JPH1011773A - Optical head device - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は光学式記録媒体の記
録および再生、あるいはその一方を行なうために使用す
る光学ヘッド装置に関するものである。[0001] 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to an optical head device used for recording and / or reproducing an optical recording medium.
【0002】[0002]
【従来の技術】光学ヘッド装置においては、その光源か
ら出射したレーザ光を対物レンズを介して、光学式記録
媒体の記録面に光スポットとして集光させ、そこを反射
した戻り光を光検出器によって検出して記録情報を再生
している。また、これと同時に、レーザ光を焦点ずれを
伴うことなく記録面に集光させるように対物レンズのフ
ォーカシング方向の位置を制御している。さらには、レ
ーザ光が記録面のトラックを正確に走査するように対物
レンズのトラッキング方向の位置も制御している。2. Description of the Related Art In an optical head device, laser light emitted from a light source is condensed as a light spot on a recording surface of an optical recording medium via an objective lens, and return light reflected therefrom is detected by a photodetector. And the recorded information is reproduced. At the same time, the position of the objective lens in the focusing direction is controlled so that the laser light is focused on the recording surface without defocusing. Further, the position of the objective lens in the tracking direction is controlled so that the laser beam scans the track on the recording surface accurately.
【0003】これらのトラッキングおよびフォーカシン
グ制御を行なうために、レーザ光のトラッキングエラー
およびフォーカシングエラーに対応する光情報を、光学
式記録媒体からの戻り光から検出するようにしている。In order to perform these tracking and focusing controls, optical information corresponding to a tracking error and a focusing error of a laser beam is detected from return light from an optical recording medium.
【0004】トラッキングエラーの検出方法としては、
一般に3ビーム法が採用されている。3ビーム法では、
レーザ光を回折格子等によって記録面のトラック方向に
向けて3ビームに分割し、これらに含まれる+−1次回
折光の反射光に基づき、トラッキングエラー信号を形成
している。As a method of detecting a tracking error,
Generally, a three-beam method is employed. In the three-beam method,
The laser beam is divided into three beams in the track direction of the recording surface by a diffraction grating or the like, and a tracking error signal is formed based on the reflected light of the +/− 1 order diffracted light included in these beams.
【0005】フォーカシングエラー信号の検出方法とし
ては、例えば、円筒レンズを用いた非点収差法、ホログ
ラム素子を用いたナイフエッジ法あるいはスポットサイ
ズ法等が知られている。これらの方法においては、光学
式記録媒体からの戻り光に、非点収差等のフォーカシン
グエラー成分を光学的に含ませ、このエラー成分を光検
出器で検出するようにしている。As a method of detecting a focusing error signal, for example, an astigmatism method using a cylindrical lens, a knife edge method using a hologram element, a spot size method, and the like are known. In these methods, the returning light from the optical recording medium optically includes a focusing error component such as astigmatism, and the error component is detected by a photodetector.
【0006】このような3ビーム法、ナイフエッジ法を
採用した光学ヘッド装置は、例えば、特開平3−225
635号公報に開示されている。この公報に開示の光学
ヘッド装置では、トラッキングエラー信号を3ビーム法
によって検出しており、そのために、レーザ光の往路に
は回折格子が配置されている。また、フォーカシングエ
ラー信号をナイフエッジ法によって検出しており、その
ために、レーザ光の復路にはホログラム素子が配置され
ている。An optical head device employing such a three-beam method or a knife-edge method is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-225.
No. 635. In the optical head device disclosed in this publication, a tracking error signal is detected by a three-beam method, and therefore, a diffraction grating is arranged on the outward path of laser light. Further, the focusing error signal is detected by the knife edge method, and for this purpose, a hologram element is arranged on the return path of the laser beam.
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】ここで、従来における
非点収差法によるフォーカシングエラー信号の検出方法
においては、受光面が4分割された4分割光検出器が使
用され、4分割された各受光面での受光量に基づき、フ
ォーカシングエラー信号と共に、RF信号(記録信号)
を検出している。分割型の光検出器は受光面に分割不感
帯ができるので、RF信号を検出する場合には、それが
原因となってRF信号の高域周波数特性が劣化するおそ
れがある。Here, in the conventional focusing error signal detection method using the astigmatism method, a four-divided photodetector having a light-receiving surface divided into four parts is used, and each light-receiving part divided into four parts is used. RF signal (recording signal) together with focusing error signal based on the amount of light received on the surface
Has been detected. Since the split type photodetector has a split dead zone on the light receiving surface, when detecting an RF signal, the high frequency characteristics of the RF signal may be degraded due to this.
【0008】また、ナイフエッジ法やスポットサイズ法
においてはホログラム素子を用いて形成した戻り光の回
折光の一方の側を用いてフォーカシングエラー信号の検
出を行い、他方の側の回折光を用いてRF信号の検出を
行なっている。この場合には、RF信号検出用の回折光
が光検出器の受光面に形成する光スポットは、フォーカ
シングエラー信号検出用の光スポットと同一の寸法であ
る。従って、集光度合いが低いので、RF信号の高域周
波数特性が劣化するおそれがある。また、RF信号検出
用の受光面が大きくなってしまう。In the knife edge method and the spot size method, a focusing error signal is detected by using one side of the diffracted light of the return light formed by using the hologram element, and is detected by using the diffracted light of the other side. The RF signal is being detected. In this case, the light spot formed by the diffracted light for detecting the RF signal on the light receiving surface of the photodetector has the same size as the light spot for detecting the focusing error signal. Therefore, since the degree of light collection is low, the high frequency characteristics of the RF signal may be degraded. In addition, the light receiving surface for detecting the RF signal becomes large.
【0009】本発明の課題は、高域周波数特性を劣化さ
せることなくRF信号を検出可能な光学ヘッド装置を提
案することにある。An object of the present invention is to propose an optical head device capable of detecting an RF signal without deteriorating high frequency characteristics.
【0010】また、本発明の課題は、RF信号検出用の
光検出器の受光面を小さくすることの可能な光学ヘッド
装置を提案することにある。Another object of the present invention is to provide an optical head device capable of reducing the light receiving surface of a photodetector for detecting an RF signal.
【0011】さらに、本発明の課題は、フォーカシング
エラー信号およびトラッキングエラー信号を共用の光検
出器を用いて検出可能な光学ヘッド装置を提案すること
にある。Another object of the present invention is to provide an optical head device capable of detecting a focusing error signal and a tracking error signal by using a common photodetector.
【0012】[0012]
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明は、レーザ光源と、当該レーザ光源からの
出射光を光学式記録媒体の記録面に集光させる対物レン
ズと、前記記録面で反射した戻り光を検出する光検出手
段とを有する光学ヘッド装置において、前記レーザ光源
からの出射光を0次光および+−1次光を含む3ビーム
に分割する変調回折格子と、前記記録面で反射した戻り
3ビームを前記光検出手段に導く導光素子とを有する構
成を採用すると共に、前記光検出手段として、前記戻り
3ビームに含まれる0次光を受光する記録信号検出用の
第1の光検出部と、当該戻り3ビームに含まれる+−1
次回折光を受光するフォーカシングエラーおよびトラッ
キングエラー検出用の光検出部とを備えた構成のものを
採用し、前記戻り3ビームの前記+−1次回折光に含ま
れる非点収差に基づきフォーカシングエラーを検出する
ようにしている。SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above problems, the present invention provides a laser light source, an objective lens for condensing light emitted from the laser light source on a recording surface of an optical recording medium, An optical head device having light detecting means for detecting return light reflected on a recording surface, wherein a modulation diffraction grating for dividing light emitted from the laser light source into three beams including 0-order light and + -1st-order light; A light guide element for guiding the three returned beams reflected by the recording surface to the light detecting means; and a light signal detecting means for receiving the zero-order light included in the three returned lights as the light detecting means. First light detection unit for detecting the return light beam and + -1 included in the three returned beams.
A detector having a light detecting section for detecting a focusing error and a tracking error for receiving the second-order diffracted light, and detecting a focusing error based on astigmatism contained in the + -1st-order diffracted light of the three returned beams. I am trying to do it.
【0013】本発明の光学ヘッド装置においては、レー
ザ光源から記録媒体に向かう出射光を変調回折格子によ
って回折しているので、回折された+−1次回折光が記
録媒体の記録面に結像するときに、回折方向をメリジオ
ナル光束とすると、+−1次の回折は変調回折格子によ
り収束と発散の効果が加わり、逆方向に非点収差が発生
する。すなわち、フォーカシングエラー検出のためのエ
ラー成分(非点収差)が光の往路上において+−1次回
折光に含まれる。従って、これら+−1次回折光の戻り
光を用いて、従来と同様な非点収差法によるフォーカシ
ングエラー信号の検出を行なうことができる。また、0
次光の戻り光を用いてRF信号を検出できる。In the optical head device according to the present invention, since the outgoing light from the laser light source toward the recording medium is diffracted by the modulation diffraction grating, the diffracted + -1st-order diffracted light forms an image on the recording surface of the recording medium. Sometimes, if the diffraction direction is a meridional light beam, the modulation diffraction grating adds convergence and divergence effects to the + -1st order diffraction, and astigmatism occurs in the opposite direction. That is, an error component (astigmatism) for detecting a focusing error is included in the + -1st-order diffracted light on the outward path of the light. Therefore, the focusing error signal can be detected by the astigmatism method similar to the related art, using the return light of the + -1st-order diffracted light. Also, 0
The RF signal can be detected using the return light of the next light.
【0014】このようにして、+−1次回折光を用いて
フォーカシングエラー信号を検出できるので、0次光
を、RF信号を検出するためにのみ使用できる。従っ
て、当該RF信号検出用の光検出器として分割型のもの
を使用する必要が無くなるので、その受光面に分割不感
帯が存在せず、RF信号の高域周波数特性が劣化するこ
とを回避できる。また、RF信号を0次光から検出して
いるので、従来のようなナイフエッジ法やスポットサイ
ズ法等に比べて、光検出器の受光面に形成される戻り光
の光スポットの集束度合いが高いので、RF信号の高域
周波数特性の劣化を回避でき、また、その受光面積も小
さくでよい。In this way, since the focusing error signal can be detected using the + -1st-order diffracted light, the 0th-order light can be used only for detecting the RF signal. Therefore, since it is not necessary to use a split type photodetector for the RF signal detection, there is no split dead zone on the light receiving surface, and it is possible to avoid deterioration of the high frequency characteristics of the RF signal. Further, since the RF signal is detected from the zero-order light, the degree of convergence of the light spot of the return light formed on the light receiving surface of the photodetector is smaller than that of the conventional knife edge method or spot size method. Since it is high, deterioration of the high frequency characteristics of the RF signal can be avoided, and the light receiving area thereof may be small.
【0015】ここで、前記導光素子としては、前記戻り
3ビームのそれぞれを前記光検出手段に向けて回折する
回折格子を採用することができる。Here, as the light guide element, a diffraction grating for diffracting each of the three returning beams toward the light detecting means can be employed.
【0016】この場合、前記回折格子は、前記変調回折
格子と前記対物レンズの間に配置すると共に、前記戻り
3ビームのそれぞれを回折して得られる+−1次回折光
が前記変調回折格子を通過せずに前記フォーカシングエ
ラーおよびトラッキングエラー検出用の光検出部に向か
うように、当該戻り3ビームのそれぞれを回折できるも
のを採用することが望ましい。この構成によれば、+−
1次回折光が、変調回折格子を通過して再度回折されて
光量が低下してしまうことを回避できる。In this case, the diffraction grating is arranged between the modulation diffraction grating and the objective lens, and + -1st-order diffracted light obtained by diffracting each of the returning three beams passes through the modulation diffraction grating. It is desirable to employ a device that can diffract each of the three returned beams so as to go to the light detection unit for detecting the focusing error and the tracking error without performing the above operation. According to this configuration, + −
It is possible to prevent the first-order diffracted light from passing through the modulation diffraction grating and being diffracted again to reduce the amount of light.
【0017】また、光の利用効率を高めるためには、前
記回折格子を偏光性回折格子とすると共に、前記変調回
折格子と前記記録面の間に1/4波長板を配置した構成
を採用できる。この場合には、出射光は回折格子では回
折されないので、記録面上での光量低下を抑制できる。In order to enhance the light use efficiency, it is possible to adopt a configuration in which the diffraction grating is a polarizing diffraction grating and a quarter-wave plate is arranged between the modulation diffraction grating and the recording surface. . In this case, since the emitted light is not diffracted by the diffraction grating, it is possible to suppress a decrease in the amount of light on the recording surface.
【0018】次に、本発明の光学ヘッド装置において
は、前記変調回折格子による回折方向が、前記光学式記
録媒体の記録面におけるトラック方向となるようにして
いる。この構成を採用すれば、従来の3ビーム法と同様
にして、+−1次回折光の戻り光に基づきトラッキング
エラー信号を検出できる。従って、上記のフォーカシン
グエラー検出用の光検出部をトラッキングエラー信号検
出用の検出部として兼用できる。Next, in the optical head device according to the present invention, the direction of diffraction by the modulation diffraction grating is set to be the track direction on the recording surface of the optical recording medium. If this configuration is employed, a tracking error signal can be detected based on the return light of the +/− 1st-order diffracted light in the same manner as in the conventional three-beam method. Therefore, the above-described light detecting section for detecting a focusing error can be used also as a detecting section for detecting a tracking error signal.
【0019】[0019]
【発明の実施の形態】以下に、図面を参照して本発明を
適用した光学ヘッド装置を説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An optical head device to which the present invention is applied will be described below with reference to the drawings.
【0020】図1には、本発明による光学ヘッド装置の
光学系の概略構成を示してある。この図に示すように、
光学ヘッド装置1は、レーザ光源であるレーザダイオー
ド2を有し、ここから出射されたレーザ光Lは、対物レ
ンズ3によって、光学的記録媒体4の記録面4aに光ス
ポットとして集束する。FIG. 1 shows a schematic configuration of an optical system of an optical head device according to the present invention. As shown in this figure,
The optical head device 1 has a laser diode 2 as a laser light source. The laser light L emitted from the laser diode 2 is focused by an objective lens 3 on a recording surface 4a of an optical recording medium 4 as a light spot.
【0021】レーザダイオード2と対物レンズ3の間の
光路上には、レーザダイオード2の側から、変調回折格
子5および回折格子6がこの順序に配列されている。本
例では、ガラス基板7を挟み、一方の面に変調回折格子
5が形成され、他方の面に回折格子6が形成されてい
る。また、本例の回折格子6は偏光性回折格子である。
図1(B)および(C)には、それぞれ、変調回折格子
5の格子パターンおよび回折格子6の格子パターンを示
してあり、これらの回折方向は直交する方向となってい
る。On the optical path between the laser diode 2 and the objective lens 3, a modulation diffraction grating 5 and a diffraction grating 6 are arranged in this order from the laser diode 2 side. In this example, the modulation diffraction grating 5 is formed on one surface and the diffraction grating 6 is formed on the other surface with the glass substrate 7 interposed therebetween. Further, the diffraction grating 6 of the present example is a polarizing diffraction grating.
FIGS. 1B and 1C show a grating pattern of the modulation diffraction grating 5 and a grating pattern of the diffraction grating 6, respectively, and these diffraction directions are orthogonal to each other.
【0022】回折格子6の対物レンズ3の側には1/4
波長板8が配置されている。本例では、レーザ光Lは変
調回折格子5によって回折作用を受けるが、回折格子6
によっては回折作用を受けないように、レーザ光Lの偏
光方向と回折格子6の結晶軸方向が設定されている。レ
ーザ光Lは1/4波長板8を通過して円偏光となり、記
録媒体の記録面4aで反射された後に再度1/4波長板
8を通過して再び直線偏光に戻るが、偏光方向が直交す
る方向になる。このために、記録媒体4からの戻り光
は、回折格子6による回折作用を受ける。A quarter of the diffraction grating 6 is located on the side of the objective lens 3.
A wave plate 8 is provided. In this example, the laser beam L is diffracted by the modulation diffraction grating 5, but the diffraction grating 6
In some cases, the polarization direction of the laser light L and the crystal axis direction of the diffraction grating 6 are set so as not to be affected by diffraction. The laser beam L passes through the quarter-wave plate 8 and becomes circularly polarized light. After being reflected on the recording surface 4a of the recording medium, it again passes through the quarter-wave plate 8 and returns to linearly polarized light. The directions are orthogonal. For this reason, the return light from the recording medium 4 is subjected to a diffraction effect by the diffraction grating 6.
【0023】記録媒体4からの戻り光は、回折格子6に
よって回折された後に、光検出装置10によって受光さ
れる。光検出装置10による受光量に基づき、RF信号
が検出され、また、フォーカシングエラー信号およびト
ラッキングエラー信号が検出される。The return light from the recording medium 4 is received by the photodetector 10 after being diffracted by the diffraction grating 6. Based on the amount of light received by the photodetector 10, an RF signal is detected, and a focusing error signal and a tracking error signal are detected.
【0024】図1(D)に示すように、本例の光検出装
置10は、レーザダイオード2を挟み左右対称に配列さ
れた2組の光検出器群20、30を有している。光検出
器群20は、中央に位置するRF信号検出用の光検出器
21と、この両側に位置するフォーカシングエラーおよ
びトラッキングエラー検出用の光検出器22、23を備
えている。同様に、他方の光検出器群30も、中央に位
置するRF信号検出用の光検出器31と、この両側に位
置するフォーカシングエラーおよびトラッキングエラー
検出用の光検出器32、33を備えている。As shown in FIG. 1D, the photodetector 10 of this embodiment has two photodetector groups 20 and 30 arranged symmetrically with respect to the laser diode 2. The photodetector group 20 includes a photodetector 21 located at the center for detecting an RF signal, and photodetectors 22 and 23 located on both sides thereof for detecting a focusing error and a tracking error. Similarly, the other photodetector group 30 includes a photodetector 31 located at the center for detecting an RF signal, and photodetectors 32 and 33 located on both sides for detecting a focusing error and a tracking error. .
【0025】ここで、光検出器22、23および光検出
器32、33は、3分割型の光検出器である。すなわ
ち、光検出器22は受光面として22a、22bおよび
22cを備えており、同様に、光検出器23も受光面2
3a、23bおよび23cを備えている。また、光検出
器32、33も、それぞれ、受光面32a、32b、3
2cおよび33a、33b、33cを備えている。Here, the photodetectors 22, 23 and the photodetectors 32, 33 are three-division type photodetectors. That is, the photodetector 22 includes the light receiving surfaces 22a, 22b, and 22c.
3a, 23b and 23c. The photodetectors 32 and 33 also have light receiving surfaces 32a, 32b, and 3 respectively.
2c and 33a, 33b, 33c.
【0026】図2には、変調回折格子5による出射光の
回折作用、回折格子6による戻り光の回折作用、および
記録面上および検出器受光面上に形成される光スポット
の状態を示してある。図3には変調回折格子5により回
折された1次回折光の光路を示してある。FIG. 2 shows the diffraction effect of the output light by the modulation diffraction grating 5, the diffraction effect of the return light by the diffraction grating 6, and the state of the light spot formed on the recording surface and the light receiving surface of the detector. is there. FIG. 3 shows the optical path of the first-order diffracted light diffracted by the modulation diffraction grating 5.
【0027】これらの図も参照して、本例の光学ヘッド
装置1における光信号の検出動作を説明する。レーザダ
イオード2からのレーザ出射光Lは、まず、変調回折格
子5を通過して回折作用を受け、主として、0次光L
(0)および+−1次回折光L(+1)、L(−1)の
3ビームに分割される。変調回折格子5の回折方向は記
録媒体の記録トラック4bの方向となるように設定され
ている。The operation of detecting an optical signal in the optical head device 1 according to the present embodiment will be described with reference to these drawings. The laser emission light L from the laser diode 2 first passes through the modulation diffraction grating 5 and undergoes a diffraction action, and is mainly a zero-order light L.
It is split into three beams of (0) and + -1st order diffracted light L (+1), L (-1). The diffraction direction of the modulation diffraction grating 5 is set to be the direction of the recording track 4b of the recording medium.
【0028】形成された3ビームは、回折格子6を素通
りした後、1/4波長板8を通過して円偏光に変換され
た後に、対物レンズ3に入射する。対物レンズ3を介し
て、3ビームは記録媒体4の記録面4aに形成されてい
る記録トラック4b上に光スポットa、b、cとして集
光する。The three beams thus formed pass through the diffraction grating 6, pass through a quarter-wave plate 8, are converted into circularly polarized light, and then enter the objective lens 3. Through the objective lens 3, the three beams are focused as light spots a, b, and c on a recording track 4 b formed on a recording surface 4 a of the recording medium 4.
【0029】記録媒体4で反射した戻り3ビームLr
(0)、Lr(+1)、Lr(−1)は、対物レンズ3
を経て1/4波長板8に戻り、ここを通過して、再び直
線偏光に変換される。しかるに、偏光方向はレーザ出射
光Lとは直交する方向に切り換わっている。この結果、
戻り3ビームLr(0)、Lr(+1)、Lr(−1)
は、回折格子6を通過する際に回折作用を受けて、それ
ぞれ3ビームに回折される。この回折方向は、変調回折
格子5の回折方向とは直交する方向となるように設定さ
れている。Return three beams Lr reflected by the recording medium 4
(0), Lr (+1), and Lr (-1) correspond to the objective lens 3
Then, the light returns to the 板 wavelength plate 8, passes therethrough, and is converted into linearly polarized light again. However, the polarization direction is switched to a direction orthogonal to the laser emission light L. As a result,
Return three beams Lr (0), Lr (+1), Lr (-1)
Undergoes a diffraction effect when passing through the diffraction grating 6 and is diffracted into three beams. This diffraction direction is set to be a direction orthogonal to the diffraction direction of the modulation diffraction grating 5.
【0030】この結果、戻り3ビームに含まれる0次光
Lr(0)は、0次光Lr(0)o、および+−1次回
折光Lr(0)+1、Lr(0)−1の3ビームに回折
される。同様に、+1次回折光Lr(+1)も、0次光
Lr(+1)o、および+−1次回折光Lr(+1)+
1、Lr(+1)−1の3ビームに回折され、−1次回
折光Lr(−1)も、0次光Lr(−1)o、および+
−1次回折光Lr(−1)+1、Lr(−1)−1の3
ビームに回折される。As a result, the zero-order light Lr (0) included in the three returned beams is the zero-order light Lr (0) o, and the + -1st-order diffracted lights Lr (0) +1 and Lr (0) -1. Diffracted into a beam. Similarly, the + 1st-order diffracted light Lr (+1) also includes the 0th-order light Lr (+1) o and the + 1st-order diffracted light Lr (+1) +
The light is diffracted into three beams of 1, Lr (+1) -1, and the -1st-order diffracted light Lr (-1) is also 0th-order light Lr (-1) o and +
-1st order diffracted light Lr (-1) +1, 3 of Lr (-1) -1
Diffracted into a beam.
【0031】これらの回折光のうち、+1次回折光Lr
(0)+1、Lr(+1)+1、Lr(−1)+1は、
それぞれ、光検出装置10の光検出器群20を構成して
いる光検出器21、22および23の受光面に光スポッ
トa1、b1、c1として集光する。これに対して、−
1次回折光Lr(0)−1、Lr(+1)−1、Lr
(−1)−1は、それぞれ、光検出装置10の光検出器
群30を構成している光検出器31、32および33の
受光面に光スポットa2、b2、c2として集光する。Of these diffracted lights, + 1st-order diffracted light Lr
(0) +1, Lr (+1) +1, Lr (-1) +1
The light beams are condensed as light spots a1, b1, and c1, respectively, on the light receiving surfaces of the light detectors 21, 22, and 23 that constitute the light detector group 20 of the light detection device 10. On the other hand,-
First order diffracted light Lr (0) -1, Lr (+1) -1, Lr
(-1) -1 collects light spots a2, b2, and c2 on the light receiving surfaces of the photodetectors 31, 32, and 33 that constitute the photodetector group 30 of the photodetector 10, respectively.
【0032】なお、本例においては、+1次回折光Lr
(0)+1、Lr(+1)+1、Lr(−1)+1、お
よび−1次回折光Lr(0)−1、Lr(+1)−1、
Lr(−1)−1が、変調回折格子5を通過しないよう
に、回折格子6による回折方向および、回折格子6と変
調回折格子5の間の光路長が設定されている。In this example, the + 1st-order diffracted light Lr
(0) +1, Lr (+1) +1, Lr (-1) +1, and -1st order diffracted light Lr (0) -1, Lr (+1) -1,
The direction of diffraction by the diffraction grating 6 and the optical path length between the diffraction grating 6 and the modulation diffraction grating 5 are set so that Lr (-1) -1 does not pass through the modulation diffraction grating 5.
【0033】ここにおいて、本例の光学ヘッド装置1で
は、レーザ出射光Lを変調回折格子5を用いて回折して
3ビームとしている。この結果、図3から分かるよう
に、記録面4aを除いて考えた場合のメリジオナル像面
の位置は破線4a1で示す位置となり、記録面4aによ
る反射後のメリジオナル像面は破線4a2で示す位置と
なる。このために、記録媒体4の記録面上に形成される
各ビームの光スポットのうち、両側に位置している光ス
ポットb、cには非点収差が発生する。これらの光スポ
ットの戻り光による検出器10の受光面の側におけるメ
リジオナル像面は破線10aで示す位置となる。従っ
て、これらの光スポットの戻り光が結像することによっ
て光検出器の受光面に形成される光スポットb1、b2
と、光スポットc1、c2におけるメリジオナル非点収
差の横収差の幅は焦点ずれの方向に応じて、逆方向に変
化する。Here, in the optical head device 1 of this embodiment, the laser output light L is diffracted by using the modulation diffraction grating 5 to form three beams. As a result, as can be seen from FIG. 3, the position of the meridional image plane when considered except for the recording surface 4a is the position indicated by the broken line 4a1, and the meridional image surface after reflection by the recording surface 4a is the position indicated by the broken line 4a2. Become. For this reason, among the light spots of the respective beams formed on the recording surface of the recording medium 4, astigmatism occurs in the light spots b and c located on both sides. The meridional image plane on the light receiving surface side of the detector 10 due to the return light of these light spots is at the position indicated by the broken line 10a. Therefore, the light spots b1 and b2 formed on the light receiving surface of the photodetector when the return light of these light spots forms an image.
And the width of the transverse aberration of meridional astigmatism in the light spots c1 and c2 changes in the opposite direction according to the direction of defocus.
【0034】すなわち、図2(D)に示すように、焦点
が合っている状態では、光スポットb1、b2と、光ス
ポットc1、c2は同一寸法の楕円形になる。これに対
して、前焦点位置では、光スポットb1、b2の幅が狭
くなるのに対して、光スポットc1、c2の側は幅が広
くなる。逆に、後焦点位置では、光スポットb1、b2
の幅が広くなるのに対して、光スポットc1、c2の幅
は狭くなる。That is, as shown in FIG. 2 (D), when the focus is on, the light spots b1, b2 and the light spots c1, c2 have an elliptical shape having the same dimensions. On the other hand, at the front focus position, the widths of the light spots b1 and b2 are narrow, whereas the widths of the light spots c1 and c2 are wide. Conversely, at the rear focal position, the light spots b1, b2
Becomes wider, whereas the widths of the light spots c1 and c2 become narrower.
【0035】従って、光検出装置10では、これらの光
スポットの幅の変化を各検出器の受光量変化として検出
して、フォーカスエラー信号FEを生成するようにして
いる。例えば、図4(A)に示すように、3分割型光検
出器22、32の両側の受光面22b、22cおよび3
2b、32cでの受光量と、反対側の3分割型光検出器
23、33の中央の受光面23a、33aの受光量との
和S1を取る。また、3分割型光検出器22、32の中
央の受光面22a、32aの受光量と、反対側の3分割
検出器23b,23cおよび33b、33cでの受光量
との和S2を取る。そして、これらの和信号S1とS2
の差を求めることにより、フォーカスエラー信号FEが
形成される。Therefore, the photodetector 10 detects a change in the width of these light spots as a change in the amount of light received by each detector, and generates a focus error signal FE. For example, as shown in FIG. 4A, the light receiving surfaces 22b, 22c, and 3 on both sides of the three-segmented photodetectors 22, 32.
The sum S1 of the amount of light received at 2b and 32c and the amount of light received at the central light receiving surfaces 23a and 33a of the three-divided photodetectors 23 and 33 on the opposite side is calculated. In addition, the sum S2 of the amount of light received by the central light receiving surfaces 22a and 32a of the three-divided photodetectors 22 and 32 and the amount of light received by the three divided detectors 23b and 23c and 33b and 33c on the opposite side is calculated. Then, these sum signals S1 and S2
, A focus error signal FE is formed.
【0036】次に、トラッキングエラー信号TEは、一
般的に採用されている3ビーム法によって形成される。
すなわち、図4(B)に示すように、光検出装置10に
おける3分割型光検出器22、32の受光量S3と、反
対側の3分割光検出器23、33の受光量S4との差を
求めることにより、トラッキングエラー信号TEが形成
される。Next, the tracking error signal TE is formed by a generally employed three-beam method.
That is, as shown in FIG. 4B, the difference between the amount of received light S3 of the three-divided photodetectors 22 and 32 in the photodetector 10 and the amount of received light S4 of the three-divided photodetectors 23 and 33 on the opposite side. , A tracking error signal TE is formed.
【0037】一方、RF信号は、光検出装置10におい
て中央に配置されている光検出器21、31の受光量に
基づき検出される。On the other hand, the RF signal is detected based on the amount of light received by the photodetectors 21 and 31 arranged at the center in the photodetector 10.
【0038】なお、本例では、光検出装置10は2組の
光検出器群20、30を備えている。基本的には、一方
の光検出器群20あるいは30を備えていればよい。あ
るいは、双方の光検出器群20、30を備え、一方の側
でトラッキングエラー信号を検出し、他方の側でフォー
カシングエラー信号を検出してもよい。In this embodiment, the photodetector 10 includes two photodetector groups 20, 30. Basically, it is sufficient if one of the photodetector groups 20 or 30 is provided. Alternatively, both the photodetector groups 20 and 30 may be provided so that one side detects a tracking error signal and the other side detects a focusing error signal.
【0039】(その他の実施の形態)なお、上記の例に
おいては、戻り光を光検出装置の各光検出器に導くため
の導光素子として1/4波長板と回折格子6を用いてい
る。この代わりに、回折格子のみであってもよいし、ハ
ーフミラーを用いて、戻り光を分離してもよい。(Other Embodiments) In the above example, a quarter-wave plate and a diffraction grating 6 are used as light guide elements for guiding return light to each photodetector of the photodetector. . Instead, only the diffraction grating may be used, or the return light may be separated using a half mirror.
【0040】[0040]
【発明の効果】以上説明したように、本発明の光学ヘッ
ド装置は、レーザ出射光を変調回折格子によって3ビー
ムに回折した後に記録媒体に記録面に光スポットとして
集光させ、両側の光スポットに非点収差を発生させるよ
うにしている。従って、本発明によれば、非点収差が発
生している両側の+−1次回折光の戻り光に基づき、フ
ォーカシングエラー信号を検出できる。また、0次光の
戻り光をRF信号検出用として専用に用いることができ
る。As described above, in the optical head device according to the present invention, the laser emission light is diffracted into three beams by the modulation diffraction grating, and then condensed on the recording surface as a light spot on the recording medium. Is caused to generate astigmatism. Therefore, according to the present invention, a focusing error signal can be detected based on the return light of the +/− 1st-order diffracted light on both sides where astigmatism has occurred. Also, the return light of the zero-order light can be used exclusively for detecting the RF signal.
【0041】このように、本発明によれば、3ビームに
含まれる0次光をRF信号の検出のためだけに使用でき
るので、当該0次光を受光する光検出器を分割型の光検
出器とする必要が無い。このため、光検出器には分割不
感帯が存在せず、RF信号検出の高域周波数特性が改善
される。また、RF信号検出用の光スポットの径を十分
に小さくできるので、当該RF信号検出用の光検出器の
受光面を小さくでき、これによっても、RF信号検出の
高域周波数特性が改善される。As described above, according to the present invention, since the zero-order light included in the three beams can be used only for detecting the RF signal, the photodetector that receives the zero-order light can be divided into photodetectors. There is no need to use a container. For this reason, the photodetector has no divided dead zone, and the high frequency characteristics of RF signal detection are improved. Further, since the diameter of the light spot for detecting the RF signal can be made sufficiently small, the light receiving surface of the photodetector for detecting the RF signal can be made small, which also improves the high frequency characteristics of the RF signal detection. .
【0042】また、変調回折格子による回折方向を記録
媒体のトラッキング方向に合わせれば、従来の3ビーム
法と同様にして、+−1次回折光の戻り光を用いてトラ
ッキングエラー信号を検出できる。この場合、フォーカ
シングエラー信号およびトラッキングエラー信号を共用
の光検出器によって検出できる。If the diffraction direction by the modulation diffraction grating is matched with the tracking direction of the recording medium, a tracking error signal can be detected using return light of the +/− 1 order diffracted light in the same manner as in the conventional three-beam method. In this case, the focusing error signal and the tracking error signal can be detected by the common photodetector.
【0043】さらに、本発明の光学ヘッド装置におい
て、1/4波長板と、偏光性回折格子を用いた場合に
は、レーザ光の光量損失を抑制でき、RF信号、トラッ
キングエラー信号、フォーカスエラー信号の検出精度を
高めることができる。Further, in the optical head device of the present invention, when a quarter-wave plate and a polarizing diffraction grating are used, the loss of the amount of laser light can be suppressed, and an RF signal, a tracking error signal, a focus error signal Detection accuracy can be improved.
【図1】(A)は本発明を適用した光学ヘッド装置の光
学系の概略構成図、(B)は変調回折格子の格子パター
ンを示す説明図、(C)は戻り光を回折する回折格子の
格子パターンを示す説明図、および(D)は光検出装置
の構成を示す説明図である。FIG. 1A is a schematic configuration diagram of an optical system of an optical head device to which the present invention is applied, FIG. 1B is an explanatory diagram illustrating a grating pattern of a modulation diffraction grating, and FIG. 1C is a diffraction grating that diffracts return light. FIG. 3D is an explanatory view showing a lattice pattern, and FIG. 4D is an explanatory view showing a configuration of a photodetector.
【図2】(A)は図1の光学系における動作を説明する
ための概念図、(B)は記録面に形成された光スポット
を示す説明図、(C)は光検出装置の側に形成される光
スポットの例を示す説明図、(D)は光検出装置の側に
形成される光スポットの形状の変化を示す説明図であ
る。2A is a conceptual diagram for explaining the operation of the optical system of FIG. 1, FIG. 2B is an explanatory diagram showing a light spot formed on a recording surface, and FIG. FIG. 4D is an explanatory view showing an example of a formed light spot, and FIG. 4D is an explanatory view showing a change in the shape of the light spot formed on the side of the photodetector.
【図3】変調回折格子によって回折された1次回折光の
光束の光路を示すための光束説明図である。FIG. 3 is a light beam explanatory diagram showing an optical path of a light beam of a first-order diffracted light diffracted by a modulation diffraction grating.
【図4】(A)はフォーカスエラー信号を形成するため
の回路構成を示す説明図、(B)はトラッキングエラー
信号を形成するための回路構成を示す説明図である。FIG. 4A is an explanatory diagram showing a circuit configuration for forming a focus error signal, and FIG. 4B is an explanatory diagram showing a circuit configuration for forming a tracking error signal.
1 光学ヘッド装置 2 レーザダイオード 3 対物レンズ 4 記録媒体 4a 記録面 4b 記録トラック 5 変調回折格子 6 回折格子 8 1/4波長板 10 光検出装置 21、31 RF信号検出用の光検出器 22、23、32、33 フォーカシングエラー信号お
よびトラッキングエラー信号検出用の光検出器 L(0)、L(+1)、L(−1) 出射光Lの回折
光 Lr(0)+1、Lr(+1)+1、Lr(−1)+1
戻り光の回折光 Lr(0)−1、Lr(+1)−1、Lr(−1)−1
戻り光の回折光 a、b、c 記録トラック上の光スポット a1、a2、b1、b2、c1,c2 光検出器上の光
スポットDESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Optical head device 2 Laser diode 3 Objective lens 4 Recording medium 4a Recording surface 4b Recording track 5 Modulation diffraction grating 6 Diffraction grating 8 1/4 wavelength plate 10 Photodetector 21, 31 Photodetector for RF signal detection 22, 23 , 32, 33 Light detectors L (0), L (+1), L (-1) for detecting a focusing error signal and a tracking error signal Diffracted light Lr (0) +1, Lr (+1) +1 of the outgoing light L Lr (-1) +1
Diffraction light of return light Lr (0) -1, Lr (+1) -1, Lr (-1) -1
Diffracted light of return light a, b, c Light spot on recording track a1, a2, b1, b2, c1, c2 Light spot on photodetector
Claims (5)
射光を光学式記録媒体の記録面に集光させる対物レンズ
と、前記記録面で反射した戻り光を検出する光検出手段
とを有する光学ヘッド装置において、 前記レーザ光源からの出射光を0次光および+−1次光
を含む3ビームに分割する変調回折格子と、前記記録面
で反射した戻り3ビームを前記光検出手段に導く導光素
子とを有し、 前記光検出手段は、前記戻り3ビームに含まれる0次光
を受光する記録信号検出用の第1の光検出部と、当該戻
り3ビームに含まれる+−1次回折光を受光するフォー
カシングエラー検出用の光検出部とを備えており、 前記戻り3ビームの前記+−1次回折光に含まれる非点
収差に基づきフォーカシングエラーを検出するようにな
っていることを特徴とする光学ヘッド装置。1. An optical system comprising: a laser light source; an objective lens for condensing light emitted from the laser light source on a recording surface of an optical recording medium; and light detecting means for detecting return light reflected on the recording surface. In the head device, a modulation diffraction grating that divides light emitted from the laser light source into three beams including 0-order light and + -1st-order light, and guides the returning three beams reflected on the recording surface to the light detection unit. An optical element, wherein the light detection means includes: a first light detection unit for detecting a recording signal that receives the zero-order light included in the three returned beams; A light detecting section for detecting a focusing error that receives the folded light, wherein a focusing error is detected based on astigmatism contained in the +/− 1st-order diffracted light of the three returned beams. To be Optical head device.
記戻り3ビームのそれぞれを前記光検出手段に向けて回
折する回折格子であることを特徴とする光学ヘッド装
置。2. The optical head device according to claim 1, wherein the light guide element is a diffraction grating that diffracts each of the three returning beams toward the light detecting unit.
記変調回折格子と前記対物レンズの間に配置され、前記
戻り3ビームのそれぞれを回折して得られる+−1次回
折光が前記変調回折格子を通過せずに前記フォーカシン
グエラー検出用の光検出部に向かうように、当該戻り3
ビームのそれぞれを回折することを特徴とする光学ヘッ
ド装置。3. The diffraction grating according to claim 2, wherein the diffraction grating is arranged between the modulation diffraction grating and the objective lens, and the + -1st-order diffracted light obtained by diffracting each of the returning three beams is the modulation diffraction light. The return 3 is directed to the focusing error detecting light detecting section without passing through the grating.
An optical head device for diffracting each of the beams.
子は偏光性回折格子であり、更に、前記変調回折格子と
前記記録面の間に配置された1/4波長板を有している
ことを特徴とする光学ヘッド装置。4. The diffraction grating according to claim 2, wherein the diffraction grating is a polarizing diffraction grating, and further includes a quarter-wave plate disposed between the modulation diffraction grating and the recording surface. An optical head device characterized by the above-mentioned.
おいて、前記変調回折格子による回折方向は、前記光学
式記録媒体の記録面におけるトラック方向であり、前記
フォーカシングエラー検出用の光検出部はトラッキング
エラー信号検出用の検出部を兼用していることを特徴と
する光学ヘッド装置。5. The optical detector according to claim 1, wherein the direction of diffraction by the modulation diffraction grating is a track direction on a recording surface of the optical recording medium, and the light detection for detecting the focusing error is performed. An optical head device, wherein the unit also serves as a detection unit for detecting a tracking error signal.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP16703796A JP3366527B2 (en) | 1996-06-27 | 1996-06-27 | Optical head device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP16703796A JP3366527B2 (en) | 1996-06-27 | 1996-06-27 | Optical head device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1011773A true JPH1011773A (en) | 1998-01-16 |
JP3366527B2 JP3366527B2 (en) | 2003-01-14 |
Family
ID=15842223
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP16703796A Expired - Fee Related JP3366527B2 (en) | 1996-06-27 | 1996-06-27 | Optical head device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3366527B2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6125092A (en) * | 1997-08-12 | 2000-09-26 | Sankyo Seiki Mfg. Co., Ltd. | Optical head assembly |
-
1996
- 1996-06-27 JP JP16703796A patent/JP3366527B2/en not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US6125092A (en) * | 1997-08-12 | 2000-09-26 | Sankyo Seiki Mfg. Co., Ltd. | Optical head assembly |
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JP3366527B2 (en) | 2003-01-14 |
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