JP2003099961A - Optical pickup device and hologram laser device - Google Patents

Optical pickup device and hologram laser device

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JP2003099961A
JP2003099961A JP2001288878A JP2001288878A JP2003099961A JP 2003099961 A JP2003099961 A JP 2003099961A JP 2001288878 A JP2001288878 A JP 2001288878A JP 2001288878 A JP2001288878 A JP 2001288878A JP 2003099961 A JP2003099961 A JP 2003099961A
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JP
Japan
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hologram
photodetector
light
light receiving
optical pickup
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JP2001288878A
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Japanese (ja)
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Tetsuya Fujitani
哲也 藤谷
Toshiya Nagahama
敏也 長浜
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Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
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Publication date
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    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a miniaturized and low cost optical pickup device and a hologram laser device, in which the assemble and adjustment of optical components is facilitated. SOLUTION: When an objective lens 4 approaches the side of an information recording medium 5 than the focal position, light incident on hologram regions HA and HC of a hologram 7 is greatly defocused in photodetecting regions D1 and D3 of a photodetector 6 to form a 1/4 circular convergence spot 10, and light incident on hologram regions HB and HD is focused between photodetecting regions D1 and D2 and between photodetecting regions D3 and D4. A focus error signal (FES) can be detected on the basis of the difference between a signal in one of the photodetecting regions divided by a third division line L3 of the photodetector 6 an a signal in the other photodetecting region. According to the above method for detecting the FES, it can get off with a pair of photodetector, and a miniaturized and low cost optical pickup device and a hologram laser device 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、CD(Compact Di
sk)およびMO(Magnet Optical Disk)などの情報記
録媒体を光によって情報を記録または再生する光ピック
アップ装置およびホログラムレーザ装置に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a CD (Compact Di
sk) and MO (Magnet Optical Disk), and an optical pickup device and a hologram laser device for recording or reproducing information by light on an information recording medium.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の光ピックアップ装置として、特開
平6−76340号公報記載の「光ピックアップ装置」
が開示されている。これを第1の従来例として、図8を
参照しながら説明する。第1の従来例では、フォーカス
エラー信号(以下、FESとする)の検出方法として、
ナイフエッジ法が用いられている。ナイフエッジ法で
は、光路の途中に信号光を2分割する素子(ナイフエッ
ジ)を挿入した光学系が用いられる。
2. Description of the Related Art As a conventional optical pickup device, an "optical pickup device" described in JP-A-6-76340 is disclosed.
Is disclosed. This will be described as a first conventional example with reference to FIG. In the first conventional example, as a focus error signal (hereinafter referred to as FES) detection method,
The knife edge method is used. In the knife edge method, an optical system in which an element (knife edge) that divides the signal light into two is inserted in the optical path is used.

【0003】図8は、従来の光ピックアップ装置51の
構成図である。光ピックアップ装置51は、図8に示す
ように、半導体レーザ素子1、ホログラム素子2、コリ
メートレンズ3、対物レンズ4および光検出器6を備え
て構成されている。半導体レーザ素子1は、光ピックア
ップ装置51の光源として用いられている。ホログラム
素子2は、光軸方向に対して半導体レーザ素子1側にト
ラッキングビーム生成用回折格子2a、情報記録媒体5
側に光路屈折用回折格子2bを備えて構成されている。
トラッキングビーム生成用回折格子2aは、入射される
光を1つのメインビームと2つのサブビームとに3分割
し、いわゆる3ビーム法によってトラッキングエラー信
号(以下、TESとする)を検出するために使用される
回折格子である。光路屈折用回折格子2bは、ホログラ
ムと呼ばれる回折格子であり、情報記録媒体5で反射し
て戻ってくる光に対して適切な波面変換を与えて回折さ
せ、離れた光検出器6に導くために使用されている。コ
リメートレンズ3は、入射光を平行光にするレンズであ
る。対物レンズ4は、半導体レーザ素子1から出射され
る光を情報記録媒体5に導くためのレンズである。光検
出器6は、光路屈折用回折格子2bによって回折される
光を信号に変換する光学素子であり、フォトダイオード
が用いられている。フォトダイオードは、情報記録媒体
5からの反射光を読み取る受光素子であり、光量変化を
電気信号に変換する素子である。
FIG. 8 is a block diagram of a conventional optical pickup device 51. As shown in FIG. 8, the optical pickup device 51 includes a semiconductor laser element 1, a hologram element 2, a collimator lens 3, an objective lens 4, and a photodetector 6. The semiconductor laser device 1 is used as a light source of the optical pickup device 51. The hologram element 2 includes a tracking beam generating diffraction grating 2a and an information recording medium 5 on the semiconductor laser element 1 side with respect to the optical axis direction.
An optical path refraction diffraction grating 2b is provided on the side.
The tracking beam generating diffraction grating 2a is used to divide incident light into three main beams and two sub beams, and to detect a tracking error signal (hereinafter referred to as TES) by a so-called three-beam method. It is a diffraction grating. The diffraction grating 2b for optical path refraction is a diffraction grating called a hologram, and in order to give appropriate wavefront conversion to the light reflected by the information recording medium 5 and returning, diffract it and guide it to the distant photodetector 6. Is used for. The collimating lens 3 is a lens that converts incident light into parallel light. The objective lens 4 is a lens for guiding the light emitted from the semiconductor laser element 1 to the information recording medium 5. The photodetector 6 is an optical element that converts the light diffracted by the diffraction grating 2b for refracting the optical path into a signal, and uses a photodiode. The photodiode is a light receiving element that reads the reflected light from the information recording medium 5, and is an element that converts a change in light amount into an electric signal.

【0004】光ピックアップ装置51において、半導体
レーザ素子1から出射される光は、ホログラム素子2に
備えられるトラッキングビーム生成用回折格子2aによ
って、1つのメインビームおよび2つのサブビームに分
割される。3つに分割された光は、ホログラム素子2に
備えられる光路屈折用回折格子2b、コリメートレンズ
3および対物レンズ4を経て、情報記録媒体5に集光さ
れる。情報記録媒体5で反射された戻り光は、往路とは
逆の経路を辿り、対物レンズ4、コリメートレンズ3を
経て、光路屈折用回折格子2bに入射して光検出器6の
方向へ回折される。光路屈折用回折格子2bは、情報記
録媒体5の半径方向と平行な分割線によって2つの領域
に分割されている。光ピックアップ装置51では、光路
屈折用回折格子2bにより情報記録媒体5からの反射光
を2つの領域に分割し、その一方の領域を通過した回折
光が、情報記録媒体5の半径方向と平行な分割線によっ
て5つの領域に分割される受光領域を持つ光検出器6に
入射し、FESの検出に用いられる。このように、光路
屈折用回折格子2bがナイフエッジの役割を果たしてい
る。
In the optical pickup device 51, the light emitted from the semiconductor laser element 1 is split into one main beam and two sub beams by the tracking beam generating diffraction grating 2a provided in the hologram element 2. The light divided into three passes through the optical path refraction diffraction grating 2b provided in the hologram element 2, the collimator lens 3 and the objective lens 4, and is condensed on the information recording medium 5. The return light reflected by the information recording medium 5 follows a path opposite to the forward path, passes through the objective lens 4 and the collimator lens 3, enters the diffraction grating 2b for refracting the optical path, and is diffracted toward the photodetector 6. It The optical path refraction diffraction grating 2b is divided into two regions by a dividing line parallel to the radial direction of the information recording medium 5. In the optical pickup device 51, the reflected light from the information recording medium 5 is divided into two areas by the diffraction grating 2b for optical path refraction, and the diffracted light passing through one area is parallel to the radial direction of the information recording medium 5. The light enters the photodetector 6 having a light receiving region divided into five regions by the dividing line, and is used for FES detection. In this way, the diffraction grating for optical path refraction 2b serves as a knife edge.

【0005】ここで、ナイフエッジ法を用いた場合の対
物レンズ4および情報記録媒体5の距離と、光検出器6
の集光スポット10との関係について説明する。情報記
録媒体5に対して対物レンズ4が合焦位置にある場合に
は、光検出器6の各受光領域上に、真円状の小さな集光
点として集光スポット10が形成される。また、対物レ
ンズ4が合焦位置よりも情報記録媒体5側に近づいた場
合には、光検出器6の各受光領域上に半円形状に広がっ
た集光スポット10が形成される。さらに、対物レンズ
4が合焦位置よりも情報記録媒体5から遠ざかった場合
には、対物レンズ4および情報記録媒体5の距離が近い
場合の集光スポット10とは逆向きの半円形状に広がっ
た集光スポット10が光検出器6の各受光領域上に形成
される。
Here, the distance between the objective lens 4 and the information recording medium 5 and the photodetector 6 when the knife edge method is used.
The relationship with the focused spot 10 will be described. When the objective lens 4 is at the in-focus position with respect to the information recording medium 5, a focused spot 10 is formed on each light receiving area of the photodetector 6 as a small round focused point. Further, when the objective lens 4 is closer to the information recording medium 5 side than the in-focus position, a semi-circularly spread focused spot 10 is formed on each light receiving area of the photodetector 6. Further, when the objective lens 4 is farther from the information recording medium 5 than the in-focus position, it spreads in a semicircular shape in the direction opposite to the condensing spot 10 when the distance between the objective lens 4 and the information recording medium 5 is short. A focused spot 10 is formed on each light receiving area of the photodetector 6.

【0006】以上のことより、情報記録媒体5に対して
対物レンズ4が合焦位置にある場合、光検出器6へ入射
する光が、光検出器6の各受光領域の分割線上で焦点を
結ぶように設定すれば、合焦ずれの方向に応じて光検出
器6の各受光領域に入射する光の割合が変化し、各受光
領域から出力される信号の差を求めることによってFE
Sを検出することができる。つまり、各受光領域から出
力される信号の差が0、すなわちFESの値が0になる
ように制御すれば、情報記録媒体5と対物レンズ4とを
所定の距離に保つことができる。
From the above, when the objective lens 4 is at the in-focus position with respect to the information recording medium 5, the light incident on the photodetector 6 is focused on the dividing line of each light receiving region of the photodetector 6. If the connection is set, the ratio of the light incident on each light receiving area of the photodetector 6 changes according to the direction of defocus, and the FE is obtained by obtaining the difference between the signals output from each light receiving area.
S can be detected. That is, by controlling so that the difference between the signals output from the respective light receiving regions becomes 0, that is, the value of FES becomes 0, the information recording medium 5 and the objective lens 4 can be kept at a predetermined distance.

【0007】一方、第1の従来例とは異なる光ピックア
ップ装置として、特開平5−307759号公報記載の
「光ピックアップ」が開示されている。これを第2の従
来例として、図9を参照しながら説明する。第2の従来
例では、FESの検出方法として、ビームサイズ法が用
いられている。
On the other hand, as an optical pickup device different from the first conventional example, an "optical pickup" described in Japanese Patent Laid-Open No. 5-307759 is disclosed. This will be described as a second conventional example with reference to FIG. In the second conventional example, the beam size method is used as the FES detection method.

【0008】図9は、従来の光ピックアップ装置61の
構成図である。第2の従来例の光ピックアップ装置61
は、図9に示すように、半導体レーザ素子1、ホログラ
ム素子2、対物レンズ4および2つの光検出器6a,6
bを備えて構成されている。第2の従来例に用いられて
いる各光学素子は、第1の従来例で用いられている光学
素子と同一であるため、各光学素子の説明は省略する。
FIG. 9 is a block diagram of a conventional optical pickup device 61. Second conventional optical pickup device 61
As shown in FIG. 9, the semiconductor laser element 1, the hologram element 2, the objective lens 4 and the two photodetectors 6a, 6 are
b. Since each optical element used in the second conventional example is the same as the optical element used in the first conventional example, description of each optical element is omitted.

【0009】半導体レーザ素子1から出射される光は、
ホログラム素子2およびコリメートレンズを通過した
後、対物レンズ4によって情報記録媒体5に集光され
る。図9では、半導体レーザ素子1からの光をコリメー
トレンズを使わずに直接対物レンズ4に導く、有限系と
呼ばれている光学系を示している。コリメートレンズを
使わない分コストの削減ができ、また光軸方向に光ピッ
クアップ装置61を小型化できる。情報記録媒体5で反
射された戻り光は、往路とは逆の経路を辿り、対物レン
ズ4を経てホログラム素子2に入射する。ホログラム素
子2に入射した光は、光軸方向に対してホログラム素子
2の情報記録媒体5側の表面に形成されている回折格子
7によって回折されて、±1次回折光が光検出器6aお
よび6bにそれぞれ入射する。回折格子7は、±1次回
折光に互いに逆方向のパワーを与えるように構成されて
いるので、たとえば図9に示すように、−1次回折光
は、ホログラム素子2と光検出器6bとの間に焦点を結
び、+1次回折光は、光軸方向に対して他方の光検出器
6aを挟んでホログラム素子2の反対側に焦点を結んで
いる。
The light emitted from the semiconductor laser device 1 is
After passing through the hologram element 2 and the collimator lens, it is focused on the information recording medium 5 by the objective lens 4. FIG. 9 shows an optical system called a finite system that guides the light from the semiconductor laser device 1 directly to the objective lens 4 without using a collimator lens. Since no collimating lens is used, the cost can be reduced, and the optical pickup device 61 can be downsized in the optical axis direction. The return light reflected by the information recording medium 5 follows a path opposite to the forward path and enters the hologram element 2 via the objective lens 4. The light incident on the hologram element 2 is diffracted by the diffraction grating 7 formed on the surface of the hologram element 2 on the information recording medium 5 side with respect to the optical axis direction, and the ± first-order diffracted light is detected by the photodetectors 6a and 6b. Incident on each. Since the diffraction grating 7 is configured to give powers in the opposite directions to the ± 1st order diffracted light, the −1st order diffracted light is generated between the hologram element 2 and the photodetector 6b as shown in FIG. 9, for example. The + 1st-order diffracted light is focused on the opposite side of the hologram element 2 with the other photodetector 6a in between in the optical axis direction.

【0010】情報記録媒体5に対して対物レンズ4が合
焦位置にある場合、2つの光検出器6a,6bに入射す
るそれぞれの集光スポット10の大きさが等しく、かつ
集光スポット10の中心が受光領域D2およびD5の中
心にそれぞれ位置するように設定すれば、合焦ずれの方
向に応じて集光スポット10の大きさが反転することに
なる。すなわち、対物レンズ4が合焦位置よりも情報記
録媒体5側に近づいた場合には、たとえば、一方の光検
出器6aに入射する集光スポット10の径よりも他方の
光検出器6bに入射する集光スポット10の径の方が大
きくなる。また、対物レンズ4が合焦位置よりも情報記
録媒体5から遠ざかった場合には、対物レンズ4が情報
記録媒体5側に近づいた場合と比べ、光検出器6a,6
bに形成される集光スポット10と大きさが反転する。
したがって、光検出器6aの受光領域D1,D2および
D3から出力される信号をそれぞれS1,S2およびS
3とし、光検出器6bの受光領域D4,D5およびD6
から出力される信号をそれぞれS4,S5およびS6と
すると、FESは次式により求めることができる。 FES=(S1+S5+S6)−(S2+S3+S4)
When the objective lens 4 is at the in-focus position with respect to the information recording medium 5, the respective focused spots 10 incident on the two photodetectors 6a and 6b have the same size, and the focused spot 10 has the same size. If the centers are set so as to be located at the centers of the light receiving regions D2 and D5, respectively, the size of the focused spot 10 will be inverted depending on the direction of defocus. That is, when the objective lens 4 comes closer to the information recording medium 5 side than the in-focus position, for example, the light is incident on the other photodetector 6b rather than the diameter of the focused spot 10 incident on one photodetector 6a. The diameter of the focused spot 10 is larger. Further, when the objective lens 4 is farther from the information recording medium 5 than the in-focus position, the photodetectors 6a and 6a are compared to when the objective lens 4 is closer to the information recording medium 5 side.
The size is reversed from that of the focused spot 10 formed in b.
Therefore, the signals output from the light receiving regions D1, D2, and D3 of the photodetector 6a are S1, S2, and S, respectively.
3, and the light receiving regions D4, D5 and D6 of the photodetector 6b
If the signals output from S4, S5 and S6 are respectively, FES can be calculated by the following equation. FES = (S1 + S5 + S6)-(S2 + S3 + S4)

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】FESの検出にナイフ
エッジ法を用いている第1の従来例では、光ピックアッ
プ装置51全体の部品点数を最小限に抑えることが可能
であるが、ホログラム素子2などの光学素子の調整に精
度が要求される。また、光路屈折用回折格子2bによっ
て回折されるメインビームの±1次回折光のうち、片方
の回折光のみ利用するため、光の利用効率が悪いという
問題がある。
In the first conventional example in which the knife edge method is used for detecting the FES, it is possible to minimize the total number of parts of the optical pickup device 51, but the hologram element 2 is used. Precision is required for adjustment of optical elements such as. Further, since only one of the ± 1st-order diffracted lights of the main beam diffracted by the optical path refraction diffraction grating 2b is used, there is a problem that the light utilization efficiency is low.

【0012】一方、FESの検出にビームサイズ法を用
いている第2の従来例では、光学素子の調整が容易であ
り、ホログラム素子2によって回折される±1次回折光
のうち、両方の回折光を使用するため、光の利用効率が
よい。その反面、光検出器が2組必要となり、光ピック
アップ装置61全体の部品点数の増加によって、コスト
および調整工程の増加が生じるという問題がある。
On the other hand, in the second conventional example in which the beam size method is used for detecting the FES, the adjustment of the optical element is easy, and both of the ± 1st order diffracted light diffracted by the hologram element 2 are diffracted light. Since light is used, the light is efficiently used. On the other hand, two sets of photodetectors are required, and there is a problem that an increase in the number of parts of the entire optical pickup device 61 causes an increase in cost and an adjustment process.

【0013】本発明の目的は、光学素子の組み立て調整
が容易であり、小型かつ安価な光ピックアップ装置およ
びホログラムレーザ装置を提供することである。
An object of the present invention is to provide an optical pickup device and a hologram laser device which are easy to assemble and adjust an optical element and which are small and inexpensive.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】本発明は、光源である半
導体レーザ素子と、前記半導体レーザ素子から出射さ
れ、情報記録媒体の信号記録面上で反射された光を回折
させるホログラムと、前記ホログラムによって回折され
た光を検出する光検出器とを有する光ピックアップ装置
において、前記ホログラムは、第1の分割線と第1の分
割線に直交する第2の分割線によって4つのホログラム
領域に分割され、前記光検出器には、前記第1の分割線
と略平行な方向に並べて配置される受光領域が、それぞ
れ前記第1の分割線に略平行な第3の分割線によって分
割されて第1の受光領域の組と第2の受光領域の組とが
設けられ、前記第1の受光領域の組には、前記ホログラ
ムの前記第1の分割線に関して一方側の2つのホログラ
ム領域からの回折光が入射し、第2の受光領域の組に
は、前記第1の分割線に関して他方側の2つのホログラ
ム領域からの回折光が入射することを特徴とする光ピッ
クアップ装置である。
The present invention provides a semiconductor laser element as a light source, a hologram for diffracting light emitted from the semiconductor laser element and reflected on a signal recording surface of an information recording medium, and the hologram. In the optical pickup device having a photodetector for detecting light diffracted by, the hologram is divided into four hologram areas by a first dividing line and a second dividing line orthogonal to the first dividing line. In the photodetector, the light-receiving regions arranged side by side in a direction substantially parallel to the first dividing line are divided by a third dividing line substantially parallel to the first dividing line, respectively. And a set of second light receiving regions, and the first set of light receiving regions diffracts light from two hologram regions on one side with respect to the first dividing line of the hologram. Incident, the second set of light receiving regions, with respect to said first division line diffracted light from the two hologram regions of the other side is an optical pickup apparatus which is characterized in that incident.

【0015】また本発明は、前記受光領域の組に入射す
る2つの回折光のうち第1の回折光は、前記ホログラム
と前記光検出器との間に焦点を結び、第2の回折光は、
光軸方向に対して前記光検出器を挟んで前記ホログラム
の反対側に焦点を結ぶことを特徴とする。
According to the present invention, the first diffracted light of the two diffracted lights incident on the set of the light receiving regions is focused between the hologram and the photodetector, and the second diffracted light is ,
It is characterized in that a focal point is formed on the opposite side of the hologram with the photodetector sandwiched in the optical axis direction.

【0016】本発明に従えば、受光領域に入射する2つ
の回折光は、ホログラムと光検出器との間と、光軸方向
に対して光検出器を挟んでホログラムの反対側とに焦点
を結ぶため、受光領域の第3の分割線上に正確に集光さ
せる必要がないので、光学素子の組み立て調整が容易に
できる。
According to the present invention, the two diffracted lights incident on the light receiving region are focused on between the hologram and the photodetector and on the opposite side of the hologram with the photodetector sandwiched in the optical axis direction. Since they are tied together, it is not necessary to focus light accurately on the third dividing line of the light receiving region, so that the assembly and adjustment of the optical element can be easily performed.

【0017】また本発明は、前記ホログラムによって回
折される光の回折方向は、前記第1の分割線と略平行な
方向であることを特徴とする。
The present invention is also characterized in that the diffraction direction of the light diffracted by the hologram is a direction substantially parallel to the first dividing line.

【0018】本発明に従えば、ホログラムによって回折
される光の回折方向を、第1の分割線と略平行な方向に
一致させているので、温度が変化しても光検出器におけ
る集光位置の変化の影響を受けにくく、フォーカスエラ
ー信号を正確に検出することができる。
According to the present invention, the diffraction direction of the light diffracted by the hologram is made to coincide with the direction substantially parallel to the first dividing line. Therefore, even if the temperature changes, the condensing position on the photodetector. The focus error signal can be detected accurately without being easily affected by the change of.

【0019】また本発明は、分割された4つのホログラ
ム領域の面積は、それぞれ略等しいことを特徴とする。
The present invention is also characterized in that the areas of the four divided hologram areas are substantially equal to each other.

【0020】本発明に従えば、分割された4つのホログ
ラム領域の面積は、それぞれ略等しいので、フォーカス
エラー信号およびトラッキングエラー信号を正確に検出
することができる。
According to the present invention, since the areas of the four divided hologram areas are substantially equal to each other, the focus error signal and the tracking error signal can be accurately detected.

【0021】また本発明は、前記光検出器の第3の分割
線によって分割された一方の受光領域における信号と、
他方の受光領域における信号との差に基づいてフォーカ
スエラー信号を算出することを特徴とする。
The present invention also provides a signal in one of the light receiving regions divided by the third dividing line of the photodetector,
It is characterized in that the focus error signal is calculated based on the difference from the signal in the other light receiving region.

【0022】本発明に従えば、光検出器の第3の分割線
によって分割された一方の受光領域における信号と、他
方の受光領域における信号との差に基づいてフォーカス
エラー信号を算出して、回折光が第3の分割線上に正確
に集光されていない状態でもフォーカスサーボをかける
ことができる。
According to the present invention, the focus error signal is calculated based on the difference between the signal in one light receiving region and the signal in the other light receiving region divided by the third dividing line of the photodetector, The focus servo can be applied even when the diffracted light is not accurately focused on the third dividing line.

【0023】また本発明は、前記光検出器の第3の分割
線によって分割された一方の受光領域における信号の位
相と、他方の受光領域における信号の位相との差に基づ
いてトラッキングエラー信号を算出することを特徴とす
る。
The present invention also provides a tracking error signal based on the difference between the phase of the signal in one light receiving area and the phase of the signal in the other light receiving area divided by the third dividing line of the photodetector. It is characterized by calculating.

【0024】本発明に従えば、光検出器の第3の分割線
によって分割された一方の受光領域における信号の位相
と、他方の受光領域における信号の位相との差に基づい
てトラッキングエラー信号を算出して、トラッキングサ
ーボをかけることができる。
According to the present invention, the tracking error signal is obtained based on the difference between the phase of the signal in one light receiving area and the phase of the signal in the other light receiving area divided by the third dividing line of the photodetector. It can be calculated and tracking servo can be applied.

【0025】また本発明は、前記半導体レーザ素子から
出射された光を1つのメインビームおよび2つのサブビ
ームに分割する回折格子を有し、前記光検出器は、前記
ホログラムによって回折された2つのサブビームを受光
する第1および第2のサブビーム用受光領域を有し、前
記メインビームは、前記2組の受光領域に入射し、前記
第1および第2のサブビーム用受光領域からそれぞれ出
力される信号の差を用いてトラッキングエラー信号を検
出することを特徴とする。
Further, the present invention has a diffraction grating for splitting the light emitted from the semiconductor laser device into one main beam and two sub beams, and the photodetector has two sub beams diffracted by the hologram. Light receiving regions for the first and second sub-beams, the main beam is incident on the two sets of light-receiving regions, and signals of the signals output from the first and second light receiving regions for the sub-beams are received. The tracking error signal is detected by using the difference.

【0026】本発明に従えば、半導体レーザ素子から出
射された光が回折されてできた2つのサブビームは、2
つのサブビーム用受光領域に入射し、そこから出力され
る信号の差を用いることによって、トラッキングエラー
信号の検出にも対応できる。
According to the invention, the two sub-beams formed by diffracting the light emitted from the semiconductor laser device are 2
The tracking error signal can be detected by using the difference between the signals that are incident on one of the sub-beam light-receiving regions and that are output therefrom.

【0027】また本発明は、前記半導体レーザ素子、前
記ホログラムおよび前記光検出器を1つのパッケージに
一体化することを特徴とするホログラムレーザ装置であ
る。
The present invention is also a hologram laser device characterized in that the semiconductor laser element, the hologram and the photodetector are integrated into one package.

【0028】本発明に従えば、半導体レーザ素子、ホロ
グラム素子および光検出器を1つのパッケージに一体化
してホログラムレーザ装置とすることによって、コリメ
ートレンズおよび対物レンズを駆動するアクチュエータ
などは、ホログラムレーザ装置を基準にして組み立てる
ことができ、光ピックアップ装置の組み立て調整が容易
にできる。
According to the present invention, the semiconductor laser element, the hologram element and the photodetector are integrated into one package to form a hologram laser device, and thus the actuator for driving the collimating lens and the objective lens is a hologram laser device. The optical pickup device can be easily assembled and adjusted.

【0029】[0029]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の一形態であ
る光ピックアップ装置およびホログラムレーザ装置につ
いて図面を参照しながら説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An optical pickup device and a hologram laser device according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0030】図1は、本発明の第1の実施形態における
ホログラムレーザ装置11の構成図であり、対物レンズ
4(図2参照)で集光された光が、情報記録媒体5(図
2参照)の信号記録面上で焦点を結んだ状態(合焦状
態)を示している。
FIG. 1 is a block diagram of a hologram laser device 11 according to the first embodiment of the present invention, in which light condensed by an objective lens 4 (see FIG. 2) is recorded on an information recording medium 5 (see FIG. 2). ) Shows a focused state (focused state) on the signal recording surface.

【0031】本実施形態のホログラムレーザ装置11
は、後述する光ピックアップ装置21の一部分であり、
半導体レーザ素子1、光検出器6および回折格子(以
下、ホログラムとする)7を備えて構成されている。半
導体レーザ素子1は、ホログラムレーザ装置11の光源
として用いられている。ホログラム7は、半導体レーザ
素子1から出射され、情報記録媒体5の信号記録面上で
反射された光を回折させるホログラムと呼ばれる回折素
子である。ホログラム7は、図1に示すように、第1の
分割線L1と第1の分割線L1に直交する第2の分割線
L2によって4つのホログラム領域HA,HB,HCお
よびHDに分割されており、分割する際、4つのホログ
ラム領域HA,HB,HCおよびHDの面積がそれぞれ
等しくなるようにしている。光検出器6には、前記第1
の分割線L1と略平行な方向に並べて配置される受光領
域がそれぞれ第1の分割線L1に略平行な第3の分割線
L3によって分割されて、第1の受光領域の組D1,D
2と第2の受光領域の組D3,D4とが設けられてい
る。ホログラムレーザ装置11を含む光ピックアップ装
置21は、後に図2などに示すように、半導体レーザ素
子1、ホログラム素子2、コリメートレンズ3、対物レ
ンズ4および光検出器6を備えて構成されている。半導
体レーザ素子1は、光ピックアップ装置51の光源とし
て用いられている。ホログラム素子2は、光軸方向に対
して情報記録媒体5側にホログラム7を備えて構成され
ている。コリメートレンズ3は、入射光を平行光にする
レンズである。対物レンズ4は、半導体レーザ素子1か
ら出射される光を情報記録媒体5に導くためのレンズで
ある。光検出器6は、光路屈折用回折格子2bによって
回折される光を信号に変換する光学素子である。
Hologram laser device 11 of this embodiment
Is a part of the optical pickup device 21 described later,
A semiconductor laser device 1, a photodetector 6, and a diffraction grating (hereinafter referred to as a hologram) 7 are provided. The semiconductor laser device 1 is used as a light source of the hologram laser device 11. The hologram 7 is a diffraction element called a hologram that diffracts the light emitted from the semiconductor laser element 1 and reflected on the signal recording surface of the information recording medium 5. As shown in FIG. 1, the hologram 7 is divided into four hologram areas HA, HB, HC and HD by a first dividing line L1 and a second dividing line L2 orthogonal to the first dividing line L1. When dividing, the areas of the four hologram areas HA, HB, HC and HD are made equal to each other. The photodetector 6 has the first
Light receiving areas arranged side by side in a direction substantially parallel to the dividing line L1 are divided by a third dividing line L3 that is substantially parallel to the first dividing line L1, respectively, and a set D1 of the first light receiving areas D1, D
2 and a second set of light receiving regions D3 and D4 are provided. An optical pickup device 21 including the hologram laser device 11 is configured to include a semiconductor laser element 1, a hologram element 2, a collimator lens 3, an objective lens 4, and a photodetector 6, as shown in FIG. The semiconductor laser device 1 is used as a light source of the optical pickup device 51. The hologram element 2 includes a hologram 7 on the information recording medium 5 side in the optical axis direction. The collimating lens 3 is a lens that converts incident light into parallel light. The objective lens 4 is a lens for guiding the light emitted from the semiconductor laser element 1 to the information recording medium 5. The photodetector 6 is an optical element that converts light diffracted by the diffraction grating 2b for refracting the optical path into a signal.

【0032】半導体レーザ素子1から出射された光は、
ホログラム素子2、コリメートレンズ3および対物レン
ズ4を通って情報記録媒体5の信号記録面上で焦点を結
び、信号記録面上で反射した戻り光は、往路とは逆の経
路を辿り、対物レンズ4およびコリメートレンズ3を経
て、光軸方向に対してホログラム素子2の情報記録媒体
5側の表面に形成されるホログラム7によって回折され
る。ホログラム7によって回折された光は、光検出器6
の受光領域D1,D2,D3およびD4にそれぞれ入射
する。受光領域D1,D2には、ホログラム7の第1の
分割線L1に関して一方側の2つのホログラム領域H
A,HBからの回折光を入射させ、受光領域D3,D4
には、第1の分割線L1に関して他方側の2つのホログ
ラム領域HC,HDからの回折光を入射させる。光検出
器6の受光領域D1,D2,D3およびD4に入射させ
る2つの回折光は、それぞれ2つのホログラム領域を通
過する。その一方のホログラム領域を通過した第1の回
折光は、ホログラム7と光検出器6との間に焦点を結ぶ
ように、第2の回折光は、光軸方向に対して光検出器6
を挟んでホログラム7の反対側に焦点を結ぶように調整
されている。
The light emitted from the semiconductor laser device 1 is
The return light, which is focused on the signal recording surface of the information recording medium 5 through the hologram element 2, the collimator lens 3, and the objective lens 4, and reflected on the signal recording surface, follows a path opposite to the forward path, and the objective lens It is diffracted by the hologram 7 formed on the surface of the hologram element 2 on the information recording medium 5 side with respect to the optical axis direction via the collimator lens 4 and the collimator lens 3. The light diffracted by the hologram 7 is detected by the photodetector 6
To the light receiving regions D1, D2, D3, and D4 of the respective. In the light receiving areas D1 and D2, two hologram areas H on one side of the first dividing line L1 of the hologram 7 are provided.
Diffracted light from A and HB is made incident, and light receiving regions D3 and D4 are received.
, The diffracted light from the two hologram areas HC and HD on the other side with respect to the first division line L1 is made incident. The two diffracted lights incident on the light receiving regions D1, D2, D3 and D4 of the photodetector 6 respectively pass through the two hologram regions. The first diffracted light passing through one of the hologram areas is focused between the hologram 7 and the photodetector 6, and the second diffracted light is directed toward the optical detector 6 in the optical axis direction.
It is adjusted so as to focus on the opposite side of the hologram 7 with the lens sandwiched therebetween.

【0033】本実施形態では、ホログラム7のホログラ
ム領域HAへ入射した光の焦点HA’は、光検出器6の
受光領域D1を通過して、光軸方向に対して光検出器6
を挟んでホログラム7の反対側となる。同様に、ホログ
ラム7のホログラム領域HCへ入射した光の焦点HC’
は、光検出器6の受光領域D3を通過して、光軸方向に
対して光検出器6を挟んでホログラム7の反対側とな
る。また、ホログラム7のホログラム領域HBへ入射し
た光は、ホログラム7と光検出器6との間にあるHB’
の位置で集光し、光検出器6の受光領域D2に入射す
る。同様に、ホログラム7のホログラム領域HDへ入射
した光は、ホログラム7と光検出器6との間にあるH
D’の位置で集光し、光検出器6の受光領域D4に入射
する。
In the present embodiment, the focal point HA 'of the light incident on the hologram area HA of the hologram 7 passes through the light receiving area D1 of the photodetector 6 and is detected in the optical axis direction.
It is on the opposite side of the hologram 7 across. Similarly, the focal point HC ′ of the light incident on the hologram area HC of the hologram 7
Passes through the light receiving region D3 of the photodetector 6 and is on the opposite side of the hologram 7 with the photodetector 6 in between in the optical axis direction. Further, the light incident on the hologram area HB of the hologram 7 is HB ′ between the hologram 7 and the photodetector 6.
The light is condensed at the position of and is incident on the light receiving region D2 of the photodetector 6. Similarly, the light incident on the hologram area HD of the hologram 7 is H between the hologram 7 and the photodetector 6.
The light is collected at the position D ′ and is incident on the light receiving region D4 of the photodetector 6.

【0034】次に、対物レンズ4および情報記録媒体5
の距離と、光検出器6の集光スポット10との関係につ
いて説明する。
Next, the objective lens 4 and the information recording medium 5
The relationship between the distance and the focused spot 10 of the photodetector 6 will be described.

【0035】図2は、光検出器21の構成図および光検
出器6における集光スポットを示す図である。図2
(a)および図2(b)は、対物レンズ4が合焦位置よ
りも情報記録媒体5側に近づいた場合(Near状態)
における光ピックアップ装置21の構成図および光検出
器6の受光領域D1,D2,D3およびD4と集光スポ
ット10との関係を示した図である。ホログラム7のホ
ログラム領域HA,HCへ入射した光は、光検出器6の
受光領域D1,D3で大きくぼけて、1/4円状の集光
スポット10が形成される。また、ホログラム7のホロ
グラム領域HB,HDへ入射した光は、それぞれ光検出
器6の受光領域D1,D2の間および受光領域D3,D
4の間で焦点を結んでいる。
FIG. 2 is a diagram showing the configuration of the photodetector 21 and the light-converging spot on the photodetector 6. Figure 2
FIGS. 2A and 2B show the case where the objective lens 4 is closer to the information recording medium 5 side than the focus position (Near state).
FIG. 3 is a diagram showing a configuration of the optical pickup device 21 in FIG. 4 and a diagram showing a relationship between the light receiving regions D1, D2, D3 and D4 of the photodetector 6 and the focused spot 10. The light incident on the hologram areas HA and HC of the hologram 7 is largely blurred at the light receiving areas D1 and D3 of the photodetector 6, and a ¼ circular focused spot 10 is formed. The light incident on the hologram areas HB and HD of the hologram 7 is received between the light receiving areas D1 and D2 of the photodetector 6 and the light receiving areas D3 and D, respectively.
The focus is between the four.

【0036】図3は、光検出器21の構成図および光検
出器6における集光スポットを示す図である。図3
(a)および図3(b)は、情報記録媒体5の信号記録
面に対して対物レンズ4が合焦位置にある場合(合焦状
態)における光ピックアップ装置21の構成図および光
検出器6の受光領域D1,D2,D3およびD4と集光
スポット10との関係を示した図である。ホログラム7
のホログラム領域HA,HB,HCおよびHDへ入射し
た光は、光検出器6の受光領域D1,D2,D3および
D4上で同じ大きさの半円状の集光スポット10が形成
される。
FIG. 3 is a diagram showing the configuration of the photodetector 21 and the light-converging spot on the photodetector 6. Figure 3
3A and FIG. 3B are configuration diagrams of the optical pickup device 21 and the photodetector 6 when the objective lens 4 is at the in-focus position with respect to the signal recording surface of the information recording medium 5 (in-focus state). 6 is a diagram showing the relationship between the light receiving areas D1, D2, D3 and D4 of FIG. Hologram 7
The light incident on the hologram areas HA, HB, HC, and HD is formed on the light receiving areas D1, D2, D3, and D4 of the photodetector 6 as semi-circular focused spots 10 of the same size.

【0037】図4は、光検出器21の構成図および光検
出器6における集光スポットを示す図である。図4
(a)および図4(b)は、対物レンズ4が合焦位置よ
りも情報記録媒体5から遠ざかった場合(Far状態)
における光ピックアップ装置21の構成図および光検出
器6の受光領域D1,D2,D3およびD4と集光スポ
ット10との関係を示した図である。ホログラム7のホ
ログラム領域HA,HCへ入射した光は、それぞれ光検
出器6の受光領域D1,D2の間および受光領域D3,
D4の間で焦点を結んでいる。また、ホログラム7のホ
ログラム領域HB,HDへ入射した光は、光検出器6の
受光領域D2,D4で大きくぼけて、1/4円状の集光
スポット10が形成される。情報記録媒体5に対して対
物レンズ4が合焦位置にある、いわゆる合焦状態の場
合、光検出器6の4つの受光領域D1,D2,D3およ
びD4に入射する4つの集光スポット10の大きさが等
しく、かつ集光スポット10の中心が2組の受光領域の
第3の分割線L3中心にそれぞれ位置するように設定す
れば、合焦ずれの方向に応じて集光スポット10の大き
さが反転することになる。したがって、対物レンズ4と
情報記録媒体5との距離に関わらず、ホログラム7によ
って回折された光を光検出器6の第3の分割線L3上に
正確に集光させる必要がないので、光学素子の組み立て
調整が容易にできる。
FIG. 4 is a diagram showing the structure of the photodetector 21 and the light-converging spot in the photodetector 6. Figure 4
4A and 4B show the case where the objective lens 4 is farther from the information recording medium 5 than the in-focus position (Far state).
FIG. 3 is a diagram showing a configuration of the optical pickup device 21 in FIG. 4 and a diagram showing a relationship between the light receiving regions D1, D2, D3 and D4 of the photodetector 6 and the focused spot 10. The light incident on the hologram areas HA and HC of the hologram 7 is between the light receiving areas D1 and D2 of the photodetector 6 and the light receiving area D3, respectively.
Focusing on D4. Further, the light incident on the hologram areas HB and HD of the hologram 7 is largely blurred at the light receiving areas D2 and D4 of the photodetector 6, and a 1/4 circular focused spot 10 is formed. When the objective lens 4 is in the in-focus position with respect to the information recording medium 5, that is, in the so-called in-focus state, the four converging spots 10 incident on the four light receiving regions D1, D2, D3 and D4 of the photodetector 6 are detected. If the sizes are set to be equal and the centers of the focused spots 10 are respectively located at the centers of the third dividing lines L3 of the two sets of light receiving regions, the size of the focused spots 10 is changed according to the direction of defocus. Will be reversed. Therefore, regardless of the distance between the objective lens 4 and the information recording medium 5, it is not necessary to accurately focus the light diffracted by the hologram 7 on the third dividing line L3 of the photodetector 6, and thus the optical element Easy to assemble and adjust.

【0038】以上のことより、本実施形態では、光検出
器6の第3の分割線L3によって分割された一方の受光
領域における信号と、他方の受光領域における信号との
差に基づいてFESを検出することができる。つまり、
光検出器6の受光領域D1,D2,D3およびD4から
出力される信号の差が0、すなわちFESの値が0にな
るように制御すれば、情報記録媒体5と対物レンズ4と
を所定の距離に保つことができる。光検出器6にある受
光領域D1,D2,D3およびD4から出力される信号
をそれぞれS1,S2,S3およびS4とすると、FE
Sは、次式により求めることができる。 FES=(S1+S3)−(S2+S4)
From the above, in the present embodiment, the FES is calculated based on the difference between the signal in one light receiving region divided by the third dividing line L3 of the photodetector 6 and the signal in the other light receiving region. Can be detected. That is,
If the difference between the signals output from the light receiving regions D1, D2, D3, and D4 of the photodetector 6 is controlled to 0, that is, the value of FES becomes 0, the information recording medium 5 and the objective lens 4 are controlled to a predetermined value. Can be kept at a distance. When the signals output from the light receiving areas D1, D2, D3 and D4 in the photodetector 6 are S1, S2, S3 and S4, respectively, FE
S can be calculated by the following equation. FES = (S1 + S3)-(S2 + S4)

【0039】また本実施形態では、TESの検出方法と
して、DPD(Differential PhaseDetection)法を採
用している。DPD法とは、情報記録媒体5からの反射
光を受光する光検出器6を田の字型に4分割し、情報記
録媒体5上の微小な集光スポット10が情報記録媒体5
の情報ピット列上を走査する際に、分割された光検出器
6の受光領域から検出された光強度変調信号の位相差に
基づいて、所定の演算処理によりTESを算出する方法
である。本実施形態においては、光検出器6の第3の分
割線L3によって分割された一方の受光領域における信
号の位相と、他方の受光領域における信号の位相との差
に基づいて、TESを算出することができる。また再生
信号(以下、RFとする)は、光検出器6の受光領域か
ら出力される信号の総和として算出される。したがっ
て、光検出器6の受光領域D1,D2,D3およびD4
から出力される信号をそれぞれS1,S2,S3および
S4とすると、TES(DPD)は、S1とS3を合成
した波形とS2とS3を合成した波形との位相差によっ
て求めることができる。また、RFは、次式により算出
することができる。 RF=S1+S2+S3+S4
In this embodiment, the DPD (Differential Phase Detection) method is adopted as the TES detection method. According to the DPD method, the photodetector 6 that receives the reflected light from the information recording medium 5 is divided into four in the shape of a square, and the minute focused spot 10 on the information recording medium 5 forms the information recording medium 5.
When scanning over the information pit row, the TES is calculated by a predetermined calculation process based on the phase difference of the light intensity modulation signals detected from the divided light receiving regions of the photodetector 6. In the present embodiment, the TES is calculated based on the difference between the phase of the signal in one light receiving region divided by the third dividing line L3 of the photodetector 6 and the phase of the signal in the other light receiving region. be able to. The reproduction signal (hereinafter, referred to as RF) is calculated as the sum of signals output from the light receiving area of the photodetector 6. Therefore, the light receiving regions D1, D2, D3 and D4 of the photodetector 6 are
If the signals output from S1, S2, S3, and S4 are respectively, TES (DPD) can be obtained by the phase difference between the waveform obtained by combining S1 and S3 and the waveform obtained by combining S2 and S3. RF can be calculated by the following equation. RF = S1 + S2 + S3 + S4

【0040】以上の過程によって検出された信号を上式
のように信号処理することによって、フォーカスサーボ
およびトラッキングサーボをかけている。フォーカスサ
ーボは、情報記録媒体5の面振れに対物レンズ4を追従
させて常に合焦状態に保つような制御方法であり、トラ
ッキングサーボは、情報記録媒体5の偏心に対物レンズ
4を追従させて、ビームスポットが常に目的のトラック
の上をトレースするような制御方法である。
The focus servo and the tracking servo are applied by processing the signal detected by the above process as in the above equation. The focus servo is a control method in which the objective lens 4 is made to follow the surface wobbling of the information recording medium 5 and always kept in focus, and the tracking servo is made to make the objective lens 4 follow the eccentricity of the information recording medium 5. The control method is such that the beam spot always traces on the target track.

【0041】ビームサイズ法を用いた第2の従来例で
は、光検出器が2組必要であったが、本実施形態におけ
るFES、TESおよびRFの検出方法を採用すると、
光検出器6は1組で済み、光ピックアップ装置およびホ
ログラムレーザ装置の小型化と低価格化とに寄与でき
る。
In the second conventional example using the beam size method, two sets of photodetectors were required, but if the FES, TES and RF detection methods of this embodiment are adopted,
Only one photodetector 6 is required, which can contribute to downsizing and cost reduction of the optical pickup device and the hologram laser device.

【0042】また、ホログラム7からの回折光を光検出
器6の第3の分割線L3上に正確に集光させる必要がな
いので、ナイフエッジ法に比べて光学素子の組み立て調
整が容易であり、ホログラム7からの回折光を光検出器
6の第3の分割線L3上に正確に集光されていない状態
であってもFESを検出して、フォーカスサーボをかけ
ることができる。
Further, since it is not necessary to accurately collect the diffracted light from the hologram 7 on the third dividing line L3 of the photodetector 6, it is easier to assemble and adjust the optical element as compared with the knife edge method. Even if the diffracted light from the hologram 7 is not accurately focused on the third division line L3 of the photodetector 6, the FES can be detected and the focus servo can be applied.

【0043】さらに、本実施形態では、ホログラム7に
よって回折される光の回折方向を、第1の分割線L1と
略平行な方向にしている。すなわち、光検出器6の第3
の分割線L3に沿った方向を、温度変化によるホログラ
ム7の回折方向の変動と一致させているので、温度が変
化しても光検出器6における集光位置の変化の影響を受
けにくく、FESを正確に検出することができる。以上
のことから、本実施形態では、部品点数を増加させるこ
となく、光学調整の容易な光ピックアップ装置およびホ
ログラムレーザ装置を、小型かつ安価に構成することが
可能となる。
Further, in this embodiment, the diffraction direction of the light diffracted by the hologram 7 is set to a direction substantially parallel to the first dividing line L1. That is, the third of the photodetector 6
Since the direction along the parting line L3 of is matched with the fluctuation of the diffraction direction of the hologram 7 due to the temperature change, even if the temperature changes, it is less affected by the change of the focusing position in the photodetector 6, and the FES Can be accurately detected. From the above, in the present embodiment, it is possible to configure the optical pickup device and the hologram laser device, which are easy in optical adjustment, in a small size and at a low cost without increasing the number of parts.

【0044】図5は、本発明の第2の実施形態における
ホログラムレーザ装置31の構成図であり、対物レンズ
4で集光された光が、情報記録媒体5の信号記録面上で
焦点を結んだ状態(合焦状態)を示している。
FIG. 5 is a block diagram of a hologram laser device 31 according to the second embodiment of the present invention, in which the light condensed by the objective lens 4 is focused on the signal recording surface of the information recording medium 5. Is displayed (focused state).

【0045】本実施形態のホログラムレーザ装置31
は、第1の実施形態におけるホログラムレーザ装置11
の構成と類似し、各光学素子の機能、FESおよびRF
の検出方法は同様であり、光検出器6およびTESの検
出方法が異なっているので、光検出器6およびTESの
検出方法についてのみ説明し、他のFESおよびRFの
検出方法については省略する。
Hologram laser device 31 of this embodiment
Is the hologram laser device 11 according to the first embodiment.
The configuration of each optical element, FES and RF
Are the same and the detection methods of the photodetector 6 and TES are different, so only the detection method of the photodetector 6 and TES will be described, and the other FES and RF detection methods will be omitted.

【0046】本実施形態のホログラムレーザ装置31に
おける光検出器6は、半導体レーザ素子1とホログラム
7との間にあり、通常、光軸方向に対してホログラム素
子2の半導体レーザ素子1側の表面に形成するトラッキ
ングビーム生成用回折格子によって回折された2つのサ
ブビームを受光する第1および第2のサブビーム用受光
領域D5,D6を有している。
The photodetector 6 in the hologram laser device 31 of the present embodiment is located between the semiconductor laser element 1 and the hologram 7, and is usually the surface of the hologram element 2 on the semiconductor laser element 1 side with respect to the optical axis direction. It has first and second light receiving regions D5 and D6 for receiving the two sub beams diffracted by the tracking beam generating diffraction grating.

【0047】本実施形態におけるTESの検出方法は、
3ビーム法を採用している。3ビーム法は、半導体レー
ザ素子1から出射された光を信号読み取り用の1つのメ
インビームとTES検出用の2つのサブビームの3つに
分割する方式である。すなわち、光源である半導体レー
ザ素子1から出射された光は、トラッキングビーム生成
用回折格子を通過することにより、1つのメインビーム
と2つのサブビームとの3つのビームに分割され、光軸
方向に対してホログラム素子2の情報記録媒体5側の表
面に形成されるホログラム7、コリメートレンズ3およ
び対物レンズ4を経て情報記録媒体5に集光される。情
報記録媒体5で反射された戻り光は、逆の経路を辿って
4つの領域に分割されたホログラム7によって回折さ
れ、12通りの光となって光検出器6の受光領域D1〜
D6に入射する。12通りの光のうち、メインビームの
+1次回折光による4つの光は、光検出器6の受光領域
D1,D2,D3およびD4に入射し、第1の実施形態
で述べたようにFESの検出のために利用される。
The TES detection method in this embodiment is as follows:
The 3-beam method is used. The three-beam method is a method of dividing the light emitted from the semiconductor laser device 1 into three main beams for signal reading and two sub-beams for TES detection. That is, the light emitted from the semiconductor laser element 1 which is the light source is divided into three beams, one main beam and two sub-beams, by passing through the tracking beam generating diffraction grating, and the light is divided in the optical axis direction. Then, the light is focused on the information recording medium 5 via the hologram 7, the collimator lens 3 and the objective lens 4 formed on the surface of the hologram element 2 on the information recording medium 5 side. The return light reflected by the information recording medium 5 follows the opposite path and is diffracted by the hologram 7 divided into four areas, and becomes 12 kinds of light, and the light receiving areas D1 to D1 of the photodetector 6 are obtained.
It is incident on D6. Of the 12 kinds of light, four lights by the + 1st order diffracted light of the main beam are incident on the light receiving regions D1, D2, D3 and D4 of the photodetector 6 and are detected by the FES as described in the first embodiment. Used for.

【0048】また、サブビームの+1次回折光による8
つの光のうち、4つの光は光検出器6の受光領域D5に
入射し、残る4つの光は光検出器6の受光領域D6に入
射する。受光領域D5,D6から出力される信号をそれ
ぞれS5,S6とすると、TESは、次式によって算出
できる。 TES=S5−S6
In addition, the sub-beam + 1st order diffracted light causes
Of the four lights, four lights enter the light receiving region D5 of the photodetector 6, and the remaining four lights enter the light receiving region D6 of the photodetector 6. When the signals output from the light receiving regions D5 and D6 are S5 and S6, respectively, TES can be calculated by the following equation. TES = S5-S6

【0049】図6は、光ピックアップ装置41の構成図
および光検出器6における集光スポット10を示す図で
ある。図6(a)および図6(b)は、対物レンズ4と
情報記録媒体5の信号記録面とが所定の位置にあり、光
源が短波長の場合における光ピックアップ装置41の構
成図および光検出器6の受光領域D1,D2,D3およ
びD4と集光スポット10との関係を示した図である。
また図7は、光ピックアップ装置41の構成図および光
検出器6における集光スポット10を示す図である。図
7(a)および図7(b)は、対物レンズ4と情報記録
媒体5の信号記録面とが所定の位置にあり、光源が長波
長の場合における光ピックアップ装置41の構成図およ
び光検出器6の受光領域D1,D2,D3およびD4と
集光スポット10との関係を示した図である。光ピック
アップ装置41の構成および使用している光学素子は、
第1の実施形態における光ピックアップ装置21と同様
であるので、構成および使用している光学素子の説明は
省略する。
FIG. 6 is a diagram showing the configuration of the optical pickup device 41 and the focused spot 10 on the photodetector 6. 6 (a) and 6 (b) are a configuration diagram and optical detection of the optical pickup device 41 when the objective lens 4 and the signal recording surface of the information recording medium 5 are at predetermined positions and the light source has a short wavelength. 6 is a diagram showing the relationship between the light receiving areas D1, D2, D3 and D4 of the container 6 and the focused spot 10. FIG.
FIG. 7 is a diagram showing the configuration of the optical pickup device 41 and the focused spot 10 on the photodetector 6. 7 (a) and 7 (b) are a configuration diagram and optical detection of the optical pickup device 41 when the objective lens 4 and the signal recording surface of the information recording medium 5 are at predetermined positions and the light source has a long wavelength. 6 is a diagram showing the relationship between the light receiving areas D1, D2, D3 and D4 of the container 6 and the focused spot 10. FIG. The configuration of the optical pickup device 41 and the optical elements used are
Since it is the same as the optical pickup device 21 in the first embodiment, the description of the configuration and the optical elements used is omitted.

【0050】光がホログラム7で回折するとき、光軸に
対して回折する方向へなす角度、すなわち回折角は、ホ
ログラム7に入射する光の波長によって異なる。短波長
光源の場合は、長波長光源に比べて回折角が小さくな
る。すなわち、図6に示すように、光検出器6の受光領
域D1,D2,D3およびD4上の集光パターン位置が
光源である半導体レーザ素子1に近づく方向にシフトす
る。一方、長波長光源の場合は、短波長光源に比べて回
折角が大きくなる。すなわち、図7に示すように、光検
出器6の受光領域D1,D2,D3およびD4上の集光
パターン位置が光源である半導体レーザ素子1から遠ざ
かる方向にシフトする。光源が短波長および長波長のど
ちらの場合もスポット位置が変化するが、D1,D2が
ある第1の受光領域の組とD3,D4がある第2の受光
領域の組との長さをシフト量以上に長くすることによっ
て、集光スポット10が光検出器6の受光領域D1,D
2,D3およびD4からはみ出ることを防ぐことができ
るので、波長依存性の少ない光ピックアップ装置を実現
することが可能となる。また、同一光学系で複数の波長
の光源を使用する多波長化への対応も可能である。
When the light is diffracted by the hologram 7, the angle formed in the diffracting direction with respect to the optical axis, that is, the diffraction angle depends on the wavelength of the light incident on the hologram 7. The short-wavelength light source has a smaller diffraction angle than the long-wavelength light source. That is, as shown in FIG. 6, the light-collecting pattern positions on the light-receiving regions D1, D2, D3, and D4 of the photodetector 6 are shifted toward the semiconductor laser element 1 which is the light source. On the other hand, the long-wavelength light source has a larger diffraction angle than the short-wavelength light source. That is, as shown in FIG. 7, the position of the light collecting pattern on the light receiving regions D1, D2, D3 and D4 of the photodetector 6 shifts away from the semiconductor laser device 1 which is the light source. The spot position changes regardless of whether the light source has a short wavelength or a long wavelength, but the lengths of the first light receiving area set having D1 and D2 and the second light receiving area set having D3 and D4 are shifted. By making it longer than the amount, the focused spot 10 becomes the light receiving regions D1, D of the photodetector 6.
Since it can be prevented from protruding from 2, D3 and D4, it becomes possible to realize an optical pickup device with little wavelength dependence. Further, it is possible to cope with the multi-wavelength use by using light sources of a plurality of wavelengths in the same optical system.

【0051】なお、図6および図7ではコリメートレン
ズを記載していないが、第1の実施形態でも本実施形態
と同様に、対物レンズ4だけを使用した有限光学系で構
成することが可能である。
Although the collimator lens is not shown in FIGS. 6 and 7, the first embodiment can also be configured with a finite optical system using only the objective lens 4 as in the present embodiment. is there.

【0052】さらに本実施形態では、半導体レーザ素子
1、ホログラム素子2および光検出器6を1つのパッケ
ージに一体化したホログラムレーザ装置としておくのが
望ましい。3つの光学素子を一体化しておくことで、コ
リメートレンズおよび集光レンズである対物レンズを駆
動するアクチュエータなどは、ホログラムレーザ装置を
基準にして組み立てることができ、光ピックアップ装置
の組み立てが容易にできる。
Further, in this embodiment, it is desirable that the semiconductor laser device 1, the hologram device 2, and the photodetector 6 are integrated into one package as a hologram laser device. By integrating the three optical elements, the actuator for driving the collimating lens and the objective lens, which is the condenser lens, can be assembled with the hologram laser device as a reference, and the optical pickup device can be easily assembled. .

【0053】[0053]

【発明の効果】以上のように本発明によれば、光学素子
の組み立て調整が容易にできる。
As described above, according to the present invention, the assembly and adjustment of the optical element can be easily performed.

【0054】また本発明によれば、温度が変化しても光
検出器における集光位置の変化の影響を受けにくく、フ
ォーカスエラー信号を正確に検出することができる。
Further, according to the present invention, even if the temperature changes, the influence of the change of the focusing position in the photodetector is less likely to occur, and the focus error signal can be accurately detected.

【0055】また本発明によれば、フォーカスエラー信
号およびトラッキングエラー信号を正確に検出すること
ができる。
Further, according to the present invention, the focus error signal and the tracking error signal can be accurately detected.

【0056】また本発明によれば、回折光が第3の分割
線上に正確に集光されていない状態でもフォーカスサー
ボをかけることができる。
Further, according to the present invention, the focus servo can be applied even when the diffracted light is not accurately focused on the third dividing line.

【0057】また本発明によれば、トラッキングエラー
信号を算出して、トラッキングサーボをかけることがで
きる。
Further, according to the present invention, the tracking servo can be performed by calculating the tracking error signal.

【0058】また本発明によれば、トラッキングエラー
信号の検出にも対応できる。また本発明によれば、コリ
メートレンズおよび対物レンズを駆動するアクチュエー
タなどは、ホログラムレーザ装置を基準にして組み立て
ることができ、光ピックアップ装置の組み立て調整が容
易にできる。
Further, according to the present invention, detection of a tracking error signal can be dealt with. Further, according to the present invention, the actuator that drives the collimator lens and the objective lens can be assembled with the hologram laser device as a reference, and the assembly and adjustment of the optical pickup device can be easily performed.

【0059】また本発明によれば、信号光の波長依存性
が弱いため、同じ光ピックアップ装置およびホログラム
レーザ装置で複数の波長の光を扱うことが可能となり、
多波長化に対応することができる。
Further, according to the present invention, since the wavelength dependence of the signal light is weak, it is possible to handle lights of a plurality of wavelengths with the same optical pickup device and hologram laser device.
It is possible to support multiple wavelengths.

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

【図1】本発明の第1の実施形態におけるホログラムレ
ーザ装置11の構成図である。
FIG. 1 is a configuration diagram of a hologram laser device 11 according to a first embodiment of the present invention.

【図2】光検出器21の構成図および光検出器6におけ
る集光スポットを示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing a configuration of a photodetector 21 and a focused spot on the photodetector 6.

【図3】光検出器21の構成図および光検出器6におけ
る集光スポットを示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a configuration of a photodetector 21 and a focused spot on the photodetector 6.

【図4】光検出器21の構成図および光検出器6におけ
る集光スポットを示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a configuration of a photodetector 21 and a diagram showing a focused spot in the photodetector 6.

【図5】本発明の第2の実施形態におけるホログラムレ
ーザ装置31の構成図である。
FIG. 5 is a configuration diagram of a hologram laser device 31 according to a second embodiment of the present invention.

【図6】光ピックアップ装置41の構成図および光検出
器6における集光スポット10を示す図である。
6 is a diagram showing a configuration of an optical pickup device 41 and a diagram showing a focused spot 10 on a photodetector 6. FIG.

【図7】光ピックアップ装置41の構成図および光検出
器6における集光スポット10を示す図である。
7 is a diagram showing a configuration of an optical pickup device 41 and a diagram showing a focused spot 10 on a photodetector 6. FIG.

【図8】従来の光ピックアップ装置51の構成図であ
る。
FIG. 8 is a configuration diagram of a conventional optical pickup device 51.

【図9】従来の光ピックアップ装置61の構成図であ
る。
FIG. 9 is a configuration diagram of a conventional optical pickup device 61.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 半導体レーザ素子 2 ホログラム素子 2a トラッキングビーム生成用回折格子 2b 光路屈折用回折格子 3 コリメートレンズ 4 対物レンズ 5 情報記録媒体 6,6a,6b 光検出器 7 ホログラム 10 集光スポット 11,31 ホログラムレーザ装置 21,41,51,61 光ピックアップ装置 D1,D2,D3,D4,D5,D6 受光領域 HA,HB,HC,HD ホログラム領域 HA’,HB’,HC’,HD’ ホログラムを通過し
た光の焦点 L1,L2,L3 分割線
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 semiconductor laser element 2 hologram element 2a tracking beam generating diffraction grating 2b optical path refraction diffraction grating 3 collimating lens 4 objective lens 5 information recording medium 6, 6a, 6b photodetector 7 hologram 10 focused spot 11, 31 hologram laser device 21, 41, 51, 61 Optical pickup device D1, D2, D3, D4, D5, D6 Light receiving area HA, HB, HC, HD Hologram area HA ', HB', HC ', HD' Focus of light passing through hologram L1, L2, L3 dividing line

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5D118 AA01 AA06 BA01 BB01 BB06 CC02 CC04 CC15 CD02 CD03 CF05 DA20 DA21 DB27 5D119 AA01 AA28 AA38 AA41 EA02 EA03 EC41 EC47 FA30 JA15 KA02 KA19 KA20 5D789 AA01 AA28 AA38 AA41 EA02 EA03 EC41 EC47 FA30 JA15 KA02 KA19 KA20 5F051 AA01 BA03 BA18 JA02 JA05   ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    F-term (reference) 5D118 AA01 AA06 BA01 BB01 BB06                       CC02 CC04 CC15 CD02 CD03                       CF05 DA20 DA21 DB27                 5D119 AA01 AA28 AA38 AA41 EA02                       EA03 EC41 EC47 FA30 JA15                       KA02 KA19 KA20                 5D789 AA01 AA28 AA38 AA41 EA02                       EA03 EC41 EC47 FA30 JA15                       KA02 KA19 KA20                 5F051 AA01 BA03 BA18 JA02 JA05

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 光源である半導体レーザ素子と、前記半
導体レーザ素子から出射され、情報記録媒体の信号記録
面上で反射された光を回折させるホログラムと、前記ホ
ログラムによって回折された光を検出する光検出器とを
有する光ピックアップ装置において、 前記ホログラムは、第1の分割線と第1の分割線に直交
する第2の分割線によって4つのホログラム領域に分割
され、 前記光検出器には、前記第1の分割線と略平行な方向に
並べて配置される受光領域が、それぞれ前記第1の分割
線に略平行な第3の分割線によって分割されて第1の受
光領域の組と第2の受光領域の組とが設けられ、 前記第1の受光領域の組には、前記ホログラムの前記第
1の分割線に関して一方側の2つのホログラム領域から
の回折光が入射し、第2の受光領域の組には、前記第1
の分割線に関して他方側の2つのホログラム領域からの
回折光が入射することを特徴とする光ピックアップ装
置。
1. A semiconductor laser element as a light source, a hologram for diffracting light emitted from the semiconductor laser element and reflected on a signal recording surface of an information recording medium, and light diffracted by the hologram are detected. In the optical pickup device having a photodetector, the hologram is divided into four hologram areas by a first dividing line and a second dividing line orthogonal to the first dividing line, and the photodetector has: The light receiving regions arranged side by side in the direction substantially parallel to the first dividing line are divided by the third dividing lines substantially parallel to the first dividing line, and the first set of light receiving regions and the second set. And a diffracted light beam from two hologram regions on one side with respect to the first dividing line of the hologram is incident on the first light receiving region set. region The first set of
The optical pickup device is characterized in that diffracted light from two hologram regions on the other side with respect to the dividing line is incident.
【請求項2】 前記受光領域の組に入射する2つの回折
光のうち第1の回折光は、前記ホログラムと前記光検出
器との間に焦点を結び、第2の回折光は、光軸方向に対
して前記光検出器を挟んで前記ホログラムの反対側に焦
点を結ぶことを特徴とする請求項1記載の光ピックアッ
プ装置。
2. The first diffracted light of the two diffracted lights incident on the pair of light receiving regions is focused between the hologram and the photodetector, and the second diffracted light is the optical axis. The optical pickup device according to claim 1, wherein a focus is formed on the opposite side of the hologram with the photodetector interposed therebetween in the direction.
【請求項3】 前記ホログラムによって回折される光の
回折方向は、前記第1の分割線と略平行な方向であるこ
とを特徴とする請求項1または2記載の光ピックアップ
装置。
3. The optical pickup device according to claim 1, wherein a diffraction direction of light diffracted by the hologram is a direction substantially parallel to the first dividing line.
【請求項4】 分割された4つのホログラム領域の面積
は、それぞれ略等しいことを特徴とする請求項1〜3の
いずれか1つに記載の光ピックアップ装置。
4. The optical pickup device according to claim 1, wherein the areas of the four divided hologram areas are substantially equal to each other.
【請求項5】 前記光検出器の第3の分割線によって分
割された一方の受光領域における信号と、他方の受光領
域における信号との差に基づいてフォーカスエラー信号
を算出することを特徴とする請求項1〜4のいずれか1
つに記載の光ピックアップ装置。
5. A focus error signal is calculated based on a difference between a signal in one light receiving region and a signal in the other light receiving region divided by the third dividing line of the photodetector. Any one of claims 1 to 4.
The optical pickup device described in 1.
【請求項6】 前記光検出器の第3の分割線によって分
割された一方の受光領域における信号の位相と、他方の
受光領域における信号の位相との差に基づいてトラッキ
ングエラー信号を算出することを特徴とする請求項1〜
5のいずれか1つに記載の光ピックアップ装置。
6. A tracking error signal is calculated based on the difference between the phase of the signal in one light receiving area and the phase of the signal in the other light receiving area divided by the third dividing line of the photodetector. Claim 1 characterized by
5. The optical pickup device according to any one of 5.
【請求項7】 前記半導体レーザ素子から出射された光
を1つのメインビームおよび2つのサブビームに分割す
る回折格子を有し、前記光検出器は、前記ホログラムに
よって回折された2つのサブビームを受光する第1およ
び第2のサブビーム用受光領域を有し、 前記メインビームは、前記2組の受光領域に入射し、前
記第1および第2のサブビーム用受光領域からそれぞれ
出力される信号の差を用いてトラッキングエラー信号を
検出することを特徴とする請求項1〜6のいずれか1つ
に記載の光ピックアップ装置。
7. A diffraction grating that splits the light emitted from the semiconductor laser device into one main beam and two sub beams, and the photodetector receives the two sub beams diffracted by the hologram. A light receiving area for the first and second sub beams, the main beam is incident on the two light receiving areas of the two sets, and a difference between signals output from the light receiving areas for the first and second sub beams is used. The optical pickup device according to any one of claims 1 to 6, wherein the tracking error signal is detected.
【請求項8】 請求項1〜7に記載の前記半導体レーザ
素子、前記ホログラムおよび前記光検出器を1つのパッ
ケージに一体化することを特徴とするホログラムレーザ
装置。
8. A hologram laser device, wherein the semiconductor laser device according to any one of claims 1 to 7, the hologram, and the photodetector are integrated into one package.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1326130C (en) * 2004-06-22 2007-07-11 夏普株式会社 Light receiving and emitting integrated device, optical pickup provided therewith, and optical disk apparatus

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