JP2008130142A - Optical pickup device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光ディスクなどの光情報記録媒体に、例えば、情報の記録、再生、消去などの処理を行う光学式情報処理装置において、その基幹部品である光学式ヘッド装置に使用される再生及び/又は記録信号及び各種サーボ信号の検出機能を有する光ピックアップ装置に関する。 The present invention relates to an optical information processing apparatus that performs processing such as information recording, reproduction, and erasing on an optical information recording medium such as an optical disk. Alternatively, the present invention relates to an optical pickup device having a detection function of a recording signal and various servo signals.
現在、高精細の動画や情報を記録するには1枚の光情報記録媒体に記録できる容量を増大させる必要がある。そのため、光情報記録媒体に複数の記録層を設けることが考えられている。再生専用としては、DVD−ROM、DVD−Video等の専用光情報記録媒体があり、片面2層記録のものが商品化されている。そして、記録専用としてはDVD−R DL(Dual Layer)、DVD+R DL(Double Layer)等の片面2層記録の光情報記録媒体が商品化されている。また、次世代光情報記録媒体として、Blu−Ray Disc、HD−DVD等の片面2層の再生用と記録用の光情報記録媒体が登場してきている。さらには片面4層、8層の再生用と記録用の光情報記録媒体が考えられている。このような光情報記録媒体を再生記録するために、例えば、特許文献1に開示の技術が提案されている。
Currently, in order to record high-definition video and information, it is necessary to increase the capacity that can be recorded on one optical information recording medium. Therefore, it is considered to provide a plurality of recording layers on the optical information recording medium. As reproduction-only, there are dedicated optical information recording media such as DVD-ROM, DVD-Video, etc., and one-sided two-layer recording is commercialized. For recording only, single-sided, dual-layer optical information recording media such as DVD-R DL (Dual Layer) and DVD + R DL (Double Layer) have been commercialized. As next-generation optical information recording media, optical information recording media for reproduction and recording on one side and two layers such as Blu-Ray Disc and HD-DVD have appeared. Furthermore, optical information recording media for reproduction and recording with four layers and eight layers on one side are considered. In order to reproduce and record such an optical information recording medium, for example, a technique disclosed in
従来、図14に示すような光ピックアップ装置が考えられている。以下、この従来の光ピックアップ装置の動作原理を示す。図14は回折格子(ホログラム)を用いた一般的な光ピックアップ装置の光学原理的構成図である。図14に示す光ピックアップ装置において、1は記録/再生用のレーザ光源を出射する半導体レーザ素子、2はこのレーザ光源を平行光束にするコリメータレンズ、3はレーザ光源を1本のメインビームと2本のサブビームに回折させる回折格子である。4は偏光ビームスプリッタ、5は光情報記録媒体、6は3本のビームを光情報記録媒体5の方向に向ける立ち上げミラー、7は直線偏光を円偏光に変換する1/4波長板、8は3本のビームを光情報記録媒体5上に合焦させる対物レンズ、9は光情報記録媒体5からの反射光を受光する光検出器、10は光検出器9に反射光を集光する集光レンズ、11は、反射光を光検出器9に回折するためのホログラム素子である。ホログラム素子11は、図15に示すように円板状になってその中央に1本の分割線12が通っており、図15においてこの分割線12の左右に2種類の回折エリアを形成している。この分割線12の方向は、光情報記録媒体5から反射されてくるビームの光束パターンにおける光情報記録媒体5のトラック方向と略平行になるように設定されている。そして、各ホログラム領域11A、11Bの格子は円弧状に形成されている。
Conventionally, an optical pickup device as shown in FIG. 14 has been considered. The operation principle of this conventional optical pickup device will be described below. FIG. 14 is a diagram showing the optical principle of a general optical pickup device using a diffraction grating (hologram). In the optical pickup device shown in FIG. 14, 1 is a semiconductor laser element that emits a laser light source for recording / reproduction, 2 is a collimator lens that makes this laser light source a parallel light beam, 3 is a laser beam that is a main beam, 2 It is a diffraction grating that diffracts a sub-beam of a book. 4 is a polarization beam splitter, 5 is an optical information recording medium, 6 is a rising mirror for directing three beams in the direction of the optical
従って、3つのビーム(1本のメインビームと2本のサブビーム)は、上記分割線12を跨ぐようにして入射するので、少なくとも12本の±1次回折光が形成されるようになっている。この±1次回折光を受ける上記光検出器9は、図16に示すような受光面を有している。この例ではフォーカス検出にスポットサイズ法(SSD法)、トラッキング検出に位相差法(DPD法)と差動プッシュプル法(DPP法)を使用する場合を示している。すなわち、この受光面は、中心線13を対称軸として左右に2個ずつ3段に配列した12個の光検出セグメント14〜25よりなり、それぞれが上記12個の±1次回折光が到達する位置に対応させて配置されている。中段の4つの光検出セグメント18〜21はメインビームSP1によるスポットに対応しており、フォーカス検出とDPD検出を行なう。上段と下段の光検出セグメント14〜17及び22〜25は2つのサブビームSP2、SP3による光スポットにそれぞれ対応しており、DPP検出を行なうためのものである。また、中段の各光検出セグメント18〜21はそれぞれ水平方向に4つに分割されてそれぞれ4つのセルを形成している。従って、受光面全体で24の分割領域が存在することになる。更に、一方のホログラム領域11Aを通過する光は、4列あるセグメントの内の外側の2列のセグメント14、18、22及び17、21、25に入射するように、また他方のホログラム領域11Bを通過する光は、内側の2列のセグメント15、19、23及び16、20、24に入射するように、それぞれホログラムのピッチとパターンが設定されている。
Accordingly, the three beams (one main beam and two sub beams) are incident across the
この例ではサーボエラー信号のフォーカスエラー信号はSSD法で検出FE(SSD)し、トラッキングエラー信号はDPD法TE(DPD)とDPP法TE(DPP)(メインプッシュプルTE(MPP)とサブプッシュプルTE(SPP)の演算)で検出し、次の演算により生成される。 In this example, the focus error signal of the servo error signal is detected FE (SSD) by the SSD method, and the tracking error signal is DPD method TE (DPD) and DPP method TE (DPP) (main push pull TE (MPP) and sub push pull). TE (SPP) calculation) and generated by the following calculation.
FE(SSD)=(B+C+F+G)―(A+D+E+H)
TE(DPD)=phase(A+B、E+F)+phase(C+D、G+H)
TE(MPP)=(A+B+C+D)―(E+F+G+H)
TE(SPP)=I―J
TE(DPP)=TE(MPP)―Gain(TE(SPP))
ここで、phase()は位相比較、Gain()はある係数、A、B、C、D、E、F、G、H、I、Jは、図19に示すセグメントの記号を用いて次のように、A=A1+A2、B=B1+B2、C=C1+C2、D=D1+D2、E=E1+E2、F=F1+F2、G=G1+G2、H=H1+H2、I=I1+I2+I3+I4、J=J1+J2+J3+J4である。
TE (DPD) = phase (A + B, E + F) + phase (C + D, G + H)
TE (MPP) = (A + B + C + D) − (E + F + G + H)
TE (SPP) = I−J
TE (DPP) = TE (MPP) −Gain (TE (SPP))
Here, phase () is a phase comparison, Gain () is a certain coefficient, A, B, C, D, E, F, G, H, I, J are the following using the symbol of the segment shown in FIG. Thus, A = A1 + A2, B = B1 + B2, C = C1 + C2, D = D1 + D2, E = E1 + E2, F = F1 + F2, G = G1 + G2, H = H1 + H2, I = I1 + I2 + I3 + I4, J = J1 + J2 + J3 + J4.
しかしながら、図14に示すような従来の光ピックアップ装置では、2層の記録層を有する光情報記録媒体の場合には、情報の記録/再生を行っている記録層以外の記録層からの不要反射光の記録境界(他層記録境界迷光)が問題となる。具体的には、情報の記録/再生を行っている記録層で反射された光と情報の記録/再生を行っている記録層以外の記録層で反射された記録層と未記録層との境界の光とが重なった状態で、光を検出した場合には、正確な光量を求めることができなくなる。トラッキングエラー信号はDPP法で検出される。 However, in the conventional optical pickup device as shown in FIG. 14, in the case of an optical information recording medium having two recording layers, unnecessary reflection from recording layers other than the recording layer on which information is recorded / reproduced. The light recording boundary (other layer recording boundary stray light) becomes a problem. Specifically, the boundary between the light reflected by the recording layer that is recording / reproducing information and the recording layer that is reflected by the recording layer other than the recording layer that is recording / reproducing information and the non-recording layer If the light is detected in a state where the light overlaps, it is impossible to obtain an accurate light amount. The tracking error signal is detected by the DPP method.
このような一般的な回折格子(ホログラム素子)を用いた光ピックアップ装置で2層の光情報記録媒体を記録再生するときに一つの問題が生じる。2層光情報記録媒体は媒体の厚さ方向に2層の記録層があり、光ピックアップ装置に近い第1の記録層は半透明の記録層で構成され、光ピックアップ装置により第1の記録層と第2の記録層とでフォーカスを変えることにより両層について記録又は再生を行えるものである。 One problem arises when recording and reproducing a two-layer optical information recording medium with an optical pickup device using such a general diffraction grating (hologram element). The two-layer optical information recording medium has two recording layers in the thickness direction of the medium, and the first recording layer close to the optical pickup device is composed of a translucent recording layer, and the first recording layer is formed by the optical pickup device. By changing the focus between the recording layer and the second recording layer, recording or reproduction can be performed on both layers.
このような2層光情報記録媒体のトラッキング信号を検出するときに問題が発生する。2層光情報記録媒体のトラッキング用サブプッシュプル信号が乱れる。原因は、合焦されていない他方の記録層からの反射デフォーカス光となって検出器9の受光領域にかぶさってくることによることである。
A problem occurs when detecting a tracking signal of such a two-layer optical information recording medium. The tracking sub push-pull signal of the two-layer optical information recording medium is disturbed. The cause is that it is reflected defocused light from the other recording layer that is not focused and covers the light receiving area of the
図17にその様子を示す。図17は2層光情報記録媒体のうち、光ピックアップ装置に近い第1の記録層26に合焦しているときの様子を示す。検出器9上には合焦された第1の記録層26からの集光ビームの他に、合焦されていない他方のオフフォーカス層(第2の記録層27)からのデフォーカス光が受光領域に入射する。デフォーカス光は第2の記録層27の記録領域28と未記録領域29を跨いで通過するとき光量のアンバランスに起因してトラッキングエラー信号に特に影響を及ぼし、3ビームのうちサブビームよりも光量の大きいメインビームのデフォーカス光がその主要因となる。図18にメインビームのデフォーカス光が各セグメントを覆うように入射している様子を示す。メインビームのデフォーカス光はTE(MPP)を生成するセグメント18,19,20,21からはみ出し、TE(SPP)を生成するセグメント14,15,16,17,22,23,24,25にまで入射している。通常、TE(SPP)信号を生成するセグメントのゲインはTE(MPP)を生成するセグメントのゲインよりも大きく設定されているために、デフォーカス光はTE(SPP)に強く影響を及ぼす。デフォーカス光が第2の記録層27の記録領域28と未記録領域29を跨いで通過するときのTE(SPP)信号を図19に示す(今回は、AC信号のない場合を示している)。このようにTE(SPP)信号は記録領域28と未記録領域29を跨いで通過するときふらついてしまい安定したトラッキングエラー信号を生成することができないという問題が発生する。第2の記録層27に合焦しているときも同様の問題が発生する。
This is shown in FIG. FIG. 17 shows a state in which the
そこで、本発明はこの様な従来の光ピックアップ装置の課題を考慮し、少なくとも2層の光情報記録媒体への対応が可能であると共に、より正確かつ安定した記録及び/又は再生を実現するトラッキングエラー信号の検出を可能とする光ピックアップ装置を提供するものである。 Accordingly, the present invention takes into consideration the problems of the conventional optical pickup device as described above, and is capable of dealing with at least two layers of optical information recording media, and at the same time, realizes more accurate and stable recording and / or reproduction. An optical pickup device capable of detecting an error signal is provided.
第1の本発明は、光ビームを出射する半導体レーザ素子と、前記光ビームをメインビームと2つのサブビームに回折する回折格子と、前記回折格子により回折された回折光を光情報記録媒体の記録面に集光させるための集光光学系と、前記光情報記録媒体から反射された戻り光を回折するホログラム素子と、前記ホログラム素子により回折された回折光を受光する複数の受光素子とを備え、前記ホログラム素子は、前記光情報記録媒体のトラック方向と実質的に平行となる分割線により、第1の領域と第2の領域とに分割され、さらにトラック方向と実質的に垂直な方向に分割されて、前記第1の領域は第1の1の領域と第1の2の領域とに、前記第2の領域は、第1の1の領域の隣に位置する第2の1の領域と第1の2の領域の隣に位置する第2の2の領域とに分割され、前記ホログラム素子の第1の1の領域と第2の1の領域とにより回折された回折光は前記複数の受光素子に、前記光情報記録媒体のトラック方向と実質的に平行な方向に実質的に一直線方向に並ぶように回折して入射し、前記ホログラム素子の第1の2の領域と第2の2の領域とにより回折された回折光は、前記複数の受光素子に、前記光情報記録媒体のトラック方向と実質的に平行な方向に実質的に一直線方向に並ぶように回折して入射し、前記サブビームのプッシュプル信号に寄与しうる前記受光素子がトラック方向と垂直な方向と平行な分割線によって6つの領域に分割されていることを特徴とする光ピックアップ装置である。 According to a first aspect of the present invention, there is provided a semiconductor laser element that emits a light beam, a diffraction grating that diffracts the light beam into a main beam and two sub-beams, and a diffracted light diffracted by the diffraction grating on an optical information recording medium. A condensing optical system for condensing on the surface, a hologram element for diffracting the return light reflected from the optical information recording medium, and a plurality of light receiving elements for receiving the diffracted light diffracted by the hologram element The hologram element is divided into a first area and a second area by a dividing line that is substantially parallel to the track direction of the optical information recording medium, and further in a direction substantially perpendicular to the track direction. The first region is divided into a first first region and a first second region, and the second region is a second first region located next to the first first region. And next to the first two regions The diffracted light which is divided into the second two regions and diffracted by the first one region and the second one region of the hologram element is sent to the plurality of light receiving elements and the track of the optical information recording medium. The diffracted light that is diffracted and incident so as to be substantially aligned in a direction substantially parallel to the direction is diffracted by the first two regions and the second two regions of the hologram element, The light receiving element that diffracts and enters the plurality of light receiving elements so as to be substantially aligned in a direction substantially parallel to a track direction of the optical information recording medium and contributes to a push-pull signal of the sub beam. In the optical pickup device, the element is divided into six regions by a dividing line parallel to a direction perpendicular to the track direction.
また、第2の本発明は、前記半導体レーザ素子は、異なる2つの波長の光ビームを出射し、一方の波長の光ビームから生成されるサブビームは合焦状態において6つの領域に分割された前記受光素子のうち4つに入射し、他方の波長の光ビームから生成されるサブビームは合焦状態において6つの領域に分割された前記受光素子のうち4つに入射し、6つの領域に分割された前記受光素子のうち2つは異なる2つの波長の光ビームから生成されるサブビームの両方が入射していることを特徴とする光ピックアップ装置である。 Further, according to a second aspect of the present invention, the semiconductor laser element emits light beams of two different wavelengths, and a sub beam generated from the light beam of one wavelength is divided into six regions in a focused state. The sub-beams that are incident on four of the light receiving elements and are generated from the light beam of the other wavelength are incident on four of the light receiving elements that are divided into six regions in the focused state, and are divided into six regions. Further, two of the light receiving elements are optical pickup devices in which both sub beams generated from light beams having two different wavelengths are incident.
また、第3の本発明は、前記回折格子は略半円の領域でサブビームを生成し、サブビームの前記受光素子の面積を略半分にすることで、前記光情報記録媒体の合焦している記録層以外で反射された戻り光に起因するトラッキング信号の迷光オフセットを低減することを特徴とする光ピックアップ装置である。 According to a third aspect of the present invention, the diffraction grating generates a sub-beam in a substantially semicircular region, and the area of the light-receiving element of the sub-beam is approximately halved so that the optical information recording medium is focused. An optical pickup device that reduces a stray light offset of a tracking signal caused by return light reflected from a portion other than a recording layer.
また、第4の本発明は、前記ホログラム素子の第1の1、第1の2、第2の1、第2の2の各領域は、前記受光素子を基準として前記光情報記録媒体に近い位置で結像するようにパワーが付与されている領域と、前記受光素子を基準として前記光情報記録媒体に遠い位置で結像するようにパワーが付与されている領域とが、交互に短冊状に形成されていることを特徴とする光ピックアップ装置である。 According to a fourth aspect of the present invention, each of the first, first, second, second and second regions of the hologram element is close to the optical information recording medium with respect to the light receiving element. A region where power is applied so that an image is formed at a position and a region where power is applied so that an image is formed at a position far from the optical information recording medium with the light receiving element as a reference are alternately strip-shaped. The optical pickup device is characterized in that the optical pickup device is formed.
また、第5の本発明は、前記受光素子は、前記半導体レーザの出射するビームの両側に配置されていることを特徴とする光ピックアップ装置である。 According to a fifth aspect of the present invention, there is provided the optical pickup device, wherein the light receiving element is disposed on both sides of the beam emitted from the semiconductor laser.
また、第6の本発明は、前記受光素子は、半導体基板に形成されており、前記半導体基板上に前記半導体レーザが搭載されていることを特徴とする光ピックアップ装置である。 According to a sixth aspect of the present invention, the light receiving element is formed on a semiconductor substrate, and the semiconductor laser is mounted on the semiconductor substrate.
また、第7の本発明は、前記半導体レーザの一方に配置した前記受光素子から、フォーカス誤差信号生成用の出力をし、前記半導体レーザの他方に配置した前記受光素子から、トラッキング誤差信号生成用の出力をすることを特徴とする光ピックアップ装置である。 According to a seventh aspect of the present invention, an output for generating a focus error signal is output from the light receiving element disposed on one side of the semiconductor laser, and a tracking error signal is generated from the light receiving element disposed on the other side of the semiconductor laser. This is an optical pickup device characterized by
また、第8の本発明は、前記回折格子と前記ホログラム素子を一つの光学部材で形成していることを特徴とする光ピックアップ装置である。 An eighth aspect of the present invention is an optical pickup device characterized in that the diffraction grating and the hologram element are formed by one optical member.
また、第9の本発明は、前記回折格子と前記ホログラム素子と、前記半導体レーザと、前記複数の受光素子備えた前記半導体基板を一つのパッケージに組み込まれていることを特徴とする光ピックアップ装置である。 According to a ninth aspect of the present invention, there is provided an optical pickup device, wherein the semiconductor substrate including the diffraction grating, the hologram element, the semiconductor laser, and the plurality of light receiving elements is incorporated in one package. It is.
また、第10の本発明は、前記半導体レーザの出射する光ビームの波長に、650nm帯を含んでいることを特徴とする光ピックアップ装置である。 According to a tenth aspect of the present invention, there is provided an optical pickup apparatus characterized in that a wavelength of a light beam emitted from the semiconductor laser includes a 650 nm band.
また、第11の本発明は、前記半導体レーザの出射する光ビームの波長に、405nm帯を含んでいることを特徴とする光ピックアップ装置である。 The eleventh aspect of the present invention is an optical pickup device characterized in that a wavelength of a light beam emitted from the semiconductor laser includes a 405 nm band.
本発明の光ピックアップ装置によれば、少なくとも2層の光情報記録媒体への対応が可能であると共に、より正確かつ安定した記録及び/又は再生を実現するトラッキングエラー信号の検出を可能とするものである。 According to the optical pickup device of the present invention, it is possible to cope with an optical information recording medium of at least two layers, and to detect a tracking error signal that realizes more accurate and stable recording and / or reproduction. It is.
以下、図面を参照しながら、本発明による実施の形態を説明する。 Embodiments according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
(第1の実施の形態)
図1は、本発明の第1の実施の形態における光ピックアップ装置の構成を模式的に示している。
(First embodiment)
FIG. 1 schematically shows the configuration of the optical pickup device according to the first embodiment of the present invention.
図1に示した光ピックアップ装置は、光情報記録媒体101の記録及び再生に対応した第1の波長の光ビームL1およびL1よりも波長の長い第2の光ビームL2を出射する半導体レーザ102と、前記光ビームL1および前記光ビームL2それぞれを0次回折光のメインビームと±1次回折光のサブビーム(図示せず)に回折する回折格子103と、直線偏光(p偏光)の光ビームL1およびL2を円偏光に偏光する1/4波長板104と、前記光情報記録媒体101からの反射の前記光ビームL1および前記光ビームL2を回折するホログラム素子105と、前記ホログラム素子105からの回折光を受光する第1の受光素子群106、第2の受光素子群107を同一基板上に構成した集積回路基板108を備えている。また、前記回折格子103と前記ホログラム素子105は、一体の光学素子で形成した光学基板109からなる。さらに、前記1/4波長板104と前記光情報記録媒体101との間には、コリメータレンズ110と、対物レンズ111とが設けられている。前記光学基板109と前記集積回路基板108は、パッケージ112で一体化している。前記第1の受光素子群106は、トラッキングエラー信号生成用の受光素子群であり、前記第2の受光素子群107は、フォーカス誤差信号生成用の受光素子群である。
The optical pickup device shown in FIG. 1 includes a
次に、本実施の形態の光ピックアップ装置の動作を説明する。 Next, the operation of the optical pickup device of this embodiment will be described.
まず、光情報記録媒体101を再生または記録する場合、半導体レーザ102が駆動され、半導体レーザ102から出射した光ビームL1は、回折格子103で0次回折光のメインビームと±1次回折光のサブビーム(図示せず)に回折を受け、1/4波長板104で、p偏光の光ビームL1は円偏光になり、コリメータレンズ110、対物レンズ111を経て光情報記録媒体101に集光・反射され、再び対物レンズ111、コリメータレンズ110を経て、1/4波長板104に入射しs偏光となり、光ビーム分岐手段であるホログラム素子105に入射する。前記ホログラム素子105は、図2に示すように光情報記録媒体101のトラックと平行な分割線113と垂直な分割線114によって4つの領域115、116,117,118に分割されている。前記ホログラム素子105の4つの分割領域は、前記受光素子群106,107を基準として前記光情報記録媒体101に近い位置で結像するようにパワーが付与されている領域115a、116a、117a、118aと、前記受光素子106,107を基準として前記光情報記録媒体101から遠い位置で結像するようにパワーが付与されている領域115b、116b、117b、118bとが、交互に短冊状に形成されている。また、前記集積回路基板108の受光素子群106,107は図3に示すようになっている。受光素子群106は、目、田、目の字のように10分割されていて、受光素子群107は、5分割されている。前記ホログラム素子105に入射した光ビームL1のメインビームは、領域115によって回折を受けて図3のスポット115DMになり、領域116によって回折を受けて図3のスポット116DMになり、領域117によって回折を受けて図3のスポット117DMになり、領域118によって回折を受けて図3のスポット118DMになる。前記ホログラム素子105に入射した光ビームL1のサブビームは、領域115によって回折を受けて図3のスポット115DSになり、領域116によって回折を受けて図3のスポット116DSになり、領域117によって回折を受けて図3のスポット117DSになり、領域118によって回折を受けて図3のスポット118DSになる。光ビームL2についても同様に、半導体レーザ102から出射した光ビームL2は、回折格子103で0次回折光のメインビームと±1次回折光のサブビーム(図示せず)に回折を受け、1/4波長板104で、p偏光の光ビームL1は円偏光になり、コリメータレンズ110、対物レンズ111を経て光情報記録媒体101に集光・反射され、再び対物レンズ111、コリメータレンズ110を経て、1/4波長板104に入射しs偏光となり、光ビーム分岐手段であるホログラム素子105に入射する。前記ホログラム素子105に入射した光ビームL2のメインビームは、領域115によって回折を受けて図3のスポット115CMになり、領域116によって回折を受けて図3のスポット116CMになり、領域117によって回折を受けて図3のスポット117CMになり、領域118によって回折を受けて図3のスポット118CMになる。前記ホログラム素子105に入射した光ビームL2のサブビームは、領域115によって回折を受けて図3のスポット115CSになり、領域116によって回折を受けて図3のスポット116CSになり、領域117によって回折を受けて図3のスポット117CSになり、領域118によって回折を受けて図3のスポット118CSになる。
First, when reproducing or recording the optical
次に、サーボエラー信号のフォーカスエラー信号はSSD法で検出FE(SSD)し、トラッキングエラー信号はDPD法TE(DPD)とDPP法TE(DPP)(メインプッシュプルTE(MPP)とサブプッシュプルTE(SPP)の演算)で検出し、次の演算により生成される。 Next, the focus error signal of the servo error signal is detected FE (SSD) by the SSD method, and the tracking error signal is DPD method TE (DPD) and DPP method TE (DPP) (main push pull TE (MPP) and sub push pull). TE (SPP) calculation) and generated by the following calculation.
FE(SSD)=G―H
TE(DPD)=phase(A、D)―phase(B、C)
TE(MPP)=(C+D)―(A+D)
TE(SPP)=E−F
TE(DPP)=TE(MPP)―Gain(TE(SPP))
ここで、phase()は位相比較、Gain()はある係数、A、B、C、D、E、F、G、Hは、図3に示すセグメントの記号を用いて次のように、A=A101、B=B101、C=C101、D=D101、E=E101+E102+E103、F=F101+F102+F103、G=G101+G102+G103、H=H101+H102である。
FE (SSD) = GH
TE (DPD) = phase (A, D) −phase (B, C)
TE (MPP) = (C + D) − (A + D)
TE (SPP) = EF
TE (DPP) = TE (MPP) −Gain (TE (SPP))
Here, phase () is a phase comparison, Gain () is a certain coefficient, A, B, C, D, E, F, G, and H are as follows using the symbol of the segment shown in FIG. = A101, B = B101, C = C101, D = D101, E = E101 + E102 + E103, F = F101 + F102 + F103, G = G101 + G102 + G103, H = H101 + H102.
次に2層光情報記録媒体について説明する。図5は2層光情報記録媒体119のうち、光ピックアップ装置に近い第1の記録層120に合焦しているときの様子を示す。受光素子群106,107上には合焦された第1の記録層120からの集光ビームの他に、合焦されていない他方のオフフォーカス層(第2の記録層121)からのデフォーカス光が受光素子群106,107に入射する。デフォーカス光は第2の記録層121の記録領域122と未記録領域123を跨いで通過するとき光量のアンバランスに起因してトラッキングエラー信号に特に影響を及ぼし、3ビームのうちサブビームよりも光量の大きいメインビームのデフォーカス光がその主要因となる。図6にメインビームのデフォーカス光が各セグメントを覆うように入射している様子を示す(トラッキングエラー信号用の受光素子群106に入射するデフォーカス光のみを示す)。メインビームのデフォーカス光はTE(MPP)を生成するセグメントA,B,C,Dからはみ出し、TE(SPP)を生成するセグメントE,Fにまで入射している。通常、TE(SPP)信号を生成するセグメントE,FのゲインはTE(MPP)を生成するセグメントA,B,C,Dのゲインよりも大きく設定されているために、デフォーカス光はTE(SPP)に強く影響を及ぼす。デフォーカス光が第2の記録層121の記録領域122と未記録領域123を跨いで通過するときのTE(SPP)信号を図7に示す(今回は、AC信号のない場合を示している)。このようにTE(SPP)信号は記録領域122と未記録領域123を跨いで通過したとしても、ほとんどフラットな安定したトラッキングエラー信号を生成している。これは、デフォーカス光が記録・未記録境界を跨いだとしてもセグメントE、Fの出力変化はほぼ均一化されるため、安定したトラッキングエラー信号を生成することを可能としている。第2の記録層121に合焦しているときのメインビームのデフォーカス光が各セグメントを覆うように入射している様子を図8に示す。この場合も同様に安定したトラッキングエラー信号を生成することが可能である。
尚、本願発明のホログラム素子105の回折の一例として、上記実施の形態では、図3のビームスポットの場合について説明したが、これに限らず例えば、図4のビームスポットのように配置されていても良い。
また、光情報記録媒体の複数層の記録面の一例として、上記実施の形態では2層の記録面を有する場合について説明したが、これに限らず例えば、3層又はそれ以上の記録面を有する光情報記録媒体でも良く、この場合についても2層の場合と同様の効果を発揮し得る。
Next, a two-layer optical information recording medium will be described. FIG. 5 shows a state in which the first recording layer 120 close to the optical pickup device in the two-layer optical
As an example of the diffraction of the
Further, as an example of the recording surface of a plurality of layers of the optical information recording medium, the above embodiment has been described with respect to the case where the recording surface has two recording layers. An optical information recording medium may be used, and in this case as well, the same effect as in the case of two layers can be exhibited.
また、本発明の光ピックアップ装置は、上記実施の形態では、記録及び再生が可能な光情報記録媒体を取り扱う構成である場合について説明したが、これに限らず例えば、記録のみ、あるいは再生のみ可能な光ピックアップ装置であっても良い。 Further, in the above embodiment, the optical pickup device of the present invention has been described with respect to a configuration in which an optical information recording medium capable of recording and reproduction is handled. However, the present invention is not limited to this. For example, only recording or reproduction is possible. An optical pickup device may be used.
また、上記実施の形態では、1/4波長板104をホログラム素子105とコリメータレンズ110の間に配置したものについて説明したが、1/4波長板104をホログラム素子105と一体としても良いし、1/4波長板104を、対物レンズ111とコリメータレンズ110との間に配置されていても良い。
In the above embodiment, the
また、上記実施の形態では、半導体レーザの光ビームの波長は、光情報記録媒体のDVD系に対応する650nm帯でも良いし、光情報記録媒体のHD−DVD、Blu−Ray Disc系に対応する405nm帯でも良い。また、半導体レーザは単一波長のみを発振するものであっても良い。 In the above embodiment, the wavelength of the light beam of the semiconductor laser may be a 650 nm band corresponding to the DVD system of the optical information recording medium, or corresponds to the HD-DVD and Blu-Ray Disc system of the optical information recording medium. A 405 nm band may be used. The semiconductor laser may oscillate only a single wavelength.
本実施の形態によれば、少なくとも2層の光情報記録媒体への対応が可能であると共に、より正確かつ安定した記録・再生を実現するトラッキングエラー信号の検出を可能とすることができる。 According to the present embodiment, it is possible to cope with at least two layers of optical information recording media, and it is possible to detect a tracking error signal that realizes more accurate and stable recording / reproduction.
(第2の実施の形態)
本発明の第2の実施の形態における光ピックアップ装置の模式図は第1の実施の形態と同じく図1のとおりである。但し、回折格子103は図9のとおり、メインビームの有効領域124には格子が形成されておらず、サブビームも光情報記録媒体のトラックに平行な方向にほぼ半円の領域125が有効となるように格子126が形成されている構成となっているものである。
(Second Embodiment)
A schematic diagram of an optical pickup device in the second embodiment of the present invention is as shown in FIG. 1, as in the first embodiment. However, as shown in FIG. 9, in the
次に、本実施形態における受光素子108上のスポットについて説明する。図10は本実施形態における受光素子108上のスポット図であり、受光素子群106,107上には光情報記録媒体の合焦された記録層からの集光ビームスポットを示している。ここで、第1の実施の形態である図3においては光ビームL1の先行サブビームと後行サブビームそれぞれについて115DS,116DS,117DS,118DSの4つのスポットが発生し、光ビームL2の先行サブビームと後行サブビームそれぞれについて115CS,116CS,117CS,118CSの4つのスポットが発生していたが、本第2の実施の形態においては回折格子103上でのサブビームの有効領域はほぼ半円であるため、図10に示すように先行サブビームと後行サブビームでそれぞれ2つずつのスポットとなるか残りの2つのスポットは強度が十分小さいものとなる。したがって、サブビームの受光面積は略半分にすることができる。本実施の形態において、図5の2層光情報記録媒体における第1の記録層120に合焦しているときのオフフォーカス層121からのメインビームのデフォーカス光が各セグメントを覆うように入射している様子を図12に示す(トラッキングエラー信号用の受光素子群106に入射するデフォーカス光のみを示す)。メインビームのデフォーカス光はTE(MPP)を生成するセグメントA,B,C,Dからはみ出し、TE(SPP)を生成するセグメントE,Fにまで入射しているが第1の実施の形態に比較して迷光検出量は小さく、安定したTE(SPP)を得ることができる。また、図4の2層光情報記録媒体における第2の記録層121に合焦しているときのオフフォーカス層120からのメインビームのデフォーカス光が各セグメントを覆うように入射している様子を図13に示す(トラッキングエラー信号用の受光素子群106に入射するデフォーカス光のみを示す)。この場合においても安定したTE(SPP)を得ることができる。
Next, the spots on the
尚、本願発明のホログラム素子105の回折の一例として、上記実施の形態では、図10のビームスポットの場合について説明したが、これに限らず例えば、図11のビームスポットのように配置されていても良い。
また、光情報記録媒体の複数層の記録面の一例として、上記実施の形態では2層の記録面を有する場合について説明したが、これに限らず例えば、3層又はそれ以上の記録面を有する光情報記録媒体でも良く、この場合についても2層の場合と同様の効果を発揮し得る。
As an example of the diffraction of the
Further, as an example of the recording surface of a plurality of layers of the optical information recording medium, the above embodiment has described the case of having two recording surfaces. However, the present invention is not limited to this. For example, the recording surface has three or more recording surfaces. An optical information recording medium may be used, and in this case as well, the same effect as in the case of two layers can be exhibited.
また、本発明の光ピックアップ装置は、上記実施の形態では、記録及び再生が可能な光情報記録媒体を取り扱う構成である場合について説明したが、これに限らず例えば、記録のみ、あるいは再生のみ可能な光ピックアップ装置であっても良い。 Further, in the above embodiment, the optical pickup device of the present invention has been described with respect to a configuration in which an optical information recording medium capable of recording and reproduction is handled. However, the present invention is not limited to this. For example, only recording or reproduction is possible. An optical pickup device may be used.
また、上記実施の形態では、1/4波長板104をホログラム素子105とコリメータレンズ110の間に配置したものについて説明したが、1/4波長板104をホログラム素子105と一体としても良いし、1/4波長板104を、対物レンズ111とコリメータレンズ110との間に配置されていても良い。
In the above embodiment, the
また、上記実施の形態では、半導体レーザの光ビームの波長は、光情報記録媒体のDVD系に対応する650nm帯でも良いし、光情報記録媒体のHD−DVD、Blu−Ray Disc系に対応する405nm帯でも良い。 In the above embodiment, the wavelength of the light beam of the semiconductor laser may be a 650 nm band corresponding to the DVD system of the optical information recording medium, or corresponds to the HD-DVD and Blu-Ray Disc system of the optical information recording medium. A 405 nm band may be used.
本実施の形態によれば、少なくとも2層の光情報記録媒体への対応が可能であると共に、より正確かつ安定した記録・再生を実現するトラッキングエラー信号の検出を可能とすることができる。 According to the present embodiment, it is possible to cope with at least two layers of optical information recording media, and it is possible to detect a tracking error signal that realizes more accurate and stable recording / reproduction.
本発明にかかる光ピックアップ装置は、少なくとも2層の光情報記録媒体への対応が可能であると共に、より正確かつ安定した記録及び/又は再生を実現するトラッキングエラー信号の検出を可能とする光ピックアップ装置として有用である。 The optical pickup device according to the present invention is compatible with at least two layers of optical information recording media, and can detect a tracking error signal that realizes more accurate and stable recording and / or reproduction. Useful as a device.
1 半導体レーザ素子
2 コリメータレンズ
3 回折格子
4 偏光ビームスプリッタ
5 光情報記録媒体
6 立ち上げミラー
7 1/4波長板
8 対物レンズ
9 光検出器
10 集光レンズ
11 ホログラム素子
101 光情報記録媒体
102 半導体レーザ
103 回折格子
104 1/4波長板
105 ホログラム素子
106 第1の受光素子群
107 第2の受光素子群
108 集積回路基板
109 光学基板
110 コリメータレンズ
111 対物レンズ
112 パッケージ
119 2層光情報記録媒体
DESCRIPTION OF
Claims (11)
前記光ビームをメインビームと2つのサブビームに回折する回折格子と、
前記回折格子により回折された回折光を光情報記録媒体の記録面に集光させるための集光光学系と、
前記光情報記録媒体から反射された戻り光を回折するホログラム素子と、
前記ホログラム素子により回折された回折光を受光する複数の受光素子とを備え、
前記ホログラム素子は、前記光情報記録媒体のトラック方向と実質的に平行となる分割線により、第1の領域と第2の領域とに分割され、さらにトラック方向と実質的に垂直な方向に分割されて、前記第1の領域は第1の1の領域と第1の2の領域とに、前記第2の領域は、第1の1の領域の隣に位置する第2の1の領域と第1の2の領域の隣に位置する第2の2の領域とに分割され、前記ホログラム素子の第1の1の領域と第2の1の領域とにより回折された回折光は前記複数の受光素子に、前記光情報記録媒体のトラック方向と実質的に平行な方向に実質的に一直線方向に並ぶように回折して入射し、前記ホログラム素子の第1の2の領域と第2の2の領域とにより回折された回折光は、前記複数の受光素子に、前記光情報記録媒体のトラック方向と実質的に平行な方向に実質的に一直線方向に並ぶように回折して入射し、前記サブビームのプッシュプル信号に寄与しうる前記受光素子がトラック方向と垂直な方向と平行な分割線によって6つの領域に分割されていることを特徴とする光ピックアップ装置。 A semiconductor laser element emitting a light beam;
A diffraction grating that diffracts the light beam into a main beam and two sub-beams;
A condensing optical system for condensing the diffracted light diffracted by the diffraction grating onto the recording surface of the optical information recording medium;
A hologram element that diffracts the return light reflected from the optical information recording medium;
A plurality of light receiving elements that receive the diffracted light diffracted by the hologram element;
The hologram element is divided into a first area and a second area by a dividing line substantially parallel to the track direction of the optical information recording medium, and further divided in a direction substantially perpendicular to the track direction. The first region is a first one region and a first two region, and the second region is a second first region located next to the first one region. The diffracted light divided into the second two regions located next to the first two regions and diffracted by the first one region and the second one region of the hologram element is The light is diffracted and incident on the light receiving element so as to be substantially aligned in a direction substantially parallel to the track direction of the optical information recording medium, and the first 2 region and the second 2 of the hologram element are incident. The diffracted light diffracted by the area of the optical information recording medium is transmitted to the plurality of light receiving elements. The light receiving element that is diffracted and incident so as to be aligned substantially in a straight line in a direction substantially parallel to the track direction is divided so that the light receiving element that can contribute to the push-pull signal of the sub beam is parallel to the direction perpendicular to the track direction An optical pickup device divided into six regions by lines.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2006313264A JP2008130142A (en) | 2006-11-20 | 2006-11-20 | Optical pickup device |
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