WO2007023650A1 - 光ヘッド装置及び光学式情報記録又は再生装置 - Google Patents

光ヘッド装置及び光学式情報記録又は再生装置 Download PDF

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WO2007023650A1
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diffractive optical
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Ryuichi Katayama
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Nec Corporation
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    • G11B7/1353—Diffractive elements, e.g. holograms or gratings

Definitions

  • Optical head device and optical information recording / reproducing device are Optical head device and optical information recording / reproducing device
  • the present invention relates to an optical head device and an optical information recording / reproducing device for performing at least one of recording and reproduction on an optical recording medium, and in particular, to obtain a high signal-to-noise ratio for an RF signal.
  • the present invention relates to an optical head device and an optical information recording / reproducing device. Background art
  • Conventional optical head devices and optical information recording / reproducing devices have a function of detecting a focus error signal and a track error signal.
  • Known methods for detecting a focus error signal include the Foucault method (or double knife edge method), the astigmatism method, and the spot size method.
  • a groove for tracking is formed in the write-once and rewritable optical recording media, and if a focused spot formed on the optical recording medium by the optical head device crosses the groove, a focus error occurs. Noise is generated in the signal.
  • the Foucault method has the feature that this noise is smaller than the astigmatism method and the spot size method.
  • This feature is a rewritable optical recording medium (DVD—RAM, HD DVD—) that uses the land Z group recording / playback system for recording or playback on both the land, which is the groove recess, and the groove, which is the groove protrusion. RW etc.) Therefore, the Foucault method is generally used for these optical recording media as a method of detecting a focus error signal.
  • the phase difference method is generally used for a read-only optical recording medium (DVD-ROM, HD DVD-ROM, etc.), and write-once (DV D — Push-pull method is generally used for optical recording media of R ⁇ HD DVD ⁇ R etc. and rewritable type (DVD—RAM ⁇ HD DVD ⁇ RW etc.).
  • the optical head device and the optical information recording / reproducing device include a focus error signal by the Foucault method, In addition, a function to detect a track error signal by the phase difference method and the push-pull method is required. In order to reduce the size of the optical head device, the reaction from the optical recording medium In order to detect these signals, it is required to receive the incident light with the same photodetector.
  • Patent Document 1 discloses an optical head device that receives reflected light from an optical recording medium with the same photodetector in order to detect a focus error signal by Foucault method and a track error signal by phase difference method and push-pull method. There is an optical head device described in the above.
  • FIG. 19 shows an optical head device described in Patent Document 1.
  • the light emitted from the semiconductor laser 1 is collimated by the collimator lens 2, enters the polarization beam splitter 3 as P-polarized light, and almost 100% is transmitted, passes through the 1Z4 wavelength plate 4, and changes from linearly polarized light to circularly polarized light. It is converted and focused on the disk 6 by the objective lens 5.
  • the reflected light from the disk 6 passes through the objective lens 5 in the reverse direction, passes through the 1Z4 wave plate 4 and is converted from circularly polarized light to linearly polarized light whose outgoing path and polarization direction are orthogonal to each other.
  • 100% is reflected, diffracted by the diffractive optical element 63, passes through the convex lens 9, and is received by the photodetector 10e.
  • FIG. 20 is a plan view of the diffractive optical element 63.
  • the diffractive optical element 63 is a straight line that passes through the optical axis of the incident light and is parallel to the radial direction of the disk 6, and a straight line that passes through the optical axis of the incident light and is parallel to the tangential direction of the disk 6, and includes four regions 64a to 64d.
  • a divided diffraction grating is formed.
  • the directions of the diffraction gratings are all parallel to the tangential direction of the disk 6, and the patterns of the diffraction grating are all linear with an equal pitch.
  • the pitch of the diffraction grating becomes narrower in the order of regions 64d, 64c, 64b, and 64a.
  • a circle 5a indicated by a dotted line in the figure corresponds to the effective diameter of the objective lens 5.
  • FIG. 21 is a sectional view of the diffractive optical element 63.
  • the diffractive optical element 63 has a configuration in which a diffraction grating 66 is formed on a substrate 65.
  • the reflected light from the disk 6 enters the diffractive optical element 63 as incident light 67, is diffracted as -first order diffracted light 68 and + first order diffracted light 69, and is received by the photodetector lOe.
  • the cross-sectional shape of the diffraction grating 66 is a four-level step.
  • the pitch of the diffraction grating 66 is P
  • the diffraction efficiency of the first-order diffracted light is 10%
  • the diffraction efficiency of the + first-order diffracted light is 71%.
  • the region 64a of the diffractive optical element 63 The light incident on 64b, 64c, and 64d is diffracted 10% as first-order diffracted light and 71% as + 1st-order diffracted light.
  • WZP the ratio between the diffraction efficiency of the first-order diffracted light and the diffraction efficiency of the + first-order diffracted light can be changed.
  • FIG. 22 shows the pattern of the light receiving section of the photodetector 10e and the arrangement of the light spots on the photodetector 10e.
  • the light spots 71a and 71b correspond to the first-order diffracted light of the regions 64a and 64b of the diffractive optical element 63, respectively, and are divided into two by a dividing line parallel to the radial direction of the disk 6 Light is received at 70b.
  • the light spots 71c and 71d correspond to the first-order diffracted light from the regions 64c and 64d of the diffractive optical element 63, respectively, and are divided into two light receiving portions 70c, Light is received at 70d.
  • the light spot 71e corresponds to the + first-order diffracted light from the region 64a of the diffractive optical element 63, and is received by the single light receiving unit 70e.
  • the optical spot 71f corresponds to the + first-order diffracted light from the region 64b of the diffractive optical element 63, and is received by the single light receiving unit 70f.
  • the light spot 71g corresponds to + first-order diffracted light from the region 64c of the diffractive optical element 63, and is received by the single light receiving unit 70g.
  • the light spot 71h corresponds to the + first-order diffracted light from the region 64d of the diffractive optical element 63, and is received by the single light receiving unit 70h.
  • the outputs from the light receiving portions 70a to 70h are represented by V70a to V70h, respectively.
  • a focus error signal by the Foucault method (V 70a + V70d) - obtained from computation of (V70b + V70c).
  • the track error signal by the phase difference method can be obtained from the phase difference of (V70e + V70h) and (V70f + V7 Og).
  • the tracking error signal by the push-pull method can also be calculated as (V70e + V70g)-(V70f + V70h).
  • the RF signal recorded on the disc 6 can also obtain the computing power of (V 70e + V70f + V70g + V70h).
  • Patent Document 1 reflected light from an optical recording medium is detected with the same photodetector to detect a focus error signal by Foucault method and a track error signal by phase difference method and push-pull method.
  • An optical head device using a Wollaston prism is also described as an optical head device that receives light.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-139728
  • the RF signal recorded on the disc 6 is a broadband signal. Therefore, for RF signals In order to obtain a high signal-to-noise ratio, it is necessary to increase the amount of light used for RF signal detection.
  • the amount of light (first-order diffracted light) used to detect the focus error signal is It is 10% of the amount of reflected light from the disc 6, and the amount of light used for detection of the track error signal and RF signal (+ 1st order diffracted light) is 71% of the amount of reflected light from the disc 6. .
  • the amount of light used to detect the track error signal and RF signal can be changed to 6 This can be greater than 71% of the amount of reflected light from.
  • the sum of the amount of light used for detecting the focus error signal and the amount of light used for detecting the track error signal and the RF signal is 81% of the amount of reflected light from the disk 6. For this reason, if the amount of light used to detect the track error signal and RF signal is greater than 71% of the amount of reflected light from the disk 6, the amount of light used to detect the focus error signal is from the disk 6. Less than 10% of the amount of reflected light. When the amount of light used to detect the force error signal is small, the focus servo becomes unstable.
  • WZP needs to be close to 0 or 0.5 in order to bring the amount of light used for detecting the track error signal and the RF signal close to 81% of the amount of reflected light from the disk 6.
  • WZP is close to 0
  • the width of the second and fourth steps of the diffraction grating 66 approaches 0, and when W / P is close to 0.5, the width of the first and third steps of the diffraction grating 66 is zero. Get closer. For this reason, it becomes difficult to manufacture the diffraction grating 66 with high accuracy, and the manufacturing error, which is the difference between the ideal shape and the actual shape, increases.
  • the pitch of the diffraction grating 66 becomes narrower in the order of the regions 64d, 64c, 64b, and 64a, but the manufacturing error increases as the pitch becomes narrower. Therefore, the manufacturing error increases in the order of regions 64d, 64c, 64b, and 64a.
  • the manufacturing error increases, the diffraction efficiency of the first-order diffracted light 68 and + first-order diffracted light 69 decreases. That is, the average diffraction efficiency of the first order diffracted light 68 and + first order diffracted light 69 in the regions 64a to 64d is not only reduced, but between the regions 64a to 64d—the first order diffracted light 68 and + first order diffracted light 69. Variation in diffraction efficiency occurs. If the diffraction efficiency varies, focus error signal and track error Asymmetry occurs in the signal.
  • Patent Document 1 also describes an optical head device that uses a Wollaston prism or the like instead of the diffractive optical element 63.
  • the Wollaston prism is made of a crystal having birefringence, it is very expensive, and the optical head device using it is also expensive.
  • an object of the present invention is to detect the reflected light from the optical recording medium using the same photodetector to detect a force error signal by the Foucault method and a track error signal by the phase difference method and the push-pull method.
  • An optical head device and an optical information recording / reproducing device that can solve the above-described problems in the optical head device and optical information recording / reproducing device that receive light at a high frequency and obtain a high signal-to-noise ratio with respect to the RF signal. It is to provide.
  • An optical head device includes a light source, an objective lens that condenses light emitted from the light source on a disk-shaped optical recording medium, and a photodetector that receives reflected light from the optical recording medium. It is equipped with.
  • a first diffraction grating and a second diffraction grating are provided in the optical path of the reflected light from the optical recording medium.
  • the first diffraction grating splits the incident light into at least zero-order light, negative first-order diffracted light, and positive first-order diffracted light.
  • the second diffraction grating is divided into a plurality of regions, and divides incident light into a plurality of lights corresponding to the plurality of regions.
  • the first order is, for example, “1”
  • the second order is, for example, “2”.
  • the optical head device includes a light source, an objective lens that condenses the emitted light from the light source force onto a disk-shaped optical recording medium, and reflected light from the optical recording medium. And a first diffraction grating formed on a first surface perpendicular to the optical axis of the reflected light in the optical path of the reflected light from the optical recording medium, A second diffraction grating formed on a second surface perpendicular to the optical axis of the reflected light and having a different position in the optical axis direction from the first surface is provided, and the first diffraction grating is incident The light is divided into at least zero-order light, negative first-order diffracted light, and positive first-order diffracted light, and the second diffraction grating has the second surface.
  • a tangential direction of the optical recording medium passing through the optical axis and a straight line corresponding to the radial direction of the optical recording medium passing through the optical axis Is divided into four areas by a straight line that corresponds, the incident light corresponding to the four areas It is characterized by being divided into four lights.
  • An optical information recording / reproducing apparatus includes an optical head device according to the present invention, a first circuit for driving the light source, and a focus error based on an output signal of the photodetector power. And a second circuit for generating a signal, a track error signal, and an RF signal, and a third circuit for controlling the position of the objective lens based on the focus error signal and the track error signal.
  • the zero-order light from the first diffraction grating is used for detection of the track error signal and the RF signal, and is detected from the first diffraction grating.
  • ⁇ 1st order diffracted light is used to detect the focus error signal.
  • the sum of the amount of 0th-order light and the amount of ⁇ 1st-order diffracted light can be close to the amount of reflected light from the optical recording medium. Therefore, it is possible to increase the amount of light used for detecting the track error signal and the RF signal while maintaining the amount of light used for detecting the focus error signal to such an extent that the focus servo does not become unstable. As a result, a high signal-to-noise ratio can be obtained for the RF signal.
  • the first diffraction grating has a simple rectangular cross-sectional shape, and the pitch of the diffraction grating is relatively narrow but the height is low, it is easy to manufacture the diffraction grating with high accuracy. There is almost no decrease in diffraction efficiency due to manufacturing errors.
  • the cross-sectional shape of the second diffraction grating is a simple saw-tooth shape, and the diffraction grating is relatively high but the pitch is wide. There is almost no decrease in the average diffraction efficiency in the region and no variation in the diffraction efficiency between the regions. As a result, asymmetry does not occur in the focus error signal and the track error signal.
  • the optical head device is inexpensive.
  • the effect of the optical head device and the optical information recording / reproducing device according to the present invention is that a high signal-to-noise ratio can be obtained for the RF signal.
  • the reason is that the amount of light used for detecting the tracking error signal and the RF signal can be increased while maintaining the amount of light used for detecting the focus error signal to such an extent that the focus servo does not become unstable. It is.
  • Another effect of the optical head device and the optical information recording / reproducing device according to the present invention is that asymmetry does not occur in the force error signal and the track error signal. The reason is that it is easy to manufacture a diffraction grating with high accuracy, and there is almost no variation in diffraction efficiency between regions due to manufacturing errors.
  • optical head device is inexpensive. This is because expensive optical components such as Wollaston prism are not used.
  • the incident light is divided into at least zero-order light, negative first-order diffracted light, and positive first-order diffracted light.
  • the amount of light used to detect the focus error signal is maintained to the extent that the focus servo does not become unstable, and the amount of light used to detect the track error signal and RF signal. Therefore, a high signal-to-noise ratio can be obtained for the RF signal.
  • FIG. 1 shows a first embodiment of an optical head device according to the present invention.
  • the light emitted from the semiconductor laser 1 is collimated by the collimator lens 2, enters the polarization beam splitter 3 as P-polarized light, and transmits almost 100%, and passes through the 1Z4 wavelength plate 4 to change from linearly polarized light to circularly polarized light. It is converted and focused on the disk 6 by the objective lens 5.
  • the reflected light from the disk 6 passes through the objective lens 5 in the reverse direction, passes through the 1Z4 wave plate 4 and is converted from circularly polarized light to linearly polarized light whose outgoing path and polarization direction are orthogonal to each other.
  • the diffractive optical element 7a As a result, almost 100% of the light is reflected and divided by the diffractive optical element 7a into three beams of zero-order light and first-order diffracted light. Each light is further divided into four lights by the diffractive optical element 8, passes through the convex lens 9, and is received by the light detector 10 a.
  • FIG. 2 is a plan view of the diffractive optical element 7a.
  • the diffractive optical element 7a has a configuration in which a diffraction grating is formed on the entire surface.
  • the direction of the diffraction grating is parallel to the tangential direction of the disk 6, and the pattern of the diffraction grating is a straight line with an equal pitch.
  • the circle 5a indicated by the dotted line in the figure is the objective lens Corresponds to an effective diameter of 5.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of the diffractive optical element 7a.
  • the diffractive optical element 7a has a configuration in which a diffraction grating 17a is formed on a substrate 16a.
  • the reflected light from the disk 6 enters the diffractive optical element 7a as incident light 18, and is divided into three lights of 0th order light 19a, 1st order 1st order diffracted light 20a, and + 1st order diffracted light 21a.
  • the cross-sectional shape of the diffraction grating 17a is rectangular.
  • the pitch of the diffraction grating 17a is P
  • the widths of the line portion and the space portion are both PZ2.
  • the transmittance of the 0th order light is 87.6%
  • the diffraction efficiency of the ⁇ 1st order diffracted light is 5.0%
  • the diffraction efficiency of the + 1st order diffracted light is 5.0%.
  • FIG. 4 is a plan view of the diffractive optical element 8.
  • the diffractive optical element 8 includes regions 14a to 14d that are formed by a straight line that passes through the optical axis of incident light and is parallel to the radial direction of the disk 6, and a straight line that passes through the optical axis of incident light and is parallel to the tangential direction of the disk 6.
  • a diffraction grating divided into four is formed.
  • the directions of the diffraction gratings are all parallel to the tangential direction of the disk 6, and the patterns of the diffraction gratings are all linear with an equal pitch.
  • the pitches of the diffraction gratings in the regions 14b and 14c are equal in the regions 14a and 14d.
  • the pitch of the diffraction grating in the regions 14a and 14d is narrower than the pitch of the diffraction grating in the regions 14b and 14c.
  • a circle 5a indicated by a dotted line in the figure corresponds to the effective diameter of the objective lens 5.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view of the diffractive optical element 8.
  • the diffractive optical element 8 has a configuration in which a diffractive grating 24 is formed on a substrate 16b. Each of the 0th-order light and the first-order diffracted light from the diffractive optical element 7 a enters the diffractive optical element 8 as incident light 25 and is diffracted as + first-order diffracted light 26.
  • the cross-sectional shape of the diffraction grating 24 is a sawtooth shape.
  • P be the pitch of the diffraction grating 24.
  • the diffraction efficiency of the + first-order diffracted light is 100%. That is, 100% of the light incident on the regions 14a, 14b, 14c, and 14d of the diffractive optical element 8 is diffracted as + first-order diffracted light.
  • the sawtooth direction of the diffraction grating 24 is set so that the + first-order diffracted light is deflected to the left in FIG. 4 in the regions 14a and 14b. In the regions 14c and 14d, the first-order diffracted light is set to be deflected to the right in FIG.
  • FIG. 6 shows the pattern of the light receiving part of the photodetector 10a and the arrangement of the light spots on the photodetector 10a.
  • the light spot 45a corresponds to + first order diffracted light from the region 14a of the diffractive optical element 8 out of the 0th order light from the diffractive optical element 7a, and is received by the single light receiving unit 44a.
  • the light spot 45b corresponds to + 1st order light from the region 14b of the diffractive optical element 8 out of the 0th order light from the diffractive optical element 7a, and is received by the single light receiving unit 44b.
  • the light spot 45c corresponds to + first order diffracted light from the region 14c of the diffractive optical element 8 out of the 0th order light of the diffractive optical element 7a, and is received by the single light receiving unit 44c.
  • the light spot 45d corresponds to + first-order diffracted light from the region 14d of the diffractive optical element 8 out of the 0th-order light from the diffractive optical element 7a, and is received by the single light receiving unit 44d.
  • the light spot 45e corresponds to the + first-order diffracted light from the region 14a of the diffractive optical element 8 out of the first-order diffracted light from the diffractive optical element 7a, and two split lines parallel to the radial direction of the disk 6
  • the light is received by the light receiving sections 44e and 44f divided into two.
  • the light spot 45f corresponds to the + first-order diffracted light from the region 14b of the diffractive optical element 8 out of the first-order diffracted light from the diffractive optical element 7a, and is divided into two by the dividing line parallel to the radial direction of the disk 6. Light is received by the divided light receiving portions 44e and 44f.
  • the light spot 45g corresponds to the + first-order diffracted light from the region 14c of the diffractive optical element 8 out of the first-order diffracted light from the diffractive optical element 7a, and is divided into two by a dividing line parallel to the radial direction of the disk 6.
  • Light is received by the light receiving parts 44g and 44h.
  • the light spot 45h corresponds to the + first-order diffracted light from the region 14d of the diffractive optical element 8 out of the first-order diffracted light of the diffractive optical element 7a, and is divided into two by the dividing line parallel to the radial direction of the disk 6
  • Light is received by the light receivers 44g and 44h.
  • the light spot 45i corresponds to the + first-order diffracted light from the region 14a of the diffractive optical element 8 out of the + first-order diffracted light from the diffractive optical element 7a, and is divided by two dividing lines parallel to the radial direction of the disk 6.
  • Light is received by the divided light receiving portions 44i and 44j.
  • the light spot 43 ⁇ 4 corresponds to the + first-order diffracted light from the region 14b of the diffractive optical element 8 out of the + first-order diffracted light from the diffractive optical element 7a, and is divided into two by a dividing line parallel to the radial direction of the disk 6.
  • the received light is received by the received light receiving portions 44i and 44j.
  • the light spot 45k is the area of the diffractive optical element 8 out of the first-order diffracted light from the diffractive optical element 7a.
  • the light is received by the light receiving portions 44k and 441 divided in two by a dividing line parallel to the radial direction of the disk 6.
  • the light spot 451 corresponds to the + first-order diffracted light from the region 14d of the diffractive optical element 8 out of the + first-order diffracted light from the diffractive optical element 7a, and is divided into two by a dividing line parallel to the radial direction of the disk 6.
  • the received light is received by the received light receiving portions 44k and 441.
  • outputs from the light receiving units 44a to 441 are represented by V44a to V441, respectively.
  • the focus error signal by the Foucault method is obtained as the calculation power of (V44e + V44h + V44i + V441) ⁇ (V44f + V44g + V44j + V44k).
  • the track error signal by the phase difference method is obtained from the phase difference between (V44a + V44d) and (V44b + V44c).
  • the track error signal by the push-pull method can also be calculated as (V44a + V44c)-(V44b + V44d).
  • the RF signal recorded on disk 6 can be obtained from the calculation of (V44a + V44b + V44c + V44d).
  • the amount of light ( ⁇ 1st order diffracted light from the diffractive optical element 7a) used for detecting the focus error signal is 10.0% of the reflected light from the disk 6, and the track error
  • the amount of light used for signal and RF signal detection (0th-order light from the diffractive optical element 7a) is 87.6% of the reflected light from the disk 6.
  • the amount of light used for detecting the track error signal and the RF signal can be increased while maintaining the amount of light used for detecting the focus error signal to such an extent that the focus servo does not become unstable. As a result, a high signal-to-noise ratio can be obtained for the RF signal.
  • the cross-sectional shape of the diffraction grating 17a in the diffractive optical element 7a is a simple rectangular shape.
  • the distance between the 0th-order light 19a and the first-order diffracted light 20a at the position of the photodetector 10a corresponds to the distance between the boundary of the light receiving parts 44b and 44c and the contact of the light receiving parts 44e to 44h.
  • the distance between 19a and the + first-order diffracted light 21a corresponds to the boundary force between the light receiving portions 44b and 44c and the distance to the contacts of the light receiving portions 44i to 441.
  • the pitch of the diffraction grating 17a is relatively narrow.
  • the height H of the diffraction grating 17a is as low as 0.1143 ⁇ ( ⁇ -1). Therefore, since it is easy to manufacture the diffraction grating 17a with high accuracy, there is almost no decrease in diffraction efficiency due to manufacturing errors.
  • the cross-sectional shape of the diffraction grating 24 in the diffractive optical element 8 is a simple sawtooth shape.
  • the height H of the diffraction grating 24 is relatively high, ⁇ ⁇ ( ⁇ -1).
  • the distance between the virtual 0th-order light and the + 1st-order diffracted light 26 at the position of the photodetector 10a with respect to the regions 14a to 14d is that the boundary force between the light receiving parts 44b and 44c is also close to the center of the light receiving parts 44a to 44d, respectively.
  • the pitch of the diffraction grating 24 is wide because the distance between the virtual 0th-order light and the + first-order diffracted light is short.
  • the cross-sectional shape of the diffraction grating 24 may be a stepped shape instead of a sawtooth shape.
  • the optical head device is inexpensive.
  • the diffractive optical elements 7a, 8 are provided in this order between the polarizing beam splitter 3 and the convex lens 9, and the order of the force diffractive optical elements 7a, 8 is reversed. Also good. Further, instead of the diffractive optical elements 7a, 8, a diffraction grating corresponding to the diffraction grating 17a is formed on one of the incident surface and the output surface, and a diffraction grating corresponding to the diffraction grating 24 is formed on the other. One diffractive optical element may be used.
  • a single diffractive optical element in which a diffraction grating corresponding to the diffraction grating 17a and a diffraction grating corresponding to the diffraction grating 24 are overlapped on only one of the incident surface and the output surface An element may be used.
  • the reflected light from the disk 6 is divided into three lights of zero-order light and first-order diffracted light by the diffractive optical element 7a, and each light has an optical axis of incident light.
  • the light is further divided into four lights by the diffractive optical element 8 divided into four regions by two straight lines parallel to the radial direction and the tangential direction of the street disk 6 and received by the photodetector 10a.
  • the 0th order light from the diffractive optical element 7a is used to detect the track error signal and RF signal by the phase difference method and the push-pull method
  • the ⁇ 1st order diffracted light from the diffractive optical element 7a is used to detect the focus error signal by the Foucault method. Used for.
  • FIG. 7 shows a second embodiment of the optical head device according to the present invention.
  • the diffractive optical element 1 is provided between the collimator lens 2 and the polarization beam splitter 3 in the first embodiment. 1 is inserted, and the photodetector 10a is replaced with the photodetector 10b.
  • the light emitted from the semiconductor laser 1 is collimated by the collimator lens 2 and is split by the diffractive optical element 11 into a total of three lights: the 0th-order light as the main beam and the 2nd-order diffracted light as the two sub-beams. Is done.
  • a plan view of the diffractive optical element 7a in the present embodiment is the same as that shown in FIG. Further, the sectional view of the diffractive optical element 7a in the present embodiment is the same as that shown in FIG. On the other hand, the plan view of the diffractive optical element 8 in the present embodiment is the same as that shown in FIG. The sectional view of the diffractive optical element 8 in the present embodiment is the same as that shown in FIG.
  • FIG. 8 shows the pattern of the light receiving section of the photodetector 10b and the arrangement of the light spots on the photodetector 10b.
  • the light spot 47a corresponds to the + first order diffracted light from the region 14a of the diffractive optical element 8 out of the 0th order light from the diffractive optical element 11 and the 0th order light from the diffractive optical element 7a.
  • the light spot 47b corresponds to + first order diffracted light from the region 14b of the diffractive optical element 8 out of the 0th order light from the diffractive optical element 11 and the 0th order light from the diffractive optical element 7a. Received light.
  • the light spot 47c corresponds to the + first order diffracted light from the region 14c of the diffractive optical element 8 out of the 0th order light from the diffractive optical element 11 and the 0th order light from the diffractive optical element 7a.
  • Light is received at 46c.
  • the light spot 47d corresponds to the + first-order diffracted light from the region 14d of the diffractive optical element 8 out of the 0th-order light from the diffractive optical element 11 and the 0th-order light from the diffractive optical element 7a. Is received.
  • the light spot 47e corresponds to the + first-order diffracted light from the region 14a of the diffractive optical element 8 out of the first-order diffracted light from the diffractive optical element 11 and the first-order diffracted light from the diffractive optical element 7a, and the radius of the disk 6 Light is received by the light receiving portions 46e and 46f divided into two by a dividing line parallel to the direction.
  • light Spot 47f corresponds to + first-order diffracted light from region 14b of diffractive optical element 8 out of first-order light from diffractive optical element 11 and first-order folded light from diffractive optical element 7a, and is parallel to the radial direction of disk 6.
  • the optical spot 47g corresponds to the + first-order diffracted light from the region 14c of the diffractive optical element 8 out of the first-order diffracted light from the diffractive optical element 11 and the first-order diffracted light from the diffractive optical element 7a.
  • Light is received by the light receiving portions 46g and 46h divided into two by a dividing line parallel to the direction.
  • the light spot 47h corresponds to the first order diffracted light from the region 14d of the diffractive optical element 8 out of the first order diffracted light from the diffractive optical element 11 and the first order diffracted light from the diffractive optical element 7a.
  • the light is received by the light receiving parts 46g and 46h divided into two by a dividing line parallel to the light.
  • the light spot 47i corresponds to the zero-order light from the diffractive optical element 11 and the + first-order diffracted light from the region 14a of the diffractive optical element 8 out of the + first-order diffracted light from the diffractive optical element 7a.
  • the light is received by the light receiving portions 46i and 46j divided into two by a dividing line parallel to the radial direction.
  • the optical spot 47j corresponds to the + first order diffracted light from the region 14b of the diffractive optical element 8 out of the + first order diffracted light from the diffractive optical element 11 and the + first order diffracted light from the diffractive optical element 7a.
  • Light is received by light receiving portions 46i and 46j divided into two by a dividing line parallel to the direction.
  • the light spot 47k corresponds to the + first-order diffracted light from the region 14c of the diffractive optical element 8 out of the + first-order diffracted light from the diffractive optical element 7a and the + first-order diffracted light from the diffractive optical element 7a.
  • Light is received by the light receiving sections 46k and 461 divided into two by a dividing line parallel to the direction.
  • the light spot 471 corresponds to the + first-order diffracted light from the region 14d of the diffractive optical element 8 out of the + first-order diffracted light from the diffractive optical element 11 and the + first-order diffracted light from the diffractive optical element 7a.
  • Light is received by the light receiving sections 46k and 461 divided into two by parallel dividing lines.
  • the light spot 47m corresponds to the + first-order diffracted light from the region 14a of the diffractive optical element 8 out of the first-order diffracted light from the diffractive optical element 11 and the 0th-order light from the diffractive optical element 7a.
  • Light is received by the light 46m.
  • the light spot 47 ⁇ corresponds to the + first-order diffracted light from the region 14b of the diffractive optical element 8 out of the first-order diffracted light from the diffractive optical element 11 and the 0th-order light from the diffractive optical element 7a. Light is received at 46 ⁇ .
  • the light spot 47 ⁇ corresponds to the + first-order diffracted light from the region 14c of the diffractive optical element 8 out of the first-order diffracted light of the diffractive optical element 11 force and the 0th-order light from the diffractive optical element 7a. Received light. Light spot 47 ⁇ Is equivalent to the + first-order diffracted light from the region 14d of the diffractive optical element 8 out of the first-order diffracted light from the diffractive optical element 11 and the 0th-order light from the diffractive optical element 7a, and is received by the single light receiving unit 46p. .
  • the light spot 47q corresponds to + first-order diffracted light from the diffractive optical element 11 and + first-order diffracted light from the region 14a of the diffractive optical element 8 out of the zero-order light from the diffractive optical element 7a.
  • Light is received by the receiver 46q.
  • the light spot 47r corresponds to + first-order diffracted light from the diffractive optical element 11 and + first-order diffracted light from the region 14b of the diffractive optical element 8 out of the 0th-order diffracted light from the diffractive optical element 7a. Is received.
  • the light spot 47s corresponds to the + first-order diffracted light from the diffractive optical element 11 and the 1st-order diffracted light of the region 14c of the diffractive optical element 8 out of the 0th-order diffracted light from the diffractive optical element 7a, and a single light receiving portion Is received.
  • the light spot 47t corresponds to the + first-order diffracted light from the diffraction optical element 11 and the first-order diffracted light from the region 14d of the diffractive optical element 8 out of the 0th-order diffracted light from the diffractive optical element 7a. Light is received at 46t.
  • the outputs from the light receiving portions 46a to 46t are represented by V46a to V46t, respectively.
  • the focus error signal by the Foucault method can also obtain the calculation power of (V46e + V46h + V46i + V461) ⁇ (V46f + V46g + V46j + V46k).
  • the track error signal by the phase difference method is obtained from the phase difference between (V46a + V46d) and (V46b + V46c).
  • Track error signal by push-pull method is ⁇ (V46a + V46c)-(V46b + V46d) ⁇ — K ⁇ (V46m + V46o + V 46q + V46s)-(V46n + V46p + V46r + V46t) ⁇ (K is a constant ) Obtained from the operation.
  • the RF signal recorded on the disc 6 can obtain the calculation power of (V46a + V46b + V46c + V46d).
  • the differential push-pull method since the differential push-pull method is used in which the difference between the push-pull signal of the main beam and the push-pull signal of the sub beam is a track error signal by the push-pull method, the objective lens 5 is shifted to the radial direction of the disk 6. Even if the track error signal does not have an offset.
  • a high signal-to-noise ratio can be obtained for the RF signal for the same reason as described in the first embodiment. Further, there is no asymmetry between the focus error signal and the track error signal. Furthermore, the optical head device is inexpensive.
  • the order of the diffractive optical elements 7a and 8 may be reversed. Also, instead of the diffractive optical elements 7a and 8, a single diffractive optical element is used. Also good.
  • FIG. 9 shows a third embodiment of the optical head device according to the present invention.
  • the diffractive optical elements 7a and 8 provided between the polarizing beam splitter 3 and the convex lens 9 in the first embodiment are replaced with the diffractive optical element provided between the 1Z4 wavelength plate 4 and the polarizing beam splitter 3.
  • This is replaced with the elements 12a and 13.
  • the light emitted from the semiconductor laser 1 is collimated by the collimator lens 2, enters the polarization beam splitter 3 as P-polarized light, and almost 100% is transmitted through the diffractive optical elements 13 and 12a.
  • the light passes through the plate 4 and is converted from linearly polarized light to circularly polarized light, and is focused on the disk 6 by the objective lens 5.
  • the reflected light from the disk 6 passes through the objective lens 5 in the opposite direction, passes through the 1Z4 wavelength plate 4, and is converted from circularly polarized light to linearly polarized light whose outgoing path and polarization direction are orthogonal, and is reflected by the diffractive optical element 12a.
  • the plan view of the diffractive optical element 12a in the present embodiment is the same as that shown in FIG.
  • plan view of the diffractive optical element 13 in this embodiment is the same as that shown in FIG.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view of the diffractive optical element 12a.
  • the diffractive optical element 12a has a configuration in which a diffraction grating 28a having birefringence is formed on a substrate 27a, which is filled with a filler 29a, and a substrate 27b is stacked thereon.
  • a crystal or a liquid crystal polymer can be used as the diffraction grating 28a.
  • the diffractive optical element 12a functions to transmit a polarization component in a specific direction of incident light and to split a polarization component in a direction orthogonal to the specific direction into three lights.
  • the transmitted light from the diffractive optical element 13 enters the diffractive optical element 12a as incident light 30.
  • This light is transmitted as zero-order light 31 because the polarization direction coincides with a specific direction.
  • the reflected light from the disk 6 enters the diffractive optical element 12a as incident light 32. Since this polarization direction coincides with the direction orthogonal to the specific direction, it is divided into three lights: 0th-order light 33a, ⁇ first-order diffracted light 34a, and + first-order diffracted light 35a.
  • the cross-sectional shape of the diffraction grating 28a is rectangular.
  • the pitch of the diffraction grating 28a is P
  • the width of the line part and the space part are both PZ2.
  • n is the refractive index of the filler 29a.
  • the refractive index of the diffraction grating 28a with respect to the polarization direction of the incident light 30 is n.
  • the transmittance of the 0th order light with respect to the light 30 is 100%. Also, the transmittance of the 0th-order light with respect to the incident light 32 is 87.6%, the diffraction efficiency of the first-order diffracted light is 5.0%, and the diffraction efficiency of the + first-order diffracted light is 5.0%. That is, 100% of the light incident on the diffractive optical element 12a in the forward path is transmitted as zero-order light. In addition, 87.6% of the light incident on the diffractive optical element 12a in the return path is transmitted as 0th order light, 5.0% is diffracted as 1st order diffracted light, and 5.0% is diffracted as 1st order diffracted light. Is done.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view of the diffractive optical element 13.
  • the diffractive optical element 13 has a structure in which a diffraction grating 38 having birefringence is formed on a substrate 27c, which is filled with a filler 39, and a substrate 27d is stacked thereon.
  • a diffraction grating 38 a crystal or a liquid crystal polymer can be used.
  • the diffractive optical element 13 functions to transmit a polarized component in a specific direction of incident light and diffract a polarized component in a direction orthogonal to the specific direction. Light emitted from the semiconductor laser 1 enters the diffractive optical element 13 as incident light 40.
  • This light is transmitted as zero-order light 41 because the polarization direction coincides with a specific direction.
  • each of 0th-order light and ⁇ 1st-order diffracted light from the diffractive optical element 12 a is incident on the diffractive optical element 13 as incident light 42.
  • This light is diffracted as + first-order diffracted light 43 because the polarization direction coincides with the direction orthogonal to the specific direction.
  • the cross-sectional shape of the diffraction grating 13 is a sawtooth shape.
  • P be the pitch of the diffraction grating 38.
  • Wavelength ⁇ is the refractive index of the diffraction grating 38 with respect to the polarization direction of the incident light 42, ⁇ is the filler 39
  • the refractive index of the diffraction grating 38 with respect to the polarization direction of the incident light 40 is ⁇ .
  • the transmittance of the 0th-order light with respect to the incident light 40 is 100%.
  • the diffraction efficiency of the + first-order diffracted light with respect to the incident light 42 is 100%. That is, 100% of the light incident on the regions 14a, 14b, 14c, and 14d of the diffractive optical element 13 in the forward path is transmitted as 0th order light.
  • the regions 14a, 14b, 14c, 14d of the diffractive optical element 13 The incident light is diffracted 100% as + first order diffracted light.
  • the sawtooth direction of the diffraction grating 38 is set so that the + first-order diffracted light is deflected to the left in FIG. 4 in the regions 14a and 14b, and the + first-order diffracted light is shown in FIG. 4 in the regions 14c and 14d. It is set so that it is biased to the right side of.
  • the pattern of the light receiving portion of the photodetector 10a and the arrangement of the light spots on the photodetector 10a in the present embodiment are the same as those shown in FIG.
  • the focus error signal by the Foucault method, the track error signal by the phase difference method, the track by the push-pull method are performed in the same manner as the method described with reference to FIG. 6 in the first embodiment.
  • An error signal and an RF signal recorded on the disc 6 are obtained.
  • the diffractive optical elements 13 and 12a and the 1Z4 wavelength plate 4 are mounted on an actuator (not shown) together with the object lens 5 and driven together, the objective lens 5 is shifted in the radial direction of the disk 6. There is almost no offset in the track error signal.
  • the amount of light used for detecting the focus error signal is 10.0% of the reflected light from the disk 6, and the light used for detecting the track error signal and the RF signal is The amount of light is 87.6% of the light reflected from the disk 6. That is, it is possible to increase the amount of light used for detecting the track error signal and the RF signal while maintaining the amount of light used for detecting the focus error signal to such an extent that the focus servo does not become unstable. As a result, a high signal-to-noise ratio can be obtained for the RF signal.
  • the cross-sectional shape of the diffraction grating 28a in the diffractive optical element 12a is a simple rectangular shape.
  • the distance between the 0th-order light 33a and the first-order diffracted light 34a at the position of the photodetector 10a corresponds to the distance from the boundary between the light-receiving units 44b and 44c to the contacts of the light-receiving units 44e to 44h.
  • the distance from the first-order diffracted light 35a corresponds to the boundary force between the light receiving portions 44b and 44c and the distance to the contact point between the light receiving portions 44i to 441.
  • the pitch of the diffraction grating 28a is relatively narrow.
  • the height H of the diffraction grating 28a is as low as 0.1143 ⁇ / ( ⁇ — ⁇ ). Therefore, the diffraction grating 28a is manufactured with high accuracy.
  • the cross-sectional shape of the diffraction grating 38 in the diffractive optical element 13 is a simple sawtooth shape.
  • the height H of the diffraction grating 38 is relatively high at ⁇ ⁇ ( ⁇ — ⁇ ).
  • regions 14a-14d are relatively high at regions 14a-14d
  • the distance between the virtual 0th-order light and the + first-order diffracted light 43 at the position of the light detector 10a corresponds to the distance to the centers of the light receiving parts 44a to 44d, respectively.
  • the pitch of the diffraction grating 38 is wide. Therefore, it is easy to manufacture the diffraction grating 38 with high accuracy, and an average reduction in diffraction efficiency in the regions 14a to 14d and a variation in diffraction efficiency between the regions 14a to 14d due to manufacturing errors hardly occur. As a result, asymmetry does not occur in the focus error signal and the track error signal.
  • the cross-sectional shape of the diffraction grating 38 may be a step shape instead of a sawtooth shape.
  • the optical head device is inexpensive.
  • the diffractive optical elements 12a and 13 are provided in this order between the 1Z4 wavelength plate 4 and the polarizing beam splitter 3, but the order of the diffractive optical elements 12a and 13 is reversed. Also good. Further, instead of the diffractive optical elements 12a and 13, a diffraction grating corresponding to the diffraction grating 28a is formed on one of the substrate on the incident surface side and the substrate on the output surface side, and the diffraction grating corresponding to the diffraction grating 38 is formed on the other. A single diffractive optical element on which a grating is formed may be used.
  • a diffraction grating corresponding to the diffraction grating 28a and a diffraction grating corresponding to the diffraction grating 38 are overlapped on only one of the substrate on the incident surface side and the substrate on the output surface side.
  • a single diffractive optical element may be used.
  • FIG. 12 shows a fourth embodiment of the optical head device according to the present invention.
  • a diffractive optical element 11 is inserted between the collimator lens 2 and the polarization beam splitter 3 in the third embodiment, and the photodetector 10a is replaced with a photodetector 10b.
  • the light emitted from the semiconductor laser 1 is collimated by the collimator lens 2 and is split by the diffractive optical element 11 into a total of three lights: the 0th-order light as the main beam and the 2nd-order diffracted light as the two sub-beams. Is done.
  • the three reflected lights from the disk 6 pass through the objective lens 5 in the opposite direction, pass through the 1Z4 wave plate 4 and pass through the circle.
  • the polarized light is converted into linearly polarized light whose outgoing path and polarization direction are orthogonal to each other, and is divided into three lights of 0th order light and ⁇ 1st order diffracted light by the diffractive optical element 12a.
  • Each light is further divided into four lights by the diffractive optical element 13, enters the polarization beam splitter 3 as S-polarized light, is reflected by almost 100%, passes through the convex lens 9, and is received by the photodetector 10 b.
  • plan view of the diffractive optical element 12a in the present embodiment is the same as that shown in FIG. Further, the sectional view of the diffractive optical element 12a in the present embodiment is the same as that shown in FIG.
  • plan view of the diffractive optical element 13 in the present embodiment is the same as that shown in FIG. Further, the sectional view of the diffractive optical element 13 in the present embodiment is the same as that shown in FIG.
  • the focus error signal by the Foucault method, the track error signal by the phase difference method, the track by the push-pull method are used in the same manner as the method described with reference to FIG. 8 in the second embodiment.
  • An error signal and an RF signal recorded on the disc 6 are obtained.
  • the diffractive optical elements 13 and 12a and the 1Z4 wavelength plate 4 are mounted on an actuator (not shown) together with the object lens 5 and driven together, the objective lens 5 is shifted in the radial direction of the disk 6. There is almost no offset in the track error signal.
  • the differential push-pull method is used in which the difference between the push-pull signal of the main beam and the push-pull signal of the sub beam is a track error signal by the push-pull method, the objective lens 5 No offset occurs in the track error signal even if shifted in the radial direction.
  • a high signal-to-noise ratio can be obtained for the RF signal for the same reason as described in the first embodiment. Further, there is no asymmetry between the focus error signal and the track error signal. Furthermore, the optical head device is inexpensive.
  • the order of the diffractive optical elements 12a and 13 may be reversed.
  • a single diffractive optical element may be used instead of the diffractive optical elements 12a and 13.
  • the diffractive optical element 7a Alternatively, the 0th order light from the diffractive optical element 12a is used for detection of the track error signal and the RF signal, and the ⁇ 1st order diffracted light from the diffractive optical element 7a or the diffractive optical element 12a is used for detection of the focus error signal.
  • One of the misalignments is used to detect the track error signal and the RF signal, and the other one of the first-order diffracted light and the + first-order diffracted light from the diffractive optical element 7a or the diffractive optical element 12a is used to detect the focus error signal. ,.
  • the diffractive optical element 7a in the first embodiment is replaced with a diffractive optical element 7b, and the photodetector 10a is replaced with a photodetector 10c.
  • FIG. 13 is a plan view of the diffractive optical element 7b.
  • the diffractive optical element 7b has a configuration in which diffraction gratings are formed in an inner region 15a and an outer region 15b of a circle having a diameter smaller than the effective diameter 5a of the objective lens 5 indicated by a dotted line in the drawing.
  • the directions of the diffraction gratings are all parallel to the tangential direction of the disk 6, and the patterns of the diffraction gratings are all linear with an equal pitch.
  • the pitch of the diffraction grating in the region 15a is twice the pitch of the diffraction grating in the region 15b.
  • FIG. 14 is a cross-sectional view of the diffractive optical element 7b.
  • the diffractive optical element 7b has a configuration in which a diffraction grating 17b is formed on a substrate 16a.
  • the reflected light from the disk 6 is incident on the diffractive optical element 7b as incident light 18.
  • the zero-order light 19b, the first-order diffracted light 20b, the + first-order diffracted light 21b, the second-order diffracted light 22 and the + second-order diffracted light 23 Divided into five lights.
  • the pitch of the diffraction grating 17b is P
  • the cross-sectional shape of the diffraction grating 17b is "the width PZ2-A line part, the width A space part, the width A line part, and the width PZ2-A space part".
  • A 0.142P
  • the transmittance of the 0th order light is 73.0%
  • the diffraction efficiency of the 1st order diffracted light is 4.2%
  • the diffraction efficiency of the + 1st order diffracted light is 4.2%
  • the diffraction efficiency of the ⁇ 2nd order diffracted light is 4%.
  • the diffraction efficiency of 2% and + 2nd order diffracted light is 4.2%.
  • 73.0% of the light incident on the regions 15a and 15b of the diffractive optical element 7b is transmitted as 7th order as 0th order light
  • 4.2% is diffracted as first order diffracted light
  • 4. 2% is diffracted
  • 4.2% is diffracted as second order diffracted light
  • 4.2% is diffracted as + 2nd order diffracted light
  • FIG. 15 shows the pattern of the light receiving portion of the photodetector 10c and the arrangement of the light spots on the photodetector 10c.
  • the light spot 49a corresponds to the + first order diffracted light from the region 14a of the diffractive optical element 8 out of the 0th order light from the region 15a of the diffractive optical element 7b and the 0th order light from the region 15b.
  • Light is received at 48a.
  • the light spot 49b corresponds to the + first order diffracted light from the region 14b of the diffractive optical element 8 out of the 0th order light from the region 15a of the diffractive optical element 7b and the 0th order light from the region 15b. Is received.
  • the light spot 49c corresponds to the + first-order diffracted light from the region 14c of the diffractive optical element 8 out of the 0th order light from the region 15a of the diffractive optical element 7b and the 0th order light from the region 15b. Is received.
  • the light spot 49d corresponds to the + first order diffracted light from the region 14d of the diffractive optical element 8 out of the 0th order light from the region 15a of the diffractive optical element 7b and the 0th order light from the region 15b. Light is received at 48d.
  • the light spot 49e corresponds to the + first-order diffracted light from the region 14a of the diffractive optical element 8 out of the first-order diffracted light from the region 15a of the diffractive optical element 7b and the power of the region 15b.
  • Light is received by light receiving sections 48e and 48f divided into two by a dividing line parallel to the radial direction.
  • the light spot 49f corresponds to the + first-order diffracted light from the region 14b of the diffractive optical element 8 out of the second-order diffracted light from the region 15a of the diffractive optical element 7b and the first-order diffracted light from the region 15b.
  • the light is received by the light receiving sections 48e and 48f divided into two by a dividing line parallel to.
  • the light spot 49g corresponds to the + first-order diffracted light from the region 14c of the diffractive optical element 8 out of the second-order diffracted light from the region 15a of the diffractive optical element 7b and the first-order diffracted light from the region 15b.
  • Light is received by the light receiving portions 48g and 48h divided into two by a dividing line parallel to the direction.
  • the light spot 49h corresponds to the + first-order diffracted light from the region 14d of the diffractive optical element 8 out of the second-order diffracted light from the region 15a of the diffractive optical element 7b and the first-order diffracted light from the region 15b.
  • Light is received by light receiving portions 48g and 48h divided into two by a dividing line parallel to the direction.
  • the light spot 49i corresponds to + first order diffracted light from the region 14a of the diffractive optical element 8 out of the + second order diffracted light from the region 15a of the diffractive optical element 7b and the + first order diffracted light from the region 15b.
  • the light is received by the light receiving portions 48i and 48j divided into two by the dividing line parallel to the radial direction of the disk 6.
  • the light spot 43 ⁇ 4 represents the + second order diffracted light from the region 15a of the diffractive optical element 7b and the region 15b.
  • the light spot 49k corresponds to the + 2nd order diffracted light from the region 15a of the diffractive optical element 7b and the + 1st order diffracted light from the region 15b to the + 1st order diffracted light from the region 14c of the diffractive optical element 8, and Light is received by the light receiving sections 48k and 481, which are divided into two by a dividing line parallel to the radial direction.
  • the light spot 491 corresponds to the + 2nd order diffracted light from the region 15a of the diffractive optical element 7b and the + 1st order diffracted light from the region 14b of the diffractive optical element 8 out of the + 1st order diffracted light from the region 15b.
  • Light is received by the light receiving sections 48k and 481 divided into two by a dividing line parallel to the radial direction.
  • the light spot 49m corresponds to the + first-order diffracted light from the region 14a of the diffractive optical element 8 out of the first-order diffracted light from the region 15a of the diffractive optical element 7b, and the dividing line parallel to the radial direction of the disk 6
  • the light is received by 48m and 48 ⁇ which are divided into two.
  • the light spot 49 ⁇ corresponds to the + first-order diffracted light from the region 14b of the diffractive optical element 8 out of the first-order diffracted light from the region 15a of the diffractive optical element 7b, and two split lines parallel to the radial direction of the disk 6
  • the light is received by 48m and 48 ⁇ .
  • the light spot 49 ⁇ corresponds to the + first-order diffracted light from the region 14c of the diffractive optical element 8 out of the first-order diffracted light from the region 15a of the diffractive optical element 7b, and two split lines parallel to the radial direction of the disk 6
  • Light is received by the light receiving parts 48 ⁇ and 48 ⁇ divided into two.
  • the light spot 49 ⁇ corresponds to the + first-order diffracted light from the region 14d of the diffractive optical element 8 out of the first-order diffracted light from the region 15a of the diffractive optical element 7b, and is divided into two by dividing lines parallel to the radial direction of the disk 6.
  • Light is received by the divided light receiving sections 48 ⁇ and 48 ⁇ .
  • the light spot 49q corresponds to the + first-order diffracted light from the region 14a of the diffractive optical element 8 out of the + first-order diffracted light from the region 15a of the diffractive optical element 7b, and the dividing line parallel to the radial direction of the disk 6
  • the light is received by the light receiving sections 48q and 48r divided into two.
  • the light spot 49r corresponds to the + first-order diffracted light from the region 14b of the diffractive optical element 8 out of the + first-order diffracted light from the region 15a of the diffractive optical element 7b, and two split lines parallel to the radial direction of the disk 6 Light is received by the light receiving sections 48q and 48r divided into two.
  • the light spot 49s corresponds to the + first-order diffracted light from the region 14c of the diffractive optical element 8 out of the + first-order diffracted light from the region 15a of the diffractive optical element 7b, and is divided by two dividing lines parallel to the radial direction of the disk 6.
  • Light is received by the light receiving sections 48s and 48t divided into two.
  • light Spot 49t corresponds to + first-order diffracted light from region 14d of diffractive optical element 8 out of + first-order diffracted light from region 15a of diffractive optical element 7b, and two split lines parallel to the radial direction of disk 6
  • Light is received by the light receiving sections 48s and 48t divided into two.
  • the outputs from the light receiving sections 48a to 48t are represented by V48a to V48t, respectively.
  • the focus error signal by the Foucault method can also obtain the calculation power of (V48e + V48h + V48i + V481) ⁇ (V48f + V48g + V48j + V48k).
  • the track error signal by the phase difference method is obtained from the phase difference between (V48a + V48d) and (V48b + V48c).
  • the track error signal by the push-pull method can also be calculated as (V48a + V48c) — (V48b + V48d).
  • the RF signal recorded on disk 6 can be obtained from the calculation of (V48a + V48b + V48c + V48d).
  • (V48m + V48p + V48q + V48t) ⁇ (V48n + V48o + V48r + V48s) is a focus error signal (inner focus error signal) for the inner part of the reflected light from the disk 6 by the Foucault method.
  • the inner focus error signal when the focus servo is applied using the focus error signal can be used as a spherical aberration error signal representing the spherical aberration of the optical system including the spherical aberration due to the protective layer thickness deviation of the disk 6.
  • the diffractive optical elements 7b and 8 are provided in this order between the polarizing beam splitter 3 and the convex lens 9, but the order of the diffractive optical elements 7b and 8 may be reversed. . Further, instead of the diffractive optical elements 7b and 8, a single diffraction grating corresponding to the diffraction grating 17b is formed on one of the entrance surface and the exit surface, and a diffraction grating corresponding to the diffraction grating 24 is formed on the other side. Alternatively, the diffractive optical element may be used.
  • a single diffraction grating corresponding to the diffraction grating 17b and a diffraction grating corresponding to the diffraction grating 24 are formed on only one of the incident surface and the output surface.
  • One diffractive optical element may be used.
  • the diffractive optical element 7a in the second embodiment is replaced with a diffractive optical element 7b, and the photodetector 10b is replaced with a photodetector 10d.
  • FIG. 16 shows the pattern of the light receiving portion of the photodetector 10d and the arrangement of the light spots on the photodetector 10d.
  • the light spot 51a is the zero-order light from the diffractive optical element 11 and the zero-order light from the region 15a of the diffractive optical element 7b and the zero-order light from the region 15b from the region 14a of the diffractive optical element 8. + Corresponds to first-order diffracted light, and is received by a single light receiving unit 50a.
  • the light spot 51b is the 0th order light from the diffractive optical element 11 and the 0th order light and the region 15b force from the region 15a of the diffractive optical element 7b. It corresponds to folding light and is received by a single light receiver 50b.
  • the light spot 51c is the 0th-order light from the diffractive optical element 11 and the 0th-order light from the region 15a of the diffractive optical element 7b and the 0th-order light from the region 15b plus the first-order diffracted light from the region 14c of the diffractive optical element 8.
  • the light is received by a single light receiving unit 50c.
  • the optical spot 51d includes the 0th order light from the diffractive optical element 11 and the 0th order light from the region 15a of the diffractive optical element 7b and the 0th order light from the region 15b plus 1 from the region 14d of the diffractive optical element 8. It corresponds to the next diffracted light and is received by a single light receiving part 50d.
  • the light spot 51e is the 0th order light from the diffractive optical element 11 and the second order diffracted light in the region 15a of the diffractive optical element 7b and the first order diffracted light from the region 15b + Corresponding to the first-order diffracted light, the light is received by the light receiving portions 50e and 50f divided into two by a dividing line parallel to the radial direction of the disk 6.
  • the light spot 51f is a zero-order light from the diffractive optical element 11, a second-order diffracted light from the region 15a of the diffractive optical element 7b, and a first-order diffracted light from the region 15b.
  • the light receiving portions 50e and 50f divided into two by a dividing line parallel to the radial direction of the disk 6 receive the light.
  • the light spot 51g is the 0th order light from the diffractive optical element 11 and the second order diffracted light from the region 15a of the diffractive optical element 7b and the first order diffracted light from the region 15b +
  • the light is received by the light receiving portions 50g and 50h divided into two by a dividing line parallel to the radial direction of the disk 6.
  • the light spot 51h is the 0th-order light from the diffractive optical element 11 and the second-order diffracted light from the region 15a of the diffractive optical element 7b and the first-order diffracted light from the region 15b plus the first-order diffracted light from the region 14d of the diffractive optical element 8
  • the light is received by the light receiving portions 50g and 50h divided into two by a dividing line parallel to the radial direction of the disk 6.
  • the light spot 51i is generated from the region 14a of the diffractive optical element 8 out of the + second order diffracted light of the 0th order light from the diffractive optical element 11 and the region 15a force of the diffractive optical element 7b and the + 1st order diffracted light from the region 15b. Is received by the light receiving portions 50i and 50j divided into two by a dividing line parallel to the radial direction of the disk 6.
  • the light spot 51j includes zero-order light from the diffractive optical element 11 and + second-order diffracted light from the region 15a of the diffractive optical element 7b and +1 from the region 15b.
  • next-order diffracted light corresponds to the + first-order diffracted light from the region 14b of the diffractive optical element 8, and is received by the light receiving portions 50i and 50j divided into two by a dividing line parallel to the radial direction of the disk 6.
  • the light spot 51k includes the 0th order light from the diffractive optical element 11 and the + 2nd order diffracted light from the region 15a of the diffractive optical element 7b and the + 1st order diffracted light from the region 15b.
  • + corresponds to the first-order diffracted light and is received by the light receiving sections 50k and 501 divided into two by a dividing line parallel to the radial direction of the disk 6.
  • the light spot 511 is the 0th order light from the diffractive optical element 11 and the + second order diffracted light from the region 15a of the diffractive optical element 7b and the + first order diffracted light from the region 15b + from the region 14d of the diffractive optical element 8 Corresponding to the first-order diffracted light, the light is received by the light receiving portions 50k and 501 divided into two by a dividing line parallel to the radial direction of the disk 6.
  • the light spot 51m corresponds to the first order diffracted light from the region 14a of the diffractive optical element 8 out of the first order diffracted light from the zero order light from the diffractive optical element 11 and the region 15a of the diffractive optical element 7b.
  • Light is received by the light receiving sections 50m and 50 ⁇ divided into two by 6 dividing lines parallel to the radial direction.
  • the light spot 51 ⁇ corresponds to the zero-order light from the diffractive optical element 11 and the first-order diffracted light from the region 14b of the diffractive optical element 8 out of the first-order diffracted light from the region 15a of the diffractive optical element 7b.
  • Light is received by the light receiving portions 50m and 50n divided into two by a dividing line parallel to the radial direction.
  • the light spot 51 ⁇ corresponds to the zero-order light from the diffractive optical element 11 and the first-order diffracted light from the region 14c of the diffractive optical element 8 out of the first-order diffracted light from the region 15a of the diffractive optical element 7b.
  • Light is received by the light receiving portions 50 o and 50 p divided into two by a dividing line parallel to the direction.
  • the light spot 51p corresponds to the zero-order light from the diffractive optical element 11 and the first-order diffracted light from the region 15a of the diffractive optical element 7b, corresponding to the + first-order diffracted light from the region 14d of the diffractive optical element 8,
  • the light is received by the light receiving sections 50 ⁇ and 50 ⁇ divided into two by a dividing line parallel to the radial direction.
  • the light spot 51q corresponds to the zero-order light from the diffractive optical element 11 and the region 15a force of the diffractive optical element 7b + the first-order diffracted light from the region 14a of the diffractive optical element 8 out of the first-order diffracted light,
  • the light is received by the light receiving portions 50q and 50r divided into two by the dividing line parallel to the radial direction of the disk 6.
  • the light spot 51r corresponds to the zero-order light from the diffractive optical element 11 and the + first-order diffracted light from the region 14b of the diffractive optical element 8 out of the + first-order diffracted light from the region 15a of the diffractive optical element 7b.
  • Light receiving part 50q, 50r divided into two by dividing line parallel to the radial direction of Is received.
  • the light spot 51s corresponds to the zero-order light from the diffractive optical element 11 and the + first-order diffracted light from the region 14c of the diffractive optical element 8 out of the + first-order diffracted light from the region 15a of the diffractive optical element 7b.
  • Light is received by the light receiving portions 50s and 50t divided into two by a dividing line parallel to the radial direction of 6.
  • the light spot 51t corresponds to + first order diffracted light from the region 14d of the diffractive optical element 8 out of the + first order diffracted light from the region 15a of the diffractive optical element 7b and the 0th order light from the diffractive optical element 11, and Light is received by the light receiving portions 50s and 50t divided into two by a dividing line parallel to the radial direction of 6.
  • the light spot 53a is the first order diffracted light from the diffractive optical element 11 and the zeroth order light from the region 15a of the diffractive optical element 7b and the zeroth order light from the region 15b from the region 14a of the diffractive optical element 8. + Corresponds to first-order diffracted light, and is received by a single light receiving part 52a.
  • the light spot 53b is the first-order diffracted light from the diffractive optical element 11 and the 0th-order light from the region 15a of the diffractive optical element 7b and the 0th-order light from the region 15b to the + first-order diffracted light from the region 14b of the diffractive optical element 8. Is received by a single light receiving section 52b.
  • the light spot 53c is the first order diffracted light from the diffractive optical element 11 and the 0th order light from the region 15a of the diffractive optical element 7b and the 0th order light from the region 15b + 1 from the region 14c of the diffractive optical element 8. It corresponds to the next diffracted light and is received by a single light receiving part 52c.
  • the light spot 53d is the first order diffracted light from the diffractive optical element 11 and the 0th order light from the region 15a of the diffractive optical element 7b and the 0th order light from the region 15b + 1 from the region 14d of the diffractive optical element 8. It corresponds to the next diffracted light and is received by a single light receiving part 52d.
  • the light spot 53e is the first-order diffracted light from the diffractive optical element 11 and the zero-order light from the region 15a of the diffractive optical element 7b and the zero-order light from the region 15b from the region 14a of the diffractive optical element 8. This is equivalent to the + first-order diffracted light and is received by a single light receiving portion 52e.
  • the light spot 53f is + 1st order from the region 14b of the diffractive optical element 8 out of the first order diffracted light from the diffractive optical element 11 and the 0th order light from the region 15a of the diffractive optical element 7b and the 0th order light from the region 15b. This corresponds to folding light and is received by a single light receiving part 52f.
  • the light spot 53g is the + first order diffracted light from the diffractive optical element 11 and the zeroth order light from the region 15a of the diffractive optical element 7b and the zeroth order light from the region 15b. Corresponds to first-order diffracted light, and is received by a single light receiving part 52g.
  • the light spot 53h is a region of the diffractive optical element 8 out of the + first order diffracted light from the diffractive optical element 11 and the 0th order light from the region 15a of the diffractive optical element 7b and the 0th order light from the region 15b. This corresponds to the + first-order diffracted light from region 14d, and is received by a single light receiving unit 52h.
  • outputs from the light receiving portions 50a to 50t and 52a to 52h are represented by V50a to V50t and V52a to V52h, respectively.
  • the focus error signal by the Foucault method is obtained from the calculation of (V50e + V50h + V50i + V501) ⁇ (V50f + V50g + V50j + V50k).
  • the tracking error signal by the phase difference method can be obtained as a phase difference force between (V50a + V50d) and (V50b + V50c).
  • Track error signal by push-pull method is ⁇ (V50a + V50c)-(V50b + V50 d) ⁇ -K ⁇ (V52a + V52c + V52e + V52g)-(V52b + V52d + V52f + V52h) ⁇ (K is a constant) Can be obtained. Further, the RF signal recorded on the disk 6 can be obtained from the calculation power of (V50a + V5 Ob + V50c + V50d).
  • (V50m + V50p + V50q + V50t) ⁇ (V50n + V50o + V50r + V50s) is a focus error signal (inner focus error signal) for the inner part of the reflected light from the disk 6 by the Foucault method.
  • the inner focus error signal when the focus servo is applied using the focus error signal can be used as a spherical aberration error signal representing the spherical aberration of the optical system including the spherical aberration due to the protective layer thickness deviation of the disk 6.
  • the order of the diffractive optical elements 7b, 8 may be reversed. Further, a single diffractive optical element may be used instead of the diffractive optical elements 7b and 8.
  • the diffractive optical element 12a in the third embodiment is replaced with a diffractive optical element 12b, and the photodetector 10a is replaced with a photodetector 10c.
  • a plan view of the diffractive optical element 12b in the present embodiment is the same as that shown in FIG.
  • FIG. 17 is a cross-sectional view of the diffractive optical element 12b.
  • the diffractive optical element 12b has a configuration in which a diffraction grating 28b having birefringence is formed on a substrate 27a, which is filled with a filler 29b, and the substrate 27b is overlaid thereon.
  • a crystal or a liquid crystal polymer can be used as the diffraction grating 28b.
  • the diffractive optical element 12b functions to transmit a polarization component in a specific direction of incident light and to divide the polarization component in a direction orthogonal to the specific direction into five lights.
  • the transmitted light from the diffractive optical element 13 enters the diffractive optical element 12b as incident light 30.
  • This light has a polarization direction that coincides with a specific direction. Transmits as light 31.
  • the reflected light from the disk 6 enters the diffractive optical element 12b as incident light 32.
  • This light has a polarization direction that coincides with a direction orthogonal to a specific direction, so that the zero-order light 33b, the first-order diffracted light 34b, the + first-order diffracted light 35b, the second-order diffracted light 36, and the + second-order diffracted light 37 Divided into five lights.
  • the pitch of the diffraction grating 28b is P
  • the refractive index of the diffraction grating 28b and n is the refractive index of the filler 29b).
  • the refractive index of the diffraction grating 28b with respect to the direction is n. At this time, the 0th order with respect to the incident light 30
  • the light transmittance is 100%. Also, the transmittance of the 0th-order light with respect to the incident light 32 is 73.0%, the diffraction efficiency of the first-order diffracted light is 4.2%, the diffraction efficiency of the + first-order diffracted light is 4.2%, and the diffraction of the first-order diffracted light The efficiency is 4.2%, and the diffraction efficiency of the + 2nd order diffracted light is 4.2%. That is, 100% of the light incident on the regions 15a and 15b of the diffractive optical element 12b in the forward path is transmitted as 0th order light.
  • the pattern of the light receiving section of the photodetector 10c and the arrangement of the optical spots on the photodetector 10c in the present embodiment are the same as those shown in FIG.
  • a focus error signal by the Foucault method a track error signal by the phase difference method, a track by the push-pull method are used in the same manner as the method described with reference to FIG. 15 in the fifth embodiment.
  • An error signal and an RF signal recorded on the disc 6 are obtained.
  • a focus error signal (inner focus error signal) for the inner portion of the reflected light from the disk 6 by the Foucault method is obtained.
  • the inner focus error signal when the focus servo is applied using the focus error signal can be used as a spherical aberration error signal representing the spherical aberration of the optical system including the spherical aberration due to the deviation of the protective layer thickness of the disk 6.
  • the diffractive optical elements 12b and 13 are provided in this order between the 1Z4 wave plate 4 and the polarization beam splitter 3, but the order of the diffractive optical elements 12b and 13 is reversed. Also good. Further, instead of the diffractive optical elements 12b and 13, a diffraction grating corresponding to the diffraction grating 28b is formed on one of the substrate on the incident surface side and the substrate on the output surface side, and the diffraction grating corresponding to the diffraction grating 38 is formed on the other side. A single diffractive optical element in which is formed may be used.
  • a diffraction grating corresponding to the diffraction grating 28b and a diffraction grating corresponding to the diffraction grating 38 are provided on only one of the substrate on the incident surface side and the substrate on the output surface side.
  • a single diffractive optical element formed in an overlapping manner may be used.
  • the diffractive optical element 12a in the fourth embodiment is replaced with a diffractive optical element 12b, and the photodetector 10b is replaced with a photodetector 10d.
  • plan view of the diffractive optical element 12b in the present embodiment is the same as that shown in FIG.
  • sectional view of the diffractive optical element 12b in the present embodiment is the same as that shown in FIG.
  • a focus error signal based on the Foucault method, a track error signal based on the phase difference method, and a track based on the push-pull method are performed in the same manner as the method described with reference to FIG. 16 in the sixth embodiment.
  • An error signal and an RF signal recorded on the disc 6 are obtained.
  • a focus error signal (inner focus error signal) for the inner portion of the reflected light from the disk 6 by the Foucault method is obtained.
  • the inner focus error signal when the focus servo is applied using the focus error signal can be used as a spherical aberration error signal representing the spherical aberration of the optical system including the spherical aberration due to the deviation of the protective layer thickness of the disk 6.
  • the order of the diffractive optical elements 12b and 13 may be reversed. Further, a single diffractive optical element may be used instead of the diffractive optical elements 12b and 13.
  • the diffractive optical element 7b Alternatively, the 0th order light from the region 15a of the diffractive optical element 12b and the 0th order light from the region 15b are used to detect the track error signal and the RF signal, and ⁇ 2 from the region 15a of the diffractive optical element 7b or the diffractive optical element 12b.
  • the first-order diffracted light and the ⁇ 1st-order diffracted light from the region 15b are used to detect the focus error signal, and the ⁇ 1st-order refracted light from the region 15a of the diffractive optical element 7b or the diffractive optical element 12b is used to detect the spherical aberration error signal.
  • the zero-order light, the second-order diffracted light, and the + second-order diffracted light from the region 15a of the diffractive optical element 7b or the diffractive optical element 12b are shifted between the zero-order light, the first-order diffracted light, and +1 from the region 15b.
  • Either one of the second-order diffracted light is used to detect the track error signal and the RF signal, and the second-order diffracted light from the region 15a of the diffractive optical element 7b or the diffractive optical element 12b and the other of the + second-order diffracted light and the region 15b are used.
  • the other one of the first folding light and the + first-order diffracted light is used to detect the focus error signal, and the ⁇ first-order diffracted light from the region 15a of the diffractive optical element 7b or the diffractive optical element 12b is used to detect the spherical aberration error signal. Also good.
  • FIG. 18 shows a first embodiment of the optical information recording / reproducing apparatus according to the present invention.
  • This embodiment is the same as the first embodiment of the optical head device according to the present invention, except that the controller 54, the modulation circuit 55, the recording signal generation circuit 56, the semiconductor laser drive circuit 57, the amplification circuit 58, the reproduction signal processing circuit 59, and the demodulation A circuit 60, an error signal generation circuit 61, and an objective lens driving circuit 62 are added.
  • the modulation circuit 55 modulates data to be recorded on the disk 6 according to a modulation rule.
  • the recording signal generation circuit 56 generates a recording signal for driving the semiconductor laser 1 according to the recording strategy based on the signal modulated by the modulation circuit 55.
  • the semiconductor laser driving circuit 57 drives the semiconductor laser 1 by supplying a current corresponding to the recording signal to the semiconductor laser 1 based on the recording signal generated by the recording signal generating circuit 56. As a result, data is recorded on the disc 6.
  • the amplifier circuit 58 amplifies the output from each light receiving unit of the photodetector 10a. Based on the signal amplified by the amplifier circuit 58, the reproduction signal processing circuit 59 generates an RF signal, performs waveform equalization, and binarization. The demodulating circuit 60 demodulates the signal binarized by the reproduction signal processing circuit 59 in accordance with a demodulation rule. As a result, data is reproduced from the disc 6.
  • the error signal generation circuit 61 is based on the signal amplified by the amplification circuit 58, and the focus error A signal and a track error signal are generated.
  • the objective lens drive circuit 62 drives the objective lens 5 by supplying a current corresponding to the error signal to an actuator (not shown) that drives the objective lens 5 based on the error signal generated by the error signal generation circuit 61.
  • the optical system excluding the disk 6 is driven in the radial direction of the disk 6 by a positioner (not shown), and the disk 6 is rotationally driven by a spindle (not shown). This provides focus, track, positioner and spindle servos.
  • the present embodiment is a recording / reproducing apparatus that performs recording and reproduction with respect to the disc 6.
  • a reproduction-only apparatus that performs reproduction only on six discs may be used.
  • the semiconductor laser 1 is driven by the semiconductor laser drive circuit 57 so that the power of the emitted light becomes a constant value rather than being driven based on the recording signal.
  • the second to eighth embodiments of the optical head apparatus according to the present invention include a controller, a modulation circuit, a recording signal generation circuit, and a semiconductor.
  • a laser drive circuit, amplification circuit, reproduction signal processing circuit, demodulation circuit, error signal generation circuit, and objective lens drive circuit may be added.
  • the fifth to eighth embodiments of the optical head apparatus include a controller, a modulation circuit, a recording signal generation circuit, A semiconductor laser drive circuit, amplification circuit, reproduction signal processing circuit, demodulation circuit, error signal generation circuit, objective lens drive circuit, spherical aberration correction element, and spherical aberration correction element drive circuit may be added.
  • the error signal generation circuit generates a spherical aberration error signal in addition to the focus error signal and the track error signal.
  • the spherical aberration correction element an expander lens or a liquid crystal optical element is used.
  • the expander lens is driven by an actuator so that the spherical aberration correction element driving circuit has the spherical aberration error signal power generated by the error signal generation circuit.
  • the objective lens generates spherical aberration that cancels out the spherical aberration of the optical system.
  • the spherical aberration correction element driving circuit applies a voltage applied to the liquid crystal optical element so that the spherical aberration error signal generated by the error signal generation circuit becomes zero. Adjust and cancel the spherical aberration of the optical system. Spherical aberration is generated in the liquid crystal optical element.
  • FIG. 1 is a diagram showing a first embodiment of an optical head device according to the present invention.
  • FIG. 2 is a plan view of a diffractive optical element in the first embodiment of the optical head device according to the present invention.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of a diffractive optical element in the first embodiment of the optical head device according to the present invention.
  • FIG. 4 is a plan view of a diffractive optical element in the first embodiment of the optical head device according to the present invention.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view of a diffractive optical element in the first embodiment of the optical head device according to the present invention.
  • FIG. 6 is a diagram showing a pattern of a light receiving portion of a photodetector and an arrangement of light spots on the photodetector in the first embodiment of the optical head device according to the present invention.
  • FIG. 7 is a diagram showing a second embodiment of the optical head device according to the present invention.
  • FIG. 8 is a diagram showing a pattern of a light receiving part of a photodetector and an arrangement of light spots on the photodetector in a second embodiment of the optical head device according to the present invention.
  • FIG. 9 is a diagram showing a third embodiment of the optical head device according to the present invention.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view of a diffractive optical element in a third embodiment of the optical head device according to the present invention.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view of a diffractive optical element in a third embodiment of the optical head device according to the present invention.
  • FIG. 12 is a diagram showing a fourth embodiment of an optical head device according to the present invention.
  • FIG. 13 is a plan view of a diffractive optical element in a fifth embodiment of the optical head device according to the present invention.
  • FIG. 14 is a sectional view of a diffractive optical element in a fifth embodiment of the optical head device according to the present invention.
  • FIG. 15 is a diagram showing a pattern of a light receiving portion of a photodetector and an arrangement of light spots on the photodetector in a fifth embodiment of an optical head device according to the present invention.
  • FIG. 16 is a diagram showing a pattern of a light receiving section of a photodetector and an arrangement of light spots on the photodetector in a sixth embodiment of the optical head device according to the present invention.
  • FIG. 17 is a sectional view of a diffractive optical element in a seventh embodiment of the optical head device according to the present invention.
  • FIG. 18 is a diagram showing an embodiment of an optical information recording / reproducing apparatus according to the present invention.
  • FIG. 19 is a diagram showing a conventional optical head device.
  • FIG. 20 is a plan view of a diffractive optical element in a conventional optical head device.
  • FIG. 21 is a sectional view of a diffractive optical element in a conventional optical head device.
  • FIG. 22 is a diagram showing a pattern of a light receiving portion of a photodetector and an arrangement of light spots on the photodetector in a conventional optical head device.

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Abstract

【課題】　ＲＦ信号に関して高い信号対雑音比を得ることが可能な光ヘッド装置及び光学式情報記録再生装置を提供する。 【解決手段】　ディスク６からの反射光は回折光学素子７ａで０次光及び±１次回折光の三つの光に分割され、各々の光は入射光の光軸を通りディスク６の半径方向及び接線方向のそれぞれに平行な二つの直線で四つの領域に分割された回折光学素子８で更に四つの光に分割されて光検出器１０ａで受光される。回折光学素子７ａからの０次光を位相差法、プッシュプル法によるトラック誤差信号及びＲＦ信号の検出に用い、回折光学素子７ａからの±１次回折光をフーコー法によるフォーカス誤差信号の検出に用いる。

Description

明 細 書
光ヘッド装置及び光学式情報記録又は再生装置
技術分野
[0001] 本発明は、光記録媒体に対して記録及び再生の少なくとも一方を行うための光へッ ド装置及び光学式情報記録再生装置に関し、特に、 RF信号に関して高い信号対雑 音比を得ることが可能な光ヘッド装置及び光学式情報記録再生装置に関する。 背景技術
[0002] 従来の光ヘッド装置及び光学式情報記録再生装置は、フォーカス誤差信号及びト ラック誤差信号を検出する機能を有する。
[0003] フォーカス誤差信号の検出方法としては、フーコー法 (又はダブルナイフエッジ法） 、非点収差法、スポットサイズ法等が知られている。追記型及び書換可能型の光記 録媒体にはトラッキングを行うための溝が形成されており、光ヘッド装置によって光記 録媒体上に形成される集光スポットがこの溝を横断すると、フォーカス誤差信号に雑 音が発生する。フーコー法は、非点収差法やスポットサイズ法に比べ、この雑音が小 さいという特徴を有する。この特徴は、溝の凹部であるランド及び溝の凸部であるダル ーブの両方に記録又は再生を行うランド Zグループ記録再生方式の書換可能型の 光記録媒体（DVD— RAM、 HD DVD— RW等）に対して顕著に表れる。そのため 、これらの光記録媒体に対しては、フォーカス誤差信号の検出方法として一般にフー コ一法が用いられる。
[0004] 一方、トラック誤差信号の検出方法としては、再生専用型の光記録媒体 (DVD— R OM、 HD DVD— ROM等）に対しては一般に位相差法が用いられ、追記型（DV D— Rゝ HD DVD— R等）及び書換可能型（DVD— RAMゝ HD DVD— RW等;） の光記録媒体に対しては一般にプッシュプル法が用いられる。
[0005] したがって、再生専用型、追記型及び書換可能型の全ての光記録媒体に対応する ためには、光ヘッド装置及び光学式情報記録再生装置には、フーコー法によるフォ 一カス誤差信号、並びに位相差法及びプッシュプル法によるトラック誤差信号を検出 する機能が求められる。光ヘッド装置を小型化するためには、光記録媒体からの反 射光を、これらの信号を検出するために同一の光検出器で受光することが求められ る。光記録媒体からの反射光を、フーコー法によるフォーカス誤差信号並びに位相 差法及びプッシュプル法によるトラック誤差信号を検出するために、同一の光検出器 で受光する光ヘッド装置としては、特許文献 1に記載の光ヘッド装置がある。
[0006] 図 19に、特許文献 1に記載の光ヘッド装置を示す。半導体レーザ 1からの出射光 は、コリメータレンズ 2で平行光化され、偏光ビームスプリッタ 3に P偏光として入射し てほぼ 100%が透過し、 1Z4波長板 4を透過して直線偏光から円偏光に変換され、 対物レンズ 5でディスク 6上に集光される。ディスク 6からの反射光は、対物レンズ 5を 逆向きに透過し、 1Z4波長板 4を透過して円偏光から往路と偏光方向が直交した直 線偏光に変換され、偏光ビームスプリッタ 3に S偏光として入射してほぼ 100%が反 射され、回折光学素子 63で回折され、凸レンズ 9を透過して光検出器 10eで受光さ れる。
[0007] 図 20は回折光学素子 63の平面図である。回折光学素子 63は、入射光の光軸を 通りディスク 6の半径方向に平行な直線、及び入射光の光軸を通りディスク 6の接線 方向に平行な直線で、領域 64a〜64dの四つに分割された回折格子が形成された 構成である。回折格子の方向はいずれもディスク 6の接線方向に平行であり、回折格 子のパタンはいずれも等ピッチの直線状である。回折格子のピッチは領域 64d, 64c , 64b, 64aの順に狭くなる。なお、図中に点線で示す円 5aは対物レンズ 5の有効径 に相当する。
[0008] 図 21は回折光学素子 63の断面図である。回折光学素子 63は、基板 65上に回折 格子 66が形成された構成である。ディスク 6からの反射光は、回折光学素子 63に入 射光 67として入射し、 - 1次回折光 68及び + 1次回折光 69として回折されて光検出 器 lOeで受光される。回折格子 66の断面形状は 4レベルの階段状である。ここで、回 折格子 66のピッチを Pとし、 1段目〜 4段目の幅をそれぞれ PZ2—W, W, P/2- W, W (ただし WZP = 0. 135)とする。また、回折格子 66の 1段目〜 4段目の高さを それぞれ 0, H/4, H/2, 3HZ4とし、 Η= λ / (η~ 1) (ただしえは入射光 67の 波長、 ηは回折格子 66の屈折率）とする。このとき、 1次回折光の回折効率は 10% 、 + 1次回折光の回折効率は 71%となる。すなわち、回折光学素子 63の領域 64a, 64b, 64c, 64dに入射した光は、いずれも— 1次回折光として 10%が回折され、 + 1 次回折光として 71%が回折される。 WZPの値を変化させることにより、 1次回折光 の回折効率と + 1次回折光の回折効率との比を変化させることができる。
[0009] 図 22に、光検出器 10eの受光部のパタンと光検出器 10e上の光スポットの配置とを 示す。光スポット 71a, 71bは、それぞれ回折光学素子 63の領域 64a, 64b力らのー 1次回折光に相当し、ディスク 6の半径方向に平行な分割線で二つに分割された受 光部 70a, 70bで受光される。光スポット 71c, 71dは、それぞ回折光学素子 63の領 域 64c, 64dからの— 1次回折光に相当し、ディスク 6の半径方向に平行な分割線で 二つに分割された受光部 70c, 70dで受光される。光スポット 71eは、回折光学素子 63の領域 64aからの + 1次回折光に相当し、単一の受光部 70eで受光される。光ス ポット 71fは、回折光学素子 63の領域 64bからの + 1次回折光に相当し、単一の受 光部 70fで受光される。光スポット 71gは、回折光学素子 63の領域 64cからの + 1次 回折光に相当し、単一の受光部 70gで受光される。光スポット 71hは、回折光学素子 63の領域 64dからの + 1次回折光に相当し、単一の受光部 70hで受光される。
[0010] ここで、受光部 70a〜70hからの出力をそれぞれ V70a〜V70hで表わす。このとき 、フーコー法によるフォーカス誤差信号は（V70a+V70d) - (V70b+V70c)の演 算から得られる。位相差法によるトラック誤差信号は (V70e+ V70h)と (V70f + V7 Og)の位相差カゝら得られる。プッシュプル法によるトラック誤差信号は (V70e+ V70g ) - (V70f+V70h)の演算力も得られる。また、ディスク 6に記録された RF信号は (V 70e+V70f+V70g+V70h)の演算力も得られる。
[0011] また、特許文献 1には、光記録媒体からの反射光を、フーコー法によるフォーカス誤 差信号並びに位相差法及びプッシュプル法によるトラック誤差信号を検出するため に同一の光検出器で受光する光ヘッド装置として、ウォラストンプリズムを用いた光へ ッド装置も記載されている。
特許文献 1 :特開 2004— 139728号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0012] ディスク 6に記録された RF信号は広帯域の信号である。そのため、 RF信号に関し て高い信号対雑音比を得るには、 RF信号の検出に用いられる光の光量を大きくする ことが必要である。特許文献 1に記載の光ヘッド装置においては、回折光学素子 63 における WZP (図 21参照）の値が 0. 135のとき、フォーカス誤差信号の検出に用い られる光（一 1次回折光）の光量はディスク 6からの反射光の光量の 10%であり、トラッ ク誤差信号及び RF信号の検出に用いられる光（+ 1次回折光）の光量はディスク 6か らの反射光の光量の 71%である。 WZPの値を 0<WZP<0. 135又は 0. 365< W/P<0. 5を満たすように設定すれば、トラック誤差信号及び RF信号の検出に用 いられる光の光量を、ディスク 6からの反射光の光量の 71%より大きくすることができ る。
[0013] しかし、フォーカス誤差信号の検出に用いられる光の光量とトラック誤差信号及び R F信号の検出に用いられる光の光量との和は、ディスク 6からの反射光の光量の 81 %である。このため、トラック誤差信号及び RF信号の検出に用いられる光の光量をデ イスク 6からの反射光の光量の 71%よりも大きくすると、フォーカス誤差信号の検出に 用いられる光の光量はディスク 6からの反射光の光量の 10%より小さくなる。フォー力 ス誤差信号の検出に用いられる光の光量が小さくなると、フォーカスサーボが不安定 になる。
[0014] また、トラック誤差信号及び RF信号の検出に用いられる光の光量をディスク 6から の反射光の光量の 81%に近づけるには、 WZPを 0又は 0. 5に近づける必要がある 。 WZPを 0に近づけると回折格子 66の 2段目及び 4段目の幅が 0に近づき、 W/P を 0. 5に近づけると回折格子 66の 1段目及び 3段目の幅が 0に近づく。このため、回 折格子 66を精度良く製作することが困難になるので、理想の形状と実際の形状との 差である製作誤差が大きくなる。回折格子 66のピッチは領域 64d, 64c, 64b, 64a の順に狭くなるが、ピッチが狭くなるほど製作誤差は大きくなる。そのため、製作誤差 は領域 64d, 64c, 64b, 64aの順に大きくなる。製作誤差が大きくなると、 1次回折 光 68及び + 1次回折光 69の回折効率が低下する。すなわち、領域 64a〜64dにお ける 1次回折光 68及び + 1次回折光 69の平均的な回折効率が低下するだけでな ぐ領域 64a〜64dの間で— 1次回折光 68及び + 1次回折光 69の回折効率にばら つきが生じる。回折効率にばらつきが生じると、フォーカス誤差信号及びトラック誤差 信号に非対称性が生じる。
[0015] 特許文献 1には、回折光学素子 63の代わりにウォラストンプリズム等を用いた光へ ッド装置も記載されている。しかし、ウォラストンプリズムは複屈折性を有する結晶を材 料とするため非常に高価であり、それを用いた光ヘッド装置も高価になる。
[0016] そこで、本発明の目的は、光記録媒体からの反射光を、フーコー法によるフォー力 ス誤差信号並びに位相差法及びプッシュプル法によるトラック誤差信号を検出する ために同一の光検出器で受光する光ヘッド装置及び光学式情報記録再生装置にお ける上に述べた課題を解決し、 RF信号に関して高い信号対雑音比を得ることが可能 な光ヘッド装置及び光学式情報記録再生装置を提供することにある。
課題を解決するための手段
[0017] 本発明に係る光ヘッド装置は、光源と、光源からの出射光を円盤状の光記録媒体 上に集光する対物レンズと、光記録媒体からの反射光を受光する光検出器とを備え たものである。そして、光記録媒体からの反射光の光路中に、第一の回折格子と第 二の回折格子とが設けられている。第一の回折格子は、入射光を少なくとも 0次光、 負の第一の次数の回折光、及び正の第一の次数の回折光の三つの光に分割する。 記第二の回折格子は、複数の領域に分割され、入射光を複数の領域に対応した複 数の光に分割する。第一の次数は例えば「1」であり、第二の次数は例えば「2」であ る。
[0018] 換言すると、本発明に係る光ヘッド装置は、光源と、該光源力ゝらの出射光を円盤状 の光記録媒体上に集光する対物レンズと、前記光記録媒体からの反射光を受光する 光検出器を有する光ヘッド装置において、前記光記録媒体からの反射光の光路中 に、該反射光の光軸に垂直な第一の面に形成された第一の回折格子と、前記反射 光の光軸に垂直で前記第一の面と光軸方向の位置が異なる第二の面に形成された 第二の回折格子が設けられており、前記第一の回折格子は、入射光を少なくとも 0次 光、負の第一の次数の回折光、正の第一の次数の回折光の三つの光に分割するも のであり、前記第二の回折格子は、前記第二の面内で、前記光軸を通り前記光記録 媒体の半径方向に対応する直線と前記光軸を通り前記光記録媒体の接線方向に対 応する直線で四つの領域に分割されており、入射光を前記四つの領域に対応した 四つの光に分割するものであることを特徴とする。
[0019] 本発明に係る光学式情報記録再生装置は、本発明に係る光ヘッド装置と、前記光 源を駆動する第一の回路と、前記光検出器力 の出力信号に基づいてフォーカス誤 差信号、トラック誤差信号及び RF信号を生成する第二の回路と、前記フォーカス誤 差信号、トラック誤差信号に基づいて前記対物レンズの位置を制御する第三の回路 を有することを特徴とする。
[0020] 本発明に係る光ヘッド装置及び光学式情報記録再生装置においては、第一の回 折格子からの 0次光をトラック誤差信号、 RF信号の検出に用い、第一の回折格子か らの ± 1次回折光をフォーカス誤差信号の検出に用いる。 0次光の光量と ± 1次回折 光の光量の和は、光記録媒体からの反射光の光量に近くすることができる。このため 、フォーカス誤差信号の検出に用いられる光の光量をフォーカスサーボが不安定に ならない程度に維持しながら、トラック誤差信号、 RF信号の検出に用いられる光の光 量を大きくすることができる。その結果、 RF信号に関して高い信号対雑音比を得るこ とがでさる。
[0021] また、第一の回折格子の断面形状は単純な矩形状であり、回折格子のピッチは比 較的狭いが高さは低いため、回折格子を精度良く製作することが容易であり、製作誤 差による回折効率の低下はほとんど生じない。一方、第二の回折格子の断面形状は 単純な鋸歯状であり、回折格子の高さは比較的高いがピッチは広いため、回折格子 を精度良く製作することが容易であり、製作誤差による各領域における平均的な回折 効率の低下及び領域間での回折効率のばらつきはほとんど生じない。これにより、フ オーカス誤差信号及びトラック誤差信号に非対称性が生じない。
[0022] 更に、ウォラストンプリズムのような高価な光学部品を用いないため、光ヘッド装置 が安価である。
[0023] 上に述べたように、本発明に係る光ヘッド装置及び光学式情報記録再生装置の効 果は、 RF信号に関して高い信号対雑音比を得ることが可能なことである。その理由 は、フォーカス誤差信号の検出に用いられる光の光量をフォーカスサーボが不安定 にならない程度に維持しながら、トラック誤差信号及び RF信号の検出に用いられる 光の光量を大きくすることができるためである。 [0024] 本発明に係る光ヘッド装置及び光学式情報記録再生装置の別の効果は、フォー力 ス誤差信号及びトラック誤差信号に非対称性が生じないことである。その理由は、回 折格子を精度良く製作することが容易であり、製作誤差による領域間での回折効率 のばらつきがほとんど生じないためである。
[0025] 本発明に係る光ヘッド装置及び光学式情報記録再生装置の別の効果は、光ヘッド 装置が安価であることである。その理由は、ウォラストンプリズムのような高価な光学部 品を用いないためである。
発明の効果
[0026] 本発明によれば、入射光を少なくとも 0次光、負の第一の次数の回折光、及び正の 第一の次数の回折光の三つの光に分割し、これらの光を複数の領域に分けて受光 することにより、フォーカス誤差信号の検出に用いられる光の光量をフォーカスサー ボが不安定にならない程度に維持しながら、トラック誤差信号及び RF信号の検出に 用いられる光の光量を大きくすることができるため、 RF信号に関して高い信号対雑 音比を得ることができる。
発明を実施するための最良の形態
[0027] 以下に、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
[0028] 図 1に、本発明に係る光ヘッド装置の第一実施形態を示す。半導体レーザ 1からの 出射光は、コリメータレンズ 2で平行光化され、偏光ビームスプリッタ 3に P偏光として 入射してほぼ 100%が透過し、 1Z4波長板 4を透過して直線偏光から円偏光に変換 され、対物レンズ 5でディスク 6上に集光される。ディスク 6からの反射光は、対物レン ズ 5を逆向きに透過し、 1Z4波長板 4を透過して円偏光から往路と偏光方向が直交 した直線偏光に変換され、偏光ビームスプリッタ 3に S偏光として入射してほぼ 100% が反射され、回折光学素子 7aで 0次光及び士 1次回折光の三つの光に分割される。 各々の光は回折光学素子 8で更に四つの光に分割され、凸レンズ 9を透過して光検 出器 10aで受光される。
[0029] 図 2は回折光学素子 7aの平面図である。回折光学素子 7aは全面に回折格子が形 成された構成である。回折格子の方向はディスク 6の接線方向に平行であり、回折格 子のパタンは等ピッチの直線状である。なお、図中に点線で示す円 5aは対物レンズ 5の有効径に相当する。
[0030] 図 3は回折光学素子 7aの断面図である。回折光学素子 7aは、基板 16a上に回折 格子 17aが形成された構成である。ディスク 6からの反射光は、回折光学素子 7aに入 射光 18として入射し、 0次光 19a、 一 1次回折光 20a及び + 1次回折光 21aの三つの 光に分割される。回折格子 17aの断面形状は矩形状である。ここで、回折格子 17aの ピッチを Pとし、ライン部及びスペース部の幅をともに PZ2とする。また、回折格子 17 aの高さを Hとし、 Η = 0. 1143 λ / (η- 1) (ただしえは入射光 18の波長、 ηは回折 格子 17aの屈折率）とする。このとき、 0次光の透過率は 87. 6%、—1次回折光の回 折効率は 5. 0%、 + 1次回折光の回折効率は 5. 0%となる。すなわち、回折光学素 子 7aに入射した光は、 0次光として 87. 6%が透過し、—1次回折光として 5. 0%が 回折され、 + 1次回折光として 5. 0%が回折される。
[0031] 図 4は回折光学素子 8の平面図である。回折光学素子 8は、入射光の光軸を通りデ イスク 6の半径方向に平行な直線と、入射光の光軸を通りディスク 6の接線方向に平 行な直線とによって、領域 14a〜 14dの四つに分割された回折格子が形成された構 成である。回折格子の方向はいずれもディスク 6の接線方向に平行であり、回折格子 のパタンはいずれも等ピッチの直線状である。領域 14a, 14dにおける回折格子のピ ツチは等しぐ領域 14b, 14cにおける回折格子のピッチは等しい。また、領域 14a, 14dにおける回折格子のピッチは、領域 14b, 14cにおける回折格子のピッチに比べ て狭い。なお、図中に点線で示す円 5aは対物レンズ 5の有効径に相当する。
[0032] 図 5は回折光学素子 8の断面図である。回折光学素子 8は、基板 16b上に回折格 子 24が形成された構成である。回折光学素子 7aからの 0次光及び士 1次回折光の 各々は、回折光学素子 8に入射光 25として入射し、 + 1次回折光 26として回折され る。回折格子 24の断面形状は鋸歯状である。ここで、回折格子 24のピッチを Pとする 。また、回折格子 24の高さを Hとし、 Η= λ / (η- 1) (ただしえは入射光 25の波長、 ηは回折格子 24の屈折率）とする。このとき、 + 1次回折光の回折効率は 100%とな る。すなわち、回折光学素子 8の領域 14a, 14b, 14c, 14dに入射した光は、いずれ も + 1次回折光として 100%が回折される。なお、回折格子 24の鋸歯の向きは、領域 14a, 14bにおいては + 1次回折光が図 4の左側へ偏向されるように設定されており 、領域 14c, 14dにおいては + 1次回折光が図 4の右側へ偏向されるように設定され ている。
[0033] 図 6に、光検出器 10aの受光部のパタンと光検出器 10a上の光スポットの配置とを 示す。光スポット 45aは、回折光学素子 7aからの 0次光のうち回折光学素子 8の領域 14aからの + 1次回折光に相当し、単一の受光部 44aで受光される。光スポット 45b は、回折光学素子 7aからの 0次光のうち回折光学素子 8の領域 14bからの + 1次回 折光に相当し、単一の受光部 44bで受光される。光スポット 45cは、回折光学素子 7a 力もの 0次光のうち回折光学素子 8の領域 14cからの + 1次回折光に相当し、単一の 受光部 44cで受光される。光スポット 45dは、回折光学素子 7aからの 0次光のうち回 折光学素子 8の領域 14dからの + 1次回折光に相当し、単一の受光部 44dで受光さ れる。
[0034] 光スポット 45eは、回折光学素子 7aからの 1次回折光のうち回折光学素子 8の領 域 14aからの + 1次回折光に相当し、ディスク 6の半径方向に平行な分割線で二つ に分割された受光部 44e, 44fで受光される。光スポット 45fは、回折光学素子 7aか らのー 1次回折光のうち回折光学素子 8の領域 14bからの + 1次回折光に相当し、デ イスク 6の半径方向に平行な分割線で二つに分割された受光部 44e, 44fで受光され る。光スポット 45gは、回折光学素子 7aからの 1次回折光のうち回折光学素子 8の 領域 14cからの + 1次回折光に相当し、ディスク 6の半径方向に平行な分割線で二 つに分割された受光部 44g, 44hで受光される。光スポット 45hは、回折光学素子 7a 力もの 1次回折光のうち回折光学素子 8の領域 14dからの + 1次回折光に相当し、 ディスク 6の半径方向に平行な分割線で二つに分割された受光部 44g, 44hで受光 される。
[0035] 光スポット 45iは、回折光学素子 7aからの + 1次回折光のうち回折光学素子 8の領 域 14aからの + 1次回折光に相当し、ディスク 6の半径方向に平行な分割線で二つ に分割された受光部 44i, 44jで受光される。光スポット 4¾は、回折光学素子 7aから の + 1次回折光のうち回折光学素子 8の領域 14bからの + 1次回折光に相当し、ディ スク 6の半径方向に平行な分割線で二つに分割された受光部 44i, 44jで受光される 。光スポット 45kは、回折光学素子 7aからの + 1次回折光のうち回折光学素子 8の領 域 14cからの + 1次回折光に相当し、ディスク 6の半径方向に平行な分割線で二つ に分割された受光部 44k, 441で受光される。光スポット 451は、回折光学素子 7aから の + 1次回折光のうち回折光学素子 8の領域 14dからの + 1次回折光に相当し、ディ スク 6の半径方向に平行な分割線で二つに分割された受光部 44k, 441で受光され る。
[0036] ここで、受光部 44a〜441からの出力を、それぞれ V44a〜V441で表わす。このとき 、フーコー法によるフォーカス誤差信号は（V44e+V44h+V44i+V441) - (V44f +V44g+V44j +V44k)の演算力 得られる。位相差法によるトラック誤差信号は（ V44a+V44d)と（V44b+ V44c)との位相差から得られる。プッシュプル法によるト ラック誤差信号は (V44a+V44c) - (V44b+V44d)の演算力も得られる。また、デ イスク 6に記録された RF信号は（V44a+V44b+V44c+V44d)の演算から得られ る。
[0037] 本実施形態においては、フォーカス誤差信号の検出に用いられる光（回折光学素 子 7aからの ± 1次回折光）の光量はディスク 6からの反射光の 10. 0%であり、トラック 誤差信号及び RF信号の検出に用いられる光（回折光学素子 7aからの 0次光）の光 量はディスク 6からの反射光の 87. 6%である。すなわち、フォーカス誤差信号の検出 に用いられる光の光量をフォーカスサーボが不安定にならない程度に維持しながら、 トラック誤差信号及び RF信号の検出に用いられる光の光量を大きくすることができる 。その結果、 RF信号に関して高い信号対雑音比を得ることができる。
[0038] また、本実施形態においては、回折光学素子 7aにおける回折格子 17aの断面形 状は、単純な矩形状である。光検出器 10aの位置での 0次光 19aと— 1次回折光 20a との距離は、受光部 44b, 44cの境界カも受光部 44e〜44hの接点までの距離に相 当し、 0次光 19aと + 1次回折光 21aとの距離は、受光部 44b, 44cの境界力も受光 部 44i〜441の接点までの距離に相当する。このように、 0次光と ± 1次回折光との距 離が比較的長いため、回折格子 17aのピッチは比較的狭い。しかし、回折格子 17a の高さ Hは 0. 1143 λ Ζ (η— 1)と低い。したがって、回折格子 17aを精度良く製作 することが容易であるので、製作誤差による回折効率の低下はほとんど生じない。
[0039] 一方、回折光学素子 8における回折格子 24の断面形状は、単純な鋸歯状である。 回折格子 24の高さ Hは λ Ζ (η— 1)と比較的高い。しかし、領域 14a〜14dに対する 光検出器 10aの位置での仮想的な 0次光と + 1次回折光 26との距離は、受光部 44b , 44cの境界力もそれぞれ受光部 44a〜44dの中心までの距離に相当する。このよう に、仮想的な 0次光と + 1次回折光との距離が短いため、回折格子 24のピッチは広 い。したがって、回折格子 24を精度良く製作することが容易であるので、製作誤差に よる領域 14a〜14dにおける平均的な回折効率の低下及び領域 14a〜14d間での 回折効率のばらつきはほとんど生じない。これにより、フォーカス誤差信号及びトラッ ク誤差信号に非対称性が生じない。なお、回折格子 24の断面形状は、鋸歯状では なく階段状であっても良い。
[0040] 更に、本実施形態においては、ウォラストンプリズムのような高価な光学部品を用い ないため、光ヘッド装置が安価である。
[0041] なお、本実施形態においては、偏光ビームスプリッタ 3と凸レンズ 9との間に回折光 学素子 7a, 8がこの順に設けられている力 回折光学素子 7a, 8の順序は逆であって も良い。また、回折光学素子 7a, 8の代わりに、入射面及び出射面のいずれか一方 に回折格子 17aに相当する回折格子が形成され、他方に回折格子 24に相当する回 折格子が形成された単一の回折光学素子を用いても良い。回折光学素子 7a, 8の 代わりに、入射面及び出射面のいずれか一方のみに回折格子 17aに相当する回折 格子と回折格子 24に相当する回折格子とが重ねて形成された単一の回折光学素子 を用いても良い。
[0042] 以上のとおり、本実施形態において、ディスク 6からの反射光は回折光学素子 7aで 0次光及び士 1次回折光の三つの光に分割され、各々の光は入射光の光軸を通りデ イスク 6の半径方向及び接線方向のそれぞれに平行な二つの直線で四つの領域に 分割された回折光学素子 8で更に四つの光に分割されて光検出器 10aで受光される 。回折光学素子 7aからの 0次光を位相差法、プッシュプル法によるトラック誤差信号 及び RF信号の検出に用い、回折光学素子 7aからの ± 1次回折光をフーコー法によ るフォーカス誤差信号の検出に用いる。
[0043] 図 7に、本発明に係る光ヘッド装置の第二実施形態を示す。本実施形態は、第一 実施形態におけるコリメータレンズ 2と偏光ビームスプリッタ 3との間に回折光学素子 1 1を挿入するとともに、光検出器 10aを光検出器 10bに置き換えたものである。半導 体レーザ 1からの出射光は、コリメータレンズ 2で平行光化され、回折光学素子 11に よってメインビームである 0次光及び二つのサブビームである士 1次回折光の合計三 つの光に分割される。これらの光は、偏光ビームスプリッタ 3に P偏光として入射して ほぼ 100%が透過し、 1Z4波長板 4を透過して直線偏光から円偏光に変換され、対 物レンズ 5でディスク 6上に集光される。ディスク 6からの三つの反射光は、対物レンズ 5を逆向きに透過し、 1Z4波長板 4を透過して円偏光から往路と偏光方向が直交し た直線偏光に変換され、偏光ビームスプリッタ 3に S偏光として入射してほぼ 100%が 反射され、回折光学素子 7aで 0次光及び ± 1次回折光の三つの光に分割される。各 々の光は、回折光学素子 8で更に四つの光に分割され、凸レンズ 9を透過して光検 出器 10bで受光される。
[0044] 本実施形態における回折光学素子 7aの平面図は図 2に示すものと同じである。ま た、本実施形態における回折光学素子 7aの断面図は図 3に示すものと同じである。 一方、本実施形態における回折光学素子 8の平面図は図 4に示すものと同じである。 また、本実施形態における回折光学素子 8の断面図は図 5に示すものと同じである。
[0045] 図 8に、光検出器 10bの受光部のパタンと光検出器 10b上の光スポットの配置とを 示す。光スポット 47aは、回折光学素子 11からの 0次光かつ回折光学素子 7aからの 0次光のうち回折光学素子 8の領域 14aからの + 1次回折光に相当し、単一の受光 部 46aで受光される。光スポット 47bは、回折光学素子 11からの 0次光かつ回折光学 素子 7aからの 0次光のうち回折光学素子 8の領域 14bからの + 1次回折光に相当し、 単一の受光部 46bで受光される。光スポット 47cは、回折光学素子 11からの 0次光か つ回折光学素子 7aからの 0次光のうち回折光学素子 8の領域 14cからの + 1次回折 光に相当し、単一の受光部 46cで受光される。光スポット 47dは、回折光学素子 11か らの 0次光かつ回折光学素子 7aからの 0次光のうち回折光学素子 8の領域 14dから の + 1次回折光に相当し、単一の受光部 46dで受光される。
[0046] 光スポット 47eは、回折光学素子 11からの 0次光かつ回折光学素子 7aからの 1 次回折光のうち回折光学素子 8の領域 14aからの + 1次回折光に相当し、ディスク 6 の半径方向に平行な分割線で二つに分割された受光部 46e, 46fで受光される。光 スポット 47fは、回折光学素子 11からの 0次光かつ回折光学素子 7aからの 1次回 折光のうち回折光学素子 8の領域 14bからの + 1次回折光に相当し、ディスク 6の半 径方向に平行な分割線で二つに分割された受光部 46e, 46fで受光される。光スポ ット 47gは、回折光学素子 11からの 0次光かつ回折光学素子 7aからの 1次回折光 のうち回折光学素子 8の領域 14cからの + 1次回折光に相当し、ディスク 6の半径方 向に平行な分割線で二つに分割された受光部 46g, 46hで受光される。光スポット 4 7hは、回折光学素子 11からの 0次光かつ回折光学素子 7aからの 1次回折光のう ち回折光学素子 8の領域 14dからの + 1次回折光に相当し、ディスク 6の半径方向に 平行な分割線で二つに分割された受光部 46g, 46hで受光される。
[0047] 光スポット 47iは、回折光学素子 11からの 0次光かつ回折光学素子 7aからの + 1次 回折光のうち回折光学素子 8の領域 14aからの + 1次回折光に相当し、ディスク 6の 半径方向に平行な分割線で二つに分割された受光部 46i, 46jで受光される。光ス ポット 47jは、回折光学素子 11からの 0次光かつ回折光学素子 7aからの + 1次回折 光のうち回折光学素子 8の領域 14bからの + 1次回折光に相当し、ディスク 6の半径 方向に平行な分割線で二つに分割された受光部 46i, 46jで受光される。光スポット 4 7kは、回折光学素子 11からの 0次光かつ回折光学素子 7aからの + 1次回折光のう ち回折光学素子 8の領域 14cからの + 1次回折光に相当し、ディスク 6の半径方向に 平行な分割線で二つに分割された受光部 46k, 461で受光される。光スポット 471は、 回折光学素子 11からの 0次光かつ回折光学素子 7aからの + 1次回折光のうち回折 光学素子 8の領域 14dからの + 1次回折光に相当し、ディスク 6の半径方向に平行な 分割線で二つに分割された受光部 46k, 461で受光される。
[0048] 光スポット 47mは、回折光学素子 11からの 1次回折光かつ回折光学素子 7aから の 0次光のうち回折光学素子 8の領域 14aからの + 1次回折光に相当し、単一の受 光部 46mで受光される。光スポット 47ηは、回折光学素子 11からの 1次回折光か つ回折光学素子 7aからの 0次光のうち回折光学素子 8の領域 14bからの + 1次回折 光に相当し、単一の受光部 46ηで受光される。光スポット 47οは、回折光学素子 11 力 の 1次回折光かつ回折光学素子 7aからの 0次光のうち回折光学素子 8の領域 14cからの + 1次回折光に相当し、単一の受光部 46οで受光される。光スポット 47ρ は、回折光学素子 11からの 1次回折光かつ回折光学素子 7aからの 0次光のうち 回折光学素子 8の領域 14dからの + 1次回折光に相当し、単一の受光部 46pで受光 される。
[0049] 光スポット 47qは、回折光学素子 11からの + 1次回折光かつ回折光学素子 7aから の 0次光のうち回折光学素子 8の領域 14aからの + 1次回折光に相当し、単一の受 光部 46qで受光される。光スポット 47rは、回折光学素子 11からの + 1次回折光かつ 回折光学素子 7aからの 0次光のうち回折光学素子 8の領域 14bからの + 1次回折光 に相当し、単一の受光部 46rで受光される。光スポット 47sは、回折光学素子 11から の + 1次回折光かつ回折光学素子 7aからの 0次光のうち回折光学素子 8の領域 14c 力もの + 1次回折光に相当し、単一の受光部 46sで受光される。光スポット 47tは、回 折光学素子 11からの + 1次回折光かつ回折光学素子 7aからの 0次光のうち回折光 学素子 8の領域 14dからの + 1次回折光に相当し、単一の受光部 46tで受光される。
[0050] ここで、受光部 46a〜46tからの出力をそれぞれ V46a〜V46tで表わす。このとき 、フーコー法によるフォーカス誤差信号は（V46e+V46h+V46i+V461) - (V46f +V46g+V46j +V46k)の演算力も得られる。位相差法によるトラック誤差信号は（ V46a+V46d)と（V46b+ V46c)との位相差から得られる。プッシュプル法によるト ラック誤差信号は { (V46a+V46c) - (V46b+V46d) }— K{ (V46m+V46o+V 46q+V46s) - (V46n+V46p+V46r+V46t) } (Kは定数）の演算から得られる 。また、ディスク 6に記録された RF信号は（V46a+V46b+V46c+V46d)の演算 力 得られる。本実施形態においては、メインビームのプッシュプル信号とサブビーム のプッシュプル信号との差をプッシュプル法によるトラック誤差信号とする差動プッシ ュプル法を用いるため、対物レンズ 5がディスク 6の半径方向ヘシフトしてもトラック誤 差信号にオフセットが発生しな 、。
[0051] 本実施形態においては、第一実施形態において説明した理由と同様の理由により 、 RF信号に関して高い信号対雑音比を得ることができる。また、フォーカス誤差信号 及びトラック誤差信号に非対称性が生じない。更に、光ヘッド装置が安価である。
[0052] 本実施形態においては、第一実施形態と同様に、回折光学素子 7a, 8の順序は逆 であっても良い。また、回折光学素子 7a, 8の代わりに単一の回折光学素子を用いて も良い。
[0053] 図 9に、本発明に係る光ヘッド装置の第三実施形態を示す。本実施形態は、第一 実施形態において偏光ビームスプリッタ 3と凸レンズ 9との間に設けられた回折光学 素子 7a, 8を、 1Z4波長板 4と偏光ビームスプリッタ 3との間に設けられた回折光学素 子 12a, 13に置き換えたものである。半導体レーザ 1からの出射光は、コリメータレン ズ 2で平行光化され、偏光ビームスプリッタ 3に P偏光として入射してほぼ 100%が透 過し、回折光学素子 13, 12aを透過し、 1Z4波長板 4を透過して直線偏光から円偏 光に変換され、対物レンズ 5でディスク 6上に集光される。ディスク 6からの反射光は、 対物レンズ 5を逆向きに透過し、 1Z4波長板 4を透過して円偏光から往路と偏光方 向が直交した直線偏光に変換され、回折光学素子 12aで 0次光及び士 1次回折光の 三つの光に分割される。各々の光は、回折光学素子 13で更に四つの光に分割され 、偏光ビームスプリッタ 3に S偏光として入射してほぼ 100%が反射され、凸レンズ 9を 透過して光検出器 10aで受光される。
[0054] 本実施形態における回折光学素子 12aの平面図は図 2に示すものと同じである。
一方、本実施形態における回折光学素子 13の平面図は図 4に示すものと同じである
[0055] 図 10は回折光学素子 12aの断面図である。回折光学素子 12aは、基板 27a上に 複屈折性を有する回折格子 28aが形成され、それが充填剤 29aで埋められ、その上 に基板 27bが重ねられた構成である。回折格子 28aとしては、結晶を用いることもで きるし液晶高分子等を用いることもできる。回折光学素子 12aは、入射光のうち特定 の方向の偏光成分を透過させ、特定の方向と直交する方向の偏光成分を三つの光 に分割する働きをする。回折光学素子 13からの透過光は、回折光学素子 12aに入 射光 30として入射する。この光は、偏光方向が特定の方向と一致しているため、 0次 光 31として透過する。一方、ディスク 6からの反射光は、回折光学素子 12aに入射光 32として入射する。この光は、偏光方向が特定の方向と直交する方向と一致している ため、 0次光 33a、—1次回折光 34a及び + 1次回折光 35aの三つの光に分割される
[0056] 回折格子 28aの断面形状は矩形状である。ここで、回折格子 28aのピッチを Pとし、 ライン部及びスペース部の幅をともに PZ2とする。また、回折格子 28aの高さを Hとし 、 Η = 0. 1143 λ / (η —η ) (ただしえは入射光 30、 32の波長、 ηは入射光 32の
D F D
偏光方向に対する回折格子 28aの屈折率、 nは充填剤 29aの屈折率）とする。なお
F
、入射光 30の偏光方向に対する回折格子 28aの屈折率は nである。このとき、入射
F
光 30に対する 0次光の透過率は 100%となる。また、入射光 32に対する 0次光の透 過率は 87. 6%、 一 1次回折光の回折効率は 5. 0%、 + 1次回折光の回折効率は 5 . 0%となる。すなわち、往路において回折光学素子 12aに入射した光は、 0次光とし て 100%が透過する。また、復路において回折光学素子 12aに入射した光は、 0次 光として 87. 6%が透過し、 1次回折光として 5. 0%が回折され、 + 1次回折光とし て 5. 0%が回折される。
[0057] 図 11は回折光学素子 13の断面図である。回折光学素子 13は、基板 27c上に複屈 折性を有する回折格子 38が形成され、それが充填剤 39で埋められ、その上に基板 27dが重ねられた構成である。回折格子 38としては、結晶を用いることもできるし液 晶高分子等を用いることもできる。回折光学素子 13は、入射光のうち特定の方向の 偏光成分を透過させ、特定の方向と直交する方向の偏光成分を回折させる働きをす る。半導体レーザ 1からの出射光は回折光学素子 13に入射光 40として入射する。こ の光は、偏光方向が特定の方向と一致しているため、 0次光 41として透過する。一方 、回折光学素子 12aからの 0次光及び ± 1次回折光の各々は、回折光学素子 13に 入射光 42として入射する。この光は、偏光方向が特定の方向と直交する方向と一致 しているため、 + 1次回折光 43として回折される。
[0058] 回折格子 13の断面形状は鋸歯状である。ここで、回折格子 38のピッチを Pとする。
また、回折格子 38の高さを Hとし、 Η= λ / (η — η ) (ただしえは入射光 40、 42の
D F
波長、 ηは入射光 42の偏光方向に対する回折格子 38の屈折率、 ηは充填剤 39の
D F
屈折率）とする。なお、入射光 40の偏光方向に対する回折格子 38の屈折率は ηで
F
ある。このとき、入射光 40に対する 0次光の透過率は 100%となる。また、入射光 42 に対する + 1次回折光の回折効率は 100%となる。すなわち、往路において回折光 学素子 13の領域 14a, 14b, 14c, 14dに入射した光は、いずれも 0次光として 100 %が透過する。また、復路において回折光学素子 13の領域 14a, 14b, 14c, 14dに 入射した光は、いずれも + 1次回折光として 100%が回折される。なお、回折格子 38 の鋸歯の向きは、領域 14a, 14bにおいては + 1次回折光が図 4の左側へ偏向され るように設定されており、領域 14c, 14dにおいては + 1次回折光が図 4の右側へ偏 向されるように設定されて ヽる。
[0059] 本実施形態における光検出器 10aの受光部のパタンと光検出器 10a上の光スポッ トの配置とは、図 6に示すものと同じである。
[0060] 本実施形態においては、第一実施形態において図 6を参照して説明した方法と同 様の方法により、フーコー法によるフォーカス誤差信号、位相差法によるトラック誤差 信号、プッシュプル法によるトラック誤差信号、及びディスク 6に記録された RF信号が 得られる。本実施形態においては、回折光学素子 13, 12a及び 1Z4波長板 4を対 物レンズ 5とともに図示しないァクチユエータへ搭載して一体で駆動すれば、対物レ ンズ 5がディスク 6の半径方向へシフトしてもトラック誤差信号にほとんどオフセットが 発生しない。
[0061] 本実施形態においては、フォーカス誤差信号の検出に用いられる光の光量はディ スク 6からの反射光の 10. 0%であり、トラック誤差信号及び RF信号の検出に用いら れる光の光量はディスク 6からの反射光の 87. 6%である。すなわち、フォーカス誤差 信号の検出に用いられる光の光量をフォーカスサーボが不安定にならない程度に維 持しながら、トラック誤差信号及び RF信号の検出に用いられる光の光量を大きくする ことができる。その結果、 RF信号に関して高い信号対雑音比を得ることができる。
[0062] また、本実施形態においては、回折光学素子 12aにおける回折格子 28aの断面形 状は単純な矩形状である。光検出器 10aの位置での 0次光 33aと 1次回折光 34aと の距離は、受光部 44b, 44cの境界カも受光部 44e〜44hの接点までの距離に相当 し、 0次光 33aと + 1次回折光 35aとの距離は、受光部 44b, 44cの境界力 受光部 4 4i〜441の接点までの距離に相当する。このように、 0次光と ± 1次回折光との距離が 比較的長いため、回折格子 28aのピッチは比較的狭い。しかし、回折格子 28aの高 さ Hは 0. 1143 λ / (η — η )と低い。したがって、回折格子 28aを精度良く製作する
D F
ことが容易であるので、製作誤差による回折効率の低下はほとんど生じない。
[0063] 一方、回折光学素子 13における回折格子 38の断面形状は単純な鋸歯状である。 回折格子 38の高さ Hは λ Ζ(η — η )と比較的高い。しかし、領域 14a〜14dに対す
D F
る光検出器 10aの位置での仮想的な 0次光と + 1次回折光 43との距離は、受光部 4 4b, 44cの境界力もそれぞれ受光部 44a〜44dの中心までの距離に相当する。この ように、仮想的な 0次光と + 1次回折光との距離が短いため回折格子 38のピッチは 広い。従って、回折格子 38を精度良く製作することが容易であり、製作誤差による領 域 14a〜14dにおける平均的な回折効率の低下及び領域 14a〜14d間での回折効 率のばらつきはほとんど生じない。これにより、フォーカス誤差信号及びトラック誤差 信号に非対称性が生じない。なお、回折格子 38の断面形状は鋸歯状ではなく階段 状であっても良い。
[0064] 更に、本実施形態においては、ウォラストンプリズムのような高価な光学部品を用い ないため、光ヘッド装置が安価である。
[0065] 本実施形態においては、 1Z4波長板 4と偏光ビームスプリッタ 3の間に回折光学素 子 12a, 13がこの順に設けられているが、回折光学素子 12a, 13の順序は逆であつ ても良い。また、回折光学素子 12a, 13の代わりに、入射面側の基板及び出射面側 の基板のいずれか一方に回折格子 28aに相当する回折格子が形成され、他方に回 折格子 38に相当する回折格子が形成された単一の回折光学素子を用いても良い。 回折光学素子 12a, 13の代わりに、入射面側の基板及び出射面側の基板のいずれ か一方のみに回折格子 28aに相当する回折格子と回折格子 38に相当する回折格 子とが重ねて形成された単一の回折光学素子を用いても良い。
[0066] 図 12に、本発明に係る光ヘッド装置の第四実施形態を示す。本実施形態は、第三 実施形態におけるコリメータレンズ 2と偏光ビームスプリッタ 3との間に回折光学素子 1 1を挿入するとともに、光検出器 10aを光検出器 10bに置き換えたものである。半導 体レーザ 1からの出射光は、コリメータレンズ 2で平行光化され、回折光学素子 11に よってメインビームである 0次光及び二つのサブビームである士 1次回折光の合計三 つの光に分割される。これらの光は、偏光ビームスプリッタ 3に P偏光として入射して ほぼ 100%が透過し、回折光学素子 13, 12aを透過し、 1/4波長板 4を透過して直 線偏光から円偏光に変換され、対物レンズ 5でディスク 6上に集光される。ディスク 6 からの三つの反射光は、対物レンズ 5を逆向きに透過し、 1Z4波長板 4を透過して円 偏光から往路と偏光方向が直交した直線偏光に変換され、回折光学素子 12aで 0次 光及び ± 1次回折光の三つの光に分割される。各々の光は、回折光学素子 13で更 に四つの光に分割され、偏光ビームスプリッタ 3に S偏光として入射してほぼ 100%が 反射され、凸レンズ 9を透過して光検出器 10bで受光される。
[0067] 本実施形態における回折光学素子 12aの平面図は図 2に示すものと同じである。ま た、本実施形態における回折光学素子 12aの断面図は図 10に示すものと同じである 。一方、本実施形態における回折光学素子 13の平面図は図 4に示すものと同じであ る。また、本実施形態における回折光学素子 13の断面図は図 11に示すものと同じ である。
[0068] 本実施形態における光検出器 10bの受光部のパタンと光検出器 10b上の光スポッ トの配置とは、図 8に示すものと同じである。
[0069] 本実施形態においては、第二実施形態において図 8を参照して説明した方法と同 様の方法により、フーコー法によるフォーカス誤差信号、位相差法によるトラック誤差 信号、プッシュプル法によるトラック誤差信号、及びディスク 6に記録された RF信号が 得られる。本実施形態においては、回折光学素子 13, 12a及び 1Z4波長板 4を対 物レンズ 5とともに図示しないァクチユエータへ搭載して一体で駆動すれば、対物レ ンズ 5がディスク 6の半径方向へシフトしてもトラック誤差信号にほとんどオフセットが 発生しない。更に、本実施形態においては、メインビームのプッシュプル信号とサブ ビームのプッシュプル信号との差をプッシュプル法によるトラック誤差信号とする差動 プッシュプル法を用いるため、対物レンズ 5がディスク 6の半径方向ヘシフトしてもトラ ック誤差信号にオフセットが発生しな 、。
[0070] 本実施形態においては、第一実施形態において説明した理由と同様の理由により 、 RF信号に関して高い信号対雑音比を得ることができる。また、フォーカス誤差信号 及びトラック誤差信号に非対称性が生じない。更に、光ヘッド装置が安価である。
[0071] 本実施形態においては、第三実施形態と同様に、回折光学素子 12a, 13の順序 は逆であっても良い。また、回折光学素子 12a, 13の代わりに単一の回折光学素子 を用いても良い。
[0072] 本発明に係る光ヘッド装置の第一〜第四実施形態においては、回折光学素子 7a 又は回折光学素子 12aからの 0次光をトラック誤差信号及び RF信号の検出に用い、 回折光学素子 7a又は回折光学素子 12aからの ± 1次回折光をフォーカス誤差信号 の検出に用いる。これに対し、回折光学素子 7a又は回折光学素子 12aからの 0次光 と 1次回折光及び + 1次回折光の！ヽずれか一方とをトラック誤差信号及び RF信号 の検出に用い、回折光学素子 7a又は回折光学素子 12aからの 1次回折光及び + 1次回折光の他方をフォーカス誤差信号の検出に用いる形態としてもょ 、。
[0073] 本発明に係る光ヘッド装置の第五実施形態は、第一実施形態における回折光学 素子 7aを回折光学素子 7bに置き換え、光検出器 10aを光検出器 10cに置き換えた ものである。
[0074] 図 13は回折光学素子 7bの平面図である。回折光学素子 7bは、図中に点線で示 す対物レンズ 5の有効径 5aより小さい直径を有する円の内側の領域 15a及び外側の 領域 15bに回折格子が形成された構成である。回折格子の方向はいずれもディスク 6の接線方向に平行であり、回折格子のパタンはいずれも等ピッチの直線状である。 領域 15aにおける回折格子のピッチは、領域 15bにおける回折格子のピッチの 2倍 である。
[0075] 図 14は回折光学素子 7bの断面図である。回折光学素子 7bは、基板 16a上に回折 格子 17bが形成された構成である。ディスク 6からの反射光は、回折光学素子 7bに 入射光 18として入射し、 0次光 19b、— 1次回折光 20b、 + 1次回折光 21b、—2次 回折光 22及び +2次回折光 23の五つの光に分割される。ここで、回折格子 17bのピ ツチを Pとし、回折格子 17bの断面形状を、「幅 PZ2— Aのライン部、幅 Aのスペース 部、幅 Aのライン部、幅 PZ2—Aのスペース部」の繰り返し（ただし A=0. 142P)と する。また、回折格子 17bの高さを Hとし、 Η = 0. 1738 λ / (η- 1) (ただしえは入 射光 18の波長、 ηは回折格子 17bの屈折率）とする。このとき、 0次光の透過率は 73 . 0%、 一 1次回折光の回折効率は 4. 2%、 + 1次回折光の回折効率は 4. 2%、 -2 次回折光の回折効率は 4. 2%、 +2次回折光の回折効率は 4. 2%となる。すなわち 、回折光学素子 7bの領域 15a, 15bに入射した光は、いずれも 0次光として 73. 0% が透過し、 1次回折光として 4. 2%が回折され、 + 1次回折光として 4. 2%が回折 され、 2次回折光として 4. 2%が回折され、 +2次回折光として 4. 2%が回折され る。
[0076] 図 15に、光検出器 10cの受光部のパタンと光検出器 10c上の光スポットの配置とを 示す。光スポット 49aは、回折光学素子 7bの領域 15aからの 0次光及び領域 15bから の 0次光のうち回折光学素子 8の領域 14aからの + 1次回折光に相当し、単一の受 光部 48aで受光される。光スポット 49bは、回折光学素子 7bの領域 15aからの 0次光 及び領域 15bからの 0次光のうち回折光学素子 8の領域 14bからの + 1次回折光に 相当し、単一の受光部 48bで受光される。光スポット 49cは、回折光学素子 7bの領域 15aからの 0次光及び領域 15bからの 0次光のうち回折光学素子 8の領域 14cからの + 1次回折光に相当し、単一の受光部 48cで受光される。光スポット 49dは、回折光 学素子 7bの領域 15aからの 0次光及び領域 15bからの 0次光のうち回折光学素子 8 の領域 14dからの + 1次回折光に相当し、単一の受光部 48dで受光される。
[0077] 光スポット 49eは、回折光学素子 7bの領域 15aからの— 2次回折光及び領域 15b 力もの 1次回折光のうち回折光学素子 8の領域 14aからの + 1次回折光に相当し、 ディスク 6の半径方向に平行な分割線で二つに分割された受光部 48e, 48fで受光さ れる。光スポット 49fは、回折光学素子 7bの領域 15aからの 2次回折光及び領域 1 5bからの 1次回折光のうち回折光学素子 8の領域 14bからの + 1次回折光に相当 し、ディスク 6の半径方向に平行な分割線で二つに分割された受光部 48e, 48fで受 光される。光スポット 49gは、回折光学素子 7bの領域 15aからの— 2次回折光及び領 域 15bからの 1次回折光のうち回折光学素子 8の領域 14cからの + 1次回折光に 相当し、ディスク 6の半径方向に平行な分割線で二つに分割された受光部 48g, 48h で受光される。光スポット 49hは、回折光学素子 7bの領域 15aからの 2次回折光及 び領域 15bからの 1次回折光のうち回折光学素子 8の領域 14dからの + 1次回折 光に相当し、ディスク 6の半径方向に平行な分割線で二つに分割された受光部 48g , 48hで受光される。
[0078] 光スポット 49iは、回折光学素子 7bの領域 15aからの + 2次回折光及び領域 15bか らの + 1次回折光のうち回折光学素子 8の領域 14aからの + 1次回折光に相当し、デ イスク 6の半径方向に平行な分割線で二つに分割された受光部 48i, 48jで受光され る。光スポット 4¾は、回折光学素子 7bの領域 15aからの + 2次回折光及び領域 15b からの + 1次回折光のうち回折光学素子 8の領域 14bからの + 1次回折光に相当し、 ディスク 6の半径方向に平行な分割線で二つに分割された受光部 48i, 48jで受光さ れる。光スポット 49kは、回折光学素子 7bの領域 15aからの + 2次回折光及び領域 1 5bからの + 1次回折光のうち回折光学素子 8の領域 14cからの + 1次回折光に相当 し、ディスク 6の半径方向に平行な分割線で二つに分割された受光部 48k, 481で受 光される。光スポット 491は、回折光学素子 7bの領域 15aからの + 2次回折光及び領 域 15bからの + 1次回折光のうち回折光学素子 8の領域 14dからの + 1次回折光に 相当し、ディスク 6の半径方向に平行な分割線で二つに分割された受光部 48k, 481 で受光される。
[0079] 光スポット 49mは、回折光学素子 7bの領域 15aからの 1次回折光のうち回折光 学素子 8の領域 14aからの + 1次回折光に相当し、ディスク 6の半径方向に平行な分 割線で二つに分割された受光部 48m, 48ηで受光される。光スポット 49ηは、回折光 学素子 7bの領域 15aからの 1次回折光のうち回折光学素子 8の領域 14bからの + 1次回折光に相当し、ディスク 6の半径方向に平行な分割線で二つに分割された受 光部 48m, 48ηで受光される。光スポット 49οは、回折光学素子 7bの領域 15aからの 1次回折光のうち回折光学素子 8の領域 14cからの + 1次回折光に相当し、デイス ク 6の半径方向に平行な分割線で二つに分割された受光部 48ο, 48ρで受光される 。光スポット 49ρは、回折光学素子 7bの領域 15aからの 1次回折光のうち回折光学 素子 8の領域 14dからの + 1次回折光に相当し、ディスク 6の半径方向に平行な分割 線で二つに分割された受光部 48ο, 48ρで受光される。
[0080] 光スポット 49qは、回折光学素子 7bの領域 15aからの + 1次回折光のうち回折光学 素子 8の領域 14aからの + 1次回折光に相当し、ディスク 6の半径方向に平行な分割 線で二つに分割された受光部 48q, 48rで受光される。光スポット 49rは、回折光学 素子 7bの領域 15aからの + 1次回折光のうち回折光学素子 8の領域 14bからの + 1 次回折光に相当し、ディスク 6の半径方向に平行な分割線で二つに分割された受光 部 48q, 48rで受光される。光スポット 49sは、回折光学素子 7bの領域 15aからの + 1 次回折光のうち回折光学素子 8の領域 14cからの + 1次回折光に相当し、ディスク 6 の半径方向に平行な分割線で二つに分割された受光部 48s, 48tで受光される。光 スポット 49tは、回折光学素子 7bの領域 15aからの + 1次回折光のうち回折光学素 子 8の領域 14dからの + 1次回折光に相当し、ディスク 6の半径方向に平行な分割線 で二つに分割された受光部 48s, 48tで受光される。
[0081] ここで、受光部 48a〜48tからの出力をそれぞれ V48a〜V48tで表わす。このとき 、フーコー法によるフォーカス誤差信号は（V48e+V48h+V48i+V481) - (V48f +V48g+V48j +V48k)の演算力も得られる。位相差法によるトラック誤差信号は（ V48a+V48d)と（V48b+ V48c)との位相差から得られる。プッシュプル法によるト ラック誤差信号は (V48a+V48c)—（V48b+V48d)の演算力も得られる。また、デ イスク 6に記録された RF信号は（V48a+V48b+V48c+V48d)の演算から得られ る。更に、（V48m+V48p+V48q+V48t) - (V48n+V48o+V48r+V48s)は フーコー法によるディスク 6からの反射光の内側部分に対するフォーカス誤差信号（ 内側フォーカス誤差信号)である。フォーカス誤差信号を用いてフォーカスサーボを 力けたときの内側フォーカス誤差信号を、ディスク 6の保護層厚ずれによる球面収差 を含む光学系の球面収差を表わす球面収差誤差信号として用いることができる。
[0082] 本実施形態においては、偏光ビームスプリッタ 3と凸レンズ 9との間に回折光学素子 7b, 8がこの順に設けられているが、回折光学素子 7b, 8の順序は逆であっても良い 。また、回折光学素子 7b, 8の代わりに、入射面及び出射面のいずれか一方に回折 格子 17bに相当する回折格子が形成され、他方に回折格子 24に相当する回折格子 が形成された単一の回折光学素子を用いても良い。回折光学素子 7b, 8の代わりに 、入射面及び出射面の!、ずれか一方のみに回折格子 17bに相当する回折格子と、 回折格子 24に相当する回折格子とが、重ねて形成された単一の回折光学素子を用 いても良い。
[0083] 本発明に係る光ヘッド装置の第六実施形態は、第二実施形態における回折光学 素子 7aを回折光学素子 7bに置き換え、光検出器 10bを光検出器 10dに置き換えた ものである。
[0084] 図 16に、光検出器 10dの受光部のパタンと光検出器 10d上の光スポットの配置とを 示す。光スポット 51aは、回折光学素子 11からの 0次光かつ回折光学素子 7bの領域 15aからの 0次光及び領域 15bからの 0次光のうち回折光学素子 8の領域 14aからの + 1次回折光に相当し、単一の受光部 50aで受光される。光スポット 51bは、回折光 学素子 11からの 0次光かつ回折光学素子 7bの領域 15aからの 0次光及び領域 15b 力もの 0次光のうち回折光学素子 8の領域 14bからの + 1次回折光に相当し、単一の 受光部 50bで受光される。光スポット 51cは、回折光学素子 11からの 0次光かつ回折 光学素子 7bの領域 15aからの 0次光及び領域 15bからの 0次光のうち回折光学素子 8の領域 14cからの + 1次回折光に相当し、単一の受光部 50cで受光される。光スポ ット 51dは、回折光学素子 11からの 0次光かつ回折光学素子 7bの領域 15aからの 0 次光及び領域 15bからの 0次光のうち回折光学素子 8の領域 14dからの + 1次回折 光に相当し、単一の受光部 50dで受光される。
[0085] 光スポット 51eは、回折光学素子 11からの 0次光かつ回折光学素子 7bの領域 15a 力 の 2次回折光及び領域 15bからの 1次回折光のうち回折光学素子 8の領域 14aからの + 1次回折光に相当し、ディスク 6の半径方向に平行な分割線で二つに 分割された受光部 50e, 50fで受光される。光スポット 51fは、回折光学素子 11から の 0次光かつ回折光学素子 7bの領域 15aからの 2次回折光及び領域 15bからの 1次回折光のうち回折光学素子 8の領域 14bからの + 1次回折光に相当し、デイス ク 6の半径方向に平行な分割線で二つに分割された受光部 50e, 50fで受光される。 光スポット 51gは、回折光学素子 11からの 0次光かつ回折光学素子 7bの領域 15aか らのー 2次回折光及び領域 15bからの 1次回折光のうち回折光学素子 8の領域 14 cからの + 1次回折光に相当し、ディスク 6の半径方向に平行な分割線で二つに分割 された受光部 50g, 50hで受光される。光スポット 51hは、回折光学素子 11からの 0 次光かつ回折光学素子 7bの領域 15aからの 2次回折光及び領域 15bからの 1 次回折光のうち回折光学素子 8の領域 14dからの + 1次回折光に相当し、ディスク 6 の半径方向に平行な分割線で二つに分割された受光部 50g, 50hで受光される。
[0086] 光スポット 51iは、回折光学素子 11からの 0次光かつ回折光学素子 7bの領域 15a 力 の + 2次回折光及び領域 15bからの + 1次回折光のうち回折光学素子 8の領域 14aからの + 1次回折光に相当し、ディスク 6の半径方向に平行な分割線で二つに 分割された受光部 50i, 50jで受光される。光スポット 51jは、回折光学素子 11からの 0次光かつ回折光学素子 7bの領域 15aからの + 2次回折光及び領域 15bからの + 1 次回折光のうち回折光学素子 8の領域 14bからの + 1次回折光に相当し、ディスク 6 の半径方向に平行な分割線で二つに分割された受光部 50i, 50jで受光される。光 スポット 51kは、回折光学素子 11からの 0次光かつ回折光学素子 7bの領域 15aから の + 2次回折光及び領域 15bからの + 1次回折光のうち回折光学素子 8の領域 14c 力ゝらの + 1次回折光に相当し、ディスク 6の半径方向に平行な分割線で二つに分割 された受光部 50k, 501で受光される。光スポット 511は、回折光学素子 11からの 0次 光かつ回折光学素子 7bの領域 15aからの + 2次回折光及び領域 15bからの + 1次 回折光のうち回折光学素子 8の領域 14dからの + 1次回折光に相当し、ディスク 6の 半径方向に平行な分割線で二つに分割された受光部 50k, 501で受光される。
[0087] 光スポット 51mは、回折光学素子 11からの 0次光かつ回折光学素子 7bの領域 15a 力もの 1次回折光のうち回折光学素子 8の領域 14aからの + 1次回折光に相当し、 ディスク 6の半径方向に平行な分割線で二つに分割された受光部 50m, 50ηで受光 される。光スポット 51ηは、回折光学素子 11からの 0次光かつ回折光学素子 7bの領 域 15aからの 1次回折光のうち回折光学素子 8の領域 14bからの + 1次回折光に 相当し、ディスク 6の半径方向に平行な分割線で二つに分割された受光部 50m, 50 nで受光される。光スポット 51οは、回折光学素子 11からの 0次光かつ回折光学素子 7bの領域 15aからの 1次回折光のうち回折光学素子 8の領域 14cからの + 1次回 折光に相当し、ディスク 6の半径方向に平行な分割線で二つに分割された受光部 50 o, 50pで受光される。光スポット 51pは、回折光学素子 11からの 0次光かつ回折光 学素子 7bの領域 15aからの 1次回折光のうち回折光学素子 8の領域 14dからの + 1次回折光に相当し、ディスク 6の半径方向に平行な分割線で二つに分割された受 光部 50ο, 50ρで受光される。
[0088] 光スポット 51qは、回折光学素子 11からの 0次光かつ回折光学素子 7bの領域 15a 力もの + 1次回折光のうち回折光学素子 8の領域 14aからの + 1次回折光に相当し、 ディスク 6の半径方向に平行な分割線で二つに分割された受光部 50q, 50rで受光 される。光スポット 51rは、回折光学素子 11からの 0次光かつ回折光学素子 7bの領 域 15aからの + 1次回折光のうち回折光学素子 8の領域 14bからの + 1次回折光に 相当し、ディスク 6の半径方向に平行な分割線で二つに分割された受光部 50q, 50r で受光される。光スポット 51sは、回折光学素子 11からの 0次光かつ回折光学素子 7 bの領域 15aからの + 1次回折光のうち回折光学素子 8の領域 14cからの + 1次回折 光に相当し、ディスク 6の半径方向に平行な分割線で二つに分割された受光部 50s, 50tで受光される。光スポット 51tは、回折光学素子 11からの 0次光かつ回折光学素 子 7bの領域 15aからの + 1次回折光のうち回折光学素子 8の領域 14dからの + 1次 回折光に相当し、ディスク 6の半径方向に平行な分割線で二つに分割された受光部 50s, 50tで受光される。
[0089] 光スポット 53aは、回折光学素子 11からの 1次回折光かつ回折光学素子 7bの領 域 15aからの 0次光及び領域 15bからの 0次光のうち回折光学素子 8の領域 14aから の + 1次回折光に相当し、単一の受光部 52aで受光される。光スポット 53bは、回折 光学素子 11からの 1次回折光かつ回折光学素子 7bの領域 15aからの 0次光及び 領域 15bからの 0次光のうち回折光学素子 8の領域 14bからの + 1次回折光に相当し 、単一の受光部 52bで受光される。光スポット 53cは、回折光学素子 11からの 1次 回折光かつ回折光学素子 7bの領域 15aからの 0次光及び領域 15bからの 0次光のう ち回折光学素子 8の領域 14cからの + 1次回折光に相当し、単一の受光部 52cで受 光される。光スポット 53dは、回折光学素子 11からの 1次回折光かつ回折光学素 子 7bの領域 15aからの 0次光及び領域 15bからの 0次光のうち回折光学素子 8の領 域 14dからの + 1次回折光に相当し、単一の受光部 52dで受光される。
[0090] 光スポット 53eは、回折光学素子 11からの + 1次回折光かつ回折光学素子 7bの領 域 15aからの 0次光及び領域 15bからの 0次光のうち回折光学素子 8の領域 14aから の + 1次回折光に相当し、単一の受光部 52eで受光される。光スポット 53fは、回折 光学素子 11からの + 1次回折光かつ回折光学素子 7bの領域 15aからの 0次光及び 領域 15bからの 0次光のうち回折光学素子 8の領域 14bからの + 1次回折光に相当し 、単一の受光部 52fで受光される。光スポット 53gは、回折光学素子 11からの + 1次 回折光かつ回折光学素子 7bの領域 15aからの 0次光及び領域 15bからの 0次光のう ち回折光学素子 8の領域 14cからの + 1次回折光に相当し、単一の受光部 52gで受 光される。光スポット 53hは、回折光学素子 11からの + 1次回折光かつ回折光学素 子 7bの領域 15aからの 0次光及び領域 15bからの 0次光のうち回折光学素子 8の領 域 14dからの + 1次回折光に相当し、単一の受光部 52hで受光される。
[0091] ここで、受光部 50a〜50t, 52a〜52hからの出力を、それぞれ V50a〜V50t, V5 2a〜V52hで表わす。このとき、フーコー法によるフォーカス誤差信号は（V50e+V 50h+V50i+V501) - (V50f +V50g+V50j +V50k)の演算から得られる。位相 差法によるトラック誤差信号は (V50a+V50d)と (V50b+V50c)との位相差力 得 られる。プッシュプル法によるトラック誤差信号は { (V50a+V50c) - (V50b+V50 d) } -K{ (V52a+V52c+V52e+V52g) - (V52b+V52d+V52f +V52h) } ( Kは定数）の演算力も得られる。また、ディスク 6に記録された RF信号は (V50a+V5 Ob+V50c+V50d)の演算力ら得られる。更に、（V50m+V50p+V50q+V50t) - (V50n+V50o+V50r+V50s)はフーコー法によるディスク 6からの反射光の内 側部分に対するフォーカス誤差信号（内側フォーカス誤差信号)である。フォーカス 誤差信号を用いてフォーカスサーボをかけたときの内側フォーカス誤差信号を、ディ スク 6の保護層厚ずれによる球面収差を含む光学系の球面収差を表わす球面収差 誤差信号として用いることができる。
[0092] 本実施形態においては、第五実施形態と同様に、回折光学素子 7b, 8の順序は逆 であっても良い。また、回折光学素子 7b, 8の代わりに単一の回折光学素子を用い ても良い。
[0093] 本発明に係る光ヘッド装置の第七実施形態は、第三実施形態における回折光学 素子 12aを回折光学素子 12bに置き換え、光検出器 10aを光検出器 10cに置き換え たものである。
[0094] 本実施形態における回折光学素子 12bの平面図は図 13に示すものと同じである。
[0095] 図 17は回折光学素子 12bの断面図である。回折光学素子 12bは、基板 27a上に 複屈折性を有する回折格子 28bが形成され、それが充填剤 29bで埋められ、その上 に基板 27bが重ねられた構成である。回折格子 28bとしては、結晶を用いることもで きるし液晶高分子等を用いることもできる。回折光学素子 12bは、入射光のうち特定 の方向の偏光成分を透過させ、特定の方向と直交する方向の偏光成分を五つの光 に分割する働きをする。回折光学素子 13からの透過光は、回折光学素子 12bに入 射光 30として入射する。この光は、偏光方向が特定の方向と一致しているため、 0次 光 31として透過する。一方、ディスク 6からの反射光は、回折光学素子 12bに入射光 32として入射する。この光は、偏光方向が特定の方向と直交する方向と一致している ため、 0次光 33b、— 1次回折光 34b、 + 1次回折光 35b、—2次回折光 36及び +2 次回折光 37の五つの光に分割される。
[0096] ここで、回折格子 28bのピッチを Pとし、回折格子 28bの断面形状を、「幅 PZ2— A のライン部、幅 Aのスペース部、幅 Aのライン部、幅 PZ2— Aのスペース部」の繰り返 し（ただし A=0. 142P)とする。また、回折格子 28bの高さを Hとし、 Η = 0. 1738 λ Ζ(η — η ) (ただしえは入射光 30, 32の波長、 ηは入射光 32の偏光方向に対する
D F D
回折格子 28bの屈折率、 nは充填剤 29bの屈折率）とする。なお、入射光 30の偏光
F
方向に対する回折格子 28bの屈折率は nである。このとき、入射光 30に対する 0次
F
光の透過率は 100%となる。また、入射光 32に対する 0次光の透過率は 73. 0%、 - 1次回折光の回折効率は 4. 2%、 + 1次回折光の回折効率は 4. 2%、 一 2次回折光 の回折効率は 4. 2%、 +2次回折光の回折効率は 4. 2%となる。すなわち、往路に おいて回折光学素子 12bの領域 15a, 15bに入射した光は、いずれも 0次光として 1 00%が透過する。また、復路において回折光学素子 12bの領域 15a, 15bに入射し た光は、いずれも 0次光として 73. 0%が透過し、ー1次回折光として 4. 2%が回折さ れ、 + 1次回折光として 4. 2%が回折され、 2次回折光として 4. 2%が回折され、 + 2次回折光として 4. 2%が回折される。
[0097] 本実施形態における光検出器 10cの受光部のパタンと光検出器 10c上の光スポッ トの配置とは、図 15に示すものと同じである。
[0098] 本実施形態においては、第五実施形態において図 15を参照して説明した方法と 同様の方法により、フーコー法によるフォーカス誤差信号、位相差法によるトラック誤 差信号、プッシュプル法によるトラック誤差信号、及びディスク 6に記録された RF信号 が得られる。更に、フーコー法によるディスク 6からの反射光の内側部分に対するフォ 一カス誤差信号（内側フォーカス誤差信号)が得られる。フォーカス誤差信号を用い てフォーカスサーボをかけたときの内側フォーカス誤差信号を、ディスク 6の保護層厚 ずれによる球面収差を含む光学系の球面収差を表わす球面収差誤差信号として用 いることがでさる。 [0099] 本実施形態においては、 1Z4波長板 4と偏光ビームスプリッタ 3との間に回折光学 素子 12b, 13がこの順に設けられているが、回折光学素子 12b, 13の順序は逆であ つても良い。また、回折光学素子 12b, 13の代わりに、入射面側の基板及び出射面 側の基板のいずれか一方に回折格子 28bに相当する回折格子が形成され、他方に 回折格子 38に相当する回折格子が形成された単一の回折光学素子を用いても良い 。回折光学素子 12b, 13の代わりに、入射面側の基板及び出射面側の基板のいず れか一方のみに回折格子 28bに相当する回折格子と、回折格子 38に相当する回折 格子とが、重ねて形成された単一の回折光学素子を用いても良い。
[0100] 本発明に係る光ヘッド装置の第八実施形態は、第四実施形態における回折光学 素子 12aを回折光学素子 12bに置き換え、光検出器 10bを光検出器 10dに置き換え たものである。
[0101] 本実施形態における回折光学素子 12bの平面図は図 13に示すものと同じである。
また、本実施形態における回折光学素子 12bの断面図は図 17に示すものと同じで ある。
[0102] 本実施形態における光検出器 10dの受光部のパタンと光検出器 10d上の光スポッ トの配置とは、図 16に示すものと同じである。
[0103] 本実施形態においては、第六実施形態において図 16を参照して説明した方法と 同様の方法により、フーコー法によるフォーカス誤差信号、位相差法によるトラック誤 差信号、プッシュプル法によるトラック誤差信号、及びディスク 6に記録された RF信号 が得られる。更に、フーコー法によるディスク 6からの反射光の内側部分に対するフォ 一カス誤差信号（内側フォーカス誤差信号)が得られる。フォーカス誤差信号を用い てフォーカスサーボをかけたときの内側フォーカス誤差信号を、ディスク 6の保護層厚 ずれによる球面収差を含む光学系の球面収差を表わす球面収差誤差信号として用 いることがでさる。
[0104] 本実施形態においては、第七実施形態と同様に、回折光学素子 12b, 13の順序 は逆であっても良い。また、回折光学素子 12b, 13の代わりに単一の回折光学素子 を用いても良い。
[0105] 本発明に係る光ヘッド装置の第五〜第八実施形態においては、回折光学素子 7b 又は回折光学素子 12bの領域 15aからの 0次光及び領域 15bからの 0次光をトラック 誤差信号及び RF信号の検出に用い、回折光学素子 7b又は回折光学素子 12bの領 域 15aからの ± 2次回折光及び領域 15bからの ± 1次回折光をフォーカス誤差信号 の検出に用い、回折光学素子 7b又は回折光学素子 12bの領域 15aからの ± 1次回 折光を球面収差誤差信号の検出に用いる。これに対し、回折光学素子 7b又は回折 光学素子 12bの領域 15aからの 0次光と 2次回折光及び + 2次回折光の 、ずれか 一方と領域 15bからの 0次光と 1次回折光及び + 1次回折光のいずれか一方とをト ラック誤差信号及び RF信号の検出に用い、回折光学素子 7b又は回折光学素子 12 bの領域 15aからの 2次回折光及び + 2次回折光の他方と領域 15bからの 1次回 折光及び + 1次回折光の他方とをフォーカス誤差信号の検出に用い、回折光学素 子 7b又は回折光学素子 12bの領域 15aからの ± 1次回折光を球面収差誤差信号の 検出に用いる形態としてもよい。
[0106] 図 18に、本発明に係る光学式情報記録再生装置の第一実施形態を示す。本実施 形態は、本発明に係る光ヘッド装置の第一実施形態に、コントローラ 54、変調回路 5 5、記録信号生成回路 56、半導体レーザ駆動回路 57、増幅回路 58、再生信号処理 回路 59、復調回路 60、誤差信号生成回路 61及び対物レンズ駆動回路 62を付加し たものである。
[0107] 変調回路 55は、ディスク 6へ記録すべきデータを変調規則に従って変調する。記 録信号生成回路 56は、変調回路 55で変調された信号を基に、記録ストラテジに従つ て半導体レーザ 1を駆動するための記録信号を生成する。半導体レーザ駆動回路 5 7は、記録信号生成回路 56で生成された記録信号を基に、半導体レーザ 1へ記録信 号に応じた電流を供給して半導体レーザ 1を駆動する。これによりディスク 6へのデー タの記録が行われる。
[0108] 増幅回路 58は、光検出器 10aの各受光部からの出力を増幅する。再生信号処理 回路 59は、増幅回路 58で増幅された信号を基に、 RF信号の生成、波形等化及び 二値化を行う。復調回路 60は、再生信号処理回路 59で二値化された信号を復調規 則に従って復調する。これによりディスク 6からのデータの再生が行われる。
[0109] 誤差信号生成回路 61は、増幅回路 58で増幅された信号を基に、フォーカス誤差 信号及びトラック誤差信号の生成を行う。対物レンズ駆動回路 62は、誤差信号生成 回路 61で生成された誤差信号を基に、対物レンズ 5を駆動する図示しないァクチュ エータへ誤差信号に応じた電流を供給して対物レンズ 5を駆動する。
[0110] 更に、ディスク 6を除く光学系は図示しないポジショナによりディスク 6の半径方向へ 駆動され、ディスク 6は図示しないスピンドルにより回転駆動される。これによりフォー カス、トラック、ポジショナ及びスピンドルのサーボが行われる。
[0111] 変調回路 55から半導体レーザ駆動回路 57までのデータの記録に関わる回路、増 幅回路 58から復調回路 60までのデータの再生に関わる回路、増幅回路 58から対物 レンズ駆動回路 62までのサーボに関わる回路は、コントローラ 54により制御される。
[0112] 本実施形態は、ディスク 6に対して記録及び再生を行う記録再生装置である。これ に対し、本発明に係る光学式情報記録再生装置の他の実施形態として、ディスク 6〖こ 対して再生のみを行う再生専用装置としてもよい。この場合、半導体レーザ 1は、半 導体レーザ駆動回路 57により記録信号に基づいて駆動されるのではなぐ出射光の パワーが一定の値になるように駆動される。
[0113] 本発明に係る光学式情報記録再生装置の他の実施形態としては、本発明に係る 光ヘッド装置の第二〜第八実施形態に、コントローラ、変調回路、記録信号生成回 路、半導体レーザ駆動回路、増幅回路、再生信号処理回路、復調回路、誤差信号 生成回路、対物レンズ駆動回路を付加した形態としてもょ 、。
[0114] 更に、本発明に係る光学式情報記録再生装置の他の実施形態としては、本発明に 係る光ヘッド装置の第五〜第八実施形態に、コントローラ、変調回路、記録信号生成 回路、半導体レーザ駆動回路、増幅回路、再生信号処理回路、復調回路、誤差信 号生成回路、対物レンズ駆動回路、球面収差補正素子、球面収差補正素子駆動回 路を付加した形態としてもょ ヽ。
[0115] 本実施形態においては、誤差信号生成回路は、フォーカス誤差信号及びトラック誤 差信号に加え、球面収差誤差信号の生成を行う。球面収差補正素子としては、ェキ スパンダレンズや液晶光学素子が用いられる。球面収差補正素子としてエキスパン ダレンズを用いる場合、球面収差補正素子駆動回路は、誤差信号生成回路で生成 された球面収差誤差信号力^になるように、ァクチユエータによりエキスパンダレンズ の光軸方向の位置を調整し、光学系の球面収差を相殺する球面収差を対物レンズ で発生させる。一方、球面収差補正素子として液晶光学素子を用いる場合、球面収 差補正素子駆動回路は、誤差信号生成回路で生成された球面収差誤差信号が 0に なるように、液晶光学素子に印加する電圧を調整し、光学系の球面収差を相殺する 球面収差を液晶光学素子で発生させる。
図面の簡単な説明
[図 1]本発明に係る光ヘッド装置の第一実施形態を示す図である。
[図 2]本発明に係る光ヘッド装置の第一実施形態における回折光学素子の平面図で ある。
[図 3]本発明に係る光ヘッド装置の第一実施形態における回折光学素子の断面図で ある。
[図 4]本発明に係る光ヘッド装置の第一実施形態における回折光学素子の平面図で ある。
[図 5]本発明に係る光ヘッド装置の第一実施形態における回折光学素子の断面図で ある。
[図 6]本発明に係る光ヘッド装置の第一実施形態における、光検出器の受光部のパ タンと光検出器上の光スポットの配置を示す図である。
[図 7]本発明に係る光ヘッド装置の第二実施形態を示す図である。
[図 8]本発明に係る光ヘッド装置の第二実施形態における、光検出器の受光部のパ タンと光検出器上の光スポットの配置を示す図である。
[図 9]本発明に係る光ヘッド装置の第三実施形態を示す図である。
[図 10]本発明に係る光ヘッド装置の第三実施形態における回折光学素子の断面図 である。
[図 11]本発明に係る光ヘッド装置の第三実施形態における回折光学素子の断面図 である。
[図 12]本発明に係る光ヘッド装置の第四実施形態を示す図である。
[図 13]本発明に係る光ヘッド装置の第五実施形態における回折光学素子の平面図 である。 [図 14]本発明に係る光ヘッド装置の第五実施形態における回折光学素子の断面図 である。
[図 15]本発明に係る光ヘッド装置の第五実施形態における、光検出器の受光部の パタンと光検出器上の光スポットの配置を示す図である。
[図 16]本発明に係る光ヘッド装置の第六実施形態における、光検出器の受光部の パタンと光検出器上の光スポットの配置を示す図である。
[図 17]本発明に係る光ヘッド装置の第七実施形態における回折光学素子の断面図 である。
[図 18]本発明に係る光学式情報記録再生装置実施形態を示す図である。
[図 19]従来の光ヘッド装置を示す図である。
[図 20]従来の光ヘッド装置における回折光学素子の平面図である。
[図 21]従来の光ヘッド装置における回折光学素子の断面図である。
[図 22]従来の光ヘッド装置における、光検出器の受光部のパタンと光検出器上の光 スポットの配置を示す図である。
符号の説明
1 半導体レーザ
2 コリメータレンズ
3 偏光ビームスプリッタ
4 1Z4波長板
5 対物レンズ
6 ディスク
7a, 7b 回折光学素子
8 回折光学素子
9 凸レンズ
lOa-lOe 光検出器
11 回折光学素子
12a, 12b 回折光学素子
13 回折光学素子 a〜14d 領域a, 15b 領域aゝ 16b 基板a, 17b 回折格子 入射光
a, 19b 0次光a, 20b 1次回折光a, 21b +1次回折光 2次回折光 +2次回折光 回折格子 入射光
+1次回折光a〜27d 基板a, 28b 回折格子a、 29b 充填剤 入射光
0次光
入射光
a, 33b 0次光a, 34b 1次回折光a, 35b +1次回折光 2次回折光 +2次回折光 回折格子 充填剤
入射光
0次光 2 入射光
3 + 1次回折光
4a〜441 受光部
5a〜451 光スポット6a〜46t 受光部7a〜47t 光スポット8a〜48t 受光部9a〜49t 光スポット0a〜50t 受光部la〜51t 光スポット2a〜52h 受光部3a〜5 5h 光ス ット コントローラ
5 変調回路
6 記録信号生成回路7 半導体レーザ駆動回路8 増幅回路
9 再生信号処理回路 復調回路
1 誤差信号生成回路2 対物レンズ駆動回路3 回折光学素子 a〜64d 領域
基板
回折格子
入射光
1次回折光
+ 1次回折光 70a〜70h 受光部 71a〜71h 光スポット

Claims

請求の範囲
[1] 光源と、この光源力 の出射光を円盤状の光記録媒体上に集光する対物レンズと、 前記光記録媒体からの反射光を受光する光検出器とを備えた光ヘッド装置において 前記光記録媒体からの反射光の光路中に、第一の回折格子と第二の回折格子と が設けられ、
前記第一の回折格子は、入射光を少なくとも 0次光、負の第一の次数の回折光、及 び正の第一の次数の回折光の三つの光に分割し、
前記第二の回折格子は、複数の領域に分割され、入射光を前記複数の領域に対 応した複数の光に分割する、
ことを特徴とする光ヘッド装置。
[2] 前記第一の回折格子は、前記反射光の光軸に垂直な第一の面に形成され、
前記第二の回折格子は、前記反射光の光軸に垂直で前記第一の面と光軸方向の 位置が異なる第二の面に形成されるとともに、この第二の面内で、前記光軸を通り前 記光記録媒体の半径方向に対応する直線と前記光軸を通り前記光記録媒体の接線 方向に対応する直線とによって四つの領域に分割され、入射光を前記四つの領域 に対応した四つの光に分割する、
ことを特徴とする請求項 1記載の光ヘッド装置。
[3] 前記第一の面は第一の回折光学素子に含まれ、前記第二の面は第二の回折光学 素子に含まれる、
ことを特徴とする請求項 2記載の光ヘッド装置。
[4] 前記第一の面及び前記第二の面は単一の回折光学素子に含まれる、
ことを特徴とする請求項 2記載の光ヘッド装置。
[5] 前記第一の回折格子の断面形状は矩形状であり、前記第二の回折格子の断面形 状は鋸歯状又は階段状である、
ことを特徴とする請求項 1乃至 4のいずれか 1項に記載の光ヘッド装置。
[6] 前記光検出器は、トラック誤差信号及び RF信号を検出するために前記第一の回折 格子からの前記 0次光を受光する受光部と、フォーカス誤差信号を検出するために 前記第一の回折格子からの前記負の第一の次数の回折光及び前記正の第一の次 数の回折光を受光する受光部とを有する、
ことを特徴とする請求項 1乃至 5のいずれか 1項に記載の光ヘッド装置。
[7] 前記光検出器は、トラック誤差信号及び RF信号を検出するために前記第一の回折 格子からの前記 0次光と前記負の第一の次数の回折光及び前記正の第一の次数の 回折光のいずれか一方とを受光する受光部と、フォーカス誤差信号を検出するため に前記第一の回折格子力 の前記負の第一の次数の回折光及び前記正の第一の 次数の回折光の他方を受光する受光部とを有する、
ことを特徴とする請求項 1乃至 5のいずれか 1項に記載の光ヘッド装置。
[8] 前記第一の回折格子は、前記反射光の光軸からの距離に応じて第一の領域と第 二の領域とに分割され、これらの第一の領域及び第二の領域の各々は、入射光を少 なくとも 0次光、負の第一の次数の回折光、正の第一の次数の回折光、負の第二の 次数の回折光、及び正の第二の次数の回折光の五つの光に分割する、
ことを特徴とする請求項 1乃至 4のいずれか 1項に記載の光ヘッド装置。
[9] 前記第一の回折格子の断面形状は、第一の幅のライン部、第二の幅のスペース部 、前記第二の幅のライン部、及び前記第一の幅のスペース部のこの順の繰り返しで あり、
前記第二の回折格子の断面形状は、鋸歯状又は階段状である、
ことを特徴とする請求項 8記載の光ヘッド装置。
[10] 前記光検出器は、
トラック誤差信号及び RF信号を検出するために前記第一の領域からの前記 0次光 と前記第二の領域からの前記 0次光とを受光する受光部と、
フォーカス誤差信号を検出するために前記第一の領域力 の前記負の第二の次 数の回折光及び前記正の第二の次数の回折光と前記第二の領域からの前記負の 第一の次数の回折光及び前記正の第一の次数の回折光とを受光する受光部と、 光学系の球面収差を表わす球面収差誤差信号を検出するために前記第一の領域 力 の前記負の第一の次数の回折光及び前記正の第一の次数の回折光とを受光す る受光部とを有する、 ことを特徴とする請求項 8又は 9記載の光ヘッド装置。
[11] 前記光検出器は、
トラック誤差信号及び RF信号を検出するために前記第一の領域からの前記 0次光 並びに前記負の第二の次数の回折光及び前記正の第二の次数の回折光のいずれ か一方と、前記第二の領域からの前記 0次光並びに前記負の第一の次数の回折光 及び前記正の第一の次数の回折光のいずれか一方とを受光する受光部と、 フォーカス誤差信号を検出するために前記第一の領域力 の前記負の第二の次 数の回折光及び前記正の第二の次数の回折光の他方と、前記第二の領域からの前 記負の第一の次数の回折光及び前記正の第一の次数の回折光の他方とを受光す る受光部と、
光学系の球面収差を表わす球面収差誤差信号を検出するために前記第一の領域 からの前記負の第一の次数の回折光及び前記正の第一の次数の回折光を受光す る受光部とを有する、
ことを特徴とする請求項 8又は 9記載の光ヘッド装置。
[12] 請求項 1乃至 7のいずれか 1項に記載の光ヘッド装置と、前記光源を駆動する第一 の回路と、前記光検出器力 の出力信号に基づいてフォーカス誤差信号、トラック誤 差信号及び RF信号を生成する第二の回路と、前記フォーカス誤差信号及びトラック 誤差信号に基づいて前記対物レンズの位置を制御する第三の回路と、
を備えたことを特徴とする光学式情報記録再生装置。
[13] 請求項 8乃至 11のいずれか 1項に記載の光ヘッド装置と、前記光源を駆動する第 一の回路と、前記光検出器からの出力信号に基づいてフォーカス誤差信号、トラック 誤差信号、球面収差誤差信号及び RF信号を生成する第二の回路と、前記フォー力 ス誤差信号及びトラック誤差信号に基づいて前記対物レンズの位置を制御する第三 の回路と、球面収差補正素子と、前記球面収差誤差信号に基づいて前記球面収差 補正素子を駆動する第四の回路と、
を備えたことを特徴とする光学式情報記録再生装置。
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