JP3864584B2 - Optical information recording / reproducing device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は光ディスク等の情報記録媒体に信号を記録、または情報記録媒体の信号を再生するために使われる光学式情報記録再生装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来の技術を、図14から図18に基づいて説明する。図14は従来例における光学式情報記録再生装置としての光ディスク装置の断面構成を示している。図14に於いて半導体レーザー等の放射光源1’を出射するレーザー光はビームスプリッタ−2に入射し、スプリット面2aを反射してコリメートレンズ3により平行光に変換され、1/4波長板4’により直線偏光(S波)から円偏光に変換され、対物レンズ5により集光されて情報記録媒体としての光ディスク基材6の信号面6a上に収束する。信号面6aを反射する光は対物レンズ5を経て1/4波長板4’により直線偏光(P波)に変換され、コリメートレンズ3により収束性の光となり、ビームスプリッタ−2のスプリット面2aを透過し、ホログラム基板7’上のホログラム面7’aに入射し、これを透過して入射光軸8’を対称軸とする+1次回折光8’a、−1次回折光8’bに分岐し、検出器9’上の検出面9’aに入射する。
【0003】
図15は従来例における光ディスク装置のホログラム面と検出面の構成を示している。ホログラム面7’aと入射光10の光軸8’との交点をOとして、ホログラム面7’aは点Oで直交する2直線(X軸、Y軸)で4分割され、さらにそれぞれの象限でX軸に沿った短冊に分割される。ホログラム面7’aの第1象限に入射する光10は1次回折側で検出面9’a上の点Aを原点としてみた場合の第1象限位置に入射し、第2象限では点Aに対する第2象限位置に、第3象限では点Aに対する第4象限位置に、第4象限では点Aに対する第3象限位置に入射する。検出面9’aと入射光軸8’との交点をO’、点O’で直交する2直線をx軸及びy軸、点Aの点O’に関する対称点をA’とすると、−1次回折側では検出面上での入射位置が点O’に対し対称に現れ、ホログラム面7’aの第1象限に入射する光10は検出面上の点A’を原点とする第3象限位置に、第2象限では点A’に対する第4象限位置に、第3象限では点A’に対する第2象限位置に、第4象限では点A’に対する第1象限位置に入射する。またホログラム面7’aの各象限で白地で表示した一つ置きの短冊領域1B、2B、3B、4Bではホログラム側から見て1次回折光が検出面9’aよりも奥側で収束し、検出面上でそれぞれ1b、2b、3b、4bの光スポットとなり、斜線で示したその他の短冊領域1F、2F、3F、4Fでは検出面9’aよりも手前側で収束し、検出面上でそれぞれ1f、2f、3f、4fの光スポットとなる。これとは反対に、−1次回折光では短冊領域1B、2B、3B、4Bは検出面9’aよりも手前側で収束し、検出面上でそれぞれ1b’、2b’、3b’、4b’の光スポットとなり、短冊領域1F、2F、3F、4Fでは検出面9’aよりも奥側で収束し、検出面上でそれぞれ1f’、2f’、3f’、4f’の光スポットとなる。1次回折側に於ける光検出器の形状はy軸に沿った短冊形状の組み合わせであり、一つ飛ばしごとに導通されて検出光が信号F1、F2として出力される。光スポット1bと1f、2bと2f、3bと3f、4bと4fは、それぞれのビームの中心(1bOと1fO、2bOと2fO、3bOと3fO、4bOと4fO)が互いに境界線を挟んで隣同士の光検出器に入射している。−1次回折側に於ける光検出器の形状は点A’を中心として4分割されており、光スポット1b’と1f’、2b’と2f’、3b’と3f’、4b’と4f’がそれぞれの分割検出器(t3、t4、t2、t1)の中心に入射している。検出器からの信号は加算器、減算器で処理され、制御信号や再生信号が生成される。例えば、信号F1、F2を減算器11aにより差分することで、光ディスク信号面6aのフォーカスエラー信号12aが得られる。また、検出器t1、t4の導通信号と検出器t2、t3の導通信号を減算器11cにより差分することで、光ディスク信号面6aの位相差トラッキングエラー信号12cが得られ、検出器t1、t2の導通信号と検出器t3、t4の導通信号を減算器11dにより差分することで、光ディスク信号面6aのプッシュプルトラッキングエラー信号12dが得られる。さらに、信号F1、F2を加算器11bで加算した信号12bに、検出器t1、t2の導通信号と検出器t3、t4の導通信号を加算器11eで加算した信号12eに加えることで、光ディスク信号面6aの再生信号が得られる。
【0004】
図16、図17は従来例における光ディスク装置のフォーカスエラー検出原理を示すために、ディフォーカス発生時の検出面上での光分布を示している。図16は光ディスク6が対物レンズ5から遠ざかる場合で、図17は近づく場合である。図16の場合、ディフォーカスによって光スポットが矢印の方向に延び、F1の出力が増大し、F2の出力が減少し、フォーカスエラー信号(以下FE信号と呼ぶ)=F2−F1<0となる。一方、図17の場合、ディフォーカスによって光スポットが矢印の方向に延び、F2の出力が増大し、F1の出力が減少し、FE=F2−F1>0となる。よって、減算器11aにより光ディスク信号面6aのフォーカスエラー信号12aが得られることが分かる。
【0005】
図18は従来例における光ディスク装置のFE信号ディフォーカス特性を示している。図18において縦軸はFE信号の出力値、横軸は光ディスク信号面6aのディフォーカス量で、プラス側が光ディスク6が対物レンズ5から遠ざかる側である。従来例におけるFE特性は曲線13’である。ジャストフォーカス近傍でs字を描き、FE→0となるように制御すれば、光ディスク信号面6aにフォーカスがかけられる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
このような従来の光ディスク装置において以下の問題があった。すなわち、図16において矢印3a、4aの方向に光スポットが延びることで、あるディフォーカス量で光スポットが重なり互いに干渉し合って、FE信号に影響を与える。図18の曲線13’におけるディフォーカス20μm〜40μmの領域で発生するうねりは、これが原因である。また、図17において矢印1a、2aの方向に光スポットが延びることで、あるディフォーカス量で光スポットが重なり互いに干渉し合ううえ、矢印1a、2aの方向には長く検出器が横たわっているので、大きなディフォーカスで光スポットが拡がっても検出器上には大きな光エネルギーが残り、これらがFE信号に影響を与える。図18の曲線13’におけるディフォーカス−20μm〜−40μmの領域で発生する大きなオフセットε1は、これが原因である。一般に、光ディスクの信号面が単一面の場合は、±10μmを越える大きなディフォーカス量でのFE信号特性にオフセットやうねりがあっても問題がないが、DVDの2層ディスクのように、第1の信号面から40μm〜70μm(光学的には屈折率で割って25μm〜50μmに相当)だけ離れた位置に第2の信号面がある場合には、25μm〜50μmまたは−25μm〜−50μmのディフォーカス領域で発生するオフセットやうねりがフォーカス制御の外乱となる。例えば、図18の曲線13’の場合、ディフォーカス−30μm位置でのオフセットはε1=−0.04の大きさであり、多層ディスクにおいて対物レンズから見て奥側の信号面にフォーカス制御がかかっている場合、手前側(光学的に30μmだけ対物レンズ側にあるとして)の信号面から−0.04のオフセットが外乱として加わり、これが0.5μm程度のディフォーカスを発生させ、信号の再生特性を大きく劣化させる。このように、従来の光ディスク装置において、25μm〜50μmまたは−25μm〜−50μmのディフォーカス領域で発生するFE信号の大きなオフセットやうねりが2層以上の多層ディスクの再生性能を大きく損なうことになるという問題点があった。本発明はかかる問題点に鑑み、FE信号の大きなオフセットやうねりを押さえ、多層ディスクの良好な再生や記録を安定して行える光ディスク装置を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記問題点を解決するため、以下の手段を用いる。すなわち、放射光源と、対物レンズと、ホログラム等の光分配手段と、光検出器からなり、放射光源を出た光は対物レンズにより光ディスクの信号面に集光し、その反射光は対物レンズを経て光分配手段に入射し、光分配手段により光は2方向に回折し、一方の回折光が光分配手段上の点Oで直交する2直線(x軸、y軸)により少なくとも4つの領域に分配され、それぞれ直線OAの周りを一象限分だけ回転して光検出器上の点Aの周りに入射し、もう一方の回折光もx軸、y軸により少なくとも4つの領域に分配され、それぞれ直線OA’の周りを一象限分だけ回転して光検出器上の点A’の周りに入射することを特徴とする光ディスク装置であり、y軸は線分AA’に一致し、光分配手段はその各象限がx軸方向に沿った分割線で短冊状のセルに分割され、一つ置きの短冊セルを回折する光は検出面の手前で収束し(収束光F)、その他の短冊セルを回折する光は検出面の奥で収束し(収束光B)、点Aを原点とした座標の各象限で少なくとも2つの光検出器がy軸に沿って隣接して構成され、該光検出器にそれぞれ収束光Fと収束光Bが入射することを特徴とする。
【0008】
また、点Aを原点とした座標の各象限で、4つの光検出器D1、D2、D3、D4がy軸に沿ってこの順に隣接して構成され、1つ飛びの検出器D1とD3、D2とD4が互いに導通することを特徴としており、第1象限位置の光検出器D1、D2、D3が第4象限位置の光検出器D2、D3、D4と導通し、第2象限位置の光検出器D2、D3、D4が第3象限位置の光検出器D1、D2、D3と導通し、第1象限位置の光検出器D1が第2象限位置の光検出器D1と導通し、第1象限位置の光検出器D1及びこれに導通する検出器からの信号をF1とし、第1象限位置の光検出器D2及びこれに導通する検出器からの信号をF2とし、F1とF2との差分から光ディスク信号面のフォーカスエラー信号を得ることを特徴とする。
【0009】
さらに、点Aを原点とした座標での第1象限位置の光検出器D1、D2、D3がそれぞれ第4象限位置の光検出器D2、D3、D4とほぼy軸に沿った直線上に形成され、第2象限位置の光検出器D2、D3、D4がそれぞれ第3象限位置の光検出器D1、D2、D3とほぼy軸に沿った直線上に形成されており、第4象限位置の光検出器D1及び第3象限位置の光検出器D4が省かれてもよく、第1象限位置の光検出器D4及び第2象限位置の光検出器D1が省かれてもよい。
【0010】
さらに、光分割手段の各象限において、点Oから離れた領域Cを回折し光検出器上に入射する位置は、その象限内の他領域Bを回折し光検出器上の点Aの周りに入射する位置よりも点Aから見て外側にあり、領域Bとは独立した光検出器で検出されることを特徴とする。この時、光分割手段の領域Cを回折する光の収束点がほぼ光検出面上にあることを特徴とし、光分割手段の領域Cが点Oを中心とする円の外の領域、又はその一部であり、領域Cが点Oを中心とする円の外にあって、x軸及びこれに平行な直線に挟まれた領域であってもよく、領域Cが点Oを中心とする輪帯状の領域であってもよい。
【0011】
一方、光分割手段の領域Bは点Oを取り巻く内周領域B1とそれ以外の領域B2に分けられ、領域B1及び領域B2を回折し検出器に入射する光スポットの位置がx軸に沿ってずれることを特徴とし、光分割手段の領域B1がx軸、y軸及びこれらと平行な直線に囲まれた領域であってもよく、領域B1が点Oを中心とする円内の領域であり、領域B2が点Oを中心とする輪帯状の領域であってもよい。
【0012】
さらに、点A’の周りに回折する側の各分配光は点Aを原点とした座標での第1象限位置に構成された光検出器DT1と、第2象限位置に構成された光検出器DT2と、第3象限位置に構成された光検出器DT3と、第4象限位置に構成された光検出器DT4とによりそれぞれ検出され、各検出器からの検出信号をT1、T2、T3、T4とすると、(T1+T4)−(T2+T3)または(T1+T2)−(T3+T4)または(T1+T3)−(T2+T4)から光ディスク信号面のトラッキングエラー信号を得ることを特徴とする。
【0013】
上記の様な構成により、検出器上の各象限に配置されたビームスポットが光ディスクのディフォーカスによって互いに逃げ合って重なることがなく、検出器上に光エネルギーが残りにくいので、25μm〜50μmまたは−25μm〜−50μmのディフォーカス領域におけるFE信号の大きなオフセットやうねりを大幅に抑えることができる。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下本発明の第1の実施の形態を図1から図4、及び図18に基づいて説明する。なお従来例と共通の要素については、同一の番号を振って説明する。図1は本発明の第1の実施の形態における光ディスク装置の断面構成を示しており、放射光源1とその周辺に関する側面図も下に付け加えている。図1に於いて光検出基板9上に取り付けられた半導体レーザー等の放射光源1を出射するレーザー光は、光検出基板9上に取り付けられた反射ミラー14を反射して偏光性ホログラム基板7を透過し、1/4波長板4により直線偏光(S波)から円偏光に変換され、コリメートレンズ3により平行光に変換され、対物レンズ5により集光されて光ディスク基材6の信号面6a上に収束する。信号面6aを反射する光は対物レンズ5、コリメートレンズ3を経て収束性の光となり、1/4波長板4により直線偏光(P波)に変換され、偏光性ホログラム基板7上のホログラム面7aに入射し、これを透過して入射光軸8を対称軸とする1回折光8a、−1次回折光8bに分岐し、検出器9上の検出面9aに入射する。
【0015】
図2は本発明の第1の実施の形態における光ディスク装置のホログラム面と検出面の構成を示している。ホログラム面7aと入射光10の光軸8との交点をOとして、ホログラム面7aは点Oで直交する2直線(X軸、Y軸)で4分割され、さらにそれぞれの象限でX軸に沿った短冊に分割される。ホログラム面7aの第1象限に入射する光10は1次回折側で検出面9a上の点Aを原点としてみた場合の第2象限位置に入射し、第2象限では点Aに対する第3象限位置に、第3象限では点Aに対する第4象限位置に、第4象限では点Aに対する第1象限位置に入射する。すなわちホログラム面7a上での光10が各象限ごとにOAを結ぶ直線の周りで1象限分だけ回転して検出面上9aに入射する。検出面9aと入射光軸8との交点をO’、点O’で直交する2直線をx軸及びy軸、点Aの点O’に関する対称点をA’とすると、−1次回折側では検出面上での入射位置が点O’に対し対称に現れ、ホログラム面7aの第1象限に入射する光10は検出面上の点A’を原点とする第4象限位置に、第2象限では点A’に対する第1象限位置に、第3象限では点A’に対する第2象限位置に、第4象限では点A’に対する第3象限位置に入射する。またホログラム面7aの各象限で白地で表示した一つ置きの短冊領域1B、2B、3B、4Bではホログラム側から見て1次回折光が検出面9aよりも奥側で収束し、検出面上でそれぞれ1b、2b、3b、4bの光スポットとなり、斜線で示したその他の短冊領域1F、2F、3F、4Fでは検出面9aよりも手前側で収束し、検出面上でそれぞれ1f、2f、3f、4fの光スポットとなる。これとは反対に、−1次回折光では短冊領域1B、2B、3B、4Bは検出面9aよりも手前側で収束し、検出面上でそれぞれ1b’、2b’、3b’、4b’の光スポットとなり、短冊領域1F、2F、3F、4Fでは検出面9aよりも奥側で収束し、検出面上でそれぞれ1f’、2f’、3f’、4f’の光スポットとなる。1次回折側に於ける光検出器の形状はy軸に沿った短冊形状の組み合わせであり、一つ飛ばしごとに導通されて検出光が信号F1、F2として出力される。光スポット1bと1f、2bと2f、3bと3f、4bと4fは、それぞれのビームの中心(1bOと1fO、2bOと2fO、3bOと3fO、4bOと4fO)が互いに境界線を挟んで隣同士の光検出器に入射している。−1次回折側に於ける光検出器の形状は点A’を中心として4分割されており、光スポット1b’と1f’、2b’と2f’、3b’と3f’、4b’と4f’がそれぞれの分割検出器(T4、T1、T2、T3)の中心に入射している。検出器からの信号は加算器、減算器で処理され、制御信号や再生信号が生成される。例えば、信号F1、F2を減算器11aにより差分することで、光ディスク信号面6aのフォーカスエラー信号12aが得られる。また、検出器T1、T3の導通信号と検出器T2、T4の導通信号を減算器11cにより差分することで、光ディスク信号面6aの位相差トラッキングエラー信号12cが得られ、検出器T1、T4の導通信号と検出器T2、T3の導通信号を減算器11dにより差分することで、光ディスク信号面6aのプッシュプルトラッキングエラー信号12dが得られる。さらに、信号F1、F2を加算器11bで加算した信号12bに、検出器T1、T4の導通信号と検出器T2、T3の導通信号を加算器11eで加算した信号12eに加えることで、光ディスク信号面6aの再生信号が得られる。
【0016】
図3、図4は本発明の第1の実施の形態における光ディスク装置のフォーカスエラー検出原理を示すために、ディフォーカス発生時の検出面上での光分布を示している。図3は光ディスク6が対物レンズ5から遠ざかる場合で、図4は近づく場合である。図3の場合、ディフォーカスによって光スポットが矢印の方向に延び、F1の出力が増大し、F2の出力が減少し、FE=F2−F1<0となる。一方、図4の場合、ディフォーカスによって光スポットが矢印の方向に延び、F2の出力が増大し、F1の出力が減少し、FE=F2−F1>0となる。よって、減算器11aにより光ディスク信号面6aのフォーカスエラー信号12aが得られることが分かる。
【0017】
図18には本発明の第1の実施の形態における光ディスク装置のフォーカスエラー信号ディフォーカス特性を付記しており、第1の実施の形態におけるFE特性は曲線13である。ジャストフォーカス近傍でs字を描き、FE→0となるように制御すれば、光ディスク信号面6aにフォーカスがかけられる。
【0018】
なお、本の実施の形態では図3、図4の矢印1a、2a、3a、4aで示すように、点Aの周りに配置されたビームスポットが光ディスクのディフォーカスによって互いに逃げ合って重なることがなく、しかも検出器上に光エネルギーが残りにくい。その結果、図18の曲線13では、従来例において見られた20μm〜40μmの領域のうねりが現れず、−20μm〜−50μmの領域でもオフセットがほとんど発生していない。例えば、曲線13の場合、ディフォーカス−32μm位置でのオフセットはε2=0.01の大きさであり、対物レンズから見て奥側の信号面にフォーカス制御がかかっている場合、手前側(光学的に32μmだけ対物レンズ側にあるとして)の信号面から0.01のオフセットが外乱として加わるが、これは0.15μm程度の小さなディフォーカスに相当し、信号の再生特性をほとんど劣化させることはない。従って、2層ディスクの良好な再生や記録を安定して行うことができる。
【0019】
次に本発明の第2の実施の形態を図5に基づいて説明する。第2の実施の形態はホログラム面と検出面の構成を除いてその他の構成は全て第1の実施の形態と同じであり、同一部の説明を省略する。図5は本発明の第2の実施の形態における光ディスク装置のホログラム面と検出面の構成を示している。ホログラム面7aと入射光10の光軸8との交点をOとして、ホログラム面7aは点Oで直交する2直線(X軸、Y軸)で4分割され、さらに点Oを中心とした円15内の領域がそれぞれの象限でX軸に沿った短冊に分割される。ホログラム面7aの第1象限に入射する光10は1次回折側で検出面9a上の点Aを原点としてみた場合の第2象限位置に入射し、第2象限では点Aに対する第3象限位置に、第3象限では点Aに対する第4象限位置に、第4象限では点Aに対する第1象限位置に入射する。すなわちホログラム面7a上での光10が各象限ごとにOAを結ぶ直線の周りで1象限分だけ回転して検出面上9aに入射する。検出面9aと入射光軸8との交点をO’、点O’で直交する2直線をx軸及びy軸、点Aの点O’に関する対称点をA’とすると、−1次回折側では検出面上での入射位置が点O’に対し対称に現れ、ホログラム面7aの第1象限に入射する光10は検出面上の点A’を原点とする第4象限位置に、第2象限では点A’に対する第1象限位置に、第3象限では点A’に対する第2象限位置に、第4象限では点A’に対する第3象限位置に入射する。またホログラム面7aの各象限で白地で表示した一つ置きの短冊領域1B、2B、3B、4Bではホログラム側から見て1次回折光が検出面9aよりも奥側で収束し、検出面上でそれぞれ1b、2b、3b、4bの光スポットとなり、斜線で示したその他の短冊領域1F、2F、3F、4Fでは検出面9aよりも手前側で収束し、検出面上でそれぞれ1f、2f、3f、4fの光スポットとなり、ホログラム面7aの各象限で円15の外の領域1G、2G、3G、4Gではホログラム側から見て1次回折光がほぼ検出面9a上で収束し、検出面上でそれぞれ1g、2g、3g、4gの光スポットとなる。これとは反対に、−1次回折光では短冊領域1B、2B、3B、4Bは検出面9aよりも手前側で収束し、検出面上でそれぞれ1b’、2b’、3b’、4b’の光スポットとなり、短冊領域1F、2F、3F、4Fでは検出面9aよりも奥側で収束し、検出面上でそれぞれ1f’、2f’、3f’、4f’の光スポットとなり、円15の外の領域1G、2G、3G、4Gではほぼ検出面9a上で収束し、検出面上でそれぞれ1g’、2g’、3g’、4g’の光スポットとなる。光スポット1g、2g、3g、4gの位置は点Aからみて、光スポット1bと1f、2bと2f、3bと3f、4bと4fの位置より外側にあり、光スポット1g’、2g’、3g’、4g’の位置は点A’からみて、光スポット1b’と1f’、2b’と2f’、3b’と3f’、4b’と4f’の位置より外側にある。1次回折側に於ける光検出器の形状は、光スポット1b、1f、2b、2f、3b、3f、4b、4fを検出するものがy軸に沿った短冊形状の組み合わせであり、第1の実施の形態と同様に一つ飛ばしごとに導通されて検出光が信号F1、F2として出力される。また、光スポット1g、2g、3g、4gに関しては導通された光検出器F3により検出される。光スポット1bと1f、2bと2f、3bと3f、4bと4fの位置関係、及びこれらのスポットと信号F1、F2を生成する短冊形状の検出器との位置関係については第1の実施の形態と同様であり、説明を省略する。−1次回折側に於ける光検出器の形状は点A’を中心として4分割されており、光スポット1b’と1f’、2b’と2f’、3b’と3f’、4b’と4f’がそれぞれの分割検出器(T4、T1、T2、T3)の領域に入射している。また、光スポット1g’、2g’、3g’、4g’はそれぞれ分割検出器T4、T1、T2、T3から伸びた検出領域に入射している。検出器からの信号は加算器、減算器で処理され、制御信号や再生信号が生成される。例えば、信号F1、F2を減算器11aにより差分することで、光ディスク信号面6aのフォーカスエラー信号12aが得られる。また、検出器T1、T3の導通信号と検出器T2、T4の導通信号を減算器11cにより差分することで、光ディスク信号面6aの位相差トラッキングエラー信号12cが得られ、検出器T1、T4の導通信号と検出器T2、T3の導通信号を減算器11dにより差分することで、光ディスク信号面6aのプッシュプルトラッキングエラー信号12dが得られる。さらに、信号F1、F2を加算器11bで加算した信号12bに検出器F3の検出信号を加え、検出器T1、T4の導通信号と検出器T2、T3の導通信号を加算器11eで加算した信号12eに加えることで、光ディスク信号面6aの再生信号が得られる。
【0020】
第2の実施の形態のフォーカスエラー検出原理は第1の実施の形態と同じであり、ディフォーカス発生時の検出面上での光分布の動きも同様である。光スポット1g、2g、3g、4gに関してはディフォーカスによってそれぞれ矢印1h、2h、3h、4hの方位に延びるが、この方位にはFE検出に関わる検出器が存在しないので、FE特性に影響しない。従って第1の実施の形態と同じく、ディフォーカス時でのオフセットやうねりの発生が回避でき、2層ディスクの良好な再生や記録を安定して行うことができる。さらに第2の実施の形態では信号F1、F2を加算器11bで加えて再生信号とすることもでき、F1、F2が開口の小さい領域(円15内の領域)の検出信号であることから、基材6の厚さが異なった光ディスクの再生を行っても開口の小さい領域では収差が小さいことから、再生特性の劣化を小さくすることができる。例えば、基材厚0.6mmのDVDの再生を全検出器の信号総和(F1+F2+T1+T2+T3+T4)で行い、同一の対物レンズ5を用いて基材厚1.2mmのCDの再生をF1+F2で行うことができ、一つの光ディスク装置でありながら、多種の光ディスクの再生に対応できる。
【0021】
次に本発明の第3の実施の形態を図6に基づいて説明する。第3の実施の形態はホログラム面の構成を除いてその他の構成は全て第2の実施の形態と同じであり、同一部の説明を省略する。図6は本発明の第3の実施の形態における光ディスク装置のホログラム面と検出面の構成を示している。ホログラム面7aと入射光10の光軸8との交点をOとして、ホログラム面7aは点Oで直交する2直線(X軸、Y軸)で4分割され、さらに点Oを中心とした円15内又は直線16、17の外側の領域がそれぞれの象限でX軸に沿った短冊に分割される。ホログラム面7aの第1象限に入射する光10は1次回折側で検出面9a上の点Aを原点としてみた場合の第2象限位置に入射し、第2象限では点Aに対する第3象限位置に、第3象限では点Aに対する第4象限位置に、第4象限では点Aに対する第1象限位置に入射する。すなわちホログラム面7a上での光10が各象限ごとにOAを結ぶ直線の周りで1象限分だけ回転して検出面上9aに入射する。検出面9aと入射光軸8との交点をO’、点O’で直交する2直線をx軸及びy軸、点Aの点O’に関する対称点をA’とすると、−1次回折側では検出面上での入射位置が点O’に対し対称に現れ、ホログラム面7aの第1象限に入射する光10は検出面上の点A’を原点とする第4象限位置に、第2象限では点A’に対する第1象限位置に、第3象限では点A’に対する第2象限位置に、第4象限では点A’に対する第3象限位置に入射する。またホログラム面7aの各象限で白地で表示した一つ置きの短冊領域1B、2B、3B、4Bではホログラム側から見て1次回折光が検出面9aよりも奥側で収束し、検出面上でそれぞれ1b、2b、3b、4bの光スポットとなり、斜線で示したその他の短冊領域1F、2F、3F、4Fでは検出面9aよりも手前側で収束し、検出面上でそれぞれ1f、2f、3f、4fの光スポットとなり、ホログラム面7aの各象限で円15の外かつ直線16、17の間の領域1G、2G、3G、4Gではほぼ検出面9a上で収束し、検出面上でそれぞれ1g、2g、3g、4gの光スポットとなる。これとは反対に、−1次回折光では短冊領域1B、2B、3B、4Bは検出面9aよりも手前側で収束し、検出面上でそれぞれ1b’、2b’、3b’、4b’の光スポットとなり、短冊領域1F、2F、3F、4Fでは検出面9aよりも奥側で収束し、検出面上でそれぞれ1f’、2f’、3f’、4f’の光スポットとなり、円15の外かつ直線16、17の間の領域1G、2G、3G、4Gではほぼ検出面9a上で収束し、検出面上でそれぞれ1g’、2g’、3g’、4g’の光スポットとなる。光スポット1g、2g、3g、4gの位置は点Aからみて、光スポット1bと1f、2bと2f、3bと3f、4bと4fの位置より外側にあり、光スポット1g’、2g’、3g’、4g’の位置は点A’からみて、光スポット1b’と1f’、2b’と2f’、3b’と3f’、4b’と4f’の位置より外側にある。第3の実施の形態はホログラム面7aの分割の仕方が違うだけで、光検出器の形状や配線、信号検出原理は第2の実施の形態と全く同じであり、第2の実施の形態と同じく、ディフォーカス時でのオフセットやうねりの発生が回避でき、2層ディスクの良好な再生や記録を安定して行うことができる。また第2の実施の形態と同じく、基材厚0.6mmのDVDの再生を全検出器の信号総和(F1+F2+T1+T2+T3+T4)で行い、同一対物レンズ5を用いて基材厚1.2mmのCDの再生をF1+F2で行うことができ、一つの光ディスク装置でありながら、多種の光ディスクの再生に対応できる。さらに第2の実施の形態に比べて開口の大きい領域を一部F1、F2に取り込んでいるので、基材6の厚さにむらがある光ディスクであっても、ジャストフォーカス近傍でのFE特性が乱されず、正確な焦点制御が維持できる(基材6の厚さにむらがあると、開口の小さい領域での収差と開口の大きい領域での収差が乖離するため、第2の実施の形態のような開口の小さい領域だけを使ったFE検出はジャストフォーカス近傍でFE特性が乱される可能性があった)。
【0022】
次に本発明の第4の実施の形態を図7に基づいて説明する。第4の実施の形態はホログラム面の一部の構成を除いてその他の構成は全て第3の実施の形態と同じであり、同一部の説明を省略する。図7は本発明の第4の実施の形態における光ディスク装置のホログラム面と検出面の構成を示している。第3の実施の形態との違いは、点Oを中心とした方形18内の短冊領域で、他の短冊領域に比べ検出面上での入射位置をx軸方向に若干変えた点である。方形18内の短冊領域で白地で表示した一つ置きの短冊領域1’B、2’B、3’B、4’Bはホログラム側から見て1次回折光が検出面9aよりも奥側で収束し、検出面上でそれぞれ1’b、2’b、3’b、4’bの光スポットとなり、斜線で示したその他の短冊領域1’F、2’F、3’F、4’Fでは検出面9aよりも手前側で収束し、検出面上でそれぞれ1’f、2’f、3’f、4’fの光スポットとなる。光スポット1’b、2’b、3’b、4’bは光スポット1b、2b、3b、4bに比べ検出器の境界線から離れる側にシフトしている。また、−1次回折光では短冊領域1’B、2’B、3’B、4’Bは検出面9aよりも手前側で収束し、検出面上でそれぞれ1’b’、2’b’、3’b’、4’b’の光スポットとなり、短冊領域1’F、2’F、3’F、4’Fでは検出面9aよりも奥側で収束し、検出面上でそれぞれ1’f’、2’f’、3’f’、4’f’の光スポットとなる。第4の実施の形態はホログラム面7aの分割の仕方が違うだけで、光検出器の形状や配線、信号検出原理は第3の実施の形態と全く同じであり、第3の実施の形態と同じく、ディフォーカス位置でのオフセットやうねりの発生が回避でき、2層ディスクの良好な再生や記録を安定して行うことができる。また第3の実施の形態と同じく、基材厚0.6mmのDVDの再生を全検出器の信号総和(F1+F2+T1+T2+T3+T4)で行い、同一の対物レンズ5を用いて基材厚1.2mmのCDの再生をF1+F2で行うことができ、一つの光ディスク装置でありながら、多種の光ディスクの再生に対応できる。さらに方形18内の開口の小さい領域を検出器の境界線から遠ざけることで、開口の小さい領域での収差がFEに与える影響と開口の大きい領域での収差がFEに与える影響のバランスをとることができ、第3の実施の形態と比べても、基材6の厚さにむらがある光ディスクであってもジャストフォーカス近傍のFE特性が乱されず、より正確な焦点制御が維持できる。
【0023】
次に本発明の第5の実施の形態を図8に基づいて説明する。第5の実施の形態はホログラム面の構成を除いてその他の構成は全て第2の実施の形態と同じであり、同一部の説明を省略する。図8は本発明の第5の実施の形態における光ディスク装置のホログラム面と検出面の構成を示している。ホログラム面7aと入射光10の光軸8との交点をOとして、ホログラム面7aは点Oで直交する2直線(X軸、Y軸)で4分割され、さらに点Oを中心とした円15内又は円19外の領域がそれぞれの象限でX軸に沿った短冊に分割される。ホログラム面7aの第1象限に入射する光10は1次回折側で検出面9a上の点Aを原点としてみた場合の第2象限位置に入射し、第2象限では点Aに対する第3象限位置に、第3象限では点Aに対する第4象限位置に、第4象限では点Aに対する第1象限位置に入射する。すなわちホログラム面7a上での光10が各象限ごとにOAを結ぶ直線の周りで1象限分だけ回転して検出面上9aに入射する。検出面9aと入射光軸8との交点をO’、点O’で直交する2直線をx軸及びy軸、点Aの点O’に関する対称点をA’とすると、−1次回折側では検出面上での入射位置が点O’に対し対称に現れ、ホログラム面7aの第1象限に入射する光10は検出面上の点A’を原点とする第4象限位置に、第2象限では点A’に対する第1象限位置に、第3象限では点A’に対する第2象限位置に、第4象限では点A’に対する第3象限位置に入射する。またホログラム面7aの各象限で白地で表示した一つ置きの短冊領域1B、2B、3B、4B、及び1’B、2’B、3’B、4’Bではホログラム側から見て1次回折光が検出面9aよりも奥側で収束し、検出面上でそれぞれ1b、2b、3b、4b、及び1’b、2’b、3’b、4’bの光スポットとなり、斜線で示したその他の短冊領域1F、2F、3F、4F、及び1’F、2’F、3’F、4’Fでは検出面9aよりも手前側で収束し、検出面上でそれぞれ1f、2f、3f、4f及び1’f、2’f、3’f、4’fの光スポットとなり、ホログラム面7aの各象限で円15の外かつ円19の内の領域1G、2G、3G、4Gではほぼ検出面9a上で収束し、検出面上でそれぞれ1g、2g、3g、4gの光スポットとなる。これとは反対に、−1次回折光では短冊領域1B、2B、3B、4B、及び1’B、2’B、3’B、4’Bは検出面9aよりも手前側で収束し、検出面上でそれぞれ1b’、2b’、3b’、4b’及び1’b’、2’b’、3’b’、4’b’の光スポットとなり、短冊領域1F、2F、3F、4F、及び1’F、2’F、3’F、4’Fでは検出面9aよりも奥側で収束し、検出面上でそれぞれ1f’、2f’、3f’、4f’、及び1’f’、2’f’、3’f’、4’f’の光スポットとなり、円15の外かつ円19の内の領域1G、2G、3G、4Gではほぼ検出面9a上で収束し、検出面上でそれぞれ1g’、2g’、3g’、4g’の光スポットとなる。光スポット1g、2g、3g、4gの位置は点Aからみて、光スポット1bと1f、2bと2f、3bと3f、4bと4fの位置より外側にあり、光スポット1g’、2g’、3g’、4g’の位置は点A’からみて、光スポット1b’と1f’、2b’と2f’、3b’と3f’、4b’と4f’の位置より外側にある。第5の実施の形態はホログラム面7aの分割の仕方が違うだけで、光検出器の形状や配線、信号検出原理は第2の実施の形態と全く同じであり、第2の実施の形態と同じく、ディフォーカス位置でのオフセットやうねりの発生が回避でき、2層ディスクの良好な再生や記録を安定して行うことができる。また基材厚の大きく異なる光ディスクを再生する場合、開口の大きい領域の光に対応する1’b、2’b、3’b、4’bや1’f、2’f、3’f、4’fの光スポットは大きく拡がって検出器上に残りにくいので、第2の実施の形態と同じく、基材厚0.6mmのDVDの再生を全検出器の信号総和(F1+F2+T1+T2+T3+T4)で行い、同じ対物レンズ5を使って基材厚1.2mmのCDの再生をF1+F2で行うことができ、一つの光ディスク装置でありながら、多種の光ディスクの再生に対応できる。さらに第2の実施の形態に比べて開口の大きい領域(円19外の領域)を一部F1、F2に取り込んでいるので、基材6の厚さにむらがある光ディスクであっても、ジャストフォーカス近傍でのFE特性が乱されず、正確な焦点制御が維持できる。
【0024】
次に本発明の第6の実施の形態を図9に基づいて説明する。第6の実施の形態は光スポットの検出面上での入射位置を若干変えた点以外、その構成は第5の実施の形態と全く同じであり、同一部の説明を省略する。図9は本発明の第6の実施の形態における光ディスク装置の検出面の構成を示している。第5の実施の形態との違いは、光スポット1b、2b、3b、4b、及び1f、2f、3f、4fの入射位置がスポット1’b、2’b、3’b、4’b、及び1’f、2’f、3’f、4’fに比べ検出器の境界線から離れる側にシフトしている。第6の実施の形態はホログラム面7aの仕様が違うだけで、光検出器の形状や配線、信号検出原理は第5の実施の形態と全く同じであり、第5の実施の形態と同じく、ディフォーカス位置でのオフセットやうねりの発生が回避でき、2層ディスクの良好な再生や記録を安定して行うことができる。また第5の実施の形態と同じく、基材厚0.6mmのDVDの再生を全検出器の信号総和(F1+F2+T1+T2+T3+T4)で行い、同じ対物レンズ5を使って基材厚1.2mmのCDの再生をF1+F2で行うことができ、一つの光ディスク装置でありながら、多種の光ディスクの再生に対応できる。さらに第5の実施の形態と同じく、基材6の厚さにむらがある光ディスクであってもジャストフォーカス近傍のFE特性が乱されず、正確な焦点制御が維持できる。
【0025】
次に本発明の第7の実施の形態を図10に基づいて説明する。第7の実施の形態は検出器の形状が若干異なる以外は、その構成は第1の実施の形態と全く同じであり、同一部の説明を省略する。図10は本発明の第7の実施の形態における光ディスク装置の検出面の構成を示している。第1の実施の形態との違いは、検出器F2b、F2d、F1b、F1dの形状で、第1の実施の形態では短冊状であったのが第7の実施の形態では下半分、または上半分での幅を変化させている。以上の変化を加えることで、図18で示したFE信号の特性曲線13の形状を微調整できる。第7の実施の形態は光検出器の形状が違うだけで、信号検出原理は第1の実施の形態と全く同じであり、第1の実施の形態と同じく、ディフォーカス位置でのオフセットやうねりの発生が回避でき、2層ディスクの良好な再生や記録を安定して行うことができる。
【0026】
次に本発明の第8の実施の形態を図11に基づいて説明する。第8の実施の形態は検出器の形状が若干異なる以外は、その構成は第7の実施の形態と全く同じであり、同一部の説明を省略する。図11は本発明の第8の実施の形態における光ディスク装置の検出面の構成を示している。第7の実施の形態との違いは、検出器F1e、F2eが省略されている点である。以上の変化を加えることで、図18で示したFE信号の特性曲線13の形状を微調整できる。第8の実施の形態は光検出器の形状が違うだけで、信号検出原理は第7の実施の形態や第1の実施の形態と全く同じであり、第7の実施の形態や第1の実施の形態と同じく、ディフォーカス位置でのオフセットやうねりの発生が回避でき、2層ディスクの良好な再生や記録を安定して行うことができる。
【0027】
次に本発明の第9の実施の形態を図12に基づいて説明する。第9の実施の形態は検出器の形状が若干異なる以外は、その構成は第8の実施の形態と全く同じであり、同一部の説明を省略する。図12は本発明の第9の実施の形態における光ディスク装置の検出面の構成を示している。第8の実施の形態との違いは、検出器F1a、F2aが省略されている点である。以上の変化を加えることで、図18で示したFE信号の特性曲線13の形状を微調整できる。第9の実施の形態は光検出器の形状が違うだけで、信号検出原理は第8の実施の形態や第1の実施の形態と全く同じであり、第8の実施の形態や第1の実施の形態と同じく、ディフォーカス位置でのオフセットやうねりの発生が回避でき、2層ディスクの良好な再生や記録を安定して行うことができる。
【0028】
次に本発明の第10の実施の形態を図13に基づいて説明する。第10の実施の形態はコリメートレンズ3、偏光性ホログラム基板7と1/4波長板の位置が変わった以外は、その構成は第1の実施の形態と全く同じであり、同一部の説明を省略する。図13は本発明の第10の実施の形態における光ディスク装置の断面構成を示しており、放射光源1とその周辺に関する側面図も下に付け加えている。図13に於いて光検出基板9上に取り付けられた半導体レーザー等の放射光源1を出射するレーザー光は、光検出基板9上に取り付けられた反射ミラー14を反射してコリメートレンズ3により平行光に変換され、偏光性ホログラム基板7を透過し、1/4波長板4により直線偏光(S波)から円偏光に変換され、対物レンズ5により集光されて光ディスク基材6の信号面6a上に収束する。信号面6aを反射する光は対物レンズ5を経て1/4波長板4により直線偏光(P波)に変換され、偏光性ホログラム基板7上のホログラム面7aに入射し、これを透過して光軸8を対称軸とする1回折光8a、−1次回折光8bに分岐し、これらの回折光がコリメートレンズ3を経て収束性の光となり、検出器9上の検出面9aに入射する。第10の実施の形態の第1の実施の形態との違いは、偏光性ホログラム基板7と1/4波長板の位置が対物レンズ5の前に来た点であり、偏光性ホログラム基板7と1/4波長板を対物レンズ5と一体にすることができるので、光ディスク基板6に追従する対物レンズ5に変位があっても偏光性ホログラム基板7も同じように移動するので、戻り光とホログラムパターンの相対的な位置変化による再生特性や制御特性の性能劣化が少ない。また、第10の実施の形態は制御信号の検出原理は第1の実施の形態と全く同じであり、第1の実施の形態と同じく、ディフォーカス位置でのオフセットやうねりの発生が回避でき、2層ディスクの良好な再生や記録を安定して行うことができる。
【0029】
以上、10種類の実施の形態について説明を加えたが、これらを組み合わせたものも同様の効果を持つ。例えば、第2の実施の形態から第9の実施の形態は光学系として第10の実施の形態のものを用いてもよく、図14に示した従来例の光学系であってもよい。また、第7の実施の形態から第9の実施の形態の説明では第2の実施の形態から第6の実施の形態で現れた光スポット1g、2g、3g、4gを描いてないが、当然これらの光スポットを生成するための第2の実施の形態から第6の実施の形態で使われたホログラムの分割方式を採用してもよい。また、反対に第1の実施の形態から第9の実施の形態では、ホログラム面7a上での光10が各象限ごとにOAを結ぶ直線の周りで1象限分だけ反時計回りに回転して検出面上9aに入射する例をとって説明したが、時計回りであっても同様の効果を持つ。さらに、上記の実施の形態ではホログラムを偏光性のもので説明したが無偏光性のものでもよく、この時1/4波長板4はなくてよい。さらに上記の実施の形態では検出器T1、T4の導通信号と検出器T2、T3の導通信号を減算器11dにより差分することで、光ディスク信号面6aのプッシュプルトラッキングエラー信号12dが得たが、光ディスク装置に対するトラックの方向により、検出器T1、T2の導通信号と検出器T3、T4の導通信号の差分がプッシュプルトラッキングエラー信号になる場合もある。
【0030】
また、上記は光ディスクを用いて説明したが、本願発明を、テープ状、カード状、ドラム状等の別の媒体形状の同様の装置に応用することは本願発明の範囲である。
【0031】
【発明の効果】
以上の本発明により、検出器上の各象限に配置されたビームスポットが光ディスクのディフォーカスによって互いに逃げ合って重なることがなく、その上検出器上に光エネルギーが残りにくいので、25μm〜50μmまたは−25μm〜−50μmのディフォーカス領域におけるFE信号の大きなオフセットやうねりを大幅に抑えることができ、2層ディスクの良好な再生や記録を安定して行うことができる。また、基材厚が大きく異なった光ディスクの再生を行っても、開口の小さい領域の戻り光を利用して再生信号を得ることができるので再生特性の劣化を小さくすることができ、一つの対物レンズを用いた光ディスク装置でありながら、DVDやCD等の多種の光ディスクの再生に対応できる。さらに、開口の大きい領域の一部をフォーカス制御信号に取り込んでいるので、基材の厚さにむらがある光ディスクであっても、ジャストフォーカス近傍でのFE特性が乱されず、正確な焦点制御が維持できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態における光ディスク装置の断面構成図
【図2】本発明の第1の実施の形態における光ディスク装置のホログラム面と検出面の構成図
【図3】本発明の第1の実施の形態における光ディスク装置のディフォーカス発生時の検出面上での光分布図
【図4】本発明の第1の実施の形態における光ディスク装置のディフォーカス発生時の検出面上での光分布図
【図5】本発明の第2の実施の形態における光ディスク装置のホログラム面と検出面の構成図
【図6】本発明の第3の実施の形態における光ディスク装置のホログラム面と検出面の構成図
【図7】本発明の第4の実施の形態における光ディスク装置のホログラム面と検出面の構成図
【図8】本発明の第5の実施の形態における光ディスク装置のホログラム面と検出面の構成図
【図9】本発明の第6の実施の形態における光ディスク装置の検出面構成図
【図10】本発明の第7の実施の形態における光ディスク装置の検出面構成図
【図11】本発明の第8の実施の形態における光ディスク装置の検出面構成図
【図12】本発明の第9の実施の形態における光ディスク装置の検出面構成図
【図13】本発明の第10の実施の形態における光ディスク装置の断面構成図
【図14】従来例における光ディスク装置の断面構成図
【図15】従来例における光ディスク装置のホログラム面と検出面の構成図
【図16】従来例における光ディスク装置のディフォーカス発生時の検出面上での光分布図
【図17】従来例における光ディスク装置のディフォーカス発生時の検出面上での光分布図
【図18】本願発明および従来例における光ディスク装置のフォーカスエラー信号ディフォーカス特性図
【符号の説明】
1 放射光源
3 コリメートレンズ
4 1/4波長板
5 対物レンズ
6a 光ディスク信号面
7a ホログラム面
9a 光検出面
10 戻り光
1B,1F,2B,2F,3B,3F,4B,4F ホログラム領域
1b,1f,2b,2f,3b,3f,4b,4f 検出面上光スポット
F1,F2,12a,12b,12c,12d,12e 検出信号
T1,T2,T3,T4 光検出器
11a,11c,11d 減算器
11b,11e 加算器[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an optical information recording / reproducing apparatus used for recording a signal on an information recording medium such as an optical disk or reproducing a signal of the information recording medium.
[0002]
[Prior art]
Conventional techniques will be described with reference to FIGS. FIG. 14 shows a cross-sectional configuration of an optical disc apparatus as an optical information recording / reproducing apparatus in a conventional example. In FIG. 14, a laser beam emitted from a
[0003]
FIG. 15 shows a configuration of a hologram surface and a detection surface of an optical disk device in a conventional example. The intersection of the hologram surface 7'a and the optical axis 8 'of the
[0004]
FIGS. 16 and 17 show the light distribution on the detection surface when defocusing occurs in order to show the focus error detection principle of the optical disc apparatus in the conventional example. FIG. 16 shows the case where the
[0005]
FIG. 18 shows the FE signal defocus characteristics of the optical disc apparatus in the conventional example. In FIG. 18, the vertical axis represents the output value of the FE signal, the horizontal axis represents the defocus amount of the optical disc signal surface 6 a, and the plus side is the side where the
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
Such a conventional optical disk apparatus has the following problems. That is, in FIG. 16, the light spots extend in the directions of
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The present invention uses the following means in order to solve the above problems. That is, it consists of a radiation light source, an objective lens, a light distribution means such as a hologram, and a photodetector. The light emitted from the radiation light source is condensed on the signal surface of the optical disk by the objective lens, and the reflected light passes through the objective lens. Then, the light is incident on the light distribution means, and the light is diffracted in two directions by the light distribution means, and one diffracted light is divided into at least four regions by two straight lines (x-axis and y-axis) perpendicular to the point O on the light distribution means. Each of which is distributed around the straight line OA by one quadrant and incident around the point A on the photodetector, and the other diffracted light is also distributed into at least four regions by the x-axis and y-axis, An optical disc apparatus characterized by rotating around a straight line OA ′ by one quadrant and entering around a point A ′ on the photodetector, and the y-axis coincides with the line segment AA ′, and the light distribution means Each quadrant is a dividing line along the x-axis. The light that is diffracted into every other strip cell and converges in front of the detection surface (convergent light F), and the light that diffracts other strip cells converges behind the detection surface (convergent light B). , At least two photodetectors are adjacently arranged along the y-axis in each quadrant of coordinates with the point A as the origin, and convergent light F and convergent light B are incident on the photodetectors, respectively. To do.
[0008]
Also, in each quadrant of coordinates with the point A as the origin, four photodetectors D1, D2, D3, D4 are arranged adjacent to each other in this order along the y-axis, and one skip detector D1, D3, D2 and D4 are electrically connected to each other, and the photodetectors D1, D2, and D3 in the first quadrant position are electrically connected to the photodetectors D2, D3, and D4 in the fourth quadrant position, and light in the second quadrant position. The detectors D2, D3, D4 are electrically connected to the photodetectors D1, D2, D3 in the third quadrant position, the photodetector D1 in the first quadrant position is electrically connected to the photodetector D1 in the second quadrant position, and the first The signal from the photodetector D1 in the quadrant position and the detector conducting to it is F1, the signal from the photodetector D2 in the first quadrant position and the detector conducting to this is F2, and the difference between F1 and F2 The focus error signal of the optical disc signal surface is obtained from the above.
[0009]
Further, the photodetectors D1, D2, and D3 in the first quadrant position at the coordinates with the point A as the origin are formed on a straight line substantially along the y axis with the photodetectors D2, D3, and D4 in the fourth quadrant position, respectively. The second quadrant position photodetectors D2, D3, D4 are formed on a straight line substantially along the y axis with the third quadrant position photodetectors D1, D2, D3, respectively. The photodetector D1 and the photodetector D4 in the third quadrant position may be omitted, and the photodetector D4 in the first quadrant position and the photodetector D1 in the second quadrant position may be omitted.
[0010]
Further, in each quadrant of the light splitting means, the position where the region C away from the point O is diffracted and incident on the photodetector is diffracted in the other region B within the quadrant and around the point A on the photodetector. It is characterized in that it is detected by a photodetector that is outside of the incident position from the point A and independent of the region B. At this time, the convergence point of the light diffracting the region C of the light splitting means is substantially on the light detection surface, and the region C of the light splitting means is a region outside the circle centered on the point O, or It may be a part of the region C outside the circle centered at the point O and sandwiched between the x axis and a straight line parallel to the x axis. It may be a band-like region.
[0011]
On the other hand, the region B of the light splitting means is divided into an inner peripheral region B1 surrounding the point O and the other region B2, and the position of the light spot that diffracts the regions B1 and B2 and enters the detector is along the x-axis. The region B1 of the light splitting means may be a region surrounded by the x axis, the y axis, and a straight line parallel thereto, and the region B1 is a region within a circle centered on the point O. The region B2 may be a ring-shaped region centered on the point O.
[0012]
Further, each of the distributed lights on the side diffracted around the point A ′ has a photodetector DT1 configured in the first quadrant position in coordinates with the point A as the origin, and a photodetector configured in the second quadrant position. Detected by DT2, the photodetector DT3 configured in the third quadrant position, and the photodetector DT4 configured in the fourth quadrant position, detection signals from the detectors are T1, T2, T3, T4, respectively. Then, a tracking error signal on the optical disc signal surface is obtained from (T1 + T4)-(T2 + T3) or (T1 + T2)-(T3 + T4) or (T1 + T3)-(T2 + T4).
[0013]
With the configuration as described above, the beam spots arranged in each quadrant on the detector do not escape and overlap each other due to the defocusing of the optical disk, and light energy hardly remains on the detector, so that 25 μm to 50 μm or − A large offset and waviness of the FE signal in the defocus region of 25 μm to −50 μm can be greatly suppressed.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 4 and FIG. Elements common to the conventional example will be described with the same numbers. FIG. 1 shows a cross-sectional configuration of the optical disk apparatus according to the first embodiment of the present invention, and a side view relating to the
[0015]
FIG. 2 shows the configuration of the hologram surface and the detection surface of the optical disk device according to the first embodiment of the present invention. The intersection of the
[0016]
FIGS. 3 and 4 show the light distribution on the detection surface when defocusing occurs in order to show the focus error detection principle of the optical disc apparatus according to the first embodiment of the present invention. FIG. 3 shows a case where the
[0017]
FIG. 18 additionally shows the focus error signal defocus characteristic of the optical disc apparatus according to the first embodiment of the present invention. The FE characteristic according to the first embodiment is a
[0018]
In the present embodiment, as indicated by
[0019]
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The second embodiment is the same as the first embodiment except for the configuration of the hologram surface and the detection surface, and the description of the same parts is omitted. FIG. 5 shows the configuration of the hologram surface and the detection surface of the optical disk device according to the second embodiment of the present invention. The intersection of the
[0020]
The focus error detection principle of the second embodiment is the same as that of the first embodiment, and the movement of the light distribution on the detection surface when defocus occurs is the same. The
[0021]
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The third embodiment is the same as the second embodiment except for the configuration of the hologram surface, and the description of the same parts is omitted. FIG. 6 shows the configuration of the hologram surface and the detection surface of the optical disk device according to the third embodiment of the present invention. The intersection of the
[0022]
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The fourth embodiment is the same as the third embodiment except for a part of the configuration of the hologram surface, and the description of the same parts is omitted. FIG. 7 shows a configuration of a hologram surface and a detection surface of an optical disk device according to the fourth embodiment of the present invention. The difference from the third embodiment is that the incident position on the detection surface is slightly changed in the x-axis direction in the rectangular region in the
[0023]
Next, a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The fifth embodiment is the same as the second embodiment except for the configuration of the hologram surface, and the description of the same parts is omitted. FIG. 8 shows the configuration of the hologram surface and the detection surface of the optical disk device according to the fifth embodiment of the present invention. The intersection of the
[0024]
Next, a sixth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The configuration of the sixth embodiment is the same as that of the fifth embodiment except that the incident position of the light spot on the detection surface is slightly changed, and the description of the same parts is omitted. FIG. 9 shows the configuration of the detection surface of the optical disc apparatus according to the sixth embodiment of the present invention. The difference from the fifth embodiment is that the incident positions of the
[0025]
Next, a seventh embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The configuration of the seventh embodiment is exactly the same as that of the first embodiment except that the shape of the detector is slightly different, and the description of the same parts is omitted. FIG. 10 shows the configuration of the detection surface of the optical disc apparatus according to the seventh embodiment of the present invention. The difference from the first embodiment is the shape of the detectors F2b, F2d, F1b, and F1d. In the first embodiment, the shape is a strip, but in the seventh embodiment, the lower half or the top. The width in half is changed. By adding the above changes, the shape of the
[0026]
Next, an eighth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The configuration of the eighth embodiment is exactly the same as that of the seventh embodiment except that the shape of the detector is slightly different, and the description of the same parts is omitted. FIG. 11 shows the configuration of the detection surface of the optical disc apparatus according to the eighth embodiment of the present invention. The difference from the seventh embodiment is that the detectors F1e and F2e are omitted. By adding the above changes, the shape of the
[0027]
Next, a ninth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The configuration of the ninth embodiment is exactly the same as that of the eighth embodiment except that the shape of the detector is slightly different, and the description of the same parts is omitted. FIG. 12 shows the configuration of the detection surface of the optical disc apparatus according to the ninth embodiment of the present invention. The difference from the eighth embodiment is that the detectors F1a and F2a are omitted. By adding the above changes, the shape of the
[0028]
Next, a tenth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The configuration of the tenth embodiment is exactly the same as that of the first embodiment except that the positions of the
[0029]
As mentioned above, although description was added about ten types of embodiment, what combined these has the same effect. For example, in the second to ninth embodiments, the optical system of the tenth embodiment may be used as the optical system, or the conventional optical system shown in FIG. In the description of the seventh to ninth embodiments, the
[0030]
Although the above has been described using an optical disk, it is within the scope of the present invention to apply the present invention to a similar apparatus having another medium shape such as a tape shape, a card shape, or a drum shape.
[0031]
【The invention's effect】
According to the present invention described above, the beam spots arranged in each quadrant on the detector do not escape and overlap each other due to the defocusing of the optical disc, and the light energy hardly remains on the detector, so that 25 μm to 50 μm or A large offset and waviness of the FE signal in the defocus region of −25 μm to −50 μm can be greatly suppressed, and good reproduction and recording of the dual-layer disc can be performed stably. In addition, even when optical discs with significantly different substrate thicknesses are reproduced, a reproduction signal can be obtained using the return light in a region with a small aperture, so that the deterioration of reproduction characteristics can be reduced, and one objective can be obtained. Although it is an optical disk device using a lens, it can cope with reproduction of various optical disks such as DVD and CD. In addition, since a part of the area with a large aperture is included in the focus control signal, the FE characteristics in the vicinity of the just focus are not disturbed, and accurate focus control is possible even with an optical disk with uneven substrate thickness. Can be maintained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional configuration diagram of an optical disc apparatus according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a configuration diagram of a hologram surface and a detection surface of the optical disc device according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a light distribution diagram on a detection surface when defocusing occurs in the optical disc apparatus according to the first embodiment of the present invention;
FIG. 4 is a light distribution diagram on a detection surface when defocusing occurs in the optical disc apparatus according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a configuration diagram of a hologram surface and a detection surface of an optical disc device according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a configuration diagram of a hologram surface and a detection surface of an optical disc device according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a configuration diagram of a hologram surface and a detection surface of an optical disc device according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a configuration diagram of a hologram surface and a detection surface of an optical disc device according to a fifth embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a configuration diagram of a detection surface of an optical disc device according to a sixth embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a configuration diagram of a detection surface of an optical disc device according to a seventh embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a configuration diagram of a detection surface of an optical disc device according to an eighth embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a configuration diagram of a detection surface of an optical disc device according to a ninth embodiment of the present invention.
FIG. 13 is a sectional configuration diagram of an optical disc device according to a tenth embodiment of the present invention.
FIG. 14 is a cross-sectional configuration diagram of an optical disc apparatus in a conventional example.
FIG. 15 is a configuration diagram of a hologram surface and a detection surface of an optical disc apparatus in a conventional example.
FIG. 16 is a light distribution diagram on a detection surface when defocusing occurs in an optical disc apparatus in a conventional example.
FIG. 17 is a light distribution diagram on a detection surface when defocusing occurs in an optical disc apparatus in a conventional example.
FIG. 18 is a focus error signal defocus characteristic diagram of an optical disc apparatus according to the present invention and a conventional example.
[Explanation of symbols]
1 Radiation light source
3 Collimating lens
4 1/4 wave plate
5 Objective lens
6a Optical disc signal surface
7a Hologram surface
9a Light detection surface
10 Return light
1B, 1F, 2B, 2F, 3B, 3F, 4B, 4F Hologram area
1b, 1f, 2b, 2f, 3b, 3f, 4b, 4f Light spot on the detection surface
F1, F2, 12a, 12b, 12c, 12d, 12e Detection signal
T1, T2, T3, T4 photodetector
11a, 11c, 11d subtractor
11b, 11e Adder
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