WO2006027955A1 - 光情報装置及び情報記録／再生装置 - Google Patents

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WO2006027955A1
WO2006027955A1 PCT/JP2005/015368 JP2005015368W WO2006027955A1 WO 2006027955 A1 WO2006027955 A1 WO 2006027955A1 JP 2005015368 W JP2005015368 W JP 2005015368W WO 2006027955 A1 WO2006027955 A1 WO 2006027955A1
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light
optical
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information device
optical information
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PCT/JP2005/015368
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Joji Anzai
Shin-Ichi Kadowaki
Fumitomo Yamasaki
Eishin Mori
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Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.
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Definitions

  • the present invention relates to an optical information apparatus and an information recording Z reproducing apparatus, in particular, an optical information apparatus for recording, reproducing or erasing information on an optical recording medium, and an optical information apparatus using the optical information apparatus.
  • the present invention relates to an information recording Z reproducing apparatus for recording, reproducing or erasing information on a recording medium.
  • FIG. 13 shows the configuration of a conventional optical pickup used for recording and reproduction on such an optical recording medium.
  • a tracking error signal is detected by irradiating an optical recording medium with three light beams (see, for example, Patent Document 1).
  • a power source 1 such as a semiconductor laser emits a linearly polarized divergent beam 70 having a wavelength ⁇ 1 of 405 nm.
  • the divergent beam 70 emitted from the light source 1 is converted into parallel light by a collimator lens 53 having a focal length fl of 15 mm, and then enters the polarization beam splitter 52.
  • the incident beam 70 passes through the polarizing beam splitter 52, passes through the quarter-wave plate 54 and is converted into circularly polarized light, and then converted into a convergent beam by the objective lens 56 having a focal length f2 of 2 mm.
  • the light passes through the transparent substrate 41 of the recording medium 40 and is condensed on the information recording surface 40b.
  • the aperture of the objective lens 56 is limited by the aperture 55, and the numerical aperture NA is 0.85.
  • the thickness of the transparent substrate 41 is 0.1 mm.
  • the optical recording medium 40 has an information recording surface 40b.
  • the optical recording medium 40 is formed with continuous grooves serving as tracks, and the track pitch tp is 0.32 m.
  • the beam 70 reflected by the information recording surface 40b passes through the objective lens 56 and the quarter-wave plate 54, is converted into linearly polarized light that is 90 degrees different from the forward path, and then is reflected by the polarizing beam splitter 52.
  • the beam 70 reflected by the polarization beam splitter 52 passes through a condenser lens 59 having a focal length f3 of 30 mm, is converted into convergent light, passes through a cylindrical lens 57, and is subjected to optical detection. It enters the extractor 30.
  • the beam 70 is given astigmatism when passing through the cylindrical lens 57.
  • the photodetector 30 has four light receiving units 30a to 30d.
  • the light receiving units 30a to 30d output current signals I30a to I30d corresponding to the amount of light received.
  • the focus error (hereinafter referred to as FE) signal by the astigmatism method is obtained by (I30a + I30c)-(130 b + I30d).
  • the tracking error (hereinafter referred to as TE) signal by the push-pull method is obtained by (I30a + I30d)-(I30b + I30c).
  • an information signal (hereinafter referred to as RF) signal recorded on the optical recording medium 40 is obtained by I30a + I30b + I30c + I30d.
  • the FE signal and TE signal are amplified and phase-compensated to a desired level, and then supplied to the actuators 91 and 92 for focus and tracking control.
  • FIG. 14 shows a TE signal obtained when the beam 70 is scanned in a direction orthogonal to the track formed on the optical recording medium 40.
  • Tn—4,..., ⁇ + 4 shown on the horizontal axis indicate tracks formed on the information recording surface 40b of the optical recording medium 40, and the solid line extending in the vertical direction in FIG.
  • the center positions of the tracks Tn—4,..., Tn + 4 when the track pitch is uniformly formed by tp are shown.
  • the track Tn-1 is formed by ⁇ ⁇ -1 and the track Tn is formed by ⁇ n at a position shifted from the position where the original tracks Tn-1 and Tn should be formed. 1 is +25 nm, and ⁇ is ⁇ 25 nm.
  • the amplitude of the TE signal varies greatly.
  • S1 is the minimum amplitude in the vicinity of track Tn-1
  • S2 is the maximum amplitude.
  • the position of the zero cross point of the TE signal is shifted from the center of each of the tracks Tn-1 and Tn.
  • the shift at track Tn-1 is oftl
  • the shift at track Tn is oft2. That is, the deviation oft 1 and the deviation of t2 represent the off-track amount.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 3-005927
  • An object of the present invention is to provide an optical pickup head device, an optical information device, and an information reproducing method capable of reducing fluctuations in signal amplitude and recording or reproducing information with high reliability.
  • an optical information device provides a predetermined information recording surface of an optical recording medium having a plurality of information recording surfaces.
  • Condensing means for condensing light
  • beam splitting means for splitting the light beam reflected by the optical recording medium
  • a light receiving part for receiving the light beam split by the beam splitting means, and light received by the light receiving part
  • a light detecting means for outputting a signal corresponding to the light quantity of the beam, and at least one of the plurality of information recording surfaces is formed with a guide groove, and all of the light receiving portions are information other than the predetermined information recording surface.
  • the light beam reflected on the recording surface (hereinafter referred to as the non-light-collecting surface) is arranged in a map formed on the light detection means.
  • the optical information device further includes astigmatism generating means disposed between the optical path between the converging means and the light receiving unit.
  • the astigmatism generating means is preferably a cylindrical lens.
  • the light detection means has a plurality of light receiving parts, and each of the plurality of light receiving parts is arranged to receive the light beam reflected from the same non-light-condensing surface.
  • At least some of the plurality of light receiving units are arranged substantially adjacent to each other, and each of the light beams divided by the beam dividing unit is received by at least some of the light receiving units.
  • the beam splitting means has at least first to fourth areas, and is divided by the first to fourth areas.
  • the received light beam is incident on a light receiving unit that outputs a signal for generating a tracking error signal.
  • the light beams divided in the first and second regions mainly include first-order diffracted light diffracted by the tracks of the optical recording medium, and the light beams divided in the third and fourth regions are optical recording media.
  • the light detecting means mainly includes first to fourth light receiving parts for receiving the light beams divided in the first to fourth regions, respectively. ⁇ When the signal output from the fourth light receiving part is II ⁇ 14 and K is a real number, the tracking error signal is expressed as (11 -12)- ⁇ (14-13).
  • the beam splitting means has at least first to fourth regions, and the light beams split in the first and second regions are diffracted by the tracks of the optical recording medium.
  • the light beam mainly including the first-order diffracted light and divided in the third and fourth regions mainly includes the 0th-order diffracted light diffracted by the track of the optical recording medium.
  • the tracking error signal is ((11 -12)- ⁇ ⁇ (14-13)), where 11 to 15 are the signals that also output the first to fifth light receiving section forces, and K and L are real numbers. Represented as L'I5.
  • the beam splitting means is a diffraction grating, and a tracking error signal is generated using either the first-order diffracted light or the first-order diffracted light diffracted by the diffraction grating.
  • the light receiving parts for receiving the + first-order diffracted light and the first-order diffracted light diffracted by the diffraction grating are arranged at substantially axisymmetric positions across the optical axis of the 0th-order diffracted light of the diffraction grating, respectively, and + first-order diffracted light
  • a tracking error signal is generated using both of the first order diffracted light and the first order diffracted light.
  • a light source that emits a light beam, a light source power, a converging unit that focuses the emitted light beam on a predetermined information recording surface of an optical recording medium having a plurality of information recording surfaces, and the light reflected by the optical recording medium
  • a beam splitting unit for splitting the light beam; an aperture limiting unit disposed in the vicinity of the beam splitting unit; and a light receiving unit for receiving the light beam split by the beam splitting unit.
  • Light detection means for outputting a signal according to the amount of light
  • a guide groove is formed on at least one of the plurality of information recording surfaces, and the light detection means includes at least a first light receiving unit for focus control and a second light receiving unit for tracking control,
  • the light receiving portion of the light is reflected on an information recording surface other than a predetermined information recording surface (hereinafter referred to as a non-condensing surface) and is outside the image formed on the light detection means by the light beam limited by the aperture limiting means. Has been placed.
  • astigmatism generating means is further provided between the optical path between the converging means and the light receiving section.
  • the second light receiving unit is arranged in an arrangement direction other than the direction in which the light beam is diffracted by the track of the optical recording medium with respect to the first light receiving unit.
  • the arrangement direction is a direction rotated about 40 to 50 degrees with respect to the direction in which the light beam is diffracted by the track of the optical recording medium.
  • the second light receiving section has a plurality of light receiving areas arranged substantially adjacent to each other, and the light beam divided by the beam splitting means is received by each of the plurality of light receiving areas.
  • the beam splitting means has at least four regions, and the light beam split in the regions is incident on a second light receiving unit that outputs a signal for generating a tracking error signal.
  • the beam splitting means is preferably a diffraction grating.
  • An information recording Z reproducing device includes an optical information device according to any one of the above, a transfer control unit that moves the optical information device, a control unit that controls the optical information device and the transfer control unit, and an optical information device. And a recording Z reproducing means for performing at least one of information recording and reproduction on the optical recording medium, and a rotating unit for rotating the optical recording medium.
  • the present invention it is possible to provide an optical information apparatus that reduces fluctuations in TE signal amplitude and records or reproduces information with high reliability.
  • FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an optical information device according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram showing a schematic configuration of an optical pickup in the optical information device according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a diagram showing a configuration of a beam splitting element that constitutes the optical information device according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 A diagram showing a configuration of a photodetector constituting the optical information device according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a diagram showing a configuration of a photodetector constituting the optical information device according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a diagram showing a configuration of a photodetector that constitutes the optical information device according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a diagram showing a configuration of a photodetector that constitutes the optical information device according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a diagram showing a configuration of a photodetector that constitutes the optical information device according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a diagram showing a configuration of a photodetector constituting the optical information device according to the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a diagram showing a schematic configuration of an optical information device according to a fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a diagram showing a configuration of aperture limiting means that constitutes the optical information device according to the fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is a diagram showing a configuration of a photodetector constituting the optical information device according to the fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 is a diagram showing a configuration of an optical pickup head device that constitutes a conventional optical information device.
  • FIG. 14 is a diagram showing a state of a TE signal obtained by a conventional optical information device.
  • Beam splitter (diffraction grating) 70 ⁇ 73, 71a ⁇ 71h Beam
  • FIG. 1 shows the configuration of the optical information device according to the present embodiment.
  • the optical pickup head device 201 (also referred to as an optical pickup) irradiates the optical recording medium 40 with laser light having a wavelength ⁇ force of 05 nm, and reproduces a signal recorded on the optical recording medium 40.
  • the transfer controller 205 moves the optical pickup head device 201 along the radial direction of the optical recording medium 40 in order to record or reproduce information at an arbitrary position on the optical recording medium 40.
  • a motor 206 that drives the optical recording medium 40 rotates the optical recording medium 40.
  • the controller 207 controls the optical pickup head device 201, the transfer controller 205, and the motor 206.
  • the amplifier 208 amplifies the signal read by the optical pickup head device 201. An output signal from the amplifier 208 is input to the controller 209.
  • the controller 209 Based on this signal, the controller 209 generates a servo signal, such as an FE signal or a TE signal, which is required when the optical pickup head device 201 reads the signal of the optical recording medium 40, and generates the servo signal. Output to 207.
  • the signal input to the controller 209 is an analog signal, but the controller 209 digitalizes (binarizes) the analog signal.
  • the demodulator 210 analyzes a signal that has been read and digitized from 40 optical recording media, reconstructs the original video and music data, and the reconstructed signal is output from the output device 214.
  • the detector 211 detects an address signal or the like based on the signal output from the controller 209 and outputs it to the system controller 212.
  • the system controller 212 identifies the optical recording medium 40 based on the physical format information read from the optical recording medium 40 and the optical recording medium manufacturing information (optical recording medium management information), decodes the recording / reproducing conditions, etc. This optical information device Control the whole.
  • the controller 207 drives and controls the transfer controller 205 in accordance with an instruction from the system controller 212.
  • the transfer controller 205 moves the optical pickup head device 201 to a desired position on the information recording surface formed on the optical recording medium 40 described later, and the optical pickup head device 201 Information is recorded on and reproduced from the information recording surface of the recording medium 40.
  • FIG. 2 is a diagram showing an example of the configuration of the optical pickup head device 201 according to the present embodiment.
  • the light source 1 emits a linearly polarized divergent beam 70 having a wavelength of 405 nm.
  • the divergent beam 70 emitted from the light source 1 is converted into parallel light by a collimating lens 53 having a focal length fl of 18 mm, and then transmitted through the polarization beam splitter 52 and transmitted through the quarter-wave plate 54. Converted to circularly polarized light. Thereafter, it is converted into a convergent beam by an objective lens 56 having a focal length f2 of 2 mm, passes through a transparent substrate formed on the optical recording medium 40, and is condensed on the information recording surface 40a.
  • the aperture of the objective lens 56 is limited by the aperture 55, and the numerical aperture NA is 0.85.
  • the information recording surfaces 40a and 40b are formed on the optical recording medium 40.
  • the surface force of the optical recording medium 40 is also 0.1 mm
  • the thickness dl up to the information recording surface 40a, and the thickness d2 up to the information recording surface 40b is 75 ⁇ m.
  • m and refractive index n are 1.57.
  • the collimating lens 53 is moved in the optical axis direction by using a stepping motor or the like as the spherical aberration correcting means 93 for correcting the spherical aberration caused by the thickness difference between the information recording surface 40a and the black base material thicknesses dl and d2. It is configured to move freely.
  • the beam 70 reflected by the information recording surface 40a passes through the objective lens 56 and the quarter-wave plate 54, is converted into linearly polarized light that is 90 degrees different from the forward path, and then is reflected by the polarizing beam splitter 52.
  • the beam 70 reflected by the polarization beam splitter 52 is divided into a zero-order diffracted light beam 70 and first-order diffracted light beams 70a to 70d by a diffraction grating 60, which is a beam splitting element, and a focusing lens 59 having a focal length f3 of 30 mm.
  • the light enters the photodetector 32 through the cylindrical lens 57.
  • the beam 70 incident on the photodetector 32 is given astigmatism when passing through the cylindrical lens 57.
  • FIG. 3 schematically shows the configuration of the diffraction grating 60
  • FIG. 4 schematically shows the relationship between the photodetector 32, the beam 70 received by the photodetector 32, and the beams 70a to 70d.
  • the diffraction grating 60 has a total of four types of regions 60a to 60d, which may be either a simple groove shape or a stepped or saw blade shape.
  • First-order diffracted light diffracted in region 60a is 70a
  • first-order diffracted light diffracted in region 60b is 70b
  • first-order diffracted light diffracted in region 60b is 70b
  • first-order diffracted light diffracted in region 60c is 70c
  • region 60d The first-order diffracted light diffracted at is 70d.
  • the regions 60a and 60b include many tracking groove components that are first-order diffracted light diffracted by the tracks on the information recording surface 40a
  • the regions 60c and 60d include almost no tracking groove components. Divided and structured.
  • the diameter of the beam 70 incident on the diffraction grating 60 after being reflected by the polarizing beam splitter 52 is usually designed to be about 2 to 4 mm.
  • the FE signal is obtained by the astigmatism method using the signals I32a to I32d output from the photodetector 32, that is, (I32a + I32c) ⁇ (I32b + I32d).
  • the TE signal is obtained by (I32e-I32f)- ⁇ (I32h-I32g), where K is a real number.
  • FE signal and TE signal are amplified and phase-compensated to a desired level, and then supplied to the actuators 91 and 92 for moving the objective lens 56 for force and tracking control.
  • the information recording surface 40b When the beam 70 is focused on the information recording surface 40a, the information recording surface 40b is largely defocused. Therefore, the 0th-order diffracted light transmitted through the diffraction grating 60 of the beam 71 reflected by the information recording surface 40b is largely defocused on the photodetector 32.
  • the light receiving portions 32e to 32j are arranged so that the beam 71 is always incident on the light receiving portions 32e to 32h. This is because when the interlayer thickness between the information recording surfaces 40a and 40b changes, the TE signal is disturbed depending on whether the beam 71 is incident on the light receiving portions 32e to 32h, and as a result, stable tracking control can be performed. This is to prevent disappearance.
  • the optical information device shown in this embodiment can reduce the fluctuation of the TE signal amplitude and perform a stable tracking operation, so that information can be recorded or reproduced with high reliability.
  • the optical recording medium provided with the two-layer information recording surface has been described. However, the same effect can be obtained for an optical recording medium having more information recording surfaces. 5 to 7 show the relationship between the light reflected by the optical recording medium having four layers of information recording surfaces and the optical detector 32. FIG.
  • the information recording surfaces 40a, 40b, 40c, 40d and the reflected beams from the information recording surfaces are 70, 71, 72, 73, respectively.
  • each beam on the photodetector 32 is arranged so that the beam 71 is always incident on the photodetectors 32e to 32h as shown in FIG.
  • the photodetectors 32e to 32h may be arranged at positions where the beam 71 is not incident and the beam 72 is always incident.
  • the same effect can be obtained even if the beams 71 and 72 are not incident and the beam 73 is always incident.
  • FIG. 8 is a diagram schematically showing the relationship between the photodetector 33 and the beam 70 received by the photodetector 33, the beam 71, and the beams 70a to 70d used in the present embodiment.
  • the difference between the optical pickup of the present embodiment and the optical pickup of the first embodiment is that the photodetector 33 is used instead of the photodetector 32.
  • the difference between the light detector 32 and the light detector 33 is that the light receiving portions 33i to 331 are abbreviated as light receiving portions 33e to 33h with respect to the center of the beam 71 reflected by the information recording surface 40b that is not focused. This means that it is placed at a target position.
  • the TE signal using this photodetector 33 is obtained by (I33e—133 ⁇ 4)-(I 33f-I33i) — ⁇ ⁇ ((I33h-I33k)-(I33g— 1331)), where K is a real number. .
  • the optical information apparatus of the present embodiment can reduce the fluctuation of the TE signal and perform the tracking operation stably, so that information can be recorded or reproduced with high reliability.
  • FIG. 9 is a diagram schematically showing the relationship between the photodetector 34 used in the present embodiment, the beam 70 received by the photodetector 34, and the beams 70a to 70n.
  • the difference between the optical pickup of the present embodiment and the optical pickup of the first embodiment is that a diffraction grating 61 (not shown) is used instead of the diffraction grating 60 and a photodetector 34 is used instead of the photodetector 32. is there.
  • the cross-sectional shape of the diffraction grating 60 may be either a simple groove shape or a stepped or serrated blazed shape, but the diffraction grating 61 of the present embodiment is It has a simple groove cross-sectional shape that generates diffracted light. Further, in the same manner as the diffraction grating 60 of FIG. 3, it has four types of regions 6 la to 6 Id in total.
  • the beam divided by the diffraction grating 61 will be described. Reflected by the information recording surface 40b and diffracted by the region 61a of the diffraction grating 61 + 70a for the 1st order diffracted light, 70e for the 1st order diffracted light, 70b for the 1st order diffracted light 70b for the 1st order diffracted light Is 70f, + 1st order diffracted light diffracted in region 61c is 70c, ⁇ 1st order diffracted light is 70g, + 1st order diffracted light diffracted in region 61d is 70d, and ⁇ 1st order diffracted light is 70h.
  • the beams 70a to 70h are incident on the photodetector 34 as shown in FIG.
  • the TE signal at this time is obtained by ((I34e + I34j) — (I34f + I34i)) ⁇ ⁇ ⁇ ((I34h + I3 4k) ⁇ (I34g + I341)).
  • the optical information device described in this embodiment can reduce the fluctuation of the TE signal amplitude and perform a stable tracking operation, so that information can be recorded or reproduced with high reliability. .
  • FIG. 10 is a diagram showing an example of the configuration of another optical pickup device 202 according to the present embodiment.
  • a diffraction grating 62 is used instead of the diffraction grating 60 which is a beam splitting means, an aperture limiting element 80 which is an aperture limiting means in the vicinity of the diffraction grating 62, and a photodetector.
  • the light detector 35 is provided instead of 32.
  • the aperture limiting element 80 has a structure as shown in FIG. That is, the region corresponding to the tracking direction of the objective lens 56 has a long oval shape region, and the positional relationship in which the center of the oval shape and the center of the diffraction grating 62 substantially coincide is maintained. The beam passing through the outer region of the oval shape is shielded so as not to enter the photodetector 35.
  • the difference between the diffraction grating 60 and the diffraction grating 62 of the first embodiment is that the direction of diffraction is rotated ⁇ around the 0th-order diffracted light (see FIG. 12). ⁇ is about 40 to 50 degrees, preferably 45 degrees.
  • the optical recording medium 40 is focused, and the beam shape of the beam reflected from the information recording surface 40b on the photodetector 35 is changed. It is schematically represented by a circle.
  • a reflected beam having an information recording surface strength is transmitted through the cylindrical lens 57, so that the reflected beam from the information recording surface which is not focused has an elliptical shape on the photodetector 35.
  • the direction of the ellipse of the beam reflected by the information recording surface that is not focused on the photodetector 35 is determined by the direction of the curvature surface of the cylindrical lens 57.
  • the light receiving portions 35e to 35h that receive the beams 70a to 70d divided by the diffraction grating 62 are used to track the 0th-order diffracted light transmitted through the diffraction grating 62 on the information recording surface 40a. It is arranged in a direction different from the diffraction direction. In this embodiment, it is arranged in a direction rotated about 40 degrees to 50 degrees with respect to the track turning direction, and has a positional relationship of receiving 70a to 70d divided by the diffraction grating 62.
  • the TE signal in this optical pickup is obtained by (I35e—I35f) — ⁇ (I35h—I35g), as in the first embodiment.
  • the mapping of the beam 71a reflected by the information recording surface 40a on the photodetector 35 is shown by the dotted line in FIG.
  • the mapping on the photodetector 35 of 71b reflected by the information recording surface 40b is 71a and 90
  • the shape is an ellipse that has been rotated by a predetermined degree, and the mapping shown by the dotted line in FIG.
  • the optical information device can reduce the fluctuation of the TE signal amplitude and perform the tracking operation stably, the information can be recorded or reproduced with high reliability.
  • the aperture limiting element 80 is configured differently from the diffraction grating 62, but the same effect can be obtained even if it is formed integrally with the diffraction grating. Further, the aperture may be limited by making the diffraction grating 62 into a holder shape.
  • Embodiments 1 to 4 described above are merely examples, and can take various forms without departing from the spirit of the present invention. Examples are shown below.
  • the diffraction gratings 60 to 62 are divided into four regions, but the number of regions to be divided is not limited to this. In other words, any structure may be used as long as it is divided into a region mainly containing the tracking groove component on the information recording surface and a region containing almost no tracking groove component.
  • the TE signal is not used near the center of the beam. Can be obtained.
  • optical system has been described as being polarized, but a non-polarized optical system may be used.
  • the FE signal detection method other than the astigmatism method has not been described because it is not related to the gist of the present invention.
  • the FE signal detection method such as the spot size detection method and the Foucault method. All FE signal detection methods can be used. Even if there is a variation in the position, width, and depth of the track during the production of the optical recording medium, or when using an optical recording medium in which the TE signal amplitude fluctuates due to the recording of information on the track, this embodiment is used. In all the optical information devices shown, fluctuations in TE signal amplitude can be reduced and stable tracking operation can be performed. Therefore, it is possible to improve the yield of the optical recording medium and provide an inexpensive optical recording medium.
  • optical recording media with varying TE signal amplitude can be tolerated, laser beam can be used to cut the master of optical recording media at high speed, which is faster and cheaper than cutting the master using an electron beam.
  • a master can be produced. For that reason, an inexpensive optical recording medium The body can be provided.
  • the optical information apparatus can show the features described so far particularly remarkably.
  • the optical information device according to the present invention can be applied to applications such as an optical information device that requires a fluctuation in TE signal amplitude to record or reproduce information with high reliability.

Abstract

　情報記録面を複数有する光記録媒体に対し、安定したトラッキング制御を実現する。そのために、光情報装置において、光ビームを出射する光源と、光源から出射された光ビームを、複数の情報記録面を有する光記録媒体の所定の情報記録面上に集光する収束手段と、光記録媒体で反射された光ビームを分割するビーム分割手段と、ビーム分割手段で分割された光ビームを受光する受光部を有し、受光部で受光した光ビームの光量に応じた信号を出力する光検出手段とを備え、複数の情報記録面の少なくとも１つには案内溝が形成され、受光部の全ては、所定の情報記録面以外の情報記録面（以下、非集光面という）において反射された光ビームが光検出手段上に形成する写像内に配置されるよう構成する。

Description

明 細 書
光情報装置及び情報記録 Z再生装置
技術分野
[oooi] 本発明は、光情報装置及び情報記録 Z再生装置、特に、光記録媒体に対して情 報の記録、再生もしくは消去を行うための光情報装置、及びその光情報装置を用い て光記録媒体に対して情報の記録、再生もしくは消去を行う情報記録 Z再生装置に 関するものである。
背景技術
[0002] 高密度 ·大容量の記録媒体として、近年、 DVDと称する高密度 ·大容量の光デイス クが実用化され、動画のような大量の情報を扱える情報媒体として広く普及して 、る。 図 13に、このような光記録媒体の記録、再生に用いられる従来の光ピックアップの 構成を示す。ここでは、光記録媒体に 3つの光ビームを照射してトラッキングエラー信 号を検出している (例えば、特許文献 1参照)。
半導体レーザなど力もなる光源 1は、波長 λ 1が 405nmの直線偏光の発散ビーム 70を出射する。光源 1から出射された発散ビーム 70は、焦点距離 flが 15mmのコリ メートレンズ 53で平行光に変換された後、偏光ビームスプリッタ 52に入射する。入射 したビーム 70は、偏光ビームスプリッタ 52を透過し、 4分の 1波長板 54を透過して円 偏光に変換された後、焦点距離 f2が 2mmの対物レンズ 56で収束ビームに変換され 、光記録媒体 40の透明基板 41を透過し、情報記録面 40b上に集光される。対物レ ンズ 56の開口はアパーチャ 55で制限され、開口数 NAを 0. 85としている。透明基板 41の厚さは、 0. 1mmである。光記録媒体 40は、情報記録面 40bを有している。光 記録媒体 40には、トラックとなる連続溝が形成されており、トラックピッチ tpは 0. 32 mである。
情報記録面 40bで反射されたビーム 70は、対物レンズ 56、 4分の 1波長板 54を透 過して往路とは 90度異なる直線偏光に変換された後、偏光ビームスプリッタ 52で反 射される。偏光ビームスプリッタ 52で反射されたビーム 70は、焦点距離 f3が 30mm の集光レンズ 59を透過して収束光に変換され、シリンドリカルレンズ 57を経て、光検 出器 30に入射する。ビーム 70には、シリンドリカルレンズ 57を透過する際、非点収差 が付与される。
光検出器 30は、 4つの受光部 30a〜30dを有している。受光部 30aから 30dは、そ れぞれ受光した光量に応じた電流信号 I30a〜I30dを出力する。
非点収差法によるフォーカス誤差（以下 FEとする）信号は、（I30a + I30c) - (130 b + I30d)により得られる。また、プッシュプル法によるトラッキング誤差 (以下 TEとす る）信号は、（I30a+I30d) - (I30b+I30c)により得られる。さらに、光記録媒体 40 に記録された情報（以下 RFとする）信号は、 I30a+I30b+I30c+I30dにより得られ る。 FE信号及び TE信号は、所望のレベルに増幅及び位相補償が行われた後、ァク チユエータ 91及び 92に供給されて、フォーカス及びトラッキング制御がなされる。 一般に、 1枚の光記録媒体 40に記憶する情報の容量を増加させるために、トラック ピッチを狭くしていくと、トラックを作製するときの精度もその分向上しなければならな い。しかし、現実には、ある絶対的な量の誤差が存在するために、トラックピッチを狭 くしていくと、トラックピッチに対する作製誤差量は相対的に増大する。したがって、 D VDと比較して、この誤差の影響は非常に大きくなつて 、る。
図 14に、光記録媒体 40に形成されたトラックと直交する方向にビーム 70を走査し たときに得られる TE信号を示す。横軸に示す Tn— 4、 · · ·、 Τη+4は、光記録媒体 4 0の情報記録面 40bに形成されたトラックを示しており、図中にお 、て垂直方向に伸 びる実線はトラックピッチが tpで一律に形成された場合の各トラック Tn— 4、 · · ·、 Tn +4の中心位置をそれぞれ示している。ここで、トラック Tn— 1は Δ η— 1だけ、トラック Tnは Δ nだけ、本来のトラック Tn— 1及び Tnが形成されるべき位置からそれぞれず れた位置に形成されており、 Δ η— 1は + 25nm、 Δ ηは— 25nmである。その結果、 TE信号の振幅は、大きく変動する。ここで、トラック Tn— 1の近傍での最小振幅を S1 、最大振幅を S2とする。また、 TE信号のゼロクロス点の位置は、トラック Tn— 1及び T nの中心からそれぞれずれる。ここで、トラック Tn— 1でのずれを oftl、トラック Tnでの ずれを oft2とする。すなわち、ずれ oft 1とずれ of t2はオフトラック量を表す。
TE信号振幅の変動量を Δ PP = (振幅 S2—振幅 S 1) / (振幅 S2 +振幅 S 1)と定 義し、上記のような従来の構成によって TE信号を検出する場合、変動量 Δ ΡΡは 0. 69、ずれ oftlは + 33nm、ずれ oft2は— 33nmと、大きな値を示す。このように TE 信号振幅の変動量 Δ PPが大きく変動すると、トラック Tn— 1及び Τηではトラッキング 制御の利得が低下して、トラッキング制御が不安定になり、情報を信頼性高く記録及 び再生することができな 、と 、う問題があった。
特許文献 1 :特開平 3— 005927号公報
発明の開示
本発明は、 ΤΕ信号振幅の変動を低減し、情報を信頼性高く記録もしくは再生する ことができる光ピックアップヘッド装置、光情報装置、及び情報再生方法を提供する ことを目的とする。
上記課題を解決するために、本発明に係る光情報装置は、光ビームを出射する光 源と、光源力 出射されたビームを、複数の情報記録面を有する光記録媒体の所定 の情報記録面上に集光する収束手段と、光記録媒体で反射された光ビームを分割 するビーム分割手段と、ビーム分割手段で分割された光ビームを受光する受光部を 有し、受光部で受光した光ビームの光量に応じた信号を出力する光検出手段とを備 え、複数の情報記録面の少なくとも 1つには案内溝が形成され、受光部の全ては、所 定の情報記録面以外の情報記録面 (以下、非集光面という）において反射された光 ビームが光検出手段上に形成する写像内に配置されている。
これにより、トラッキングエラー信号振幅の変動を低減し、情報を信頼性高く記録も しくは再生することができる。
また、本発明に係る光情報装置は、収束手段と受光部との光路間に配置された、 非点収差発生手段をさらに備える。
非点収差発生手段は、シリンドリカルレンズであることが好ま 、。
さらに、光検出手段は、複数の受光部を有し、複数の受光部のそれぞれは、同じ非 集光面にぉ ヽて反射された光ビームを受光するよう配置されて 、る。
複数の受光部の少なくとも一部の受光部は、それぞれ概ね隣接して配置され、ビー ム分割手段で分割された光ビームのそれぞれは、少なくとも一部の受光部でそれぞ れ受光される。
ビーム分割手段は、少なくとも第 1〜第 4の領域を有し、第 1〜第 4の領域で分割さ れた光ビームは、トラッキングエラー信号を生成するための信号を出力する受光部に 入射する。
第 1及び第 2の領域において分割された光ビームは、光記録媒体のトラックで回折 された 1次回折光を主に含み、第 3及び第 4の領域において分割された光ビームは、 光記録媒体のトラックで回折された 0次回折光を主に含み、光検出手段は、第 1〜第 4の領域で分割された光ビームをそれぞれ受光する第 1〜第 4の受光部を有し、第 1 〜第 4の受光部から出力される信号を II〜14とし、 Kを実数としたとき、トラッキングェ ラー信号は、（11 -12)— Κ· (14-13)と表される。
本発明に係る光情報装置は、ビーム分割手段は、少なくとも第 1〜第 4の領域を有 し、第 1及び第 2の領域において分割された光ビームは、光記録媒体のトラックで回 折された 1次回折光を主に含み、第 3及び第 4の領域において分割された光ビーム は、光記録媒体のトラックで回折された 0次回折光を主に含み、光検出手段は、第 1 〜第 4の領域で分割された光ビームをそれぞれ受光する第 1〜第 4の受光部と、ビー ム分割手段で分割された光ビームを受光しない位置に配置される第 5の受光部とを 有し、第 1〜第 5の受光部力も出力される信号を 11〜15とし、 K、 Lを実数としたとき、 トラッキングエラー信号は、 ( (11 -12)— Κ· (14— 13) )— L'I5と表される。
これにより、トラッキングエラー信号振幅の変動を低減し、情報を信頼性高く記録も しくは再生することができる。
また、ビーム分割手段が回折格子であり、回折格子で回折された + 1次回折光また は 1次回折光のいずれかを用いてトラッキングエラー信号が生成される。
回折格子で回折された + 1次回折光と 1次回折光とを受光するための受光部が 、それぞれ回折格子の 0次回折光の光軸をはさんで略軸対称位置に配置され、 + 1 次回折光及び 1次回折光の両方を用いてトラッキングエラー信号が生成される。 光ビームを出射する光源と、光源力 出射された光ビームを、複数の情報記録面を 有する光記録媒体の所定の情報記録面上に集光する収束手段と、光記録媒体で反 射された光ビームを分割するビーム分割手段と、ビーム分割手段の近傍に配置され た開口制限手段と、ビーム分割手段で分割された光ビームを受光する受光部を有し 、受光部で受光した光ビームの光量に応じた信号を出力する光検出手段とを備え、 複数の情報記録面の少なくとも 1つには案内溝が形成され、光検出手段は、少なくと もフォーカス制御用の第 1の受光部とトラッキング制御用の第 2の受光部を有し、第 2 の受光部は、所定の情報記録面以外の情報記録面 (以下、非集光面という）におい て反射され、開口制限手段により制限された光ビームが光検出手段上に形成する写 像外に配置されている。
これにより、トラッキングエラー信号振幅の変動を低減し、情報を信頼性高く記録も しくは再生することができる。
また、収束手段と受光部との光路間に配置された、非点収差発生手段をさらに備え る。
非点収差発生手段は、シリンドリカルレンズであることが好ま 、。
第 2の受光部は、第 1の受光部に対して、光ビームが光記録媒体のトラックで回折さ れる方向以外の配置方向に配置される。
配置方向とは、光ビームが光記録媒体のトラックで回折される方向に対して、約 40 度〜 50度回転した方向である。
第 2の受光部は、それぞれ概ね隣接して配置される複数の受光領域を有し、ビーム 分割手段で分割された光ビームは、複数の受光領域のそれぞれで受光される。 また、ビーム分割手段は、少なくとも 4つの領域を有し、領域で分割された光ビーム は、トラッキングエラー信号を生成するための信号を出力する第 2の受光部に入射す る。
また、ビーム分割手段は、回折格子であることが好ましい。
また、開口制限手段は、ビーム分割手段と一体に構成されていることが好ましい。 本発明に係る情報記録 Z再生装置は、上記いずれかに記載の光情報装置と、光 情報装置を移動させる移送制御部と、光情報装置及び移送制御部を制御する制御 部と、光情報装置を用いて光記録媒体に情報の記録及び再生の少なくとも一方を行 う記録 Z再生手段と、光記録媒体を回転運動させる回転部とを備える。
本発明によれば、 TE信号振幅の変動を低減し、情報を信頼性高く記録もしくは再 生する光情報装置を提供することができる。
図面の簡単な説明 [0004] [図 1]本発明の実施の形態 1における光情報装置の構成を示す図。
[図 2]本発明の実施の形態 1の光情報装置における光ピックアップの構成の概略を示 す図。
[図 3]本発明の実施の形態 1の光情報装置を構成するビーム分割素子の構成を示す 図。
圆 4]本発明の実施の形態 1の光情報装置を構成する光検出器の構成を示す図。
[図 5]本発明の実施の形態 1の光情報装置を構成する光検出器の構成を示す図。
[図 6]本発明の実施の形態 1の光情報装置を構成する光検出器の構成を示す図。
[図 7]本発明の実施の形態 1の光情報装置を構成する光検出器の構成を示す図。
[図 8]本発明の実施の形態 2の光情報装置を構成する光検出器の構成を示す図。
[図 9]本発明の実施の形態 3の光情報装置を構成する光検出器の構成を示す図。
[図 10]本発明の実施の形態 4の光情報装置の構成の概略を示す図。
[図 11]本発明の実施の形態 4の光情報装置を構成する開口制限手段の構成を示す 図。
[図 12]本発明の実施の形態 4の光情報装置を構成する光検出器の構成を示す図。
[図 13]従来の光情報装置を構成する光ピックアップヘッド装置の構成を示す図。
[図 14]従来の光情報装置で得られる TE信号の様子を示す図。
符号の説明
[0005] 32-35 光検出器
32a 32h, 33a 33i, 35a 35h 受光部
40 光記録媒体
52 偏光ビームスプリッタ
53 コリメートレンズ
54 波長板
56 対物レンズ
57 シリンドリカノレレンズ
59 集光レンズ
60 -62 ビーム分割素子（回折格子) 70〜73, 71a〜71h ビーム
91, 92 ァクチユエータ
93 球面収差補正手段
201, 202 光ピックアップヘッド装置
発明を実施するための最良の形態
以下、本発明に係る光情報装置と、光ピックアップヘッド装置及び光情報再生方法 の実施形態について、図面を参照して説明する。なお、各図面において同一の符号 は同一の構成要素または同様の作用、動作をなすものとする。
(実施の形態 1)
図 1は、本実施の形態に係る光情報装置の構成を示して ヽる。
光ピックアップヘッド装置 201 (または光ピックアップとも言う）は、波長 λ力 05nm のレーザ光を光記録媒体 40に照射し、光記録媒体 40に記録された信号の再生を行 う。移送制御器 205は、光記録媒体 40上の任意の位置で情報を記録もしくは再生す るために光ピックアップヘッド装置 201を光記録媒体 40の半径方向に沿って移動さ せる。光記録媒体 40を駆動するモータ 206は、光記録媒体 40を回転させる。制御器 207は、光ピックアップヘッド装置 201と移送制御器 205とモータ 206とを制御する。 増幅器 208は、光ピックアップヘッド装置 201によって読み取られた信号を増幅す る。制御器 209には、増幅器 208からの出力信号が入力される。制御器 209は、この 信号に基づ 、て、光ピックアップヘッド装置 201が光記録媒体 40の信号を読み取る 際に必要とされる FE信号や TE信号などのサーボ信号を生成し、これを制御器 207 に出力する。また、制御器 209に入力される信号はアナログ信号であるが、制御器 2 09はこのアナログ信号をディジタルィ匕（2値化)する。復調器 210は、光記録媒体 40 カゝら読み取られてディジタル化された信号を解析するとともに、元の映像や音楽など のデータを再構築し、再構築された信号は出力器 214から出力される。
検出器 211は、制御器 209から出力される信号に基づいてアドレス信号等を検出し 、これをシステム制御器 212に出力する。システム制御器 212は、光記録媒体 40から 読み取られた物理フォーマット情報及び光記録媒体製造情報 (光記録媒体管理情 報）に基づいて光記録媒体 40を識別し、記録再生条件等を解読し、この光情報装置 全体を制御する。光記録媒体 40に情報を記録再生する場合、システム制御器 212 からの指示にしたがって、制御器 207は移送制御器 205を駆動制御する。その結果 、移送制御器 205は図 1において、後述する光記録媒体 40に形成された情報記録 面の所望の位置の上に光ピックアップヘッド装置 201を移動させ、光ピックアップへッ ド装置 201は光記録媒体 40の情報記録面に情報を記録再生する。
図 2は、本実施の形態に係る光ピックアップヘッド装置 201の構成の一例を示した 図である。
光源 1は、波長えが 405nmの直線偏光の発散ビーム 70を出射する。光源 1から出 射された発散ビーム 70は、焦点距離 flが 18mmのコリメートレンズ 53で平行光に変 換された後、偏光ビームスプリッタ 52を透過し、 4分の 1波長板 54を透過して円偏光 に変換される。その後、焦点距離 f2が 2mmの対物レンズ 56で収束ビームに変換さ れ、光記録媒体 40に形成された透明基板を透過し、情報記録面 40a上に集光され る。対物レンズ 56の開口はアパーチャ 55によって制限され、開口数 NAを 0. 85とし ている。光記録媒体 40には情報記録面 40a、 40bが形成されており、光記録媒体 40 の表面力も情報記録面 40aまでの厚み dlは 0. lmm、情報記録面 40bまでの厚み d 2は 75 μ m、屈折率 nは、 1. 57である。また、情報記録面 40a、墨の基材厚 dl、 d 2の厚み差により発生する球面収差を補正するための球面収差補正手段 93としてス テツビングモータ等を用いてコリメートレンズ 53を光軸方向に可動する構成となって いる。
情報記録面 40aで反射されたビーム 70は、対物レンズ 56、 4分の 1波長板 54を透 過して往路とは 90度異なる直線偏光に変換された後、偏光ビームスプリッタ 52で反 射される。偏光ビームスプリッタ 52で反射したビーム 70は、ビーム分割素子である回 折格子 60で 0次回折光のビーム 70と 1次回折光の 70a〜70dに分割され、焦点距離 f3が 30mmの集光レンズ 59とシリンドリカルレンズ 57とを経て、光検出器 32に入射 する。光検出器 32に入射するビーム 70は、シリンドリカルレンズ 57を透過する際、非 点収差が付与される。
図 3は、回折格子 60の構成を、図 4は、光検出器 32と、光検出器 32で受光される ビーム 70と、ビーム 70a〜70dとの関係を、それぞれ模式的に示している。 回折格子 60は、その溝断面形状が単純な溝形状または、階段状もしくは鋸状のブ レーズド形状のどちらであっても良ぐ全部で 4種類の領域 60a〜60dを有している。 領域 60aで回折された 1次回折光を 70a、領域 60bで回折された 1次回折光を 70b、 領域 60bで回折された 1次回折光を 70b、領域 60cで回折された 1次回折光を 70c、 領域 60dで回折された 1次回折光を 70dとする。各領域において、領域 60a、 60bは 、情報記録面 40aのトラックで回折された 1次回折光であるトラッキング溝成分を多く 含み、かつ領域 60c、 60dは、そのトラッキング溝成分をほとんど含まないように、分 割、構成されている。回折格子 60において、偏光ビームスプリッタ 52によって反射さ れた後に回折格子 60に入射するビーム 70の直径は、通常 2〜4mm程度に設計さ れる。
FE信号は、光検出器 32から出力される信号 I32a〜I32dを用いて非点収差法によ り、すなわち（I32a+I32c) - (I32b+I32d)で得られる。また、 TE信号は Kを実数 としたとき、（I32e— I32f)— Κ· (I32h— I32g)で得られる。
これらの FE信号及び TE信号は、所望のレベルに増幅及び位相補償が行われた 後、対物レンズ 56を動かすためのァクチユエータ 91及び 92に供給されて、フォー力 ス及びトラッキング制御がなされる。
ビーム 70が情報記録面 40a上に焦点を結ぶ状態では、情報記録面 40bでは大きく デフォーカスをしている。そのため、情報記録面 40bで反射したビーム 71の回折格 子 60を透過した 0次回折光は光検出器 32上で大きくデフォーカスをしている。ここで は、ビーム 71が、受光部 32e〜32hに常に入射するように受光部 32e〜32jを配置し ている。これは、情報記録面 40aと 40bの間の層間厚みが変化した場合、ビーム 71 の受光部 32e〜32hへの入射の有無によって TE信号に乱れが生じ、その結果、安 定なトラッキング制御ができなくなることを防ぐためである。このように、情報記録面 40 aと 40bの間の層間厚みが変化した場合でも、常にビーム 71が受光部 32e〜32hに 入射するように設計することによって乱れの少な 、TE信号が得られ、安定したトラッ キングエラー制御が可能となる。したがって、本実施の形態に示す光情報装置は、 T E信号振幅の変動を低減し、安定にトラッキング動作を行うことができるので、情報を 信頼性高く記録もしくは再生することができる。 また、本実施の形態では、 2層の情報記録面が設けられた光記録媒体について説 明したが、さらに情報記録面を多く有する光記録媒体についても同様の効果が得ら れる。図 5〜図 7は 4層の情報記録面を有する光記録媒体力 反射したビームと光検 出器 32の関係を示している。情報記録面 40a、 40b、 40c、 40d、また、それぞれの 情報記録面からの反射ビームを 70、 71、 72、 73とする。例えば、情報記録面 40aに 焦点が合っている場合、光検出器 32上でのそれぞれのビームは、図 5の様にビーム 71が常に光検出器 32e〜32hに入射するように配置するとともに、回折格子 60の領 域 60a〜60dで分割したビーム 70a〜70dが光検出器 32e〜32hに入射するように 回折角を設定することにより、安定したトラッキングエラー制御が可能となる。また、図 6のように、ビーム 71が入射せず、ビーム 72が常に入射する位置に光検出器 32e〜 32hを配置してもよい。また、図 7のように、ビーム 71、 72が入射せず、ビーム 73が常 に入射する位置に配置しても同様の効果が得られる。
(実施の形態 2)
図 8は、本実施の形態で用いる光検出器 33と光検出器 33で受光されるビーム 70、 ビーム 71とビーム 70a〜70dとの関係を、それぞれ模式的に示した図である。
本実施の形態の光ピックアップと実施の形態 1の光ピックアップとの違 、は、光検出 器 32の代わりに光検出器 33を使用することである。光検出器 32と光検出器 33との 違いは、受光部 33i〜331を、焦点が結ばれていない情報記録面 40bで反射したビ ーム 71の中心に対して受光部 33e〜33hと略軸対象な位置に配置していることであ る。この光検出器 33を用いた場合の TE信号は、 Kを実数として、（I33e— 13¾) - (I 33f-I33i)— Κ· ( (I33h-I33k) - (I33g— 1331) )により得られる。
この場合、 TE信号を生成するための受光部 33e〜33hに入射した情報記録面 40 bで反射したビーム 71の迷光を、同じようにビーム 71が入射している受光部 33iでキ ヤンセルすることにより、乱れの少ない TE信号が得られ、安定したトラッキングエラー 制御が可能となる。したがって、本実施の形態の光情報装置は、 TE信号の変動を低 減し、安定にトラッキング動作を行うことができるので、情報を信頼性高く記録もしくは 再生することができる。
(実施の形態 3) 図 9は、本実施の形態で用いる光検出器 34と光検出器 34で受光されるビーム 70と ビーム 70a〜70nとの関係を、それぞれ模式的に示した図である。
本実施の形態の光ピックアップと実施の形態 1の光ピックアップの違 、は、回折格 子 60の代わりに図示しない回折格子 61、光検出器 32の代わりに光検出器 34を使 用することである。実施の形態 1においては、回折格子 60の溝断面形状は、単純な 溝形状または、階段状もしくは鋸状のブレーズド形状のどちらであっても良いが、本 実施の形態の回折格子 61は、土の回折光が発生する単純な溝断面形状を有してい る。また、図 3の回折格子 60と同様に、全部で 4種類の領域 6 la〜6 Idを有している 次に、回折格子 61で分割されたビームの説明を行う。情報記録面 40bで反射し、 回折格子 61の領域 61aで回折された + 1次回折光を 70a、— 1次回折光を 70e、領 域 61bで回折された + 1次回折光を 70b、ー 1次回折光を 70f、領域 61cで回折され た + 1次回折光を 70c、— 1次回折光を 70g、領域 61dで回折された + 1次回折光を 70d、— 1次回折光を 70hとする。ビーム 70a〜70hは、図 9のように光検出器 34上 に入射する。この時の TE信号は（（I34e+I34j)— (I34f +I34i) ) -Κ· ( (I34h+I3 4k) - (I34g+I341) )で得られる。この場合、実施の形態 1の TEエラー信号より光情 報媒体の溝成分の信号がより大きな信号として得られるため、さらに安定したトラツキ ング制御が可能となる。したがって、本実施の形態に示す光情報装置は、 TE信号振 幅の変動を低減し、安定にトラッキング動作を行うことができるので、情報を信頼性高 く記録ちしくは再生することがでさる。
また、本実施の形態の光検出器 34においても、情報記録面がさらに増えた場合で も実施の形態 1と同様の光検出部の配置を行うことによって安定したトラッキングエラ 一制御が可能である。
(実施の形態 4)
図 10は、本実施の形態に係る、他の光ピックアップ装置 202の構成の一例を示し た図である。
実施の形態 1との違いは、ビーム分割手段である回折格子 60の代わりに回折格子 62を、また回折格子 62の近傍に開口制限手段である開口制限素子 80と、光検出器 32の代わりに光検出器 35とを設けたことである。開口制限素子 80は、図 11に示すよ うな構造を有する。すなわち、対物レンズ 56のトラッキング方向に対応した方向が長 い小判型形状の領域を有し、小判型形状の中心と回折格子 62の中心がほぼ一致し た位置関係を保っている。この小判型形状の外側の領域を通るビームは、光検出器 35に入らないように遮光されている。また、実施の形態 1の回折格子 60と回折格子 6 2の違いは、回折する方向を、 0次回折光を中心に Θ回転したことにある（図 12参照） 。 Θは約 40度〜 50度であり、好ましくは 45度である。また、実施の形態 1〜3では、 光記録媒体 40にお 、て、焦点が結ばれて 、な 、情報記録面 40bからの反射したビ ームの、光検出器 35上でのビーム形状を模式的に円形で表した。しかし、実際には 、情報記録面力もの反射ビームがシリンドリカルレンズ 57を透過するため、焦点を結 んでいない情報記録面からの反射ビームは、光検出器 35上では楕円の形状を有す る。また、光検出器 35上での焦点を結んでいない情報記録面で反射したビームの楕 円の向きは、シリンドリカルレンズ 57の曲率面の方向により決まる。
また、図 12に示すように、回折格子 62で分割されたビーム 70a〜70dを受光する 受光部 35e〜35hは、回折格子 62を透過した 0次回折光の情報記録面 40aでのトラ ックの回折方向と異なった方向に配置されている。本実施の形態では、トラックの回 折方向に対して約 40度〜 50度回転した方向に配置されて、回折格子 62で分割さ れた 70a〜70dを受光する位置関係にある。この光ピックアップにおける TE信号は、 実施の形態 1同様、（I35e— I35f)— Κ· (I35h— I35g)により得られる。
以上の構成の光ピックアップでは、情報記録面 40bに対物レンズ 56の焦点が結ば れている時は、情報記録面 40aで反射したビーム 71aの光検出器 35上での写像は、 図 12の点線のような楕円形状になる、また、情報記録面 40aで対物レンズ 56の焦点 が結ばれているときは、情報記録面 40bで反射した 71bの光検出器 35上での写像 は、 71aと 90度回転した楕円形状になり、かつ開口制限素子 80の遮光効果により図 12の点線のような写像になる。
以上のように、開口制限素子 80と回折格子 62と光検出器 35とを組み合わせること により、光検出器 35の TE信号を検出する受光部 35e〜35hには、迷光が入射され ないため、安定したトラッキング制御が可能となる。したがって、本実施の形態に示す 光情報装置は、 TE信号振幅の変動を低減し、安定にトラッキング動作を行うことがで きるので、情報を信頼性高く記録もしくは再生することができる。
なお、本実施の形態では、開口制限素子 80を回折格子 62と別の構成としたが、回 折格子と一体に形成しても同様の効果が得られる。また、回折格子 62をホルダー形 状として開口制限を行ってもよい。
(他の実施の形態）
以上説明した実施の形態 1〜4は一例であって、本発明の趣旨を逸脱しない範囲 で様々な形態をとり得る。以下、その例を示す。
上記各実施の形態において、回折格子 60〜62は 4つの領域に分割されているが 、分割する領域の数はこれに限定されない。すなわち、情報記録面でのトラッキング 溝成分を主に含む領域と、トラッキング溝成分をほとんど含まな 、領域に分けるような 構成であればよい。
また、 TE信号を作るためにビーム内の全ての領域を使用する必要はなぐ例えば ビームの中央付近では TE信号を使用しな ヽと 、つた場合でも、本発明を適用でき、 上記と同様の効果を得ることができる。
光学系としては、偏光するものを用いて説明したが、無偏光の光学系を用いる等し てもよい。
本発明の趣旨とは関係ないため、非点収差法以外の FE信号検出方式については 説明しなかったが、 FE信号の検出方式には何ら制約はなぐスポットサイズディテク シヨン法、フーコー法等の通常の FE信号検出方式は、全て用いることができる。 光記録媒体の作製時にトラックの位置、幅、深さにばらつきがあるときや、トラックに 情報が記録されることで TE信号振幅が変動する光記録媒体を用いた場合でも、本 実施の形態に示す全ての光情報装置において、 TE信号振幅の変動を低減し、安定 にトラッキング動作を行うことができる。したがって、光記録媒体の歩留まりを向上させ て、安価な光記録媒体を提供することができる。
また、 TE信号振幅が変動する光記録媒体を許容できることから、レーザビームを用 Vヽて光記録媒体の原盤を高速にカッティングできるので、電子ビームを用いて原盤を カッティングするよりも早ぐまた安価に原盤を作製できる。その分、安価な光記録媒 体を提供することができる。
上記実施の形態では、光源 1の波長 λを 405nm、対物レンズ 56の開口数 NAを 0 . 85とした力 tpZO. 8< λ /ΝΑ< 0. 5 mであるとき、本実施に形態に係る光情 報装置は、これまでに述べた特長を特に顕著に示すことができる。
産業上の利用可能性
本発明に係る光情報装置は、 TE信号振幅の変動を低減し、情報を信頼性高く記 録もしくは再生することが必要とされる光情報装置等の用途に適用できる。

Claims

請求の範囲
[1] 光ビームを出射する光源と、
前記光源から出射された前記光ビームを、複数の情報記録面を有する光記録媒体 の所定の情報記録面上に集光する収束手段と、
前記光記録媒体で反射された前記光ビームを分割するビーム分割手段と、 前記ビーム分割手段で分割された前記光ビームを受光する受光部を有し、前記受 光部で受光した前記光ビームの光量に応じた信号を出力する光検出手段と、 を備え、
前記複数の情報記録面の少なくとも 1つには案内溝が形成され、
前記受光部の全ては、前記所定の情報記録面以外の情報記録面 (以下、非集光 面という）において反射された前記光ビームが前記光検出手段上に形成する写像内 に配置されている、
光情報装置。
[2] 前記収束手段と前記受光部との光路間に配置された、非点収差発生手段をさらに 備える、
請求項 1に記載の光情報装置。
[3] 前記非点収差発生手段は、シリンドリカルレンズである、
請求項 2に記載の光情報装置。
[4] 前記光検出手段は、複数の前記受光部を有し、
複数の前記受光部のそれぞれは、同じ前記非集光面において反射された前記光 ビームを受光するよう配置されている、
請求項 1〜3のいずれか 1項に記載の光情報装置。
[5] 複数の前記受光部の少なくとも一部の受光部は、それぞれ概ね隣接して配置され 前記ビーム分割手段で分割された前記光ビームのそれぞれは、前記少なくとも一 部の受光部でそれぞれ受光される、
請求項 4に記載の光情報装置。
[6] 前記ビーム分割手段は、少なくとも第 1〜第 4の領域を有し、 前記第 1〜第 4の領域で分割された前記光ビームは、トラッキングエラー信号を生 成するための信号を出力する前記受光部に入射する、
請求項 1〜5のいずれか 1項に記載の光情報装置。
[7] 前記第 1及び第 2の領域において分割された前記光ビームは、前記光記録媒体の トラックで回折された 1次回折光を主に含み、
前記第 3及び第 4の領域にお 、て分割された前記光ビームは、前記光記録媒体の トラックで回折された 0次回折光を主に含み、
前記光検出手段は、前記第 1〜第 4の領域で分割された前記光ビームをそれぞれ 受光する第 1〜第 4の受光部を有し、
前記第 1〜第 4の受光部力も出力される信号を 11〜14とし、 Kを実数としたとき、前 記トラッキングエラー信号は、 (11 -12)— Κ· (14— 13)と表される、
請求項 6に記載の光情報装置。
[8] 前記ビーム分割手段は、少なくとも第 1〜第 4の領域を有し、
前記第 1及び第 2の領域にお 、て分割された前記光ビームは、前記光記録媒体の トラックで回折された 1次回折光を主に含み、
前記第 3及び第 4の領域にお 、て分割された前記光ビームは、前記光記録媒体の トラックで回折された 0次回折光を主に含み、
前記光検出手段は、前記第 1〜前記第 4の領域で分割された前記光ビームをそれ ぞれ受光する第 1〜第 4の受光部と、前記ビーム分割手段で分割された前記光ビー ムを受光しない位置に配置される第 5の受光部とを有し、
前記第 1〜前記第 5の受光部から出力される信号を 11〜15とし、 K、 Lを実数とした とき、トラッキングエラー信号は、（(11—12)— Κ· (14— 13) )— L'I5と表される、 請求項 1〜5のいずれか 1項に記載の光情報装置。
[9] 前記ビーム分割手段が回折格子であり、
前記回折格子で回折された + 1次回折光または 1次回折光のいずれかを用いて トラッキングエラー信号が生成される、
請求項 1〜請求項 7のいずれか 1項に記載の光情報装置。
[10] 前記回折格子で回折された前記 + 1次回折光と前記 1次回折光とを受光するた めの前記受光部が、それぞれ前記回折格子の 0次回折光の光軸をはさんで略軸対 称位置に配置され、
前記 + 1次回折光及び前記 1次回折光の両方を用いてトラッキングエラー信号が 生成される、
請求項 9に記載の光情報装置。
[11] 光ビームを出射する光源と、
前記光源から出射された前記光ビームを、複数の情報記録面を有する光記録媒体 の所定の情報記録面上に集光する収束手段と、
前記光記録媒体で反射された前記光ビームを分割するビーム分割手段と、 前記ビーム分割手段の近傍に配置された開口制限手段と、
前記ビーム分割手段で分割された前記光ビームを受光する受光部を有し、前記受 光部で受光した前記光ビームの光量に応じた信号を出力する光検出手段と、 を備え、
前記複数の前記情報記録面の少なくとも 1つには案内溝が形成され、 前記光検出手段は、少なくともフォーカス制御用の第 1の受光部とトラッキング制御 用の第 2の受光部を有し、
前記第 2の受光部は、前記所定の情報記録面以外の情報記録面 (以下、非集光面 という）において反射され、前記開口制限手段により制限された光ビームが前記光検 出手段上に形成する写像外に配置されている、
光情報装置。
[12] 前記収束手段と前記受光部との光路間に配置された、非点収差発生手段をさらに 備える、
請求項 11に記載の光情報装置。
[13] 前記非点収差発生手段は、シリンドリカノレレンズである、
請求項 12に記載の光情報装置。
[14] 前記第 2の受光部は、前記第 1の受光部に対して、前記光ビームが前記光記録媒 体のトラックで回折される方向以外の配置方向に配置される、
請求項 11〜13のいずれか 1項に記載の光情報装置。
[15] 前記配置方向とは、前記光ビームが前記光記録媒体のトラックで回折される方向に 対して、約 40度〜 50度回転した方向である、
請求項 14に記載の光情報装置。
[16] 前記第 2の受光部は、それぞれ概ね隣接して配置される複数の受光領域を有し、 前記ビーム分割手段で分割された前記光ビームは、前記複数の受光領域のそれ ぞれで受光される、
請求項 11〜15のいずれか 1項に記載の光情報装置。
[17] 前記ビーム分割手段は、少なくとも 4つの領域を有し、
前記領域で分割された前記光ビームは、トラッキングエラー信号を生成するための 信号を出力する前記第 2の受光部に入射する、
請求項 11〜16のいずれか 1項に記載の光情報装置。
[18] 前記ビーム分割手段は、回折格子である、
請求項 11〜17のいずれか 1項に記載の光情報装置。
[19] 前記開口制限手段は、前記ビーム分割手段と一体に構成されている、
請求項 11〜18のいずれか 1項に記載の光情報装置。
[20] 請求項 1〜19のいずれか 1項に記載の光情報装置と、
前記光情報装置を移動させる移送制御部と、
前記光情報装置及び前記移送制御部を制御する制御部と、
前記光情報装置を用いて光記録媒体に情報の記録及び再生の少なくとも一方を 行う記録 Z再生手段と、
前記光記録媒体を回転運動させる回転部と、
を備える、情報記録 Z再生装置。
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