WO2007066489A1 - 光ヘッド装置及びこれを備えた光学式情報記録再生装置 - Google Patents

光ヘッド装置及びこれを備えた光学式情報記録再生装置 Download PDF

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WO2007066489A1
WO2007066489A1 PCT/JP2006/322928 JP2006322928W WO2007066489A1 WO 2007066489 A1 WO2007066489 A1 WO 2007066489A1 JP 2006322928 W JP2006322928 W JP 2006322928W WO 2007066489 A1 WO2007066489 A1 WO 2007066489A1
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light
main beam
order diffracted
reflected
sub
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PCT/JP2006/322928
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English (en)
French (fr)
Inventor
Ryuichi Katayama
Original Assignee
Nec Corporation
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Publication date
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    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/12—Heads, e.g. forming of the optical beam spot or modulation of the optical beam
    • G11B7/135—Means for guiding the beam from the source to the record carrier or from the record carrier to the detector
    • G11B7/1353—Diffractive elements, e.g. holograms or gratings
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/08—Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers
    • G11B7/09—Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers with provision for moving the light beam or focus plane for the purpose of maintaining alignment of the light beam relative to the record carrier during transducing operation, e.g. to compensate for surface irregularities of the latter or for track following
    • G11B7/0901—Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers with provision for moving the light beam or focus plane for the purpose of maintaining alignment of the light beam relative to the record carrier during transducing operation, e.g. to compensate for surface irregularities of the latter or for track following for track following only
    • G11B7/0903—Multi-beam tracking systems
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/08—Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers
    • G11B7/09—Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers with provision for moving the light beam or focus plane for the purpose of maintaining alignment of the light beam relative to the record carrier during transducing operation, e.g. to compensate for surface irregularities of the latter or for track following
    • G11B7/0908—Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers with provision for moving the light beam or focus plane for the purpose of maintaining alignment of the light beam relative to the record carrier during transducing operation, e.g. to compensate for surface irregularities of the latter or for track following for focusing only
    • G11B7/0916—Foucault or knife-edge methods

Definitions

  • the present invention relates to a raw device, and more particularly, to an optical device and a raw device capable of detecting a good track number for the body.
  • a raw device here means either recorded or live, that is, recorded or live, recorded only, or reproduced only. It has a function to detect the pad, the occass number and the track number for recording raw materials for 002 bodies.
  • the spot size is known as a method of issuing the Okas (or a negative).
  • a groove for tracking is formed on the body of the mold and the writing, and when the spot formed on the top of the pad crosses this groove, a sound is generated in the ocus signal. The law is
  • the land which is the concave part of the groove, is recorded on the convex part of the groove.
  • the Popp method is generally used. Therefore, in order to deal with the write-once type and the typeface of the writing, the light and the device are required to have a function of detecting the ocus signal by the law and the track signal by the pop method.
  • Body The pad device described in Patent 2 is known as a pad that receives light by the same method for detecting an optical signal by the method and a track signal by the method.
  • 000 55 is a diagram of the diffraction gd. Is a configuration in which a diffractor divided into regions 3 to 3 is formed by a line that is parallel to the direction of the disc 7 through which the incident light passes and a line that is parallel to the direction of the disc 7 that passes through the incident light. is there.
  • the offset of the diffractor is also parallel to the line direction of the disk 7, and the offset of the diffractor is also a linear shape with an equal pitch.
  • the pitch of the child widens in the order of 3 3 3 3.
  • the circle indicated by the dotted line corresponds to 6a of Objective 6. 3 3 3 3 3
  • the diffracted light is diffracted as a diffracted light and is diffracted 7 diffracted.
  • the spots 2 a 2 b correspond to diffractions from 3 3 of the diffraction gd, respectively, and are defined by 2 a 2 b which is divided in two by a dividing line parallel to the direction of the disk 7.
  • the spot 2 c 2 d corresponds to the diffraction from 3 31 of the diffraction 9 d, respectively, and is defined as 2 c 2 d divided in two by a dividing line parallel to the direction of the disk 7.
  • the spot 2 e corresponds to the diffraction from dg 3 and so on, and is a single 2 e.
  • Spot 2 f corresponds to the diffraction from gd, which is a single 2 f.
  • Spot 2 is from the diffracted gd 3 Corresponds to diffraction, done with a single 2.
  • Spot 2 corresponds to the 31st diffraction of 9th diffraction and is divided by a single 2 0 7 where the forces of 2a-20th are represented by 2a-2 respectively.
  • (2 a 2 d) (2 b 2 c) is calculated according to the law.
  • the track (2 e 2) (22) is calculated by the Pu method, and (2 e 2 f 22) recorded on the disk 7 is also calculated.
  • 00087 shows the pad device described in Patent 2. Conductor the others
  • Bim 2 is a human
  • the light emitted by the person as the area light 32a on the side of the prism 3 is assumed as the light 3 and 33a.
  • the light emitted by the person as the area light 32b on the side of the prism 3 is defined as the particles 3 to 33b.
  • 00109 is a diagram of the diffraction ge.
  • the ge has a configuration in which the diffractor divided into the regions 33 is formed by a line parallel to the direction of the disk 7 through which the human light passes.
  • the offset of the diffractor is also parallel to the line direction of the disk 7, and the offset of the diffractor is also linear.
  • the child's chi spreads in the order of 33.
  • the circle indicated by the dotted line corresponds to 6a of the objective lens 6.
  • ge has a polarization in the diffraction index, and the light in the region 33 is diffracted as diffraction with a deviation of 45, and is almost diffracted with respect to the anomaly.
  • the spots 23a and 23b correspond to the beam 2 side and the side region, respectively, and the diffraction ge 3 3 3 and 3 respectively, and are formed by a single 22a 22b.
  • the spots 23c and 23d correspond to diffractions 3 and 4 of the diffraction ge from the beam 2 side region and the beam 2 side region, respectively, and are defined by 22c 22d which is divided into two by a dividing line parallel to the direction of the disk 7.
  • the spots 23e and 23f correspond to the diffractions of the diffraction ge 3 from the beam 2 side and the beam 2 side, respectively, and are divided by 22e 22f into the dividing lines parallel to the direction of the disk 7.
  • the spots 23 23 correspond to 3 diffractions of the diffraction ge from the beam 2 side and side regions, respectively, and are formed by a single 22. Spots 2 are from the side of beam 2 and
  • the forces from 22a to 22 are represented by 22a to 22, respectively.
  • the law is calculated as (22c 22f) (22d 22e).
  • the track method (22a 22b) is calculated by the method.
  • the R f number recorded on the disk 7 is calculated as (22a 22b) (2 2c 22d 22e 22f 22).
  • the differential and push method is generally used as the method of outputting the track signal that does not cause the set by 001.
  • a diffractive element is provided between the light and the objectives, and this element causes the light from the source to be focused upward by the objectives.
  • the main beam is generated as the reflected light, and by the number of, the individual beams of the main beam reflected by the body are individually received. From these powers, the main beam is used to detect the signal from the main beam, and the difference between the main beam and the signal from the beam is used as the track signal.
  • the ratio of the amount of the main beam to the main beam is usually set to ⁇ 2 degrees so that the data of the main beam does not disappear.
  • the optical body such as has the following.
  • the light emitted from the body is Solves the above-mentioned problems in the equipment and the raw equipment that are received in the same to detect the track signal by the No. and the Pup method, without disturbing the track number in the It is to provide an optical device and a raw device capable of detecting a good track number.
  • a main beam comprising a plurality of parts for receiving the number of main beams for detecting a number of the main beam, and a number of beams for detecting the number of a number of signals for detecting the number of main beams by the group of services.
  • the number of main beams and the number of main beams are made to correspond to each other, and the number of main beams and the number of main beams are equal to each other. No and correspond to each other. That is, the row direction of the number of main beams and the position of the number of main beams are set so that the number of main beams does not intersect between the dividing stages and the number of main beams.
  • the sabim generated in the zone located on the side of the line parallel to the direction corresponding to the line direction of the body passing through the division stage, the line direction of the body passing through the center of the sabim Is located on the side of the line parallel to the direction corresponding to.
  • a light-related optical head an objective lens that collects light from a source on, a diffractive element provided between the light source and the light source, and light emitted from the body.
  • a light splitting stage provided between the light source and the light source;
  • the layers of the body close to the lens of the body are collected, and the particles of the body are collected on the layer far from the body. It is provided in almost all of the above-mentioned to four main-beams generated from the light emitted from the main beam reflected by the shining layer, and the split and the zone in the layer near the lens of the body. It is preferable that it is provided between the main beam reflected by the layer on the far side of the body and the light reflected by the main beam when the main beam is focused. When the main beam of this body is focused, the main beam reflected by the main beam does not overlap with the main beam, although a part of the main beam is emitted outside. Do not disturb the truck.
  • 002 division further has a function of generating a 58th main beam from the light emitted from the main beam reflected by the body, and another function for receiving the 8th main beam for detecting the occlusion signal. It is also possible to have more main beam groups. Since the light emitted from the body is received by the same unit for detecting the occass and the track number, the size of the head unit can be reduced.
  • 002 division is a diffractive element having a single surface on which a diffractive element is formed, and is the main beam of the four, the diffraction of the main beam reflected by the body with respect to the incident light,
  • the fourth beam is the diffraction at the child with respect to the reflected light of the sub-group reflected by the body
  • the light splitting stage is a diffractive element having a single surface, the formation of the light splitting stage is simple.
  • 002 division is a diffraction having a first with a first child formed and a second with a second child formed, the four main beams, of the main beam reflected by the body. Diffraction diffraction at the second child in the first child to the reflected light of the fourth beam and the sabimu group reflected by the body. Diffracted by the eight main beams and the one beam with respect to the reflected light of the main beams reflected by the body.
  • 002 division is a diffraction having a first with a first child formed and a second with a second child formed, the four main beams, of the main beam reflected by the body. Deviations of light and diffraction and tens of diffraction in the one child with respect to incident light, and diffraction diffraction in the second child with the four beams, and the one child with respect to the reflected light of the sabimu group reflected by the body. Light and diffraction at 10 and diffraction of 10 diffraction while diffraction at the second
  • Diffraction that is, the eight main beams, the diffraction of the one beam with respect to the reflected light of the main beam reflected by the body, and the diffraction diffraction of two decades of deviation from the ten beams.
  • the optical low of the light used for the output of the Ocas signal is used for the detection of the f signal. The amount of light can be further increased.
  • the optical generating device is a light detecting device according to Ming, a means for detecting a signal due to at least the main beam, and a means for detecting the signal from the main beam, and at least the above.
  • the optical device and live device according to 002 when the main beam is focused on (the layer near the lens) of the body, the main beam reflected by (the layer far from the lens) is collected. The incident light of the system is converted into the first to fourth main beams outside by the light splitting stage, and
  • the main beam is focused on the layer (farther from the lens) of the body, the main beam reflected by one layer (the layer closer to the lens) is emitted outside the light splitting stage. It is converted into one to four main beams, and part of it is exposed to the outside. At this time, the first to fourth main beams, which are, must overlap on the service. Therefore, the amount of light that enters the service does not change even if the length of the light and the distance between the light and the light change. As a result, there is no disturbance in the track number due to the service group, and further in the track signal due to the differential and loop methods.
  • the main beam is focused on one layer of the body, the main beam reflected by the other layer is converted into multiple main beams outside by the light splitting stage, and the main beam Some of them are exposed to the outside, but at this time, This is because.
  • the conductors are paralleled by the pattern 2 and divided by the diffraction 3 into the main beam and the beam, the earth diffraction. These lights are incident on the polarized beam splitter 4 as P light and almost transmitted therethrough, and after passing 45, they are converted from linear light to circularly polarized light and are focused on the disk 7 by the objective 6. It The light emitted from the disk 7 is transmitted through the objective 6 in the opposite direction, passes through the optical path 45, and is converted into linear light whose polarization direction is the same as the circularly polarized light, and the S light is output to the polarization beam splitter 4. Is reflected by the human being, passes through the lens 8, is diffracted by the diffraction ga which is the light splitting stage, and is reflected by a.
  • 00302 is a plan view of diffraction 9a.
  • 9a has a configuration in which diffractors divided into regions 3a to 3d are formed by lines that are parallel to the direction of the disk 7 through which light is incident and that is parallel to the direction of the disk 7 through which light is incident. is there.
  • the offset of the diffractor is also parallel to the line direction of the disk 7, and the offset of the diffractor is also a linear shape with an equal pitch.
  • the pitch of the offspring widens in the order of 3a 3b 3c 3d.
  • the circle indicated by the dotted line corresponds to 6a of Objective 6.
  • 003 13 shows the light spots on a of a.
  • Spot 5a shows the diffraction ga
  • Spot 5b corresponds to the diffraction of diffraction 3a to diffraction ga 3b and is made up of a single 4b.
  • the spot 5c corresponds to the diffraction from 3c of diffraction 3 to diffraction of 3c, and is represented by a single 4c.
  • the spot 5d corresponds to the diffraction of 3d from the diffraction of 3d, and is represented by a single 4d.
  • the 003 2 spot 5e and 5f correspond to the diffractions from 3a and 3b and 3a and 3b with diffraction ga, respectively, and are formed by a single 4e.
  • the spot 55 corresponds to the diffraction of 3c and 3d of diffraction 3d and 3d, respectively, and is formed by a single 4f.
  • the spot 55 corresponds to the diffraction from diffraction 3 and the diffractions from diffraction 3a and 3b, respectively, and is formed by a single 4.
  • the spots 5 5 and the diffractions from diffractions 3 and 4 correspond to the diffractions from 3c and 3d from diffraction ga, respectively, and are formed by a single 4.
  • the 003 spot corresponds to the diffraction of the diffraction ga of 3a to that of 3a, and is defined by 4 4 which is divided in two by a dividing line parallel to the direction of the disk 7.
  • the spot 5 corresponds to the diffraction from the diffraction ga from the diffraction 3 to the diffraction from the diffraction peak 3b and is divided into 4 4 by a dividing line parallel to the direction of the disk 7.
  • the spot 5 corresponds to the diffraction of 3c et al. Of the diffraction ga of 3rd et al., And is defined by 4 4 which is divided in two by a parting line parallel to the direction of the disk 7.
  • the spot 5 corresponds to the diffraction 3d et al. Of the diffraction ga of the diffraction 3 et al., And is divided into 4 4 by a dividing line parallel to the direction of the disk 7.
  • the 003 spots 5 5 5s 5 correspond to the diffractions of 3a, 3b, 3c 3d, etc. of diffractions of diffractions 3 and 3, respectively, and are formed by a single 4.
  • the spots 5 5 5 5 correspond to the diffractions from 3a, 3b, 3c, 3d, and 3d, respectively, which are diffracted from diffractions 3 and 4 and are formed by a single 4.
  • 4a-4d 4-4 correspond to the main beam
  • 4e-444 correspond to the beam.
  • 003 465 shows the location of the spot of light emitted from the non-target layer on the disk on a.
  • the disc 7 is a disc and the main beam is focused on the disc 7 (layer near the lens 6), the main beam reflected by the disc 7 (layer far from the lens 6) is reflected. , Located closer to objective 6 than a.
  • the diffraction ga is
  • the main beam reflected by isk 7 is reflected, and when the main beam of disk 7 is focused, the main beam reflected by isk 7 is reflected.
  • the incident light is diffracted as a diffracted light at 3a to 3d with a diffraction ga, and forms spots 24a to 24d as shown in 4 above.
  • 039 spot 24a is the diffraction from 3a of diffraction ga
  • Spot 24b is the diffraction from 3b of diffraction ga, spreads in the right quadrant of the figure centered on 4b, and part of 4 is radiated outside.
  • the spot 24c is the diffraction from 3c of diffraction ga, spreads in the upper left quadrant of the figure centered on 4c, and part of it is externally illuminated at 4f.
  • Spot 24d is the diffraction from 3d and others of diffraction ga, spreads in the left quadrant of the figure centered on 4d, and part of 4d is externally illuminated.
  • 4a 4b 4c 4d of a diffracts the main beam from the narrowest region, the second narrowest region, the third narrowest region, and the fourth narrowest region in the diffraction ga, respectively. That is, 4a 4b 4c 4d diffracts from regions 3a 3b 3c 3d and others.
  • the turns of 3a and 3b which are located on the side of the line passing through the optical axis and parallel to the direction corresponding to the line direction of the ask 7, pass through the centers of 4a to 4d and are flat in the direction corresponding to the line direction of the ask 7.
  • 4a and 4b which are located on the side of the horizontal line, are located on the side of the line that passes through the optical axis and is parallel to the direction corresponding to the line direction of the disk 7.
  • 4a-4d which is located on the side of the line parallel to the line direction of the disk 7 passing through the centers of 4a to 4d, and therefore does not intersect with the diffraction diffraction ga a.
  • Diffraction ga crosses between 3a and 3d and diffraction ga a.
  • the main beam reflected by the disk 7 when the beam of the disk 7 is focused and the main beam reflected by the disk 7 when the main beam of the disk 7 is focused
  • the incident light is diffracted at 3a to 3d with a diffraction ga as diffraction and forms spots 24e to 24 as shown in 5 above.
  • the 004 spot 24e is the diffraction of 3d from the diffraction ga
  • Spot 24f is the diffraction from 3c and others of diffraction ga, spreads in the upper left quadrant of the figure centered on 4b, and part of it is externally illuminated at 4f 4 e.
  • Spot 24 is the diffraction from 3b of ga, which spreads in the right quadrant of the figure centered on 4c, and part of it is externally radiated at 4 4.
  • Spot 24 is the diffraction from 3a et al. Of the diffraction ga, spreads in the upper right quadrant of the figure centered on 4d, and partly irradiates outside at 4f 4e.
  • the spot 24e 24 of is overlapping on 4 4 and the spot 24f 24 of is overlapping on 4f 4e. Therefore, if the length of the semiconductor chip or the distance between the disk 7 and the disk changes,
  • the amount of light from 4e to 4 changes due to interference.
  • turbulence is caused in the sub-number due to the service, and further in the track-number due to the differential method.
  • 4a 4b 4c 4d respectively diffract from the regions 3d 3c 3b 3a. At this time, it passes through the optical axis Diffraction from 3d and 3c located on the side of the line parallel to the direction corresponding to the line direction of 7 and passing through the centers of 4a to 4d and located on the side of the line parallel to the direction corresponding to the line direction of the ask 7 4a 4b. Then, the diffraction from 3b and 3a, which is located on the side of the line parallel to the line direction of the disk 7 that passes through the optical axis, passes through the centers of 4a to 4d and is parallel to the direction corresponding to the line direction of the disk 7. Since it is located at 4c 4d on the side of the line, it intersects with diffractive diffracted ga a.
  • the pitch of the diffractors widens in the order of regions 3a 3b 3c 3d.
  • 00476 is a plan view of diffraction 9a. 9a diffracts onto 26a
  • 27a is formed.
  • the light emitted from the disk 7 is incident on the diffraction ga as 28a, is diffracted as 29a, is diffracted as 3a, and is a.
  • 27a is stepped.
  • P of the diffraction 27a is P
  • the width of the ⁇ 4th is P 2 W W P 2 W W (however, W P ⁇ 35).
  • -4 of diffraction 27a be 0 4 2 3 4 respectively, where (where is the length of incident light 28a and is the diffraction rate of diffraction 27a).
  • the light beam of the main beam from the optical disk 7 used to output the Ocas signal is emitted from the main beam of the optical beam from the optical disk 7 used to detect the f signal.
  • the amount of light used for the output of the signal is larger than the amount of light used for the output of the signal, it is possible to obtain a higher signal for f.
  • the conductors Z, et al. are paralleled by the pattern 2 and are split by the diffraction 3 into the main beam and the total beam, the diffraction. These lights are incident on the polarization beam splitter 4 as P-lights and almost transmitted therethrough. After passing through 45, they are converted from linear light to circularly-polarized light and are focused on the disk 7 by the objective 6. The light emitted from the disk 7 is transmitted through the objective 6 in the opposite direction, passes through 45, is converted to circular light from the circularly polarized light, and is converted into linear light whose polarization direction is corrected.
  • 00509b has a structure in which diffractors are formed on the entire surface.
  • 005118 is a plan view of diffraction 9c.
  • 9c has a configuration in which diffractors divided into regions 3e to 3 are formed by lines that are parallel to the direction of the disk 7 through which light is incident and that is parallel to the line direction of the disk 7 through which light is incident. is there.
  • the offset of the diffractor is also parallel to the line direction of the disk 7, and the offset of the diffractor is also a linear shape with an equal pitch.
  • the diffractor pitches in 3e 3 are equal, and the diffractors in the region 3f 3 are equal.
  • the pitch of the diffractor in the region 3e 3 is larger than the pitch of the diffractor in the region f 3.
  • the circle indicated by the dotted line corresponds to 6a of Objective 6.
  • 00529 shows the light spots on b of b.
  • the spot 8a corresponds to the diffraction 3d, the diffraction gb, the diffraction gc, and the diffraction gc, 3e, and is made up of a single 6a.
  • the spot 8b corresponds to the diffraction 3b, the diffraction gb 3d, the diffraction gc 3d, etc., and is formed by a single 6b.
  • Spot 8c is from diffraction 3 Corresponding to a single 6c.
  • Spot 8d corresponds to the 3rd diffraction of 3rd diffraction, the 3rd diffraction of gb, the 3rd diffraction of gc, and the 3d diffraction of gc.
  • the 0053 spots 8e and 8f correspond to the diffractions 3d and 3d of the diffractions 3b and 9b and the diffractions gb, respectively, and are formed by a single 6e.
  • the spots, 8 8 correspond to the diffractions from the diffractions 3 and 3 to the diffractions from the diffraction gb and the diffractions from the diffraction gc 3 3 respectively, and are made by a single 6f.
  • the spot 88 corresponds to the diffraction from 3d, the diffraction from 9b to the diffraction from 3e and 3f from gc, respectively, and is represented by a single 6.
  • Spot 8 8 Diffraction 3 diffracted diffraction Gb diffracted gc diffracted by gc 3 3 diffracted by 3 respectively, and made by a single 6.
  • the spot ga is the diffraction of 3 and the diffraction of gb and the like.
  • Diffraction Diffraction gc corresponds to the diffraction from 3e et al., And is divided by 7a and 7b by a dividing line parallel to the direction of the disk 7.
  • the spot gb corresponds to the diffraction from 3f to the diffraction from gb to the diffraction from gf to the diffraction 3c, and is divided into two by the dividing line parallel to the direction of the disk 7 at 7c 7d.
  • the spot gc corresponds to the diffraction from gb 3 to the diffraction from gb to the diffraction from gc 3 and is divided into two by 7e 7f by a dividing line parallel to the direction of the disk 7.
  • the spot gd corresponds to the diffraction from diffraction 3 to the diffraction from diffraction gb to the diffraction from diffraction gc to 3 and is defined by 7 7 divided in two by a dividing line parallel to the direction of the disk 7.
  • the 005 spot ge corresponds to the diffraction from 3e to the diffraction from gb to the diffraction from gb to the diffraction from ge to 3e, and is divided by 7 7 by the dividing line parallel to the direction of the disk 7.
  • the spot gf corresponds to the diffraction from the diffraction 3 g from the diffraction gb from the diffraction 3 g from the diffraction gc, and is divided into two 7 7 by a dividing line parallel to the direction of the disk 7.
  • the spots 9 correspond to the diffractions from the diffractions 3 to 3 and the diffractions from the diffraction gb to the diffractions from the diffraction grating 3 and are divided by the dividing line parallel to the direction of the disk 7 by 7 7.
  • the spot g corresponds to the diffraction 3 diffracted gb diffracted diffracted gc diffracted gc 3 diffracted by 3 7 and is divided by 2 7 by a dividing line parallel to the direction of the disc 7.
  • spots g 9 9 g correspond to the diffraction from diffraction 3 and the like, the diffraction from gb and the diffraction 3c and the like, the diffraction from region 3f and the diffraction from region 3f, the diffraction from region 3 and the diffraction from region 3, respectively. Done in 7.
  • the spot gg gs g corresponds to the diffraction from the diffraction 3 or the like, the diffraction from the region 3f or the like, the diffraction from the region 3 or the like, or the diffraction from the region 3 or the like, and is made by a single 7s.
  • the spot gggg is diffracted by 3 diffracted by gb diffracted by diffracted gc diffracted by 3e et al. Diffracted by region 3f diffracted by region 3, diffracted by region 3, etc. Equivalent to a single 7
  • 6a-6d 7a-7 correspond to the main beam
  • 6e-6 7-7 correspond to the beam.
  • the disc 7 is a disc and the main beam is focused on the disc 7 (layer near the lens 6), the main beam reflected by the disc 7 (layer far from the lens 6) is emitted. , Located closer to objective 6 than b.
  • disc 7 is the disc, and the main beam is placed on the disc 7 (layer farthest from lens 6).
  • the main beam reflected by the disk 7 (the layer near the lens 6) is reflected to the side 8 by the 006 1 gc located farther from the object lens 6 than b.
  • the diffracted light is 3e 3f, which is the reflected light, and the diffracted light is the reflected light, which is the reflected light of 8 3.
  • the main beam reflected by the disk 7 when the main beam is focused passes through the deviation gb as the diffraction gb, is diffracted as diffraction at 3e 3f of diffraction gc, and is diffracted as 3 3 as well.
  • spots 25a to 25d as shown above.
  • the 0062 spot 25a is the diffraction of 3g of diffraction gc from 3b of diffraction gb, spreads in the upper left quadrant of the figure centering on 6a, and a part of it illuminates the outside at 6e.
  • the spot 25b is the diffraction from the diffraction gc from the diffraction gc to the diffraction from the 3f from the diffraction gc.
  • the spot 25c is the third diffraction of the diffraction gc from the third diffraction gb, spreads in the upper right quadrant of the figure centered on 6c, and partly irradiates to 6f as the outside.
  • Spot 25d is diffracted
  • the main beam reflected by the disk 7 when the main beam of the disk 7 is focused and the main beam reflected by the disk 7 when the main beam of the disk 7 is focused Is also diffracted as diffraction gb, diffracted as diffraction at 3e 3f of diffraction gc, and diffracted as diffraction at 3 3 to form spots 25e to 25 as shown above.
  • the 006 5 spot is the 3rd diffraction of the 3rd diffraction of gb and the 3rd diffraction of gc, spreads in the right quadrant of the figure centered on 6a, and a part of it illuminates the outside at 6 6. Spot 25f is diffracted
  • Spot 25 is the diffraction from diffraction gb and diffraction gc to diffraction 3c and the like, spreads in the left quadrant of the figure centered on 6c, and part of it is externally illuminated at 6 6.
  • Spot 25 is the diffraction from diffraction gb and diffraction gc from 3e and others, spreads in the upper left quadrant of the figure centered on 6d, and partly irradiates outside 6f 6e.
  • the spot 25e 25 of is overlapping on 6 6 and the spot 25e 25 of 25 25 is overlapping on 6 6e. Therefore, if the length of the semiconductor chip or the distance between the disk 7 and the disk changes, The amount of light that reaches parts 6e to 6 depends on the interference. As a result, turbulence is caused in the sub-number due to the service, and further in the track-number due to the differential method.
  • 006 9b has a structure in which a diffractor is formed on the top.
  • the light emitted from the disk 7 is split into diffracted gb, diffracted light, and diffracted light. It is the shape of a child.
  • the pitch of the diffractor is P
  • the widths of the line portion and the space portion are both P 2.
  • d be the length of the diffractor, and be 43 () (where is the length of the incident light and is the diffractive index of the diffractor). Then, it becomes 87 6 of, 5 of diffraction, 5 of diffraction.
  • the light that has been diffracted 9b is transmitted as 87 6 and is diffracted as 5 ⁇ and diffracted as 5 ⁇ .
  • 006 82 is a plan view of diffraction gc. gc 3e 3f
  • the diffraction 27b is formed on 26b.
  • the light from diffractive gb and the diffracted light are incident on diffractive gc as 28b and diffracted as diffractive 3b.
  • 33 of diffraction gc has a structure in which diffraction 27c is formed on 26b as shown in 22. At 2 2, the light from diffracted gb and the diffracted light are incident on diffracted gc as 28b and diffracted as diffractive 29b at b.
  • the pitch of the diffractions 27b 27c is P. Also, let the length of diffraction 27b 27c be, and let () (where is the length of human-incident light 28b and is the diffraction rate of diffraction 27b 27c). At this time, assuming that the light on the left side of the figure has a negative order and the light on the right side of the figure has a positive order, the diffraction at 27b and the diffraction at 27c are given. That is, the light in the diffraction gc, which is converted to 3e 3f, is diffracted as a deviation, and the light in the region 33 is also diffracted. Is diffracted as.
  • the main beam emitted from the optical disc 7 and the main beam emitted from the optical disc are emitted from the optical disc 7 and the main beam emitted from the optical disc 7 from the optical disc 7 are detected.
  • the amount of light used to detect f is greater than the amount of light used to output occas, so that a higher signal can be obtained for f.
  • the diffraction gb gc is provided between the lens 8 b and the lens 8 b in this order, but the order of the diffraction gb gc may be reversed. Also, instead of diffraction gb gc
  • a single element that is formed with the same diffractor as in gb and the same as the diffractor in gc. In the embodiment, it is used for outputting the track number and the number of the diffraction gb and the like, and for outputting the diffraction occassion of the diffraction gb and the like.
  • the diffraction gb and other diffracted light and one of the deviations of the diffraction are used for detection of the track signal and the f signal, and
  • 003333 shows the state of the optical production apparatus according to the present invention. Implementation, under the condition of the optical device related to light, the transistor 34, modulation 35, recording 36, semiconductor Z 37, amplification 38, reproduction
  • the 007 435 modulates the data recorded on the disk 7 according to the modulation rule.
  • the conductor z 37 supplies a current according to the semiconductor z and drives the semiconductor z. This will make disk 7 Recording is done.
  • the signal 39 is the wave of the generated signal of f. 4 demodulates the signal reproduced 39 according to the demodulation rule. As a result, the data of Isuku 7 etc. is produced.
  • 00764 is based on the signal amplified by amplification 38
  • the objective 6 is not driven.
  • the current corresponding to the actuator is supplied to drive the objective 6.
  • the disk 7 is rotated, and the disk 7 is rotated by a strange spin. As a result, occassions and tracks are performed.
  • the circuit related to recording data from 007 35 to semiconductor 37, the circuit related to data generation from amplification 38 to demodulation 4, and the circuit related to amplification 38 to objective 42 are controlled by controller 34. It This is a device for recording, recording and performing on disk 7. On the other hand, as another embodiment of the optical production apparatus according to the present invention, it is conceivable that the disc 7 is exclusively used for reproduction. In this case, the semiconductor Z is not driven by the semiconductor Z 37 based on the signal, but is driven so that the optical power becomes a constant value.
  • optical generation apparatus includes the following: the optical device according to Ming It is also conceivable to add a path or objective.
  • 008 shows the state of the optical device for light.
  • FIG. 2 is a plan view showing the diffractor in the state of the optical device according to the invention. 3 In the state of the optical device related to the
  • FIG. 6 is a plan view showing an upper light spot.
  • FIG. 4 is a plan view showing the position of the upper light spot of the light emitted from the non-target layer in the disc in the optical device according to Ming.
  • FIG. 5 is a diagram showing the position of the upper light spot of the light emitted from the non-target layer in the disc under the condition of the light device according to Ming.
  • FIG. 6 is a plan view showing the diffractor in the state of the optical device according to Ming.
  • FIG. 8 is a plan view showing the diffractor in the state of the optical device according to the invention.
  • FIG. 6 is a plan view showing an upper light spot.
  • FIG. 10 is a plan view showing the location of the upper light spot of the light emitted from the non-target layer in the disk in the situation of the light location according to 11
  • FIG. 12 is a plan view showing the position of the upper light spot of the light emitted from the non-target layer in the disc, and FIG.
  • 13 shows the state of the optical generating device according to 14) and 14 shows the conventional device.
  • FIG. 15 is a plan view showing a diffractor in a conventional device.
  • FIG. 16 is a plan view showing the light spots on and in a conventional device.
  • FIG. 18 is a plan view showing a bumper in a conventional device.
  • 19 is a plan view showing a diffractor in a conventional device.
  • FIG. 3 is a plan view showing a light spot on and in a 20-odd device.

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Abstract

【課題】　二層の光記録媒体に対して良好なトラック誤差信号を検出す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】　ディスクで反射されたメインビーム及びサブビームの反射光は、回折光学素子９ａで回折されて光検出器で受光される。回折光学素子９ａは、入射光の光軸を通りディスクの半径方向及び接線方向に平行な二つの直線によって、領域１３ａ～１３ｄに分割されている。領域１３ａ～１３ｄにおける回折格子のピッチは、この順に広くなる。フォーカス誤差信号はメインビームの反射光から生成される－１次回折光（図の左側へ偏向される光）を用いてフーコー法により検出され、トラック誤差信号はメインビーム、サブビームの反射光から生成される＋１次回折光（図の右側へ偏向される光）を用いて差動プッシュプル法により検出される。  

Description

明 細 書
光ヘッド装置及びこれを備えた光学式情報記録再生装置
技術分野
[0001] 本発明は、光記録媒体に対して記録再生を行うための光ヘッド装置及び光学式情 報記録再生装置に関し、特に、二層の光記録媒体に対して良好なトラック誤差信号 を検出す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。なお 、ここでいう「記録再生」とは、記録及び再生の少なくとも一方、すなわち記録及び再 生の両方、記録のみ、又は再生のみをいうものとする。
背景技術
[0002] 光記録媒体に対して記録再生を行うための光ヘッド装置は、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。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!/、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、光ヘッド装置により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グループの両方に記録再生を行うランド 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-R W等）に対して顕著に表れるため、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ー法が用いられる。一方、トラック誤差信号の検 出方法としては、追記型 (DVD— R、 HD DVD— R等)及び書換可能型 (DVD— R AM、 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。したがって、追記型及び書換可能型の光記録媒体に対応するためには、光へ ッド装置には、フーコー法によるフォーカス誤差信号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。
[0003] 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, 2に記載の光ヘッド装置が知られている。
[0004] 図 14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 4に P偏光として入射し てほぼ 100%が透過し、 1Z4波長板 5を透過して直線偏光から円偏光に変換され、 対物レンズ 6でディスク 7上に集光される。ディスク 7からの反射光は、対物レンズ 6を 逆向きに透過し、 1Z4波長板 5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 4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 9dで回折され、凸レンズ 8を透過して光検出器 10cで受光さ れる。
[0005] 図 15は回折光学素子 9dの平面図である。回折光学素子 9dは、入射光の光軸を通 りディスク 7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 7の接線方 向に平行な直線によって、領域 13i〜 131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 7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 13i, 13 j, 13k, 131の順に広くなる。なお、図中に点線で示す円は対物レンズ 6の有効径 6a に相当する。領域 13i, 13j, 13k, 131に入射した光は、いずれも— 1次回折光として 約 10%が回折され、 + 1次回折光として約 71%が回折される。
[0006] 図 16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 21a, 21bは、それぞれ回折光学素子 9dの領域 13i, 13j力もの— 1 次回折光に相当し、ディスク 7の半径方向に平行な分割線によって二つに分割され た受光部 20a, 20bで受光される。光スポット 21c, 21dは、それぞれ回折光学素子 9 dの領域 13k, 131からの— 1次回折光に相当し、ディスク 7の半径方向に平行な分割 線によって二つに分割された受光部 20c, 20dで受光される。光スポット 21eは、回折 光学素子 9dの領域 13iからの + 1次回折光に相当し、単一の受光部 20eで受光され る。光スポット 21fは、回折光学素子 9dの領域 1¾力もの + 1次回折光に相当し、単 一の受光部 20fで受光される。光スポット 21gは、回折光学素子 9dの領域 13kからの + 1次回折光に相当し、単一の受光部 20gで受光される。光スポット 21hは、回折光 学素子 9dの領域 131からの + 1次回折光に相当し、単一の受光部 20hで受光される
[0007] ここで、受光部 20a〜20hからの出力をそれぞれ V20a〜V20h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（V20a+V20d)—（V20b +V20c)の演 算から得られる。また、プッシュプル法によるトラック誤差信号は (V20e+V20g) - ( V20f+V20h)の演算から得られる。更に、ディスク 7に記録された RF信号は（V20e +V20f+V20g+V20h)の演算から得られる。
[0008] 図 17に、特許文献 2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、ビームスプリッタ 11に入射して一部が透過し、 対物レンズ 6でディスク 7上に集光される。ディスク 7からの反射光は、対物レンズ 6を 逆向きに透過し、ビームスプリッタ 11に入射して一部が反射され、凸レンズ 8及びビ ーム分割素子 12を透過し、回折光学素子 9eで回折されて光検出器 10dで受光され る。
[0009] 図 18はビーム分割素子 12の断面図である。ビーム分割素子 12は、入射光の光軸 を通りディスク 7の接線方向に平行な直線によって、左側の領域及び右側の領域の 二つに分割されたプリズム 31から構成されている。プリズム 31の左側の領域へ入射 光 32aとして入射した光は、プリズム 31から屈折光 33aとして出射する。プリズム 31の 右側の領域へ入射光 32bとして入射した光は、プリズム 31から屈折光 33bとして出射 する。
[0010] 図 19は回折光学素子 9eの平面図である。回折光学素子 9eは、入射光の光軸を通 りディスク 7の半径方向に平行な直線によって、領域 13m, 13ηの二つに分割された 回折格子が形成された構成である。回折格子の方向は 、ずれもディスク 7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 13n, 13mの順に広くなる。なお、図中に点線で示す円は対物レン ズ 6の有効径 6aに相当する。回折光学素子 9eは回折効率に偏光依存性を有してお り、領域 13m, 13ηに入射した光は、常光成分に関してはいずれも ± 1次回折光とし てそれぞれ約 40. 5%が回折され、異常光成分に関してはいずれも 0次光としてほぼ 100%が透過する。
[0011] 図 20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 23a, 23bは、それぞれビーム分割素子 12の左側及び右側の領域 力もの屈折光のうち、回折光学素子 9eの領域 13m及び 13ηからの 0次光に相当し、 それぞれ単一の受光部 22a, 22bで受光される。光スポット 23c, 23dは、それぞれビ ーム分割素子 12の左側及び右側の領域からの屈折光のうち、回折光学素子 9eの領 域 13mからの + 1次回折光に相当し、ディスク 7の半径方向に平行な分割線によって 二つに分割された受光部 22c, 22dで受光される。光スポット 23e, 23fは、それぞれ ビーム分割素子 12の左側及び右側の領域からの屈折光のうち、回折光学素子 9eの 領域 13nからの + 1次回折光に相当し、ディスク 7の半径方向に平行な分割線によつ て二つに分割された受光部 22e, 22fで受光される。光スポット 23g, 23hは、それぞ れビーム分割素子 12の左側及び右側の領域からの屈折光のうち、回折光学素子 9e の領域 13m力もの 1次回折光に相当し、単一の受光部 22gで受光される。光スポ ット 23i, 2¾は、それぞれビーム分割素子 12の左側及び右側の領域からの屈折光 のうち、回折光学素子 9eの領域 13ηからの 1次回折光に相当し、単一の受光部 22 gで受光される。
[0012] ここで、受光部 22a〜22gからの出力をそれぞれ V22a〜V22g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（V22c+V22f) - (V22d+V22e)の演 算から得られる。また、プッシュプル法によるトラック誤差信号は (V22a— V22b)の 演算から得られる。更に、ディスク 7に記録された RF信号は（V22a+V22b)— (V2 2c+V22d+V22e+V22f+V22g)の演算から得られる。
[0013] 特許文献 1 :特開 2004— 139728号公報
特許文献 2：特開平 6 - 150428号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0014] DVD-R, HD DVD— R等の光記録媒体におけるプッシュプル法によるトラック 誤差信号は、光ヘッド装置の対物レンズが光記録媒体の半径方向にシフトすると大 きなオフセットを生じる。このようなトラック誤差信号のレンズシフトによるオフセットに 起因する記録再生特性の悪化を防ぐため、光ヘッド装置及び光学式情報記録再生 装置には、トラック誤差信号にレンズシフトによるオフセットを生じない工夫が求めら れる。
[0015] レンズシフトによるオフセットを生じないトラック誤差信号の検出方法としては、一般 に差動プッシュプル法が用いられる。光ヘッド装置にぉ ヽて差動プッシュプル法によ るトラック誤差信号を検出する場合、光源と対物レンズの間に回折光学素子を設け、 この回折光学素子により、光源からの出射光から、対物レンズにより光記録媒体上に 集光される光としてメインビーム及びサブビームを生成し、光検出器の複数の受光部 により、光記録媒体で反射されたメインビーム及びサブビームの反射光を個別に受 光する。これらの受光部の出力からメインビーム及びサブビームによるプッシュプル 信号を検出し、メインビームによるプッシュプル信号とサブビームによるプッシュプル 信号との差をトラック誤差信号とする。ここで、メインビームとサブビームとの光量の比 は、メインビームでのデータの記録中にサブビームでのデータの誤消去が生じな 、よ うに、通常は 10： 1〜20： 1程度に設定される。
[0016] ところで、 DVD-R, HD DVD— R等の光記録媒体には二層の規格がある。二層 の光記録媒体にぉ 、ては、記録再生を行う方の層にメインビームを集光させた場合 、記録再生を行う方の層からのサブビームの反射光を受光する受光部に、記録再生 を行わな 、方の層からのメインビームの反射光の一部が外乱光として入射する。この 外乱光は、サブビームによるプッシュプル信号、更に差動プッシュプル法によるトラッ ク誤差信号の乱れの原因となる。記録再生を行わない方の層からのメインビームの反 射光は、光検出器上で大きく広がっているため、記録再生を行う方の層からのサブビ ームの反射光を受光する受光部へ入射する割合は小さい。しかし、メインビームの光 量はサブビームの光量に比べて大きいため、上記の外乱光の量は無視できない。こ のような二層の光記録媒体におけるトラック誤差信号の乱れに起因する記録再生特 性の悪ィ匕を防ぐため、光ヘッド装置には、二層の光記録媒体におけるトラック誤差信 号に乱れを生じない工夫が求められる。しかし、特許文献 1, 2には、二層の光記録 媒体におけるトラック誤差信号に乱れを生じな 、光ヘッド装置は記載されて 、な 、。
[0017] 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、二層の光記録媒体におけるトラック誤差信号に乱れを生じず、二層の光 記録媒体に対して良好なトラック誤差信号を検出す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
[0018] 本発明に係るヘッド装置は、光源と、この光源力も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、前記光源と前記対物レンズとの間に設けられた回折 光学素子と、前記光記録媒体からの反射光を受光する光検出器と、前記対物レンズ と前記光検出器との間に設けられた光分割手段とを備えている。前記回折光学素子 は、前記光源からの出射光から、前記対物レンズによって前記光記録媒体上に集光 されるメインビーム及びサブビーム群を生成する機能を有する。前記光分割手段は、 前記光記録媒体で反射された前記メインビーム及び前記サブビーム群の反射光から 、それぞれ複数のメインビーム分割光及び複数のサブビーム群分割光を生成する複 数の領域を有する。前記光検出器は、前記メインビームによるプッシュプル信号を検 出するために前記複数のメインビーム分割光を受光する複数の受光部からなるメイン ビーム用受光部群と、前記サブビーム群によるプッシュプル信号を検出するために 前記複数のサブビーム群分割光を受光する複数の受光部からなるサブビーム群用 受光部群とを有する。そして、前記複数のメインビーム分割光の一方の側と前記メイ ンビーム用受光部群の複数の受光部の一方の側とが対応するように配設されるととも に、前記複数のメインビーム分割光の他方の側と前記メインビーム用受光部群の複 数の受光部の他方の側とが対応するように配設されている。すなわち、前記複数のメ インビーム分割光の各進行方向と前記メインビーム用受光部群の複数の受光部の各 位置とは、前記複数のメインビーム分割光が前記光分割手段と前記光検出器との間 で互いに交差しな 、ように設定されて 、る。
[0019] 例えば、前記光分割手段において光軸を通り前記光記録媒体の接線方向に対応 する方向に平行な直線の一方の側に位置する前記領域で生成された前記メインビ ーム分割光を、前記メインビーム用受光部群の中心を通り前記光記録媒体の接線方 向に対応する方向に平行な直線の一方の側に位置する前記受光部で受光する。前 記光分割手段において光軸を通り前記光記録媒体の接線方向に対応する方向に平 行な直線の他方の側に位置する前記領域で生成された前記メインビーム分割光を、 前記メインビーム用受光部群の中心を通り前記光記録媒体の接線方向に対応する 方向に平行な直線の他方の側に位置する前記受光部で受光する。前記光分割手段 にお!/ヽて光軸を通り前記光記録媒体の接線方向に対応する方向に平行な直線の一 方の側に位置する前記領域で生成された前記サブビーム分割光を、前記サブビー ム用受光部群の中心を通り前記光記録媒体の接線方向に対応する方向に平行な直 線の一方の側に位置する前記受光部で受光する。前記光分割手段にお!、て光軸を 通り前記光記録媒体の接線方向に対応する方向に平行な直線の他方の側に位置 する前記領域で生成された前記サブビーム分割光を、前記サブビーム用受光部群 の中心を通り前記光記録媒体の接線方向に対応する方向に平行な直線の他方の側 に位置する前記受光部で受光する。
より詳しく言えば、本発明に係る光ヘッド装置は、光源と、該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、前記光源と前記対物レンズとの間に 設けられた回折光学素子と、前記光記録媒体からの反射光を受光する光検出器と、 前記対物レンズと前記光検出器との間に設けられた光分割手段を有し、前記回折光 学素子は、前記光源からの出射光から、前記対物レンズにより前記光記録媒体上に 集光されるメインビーム及びサブビーム群を少なくとも生成し、前記光分割手段は、 前記光記録媒体からの反射光の光軸に垂直な面内で、前記光軸を通り前記光記録 媒体の半径方向に対応する方向に平行な直線、及び前記光軸を通り前記光記録媒 体の接線方向に対応する方向に平行な直線で、第一〜第四の領域に少なくとも分 割されており、該第一〜第四の領域へ入射する、前記光記録媒体で反射された前記 メインビームの反射光から、それぞれ第一〜第四のメインビーム分割光を少なくとも 生成するとともに、前記第一〜第四の領域へ入射する、前記光記録媒体で反射され た前記サブビーム群の反射光から、それぞれ第一〜第四のサブビーム群分割光を 少なくとも生成し、前記光検出器は、前記第一〜第四のメインビーム分割光を、少な くとも前記メインビームによるプッシュプル信号を検出するために受光するメインビー ム用受光部群を備えるとともに、前記第一〜第四のサブビーム群分割光を、少なくと も前記サブビーム群によるプッシュプル信号を検出するために受光するサブビーム 群用受光部群を備え、前記第一〜第四のメインビーム分割光は、前記光分割手段と 前記光検出器との間で互いに交差しないことを特徴とする。
[0021] 前記光記録媒体として二層の光記録媒体を使用対象とし、前記光検出器は、前記 二層の光記録媒体の前記対物レンズに近 、側の層又は前記対物レンズから遠 、側 の層に前記対物レンズにより前記メインビーム^^光させたときの、前記メインビーム が集光している層で反射された前記メインビームの反射光力 生成された前記第一 〜第四のメインビーム分割光のほぼ集光点の位置に設けられており、前記光分割手 段は、前記二層の光記録媒体の前記対物レンズに近!、側の層に前記対物レンズに より前記メインビームを集光させたときの、前記二層の光記録媒体の前記対物レンズ 力 遠い側の層で反射された前記メインビームの反射光の集光点と前記光検出器と の間に設けられていることが好ましい。この場合は、二層の光記録媒体の一層目にメ インビームを集光させたとき、二層目で反射されたメインビームの反射光は、サブビ ーム群用受光部群に一部が外乱光として入射するが、サブビーム群用受光部群上 で互いに重ならな 、ため、トラック誤差信号に乱れを生じな 、。
[0022] 前記光分割手段は、前記光記録媒体で反射された前記メインビームの反射光から 第五乃至第八のメインビーム分割光を生成する機能を更に有し、前記光検出器は、 フォーカス誤差信号を検出するために前記第五乃至第八のメインビーム分割光を受 光する別のメインビーム用受光部群を更に有する、としてもよい。この場合は、光記録 媒体からの反射光を、フォーカス誤差信号および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ため、光ヘッド装置を小型化することができる。
[0023] 前記光分割手段は、回折格子が形成された単一の面を有する回折光学素子であり 、前記第一乃至第四のメインビーム分割光は、前記光記録媒体で反射された前記メ インビームの反射光に対する前記回折格子における + 1次回折光であり、前記第一 乃至第四のサブビーム群分割光は、前記光記録媒体で反射された前記サブビーム 群の反射光に対する前記回折格子における + 1次回折光であり、前記第五乃至第 八のメインビーム分割光は、前記光記録媒体で反射された前記メインビームの反射 光に対する前記回折格子における 1次回折光である、としてもよい。この場合は、 光分割手段が単一の面を有する回折光学素子であるため、光分割手段の構成が簡 単である。
[0024] 前記光分割手段は、第一の回折格子が形成された第一の面と第二の回折格子が 形成された第二の面とを有する回折光学素子群であり、前記第一乃至第四のメイン ビーム分割光は、前記光記録媒体で反射された前記メインビームの反射光に対する 前記第一の回折格子における 0次光かつ前記第二の回折格子における 1次回折 光又は + 1次回折光であり、前記第一乃至第四のサブビーム群分割光は、前記光記 録媒体で反射された前記サブビーム群の反射光に対する前記第一の回折格子にお ける 0次光かつ前記第二の回折格子における 1次回折光又は + 1次回折光であり 、前記第五乃至第八のメインビーム分割光は、前記光記録媒体で反射された前記メ インビームの反射光に対する前記第一の回折格子における ± 1次回折光かつ前記 第二の回折格子における 1次回折光又は + 1次回折光である、としてもよい。この 場合は、フォーカス誤差信号の検出に用いられる光の光量及び RF信号の検出に用 V、られる光の光量を高めることができる。
[0025] 前記光分割手段は、第一の回折格子が形成された第一の面と第二の回折格子が 形成された第二の面とを有する回折光学素子群であり、前記第一乃至第四のメイン ビーム分割光は、前記光記録媒体で反射された前記メインビームの反射光に対する 前記第一の回折格子における 0次光及び 1次回折光、 + 1次回折光のいずれか 一方かつ前記第二の回折格子における 1次回折光又は + 1次回折光であり、前記 第一乃至第四のサブビーム群分割光は、前記光記録媒体で反射された前記サブビ ーム群の反射光に対する前記第一の回折格子における 0次光及び 1次回折光、 + 1次回折光の!、ずれか一方かつ前記第二の回折格子における 1次回折光又は + 1次回折光であり、前記第五乃至第八のメインビーム分割光は、前記光記録媒体 で反射された前記メインビームの反射光に対する前記第一の回折格子における 1 次回折光、 + 1次回折光のいずれか他方かつ前記第二の回折格子における 1次 回折光又は + 1次回折光である、としてもよい。この場合は、直前の構成に比べ、フォ 一カス誤差信号の検出に用いられる光の光量は低 、が、 RF信号の検出に用いられ る光の光量を更に高めることができる。
[0026] 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、前記メ インビーム用受光部群の出力から、少なくとも前記メインビームによるプッシュプル信 号を検出する手段と、前記サブビーム群用受光部群の出力から、少なくとも前記サブ ビーム群によるプッシュプル信号を検出する手段を有するとともに、前記メインビーム によるプッシュプル信号と前記サブビーム群によるプッシュプル信号との差から、差 動プッシュプル法によるトラック誤差信号を検出する手段を有することを特徴とする。
[0027] 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、二層の光 記録媒体の一層目（対物レンズに近い側の層）にメインビームを集光させたとき、二 層目（対物レンズから遠い側の層）で反射されたメインビームの反射光は、光分割手 段で外乱光である第一〜第四のメインビーム分割光に変換され、サブビーム群用受 光部群に一部が外乱光として入射する。また、二層の光記録媒体の二層目（対物レ ンズから遠い側の層）にメインビームを集光させたとき、一層目（対物レンズに近い側 の層）で反射されたメインビームの反射光は、光分割手段で外乱光である第一〜第 四のメインビーム分割光に変換され、サブビーム群用受光部群に一部が外乱光とし て入射する。このとき、外乱光である第一〜第四のメインビーム分割光は、サブビー ム群用受光部群上で互いに重ならない。このため、光源の波長や光記録媒体の一 層目と二層目との間隔が変化しても、サブビーム群用受光部に入射する外乱光の量 は変化しない。その結果、サブビーム群によるプッシュプル信号、更に差動プッシュ プル法によるトラック誤差信号に乱れを生じな 、。
発明の効果
[0028] 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、二層の光記録媒体におけるトラック誤差信号に乱れを生じず、二層の光記録 媒体に対して良好なトラック誤差信号を検出することが可能なことである。その理由は 、二層の光記録媒体の一方の層にメインビームを集光させたとき、他方の層で反射さ れたメインビームの反射光は、光分割手段で外乱光である複数のメインビーム分割 光に変換され、サブビーム群用受光部群に一部が外乱光として入射するが、このとき 、外乱光である複数のメインビーム分割光は、サブビーム群用受光部群上で互いに 重ならないためである。
発明を実施するための最良の形態
[0029] 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。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、コリメ一 タレンズ 2で平行光化され、回折光学素子 3により、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 ± 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 4に P偏光として入射してほぼ 100%が透過し、 1Z4波長板 5を透 過して直線偏光から円偏光に変換され、対物レンズ 6でディスク 7上に集光される。デ イスク 7からの三つの反射光は、対物レンズ 6を逆向きに透過し、 1Z4波長板 5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 リツタ 4に S偏光として入射してほぼ 100%が反射され、凸レンズ 8を透過し、光分割 手段である回折光学素子 9aで回折されて光検出器 10aで受光される。
[0030] 図 2は回折光学素子 9aの平面図である。回折光学素子 9aは、入射光の光軸を通り ディスク 7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 7の接線方向 に平行な直線によって、領域 13a〜 13d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 7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 13a, 13b , 13c, 13dの順に広くなる。なお、図中に点線で示す円は対物レンズ 6の有効径 6a に相当する。
[0031] 図 3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 15aは、回折光学素子 3からの 0次光のうち回折光学素子 9aの領域 13aからの + 1次回折光に相当し、単一の受光部 14aで受光される。光スポット 15b は、回折光学素子 3からの 0次光のうち回折光学素子 9aの領域 13bからの + 1次回 折光に相当し、単一の受光部 14bで受光される。光スポット 15cは、回折光学素子 3 力 の 0次光のうち回折光学素子 9aの領域 13cからの + 1次回折光に相当し、単一 の受光部 14cで受光される。光スポット 15dは、回折光学素子 3からの 0次光のうち回 折光学素子 9aの領域 13dからの + 1次回折光に相当し、単一の受光部 14dで受光 される。 [0032] 光スポット 15e, 15fは、回折光学素子 3からの + 1次回折光のうちそれぞれ回折光 学素子 9aの領域 13a, 13bからの + 1次回折光に相当し、単一の受光部 14eで受光 される。光スポット 15g, 15hは、回折光学素子 3からの + 1次回折光のうちそれぞれ 回折光学素子 9aの領域 13c, 13dからの + 1次回折光に相当し、単一の受光部 14f で受光される。光スポット 15i, 1¾は、回折光学素子 3からの 1次回折光のうちそれ ぞれ回折光学素子 9aの領域 13a, 13bからの + 1次回折光に相当し、単一の受光部 14gで受光される。光スポット 15k, 151は、回折光学素子 3からの 1次回折光のう ちそれぞれ回折光学素子 9aの領域 13c, 13dからの + 1次回折光に相当し、単一の 受光部 14hで受光される。
[0033] 光スポット 15mは、回折光学素子 3からの 0次光のうち回折光学素子 9aの領域 13a 力もの— 1次回折光に相当し、ディスク 7の半径方向に平行な分割線によって二つに 分割された受光部 14i, 14jで受光される。光スポット 15ηは、回折光学素子 3からの 0次光のうち回折光学素子 9aの領域 13bからの 1次回折光に相当し、ディスク 7の 半径方向に平行な分割線によって二つに分割された受光部 14k, 141で受光される 。光スポット 15οは、回折光学素子 3からの 0次光のうち回折光学素子 9aの領域 13c 力もの— 1次回折光に相当し、ディスク 7の半径方向に平行な分割線によって二つに 分割された受光部 14m, 14ηで受光される。光スポット 15ρは、回折光学素子 3から の 0次光のうち回折光学素子 9aの領域 13dからの 1次回折光に相当し、ディスク 7 の半径方向に平行な分割線によって二つに分割された受光部 14ο, 14ρで受光され る。
[0034] 光スポット 15q, 15r, 15s, 15tは、回折光学素子 3からの + 1次回折光のうちそれ ぞれ回折光学素子 9aの領域 13a, 13b, 13c, 13dからの 1次回折光に相当し、単 一の受光部 14qで受光される。光スポット 15u, 15v, 15w, 15xは、回折光学素子 3 力もの 1次回折光のうちそれぞれ回折光学素子 9aの領域 13a, 13b, 13c, 13dか らのー 1次回折光に相当し、単一の受光部 14rで受光される。このように、受光部 14a 〜14d, 14i〜14pはメインビーム用受光部群に相当し、受光部 14e〜14h, 14q, 1 4rはサブビーム群用受光部群に相当する。
[0035] ここで、受光部 14a〜14rからの出力をそれぞれ V14a〜V14rで表わす。このとき、 フォーカス誤差信号はフーコー法により（V14i+V141+V14m+V14p) - (V14j +V14k+V14n+V14o)の演算力も得られる。再生専用型のディスクに対しては、 トラック誤差信号は位相差法により（V14a+V14d)と (V14b+V14c)との位相差か ら得られる。追記型及び書換可能型のディスクに対しては、メインビームによるプッシ ュプル信号は（V14a+V14b) - (V14c+V14d)、サブビームによるプッシュプル 信号は (V14e+V14g) - (V14f+V14h)で与えられるため、トラック誤差信号は差 動プッシュプル法により { (V14a+V14b) - (V14c+V14d) }— K{ (V14e+V14g ) - (V14f+V14h) } (Kは定数）の演算力も得られる。また、ディスク 7に記録された RF信号は（V14a+V14b+V14c+V14d)の演算から得られる。
[0036] 図 4及び図 5に、光検出器 10a上の、二層のディスクにおける対象外の層からの反 射光の光スポットの配置を示す。これらの図では、トラック誤差信号の検出に用いる 回折光学素子 9aからの + 1次回折光を受光する受光部 14a〜14hのみを示している 。光検出器 10aは、ディスク 7にメインビームを集光させたときの、メインビームである 回折光学素子 3からの 0次光のうち、回折光学素子 9aの領域 13a〜13dからの + 1 次回折光のほぼ集光点の位置に設けられている。
[0037] ディスク 7が二層のディスクであり、ディスク 7の一層目（対物レンズ 6に近い側の層） にメインビームを集光させたとき、ディスク 7の二層目（対物レンズ 6から遠い側の層） で反射されたメインビームの反射光の集光点は、光検出器 10aよりも対物レンズ 6に 近い側に位置する。本実施形態においては、回折光学素子 9aは、ディスク 7の一層 目にメインビームを集光させたときの、ディスク 7の二層目で反射されたメインビーム の反射光の集光点と光検出器 10aとの間に設けられている。一方、ディスク 7が二層 のディスクであり、ディスク 7の二層目（対物レンズ 6から遠い側の層）にメインビームを 集光させたとき、ディスク 7の一層目（対物レンズ 6に近い側の層）で反射されたメイン ビームの反射光の集光点は、光検出器 10aよりも対物レンズ 6から遠い側に位置する
[0038] 回折光学素子 9aにおける回折格子のピッチは領域 13a, 13b, 13c, 13dの順に 広くなるため、メインビームである回折光学素子 3からの 0次光のうち回折光学素子 9 aの領域 13a〜13dからの + 1次回折光は、回折光学素子 9aと光検出器 10aとの間 で互いに交差しない。この場合、ディスク 7の一層目にメインビームを集光させたとき のディスク 7の二層目で反射されたメインビームの反射光、ディスク 7の二層目〖こメイ ンビームを集光させたときのディスク 7の一層目で反射されたメインビームの反射光は 、いずれも回折光学素子 9aの領域 13a〜13dで + 1次回折光として回折され、受光 部上に図 4に示すような光スポット 24a〜24dを形成する。
[0039] 光スポット 24aは、回折光学素子 9aの領域 13aからの + 1次回折光であり、受光部 14aを中心として図の右上側へ四半円状に広がり、受光部 14eに一部が外乱光とし て入射する。光スポット 24bは、回折光学素子 9aの領域 13bからの + 1次回折光であ り、受光部 14bを中心として図の右下側へ四半円状に広がり、受光部 14gに一部が 外乱光として入射する。光スポット 24cは、回折光学素子 9aの領域 13cからの + 1次 回折光であり、受光部 14cを中心として図の左上側へ四半円状に広がり、受光部 14f に一部が外乱光として入射する。光スポット 24dは、回折光学素子 9aの領域 13dから の + 1次回折光であり、受光部 14dを中心として図の左下側へ四半円状に広がり、受 光部 14hに一部が外乱光として入射する。
[0040] このとき、外乱光である光スポット 24a〜24dは、受光部 14e〜14h上で互いに重な らない。このため、半導体レーザ 1の波長やディスク 7の一層目と二層目との間隔が 変化しても、受光部 14e〜14hに入射する外乱光の量は変化しない。その結果、サ ブビームによるプッシュプル信号、更に差動プッシュプル法によるトラック誤差信号に 乱れを生じない。
[0041] この点について更に詳しく説明する。光検出器 10aの受光部 14a, 14b, 14c, 14d は、メインビームのうち、回折光学素子 9aにおける回折格子のピッチが最も狭い領域 、二番目に狭い領域、三番目に狭い領域、四番目に狭い領域からの + 1次回折光を それぞれ受光する。つまり、受光部 14a, 14b, 14c, 14dは、領域 13a, 13b, 13c, 13dからの + 1次回折光をそれぞれ受光する。このとき、光軸を通りディスク 7の接線 方向に対応する方向に平行な直線の右側に位置する領域 13a, 13bからの + 1次回 折光を、受光部 14a〜14dの中心を通りディスク 7の接線方向に対応する方向に平 行な直線の右側に位置する受光部 14a, 14bで受光し、光軸を通りディスク 7の接線 方向に対応する方向に平行な直線の左側に位置する領域 13c, 13dからの + 1次回 折光を、受光部 14a〜14dの中心を通りディスク 7の接線方向に対応する方向に平 行な直線の左側に位置する受光部 14c, 14dで受光するため、 + 1次回折光は回折 光学素子 9aと光検出器 10aとの間で互いに交差しない。
[0042] これに対し、仮に回折光学素子 9aにおける回折格子のピッチが領域 13a, 13b, 1 3c, 13dの順に狭くなるとすると、メインビームである回折光学素子 3からの 0次光のう ち回折光学素子 9aの領域 13a〜 13dからの + 1次回折光は、回折光学素子 9aと光 検出器 10aとの間で互いに交差する。この場合、ディスク 7の一層目にメインビームを 集光させたときのディスク 7の二層目で反射されたメインビームの反射光、ディスク 7の 二層目にメインビームを集光させたときのディスク 7の一層目で反射されたメインビー ムの反射光は、いずれも回折光学素子 9aの領域 13a〜13dで + 1次回折光として回 折され、受光部上に図 5に示すような光スポット 24e〜24hを形成する。
[0043] 光スポット 24eは、回折光学素子 9aの領域 13dからの + 1次回折光であり、受光部 14aを中心として図の左下側へ四半円状に広がり、受光部 14g, 14hに一部が外乱 光として入射する。光スポット 24fは、回折光学素子 9aの領域 13cからの + 1次回折 光であり、受光部 14bを中心として図の左上側へ四半円状に広がり、受光部 14f, 14 eに一部が外乱光として入射する。光スポット 24gは、回折光学素子 9aの領域 13bか らの + 1次回折光であり、受光部 14cを中心として図の右下側へ四半円状に広がり、 受光部 14g, 14hに一部が外乱光として入射する。光スポット 24hは、回折光学素子 9aの領域 13aからの + 1次回折光であり、受光部 14dを中心として図の右上側へ四 半円状に広がり、受光部 14f, 14eに一部が外乱光として入射する。
[0044] このとき、外乱光である光スポット 24e, 24gは、受光部 14g, 14h上で互いに重なり 、外乱光である光スポット 24f, 24hは、受光部 14f, 14e上で互いに重なる。このため 、半導体レーザ 1の波長やディスク 7の一層目と二層目との間隔が変化すると、受光 部 14e〜14hに入射する外乱光の量は干渉により変化する。その結果、サブビーム によるプッシュプル信号、更に差動プッシュプル法によるトラック誤差信号に乱れを生 じる。
[0045] この点について更に詳しく説明する。受光部 14a, 14b, 14c, 14dは、領域 13d, 1 3c, 13b, 13aからの + 1次回折光をそれぞれ受光する。このとき、光軸を通りデイス ク 7の接線方向に対応する方向に平行な直線の左側に位置する領域 13d, 13cから の + 1次回折光を、受光部 14a〜14dの中心を通りディスク 7の接線方向に対応する 方向に平行な直線の右側に位置する受光部 14a, 14bで受光し、光軸を通りディスク 7の接線方向に対応する方向に平行な直線の右側に位置する領域 13b、 13aからの + 1次回折光を、受光部 14a〜14dの中心を通りディスク 7の接線方向に対応する方 向に平行な直線の左側に位置する受光部 14c, 14dで受光するため、 + 1次回折光 は回折光学素子 9aと光検出器 10aとの間で互いに交差する。
[0046] また、図 2において、回折格子のピッチが領域 13a, 13b, 13c, 13dの順に広くな る回折光学素子 9aを 180° 回転させると (符合そのまま回転させない）、実質的に回 折格子のピッチが領域 13a, 13b, 13c, 13dの順に狭くなる。このように回折光学素 子 9aを回転させると、回折光学素子 9aの領域 13a〜13dと光検出器 10aの受光部 1 4a〜14dとの対応関係が変わるため、 + 1次回折光が交差したり交差しな力 たりす る。
[0047] 図 6は回折光学素子 9aの断面図である。回折光学素子 9aは、基板 26a上に回折 格子 27aが形成された構成である。ディスク 7からの反射光は、回折光学素子 9aに入 射光 28aとして入射し、 + 1次回折光 29a及び— 1次回折光 30aとして回折されて光 検出器 10aで受光される。回折格子 27aの断面形状は四レベルの階段状である。こ こで、回折格子 27a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 27a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 28aの波長、 nは回折格子 27aの屈折率）とする。このとき、 + 1次回折光の回折効 率は 71%、 一 1次回折光の回折効率は 10%となる。すなわち、回折光学素子 9aの 領域 13a〜13dに入射した光は、いずれも + 1次回折光として 71%が回折され、 1 次回折光として 10%が回折される。 WZPの値を変化させれば、 + 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。
[0048] 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 7からのメインビームの反射光の 10%であり、 RF信号の検出に用いられる光の光 量はディスク 7からのメインビームの反射光の 71%である。このように、フォーカス誤 差信号の検出に用いられる光の光量に比べて RF信号の検出に用いられる光の光量 が大きいため、 RF信号に関して高い信号対雑音比を得ることができる。
[0049] 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。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 3により、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 ± 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 4に P偏光として入射してほぼ 100%が透過し、 1Z4波長板 5を透過して直線偏光から円偏光に変換され、対物レンズ 6でディスク 7 上に集光される。ディスク 7からの三つの反射光は、対物レンズ 6を逆向きに透過し、 1Z4波長板 5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 4に S偏光として入射してほぼ 100%が反射され、凸レンズ 8 を透過し、回折光学素子 9bで透過光と回折光に分割され、更に光分割手段である 回折光学素子 9cで回折されて光検出器 10bで受光される。
[0050] 回折光学素子 9b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 7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。
[0051] 図 8は回折光学素子 9cの平面図である。回折光学素子 9cは、入射光の光軸を通り ディスク 7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 7の接線方向 に平行な直線によって、領域 13e〜 13h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 7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 13e, 13hにおける回折格子の ピッチは等しぐ領域 13f, 13gにおける回折格子のピッチは等しい。また、領域 13e , 13hにおける回折格子のピッチは、領域 13f, 13gにおける回折格子のピッチに比 ベて狭い。なお、図中に点線で示す円は対物レンズ 6の有効径 6aに相当する。
[0052] 図 9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 18aは、回折光学素子 3からの 0次光のうち回折光学素子 9b力 の 0次光かつ回折光学素子 9cの領域 13eからの 1次回折光に相当し、単一の受光 部 16aで受光される。光スポット 18bは、回折光学素子 3からの 0次光のうち回折光学 素子 9bからの 0次光かつ回折光学素子 9cの領域 13fからの 1次回折光に相当し、 単一の受光部 16bで受光される。光スポット 18cは、回折光学素子 3からの 0次光のう ち回折光学素子 9bからの 0次光かつ回折光学素子 9cの領域 13gからの + 1次回折 光に相当し、単一の受光部 16cで受光される。光スポット 18dは、回折光学素子 3か らの 0次光のうち回折光学素子 9bからの 0次光かつ回折光学素子 9cの領域 13hから の + 1次回折光に相当し、単一の受光部 16dで受光される。
[0053] 光スポット 18e, 18fは、回折光学素子 3からの + 1次回折光のうち回折光学素子 9 bからの 0次光かつそれぞれ回折光学素子 9cの領域 13e, 13fからのー1次回折光 に相当し、単一の受光部 16eで受光される。光スポット 18g, 18hは、回折光学素子 3 力もの + 1次回折光のうち回折光学素子 9bからの 0次光かつそれぞれ回折光学素 子 9cの領域 13g, 13hからの + 1次回折光に相当し、単一の受光部 16fで受光され る。光スポット 18i, 18jは、回折光学素子 3からの 1次回折光のうち回折光学素子 9 bからの 0次光かつそれぞれ回折光学素子 9cの領域 13e, 13fからのー1次回折光 に相当し、単一の受光部 16gで受光される。光スポット 18k, 181は、回折光学素子 3 力ものー1次回折光のうち回折光学素子 9bからの 0次光かつそれぞれ回折光学素 子 9cの領域 13g, 13hからの + 1次回折光に相当し、単一の受光部 16hで受光され る。
[0054] 光スポット 19aは、回折光学素子 3からの 0次光のうち回折光学素子 9bからの 1 次回折光かつ回折光学素子 9cの領域 13eからの 1次回折光に相当し、ディスク 7 の半径方向に平行な分割線によって二つに分割された受光部 17a, 17bで受光され る。光スポット 19bは、回折光学素子 3からの 0次光のうち回折光学素子 9bからの 1 次回折光かつ回折光学素子 9cの領域 13fからの 1次回折光に相当し、ディスク 7 の半径方向に平行な分割線によって二つに分割された受光部 17c, 17dで受光され る。光スポット 19cは、回折光学素子 3からの 0次光のうち回折光学素子 9bからの 1 次回折光かつ回折光学素子 9cの領域 13gからの + 1次回折光に相当し、ディスク 7 の半径方向に平行な分割線によって二つに分割された受光部 17e, 17fで受光され る。光スポット 19dは、回折光学素子 3からの 0次光のうち回折光学素子 9bからの 1 次回折光かつ回折光学素子 9cの領域 13hからの + 1次回折光に相当し、ディスク 7 の半径方向に平行な分割線によって二つに分割された受光部 17g, 17hで受光され る。 [0055] 光スポット 19eは、回折光学素子 3からの 0次光のうち回折光学素子 9bからの + 1 次回折光かつ回折光学素子 9cの領域 13eからの 1次回折光に相当し、ディスク 7 の半径方向に平行な分割線によって二つに分割された受光部 17i, 17jで受光され る。光スポット 19fは、回折光学素子 3からの 0次光のうち回折光学素子 9bからの + 1 次回折光かつ回折光学素子 9cの領域 13fからの 1次回折光に相当し、ディスク 7 の半径方向に平行な分割線によって二つに分割された受光部 17k, 171で受光され る。光スポット 19gは、回折光学素子 3からの 0次光のうち回折光学素子 9b力 の + 1 次回折光かつ回折光学素子 9cの領域 13gからの + 1次回折光に相当し、ディスク 7 の半径方向に平行な分割線によって二つに分割された受光部 17m, 17nで受光さ れる。光スポット 19hは、回折光学素子 3からの 0次光のうち回折光学素子 9bからの + 1次回折光かつ回折光学素子 9cの領域 13hからの + 1次回折光に相当し、デイス ク 7の半径方向に平行な分割線によって二つに分割された受光部 17ο, 17ρで受光 される。
[0056] 光スポット 19i, 19j, 19k, 191は、回折光学素子 3からの + 1次回折光のうち回折 光学素子 9bからの 1次回折光かつそれぞれ回折光学素子 9cの領域 13eからの 1次回折光、領域 13fからの 1次回折光、領域 13gからの + 1次回折光、領域 13h 力もの + 1次回折光に相当し、単一の受光部 17qで受光される。光スポット 19m, 19 η, 19ο, 19ρは、回折光学素子 3からの 1次回折光のうち回折光学素子 9bからの 1次回折光かつそれぞれ回折光学素子 9cの領域 13eからの 1次回折光、領域 1 3fからの 1次回折光、領域 13gからの + 1次回折光、領域 13hからの + 1次回折光 に相当し、単一の受光部 17rで受光される。
[0057] 光スポット 19q, 19r, 19s, 19tは、回折光学素子 3からの + 1次回折光のうち回折 光学素子 9bからの + 1次回折光かつそれぞれ回折光学素子 9cの領域 13eからの 1次回折光、領域 13fからの 1次回折光、領域 13gからの + 1次回折光、領域 13h 力もの + 1次回折光に相当し、単一の受光部 17sで受光される。光スポット 19u, 19v , 19w, 19xは、回折光学素子 3からの 1次回折光のうち回折光学素子 9b力もの + 1次回折光かつそれぞれ回折光学素子 9cの領域 13eからの 1次回折光、領域 1 3fからの 1次回折光、領域 13gからの + 1次回折光、領域 13hからの + 1次回折光 に相当し、単一の受光部 17tで受光される。このように、受光部 16a〜16d, 17a〜l 7pはメインビーム用受光部群に相当し、受光部 16e〜16h, 17q〜17tはサブビーム 群用受光部群に相当する。
[0058] ここで、受光部 16a〜16h, 17a〜17tからの出力をそれぞれ V16a〜V16h, V17 a〜V17tで表わす。このとき、フォーカス誤差信号はフーコー法により（V17a+V17 d+V17e+V17h+V17i+V171+V17m+V17p) (V17b+V17c+V17f + V17g+V17j +V17k+V17n+V17o)の演算から得られる。再生専用型のディス クに対しては、トラック誤差信号は位相差法により（V16a+V16d)と (V16b+V16c )との位相差カゝら得られる。追記型及び書換可能型のディスクに対しては、メインビー ムによるプッシュプル信号は（V16a+V16b) - (V16c+V16d)、サブビームによる プッシュプル信号は（V16e+V16g) - (V16f+V16h)で与えられるため、トラック 誤差信号は差動プッシュプル法により { (V16a+V16b)— (V16c+V16d) } -K{ ( V16e+V16g) - (V16f+V16h) } (Kは定数）の演算力も得られる。また、ディスク 7に記録された RF信号は（V16a+V16b+V16c+V16d)の演算から得られる。
[0059] 図 10及び図 11に、光検出器 10b上の、二層のディスクにおける対象外の層からの 反射光の光スポットの配置を示す。これらの図には、トラック誤差信号の検出に用い る回折光学素子 9bからの 0次光を受光する受光部 16a〜16hのみを示している。光 検出器 10bは、ディスク 7にメインビーム^^光させたときの、メインビームである回折 光学素子 3からの 0次光のうち、回折光学素子 9bからの 0次光かつ回折光学素子 9c の領域 13e, 13fからのー1次回折光及び領域 13g, 13hからの + 1次回折光のほぼ 集光点の位置に設けられて 、る。
[0060] ディスク 7が二層のディスクであり、ディスク 7の一層目（対物レンズ 6に近い側の層） にメインビームを集光させたとき、ディスク 7の二層目（対物レンズ 6から遠い側の層） で反射されたメインビームの反射光の集光点は、光検出器 10bよりも対物レンズ 6に 近い側に位置する。本実施形態においては、回折光学素子 9cは、ディスク 7の一層 目にメインビームを集光させたときの、ディスク 7の二層目で反射されたメインビーム の反射光の集光点と光検出器 10bとの間に設けられている。一方、ディスク 7が二層 のディスクであり、ディスク 7の二層目（対物レンズ 6から遠い側の層）にメインビームを 集光させたとき、ディスク 7の一層目（対物レンズ 6に近い側の層）で反射されたメイン ビームの反射光の集光点は、光検出器 10bよりも対物レンズ 6から遠い側に位置する
[0061] 回折光学素子 9cにおいて、図 8の左側へ偏向される光である領域 13e, 13fからの
1次回折光、及び図 8の右側へ偏向される光である領域 13g, 13hからの + 1次回 折光を用いる。そのため、メインビームである回折光学素子 3からの 0次光のうち、回 折光学素子 9bからの 0次光かつ回折光学素子 9cの領域 13e, 13fからの 1次回折 光及び領域 13g, 13hからの + 1次回折光は、回折光学素子 9cと光検出器 10bとの 間で互いに交差しない。この場合、ディスク 7の一層目にメインビームを集光させたと きのディスク 7の二層目で反射されたメインビームの反射光、及びディスク 7の二層目 にメインビームを集光させたときのディスク 7の一層目で反射されたメインビームの反 射光は、いずれも回折光学素子 9bを 0次光として透過し、回折光学素子 9cの領域 1 3e, 13fで一 1次回折光として回折されるとともに領域 13g, 13hで + 1次回折光とし て回折され、受光部上に図 10に示すような光スポット 25a〜25dを形成する。
[0062] 光スポット 25aは、回折光学素子 9bからの 0次光かつ回折光学素子 9cの領域 13e 力もの— 1次回折光であり、受光部 16aを中心として図の左上側へ四半円状に広がり 、受光部 16eに一部が外乱光として入射する。光スポット 25bは、回折光学素子 9bか らの 0次光かつ回折光学素子 9cの領域 13fからの 1次回折光であり、受光部 16b を中心として図の左下側へ四半円状に広がり、受光部 16gに一部が外乱光として入 射する。光スポット 25cは、回折光学素子 9bからの 0次光かつ回折光学素子 9cの領 域 13gからの + 1次回折光であり、受光部 16cを中心として図の右上側へ四半円状 に広がり、受光部 16fに一部が外乱光として入射する。光スポット 25dは、回折光学 素子 9bからの 0次光かつ回折光学素子 9cの領域 13hからの + 1次回折光であり、受 光部 16dを中心として図の右下側へ四半円状に広がり、受光部 16hに一部が外乱光 として入射する。
[0063] このとき、外乱光である光スポット 25a〜25dは、受光部 16e〜16h上で互いに重な らない。このため、半導体レーザ 1の波長やディスク 7の一層目と二層目との間隔が 変化しても、受光部 16e〜16hに入射する外乱光の量は変化しない。その結果、サ ブビームによるプッシュプル信号、更に差動プッシュプル法によるトラック誤差信号に 乱れを生じない。
[0064] これに対し、仮に回折光学素子 9cにおいて、図 8の右側へ偏向される光である領 域 13e, 13fからの + 1次回折光、及び図 8の左側へ偏向される光である領域 13g, 1 3hからの— 1次回折光を用いるとする。すると、メインビームである回折光学素子 3か らの 0次光のうち、回折光学素子 9b力 の 0次光かつ回折光学素子 9cの領域 13e, 13fからの + 1次回折光及び領域 13g, 13hからの— 1次回折光は、回折光学素子 9 cと光検出器 10bとの間で互いに交差する。この場合、ディスク 7の一層目にメインビ 一ム^^光させたときのディスク 7の二層目で反射されたメインビームの反射光、及び ディスク 7の二層目〖こメインビーム 光させたときのディスク 7の一層目で反射され たメインビームの反射光は、いずれも回折光学素子 9bを 0次光として透過し、回折光 学素子 9cの領域 13e, 13fで + 1次回折光として回折されるとともに領域 13g, 13h で— 1次回折光として回折され、受光部上に図 11に示すような光スポット 25e〜25h を形成する。
[0065] 光スポット 25eは、回折光学素子 9bからの 0次光かつ回折光学素子 9cの領域 13h 力もの 1次回折光であり、受光部 16aを中心として図の右下側へ四半円状に広がり 、受光部 16g, 16hに一部が外乱光として入射する。光スポット 25fは、回折光学素 子 9bからの 0次光かつ回折光学素子 9cの領域 13gからの 1次回折光であり、受光 部 16bを中心として図の右上側へ四半円状に広がり、受光部 16f, 16eに一部が外 乱光として入射する。光スポット 25gは、回折光学素子 9bからの 0次光かつ回折光学 素子 9cの領域 13fからの + 1次回折光であり、受光部 16cを中心として図の左下側 へ四半円状に広がり、受光部 16g, 16hに一部が外乱光として入射する。光スポット 2 5hは、回折光学素子 9bからの 0次光かつ回折光学素子 9cの領域 13eからの + 1次 回折光であり、受光部 16dを中心として図の左上側へ四半円状に広がり、受光部 16f , 16eに一部が外乱光として入射する。
[0066] このとき、外乱光である光スポット 25e, 25gは、受光部 16g, 16h上で互いに重なり 、外乱光である光スポット 25f, 25hは、受光部 16f, 16e上で互いに重なる。このため 、半導体レーザ 1の波長やディスク 7の一層目と二層目との間隔が変化すると、受光 部 16e〜16hに入射する外乱光の量は干渉により変化する。その結果、サブビーム によるプッシュプル信号、更に差動プッシュプル法によるトラック誤差信号に乱れを生 じる。
[0067] 回折光学素子 9bは、基板上に回折格子が形成された構成である。ディスク 7からの 反射光は、回折光学素子 9bに入射し、 0次光、 1次回折光及び + 1次回折光の三 つの光に分割される。回折格子の断面形状は矩形状である。ここで、回折格子のピッ 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、回折格子の高さ を Hとし、 Η = 0. 1143 λ / (η- 1) (ただしえは入射光の波長、 ηは回折格子の屈 折率）とする。このとき、 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、回折光学素子 9b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。
[0068] 図 12は回折光学素子 9cの断面図である。回折光学素子 9cの領域 13e, 13fは、 図 12 [ 1]に示すように基板 26b上に回折格子 27bが形成された構成である。図 12 [ 1]においては、回折光学素子 9bからの 0次光及び ± 1次回折光の各々は、回折光 学素子 9cに入射光 28bとして入射し、 - 1次回折光 30bとして回折されて光検出器 1 Obで受光される。一方、回折光学素子 9cの領域 13g, 13hは、図 12 [2]に示すよう に基板 26b上に回折格子 27cが形成された構成である。図 12 [2]においては、回折 光学素子 9bからの 0次光及び ± 1次回折光の各々は、回折光学素子 9cに入射光 2 8bとして入射し、 + 1次回折光 29bとして回折されて光検出器 10bで受光される。回 折格子 27b, 27cの断面形状は鋸歯状である。
[0069] ここで、回折格子 27b, 27cのピッチを Pとする。また、回折格子 27b, 27cの高さを Hとし、 Η= λ / (η- 1) (ただしえは入射光 28bの波長、 nは回折格子 27b, 27cの 屈折率)とする。このとき、図の左側へ偏向される光を負の次数の回折光、図の右側 へ偏向される光を正の次数の回折光とすると、回折格子 27bにおける 1次回折光 の回折効率は 100%、回折格子 27cにおける + 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 9cの領域 13e, 13f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、領域 13g, 13h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。
[0070] 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 7からのメインビームの反射光の 10. 0%であり、 RF信号の検出に用いられる光 の光量はディスク 7からのメインビームの反射光の 87. 6%である。このように、フォー カス誤差信号の検出に用いられる光の光量に比べて RF信号の検出に用いられる光 の光量が大きいため、 RF信号に関して高い信号対雑音比を得ることができる。
[0071] 本実施形態においては、凸レンズ 8と光検出器 10bとの間に回折光学素子 9b, 9c 力 の順に設けられている力 回折光学素子 9b, 9cの順序は逆であってもよい。また 、回折光学素子 9b, 9cの代わりに、入射面及び出射面のいずれか一方に回折光学 素子 9bにおける回折格子と同じ回折格子が形成され、他方に回折光学素子 9cにお ける回折格子と同じ回折格子が形成された単一の回折光学素子を用いてもよい。
[0072] 本実施形態においては、回折光学素子 9b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 9b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 9b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 9b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 に用いる形態も考えられる。
[0073] 図 13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 34、変調回路 3 5、記録信号生成回路 36、半導体レーザ駆動回路 37、増幅回路 38、再生信号処理 回路 39、復調回路 40、誤差信号生成回路 41、対物レンズ駆動回路 42等を付加し たものである。誤差信号生成回路 41は、特許請求の範囲における「演算手段」に相 当する。
[0074] 変調回路 35は、ディスク 7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 36は、変調回路 35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 3 7は、記録信号生成回路 36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 7へのデー タの記録が行われる。
[0075] 増幅回路 38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 39は、増幅回路 38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 40は、再生信号処理回路 39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 7からのデータの再生が行われる。
[0076] 誤差信号生成回路 41は、増幅回路 38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 42は、誤差信号生成 回路 41で生成された誤差信号を基に、対物レンズ 6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 6を駆動する。
[0077] 更に、ディスク 7を除く光学系は図示しないポジショナによりディスク 7の半径方向へ 駆動され、ディスク 7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。
[0078] 変調回路 35から半導体レーザ駆動回路 37までのデータの記録に関わる回路、増 幅回路 38から復調回路 40までのデータの再生に関わる回路、増幅回路 38から対物 レンズ駆動回路 42までのサーボに関わる回路は、コントローラ 34により制御される。
[0079] 本実施形態は、ディスク 7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は、ディスク 7 に対して再生のみを行う再生専用装置も考えられる。この場合、半導体レーザ 1は、 半導体レーザ駆動回路 37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。
[0080] 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等を付加した形態も考えられる。
図面の簡単な説明
[0081] [図 1]本発明に係る光ヘッド装置の第一実施形態を示す構成図である。
[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を示す平面 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、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とを示す平面図である。
[図 4]本発明に係る光ヘッド装置の第一実施形態において、二層のディスクにおける 対象外の層からの反射光の、光検出器上の光スポットの配置を示す平面図である。
[図 5]本発明に係る光ヘッド装置の第一実施形態において、二層のディスクにおける 対象外の層からの反射光の、光検出器上の光スポットの配置を示す図である。
[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回折光学素子を示す断面 図である。
圆 7]本発明に係る光ヘッド装置の第二実施形態を示す構成図である。
[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回折光学素子を示す平面 図である。
[図 9]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とを示す平面図である。
[図 10]本発明に係る光ヘッド装置の第二実施形態において、二層のディスクにおけ る対象外の層からの反射光の、光検出器上の光スポットの配置を示す平面図である
[図 11]本発明に係る光ヘッド装置の第二実施形態において、二層のディスクにおけ る対象外の層からの反射光の、光検出器上の光スポットの配置を示す平面図である
[図 12]本発明に係る光ヘッド装置の第二実施形態における回折光学素子を示す断 面図である。
[図 13]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構成図である [図 14]従来の光ヘッド装置を示す構成図である。
[図 15]従来の光ヘッド装置における回折光学素子を示す平面図である。
[図 16]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 スポットの配置とを示す平面図である。
[図 17]従来の光ヘッド装置を示す構成図である。 [図 18]従来の光ヘッド装置におけるビーム分割素子を示す断面図である。
鬧 19]従来の光ヘッド装置における回折光学素子を示す平面図である。
[図 20]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 スポットの配置とを示す平面図である。
符号の説明
1 半導体レーザ (光源）
2 コリメータレンズ
3 回折光学素子
4 偏光ビームスプリッタ
5 1Z4波長板
6 対物レンズ
7 ディスク (光記録媒体）
8 凸レンズ
9a〜9e 回折光学素子
10a〜： LOd 光検出器
11 ビームスプリッタ
12 ビーム分割素子
13a〜13n 領域
14a〜14d 受光部
14a〜14r 受光部
14a〜14r 受光部
15a〜15x 光スポット
16a〜16h 受光部
17a〜17t 受光部
18a〜181 光スポット
19a〜19x 光スポット
20a〜20h 受光部
21a〜21h 光スポット a〜22g 受光部
&〜 23j 光スポット
a〜24d 光スポット
a〜25d 光スポット
a, 26b 基板
a〜27c 回折格子
a, 28b 入射光
a, 29b + 1次回折光a, 30b 1次回折光
プリズム
a, 32b 入射光
a, 33b 屈折光
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 (演算手段) 対物レンズ駆動回路

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、 前記光源と前記対物レンズとの間に設けられた回折光学素子と、前記光記録媒体か らの反射光を受光する光検出器と、前記対物レンズと前記光検出器との間に設けら れた光分割手段とを備え、
前記回折光学素子は、前記光源からの出射光から、前記対物レンズによって前記 光記録媒体上に集光されるメインビーム及びサブビーム群を生成する機能を有し、 前記光分割手段は、前記光記録媒体で反射された前記メインビーム及び前記サブ ビーム群の反射光から、それぞれ複数のメインビーム分割光及び複数のサブビーム 群分割光を生成する複数の領域を有し、
前記光検出器は、前記メインビームによるプッシュプル信号を検出するために前記 複数のメインビーム分割光を受光する複数の受光部からなるメインビーム用受光部 群と、前記サブビーム群によるプッシュプル信号を検出するために前記複数のサブビ ーム群分割光を受光する複数の受光部からなるサブビーム群用受光部群とを有し、 前記反射光の光軸に対する前記複数のメインビーム分割光の一方の側と前記メイ ンビーム用受光部群の複数の受光部の中心に対する一方の側とが対応するように配 設されるとともに、前記反射光の光軸に対する前記複数のメインビーム分割光の他方 の側と前記メインビーム用受光部群の複数の受光部の中心に対する他方の側とが対 応するように配設された、
ことを特徴とする光ヘッド装置。
[2] 前記光分割手段において前記反射光の光軸を通り前記光記録媒体の接線方向に 対応する方向に平行な直線の一方の側に位置する前記領域で生成された前記メイ ンビーム分割光を、前記メインビーム用受光部群の中心を通り前記光記録媒体の接 線方向に対応する方向に平行な直線の一方の側に位置する前記受光部で受光し、 前記光分割手段において前記反射光の光軸を通り前記光記録媒体の接線方向に 対応する方向に平行な直線の他方の側に位置する前記領域で生成された前記メイ ンビーム分割光を、前記メインビーム用受光部群の中心を通り前記光記録媒体の接 線方向に対応する方向に平行な直線の他方の側に位置する前記受光部で受光し、 前記光分割手段において前記反射光の光軸を通り前記光記録媒体の接線方向に 対応する方向に平行な直線の一方の側に位置する前記領域で生成された前記サブ ビーム群分割光を、前記サブビーム群用受光部群の中心を通り前記光記録媒体の 接線方向に対応する方向に平行な直線の一方の側に位置する前記受光部で受光し 前記光分割手段において前記反射光の光軸を通り前記光記録媒体の接線方向に 対応する方向に平行な直線の他方の側に位置する前記領域で生成された前記サブ ビーム群分割光を、前記サブビーム群用受光部群の中心を通り前記光記録媒体の 接線方向に対応する方向に平行な直線の他方の側に位置する前記受光部で受光 する、
ことを特徴とする請求項 1記載の光ヘッド装置。
[3] 前記光分割手段は、前記光記録媒体からの反射光の光軸に垂直な面内で、前記 光軸を通り前記光記録媒体の半径方向に対応する方向に平行な直線と前記光軸を 通り前記光記録媒体の接線方向に対応する方向に平行な直線とによって分割され た、第一乃至第四の領域を有し、これらの第一乃至第四の領域によって、前記光記 録媒体で反射された前記メインビーム及び前記サブビーム群の反射光から、それぞ れ第一乃至第四のメインビーム分割光及び第一乃至第四のサブビーム群分割光を 生成する、
ことを特徴とする請求項 1又は 2記載の光ヘッド装置。
[4] 前記光記録媒体として二層の記録層を有する光記録媒体を使用対象とし、これら の二層の記録層のうち前記対物レンズに近い方を一層目とし遠い方を二層目とした とき、
前記光検出器は、前記一層目又は前記二層目に前記対物レンズによって前記メイ ンビームを集光させたときの、前記メインビームが集光している前記一層目又は前記 二層目で反射された前記メインビームの反射光力 生成された前記第一乃至第四の メインビーム分割光の集光点の位置に設けられ、
前記光分割手段は、前記一層目に前記対物レンズにより前記メインビームを集光さ せたときの、前記二層目で反射された前記メインビームの反射光の集光点と前記光 検出器との間に設けられた、
ことを特徴とする請求項 3記載の光ヘッド装置。
[5] 前記光分割手段は、前記光記録媒体で反射された前記メインビームの反射光から 第五乃至第八のメインビーム分割光を生成する機能を更に有し、
前記光検出器は、フォーカス誤差信号を検出するために前記第五乃至第八のメイ ンビーム分割光を受光する別のメインビーム用受光部群を更に有する、
ことを特徴とする請求項 3又は 4記載の光ヘッド装置。
[6] 前記光分割手段は、回折格子が形成された単一の面を有する回折光学素子であり 前記第一乃至第四のメインビーム分割光は、前記光記録媒体で反射された前記メ インビームの反射光に対する前記回折格子における + 1次回折光であり、
前記第一乃至第四のサブビーム群分割光は、前記光記録媒体で反射された前記 サブビーム群の反射光に対する前記回折格子における + 1次回折光であり、 前記第五乃至第八のメインビーム分割光は、前記光記録媒体で反射された前記メ インビームの反射光に対する前記回折格子における 1次回折光である、
ことを特徴とする請求項 5記載の光ヘッド装置。
[7] 前記光分割手段は、第一の回折格子が形成された第一の面と第二の回折格子が 形成された第二の面とを有する回折光学素子群であり、
前記第一乃至第四のメインビーム分割光は、前記光記録媒体で反射された前記メ インビームの反射光に対する前記第一の回折格子における 0次光かつ前記第二の 回折格子における 1次回折光又は + 1次回折光であり、
前記第一乃至第四のサブビーム群分割光は、前記光記録媒体で反射された前記 サブビーム群の反射光に対する前記第一の回折格子における 0次光かつ前記第二 の回折格子における 1次回折光又は + 1次回折光であり、
前記第五乃至第八のメインビーム分割光は、前記光記録媒体で反射された前記メ インビームの反射光に対する前記第一の回折格子における ± 1次回折光かつ前記 第二の回折格子における 1次回折光又は + 1次回折光である、
ことを特徴とする請求項 5記載の光ヘッド装置。
[8] 前記光分割手段は、第一の回折格子が形成された第一の面と第二の回折格子が 形成された第二の面とを有する回折光学素子群であり、
前記第一乃至第四のメインビーム分割光は、前記光記録媒体で反射された前記メ インビームの反射光に対する前記第一の回折格子における 0次光及び 1次回折光 、 + 1次回折光のいずれか一方かつ前記第二の回折格子における 1次回折光又 は + 1次回折光であり、
前記第一乃至第四のサブビーム群分割光は、前記光記録媒体で反射された前記 サブビーム群の反射光に対する前記第一の回折格子における 0次光及び 1次回 折光、 + 1次回折光のいずれか一方かつ前記第二の回折格子における 1次回折 光又は + 1次回折光であり、
前記第五乃至第八のメインビーム分割光は、前記光記録媒体で反射された前記メ インビームの反射光に対する前記第一の回折格子における 1次回折光、 + 1次回 折光のいずれか他方かつ前記第二の回折格子における 1次回折光又は + 1次回 折光である、
ことを特徴とする請求項 5記載の光ヘッド装置。
[9] 請求項 1乃至 4のいずれか 1項に記載の光ヘッド装置と、
前記メインビーム用受光部群の出力信号に基づき前記メインビームによるプッシュ プル信号を検出する第一の演算手段と、
前記サブビーム群用受光部群の出力信号に基づき前記サブビーム群によるプッシ ュプル信号を検出する第二の演算手段と、
前記メインビームによるプッシュプル信号と前記サブビーム群によるプッシュプル信 号との差に基づき差動プッシュプル法によるトラック誤差信号を検出する第三の演算 手段と、
を備えたことを特徴とする光学式情報記録再生装置。
[10] 請求項 5乃至 8の 、ずれか 1項に記載の光ヘッド装置と、
前記メインビーム用受光部群の出力信号に基づき前記メインビームによるプッシュ プル信号を検出する第一の演算手段と、
前記サブビーム群用受光部群の出力信号に基づき前記サブビーム群によるプッシ ュプル信号を検出する第二の演算手段と、
前記メインビームによるプッシュプル信号と前記サブビーム群によるプッシュプル信 号との差に基づき差動プッシュプル法によるトラック誤差信号を検出する第三の演算 手段と、
前記別のメインビーム用受光部群の出力信号に基づきフォーカス誤差信号を検出 する第四の演算手段と、
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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