイヤからの反射光を利用して層判別信号を生成する。その反射光は焦点の位置に応じて光検出器に入射する形状が異なるため、層判別信号に基づいて、さらにはフォーカスエラー信号を考慮することにより、焦点が形成されているレイヤを確実に判別することができる。レイヤからの反射光は、検出するのには十分な強度を有しているため、高いS/N比で層判別信号を生成できる。この処理は、従来の3ビーム方式におけるサブビームを用いる必要はない。よって本発明の層判別処理によれば、1ビーム方式の光学ヘッドを用いて実現することができる。   According to the present invention, the layer discrimination signal is generated using the reflected light from a layer different from the information recording layer (layer) of the optical information recording medium on which the focal point is formed by the objective lens. The shape of the reflected light that is incident on the photodetector differs depending on the position of the focal point. Therefore, the layer on which the focal point is formed can be reliably identified based on the layer identification signal and further by considering the focus error signal. can do. Since the reflected light from the layer has sufficient intensity for detection, a layer discrimination signal can be generated with a high S / N ratio. This process does not require the use of a sub beam in the conventional three beam system. Therefore, according to the layer discrimination processing of the present invention, it can be realized using a one-beam optical head.

以下、添付の図面を参照しながら本発明を説明する。図面では、同じ参照符号が付された構成要素は、同様の機能および構成を有し、同様の動作を行うとする。本発明の種々の実施形態を説明するに先立って、まず本発明による光情報処理装置が情報を記録し、記録された情報を再生する対象である光学式情報記録媒体を説明する。本明細書では光学式情報記録媒体の例として光ディスクを挙げて説明するが、他には、例えば光学的にデータを読み取り可能なカードにも適用できる。   Hereinafter, the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In the drawings, components having the same reference numerals have similar functions and configurations and perform similar operations. Prior to describing various embodiments of the present invention, first, an optical information recording medium on which information is recorded by the optical information processing apparatus according to the present invention and the recorded information is reproduced will be described. In this specification, an optical disk is described as an example of the optical information recording medium. However, the present invention can be applied to, for example, a card capable of optically reading data.

図1(a)は、光ディスク1の外観を示す。光ディスク1は、例えばCD、DVD、ブルーレイ・ディスク(Blu−ray Disc;BD)等の円盤状の記録媒体である。光ディスク装置は、光ディスク1の一方の側にレーザ等の光を照射して情報を記録し、または記録された情報を読み出す。データは、相変化材料等により形成された情報記録層(以下「レイヤ」と称する)に書き込まれる。より詳しく説明すると、レイヤは、例えばスパイラル状に形成された複数の情報トラック(図示せず)を有する。各情報トラックは、情報面の溝部または谷部の素子として規定され、別個のアドレスが付与されている。データは各情報トラックに書き込まれる。   FIG. 1A shows the appearance of the optical disc 1. The optical disc 1 is a disc-shaped recording medium such as a CD, a DVD, or a Blu-ray Disc (BD). The optical disc apparatus records information by irradiating one side of the optical disc 1 with light such as a laser, or reads the recorded information. Data is written in an information recording layer (hereinafter referred to as “layer”) formed of a phase change material or the like. More specifically, the layer has a plurality of information tracks (not shown) formed in a spiral shape, for example. Each information track is defined as a groove or valley element on the information surface and is given a separate address. Data is written to each information track.

本発明では、レイヤは1層のみに限られず、2層以上積層されている。図1(b)は、2層のレイヤを有する光ディスク1の断面図である。この図には、参考のためレイヤ1側から放射された光も示している。この光はレイヤ0上で焦点を結んでいる。光ディスク1のレイヤの深さは光ディスク1の種類に応じて異なっている。例えばBDでは、光が放射される側の面からみて深さ100μmの深さにレイヤ0が設けられ、25μm浅い位置にレイヤ1が設けられる。各レイヤは所定の反射率を有し、それぞれ受けた光を反射する。なお、光が入射する側の光ディスク1表面からレイヤ1までは保護層として機能する基板が存在する。次に、図1(c)は、(N+1)層のレイヤを有する光ディスク1の断面図である(N:自然数)。例えば、各レイヤは25μm間隔で設けられている。他の構成は2層レイヤの光ディスクと同様である。   In the present invention, the number of layers is not limited to one, but two or more layers are stacked. FIG. 1B is a cross-sectional view of an optical disc 1 having two layers. In this figure, the light emitted from the layer 1 side is also shown for reference. This light is focused on layer 0. The layer depth of the optical disc 1 varies depending on the type of the optical disc 1. For example, in the BD, the layer 0 is provided at a depth of 100 μm when viewed from the surface on which light is emitted, and the layer 1 is provided at a shallow position of 25 μm. Each layer has a predetermined reflectance and reflects the received light. Note that there is a substrate that functions as a protective layer from the surface of the optical disc 1 on the light incident side to the layer 1. Next, FIG. 1C is a cross-sectional view of the optical disc 1 having (N + 1) layers (N: natural number). For example, each layer is provided at an interval of 25 μm. Other configurations are the same as those of the two-layer optical disk.

次に、図1(d)はレイヤ0に設けられたTOCエリア150を示す。図1(d)に示すTOCエリア150は、レイヤ0の最内周に設けられている。TOCエリア150には、光ディスク1のどの位置にどのような情報が記録されているかを示すTOC(Table Of Contents)が示されている。TOCはいわゆる「目次」であり、光ディスク装置は光ディスク1にアクセスする際に、まずTOCエリア150に記録されたTOCを読み出す必要がある。そこで、レイヤ0を特定するために、本発明によるレイヤの判別処理が重要になる。   Next, FIG. 1 (d) shows a TOC area 150 provided in layer 0. A TOC area 150 shown in FIG. 1 (d) is provided on the innermost periphery of layer 0. In the TOC area 150, TOC (Table Of Contents) indicating what information is recorded at which position of the optical disc 1 is shown. The TOC is a so-called “table of contents”, and when the optical disc apparatus accesses the optical disc 1, it is necessary to first read the TOC recorded in the TOC area 150. Therefore, in order to specify layer 0, the layer discrimination processing according to the present invention is important.

以下、本発明による光ディスク装置の実施形態を説明する。なお、本明細書では、光ディスク1は2層のレイヤ(レイヤ0およびレイヤ1)を有するとして説明する。   Embodiments of an optical disk device according to the present invention will be described below. In the present specification, the optical disk 1 will be described as having two layers (layer 0 and layer 1).

(実施形態1)
図2は、本実施形態による光ディスク装置51の構成を示す。光ディスク装置51は、光ディスク1に対してレイヤ1側から光を放射し、レイヤ0および/またはレイヤ1にデータの書き込みおよび/または読み出しを行う。
(Embodiment 1)
FIG. 2 shows a configuration of the optical disc apparatus 51 according to the present embodiment. The optical disc device 51 emits light from the layer 1 side to the optical disc 1 and writes and / or reads data to and from the layer 0 and / or layer 1.

光ディスク装置51は、半導体レーザ光源2と、コリメートレンズ3と、ビームスプリッタ4と、1/4波長板5と、対物レンズ6と、検出レンズ8と、アナモフィックレンズ9と、光検出器10と、信号処理回路20と、サーボ制御回路21と、アクチュエータコイル22とを有する。光ディスク1は一般には着脱可能であり光ディスク装置51の構成要素ではないが、図2には説明のためにあわせて記載している。なお、光ディスク装置51には、光ディスク1を回転させるスピンドルモータや、データの書き込みおよび/または読み出しを行うための変調/復調回路、エラー訂正回路等種々のハードウェア要素が含まれ得るが、図2には本発明に関連する主要な構成要素のみを記載している。   The optical disk device 51 includes a semiconductor laser light source 2, a collimator lens 3, a beam splitter 4, a quarter wavelength plate 5, an objective lens 6, a detection lens 8, an anamorphic lens 9, a photodetector 10, A signal processing circuit 20, a servo control circuit 21, and an actuator coil 22 are included. The optical disk 1 is generally detachable and is not a component of the optical disk device 51, but is shown in FIG. 2 for explanation. The optical disk device 51 may include various hardware elements such as a spindle motor that rotates the optical disk 1, a modulation / demodulation circuit for writing and / or reading data, and an error correction circuit. Only the main components related to the present invention are described.

半導体レーザ光源2(以下、単に「光源2」と記述する)は、例えば波長405nm青紫色のレーザ光を放射する。コリメートレンズ3は、入射した光を略平行な光に変換して出力する。ビームスプリッタ4は、コリメートレンズ3側から入射したレーザ光の偏光成分を概ね反射し、1/4波長板5側から入射したレーザ光の偏光成分を概ね透過する。1/4波長板5は、入射した光を円偏向から直線偏向に、または、直線偏向から円偏向に変換する。対物レンズ6は、入射した光を集光して焦点を形成する。   A semiconductor laser light source 2 (hereinafter simply referred to as “light source 2”) emits a laser beam having a wavelength of 405 nm, for example. The collimating lens 3 converts the incident light into substantially parallel light and outputs it. The beam splitter 4 substantially reflects the polarization component of the laser light incident from the collimating lens 3 side, and substantially transmits the polarization component of the laser light incident from the quarter wavelength plate 5 side. The quarter wave plate 5 converts incident light from circular deflection to linear deflection, or from linear deflection to circular deflection. The objective lens 6 collects incident light to form a focal point.

検出レンズ8はアナモフィックレンズ9へ入射する光の光学特性を調整するために設けられている。アナモフィックレンズ9は、周知の非点収差法によるフォーカス制御を行うため、直交する2つの軸に対して各々異なる焦点距離を与えて非点収差が発生するように設計されている。光検出器10は少なくとも1つの受光素子を備えており、受光素子はその受光量に応じて光量信号を生成する。図3は、本実施形態による光検出器10の受光素子の配置を示す。光検出器10は、複数の受光素子10a〜10hを有する。受光素子10a〜10dは、フォーカスエラー信号を生成するための光を受光する。参考のため、図3には受光素子10a〜10dに入射する光束30を示している。受光素子10a〜10dは4分割受光素子とも呼ばれる。受光素子10e〜10hは、受光素子10a〜10dの周辺4隅に配置されており、層判別信号を生成するための光を受光する。層判別信号は、焦点がどの情報記録層の上または近傍(以下、双方を含めて「近傍」とのみ記述する)に存在するかを判別するために用いられる。   The detection lens 8 is provided to adjust the optical characteristics of light incident on the anamorphic lens 9. The anamorphic lens 9 is designed to generate astigmatism by giving different focal lengths to two orthogonal axes in order to perform focus control by a known astigmatism method. The photodetector 10 includes at least one light receiving element, and the light receiving element generates a light amount signal according to the amount of light received. FIG. 3 shows the arrangement of the light receiving elements of the photodetector 10 according to the present embodiment. The photodetector 10 has a plurality of light receiving elements 10a to 10h. The light receiving elements 10a to 10d receive light for generating a focus error signal. For reference, FIG. 3 shows a light beam 30 incident on the light receiving elements 10a to 10d. The light receiving elements 10a to 10d are also referred to as four-divided light receiving elements. The light receiving elements 10e to 10h are arranged at the four corners around the light receiving elements 10a to 10d, and receive light for generating a layer discrimination signal. The layer discriminating signal is used to discriminate which information recording layer the focus is on or in the vicinity (hereinafter referred to as only “near” including both).

なお、後述のFE信号が検出されている間は、焦点はそのFE信号に対応するレイヤの「近傍」に位置しているとすることができる。または、焦点が、FE信号に基づくその層へフォーカス制御が可能である範囲L内に位置するとき、層の「近傍」に位置すると判断してもよい。例えば2層BDでは、上述の「範囲L」はフォーカスエラー信号の極小値に対応する位置と極大値に対応する位置とで規定される区間に相当し、その幅はおよそ1〜5μmである。さらには、焦点が上述の範囲Lよりも広い範囲L*に入っている場合も層の「近傍」に位置すると判断してもよい。2層BDの場合には、上述の範囲L*は、範囲Lを含む±5μmの範囲、すなわち幅10μmの範囲である。なお、2層BDではレイヤ0とレイヤ1との間の間隔(フォーカスエラー信号のゼロクロス点に対応する位置の間隔)は14〜16μmである。   Note that while the FE signal described later is being detected, it can be assumed that the focal point is located “near” the layer corresponding to the FE signal. Alternatively, when the focal point is located within a range L in which focus control can be performed on the layer based on the FE signal, the focal point may be determined to be “near” the layer. For example, in the two-layer BD, the above-mentioned “range L” corresponds to a section defined by a position corresponding to the minimum value of the focus error signal and a position corresponding to the maximum value, and the width is about 1 to 5 μm. Furthermore, when the focal point is in the range L * wider than the above-described range L, it may be determined that the focal point is positioned “in the vicinity” of the layer. In the case of the two-layer BD, the above-described range L * is a range of ± 5 μm including the range L, that is, a range of 10 μm in width. In the two-layer BD, the interval between layers 0 and 1 (the interval corresponding to the zero cross point of the focus error signal) is 14 to 16 μm.

再び図2を参照する。信号処理回路20および/またはサーボ制御回路21は、本明細書において説明する制御を行うように予めプログラムされた半導体集積回路である。信号処理回路20は、光検出器10から出力される光量信号に応じてフォーカスエラー信号を生成し、また、光検出器10から出力される光量信号に応じて層判別信号を生成する。そして、層判別信号に基づいて、または層判別信号およびフォーカスエラー信号に基づいて、焦点が光ディスク1のレイヤ0およびレイヤ1のいずれの近傍に位置するかを判別する。また判別処理の際には、対物レンズ6の位置を変化させるための制御信号を生成して出力する。焦点の位置を特定した後は、信号処理回路20は、通常のデータの読み出しまたは書き込み動作を行うために引き続きフォーカスエラー信号を生成し、さらにトラッキングエラー信号も生成して出力する。サーボ制御回路21は、それらの信号に基づいて焦点が所望のレイヤ上から外れないように駆動信号を生成し、駆動信号をアクチュエータコイル22に印加する。アクチュエータコイル22は、駆動信号のレベルに応じて光ディスク1に垂直な方向または光ディスク1に平行な方向に対物レンズ6の位置を変化させる。   Refer to FIG. 2 again. The signal processing circuit 20 and / or the servo control circuit 21 is a semiconductor integrated circuit that has been programmed in advance to perform the control described in this specification. The signal processing circuit 20 generates a focus error signal according to the light amount signal output from the photodetector 10, and generates a layer determination signal according to the light amount signal output from the photodetector 10. Then, based on the layer determination signal, or on the basis of the layer determination signal and the focus error signal, it is determined whether the focal point is located near layer 0 or layer 1 of the optical disc 1. In the discrimination process, a control signal for changing the position of the objective lens 6 is generated and output. After specifying the focus position, the signal processing circuit 20 continues to generate a focus error signal to perform normal data reading or writing operation, and further generates and outputs a tracking error signal. The servo control circuit 21 generates a drive signal based on these signals so that the focal point does not deviate from the desired layer, and applies the drive signal to the actuator coil 22. The actuator coil 22 changes the position of the objective lens 6 in a direction perpendicular to the optical disc 1 or in a direction parallel to the optical disc 1 according to the level of the drive signal.

光ディスク装置51においては、コリメートレンズ3、対物レンズ6によって光源2からの光を集光して焦点を形成する集光光学系が構成される。また、対物レンズ6、検出レンズ8、アナモフィックレンズ9によって、光ディスク1からの反射光を受光部10に導くための検出光学系が構成される。なお、ビームスプリッタ4および1/4波長板5は、集光光学系として捉えることもできるし、検出光学系として捉えることもできる。光源2、集光光学系、検出光学系および光検出器10により、光学ヘッドが構成される。光学ヘッド内に信号処理回路20およびサーボ制御回路21が設けられると、それらは光学ヘッドの構成要素となるが、光学ヘッドとは別体の光ディスクコントローラとして実現されてもよい。このときは、光学ヘッドが光学的な検出処理等を行って検出信号(光量信号)を出力し、光ディスクコントローラが光学ヘッドから出力された光量信号を処理するように構成される。   In the optical disc device 51, a condensing optical system is formed that condenses light from the light source 2 by the collimating lens 3 and the objective lens 6 to form a focal point. The objective lens 6, the detection lens 8, and the anamorphic lens 9 constitute a detection optical system for guiding the reflected light from the optical disc 1 to the light receiving unit 10. The beam splitter 4 and the quarter wave plate 5 can be regarded as a condensing optical system or a detection optical system. The light source 2, the condensing optical system, the detection optical system, and the photodetector 10 constitute an optical head. When the signal processing circuit 20 and the servo control circuit 21 are provided in the optical head, they become components of the optical head, but may be realized as an optical disk controller separate from the optical head. In this case, the optical head performs an optical detection process or the like to output a detection signal (light quantity signal), and the optical disk controller processes the light quantity signal output from the optical head.

次に、光ディスク装置51の動作を説明する。まず光源2から出射された直線偏光のレーザ光は、コリメートレンズ3で略平行光に変換される。その後、レーザ光は、ビームスプリッタ4で反射され、1/4波長板5で円偏光に変換され、対物レンズ6により光ディスク1の基板(保護層)越しに記録再生の対象となるレイヤ0またはレイヤ1に集光される。   Next, the operation of the optical disc apparatus 51 will be described. First, linearly polarized laser light emitted from the light source 2 is converted into substantially parallel light by the collimator lens 3. Thereafter, the laser beam is reflected by the beam splitter 4, converted into circularly polarized light by the quarter-wave plate 5, and layer 0 or layer to be recorded / reproduced by the objective lens 6 over the substrate (protective layer) of the optical disc 1. 1 is condensed.

集光されたレーザ光は、レイヤ0およびレイヤ1において反射される。より詳しく説明すると、レーザ光がレイヤ1に対して集光されたとき、そのレーザ光はレイヤ1において反射されるとともに、その一部はレイヤ0にまで透過し、レイヤ0において反射される。レーザ光の一部がレイヤ0にまで透過する理由は、レイヤ0に対するデータの読み出しおよび書き込みを実現するために、レイヤ1は光が透過するように構成されているからである。一方、レーザ光がレイヤ0に対して集光されたとき、レーザ光はレイヤ0において反射されるとともに、その一部がレイヤ1において反射される。各レイヤにおいて反射されたレーザ光は、再び光ディスク1の基板、対物レンズ6を透過し、1/4波長板5で往路とは異なる直線偏光に変換された後、ビームスプリッタ4を透過する。   The condensed laser light is reflected at layer 0 and layer 1. More specifically, when the laser beam is focused on the layer 1, the laser beam is reflected on the layer 1, and part of the laser beam is transmitted to the layer 0 and is reflected on the layer 0. The reason why a part of the laser light is transmitted to the layer 0 is that the layer 1 is configured to transmit light in order to realize reading and writing of data with respect to the layer 0. On the other hand, when the laser beam is focused on the layer 0, the laser beam is reflected at the layer 0 and a part thereof is reflected at the layer 1. The laser light reflected in each layer is transmitted again through the substrate of the optical disk 1 and the objective lens 6, converted into linearly polarized light different from the forward path by the quarter wavelength plate 5, and then transmitted through the beam splitter 4.

ビームスプリッタ4を透過した復路のレーザ光は、検出レンズ8を経て、アナモフィックレンズ9に入射する。アナモフィックレンズ9は、入射光の第1軸における横倍率に対して、第2軸における横倍率を相違させることによって、入射光に非点収差を与えている。ここで、「第1軸」および「第2軸」とは、レーザ光の光軸に垂直でかつ直交する2つの軸として規定される。これにより、レーザ光は第1軸および第2軸に関して焦点位置が異なる。アナモフィックレンズ9を出たレーザ光は、光検出器10に入射する。非点収差が与えられたレーザ光は、光検出器10に入射する手前側(対物レンズ6側)および奥側(光検出器10に関してアナモフィックレンズ9と反対側)でそれぞれ焦点を結ぶ。以下では、光検出器10の手前側、光検出器10に入射する前に焦点位置があるレーザ光の軸方向を第1軸方向、光検出器10の奥側に焦点位置があるレーザ光の軸方向を第2軸方向とする。アナモフィックレンズ9によって非点収差が与えられたレーザ光のうち、焦点が位置するレイヤから反射した光は、図3に示す受光素子10a〜10d上に略円形の集光スポットとなるように調整されている。一方、上述の第1軸方向は図3の受光素子10gと10hを結ぶ方向に対応し、第2軸方向は受光素子10eと10fを結ぶ方向に対応する。   The backward laser beam that has passed through the beam splitter 4 enters the anamorphic lens 9 through the detection lens 8. The anamorphic lens 9 gives astigmatism to incident light by making the lateral magnification on the second axis different from the lateral magnification on the first axis of incident light. Here, “first axis” and “second axis” are defined as two axes perpendicular to and perpendicular to the optical axis of the laser beam. As a result, the focal position of the laser beam differs with respect to the first axis and the second axis. The laser light exiting the anamorphic lens 9 enters the photodetector 10. The laser light to which astigmatism is given is focused on the near side (objective lens 6 side) and the far side (opposite side to the anamorphic lens 9 with respect to the photodetector 10) incident on the photodetector 10. In the following, the front side of the photodetector 10, the axial direction of the laser beam having a focal position before entering the photodetector 10 is the first axial direction, and the laser beam having the focal position on the far side of the photodetector 10 is The axial direction is the second axial direction. Of the laser light given astigmatism by the anamorphic lens 9, the light reflected from the layer where the focal point is located is adjusted so as to be a substantially circular focused spot on the light receiving elements 10a to 10d shown in FIG. ing. On the other hand, the first axis direction corresponds to the direction connecting the light receiving elements 10g and 10h in FIG. 3, and the second axis direction corresponds to the direction connecting the light receiving elements 10e and 10f.

光検出器10は、各受光素子においてレーザ光を検出し、光量に応じた光量信号を生成する。信号処理回路20はそれらの光量信号のレベルに基づいて演算を行って層判別信号を生成し、またフォーカスエラー信号、トラッキングエラー信号等のエラー信号とデータを表す情報信号とを生成する。信号処理回路20は、少なくとも層判別信号に基づいて、レーザ光の焦点が、装填された光ディスク1のレイヤ0およびレイヤ1のいずれの近傍に位置するかを判別する。サーボ制御回路21は、エラー信号に応じてアクチュエータコイルに電流を流し、対物レンズ6をフォーカス方向とトラッキング方向に駆動する。これにより、対物レンズ6によって光ディスク1のレイヤに形成される焦点ががレイヤ上に形成された情報トラックに追従させることができる。   The photodetector 10 detects a laser beam in each light receiving element and generates a light amount signal corresponding to the light amount. The signal processing circuit 20 performs a calculation based on the level of the light quantity signal to generate a layer discrimination signal, and generates an error signal such as a focus error signal and a tracking error signal and an information signal representing data. The signal processing circuit 20 determines whether the focal point of the laser light is located near the layer 0 or the layer 1 of the loaded optical disc 1 based on at least the layer determination signal. The servo control circuit 21 supplies current to the actuator coil in accordance with the error signal, and drives the objective lens 6 in the focus direction and the tracking direction. As a result, the focal point formed on the layer of the optical disc 1 by the objective lens 6 can follow the information track formed on the layer.

ここで、非点収差法によるフォーカスエラー信号FEは、
FE=(受光素子10aから出力される光量信号)+(受光素子10cから出力される光量信号)
−(受光素子10bから出力される光量信号)−(受光素子10dから出力される光量信号)
によって得られる。
Here, the focus error signal FE by the astigmatism method is
FE = (light quantity signal output from light receiving element 10a) + (light quantity signal output from light receiving element 10c)
-(Light amount signal output from light receiving element 10b)-(light amount signal output from light receiving element 10d)
Obtained by.

また、例えばプッシュプル法によるトラッキングエラー信号TEは、
TE=(受光素子10aから出力される光量信号)+(受光素子10dから出力される光量信号)
−(受光素子10bから出力される光量信号)−(受光素子10cから出力される光量信号)
によって得られる。
For example, the tracking error signal TE by the push-pull method is
TE = (light quantity signal output from light receiving element 10a) + (light quantity signal output from light receiving element 10d)
-(Light quantity signal output from light receiving element 10b)-(light quantity signal output from light receiving element 10c)
Obtained by.

次に、本実施形態による層判別処理を説明する。本実施形態による層判別処理は、レイヤ0を判別することを目的としている。その理由は、光ディスク1が光ディスク装置51に装填されたとき、光ディスク1のTOCエリア150(図1(d))のデータを読み出すためにレイヤ0を特定しなければならないからである。ただし、以下に説明する層判別処理によれば、レイヤ0のみならず、レイヤ1であっても判別することができる。   Next, the layer discrimination process according to the present embodiment will be described. The layer discrimination processing according to the present embodiment is intended to discriminate layer 0. The reason is that when the optical disc 1 is loaded in the optical disc apparatus 51, layer 0 must be specified in order to read data in the TOC area 150 (FIG. 1 (d)) of the optical disc 1. However, according to the layer discrimination process described below, it is possible to discriminate not only layer 0 but also layer 1.

図4は、焦点がレイヤ0の近傍に位置するときの、レイヤ0からの反射光(破線)およびレイヤ1からの反射光(実線)の経路を示す。記載を簡潔にするために、光源1、コリメートレンズ3および光ディスク1への入射光の経路は省略して記載している。記録再生の対象となる情報記録層はレイヤ0である。   FIG. 4 shows paths of reflected light from the layer 0 (broken line) and reflected light from the layer 1 (solid line) when the focal point is located in the vicinity of the layer 0. In order to simplify the description, the path of incident light to the light source 1, the collimating lens 3, and the optical disc 1 is omitted. The information recording layer to be recorded and reproduced is layer 0.

対物レンズ6によって形成される焦点が光ディスク1のレイヤ0近傍にある場合、レイヤ0からの反射光は、破線で示す光路を通り、アナモフィックレンズ9によって非点収差が与えられ、光検出器10に入射する。このとき、この反射光は光検出器10上で焦点を結ぶ。なお、レイヤ0からの反射光にはアナモフィックレンズ9によって非点収差が与えられるため、第1軸方向および第2軸方向に関して異なる焦点位置を有する。よって反射光の焦点位置は厳密には1つではない。しかし、4分割受光素子10a〜10d上にその反射光全体が入射しており、各焦点位置までの距離が4分割受光素子から実質的に等しい場合には、本明細書では「焦点を結ぶ」または「収束する」として説明する。   When the focal point formed by the objective lens 6 is in the vicinity of layer 0 of the optical disc 1, the reflected light from the layer 0 passes through the optical path indicated by the broken line, is given astigmatism by the anamorphic lens 9, and is supplied to the photodetector 10. Incident. At this time, the reflected light is focused on the photodetector 10. Since the astigmatism is given to the reflected light from the layer 0 by the anamorphic lens 9, it has different focal positions with respect to the first axis direction and the second axis direction. Accordingly, the focal position of the reflected light is not exactly one. However, when the entire reflected light is incident on the four-divided light receiving elements 10a to 10d and the distances to the respective focal positions are substantially equal from the four-divided light receiving elements, in this specification, “focus is set”. Or, it will be described as “convergent”.

一方、レイヤ1からの反射光(迷光)は、実線で示す光路を通り、アナモフィックレンズ9によって非点収差が与えられ、光検出器10に入射する。この反射光は、レイヤ0からの反射光よりも広い範囲の広がりを有する状態で光検出器10に入射する。   On the other hand, the reflected light (stray light) from the layer 1 passes through the optical path indicated by the solid line, is given astigmatism by the anamorphic lens 9, and enters the photodetector 10. This reflected light is incident on the photodetector 10 in a state having a wider range than the reflected light from the layer 0.

図5は、レーザ光の焦点が光ディスク1のレイヤ0近傍にあるときの、光検出器10に入射した各反射光の形状を示す。光検出器10上の受光素子10a〜10dには、レイヤ0からの反射光により、集光スポットa0が形成される。同時に、レイヤ1からの反射光(迷光)により、光強度の小さい別の大きな集光スポットa1が形成される。留意すべきは、楕円形状の集光スポットa1は、第2軸方向に沿って配列された受光素子10e、10fにおいてほぼ均等に受光されるが、第1の軸方向に沿って配列された受光素子10gおよび受光素子10hにはほとんどレーザ光は入射しないことである。換言すれば、受光素子10gおよび受光素子10hは、第1軸方向に沿って、焦点が光ディスク1のレイヤ0近傍にある場合にレイヤ1からの反射光が入射しない領域に配置されている。   FIG. 5 shows the shape of each reflected light incident on the photodetector 10 when the focal point of the laser light is in the vicinity of layer 0 of the optical disc 1. On the light receiving elements 10 a to 10 d on the photodetector 10, a condensed spot a <b> 0 is formed by the reflected light from the layer 0. At the same time, another large focused spot a1 having a low light intensity is formed by the reflected light (stray light) from the layer 1. It should be noted that the elliptical condensing spot a1 is received almost evenly by the light receiving elements 10e and 10f arranged along the second axis direction, but the light reception arranged along the first axis direction. This means that almost no laser light is incident on the element 10g and the light receiving element 10h. In other words, the light receiving element 10g and the light receiving element 10h are arranged along the first axis direction in a region where the reflected light from the layer 1 is not incident when the focal point is in the vicinity of the layer 0 of the optical disc 1.

図6は、焦点がレイヤ1の近傍に位置するときの、レイヤ0からの反射光(実線)およびレイヤ1からの反射光(破線)の経路を示す。   FIG. 6 shows the paths of the reflected light from the layer 0 (solid line) and the reflected light from the layer 1 (broken line) when the focal point is located in the vicinity of the layer 1.

対物レンズ6によって形成される焦点が光ディスク1のレイヤ1近傍にある場合、レイヤ1で反射されたレーザ光は、破線で示す光路を通り、アナモフィックレンズ9によって非点収差が与えられ、光検出器10に入射する。レイヤ1からの反射光(破線)は光検出器10上で焦点を結んでいる。   When the focal point formed by the objective lens 6 is in the vicinity of the layer 1 of the optical disc 1, the laser light reflected by the layer 1 passes through the optical path indicated by the broken line, is given astigmatism by the anamorphic lens 9, and the photodetector 10 is incident. Reflected light from the layer 1 (broken line) is focused on the photodetector 10.

一方、レイヤ0で反射されたレーザ光(迷光)は、実線で示す光路を通り、アナモフィックレンズ9近傍で収束して、その後光検出器10に入射する。レイヤ0からの反射光(実線)は、レイヤ1からの反射光よりも広い範囲の広がりを有する状態で光検出器10に入射する。   On the other hand, the laser light (stray light) reflected by the layer 0 passes through the optical path indicated by the solid line, converges in the vicinity of the anamorphic lens 9, and then enters the photodetector 10. The reflected light from the layer 0 (solid line) is incident on the photodetector 10 in a state having a wider range than the reflected light from the layer 1.

図7は、レーザ光の焦点が光ディスク1のレイヤ1近傍にあるときの、光検出器10に入射した各反射光の形状を示す。光検出器10上の受光素子10a〜10dには、レイヤ1から反射されたレーザ光による集光スポットb1が形成される。同時にレイヤ0で反射されたレーザ光(迷光)により、光強度の小さい別の大きな集光スポットb0が形成される。集光スポットb0は円形である。集光スポットb0の形状が集光スポットa1(図5)のような楕円形状でない理由は、レイヤ0からの反射光は、アナモフィックレンズ9によって非点収差がほとんど与えられないからである。よって、光検出器10上には略円形状の集光スポットb0が形成される。受光素子10e〜10hにはほぼ均等に(またはほぼ同等な光量の)レーザ光が入射する。   FIG. 7 shows the shape of each reflected light incident on the photodetector 10 when the focus of the laser light is in the vicinity of layer 1 of the optical disc 1. On the light receiving elements 10 a to 10 d on the photodetector 10, a condensing spot b <b> 1 is formed by the laser light reflected from the layer 1. At the same time, another large focused spot b0 having a low light intensity is formed by the laser light (stray light) reflected by the layer 0. The condensing spot b0 is circular. The reason that the shape of the focused spot b0 is not elliptical like the focused spot a1 (FIG. 5) is that the astigmatism is hardly given to the reflected light from the layer 0 by the anamorphic lens 9. Therefore, a substantially circular condensing spot b0 is formed on the photodetector 10. Laser light is incident on the light receiving elements 10e to 10h substantially evenly (or with an approximately equal amount of light).

ここで、図5および図7を比較すると、焦点がレイヤ0に存在するときは、レイヤ1からの反射光によって光検出器10上に楕円形状の集光スポットa1(図5)が形成される。このとき、受光素子10gおよび10hは集光スポットa1の光を実質的には検出しない。一方、焦点がレイヤ1に存在するときは、レイヤ0からの反射光によって光検出器10上に円形状の集光スポットb0(図7)が形成される。このとき、受光素子10gおよび10hは集光スポットb0の光を検出する。受光素子10gおよび10hの配置は、焦点が存在するレイヤとは異なるレイヤからの反射光の入射領域(または入射した際の反射光の形状)の相違に基づいて決定されているといえる。後述のように、層判別信号を生成するためには受光素子10gおよび10hからの光量信号が必要である。受光素子10gおよび10hは層判別のために利用されるため、本明細書では判別用受光素子と呼ぶこともある。   Here, when FIG. 5 and FIG. 7 are compared, when the focal point exists in the layer 0, an elliptical condensing spot a1 (FIG. 5) is formed on the photodetector 10 by the reflected light from the layer 1. . At this time, the light receiving elements 10g and 10h substantially do not detect the light of the focused spot a1. On the other hand, when the focal point exists in the layer 1, a circular condensing spot b0 (FIG. 7) is formed on the photodetector 10 by the reflected light from the layer 0. At this time, the light receiving elements 10g and 10h detect the light at the focused spot b0. It can be said that the arrangement of the light receiving elements 10g and 10h is determined based on the difference in the incident area of reflected light from a layer different from the layer where the focal point exists (or the shape of the reflected light when incident). As will be described later, the light quantity signals from the light receiving elements 10g and 10h are necessary to generate the layer discrimination signal. Since the light receiving elements 10g and 10h are used for layer discrimination, they may be called discrimination light receiving elements in this specification.

なお、受光素子10gおよび10hの配置は、例えば光ディスク装置51の出荷前等に理想的な状態の下で設定することが可能である。その後、ユーザが光ディスク装置51に新たな光ディスクを装填したときに、各光ディスクの固有の特性等に基づいて層判別処理を行うことができる。   The arrangement of the light receiving elements 10g and 10h can be set under an ideal state, for example, before shipment of the optical disc device 51. Thereafter, when the user loads a new optical disc into the optical disc apparatus 51, the layer discrimination processing can be performed based on the unique characteristics of each optical disc.

上述のように配置された受光素子を用いて、信号処理回路20は、以下のような演算により、層判別信号RDを求める。すなわち、本実施形態による層判別信号RDは、
RD=(受光素子10eから出力される光量信号)+(受光素子10fから出力される光量信号)
−(受光素子10gから出力される光量信号)−(受光素子10hから出力される光量信号)
として得ることができる。受光素子10gおよび10hから出力される光量信号のレベルは、図5に示す例では実質的に0であり、図7に示す例では0より大きい正の値をとる。この結果、受光素子10eおよび受光素子10fにおける受光量との関係を考慮すれば、層判別信号RDのレベルは、図5に示す例では0より大きく、図7に示す例では実質的に0になる。
Using the light receiving elements arranged as described above, the signal processing circuit 20 obtains the layer discrimination signal RD by the following calculation. That is, the layer discrimination signal RD according to the present embodiment is
RD = (light quantity signal output from light receiving element 10e) + (light quantity signal output from light receiving element 10f)
-(Light quantity signal output from light receiving element 10g)-(light quantity signal output from light receiving element 10h)
Can be obtained as The level of the light amount signal output from the light receiving elements 10g and 10h is substantially 0 in the example shown in FIG. 5, and takes a positive value larger than 0 in the example shown in FIG. As a result, in consideration of the relationship between the amount of light received by the light receiving element 10e and the light receiving element 10f, the level of the layer determination signal RD is larger than 0 in the example shown in FIG. 5 and substantially 0 in the example shown in FIG. Become.

図8は対物レンズ6の変位量(横軸)に対して、フォーカスエラー信号FEと層判別信号RD(縦軸)の変化を計算した結果を示す。   FIG. 8 shows the result of calculating the change of the focus error signal FE and the layer discrimination signal RD (vertical axis) with respect to the displacement amount (horizontal axis) of the objective lens 6.

対物レンズ6を変位させると、フォーカスエラー信号FEは、焦点が各レイヤに近づき、離れる際の、焦点の情報記録層上での収束状態に対応する形状、いわゆるS字形状が出現する。S字形状の範囲中、フォーカスエラー信号FEのゼロクロス点が各レイヤへの収束位置に対応する。   When the objective lens 6 is displaced, the focus error signal FE has a so-called S-shape that corresponds to the convergence state of the focus on the information recording layer when the focus approaches and leaves each layer. In the S-shaped range, the zero cross point of the focus error signal FE corresponds to the convergence position on each layer.

光ディスク1から十分離れた位置から対物レンズ6が光ディスク1に近づくにつれて、フォーカスエラー信号FEにはまずレイヤ1のS字形状が出現し、次にレイヤ0でのS字形状が出現する。ただし、これは理想的な条件の下での検出結果であり、光ディスク1が面ぶれのある状態で回転している時には、出現したS字形状がどちらのレイヤに起因して得られたかを判別できない。   As the objective lens 6 approaches the optical disk 1 from a position sufficiently away from the optical disk 1, the S-shape of layer 1 appears first in the focus error signal FE, and then the S-shape of layer 0 appears. However, this is a detection result under ideal conditions, and when the optical disc 1 is rotated in a state where the surface is shaken, it is determined which layer the resulting S-shaped shape is obtained from. Can not.

そこで本実施形態では、上述の層判別信号RDを利用する。層判別信号RDのレベルは、焦点がレイヤ0の近傍に存在するとき(図4および図5)は正であり、焦点がレイヤ1の近傍に存在するとき(図6および図7)はほぼ0である。フォーカスエラー信号FEのゼロクロス点付近では、焦点はレイヤ0またはレイヤ1の近傍に位置する。すると、信号処理回路20は、フォーカスエラー信号FEのゼロクロス点付近で、層判別信号RDのレベルが正であれば焦点がレイヤ0の近傍に存在すると判別し、層判別信号RDのレベルが実質的に0であれば焦点がレイヤ1の近傍に存在すると判別すればよい。信号処理回路20がフォーカスエラー信号FEと層判別信号RDを比較することにより、フォーカスエラー信号FEの波形中に出現したS字形状がいずれのレイヤに基づくかを容易に判別することができる。なお、層判別信号RDを用いることにより、フォーカス制御を行う前の段階で、フォーカス制御を行うべきレイヤを判別できるので、ドライブ起動時のいわゆる待機状態から実際の記録再生を行うまでの時間を格段に短縮できる。   Therefore, in the present embodiment, the above-described layer discrimination signal RD is used. The level of the layer discrimination signal RD is positive when the focus is in the vicinity of layer 0 (FIGS. 4 and 5), and is almost 0 when the focus is in the vicinity of layer 1 (FIGS. 6 and 7). It is. Near the zero cross point of the focus error signal FE, the focal point is located in the vicinity of layer 0 or layer 1. Then, the signal processing circuit 20 determines that the focus is in the vicinity of layer 0 if the level of the layer determination signal RD is positive near the zero cross point of the focus error signal FE, and the level of the layer determination signal RD is substantially equal. If it is 0, it can be determined that the focus is in the vicinity of layer 1. When the signal processing circuit 20 compares the focus error signal FE and the layer determination signal RD, it can be easily determined which layer the S-shape appearing in the waveform of the focus error signal FE is based on. By using the layer discrimination signal RD, it is possible to discriminate the layer on which the focus control is to be performed before the focus control is performed, so that the time from the so-called standby state at the time of starting the drive to the actual recording / reproduction can be greatly reduced. Can be shortened.

上述の層判別信号RDを得るための計算方法は一例である。他の計算方法を説明すると、例えば、層判別信号RD=Ra/Rbによって得られる正規化された層判別信号RDによって層判別を行うことが好ましい。ここで、
Ra=(受光素子10eから出力される光量信号)+(受光素子10fから出力される光量信号)−(受光素子10gから出力される光量信号)−(受光素子10hから出力される光量信号)、および、
Rb=(受光素子10eから出力される光量信号)+(受光素子10fから出力される光量信号)+(受光素子10gから出力される光量信号)+(受光素子10hから出力される光量信号)
である。各受光素子の受光量の和で正規化することにより、光ディスク1の反射率の変化等によるオフセットの影響を受けずに、安定した層判別信号RDを得ることができる。
The calculation method for obtaining the above-described layer discrimination signal RD is an example. Explaining another calculation method, for example, it is preferable to perform layer discrimination based on a normalized layer discrimination signal RD obtained by the layer discrimination signal RD = Ra / Rb. here,
Ra = (light amount signal output from the light receiving element 10e) + (light amount signal output from the light receiving element 10f) − (light amount signal output from the light receiving element 10g) − (light amount signal output from the light receiving element 10h), and,
Rb = (light quantity signal output from the light receiving element 10e) + (light quantity signal output from the light receiving element 10f) + (light quantity signal output from the light receiving element 10g) + (light quantity signal output from the light receiving element 10h)
It is. By normalizing with the sum of the amounts of light received by the respective light receiving elements, a stable layer discrimination signal RD can be obtained without being affected by an offset due to a change in the reflectance of the optical disc 1 or the like.

また、層判別信号RDを、
RD=(受光素子10gから出力される光量信号)+(受光素子10hから出力される光量信号)
とすることもできる。図9は、受光素子10gおよび10hの受光量のみに基づく層判別信号RDの波形を示す。図9でも同様に、焦点がレイヤ0の近傍に存在するとき(図4および図5)は正であり、焦点がレイヤ1の近傍に存在するとき(図6および図7)はほぼ0である。同様にフォーカスエラー信号FEと層判別信号RDとを併せて考慮すれば、フォーカスエラー信号FEの波形中に出現したS字形状がいずれのレイヤに基づくかを容易に判別することが可能となる。
Also, the layer discrimination signal RD is
RD = (light quantity signal output from light receiving element 10g) + (light quantity signal output from light receiving element 10h)
It can also be. FIG. 9 shows the waveform of the layer discrimination signal RD based only on the amount of light received by the light receiving elements 10g and 10h. Similarly in FIG. 9, when the focus is in the vicinity of layer 0 (FIGS. 4 and 5), it is positive, and when the focus is in the vicinity of layer 1 (FIGS. 6 and 7), it is almost zero. . Similarly, if the focus error signal FE and the layer determination signal RD are considered together, it is possible to easily determine which layer the S-shape appearing in the waveform of the focus error signal FE is based on.

上述の処理によれば、対物レンズ6によって焦点が形成されるレイヤと異なるレイヤからの反射光を利用して層判別信号を生成する。その反射光は焦点の位置に応じて光検出器10に入射する形状が異なるため、層判別信号に基づいて、さらにはフォーカスエラー信号を考慮することにより、対物レンズ6によって焦点が形成されているレイヤを確実に判別することができる。なお、レイヤからの反射光は、検出するのには十分な強度を有しているため、高いS/N比で層判別信号を生成できる。   According to the above-described processing, the layer determination signal is generated using the reflected light from a layer different from the layer on which the focal point is formed by the objective lens 6. Since the shape of the reflected light that enters the photodetector 10 differs depending on the position of the focal point, the focal point is formed by the objective lens 6 based on the layer discrimination signal and further by considering the focus error signal. The layer can be reliably determined. In addition, since the reflected light from the layer has sufficient intensity to detect, the layer discrimination signal can be generated with a high S / N ratio.

上述の処理では従来の3ビーム方式におけるサブビームを用いる必要はない。よって本実施形態の層判別処理によれば、1ビーム方式の光学ヘッドに対しても適用することができる。もちろん、上述の処理は3ビーム方式であっても適用できる。   In the above-described processing, it is not necessary to use a sub beam in the conventional three beam system. Therefore, according to the layer discrimination processing of the present embodiment, it can be applied to a one-beam optical head. Of course, the above-described processing can be applied to the three-beam method.

(実施形態2)
図10は、本実施形態による光ディスク装置52の構成を示す。光ディスク装置52は本来的には図2に示す光ディスク装置51と同等の構成要素を備えているが、図4と同様、一部の構成要素省略して記載している。光源、集光光学系、検出光学系および光検出器によって光学ヘッドが構成される点についても、実施形態1と同様である。
(Embodiment 2)
FIG. 10 shows a configuration of the optical disc apparatus 52 according to the present embodiment. The optical disk device 52 originally includes the same components as the optical disk device 51 shown in FIG. 2, but some components are omitted as in FIG. The point that the optical head is constituted by the light source, the condensing optical system, the detection optical system, and the photodetector is the same as that of the first embodiment.

本実施形態による光ディスク装置52が、実施形態1による光ディスク装置51と相違する点は、本実施形態の光ディスク装置は、レーザ光の焦点がレイヤ1の近傍に存在するときに、レイヤ0からの反射光がアナモフィックレンズ9に入射する前に焦点を結ぶように構成されていることである。その目的は、焦点がレイヤ0に存在するときのレイヤ1からの反射光、および、焦点がレイヤ1に存在するときのレイヤ0からの反射光の非点収差の方向を互いに相違させて、それぞれ光検出器10の異なる領域に入射させることにある。ただし、実施形態1と同様、入射する領域に差異が生ずればよいので、反射光の全体が全く異なる領域に入射する必要はない。   The optical disk device 52 according to the present embodiment is different from the optical disk device 51 according to the first embodiment in that the optical disk device according to the present embodiment reflects light from the layer 0 when the focal point of the laser light is in the vicinity of the layer 1. That is, the light is configured to be focused before entering the anamorphic lens 9. The purpose is to make the reflected light from layer 1 when the focal point exists in layer 0 and the direction of astigmatism of the reflected light from layer 0 when the focal point exists in layer 1 to be different from each other. The purpose is to make the light incident on different regions of the photodetector 10. However, as in the first embodiment, it is only necessary to make a difference in the incident area, and therefore it is not necessary for the entire reflected light to be incident on a completely different area.

以下、光ディスク装置52を説明する。なお、実施形態1の光ディスク装置51と同一の機能および構成を有する構成要素の説明は省略する。   Hereinafter, the optical disk device 52 will be described. Note that description of components having the same functions and configurations as those of the optical disc apparatus 51 of Embodiment 1 is omitted.

本実施形態における検出レンズ8は、実施形態1による検出レンズ8よりも焦点距離が大きい。その結果、レイヤ0からの反射光が収束する位置と、レイヤ1からの反射光が収束する位置との間隔はより大きくなる。レイヤ1に焦点が存在するときには、レイヤ1からの反射光は光検出器10上に収束するように調整されるので、他方のレイヤ0からの反射光が焦点を結ぶ位置は、より検出レンズ8に近くなる。よって、検出レンズ8の焦点距離を調整し、および/またはアナモフィックレンズ9を光検出器10により近くに配置して、アナモフィックレンズ9に入射するよりも前に、レイヤ0からの反射光が焦点を結ぶようにできる。他方、アナモフィックレンズ9にはより大きい屈折力を与え、実施形態1のアナモフィックレンズと同等の非点収差を入射光に与える必要がある。なお「屈折力」とは、焦点をよりレンズに近い位置に形成するための光学的な特性を意味する。屈折力は、レンズの屈折率を高くする、またはレンズの曲率半径を小さくすることによって大きくすることができる。   The detection lens 8 in the present embodiment has a larger focal length than the detection lens 8 according to the first embodiment. As a result, the distance between the position where the reflected light from layer 0 converges and the position where the reflected light from layer 1 converges become larger. When the focus is on the layer 1, the reflected light from the layer 1 is adjusted so as to converge on the photodetector 10, so that the position at which the reflected light from the other layer 0 is focused is further detected. Close to. Thus, the reflected light from layer 0 is focused before adjusting the focal length of the detection lens 8 and / or placing the anamorphic lens 9 closer to the photodetector 10 and entering the anamorphic lens 9. Can be tied. On the other hand, it is necessary to give the anamorphic lens 9 a larger refractive power and give astigmatism equivalent to the anamorphic lens of Embodiment 1 to the incident light. The “refractive power” means an optical characteristic for forming a focal point closer to the lens. The refractive power can be increased by increasing the refractive index of the lens or decreasing the radius of curvature of the lens.

図11は、光検出器10に入射した各反射光の形状を示す。対物レンズ6によって形成された焦点がレイヤ1近傍にあるときのレイヤ0からの反射光により、集光スポットc0が形成される。一方、焦点がレイヤ0近傍にあるときのレイヤ1からの反射光により、集光スポットc1が形成される。集光スポットc0およびc1は、アナモフィックレンズ9によって与えられる非点収差に応じて、それぞれ長軸と短軸が直交する異なる楕円形状を有する。   FIG. 11 shows the shape of each reflected light incident on the photodetector 10. A condensing spot c0 is formed by the reflected light from layer 0 when the focal point formed by the objective lens 6 is in the vicinity of layer 1. On the other hand, the condensed spot c1 is formed by the reflected light from the layer 1 when the focal point is in the vicinity of the layer 0. The condensing spots c0 and c1 have different elliptical shapes in which the major axis and the minor axis are orthogonal to each other according to astigmatism provided by the anamorphic lens 9.

このとき、層判別信号RDは、
RD=(受光素子10eから出力される光量信号)+(受光素子10fから出力される光量信号)
−(受光素子10gから出力される光量信号)−(受光素子10hから出力される光量信号)
によって得られる。レイヤ1収束付近とレイヤ0収束付近では層判別信号RDの符号が反転する。実施形態1と同様、フォーカスエラー信号FEと層判別信号RDを比較することにより、フォーカスエラー信号FEの波形中に出現したS字形状がいずれのレイヤに基づくかを容易に判別できる。
At this time, the layer discrimination signal RD is
RD = (light quantity signal output from light receiving element 10e) + (light quantity signal output from light receiving element 10f)
-(Light quantity signal output from light receiving element 10g)-(light quantity signal output from light receiving element 10h)
Obtained by. The sign of the layer discrimination signal RD is inverted near the convergence of the layer 1 and the convergence of the layer 0. As in the first embodiment, by comparing the focus error signal FE and the layer determination signal RD, it is possible to easily determine which layer the S-shape appearing in the waveform of the focus error signal FE is based on.

上述の本実施形態によれば、レイヤ1近傍に焦点が存在するときに、レイヤ0からの反射光がアナモフィックレンズ9に至る前に検出レンズ8によって収束されるように構成したため、検出感度を高くすることができる。   According to the above-described embodiment, when the focal point is in the vicinity of layer 1, the configuration is such that the reflected light from layer 0 is converged by the detection lens 8 before reaching the anamorphic lens 9, so that the detection sensitivity is increased. can do.

ここで、そのような検出レンズ8を用いずに、レイヤ0からの反射光がアナモフィックレンズ9を透過した後の位置で収束する場合を考える。この構成によれば、アナモフィックレンズ9による非点収差によって、長軸と短軸の向きが同じ楕円形状の反射光が光検出器10に入射するため、層判別のための受光素子10gおよび10hからの光量信号を用いて層判別を行うことができない。しかし、信号処理回路20が以下の判別方法に基づいて判別をすれば、的確な層判別処理が可能である。   Here, the case where the reflected light from the layer 0 converges at a position after passing through the anamorphic lens 9 without using such a detection lens 8 will be considered. According to this configuration, the elliptical reflected light having the same major axis and minor axis directions is incident on the photodetector 10 due to astigmatism due to the anamorphic lens 9, and therefore, from the light receiving elements 10g and 10h for layer discrimination. It is not possible to perform layer discrimination using the light quantity signal. However, if the signal processing circuit 20 performs determination based on the following determination method, accurate layer determination processing is possible.

すなわち、このときに利用する層判別信号RDは、正規化された層判別信号RD=Ra/Rbによって得られる。ここで
Ra=(受光素子10eから出力される光量信号)+(受光素子10fから出力される光量信号)−(受光素子10gから出力される光量信号)−(受光素子10hから出力される光量信号)、および、
Rb=(受光素子10eから出力される光量信号)+(受光素子10fから出力される光量信号)+(受光素子10gから出力される光量信号)+(受光素子10hから出力される光量信号)
である。正規化された層判別信号RDを利用することにより、誤検出する可能性を低減できる。このとき、受光素子10gおよび受光素子10hに入射する光は、レイヤ0近傍に焦点が存在する場合と、レイヤ1近傍に焦点が存在する場合とでは異なっている。よって、それぞれの場合において層判別信号RDのレベルも異なる。例えば、層判別信号RDのレベルは、レイヤ1近傍に焦点が存在するときよりも、レイヤ0近傍に焦点が存在するときの方が大きい。そこで、レイヤ0近傍に焦点が存在する場合の層判別信号RDのレベルと、レイヤ1近傍に焦点が存在する場合の層判別信号RDのレベルとの間に、閾値を規定する。これにより、信号処理回路20は、フォーカスエラー信号FEのゼロクロス点付近において、層判別信号RDのレベルが閾値以上であれば焦点がレイヤ0近傍に存在すると判別し、層判別信号RDのレベルが閾値以下であれば焦点がレイヤ1近傍に存在すると判別すればよい。フォーカスエラー信号FEと層判別信号RDを比較することにより、フォーカスエラー信号FEの波形中に出現したS字形状がいずれのレイヤに基づくかを容易に判別できる。
That is, the layer discrimination signal RD used at this time is obtained by the normalized layer discrimination signal RD = Ra / Rb. Here, Ra = (light amount signal output from light receiving element 10e) + (light amount signal output from light receiving element 10f) − (light amount signal output from light receiving element 10g) − (light amount signal output from light receiving element 10h) ),and,
Rb = (light quantity signal output from the light receiving element 10e) + (light quantity signal output from the light receiving element 10f) + (light quantity signal output from the light receiving element 10g) + (light quantity signal output from the light receiving element 10h)
It is. The possibility of erroneous detection can be reduced by using the normalized layer discrimination signal RD. At this time, the light incident on the light receiving element 10g and the light receiving element 10h is different between the case where the focal point exists in the vicinity of the layer 0 and the case where the focal point exists in the vicinity of the layer 1. Therefore, the level of the layer discrimination signal RD is also different in each case. For example, the level of the layer determination signal RD is greater when the focus is near layer 0 than when the focus is near layer 1. Therefore, a threshold value is defined between the level of the layer determination signal RD when the focus is in the vicinity of layer 0 and the level of the layer determination signal RD when the focus is in the vicinity of layer 1. Thus, the signal processing circuit 20 determines that the focus is in the vicinity of layer 0 if the level of the layer determination signal RD is equal to or greater than the threshold value near the zero cross point of the focus error signal FE, and the level of the layer determination signal RD is the threshold value. If it is below, it may be determined that the focus is in the vicinity of layer 1. By comparing the focus error signal FE and the layer determination signal RD, it is possible to easily determine which layer the S-shape appearing in the waveform of the focus error signal FE is based on.

以上、本発明による実施形態1および2では、トラッキングエラー信号の検出方式がプッシュプル法を利用することを前提として説明した。しかし、本発明はプッシュプル法に限らず、フォーカスエラー信号の検出方式である非点収差法との組み合わせ可能ないかなるトラッキングエラー信号検出方式にも適応可能である。   As described above, Embodiments 1 and 2 according to the present invention have been described on the assumption that the tracking error signal detection method uses the push-pull method. However, the present invention is not limited to the push-pull method, and can be applied to any tracking error signal detection method that can be combined with the astigmatism method, which is a focus error signal detection method.

また、図1(c)に示すような3層以上のレイヤを有する光ディスクに対しても、アナモフィックレンズによる非点収差によって、それぞれの層で反射されたレーザ光による集光スポットの形状の違いを光量の差として検出することによって、対物レンズによる集光スポットがどの層で収束しているかを判別することが可能である。   In addition, even for an optical disc having three or more layers as shown in FIG. 1C, the difference in the shape of the focused spot due to the laser light reflected by each layer is caused by astigmatism by the anamorphic lens. By detecting the difference in the amount of light, it is possible to determine in which layer the focused spot by the objective lens is converged.

(実施形態3)
図12(a)は、本実施形態による光ディスク装置53の構成を示す。また、図12(b)は、アナモフィックレンズ9の周辺部60の拡大図である。光ディスク装置53は本来的には図2に示す光ディスク装置51と同等の構成要素を備えているが、図4と同様、一部の構成要素省略して記載している。光源、集光光学系、検出光学系および光検出器によって光学ヘッドが構成される点についても、実施形態1と同様である。
(Embodiment 3)
FIG. 12A shows the configuration of the optical disc apparatus 53 according to the present embodiment. FIG. 12B is an enlarged view of the peripheral portion 60 of the anamorphic lens 9. The optical disk device 53 originally has the same components as the optical disk device 51 shown in FIG. 2, but some components are omitted as in FIG. The point that the optical head is constituted by the light source, the condensing optical system, the detection optical system, and the photodetector is the same as that of the first embodiment.

本実施形態による光ディスク装置53は、図12(b)に示すように、アナモフィックレンズ9上に、アナモフィックレンズ9を透過する光の一部を遮る遮光領域12を有している。そして、検出レンズ8およびアナモフィックレンズ9によって、焦点がレイヤ1の近傍に位置するとき、レイヤ0からの反射光をアナモフィックレンズ9上(遮光部の近傍)でほぼ収束するように収束させている。その目的は、レイヤ0からのその反射光を遮光部の近傍で収束させて、受光部に入射させないようにすることにある。なお、遮光領域12は、焦点がレイヤ1の近傍に位置するときのレイヤ0からの反射光のみを遮光するのに必要最小限の大きさである。   As shown in FIG. 12B, the optical disc device 53 according to the present embodiment has a light shielding region 12 that blocks a part of light transmitted through the anamorphic lens 9 on the anamorphic lens 9. The detection lens 8 and the anamorphic lens 9 converge the reflected light from the layer 0 so as to almost converge on the anamorphic lens 9 (near the light shielding portion) when the focal point is located in the vicinity of the layer 1. The purpose is to converge the reflected light from the layer 0 in the vicinity of the light shielding portion so as not to enter the light receiving portion. The light shielding region 12 has a minimum size necessary for shielding only the reflected light from the layer 0 when the focal point is located in the vicinity of the layer 1.

以下、光ディスク装置53を説明する。なお、実施形態1の光ディスク装置51と同一の機能および構成を有する構成要素の説明は省略する。   Hereinafter, the optical disk device 53 will be described. Note that description of components having the same functions and configurations as those of the optical disc apparatus 51 of Embodiment 1 is omitted.

図13は、本実施形態による光検出器10の受光素子10eの配置を示す。光検出器10は、4分割受光素子10a〜10dおよび4つの受光素子10eを有する。受光素子10a〜10dは、フォーカスエラー信号を生成するための光を受光する。受光素子10eは、受光素子10a〜10dの周辺4隅に配置されており、層判別信号を生成するための光を受光する。すなわち、受光素子10eは判別用受光素子である。アナモフィックレンズ9によって非点収差が与えられたレーザ光は、受光素子10a〜10d上において略円形となるように調整されている。参考のため、図3には受光素子10a〜10dに入射する光束40を示している。   FIG. 13 shows the arrangement of the light receiving elements 10e of the photodetector 10 according to the present embodiment. The photodetector 10 has four divided light receiving elements 10a to 10d and four light receiving elements 10e. The light receiving elements 10a to 10d receive light for generating a focus error signal. The light receiving element 10e is disposed at the four corners of the periphery of the light receiving elements 10a to 10d, and receives light for generating a layer discrimination signal. That is, the light receiving element 10e is a light receiving element for discrimination. The laser beam given astigmatism by the anamorphic lens 9 is adjusted to be substantially circular on the light receiving elements 10a to 10d. For reference, FIG. 3 shows a light beam 40 incident on the light receiving elements 10a to 10d.

図14は、レーザ光の焦点が光ディスク1のレイヤ0近傍にあるときの、光検出器10に入射する各反射光の形状を示す。光検出器10上の受光素子10a〜10dにはレイヤ0から反射されたレーザ光による集光スポットd0が形成される。同時にレイヤ1からの反射光により、光強度の小さい楕円形状のより大きな集光スポットd1が形成される。なお、レイヤ1で反射されたレーザ光は、概ね、図4に実線で示した光路を通り、アナモフィックレンズ9によって非点収差が与えられる。   FIG. 14 shows the shape of each reflected light incident on the photodetector 10 when the focus of the laser light is in the vicinity of layer 0 of the optical disc 1. On the light receiving elements 10a to 10d on the photodetector 10, a condensing spot d0 is formed by the laser light reflected from the layer 0. At the same time, the reflected light from the layer 1 forms a larger condensing spot d1 having an elliptical shape with a small light intensity. The laser light reflected by the layer 1 generally passes through the optical path shown by the solid line in FIG. 4 and is given astigmatism by the anamorphic lens 9.

一方、図15は、レーザ光の焦点が光ディスク1のレイヤ1近傍に位置するときの光検出器10に入射する各反射光の形状を示す。光検出器10上の受光素子10a〜10dにはレイヤ1からの反射光による集光スポットe1が形成される。しかし、レイヤ0で反射されたレーザ光は光検出器10には入射していない。その理由は、レイヤ0で反射されたレーザ光は遮光領域12が構成されたアナモフィックレンズ9上でほぼ収束して、遮光領域12によって遮光されるからである。よって、光検出器10上にはレイヤ1からの反射光による集光スポットe1のみが形成される。なお、遮光領域12を設けることにより、この集光スポットe1のみならず、レーザ光の焦点が光ディスク1のレイヤ1近傍に位置するときの集光スポットd0およびd1の一部も遮光されているといえる。しかし、光量を検出する観点からは有意な影響は与えない。   On the other hand, FIG. 15 shows the shape of each reflected light incident on the photodetector 10 when the focal point of the laser light is located near the layer 1 of the optical disc 1. On the light receiving elements 10 a to 10 d on the photodetector 10, a condensing spot e <b> 1 due to the reflected light from the layer 1 is formed. However, the laser beam reflected by the layer 0 is not incident on the photodetector 10. The reason is that the laser beam reflected by the layer 0 is almost converged on the anamorphic lens 9 in which the light shielding region 12 is formed and is shielded by the light shielding region 12. Therefore, only the condensing spot e <b> 1 due to the reflected light from the layer 1 is formed on the photodetector 10. By providing the light shielding region 12, not only the focused spot e1 but also a part of the focused spots d0 and d1 when the focal point of the laser beam is located in the vicinity of the layer 1 of the optical disc 1 is shielded. I can say that. However, there is no significant influence from the viewpoint of detecting the amount of light.

本実施形態による層判別信号RDは、
RD=(受光素子10eから出力される光量信号)
として得られる。なお、ここでいう「光量信号」は、4つの受光素子10eから出力された光量信号の和であってもよいし、1つの受光素子10eから出力された光量信号であってもよい。
The layer discrimination signal RD according to this embodiment is
RD = (light quantity signal output from the light receiving element 10e)
As obtained. The “light quantity signal” referred to here may be the sum of the light quantity signals output from the four light receiving elements 10e, or may be a light quantity signal output from one light receiving element 10e.

焦点がレイヤ0の近傍に位置するとき(図14)には、レイヤ1からの反射光によって集光スポットd1が形成されて受光素子10e上に広がるため、層判別信号RDは所定の値を示す。しかし、焦点がレイヤ1の近傍に位置するとき(図15)には層判別信号RDは略ゼロとなる。この結果、実施形態1と同様、信号処理回路20は、フォーカスエラー信号FEのゼロクロス点付近で、層判別信号RDのレベルが正であれば焦点がレイヤ0の近傍に存在すると判別し、層判別信号RDのレベルが実質的に0であれば焦点がレイヤ1の近傍に存在すると判別すればよい。   When the focal point is located in the vicinity of layer 0 (FIG. 14), the condensed spot d1 is formed by the reflected light from layer 1 and spreads on the light receiving element 10e, so that the layer determination signal RD shows a predetermined value. . However, when the focal point is located in the vicinity of layer 1 (FIG. 15), the layer determination signal RD is substantially zero. As a result, as in the first embodiment, the signal processing circuit 20 determines that the focus is in the vicinity of layer 0 if the level of the layer determination signal RD is positive near the zero-cross point of the focus error signal FE, and thus determines the layer. If the level of the signal RD is substantially 0, it may be determined that the focal point is in the vicinity of the layer 1.

(実施形態4)
図16(a)は、本実施形態による光ディスク装置54の構成を示す。また、図16(b)は、アナモフィックレンズ9の周辺部70の拡大図である。光ディスク装置54は本来的には図2に示す光ディスク装置51と同等の構成要素を備えているが、図4と同様、一部の構成要素省略して記載している。光源、集光光学系、検出光学系および光検出器によって光学ヘッドが構成される点についても、実施形態1と同様である。
(Embodiment 4)
FIG. 16A shows the configuration of the optical disc apparatus 54 according to the present embodiment. FIG. 16B is an enlarged view of the peripheral portion 70 of the anamorphic lens 9. The optical disk device 54 has essentially the same components as the optical disk device 51 shown in FIG. 2, but some components are omitted as in FIG. The point that the optical head is constituted by the light source, the condensing optical system, the detection optical system, and the photodetector is the same as that of the first embodiment.

本実施形態による光ディスク装置53は、図16(b)に示すように、アナモフィックレンズ9上に、アナモフィックレンズ9を透過する光の一部を遮るリング状のアパーチャ13を有している。そして、検出レンズ8およびアナモフィックレンズ9によって、焦点がレイヤ0の近傍に位置するとき、レイヤ1からの反射光の周縁部をアパーチャ13によって遮るように構成されている。レイヤ1からの反射光の周縁部を遮る目的は、光検出器10に入射するときの光束の断面積をより小さくすることにある。これにより、光検出器10上では、焦点がレイヤ1の近傍に位置するときのレイヤ0からの反射光束の断面積と焦点がレイヤ0の近傍に位置するときのレイヤ1からの反射光束の断面積とを相違させることができるので、その相違を利用して実施形態1〜3までの処理と同様に層判別処理に利用することができる。   As shown in FIG. 16B, the optical disk device 53 according to the present embodiment has a ring-shaped aperture 13 on the anamorphic lens 9 that blocks a part of the light transmitted through the anamorphic lens 9. The detection lens 8 and the anamorphic lens 9 are configured to block the peripheral portion of the reflected light from the layer 1 by the aperture 13 when the focal point is located in the vicinity of the layer 0. The purpose of blocking the peripheral edge of the reflected light from the layer 1 is to make the cross-sectional area of the light beam when entering the photodetector 10 smaller. Thereby, on the photodetector 10, the cross-sectional area of the reflected light beam from the layer 0 when the focal point is located in the vicinity of the layer 1 and the interruption of the reflected light beam from the layer 1 when the focal point is located in the vicinity of the layer 0. Since the area can be made different, the difference can be used for the layer discrimination processing in the same manner as in the first to third embodiments.

図17は、レーザ光の焦点が光ディスク1のレイヤ1近傍にあるときの、光検出器10に入射する各反射光の形状を示す。本実施形態においては、光検出器10の各受光素子の配置は、実施形態3と同じである。光検出器10上の受光素子10a〜10dには、レイヤ1からの反射光による集光スポットf1が形成される。同時にレイヤ0からの反射光により、光強度の小さい別の大きな集光スポットf0が形成される。集光スポットf0はほぼ円形である。集光スポットf0は、4つの受光素子10eのいずれにも概ね均等に入射している。換言すれば、概ね集光スポットf0の範囲内に入るように配置されている。   FIG. 17 shows the shape of each reflected light incident on the photodetector 10 when the focus of the laser light is in the vicinity of layer 1 of the optical disc 1. In the present embodiment, the arrangement of the light receiving elements of the photodetector 10 is the same as that in the third embodiment. On the light receiving elements 10 a to 10 d on the photodetector 10, a condensing spot f <b> 1 due to the reflected light from the layer 1 is formed. At the same time, another large focused spot f0 having a low light intensity is formed by the reflected light from the layer 0. The focused spot f0 is substantially circular. The focused spot f0 is substantially uniformly incident on any of the four light receiving elements 10e. In other words, they are arranged so as to fall within the range of the focused spot f0.

なお、集光スポットf0が円形になる理由を説明すると、レイヤ0からの反射光は、アナモフィックレンズ9近傍で収束する。よって、レイヤ0からの反射光にはアナモフィックレンズ9によって非点収差が実質的には与えられない。よって、レイヤ0からの反射光が光検出器10に入射すると、楕円形状ではなく、略円形状になる。   The reason why the condensing spot f0 is circular will be described. The reflected light from the layer 0 converges in the vicinity of the anamorphic lens 9. Therefore, the astigmatism is not substantially given to the reflected light from the layer 0 by the anamorphic lens 9. Therefore, when the reflected light from the layer 0 is incident on the photodetector 10, it becomes a substantially circular shape instead of an elliptical shape.

一方、図18は、レーザ光の焦点が光ディスク1のレイヤ0近傍にあるときの、光検出器10に入射する各反射光の形状を示す。光検出器10上の受光素子10a〜10dには、レイヤ0からの反射光による集光スポットg0が形成される。同時にレイヤ1からの反射光により、集光スポットg1が形成される。   On the other hand, FIG. 18 shows the shape of each reflected light incident on the photodetector 10 when the focus of the laser light is in the vicinity of layer 0 of the optical disc 1. On the light receiving elements 10 a to 10 d on the photodetector 10, a condensing spot g <b> 0 due to reflected light from the layer 0 is formed. At the same time, the condensed spot g1 is formed by the reflected light from the layer 1.

ここで、レイヤ1からの反射光は、図16に実線で示した光路を通って、アナモフィックレンズ9に入射する。このとき、反射光の外周部分はアナモフィックレンズ9に設けられたリング状のアパーチャ13によって遮光される。その結果、レイヤ1からの反射光が光検出器10に形成する集光スポットg1の大きさは、アパーチャ13を設けない場合の集光スポットよりも小さくなる。   Here, the reflected light from the layer 1 enters the anamorphic lens 9 through the optical path indicated by the solid line in FIG. At this time, the outer peripheral portion of the reflected light is shielded by the ring-shaped aperture 13 provided in the anamorphic lens 9. As a result, the size of the focused spot g1 formed on the photodetector 10 by the reflected light from the layer 1 is smaller than the focused spot when the aperture 13 is not provided.

ここで留意すべきは、受光素子10eは、集光スポットg1の広がる範囲の外側に配置されていることである。よって受光素子10eは集光スポットg1を受光しない。この結果、受光素子10eは、レーザ光の焦点が光ディスク1のレイヤ1近傍にあるときのレイヤ0からの反射光は検出するが、レーザ光の焦点が光ディスク1のレイヤ0近傍にあるときのレイヤ1からの反射光は検出しないといえる。よって、受光素子10eから出力される光量信号を用いて、層判別信号を生成することができる。すなわち、本実施形態においても、受光素子10eが判別用受光素子として機能する。   It should be noted here that the light receiving element 10e is disposed outside the range in which the focused spot g1 extends. Therefore, the light receiving element 10e does not receive the focused spot g1. As a result, the light receiving element 10e detects the reflected light from the layer 0 when the focal point of the laser beam is near the layer 1 of the optical disc 1, but detects the layer when the focal point of the laser beam is near the layer 0 of the optical disc 1. It can be said that the reflected light from 1 is not detected. Therefore, the layer determination signal can be generated using the light amount signal output from the light receiving element 10e. That is, also in the present embodiment, the light receiving element 10e functions as a light receiving element for determination.

受光素子10eが設けられる位置は、アパーチャ13によって遮光される反射光との関係で定められるため、アパーチャ13の大きさとも関係がある。受光素子10eとアパーチャ13との関係で説明すると、アパーチャ13はレイヤ1で反射された集光スポットg1の外周部のみ遮光し、他の集光スポットf0、f1、g0には影響を及ぼさない大きさが選択される。そして、受光素子10eは集光スポットf0のみを検出し、集光スポットg1は検出しないように光検出器10上に配置される。   Since the position where the light receiving element 10e is provided is determined in relation to the reflected light shielded by the aperture 13, it is also related to the size of the aperture 13. Explaining the relationship between the light receiving element 10e and the aperture 13, the aperture 13 shields only the outer peripheral portion of the condensing spot g1 reflected by the layer 1 and does not affect the other condensing spots f0, f1, and g0. Is selected. The light receiving element 10e is arranged on the photodetector 10 so as to detect only the focused spot f0 and not the focused spot g1.

本実施形態による層判別信号RDは、
RD=(受光素子10eから出力される光量信号)
として得られる。なお、ここでいう「光量信号」は、4つの受光素子10eから出力された光量信号の和であってもよいし、1つの受光素子10eから出力された光量信号であってもよい。なお、集光スポットg1の位置がぶれた場合等にも対応するために、4つの受光素子10eの各光量信号のレベルが1つでも所定値以下である場合には、光量信号がゼロであるとしてもよい。
The layer discrimination signal RD according to this embodiment is
RD = (light quantity signal output from the light receiving element 10e)
As obtained. The “light quantity signal” referred to here may be the sum of the light quantity signals output from the four light receiving elements 10e, or may be a light quantity signal output from one light receiving element 10e. In order to cope with the case where the position of the focused spot g1 is deviated, the light amount signal is zero when the level of each light amount signal of the four light receiving elements 10e is not more than a predetermined value. It is good.

層判別信号RDのレベルは、上述の集光スポットf0(図17)に対しては正の値をとり、集光スポットg1(図18)に対しては実質的に0になる。その結果、信号処理回路20は、フォーカスエラー信号FEのゼロクロス点付近で、層判別信号RDのレベルが正の場合には対物レンズ6によって形成される焦点はレイヤ1近傍に存在すると判別でき、層判別信号RDのレベルが0の場合には対物レンズ6によって形成される焦点はレイヤ0近傍に存在すると判別できる。これは実施形態1と同様である。   The level of the layer discrimination signal RD takes a positive value with respect to the above-described focused spot f0 (FIG. 17) and is substantially 0 with respect to the focused spot g1 (FIG. 18). As a result, the signal processing circuit 20 can determine that the focal point formed by the objective lens 6 exists in the vicinity of the layer 1 when the level of the layer determination signal RD is positive near the zero-cross point of the focus error signal FE. When the level of the determination signal RD is 0, it can be determined that the focal point formed by the objective lens 6 exists in the vicinity of layer 0. This is the same as in the first embodiment.

上述の実施形態3および4では、フォーカスエラー信号を非点収差法によって検出するときの例を挙げて説明した。検出レンズ8と光検出器10の途中に遮光領域を設けられる光学系であれば、どのようなフォーカスエラー信号の検出方式にも適応可能である。すなわち、フォーカスエラー信号、トラッキングエラー信号等のサーボ信号検出系と、情報信号検出系がビームスプリッタ等により分岐している場合の、情報信号検出系の途中に遮光領域を設けることによって、サーボ信号検出方式に依存しない構成を容易に実現できる。   In the above-described third and fourth embodiments, an example in which the focus error signal is detected by the astigmatism method has been described. As long as it is an optical system in which a light-shielding region is provided in the middle of the detection lens 8 and the light detector 10, it can be applied to any focus error signal detection method. In other words, when a servo signal detection system for a focus error signal, a tracking error signal, etc. and an information signal detection system are branched by a beam splitter, etc., a servo signal is detected by providing a light shielding area in the middle of the information signal detection system. A configuration independent of the system can be easily realized.

また、実施形態3および4では、フォーカス信号を検出する受光素子の周囲4隅に層判別信号を生成する受光素子を配置するとして説明したが、これは一例であり、収束する情報記録層に応じて層判別信号RDが変化するような配置であれば、層判別信号を検出する受光素子を配置する位置、形状は任意であり、いずれの場合でも本発明を適用することができる。   In the third and fourth embodiments, the light receiving elements that generate the layer discrimination signals are arranged at the four corners around the light receiving element that detects the focus signal. However, this is an example, and the light receiving elements are converged according to the converged information recording layer. If the arrangement is such that the layer discrimination signal RD changes, the position and shape of the light receiving element for detecting the layer discrimination signal are arbitrary, and the present invention can be applied to either case.

なお各実施形態では、アナモフィックレンズ9によって非点収差を与えるとして説明したが、レンズ以外の光学素子、例えば回折格子や反射ミラーによっても非点収差を与えることができる。また、「光学素子」として液晶材料と光学素子(プリズム、レンズ等)とを組み合わせたいわゆる液晶レンズを用いることもできる。   In each embodiment, astigmatism is given by the anamorphic lens 9, but astigmatism can also be given by an optical element other than the lens, for example, a diffraction grating or a reflection mirror. A so-called liquid crystal lens in which a liquid crystal material and an optical element (prism, lens, etc.) are combined can also be used as the “optical element”.

各実施形態の層判別処理によって焦点が存在するレイヤを判別した後、判別の確実性を高めるための検証処理を行うこともできる。例えば、光ディスク1の各情報トラックには光ディスク上のデータ位置を特定するための一意のアドレスが付されているため、光ディスク装置はそのアドレスの値を、レイヤを特定するための固有の情報として利用できる。具体的には、光ディスク装置は任意の情報トラックにトラッキング制御を行い、その情報トラックの任意のアドレスを読み出す。そして、読み出したアドレスの値に基づいて、そのアドレスを有するレイヤを特定し、判別処理の結果特定されたレイヤと比較して一致するか否かを検証することができる。   After the layer having the focal point is determined by the layer determination process of each embodiment, a verification process for increasing the certainty of the determination can be performed. For example, since each information track of the optical disc 1 is given a unique address for specifying the data position on the optical disc, the optical disc apparatus uses the value of the address as unique information for specifying the layer. it can. Specifically, the optical disc apparatus performs tracking control on an arbitrary information track, and reads an arbitrary address of the information track. Then, based on the value of the read address, the layer having the address can be specified, and it can be verified whether or not it matches with the layer specified as a result of the discrimination process.

また、焦点が存在するレイヤがレイヤ0であると判別した後に、図1(d)に示すTOCエリア150を読み出すためにそのレイヤの最内周部まで光学ヘッドをシークしたものの、TOCエリア150が存在しない場合には、焦点が存在するレイヤがレイヤ0ではなかったと判断できる。そのときは、他方のレイヤに焦点の位置を変化させる、いわゆる層間ジャンプを行えばよい。具体的には、信号処理回路20はフォーカス制御信号に所定のパルスを送り、アクチュエータコイル22を駆動させて対物レンズ6の位置を光ディスク1に垂直な方向に移動させればよい。このとき、層判別信号および/またはフォーカスエラー信号を利用して、他方のレイヤの位置を特定することができる。   Further, after it is determined that the layer in which the focus exists is layer 0, the optical head is sought to the innermost peripheral portion of the layer in order to read out the TOC area 150 shown in FIG. If it does not exist, it can be determined that the layer in which the focus exists was not layer 0. In that case, what is necessary is just to perform what is called an interlayer jump which changes the position of a focus to the other layer. Specifically, the signal processing circuit 20 may send a predetermined pulse to the focus control signal and drive the actuator coil 22 to move the position of the objective lens 6 in a direction perpendicular to the optical disc 1. At this time, the position of the other layer can be specified using the layer determination signal and / or the focus error signal.

なお、本明細書では光ディスク1は2つのレイヤを有する2層ディスクであるという前提で説明しているが、光ディスク装置に3以上のレイヤの光ディスクが装填可能な場合には、まずレイヤ数を特定した上で、そのレイヤ数を前提とした処理を行う必要がある。例えば光ディスクがディスクカートリッジ内に収められている場合において、そのディスクカートリッジにレイヤ数を特定する情報が記述されている場合がある。この場合には、光ディスク装置はその情報を読み出すことによってレイヤ数を特定することができる。   In this specification, the optical disk 1 is described on the premise that it is a two-layer disk having two layers. However, when an optical disk having three or more layers can be loaded in the optical disk apparatus, the number of layers is first specified. In addition, it is necessary to perform processing based on the number of layers. For example, when an optical disk is stored in a disk cartridge, information for specifying the number of layers may be described in the disk cartridge. In this case, the optical disc apparatus can specify the number of layers by reading the information.

また、レイヤを1つしか持たない光ディスク(単層ディスク)が装填される場合もある。この場合には、光ディスク装置は、装填された光ディスクが2層ディスクであると仮定して焦点の位置を変化させ、本発明による層判別処理を行い、例えば正規化された層判別信号RD=Ra/Rbを求める。このとき、判別用受光素子の配置は上述の各実施形態において説明したとおりである。層判別処理の結果、2層ディスクが装填されていても、単層ディスクが装填されていても、光ディスク装置は層判別信号RDを得ることができる。   In some cases, an optical disc (single layer disc) having only one layer is loaded. In this case, the optical disk apparatus assumes that the loaded optical disk is a two-layer disk, changes the focus position, performs the layer determination processing according to the present invention, and, for example, a normalized layer determination signal RD = Ra Find / Rb. At this time, the arrangement of the light-receiving elements for determination is as described in the above embodiments. As a result of the layer discrimination process, the optical disc apparatus can obtain the layer discrimination signal RD regardless of whether a two-layer disc or a single-layer disc is loaded.

ただし、波形に関して、2層ディスクの層判別信号RDと単層ディスクの層判別信号RDとは大きく異なっている。具体的には、2層ディスク装填時の層判別信号のレベルは正および0に変化する(例えば、図8参照)。一方、単層ディスク装填時の層判別信号のレベルはフォーカスエラー信号のゼロクロス点において0にはならず、常に正(ハイレベル)である。常にハイレベルになる理由は、単層ディスクの表面で反射された光が判別用受光素子で検出されるからである。各判別用受光素子から出力される光量信号のレベルは小さいが、層判別信号の正規化処理を行うことによって、検出するのに十分な層判別信号RDを得ることができる。なお、2層ディスクが装填された場合にも表面で反射された光が判別用受光素子で検出されているが、その影響は無視できる。各レイヤからの反射光の強度の方が十分大きいからである。   However, regarding the waveform, the layer discrimination signal RD of the two-layer disc and the layer discrimination signal RD of the single-layer disc are greatly different. Specifically, the level of the layer discrimination signal when the two-layer disc is loaded changes to positive and zero (see, for example, FIG. 8). On the other hand, the level of the layer discrimination signal when a single-layer disc is loaded does not become 0 at the zero cross point of the focus error signal, but is always positive (high level). The reason why the level always becomes high is that the light reflected on the surface of the single-layer disc is detected by the light-receiving element for discrimination. Although the level of the light amount signal output from each discrimination light receiving element is small, the layer discrimination signal RD sufficient for detection can be obtained by performing the normalization processing of the layer discrimination signal. Even when a two-layer disc is loaded, the light reflected from the surface is detected by the light-receiving element for discrimination, but its influence can be ignored. This is because the intensity of the reflected light from each layer is sufficiently large.

よって、信号処理回路20は、焦点がフォーカスエラー信号のゼロクロス点の近傍において層判別信号のレベルがローレベルになることがあれば2層ディスクであると判断し、常にハイレベルであれば単層ディスクであると判断してもよい。これにより、信号処理回路20は、装填された光ディスクに対して層判別処理を行ってレイヤの数を判断し、光ディスクの種類を特定できる。   Therefore, the signal processing circuit 20 determines that the disc is a two-layer disc if the layer discriminating signal level is low in the vicinity of the zero cross point of the focus error signal, and if the focus is always high, the signal processing circuit 20 determines a single layer. You may judge that it is a disk. As a result, the signal processing circuit 20 can perform layer discrimination processing on the loaded optical disc to determine the number of layers and specify the type of the optical disc.

本発明の光学ヘッドを組み込んだ光情報処理装置は、光の焦点がどの層の上またはその近傍に位置するかを非常に高速に特定することができる。これにより、例えば、起動からデータアクセス開始までの時間を短縮した光ディスク装置や、異なる層へのデータの書き込み動作および/または読み出し動作の際に動作の対象となる層を迅速かつ確実に切り替えることができる光ディスク装置等を得ることができる。   The optical information processing apparatus incorporating the optical head of the present invention can identify at which layer the focal point of light is located or in the vicinity thereof at very high speed. Thereby, for example, an optical disc apparatus that shortens the time from start to start of data access, and a layer to be operated can be quickly and surely switched during data writing and / or reading operations to different layers. An optical disc device that can be used can be obtained.

(a)は光ディスク1の外観を示す図であり、(b)は2層のレイヤを有する光ディスク1の断面図であり、(c)は(N+1)層のレイヤを有する光ディスク1の断面図であり、(d)はレイヤ0に設けられたTOCエリア150を示す図である。(A) is a figure which shows the external appearance of the optical disk 1, (b) is sectional drawing of the optical disk 1 which has a layer of two layers, (c) is sectional drawing of the optical disk 1 which has a layer of (N + 1) layers. (D) is a diagram showing a TOC area 150 provided in layer 0. 実施形態1による光ディスク装置51の構成を示す図である。1 is a diagram illustrating a configuration of an optical disc device 51 according to Embodiment 1. FIG. 実施形態1による光検出器10の受光素子の配置を示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating an arrangement of light receiving elements of the photodetector 10 according to the first embodiment. 焦点がレイヤ0上またはその近傍に位置するときの、レイヤ0からの反射光(破線)およびレイヤ1からの反射光(実線)の経路を示す図である。It is a figure which shows the path | route of the reflected light from a layer 0 (broken line) and the reflected light from a layer 1 (solid line) when a focus is located on the layer 0 or its vicinity. レーザ光の焦点が光ディスク1のレイヤ0近傍にあるときの、光検出器10に入射した各反射光の形状を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing the shape of each reflected light incident on the photodetector 10 when the focal point of the laser light is in the vicinity of layer 0 of the optical disc 1. 焦点がレイヤ1上またはその近傍に位置するときの、レイヤ0からの反射光(実線)およびレイヤ1からの反射光(破線)の経路を示す図である。It is a figure which shows the path | route of the reflected light from a layer 0 (solid line) and the reflected light from a layer 1 (dashed line) when a focus is located on the layer 1 or its vicinity. レーザ光の焦点が光ディスク1のレイヤ1近傍にあるときの、光検出器10に入射した各反射光の形状を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing the shape of each reflected light incident on the photodetector 10 when the focus of the laser light is in the vicinity of layer 1 of the optical disc 1. フォーカスエラー信号FEと層判別信号RD(縦軸)を示すグラフである。6 is a graph showing a focus error signal FE and a layer discrimination signal RD (vertical axis). 受光素子10gおよび10hの受光量のみに基づく層判別信号RDの波形を示す図である。It is a figure which shows the waveform of the layer discrimination | determination signal RD based only on the light reception amount of the light receiving elements 10g and 10h. 実施形態2による光ディスク装置52の構成を示す図である。6 is a diagram illustrating a configuration of an optical disc device 52 according to Embodiment 2. FIG. 光検出器10に入射した各反射光の形状を示す図である。It is a figure which shows the shape of each reflected light which injected into the photodetector. (a)は実施形態3による光ディスク装置53の構成を示す図であり、(b)はアナモフィックレンズ9の周辺部60の拡大図である。(A) is a figure which shows the structure of the optical disk apparatus 53 by Embodiment 3, (b) is an enlarged view of the peripheral part 60 of the anamorphic lens 9. FIG. 実施形態3による光検出器10の受光素子10eの配置を示す図である。It is a figure which shows arrangement | positioning of the light receiving element 10e of the photodetector 10 by Embodiment 3. FIG. レーザ光の焦点が光ディスク1のレイヤ0近傍にあるときの、光検出器10に入射する各反射光の形状を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing the shape of each reflected light incident on the photodetector 10 when the focal point of the laser light is in the vicinity of layer 0 of the optical disc 1. レーザ光の焦点が光ディスク1のレイヤ1近傍に位置するときの光検出器10に入射する各反射光の形状を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing the shape of each reflected light incident on the photodetector 10 when the focal point of the laser light is positioned near the layer 1 of the optical disc 1. (a)は実施形態4による光ディスク装置54の構成を示す図であり、(b)はアナモフィックレンズ9の周辺部70の拡大図である。(A) is a figure which shows the structure of the optical disk apparatus 54 by Embodiment 4, (b) is an enlarged view of the peripheral part 70 of the anamorphic lens 9. FIG. レーザ光の焦点が光ディスク1のレイヤ1近傍にあるときの、光検出器10に入射する各反射光の形状を示す図である。3 is a diagram showing the shape of each reflected light incident on the photodetector 10 when the focal point of the laser light is in the vicinity of layer 1 of the optical disc 1. FIG. レーザ光の焦点が光ディスク1のレイヤ0近傍にあるときの、光検出器10に入射する各反射光の形状を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing the shape of each reflected light incident on the photodetector 10 when the focal point of the laser light is in the vicinity of layer 0 of the optical disc 1. 層判別処理を行うための光学ヘッド100の概略的な構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the optical head 100 for performing a layer discrimination | determination process. 光検出器110に設けられた5つの受光素子110a〜110eの配置を示す図である。It is a figure which shows arrangement | positioning of the five light receiving elements 110a-110e provided in the photodetector 110. FIG. 対物レンズによって集光されたレーザ光が光ディスク107のレイヤ0に収束しているときの、反射光が光検出器110へ入射した位置を示す図である。FIG. 4 is a diagram illustrating a position where reflected light is incident on a photodetector 110 when laser light focused by an objective lens is converged on layer 0 of an optical disc 107. 対物レンズによって集光されたレーザ光が光ディスク107のレイヤ1に収束しているときの、反射光が光検出器110へ入射した位置を示す図である。FIG. 4 is a diagram illustrating a position where reflected light is incident on a photodetector 110 when the laser light focused by the objective lens is converged on layer 1 of the optical disc 107.

符号の説明Explanation of symbols

1 光ディスク
2 半導体レーザ光源
3 コリメートレンズ
4 ビームスプリッタ
5 1/4波長板
6 対物レンズ
7 光ディスク
8 検出レンズ
9 アナモフィックレンズ
10 光検出器
12 遮光領域
13 アパーチャ
20 信号処理回路
21 サーボ制御回路
22 アクチュエータコイル
51〜54 光ディスク装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Optical disk 2 Semiconductor laser light source 3 Collimating lens 4 Beam splitter 5 1/4 wavelength plate 6 Objective lens 7 Optical disk 8 Detection lens 9 Anamorphic lens 10 Photo detector 12 Light-shielding area 13 Aperture 20 Signal processing circuit 21 Servo control circuit 22 Actuator coil 51 54 optical disk device

Claims (22)

少なくとも第1情報記録層および第2情報記録層が積層された情報記録媒体に対して、データの書き込みおよび/または読み出しを行う光情報処理装置であって、
光を放射する光源と、
前記光源からの光を集光して焦点を形成する集光光学系と、
少なくとも1つの受光素子の受光量に応じて光量信号を生成する受光部と、
前記第1情報記録層からの第1反射光および前記第2情報記録層からの第2反射光を前記受光部に導く検出光学系と、
前記光量信号に基づいて層判別信号を生成し、前記層判別信号に基づいて、前記焦点が、装填された情報記録媒体の前記第1情報記録層および前記第2情報記録層のうち、いずれの情報記録層の近傍に位置するかを判別する処理回路と
を備え、
前記受光部は、前記焦点が近傍に位置する情報記録層以外の情報記録層からの反射光の入射領域に基づいて配置された判別用受光素子を、前記少なくとも1つの受光素子として含み、
前記受光部は、前記焦点が、前記第1情報記録層の近傍に位置するときの前記第2反射光の入射領域、および、前記焦点が前記第2情報記録層の近傍に位置するときの前記第1反射光の入射領域に基づいて配置された判別用受光素子を、前記少なくとも1つの受光素子として含み、
前記検出光学系は、前記情報記録媒体からの反射光に対して非点収差を与える光学素子を有し、
前記焦点が前記第2情報記録層の近傍に位置するとき、前記第1反射光を前記光学素子の近傍で収束させ、前記第2反射光を前記受光部上で収束させることにより、前記第1反射光が前記受光部上に略円形状のスポットを形成する、光情報処理装置。
An optical information processing apparatus for writing and / or reading data on an information recording medium in which at least a first information recording layer and a second information recording layer are laminated,
A light source that emits light;
A condensing optical system for condensing light from the light source to form a focal point;
A light receiving unit that generates a light amount signal according to the amount of light received by at least one light receiving element;
A detection optical system for guiding the first reflected light from the first information recording layer and the second reflected light from the second information recording layer to the light receiving unit;
A layer determination signal is generated based on the light amount signal, and the focus is selected from the first information recording layer and the second information recording layer of the loaded information recording medium based on the layer determination signal. And a processing circuit for determining whether it is located in the vicinity of the information recording layer,
The light receiving unit, viewed contains a discrimination light receiving element arranged on the basis of the incident area of the reflected light from the information recording layer other than the information recording layer in which the focal point is located near, as said at least one light receiving element,
The light receiving unit includes an incident area of the second reflected light when the focal point is located in the vicinity of the first information recording layer, and the focal point is located in the vicinity of the second information recording layer. look including the discrimination light receiving element arranged on the basis of the incidence region of the first reflected light, as said at least one light receiving element,
The detection optical system includes an optical element that gives astigmatism to reflected light from the information recording medium,
When the focal point is located in the vicinity of the second information recording layer, the first reflected light is converged in the vicinity of the optical element, and the second reflected light is converged on the light receiving unit, whereby the first reflected light is converged. An optical information processing apparatus in which reflected light forms a substantially circular spot on the light receiving unit .
単一の情報記録層を備えた第1の情報記録媒体または、少なくとも第1情報記録層および第2情報記録層が積層された第2の情報記録媒体に対して、データの書き込みおよび/または読み出しを行う光情報処理装置であって、
光を放射する光源と、
前記光源からの光を集光して焦点を形成する集光光学系と、
少なくとも1つの受光素子の受光量に応じて光量信号を生成する受光部と、
前記第2の情報記録媒体が装填されているときには前記第1情報記録層からの第1反射光および前記第2情報記録層からの第2反射光を前記受光部に導く検出光学系と、
前記光量信号に基づいて記録媒体判別信号を生成し、前記記録媒体判別信号に基づいて装填された情報記録媒体の種類を判別する処理回路と
を備え、
前記受光部は、前記第2の情報記録媒体が装填された場合の、前記焦点が、前記第1情報記録層の近傍に位置するときの前記第2反射光の入射領域、および、前記焦点が前記第2情報記録層の近傍に位置するときの前記第1反射光の入射領域に基づいて配置された判別用受光素子を、前記少なくとも1つの受光素子として含み、
前記検出光学系は、前記第1の情報記録媒体からの反射光および前記第2の情報記録媒体からの反射光に対して非点収差を与える光学素子を有し、
前記焦点が前記第2情報記録層の近傍に位置するとき、前記第1反射光を前記光学素子の近傍で収束させ、前記第2反射光を前記受光部上で収束させることにより、前記第1反射光が前記受光部上に略円形状のスポットを形成する、光情報処理装置。
Writing data and / or data on the first information recording medium having a single information recording layer , or the second information recording medium in which at least the first information recording layer and the second information recording layer are laminated An optical information processing apparatus that performs reading,
A light source that emits light;
A condensing optical system for condensing light from the light source to form a focal point;
A light receiving unit that generates a light amount signal according to the amount of light received by at least one light receiving element;
A detecting optical system for guiding the second light reflected from the first reflection light and the second information recording layer from the first information recording layer to the light receiving portion when said second information recording medium is loaded,
A processing circuit for generating a recording medium determination signal based on the light amount signal and determining a type of the information recording medium loaded based on the recording medium determination signal;
The light receiving unit has an incident area of the second reflected light when the second information recording medium is loaded and the focal point is located in the vicinity of the first information recording layer, and the focal point is It looks including the discrimination light receiving element arranged on the basis of the incidence region of the first reflected light when positioned in the vicinity of the second information recording layer, as said at least one light receiving element,
The detection optical system includes an optical element that gives astigmatism to reflected light from the first information recording medium and reflected light from the second information recording medium,
When the focal point is located in the vicinity of the second information recording layer, the first reflected light is converged in the vicinity of the optical element, and the second reflected light is converged on the light receiving unit, whereby the first reflected light is converged. An optical information processing apparatus in which reflected light forms a substantially circular spot on the light receiving unit .
前記判別用受光素子は、前記第1反射光および前記第2反射光が入射する前記受光部の領域のうち、前記第1反射光および前記第2反射光の一方が入射する領域に配置される、請求項1または2に記載の光情報処理装置。 The light-receiving element for discrimination is disposed in a region where one of the first reflected light and the second reflected light is incident, out of the region of the light receiving unit where the first reflected light and the second reflected light are incident. The optical information processing apparatus according to claim 1 or 2 . 前記非点収差により、前記第1反射光および前記第2反射光は、それぞれ、光軸に垂直でかつ直交する第1軸および第2軸を有し、前記第2反射光は、前記焦点が前記第1情報記録層の近傍に位置するときに前記第1軸に関して前記受光部に入射する前に収束し、
前記判別用受光素子は、前記第1軸に対応する前記受光部上の軸に沿って配置されている、請求項に記載の光情報処理装置。
Due to the astigmatism, the first reflected light and the second reflected light have a first axis and a second axis perpendicular to and orthogonal to the optical axis, respectively, and the second reflected light has the focal point Before being incident on the light receiving unit with respect to the first axis when located in the vicinity of the first information recording layer,
The optical information processing apparatus according to claim 3 , wherein the light-receiving element for determination is arranged along an axis on the light-receiving unit corresponding to the first axis.
前記判別用受光素子は、前記光軸の中心に関し実質的に対称な位置に複数配置されている、請求項に記載の光情報処理装置。 The optical information processing apparatus according to claim 4 , wherein a plurality of the determination light receiving elements are arranged at positions substantially symmetrical with respect to a center of the optical axis. 前記受光部は、前記焦点が前記第1情報記録層の近傍に位置するときの第1反射光および前記焦点が前記第2情報記録層の近傍に位置するときの第2反射光を受光する処理用受光素子をさらに有し、
前記処理回路は、前記処理用受光素子の受光量に応じた光量信号に基づいてフォーカスエラー信号を生成し、さらに前記フォーカスエラー信号に基づいて前記焦点の位置を判別する、請求項に記載の光情報処理装置。
The light receiving unit receives a first reflected light when the focal point is located in the vicinity of the first information recording layer and a second reflected light when the focal point is located in the vicinity of the second information recording layer. A light receiving element for
The processing circuit generates a focus error signal based on the light quantity signal corresponding to the received light amount of the processing light-receiving element, further determine the position of the focal point based on the focus error signal, according to claim 3 Optical information processing device.
前記受光部は、前記第2軸に対応する前記受光部上の軸に沿って配置された補助受光素子を少なくとも1つ有しており、
前記第2軸に関して、前記第2反射光は、前記焦点が前記第1情報記録層の近傍に位置するときに前記受光部よりも奥側で収束し、
前記処理回路は、さらに、前記補助受光素子の受光量に基づいて前記層判別信号を生成する、請求項に記載の光情報処理装置。
The light receiving unit has at least one auxiliary light receiving element disposed along an axis on the light receiving unit corresponding to the second axis,
Regarding the second axis, the second reflected light converges on the back side of the light receiving unit when the focal point is located in the vicinity of the first information recording layer,
The optical information processing apparatus according to claim 4 , wherein the processing circuit further generates the layer discrimination signal based on a light reception amount of the auxiliary light receiving element.
前記判別用受光素子は、前記光軸の中心に関し実質的に対称な位置に複数配置されており、前記補助受光素子は、前記光軸の中心に関し実質的に対称な位置に複数配置されている、請求項に記載の光情報処理装置。 The plurality of light-receiving elements for determination are arranged at positions substantially symmetrical with respect to the center of the optical axis, and the plurality of auxiliary light-receiving elements are arranged at positions substantially symmetrical with respect to the center of the optical axis. The optical information processing apparatus according to claim 7 . 前記処理回路は、前記判別用受光素子からの光量信号と前記補助受光素子からの光量信号との差を、前記判別用受光素子からの光量信号と前記補助受光素子からの光量信号との和で除算して前記層判別信号を生成する、請求項に記載の光情報処理装置。 The processing circuit calculates the difference between the light quantity signal from the light receiving element for discrimination and the light quantity signal from the auxiliary light receiving element by the sum of the light quantity signal from the light receiving element for discrimination and the light quantity signal from the auxiliary light receiving element. The optical information processing apparatus according to claim 7 , wherein the layer discrimination signal is generated by division. 前記検出光学系は、光の一部を遮る遮光部を備え、
前記焦点が前記第2情報記録層の近傍に位置するとき、前記第1反射光を前記遮光部の近傍で収束させて前記受光部への入射を遮るとともに、前記第2反射光を前記受光部上で収束させる、請求項1または2に記載の光情報処理装置。
The detection optical system includes a light blocking unit that blocks a part of the light,
When the focal point is located in the vicinity of the second information recording layer, the first reflected light is converged in the vicinity of the light shielding unit to block the incident on the light receiving unit, and the second reflected light is transmitted to the light receiving unit. The optical information processing apparatus according to claim 1 , wherein the optical information processing apparatus converges above.
前記検出光学系は、光の周縁部を遮る開口を有する遮光部を備え、
前記焦点が前記第1情報記録層の近傍に位置するとき、前記第2反射光の周縁部を前記遮光部によって遮り、前記受光部に入射する前記第2反射光の光束の断面積をより小さくする、請求項1または2に記載の光情報処理装置。
The detection optical system includes a light shielding portion having an opening that shields a peripheral portion of light,
When the focal point is located in the vicinity of the first information recording layer, the peripheral portion of the second reflected light is blocked by the light shielding portion, and the cross-sectional area of the light beam of the second reflected light incident on the light receiving portion is made smaller. The optical information processing apparatus according to claim 1 or 2 .
前記第1情報記録層および前記第2情報記録層には、各情報記録層固有の情報が記録されており、
前記処理回路は前記固有の情報を取得し、前記固有の情報に基づいて前記焦点が位置する情報記録層を特定し、前記判別の結果と比較して前記判別の結果が正確か否かを検証する、請求項1または2に記載の光情報処理装置。
Information specific to each information recording layer is recorded in the first information recording layer and the second information recording layer,
The processing circuit acquires the unique information, identifies an information recording layer where the focal point is located based on the unique information, and verifies whether the determination result is accurate by comparing with the determination result The optical information processing apparatus according to claim 1 or 2 .
前記第1情報記録層および前記第2情報記録層の各々は、前記データが書き込まれる複数の情報トラックを有し、前記複数の情報トラックの各々は前記情報記録媒体上のデータ位置を特定するための一意のアドレスが付されており、
前記処理回路は、前記固有の情報として前記アドレスの情報を取得する、請求項12に記載の光情報処理装置。
Each of the first information recording layer and the second information recording layer has a plurality of information tracks in which the data is written, and each of the plurality of information tracks specifies a data position on the information recording medium. With a unique address,
The optical information processing apparatus according to claim 12 , wherein the processing circuit acquires the address information as the unique information.
検証の結果、前記焦点が前記所定の情報記録層と異なる情報記録層の近傍に位置していると判断したときは、前記処理回路は、前記層判別信号に基づいて他の情報記録層の近傍に前記焦点の位置を変化させる、請求項12に記載の光情報処理装置。 As a result of verification, when it is determined that the focal point is located in the vicinity of an information recording layer different from the predetermined information recording layer, the processing circuit is in the vicinity of another information recording layer based on the layer determination signal. The optical information processing apparatus according to claim 12 , wherein the focal position is changed. 前記情報記録媒体は、N+1(N:自然数)層の情報記録層を有しており、前記光を放射する側からみて、前記第2情報記録層はN層目までの任意の1層であり、前記第1情報記録層は前記第2情報記録層よりも深い位置に存在する情報記録層である、請求項1または2に記載の光情報処理装置。 The information recording medium has N + 1 (N: natural number) information recording layers, and the second information recording layer is an arbitrary layer up to the Nth layer as viewed from the light emitting side. , the first information recording layer is a recording layer existing at a position deeper than the second information recording layer, optical information processing apparatus according to claim 1 or 2. 前記第2の情報媒体とは異なる数の複数の情報記録層が積層された第3の情報媒体に対して、さらにデータの書き込みおよび/または読み出しを行う光情報処理装置であって、
前記第3の情報記録媒体が装填された場合の、前記焦点が前記第3の情報媒体の複数の情報記録層のうちのいずれかの近傍に位置するときの前記焦点が近傍に位置する情報記録層以外の情報記録層からの反射光の入射領域に基づいて配置された判別用受光素子を、前記少なくとも1つの受光素子として含む、請求項に記載の光情報処理装置。
An optical information processing apparatus for further writing and / or reading data on a third information medium in which a plurality of information recording layers different in number from the second information medium are laminated,
Information recording in which the focal point is located in the vicinity when the focal point is located in the vicinity of any one of the plurality of information recording layers of the third information medium when the third information recording medium is loaded The optical information processing apparatus according to claim 2 , wherein a light-receiving element for discrimination arranged based on an incident region of reflected light from an information recording layer other than the layer is included as the at least one light-receiving element.
前記処理回路は、装填された情報記録媒体の情報記録層の近傍に前記焦点が存在するときの前記層判別信号のレベルに基づいて、前記情報記録層の数を判別する、請求項に記載の光情報処理装置。 The processing circuitry, based on the level of the layer discrimination signal when the focus exists in the vicinity of the information recording layer of the loaded information recording medium, to determine the number of the information recording layer, according to claim 2 Optical information processing equipment. 前記受光部は、前記第1の情報記録媒体が装填された場合の、前記焦点が前記単一の情報記録層の近傍に位置するときの前記第1の情報記録媒体の表面からの反射光の入射領域に基づいて配置された判別用受光素子を、前記少なくとも1つの受光素子として含む、請求項に記載の光情報処理装置。 The light receiving unit reflects reflected light from the surface of the first information recording medium when the first information recording medium is loaded and the focal point is located in the vicinity of the single information recording layer. The optical information processing apparatus according to claim 2 , comprising: a light-receiving element for determination arranged based on an incident region as the at least one light-receiving element. 少なくとも第1情報記録層および第2情報記録層が積層された情報記録媒体に対して、データの書き込みおよび/または読み出しを行う光学ヘッドであって、
光を放射する光源と、
前記光源からの光を集光して焦点を形成する集光光学系と、
少なくとも1つの受光素子の受光量に応じて光量信号を生成する受光部と、
前記第1情報記録層からの第1反射光および前記第2情報記録層からの第2反射光を前記受光部に導く検出光学系と、
前記光量信号に基づいて層判別信号を生成し、前記層判別信号に基づいて、前記焦点が、装填された情報記録媒体の前記第1情報記録層および前記第2情報記録層のうち、いずれの情報記録層の近傍に位置するかを判別する処理回路と
を備え、
前記受光部は、前記焦点が近傍に位置する情報記録層以外の情報記録層からの反射光の入射領域に基づいて配置された判別用受光素子を、前記少なくとも1つの受光素子として含み、
前記受光部は、前記焦点が、前記第1情報記録層の近傍に位置するときの前記第2反射光の入射領域、および、前記焦点が前記第2情報記録層の近傍に位置するときの前記第1反射光の入射領域に基づいて配置された判別用受光素子を、前記少なくとも1つの受光素子として含み、
前記検出光学系は、前記情報記録媒体からの反射光に対して非点収差を与える光学素子を有し、
前記焦点が前記第2情報記録層の近傍に位置するとき、前記第1反射光を前記光学素子の近傍で収束させ、前記第2反射光を前記受光部上で収束させることにより、前記第1反射光が前記受光部上に略円形状のスポットを形成する、光学ヘッド。
An optical head for writing and / or reading data on an information recording medium in which at least a first information recording layer and a second information recording layer are laminated,
A light source that emits light;
A condensing optical system for condensing light from the light source to form a focal point;
A light receiving unit that generates a light amount signal according to the amount of light received by at least one light receiving element;
A detection optical system for guiding the first reflected light from the first information recording layer and the second reflected light from the second information recording layer to the light receiving unit;
A layer determination signal is generated based on the light amount signal, and the focus is selected from the first information recording layer and the second information recording layer of the loaded information recording medium based on the layer determination signal. And a processing circuit for determining whether it is located in the vicinity of the information recording layer,
The light receiving unit, viewed contains a discrimination light receiving element arranged on the basis of the incident area of the reflected light from the information recording layer other than the information recording layer in which the focal point is located near, as said at least one light receiving element,
The light receiving unit includes an incident area of the second reflected light when the focal point is located in the vicinity of the first information recording layer, and the focal point is located in the vicinity of the second information recording layer. look including the discrimination light receiving element arranged on the basis of the incidence region of the first reflected light, as said at least one light receiving element,
The detection optical system includes an optical element that gives astigmatism to reflected light from the information recording medium,
When the focal point is located in the vicinity of the second information recording layer, the first reflected light is converged in the vicinity of the optical element, and the second reflected light is converged on the light receiving unit, whereby the first reflected light is converged. An optical head in which reflected light forms a substantially circular spot on the light receiving portion .
単一の情報記録層を備えた第1の情報記録媒体または、少なくとも第1情報記録層および第2情報記録層が積層された第2の情報記録媒体に対して、データの書き込みおよび/または読み出しを行う光学ヘッドであって、
光を放射する光源と、
前記光源からの光を集光して焦点を形成する集光光学系と、
少なくとも1つの受光素子の受光量に応じて光量信号を生成する受光部と、
前記第2の情報記録媒体が装填されているときには前記第1情報記録層からの第1反射光および前記第2情報記録層からの第2反射光を前記受光部に導く検出光学系と、
前記光量信号に基づいて記録媒体判別信号を生成し、前記記録媒体判別信号に基づいて装填された情報記録媒体の種類を判別する処理回路と
を備え、
前記受光部は、前記第1の情報記録媒体が装填された場合の、前記焦点が前記単一の情報記録層の近傍に位置するときの前記単一の情報記録層からの反射光の入射領域と、前記第の情報記録媒体が装填された場合の、前記焦点が、前記第1情報記録層の近傍に位置するときの前記第2反射光の入射領域、および、前記焦点が前記第2情報記録層の近傍に位置するときの前記第1反射光の入射領域とに基づいて配置された判別用受光素子を、前記少なくとも1つの受光素子として含み、
前記検出光学系は、前記第1の情報記録媒体からの反射光および前記第2の情報記録媒体からの反射光に対して非点収差を与える光学素子を有し、
前記焦点が前記第2の前記第2情報記録層の近傍に位置するとき、前記第1反射光を前記光学素子の近傍で収束させ、前記第2反射光を前記受光部上で収束させることにより、前記第1反射光が前記受光部上に略円形状のスポットを形成する、光学ヘッド。
Writing data and / or data on the first information recording medium having a single information recording layer , or the second information recording medium in which at least the first information recording layer and the second information recording layer are laminated An optical head for reading,
A light source that emits light;
A condensing optical system for condensing light from the light source to form a focal point;
A light receiving unit that generates a light amount signal according to the amount of light received by at least one light receiving element;
A detecting optical system for guiding the second light reflected from the first reflection light and the second information recording layer from the first information recording layer to the light receiving portion when said second information recording medium is loaded,
A processing circuit for generating a recording medium determination signal based on the light amount signal and determining a type of the information recording medium loaded based on the recording medium determination signal;
The light receiving section is an incident area of reflected light from the single information recording layer when the first information recording medium is loaded and the focal point is located in the vicinity of the single information recording layer. And when the second information recording medium is loaded, the second reflected light incident area when the focal point is located in the vicinity of the first information recording layer, and the focal point is the second information recording layer. It looks including the discrimination light receiving element arranged on the basis of the incidence region of the first reflected light when positioned in the vicinity of the information recording layer, as said at least one light receiving element,
The detection optical system includes an optical element that gives astigmatism to reflected light from the first information recording medium and reflected light from the second information recording medium,
When the focal point is located in the vicinity of the second information recording layer, the first reflected light is converged in the vicinity of the optical element, and the second reflected light is converged on the light receiving unit. The optical head in which the first reflected light forms a substantially circular spot on the light receiving part .
少なくとも第1情報記録層および第2情報記録層が積層された情報記録媒体に対して、データの書き込みおよび/または読み出しを行う装置に実装される処理回路であって、
前記装置は、
光を放射する光源と、
前記光源からの光を集光して焦点を形成する集光光学系と、
少なくとも1つの受光素子の受光量に応じて光量信号を生成する受光部であって、前記焦点が近傍に位置する情報記録層以外の情報記録層からの反射光の入射領域に基づいて配置された判別用受光素子を、前記少なくとも1つの受光素子として含む受光部と、
前記第1情報記録層からの第1反射光および前記第2情報記録層からの第2反射光を前記受光部に導く検出光学系と
を備えており、
前記受光部は、前記焦点が、前記第1情報記録層の近傍に位置するときの前記第2反射光の入射領域、および、前記焦点が前記第2情報記録層の近傍に位置するときの前記第1反射光の入射領域に基づいて配置された判別用受光素子を、前記少なくとも1つの受光素子として含み、
前記検出光学系は、前記情報記録媒体からの反射光に対して非点収差を与える光学素子を有し、
前記焦点が前記第2情報記録層の近傍に位置するとき、前記第1反射光を前記光学素子の近傍で収束させ、前記第2反射光を前記受光部上で収束させることにより、前記第1反射光が前記受光部上に略円形状のスポットを形成し、
前記光量信号に基づいて層判別信号を生成し、前記層判別信号に基づいて、前記焦点が、装填された情報記録媒体の前記第1情報記録層および前記第2情報記録層のうち、いずれの情報記録層の近傍に位置するかを判別する処理回路。
A processing circuit mounted on a device for writing and / or reading data on an information recording medium in which at least a first information recording layer and a second information recording layer are laminated,
The device is
A light source that emits light;
A condensing optical system for condensing light from the light source to form a focal point;
A light receiving unit that generates a light amount signal according to the amount of light received by at least one light receiving element, and is arranged based on an incident region of reflected light from an information recording layer other than the information recording layer in the vicinity of the focal point A light receiving unit including a light receiving element for determination as the at least one light receiving element;
A detection optical system that guides the first reflected light from the first information recording layer and the second reflected light from the second information recording layer to the light receiving unit, and
The light receiving unit includes an incident area of the second reflected light when the focal point is located in the vicinity of the first information recording layer, and the focal point is located in the vicinity of the second information recording layer. A light-receiving element for discrimination arranged based on the incident area of the first reflected light, as the at least one light-receiving element;
The detection optical system includes an optical element that gives astigmatism to reflected light from the information recording medium,
When the focal point is located in the vicinity of the second information recording layer, the first reflected light is converged in the vicinity of the optical element, and the second reflected light is converged on the light receiving unit, whereby the first reflected light is converged. The reflected light forms a substantially circular spot on the light receiving part,
A layer determination signal is generated based on the light amount signal, and the focus is selected from the first information recording layer and the second information recording layer of the loaded information recording medium based on the layer determination signal. A processing circuit that determines whether or not it is located in the vicinity of the information recording layer.
単一の情報記録層を備えた第1の情報記録媒体または、少なくとも第1情報記録層および第2情報記録層が積層された第2の情報記録媒体に対して、データの書き込みおよび/または読み出しを行う装置に実装される処理回路であって、
前記装置は、
光を放射する光源と、
前記光源からの光を集光して焦点を形成する集光光学系と、
少なくとも1つの受光素子の受光量に応じて光量信号を生成する受光部であって、前記第1の情報記録媒体が装填された場合の、前記焦点が前記単一の情報記録層の近傍に位置するときの前記単一の情報記録層からの反射光の入射領域と、前記第2の情報記録媒体が装填された場合の、前記焦点が、前記第1情報記録層の近傍に位置するときの前記第2反射光の入射領域、および、前記焦点が前記第2情報記録層の近傍に位置するときの前記第1反射光の入射領域に基づいて配置された判別用受光素子を、前記少なくとも1つの受光素子として含む受光部と、
前記第2の情報記録媒体が装填されているときには前記第1情報記録層からの第1反射光および前記第2情報記録層からの第2反射光を前記受光部に導く検出光学系と
を備えており、
前記検出光学系は、前記第1の情報記録媒体からの反射光および前記第2の情報記録媒体からの反射光に対して非点収差を与える光学素子を有し、
前記焦点が前記第2情報記録層の近傍に位置するとき、前記第1反射光を前記光学素子の近傍で収束させ、前記第2反射光を前記受光部上で収束させることにより、前記第1反射光が前記受光部上に略円形状のスポットを形成し、
前記光量信号に基づいて記録媒体判別信号を生成し、前記記録媒体判別信号に基づいて装填された情報記録媒体の種類を判別する、処理回路。
Writing data and / or data on the first information recording medium having a single information recording layer , or the second information recording medium in which at least the first information recording layer and the second information recording layer are laminated A processing circuit implemented in a device that performs reading,
The device is
A light source that emits light;
A condensing optical system for condensing light from the light source to form a focal point;
A light receiving unit that generates a light amount signal according to the amount of light received by at least one light receiving element, wherein the focal point is positioned in the vicinity of the single information recording layer when the first information recording medium is loaded. When the incident area of the reflected light from the single information recording layer and the focal point when the second information recording medium is loaded are positioned in the vicinity of the first information recording layer A light receiving element for discrimination arranged based on the incident area of the second reflected light and the incident area of the first reflected light when the focal point is located in the vicinity of the second information recording layer. A light receiving portion including two light receiving elements;
Wherein when the second information recording medium is loaded and a detecting optical system for guiding the second light reflected from the first reflection light and the second information recording layer from the first information recording layer to the light receiving portion And
The detection optical system includes an optical element that gives astigmatism to reflected light from the first information recording medium and reflected light from the second information recording medium,
When the focal point is located in the vicinity of the second information recording layer, the first reflected light is converged in the vicinity of the optical element, and the second reflected light is converged on the light receiving unit, whereby the first reflected light is converged. The reflected light forms a substantially circular spot on the light receiving part,
A processing circuit that generates a recording medium discrimination signal based on the light amount signal and discriminates the type of the information recording medium loaded based on the recording medium discrimination signal.
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