(57)【要約】【課題】迷光や散乱ノイズの除去が可能で従来技術よりも光利用効率を高くすることを実現し、しかも３次元光記録再生に適した光情報記録再生装置を提供する。【解決手段】光源１からの出射光はレンズ２、偏光ビームスプリッタ３、１／４波長板４を通って対物レンズ５によって３次元記録媒体６中に集光させ、３次元記録媒体６からの反射光を対物レンズ５、１／４波長板４を通って偏光ビームスプリッタ３により反射させ、集光レンズ７、シリンドリカルレンズ８を通って光検出器９上に集光する。ここで集光レンズ７とシリンドリカルレンズ８により集光した光線は非点収差を生じ、２つの焦点を持つ。この２つの焦点位置の間に、中心部に開口１１を持つ４分割の光検出器９を配置し、さらにその後方に光検出器１０を配置し、光検出器９の開口を通った光線の強度を検出し、光検出器９の出力から焦点誤差信号を求め、光検出器１０の出力から記録信号を求める。【選択図】図１
2005267768.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、この光源の出射光を記録媒体に導くとともに記録媒体に光スポットを照射する光学系と、記録媒体からの戻り光を検知して光スポットの位置制御を行う制御系とを有する光記録再生装置において、
記録媒体からの戻り光を収束させ、その焦点に非点収差を発生させる光学手段と、前記焦点位置付近に配置され、戻り光を検出する光検出器とを備え、この光検出器を、中心部に配置されかつ受光領域が円形の円形光検出部およびこの円形光検出部周囲の受光領域を４分割してなる４分割光検出部から構成し、前記円形光検出部を非点収差によって発生する２つの焦点の中間位置に配置し、前記円形光検出部の受光領域の面積を、前記光学手段の焦点位置付近での光スポットの断面積に等しいか若干小さく設定し、前記焦点位置における光スポットの中心部の光強度を単独に検出することを特徴とする光記録再生装置。
【請求項２】
光源と、この光源の出射光を記録媒体に導くとともに記録媒体に光スポットを照射する光学系と、記録媒体からの戻り光を検知して光スポットの位置制御を行う制御系とを有する光記録再生装置において、
記録媒体からの戻り光を収束させ、その焦点に非点収差を発生させる光学手段と、前記焦点位置付近に配置され、戻り光を検出する光検出器とを備え、前記光検出器を、受光領域を４分割してなる４分割光検出部および前記光検出器の中心部に配置されかつ円形領域円形光検出部から構成し、中心部に配置されかつ円形の受光領域を４分割してなる円形光検出部およびこの円形光検出部周囲の受光領域を４分割してなる４分割光検出部から構成し、前記円形光検出部を非点収差によって発生する２つの焦点の中間位置に配置し、前記円形光検出部の受光領域の面積を、前記光学手段の焦点位置付近での光スポットの断面積に等しいか若干小さく設定し、前記焦点位置における光スポットの中心部の光強度を単独に検出することを特徴とする光記録再生装置。
【請求項３】
光源と、この光源の出射光を記録媒体に導くとともに記録媒体に光スポットを照射する光学系と、記録媒体からの戻り光を検知して光スポットの位置制御を行う制御系とを有する光記録再生装置において、
記録媒体からの戻り光を収束させ、その焦点に非点収差を発生させる光学手段と、前記焦点位置付近に配置され、戻り光を検出する第１の光検出器と、この第１の光検出器に対して戻り光の進行方向後側に配置した第２の光検出器を備え、前記第１の光検出器を、中心部に設けた円形開口およびこの円形開口周囲の受光領域を４分割してなる４分割光検出部から構成し、前記円形開口を非点収差によって発生する２つの焦点の中間位置に配置し、前記円形開口の面積を前記光学手段の焦点位置付近での光スポットの断面積に等しいか若干小さく設定し、前記焦点位置における光スポットの中心部の光強度を前記第２の光検出器によって単独に検出できることを特徴とする光記録再生装置。
【請求項４】
光源と、この光源の出射光を記録媒体に導くとともに記録媒体に光スポットを照射する光学系と、記録媒体からの戻り光を検知して光スポットの位置制御を行う制御系とを有する光記録再生装置において、
記録媒体からの戻り光を収束させ、その焦点に非点収差を発生させる光学手段と、前記焦点位置付近に配置され、戻り光を検出する第１の光検出器と、この第１の光検出器に対して戻り光の進行方向後側に配置した第２の光検出器を備え、前記第１の光検出器を、中心部に設けた円形開口およびこの円形開口周囲の受光領域を４分割してなる４分割光検出部から構成し、前記円形開口を非点収差によって発生する２つの焦点の中間位置に配置し、前記円形開口の面積を前記光学手段の焦点位置付近での光スポットの断面積に等しいか若干大きく設定し、前記第２の光検出器に、受光領域を４分割してなる４分割光検出部を備え、前記焦点位置における光スポットの中心部の光強度を前記第２の光検出器によって単独に検出できることを特徴とする光記録再生装置。
【請求項５】
前記円形開口に透明材料による窓を設けたことを特徴とする請求項３または４記載の光記録再生装置。
【請求項６】
前記透明材料による窓の両面に反射防止膜を設けたことを特徴とする請求項５記載の光記録再生装置。
【請求項７】
前記光検出器が形成されている基板に、前記窓を取り付けあるいは形成するための凹みを裏面から形成し、前記円形開口あるいは窓の周囲の厚さが基板に対して薄いことを特徴とする請求項３〜６のいずれか１項記載の光記録再生装置。
【請求項８】
前記光検出器を用いて差分信号を取ることにより、トラッキング誤差信号を検出する手段を有することを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項記載の光記録再生装置。
【請求項９】
前記非点収差を発生する光学手段として、非球面のアナモルフィックレンズを用いたことを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項記載の光記録再生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ディスク等の光記録媒体に情報を記録するとともに、光記録媒体に記録された情報を再生する光記録再生装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来におけるこの種の技術としては、特許文献１記載の光ピックアップがある。
【０００３】
図１３は従来の光記録再生装置の概略構成を示す説明図であり、レーザ５１より出射したビームは、コリメートレンズ５２，偏光ビームスプリッタ５３，１／４波長板５４を経由して、対物レンズ５５によりディスク５６上にスポットとして絞り込まれる。ディスク５６からの反射光は、対物レンズ５５，１／４波長板５４を通り、偏光ビームスプリッタ５３により反射され、ビームスプリッタ５７に入る。この入射光の一部は非点収差光学系５８を通り、光検出器５９により検出され、フォーカスエラー信号を得る。
【０００４】
一方、ビームスプリッタ５７を通過したビームは、収束レンズ６０，ピンホール６１を経由して光検出器６２に達する。ピンホール６１は収束レンズ６０の焦点位置に置かれており、この位置では収束レンズ６０と対物レンズ５５の焦点距離の比の大きさでディスク面が再現される。したがって、ディスク上スポットの大きさに相当する径のピンホールを配置することにより、ディスク上スポットのサイドローブなどを除去することができ、ピンホールを通さない場合よりも信号品質が向上する。なお、トラッキングエラー信号は光検出器６２より得ることができる。
【０００５】
また、偏光ビームスプリッタ５３，１／４波長板５４，対物レンズ５５，ビームスプリッタ５７，収束レンズ６０の大きさはコリメートレンズ５２より出射するビーム径よりも広い範囲が通過できる大きさに設定してある。
【特許文献１】特開平５−１３５４０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
図１３に示す従来技術においては、光源からの光を、対物レンズを通して光ディスクに照射し、その反射光を集束レンズで受光し、その焦点位置に設置したピンホールを透過した光ビームにより信号検出を行う。また焦点位置誤差信号については、非点収差光学系により収束光に非点収差を発生させ、光検出器により検出する。また、従来技術においては、ピンホールを透過した高解像度の光ビームのみが検出信号として利用される。
【０００７】
しかし、ピンホールを通過しない、非点収差光学系を透過する光については検出信号として寄与しないため、光の利用効率が低い。このため信号のＳ／Ｎ比を高くすることができない
本発明は、迷光や散乱ノイズの除去が可能で従来技術よりも光利用効率を高くすることを実現し、しかも３次元光記録再生に適した光情報記録再生装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記目的を達成するため、請求項１に係る発明は、光源と、この光源の出射光を記録媒体に導くとともに記録媒体に光スポットを照射する光学系と、記録媒体からの戻り光を検知して光スポットの位置制御を行う制御系とを有する光記録再生装置において、記録媒体からの戻り光を収束させ、その焦点に非点収差を発生させる光学手段と、前記焦点位置付近に配置され、戻り光を検出する光検出器とを備え、この光検出器を、中心部に配置されかつ受光領域が円形の円形光検出部およびこの円形光検出部周囲の受光領域を４分割してなる４分割光検出部から構成し、前記円形光検出部を非点収差によって発生する２つの焦点の中間位置に配置し、前記円形光検出部の受光領域の面積を、前記光学手段の焦点位置付近での光スポットの断面積に等しいか若干小さく設定し、前記焦点位置における光スポットの中心部の光強度を単独に検出することを特徴とする。このような構成により、光スポットの中心部の高解像度の光ビームのみを検出信号として利用することができ、３次元光記録再生に適した、迷光や散乱ノイズの除去が可能である。また、焦点誤差信号の検出および記録信号の検出が同じ光学系により可能なため、焦点誤差信号と記録信号の検出のための光学系が分離されている従来技術よりも光利用効率を高くすることができる。
【０００９】
請求項２に係る発明は、光源と、この光源の出射光を記録媒体に導くとともに記録媒体に光スポットを照射する光学系と、記録媒体からの戻り光を検知して光スポットの位置制御を行う制御系とを有する光記録再生装置において、記録媒体からの戻り光を収束させ、その焦点に非点収差を発生させる光学手段と、前記焦点位置付近に配置され、戻り光を検出する光検出器とを備え、前記光検出器を、受光領域を４分割してなる４分割光検出部および前記光検出器の中心部に配置されかつ円形領域円形光検出部から構成し、中心部に配置されかつ円形の受光領域を４分割してなる円形光検出部およびこの円形光検出部周囲の受光領域を４分割してなる４分割光検出部から構成し、前記円形光検出部を非点収差によって発生する２つの焦点の中間位置に配置し、前記円形光検出部の受光領域の面積を、前記光学手段の焦点位置付近での光スポットの断面積に等しいか若干小さく設定し、前記焦点位置における光スポットの中心部の光強度を単独に検出することを特徴とする。このような構成により、請求項１に係る発明と同様の作用効果に加えて、中心部に配置された４分割の円形光検出器により、焦点付近での光スポットの断面積とほぼ等しいか若干大きい領域によって光記録信号の検出が可能であり、請求項１の光記録再生装置に比べて記録信号の検出効率を高くできる。また、４分割の円形光検出器により、焦点位置付近での焦点誤差信号の検出感度も高くできる。
【００１０】
請求項３に係る発明は、光源と、この光源の出射光を記録媒体に導くとともに記録媒体に光スポットを照射する光学系と、記録媒体からの戻り光を検知して光スポットの位置制御を行う制御系とを有する光記録再生装置において、記録媒体からの戻り光を収束させ、その焦点に非点収差を発生させる光学手段と、前記焦点位置付近に配置され、戻り光を検出する第１の光検出器と、この第１の光検出器に対して戻り光の進行方向後側に配置した第２の光検出器を備え、前記第１の光検出器を、中心部に設けた円形開口およびこの円形開口周囲の受光領域を４分割してなる４分割光検出部から構成し、前記円形開口を非点収差によって発生する２つの焦点の中間位置に配置し、前記円形開口の面積を前記光学手段の焦点位置付近での光スポットの断面積に等しいか若干小さく設定し、前記焦点位置における光スポットの中心部の光強度を前記第２の光検出器によって単独に検出できることを特徴とする。このような構成により、請求項１に係る発明と同様の作用効果に加えて、中心部に配置された円形開口により、３次元光記録再生に適した、迷光や散乱ノイズの除去能力を高くでき、請求項１に係る発明に比べて記録信号のＳＮ比を上げることができる。
【００１１】
請求項４に係る発明は、光源と、この光源の出射光を記録媒体に導くとともに記録媒体に光スポットを照射する光学系と、記録媒体からの戻り光を検知して光スポットの位置制御を行う制御系とを有する光記録再生装置において、記録媒体からの戻り光を収束させ、その焦点に非点収差を発生させる光学手段と、前記焦点位置付近に配置され、戻り光を検出する第１の光検出器と、この第１の光検出器に対して戻り光の進行方向後側に配置した第２の光検出器を備え、前記第１の光検出器を、中心部に設けた円形開口およびこの円形開口周囲の受光領域を４分割してなる４分割光検出部から構成し、前記円形開口を非点収差によって発生する２つの焦点の中間位置に配置し、前記円形開口の面積を前記光学手段の焦点位置付近での光スポットの断面積に等しいか若干大きく設定し、前記第２の光検出器に、受光領域を４分割してなる４分割光検出部を備え、前記焦点位置における光スポットの中心部の光強度を前記第２の光検出器によって単独に検出できることを特徴とする。このような構成により、請求項３に係る発明と同様の作用効果に加えて、請求項３に係る発明に比べ、円形開口の後方に配置された別の４分割の光検出器により、焦点位置付近での焦点誤差信号の検出感度を高くできる。また中心部に配置された円形開口の面積に関して焦点付近でのスポットの断面積とほぼ等しいか若干大きい領域の光記録信号の検出が可能であり、請求項３に係る発明に比べて記録信号の検出効率を等しいか若干高くできる。
【００１２】
請求項５に係る発明は、請求項３または４に係る発明において、前記円形開口に透明材料による窓を設けたことを特徴とする。このような構成により、円形開口の代わりに透明材料による窓を設けたため、円形開口が形成されていることによる、光検出器の強度の低下が避けられ、光学系の安定性が向上する。
【００１３】
請求項６に係る発明は、請求項５に係る発明において、前記透明材料による窓の両面に反射防止膜を設けたことを特徴とする。このような構成により、請求項５に係る発明に比べて、窓の両面に反射防止膜があることにより反射が押えられ、後方にある第２の光検出器に入射する光の光量が増加し迷光が減少するため、信号検出時のＳＮ比を高くすることができる。
【００１４】
請求項７に係る発明は、請求項３〜６のいずれか１項に係る発明において、前記光検出器が形成されている基板に、前記窓を取り付けあるいは形成するための凹みを裏面から形成し、前記円形開口あるいは窓の周囲の厚さが基板に対して薄いことを特徴とする。このような構成により、円形開口あるいは窓の周囲の厚さが基板に対して薄いため、円形開口あるいは窓を通る斜めの光線がけられにくく、その後方にある第２の光検出器に入射する光量の低下が避けられ、信号のＳＮ比の低下を低減することができる。
【００１５】
請求項８に係る発明は、請求項１〜７のいずれか１項に係る発明において、前記光検出器を用いて差分信号を取ることにより、トラッキング誤差信号を検出する手段を有することを特徴とする。このような構成により、トラッキング誤差信号を検出する手段を持つことから、記録媒体中にランドグルーブ構造が形成されている場合に、トラッキング誤差信号を得ることができる。
【００１６】
請求項９に係る発明は、請求項１〜８のいずれか１項に係る発明において、前記非点収差を発生する光学手段として、非球面のアナモルフィックレンズを用いたことを特徴とする。このような構成により、シリンドリカルレンズと集光レンズが別々な従来技術に比べて、光学的に同等の作用を持つ非球面のアナモルフィックレンズを用いることで部品点数が低減でき、低コスト化が図れる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、迷光や散乱ノイズの除去が可能で従来技術よりも光利用効率を高くすることを実現し、しかも３次元光記録再生に適した光情報記録再生装置の実現が可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１９】
図１は本発明の第１の実施形態における光記録再生装置の概略構成を示す説明図である。光源１からの出射光はレンズ２、偏光ビームスプリッタ３、１／４波長板４を通って対物レンズ５により３次元記録媒体６中に集光する。ここからの反射光は対物レンズ５、１／４波長板４を通って偏光ビームスプリッタ３により反射され、集光レンズ７、シリンドリカルレンズ８を通って光検出器９上に集光する。ここで集光レンズ７とシリンドリカルレンズ８により集光した光線は非点収差を生じ、２つの焦点を持つ。この２つの焦点位置の間に、中心部に開口を持つ４分割の光検出器９を配置する。さらにその後方に別の光検出器１０を配置し、光検出器９の開口を通った光線の強度を検出するようにしている。
【００２０】
図２は図１の光検出器９の構造を示す説明図であり、図２（ａ）は光検出器９の断面図、図２（ｂ）は平面図である。基板１２の上に４分割の光検出器９の受光部が形成され、その中心部に円形の開口１１が形成されている。この開口１１は光ビームの進行方向にテーパー状に広がっており、開口１１の厚さが薄くなることによって、光ビームのケラレが少なくなる。ただし、このテーパー状の形状は必須ではなく、深さ方向に円筒形状の開口１１でも適用可能である。また、開口１１の大きさは、集光レンズ７とシリンドリカルレンズ８による２つの焦点位置の間の集光スポット径の大きさと、同程度か若干小さくなるように設定する。さらに、図２（ｂ）に示すように、開口１１を中心として開口１１の周囲に形成された受光部を十字状に４分割することによって、光検出器９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄが構成されている。
【００２１】
光検出器９の受光部の材料としてはＳi，Ｇe等の半導体が適用できるがその他のものでも良い。
【００２２】
次に、図１，図３を用いて、３次元光記録媒体６からの反射光ビームによる集光スポットの形状変化について説明する。よく知られているように光学系の非点収差により、図１の対物レンズ５における集光位置と３次元記録媒体６の各記録ピットとの間の距離が変化すると、図３（ａ），（ｂ），（ｃ）に示すように、光検出器９上における集光スポットの形状が変化する。図３（ｂ）に示す状態が、対物レンズ５の集光位置と３次元記録媒体６の各記録ピットとが合った状態である。
【００２３】
光検出器９とシリンドリカルレンズ８の位置関係は、図３のように非点収差による集光スポットが光検出器９の対角線方向に広がるように設定する必要がある。ここで図４は光検出器９の４分割したそれぞれの光検出器９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄの出力を用いた焦点誤差信号の検出回路を示している。各光検出器９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄの出力をＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄとしたとき、焦点誤差信号ＳＥは、例えば（数１）で与えられる。
（数１）
ＳＥ＝（Ｂ＋Ｄ）−（Ａ＋Ｃ）
合焦時にＳＥ＝０となるように光学系および光検出器９の出力を調整しておけば、ＳＥの符号によって焦点位置を判定することができる。記録信号Ｓに関しては、光検出器１０により検出する。
【００２４】
このように構成したことにより、集光スポット中心部の高解像度の光ビームのみを検出信号として利用することができ、３次元光記録再生に適した、迷光や散乱ノイズの除去が可能である。また焦点誤差信号ＳＥの検出および記録信号の検出が同じ光学系により可能なため、焦点誤差信号ＳＥと記録信号Ｓの検出のための光学系が分離されている従来技術よりも光利用効率を高くすることができる。しかも、中心部に配置された円形の開口１１により、迷光や散乱ノイズの除去能力を高くすることが可能となり、記録信号ＳのＳＮ比を上げることができる。
【００２５】
図５は本発明の第２の実施形態における光記録再生装置の要部の概略構成を示す説明図である。なお、図１，図２に示す第１の実施形態における部材と同一の部材、または同一機能の部材については同一の符号を付して、詳細な説明は省略する。
【００２６】
第２の実施形態は、第１の実施形態における光検出器９および光検出器１０の構成を異にする以外は、第１の実施形態と同一の構成である。
【００２７】
図６は第２の実施形態における光検出器１０の構造を示す説明図であり、光軸を中心として受光部が十字状に４分割することによって、光検出器１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄが構成されている。また開口１１の大きさは、集光レンズ７とシリンドリカルレンズ８による２つの焦点位置の間の集光スポット径の大きさと、同程度か若干大きくなるように設定する。
【００２８】
光検出器１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄの出力をそれぞれ、ａ，ｂ，ｃ，ｄとするとき、焦点誤差信号ＳＥは、例えば（数２）で与えられる。
（数２）
ＳＥ＝（Ｂ＋Ｄ）＋（ｂ＋ｄ）−（Ａ＋Ｃ）−（ａ＋ｃ）
したがって、合焦時にＳＥ＝０となるように光学系および光検出器の出力を調整しておけば、ＳＥの符号で焦点位置を判定することができる。
【００２９】
記録信号Ｓに関しては、光検出器１０により検出するため、Ｓ＝（ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ）によって検出することができる。
【００３０】
このように構成したことにより、第１の実施形態と同様の作用効果に加えて、第１の実施形態の光記録再生装置に比べ、開口１１の後方に配置された４分割の光検出器１０により、焦点位置付近での焦点誤差信号ＳＥの検出感度を高くできる。また、開口１１の面積に関して焦点付近でのスポットの断面積とほぼ等しいか若干大きい領域による記録信号Ｓの検出が可能であり、第１の実施形態の光記録再生装置に比べて記録信号の検出効率を等しいか若干高くできる。
【００３１】
図７は本発明の第３の実施形態における光記録再生装置の要部構造を示す説明図であり、２０は光検出器を示す。この第３の実施形態は、図２に示す第１の実施形態におけるシリンドリカルレンズ８の後方の、光検出器９，１０の変わりに、光検出器２０を配置し、集光スポットを受光するものである。
【００３２】
光検出器１１は、図２に示す光検出器９における開口１１をなくし、開口１１の部位に相当する基板１２上に円形の受光部を形成したものである。
【００３３】
図８は第３の実施形態における光検出器２０の構造を示す説明図であり、図８（ａ）に示すように、基板２１上に４分割の受光部が形成され、その中心部に円形の受光部が形成されている。具体的には、図８（ｂ）に示すように、中央に円形の光検出器２０ｅが設けられ、光検出器２０ｅの外側の受光部の光軸を中心として十字状に４分割することによって、光検出器２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄが構成されている。
【００３４】
光検出器２０ｅの受光領域の面積は、集光レンズ７とシリンドリカルレンズ８による２つの焦点位置の間の集光スポット径の大きさと、同程度か若干小さくなるように設定する。
【００３５】
図９は焦点誤差信号の検出回路を示す説明図であり、各光検出器２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄの出力をＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ、円形の光検出器２０ｅの出力をＳ１０としたとき、焦点誤差信号ＳＥは、例えば（数３）で与えられる。
（数３）
ＳＥ＝（Ｂ＋Ｄ）−（Ａ＋Ｃ）
合焦時にＳＥ＝０となるように光学系および光検出器２０の出力を調整しておけば、ＳＥの符号で焦点位置を判定することができる。記録信号Ｓに関しては、光検出器２０ｅにより、Ｓ＝Ｓ１０として検出する。
【００３６】
このように構成したことにより、スポットの中心部の高解像度の光ビームのみを検出信号として利用することができ、３次元光記録再生に適した、迷光や散乱ノイズの除去が可能である。また焦点誤差信号ＳＥの検出および記録信号Ｓの検出が同じ光学系により可能なため、焦点誤差信号ＳＥと記録信号Ｓの検出のための光学系が分離されている従来技術よりも光利用効率を高くすることができる。
【００３７】
図１０は本発明の第４の実施形態における光記録再生装置の要部構造を示す説明図であり、この第４の実施形態は、図７〜図９に示す第３の実施形態における光検出器２０において、光検出器２０ｅの受光部を４分割したものである。なお、図１，図２に示す第１の実施形態および図７〜図９に示す第３の実施形態における部材と同一の部材、または同一機能の部材については同一の符号を付して、詳細な説明は省略する。
【００３８】
図１１は第４の実施形態における光検出器２０の構造を示す説明図であり、図１１（ａ）に示すように、基板２１上の中心部に円形の受光部が形成され、さらにこの円形の受光部の周囲に受光部が形成されている。そして、図１１（ｂ）に示すように、中央に円形の受光部、およびこの受光部の外側の受光部を、光軸を中心として十字状に４分割することによって、中央部に、光検出器２０ｅ１，２０ｅ２，２０ｅ３，２０ｅ４が設けられ、光検出器２０ｅの外側に光検出器２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄが設けられている。
【００３９】
円形の光検出器２０ｅの面積は、第３の実施形態とは異なり、集光レンズ７とシリンドリカルレンズ８による２つの焦点位置の間の集光スポット径の大きさと、同程度か若干大きくなるように設定されている。
【００４０】
ここで、光検出器２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄの出力をＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ、光検出器２０ｅ１，２０ｅ２，２０ｅ３，２０ｅ４の出力をａ，ｂ，ｃ，ｄとしたとき、焦点誤差信号ＳＥは、例えば（数４）で与えられる。
（数４）
ＳＥ＝（Ｂ＋Ｄ）＋（ｂ＋ｄ）−（Ａ＋Ｃ）−（ａ＋ｃ）
合焦時にＳＥ＝０となるように光学系および光検出器の出力を調整しておけば、ＳＥの符号で焦点位置を判定することができる。記録信号Ｓに関しては、光検出器２０ｅにより検出するため、Ｓ＝（ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ）で検出することができる。
【００４１】
このように構成したことにより、第３の実施形態の光記録再生装置と同様の作用効果に加えて、中心部に配置された４分割の光検出器２０ｅにより、焦点付近での集光スポットの断面積とほぼ等しいか若干大きい領域の記録信号Ｓの検出が可能であり、第３の実施形態の光記録再生装置に比べて記録信号Ｓの検出効率を高くできる。また、４分割の光検出器２０ｅにより、焦点位置付近での焦点誤差信号ＳＥの検出感度も高くできる。
【００４２】
図１２は本発明の第５の実施形態における光記録再生装置の要部となる光検出器の構造を示す説明図である。この第５の実施形態は、図２に示す第２の実施形態の光検出器９が有する開口１１に、透明材料からなる円形の窓２５を設けたものである。なお、図１，図２に示す第１の実施形態における部材と同一の部材、または同一機能の部材については同一の符号を付して、詳細な説明は省略する。
【００４３】
基板１２における光検出器９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄが形成されている側の、開口１１の縁部には、裏面からの凹み１３が形成されており。また、窓２５の周囲の厚さは基板１２に対して薄くなっており、この窓２５を凹み１３に嵌入することにより、光検出器９が構成される。また、窓１１の両面に誘電体多層膜等の反射防止膜が形成されている。
【００４４】
このような構成により、第１の実施形態と同様な検出原理により、焦点位置を判定することが可能になり、しかも、透明材料による窓を設けたため、開口１１を有することによる、光検出器の強度の低下が避けられ、光学系の安定性が向上する。
【００４５】
また、窓２５の両面に反射防止膜があることにより反射が押えられ、後方にある光検出器１０に入射する光量が増加し、迷光が減少するため、信号検出時のＳＮ比を高くすることができる。
【００４６】
また、開口１１あるいは窓２５の周囲の厚さが基板１２に対して薄いため、開口１１あるいは窓２５を通る斜めの光線がけられにくく、後方にある光検出器１０に入射する光量の低下が避けられ、検出信号のＳＮ比の低下を低減することができる。
【００４７】
以上、本実施形態について説明してきたが、本発明は、上述した実施形態に限るものではない。例えば、上述した第１〜第５実施形態において、図１における３次元記録媒体６の中にランドグルーブ構造等を設けた場合、対物レンズ５からの集光スポットがランドグルーブ構造との位置関係により回折光の光量差からトラッキング誤差信号を得ることができる。すなわち、４分割の光検出器９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄ（および１０ａ〜１０ｄ，２０ａ〜２０ｄも含む）をＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄとしたとき、トラッキング誤差信号をＳＥＴとすると、例えばＳＥＴ＝（Ａ＋Ｂ）−（Ｃ＋Ｄ）で検出することができる。ここで、４分割の光検出器によってトラッキング誤差信号を得るためには、ランドグルーブ構造の全体の光学系に対する方向に応じて、光学系に対する対応した光検出器９（１０，２０）の位置を調節する必要がある。
【００４８】
このような構成により、トラッキング誤差信号を検出する手段を持つことから、記録媒体中にランドグルーブ構造が形成されている場合に、トラッキング誤差信号を得ることができる。
【００４９】
また、本実施形態においては集光レンズ７とシリンドリカルレンズ８を用いているが、これらの代わりに、非球面形状のアナモルフィックレンズを用いることも可能であり、このような構成により、シリンドリカルレンズと集光レンズが別々な従来技術に比べて、光学的に同等の作用を持つ非球面のアナモルフィックレンズを用いることで部品点数が低減でき、低コスト化が図れる。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
本発明は、３次元光記録再生の分野において利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の第１の実施形態における光記録再生装置の概略構成を示す説明図
【図２】図１の光検出器９の構造を示す説明図
【図３】光検出器９における集光スポットの形状変化を示す説明図
【図４】第１の実施形態における焦点誤差信号の検出回路を示す説明図
【図５】本発明の第２の実施形態における光記録再生装置の要部の概略構成を示す説明図
【図６】第２の実施形態における光検出器１０の構造を示す説明図
【図７】本発明の第３の実施形態における光記録再生装置の要部構造を示す説明図
【図８】第３の実施形態における光検出器２０の構造を示す説明図
【図９】第３の実施形態における焦点誤差信号の検出回路を示す説明図
【図１０】本発明の第４の実施形態における光記録再生装置の要部構造を示す説明図
【図１１】第４の実施形態における光検出器２０の構造を示す説明図
【図１２】本発明の第５の実施形態における光記録再生装置の要部となる光検出器の構造を示す説明図
【図１３】従来の光記録再生装置の概略構成を示す説明図
【符号の説明】
【００５２】
１  光源
２  レンズ
３  偏光ビームスプリッタ
４  １／４波長板
５  対物レンズ
６  ３次元記録媒体
７  集光レンズ
８  シリンドリカルレンズ
９，９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄ，１０，１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ，２０，２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄ，２０ｅ１，２０ｅ２，２０ｅ３，２０ｅ４  光検出器
１１  開口
１２  基板
１３  凹み
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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