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JPH10289473A - Optical head and optical drive device - Google Patents

Optical head and optical drive device

Info

Publication number
JPH10289473A
JPH10289473A JP9097788A JP9778897A JPH10289473A JP H10289473 A JPH10289473 A JP H10289473A JP 9097788 A JP9097788 A JP 9097788A JP 9778897 A JP9778897 A JP 9778897A JP H10289473 A JPH10289473 A JP H10289473A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
optical
objective lens
optical head
light receiving
error signal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP9097788A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Toshio Arimura
敏男 有村
Masatoshi Yonekubo
政敏 米窪
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Seiko Epson Corp filed Critical Seiko Epson Corp
Priority to JP9097788A priority Critical patent/JPH10289473A/en
Publication of JPH10289473A publication Critical patent/JPH10289473A/en
Pending legal-status Critical Current

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Landscapes

  • Optical Recording Or Reproduction (AREA)
  • Optical Head (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 基板厚みの薄い光記憶媒体(DVD)用対物
レンズ、および基板厚みの厚い光記憶媒体(CD)用対
物レンズを対物レンズアクチュエータ上に搭載し、光記
憶媒体に応じて対物レンズを切換えて互換再生を行う光
学ヘッドにおいて、基板厚みの厚い光記憶媒体用光学系
の光利用効率を向上し、記録が可能な光学ヘッドを提供
することを目的とする。 【解決手段】 おのおのの対物レンズに応じて形成され
る受光素子上のスポット径をほぼ等しい構成とすること
により、CDおよびDVDといったさまざまな仕様の光
記録媒体に対して、記録および再生の可能な光学ヘッド
を提供することができる。
PROBLEM TO BE SOLVED: To mount an objective lens for an optical storage medium (DVD) with a thin substrate and an objective lens for an optical storage medium (CD) with a thick substrate on an objective lens actuator, and to use the optical storage medium as an optical storage medium. An object of the present invention is to provide an optical head capable of performing recording by improving the light use efficiency of an optical system for an optical storage medium having a thick substrate in an optical head for performing compatible reproduction by switching an objective lens in response thereto. SOLUTION: By making the spot diameter on a light receiving element formed according to each objective lens substantially equal, it is possible to record and reproduce on and from optical recording media of various specifications such as CD and DVD. An optical head can be provided.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は光ディスク、光カー
ドなどの光記憶媒体にレーザ光を用いて情報の記録また
は再生を行う、光学ヘッドおよび光ドライブ装置に関す
るものである。
[0001] 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to an optical head and an optical drive device for recording or reproducing information on an optical storage medium such as an optical disk or an optical card by using a laser beam.

【0002】[0002]

【従来の技術】現在市販されている光ディスクは、例え
ばコンパクトディスク(CD)においては、ディスクの
基板厚みが1.2mmで、情報を記録するトラックピッ
チが1.6μmである。一方、近年、高密度および大容
量の光記憶媒体として、さまざまな仕様の光ディスクが
提案されており、その中で例えばディジタルビデオディ
スク(DVD)として、ディスクの基板厚み0.6m
m、トラックピッチを0.74μmとした仕様が規格化
されている。前記DVDに対して波長650nmまたは
635nmのレーザ波長光源と、開口数(NA)0.6
の対物レンズを用いて情報の再生または記録を行う光学
ヘッドが開発されている。また、前記光学ヘッドは前記
DVDなどの高密度、大容量ディスクのみならず、現在
市販されているCDなどの光ディスクを再生または記録
する機能を持った光学ヘッド、および光記録装置が提案
されている。
2. Description of the Related Art Currently available optical disks, for example, in the case of a compact disk (CD), have a disk substrate thickness of 1.2 mm and a track pitch for recording information of 1.6 μm. On the other hand, in recent years, optical disks of various specifications have been proposed as high-density and large-capacity optical storage media. Among them, for example, a digital video disk (DVD) has a disk substrate thickness of 0.6 m.
m, and a track pitch of 0.74 μm is standardized. A laser wavelength light source having a wavelength of 650 nm or 635 nm for the DVD, and a numerical aperture (NA) of 0.6
An optical head for reproducing or recording information using an objective lens has been developed. Further, as the optical head, an optical head having a function of reproducing or recording not only a high-density, large-capacity disc such as the DVD but also an optical disc such as a CD currently on the market, and an optical recording apparatus have been proposed. .

【0003】基板厚みが異なる光ディスクに対して、あ
る基板厚みに対して最適設計された対物レンズを用いて
レーザ光を照射した場合、別の基板厚みの光ディスクに
は回折限界のスポットが形成できない。つまり、前記基
板厚み0.6mmのDVDに対して最適設計された対物
レンズを用いて、基板厚み1.2mmのCDディスク上
にレーザ光を照射した場合、基板厚みの違いによって球
面収差が増加し、満足のいく再生信号が得られなくな
る。
When an optical disk having a different substrate thickness is irradiated with a laser beam using an objective lens optimally designed for a certain substrate thickness, a diffraction-limited spot cannot be formed on an optical disk having a different substrate thickness. In other words, when laser light is irradiated onto a CD disk having a substrate thickness of 1.2 mm using an objective lens optimally designed for a DVD having a substrate thickness of 0.6 mm, spherical aberration increases due to the difference in substrate thickness. Therefore, a satisfactory reproduced signal cannot be obtained.

【0004】そのため、上記基板厚みの異なる光ディス
クに対して対応可能なさまざまな方式の光学ヘッドが提
案されている。そのなかの一方式として図8に示すよう
な2つの対物レンズを搭載し、基板厚みの違いによって
対物レンズを切り替えて用いるツインレンズ方式があ
る。つまり、それぞれの基板厚みの光ディスクに対して
最適設計された対物レンズを2個用いている。
For this reason, there have been proposed various types of optical heads that can handle optical disks having different substrate thicknesses. As one of the methods, there is a twin lens method in which two objective lenses as shown in FIG. 8 are mounted and the objective lenses are switched according to the difference in substrate thickness. That is, two objective lenses optimally designed for optical disks having respective substrate thicknesses are used.

【0005】図8に示すように、レーザ光源101、お
よびその他の光学系(3ビーム用回折格子102、ビー
ムスプリッタ104、コリメータレンズ103、ミラー
105、凹レンズ110、受光素子111)は共通と
し、対物レンズのみ基板厚みの異なる光ディスクに応じ
て、切替えて使用する。図8に記載の光ディスク8は基
板厚みの薄いDVD用の光ディスクを示しており、DV
D用の対物レンズ106を用いて記録または再生がなさ
れる様子が図示されている。また、基板厚みの厚いCD
用の光ディスクが搭載された場合は、CD用の対物レン
ズ107がレーザ光軸上に対物レンズ106に替わって
に配置される。
As shown in FIG. 8, a laser light source 101 and other optical systems (three-beam diffraction grating 102, beam splitter 104, collimator lens 103, mirror 105, concave lens 110, light receiving element 111) are common, and the objective Only the lens is switched and used according to the optical disk having a different substrate thickness. An optical disk 8 shown in FIG. 8 is an optical disk for a DVD having a small substrate thickness.
A state in which recording or reproduction is performed using the D objective lens 106 is illustrated. Also, a CD with a thick substrate
When the optical disk for CD is mounted, the objective lens 107 for CD is arranged on the laser optical axis instead of the objective lens 106.

【0006】DVD用対物レンズ106およびCD用対
物レンズ107が、対物レンズ2軸アクチュエータ11
3上に搭載され、光ディスク108の面振れ、偏心など
に応じて光ディスクの面振れ方向およびラジアル方向に
駆動される構造となっている。
The DVD objective lens 106 and the CD objective lens 107 are connected to the objective lens biaxial actuator 11.
The optical disk 108 is driven on the optical disk 108 in the surface deflection direction and the radial direction according to the surface deflection, eccentricity, and the like of the optical disk 108.

【0007】前記対物レンズの仕様は、例えばDVD用
として開口数0.6、焦点距離3.3mm、CD用とし
て開口数0.38、焦点距離3.4mmのものが用いら
れている。
The specifications of the objective lens are, for example, those having a numerical aperture of 0.6 and a focal length of 3.3 mm for DVD and those having a numerical aperture of 0.38 and a focal length of 3.4 mm for CD.

【0008】受光素子111のフォーカスエラー検出に
用いる受光パターン130a〜dおよび受光素子上の合
焦時の光スポット117を図9(a)、(b)に示す。
図9(a)はDVD用対物レンズを用い、DVD光ディ
スクから反射されて戻ってきた受光スポット117を示
す。また、図9(b)はCD用対物レンズを用い、CD
光ディスクから反射されて戻ってきた受光スポット11
7を示す。3ビーム用回折格子で回折された±1次光お
よびその受光パターンは本図では省略されている
FIGS. 9A and 9B show light receiving patterns 130a to 130d used for detecting a focus error of the light receiving element 111 and a light spot 117 on the light receiving element at the time of focusing.
FIG. 9A shows a light receiving spot 117 that has been reflected back from a DVD optical disk using a DVD objective lens. FIG. 9B shows a case where a CD objective lens is used and a CD is used.
Light receiving spot 11 reflected back from the optical disk
7 is shown. The ± first-order light diffracted by the three-beam diffraction grating and its light-receiving pattern are omitted in FIG.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】上述のツインレンズ方
式の光学ヘッドは、基板厚みの異なるディスク間でフォ
ーカスエラー信号のS字カーブのP−P(peak t
o peak)に対する検出範囲(距離)が同一になる
ように設計されている。例えば検出用レンズの焦点距離
を45mmとすると、上述の2種類の対物レンズ仕様を
用い、CD用フォーカスエラー信号S字カーブ検出範囲
を例えば10μmとすると、光学系の倍率からDVD用
フォーカスエラー信号S字カーブ検出範囲も約10μm
となり、ほぼ同一値となる。この場合、受光素子に入射
する光量を同一にすると、基板厚の異なる光ディスクで
フォーカスエラー信号感度を同一にすることができる。
The optical head of the twin lens system described above has a PP (peak t) of an S-shaped curve of a focus error signal between disks having different substrate thicknesses.
o peak) is designed to have the same detection range (distance). For example, if the focal length of the detection lens is 45 mm, the above two types of objective lens specifications are used, and the focus error signal S-curve detection range for CD is 10 μm, for example. Character curve detection range is also about 10μm
Which is almost the same value. In this case, if the amount of light incident on the light receiving element is the same, the focus error signal sensitivity can be made the same for optical disks having different substrate thicknesses.

【0010】しかし、対物レンズの有効径はDVD用が
約4mmになるのに対してCD用は2.6mmとなり、
本ツインレンズ方式のCD用光学系では、対物レンズに
入射するレーザ光が一部対物レンズで蹴られてしまうこ
とになる。そのためカップリング効率を検討すると、C
D用がDVD用に対して約1/2になり、CD用の光学
ヘッドの光利用効率が低下するという問題がある。
However, the effective diameter of the objective lens is about 4 mm for a DVD and 2.6 mm for a CD,
In the twin-lens type CD optical system, the laser light incident on the objective lens is partially kicked by the objective lens. Therefore, considering the coupling efficiency, C
There is a problem that the light use efficiency of the optical head for the CD is reduced because the use for the D becomes about 1/2 of that for the DVD.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明の光学ヘッド及び光ドライブ装置は下記の構
成を特徴とする。
In order to solve the above-mentioned problems, an optical head and an optical drive device according to the present invention have the following features.

【0012】本発明の光学ヘッドは、開口数が異なる複
数の対物レンズを備え、基板厚みに応じて前記対物レン
ズを切り換えて使用する方式の、信号の再生または記録
を行う光学ヘッドにおいて、各々の前記対物レンズの有
効径をほぼ等しくし、各々の前記対物レンズに応じて形
成される受光素子上の合焦時におけるスポット径をほぼ
等しくしたことを特徴とする。
An optical head according to the present invention comprises a plurality of objective lenses having different numerical apertures, and uses a system in which the objective lenses are switched according to the thickness of a substrate to reproduce or record signals. The effective diameter of the objective lens is made substantially equal, and the spot diameter at the time of focusing on a light receiving element formed according to each of the objective lenses is made substantially equal.

【0013】また、本発明の光ドライブ装置は、基板厚
みに応じて複数の対物レンズを切り換えて使用する光ヘ
ッドであって、各々の前記対物レンズの開口数を異なら
せ、各々の前記対物レンズの有効径をほぼ等しくし、各
々の前記対物レンズに応じて形成される受光素子上の合
焦時におけるスポット径をほぼ等しくした光学ヘッドを
搭載し、前記光学ヘッドから出力されるフォーカスエラ
ー信号の信号振幅を補正する手段を備えたことを特徴と
する。
An optical drive device according to the present invention is an optical head for switching between a plurality of objective lenses in accordance with the thickness of a substrate, wherein each objective lens has a different numerical aperture and each objective lens has a different numerical aperture. And an optical head having substantially equal spot diameters at the time of focusing on a light receiving element formed according to each of the objective lenses, and an optical head having a focus error signal output from the optical head. It is characterized by comprising means for correcting the signal amplitude.

【0014】さらに、この光ドライブ装置は、開口数の
大きい前記対物レンズを用いた場合のフォーカスエラー
信号検出感度をH、開口数の小さい前記対物レンズを用
いた場合のフォーカスエラー信号検出感度をL、フォー
カスエラー信号検出感度の補正定数をGとすると、 G = H / L > 1 を満足する前記手段を備えたことを特徴とする。
Further, in this optical drive device, the focus error signal detection sensitivity when the objective lens having a large numerical aperture is used is H, and the focus error signal detection sensitivity when the objective lens having a small numerical aperture is used is L. When the correction constant of the focus error signal detection sensitivity is G, the above-mentioned means that satisfies G = H / L> 1 is provided.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION

(実施例1)以下に図面を参照して本発明の幾つかの実
施例を示し、本発明をさらに詳細に説明する。図1およ
び図2は本発明の実施例1に係わる光学ヘッドの概略構
成を示す図である。図1において、レーザ光の出射源で
ある半導体レーザ1から出射したレーザ光15は3ビー
ム用回折格子2を透過し、ビームスプリッタ4で反射さ
れた後、コリメータレンズ3を透過することによって平
行光に変換され、ミラー5によって光ディスク8の方向
に曲げられ、対物レンズ6によって、基板厚の薄い光デ
ィスク8の情報トラック上に集光される。光ディスク8
によって反射された光は、上記レーザ光の逆の光路を通
って再びビームスプリッタ4に入射し、ビームスプリッ
タ4を透過することによって非点収差を発生させた後、
凹レンズ10を透過し、受光素子11に入射し、信号が
検出される。上記基板厚の薄い光ディスク8は、基板厚
み0.6mmでトラックピッチ0.74μmのDVD
(ディジタルビデオディスク)用の光ディスクである。
また、対物レンズ6は基板厚み0.6mmを透過した状
態で最適設計されたレンズである。
(Embodiment 1) Several embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings to explain the present invention in further detail. FIGS. 1 and 2 are diagrams showing a schematic configuration of an optical head according to the first embodiment of the present invention. In FIG. 1, a laser beam 15 emitted from a semiconductor laser 1 which is a laser beam emission source passes through a three-beam diffraction grating 2, is reflected by a beam splitter 4, and then passes through a collimator lens 3 to form a parallel beam. The light beam is bent by the mirror 5 in the direction of the optical disk 8, and is condensed by the objective lens 6 on the information track of the optical disk 8 having a small substrate thickness. Optical disk 8
The light reflected by the laser beam enters the beam splitter 4 again through an optical path opposite to that of the laser beam, and generates astigmatism by transmitting through the beam splitter 4.
The light passes through the concave lens 10 and is incident on the light receiving element 11, and a signal is detected. The optical disk 8 having a small substrate thickness is a DVD having a substrate thickness of 0.6 mm and a track pitch of 0.74 μm.
(Digital video disk).
The objective lens 6 is a lens optimally designed in a state where the light passes through the substrate having a thickness of 0.6 mm.

【0016】また、本例の光学ヘッドは現在市販されて
いるCDなどのディスク基板の厚みが1.2mm、トラ
ックピッチ1.6μmの光ディスク9も再生できるよう
に、基板厚み1.2mmで最適設計された対物レンズ7
も備えている。図2に示すように、基板厚の厚い光ディ
スク9に対しては、対物レンズ7が対物レンズ6と入替
わってレーザ光軸上に設置され、対物レンズ7によっ
て、レーザ光が基板厚の厚い光ディスク9の情報トラッ
ク上に集光される構成となっている。図2においても半
導体レーザ1から出射したレーザ光が、図1で説明した
と同じ光路をたどり、受光素子11に集光され信号が検
出される。
The optical head of the present embodiment is optimally designed with a substrate thickness of 1.2 mm so that a commercially available disk substrate such as a CD having a thickness of 1.2 mm and an optical disk 9 having a track pitch of 1.6 μm can be reproduced. Objective lens 7
It also has. As shown in FIG. 2, for an optical disk 9 with a thick substrate, an objective lens 7 is installed on the laser optical axis in place of the objective lens 6, and the objective lens 7 allows the laser light to be applied to the optical disk with a thick substrate. Light is condensed on nine information tracks. Also in FIG. 2, the laser light emitted from the semiconductor laser 1 follows the same optical path as that described in FIG. 1, and is condensed on the light receiving element 11 to detect a signal.

【0017】上記対物レンズ6、7はヘッドホルダ13
上に搭載されて磁気的な2軸アクチュエータ13aによ
って可動するようになっている。ヘッドホルダ13は光
ディスク8または9の面振れ、偏心に対して受光素子1
1に集光された光の強度から求められるフォーカスエラ
ー信号およびトラックエラー信号によって、光ディスク
8または9の記録面に対して焦点が常に合うように、ま
た、光ディスク8または9のタンジェンシャル方向に延
びたトラックを常に追従するように駆動される。
The objective lenses 6 and 7 include a head holder 13
It is mounted on and is movable by a magnetic two-axis actuator 13a. The head holder 13 is provided with a light receiving element 1 for the surface deflection and eccentricity of the optical disk 8 or 9.
The focus error signal and the track error signal obtained from the intensity of the light focused on the optical disk 8 or the optical disk 8 or 9 extend in the tangential direction of the optical disk 8 or 9 so that the recording surface is always in focus. Driven so as to always follow the track.

【0018】図3に本例の光ヘッドの凹レンズ10側か
ら見た受光素子11の受光パターンと、受光素子11に
入射したレーザ光17、18、19を示してある。受光
素子11に実装された半導体基板20上には、入射する
レーザ光17の光軸中心に対して光ディスク8または9
のラジアル方向X、タンジェンシャル方向Yに4分割さ
れた田の字型受光パターン(ダイオード素子)30a〜
30d、およびその外側のタンジェンシャル方向Xに対
称な位置2箇所に受光パターン(ダイオード素子)30
e〜30hが半導体プロセスによって形成されている。
光ディスクからの反射光17が受光素子30a〜30d
に入射し、反射光18が受光素子30e、30fに入射
し、また、反射光19が受光素子30g、30hに入射
することにより、それぞれの光の強度が電気的に変換さ
れた受光信号40a〜40hが得られる。前記受光信号
40a〜40hを用いて以下の式による演算を行うこと
によって、フォーカスエラー信号、トラックエラー信
号、および情報信号をそれぞれ求めることができる。こ
こで、反射光18、19は3ビーム回折格子2によって
発生した±1次回折光が光ディスクで反射して戻ってき
たレーザスポットである。
FIG. 3 shows a light receiving pattern of the light receiving element 11 as viewed from the concave lens 10 side of the optical head of this embodiment, and laser beams 17, 18, and 19 incident on the light receiving element 11. The optical disk 8 or 9 is placed on the semiconductor substrate 20 mounted on the light receiving element 11 with respect to the optical axis center of the incident laser beam 17.
-Shaped light-receiving pattern (diode element) 30a divided into four in the radial direction X and the tangential direction Y
30d and light-receiving patterns (diode elements) 30 at two positions symmetrical with respect to the tangential direction X outside thereof.
e to 30h are formed by a semiconductor process.
The reflected light 17 from the optical disk is received by the light receiving elements 30a to 30d.
, The reflected light 18 is incident on the light receiving elements 30e and 30f, and the reflected light 19 is incident on the light receiving elements 30g and 30h. 40 h are obtained. The focus error signal, the track error signal, and the information signal can be obtained by performing the calculation according to the following equation using the light receiving signals 40a to 40h. Here, the reflected lights 18 and 19 are laser spots where the ± 1st-order diffracted light generated by the three-beam diffraction grating 2 is reflected by the optical disk and returned.

【0019】まず、フォーカスエラー信号は、ビームス
プリッタ4によって発生した非点収差によって検出する
非点収差法を用いており、受光信号40a〜40fに対
して以下の式(1)の演算を行なうことによって出力す
る。
First, the focus error signal uses an astigmatism method that detects the astigmatism generated by the beam splitter 4, and calculates the following equation (1) for the light receiving signals 40a to 40f. Output by

【0020】[0020]

【数1】 (Equation 1)

【0021】受光パターン30a〜d上に集光するレー
ザスポット17の形状は、焦点誤差に応じて非点収差に
よって17aから17bおよび17aから17cのよう
に変化し、受光パターン30a〜30dから出力される
受光信号40a〜40dの強度が変化する。そこで出力
回路51において式(1)の演算を行うことによってフ
ォーカスエラー信号61を検出できる。受光パターン3
0e、30f上のレーザスポット18、および受光パタ
ーン30g、30h上のレーザスポット19は、共にビ
ームスプリッタ4を透過することによって発生する非点
収差によって受光パターン30a〜30d上のレーザス
ポット17a、17b、17cと同様に変化するが、本
図では省略して記述している。
The shape of the laser spot 17 condensed on the light receiving patterns 30a to 30d changes as 17a to 17b and 17a to 17c due to astigmatism according to the focus error, and is output from the light receiving patterns 30a to 30d. The intensity of the received light signals 40a to 40d changes. Therefore, the focus error signal 61 can be detected by performing the calculation of the equation (1) in the output circuit 51. Light receiving pattern 3
The laser spot 18 on the light receiving patterns 30a to 30d and the laser spot 18 on the light receiving patterns 30g and 30h are caused by astigmatism generated by transmitting through the beam splitter 4. Although it changes in the same manner as 17c, it is omitted in this figure.

【0022】次に、本例の光学ヘッドは、光ディスクの
偏心等に対して対物レンズ出射光が常に1本のトラック
を追従するためのトラッキングズレを検出するトラック
エラー信号出力回路として2つの回路52および53を
備えており、それぞれの出力回路52、53において以
下の式(2)、(3)の演算が行われ、出力信号62、
63が出力される。
Next, the optical head according to the present embodiment has two circuits 52 as a track error signal output circuit for detecting a tracking deviation for the light emitted from the objective lens to always follow one track with respect to the eccentricity of the optical disk. And 53, and the following equations (2) and (3) are performed in the respective output circuits 52 and 53, and the output signals 62 and 53 are output.
63 is output.

【0023】[0023]

【数2】 (Equation 2)

【0024】第一の出力回路52において式(2)の演
算を行なうことによって出力された信号は、位相差法に
よってトラッキングエラー信号を求めるときに用いられ
る信号62である。本演算については、DVD規格書な
どに記述されているので省略するが、40aと40cお
よび40bと40dの加算後、それぞれの位相比較を行
なうことによってエラー信号を検出している。
The signal output by performing the operation of the equation (2) in the first output circuit 52 is a signal 62 used for obtaining a tracking error signal by the phase difference method. Since this calculation is described in the DVD standard or the like, its description is omitted. However, after addition of 40a and 40c and 40b and 40d, an error signal is detected by comparing the respective phases.

【0025】また、第二の出力回路53において式
(3)の演算を行なうことによって出力された信号は、
差動プッシュプル法によってトラッキングエラー信号を
求めるときに用いられる信号63である。
The signal output by performing the operation of equation (3) in the second output circuit 53 is
This is a signal 63 used when a tracking error signal is obtained by the differential push-pull method.

【0026】その次に、光ディスクから再生される情報
を検出する出力回路54は、以下の式(4)の演算を行
なうように構成されており、情報信号64を出力する。
Next, an output circuit 54 for detecting information reproduced from the optical disk is configured to perform the operation of the following equation (4), and outputs an information signal 64.

【0027】[0027]

【数3】 (Equation 3)

【0028】図4は図3と同様に本例の光学ヘッドの凹
レンズ10側から見た受光素子11の受光パターンと、
受光素子11に入射したレーザ光の合焦時の様子を示し
てある。なお図4(a)では±1次回折光18、19お
よび受光パターン30e〜30hは省略して記述してい
る。図4(a)は図1に示した基板厚み0.6mm、ト
ラックピッチ0.74μmの光ディスク8からの反射光
の検出状況を示している。基板厚みの薄い、トラックピ
ッチの狭い光ディスクに対して再生または記録を行う場
合は、トラッキングエラー検出方式として位相差法を用
いて行ない、上記出力回路52を用いて式(2)の演算
を行なうことによって出力される信号62を用いてトラ
ッキングエラー検出を行なう。また、図4(b)は図2
に示した基板厚み1.2mm、トラックピッチ1.6μ
mの光ディスク9からの反射光の検出状況を示してい
る。この場合の光ディスクに対して再生または記録を行
う場合は、トラッキングエラー検出方式として差動プッ
シュプル法を用いて行ない、上記出力回路53を用いて
式(3)の演算を行なうことによって出力される信号6
3を用いてトラッキングエラー検出を行なう。従って、
3ビーム用回折格子2で発生する±1次回折光(副ビー
ム)は、CD用光ディスク上において、0次光(主ビー
ム)が追跡する情報トラックの両横にある情報トラック
中心上に集光するように調整してある。なお、上記位相
差法および差動プッシュプル法は既知の技術であり、他
に詳しい文献などが存在するため、詳細についてはここ
では省略する。
FIG. 4 shows a light receiving pattern of the light receiving element 11 as viewed from the concave lens 10 side of the optical head of this embodiment, similarly to FIG.
The state at the time of focusing of the laser beam incident on the light receiving element 11 is shown. In FIG. 4A, the ± first-order diffracted lights 18 and 19 and the light receiving patterns 30e to 30h are omitted. FIG. 4A shows a detection state of reflected light from the optical disc 8 having a substrate thickness of 0.6 mm and a track pitch of 0.74 μm shown in FIG. When reproducing or recording data on an optical disk having a small substrate thickness and a narrow track pitch, the tracking error detection method is performed using the phase difference method, and the calculation of the equation (2) is performed using the output circuit 52. A tracking error is detected using the signal 62 output by the control circuit. FIG. 4B is a view similar to FIG.
Substrate thickness 1.2 mm, track pitch 1.6 μ
The state of detection of reflected light from the optical disk 9 of m is shown. In the case of performing reproduction or recording on the optical disk in this case, the differential push-pull method is used as the tracking error detection method, and the output is obtained by performing the calculation of Expression (3) using the output circuit 53. Signal 6
3 to perform tracking error detection. Therefore,
The ± first-order diffracted light (sub-beam) generated by the three-beam diffraction grating 2 is focused on the center of the information track on both sides of the information track tracked by the zero-order light (main beam) on the CD optical disc. It has been adjusted as follows. Note that the phase difference method and the differential push-pull method are known techniques, and there are other detailed documents and the like, and therefore, the details are omitted here.

【0029】本例の光学ヘッドは、受光素子11上に形
成されるレーザビームスポット径17を、DVD、CD
共に同じ大きさになるように対物レンズのレンズ設計を
行なっている。DVD用対物レンズ6の仕様として開口
数(NA)0.6、焦点距離3.3mmとし、レンズの
有効口径を約φ4mmのものを使用している。また、C
D用対物レンズ7の仕様として開口数(NA)0.3
8、焦点距離5.2mmとし、レンズの有効口径を約φ
4mmのものを使用している。さらにヘッドホルダ13
の対物レンズ取り付け部の下部のレーザ光が通る位置に
φ4mmのアパーチャ(絞り)13b、13cを設けて
いる。本仕様の対物レンズを用いて、図1または2に示
す光学ヘッドを構成すると、受光素子11上に、光ディ
スク合焦時に、ほぼ同一径の受光スポット17aが得ら
れる。
In the optical head of this embodiment, the laser beam spot diameter 17 formed on the light
The objective lens is designed so that both have the same size. The DVD objective lens 6 has a numerical aperture (NA) of 0.6, a focal length of 3.3 mm, and an effective aperture of about 4 mm. Also, C
The numerical aperture (NA) of the objective lens 7 for D is 0.3
8. The focal length is 5.2 mm and the effective aperture of the lens is about φ.
A 4 mm one is used. Further, the head holder 13
Apertures (diaphragms) 13b and 13c each having a diameter of 4 mm are provided below the objective lens mounting portion at a position where the laser beam passes. When the optical head shown in FIG. 1 or 2 is configured using the objective lens of the present specification, a light receiving spot 17a having substantially the same diameter is obtained on the light receiving element 11 when the optical disk is focused.

【0030】本実施例の光学ヘッドから検出されるフォ
ーカスエラー信号S字カーブを図5に示す。座標原点O
が光ディスクの情報トラック上に対物レンズの焦点が合
焦した位置を示している。また、フォーカスエラー信号
のP−P(peak topeak)P1,Q1または
P2、Q2に対する距離D1またはD2が、光ディスク
の面振れ等で発生する焦点誤差に対して光学ヘッドで検
出できる範囲を示す検出距離である。また、信号振幅h
に対する検出距離D1またはD2をフォーカスエラー信
号感度と定義する。DVD光学系のフォーカスエラー信
号感度はh/D2、CD光学系のフォーカスエラー信号
感度はh/D1となる。本構成の光学ヘッドでは、対物
レンズの仕様およびCD、DVDのどちらか一方のフォ
ーカスエラー信号のP−Pの検出距離が決まると、光学
系の倍率によってもう一方のフォーカスエラー信号P−
Pの検出距離、受光素子側の非点隔差および受光素子上
のスポット径が決まる。例えば、コリメータレンズ3お
よび凹レンズ10で構成される系の合成焦点距離を55
mm、CD用のフォーカスエラー信号のP−Pの検出距
離D1を15μmとすると、DVD用のフォーカスエラ
ー信号のP−Pの検出距離D2は6μm、受光素子上の
スポット径は120μmとなる。
FIG. 5 shows an S-shaped curve of a focus error signal detected from the optical head of this embodiment. Coordinate origin O
Indicates a position where the focus of the objective lens is focused on the information track of the optical disc. Further, the distance D1 or D2 of the focus error signal with respect to the peak-to-peak (P-P) P1, Q1 or P2, Q2 indicates a detection distance indicating a range in which the optical head can detect a focus error generated due to a surface shake or the like of the optical disk. It is. Also, the signal amplitude h
Is defined as the focus error signal sensitivity. The focus error signal sensitivity of the DVD optical system is h / D2, and the focus error signal sensitivity of the CD optical system is h / D1. In the optical head of this configuration, when the specification of the objective lens and the detection distance of PP of one of the focus error signals of CD and DVD are determined, the other focus error signal P-
The P detection distance, the astigmatic difference on the light receiving element side, and the spot diameter on the light receiving element are determined. For example, if the combined focal length of the system constituted by the collimator lens 3 and the concave lens 10 is 55
mm, the detection distance D1 of the PP of the focus error signal for CD is 15 μm, the detection distance D2 of the PP of the focus error signal for DVD is 6 μm, and the spot diameter on the light receiving element is 120 μm.

【0031】DVDおよびCDの光ディスクから、同光
量のレーザ光が受光素子に戻ってくるとすると、フォー
カスエラー信号の検出感度は、1/6対1/15の比分
の差が生じてしまう。つまり、DVD対CD比が1対
0.4となり、CDの感度がDVDの感度の40%とな
る。
Assuming that the same amount of laser light returns from the DVD and CD optical disks to the light receiving element, the detection sensitivity of the focus error signal has a difference of 1/6 to 1/15. That is, the ratio of DVD to CD is 1: 0.4, and the sensitivity of CD is 40% of the sensitivity of DVD.

【0032】そこで本実施例の光学ヘッドを搭載した光
ドライブは、図6に示すようにフォーカスエラー信号出
力回路51の後段にゲイン切換え回路55を信号振幅補
正手段として設けている。アナログスイッチ55aがデ
ィスク判別信号55bによってON/OFFするしくみ
となっている。上記ゲイン切換え回路を用いて、CDお
よびDVDのフォーカスエラー検出感度が等しくなるよ
うに補正している。つまり、CDのフォーカスエラー信
号振幅を2.5倍することによって、検出感度を補正し
ている。
Therefore, the optical drive equipped with the optical head according to the present embodiment is provided with a gain switching circuit 55 as a signal amplitude correction means at the subsequent stage of the focus error signal output circuit 51 as shown in FIG. The analog switch 55a is turned on / off by the disc discrimination signal 55b. The gain switching circuit is used to make correction so that the focus error detection sensitivities of CD and DVD become equal. That is, the detection sensitivity is corrected by multiplying the focus error signal amplitude of the CD by 2.5.

【0033】一方、対物レンズの焦点深度は、対物レン
ズ開口数の二乗に反比例する。本実施例の場合は、DV
D対CD比が0.6の二乗分の1対0.38の二乗分の
1となり、約1対2.5となる。対物レンズの焦点深度
はDVD光学系1に対してCD光学系は2.5となる。
実験によって上記CD用フォーカスエラー信号の検出感
度の補正ゲインは1〜3.0、好ましくは1.8〜2.
8、さらに好ましくは2.2〜2.8に設定するのが良
いことが判明した。
On the other hand, the depth of focus of the objective lens is inversely proportional to the square of the numerical aperture of the objective lens. In the case of this embodiment, DV
The D to CD ratio is 0.6 to the square of 1: 0.38 to the square and about 1: 2.5. The depth of focus of the objective lens is 2.5 for the CD optical system with respect to the DVD optical system 1.
According to an experiment, the correction gain of the detection sensitivity of the focus error signal for CD is 1 to 3.0, preferably 1.8 to 2.
8, more preferably from 2.2 to 2.8.

【0034】一方、フォーカスサーボ系のループゲイン
は光ディスクの反射率、リードパワー、光ディスクの回
転数等を考慮して決定されるが、本実施例の光ドライブ
装置では、さらに前記対物レンズの開口数の違いによる
検出感度の補正も考慮して決定している。
On the other hand, the loop gain of the focus servo system is determined in consideration of the reflectivity of the optical disk, the read power, the number of rotations of the optical disk, and the like. In the optical drive device of this embodiment, the numerical aperture of the objective lens is further increased. The determination is made in consideration of the correction of the detection sensitivity due to the difference.

【0035】上記光学ヘッドはCD用のトラックエラー
検出方式として差動プッシュプル法を用いているが、記
録を行わないヘッドで主流の3ビーム法を以下の演算を
行なうことによって実現することも、もちろん可能であ
る。
Although the above optical head uses the differential push-pull method as a track error detection method for a CD, it is also possible to realize the mainstream three-beam method by performing the following calculation with a head that does not perform recording. Of course it is possible.

【0036】[0036]

【数4】 (Equation 4)

【0037】以上述べた光学ヘッドは、対物レンズの有
効径がほぼ等しいため、対物レンズ部での光損失がほと
んど無く、CD用光学系の光利用効率を向上させること
ができる。
In the optical head described above, since the effective diameters of the objective lenses are substantially equal, there is almost no light loss at the objective lens portion, and the light use efficiency of the optical system for CD can be improved.

【0038】CD用光学系の光利用効率が良くなること
によってCD用光学系の信号S/N比が向上するため、
より高速のCD再生に対応できる光学ヘッドを提供する
ことができる。
The signal S / N ratio of the CD optical system is improved by improving the light use efficiency of the CD optical system.
An optical head capable of responding to higher-speed CD reproduction can be provided.

【0039】さらに、CD用光学系によって光ディスク
へ記録を行う場合も、より高光出力の記録パワーを対物
レンズから出すことが可能となる。例えば、半導体レー
ザとして波長650nmまたは635nmの高出力レー
ザを搭載し、CD用対物レンズとして開口数0.42、
焦点距離4.7mmのものを前記対物レンズアクチュエ
ータ上に搭載することによって、CD−E(Erasa
ble−CD)ディスクへの記録再生ができ、さらに対
物レンズをDVD用対物レンズと切替えることによって
DVDディスクへの記録再生も可能となる。つまり、D
VD−RAM、CD−Eディスクの記録再生、およびD
VD−ROM、CD系ディスクの再生が可能な光学ヘッ
ドを提供することができる。
Further, when recording is performed on an optical disk by a CD optical system, it is possible to output a recording power with a higher light output from the objective lens. For example, a high-power laser having a wavelength of 650 nm or 635 nm is mounted as a semiconductor laser, and a numerical aperture of 0.42 is used as a CD objective lens.
By mounting a lens having a focal length of 4.7 mm on the objective lens actuator, a CD-E (Erasa) can be obtained.
ble-CD) disk, and by switching the objective lens to a DVD objective lens, it becomes possible to perform recording and reproduction on a DVD disk. That is, D
VD-RAM, CD-E disk recording / reproduction, and D
An optical head capable of reproducing a VD-ROM and a CD disc can be provided.

【0040】(実施例2)図7は本発明の実施例2に係
わる光学ヘッドの概略構成を示す図である。図7におい
て、レーザ光の出射源である半導体レーザ1から出射し
たレーザ光15は3ビーム用回折格子2を透過後、コリ
メータレンズ3を透過することによって平行光に変換さ
れ、位相可変フィルタ12を透過し、ビームスプリッタ
14で反射し、ミラー5によって光ディスク8の方向に
曲げられ、対物レンズ26によって、基板厚の薄い光デ
ィスク8の情報トラック上に集光される。光ディスク8
によって反射された光は、上記レーザ光の逆の光路を通
って再びビームスプリッタ14に入射し、ビームスプリ
ッタ14を透過したレーザ光16は信号用レンズ21を
透過後、シリンドリカルレンズ22を透過することによ
って非点収差を発生させ、スリット23を透過して受光
素子11に入射し、信号が検出される。上記基板厚の薄
い光ディスク8は、基板厚み0.6mmでトラックピッ
チ0.74μmのDVD(ディジタルビデオディスク)
用の光ディスクである。また、対物レンズ26は基板厚
み0.6mmを透過した状態で最適設計されたレンズで
ある。
(Embodiment 2) FIG. 7 is a view showing a schematic configuration of an optical head according to Embodiment 2 of the present invention. In FIG. 7, a laser beam 15 emitted from a semiconductor laser 1 which is a laser beam emission source is converted into a parallel beam by transmitting through a three-beam diffraction grating 2 and then through a collimator lens 3, and is transmitted through a phase variable filter 12. The light passes through, is reflected by the beam splitter 14, is bent in the direction of the optical disk 8 by the mirror 5, and is condensed by the objective lens 26 on the information track of the optical disk 8 having a small substrate thickness. Optical disk 8
The light reflected by the laser beam enters the beam splitter 14 again through the optical path opposite to the laser beam, and the laser beam 16 transmitted through the beam splitter 14 transmits through the signal lens 21 and then transmits through the cylindrical lens 22. As a result, astigmatism is generated, the light passes through the slit 23, enters the light receiving element 11, and a signal is detected. The optical disk 8 having a small substrate thickness is a DVD (digital video disk) having a substrate thickness of 0.6 mm and a track pitch of 0.74 μm.
Optical disk. The objective lens 26 is a lens that is optimally designed in a state where the light passes through the substrate having a thickness of 0.6 mm.

【0041】また、本例の光学ヘッドも現在市販されて
いるCDなどのディスク基板の厚みが1.2mm、トラ
ックピッチ1.6μmの光ディスクも再生できるよう
に、基板厚み1.2mmで最適設計された対物レンズ2
7も備えており、実施例1で示したと同様に、基板厚の
厚い光ディスク9に対しては、対物レンズ27が対物レ
ンズ26と入替わってレーザ光軸上に設置され、対物レ
ンズ27によって、レーザ光が基板厚の厚い光ディスク
9の情報トラック上に集光される構成となっている(本
例では図は省略している。)。
The optical head of this embodiment is also optimally designed with a substrate thickness of 1.2 mm so that a commercially available disk substrate such as a CD having a thickness of 1.2 mm and a track pitch of 1.6 μm can be reproduced. Objective lens 2
7, the objective lens 27 is set on the laser optical axis instead of the objective lens 26 for the optical disc 9 having a large substrate thickness, as in the first embodiment. The laser beam is condensed on the information track of the optical disk 9 having a large substrate thickness (not shown in this example).

【0042】本例の光学ヘッドには、半導体レーザ1に
波長780nmの高出力レーザを搭載している。また対
物レンズ26は開口数0.65のものを前記対物レンズ
アクチュエータ上に搭載し、DVD用対物レンズとして
使用している。また、位相可変フィルタ12はレーザ光
の一部に位相を付加する機能があり、光ディスク8上に
光学超解像スポットを形成するために用いられている。
レーザ光の波長780nm、対物レンズの開口数0.6
5仕様の本例の光学系を用いて、レーザ光の波長650
nm、対物レンズの開口数0.6のDVD仕様の光学ヘ
ッドと同等の0.9μm程度のスポット径が光ディスク
の記録トラック上に形成されるように、上記光学超解像
を付加している。さらに、スリット23は上記光学超解
像を付加することによって発生する、再生特性を劣化さ
せる成分を取り除くために用いており、受光素子11に
入射するレーザ光の一部を遮光している。
In the optical head of this embodiment, a high-power laser having a wavelength of 780 nm is mounted on the semiconductor laser 1. The objective lens 26 having a numerical aperture of 0.65 is mounted on the objective lens actuator and used as a DVD objective lens. Further, the phase variable filter 12 has a function of adding a phase to a part of the laser light, and is used for forming an optical super-resolution spot on the optical disc 8.
Laser light wavelength 780 nm, objective lens numerical aperture 0.6
Using the optical system of this example having five specifications, the wavelength 650 of the laser light
The above optical super-resolution is added so that a spot diameter of about 0.9 μm, which is equivalent to that of a DVD specification optical head having a nm and a numerical aperture of an objective lens of 0.6, is formed on a recording track of an optical disk. Further, the slit 23 is used for removing a component which is generated by adding the above-mentioned optical super-resolution and degrades the reproduction characteristics, and shields a part of the laser light incident on the light receiving element 11.

【0043】本例の光学ヘッドも、受光素子11上に形
成されるレーザビームスポット径を、DVD、CD共に
同じ大きさになるように対物レンズのレンズ設計を行な
っている。DVD用対物レンズ26の仕様として開口数
(NA)0.65、焦点距離3.1mmとし、レンズの
有効口径を約φ4mmのものを使用している。また、C
D用対物レンズ27の仕様として開口数(NA)0.4
5、焦点距離4.4mmとし、レンズの有効口径を約φ
4mmのものを使用している。さらにヘッドホルダ13
の対物レンズ取り付け部の下部のレーザ光が通る位置に
φ4mmのアパーチャ(絞り)13b、13cを設けて
いる。本仕様の対物レンズを用いて、図7に示す光学ヘ
ッドを構成すると、受光素子11上に光ディスク合焦時
に、実施例1で説明した図4(a)、(b)と同様に、
同一径の受光スポット17aが得られる。
In the optical head of this embodiment, the objective lens is designed so that the laser beam spot formed on the light receiving element 11 has the same diameter for both DVD and CD. The DVD objective lens 26 has a numerical aperture (NA) of 0.65, a focal length of 3.1 mm, and an effective aperture of about 4 mm. Also, C
The numerical aperture (NA) of the objective lens 27 for D is 0.4
5. The focal length is 4.4 mm, and the effective aperture of the lens is about φ.
A 4 mm one is used. Further, the head holder 13
Apertures (diaphragms) 13b and 13c each having a diameter of 4 mm are provided below the objective lens mounting portion at a position where the laser beam passes. When the optical head shown in FIG. 7 is configured using the objective lens of this specification, when the optical disk is focused on the light receiving element 11, as in FIGS. 4A and 4B described in the first embodiment,
The light receiving spots 17a having the same diameter are obtained.

【0044】上記CD用対物レンズ27は、前記光学超
解像を付加した状態で、記録出来るCDに記録するため
の仕様を満たすように設定されており、レーザ光の波長
780nm、開口数0.5で構成された光学ヘッドと同
等の1.3μm程度のスポット径が光ディスクの記録ト
ラック上に形成されるように設定されている。
The CD objective lens 27 is set so as to satisfy the specification for recording on a recordable CD with the optical super-resolution added, and has a laser beam wavelength of 780 nm and a numerical aperture of 0. The spot diameter of about 1.3 μm, which is the same as that of the optical head constituted by No. 5, is set to be formed on the recording track of the optical disk.

【0045】本構成の光学ヘッドでも、対物レンズの仕
様およびCD、DVDのどちらか一方のフォーカスエラ
ー信号のP−Pの検出距離が決まると、光学系の倍率に
よってもう一方のフォーカスエラー信号P−Pの検出距
離、受光素子側の非点隔差および受光素子上のスポット
径が決まる。例えば、信号用レンズ21の焦点距離を5
5mm、図5に示すCD用のフォーカスエラー信号のP
−Pの検出距離D1を15μmとすると、DVD用のフ
ォーカスエラー信号のP−Pの検出距離D2は7μm、
受光素子上のスポット径は170μmとなる。
In the optical head of this configuration, when the specification of the objective lens and the detection distance of the PP of one of the focus error signals of CD and DVD are determined, the other focus error signal PP is determined by the magnification of the optical system. The P detection distance, the astigmatic difference on the light receiving element side, and the spot diameter on the light receiving element are determined. For example, if the focal length of the signal lens 21 is 5
5 mm, the focus error signal P for CD shown in FIG.
Assuming that the detection distance D1 of −P is 15 μm, the detection distance D2 of PP of the focus error signal for DVD is 7 μm,
The spot diameter on the light receiving element is 170 μm.

【0046】DVDおよびCDの光ディスクから、同光
量のレーザ光が受光素子に戻ってくるとすると、フォー
カスエラー信号の検出感度は、1/7対1/15の比分
の差が生じてしまう。つまり、DVD対CD比が1対
0.47となり、CDの感度がDVDの感度の47%と
なる。
Assuming that the same amount of laser light returns from the DVD and CD optical discs to the light receiving element, the detection sensitivity of the focus error signal will differ by a ratio of 1/7 to 1/15. That is, the ratio of DVD to CD is 1: 0.47, and the sensitivity of CD is 47% of the sensitivity of DVD.

【0047】そこで本実施例の光学ヘッドを搭載した光
ドライブでも、図6に示すようにフォーカスエラー信号
出力回路51の後段にゲイン切換え回路55を信号振幅
補正手段として設けている。アナログスイッチ55aが
ディスク判別信号55bによってON/OFFするしく
みとなっている。上記ゲイン切換え回路を用いて、CD
およびDVDのフォーカスエラー検出感度が等しくなる
ように補正している。つまり、CDのフォーカスエラー
信号振幅を2.1倍することによって、検出感度を補正
している。
Therefore, even in the optical drive equipped with the optical head of the present embodiment, a gain switching circuit 55 is provided as a signal amplitude correction means at the subsequent stage of the focus error signal output circuit 51 as shown in FIG. The analog switch 55a is turned on / off by the disc discrimination signal 55b. Using the above gain switching circuit, CD
And the focus error detection sensitivity of the DVD and the DVD are made equal. That is, the detection sensitivity is corrected by multiplying the CD focus error signal amplitude by 2.1 times.

【0048】一方、対物レンズの焦点深度は、対物レン
ズ開口数の二乗に反比例する。本実施例の場合は、DV
D対CD比が0.6の二乗分の1対0.45の二乗分の
1となり、約1対1.8となる。対物レンズの焦点深度
はDVD光学系1に対してCD光学系は1.8となる。
実験によって上記CD用フォーカスエラー信号の検出感
度の補正ゲインは1.0〜3.0、好ましくは1.8〜
2.8、さらに好ましくは1.8〜2.5に設定するの
が良いことが判明した。
On the other hand, the depth of focus of the objective lens is inversely proportional to the square of the numerical aperture of the objective lens. In the case of this embodiment, DV
The D to CD ratio is 0.6 to the square of 1: 0.45 to the square and about 1: 1.8. The depth of focus of the objective lens is 1.8 for the CD optical system with respect to the DVD optical system 1.
According to an experiment, the correction gain of the detection sensitivity of the focus error signal for CD is 1.0 to 3.0, preferably 1.8 to 3.0.
It turned out that it is better to set it to 2.8, more preferably 1.8 to 2.5.

【0049】一方、フォーカスサーボ系のループゲイン
は光ディスクの反射率、リードパワー、光ディスクの回
転数等を考慮して決定されるが、本実施例の光ドライブ
装置では、さらに前記対物レンズの開口数の違いによる
検出感度の補正も考慮して決定している。
On the other hand, the loop gain of the focus servo system is determined in consideration of the reflectivity of the optical disk, the read power, the number of rotations of the optical disk, and the like. In the optical drive device of this embodiment, the numerical aperture of the objective lens is further increased. The determination is made in consideration of the correction of the detection sensitivity due to the difference.

【0050】以上述べた光学ヘッドは、対物レンズの有
効径がほぼ等しいため、対物レンズ部での光損失がほと
んど無く、CD用光学系の光利用効率を向上させること
ができる。
In the optical head described above, since the effective diameters of the objective lenses are substantially equal, there is almost no light loss at the objective lens portion, and the light use efficiency of the optical system for CD can be improved.

【0051】CD用光学系の光利用効率が良くなること
によってCD用光学系の信号S/N比が向上するため、
より高速のCD再生に対応できる光学ヘッドを提供する
ことができる。
The signal S / N ratio of the CD optical system is improved by improving the light use efficiency of the CD optical system.
An optical head capable of responding to higher-speed CD reproduction can be provided.

【0052】さらに、CD用光学系によって光ディスク
へ記録を行う場合も、より高光出力の記録パワーを対物
レンズから出すことが可能となる。本例では、上記仕様
の光学ヘッドを用いることによって、CD−R( Re
cordable−CD )ディスクへの記録再生が可
能な光学ヘッドを実現している。また、 CD−E(E
rasable−CD)ディスクへの記録再生も可能
で、さらに対物レンズをDVD用対物レンズと切替える
ことによってDVDディスクへの記録再生も可能とな
る。
Further, when recording is performed on an optical disk by a CD optical system, it is possible to output a recording power with a higher light output from the objective lens. In this example, by using the optical head having the above specification, the CD-R (Re
An optical head capable of recording and reproducing on a cordable-CD) disk is realized. CD-E (E
(recordable-CD) disk, and recording / reproduction on a DVD disk is also possible by switching the objective lens to a DVD objective lens.

【0053】つまり、DVD−RAM、CD−R、CD
−Eディスクの記録再生、およびDVD−ROM、CD
系ディスクの再生ができる光学ヘッドを提供することが
できる。
That is, DVD-RAM, CD-R, CD
-E disk recording / reproduction, DVD-ROM, CD
An optical head capable of reproducing a system disk can be provided.

【0054】[0054]

【発明の効果】以上説明したように本発明の光学ヘッド
は、基板厚の薄い光ディスク用に最適設計された対物レ
ンズを用いて、基板厚みの薄い光ディスクからの信号を
検出する場合の受光素子上のスポット径と、基板厚の厚
い光ディスク用に最適設計された対物レンズを用いて、
基板厚の厚い光ディスクからの信号を検出する場合の受
光素子上のスポット径をほぼ等しい大きさにすることに
よって、基板厚の厚い光ディスク用光学系の光利用効率
を向上させることができる。
As described above, the optical head of the present invention can be used for detecting signals from an optical disk having a small substrate thickness by using an objective lens optimally designed for an optical disk having a small substrate thickness. Using an objective lens optimally designed for an optical disc with a thick spot diameter and a thick substrate,
By making the spot diameters on the light receiving element for detecting signals from an optical disk having a thick substrate substantially equal to each other, the light use efficiency of the optical system for an optical disk having a thick substrate can be improved.

【0055】CD用光学系の光利用効率が良くなること
によってCD用光学系の信号S/N比が向上するため、
より高速のCD再生に対応できる光学ヘッドを提供する
ことができる。
The signal S / N ratio of the CD optical system is improved by improving the light use efficiency of the CD optical system.
An optical head capable of responding to higher-speed CD reproduction can be provided.

【0056】また、光学ヘッドの基板厚みの薄い光ディ
スク用光学系と基板厚みの厚い光ディスク用光学系の光
利用効率がほぼ等しくなるため、光出力の大きなレーザ
光源を搭載することによって、どちらの基板厚みのディ
スクに対しても記録することが可能となる。このため、
CDおよびDVDといったさまざまな仕様の光記録媒体
に対して、記録および再生の可能な光学ヘッドを提供す
ることができる。また、本発明の光学ヘッドを搭載した
光ドライブ装置において、光ディスクの基板厚みの違い
という仕様の異なる光ディスクを自動的に切換えて処理
することが可能であり、さらにCD、DVDといったさ
まざまな仕様の光記録媒体に対して、記録および再生の
可能な光ドライブ装置を提供することができる。
Further, since the optical utilization efficiency of the optical disk optical system having a small substrate thickness of the optical head and the optical system for the optical disk having a large substrate thickness are substantially equal, by mounting a laser light source having a large optical output, either substrate can be mounted. Recording can be performed even on a disk having a large thickness. For this reason,
An optical head capable of recording and reproducing information on optical recording media of various specifications such as a CD and a DVD can be provided. Further, in the optical drive device equipped with the optical head of the present invention, it is possible to automatically switch and process optical disks having different specifications such as a difference in the substrate thickness of the optical disk. An optical drive device capable of recording and reproducing data on and from a recording medium can be provided.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明の実施例1の光学ヘッドの概略構成を
示す図である。
FIG. 1 is a diagram illustrating a schematic configuration of an optical head according to a first embodiment of the present invention.

【図2】 本発明の実施例1の光学ヘッドの概略構成を
示す図である。
FIG. 2 is a diagram illustrating a schematic configuration of an optical head according to a first embodiment of the present invention.

【図3】 本発明の実施例1の光学ヘッドの受光素子の
受光パターンを示す平面図である。
FIG. 3 is a plan view showing a light receiving pattern of a light receiving element of the optical head according to the first embodiment of the present invention.

【図4】 本発明の実施例1の光学ヘッドの受光素子の
受光パターンを示す平面図である。
FIG. 4 is a plan view showing a light receiving pattern of a light receiving element of the optical head according to the first embodiment of the present invention.

【図5】 本発明の光学ヘッドから出力されるフォーカ
スエラー信号S字カーブを示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing an S-shaped curve of a focus error signal output from the optical head of the present invention.

【図6】 本発明の光学ヘッドのフォーカスエラー信号
演算を行う概略回路構成を示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing a schematic circuit configuration for calculating a focus error signal of the optical head of the present invention.

【図7】 本発明の実施例2の光学ヘッドの概略構成を
示す図である。
FIG. 7 is a diagram illustrating a schematic configuration of an optical head according to a second embodiment of the present invention.

【図8】 従来の光学ヘッドの概略構成を示す図であ
る。
FIG. 8 is a diagram showing a schematic configuration of a conventional optical head.

【図9】 従来の光学ヘッドの受光素子の受光パターン
を示す平面図。
FIG. 9 is a plan view showing a light receiving pattern of a light receiving element of a conventional optical head.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1、101・・半導体レーザ 2、102・・3ビーム回折格子 3、103・・コリメータレンズ 4、14、104・・ビームスプリッタ 5、105・・ミラー 6、26、106・・薄い基板用対物レンズ 7、27、107・・厚い基板用対物レンズ 8・・DVD用光ディスク 9・・CD用光ディスク 10、110・・凹レンズ 11、111・・受光素子 12・・位相可変フィルタ 13、113・・ヘッドホルダ 13a、113a・・二軸アクチュエータ 13b、113b・・DVD対物レンズ用アパーチャ 13c、113c・・CD対物レンズ用アパーチャ 15、16・・レーザ光 17a、117・・受光素子上の合焦時のレーザスポッ
ト 17b、17c・・受光素子上のデフォーカス時のレー
ザスポット 18、19・・±1次光スポット 20・・半導体基板 21・・信号用レンズ 22・・シリンドリカルレンズ 23・・スリット 30a〜h、130a〜d・・受光パターン 40a〜h・・受光素子出力信号 51・・フォーカスエラー信号出力回路 52・・第一のトラックエラー信号出力回路 53・・第二のトラックエラー信号出力回路 54・・情報信号出力回路 55・・ゲイン切換え回路 55a・・アナログスイッチ 55b・・判別信号 61・・フォーカスエラー信号 61a・・ゲイン調整後のフォーカスエラー信号 62・・第一のトラックエラー信号 63・・第二のトラックエラー信号 64・・情報信号
1, 101 semiconductor laser 2, 102 three-beam diffraction grating 3, 103 collimator lens 4, 14, 104 beam splitter 5, 105 mirror 6, 26, 106 objective lens for thin substrate 7, 27, 107 · · · Objective lens for thick substrate · · · Optical disk for DVD · · · Optical disk for CD 10, 110 · · · Concave lens 11, 111 · · · Light receiving element 12 · · · Phase variable filter 13, 113 · · · Head holder 13a, 113a ··· Biaxial actuator 13b, 113b ··· Aperture for DVD objective lens 13c, 113c ··· Aperture for CD objective lens 15, 16 ··· Laser light 17a, 117 ··· Laser spot at focusing on light receiving element 17b, 17c... Laser spot at the time of defocus on light receiving element 18, 19. Spot 20 Semiconductor substrate 21 Signal lens 22 Cylindrical lens 23 Slit 30a-h, 130a-d Light-receiving pattern 40a-h Light-receiving element output signal 51 Focus error signal output circuit 52 ··· First track error signal output circuit 53 ··· Second track error signal output circuit 54 ··· Information signal output circuit 55 ··· Gain switching circuit 55a ··· Analog switch 55b ··· Discrimination signal 61 ··· Focus error signal 61a Focus error signal after gain adjustment 62 First track error signal 63 Second track error signal 64 Information signal

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 開口数が異なる複数の対物レンズを備
え、基板厚みに応じて前記対物レンズを切り換えて使用
する方式の、信号の再生または記録を行う光学ヘッドに
おいて、 各々の前記対物レンズの有効径をほぼ等しくし、各々の
前記対物レンズに応じて形成される受光素子上の合焦時
におけるスポット径をほぼ等しくしたことを特徴とする
光学ヘッド。
1. An optical head for reproducing or recording a signal, wherein a plurality of objective lenses having different numerical apertures are provided and the objective lenses are switched according to a substrate thickness. An optical head wherein the diameters are made substantially equal, and the spot diameters at the time of focusing on light receiving elements formed according to the respective objective lenses are made substantially equal.
【請求項2】 基板厚みに応じて複数の対物レンズを切
り換えて使用する光ヘッドであって、各々の前記対物レ
ンズの開口数を異ならせ、各々の前記対物レンズの有効
径をほぼ等しくし、各々の前記対物レンズに応じて形成
される受光素子上の合焦時におけるスポット径をほぼ等
しくした光学ヘッドを搭載し、 前記光学ヘッドから出力されるフォーカスエラー信号の
信号振幅を補正する手段を備えたことを特徴とする光ド
ライブ装置。
2. An optical head for switching between a plurality of objective lenses according to a substrate thickness, wherein the numerical aperture of each of the objective lenses is made different, and the effective diameter of each of the objective lenses is made substantially equal; An optical head having a spot diameter substantially equal at the time of focusing on a light receiving element formed according to each of the objective lenses is mounted, and means for correcting a signal amplitude of a focus error signal output from the optical head is provided. An optical drive device.
【請求項3】 開口数の大きい前記対物レンズを用いた
場合のフォーカスエラー信号検出感度をH、開口数の小
さい前記対物レンズを用いた場合のフォーカスエラー信
号検出感度をL、フォーカスエラー信号検出感度の補正
定数をGとすると、 G = H / L > 1 を満足する前記手段を備えたことを特徴とする請求項2
記載の光ドライブ装置。
3. The focus error signal detection sensitivity when using the objective lens with a large numerical aperture is H, the focus error signal detection sensitivity when using the objective lens with a small numerical aperture is L, and the focus error signal detection sensitivity. Wherein the correction means satisfies the following condition: G = H / L> 1.
An optical drive device according to claim 1.
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