JP2000057595A - Optical head device - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば光ディスク
や光カードなどの光記録媒体に光ビームを照射して情報
の記録または再生あるいはその両方を行うための光ヘッ
ド装置に係り、特に記録媒体の記録面上のピットあるい
は記録マークからの回折の影響によるノイズに影響され
ることなく、また光ビームが記録媒体のトラックを横切
るとき、グルーブからの回折の影響によるノイズに影響
されることなく、かつ光利用効率の高いフォーカス誤差
検出を可能とした光ヘッド装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical head device for recording and / or reproducing information by irradiating an optical recording medium such as an optical disk or an optical card with a light beam. Without being affected by noise due to diffraction from pits or recording marks on the recording surface, and without being affected by noise due to diffraction from grooves when the light beam crosses the track of the recording medium; and The present invention relates to an optical head device capable of detecting a focus error with high light use efficiency.
【0002】[0002]
【従来の技術】光ディスクを用いて情報の記録/再生を
行う光ヘッド装置では、光源からの光ビームを光ディス
クの記録面上に集束照射するために、対物レンズの焦点
位置を記録面に一致させることが重要である。このため
に記録面に対する対物レンズのフォーカス誤差を検出
し、それに基づいて対物レンズを光軸方向に移動させる
制御(フォーカシングサーボ)が行われる。光ヘッド装
置におけるフォーカス誤差検出方法としては、多数の方
法が知られているが、一般的な方法として非点収差法が
良く知られている。2. Description of the Related Art In an optical head device for recording / reproducing information using an optical disk, the focal position of an objective lens is made coincident with the recording surface in order to focus and irradiate a light beam from a light source onto the recording surface of the optical disk. This is very important. For this purpose, a control (focusing servo) for detecting a focus error of the objective lens with respect to the recording surface and moving the objective lens in the optical axis direction based on the error is performed. As a focus error detection method in an optical head device, many methods are known, and an astigmatism method is well known as a general method.
【0003】図22に、非点収差法によるフォーカス誤
差検出系を示す。光源1からの光ビームをコリメータレ
ンズ2、ビーム整形プリズム3、ビームスプリッタ4お
よび対物レンズ5を介して光ディスク6に微小スポット
として照射し、この光ディスク6からの反射光を円筒レ
ンズ14に導いて非点収差を与えた後、合焦時(光ディ
スク6が対物レンズ5の焦点位置にあるとき)に非点収
差光学系のビーム断面が円形となる位置に配置される。
この光検出器15からの出力を電流−電圧変換増幅器ア
レイ12を介して演算回路13に入力し、光検出器15
の4つの出力信号について演算回路13で(A+C)−
(B+D)の演算を行うことによって、フォーカス誤差
信号を得るように構成されている。FIG. 22 shows a focus error detection system based on the astigmatism method. The optical beam from the light source 1 is irradiated as a minute spot on the optical disk 6 via the collimator lens 2, the beam shaping prism 3, the beam splitter 4, and the objective lens 5, and the reflected light from the optical disk 6 is guided to the cylindrical lens 14 to After the astigmatism is given, it is arranged at a position where the beam cross section of the astigmatism optical system becomes circular at the time of focusing (when the optical disk 6 is at the focal position of the objective lens 5).
The output from the photodetector 15 is input to the arithmetic circuit 13 via the current-voltage conversion amplifier array 12 and
(A + C) −
The focus error signal is obtained by performing the calculation of (B + D).
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】従来の非点収差法によ
るフォーカス誤差検出系では、光学素子の位置ずれがな
い理想的な光学系であれば、合焦時にフォーカス誤差信
号は常に零となる。しかしながら、光学素子を位置ずれ
なしに光ヘッド装置に取り付けることは現実的には不可
能である。こうした光学素子の位置ずれが存在する場
合、ピットあるいは記録マークからの回折の影響で、合
焦時であってもフォーカス誤差信号が零とならず、安定
したフォーカシングサーボが困難になるという問題点が
ある。In a conventional focus error detection system based on the astigmatism method, if the optical system is an ideal optical system having no displacement of the optical element, the focus error signal is always zero during focusing. However, it is practically impossible to attach the optical element to the optical head device without displacement. When such a displacement of the optical element exists, the focus error signal does not become zero even during focusing due to the influence of diffraction from the pits or recording marks, and it becomes difficult to perform stable focusing servo. is there.
【0005】図23に、図22の光検出器の受光面での
光ビームの強度分布と光ディスク6上の光スポットを示
す。また、図23(a)の151〜153は4分割光検
出器15の受光面を示し、中の円は光検出器15に入射
する光ビーム、黒い部分は光ディスク6上のピットある
いは記録マークの回折像を模式的に示している。図23
(b)の破線の円171〜173は光ディスク6上での
光スポット、16はピットあるいは記録マークを表わ
す。FIG. 23 shows the intensity distribution of the light beam on the light receiving surface of the photodetector shown in FIG. In FIG. 23A, reference numerals 151 to 153 denote light receiving surfaces of the four-divided photodetector 15, the middle circles represent light beams incident on the photodetector 15, and the black parts represent pits or recording marks on the optical disk 6. 2 schematically shows a diffraction image. FIG.
(B), dashed circles 171 to 173 indicate light spots on the optical disk 6, and 16 indicates pits or recording marks.
【0006】光ディスク6上のピットあるいは記録マー
ク16を対物レンズ5により集光した光ビームによっ
て、図23(b)のスポット171,172,173で
示されるように走査すると、4分割光検出器15上での
光強度分布は、図23(a)の151,152,153
のように変化する。ここで、図中黒い部分はピットある
いは記録マーク16からの回折の影響で暗くなる部分に
相当する。When a pit or a recording mark 16 on the optical disk 6 is scanned by a light beam focused by the objective lens 5 as shown by spots 171, 172, and 173 in FIG. The light intensity distribution above is represented by 151, 152, 153 in FIG.
It changes like Here, the black portions in the figure correspond to the darkened portions due to the diffraction from the pits or the recording marks 16.
【0007】図23に示されるように、4分割光検出器
15に位置ずれがある場合には、合焦時であっても、フ
ォーカス誤差信号F=(A+C)−(B+D)は、光検
出器15上での光強度分布が151の場合で正(+)、
152の場合で零、153の場合で負(−)と変動して
しまい、正しいフォーカシング制御が困難であることが
分かる。As shown in FIG. 23, when there is a displacement in the four-divided photodetector 15, the focus error signal F = (A + C)-(B + D) is not detected even during focusing. Positive (+) when the light intensity distribution on the vessel 15 is 151,
In the case of 152, it fluctuates to zero, and in the case of 153, it fluctuates to negative (-), indicating that it is difficult to perform correct focusing control.
【0008】また更に、第2の問題点としてピットマー
クあるいは記録マークからの回折だけでなく、グルーブ
からの回折の影響がある場合がある。Further, as a second problem, there is a case where not only diffraction from a pit mark or a recording mark but also diffraction from a groove is affected.
【0009】つまり、従来の非点収差法によるフォーカ
ス誤差検出系では、光学素子の位置ずれがない理想的な
光学系であれば、合焦時にフォーカス誤差信号は常に零
となる。しかしながら、光学素子を位置ずれなしに光ヘ
ッド装置に取り付けることは現実的には不可能である。
こうした光学素子の位置ずれが存在する場合、グルーブ
からの回折の影響で、合焦時であってもフォーカス誤差
信号が零とならず、安定したフォーカシングサーボが困
難になるという問題点がある。That is, in a conventional focus error detection system based on the astigmatism method, if the optical system is an ideal optical system having no displacement of the optical element, the focus error signal is always zero at the time of focusing. However, it is practically impossible to attach the optical element to the optical head device without displacement.
When such a displacement of the optical element exists, there is a problem that the focus error signal does not become zero even during focusing due to the influence of the diffraction from the groove, and stable focusing servo becomes difficult.
【0010】図27に、図22の光検出器の受光面での
光ビームの強度分布と光ディスク6上の光スポットを示
す。また、図27(a)にて4分割光検出器15の受光
面251〜253を示し、中の円は光検出器15に入射
する光ビーム、黒い部分は光ディスク6上のグルーブの
回折像を模式的に示している。図23(b)において、
円d〜fで示される光ディスク6上での光スポットと、
グルーブ116が表わされている。FIG. 27 shows a light beam intensity distribution on the light receiving surface of the photodetector of FIG. Also, FIG. 27A shows the light receiving surfaces 251 to 253 of the four-divided photodetector 15, wherein the circle inside is the light beam incident on the photodetector 15, and the black part is the diffraction image of the groove on the optical disk 6. This is schematically shown. In FIG. 23 (b),
Light spots on the optical disc 6 indicated by circles df,
Groove 116 is shown.
【0011】光ディスク6上のグルーブ116を対物レ
ンズ5により集光した光ビームによって、図27(b)
のスポットd,e,fで示されるように走査すると、4
分割光検出器15上での光強度分布は、図27(a)の
受光面251〜253のように変化する。ここで、図中
黒い部分はグルーブ116からの回折の影響で暗くなる
部分に相当する。The light beam focused on the groove 116 on the optical disk 6 by the objective lens 5 is used as shown in FIG.
When scanning as shown by spots d, e, f of
The light intensity distribution on the split photodetector 15 changes like light receiving surfaces 251 to 253 in FIG. Here, a black part in the figure corresponds to a part that is darkened by the influence of the diffraction from the groove 116.
【0012】図27に示されるように、4分割光検出器
15に位置ずれがある場合には、合焦時であっても、フ
ォーカス誤差信号F=(A+C)−(B+D)は、光検
出器15上での光強度分布が受光面151の場合で正
(+)、受光面152の場合で零、受光面153の場合
で負(−)と変動してしまい、正しいフォーカシング制
御が困難であることが分かる。As shown in FIG. 27, when the four-divided photodetector 15 is misaligned, the focus error signal F = (A + C)-(B + D) is not detected even when focusing. The light intensity distribution on the detector 15 fluctuates to positive (+) in the case of the light receiving surface 151, zero in the case of the light receiving surface 152, and negative (-) in the case of the light receiving surface 153, making it difficult to perform correct focusing control. You can see that there is.
【0013】本発明は、上述した二つの問題点を解消す
べくなされたもので、光学素子に位置ずれがあった場合
においても、光ディスク上のピットや記録マークの回折
の影響、また更にグルーブの回折の影響が少ないフォー
カス誤差信号を得ることができる光ヘッド装置を提供す
ることを目的とする。The present invention has been made in order to solve the above two problems. Even when the optical element is misaligned, the effect of diffraction of pits and recording marks on an optical disk, and furthermore, the effect of a groove. It is an object of the present invention to provide an optical head device that can obtain a focus error signal that is less affected by diffraction.
【0014】[0014]
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本発明に係る光ヘッド装置は、光ビームを出射する
光源と、この光源から出射された光ビームを記録媒体に
集束照射し、該記録媒体からの反射光を透過させる対物
レンズと、前記反射光の光軸に対して垂直な平面内にお
いて、記録媒体上のトラックと平行の方向に沿った分割
線により複数の分割領域に分割された受光面を有し、該
光軸に関して対称な位置に互いに対となる該分割領域が
配置されるように該受光面を配してなる光検出器と、前
記反射光の光軸に対して垂直な平面内において、該反射
光を記録媒体上のトラックと平行な方向及び該トラック
に垂直な方向に沿って分割し、該反射光の各分割部分に
おける+N次回折光(Nは1以上の任意の整数)と−N
次回折光(Nは1以上の任意の整数)とが、該光軸に関
して互いに対称な位置に配置された前記受光面の前記分
割領域で受光されるとともに、前記トラックに平行な方
向に沿って互いに隣接する前記分割部分における+N次
回折光同士及び−N次回折光同士は、それぞれ前記受光
面の前記分割線に関して互いに反対側に位置する前記分
割領域で受光されるように、前記反射光を回折させる回
折型光学素子と、前記+N次回折光と前記−N次回折光
の双方に関する前記光検出器の出力信号からフォーカス
誤差信号を演算する演算手段とを具備することを特徴と
する。In order to solve the above-mentioned problems, an optical head device according to the present invention comprises: a light source for emitting a light beam; and a light beam emitted from the light source, which is focused and irradiated on a recording medium. An objective lens for transmitting reflected light from the recording medium, and a plurality of divided areas divided by a dividing line along a direction parallel to a track on the recording medium in a plane perpendicular to the optical axis of the reflected light. Having a light receiving surface, a photodetector having the light receiving surface arranged such that the paired divided regions are arranged at symmetrical positions with respect to the optical axis, and with respect to the optical axis of the reflected light. In a plane perpendicular to the recording medium, the reflected light is divided along a direction parallel to the track on the recording medium and a direction perpendicular to the track, and + N-order diffracted light (N is one or more) at each divided portion of the reflected light. Any integer) and -N
Next-order diffracted light (N is an arbitrary integer of 1 or more) is received by the divided regions of the light receiving surface arranged at positions symmetrical to each other with respect to the optical axis, and mutually diffracted along a direction parallel to the track. Diffraction that diffracts the reflected light so that the + N-order diffracted lights and the −N-order diffracted lights in the adjacent divided portions are received by the divided areas located on the opposite sides of the dividing line on the light receiving surface. And a calculating means for calculating a focus error signal from an output signal of the photodetector for both the + N-order diffracted light and the -N-th diffracted light.
【0015】さらに具体的には、本発明に係る第1の光
ヘッド装置は、光ビームを出射する光源と、この光源か
ら出射された光ビームを記録媒体に集束照射し、該記録
媒体からの反射光を透過させる対物レンズと、前記反射
光が入射する位置に配置され、前記記録媒体上のトラッ
クと平行な方向に延びた領域分割線に沿って分割された
2つの回折領域を有する回折型光学素子と、前記反射光
の光軸に対して垂直な平面内において、前記記録媒体上
のトラックと平行の方向および垂直の方向に延びた分割
線により4つの分割領域に分割された第1および第2の
受光面を有し、該光軸に関して対称な位置に互いに対と
なる該分割領域が配置されるように該第1および第2の
受光面を配してなる光検出器と、この光検出器の出力信
号から前記記録媒体に対する前記対物レンズのフォーカ
ス誤差を示すフォーカス誤差信号を演算により生成する
演算手段とを具備する。More specifically, a first optical head device according to the present invention comprises: a light source for emitting a light beam; a light beam emitted from the light source being focused and irradiated on a recording medium; A diffraction lens having an objective lens that transmits reflected light and two diffraction regions arranged at a position where the reflected light is incident and divided along a region division line extending in a direction parallel to a track on the recording medium; An optical element and a first and a fourth divided area divided by a dividing line extending in a direction parallel to and perpendicular to a track on the recording medium in a plane perpendicular to the optical axis of the reflected light. A photodetector having a second light receiving surface, wherein the first and second light receiving surfaces are arranged such that the paired divided regions are arranged at symmetrical positions with respect to the optical axis; From the output signal of the photodetector, the recording medium Comprising a calculating means for generating the operation a focus error signal indicating a focus error of said objective lens with respect.
【0016】そして、演算手段においては、光検出器か
らの第1および第2の受光面に対応する出力信号につい
て、対角位置関係にある所定の二つの分割領域に対応す
る信号の和信号と対角位置関係にある他の二つの分割領
域に対応する信号の和信号との差信号をそれぞれ求め、
さらにこれら二つの差信号の和信号を求めることによ
り、フォーカス誤差信号を生成する。In the arithmetic means, an output signal corresponding to the first and second light receiving surfaces from the photodetector is added to a sum signal of signals corresponding to predetermined two divided areas having a diagonal positional relationship. Find the difference signal from the sum signal of the signals corresponding to the other two divided areas in a diagonal positional relationship,
Further, a focus error signal is generated by obtaining a sum signal of these two difference signals.
【0017】つまりトラック方向と平行に分割された回
折領域で、ピットや記録マークの回折の影響を等分する
ことによって、この影響を相殺し、フォーカス誤差信号
への回折の影響を減少させることができる。つまり、ピ
ットや記録マークの回折は、トラック方向に分布するた
め、回折領域の分割線がトラック方向に平行であれば、
ピット位置がどこにきても、二つの回折領域の間で回折
の影響(光スポットの中の影の量)に差が生じることが
なく、従ってフォーカス誤差信号に悪影響を及ぼすこと
がなくなる。That is, by equally dividing the influence of diffraction of pits and recording marks in the diffraction area divided in parallel with the track direction, it is possible to cancel the influence and reduce the influence of diffraction on the focus error signal. it can. That is, since the diffraction of pits and recording marks is distributed in the track direction, if the dividing line of the diffraction area is parallel to the track direction,
No matter where the pit position is, there is no difference in the effect of diffraction (the amount of shadow in the light spot) between the two diffraction regions, and therefore no adverse effect on the focus error signal.
【0018】本発明に係る第2の光ヘッド装置において
は、第1の光ヘッド装置における演算手段の演算を簡略
化し、光検出器からの第1の受光面に対応する出力信号
について、記録媒体上のトラックと平行の方向に隣接位
置関係にある第1、第2の分割領域に対応する信号の差
信号を求め、光検出器からの第2の受光面に対応する出
力信号について、記録媒体上のトラックと平行の方向に
隣接位置関係にあり、かつ第1、第2の分割領域とは記
録媒体上のトラックと垂直の方向における位置が異なる
第3、第4の分割領域に対応する信号の差信号を求め、
さらにこれら二つの差信号の和信号を求めることによ
り、フォーカス誤差信号を生成する。In the second optical head device according to the present invention, the operation of the arithmetic means in the first optical head device is simplified, and the output signal corresponding to the first light receiving surface from the photodetector is recorded on a recording medium. The difference signal between the signals corresponding to the first and second divided areas adjacent to each other in the direction parallel to the upper track is determined, and the output signal from the photodetector corresponding to the second light receiving surface is recorded on a recording medium. Signals corresponding to third and fourth divided areas which are adjacent to each other in a direction parallel to the upper track and which are different from the first and second divided areas in a direction perpendicular to the track on the recording medium. Find the difference signal of
Further, a focus error signal is generated by obtaining a sum signal of these two difference signals.
【0019】本発明に係る第3の光ヘッド装置は、光ビ
ームを出射する光源と、この光源から出射された光ビー
ムを記録媒体に集束照射し、該記録媒体からの反射光を
透過させる対物レンズと、前記反射光が入射する位置に
配置され、前記記録媒体上のトラックと平行の方向に延
びた領域分割線に沿って分割された2つの回折領域を有
する回折型光学素子と、前記反射光の光軸に対して垂直
な平面内において、前記記録媒体上のトラックと平行の
方向および垂直の方向に延びた分割線により4つの分割
領域に分割された第1および第2の受光面を有し、該光
軸に関して対称な位置に互いに対となる該分割領域が配
置されるように該第1および第2の受光面を配してなる
光検出器と、この光検出器の出力信号から前記記録媒体
に対する前記対物レンズのフォーカス誤差を示すフォー
カス誤差信号を演算により生成する演算手段とを具備す
る。A third optical head device according to the present invention comprises a light source for emitting a light beam, and an objective for focusing and irradiating the recording medium with the light beam emitted from the light source and transmitting reflected light from the recording medium. A lens, a diffractive optical element disposed at a position where the reflected light is incident, and having two diffractive regions divided along a region dividing line extending in a direction parallel to a track on the recording medium; In a plane perpendicular to the optical axis of light, the first and second light receiving surfaces divided into four divided regions by dividing lines extending in a direction parallel to and perpendicular to the track on the recording medium are defined. A photodetector having the first and second light receiving surfaces such that the paired divided regions are arranged at positions symmetrical with respect to the optical axis, and an output signal of the photodetector. From the object to the recording medium Comprising a calculating means for generating the operation a focus error signal indicating a focus error of the lens.
【0020】そして、演算手段においては、光検出器か
らの第1、第2の受光面に対応する出力信号および第
3、第4の受光面に対応する出力信号について、前記光
軸を通り前記トラックと平行な方向に延びた軸に関して
非線対称位置関係にある所定の二つの分割領域に対応す
る信号の和信号と非線対称位置関係にある他の二つの分
割領域に対応する信号の和信号との差信号をそれぞれ求
め、さらにこれら二つの差信号の和信号を求めることに
より、フォーカス誤差信号を生成する。In the arithmetic means, the output signals from the photodetector corresponding to the first and second light receiving surfaces and the output signals corresponding to the third and fourth light receiving surfaces pass through the optical axis and pass through the optical axis. The sum signal of signals corresponding to two predetermined divided regions in a non-symmetrical positional relationship with respect to an axis extending in a direction parallel to the track, and the sum of signals corresponding to the other two divided regions in a non-symmetrical positional relationship. A focus error signal is generated by calculating a difference signal between the two signals and a sum signal of the two difference signals.
【0021】この第3の光ヘッド装置において、光検出
器の第1、第2の受光面または第3、第4の受光面のう
ち、非線対称位置関係にある二つの分割領域同士を連結
して構成することにより、演算手段の演算の一部を光検
出器上で行ってもよい。In the third optical head device, two divided regions of the first and second light receiving surfaces or the third and fourth light receiving surfaces of the photodetector which are in a non-linear symmetric positional relationship are connected to each other. With this configuration, a part of the calculation of the calculation means may be performed on the photodetector.
【0022】また、第1乃至第3の光ヘッド装置におい
て、回折型光学素子は、例えば、対物レンズが記録媒体
に対して合焦状態にあるときは、光検出器面上に投影さ
れる反射光のスポット形状が線対称の形状を呈し、合焦
状態からずれたときは、そのずれ量に応じて該スポット
形状が線対称からずれる特性を有するように構成され
る。さらに、この回折型光学素子は具体的には、一方の
回折領域が糸巻き状の回折格子を有し、他方の回折領域
が樽型状の回折格子を有して構成される。In the first to third optical head devices, for example, when the objective lens is in focus on the recording medium, the diffractive optical element reflects the light projected on the photodetector surface. When the spot shape of the light exhibits a line-symmetric shape, and is deviated from the in-focus state, the spot shape is configured to have a characteristic of deviating from the line symmetry according to the deviation amount. Further, specifically, this diffractive optical element is configured such that one diffraction region has a pin-shaped diffraction grating and the other diffraction region has a barrel-shaped diffraction grating.
【0023】本発明に係る第4の光ヘッド装置は、光ビ
ームを出射する光源と、この光源から出射された光ビー
ムを記録媒体に集束照射し、該記録媒体からの反射光を
透過させる対物レンズと、前記反射光が入射する位置に
配置され、前記記録媒体上のトラックと平行の方向およ
び垂直の方向に延びた領域分割線に沿って分割された4
つの回折領域を有する回折型光学素子と、前記反射光の
光軸に対して垂直な平面内において、前記記録媒体上の
トラックと平行の方向に沿った分割線をそれぞれ有し、
前記回折型光学素子の4つの回折領域からの+N次回折
光をそれぞれ検出するための2つの分割領域からなる第
1、第2、第3および第4の受光面および該回折領域か
らの−1次回折光をそれぞれ検出するための2つの分割
領域からなる第5、第6、第7および第8の受光面を有
し、該光軸に関して対称な位置に互いに対となる該分割
領域が配置されるように該第1乃至第8の受光面を配し
てなる光検出器と、この光検出器の出力信号から前記記
録媒体に対する前記対物レンズのフォーカス誤差を示す
フォーカス誤差信号を演算により生成する演算手段とを
具備する。A fourth optical head device according to the present invention comprises a light source for emitting a light beam, and an object for focusing and irradiating the recording medium with the light beam emitted from the light source and transmitting reflected light from the recording medium. A lens and 4 divided along an area dividing line that is disposed at a position where the reflected light is incident and extends in a direction parallel to and perpendicular to a track on the recording medium.
A diffractive optical element having two diffraction regions, and in a plane perpendicular to the optical axis of the reflected light, each having a dividing line along a direction parallel to a track on the recording medium,
First, second, third, and fourth light receiving surfaces including two divided regions for respectively detecting + N-order diffracted light from four diffraction regions of the diffractive optical element, and -1st order from the diffraction regions Fifth, sixth, seventh and eighth light receiving surfaces each composed of two divided regions for detecting a folded light, respectively, and the paired divided regions are arranged at positions symmetrical with respect to the optical axis. And a calculation for generating a focus error signal indicating a focus error of the objective lens with respect to the recording medium from an output signal of the photodetector having the first to eighth light receiving surfaces. Means.
【0024】そして、演算手段においては、光検出器か
らの第1、第2、第3および第4の受光面に対応する出
力信号について、いずれか一方の分割領域に対応する信
号の和信号と他方の分割領域に対応する信号の和信号と
の差信号を求め、さらに光検出器からの第5、第6、第
7および第8の受光面に対応する出力信号について、い
ずれか一方の分割領域に対応する信号の和信号と他方の
分割領域に対応する信号の和信号との差信号を求め、こ
れら二つの差信号の和信号を求めることにより、フォー
カス誤差信号を生成する。In the arithmetic means, the output signal corresponding to the first, second, third, and fourth light receiving surfaces from the photodetector is added to the sum signal of the signal corresponding to any one of the divided areas. A difference signal from the sum signal of the signals corresponding to the other divided area is obtained, and any one of the output signals corresponding to the fifth, sixth, seventh, and eighth light receiving surfaces from the photodetector is determined. The difference signal between the sum signal of the signal corresponding to the region and the sum signal of the signal corresponding to the other divided region is obtained, and the focus error signal is generated by obtaining the sum signal of these two difference signals.
【0025】さらに、第5の光ヘッド装置において、光
検出器の第1、第2、第3および第4の受光面または第
5、第6、第7および第8の受光面のうち、記録媒体上
のトラックと平行の方向で隣接関係にある二つの分割領
域同士を連結して構成することにより、演算手段の演算
の一部を光検出器上で行ってもよい。Further, in the fifth optical head device, of the first, second, third and fourth light receiving surfaces or the fifth, sixth, seventh and eighth light receiving surfaces of the photodetector, A part of the calculation by the calculation means may be performed on the photodetector by connecting and configuring two divided areas adjacent to each other in a direction parallel to the track on the medium.
【0026】第5の光ヘッド装置における回折型光学素
子は、具体的には例えば対物レンズが前記記録媒体に対
して合焦状態にあるときは、光検出器面上に投影される
反射光の8つのスポットが第1、第2、第3、第4、第
5、第6、第7および第8の受光面のそれぞれの一方の
領域上に位置し、合焦状態からずれたときは、ずれ量に
応じて8つのスポットが大きくなり、かつずれた方向に
応じて8つのスポットのうち4つのスポットが第1、第
2、第3、第4、第5、第6、第7および第8の受光面
のそれぞれの一方の領域に移動する特性を有するように
構成される。The diffractive optical element in the fifth optical head device, specifically, for example, when the objective lens is in focus on the recording medium, reflects the reflected light projected on the photodetector surface. When the eight spots are located on one area of each of the first, second, third, fourth, fifth, sixth, seventh, and eighth light receiving surfaces and are out of focus, Eight spots increase according to the shift amount, and four spots among the eight spots correspond to the first, second, third, fourth, fifth, sixth, seventh and seventh spots according to the shift direction. It is configured to have a characteristic of moving to one region of each of the eight light receiving surfaces.
【0027】本発明に係る光ヘッド装置においては、光
検出器の出力信号から記録媒体上のトラックに対する光
ビームのトラック幅方向の位置ずれを示すトラッキング
誤差信号を演算により生成する手段をさらに有していて
もよい。The optical head device according to the present invention further comprises means for generating, from the output signal of the photodetector, a tracking error signal indicating the positional deviation of the light beam with respect to the track on the recording medium in the track width direction by calculation. May be.
【0028】また、本発明に係る光ヘッド装置において
は、光源から出射された光ビームと記録媒体により反射
され対物レンズを通過した反射光とを分離するためのビ
ームスプリッタを有するとともに、折型光学素子を対物
レンズとビームスプリッタとの間に配置し、対物レンズ
をトラック幅方向に移動させてトラッキングを行う際
に、回折型光学素子を同時にトラック幅方向に移動させ
るようにしてもよい。The optical head device according to the present invention has a beam splitter for separating the light beam emitted from the light source from the reflected light reflected by the recording medium and passing through the objective lens. The element may be arranged between the objective lens and the beam splitter, and when tracking is performed by moving the objective lens in the track width direction, the diffractive optical element may be simultaneously moved in the track width direction.
【0029】このように構成された本発明の光ヘッド装
置においては、光検出器や回折型光学素子の位置ずれが
あっても、記録媒体の記録面上のピットあるいは記録マ
ークからの回折の影響で発生するフォーカス誤差信号の
変動が演算の仮定で相殺されることによって、安定した
フォーカス誤差検出が可能となる。In the optical head device of the present invention thus configured, even if there is a displacement of the photodetector or the diffractive optical element, the influence of diffraction from pits or recording marks on the recording surface of the recording medium. The fluctuation of the focus error signal generated in the above is canceled by the assumption of the calculation, so that a stable focus error can be detected.
【0030】さらに、本発明によれば上述した光ヘッド
装置を用いた光ディスク装置が提供される。Further, according to the present invention, there is provided an optical disk device using the above-described optical head device.
【0031】又更に本発明は、記録面上のピットあるい
は記録マークからの回折の影響だけではなく、光ビーム
が記録媒体のトラックを横切る時に、グルーブからの回
折の影響を回避するべく、回折型光学素子を記録媒体の
トラッキング方向に平行な方向に限らず、垂直な方向に
延びた領域分割線に沿って分割された2つの回折領域を
有する回折型光学素子を用いることが可能である。Further, the present invention is not limited to the diffraction effect from a pit or a recording mark on a recording surface, but also includes a diffractive optical element for avoiding the effect of diffraction from a groove when a light beam crosses a track of a recording medium. The optical element is not limited to the direction parallel to the tracking direction of the recording medium, and it is possible to use a diffractive optical element having two diffraction regions divided along a region dividing line extending in the vertical direction.
【0032】請求項11は、領域分割線の方向を限定し
ないことで、この二つのタイプの光ヘッド装置を特定す
るものである。つまり本発明は、光ビームを出射する光
源と、前記光源から出射された光ビームを記録媒体に集
束照射し、該記録媒体からの反射光を透過させる対物レ
ンズと、前記反射光の光軸に対して垂直な平面内におい
て、所定方向の分割線により複数の分割領域に分割され
た受光面を有し、該光軸に関して対称な位置に互いに対
となる該分割領域が配置されるように該受光面を配して
なる光検出器と、前記反射光の光軸に対して垂直な平面
内において、該反射光を前記記録媒体上のトラックと平
行な方向及び該トラックに垂直な方向に沿って分割し、
該反射光の各分割部分における+N次回折光(Nは1以
上の任意の整数)と−N次回折光(Nは1以上の任意の
整数)とが、該光軸に関して互いに対称な位置に配置さ
れた前記受光面の前記分割領域で受光されるとともに、
前記所定方向に沿って互いに隣接する前記分割部分にお
ける+N次回折光同士及び−N次回折光同士は、それぞ
れ前記受光面の前記分割線に関して互いに反対側に位置
する前記分割領域で受光されるように、前記反射光を回
折させる回折型光学素子と、前記+N次回折光と前記−
N次回折光の双方に関する前記光検出器の出力信号から
フォーカス誤差信号を演算する演算手段とを具備するこ
とを特徴とする光ヘッド装置である。The eleventh aspect specifies the two types of optical head devices by not limiting the direction of the area dividing line. That is, the present invention provides a light source that emits a light beam, an objective lens that focuses and irradiates a light beam emitted from the light source onto a recording medium, and transmits reflected light from the recording medium, and an optical axis of the reflected light. In a plane perpendicular to the optical axis, the light receiving surface is divided into a plurality of divided regions by a dividing line in a predetermined direction, and the paired divided regions are arranged at symmetrical positions with respect to the optical axis. A photodetector having a light-receiving surface, and the reflected light in a plane perpendicular to the optical axis of the reflected light in a direction parallel to a track on the recording medium and in a direction perpendicular to the track. Split
+ N-order diffracted light (N is an arbitrary integer of 1 or more) and −N-order diffracted light (N is an integer of 1 or more) in each divided portion of the reflected light are arranged at positions symmetrical to each other with respect to the optical axis. The light is received by the divided area of the light receiving surface,
The + N-order diffracted lights and the −N-order diffracted lights in the divided portions adjacent to each other along the predetermined direction are received by the divided regions located on the opposite sides with respect to the division line of the light receiving surface, respectively. A diffractive optical element that diffracts the reflected light;
An optical head device comprising: arithmetic means for calculating a focus error signal from an output signal of the photodetector for both Nth-order diffracted lights.
【0033】更に請求項12以降は、グルーブの回折の
影響を減少させるべく設けられた光ヘッド装置であり、
回折型光学素子の回折領域を分割する分割線が記録媒体
のトラッキング方向と垂直となる光ヘッド装置を提供す
るものである。An optical head device provided to reduce the influence of groove diffraction is further provided.
An object of the present invention is to provide an optical head device in which a dividing line for dividing a diffraction region of a diffractive optical element is perpendicular to a tracking direction of a recording medium.
【0034】つまりトラック方向と垂直に分割された回
折領域で、グルーブの回折の影響を等分することによっ
て、この影響を相殺し、フォーカス誤差信号へのグルー
ブの回折の影響を減少させることができる。つまり、グ
ルーブの回折は、トラック方向と垂直の方向に分布する
ため、回折領域の分割線がトラック方向に垂直であれ
ば、二つの回折領域の間で回折の影響(光スポットの中
の影の量)に差が生じることがなく、従ってフォーカス
誤差信号に悪影響を及ぼすことがなくなる。That is, by equally dividing the effect of the groove diffraction in the diffraction region divided perpendicularly to the track direction, this effect can be canceled out and the effect of the groove diffraction on the focus error signal can be reduced. . That is, since the diffraction of the groove is distributed in the direction perpendicular to the track direction, if the dividing line of the diffraction area is perpendicular to the track direction, the influence of diffraction between the two diffraction areas (shading of the shadow in the light spot) ) Does not occur, and therefore does not adversely affect the focus error signal.
【0035】このような回折領域をもつ本発明に係る光
ヘッド装置は、光ビームを出射する光源と、この光源か
ら出射された光ビームをグルーブ(案内溝)を有する記
録媒体に集束照射し、該記録媒体からの反射光を透過さ
せる対物レンズと、前記反射光の光軸に対して垂直な平
面内において、記録媒体上のトラックと垂直の方向に沿
った分割線により複数の分割領域に分割された受光面を
有し、該光軸に関して対称な位置に互いに対となる該分
割領域が配置されるように該受光面を配してなる光検出
器と、前記反射光の光軸に対して垂直な平面内におい
て、該反射光を記録媒体上のトラックと平行な方向及び
該トラックに垂直な方向に沿って分割し、該反射光の各
分割部分における+N次回折光(Nは1以上の任意の整
数)と−N次回折光(Nは1以上の任意の整数)とが、
該光軸に関して互いに対称な位置に配置された前記受光
面の前記分割領域で受光されるとともに、前記トラック
に垂直な方向に沿って互いに隣接する前記分割部分にお
ける+N次回折光同士及び−N次回折光同士は、それぞ
れ前記受光面の前記分割線に関して互いに反対側に位置
する前記分割領域で受光されるように、前記反射光を回
折させる回折型光学素子と、前記+N次回折光と前記−
N次回折光の双方に関する前記光検出器の出力信号から
フォーカス誤差信号を演算する演算手段とを具備するこ
とを特徴とする。The optical head device according to the present invention having such a diffraction region focuses and irradiates a light source for emitting a light beam and a recording medium having a groove (guide groove) with the light beam emitted from the light source. An objective lens for transmitting the reflected light from the recording medium, and a plurality of divided areas divided by a dividing line along a direction perpendicular to a track on the recording medium in a plane perpendicular to the optical axis of the reflected light. Having a light receiving surface, a photodetector having the light receiving surface arranged such that the paired divided regions are arranged at symmetrical positions with respect to the optical axis, and with respect to the optical axis of the reflected light. In a plane perpendicular to the recording medium, the reflected light is divided along a direction parallel to the track on the recording medium and a direction perpendicular to the track, and + N-order diffracted light (N is one or more) at each divided portion of the reflected light. Any integer) and -Nth order diffracted light N is 1 or more arbitrary integer). However,
+ N-order diffracted lights and -N-order diffracted lights in the divided portions adjacent to each other along the direction perpendicular to the track while being received by the divided regions of the light receiving surface arranged at positions symmetrical to each other with respect to the optical axis. Are diffractive optical elements for diffracting the reflected light so as to be received by the divided areas located on opposite sides of the light receiving surface with respect to the division line, the + N-order diffracted light and the-
Calculating means for calculating a focus error signal from an output signal of the photodetector for both of the N-order diffracted lights.
【0036】さらに具体的には、本発明に係るトラック
に垂直に分割された複数回折領域をもつ第1の光ヘッド
装置は、光ビームを出射する光源と、この光源から出射
された光ビームをグルーブ(案内溝)を有する記録媒体
に集束照射し、該記録媒体からの反射光を透過させる対
物レンズと、前記反射光が入射する位置に配置され、前
記記録媒体上のトラックと垂直の方向に延びた領域分割
線に沿って分割された2つの回折領域を有する回折型光
学素子と、前記反射光の光軸に対して垂直な平面内にお
いて、前記記録媒体上のトラックと平行の方向および垂
直の方向に延びた分割線により4つの分割領域に分割さ
れた第1および第2の受光面を有し、該光軸に関して対
称な位置に互いに対となる該分割領域が配置されるよう
に該第1および第2の受光面を配してなる光検出器と、
この光検出器の出力信号から前記記録媒体に対する前記
対物レンズのフォーカス誤差を示すフォーカス誤差信号
を演算により生成する演算手段とを具備する。More specifically, a first optical head device according to the present invention having a plurality of diffraction regions divided vertically to a track comprises a light source for emitting a light beam, and a light beam emitted from the light source. An objective lens for focusing and irradiating a recording medium having a groove (guide groove) and transmitting reflected light from the recording medium; and an objective lens disposed at a position where the reflected light is incident, in a direction perpendicular to a track on the recording medium. A diffractive optical element having two diffraction regions divided along an extended region dividing line, and a direction parallel to and perpendicular to a track on the recording medium in a plane perpendicular to an optical axis of the reflected light. Has a first and a second light receiving surface divided into four divided regions by a dividing line extending in the direction of, and the paired divided regions are arranged at symmetrical positions with respect to the optical axis. 1st and 1st A photodetector formed by arranging the light-receiving surface,
Calculating means for generating, by calculation, a focus error signal indicating a focus error of the objective lens with respect to the recording medium from the output signal of the photodetector.
【0037】そして、演算手段においては、光検出器か
らの第1および第2の受光面に対応する出力信号につい
て、対角位置関係にある所定の二つの分割領域に対応す
る信号の和信号と対角位置関係にある他の二つの分割領
域に対応する信号の和信号との差信号をそれぞれ求め、
さらにこれら二つの差信号の和信号を求めることによ
り、フォーカス誤差信号を生成する。In the arithmetic means, the output signal corresponding to the first and second light receiving surfaces from the photodetector is summed with the sum signal of the signals corresponding to the two predetermined diagonally positioned divided areas. Find the difference signal from the sum signal of the signals corresponding to the other two divided areas in a diagonal positional relationship,
Further, a focus error signal is generated by obtaining a sum signal of these two difference signals.
【0038】本発明に係るトラックに垂直に分割された
複数回折領域をもつ第2の光ヘッド装置においては、第
1の光ヘッド装置における演算手段の演算を簡略化し、
光検出器からの第1の受光面に対応する出力信号につい
て、記録媒体上のトラックと垂直の方向に隣接位置関係
にある第1、第2の分割領域に対応する信号の差信号を
求め、光検出器からの第2の受光面に対応する出力信号
について、記録媒体上のトラックと垂直の方向に隣接位
置関係にあり、かつ第1、第2の分割領域とは記録媒体
上のトラックと垂直の方向における位置が異なる第3、
第4の分割領域に対応する信号の差信号を求め、さらに
これら二つの差信号の和信号を求めることにより、フォ
ーカス誤差信号を生成する。In the second optical head device according to the present invention having a plurality of diffraction areas vertically divided into tracks, the operation of the arithmetic means in the first optical head device is simplified.
For an output signal corresponding to the first light receiving surface from the photodetector, a difference signal between signals corresponding to the first and second divided areas which are adjacent to each other in the direction perpendicular to the track on the recording medium is obtained. The output signal from the photodetector corresponding to the second light receiving surface is adjacent to the track on the recording medium in a direction perpendicular to the track, and the first and second divided areas correspond to the track on the recording medium. Third, where the position in the vertical direction is different,
A focus error signal is generated by obtaining a difference signal between the signals corresponding to the fourth divided region and further obtaining a sum signal of these two difference signals.
【0039】本発明に係るトラックに垂直に分割された
複数回折領域をもつ第3の光ヘッド装置は、光ビームを
出射する光源と、この光源から出射された光ビームをグ
ルーブ(案内溝)を有する記録媒体に集束照射し、該記
録媒体からの反射光を透過させる対物レンズと、前記反
射光が入射する位置に配置され、前記記録媒体上のトラ
ックと垂直の方向に延びた領域分割線に沿って分割され
た2つの回折領域を有する回折型光学素子と、前記反射
光の光軸に対して垂直な平面内において、前記記録媒体
上のトラックと平行の方向および垂直の方向に延びた分
割線により4つの分割領域に分割された第1および第2
の受光面を有し、該光軸に関して対称な位置に互いに対
となる該分割領域が配置されるように該第1および第2
の受光面を配してなる光検出器と、この光検出器の出力
信号から前記記録媒体に対する前記対物レンズのフォー
カス誤差を示すフォーカス誤差信号を演算により生成す
る演算手段とを具備する。A third optical head device having a plurality of diffraction regions vertically divided into tracks according to the present invention comprises a light source for emitting a light beam and a groove (guide groove) for transmitting the light beam emitted from the light source. An objective lens that focuses and irradiates a recording medium having the same and transmits reflected light from the recording medium, and an area dividing line that is disposed at a position where the reflected light is incident and extends in a direction perpendicular to a track on the recording medium. A diffractive optical element having two diffractive regions divided along a plane extending in a direction parallel to and perpendicular to a track on the recording medium in a plane perpendicular to the optical axis of the reflected light First and second divided into four divided areas by lines
The first and second light receiving surfaces are arranged such that the paired divided regions are arranged at positions symmetrical with respect to the optical axis.
And a calculation means for calculating a focus error signal indicating a focus error of the objective lens with respect to the recording medium from an output signal of the photodetector.
【0040】そして、演算手段においては、光検出器か
らの第1、第2の受光面に対応する出力信号および第
3、第4の受光面に対応する出力信号について、前記光
軸を通り前記トラックと垂直な方向に延びた軸に関して
非線対称位置関係にある所定の二つの分割領域に対応す
る信号の和信号と非線対称位置関係にある他の二つの分
割領域に対応する信号の和信号との差信号をそれぞれ求
め、さらにこれら二つの差信号の和信号を求めることに
より、フォーカス誤差信号を生成する。In the arithmetic means, the output signals corresponding to the first and second light receiving surfaces and the output signals corresponding to the third and fourth light receiving surfaces from the photodetector pass through the optical axis. The sum signal of signals corresponding to two predetermined divided regions in a non-symmetrical positional relationship with respect to an axis extending in the direction perpendicular to the track, and the sum of signals corresponding to the other two divided regions in a non-symmetrical positional relationship. A focus error signal is generated by calculating a difference signal between the two signals and a sum signal of the two difference signals.
【0041】この第3の光ヘッド装置において、光検出
器の第1、第2の受光面または第3、第4の受光面のう
ち、非線対称位置関係にある二つの分割領域同士を連結
して構成することにより、演算手段の演算の一部を光検
出器上で行ってもよい。In the third optical head device, two divided regions having a non-symmetrical positional relationship among the first and second light receiving surfaces or the third and fourth light receiving surfaces of the photodetector are connected to each other. With this configuration, a part of the calculation of the calculation means may be performed on the photodetector.
【0042】また、第1乃至第3の光ヘッド装置におい
て、回折型光学素子は、例えば、対物レンズが記録媒体
に対して合焦状態にあるときは、光検出器面上に投影さ
れる反射光のスポット形状が線対称の形状を呈し、合焦
状態からずれたときは、そのずれ量に応じて該スポット
形状が線対称からずれる特性を有するように構成され
る。さらに、この回折型光学素子は具体的には、一方の
回折領域が糸巻き状の回折格子を有し、他方の回折領域
が樽型状の回折格子を有して構成される。In the first to third optical head devices, for example, when the objective lens is in focus on the recording medium, the diffractive optical element reflects the reflected light projected onto the photodetector surface. When the spot shape of the light exhibits a line-symmetric shape, and is deviated from the in-focus state, the spot shape is configured to have a characteristic of deviating from the line symmetry according to the deviation amount. Further, specifically, this diffractive optical element is configured such that one diffraction region has a pin-shaped diffraction grating and the other diffraction region has a barrel-shaped diffraction grating.
【0043】本発明に係るトラックに垂直に分割された
複数回折領域をもつ第4の光ヘッド装置は、光ビームを
出射する光源と、この光源から出射された光ビームを記
録媒体に集束照射し、該記録媒体からの反射光を透過さ
せる対物レンズと、前記反射光が入射する位置に配置さ
れ、前記記録媒体上のトラックと平行の方向および垂直
の方向に延びた領域分割線に沿って分割された4つの回
折領域を有する回折型光学素子と、前記反射光の光軸に
対して垂直な平面内において、前記記録媒体上のトラッ
クと垂直の方向に沿った分割線をそれぞれ有し、前記回
折型光学素子の4つの回折領域からの+N次回折光をそ
れぞれ検出するための2つの分割領域からなる第1、第
2、第3および第4の受光面および該回折領域からの−
1次回折光をそれぞれ検出するための2つの分割領域か
らなる第5、第6、第7および第8の受光面を有し、該
光軸に関して対称な位置に互いに対となる該分割領域が
配置されるように該第1乃至第8の受光面を配してなる
光検出器と、この光検出器の出力信号から前記記録媒体
に対する前記対物レンズのフォーカス誤差を示すフォー
カス誤差信号を演算により生成する演算手段とを具備す
る。A fourth optical head device having a plurality of diffraction regions vertically divided into tracks according to the present invention is a light source for emitting a light beam, and the light beam emitted from the light source is focused and irradiated on a recording medium. An objective lens that transmits reflected light from the recording medium, and an objective lens that is disposed at a position where the reflected light is incident, and is divided along an area dividing line extending in a direction parallel to and perpendicular to a track on the recording medium. A diffractive optical element having four diffractive regions, and a dividing line along a direction perpendicular to a track on the recording medium in a plane perpendicular to the optical axis of the reflected light, First, second, third, and fourth light receiving surfaces each including two divided regions for detecting + N-order diffracted light from four diffraction regions of the diffractive optical element, respectively, and-from the diffraction regions.
Fifth, sixth, seventh, and eighth light receiving surfaces each including two divided regions for detecting the first-order diffracted light, and the paired divided regions are arranged at positions symmetrical with respect to the optical axis. A photodetector provided with the first to eighth light receiving surfaces so as to generate a focus error signal indicating a focus error of the objective lens with respect to the recording medium from an output signal of the photodetector. Calculation means for performing the calculation.
【0044】そして、演算手段においては、光検出器か
らの第1、第2、第3および第4の受光面に対応する出
力信号について、いずれか一方の分割領域に対応する信
号の和信号と他方の分割領域に対応する信号の和信号と
の差信号を求め、さらに光検出器からの第5、第6、第
7および第8の受光面に対応する出力信号について、い
ずれか一方の分割領域に対応する信号の和信号と他方の
分割領域に対応する信号の和信号との差信号を求め、こ
れら二つの差信号の和信号を求めることにより、フォー
カス誤差信号を生成する。Then, in the calculating means, the output signal corresponding to the first, second, third and fourth light receiving surfaces from the photodetector is summed with the sum signal of the signal corresponding to any one of the divided areas. A difference signal from the sum signal of the signals corresponding to the other divided area is obtained, and any one of the output signals corresponding to the fifth, sixth, seventh, and eighth light receiving surfaces from the photodetector is determined. The difference signal between the sum signal of the signal corresponding to the region and the sum signal of the signal corresponding to the other divided region is obtained, and the focus error signal is generated by obtaining the sum signal of these two difference signals.
【0045】さらに、トラックに垂直に分割された複数
回折領域をもつ第5の光ヘッド装置において、光検出器
の第1、第2、第3および第4の受光面または第5、第
6、第7および第8の受光面のうち、記録媒体上のトラ
ックと垂直の方向で隣接関係にある二つの分割領域同士
を連結して構成することにより、演算手段の演算の一部
を光検出器上で行ってもよい。Further, in a fifth optical head device having a plurality of diffraction regions vertically divided into tracks, the first, second, third, and fourth light receiving surfaces of the photodetector or the fifth, sixth, and fifth light receiving surfaces are provided. By combining two divided areas of the seventh and eighth light receiving surfaces which are adjacent to each other in the direction perpendicular to the track on the recording medium, a part of the calculation of the calculation means can be performed by the photodetector. You may go on.
【0046】トラックに垂直に分割された複数回折領域
をもつ第5の光ヘッド装置における回折型光学素子は、
具体的には例えば対物レンズが前記記録媒体に対して合
焦状態にあるときは、光検出器面上に投影される反射光
の8つのスポットが第1、第2、第3、第4、第5、第
6、第7および第8の受光面のそれぞれの一方の領域上
に位置し、合焦状態からずれたときは、ずれ量に応じて
8つのスポットが大きくなり、かつずれた方向に応じて
8つのスポットのうち4つのスポットが第1、第2、第
3、第4、第5、第6、第7および第8の受光面のそれ
ぞれの一方の領域に移動する特性を有するように構成さ
れる。The diffractive optical element in the fifth optical head device having a plurality of diffraction regions vertically divided into tracks is as follows:
Specifically, for example, when the objective lens is in focus with respect to the recording medium, eight spots of the reflected light projected on the photodetector surface are first, second, third, fourth, and fourth spots. The eight light spots are located on one region of each of the fifth, sixth, seventh, and eighth light receiving surfaces, and when out of focus, the eight spots are increased according to the amount of shift, and the directions in which the spots are shifted Of the eight spots move to one of the first, second, third, fourth, fifth, sixth, seventh, and eighth light receiving surfaces in accordance with the first, second, third, fourth, fifth, sixth, seventh, and eighth light receiving surfaces. It is configured as follows.
【0047】本発明に係る光ヘッド装置においては、光
検出器の出力信号から記録媒体上のトラックに対する光
ビームのトラック幅方向の位置ずれを示すトラッキング
誤差信号をプッシュプル法あるいは位相差法により生成
する手段をさらに有していてもよい。In the optical head device according to the present invention, a tracking error signal indicating a displacement of a light beam with respect to a track on a recording medium in a track width direction is generated from an output signal of a photodetector by a push-pull method or a phase difference method. It may further have means for performing.
【0048】また、本発明に係る光ヘッド装置において
は、光源から出射された光ビームと記録媒体により反射
され対物レンズを通過した反射光とを分離するためのビ
ームスプリッタを有するとともに、折型光学素子を対物
レンズとビームスプリッタとの間に配置し、対物レンズ
をトラック幅方向に移動させてトラッキングを行う際
に、回折型光学素子を同時にトラック幅方向に移動させ
るようにしてもよい。Further, the optical head device according to the present invention has a beam splitter for separating the light beam emitted from the light source from the reflected light reflected by the recording medium and passing through the objective lens. The element may be arranged between the objective lens and the beam splitter, and when tracking is performed by moving the objective lens in the track width direction, the diffractive optical element may be simultaneously moved in the track width direction.
【0049】このように構成された本発明の光ヘッド装
置においては、光検出器や回折型光学素子の位置ずれが
あっても、記録媒体の記録面上のグルーブからの回折の
影響で発生するフォーカス誤差信号の変動が演算の過程
で相殺されることによって、安定したフォーカス誤差検
出が可能となる。In the optical head device of the present invention thus configured, even if the photodetector and the diffractive optical element are misaligned, they are generated due to the diffraction from the groove on the recording surface of the recording medium. Since the fluctuation of the focus error signal is canceled in the course of the calculation, stable focus error detection becomes possible.
【0050】さらに、本発明によれば上述したトラック
に垂直に分割された複数回折領域をもつ光ヘッド装置を
用いた光ディスク装置が提供される。Further, according to the present invention, there is provided an optical disk device using an optical head device having a plurality of diffraction regions which are vertically divided into tracks as described above.
【0051】[0051]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。 (第1の実施形態)図1は、本発明の第1の実施形態に
係る光ヘッド装置の要部の構成を示す。この光ヘッド装
置は光源1、コリメータレンズ2、ビーム整形プリズム
3、ビームスプリッタ4、対物レンズ5、集光レンズ
7、回折型光学素子8、光検出器9、電流−電圧変換機
能を持つ増幅器アレイ12および演算回路13を有す
る。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. (First Embodiment) FIG. 1 shows a configuration of a main part of an optical head device according to a first embodiment of the present invention. This optical head device includes a light source 1, a collimator lens 2, a beam shaping prism 3, a beam splitter 4, an objective lens 5, a condenser lens 7, a diffractive optical element 8, a photodetector 9, and an amplifier array having a current-voltage conversion function. 12 and an operation circuit 13.
【0052】光源1は例えば半導体レーザであり、ここ
から出射した光はコリメータレンズ2により平行光束に
変換される。コリメータレンズ2を出た光は、ビーム整
形プリズム3によりビーム形状が整形された後、ビーム
スプリッタ4に入射する。ビームスプリッタ4を透過し
た光は、対物レンズ5によってCD−ROM、DVD
(Digital Versatile Disk)などからなる光ディスク6
に微小スポットとして集束照射される。The light source 1 is, for example, a semiconductor laser. Light emitted from the light source 1 is converted into a parallel light beam by a collimator lens 2. The light that has exited from the collimator lens 2 enters a beam splitter 4 after the beam shape is shaped by a beam shaping prism 3. The light transmitted through the beam splitter 4 is transmitted to a CD-ROM or DVD by the objective lens 5.
Optical disk 6 consisting of (Digital Versatile Disk)
Is focused and irradiated as a minute spot.
【0053】光ディスク6からの反射光は、対物レンズ
5を光ディスク6への入射光と逆方向に通り、ビームス
プリッタ4に入射する。ビームスプリッタ4に入射した
光ディスク6からの反射光は、ビームスプリッタ4で反
射された後、集光レンズ7により集光され、回折型光学
素子8に入射する。The reflected light from the optical disk 6 passes through the objective lens 5 in the opposite direction to the light incident on the optical disk 6 and enters the beam splitter 4. The reflected light from the optical disk 6 that has entered the beam splitter 4 is reflected by the beam splitter 4, is then condensed by a condenser lens 7, and is incident on a diffractive optical element 8.
【0054】図2に、回折型光学素子8の構成例を示
す。回折型光学素子8は、図2(a)に示すように曲線
群で構成される二つの回折領域8A,8Bを有する。具
体的には、回折領域8Aは糸巻き型の回折格子、また回
折領域8Bは樽型の回折格子からなる。これらの回折領
域8A,8Bは、光ディスク6からの反射光の光軸(図
1のz軸)を通り、かつ光ディスク6上のトラックに平
行な軸(図1のx軸)上の直線を領域分割線L1として
分割されている。回折領域8A,8Bは、それぞれ光デ
ィスク6からの反射光を0次回折光と±1次回折光に回
折させる。回折領域8A,8Bの格子ピッチは、集光レ
ンズ7の焦点面近傍で0次回折光、+1次回折光、およ
び−1次回折光を分離して検出するのに必要な空間周波
数を持つとともに、+1次回折光と−1次回折光を集光
レンズ7の焦点面近傍でフォーカス誤差検出を行うのに
必要なスポット形状に変形するための空間的な変化が与
えられている。FIG. 2 shows a configuration example of the diffraction optical element 8. The diffractive optical element 8 has two diffraction regions 8A and 8B composed of a curve group as shown in FIG. Specifically, the diffraction area 8A is a pin-shaped diffraction grating, and the diffraction area 8B is a barrel-shaped diffraction grating. These diffraction regions 8A and 8B are defined as straight lines that pass through the optical axis (z axis in FIG. 1) of the reflected light from the optical disk 6 and are parallel to the tracks on the optical disk 6 (x axis in FIG. 1). It is divided as a division line L1. The diffraction areas 8A and 8B diffract the reflected light from the optical disc 6 into 0th-order diffracted light and ± 1st-order diffracted light, respectively. The grating pitch of the diffraction areas 8A and 8B has a spatial frequency necessary for separating and detecting the 0th-order diffracted light, the + 1st-order diffracted light, and the -1st-order diffracted light in the vicinity of the focal plane of the condenser lens 7, and the + 1st order diffracted light. A spatial change is given to transform the folded light and the -1st-order diffracted light into a spot shape necessary for detecting a focus error near the focal plane of the condenser lens 7.
【0055】回折型光学素子8の図2(a)に示した格
子パターン形状は、回折型光学素子8と光検出器9の距
離が20mm、回折型光学素子8上のビーム径が2mm
のときに、集光レンズ7の焦点面近傍で、回折型光学素
子8の回折領域8Aからの0次回折光と±1次回折光と
の分離距離が0.6mmとなるように、また回折型光学
素子8の回折領域8Bからの0次回折光と±1次回折光
との分離距離が0.4mmとなるように設計した例であ
る。また、1次回折光を±に等しく配分するために、回
折領域8A,8Bの断面形状は、図2(b)に示すよう
に格子ピッチD1に対する格子幅D2の比を1/2にし
たステップ状の位相格子とするのが望ましい。光検出器
9は、回折型光学素子8からの回折光を検出するように
配置されている。The grating pattern shape of the diffractive optical element 8 shown in FIG. 2A is such that the distance between the diffractive optical element 8 and the photodetector 9 is 20 mm and the beam diameter on the diffractive optical element 8 is 2 mm.
In the case of (1), the separation distance between the 0th-order diffracted light and the ± 1st-order diffracted light from the diffraction area 8A of the diffractive optical element 8 near the focal plane of the condensing lens 7 is 0.6 mm. This is an example designed so that the separation distance between the 0th-order diffracted light and ± 1st-order diffracted light from the diffraction region 8B of the element 8 is 0.4 mm. Further, in order to distribute the first-order diffracted light equally to ±, the cross-sectional shape of the diffraction regions 8A and 8B is a step-like shape in which the ratio of the grating width D2 to the grating pitch D1 is 1/2 as shown in FIG. It is desirable to use a phase grating. The light detector 9 is arranged to detect the diffracted light from the diffractive optical element 8.
【0056】図3に、光検出器9の構成例を示す。この
光検出器9は、それぞれ4分割された第1および第2の
受光面10,11を有する。第1の受光面10は、回折
型光学素子8の領域分割線L1の像と同じ方向の分割線
およびこれと直交する分割線により4つの分割領域10
a〜10dに分割されている。同様に、第2の受光面1
1は回折型光学素子8の領域分割線L1の像と同じ方向
の分割線およびこれと直交する分割線により4つの分割
領域11a〜11dに分割されている。FIG. 3 shows a configuration example of the photodetector 9. The photodetector 9 has first and second light receiving surfaces 10 and 11 divided into four parts. The first light receiving surface 10 is divided into four divided regions 10 by a dividing line in the same direction as the image of the region dividing line L1 of the diffractive optical element 8 and a dividing line orthogonal thereto.
a to 10d. Similarly, the second light receiving surface 1
1 is divided into four divided regions 11a to 11d by a dividing line in the same direction as the image of the region dividing line L1 of the diffractive optical element 8 and a dividing line orthogonal to the dividing line.
【0057】そして、図4に示すように分割領域10
a,10bは、回折型光学素子8の領域8Aからの+1
次回折光を受光し、分割領域10c,10dは回折型光
学素子8の領域8Bからの+1次回折光を受光する。分
割領域11c,11dは、回折型光学素子8の領域8A
からの−1次回折光を受光し、分割領域11a,11b
は、回折型光学素子8の領域8Bからの−1次回折光を
受光する。光検出器9の受光面10,11の各分割領域
10a〜10d,11a〜11dに対応する信号電流
は、電流−電圧変換増幅器アレイ12によりそれぞれ電
圧信号に変換され、かつ適当なレベルまで増幅された
後、演算回路13に入力される。Then, as shown in FIG.
a, 10b are +1 from the area 8A of the diffractive optical element 8
The second-order diffracted light is received, and the divided areas 10c and 10d receive the + 1st-order diffracted light from the area 8B of the diffractive optical element 8. The divided areas 11c and 11d are formed in the area 8A of the diffractive optical element 8.
-1st-order diffracted light from the first and second divided regions 11a and 11b
Receives the -1st-order diffracted light from the area 8B of the diffractive optical element 8. The signal current corresponding to each of the divided areas 10a to 10d and 11a to 11d of the light receiving surfaces 10, 11 of the photodetector 9 is converted into a voltage signal by the current-voltage conversion amplifier array 12, and is amplified to an appropriate level. After that, it is input to the arithmetic circuit 13.
【0058】演算回路13は、次式(1)に示す演算に
よってフォーカス誤差信号Fを生成する。 F= (S10a +S10c )−(S10b +S10d ) +(S11b +S11d )−(S11a +S11c ) (1) ここで、S10a ,S10b ,S10c ,S10
d は、受光面10に対応する出力信号のうち、分割領
域10a,10b,10c,10dにそれぞれ対応する
信号を表し、S11a ,S11b ,S11c ,S
11d は、受光面11に対応する出力信号のうち、分
割領域11a,11b,11c,11dにそれぞれ対応
する信号を表す。The operation circuit 13 generates the focus error signal F by the operation shown in the following equation (1). F = (S10a + S10c)-(S10b + S10d) + (S11b + S11d)-(S11a + S11c) (1) where S10a, S10b, S10c, S10
d represents a signal corresponding to each of the divided areas 10a, 10b, 10c, and 10d among output signals corresponding to the light receiving surface 10, and S11a, S11b, S11c, S
11d represents a signal corresponding to each of the divided areas 11a, 11b, 11c, 11d among output signals corresponding to the light receiving surface 11.
【0059】すなわち、本実施形態では演算回路13に
おいて、光検出器9からの受光面10に対応する出力信
号について、対角位置関係にある二つの分割領域10
a,10cに対応する信号の和信号(S10a +S1
0c )と、同じく対角位置関係にある他の二つの分割
領域10b,10dに対応する信号の和信号(S10b
+S10d )との差信号(S10a +S10c )
−(S10b +S10d )を求め、さらに光検出器
9からの受光面11に対応する出力信号についても、対
角位置関係にある二つの分割領域11b,11dに対応
する信号の和信号(S11b +S11d )と、同じ
く対角位置関係にある他の二つの分割領域11a,11
cに対応する信号の和信号 (S11a +S11c
)との差信号(S11b +S11d )−(S11
a +S11c )を求め、これら二つの差信号の和信
号を求めることにより、フォーカス誤差信号Fを生成す
る。That is, in the present embodiment, in the arithmetic circuit 13, the output signal corresponding to the light receiving surface 10 from the photodetector 9 is divided into two diagonally divided areas 10.
a, 10c (S10a + S1)
0c) and the sum signal (S10b) of the signals corresponding to the other two divided regions 10b and 10d which are also in a diagonal positional relationship.
+ S10d) (S10a + S10c).
− (S10b + S10d), and further, regarding the output signal corresponding to the light receiving surface 11 from the photodetector 9, the sum signal (S11b + S11d) of the signals corresponding to the two divided regions 11b and 11d having a diagonal positional relationship. And the other two divided areas 11a and 11 also having the same diagonal positional relationship.
c (S11a + S11c)
)-(S11b + S11d)-(S11b)
a + S11c), and the sum signal of these two difference signals is obtained to generate the focus error signal F.
【0060】図5に、対物レンズ5と光ディスク6との
相対位置が変化した時の、回折型光学素子8で回折され
た光ビームの光検出器9の受光面上のスポット形状変化
をスポットダイアグラムで示す。同図で光ビームスポッ
トはドットの集合で表わされている。図5(a)は、光
ディスク6に対して対物レンズ5が近いときの状態を示
している。図5(b)は、対物レンズ5の焦点面に光デ
ィスク6が位置している合焦時の場合で、光ビームスポ
ットはほぼ線対称な形状を呈する。図5(c)は、図5
(a)とは逆に光ディスク6に対して対物レンズ5が離
れているときの状態を示しており、光ビームスポット形
状の変化も図5(a)のときとは逆向きになっている。FIG. 5 is a spot diagram showing a spot shape change on the light receiving surface of the photodetector 9 of the light beam diffracted by the diffractive optical element 8 when the relative position between the objective lens 5 and the optical disk 6 changes. Indicated by In the figure, the light beam spot is represented by a set of dots. FIG. 5A shows a state where the objective lens 5 is close to the optical disc 6. FIG. 5B shows a case where the optical disk 6 is in focus with the focal plane of the objective lens 5 positioned, and the light beam spot has a substantially line-symmetric shape. FIG.
5A shows a state when the objective lens 5 is separated from the optical disk 6, and the light beam spot shape changes in the opposite direction to that in FIG.
【0061】従って、前述のように演算回路13におい
て式(1)の演算を行うことによって、図5(b)の合
焦状態のとき零で、対物レンズ5の焦点位置からのずれ
量とずれの方向に応じて大きさと極性が変化するフォー
カス誤差信号を得ることができる。図6に、フォーカス
誤差に対するフォーカス誤差信号Fの変化を示す。Accordingly, by performing the calculation of the equation (1) in the calculation circuit 13 as described above, the amount of the shift from the focal position of the objective lens 5 is zero when the focus state shown in FIG. A focus error signal whose magnitude and polarity change in accordance with the direction of. FIG. 6 shows a change in the focus error signal F with respect to the focus error.
【0062】本実施形態によると、例えば、光ヘッドの
組み立て時の誤差や経年変化によって、回折型光学素子
8や光検出器9等に位置ずれが生じた場合でも、従来の
非点収差法によるフォーカス誤差検出で顕著に発生する
フォーカス誤差信号の変動を低減することができる。以
下、この効果について図7〜図9を用いて詳しく説明す
る。According to the present embodiment, even if the diffractive optical element 8 or the photodetector 9 is displaced due to, for example, an error in the assembly of the optical head or aging, the conventional astigmatism method is used. It is possible to reduce the fluctuation of the focus error signal which occurs remarkably in the focus error detection. Hereinafter, this effect will be described in detail with reference to FIGS.
【0063】図7〜図9は、合焦時において回折型光学
素子8に入射する光ビームの強度分布と回折型光学素子
8により回折された後の光検出器9の受光面での光ビー
ムの強度分布を示している。以下、これらの図7〜図9
を用いて、(i) 回折型光学素子8および光検出器9に位
置ずれがない場合、(ii)光検出器9に位置ずれがある場
合、および(iii) 回折型光学素子8に位置ずれがある場
合についてそれぞれ説明する。FIGS. 7 to 9 show the intensity distribution of the light beam incident on the diffractive optical element 8 during focusing and the light beam on the light receiving surface of the photodetector 9 after being diffracted by the diffractive optical element 8. 3 shows the intensity distribution of. Hereinafter, FIGS.
And (ii) when the photodetector 9 has a misalignment, and (iii) when the diffractive optical element 8 has a misalignment. Each case will be described.
【0064】(i) 回折型光学素子8および光検出器9に
位置ずれがない場合 回折型光学素子8および光検出器9に位置ずれがない理
想的な光学系での合焦時における光強度分布を図7に示
す。図7(a)の91〜93は光検出器9の受光面であ
り、黒い部分は光ディスク6上のピットあるいは記録マ
ークの回折像を模式的に示している。図7(b)の81
〜83は回折型光学素子8の表面であり、円は回折型光
学素子8に入射する光ビーム、黒い部分はピットあるい
は記録マークの回折像を模式的に示している。図7
(c)の破線の円191〜193は光ディスク6上での
光ビームスポットであり、光ディスク6上のピットある
いは記録マーク18が示されている。(I) In the case where there is no displacement between the diffractive optical element 8 and the photodetector 9 The light intensity at the time of focusing with an ideal optical system where there is no displacement between the diffractive optical element 8 and the photodetector 9 The distribution is shown in FIG. In FIG. 7A, reference numerals 91 to 93 denote light receiving surfaces of the photodetector 9, and black portions schematically show diffraction images of pits or recording marks on the optical disk 6. 81 in FIG. 7B
Numerals 83 indicate the surface of the diffractive optical element 8, wherein a circle schematically shows a light beam incident on the diffractive optical element 8, and a black portion schematically shows a diffraction image of a pit or a recording mark. FIG.
The dashed circles 191 to 193 in (c) are light beam spots on the optical disk 6 and indicate pits or recording marks 18 on the optical disk 6.
【0065】対物レンズ5により集光した光ビームで光
ディスク6上のピットあるいは記録マーク18を図7
(c)の191,192,193のように走査すると、
回折型光学素子8への入射光の強度分布は、ピットある
いは記録マーク18による回折の影響で、図7(b)の
81,82,83のように変化する。このとき、回折型
光学素子8からの+1次回折光および−1次回折光の光
検出器9の受光面上での強度分布は図7(a)の91,
92,93のように変化し、+1次回折光と−1次回折
光とで強度分布は原点(光軸と受光面との交点)に対し
て対称的となる。従って、図7中に示したように光ビー
ムで光ディスク6上のピットあるいは記録マーク18を
走査すれば、合焦時でも光検出器9の各受光面の受光強
度は変化するが、式(1)によりフォーカス誤差信号F
を演算すると、式(1)における(S10a +S10
c )−(S10b +S10d )、(S11b +
S11d )−(S11a +S11c )が共に零と
なるために、フォーカス誤差信号Fは常に零となる。The pits or recording marks 18 on the optical disk 6 are formed by the light beam focused by the objective lens 5 as shown in FIG.
When scanning like (191), (192) and (193) in (c),
The intensity distribution of the light incident on the diffractive optical element 8 changes as indicated by 81, 82, and 83 in FIG. At this time, the intensity distribution of the + 1st-order diffracted light and the -1st-order diffracted light from the diffractive optical element 8 on the light receiving surface of the photodetector 9 is indicated by 91 and 91 in FIG.
The intensity distribution changes as indicated by 92 and 93, and the intensity distribution between the + 1st-order diffracted light and the -1st-order diffracted light is symmetric with respect to the origin (the intersection between the optical axis and the light receiving surface). Therefore, if the pits or the recording marks 18 on the optical disk 6 are scanned with the light beam as shown in FIG. 7, the light receiving intensity of each light receiving surface of the photodetector 9 changes even at the time of focusing. ), The focus error signal F
Is calculated, (S10a + S10 in Expression (1))
c)-(S10b + S10d), (S11b +
Since both S11d)-(S11a + S11c) become zero, the focus error signal F always becomes zero.
【0066】(ii)光検出器9に位置ずれがある場合 次に、光検出器9に回折型光学素子8の領域分割線L1
の像と直交する方向の位置ずれがある場合の合焦時にお
ける回折型光学素子8および光検出器9での光強度分布
を図8に示す。図7と同様、図8(a)の94〜96は
光検出器9の受光面であり、黒い部分は光ディスク6上
のピットあるいは記録マークの回折像を模式的に示して
いる。図8(b)の84〜86は回折型光学素子8の表
面であり、円は回折型光学素子8に入射する光ビーム、
黒い部分はピットあるいは記録マークの回折像を模式的
に示している。図8(c)の破線の円191〜193は
光ディスク6上での光ビームスポットであり、は光ディ
スク6上のピットあるいは記録マーク18が示される。(Ii) When the photodetector 9 is misaligned Next, the photodetector 9 is provided with a region dividing line L1 of the diffractive optical element 8.
FIG. 8 shows the light intensity distribution at the diffractive optical element 8 and the photodetector 9 at the time of focusing when there is a displacement in the direction orthogonal to the image of FIG. As in FIG. 7, reference numerals 94 to 96 in FIG. 8A denote light receiving surfaces of the photodetector 9, and a black portion schematically shows a diffraction image of a pit or a recording mark on the optical disk 6. 8B, reference numerals 84 to 86 denote surfaces of the diffractive optical element 8, and circles indicate light beams incident on the diffractive optical element 8,
The black portion schematically shows a diffraction image of a pit or a recording mark. 8C indicate light beam spots on the optical disc 6, and indicate pits or recording marks 18 on the optical disc 6.
【0067】この場合、光ビームで光ディスク6上のピ
ットあるいは記録マーク18を走査すると、光検出器9
の各受光面の受光強度は変化するが、式(1)によりフ
ォーカス誤差信号Fを演算することによって、光検出器
9上の光量偏差を相殺でき、従来の非点収差法で顕著に
発生していたフォーカス誤差信号Fの変動を低減させる
ことができる。すなわち、この場合も(i) の場合と同
様、式(1)における(S10a +S10c )−
(S10b +S10d )、(S11b +S11d
)−(S11a +S11c )が共に零となるため
に、フォーカス誤差信号Fは常に零となる。In this case, when the pit or the recording mark 18 on the optical disk 6 is scanned by the light beam, the light detector 9 is scanned.
Although the light receiving intensity of each light receiving surface changes, the light amount deviation on the photodetector 9 can be canceled out by calculating the focus error signal F according to the equation (1), and the light amount deviation significantly occurs in the conventional astigmatism method. The fluctuation of the focus error signal F that has been occurring can be reduced. That is, also in this case, similarly to the case of (i), (S10a + S10c) −
(S10b + S10d), (S11b + S11d)
)-(S11a + S11c) are both zero, so that the focus error signal F is always zero.
【0068】(iii) 回折型光学素子8に位置ずれがある
場合 さらに、本実施形態では回折型光学素子8に位置ずれが
生じても、フォーカス誤差信号の変動を低減することが
できる。回折型光学素子8に回折型光学素子8の領域分
割線L1と直交する方向の位置ずれがある場合の合焦時
における回折型光学素子8および光検出器9上での強度
分布を図9に示す。図7および図8と同様、図9(a)
の97〜99は光検出器9の受光面であり、黒い部分は
光ディスク6上のピットあるいは記録マークの回折像を
模式的に示している。図9(b)の87〜89は回折型
光学素子8の表面であり、円は回折型光学素子8に入射
する光ビーム、黒い部分はピットあるいは記録マークの
回折像を模式的に示している。図9(c)の破線の円1
91〜193は光ディスク6上での光ビームスポットで
あり、光ディスク6上のピットあるいは記録マーク18
が示される。(Iii) When the Diffractive Optical Element 8 is Displaced Further, in the present embodiment, even if the diffractive optical element 8 is displaced, the fluctuation of the focus error signal can be reduced. FIG. 9 shows the intensity distribution on the diffractive optical element 8 and the photodetector 9 at the time of focusing when the diffractive optical element 8 has a displacement in the direction orthogonal to the region dividing line L1 of the diffractive optical element 8. Show. As in FIGS. 7 and 8, FIG.
Reference numerals 97 to 99 denote light receiving surfaces of the photodetector 9, and black portions schematically show diffraction images of pits or recording marks on the optical disk 6. In FIG. 9B, reference numerals 87 to 89 denote the surfaces of the diffractive optical element 8; circles schematically show the light beam incident on the diffractive optical element 8, and black portions schematically show the diffraction images of the pits or recording marks. . The dashed circle 1 in FIG.
Numerals 91 to 193 denote light beam spots on the optical disk 6, such as pits or recording marks 18 on the optical disk 6.
Is shown.
【0069】この場合は、回折型光学素子8の両回折領
域8A,8Bに入射する光量が違うため、光検出器9上
でのビームの大きさがアンバランスになるが、式(1)
によりフォーカス誤差信号Fを演算することによって、
光検出器9上の光量偏差を相殺でき、光ビームでピット
あるいは記録マーク18を走査しても、従来の非点収差
法で顕著に発生していたフォーカス誤差信号Fの変動を
低減させることができる。In this case, since the amounts of light incident on the two diffraction regions 8A and 8B of the diffractive optical element 8 are different, the beam size on the photodetector 9 becomes unbalanced.
By calculating the focus error signal F by
The light amount deviation on the photodetector 9 can be canceled out, and even if the pit or the recording mark 18 is scanned with the light beam, the fluctuation of the focus error signal F which has been significantly generated by the conventional astigmatism method can be reduced. it can.
【0070】すなわち、この場合には、式(1)におけ
る(S10a +S10c )−(S10b +S10
d )、(S11b +S11d )−(S11a +
S11c )の二つの差信号はある値を持つが、これら
の差信号は大きさが同じで極性が逆であるために、式
(1)の演算により相殺され、やはりフォーカス誤差信
号Fは常に零となる。That is, in this case, (S10a + S10c)-(S10b + S10) in the equation (1)
d), (S11b + S11d)-(S11a +
The two difference signals of S11c) have a certain value, but since these difference signals have the same magnitude and opposite polarities, they are canceled out by the operation of equation (1), and the focus error signal F is always zero. Becomes
【0071】このように本実施形態によると、回折型光
学素子8や光検出器9に位置ずれがある場合でも、これ
らの位置ずれの影響を受けることなくフォーカス誤差を
正しく検出することが可能となる。As described above, according to the present embodiment, even when the diffractive optical element 8 and the photodetector 9 are misaligned, the focus error can be correctly detected without being affected by these misalignments. Become.
【0072】本実施形態の変形として、式(1)に代え
て次式(2)あるいは(3)によってフォーカス誤差信
号Fを算出することもできる。 F=(S10d −S10a )+(S11c −S11b ) (2) F=(S10c −S10b )+(S11d −S11a ) (3) すなわち、式(2)によれば、光検出器9からの受光面
10に対応する出力信号について、領域分割線L1の方
向(光ディスク6上のトラックと平行の方向)に隣接位
置関係にある分割領域10d,10aに対応する信号の
差信号(S10d −S10a )を求め、光検出器9
からの受光面11に対応する出力信号について、領域分
割線L1の方向に隣接位置関係にあり、かつ分割領域1
0d,10aとは領域分割線L1と垂直の方向における
位置が異なる分割領域11c,11bに対応する信号の
差信号(S11c −S11b )を求め、これら二つ
の差信号(S10d −S10a ),(S11c −
S11b )の和信号を求めることにより、フォーカス
誤差信号Fを生成する。As a modification of the present embodiment, the focus error signal F can be calculated by the following equation (2) or (3) instead of the equation (1). F = (S10d−S10a) + (S11c−S11b) (2) F = (S10c−S10b) + (S11d−S11a) (3) That is, according to the equation (2), the light receiving surface from the photodetector 9 is obtained. For the output signal corresponding to 10, a difference signal (S10d-S10a) between signals corresponding to the divided areas 10d and 10a having an adjacent positional relationship in the direction of the area dividing line L1 (the direction parallel to the track on the optical disc 6) is obtained. , Photodetector 9
Output signals corresponding to the light receiving surface 11 from the region 1 are adjacent to each other in the direction of the region dividing line L1 and
The difference signals (S11c-S11b) of the signals corresponding to the divided regions 11c and 11b having different positions in the direction perpendicular to the region division line L1 from the regions 0d and 10a are obtained, and these two difference signals (S10d-S10a) and (S11c) are obtained. −
The focus error signal F is generated by obtaining the sum signal of S11b).
【0073】式(3)でも同様に、光検出器9からの受
光面10に対応する出力信号について、領域分割線L1
の方向に隣接位置関係にある分割領域10c,10bに
対応する信号の差信号(S10c −S10b )を求
め、光検出器9からの受光面11に対応する出力信号に
ついて、領域分割線L1の方向に隣接位置関係にあり、
かつ分割領域10c,10bとは領域分割線L1と垂直
の方向における位置が異なる分割領域11d,11aに
対応する信号の差信号(S11d −S11a)を求
め、これら二つの差信号(S10c −S10b ),
(S11d −S11a )の和信号を求めることによ
り、フォーカス誤差信号Fを生成する。Similarly, in the equation (3), the output signal corresponding to the light receiving surface 10 from the photodetector 9 is divided by the region dividing line L1
The difference signal (S10c-S10b) between the signals corresponding to the divided regions 10c and 10b having the adjacent positional relationship in the direction of (1) is obtained. Is adjacent to
Further, a difference signal (S11d-S11a) of signals corresponding to the divided regions 11d and 11a having different positions in the direction perpendicular to the region dividing line L1 from the divided regions 10c and 10b is obtained, and these two difference signals (S10c-S10b) are obtained. ,
The focus error signal F is generated by obtaining the sum signal of (S11d-S11a).
【0074】式(2)あるいは式(3)に従ってフォー
カス誤差信号Fを生成しても、図8に示した光検出器9
に位置ずれがある場合の受光面94〜96中の光強度分
布から明らかなように、式(2)あるいは式(3)でフ
ォーカス誤差信号Fを演算すれば、光検出器9上の光量
偏差を相殺でき、従来の非点収差法で顕著に発生してい
たフォーカス誤差信号Fの変動を低減できる。Even if the focus error signal F is generated according to the equation (2) or (3), the light detector 9 shown in FIG.
As is clear from the light intensity distributions on the light receiving surfaces 94 to 96 when there is a positional deviation, if the focus error signal F is calculated by the equation (2) or (3), the light quantity deviation on the photodetector 9 Can be cancelled, and the fluctuation of the focus error signal F, which has been significantly generated by the conventional astigmatism method, can be reduced.
【0075】また、図9に示した回折型光学素子8に位
置ずれがある場合の受光面97〜99中の光強度分布か
ら明らかなように、式(2)あるいは式(3)でフォー
カス誤差信号Fを演算すれば、光検出器9上の光量偏差
を相殺でき、従来の非点収差法で顕著に発生していたフ
ォーカス誤差信号Fの変動を低減できる。As is apparent from the light intensity distribution on the light receiving surfaces 97 to 99 when the diffractive optical element 8 shown in FIG. 9 has a positional shift, the focus error is calculated by the equation (2) or (3). By calculating the signal F, the light amount deviation on the photodetector 9 can be canceled out, and the fluctuation of the focus error signal F which has been conspicuously generated by the conventional astigmatism method can be reduced.
【0076】さらに、本実施形態の光ヘッド装置では、
光検出器9の出力信号からフォーカス誤差信号Fのみで
なく、トラッキング誤差信号Tを同時に得ることもでき
る。例えば、光ディスク6上のグルーブのような連続し
たトラックを示す凹凸等からトラッキング誤差信号を得
るプッシュプル法や、光ディスク6上に記録された連続
したピット列からトラッキング誤差信号を得る位相差法
である。Further, in the optical head device of the present embodiment,
From the output signal of the photodetector 9, not only the focus error signal F but also the tracking error signal T can be obtained at the same time. For example, a push-pull method for obtaining a tracking error signal from irregularities indicating a continuous track such as a groove on the optical disk 6 or a phase difference method for obtaining a tracking error signal from a continuous pit row recorded on the optical disk 6. .
【0077】プッシュプル法は、図2に示した回折型光
学素子8の分割線の方向が光ディスク6のタンジェンシ
ャル方向の場合とラジアル方向の場合とで光検出器9の
演算が異なるが、基本的に光ディスク6のタンジェンシ
ャル方向に光ビームを2分割するように、図3の光検出
器9の各受光面10,11に対応した出力信号について
演算を行えばよい。In the push-pull method, the operation of the photodetector 9 differs between the case where the direction of the dividing line of the diffractive optical element 8 shown in FIG. 2 is the tangential direction of the optical disk 6 and the case where it is the radial direction. The calculation may be performed on the output signals corresponding to the respective light receiving surfaces 10 and 11 of the photodetector 9 in FIG. 3 so that the light beam is split into two in the tangential direction of the optical disk 6.
【0078】例えば、回折型光学素子8の分割線の方向
が光ディスク6のタンジェンシャル方向の場合、トラッ
キング誤差信号Tは次式(4)(5)(6)のいずれか
に従って算出することができる。 T=(S10a +S10b )−(S10c +S10d ) (4) T=(S11c +S11d )−(S11a +S11b ) (5) T=(S10a +S10b )−(S10c +S10d ) +(S11c +S11d )−(S11a +S11b ) (6) すなわち、プッシュプル法によるトラッキング誤差信号
Tは上記(4)(5)(6)の3つの式のどれを使用し
ても求めることができる。For example, when the direction of the dividing line of the diffractive optical element 8 is the tangential direction of the optical disk 6, the tracking error signal T can be calculated according to one of the following equations (4), (5), and (6). . T = (S10a + S10b)-(S10c + S10d) (4) T = (S11c + S11d)-(S11a + S11b) (5) T = (S10a + S10b)-(S10c + S10d) + (S11c + S11b) 6) That is, the tracking error signal T by the push-pull method can be obtained by using any of the above three equations (4), (5), and (6).
【0079】一方、位相差法によるトラッキング誤差検
出方法では、光ディスク6から戻ってきた光ビームを光
ディスク6のタンジェンシャル方向とラジアル方向を軸
として分割するように光検出器9の受光面が配置されて
いればよい。例えば、位相差法によるトラッキング誤差
信号Tは、次式(7)(8)により得られる信号T1,
T2の位相差を検出することにより得られる。 T1=S10a +S10c (7) T2=S10b +S10d (8) また、同様に位相差法によってトラッキング誤差信号T
を得る他の方法としては、次式(9)(10)により得
られる信号T3,T4の位相差を検出する方法がある。 T3=S11a +S11c (9) T4=S11b +S11d (10) さらに、位相差法によってトラッキング誤差信号Tを得
る別の方法としては、次式(11)(12)により得ら
れる信号T5,T6の位相差を検出する方法がある。 T5=S10a +S10c +S11a +S11c (11) T6=S10b +S10d +S11b +S11d (12) 本実施形態では、以上挙げた3つのトラッキング誤差検
出方法のうちのいずれを用いてもよく、同様の結果が得
られる。On the other hand, in the tracking error detection method by the phase difference method, the light receiving surface of the photodetector 9 is arranged so that the light beam returned from the optical disk 6 is divided with the tangential direction and the radial direction of the optical disk 6 as axes. It should just be. For example, a tracking error signal T by the phase difference method is a signal T1 obtained by the following equations (7) and (8).
It is obtained by detecting the phase difference of T2. T1 = S10a + S10c (7) T2 = S10b + S10d (8) Similarly, the tracking error signal T is obtained by the phase difference method.
Is a method of detecting the phase difference between the signals T3 and T4 obtained by the following equations (9) and (10). T3 = S11a + S11c (9) T4 = S11b + S11d (10) Further, as another method for obtaining the tracking error signal T by the phase difference method, the phase difference between the signals T5 and T6 obtained by the following equations (11) and (12) is obtained. There is a way to detect T5 = S10a + S10c + S11a + S11c (11) T6 = S10b + S10d + S11b + S11d (12) In the present embodiment, any of the three tracking error detection methods described above may be used, and similar results are obtained.
【0080】次に、図10を用いて本発明におけるフォ
ーカス誤差検出の原理をさら詳しく説明する。なお、こ
こでは第1の実施形態の構成を基本にするが、この原理
は後述する実施形態においても同様である。Next, the principle of focus error detection in the present invention will be described in more detail with reference to FIG. Although the configuration of the first embodiment is basically used here, the principle is the same in the embodiment described later.
【0081】図10は、図4に示される回折型光学素子
8と光検出器9の関係を説明するための図であり、説明
を分かり易くするために、光ディスク6上のトラックと
平行な方向に沿って分割された半円の反射光101と、
この反射光101が回折型光学素子8の回折領域8A
(8Aa,8Ab)で回折したことにより生ずる回折光
が入射する光検出器9の第1の受光面10のうちの分割
領域10a,10bと、第2の受光面11のうちの分割
領域11d,11cのみを示している。FIG. 10 is a diagram for explaining the relationship between the diffractive optical element 8 and the photodetector 9 shown in FIG. 4, and in order to make the description easy to understand, a direction parallel to the tracks on the optical disc 6 is shown. Semi-circular reflected light 101 divided along
This reflected light 101 is used as a diffraction area 8A of the diffraction optical element 8.
The divided areas 10a and 10b of the first light receiving surface 10 of the photodetector 9 and the divided areas 11d and 11d of the second light receiving surface 11 on which the diffracted light generated by the diffraction at (8Aa, 8Ab) is incident. Only 11c is shown.
【0082】図10に示されるように、半円の反射光1
01が回折型光学素子8の回折領域8Aで回折され、+
1次回折光103a,104aと−1次回折光103
b,104bが生ずる。ここで、回折光103a,10
3bは回折型光学素子8と光検出器9との約中間位置で
の回折光である。また、回折光104a,104bは光
検出器9上の回折光であり、対物レンズ5の焦点位置に
光ディスク6が位置する合焦時のビーム形状となってい
る。そして、図10ではフォーカス誤差を検出するため
に、回折型光学素子8の格子パターンは回折型光学素子
8の領域8Aa,8Abからの+1次回折光が光検出器
9の分割領域10b,10aにそれぞれ到達し、同様に
領域8Aa,8Abからの−1次回折光が光検出器9の
分割領域11d,11cにそれぞれ到達するように設計
されている。As shown in FIG. 10, a semicircular reflected light 1
01 is diffracted by the diffraction area 8A of the diffractive optical element 8, and +
First-order diffracted light 103a, 104a and -1st-order diffracted light 103
b, 104b occur. Here, the diffracted lights 103a, 103
Reference numeral 3b denotes a diffracted light at a position approximately intermediate between the diffractive optical element 8 and the photodetector 9. The diffracted light beams 104a and 104b are diffracted light beams on the photodetector 9, and have a focused beam shape in which the optical disk 6 is located at the focal position of the objective lens 5. In FIG. 10, in order to detect a focus error, the grating pattern of the diffractive optical element 8 is such that + 1st-order diffracted light from the areas 8Aa and 8Ab of the diffractive optical element 8 is applied to the divided areas 10b and 10a of the photodetector 9, respectively. It is designed so that the -1st-order diffracted light from the areas 8Aa and 8Ab reaches the divided areas 11d and 11c of the photodetector 9, respectively.
【0083】すなわち、反射光101を光ディスク6上
のトラックと平行な方向及び該方向に垂直な方向に分割
した各分割反射光の+1次回折光及び−1次回折光が、
該反射光の光軸に関して互いに対称な位置に配置された
光検出器の受光面の分割領域(例えば、光ビーム9の分
割領域10b及び11d)で受光される。従って、Y軸
に沿って互いに隣接する分割部分(例えば、回折領域8
Aa及び回折領域8Abに入射する反射光)における+
N次回折光同士及び−N次回折光同士は、X軸に関して
互いに反対側に位置する分割領域(例えば、分割領域1
0bと10a、及び分割領域11aと11c)で受光さ
れる。回折型光学素子8は以上の概念に基づいて設計さ
れている。That is, the + 1st-order diffracted light and the -1st-order diffracted light of the divided reflected light obtained by dividing the reflected light 101 in a direction parallel to the track on the optical disk 6 and in a direction perpendicular to the direction are:
The light is received by divided regions (for example, divided regions 10b and 11d of the light beam 9) of the light receiving surface of the photodetector arranged at positions symmetrical to each other with respect to the optical axis of the reflected light. Therefore, the divided portions adjacent to each other along the Y axis (for example, the diffraction region 8
Aa and reflected light incident on the diffraction region 8Ab).
The N-order diffracted lights and the −N-order diffracted lights are separated from each other with respect to the X-axis.
0b and 10a and the divided areas 11a and 11c). The diffractive optical element 8 is designed based on the above concept.
【0084】このことは、回折型光学素子8から光検出
器9に至る途中の回折光103a,103bの断面から
も分かるように、+1次回折光が進行方向に向かって反
時計回りに、+1次回折光と共役関係にある−1次回折
光が進行方向に向かって時計回りに、それぞれx−y平
面内をz軸方向に進むように回折型光学素子8の格子パ
ターンが設計されている。This is because, as can be seen from the cross sections of the diffracted lights 103a and 103b on the way from the diffractive optical element 8 to the photodetector 9, the + 1st-order diffracted light moves counterclockwise in the traveling direction, The grating pattern of the diffractive optical element 8 is designed so that the -1st-order diffracted light having a conjugate relationship with the folded light travels clockwise in the traveling direction in the xy plane in the z-axis direction.
【0085】ここで、合焦時には分割領域10a,10
b上での+1次回折光104aのビーム形状及び分割領
域11d,11c上での−1次回折光104bのビーム
形状は、それぞれx軸に関して対称となる。At the time of focusing, the divided areas 10a, 10a
The beam shape of the + 1st-order diffracted light 104a on b and the beam shape of the -1st-order diffracted light 104b on the divided regions 11d and 11c are respectively symmetric with respect to the x-axis.
【0086】一方、光ディスク6に対して対物レンズ5
のフォーカスずれが生じると、図5と同様に光検出器9
上でx軸を境にビーム形状の対称性が失われるので、演
算回路13で式(1)または式(2)あるいは式(3)
の演算を行うことにより、フォーカス誤差信号Fが得ら
れる。On the other hand, the objective lens 5 is
When the focus shift occurs, the light detector 9 is moved in the same manner as in FIG.
Since the symmetry of the beam shape is lost above the x-axis, the arithmetic circuit 13 calculates Equation (1), Equation (2), or Equation (3).
By performing the above calculation, the focus error signal F is obtained.
【0087】また、前記(ii),(iii) で説明したような
光検出器9や回折型光学素子8に位置ずれがある場合で
も、光ディスク6上のピットの回折像202が、図10
に示すようにz軸に関して対称な位置に配置された分割
領域に現れるため、上記した各演算によれば、これらの
位置ずれによるフォーカス誤差信号Fの変動を低減させ
る効果が得られる。Even when the photodetector 9 and the diffractive optical element 8 are misaligned as described in the above (ii) and (iii), the diffraction image 202 of the pits on the optical disk 6 is shown in FIG.
As shown in (1), since it appears in the divided regions arranged at positions symmetrical with respect to the z-axis, according to the above-described calculations, the effect of reducing the fluctuation of the focus error signal F due to these positional deviations can be obtained.
【0088】すなわち、反射光の+1次回折光と−1次
回折光の双方に関する光検出器9の出力信号を用いてフ
ォーカス誤差検出を行うことにより、ピット等の回折像
の影響によるフォーカス誤差信号Fの変動を低減するこ
とができる。That is, by detecting the focus error using the output signal of the photodetector 9 regarding both the + 1st-order diffracted light and the -1st-order diffracted light of the reflected light, the focus error signal F due to the influence of the diffraction image such as pits is detected. Fluctuations can be reduced.
【0089】なお、図5と図10とでは光検出器9上で
のビーム形状が異なっている。これは、図5ではフォー
カス誤差検出に関係ないx軸方向の反射光をより小さく
するよう工夫して回折型光学素子8を設計した例である
のに対し、図10では説明を簡略化するために、場合を
示していることによる。Note that the beam shapes on the photodetector 9 are different between FIG. 5 and FIG. This is an example in which the diffractive optical element 8 is designed so as to reduce the reflected light in the x-axis direction irrelevant to the focus error detection in FIG. 5, whereas in FIG. 10, the description is simplified. Depending on the case.
【0090】また、図10の回折型光学素子8の格子パ
ターンは、回折型光学素子8の回折領域8Aa,8Ab
からの+1次回折光が光検出器9の分割領域10b,1
0aにそれぞれ到達するように設計されているが、逆
に、回折領域8Aa,8Abからの+1次回折光が光検
出器9の分割領域10a,10bにそれぞれに到達する
よう設計してもよい。この場合、回折型光学素子8の回
折領域8Aa,8Abからの一1次回折光は、+1次回
折光と共役関係であるので、光検出器9の分割領域11
c,11dにそれぞれ到達し、上記した場合と同様な効
果が得られる。The grating pattern of the diffractive optical element 8 shown in FIG.
+ 1st-order diffracted light from the photodetector 9 is divided into
However, it is also possible to design the + 1st-order diffracted light from the diffraction regions 8Aa and 8Ab to reach the divided regions 10a and 10b of the photodetector 9, respectively. In this case, the first-order diffracted light from the diffraction areas 8Aa and 8Ab of the diffractive optical element 8 has a conjugate relationship with the + 1st-order diffracted light.
c and 11d, respectively, and the same effect as in the case described above is obtained.
【0091】さらに、回折型光学素子8と光検出器9と
の距離が短くなると、回折型光学素子8の格子パターン
を+1次回折光のみに最適化して設計した場合には、−
1次回折光が歪むために、ピット等の回折像の影響によ
るフォーカス誤差信号Fの変動の低減効果が薄れるの
で、回折型光学素子8の格子パターンは±1次回折光に
対して最適化するように設計することが望ましい。具体
的には、例えば回折型光学素子8の格子パターンを回折
型光学素子8の回折領域8Aa,8Abからの+1次回
折光が光検出器9の分割領域10b,10aにそれぞれ
到達し、回折型光学素子8の回折領域8Aa,8Abか
らの−1次回折光が光検出器9の分割領域11d,11
cにそれぞれ到達するように設計すればよい。Further, when the distance between the diffractive optical element 8 and the photodetector 9 becomes short, when the grating pattern of the diffractive optical element 8 is designed by optimizing only the + 1st-order diffracted light,-
Since the first-order diffracted light is distorted, the effect of reducing the fluctuation of the focus error signal F due to the influence of a diffraction image such as a pit is weakened. Therefore, the grating pattern of the diffractive optical element 8 is designed to be optimized for ± 1st-order diffracted light. It is desirable to do. Specifically, for example, the + 1st-order diffracted light from the diffraction regions 8Aa and 8Ab of the diffraction optical element 8 reaches the divided regions 10b and 10a of the photodetector 9, respectively. The -1st-order diffracted light from the diffraction regions 8Aa and 8Ab of the element 8 is divided into the divided regions 11d and 11d of the photodetector 9.
What is necessary is just to design so that each may reach c.
【0092】また、位相差法によるトラッキング誤差検
出を行う場合は、光ディスク6からの反射光を4分割す
ればよいが、本実施形態では反射光が合焦時に回折型光
学素子8と光検出器9で4分割されることになるので、
回折型光学素子8からの回折光の回転方向によって、回
折光が到達する光検出器9上の分割領域が変わることに
なる。位相差法によるトラッキング誤差信号は、基本的
に前述したように光ディスク6のタンジェンシャル方向
とラジアル方向に4分割した光ビームの光軸を中心とし
た対角上の光ビームを検出して得られる信号から求ま
り、例えば本実施形態では、式(7)−(12)の演算
によって得られる。When the tracking error is detected by the phase difference method, the reflected light from the optical disk 6 may be divided into four parts. In this embodiment, when the reflected light is focused, the diffractive optical element 8 and the photodetector are used. Since it will be divided into 4 by 9
Depending on the direction of rotation of the diffracted light from the diffractive optical element 8, the divided area on the photodetector 9 to which the diffracted light reaches changes. The tracking error signal by the phase difference method is basically obtained by detecting a diagonal light beam centered on the optical axis of the light beam divided into four in the tangential direction and the radial direction of the optical disk 6 as described above. From the signal, for example, in the present embodiment, it is obtained by the calculation of Expressions (7) to (12).
【0093】なお、ここでは±1次回折光を用いて説明
したが、本発明はこれに限らず、±N次回折光(Nは1
以上の任意の整数)を用いても、同様の効果を得ること
ができる。Although the description has been made using the ± 1st-order diffracted light, the present invention is not limited to this, and ± Nth-order diffracted light (where N is 1)
The same effect can be obtained by using any of the above integers).
【0094】(第2の実施形態)図11に、本発明の第
2の実施形態における検出光学系の回折型光学素子8お
よび光検出器9を示す。回折型光学素子8は、第1の実
施形態と同様に二つの回折領域8C,8Dを有し、これ
らの回折領域8C,8Dは集光レンズ7の光軸を通り、
かつ光ディスク6上のトラックに平行な直線である領域
分割線L1で分割されている。回折領域8C,8Dは、
それぞれ光ディスク6からの反射光を±1次回折光に回
折させる。(Second Embodiment) FIG. 11 shows a diffraction optical element 8 and a photodetector 9 of a detection optical system according to a second embodiment of the present invention. The diffractive optical element 8 has two diffraction regions 8C and 8D as in the first embodiment, and these diffraction regions 8C and 8D pass through the optical axis of the condenser lens 7,
Further, the optical disk 6 is divided by an area dividing line L1 which is a straight line parallel to the track. The diffraction areas 8C and 8D are
The light reflected from the optical disk 6 is diffracted into ± first-order diffracted light.
【0095】光検出器9は、それぞれ2分割された4つ
の受光面21,22,23,24を有し、各受光面2
1,22,23,24のそれぞれ二つの分割領域21
a,21b、22a,22b、23a,23b、24
a,24bが反射光の光軸であるz軸に対して点対称の
位置にそれぞれ対となる分割領域が位置するように配置
される。言い換えれば、受光面21,22,23,24
の分割線がx軸に平行で、±1次回折光にそれぞれ対応
する2つの2分割された受光面21と24、22と23
がz軸に点対称な位置となるように光検出器9は配置さ
れる。The photodetector 9 has four light receiving surfaces 21, 22, 23, and 24, each of which is divided into two.
Each of two divided areas 21 of 1, 22, 23, and 24
a, 21b, 22a, 22b, 23a, 23b, 24
The paired divided regions are arranged such that a and b are point-symmetric with respect to the z-axis which is the optical axis of the reflected light. In other words, the light receiving surfaces 21, 22, 23, 24
Are parallel to the x-axis, and the two divided light receiving surfaces 21 and 24, 22 and 23 corresponding to the ± 1st-order diffracted light, respectively.
Is located so as to be point-symmetric with respect to the z-axis.
【0096】この場合、回折型光学素子8のパターン
は、対物レンズ7が焦点位置にあるときに、回折型光学
素子8の領域8c1からの+1次回折光が光検出器の領
域21bに、−1次回折光が光検出器の領域24aにそ
れぞれ到達し、回折型光学素子8の領域8c2からの+
1次回折光が光検出器の領域21aに、−1次回折光が
光検出器の領域24bにそれぞれ到達するように、また
回折型光学素子8の領域8d1からの+1次回折光が光
検出器の領域22aに、−1次回折光が光検出器の領域
23bに、回折型光学素子8の領域8d2の+1次回折
光が光検出器の領域22bに、−1次回折光が光検出器
の領域23aにそれぞれ到達するように、基本的に回折
光ビームが回転するように設計される。さらに、回折型
光学素子8のパターンは、対物レンズ7が焦点位置にあ
る場合の光検出器9上での光スポットの強度分布が対称
になる中心軸が4つの受光面21,22,23,24の
それぞれの分割線上に一致するように設計される。In this case, the pattern of the diffractive optical element 8 is such that when the objective lens 7 is at the focal position, the + 1st-order diffracted light from the area 8c1 of the diffractive optical element 8 is applied to the area 21b of the photodetector. The next-order diffracted light respectively reaches the region 24a of the photodetector, and +
The first-order diffracted light reaches the photodetector region 21a, the -1st-order diffracted light reaches the photodetector region 24b, and the + 1st-order diffracted light from the region 8d1 of the diffractive optical element 8 is the photodetector region. 22a, the -1st-order diffracted light is in the photodetector region 23b, the + 1st-order diffracted light in the region 8d2 of the diffractive optical element 8 is in the photodetector region 22b, and the -1st-order diffracted light is in the photodetector region 23a. To reach it, the diffracted light beam is basically designed to rotate. Furthermore, the pattern of the diffractive optical element 8 has four light receiving surfaces 21, 22, 23, and 4 whose central axes at which the intensity distribution of the light spot on the photodetector 9 is symmetric when the objective lens 7 is at the focal position. It is designed to coincide with each of the 24 dividing lines.
【0097】このような構成によって、受光面21は回
折型光学素子8の領域8Cからの+1次回折光、受光面
22は回折型光学素子8の領域8Dからの+1次回折
光、受光面23は回折型光学素子8の領域8Dからの−
1次回折光、受光面24は回折型光学素子8の領域8C
からの−1次回折光をそれぞれ受光する。With such a configuration, the light receiving surface 21 is a + 1st-order diffracted light from the region 8C of the diffractive optical element 8, the light receiving surface 22 is a + 1st order diffracted light from the region 8D of the diffractive optical element 8, and the light receiving surface 23 is diffracted. From the area 8D of the mold optical element 8
The first-order diffracted light and the light receiving surface 24 are in the area 8C
-1st-order diffracted light from the light source is received.
【0098】すなわち、第1の実施形態では回折型光学
素子8の領域8Aからの+1次回折光を受光する分割領
域10a,10bと領域8Bからの+1次回折光を受光
する分割領域10c,10dとがx軸方向に並び、また
回折型光学素子8の領域8Aからの−1次回折光を受光
する分割領域11c,11dと領域8Bからの−1次回
折光を受光する分割領域10a,10bとがx軸方向に
並んでいる。That is, in the first embodiment, the divided regions 10a and 10b for receiving the + 1st-order diffracted light from the region 8A of the diffractive optical element 8 and the divided regions 10c and 10d for receiving the + 1st-order diffracted light from the region 8B. The divided regions 11c and 11d that are arranged in the x-axis direction and receive the -1st-order diffracted light from the region 8A of the diffractive optical element 8 and the divided regions 10a and 10b that receive the -1st-order diffracted light from the region 8B are the x-axis. Lined up in the direction.
【0099】これに対し、本実施形態は回折型光学素子
8の領域8Cからの+1次回折光を受光する分割領域2
1a,21bと領域8Dからの+1次回折光を受光する
分割領域22a,22bとがy軸方向に並び、また回折
型光学素子8の領域8Dからの−1次回折光を受光する
分割領域23a,23bと領域8Eからの−1次回折光
を受光する分割領域24a,24bとがy軸方向に並ん
でいる点が異なる。On the other hand, in this embodiment, the divided area 2 for receiving the + 1st-order diffracted light from the area 8C of the diffractive optical element 8
1a, 21b and divided regions 22a, 22b for receiving + 1st-order diffracted light from region 8D are arranged in the y-axis direction, and divided regions 23a, 23b for receiving -1st-order diffracted light from region 8D of diffractive optical element 8 And the divided regions 24a and 24b that receive the -1st-order diffracted light from the region 8E are arranged in the y-axis direction.
【0100】光検出器9の各受光面21,22,23,
24の各分割領域に対応する信号電流は、図1に示した
ようにそれぞれ電流−電圧変換増幅器アレイ12により
電圧信号に変換され、かつ適当なレベルまで増幅された
後、演算回路13に入力される。そして、この演算回路
13で式(1a)(2a)(3a)に示すように、第1
の実施形態における式(1)(2)(3)のいずれかと
同様の演算によってフォーカス誤差信号Fが算出され
る。これにより、光ディスク6上のピットやマークによ
る回折の影響を少なくすることができる。Each light receiving surface 21, 22, 23,
The signal current corresponding to each of the 24 divided regions is converted into a voltage signal by the current-voltage conversion amplifier array 12 and amplified to an appropriate level as shown in FIG. You. Then, as shown in equations (1a), (2a), and (3a), the first
The focus error signal F is calculated by the same calculation as any one of the equations (1), (2), and (3) in the embodiment. Thereby, the influence of diffraction due to pits and marks on the optical disk 6 can be reduced.
【0101】 F= (S21a +S22b )−(S21b +S22a ) +(S23b +S24a )−(S23a +S24b ) (1a) F=(S22a −S21a )+(S24b −S23b ) (2a) F=(S22b −S21b )+(S24a −S23a ) (3a) この場合には、式(1)〜(8)中のS10a ,S1
0b ,S10c ,S10d ,S11a ,S11
b ,S11c ,S11d に相当する信号は、それ
ぞれ分割領域21a,21b,22,22a,23a,
23b,24b,24aにそれぞれ対応する信号S21
a ,S21b ,S22b ,S22a ,S23a
,S23b ,S24b ,S24a に置き換えら
れている。すなわち、演算回路13においては光検出器
9からの第1、第2の受光面21,22に対応する出力
信号および第2の受光面23,24に対応する出力信号
について、X軸に関して線対称位置関係にある二つの分
割領域に対応する信号のそれぞれの和信号と同士の差信
号をそれぞれ求め、さらにこれら二つの差信号の和信号
を求めることにより、フォーカス誤差信号Fを生成す
る。F = (S21a + S22b)-(S21b + S22a) + (S23b + S24a)-(S23a + S24b) (1a) F = (S22a-S21a) + (S24b-S23b) (2a) F = (S22b-S21) + (S24a-S23a) (3a) In this case, S10a, S1 in equations (1) to (8)
0b, S10c, S10d, S11a, S11
b, S11c, and S11d correspond to divided areas 21a, 21b, 22, 22a, 23a, and 23a, respectively.
Signals S21 respectively corresponding to 23b, 24b and 24a
a, S21b, S22b, S22a, S23a
, S23b, S24b, and S24a. That is, in the arithmetic circuit 13, the output signals corresponding to the first and second light receiving surfaces 21 and 22 and the output signals corresponding to the second light receiving surfaces 23 and 24 from the photodetector 9 are line-symmetric with respect to the X axis. A focus error signal F is generated by obtaining a difference signal between each of the sum signals of the signals corresponding to the two divided regions having a positional relationship and a sum signal of these two difference signals.
【0102】さらに、トラッキング誤差信号Tについて
も、第1の実施形態と同様に、次式(4a)(5a)
(6a)のいずれかに従って、あるいは次式(7a)
(8a)により得られる信号T1,T2の位相差、ある
いは次式(9a)(10a)により得られる信号T3,
T4の位相差、あるいは次式(11a)(12a)によ
り得られる信号T5,T6の位相差を検出することによ
って、算出することができる。Further, as for the tracking error signal T, similarly to the first embodiment, the following equations (4a) and (5a) are obtained.
According to any of (6a) or the following equation (7a)
The phase difference between the signals T1 and T2 obtained by (8a) or the signal T3 obtained by the following equations (9a) and (10a)
It can be calculated by detecting the phase difference of T4 or the phase difference of signals T5 and T6 obtained by the following equations (11a) and (12a).
【0103】 T=(S21a +S21b )−(S22b +S22a ) (4a) T=(S24b +S24a )−(S23a +S23b ) (5a) T=(S21a +S21b )−(S22b +S22a ) +(S24a +S24b )−(S23a +S23b ) (6a) T1=S21a +S22b (7a) T2=S21b +S22a (8a) T3=S23a +S24b (9a) T4=S23b +S24a (10a ) T5=S21a +S22b +S23a +S24b (11a) T6=S21b +S22a +S23b +S24a (12a) なお、本実施形態における4つの2分割された受光面2
1,22,23,24は、2つずつ光軸に対称な位置で
あれば、どのように配置されていてもよい。また、図1
1ではx軸の上下にある二つの受光面21と22、23
と24がそれぞれ接しているが、接していなくとも構わ
ない。T = (S21a + S21b)-(S22b + S22a) (4a) T = (S24b + S24a)-(S23a + S23b) (5a) T = (S21a + S21b)-(S22b + S22a) + (S24a) + (S24a) + S23b) (6a) T1 = S21a + S22b (7a) T2 = S21b + S22a (8a) T3 = S23a + S24b (9a) T4 = S23b + S24a (10a) T5 = S21a + S22b + S23a + S24b (11a) T6 = S21b + S22a + S23b + S24a (12a Note that the four light receiving surfaces 2 in the present embodiment are divided into two.
1, 2, 23, and 24 may be arranged in any manner as long as they are symmetrical with respect to the optical axis by two. FIG.
In 1, the two light receiving surfaces 21 and 22, 23 above and below the x axis
And 24 are in contact with each other, but need not be in contact.
【0104】(第3の実施形態)図12に、本発明の第
3の実施形態として、第2の実施形態の光検出器9を変
更して、フォーカス誤差信号Fを算出するための演算の
一部を光検出器9上で行うようにした例を示す。この場
合は、光検出器9の受光面のうち図11における回折型
光学素子8の領域8C,8Dによる+1次回折光、−1
次回折光のいずれか一方を受光する受光面、例えば−1
次回折光を受光する受光面23,24について、それぞ
れの一方の分割領域同士、つまり分割領域23aと24
b、23bと24aをそれぞれ連結して形成することに
より、新たに受光面25,26としている。(Third Embodiment) FIG. 12 shows a third embodiment of the present invention, in which the photodetector 9 of the second embodiment is changed to calculate the focus error signal F. An example in which a part is performed on the photodetector 9 will be described. In this case, the + 1st-order diffracted light by the regions 8C and 8D of the diffractive optical element 8 in FIG.
Receiving surface for receiving one of the second order diffracted lights, for example, -1
Regarding the light receiving surfaces 23 and 24 that receive the next-order diffracted light, one of the divided regions, that is, divided regions 23a and 24
b, 23b and 24a are connected to each other to form light receiving surfaces 25 and 26, respectively.
【0105】これにより受光面25に対応する出力信号
としては、図11の分割領域23aと24bに対応する
出力信号の和(S23a +S24b )が得られ、ま
た受光面26に対応する出力信号としては、図11の分
割領域23bと24aに対応する出力信号の和(S23
b +S24a )が得られる。すなわち、式(1a)
における(S23b +S24a )および(S23a
+S24b )の演算が光検出器9上で行われるの
で、演算が簡単になると共に、受光面の数を減らすこと
ができる。As a result, as the output signal corresponding to the light receiving surface 25, the sum (S23a + S24b) of the output signals corresponding to the divided areas 23a and 24b in FIG. 11 is obtained. , The sum of the output signals corresponding to the divided areas 23b and 24a in FIG. 11 (S23
b + S24a) are obtained. That is, equation (1a)
(S23b + S24a) and (S23a
Since the calculation of + S24b) is performed on the photodetector 9, the calculation is simplified and the number of light receiving surfaces can be reduced.
【0106】また、図11における回折型光学素子8の
領域8C,8Dによる+1次回折光を受光する受光面2
1,22のそれぞれの一方の分割領域同士、つまり21
aと22b、21bと22aをそれぞれ連結して形成し
てもよく、その場合は式(1a)における(S23b
+S24a )および(S23a +S24b )の演
算が光検出器9上で行われることになる。The light receiving surface 2 for receiving + 1st-order diffracted light by the regions 8C and 8D of the diffractive optical element 8 in FIG.
1 and 22 each other, that is, 21
a and 22b and 21b and 22a may be connected to each other. In this case, (S23b
+ S24a) and (S23a + S24b) are calculated on the photodetector 9.
【0107】このようにした場合、トラッキング誤差信
号Tについては、光検出器9上で演算が行われない方の
受光面に対応する出力信号、例えば図12の例では、受
光面21,22に対応する出力信号(S21a ,S2
1b ,S22a ,S22b )のみを用いて、例え
ば式(4a)に従って、または式(7a)(8a)によ
り得られる信号T1,T2の位相差を検出することで得
られる。In this case, as for the tracking error signal T, the output signal corresponding to the light receiving surface on which the calculation is not performed on the photodetector 9, for example, in the example of FIG. The corresponding output signals (S21a, S2
1b, S22a, S22b), for example, according to equation (4a) or by detecting the phase difference between signals T1 and T2 obtained by equations (7a) and (8a).
【0108】また、図11における回折型光学素子8の
領域8C,8Dによる+1次回折光を受光する受光面2
1,22のそれぞれの一方の分割領域同士21aと22
b、21bと22aをそれぞれ組み合わせて、式(1
a)の(S21a +S22b)および(S21b +
S22a )の演算を光検出器9上で行うようにした場
合には、受光面23,24に対応する出力信号(S23
a ,S23b ,S24a ,S24b )のみを用
い、例えば式(5a)に従って、または式(9a)(1
0a)によりそれぞれ得られる信号T3,T4の位相差
を検出することで、トラッキング誤差信号Tが得られ
る。The light receiving surface 2 for receiving the + 1st-order diffracted light by the regions 8C and 8D of the diffractive optical element 8 in FIG.
One of the divided areas 21a and 22 respectively
b, 21b and 22a are respectively combined to obtain the formula (1)
a) (S21a + S22b) and (S21b +
When the calculation of S22a) is performed on the photodetector 9, the output signal (S23) corresponding to the light receiving surfaces 23 and 24 is provided.
a, S23b, S24a, S24b) alone, for example, according to equation (5a) or (9a) (1
The tracking error signal T is obtained by detecting the phase difference between the signals T3 and T4 respectively obtained by Oa).
【0109】(第4の実施形態)図13に、本発明の第
4の実施形態における検出光学系の回折型光学素子8と
光検出器9を示す。本実施形態は、回折型光学素子8に
よる±1次回折光のうちの一方、例えば−1次回折光の
みを光検出器9で検出してフォーカス誤差信号Fを生成
するようにしたものである。同様の技術が特開平4−3
64231号公報に記載されているが、本実施形態で
は、4つの回折領域8E,8F,8G,8Hを有した回
折型光学素子8と、2分割された4つの受光面を持つ光
検出器9からなる構成をとる。このような構成とする
と、位相差法によるトラッキング誤差検出に有利にな
る。(Fourth Embodiment) FIG. 13 shows a diffraction optical element 8 and a photodetector 9 of a detection optical system according to a fourth embodiment of the present invention. In the present embodiment, one of the ± 1st-order diffracted lights by the diffractive optical element 8, for example, only the -1st-order diffracted light, is detected by the photodetector 9, and the focus error signal F is generated. A similar technique is disclosed in Japanese Unexamined Patent Publication No.
As described in Japanese Patent No. 64231, in this embodiment, a diffractive optical element 8 having four diffraction regions 8E, 8F, 8G, and 8H and a photodetector 9 having four divided light receiving surfaces are provided. The configuration consists of Such a configuration is advantageous for tracking error detection by the phase difference method.
【0110】すなわち、位相差法によるトラッキング誤
差信号を検出する場合は、光ディスクからの反射光を正
確に4分割する必要があるが、従来の構成では、光検出
器上で小さな光ビームを4分割することになるために、
光検出器上で光ビーム強度分布の中心線を光検出器の受
光面の分割線に精度よく調整する必要があり、この調整
の手間が大きいことが問題となっている。これに対し、
本実施形態では回折型光学素子8上での大きな光ビーム
で、光ディスク6からの反射光を4分割するので、調整
精度が粗くともよく、調整が簡単になる利点がある。That is, when a tracking error signal is detected by the phase difference method, it is necessary to accurately divide the reflected light from the optical disk into four parts. In a conventional configuration, a small light beam is divided into four parts on a photodetector. In order to be
It is necessary to accurately adjust the center line of the light beam intensity distribution on the photodetector to the dividing line of the light receiving surface of the photodetector, and there is a problem that this adjustment is troublesome. In contrast,
In the present embodiment, since the reflected light from the optical disk 6 is divided into four by a large light beam on the diffractive optical element 8, there is an advantage that the adjustment accuracy may be coarse and the adjustment is easy.
【0111】図13において、回折型光学素子8は光デ
ィスク6上のトラックに平行の領域分割線L1および垂
直の領域分割線L2により分割された4つの回折領域8
E,8F,8G,8Hを有している。これらの回折領域
8E,8F,8G,8Hの格子パターンは、集光レンズ
7の焦点面近傍で0次回折光、+1次回折光および−1
次回折光を分離して検出するのに必要な空間周波数を持
つとともに、+1次回折光と−1次回折光を集光レンズ
7の焦点面近傍でフォーカス誤差検出するのに必要なス
ポット形状に変形するための空間的な変化が与えられて
いる。In FIG. 13, the diffractive optical element 8 has four diffraction regions 8 divided by a region division line L1 and a vertical region division line L2 parallel to the track on the optical disk 6.
E, 8F, 8G, and 8H. The grating patterns of these diffraction regions 8E, 8F, 8G, and 8H have the 0th-order diffracted light, the + 1st-order diffracted light, and the -1st-order diffracted light near the focal plane of the condenser lens 7.
In order to have a spatial frequency necessary for separating and detecting the second-order diffracted light and to transform the + 1st-order diffracted light and the -1st-order diffracted light into a spot shape necessary for detecting a focus error near the focal plane of the condenser lens 7. Is given a spatial change.
【0112】この場合、回折型光学素子8のパターン
は、対物レンズ7が焦点位置にある場合に、回折型光学
素子8の領域8Eの−1次回折光が光検出器の領域33
aに、回折型光学素子8の領域8Fの−1次回折光が光
検出器の領域31aにそれぞれ到達するように、また回
折型光学素子8の領域8Hからの−1次回折光が光検出
器の領域33aに、回折型光学素子8の領域8Gからの
−1次回折光が光検出器の領域34bにそれぞれ到達す
るように設計した。本実施形態は、第1〜第3の実施形
態とは異なってみえるが、回折型光学素子8の光ディス
ク6上のトラックと平行な方向に沿って隣り合う領域か
らの回折光がx軸に対して互いに反対側に位置する分割
領域に到達するように設計しているので、基本的には第
1〜第3の実施形態と同じ特性になる。In this case, the pattern of the diffractive optical element 8 is such that, when the objective lens 7 is at the focal position, the -1st-order diffracted light of the area 8E of the diffractive optical element 8 is reflected by the area 33 of the photodetector.
a, so that the -1st-order diffracted light of the area 8F of the diffractive optical element 8 reaches the area 31a of the photodetector, and the -1st-order diffracted light from the area 8H of the diffractive optical element 8 is It was designed such that the -1st-order diffracted light from the region 8G of the diffractive optical element 8 reaches the region 34a of the photodetector in the region 33a. Although the present embodiment is different from the first to third embodiments, diffracted light from a region adjacent to the track of the diffractive optical element 8 in the direction parallel to the track on the optical disk 6 is shifted with respect to the x-axis. Are designed so as to reach the divided regions located on the opposite sides of each other, so that the characteristics are basically the same as those of the first to third embodiments.
【0113】光検出器9は、この例では回折型光学素子
8による−1次回折光を検出するように配置され、それ
ぞれ2分割された4つの受光面31,32,33,34
を有する。これらの受光面31,32,33,34は、
それぞれ回折型光学素子8の回折領域8F,8H,8
E,8Gからの−1次回折光をそれぞれ受光する。受光
面31,32,33,34のそれぞれ二つの分割領域3
1a,31b、32a,32b、33a,33b、34
a,34bに対応する光検出器9の出力信号を、それぞ
れS31a ,S31b 、S32a ,S32b 、
S33a ,S33b 、S34a ,S34b とす
ると、図1の演算回路13は次式の演算によってフォー
カス誤差信号Fを生成する。 F= (S31a +S32a +S33b +S34b ) −(S31b +S32b +S33a +S34a ) (13) すなわち、本実施形態では演算回路13において、光検
出器9からの第1〜第4の受光面31,32,33,3
4に対応する出力信号について、いずれか一方の分割領
域31a,32a,33b,34bに対応する信号の和
信号(S31a+S32a +S33b +S34b
)と他方の分割領域31b,32b,33a,34a
に対応する信号の和信号(S31b +S32b +S
33a+S34a )との差信号を求めることにより、
フォーカス誤差信号Fを生成する。In this example, the photodetector 9 is arranged so as to detect the -1st-order diffracted light by the diffractive optical element 8, and each of the four light receiving surfaces 31, 32, 33, and 34 is divided into two.
Having. These light receiving surfaces 31, 32, 33, 34
The diffraction areas 8F, 8H, 8 of the diffractive optical element 8, respectively.
-1st order diffracted light from E and 8G is received respectively. Each of the two divided areas 3 of the light receiving surfaces 31, 32, 33, and 34
1a, 31b, 32a, 32b, 33a, 33b, 34
The output signals of the photodetector 9 corresponding to a and b are respectively S31a, S31b, S32a, S32b,
Assuming that S33a, S33b, S34a, and S34b, the arithmetic circuit 13 of FIG. 1 generates the focus error signal F by the following equation. F = (S31a + S32a + S33b + S34b)-(S31b + S32b + S33a + S34a) (13) That is, in the present embodiment, the first to fourth light receiving surfaces 31, 32, 33, 3 from the photodetector 9 in the arithmetic circuit 13 in the present embodiment.
4, the sum signal (S31a + S32a + S33b + S34b) of the signals corresponding to any one of the divided areas 31a, 32a, 33b, and 34b.
) And the other divided areas 31b, 32b, 33a, 34a
Signal (S31b + S32b + S)
33a + S34a) to obtain a difference signal,
A focus error signal F is generated.
【0114】図14に、対物レンズ5と光ディスク6と
の相対位置が変化した時の回折型光学素子8で回折され
た光ビームの光検出器9の受光面上の形状変化をスポッ
トダイアグラムで示す。図14(a)は、光ディスク6
に対して対物レンズ5が近いときの状態を示している。
図14(b)は、対物レンズ5の焦点面に光ディスク6
が位置している合焦時の場合で、光ビームスポットは2
分割された受光面31,32,33,34上のそれぞれ
一方の領域のみに位置する。図14(c)は、図14
(a)とは逆に光ディスク6に対して対物レンズ5が離
れているときの状態を示しており、光ビームスポットの
変化も図14(a)のときとは逆向きになっている。FIG. 14 is a spot diagram showing a change in the shape of the light beam diffracted by the diffractive optical element 8 on the light receiving surface of the photodetector 9 when the relative position between the objective lens 5 and the optical disk 6 changes. . FIG. 14A shows the optical disk 6.
2 shows a state when the objective lens 5 is close to the object.
FIG. 14B shows an optical disc 6 on the focal plane of the objective lens 5.
Is focused and the light beam spot is 2
Each of the divided light receiving surfaces 31, 32, 33, and 34 is located in only one region. FIG.
14A shows a state when the objective lens 5 is separated from the optical disk 6, and the light beam spot changes in the opposite direction to that in FIG. 14A.
【0115】従って、式(11)の演算により、図14
(b)の合焦状態のとき零で、対物レンズ5の焦点位置
からのずれ量とずれの方向に応じて、大きさと極性が変
化するフォーカス誤差信号Fを得ることができる。Therefore, by the calculation of the equation (11), FIG.
The focus error signal F, which is zero in the in-focus state shown in FIG. 3B and whose magnitude and polarity change in accordance with the amount of displacement from the focal position of the objective lens 5 and the direction of the displacement, can be obtained.
【0116】また、トラッキング誤差信号Tについて
は、光ディスク上のグルーブ等の連続したトラックを示
す凹凸等からトラッキング誤差信号を得るプッシュプル
法や、光ディスク上に記録された連続したピット列から
トラッキング誤差信号を得る位相差法が可能である。The tracking error signal T is obtained by a push-pull method for obtaining a tracking error signal from irregularities indicating continuous tracks such as grooves on an optical disk, or a tracking error signal from a continuous pit train recorded on an optical disk. Is possible.
【0117】プッシュプル法では、図13に示した回折
型光学素子8のx軸方向の分割線の方向が光ディスク6
のタンジェンシャル方向の場合とラジアル方向の場合と
で光検出器9の演算が異なるが、基本的に光ディスク6
のタンジェンシャル方向に光ビームを2分割されるよう
に、図13の各受光面に対応する出力信号について演算
を行えばよい。In the push-pull method, the direction of the x-axis division line of the diffractive optical element 8 shown in FIG.
The operation of the photodetector 9 differs between the case of the tangential direction and the case of the radial direction.
The operation may be performed on the output signal corresponding to each light receiving surface in FIG. 13 so that the light beam is divided into two in the tangential direction.
【0118】例えば、回折型光学素子8のx方向の分割
線が光ディスク6のタンジェンシャル方向の場合、トラ
ッキング誤差信号Tは次式の演算によって得られる。 T= (S31a +S31b +S32a +S32b ) −(S33a +S33b +S34a +S34b ) (14) また、光ディスク6から戻ってきた光ビームを光ディス
ク6のタンジェンシャル方向とラジアル方向を軸として
分割するように回折型光学素子8が配置されているの
で、位相差法によるトラッキング誤差信号Fは、次の2
つの式から得られる信号の位相差を検出することにより
得られる。 T7=S31a +S31b +S34a +S34b (15) T8=S32a +S32b +S33a +S33b (16) なお、本実施形態では回折型光学素子8からの−1次回
折光のみを光検出器9に入射させたが、+1次回折光の
みを光検出器9に入射させてもよく、演算回路13で同
様の演算を行うことにより、フォーカス誤差信号Fおよ
びトラッキング誤差信号Tを生成することが可能であ
る。For example, when the division line in the x direction of the diffractive optical element 8 is in the tangential direction of the optical disk 6, the tracking error signal T is obtained by the following equation. T = (S31a + S31b + S32a + S32b)-(S33a + S33b + S34a + S34b) (14) Further, the diffractive optical element 8 is so divided as to split the light beam returned from the optical disk 6 around the tangential direction and the radial direction of the optical disk 6. Are arranged, the tracking error signal F by the phase difference method becomes the following 2
It is obtained by detecting the phase difference between the signals obtained from the two equations. T7 = S31a + S31b + S34a + S34b (15) T8 = S32a + S32b + S33a + S33b (16) In the present embodiment, only the -1st-order diffracted light from the diffractive optical element 8 is incident on the photodetector 9, but the + 1st-order diffracted light Only the light may be incident on the photodetector 9, and the arithmetic circuit 13 performs the same operation to generate the focus error signal F and the tracking error signal T.
【0119】(第5の実施形態)図15に、本発明の第
5の実施形態における検出光学系の回折型光学素子8と
光検出器9を示す。回折型光学素子8は図13に示した
第4の実施形態と同様であり、4つの回折領域8E,8
F,8G,8Hを有し、その格子パターンは集光レンズ
7の焦点面近傍で0次回折光、+1次回折光および−1
次回折光を分離して検出するのに必要な空間周波数を持
つとともに、+1次回折光と−1次回折光を集光レンズ
7の焦点面近傍でフォーカス誤差検出するのに必要なス
ポット形状に変形するための空間的な変化が与えられて
いる。(Fifth Embodiment) FIG. 15 shows a diffraction optical element 8 and a photodetector 9 of a detection optical system according to a fifth embodiment of the present invention. The diffractive optical element 8 is the same as that of the fourth embodiment shown in FIG.
F, 8G, and 8H, and the lattice pattern thereof is composed of 0-order diffracted light, + 1-order diffracted light, and -1 near the focal plane of the condenser lens 7.
In order to have a spatial frequency necessary for separating and detecting the second-order diffracted light and to transform the + 1st-order diffracted light and the -1st-order diffracted light into a spot shape necessary for detecting a focus error near the focal plane of the condenser lens 7. Is given a spatial change.
【0120】一方、光検出器9は、8個の2分割された
受光面41〜48を有し、これらの受光面41〜48の
それぞれの分割線がx軸と一致するように配置され、さ
らに8個の受光面41〜48は2つずつz軸を中心とし
て点対称の位置となるように配置される。On the other hand, the photodetector 9 has eight light-receiving surfaces 41 to 48 divided into two, and is arranged such that the respective division lines of the light-receiving surfaces 41 to 48 coincide with the x-axis. Further, the eight light receiving surfaces 41 to 48 are arranged so that two light receiving surfaces 41 to 48 are point-symmetrical with respect to the z axis.
【0121】本実施形態におけるフォーカス誤差検出方
法は、部分的にみると第4の実施形態と類似している
が、第1の実施形態のように±1次回折光の両方を光検
出器9で検出するようにした点が第4の実施形態と異な
る。従って、本実施形態の場合は±1次回折光による信
号からフォーカス誤差信号Fを演算で求めるため、光デ
ィスク6上のピットやマークの回折の影響を少なくする
ことができる。The focus error detection method in the present embodiment is partially similar to the fourth embodiment, except that both the ± 1st-order diffracted lights are detected by the photodetector 9 as in the first embodiment. The difference from the fourth embodiment is that the detection is performed. Therefore, in the case of the present embodiment, since the focus error signal F is obtained from the signal based on the ± 1st-order diffracted light by calculation, the influence of the diffraction of the pits and marks on the optical disk 6 can be reduced.
【0122】この場合、回折型光学素子8のパターン
は、対物レンズ7が焦点位置にあるときは、回折型光学
素子8の領域8Eからの+1次回折光が光検出器の領域
47bに、−1次回折光が光検出器の領域43aにそれ
ぞれ到達し、回折型光学素子8の領域8Fからの+1次
回折光が光検出器の領域45bに、−1次回折光が光検
出器の領域41aにそれぞれ到達するように、また回折
型光学素子8の領域8Hからの+1次回折光が光検出器
の領域46aに、−1次回折光が光検出器の領域42b
に、回折型光学素子8の領域8Gの+1次回折光が光検
出器の領域48aに、−1次回折光が光検出器の領域4
4bにそれぞれ到達するように設計した。本実施形態
は、第1〜第3実施形態とは異なってみえるが、回折型
光学素子8の隣り合う領域の回折光がx軸に対して対称
になるように設計しているので、基本的には第1〜第3
実施形態と同じ特性になる。In this case, when the objective lens 7 is at the focal position, the + 1st-order diffracted light from the area 8E of the diffractive optical element 8 is applied to the area 47b of the photodetector when the objective lens 7 is at the focal position. The first-order diffracted light reaches the photodetector region 43a, the + 1st-order diffracted light from the region 8F of the diffractive optical element 8 reaches the photodetector region 45b, and the -1st-order diffracted light reaches the photodetector region 41a. The + 1st-order diffracted light from the region 8H of the diffractive optical element 8 is placed in the photodetector region 46a, and the -1st-order diffracted light is placed in the photodetector region 42b.
The + 1st-order diffracted light in the area 8G of the diffractive optical element 8 is in the photodetector area 48a, and the -1st-order diffracted light is in the photodetector area 4a.
4b. This embodiment is different from the first to third embodiments, but is basically designed so that the diffracted light in the adjacent area of the diffractive optical element 8 is symmetric with respect to the x-axis. The first to third
It has the same characteristics as the embodiment.
【0123】本実施形態においては、受光面41,4
2,43,44,45,46,47,48のそれぞれの
分割領域41a,41b、42a,42b、43a,4
3b、44a,44b、45a,45b、46a,46
b、47a,47b、48a,48bに対応する光検出
器9の出力信号を、それぞれS41a ,S41b 、
S42a ,S42b 、S43a ,S43b 、S
44a ,S44b 、S45a ,S45b 、S4
6a ,S46b 、S47a ,S47b 、S48
a ,S48b とすると、図1の演算回路13は次式
の演算によってフォーカス誤差信号Fを生成する。In this embodiment, the light receiving surfaces 41, 4
2, 43, 44, 45, 46, 47, and 48, the respective divided areas 41a, 41b, 42a, 42b, 43a, 4
3b, 44a, 44b, 45a, 45b, 46a, 46
b, 47a, 47b, 48a, and 48b, output signals of the photodetector 9 are respectively S41a, S41b,
S42a, S42b, S43a, S43b, S
44a, S44b, S45a, S45b, S4
6a, S46b, S47a, S47b, S48
a, S48b, the arithmetic circuit 13 in FIG. 1 generates the focus error signal F by the following equation.
【0124】 F= [(S41a +S42a +S43b +S44b ) −(S41b +S42b +S43a +S44a )] +[(S45a +S46a +S47b +S48b ) −(S45b +S46b +S47a +S48a )] (17) すなわち、本実施形態では演算回路13において、光検
出器9からの第1〜第4の受光面41,42,43,4
4に対応する出力信号について、いずれか一方の分割領
域41a,42a,43b,44bに対応する信号の和
信号(S41a+S42a +S43b +S44b
)と他方の分割領域41b,42b,43a,44a
に対応する信号の和信号(S41b +S42b +S
43a+S44a )との差信号を求め、さらに光検出
器9からの第5〜第8の受光面45,46,47,48
に対応する出力信号についても、いずれか一方の分割領
域45a,46a,47b,48bに対応する信号の和
信号(S45a +S46a +S47b +S48b
)と他方の分割領域45b,46b,47a,48a
に対応する信号の和信号(S45b +S46b +S
47a +S48a )との差信号を求め、これら二つ
の差信号の和信号を求めることにより、フォーカス誤差
信号Fを生成する。F = [(S41a + S42a + S43b + S44b)-(S41b + S42b + S43a + S44a)] + [(S45a + S46a + S47b + S48b)-(S45b + S46b + S47a in the embodiment, in the case of the (13) circuit in the embodiment, that is, in the case of the thirteenth embodiment) First to fourth light receiving surfaces 41, 42, 43, 4 from photodetector 9
4, the sum signal (S41a + S42a + S43b + S44b) of the signals corresponding to any one of the divided areas 41a, 42a, 43b, and 44b.
) And the other divided areas 41b, 42b, 43a, 44a
(S41b + S42b + S
43a + S44a), and the fifth to eighth light receiving surfaces 45, 46, 47, 48 from the photodetector 9 are obtained.
, The sum signal (S45a + S46a + S47b + S48b) of the signals corresponding to any one of the divided regions 45a, 46a, 47b, and 48b.
) And the other divided areas 45b, 46b, 47a, 48a
(S45b + S46b + S
47a + S48a), and a focus error signal F is generated by obtaining a sum signal of these two difference signals.
【0125】トラッキング誤差検出については、第4の
実施形態と同様に+1次回折光、−1次回折光のいずれ
か一方のみに対応した信号を用いても可能であるが、第
1の実施形態と同様に±1次回折光全てに対応した信号
を用いることも可能である。この場合の位相差法による
トラッキング誤差信号Tは、次式(18)(19)によ
り得られる信号T11,T12の位相差を検出することによ
り得られる。The tracking error can be detected by using a signal corresponding to only one of the + 1st-order diffracted light and the -1st-order diffracted light as in the fourth embodiment, but is similar to the first embodiment. It is also possible to use signals corresponding to all ± 1st-order diffracted lights. In this case, the tracking error signal T by the phase difference method is obtained by detecting the phase difference between the signals T11 and T12 obtained by the following equations (18) and (19).
【0126】 T11=S41a +S41b +S44a +S44b +S45a +S4 5b +S48a +S48b (18) T12=S42a +S42b +S43a +S43b +S46a +S4 6b +S47a +S47b (19) また、プッシュプル法によるトラッキング誤差信号T
は、回折型光学素子8のx軸方向の分割線が光ディスク
6のタンジェンシャル方向の場合、次式の演算により得
られる。 T=(S41a +S41b +S42a +S42b +S45a +S4 5b +S46a +S46b ) −(S43a +S43b +S44a +S44b +S47a +S47b +S48a +S48b ) (20) (第6の実施形態)図16に、本発明の第6の実施形態
として、第5の実施形態の光検出器9を変更して、フォ
ーカス誤差信号Fを算出するための演算の一部を光検出
器9上で行うようにした例を示す。この場合は、光検出
器9の受光面のうち図15における回折型光学素子8の
領域8E,8F,8G,8Hによる+1次回折光、−1
次回折光のいずれか一方を受光する受光面、例えば−1
次回折光を受光する受光面41,42,43,44のう
ち、隣接する二つの受光面41と42、43と44のそ
れぞれの一方の分割領域同士、つまり分割領域41aと
42a、41bと42b、43aと44a、43bと4
4bをそれぞれ組み合わせた分割領域51a,51b,
52a,52bを形成することにより、新たに受光面5
1,52としている。T11 = S41a + S41b + S44a + S44b + S45a + S45b + S48a + S48b (18) T12 = S42a + S42b + S43a + S43b + S46a + S46b + S47a + S47b + S47T + push method, and push signal (19)
Is obtained by the following equation when the dividing line in the x-axis direction of the diffractive optical element 8 is in the tangential direction of the optical disc 6. T = (S41a + S41b + S42a + S42b + S45a + S45b + S46a + S46b)-(S43a + S43b + S44a + S44b + S47a + S47b + S48a + S48b) (Sixth Embodiment, Sixth Embodiment, Sixth Embodiment) An example is shown in which the photodetector 9 of the first embodiment is modified so that a part of the calculation for calculating the focus error signal F is performed on the photodetector 9. In this case, the + 1st-order diffracted light by the regions 8E, 8F, 8G, and 8H of the diffractive optical element 8 in FIG.
Receiving surface for receiving one of the second order diffracted lights, for example, -1
Of the light receiving surfaces 41, 42, 43, and 44 that receive the next-order diffracted light, one adjacent divided region of each of two adjacent light receiving surfaces 41 and 42, 43 and 44, that is, divided regions 41a and 42a, 41b and 42b, 43a and 44a, 43b and 4
4b are divided into divided areas 51a, 51b,
By forming the light receiving surfaces 5a and 52b,
1, 52.
【0127】これにより受光面51の分割領域51a,
51bに対応する信号として、図15の分割領域41a
と42aに対応する信号の和(S41a +S42a
)、分割領域41bと42bに対応する信号の和(S
41b +S42b )がそれぞれ得られ、また受光面
52の分割領域52a,52bに対応する信号として、
図15の分割領域43aと44aに対応する信号の和
(S43a +S44a)、分割領域43bと44bに
対応する信号の和(S43b +S44b )がそれぞ
れ得られるので、式(17)の演算の一部が光検出器9
上で行われることになり、演算が簡単になると共に、受
光面の数を減らすことができる。As a result, the divided areas 51a of the light receiving surface 51,
As a signal corresponding to 51b, the divided area 41a in FIG.
(S41a + S42a)
), The sum of the signals corresponding to the divided areas 41b and 42b (S
41b + S42b), and as signals corresponding to the divided areas 52a and 52b of the light receiving surface 52,
Since the sum of the signals corresponding to the divided areas 43a and 44a (S43a + S44a) and the sum of the signals corresponding to the divided areas 43b and 44b (S43b + S44b) of FIG. 15 are obtained, a part of the calculation of the equation (17) is obtained. Photodetector 9
As described above, the calculation is simplified, and the number of light receiving surfaces can be reduced.
【0128】また、図15における回折型光学素子8の
領域8E,8F,8G,8Hによる+1次回折光を受光
する受光面45,46,47,48のうち、隣接する二
つの受光面45と46、47と48のそれぞれの一方の
分割領域同士、つまり分割領域45aと46a、45b
と46b、47aと48a、47bと48bをそれぞれ
組み合わせた分割領域を形成して新たな二つの受光面と
してもよく、その場合も式(17)の演算の一部が光検
出器9上で行われることになる。Further, of the light receiving surfaces 45, 46, 47 and 48 for receiving + 1st order diffracted light by the regions 8E, 8F, 8G and 8H of the diffractive optical element 8 in FIG. 15, two adjacent light receiving surfaces 45 and 46 are provided. , 47 and 48, that is, divided regions 45a and 46a and 45b.
And 46b, 47a and 48a, and 47b and 48b, respectively, to form a divided area to form two new light receiving surfaces. In this case also, a part of the calculation of the equation (17) is performed on the photodetector 9 Will be
【0129】この場合、トラッキング誤差信号Tについ
ては、光検出器9上で演算が行われない方の受光面に対
応する出力信号、例えば図16の例では受光面45,4
6,47,48の分割領域45a,45b、46a,4
6b、47a,47b、48a,48bに対応する光検
出器9の出力信号S45a ,S45b 、S46a,
S46b 、S47a ,S47b 、S48a ,S
48b のみを用いて、例えば式(18)(19)によ
り得られる信号T11,T12の位相差を検出するか、また
は式(20)の演算を行うことで得られる。In this case, the tracking error signal T is an output signal corresponding to the light receiving surface on which the calculation is not performed on the photodetector 9, for example, the light receiving surfaces 45 and 4 in the example of FIG.
6, 47, 48 divided areas 45a, 45b, 46a, 4
6b, 47a, 47b, 48a, 48b, output signals S45a, S45b, S46a,
S46b, S47a, S47b, S48a, S
Using only 48b, for example, it can be obtained by detecting the phase difference between the signals T11 and T12 obtained by the equations (18) and (19) or by performing the calculation of the equation (20).
【0130】(第7の実施形態)図17に、本発明の第
7の実施形態に係る光ヘッド装置における検出光学系の
回折型光学素子8と光検出器9を示す。回折型光学素子
8は図13〜図16に示した第4〜第6の実施形態と同
様であり、4つの回折領域8E,8F,8G,8Hを有
し、その格子パターンは集光レンズ7の焦点面近傍で0
次回折光、+1次回折光および−1次回折光を分離して
検出するのに必要な空間周波数を持つとともに、+1次
回折光と−1次回折光を集光レンズ7の焦点面近傍でフ
ォーカス誤差検出するのに必要なスポット形状に変形す
るための空間的な変化が与えられている。(Seventh Embodiment) FIG. 17 shows a diffractive optical element 8 and a photodetector 9 of a detection optical system in an optical head device according to a seventh embodiment of the present invention. The diffractive optical element 8 is similar to the fourth to sixth embodiments shown in FIGS. 13 to 16 and has four diffraction regions 8E, 8F, 8G, and 8H, and its grating pattern is 0 near the focal plane of
It has a spatial frequency necessary to separate and detect the first-order diffracted light, the + 1st-order diffracted light and the -1st-order diffracted light, and detects the focus error near the focal plane of the condenser lens 7 for the + 1st-order diffracted light and the -1st-order diffracted light. Is given a spatial change for deforming to a spot shape required for the above.
【0131】一方、回折型光学素子8による回折光を検
出する光検出器9は、8個の2分割された受光面61,
62,63,64,65,66,67,68を有する
が、第5の実施形態と異なり、これらの受光面61,6
2,63,64,65,66,67,68はそれぞれの
分割線がx軸上になく、2つずつペアでz軸を中心とし
て点対称の位置に配置されている。但し、各受光面は分
割線がx軸と平行になるように配置されている。On the other hand, the photodetector 9 for detecting light diffracted by the diffractive optical element 8 has eight light receiving surfaces 61 divided into two parts.
62, 63, 64, 65, 66, 67, and 68, but unlike the fifth embodiment, these light receiving surfaces 61, 6
2, 63, 64, 65, 66, 67, and 68 do not have their respective dividing lines on the x-axis, and are arranged in pairs at two point-symmetric positions about the z-axis. However, each light receiving surface is arranged such that the dividing line is parallel to the x-axis.
【0132】本実施形態におけるフォーカス誤差検出方
法は、基本的に第5の実施形態と同じであり、この場合
も±1次回折光による信号からフォーカス誤差信号Fを
演算で求めるため、光ディスク6上のピットやマークの
回折の影響を少なくすることができる。The focus error detection method in this embodiment is basically the same as that in the fifth embodiment. In this case, too, the focus error signal F is obtained from the signal based on the ± 1st-order diffracted light by calculation. The effect of diffraction of pits and marks can be reduced.
【0133】すなわち、本実施形態においては、受光面
61,62,63,64,65,66,67,68のそ
れぞれの分割領域61a,61b、62a,62b、6
3a,63b、64a,64b、65a,65b、66
a,66b、67a,67b、68a,68bに対応す
る光検出器9の出力信号を、それぞれS61a ,S6
1b 、S62a ,S62b 、S63a ,S63
b 、S64a ,S64b 、S65a ,S65b
、S66a ,S66b 、S67a ,S67b
、S68a ,S68b とすると、図1の演算回路
13は次式の演算によってフォーカス誤差信号Fを生成
する。That is, in the present embodiment, the divided areas 61a, 61b, 62a, 62b, and 6 of the light receiving surfaces 61, 62, 63, 64, 65, 66, 67, and 68, respectively.
3a, 63b, 64a, 64b, 65a, 65b, 66
a, 66b, 67a, 67b, 68a, 68b, the output signals of the photodetector 9 are converted to S61a, S6, respectively.
1b, S62a, S62b, S63a, S63
b, S64a, S64b, S65a, S65b
, S66a, S66b, S67a, S67b
, S68a, S68b, the arithmetic circuit 13 of FIG. 1 generates the focus error signal F by the calculation of the following equation.
【0134】 F= [(S61a +S62a )−(S65b +S66b )] +[(S63b +S64b )−(S67a +S68a )] −[(S61b +S62b )−(S65a +S66a )] −[(S63a +S64a )−(S67b +S68b )] (21) トラッキング誤差検出についても、第5の実施形態と同
様でよい。すなわち、トラッキング誤差検出について
は、第4の実施形態と同様に+1次回折光、−1次回折
光のいずれか一方のみに対応した信号を用いても可能で
あるが、第1の実施形態と同様に±1次回折光全てに対
応した信号を用いることも可能であり、この場合の位相
差法によるトラッキング誤差信号Tは、次式(22)
(23)により得られる信号T21,T22の位相差を検出
することにより得られる。F = [(S61a + S62a)-(S65b + S66b)] + [(S63b + S64b)-(S67a + S68a)]-[(S61b + S62b)-(S65a + S66a)]-((S63a + S64b) (21) The tracking error detection may be the same as in the fifth embodiment. That is, the tracking error detection can be performed by using a signal corresponding to only one of the + 1st-order diffracted light and the -1st-order diffracted light as in the fourth embodiment, but similar to the first embodiment. It is also possible to use signals corresponding to all the ± first-order diffracted lights. In this case, the tracking error signal T by the phase difference method is given by the following equation (22).
It is obtained by detecting the phase difference between the signals T21 and T22 obtained by (23).
【0135】 T21=S61a +S61b +S63a +S63b +S65a +S6 5b +S67a +S67b (22) T22=S62a +S62b +S64a +S64b +S66a +S6 6b +S68a +S68b (23) 本実施形態は、この位相差法によるトラッキング誤差検
出に対しては特に適した構成である。T21 = S61a + S61b + S63a + S63b + S65a + S65b + S67a + S67b (22) T22 = S62a + S62b + S64a + S64b + S66a + S66b + S68a This method is suitable for the tracking method. Configuration.
【0136】また、プッシュプル法によるトラッキング
誤差信号Tは、回折型光学素子8のx軸方向の分割線が
光ディスク6のタンジェンシャル方向の場合、次式の演
算により得られる。 T=(S61a +S61b +S62a +S62b +S67a +S6 7b +S68a +S68b ) −(S63a +S63b +S64a +S64b +S65a +S65b +S66a +S66b ) (24) (第8の実施形態)図18に、本発明の第8の実施形態
として、第7の実施形態の光検出器9を変更して、フォ
ーカス誤差信号Fを算出するための演算の一部を光検出
器9上で行うようにした例を示す。この場合は、光検出
器9の受光面のうち図17における回折型光学素子8の
領域8E,8F,8G,8Hによる+1次回折光、−1
次回折光のいずれか一方を受光する受光面、例えば−1
次回折光を受光する受光面61,62,63,64のう
ち、隣接する二つの受光面61と62、63と64のそ
れぞれの一方の分割領域同士、つまり分割領域61aと
62a、61bと62b、63aと64a、63bと6
4bをそれぞれ組み合わせた分割領域71a,71b,
72a,72bを形成することにより、新たに受光面7
1,72としている。The tracking error signal T by the push-pull method is obtained by the following equation when the dividing line of the diffractive optical element 8 in the x-axis direction is in the tangential direction of the optical disc 6. T = (S61a + S61b + S62a + S62b + S67a + S67b + S68a + S68b)-(S63a + S63b + S64a + S64b + S65a + S65b + S66a + S66b) (Eighth Embodiment As an eighth embodiment of the present invention, an eighth embodiment will be described. An example is shown in which the photodetector 9 of the first embodiment is modified so that a part of the calculation for calculating the focus error signal F is performed on the photodetector 9. In this case, the + 1st-order diffracted light by the regions 8E, 8F, 8G, and 8H of the diffractive optical element 8 in FIG.
Receiving surface for receiving one of the second order diffracted lights, for example, -1
Of the light receiving surfaces 61, 62, 63, and 64 that receive the next-order diffracted light, one of the two divided light receiving surfaces 61 and 62, 63 and 64, that is, the divided regions 61a and 62a, 61b and 62b, 63a and 64a, 63b and 6
4b are respectively combined with divided areas 71a, 71b,
By forming the light receiving surfaces 7a and 72b,
1, 72.
【0137】これにより受光面71の分割領域71a,
71bに対応する信号として、図17の分割領域61a
と62aに対応する信号の和(S61a +S62a
)、分割領域61bと62bに対応する信号の和(S
61b +S62b )がそれぞれ得られ、また受光面
72の分割領域72a,72bに対応する信号として、
図17の分割領域63aと64aに対応する信号の和
(S63a +S64a)、分割領域63bと64bに
対応する信号の和(S63b +S64b )がそれぞ
れ得られるので、式(21)の演算の一部が光検出器9
上で行われることになり、演算が簡単になると共に、受
光面の数を減らすことができる。As a result, the divided areas 71a of the light receiving surface 71,
As a signal corresponding to 71b, the divided area 61a of FIG.
(S61a + S62a)
), The sum of the signals corresponding to the divided areas 61b and 62b (S
61b + S62b), and as signals corresponding to the divided areas 72a and 72b of the light receiving surface 72,
Since the sum (S63a + S64a) of the signals corresponding to the divided areas 63a and 64a and the sum (S63b + S64b) of the signals corresponding to the divided areas 63b and 64b in FIG. 17 are obtained, a part of the calculation of the equation (21) is obtained. Photodetector 9
As described above, the calculation is simplified, and the number of light receiving surfaces can be reduced.
【0138】また、図17における回折型光学素子8の
領域8E,8F,8G,8Hによる+1次回折光を受光
する受光面65,66,67,68のうち、隣接する二
つの受光面65と66、67と68のそれぞれの一方の
分割領域同士、つまり分割領域65aと66a、65b
と66b、67aと68a、67bと68bをそれぞれ
組み合わせた分割領域を形成して新たな二つの受光面と
してもよく、その場合も式(21)の演算の一部が光検
出器9上で行われることになる。Further, of the light receiving surfaces 65, 66, 67, 68 for receiving + 1st-order diffracted light by the regions 8E, 8F, 8G, 8H of the diffractive optical element 8 in FIG. 17, two adjacent light receiving surfaces 65 and 66 are provided. , 67 and 68, ie, the divided regions 65a and 66a, 65b
And 66b, 67a and 68a, and 67b and 68b, respectively, to form a divided area to form two new light receiving surfaces. In this case as well, a part of the calculation of Expression (21) is performed on the photodetector 9 Will be
【0139】この場合、トラッキング誤差信号Tについ
ては、光検出器9上で演算が行われない方の受光面に対
応する出力信号、例えば図18の例では受光面65,6
6,67,68の分割領域65a,65b、66a,6
6b、67a,67b、68a,68bに対応する光検
出器9の出力信号S65a ,S65b 、S66a,
S66b 、S67a ,S67b 、S68a ,S
68b のみを用いて、例えば式(22)(23)によ
り得られる信号T21,T22の位相差を検出するか、また
は式(24)の演算を行うことで得られる。In this case, the tracking error signal T is an output signal corresponding to the light receiving surface on which the calculation is not performed on the photodetector 9, for example, the light receiving surfaces 65 and 6 in the example of FIG.
6, 67, 68 divided areas 65a, 65b, 66a, 6
6b, 67a, 67b, 68a, 68b, output signals S65a, S65b, S66a,
S66b, S67a, S67b, S68a, S
Using only 68b, for example, it can be obtained by detecting the phase difference between the signals T21 and T22 obtained by Expressions (22) and (23) or by performing the operation of Expression (24).
【0140】(第9の実施形態)図19に、本発明の第
9の実施形態として、第8の実施形態の光検出器9をさ
らに変更して、フォーカス誤差信号Fを算出するための
演算の一部を光検出器9上で行うようにした別の例を示
す。この場合は、図18における受光面71と72のそ
れぞれの一方の分割領域同士、つまり71aと72b、
71bと72aをそれぞれ組み合わせて新たに受光面7
3,74としている。(Ninth Embodiment) FIG. 19 shows, as a ninth embodiment of the present invention, an operation for calculating a focus error signal F by further changing the photodetector 9 of the eighth embodiment. Another example is shown in which a part of is performed on the photodetector 9. In this case, each of the light receiving surfaces 71 and 72 in FIG. 18 has one of the divided regions, that is, 71a and 72b,
The light receiving surface 7 is newly added by combining each of 71b and 72a.
3, 74.
【0141】これにより受光面73に対応する出力信号
としては、図17における分割領域61a,62a,6
3b,64bに対応する信号の和(S61a +S62
a+S63b +S64b が得られ、受光面74に対
応する出力信号としては、図17における分割領域61
b,62b,63a,64aに対応する信号の和(S6
1b +S62b +S63a +S64a )が得ら
れるので、式(21)の演算のより多くの部分が光検出
器9上で行われることになり、演算が簡単になると共
に、受光面の数をさらに減らすことができる。As a result, the output signals corresponding to the light receiving surface 73 include the divided areas 61a, 62a, and 6 in FIG.
3b, 64b (S61a + S62)
a + S63b + S64b is obtained, and as an output signal corresponding to the light receiving surface 74, the divided area 61 in FIG.
b, 62b, 63a, and 64a (S6
1b + S62b + S63a + S64a), so that a greater part of the operation of equation (21) is performed on the photodetector 9, which simplifies the operation and further reduces the number of light receiving surfaces. it can.
【0142】トラッキング誤差信号Tについては、第8
の実施形態と同様に光検出器9上で演算が行われない方
の受光面に対応する出力信号、例えば図19の例では受
光面65,66,67,68の分割領域65a,65
b、66a,66b、67a,67b、68a,68b
に対応する光検出器9の出力信号S65a ,S65
b、S66a ,S66b 、S67a ,S67b
、S68a ,S68bのみを用いて、例えば式(2
2)(23)により得られる信号T21,T22の位相差を
検出するか、あるいは式(24)の演算を行うことで得
られる。As for the tracking error signal T, the eighth
19, the output signal corresponding to the light receiving surface on which the calculation is not performed on the photodetector 9, for example, the divided areas 65a, 65 of the light receiving surfaces 65, 66, 67, 68 in the example of FIG.
b, 66a, 66b, 67a, 67b, 68a, 68b
Output signals S65a and S65 of the photodetector 9 corresponding to
b, S66a, S66b, S67a, S67b
, S68a, and S68b only, for example, the expression (2)
2) It can be obtained by detecting the phase difference between the signals T21 and T22 obtained by (23) or by performing the calculation of Expression (24).
【0143】(第10の実施形態)図20に、本発明の
第10の実施形態に係る光ヘッド装置の構成を示す。こ
の光ヘッド装置は、光源1、コリメータレンズ2、ビー
ム整形プリズム3、ビームスプリッタ4、対物レンズ
5、回折型光学素子8、光検出器9に加え、さらにミラ
ー17、波長板18を光学系に備えており、さらに図1
と同様に図示しない電流−電圧変換機能を持つ増幅器ア
レイおよび演算回路を備えている。本実施形態では、回
折型光学素子8の挿入位置が異なっている。(Tenth Embodiment) FIG. 20 shows the structure of an optical head device according to a tenth embodiment of the present invention. This optical head device includes a light source 1, a collimator lens 2, a beam shaping prism 3, a beam splitter 4, an objective lens 5, a diffractive optical element 8, and a photodetector 9, and further includes a mirror 17 and a wave plate 18 in an optical system. Equipped, and furthermore, FIG.
In the same manner as described above, an amplifier array having a current-voltage conversion function (not shown) and an arithmetic circuit are provided. In the present embodiment, the insertion position of the diffractive optical element 8 is different.
【0144】光源1から出射した光は、コリメータレン
ズ2により平行光束に変換され、このコリメータレンズ
2を出た光は、ビーム整形プリズム3によりビーム形状
が整形された後、ビームスプリッタ4に入射する。ビー
ムスプリッタ4を透過した光は、ミラー17で反射され
て方向を変え、回折型光学素子8を通過した後、波長板
18を経て対物レンズ5で図示しない光ディスク上に微
小スポットとして集束照射される。The light emitted from the light source 1 is converted into a parallel light beam by the collimator lens 2, and the light emitted from the collimator lens 2 enters the beam splitter 4 after the beam shape is shaped by the beam shaping prism 3. . The light transmitted through the beam splitter 4 is reflected by a mirror 17, changes its direction, passes through a diffractive optical element 8, and is focused and irradiated as a minute spot on an optical disk (not shown) by an objective lens 5 through a wave plate 18. .
【0145】光ディスクからの反射光は、対物レンズ5
を通り、回折型光学素子8で回折される。この回折光が
ミラー17およびビームスプリッタ4を経て集光レンズ
7で光検出器9上に集光される。The light reflected from the optical disk is
And diffracted by the diffractive optical element 8. The diffracted light passes through the mirror 17 and the beam splitter 4 and is condensed on the photodetector 9 by the condenser lens 7.
【0146】本実施形態の光学系では図1と異なり、回
折型光学素子8と光検出器9の間にビームスプリッタ4
と集光レンズ7が入ることになる。この場合、回折型光
学素子8と光検出器9上の光ビームの状態が第1〜第9
の実施形態と同様になるように、ビームスプリッタ4と
集光レンズ7を含めて設計することにより、これまでの
実施形態と同様な効果が得られる。また、ここでは回折
型光学素子8と光検出器9の間に挿入されている素子は
ビームスプリッタ4と集光レンズ7のみであるが、他の
機能を付加するために別な光学素子が挿入されても、そ
の光学素子の特性を含めて回折型光学素子8のパターン
を設計すればよい。In the optical system of this embodiment, unlike FIG. 1, the beam splitter 4 is located between the diffractive optical element 8 and the photodetector 9.
And the condenser lens 7 enters. In this case, the states of the light beams on the diffractive optical element 8 and the photodetector 9 are first to ninth.
By design including the beam splitter 4 and the condenser lens 7 in the same manner as in the above-described embodiment, the same effects as in the above-described embodiments can be obtained. Here, the only elements inserted between the diffractive optical element 8 and the photodetector 9 are the beam splitter 4 and the condenser lens 7, but another optical element is inserted to add other functions. Even so, the pattern of the diffractive optical element 8 may be designed including the characteristics of the optical element.
【0147】さらに、トラッキング制御を行って光ディ
スク上の光ビームを移動するために対物レンズを移動さ
せる機構系を考えた場合、回折型光学素子8と波長板1
8を対物レンズ5と一緒に動かすようにすると、特にプ
ッシュプル法によるトラッキング誤差信号にオフセット
が発生しにくいことがある。すなわち、回折型光学素子
8が固定されている光学系では、トラッキング制御を行
うべく対物レンズ5が移動すると、光検出器9上のビー
ムが大きく移動するため、特にプッシュプルによるトラ
ッキング誤差信号にオフセットが生じるという問題があ
り、トラッキング制御のために対物レンズ5をあまり大
きくは動かすことが難しい。Further, when considering a mechanism system for moving an objective lens to move a light beam on an optical disk by performing tracking control, the diffraction type optical element 8 and the wavelength plate 1 are considered.
When the objective lens 8 is moved together with the objective lens 5, an offset may not be easily generated particularly in a tracking error signal by the push-pull method. That is, in an optical system in which the diffractive optical element 8 is fixed, when the objective lens 5 moves to perform tracking control, the beam on the photodetector 9 moves greatly. And it is difficult to move the objective lens 5 too much for tracking control.
【0148】これに対し、回折型光学素子8と波長板1
8を対物レンズ5と一緒に動かすようにすると、光検出
器9上では光ビームはほとんど移動せず、さらに回折型
光学素子8上で光ディスクからの反射光をタンジェンシ
ャル方向に2分割しており、そして分割したそれぞれの
光ビームの全てを独立に検出していることから、光ビー
ムが多少移動しても問題ない。このため、トラッキング
に際して対物レンズ5が大きく移動しても、正確なプッ
シュプル信号を得ることができる。On the other hand, the diffractive optical element 8 and the wave plate 1
When the object 8 is moved together with the objective lens 5, the light beam hardly moves on the photodetector 9, and the reflected light from the optical disk is further divided into two in the tangential direction on the diffractive optical element 8. Since each of the divided light beams is independently detected, there is no problem even if the light beam slightly moves. For this reason, even if the objective lens 5 moves greatly during tracking, an accurate push-pull signal can be obtained.
【0149】ここで、対物レンズ5を移動させる機構系
については、磁石とコイルの電磁駆動系でもよく、対物
レンズ5と回折型光学素子8および波長板18を同時に
ディスク6のラジアル方向にほぼ平行に移動できるもの
であれば、基本的にはどのような構成であっても構わな
い。Here, the mechanism for moving the objective lens 5 may be an electromagnetic drive system of a magnet and a coil, and the objective lens 5, the diffractive optical element 8 and the wave plate 18 are simultaneously substantially parallel to the radial direction of the disk 6. Basically, any configuration may be used as long as it can be moved to.
【0150】また、回折型光学素子8として偏光型を用
いると、さらに波長板18の効果により、最初に光源1
からきた光ビームは回折型光学素子8で回折せず、光デ
ィスクからの反射光のみが回折されるようになるため、
光源1の光利用効率を高くすることができる。フォーカ
ス誤差検出やトラッキング誤差検出については、どのよ
うな回折型光学素子を利用しても、同様の効果が得られ
る。When a polarizing type is used as the diffractive optical element 8, the light source 1 is first activated by the effect of the wave plate 18.
Since the light beam coming from the optical disk is not diffracted by the diffractive optical element 8 and only the reflected light from the optical disk is diffracted,
The light use efficiency of the light source 1 can be increased. Regarding the focus error detection and the tracking error detection, the same effect can be obtained by using any diffractive optical element.
【0151】上記実施形態では、回折型光学素子8によ
り±1次回折光を利用したが、これに限定されるもので
はなく、±N次回折光を利用してフォーカス誤差検出を
行ってもよい。In the above embodiment, the ± 1st-order diffracted light is used by the diffractive optical element 8, but the present invention is not limited to this, and focus error detection may be performed by using the ± Nth-order diffracted light.
【0152】(第11の実施形態)図21は、本発明の
第11の実施形態に係る光ヘッド装置であり、対物レン
ズ5に有限系レンズを用いた点以外は、これまでの実施
形態と同様である。この場合は、図1におけるコリメー
タレンズ2、ビーム整形プリズム3および集光レンズ7
は不要となる。(Eleventh Embodiment) FIG. 21 shows an optical head device according to an eleventh embodiment of the present invention, which differs from the previous embodiments in that an objective lens 5 is a finite system lens. The same is true. In this case, the collimator lens 2, the beam shaping prism 3, and the condenser lens 7 in FIG.
Becomes unnecessary.
【0153】以上説明した第1〜第11実施形態は、図
28の一部に示すようにトラック方向と平行に複数の回
折領域8A、8Bを設けた回折型光学素子8を用いるこ
とで、記録媒体の記録面上のピットあるいは記録マーク
からの回折の影響によるノイズを回避して、安定したフ
ォーカスの制御を行う光ヘッド装置の例を示したもので
ある。つまり、これらの実施形態はDVD−ROMのよ
うにピットや記録マークが記録面上に連続して設けられ
ている場合に好適な光ヘッド装置である。In the first to eleventh embodiments described above, recording is performed by using the diffractive optical element 8 provided with a plurality of diffraction regions 8A and 8B parallel to the track direction as shown in a part of FIG. 1 shows an example of an optical head device that performs stable focus control while avoiding noise due to diffraction from pits or recording marks on a recording surface of a medium. That is, these embodiments are optical head devices suitable for a case where pits and recording marks are continuously provided on a recording surface, such as a DVD-ROM.
【0154】一方、トラック方向と垂直な分割線によっ
て複数の回折領域108A、108Bが形成された回折
型光学素子108を用いることで、記録媒体の記録面上
のグルーブからの回折の影響によるノイズを回避するこ
とができる。これは、例えば図28の一部に示すDVD
−RAM等106を用いた場合のように、ランド101
とグルーブ102とのランドとグルーブとの間をスポッ
トが行き来する場合に好適なものである。光ディスク1
01の場合、ビットあるいは記録マークからの回折の影
響によるノイズよりもグルーブからの回折の影響による
ノイズの方が問題となる。従って、グルーブの影響が生
じるトラック方向と垂直の方向に延びた領域分割線に沿
って分割された2つの回折領域108A、108Bをも
つ回折型光学素子108を用いることになる。以下、光
ディスク106および回折型光学素子108を用いた本
発明の光ヘッド装置について第12〜第22実施形態に
基づいて説明する。On the other hand, by using the diffractive optical element 108 in which a plurality of diffraction regions 108A and 108B are formed by dividing lines perpendicular to the track direction, noise due to diffraction from grooves on the recording surface of the recording medium is reduced. Can be avoided. This is, for example, the DVD shown in part of FIG.
The land 101 as in the case of using the RAM 106, etc.
This is suitable when the spot moves between the land and the groove of the groove 102 and the groove. Optical disk 1
In the case of 01, the noise caused by the diffraction from the groove is more problematic than the noise caused by the diffraction from the bit or the recording mark. Therefore, a diffractive optical element 108 having two diffraction regions 108A and 108B divided along a region division line extending in the direction perpendicular to the track direction in which the groove is affected is used. Hereinafter, an optical head device of the present invention using the optical disk 106 and the diffractive optical element 108 will be described based on twelfth to twenty-second embodiments.
【0155】(第12の実施形態)第12の実施形態
は、トラック方向と垂直の方向に延びた領域分割線に沿
って分割された2つの回折領域108A、108Bをも
つ回折型光学素子108を用いた場合係るもので、その
他の構成は基本的に第1実施形態と同一である。(Twelfth Embodiment) In a twelfth embodiment, a diffractive optical element 108 having two diffraction areas 108A and 108B divided along an area division line extending in the direction perpendicular to the track direction is used. The other configuration is basically the same as that of the first embodiment.
【0156】従って、本実施形態の説明にあたっては図
1に示す構成を参照して説明する。なお、以下の実施形
態においては回折型光学素子108の符号を回折型光学
素子8、回折領域108A、108Bを回折領域8A、
8Bとして説明する。Therefore, the present embodiment will be described with reference to the configuration shown in FIG. In the following embodiments, the sign of the diffractive optical element 108 is referred to as the diffractive optical element 8, and the diffractive regions 108A and 108B are referred to as the diffractive regions 8A.
8B.
【0157】図2に、回折型光学素子8の構成例を示
す。回折型光学素子8は、図2(a)に示すように曲線
群で構成される二つの回折領域8A,8Bを有する。具
体的には、回折領域8Aは糸巻き型の回折格子、また回
折領域8Bは樽型の回折格子からなる。これらの回折領
域8A,8Bは、光ディスク6からの反射光の光軸(図
1のz軸)を通り、かつ光ディスク6上のトラックに垂
直な軸(図1のx軸)上の直線を領域分割線L1として
分割されている。回折領域8A,8Bは、それぞれ光デ
ィスク6からの反射光を0次回折光と±1次回折光に回
折させる。回折領域8A,8Bの格子ピッチは、集光レ
ンズ7の焦点面近傍で0次回折光、+1次回折光、およ
び−1次回折光を分離して検出するのに必要な空間周波
数を持つとともに、+1次回折光と−1次回折光を集光
レンズ7の焦点面近傍でフォーカス誤差検出を行うのに
必要なスポット形状に変形するための空間的な変化が与
えられている。FIG. 2 shows a configuration example of the diffraction optical element 8. The diffractive optical element 8 has two diffraction regions 8A and 8B composed of a curve group as shown in FIG. Specifically, the diffraction area 8A is a pin-shaped diffraction grating, and the diffraction area 8B is a barrel-shaped diffraction grating. These diffraction regions 8A and 8B are formed by forming a straight line on an axis (x-axis in FIG. 1) passing through the optical axis (z-axis in FIG. 1) of the reflected light from the optical disk 6 and perpendicular to the track on the optical disk 6. It is divided as a division line L1. The diffraction areas 8A and 8B diffract the reflected light from the optical disc 6 into 0th-order diffracted light and ± 1st-order diffracted light, respectively. The grating pitch of the diffraction areas 8A and 8B has a spatial frequency necessary for separating and detecting the 0th-order diffracted light, the + 1st-order diffracted light, and the -1st-order diffracted light in the vicinity of the focal plane of the condenser lens 7, and the + 1st order diffracted light. A spatial change is given to transform the folded light and the -1st-order diffracted light into a spot shape necessary for detecting a focus error near the focal plane of the condenser lens 7.
【0158】回折型光学素子8の図2(a)に示した格
子パターン形状は、回折型光学素子8と光検出器9の距
離が20mm、回折型光学素子8上のビーム径が2mm
のときに、集光レンズ7の焦点面近傍で、回折型光学素
子8の回折領域8Aからの0次回折光と±1次回折光と
の分離距離が0.6mmとなるように、また回折型光学
素子8の回折領域8Bからの0次回折光と±1次回折光
との分離距離が0.4mmとなるように設計した例であ
る。また、1次回折光を±に等しく配分するために、回
折領域8A,8Bの断面形状は、図2(b)に示すよう
に格子ピッチD1に対する格子幅D2の比を1/2にし
たステップ状の位相格子とするのが望ましい。光検出器
9は、回折型光学素子8からの回折光を検出するように
配置されている。そして、光検出器9は、集光レンズ7
の焦点位置に配置されている。このように集光レンズ7
の焦点位置に光検出器9を配置するため、回折型素子8
はパワーをもたず、収差成分を変化させる機能のみをも
たせることができる。このために、光の波長変動による
影響が少ない誤差検出光学系を実現でき、安定した誤差
信号の検出が可能である。The grating pattern shape of the diffractive optical element 8 shown in FIG. 2A is such that the distance between the diffractive optical element 8 and the photodetector 9 is 20 mm, and the beam diameter on the diffractive optical element 8 is 2 mm.
In the case of (1), the separation distance between the 0th-order diffracted light and the ± 1st-order diffracted light from the diffraction area 8A of the diffractive optical element 8 near the focal plane of the condensing lens 7 is 0.6 mm. This is an example designed so that the separation distance between the 0th-order diffracted light and ± 1st-order diffracted light from the diffraction region 8B of the element 8 is 0.4 mm. Further, in order to distribute the first-order diffracted light equally to ±, the cross-sectional shape of the diffraction regions 8A and 8B is a step-like shape in which the ratio of the grating width D2 to the grating pitch D1 is 1/2 as shown in FIG. It is desirable to use a phase grating. The light detector 9 is arranged to detect the diffracted light from the diffractive optical element 8. Then, the photodetector 9 is provided with the condenser lens 7.
Is located at the focal position. Thus, the condenser lens 7
Since the photodetector 9 is arranged at the focal position of the
Has no power and can have only the function of changing the aberration component. For this reason, it is possible to realize an error detection optical system that is less affected by the wavelength fluctuation of light, and to stably detect an error signal.
【0159】図3に、光検出器9の構成例を示す。この
光検出器9は、それぞれ4分割された第1および第2の
受光面10,11を有する。第1の受光面10は、回折
型光学素子8の領域分割線L1の像と同じ方向の分割線
およびこれと直交する分割線により4つの分割領域10
a〜10dに分割されている。同様に、第2の受光面1
1は回折型光学素子8の領域分割線L1の像と同じ方向
の分割線およびこれと直交する分割線により4つの分割
領域11a〜11dに分割されている。FIG. 3 shows a configuration example of the photodetector 9. The photodetector 9 has first and second light receiving surfaces 10 and 11 divided into four parts. The first light receiving surface 10 is divided into four divided regions 10 by a dividing line in the same direction as the image of the region dividing line L1 of the diffractive optical element 8 and a dividing line orthogonal thereto.
a to 10d. Similarly, the second light receiving surface 1
1 is divided into four divided regions 11a to 11d by a dividing line in the same direction as the image of the region dividing line L1 of the diffractive optical element 8 and a dividing line orthogonal to the dividing line.
【0160】又図3に示されるように、光軸を中心にし
た点対象の検出器面をもつ検出器が得られる信号の対称
性がよいものとなる。ただし、必ずしも点対称である必
要はない。Further, as shown in FIG. 3, a signal having a good symmetry of a signal obtained by a detector having a detector surface symmetric with respect to the optical axis having a point object is obtained. However, it is not necessary to be point symmetric.
【0161】そして、図4に示すように分割領域10
a,10bは、回折型光学素子8の領域8Aからの+1
次回折光を受光し、分割領域10c,10dは回折型光
学素子8の領域8Bからの+1次回折光を受光する。分
割領域11c,11dは、回折型光学素子8の領域8A
からの−1次回折光を受光し、分割領域11a,11b
は、回折型光学素子8の領域8Bからの−1次回折光を
受光する。光検出器9の受光面10,11の各分割領域
10a〜10d,11a〜11dに対応する信号電流
は、電流−電圧変換増幅器アレイ12によりそれぞれ電
圧信号に変換され、かつ適当なレベルまで増幅された
後、演算回路13に入力される。Then, as shown in FIG.
a, 10b are +1 from the area 8A of the diffractive optical element 8
The second-order diffracted light is received, and the divided areas 10c and 10d receive the + 1st-order diffracted light from the area 8B of the diffractive optical element 8. The divided areas 11c and 11d are formed in the area 8A of the diffractive optical element 8.
-1st-order diffracted light from the first and second divided regions 11a and 11b
Receives the -1st-order diffracted light from the area 8B of the diffractive optical element 8. The signal current corresponding to each of the divided areas 10a to 10d and 11a to 11d of the light receiving surfaces 10, 11 of the photodetector 9 is converted into a voltage signal by the current-voltage conversion amplifier array 12, and is amplified to an appropriate level. After that, it is input to the arithmetic circuit 13.
【0162】演算回路13は、次式(1)に示す演算に
よってフォーカス誤差信号Fを生成する。 F= (S10a +S10c )−(S10b +S10d ) +(S11b +S11d )−(S11a +S11c ) (1) ここで、S10a ,S10b ,S10c ,S10
d は、受光面10に対応する出力信号のうち、分割領
域10a,10b,10c,10dにそれぞれ対応する
信号を表し、S11a ,S11b ,S11c ,S
11d は、受光面11に対応する出力信号のうち、分
割領域11a,11b,11c,11dにそれぞれ対応
する信号を表す。The operation circuit 13 generates the focus error signal F by the operation shown in the following equation (1). F = (S10a + S10c)-(S10b + S10d) + (S11b + S11d)-(S11a + S11c) (1) where S10a, S10b, S10c, S10
d represents a signal corresponding to each of the divided areas 10a, 10b, 10c, and 10d among output signals corresponding to the light receiving surface 10, and S11a, S11b, S11c, S
11d represents a signal corresponding to each of the divided areas 11a, 11b, 11c, 11d among output signals corresponding to the light receiving surface 11.
【0163】すなわち、本実施形態では演算回路13に
おいて、光検出器9からの受光面10に対応する出力信
号について、対角位置関係にある二つの分割領域10
a,10cに対応する信号の和信号(S10a +S1
0c )と、同じく対角位置関係にある他の二つの分割
領域10b,10dに対応する信号の和信号(S10b
+S10d )との差信号(S10a +S10c )
−(S10b +S10d )を求め、さらに光検出器
9からの受光面11に対応する出力信号についても、対
角位置関係にある二つの分割領域11b,11dに対応
する信号の和信号(S11b +S11d )と、同じ
く対角位置関係にある他の二つの分割領域11a,11
cに対応する信号の和信号 (S11a +S11c
)との差信号(S11b +S11d )−(S11
a +S11c )を求め、これら二つの差信号の和信
号を求めることにより、フォーカス誤差信号Fを生成す
る。That is, in the present embodiment, in the arithmetic circuit 13, the output signal corresponding to the light receiving surface 10 from the photodetector 9 is divided into two diagonally divided areas 10
a, 10c (S10a + S1)
0c) and the sum signal (S10b) of the signals corresponding to the other two divided regions 10b and 10d which are also in a diagonal positional relationship.
+ S10d) (S10a + S10c).
− (S10b + S10d), and further, regarding the output signal corresponding to the light receiving surface 11 from the photodetector 9, the sum signal (S11b + S11d) of the signals corresponding to the two divided regions 11b and 11d having a diagonal positional relationship. And the other two divided areas 11a and 11 also having the same diagonal positional relationship.
c (S11a + S11c)
)-(S11b + S11d)-(S11b)
a + S11c), and the sum signal of these two difference signals is obtained to generate the focus error signal F.
【0164】図5に、対物レンズ5と光ディスク6との
相対位置が変化した時の、回折型光学素子8で回折され
た光ビームの光検出器9の受光面上のスポット形状変化
をスポットダイアグラムで示す。同図で光ビームスポッ
トはドットの集合で表わされている。図5(a)は、光
ディスク6に対して対物レンズ5が近いときの状態を示
している。図5(b)は、対物レンズ5の焦点面に光デ
ィスク6が位置している合焦時の場合で、光ビームスポ
ットはほぼ線対称な形状を呈する。図5(c)は、図5
(a)とは逆に光ディスク6に対して対物レンズ5が離
れているときの状態を示しており、光ビームスポット形
状の変化も図5(a)のときとは逆向きになっている。FIG. 5 is a spot diagram showing a change in the spot shape on the light receiving surface of the photodetector 9 of the light beam diffracted by the diffractive optical element 8 when the relative position between the objective lens 5 and the optical disk 6 changes. Indicated by In the figure, the light beam spot is represented by a set of dots. FIG. 5A shows a state where the objective lens 5 is close to the optical disc 6. FIG. 5B shows a case where the optical disk 6 is in focus with the focal plane of the objective lens 5 positioned, and the light beam spot has a substantially line-symmetric shape. FIG.
5A shows a state when the objective lens 5 is separated from the optical disk 6, and the light beam spot shape changes in the opposite direction to that in FIG.
【0165】なお、図5(b)及び図5(d)とは逆に
光ディスク6に対して対物レンズ5が離れているときの
状態を示しており、光ビームスポット形状の変化も図5
(a)のときとは逆向きになっている。5B and FIG. 5D, the state when the objective lens 5 is separated from the optical disk 6 is shown, and the change in the light beam spot shape is also shown in FIG.
The direction is opposite to that of FIG.
【0166】なお、図5(b)および図5(d)は、図
5(c)から図5(a)への遷移状態及び図5(c)か
ら図5(e)への遷移状態をそれぞれ示している。5 (b) and 5 (d) show the transition state from FIG. 5 (c) to FIG. 5 (a) and the transition state from FIG. 5 (c) to FIG. 5 (e). Each is shown.
【0167】従って、前述のように演算回路13におい
て式(1)の演算を行うことによって、図5(b)の合
焦状態のとき零で、対物レンズ5の焦点位置からのずれ
量とずれの方向に応じて大きさと極性が変化するフォー
カス誤差信号を得ることができる。図6に、フォーカス
ずれ量に対するフォーカス誤差信号Fの関係を示す。Therefore, by performing the calculation of the equation (1) in the calculation circuit 13 as described above, the amount of the shift from the focal position of the objective lens 5 is zero at the time of the focused state in FIG. A focus error signal whose magnitude and polarity change in accordance with the direction of. FIG. 6 shows the relationship between the focus error signal F and the focus shift amount.
【0168】本実施形態によると、例えば、光ヘッドの
組み立て時の誤差や経年変化によって、回折型光学素子
8や光検出器9等に位置ずれが生じた場合でも、従来の
非点収差法によるフォーカス誤差検出で顕著に発生する
フォーカス誤差信号の変動を低減することができる。以
下、この効果について図24〜図26を用いて詳しく説
明する。According to the present embodiment, even if the diffractive optical element 8, the photodetector 9, and the like are displaced due to, for example, errors in assembling the optical head or aging, the conventional astigmatism method is used. It is possible to reduce the fluctuation of the focus error signal which occurs remarkably in the focus error detection. Hereinafter, this effect will be described in detail with reference to FIGS.
【0169】図24(a)、図25(a)、図26
(a)は、合焦時における光検出器9の光検出面上の光
ビームの強度分布を、図24(b)、図25(b)、図
26(b)は、合焦時における回析型光学素子8に入射
する光ビームの強度分布を、図24(c)、図25
(c)、図26(c)は、光ディスク6上の光ビームの
強度分布を示している。以下、これらの図24〜図26
を用いて、(i) 回折型光学素子8および光検出器9に位
置ずれがない場合、(ii)光検出器9に位置ずれがある場
合、および(iii) 回折型光学素子8に位置ずれがある場
合についてそれぞれ説明する。FIGS. 24 (a), 25 (a) and 26
24A shows the intensity distribution of the light beam on the light detection surface of the photodetector 9 at the time of focusing, and FIGS. 24B, 25B, and 26B show the time distribution at the time of focusing. The intensity distribution of the light beam incident on the diffraction optical element 8 is shown in FIGS.
(C) and FIG. 26 (c) show the intensity distribution of the light beam on the optical disk 6. Hereinafter, FIGS.
And (ii) when the photodetector 9 has a misalignment, and (iii) when the diffractive optical element 8 has a misalignment. Each case will be described.
【0170】(i) 回折型光学素子8および光検出器9に
位置ずれがない場合 回折型光学素子8および光検出器9に位置ずれがない理
想的な光学系での合焦時における光強度分布を図24に
示す。図24(a)の91〜93は光検出器9の受光面
であり、黒い部分は光ディスク6上のグルーブの回折像
を模式的に示している。図24(b)は、回折型光学素
子8の表面181〜183であり、円は回折型光学素子
8に入射する光ビーム、黒い部分はグルーブの回折像を
模式的に示している。図24(c)の破線の円d、e、
fは光ディスク6上での光ビームスポットであり、光デ
ィスク6上のグルーブGが示される。(I) In the case where there is no displacement between the diffractive optical element 8 and the photodetector 9 The light intensity at the time of focusing in an ideal optical system where there is no displacement between the diffractive optical element 8 and the photodetector 9 The distribution is shown in FIG. In FIG. 24A, reference numerals 91 to 93 denote light receiving surfaces of the photodetector 9, and a black portion schematically shows a diffraction image of a groove on the optical disk 6. FIG. 24B shows the surfaces 181 to 183 of the diffractive optical element 8, wherein a circle schematically shows a light beam incident on the diffractive optical element 8, and a black portion schematically shows a diffraction image of a groove. The dashed circles d and e in FIG.
f is a light beam spot on the optical disk 6 and indicates a groove G on the optical disk 6.
【0171】対物レンズ5により集光した光ビームで光
ディスク6上のグルーブGを図24(c)の円d、e、
fのように走査すると、回折型光学素子8への入射光の
強度分布は、グルーブGによる回折の影響で、図24
(b)の面181,182,183のように変化する。
このとき、回折型光学素子8からの+1次回折光および
−1次回折光の光検出器9の受光面上での強度分布は図
24(a)の像191,192,193のように変化
し、+1次回折光と−1次回折光とで強度分布は原点
(光軸と受光面との交点)に対して対称的となる。従っ
て、図24中に示したように光ビームで光ディスク6上
のグルーブGを走査すれば、合焦時でも光検出器9の各
受光面の受光強度は変化するが、式(1)によりフォー
カス誤差信号Fを演算すると、式(1)における (S
10a +S10c )−(S10b+S10d )、
(S11b +S11d )−(S11a +S11c
)が共に零となるために、フォーカス誤差信号Fは常
に零となる。The grooves G on the optical disk 6 are formed by the light beams condensed by the objective lens 5 into circles d, e, and c in FIG.
When scanning as shown in FIG. 24F, the intensity distribution of the incident light on the diffractive optical element 8 is affected by the diffraction caused by the groove G.
It changes like the surface 181,182,183 of (b).
At this time, the intensity distribution of the + 1st-order diffracted light and the -1st-order diffracted light from the diffractive optical element 8 on the light receiving surface of the photodetector 9 changes as shown in images 191, 192, and 193 in FIG. The intensity distribution between the + 1st-order diffracted light and the -1st-order diffracted light is symmetric with respect to the origin (the intersection between the optical axis and the light receiving surface). Accordingly, if the light beam scans the groove G on the optical disk 6 as shown in FIG. 24, the light receiving intensity of each light receiving surface of the photodetector 9 changes even at the time of focusing. When the error signal F is calculated, (S
10a + S10c)-(S10b + S10d),
(S11b + S11d)-(S11a + S11c)
) Are both zero, so that the focus error signal F is always zero.
【0172】(ii)光検出器9に位置ずれがある場合 次に、光検出器9に回折型光学素子8の領域分割線L1
の像と直交する方向の位置ずれがある場合の合焦時にお
ける光強度分布を図25に示す。図24と同様、図25
(a)の像194〜196は光検出器9の受光面であ
り、黒い部分は光ディスク6上のグルーブの回折像を模
式的に示している。図25(b)は、像184〜186
は回折型光学素子8の表面であり、円は回折型光学素子
8に入射する光ビーム、黒い部分はグルーブの回折像を
模式的に示している。図25(c)の破線の円191〜
193は光ディスク6上での光ビームスポットである。(Ii) When the photodetector 9 is misaligned Next, the photodetector 9 is provided with a region dividing line L1 of the diffractive optical element 8.
FIG. 25 shows the light intensity distribution at the time of focusing when there is a displacement in the direction orthogonal to the image of FIG. Like FIG. 24, FIG.
The images 194 to 196 in (a) are the light receiving surfaces of the photodetector 9, and the black portions schematically show the diffraction images of the grooves on the optical disk 6. FIG. 25B shows images 184 to 186.
Is a surface of the diffractive optical element 8, a circle schematically shows a light beam incident on the diffractive optical element 8, and a black portion schematically shows a diffraction image of the groove. The broken circles 191 to 191 in FIG.
193 is a light beam spot on the optical disk 6.
【0173】この場合、光ビームで光ディスク6上のグ
ルーブGを走査すると、光検出器9の各受光面の受光強
度は変化するが、式(1)によりフォーカス誤差信号F
を演算することによって、光検出器9上の光量偏差を相
殺でき、従来の非点収差法で顕著に発生していたフォー
カス誤差信号Fの変動を低減させることができる。すな
わち、この場合も(i) の場合と同様、式(1)における
(S10a +S10c )−(S10b +S10
d )、(S11b +S11d )−(S11a +
S11c )が共に零となるために、フォーカス誤差信
号Fは常に零となる。In this case, when the light beam scans the groove G on the optical disk 6, the light receiving intensity of each light receiving surface of the photodetector 9 changes.
Is calculated, the light amount deviation on the photodetector 9 can be canceled, and the fluctuation of the focus error signal F which has been conspicuously generated by the conventional astigmatism method can be reduced. That is, also in this case, similarly to the case of (i), (S10a + S10c)-(S10b + S10) in Expression (1).
d), (S11b + S11d)-(S11a +
Since both S11c) are zero, the focus error signal F is always zero.
【0174】(iii) 回折型光学素子8に位置ずれがある
場合 さらに、本実施形態では回折型光学素子8に位置ずれが
生じても、フォーカス誤差信号の変動を低減することが
できる。回折型光学素子8に回折型光学素子8の領域分
割線L1と直交する方向の位置ずれがある場合の合焦時
における強度分布を図26に示す。図24および図25
と同様、図26(a)の像197〜199は光検出器9
の受光面であり、黒い部分は光ディスク6上のグルーブ
の回折像を模式的に示している。図26(b)の像18
7〜189は回折型光学素子8の表面であり、円は回折
型光学素子8に入射する光ビーム、黒い部分はグルーブ
の回折像を模式的に示している。図26(c)の破線の
円d〜fは光ディスク6上での光ビームスポットであ
る。(Iii) In the case where the diffractive optical element 8 has a positional shift Further, in this embodiment, even if the diffractive optical element 8 has a positional shift, the fluctuation of the focus error signal can be reduced. FIG. 26 shows an intensity distribution at the time of focusing when the diffractive optical element 8 has a displacement in a direction orthogonal to the region dividing line L1 of the diffractive optical element 8. 24 and 25
26A, the images 197 to 199 in FIG.
The black portion schematically shows a diffraction image of a groove on the optical disc 6. Image 18 in FIG.
Reference numerals 7 to 189 denote surfaces of the diffractive optical element 8, wherein a circle schematically shows a light beam incident on the diffractive optical element 8, and a black portion schematically shows a diffraction image of the groove. 26 (c) are light beam spots on the optical disc 6.
【0175】この場合は、回折型光学素子8の両回折領
域8A,8Bに入射する光量が違うため、光検出器9上
でのビームの大きさがアンバランスになるが、式(1)
によりフォーカス誤差信号Fを演算することによって、
光検出器9上の光量偏差を相殺でき、光ビームでグルー
ブGを走査しても、従来の非点収差法で顕著に発生して
いたフォーカス誤差信号Fの変動を低減させることがで
きる。In this case, since the amounts of light incident on the two diffraction regions 8A and 8B of the diffractive optical element 8 are different, the size of the beam on the photodetector 9 becomes unbalanced.
By calculating the focus error signal F by
The light amount deviation on the photodetector 9 can be canceled out, and even when the groove G is scanned by the light beam, the fluctuation of the focus error signal F which has been significantly generated by the conventional astigmatism method can be reduced.
【0176】すなわち、この場合には、式(1)におけ
る(S10a +S10c )−(S10b +S10
d )、(S11b +S11d )−(S11a +
S11c )の二つの差信号はある値を持つが、これら
の差信号は大きさが同じで極性が逆であるために、式
(1)の演算により相殺され、やはりフォーカス誤差信
号Fは常に零となる。That is, in this case, (S10a + S10c)-(S10b + S10) in equation (1)
d), (S11b + S11d)-(S11a +
The two difference signals of S11c) have a certain value, but since these difference signals have the same magnitude and opposite polarities, they are canceled out by the operation of equation (1), and the focus error signal F is always zero. Becomes
【0177】このように本実施形態によると、回折型光
学素子8や光検出器9に位置ずれがある場合でも、これ
らの位置ずれの影響を受けることなくフォーカス誤差を
正しく検出することが可能となる。As described above, according to the present embodiment, even when the diffractive optical element 8 and the photodetector 9 are misaligned, it is possible to correctly detect a focus error without being affected by these misalignments. Become.
【0178】本実施形態の変形として、式(1)に代え
て次式(2)あるいは(3)によってフォーカス誤差信
号Fを算出することもできる。 F=(S10d −S10a )+(S11c −S11b ) (2) F=(S10c −S10b )+(S11d −S11a ) (3) すなわち、式(2)によれば、光検出器9からの受光面
10に対応する出力信号について、領域分割線L1の方
向(光ディスク6上のトラックと垂直の方向)に隣接位
置関係にある分割領域10d,10aに対応する信号の
差信号(S10d −S10a )を求め、光検出器9
からの受光面11に対応する出力信号について、領域分
割線L1の方向に隣接位置関係にあり、かつ分割領域1
0d,10aとは領域分割線L1と垂直の方向における
位置が異なる分割領域11c,11bに対応する信号の
差信号(S11c −S11b )を求め、これら二つ
の差信号(S10d −S10a ),(S11c −
S11b )の和信号を求めることにより、フォーカス
誤差信号Fを生成する。As a modification of the present embodiment, the focus error signal F can be calculated by the following equation (2) or (3) instead of equation (1). F = (S10d−S10a) + (S11c−S11b) (2) F = (S10c−S10b) + (S11d−S11a) (3) That is, according to the equation (2), the light receiving surface from the photodetector 9 is obtained. For the output signal corresponding to 10, a difference signal (S10d-S10a) of signals corresponding to the divided areas 10d and 10a having an adjacent positional relationship in the direction of the area dividing line L1 (the direction perpendicular to the track on the optical disc 6) is obtained. , Photodetector 9
Output signals corresponding to the light receiving surface 11 from the region 1 are adjacent to each other in the direction of the region dividing line L1 and
The difference signals (S11c-S11b) of the signals corresponding to the divided regions 11c and 11b having different positions in the direction perpendicular to the region division line L1 from the regions 0d and 10a are obtained, and these two difference signals (S10d-S10a) and (S11c) are obtained. −
The focus error signal F is generated by obtaining the sum signal of S11b).
【0179】式(3)でも同様に、光検出器9からの受
光面10に対応する出力信号について、領域分割線L1
の方向に隣接位置関係にある分割領域10c,10bに
対応する信号の差信号(S10c −S10b )を求
め、光検出器9からの受光面11に対応する出力信号に
ついて、領域分割線L1の方向に隣接位置関係にあり、
かつ分割領域10c,10bとは領域分割線L1と垂直
の方向における位置が異なる分割領域11d,11aに
対応する信号の差信号(S11d −S11a)を求
め、これら二つの差信号(S10c −S10b ),
(S11d −S11a )の和信号を求めることによ
り、フォーカス誤差信号Fを生成する。Similarly, in the equation (3), the output signal corresponding to the light receiving surface 10 from the photodetector 9 corresponds to the region dividing line L1
The difference signal (S10c-S10b) between the signals corresponding to the divided regions 10c and 10b having the adjacent positional relationship in the direction of (1) is obtained. Is adjacent to
Further, a difference signal (S11d-S11a) of signals corresponding to the divided regions 11d and 11a having different positions in the direction perpendicular to the region dividing line L1 from the divided regions 10c and 10b is obtained, and these two difference signals (S10c-S10b) are obtained. ,
The focus error signal F is generated by obtaining the sum signal of (S11d-S11a).
【0180】式(2)あるいは式(3)に従ってフォー
カス誤差信号Fを生成しても、図25に示した光検出器
9に位置ずれがある場合の受光面194〜196中の光
強度分布から明らかなように、光検出器9上の光量偏差
を相殺でき、従来の非点収差法で顕著に発生していたフ
ォーカス誤差信号Fの変動を低減できる。Even if the focus error signal F is generated according to the equation (2) or (3), the focus error signal F is generated from the light intensity distribution on the light receiving surfaces 194 to 196 when the photodetector 9 shown in FIG. As is apparent, the light amount deviation on the photodetector 9 can be canceled out, and the fluctuation of the focus error signal F which has been significantly generated by the conventional astigmatism method can be reduced.
【0181】また、図26に示した回折型光学素子8に
位置ずれがある場合の受光面197〜199中の光強度
分布から明らかなように、式(2)あるいは式(3)で
フォーカス誤差信号Fを演算すれば、光検出器9上の光
量偏差を相殺でき、従来の非点収差法で顕著に発生して
いたフォーカス誤差信号Fの変動を低減できる。Further, as is apparent from the light intensity distribution on the light receiving surfaces 197 to 199 when the diffractive optical element 8 shown in FIG. 26 has a position shift, the focus error is calculated by the equation (2) or (3). By calculating the signal F, the light amount deviation on the photodetector 9 can be canceled out, and the fluctuation of the focus error signal F which has been conspicuously generated by the conventional astigmatism method can be reduced.
【0182】さらに、本実施形態の光ヘッド装置では、
光検出器9の出力信号からフォーカス誤差信号Fのみで
なく、トラッキング誤差信号Tを同時に得ることもでき
る。例えば、光ディスク6上のグルーブのような連続し
たトラックを示す凹凸等からトラッキング誤差信号を得
るプッシュプル法や、光ディスク6上に記録された連続
したピット列からトラッキング誤差信号を得る位相差法
である。Further, in the optical head device of the present embodiment,
From the output signal of the photodetector 9, not only the focus error signal F but also the tracking error signal T can be obtained at the same time. For example, a push-pull method for obtaining a tracking error signal from irregularities indicating a continuous track such as a groove on the optical disk 6 or a phase difference method for obtaining a tracking error signal from a continuous pit row recorded on the optical disk 6. .
【0183】プッシュプル法は、図2に示した回折型光
学素子8の分割線の方向が光ディスク6のタンジェンシ
ャル方向の場合とラジアル方向の場合とで光検出器9の
演算が異なるが、基本的に光ディスク6のタンジェンシ
ャル方向に光ビームを2分割するように、演算を行えば
よい。In the push-pull method, the operation of the photodetector 9 differs depending on whether the direction of the dividing line of the diffractive optical element 8 shown in FIG. 2 is the tangential direction of the optical disk 6 or the radial direction. The calculation may be performed such that the light beam is split into two in the tangential direction of the optical disk 6.
【0184】例えば、回折型光学素子8の分割線の方向
が光ディスク6のラジアル方向の場合、トラッキング誤
差信号Tは次式(25)(26)(27)のいずれかに
従って算出することができる。 T=(S10a +S10d )−(S10b +S10c ) (25) T=(S11b +S11c )−(S11a +S11d ) (26) T=(S10a +S10d )−(S10b +S10c ) +(S11b +S11c )−(S11a +S11d ) (27) すなわち、プッシュプル法によるトラッキング誤差信号
Tは上記(25)(26)(27)の3つの式のどれを
使用しても求めることができる。For example, when the direction of the dividing line of the diffractive optical element 8 is the radial direction of the optical disk 6, the tracking error signal T can be calculated according to one of the following equations (25), (26), and (27). T = (S10a + S10d)-(S10b + S10c) (25) T = (S11b + S11c)-(S11a + S11d) (26) T = (S10a + S10d)-(S10b + S10c) + (S11b + S11c) 27) That is, the tracking error signal T by the push-pull method can be obtained by using any of the above three equations (25), (26), and (27).
【0185】一方、位相差法によるトラッキング誤差検
出方法では、光ディスク6から戻ってきた光ビームを光
ディスク6のタンジェンシャル方向とラジアル方向を軸
として分割するように光検出器9の受光面が配置されて
いればよい。例えば、位相差法によるトラッキング誤差
信号Tは、次式(7)(8)により得られる信号T1,
T2の位相差を検出することにより得られる。 T1=S10a +S10c (7) T2=S10b +S10d (8) また、同様に位相差法によってトラッキング誤差信号T
を得る他の方法としては、次式(9)(10)により得
られる信号T3,T4の位相差を検出する方法がある。 T3=S11a +S11c (9) T4=S11b +S11d (10) さらに、位相差法によってトラッキング誤差信号Tを得
る別の方法としては、次式(11)(12)により得ら
れる信号T5,T6の位相差を検出する方法がある。 T5=S10a +S10c +S11a +S11c (11) T6=S10b +S10d +S11b +S11d (12) 本実施形態では、以上挙げた3つのトラッキング誤差検
出方法のうちのいずれを用いてもよく、同様の結果が得
られる。On the other hand, in the tracking error detection method by the phase difference method, the light receiving surface of the photodetector 9 is arranged so that the light beam returned from the optical disk 6 is divided around the tangential direction and the radial direction of the optical disk 6 as axes. It should just be. For example, a tracking error signal T by the phase difference method is a signal T1 obtained by the following equations (7) and (8).
It is obtained by detecting the phase difference of T2. T1 = S10a + S10c (7) T2 = S10b + S10d (8) Similarly, the tracking error signal T is obtained by the phase difference method.
Is a method of detecting the phase difference between the signals T3 and T4 obtained by the following equations (9) and (10). T3 = S11a + S11c (9) T4 = S11b + S11d (10) Further, as another method for obtaining the tracking error signal T by the phase difference method, the phase difference between the signals T5 and T6 obtained by the following equations (11) and (12) is obtained. There is a way to detect T5 = S10a + S10c + S11a + S11c (11) T6 = S10b + S10d + S11b + S11d (12) In the present embodiment, any of the three tracking error detection methods described above may be used, and similar results are obtained.
【0186】次に、図10を用いて本発明におけるフォ
ーカス誤差検出の原理をさら詳しく説明する。なお、こ
こでは第12の実施形態の構成を基本にするが、この原
理は後述する実施形態においても同様である。Next, the principle of focus error detection according to the present invention will be described in more detail with reference to FIG. Here, the configuration of the twelfth embodiment is basically used, but the principle is the same in the embodiment described later.
【0187】図10は、図4に示される回折型光学素子
8と光検出器9の関係を説明するための図であり、説明
を分かり易くするために、光ディスク6上のトラックと
垂直な方向に沿って分割された半円の反射光101と、
この反射光101が回折型光学素子8の回折領域8A
(8Aa,8Ab)で回折したことにより生ずる回折光
が入射する光検出器9の第1の受光面10のうちの分割
領域10a,10bと、第2の受光面11のうちの分割
領域11d,11cのみを示している。FIG. 10 is a diagram for explaining the relationship between the diffractive optical element 8 and the photodetector 9 shown in FIG. 4. In order to make the description easy to understand, the direction perpendicular to the tracks on the optical disk 6 is shown. Semi-circular reflected light 101 divided along
This reflected light 101 is used as a diffraction area 8A of the diffraction optical element 8.
The divided areas 10a and 10b of the first light receiving surface 10 of the photodetector 9 and the divided areas 11d and 11d of the second light receiving surface 11 on which the diffracted light generated by the diffraction at (8Aa, 8Ab) is incident. Only 11c is shown.
【0188】図10に示されるように、半円の反射光1
01が回折型光学素子8の回折領域8Aで回折され、+
1次回折光103a,104aと−1次回折光103
b,104bが生ずる。ここで、回折光103a,10
3bは回折型光学素子8と光検出器9との約中間位置で
の回折光である。また、回折光104a,104bは光
検出器9上の回折光であり、対物レンズ5の焦点位置に
光ディスク6が位置する合焦時のビーム形状となってい
る。そして、図10ではフォーカス誤差を検出するため
に、回折型光学素子8の格子パターンは回折型光学素子
8の領域8Aa,8Abからの+1次回折光が光検出器
9の分割領域10b,10aにそれぞれ到達し、同様に
領域8Aa,8Abからの−1次回折光が光検出器9の
分割領域11d,11cにそれぞれ到達するように設計
されている。As shown in FIG. 10, a semicircular reflected light 1
01 is diffracted by the diffraction area 8A of the diffractive optical element 8, and +
First-order diffracted light 103a, 104a and -1st-order diffracted light 103
b, 104b occur. Here, the diffracted lights 103a, 103
Reference numeral 3b denotes a diffracted light at a position approximately intermediate between the diffractive optical element 8 and the photodetector 9. The diffracted light beams 104a and 104b are diffracted light beams on the photodetector 9, and have a focused beam shape in which the optical disk 6 is located at the focal position of the objective lens 5. In FIG. 10, in order to detect a focus error, the grating pattern of the diffractive optical element 8 is such that + 1st-order diffracted light from the areas 8Aa and 8Ab of the diffractive optical element 8 is applied to the divided areas 10b and 10a of the photodetector 9, respectively. It is designed so that the -1st-order diffracted light from the areas 8Aa and 8Ab reaches the divided areas 11d and 11c of the photodetector 9, respectively.
【0189】すなわち、反射光101を光ディスク6上
のトラックと平行な方向及び該方向に垂直な方向に分割
した各分割反射光の+1次回折光及び−1次回折光が、
該反射光の光軸に関して互いに対称な位置に配置された
光検出器の受光面の分割領域(例えば、光検出器9の分
割領域10b及び11d)で受光される。従って、Y軸
に沿って互いに隣接する分割反射光(例えば、回折領域
8Aa及び回折領域8Abに入射する反射光)における
+N次回折光同士及び−N次回折光同士は、X軸に関し
て互いに反対側に位置する分割領域(例えば、分割領域
10bと10a、及び分割領域11aと11c)で受光
される。回折型光学素子8は以上の概念に基づいて設計
されている。That is, the + 1st-order diffracted light and the -1st-order diffracted light of the divided reflected light obtained by dividing the reflected light 101 in a direction parallel to the track on the optical disk 6 and in a direction perpendicular to the direction are:
The light is received by divided regions (for example, divided regions 10b and 11d of the photodetector 9) of the light receiving surface of the photodetector arranged at positions symmetrical to each other with respect to the optical axis of the reflected light. Therefore, + N-order diffracted lights and -N-order diffracted lights in the divided reflected lights adjacent to each other along the Y-axis (for example, the reflected lights incident on the diffraction area 8Aa and the diffraction area 8Ab) are located on opposite sides with respect to the X-axis. The light is received by the divided regions (for example, the divided regions 10b and 10a and the divided regions 11a and 11c). The diffractive optical element 8 is designed based on the above concept.
【0190】このことは、回折型光学素子8から光検出
器9に至る途中の回折光103a,103bの断面から
も分かるように、+1次回折光が進行方向に向かって反
時計回りに、+1次回折光と共役関係にある−1次回折
光が進行方向に向かって時計回りに、それぞれx−y平
面内をz軸方向に進むように回折型光学素子8の格子パ
ターンが設計されている。This is because, as can be seen from the cross sections of the diffracted lights 103a and 103b on the way from the diffractive optical element 8 to the photodetector 9, the + 1st-order diffracted light moves counterclockwise in the traveling direction, The grating pattern of the diffractive optical element 8 is designed so that the -1st-order diffracted light having a conjugate relationship with the folded light travels clockwise in the traveling direction in the xy plane in the z-axis direction.
【0191】ここで、合焦時には分割領域10a,10
b上での+1次回折光104aのビーム形状及び分割領
域11d,11c上での−1次回折光104bのビーム
形状は、それぞれx軸に関して対称となる。Here, at the time of focusing, the divided areas 10a, 10a
The beam shape of the + 1st-order diffracted light 104a on b and the beam shape of the -1st-order diffracted light 104b on the divided regions 11d and 11c are respectively symmetric with respect to the x-axis.
【0192】一方、光ディスク6に対して対物レンズ5
のフォーカスずれが生じると、図5と同様に光検出器9
上でx軸を境にビーム形状の対称性が失われるので、演
算回路13で式(1)または式(2)あるいは式(3)
の演算を行うことにより、フォーカス誤差信号Fが得ら
れる。On the other hand, the objective lens 5 is
When the focus shift occurs, the light detector 9 is moved in the same manner as in FIG.
Since the symmetry of the beam shape is lost above the x-axis, the arithmetic circuit 13 calculates Equation (1), Equation (2), or Equation (3).
By performing the above calculation, the focus error signal F is obtained.
【0193】また、前記(ii),(iii) で説明したような
光検出器9や回折型光学素子8に位置ずれがある場合で
も、光ディスク6上のグルーブの回折像202が、図1
0に示すようにz軸に関して対称な位置に配置された分
割領域に現れるため、上記した各演算によれば、これら
の位置ずれによるフォーカス誤差信号Fの変動を低減さ
せる効果が得られる。Further, even when the photodetector 9 and the diffractive optical element 8 are misaligned as described in the above (ii) and (iii), the diffraction image 202 of the groove on the optical disc 6 can be obtained as shown in FIG.
Since it appears in the divided areas arranged at positions symmetrical with respect to the z-axis as shown by 0, according to the above-described calculations, the effect of reducing the fluctuation of the focus error signal F due to these positional shifts can be obtained.
【0194】すなわち、反射光の+1次回折光と−1次
回折光の双方に関する光検出器9の出力信号を用いてフ
ォーカス誤差検出を行うことにより、グルーブの回折像
の影響によるフォーカス誤差信号Fの変動を低減するこ
とができる。That is, by detecting the focus error using the output signal of the photodetector 9 regarding both the + 1st-order diffracted light and the -1st-order diffracted light of the reflected light, the fluctuation of the focus error signal F due to the influence of the diffraction image of the groove is obtained. Can be reduced.
【0195】なお、図5と図10とでは光検出器9上で
のビーム形状が異なっている。これは、図5ではフォー
カス誤差検出に関係ないx軸方向の反射光をより小さく
するよう工夫して回折型光学素子8を設計した例である
のに対し、図10では説明を簡略化するために、回折型
光学素子8が図8のように設計されていない場合を示し
ていることによる。Note that the beam shapes on the photodetector 9 are different between FIG. 5 and FIG. This is an example in which the diffractive optical element 8 is designed so as to reduce the reflected light in the x-axis direction irrelevant to the focus error detection in FIG. 5, whereas in FIG. 10, the description is simplified. 8 shows a case where the diffractive optical element 8 is not designed as shown in FIG.
【0196】また、図10の回折型光学素子8の格子パ
ターンは、回折型光学素子8の回折領域8Aa,8Ab
からの+1次回折光が光検出器9の分割領域10b,1
0aにそれぞれ到達するように設計されているが、逆
に、回折領域8Aa,8Abからの+1次回折光が光検
出器9の分割領域10a,10bにそれぞれに到達する
よう設計してもよい。この場合、回折型光学素子8の回
折領域8Aa,8Abからの一1次回折光は、+1次回
折光と共役関係であるので、光検出器9の分割領域11
c,11dにそれぞれ到達し、上記した場合と同様な効
果が得られる。The grating pattern of the diffractive optical element 8 shown in FIG.
+ 1st-order diffracted light from the photodetector 9 is divided into
However, it is also possible to design the + 1st-order diffracted light from the diffraction regions 8Aa and 8Ab to reach the divided regions 10a and 10b of the photodetector 9, respectively. In this case, the first-order diffracted light from the diffraction areas 8Aa and 8Ab of the diffractive optical element 8 has a conjugate relationship with the + 1st-order diffracted light.
c and 11d, respectively, and the same effect as in the case described above is obtained.
【0197】さらに、回折型光学素子8と光検出器9と
の距離が短くなると、回折型光学素子8の格子パターン
を+1次回折光のみに最適化して設計した場合には、−
1次回折光が歪むために、グルーブの回折像の影響によ
るフォーカス誤差信号Fの変動の低減効果が薄れるの
で、回折型光学素子8の格子パターンは±1次回折光に
対して最適化するように設計することが望ましい。具体
的には、例えば回折型光学素子8の格子パターンを回折
型光学素子8の回折領域8Aa,8Abからの+1次回
折光が光検出器9の分割領域10b,10aにそれぞれ
到達し、回折型光学素子8の回折領域8Aa,8Abか
らの−1次回折光が光検出器9の分割領域11d,11
cにそれぞれ到達するように設計すればよい。Further, when the distance between the diffractive optical element 8 and the photodetector 9 is reduced, when the grating pattern of the diffractive optical element 8 is designed by optimizing only the + 1st-order diffracted light,-
Since the first-order diffracted light is distorted, the effect of reducing the fluctuation of the focus error signal F due to the influence of the diffraction image of the groove is weakened. Therefore, the grating pattern of the diffractive optical element 8 is designed to be optimized for the ± first-order diffracted light. It is desirable. Specifically, for example, the + 1st-order diffracted light from the diffraction regions 8Aa and 8Ab of the diffraction optical element 8 reaches the divided regions 10b and 10a of the photodetector 9, respectively. The -1st-order diffracted light from the diffraction regions 8Aa and 8Ab of the element 8 is divided into the divided regions 11d and 11d of the photodetector 9.
What is necessary is just to design so that each may reach c.
【0198】また、位相差法によるトラッキング誤差検
出を行う場合は、光ディスク6からの反射光を4分割す
ればよいが、本実施形態では反射光が合焦時に回折型光
学素子8と光検出器9で4分割されることになるので、
回折型光学素子8からの回折光の回転方向によって、回
折光が到達する光検出器9上の分割領域が変わることに
なる。位相差法によるトラッキング誤差信号は、基本的
に前述したように光ディスク6のタンジェンシャル方向
とラジアル方向に4分割した光ビームの光軸を中心とし
た対角上の光ビームを検出して得られる信号から求ま
り、例えば本実施形態では、式(7)−(12)の演算
によって得られる。When the tracking error is detected by the phase difference method, the reflected light from the optical disk 6 may be divided into four parts. In this embodiment, when the reflected light is focused, the diffractive optical element 8 and the photodetector are used. Since it will be divided into 4 by 9
Depending on the direction of rotation of the diffracted light from the diffractive optical element 8, the divided area on the photodetector 9 to which the diffracted light reaches changes. The tracking error signal by the phase difference method is basically obtained by detecting a diagonal light beam centered on the optical axis of the light beam divided into four in the tangential direction and the radial direction of the optical disk 6 as described above. From the signal, for example, in the present embodiment, it is obtained by the calculation of Expressions (7) to (12).
【0199】なお、ここでは±1次回折光を用いて説明
したが、本発明はこれに限らず、±N次回折光(Nは1
以上の任意の整数)を用いても、同様の効果を得ること
ができる。Although the description has been made using ± 1st-order diffracted light, the present invention is not limited to this, and ± Nth-order diffracted light (N is 1
The same effect can be obtained by using any of the above integers).
【0200】(第13の実施形態)第13の実施形態
は、トラック方向と垂直の方向に延びた領域分割線に沿
って分割された2つの回折領域8A、8Bをもつ回折型
光学素子8を用いた場合を示しており、その他の構成は
同一である。(Thirteenth Embodiment) A thirteenth embodiment is directed to a diffractive optical element 8 having two diffraction regions 8A and 8B divided along a region division line extending in a direction perpendicular to the track direction. In this case, the other configuration is the same.
【0201】図11に、本発明の第13の実施形態にお
ける検出光学系の回折型光学素子8および光検出器9を
示す。回折型光学素子8は、第1の実施形態と同様に二
つの回折領域8C,8Dを有し、これらの回折領域8
C,8Dは集光レンズ7の光軸を通り、かつ光ディスク
6上のトラックに垂直な直線である領域分割線L1で分
割されている。回折領域8C,8Dは、それぞれ光ディ
スク6からの反射光を±1次回折光に回折させる。FIG. 11 shows a diffraction optical element 8 and a photodetector 9 of a detection optical system according to a thirteenth embodiment of the present invention. The diffractive optical element 8 has two diffraction regions 8C and 8D as in the first embodiment.
C and 8D are divided by an area dividing line L1 which is a straight line passing through the optical axis of the condenser lens 7 and perpendicular to a track on the optical disk 6. The diffraction areas 8C and 8D diffract the reflected light from the optical disc 6 into ± first-order diffracted lights, respectively.
【0202】光検出器9は、それぞれ2分割された4つ
の受光面21,22,23,24を有し、各受光面2
1,22,23,24のそれぞれ二つの分割領域21
a,21b、22a,22b、23a,23b、24
a,24bが反射光の光軸であるz軸に対して点対称の
位置にそれぞれ対となる分割領域が位置するように配置
される。言い換えれば、受光面21,22,23,24
の分割線がx軸に平行で、±1次回折光にそれぞれ対応
する2つの2分割された受光面21と24、22と23
がz軸に点対称な位置となるように光検出器9は配置さ
れる。The photodetector 9 has four light receiving surfaces 21, 22, 23, and 24 each of which is divided into two.
Each of two divided areas 21 of 1, 22, 23, and 24
a, 21b, 22a, 22b, 23a, 23b, 24
The paired divided regions are arranged such that a and b are point-symmetric with respect to the z-axis which is the optical axis of the reflected light. In other words, the light receiving surfaces 21, 22, 23, 24
Are parallel to the x-axis, and the two divided light receiving surfaces 21 and 24, 22 and 23 corresponding to the ± 1st-order diffracted light, respectively.
Is located so as to be point-symmetric with respect to the z-axis.
【0203】この場合、回折型光学素子8のパターン
は、対物レンズ7が焦点位置にあるときに、回折型光学
素子8の領域8c1からの+1次回折光が光検出器の領
域21bに、−1次回折光が光検出器の領域24aにそ
れぞれ到達し、回折型光学素子8の領域8c2からの+
1次回折光が光検出器の領域21aに、−1次回折光が
光検出器の領域24bにそれぞれ到達するように、また
回折型光学素子8の領域8d1からの+1次回折光が光
検出器の領域22aに、−1次回折光が光検出器の領域
23bに、回折型光学素子8の領域8d2の+1次回折
光が光検出器の領域22bに、−1次回折光が光検出器
の領域23aにそれぞれ到達するように、基本的に回折
光ビームが回転するように設計される。さらに、回折型
光学素子8のパターンは、対物レンズ7が焦点位置にあ
る場合の光検出器9上での光スポットの強度分布が対称
になる中心軸が4つの受光面21,22,23,24の
それぞれの分割線上に一致するように設計される。In this case, the pattern of the diffractive optical element 8 is such that when the objective lens 7 is at the focal position, the + 1st-order diffracted light from the area 8c1 of the diffractive optical element 8 is applied to the area 21b of the photodetector. The next-order diffracted light respectively reaches the region 24a of the photodetector, and +
The first-order diffracted light reaches the photodetector region 21a, the -1st-order diffracted light reaches the photodetector region 24b, and the + 1st-order diffracted light from the region 8d1 of the diffractive optical element 8 is the photodetector region. 22a, the -1st-order diffracted light is in the photodetector region 23b, the + 1st-order diffracted light in the region 8d2 of the diffractive optical element 8 is in the photodetector region 22b, and the -1st-order diffracted light is in the photodetector region 23a. To reach it, the diffracted light beam is basically designed to rotate. Furthermore, the pattern of the diffractive optical element 8 has four light receiving surfaces 21, 22, 23, and 4 whose central axes at which the intensity distribution of the light spot on the photodetector 9 is symmetric when the objective lens 7 is at the focal position. It is designed to coincide with each of the 24 dividing lines.
【0204】このような構成によって、受光面21は回
折型光学素子8の領域8Cからの+1次回折光、受光面
22は回折型光学素子8の領域8Dからの+1次回折
光、受光面23は回折型光学素子8の領域8Dからの−
1次回折光、受光面24は回折型光学素子8の領域8C
からの−1次回折光をそれぞれ受光する。With such a configuration, the light receiving surface 21 is a + 1st-order diffracted light from the region 8C of the diffractive optical element 8, the light receiving surface 22 is a + 1st order diffracted light from the region 8D of the diffractive optical element 8, and the light receiving surface 23 is diffracted. From the area 8D of the mold optical element 8
The first-order diffracted light and the light receiving surface 24 are in the area 8C
-1st-order diffracted light from the light source is received.
【0205】すなわち、第1の実施形態では回折型光学
素子8の領域8Aからの+1次回折光を受光する分割領
域10a,10bと領域8Bからの+1次回折光を受光
する分割領域10c,10dとがx軸方向に並び、また
回折型光学素子8の領域8Aからの−1次回折光を受光
する分割領域11c,11dと領域8Bからの−1次回
折光を受光する分割領域10a,10bとがx軸方向に
並んでいる。That is, in the first embodiment, the divided regions 10a and 10b for receiving the + 1st-order diffracted light from the region 8A of the diffractive optical element 8 and the divided regions 10c and 10d for receiving the + 1st-order diffracted light from the region 8B. The divided regions 11c and 11d that are arranged in the x-axis direction and receive the -1st-order diffracted light from the region 8A of the diffractive optical element 8 and the divided regions 10a and 10b that receive the -1st-order diffracted light from the region 8B are the x-axis. Lined up in the direction.
【0206】これに対し、本実施形態は回折型光学素子
8の領域8Cからの+1次回折光を受光する分割領域2
1a,21bと領域8Dからの+1次回折光を受光する
分割領域22a,22bとがy軸方向に並び、また回折
型光学素子8の領域8Dからの−1次回折光を受光する
分割領域23a,23bと領域8Eからの−1次回折光
を受光する分割領域24a,24bとがy軸方向に並ん
でいる点が異なる。On the other hand, in the present embodiment, the divided area 2 for receiving the + 1st-order diffracted light from the area 8C of the diffractive optical element 8
1a, 21b and divided regions 22a, 22b for receiving + 1st-order diffracted light from region 8D are arranged in the y-axis direction, and divided regions 23a, 23b for receiving -1st-order diffracted light from region 8D of diffractive optical element 8 And the divided regions 24a and 24b that receive the -1st-order diffracted light from the region 8E are arranged in the y-axis direction.
【0207】光検出器9の各受光面21,22,23,
24の各分割領域に対応する信号電流は、図1に示した
ようにそれぞれ電流−電圧変換増幅器アレイ12により
電圧信号に変換され、かつ適当なレベルまで増幅された
後、演算回路13に入力される。そして、この演算回路
13で式(1a)(2a)(3a)に示すように、第1
の実施形態における式(1)(2)(3)のいずれかと
同様の演算によってフォーカス誤差信号Fが算出され
る。これにより、光ディスク6上のグルーブによる回折
の影響を少なくすることができる。Each light receiving surface 21, 22, 23,
The signal current corresponding to each of the 24 divided regions is converted into a voltage signal by the current-voltage conversion amplifier array 12 and amplified to an appropriate level as shown in FIG. You. Then, as shown in equations (1a), (2a), and (3a), the first
The focus error signal F is calculated by the same calculation as any one of the equations (1), (2), and (3) in the embodiment. Thereby, the influence of diffraction by the groove on the optical disk 6 can be reduced.
【0208】 F= (S21a +S22b )−(S21b +S22a ) +(S23b +S24a )−(S23a +S24b ) (1a) F=(S22a −S21a )+(S24b −S23b ) (2a) F=(S22b −S21b )+(S24a −S23a ) (3a) この場合には、式(1)〜(8)中のS10a ,S1
0b ,S10c ,S10d ,S11a ,S11
b ,S11c ,S11d に相当する信号は、それ
ぞれ分割領域21a,21b,22,22a,23a,
23b,24b,24aにそれぞれ対応する信号S21
a ,S21b ,S22b ,S22a ,S23a
,S23b ,S24b ,S24a に置き換えら
れている。すなわち、演算回路13においては光検出器
9からの第1、第2の受光面21,22に対応する出力
信号および第2の受光面23,24に対応する出力信号
について、X軸に関して線対称位置関係にある二つの分
割領域に対応する信号のそれぞれの和信号と同士の差信
号をそれぞれ求め、さらにこれら二つの差信号の和信号
を求めることにより、フォーカス誤差信号Fを生成す
る。F = (S21a + S22b)-(S21b + S22a) + (S23b + S24a)-(S23a + S24b) (1a) F = (S22a-S21a) + (S24b-S23b) (2a) F = (S22b-S21) + (S24a-S23a) (3a) In this case, S10a, S1 in equations (1) to (8)
0b, S10c, S10d, S11a, S11
b, S11c, and S11d correspond to divided areas 21a, 21b, 22, 22a, 23a, and 23a, respectively.
Signals S21 respectively corresponding to 23b, 24b and 24a
a, S21b, S22b, S22a, S23a
, S23b, S24b, and S24a. That is, in the arithmetic circuit 13, the output signals corresponding to the first and second light receiving surfaces 21 and 22 and the output signals corresponding to the second light receiving surfaces 23 and 24 from the photodetector 9 are line-symmetric with respect to the X axis. A focus error signal F is generated by obtaining a difference signal between each of the sum signals of the signals corresponding to the two divided regions having a positional relationship and a sum signal of these two difference signals.
【0209】さらに、トラッキング誤差信号Tについて
も、第12の実施形態と同様に、次式(28)(29)
(30)のいずれかに従って、あるいは次式(7a)
(8a)により得られる信号T1,T2の位相差、ある
いは次式(9a)(10a)により得られる信号T3,
T4の位相差、あるいは次式(11a)(12a)によ
り得られる信号T5,T6の位相差を検出することによ
って、算出することができる。Further, as for the tracking error signal T, similarly to the twelfth embodiment, the following equations (28) and (29)
According to any one of (30) or (7a)
The phase difference between the signals T1 and T2 obtained by (8a) or the signal T3 obtained by the following equations (9a) and (10a)
It can be calculated by detecting the phase difference of T4 or the phase difference of signals T5 and T6 obtained by the following equations (11a) and (12a).
【0210】 T=(S21a +S22a )−(S21b +S22b) (28) T=(S23b +S24b )−(S23a +S24a ) (29) T=(S21a +S22a )−(S21b +S22b) +(S23b +S24b )−(S23a +S24a ) (30) T1=S21a +S22b (7a) T2=S21b +S22a (8a) T3=S23a +S24b (9a) T4=S23b +S24a (10a ) T5=S21a +S22b +S23a +S24b (11a) T6=S21b +S22a +S23b +S24a (12a) なお、本実施形態における4つの2分割された受光面2
1,22,23,24は、2つずつ光軸に対称な位置で
あれば、どのように配置されていてもよい。また、図1
1ではx軸の上下にある二つの受光面21と22、23
と24がそれぞれ接しているが、接していなくとも構わ
ない。T = (S21a + S22a)-(S21b + S22b) (28) T = (S23b + S24b)-(S23a + S24a) (29) T = (S21a + S22a)-(S21b + S22b) + (S23b + S24b) + S24a) (30) T1 = S21a + S22b (7a) T2 = S21b + S22a (8a) T3 = S23a + S24b (9a) T4 = S23b + S24a (10a) T5 = S21a + S22b + S23b + S23b + S23b + S23b + S23b + S23b + S23b + S23bS12bS12bS12aSbS12aSbS12aSbS12bS12aSbS12aSbS12aSbS12aSbS12aSbS12aSbS12aSbb Note that the four light receiving surfaces 2 in the present embodiment are divided into two.
1, 2, 23, and 24 may be arranged in any manner as long as they are symmetrical with respect to the optical axis by two. FIG.
In 1, the two light receiving surfaces 21 and 22, 23 above and below the x axis
And 24 are in contact with each other, but need not be in contact.
【0211】(第14の実施形態)第14の実施形態は
第13の実施形態と同様に、トラック方向と垂直の方向
に延びた領域分割線に沿って分割された2つの回折領域
8A、8Bをもつ回折型光学素子8を用いた場合を示し
ており、その他の構成は第3実施形態と同一である。(Fourteenth Embodiment) In the fourteenth embodiment, as in the thirteenth embodiment, two diffraction regions 8A and 8B divided along a region division line extending in the direction perpendicular to the track direction. This shows a case where a diffractive optical element 8 having the following is used, and the other configuration is the same as that of the third embodiment.
【0212】図12に、本発明の第14の実施形態とし
て、第13の実施形態の光検出器9を変更して、フォー
カス誤差信号Fを算出するための演算の一部を光検出器
9上で行うようにした例を示す。この場合は、光検出器
9の受光面のうち図11における回折型光学素子8の領
域8C,8Dによる+1次回折光、−1次回折光のいず
れか一方を受光する受光面、例えば−1次回折光を受光
する受光面23,24について、それぞれの一方の分割
領域同士、つまり分割領域23aと24b、23bと2
4aをそれぞれ連結して形成することにより、新たに受
光面25,26としている。FIG. 12 shows a fourteenth embodiment of the present invention, in which the photodetector 9 of the thirteenth embodiment is changed and a part of the calculation for calculating the focus error signal F is performed by the photodetector 9. Here is an example of the above operation. In this case, of the light-receiving surface of the photodetector 9, a light-receiving surface for receiving one of + 1st-order and -1st-order diffracted light by the regions 8C and 8D of the diffractive optical element 8 in FIG. Of the light receiving surfaces 23 and 24 for receiving light, the divided regions 23a and 24b, 23b and 2
The light receiving surfaces 25 and 26 are newly formed by connecting and forming the respective light receiving surfaces 4a.
【0213】これにより受光面25に対応する出力信号
としては、図11の分割領域23aと24bに対応する
出力信号の和(S23a +S24b )が得られ、ま
た受光面26に対応する出力信号としては、図11の分
割領域23bと24aに対応する出力信号の和(S23
b +S24a )が得られる。すなわち、式(1a)
における(S23b +S24a )および(S23a
+S24b )の演算が光検出器9上で行われるの
で、演算が簡単になると共に、受光面の数を減らすこと
ができる。As a result, as the output signal corresponding to the light receiving surface 25, the sum (S23a + S24b) of the output signals corresponding to the divided areas 23a and 24b in FIG. 11 is obtained, and as the output signal corresponding to the light receiving surface 26, , The sum of the output signals corresponding to the divided areas 23b and 24a in FIG. 11 (S23
b + S24a) are obtained. That is, equation (1a)
(S23b + S24a) and (S23a
Since the calculation of + S24b) is performed on the photodetector 9, the calculation is simplified and the number of light receiving surfaces can be reduced.
【0214】また、図11における回折型光学素子8の
領域8C,8Dによる+1次回折光を受光する受光面2
1,22のそれぞれの一方の分割領域同士、つまり21
aと22b、21bと22aをそれぞれ連結して形成し
てもよく、その場合は式(1a)における(S23b
+S24a )および(S23a +S24b )の演
算が光検出器9上で行われることになる。Further, the light receiving surface 2 for receiving + 1st-order diffracted light by the regions 8C and 8D of the diffractive optical element 8 in FIG.
1 and 22 each other, that is, 21
a and 22b and 21b and 22a may be connected to each other. In this case, (S23b
+ S24a) and (S23a + S24b) are calculated on the photodetector 9.
【0215】このようにした場合、トラッキング誤差信
号Tについては、光検出器9上で演算が行われない方の
受光面に対応する出力信号、例えば図12の例では、受
光面21,22に対応する出力信号(S21a ,S2
1b ,S22a ,S22b )のみを用いて、例え
ば式(4a)に従って、または式(7a)(8a)によ
り得られる信号T1,T2の位相差を検出することで得
られる。In this case, the tracking error signal T is output to the output signal corresponding to the light receiving surface on which the calculation is not performed on the photodetector 9, for example, in the example of FIG. The corresponding output signals (S21a, S2
1b, S22a, S22b), for example, according to equation (4a) or by detecting the phase difference between signals T1 and T2 obtained by equations (7a) and (8a).
【0216】また、図11における回折型光学素子8の
領域8C,8Dによる+1次回折光を受光する受光面2
1,22のそれぞれの一方の分割領域同士21aと22
b、21bと22aをそれぞれ組み合わせて、式(1
a)の(S21a +S22b)および(S21b +
S22a )の演算を光検出器9上で行うようにした場
合には、受光面23,24に対応する出力信号(S23
a ,S23b ,S24a ,S24b )のみを用
い、例えば式(5a)に従って、または式(9a)(1
0a)によりそれぞれ得られる信号T3,T4の位相差
を検出することで、トラッキング誤差信号Tが得られ
る。 (第15の実施形態)第15の実施形態は、第4
の実施形態において、トラック方向と垂直の方向に延び
た領域分割線に沿って分割された2つの回折領域8A、
8Bをもつ回折型光学素子8を用いた場合を示してお
り、その他の構成は同一である。Further, the light receiving surface 2 for receiving the + 1st-order diffracted light by the regions 8C and 8D of the diffractive optical element 8 in FIG.
One of the divided areas 21a and 22 respectively
b, 21b and 22a are respectively combined to obtain the formula (1)
a) (S21a + S22b) and (S21b +
When the calculation of S22a) is performed on the photodetector 9, the output signal (S23) corresponding to the light receiving surfaces 23 and 24 is provided.
a, S23b, S24a, S24b) alone, for example, according to equation (5a) or (9a) (1
The tracking error signal T is obtained by detecting the phase difference between the signals T3 and T4 respectively obtained by Oa). (Fifteenth Embodiment) The fifteenth embodiment is similar to the fourth embodiment.
In the embodiment, two diffraction regions 8A divided along an area division line extending in a direction perpendicular to the track direction,
The figure shows a case where the diffractive optical element 8 having 8B is used, and other configurations are the same.
【0217】図13に、本発明の第15の実施形態にお
ける検出光学系の回折型光学素子8と光検出器9を示
す。本実施形態は、回折型光学素子8による±1次回折
光のうちの一方、例えば−1次回折光のみを光検出器9
で検出してフォーカス誤差信号Fを生成するようにした
ものである。本実施形態では、4つの回折領域8E,8
F,8G,8Hを有した回折型光学素子8と、2分割さ
れた4つの受光面を持つ光検出器9からなる構成をと
る。このような構成とすると、位相差法によるトラッキ
ング誤差検出に有利になる。FIG. 13 shows a diffractive optical element 8 and a photodetector 9 of a detection optical system according to a fifteenth embodiment of the present invention. In the present embodiment, one of the ± first-order diffracted lights by the diffractive optical element 8, for example, only the −1st-order diffracted light, is detected by the photodetector 9.
To generate a focus error signal F. In the present embodiment, the four diffraction regions 8E, 8
It has a configuration including a diffractive optical element 8 having F, 8G, and 8H and a photodetector 9 having four divided light receiving surfaces. Such a configuration is advantageous for tracking error detection by the phase difference method.
【0218】すなわち、位相差法によるトラッキング誤
差信号を検出する場合は、光ディスクからの反射光を正
確に4分割する必要があるが、従来の構成では、光検出
器上で小さな光ビームを4分割することになるために、
光検出器上で光ビーム強度分布の中心線を光検出器の受
光面の分割線に精度よく調整する必要があり、この調整
の手間が大きいことが問題となっている。これに対し、
本実施形態では回折型光学素子8上での大きな光ビーム
で、光ディスク6からの反射光を4分割するので、調整
精度が粗くともよく、調整が簡単になる利点がある。That is, when detecting a tracking error signal by the phase difference method, it is necessary to accurately divide the reflected light from the optical disk into four parts. In the conventional configuration, a small light beam is divided into four parts on a photodetector. In order to be
It is necessary to accurately adjust the center line of the light beam intensity distribution on the photodetector to the dividing line of the light receiving surface of the photodetector, and there is a problem that this adjustment is troublesome. In contrast,
In the present embodiment, since the reflected light from the optical disk 6 is divided into four by a large light beam on the diffractive optical element 8, there is an advantage that the adjustment accuracy may be coarse and the adjustment is easy.
【0219】図13において、回折型光学素子8は光デ
ィスク6上のトラックに垂直の領域分割線L1および平
行の領域分割線L2により分割された4つの回折領域8
E,8F,8G,8Hを有している。これらの回折領域
8E,8F,8G,8Hの格子パターンは、集光レンズ
7の焦点面近傍で0次回折光、+1次回折光および−1
次回折光を分離して検出するのに必要な空間周波数を持
つとともに、+1次回折光と−1次回折光を集光レンズ
7の焦点面近傍でフォーカス誤差検出するのに必要なス
ポット形状に変形するための空間的な変化が与えられて
いる。In FIG. 13, the diffractive optical element 8 has four diffraction regions 8 divided by a region division line L1 and a region division line L2 parallel to a track on the optical disk 6.
E, 8F, 8G, and 8H. The grating patterns of these diffraction regions 8E, 8F, 8G, and 8H have the 0th-order diffracted light, the + 1st-order diffracted light, and the -1st-order diffracted light near the focal plane of the condenser lens 7.
In order to have a spatial frequency necessary for separating and detecting the second-order diffracted light and to transform the + 1st-order diffracted light and the -1st-order diffracted light into a spot shape necessary for detecting a focus error near the focal plane of the condenser lens 7. Is given a spatial change.
【0220】この場合、回折型光学素子8のパターン
は、対物レンズ7が焦点位置にある場合に、回折型光学
素子8の領域8Eの−1次回折光が光検出器の領域33
aに、回折型光学素子8の領域8Fの−1次回折光が光
検出器の領域31aにそれぞれ到達するように、また回
折型光学素子8の領域8Hからの−1次回折光が光検出
器の領域33aに、回折型光学素子8の領域8Gからの
−1次回折光が光検出器の領域34bにそれぞれ到達す
るように設計した。本実施形態は、第12〜第14の実
施形態とは異なってみえるが、回折型光学素子8の光デ
ィスク6上のトラックと垂直な方向に沿って隣り合う領
域からの回折光がx軸に対して互いに反対側に位置する
分割領域に到達するように設計しているので、基本的に
は第12〜第14の実施形態と同じ特性になる。In this case, the pattern of the diffractive optical element 8 is such that, when the objective lens 7 is at the focal position, the -1st-order diffracted light of the area 8E of the diffractive optical element 8 is converted to the light detector area 33.
a, so that the -1st-order diffracted light of the area 8F of the diffractive optical element 8 reaches the area 31a of the photodetector, and the -1st-order diffracted light from the area 8H of the diffractive optical element 8 is It was designed such that the -1st-order diffracted light from the region 8G of the diffractive optical element 8 reaches the region 34a of the photodetector in the region 33a. Although the present embodiment is different from the twelfth to fourteenth embodiments, the diffracted light from the region of the diffractive optical element 8 adjacent to the track on the optical disc 6 in the direction perpendicular to the x-axis. Are designed so as to reach the divided regions located on the opposite sides from each other, so that the characteristics are basically the same as those of the twelfth to fourteenth embodiments.
【0221】光検出器9は、この例では回折型光学素子
8による−1次回折光を検出するように配置され、それ
ぞれ2分割された4つの受光面31,32,33,34
を有する。これらの受光面31,32,33,34は、
それぞれ回折型光学素子8の回折領域8F,8H,8
E,8Gからの−1次回折光をそれぞれ受光する。受光
面31,32,33,34のそれぞれ二つの分割領域3
1a,31b、32a,32b、33a,33b、34
a,34bに対応する光検出器9の出力信号を、それぞ
れS31a ,S31b 、S32a ,S32b 、
S33a ,S33b 、S34a ,S34b とす
ると、図1の演算回路13は次式の演算によってフォー
カス誤差信号Fを生成する。 F= (S31a +S32a +S33b +S34b ) −(S31b +S32b +S33a +S34a ) (13) すなわち、本実施形態では演算回路13において、光検
出器9からの第1〜第4の受光面31,32,33,3
4に対応する出力信号について、いずれか一方の分割領
域31a,32a,33b,34bに対応する信号の和
信号(S31a+S32a +S33b +S34b
)と他方の分割領域31b,32b,33a,34a
に対応する信号の和信号(S31b +S32b +S
33a+S34a )との差信号を求めることにより、
フォーカス誤差信号Fを生成する。In this example, the photodetector 9 is arranged so as to detect the -1st-order diffracted light by the diffractive optical element 8, and each of the four light receiving surfaces 31, 32, 33, and 34 is divided into two.
Having. These light receiving surfaces 31, 32, 33, 34
The diffraction areas 8F, 8H, 8 of the diffractive optical element 8, respectively.
-1st order diffracted light from E and 8G is received respectively. Each of the two divided areas 3 of the light receiving surfaces 31, 32, 33, and 34
1a, 31b, 32a, 32b, 33a, 33b, 34
The output signals of the photodetector 9 corresponding to a and b are respectively S31a, S31b, S32a, S32b,
Assuming that S33a, S33b, S34a, and S34b, the arithmetic circuit 13 of FIG. 1 generates the focus error signal F by the following equation. F = (S31a + S32a + S33b + S34b)-(S31b + S32b + S33a + S34a) (13) That is, in the present embodiment, the first to fourth light receiving surfaces 31, 32, 33, 3 from the photodetector 9 in the arithmetic circuit 13 in the present embodiment.
4, the sum signal (S31a + S32a + S33b + S34b) of the signals corresponding to any one of the divided areas 31a, 32a, 33b, and 34b.
) And the other divided areas 31b, 32b, 33a, 34a
Signal (S31b + S32b + S)
33a + S34a) to obtain a difference signal,
A focus error signal F is generated.
【0222】図14に、対物レンズ5と光ディスク6と
の相対位置が変化した時の回折型光学素子8で回折され
た光ビームの光検出器9の受光面上の形状変化をスポッ
トダイアグラムで示す。図14(a)は、光ディスク6
に対して対物レンズ5が近いときの状態を示している。
図14(b)は、対物レンズ5の焦点面に光ディスク6
が位置している合焦時の場合で、光ビームスポットは2
分割された受光面31,32,33,34上のそれぞれ
一方の領域のみに位置する。図14(c)は、図14
(a)とは逆に光ディスク6に対して対物レンズ5が離
れているときの状態を示しており、光ビームスポットの
変化も図14(a)のときとは逆向きになっている。FIG. 14 is a spot diagram showing a change in the shape of the light beam diffracted by the diffractive optical element 8 on the light receiving surface of the photodetector 9 when the relative position between the objective lens 5 and the optical disk 6 changes. . FIG. 14A shows the optical disk 6.
2 shows a state when the objective lens 5 is close to the object.
FIG. 14B shows an optical disc 6 on the focal plane of the objective lens 5.
Is focused and the light beam spot is 2
Each of the divided light receiving surfaces 31, 32, 33, and 34 is located in only one region. FIG.
14A shows a state when the objective lens 5 is separated from the optical disk 6, and the light beam spot changes in the opposite direction to that in FIG. 14A.
【0223】従って、式(11)の演算により、図14
(b)の合焦状態のとき零で、対物レンズ5の焦点位置
からのずれ量とずれの方向に応じて、大きさと極性が変
化するフォーカス誤差信号Fを得ることができる。Therefore, by the operation of equation (11), FIG.
The focus error signal F, which is zero in the in-focus state shown in FIG. 3B and whose magnitude and polarity change in accordance with the amount of displacement from the focal position of the objective lens 5 and the direction of the displacement, can be obtained.
【0224】また、トラッキング誤差信号Tについて
は、光ディスク上のグルーブ等の連続したトラックを示
す凹凸等からトラッキング誤差信号を得るプッシュプル
法や、光ディスク上に記録された連続したピット列から
トラッキング誤差信号を得る位相差法が可能である。The tracking error signal T is obtained by a push-pull method for obtaining a tracking error signal from irregularities indicating continuous tracks such as grooves on the optical disk, or a tracking error signal from a continuous pit train recorded on the optical disk. Is possible.
【0225】プッシュプル法では、図13に示した回折
型光学素子8のx軸方向の分割線の方向が光ディスク6
のタンジェンシャル方向の場合とラジアル方向の場合と
で光検出器9の演算が異なるが、基本的に光ディスク6
のタンジェンシャル方向に光ビームを2分割されるよう
に、図13の各受光面に対応する出力信号について演算
を行えばよい。In the push-pull method, the direction of the dividing line in the x-axis direction of the diffractive optical element 8 shown in FIG.
The operation of the photodetector 9 differs between the case of the tangential direction and the case of the radial direction.
The operation may be performed on the output signal corresponding to each light receiving surface in FIG. 13 so that the light beam is divided into two in the tangential direction.
【0226】例えば、回折型光学素子8のx方向の分割
線が光ディスク6のラジアル方向の場合、トラッキング
誤差信号Tは次式の演算によって得られる。 T= (S31a +S31b +S33a +S33b ) −(S32a +S32b +S34a +S34b ) (31) また、光ディスク6から戻ってきた光ビームを光ディス
ク6のタンジェンシャル方向とラジアル方向を軸として
分割するように回折型光学素子8が配置されているの
で、位相差法によるトラッキング誤差信号Fは、次の2
つの式から得られる信号の位相差を検出することにより
得られる。 T7=S31a +S31b +S34a +S34b (15) T8=S32a +S32b +S33a +S33b (16) なお、本実施形態では回折型光学素子8からの−1次回
折光のみを光検出器9に入射させたが、+1次回折光の
みを光検出器9に入射させてもよく、演算回路13で同
様の演算を行うことにより、フォーカス誤差信号Fおよ
びトラッキング誤差信号Tを生成することが可能であ
る。For example, when the dividing line in the x direction of the diffractive optical element 8 is in the radial direction of the optical disc 6, the tracking error signal T is obtained by the following calculation. T = (S31a + S31b + S33a + S33b)-(S32a + S32b + S34a + S34b) (31) Further, the diffractive optical element 8 is so divided as to split the light beam returned from the optical disk 6 around the tangential direction and the radial direction of the optical disk 6. Are arranged, the tracking error signal F by the phase difference method becomes the following 2
It is obtained by detecting the phase difference between the signals obtained from the two equations. T7 = S31a + S31b + S34a + S34b (15) T8 = S32a + S32b + S33a + S33b (16) In the present embodiment, only the -1st-order diffracted light from the diffractive optical element 8 is incident on the photodetector 9, but the + 1st-order diffracted light Only the light may be incident on the photodetector 9, and the arithmetic circuit 13 performs the same operation to generate the focus error signal F and the tracking error signal T.
【0227】(第16の実施形態)第16の実施形態
は、トラック方向と垂直の方向に延びた領域分割線に沿
って分割された2つの回折領域8A、8Bをもつ回折型
光学素子8を用いた場合を示しており、その他の構成は
同一である。(Sixteenth Embodiment) A sixteenth embodiment is directed to a diffractive optical element 8 having two diffraction regions 8A and 8B divided along a region division line extending in a direction perpendicular to the track direction. In this case, the other configuration is the same.
【0228】図15に、本発明の第5及び第16の実施
形態における検出光学系の回折型光学素子8と光検出器
9を示す。回折型光学素子8は図13に示した第4の実
施形態と同様であり、4つの回折領域8E,8F,8
G,8Hを有し、その格子パターンは集光レンズ7の焦
点面近傍で0次回折光、+1次回折光および−1次回折
光を分離して検出するのに必要な空間周波数を持つとと
もに、+1次回折光と−1次回折光を集光レンズ7の焦
点面近傍でフォーカス誤差検出するのに必要なスポット
形状に変形するための空間的な変化が与えられている。FIG. 15 shows a diffractive optical element 8 and a photodetector 9 of a detection optical system according to the fifth and sixteenth embodiments of the present invention. The diffractive optical element 8 is the same as that of the fourth embodiment shown in FIG. 13, and includes four diffraction regions 8E, 8F, 8
G, 8H, and the grating pattern has a spatial frequency necessary for separating and detecting the 0th-order diffracted light, the + 1st-order diffracted light, and the -1st-order diffracted light in the vicinity of the focal plane of the condenser lens 7, and the + 1st-order diffracted light. A spatial change is given to transform the folded light and the -1st-order diffracted light into a spot shape necessary for detecting a focus error near the focal plane of the condenser lens 7.
【0229】一方、光検出器9は、8個の2分割された
受光面41〜48を有し、これらの受光面41〜48の
それぞれの分割線がx軸と一致するように配置され、さ
らに8個の受光面41〜48は2つずつz軸を中心とし
て点対称の位置となるように配置される。On the other hand, the photodetector 9 has eight light-receiving surfaces 41 to 48 divided into two, and is arranged such that the respective dividing lines of these light-receiving surfaces 41 to 48 coincide with the x-axis. Further, the eight light receiving surfaces 41 to 48 are arranged so that two light receiving surfaces 41 to 48 are point-symmetrical with respect to the z axis.
【0230】本実施形態におけるフォーカス誤差検出方
法は、部分的にみると第15の実施形態と類似している
が、第12の実施形態のように±1次回折光の両方を光
検出器9で検出するようにした点が第15の実施形態と
異なる。従って、本実施形態の場合は±1次回折光によ
る信号からフォーカス誤差信号Fを演算で求めるため、
光ディスク6上のグルーブの回折の影響を少なくするこ
とができる。The focus error detection method in this embodiment is partially similar to the fifteenth embodiment, but both the ± 1st-order diffracted light is detected by the photodetector 9 as in the twelfth embodiment. The difference from the fifteenth embodiment is that the detection is performed. Therefore, in the case of the present embodiment, since the focus error signal F is calculated from the signal based on the ± 1st-order diffracted light,
The influence of the diffraction of the groove on the optical disk 6 can be reduced.
【0231】この場合、回折型光学素子8のパターン
は、対物レンズ7が焦点位置にあるときは、回折型光学
素子8の領域8Eからの+1次回折光が光検出器の領域
47bに、−1次回折光が光検出器の領域43aにそれ
ぞれ到達し、回折型光学素子8の領域8Fからの+1次
回折光が光検出器の領域45bに、−1次回折光が光検
出器の領域41aにそれぞれ到達するように、また回折
型光学素子8の領域8Hからの+1次回折光が光検出器
の領域46aに、−1次回折光が光検出器の領域42b
に、回折型光学素子8の領域8Gの+1次回折光が光検
出器の領域48aに、−1次回折光が光検出器の領域4
4bにそれぞれ到達するように設計した。本実施形態
は、第12〜第14実施形態とは異なってみえるが、回
折型光学素子8の隣り合う領域の回折光がx軸に対して
対称になるように設計しているので、基本的には第12
〜第14実施形態と同じ特性になる。In this case, when the objective lens 7 is at the focal position, the + 1st-order diffracted light from the area 8E of the diffractive optical element 8 is applied to the area 47b of the photodetector when the objective lens 7 is at the focal position. The first-order diffracted light reaches the photodetector region 43a, the + 1st-order diffracted light from the region 8F of the diffractive optical element 8 reaches the photodetector region 45b, and the -1st-order diffracted light reaches the photodetector region 41a. In addition, the + 1st-order diffracted light from the region 8H of the diffractive optical element 8 is placed in the region 46a of the photodetector, and the -1st-order diffracted light is placed in the region 42b of the photodetector.
The + 1st-order diffracted light in the area 8G of the diffractive optical element 8 is in the photodetector area 48a, and the -1st-order diffracted light is in the photodetector area 4a.
4b. Although the present embodiment is different from the twelfth to fourteenth embodiments, since the diffracted light in the adjacent area of the diffractive optical element 8 is designed to be symmetric with respect to the x-axis, the basic structure is basically different. Has a twelfth
To the fourteenth embodiment.
【0232】本実施形態においては、受光面41,4
2,43,44,45,46,47,48のそれぞれの
分割領域41a,41b、42a,42b、43a,4
3b、44a,44b、45a,45b、46a,46
b、47a,47b、48a,48bに対応する光検出
器9の出力信号を、それぞれS41a ,S41b 、
S42a ,S42b 、S43a ,S43b 、S
44a ,S44b 、S45a ,S45b 、S4
6a ,S46b 、S47a ,S47b 、S48
a ,S48b とすると、図1の演算回路13は次式
の演算によってフォーカス誤差信号Fを生成する。In this embodiment, the light receiving surfaces 41, 4
2, 43, 44, 45, 46, 47, and 48, the respective divided areas 41a, 41b, 42a, 42b, 43a, 4
3b, 44a, 44b, 45a, 45b, 46a, 46
b, 47a, 47b, 48a, and 48b, output signals of the photodetector 9 are respectively S41a, S41b,
S42a, S42b, S43a, S43b, S
44a, S44b, S45a, S45b, S4
6a, S46b, S47a, S47b, S48
a, S48b, the arithmetic circuit 13 in FIG. 1 generates the focus error signal F by the following equation.
【0233】 F= [(S41a +S42a +S43b +S44b ) −(S41b +S42b +S43a +S44a )] +[(S45a +S46a +S47b +S48b ) −(S45b +S46b +S47a +S48a )] (17) すなわち、本実施形態では演算回路13において、光検
出器9からの第1〜第4の受光面41,42,43,4
4に対応する出力信号について、いずれか一方の分割領
域41a,42a,43b,44bに対応する信号の和
信号(S41a+S42a +S43b +S44b
)と他方の分割領域41b,42b,43a,44a
に対応する信号の和信号(S41b +S42b +S
43a+S44a )との差信号を求め、さらに光検出
器9からの第5〜第8の受光面45,46,47,48
に対応する出力信号についても、いずれか一方の分割領
域45a,46a,47b,48bに対応する信号の和
信号(S45a +S46a +S47b +S48b
)と他方の分割領域45b,46b,47a,48a
に対応する信号の和信号(S45b +S46b +S
47a +S48a )との差信号を求め、これら二つ
の差信号の和信号を求めることにより、フォーカス誤差
信号Fを生成する。F = [(S41a + S42a + S43b + S44b)-(S41b + S42b + S43a + S44a)] + [(S45a + S46a + S47b + S48b)-(S45b + S46b + S47a in the embodiment, in the case of the (S45b + S46b + S47a + 13) circuit, in the embodiment, that is, in the case of the (13), that is, in the embodiment, in the case of (13), in the present embodiment, this is the circuit, the S13a in the embodiment, that is, in the present embodiment, the (13), that is, in the embodiment, the circuit is in the thirteenth embodiment) First to fourth light receiving surfaces 41, 42, 43, 4 from photodetector 9
4, the sum signal (S41a + S42a + S43b + S44b) of the signals corresponding to any one of the divided areas 41a, 42a, 43b, and 44b.
) And the other divided areas 41b, 42b, 43a, 44a
(S41b + S42b + S
43a + S44a), and the fifth to eighth light receiving surfaces 45, 46, 47, 48 from the photodetector 9 are obtained.
, The sum signal (S45a + S46a + S47b + S48b) of the signals corresponding to any one of the divided regions 45a, 46a, 47b, and 48b.
) And the other divided areas 45b, 46b, 47a, 48a
(S45b + S46b + S
47a + S48a), and a focus error signal F is generated by obtaining a sum signal of these two difference signals.
【0234】トラッキング誤差検出については、第15
の実施形態と同様に+1次回折光、−1次回折光のいず
れか一方のみに対応した信号を用いても可能であるが、
第12の実施形態と同様に±1次回折光全てに対応した
信号を用いることも可能である。この場合の位相差法に
よるトラッキング誤差信号Tは、次式(18)(19)
により得られる信号T11,T12の位相差を検出すること
により得られる。As for tracking error detection, the fifteenth
Although it is possible to use a signal corresponding to only one of the + 1st-order diffracted light and the -1st-order diffracted light as in the embodiment of FIG.
As in the twelfth embodiment, it is also possible to use signals corresponding to all the ± 1st-order diffracted lights. The tracking error signal T by the phase difference method in this case is expressed by the following equations (18) and (19).
Is obtained by detecting the phase difference between the signals T11 and T12 obtained by
【0235】 T11=S41a +S41b +S44a +S44b +S45a +S4 5b +S48a +S48b (18) T12=S42a +S42b +S43a +S43b +S46a +S4 6b +S47a +S47b (19) また、プッシュプル法によるトラッキング誤差信号T
は、回折型光学素子8のx軸方向の分割線が光ディスク
6のラジアル方向の場合、次式の演算により得られる。 T=(S41a +S41b +S42a +S42b +S45a +S4 5b +S47a +S47b ) −(S43a +S43b +S44a +S44b +S46a +S46b +S48a +S48b ) (32) (第17の実施形態)第17の実施形態は、トラック方
向と垂直の方向に延びた領域分割線に沿って分割された
2つの回折領域8A、8Bをもつ回折型光学素子8を用
いた場合を示しており、その他の構成は第6の実施形態
と同一である。T11 = S41a + S41b + S44a + S44b + S45a + S45b + S48a + S48b (18) T12 = S42a + S42b + S43a + S43b + S46a + S46b + S47a + S47b + S47T + Push method, and push signal (19)
Is obtained by the following equation when the dividing line in the x-axis direction of the diffractive optical element 8 is in the radial direction of the optical disc 6. T = (S41a + S41b + S42a + S42b + S45a + S45b + S47a + S47b)-(S43a + S43b + S44a + S44b + S46a + S46b + S48a + S48b) (The 17th embodiment is a vertical direction in the 17th embodiment). This shows a case where a diffractive optical element 8 having two diffraction regions 8A and 8B divided along a region division line is used, and the other configuration is the same as that of the sixth embodiment.
【0236】図16に、本発明の第17の実施形態とし
て、第16の実施形態の光検出器9を変更して、フォー
カス誤差信号Fを算出するための演算の一部を光検出器
9上で行うようにした例を示す。この場合は、光検出器
9の受光面のうち図15における回折型光学素子8の領
域8E,8F,8G,8Hによる+1次回折光、−1次
回折光のいずれか一方を受光する受光面、例えば−1次
回折光を受光する受光面41,42,43,44のう
ち、隣接する二つの受光面41と42、43と44のそ
れぞれの一方の分割領域同士、つまり分割領域41aと
42a、41bと42b、43aと44a、43bと4
4bをそれぞれ組み合わせた分割領域51a,51b,
52a,52bを形成することにより、新たに受光面5
1,52としている。FIG. 16 shows a seventeenth embodiment of the present invention, in which the photodetector 9 of the sixteenth embodiment is modified and a part of the calculation for calculating the focus error signal F is performed by the photodetector 9. Here is an example of the above operation. In this case, of the light receiving surface of the photodetector 9, a light receiving surface that receives one of the + 1st-order diffracted light and the -1st-order diffracted light by the regions 8E, 8F, 8G, and 8H of the diffractive optical element 8 in FIG. Of the light receiving surfaces 41, 42, 43, and 44 for receiving the -1st-order diffracted light, one divided region of each of two adjacent light receiving surfaces 41 and 42, 43 and 44, that is, the divided regions 41a, 42a, and 41b. 42b, 43a and 44a, 43b and 4
4b are divided into divided areas 51a, 51b,
By forming the light receiving surfaces 5a and 52b,
1, 52.
【0237】これにより受光面51の分割領域51a,
51bに対応する信号として、図15の分割領域41a
と42aに対応する信号の和(S41a +S42a
)、分割領域41bと42bに対応する信号の和(S
41b +S42b )がそれぞれ得られ、また受光面
52の分割領域52a,52bに対応する信号として、
図15の分割領域43aと44aに対応する信号の和
(S43a +S44a)、分割領域43bと44bに
対応する信号の和(S43b +S44b )がそれぞ
れ得られるので、式(17)の演算の一部が光検出器9
上で行われることになり、演算が簡単になると共に、受
光面の数を減らすことができる。Thus, the divided areas 51a,
As a signal corresponding to 51b, the divided area 41a in FIG.
(S41a + S42a)
), The sum of the signals corresponding to the divided areas 41b and 42b (S
41b + S42b), and as signals corresponding to the divided areas 52a and 52b of the light receiving surface 52,
Since the sum of the signals corresponding to the divided areas 43a and 44a (S43a + S44a) and the sum of the signals corresponding to the divided areas 43b and 44b (S43b + S44b) of FIG. 15 are obtained, a part of the calculation of the equation (17) is obtained. Photodetector 9
As described above, the calculation is simplified, and the number of light receiving surfaces can be reduced.
【0238】また、図15における回折型光学素子8の
領域8E,8F,8G,8Hによる+1次回折光を受光
する受光面45,46,47,48のうち、隣接する二
つの受光面45と46、47と48のそれぞれの一方の
分割領域同士、つまり分割領域45aと46a、45b
と46b、47aと48a、47bと48bをそれぞれ
組み合わせた分割領域を形成して新たな二つの受光面と
してもよく、その場合も式(17)の演算の一部が光検
出器9上で行われることになる。Also, of the light receiving surfaces 45, 46, 47 and 48 for receiving the + 1st-order diffracted light by the regions 8E, 8F, 8G and 8H of the diffractive optical element 8 in FIG. 15, two adjacent light receiving surfaces 45 and 46 are provided. , 47 and 48, that is, divided regions 45a and 46a and 45b.
And 46b, 47a and 48a, and 47b and 48b, respectively, to form a divided area to form two new light receiving surfaces. In this case also, a part of the calculation of the equation (17) is performed on the photodetector 9 Will be
【0239】この場合、トラッキング誤差信号Tについ
ては、光検出器9上で演算が行われない方の受光面に対
応する出力信号、例えば図16の例では受光面45,4
6,47,48の分割領域45a,45b、46a,4
6b、47a,47b、48a,48bに対応する光検
出器9の出力信号S45a ,S45b 、S46a,
S46b 、S47a ,S47b 、S48a ,S
48b のみを用いて、例えば式(18)(19)によ
り得られる信号T11,T12の位相差を検出するか、また
は式(20)の演算を行うことで得られる。In this case, the tracking error signal T is an output signal corresponding to the light receiving surface on which the calculation is not performed on the photodetector 9, for example, the light receiving surfaces 45 and 4 in the example of FIG.
6, 47, 48 divided areas 45a, 45b, 46a, 4
6b, 47a, 47b, 48a, 48b, output signals S45a, S45b, S46a,
S46b, S47a, S47b, S48a, S
Using only 48b, for example, it can be obtained by detecting the phase difference between the signals T11 and T12 obtained by the equations (18) and (19) or by performing the calculation of the equation (20).
【0240】(第18の実施形態)第18の実施形態は
上記各実施形態と同様に、トラック方向と垂直の方向に
延びた領域分割線に沿って分割された2つの回折領域8
A、8Bをもつ回折型光学素子8を用いた場合を示して
おり、その他の構成は第7実施形態と同一である。(Eighteenth Embodiment) In the eighteenth embodiment, as in the above embodiments, two diffraction regions 8 divided along an area division line extending in the direction perpendicular to the track direction are used.
This shows a case where a diffractive optical element 8 having A and 8B is used, and the other configuration is the same as that of the seventh embodiment.
【0241】図17に、本発明の第18の実施形態に係
る光ヘッド装置における検出光学系の回折型光学素子8
と光検出器9を示す。回折型光学素子8は図13〜図1
6に示した第15〜第17の実施形態と同様であり、4
つの回折領域8E,8F,8G,8Hを有し、その格子
パターンは集光レンズ7の焦点面近傍で0次回折光、+
1次回折光および−1次回折光を分離して検出するのに
必要な空間周波数を持つとともに、+1次回折光と−1
次回折光を集光レンズ7の焦点面近傍でフォーカス誤差
検出するのに必要なスポット形状に変形するための空間
的な変化が与えられている。FIG. 17 shows a diffraction optical element 8 of the detection optical system in the optical head device according to the eighteenth embodiment of the present invention.
And the photodetector 9. The diffractive optical element 8 is shown in FIGS.
As in the fifteenth to seventeenth embodiments shown in FIG.
The diffraction grating has two diffraction regions 8E, 8F, 8G, and 8H.
It has a spatial frequency necessary to separate and detect the first-order diffracted light and the -1st-order diffracted light, and has a + 1st-order diffracted light and a -1st-order diffracted light.
A spatial change is given to transform the next-order diffracted light into a spot shape necessary for detecting a focus error near the focal plane of the condenser lens 7.
【0242】一方、回折型光学素子8による回折光を検
出する光検出器9は、8個の2分割された受光面61,
62,63,64,65,66,67,68を有する
が、第16の実施形態と異なり、これらの受光面61,
62,63,64,65,66,67,68はそれぞれ
の分割線がx軸上になく、2つずつペアでz軸を中心と
して点対称の位置に配置されている。但し、各受光面は
分割線がx軸と平行になるように配置されている。On the other hand, the photodetector 9 for detecting the light diffracted by the diffractive optical element 8 has eight light receiving surfaces 61 divided into two parts.
Although there are 62, 63, 64, 65, 66, 67, and 68, unlike the sixteenth embodiment, these light receiving surfaces 61,
62, 63, 64, 65, 66, 67, and 68 do not have their respective dividing lines on the x-axis, and are arranged in pairs at two points symmetrical with respect to the z-axis. However, each light receiving surface is arranged such that the dividing line is parallel to the x-axis.
【0243】本実施形態におけるフォーカス誤差検出方
法は、基本的に第16の実施形態と同じであり、この場
合も±1次回折光による信号からフォーカス誤差信号F
を演算で求めるため、光ディスク6上のグルーブの回折
の影響を少なくすることができる。The focus error detection method in this embodiment is basically the same as that in the sixteenth embodiment. In this case, too, the focus error signal F
Is calculated, the influence of diffraction of the groove on the optical disk 6 can be reduced.
【0244】すなわち、本実施形態においては、受光面
61,62,63,64,65,66,67,68のそ
れぞれの分割領域61a,61b、62a,62b、6
3a,63b、64a,64b、65a,65b、66
a,66b、67a,67b、68a,68bに対応す
る光検出器9の出力信号を、それぞれS61a ,S6
1b 、S62a ,S62b 、S63a ,S63
b 、S64a ,S64b 、S65a ,S65b
、S66a ,S66b 、S67a ,S67b
、S68a ,S68b とすると、図1の演算回路
13は次式の演算によってフォーカス誤差信号Fを生成
する。That is, in the present embodiment, the respective divided areas 61a, 61b, 62a, 62b, 6 of the light receiving surfaces 61, 62, 63, 64, 65, 66, 67, 68 are respectively.
3a, 63b, 64a, 64b, 65a, 65b, 66
a, 66b, 67a, 67b, 68a, 68b, the output signals of the photodetector 9 are converted to S61a, S6, respectively.
1b, S62a, S62b, S63a, S63
b, S64a, S64b, S65a, S65b
, S66a, S66b, S67a, S67b
, S68a, S68b, the arithmetic circuit 13 of FIG. 1 generates the focus error signal F by the calculation of the following equation.
【0245】 F= [(S61a +S62a )−(S65b +S66b )] +[(S63b +S64b )−(S67a +S68a )] −[(S61b +S62b )−(S65a +S66a )] −[(S63a +S64a )−(S67b +S68b )] (21) トラッキング誤差検出についても、第16の実施形態と
同様でよい。すなわち、トラッキング誤差検出について
は、第15の実施形態と同様に+1次回折光、−1次回
折光のいずれか一方のみに対応した信号を用いても可能
であるが、第12の実施形態と同様に±1次回折光全て
に対応した信号を用いることも可能であり、この場合の
位相差法によるトラッキング誤差信号Tは、次式(2
2)(23)により得られる信号T21,T22の位相差を
検出することにより得られる。F = [(S61a + S62a)-(S65b + S66b)] + [(S63b + S64b)-(S67a + S68a)]-[(S61b + S62b)-(S65a + S66a)]-[(S63a + S64b) (21) The tracking error detection may be the same as in the sixteenth embodiment. That is, the tracking error detection can be performed by using a signal corresponding to only one of the + 1st-order diffracted light and the -1st-order diffracted light, as in the fifteenth embodiment, but similar to the twelfth embodiment. It is also possible to use signals corresponding to all the ± first-order diffracted lights. In this case, the tracking error signal T by the phase difference method is expressed by the following equation (2)
2) It can be obtained by detecting the phase difference between the signals T21 and T22 obtained by (23).
【0246】 T21=S61a +S61b +S63a +S63b +S65a +S6 5b +S67a +S67b (22) T22=S62a +S62b +S64a +S64b +S66a +S6 6b +S68a +S68b (23) 本実施形態は、この位相差法によるトラッキング誤差検
出に対しては特に適した構成である。T21 = S61a + S61b + S63a + S63b + S65a + S65b + S67a + S67b (22) T22 = S62a + S62b + S64a + S64b + S66a + S66b + S68a This method is suitable for the tracking method. Configuration.
【0247】また、プッシュプル法によるトラッキング
誤差信号Tは、回折型光学素子8のx軸方向の分割線が
光ディスク6のラジアル方向の場合、次式の演算により
得られる。 T=(S61a +S61b +S64a +S64b +S66a +S6 6b +S67a +S67b ) −(S62a +S62b +S63a +S63b +S65a +S65b +S68a +S68b ) (33) (第19の実施形態)第19の実施形態は上記各実施形
態と同様に、トラック方向と垂直の方向に延びた領域分
割線に沿って分割された2つの回折領域8A、8Bをも
つ回折型光学素子8を用いた場合を示しており、その他
の構成は第8の実施形態と同一である。The tracking error signal T obtained by the push-pull method is obtained by the following equation when the dividing line of the diffractive optical element 8 in the x-axis direction is in the radial direction of the optical disk 6. T = (S61a + S61b + S64a + S64b + S66a + S66b + S67a + S67b)-(S62a + S62b + S63a + S63b + S65a + S65b + S68a + S68b) (Embodiment 19 in the 19th embodiment) The figure shows a case where a diffractive optical element 8 having two diffraction regions 8A and 8B divided along a region division line extending in a direction perpendicular to the above is used, and other configurations are the same as those of the eighth embodiment. It is.
【0248】図18に、本発明の第19の実施形態とし
て、第18の実施形態の光検出器9を変更して、フォー
カス誤差信号Fを算出するための演算の一部を光検出器
9上で行うようにした例を示す。この場合は、光検出器
9の受光面のうち図17における回折型光学素子8の領
域8E,8F,8G,8Hによる+1次回折光、−1次
回折光のいずれか一方を受光する受光面、例えば−1次
回折光を受光する受光面61,62,63,64のう
ち、隣接する二つの受光面61と62、63と64のそ
れぞれの一方の分割領域同士、つまり分割領域61aと
62a、61bと62b、63aと64a、63bと6
4bをそれぞれ組み合わせた分割領域71a,71b,
72a,72bを形成することにより、新たに受光面7
1,72としている。FIG. 18 shows a nineteenth embodiment of the present invention, in which the photodetector 9 of the eighteenth embodiment is changed and a part of the calculation for calculating the focus error signal F is performed by the photodetector 9. Here is an example of the above operation. In this case, of the light-receiving surface of the photodetector 9, a light-receiving surface for receiving one of the + 1st-order diffracted light and the -1st-order diffracted light by the regions 8E, 8F, 8G, and 8H of the diffractive optical element 8 in FIG. Of the light receiving surfaces 61, 62, 63, and 64 that receive the -1st-order diffracted light, one of the two adjacent light receiving surfaces 61 and 62, 63 and 64, that is, each of the divided regions 61a, 62a, and 61b. 62b, 63a and 64a, 63b and 6
4b are respectively combined with divided areas 71a, 71b,
By forming the light receiving surfaces 7a and 72b,
1, 72.
【0249】これにより受光面71の分割領域71a,
71bに対応する信号として、図17の分割領域61a
と62aに対応する信号の和(S61a +S62a
)、分割領域61bと62bに対応する信号の和(S
61b +S62b )がそれぞれ得られ、また受光面
72の分割領域72a,72bに対応する信号として、
図17の分割領域63aと64aに対応する信号の和
(S63a +S64a)、分割領域63bと64bに
対応する信号の和(S63b +S64b )がそれぞ
れ得られるので、式(21)の演算の一部が光検出器9
上で行われることになり、演算が簡単になると共に、受
光面の数を減らすことができる。As a result, the divided areas 71a,
As a signal corresponding to 71b, the divided area 61a of FIG.
(S61a + S62a)
), The sum of the signals corresponding to the divided areas 61b and 62b (S
61b + S62b), and as signals corresponding to the divided areas 72a and 72b of the light receiving surface 72,
Since the sum (S63a + S64a) of the signals corresponding to the divided areas 63a and 64a and the sum (S63b + S64b) of the signals corresponding to the divided areas 63b and 64b in FIG. 17 are obtained, a part of the calculation of the equation (21) is obtained. Photodetector 9
As described above, the calculation is simplified, and the number of light receiving surfaces can be reduced.
【0250】また、図17における回折型光学素子8の
領域8E,8F,8G,8Hによる+1次回折光を受光
する受光面65,66,67,68のうち、隣接する二
つの受光面65と66、67と68のそれぞれの一方の
分割領域同士、つまり分割領域65aと66a、65b
と66b、67aと68a、67bと68bをそれぞれ
組み合わせた分割領域を形成して新たな二つの受光面と
してもよく、その場合も式(21)の演算の一部が光検
出器9上で行われることになる。Further, of the light receiving surfaces 65, 66, 67, 68 for receiving the + 1st-order diffracted light by the regions 8E, 8F, 8G, 8H of the diffractive optical element 8 in FIG. , 67 and 68, ie, the divided regions 65a and 66a, 65b
And 66b, 67a and 68a, and 67b and 68b, respectively, to form a divided area to form two new light receiving surfaces. In this case as well, a part of the calculation of Expression (21) is performed on the photodetector 9 Will be
【0251】この場合、トラッキング誤差信号Tについ
ては、光検出器9上で演算が行われない方の受光面に対
応する出力信号、例えば図18の例では受光面65,6
6,67,68の分割領域65a,65b、66a,6
6b、67a,67b、68a,68bに対応する光検
出器9の出力信号S65a ,S65b 、S66a,
S66b 、S67a ,S67b 、S68a ,S
68b のみを用いて、例えば式(22)(23)によ
り得られる信号T21,T22の位相差を検出するか、また
は式(24)の演算を行うことで得られる。In this case, the tracking error signal T is an output signal corresponding to the light receiving surface on which the calculation is not performed on the photodetector 9, for example, the light receiving surfaces 65 and 6 in the example of FIG.
6, 67, 68 divided areas 65a, 65b, 66a, 6
6b, 67a, 67b, 68a, 68b, output signals S65a, S65b, S66a,
S66b, S67a, S67b, S68a, S
For example, the phase difference is obtained by detecting the phase difference between the signals T21 and T22 obtained by the equations (22) and (23) or by performing the operation of the equation (24) using only the signal 68b.
【0252】(第20の実施形態)第20の実施形態
は、トラック方向と垂直の方向に延びた領域分割線に沿
って分割された2つの回折領域8A、8Bをもつ回折型
光学素子8を用いた場合を示しており、その他の構成は
第9の実施形態と同一である。(Twentieth Embodiment) The twentieth embodiment relates to a diffractive optical element 8 having two diffraction regions 8A and 8B divided along a region division line extending in a direction perpendicular to the track direction. This embodiment shows a case where the ninth embodiment is used, and the other configuration is the same as that of the ninth embodiment.
【0253】図19に、本発明の第20の実施形態とし
て、第19の実施形態の光検出器9をさらに変更して、
フォーカス誤差信号Fを算出するための演算の一部を光
検出器9上で行うようにした別の例を示す。この場合
は、図18における受光面71と72のそれぞれの一方
の分割領域同士、つまり71aと72b、71bと72
aをそれぞれ組み合わせて新たに受光面73,74とし
ている。FIG. 19 shows a twentieth embodiment of the present invention, in which the photodetector 9 of the nineteenth embodiment is further modified.
Another example in which a part of the calculation for calculating the focus error signal F is performed on the photodetector 9 will be described. In this case, one of the divided areas of the light receiving surfaces 71 and 72 in FIG. 18, that is, 71 a and 72 b, 71 b and 72
The light receiving surfaces 73 and 74 are newly formed by combining the respective “a”.
【0254】これにより受光面73に対応する出力信号
としては、図17における分割領域61a,62a,6
3b,64bに対応する信号の和(S61a +S62
a+S63b +S64b が得られ、受光面74に対
応する出力信号としては、図17における分割領域61
b,62b,63a,64aに対応する信号の和(S6
1b +S62b +S63a +S64a )が得ら
れるので、式(21)の演算のより多くの部分が光検出
器9上で行われることになり、演算が簡単になると共
に、受光面の数をさらに減らすことができる。As a result, the output signals corresponding to the light receiving surface 73 include the divided areas 61a, 62a, and 6 in FIG.
3b, 64b (S61a + S62)
a + S63b + S64b is obtained, and as an output signal corresponding to the light receiving surface 74, the divided area 61 in FIG.
b, 62b, 63a, and 64a (S6
1b + S62b + S63a + S64a), so that a greater part of the operation of equation (21) is performed on the photodetector 9, which simplifies the operation and further reduces the number of light receiving surfaces. it can.
【0255】トラッキング誤差信号Tについては、第1
9の実施形態と同様に光検出器9上で演算が行われない
方の受光面に対応する出力信号、例えば図19の例では
受光面65,66,67,68の分割領域65a,65
b、66a,66b、67a,67b、68a,68b
に対応する光検出器9の出力信号S65a ,S65b
、S66a ,S66b 、S67a ,S67b
、S68a ,S68b のみを用いて、例えば式
(22)(23)により得られる信号T21,T22の位相
差を検出するか、あるいは式(24)の演算を行うこと
で得られる。With respect to the tracking error signal T, the first
Similarly to the ninth embodiment, an output signal corresponding to the light receiving surface on which no calculation is performed on the photodetector 9, for example, the divided areas 65a, 65 of the light receiving surfaces 65, 66, 67, 68 in the example of FIG.
b, 66a, 66b, 67a, 67b, 68a, 68b
Output signals S65a and S65b of the photodetector 9 corresponding to
, S66a, S66b, S67a, S67b
, S68a and S68b alone, for example, by detecting the phase difference between the signals T21 and T22 obtained by the equations (22) and (23) or by performing the calculation of the equation (24).
【0256】(第21の実施形態)第21の実施形態
は、トラック方向と垂直の方向に延びた領域分割線に沿
って分割された2つの回折領域8A、8Bをもつ回折型
光学素子8を用いた場合を示しており、その他の構成は
第10の実施形態と同一である。(Twenty-First Embodiment) In the twenty-first embodiment, a diffractive optical element 8 having two diffraction regions 8A and 8B divided along a region division line extending in a direction perpendicular to the track direction is used. This embodiment shows a case where the present embodiment is used, and the other configuration is the same as that of the tenth embodiment.
【0257】図20に、本発明の第21の実施形態に係
る光ヘッド装置の構成を示す。この光ヘッド装置は、光
源1、コリメータレンズ2、ビーム整形プリズム3、ビ
ームスプリッタ4、対物レンズ5、回折型光学素子8、
光検出器9に加え、さらにミラー17、波長板18を光
学系に備えており、さらに図1と同様に図示しない電流
−電圧変換機能を持つ増幅器アレイおよび演算回路を備
えている。本実施形態では、回折型光学素子8の挿入位
置が図1のものと異なっている。FIG. 20 shows the structure of an optical head device according to the twenty-first embodiment of the present invention. This optical head device includes a light source 1, a collimator lens 2, a beam shaping prism 3, a beam splitter 4, an objective lens 5, a diffractive optical element 8,
In addition to the photodetector 9, the optical system further includes a mirror 17 and a wavelength plate 18, and further includes an amplifier array having a current-voltage conversion function (not shown) and an arithmetic circuit, which are not shown in FIG. In the present embodiment, the insertion position of the diffractive optical element 8 is different from that of FIG.
【0258】光源1から出射した光は、コリメータレン
ズ2により平行光束に変換され、このコリメータレンズ
2を出た光は、ビーム整形プリズム3によりビーム形状
が整形された後、ビームスプリッタ4に入射する。ビー
ムスプリッタ4を透過した光は、ミラー17で反射され
て方向を変え、回折型光学素子8を通過した後、波長板
18を経て対物レンズ5で図示しない光ディスク上に微
小スポットとして集束照射される。The light emitted from the light source 1 is converted into a parallel light beam by a collimator lens 2, and the light emitted from the collimator lens 2 enters a beam splitter 4 after a beam shape is shaped by a beam shaping prism 3. . The light transmitted through the beam splitter 4 is reflected by a mirror 17, changes its direction, passes through a diffractive optical element 8, and is focused and irradiated as a minute spot on an optical disk (not shown) by an objective lens 5 through a wave plate 18. .
【0259】光ディスクからの反射光は、対物レンズ5
を通り、回折型光学素子8で回折される。この回折光が
ミラー17およびビームスプリッタ4を経て集光レンズ
7で光検出器9上に集光される。The reflected light from the optical disk is
And diffracted by the diffractive optical element 8. The diffracted light passes through the mirror 17 and the beam splitter 4 and is condensed on the photodetector 9 by the condenser lens 7.
【0260】本実施形態の光学系では図1と異なり、回
折型光学素子8と光検出器9の間にビームスプリッタ4
と集光レンズ7が入ることになる。この場合、回折型光
学素子8と光ビームの状態が第1〜第9の実施形態と同
様になるように、回析型光学素子8の回析パターンをビ
ームスプリッタ4と集光レンズ7を含めて設計すること
により、これまでの実施形態と同様な効果が得られる。
また、ここでは回折型光学素子8と光検出器9の間に挿
入されている素子はビームスプリッタ4と集光レンズ7
のみであるが、他の機能を付加するために別な光学素子
が挿入されても、その光学素子の特性を含めて回折型光
学素子8のパターンを設計すればよい。In the optical system of this embodiment, unlike FIG. 1, the beam splitter 4 is located between the diffractive optical element 8 and the photodetector 9.
And the condenser lens 7 enters. In this case, the diffraction pattern of the diffractive optical element 8 including the beam splitter 4 and the condenser lens 7 is adjusted so that the states of the diffractive optical element 8 and the light beam are similar to those in the first to ninth embodiments. With this design, the same effects as those of the above embodiments can be obtained.
Here, the element inserted between the diffractive optical element 8 and the photodetector 9 is the beam splitter 4 and the condenser lens 7.
However, even if another optical element is inserted to add another function, the pattern of the diffractive optical element 8 may be designed including the characteristics of the optical element.
【0261】さらに、トラッキング制御を行って光ディ
スク上の光ビームを移動するために対物レンズを移動さ
せる機構系を考えた場合、回折型光学素子8と波長板1
8を対物レンズ5と一緒に動かすようにすると、特にプ
ッシュプル法によるトラッキング誤差信号にオフセット
が発生しにくいことがある。すなわち、回折型光学素子
8が固定されている光学系では、トラッキング制御を行
うべく対物レンズ5が移動すると、光検出器9上のビー
ムが大きく移動するため、特にプッシュプルによるトラ
ッキング誤差信号にオフセットが生じるという問題があ
り、トラッキング制御のために対物レンズ5をあまり大
きくは動かすことが難しい。Further, when a mechanism for moving an objective lens for moving a light beam on an optical disk by performing tracking control is considered, the diffraction optical element 8 and the wavelength plate 1
When the objective lens 8 is moved together with the objective lens 5, an offset may not be easily generated particularly in a tracking error signal by the push-pull method. That is, in an optical system in which the diffractive optical element 8 is fixed, when the objective lens 5 moves to perform tracking control, the beam on the photodetector 9 moves greatly. And it is difficult to move the objective lens 5 too much for tracking control.
【0262】これに対し、回折型光学素子8と波長板1
8を対物レンズ5と一緒に動かすようにすると、対物レ
ンズがほとんど移動しないため、トラッキングに際して
対物レンズ5が大きく移動しても、正確なプッシュプル
信号を得ることができる。On the other hand, the diffraction optical element 8 and the wave plate 1
If the objective lens 8 is moved together with the objective lens 5, the objective lens hardly moves, so that an accurate push-pull signal can be obtained even if the objective lens 5 moves greatly during tracking.
【0263】ここで、対物レンズ5を移動させる機構系
については、磁石とコイルの電磁駆動系でもよく、対物
レンズ5と回折型光学素子8および波長板18を同時に
ディスク6のラジアル方向にほぼ平行に移動できるもの
であれば、基本的にはどのような構成であっても構わな
い。Here, the mechanism for moving the objective lens 5 may be an electromagnetic drive system of a magnet and a coil, and the objective lens 5, the diffractive optical element 8 and the wave plate 18 are simultaneously substantially parallel to the radial direction of the disk 6. Basically, any configuration may be used as long as it can be moved to.
【0264】また、回折型光学素子8として偏光型を用
いると、さらに波長板18の効果により、最初に光源1
からきた光ビームは回折型光学素子8で回折せず、光デ
ィスクからの反射光のみが回折されるようになるため、
光源1の光利用効率を高くすることができる。フォーカ
ス誤差検出やトラッキング誤差検出については、どのよ
うな回折型光学素子を利用しても、同様の効果が得られ
る。When a polarizing type is used as the diffractive optical element 8, the light source 1
Since the light beam coming from the optical disk is not diffracted by the diffractive optical element 8 and only the reflected light from the optical disk is diffracted,
The light use efficiency of the light source 1 can be increased. Regarding the focus error detection and the tracking error detection, the same effect can be obtained by using any diffractive optical element.
【0265】上記実施形態では、回折型光学素子8によ
り±1次回折光を利用したが、これに限定されるもので
はなく、±N次回折光を利用してフォーカス誤差検出を
行ってもよい。In the above embodiment, the ± 1st-order diffracted light is used by the diffractive optical element 8, but the present invention is not limited to this, and focus error detection may be performed using ± Nth-order diffracted light.
【0266】このように、対物レンズ5と回折型光学素
子8を一体的に移動し、その回折型素子8の±N次回折
光を利用することにより、フォーカス誤差信号に漏れ込
みが少なく、プッシュプル法における対物レンズシフト
によるトラッキングシフトが小さい光ヘッドを実現する
ことができる。As described above, the objective lens 5 and the diffractive optical element 8 are moved integrally, and the ± N-order diffracted light of the diffractive element 8 is used, so that the focus error signal is less leaked and the push-pull An optical head having a small tracking shift due to an objective lens shift in the method can be realized.
【0267】(第22の実施形態)第22の実施形態
は、第11の実施形態において、トラック方向と垂直の
方向に延びた領域分割線に沿って分割された2つの回折
領域8A、8Bをもつ回折型光学素子8を用いた場合を
示しており、その他の構成は第11の実施形態と同一で
ある。(Twenty-second Embodiment) The twenty-second embodiment is different from the eleventh embodiment in that the two diffraction regions 8A and 8B divided along the region division line extending in the direction perpendicular to the track direction are used. The figure shows a case where a diffractive optical element 8 is used, and the other configuration is the same as that of the eleventh embodiment.
【0268】図21は、本発明の第22の実施形態に係
る光ヘッド装置であり、対物レンズ5に有限系レンズを
用いた点以外は、これまでの実施形態と同様である。こ
の場合は、図1におけるコリメータレンズ2、ビーム整
形プリズム3および集光レンズ7は不要となる。FIG. 21 shows an optical head device according to the twenty-second embodiment of the present invention, which is the same as the previous embodiments, except that a finite system lens is used for the objective lens 5. In this case, the collimator lens 2, the beam shaping prism 3, and the condenser lens 7 in FIG. 1 become unnecessary.
【0269】[0269]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば光
学素子の位置ずれがあっても、記録媒体の記録面上のグ
ルーブからの回折の影響で発生するフォーカス誤差信号
の変動を抑制することが可能になる。As described above, according to the present invention, even if the optical element is displaced, the fluctuation of the focus error signal caused by the diffraction from the groove on the recording surface of the recording medium is suppressed. It becomes possible.
【図1】本発明の光ヘッド装置の要部の構成を示す説明
図。FIG. 1 is an explanatory diagram showing a configuration of a main part of an optical head device according to the present invention.
【図2】同実施形態における回折型光学素子の構成を示
す平面図。FIG. 2 is a plan view showing the configuration of the diffractive optical element according to the embodiment.
【図3】同実施形態における光検出器の受光面の構成を
示す図。FIG. 3 is a diagram showing a configuration of a light receiving surface of the photodetector in the embodiment.
【図4】同実施形態における回折型光学素子からの回折
光の回折方向と光検出器の受光面の関係を示す図。FIG. 4 is a view showing the relationship between the direction of diffraction of the diffracted light from the diffractive optical element and the light receiving surface of the photodetector in the embodiment.
【図5】フォーカス誤差に対する光検出器の受光面上の
光ビームスポット形状の変化を示す図。FIG. 5 is a diagram showing a change in a light beam spot shape on a light receiving surface of a photodetector with respect to a focus error.
【図6】同実施形態におけるフォーカス誤差信号波形を
示す図。FIG. 6 is a view showing a focus error signal waveform in the embodiment.
【図7】同実施形態において合焦時における光検出器9
の光検出面上の光ビームの強度分布、合焦時における回
折型光学素子8に入射する光ビームの強度分布、光ディ
スク6上の光ビームの強度分布を示す図。FIG. 7 shows a photodetector 9 at the time of focusing in the embodiment.
FIG. 4 is a diagram showing an intensity distribution of a light beam on the light detection surface, an intensity distribution of a light beam incident on the diffractive optical element 8 at the time of focusing, and an intensity distribution of a light beam on the optical disk 6.
【図8】同実施形態において光検出器に位置ずれがある
場合の光検出器9の光検出面上の光ビームの強度分布、
合焦時における回折型光学素子8に入射する光ビームの
強度分布、光ディスク6上の光ビームの強度分布を示す
図。FIG. 8 shows the intensity distribution of the light beam on the light detection surface of the light detector 9 when the light detector has a displacement in the embodiment.
FIG. 4 is a diagram showing an intensity distribution of a light beam incident on the diffractive optical element 8 during focusing and an intensity distribution of a light beam on the optical disk 6.
【図9】同実施形態において回折型光学素子に位置ずれ
がある場合の光検出器9の光検出面上の光ビームの強度
分布、合焦時における回折型光学素子8に入射する光ビ
ームの強度分布、光ディスク6上の光ビームの強度分布
を示す図。FIG. 9 shows the intensity distribution of the light beam on the light detection surface of the photodetector 9 when the diffractive optical element is misaligned in the embodiment, and the intensity distribution of the light beam incident on the diffractive optical element 8 during focusing. FIG. 4 is a diagram showing an intensity distribution and an intensity distribution of a light beam on an optical disc 6.
【図10】本発明におけるフォーカス誤差検出の原理を
説明するために図5を簡略化して示す図。FIG. 10 is a simplified diagram of FIG. 5 for explaining the principle of focus error detection in the present invention.
【図11】本発明の第2及び第13の実施形態における
回折型光学素子と光検出器の構成を示す図。FIG. 11 is a diagram showing a configuration of a diffractive optical element and a photodetector according to second and thirteenth embodiments of the present invention.
【図12】本発明の第3及び第14の実施形態における
回折型光学素子と光検出器の構成を示す図。FIG. 12 is a diagram showing a configuration of a diffractive optical element and a photodetector according to third and fourteenth embodiments of the present invention.
【図13】本発明の第4及び第15の実施形態における
回折型光学素子と光検出器の構成を示す図。FIG. 13 is a diagram showing a configuration of a diffractive optical element and a photodetector according to fourth and fifteenth embodiments of the present invention.
【図14】フォーカス誤差に対する光検出器の受光面上
の光ビームスポット形状の変化を示す図。FIG. 14 is a diagram illustrating a change in a light beam spot shape on a light receiving surface of a photodetector with respect to a focus error.
【図15】本発明の第5及び第16の実施形態における
回折型光学素子と光検出器の構成を示す図。FIG. 15 is a diagram showing a configuration of a diffractive optical element and a photodetector according to fifth and sixteenth embodiments of the present invention.
【図16】本発明の第6及び第17の実施形態における
回折型光学素子と光検出器の構成を示す図。FIG. 16 is a diagram showing a configuration of a diffractive optical element and a photodetector according to sixth and seventeenth embodiments of the present invention.
【図17】本発明の第7及び第18の実施形態における
回折型光学素子と光検出器の構成を示す図。FIG. 17 is a diagram showing a configuration of a diffractive optical element and a photodetector according to seventh and eighteenth embodiments of the present invention.
【図18】本発明の第8及び第19の実施形態における
回折型光学素子と光検出器の構成を示す図。FIG. 18 is a diagram showing a configuration of a diffractive optical element and a photodetector according to eighth and nineteenth embodiments of the present invention.
【図19】本発明の第9及び第20の実施形態における
回折型光学素子と光検出器の構成を示す図。FIG. 19 is a diagram showing a configuration of a diffractive optical element and a photodetector according to ninth and twentieth embodiments of the present invention.
【図20】本発明の第10及び第21の実施形態に係る
光ヘッド装置の要部の構成を示す図。FIG. 20 is a diagram showing a configuration of a main part of an optical head device according to tenth and twenty-first embodiments of the present invention.
【図21】本発明の第11及び第22の実施形態に係る
光ヘッド装置の要部の構成を示す図。FIG. 21 is a diagram showing a configuration of a main part of an optical head device according to eleventh and twenty-second embodiments of the present invention.
【図22】従来の非点収差法によるフォーカス誤差検出
系を含む光ヘッド装置の構成を示す図。FIG. 22 is a diagram showing a configuration of an optical head device including a focus error detection system using a conventional astigmatism method.
【図23】図21における4分割光検出器に位置ずれが
あった場合の受光面上の光強度分布を示す図。FIG. 23 is a diagram showing a light intensity distribution on a light receiving surface when the four-divided photodetector in FIG. 21 is displaced.
【図24】トラック方向と垂直に分割された複数の回折
領域をもつ回折型光学素子を有する実施形態において光
検出器および回折型光学素子に位置ずれがない場合の回
折型光学素子上の光強度分布と光検出器上の光強度分布
を示す図。FIG. 24 shows the light intensity on the diffractive optical element when there is no displacement between the photodetector and the diffractive optical element in the embodiment having the diffractive optical element having a plurality of diffraction regions divided perpendicular to the track direction. The figure which shows distribution and the light intensity distribution on a photodetector.
【図25】同実施形態において光検出器に位置ずれがあ
る場合の回折型光学素子上の光強度分布と光検出器上の
光強度分布を示す図。FIG. 25 is a diagram showing a light intensity distribution on the diffractive optical element and a light intensity distribution on the photodetector when the photodetector has a position shift in the embodiment.
【図26】同実施形態において回折型光学素子に位置ず
れがある場合の回折型光学素子上の光強度分布と光検出
器上の光強度分布を示す図。FIG. 26 is a diagram showing a light intensity distribution on the diffractive optical element and a light intensity distribution on the photodetector when the diffractive optical element has a position shift in the embodiment.
【図27】図21における4分割光検出器に位置ずれが
あった場合の受光面上の光強度分布を示す図。FIG. 27 is a diagram showing a light intensity distribution on a light receiving surface when the four-divided photodetector in FIG. 21 is displaced.
【図28】本発明の二種類の形態を説明するための説明
図。FIG. 28 is an explanatory diagram illustrating two types of the present invention.
【符号の説明】 1…光源 2…コリメータレンズ 3…ビーム整形プリズム 4…ビームスプリッタ 5…対物レンズ 6…光ディスク 7…集光レンズ 8…回折型光学素子 8A〜8H…回折領域 L1,L2…領域分割線 9…光検出器 10,11…4分割された受光面 10a〜10d,11a〜11d…分割領域 12…増幅器 13…演算回路 14…円筒レンズ 15…4分割光検出器 16…ピットあるいは記録マーク 17…ミラー 18…波長板 21,22,23,24…2分割された受光面 21a,21b,22a,22b,23a,23b,2
4a,24b…分割領域 25,26…受光面 31,32,33,34…2分割された受光面 31a,31b,32a,32b,33a,33b,3
4a,34b…分割領域 41,42,43,44,45,46,47,48…2
分割された受光面 41a,41b,42a,42b,43a,43b,4
4a,44b,45a,45b,46a,46b,47
a,47b,48a,48b…分割領域 51,52…2分割された受光面 51a,51b,52a,52b…分割領域 61,62,63,64,65,66,67,68…2
分割された受光面 61a,61b,62a,62b,63a,63b,6
4a,64b,65a,65b,66a,66b,67
a,67b,68a,68b…分割領域 71,72…2分割された受光面 71a,71b,72a,72b…分割領域 73,74…受光面 81,82,83,84,85,86,87,88,8
9…回折型光学素子上の光強度分布 91,92,93,94,95,96,97,98,9
9…光検出器面上の光強度分布 151,152,153…4分割光検出器 171,172,173…光ディスク上の光スポット 191,192,193…光ディスク上の光スポット D1…回折型光学素子の格子ピッチ D2…回折型光学素子の格子面[Description of Signs] 1 ... Light source 2 ... Collimator lens 3 ... Beam shaping prism 4 ... Beam splitter 5 ... Objective lens 6 ... Optical disk 7 ... Condensing lens 8 ... Diffractive optical element 8A to 8H ... Diffraction area L1, L2 ... Area Division line 9 ... Photodetector 10, 11 ... Divided light receiving surface 10a-10d, 11a-11d ... Division area 12 ... Amplifier 13 ... Operation circuit 14 ... Cylindrical lens 15 ... 4 division photodetector 16 ... Pit or recording Mark 17: Mirror 18: Wave plate 21, 22, 23, 24 ... Light receiving surface 21a, 21b, 22a, 22b, 23a, 23b, 2 divided into two
4a, 24b: divided area 25, 26: light receiving surface 31, 32, 33, 34 ... light receiving surface 31a, 31b, 32a, 32b, 33a, 33b, 3 divided into two
4a, 34b ... divided areas 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48 ... 2
Divided light receiving surface 41a, 41b, 42a, 42b, 43a, 43b, 4
4a, 44b, 45a, 45b, 46a, 46b, 47
a, 47b, 48a, 48b... divided area 51, 52... divided light receiving surface 51a, 51b, 52a, 52b... divided area 61, 62, 63, 64, 65, 66, 67, 68.
Divided light receiving surface 61a, 61b, 62a, 62b, 63a, 63b, 6
4a, 64b, 65a, 65b, 66a, 66b, 67
a, 67b, 68a, 68b: divided areas 71, 72: divided light receiving surfaces 71a, 71b, 72a, 72b: divided areas 73, 74: light receiving surfaces 81, 82, 83, 84, 85, 86, 87, 88,8
9: Light intensity distribution on diffractive optical element 91, 92, 93, 94, 95, 96, 97, 98, 9
9: Light intensity distribution on photodetector surface 151, 152, 153: 4-split photodetector 171, 172, 173: Optical spot on optical disk 191, 192, 193: Optical spot on optical disk D1: Diffractive optical element Grating pitch of D2 ... Grating surface of diffractive optical element
Claims (24)
し、該記録媒体からの反射光を透過させる対物レンズ
と、 前記反射光の光軸に対して垂直な平面内において、前記
記録媒体上のトラックと平行の方向に沿った分割線によ
り複数の分割領域に分割された受光面を有し、該光軸に
関して対称な位置に互いに対となる該分割領域が配置さ
れるように該受光面を配してなる光検出器と、 前記反射光の光軸に対して垂直な平面内において、該反
射光を前記記録媒体上のトラックと平行な方向及び該ト
ラックに垂直な方向に沿って分割し、該反射光の各分割
部分における+N次回折光(Nは1以上の任意の整数)
と−N次回折光(Nは1以上の任意の整数)とが、該光
軸に関して互いに対称な位置に配置された前記受光面の
前記分割領域で受光されるとともに、前記トラックに平
行な方向に沿って互いに隣接する前記分割部分における
+N次回折光同士及び−N次回折光同士は、それぞれ前
記受光面の前記分割線に関して互いに反対側に位置する
前記分割領域で受光されるように、前記反射光を回折さ
せる回折型光学素子と、 前記+N次回折光と前記−N次回折光の双方に関する前
記光検出器の出力信号からフォーカス誤差信号を演算す
る演算手段とを具備することを特徴とする光ヘッド装
置。A light source that emits a light beam; an objective lens that focuses and irradiates a light beam emitted from the light source onto a recording medium to transmit reflected light from the recording medium; and an optical axis of the reflected light. A light receiving surface divided into a plurality of divided areas by a dividing line along a direction parallel to the track on the recording medium in a plane perpendicular to the recording medium, and paired with each other at symmetrical positions with respect to the optical axis; A photodetector having the light receiving surface arranged such that the divided areas are arranged; and a plane parallel to a track on the recording medium in a plane perpendicular to an optical axis of the reflected light. + N-order diffracted light (N is any integer of 1 or more) in each of the divided portions of the reflected light.
And -Nth-order diffracted light (N is an arbitrary integer equal to or greater than 1) are received by the divided regions of the light receiving surface arranged at positions symmetrical to each other with respect to the optical axis, and in a direction parallel to the track. The + N-order diffracted lights and the −N-order diffracted lights in the divided portions adjacent to each other along the same are separated from each other by the reflected light so that they are received by the divided areas located on the opposite sides with respect to the divided line on the light receiving surface. An optical head device, comprising: a diffractive optical element for diffracting light; and arithmetic means for calculating a focus error signal from an output signal of the photodetector for both the + N-order diffracted light and the -N-th diffracted light.
し、該記録媒体からの反射光を透過させる対物レンズ
と、 前記反射光が入射する位置に配置され、前記記録媒体上
のトラックと平行な方向に延びた領域分割線に沿って分
割された2つの回折領域を有する回折型光学素子と、 前記反射光の光軸に対して垂直な平面内において、前記
記録媒体上のトラックと平行の方向および垂直の方向に
延びた分割線により4つの分割領域に分割された第1お
よび第2の受光面を有し、該光軸に関して対称な位置に
互いに対となる該分割領域が配置されるように該第1お
よび第2の受光面を配してなる光検出器と、 前記光検出器の出力信号から前記記録媒体に対する前記
対物レンズのフォーカス誤差を示すフォーカス誤差信号
を演算により生成する演算手段とを具備し、 前記回折型光学素子は、前記各回折領域からの+N次回
折光(Nは1以上の任意の整数)と−N次回折光(Nは
1以上の任意の整数)が前記光軸に関して対称な位置に
配置された前記受光面の前記分割領域で受光されるよう
に構成され、 前記演算手段は、前記光検出器からの第1および第2の
受光面に対応する出力信号について、対角位置関係にあ
る所定の二つの分割領域に対応する信号の和信号と対角
位置関係にある他の二つの分割領域に対応する信号の和
信号との差信号をそれぞれ求め、さらにこれら二つの差
信号の和信号を求めることにより、前記フォーカス誤差
信号を生成することを特徴とする光ヘッド装置。2. A light source for emitting a light beam, an objective lens for converging and irradiating a light beam emitted from the light source onto a recording medium and transmitting reflected light from the recording medium, and a position where the reflected light is incident A diffractive optical element having two diffraction regions divided along a region division line extending in a direction parallel to a track on the recording medium; and a plane perpendicular to an optical axis of the reflected light. Wherein the first and second light receiving surfaces are divided into four divided regions by dividing lines extending in a direction parallel to and perpendicular to the track on the recording medium, and the positions are symmetric with respect to the optical axis. A photodetector having the first and second light receiving surfaces arranged such that the paired divided regions are arranged; and a focus of the objective lens on the recording medium from an output signal of the photodetector. Error Calculating means for generating a focus error signal by calculation, wherein the diffractive optical element includes + N-order diffracted light (N is an integer of 1 or more) and −N-order diffracted light (N is 1 The above-mentioned arbitrary integer is configured to be received by the divided region of the light receiving surface disposed at a position symmetrical with respect to the optical axis, and the arithmetic unit includes a first and a second signal from the photodetector. For the output signal corresponding to the light receiving surface, a sum signal of signals corresponding to two predetermined divided regions in a diagonal positional relationship and a sum signal of signals corresponding to the other two divided regions in a diagonal positional relationship, An optical head device, wherein the focus error signal is generated by obtaining a difference signal of the two, and further obtaining a sum signal of the two difference signals.
し、該記録媒体からの反射光を透過させる対物レンズ
と、 前記反射光が入射する位置に配置され、前記記録媒体上
のトラックと平行の方向に延びた領域分割線に沿って分
割された2つの回折領域を有する回折型光学素子と、 前記反射光の光軸に対して垂直な平面内において、前記
記録媒体上のトラックと平行の方向および垂直の方向に
延びた分割線により4つの分割領域に分割された第1お
よび第2の受光面を有し、該光軸に関して対称な位置に
互いに対となる該分割領域が配置されるように該第1お
よび第2の受光面を配してなる光検出器と、 前記光検出器の出力信号から前記記録媒体に対する前記
対物レンズのフォーカス誤差を示すフォーカス誤差信号
を演算により生成する演算手段とを具備し、 前記回折型光学素子は、前記回折領域からの+N次回折
光(Nは1以上の任意の整数)と−N次回折光(Nは1
以上の任意の整数)が前記光軸に関して対称な位置に配
置された前記受光面の前記分割領域で受光されるように
構成され、 前記演算手段は、前記光検出器からの第1の受光面に対
応する出力信号について、前記記録媒体上のトラックと
平行の方向に隣接位置関係にある第1、第2の分割領域
に対応する信号の差信号を求め、前記光検出器からの第
2の受光面に対応する出力信号について、前記記録媒体
上のトラックと平行の方向に隣接位置関係にあり、かつ
第1、第2の分割領域とは前記記録媒体上のトラックと
垂直の方向における位置が異なる第3、第4の分割領域
に対応する信号の差信号を求め、さらにこれら二つの差
信号の和信号を求めることにより、前記フォーカス誤差
信号を生成することを特徴とする光ヘッド装置。3. A light source for emitting a light beam, an objective lens for converging and irradiating a light beam emitted from the light source onto a recording medium and transmitting reflected light from the recording medium, and a position where the reflected light is incident A diffractive optical element having two diffraction areas divided along an area dividing line extending in a direction parallel to a track on the recording medium; and a plane perpendicular to an optical axis of the reflected light. Wherein the first and second light receiving surfaces are divided into four divided regions by dividing lines extending in a direction parallel to and perpendicular to the track on the recording medium, and the positions are symmetric with respect to the optical axis. A photodetector having the first and second light receiving surfaces arranged such that the paired divided regions are arranged; and a focus of the objective lens on the recording medium from an output signal of the photodetector. Error A diffractive optical element comprising: a + N-order diffracted light (N is an arbitrary integer of 1 or more) and a −N-order diffracted light (N is 1
The above-mentioned arbitrary integer is configured to be received by the divided region of the light receiving surface arranged at a position symmetrical with respect to the optical axis, and the calculating means includes: a first light receiving surface from the photodetector; , A difference signal between signals corresponding to the first and second divided areas having an adjacent positional relationship in a direction parallel to the track on the recording medium is obtained, and a second signal from the photodetector is obtained. The output signal corresponding to the light receiving surface has an adjacent positional relationship in a direction parallel to the track on the recording medium, and the first and second divided areas have positions in a direction perpendicular to the track on the recording medium. An optical head device for generating the focus error signal by obtaining a difference signal between signals corresponding to different third and fourth divided areas, and further obtaining a sum signal of the two difference signals.
し、該記録媒体からの反射光を透過させる対物レンズ
と、 前記反射光が入射する位置に配置され、前記記録媒体上
のトラックと平行の方向に延びた領域分割線に沿って分
割された2つの回折領域を有する回折型光学素子と、 前記反射光の光軸に対して垂直な平面内において、前記
記録媒体上のトラックと平行の方向に延びた分割線をそ
れぞれ有し、前記回折型光学素子の2つの回折領域から
の+N次回折光(Nは1以上の任意の整数)をそれぞれ
検出するための2つの分割領域からなる第1、第2の受
光面および該2つの回折領域からの−N次回折光(Nは
1以上の任意の整数)をそれぞれ検出するための2つの
分割領域からなる第3、第4の受光面を有し、該光軸に
関して対称な位置に互いに対となる該分割領域が配置さ
れるように該第1乃至第4の受光面を配してなる光検出
器と、 前記光検出器の出力信号から前記記録媒体に対する前記
対物レンズのフォーカス誤差を示すフォーカス誤差信号
を演算により生成する演算手段とを具備し、 前記回折型光学素子は、前記各回折領域からの+N次回
折光と−N次回折光が前記光軸に関して対称な位置に配
置された前記受光面の前記分割領域で受光されるように
構成され、 前記演算手段は、前記光検出器からの第1、第2の受光
面に対応する出力信号および第3、第4の受光面に対応
する出力信号について、前記光軸を通り前記トラックと
平行な方向に延びた軸に関して非線対称位置関係にある
所定の二つの分割領域に対応する信号の和信号と非線対
称位置関係にある他の二つの分割領域に対応する信号の
和信号との差信号をそれぞれ求め、さらにこれら二つの
差信号の和信号を求めることにより、前記フォーカス誤
差信号を生成することを特徴とする光ヘッド装置。4. A light source for emitting a light beam, an objective lens for converging and irradiating a light beam emitted from the light source onto a recording medium and transmitting reflected light from the recording medium, and a position where the reflected light is incident A diffractive optical element having two diffraction areas divided along an area dividing line extending in a direction parallel to a track on the recording medium; and a plane perpendicular to an optical axis of the reflected light. , Each of which has a dividing line extending in a direction parallel to a track on the recording medium, and receives + N-order diffracted light (N is an arbitrary integer of 1 or more) from two diffraction regions of the diffractive optical element, respectively. First and second light receiving surfaces each composed of two divided areas for detection and two divided areas for detecting -N-th order diffracted light (N is any integer of 1 or more) from the two diffraction areas, respectively. Third and fourth consisting of A photodetector having a light-receiving surface, the first to fourth light-receiving surfaces arranged such that the paired divided regions are arranged at positions symmetrical with respect to the optical axis, and the light detector Calculating means for calculating a focus error signal indicating a focus error of the objective lens with respect to the recording medium from the output signal of the recording medium, wherein the diffractive optical element includes + N-order diffracted light from each of the diffraction areas and -N The second-order diffracted light is configured to be received by the divided area of the light receiving surface arranged at a position symmetrical with respect to the optical axis, and the arithmetic unit includes a first and a second light receiving surface from the photodetector. The corresponding output signal and the output signals corresponding to the third and fourth light receiving surfaces are divided into two predetermined divided regions having a non-linear symmetric positional relationship with respect to an axis passing through the optical axis and extending in a direction parallel to the track. Corresponding signal The focus error signal is calculated by calculating the difference signal between the sum signal and the sum signal of the signals corresponding to the other two divided regions in a non-linear symmetric positional relationship, and further calculating the sum signal of these two difference signals. An optical head device characterized by generating.
たは第3、第4の受光面のうち、前記光軸を通り前記ト
ラックに平行な方向に延びた軸に関して非線対称位置関
係にある二つの分割領域同士を連結して構成することを
特徴とする請求項4記載の光ヘッド装置。5. A non-symmetric line with respect to an axis extending in a direction parallel to said track through said optical axis, of said first and second light receiving surfaces or third and fourth light receiving surfaces of said photodetector. 5. The optical head device according to claim 4, wherein two divided regions having a positional relationship are connected to each other.
し、該記録媒体からの反射光を透過させる対物レンズ
と、 前記反射光が入射する位置に配置され、前記記録媒体上
のトラックと平行の方向および垂直の方向に延びた領域
分割線に沿って分割された4つの回折領域を有する回折
型光学素子と、 前記反射光の光軸に対して垂直な平面内において、前記
記録媒体上のトラックと平行の方向に沿った分割線をそ
れぞれ有し、前記回折型光学素子の4つの回折領域から
の+N次回折光(Nは1以上の任意の整数)をそれぞれ
検出するための2つの分割領域からなる第1、第2、第
3および第4の受光面および該回折領域からの−1次回
折光(Nは1以上の任意の整数)をそれぞれ検出するた
めの2つの分割領域からなる第5、第6、第7および第
8の受光面を有し、該光軸に関して対称な位置に互いに
対となる該分割領域が配置されるように該第1乃至第8
の受光面を配してなる光検出器と、 前記光検出器の出力信号から前記記録媒体に対する前記
対物レンズのフォーカス誤差を示すフォーカス誤差信号
を演算により生成する演算手段とを具備し、 前記回折型光学素子は、前記各回折領域からの+N次回
折光と−N次回折光が前記光軸に関して対称な位置に配
置された前記受光面の前記分割領域で受光されるように
構成され、 前記演算手段は、前記光検出器からの第1、第2、第3
および第4の受光面に対応する出力信号について、いず
れか一方の分割領域に対応する信号の和信号と他方の分
割領域に対応する信号の和信号との差信号を求め、さら
に前記光検出器からの第5、第6、第7および第8の受
光面に対応する出力信号について、いずれか一方の分割
領域に対応する信号の和信号と他方の分割領域に対応す
る信号の和信号との差信号を求め、これら二つの差信号
の和信号を求めることにより、前記フォーカス誤差信号
を生成することを特徴とする光ヘッド装置。6. A light source for emitting a light beam, an objective lens for converging and irradiating a light beam emitted from the light source onto a recording medium and transmitting reflected light from the recording medium, and a position where the reflected light is incident And a diffractive optical element having four diffraction regions divided along a region division line extending in a direction parallel to and perpendicular to a track on the recording medium, and with respect to an optical axis of the reflected light. + N-th order diffracted light (N is one or more arbitrary ones) from four diffraction regions of the diffractive optical element, each having a division line along a direction parallel to a track on the recording medium in a plane perpendicular to the recording medium. First, second, third, and fourth light receiving surfaces each composed of two divided areas for detecting an integer) and -1st-order diffracted light (N is an arbitrary integer of 1 or more) from the diffraction area, respectively. Two to detect Fifth consisting split regions, sixth, has a light receiving surface of the seventh and eighth, first to eighth as the divided regions are arranged to be paired with each other at symmetrical positions with respect to optical axis
A light detector provided with a light receiving surface of the above, and a calculation means for generating a focus error signal indicating a focus error of the objective lens with respect to the recording medium from the output signal of the light detector by calculation, the diffraction The type optical element is configured such that + N-order diffracted light and -N-order diffracted light from the respective diffraction areas are received by the divided areas of the light receiving surface arranged at positions symmetrical with respect to the optical axis; Are the first, second, and third signals from the photodetector.
And a difference signal between a sum signal of a signal corresponding to one of the divided areas and a sum signal of a signal corresponding to the other divided area is determined for the output signal corresponding to the fourth light receiving surface. Of the output signals corresponding to the fifth, sixth, seventh, and eighth light receiving surfaces from the sum signal of the signal corresponding to any one of the divided regions and the sum signal of the signal corresponding to the other divided region An optical head device for generating the focus error signal by obtaining a difference signal and obtaining a sum signal of these two difference signals.
び第4の受光面または第5、第6、第7および第8の受
光面のうち、前記記録媒体上のトラックと平行の方向で
隣接関係にある二つの分割領域同士を連結して構成する
ことを特徴とする請求項6記載の光ヘッド装置。7. A track on the recording medium among the first, second, third and fourth light receiving surfaces or fifth, sixth, seventh and eighth light receiving surfaces of the photodetector. 7. The optical head device according to claim 6, wherein two divided regions having an adjacent relationship in a parallel direction are connected to each other.
上のトラックに対する前記光ビームのトラック幅方向の
位置ずれを示すトラッキング誤差信号を演算により生成
する手段をさらに有することを特徴とする請求項1乃至
7のいずれか1項に記載の光ヘッド装置。8. The apparatus according to claim 1, further comprising means for calculating a tracking error signal indicating a displacement of the light beam in a track width direction with respect to a track on the recording medium from an output signal of the photodetector. Item 8. The optical head device according to any one of Items 1 to 7.
に配置し、該対物レンズを前記トラック幅方向に移動さ
せる際、該回折型光学素子を同時に前記トラック幅方向
に移動させることを特徴とする請求項1〜8のいずれか
1項に記載の光ヘッド装置。9. The method according to claim 1, wherein the diffractive optical element is arranged near the objective lens, and when the objective lens is moved in the track width direction, the diffractive optical element is simultaneously moved in the track width direction. The optical head device according to any one of claims 1 to 8, wherein
器に集光させる手段をさらに有することを特徴とする請
求項1乃至9のいずれか1項に記載された光ヘッド装
置。10. The optical head device according to claim 1, further comprising means for converging light reflected from the recording medium on the photodetector.
れた光ヘッド装置を備えたことを特徴とする光ディスク
装置。11. An optical disk device comprising the optical head device according to claim 1. Description:
し、該記録媒体からの反射光を透過させる対物レンズ
と、 前記反射光の光軸に対して垂直な平面内において、所定
方向の分割線により複数の分割領域に分割された受光面
を有し、該光軸に関して対称な位置に互いに対となる該
分割領域が配置されるように該受光面を配してなる光検
出器と、 前記反射光の光軸に対して垂直な平面内において、該反
射光を前記記録媒体上のトラックと平行な方向及び該ト
ラックに垂直な方向に沿って分割し、該反射光の各分割
部分における+N次回折光(Nは1以上の任意の整数)
と−N次回折光(Nは1以上の任意の整数)とが、該光
軸に関して互いに対称な位置に配置された前記受光面の
前記分割領域で受光されるとともに、前記所定方向に沿
って互いに隣接する前記分割部分における+N次回折光
同士及び−N次回折光同士は、それぞれ前記受光面の前
記分割線に関して互いに反対側に位置する前記分割領域
で受光されるように、前記反射光を回折させる回折型光
学素子と、 前記+N次回折光と前記−N次回折光の双方に関する前
記光検出器の出力信号からフォーカス誤差信号を演算す
る演算手段とを具備することを特徴とする光ヘッド装
置。12. A light source for emitting a light beam, an objective lens for converging and irradiating a light beam emitted from the light source onto a recording medium and transmitting reflected light from the recording medium, and an optical axis of the reflected light. In a plane perpendicular to the optical axis, the light receiving surface is divided into a plurality of divided regions by a dividing line in a predetermined direction, and the paired divided regions are arranged at symmetrical positions with respect to the optical axis. A photodetector provided with a light receiving surface; and, in a plane perpendicular to the optical axis of the reflected light, the reflected light is directed along a direction parallel to a track on the recording medium and a direction perpendicular to the track. + N-order diffracted light in each divided part of the reflected light (N is an arbitrary integer of 1 or more)
And -Nth-order diffracted light (N is an arbitrary integer of 1 or more) are received by the divided areas of the light receiving surface arranged at positions symmetrical to each other with respect to the optical axis, and are mutually separated along the predetermined direction. Diffraction that diffracts the reflected light so that the + N-order diffracted lights and the −N-order diffracted lights in the adjacent divided portions are received by the divided areas located on the opposite sides of the dividing line on the light receiving surface. 1. An optical head device comprising: a mold optical element; and a calculating means for calculating a focus error signal from an output signal of the photodetector for both the + N-order diffracted light and the -N-order diffracted light.
し、該記録媒体からの反射光を透過させる対物レンズ
と、 前記反射光の光軸に対して垂直な平面内において、前記
記録媒体上のトラックと垂直の方向に沿った分割線によ
り複数の分割領域に分割された受光面を有し、該光軸に
関して対称な位置に互いに対となる該分割領域が配置さ
れるように該受光面を配してなる光検出器と、 前記反射光の光軸に対して垂直な平面内において、該反
射光を前記記録媒体上のトラックと平行な方向及び該ト
ラックに垂直な方向に沿って分割し、該反射光の各分割
部分における+N次回折光(Nは1以上の任意の整数)
と−N次回折光(Nは1以上の任意の整数)とが、該光
軸に関して互いに対称な位置に配置された前記受光面の
前記分割領域で受光されるとともに、前記トラックに垂
直の方向に沿って互いに隣接する前記分割部分における
+N次回折光同士及び−N次回折光同士は、それぞれ前
記受光面の前記分割線に関して互いに反対側に位置する
前記分割領域で受光されるように、前記反射光を回折さ
せる回折型光学素子と、 前記+N次回折光と前記−N次回折光の双方に関する前
記光検出器の出力信号からフォーカス誤差信号を演算す
る演算手段 とを具備することを特徴とする光ヘッド装置。13. A light source for emitting a light beam, an objective lens for converging and irradiating a light beam emitted from the light source onto a recording medium and transmitting reflected light from the recording medium, and an optical axis of the reflected light. A light receiving surface divided into a plurality of divided areas by a dividing line along a direction perpendicular to a track on the recording medium in a plane perpendicular to the recording medium, and paired with each other at positions symmetrical with respect to the optical axis; A photodetector having the light receiving surface arranged such that the divided areas are arranged; and a plane parallel to a track on the recording medium in a plane perpendicular to an optical axis of the reflected light. + N-order diffracted light (N is any integer of 1 or more) in each of the divided portions of the reflected light.
And -N-th order diffracted light (N is an arbitrary integer of 1 or more) are received by the divided areas of the light receiving surface arranged at positions symmetrical to each other with respect to the optical axis, and in a direction perpendicular to the track. The + N-order diffracted lights and the −N-order diffracted lights in the divided portions adjacent to each other along the same are separated from each other by the reflected light so that they are received by the divided areas located on the opposite sides with respect to the divided line on the light receiving surface. An optical head device comprising: a diffractive optical element for diffracting light; and arithmetic means for calculating a focus error signal from an output signal of the photodetector with respect to both the + N-order diffracted light and the -N-order diffracted light.
し、該記録媒体からの反射光を透過させる対物レンズ
と、 前記反射光が入射する位置に配置され、前記記録媒体上
のトラックと垂直の方向に延びた領域分割線に沿って分
割された2つの回折領域を有する回折型光学素子と、 前記反射光の光軸に対して垂直な平面内において、前記
記録媒体上のトラックと平行の方向および垂直の方向に
延びた分割線により4つの分割領域に分割された第1お
よび第2の受光面を有し、該光軸に関して対称な位置に
互いに対となる該分割領域が配置されるように該第1お
よび第2の受光面を配してなる光検出器と、 前記光検出器の出力信号から前記記録媒体に対する前記
対物レンズのフォーカス誤差を示すフォーカス誤差信号
を演算により生成する演算手段とを具備し、 前記回折型光学素子は、前記各回折領域からの+N次回
折光(Nは1以上の任意の整数)と−N次回折光(Nは
1以上の任意の整数)が前記光軸に関して対称な位置に
配置された前記受光面の前記分割領域で受光されるよう
に構成され、 前記演算手段は、前記光検出器からの第1および第2の
受光面に対応する出力信号について、対角位置関係にあ
る所定の二つの分割領域に対応する信号の和信号と対角
位置関係にある他の二つの分割領域に対応する信号の和
信号との差信号をそれぞれ求め、さらにこれら二つの差
信号の和信号を求めることにより、前記フォーカス誤差
信号を生成することを特徴とする光ヘッド装置。14. A light source for emitting a light beam, an objective lens for converging and irradiating a light beam emitted from the light source onto a recording medium and transmitting reflected light from the recording medium, and a position where the reflected light is incident A diffractive optical element having two diffraction regions divided along a region division line extending in a direction perpendicular to a track on the recording medium, and a plane perpendicular to the optical axis of the reflected light Wherein the first and second light receiving surfaces are divided into four divided regions by dividing lines extending in a direction parallel to and perpendicular to the track on the recording medium, and the positions are symmetric with respect to the optical axis. A photodetector having the first and second light receiving surfaces arranged such that the paired divided regions are arranged; and a focus of the objective lens on the recording medium from an output signal of the photodetector. Error A diffractive optical element comprising: a + N-order diffracted light (N is an arbitrary integer of 1 or more) and a −N-order diffracted light (N is 1 The above-mentioned arbitrary integer is configured to be received by the divided region of the light receiving surface disposed at a position symmetrical with respect to the optical axis, and the arithmetic unit includes a first and a second signal from the photodetector. For the output signal corresponding to the light receiving surface, a sum signal of signals corresponding to two predetermined divided regions in a diagonal positional relationship and a sum signal of signals corresponding to the other two divided regions in a diagonal positional relationship, An optical head device, wherein the focus error signal is generated by obtaining a difference signal of the two, and further obtaining a sum signal of the two difference signals.
し、該記録媒体からの反射光を透過させる対物レンズ
と、 前記反射光が入射する位置に配置され、前記記録媒体上
のトラックと垂直の方向に延びた領域分割線に沿って分
割された2つの回折領域を有する回折型光学素子と、 前記反射光の光軸に対して垂直な平面内において、前記
記録媒体上のトラックと平行の方向および垂直の方向に
延びた分割線により4つの分割領域に分割された第1お
よび第2の受光面を有し、該光軸に関して対称な位置に
互いに対となる該分割領域が配置されるように該第1お
よび第2の受光面を配してなる光検出器と、 前記光検出器の出力信号から前記記録媒体に対する前記
対物レンズのフォーカス誤差を示すフォーカス誤差信号
を演算により生成する演算手段とを具備し、 前記回折型光学素子は、前記回折領域からの+N次回折
光(Nは1以上の任意の整数)と−N次回折光(Nは1
以上の任意の整数)が前記光軸に関して対称な位置に配
置された前記受光面の前記分割領域で受光されるように
構成され、 前記演算手段は、前記光検出器からの第1の受光面に対
応する出力信号について、前記記録媒体上のトラックと
垂直の方向に隣接位置関係にある第1、第2の分割領域
に対応する信号の差信号を求め、前記光検出器からの第
2の受光面に対応する出力信号について、前記記録媒体
上のトラックと垂直の方向に隣接位置関係にあり、かつ
第1、第2の分割領域とは前記記録媒体上のトラックと
平行の方向における位置が異なる第3、第4の分割領域
に対応する信号の差信号を求め、さらにこれら二つの差
信号の和信号を求めることにより、前記フォーカス誤差
信号を生成することを特徴とする光ヘッド装置。15. A light source for emitting a light beam, an objective lens for converging and irradiating a light beam emitted from the light source onto a recording medium and transmitting reflected light from the recording medium, and a position where the reflected light is incident A diffractive optical element having two diffraction regions divided along a region division line extending in a direction perpendicular to a track on the recording medium, and a plane perpendicular to the optical axis of the reflected light Wherein the first and second light receiving surfaces are divided into four divided regions by dividing lines extending in a direction parallel to and perpendicular to the track on the recording medium, and the positions are symmetric with respect to the optical axis. A photodetector having the first and second light receiving surfaces arranged such that the paired divided regions are arranged; and a focus of the objective lens on the recording medium from an output signal of the photodetector. Error A diffractive optical element comprising: a + N-order diffracted light (N is an arbitrary integer of 1 or more) and a −N-order diffracted light (N is 1
The above-mentioned arbitrary integer is configured to be received by the divided region of the light receiving surface arranged at a position symmetrical with respect to the optical axis, and the calculating means includes: a first light receiving surface from the photodetector; Is obtained, a difference signal between signals corresponding to the first and second divided areas which are adjacent to each other in the direction perpendicular to the track on the recording medium in the direction perpendicular to the track on the recording medium, and the second signal from the photodetector is obtained. The output signal corresponding to the light receiving surface is adjacent to the track on the recording medium in a direction perpendicular to the track, and the first and second divided areas have positions in a direction parallel to the track on the recording medium. An optical head device for generating the focus error signal by obtaining a difference signal between signals corresponding to different third and fourth divided areas, and further obtaining a sum signal of the two difference signals.
し、該記録媒体からの反射光を透過させる対物レンズ
と、 前記反射光が入射する位置に配置され、前記記録媒体上
のトラックと垂直の方向に延びた領域分割線に沿って分
割された2つの回折領域を有する回折型光学素子と、 前記反射光の光軸に対して垂直な平面内において、前記
記録媒体上のトラックと垂直の方向に延びた分割線をそ
れぞれ有し、前記回折型光学素子の2つの回折領域から
の+N次回折光(Nは1以上の任意の整数)をそれぞれ
検出するための2つの分割領域からなる第1、第2の受
光面および該2つの回折領域からの−N次回折光(Nは
1以上の任意の整数)をそれぞれ検出するための2つの
分割領域からなる第3、第4の受光面を有し、該光軸に
関して対称な位置に互いに対となる該分割領域が配置さ
れるように該第1乃至第4の受光面を配してなる光検出
器と、 前記光検出器の出力信号から前記記録媒体に対する前記
対物レンズのフォーカス誤差を示すフォーカス誤差信号
を演算により生成する演算手段とを具備し、 前記回折型光学素子は、前記各回折領域からの+N次回
折光と−N次回折光が前記光軸に関して対称な位置に配
置された前記受光面の前記分割領域で受光されるように
構成され、 前記演算手段は、前記光検出器からの第1、第2の受光
面に対応する出力信号および第3、第4の受光面に対応
する出力信号について、前記光軸を通り前記トラックと
垂直な方向に延びた軸に関して非線対称位置関係にある
所定の二つの分割領域に対応する信号の和信号と非線対
称位置関係にある他の二つの分割領域に対応する信号の
和信号との差信号をそれぞれ求め、さらにこれら二つの
差信号の和信号を求めることにより、前記フォーカス誤
差信号を生成することを特徴とする光ヘッド装置。16. A light source for emitting a light beam, an objective lens for converging and irradiating a light beam emitted from the light source onto a recording medium and transmitting reflected light from the recording medium, and a position where the reflected light is incident A diffractive optical element having two diffraction regions divided along a region division line extending in a direction perpendicular to a track on the recording medium, and a plane perpendicular to the optical axis of the reflected light And + N-order diffracted light (N is an integer of 1 or more) from two diffraction regions of the diffractive optical element, each having a dividing line extending in a direction perpendicular to a track on the recording medium. First and second light receiving surfaces each composed of two divided areas for detection and two divided areas for detecting -N-th order diffracted light (N is any integer of 1 or more) from the two diffraction areas, respectively. The third, consisting of A photodetector having the first to fourth light receiving surfaces such that the paired divided regions are arranged at positions symmetrical with respect to the optical axis; Calculating means for calculating a focus error signal indicating a focus error of the objective lens with respect to the recording medium from the output signal of the recording medium, wherein the diffractive optical element includes + N-order diffracted light from each of the diffraction areas and- The N-th order diffracted light is configured to be received by the divided area of the light receiving surface disposed at a position symmetrical with respect to the optical axis, and the arithmetic unit includes a first and a second light receiving surface from the photodetector. And the output signals corresponding to the third and fourth light-receiving surfaces, two predetermined divided regions having a non-linear symmetrical positional relationship with respect to an axis passing through the optical axis and extending in a direction perpendicular to the track. Corresponding to The difference signal between the sum signal of the two signals and the sum signal of the signals corresponding to the other two divided regions in a non-linear symmetric positional relationship is obtained, and the sum signal of these two difference signals is obtained. An optical head device for generating an optical head.
または第3、第4の受光面のうち、前記光軸を通り前記
トラックに垂直な方向に延びた軸に関して非線対称位置
関係にある二つの分割領域同士を連結して構成すること
を特徴とする請求項16記載の光ヘッド装置。17. A non-symmetric line of the first and second light receiving surfaces or the third and fourth light receiving surfaces of the photodetector, the axis extending through the optical axis and perpendicular to the track. 17. The optical head device according to claim 16, wherein two divided regions having a positional relationship are connected to each other.
し、該記録媒体からの反射光を透過させる対物レンズ
と、 前記反射光が入射する位置に配置され、前記記録媒体上
のトラックと平行の方向および垂直の方向に延びた領域
分割線に沿って分割された4つの回折領域を有する回折
型光学素子と、 前記反射光の光軸に対して垂直な平面内において、前記
記録媒体上のトラックと垂直の方向に沿った分割線をそ
れぞれ有し、前記回折型光学素子の4つの回折領域から
の+N次回折光(Nは1以上の任意の整数)をそれぞれ
検出するための2つの分割領域からなる第1、第2、第
3および第4の受光面および該回折領域からの−1次回
折光(Nは1以上の任意の整数)をそれぞれ検出するた
めの2つの分割領域からなる第5、第6、第7および第
8の受光面を有し、該光軸に関して対称な位置に互いに
対となる該分割領域が配置されるように該第1乃至第8
の受光面を配してなる光検出器と、 前記光検出器の出力信号から前記記録媒体に対する前記
対物レンズのフォーカス誤差を示すフォーカス誤差信号
を演算により生成する演算手段とを具備し、 前記回折型光学素子は、前記各回折領域からの+N次回
折光と−N次回折光が前記光軸に関して対称な位置に配
置された前記受光面の前記分割領域で受光されるように
構成され、 前記演算手段は、前記光検出器からの第1、第2、第3
および第4の受光面に対応する出力信号について、いず
れか一方の分割領域に対応する信号の和信号と他方の分
割領域に対応する信号の和信号との差信号を求め、さら
に前記光検出器からの第5、第6、第7および第8の受
光面に対応する出力信号について、いずれか一方の分割
領域に対応する信号の和信号と他方の分割領域に対応す
る信号の和信号との差信号を求め、これら二つの差信号
の和信号を求めることにより、前記フォーカス誤差信号
を生成することを特徴とする光ヘッド装置。18. A light source for emitting a light beam, an objective lens for converging and irradiating a light beam emitted from the light source onto a recording medium and transmitting reflected light from the recording medium, and a position where the reflected light is incident And a diffractive optical element having four diffraction regions divided along a region division line extending in a direction parallel to and perpendicular to a track on the recording medium, and with respect to an optical axis of the reflected light. + N-order diffracted light (N is one or more arbitrary ones) from four diffraction regions of the diffractive optical element, each having a division line along a direction perpendicular to a track on the recording medium in a plane perpendicular to the recording medium. First, second, third, and fourth light receiving surfaces each composed of two divided areas for detecting an integer) and -1st-order diffracted light (N is an arbitrary integer of 1 or more) from the diffraction area, respectively. Two to detect Fifth consisting divided regions, sixth, has a light receiving surface of the seventh and eighth, first to eighth as the divided regions are arranged to be paired with each other at symmetrical positions with respect to optical axis
A light detector provided with a light receiving surface of the above, and a calculation means for generating a focus error signal indicating a focus error of the objective lens with respect to the recording medium from the output signal of the light detector by calculation, the diffraction The type optical element is configured such that + N-order diffracted light and -N-order diffracted light from the respective diffraction areas are received by the divided areas of the light receiving surface arranged at positions symmetrical with respect to the optical axis; Are the first, second, and third signals from the photodetector.
And a difference signal between a sum signal of a signal corresponding to one of the divided areas and a sum signal of a signal corresponding to the other divided area is determined for the output signal corresponding to the fourth light receiving surface. From the output signal corresponding to the fifth, sixth, seventh and eighth light receiving surfaces from the sum signal of the signal corresponding to any one of the divided regions and the sum signal of the signal corresponding to the other divided region An optical head device for generating the focus error signal by obtaining a difference signal and obtaining a sum signal of these two difference signals.
よび第4の受光面または第5、第6、第7および第8の
受光面のうち、前記記録媒体上のトラックと垂直の方向
で隣接関係にある二つの分割領域同士を連結して構成す
ることを特徴とする請求項18記載の光ヘッド装置。19. A track on the recording medium among the first, second, third, and fourth light receiving surfaces or fifth, sixth, seventh, and eighth light receiving surfaces of the photodetector. 19. The optical head device according to claim 18, wherein two divided regions having an adjacent relationship in a vertical direction are connected to each other.
体上のトラックに対する前記光ビームのトラック幅方向
の位置ずれを示すトラッキング誤差信号をプッシュプル
方式あるいは位相差法により生成する手段をさらに有す
ることを特徴とする請求項12乃至19のいずれか1項
に記載の光ヘッド装置。20. Further, there is further provided a means for generating a tracking error signal indicating a positional shift of the light beam in a track width direction with respect to a track on the recording medium from an output signal of the photodetector by a push-pull method or a phase difference method. The optical head device according to any one of claims 12 to 19, wherein:
くに配置し、該対物レンズを前記トラック幅方向に移動
させる際、該回折型光学素子を同時に前記トラック幅方
向に移動させることを特徴とする請求項12乃至20の
いずれか1項に記載の光ヘッド装置。21. The diffractive optical element is arranged near the objective lens, and when the objective lens is moved in the track width direction, the diffractive optical element is simultaneously moved in the track width direction. The optical head device according to any one of claims 12 to 20, wherein
器に集光させる手段をさらに有することを特徴とする請
求項12乃至21のいずれか1項に記載された光ヘッド
装置。22. The optical head device according to claim 12, further comprising means for converging light reflected from said recording medium to said photodetector.
載された光ヘッド装置を備えたことを特徴とする光ディ
スク装置。23. An optical disk device comprising the optical head device according to claim 12.
に集束させる対物レンズと、 前記記録媒体からの反射光の光軸に対して垂直に、かつ
前記光軸に対して対称的な位置に配置された複数の受光
面を有し、これら受光面は少なくとも前記記録媒体上の
トラックと平行の方向に沿った分割線を含む複数の分割
線により複数の分割領域に分割されるように構成される
光検出器と、 前記光検出器の光路上流に配置され、前記反射光の光軸
に対して垂直な平面内において、該反射光を少なくとも
前記記録媒体上のトラックと平行な方向に沿って分割
し、該反射光の前記受光面における+N字回折光(Nは
1以上の任意の整数)と−N次回折光(Nは1次以上の
任意の整数)とをそれぞれ、該光軸に関して互いに対称
的な位置に配置される前記分割領域で別々に受光される
ように、前記反射光を回折させる回折型光学素子と、 前記+N次回折光と前記−N次回折光の双方に関する前
記光検出器の出力信号から前記対物レンズの前記光軸方
向の位置に関する誤差信号を演算する演算手段と、 前記誤差信号に基づいて前記対物レンズを位置決めする
信号を生成するドライバとを具備することを特徴とする
光ヘッド装置。24. An objective lens for converging a light beam emitted from a light source on a recording medium, and at a position perpendicular to an optical axis of reflected light from the recording medium and symmetric with respect to the optical axis. It has a plurality of light receiving surfaces arranged, and these light receiving surfaces are configured to be divided into a plurality of division regions by a plurality of division lines including a division line along a direction parallel to at least a track on the recording medium. A light detector, disposed upstream of the optical path of the photodetector, and in a plane perpendicular to the optical axis of the reflected light, reflects the reflected light at least along a direction parallel to a track on the recording medium. The reflected light is divided into + N-shaped diffracted light (N is any integer of 1 or more) and -Nth-order diffracted light (N is any integer of 1st or more) on the light receiving surface with respect to the optical axis. Said divisions arranged in symmetrical positions A diffractive optical element that diffracts the reflected light so that the reflected light is separately received in an area, and the optical axis of the objective lens from an output signal of the photodetector regarding both the + N-order diffracted light and the −N-order diffracted light. An optical head device comprising: an arithmetic unit for calculating an error signal regarding a position in a direction; and a driver for generating a signal for positioning the objective lens based on the error signal.
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP11155138A JP2000057595A (en) | 1998-06-03 | 1999-06-02 | Optical head device |
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---|---|---|---|
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JP10-154505 | 1998-09-03 | ||
JP11155138A JP2000057595A (en) | 1998-06-03 | 1999-06-02 | Optical head device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000057595A true JP2000057595A (en) | 2000-02-25 |
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---|---|---|---|
JP11155138A Pending JP2000057595A (en) | 1998-06-03 | 1999-06-02 | Optical head device |
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1999
- 1999-06-02 JP JP11155138A patent/JP2000057595A/en active Pending
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