JP2006018937A - Optical pickup device - Google Patents

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Hideki Yoshinaka
秀樹 吉中
Tomohiro Matsuo
友裕 松尾
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Panasonic Holdings Corp
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a compact, thin and low-cost optical pickup device having good environmental change resistance characteristics such as a temperature change even in using a short wavelength laser including a blue laser. <P>SOLUTION: This device is provided with an optical path conversion means arranged in a photodetection optical system to convert a light advancing direction for each of at least four areas divided by a line for dividing the inner and outer sides of a reflected light from an optical recording medium around an optical axis and a straight line including the optical axis, and a photodetecting means arranged in the photodetection optical system and provided with at least four photodetection parts arranged along a straight line parallel to the straight line including the optical axis for dividing the optical path conversion means. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、DVD等の高密度記録ディスク、コンパクトディスク等の光ディスクにおける記録再生に使用される光ピックアップ装置に関するものである。   The present invention relates to an optical pickup device used for recording / reproduction on a high-density recording disk such as a DVD or an optical disk such as a compact disk.

光ディスク装置において従来、赤外レーザーや赤色レーザーなどの長波長レーザーを出射するレーザーダイオードを用いられていたが、最近では、ブルーレーザーを用いて、上記各レーザーを用いた場合よりも高密度記録を行うようになってきた。このような高密度記録に関する技術が、以下の特許文献において開示されている。
特開平11−224436号公報 特開2000−123394号公報 特開平10−334494号公報
Conventionally, laser diodes that emit long-wavelength lasers such as infrared lasers and red lasers have been used in optical disk devices, but recently, blue lasers have been used for higher density recording than when using the above lasers. Has come to do. Techniques relating to such high-density recording are disclosed in the following patent documents.
JP 11-224436 A JP 2000-123394 A JP-A-10-334494

しかしながら、ノートブックパソコン等の電子機器に組み込まれる比較的、薄型で小型の光ディスクドライブ装置においては、特に高性能な温度変化等に対する耐環境特性が要求され、かつ高密度に記録再生するための光学系は波長が短く、NAが大きいため球面収差が従来の光ディスク記録再生光学系よりも大きい。そのためそれを抑制するための手段が別途必要となり、小型化する上での大きな課題となっていた。   However, a relatively thin and small optical disk drive device incorporated in an electronic device such as a notebook personal computer is required to have particularly high performance environment resistance against temperature changes and the like, and an optical device for recording and reproducing at high density. Since the system has a short wavelength and a large NA, the spherical aberration is larger than that of the conventional optical disc recording / reproducing optical system. Therefore, a means for suppressing it is required separately, which is a big problem in miniaturization.

本発明は、前記の課題を解決するもので、ブルーレーザーを含む短波長レーザーを用いる場合であっても、小型、薄型で温度変化等の耐環境変化特性も良くコストの安い光ピックアップ装置を提供することを目的としている。   The present invention solves the above-described problems, and provides a low-cost optical pickup device that is compact and thin, has good resistance to environmental changes such as temperature changes, and is inexpensive even when using a short wavelength laser including a blue laser. The purpose is to do.

本発明は、上記の課題を解決するためになされたもので、光記録媒体へ光ビームを集光する集光光学系と、光記録媒体からの反射光を検出する光検出光学系を有する光ピックアップ装置であって、前記光検出光学系に配置された、光軸を中心として光記録媒体からの反射光の内側と外側を分ける線、及び光軸を含む直線で分割される少なくとも4つの領域毎に光進行方向を変換する光路変換手段を有し、前記光検出光学系に配置された、前記光路変換手段を分割する光軸を含む直線と平行な直線に沿って配置された4つの受光部を備えた受光手段を有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 has been made to solve the above-described problems, and is a light having a condensing optical system for condensing a light beam onto an optical recording medium and a light detection optical system for detecting reflected light from the optical recording medium. A pickup device, which is arranged in the optical detection optical system, and has at least four regions divided by a line dividing the inner side and the outer side of the reflected light from the optical recording medium around the optical axis, and a straight line including the optical axis Each of the four light receiving units arranged along a straight line parallel to a straight line including an optical axis that divides the optical path changing unit is arranged in the photodetecting optical system. An optical pickup device having a light receiving means having a section.

本発明によると、球面収差検出を含む検出光学系の集積化が容易となり、かつ温度変化等に対する耐環境特性に優れた、安価で小型、薄型の光ピックアップ装置を実現することができる。   According to the present invention, it is easy to integrate a detection optical system including spherical aberration detection, and it is possible to realize an inexpensive, small, and thin optical pickup device that is excellent in environmental resistance against temperature change and the like.

また、受光素子を回転調整することにより、受光素子、または発光点を光軸方向に位置調整することなく、容易にデフォーカス調整可能であるため集積光学部材の作成が容易で、球面収差制御が可能であるため高NA、短波長による高密度記録を実現できる。更に、波長変動に対しても安定的にフォーカス、及び球面収差制御を行うことができる。従って、小型、安価で使用環境の変化に対しても安定的に性能を確保できる光ピックアップ装置を提供することができる。   In addition, by adjusting the rotation of the light receiving element, it is possible to easily adjust the defocus without adjusting the position of the light receiving element or the light emitting point in the optical axis direction. Therefore, high density recording with high NA and short wavelength can be realized. Furthermore, focus and spherical aberration control can be performed stably even with respect to wavelength fluctuations. Accordingly, it is possible to provide an optical pickup device that is small in size and inexpensive and that can stably ensure performance even when the usage environment changes.

本願の第1の発明は、光記録媒体へ光ビームを集光する集光光学系と、光記録媒体からの反射光を検出する光検出光学系を有する光ピックアップ装置であって、前記光検出光学系に配置された、光軸を中心として光記録媒体からの反射光の内側と外側を分ける線、及び光軸を含む直線で分割される少なくとも4つの領域毎に光進行方向を変換する光路変換手段を有し、前記光検出光学系に配置された、前記光路変換手段を分割する光軸を含む直線と平行な直線に沿って配置された4つの受光部を備えた受光手段を有することを特徴とする光ピックアップ装置であり、光記録媒体からの反射光を光軸に対して内側と外側でそれぞれ独立に外乱に強いフォーカス制御信号、及び球面収差制御信号を検出することが可能となるため小型薄型かつ高信頼性の光ピックアップ装置を提供することができる。   A first invention of the present application is an optical pickup device having a condensing optical system for condensing a light beam onto an optical recording medium and a light detection optical system for detecting reflected light from the optical recording medium, wherein the light detection An optical path arranged in the optical system for converting the light traveling direction for each of at least four areas divided by a line dividing the inner side and the outer side of the reflected light from the optical recording medium around the optical axis and a straight line including the optical axis. A light-receiving unit having four light-receiving units arranged along a straight line parallel to a straight line including an optical axis that divides the optical path changing unit, the light-receiving optical system having a conversion unit; An optical pickup device characterized in that the focus control signal and the spherical aberration control signal that are resistant to disturbance can be detected independently of the reflected light from the optical recording medium inside and outside the optical axis. Small, thin and high reliability It is possible to provide a gender of the optical pickup device.

本願の第2の発明は、前記受光手段の受光部は前記光路変換手段の光軸を含む直線の分割線に平行な分割線で各々分割された2つの受光素子で構成され、前記受光部は少なくとも8つの前記受光素子により構成されたことを特徴とする光ピックアップ装置であり、組み立て調整が容易な複合素子を実現することができるため、小型で安価な光ピックアップ装置を提供することができる。   According to a second aspect of the present invention, the light receiving unit of the light receiving unit includes two light receiving elements each divided by a dividing line parallel to a straight dividing line including the optical axis of the optical path changing unit, and the light receiving unit includes: Since the optical pickup apparatus includes at least eight light receiving elements, and a composite element that can be easily assembled and adjusted can be realized, a small and inexpensive optical pickup apparatus can be provided.

本願の第3の発明は、前記光路変換手段は、光記録媒体からの反射光の内側の一方の領域の光は前記受光手段の受光部のうち最も端の受光部である第1受光部の分割線上に集光し、光記録媒体からの反射光の外側の同じ一方の領域の光は前記第1受光部の隣の受光部である第2受光部の分割線上に集光し、光記録媒体からの反射光の内側の他方の領域の光は前記第2受光部の隣の受光部である第3受光部の分割線上に集光し、光記録媒体からの反射光の外側の他方の光は前記第3受光部の隣の受光部である第4受光部の分割線上に集光させるように光路を変更することを特徴とする光ピックアップ装置であり、組み立て調整が容易な複合素子を実現することができるため、小型で安価な光ピックアップ装置を提供することができる。   According to a third invention of the present application, the light path changing means is configured such that the light in one area inside the reflected light from the optical recording medium is the light receiving part of the first light receiving part which is the end light receiving part of the light receiving means. The light in the same region outside the reflected light from the optical recording medium is condensed on the dividing line, and is condensed on the dividing line of the second light receiving unit which is the light receiving unit adjacent to the first light receiving unit. The light in the other region inside the reflected light from the medium is condensed on the dividing line of the third light receiving unit which is the light receiving unit adjacent to the second light receiving unit, and the other light outside the reflected light from the optical recording medium is collected. An optical pickup device that changes an optical path so that light is condensed on a dividing line of a fourth light receiving unit that is a light receiving unit adjacent to the third light receiving unit. Since this can be realized, a small and inexpensive optical pickup device can be provided.

本願の第4の発明は、前記受光手段において、最も端の受光部である第1受光部の一方の側の受光素子の信号出力と、前記第1受光部の隣の受光部である第2受光部の同じ一方の側の受光素子の信号出力と、前記第2受光部の隣の受光部である第3受光部の他方の側の受光素子の信号出力と、前記第3受光部の隣の受光部である第4受光部の同じ他方の側の受光素子の信号出力をそれぞれ加算した信号出力と、最も端の受光部である第1受光部の他方の側の受光素子の信号出力と、前記第1受光部の隣の受光部である第2受光部の同じ他方の側の信号出力と、前記第2受光部の隣の受光部である第3受光部の一方の側の受光素子の信号出力と、前記第3受光部の隣の受光部である第4受光部の同じ一方の側の受光素子の信号出力をそれぞれ加算した信号出力の差動をもって前記光ビームのフォーカス制御信号とすることを特徴とする光ピックアップ装置であり、安定的なフォーカス制御信号を得ることができるため、小型薄型かつ高信頼性の光ピックアップ装置を提供することができる。   According to a fourth invention of the present application, in the light receiving means, a signal output of a light receiving element on one side of the first light receiving unit which is the end light receiving unit, and a second light receiving unit adjacent to the first light receiving unit. The signal output of the light receiving element on the same one side of the light receiving unit, the signal output of the light receiving element on the other side of the third light receiving unit which is the light receiving unit adjacent to the second light receiving unit, and the next to the third light receiving unit A signal output obtained by adding the signal outputs of the same light receiving elements on the other side of the fourth light receiving part, and a signal output of the light receiving elements on the other side of the first light receiving part, which is the outermost light receiving part. , A signal output on the same other side of the second light receiving unit as the light receiving unit adjacent to the first light receiving unit, and a light receiving element on one side of the third light receiving unit as the light receiving unit adjacent to the second light receiving unit And the signal output of the light receiving element on the same one side of the fourth light receiving unit which is the light receiving unit adjacent to the third light receiving unit, respectively. An optical pickup device having a differential signal output as a focus control signal for the light beam, and a stable focus control signal can be obtained. Therefore, the optical pickup device is small, thin and highly reliable. Can be provided.

本願の第5の発明は、前記受光手段において、外側の2つの受光部である第1受光部と第4受光部の一方の側の受光素子の信号出力と、内側の2つの受光部である第2受光部と第3受光部の他方の側の受光素子の信号出力をそれぞれ加算した信号出力と、外側の2つの受光部である第1受光部と第4受光部の他方の側の受光素子の信号出力と、内側の2つの受光部である第2受光部と第3受光部の一方の側の受光素子の信号出力をそれぞれ加算した信号出力の差動をもって球面収差制御信号としたことを特徴とする光ピックアップ装置であり、安定的な球面収差制御信号を得ることができるため、小型薄型かつ高信頼性の光ピックアップ装置を提供することができる。   According to a fifth aspect of the present invention, in the light receiving means, there are a signal output of a light receiving element on one side of the first and fourth light receiving units which are two outer light receiving units, and two inner light receiving units. A signal output obtained by adding the signal outputs of the light receiving elements on the other side of the second light receiving unit and the third light receiving unit, and light reception on the other side of the first light receiving unit and the fourth light receiving unit, which are the two outer light receiving units. The spherical aberration control signal is determined by the difference between the signal output of the element and the signal output obtained by adding together the signal outputs of the light receiving elements on one side of the second light receiving part and the third light receiving part as the inner two light receiving parts. Since a stable spherical aberration control signal can be obtained, a small, thin and highly reliable optical pickup device can be provided.

本願の第6の発明は、前記集光光学系として、光源と、光源から出射した光を平行光へ変換する平行光変換手段と、平行光変換手段から出射される平行光を光記録媒体へ光ビー
ムを集光する集光手段を備えたことを特徴とする光ピックアップ装置であり、記録の際に光の利用効率が高い集光光学系とすることができるため、小型薄型かつ高信頼性の光ピックアップ装置を提供することができる。
According to a sixth aspect of the present invention, as the condensing optical system, a light source, parallel light converting means for converting light emitted from the light source into parallel light, and parallel light emitted from the parallel light converting means to the optical recording medium. An optical pickup device provided with a condensing means for condensing a light beam, and can be made into a condensing optical system with high light use efficiency during recording, so it is small, thin and highly reliable. An optical pickup device can be provided.

本願の第7の発明は、前記光源として半導体レーザーを用いたことを特徴とする請求項6記載の光ピックアップ装置であり、安価で高性能な光源とすることができるため、安価な光ピックアップ装置を提供することができる。   A seventh invention of the present application is the optical pickup device according to claim 6, wherein a semiconductor laser is used as the light source. Since the optical pickup device can be an inexpensive and high-performance light source, the optical pickup device is inexpensive. Can be provided.

本願の第8の発明は、前記平行光変換手段としてレンズを用いることを特徴とする請求項6記載の光ピックアップ装置であり、安価で高性能な平行光変換手段とすることができるため、安価な光ピックアップ装置を提供することができる。   An eighth invention of the present application is the optical pickup device according to claim 6, wherein a lens is used as the parallel light converting means, and can be used as an inexpensive and high-performance parallel light converting means. An optical pickup device can be provided.

本願の第9の発明は、前記集光手段としてレンズを用いることを特徴とする光ピックアップ装置であり、安価で高性能な集光手段とすることができるため、安価な光ピックアップ装置を提供することができる。   A ninth invention of the present application is an optical pickup device characterized by using a lens as the condensing means, and can provide an inexpensive and high-performance condensing means, and therefore provides an inexpensive optical pickup device. be able to.

本願の第10の発明は、前記検出光学系として、光を直線偏光から円偏光へ変換する光位相変換手段と、偏光方向によって光を分離する偏光分離手段と、光路変換手段と、受光手段とを備えることを特徴とする光ピックアップ装置であり、記録の際に光の利用効率が高い集光光学系とすることができるため、小型薄型かつ高信頼性の光ピックアップ装置を提供することができる。   According to a tenth aspect of the present invention, as the detection optical system, an optical phase conversion unit that converts light from linearly polarized light to circularly polarized light, a polarization separation unit that separates light according to a polarization direction, an optical path conversion unit, and a light receiving unit The optical pickup device is characterized in that it can be a condensing optical system with high light utilization efficiency during recording, and thus a small, thin and highly reliable optical pickup device can be provided. .

本願の第11の発明は、前記光路変換手段として回折型光学素子を用いたことを特徴とする光ピックアップ装置であり、安価な光路変更手段とすることができるため、安価な光ピックアップ装置を提供することができる。   An eleventh invention of the present application is an optical pickup device characterized by using a diffractive optical element as the optical path changing means, and can be used as an inexpensive optical path changing means, and therefore provides an inexpensive optical pickup apparatus. can do.

本願の第12の発明は、前記光路変換手段として偏光性回折型光学素子を用いたことを特徴とする光ピックアップ装置であり、記録の際に光の利用効率が高い集光光学系とすることができるため、小型薄型かつ高信頼性の光ピックアップ装置を提供することができる。   A twelfth aspect of the present invention is an optical pickup device using a polarizing diffractive optical element as the optical path changing means, and is a condensing optical system having high light use efficiency during recording. Therefore, a small, thin and highly reliable optical pickup device can be provided.

本願の第13の発明は、前記受光手段としてフォトダイオードを用いることを特徴とした光ピックアップ装置であり、安価で高性能な受光手段とすることができるため、安価な光ピックアップ装置を提供することができる。   A thirteenth invention of the present application is an optical pickup device using a photodiode as the light receiving means, and can provide an inexpensive and high-performance light receiving means, and therefore provides an inexpensive optical pickup device. Can do.

本願の第14の発明は、前記光位相変換手段として1/4波長板を用いたことを特徴とする光ピックアップ装置であり、安価な光位相変換手段とすることができるため、安価な光ピックアップ装置を提供することができる。   A fourteenth invention of the present application is an optical pickup device characterized in that a quarter-wave plate is used as the optical phase converting means, and can be used as an inexpensive optical phase converting means. An apparatus can be provided.

本願の第15の発明は、前記偏光分離手段として偏光分離膜を用いたことを特徴とする光ピックアップ装置であり、安価な偏光分離手段とすることができるため、安価な光ピックアップ装置を提供することができる。   A fifteenth invention of the present application is an optical pickup device using a polarization separation film as the polarization separation means, and can provide an inexpensive polarization separation means, and therefore provides an inexpensive optical pickup device. be able to.

本願の第16の発明は、前記偏光分離手段と、前記光路変換手段を同一の光集積部材としたことを特徴とする光ピックアップ装置であり、偏光分離手段と光路変換手段をそれぞれ単体で構成するよりも体積が小さく、温度変化等の外乱が発生しても互いの位置関係の変化量が小さいため小型薄型かつ高信頼性の光ピックアップ装置を提供することができる。   A sixteenth aspect of the present invention is an optical pickup device characterized in that the polarization separation means and the optical path conversion means are the same optical integrated member, and the polarization separation means and the optical path conversion means are each configured as a single unit. Therefore, even if a disturbance such as a temperature change occurs, the amount of change in the positional relationship is small, so that a small, thin and highly reliable optical pickup device can be provided.

本願の第17の発明は、前記光源と、前記受光手段と前記光集積部材を同一の複合素子
としたことを特徴とする光ピックアップ装置であり、温度変化等の外乱が発生しても互いの位置関係の変化量が小さいため小型薄型かつ高信頼性の光ピックアップ装置を提供することができる。
A seventeenth invention of the present application is an optical pickup device characterized in that the light source, the light receiving means and the optical integrated member are the same composite element, and each other even if a disturbance such as a temperature change occurs. Since the amount of change in the positional relationship is small, a small, thin and highly reliable optical pickup device can be provided.

以下、本発明の実施の形態1における光ピックアップ装置について図面を参照しながら説明する。   Hereinafter, an optical pickup device according to Embodiment 1 of the present invention will be described with reference to the drawings.

(実施の形態1)
図1は本発明の実施の形態1における光ピックアップ装置の要部斜視図である。まず、10は光ディスクで、光ディスク10は光を照射することで、情報の再生かもしくは情報の記録の少なくとも一方を行うことができる。具体的に光ディスク10としては、情報の再生のみが行えるCD−ROMディスク、DVD−ROMディスク等、情報の再生に加えて情報の記録が行えるCD−Rディスク、DVD−Rディスク等、情報の再生に加えて情報の記録/消去が可能なCD−RWディスク、DVD−RWディスク、DVD−RAMディスク等が好適に用いられる。また、光ディスク10としては、略赤色の光で情報の記録もしくは再生の少なくとも一方が行える記録層を備えるもの、略赤外光で情報の記録もしくは再生が行える記録層を備えるもの、略青色〜略青紫の光で情報の記録あるいは再生が行える記録層を備えるものが使用可能である。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a perspective view of a main part of an optical pickup device according to Embodiment 1 of the present invention. First, reference numeral 10 denotes an optical disk. The optical disk 10 is irradiated with light so that at least one of information reproduction and information recording can be performed. Specifically, the optical disc 10 is a CD-ROM disc, a DVD-ROM disc or the like that can only reproduce information, and a CD-R disc or a DVD-R disc that can record information in addition to the reproduction of information. In addition, CD-RW discs, DVD-RW discs, DVD-RAM discs and the like capable of recording / erasing information are preferably used. The optical disc 10 includes a recording layer capable of recording or reproducing information with substantially red light, a recording layer capable of recording or reproducing information with substantially infrared light, and substantially blue to approximately. Those having a recording layer capable of recording or reproducing information with blue-violet light can be used.

更に光ディスク10の大きさとしては、様々な直径を有する円盤状のものを用いることが可能であるが、好ましくは3cm〜12cmの直径を有する円盤状のものを好適に用いられる。更に、記録要領を増大させるために記録層を複数持つ多層ディスクを用いることもある。図示しているように、光ディスク10の中心から外周側に向かってラジアル方向(以下「R方向」と略記する)、光ディスク10の接線方向をタンジェンシャル方向(以下、「T方向」と略記する)と方向を定義する。   Further, as the size of the optical disc 10, disc-shaped ones having various diameters can be used, but a disc-like one having a diameter of 3 cm to 12 cm is preferably used. Further, a multi-layer disc having a plurality of recording layers may be used to increase the recording procedure. As shown in the figure, the radial direction (hereinafter abbreviated as “R direction”) from the center of the optical disc 10 toward the outer peripheral side, and the tangential direction of the optical disc 10 (hereinafter abbreviated as “T direction”). And define the direction.

1は光ディスク10に光を照射することで情報を光ディスク10に記録及び光ディスク10から情報を読み取るための光ピックアップである。以下、光ピックアップ1の主要構成部品について説明する。   Reference numeral 1 denotes an optical pickup for recording information on the optical disk 10 and reading information from the optical disk 10 by irradiating the optical disk 10 with light. Hereinafter, main components of the optical pickup 1 will be described.

30は複合素子であり、レーザー、受光素子、プリズム等を内蔵している。この複合素子30から出射された往路光24aは、図示していないがコリメータレンズ12にて平行光に変換させられた後、立ち上げミラー14により対物レンズ15へ立ち上げられ、λ/4波長板を通り対物レンズ15により光ディスク10に集光させられる。光ディスク10で反射してディスクの記録情報を有した復路光24bは、対物レンズ15を通ることにより再び平行光へ変換されλ/4波長板を通り立ち上げミラー14で複合素子30方向へ向かい最終的に複合素子30に戻る。その結果、複合素子30はこの復路光24bを検出することによりディスク情報、及び光ディスク10の記録面に対物レンズ15による往路光24aのスポットを振動等の外乱が生じても良好に照射させるアクチュエーター18を制御するためのサーボ情報を抽出してそれぞれ電気信号へ変換し、予め光ディスク10に記録された記録情報を電気的に再現することが可能となる。以上の複合素子30、コリメータレンズ12、立ち上げミラー14、アクチュエーター18はピックアップ基台19に搭載される。   Reference numeral 30 denotes a composite element that incorporates a laser, a light receiving element, a prism, and the like. Although not shown, the forward light 24a emitted from the composite element 30 is converted into parallel light by the collimator lens 12 and then raised to the objective lens 15 by the raising mirror 14 to be a λ / 4 wavelength plate. And is condensed on the optical disk 10 by the objective lens 15. The return light 24b reflected by the optical disk 10 and having recorded information on the disk passes through the objective lens 15 and is converted back to parallel light, passes through the λ / 4 wavelength plate, and rises toward the composite element 30 by the rising mirror 14. Thus, the composite element 30 is returned. As a result, the composite element 30 detects the return light 24b, thereby irradiating the disc information and the spot of the forward light 24a by the objective lens 15 on the recording surface of the optical disk 10 even if disturbance such as vibration occurs. Servo information for controlling the signal is extracted and converted into electrical signals, so that the recorded information recorded in advance on the optical disc 10 can be electrically reproduced. The composite element 30, the collimator lens 12, the raising mirror 14, and the actuator 18 are mounted on the pickup base 19.

次に、複合素子30について説明する。図2は複合素子の全体を表す斜視図である。図2において、複合素子30は光源11と集積光学部材40と受光素子50、及び結合部材33とを有する構成である。これらの構成要素を順に説明する。   Next, the composite element 30 will be described. FIG. 2 is a perspective view showing the entire composite element. In FIG. 2, the composite element 30 includes a light source 11, an integrated optical member 40, a light receiving element 50, and a coupling member 33. These components will be described in order.

まず、光源11は汎用半導体レーザー31をベース部材32に固定したものである。極めて一般的な汎用半導体レーザー31を使用することができるためコストの安いピックア
ップ装置を提供することができる。
First, the light source 11 is obtained by fixing a general-purpose semiconductor laser 31 to a base member 32. Since a very general general-purpose semiconductor laser 31 can be used, a low-cost pickup device can be provided.

また、集積光学部材40は半導体レーザー31のレーザー光射出窓上に、結合部材33は半導体レーザー31の平坦面上に、また受光素子50は結合部材33の側面に当てられてそれぞれ配置される。半導体レーザー31への電源供給、及び受光素子50への電源供給と電気信号の取得はフレキシブルケーブル35により外部へ接続させることにより行われる。   The integrated optical member 40 is disposed on the laser light emission window of the semiconductor laser 31, the coupling member 33 is disposed on the flat surface of the semiconductor laser 31, and the light receiving element 50 is disposed on the side surface of the coupling member 33. The power supply to the semiconductor laser 31, the power supply to the light receiving element 50, and the acquisition of the electric signal are performed by connecting to the outside with the flexible cable 35.

次に、集積光学部材40について図3を用いて説明する。図3は集積光学部材40、光源11及び受光素子50の位置関係を示す断面図であり、紙面垂直方向がT方向、紙面水平方向がR方向とする。集積光学部材40は基本的にガラス材を4角形にカットして形成されており、その内部に偏光分離膜41と反射型ホログラム42を有する構造となっている。偏光分離膜41は入射する光の偏光の方向により反射、透過を制御する膜であり、また、反射型ホログラム42は入射する光の反射光をある決まった方向へ進路変更する機能を有する光学素子である。まず、光源11を出射した往路光24aは集積光学部材40に入射しその内部の偏光分離膜41に入射する。光源11をこの透過率が略100%となるように集積光学部材40に対して配置することにより高い利用効率を得ることができる。   Next, the integrated optical member 40 will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a cross-sectional view showing the positional relationship between the integrated optical member 40, the light source 11, and the light receiving element 50. The vertical direction on the paper surface is the T direction and the horizontal direction on the paper surface is the R direction. The integrated optical member 40 is basically formed by cutting a glass material into a quadrangular shape, and has a structure having a polarization separation film 41 and a reflection hologram 42 therein. The polarization separation film 41 is a film that controls reflection and transmission according to the direction of polarization of incident light, and the reflection hologram 42 has an optical element having a function of changing the path of reflected light of incident light in a certain direction. It is. First, the forward light 24 a emitted from the light source 11 enters the integrated optical member 40 and enters the polarization separation film 41 inside thereof. High utilization efficiency can be obtained by arranging the light source 11 with respect to the integrated optical member 40 so that the transmittance is approximately 100%.

偏光分離膜41を透過した往路光24aはそのまま集積光学部材40を透過してコリメータレンズへ向かう。ディスクを反射した復路光24bは先述の光学系を通過して再び集積光学部材40に到達する。この復路光24bはλ/4板により、その偏光方向が往路光に対して90度回転した方向を持つため、集積光学素子内の偏光分離膜41にて略100%反射する。ここで反射した復路光24bは次に反射型ホログラム42にて受光素子50の受光パターンに向かって進路変更され最終的に受光素子50に到達する。   The forward light 24a that has passed through the polarization separation film 41 passes through the integrated optical member 40 as it is and travels toward the collimator lens. The return light 24b reflected from the disk passes through the optical system described above and reaches the integrated optical member 40 again. The return path light 24b is reflected by the polarization separation film 41 in the integrated optical element by approximately 100% because the polarization direction of the return path light 24b is rotated by 90 degrees with respect to the forward path light. The return light 24 b reflected here is then changed in the direction toward the light receiving pattern of the light receiving element 50 by the reflection hologram 42 and finally reaches the light receiving element 50.

次に、反射型ホログラム42によるフォーカス制御信号の取得方法について説明する。   Next, a method for acquiring a focus control signal using the reflection hologram 42 will be described.

図4は反射型ホログラム42のホログラムパターンと受光素子50の受光パターンとの関係を示す斜視図である。先述のとおりディスクで反射した復路光24bは、集積光学部材40に入射した後、偏光分離膜41で反射して反射型ホログラム42にて進路変更の作用を受ける。図示しているようにこの反射型ホログラム42はR方向に平行な分割線によりそれぞれ領域42aと、42bに分割されており、各々進路変更後の方向が異なるようにホログラムが形成されている。この場合、反射型ホログラム42の領域42aに入射した光は受光パターン51a上に、領域42bに入射した光は受光パターン51b上にそれぞれ集光するようにホログラムが形成されている。   FIG. 4 is a perspective view showing the relationship between the hologram pattern of the reflection hologram 42 and the light receiving pattern of the light receiving element 50. As described above, the return path light 24 b reflected by the disk is incident on the integrated optical member 40, reflected by the polarization separation film 41, and subjected to a path changing action by the reflection hologram 42. As shown in the drawing, the reflection hologram 42 is divided into regions 42a and 42b by dividing lines parallel to the R direction, and the holograms are formed so that the directions after the course change are different. In this case, the hologram is formed so that the light incident on the region 42a of the reflective hologram 42 is condensed on the light receiving pattern 51a and the light incident on the region 42b is condensed on the light receiving pattern 51b.

図5は更に理解を容易にするために簡易的な等価光学系を示す図である。光ディスク10上に照射されたディスク上スポット21は光ディスク10で反射して復路光24bとなり、対物レンズ15を通り平行光に変換された後コリメータレンズ12で収束光に変換される。この収束光は反射型ホログラム42にて進路を変換され受光素子50上の受光パターン51a、及び51b上に集光される。なお、反射型ホログラム42は本来は反射型であるが理解を容易にするため等価的な透過型ホログラムとして図示している。受光パターン51a、及び51bはR方向に平行な分割線で分離されており、受光領域51aA、51aB、51bA、51bBに到達した光は受光素子50によりそれぞれ電気信号V51aA、V51aB、V51bA、V51bBに変換されて検出される。図示しているように受光パターン上に集光されたスポット22a、及び22bは受光パターンの分割線上に集光されているため、受光領域51aAと51aBに入る光量が等しく、また受光領域51bAと51bBに入る光量が等しい。すなわち、式(1)、式(2)
A=V51aA+V51bA ・・・式(1)
B=V51aB+V51bB ・・・式(2)
により、A、Bを定義して、フォーカスエラー信号(FE)を、
FE=A−B ・・・式(3)
とすると、
FE=0 ・・・式(4)
となる。
FIG. 5 is a diagram showing a simple equivalent optical system for easier understanding. The spot 21 on the disk irradiated onto the optical disk 10 is reflected by the optical disk 10 to become return light 24b, is converted into parallel light through the objective lens 15, and is then converted into convergent light by the collimator lens 12. The converged light is converted in its path by the reflection hologram 42 and condensed on the light receiving patterns 51 a and 51 b on the light receiving element 50. The reflection hologram 42 is originally a reflection type, but is illustrated as an equivalent transmission hologram for easy understanding. The light receiving patterns 51a and 51b are separated by a dividing line parallel to the R direction, and light reaching the light receiving regions 51aA, 51aB, 51bA, and 51bB is converted into electric signals V51aA, V51aB, V51bA, and V51bB by the light receiving element 50, respectively. Detected. As shown in the figure, since the spots 22a and 22b collected on the light receiving pattern are collected on the dividing line of the light receiving pattern, the amounts of light entering the light receiving areas 51aA and 51aB are equal, and the light receiving areas 51bA and 51bB. The amount of light entering is equal. That is, Formula (1), Formula (2)
A = V51aA + V51bA Formula (1)
B = V51aB + V51bB Formula (2)
By defining A and B, the focus error signal (FE) is
FE = A−B Formula (3)
Then,
FE = 0 Formula (4)
It becomes.

ここで、光ディスク10が対物レンズ15から離れた場合を考える。図6は光ディスク10が対物レンズ15から離れた場合の復路光24bの変化を示す図である。光ディスク10上のディスク上スポット21は光ディスク10が離れたために光ディスク10による鏡像21pを発生させる。対物レンズ15から見るとあたかもディスク上スポット21が紙面上方へ移動したように見えるため受光パターン上スポットも紙面上方の22bp、22apへ移動する。その結果、図示するように受光領域51bB、51aBに入る光量が増加し、受光領域51bA、51aAに入る光量が減少する。即ち、Bが増加しAが減少するため
FE<0・・・式(5)
となる。
Here, a case where the optical disk 10 is separated from the objective lens 15 is considered. FIG. 6 is a diagram illustrating a change in the return path light 24b when the optical disk 10 is separated from the objective lens 15. In FIG. The spot 21 on the disk on the optical disk 10 generates a mirror image 21p by the optical disk 10 because the optical disk 10 is separated. When viewed from the objective lens 15, it appears as if the spot 21 on the disk has moved upwards on the paper surface, so that the spot on the light receiving pattern also moves to 22bp and 22ap above the paper surface. As a result, as illustrated, the amount of light entering the light receiving areas 51bB and 51aB increases, and the amount of light entering the light receiving areas 51bA and 51aA decreases. That is, since B increases and A decreases, FE <0 Equation (5)
It becomes.

同様に、光ディスク10が対物レンズ15に近づく場合を考える。図7は光ディスク10が対物レンズ15に近づいた場合の復路光24bの変化を示す図である。光ディスク10上のディスク上スポット21は光ディスク10が近づいたために光ディスク10による鏡像21mを発生させる。対物レンズから見るとあたかもディスク上スポット21が紙面下方へ移動したように見えるため受光パターン上スポットも紙面下方の22bm、22amへ移動する。その結果、図示するように受光領域51bB、51aBに入る光量が減少し、受光領域51bA、51aAに入る光量が増加する。即ち、Bが減少しAが増加するため、
FE>0・・・式(6)
となる。
Similarly, consider the case where the optical disk 10 approaches the objective lens 15. FIG. 7 is a diagram illustrating a change in the return light 24b when the optical disk 10 approaches the objective lens 15. In FIG. The spot 21 on the disk on the optical disk 10 generates a mirror image 21m by the optical disk 10 because the optical disk 10 has approached. When viewed from the objective lens, it appears as if the spot 21 on the disc has moved downward on the paper surface, so the spot on the light receiving pattern also moves to 22bm and 22am below the paper surface. As a result, as illustrated, the amount of light entering the light receiving areas 51bB and 51aB decreases and the amount of light entering the light receiving areas 51bA and 51aA increases. That is, B decreases and A increases,
FE> 0 Formula (6)
It becomes.

以上のことをまとめると、光ディスク10が対物レンズ15から遠ざかると、
FE<0・・・式(5)
となり、光ディスク10が対物レンズ15へ近づくと、
FE>0・・・式(6)
となるため、このFE信号をもってフォーカス制御信号とすることができる。
In summary, when the optical disk 10 is moved away from the objective lens 15,
FE <0 Formula (5)
When the optical disk 10 approaches the objective lens 15,
FE> 0 Formula (6)
Therefore, the FE signal can be used as a focus control signal.

次に、このフォーカス信号方式のメリットについて説明する。図8(a)は偏光分離膜41も含めた集積光学部材40の等価光学系を示す図である。光源11から出射した往路光24aは偏光分離膜41を透過してコリメータレンズ12により平行光へ変換される。ディスクにて反射した復路光24bはディスクの位置に変化がない場合、つまりデフォーカスが無い場合は平行光でコリメータレンズ12に戻り、偏光分離膜41で反射して反射型ホログラム42により受光パターンへ導かれる。この反射型ホログラム42はコリメータレンズ12に平行光が戻る場合、つまりデフォーカスが無い場合に受光パターン上に焦点を結ぶように形成されている。しかるに、図8(b)のように光源11が光軸方向に取り付け誤差を生じて11cの位置になった場合、この位置ズレ後の光源11cから発した往路光24aは、コリメータレンズ12との位置関係が適切でないため平行光からずれた状態となる。この図8(b)の場合は光源11とコリメータレンズ12との距離が離れる方向であるため、弱収束光となってコリメータレンズ12を出射する。こうなるとディスクからの反射光24bはデフォーカスが生じていない状態でもコリメータレンズ12に戻るときは平行光ではなく、それにより反射型ホログラム42から出射する光もデフォーカスした状態で出射するため受光パターン上のスポットも光軸方向にずれて22cの位置となる。   Next, advantages of this focus signal method will be described. FIG. 8A is a view showing an equivalent optical system of the integrated optical member 40 including the polarization separation film 41. The forward light 24 a emitted from the light source 11 passes through the polarization separation film 41 and is converted into parallel light by the collimator lens 12. The return light 24b reflected by the disk returns to the collimator lens 12 with parallel light when there is no change in the position of the disk, that is, when there is no defocus, and is reflected by the polarization separation film 41 and converted into a light receiving pattern by the reflection hologram 42 Led. The reflection hologram 42 is formed so as to focus on the light receiving pattern when the parallel light returns to the collimator lens 12, that is, when there is no defocus. However, when the light source 11 has an attachment error in the optical axis direction and becomes the position 11c as shown in FIG. 8B, the forward light 24a emitted from the light source 11c after this positional deviation is transmitted to the collimator lens 12. Since the positional relationship is not appropriate, the state is shifted from the parallel light. In the case of FIG. 8B, since the distance between the light source 11 and the collimator lens 12 is away from the collimator lens 12, the collimator lens 12 is emitted as weakly convergent light. In this case, the reflected light 24b from the disk is not parallel light when returning to the collimator lens 12 even when no defocusing occurs, so that the light emitted from the reflection hologram 42 is also emitted in a defocused state. The upper spot is also displaced in the direction of the optical axis and becomes the position 22c.

従って、光源11の光軸方向の位置ズレが発生すると受光素子50上でデフォーカスが発生するため何らかの方法でこのデフォーカスを調整することが必要となる。一つの方法としては光源11、あるいは受光素子50を光軸方向にデフォーカスが0となるまで位置調整することでデフォーカスをキャンセルすることが可能となるが、本実施の形態のように集積光学素子の形態をとると、光源11、受光素子50ともに光軸方向の位置調整は極めて困難であり何か別のデフォーカス調整方法が必要である。   Accordingly, when the positional deviation of the light source 11 in the optical axis direction occurs, defocusing occurs on the light receiving element 50, and it is necessary to adjust this defocusing by some method. As one method, it is possible to cancel the defocus by adjusting the position of the light source 11 or the light receiving element 50 in the optical axis direction until the defocus becomes 0. However, as in the present embodiment, the integrated optics is used. Taking the form of the element, it is extremely difficult to adjust the position of the light source 11 and the light receiving element 50 in the optical axis direction, and some other defocus adjustment method is required.

図9は本実施の形態のデフォーカス調整方法を説明する図である。受光素子50上でデフォーカスが発生すると、図9(a)に図示しているように受光パターン上のスポットが半円形となり、先述のA、あるいはBが増えることによりデフォーカスを生じる(図の場合はAが増加する)。ここで、図9(b)に示すように受光パターン51bと受光パターン51aの中間点を受光素子回転中心53として、光軸方向(紙面垂直方向)を回転軸として受光素子全体を回転させると、相対的に各々の受光パターン上のスポットが右、あるいは左へ移動する。この図の場合、回転中心53を中心として反時計周りに受光素子を回転させることにより、受光パターン51b上のスポットが相対的に右に移動した形となり回転前までは受光領域51bAに偏重していた光が51bAと51bBの中間に位置するようになる。同様に、受光パターン51a上のスポットは相対的に左に移動する形となり回転前まで受光領域51aAに偏重していた光が51aAと51aBの中間に位置するようになる。   FIG. 9 is a diagram for explaining a defocus adjustment method according to the present embodiment. When defocusing occurs on the light receiving element 50, the spot on the light receiving pattern becomes semicircular as shown in FIG. 9A, and defocusing occurs due to the increase of A or B described above (see FIG. 9). In this case, A increases). Here, as shown in FIG. 9B, when the entire light receiving element is rotated with the intermediate point between the light receiving pattern 51b and the light receiving pattern 51a as the light receiving element rotation center 53 and the optical axis direction (perpendicular to the paper surface) as the rotation axis, The spot on each light receiving pattern relatively moves to the right or left. In the case of this figure, by rotating the light receiving element counterclockwise around the rotation center 53, the spot on the light receiving pattern 51b is moved to the right relatively, and it is biased to the light receiving area 51bA before rotation. Light is positioned between 51bA and 51bB. Similarly, the spot on the light receiving pattern 51a moves relatively to the left, and the light deviated to the light receiving area 51aA before rotation is positioned between 51aA and 51aB.

従って、AとBが等量となり結果的にデフォーカスをキャンセルすることが可能となる。即ち、本実施の形態のフォーカス信号方式は、2つの受光パターン51aと51bの中間点を中心に光軸方向を回転軸として受光素子を回転調整することにより、受光素子、あるいは発光点を光軸方向に位置調整することなくデフォーカス調整可能であり、集積光学部材の形態をとる場合に特に有利な方式である。   Therefore, A and B become equal amounts, and as a result, defocus can be canceled. In other words, the focus signal system of the present embodiment adjusts the light receiving element around the intermediate point between the two light receiving patterns 51a and 51b with the optical axis direction as the rotation axis, thereby adjusting the light receiving element or the light emitting point to the optical axis. The defocus adjustment is possible without adjusting the position in the direction, and this is a particularly advantageous method when taking the form of an integrated optical member.

次に球面収差補正について説明する。光ディスク10はある特定の厚みを持つ透明なカバー層を有している。対物レンズ15は往路光がこのカバー層を通して良好に結像するべく設計されているため、カバー層の厚みが特定の厚みからずれた場合、一般的に球面収差が発生して光ディスク10上のスポット品質を劣化させる。カバー層の厚み誤差による球面収差は、NAの4乗、波長の逆数に比例して大きくなるため、高密度記録のために高NA、短波長となるにつれてこの球面収差が無視できなくなる。従って、高密度記録ディスクに対応するためには何らかの球面収差補正手段が必要となる。また、カバー層厚み誤差は光ディスク10の場所によって異なるため、この球面収差補正はリアルタイム制御が必要となり、カバー層厚み誤差による球面収差を検出して球面収差補正手段にフィードバックして制御する必要がある。   Next, spherical aberration correction will be described. The optical disc 10 has a transparent cover layer having a specific thickness. Since the objective lens 15 is designed so that the outward light is well imaged through the cover layer, when the thickness of the cover layer deviates from a specific thickness, generally, spherical aberration occurs and the spot on the optical disk 10 is spotted. Deteriorate quality. Since the spherical aberration due to the thickness error of the cover layer increases in proportion to the fourth power of NA and the reciprocal of the wavelength, this spherical aberration cannot be ignored as the NA increases and the wavelength decreases for high density recording. Therefore, some spherical aberration correcting means is required to cope with a high density recording disk. Further, since the cover layer thickness error varies depending on the location of the optical disc 10, this spherical aberration correction requires real-time control, and it is necessary to detect spherical aberration due to the cover layer thickness error and feed it back to the spherical aberration correction means. .

まず、球面収差補正手段の一例について説明する。図10(a)は光ディスク10のカバー層厚み誤差が無い状態を示す図である。光源11から出射された往路光24aはコリメータレンズ12で平行光へ変換され、対物レンズ15により光ディスク10の記録面にディスク上スポット21を形成する。先述のとおり対物レンズ15は光ディスク10のカバー層が所定の厚みを有するときに良好に記録面上にディスク上スポット21を形成するべく設計されているため、このカバー層の厚みに誤差がなければスポット品質に問題を生じない。   First, an example of spherical aberration correction means will be described. FIG. 10A shows a state in which there is no cover layer thickness error of the optical disc 10. The forward light 24 a emitted from the light source 11 is converted into parallel light by the collimator lens 12, and a spot 21 on the disk is formed on the recording surface of the optical disk 10 by the objective lens 15. As described above, the objective lens 15 is designed to form the spot 21 on the disk on the recording surface well when the cover layer of the optical disk 10 has a predetermined thickness, so that there is no error in the thickness of the cover layer. No problem with spot quality.

ここで、図10(b)に示すようにコリメータレンズ12が光軸方向に位置ずれした場合、コリメータレンズ12から出射後の往路光24aは平行光からずれて発散光、あるいは収束光となる。図の場合はコリメータレンズ12が光源11に近づく方向であるためコリメータ出射後は発散光となる。この光が対物レンズ15に入射して光ディスク10を通
過するとデフォーカスと共に球面収差を発生する。デフォーカスはフォーカスサーボ制御がかけられているため、アクチュエーター18により対物レンズ15を光軸方向へ移動させることにより除去することが可能であるが、球面収差は残ったままとなる。即ち、球面収差が発生する要因は、光ディスク10のカバー層厚みが変化する場合と、コリメータレンズ12が光軸方向に移動する場合の2つがあり、各々独立であるためカバー層厚みが変化して発生する球面収差を、コリメータレンズ12を光軸方向に移動させて逆符号の球面収差をあえて発生させることによりキャンセルさせることが可能である。従って、コリメータレンズ12を光軸方向に位置制御するアクチュエーター18をピックアップに搭載することにより球面収差補正手段とすることができる。
Here, when the collimator lens 12 is displaced in the optical axis direction as shown in FIG. 10B, the outgoing light 24a after being emitted from the collimator lens 12 is shifted from the parallel light and becomes divergent light or convergent light. In the case of the figure, since the collimator lens 12 is in the direction approaching the light source 11, it becomes divergent light after being emitted from the collimator. When this light enters the objective lens 15 and passes through the optical disk 10, spherical aberration is generated along with defocusing. Since defocus is subjected to focus servo control, it can be removed by moving the objective lens 15 in the optical axis direction by the actuator 18, but the spherical aberration remains. That is, there are two causes for the occurrence of spherical aberration, when the cover layer thickness of the optical disc 10 changes and when the collimator lens 12 moves in the optical axis direction. The generated spherical aberration can be canceled by moving the collimator lens 12 in the direction of the optical axis and generating spherical aberration of the opposite sign. Accordingly, it is possible to provide spherical aberration correction means by mounting the actuator 18 for controlling the position of the collimator lens 12 in the optical axis direction on the pickup.

続いて球面収差検出手段について説明する。図11は収差の位相分布について説明する図である。対物レンズ15を出射した往路光24aは光ディスク10の記録面でディスク上スポット21を形成するが、仮にそのまま光ディスク10を通過してディスク記録面上のディスク上スポット21を中心とした参照球面25まで到達したとする。図示しているようにこの図は光軸と参照球面との交点を中心とした半径方向Rの参照球面上点における発光点からこの参照球面までの光の位相をΦ(R)で定義している。光学系に収差がまったく無い場合はΦは全てのRにおいて0となるが、収差が存在する場合はΦはRに対してある分布を持つ。   Next, the spherical aberration detection means will be described. FIG. 11 is a diagram for explaining the phase distribution of aberration. The forward light 24a emitted from the objective lens 15 forms a spot 21 on the disk on the recording surface of the optical disk 10, but temporarily passes through the optical disk 10 as it is to the reference spherical surface 25 centered on the spot 21 on the disk on the disk recording surface. Suppose that it has reached. As shown, this figure defines the phase of light from the emission point at the point on the reference sphere in the radial direction R around the intersection of the optical axis and the reference sphere as Φ (R). Yes. When there is no aberration in the optical system, Φ is 0 for all R, but when there is aberration, Φ has a distribution with respect to R.

図12は球面収差が発生した場合のΦ(R)の分布を示す。図中点線で示す2つのピークの内側と外側に領域を分けるとそれぞれ符号が異なる2つの放物線に近似することができる。Φ(R)が放物線となるのはデフォーカスしたときであるため、球面収差によるΦ(R)の分布はピークの内側と外側に分けると概略2つの異なるデフォーカスのみの収差となる。従って、前記ホログラムを光の径の内側と外側に領域を分け、各々独立にフォーカス信号をとってその差動信号をもって球面収差検出信号とすることができる。   FIG. 12 shows the distribution of Φ (R) when spherical aberration occurs. If the region is divided into the inside and the outside of the two peaks indicated by dotted lines in the figure, it can be approximated to two parabolas having different signs. Since Φ (R) becomes a parabola when it is defocused, the distribution of Φ (R) due to spherical aberration is roughly two different defocused aberrations when divided into the inside and outside of the peak. Therefore, the hologram can be divided into areas on the inner side and outer side of the light diameter, the focus signal is taken independently, and the differential signal is used as a spherical aberration detection signal.

次に、本実施の形態における球面収差検出手段について説明する。図13は光学系に球面収差が発生しておらず、かつ光ディスク記録面にてデフォーカスがない状態での球面収差検出手段を図示している。光ディスク10で反射した復路光24bは対物レンズ15を通り平行光に変換された後コリメータレンズ12で収束光に変換される。この収束光は反射型ホログラム42にて進路を変換され、受光素子50上の受光パターン51a、51b、51c及び51d上に集光される。反射型ホログラム42はR方向に平行な分割線で領域を分割されており、更に光軸を中心として復路光24bの内側と外側を分ける円で領域をトータル4つに分割されている。これらのホログラム領域は図示しているようにビームの外側に対応する42a、42bは受光パターン51a、51b上に、ビームの内側に対応する42c、42dは受光パターン51c、51d上に集光され、受光素子上スポット22a、22b、22c、22dになるように形成されている。   Next, the spherical aberration detector in the present embodiment will be described. FIG. 13 shows spherical aberration detection means in a state where no spherical aberration occurs in the optical system and there is no defocus on the optical disk recording surface. The return light 24b reflected by the optical disk 10 passes through the objective lens 15 and is converted into parallel light, and then converted into convergent light by the collimator lens 12. The converged light is converted in its path by the reflection hologram 42 and condensed on the light receiving patterns 51 a, 51 b, 51 c and 51 d on the light receiving element 50. The reflection hologram 42 is divided into regions by a dividing line parallel to the R direction, and the region is divided into a total of four by a circle that divides the inner side and the outer side of the return light 24b around the optical axis. As shown in the figure, these hologram regions 42a and 42b corresponding to the outside of the beam are condensed on the light receiving patterns 51a and 51b, 42c and 42d corresponding to the inside of the beam are condensed on the light receiving patterns 51c and 51d, It is formed so as to be spots 22a, 22b, 22c and 22d on the light receiving element.

受光パターン51a、51b、51c及び51dはR方向に平行な分割線で分離されており、受光領域51aA、51aB、51bA、51bB、51cA、51cB、51dA、51dBに到達した光は、受光素子50によりそれぞれ電気信号V51aA、V51aB、V51bA、V51bB、V51cA、V51cB、V51dA、V51dBに変換されて検出される。図示しているように受光パターン上に集光された22a、22b、22c及び22dは受光パターンの分割線上に集光されているため、受光領域51aAと51aB、受光領域51bAと51bB、受光領域51cAと51cB、受光領域51dAと51dB、にそれぞれ入る光量が等しい。ここで、式(7)、式(8)、
Ain=V51cA+V51dA ・・・式(7)
Bin=V51cB+V51dB ・・・式(8)
により、Ain、Binを定義して、フォーカスエラー信号(FEin)を、
FEin=Ain−Bin ・・・式(9)
とすると、
FEin=0 ・・・式(10)
となる。このFEinは復路光24bの内側領域のデフォーカス量に相当する。同様に、式(11)、式(12)、
Aout=V51aA+V51bA ・・・式(11)
Bout=V51aB+V51bB ・・・式(12)
により、Aout、Boutを定義して、フォーカスエラー信号(FEout)を、
FEout=Aout−Bout ・・・式(13)
とすると、
FEout=0 ・・・式(14)
となる。このFEoutは復路光24bの外側領域のデフォーカス量に相当する。先述したように球面収差検出信号は復路光24bの内側と外側のフォーカス信号の差動をとればよいので、
SAE=FEin−FEout ・・・式(15)
と定義すればSAEを球面収差検出信号として利用できる。この場合、
SAE=0 ・・・式(16)
である。また、通常のフォーカスエラー信号は、
FE=FEin+FEout ・・・式(17)
と定義すればよい。
The light receiving patterns 51a, 51b, 51c and 51d are separated by a dividing line parallel to the R direction, and the light reaching the light receiving regions 51aA, 51aB, 51bA, 51bB, 51cA, 51cB, 51dA, 51dB is received by the light receiving element 50. The electric signals V51aA, V51aB, V51bA, V51bB, V51cA, V51cB, V51dA, and V51dB are detected after being converted. As shown in the figure, since 22a, 22b, 22c and 22d collected on the light receiving pattern are collected on the dividing line of the light receiving pattern, the light receiving regions 51aA and 51aB, the light receiving regions 51bA and 51bB, and the light receiving region 51cA are collected. And 51cB and the light amounts entering the light receiving areas 51dA and 51dB are equal. Here, Formula (7), Formula (8),
Ain = V51cA + V51dA Formula (7)
Bin = V51cB + V51dB (8)
By defining Ain and Bin, the focus error signal (FEin) is
FEin = Ain−Bin (9)
Then,
FEin = 0 Formula (10)
It becomes. This FEin corresponds to the defocus amount in the inner region of the return path light 24b. Similarly, Formula (11), Formula (12),
Aout = V51aA + V51bA Formula (11)
Bout = V51aB + V51bB (12)
By defining Aout and Bout, the focus error signal (FEout)
FEout = Aout−Bout (13)
Then,
FEout = 0 Formula (14)
It becomes. This FEout corresponds to the defocus amount in the outer region of the return path light 24b. As described above, the spherical aberration detection signal may be obtained by taking the differential between the inner and outer focus signals of the return path light 24b.
SAE = FEin−FEout (15)
SAE can be used as a spherical aberration detection signal. in this case,
SAE = 0 (16)
It is. The normal focus error signal is
FE = FEin + FEout (17)
Should be defined.

以下、実際に球面収差が発生した場合の球面収差検出信号の様子について図14を用いて説明する。図14(a)はある量の球面収差が発生した場合の受光素子50に復路光24bがどのように到達するかを示す図である。光学系に球面収差があると光ディスク10において往路光の内側と外側で異なるデフォーカスを生じる。そのために光ディスク10による鏡像内側の領域はディスク上スポットの鏡像21ip、外側の領域はディスク上スポットの鏡像21opをそれぞれ発生させる。対物レンズからみるとあたかもディスク記録面から、内側の領域は紙面上方へ、外側の領域は紙面下方へそれぞれ移動したように見えるため、受光パターン上スポットも内側の領域は紙面上方の22dsap、22csapへ、外側の領域は紙面下方の22asap、22bsapへ移動する。その結果、図示するように受光領域51dBと51cB、受光領域51bAと51aAが増加し、受光領域51dAと51cA、受光領域51bB、51aBが減少する。即ち先述のBin、Aoutが増加してAin、Boutが減少するため、
FEin<0 ・・・式(18)
FEout>0 ・・・式(19)
となり、
SAE<0 ・・・式(20)
となる。
Hereinafter, the state of a spherical aberration detection signal when spherical aberration actually occurs will be described with reference to FIG. FIG. 14A is a diagram showing how the return light 24b reaches the light receiving element 50 when a certain amount of spherical aberration occurs. When there is spherical aberration in the optical system, different defocuses occur on the inner side and the outer side of the outward light in the optical disc 10. Therefore, a mirror image 21ip of the spot on the disk is generated in the inner area of the mirror image by the optical disc 10, and a mirror image 21op of the spot on the disk is generated in the outer area. When viewed from the objective lens, it appears as if the inner area has moved upward from the disk surface and the outer area has moved downward from the paper surface, so that the spot on the light receiving pattern is also moved to the 22 dsap and 22csap above the paper surface. The outer area moves to 22 asap and 22 bsap below the page. As a result, as shown in the figure, the light receiving areas 51dB and 51cB, the light receiving areas 51bA and 51aA are increased, and the light receiving areas 51dA and 51cA and the light receiving areas 51bB and 51aB are decreased. That is, since Bin and Aout described above increase and Ain and Bout decrease,
FEin <0 Formula (18)
FEout> 0 Formula (19)
And
SAE <0 Formula (20)
It becomes.

同様に、今度は球面収差が逆符号で発生した場合を考える。図14(b)は図14(a)とは逆符号の球面収差が発生した場合の受光素子50に復路光24bがどのように到達するかを示す図である。図14(a)とは逆の球面収差が発生しているので対物レンズからみるとあたかもディスク記録面から、内側の領域は紙面下方へ、外側の領域は紙面上方へそれぞれ移動したように見えるため、受光パターン上スポットも内側の領域は紙面下方の22dsam、22csamへ、外側の領域は紙面上方の22asam、22bsamへ移動する。その結果、図示するように受光領域51dBと51cB、受光領域51bAと51aAが減少し、受光領域51dAと51cA、受光領域51bB、51aBが増加する。即ち先述のBin、Aoutが減少してAin、Boutが増加するため
FEin>0 ・・・式(21)
FEout<0 ・・・式(22)
となり、
SAE>0 ・・・式(23)
となる。
Similarly, consider the case where spherical aberration occurs with the opposite sign. FIG. 14B is a diagram showing how the return path light 24b reaches the light receiving element 50 when spherical aberration having the opposite sign to that in FIG. 14A occurs. Since spherical aberration opposite to that in FIG. 14 (a) occurs, it is as if viewed from the objective lens as if it moved from the disk recording surface to the lower area on the inner side and to the upper side on the outer side. In the spot on the light receiving pattern, the inner region moves to 22 dsam and 22 csam below the paper surface, and the outer region moves to 22 asam and 22 bsam above the paper surface. As a result, as shown in the figure, the light receiving areas 51dB and 51cB, the light receiving areas 51bA and 51aA are decreased, and the light receiving areas 51dA and 51cA and the light receiving areas 51bB and 51aB are increased. That is, since Bin and Aout are decreased and Ain and Bout are increased, FEin> 0 (Equation 21)
FEout <0 Formula (22)
And
SAE> 0 Formula (23)
It becomes.

以上のことをまとめると、光学系がある量の球面収差を持つと、
SAE<0 ・・・式(20)
となり、それとは逆符号の球面収差を持つと、
SAE>0 ・・・式(23)
となるため、このSAE信号をもって球面収差検出信号とすることができる。
In summary, if the optical system has a certain amount of spherical aberration,
SAE <0 Formula (20)
And having a spherical aberration with the opposite sign,
SAE> 0 Formula (23)
Therefore, this SAE signal can be used as a spherical aberration detection signal.

図15は球面収差検出機能も備えた本実施の形態のデフォーカス調整方法を説明する図である。受光素子50上でデフォーカスが発生すると、図15(a)に図示しているように受光パターン上のスポットが半円形、あるいは円弧状となり、先述のAin、Aout、あるいはBin、Boutが増えることによりデフォーカスを生じる(図の場合はAin、Aoutが増加する)。ここで、図15(b)に示すように受光パターン51dと受光パターン51aの中間点(受光パターン51bと受光パターンcとの中間点でもある)を受光素子回転中心53として、光軸方向(紙面垂直方向)を回転軸として受光素子全体を回転させると、相対的に各々の受光パターン上のスポットが右、あるいは左へ移動する。この図の場合、回転中心53を中心として反時計周りに受光素子を回転させることにより、受光パターン51b上のスポットが相対的に右に移動した形となり、回転前までは受光領域51bAに偏重していた光が51bAと51bBの中間に位置するようになる。同様に、受光パターン51d上のスポットは相対的に左へ、受光パターン51aと受光パターン51c上のスポットは相対的に左へ移動する形となり、回転前までそれぞれ受光領域51dA、受光領域51aA、受光領域51cAに偏重していた光がそれぞれの受光パターンの分割線上に位置するようになる。従って、AとBが等量となり結果的にデフォーカスをキャンセルすることが可能となる。   FIG. 15 is a diagram for explaining a defocus adjustment method according to the present embodiment which also has a spherical aberration detection function. When defocusing occurs on the light receiving element 50, as shown in FIG. 15A, the spot on the light receiving pattern becomes a semicircular shape or an arc shape, and the aforementioned Ain, Aout, Bin, Bout increases. Causes defocus (in the figure, Ain and Aout increase). Here, as shown in FIG. 15 (b), the light receiving element rotation center 53 is the intermediate point between the light receiving pattern 51d and the light receiving pattern 51a (also the intermediate point between the light receiving pattern 51b and the light receiving pattern c). When the entire light receiving element is rotated about the vertical axis), the spot on each light receiving pattern relatively moves to the right or left. In the case of this figure, by rotating the light receiving element counterclockwise around the rotation center 53, the spot on the light receiving pattern 51b is relatively moved to the right, and is deviated to the light receiving region 51bA before rotation. The light that has fallen is positioned between 51bA and 51bB. Similarly, spots on the light receiving pattern 51d move relatively to the left, and spots on the light receiving pattern 51a and the light receiving pattern 51c move relatively to the left. Before the rotation, the light receiving area 51dA, the light receiving area 51aA, and the light receiving area, respectively. The light deviated from the area 51cA is positioned on the dividing line of each light receiving pattern. Therefore, A and B become equal amounts, and as a result, defocus can be canceled.

次に本実施の形態の受光素子の配置のメリットについて説明する。図15(c)は受光パターン51cと51aの位置を入れ替えた場合の受光素子回転によるデフォーカス調整を示す図である。つまり、復路光24bの外側領域を受光する受光パターンと内側領域を受光する受光パターンを中間点である受光素子回転中心53に対してそれぞれ外側と内側に配置している。この状態で受光素子を回転してデフォーカス調整すると、図15(c)に示すように受光パターン51dと51cにてそれらの分割線上にスポットが位置するように回転調整すると、受光パターン51bと51aにて分割線を通過してスポットを適切な位置に位置づけることができない。言い換えるとある受光素子回転角に対する復路光の内側領域のデフォーカス量と外側領域のデフォーカス量が異なるため両方をゼロとするデフォーカス調整が極めて困難である、と言える。本実施の形態のように復路光の内側領域を受光する受光パターンと外側を受光する受光パターンを交互に配置すると、確かにある受光素子回転角による受光素子上のスポットの移動量が復路光の内側を受光する2つの受光領域、及び復路光の外側を受光する2つの受光領域で異なるが、内側領域の受光パターンと外側領域の受光パターンが回転中心53に対して対照的に位置するため、少なくとも内側領域と外側領域のデフォーカス量が一致し、両方をゼロとするデフォーカス調整が容易となる。   Next, the merit of the arrangement of the light receiving elements of this embodiment will be described. FIG. 15C is a diagram showing defocus adjustment by rotating the light receiving element when the positions of the light receiving patterns 51c and 51a are switched. That is, the light receiving pattern for receiving the outer region of the return path light 24b and the light receiving pattern for receiving the inner region are arranged on the outer side and the inner side, respectively, with respect to the light receiving element rotation center 53 that is an intermediate point. When the light receiving element is rotated and defocused in this state, the light receiving patterns 51b and 51a are adjusted by rotating and adjusting the light receiving patterns 51d and 51c so that the spot is positioned on the dividing line as shown in FIG. The spot cannot be positioned at an appropriate position through the dividing line. In other words, since the defocus amount in the inner region and the defocus amount in the outer region of the return path light with respect to a certain light receiving element rotation angle are different, it can be said that defocus adjustment to make both are zero is extremely difficult. If the light receiving pattern for receiving the inner region of the return light and the light receiving pattern for receiving the outer light are alternately arranged as in this embodiment, the amount of movement of the spot on the light receiving element due to a certain light receiving element rotation angle is surely reduced. Since the two light receiving regions that receive the inner side and the two light receiving regions that receive the outer side of the return path light are different, the light receiving pattern in the inner region and the light receiving pattern in the outer region are positioned in contrast to the rotation center 53. At least the defocus amounts of the inner area and the outer area coincide with each other, and the defocus adjustment that sets both to zero becomes easy.

次に、受光パターン51aから51dの各配置間隔について説明する。図15(b)に示すように4つの受光パターンの配置間隔を全て同じにすると、先述のとおりある受光素子回転角に対する復路光の内側領域のデフォーカス量と外側領域のデフォーカス量が同じになるため、両方をゼロとするデフォーカス調整が容易に可能となるが、仮に受光パターン51bと51aの間隔と、受光パターン51dと51cの間隔、即ち復路光の内側領域の受光パターン間隔と外側領域の受光パターン間隔が異なる場合は、ある受光素子回転角に対する復路光の内側領域のデフォーカス量と外側領域のデフォーカス量が同じにならな
いため両方をゼロとするデフォーカス調整が困難となる。従って、復路光の内側領域の受光パターン間隔と外側領域の受光パターン間隔を略同等とすることが実際には必要となる。
Next, the arrangement intervals of the light receiving patterns 51a to 51d will be described. As shown in FIG. 15B, when the arrangement intervals of the four light receiving patterns are all the same, the defocus amount in the inner region and the defocus amount in the outer region of the return light with respect to a certain light receiving element rotation angle are the same as described above. Therefore, it is possible to easily adjust the defocus so that both are zero. However, it is assumed that the interval between the light receiving patterns 51b and 51a and the interval between the light receiving patterns 51d and 51c, that is, the interval between the light receiving pattern and the outer region in the inner area of the return light. If the light receiving pattern intervals are different, the defocus amount in the inner region and the defocus amount in the outer region of the return path light with respect to a certain light receiving element rotation angle are not the same. Accordingly, it is actually necessary to make the interval between the light receiving patterns in the inner region of the return path light substantially equal to the interval between the light receiving patterns in the outer region.

図16は波長が変動した場合の各受光パターン上のスポットの位置変化を示している。受光パターン上のスポット22a、22b、22c、22dはホログラムにより進路を変更させられているため、光の波長が変化するとその進路変更量が変化して受光パターン上矢印で示すように位置ずれする。その位置ずれの方向は進路変化の方向に一致するため、ホログラムによる進路変化の方向と各受光パターンの方向を略一致させる必要がある。即ち、ホログラム入射前の復路光はその光軸に沿って進行しているためこの光軸と各受光パターンを結ぶ直線を定義して、各受光パターンの分割方向をその直線に合わせる必要がある。更に、回転によるデフォーカス調整を容易にするためには全ての受光パターンをその直線上に配置することが望ましい。そうすると、光の波長が変動しても受光パターンの分割線上をスポットが変位するだけなのでなんら影響はない。   FIG. 16 shows a change in the position of the spot on each light receiving pattern when the wavelength varies. Since the paths of the spots 22a, 22b, 22c, and 22d on the light receiving pattern are changed by the hologram, when the wavelength of light changes, the amount of change of the path changes and the position is shifted as indicated by the arrow on the light receiving pattern. Since the direction of the misalignment coincides with the direction of the course change, it is necessary to make the direction of the course change by the hologram substantially coincide with the direction of each light receiving pattern. That is, since the return light before entering the hologram travels along the optical axis, it is necessary to define a straight line connecting the optical axis and each light receiving pattern and to match the dividing direction of each light receiving pattern with the straight line. Further, in order to facilitate the defocus adjustment by rotation, it is desirable to arrange all the light receiving patterns on the straight line. Then, even if the wavelength of the light fluctuates, there is no influence because the spot is only displaced on the dividing line of the light receiving pattern.

次に、フォーカスエラー信号と球面収差検出信号をそれぞれ独立に検出する場合の実施の形態について説明する。これまで説明した実施の形態ではフォーカスエラー信号、球面収差検出信号共に共通のホログラム領域と受光パターンを用いて、受光信号の演算によりフォーカスエラー信号と球面収差検出信号を分離していた。この場合、受光パターンの数を少なくできるため構造的にシンプルな受光素子を構成することが可能となるが、反面フォーカスエラー信号と球面収差検出信号それぞれにとって受光パターンを最適化することが不可能となる。そのため場合によってはフォーカスエラー信号と球面収差検出信号をそれぞれ独立に検出する必要性を生じる可能性もある。   Next, an embodiment in which a focus error signal and a spherical aberration detection signal are detected independently will be described. In the embodiments described so far, the focus error signal and the spherical aberration detection signal are separated by the calculation of the received light signal using the common hologram area and the received light pattern for both the focus error signal and the spherical aberration detection signal. In this case, since the number of light receiving patterns can be reduced, a structurally simple light receiving element can be configured. However, on the other hand, it is impossible to optimize the light receiving patterns for the focus error signal and the spherical aberration detection signal. Become. Therefore, in some cases, it may be necessary to detect the focus error signal and the spherical aberration detection signal independently.

図17はフォーカスエラー信号と球面収差検出信号をそれぞれ独立に検出した場合の一例を示す図である。光ディスク10で反射した復路光24bは対物レンズ15を通り平行光に変換された後コリメータレンズ12で収束光に変換される。この収束光は反射型ホログラム42にて進路を変換され受光素子50上の受光パターン51a、51b、51c、51d、51e、51f上に集光される。反射型ホログラム42はR方向に平行な分割線で領域を分割されており、更に光軸を中心として復路光24bの内側と中心部、及び中止部と外側を分ける2つの円で領域をトータル6つに分割されている。これらのホログラム領域は図示しているようにビームの外側に対応する42a、42bは受光パターン51a、51b上に、ビームの内側に対応する42c、42dは受光パターン51c、51d上に、ビームの中心部に対応する42e、42fは受光パターン51e、51f上に集光され、受光素子上スポット22a、22b、22c、22d、22e、22fになるように形成されている。受光パターン51a、51b、51c及び51dはR方向に平行な分割線で2分離されており、受光パターン51e、51fはR方向に平行な分割線で4分割されている。受光領域51aA、51aB、51bA、51bB、51cA、51cB、51dA、51dB、51eA、51eA2、51eB、51eB2、51fA、51fA2、51fB、51fB2に到達した光は受光素子50によりそれぞれ電気信号V51aA、V51aB、V51bA、V51bB、V51cA、V51cB、V51dA、V51dB、V51eA、V51eA2、V51eB、V51eB2、V51fA、V51fA2、V51fB、V51fB2に変換されて検出される。   FIG. 17 is a diagram showing an example when the focus error signal and the spherical aberration detection signal are detected independently. The return light 24b reflected by the optical disk 10 passes through the objective lens 15 and is converted into parallel light, and then converted into convergent light by the collimator lens 12. The converged light is converted in its path by the reflection hologram 42 and condensed on the light receiving patterns 51a, 51b, 51c, 51d, 51e, 51f on the light receiving element 50. The reflection hologram 42 is divided into regions by a dividing line parallel to the R direction, and the region is further divided into two circles that divide the return path light 24b inside and center, and the stop portion and outside with the optical axis as a center. It is divided into two. As shown in the figure, the hologram regions 42a and 42b corresponding to the outside of the beam are on the light receiving patterns 51a and 51b, and 42c and 42d corresponding to the inside of the beam are on the light receiving patterns 51c and 51d. 42e and 42f corresponding to the portions are condensed on the light receiving patterns 51e and 51f, and are formed so as to become the light receiving element top spots 22a, 22b, 22c, 22d, 22e and 22f. The light receiving patterns 51a, 51b, 51c and 51d are separated into two by a dividing line parallel to the R direction, and the light receiving patterns 51e and 51f are divided into four by a dividing line parallel to the R direction. The light reaching the light receiving areas 51aA, 51aB, 51bA, 51bB, 51cA, 51cB, 51dA, 51dB, 51eA, 51eA2, 51eB, 51eB2, 51fA, 51fA2, 51fB, 51fB2 is received by the light receiving element 50, respectively. , V51bB, V51cA, V51cB, V51dA, V51dB, V51eA, V51eA2, V51eB, V51eB2, V51fA, V51fA2, V51fB, and V51fB2.

図示しているように受光パターン上に集光された22a、22b、22c、22d、22e、及び22fは受光パターンの分割線上に集光されているため、受光領域51aAと51aB、受光領域51bAと51bB、受光領域51cAと51cB、受光領域51dAと51dB、受光領域51eAと51eB、受光領域51fAと51fB、にそれぞれ入る光量が等しい。ここで、式(24)、式(25)、
Ain=V51cA+V51dA ・・・式(24)
Bin=V51cB+V51dB ・・・式(25)
により、Ain、Binを定義して、フォーカスエラー信号(FEin)を、
FEin=Ain−Bin ・・・式(26)
とすると、
FEin=0 ・・・式(27)
となる。このFEinは復路光24bの内側領域のデフォーカス量に相当する。同様に、式(28)、式(29)、
Aout=V51aA+V51bA ・・・式(28)
Bout=V51aB+V51bB ・・・式(29)
により、Aout、Boutを定義して、フォーカスエラー信号(FEout)を、
FEout=Aout−Bout ・・・式(30)
とすると、
FEout=0 ・・・式(31)
となる。このFEoutは復路光24bの外側領域のデフォーカス量に相当する。先述したように球面収差検出信号は復路光24bの内側と外側のフォーカス信号の差動をとればよいので、
SAE=FEin−FEout ・・・式(32)
と定義すればSAEを球面収差検出信号として利用できる。この場合、
SAE=0 ・・・式(33)
である。
As shown in the figure, since 22a, 22b, 22c, 22d, 22e, and 22f collected on the light receiving pattern are collected on the dividing line of the light receiving pattern, the light receiving areas 51aA and 51aB and the light receiving area 51bA The amounts of light entering 51bB, light receiving areas 51cA and 51cB, light receiving areas 51dA and 51dB, light receiving areas 51eA and 51eB, and light receiving areas 51fA and 51fB are equal. Here, Formula (24), Formula (25),
Ain = V51cA + V51dA Formula (24)
Bin = V51cB + V51dB Formula (25)
By defining Ain and Bin, the focus error signal (FEin) is
FEin = Ain−Bin Formula (26)
Then,
FEin = 0 Formula (27)
It becomes. This FEin corresponds to the defocus amount in the inner region of the return path light 24b. Similarly, Formula (28), Formula (29),
Aout = V51aA + V51bA Formula (28)
Bout = V51aB + V51bB Formula (29)
By defining Aout and Bout, the focus error signal (FEout)
FEout = Aout−Bout (30)
Then,
FEout = 0 Formula (31)
It becomes. This FEout corresponds to the defocus amount in the outer region of the return path light 24b. As described above, the spherical aberration detection signal may be obtained by taking the differential between the inner and outer focus signals of the return path light 24b.
SAE = FEin−FEout Expression (32)
SAE can be used as a spherical aberration detection signal. in this case,
SAE = 0 Formula (33)
It is.

この例のようにビームの中心部を挟んで外側と内側を分けると、中心部を挟まない場合に比較して球面収差による外側と内側のデフォーカス差がより大きくなる傾向となる。即ち、球面収差検出感度をアップさせることが可能となり、システム全体の球面収差補正機能の特性上この感度をチューニングする必要が生じた場合には有効な方法である。   If the outer side and the inner side are separated with the central part of the beam sandwiched as in this example, the defocus difference between the outer side and the inner side due to spherical aberration tends to be larger than when the central part is not sandwiched. That is, it is possible to increase the sensitivity of detecting spherical aberration, and this method is effective when it is necessary to tune this sensitivity due to the characteristics of the spherical aberration correction function of the entire system.

また、式(34)、式(35)、
Af=V51eA+V51eA2+V51fA+V51fA2 ・・・式(34)
Bf=V51eB+V51eB2+V51fB+V51fB2 ・・・式(35)
により、Af、Bfを定義して、フォーカスエラー信号(FEf)を
FEf=Af−Bf ・・・式(36)
とすると、
FEf=0 ・・・式(37)
となる。
Moreover, Formula (34), Formula (35),
Af = V51eA + V51eA2 + V51fA + V51fA2 Formula (34)
Bf = V51eB + V51eB2 + V51fB + V51fB2 Formula (35)
By defining Af and Bf, the focus error signal (FEf) is expressed as FEf = Af−Bf (36)
Then,
FEf = 0 ... Formula (37)
It becomes.

このように、フォーカスエラー信号と球面収差検出信号の受光パターンを別にすることで後段のアンプゲイン等を個別に設定でき、電気回路的な最適設計も可能である。それから、図示しているようにこのフォーカスエラー信号用受光パターン51e、51fには受光領域51eA2、51eB2、51fA2、51fB2が、本来の受光領域の外側にフォーカスエラー信号演算にて逆符号で配置されている。デフォーカスが発生するとこれらの受光パターン上のスポットは半円の円弧状のビームとなりデフォーカスにつれて分割線に垂直方向にビームが大きくなる。受光領域の外側に逆符号の受光領域が配置されると、更にデフォーカスが大きくなって外側の受光領域にビームが入った場合に逆符号なのでフォーカスエラー信号が急速に0に収束することとなる。即ち、非常に狭いデフォーカス領域しかフォーカスエラー信号が存在しないこととなり、多層ディスクにて記録層から比較的近い距離で次の記録層がある場合そこからの反射光が無視できない場合に有効である。   In this way, by separating the light receiving patterns of the focus error signal and the spherical aberration detection signal, the amplifier gain and the like at the subsequent stage can be individually set, and an optimum design in terms of electric circuit is possible. Then, as shown in the figure, the light receiving areas 51eA2, 51eB2, 51fA2, and 51fB2 are arranged in the focus error signal light receiving patterns 51e and 51f outside the original light receiving area with the reverse sign in the focus error signal calculation. Yes. When defocusing occurs, the spots on these light receiving patterns become semicircular arc-shaped beams, and the beam increases in the direction perpendicular to the dividing line as defocusing occurs. If a light receiving area with an opposite sign is arranged outside the light receiving area, the focus error signal rapidly converges to 0 because the sign is reversed when the defocus is further increased and a beam enters the outer light receiving area. . That is, the focus error signal exists only in a very narrow defocus area, and it is effective when the reflected light from the next recording layer cannot be ignored when there is a next recording layer at a relatively short distance from the recording layer in a multilayer disc. .

以上のように、ホログラムの分割領域、及び、受光パターンの数、分割領域を増やすことで、フォーカスエラー信号、球面収差検出信号をそれぞれ独立に最適化させることが可能となる。ただ、構成が複雑化するため調整の容易さや製品コスト等のデメリットが生じ
る可能性があるが、そこは性能とのバランスからトータルとして最適な解を適用しなければならない。
As described above, the focus error signal and the spherical aberration detection signal can be optimized independently by increasing the number of divided areas of the hologram, the number of light receiving patterns, and the number of divided areas. However, since the configuration is complicated, there is a possibility that demerits such as ease of adjustment and product cost may occur. However, the optimal solution must be applied as a total from the balance with performance.

次に、本実施の形態以外の受光パターン配置のオプションについて説明する。実際の受光素子配置ではスペース等の制約により理想的に直線に配置できない可能性もあり、いろいろな配置のオプションを考察する必要がる。図18(a)から図18(d)は各受光パターンが直線から外れた配置をした場合を示す図である。   Next, light receiving pattern arrangement options other than the present embodiment will be described. In an actual light receiving element arrangement, there is a possibility that it cannot be ideally arranged in a straight line due to restrictions on space or the like, and it is necessary to consider various arrangement options. FIG. 18A to FIG. 18D are diagrams showing a case where the respective light receiving patterns are arranged out of a straight line.

図18(a)はビームの内側領域を受光する受光パターン51bと51aが紙面右側、ビームの外側領域を受光する受光パターン51dと51cが紙面左側にオフセットさせて配置した場合を示す。この場合もビーム内側を受光する受光パターン51bと51aの間隔と、ビーム外側を受光する受光パターン51dと51cの間隔が等しく、更にビーム内側を受光する受光パターンとビーム外側を受光する受光パターンが交互に配置されているため、回転調整によるビーム内側とビーム外側のデフォーカス感度がそれぞれ相等しくなる回転中心53が必ず存在する。また、波長変動が生じた場合、光軸と受光素子との交点54と各受光パターンを結ぶ線に沿って各受光パターン上のスポットが移動する。   FIG. 18A shows a case where the light receiving patterns 51b and 51a for receiving the inner area of the beam are offset on the right side of the paper and the light receiving patterns 51d and 51c for receiving the outer area of the beam are offset on the left side of the paper. Also in this case, the interval between the light receiving patterns 51b and 51a that receive the inside of the beam and the interval between the light receiving patterns 51d and 51c that receive the outside of the beam are equal, and the light receiving pattern that receives the inside of the beam and the light receiving pattern that receives the outside of the beam are alternated. Therefore, there is always a rotation center 53 in which the defocus sensitivities on the inside and outside of the beam by rotation adjustment are equal to each other. In addition, when wavelength variation occurs, the spot on each light receiving pattern moves along a line connecting each light receiving pattern with the intersection 54 between the optical axis and the light receiving element.

従って、受光パターンの分割線に平行な直線上に各受光パターンが配置されていないため各受光パターン上のスポットは図面上左右どちらかの受光領域に偏重する。しかしながら、例えば受光パターン51bにて受光領域51bBにスポットが偏重する場合は、受光パターン51aでは受光領域51aAに偏重するためフォーカスエラー信号を演算する際に打ち消しあう結果となり、波長変動によるフォーカスエラー信号、及び球面収差検出信号の影響は小さい。   Accordingly, since each light receiving pattern is not arranged on a straight line parallel to the dividing line of the light receiving pattern, the spot on each light receiving pattern is biased to the left or right light receiving region in the drawing. However, for example, when the spot is deviated in the light receiving area 51bB in the light receiving pattern 51b, the light receiving pattern 51a is deviated in the light receiving area 51aA, so that when the focus error signal is calculated, the focus error signal due to the wavelength variation, The influence of the spherical aberration detection signal is small.

図18(b)は全ての受光パターンを斜め直線上に配置した場合を示す。先述の図18(a)の場合と同様に、ビーム内側を受光する受光パターン51bと51aの間隔と、ビーム外側を受光する受光パターン51dと51cの間隔が等しく、更にビーム内側を受光する受光パターンとビーム外側を受光する受光パターンが交互に配置されているため、回転調整によるビーム内側とビーム外側のデフォーカス感度がそれぞれ相等しくなる回転中心53が必ず存在する。また、波長変動が生じた場合、光軸と受光素子との交点54と各受光パターンを結ぶ線に沿って各受光パターン上のスポットが移動し、各受光パターン上のスポットは図面上左右どちらかの受光領域に偏重する。この場合、例えば受光パターン51bにて受光領域51bBにスポットが偏重する場合は、受光パターン51aでは受光領域51aBに偏重するためフォーカスエラー信号を演算による打消しの効果が無くフォーカスエラー信号にオフセットを生じる。球面収差信号はビーム内側のデフォーカスとビーム外側のデフォーカスの差動であるため波長変動による内側と外側のデフォーカスが等しければ演算により打ち消されるが、光軸と受光素子との交点54と各受光パターンを結ぶ線と受光パターンを分割する分割線のなす角が各受光パターンでそれぞれ異なるため波長変動による内側と外側のデフォーカスは等しくならない。   FIG. 18B shows a case where all the light receiving patterns are arranged on an oblique straight line. As in the case of FIG. 18A, the interval between the light receiving patterns 51b and 51a that receive the inside of the beam is equal to the interval between the light receiving patterns 51d and 51c that receive the outside of the beam, and further, the light receiving pattern that receives the inside of the beam. Since the light receiving patterns for receiving the light beam outside and the beam outside are alternately arranged, there always exists a rotation center 53 in which the defocus sensitivities on the beam inner side and the beam outer side by rotation adjustment are equal to each other. In addition, when wavelength variation occurs, a spot on each light receiving pattern moves along a line connecting the intersection 54 of the optical axis and the light receiving element and each light receiving pattern, and the spot on each light receiving pattern is either left or right in the drawing. The light receiving area is biased. In this case, for example, when the spot is deviated in the light receiving area 51bB in the light receiving pattern 51b, the light receiving pattern 51a is deviated in the light receiving area 51aB, so that there is no effect of canceling the focus error signal, and an offset occurs in the focus error signal. . Since the spherical aberration signal is the difference between the defocus inside the beam and the defocus outside the beam, if the inner and outer defocus due to wavelength variation are equal, they will be canceled by calculation, but the intersection 54 between the optical axis and the light receiving element and each Since the angles formed by the lines connecting the light receiving patterns and the dividing lines dividing the light receiving patterns are different for each light receiving pattern, the inner and outer defocus due to wavelength fluctuations are not equal.

図18(c)は外側に配置されている2つの受光パターンを図面右側に、内側に配置されている2つの受光パターンを図面左側に配置した場合を示す。これも先述の図18(a)の場合と同様に、ビーム内側を受光する受光パターン51bと51aの間隔と、ビーム外側を受光する受光パターン51dと51cの間隔が等しく、更にビーム内側を受光する受光パターンとビーム外側を受光する受光パターンが交互に配置されているため、回転調整によるビーム内側とビーム外側のデフォーカス感度がそれぞれ相等しくなる回転中心53が必ず存在する。また、波長変動が生じた場合、光軸と受光素子との交点54と各受光パターンを結ぶ線に沿って各受光パターン上のスポットが移動し、各受光パターン上のスポットは図面上左右どちらかの受光領域に偏重する。   FIG. 18C shows a case where the two light receiving patterns arranged on the outside are arranged on the right side of the drawing and the two light receiving patterns arranged on the inside are arranged on the left side of the drawing. Similarly to the case of FIG. 18A, the interval between the light receiving patterns 51b and 51a that receive the inside of the beam is equal to the interval between the light receiving patterns 51d and 51c that receive the outside of the beam, and further, the inside of the beam is received. Since the light receiving patterns and the light receiving patterns that receive the beam outside are alternately arranged, there always exists a rotation center 53 in which the defocus sensitivities on the inside and outside of the beam by rotation adjustment are equal to each other. In addition, when wavelength variation occurs, a spot on each light receiving pattern moves along a line connecting the intersection 54 of the optical axis and the light receiving element and each light receiving pattern, and the spot on each light receiving pattern is either left or right in the drawing. The light receiving area is biased.

この場合、例えば受光パターン51bにて受光領域51bBにスポットが偏重する場合は先述の図18(b)の場合と同様に受光パターン51aでは受光領域51aBに偏重するが、受光パターン51dでは受光領域51dAに、受光パターン51cでは受光領域51cAにそれぞれ偏重する。そのためフォーカスエラー信号の演算では打消しの効果がありフォーカスエラー信号のオフセットは小さくなるが、球面収差信号はビーム内側のデフォーカスとビーム外側のデフォーカスの差動であるため打消しの効果は無くオフセットを生じる。   In this case, for example, when the spot is biased in the light receiving area 51bB in the light receiving pattern 51b, the light receiving pattern 51a is biased in the light receiving area 51aB as in the case of FIG. 18B described above, but in the light receiving pattern 51d, the light receiving area 51dA. In addition, the light receiving pattern 51c is biased toward the light receiving area 51cA. Therefore, the calculation of the focus error signal has a cancellation effect and the offset of the focus error signal is small. However, since the spherical aberration signal is a differential between the defocus inside the beam and the defocus outside the beam, there is no cancellation effect. Cause an offset.

図18(d)はビームの内側領域を受光する受光パターン51bと51aが紙面右側、ビームの外側領域を受光する受光パターン51dと51cが紙面左側にオフセットさせ、かつ直線状ではなく四方に配置した場合を示す。この配置は図18(a)にて受光パターン51bと51d、受光パターン51aと51cをそれぞれ図中横に並べて配置したものと等価である。この場合は4つの受光パターンの中心点を回転中心53とすれば回転によるデフォーカス調整ができる。また、波長変動が生じた場合、光軸と受光素子との交点54と各受光パターンを結ぶ線に沿って各受光パターン上のスポットが移動し、各受光パターン上のスポットは図面上左右どちらかの受光領域に偏重する。この場合、例えば受光パターン51bにて受光領域51bBにスポットが偏重する場合は受光パターン51aでは受光領域51aAに偏重するため、フォーカスエラー信号、球面収差検出信号共に打ち消す効果により影響は小さい。ただし、光ディスク10のデフォーカスが進行すると各々の受光パターン上のスポットは半円のビームとなり図中横方向に拡大していき、非常に大きなデフォーカスに対してはついに横の受光パターンにまで達して信号の乱れを生じる恐れがある。   In FIG. 18 (d), the light receiving patterns 51b and 51a for receiving the inner area of the beam are offset to the right side of the paper, and the light receiving patterns 51d and 51c for receiving the outer area of the beam are offset to the left side of the paper. Show the case. This arrangement is equivalent to the arrangement of the light receiving patterns 51b and 51d and the light receiving patterns 51a and 51c arranged side by side in FIG. 18A. In this case, if the center point of the four light receiving patterns is the rotation center 53, defocus adjustment by rotation can be performed. In addition, when wavelength variation occurs, a spot on each light receiving pattern moves along a line connecting the intersection 54 of the optical axis and the light receiving element and each light receiving pattern, and the spot on each light receiving pattern is either left or right in the drawing. The light receiving area is biased. In this case, for example, when the spot is deviated in the light receiving area 51bB in the light receiving pattern 51b, the light receiving pattern 51a is deviated in the light receiving area 51aA, so the influence is small due to the effect of canceling both the focus error signal and the spherical aberration detection signal. However, as the defocusing of the optical disc 10 progresses, the spots on each light receiving pattern become a semicircular beam and expands in the horizontal direction in the figure, and finally reaches the horizontal light receiving pattern for a very large defocus. May disturb the signal.

図19(a)から図19(d)は、前記図18(a)から(d)にて説明した波長変動による課題を解決するために、受光パターンの分割線を光軸と受光素子との交点54と受光パターンとを結ぶ線に平行にした場合を図示している。この場合、波長変動が生じた場合でも受光パターン上のスポットは分割線上を移動するため、確かにフォーカスエラー信号、及び球面収差検出信号のオフセットは全く生じない。しかしながら、このように分割線を斜めにしてしまうと図中縦方向に非常に高い受光素子調整精度が要求され、受光素子上のスポット位置のバラツキを考慮するとこの調整は非常に困難になることが予想される。   19 (a) to 19 (d) show the dividing line of the light receiving pattern between the optical axis and the light receiving element in order to solve the problem due to the wavelength variation described in FIGS. 18 (a) to (d). The case where it is made parallel to the line which connects the intersection 54 and a light reception pattern is shown in figure. In this case, even when the wavelength variation occurs, the spot on the light receiving pattern moves on the dividing line, so that the focus error signal and the spherical aberration detection signal are not offset at all. However, if the dividing line is slanted in this way, a very high light receiving element adjustment accuracy is required in the vertical direction in the figure, and this adjustment may be very difficult in consideration of variations in spot positions on the light receiving element. is expected.

本発明は、ブルーレーザーを含む短波長レーザーを用いる場合であっても、小型、薄型で温度変化等の耐環境変化特性も良くコストの安い光ピックアップ装置として利用することができる。   Even when a short wavelength laser including a blue laser is used, the present invention can be used as an optical pickup device that is small and thin, has good resistance to environmental change such as temperature change, and is low in cost.

本発明の一実施の形態における光ピックアップ装置を示す斜視図The perspective view which shows the optical pick-up apparatus in one embodiment of this invention 本発明の一実施の形態における複合素子を示す斜視図The perspective view which shows the composite element in one embodiment of this invention 本発明の一実施の形態における複合素子を示す断面図Sectional drawing which shows the composite element in one embodiment of this invention 本発明の一実施の形態における反射型ホログラムのホログラムパターンと受光素子の受光パターンとの関係を示す斜視図The perspective view which shows the relationship between the hologram pattern of the reflection type hologram in one embodiment of this invention, and the light reception pattern of a light receiving element 本発明の一実施の形態における光ピックアップ装置の簡易的な等価光学系を示す図The figure which shows the simple equivalent optical system of the optical pick-up apparatus in one embodiment of this invention 本発明の一実施の形態における光ピックアップ装置の光ディスクが対物レンズから離れた場合の復路光の変化を示す図The figure which shows the change of a return light when the optical disk of the optical pick-up apparatus in one embodiment of this invention leaves | separates from an objective lens. 本発明の一実施の形態における光ピックアップ装置の光ディスクが対物レンズに近づいた場合の復路光の変化を示す図The figure which shows the change of return light when the optical disk of the optical pick-up apparatus in one embodiment of this invention approaches an objective lens 本発明の一実施の形態における光ピックアップ装置の偏光分離膜も含めた集積光学素子の等価光学系を示す図The figure which shows the equivalent optical system of the integrated optical element also including the polarization separation film of the optical pick-up apparatus in one embodiment of this invention 本発明の一実施の形態における光ピックアップ装置のデフォーカス調整方法を示す図The figure which shows the defocus adjustment method of the optical pick-up apparatus in one embodiment of this invention 本発明の一実施の形態における光ピックアップ装置の球面収差補正手段の一例について説明する図The figure explaining an example of the spherical aberration correction means of the optical pick-up apparatus in one embodiment of this invention 本発明の一実施の形態における光ピックアップ装置の収差の位相分布について説明する図The figure explaining the phase distribution of the aberration of the optical pick-up apparatus in one embodiment of this invention 本発明の一実施の形態における光ピックアップ装置の球面収差が発生した場合のΦ(R)の分布を示す図The figure which shows distribution of (PHI) (R) when the spherical aberration of the optical pick-up apparatus in one embodiment of this invention generate | occur | produces 本発明の一実施の形態における光ピックアップ装置の光学系に球面収差が発生しておらず、かつ光ディスク記録面にてデフォーカスがない状態での球面収差検出手段を示す図The figure which shows the spherical aberration detection means in the state in which spherical aberration has not generate | occur | produced in the optical system of the optical pick-up apparatus in one embodiment of this invention, and there is no defocus on the optical disk recording surface 本発明の一実施の形態における光ピックアップ装置の実際に球面収差が発生した場合の球面収差検出信号の様子を示す図The figure which shows the mode of the spherical aberration detection signal when spherical aberration actually generate | occur | produces in the optical pick-up apparatus in one embodiment of this invention 本発明の一実施の形態における光ピックアップ装置の球面収差検出機能も備えたデフォーカス調整方法を説明する図The figure explaining the defocusing adjustment method also provided with the spherical aberration detection function of the optical pick-up apparatus in one embodiment of this invention 本発明の一実施の形態における光ピックアップ装置の波長が変動した場合の各受光パターン上のスポットの位置変化を示す図The figure which shows the position change of the spot on each light reception pattern when the wavelength of the optical pick-up apparatus in one embodiment of this invention fluctuates フォーカスエラー信号と球面収差検出信号をそれぞれ独立に検出した場合の一例を示す図The figure which shows an example at the time of detecting a focus error signal and a spherical aberration detection signal each independently 各受光パターンが直線から外れた配置をした場合を示す図The figure which shows the case where each light reception pattern has been arranged off the straight line 波長変動による課題を解決するために、受光パターンの分割線を光軸と受光素子との交点と受光パターンとを結ぶ線に平行にした場合を示す図The figure which shows the case where the division line of a light reception pattern is made parallel to the line which connects the intersection of an optical axis and a light receiving element, and a light reception pattern in order to solve the subject by wavelength variation.

符号の説明Explanation of symbols

1 光ピックアップ
10 光ディスク
11 光源
12 コリメータレンズ
14 立ち上げミラー
15 対物レンズ
18 アクチュエーター
19 ピックアップ基台
21 ディスク上スポット
21p ディスク上スポットの鏡像
21m ディスク上スポットの鏡像
21ip ディスク上スポットの鏡像
21im ディスク上スポットの鏡像
21op ディスク上スポットの鏡像
21om ディスク上スポットの鏡像
22a 受光素子上スポット
22b 受光素子上スポット
22c 受光素子上スポット
22d 受光素子上スポット
22e 受光素子上スポット
22f 受光素子上スポット
22ap 受光素子上スポット
22am 受光素子上スポット
22bp 受光素子上スポット
22bm 受光素子上スポット
22asap 受光素子上スポット
22asam 受光素子上スポット
22bsap 受光素子上スポット
22bsam 受光素子上スポット
22csap 受光素子上スポット
22csam 受光素子上スポット
22dsap 受光素子上スポット
22dsam 受光素子上スポット
24a 往路光
24b 復路光
24bi 復路光
24bo 復路光
25 参照球面
30 複合素子
31 半導体レーザー
32 ベース部材
33 結合部材
35 フレキシブルケーブル
40 集積光学部材
41 偏光分離膜
42 反射型ホログラム
42a ホログラム領域
42b ホログラム領域
42c ホログラム領域
42d ホログラム領域
42e ホログラム領域
42f ホログラム領域
50 受光素子
51a 受光パターン
51b 受光パターン
51c 受光パターン
51d 受光パターン
51e 受光パターン
51f 受光パターン
51aA 受光領域
51aB 受光領域
51bA 受光領域
51bB 受光領域
51cA 受光領域
51cB 受光領域
51dA 受光領域
51dB 受光領域
51eA 受光領域
51eB 受光領域
51eA2 受光領域
51eB2 受光領域
51fA 受光領域
51fB 受光領域
51fA2 受光領域
51fB2 受光領域
V51aA 電気信号
V51aB 電気信号
V51bA 電気信号
V51bB 電気信号
V51cA 電気信号
V51cB 電気信号
V51dA 電気信号
V51dB 電気信号
V51eA 電気信号
V51eB 電気信号
V51eA2 電気信号
V51eB2 電気信号
V51fA 電気信号
V51fB 電気信号
V51fA2 電気信号
V51fB2 電気信号
53 受光素子回転中心
54 光軸と受光素子の交点
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Optical pick-up 10 Optical disk 11 Light source 12 Collimator lens 14 Raising mirror 15 Objective lens 18 Actuator 19 Pickup base 21 Spot on disk 21p Mirror image of spot on disk 21m Mirror image of spot on disk 21ip Mirror image of spot on disk 21im Spot of disk on disk Mirror image 21op Mirror image of spot on disk 21om Spot image on disk 22a Spot on light receiving element 22b Spot on light receiving element 22c Spot on light receiving element 22d Spot on light receiving element 22e Spot on light receiving element 22f Spot on light receiving element 22ap Spot on light receiving element 22am Light reception Spot on element 22 bp Spot on light receiving element 22 bm Spot on light receiving element 22 asap Spot on light receiving element 22 asam Spot on optical element 22 bsap Spot on light receiving element 22 bsam Spot on light receiving element 22 csap Spot on light receiving element 22 csam Spot on light receiving element 22 dsap Spot on light receiving element 22 dsam Spot on light receiving element 24 a Outbound light 24 b Return path light 24 bo Return path light 24 bo Return path light 24 bo Return path light 24 bo Composite element 31 Semiconductor laser 32 Base member 33 Coupling member 35 Flexible cable 40 Integrated optical member 41 Polarization separation film 42 Reflective hologram 42a Hologram area 42b Hologram area 42c Hologram area 42d Hologram area 42e Hologram area 42f Hologram area 50 Light receiving element 51a Light receiving pattern 51b Light reception pattern 51c Light reception pattern 51d Light reception pattern 51e Light reception pattern 51f Light reception Turn 51aA Light receiving area 51aB Light receiving area 51bA Light receiving area 51bB Light receiving area 51cA Light receiving area 51cB Light receiving area 51dA Light receiving area 51dB Light receiving area 51eA Light receiving area 51eB Light receiving area 51eA2 Light receiving area 51eB2 Light receiving area 51fA Light receiving area 51fA Light receiving area 51fA Electrical signal V51aB Electrical signal V51bA Electrical signal V51cB Electrical signal V51cA Electrical signal V51cB Electrical signal V51dA Electrical signal V51dB Electrical signal V51eA Electrical signal V51eB Electrical signal V51eA2 Electrical signal V51eB2 Electrical signal V51fA Electrical signal V51fB Electrical signal V51fB Electrical signal V51fB Electrical signal V51fB Center of rotation 54 Intersection of optical axis and light receiving element

Claims (17)

光記録媒体へ光ビームを集光する集光光学系と、光記録媒体からの反射光を検出する光検出光学系を有する光ピックアップ装置であって、前記光検出光学系に配置された、光軸を中心として光記録媒体からの反射光の内側と外側を分ける線、及び光軸を含む直線で分割される少なくとも4つの領域毎に光進行方向を変換する光路変換手段を有し、前記光検出光学系に配置された、前記光路変換手段を分割する光軸を含む直線と平行な直線に沿って配置された少なくとも4つの受光部を備えた受光手段を有することを特徴とする光ピックアップ装置。 An optical pickup apparatus having a condensing optical system for condensing a light beam onto an optical recording medium and a light detection optical system for detecting reflected light from the optical recording medium, the light being disposed in the light detection optical system Optical path changing means for changing the light traveling direction for each of at least four regions divided by a line dividing the inner side and the outer side of the reflected light from the optical recording medium around the axis and a straight line including the optical axis. An optical pickup device comprising: a light receiving means provided with at least four light receiving portions arranged along a straight line parallel to a straight line including an optical axis that divides the optical path changing means disposed in the detection optical system. . 前記受光手段の受光部は前記光路変換手段の光軸を含む直線の分割線に平行な分割線で各々分割された少なくとも2つの受光素子で構成され、前記受光部は少なくとも8つの前記受光素子により構成されたことを特徴とする請求項1記載の光ピックアップ装置。 The light receiving unit of the light receiving unit includes at least two light receiving elements each divided by a dividing line parallel to a straight dividing line including the optical axis of the optical path changing unit, and the light receiving unit includes at least eight light receiving elements. The optical pickup device according to claim 1, which is configured. 前記光路変換手段は、光記録媒体からの反射光の内側の一方の領域の光は前記受光手段の受光部のうち最も端の受光部である第1受光部の分割線上に集光し、光記録媒体からの反射光の外側の同じ一方の領域の光は前記第1受光部の隣の受光部である第2受光部の分割線上に集光し、光記録媒体からの反射光の内側の他方の領域の光は前記第2受光部の隣の受光部である第3受光部の分割線上に集光し、光記録媒体からの反射光の外側の他方の光は前記第3受光部の隣の受光部である第4受光部の分割線上に集光させるように光路を変更することを特徴とする請求項2記載の光ピックアップ装置。 The light path changing means condenses the light in one region inside the reflected light from the optical recording medium on the dividing line of the first light receiving part which is the light receiving part of the light receiving part of the light receiving means. The light in the same region outside the reflected light from the recording medium is collected on the dividing line of the second light receiving unit that is the light receiving unit adjacent to the first light receiving unit, and is reflected on the inner side of the reflected light from the optical recording medium. The light in the other region is condensed on the dividing line of the third light receiving unit which is the light receiving unit adjacent to the second light receiving unit, and the other light outside the reflected light from the optical recording medium is transmitted from the third light receiving unit. 3. The optical pickup device according to claim 2, wherein the optical path is changed so that the light is condensed on a dividing line of a fourth light receiving unit which is an adjacent light receiving unit. 前記受光手段において、最も端の受光部である第1受光部の一方の側の受光素子の信号出力と、前記第1受光部の隣の受光部である第2受光部の同じ一方の側の受光素子の信号出力と、前記第2受光部の隣の受光部である第3受光部の他方の側の受光素子の信号出力と、前記第3受光部の隣の受光部である第4受光部の同じ他方の側の受光素子の信号出力をそれぞれ加算した信号出力と、
最も端の受光部である第1受光部の他方の側の受光素子の信号出力と、前記第1受光部の隣の受光部である第2受光部の同じ他方の側の信号出力と、前記第2受光部の隣の受光部である第3受光部の一方の側の受光素子の信号出力と、前記第3受光部の隣の受光部である第4受光部の同じ一方の側の受光素子の信号出力をそれぞれ加算した信号出力の差動をもって前記光ビームのフォーカス制御信号とすることを特徴とする請求項3記載の光ピックアップ装置。
In the light receiving means, the signal output of the light receiving element on one side of the first light receiving unit which is the farthest light receiving unit, and the same one side of the second light receiving unit which is the light receiving unit adjacent to the first light receiving unit The signal output of the light receiving element, the signal output of the light receiving element on the other side of the third light receiving part, which is the light receiving part adjacent to the second light receiving part, and the fourth light receiving part, which is the light receiving part adjacent to the third light receiving part. A signal output obtained by adding the signal outputs of the light receiving elements on the other side of the same part,
The signal output of the light receiving element on the other side of the first light receiving unit which is the most light receiving unit, the signal output on the same other side of the second light receiving unit which is the light receiving unit adjacent to the first light receiving unit, The signal output of the light receiving element on one side of the third light receiving unit, which is the light receiving unit next to the second light receiving unit, and the light reception on the same side of the fourth light receiving unit, which is the light receiving unit next to the third light receiving unit. 4. The optical pickup device according to claim 3, wherein a difference between the signal outputs obtained by adding the signal outputs of the elements is used as the focus control signal for the light beam.
前記受光手段において、外側の2つの受光部である第1受光部と第4受光部の一方の側の受光素子の信号出力と、内側の2つの受光部である第2受光部と第3受光部の他方の側の受光素子の信号出力をそれぞれ加算した信号出力と、
外側の2つの受光部である第1受光部と第4受光部の他方の側の受光素子の信号出力と、内側の2つの受光部である第2受光部と第3受光部の一方の側の受光素子の信号出力をそれぞれ加算した信号出力の差動をもって球面収差制御信号としたことを特徴とする請求項3記載の光ピックアップ装置。
In the light receiving means, the signal output of the light receiving element on one side of the first two light receiving units and the fourth light receiving unit on the outer side, the second light receiving unit and the third light receiving unit on the inner two light receiving units. A signal output obtained by adding the signal outputs of the light receiving elements on the other side of the unit,
The signal output of the light receiving element on the other side of the first light receiving unit and the fourth light receiving unit which are the two outer light receiving units, and one side of the second light receiving unit and the third light receiving unit which are the two inner light receiving units 4. The optical pickup device according to claim 3, wherein a spherical aberration control signal is obtained by a differential of the signal output obtained by adding the signal outputs of the light receiving elements.
前記集光光学系として、光源と、光源から出射した光を平行光へ変換する平行光変換手段と、平行光変換手段から出射される平行光を光記録媒体へ光ビームを集光する集光手段を備えたことを特徴とする請求項1記載の光ピックアップ装置。 As the condensing optical system, a light source, parallel light converting means for converting light emitted from the light source into parallel light, and condensing light beams for condensing the parallel light emitted from the parallel light converting means onto an optical recording medium. 2. The optical pickup device according to claim 1, further comprising means. 前記光源として半導体レーザーを用いたことを特徴とする請求項6記載の光ピックアップ装置。 7. The optical pickup device according to claim 6, wherein a semiconductor laser is used as the light source. 前記平行光変換手段としてレンズを用いることを特徴とする請求項6記載の光ピックアッ
プ装置。
7. The optical pickup device according to claim 6, wherein a lens is used as the parallel light converting means.
前記集光手段としてレンズを用いることを特徴とする請求項6記載の光ピックアップ装置。 The optical pickup device according to claim 6, wherein a lens is used as the condensing unit. 前記検出光学系として、光を直線偏光から円偏光へ変換する光位相変換手段と、偏光方向によって光を分離する偏光分離手段と、光路変換手段と、受光手段とを備えることを特徴とする請求項1記載の光ピックアップ装置。 The detection optical system includes: an optical phase conversion unit that converts light from linearly polarized light into circularly polarized light; a polarization separation unit that separates light according to a polarization direction; an optical path conversion unit; and a light receiving unit. Item 5. The optical pickup device according to Item 1. 前記光路変換手段として回折型光学素子を用いたことを特徴とする請求項10記載の光ピックアップ装置。 11. The optical pickup device according to claim 10, wherein a diffractive optical element is used as the optical path changing means. 前記光路変換手段として偏光性回折型光学素子を用いたことを特徴とする請求項10記載の光ピックアップ装置。 11. The optical pickup device according to claim 10, wherein a polarizing diffractive optical element is used as the optical path changing means. 前記受光手段としてフォトダイオードを用いることを特徴とした請求項10記載の光ピックアップ装置。 11. The optical pickup device according to claim 10, wherein a photodiode is used as the light receiving means. 前記光位相変換手段として1/4波長板を用いたことを特徴とする請求項10記載の光ピックアップ装置。 11. The optical pickup device according to claim 10, wherein a quarter wave plate is used as the optical phase converting means. 前記偏光分離手段として偏光分離膜を用いたことを特徴とする請求項10記載の光ピックアップ装置。 11. The optical pickup device according to claim 10, wherein a polarization separation film is used as the polarization separation means. 前記偏光分離手段と、前記光路変換手段を同一の光集積部材としたことを特徴とする請求項10記載の光ピックアップ装置。 11. The optical pickup device according to claim 10, wherein the polarized light separating means and the optical path changing means are the same optical integrated member. 前記光源と、前記受光手段と前記光集積部材を同一の複合素子としたことを特徴とする請求項16記載の光ピックアップ装置。 17. The optical pickup device according to claim 16, wherein the light source, the light receiving means, and the optical integrated member are the same composite element.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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