JP4482809B2 - Spherical aberration detection device and method, optical pickup, and optical disk device - Google Patents
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Description
本発明は、球面収差検出装置及び方法、光ピックアップ並びに光ディスク装置に関し、例えば光ディスク装置に適用して好適なものである。 The present invention relates to a spherical aberration detection device and method , an optical pickup , and an optical disc device, and is suitable for application to an optical disc device , for example.
従来、光ディスクとしてCD(Compact Disc)やDVD(Digital Versatile Disc)が広く流通している。また近年では、これらCD及びDVDよりもさらに高密度記録による大容量化を図ったBlu-rayやHD−DVD等の新しいフォーマットの光ディスクも現れ、市場に流通しつつある。 Conventionally, CD (Compact Disc) and DVD (Digital Versatile Disc) are widely distributed as optical disks. In recent years, optical discs of new formats such as Blu-ray and HD-DVD, which have a higher capacity by higher density recording than those of CDs and DVDs, have appeared and are on the market.
この場合において、光ビームが光ディスク上に形成するビームスポットの大きさは、記録再生用の光ビームの波長をλ、対物レンズの開口数をNAとしてλ/NAに比例する。よって、光ディスクの記録密度は、このλ/NAによりほぼ制限されることとなる。従って、光ディスクの高密度記録による大容量化を図るためには、記録再生用の光ビームの波長を短くするか、又は対物レンズの開口数(NA:Numerical Aperture)を大きくすることが必要となる。 In this case, the size of the beam spot formed on the optical disk by the light beam is proportional to λ / NA, where λ is the wavelength of the light beam for recording and reproduction, and NA is the numerical aperture of the objective lens. Therefore, the recording density of the optical disk is almost limited by this λ / NA. Therefore, in order to increase the capacity of the optical disk by high-density recording, it is necessary to shorten the wavelength of the recording / reproducing light beam or to increase the numerical aperture (NA) of the objective lens. .
そこで、近年では、出射光の光ビームの波長がより短い半導体レーザ(例えば青紫色半導体レーザ)の開発が各企業において進められており、これと併せて対物レンズの開口数を増大させる技術の開発も進められている。例えば特開平11−195299号公報では、2群2枚の対物レンズを用いることで、開口数を現状DVDの0.6に対して0.85まで高め得る方法が開示されている。 Therefore, in recent years, development of a semiconductor laser (for example, a blue-violet semiconductor laser) having a shorter wavelength of the emitted light beam has been promoted by various companies, and in conjunction with this, development of a technique for increasing the numerical aperture of the objective lens. Is also underway. For example, Japanese Patent Laid-Open No. 11-195299 discloses a method in which the numerical aperture can be increased to 0.85 from 0.6 of the current DVD by using two groups of two objective lenses.
しかしながら、一般的に対物レンズを透過した光ビームには球面収差が発生するため、かかる光ビームは、図8(A)のように1点に集光せず、図8(B)のように対物レンズ1の内周側を通る成分と外周側を通る成分とで異なる位置に集光する。そしてこの球面収差は、対物レンズ1の開口数が大きくなればなるほど大きくなる。
However, since a spherical aberration is generally generated in the light beam that has passed through the objective lens, the light beam is not condensed at one point as shown in FIG. 8A, but as shown in FIG. 8B. The component passing through the inner peripheral side of the
従って、光ディスクの高密度記録による大容量化を図る手法として対物レンズの開口数を大きくすると、光ディスク間や1枚の光ディスク内で基板厚にばらつきがある場合に、当該光ディスクに照射される記録再生用の光ビームに大きな球面収差が発生し、記録再生特性が悪化する問題があった。 Therefore, when the numerical aperture of the objective lens is increased as a technique for increasing the capacity by high-density recording of the optical disk, the recording / reproduction irradiated to the optical disk when the substrate thickness varies between the optical disks or within one optical disk. There is a problem that large spherical aberration occurs in the optical beam for recording, and the recording / reproducing characteristics deteriorate.
この問題を解決するためには、光ビームに発生した球面収差の収差量を検出し、何らかの手法を用いてこの球面収差を補正する必要がある。そこで、従来の光ディスク装置では、キャリブレーション動作時にRF信号やプッシュプル信号が最大となるように球面収差の補正を行うことで、球面収差の収差量が最小となるように制御している。 In order to solve this problem, it is necessary to detect the amount of spherical aberration generated in the light beam and correct this spherical aberration using some method. Therefore, in the conventional optical disc apparatus, the spherical aberration is corrected so that the RF signal and the push-pull signal are maximized during the calibration operation, thereby controlling the amount of spherical aberration to be minimized.
しかしながら、このような方法によると、球面収差そのものを検出しているわけではないため、精度の高い補正を行うことができず、またリアルタイムでの補正ができないために、球面収差の状態や補正の内容がキャリブレーションを行ったときからずれてしまってもこれを検出できないといった問題があった。 However, according to such a method, since spherical aberration itself is not detected, high-precision correction cannot be performed, and real-time correction cannot be performed. There has been a problem that even if the content deviates from the time of calibration, this cannot be detected.
一方、従来、光ディスクの反射面において反射した光ビームの反射光をビームスプリッタを用いて等価的に開口数が大きい外周側成分と等価的に開口数が小さい内周側成分とに分離し、これら反射光の外周側成分の受光出力と内周側成分の受光出力とに基づいて球面収差の状態を検出し、この検出結果に基づいて上述した2群2枚の対物レンズ間の間隔を変えることで、球面収差を補償する方法が開示されている(例えば、特許文献1参照)。 On the other hand, conventionally, the reflected light of the light beam reflected on the reflecting surface of the optical disk is separated into an outer peripheral component with an equivalently large numerical aperture and an inner peripheral component with an equivalent small numerical aperture using a beam splitter. The state of the spherical aberration is detected based on the light receiving output of the outer peripheral component and the light receiving output of the inner peripheral component of the reflected light, and the interval between the two groups of two objective lenses is changed based on the detection result. A method for compensating for spherical aberration is disclosed (for example, see Patent Document 1).
そしてこの球面収差の補償方法によれば、光ビームに発生した球面収差をリアルタイムで検出して、これをリアルタイムで補正できるものと考えられる。
しかしながら、上述のように光ディスクの反射面における光ビームの反射光を外周側成分及び内周側成分に分離する方法によると、反射光の外周側成分及び内周側成分のいずれもその光量が元の反射光の光量の半分近くになるため、当該反射光の外周側成分及び内周側成分のいずれによっても充分な信号レベルの受光出力を得ることができない。 However, according to the method of separating the reflected light of the light beam on the reflecting surface of the optical disc into the outer peripheral side component and the inner peripheral side component as described above, the light amount of both the outer peripheral side component and the inner peripheral side component of the reflected light is the original. Therefore, the light reception output with a sufficient signal level cannot be obtained by either the outer peripheral component or the inner peripheral component of the reflected light.
このため例えば反射光の外周側成分及び内周側成分のいずれによっても、受光素子において発生する熱雑音やショットノイズ等の影響を受けて、S/Nの低い受光出力しか得られず、この結果、反射光の外周側成分の受光出力及び内周側成分の受光出力のいずれか一方に基づいて再生出力を得ようとしても、S/Nの低い品質の悪い再生出力しか得られない問題がある。これは、この特許文献1において開示されているように、反射光の外周側成分の受光出力及び内周側成分の受光出力を加算して再生出力を得る場合においても同様のことが言える。
For this reason, for example, either the outer peripheral side component or the inner peripheral side component of the reflected light is affected by thermal noise or shot noise generated in the light receiving element, and only a light receiving output having a low S / N can be obtained. Even if an attempt is made to obtain a reproduction output based on one of the light reception output of the outer peripheral component and the light reception output of the inner peripheral component of the reflected light, there is a problem that only a low quality reproduction output with low S / N can be obtained. . The same applies to the case where the light receiving output of the outer peripheral component and the light receiving output of the inner peripheral component of the reflected light are added to obtain the reproduction output as disclosed in
また、かかる光ディスクの反射面における光ビームの反射光を外周側成分及び内周側成分に分離する方法によると、上述のようにS/Nの低い受光出力しか得られないことから、これら反射光の外周側成分の受光出力及び内周側成分の受光出力に基づいて精度の良い球面収差補正を行い難い問題がある。 Further, according to the method of separating the reflected light of the light beam on the reflecting surface of the optical disk into the outer peripheral side component and the inner peripheral side component, only a light receiving output with a low S / N can be obtained as described above. There is a problem that it is difficult to perform accurate spherical aberration correction based on the light receiving output of the outer peripheral component and the light receiving output of the inner peripheral component.
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、高品質の再生出力を得ながら、より一層と精度良く球面収差補正を行い得る球面収差検出装置及び方法、光ピックアップ並びに光ディスク装置を提案しようとするものである。 The present invention has been made in consideration of the above points, and proposes a spherical aberration detection apparatus and method , an optical pickup , and an optical disc apparatus capable of performing spherical aberration correction with higher accuracy while obtaining a high-quality reproduction output. It is what.
かかる課題を解決するため本発明においては、球面収差検出装置において、光ディスクに向けて発射された第1の光ビームが通過する範囲でなる第1の領域内に、当該第1の領域における中心から互いに逆方向に所定距離ずつオフセットした箇所をそれぞれ中心とし溝の断面形状が互いに逆方向を向いたブレーズドグレーティングがそれぞれ形成された第2及び第3の領域と、当該第2及び第3の領域にそれぞれ隣接し溝の断面形状が矩形状のグレーティングが形成された第4の領域とを有し、第1の領域により第1の光ビームの一部を0次光として通過させると共に、第2の領域及び第4の領域により上記第1の光ビームの一部を1次光でなる第2の光ビームとして分割生成し、第3の領域及び第4の領域により第1の光ビームの一部を−1次光でなる第3の光ビームとして分割生成し、且つ第1の光ビーム、第2の光ビーム及び第3の光ビームが所定の対物レンズに入射される際に第1の光ビーム、第2の光ビーム及び第3の光ビームの中心が当該対物レンズの中心を通過するよう、第1の光ビームに対し第2の光ビーム及び第3の光ビームをそれぞれ傾けて進行させるビーム分割生成手段と、第1の光ビームの光ディスクにおける反射光に基づいて第1の光ビームのフォーカスエラー情報を生成し、第2の光ビームの光ディスクにおける反射光に基づいて第2の光ビームのフォーカスエラー情報を生成し、第3の光ビームの光ディスクにおける反射光に基づいて第3の光ビームのフォーカスエラー情報を生成するフォーカスエラー情報生成手段と、第1の光ビームのフォーカスエラー情報、第2の光ビームのフォーカスエラー情報及び第3の光ビームのフォーカスエラー情報に基づいて、第1の光ビームに発生した球面収差を検出する球面収差検出手段とを設けるようにした。 In order to solve such a problem, in the present invention, in the spherical aberration detection apparatus, the first region that is the range through which the first light beam emitted toward the optical disc passes is located from the center in the first region. Second and third regions in which blazed gratings each having a groove offset in a direction opposite to each other by a predetermined distance in the center and cross-sectional shapes of grooves in opposite directions are formed, respectively. And a fourth region in which a groove having a rectangular cross-sectional shape is formed. The first region allows a part of the first light beam to pass as zero-order light and the second region. A part of the first light beam is divided and generated as a second light beam composed of primary light by the regions and the fourth region, and one part of the first light beam is generated by the third region and the fourth region. - Divided generate a third light beam having a next light, and the first light beam, a first light beam when the second light beam and third light beam is incident on a predetermined objective lens, the Beam split generation in which the second light beam and the third light beam are respectively inclined with respect to the first light beam so that the centers of the second light beam and the third light beam pass through the center of the objective lens. means and, based on the reflected light in the optical disc of the first light beam to generate a focus error information of the first light beam, a focus error of the second light beam based on the reflected light in the optical disc of the second light beam generates information, focus error information generating means for generating a focus error information of the third light beam based on the reflected light in the optical disk of the third light beam, focus the first light beam Error information, based on the focus error information, and the focus error information of the third light beam of the second light beam, and to provide a spherical aberration detecting means for detecting a spherical aberration generated in the first light beam.
この球面収差検出装置では、ブレーズドグレーティング及び矩形状のグレーティングの組み合わせにより、第1の光ビームよりも開口数を下げた場合に相当する第2及び第3の光ビームを分割生成すると共に対物レンズの中心部分を通過させ、それぞれのフォーカスエラー情報を生成することができる。この結果、この球面収差検出装置では、第1の光ビームの光ディスクにおける反射光に基づいてS/Nの高い受光出力を得ることができるため、この受光出力に基づいてS/Nの高い再生出力を得ると共に、3種類のフォーカスエラー情報に基づき精度の良い球面収差補正を行うことができる。 In this spherical aberration detection device, the combination of the blazed grating and the rectangular grating splits and generates the second and third light beams corresponding to the case where the numerical aperture is lower than that of the first light beam, and the objective lens. Each of the focus error information can be generated by passing through the central portion of each . As a result, this spherical aberration detector can obtain a light reception output with a high S / N based on the reflected light of the first light beam on the optical disk. Therefore, a reproduction output with a high S / N based on this light reception output. And accurate spherical aberration correction can be performed based on the three types of focus error information .
また本発明においては、球面収差検出方法において、光ディスクに向けて発射された第1の光ビームが通過する範囲でなる第1の領域内に、当該第1の領域における中心から互いに逆方向に所定距離ずつオフセットした箇所をそれぞれ中心とし溝の断面形状が互いに逆方向を向いたブレーズドグレーティングがそれぞれ形成された第2及び第3の領域と、当該第2及び第3の領域にそれぞれ隣接し溝の断面形状が矩形状のグレーティングが形成された第4の領域とを有し、第1の領域により第1の光ビームの一部を0次光として通過させると共に、第2の領域及び第4の領域により第1の光ビームの一部を1次光でなる第2の光ビームとして分割生成し、第3の領域及び第4の領域により第1の光ビームの一部を−1次光でなる第3の光ビームとして分割生成し、且つ第1の光ビーム、第2の光ビーム及び第3の光ビームが所定の対物レンズに入射される際に第1の光ビーム、第2の光ビーム及び第3の光ビームの中心が当該対物レンズの中心を通過するよう、第1の光ビームに対し第2の光ビーム及び第3の光ビームをそれぞれ傾けて進行させる第1のステップと、第1の光ビームの光ディスクにおける反射光に基づいて第1の光ビームのフォーカスエラー情報を生成し、第2の光ビームの光ディスクにおける反射光に基づいて第2の光ビームのフォーカスエラー情報を生成し、第3の光ビームの光ディスクにおける反射光に基づいて第3の光ビームのフォーカスエラー情報を生成する第2のステップと、第1の光ビームのフォーカスエラー情報、第2の光ビームのフォーカスエラー情報及び第3の光ビームのフォーカスエラー情報に基づいて、第1の光ビームに発生した球面収差を検出する第3のステップとを設けるようにした。 According to the present invention, in the spherical aberration detection method, the first region that is the range through which the first light beam emitted toward the optical disc passes is predetermined in the opposite directions from the center of the first region. Second and third regions each having a blazed grating in which the cross-sectional shapes of the grooves are opposite to each other centered at a location offset by a distance, and grooves adjacent to the second and third regions, respectively. And a fourth region in which a grating having a rectangular cross section is formed, and the first region allows a part of the first light beam to pass as zero-order light, and the second region and the fourth region. A part of the first light beam is divided and generated as a second light beam made up of primary light by the region, and a part of the first light beam is made −1st order light by the third region and the fourth region. The third light bee Division generated as was, and the first light beam, a first light beam when the second light beam and third light beam is incident on a predetermined objective lens, the second light beam and third light A first step in which the second light beam and the third light beam are respectively inclined with respect to the first light beam so that the center of the beam passes through the center of the objective lens, and the first light beam Focus error information of the first light beam is generated based on the reflected light on the optical disc, focus error information of the second light beam is generated on the basis of the reflected light of the second light beam on the optical disc , and the third light a second step of generating a focus error information of the third light beam based on the reflected light in the beam of the optical disc, the focus error information of the first light beam, a focus error of the second light beam Based on the focus error information over information and third light beam, and to provide a third step of detecting a spherical aberration generated in the first light beam.
この球面収差検出方法では、ブレーズドグレーティング及び矩形状のグレーティングの組み合わせにより、第1の光ビームよりも開口数を下げた場合に相当する第2及び第3の光ビームを分割生成すると共に対物レンズの中心部分を通過させ、それぞれのフォーカスエラー情報を生成することができる。この結果、この球面収差検出方法によれば、第1の光ビームの光ディスクにおける反射光に基づいてS/Nの高い受光出力を得ることができるため、この受光出力に基づいてS/Nの高い再生出力を得ることや、3種類のフォーカスエラー情報に基づき精度の良い球面収差補正を行うことができる。 In this spherical aberration detection method, by combining a blazed grating and a rectangular grating, the second and third light beams corresponding to a case where the numerical aperture is lowered than that of the first light beam are divided and generated, and the objective lens Each of the focus error information can be generated by passing through the central portion of each . As a result, according to this spherical aberration detection method, a light reception output having a high S / N can be obtained based on the reflected light of the first light beam on the optical disk. Therefore, a high S / N is obtained based on this light reception output. A reproduction output can be obtained, and spherical aberration correction with high accuracy can be performed based on three types of focus error information .
さらに本発明によれば、光ピックアップにおいて、光ディスクに向けて発射された第1の光ビームが通過する範囲でなる第1の領域内に、当該第1の領域における中心から互いに逆方向に所定距離ずつオフセットした箇所をそれぞれ中心とし溝の断面形状が互いに逆方向を向いたブレーズドグレーティングがそれぞれ形成された第2及び第3の領域と、当該第2及び第3の領域にそれぞれ隣接し溝の断面形状が矩形状のグレーティングが形成された第4の領域とを有し、第1の領域により第1の光ビームの一部を0次光として通過させると共に、第2の領域及び第4の領域により第1の光ビームの一部を1次光でなる第2の光ビームとして分割生成し、第3の領域及び第4の領域により第1の光ビームの一部を−1次光でなる第3の光ビームとして分割生成し、且つ第1の光ビーム、第2の光ビーム及び第3の光ビームが所定の対物レンズに入射される際に第1の光ビーム、第2の光ビーム及び第3の光ビームの中心が当該対物レンズの中心を通過するよう、第1の光ビームに対し第2の光ビーム及び第3の光ビームをそれぞれ傾けて進行させるビーム分割生成手段と、第1の光ビームの光ディスクにおける反射光に基づいて第1の光ビームのフォーカスエラー情報を生成し、第2の光ビームの光ディスクにおける反射光に基づいて第2の光ビームのフォーカスエラー情報を生成し、第3の光ビームの光ディスクにおける反射光に基づいて第3の光ビームのフォーカスエラー情報を生成するフォーカスエラー情報生成手段と、第1の光ビームのフォーカスエラー情報、第2の光ビームのフォーカスエラー情報及び第3の光ビームのフォーカスエラー情報に基づいて、第1の光ビームに発生した球面収差を検出する球面収差検出手段と、第1の光ビームに発生した球面収差をなくすような球面収差を、所定の制御手段の制御に基づき第1の光ビームに発生させる球面収差発生手段とを設けるようにした。
この光ピックアップでは、ブレーズドグレーティング及び矩形状のグレーティングの組み合わせにより、第1の光ビームよりも開口数を下げた場合に相当する第2及び第3の光ビームを分割生成すると共に対物レンズの中心部分を通過させ、それぞれのフォーカスエラー情報を生成することができる。この結果、この光ピックアップでは、第1の光ビームの光ディスクにおける反射光に基づいてS/Nの高い受光出力を得ることができるため、この受光出力に基づいてS/Nの高い再生出力を得ることや、3種類のフォーカスエラー情報に基づき精度の良い球面収差補正を行うことができる。
さらに本発明によれば、光ディスク装置において、光ディスクに向けて発射された第1の光ビームが通過する範囲でなる第1の領域内に、当該第1の領域における中心から互いに逆方向に所定距離ずつオフセットした箇所をそれぞれ中心とし溝の断面形状が互いに逆方向を向いたブレーズドグレーティングがそれぞれ形成された第2及び第3の領域と、当該第2及び第3の領域にそれぞれ隣接し溝の断面形状が矩形状のグレーティングが形成された第4の領域とを有し、第1の領域により第1の光ビームの一部を0次光として通過させると共に、第2の領域及び第4の領域により第1の光ビームの一部を1次光でなる第2の光ビームとして分割生成し、第3の領域及び第4の領域により第1の光ビームの一部を−1次光でなる第3の光ビームとして分割生成し、且つ第1の光ビーム、第2の光ビーム及び第3の光ビームが所定の対物レンズに入射される際に第1の光ビーム、第2の光ビーム及び第3の光ビームの中心が当該対物レンズの中心を通過するよう、第1の光ビームに対し第2の光ビーム及び第3の光ビームをそれぞれ傾けて進行させるビーム分割生成手段と、第1の光ビームの光ディスクにおける反射光に基づいて第1の光ビームのフォーカスエラー情報を生成し、第2の光ビームの光ディスクにおける反射光に基づいて第2の光ビームのフォーカスエラー情報を生成し、第3の光ビームの光ディスクにおける反射光に基づいて第3の光ビームのフォーカスエラー情報を生成するフォーカスエラー情報生成手段と、第1の光ビームのフォーカスエラー情報、第2の光ビームのフォーカスエラー情報及び第3の光ビームのフォーカスエラー情報に基づいて、第1の光ビームに発生した球面収差を検出する球面収差検出手段と、第1の光ビームに、収差量を調整自在に球面収差を発生させる球面収差発生手段と、球面収差検出手段の検出結果に基づいて、第1の光ビームに発生した球面収差をなくすように、球面収差発生手段により第1の光ビームに球面収差を発生させる制御手段とを設けるようにした。
Furthermore, according to the present invention, in the optical pickup, a predetermined distance in a direction opposite to each other from the center in the first region is within a first region that is a range through which the first light beam emitted toward the optical disc passes. The second and third regions each having a blazed grating with the cross-sectional shapes of the grooves directed in opposite directions with each offset point as the center, and adjacent to the second and third regions, respectively. And a fourth region in which a grating having a rectangular cross-section is formed. The first region allows a part of the first light beam to pass as zero-order light, and the second region and the fourth region. A part of the first light beam is divided and generated as a second light beam composed of primary light depending on the region, and a part of the first light beam is divided into −1st order light by the third region and the fourth region. A third light beam Divided generated, and the first light beam, a first light beam when the second light beam and third light beam is incident on a predetermined objective lens, the second light beam and third as the center of the light beam passes through the center of the objective lens, a beam splitting generating means for advancing to the first light beam by tilting the second light beam and third light beam respectively, the first light beam of generating a focus error information of the first light beam based on the reflected light of the optical disc, based on the reflected light in the optical disc of the second light beam to generate a focus error information of the second light beam, the third a focus error information generating means for generating a focus error information of the third light beam based on the reflected light in the optical disc of the light beam, a focus error information of the first light beam, a second optical Bee Based on the focus error information, and the focus error information of the third light beam, a first spherical aberration detecting means for detecting a spherical aberration generated in the light beam, so as to eliminate the spherical aberration generated in the first light beam And spherical aberration generating means for generating a spherical aberration in the first light beam based on the control of a predetermined control means.
In this optical pickup, by combining the blazed grating and the rectangular grating, the second and third light beams corresponding to the case where the numerical aperture is lowered than that of the first light beam are divided and the center of the objective lens is formed. Each part can be passed and the respective focus error information can be generated. As a result, this optical pickup can obtain a light reception output having a high S / N based on the reflected light of the first light beam on the optical disk, and therefore a reproduction output having a high S / N can be obtained based on this light reception output. In addition, accurate spherical aberration correction can be performed based on the three types of focus error information .
Furthermore, according to the present invention, in the optical disc apparatus, a predetermined distance in a direction opposite to each other from the center in the first region is within a first region that is a range through which the first light beam emitted toward the optical disc passes. The second and third regions each having a blazed grating with the cross-sectional shapes of the grooves directed in opposite directions with each offset point as the center, and adjacent to the second and third regions, respectively. And a fourth region in which a grating having a rectangular cross section is formed. The first region allows a part of the first light beam to pass as zero-order light, and the second region and the fourth region. A part of the first light beam is divided and generated as a second light beam composed of primary light depending on the region, and a part of the first light beam is divided into −1st order light by the third region and the fourth region. A third light beam Divided generated, and the first light beam, a first light beam when the second light beam and third light beam is incident on a predetermined objective lens, the second light beam and third as the center of the light beam passes through the center of the objective lens, a beam splitting generating means for advancing to the first light beam by tilting the second light beam and third light beam respectively, the first light beam of generating a focus error information of the first light beam based on the reflected light of the optical disc, based on the reflected light in the optical disc of the second light beam to generate a focus error information of the second light beam, the third a focus error information generating means for generating a focus error information of the third light beam based on the reflected light in the optical disc of the light beam, a focus error information of the first light beam, a second optical Bee Based on the focus error information, and the third light beam focusing error information, the spherical aberration detecting means for detecting a spherical aberration generated in the first light beam, the first light beam, freely adjust the aberration amount Spherical aberration generating means for generating spherical aberration, and spherical aberration generated in the first light beam by the spherical aberration generating means so as to eliminate the spherical aberration generated in the first light beam based on the detection result of the spherical aberration detecting means. And a control means for generating.
この光ディスク装置では、ブレーズドグレーティング及び矩形状のグレーティングの組み合わせにより、第1の光ビームよりも開口数を下げた場合に相当する第2及び第3の光ビームを分割生成すると共に対物レンズの中心部分を通過させ、それぞれのフォーカスエラー情報を生成することができる。この結果、この光ディスク装置では、第1の光ビームの光ディスクにおける反射光に基づいてS/Nの高い受光出力を得ることができるため、この受光出力に基づいてS/Nの高い再生出力を得ることや、3種類のフォーカスエラー情報に基づき精度の良い球面収差補正を行うことができる。 In this optical disc apparatus, by combining the blazed grating and the rectangular grating, the second and third light beams corresponding to the case where the numerical aperture is lowered than that of the first light beam are divided and the center of the objective lens is formed. Each part can be passed and the respective focus error information can be generated. As a result, this optical disk apparatus can obtain a light reception output with a high S / N based on the reflected light of the first light beam on the optical disk, and thus a reproduction output with a high S / N can be obtained based on this light reception output. In addition, accurate spherical aberration correction can be performed based on the three types of focus error information .
本発明によれば、ブレーズドグレーティング及び矩形状のグレーティングの組み合わせにより、第1の光ビームよりも開口数を下げた場合に相当する第2及び第3の光ビームを分割生成すると共に対物レンズの中心部分を通過させ、それぞれのフォーカスエラー情報を生成することができる。これにより本発明では、第1の光ビームの光ディスクにおける反射光に基づいてS/Nの高い受光出力を得ることができ、この受光出力に基づいてS/Nの高い再生出力を得ることや、3種類のフォーカスエラー情報に基づき精度の良い球面収差補正を行うことができる。かくするにつき高品質の再生出力を得ながら、より一層と精度良く球面収差補正を行い得る球面収差検出装置及び方法を実現できる。 According to the present invention, by combining the blazed grating and the rectangular grating, the second and third light beams corresponding to the case where the numerical aperture is lowered than that of the first light beam are divided and the objective lens is used. Each focus error information can be generated by passing through the central portion. As a result, in the present invention, a light reception output having a high S / N can be obtained based on the reflected light of the first light beam on the optical disk, and a reproduction output having a high S / N can be obtained based on the light reception output. Accurate spherical aberration correction can be performed based on the three types of focus error information . As a result, it is possible to realize a spherical aberration detection apparatus and method capable of performing spherical aberration correction with higher accuracy while obtaining a high-quality reproduction output.
また本発明によれば、ブレーズドグレーティング及び矩形状のグレーティングの組み合わせにより、第1の光ビームよりも開口数を下げた場合に相当する第2及び第3の光ビームを分割生成すると共に対物レンズの中心部分を通過させ、それぞれのフォーカスエラー情報を生成することができる。これにより本発明では、第1の光ビームの光ディスクにおける反射光に基づいてS/Nの高い受光出力を得ることができ、この受光出力に基づいてS/Nの高い再生出力を得ることや、3種類のフォーカスエラー情報に基づき精度の良い球面収差補正を行うことができる。かくするにつき高品質の再生出力を得ながら、より一層と精度良く球面収差補正を行い得る光ピックアップ及び光ディスク装置を実現できる。
According to the invention, the combination of the blazed grating and the rectangular grating splits and generates the second and third light beams corresponding to the case where the numerical aperture is lower than that of the first light beam, and the objective lens. Each of the focus error information can be generated by passing through the central portion of each . As a result, in the present invention, a light reception output having a high S / N can be obtained based on the reflected light of the first light beam on the optical disk, and a reproduction output having a high S / N can be obtained based on the light reception output. Accurate spherical aberration correction can be performed based on the three types of focus error information . As a result, it is possible to realize an optical pickup and an optical disc apparatus that can perform spherical aberration correction with higher accuracy while obtaining a high-quality reproduction output.
以下図面について、本発明の一実施の形態を詳述する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
(1)原理
図1(A)及び(B)のような開口数の異なる2つの対物レンズ2、3について考える。球面収差がないときには、開口数の大きい対物レンズ2を透過した第1の光ビームL1と、開口数の小さい対物レンズ3を透過した第2の光ビームL2とが同じ位置に集光する場合であっても、球面収差があるときには、対物レンズ2、3の開口数に応じた大きさの球面収差がそれぞれ第1及び第2の光ビームL1、L2に発生するため、これら第1及び第2の光ビームL1、L2は異なる位置に集光する。
(1) Principle Consider two
これは、図1(A)のように対物レンズ2を遮光しない状態のときと、図1(C)のように同じ開口数の対物レンズ2の外周側を遮光して等価的に対物レンズ2の開口数を下げた状態のときにも同様のことが言える。つまり、球面収差があるときには、外周側が遮光されていない対物レンズ2を透過する第1の光ビームL1と、外周側が遮光された対物レンズ2を透過する第3の光ビームL3とにそれぞれそのビーム径(すなわち対物レンズ2におけるその第1又は第3の光ビームL1、L3が透過する部分の開口数)に応じた球面収差が発生するため、これら第1及び第3の光ビームL1、L3が異なる位置に集光する。
This is equivalent to when the
従って、図2に示すように、半導体レーザ11から発射された光ビームL10からグレーティング12によって開口数を等価的に下げてサイドビームL12A、L12Bを分割生成し、これをコリメータレンズ13及び対物レンズ14を順次介して光ディスク15に入射させる場合にも、球面収差がないときには、サイドビームL12A、L12Bが分割された後の光ビームL10(以下、これをメインビームL11と呼ぶ)と、サイドビームL12A、L12Bとが同じ位置に集光するのに対して、球面収差があるときには、これらメインビームL11及びサイドビームL12A、L12Bがそれぞれ異なる位置に集光することとなる。
Therefore, as shown in FIG. 2, the side beams L12A and L12B are divided and generated from the light beam L10 emitted from the
ここで図3は、サイドビームL12A、L12Bのビーム径(すなわち対物レンズ14のサイドビームL12A、L12Bが透過する部分の開口数)をかかるメインビームL11のビーム径(すなわち対物レンズ14のメインビームL11が透過する部分の開口数)の半分とし、光ディスク15の基板厚を50〔μm〕から120〔μm〕まで10〔μm〕ずつ変えていったときに、各基板厚(50〔μm〕〜120〔μm〕)においてそれぞれ得られるメインビームL11のフォーカスエラー信号(それぞれ実線のFE50〜FE120)と、サイドビームL12A、L12Bのフォーカスエラー信号(それぞれ破線のFE50´〜FE120´)とをそれぞれ示すシミュレーション結果である。また図4は、このうち光ディスク15の基板厚が90〔μm〕のときのシミュレーション結果を抜き出したものである。なお、図3及び図4では、縦軸に信号レベルの大きさをとり、横軸に基板厚が90〔μm〕のときのメインビームL11及びサイドビームL12A、L12Bの各フォーカスエラー信号FE90、FE90´が共にゼロとなるときの対物レンズ14の位置(以下、これを基準位置と呼ぶ)からの対物レンズ14の変位量をとっている。
Here, FIG. 3 shows the beam diameter of the main beam L11 (that is, the main beam L11 of the objective lens 14) corresponding to the beam diameter of the side beams L12A and L12B (that is, the numerical aperture of the portion through which the side beams L12A and L12B of the
これら図3及び図4からも明らかなように、光ディスク15の基板厚がある値(このシミュレーションでは85〔μm〕であり、以下、これを基準基板厚と呼ぶ)のときにメインビームL11のフォーカスエラー信号FE50〜FE120と、サイドビームL12A、L12Bのフォーカスエラー信号FE50´〜FE120´とが共にゼロとなるように設定した場合、光ディスクの基板厚がその値からずれると、メインビームL11及びサイドビームL12A、L12Bのそれぞれにそのビーム径(対物レンズ14の対応する部位の開口数)に応じた大きさの球面収差が発生するため、メインビームL11及びサイドビームL12A、L12Bのフォーカス位置にずれが生じ、この結果、メインビームL11のフォーカスエラー信号FE50〜FE120の信号レベルがゼロとなる位置と、サイドビームL12A、L12Bのフォーカスエラー信号FE50´〜FE120´がゼロとなる位置とにずれが生じる。
As apparent from FIGS. 3 and 4, the focus of the main beam L11 when the substrate thickness of the
この場合、光ディスクの基板厚が基準基板厚よりも小さいときと、大きいときとでは、サイドビームL12A、L12Bのフォーカスエラー信号FE50´〜FE80´の信号レベルがゼロのときのメインビームL11のフォーカスエラー信号FE50〜FE80の信号レベル(図4において、フォーカスエラー信号FE50〜FE120の「○」で囲んだ部分の信号レベル)の値の符号(正又は負)が異なる。
In this case, the main beam L11 when the signal level of the focus error signals FE 50 ′ to FE 80 ′ of the side beams L12A and L12B is zero depending on whether the substrate thickness of the optical disk is smaller or larger than the reference substrate thickness. (in FIG. 4, the signal level of the portion surrounded by "○" on the
例えば図3の例では、光ディスクの基板厚が基準基板厚よりも小さいときには、当該サイドビームL12A、L12Bのフォーカスエラー信号FE50´〜FE80´の信号レベルがゼロのときのメインビームL11のフォーカスエラー信号FE50〜FE80の信号レベルが常に負の値となり、光ディスクの基板厚が基準基板厚よりも大きいときには、当該サイドビームL12A、L12Bのフォーカスエラー信号FE90´〜FE120´の信号レベルがゼロのときのメインビームL11のフォーカスエラー信号FE90〜FE120の信号レベルが常に正の値となる。 For example, in the example of FIG. 3, when the substrate thickness of the optical disk is smaller than the reference substrate thickness, the focus of the main beam L11 when the signal levels of the focus error signals FE 50 ′ to FE 80 ′ of the side beams L12A and L12B are zero. When the signal levels of the error signals FE 50 to FE 80 are always negative values and the substrate thickness of the optical disk is larger than the reference substrate thickness, the signal levels of the focus error signals FE 90 ′ to FE 120 ′ of the side beams L12A and L12B. The signal level of the focus error signals FE 90 to FE 120 of the main beam L11 when is zero is always a positive value.
従って、例えばサイドビームL12A、L12B(又はメインビームL11)のフォーカスエラー信号がゼロのときのメインビームL11(又はサイドビームL12A、L12B)のフォーカスエラー信号の値の符号に基づいて、メインビームL11の集光位置に対してサイドビームL12A、L12Bの集光位置がどちらの方向にずれているかといった、そのとき発生している球面収差の状態をリアルタイムで検出できる。 Therefore, for example, based on the sign of the value of the focus error signal of the main beam L11 (or side beams L12A, L12B) when the focus error signal of the side beams L12A, L12B (or main beam L11) is zero, The state of spherical aberration occurring at that time, such as in which direction the condensing position of the side beams L12A and L12B is shifted with respect to the condensing position, can be detected in real time.
この場合、例えば図2のような光学系において、上述のようにメインビームL11のフォーカスエラー信号とは別個にサイドビームL12A、L12Bのフォーカスエラー信号を得るためには、メインビームL11の光ディスク15における反射光とサイドビームL12A、L12Bの光ディスク15における反射光とを重ならないようにフォーカスエラー信号を生成するための受光素子(図示せず)に導く必要がある。
In this case, for example, in the optical system as shown in FIG. 2, in order to obtain the focus error signals of the side beams L12A and L12B separately from the focus error signal of the main beam L11 as described above, the main beam L11 on the
そして、このためにはサイドビームL12A、L12Bを光ディスク15の記録面15A上においてメインビームL11の集光位置と離れた位置に集光させる必要があるが、この条件は、この図2のようにサイドビームL12A、L12Bを対物レンズ14に斜めに入射させることによって満たすことができる。
For this purpose, the side beams L12A and L12B must be focused on the
またサイドビームL12A、L12Bを対物レンズ14に斜めに入射させるためには、この図2からも明らかなように、コリメータレンズ13上で当該コリメータレンズ13の中心に対して非対称に(コリメータレンズ13の中心からオフセットさせて)、メインビームL11よりもビーム径の小さいサイドビームL12A、L12Bを入射させる必要がある。
In order to make the side beams L12A and L12B enter the
例えば、コリメータレンズ13や対物レンズ14におけるメインビームL11のビーム径を半径4〔mm〕とし、各サイドビームL12A、L12Bの開口数をこの半分に制限するものとすると、そのビーム径は半径2〔mm〕となる。そして、光ディスク15の記録面15Aにおいて、サイドビームL12A、L12BのスポットをメインビームL11のスポットに対して20〔μm〕だけオフセットさせるものとし、対物レンズ14の焦点距離を2〔mm〕、コリメータレンズ13までの距離を40〔mm〕であるとすると、サイドビームL12A、L12Bは、例えばコリメータレンズ13上で当該コリメータレンズ13の中心から400〔μm〕だけオフセットした半径2〔mm〕の光束であれば良いことになる。
For example, if the beam diameter of the main beam L11 in the
このようなサイドビームL12A、L12Bを得るためには、この図2からも明らかなように、グレーティング12において光ビームL10からサイドビームL12A、L12Bを分割生成する際に、光ビームL10の全範囲からでなく、内周側の一部分のみからサイドビームL12A、L12Bを分割生成する必要がある。 In order to obtain such side beams L12A and L12B, as is clear from FIG. 2, when the side beams L12A and L12B are divided and generated from the light beam L10 in the grating 12, the entire range of the light beam L10 is obtained. Instead, it is necessary to divide and generate the side beams L12A and L12B from only a part of the inner circumference.
また例えばこのようなサイドビームL12A、L12Bを2つ得るためには、これら2つのサイドビームL12A、L12Bをそれぞれ光ビームL10における別々の範囲において分割生成する必要がある。なお、この光ビームL10における各サイドビームL12A、L12Bを分割生成する範囲は重なっていても良く、この場合、その範囲では従来のグレーティングと同様に2つのサイドビームL12A、L12Bが同時に生成される。 For example, in order to obtain two such side beams L12A and L12B, it is necessary to divide and generate these two side beams L12A and L12B in different ranges in the light beam L10. It should be noted that the ranges in which the side beams L12A and L12B are divided and generated in the light beam L10 may overlap, and in this case, two side beams L12A and L12B are generated simultaneously in the same range as in the conventional grating.
そして、このようなサイドビームL12A、L12Bを2つ分割生成するためのグレーティング12の構成としては、図5に示すような構成のものが考えられる。 And as a structure of the grating 12 for dividing and generating such side beams L12A and L12B in two, the structure as shown in FIG. 5 can be considered.
すなわち、このグレーティング12は、例えばガラス円板20の一面20A側に、当該一面20Aの中心からそれぞれ逆方向に所定距離だけオフセットさせて形成された円形状の第1及び第2の領域21、22と、第1及び第2の領域21、22の重なり部分である第3の領域23と、第1〜第3の領域21〜23以外の領域である第4の領域24とが形成されることにより構成されている。
That is, the grating 12 is, for example, circular first and
この場合、第1の領域21は、溝の断面形状が鋸歯状のいわゆるブレーズドグレーティングとして形成されると共に、ブレーズ方向が第2の領域22の中心から第1の領域21の中心に向かう方向と平行に選定されており、これにより半導体レーザ11から発射された光ビームL10から一方のサイドビームL12Aとなる1次光を分割生成し得るようになされている。
In this case, the
また第2の領域22は、ブレーズ方向が第1の領域21と逆方向のブレーズドグレーティングとして形成されており、これにより半導体レーザ11から発射された光ビームL10から他方のサイドビームL12Bとなる−1次光を分割生成し得るようになされている。
The
さらに第3の領域23は、溝の断面形状が矩形状の通常のグレーティングとして形成されており、これにより半導体レーザ11から発射された光ビームL10から一方のサイドビームL12Aとなる1次光と、他方のサイドビームL12Bとなる−1次光とを分割生成し得るようになされている。なおこの第3の領域23については、設計によっては省略することも可能である。
Further, the
さらに第4の領域24は、溝等が形成されていない、透過する光ビームL10の0次光を発生させる透明平面板の部分である。
Further, the
そして、グレーティング12をこのように構成することによって、第1〜第4の領域21〜24を透過した光ビームL10の0次光がメインビームL11としてコリメータレンズ13及び対物レンズ14を順次介して光ディスク15の記録面15A上に集光される一方で、第1の領域21において分割生成された光ビームL10の1次光と、第2の領域22において分割生成された光ビームL10の−1次光とがそれぞれサイドビームL12A、L12Bとしてコリメータレンズ13及び対物レンズ14を順次介して光ディスク15の記録面15A上においてメインビームL11のスポットと離れた位置に集光される。
By configuring the grating 12 in this manner, the zero-order light of the light beam L10 that has passed through the first to
かくしてグレーティング12としてこのような構成のものを採用することによって、メインビームL11の光ディスク15における反射光とサイドビームL12A、L12Bの光ディスクにおける反射光とを重ならないようにフォーカスエラー信号を生成するための受光素子(図示せず)に個別に導くことができ、これによりメインビームL11のフォーカスエラー信号とは別個にサイドビームL12A、L12Bのフォーカスエラー信号を得ることができる。
Thus, by adopting such a configuration as the grating 12, it is possible to generate a focus error signal so that the reflected light of the main beam L11 on the
そしてこれら2つのフォーカスエラー信号に基づいて、上述のようにサイドビームL12A、L12B(又はメインビームL11)のフォーカスエラー信号がゼロのときのメインビームL11(又はサイドビームL12A、L12B)のフォーカスエラー信号の値がゼロに収束するように球面収差補正を行うことによって、光ディスクの基板厚のばらつき等に起因して発生した球面収差をリアルタイムで補正することができる。 Based on these two focus error signals, the focus error signal of the main beam L11 (or side beams L12A, L12B) when the focus error signal of the side beams L12A, L12B (or main beam L11) is zero as described above. By correcting the spherical aberration so that the value of Y converges to zero, it is possible to correct in real time the spherical aberration caused by the variation in the substrate thickness of the optical disk.
以下、かかる原理を適用した本実施の形態による光ディスク装置について説明する。 Hereinafter, an optical disc apparatus according to the present embodiment to which such a principle is applied will be described.
(2)本実施の形態による光ディスク装置の構成
図6は、本実施の形態による光ディスク装置30の一部構成を示すものである。
(2) Configuration of Optical Disc Device According to this Embodiment FIG. 6 shows a partial configuration of the
この光ディスク装置30では、記録動作時や再生動作時、レーザ駆動回路31の制御のもとに半導体レーザ32から発射された光ビームL20が、図3について上述した構成を有するグレーティング33において1つのメインビームL21と2つのサイドビームL22A、L22Bとに分割される。
In this
そしてこのメインビームL21及び2つのサイドビームL22A、L22Bは、この後ビームスプリッタ34を介してコリメータレンズ35に入射し、このコリメータレンズ35において平行光に変換された後に、対物レンズ部36に入射する。
The main beam L21 and the two side beams L22A and L22B are then incident on the
対物レンズ部36は、2群2枚の対物レンズ36A、36Bから構成されており、入射するメインビームL21及び2つのサイドビームL22A、L22Bをそれぞれ光ディスク37の記録面37A上に所定状態に集光する。
The
一方、これらメインビームL21の光ディスク37における反射光L30及び2つのサイドビームL22A、L22Bの光ディスク37における各反射光L31A、L31Bは、それぞれ対物レンズ部36を介して平行光に変換された後にコリメータレンズ35を介してビームスプリッタ34に入射する。そしてこれら反射光L30、L31A、L31Bは、共にこのビームスプリッタ34の偏光面34Aにおいて所定方向に反射し、この後集光レンズ38及びシリンドリカルレンズ39を順次介して受光素子40の受光面40Aに入射する。
On the other hand, the reflected light L30 of the main beam L21 on the
このとき受光素子40の受光面40Aには、図7に示すように、メインビームL21用の4分割領域(以下、これをメインビーム用4分割領域と呼ぶ)41と、各サイドビーム用の2つ4分割領域(以下、これらを第1及び第2のサイドビーム用4分割領域と呼ぶ)42A,42Bとが設けられており、メインビームL21の光ディスク37における反射光L30がメインビーム用4分割領域41上に集光されると共に、各サイドビームL22A、L22Bの光ディスク37における反射光L31A、L31Bがそれぞれ対応するサイドビーム用4分割領域42A、42B上に集光される。
At this time, on the
そして受光素子40の受光面40Aにおけるこれらメインビーム用4分割領域41の4つの各分割領域の出力と、第1及び第2のサイドビーム用4分割領域42A、42Bの4つの各分割領域の出力とは、受光素子40と一体に設けられた論理回路43に与えられる。
The outputs of the four divided regions of the main beam four-divided
かくして論理回路43は、図7において符号A〜Dがそれぞれ付されたメインビーム用4分割領域41の4つの各領域の出力をそれぞれA〜Dとして、次式
Thus, the logic circuit 43 sets the outputs of the four regions of the main beam four-divided
の演算処理を実行することによりRF信号SRFを生成し、これを再生回路44(図6)に送出する。かくして再生回路44は、このRF信号SRFに対して所定の信号処理を施し、これにより再生信号S1を生成する。
The RF signal S RF is generated by executing the above calculation process, and is sent to the reproduction circuit 44 (FIG. 6). Thus, the
また論理回路43は、次式 Further, the logic circuit 43 has the following formula:
の演算を実行することによりメインビームL21のフォーカスエラー信号SFE(M)を生成し、これをフォーカス制御回路45に送出する。
The focus error signal SFE (M) of the main beam L21 is generated by executing this calculation, and is sent to the
かくしてフォーカス制御回路45は、このフォーカスエラー信号SFE(M)に基づいて対物レンズ部36の2群2枚の対物レンズ36A、36Bを保持する2軸アクチュエータ48を制御することにより、メインビームL21が常に光ディスク37の記録面37A上で集光するように、必要に応じて2枚の対物レンズ36A、36Bを一体に光ディスク37に近接又は離反する方向に移動させる。
Thus, the
さらに論理回路43は、図7において符号E1〜H1がそれぞれ付された第1のサイドビーム用4分割領域42Aの4つの各分割領域の出力をそれぞれE1〜H1、図7において符号E2〜H2がそれぞれ付された第2のサイドビーム用4分割領域42Bの4つの各分割領域の出力をそれぞれE2〜H2として、これら第1及び第2のサイドビーム用4分割領域42A、42Bの各領域の出力E1〜H1、E2〜H2に基づいて所定の演算処理を実行することによりトラッキングエラー信号STEを生成し、これをトラッキング制御回路46に送出する。
Further, the logic circuit 43 outputs the outputs of the four divided areas of the first side beam four-divided
かくしてトラッキング制御回路46は、このトラッキングエラー信号STEに基づいて2軸アクチュエータ48を制御することにより、メインビームL21が光ディスク37の記録面37Aに形成されたトラック上をジャストトラッキングした状態で走査できるように、必要に応じて2枚の対物レンズ36A、36Bを一体に光ディスク37の径方向に移動させる。
Thus, the
さらに論理回路43は、第1及び第2のサイドビーム用4分割領域42A、42Bの各領域の出力E1〜H1、E2〜H2に基づいて、次式
Further, the logic circuit 43 is based on the outputs E1 to H1 and E2 to H2 of the respective regions of the first and second
の演算を実行することにより、メインビームL21の全反射光量で正規化した当該メインビームL21のフォーカスエラー信号SFE(M)と、そのサイドビームL22A、L22Bの全反射光量でそれぞれ正規化したこれらサイドビームL22A、L22Bのフォーカスエラー信号SFE(S1)、SFE(S2)の合計値との差分を表す球面収差エラー信号SSAを生成し、これを球面収差補正制御回路47に送出する。また論理回路43は、これと併せて上述ようにして得られたメインビームL21のフォーカスエラー信号SFE(M)も球面収差補正制御回路47に送出する。
The focus error signal SFE (M) of the main beam L21 normalized by the total reflected light amount of the main beam L21 and these normalized by the total reflected light amounts of the side beams L22A and L22B A spherical aberration error signal S SA representing a difference from the sum of the focus error signals S FE (S 1) and S FE ( S 2) of the side beams L 22 A and L 22 B is generated and sent to the spherical aberration
かくして球面収差補正制御回路47は、これら球面収差エラー信号SSA及びフォーカスエラー信号SFE(M)に基づいて対物レンズ部36の一方の対物レンズ36A、36Bを保持する1軸アクチュエータ49を制御することにより、フォーカスエラー信号SFE(M)の信号レベルがゼロのときに球面収差エラー信号SSAの値がゼロに収束するように(すなわち球面収差がなくなるように)、一方の対物レンズ36A、36Bを他方の対物レンズ36B、36Aに近接する方向又は離反する方向に移動させる。
Thus, the spherical aberration
このようにしてこの光ディスク装置30では、光ディスク37の基板厚のばらつき等に起因する球面収差の発生に対応して、当該球面収差をリアルタイムで補正できるようになされている。
In this manner, the
(3)本実施の形態の動作及び効果
以上の構成において、この光ディスク装置30では、半導体レーザ32から発射された光ビームL20をメインビームL21と2つのサイドビームL22A、L22Bとに分割し、メインビームL21の光ディスク37における反射光L30に基づき得られるフォーカスエラー信号SFE(M)と、2つのサイドビームL22A、L22Bの光ディスク37における反射光L31A、L31Bに基づき得られるフォーカスエラー信号SFE(S1)、SFE(S2)とに基づいて、フォーカスエラー信号SFE(M)の信号レベルがゼロのときに球面収差エラー信号SSAの値がゼロに収束するように球面収差補正を行う。
(3) Operation and effect of the present embodiment In the above configuration, the
従って、光ディスク装置30では、光ディスク37に基板厚のばらつき等に起因して球面収差が発生した場合においても、これをリアルタイムで検出して当該球面収差を補正することができる。
Therefore, in the
この場合において、この光ディスク装置30では、かかる球面収差の発生を、メインビームL21を内周側成分及び外周側成分に分離することなく、半導体レーザ32から発射された光ビームL20を分割することにより得られたメインビームL21及びサイドビームL22A、L22Bに基づいて検出するようにしているため、メインビームL21の光ディスク37における反射光L30を内周側成分及び外周側成分に分離する場合に比して、かかる反射光L30としてより多くの光量を受光素子40のメインビーム用4分割領域41に入射させることができる。
In this case, in the
この結果、この光ディスク装置30では、かかるメインビームL20の光ディスク37における反射光L30の受光出力として、受光素子40において発生する熱雑音やショットノイズ等の影響を受け難い、信号レベルの高い受光出力を得ることができる。かくするにつきこの受光出力に基づいて、この受光出力に基づいてS/Nの高い再生出力を得ることや、精度の良い球面収差補正を行うことができる。
As a result, in this
以上の構成によれば、半導体レーザ32から発射された光ビームL20をメインビームL21と2つのサイドビームL22A、L22Bとに分割し、メインビームL21の光ディスク37における反射光L30に基づき得られるフォーカスエラー信号SFE(M)と、2つのサイドビームL22A、L22Bの光ディスク37における反射光L31A、L31Bに基づき得られるフォーカスエラー信号SFE(S1)、SFE(S2)とに基づいて、フォーカスエラー信号SFE(M)の信号レベルがゼロのときに球面収差エラー信号SSAの値がゼロに収束するように球面収差補正を行うようにしたことにより、メインビームL21の光ディスク37における反射光L30に基づいてS/Nの高い受光出力を得ることができ、この受光出力に基づいてS/Nの高い再生出力を得ることや、精度の良い球面収差補正を行うことができる。かくするにつき高品質の再生出力を得ながら、より一層と精度良く球面収差補正を行い得る光ディスク装置を実現できる。
According to the above configuration, the light beam L20 emitted from the
(4)他の実施の形態
なお上述の実施の形態においては、光ディスク装置30の光学系を図6のように構成するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、この他種々の構成を広く適用することができる。
(4) Other Embodiments In the above-described embodiment, the optical system of the
また上述の実施の形態においては、グレーティング33を図3について上述したように構成するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、この他種々の構成を広く適用することができる。 In the above-described embodiment, the case where the grating 33 is configured as described above with reference to FIG. 3 has been described. However, the present invention is not limited to this, and various other configurations can be widely applied. .
この場合において、上述の実施の形態においては、グレーティング33の透明平面板の部分でなる第4の領域24において、入射する光ビームL20の0次光のみを発生させるようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、この第4の領域24において、光ビームL20の0次光以外のn(nは0以外の整数)次光を光ディスク37に入射しないように(すなわち、かかるn次光がコリメータレンズ35のアパーチャーに入らないように)発生させるようにしても良い。このようにすることによって、この第4の領域24における光ビームL20の透過率が他の第1〜第3の領域21〜23に対して高くなる不具合を解消することができる。
In this case, in the above-described embodiment, the case where only the 0th-order light of the incident light beam L20 is generated in the
本発明は、CD規格やDVD規格に準拠した光ディスク装置のほか、種々の光ディスク規格に準拠した光ディスク装置に広く適用することができる。 The present invention can be widely applied to optical disc devices compliant with various optical disc standards, in addition to optical disc devices compliant with CD standards and DVD standards.
11、32……半導体レーザ、12、33……グレーティング、14、36A、36B……対物レンズ、15、37……光ディスク、15A、37A……記録面、21〜24……領域、36……対物レンズ群、40……受光素子、40A……受光面、41……メインビーム用4分割領域、42A、42B……サイドビーム用4分割領域、47……球面収差補正制御回路、49……1軸アクチュエータ、L10、L20……光ビーム、L11、L21……メインビーム、L12A、L12B、L22A、L22B……サイドビーム、L30、L31A、L31B……反射光、STE……トラッキングエラー信号、SSA……球面収差エラー信号。
11, 32 ... Semiconductor laser, 12, 33 ... Grating, 14, 36A, 36B ... Objective lens, 15, 37 ... Optical disc, 15A, 37A ... Recording surface, 21-24 ... Area, 36 ...
Claims (5)
上記第1の光ビームの上記光ディスクにおける反射光に基づいて上記第1の光ビームのフォーカスエラー情報を生成し、上記第2の光ビームの上記光ディスクにおける反射光に基づいて上記第2の光ビームのフォーカスエラー情報を生成し、上記第3の光ビームの上記光ディスクにおける反射光に基づいて上記第3の光ビームのフォーカスエラー情報を生成するフォーカスエラー情報生成手段と、
上記第1の光ビームのフォーカスエラー情報、上記第2の光ビームのフォーカスエラー情報及び上記第3の光ビームのフォーカスエラー情報に基づいて、上記第1の光ビームに発生した球面収差を検出する球面収差検出手段と
を有する球面収差検出装置。 The cross section of the groove centering on a portion offset by a predetermined distance in the opposite direction from the center in the first region in the first region that is a range through which the first light beam emitted toward the optical disc passes. Second and third regions each having a blazed grating whose shapes are opposite to each other, and a grating having a rectangular cross-sectional shape adjacent to the second and third regions are formed. A first region that allows a portion of the first light beam to pass as zero-order light through the first region and the first light through the second region and the fourth region. A part of the beam is divided and generated as a second light beam composed of primary light, and a part of the first light beam is composed of −1 order light by the third region and the fourth region. Split generation as a light beam And the first light beam, said second light beam and said first optical beam in the third light beam is incident on a predetermined objective lens, the second light beam and said third like the center of the light beam passes through the center of the objective lens, a beam splitting generating means for advancing inclined the first to the light beam and the second light beam and said third light beam respectively,
Focus error information of the first light beam is generated based on the reflected light of the first light beam on the optical disc , and the second light beam is generated based on the reflected light of the second light beam on the optical disc. Focus error information generating means for generating focus error information of the third light beam based on reflected light of the third light beam on the optical disc ;
Spherical aberration generated in the first light beam is detected based on the focus error information of the first light beam, the focus error information of the second light beam, and the focus error information of the third light beam. A spherical aberration detector comprising: a spherical aberration detector.
上記第1の領域により、上記第1の光ビームのn(nは0以外の整数)次光を、上記光ディスクに入射しないように発生させる
請求項1に記載の球面収差検出装置。 The beam splitting generation means is
The spherical aberration detection device according to claim 1 , wherein the first region generates the n-th (n is an integer other than 0) -order light of the first light beam so as not to enter the optical disc.
上記第1の光ビームの上記光ディスクにおける反射光に基づいて上記第1の光ビームのフォーカスエラー情報を生成し、上記第2の光ビームの上記光ディスクにおける反射光に基づいて上記第2の光ビームのフォーカスエラー情報を生成し、上記第3の光ビームの上記光ディスクにおける反射光に基づいて上記第3の光ビームのフォーカスエラー情報を生成する第2のステップと、
上記第1の光ビームのフォーカスエラー情報、上記第2の光ビームのフォーカスエラー情報及び上記第3の光ビームのフォーカスエラー情報に基づいて、上記第1の光ビームに発生した上記球面収差を検出する第3のステップと
を有する球面収差検出方法。 The cross section of the groove centering on a portion offset by a predetermined distance in the opposite direction from the center in the first region in the first region that is a range through which the first light beam emitted toward the optical disc passes. Second and third regions each having a blazed grating whose shapes are opposite to each other, and a grating having a rectangular cross-sectional shape adjacent to the second and third regions are formed. A first region that allows a portion of the first light beam to pass as zero-order light through the first region and the first light through the second region and the fourth region. A part of the beam is divided and generated as a second light beam composed of primary light, and a part of the first light beam is composed of −1 order light by the third region and the fourth region. Split generation as a light beam And the first light beam, said second light beam and said first optical beam in the third light beam is incident on a predetermined objective lens, the second light beam and said third A first step in which the second light beam and the third light beam are respectively inclined and traveled with respect to the first light beam so that the center of the light beam passes through the center of the objective lens;
Focus error information of the first light beam is generated based on the reflected light of the first light beam on the optical disc , and the second light beam is generated based on the reflected light of the second light beam on the optical disc. A second step of generating focus error information of the third light beam based on the reflected light of the third light beam on the optical disc ;
The spherical aberration generated in the first light beam is detected based on the focus error information of the first light beam, the focus error information of the second light beam, and the focus error information of the third light beam. A spherical aberration detection method comprising: a third step.
上記第1の光ビームの上記光ディスクにおける反射光に基づいて上記第1の光ビームのフォーカスエラー情報を生成し、上記第2の光ビームの上記光ディスクにおける反射光に基づいて上記第2の光ビームのフォーカスエラー情報を生成し、上記第3の光ビームの上記光ディスクにおける反射光に基づいて上記第3の光ビームのフォーカスエラー情報を生成するフォーカスエラー情報生成手段と、
上記第1の光ビームのフォーカスエラー情報、上記第2の光ビームのフォーカスエラー情報及び上記第3の光ビームのフォーカスエラー情報に基づいて、上記第1の光ビームに発生した球面収差を検出する球面収差検出手段と、
上記第1の光ビームに発生した上記球面収差をなくすような球面収差を、所定の制御手段の制御に基づき上記第1の光ビームに発生させる球面収差発生手段と
を有する光ピックアップ。 The cross section of the groove centering on a portion offset by a predetermined distance in the opposite direction from the center in the first region in the first region that is a range through which the first light beam emitted toward the optical disc passes. Second and third regions each having a blazed grating whose shapes are opposite to each other, and a grating having a rectangular cross-sectional shape adjacent to the second and third regions are formed. A first region that allows a portion of the first light beam to pass as zero-order light through the first region and the first light through the second region and the fourth region. A part of the beam is divided and generated as a second light beam composed of primary light, and a part of the first light beam is composed of −1 order light by the third region and the fourth region. Split generation as a light beam And the first light beam, said second light beam and said first optical beam in the third light beam is incident on a predetermined objective lens, the second light beam and said third like the center of the light beam passes through the center of the objective lens, a beam splitting generating means for advancing inclined the first to the light beam and the second light beam and said third light beam respectively,
Focus error information of the first light beam is generated based on the reflected light of the first light beam on the optical disc , and the second light beam is generated based on the reflected light of the second light beam on the optical disc. Focus error information generating means for generating focus error information of the third light beam based on reflected light of the third light beam on the optical disc ;
Spherical aberration generated in the first light beam is detected based on the focus error information of the first light beam, the focus error information of the second light beam, and the focus error information of the third light beam. Spherical aberration detection means;
And a spherical aberration generating means for generating a spherical aberration in the first light beam based on control of a predetermined control means so as to eliminate the spherical aberration generated in the first light beam.
上記第1の光ビームの上記光ディスクにおける反射光に基づいて上記第1の光ビームのフォーカスエラー情報を生成し、上記第2の光ビームの上記光ディスクにおける反射光に基づいて上記第2の光ビームのフォーカスエラー情報を生成し、上記第3の光ビームの上記光ディスクにおける反射光に基づいて上記第3の光ビームのフォーカスエラー情報を生成するフォーカスエラー情報生成手段と、
上記第1の光ビームのフォーカスエラー情報、上記第2の光ビームのフォーカスエラー情報及び上記第3の光ビームのフォーカスエラー情報に基づいて、上記第1の光ビームに発生した上記球面収差を検出する球面収差検出手段と、
上記第1の光ビームに、収差量を調整自在に球面収差を発生させる球面収差発生手段と、
上記球面収差検出手段の検出結果に基づいて、上記第1の光ビームに発生した上記球面収差をなくすように、上記球面収差発生手段により上記第1の光ビームに上記球面収差を発生させる制御手段と
を有する光ディスク装置。 The cross section of the groove centering on a portion offset by a predetermined distance in the opposite direction from the center in the first region in the first region that is a range through which the first light beam emitted toward the optical disc passes. Second and third regions each having a blazed grating whose shapes are opposite to each other, and a grating having a rectangular cross-sectional shape adjacent to the second and third regions are formed. A first region that allows a portion of the first light beam to pass as zero-order light through the first region and the first light through the second region and the fourth region. A part of the beam is divided and generated as a second light beam composed of primary light, and a part of the first light beam is composed of −1 order light by the third region and the fourth region. Split generation as a light beam And the first light beam, said second light beam and said first optical beam in the third light beam is incident on a predetermined objective lens, the second light beam and said third like the center of the light beam passes through the center of the objective lens, a beam splitting generating means for advancing inclined the first to the light beam and the second light beam and said third light beam respectively,
Focus error information of the first light beam is generated based on the reflected light of the first light beam on the optical disc , and the second light beam is generated based on the reflected light of the second light beam on the optical disc. Focus error information generating means for generating focus error information of the third light beam based on reflected light of the third light beam on the optical disc ;
The spherical aberration generated in the first light beam is detected based on the focus error information of the first light beam, the focus error information of the second light beam, and the focus error information of the third light beam. Spherical aberration detecting means for
Spherical aberration generating means for generating spherical aberration in an adjustable amount of aberration in the first light beam;
Control means for generating the spherical aberration in the first light beam by the spherical aberration generating means so as to eliminate the spherical aberration generated in the first light beam based on the detection result of the spherical aberration detecting means. An optical disc apparatus having the following.
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