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JP4213645B2 - Optical head device and information recording / reproducing method using the optical head device - Google Patents
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JP4213645B2 - Optical head device and information recording / reproducing method using the optical head device - Google Patents

Optical head device and information recording / reproducing method using the optical head device Download PDF

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JP4213645B2 JP2004265992A JP2004265992A JP4213645B2 JP 4213645 B2 JP4213645 B2 JP 4213645B2 JP 2004265992 A JP2004265992 A JP 2004265992A JP 2004265992 A JP2004265992 A JP 2004265992A JP 4213645 B2 JP4213645 B2 JP 4213645B2
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Description

この発明は、この発明は、透明な基板または透明な保護層と、光反射層または記録層の単層もしくは複数層を有する情報記憶媒体に、光を透明な基板または透明な保護層の側から光反射層または記録層上に集光させ、その集束光の反射光ないし透過光を利用して光反射層または記録層上に記録された情報を再生可能で、もしくは情報記録媒体に情報を記録可能な光ヘッド装置およびその光ヘッド装置を用いた情報記録再生装置ならびに情報記録再生方法に係り、特に、
1.透明な基板または透明な保護層の厚みムラに起因する集束光の歪みすなわち球面収差の影響、または複数層配置された光反射層/記録層の集束光の層間移動により生じる集束光の歪みすなわち球面収差の状況を検出する球面収差検出方法単体の改良もしくは、光反射層/記録層と集束光との間の位置ずれにより生じる焦点ぼけの検出方法と前記球面収差検出方法との組み合わせ方法の改良、および
2.焦点ぼけ補正と球面収差補正を、同時にかつ安定に実行するための焦点ぼけ補正制御方法と球面収差補正制御方法の改良に関する。
The present invention relates to an information storage medium having a transparent substrate or a transparent protective layer and a single layer or a plurality of layers of a light reflection layer or a recording layer, and light is transmitted from the transparent substrate or the transparent protective layer side. The information recorded on the light reflection layer or recording layer can be reproduced using the reflected light or transmitted light of the focused light, or recorded on the information recording medium. The present invention relates to a possible optical head device, an information recording / reproducing apparatus using the optical head device, and an information recording / reproducing method.
1. Focused light distortion caused by uneven thickness of transparent substrate or transparent protective layer, that is, influence of spherical aberration, or focused light distortion caused by inter-layer movement of focused light of multiple layers of light reflecting layer / recording layer, ie spherical surface Improvement of a single spherical aberration detection method for detecting the state of aberration, or improvement of a combination of the detection method of defocus caused by the positional deviation between the light reflection layer / recording layer and the focused light and the spherical aberration detection method, And 2. The present invention relates to an improvement in a defocus correction control method and a spherical aberration correction control method for performing defocus correction and spherical aberration correction simultaneously and stably.

特開2000−171346号公報には、ナイフエッジ法により焦点ぼけ検出を行う焦点ぼけ検出系を持ち、対物レンズの焦点ぼけを検出するとともに、単一の光検出器7を用いて、球面収差量すなわち透明な記録媒体の基板の厚みムラを検出する例が示されている。   Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-171346 has a defocus detection system that performs defocus detection by a knife edge method, detects defocus of an objective lens, and uses a single photodetector 7 to detect the amount of spherical aberration. That is, an example of detecting the thickness unevenness of the substrate of the transparent recording medium is shown.

上述した公報に検出光学系では、光軸中心を含んで集光スポットを2分割するホログラム2により、中心から半分抜き出された光を、光軸中心に近い光2aと光軸中心から遠い光2bとに分離し、合焦時における光磁気ディスク6に対する結像位置に配置された2分割検出器7aと7bおよび7cと7dの分割境界線上で、分離された光軸中心に近い光2aの集光スポットとP1と光軸中心から遠い光2bの集光スポットP2を、それぞれ検出している。   In the detection optical system described in the above publication, the light 2a that is half extracted from the center by the hologram 2 that divides the condensing spot into two parts including the optical axis center, and light that is far from the optical axis center. Of the light 2a close to the center of the separated optical axis on the dividing boundary lines of the two-divided detectors 7a and 7b and 7c and 7d arranged at the image forming position with respect to the magneto-optical disk 6 at the time of focusing. The condensing spot P2, and the condensing spot P2 of the light 2b far from the optical axis center are respectively detected.

信号検出法としては、
i)それぞれ、対を形成する2分割検出器のどちらか一方(7aと7bあるいは7cと7d)の検出信号の差分を検出して焦点ぼけ検出信号とする、
ii)それぞれ、対を形成する2分割検出器(7aと7bおよび7cと7d)の検出信号の差分値間の差を算出し、球面収差量を検出する、
ことが示されている。
As a signal detection method,
i) The difference between the detection signals of either one of the two-divided detectors forming a pair (7a and 7b or 7c and 7d) is detected as a defocus detection signal.
ii) calculating the difference between the difference values of the detection signals of the two-divided detectors (7a and 7b and 7c and 7d) forming a pair, and detecting the spherical aberration amount,
It has been shown.

上述した特開2000−171346では、第5頁右欄の段落[0036]に記載されているように、「光軸中心に近い光2a」もしくは「光軸中心から遠い光2b」を用いて、フォーカス誤差(焦点ぼけ)を検出している。   In the above-mentioned JP-A-2000-171346, as described in paragraph [0036] in the right column on page 5, using “light 2a close to the optical axis center” or “light 2b far from the optical axis center” A focus error (defocus) is detected.

しかしながら、同公報の第9頁左欄の段落[0093]に記載されているように、「集光光学系10の周縁部の光ビームである第2光ビーム2bは、球面収差の影響を受け易く、焦点位置を精密に調整し難い」と言う問題点があることが述べられている。従って、上述した公報では、「光軸に近い側の光2a」を用いて焦点誤差を調整することになるが、その場合、フォーカス誤差(焦点ぼけ)検出の検出感度が大幅に低下する問題がある。   However, as described in paragraph [0093] on the left column of page 9 of the publication, “the second light beam 2b, which is the light beam at the periphery of the condensing optical system 10, is affected by spherical aberration. It is stated that there is a problem that it is easy and it is difficult to precisely adjust the focal position. Therefore, in the above-mentioned publication, the focus error is adjusted using the “light 2a closer to the optical axis”. In this case, however, there is a problem in that the detection sensitivity for detecting the focus error (defocus) is greatly reduced. is there.

すなわち、「光軸に近い側の光2a」を用いてフォーカス誤差(焦点ぼけ)を検出する場合、検出感度が低いため、正確な焦点ぼけ補正の制御が困難である。還元すると、特開2000−171346に開示された方法では、高い精度で、しかも安定に焦点ぼけ(フォーカス誤差)を検出することは困難である。   In other words, when the focus error (defocus) is detected using the “light 2a closer to the optical axis”, it is difficult to accurately control the defocus correction because the detection sensitivity is low. In other words, it is difficult for the method disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2000-171346 to detect defocus (focus error) with high accuracy and stability.

このことは、記録密度がDVDタイプの光ディスクに比較して数倍である片面で2層に記録可能な光ディスクにおいては、情報の記録および再生が困難とする問題を引き起こす。   This causes a problem that it is difficult to record and reproduce information in an optical disc that can be recorded in two layers on one side, whose recording density is several times that of a DVD type optical disc.

この発明の目的は、対物レンズを介して記録層に集光される光が記録層と対物レンズとの間に位置される透明樹脂層の厚みムラの影響を受けない光ヘッド装置およびその光ヘッド装置を用いた情報記録再生装置ならびに情報記録再生方法を提供することである。   An object of the present invention is to provide an optical head device in which light condensed on a recording layer via an objective lens is not affected by thickness unevenness of a transparent resin layer positioned between the recording layer and the objective lens, and the optical head thereof An information recording / reproducing apparatus and an information recording / reproducing method using the apparatus are provided.

この発明は、基板の一方の面に、前記基板に近接して設けられる基板寄り記録層または光反射層と、前記基板寄り記録層または光反射層に積層され、所定の波長の光に透明なスペース層と、前記基板および前記基板寄り記録層または光反射層から離れた第2の記録層または光反射層と、前記第2の記録層または光反射層を保護する保護層と、を有する光記録媒体に、前記第2の記録層または光反射層および前記基板寄り記録層または光反射層の少なくとも一方に、前記保護層側から前記所定の波長の光を照射する光ヘッド装置において、
前記第2の記録層または光反射層および前記基板寄り記録または光反射層の少なくとも一方に、前記保護層側から前記所定の波長の光を集光させるとともに、集光された前記所定の波長の光が戻される第1のレンズと、この第1のレンズと協働して、前記保護層の厚みムラの影響を補正する第2のレンズと、これら第1および第2のレンズを通過した光が照射される光検出器を含み、
前記光検出器は、前記光の波長をλ、前記第1のレンズの開口数をNA、横倍率をM、とするとき、前記第1のレンズによる集光点からの距離が、
5.2λ(M/NA) > 2.1λ(M/NA)
の範囲となる位置に配置されることを特定することを特徴とする光ヘッド装置、を提供するものである。
According to the present invention, a substrate-side recording layer or light reflecting layer provided on one surface of the substrate in the vicinity of the substrate and a substrate-side recording layer or light reflecting layer are laminated and transparent to light having a predetermined wavelength. Light having a space layer, a second recording layer or light reflecting layer separated from the substrate and the substrate-side recording layer or light reflecting layer, and a protective layer protecting the second recording layer or light reflecting layer In an optical head device that irradiates at least one of the second recording layer or the light reflecting layer and the substrate-side recording layer or the light reflecting layer on the recording medium with the light having the predetermined wavelength from the protective layer side,
The light having the predetermined wavelength is condensed from at least one of the second recording layer or the light reflecting layer and the substrate-side recording layer or the light reflecting layer from the protective layer side , and the collected predetermined wavelength is collected. The first lens to which the light of the first light is returned, the second lens that corrects the influence of the thickness unevenness of the protective layer in cooperation with the first lens, and the first and second lenses. Including a photodetector that is illuminated by light;
When the wavelength of the light is λ, the numerical aperture of the first lens is NA, and the lateral magnification is M, the photodetector has a distance from a condensing point by the first lens,
5.2λ (M / NA) 2 > 2.1λ (M / NA) 2
It is intended to provide an optical head device characterized by being arranged at a position that falls within the range of

また、この発明は、基板に近接して設けられる第1の記録層または光反射層と、前記第1の記録層または光反射層に積層され、所定の波長の光に透明なスペース層と、前記スペース層に積層され、前記基板および前記第1の記録層または光反射層から離れて設けられた第2の記録層または光反射層と、前記第2の記録層または光反射層に積層され、前記第2の記録層または光反射層を保護する保護層と、を有する光記録媒体の、前記第2の記録層または光反射層および前記第1の記録層または光反射層の少なくとも一方に、前記保護層側から前記所定の波長の光を照射して情報を記録し、または既に記録されている情報を再生する情報記録再生方法において、前記第2の記録層または光反射層および前記基板寄り記録層または光反射層の少なくとも一方に、前記保護層側から前記所定の波長の光を集光させるとともに、集光された前記所定の波長の光が戻される第1のレンズと、この第1のレンズと協働して、前記保護層の厚みムラの影響を補正する第2のレンズと、前記光の波長をλ、前記第1のレンズの開口数をNA、横倍率をM、とするとき、前記第1のレンズによる集光点からの距離が、
5.2λ(M/NA) > 2.1λ(M/NA)
の範囲となる位置に配置される光検出器を用い、
第1の光検出信号に基づいて、前記第2の記録層または光反射層および前記第1の記録層または光反射層のいずれに、所定波長の光が集光されているかを特定し、
第2の光検出信号に基づいて、前記第2の記録層または光反射層および前記第1の記録層または光反射層のいずれかに所定波長の光が集光されている状態で、前記保護層の厚みムラの影響を検出し、
前記第1の光検出信号に基づいて前記第1のレンズが所定の記録層または光反射層に前記所定波長の光を集光している状態であって、第2の光検出信号の変動が所定の大きさよりも大きい場合に、前記第1のレンズが所定波長の光を集光している前記所定の記録層または光反射層への集光状態が前記第1のレンズの焦点ぼけとは異なる変動を伴っていると判断して、前記第1のレンズによる集光状態を変化させる第2のレンズの位置を変化させることを特徴とする情報記録再生方法、を提供するものである。
The present invention also provides a first recording layer or light reflecting layer provided in the vicinity of the substrate, a space layer that is laminated on the first recording layer or light reflecting layer, and is transparent to light of a predetermined wavelength, Stacked on the space layer, stacked on the second recording layer or the light reflecting layer, and on the second recording layer or the light reflecting layer provided apart from the substrate and the first recording layer or the light reflecting layer. A protective layer for protecting the second recording layer or the light reflecting layer, and at least one of the second recording layer or the light reflecting layer and the first recording layer or the light reflecting layer. In the information recording / reproducing method of recording information by irradiating light of the predetermined wavelength from the protective layer side, or reproducing already recorded information , the second recording layer or the light reflecting layer and the substrate Less recording layer or light reflecting layer In one well and the with the protective layer side to focus the light of the predetermined wavelength, a first lens which light of the predetermined wavelength condensed is returned, in cooperation with the first lens When the second lens for correcting the influence of thickness unevenness of the protective layer, the wavelength of the light is λ, the numerical aperture of the first lens is NA, and the lateral magnification is M, the first lens The distance from the focusing point by
5.2λ (M / NA) 2 > 2.1λ (M / NA) 2
Using a photodetector arranged at a position that falls within the range of
Based on the first photodetection signal, the second recording layer or the light reflecting layer and the first recording layer or the light reflecting layer are identified to collect light of a predetermined wavelength,
Based on the second light detection signal, the protection is performed in a state where light of a predetermined wavelength is condensed on either the second recording layer or the light reflecting layer and the first recording layer or the light reflecting layer. Detect the effect of layer thickness unevenness,
Variation of the first I state der based on said photodetection signal first lens is focusing the light of the predetermined wavelength to a predetermined recording layer or the light reflecting layer, a second light detection signal If There larger than a predetermined size, and defocus of the first lens is condensed state is the first lens to the predetermined recording layer or the light reflecting layer that condenses the light of a predetermined wavelength it is determined that is accompanied by different variations, there is provided the information recording and reproducing method characterized the that to change the position of the second lens for changing the condensed state by the first lens .

この発明の光ディスク装置の光ヘッド装置によれば、光ディスクの対物レンズ側に位置される透明樹脂層の厚みムラを正確に検出することができるので、透明樹脂層に厚みムラが生じた場合であっても、集束光の歪みすなわち球面収差の影響を除去して、高い記録密度で情報を記録可能な収束光を提供できる。   According to the optical head device of the optical disk apparatus of the present invention, the thickness unevenness of the transparent resin layer positioned on the objective lens side of the optical disk can be accurately detected. However, it is possible to provide convergent light capable of recording information with a high recording density by removing the influence of the distortion of the convergent light, that is, the spherical aberration.

また、この発明によれば、光ディスクの対物レンズ側に位置される透明樹脂層に厚みムラが生じた場合であっても、集束光の歪みすなわち球面収差の影響を除去して、高い記録密度で情報を記録できる。   In addition, according to the present invention, even when the thickness of the transparent resin layer located on the objective lens side of the optical disc is uneven, the distortion of the focused light, that is, the influence of spherical aberration is removed, and the recording density is high. Can record information.

さらに、この発明によれば、光ディスクの対物レンズ側に位置される透明樹脂層の厚みムラを検出し、透明樹脂層の厚みムラの影響を除去しながら対物レンズの焦点ぼけの影響を除去し、記録媒体の記録層に記録されている情報を再生し、もしくは記録媒体に情報を記録することのできる情報記録再生装置が得られる。   Furthermore, according to this invention, the thickness unevenness of the transparent resin layer located on the objective lens side of the optical disc is detected, and the influence of the blur of the objective lens is removed while removing the influence of the thickness unevenness of the transparent resin layer, An information recording / reproducing apparatus capable of reproducing information recorded on the recording layer of the recording medium or recording information on the recording medium can be obtained.

またさらに、厚みムラ検出系は、検出対象である光のスポット断面半径を1とした時、r≦0.88を満たす範囲内で前記光の光量を減衰させ、あるいは光の位相特性を変化させ、もしくは、光の光量を減衰させるとともにその位相を変化させる光学素子を含むので、高い検出感度で、記録媒体の透明樹脂層の厚みムラを検出でき、それにより、高い記録密度での情報の記録を可能とする。   Furthermore, the thickness unevenness detection system attenuates the amount of light within a range satisfying r ≦ 0.88 or changes the phase characteristics of light when the spot cross-sectional radius of light to be detected is 1. Or, it includes an optical element that attenuates the amount of light and changes its phase, so it can detect uneven thickness of the transparent resin layer of the recording medium with high detection sensitivity, thereby recording information at a high recording density. Is possible.

さらにまた、厚みムラ補正機構の応答周波数(遮断周波数)を、対物レンズの焦点ぼけの影響を除去する焦点ぼけ補正制御系の応答周波数(遮断周波数)よりも、低く設定したので、焦点ぼけ検出系と厚みムラ検出系との間に生じるクロストーク(干渉)の影響を受けない安定な厚みムラの検出が可能となる。   Furthermore, since the response frequency (cut-off frequency) of the thickness unevenness correction mechanism is set lower than the response frequency (cut-off frequency) of the defocus correction control system that removes the influence of the defocus of the objective lens, the defocus detection system And stable thickness unevenness detection without being affected by the crosstalk (interference) generated between the thickness unevenness detection system and the thickness unevenness detection system.

以下、図面を参照して、この発明の実施の形態について、詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図1は、この発明の光ヘッド装置およびその光ヘッド装置が組み込まれる情報記録再生装置の基本構造を説明する概略図である。   FIG. 1 is a schematic diagram for explaining the basic structure of an optical head device of the present invention and an information recording / reproducing device in which the optical head device is incorporated.

図1に示される通り、この発明の光ヘッド装置およびその光ヘッド装置が組み込まれる情報記録再生装置1は、所定の波長のレーザ光を出射するレーザ素子2、レーザ素子2から出射されたレーザ光を、情報記録媒体、たとえば片面に2層の記録層が設けられ、高密度記録の可能な光ディスク3の任意の記録層に集光する対物レンズ4および光ディスク3の任意の記録層と対物レンズ4との間の距離が対物レンズ4に固有の焦点距離に一致するように、対物レンズ4の位置を変化させる焦点ぼけ補正用コイル5等からなる。   As shown in FIG. 1, an optical head device of the present invention and an information recording / reproducing apparatus 1 in which the optical head device is incorporated include a laser element 2 that emits laser light of a predetermined wavelength, and a laser beam emitted from the laser element 2. Are recorded on an information recording medium, for example, two recording layers on one side and focused on an arbitrary recording layer of the optical disc 3 capable of high-density recording, and an arbitrary recording layer of the optical disc 3 and the objective lens 4. And a defocus correction coil 5 that changes the position of the objective lens 4 so that the distance between the lens and the lens coincides with the focal length inherent to the objective lens 4.

レーザ素子2と対物レンズ4との間には、光ディスク3のレーザ光が入射する側に設けられる表面カバー層3aの厚みムラ(球面収差)の影響を補正する厚みムラ(球面収差)補正機構101が設けられている。   A thickness unevenness (spherical aberration) correction mechanism 101 that corrects the influence of the thickness unevenness (spherical aberration) of the surface cover layer 3a provided on the side on which the laser beam of the optical disk 3 is incident between the laser element 2 and the objective lens 4. Is provided.

厚みムラ(球面収差)補正機構101は、光ディスク3とレーザ素子2との間に設けられ、レーザ素子2から光ディスク3に向かうレーザ光と光ディスク3の任意の記録層で反射されたレーザ光を分離するビームスプリッタ6で分離された光ディスク3の任意の記録面で反射されたレーザ光から、対物レンズ4の位置のずれである焦点ぼけを検出する焦点ぼけ検出系102が検出する焦点ぼけ成分に含まれる光ディスク3のカバー層3aの厚みムラ(球面収差)の成分を取り出す厚みムラ(球面収差)検出系103により検出された厚みムラ成分に基づいて、対物レンズ4に入射されるレーザ光の状態を、厚みムラ(球面収差)のない場合の状態に近づけるものである。なお、焦点ぼけ検出系102により検出された焦点ぼけに対応して、焦点ぼけ補正回路105により、対物レンズ4の位置が独立に制御される。 The thickness unevenness (spherical aberration) correction mechanism 101 is provided between the optical disk 3 and the laser element 2 and separates the laser light directed from the laser element 2 toward the optical disk 3 and the laser light reflected by an arbitrary recording layer of the optical disk 3. Included in the defocus component detected by the defocus detection system 102 that detects defocus, which is the displacement of the position of the objective lens 4, from the laser light reflected by an arbitrary recording surface of the optical disk 3 separated by the beam splitter 6. Based on the thickness unevenness component detected by the thickness unevenness (spherical aberration) detection system 103 that extracts the thickness unevenness (spherical aberration) component of the cover layer 3a of the optical disc 3 to be recorded, the state of the laser light incident on the objective lens 4 is determined. This is close to the state without thickness unevenness (spherical aberration). Note that the position of the objective lens 4 is independently controlled by the defocus correction circuit 105 corresponding to the defocus detected by the defocus detection system 102.

図1に示すように、厚みムラ検出(球面収差検出)の原理では、焦点ぼけ補正が完全に行われた状態(合焦時)にのみ、厚みムラ検出(球面収差検出)信号が得られる。このことは、非常に高い精度で焦点ぼけを検出する必要があることを示し、その要求を満足するため、レーザ光のスポット断面の全てを用いて、焦点ぼけを検出する(但し、焦点ぼけの検出に、ナイフエッジ法を用いる場合には、最も検出精度が高く安定する光軸中心近傍を含む直線で分割して抜き出した半分の検出光を用いて焦点ぼけ検出を行う)ことで、レーザ光が多量の球面収差成分を含んでいる場合でも、非常に安定に、しかも精度良く、焦点ぼけを検出可能にしている。   As shown in FIG. 1, according to the principle of thickness unevenness detection (spherical aberration detection), a thickness unevenness detection (spherical aberration detection) signal can be obtained only in a state where defocus correction is completely performed (during focusing). This indicates that it is necessary to detect defocusing with very high accuracy, and in order to satisfy this requirement, defocusing is detected using all of the spot cross sections of the laser beam (however, the defocusing of When using the knife-edge method for detection, defocus detection is performed using half of the detection light extracted by dividing the straight line including the vicinity of the center of the optical axis where the detection accuracy is highest and stable. Even when a large amount of spherical aberration components are included, it is possible to detect defocusing very stably and with high accuracy.

図2は、図1に示した光ヘッド装置およびその光ヘッド装置を有する情報記録再生装置(以下、光ディスク装置と称する)の構成の一例を、より具体的に説明する概略図である。   FIG. 2 is a schematic diagram for more specifically explaining an example of the configuration of the optical head apparatus shown in FIG. 1 and an information recording / reproducing apparatus (hereinafter referred to as an optical disk apparatus) having the optical head apparatus.

図2に示すように、情報記録媒体すなわち光ディスク3の任意の記録層に情報を記録し、光ディスク3から情報を再生する光ディスク装置10は、光ディスク3の所定の情報記録層3dまたは3bに、光源であるレーザ装置11からのレーザ光12を照射し、光ディスク3の任意の情報記録層3dまたは3bで反射されたレーザ光12´を受光して、光ディスク3に記録されている情報を再生する。また、光ディスク3に情報を記録する際には、光ディスク3の任意の情報記録層に、記録すべきデータ(情報)に基づいて、レーザ装置11に供給されるレーザ駆動電流の大きさが変化されることにより発光強度(光強度)が断続的に変化されたレーザ光が、照射される。なお、光ディスク3への情報の記録および光ディスク3からの情報の再生については、後段に詳細に説明する。また、図示しないが、光ディスク3の情報記録層3dおよび3bには、情報が記録される際のガイドとなる案内溝または既に記録された情報である信号マーク列が形成されていることはいうまでもない。   As shown in FIG. 2, an optical disc apparatus 10 that records information on an information recording medium, that is, an arbitrary recording layer of the optical disc 3 and reproduces information from the optical disc 3, includes a light source on a predetermined information recording layer 3d or 3b of the optical disc 3. The laser beam 12 from the laser device 11 is irradiated, the laser beam 12 ′ reflected by the arbitrary information recording layer 3d or 3b of the optical disc 3 is received, and the information recorded on the optical disc 3 is reproduced. Further, when information is recorded on the optical disc 3, the magnitude of the laser drive current supplied to the laser device 11 is changed on an arbitrary information recording layer of the optical disc 3 based on data (information) to be recorded. Thus, the laser beam whose emission intensity (light intensity) is intermittently changed is irradiated. The recording of information on the optical disc 3 and the reproduction of information from the optical disc 3 will be described in detail later. Although not shown, it goes without saying that the information recording layers 3d and 3b of the optical disc 3 are formed with a guide groove as a guide when information is recorded or a signal mark row which is already recorded information. Nor.

図2に示した光ディスク装置10において、レーザ装置11から出射されたレーザ光12は、コリメートレンズ13によりコリメートされて、偏向ビームスプリッタ14に入射され、光ディスク3に向けてそのまま通過する。偏向ビームスプリッタ14を通過したレーザ光12は、λ/4板15、厚みムラ補正用凹レンズ16および厚みムラ補正用凸レンズ17を順に通過して、対物レンズ19に案内される。なお、厚みムラ補正用凸レンズ17は、厚みムラ補正用凸レンズ駆動コイル18により、光軸方向に、移動可能に形成されている。また、対物レンズ19は、焦点ぼけ補正用コイル(フォーカスコイル)20およびトラックずれ補正用コイル(トラックコイル)21により、光軸方向および光ディスク3に予め形成されている図示しないトラック(案内溝)または信号マーク列を横切る方向のそれぞれの方向に、独立して移動可能に形成されている。   In the optical disk apparatus 10 shown in FIG. 2, the laser light 12 emitted from the laser apparatus 11 is collimated by the collimating lens 13, enters the deflecting beam splitter 14, and passes through the optical disk 3 as it is. The laser beam 12 that has passed through the deflecting beam splitter 14 passes through the λ / 4 plate 15, the thickness unevenness correcting concave lens 16, and the thickness unevenness correcting convex lens 17 in order, and is guided to the objective lens 19. The thickness unevenness correcting convex lens 17 is formed to be movable in the optical axis direction by the thickness unevenness correcting convex lens driving coil 18. Further, the objective lens 19 has a track (guide groove) (not shown) formed in advance in the optical axis direction and on the optical disc 3 by a defocus correction coil (focus coil) 20 and a track deviation correction coil (track coil) 21. It is formed to be independently movable in each direction across the signal mark row.

対物レンズ19に案内されたレーザ光12は、対物レンズ19により所定の集束性が与えられ、光ディスク3の所定の記録層に集光される。なお、光ディスク(情報記録媒体)3は、基板3eの一方の面に、基板3eに近接して設けられる(基板寄り)記録層または光反射層3d、レーザ光12の波長に透明なスペース層3c,基板3eおよび基板寄り記録層または光反射層3dから離れた(カバー層寄り)記録層または光反射層3b,および透明保護層(光照射側カバー層)3aが順に積層されたものである。   The laser beam 12 guided to the objective lens 19 is given a predetermined focusing property by the objective lens 19 and is focused on a predetermined recording layer of the optical disc 3. The optical disc (information recording medium) 3 is provided on one surface of the substrate 3e in the vicinity of the substrate 3e (close to the substrate) or a light reflecting layer 3d, and a space layer 3c transparent to the wavelength of the laser beam 12. , The recording layer or light reflecting layer 3b separated from the substrate 3e, the substrate-side recording layer or the light reflecting layer 3d (close to the cover layer), and the transparent protective layer (light irradiation side cover layer) 3a are sequentially laminated.

対物レンズ19により光ディスク3の任意の記録層(または光反射層)3dと3bのいずれか一方に集光されたレーザ光12は、情報の記録時には、記録層の相の特性を変化させ、集光された記録層に記録マーク(ピット)を形成する一方で、僅かに生じた反射レーザ光12´が対物レンズ19に戻される。一方、情報の再生時には、記録層の状態に応じて光強度が変化されて、再生レーザ光(反射レーザ光)12´対物レンズ19に戻される。なお、再生レーザ光12´および反射レーザ光12´のそれぞれは、以下に説明する信号再生系では、実質的に同様に取り扱われるので、以降、再生レーザ光12´として説明を続ける。 The laser beam 12 focused on one of the arbitrary recording layers (or light reflecting layers) 3d and 3b of the optical disk 3 by the objective lens 19 changes the phase characteristics of the recording layer during information recording, and collects the light. While a recording mark (pit) is formed in the irradiated recording layer, a slightly generated reflected laser beam 12 ′ is returned to the objective lens 19. On the other hand, at the time of reproducing information, the light intensity is changed according to the state of the recording layer, and the reproduction laser beam (reflection laser beam) 12 ′ is returned to the objective lens 19. Note that each of the reproduction laser beam 12 ′ and the reflected laser beam 12 ′ is handled in substantially the same manner in the signal reproduction system described below, and hence the description will be continued as the reproduction laser beam 12 ′.

対物レンズ19に戻された再生レーザ光12は、厚みムラ補正用凸レンズ17、厚みムラ補正用凹レンズ16およびλ/4板15を通って、偏光ビームスプリッタ14に戻され、偏光ビームスプリッタ14により、レーザ装置11から対物レンズ19(光ディスク3)へ向かうレーザ光12と分離される。   The reproduction laser beam 12 returned to the objective lens 19 passes through the thickness unevenness correcting convex lens 17, the thickness unevenness correcting concave lens 16 and the λ / 4 plate 15, and is returned to the polarizing beam splitter 14. The laser beam 11 is separated from the laser device 11 toward the objective lens 19 (optical disk 3).

偏光ビームスプリッタ14によりレーザ光12から分離された再生レーザ光12´は、ハーフプリズム22により、概ね1/2ずつに分離される。   The reproduced laser beam 12 ′ separated from the laser beam 12 by the polarization beam splitter 14 is separated by approximately half by the half prism 22.

分離された一方の再生レーザ光12´は、球面レンズ23で所定の集束性が与えられた後、引き続いて設けられるシリンドリカルレンズ24により、光軸に直交する方向(レーザ光12´の断面)に関して、所定の結像特性が与えられて、焦点ぼけおよびトラックずれの検出に用いられる第1の光検出器25の受光面に結像される。なお、第1の光検出器25は、光軸を通り互いに直交する2直線により分割された4つの受光領域25a,25b,25cおよび25dを有する4分割検出器である。また、図1においては、受光面のパターンを説明するため、分離された再生レーザ光12´が結像された状態を平面方向とした参考図を一体に表示している。   One of the separated reproduction laser beams 12 ′ is given a predetermined focusing property by the spherical lens 23, and then is directed with respect to a direction orthogonal to the optical axis (cross section of the laser beam 12 ′) by the cylindrical lens 24 provided subsequently. Given predetermined imaging characteristics, an image is formed on the light receiving surface of the first photodetector 25 used for detection of defocus and track deviation. The first photodetector 25 is a four-divided detector having four light receiving regions 25a, 25b, 25c, and 25d divided by two straight lines that pass through the optical axis and are orthogonal to each other. Further, in FIG. 1, in order to explain the pattern of the light receiving surface, a reference view in which the state in which the separated reproduction laser beam 12 ′ is imaged is planarly displayed is integrally displayed.

分離された残りの再生レーザ光12´は、所定の回折パターンが形成されているホログラム素子26および球面収差の検出を容易とするための増感用フィルタ27を順に通過され、球面レンズ28により所定の集束性が与えられて、第2の光検出器29の受光面に結像される。なお、第2の光検出器29は、光軸と直交する任意の一方向に、ホログラム素子26を通過した0次光と±1次回折光、以下単に±1次光と称する)とを受光可能に、3つの受光領域29a,29bおよび29cが直列に配置された検出器である。また、図1においては、受光面のパターンを説明するため、分離された再生レーザ光12´が結像された状態を平面方向とした参考図を一体に表示している The separated reproduced laser beam 12 ′ is sequentially passed through a hologram element 26 on which a predetermined diffraction pattern is formed and a sensitizing filter 27 for facilitating detection of spherical aberration, and is predetermined by a spherical lens 28. Is focused on the light receiving surface of the second photodetector 29. The second photodetector 29 can receive 0th-order light and ± 1st- order diffracted light (hereinafter simply referred to as ± 1st-order light ) that has passed through the hologram element 26 in any one direction orthogonal to the optical axis. In addition, this is a detector in which three light receiving regions 29a, 29b and 29c are arranged in series. Further, in FIG. 1, in order to explain the pattern of the light receiving surface, a reference diagram in which the state in which the separated reproduction laser beam 12 'is imaged is planarly displayed is integrally displayed.

なお、球面レンズ23とシリンドリカルレンズ24と第1の光検出器25からなる光学系部分が図1における焦点ぼけ検出系102に対応し、ホログラム素子26と球面収差検出用の増感フィルタ27と球面レンズ28と第2の光検出器29からなる光学系部分が図1に示した厚みムラ(球面収差)検出系103に対応している。   Note that an optical system portion including the spherical lens 23, the cylindrical lens 24, and the first photodetector 25 corresponds to the defocus detection system 102 in FIG. 1, and includes a hologram element 26, a sensitizing filter 27 for detecting spherical aberration, and a spherical surface. The optical system portion composed of the lens 28 and the second photodetector 29 corresponds to the thickness unevenness (spherical aberration) detection system 103 shown in FIG.

また、厚みムラ補正用凹レンズ16と厚みムラ補正用凸レンズ17と厚みムラ補正凸レンズ駆動コイル18からなる光学系部分が図1の厚みムラ(球面収差)補正機構101に対応し、厚みムラ補正凸レンズ駆動コイル18に、図1で説明した球面収差補正回路104から、所定の大きさおよび極性の電流が供給されることで、厚みムラ補正用凸レンズ17が移動されて厚みムラ補正用凸レンズ17と厚みムラ補正用凹レンズ16との間の距離が変化され、球面収差(光ディスク3のカバー層3aの厚みムラ)の影響を補正することができる。   Further, the optical system portion including the thickness unevenness correcting concave lens 16, the thickness unevenness correcting convex lens 17 and the thickness unevenness correcting convex lens driving coil 18 corresponds to the thickness unevenness (spherical aberration) correcting mechanism 101 of FIG. When the current having a predetermined magnitude and polarity is supplied from the spherical aberration correction circuit 104 described in FIG. 1 to the coil 18, the thickness unevenness correcting convex lens 17 is moved and the thickness unevenness correcting convex lens 17 and the thickness unevenness are detected. The distance to the correction concave lens 16 is changed, and the influence of spherical aberration (thickness unevenness of the cover layer 3a of the optical disc 3) can be corrected.

第1の光検出器(焦点ぼけおよびトラックずれ検出用)25に結像された再生レーザ光12´は、4つの受光領域25a,25b,25cおよび25dのそれぞれにより、照射されたレーザ光12´の光強度に対応した電気信号(電流)に変換され、それぞれの受光領域に接続されているプリアンプ41(25a対応)、42(25b対応)、43(25c対応)および44(25d対応)により、電圧値に変換される。   The reproduced laser beam 12 'imaged on the first photodetector (for detecting defocus and track deviation) 25 is irradiated with the laser beam 12' irradiated by each of the four light receiving regions 25a, 25b, 25c and 25d. Is converted into an electrical signal (current) corresponding to the light intensity of each of the preamplifiers 41 (corresponding to 25a), 42 (corresponding to 25b), 43 (corresponding to 25c) and 44 (corresponding to 25d) connected to the respective light receiving regions, Converted to voltage value.

各プリアンプ41ないし44の出力は、プリアンプ41の出力と43の出力とを加算する加算器71、プリアンプ42の出力と44の出力とを加算する加算器72、プリアンプ42の出力と43の出力とを加算する加算器73、プリアンプ41の出力と44の出力とを加算する加算器74のそれぞれに入力される。   The outputs of the preamplifiers 41 to 44 are an adder 71 for adding the output of the preamplifier 41 and the output of 43, an adder 72 for adding the output of the preamplifier 42 and the output of 44, and the output of the preamplifier 42 and the output of 43, respectively. Are added to an adder 73 that adds the outputs of the preamplifier 41 and the output of 44, respectively.

加算器71の出力と加算器72の出力は、対物レンズ19の焦点ぼけの補正に利用される焦点ぼけ補正用コイル20に供給されるべき焦点ぼけ制御信号を生成するために減算器81で減算され、ゲイン・帯域設定回路82で、所定のレベルに増幅(希に減衰)されたのち所定の帯域が設定され、位相補償回路83で位相が補償されたのちスイッチ84により、所定のタイミングで、加算器85に出力される。   The output of the adder 71 and the output of the adder 72 are subtracted by a subtracter 81 to generate a defocus control signal to be supplied to the defocus correction coil 20 used for correcting defocus of the objective lens 19. Then, after being amplified (rarely attenuated) to a predetermined level by the gain / band setting circuit 82, a predetermined band is set, and after the phase is compensated by the phase compensation circuit 83, the switch 84 is used at a predetermined timing. It is output to the adder 85.

加算器85に供給された(ゲインと帯域が設定され、位相補償された)信号は、駆動電圧発生部86から供給される電圧と加算され、増幅器87により所定の大きさに増幅されて、スイッチ84により設定されるタイミングで、フォーカスコイル20に供給される。 Adder 85 is supplied to the (gain and bandwidth is set, the phase compensated) signal is summed with Ru voltage supplied from the driving voltage generator 86 is amplified by the amplifier 87 to a predetermined size, It is supplied to the focus coil 20 at a timing set by the switch 84.

加算器73の出力と加算器74の出力は、対物レンズ19のトラックずれ補正のために、トラックすれ補正用コイル21に供給されるべきトラックずれ制御信号を生成するために、減算器75で減算され、ゲイン・帯域設定回路76で、所定のレベルに増幅(希に減衰)されたのち所定の帯域が設定され、位相補償回路77で位相が補償されたのち、増幅器78により、所定の大きさに増幅されて、トラックコイル21に供給される。   The output of the adder 73 and the output of the adder 74 are subtracted by a subtracter 75 in order to generate a track shift control signal to be supplied to the track shift correction coil 21 in order to correct the track shift of the objective lens 19. The gain / band setting circuit 76 amplifies (rarely attenuates) to a predetermined level, sets a predetermined band, compensates the phase by the phase compensation circuit 77, and then has a predetermined magnitude by the amplifier 78. Is supplied to the track coil 21.

なお、加算器73の出力と加算器74の出力は、再生信号を得るために、さらに加算器91で加算され、再生信号処理回路92に供給される。   Note that the output of the adder 73 and the output of the adder 74 are further added by an adder 91 and supplied to a reproduction signal processing circuit 92 in order to obtain a reproduction signal.

第2の光検出器(球面収差(カバー層の厚みムラ)検出用)29に結像された再生レーザ光12´は、0次光を受光する受光領域29aおよび±1次光を受光する29b,29cのそれぞれにより、照射されたレーザ光12´の光強度に対応した電気信号(電流)に変換され、それぞれの受光領域に接続されているプリアンプ31(29b対応)、32(29a対応)および33(29c対応)により、電圧値に変換される。   Reproduced laser light 12 ′ imaged on the second photodetector (for detecting spherical aberration (cover layer thickness unevenness)) 29 is a light receiving region 29 a that receives zero-order light and 29 b that receives ± first-order light. , 29c are converted into electrical signals (current) corresponding to the light intensity of the irradiated laser beam 12 ', and preamplifiers 31 (corresponding to 29b), 32 (corresponding to 29a) and connected to the respective light receiving regions, and 33 (corresponding to 29c) is converted into a voltage value.

プリアンプ31の出力とプリアンプ33の出力は、それぞれ減算器50と加算する加算器51に供給され、±次光により得られた電圧信号の差信号と和信号とが生成される。 Outputs of the preamplifier 33 of the preamplifier 31 is supplied to the adder 51 for adding the respective subtractors 50, and the difference signal and the sum signal of the voltage signal obtained by the ± 1-order light is generated.

減算器50により得られた差信号は、ゲイン・帯域設定回路52により所定のゲインに増幅(希に減衰)されたのち所定の帯域が設定され、位相補償回路53で位相が補償されたのちスイッチ54により、所定のタイミングで、加算器55に出力される。   The difference signal obtained by the subtracter 50 is amplified (rarely attenuated) to a predetermined gain by the gain / band setting circuit 52, and then a predetermined band is set. After the phase is compensated by the phase compensation circuit 53, the switch 54, the data is output to the adder 55 at a predetermined timing.

加算器55に供給された(ゲインと帯域が設定され、位相補償された)差信号は、駆動電圧発生部56から供給される電圧と加算され、増幅器57により所定の大きさに増幅されて、スイッチ54により設定されるタイミングで、厚みムラ補正用凸レンズ駆動コイル18に供給される。 Adder 55 is supplied to the (gain and bandwidth is set, the phase-compensated) difference signal is added to the Ru voltage supplied from the driving voltage generator 56 is amplified by the amplifier 57 to a predetermined size The thickness unevenness correcting convex lens drive coil 18 is supplied at the timing set by the switch 54.

加算器51により得られた和信号は、和信号が±1次光に基づく強度を有することにより、和信号と比較可能とするためにプリアンプ32からの出力が減衰器58で所定のレベルに減衰された0次光が光電変換された信号と、比較器59で比較される。この比較器59の出力は、記録層間異常飛び検出信号(後述)60として利用される。   The sum signal obtained by the adder 51 is attenuated to a predetermined level by the attenuator 58 so that the sum signal can be compared with the sum signal because the sum signal has an intensity based on ± first order light. The comparator 59 compares the zeroth-order light that has been photoelectrically converted with the signal. The output of the comparator 59 is used as a recording layer abnormal jump detection signal (described later) 60.

次に、図3を用いて、光ディスク(情報記録媒体)3の(カバー層寄り)記録層3bにレーザ光12が集光している状態で、透明保護層3aの厚みが変化した時に生じる現象について説明する。   Next, referring to FIG. 3, a phenomenon that occurs when the thickness of the transparent protective layer 3a changes while the laser beam 12 is focused on the recording layer 3b (close to the cover layer) of the optical disc (information recording medium) 3. Will be described.

対物レンズ19は、透明保護層(カバー層)3aの厚みが理想の厚みの時に、最も集光(最小錯乱円がカバー層の深度に一致)するように設計されている。   The objective lens 19 is designed to be most condensed (the minimum circle of confusion matches the depth of the cover layer) when the transparent protective layer (cover layer) 3a has an ideal thickness.

透明保護層3aの厚みが理想時より薄くなると球面収差が発生し、図3に示すように、対物レンズ19の外側を通過するレーザ光12は、内側を通過するレーザ光12よりも光軸方向の手前側に集光する。従って、最小錯乱円の位置(光軸方向でレーザ光12のスポット断面における光強度(中心強度)が最も大きくなる位置)は、球面収差がない時に比較してδだけ手前に移動する。逆に、透明保護層3aの厚みが理想時より厚くなると、最小錯乱円の位置は、図3とは逆の方向(光軸方向の奥側)に移動する。   When the thickness of the transparent protective layer 3a becomes thinner than ideal, spherical aberration occurs. As shown in FIG. 3, the laser beam 12 passing through the outside of the objective lens 19 is more in the optical axis direction than the laser beam 12 passing through the inside. Focus on the front side of Therefore, the position of the minimum circle of confusion (the position where the light intensity (center intensity) in the spot cross section of the laser beam 12 is the highest in the optical axis direction) moves forward by δ compared to when there is no spherical aberration. On the contrary, when the thickness of the transparent protective layer 3a becomes thicker than ideal, the position of the minimum circle of confusion moves in the direction opposite to that in FIG. 3 (the back side in the optical axis direction).

なお、透明保護層3aの厚みが変化する時だけでなく、対物レンズ19の(基板寄り)記録層3dと(カバー層寄り)層3bとの層間(3d−3b間)の移動時に、例えば(カバー層寄り)記録層3bに集光している状態で球面収差が0になるように対物レンズ19の位置を補正した後、レーザ光12のスポットを(基板寄り)記録層3dに移動させた時も、同様な現象が起きる。   Not only when the thickness of the transparent protective layer 3a changes, but also when moving between the recording layer 3d (near the cover layer) and the layer 3b (near the cover layer) 3b (between 3d-3b) of the objective lens 19, for example ( After correcting the position of the objective lens 19 so that the spherical aberration becomes zero in the state where the light is condensed on the recording layer 3b, the spot of the laser beam 12 is moved to the recording layer 3d (close to the substrate). Sometimes the same phenomenon occurs.

透明保護層3aの厚みの変化量が理想時に対して比較的小さい場合には、理想時からの厚みの変化量と図3に示した移動距離δは、近似的に比例関係と見なすことができる。   When the amount of change in thickness of the transparent protective layer 3a is relatively small compared to the ideal time, the amount of change in thickness from the ideal time and the movement distance δ shown in FIG. 3 can be regarded as approximately proportional. .

本発明は、上述の最小錯乱円の移動距離δとその方向を検出して、透明保護層3aの厚みの変化に伴って発生する球面収差量もしくはレーザ光12のスポット断面(集光スポット)が記録層3b,3d間を移動された際に生じる球面収差量を、高速に検出するものである。   In the present invention, the moving distance δ and the direction of the above-mentioned minimum circle of confusion are detected, and the amount of spherical aberration generated due to the change in the thickness of the transparent protective layer 3a or the spot cross section (condensing spot) of the laser light 12 is A spherical aberration amount generated when the recording layer 3b is moved between the recording layers 3b is detected at high speed.

すなわち、本発明は、球面収差が発生した時に生じる光軸方向での最小錯乱円位置(中心強度が最大となる位置)のずれを利用して、球面収差量と球面収差の方向を検出することを特徴とする。なお、特開2000−171346等に示される従来技術においては、従来の問題点の欄で前にで説明したように、検出光の一部のみを用いて焦点ぼけ検出を行うために、焦点ぼけ検出精度が低下し、焦点ぼけ検出が不安定になる。   That is, the present invention detects the amount of spherical aberration and the direction of spherical aberration by using the shift of the minimum circle of confusion (position where the center intensity is maximum) in the optical axis direction that occurs when spherical aberration occurs. It is characterized by. In the prior art disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2000-171346 and the like, as described above in the conventional problem column, the defocus detection is performed using only a part of the detection light. Detection accuracy is lowered, and defocus detection becomes unstable.

図2に示した通り、本発明では、再生レーザ光12´の全てを第1の光検出器25で受光し、再生レーザ光12´の全てを焦点ぼけ検出に利用するので、再生レーザ光12´に球面収差成分が多量に含まれたとしても、安定かつ精度良く、焦点ぼけを検出できる。   As shown in FIG. 2, in the present invention, all of the reproduction laser beam 12 'is received by the first photodetector 25, and all of the reproduction laser beam 12' is used for defocus detection. Even if a large amount of spherical aberration components are included in ′, it is possible to detect the defocusing stably and accurately.

また、図2に示したように、ホログラム素子26を用い、再生レーザ光12´の光軸に沿った方向の回折光が集光される位置を、所定量シフトしたので、球面レンズ28を通過して所定の集束性が与えられた再生レーザ光12´は、ホログラム素子26の働きにより、+1次の回折光は、第2の光検出器29の受光面の後方に、−1次の回折光は、第2の光検出器29の受光面の前方に、それぞれ、集光される。換言すると、第2の光検出器29は、ホログラム素子26を通った0次光が集光される位置であって、ホログラム素子26により生成された±1次光が光軸に沿った方向で集光される際に、再生レーザ光12´が集光される位置から見て対照的となる位置に、配置されている。これにより、第2の光検出器29に結像された再生レーザ光12´の0次光がサイズの小さな集光スポット12aとして、+1次光および−1次光が0次光によるスポット12aよりもサイズの大きなスポット12b,12cとして、それぞれ第2の光検出器29の受光面の所定の位置に結像される。   Further, as shown in FIG. 2, the hologram element 26 is used, and the position where the diffracted light in the direction along the optical axis of the reproduction laser beam 12 'is shifted by a predetermined amount so that it passes through the spherical lens 28. Thus, the reproduction laser beam 12 ′ having a predetermined focusing property is operated by the hologram element 26, so that the + 1st order diffracted light is −1st order diffracted behind the light receiving surface of the second photodetector 29. The light is collected in front of the light receiving surface of the second photodetector 29, respectively. In other words, the second photodetector 29 is a position where the zero-order light that has passed through the hologram element 26 is collected, and the ± first-order light generated by the hologram element 26 is in a direction along the optical axis. When the light is condensed, the reproducing laser beam 12 ′ is disposed at a position that is in contrast to the position where the reproduction laser light 12 ′ is collected. As a result, the 0th-order light of the reproduction laser beam 12 ′ imaged on the second photodetector 29 is a small-sized focused spot 12 a, and the + 1st-order light and the −1st-order light are from the spot 12 a by the 0th-order light. Are also formed at predetermined positions on the light receiving surface of the second photodetector 29 as the large-sized spots 12b and 12c.

図2に示すように、第2の光検出器29内の光検出セル29a,29bおよび29cにより、それぞれの光検出セルに照射された0次光スポット12a,±1次光スポット12b,12cの光量が検出される。また、±1次光スポット12b,12cを検出するための光検出セル29bおよび29cは、それぞれ、光スポット12b,12cの中心部のみを検出可能で、それぞれの光スポット12b,12cの中心の光強度を検出するものである。なお、情報記憶媒体3のトラック方向(円周方向)が第2の光検出器29に投影される方向は、図2における紙面の上下方向であり、光検出セル29b,29cの長手方向をトラック方向と直交させることにより、情報記憶媒体上3の図示しないプリグルーブで反射された光に含まれる回折パターンの影響を受けにくくしている。   As shown in FIG. 2, zero-order light spots 12a and ± first-order light spots 12b and 12c irradiated to the respective light detection cells by the light detection cells 29a, 29b and 29c in the second light detector 29 are shown. The amount of light is detected. Further, the light detection cells 29b and 29c for detecting the ± first-order light spots 12b and 12c can detect only the central portions of the light spots 12b and 12c, respectively, and light at the centers of the respective light spots 12b and 12c. The intensity is detected. The direction in which the track direction (circumferential direction) of the information storage medium 3 is projected onto the second photodetector 29 is the vertical direction of the paper surface in FIG. 2, and the longitudinal direction of the photodetection cells 29b and 29c is tracked. By making it orthogonal to the direction, it is made difficult to be affected by the diffraction pattern included in the light reflected by the pregroove (not shown) on the information storage medium 3.

より詳細には、球面収差を検出する具体的な方法として、レーザ光12の光軸に沿った方向での異なる2ヶ所(以下に説明する図4のA点とB点)において、ホログラム素子26を用いて2つに分離したレーザ光12の一部である2つの光スポット(±1次光スポット)12b,12cのそれぞれの中心強度、または光スポット12bおよび光スポット12cのそれぞれの輝度分布の状態、または光スポット12bと12cのそれぞれのスポットサイズの少なくとも1つを比較することを特徴とする。すなわち、±1次光スポット12bと12cの中心強度、輝度分布あるいはスポットサイズのいずれかを比較することにより、透明保護層(カバー層)3aの厚みムラに起因する球面収差の大きさ(量)と球面収差方向を検出している。   More specifically, as a specific method for detecting the spherical aberration, the hologram element 26 is used at two different points (points A and B in FIG. 4 described below) in the direction along the optical axis of the laser beam 12. Of the central intensity of each of the two light spots (± primary light spots) 12b and 12c, which are a part of the laser beam 12 separated into two by using the above, or the luminance distribution of each of the light spots 12b and 12c. It is characterized by comparing at least one of the states or the respective spot sizes of the light spots 12b and 12c. That is, the magnitude (amount) of the spherical aberration caused by the thickness unevenness of the transparent protective layer (cover layer) 3a by comparing any of the central intensity, luminance distribution, or spot size of the ± first-order light spots 12b and 12c. And the spherical aberration direction is detected.

図4は、検出光学系の光軸に沿った方向において、球面レンズ28による集束位置すなわち最小錯乱円の移動が生じた際の最小錯乱円の移動位置と対応する各位置でのレーザ光12の光スポットの光強度の変化を説明する概略図である。   FIG. 4 shows the laser beam 12 at each position corresponding to the focal position of the spherical lens 28, that is, the movement position of the minimum circle of confusion when the movement of the minimum circle of confusion occurs in the direction along the optical axis of the detection optical system. It is the schematic explaining the change of the light intensity of a light spot.

図4において、「0」の位置が球面収差がない状態の0次光に対する第2の光検出器29の0次光検出セル29aの位置を、「A」の位置が+1次光に対する光検出セル29bの位置を、「B」が−1次光に対する光検出セル29cの位置を、それぞれ、示している。   In FIG. 4, the position of the 0th-order light detection cell 29a of the second photodetector 29 with respect to the 0th-order light with the position “0” having no spherical aberration, and the position “A” with respect to the + 1st-order light are detected. The position of the cell 29b, and “B” indicates the position of the light detection cell 29c with respect to the −1st order light.

図4から明らかなように、球面収差がない状態すなわち曲線αでは、「A」の位置と「B」の位置のそれぞれで、±1次光の中心強度が一致するが、曲線βに示すように、わずかに球面収差が発生した場合には、「B」の位置での中心強度が「A」の位置の中心強度よりも大きくなる。この中心強度の差が減算器50により求められる。   As is apparent from FIG. 4, in the state without spherical aberration, that is, the curve α, the central intensities of the ± first-order light coincide with each other at the positions “A” and “B”, but as indicated by the curve β. In addition, when a slight spherical aberration occurs, the central intensity at the position “B” is larger than the central intensity at the position “A”. The difference in the center intensity is obtained by the subtracter 50.

なお、球面レンズ28の焦点が、例えばカバー層寄りの記録層3bに合わせられている状態で、例えば外乱等の影響により、レーザ光12のスポットが記録層3dへずれるような大きな変化が生じる(記録層間の異常飛びが発生する)と、曲線γに示すように、球面収差の大きさが大幅に増大されるので、「A」の位置および「B」の位置の双方で、検出光量が大幅に低下する。   Note that, in a state where the spherical lens 28 is focused on the recording layer 3b near the cover layer, for example, a large change occurs such that the spot of the laser beam 12 shifts to the recording layer 3d due to the influence of a disturbance or the like (for example). When the abnormal skip occurs between the recording layers), the magnitude of the spherical aberration is greatly increased as shown by the curve γ, so that the detected light amount is greatly increased at both the positions “A” and “B”. To drop.

すなわち、記録層間の異常飛びが発生した場合には、第2の光検出器29の光検出セル29b,29cで検出される光量の合計が大幅に低下するので、図2に示した加算器51の出力信号が大きく低下する。一方、光検出セル29aに照射されるレーザ光12aの光量低下は、記録層間の異常飛びが発生したとしても、わずかであるため、減衰器58の出力信号は、それほど変化しない。そのため、両者の差異を、比較器59により検出することで、記録層3d−3b間異常飛び検出信号60を得ることができる。   That is, when an abnormal skip occurs between the recording layers, the total amount of light detected by the photodetection cells 29b and 29c of the second photodetector 29 is greatly reduced, so the adder 51 shown in FIG. Output signal is greatly reduced. On the other hand, since the decrease in the light amount of the laser beam 12a applied to the photodetection cell 29a is small even if an abnormal jump occurs between the recording layers, the output signal of the attenuator 58 does not change so much. Therefore, by detecting the difference between the two by the comparator 59, the abnormal jump detection signal 60 between the recording layers 3d-3b can be obtained.

次に、ホログラム素子26を用いて生成させる±1次光の光軸に沿った方向での移動量(図4における距離A0と距離B0)の最適な範囲について説明する。   Next, the optimum range of the movement amount (distance A0 and distance B0 in FIG. 4) in the direction along the optical axis of the ± primary light generated using the hologram element 26 will be described.

始めに、図5を用いて、検出特性を検討する場合の検討モデルについて説明する。   First, a study model for studying detection characteristics will be described with reference to FIG.

図2において、レーザ装置11から出射したレーザ光12は、図5の左側に示すように、コリメートレンズ13と対物レンズ19を通過して、光ディスク3のカバー層寄り記録層3bあるいは基板寄り記録層3d上に集光される。一方、光ディスクのカバー層寄り記録層3bまたは基板寄り記録層3dで反射された再生レーザ光12´は、図5の右側に示すように、対物レンズ19および球面レンズ28を順に通過して所定の結像特性が与えられて、第2の光検出器29上に照射される。   In FIG. 2, the laser beam 12 emitted from the laser device 11 passes through the collimating lens 13 and the objective lens 19 as shown on the left side of FIG. It is condensed on 3d. On the other hand, the reproduction laser beam 12 'reflected by the recording layer 3b or the recording layer 3d near the substrate of the optical disk sequentially passes through the objective lens 19 and the spherical lens 28 as shown on the right side of FIG. An imaging characteristic is given and the light is irradiated on the second photodetector 29.

検出系の横倍率をMとすると、記録層に向かうレーザ光12に作用する対物レンズ19と反射されたレーザ光12´に作用する球面レンズ28との間でレーザ光の光路が平行光状態である場合には、横倍率Mは、球面レンズ28の焦点距離と対物レンズ19の焦点距離の比率で与えられる。また、同じ光学系で、縦倍率は、Mで与えられる。 When the lateral magnification of the detection system is M, the optical path of the laser light is in a parallel light state between the objective lens 19 acting on the laser light 12 directed to the recording layer and the spherical lens 28 acting on the reflected laser light 12 ′. In some cases, the lateral magnification M is given by the ratio between the focal length of the spherical lens 28 and the focal length of the objective lens 19. Further, the same optical system, the longitudinal magnification is given by M 2.

図3を用いて前に説明したように、透明保護層3aに厚みムラδtが発生すると、光ディスク3の記録層3bまたは3d上に対物レンズ19により集束されるレーザ光12の最小錯乱円の位置は、δだけずれる。しかし、記録層3bまたは3dで反射された後に対物レンズ19に戻される検出用レーザ光12は、もう一度透明保護層3aの厚みムラδtの影響を受ける。従って、第2の光検出器29に結像されるレーザ光12´の最小錯乱円の位置ずれ量ζは、対物レンズ19と光ディスク3との間の往復分の2倍に縦倍率を掛けた値として、
ζ=4Mδ (1)
で示される。
As described above with reference to FIG. 3, when the thickness unevenness δt occurs in the transparent protective layer 3a, the position of the minimum circle of confusion of the laser light 12 focused by the objective lens 19 on the recording layer 3b or 3d of the optical disc 3 Is shifted by δ. However, the detection laser beam 12 that is reflected by the recording layer 3b or 3d and then returned to the objective lens 19 is once again affected by the thickness unevenness δt of the transparent protective layer 3a. Accordingly, the positional deviation amount ζ of the minimum circle of confusion of the laser beam 12 ′ imaged on the second photodetector 29 is multiplied by the vertical magnification twice as much as the reciprocation between the objective lens 19 and the optical disk 3. As value
ζ = 4M 2 δ (1)
Indicated by

対物レンズ19の開口数をNA、透明保護層3aの屈折率をn、焦点ぼけ量をδzとすると、焦点ぼけ量δzと透明保護層3aの厚みムラ発生時のデフォーカス係数ω20および球面収差係数ω40は、(2)式および(3)に示すように、

Figure 0004213645
NA the numerical aperture of the objective lens 19, the refractive index n of the transparent protective layer 3a, when the defocus amount is .delta.z, defocus coefficient omega 20 and the spherical aberration when the thickness irregularity occurs defocus amount .delta.z and the transparent protective layer 3a The coefficient ω 40 is, as shown in equation (2) and (3):
Figure 0004213645

および

Figure 0004213645
and
Figure 0004213645

で与えられる。 Given in.

ここで、(2)式のδzの値を(1)のδに代入すると、
ζ=8ω20(M/NA) (4)
が得られる。
Here, if the value of δz in equation (2) is substituted into δ in (1),
ζ = 8ω 20 (M / NA) 2 (4)
Is obtained.

また、レーザ光12の波長をλとしたとき、焦点ぼけ量δzに対応したデフォーカス係数ω20の値に対するレーザ光12のスポット中心強度の変化は、H. Ando et. al. : Jpn J. Appl. Phys. Vol. 32 (1993) Pt. 1, No. 11B p. 5272に記載されている(10)式(ここでは、識別のため(M10)式と表記する)で、η=0と置いたときの式、

Figure 0004213645
When the wavelength of the laser beam 12 is λ, the change in the spot center intensity of the laser beam 12 with respect to the value of the defocus coefficient ω 20 corresponding to the defocus amount δz is H. Ando et. Al .: Jpn J. Appl. Phys. Vol. 32 (1993) Pt. 1, No. 11B p. 5272 (10) (here, expressed as (M10) for identification), and η = 0 Formula when placed,
Figure 0004213645

k=2π/λ (6)
で表される。
k = 2π / λ (6)
It is represented by

ここで、σは、σは、図5の左側である送光系で、対物レンズ19に入射するレーザ光12の断面強度分布をガウス分布と仮定した時に、中心に対してe−2となる場所でのレーザ光12のスポット直径の値と対物レンズ19の直径との比率(A/W値:Aは開口の大きさ、Wはスポット径を表す)を意味している。 Here, σ is e −2 with respect to the center when the cross-sectional intensity distribution of the laser light 12 incident on the objective lens 19 is assumed to be a Gaussian distribution in the light transmission system on the left side of FIG. It means the ratio between the spot diameter value of the laser beam 12 at the place and the diameter of the objective lens 19 (A / W value: A represents the size of the aperture and W represents the spot diameter).

図6は、(5)式の計算結果を示すグラフである。   FIG. 6 is a graph showing the calculation result of equation (5).

図6から明らかなように、焦点ぼけ量(デフォーカス量)δzに対応したデフォーカス係数ω20に対する中心強度の変化が激しい領域は、中心強度が0.2から0.8の範囲となる。 As is apparent from FIG. 6, the region where the change in the center intensity with respect to the defocus coefficient ω 20 corresponding to the defocus amount (defocus amount) δz is in the range of 0.2 to 0.8.

中心強度が0.2になる焦点ぼけ量δzに対応したデフォーカス係数ω 20は、σ=0の時に、0.64λ、σ=0.8の時に、0.65λとなる。一方、中心強度が0.8になる焦点ぼけ量δzに対応したデフォーカス係数ω20は、σ=0の時およびσ=0.8の時のいずれも0.26λとなる。 Defocus coefficient number omega 20 center intensity corresponding to defocus amount δz become 0.2, when σ = 0, 0.64λ, when sigma = 0.8, a 0.65 lambda. On the other hand, the central strength defocus scan coefficient number omega 20 corresponding to the defocus amount δz become 0.8, any of the hour and sigma = 0.8 of sigma = 0 becomes 0.26Ramuda.

従って、(4)式を利用すると、対物レンズ19によるレーザ光12の集光点から第2の光検出器29までの距離(図4におけるAOの距離とBOの距離)の最適な範囲は、
ζ ≦ 5.2λ(M/NA) (7)
および
ζ ≧ 2.1λ(M/NA) (8)
で与えられる。
Therefore, using the formula (4), the optimum range of the distance from the focusing point of the laser beam 12 by the objective lens 19 to the second photodetector 29 (the distance of AO and the distance of BO in FIG. 4) is
ζ ≦ 5.2λ (M / NA) 2 (7)
And ζ ≧ 2.1λ (M / NA) 2 (8)
Given in.

上述した通り、本発明の透明保護層3aの厚みムラ検出(球面収差の検出)の原理は、透明保護層3aの厚みムラを検出するための検出光学系とは別に、焦点ぼけ検出光学系(図1で、球面レンズ23とシリンドリカルレンズ24と第1の光検出器25で構成される部分)を用意し、焦点ぼけ補正制御が実施された状態(合焦時)の厚みムラ検出系(球面収差の検出系)の検出信号を利用して、厚みムラ(球面収差)に起因する出力を補正することを特徴としている。   As described above, the principle of thickness unevenness detection (spherical aberration detection) of the transparent protective layer 3a of the present invention is different from the detection optical system for detecting the thickness unevenness of the transparent protective layer 3a. 1, a spherical lens 23, a cylindrical lens 24, and a first photodetector 25) are prepared, and a thickness unevenness detection system (spherical surface) in a state in which defocus correction control is performed (at the time of focusing). A feature is that an output caused by thickness unevenness (spherical aberration) is corrected using a detection signal of an aberration detection system.

次に、図2に示した球面収差の検出のための増感用フィルタの構造と増感原理について説明する。   Next, the structure and sensitization principle of the sensitizing filter for detecting the spherical aberration shown in FIG. 2 will be described.

球面収差検出の増感用フィルタ27は、再生レーザ光12´の断面を少なくとも2つに分割〔光の光路断面で領域分割することを“波面分割”と一般に呼んでいる〕し、波面分割した光の一部に対して、
i)透過光量、または
ii)位相特性
のいずれか一方あるいは両方を変化させて、球面収差を検出する際の実際の感度を増感するものである。このように、増感用フィルタ27を用いることで、球面収差検出特性を増感させることは、今まで説明した本発明の考案内容とは別の独立した発明内容(本発明の独自の特徴)を意味している。
The sensitizing filter 27 for detecting spherical aberration divides the section of the reproduction laser beam 12 'into at least two sections (dividing the area in the optical path section of the light is generally called "wavefront division") and dividing the wavefront. For some of the light,
i) transmitted light amount, or
ii) Phase characteristics
By changing either or both of these, the actual sensitivity when detecting spherical aberration is sensitized. In this way, the use of the sensitizing filter 27 to sensitize the spherical aberration detection characteristic is independent of the inventive concept described so far, and is independent of the inventive content (unique features of the present invention). Means.

以下、増感の原理について、詳細に説明する。   Hereinafter, the principle of sensitization will be described in detail.

図3を用いて前に説明した通り、球面収差が発生すると、対物レンズ19に戻された再生レーザ光12´の断面スポットは、光軸中心(光軸を含む所定半径の領域)の成分よりも外側を通過する成分が、内側すなわち光軸を含む領域を通過する成分よりも、手前側に集光する(図7(a)に、図7(b)との比較を容易とするためにもう一度表示している)。この現象を利用して、図7(b)に示すように、対物レンズ19に入射する再生レーザ光12´の断面スポットのうちの光軸中心から半径rまでを遮光すると、最小錯乱円の位置が、δからεまで移動する。   As described above with reference to FIG. 3, when spherical aberration occurs, the cross-sectional spot of the reproduction laser beam 12 ′ returned to the objective lens 19 is derived from the component at the center of the optical axis (region of a predetermined radius including the optical axis). The component passing through the outer side is condensed closer to the front side than the component passing through the inner side, that is, the region including the optical axis (in order to facilitate comparison with FIG. 7A and FIG. 7B). It is displayed again.) Using this phenomenon, as shown in FIG. 7 (b), if the light from the center of the optical axis to the radius r of the cross-sectional spot of the reproduction laser beam 12 'incident on the objective lens 19 is shielded, the position of the minimum circle of confusion Moves from δ to ε.

本発明は、最小錯乱円の位置が図7(a)および図7(b)から理解される通り、δからεまで移動(増加)する量を利用して、球面収差を検出する際の検出特性を増感するものである。   The present invention detects the spherical aberration using the amount of movement (increase) from δ to ε as understood from FIGS. 7A and 7B. It enhances the characteristics.

最も球面収差検出が増加するrの条件を、特性解析により検討するため、前に説明した図5との比較が容易な図8を計算モデルに用いる。   In order to examine the condition of r at which the spherical aberration detection is increased most by the characteristic analysis, FIG. 8 that is easy to compare with FIG. 5 described above is used for the calculation model.

例えば、図2に示した光ディスク装置10において、図5に示すように、透明保護層3aの厚みがδtだけ変化することで、レーザ光12が対物レンズ19と記録層3dとの間を往復されることで、2δtに相当する球面収差が発生する。   For example, in the optical disk apparatus 10 shown in FIG. 2, as shown in FIG. 5, when the thickness of the transparent protective layer 3a changes by δt, the laser beam 12 is reciprocated between the objective lens 19 and the recording layer 3d. As a result, spherical aberration corresponding to 2δt occurs.

その後、検出光学系の球面レンズ28に入射する手前で球面収差検出の増感用フィルタ27を通過し、レーザ光12の特性が一部変化される。   Thereafter, the light passes through the sensitizing filter 27 for detecting spherical aberration before entering the spherical lens 28 of the detection optical system, and the characteristics of the laser light 12 are partially changed.

この球面収差が発生する場所とレーザ光12の特性が変化される部分を、図8に示すように、レーザ光12が対物レンズ19に入射する直前部分に集中させ、球面収差がありしかも増感フィルタとして機能する「疑似球面収差発生+増感用フィルタ機能付加素子127」を考える。   As shown in FIG. 8, the location where the spherical aberration occurs and the portion where the characteristics of the laser beam 12 are changed are concentrated on the portion immediately before the laser beam 12 is incident on the objective lens 19, and there is spherical aberration and sensitization. Consider “pseudospherical aberration generation + sensitization filter function addition element 127” that functions as a filter.

図8において、レーザ光12が「疑似球面収差発生+増感用フィルタ機能付加素子127」を通過した以降は、透明保護層3aの厚みは、理想状態を維持するとし、光ディスク3内の集光スポット特性を、横倍率Mの検出光学系で拡大すると、図5に示した第2の光検出器29の検出特性と、解析用の計算モデルである図8の第2の光検出器129での検出特性は、一致する。なお、図8に示すモデルの拡大特性(倍率)は、(1)式により、容易に換算できる。   In FIG. 8, after the laser beam 12 passes through “pseudospherical aberration generation + sensitizing filter function adding element 127”, it is assumed that the thickness of the transparent protective layer 3a is maintained in an ideal state, and the light condensing in the optical disc 3 is focused. When the spot characteristic is enlarged by a detection optical system having a lateral magnification M, the detection characteristic of the second photodetector 29 shown in FIG. 5 and the second photodetector 129 of FIG. 8 which is a calculation model for analysis are used. The detection characteristics are consistent. Note that the enlargement characteristic (magnification) of the model shown in FIG. 8 can be easily converted by the equation (1).

図7では、対物レンズ19へ入射するレーザ光に対して、光軸中心から半径rの位置まで遮光した増感用フィルタの例を示したが、図8では、「疑似球面収差発生+増感用フィルタ機能付加素子127」の増感部の特性として、対物レンズ19への入射するレーザ光に対して、半径bと半径aの円周を境界領域として、同心円状に3領域に波面分割し、半径bと半径aに囲まれたリング領域部分のみに対して透過光量の減衰と位相変化を与えた場合の中心強度が最大となる場所の位置εの変化を解析する。   FIG. 7 shows an example of the sensitizing filter that shields the laser light incident on the objective lens 19 from the center of the optical axis to the position of the radius r, but FIG. 8 shows “pseudospherical aberration generation + sensitization”. As a characteristic of the sensitizing part of the filter function adding element 127 for use, the wave front is divided into three regions concentrically with respect to the laser light incident on the objective lens 19 with the circumference of the radius b and the radius a as a boundary region. Then, the change in the position ε of the place where the center intensity is maximized when the transmitted light amount is attenuated and the phase change is applied only to the ring region surrounded by the radius b and the radius a is analyzed.

半径bと半径aに囲まれたリング領域部分のみに対して透過光量の減衰と位相変化を与える光学素子を光学の特定分野でアポタイザと呼んでいるので、図8に示した「疑似球面収差発生+増感用フィルタ機能付加素子127」における球面収差検出の増感用フィルタとして機能する部分を、以降「アポタイザ」と呼んで説明する。   An optical element that attenuates the transmitted light amount and changes the phase only in the ring region surrounded by the radius b and the radius a is called an apodizer in a specific field of optics. The portion functioning as a sensitizing filter for detecting spherical aberration in the “+ sensitizing filter function adding element 127” will be hereinafter referred to as an “apotizer”.

また、以下の計算において引用される(A−1)式から(A−15)式は、H. Ando : Jpn. J. Appl. Phys. Vol. 38 (1999) Pt.1 No. 2A p. 764のAppendix A に記載されている各式を引用した式であるから、後段に開示するのみとし、導出のための詳細な説明は、省略する。   In addition, the expressions (A-1) to (A-15) quoted in the following calculation are the same as those of H. Ando: Jpn. J. Appl. Phys. Vol. 38 (1999) Pt.1 No. 2A p. Since this is a formula quoting each formula described in Appendix A of 764, it is disclosed only in the latter part, and a detailed explanation for derivation is omitted.

対物レンズ19の瞳面上の座標を(X,Y)とし、光ディスク3上の集光面での座標を(x,y)と定義する。集光スポットの複素振幅分布G(x,y)は、対物レンズ19の瞳面の瞳関数g(X,Y)に対するフーリエ変換の関係にあるので、Pを、対物レンズ19の瞳面上でのフーリエ積分の範囲を示し、αを規格化定数とし、fを対物レンズ19の焦点距離、NAを対物レンズ19の開口数とすると、レーザ光12の波長がλで示されるとき、
G(x,y)
= αF{g(X,Y)}P0 (2−1)
と記述できる。 対物レンズ19へ入射するレーザ光の強度分布をガウス分布として近似し、X軸方向のA/W値を、σx(=(A/W))、Y軸方向におけるA/W値を、σy(=(A/W))とし、対物レンズ19のレンズシフトによる中心強度のずれ量をXとすると、

Figure 0004213645
The coordinates on the pupil plane of the objective lens 19 are defined as (X, Y), and the coordinates on the condensing surface on the optical disc 3 are defined as (x, y). Since the complex amplitude distribution G (x, y) of the focused spot has a Fourier transform relationship with respect to the pupil function g (X, Y) of the pupil plane of the objective lens 19, P 0 is set on the pupil plane of the objective lens 19. When the wavelength of the laser beam 12 is represented by λ, where α is the normalization constant, f is the focal length of the objective lens 19, and NA is the numerical aperture of the objective lens 19,
G (x, y)
= ΑF {g (X, Y)} P0 (2-1)
Can be described. The intensity distribution of the laser light incident on the objective lens 19 is approximated as a Gaussian distribution, the A / W value in the X-axis direction is σx (= (A / W) X ), and the A / W value in the Y-axis direction is σy (= (A / W) Y ) and the amount of deviation of the center intensity due to the lens shift of the objective lens 19 is X 0 ,
Figure 0004213645

で表すことができる。但し、(2−2)式では、Xを、X ≒0と近似できる程度に十分小さいと見なしている。 Can be expressed as However, in the formula (2-2), X 0 is considered to be sufficiently small to be approximated as X 0 2 ≈0.

上述した直交座標系表示を、
r=(X+Y1/2/(fNA) (2−3)
φ=tan−1(Y/X) (2−4)
ρ=NA( 1/2/λ (2−5)
ψ=tan−1(y/x) (2−6)
を用いて極座標系に変換すると、

Figure 0004213645
The above rectangular coordinate system display
r = (X 2 + Y 2 ) 1/2 / (fNA) (2-3)
φ = tan −1 (Y / X) (2-4)
ρ = NA (x 2 + y 2) 1/2 / λ (2-5)
ψ = tan −1 (y / x) (2-6)
When converted to the polar coordinate system using
Figure 0004213645

および、

Figure 0004213645
and,
Figure 0004213645

となる。 It becomes.

ここで、

Figure 0004213645
here,
Figure 0004213645

を用いると、(2−2)式は、

Figure 0004213645
(2-2) is
Figure 0004213645

と変形される。 And transformed.

上述した条件に、さらに波面収差ω(r,φ)が生じた時の対物レンズ19の瞳面の瞳関数は、(2−10)式に対して、

Figure 0004213645
The pupil function of the pupil plane of the objective lens 19 when the wavefront aberration ω (r, φ) is further generated under the above-described conditions is expressed by the following equation (2-10):
Figure 0004213645

k = 2π/λ (2−12)
と定式化される。
k = 2π / λ (2-12)
Is formulated.

なお、光ディスク光学系では、波面収差ω(r,φ)を多項式展開して、4次以下の項までを考えるとき、
球面収差ωsを、
ωs(r,φ)=ω40(r−Qr+R)
(2−13)
デフォーカスωdを、
ωd(r,φ)=ω20 (2−14)
として、検討の対象とすることが好ましい。
In the optical disc optical system, when wavefront aberration ω (r, φ) is expanded into a polynomial expression and the terms up to the fourth order are considered,
Spherical aberration ωs
ωs (r, φ) = ω 40 (r 4 −Qr 2 + R)
(2-13)
Defocus ωd
ωd (r, φ) = ω 20 r 2 (2-14)
Therefore, it is preferable to consider.

上述した(2−13)式において、Qは、移動定理において、中心強度が最大になる最適値を意味している。また、同(2−13)式において、Rは、位相項であり、中心強度に影響は及ぼさないが集光スポットの複素振幅分布における実部と虚部との配合比に影響を与える。   In the above equation (2-13), Q means an optimum value at which the central strength is maximum in the movement theorem. In the equation (2-13), R is a phase term and does not affect the center intensity, but affects the blending ratio of the real part and the imaginary part in the complex amplitude distribution of the focused spot.

極座標系におけるフーリエ変換は、ヘンケルの変換式が適用され、(2−1)式に対して、
G(ρ,ψ)=αH{g(r,φ)}P0
(2−15)
と表記される。
Henkel's transformation formula is applied to the Fourier transformation in the polar coordinate system, and for the formula (2-1),
G (ρ, ψ ) = αH {g (r, φ)} P0
(2-15)
It is written.

(2−11)式を、

Figure 0004213645
(2-11)
Figure 0004213645

と変形し、(2−16)式を(2−15)式に代入すると共に集光スポット振幅分布Gt(ρ,ψ)を、
Go(ρ,ψ):従来光学系の無収差時の集光スポット振幅分布、および
Gw(ρ,ψ):従来光学系の集光スポット振幅分布に及ぼす収差項、とし、
Gt(ρ,ψ
=Go(ρ,ψ)+Gw(ρ,ψ) (2−17)
と表現すると、

Figure 0004213645
And substituting the equation (2-16) into the equation (2-15) and the focused spot amplitude distribution Gt (ρ, ψ ),
Go (ρ, ψ ): Condensation spot amplitude distribution when no aberration occurs in the conventional optical system, and
Gw (ρ, ψ ): An aberration term affecting the focused spot amplitude distribution of the conventional optical system,
Gt (ρ, ψ )
= Go (ρ, ψ ) + Gw (ρ, ψ ) (2-17)
And
Figure 0004213645

および

Figure 0004213645
and
Figure 0004213645

となる。 It becomes.

また、(2−19)式のe−ikω(r,φ)に対して、オイラーの公式

Figure 0004213645
Euler's formula for e −ikω (r, φ) in equation (2-19)
Figure 0004213645

を適用すると、(2−19)式は、

Figure 0004213645
Is applied, the equation (2-19) becomes
Figure 0004213645

と変形される。 And transformed.

なお、σ,σ,ΔOLのそれぞれの値が1より小さな値(1>σ,1>σ,1>ΔOL)を取る時には、(2−18)式および(2−19)式に対して、

Figure 0004213645
When the values of σ, σ and Δ OL are smaller than 1 (1> σ, 1> σ , 1> Δ OL ), the equations (2-18) and (2-19) Against
Figure 0004213645

の近似式を適用し、さらに、σとΔOLの値が1よりも充分小さくなる時(1>σ,1>ΔOL)は、

Figure 0004213645
And when the values of σ and Δ OL are sufficiently smaller than 1 (1> σ , 1> Δ OL ),
Figure 0004213645

と見なして計算を行う。 It is assumed that the calculation is performed.

また、波面収差ω(r,φ)の値が1より充分小さい時(1>kω)は、(2−19)式に対し、

Figure 0004213645
When the value of the wavefront aberration ω (r, φ) is sufficiently smaller than 1 (1> kω), the expression (2-19)
Figure 0004213645

を適用して近似する。 Apply to approximate.

アポタイザのリング領域の内周半径値をb(図7(b)の「r」に対応)、外周半径値をa(図7(a)の「1」に対応)とし、リング領域内の複素透過振幅値をTで表すとき、Tの値の設定条件を変えることで、任意の形状(タイプ)のアポタイザを得ることができる。   The inner radius value of the ring area of the apotizer is b (corresponding to “r” in FIG. 7B) and the outer radius value is a (corresponding to “1” in FIG. 7A). When the transmission amplitude value is represented by T, an apodizer having an arbitrary shape (type) can be obtained by changing the setting condition of the value of T.

すなわち、
(A):Tが、T=0であれば、“完全遮光形のアポタイザ”が、
(B):Tが、T=−1であれば、λ/2だけ位相がシフトした“位相形アポタイザ”が、
(C):Tが、1 > T > 0であれば、透過光量を低下させる“光量減衰形アポタイザ”が、
(D):Tが、T=teiθであれば、“一般的な位相シフトと光量減衰を同時に発生させるアポタイザ”が、
それぞれ、定義される。
That is,
(A): If T is T = 0, the “completely light-shielded apodizer”
(B): If T is T = −1, a “phase-type apodizer” whose phase is shifted by λ / 2 is
(C): If T is 1>T> 0, a “light-attenuating apodizer” that reduces the amount of transmitted light is
(D): If T is T = te , “a generalizer that generates a general phase shift and light amount attenuation simultaneously”
Each is defined.

アポタイザのリング領域を通過した光が形成する光ディスク記録面上での集光スポットの複素振幅分布Ganl(ρ,ψ)は、(2−18)式と同様にヘンケル変換により求まるが、対物レンズ19の瞳面上での積分範囲がリング領域Panl内に限られる。 The complex amplitude distribution G anl (ρ, ψ ) of the condensing spot on the optical disk recording surface formed by the light that has passed through the ring region of the apodizer can be obtained by Henkel transformation similarly to the equation (2-18). The integration range on the 19 pupil planes is limited within the ring region P anl .

すなわち、

Figure 0004213645
That is,
Figure 0004213645

で定義される。 Defined by

さらに、バビネットの定理に従えば、リング状のアポタイザを通過した光による集光スポットの複素振幅分布Gt(ρ,ψ)は、(2−18)式と(3−1)式から、
Gt(ρ,ψ
=Go(ρ,ψ)−Ganl(ρ,ψ
(3−2)
により示される。
Further, according to Babinet's theorem, the complex amplitude distribution Gt (ρ, ψ ) of the condensing spot by the light that has passed through the ring-shaped apodizer is obtained from the equations (2-18) and (3-1):
Gt (ρ, ψ )
= Go (ρ, ψ ) -G anl (ρ, ψ )
(3-2)
Indicated by.

また、収差が発生した場合には、(2−17)に対応する式は、
Go(ρ,ψ)を、従来の光学系の無収差時の集光スポットの振幅分布、および
anl(ρ,ψ)を、アポタイザのリング領域を通過した光が無収差時に形成する集光スポット振幅分布とするとき、
Gt(ρ,ψ
=Go(ρ,ψ)−Ganl(ρ,ψ)
+Gw(ρ,ψ)−Gwanl(ρ,ψ)
(3−3)
で表すことができる。
When aberration occurs, the equation corresponding to (2-17) is
Go (ρ, ψ ) is the amplitude distribution of the focused spot when there is no aberration in the conventional optical system, and
When G anl (ρ, ψ ) is a focused spot amplitude distribution formed by light passing through the ring region of the apodizer when there is no aberration,
Gt (ρ, ψ )
= Go (ρ, ψ ) -G anl (ρ, ψ )
+ Gw (ρ, ψ ) -Gw anl (ρ, ψ )
(3-3)
Can be expressed as

集光スポット特性に大きな影響を及ぼす重要なパラメーターとしてピーク効率ηを、

Figure 0004213645
Peak efficiency η as an important parameter that has a large effect on the focused spot characteristics,
Figure 0004213645

と定義すると、(3−4)式は、アポタイザの有無における集光スポットの中心強度比を意味する。 In other words, the expression (3-4) means the central intensity ratio of the focused spot in the presence or absence of the apotizer.

また、他の重要なパラメータとして、リング領域の中央部分の半径cを、

Figure 0004213645
As another important parameter, the radius c of the central portion of the ring region is
Figure 0004213645

で定義する。 Defined in

なお、無収差時の集光スポット中心強度を「1」に規格化する。   Note that the center intensity of the focused spot when there is no aberration is normalized to “1”.

すなわち、
|G(0,φ)−Ganl(0,φ)|=1
(3−6)
と設定する。
That is,
| G 0 (0, φ) −G anl (0, φ) | 2 = 1
(3-6)
And set.

(3−6)式を(3−4)式に代入すると、

Figure 0004213645
Substituting the expression (3-6) into the expression (3-4),
Figure 0004213645

が得られる。 Is obtained.

(2−18)式において、σとΔOLの値が1より充分に小さい場合(1>σ,ΔOL)には、(A−1)式と(A−13)式より、

Figure 0004213645
In the formula (2-18), when the values of σ and Δ OL are sufficiently smaller than 1 (1> σ , Δ OL ), from the formulas (A-1) and (A-13),
Figure 0004213645

が得られるので、(3−7)式と(3−8)式から規格化定数αが、

Figure 0004213645
Therefore, the normalization constant α is obtained from the equations (3-7) and (3-8).
Figure 0004213645

により求められる。 Is required.

また、別の条件として、σ,σ,ΔOLの全てが比較的小さな値を取る場合には、(A−5)式、(A−7)式、(A−8)式および(A−13)式から、

Figure 0004213645
As another condition, when all of σ, σ , and Δ OL have relatively small values, the expressions (A-5), (A-7), (A-8), and (A −13)
Figure 0004213645

と近似される。 Is approximated by

従って、(3−9)式は、

Figure 0004213645
Therefore, the expression (3-9) is
Figure 0004213645

と変形される。 And transformed.

(3−11)式を(2−18)式に代入すると、(A−13)式から、

Figure 0004213645
Substituting equation (3-11) into equation (2-18), from equation (A-13),
Figure 0004213645

が導き出される。 Is derived.

この(3−12)式は、Mmν(ρ)は、(A−5)式で定義されるベッセル関数を含む積分定義式を意味する。 In this equation (3-12), M (ρ) means an integral definition equation including a Bessel function defined by equation (A-5).

さらに、(3−1)式に(2−22)式と(3−11)式および(A−14)式を適用すると、

Figure 0004213645
Furthermore, when the formulas (2-22), (3-11) and (A-14) are applied to the formula (3-1),
Figure 0004213645

が得られる。 Is obtained.

  .

(3−13)式において、一般的な位相シフトと光量減衰とを同時に発生させるアポタイザを使用した場合には、Tは、複素数(T=teiθ)を取る。 In the formula (3-13), when an apodizer that simultaneously generates a general phase shift and light amount attenuation is used, T takes a complex number (T = te ).

ここで、
ε(c)≡2(a−b)c(1−σ
(3−14)
を定義し、複素数Tに対して(2−20)式と同様に、オイラーの公式を適用すると、(3−13)式は、

Figure 0004213645
here,
ε (c) ≡2 (ab) c (1-σ 2 c 2 )
(3-14)
, And applying Euler's formula to the complex number T in the same way as (2-20),
Figure 0004213645

と変形される。 And transformed.

特に、ρ=0の位置(集光スポット中心振幅位置)では、(3−7)式、(3−15)式および(A−1)式から、

Figure 0004213645
In particular, at the position of ρ = 0 (the focused spot center amplitude position), from the expressions (3-7), (3-15) and (A-1),
Figure 0004213645

となるので、(3−16)式を(3−6)式に代入すると、ηに関する関係式、

Figure 0004213645
Therefore, if the equation (3-16) is substituted into the equation (3-6),
Figure 0004213645

が得られる。 Is obtained.

特別な場合として、Tが実数である場合には、(3−6)式と(3−16)式から、

Figure 0004213645
As a special case, when T is a real number, from equations (3-6) and (3-16),
Figure 0004213645

が導かれる。 Is guided.

この(3−18)式を(3−13)式に代入すると、近似式

Figure 0004213645
Substituting this equation (3-18) into equation (3-13) yields an approximate expression
Figure 0004213645

が得られる。 Is obtained.

なお、(3−12)式と(3−19)式は、σとΔOLが1より十分に小さい(1≫σ,1≫ΔOL)ときは、

Figure 0004213645
Incidentally, (3-12) and (3-19) expression, sigma - and delta OL is sufficiently smaller than 1 (1»σ -, 1»Δ OL) time,
Figure 0004213645

および、

Figure 0004213645
and,
Figure 0004213645

と変形できる。 And can be transformed.

球面収差とデフォーカスが同時に発生した場合の波面収差は、(2−13)式と(2−14)式から、
ωs(r,φ)
=ω40(r−Qr+R)+ω´20
(10−1)
となる。
The wavefront aberration in the case where spherical aberration and defocus occur at the same time is obtained from the equations (2-13) and (2-14):
ωs (r, φ)
= Ω 40 (r 4 −Qr 2 + R) + ω ′ 20 r 2
(10-1)
It becomes.

ここで、
ω20=ω´20−Qω40,ω00≡ω40
(10−2)
とすると、(10−1)式は、
ωs(r,φ)
=ω40+ω20+ω00 (10−3)
と変形できる。
here,
ω 20 = ω ′ 20 −Qω 40 , ω 00 ≡ω 40 R
(10-2)
Then, equation (10-1) becomes
ωs (r, φ)
= Ω 40 r 4 + ω 20 r 2 + ω 00 (10-3)
And can be transformed.

(2−10)式において、σとΔOLがともに1より充分に小さな値(1>σ,1>ΔOL)を取る場合、(3−9)式と(10−3)式を(2−11)式に代入し、(A−13)式を用いることで、

Figure 0004213645
In the expression (2-10), when both σ and Δ OL are values sufficiently smaller than 1 (1> σ , 1> Δ OL ), the expressions (3-9) and (10-3) are By substituting into equation (2-11) and using equation (A-13),
Figure 0004213645

Figure 0004213645
Figure 0004213645

および

Figure 0004213645
and
Figure 0004213645

が得られる。 Is obtained.

また、位相シフトと光量減衰を同時に発生させるアポタイザを使用した場合には、(2−19)式ないし(2−21)式、(3−1)式、(3−9)式、(10−3)式および(A−14)式を用いて、

Figure 0004213645
When an apotizer that simultaneously generates phase shift and light amount attenuation is used, the equations (2-19) to (2-21), (3-1), (3-9), (10− 3) Using the formula and the formula (A-14),
Figure 0004213645

Figure 0004213645
Figure 0004213645

および、

Figure 0004213645
and,
Figure 0004213645

を得ることができる。 Can be obtained.

本発明の説明では、(2−13)式に示した「Q」の値を、ω40とσが比較的小さな値を取る条件の下で算出する。また、ここでは、(2−16)式に示した瞳関数おいて、σ≒0、ΔOL≒0と見なす。 In the description of the present invention, the value of “Q” shown in the equation (2-13) is calculated under the condition that ω 40 and σ are relatively small values. Here, it is assumed that σ ≈0 and Δ OL ≈0 in the pupil function shown in the equation (2-16).

さらに、以下に詳細に説明するが、位相項Rは、中心強度に影響を及ぼさないので、ここでは、R=0.0と置く。   Further, as will be described in detail below, the phase term R does not affect the center intensity, so R = 0.0 is set here.

(10−4)式ないし(10−9)式に、(2−23)式、(2−24)式および(3−11)式のそれぞれを近似した式に(3−14)式を適用すると、(10−5)式、(10−6)式、(10−8)および(10−9)式は、

Figure 0004213645
Formula (3-14) is applied to a formula that approximates Formulas (2-23), (2-24), and (3-11) to Formulas (10-4) to (10-9). Then, (10-5), (10-6), (10-8) and (10-9) are
Figure 0004213645

Figure 0004213645
Figure 0004213645

Figure 0004213645
Figure 0004213645

および

Figure 0004213645
and
Figure 0004213645

と近似される。 Is approximated by

ここで、

Figure 0004213645
here,
Figure 0004213645

Figure 0004213645
Figure 0004213645

と置くことで、

Figure 0004213645
By putting
Figure 0004213645

と変形して得られた(10−16)式に、(3−14)式、(3−16)式、(10−4)式、(10−7)式、(10−10)式ないし(10−13)式のそれぞれを代入し、(3−17)式を適用すると、

Figure 0004213645
(10-16), (3-14), (3-16), (10-4), (10-7), (10-10), Substituting each of the equations (10-13) and applying the equation (3-17),
Figure 0004213645

Figure 0004213645
Figure 0004213645

Figure 0004213645
Figure 0004213645

および

Figure 0004213645
and
Figure 0004213645

が得られる。 Is obtained.

一方、(10−17)式から、「SA > 0」の条件下で|Gt(0,φ)|が最大値を取るときのω20の値は、一意的に求まり、

Figure 0004213645
On the other hand, from equation (10-17), the value of ω 20 when | Gt (0, φ) 2 | takes the maximum value under the condition of “SA> 0” is uniquely obtained,
Figure 0004213645

となる。 It becomes.

特に、kω40=0のときは、(10−21)式は、
kω20=−S/2S (10−22)
となる。
In particular, when kω 40 = 0, the equation (10-21) is
kω 20 = -S C / 2S A (10-22)
It becomes.

アポタイザのリング領域を通過した光に、角度θの位相差が生じた場合には、(10−22)式で求まる焦点位置をずらした場所ω20で、集光スポットの中心強度が最大となる。この現象に対する詳細な考察は、後段に説明する。 When a phase difference of an angle θ occurs in the light that has passed through the ring region of the apodizer, the central intensity of the focused spot is maximized at the position ω 20 where the focal position obtained by the equation (10-22) is shifted. . Detailed consideration on this phenomenon will be described later.

アポタイザの形態として、Tが実数(遮光形または光量減衰形もしくは位相をλ/2だけシフトさせる位相形アポタイザ)である場合には、sinθ≒0となるので、(3−18)式、(10−2)式、(10−18)式、(10−19)式および(10−21)式の関係を利用すると、(2−13)式のQの値は、
Q=−ω20/ω40≒SB´/SA´
(10−23),

Figure 0004213645
When T is a real number (light-shielding type or light amount attenuation type or phase type apodizer that shifts the phase by λ / 2), sin θ≈0, so that the formula (3-18), (10 -2) Using the relationship among the equations (10-18), (10-19) and (10-21), the value of Q in the equation (2-13) is
Q = −ω 20 / ω 40 ≈S B ′ / S A
(10-23),
Figure 0004213645

および

Figure 0004213645
and
Figure 0004213645

で表すことができる。 Can be expressed as

(10−23)式ないし(10−25)式から、球面収差が発生している時の中心強度が最大になるデフォーカス位置を示すQの値は、球面収差量に依存しないことが分かる。   From formulas (10-23) to (10-25), it can be seen that the value of Q indicating the defocus position at which the central intensity when spherical aberration occurs is maximum does not depend on the amount of spherical aberration.

(10−23)式ないし(10−25)式から計算したcとσが変化した時のQの値の変化を図9に示す。   FIG. 9 shows changes in the value of Q when c and σ calculated from the equations (10-23) to (10-25) change.

図9からも明らかなように、Qの値は、実質的に「1」もしくはその近傍の値をとなる。   As is apparent from FIG. 9, the value of Q is substantially “1” or a value in the vicinity thereof.

図9から分かるように、アポタイザ使用時には、σ=0.7の条件下では、
c > 0.67と0.44 > cの位置で、従来光学系(η=100%)と比べてQの値が大きくなり、
0.67 > c > 0.44では、わずかに小さくなる。
As can be seen from FIG. 9, when the apotizer is used, under the condition of σ = 0.7,
At the position of c> 0.67 and 0.44> c, the value of Q is larger than that of the conventional optical system (η = 100%),
For 0.67>c> 0.44, it becomes slightly smaller.

また、この傾向は、ピーク効率ηが小さくなるに従って、顕著に現れてくる。なお、σ=0.0の条件下では、
c > 0.70と0.45 > cの範囲で、従来光学系(η=100%)と比べてQの値が大きくなり、
0.70 > c > 0.45では、わずかに小さくなる。
Further, this tendency becomes more prominent as the peak efficiency η decreases. Note that under the condition of σ = 0.0,
In the range of c> 0.70 and 0.45> c, the value of Q is larger than that of the conventional optical system (η = 100%),
For 0.70>c> 0.45, it becomes slightly smaller.

従って、どのような条件下でも、
c ≦ 0.44 (9)
の位置では、Qの値が大きくなり、
0.45 ≦ c ≦ 0.67 (10)
の位置で、Qの値が小さくなる。
Therefore, under any conditions,
c ≤ 0.44 (9)
At the position of Q, the value of Q becomes large,
0.45 ≤ c ≤ 0.67 (10)
At the position of Q, the value of Q decreases.

ω40は、球面収差量に対応し、(2)式が示すように、ω20は、球面収差発生時の情報記憶媒体3内での中心強度最大位置のずれ量δzを示している。 ω 40 corresponds to the amount of spherical aberration, and ω 20 represents the amount of shift δz of the center intensity maximum position in the information storage medium 3 when spherical aberration occurs, as shown in equation (2).

従って、Qの値が従来(η=1の時)と比べて大きくなっている条件下で球面収差検出感度が増加し、増感用フィルタの効果が現れることを示している。   Therefore, it is shown that the spherical aberration detection sensitivity increases under the condition that the value of Q is larger than the conventional value (when η = 1), and the effect of the sensitizing filter appears.

なお、(3−5)式に示すように、cは、リング領域の中央部の半径であり、b=0の場合もあるので、図7(b)に示したような所定の半径(r)の開口を有する球面収差検出の増感用フィルタ127の増感用特性を発揮するための必要条件は、
r≦0.44×2=0.88
r≦0.88 (11)
となる。
As shown in the expression (3-5), c is the radius of the central portion of the ring region, and b = 0 in some cases, so that a predetermined radius (r as shown in FIG. 7B) The necessary conditions for exhibiting the sensitizing characteristics of the sensitizing filter 127 for detecting spherical aberration having the aperture of
r ≦ 0.44 × 2 = 0.88
r ≦ 0.88 (11)
It becomes.

以上をまとめると、図2に示した光ディスク装置10において、球面収差を検出する際に用いる増感用フィルタ27の具体的な形状は、再生レーザ光12´のスポット断面半径を「1」とした時に、上記(11)式を満たす範囲内でレーザ光12´の光量を減衰できる、レーザ光12´の位相特性を変化できる、もしくはレーザ光12´の光量を減衰するとともに位相特性を変化させることのできる形状である。   In summary, in the optical disc apparatus 10 shown in FIG. 2, the specific shape of the sensitizing filter 27 used when detecting spherical aberration is such that the spot cross-sectional radius of the reproduction laser beam 12 ′ is “1”. Sometimes, the amount of the laser beam 12 'can be attenuated within the range satisfying the above expression (11), the phase characteristic of the laser beam 12' can be changed, or the amount of laser beam 12 'can be attenuated and the phase characteristic can be changed. It is a shape that can be.

球面収差検出の増感用フィルタ27は、全体がガラスまたは透明プラスチックの所定の厚さの透明な板で形成され、レーザ光12´の光量を変化させる方法として、NDフィルタと呼ばれるゼラチンまたは金属あるいは無機材料からなる透過光量減衰膜が、部分的すなわち(11)式を満たす範囲に、形成されたものである。   The sensitizing filter 27 for detecting spherical aberration is entirely formed of a transparent plate having a predetermined thickness made of glass or transparent plastic. As a method of changing the light quantity of the laser beam 12 ', gelatin or metal called an ND filter, A transmitted light amount attenuating film made of an inorganic material is partially formed, that is, in a range satisfying the expression (11).

なお、位相特性を変化する方法としては、S等の透明無機膜を、上記透明な板上の(11)式を満足する範囲に形成して、局所的な凹凸を形成することが一般的である。この方法によれば、球面収差検出の増感用フィルタ27の厚みを局所的に変化させ、透過するレーザ光12´のスポット断面内で、部分的に位相の変化をひき起こすことで、レーザ光12´に対する感度を高めたと同じ結果が得られる。 As a method for changing the phase characteristics, a transparent inorganic film such as S i O 2 is formed in a range satisfying the expression (11) on the transparent plate to form local unevenness. It is common. According to this method, the thickness of the sensitizing filter 27 for detecting spherical aberration is locally changed, and a phase change is partially caused in the spot cross section of the transmitted laser beam 12 ′. The same result is obtained when the sensitivity to 12 'is increased.

ところで、図2に示した光ディスク装置(図1に示した光ヘッドおよびその光ヘッドを有する情報記録再生装置)の特徴は、高精度で、信頼性の高い焦点ぼけ検出系102(図1)を用いて焦点ぼけ補正回路105(図1)を動作させて、光ディスク3のカバー層3aの厚みのムラに起因して球面収差が発生した場合であっても、安定に、焦点ぼけ補正を実行させて、常に合焦状況を確保した状態で波面収差検出系104(図1)により、光ディスク3のカバー層(透明保護層)3aの厚みムラ、もしくは基板寄り記録層3dまたはカバー層寄り記録層3bのいづれか一方にレーザ光を集光させる時に生じる球面収差の状態を検出して球面収差補正機構101(図1)を駆動させて、厚みムラ(球面収差)の補正を行うことである。   By the way, the optical disc apparatus shown in FIG. 2 (the optical head shown in FIG. 1 and the information recording / reproducing apparatus having the optical head) is characterized by a highly accurate and reliable defocus detection system 102 (FIG. 1). The defocus correction circuit 105 (FIG. 1) is used to operate the defocus correction stably even when spherical aberration occurs due to uneven thickness of the cover layer 3a of the optical disc 3. Thus, with the in-focus state always secured, the wavefront aberration detection system 104 (FIG. 1) causes the thickness unevenness of the cover layer (transparent protective layer) 3a of the optical disc 3 or the substrate-side recording layer 3d or the cover layer-side recording layer 3b. The spherical aberration correction mechanism 101 (FIG. 1) is driven by detecting the state of spherical aberration that occurs when the laser beam is focused on either of them to correct thickness unevenness (spherical aberration).

しかし、例えば図2を例に説明すると、球面収差を補正する目的で、厚みムラ補正用凸レンズ17を移動させると、送光系のレーザ光12は、厚みムラ補正用凸レンズ17を通過して対物レンズ19に入る直前の状態では、厚みムラ補正用凸レンズ17を移動させる前には平行光だった状態に対して、発散光または収束光に変化する。一方、対物レンズ19によりレーザ光12に与えられる集束性は一定であるから、結果として、光ディスク3に集光されるレーザ光12の集束位置が変化することになる。   However, for example, referring to FIG. 2, when the thickness unevenness correcting convex lens 17 is moved for the purpose of correcting spherical aberration, the laser beam 12 of the light transmission system passes through the thickness unevenness correcting convex lens 17 and is objective. In the state immediately before entering the lens 19, the light is changed to divergent light or convergent light with respect to the state where the light was parallel before moving the thickness unevenness correcting convex lens 17. On the other hand, since the focusing property given to the laser beam 12 by the objective lens 19 is constant, as a result, the focusing position of the laser beam 12 focused on the optical disc 3 changes.

なお、図2に示した光ディスク装置10において、焦点ぼけ検出・補正制御回路系111では、光ディスク3の記録層3dまたは記録層3bに、上記集光位置が一致するように制御が働くので、厚みムラ検出・補正制御回路系114が動作されて球面収差補正が行われると同時に焦点ぼけ検出・補正制御回路系111に影響が生じる。このように、厚みムラ検出・補正制御回路系114と焦点ぼけ検出・補正制御回路系111との間で互いに干渉(クロストーク)が生じるため、「焦点ぼけ補正制御」と「厚みムラ補正制御」の双方が、非常に不安定になる。   In the optical disc apparatus 10 shown in FIG. 2, the defocus detection / correction control circuit system 111 controls the recording layer 3d or the recording layer 3b of the optical disc 3 so that the light converging position coincides with it. The unevenness detection / correction control circuit system 114 is operated to correct the spherical aberration, and at the same time, the defocus detection / correction control circuit system 111 is affected. As described above, interference (crosstalk) occurs between the thickness unevenness detection / correction control circuit system 114 and the defocus detection / correction control circuit system 111. Therefore, the "focus blur correction control" and the "thickness unevenness correction control" are performed. Both become very unstable.

この問題を低減させるために、本発明では、焦点ぼけ補正制御と厚みムラ補正制御の応答速度を変化させて、両者間の干渉(クロストーク)を低減している。   In order to reduce this problem, in the present invention, the response speeds of defocus correction control and thickness unevenness correction control are changed to reduce interference (crosstalk) between the two.

図10は、焦点ぼけ補正制御回路と厚みムラ補正制御回路のそれぞれの周波数特性(伝達関数)を比較するグラフである。   FIG. 10 is a graph comparing the frequency characteristics (transfer functions) of the defocus correction control circuit and the thickness unevenness correction control circuit.

図10に示されるように、本発明では、焦点ぼけ補正制御回路と厚みムラ補正制御回路のそれぞれの周波数特性(伝達関数)のDCレベルのサーボゲインを、焦点ぼけ補正制御回路のDCゲインGofが、厚みムラ補正制御回路のDCゲインGotよりも大幅に大きく設定している。また、補正制御が適用可能な限界を示すゲイン1倍時の応答周波数である遮断周波数(cut off frequensy)についても、焦点ぼけ補正制御回路の遮断周波数fcfが厚みムラ補正制御回路の遮断周波数fctよりも大きい状態すなわち、
fcf ≧ fct (12)
に設定している。
As shown in FIG. 10, in the present invention, the DC gain of the defocus correction control circuit and the thickness unevenness correction control circuit is represented by the DC gain of the frequency characteristic (transfer function). The DC gain Got of the thickness unevenness correction control circuit is set to be significantly larger. Also, with regard to the cutoff frequency (cut off frequensy), which is a response frequency at a gain of 1 indicating the limit to which correction control can be applied, the cutoff frequency fcf of the defocus correction control circuit is greater than the cutoff frequency fct of the thickness unevenness correction control circuit. Is also a big state,
fcf ≧ fct (12)
Is set.

なお、(12)式に示した設定は、具体的には、図2に示した光ディスク装置10においては、ゲイン・帯域設定回路58とゲイン・帯域設定回路83により容易に設定される。すなわち、図示しないが個々のゲイン・帯域設定回路58とゲイン・帯域設定回路83には、多くの場合、例えば抵抗比調整等によりリニアアンプのゲインが調整可能であるから、DCゲインGofとGotの値を、それぞれ独立に設定できる。   Specifically, the setting shown in the equation (12) is easily set by the gain / band setting circuit 58 and the gain / band setting circuit 83 in the optical disc apparatus 10 shown in FIG. That is, although not shown, the gain / band setting circuit 58 and the gain / band setting circuit 83 can often adjust the gain of the linear amplifier by adjusting the resistance ratio, for example. Each value can be set independently.

また、対物レンズ19の駆動機構(焦点ぼけ補正用コイル20とトラックずれ補正用コイル21)の構造と厚みムラ補正用凸レンズ17の駆動機構(厚みムラ補正用コイル18)の構造から、DCゲインGofとGotとを設定したことに依存して決定される遮断周波数fcfとfctとを、一意的に定めることは可能である。なお、遮断周波数fcfとfctは、図示しないが、例えば図2に示した光ディスク装置10において、ゲイン・帯域設定回路58とゲイン・帯域設定回路83に、コンデンサと抵抗の組で構成されるローパスフィルタを配置して、より積極的に遮断周波数fcfとfctを設定してもよい。   Further, the DC gain Gof is derived from the structure of the drive mechanism of the objective lens 19 (focal blur correction coil 20 and track deviation correction coil 21) and the structure of the drive mechanism of the thickness unevenness correction convex lens 17 (thickness unevenness correction coil 18). It is possible to uniquely determine the cut-off frequencies fcf and fct that are determined depending on the setting of Got and Got. Although the cutoff frequencies fcf and fct are not shown, for example, in the optical disc apparatus 10 shown in FIG. 2, the gain / band setting circuit 58 and the gain / band setting circuit 83 are provided with a low-pass filter configured by a capacitor and a resistor. And the cutoff frequencies fcf and fct may be set more positively.

上述したように、焦点ぼけ補正制御回路と厚みムラ補正制御回路のそれぞれの周波数特性(伝達関数)のDCレベルのサーボゲインを、焦点ぼけ補正制御回路のDCゲインGofが、厚みムラ補正制御回路のDCゲインGotに比較して大幅に大きく設定したことにより得られる効果について説明する。   As described above, the DC gain of the frequency characteristic (transfer function) of each of the defocus correction control circuit and the thickness unevenness correction control circuit is determined by the DC gain Gof of the defocus correction control circuit. The effect obtained by setting the gain to be significantly larger than the DC gain Got will be described.

例えば、図2に示した光ディスク装置10において、光ディスク3のカバー層3aの厚みが急に変化した場合あるいは対物レンズ19が合焦状態にあった記録層が3bから3dへ、もしくは3dから3bに集光点が移動した場合、厚みムラ検出・補正制御回路系114が動作して、厚みムラ補正用凸レンズ17が所定の方向へ所定量(距離)移動される。   For example, in the optical disc apparatus 10 shown in FIG. 2, when the thickness of the cover layer 3a of the optical disc 3 changes suddenly, or the recording layer in which the objective lens 19 is in focus is changed from 3b to 3d, or from 3d to 3b. When the condensing point moves, the thickness unevenness detection / correction control circuit system 114 operates to move the thickness unevenness correcting convex lens 17 in a predetermined direction by a predetermined amount (distance).

しかし、厚みムラ補正制御回路系114の遮断周波数fctが焦点ぼけ補正制御回路系111の遮断周波数fcfに比較して充分低いため、厚みムラ補正用凸レンズ17は、ゆっくり移動する。一方、焦点ぼけ補正制御回路111の遮断周波数fcfは、厚みムラ補正制御回路系114の遮断周波数fctに比較して、数倍高いので、ゆっくりした厚みムラ補正用凸レンズ17の移動に比較して、高速で対物レンズ19の位置が調整される。   However, since the cutoff frequency fct of the thickness unevenness correction control circuit system 114 is sufficiently lower than the cutoff frequency fcf of the defocus correction control circuit system 111, the thickness unevenness correction convex lens 17 moves slowly. On the other hand, the cut-off frequency fcf of the defocus correction control circuit 111 is several times higher than the cut-off frequency fct of the thickness unevenness correction control circuit system 114. Therefore, compared to the slow movement of the thickness unevenness correction convex lens 17, The position of the objective lens 19 is adjusted at high speed.

これにより、厚みムラ補正用凸レンズ17が移動されている間であっても、常に、高い精度で、対物レンズ19の合焦状態が保持される。   Thereby, even when the thickness unevenness correcting convex lens 17 is being moved, the in-focus state of the objective lens 19 is always maintained with high accuracy.

なお、確認実験の結果、上述した効果が得られるためには、焦点ぼけ補正制御回路の遮断周波数fcfは、厚みムラ補正制御回路の遮断周波数fctに比較して、最低でも2倍は必要で有り、有る程度補正制御を安定化させるには、10倍以上が望ましい。   As a result of the confirmation experiment, in order to obtain the above-described effect, the cutoff frequency fcf of the defocus correction control circuit needs to be at least twice as high as the cutoff frequency fct of the thickness unevenness correction control circuit. In order to stabilize the correction control to some extent, 10 times or more is desirable.

つまり、最低条件として、
fcf ≧ 2fct (13)
の条件が必要で、望ましくは、
fcf ≧ 10fct (14)
であれば、一層、厚みムラ補正の効果が高められる。
In other words, as a minimum condition,
fcf ≧ 2 fct (13)
The following conditions are necessary, preferably
fcf ≧ 10 fct (14)
Then, the effect of thickness unevenness correction is further enhanced.

図11は、図2に示した光ディスク装置10(図1に示した光ヘッドおよびその光ヘッドを用いた情報記録再生装置)における焦点ぼけ検出信号の特性と厚みムラ検出信号の特性を説明する概略図である。   FIG. 11 is a schematic diagram for explaining the characteristics of the defocus detection signal and the thickness unevenness detection signal in the optical disc apparatus 10 shown in FIG. 2 (the optical head shown in FIG. 1 and the information recording / reproducing apparatus using the optical head). FIG.

図11(a)は、横軸が光ディスク3に対する対物レンズ19の相対的位置に対する焦点ぼけ検出信号で、縦軸が、例えば図2に示した減算器81の出力信号を示している。光ディスク3は、例えば図2に示した通り、基板3eの一方の面に順に積層された第2(基板寄り)記録層3dと、第1(カバー層寄り)記録層3bとを有するから、焦点ぼけ検出信号は、記録層3d位置と記録層3b位置の2ヶ所で、「0クロス(信号レベルが基準レベルを通過)」する。   In FIG. 11A, the horizontal axis indicates a defocus detection signal with respect to the relative position of the objective lens 19 with respect to the optical disc 3, and the vertical axis indicates, for example, the output signal of the subtracter 81 illustrated in FIG. 2. For example, as shown in FIG. 2, the optical disc 3 includes a second (substrate-side) recording layer 3d and a first (cover-layer-side) recording layer 3b that are sequentially stacked on one surface of the substrate 3e. The blur detection signal “0 crosses (the signal level passes the reference level)” at two positions, the recording layer 3d position and the recording layer 3b position.

図11(b)は、横軸が光ディスク3に対する対物レンズ19の相対的位置に対する焦点ぼけ検出信号を示し、縦軸が、第1の光検出器25の光検出セル25a,25b,25cおよび25dに照射される再生レーザ光12´のトータル光量の変化、例えば図2における加算器75の出力信号を示している。加算器75から出力される和信号のレベルは、記録層3d位置の近傍と記録層3b位置の近傍で極大値を取り、それ以外の位置すなわち対物レンズ19の位置がずれて、いずれの記録層にも合焦状態にない場合には、第1の光検出器25の個々の光検出セル25a,25b,25cおよび25dに結像される再生レーザ光12´のスポットサイズは大きくなるものの各光検出セル25a,25b,25cおよび25dから大きくはみ出すために、大幅に低下する。   In FIG. 11B, the horizontal axis indicates the defocus detection signal with respect to the relative position of the objective lens 19 with respect to the optical disc 3, and the vertical axis indicates the photodetection cells 25 a, 25 b, 25 c and 25 d of the first photodetector 25. 2 shows a change in the total light amount of the reproduction laser beam 12 ′ irradiated on the laser beam, for example, an output signal of the adder 75 in FIG. The level of the sum signal output from the adder 75 takes a maximum value in the vicinity of the recording layer 3d position and in the vicinity of the recording layer 3b position. In the case where the focused laser beam is not in the focused state, the spot size of the reproduction laser beam 12 ′ imaged on the individual photodetection cells 25 a, 25 b, 25 c and 25 d of the first photodetector 25 is increased, but each light is increased. Since it largely protrudes from the detection cells 25a, 25b, 25c and 25d, it is greatly reduced.

図11(c)および図11(e)は、横軸が、厚みムラ補正用凸レンズ17の移動量を示し、縦軸が厚みムラ補正用凸レンズ17の位置に対する厚みムラ検出信号の変化を示している。また、図11(d)および図11(f)は、横軸が、厚みムラ補正用凸レンズ17の移動量を示し、縦軸が厚みムラ検出用の検出セル(例えば図2に示した第2の光検出器29の検出領域(検出セル)29bと29c)に照射される±1次光の和の変化を表している。なお、図11(c)および図11(d)は、(基板寄りの)記録層3dの近傍で球面収差が補正された状態(レーザ光12´の集光スポットが記録層3d近傍にある時に球面収差量が少ない状態)を、図11(e)と図11(f)は、(カバー層寄りの)記録層3b近傍で球面収差が補正された状態(レーザ光12´の集光スポットが記録層3b近傍にいる時に球面収差量が少ない状態)を、それぞれ、表している。   In FIG. 11C and FIG. 11E, the horizontal axis indicates the amount of movement of the thickness unevenness correcting convex lens 17, and the vertical axis indicates the change in the thickness unevenness detection signal with respect to the position of the thickness unevenness correcting convex lens 17. Yes. 11D and 11F, the horizontal axis indicates the amount of movement of the thickness unevenness correcting convex lens 17, and the vertical axis indicates the thickness unevenness detection cell (for example, the second cell shown in FIG. 2). This represents a change in the sum of ± primary lights irradiated to the detection areas (detection cells) 29b and 29c) of the photodetector 29. 11C and 11D show a state in which spherical aberration is corrected in the vicinity of the recording layer 3d (near the substrate) (when the focused spot of the laser beam 12 ′ is in the vicinity of the recording layer 3d). FIGS. 11 (e) and 11 (f) show a state in which the spherical aberration is corrected in the vicinity of the recording layer 3b (near the cover layer) (the focused spot of the laser beam 12 ′ is shown). The state in which the amount of spherical aberration is small when in the vicinity of the recording layer 3b) is shown.

例えば、光ディスク3の(基板寄りの)記録層3dまたはその近傍にレーザ光12が集光され、その合焦状態に合わせて球面収差が補正されている場合には、図11(c)および図11(d)に示したような検出特性が得られる。   For example, when the laser beam 12 is condensed on the recording layer 3d (near the substrate) of the optical disc 3 or in the vicinity thereof and the spherical aberration is corrected in accordance with the in-focus state, FIG. 11C and FIG. Detection characteristics as shown in FIG. 11 (d) are obtained.

なお、図11(c)および図11(d)に示すような検出信号が得られている状態からレーザ光12の集光位置を(カバー層寄りの)記録層3bに移動させると、焦点ぼけ検出の差信号と和信号は、図11(a)および図11(b)で説明したように変化した後、(カバー層寄りの)記録層3bの位置で焦点ぼけ検出・補正制御がかかる。   Note that if the focus position of the laser light 12 is moved to the recording layer 3b (close to the cover layer) from the state where the detection signals as shown in FIG. 11C and FIG. The detection difference signal and the sum signal are changed as described with reference to FIGS. 11A and 11B, and then defocus detection / correction control is performed at the position of the recording layer 3b (close to the cover layer).

また、この発明においては、(12)式ないし(14)式に示した通り、対物レンズ19の焦点ぼけ補正が、厚みムラ補正用凸レンズ17による厚みムラ補正に比較して、2〜10倍の速度で実行されるので、レーザ光12の集光位置が、記録層3d位置から記録層3b位置に(もしくは記録層3bから記録層3dに)移動させた直後から、高速で合焦状態が確保される。それに対して、(12)式ないし(14)式から明らかなように、厚みムラ補正制御については、応答速度を焦点ぼけ補正に比較して10〜2倍に遅らせているため、レーザ光12が集光される位置を、例えば記録層3d位置から記録層3b位置に移動させた直後は、厚みムラ補正(球面収差補正)が不十分であり、従って、球面収差検出用の第2の光検出器29の各検出セル29bおよび29cに結像された±1次光スポットのスポットサイズが非常に大きくなり(輝度が低下して)、厚みムラ検出用の差信号(図11(c))の信号振幅と和信号(図11(d))の信号振幅が小さくなるので、(12)式ないし(14)式に示した本発明の特徴を生かして外乱振動などにより起因して、レーザ光12の集光位置が記録層3d位置から記録層3b位置に(もしくは記録層3bから記録層3dに)突然変化するような、記録層間異常飛びを検出することが可能となる。   In the present invention, as shown in the equations (12) to (14), the defocus correction of the objective lens 19 is 2 to 10 times the thickness unevenness correction by the thickness unevenness correcting convex lens 17. Since it is executed at a high speed, a focused state is secured at a high speed immediately after the focusing position of the laser beam 12 is moved from the recording layer 3d position to the recording layer 3b position (or from the recording layer 3b to the recording layer 3d). Is done. On the other hand, as apparent from the equations (12) to (14), the thickness unevenness correction control is delayed by 10 to 2 times compared with the defocus correction, so that the laser beam 12 is generated. Immediately after the focused position is moved from, for example, the recording layer 3d position to the recording layer 3b position, thickness unevenness correction (spherical aberration correction) is insufficient, and therefore the second light detection for detecting spherical aberration is performed. The spot size of the ± first-order light spots imaged on the detection cells 29b and 29c of the detector 29 becomes very large (decrease in luminance), and the difference signal for detecting thickness unevenness (FIG. 11 (c)) Since the signal amplitude of the signal amplitude and the sum signal (FIG. 11 (d)) is reduced, the laser beam 12 is caused by disturbance vibrations utilizing the features of the present invention shown in the equations (12) to (14). Is focused from the recording layer 3d position to the recording layer 3b position. It is possible to detect a recording layer abnormal jump that suddenly changes (or from the recording layer 3b to the recording layer 3d).

すなわち、焦点ぼけ検出用の差信号と和信号は、前に説明したように、図11(a)および図11(b)に示す特性を有するから、記録層間異常飛びにより、レーザ光12が集光される位置が突然変化したとしても、和信号レベルは、記録層3bの近傍で、図11(b)に示すLfc以上の大きさを維持できる。また、記録層3dの近傍で厚みムラ(球面収差)補正が実行されていたとしても、図11(d)に示すように厚みムラ検出用の和信号(例えば図2の加算器51の出力信号)レベルが、Lth以上の大きさを有している。   That is, the difference signal and the sum signal for detecting defocusing have the characteristics shown in FIGS. 11A and 11B as described above. Even if the position where the light is emitted changes suddenly, the sum signal level can be maintained at a level equal to or greater than Lfc shown in FIG. 11B in the vicinity of the recording layer 3b. Even if thickness unevenness (spherical aberration) correction is performed in the vicinity of the recording layer 3d, as shown in FIG. 11D, a sum signal for thickness unevenness detection (for example, an output signal of the adder 51 in FIG. 2). ) The level is greater than or equal to Lth.

従って、その直後にレーザ光12集光位置が記録層3bの近傍に移動すると、(12)式ないし(14)式に示した理由から、厚みムラ検出・補正制御回路系114は追従できず、球面収差検出用レーザ光12b,12cのスポットが球面収差検出用検出セル29bおよび29cから大きくはみ出してしまい、厚みムラ検出用の和信号(例えば図2に示す加算器51の出力信号)レベルが、Lth(図11(d))を大きく下回わるので、厚みムラ検出用の和信号のレベルが、Lth以上か否か、図2に示した比較器57の出力で判定することで、記録層間異常飛び検出信号60を得ることができる。   Therefore, if the condensing position of the laser beam 12 moves to the vicinity of the recording layer 3b immediately after that, the thickness unevenness detection / correction control circuit system 114 cannot follow for the reason shown in the equations (12) to (14), The spots of the spherical aberration detection laser beams 12b and 12c greatly protrude from the spherical aberration detection cells 29b and 29c, and the level of the sum signal for detecting thickness unevenness (for example, the output signal of the adder 51 shown in FIG. 2) is Lth (FIG. 11 (d)) is much lower, so it is determined by the output of the comparator 57 shown in FIG. 2 whether the level of the sum signal for detecting thickness unevenness is equal to or higher than Lth. An abnormal skip detection signal 60 can be obtained.

以下、図12ないし図16を用いて、図2に示した光ディスク装置の応用例または変形例を説明する。なお、図2(および図1)に示したと類似した構成には同じ符号を附して詳細な説明を省略する。また、図2に示した光ディスク装置の構成に関し、図1に示した光ヘッド装置およびその光ヘッド装置を用いた情報記録再生装置の構成と対比したが、図12に示す光ディスク装置においても同様の関係があることはいうまでもない。   Hereinafter, an application example or a modification of the optical disc apparatus shown in FIG. 2 will be described with reference to FIGS. Note that components similar to those shown in FIG. 2 (and FIG. 1) are denoted by the same reference numerals and detailed description thereof is omitted. 2 is compared with the configuration of the optical head device shown in FIG. 1 and the configuration of the information recording / reproducing apparatus using the optical head device, the same applies to the optical disc device shown in FIG. It goes without saying that there is a relationship.

図12に示す光ディスク装置210は、図2により前に説明した光ディスク装置10に用いたホログラム素子26を取り除いて、球面レンズ28と第2の光検出器29(図2の光ディスク装置10)との間に、ハーフミラー201を配置したことを特徴としている。また、ハーフミラー201を用いたことにより、第2の光検出器229に向かう再生レーザ光12´が分割されるので、第3の光検出器230が追加されている(図2と同様、光検出器229と230については、光学系の配置と受光面に結像されたスポットの両方が便宜的に示されている)。   The optical disk device 210 shown in FIG. 12 is formed by removing the hologram element 26 used in the optical disk device 10 described above with reference to FIG. 2 and connecting the spherical lens 28 and the second photodetector 29 (the optical disk device 10 in FIG. 2). A half mirror 201 is disposed between them. In addition, the use of the half mirror 201 divides the reproduction laser beam 12 ′ toward the second photodetector 229, so a third photodetector 230 is added (similar to FIG. For detectors 229 and 230, both the arrangement of the optical system and the spot imaged on the light receiving surface are shown for convenience.

なお、第2の光検出器229および第3の光検出器230のそれぞれは、再生レーザ光12´が球面レンズ28により与えられた集束性により集束される際に形成する最小錯乱円の手前と奥の所定の位置(最小錯乱円の中心から概ね等しい位置)に設けられる。また、最小錯乱円の中心から第2の光検出器229までの距離および第3の光検出器230までの距離については、前に説明した(7)式および(8)式に従って定義されている。   Each of the second photodetector 229 and the third photodetector 230 has a minimum confusion circle formed when the reproduction laser beam 12 ′ is focused by the focusing property provided by the spherical lens 28. It is provided at a predetermined position in the back (substantially equal position from the center of the minimum circle of confusion). Further, the distance from the center of the least circle of confusion to the second photodetector 229 and the distance to the third photodetector 230 are defined according to the equations (7) and (8) described above. .

図12に示した光ディスク装置210では、球面レンズ28の光軸に沿って結像される再生レーザ光12´を検出するために必要な光検出セルおよびその出力の処理に利用されるプリアンプならびに高価なホログラム素子が省略可能である。但し、図2に示した光ディスク装置10と同様に、記録層間異常飛びを検出可能とするために、再生信号検出系113の加算器91の出力を分岐して減衰器58により所定レベルまで減衰した再生信号を、比較器59に入力している。   In the optical disk device 210 shown in FIG. 12, a photodetection cell necessary for detecting the reproduction laser beam 12 ′ imaged along the optical axis of the spherical lens 28, a preamplifier used for processing the output, and an expensive A simple hologram element can be omitted. However, similarly to the optical disc apparatus 10 shown in FIG. 2, the output of the adder 91 of the reproduction signal detection system 113 is branched and attenuated to a predetermined level by the attenuator 58 in order to be able to detect an abnormal jump between recording layers. A reproduction signal is input to the comparator 59.

図13に示す光ディスク装置310は、図2により前に説明した光ディスク装置10の焦点ぼけ検出系に、ナイフエッジ法を用いた例である。なお、図13に示す光ディスク装置310では、ホログラム素子301にナイフエッジ法に対応可能な回折パターンすなわち平面方向の模式図から明らかなように、ナイフエッジとして機能する遮光部301aと±1次光スポットを生成する回折パターン301b(301c)とを、光軸中心を含む直線で区分して与えている。また、図13に示す光ディスク装置310の構成は、ホログラム素子301のパターンのない部分(ホログラム素子301がない状態と等価であり、実際には、遮光部301aの境界部)と球面レンズ28と第2の光検出器329の中央の2つの光検出セル329aおよび329dとにより定義される光学系が図1に示した光ヘッド装置およびその光ヘッド装置を有する情報記録再生装置における焦点ぼけ検出系111に対応し、ホログラム素子301の回折パターン部分301b(301c)と球面レンズ28と第2の光検出器329の残りの2つの光検出セル329bおよび329cとにより定義される光学系が同厚みムラ(球面収差)検出系114に対応する。但し、一部の光学部品を兼用したものの、球面収差検出系114と焦点ぼけ検出系111については、独立に設けている。   An optical disk apparatus 310 shown in FIG. 13 is an example in which the knife edge method is used for the defocus detection system of the optical disk apparatus 10 described above with reference to FIG. In the optical disk device 310 shown in FIG. 13, as is apparent from the diffraction pattern that can be applied to the knife edge method, that is, the schematic diagram in the planar direction, the light shielding unit 301 a that functions as a knife edge and the ± first-order light spot. And the diffraction pattern 301b (301c) for generating the waveform is divided by a straight line including the center of the optical axis. Further, the configuration of the optical disk device 310 shown in FIG. 13 is equivalent to a portion without a pattern of the hologram element 301 (equivalent to a state without the hologram element 301, and actually a boundary portion of the light shielding portion 301a), the spherical lens 28, The optical system defined by the two photodetector cells 329a and 329d at the center of the second photodetector 329 is the defocus detection system 111 in the optical head device shown in FIG. 1 and the information recording / reproducing apparatus having the optical head device. , The optical system defined by the diffraction pattern portion 301b (301c) of the hologram element 301, the spherical lens 28, and the remaining two light detection cells 329b and 329c of the second light detector 329 has the same thickness unevenness ( This corresponds to the (spherical aberration) detection system 114. However, although some optical components are also used, the spherical aberration detection system 114 and the defocus detection system 111 are provided independently.

図13に示した光ディスク装置310では、ホログラム素子301を用いたことで、単一の球面レンズ28と単一の光検出器329のみで球面収差検出系114と焦点ぼけ検出系111とを兼用させて、光ヘッド装置の大きさを低減し、さらに軽量としたことを特徴とする。なお、焦点ぼけ検出系111を、球面収差検出系114と兼用したことにより、ハーフプリズム22で分割された再生レーザ光12´の他の一方は、トラックずれの検出のみを分担することになり、第1の光検出器325も2分割で済む。それに伴って、信号処理回路(トラックずれ検出・補正制御回路系112)で用いるプリアンプの数が低減されている。   In the optical disk apparatus 310 shown in FIG. 13, by using the hologram element 301, the spherical aberration detection system 114 and the defocus detection system 111 can be combined with only the single spherical lens 28 and the single photodetector 329. Thus, the size of the optical head device is reduced and the weight is further reduced. Since the defocus detection system 111 is also used as the spherical aberration detection system 114, the other one of the reproduction laser beams 12 'divided by the half prism 22 shares only the detection of the track deviation. The first photodetector 325 can also be divided into two parts. Accordingly, the number of preamplifiers used in the signal processing circuit (track deviation detection / correction control circuit system 112) is reduced.

また、図13に示した光ディスク装置310では、ナイフエッジ法において最も検出精度が高く安定する光軸中心近傍を含む直線で分割して抜き出した半分の検出光12aを用いて焦点ぼけを検出する構成としたので、焦点ぼけ検出の精度を向上できるのみならず、最も高い検出信頼性を確保している。   Further, in the optical disk apparatus 310 shown in FIG. 13, the defocus is detected by using the half detection light 12 a extracted by dividing by a straight line including the vicinity of the optical axis center where the detection accuracy is highest and stable in the knife edge method. Therefore, not only the accuracy of defocus detection can be improved, but also the highest detection reliability is ensured.

図14に示す光ディスク装置410では、図13に示した光ディスク装置310とと同様に、焦点ぼけ検出法としてナイフエッジ法を採用し、±1次光スポットを生成するためのホログラム素子401のホログラムパターンに、図2に示した光ディスク装置10で用いた増感フィルタと同様に機能する球面収差検出の増感用フィルタに類似したパターンを用いて、増感処理を施している。   In the optical disc device 410 shown in FIG. 14, the knife edge method is adopted as the defocus detection method and the hologram pattern of the hologram element 401 for generating ± first-order light spots, as in the optical disc device 310 shown in FIG. Further, sensitization processing is performed using a pattern similar to the sensitizing filter for detecting spherical aberration that functions in the same manner as the sensitizing filter used in the optical disc apparatus 10 shown in FIG.

図14に示す光ディスク装置410では、ホログラム素子401は、401a,401b,401cの3領域に分割された構造を有し、領域401cを通過するレーザ光12cのみを用いて球面収差を検出することを特徴とする。なお、領域401bと領域401cの境界線の半径値rは、(11)式を満足するように設定されているので、球面収差の検出に対して増感されており、この増感分の信号を検出して球面収差検出に利用している。また、対応する光検出器429の検出領域も、0次光(中心部分)が結像される429a,429dと±1次光(外郭部分)が結像されるされる429b,429cとに区分されている。なお、中間部分すなわちレーザ12により形成されるスポットのうちの中心部分と外郭部分との間に定義されるスポット12bは、この例では利用しない。   In the optical disk device 410 shown in FIG. 14, the hologram element 401 has a structure divided into three regions 401a, 401b, and 401c, and detects spherical aberration using only the laser beam 12c that passes through the region 401c. Features. Note that the radius value r of the boundary line between the region 401b and the region 401c is set so as to satisfy the expression (11), and is thus sensitized for detecting spherical aberration. Is used to detect spherical aberration. The detection area of the corresponding photodetector 429 is also divided into 429a and 429d where the 0th-order light (center portion) is imaged and 429b and 429c where the ± first-order light (outer portion) is imaged. Has been. Note that the spot 12b defined between the central portion and the outer portion of the intermediate portion, that is, the spot formed by the laser 12, is not used in this example.

図14に示した光ディスク装置410においては、図13に示した光ディスク装置310と同様に、ナイフエッジ法において最も検出精度が高く安定する光軸中心近傍を含む直線で分割して抜き出した半分の検出光12aを用いて焦点ぼけを検出する構成としたので、焦点ぼけ検出の精度を向上できるのみならず、最も高い検出信頼性を確保している。   In the optical disk apparatus 410 shown in FIG. 14, as with the optical disk apparatus 310 shown in FIG. 13, half of the detection is divided and extracted by a straight line including the vicinity of the optical axis center where the detection accuracy is highest and stable in the knife edge method. Since the defocus is detected using the light 12a, not only the accuracy of defocus detection can be improved but also the highest detection reliability is ensured.

図15に示す光ディスク装置510は、図14に示した光ディスク装置410を、さらに改良したもので、ホログラム素子501は、第1ないし第5の5つの領域すなわち領域501a,501b(内側),(2つめの)501b(外側),501cおよび501dを有し、領域501bを通過するレーザ光12bと領域501cを通過するレーザ光12cを用いて球面収差を検出することを特徴としている。また、領域501cと領域501aとの間の境界線の半径は、図14または図13に示した光ディスク装置と同様に、(11)式を満足するもので、球面収差を増感することができる。なお、対応する光検出器529の検出領域も、0次光(中心部分)が結像される529a,529dと±1次光(外郭部分)が結像されるされる529b,529cとに区分されている。また、中間部分すなわちレーザ12により形成されるスポットのうちの中心部分と外郭部分との間に定義されるスポット12aと12dの一部は、この例では利用しない。   An optical disk apparatus 510 shown in FIG. 15 is a further improvement of the optical disk apparatus 410 shown in FIG. 14. The hologram element 501 includes first to fifth five areas, that is, areas 501a, 501b (inside), (2 501b (outside), 501c and 501d, and spherical aberration is detected by using the laser beam 12b passing through the region 501b and the laser beam 12c passing through the region 501c. Further, the radius of the boundary line between the region 501c and the region 501a satisfies the expression (11) as in the optical disc apparatus shown in FIG. 14 or 13, and can sensitize spherical aberration. . Note that the detection region of the corresponding photodetector 529 is also divided into 529a and 529d where the zero-order light (center portion) is imaged and 529b and 529c where the ± first-order light (outer portion) is imaged. Has been. In addition, a part of the spots 12a and 12d defined between the central portion and the outer portion of the spot formed by the laser 12 is not used in this example.

また、ホログラム素子501に関し、(10)式に示した範囲の検出光特性を変化させる(光量減衰または/および位相変化)場合には、球面収差を検出する際の感度が逆に低下することを上述したが、図15に示した光ディスク装置510においては、逆にこの特性を積極的に活用している。すなわち、光検出器52上で検出感度が増加されているレーザ光12cと、逆に検出感度が低下しているレーザ光12bとを組み合わせることで、球面収差を検出する際の感度を、一層向上させることができる。 In addition, regarding the hologram element 501, when the detection light characteristic in the range shown in the equation (10) is changed (attenuation of light amount or / and phase change), the sensitivity when detecting spherical aberration is reduced. As described above, in the optical disk device 510 shown in FIG. 15, this characteristic is actively utilized. That is, the laser beam 12c of the detection sensitivity on the photodetector 52 9 is increased, by combining the laser light 12b that detection sensitivity conversely is decreased, the sensitivity in detecting spherical aberration, more Can be improved.

ところで、図14に示した光ディスク装置410と図15に示した光ディスク装置510に用いられるホログラム素子401および501では、回折パターン内のデューティを、50%としている。すなわち、0次光成分を0(回折せずにそのまま直進する透過光の光量比が0)になるように設計してある。また、同時に、ホログラム素子401および501の構造をブレーズ格子と同様に機能するようなブレーズ化(回折部分が傾斜を持ち、特定方向へ回折し易くさせる構造)して、回折光のほとんどが+1次光になるように(すなわち−1次光の光量比率がほとんど0になるように)工夫してある。さらに、回折縞の中心位置をずらして、+1次光の光軸中心を、光検出セル429b(529b)と429c(529c)との間の境界線上もしくは光検出セル429a(529a)と429d(529d)との間の境界線上に投射させるようにパターンを最適化している。 Incidentally, in the hologram elements 401 and 501 used in the optical disc apparatus 410 shown in FIG. 14 and the optical disc apparatus 510 shown in FIG. 15, the duty in the diffraction pattern is set to 50%. That is, the 0th- order light component is designed to be 0 (the light amount ratio of transmitted light that goes straight without being diffracted is 0). At the same time, the structure of the hologram elements 401 and 501 is blazed so as to function in the same manner as the blazed grating (the structure in which the diffracted portion has an inclination and is easily diffracted in a specific direction), and most of the diffracted light is + 1st order. It has been devised so that it becomes light (that is, the light amount ratio of −1st order light is almost zero). Further, the center position of the diffraction fringes is shifted so that the optical axis center of the + 1st order light is on the boundary line between the light detection cells 429b (529b) and 429c (529c) or the light detection cells 429a (529a) and 429d (529d). ), The pattern is optimized to project on the boundary line.

このことは、図7(b)を用いて前に説明した通り、対物レンズ19に入射するレーザ光12の光軸中心から半径rまでの部分を遮光(または透過光量を減衰あるいは位相変化)すると、合焦時の中心強度の最大位置(最小錯乱円)が、εだけずれることを利用し、このεの位置を、発光点と見なした場合、εから発光した光は、光ディスク3の記録層3bあるいは3dで反射されて再び対物レンズ19に戻された後に収束光となることを利用して、その収束光を、図8の右側に示した検出光学系に入射させると、第2の光検出器29の近傍での集光点のずれ量ζが、(1)式のδをεに置き換えた値と等しくなることを示している。   As described above with reference to FIG. 7B, this is because the portion from the center of the optical axis of the laser beam 12 incident on the objective lens 19 to the radius r is shielded (or the amount of transmitted light is attenuated or phase-changed). Taking advantage of the fact that the maximum position (minimum circle of confusion) of the center intensity at the time of focusing is shifted by ε, and the position of ε is regarded as a light emitting point, the light emitted from ε is recorded on the optical disc 3. When the convergent light is incident on the detection optical system shown on the right side of FIG. 8 by utilizing the fact that it is reflected by the layer 3b or 3d and then returned to the objective lens 19 again to become convergent light, the second This shows that the focal point deviation amount ζ in the vicinity of the photodetector 29 is equal to the value obtained by replacing δ in the equation (1) with ε.

従って、この収束光を、従来の焦点ぼけ検出用光学系で検出すると、擬似的な焦点ぼけ検出信号が得られる。このように、図8に示す光学系モデルにおいて、擬似球面収差発生+増感用フィルタ機能付加素子26で擬似的に球面収差を発生させると共にレーザ光12の光軸中心から半径rまでの部分を遮光(または透過光量減衰あるいは位相変化)すると、合焦時であるにも関わらず、光ディスク3の記録層3bまたは3dの手前εの所で中心強度が最大となり(この位置が擬似的な発光点と見なされ)、図8の右側の検出光学系を経た後には第2の光検出器29上では擬似的な焦点ぼけ信号が検出される。   Therefore, when this convergent light is detected by a conventional defocus detection optical system, a pseudo defocus detection signal is obtained. As described above, in the optical system model shown in FIG. 8, pseudo spherical aberration is generated by the pseudo spherical aberration generation + sensitizing filter function adding element 26, and a portion from the center of the optical axis of the laser beam 12 to the radius r is formed. When the light is blocked (or the amount of transmitted light is attenuated or the phase is changed), the central intensity becomes maximum at the position ε before the recording layer 3b or 3d of the optical disc 3 in spite of focusing (this position is a pseudo light emitting point). 8), a pseudo defocus signal is detected on the second photodetector 29 after passing through the detection optical system on the right side of FIG.

以上の理由から、光ディスク3の透明保護層(カバー層)3aの厚みのムラにより球面収差が発生した場合、第1の検出光学系(焦点ぼけ検出系)を用いて、正確に焦点ぼけ補正を行い、同時に第2の検出光学系(球面収差検出系)により光軸中心から半径rまでの部分を遮光(または透過光量減衰あるいは位相変化)させた後に、従来の既存の焦点ぼけ検出光学系で、信号検出をすると、擬似的な焦点ぼけ検出信号の形で球面収差量を検出できる。その現象を利用して球面収差検出系を構成した例を図16に示す。   For the above reasons, when spherical aberration occurs due to uneven thickness of the transparent protective layer (cover layer) 3a of the optical disc 3, the first detection optical system (defocus detection system) is used to accurately correct the defocus. At the same time, the second detection optical system (spherical aberration detection system) shields the light from the center of the optical axis to the radius r (or attenuates the transmitted light amount or changes the phase), and then uses the conventional existing defocus detection optical system. When the signal is detected, the spherical aberration amount can be detected in the form of a pseudo defocus detection signal. An example in which a spherical aberration detection system is configured using this phenomenon is shown in FIG.

図16に示す光ディスク装置610は、球面収差検出用に、一般的な焦点ぼけ検出法として知られている非点収差法を利用している。すなわち図16に示すようにホログラム素子601は、第1および第2の領域601bと601cの2領域に分割されるとともに、各領域の回折縞の中心がずらされることで、領域601cで回折した+1次回折光の光軸中心が、光検出器625の第5ないし第8の光検出セル625e,625f,625gおよび625hに囲まれた中心位置に結像されるように定義されている。なお、ホログラム素子601の2つの領域601bと601cは、図15(または図14)に説明したホログラム素子501(401)と同様に、それぞれ、ブレーズ格子と同様に機能するようなブレーズ化(回折部分が傾斜を持ち、特定方向へ回折し易くさせる構造)されているので、+1次回折光強度は、−1次光回折光強度よりもはるかに大きくなる。従って、各回折光強度の比率は、0次光強度、+1次光強度、−1次光強度、+2次光強度、−2次光強度の順に、1:1:0:0:0となる。 An optical disc apparatus 610 shown in FIG. 16 uses an astigmatism method known as a general defocus detection method for detecting spherical aberration. That is, as shown in FIG. 16, the hologram element 601 is divided into two regions of the first and second regions 601b and 601c, and the center of the diffraction fringe of each region is shifted, thereby diffracting in the region 601c + 1. The optical axis center of the next diffracted light is defined so as to form an image at the center position surrounded by the fifth to eighth light detection cells 625e, 625f, 625g and 625h of the light detector 625. The two regions 601b and 601c of the hologram element 601 are blazed (diffracted portions) so as to function similarly to the blazed grating, similarly to the hologram element 501 (401) described in FIG. 15 (or FIG. 14). Is inclined and has a structure that facilitates diffraction in a specific direction), the intensity of the + 1st order diffracted light is much larger than the intensity of the -1st order diffracted light. Accordingly, the ratio of each diffracted light intensity is 1: 1: 0: 0: 0 in the order of 0th- order light intensity, + 1st- order light intensity, −1st-order light intensity, + 2nd-order light intensity, and −2nd-order light intensity. .

なお、ホログラム素子601の中央部分を通過した0次光(直進透過光)は、球面レンズ23とシリンドリカルレンズ24を通過して、光検出器625の光検出セル625aないし625d上に照射され、広く非点収差法と呼ばれている焦点ぼけ検出方法により焦点ぼけ量を検出し、焦点ぼけ検出・補正制御回路系111により焦点ぼけ補正用コイル20に電流を流して対物レンズ19の位置を移動させて焦点ぼけ補正を行う。 Note that the 0th- order light (straight forward transmitted light) that has passed through the central portion of the hologram element 601 passes through the spherical lens 23 and the cylindrical lens 24, and is irradiated onto the light detection cells 625a to 625d of the light detector 625. The amount of defocus is detected by a defocus detection method called an astigmatism method, and a current is passed through the defocus correction coil 20 by the defocus detection / correction control circuit system 111 to move the position of the objective lens 19. To correct defocus.

また、ホログラム素子601の第1の領域601bと第2の領域601cとの間の境界線(境界円)の半径rは、前に説明した(11)式を満足するように、設定されている。従って、光ディスク3上の記録層3bあるいは3dに常に焦点を合わせた状態でホログラム素子601の領域601cで回折した+1次回折光は、球面収差検出感度が増感されて、あたかも図5に示したモデルにおいて、図7(b)で説明したように集光位置がδからεへ増加し、その増加量が検出光学系上で、(1)式に示すように、さらに拡大される。このように、球面収差の位置(最小錯乱円の位置)のδからεへの変化の差分に応じて、光検出セル625e,625f,625gおよび625hに照射されるレーザ光12cは、擬似的焦点ぼけ量を発生させる。その結果、光検出器625上に投影されるレーザ光12cのパターンは、図16(光検出セル625e,625f,625gおよび625h)に示した通り、(光検出セル625a,625b,625cおよび625dに結像されたような)完全な円形を保持した環状の形状から、楕円形の環状になる。   Further, the radius r of the boundary line (boundary circle) between the first region 601b and the second region 601c of the hologram element 601 is set so as to satisfy the expression (11) described above. . Therefore, the + 1st order diffracted light diffracted in the region 601c of the hologram element 601 in a state where the recording layer 3b or 3d on the optical disk 3 is always focused is sensitized with spherical aberration detection sensitivity, as if the model shown in FIG. As shown in FIG. 7B, the condensing position increases from δ to ε, and the increase amount is further expanded on the detection optical system as shown in the equation (1). As described above, the laser light 12c irradiated to the photodetection cells 625e, 625f, 625g, and 625h in accordance with the difference in change from δ to ε in the position of the spherical aberration (the position of the minimum circle of confusion) is a pseudo focus. Generate blur. As a result, the pattern of the laser beam 12c projected onto the photodetector 625 is as shown in (photodetection cells 625a, 625b, 625c and 625d) as shown in FIG. 16 (photodetection cells 625e, 625f, 625g and 625h). An annular shape that retains a perfect circle (as imaged) becomes an elliptical shape.

このパターン変化を、厚みムラ検出・補正制御回路系114で信号処理した後、厚みムラ(球面収差)量に換算し、厚みムラ補正用凸レンズ駆動コイル18に対応する電流を流して厚みムラ補正用凸レンズ17を所定の方向に、所定量移動させることで、光ディスク3のカバー層3aの厚みムラにより発生する球面収差の影響を除去することができる。また、図16に示した光ディスク装置610も、図1に示した光ヘッド装置およびその光ヘッド装置を用いた情報記録再生装置と同様の構成であることは、いうまでもない。なお、球面収差検出系114と焦点ぼけ検出系111は、兼用であるが、球面収差検出系114で用いられるレーザ光と焦点ぼけ検出系111で用いられるレーザ光とは、ホログラム素子601で完全に分離されているので、光学的には、クロストークのない独立系と見なすことができる。   This pattern change is signal-processed by the thickness unevenness detection / correction control circuit system 114, then converted into a thickness unevenness (spherical aberration) amount, and a current corresponding to the thickness unevenness correcting convex lens drive coil 18 is supplied to correct the thickness unevenness. By moving the convex lens 17 in a predetermined direction by a predetermined amount, it is possible to remove the influence of spherical aberration caused by the thickness unevenness of the cover layer 3a of the optical disc 3. Further, it is needless to say that the optical disk device 610 shown in FIG. 16 has the same configuration as the optical head device shown in FIG. 1 and the information recording / reproducing apparatus using the optical head device. The spherical aberration detection system 114 and the defocus detection system 111 are combined, but the laser beam used in the spherical aberration detection system 114 and the laser beam used in the defocus detection system 111 are completely transmitted by the hologram element 601. Since they are separated, optically, they can be regarded as independent systems without crosstalk.

以下に、図2に示した光ディスク装置10に組み込まれるホログラム素子26を用いた波面分割のためのホログラム素子の領域分割に用いた数式(A−1)〜(A−15)を示す。   In the following, equations (A-1) to (A-15) used for area division of the hologram element for wavefront division using the hologram element 26 incorporated in the optical disc apparatus 10 shown in FIG. 2 are shown.

A1)ベッセル関数の定義とベッセル関数を含む展開
ベッセル関数は、

Figure 0004213645
A1) Definition of Bessel function and expansion including Bessel function
Figure 0004213645

と定義される。 Is defined.

(A−1)式より、

Figure 0004213645
From the formula (A-1),
Figure 0004213645

が導かれる。 Is guided.

上述したベッセル関数は、

Figure 0004213645
The Bessel function described above is
Figure 0004213645

に示す特性を有するから、(A−3)式から、

Figure 0004213645
From the formula (A-3),
Figure 0004213645

が得られる。 Is obtained.

従って、

Figure 0004213645
Therefore,
Figure 0004213645

が得られる。 Is obtained.

(A−1)式を(A−5)式に代入すると、

Figure 0004213645
Substituting equation (A-1) into equation (A-5),
Figure 0004213645

と置き換えられる。 Is replaced.

(A−6)式から、

Figure 0004213645
From the formula (A-6),
Figure 0004213645

Figure 0004213645
Figure 0004213645

および

Figure 0004213645
and
Figure 0004213645

が得られる。 Is obtained.

なお、g(r,φ)をヘンケル変換すると、

Figure 0004213645
When g (r, φ) is converted to Henkel,
Figure 0004213645

および

Figure 0004213645
and
Figure 0004213645

となる。 It becomes.

g(r,φ)が、

Figure 0004213645
g (r, φ) is
Figure 0004213645

の構造を有するとき、(A−10)式は、

Figure 0004213645
(A-10) is represented by the following formula:
Figure 0004213645

となる。 It becomes.

(A−13)式は、(A−12)式を(A−11)式に代入し、(A−4)式を用いることで、(A−13)式が、b≦r≦aおよびb≒aの条件下で、

Figure 0004213645
The formula (A-13) is obtained by substituting the formula (A-12) into the formula (A-11) and using the formula (A-4), so that the formula (A-13) becomes b ≦ r ≦ a and Under the condition b≈a,
Figure 0004213645

および、

Figure 0004213645
and,
Figure 0004213645

と定義される。 Is defined.

また、以下に示す、

Figure 0004213645
In addition,
Figure 0004213645

は、上述した(5)式を導くために用いられる。 Is used to derive the above-described equation (5).

以上説明したように、この発明の光ディスク装置の光ヘッド装置は、基板の一方の面に、前記基板に近接して設けられる基板寄り記録層または光反射層と、前記基板寄り記録層または光反射層に積層され、所定の波長の光に透明なスペース層と、前記基板および前記基板寄り記録層または光反射層から離れた第2の記録層または光反射層と、前記第2の記録層または光反射層を保護する保護層と、を有する光記録媒体に、前記第2の記録層または光反射層および前記基板寄り記録層または光反射層の少なくとも一方に、前記保護層側から前記所定の波長の光を照射する光ヘッド装置において、
前記第2の記録層または光反射層および前記基板寄り記録層または光反射層の少なくとも一方に、前記保護層側から前記所定の波長の光を集光させるとともに、集光された前記所定の波長の光が戻される第1のレンズと、この第1のレンズと協働して、前記保護層の厚みムラの影響を補正する第2のレンズと、これら第1および第2のレンズを通過した光が照射される光検出器を含み、
前記光検出器は、前記光の波長をλ、前記第1のレンズの開口数をNA、横倍率をM、とするとき、前記第1のレンズによる集光点からの距離が、
5.2λ(M/NA) > 2.1λ(M/NA)
の範囲となる位置に配置されることを特定することを特徴とすることから、保護層に厚みムラが生じた場合であっても、集束光の歪みの影響を除去することができる。
As described above, the optical head device of the optical disk device according to the present invention includes the substrate-side recording layer or light reflecting layer provided on one surface of the substrate in the vicinity of the substrate, and the substrate-side recording layer or light reflecting. A space layer transparent to light of a predetermined wavelength, a second recording layer or light reflecting layer separated from the substrate and the substrate-side recording layer or light reflecting layer, and the second recording layer or An optical recording medium having a protective layer for protecting the light reflecting layer, and at least one of the second recording layer or the light reflecting layer and the substrate-side recording layer or the light reflecting layer, the predetermined layer from the protective layer side. In an optical head device that emits light of a wavelength,
The light having the predetermined wavelength is condensed from at least one of the second recording layer or the light reflecting layer and the substrate-side recording layer or the light reflecting layer from the protective layer side, and the collected predetermined wavelength is collected. The first lens to which the light of the first light is returned, the second lens that corrects the influence of the thickness unevenness of the protective layer in cooperation with the first lens, and the first and second lenses. Including a photodetector that is illuminated by light;
When the wavelength of the light is λ, the numerical aperture of the first lens is NA, and the lateral magnification is M, the photodetector has a distance from a condensing point by the first lens,
5.2λ (M / NA) 2 > 2.1λ (M / NA) 2
To identify that it is arranged in a range position from the be characterized, even if the thickness unevenness occurs in the protective layer, it is possible to eliminate distortion Mino influence of the focused beam.

また、この発明は、基板に近接して設けられる第1の記録層または光反射層と、前記第1の記録層または光反射層に積層され、所定の波長の光に透明なスペース層と、前記スペース層に積層され、前記基板および前記第1の記録層または光反射層から離れて設けられた第2の記録層または光反射層と、前記第2の記録層または光反射層に積層され、前記第2の記録層または光反射層を保護する保護層と、を有する光記録媒体の、前記第2の記録層または光反射層および前記第1の記録層または光反射層の少なくとも一方に、前記保護層側から前記所定の波長の光を照射して情報を記録し、または既に記録されている情報を再生する情報記録再生方法において、
前記第2の記録層または光反射層および前記基板寄り記録層または光反射層の少なくとも一方に、前記保護層側から前記所定の波長の光を集光させるとともに、集光された前記所定の波長の光が戻される第1のレンズと、この第1のレンズと協働して、前記保護層の厚みムラの影響を補正する第2のレンズと、前記光の波長をλ、前記第1のレンズの開口数をNA、横倍率をM、とするとき、前記第1のレンズによる集光点からの距離が、
5.2λ(M/NA) > 2.1λ(M/NA)
の範囲となる位置に配置される光検出器を用い、
第1の光検出信号に基づいて、前記第2の記録層または光反射層および前記第1の記録層または光反射層のいずれに、所定波長の光が集光されているかを特定し、
第2の光検出信号に基づいて、前記第2の記録層または光反射層および前記第1の記録層または光反射層のいずれかに所定波長の光が集光されている状態で、前記保護層の厚みムラの影響を検出し、
前記第1の光検出信号に基づいて前記第1のレンズが所定の記録層または光反射層に前記所定波長の光を集光している状態であって、第2の光検出信号の変動が所定の大きさよりも大きい場合に、前記第1のレンズが所定波長の光を集光している前記所定の記録層または光反射層への集光状態が前記第1のレンズの焦点ぼけとは異なる変動を伴っていると判断して、前記第1のレンズによる集光状態を変化させる第2のレンズの位置を変化させることを特徴とすることから、保護層に厚みムラが生じた場合であっても、集束光の歪みの影響を除去して、高い記録密度で情報を記録できる。
The present invention also provides a first recording layer or light reflecting layer provided in the vicinity of the substrate, a space layer that is laminated on the first recording layer or light reflecting layer, and is transparent to light of a predetermined wavelength, Stacked on the space layer, stacked on the second recording layer or the light reflecting layer, and on the second recording layer or the light reflecting layer provided apart from the substrate and the first recording layer or the light reflecting layer. A protective layer for protecting the second recording layer or the light reflecting layer, and at least one of the second recording layer or the light reflecting layer and the first recording layer or the light reflecting layer. In the information recording / reproducing method for recording information by irradiating light of the predetermined wavelength from the protective layer side, or reproducing already recorded information,
The light having the predetermined wavelength is condensed from at least one of the second recording layer or the light reflecting layer and the substrate-side recording layer or the light reflecting layer from the protective layer side, and the collected predetermined wavelength is collected. A first lens that returns the light of the first lens, a second lens that cooperates with the first lens to correct the influence of thickness unevenness of the protective layer, and a wavelength of the light is λ, When the numerical aperture of the lens is NA and the lateral magnification is M, the distance from the condensing point by the first lens is
5.2λ (M / NA) 2 > 2.1λ (M / NA) 2
Using a photodetector arranged at a position that falls within the range of
Based on the first photodetection signal, the second recording layer or the light reflecting layer and the first recording layer or the light reflecting layer are identified to collect light of a predetermined wavelength,
Based on the second light detection signal, the protection is performed in a state where light of a predetermined wavelength is condensed on either the second recording layer or the light reflecting layer and the first recording layer or the light reflecting layer. Detect the effect of layer thickness unevenness,
Based on the first photodetection signal, the first lens collects the light of the predetermined wavelength on a predetermined recording layer or light reflection layer, and the second photodetection signal varies. When the first lens is larger than a predetermined size, the condensing state on the predetermined recording layer or the light reflecting layer where the first lens condenses light of a predetermined wavelength is the defocus of the first lens. Since it is judged that the variation is accompanied and the position of the second lens that changes the light collection state by the first lens is changed , the thickness of the protective layer is uneven. even, to eliminate distortion Mino influence of the focused beam, information can be recorded at a high recording density.

なお、この発明は上記各実施の形態に限定されるものではなく、その実施の段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々な変形・変更が可能である。   The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications and changes can be made without departing from the scope of the invention at the stage of implementation.

また、各実施の形態は可能な限り適宜組み合わせて実施されてもよく、その場合組み合わせによる効果が得られる。   In addition, the embodiments may be implemented in appropriate combination as much as possible, and in that case, the effect of the combination can be obtained.

さらに、上記実施の形態には種々な段階の発明が含まれており、この出願で開示される複数の構成要件における適宜な組み合わせにより種々の発明が抽出され得る。たとえば、実施の形態に示される全構成要件から1または複数の構成要件が削除されても、この発明の効果のうち少なくとも1つが得られるときは、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得るものである。   Further, the above embodiments include inventions at various stages, and various inventions can be extracted by appropriately combining a plurality of constituent elements disclosed in this application. For example, if at least one of the effects of the present invention is obtained even if one or more structural requirements are deleted from all the structural requirements shown in the embodiment, the configuration from which the structural requirements are deleted is extracted as an invention. It can be done.

なお、従来技術である特開2000−171346では、第8頁の右欄の段落[0082]に示されるように、
SA=(S3−S4)−(S1−S2)×K
で球面収差を検出するとの記載があり、一方で、焦点ぼけ検出は、同第7頁の右欄の段落[0067]に示されるように、
FES=S1−S2
で算出しており、明らかに、球面収差検出系の一部を焦点ぼけ検出系でも利用しており、本願の図1に示すように、厚みムラ(球面収差)補正機構101と焦点ぼけ検出系102とを、分離させ、独立した構成させている本発明の特徴とは異なっている。
Incidentally, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-171346, which is the prior art, as shown in the paragraph [0082] in the right column on page 8,
SA = (S3-S4)-(S1-S2) * K
On the other hand, as shown in paragraph [0067] in the right column of page 7,
FES = S1-S2
Obviously, a part of the spherical aberration detection system is also used in the defocus detection system. As shown in FIG. 1 of the present application, the thickness unevenness (spherical aberration) correction mechanism 101 and the defocus detection system are used. 102 is different from the feature of the present invention in that it is separated and configured independently.

この発明の光ヘッド装置およびその光ヘッド装置が組み込まれる情報記録再生装置の基本構造を説明する概略図。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Schematic explaining the basic structure of the optical head apparatus of this invention and the information recording / reproducing apparatus in which the optical head apparatus is incorporated. 図1に示した光ヘッド装置およびその光ヘッド装置を有する情報記録再生装置(以下、光ディスク装置と称する)の構成の一例を、より具体的に説明する概略図。FIG. 2 is a schematic diagram for more specifically explaining an example of the configuration of the optical head apparatus shown in FIG. 1 and an information recording / reproducing apparatus (hereinafter referred to as an optical disk apparatus) having the optical head apparatus. 図2に示した光ディスク装置において、光ディスク(情報記録媒体)のカバー層寄り記録層にレーザ光が集光している状態で、対物レンズ寄りの透明保護層の厚みが変化した時に生じる現象すなわち球面収差による最小錯乱円のずれの発生を説明する概略図。In the optical disk apparatus shown in FIG. 2, a phenomenon that occurs when the thickness of the transparent protective layer near the objective lens changes while the laser beam is focused on the recording layer near the cover layer of the optical disk (information recording medium), that is, a spherical surface. Schematic explaining generation | occurrence | production of the shift | offset | difference of the minimum circle of confusion by an aberration. 図2に示した光ディスク装置において、検出光学系の光軸に沿った方向の球面レンズによる集束位置すなわち最小錯乱円の移動が生じた際の最小錯乱円の移動位置と対応する各位置でのレーザ光の光スポットの光強度の変化を説明する概略図。In the optical disk apparatus shown in FIG. 2, the laser at each position corresponding to the focal position by the spherical lens in the direction along the optical axis of the detection optical system, that is, the movement position of the minimum circle of confusion when the movement of the minimum circle of confusion occurs. Schematic explaining the change of the light intensity of the light spot of light. 図4に示した距離A0と距離B0の最適な範囲を定義するためのホログラム素子により生成される±1次光の光軸に沿った方向での移動量およびその検出特性を説明する概略図。FIG. 5 is a schematic diagram for explaining the movement amount in the direction along the optical axis of ± first-order light generated by the hologram element for defining the optimum range of the distance A0 and the distance B0 shown in FIG. 4 and its detection characteristics. (5)式の計算結果を示すグラフ。The graph which shows the calculation result of (5) Formula. 図3を用いて説明した球面収差の発生を増大することによる検出感度の向上が可能な原理を説明する概略図。FIG. 4 is a schematic diagram for explaining the principle capable of improving detection sensitivity by increasing the generation of spherical aberration described with reference to FIG. 3. 図4に示した距離A0と距離B0の最適な範囲を定義するためのホログラム素子により生成される±1次光の光軸に沿った方向での移動量およびその検出特性を提供可能な原理を説明する概略図。The principle capable of providing the movement amount in the direction along the optical axis of ± first-order light generated by the hologram element for defining the optimum range of the distance A0 and the distance B0 shown in FIG. Schematic to explain. (10−23)式ないし(10−25)式から計算したcとσが変化した時のQの値の変化を示すグラフ。The graph which shows the change of the value of Q when c and (sigma) calculated from (10-23) Formula (10-25) Formula change. 焦点ぼけ補正制御回路と厚みムラ補正制御回路のそれぞれの周波数特性(伝達関数)を比較するグラフ。The graph which compares each frequency characteristic (transfer function) of a defocus correction control circuit and a thickness nonuniformity correction control circuit. 図2に示した光ディスク装置10(図1に示した光ヘッドおよびその光ヘッドを用いた情報記録再生装置)における焦点ぼけ検出信号の特性と厚みムラ検出信号の特性を説明する概略図。FIG. 3 is a schematic diagram for explaining the characteristics of a defocus detection signal and a thickness unevenness detection signal in the optical disc apparatus 10 shown in FIG. 2 (the optical head shown in FIG. 1 and an information recording / reproducing apparatus using the optical head). 図2に示した光ディスク装置の別の実施の形態を説明する概略断面図。FIG. 3 is a schematic cross-sectional view for explaining another embodiment of the optical disc apparatus shown in FIG. 2. 図2に示した光ディスク装置のさらに別の実施の形態を説明する概略断面図。FIG. 5 is a schematic cross-sectional view for explaining still another embodiment of the optical disc apparatus shown in FIG. 図2に示した光ディスク装置のまたさらに別の実施の形態を説明する概略断面図。FIG. 4 is a schematic cross-sectional view for explaining still another embodiment of the optical disc apparatus shown in FIG. 2. 図2に示した光ディスク装置のさらにまた別の実施の形態を説明する概略断面図。FIG. 5 is a schematic cross-sectional view for explaining still another embodiment of the optical disc apparatus shown in FIG. 図2に示した光ディスク装置のまたさらに別の実施の形態を説明する概略断面図。FIG. 4 is a schematic cross-sectional view for explaining still another embodiment of the optical disc apparatus shown in FIG. 2.

符号の説明Explanation of symbols

1…光ディスク装置(情報記録再生装置)、2…レーザ素子(光源)、3…光ディスク(情報記録媒体)、3a…対物レンズ側カバー層(透明樹脂層)、3b…対物レンズ寄り記録層または反射層、3c…スペース層、3d…基板寄り記録層または反射層、3e…基板、4…対物レンズ、5…焦点ぼけ補正用コイル、6…ビームスプリッタ、10…光ディスク装置、11…レーザ素子、12…レーザ光、12´…再生(反射)レーザ光、13…コリメートレンズ、14…偏向ビームスプリッタ、15…λ/4板、16…厚みムラ補正用凹レンズ、17…厚みムラ補正用凸レンズ、18…厚みムラ補正用凸レンズ駆動コイル1、19…対物レンズ、20…焦点ぼけ補正用コイル(フォーカスコイル)、21…トラックずれ補正用コイル(トラックコイル)、22…ハーフプリズム、23…球面レンズ、24…シリンドリカルレンズ、25…第1の光検出器(焦点ぼけ検出用)、26…ホログラム素子、27…増感用フィルタ、28…球面レンズ、29…第2の光検出器(厚みムラ検出用)、101…厚みムラ(球面収差)補正機構、102…焦点ぼけ検出系、103…厚みムラ(球面収差)検出系、104…球面収差補正回路、105…焦点ぼけ補正回路、111…焦点ぼけ検出・補正制御回路系、114…厚みムラ検出・補正制御回路系、127…疑似球面収差発生+増感用フィルタ機能付加素子、129…光検出器、201…ハーフミラー、229…第2の光検出器、230…第3の光検出器、325…第2の光検出器(2分割)、401…(ナイフエッジパターン付き)ホログラム素子、429…第2の光検出器、501…(ブレーズ格子状)ホログラム素子、529…第2の光検出器、601…(複合型)ホログラム素子、625…光検出器(複合型)。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Optical disk apparatus (information recording / reproducing apparatus), 2 ... Laser element (light source), 3 ... Optical disk (information recording medium), 3a ... Objective lens side cover layer (transparent resin layer), 3b ... Objective lens side recording layer or reflection Layer 3c Space layer 3d Substrate recording layer or reflective layer 3e Substrate 4 Objective lens 5 Defocus correction coil 6 Beam splitter 10 Optical disc device 11 Laser element 12 ... Laser beam, 12 '... reproduction (reflection) laser beam, 13 ... collimating lens, 14 ... deflection beam splitter, 15 ... λ / 4 plate, 16 ... concave lens for uneven thickness correction, 17 ... convex lens for uneven thickness correction, 18 ... Thickness unevenness correction convex lens drive coil 1, 19 ... objective lens, 20 ... defocus correction coil (focus coil), 21 ... track deviation correction coil (track) Coil), 22 ... half prism, 23 ... spherical lens, 24 ... cylindrical lens, 25 ... first photodetector (for defocus detection), 26 ... hologram element, 27 ... sensitizing filter, 28 ... spherical lens, DESCRIPTION OF SYMBOLS 29 ... 2nd photodetector (for thickness unevenness detection), 101 ... Thickness unevenness (spherical aberration) correction mechanism, 102 ... Defocus detection system, 103 ... Thickness unevenness (spherical aberration) detection system, 104 ... Spherical aberration correction circuit , 105: Defocus correction circuit, 111: Defocus detection / correction control circuit system, 114: Thickness unevenness detection / correction control circuit system, 127: Pseudospherical aberration generation + sensitization filter function addition element, 129: Photo detector , 201 ... half mirror, 229 ... second photodetector, 230 ... third photodetector, 325 ... second photodetector (two divisions), 401 ... (with knife edge pattern) hologram Element, 429 ... second photodetector, 501 ... (blazed grating shape) hologram element, 529 ... second photodetector, 601 ... (composite) holographic element 625 ... photodetector (composite).

Claims (2)

基板の一方の面に、前記基板に近接して設けられる基板寄り記録層または光反射層と、前記基板寄り記録層または光反射層に積層され、所定の波長の光に透明なスペース層と、前記基板および前記基板寄り記録層または光反射層から離れた第2の記録層または光反射層と、前記第2の記録層または光反射層を保護する保護層と、を有する光記録媒体に、前記第2の記録層または光反射層および前記基板寄り記録層または光反射層の少なくとも一方に、前記保護層側から前記所定の波長の光を照射する光ヘッド装置において、
前記第2の記録層または光反射層および前記基板寄り記録または光反射層の少なくとも一方に、前記保護層側から前記所定の波長の光を集光させるとともに、集光された前記所定の波長の光が戻される第1のレンズと、この第1のレンズと協働して、前記保護層の厚みムラの影響を補正する第2のレンズと、これら第1および第2のレンズを通過した光が照射される光検出器を含み、
前記光検出器は、前記光の波長をλ、前記第1のレンズの開口数をNA、横倍率をM、とするとき、前記第1のレンズによる集光点からの距離が、
5.2λ(M/NA) > 2.1λ(M/NA)
の範囲となる位置に配置されることを特定することを特徴とする光ヘッド装置。
A substrate-side recording layer or light reflecting layer provided on one surface of the substrate in the vicinity of the substrate, and a space layer that is laminated on the substrate-side recording layer or light reflecting layer and is transparent to light of a predetermined wavelength; An optical recording medium comprising: a second recording layer or a light reflecting layer separated from the substrate and the substrate-side recording layer or the light reflecting layer; and a protective layer for protecting the second recording layer or the light reflecting layer. In the optical head device that irradiates at least one of the second recording layer or the light reflecting layer and the substrate-side recording layer or the light reflecting layer with the light having the predetermined wavelength from the protective layer side,
The light having the predetermined wavelength is condensed from at least one of the second recording layer or the light reflecting layer and the substrate-side recording layer or the light reflecting layer from the protective layer side , and the collected predetermined wavelength is collected. The first lens to which the light of the first light is returned, the second lens that corrects the influence of the thickness unevenness of the protective layer in cooperation with the first lens, and the first and second lenses. Including a photodetector that is illuminated by light;
When the wavelength of the light is λ, the numerical aperture of the first lens is NA, and the lateral magnification is M, the photodetector has a distance from a condensing point by the first lens,
5.2λ (M / NA) 2 > 2.1λ (M / NA) 2
It is specified that the optical head device is disposed at a position that falls within the range .
基板に近接して設けられる第1の記録層または光反射層と、前記第1の記録層または光反射層に積層され、所定の波長の光に透明なスペース層と、前記スペース層に積層され、前記基板および前記第1の記録層または光反射層から離れて設けられた第2の記録層または光反射層と、前記第2の記録層または光反射層に積層され、前記第2の記録層または光反射層を保護する保護層と、を有する光記録媒体の、前記第2の記録層または光反射層および前記第1の記録層または光反射層の少なくとも一方に、前記保護層側から前記所定の波長の光を照射して情報を記録し、または既に記録されている情報を再生する情報記録再生方法において、
前記第2の記録層または光反射層および前記基板寄り記録層または光反射層の少なくとも一方に、前記保護層側から前記所定の波長の光を集光させるとともに、集光された前記所定の波長の光が戻される第1のレンズと、この第1のレンズと協働して、前記保護層の厚みムラの影響を補正する第2のレンズと、前記光の波長をλ、前記第1のレンズの開口数をNA、横倍率をM、とするとき、前記第1のレンズによる集光点からの距離が、
5.2λ(M/NA) > 2.1λ(M/NA)
の範囲となる位置に配置される光検出器を用い、
第1の光検出信号に基づいて、前記第2の記録層または光反射層および前記第1の記録層または光反射層のいずれに、所定波長の光が集光されているかを特定し、
第2の光検出信号に基づいて、前記第2の記録層または光反射層および前記第1の記録層または光反射層のいずれかに所定波長の光が集光されている状態で、前記保護層の厚みムラの影響を検出し、
前記第1の光検出信号に基づいて前記第1のレンズが所定の記録層または光反射層に前記所定波長の光を集光している状態であって、第2の光検出信号の変動が所定の大きさよりも大きい場合に、前記第1のレンズが所定波長の光を集光している前記所定の記録層または光反射層への集光状態が前記第1のレンズの焦点ぼけとは異なる変動を伴っていると判断して、前記第1のレンズによる集光状態を変化させる第2のレンズの位置を変化させることを特徴とする情報記録再生方法。
A first recording layer or a light reflecting layer provided in the vicinity of the substrate, a space layer that is laminated on the first recording layer or the light reflecting layer, transparent to light of a predetermined wavelength, and a layer that is laminated on the space layer. A second recording layer or a light reflecting layer provided apart from the substrate and the first recording layer or the light reflecting layer, and the second recording layer or the light reflecting layer. An optical recording medium having a protective layer for protecting the layer or the light reflecting layer, and at least one of the second recording layer or the light reflecting layer and the first recording layer or the light reflecting layer from the protective layer side. In the information recording / reproducing method for irradiating light of the predetermined wavelength to record information, or reproducing already recorded information,
The light having the predetermined wavelength is condensed from at least one of the second recording layer or the light reflecting layer and the substrate-side recording layer or the light reflecting layer from the protective layer side, and the collected predetermined wavelength is collected. A first lens that returns the light of the first lens , a second lens that cooperates with the first lens to correct the influence of thickness unevenness of the protective layer, and a wavelength of the light is λ, When the numerical aperture of the lens is NA and the lateral magnification is M, the distance from the condensing point by the first lens is
5.2λ (M / NA) 2 > 2.1λ (M / NA) 2
Using a photodetector arranged at a position that falls within the range of
Based on the first photodetection signal, the second recording layer or the light reflecting layer and the first recording layer or the light reflecting layer are identified to collect light of a predetermined wavelength,
Based on the second light detection signal, the protection is performed in a state where light of a predetermined wavelength is condensed on either the second recording layer or the light reflecting layer and the first recording layer or the light reflecting layer. Detect the effect of layer thickness unevenness,
Variation of the first I state der based on said photodetection signal first lens is focusing the light of the predetermined wavelength to a predetermined recording layer or the light reflecting layer, a second light detection signal If There larger than a predetermined size, and defocus of the first lens is condensed state is the first lens to the predetermined recording layer or the light reflecting layer that condenses the light of a predetermined wavelength information recording and reproducing method characterized by, it is determined that with different variations, to change the position of the second lens for changing the condensed state by the first lens.
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