JP2004039109A - Optical element, adjusting method therefor, optical pickup device using the same and optical reproducing device - Google Patents

Optical element, adjusting method therefor, optical pickup device using the same and optical reproducing device Download PDF

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Sayuri Terasaki
寺崎　さゆり
Hideaki Yokota
横田　英明
Mitsuru Kinouchi
木ノ内　充
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce the number of parts in an optical element constituting diffraction gratings and to reduce the time required for adjusting the fitting positions of the diffraction gratings by forming the diffraction gratings on both faces of the optical element. <P>SOLUTION: An optical pickup device 10 has a two wavelength semiconductor laser 11 where a light source 11e of a wavelength suitable for recording/playing-back of a CD and a light source 11d of a wavelength suitable for recording/playing-back of a DVD are light-emitted from the same package. The optical element 13 where one diffraction grating 13b on a surface or a rear face generates a sub-beam for tracking control in a CD system disk, and the other diffraction grating 13a generates a sub-beam for tracking control in a DVD system disk is arranged in an optical path. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばＣＤ（コンパクトディスク）とＤＶＤ（デジタル・バーサタイル・ディスク）のように保護層の厚さおよび情報の記録密度が異なり且つ再生に用いるレーザ光の波長が異なる複数種類の光記録媒体（光ディスク）に記録された信号を、短波長用と長波長用の２つのレーザ光の発光部を１つのパッケージに組み込んだ光源モジュールを用いるとともに対物レンズを含めて各波長で共通の光学系を用いて再生できるようにした光学素子及びその調整方法並びにそれを用いた光ピックアップ装置及び光再生装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
特開２０００−２０７７６６号公報には、波長の異なる複数の光源と、複数の光源から射出されて光記録媒体で反射された各々の戻り光を個別に受光する複数の受光部パターンを同一基板上に形成した光検出器と、複数の光源から光検出器に至る光路を共有する光学系とを備えた光ピックアップ装置およびそれを備えた光記録再生装置が記載されている。
【０００３】
上記公報には、複数の受光部パターンを同一基板上に形成することで、各々の受光部パターンが高精度な相対位置精度を有することになり、波長の異なる複数の光源から射出されて光記録媒体で反射された各々の戻り光を受光部パターンに高精度に導くことが可能となり、種類の異なる光記録媒体に対して高品質の再生信号や記録信号を得ることが可能であることが記載されている。また、上記公報には、複数の光源を同一の半導体基板に構成すれば、光源の間隔を高精度で位置決めすることができることが記載されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このような光ピックアップ装置ではトラッキング制御がなされるが、ＣＤ系ディスクとＤＶＤ系ディスクとでトラッキングエラー信号の検出方式が異なる。ＣＤ系ディスクに対してはいわゆる３ビーム法が採用されることが多い。ＤＶＤ系ディスクの中でＤＶＤ−ＲＯＭ等の読取り専用のディスクに対してはＤＰＤ法（位相差法）が採用され、ＤＶＤ−ＲＡＭ等の記録型ディスクに対してはＤＰＰ法（差動プッシュプル法）が採用されることが多い。ここで、ＤＰＰ法は、３ビーム法と同様に１つのメインビームと２つのサブビームとを必要とする。
【０００５】
このため、ＣＤ系ディスク用の３ビームを生成するＣＤ用回折格子とＤＶＤ系ディスク用の３ビームを生成するＤＶＤ用回折格子とをそれぞれ個別に設ける必要がある。さらに、３個の集光スポットが光ディスクのトラックピッチに対応した所定の配置間隔になるように、各回折格子の取付向きを個別に調整する必要がある。このため、回折格子（光学素子）の部品点数が増加するとともに、それらの取付向きの調整に多大の工数がかかるという問題がある。
【０００６】
本発明の目的は、回折格子を構成する光学素子の部品点数を削減するとともに、回折格子の取付向きの調整に要する時間を短縮させることができる光学素子及びその調整方法並びにそれを用いた光ピックアップ装置及び光再生装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、波長の異なる２つの光の光路中に配置する光学素子であって、表面に形成された第１の回折格子と、裏面に形成された第２の回折格子とを有することを特徴とする光学素子によって達成される。
【０００８】
上記本発明の光学素子において、前記第１及び第２の回折格子は、互いに異なる格子定数を有していることを特徴とする。
【０００９】
上記本発明の光学素子において、前記第１の回折格子は、前記波長の一方に対応した格子定数を有し、前記第２の回折格子は、前記波長の他方に対応した格子定数を有していることを特徴とする。
【００１０】
上記本発明の光学素子において、前記第１の回折格子は、前記２つの光のうちＤＶＤ系光記録媒体に記録された情報の再生に適した波長の光から前記ＤＶＤ系光記録媒体でのトラッキング制御及びフォーカス制御の少なくとも一方に用いるサブビームを生成し、前記第２の回折格子は、前記２つの光のうちＣＤ系光記録媒体に記録された情報の再生に適した波長の光から前記ＣＤ系光記録媒体でのトラッキング制御用のサブビームを生成することを特徴とする。
【００１１】
上記本発明の光学素子において、前記第１及び第２の回折格子は、互いに平行でないことを特徴とする。さらに、上記本発明の光学素子において、前記第１及び第２の回折格子のいずれか一方の回折格子の回折方向を調整して、一方の光記録媒体上のトラックに対する一方のサブビームの位置を調整すると、同時に他方の光記録媒体上のトラックに対する他方のサブビームの位置も調整されるように前記第１の回折格子と前記第２の回折格子とのなす角度が設定されていることを特徴とする。
【００１２】
また、上記目的は、波長の異なる光を射出する２つの光源と、前記２つの光源からそれぞれ射出された光を光記録媒体の情報記録面に導く第１の光学系と、前記光記録媒体で反射した光を所定方向に導く第２の光学系と、前記光記録媒体で反射した光を受光する受光部とを備えた光ピックアップ装置であって、前記第１の光学系は、上記本発明の光学素子を含むことを特徴とする光ピックアップ装置によって達成される。
【００１３】
上記本発明の光ピックアップ装置であって、前記２つの光源は、同一基板上に配置されていることを特徴とする。
【００１４】
また、上記目的は、表面に形成された第１の回折格子と、前記第１の回折格子の格子定数と異なる格子定数を持ち、前記第１の回折格子と所定角度をなして裏面に形成された第２の回折格子とを有する光学素子の調整方法であって、波長の異なる２つの光の光路中に配置し、前記第１及び第２の回折格子のいずれか一方の回折格子の回折方向を調整して、一方の光記録媒体上のトラックに対する一方のサブビームの位置を調整すると同時に、他方の光記録媒体上のトラックに対する他方のサブビームの位置を調整することを特徴とする光学素子の調整方法によって達成される。
【００１５】
また、上記目的は、上記本発明の光ピックアップ装置を備えることを特徴とする光再生装置によって達成される。
【００１６】
本発明の光学素子は表裏両面に回折格子を形成したので、従来２種類の回折格子をそれぞれ２個の光学素子に形成してそれぞれ配置調整していたのに対し１個の光学素子を光学系内に配置するだけで済むようになる。
【００１７】
また、本発明の光ピックアップ装置および光学素子は、表裏両面に形成した回折格子同士のなす角度を所定値に設定しているので、いずれか一方の回折格子の配置を調整するだけで他方の回折格子の回折方向を所定方向に設定できる。よって、回折格子の配置調整に要する時間を半減できる。更に、精度を要求されるＤＶＤ用３ビームの角度調整に、ＣＤ側の調整感度の高い３ビーム法を利用できるので、ＤＶＤ側に有利である。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施の形態による光ピックアップ装置を図１乃至図１３を用いて説明する。図１は本実施の形態による光ピックアップ装置の模式構造図である。本実施の形態による光ピックアップ装置１０は、各種のデジタル・バーサタイル・ディスク（ＤＶＤ−ＲＯＭ，ＤＶＤ−ＲＡＭ等）１ａおよびコンパクトディスク（ＣＤ等）１ｂなどの種類の異なる光記録媒体に対応できるようになっている。光ピックアップ装置１０は、２波長半導体レーザ（レーザダイオード：ＬＤ）１１と、位相差板１２と、表裏両面に回折格子１３ａ，１３ｂが形成された光学素子１３と、ビームスプリッタ１４と、コリメータレンズ１５と、図示を省略した立ち上げミラーと、対物レンズ１６と、センサレンズ１７と、光検出器（ＰＤ−ＩＣ：フォトダイオード集積回路）１８とを有している。
【００１９】
２波長半導体レーザ１１は、相対的に波長の短い第１のレーザ光を発生する第１の発光部と相対的に波長の長い第２のレーザ光を発生する第２の発光部とを１つのパッケージに組み込んだ２波長レーザ光源を構成しており、ＤＶＤ再生用の波長６５５ｎｍのレーザ光とＣＤ再生用の波長７８５ｎｍのレーザ光とを発生させることができる。２波長半導体レーザ１１の光出力は再生クラス（例えば５ｍＷ）である。２波長半導体レーザ１１は、半導体基板（半導体レーザ本体）が金属製等の筺体（ケース）に封止されており、筺体に設けられたレーザ窓部から各レーザ光を射出するようになっている。不図示のバックモニタで２波長半導体レーザ１１の光出力量を検知し、半導体レーザに供給する電力をフィードバック制御等することで光出力量を自動制御（ＡＰＣ：自動パワーコントロール）するようになっている。
【００２０】
図２は光源を構成する２波長半導体レーザ１１の概略構造およびレーザ光ビームの放射特性を示す図であり、図２（ａ）は２波長半導体レーザの概略構造を示す斜視図、図２（ｂ）は２波長半導体レーザの放射特性を示す説明図、図２（ｃ）は光ビームの放射特性の半値全幅角度を示すグラフである。図２（ａ）および図２（ｂ）は半導体基板を封止する筺体を除いて、半導体レーザの本体部のみを示している。２波長半導体レーザ１１は、例えばガリウム砒素（ＧａＡｓ）製の半導体基板１１ａ上に波長６５５ｎｍ用導波路（第１の導波路）１１ｂおよび波長７８５ｎｍ用導波路（第２の導波路）１１ｃが所定の間隔（例えば１１０μｍ）で形成されており、各導波路の端部が各発光点１１ｄ，１１ｅとなっている。第１の発光点（ＤＶＤ用発光点）１１ｄからは波長６５５ｎｍのレーザ光が射出され、第２の発光点（ＣＤ用発光点）１１ｅからは波長７８５ｎｍのレーザ光が射出される。符号ＬＡは２つの光源の各発光点１１ｄ，１１ｅの間隔である。本実施の形態において、２つの光源の発光点１１ｄ，１１ｅの間隔ＬＡは１１０μｍである。２波長半導体レーザ１１は、フォトリソグラフィ工程で製造されるため、間隔ＬＡは高精度に形成され製造誤差が少ない。
【００２１】
各発光点１１ｄ，１１ｅから射出されたレーザ光は不図示の筺体に形成されたレーザ窓から筺体の外部へ射出される。２波長半導体レーザ１１は、波長６５５ｎｍ（ＤＶＤ用）のレーザ光を自励発振モードで発振させ、波長７８５ｎｍ（ＣＤ用）のレーザ光をゲインガイド型マルチモードで発振させる。なお、２波長半導体レーザ１１は、各波長のレーザ光をシングルモードで発振させるものでもよい。
【００２２】
図２（ｂ）に示すように、第１の発光点（ＤＶＤ用発光点）１１ｄから放射される波長６５５ｎｍ（ＤＶＤ用）のレーザ光ビームの放射特性の半値全幅角度θ１は、第２の発光点（ＣＤ用発光点）１１ｅから放射される波長７８５ｎｍ（ＣＤ用）のレーザ光ビームの放射特性の半値全幅角度θ２よりも大きくしている。ここで、放射特性の半値全幅角度θ（θ１，θ２）は、図２（ｃ）に示すように、光強度が最大値Ｉｍａｘの１／２となる角度範囲である。本実施の形態では、波長６５５ｎｍ（ＤＶＤ用）のレーザ光ビームの放射特性の半値全幅角度θ１を３０度〜３５度に設定し、波長７８５ｎｍ（ＣＤ用）のレーザ光ビームの放射特性の半値全幅角度θ２を２５度程度に設定している。
【００２３】
図１に示す位相差板１２は１／４波長板であり、位相差板１２により直線偏光の光ビームを円偏光に変換する。一般にＤＶＤの高速再生には円偏光が望ましいとされている。本実施の形態では、位相差板１２として薄いガラス板に機能性フィルムを貼り付けたものを用いている。位相差板１２は、直線偏光の光の偏光面に対して光学軸が４５度傾くように設置する。
【００２４】
光学素子（回折格子）１３は、２波長半導体レーザ１１側の面にＤＶＤ用の回折格子１３ａが形成され、また、ビームスプリッタ１４側の面にＣＤ用の回折格子１３ｂが形成されている。これらの回折格子は互いに平行でなくＤＶＤ用の回折格子１３ａによる回折方向は２．４２度、ＣＤ用の回折格子１３ｂによる回折方向は１．５８度に調整される。なお回折方向は、２波長半導体レーザ（レーザダイオード）１１から光学素子１３を介して光記録媒体のディスク面を見て、トラック方向（ディスクのタンジェンシャル方向）を基準として反時計回りに測った値である。各回折格子１３ａ，１３ｂでの回折光量比率は、ＤＶＤ／ＣＤともに例えば１（＋１次光）：６（０次光）：１（−１次光）である。格子定数は、ＤＶＤ用の回折格子１３ａが２１．２μｍ、ＣＤ用の回折格子１３ｂが３１．０μｍである。ＤＶＤ用の回折格子１３ａはＣＤ波長（７８５ｎｍ）の光を回折させないように、また、ＣＤ用の回折格子１３ｂはＤＶＤ波長（６５５ｎｍ）の光を回折させないように波長選択性を持っている。この排他的な作用（波長選択性）は、通常の回折格子よりも溝深さを深くするともに、格子間隔（格子定数）のデューティ比を０．５からずらした格子形状とすることで実現している。
【００２５】
ＤＶＤ用の回折格子１３ａとＣＤ用の回折格子１３ｂとは格子形成面内において予め設定した所定の角度関係を保って設定されている。このように、表裏両面に形成した回折格子１３ａ，１３ｂのなす角度を所定値（本例では、所定値＝２．４２−１．５８＝０．８４）に設定しているので、回折格子１３ａ，１３ｂのいずれか一方の回折方向を調整するだけで他方の回折格子の回折方向を所定方向に設定できる。よって、回折格子の配置調整に要する時間を半減できる。
【００２６】
図３は表裏両面に回折格子が形成された光学素子の一具体例を示しており、図３（ａ）は側断面図、図３（ｂ）は平面図である。なお、図３では位相差板１２の取付部１３ｃを備えた光学素子１３を示している。光学素子１３は光学プラスチック材料を射出成型して作製されている。光学素子１３は、外形が段差を有する円柱形状で、大径部の側面に位相差板１２の取付部１３ｃが形成されている。大径部の中心部には所定の深さの円形溝が形成され、その円形溝の底面にＤＶＤ用の回折格子１３ａが形成されている。小径部の中心部には所定の深さの円形溝が形成され、その円形溝の底面にＣＤ用の回折格子１３ｂが形成されている。大径部の外周側面には、回折格子の取付向きを調整するための調整用ピン穴１３ｄが形成されている。
【００２７】
ビームスプリッタ１４は、２波長半導体レーザ１１側からの光ビームを光記録媒体方向へ反射させ、また、光記録媒体からの反射光を光検出器１８側へ透過させるもので、いわゆるハーフミラーの機能を有している。図１では、立方体状のビームスプリッタ１４を例示している。
【００２８】
コリメータレンズ１５は、光源である２波長半導体レーザ１１からの発散光線束を平行光線束に変換して対物レンズ１６に導くとともに、対物レンズ１６からの平行光線束を収束光線束に変換して光検出器１８へ導くものである。本実施の形態では、プラスチック射出成型品で、両面が非球面型のコリメータレンズを用いている。
【００２９】
図示を省略した立ち上げミラーは、コリメータレンズ１５からの平行光線束を対物レンズ１６の方向へ反射させ、また、対物レンズ１６からの平行光線束をコリメータレンズ１５側へ反射させるものである。本実施の形態では立ち上げミラーとして平面状のミラーを用いている。折り曲げ角度（反射角度）は９０度である。
【００３０】
図４は対物レンズの構造図であり、図４（ａ）は正面図を示し、図４（ｂ）は側面図を示している。図４（ｃ）は図４（ｂ）の一部拡大図を示している。なお、図４（ｂ）では各ディスク（光記録媒体）１ａ，１ｂの側面も併せて示している。なお、図４（ｂ）において、符号ＫａはＤＶＤの情報記録面、符号ＫｂはＣＤの情報記録面である。符号ｔａはＤＶＤの厚さ（ｔａ＝０．６ｍｍ）、符号ｔｂはＣＤの厚さ（ｔｂ＝１．２ｍｍ）である。
【００３１】
対物レンズ１６は、第１または第２のレーザ光を光記録媒体の情報記録面に集光して読み取りスポットを形成するために正のパワーを有するレンズと同心円輪帯状のホログラムとを有する対物レンズを構成している。
【００３２】
本実施の形態による光ピックアップ装置１０では、対物レンズ１６として２重焦点回折型の対物レンズを用いている。対物レンズ（２重焦点回折対物レンズ）１６は、光学プラスチック材料を射出成型して作製されている。図４（ｂ）に示すように、対物レンズ１６は両面が非球面に形成されている。図４（ａ）に示すように、曲率の大きいレンズ面（立ち上げミラー側、すなわち光記録媒体とは反対側）には、多数の同心円輪帯１６ｃ状のホログラフィック回折格子（ホログラム）が形成されている。図４（ｃ）に示すように、同心円輪帯は鋸歯断面形状に形成することで、回折効率を向上させている。図４（ａ）に示すように、対物レンズ１６の中心領域はＣＤ／ＤＶＤ兼用領域１６ａであり、その外周側の領域はＤＶＤ専用領域１６ｂである。対物レンズ１６は、ＤＶＤ用（波長６５５ｎｍ）の光ビームをＤＶＤ１ａの情報記録面Ｋａに集束させ、ＣＤ用（波長７８５ｎｍ）の光ビームをＣＤ１ｂの情報記録面Ｋｂに集束させる。
【００３３】
各ディスク（光記録媒体）１ａ，１ｂは、情報記録面Ｋａ，Ｋｂをポリカーボネート等からなる保護膜で保護している。保護膜の厚さ（ほぼ光記録媒体の厚さに相当する）は光記録媒体の種類毎に異なる。保護膜の厚さに依存して入射光の球面収差が変化するので、光記録媒体の種類に応じて球面収差の量も異なる。そこで、２重焦点回折対物レンズ１６を用いることで、光記録媒体の種類による球面収差の相違を補正するようにしている。
【００３４】
なお、対物レンズ１６は不図示のアクチュエータ組立（アクチュエータアッセンブリ）上にフォーカス方向およびトラッキング方向（光記録媒体のラジアル方向）に移動自在に保持されている。そして、フォーカスサーボ制御およびトラッキングサーボ制御によって対物レンズ１６の位置が制御されて、光ビームのスポットを光記録媒体上の読み取り点に追従させることができるようになっている。
【００３５】
図５はＣＤ−ＲＯＭ上の光ビームのスポット配置を示す図である。ＣＤ−ＲＯＭに記録された信号を再生するには、ＣＤ用発光点１１ｅから放射される波長７８５ｎｍのレーザビームが用いられる。ＣＤ用発光点１１ｅから放射されたレーザビームは位相差板１２を介して光学素子１３に入射し、光学素子１３のＣＤ用の回折格子１３ｂによって１つのメインビーム（０次光）と２つのサブビーム（±１次光）とに分割される。これにより、ＣＤ−ＲＯＭ上には３つの光スポットが形成される。ここで、±１次光による各サブビームの光スポットは、メインビームの光スポットの両側でＣＤ−ＲＯＭのトラックピッチの１／４ピッチ分だけずれた位置に形成される。これを実現するために光学素子１３の回折格子形成面は、各サブビームがＣＤ−ＲＯＭのトラックピッチの１／４ピッチ分だけずれた位置を照射するように回転調整されている。これにより、後述する３ビーム法によるトラッキングエラー信号の検出が可能となる。
【００３６】
図６はＤＶＤ−ＲＡＭ上の光ビームのスポット配置を示す図である。ＤＶＤ−ＲＡＭに記録された信号を再生するには、ＤＶＤ用発光点１１ｄから放射される波長６５５ｎｍのレーザビームが用いられる。ＤＶＤ用発光点１１ｄから放射されたレーザビームは位相差板１２を介して光学素子１３に入射し、光学素子１３のＤＶＤ用の回折格子１３ａによって１つのメインビーム（０次光）と２つのサブビーム（±１次光）とに分割される。これにより、ＤＶＤ−ＲＡＭ上には３つの光スポットが形成される。ここで、±１次光による各サブビームの光スポットは、ランド上のメインビームの光スポットの両側でＤＶＤ−ＲＡＭのトラックピッチの分だけずれたグルーブ上に形成される。これにより、後述する差動プッシュプル法によるトラッキングエラー信号の検出が可能となる。
【００３７】
前述したように、光学素子１３のＤＶＤ用の回折格子１３ａとＣＤ用の回折格子１３ｂとは予め設定した所定の角度関係を保って設定されている。すなわち、ＣＤ再生用の３つの光スポットが所定位置に形成されるように光学素子１３を回折格子１３ａ，１３ｂの形成面内で回転させて調整すると、ＤＶＤ再生用の３つの光スポットも所定位置に形成されるように２つの回折格子１３ａ，１３ｂのなす角度が決定されている。したがって、ＣＤ用の光源（波長７８５ｎｍ）を用いて各サブビームがＣＤ−ＲＯＭのトラックピッチの１／４ピッチ分だけずれた位置に配置されるように光学素子１３の向きが回転調整されていれば、ＤＶＤ使用時に光学素子１３の向きを調整する必要がない。逆に、ＤＶＤ使用時に各サブビームがトラックピッチの分だけずれた位置に照射されるように光学素子１３の向きを調整すれば、ＣＤ使用時の光学素子１３の向きを調整する必要は生じない。
【００３８】
センサレンズ１７は本実施の形態による光ピックアップ装置１０において重要な部材であり、このセンサレンズ１７によって以下に記す５つの機能が実現される。センサレンズ１７は、まず第１に、光源（物点）と光検出器１８の各受光部（像点）１８ａ，１８ｂとがほぼ共役になるように調整（共役調整）し、フォーカスオフセット調整を行う。第２は、非点収差法による焦点（合焦）検出のために、非点収差を光ビーム（読み出し光）に付与する。第３は、ビームスプリッタ１４で発生した不都合な非点収差を取り除く。第４は、光検出器１８上のスポットを大きくし、光検出器１８の位置調整精度を±５μｍ程度に緩和して、光検出器１８の位置調整を容易にする。第５は、ビームスプリッタ１４で発生した不都合なコマ収差を取り除く。不都合なコマ収差を取り除くことで、ＤＶＤ−ＲＡＭ再生信号の品質を向上させることができる。
【００３９】
図７はセンサレンズ１７の一構造例であり、図７（ａ）は正面図、図７（ｂ）は一方の側断面図、図７（ｃ）は他方の側断面図、図７（ｄ）は図７（ａ）のＡ−Ａ’線断面図、図７（ｅ）は図７（ａ）のＢ−Ｂ’線断面図である。センサレンズ１７は、上記の各種の機能を実現するために次に示す構成をとっている。図７（ｂ）に示すように、センサレンズ１７のビームスプリッタ１４側の面は、光検出器１８側のＮＡ（レンズの開口数）を下げて共役調整を容易にするため凹レンズ１７ｂになっている。
【００４０】
また、センサレンズ１７の光検出器１８側の面はシリンドリカル凹レンズ１７ａとしている。シリンドリカル凹レンズ１７ａは、非点収差発生素子として機能する。シリンドリカル凹レンズ１７ａのシリンドリカル面の方向は、非点収差法に必要な非点収差の方向と、ビームスプリッタ１４が平行平板形状の場合における非点収差補正に必要な非点収差の方向とを勘案して決定される。
【００４１】
なお、センサレンズ１７は、光学性プラスチックを射出成型によって作製しており、位置調整用ピン穴１７ｃおよび位置調整用ガイドも一体成型されている。
【００４２】
一般に、集束光線束の光路中に透明平行平板やレンズ等を光軸に対して斜めに配置するとコマ収差が発生する。コマ収差があると、後程説明するプッシュプル法等で信号を再生した際にプッシュプルバランスがくずれてしまう。そこで、図７（ｅ）に示すように、発生しているコマ収差を打ち消すようにセンサレンズ１７のレンズ面を光軸に対して傾斜させてコマ収差を除去するようにしている。
【００４３】
図１に示すように、受光素子を含む光検出器（ＰＤ−ＩＣ）１８は、ＤＶＤ１ａからの反射光（ＤＶＤ用）の受光部１８ａと、ＣＤ１ｂからの反射光（ＣＤ用）の受光部１８ｂとを備える。図中の符号ＬＢは各受光部１８ａ，１８ｂの間隔である。各受光部１８ａ，１８ｂの間隔ＬＢは、各発光点１１ｄ，１１ｅの間隔ＬＡよりも広く設定されている。より具体的には、各受光部１８ａ，１８ｂの間隔ＬＢは、各発光点１１ｄ，１１ｅの間隔ＬＡの１．１倍〜１．６倍程度になっている。すなわち、ＬＡ＝（１／β）・ＬＢの関係においてβ＝１．１〜１．６としている。
【００４４】
光検出器（ＰＤ−ＩＣ）１８は、メインビームおよびサブビームをそれぞれ受光してメインビームおよびサブビームのそれぞれに対応した電流信号に変換する受光部（ＰＤ：フォトダイオード部またはフォトディテクト部）と、受光部で発生した電流信号を電圧信号に変換して所定の演算を施して各種信号（再生信号（ＲＦ信号）、フォーカス誤差信号、トラッキング誤差信号等）を生成・出力する演算部（ＩＣ部）とを有している。本実施の形態では、受光部および演算部（ＩＣ部）をモノリシックＩＣで構成し、このモノリシックＩＣを例えば１４ピンのＣＯＢ（チップ・オン・ボード）パッケージに封入している。
【００４５】
図８は光検出器の受光部の受光素子パターン構成を示す図である。光検出器（ＰＤ−ＩＣ）１８は、ＤＶＤ用受光部１８ａとＣＤ用受光部１８ｂとを備える。図８中の符号ＬＢは、ＤＶＤ用受光部１８ａの中心点とＣＤ用受光部１８ｂの中心点との間隔である。本実施の形態において、間隔ＬＢは１５２μｍとしている。したがって、発光点の間隔ＬＡ（１１０μｍ）に対して受光部の間隔ＬＢ（１５２μｍ）は約１．３８倍となる。言い換えれば、ＬＡ＝（１／β）・ＬＢの関係においてβ＝１．３８となる。
【００４６】
ＤＶＤ用受光部１８ａは、メインビーム受光素子パターン部１８ａ１と、第１のサブビーム受光素子パターン部１８ａ２と、第２のサブビーム受光素子パターン部１８ａ３とを備える。メインビーム受光素子パターン部１８ａ１は、田の字状に４分割された４個のメインビーム受光素子パターンａ，ｂ，ｃ，ｄを有している。
【００４７】
ＤＶＤ用受光部１８ａの第１のサブビーム受光素子パターン部１８ａ２は、田の字状に４分割された４個のサブビーム受光素子パターンｅ１，ｅ２，ｅ３，ｅ４を有している。第１のサブビーム受光素子パターン部１８ａ２は、メインビーム受光素子パターン部１８ａ１に対して図中左方向に少しずらされて配置されている。第２のサブビーム受光素子パターン部１８ａ３は、田の字状に４分割された４個のサブビーム受光素子パターンｆ１，ｆ２，ｆ３，ｆ４を有している。第２のサブビーム受光素子パターン部１８ａ３は、メインビーム受光素子パターン部１８ａ１に対して図中右方向に少しずらされて配置されている。なお、本実施の形態では、各受光素子パターン部内における各受光素子パターンの分割間隔はそれぞれ４μｍ程度としている。
【００４８】
さらに、ＤＶＤ用受光部１８ａのメインビーム受光素子パターン部１８ａ１は、ＣＤ用受光部１８ｂのメインビーム受光素子パターン部１８ｂ１に対して図示下方向に少しずらされて配置されている。
【００４９】
ＣＤ用受光部１８ｂは、メインビーム受光素子パターン部１８ｂ１と、第１のサブビーム受光素子パターン部１８ｂ２と、第２のサブビーム受光素子パターン部１８ｂ３とを備えている。メインビーム受光素子パターン部１８ｂ１は、田の字状に４分割された４個のメインビーム受光素子パターンＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄを有している。
【００５０】
ＣＤ用受光部１８ｂの第１のサブビーム受光素子パターン部１８ｂ２は、図示の上下方向に２分割された各サブビーム受光素子パターンＥ１，Ｅ２を有している。メインビーム受光素子パターン部１８ｂ１に近い側のサブビーム受光素子パターンＥ１は、遠い側のサブビーム受光素子パターンＥ２よりも面積が広く設定されている。第１のサブビーム受光素子パターン部１８ｂ２は、メインビーム受光素子パターン部１８ｂ１に対して図中左方向に少しずらされて配置されている。
【００５１】
ＣＤ用受光部１８ｂの第２のサブビーム受光素子パターン部１８ｂ３は、図示の上下方向に２分割された各サブビーム受光素子パターンＦ１，Ｆ２を有している。メインビーム受光素子パターン部１８ｂ１に近い側のサブビーム受光素子パターンＦ２は、遠い側のサブビーム受光素子パターンＦ２よりも面積が広く設定されている。第２のサブビーム受光素子パターン部１８ｂ３は、メインビーム受光素子パターン部１８ｂ１に対して図中右方向に少しずらされて配置されている。なお、本実施の形態では、各受光素子パターン部内における各受光素子パターンの分割間隔はそれぞれ４μｍ程度としている。
【００５２】
図９は光検出器（ＰＤ−ＩＣ）の動作様式の説明図である。図９は光記録媒体（ディスク）の種類（ＤＶＤ−ＲＯＭ，ＤＶＤ−ＲＡＭ，ＣＤ−ＲＯＭおよびＣＤ−ＲＷの３区分）と、再生に使用する受光素子と、フォーカス誤差検出方法およびトラッキング誤差検出方法との関係を表形式に示したものである。なお、図９では光ビームスポットを表わす丸印を付けることで再生に使用する受光素子を示している。
【００５３】
ＤＶＤ−ＲＯＭを再生する場合は、ＤＶＤ用受光部のメインビーム受光素子パターンａ，ｂ，ｃ，ｄのみを使用する。フォーカス誤差検出（ＦＥＳ）は非点収差法を用いて行う。各受光素子パターンａ，ｂ，ｃ，ｄの出力をそれぞれＶａ，Ｖｂ，Ｖｃ，Ｖｄとすると、非点収差法によるフォーカス誤差検出出力ＦＥＳは次式で示される。
ＦＥＳ＝（Ｖａ＋Ｖｃ）−（Ｖｂ＋Ｖｄ）
【００５４】
ＤＶＤ−ＲＯＭの再生に際してトラッキング誤差検出（ＲＥＳ）は位相差法を用いて行う。位相差法は、トラックずれが生じるとピットによる振幅変調に加えて位相変調も検出できることを利用してトラッキング誤差を検出する。なお、ＤＶＤ−ＲＯＭのみを再生する場合は、サブビームが不要であるので表裏両面に回折格子１３ａ，１３ｂが形成された光学素子１３は不要である。
【００５５】
ＤＶＤ−ＲＡＭを再生する場合は、ＤＶＤ用受光部の全ての受光素子パターンを使用する。フォーカス誤差検出（ＦＥＳ）は差動非点収差法を用いて行う。ＤＶＤ−ＲＡＭはディスク面に形成されたランドとグルーブが等幅であり、通常の非点収差法では溝横断ノイズが発生する。この溝横断ノイズはメインビームとサブビームで逆位相となるので、メインビームによる検出出力とサブビームによる検出出力を加算することで溝横断ノイズを除去することができる。そこで、メインビームとサブビームの双方を用いて非点収差検出を行う。各受光素子パターンａ〜ｄ，ｅ１〜ｅ４，ｆ１〜ｆ４の出力をそれぞれＶａ〜Ｖｄ，Ｖｅ１〜Ｖｅ４，Ｖｆ１〜Ｖｆ４とすると、差動非点収差法（ＤＡＤ）によるフォーカス誤差検出出力ＤＡＤ−ＦＥＳは次式で示される。なお、次式において、ｋは係数である。
ＤＡＤ−ＦＥＳ＝｛（Ｖａ＋Ｖｃ）−（Ｖｂ＋Ｖｄ）｝＋ｋ｛（Ｖｆ１＋Ｖｆ３＋Ｖｅ１＋Ｖｅ３）−（Ｖｆ２＋Ｖｆ４＋Ｖｅ２＋Ｖｅ４）｝
【００５６】
ＤＶＤ−ＲＡＭの再生に際してトラッキング誤差（ＲＥＳ）の検出は差動プッシュプル法を用いて行う。ＤＶＤ−ＲＡＭはランド−グルーブ構造であるため３ビーム法を適用できない。また、ＤＶＤ−ＲＡＭは千鳥状のエンボスピットによって記録されたアドレス情報（ＣＡＰＡ）を再生するためにプッシュプル出力が必要である。一方、単純プッシュプル法は、メインビームのみでトラッキング誤差を検出するため調整が簡単であるがラジアルシフト特性が悪い。差動プッシュプル法（ＤＰＰ）は、メインビームのプッシュプル出力とサブビームのプッシュプル出力とがラジアル方向のシフトによりオフセットを生じた場合でも、サブビームのプッシュプル出力波形を上下反転させて同相の２信号を加算することで、ラジアルシフト特性が改善された良好なトラッキング誤差出力が得られる。なお、この差動プッシュプル法（ＤＰＰ）では、各サブビームがメインビームに対してそれぞれ１トラックピッチの分だけずれていることが前提条件となる。
【００５７】
ＣＤ−ＲＯＭおよびＣＤ−ＲＷを再生する場合は、ＣＤ用受光部の各受光素子パターンＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ１，Ｅ２，Ｆ１，Ｆ２を使用する。フォーカス誤差検出（ＦＥＳ）は非点収差法を用いて行う。各受光素子パターンＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄの出力をそれぞれＶＡ，ＶＢ，ＶＣ，ＶＤとすると、非点収差法によるフォーカス誤差検出出力ＦＥＳは次式で示される。
ＦＥＳ＝（ＶＡ＋ＶＣ）−（ＶＢ＋ＶＤ）
【００５８】
ＣＤ−ＲＯＭおよびＣＤ−ＲＷの再生に際してトラッキング誤差検出（ＲＥＳ）は３ビーム法を用いて行う。３ビーム法はＣＤ（コンパクトディスク）のトラッキング検出法として広く用いられている。各サブビームはメイントラックに対してそれぞれトラックピッチの１／４ピッチ分ずつずれて配置される。各受光素子パターンＥ１，Ｅ２，Ｆ１，Ｆ２の出力をそれぞれＶＥ１，ＶＥ２，ＶＦ１，ＶＦ２とすると、３ビーム法によるトラッキング誤差検出出力（ＲＥＳ）は次式で示される。
ＦＥＳ＝（ＶＥ１＋ＶＥ２）−（ＶＦ１＋ＶＦ２）
【００５９】
なお、３ビーム法では、第１のサブビームの受光素子パターン部を各サブビーム受光素子パターンＥ１，Ｅ２に２分割しなくてもよく、同様に第２のサブビームの受光素子パターン部を各サブビーム受光素子パターンＦ１，Ｆ２に２分割しなくてもよい。
【００６０】
図１０は非点収差法に使用する非点隔差の説明図である。なお図１０では、コリメータレンズ１５とセンサレンズ１７との間に設けられているビームスプリッタ１４の図示を省略している。非点隔差量αを小さく設定すると光記録媒体（光ディスク）上での焦点ずれを検出する範囲が狭くなり、フォーカスサーボ制御の動作が不安定になりやすい。非点隔差量αを大きく設定すると受光素子の寸法も大きくする必要が生じ、各受光部を離隔して配置できなくなる。
【００６１】
前述したように本実施の形態による光ピックアップ装置１０は、焦点誤差信号（フォーカスエラー信号）の検出に非点収差法を用いる。光検出器は、相対的に波長の短い第１のレーザ光を発生する第１の発光部に対応する第１系統の受光部と、相対的に波長の長い第２のレーザ光を発生する第２の発光部に対応する第２系統の受光部とを備える。この非点収差法に使用する第１系統の受光部上又は第２系統の受光部上での非点隔差の値をαとし、第１系統の受光部と第２系統の受光部との間隔をＬＢとしたときに、受光部間隔ＬＢは非点隔差量αの平方根の４倍〜７倍の範囲（４α１／２　＜ＬＢ＜７α１／２　）に設定する。受光部間隔ＬＢと非点隔差量αとの関係を上記の範囲に設定することで、焦点誤差（フォーカスエラー）を的確に検出することができる。
【００６２】
図１１は対物レンズと光記録媒体との間の作動距離を示す図であり、図１１（ａ）は波長の短いレーザ光を用いて再生する光記録媒体（ＤＶＤ）１ａと対物レンズ１６との間の作動距離Ｄ１を示し、図１１（ｂ）は波長の長いレーザ光を用いて再生する光記録媒体（ＣＤ）１ｂと対物レンズ１６との間の作動距離Ｄ２を示している。
【００６３】
本実施の形態による光ピックアップ装置１０では、相対的に波長の短い第１のレーザ光を用いて保護層が薄く情報の記録密度が高い第１の光記録媒体（ＤＶＤ）１ａを再生する際の対物レンズ１６と第１の光記録媒体１ａとの間隔（作動距離）Ｄ１を、相対的に波長の長い第２のレーザ光を用いて保護層が厚く情報の記録密度が低い第２の光記録媒体（ＣＤ）１ｂを再生する際の対物レンズ１６と第２の光記録媒体１ｂとの間隔（作動距離）Ｄ２よりも大きく設定している。なお、作動距離Ｄ１，Ｄ２は、対物レンズ１６の光記録媒体側の頂面から光記録媒体の対物レンズ１６と対向する面までの距離（間隔）である。
【００６４】
なお、図１１では各光記録媒体１ａ，１ｂの情報記録面と対物レンズ１６との距離が等しくなるように各光記録媒体１ａ，１ｂを配置した例を示したが、図４（ｂ）に示したように情報記録面と対物レンズ１６との距離は光記録媒体１ａ，１ｂ毎に異なるように各光記録媒体１ａ，１ｂを配置するようにしてもよい。
【００６５】
図１に示すように、２波長半導体レーザ１１から射出された直線偏光の光ビーム（レーザ光）は、位相差板１２で円偏光に変えられた後に回折格子１３ａ，１３ｂに入射し、トラッキング用の２つのサブビーム（＋１次光，−１次光）とＲＦ検出用及びフォーカシング用のメインビーム（０次光）がビームスプリッタ１４に入射する。ビームスプリッタ１４に入射したメインビームおよび各サブビームのそれぞれの約半分の光量の光はビームスプリッタ１４で反射して進行方向が９０度曲げられてコリメータレンズ１５側へ射出する。コリメータレンズ１５に入射する光ビームは発散光線束である。
【００６６】
コリメータレンズ１５はビームスプリッタ１４側から入射した光ビーム（発散光線束）を平行光線束に変換する。コリメータレンズ１５から射出した光ビーム（平行光線束）は図示を省略した立ち上げミラーによって光ビームの進行方向が光記録媒体（各ディスク１ａ，１ｂ）のディスク面（記録面）にほぼ直交する方向へ変更されて、対物レンズ１６に入射し、対物レンズ１６で収束光線束となって各光記録媒体１ａ，１ｂの情報記録面にスポット光として照射される。
【００６７】
各ディスク（光記録媒体）１ａ，１ｂで反射された反射光は、対物レンズ１６、不図示の立ち上げミラー、コリメータレンズ１５の順でビームスプリッタ１４に至り、約半分の光量の光がビームスプリッタ１４を透過する。ビームスプリッタ１４を透過した光は、センサレンズ１７を介して光検出器（ＰＤ−ＩＣ）１８へ至り、光検出器（ＰＤ−ＩＣ）１８で電気信号へ変換される。
【００６８】
本実施の形態において、光源１１より射出した光ビームを光記録媒体へ導く光学系は、位相差板１２と表裏両面に回折格子１３ａ，１３ｂが形成された光学素子１３とビームスプリッタ１４とコリメータレンズ１５と不図示の立ち上げミラーと対物レンズ１６とで構成される。また、光記録媒体で反射された光ビームを受光素子１８へ導く光学系は、対物レンズ１６と不図示の立ち上げミラーとコリメータレンズ１５とビームスプリッタ１４とセンサレンズ１７とで構成される。そして、ビームスプリッタ１４とコリメータレンズ１５と不図示の立ち上げミラーと対物レンズ１６とが、上記両光学系での共用部分（共通光路）となる。位相差板１２と表裏両面に回折格子１３ａ，１３ｂが形成された光学素子１３とは投光専用であり非共用部分である。また、ビームスプリッタ１４から光検出器（ＰＤ−ＩＣ）１８へ至る光路（光学系）が受光専用でありこれも非共用部分である。本実施の形態による光ピックアップ装置１０は、上記非共用部分の中で受光専用の光学系の光路（具体的にはビームスプリッタ１４から光検出器１８へ至る光路）に、光記録媒体で反射された光ビームの合焦位置を光学的に調整するための反射光合焦位置調整部としてのセンサレンズ１７を設けている。
【００６９】
さらに、ビームスプリッタ１４と光検出器（ＰＤ−ＩＣ）１８との間に介設された（言い換えれば光検出器（ＰＤ−ＩＣ）１８の前段に設けられた）センサレンズ１７は、光記録媒体からの反射光（読み出し光）に非点収差を発生させるとともに、反射光（読み出し光）を所定の光学系倍率で拡大させて各受光部１８ａ，１８ｂ上に結像させるようになっている。反射光合焦位置調整部を構成するセンサレンズ１７は、負の屈折率を有するレンズ作用を発生させるホログラム等で構成してもよい。
【００７０】
さらに、センサレンズ１７は、不図示の光ピックアップハウジング内に光軸方向に移動可能に取り付けられている。そして、センサレンズ１７を光軸方向へ移動させることで、２波長レーザ光源（各発光点１１ｄ，１１ｅ）と受光素子（各受光部１８ａ，１８ｂ）の共役関係を実現する調整機構を構成する。なお、センサレンズ１７は、光記録媒体からの反射光（読み出し光）が光検出器１８の受光部１８ａ，１８ｂ上に合焦するようにセンサレンズ１７の位置が調整された後に、接着剤等を用いて不図示の光ピックアップハウジング内に接着固定される。
【００７１】
センサレンズ１７の位置を光軸方向において調整することで光記録媒体に記録された信号を再生する場合の光学系倍率は変化するが、一方の光源を使用して光記録媒体に記録された信号を再生する場合の光学系倍率と、他方の光源を使用して光記録媒体に記録された信号を再生する場合の光学系倍率とは等しい。すなわち、第１の光源（波長６５５ｎｍ）を用いてＤＶＤ１ａを再生した際の光学系倍率と第２の光源（波長７８５ｎｍ）を用いてコンパクトディスク１ｂを再生した際の光学系倍率とは同じ値である。
【００７２】
以上説明したように本実施の形態による光ピックアップ装置１０は、種類の異なる光記録媒体に対応して波長の異なる複数の光を射出する光源と、各光記録媒体に対応した複数の受光部とを備えており、発光点の間隔ＬＡよりも受光部の間隔ＬＢを大きくするとともに、受光部を構成する光検出器（ＰＤ−ＩＣ）１８の前段側にセンサレンズ１７を設ける構成としたので、センサレンズ１７の光軸方向の位置を調整することで、光源−受光素子の共役調整を容易に行うことができる。これにより、光記録媒体上で合焦なのに受光部で合焦にならないというフォーカスオフセットの発生、またはその逆に受光部上で合焦なのに光記録媒体上で合焦にならないというフォーカスオフセットの発生の解消することができる。よって、ハウジング等の寸法精度を一般公差程度に緩和し且つ組み付け精度を緩和しても良好な再生信号品質を確保できるようにした光ピックアップ装置を提供することができる。したがって、本実施の形態による光ピックアップ装置１０を用いて光再生装置を構成することで、種類の異なる光記録媒体に対応した光再生装置を経済的に提供することができる。
【００７３】
本発明による光ピックアップ装置１０は、表裏両面に回折格子１３ａ，１３ｂが形成された光学素子１３を備える構成としたので、従来の２個の光学素子（２個の回折格子）を用いていたものを１個にすることができる。さらに、表裏両面に形成した各回折格子１３ａ，１３ｂのなす角度を所定値としているので、いずれか一方の格子の方位を調整することで、他方の格子の方位が好適な方向に設定される。よって、回折格子１３ａ，１３ｂの調整に要する時間を半減させることができる。
【００７４】
図１２は本実施の形態による光ピックアップ装置１０を搭載した光再生装置５０の概略構成を示している。光再生装置５０は、図１２に示すように光記録媒体１００を回転させるためのスピンドルモータ５２と、光記録媒体１００にレーザビームを照射するとともにその反射光を受光する光ピックアップ装置１０と、スピンドルモータ５２及び光ピックアップ装置１０の動作を制御するコントローラ５４と、光ピックアップ装置１０にレーザ駆動信号を供給するレーザ駆動回路５５と、光ピックアップ装置１０にレンズ駆動信号を供給するレンズ駆動回路５６とを備えている。
【００７５】
コントローラ５４にはフォーカスサーボ追従回路５７、トラッキングサーボ追従回路５８及びレーザコントロール回路５９が含まれている。フォーカスサーボ追従回路５７が活性化すると、回転している光記録媒体１００の記録面にフォーカスがかかった状態となり、トラッキングサーボ追従回路５８が活性化すると、光記録媒体１００の偏芯している信号トラックに対して、レーザビームのスポットが自動追従状態となる。フォーカスサーボ追従回路５７及びトラッキングサーボ追従回路５８には、フォーカスゲインを自動調整するためのオートゲインコントロール機能及びトラッキングゲインを自動調整するためのオートゲインコントロール機能がそれぞれ備えられている。また、レーザコントロール回路５９は、レーザ駆動回路５５により供給されるレーザ駆動信号を生成する回路であり、再生出力を一定に保つために、適切なレーザ駆動信号の生成を行う。
【００７６】
これらフォーカスサーボ追従回路５７、トラッキングサーボ追従回路５８及びレーザコントロール回路５９については、コントローラ５４内に組み込まれた回路である必要はなく、コントローラ５４と別個の部品であっても構わない。さらに、これらは物理的な回路である必要はなく、コントローラ５４内で実行されるソフトウェアであっても構わない。なお、光再生装置５０は記録機能を備えた光記録再生装置に含まれていても、あるいは記録機能を有していない再生専用の装置であってもよい。
【００７７】
図１３は本実施の形態による他の光ピックアップ装置の模式構造図である。図１３に示す光ピックアップ装置２０は、２波長半導体レーザ２１から出射された光ビームの光軸を、対物レンズ２６から光検出器（ＰＤ−ＩＣ）２８に至る反射光の光軸に直交する方向に対して所定の角度傾けることで、光ピックアップ装置２０の幅方向（反射光の光軸に直交する方向）の寸法を小さくして、光ピックアップ装置２０のさらなる小型化を図ったものである。
【００７８】
光ピックアップ装置２０の構成および作用は図１に示した光ピックアップ装置１０と基本的に同じである。なお図１３では、２波長半導体レーザ２１から射出されたレーザ光が位相差板２２で反射して一部がレーザ２１に戻るのを防止するため、位相差板２２を傾けて配置している。符号ＬＡは第１の発光点２１ｄと第２の発光点２１ｅとの間隔である。符号ＬＢは各受光部の間隔である。
【００７９】
この光ピックアップ装置２０では、ビームスプリッタ２４として平行平板形状の基材を用いている。ビームスプリッタ２４の一方の面（２波長半導体レーザ２１側の面）２４ａにはハーフミラー膜が形成されている。また、ビームスプリッタ２４の他方の面（光検出器２８側の面）２４ｂには有害反射防止膜が形成されている。
【００８０】
２波長半導体レーザ２１から射出された光ビームは、位相差板２２、ＤＶＤ用の回折格子２３ａおよびＣＤ用の回折格子２３ｂが形成された光学素子２３を介してビームスプリッタ２４の一方の面２４ａに入射し、一部がビームスプリッタ２４で反射する。ビームスプリッタ２４で反射した光ビームは、コリメータレンズ２５で平行光線束に変換され、立ち上げミラー（不図示）によって紙面垂直方向に折り曲げられ、対物レンズ（２重焦点回折型対物レンズ）２６で集束されて不図示の光記録媒体の情報記録面に光スポットとして照射される。
【００８１】
不図示の光記録媒体で反射された反射光ビームは、対物レンズ２６、立ち上げミラー（不図示）、コリメータレンズ２５を経由してビームスプリッタ２４に至り、一部がビームスプリッタ２４を透過する。ビームスプリッタ２４を透過した反射光ビームは、センサレンズ２７を介して光検出器（ＰＤ−ＩＣ）２８の各受光部２８ａ，２８ｂに入射し、各受光部２８ａ，２８ｂによって反射光ビーム強度が検出される。
【００８２】
センサレンズ２７の位置を光軸方向に調整することで、各受光部２８ａ，２８ｂ上に各受光部に対応する波長の反射光ビームを合焦させることができる。これにより、光源−受光素子の共役調整がなされる。フォーカスオフセットの発生が解消されるので、種類の異なるいずれの光記録媒体に記録された信号も良好に再生できる。
【００８３】
各発光点の間隔ＬＡに対して各受光部の間隔ＬＢを１．１倍〜１．６倍程度に設定することで、光ピックアップ装置２０の全体寸法をそれほど大きくすることなく、光源−受光素子の共役調整を容易に行うことができる。すなわち、センサレンズ２７の位置調整に対して高い精度が要求されることなく、共役調整を行うことができる。したがって、センサレンズ２７の位置を自動で調整する場合でも高い位置制御精度が要求されることがなく、共役自動調整装置や共役調整治具等を経済的に実現できる。
【００８４】
なお、上記実施の形態では、１パッケージ内に格納された２波長半導体レーザを光源として用いているが、本発明はこれに限られない。例えば、３種類以上の波長の光を射出する半導体レーザを１パッケージ内に格納して光源を備えた光ピックアップ装置において、各２波長の組に対して本発明を適用することができる。
【００８５】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、光学素子の表裏両面に回折格子をそれぞれ形成したので、従来の２個の光学素子を用いていたのを１個にすることができる。また、表裏両面に形成した各回折格子のなす角度を所定値としているので、いずれか一方の格子の方位を調整することで、他方の格子の方位が好適な方向に設定される。よって、回折格子の調整に要する時間を短縮できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態による光ピックアップ装置の模式構造図である。
【図２】光源を構成する２波長半導体レーザ（レーザダイオード）の概略構造を示す斜視図である。
【図３】表裏両面に回折格子が形成された光学素子の一具体例を示す図であり、図３（ａ）は側断面図、図３（ｂ）は平面図である。
【図４】対物レンズの構造図であり、図３（ａ）は正面図、図３（ｂ）は側面図である。
【図５】ＣＤ−ＲＯＭ上の光ビームのスポット配置を示す図である。
【図６】ＤＶＤ−ＲＡＭ上の光ビームのスポット配置を示す図である。
【図７】センサレンズの構造図であり、図７（ａ）は正面図、図７（ｂ）は一方の側断面図、図７（ｃ）は他方の側断面図、図７（ｄ）は図７（ａ）のＡ−Ａ’線断面図、図７（ｅ）は図７（ａ）のＢ−Ｂ’線断面図である。
【図８】光検出器の受光部の受光素子パターン構成を示す図である。
【図９】光検出器（ＰＤ−ＩＣ）の動作様式の説明図である。
【図１０】非点収差法に使用する非点隔差の説明図である。
【図１１】対物レンズと光記録媒体との間の作動距離を示す図であり、図１１（ａ）は波長の短いレーザ光を用いて再生する光記録媒体（ＤＶＤ）と対物レンズとの間の作動距離を示し図、図１１（ｂ）は波長の長いレーザ光を用いて再生する光記録媒体（ＣＤ）と対物レンズ１６との間の作動距離を示す図である。
【図１２】本発明の一実施の形態による光ピックアップ装置を搭載した光再生装置の概略構成を示す図である。
【図１３】本発明の一実施の形態による他の光ピックアップ装置の模式構造図である。
【符号の説明】
１ａ　デジタル・バーサタイル・ディスク（ＤＶＤ）
１ｂ　コンパクトディスク（ＣＤ）
１０，２０　光ピックアップ装置
１１，２１　２波長半導体レーザ（光源）
１１ｄ，１１ｅ，２１ｄ，２１ｅ　発光点
１２，２２　位相差板
１３，２３　光学素子
１３ａ，２３ａ　ＤＶＤ用の回折格子
１３ｂ，２３ｂ　ＣＤ用の回折格子
１４，２４　ビームスプリッタ
１５，２５　コリメータレンズ
１６，２６　対物レンズ（２重焦点回折型対物レンズ）
１７，２７　センサレンズ（反射光合焦位置調整手段，負の屈折率を有するレンズ）
１７ａ　シリンドリカル凹レンズ
１７ｂ　凹レンズ
１７ｃ　位置調整用ピン穴
１８，２８　光検出器（ＰＤ−ＩＣ）
１８ａ，２８ａ　ＣＤ用受光部
１８ｂ，２８ｂ　ＤＶＤ用受光部
１８ａ１，１８ｂ１　メインビーム受光素子パターン部
１８ａ２，１８ａ３，１８ｂ２，１８ｂ３　サブビーム受光素子パターン部
５０　光再生装置
５２　スピンドルモータ
５４　コントローラ
５５　レーザ駆動回路
５６　レンズ駆動回路
５７　フォーカスサーボ追従回路
５８　トラッキングサーボ追従回路
５９　レーザコントロール回路
１００　光記録媒体
Ｄ１，Ｄ２　作動距離
ＬＡ　発光点の間隔
ＬＢ　受光部の間隔
α　非点隔差（非点隔差量）
θ１，θ２　半値全幅角度[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a plurality of types of optical recording media such as a CD (Compact Disc) and a DVD (Digital Versatile Disc) in which the thickness of a protective layer and the recording density of information are different and the wavelength of a laser beam used for reproduction is different. A signal recorded on an (optical disc) is converted into a single light source module in which two laser light emitting portions for short wavelength and long wavelength are incorporated in one package, and a common optical system is used for each wavelength including an objective lens. The present invention relates to an optical element which can be reproduced by using the same, a method of adjusting the same, and an optical pickup device and an optical reproducing device using the same.
[0002]
[Prior art]
Japanese Patent Laid-Open No. 2000-207766 discloses that a plurality of light sources having different wavelengths and a plurality of light receiving unit patterns for individually receiving respective return lights emitted from the plurality of light sources and reflected by an optical recording medium are provided on the same substrate. And an optical pickup device including an optical system that shares an optical path from a plurality of light sources to the photodetector, and an optical recording / reproducing device including the same.
[0003]
According to the above publication, by forming a plurality of light receiving unit patterns on the same substrate, each of the light receiving unit patterns has a high relative positional accuracy, and optical recording is performed by emitting light from a plurality of light sources having different wavelengths. It is described that it is possible to guide each return light reflected by the medium to the light receiving portion pattern with high accuracy, and it is possible to obtain high-quality reproduction signals and recording signals for different types of optical recording media. Have been. Further, the above-mentioned publication describes that if a plurality of light sources are formed on the same semiconductor substrate, the distance between the light sources can be determined with high accuracy.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
In such an optical pickup device, tracking control is performed, but the method of detecting a tracking error signal differs between a CD-based disc and a DVD-based disc. A so-called three-beam method is often adopted for CD-based discs. Among DVD-based disks, the DPD method (phase difference method) is adopted for a read-only disk such as a DVD-ROM, and the DPP method (differential push-pull method) is applied to a recordable disk such as a DVD-RAM. ) Is often adopted. Here, the DPP method requires one main beam and two sub beams as in the three-beam method.
[0005]
Therefore, it is necessary to separately provide a CD diffraction grating for generating three beams for a CD-based disc and a DVD diffraction grating for generating three beams for a DVD-based disc. Furthermore, it is necessary to individually adjust the mounting directions of the diffraction gratings so that the three condensed spots have a predetermined arrangement interval corresponding to the track pitch of the optical disc. For this reason, there is a problem that the number of parts of the diffraction grating (optical element) increases, and a great deal of man-hour is required to adjust the mounting direction thereof.
[0006]
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide an optical element capable of reducing the number of components of an optical element constituting a diffraction grating and shortening a time required for adjusting a mounting direction of the diffraction grating, an adjustment method thereof, and an optical pickup using the same. An apparatus and an optical reproducing apparatus are provided.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The object is to provide an optical element arranged in an optical path of two lights having different wavelengths, comprising a first diffraction grating formed on a front surface and a second diffraction grating formed on a back surface. Is achieved by the following optical element.
[0008]
In the above-described optical element of the present invention, the first and second diffraction gratings have different grating constants.
[0009]
In the optical element of the present invention, the first diffraction grating has a lattice constant corresponding to one of the wavelengths, and the second diffraction grating has a lattice constant corresponding to the other of the wavelengths. It is characterized by having.
[0010]
In the optical element according to the aspect of the invention, the first diffraction grating may perform tracking on the DVD-based optical recording medium from light having a wavelength suitable for reproducing information recorded on the DVD-based optical recording medium among the two lights. The second diffraction grating generates a sub-beam used for at least one of control and focus control, and the second diffraction grating converts light of a wavelength suitable for reproducing information recorded on a CD-based optical recording medium among the two lights into the CD-based. A sub-beam for tracking control in an optical recording medium is generated.
[0011]
In the above optical element of the present invention, the first and second diffraction gratings are not parallel to each other. Further, in the optical element of the present invention, the position of one sub beam with respect to a track on one optical recording medium is adjusted by adjusting the diffraction direction of one of the first and second diffraction gratings. Then, the angle between the first diffraction grating and the second diffraction grating is set so that the position of the other sub-beam with respect to the track on the other optical recording medium is adjusted at the same time. .
[0012]
In addition, the object is to provide two light sources for emitting light having different wavelengths, a first optical system for guiding light respectively emitted from the two light sources to an information recording surface of an optical recording medium, An optical pickup device comprising: a second optical system that guides reflected light in a predetermined direction; and a light receiving unit that receives light reflected by the optical recording medium. The optical pickup device is characterized by including the above optical element.
[0013]
In the above optical pickup device of the present invention, the two light sources are arranged on the same substrate.
[0014]
Further, the object is to form a first diffraction grating formed on a front surface and a lattice constant different from a lattice constant of the first diffraction grating, and to form a first diffraction grating on a back surface at a predetermined angle with the first diffraction grating. An optical element having a second diffraction grating, which is disposed in an optical path of two lights having different wavelengths, and a diffraction direction of one of the first and second diffraction gratings. Adjusting the position of one sub-beam with respect to a track on one optical recording medium and at the same time adjusting the position of the other sub-beam with respect to a track on the other optical recording medium. Achieved by the method.
[0015]
Further, the above object is achieved by an optical reproducing apparatus including the optical pickup device of the present invention.
[0016]
Since the optical element of the present invention has diffraction gratings formed on both front and back surfaces, two optical elements are conventionally formed in two optical elements and the arrangement thereof is adjusted. Just place it inside.
[0017]
Further, in the optical pickup device and the optical element of the present invention, since the angle between the diffraction gratings formed on both the front and back surfaces is set to a predetermined value, the other diffraction grating can be adjusted simply by adjusting the arrangement of one of the diffraction gratings. The diffraction direction of the grating can be set to a predetermined direction. Therefore, the time required for adjusting the arrangement of the diffraction grating can be reduced by half. Furthermore, since the three-beam method having high adjustment sensitivity on the CD side can be used for adjusting the angle of the three beams for the DVD, which requires precision, it is advantageous for the DVD side.
[0018]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
An optical pickup device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a schematic structural view of an optical pickup device according to the present embodiment. The optical pickup device 10 according to the present embodiment can cope with different types of optical recording media such as various digital versatile disks (DVD-ROM, DVD-RAM, etc.) 1a and compact disks (CD, etc.) 1b. Has become. The optical pickup device 10 includes a two-wavelength semiconductor laser (laser diode: LD) 11, a phase difference plate 12, an optical element 13 having diffraction gratings 13a and 13b formed on both front and rear surfaces, a beam splitter 14, and a collimator lens 15. And a rising mirror (not shown), an objective lens 16, a sensor lens 17, and a photodetector (PD-IC: photodiode integrated circuit) 18.
[0019]
The two-wavelength semiconductor laser 11 includes a first light emitting unit that generates a first laser light having a relatively short wavelength and a second light emitting unit that generates a second laser light having a relatively long wavelength. A two-wavelength laser light source incorporated in a package is configured, and can generate a laser beam having a wavelength of 655 nm for DVD reproduction and a laser beam of 785 nm for CD reproduction. The light output of the two-wavelength semiconductor laser 11 is of the reproduction class (for example, 5 mW). In the two-wavelength semiconductor laser 11, a semiconductor substrate (semiconductor laser main body) is sealed in a casing (case) made of metal or the like, and each laser beam is emitted from a laser window provided in the casing. . The optical output amount of the two-wavelength semiconductor laser 11 is detected by a back monitor (not shown), and the optical output amount is automatically controlled (APC: automatic power control) by performing feedback control or the like on the power supplied to the semiconductor laser. I have.
[0020]
FIG. 2 is a diagram showing a schematic structure of a two-wavelength semiconductor laser 11 constituting a light source and a radiation characteristic of a laser light beam. FIG. 2A is a perspective view showing a schematic structure of the two-wavelength semiconductor laser, and FIG. 2) is an explanatory diagram showing the emission characteristics of the two-wavelength semiconductor laser, and FIG. 2C is a graph showing the full width at half maximum of the emission characteristics of the light beam. FIGS. 2A and 2B show only the main body of the semiconductor laser, excluding the housing for sealing the semiconductor substrate. In the two-wavelength semiconductor laser 11, a waveguide 655 nm (first waveguide) 11b and a waveguide 785nm (second waveguide) 11c are provided on a semiconductor substrate 11a made of, for example, gallium arsenide (GaAs). The light emitting points 11d and 11e are formed at intervals (for example, 110 μm), and the ends of the respective waveguides are the light emitting points 11d and 11e. Laser light having a wavelength of 655 nm is emitted from the first light emitting point (light emitting point for DVD) 11d, and laser light having a wavelength of 785 nm is emitted from the second light emitting point (light emitting point for CD) 11e. The symbol LA is the distance between the light emitting points 11d and 11e of the two light sources. In the present embodiment, the distance LA between the light emitting points 11d and 11e of the two light sources is 110 μm. Since the two-wavelength semiconductor laser 11 is manufactured by a photolithography process, the interval LA is formed with high precision and the manufacturing error is small.
[0021]
Laser light emitted from each of the light emitting points 11d and 11e is emitted to the outside of the housing from a laser window formed in the housing (not shown). The two-wavelength semiconductor laser 11 oscillates a laser beam with a wavelength of 655 nm (for DVD) in a self-excited oscillation mode, and oscillates a laser beam with a wavelength of 785 nm (for CD) in a gain-guided multimode. The two-wavelength semiconductor laser 11 may be one that oscillates laser light of each wavelength in a single mode.
[0022]
As shown in FIG. 2B, the full width at half maximum θ1 of the emission characteristic of the laser light beam having a wavelength of 655 nm (for DVD) emitted from the first light emitting point (light emitting point for DVD) 11d is equal to the second light emission. The emission characteristic of the laser beam having a wavelength of 785 nm (for CD) emitted from the point (emission point for CD) 11e is larger than the full width at half maximum angle θ2. Here, the full width at half maximum θ (θ1, θ2) of the radiation characteristic is an angle range in which the light intensity is の of the maximum value Imax, as shown in FIG. In the present embodiment, the full width at half maximum θ1 of the emission characteristic of the laser light beam having a wavelength of 655 nm (for DVD) is set to 30 to 35 degrees, and the full width at half maximum of the emission characteristic of the laser light beam having a wavelength of 785 nm (for CD) is set. The angle θ2 is set to about 25 degrees.
[0023]
The phase difference plate 12 shown in FIG. 1 is a 波長 wavelength plate, and converts a linearly polarized light beam into circularly polarized light by the phase difference plate 12. Generally, circularly polarized light is desirable for high-speed reproduction of DVDs. In the present embodiment, as the retardation plate 12, a thin glass plate to which a functional film is attached is used. The phase difference plate 12 is installed such that the optical axis is inclined at 45 degrees with respect to the polarization plane of the linearly polarized light.
[0024]
In the optical element (diffraction grating) 13, a diffraction grating 13a for DVD is formed on the surface on the side of the two-wavelength semiconductor laser 11, and a diffraction grating 13b for CD is formed on the surface on the side of the beam splitter 14. These diffraction gratings are not parallel to each other, and the diffraction direction of the diffraction grating 13a for DVD is adjusted to 2.42 degrees, and the diffraction direction of the diffraction grating 13b for CD is adjusted to 1.58 degrees. The diffraction direction is a value measured counterclockwise with reference to the track direction (tangential direction of the disk) when viewing the disk surface of the optical recording medium from the two-wavelength semiconductor laser (laser diode) 11 via the optical element 13. It is. The ratio of the amount of diffracted light at each of the diffraction gratings 13a and 13b is, for example, 1 (+ 1st-order light): 6 (0th-order light): 1 (-1st-order light) for both DVD and CD. The grating constant of the DVD diffraction grating 13a is 21.2 μm, and that of the CD diffraction grating 13b is 31.0 μm. The diffraction grating 13a for DVD has wavelength selectivity so as not to diffract light having a CD wavelength (785 nm), and the diffraction grating 13b for CD has wavelength selectivity so as not to diffract light having a DVD wavelength (655 nm). This exclusive action (wavelength selectivity) is realized by making the groove depth deeper than that of a normal diffraction grating and making the duty ratio of the grating interval (grating constant) from 0.5 to a grating shape. ing.
[0025]
The diffraction grating 13a for DVD and the diffraction grating 13b for CD are set so as to maintain a predetermined angular relationship in the grating forming plane. As described above, since the angle formed by the diffraction gratings 13a and 13b formed on the front and back surfaces is set to a predetermined value (in this example, the predetermined value = 2.42−1.58 = 0.84), the diffraction grating 13a , 13b, the diffraction direction of the other diffraction grating can be set to a predetermined direction simply by adjusting one of the diffraction directions. Therefore, the time required for adjusting the arrangement of the diffraction grating can be reduced by half.
[0026]
FIGS. 3A and 3B show a specific example of an optical element having diffraction gratings formed on both front and rear surfaces. FIG. 3A is a side sectional view, and FIG. 3B is a plan view. FIG. 3 shows the optical element 13 including the mounting portion 13c of the phase difference plate 12. The optical element 13 is manufactured by injection molding an optical plastic material. The optical element 13 has a columnar outer shape with a step, and a mounting portion 13c of the retardation plate 12 is formed on the side surface of the large diameter portion. A circular groove having a predetermined depth is formed at the center of the large diameter portion, and a diffraction grating 13a for DVD is formed on the bottom surface of the circular groove. A circular groove having a predetermined depth is formed in the center of the small diameter portion, and a diffraction grating 13b for CD is formed on the bottom surface of the circular groove. An adjustment pin hole 13d for adjusting the mounting direction of the diffraction grating is formed on the outer peripheral side surface of the large diameter portion.
[0027]
The beam splitter 14 reflects a light beam from the two-wavelength semiconductor laser 11 toward the optical recording medium and transmits reflected light from the optical recording medium to the photodetector 18, and functions as a so-called half mirror. have. FIG. 1 illustrates a cubic beam splitter 14.
[0028]
The collimator lens 15 converts the divergent light beam from the two-wavelength semiconductor laser 11 as a light source into a parallel light beam and guides it to the objective lens 16, and converts the parallel light beam from the objective lens 16 into a convergent light beam to emit light. It leads to the detector 18. In the present embodiment, a collimator lens which is a plastic injection molded product and has an aspheric surface on both sides is used.
[0029]
The rising mirror (not shown) reflects the parallel light beam from the collimator lens 15 toward the objective lens 16 and reflects the parallel light beam from the objective lens 16 toward the collimator lens 15. In the present embodiment, a flat mirror is used as the rising mirror. The bending angle (reflection angle) is 90 degrees.
[0030]
FIG. 4 is a structural view of the objective lens. FIG. 4 (a) shows a front view, and FIG. 4 (b) shows a side view. FIG. 4 (c) is a partially enlarged view of FIG. 4 (b). FIG. 4B also shows the side surfaces of the disks (optical recording media) 1a and 1b. In FIG. 4B, reference numeral Ka denotes an information recording surface of a DVD, and reference numeral Kb denotes an information recording surface of a CD. Symbol ta indicates the thickness of the DVD (ta = 0.6 mm), and symbol tb indicates the thickness of the CD (tb = 1.2 mm).
[0031]
The objective lens 16 includes a lens having a positive power and a concentric annular hologram for forming the reading spot by converging the first or second laser beam on the information recording surface of the optical recording medium. Is composed.
[0032]
In the optical pickup device 10 according to the present embodiment, a bifocal diffraction type objective lens is used as the objective lens 16. The objective lens (bifocal diffraction objective lens) 16 is made by injection molding an optical plastic material. As shown in FIG. 4B, both surfaces of the objective lens 16 are formed as aspherical surfaces. As shown in FIG. 4A, a large number of concentric annular zones 16c holographic diffraction gratings (holograms) are formed on the lens surface having a large curvature (the rising mirror side, that is, the side opposite to the optical recording medium). Have been. As shown in FIG. 4C, the concentric orbicular zone is formed in a sawtooth cross-sectional shape to improve the diffraction efficiency. As shown in FIG. 4A, the central area of the objective lens 16 is a CD / DVD dual-purpose area 16a, and the outer peripheral area thereof is a DVD-only area 16b. The objective lens 16 focuses the light beam for DVD (wavelength 655 nm) on the information recording surface Ka of the DVD 1a and focuses the light beam for CD (wavelength 785 nm) on the information recording surface Kb of the CD 1b.
[0033]
Each disc (optical recording medium) 1a, 1b protects the information recording surfaces Ka, Kb with a protective film made of polycarbonate or the like. The thickness of the protective film (approximately equivalent to the thickness of the optical recording medium) differs for each type of optical recording medium. Since the spherical aberration of the incident light changes depending on the thickness of the protective film, the amount of the spherical aberration differs depending on the type of the optical recording medium. Thus, the use of the bifocal diffraction objective lens 16 corrects differences in spherical aberration depending on the type of optical recording medium.
[0034]
The objective lens 16 is held on an actuator assembly (actuator assembly) (not shown) so as to be movable in a focus direction and a tracking direction (radial direction of the optical recording medium). The position of the objective lens 16 is controlled by the focus servo control and the tracking servo control, so that the spot of the light beam can follow the reading point on the optical recording medium.
[0035]
FIG. 5 is a diagram showing a spot arrangement of a light beam on a CD-ROM. To reproduce the signal recorded on the CD-ROM, a laser beam having a wavelength of 785 nm emitted from the light emitting point 11e for CD is used. The laser beam emitted from the light emitting point 11e for CD is incident on the optical element 13 via the phase difference plate 12, and one main beam (zero-order light) and two sub beams are emitted by the diffraction grating 13b for CD of the optical element 13. (± first order light). As a result, three light spots are formed on the CD-ROM. Here, the light spot of each sub-beam due to the ± 1st order light is formed at a position shifted by 両 側 of the track pitch of the CD-ROM on both sides of the light spot of the main beam. To realize this, the diffraction grating forming surface of the optical element 13 is rotationally adjusted so that each sub-beam irradiates a position shifted by １ ／ of the track pitch of the CD-ROM. Thus, it is possible to detect a tracking error signal by a three-beam method described later.
[0036]
FIG. 6 is a diagram showing a spot arrangement of a light beam on a DVD-RAM. In order to reproduce a signal recorded in the DVD-RAM, a laser beam having a wavelength of 655 nm emitted from the DVD light emitting point 11d is used. The laser beam emitted from the DVD light emitting point 11d is incident on the optical element 13 via the phase difference plate 12, and one main beam (zero-order light) and two sub beams are emitted by the DVD diffraction grating 13a of the optical element 13. (± first order light). As a result, three light spots are formed on the DVD-RAM. Here, the light spots of the respective sub-beams due to the ± first-order lights are formed on grooves shifted by the track pitch of the DVD-RAM on both sides of the main beam light spot on the land. This makes it possible to detect a tracking error signal by a differential push-pull method described later.
[0037]
As described above, the DVD diffraction grating 13a and the CD diffraction grating 13b of the optical element 13 are set so as to maintain a predetermined angular relationship. That is, when the optical element 13 is rotated and adjusted in the plane where the diffraction gratings 13a and 13b are formed so that the three light spots for CD reproduction are formed at the predetermined positions, the three light spots for DVD reproduction are also formed at the predetermined positions. The angle formed by the two diffraction gratings 13a and 13b is determined so as to be formed as follows. Therefore, if the direction of the optical element 13 is rotationally adjusted using a CD light source (wavelength 785 nm) so that each sub-beam is arranged at a position shifted by 1/4 pitch of the track pitch of the CD-ROM. There is no need to adjust the direction of the optical element 13 when using a DVD. Conversely, if the direction of the optical element 13 is adjusted so that each sub beam is irradiated to a position shifted by the track pitch when using a DVD, it is not necessary to adjust the direction of the optical element 13 when using a CD.
[0038]
The sensor lens 17 is an important member in the optical pickup device 10 according to the present embodiment, and the following five functions are realized by the sensor lens 17. First, the sensor lens 17 adjusts (conjugate adjustment) so that the light source (object point) and each of the light receiving portions (image points) 18a and 18b of the photodetector 18 become substantially conjugate, and adjusts the focus offset. Do. Second, astigmatism is imparted to the light beam (readout light) for focus detection by the astigmatism method. Third, it removes unwanted astigmatism generated by the beam splitter 14. Fourth, the spot on the photodetector 18 is enlarged, and the position adjustment accuracy of the photodetector 18 is relaxed to about ± 5 μm to facilitate the position adjustment of the photodetector 18. Fifth, an undesired coma generated by the beam splitter 14 is removed. By removing the inconvenient coma aberration, the quality of the DVD-RAM reproduction signal can be improved.
[0039]
7A and 7B show an example of the structure of the sensor lens 17. FIG. 7A is a front view, FIG. 7B is one side sectional view, FIG. 7C is the other side sectional view, and FIG. 7) is a cross-sectional view taken along line AA ′ of FIG. 7 (a), and FIG. 7 (e) is a cross-sectional view taken along line BB ′ of FIG. 7 (a). The sensor lens 17 has the following configuration to realize the various functions described above. As shown in FIG. 7B, the surface of the sensor lens 17 on the beam splitter 14 side is a concave lens 17b for lowering the NA (numerical aperture of the lens) on the photodetector 18 side to facilitate conjugate adjustment. I have.
[0040]
The surface of the sensor lens 17 on the light detector 18 side is a cylindrical concave lens 17a. The cylindrical concave lens 17a functions as an astigmatism generating element. The direction of the cylindrical surface of the cylindrical concave lens 17a takes into account the direction of astigmatism necessary for the astigmatism method and the direction of astigmatism necessary for astigmatism correction when the beam splitter 14 has a parallel plate shape. Is determined.
[0041]
The sensor lens 17 is made of an optical plastic by injection molding, and the position adjusting pin hole 17c and the position adjusting guide are also integrally formed.
[0042]
In general, coma aberration occurs when a transparent parallel plate, a lens, and the like are arranged obliquely with respect to the optical axis in the optical path of a focused light beam. If there is a coma aberration, the push-pull balance will be lost when a signal is reproduced by the push-pull method described later. Therefore, as shown in FIG. 7E, the lens surface of the sensor lens 17 is tilted with respect to the optical axis so as to cancel the generated coma aberration, and the coma aberration is removed.
[0043]
As shown in FIG. 1, a photodetector (PD-IC) 18 including a light receiving element includes a light receiving portion 18a for reflected light (for DVD) from DVD 1a and a light receiving portion 18b for reflected light (for CD) from CD 1b. And The symbol LB in the figure is the interval between the light receiving sections 18a and 18b. The interval LB between the light receiving portions 18a and 18b is set wider than the interval LA between the light emitting points 11d and 11e. More specifically, the interval LB between the light receiving portions 18a and 18b is about 1.1 to 1.6 times the interval LA between the light emitting points 11d and 11e. That is, β = 1.1 to 1.6 in the relationship of LA = (1 / β) · LB.
[0044]
A photodetector (PD-IC) 18 receives a main beam and a sub beam, respectively, and converts the main beam and the sub beam into current signals corresponding to the main beam and the sub beam, respectively. An arithmetic unit (IC unit) that converts a current signal generated by the unit into a voltage signal and performs a predetermined operation to generate and output various signals (reproduction signal (RF signal), focus error signal, tracking error signal, etc.) have. In the present embodiment, the light receiving section and the arithmetic section (IC section) are configured by a monolithic IC, and the monolithic IC is sealed in, for example, a 14-pin COB (chip-on-board) package.
[0045]
FIG. 8 is a diagram showing a light receiving element pattern configuration of a light receiving section of the photodetector. The photodetector (PD-IC) 18 includes a DVD light receiving unit 18a and a CD light receiving unit 18b. Reference symbol LB in FIG. 8 is the distance between the center point of the DVD light receiving unit 18a and the center point of the CD light receiving unit 18b. In the present embodiment, the interval LB is set to 152 μm. Therefore, the interval LB (152 μm) between the light receiving sections is about 1.38 times the interval LA (110 μm) between the light emitting points. In other words, β = 1.38 in the relationship of LA = (1 / β) · LB.
[0046]
The DVD light receiving section 18a includes a main beam light receiving element pattern section 18a1, a first sub beam light receiving element pattern section 18a2, and a second sub beam light receiving element pattern section 18a3. The main beam light receiving element pattern portion 18a1 has four main beam light receiving element patterns a, b, c, and d that are divided into four in a cross-shaped manner.
[0047]
The first sub-beam light-receiving element pattern section 18a2 of the DVD light-receiving section 18a has four sub-beam light-receiving element patterns e1, e2, e3, and e4 that are divided into four in a cross-shaped manner. The first sub-beam light receiving element pattern portion 18a2 is disposed slightly shifted leftward in the figure with respect to the main beam light receiving element pattern portion 18a1. The second sub-beam light-receiving element pattern portion 18a3 has four sub-beam light-receiving element patterns f1, f2, f3, and f4 that are divided into four in a cross shape. The second sub-beam light receiving element pattern portion 18a3 is disposed slightly shifted rightward in the figure with respect to the main beam light receiving element pattern portion 18a1. In the present embodiment, the division interval of each light receiving element pattern in each light receiving element pattern portion is about 4 μm.
[0048]
Further, the main beam light receiving element pattern portion 18a1 of the DVD light receiving portion 18a is arranged slightly shifted downward in the figure with respect to the main beam light receiving element pattern portion 18b1 of the CD light receiving portion 18b.
[0049]
The CD light receiving section 18b includes a main beam light receiving element pattern section 18b1, a first sub beam light receiving element pattern section 18b2, and a second sub beam light receiving element pattern section 18b3. The main beam light receiving element pattern portion 18b1 has four main beam light receiving element patterns A, B, C, and D divided into four crosses.
[0050]
The first sub-beam light-receiving element pattern section 18b2 of the CD light-receiving section 18b has sub-beam light-receiving element patterns E1 and E2 that are divided into two parts in the vertical direction in the figure. The area of the sub beam light receiving element pattern E1 on the side closer to the main beam light receiving element pattern portion 18b1 is set larger than the area of the sub beam light receiving element pattern E2 on the far side. The first sub-beam light receiving element pattern portion 18b2 is disposed slightly shifted leftward in the figure with respect to the main beam light receiving element pattern portion 18b1.
[0051]
The second sub-beam light-receiving element pattern portion 18b3 of the CD light-receiving section 18b has each of the sub-beam light-receiving element patterns F1 and F2 divided into two parts in the vertical direction in the figure. The area of the sub beam light receiving element pattern F2 on the side closer to the main beam light receiving element pattern portion 18b1 is set larger than the area of the sub beam light receiving element pattern F2 on the far side. The second sub-beam light receiving element pattern portion 18b3 is arranged slightly shifted rightward in the figure with respect to the main beam light receiving element pattern portion 18b1. In the present embodiment, the division interval of each light receiving element pattern in each light receiving element pattern portion is about 4 μm.
[0052]
FIG. 9 is an explanatory diagram of an operation mode of the photodetector (PD-IC). FIG. 9 shows the types of optical recording media (discs) (DVD-ROM, DVD-RAM, CD-ROM, and CD-RW), light-receiving elements used for reproduction, focus error detection method and tracking error detection method. Is shown in a table format. Note that FIG. 9 shows a light receiving element used for reproduction by adding a circle representing a light beam spot.
[0053]
When reproducing a DVD-ROM, only the main beam light receiving element patterns a, b, c and d of the light receiving section for DVD are used. Focus error detection (FES) is performed using an astigmatism method. Assuming that the outputs of the respective light receiving element patterns a, b, c and d are Va, Vb, Vc and Vd, the focus error detection output FES by the astigmatism method is expressed by the following equation.
FES = (Va + Vc)-(Vb + Vd)
[0054]
When reproducing a DVD-ROM, tracking error detection (RES) is performed using a phase difference method. The phase difference method detects a tracking error by utilizing that when a track shift occurs, phase modulation can be detected in addition to amplitude modulation by pits. In the case where only a DVD-ROM is reproduced, the optical element 13 having the diffraction gratings 13a and 13b formed on both front and rear surfaces is unnecessary because the sub beam is unnecessary.
[0055]
When reproducing the DVD-RAM, all the light receiving element patterns of the light receiving section for DVD are used. Focus error detection (FES) is performed using a differential astigmatism method. In a DVD-RAM, lands and grooves formed on the disk surface have the same width, and a groove crossing noise is generated by a normal astigmatism method. Since the groove crossing noise has an opposite phase between the main beam and the sub beam, the groove crossing noise can be removed by adding the detection output by the main beam and the detection output by the sub beam. Therefore, astigmatism detection is performed using both the main beam and the sub beam. Assuming that outputs of the respective light receiving element patterns a to d, e1 to e4, f1 to f4 are Va to Vd, Ve1 to Ve4, and Vf1 to Vf4, respectively, a focus error detection output DAD-FES by a differential astigmatism method (DAD). Is represented by the following equation. In the following equation, k is a coefficient.
DAD-FES = {(Va + Vc)-(Vb + Vd)} + k {(Vf1 + Vf3 + Ve1 + Ve3)-(Vf2 + Vf4 + Ve2 + Ve4)}
[0056]
When reproducing the DVD-RAM, the tracking error (RES) is detected using the differential push-pull method. Since the DVD-RAM has a land-groove structure, the three-beam method cannot be applied. In addition, the DVD-RAM needs push-pull output to reproduce address information (CAPA) recorded by staggered emboss pits. On the other hand, in the simple push-pull method, since the tracking error is detected only by the main beam, the adjustment is simple, but the radial shift characteristic is poor. In the differential push-pull method (DPP), even when the push-pull output of the main beam and the push-pull output of the sub-beam cause an offset due to a shift in the radial direction, the push-pull output waveform of the sub-beam is inverted up and down to have the same phase. By adding the signals, a good tracking error output with improved radial shift characteristics can be obtained. In the differential push-pull method (DPP), a precondition is that each sub beam is shifted from the main beam by one track pitch.
[0057]
When reproducing a CD-ROM and a CD-RW, the light receiving element patterns A, B, C, D, E1, E2, F1, and F2 of the light receiving section for CD are used. Focus error detection (FES) is performed using an astigmatism method. Assuming that outputs of the respective light receiving element patterns A, B, C and D are VA, VB, VC and VD, a focus error detection output FES by the astigmatism method is expressed by the following equation.
FES = (VA + VC)-(VB + VD)
[0058]
When reproducing a CD-ROM and a CD-RW, tracking error detection (RES) is performed using a three-beam method. The three-beam method is widely used as a tracking detection method for a CD (compact disk). Each sub beam is arranged so as to be shifted from the main track by １ ／ of the track pitch. Assuming that the outputs of the light receiving element patterns E1, E2, F1, and F2 are VE1, VE2, VF1, and VF2, respectively, the tracking error detection output (RES) by the three-beam method is expressed by the following equation.
FES = (VE1 + VE2)-(VF1 + VF2)
[0059]
In the three-beam method, the light-receiving element pattern portion of the first sub-beam does not have to be divided into the sub-beam light-receiving element patterns E1 and E2. It is not necessary to divide into two patterns F1 and F2.
[0060]
FIG. 10 is an explanatory diagram of astigmatism used in the astigmatism method. In FIG. 10, the illustration of the beam splitter 14 provided between the collimator lens 15 and the sensor lens 17 is omitted. When the astigmatic difference amount α is set to be small, the range for detecting the defocus on the optical recording medium (optical disk) becomes narrow, and the operation of the focus servo control tends to become unstable. If the astigmatic difference amount α is set to be large, it is necessary to increase the size of the light receiving element, and it is not possible to arrange the light receiving sections separately.
[0061]
As described above, the optical pickup device 10 according to the present embodiment uses the astigmatism method for detecting the focus error signal (focus error signal). The photodetector includes a first light receiving unit corresponding to a first light emitting unit that generates a first laser light having a relatively short wavelength, and a second light emitting unit that generates a second laser light having a relatively long wavelength. And a second light receiving unit corresponding to the two light emitting units. The value of the astigmatic difference on the first light receiving unit or the second light receiving unit used in the astigmatism method is α, and the distance between the first light receiving unit and the second light receiving unit is α. Is LB, the light receiving unit interval LB is in the range of 4 to 7 times the square root of the astigmatic difference α (4α 1/2 <LB <7α 1/2 ). By setting the relationship between the light receiving unit interval LB and the astigmatic difference amount α in the above range, a focus error (focus error) can be accurately detected.
[0062]
FIG. 11 is a diagram showing the working distance between the objective lens and the optical recording medium. FIG. 11A shows the relationship between the optical recording medium (DVD) 1a reproduced by using a laser beam having a short wavelength and the objective lens 16. FIG. 11B shows a working distance D2 between the optical recording medium (CD) 1b to be reproduced using a long-wavelength laser beam and the objective lens 16. FIG.
[0063]
In the optical pickup device 10 according to the present embodiment, when reproducing the first optical recording medium (DVD) 1a having a thin protective layer and a high information recording density by using the first laser light having a relatively short wavelength. The distance (working distance) D1 between the objective lens 16 and the first optical recording medium 1a is changed by using a second laser beam having a relatively long wavelength to form a second optical recording having a thick protective layer and a low information recording density. The distance (working distance) D2 between the objective lens 16 and the second optical recording medium 1b when reproducing the medium (CD) 1b is set to be larger. The working distances D1 and D2 are distances (intervals) from the top surface of the objective lens 16 on the optical recording medium side to the surface of the optical recording medium facing the objective lens 16.
[0064]
FIG. 11 shows an example in which the optical recording media 1a and 1b are arranged such that the distance between the information recording surfaces of the optical recording media 1a and 1b and the objective lens 16 is equal, but FIG. As shown, each of the optical recording media 1a and 1b may be arranged such that the distance between the information recording surface and the objective lens 16 differs for each of the optical recording media 1a and 1b.
[0065]
As shown in FIG. 1, a linearly polarized light beam (laser light) emitted from a two-wavelength semiconductor laser 11 is converted into circularly polarized light by a phase difference plate 12, and then enters diffraction gratings 13a and 13b for tracking. The two sub beams (+1 order light, −1 order light) and the main beam (0 order light) for RF detection and focusing are incident on the beam splitter 14. The light of approximately half the amount of the main beam and each of the sub-beams incident on the beam splitter 14 is reflected by the beam splitter 14, the traveling direction is bent by 90 degrees, and exits toward the collimator lens 15. The light beam incident on the collimator lens 15 is a divergent ray bundle.
[0066]
The collimator lens 15 converts a light beam (divergent light beam) incident from the beam splitter 14 into a parallel light beam. The traveling direction of the light beam (parallel ray bundle) emitted from the collimator lens 15 is substantially perpendicular to the disk surface (recording surface) of the optical recording medium (each of the disks 1a and 1b) by a rising mirror (not shown). Then, the light is incident on the objective lens 16 and is converged as a convergent light beam on the information recording surfaces of the optical recording media 1a and 1b.
[0067]
The light reflected by each of the disks (optical recording media) 1a and 1b reaches the beam splitter 14 in the order of the objective lens 16, the not-shown rising mirror, and the collimator lens 15, and the light of about half the amount of the beam splitter 14 is transmitted. The light transmitted through the beam splitter 14 reaches a photodetector (PD-IC) 18 via a sensor lens 17 and is converted into an electric signal by the photodetector (PD-IC) 18.
[0068]
In the present embodiment, an optical system that guides a light beam emitted from a light source 11 to an optical recording medium includes a phase difference plate 12, an optical element 13 having diffraction gratings 13a and 13b formed on both front and rear surfaces, a beam splitter 14, and a collimator lens. 15, a rising mirror (not shown) and an objective lens 16. The optical system that guides the light beam reflected by the optical recording medium to the light receiving element 18 includes an objective lens 16, a rising mirror (not shown), a collimator lens 15, a beam splitter 14, and a sensor lens 17. The beam splitter 14, collimator lens 15, rising mirror (not shown), and objective lens 16 form a common part (common optical path) for the two optical systems. The phase difference plate 12 and the optical element 13 having the diffraction gratings 13a and 13b formed on both front and rear surfaces are dedicated to light projection and are not shared. Further, an optical path (optical system) from the beam splitter 14 to the photodetector (PD-IC) 18 is dedicated to light reception and is also a non-shared part. The optical pickup device 10 according to the present embodiment is reflected by the optical recording medium on the optical path of the optical system dedicated to light reception (specifically, the optical path from the beam splitter 14 to the photodetector 18) in the non-shared portion. A sensor lens 17 is provided as a reflected light focus position adjusting unit for optically adjusting the focus position of the reflected light beam.
[0069]
Further, a sensor lens 17 interposed between the beam splitter 14 and the photodetector (PD-IC) 18 (in other words, provided at a stage preceding the photodetector (PD-IC) 18) is provided with an optical recording medium. Astigmatism is generated in the reflected light (readout light) from the light source, and the reflected light (readout light) is enlarged at a predetermined optical system magnification to form an image on each of the light receiving units 18a and 18b. The sensor lens 17 constituting the reflected light focusing position adjustment unit may be constituted by a hologram or the like that generates a lens function having a negative refractive index.
[0070]
Further, the sensor lens 17 is mounted in an optical pickup housing (not shown) so as to be movable in the optical axis direction. Then, by moving the sensor lens 17 in the optical axis direction, an adjustment mechanism for realizing a conjugate relationship between the two-wavelength laser light source (each light emitting point 11d, 11e) and the light receiving element (each light receiving unit 18a, 18b) is configured. After the position of the sensor lens 17 is adjusted so that the reflected light (reading light) from the optical recording medium is focused on the light receiving portions 18a and 18b of the photodetector 18, the sensor lens 17 is provided with an adhesive or the like. And is adhesively fixed in an optical pickup housing (not shown).
[0071]
By adjusting the position of the sensor lens 17 in the optical axis direction, the magnification of the optical system when reproducing the signal recorded on the optical recording medium changes, but the signal recorded on the optical recording medium using one light source is changed. Is the same as the optical system magnification when reproducing a signal recorded on an optical recording medium using the other light source. That is, the optical system magnification when reproducing the DVD 1a using the first light source (wavelength 655 nm) and the optical system magnification when reproducing the compact disc 1b using the second light source (wavelength 785 nm) have the same value. is there.
[0072]
As described above, the optical pickup device 10 according to the present embodiment includes a light source that emits a plurality of lights having different wavelengths corresponding to different types of optical recording media, and a plurality of light receiving units corresponding to the respective optical recording media. Since the distance LB between the light receiving sections is made larger than the distance LA between the light emitting points, and the sensor lens 17 is provided in front of the photodetector (PD-IC) 18 constituting the light receiving section, By adjusting the position of the sensor lens 17 in the optical axis direction, conjugate adjustment between the light source and the light receiving element can be easily performed. As a result, a focus offset occurs in which the light is focused on the optical recording medium but is not focused on the light receiving unit, or conversely, a focus offset is generated in which the light is focused on the light receiving unit but not focused on the optical recording medium. Can be eliminated. Therefore, it is possible to provide an optical pickup device in which the dimensional accuracy of the housing or the like is relaxed to the level of a general tolerance and good reproduction signal quality can be ensured even if the assembly accuracy is relaxed. Therefore, by configuring an optical reproducing device using the optical pickup device 10 according to the present embodiment, an optical reproducing device corresponding to different types of optical recording media can be economically provided.
[0073]
The optical pickup device 10 according to the present invention includes the optical element 13 in which the diffraction gratings 13a and 13b are formed on the front and back surfaces, and thus uses the conventional two optical elements (two diffraction gratings). Can be reduced to one. Furthermore, since the angle formed by each of the diffraction gratings 13a and 13b formed on both the front and back surfaces is set to a predetermined value, by adjusting the orientation of one of the gratings, the orientation of the other grating is set to a preferred direction. Therefore, the time required for adjusting the diffraction gratings 13a and 13b can be reduced by half.
[0074]
FIG. 12 shows a schematic configuration of an optical reproducing device 50 equipped with the optical pickup device 10 according to the present embodiment. The optical reproducing device 50 includes a spindle motor 52 for rotating the optical recording medium 100 as shown in FIG. 12, an optical pickup device 10 for irradiating the optical recording medium 100 with a laser beam and receiving its reflected light, A controller 54 for controlling the operation of the motor 52 and the optical pickup device 10, a laser drive circuit 55 for supplying a laser drive signal to the optical pickup device 10, and a lens drive circuit 56 for supplying a lens drive signal to the optical pickup device 10 Have.
[0075]
The controller 54 includes a focus servo tracking circuit 57, a tracking servo tracking circuit 58, and a laser control circuit 59. When the focus servo tracking circuit 57 is activated, the recording surface of the rotating optical recording medium 100 is in focus, and when the tracking servo tracking circuit 58 is activated, the eccentric signal of the optical recording medium 100 is output. The laser beam spot automatically follows the track. The focus servo tracking circuit 57 and the tracking servo tracking circuit 58 are provided with an auto gain control function for automatically adjusting the focus gain and an auto gain control function for automatically adjusting the tracking gain. The laser control circuit 59 is a circuit that generates a laser drive signal supplied by the laser drive circuit 55, and generates an appropriate laser drive signal to keep the reproduction output constant.
[0076]
The focus servo tracking circuit 57, the tracking servo tracking circuit 58, and the laser control circuit 59 need not be circuits incorporated in the controller 54, and may be separate components from the controller 54. Furthermore, these need not be physical circuits, but may be software executed in the controller 54. The optical reproducing apparatus 50 may be included in an optical recording / reproducing apparatus having a recording function, or may be a reproduction-only apparatus having no recording function.
[0077]
FIG. 13 is a schematic structural view of another optical pickup device according to the present embodiment. The optical pickup device 20 shown in FIG. 13 sets the optical axis of the light beam emitted from the two-wavelength semiconductor laser 21 in a direction orthogonal to the optical axis of the reflected light from the objective lens 26 to the photodetector (PD-IC) 28. By tilting the optical pickup device 20 at a predetermined angle, the size of the optical pickup device 20 in the width direction (direction perpendicular to the optical axis of the reflected light) is reduced, and the optical pickup device 20 is further downsized.
[0078]
The configuration and operation of the optical pickup device 20 are basically the same as those of the optical pickup device 10 shown in FIG. In FIG. 13, in order to prevent the laser light emitted from the two-wavelength semiconductor laser 21 from being reflected by the phase difference plate 22 and partly returning to the laser 21, the phase difference plate 22 is arranged at an angle. The symbol LA is the distance between the first light emitting point 21d and the second light emitting point 21e. Symbol LB is an interval between each light receiving unit.
[0079]
In this optical pickup device 20, a parallel plate-shaped base material is used as the beam splitter 24. A half mirror film is formed on one surface (the surface on the two-wavelength semiconductor laser 21 side) 24a of the beam splitter 24. Further, a harmful anti-reflection film is formed on the other surface (the surface on the photodetector 28 side) 24b of the beam splitter 24.
[0080]
The light beam emitted from the two-wavelength semiconductor laser 21 is applied to one surface 24a of the beam splitter 24 via an optical element 23 on which a phase difference plate 22, a diffraction grating 23a for DVD and a diffraction grating 23b for CD are formed. The light enters and partly reflects from the beam splitter 24. The light beam reflected by the beam splitter 24 is converted into a parallel light beam by a collimator lens 25, bent by a rising mirror (not shown) in a direction perpendicular to the plane of the drawing, and focused by an objective lens (dual focal point diffraction type objective lens) 26. Then, the light is irradiated as a light spot on the information recording surface of an optical recording medium (not shown).
[0081]
The reflected light beam reflected by the optical recording medium (not shown) reaches a beam splitter 24 via an objective lens 26, a rising mirror (not shown), and a collimator lens 25, and a part of the light beam passes through the beam splitter 24. The reflected light beam transmitted through the beam splitter 24 is incident on each light receiving portion 28a, 28b of a photodetector (PD-IC) 28 via a sensor lens 27, and the intensity of the reflected light beam is detected by each light receiving portion 28a, 28b. Is done.
[0082]
By adjusting the position of the sensor lens 27 in the optical axis direction, a reflected light beam having a wavelength corresponding to each light receiving unit can be focused on each of the light receiving units 28a and 28b. Thereby, conjugate adjustment of the light source and the light receiving element is performed. Since the occurrence of the focus offset is eliminated, signals recorded on any of the different types of optical recording media can be favorably reproduced.
[0083]
By setting the distance LB between the light receiving portions to be about 1.1 to 1.6 times the distance LA between the light emitting points, the light source-light receiving element can be formed without increasing the overall size of the optical pickup device 20 so much. Can be easily adjusted. That is, conjugate adjustment can be performed without requiring high accuracy for the position adjustment of the sensor lens 27. Therefore, even when the position of the sensor lens 27 is automatically adjusted, high position control accuracy is not required, and a conjugate automatic adjustment device, a conjugate adjustment jig, and the like can be economically realized.
[0084]
In the above embodiment, the two-wavelength semiconductor laser stored in one package is used as a light source, but the present invention is not limited to this. For example, the present invention can be applied to a set of two wavelengths in an optical pickup device including a semiconductor laser that emits light of three or more wavelengths in one package and provided with a light source.
[0085]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, since the diffraction gratings are formed on both the front and back surfaces of the optical element, it is possible to use one optical element instead of two conventional optical elements. In addition, since the angles formed by the diffraction gratings formed on both the front and back surfaces are set to a predetermined value, by adjusting the orientation of one of the gratings, the orientation of the other grating is set to a preferred direction. Therefore, the time required for adjusting the diffraction grating can be reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic structural view of an optical pickup device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a perspective view showing a schematic structure of a two-wavelength semiconductor laser (laser diode) constituting a light source.
FIGS. 3A and 3B are diagrams showing a specific example of an optical element having diffraction gratings formed on both front and rear surfaces, where FIG. 3A is a side sectional view and FIG. 3B is a plan view.
4 is a structural view of the objective lens, FIG. 3 (a) is a front view, and FIG. 3 (b) is a side view.
FIG. 5 is a diagram showing a spot arrangement of a light beam on a CD-ROM.
FIG. 6 is a diagram showing a spot arrangement of a light beam on a DVD-RAM.
7 (a) is a front view, FIG. 7 (b) is one side sectional view, FIG. 7 (c) is another side sectional view, FIG. 7 (d). 7A is a sectional view taken along the line AA ′ of FIG. 7A, and FIG. 7E is a sectional view taken along the line BB ′ of FIG.
FIG. 8 is a diagram showing a light receiving element pattern configuration of a light receiving section of the photodetector.
FIG. 9 is an explanatory diagram of an operation mode of a photodetector (PD-IC).
FIG. 10 is an explanatory diagram of astigmatism used in the astigmatism method.
FIG. 11 is a diagram showing a working distance between an objective lens and an optical recording medium. FIG. 11 (a) shows a relationship between an optical recording medium (DVD) reproduced using a laser beam having a short wavelength and the objective lens. FIG. 11B is a diagram showing a working distance between an objective lens 16 and an optical recording medium (CD) to be reproduced by using a laser beam having a long wavelength.
FIG. 12 is a diagram showing a schematic configuration of an optical reproducing apparatus equipped with an optical pickup device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 13 is a schematic structural view of another optical pickup device according to an embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
1a Digital Versatile Disc (DVD)
1b Compact disc (CD)
10,20 Optical pickup device
11,21 two-wavelength semiconductor laser (light source)
11d, 11e, 21d, 21e Light emitting point
12,22 Phase difference plate
13,23 Optical element
13a, 23a Diffraction grating for DVD
13b, 23b Diffraction grating for CD
14,24 beam splitter
15, 25 Collimator lens
16, 26 objective lens (dual focal diffraction type objective lens)
17, 27 sensor lens (reflected light focusing position adjusting means, lens having negative refractive index)
17a cylindrical concave lens
17b concave lens
17c Position adjustment pin hole
18, 28 Photodetector (PD-IC)
18a, 28a Light receiving section for CD
18b, 28b Photodetector for DVD
18a1, 18b1 Main beam light receiving element pattern section
18a2, 18a3, 18b2, 18b3 Sub beam light receiving element pattern section
50 Optical regeneration device
52 spindle motor
54 Controller
55 Laser drive circuit
56 Lens drive circuit
57 Focus servo tracking circuit
58 Tracking servo tracking circuit
59 Laser control circuit
100 Optical recording medium
D1, D2 working distance
LA Emission point spacing
LB Light receiving unit spacing
α astigmatic difference (astigmatic amount)
θ1, θ2 Full width at half maximum angle

Claims (10)

波長の異なる２つの光の光路中に配置する光学素子であって、
表面に形成された第１の回折格子と、
裏面に形成された第２の回折格子と
を有することを特徴とする光学素子。An optical element arranged in an optical path of two lights having different wavelengths,
A first diffraction grating formed on the surface;
An optical element comprising: a second diffraction grating formed on a back surface. 請求項１記載の光学素子であって、
前記第１及び第２の回折格子は、互いに異なる格子定数を有していること
を特徴とする光学素子。The optical element according to claim 1,
An optical element, wherein the first and second diffraction gratings have different grating constants from each other. 請求項２記載の光学素子であって、
前記第１の回折格子は、前記波長の一方に対応した格子定数を有し、
前記第２の回折格子は、前記波長の他方に対応した格子定数を有していることを特徴とする光学素子。The optical element according to claim 2,
The first diffraction grating has a lattice constant corresponding to one of the wavelengths,
The optical element, wherein the second diffraction grating has a lattice constant corresponding to the other of the wavelengths. 請求項３記載の光学素子であって、
前記第１の回折格子は、前記２つの光のうちＤＶＤ系光記録媒体に記録された情報の再生に適した波長の光から前記ＤＶＤ系光記録媒体でのトラッキング制御及びフォーカス制御の少なくとも一方に用いるサブビームを生成し、
前記第２の回折格子は、前記２つの光のうちＣＤ系光記録媒体に記録された情報の再生に適した波長の光から前記ＣＤ系光記録媒体でのトラッキング制御用のサブビームを生成すること
を特徴とする光学素子。The optical element according to claim 3, wherein
The first diffraction grating converts at least one of tracking control and focus control in the DVD-based optical recording medium from light having a wavelength suitable for reproducing information recorded on the DVD-based optical recording medium among the two lights. Generate the sub-beams to use,
The second diffraction grating generates a sub-beam for tracking control in the CD-based optical recording medium from light having a wavelength suitable for reproducing information recorded on a CD-based optical recording medium, of the two lights. An optical element characterized by the above-mentioned. 請求項１乃至４のいずれか１項に記載の光学素子であって、
前記第１及び第２の回折格子は、互いに平行でないこと
を特徴とする光学素子。The optical element according to claim 1, wherein:
An optical element, wherein the first and second diffraction gratings are not parallel to each other. 請求項５記載の光学素子であって、
前記第１及び第２の回折格子のいずれか一方の回折格子の回折方向を調整して、一方の光記録媒体上のトラックに対する一方のサブビームの位置を調整すると、同時に他方の光記録媒体上のトラックに対する他方のサブビームの位置も調整されるように前記第１の回折格子と前記第２の回折格子とのなす角度が設定されていること
を特徴とする光学素子。The optical element according to claim 5, wherein
By adjusting the diffraction direction of one of the first and second diffraction gratings to adjust the position of one of the sub-beams relative to the track on one of the optical recording media, simultaneously adjusting the position on the other optical recording medium An optical element, wherein an angle between the first diffraction grating and the second diffraction grating is set so that the position of the other sub-beam with respect to a track is also adjusted. 波長の異なる光を射出する２つの光源と、前記２つの光源からそれぞれ射出された光を光記録媒体の情報記録面に導く第１の光学系と、前記光記録媒体で反射した光を所定方向に導く第２の光学系と、前記光記録媒体で反射した光を受光する受光部とを備えた光ピックアップ装置であって、
前記第１の光学系は、請求項１乃至６のいずれか１項に記載の光学素子を含むこと
を特徴とする光ピックアップ装置。Two light sources for emitting light having different wavelengths, a first optical system for guiding the light respectively emitted from the two light sources to an information recording surface of an optical recording medium, and a light beam reflected by the optical recording medium in a predetermined direction. An optical pickup device comprising: a second optical system that guides light; and a light receiving unit that receives light reflected by the optical recording medium,
An optical pickup device, wherein the first optical system includes the optical element according to any one of claims 1 to 6. 請求項７記載の光ピックアップ装置であって、
前記２つの光源は、同一基板上に配置されていること
を特徴とする光ピックアップ装置。The optical pickup device according to claim 7, wherein
The optical pickup device, wherein the two light sources are arranged on the same substrate. 表面に形成された第１の回折格子と、前記第１の回折格子の格子定数と異なる格子定数を持ち、前記第１の回折格子と所定角度をなして裏面に形成された第２の回折格子とを有する光学素子の調整方法であって、
波長の異なる２つの光の光路中に配置し、
前記第１及び第２の回折格子のいずれか一方の回折格子の回折方向を調整して、一方の光記録媒体上のトラックに対する一方のサブビームの位置を調整すると同時に、他方の光記録媒体上のトラックに対する他方のサブビームの位置を調整すること
を特徴とする光学素子の調整方法。A first diffraction grating formed on the front surface and a second diffraction grating having a lattice constant different from the lattice constant of the first diffraction grating and forming a predetermined angle with the first diffraction grating and formed on the back surface An optical element adjusting method comprising:
Placed in the optical path of two lights with different wavelengths,
The position of one sub-beam with respect to the track on one optical recording medium is adjusted by adjusting the diffraction direction of one of the first and second diffraction gratings, and at the same time, on the other optical recording medium. A method for adjusting an optical element, comprising adjusting a position of another sub beam with respect to a track. 請求項７又は８に記載の光ピックアップ装置を備えることを特徴とする光再生装置。An optical reproducing apparatus comprising the optical pickup device according to claim 7.
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