JP4386854B2 - Optical information recording / reproducing apparatus - Google Patents
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Description
本発明は光情報記録再生装置に関し、より詳細には、3次元多層光ディスクの記録再生に適した、従来の光情報記録再生装置よりもフォーカス検出感度,分解能を大きくできる光情報記録再生装置に関する。 The present invention relates to an optical information recording / reproducing apparatus, and more particularly to an optical information recording / reproducing apparatus suitable for recording / reproducing of a three-dimensional multilayer optical disc and capable of increasing focus detection sensitivity and resolution as compared with a conventional optical information recording / reproducing apparatus.
従来のこの種の装置においては、光源からの光を対物レンズを通して光ディスクに照射し、その反射光を集束レンズで受光し、その焦点位置に設置したピンホールを透過した光ビームにより信号検出を行っている。また、焦点位置誤差信号については、非点収差光学系により収束光に非点収差を発生させ、光検出器により検出している(例えば、特許文献1参照)。 In a conventional device of this type, light from a light source is irradiated onto an optical disk through an objective lens, the reflected light is received by a focusing lens, and signal detection is performed by a light beam transmitted through a pinhole installed at the focal position. ing. As for the focal position error signal, astigmatism is generated in the convergent light by the astigmatism optical system and is detected by the photodetector (for example, see Patent Document 1).
上記従来技術においては、図1に示すように、ピンホールを透過した高解像度の光ビームのみが検出信号として利用される。しかし、この技術では、フォーカスサーボ方法には通常の非点収差法を用いているため、フォーカスサーボのための検出光路を別に設ける必要があるという煩わしさがあった。 In the prior art, as shown in FIG. 1, only a high-resolution light beam that has passed through a pinhole is used as a detection signal. However, in this technique, since the normal astigmatism method is used for the focus servo method, there is a problem that it is necessary to provide a separate detection optical path for the focus servo.
また、上記従来技術においては、多層ディスクでその反射層の層間隔が小さくなってくると、フォーカス検出のS字カーブの範囲を層間隔以下にしなければならず、相対的に感度が悪くなるという問題もあった。 Further, in the above-mentioned prior art, when the layer interval of the reflective layer is reduced in the multilayer disc, the range of the S-curve for focus detection must be made less than the layer interval, and the sensitivity is relatively deteriorated. There was also a problem.
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、3次元多層光ディスクの記録再生に適した、従来技術よりもフォーカス検出感度並びに分解能を大きくすることが可能な光情報記録再生装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide optical information suitable for recording and reproduction of a three-dimensional multilayer optical disc and capable of increasing focus detection sensitivity and resolution as compared with the prior art. It is to provide a recording / reproducing apparatus.
上記目的を達成するために、本発明の請求項1に係る光情報記録再生装置は、 光源及び光スポットを照射する光学系、並びに光スポットの位置制御装置を有し、記録媒体に照射する光スポットの位置制御を行う光情報記録再生装置において、前記記録媒体からの戻り光を少なくとも3分割してそれぞれ収束させた、分割されたそれぞれの戻り光の焦点付近に配置されたピンホールと、これらのピンホールの後方に配置された光検出器とを有し、前記ピンホールの1つは戻り光の焦点位置に、少なくとも他の2つのピンホールは戻り光の焦点位置の前後にそれぞれわずかに離れて配置され、これらの戻り光の焦点位置の前後に配置された2つのピンホール後方の前記2個の検出器の差動出力より、光スポットの位置制御を行い、前記各ピンホールの後方に配置された光検出器は、それぞれ2分割されており、これらの2分割された光検出器の出力の差動を取ることにより、トラッキング誤差信号を検出することを特徴とする。
In order to achieve the above object, an optical information recording / reproducing apparatus according to
請求項1に記載の光情報記録再生装置においては、ピンホールを通過した、深度方向に高解像度を有する光ビームのみを検出信号として利用することができ、かつ、戻り光の焦点位置の前後にわずかに離れて配置された2つのピンホールの間隔に対応する光スポットの範囲でのフォーカス差動信号を得ることができる。
このため、3次元光記録再生に適した、狭間隔の複数の反射層に対してそれぞれフォーカスサーボを印加することが可能である。さらに、戻り光の焦点位置のピンホールを通した信号は、戻り光の焦点位置の前後にわずかに離れて配置された2つのピンホールを通した信号に比べて、より周辺の層からの反射光,迷光が少なく、この信号のみを用いることにより信号の品質を向上させることができる。
In the optical information recording / reproducing apparatus according to
For this reason, it is possible to apply the focus servo to each of a plurality of reflective layers with a narrow interval, which is suitable for three-dimensional optical recording / reproduction. In addition, the signal through the pinhole at the focal point of the return light is more reflected from the surrounding layers than the signal through the two pinholes arranged slightly apart before and after the focal point of the return light. There is little light and stray light, and the quality of the signal can be improved by using only this signal.
また、上記に加えて、トラッキング誤差信号を検出することができる。また、トラッキング信号をピンホールを通した光から検出しているため、他の層からの迷光を最小限に抑えることができる。ここで、フォーカスエラー信号は、2分割された光検出器の出力の和をとり、それぞれの和信号の差動を取ることにより得られる。 In addition to the above , a tracking error signal can be detected. Further, since the tracking signal is detected from the light passing through the pinhole, stray light from other layers can be minimized. Here, the focus error signal is obtained by taking the sum of the outputs of the two-divided photodetectors and taking the differential of each sum signal.
また、本発明の請求項2に係る光情報記録再生装置は、請求項1に記載の光情報記録再生装置における前記構成に加えて、前記各ピンホールの光入射側の開口部の周囲の少なくとも一部に光反射面が形成され、また、前記各ピンホールの前記光入射側に2分割された光検出器が配置されてなり、前記光スポットの位置制御を行うとともに、前記各ピンホールの前方にそれぞれ配置された光検出器の差動を取ることにより、トラッキング誤差信号を検出することを特徴とする。
An optical information recording / reproducing apparatus according to
請求項2に記載の光情報記録再生装置によれば、請求項1に記載の光情報記録再生装置の作用効果に加えて、トラッキング誤差信号を効率よく検出することができる。
According to the optical information recording and reproducing apparatus according to
また、本発明の請求項3に係る光情報記録再生装置は、請求項2に記載の光情報記録再生装置において、前記光反射面を、前記記録媒体からの戻り光の光軸に直交する面に対して角度をつけて配設したことを特徴とする。 An optical information recording / reproducing apparatus according to a third aspect of the present invention is the optical information recording / reproducing apparatus according to the second aspect, wherein the light reflecting surface is a surface orthogonal to the optical axis of the return light from the recording medium. It is characterized in that it is disposed at an angle with respect to.
請求項3に記載の光情報記録再生装置によれば、請求項2に記載の光情報記録再生装置の作用効果に加えて、トラッキング誤差信号をさらに効率よく検出することができるとともに、光学系も全体の配置の自由度が増え、各素子を空間的に効率よく配置することができる。 According to the optical information recording / reproducing apparatus of the third aspect , in addition to the function and effect of the optical information recording / reproducing apparatus of the second aspect , the tracking error signal can be detected more efficiently, and the optical system can be used. The degree of freedom of overall arrangement increases, and each element can be arranged spatially and efficiently.
また、本発明の請求項4に係る光情報記録再生装置は、請求項2に記載の光情報記録再生装置において、前記ピンホールの光入射側の開口部の周囲の少なくとも一部に形成された光反射面が、突起状の形状を有することを特徴とする。 An optical information recording / reproducing apparatus according to a fourth aspect of the present invention is the optical information recording / reproducing apparatus according to the second aspect , wherein the optical information recording / reproducing apparatus is formed on at least a part of the periphery of the light incident side opening of the pinhole. The light reflecting surface has a protruding shape.
請求項4に記載の光情報記録再生装置によれば、請求項2に記載の光情報記録再生装置の作用効果に加えて、反射面のあるピンホールを戻り光の光軸に対してほぼ垂直に配置することができ、かつ、ピンホール前面の複数の光検出器を戻り光の光軸に対して離して最適な位置に配置することができる。このため、ピンホールの配置や、トラッキング誤差信号の0点調整が容易になるとともに、光学系も全体の配置の自由度が増え、各素子を空間的に効率よく配置することができる。 According to the optical information recording / reproducing apparatus of the fourth aspect, in addition to the function and effect of the optical information recording / reproducing apparatus of the second aspect, the pinhole having the reflecting surface is made substantially perpendicular to the optical axis of the return light. And a plurality of photodetectors on the front surface of the pinhole can be arranged at optimum positions apart from the optical axis of the return light. For this reason, the pinhole arrangement and the zero point adjustment of the tracking error signal are facilitated, and the degree of freedom of the entire arrangement of the optical system is increased, so that each element can be arranged spatially and efficiently.
また、本発明の請求項5に係る光情報記録再生装置は、請求項2〜4のいずれかに記載の光情報記録再生装置において、前記ピンホールの光入射側の2分割された光検出器が、前記戻り光の光路外に配置されていることを特徴とする。
An optical information recording / reproducing apparatus according to
請求項5に記載の光情報記録再生装置によれば、請求項2〜4のいずれかに記載の光情報記録再生装置に対する作用効果に加えて、反射面のあるピンホールを戻り光の光軸に対してほぼ垂直に配置することができ、ピンホールの配置や、トラッキング誤差信号の0点調整が容易になる。また、光学系も全体の配置がコンパクトにできる。 According to the optical information recording / reproducing apparatus of the fifth aspect, in addition to the function and effect of the optical information recording / reproducing apparatus according to any one of the second to fourth aspects, a pinhole having a reflecting surface is passed through the optical axis of the return light. Therefore, it is easy to arrange the pinhole and adjust the zero point of the tracking error signal. Also, the overall arrangement of the optical system can be made compact.
本発明によれば、上述のような数々の効果が得られる。要は、3次元多層光ディスクの記録再生に適した、従来技術よりもフォーカス検出感度並びに分解能を大きくすることが可能な光情報記録再生装置を提供することができるものである。 According to the present invention, a number of effects as described above can be obtained. In short, it is possible to provide an optical information recording / reproducing apparatus suitable for recording / reproducing of a three-dimensional multilayer optical disc and capable of increasing the focus detection sensitivity and resolution as compared with the prior art.
以下に、添付の図面に示す好適実施形態に基づいて、本発明をより詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail on the basis of preferred embodiments shown in the accompanying drawings.
〔実施例1〕
図2(A),図3を用いて最初の実施例を説明する。図3において、光源1からの出射光は集光レンズ2,偏光ビームスプリッタ3,1/4波長板4を通って対物レンズ5により3次元記録媒体6中に集光する。ここからの反射光は対物レンズ5,1/4波長板4を通って偏光ビームスプリッタ3により反射され、ビームスプリッタ7により2分割され、2分割された光ビームは各集光レンズ8A,8B及び各ピンホール9A,9Bを通って各2分割光検出器10A、10A’及び10B,10B’上に照射される。
[Example 1]
The first embodiment will be described with reference to FIGS. In FIG. 3, the light emitted from the
ここで、各ピンホール9A,9Bの開口部は集光レンズの集光ビーム径とほぼ同等程度に小さいことが必要である。各ピンホール9A,9Bは、その位置が、各集光レンズ8A,8bの焦点位置に対してそれぞれ異なっており、図3の例では、ピンホール9Aは集光レンズ8Aの集光位置に対して少し後方に配置されており、これと反対に、ピンホール9Bは集光レンズ8Bの集光位置に対して少し前方に配置されている。
Here, the opening of each
このような各ピンホール9A,9Bの配置においては、ピンホール9A,9Bを通過した光は、それぞれピンホール9A,9Bの位置が集光レンズの集光位置から少しずれているため、その一部が各ピンホールによってけられ、透過光量が低下する。ここで、光検出器10Aと10A’の出力の和、及び10Bと10B’の出力の和をそれぞれA,Bとする。集光レンズ8A,8Bの集光スポット位置を図2(A)の横軸上でCとしたとき、それに対する各ピンホール9A,9Bの相対的位置を横軸のA,Bが示している。
In such an arrangement of the
また、この図2(A)のグラフ1は、3次元記録媒体6の反射面に対応する集光スポットの位置が、この光検出装置の基準位置Cに対して手前(位置B)にある状態でのピンホールの位置とそれを透過した光出力との関係を表わしている。さらに、破線と実線グラフとの交点が、その状態における、各ピンホールを透過した各2分割光検出器の一組の和出力を表わしている。各ピンホール9A,9Bの位置A,Bに対応する光検出器10A+10A’,10B+10B’の各和出力A,Bは□印で表わされる。
2A shows a state in which the position of the focused spot corresponding to the reflection surface of the three-dimensional recording medium 6 is in front (position B) with respect to the reference position C of the light detection device. It shows the relationship between the position of the pinhole at and the light output transmitted through it. Furthermore, the intersection of the broken line and the solid line graph represents a set output of one set of each two-divided photodetector that has passed through each pinhole in that state. The sum outputs A and B of the
図2(A)のグラフ2は、3次元記録媒体6の反射面に対応する集光スポットの位置が、この光検出装置の基準位置Cに対して後方(位置A)にある状態でのピンホールの位置とそれを透過した光出力との関係を表わしている。この状態で各ピンホール9A,9Bの位置A,Bに対応する光検出器10A+10A’,10B+10B’の各和出力A,Bは△印で表わされる。また、この位置での破線と実線グラフとの交点が、その状態における、それぞれ各ピンホールを透過した各2分割光検出器の一組の和出力を表わしている。
このとき、図3の光学系において焦点誤差信号FEは、FE=A−Bで与えられる。合焦時にFE=0となるように光学系及び光検出器の出力を調整しておけば、FEの符号で焦点位置を判定することができる。 At this time, the focus error signal FE is given by FE = A−B in the optical system of FIG. If the outputs of the optical system and the photodetector are adjusted so that FE = 0 at the time of focusing, the focal position can be determined by the sign of FE.
すなわち、図2(A)においては、状態1(グラフ1で示す状態)と状態2(グラフ2で示す状態)2の中間(合焦時)において、FE=0となるように調整しておけば、例えば3次元記録媒体6の反射面が、この光検出装置の基準位置に対して、図3で媒体6より上側にあり、対応する集光スポットの位置がこの光検出装置の基準位置Cに対して後方にある(グラフ2で示す状態に近い)場合はFE<0となり、3次元記録媒体6の反射面が、この光検出装置の基準位置に対して図3で媒体6より下側にあり、対応する集光スポットの位置が、この光検出装置の基準位置Cに対して手前にある(グラフ1で示す状態に近い)場合はFE>0となる。 That is, in FIG. 2A, adjustment is made so that FE = 0 in the middle of the state 1 (state shown in the graph 1) and the state 2 (state shown in the graph 2) 2 (at the time of focusing). For example, the reflection surface of the three-dimensional recording medium 6 is located above the medium 6 in FIG. 3 with respect to the reference position of the light detection device, and the position of the corresponding focused spot is the reference position C of the light detection device. 3 (close to the state shown in graph 2), FE <0, and the reflection surface of the three-dimensional recording medium 6 is below the medium 6 in FIG. When the position of the corresponding condensing spot is in front of the reference position C of this photodetection device (close to the state shown in the graph 1), FE> 0.
トラッキング誤差信号(TE)に関しては、光検出器10A,10A’,10B,10B’の各出力をA,A’,B,B’とするとき、
TE=(A−B)+(A’−B’)となる。
ここで、トラックの溝の中心に集光スポットの位置が来ているときに、TE=0となるように光学系及び光検出器を調整しておけば、プッシュプル法により、トラッキング誤差信号TEの符号で集光スポットの位置を判定でき、トラッキングが可能になる。
Regarding the tracking error signal (TE), when the outputs of the
TE = (A−B) + (A′−B ′).
Here, if the optical system and the photodetector are adjusted so that TE = 0 when the position of the focused spot is at the center of the groove of the track, the tracking error signal TE can be obtained by the push-pull method. The position of the focused spot can be determined by the sign of, and tracking becomes possible.
さらに、3次元記録媒体6の反射面で反射率が変化する場合に、Sの値が変動し、信号の検出をすることができる。各ピンホール9A,9Bの位置に関しては、各集光レンズ8A,8Bの集光位置Cに対して相対的な位置関係を保てば、各ピンホール9A,9Bの位置はお互いに交換可能である。光検出器10の材料としてはSi,Ge等の半導体の検出器が適用できるが、その他のものでも良い。ピンホール9は、遮光材料中に開口部を設けたもので、空孔であっても遮光材の一部を透明化しても良い。
Further, when the reflectance changes on the reflecting surface of the three-dimensional recording medium 6, the value of S varies, and the signal can be detected. As for the positions of the
記録信号Sに関しては、S=A+Bとして検出する。
さらに、層間のカウント信号としてSをモニタし、その値の変動をカウントすれば、3次元記録媒体6の反射層を集光スポットが通過した層数を数えることができる。
The recording signal S is detected as S = A + B.
Furthermore, if S is monitored as an inter-layer count signal and the variation in the value is counted, the number of layers through which the condensed spot has passed through the reflective layer of the three-dimensional recording medium 6 can be counted.
本実施例によれば、光スポットの位置制御が容易に行えるようになるとともに、トラッキング誤差信号を容易に得ることも可能になるという効果が得られる。 According to the present embodiment, it is possible to easily control the position of the light spot and to easily obtain a tracking error signal.
〔実施例2〕
図4を用いて次の実施例を説明する。この実施例は、実施例1の図3の構成において、各ピンホール9A,9Bと各光検出器10A,10A’及び10B,10B’の間に、それぞれ集光レンズ13A,13Bを設けたものである。それ以外の構成に関しては、実施例1と違いはない。
[Example 2]
The following embodiment will be described with reference to FIG. In this embodiment, condensing
本実施例によれば、ピンホール9A,9Bと各光検出器10A,10A’及び10B,10B’の間の距離を、実施例1の場合より小さくできるので、装置構成をコンパクト化することができるという効果が得られる。
According to the present embodiment, the distance between the
〔実施例3〕
図2(B),図5を用いて第3の実施例を説明する。図5において、光源1からの出射光は集光レンズ2,偏光ビームスプリッタ3,1/4波長板4を通って対物レンズ5により3次元記録媒体6中に集光する。ここからの反射光は、対物レンズ5,1/4波長板4を通って偏光ビームスプリッタ3により反射され、ビームスプリッタ7A,7B,7Cにより3分割され、3分割された光ビームは各集光レンズ8A,8B,8C、各ピンホール9A,9B,9Cを通って各光検出器10A,10B,10C上に照射される。ここで、各ピンホール9A,9B,9Cはそれぞれ各集光レンズ8A,8B,8Cの概略焦点位置に来るように配置されている。各ピンホールの開口部は集光レンズの集光ビーム径とほぼ同等程度に小さいことが必要である。
Example 3
A third embodiment will be described with reference to FIGS. In FIG. 5, the emitted light from the
各ピンホール9A,9B,9Cは、その位置それぞれ各集光レンズ8A,8B,8Cの焦点位置に対してそれぞれ異なり、図5の例では、ピンホール9Bが集光レンズ8bの集光位置に正しく配置されており、これに対して、ピンホール9Aは集光レンズ8Aの集光位置に対して少し後方に配置されており、これと反対にピンホール9Cは集光レンズ8Cの集光位置に対して少し前方に配置されている。このような各ピンホール9A,9B,9Cの配置においては、ピンホール9Bを透過した光量が他の場合に比べ最大になる。
The
すなわち、光検出器10Bの出力をBとすると、このピンホール9Bの位置においてBが最大になる。これに比べピンホール9A,9Cを通過した光は、それぞれピンホール9A,9Cが集光レンズの集光位置から少しずれているため、その一部が各ピンホールによってけられ、透過光量が低下する。
すなわち、光検出器10Bの出力Bに比べて、光検出器10A,10Cの出力(これらをそれぞれA,Cとする)は小さくなる。各ピンホールのそれに対応する集光レンズの光軸方向に関する位置と、各光検出器の出力の関係を図2(B)に示す。
That is, assuming that the output of the
That is, the outputs of the
横軸のA,B,Cが各ピンホール9A,9B,9Cの位置を示している。またこの位置での破線と実線グラフとの交点が、光検出器の出力を表わしている。また、この図2は集光レンズのビームの位置と、ピンホールの位置の関係から、1,2,3の3つの状態を示している。
A, B, and C on the horizontal axis indicate the positions of the
ここで、状態1(グラフ1で示す状態)は、3次元記録媒体6の反射面がこの光検出装置の基準位置に対して手前(図3では上側)にある状態で、光検出器10A,10B,10Cの各出力A,B,Cは、□印で表わされる。状態2(グラフ2で示す状態)は、3次元記録媒体6の反射面がこの光検出装置の基準位置にある場合で、光検出器10A,10B,10Cの各出力A,B,Cは、○印で表わされる。
Here, the state 1 (state shown in the graph 1) is a state where the reflecting surface of the three-dimensional recording medium 6 is in front of the reference position of the light detection device (upper side in FIG. 3), and the
状態3(グラフ3で示される状態)は、3次元記録媒体6の反射面が、この光検出装置の基準位置に対して後方(図5では下側)にある状態で光検出器10A,10B,10Cの各出力A,B,Cは、△印で表わされる。ここで、図5で各光検出器の出力をA,B,Cとしたとき、焦点誤差信号FEは、FE=A−Cで与えられる。合焦時にFE=0となるように光学系及び光検出器の出力を調整しておけば、FEの符号で焦点位置を判定することができる。
In the state 3 (state shown in the graph 3), the
すなわち、図2に示すように、状態2(合焦時)において、FE=0となるように調整しておけば、例えば3次元記録媒体6の反射面が、この光検出装置の基準位置に対して手前(図5では上側)にある状態1の場合は、FE>0となり、3次元記録媒体6の反射面が、この光検出装置の基準位置に対して後方(図5では下側)にある状態3では、FE<0となる。
That is, as shown in FIG. 2, in the state 2 (at the time of focusing), if the adjustment is made so that FE = 0, for example, the reflection surface of the three-dimensional recording medium 6 is at the reference position of the light detection device. On the other hand, in the case of the
記録信号Sに関しては、S=A+B+Cとして検出する。3次元記録媒体6の反射面で反射率が変化する場合に、Sの値が変動し、信号の検出をすることができる。各ピンホール9A,9B,9Cの位置に関しては、各集光レンズ8A,8B,8Cの集光位置に対して相対的な位置関係を保てば、各ピンホール9A,9B,9Cの位置は互いに交換可能である。光検出器10の材料としてはSi,Ge等の半導体の検出器が適用できるが、その他のものでも良い。
The recording signal S is detected as S = A + B + C. When the reflectance changes on the reflecting surface of the three-dimensional recording medium 6, the value of S varies, and a signal can be detected. With respect to the positions of the
ピンホール9は遮光材料中に開口部を設けたもので、空孔であっても遮光材の一部を透明化しても良い。さらに、層間のカウント信号として、SC=(A+C)/2−Bとした場合、図2(B)に示したように、各ピンホール9A,9B,9Cの光検出装置の基準位置に対する相対位置が変化することにより、3次元記録媒体6の反射層を光検出装置の基準位置が縦に通過する度に、SCの値は±に変化する。
The pinhole 9 is provided with an opening in a light shielding material, and a part of the light shielding material may be transparent even if it is a hole. Further, when SC = (A + C) / 2−B is used as an inter-layer count signal, as shown in FIG. 2B, the relative positions of the
この値の±の変化の回数をカウントすれば、3次元記録媒体6の反射層を集光スポットが通過した層数を数えることができる。なお、この実施例では、光検出器10A,10B,10Cはそれぞれ単独の光検出器であるが、実施例1,2のように2分割の光検出器も適用可能であり、この場合は実施例1,2のようにトラッキングが可能になる。
By counting the number of ± changes in this value, the number of layers through which the condensed spot has passed through the reflective layer of the three-dimensional recording medium 6 can be counted. In this embodiment, each of the
本実施例においては、戻り光の焦点位置のピンホールを通した信号は、戻り光の焦点位置の前後にわずかに離れて配置された2つのピンホールを通した信号に比べて、より周辺の層からの反射光,迷光が少なくなるので、この信号のみを用いることにより信号の品質を向上させることができる。 In this embodiment, the signal passing through the pinhole at the focal position of the return light is more peripheral than the signal passing through two pinholes arranged slightly apart before and after the focal position of the return light. Since the reflected light and stray light from the layer are reduced, the quality of the signal can be improved by using only this signal.
〔実施例4〕
第4の実施例について説明する。図6は、図5で説明した実施例とほぼ同様の作用をする構成である。しかし、前述の実施例とは異なり、各ピンホール9A,9B,9Cは、その前面のピンホール開口部の周囲が遮光面ではなく反射面となっており、さらに、この実施例においては、各集光レンズ8A,8B,8Cの光軸に対して、やや傾けて配置されている。
Example 4
A fourth embodiment will be described. FIG. 6 shows a configuration that operates substantially the same as the embodiment described in FIG. However, unlike the above-described embodiment, each of the
このため、各集光レンズ8A,8B,8Cから各ピンホール9A,9B,9Cに入射する光のうち、各ピンホール9A,9B,9Cの後方に透過しないで、その周囲で反射する光が存在し、これらの光は、各集光レンズ8A,8B,8Cの光束を避けて各ピンホール9A,9B,9Cの前方に配置されている、各2分割光検出器11A,12A,11B,12B,11C,12Cによって、それぞれ検出される。
For this reason, out of the light incident on the
ここで、各2分割光検出器11A,12A,11B,12B,11C,12Cの出力を、それぞれA1,A2,B1,B2,C1,C2とし、各2分割光検出器11Aと12Aの差分、11Bと12Bの差分、及び11C,12Cの差分をそれぞれSa,Sb,Scとするとき、Sa=A1−A2、Sb=B1−B2、Sc=C1−C2である。
Here, the outputs of the two-
なお、3次元記録媒体6の内部の反射面にプッシュプル用のグルーブが設けられている場合には、これによる回折で生じる光束の強度分布の変化を検出することができる。すなわち、トラッキング誤差信号をTEとするとき、TE=Sa+Sb+Sc=(A1+B1+C1)−(A2+B2+C2)とすれば良い。 When a push-pull groove is provided on the reflection surface inside the three-dimensional recording medium 6, it is possible to detect a change in the intensity distribution of the light beam caused by the diffraction. That is, when the tracking error signal is TE, TE = Sa + Sb + Sc = (A1 + B1 + C1) − (A2 + B2 + C2).
また、トラッキングの合焦時にTE=0となるように光学系及び光検出器の出力を調整しておけば、TEの符号でグルーブに対する焦点位置を判定することができる。これ以外の構成、検出原理は前述の実施例と同一である。各ピンホール9A,9B,9Cの開口部については、各集光レンズ8A,9B,9Cからの光束を透過させるため、光束に対して並行になるように配置することが望ましい。
Further, if the output of the optical system and the photodetector is adjusted so that TE = 0 when tracking is in focus, the focal position with respect to the groove can be determined by the sign of TE. Other configurations and detection principles are the same as those in the above-described embodiment. The openings of the
各ピンホール9A,9B,9Cの反射面に関しては、金属面,誘電体反射膜等が適用できる。作製方法としては、金属に開口部を作製する方法の他に、金属のメッキ,蒸着,誘電体の蒸着,スパッタリング等の方法も考えられる。それらの開口部では、そこに集光する光ビームの全光量の大半が透過し、一部がその周囲で反射するように、開口部の大きさ等が設定されている必要がある。 For the reflection surface of each pinhole 9A, 9B, 9C, a metal surface, a dielectric reflection film or the like can be applied. As a manufacturing method, in addition to a method of manufacturing an opening in a metal, methods such as metal plating, vapor deposition, dielectric vapor deposition, and sputtering are also conceivable. In these openings, it is necessary to set the size of the openings so that most of the total amount of the light beam condensed there is transmitted and a part of the light is reflected around the openings.
本実施例によれば、トラッキング誤差信号を効率よく検出することができる。
なお、本実施例においては、前記反射面が、各集光レンズ8A,8B,8Cの光軸に対して、やや傾けて配置されているが、これに限定されるものではない。
According to this embodiment, the tracking error signal can be detected efficiently.
In the present embodiment, the reflecting surface is arranged slightly inclined with respect to the optical axis of each of the
〔実施例5〕
図7を用いて別の実施例を説明する。図7は、第4の実施例の図6における、各ピンホール9A,9B,9Cの代わりに、開口部の周囲に突起型の反射ミラーを持つ各ピンホール9A,9B,9Cを用い、さらに各2分割光検出器11A,12A,11B,12B,11C,12Cの代わりに、開口部を持つ各2分割光検出器11A,12A,11B,12B,11C,12Cあるいは、各単独光検出器11A,12A,11B,12B,11C,12Cを用いている。
Example 5
Another embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 7 shows, in place of the
この実施例においては、各集光レンズ8A,8B,8Cの光軸に対して開口部の周囲に突起型の反射ミラーを持つ各ピンホール9A,9B,9Cがほぼ正対して配置されている。各集光レンズ8A,8B,8Cからこの各突起型ピンホール9A,9B,9Cに入射する光の内、各突起型ピンホール9A,9B,9Cの後方に透過しないで、開口部の周囲の突起部で反射される光が存在し、これらの光は各集光レンズ8A,8B,8Cの光束を避けて各ピンホール9A,9B,9Cの前方に配置されている、開口部を持つ各2分割光検出器11A,12A,11B,12B,11C,12Cあるいは各単独光検出器11A,12A,11B,12B,11C,12Cによってそれぞれ検出する。
In this embodiment, the
各検出器は図6のように各集光レンズ8A,8B,8Cの集光ビームの周囲に配置する必要がある。ここで、開口部を持つ各2分割光検出器あるいは各単独光検出器11A,12A,11B,12B,11C,12Cの出力を、それぞれA1,A2,B1,B2,C1,C2とし、開口部を持つ各2分割光検出器あるいは各単独光検出器11Aと12Aの差分、11Bと12Bの差分、及び11C,12Cの差分をそれぞれSa,Sb,Scとするとき、Sa=A1−A2、Sb=B1−B2、Sc=C1−C2である。
Each detector needs to be arranged around the condensed beam of each
このときトラッキング誤差信号をTEは、前実施例と同様に、TE=Sa+Sb+Sc=(A1+B1+C1)−(A2+B2+C2)とすれば、トラッキングの合焦時にTE=0となるように光学系及び光検出器の出力を調整しておくと、TEの符号でグルーブに対する焦点位置を判定することができる。これ以外の構成、検出原理は実施例1,2と同一である。
At this time, if the tracking error signal is set to TE = Sa + Sb + Sc = (A1 + B1 + C1) − (A2 + B2 + C2) as in the previous embodiment, the optical system and the photodetector are set so that TE = 0 when tracking is in focus. If the output is adjusted, the focal position with respect to the groove can be determined by the sign of TE. Other configurations and detection principles are the same as those in the first and second embodiments.
各突起型ピンホール9A,9B,9Cの反射面に関しては金属面、誘電体反射膜等が適用できる。作製方法は金属に開口部を作製する方法の他に、金属のメッキ、蒸着、誘電体の蒸着、スパッタリング等の方法も考えられる。それらの開口部周辺の反射面の形状に関しては、開口部を中心とした凸面形状が考えられるが、これに限らず平面との組み合わせによる多面体等も適用可能である。但し開口部に集光する光ビームの全光量の大半が透過し、一部がその周囲で反射するように開口部の大きさ等が設定されている必要がある。
A metal surface, a dielectric reflection film, or the like can be applied to the reflection surface of each protruding
本実施例によれば、反射面のあるピンホールを戻り光の光軸に対してほぼ垂直に配置することができ、かつ、ピンホール前面の複数の光検出器を戻り光の光軸に対して離して最適な位置に配置することができるため、ピンホールの配置や、トラッキング誤差信号の0点調整が容易になるとともに、光学系も全体の配置の自由度が増え、各素子を空間的に効率よく配置することができる。 According to the present embodiment, the pinhole with the reflecting surface can be arranged substantially perpendicular to the optical axis of the return light, and the plurality of photodetectors in front of the pinhole are arranged with respect to the optical axis of the return light. Since it can be placed at an optimum position apart from each other, pinhole placement and tracking error signal zero point adjustment become easy, and the optical system also has a higher degree of freedom in overall placement, making each element spatial Can be arranged efficiently.
〔実施例6〕
図8を用いて別の実施例を説明する。図8は、図5の第3の実施例とほぼ同様の構成であるが、図5における、2つのビームスプリッタ7A、7Cの代わりに、図8においてグレーティングビームスプリッタ7を用いている。グレーティングビームスプリッタ7は入射光を回折により、0次光、±1次光に3分割することができる。3分割したそれぞれの光束は各集光レンズ8A,8B,8C、各ピンホール9A,9B,9Cを通って各光検出器10A,10B,10C上に照射される。
Example 6
Another embodiment will be described with reference to FIG. 8 has substantially the same configuration as that of the third embodiment of FIG. 5, but uses the grating beam splitter 7 in FIG. 8 instead of the two
これ以外の各構成,スポット位置並びにトラッキング誤差信号の検出原理は、実施例1の場合と同様である。また、この構成は実施例1のみでなく、図6,図7で示した各実施例4,5の構成にも同様に適用可能である。グレーティングビームスプリッタ7に関しては、図で示した凹凸型の他に、ブレーズ型や体積型のホログラムも適用可能である。 The other components, spot positions, and tracking error signal detection principles are the same as in the first embodiment. This configuration is applicable not only to the first embodiment but also to the configurations of the fourth and fifth embodiments shown in FIGS. As for the grating beam splitter 7, in addition to the concavo-convex type shown in the drawing, a blazed or volume hologram can be applied.
本実施例によれば、トラッキング誤差信号をさらに効率よく検出することができるとともに、光学系も全体としてコンパクト化可能で、その配置の自由度が増え、各素子を空間的に効率よく配置することができる。 According to the present embodiment, the tracking error signal can be detected more efficiently, the optical system can be made compact as a whole, the degree of freedom of arrangement is increased, and each element is spatially arranged efficiently. Can do.
〔実施例7〕
図9を用いてさらに別の実施例を説明する。本実施例は、第6の実施例とほぼ同様であるが、図8におけるグレーティングビームスプリッタ7の代わりに図9に示したように、グレーティングビームスプリッタ7Bと、グレーティング7A,7Cの組み合わせを用いている。グレーティングビームスプリッタ7Bは、入射光を、回折により、0次光,±1次光に3分割する。
Example 7
Still another embodiment will be described with reference to FIG. This embodiment is substantially the same as the sixth embodiment, but using a combination of a
すなわち、本実施例においては、グレーティング7A及び7Cにより、グレーティングビームスプリッタ7Bからの±1次光をさらにそれぞれ回折させている点が、第6の実施例と異なっている。この構成に基づく作用としては、図8に示した第6の実施例とほぼ同様であるが、光源の温度変動に起因する波長の変動に影響されにくくなるという利点がある。
That is, this embodiment is different from the sixth embodiment in that the ± first-order light from the
なお、この部分以外の各構成,信号検出原理は、実施例3の場合と同様である。第6の実施例と同様に、この構成は、図5に示した実施例3のみでなく、図6,図7で示した各実施例4,5の構成にも、同様に適用可能である。グレーティングビームスプリッタ7Bとグレーティング7A,7Cに関しては、図9で示した凹凸型の他に、ブレーズ型や体積型のホログラムも同様に適用可能である。
The other components and the signal detection principle are the same as in the third embodiment. Similar to the sixth embodiment, this configuration is applicable not only to the third embodiment shown in FIG. 5 but also to the configurations of the fourth and fifth embodiments shown in FIGS. . As for the
本実施例によれば、実施例6とほぼ同様の効果が得られる他、それに加えて、光源の温度変動に起因する波長の変動に影響されにくくなるという利点がある。 According to the present embodiment, the same effect as that of the sixth embodiment can be obtained, and in addition to this, there is an advantage that it is not easily affected by the wavelength variation caused by the temperature variation of the light source.
〔実施例8,9〕
図10,図11を用いてさらに別の実施例8,9を説明する。これらの実施例は、第1,第6の実施例とほぼ同様な構成である。図3の第1の実施例では、2個の集光レンズ8A,8Bを用いているが、図10,図11に示す実施例8,9では、集光レンズ8がグレーティングビームスプリッタ7の前に1個配置されているところが異なる。
[Examples 8 and 9]
Further examples 8 and 9 will be described with reference to FIGS. These embodiments have substantially the same configuration as the first and sixth embodiments. In the first embodiment shown in FIG. 3, two
さらに、図10に示す実施例8の場合、基板15中に形成された2組の光検出器10A,10A’,10B,10B’の上部にそれぞれ1つの開口部と、透明部あるいは別のより大きな開口部を持つ2つのピンホール層9A,9Bが順に積層して形成され、スペーサ14を介してさらにその上にグレーティングビームスプリッタ7が積層されている。
Further, in the case of the
ここで、2つのピンホール層9A,9Bの開口部はそれぞれ2組の光検出器10A,10A’及び10B,10B’の真上に来るように調整されて配置される。また、ピンホール層9Aの開口部の下にあるピンホール層9Bは、透明部あるいは別のより大きな開口部になっており、ピンホール層9Aを通過した光を遮光しないようになっている。
Here, the openings of the two
同様に、ピンホール層9Bの開口部の真上にあるピンホール層9Aは、透明部あるいは別のより大きな開口部になっており、ピンホール層9Bの開口部を通過する光を遮光しないようになっている。さらに、各ピンホール層の開口部の位置に集光するように、グレーティングビームスプリッタ7で光束が2分割されている。
Similarly, the
本実施例においては、このように、グレーティングビームスプリッタ7から基板15までの各素子が一体化された構成となっているところが特徴である。また、図11に示す実施例9の場合、基板15中に形成された2組の光検出器10A,10A’,10B,10B’の上部に2つの開口部を持つピンホール層9が積層して形成され、スペーサ14を介してその上にグレーティングビームスプリッタ7が積層されている。
The present embodiment is characterized in that each element from the grating beam splitter 7 to the
ここで、ピンホール層9の2つの開口部はそれぞれ2組の光検出器10A,10A’及び10B,10B’の真上に来るように調整されて配置される。後は、図10の実施例8の場合と同様である。実施例8と9の違いは、図10の場合、ピンホール層9が2層で構成され、2つの光束の集光位置が基板15に対して垂直な方向に異なる場合にも、対応可能で、より設計の範囲を広げることができる点にある。
Here, the two openings of the pinhole layer 9 are adjusted and arranged so as to be directly above the two sets of
実施例8,9の作用としては、図3の第1の実施例のそれととほぼ同様である。ここでは、集光レンズ8がグレーティングビームスプリッタ7の前に1個配置されているため、ビームスプリッタ3からの光束は集光レンズ8により集束された後に、グレーティングビームスプリッタ7で2分割される点が異なる。
The operation of the eighth and ninth embodiments is almost the same as that of the first embodiment of FIG. Here, since one
図10では、0次光が光検出器10A,10A’に、1次回折光が光検出器10B,10B’に集光するように配置されている。この部分以外の各構成,信号検出原理は実施例1の場合と同様である。グレーティングビームスプリッタ7に関しては、図9に示した体積型のホログラムの他に凹凸型やブレーズ型も同様に適用可能である。
In FIG. 10, the zero-order light is arranged on the
また、集光型グレーティングビームスプリッタ7を用いれば、集光レンズ8とグレーティングビームスプリッタ7の機能を兼用させることも可能である。これまでの各実施例と同様に、この構成は、図3に示した実施例1のみでなく、実施例3の構成にも同様に適用可能である。
If the condensing type grating beam splitter 7 is used, the functions of the condensing
上記実施例によれば、ピンホールの作製と配置が容易で、低コスト化が図れるとともに、光学系における分割された光路長を大幅に短縮することが可能であり、装置全体をコンパクトに構成できるという効果が得られる。 According to the above-described embodiment, pinholes can be easily produced and arranged, and the cost can be reduced. In addition, the divided optical path length in the optical system can be greatly reduced, and the entire apparatus can be configured compactly. The effect is obtained.
〔実施例10〕
図12を用いてさらに別の実施例10を説明する。
この実施例は、実施例8,9とほぼ同様な構成である。図10,図11の第8,第9の実施例では、グレーティングビームスプリッタ7とスペーサ14を用いているが、図12に示す実施例10では、これらの代わりに複屈折結晶14Aが用いられているところが異なる。
Example 10
Still another embodiment 10 will be described with reference to FIG.
This embodiment has almost the same configuration as the eighth and ninth embodiments. In the eighth and ninth embodiments of FIGS. 10 and 11, the grating beam splitter 7 and the
ビームスプリッタ3からの光束は、集光レンズ8により集束された後に、複屈折結晶14で2分割され、それぞれピンホール層9の開口部を透過し、2組の光検出器10A,10A’,10B,10B’に集光する。ここで、入射の光偏波面を複屈折結晶14Aで2分割できるような結晶方位に合わせる必要がある。この部分以外の各構成,信号検出原理は、実施例8,9の場合と同様である。
The light beam from the
本実施例によれば、前述の実施例においてスペーサ14を用いていたスペースに、複屈折結晶14Aを配設することで、この光学系の構成をさらに簡略化し。そうち構成部品点数を減らすことが可能である。
According to the present embodiment, the configuration of the optical system is further simplified by disposing the
〔参考例〕
これまでの実施例1ないし10において、光源1に高出力のパルスレーザ等を用い、3次元記録媒体6として、2光子記録材料層と部分反射層との2層構造の繰り返しからなる多層構造を用いることができる。この場合、フォーカシングあるいはトラキング信号の検出は、実施例1〜10の構成の方法が適用できる。
[Reference example]
In Examples 1 to 10 so far, a high-power pulse laser or the like is used as the
本参考例においては、記録時と再生時では、光源1の光出力を変化させる。記録時に比べ再生時は光源1の光出力を下げる必要がある。本参考例では、これ以外の構成,各種信号の検出原理は実施例1〜10と同一である。2光子記録材料としては、ジアリ−ルエテン系のフォトクロミック材料等が適用可能である。
In this reference example, the light output of the
上記各実施例は、いずれも本発明の一例を示したものであり、本発明はこれらに限定されるものではなく、本発明の趣旨を変更しない範囲内で適宜の変更・改良を行ってもよいことはいうまでもない。 Each of the above-described embodiments is merely an example of the present invention, and the present invention is not limited to these examples, and appropriate modifications and improvements may be made without departing from the scope of the present invention. Needless to say, it is good.
1 光源
2 集光レンズ
3 偏光ビームスプリッタ
4 1/4波長板
5 対物レンズ
6 3次元記録媒体
7,7A,7B,7C ビームスプリッタ(グレーティングビームスプリッタ)
8A,8B,8C 集光レンズ
9A,9B,9C ピンホール
10A,10A’,10B,10B’,10C 光検出器
11A,11B,11C 光検出器
12A,12B,12C 光検出器
13A,13B 集光レンズ
14 スペーサ
14A 複屈折結晶(ビームスプリッタ)
15 基板
DESCRIPTION OF
8A, 8B,
15 Substrate
Claims (5)
前記記録媒体からの戻り光を少なくとも3分割してそれぞれ収束させた、分割されたそれぞれの戻り光の焦点付近に配置されたピンホールと、これらのピンホールの後方に配置された光検出器とを有し、
前記ピンホールの1つは戻り光の焦点位置に、少なくとも他の2つのピンホールは戻り光の焦点位置の前後にそれぞれわずかに離れて配置され、これらの戻り光の焦点位置の前後に配置された2つのピンホール後方の前記2個の検出器の差動出力より、光スポットの位置制御を行い、
前記各ピンホールの後方に配置された光検出器は、それぞれ2分割されており、これらの2分割された光検出器の出力の差動を取ることにより、トラッキング誤差信号を検出することを特徴とする光情報記録再生装置。 In an optical information recording / reproducing apparatus having a light source and an optical system for irradiating a light spot, and a position control device for the light spot, and performing position control of the light spot irradiating the recording medium
Pinholes arranged in the vicinity of the focal points of the divided return lights, each of which converges the return light from the recording medium by dividing into at least three parts, and a photodetector arranged behind these pinholes. Have
One of the pinholes is arranged at the focal position of the return light, and at least the other two pinholes are arranged slightly apart before and after the focal position of the return light, and are arranged before and after the focal position of the return light. was from the differential output of the two detectors of the two pinholes rear, have lines control the position of the light spot,
The photodetectors arranged behind the pinholes are each divided into two parts, and the tracking error signal is detected by taking the differential of the outputs of the two divided photodetectors. An optical information recording / reproducing apparatus.
また、前記各ピンホールの前記光入射側にも2分割された光検出器が配置されてなり、
前記光スポットの位置制御を行うとともに、前記各ピンホールの前方にそれぞれ配置された光検出器の差動を取ることにより、トラッキング誤差信号を検出することを特徴とする請求項1に記載の光情報記録再生装置。 A light reflecting surface is formed on at least part of the periphery of the light incident side opening of each pinhole,
Further, a photodetector divided into two is also arranged on the light incident side of each pinhole,
Performs position control of the light spot, by taking the differential optical detectors disposed respectively in front of each pin hole, the light according to claim 1, characterized in that to detect the tracking error signal Information recording / reproducing apparatus.
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