JP2011187133A - Optical pickup device - Google Patents

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龍司 黒釜
Hiroyuki Shindo
博之 新藤
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical pickup device that properly records or reproduces information to/from different two or more kinds of optical disks while reducing the size and cost. <P>SOLUTION: A first luminous flux and a second luminous flux pass through a liquid crystal element LCD, to change the light emitting direction. The luminous fluxes can be properly made incident in a first light receiving part and a second light receiving part of a photodetector PD. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、異なる種類の光ディスクに対して互換可能に情報の記録及び/又は再生を行える光ピックアップ装置に関する。   The present invention relates to an optical pickup apparatus capable of recording and / or reproducing information interchangeably with different types of optical disks.

近年、波長400nm程度の青紫色半導体レーザを用いて、情報の記録及び/又は再生(以下、「記録及び/又は再生」を「記録/再生」と記載する)を行える高密度光ディスクシステムの研究・開発が急速に進んでいる。一例として、NA0.85、光源波長405nmの仕様で情報記録/再生を行う光ディスク、いわゆるBlu−ray Disc(以下、BDという)では、DVD(NA0.6、光源波長650nm、記憶容量4.7GB)と同じ大きさである直径12cmの光ディスクに対して、1層あたり25GBの情報の記録が可能である。   In recent years, research and development of high-density optical disc systems that can record and / or reproduce information (hereinafter, “recording and / or reproduction” is referred to as “recording / reproduction”) using a blue-violet semiconductor laser having a wavelength of about 400 nm. Development is progressing rapidly. As an example, in an optical disc for recording / reproducing information with specifications of NA 0.85 and light source wavelength 405 nm, so-called Blu-ray Disc (hereinafter referred to as BD), DVD (NA 0.6, light source wavelength 650 nm, storage capacity 4.7 GB) It is possible to record 25 GB of information per layer on an optical disc having a diameter of 12 cm which is the same size as the above.

ところで、かかるタイプの高密度光ディスクに対して適切に情報の記録/再生ができると言うだけでは、光ディスクプレーヤ/レコーダ(光情報記録再生装置)の製品としての価値は十分なものとはいえない。現在において、多種多様な情報を記録したDVDやCD(コンパクトディスク)が販売されている現実をふまえると、高密度光ディスクに対して情報の記録/再生ができるだけでは足らず、例えばユーザが所有しているDVDやCDに対しても同様に適切に情報の記録/再生ができるようにすることが、高密度光ディスク用の光ディスクプレーヤ/レコーダとしての商品価値を高めることに通じるのである。このような背景から、高密度光ディスク用の光ディスクプレーヤ/レコーダに搭載される光ピックアップ装置は、高密度光ディスクとDVD、更にはCDとの何れに対しても互換性を維持しながら適切に情報を記録/再生できる性能を有することが望まれる。   By the way, it can not be said that the value of an optical disc player / recorder (optical information recording / reproducing device) as a product is sufficient only by appropriately recording / reproducing information on such a high-density optical disc. In light of the reality that DVDs and CDs (compact discs) on which a wide variety of information is recorded are currently being sold, it is not possible to record / reproduce information on high-density optical discs. Similarly, making it possible to appropriately record / reproduce information on DVDs and CDs leads to an increase in commercial value as an optical disc player / recorder for high-density optical discs. From such a background, an optical pickup device mounted on an optical disc player / recorder for high density optical discs can appropriately receive information while maintaining compatibility with both high density optical discs, DVDs, and even CDs. It is desired to have a performance capable of recording / reproducing.

高密度光ディスクとDVD、更にはCDとの何れに対しても互換性を維持しながら適切に情報を記録/再生できるようにする方法として、高密度光ディスク用の光学系とDVDやCD用の光学系とを情報を記録/再生する光ディスクの記録密度に応じて選択的に切り替える方法が考えられるが、複数の光学系が必要となるので、小型化に不利であり、またコストが増大する。   As a method for recording / reproducing information appropriately while maintaining compatibility with both high-density optical discs and DVDs, and even CDs, optical systems for high-density optical discs and optical systems for DVDs and CDs are used. A method of selectively switching the system to and from the recording density of an optical disk for recording / reproducing information is conceivable, but a plurality of optical systems are required, which is disadvantageous for miniaturization and increases the cost.

従って、光ピックアップ装置の構成を簡素化し、低コスト化を図るためには、互換性を有する光ピックアップ装置においても、高密度光ディスク用の光学系とDVDやCD用の光学系とを共通化して、光ピックアップ装置を構成する光学部品点数を極力減らすのが好ましい。そして、光ディスクに対向して配置される対物光学素子をなるべく共通化することが光ピックアップ装置の構成の小型化・低コスト化に最も有利となる。   Therefore, in order to simplify the configuration of the optical pickup device and reduce the cost, the optical system for high-density optical discs and the optical system for DVDs and CDs must be shared in compatible optical pickup devices. It is preferable to reduce the number of optical components constituting the optical pickup device as much as possible. In addition, it is most advantageous for miniaturization and cost reduction of the configuration of the optical pickup device to make the objective optical element arranged facing the optical disc as common as possible.

特許文献1、2には、小型化・低コスト化を図るため、互いに異なる3つの波長の光束を出射できる半導体レーザを1パッケージに収容した光源及び共通の光検出器を用いて、高密度光ディスクと従来のDVD及びCDに対して互換可能に情報の記録及び/又は再生を行う光ピックアップ装置が記載されている。   Patent Documents 1 and 2 disclose a high-density optical disk using a light source and a common photodetector that house a semiconductor laser capable of emitting light beams of three different wavelengths in one package in order to reduce the size and cost. And an optical pickup device for recording and / or reproducing information so as to be compatible with conventional DVDs and CDs.

特開2005−327403号公報JP 2005-327403 A 特開2006−99941号公報JP 2006-99941 A 特開2006−269987号公報JP 2006-269987 A

このように、3つの半導体レーザを1パッケージに収めた光源を用いれば、光学系の共通化を図ることが出来、光ピックアップ装置のコンパクト化・低コスト化を図ることができる。しかしながら、3つの半導体レーザを1パッケージに収めた光源を用いる場合、以下に述べるような問題がある。   Thus, if a light source in which three semiconductor lasers are housed in one package is used, the optical system can be shared, and the optical pickup device can be made compact and low in cost. However, when a light source in which three semiconductor lasers are housed in one package is used, there are problems as described below.

特許文献3には、3つの半導体レーザを1パッケージに収めた光源が開示されている。特許文献3によれば、405nm前後の光束を出射するいわゆる青紫色半導体レーザは、GaN基板に形成されるが、655nm前後の光束を出射するいわゆる赤色半導体レーザと、785nm前後の光束を出射するいわゆる赤外半導体レーザとは、GaAs基板に形成されている。ここで、同一基板上に異なる半導体レーザを形成する場合(モノリシック構造という)、比較的容易に発光点の光軸方向の位置決めを精度良く行うことができる。   Patent Document 3 discloses a light source in which three semiconductor lasers are housed in one package. According to Patent Document 3, a so-called blue-violet semiconductor laser that emits a light beam of about 405 nm is formed on a GaN substrate, but a so-called red semiconductor laser that emits a light beam of about 655 nm and a so-called blue semiconductor laser that emits a light beam of about 785 nm. An infrared semiconductor laser is formed on a GaAs substrate. Here, when different semiconductor lasers are formed on the same substrate (referred to as a monolithic structure), the light emitting point can be positioned with relative accuracy in the optical axis direction with relative ease.

このような構成の3波長レーザ1パッケージの光源では、モノリシック構造の2波長レーザ素子の光軸方向の位置決めは精度よく行えるのに対し、残りの1波長レーザ素子は他の2波長チップとは異なるチップ上に設けられるため、残りの1波長レーザ素子の光軸方向位置を他の2波長レーザ素子の光軸方向位置に対して精度よく設けることが困難となる。特にモノリシック構造でない1波長の光源の位置が残りの光源に較べて光軸方向に差異が生じると、受光部において、モノリシック構造でない1波長の光束の集光位置が光軸方向に関して他の波長の光束の集光位置と異なることになる。この結果、単一の光検出器を用いる場合には、1つの光源からの出射光に対しては光ディスクに対物レンズ出射光が結像したとき、光ディスクからの反射光が受光素子上で適切に集光させるよう調整することはできても、3つの光束すべてを、焦点誤差を検出するための受光面上に同様に集光させることができなくなる。従って、ある波長の光に対しては、受光部において良好な集光状態となり適切な焦点検出信号が得られるものの、他の波長の光束に対しては、受光部において所定より大きなサイズの集光スポットとなり適切な光ディスク再生信号が得られなくなったり、焦点誤差検出信号用受光部において所定とは異なる形状サイズの集光スポットとなることで焦点検出信号にオフセットが発生するといった問題が生じることになる。   In the light source of the three-wavelength laser one package having such a configuration, the monolithic two-wavelength laser element can be accurately positioned in the optical axis direction, while the remaining one-wavelength laser element is different from other two-wavelength chips. Since it is provided on the chip, it is difficult to accurately provide the positions of the remaining one-wavelength laser elements in the optical axis direction relative to the positions of the other two-wavelength laser elements. In particular, when the position of the light source with one wavelength that is not monolithic is different in the optical axis direction compared to the remaining light sources, the condensing position of the light beam with one wavelength that is not monolithic in the light receiving unit This is different from the light collecting position. As a result, when a single photodetector is used, the reflected light from the optical disk is appropriately reflected on the light receiving element when the light emitted from the objective lens forms an image on the optical disk for the emitted light from one light source. Even though the light beam can be adjusted to be condensed, all three light beams cannot be condensed similarly on the light receiving surface for detecting the focus error. Therefore, for light of a certain wavelength, an appropriate focus detection signal is obtained at the light receiving unit, and an appropriate focus detection signal is obtained. As a result, there is a problem that an appropriate optical disc reproduction signal cannot be obtained as a spot, or an offset occurs in the focus detection signal due to a focused spot having a shape shape different from a predetermined size in the focus error detection signal light receiving unit. .

さらに、第1半導体レーザは、第2、第3半導体レーザとは別体の形で、共通の支持基板平面上に設けられたり、共通の平板状支持基板を挟んで設けられていることにより、これら半導体レーザの発光点位置は、光軸方向のみならず、光軸に垂直方向で支持基板に対する半導体レーザ接合面に平行な方向(x方向という)においても製造上のずれが生じることがある。これに対し、第2、第3半導体レーザは同一チップ上に設けられたモノリシック構造であるため、2波長間の発光点位置のずれは、z方向と同様にx方向に関してもほとんどないといえる。   Further, the first semiconductor laser is provided on a common support substrate plane in a separate form from the second and third semiconductor lasers, or is provided with a common flat support substrate interposed therebetween. The light emitting point position of these semiconductor lasers may cause a manufacturing deviation not only in the optical axis direction but also in a direction perpendicular to the optical axis and parallel to the semiconductor laser bonding surface with respect to the support substrate (referred to as the x direction). On the other hand, since the second and third semiconductor lasers have a monolithic structure provided on the same chip, it can be said that there is almost no deviation of the emission point position between the two wavelengths in the x direction as in the z direction.

このような場合、同一受光素子内に設けられた波長λ1、λ2、λ3の光束をそれぞれ受光するための受光部に対して、波長λ2、λ3の光束に関してはx方向において適切な受光部位置に光ディスクからの反射光を集光させるように3波長光源を調整すると、波長λ1に関しては適切な位置に集光させることが困難となり、逆に波長λ1の光束に関しては適切な受光部位置に光ディスクからの反射光を集光させるように3波長光源を調整すると、波長λ2、λ3の光束に関しては適切な位置に集光させることが困難になるという問題が生じる。これに対し、光検出器を別個に設ければ上述の問題が解決するが、複数の光検出器を設けることで光検出器に至るまでの光路が複雑となり、部品点数も増大してコスト高を招くという新たな問題が生じる。尚、同様な問題は、異なる波長の光束を出射する2つの発光部を異なるチップ上に配置した光源においても生じうる。   In such a case, with respect to the light receiving portion for receiving the light beams having the wavelengths λ1, λ2, and λ3 provided in the same light receiving element, the light beams having the wavelengths λ2 and λ3 are positioned at appropriate light receiving portion positions in the x direction. If the three-wavelength light source is adjusted so as to collect the reflected light from the optical disk, it is difficult to collect the light at the wavelength λ1 at an appropriate position. If the three-wavelength light source is adjusted so as to collect the reflected light, it is difficult to collect the light beams having the wavelengths λ2 and λ3 at appropriate positions. On the other hand, if the photodetectors are provided separately, the above-described problems can be solved. However, providing a plurality of photodetectors complicates the optical path leading to the photodetectors, increasing the number of parts and increasing the cost. A new problem arises. A similar problem may occur in a light source in which two light emitting units that emit light beams having different wavelengths are arranged on different chips.

本発明は、上述の問題を考慮したものであり、小型化を図りコストを抑えつつも、異なる2種類以上の光ディスクに対して適切に情報の記録/再生を行える光ピックアップ装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in consideration of the above-described problems, and provides an optical pickup device capable of appropriately recording / reproducing information on two or more different types of optical discs while reducing the size and reducing the cost. Objective.

請求項1に記載の対物光学素子は、波長λ1の第1光束を出射する第1発光部と、波長λ2(λ1<λ2)の第2光束を出射する第2発光部とを備えた単一の光源と、対物光学系と、光検出器と、液晶素子とを有し、前記第1発光部からの光束を前記対物光学系により第1光ディスクの情報記録面上に集光させることでスポットを形成し、その反射光を、前記液晶素子を介して前記光検出器に受光させ、前記光検出器からの信号に基づいて、前記第1光ディスクに対して情報の記録及び/又は再生を行い、前記第2発光部からの光束を前記対物光学系により第2光ディスクの情報記録面上に集光させることでスポットを形成し、その反射光を、前記液晶素子を介して前記光検出器に受光させ、前記光検出器からの信号に基づいて、前記第2光ディスクに対して情報の記録及び/又は再生を行う光ピックアップ装置において、
前記光検出器は、前記第1光束を受光する第1受光部と、前記第2光束を受光する第2受光部とを有し、
前記液晶素子は単一であって、前記第1光束及び前記第2光束の少なくとも一方が入射したときに、前記光検出器の対応する受光部に導かれるように出射方向を変更するようになっていることを特徴とする。
The objective optical element according to claim 1 includes a single light-emitting unit that emits a first light beam having a wavelength λ1 and a second light-emitting unit that emits a second light beam having a wavelength λ2 (λ1 <λ2). A light source, an objective optical system, a photodetector, and a liquid crystal element, and the light beam from the first light emitting unit is condensed on the information recording surface of the first optical disk by the objective optical system. The reflected light is received by the photodetector through the liquid crystal element, and information is recorded and / or reproduced on the first optical disc based on a signal from the photodetector. The light beam from the second light emitting unit is condensed on the information recording surface of the second optical disk by the objective optical system to form a spot, and the reflected light is transmitted to the photodetector through the liquid crystal element. And receiving the second optical data based on a signal from the photodetector. In the recording and / or an optical pickup apparatus for reproducing information to disk,
The photodetector includes a first light receiving unit that receives the first light beam, and a second light receiving unit that receives the second light beam,
The liquid crystal element is single, and when at least one of the first light flux and the second light flux is incident, the emission direction is changed so as to be guided to the corresponding light receiving unit of the photodetector. It is characterized by.

なお本明細書で受光部は、焦点誤差検出の為の信号の他、集光スポットの光ディスクトラックに対するトラッキング誤差を検出する為の信号を出力したり、光ディスクに記録されたマークを読み取る機能を合わせて持っていてもよいということはもちろんのことである。   In addition, in this specification, the light receiving unit outputs a signal for detecting a tracking error of the focused spot with respect to the optical disc track in addition to a signal for detecting a focus error, and also has a function of reading a mark recorded on the optical disc. Of course you may have it.

本発明の作用について説明する。図1は、本発明にかかる液晶素子を用いた光ピックアップ装置の概略図であり、図2は、比較例にかかる液晶素子を用いない光ピックアップ装置の概略図である。光源である光源ユニットLUは、波長λ1の第1光束を出射する第1発光部LD1と、波長λ2の第2光束を出射する第2発光部LD2とを光軸交差方向にずらして設置している。又、光検出器PDは、波長λ1の第1光束を入射する第1受光部と、波長λ2の第2光束を入射する第2受光部を有する。   The operation of the present invention will be described. FIG. 1 is a schematic diagram of an optical pickup device using a liquid crystal element according to the present invention, and FIG. 2 is a schematic diagram of an optical pickup device that does not use a liquid crystal element according to a comparative example. The light source unit LU, which is a light source, is installed by shifting the first light emitting part LD1 that emits the first light flux with the wavelength λ1 and the second light emitting part LD2 that emits the second light flux with the wavelength λ2 in the direction crossing the optical axis. Yes. In addition, the photodetector PD includes a first light receiving unit that inputs a first light beam having a wavelength λ1 and a second light receiving unit that receives a second light beam having a wavelength λ2.

まず、図2において実線で示すように、第1半導体レーザLD1から出射された波長λ1の第1光束は、偏光ビームスプリッタPBSを透過し、λ/4波長板QWPを通過し、対物光学系OBJにより第1光ディスクOD1の情報記録面に集光される。第1光ディスクOD1の情報記録面から反射された光束は、λ/4波長板QWPを通過し、偏光ビームスプリッタPBSで反射され、検出器PDの第1受光部上に集光する。   First, as indicated by a solid line in FIG. 2, the first light beam having the wavelength λ1 emitted from the first semiconductor laser LD1 passes through the polarization beam splitter PBS, passes through the λ / 4 wavelength plate QWP, and is supplied to the objective optical system OBJ. Thus, the light is condensed on the information recording surface of the first optical disc OD1. The light beam reflected from the information recording surface of the first optical disc OD1 passes through the λ / 4 wavelength plate QWP, is reflected by the polarization beam splitter PBS, and is condensed on the first light receiving portion of the detector PD.

一方、図2において点線で示すように、第2半導体レーザLD2から出射された波長λ2の第2光束は、偏光ビームスプリッタPBSを透過し、λ/4波長板QWPを通過し、対物光学系OBJにより第2光ディスクOD2の情報記録面に集光される。第2光ディスクOD2の情報記録面から反射された光束は、λ/4波長板QWPを通過し、偏光ビームスプリッタPBSで反射され、検出器PDの第2受光部上に集光する。   On the other hand, as indicated by a dotted line in FIG. 2, the second light beam having the wavelength λ2 emitted from the second semiconductor laser LD2 passes through the polarization beam splitter PBS, passes through the λ / 4 wavelength plate QWP, and is supplied to the objective optical system OBJ. Thus, the light is condensed on the information recording surface of the second optical disk OD2. The light beam reflected from the information recording surface of the second optical disk OD2 passes through the λ / 4 wavelength plate QWP, is reflected by the polarization beam splitter PBS, and is condensed on the second light receiving portion of the detector PD.

ここで、第1発光部LD1と第2発光部LD2とは、光軸に交差する方向に離れて配置されているので、本来的には光検出器の第1受光部と第2受光部の間隔を適切に設定することで、第1光束を第1受光部に入射させると共に、第2光束を第2受光部に入射させることができる。ところが、第1発光部LD1が、第2発光部LD2とは異なるチップ(ハイブリッドチップ)上に形成されている場合、第1発光部LD1と第2発光部LD2との光軸直交方向の距離Δがばらつく恐れがある。かかる場合、第1光束を第1受光部に入射させるように、光源ユニットLUと光検出器PDとの光軸直交方向における相対位置を設定したとしても、第2光束を第2受光部に入射させることができなくなる。   Here, since the first light-emitting portion LD1 and the second light-emitting portion LD2 are arranged apart from each other in the direction intersecting the optical axis, the first light-receiving portion and the second light-receiving portion of the photodetector are inherently arranged. By appropriately setting the interval, the first light beam can be incident on the first light receiving unit and the second light beam can be incident on the second light receiving unit. However, when the first light emitting unit LD1 is formed on a chip (hybrid chip) different from the second light emitting unit LD2, the distance Δ between the first light emitting unit LD1 and the second light emitting unit LD2 in the optical axis orthogonal direction Δ. There is a risk of scatter. In such a case, even if the relative position of the light source unit LU and the photodetector PD in the direction perpendicular to the optical axis is set so that the first light beam is incident on the first light receiving unit, the second light beam is incident on the second light receiving unit. Can not be made.

これに対し本発明によれば、第1光束と第2光束とを液晶素子LCDを通過させることで、出射方向を変更し、それぞれ適切に光検出器PDの第1受光部と第2受光部に入射するようにできるのである。より具体的には、図1において、偏光ビームスプリッタPBSと光検出器PDとの間に配置された液晶素子LCDは、通過する第1光束及び第2光束の少なくとも一方が入射したときに、出射する光束の収束角又は発散角を変化させるようになっている。第1光ディスクOD1の情報記録面から反射された光束は、λ/4波長板QWPを通過し、偏光ビームスプリッタPBSで反射され、液晶素子LCD、センサレンズSNを介して、第1受光部に集光する。一方、第2光ディスクOD2の情報記録面から反射された光束は、λ/4波長板QWPを通過し、偏光ビームスプリッタPBSで反射され、液晶素子LCD、センサレンズSNを介して、第1受光部と異なる第2受光部に集光するようになっている。尚、液晶素子LCDは、第1光束のみについて出射方向を変更する場合、第2光束のみについて出射方向を変更する場合、第1光束及び第2光束について出射方向を変更する場合がある。   On the other hand, according to the present invention, the first light beam and the second light beam are passed through the liquid crystal element LCD to change the emission direction, and the first light receiving unit and the second light receiving unit of the photodetector PD appropriately. It can be made to enter. More specifically, in FIG. 1, the liquid crystal element LCD disposed between the polarization beam splitter PBS and the photodetector PD emits light when at least one of the first light beam and the second light beam passing through is incident. The convergence angle or divergence angle of the luminous flux is changed. The light beam reflected from the information recording surface of the first optical disc OD1 passes through the λ / 4 wavelength plate QWP, is reflected by the polarization beam splitter PBS, and is collected in the first light receiving unit via the liquid crystal element LCD and the sensor lens SN. Shine. On the other hand, the light beam reflected from the information recording surface of the second optical disc OD2 passes through the λ / 4 wavelength plate QWP, is reflected by the polarization beam splitter PBS, and passes through the liquid crystal element LCD and the sensor lens SN, thereby passing through the first light receiving unit. The light is condensed on a second light receiving portion different from the above. The liquid crystal element LCD may change the emission direction for only the first light beam, change the emission direction for only the second light beam, or change the emission direction for the first light beam and the second light beam.

液晶素子LCDの原理について述べる。図3は、光ピックアップ装置における液晶素子LCD付近を拡大して示す図である。図4は、液晶素子LCDを電気的に等価な系で置き換えた状態を示す図である。   The principle of the liquid crystal element LCD will be described. FIG. 3 is an enlarged view showing the vicinity of the liquid crystal element LCD in the optical pickup device. FIG. 4 is a diagram showing a state in which the liquid crystal element LCD is replaced with an electrically equivalent system.

図3において、液晶素子LCDは、光ディスク側(又は光検出器側)に設置された第1電極板E1と、光検出器側(又は光ディスク側)に設置された第2電極板E2との間に、液晶部LCを有する。透明な第1電極板E1は、グランドGRDに接地されている。一方、高抵抗透明板である第2電極板E2は、光軸を挟んで一方の側には高圧電極V1に接続され、他方の側には、高圧電極V1より低い電圧が印加される低圧電極V2に接続されている。従って、図4に示すように、第2電極板E2は、第1電極板E1に対し電極V1、V2間で連続的に変化する電位を有することとなり、これにより第2電極板E2と第1電極板E1との間の液晶部LCは、図5(a)に示すように光軸直交方向において異なる電圧を与えられることとなり、これにより図5(b)に示すように光軸直交方向において異なる屈折率を与えられることとなる。よって、このような液晶素子LCDに入射した光束には、図5(c)に示すように光軸直交方向において異なる波面位相差が与えられることとなり、即ち入射角方位に対して出射角方位が変化することとなる。   In FIG. 3, the liquid crystal element LCD is provided between the first electrode plate E1 installed on the optical disc side (or the photodetector side) and the second electrode plate E2 installed on the photodetector side (or the optical disc side). The liquid crystal portion LC is included. The transparent first electrode plate E1 is grounded to the ground GRD. On the other hand, the second electrode plate E2, which is a high resistance transparent plate, is connected to the high voltage electrode V1 on one side across the optical axis, and the low voltage electrode to which a voltage lower than the high voltage electrode V1 is applied on the other side. Connected to V2. Therefore, as shown in FIG. 4, the second electrode plate E2 has a potential that continuously changes between the electrodes V1 and V2 with respect to the first electrode plate E1, whereby the second electrode plate E2 and the first electrode plate E2 The liquid crystal part LC between the electrode plate E1 is given different voltages in the optical axis orthogonal direction as shown in FIG. 5 (a), and as a result, in the optical axis orthogonal direction as shown in FIG. 5 (b). Different refractive indices will be given. Therefore, the light beam incident on such a liquid crystal element LCD is given a different wavefront phase difference in the direction perpendicular to the optical axis as shown in FIG. 5C, that is, the emission angle azimuth is different from the incident angle azimuth. Will change.

ここで、電極V1、V2間の電位差を調整することで、出射光に任意の方位変化を与えることができる。すなわち、液晶素子LCDに入射した第1光束の入射角に対する出射角の変化をθ1とし、第2光束の入射角に対する出射角の変化をθ2としたときに、角度θ1、θ2を所望の値(いずれもゼロを含む)とすることで、光検出器PDの第1受光部及び第2受光部に適切に入射させることができるのである。   Here, by adjusting the potential difference between the electrodes V1 and V2, any azimuth change can be given to the emitted light. That is, when θ1 is a change in the exit angle with respect to the incident angle of the first light flux incident on the liquid crystal element LCD and θ2 is a change in the exit angle with respect to the incident angle of the second light flux, the angles θ1 and θ2 are set to desired values ( Both include zero), so that the light can be appropriately incident on the first light receiving unit and the second light receiving unit of the photodetector PD.

請求項2に記載の光ピックアップ装置は、請求項1に記載の発明において、前記光源からの光束を反射又は透過する偏光ビームスプリッタと、前記偏光ビームスプリッタと前記対物レンズとの間に配置されたλ/4波長板とを有し、前記液晶素子は、偏光依存性を有し、前記偏光ビームスプリッタと前記対物レンズとの間に配置されていることを特徴とする。   An optical pickup device according to a second aspect is the optical pickup device according to the first aspect, wherein the optical beam pickup device is disposed between the polarizing beam splitter that reflects or transmits the light beam from the light source, and the polarizing beam splitter and the objective lens. The liquid crystal element has polarization dependency and is disposed between the polarizing beam splitter and the objective lens.

一般的な光ピックアップ装置においては、前記光源からの光束を反射又は透過する偏光ビームスプリッタと、前記偏光ビームスプリッタと前記対物レンズとの間に配置されたλ/4波長板とを有している。ここで、前記液晶素子を前記偏光ビームスプリッタと前記対物レンズとの間に配置した場合、前記光ディスクに向かう光束が前記液晶素子に入射することによって出射角方位が変化しても、前記光ディスクからの反射光が再び前記液晶素子に入射すると、同じ作用によって元の方向に出射してしまい、光検出器上の集光位置を調整できないという問題がある。そこで本発明においては、前記液晶素子の偏光依存性を与えている。   A general optical pickup device includes a polarizing beam splitter that reflects or transmits a light beam from the light source, and a λ / 4 wavelength plate disposed between the polarizing beam splitter and the objective lens. . Here, when the liquid crystal element is disposed between the polarizing beam splitter and the objective lens, even if the emission angle direction changes due to the light beam traveling toward the optical disk entering the liquid crystal element, When the reflected light is incident on the liquid crystal element again, it is emitted in the original direction due to the same action, and there is a problem that the light condensing position on the photodetector cannot be adjusted. Therefore, in the present invention, the polarization dependency of the liquid crystal element is given.

本発明の原理について説明する。一般に液晶素子の屈折率は、液晶分子の配向に対する入射光束の偏光面との角度関係に依存する。このため、液晶素子に対する印加電圧が変わると液晶分子の配向方向が変化し屈折率も変わる。また同時に偏波面の方向が変化すればこれに入射する光束の屈折率が変る。しかし偏波面の方向をある特定の方向に選べば、配向が変化しても屈折率変化は生じない。この偏光依存性を利用して対物へ向かう往路ではレンズ偏向機能を表さず、λ/4波長板を2回通過して偏光面が往路から90°回転した復路において機能をあらわし、かつ機能の大きさを電圧の大小で制御することができる。   The principle of the present invention will be described. In general, the refractive index of a liquid crystal element depends on the angular relationship between the orientation of liquid crystal molecules and the plane of polarization of an incident light beam. For this reason, when the voltage applied to the liquid crystal element changes, the orientation direction of the liquid crystal molecules changes and the refractive index also changes. At the same time, if the direction of the polarization plane changes, the refractive index of the light beam incident thereon changes. However, if the direction of the polarization plane is selected in a specific direction, the refractive index does not change even if the orientation changes. Using this polarization dependence, the lens deflection function is not expressed in the outbound path toward the objective, and the function is expressed in the return path in which the polarization plane is rotated 90 ° from the outbound path through the λ / 4 wavelength plate twice. The magnitude can be controlled by the magnitude of the voltage.

より具体的に説明する。図6において、半導体レーザLD1又はLD2から出射された光束は、偏光ビームスプリッタPBSで反射し、液晶素子LCD、コリメータレンズCU、λ/4波長板QWPを通過し、対物光学系OBJにより光ディスクOD1又はOD2の情報記録面に集光される。光ディスクOD1又はOD2の情報記録面から反射された光束は、λ/4波長板QWP、コリメータレンズCU、液晶素子LCDを通過し、更に偏光ビームスプリッタPBSを透過し、検出器PDに集光する。   This will be described more specifically. In FIG. 6, the light beam emitted from the semiconductor laser LD1 or LD2 is reflected by the polarization beam splitter PBS, passes through the liquid crystal element LCD, the collimator lens CU, and the λ / 4 wavelength plate QWP, and is optical disc OD1 or by the objective optical system OBJ. It is condensed on the information recording surface of OD2. The light beam reflected from the information recording surface of the optical disc OD1 or OD2 passes through the λ / 4 wavelength plate QWP, the collimator lens CU, and the liquid crystal element LCD, further passes through the polarization beam splitter PBS, and is condensed on the detector PD.

図7は、液晶素子LCDの屈折率楕円体を示している。図7の屈折率楕円体において、短径方向の断面をACBD面とし、ACBD面から所定の角度回転した断面をAEBF面とし、対角線の長さが屈折率を表すものとする。ここで、液晶素子LCDに電圧を印加しない状態(図8(a)参照)では、ACBD面で屈折率が表される。すなわち液晶素子LCDを通過する往路光はABと偏光方向が一致するため素通りし、λ/4波長板を2回通過した復路光はCDと偏光方向が一致するが、AB=CDであるため屈折率が変化せず(図8(a)参照)、即ち液晶素子LCDは往路光及び復路光について平行平板と等価状態になる。一方、液晶素子LCDに電圧を印加した状態(図8(b)参照)では、AEBF面で屈折率が表される。すなわち液晶素子LCDを通過する往路光はABと偏光方向が一致するため素通りし、λ/4波長板を2回通過した復路光はEFと偏光方向が一致するが、AB<EFであるため屈折率が変化するので、液晶素子LCDを通過した復路光のみが、異なる屈折率の媒体を通過することとなる。この作用を用いて、通過する光束に対して液晶素子LCDにより出射角方位を変更できる。出射角方位の変更は、図3,4に示すように実行される。   FIG. 7 shows a refractive index ellipsoid of the liquid crystal element LCD. In the refractive index ellipsoid of FIG. 7, the cross section in the minor axis direction is the ACBD plane, the cross section rotated by a predetermined angle from the ACBD plane is the AEBF plane, and the length of the diagonal line represents the refractive index. Here, in a state where no voltage is applied to the liquid crystal element LCD (see FIG. 8A), the refractive index is expressed on the ACBD surface. That is, the forward light passing through the liquid crystal element LCD passes through because the polarization direction coincides with AB, and the return light passing through the λ / 4 wave plate twice coincides with the polarization direction of CD, but is refracted because AB = CD. The rate does not change (see FIG. 8A), that is, the liquid crystal element LCD is equivalent to the parallel plate for the forward light and the backward light. On the other hand, in a state where a voltage is applied to the liquid crystal element LCD (see FIG. 8B), the refractive index is expressed on the AEBF plane. That is, the forward light passing through the liquid crystal element LCD passes through because the polarization direction coincides with AB, and the return light passing through the λ / 4 wave plate twice coincides with EF, but AB <EF, and is refracted because AB <EF. Since the rate changes, only the return light passing through the liquid crystal element LCD passes through media having different refractive indexes. Using this action, the exit angle direction can be changed by the liquid crystal element LCD with respect to the passing light beam. The change of the emission angle azimuth is executed as shown in FIGS.

請求項3に記載の光ピックアップ装置は、請求項2に記載の発明において、前記λ/4波長板と前記液晶素子とは一体化されていることを特徴とする。   According to a third aspect of the present invention, in the optical pickup device according to the second aspect, the λ / 4 wavelength plate and the liquid crystal element are integrated.

λ/4波長板は種々の形態が知られているが、一例として液晶を用いたものがある。具体的には、一対の電極板で挟まれた液晶部に電圧を印加することで、通過する光を直線偏光から円偏光、或いはその逆に変換できるものであって、公知技術であるので詳細は記載しない。   Various forms of λ / 4 wave plates are known, but one using liquid crystal is an example. Specifically, by applying a voltage to the liquid crystal part sandwiched between a pair of electrode plates, the passing light can be converted from linearly polarized light to circularly polarized light or vice versa, and since this is a known technique, details are described. Is not described.

このようなλ/4波長板を前記液晶素子と一体化すると好ましい。図9にλ/4波長板と液晶素子とを一体化した素子を示す。かかる素子は、3枚の電極板E1,E2、E3の間に液晶部LC、LC’を配置しており、電極板E1,E2と間の液晶部LCで図3の液晶素子LCDを構成し、また電極板E2,E3と間の液晶部LC’に電位差V3を付与することでλ/4波長板の機能を発揮する。ここで、中央の電極板E2をグランドGRDに接地することで、アースを共通化することができコンパクト化・低コスト化を図ることができる。   Such a λ / 4 wavelength plate is preferably integrated with the liquid crystal element. FIG. 9 shows an element in which a λ / 4 wavelength plate and a liquid crystal element are integrated. In such an element, liquid crystal portions LC and LC ′ are arranged between three electrode plates E1, E2 and E3, and the liquid crystal portion LC between the electrode plates E1 and E2 constitutes the liquid crystal element LCD of FIG. Further, the function of the λ / 4 wavelength plate is exhibited by applying a potential difference V3 to the liquid crystal part LC ′ between the electrode plates E2 and E3. Here, by grounding the center electrode plate E2 to the ground GRD, it is possible to make the ground common, and it is possible to reduce the size and cost.

請求項4に記載の光ピックアップ装置は、請求項2に記載の発明において、前記光ディスクに集光する光束の収差を補正する収差補正素子を有し、前記収差補正素子と前記液晶素子とは一体化されていることを特徴とする。   According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the optical pickup device according to the second aspect of the invention, further comprising an aberration correction element that corrects an aberration of a light beam condensed on the optical disc, and the aberration correction element and the liquid crystal element are integrated. It is characterized by that.

収差補正素子は種々の形態が知られているが、一例として液晶を用いたものがある。具体的には、一方の電極板が複数の輪帯に分割されており、他方の電極板との間に異なる電位差を与えることで、その間に配置された液晶部を通過する光に、輪帯毎に異なる球面収差を与えることができるものであって、公知技術であるので詳細は記載しない。   Various forms of aberration correction elements are known, but one example uses liquid crystal. Specifically, one of the electrode plates is divided into a plurality of annular zones, and a different potential difference is given to the other electrode plate, so that the annular zone is applied to the light passing through the liquid crystal unit disposed therebetween. Different spherical aberrations can be given for each, and since it is a known technique, details are not described.

このような収差補正素子を前記液晶素子と一体化すると好ましい。図10に収差補正素子を示し、図11に収差補正素子と液晶素子とを一体化した素子を示す。図10(a)に示すように、電極E4は、4つの同心円上に分割された輪帯部RG1〜RG4を含み、それぞれ独立して電圧Va〜Vdを付与されるようになっている。ここで、電極E4の輪帯部RG1〜RG4に異なる電圧Va〜Vdが付与されると、電極E2,E4間の液晶部LC”を通過する光に、図10(b)に示すように異なる位相差を点対称に付与する。これにより、温度変化に応じて発生する球面収差や、複数情報記録層のカバー層厚の違いによる球面収差を補正することができる。ここで、電極板E2をグランドGRDに接地することで、アースを共通化することができコンパクト化・低コスト化を図ることができる。なお、輪帯部の形状は任意であって、コマ収差や非点収差を付与することもできる。又、収差補正素子、λ/4板素子、液晶素子の3素子を一体化してもよい。   Such an aberration correction element is preferably integrated with the liquid crystal element. FIG. 10 shows an aberration correction element, and FIG. 11 shows an element in which the aberration correction element and the liquid crystal element are integrated. As shown in FIG. 10A, the electrode E4 includes ring zones RG1 to RG4 divided on four concentric circles, and voltages Va to Vd are applied independently. Here, when different voltages Va to Vd are applied to the ring zones RG1 to RG4 of the electrode E4, the light passing through the liquid crystal portion LC ″ between the electrodes E2 and E4 differs as shown in FIG. 10B. The phase difference is imparted point-symmetrically, so that it is possible to correct the spherical aberration caused by the temperature change and the spherical aberration due to the difference in the cover layer thickness of the plurality of information recording layers. By connecting to the ground GRD, it is possible to make the ground common and to reduce the size and cost.In addition, the shape of the annular zone is arbitrary and gives coma and astigmatism. In addition, three elements of an aberration correction element, a λ / 4 plate element, and a liquid crystal element may be integrated.

請求項5に記載の光ピックアップ装置は、請求項1〜4のいずれかに記載の発明において、前記第1発光部が、前記第2発光部とは異なるチップ上に形成されて前記支持基板に取り付けられていることを特徴とする。   The optical pickup device according to claim 5 is the optical pickup device according to any one of claims 1 to 4, wherein the first light emitting unit is formed on a chip different from the second light emitting unit, and is formed on the support substrate. It is attached.

請求項6に記載の光ピックアップ装置は、請求項1〜5のいずれかに記載の発明において、前記第1受光部と前記第2受光部とは共通であることを特徴とする。これにより光検出器の構成を簡素化できる。   The optical pickup device according to a sixth aspect is the invention according to any one of the first to fifth aspects, wherein the first light receiving unit and the second light receiving unit are common. Thereby, the structure of a photodetector can be simplified.

請求項7に記載の光ピックアップ装置は、請求項1〜6のいずれかに記載の発明において、前記光源は、波長λ3(λ2<λ3)の第3光束を出射する第3発光部を備え、前記第3発光部からの光束を前記対物光学系により第3光ディスクの情報記録面上に集光させることでスポットを形成し、その反射光を、前記液晶素子を介して前記光検出器の第3受光部に受光させるようになっていることを特徴とする。   According to a seventh aspect of the present invention, in the invention according to any one of the first to sixth aspects, the light source includes a third light emitting unit that emits a third light flux having a wavelength λ3 (λ2 <λ3). A spot is formed by condensing the light beam from the third light emitting unit on the information recording surface of the third optical disk by the objective optical system, and the reflected light is transmitted through the liquid crystal element to the first light detector. Three light receiving portions are configured to receive light.

請求項8に記載の光ピックアップ装置は、請求項7に記載の発明において、前記第1受光部と前記第2受光部とは共通であることを特徴とする。これにより光検出器の構成を簡素化できる。   An optical pickup device according to an eighth aspect is the invention according to the seventh aspect, wherein the first light receiving unit and the second light receiving unit are common. Thereby, the structure of a photodetector can be simplified.

請求項9に記載の光ピックアップ装置は、請求項7又は8に記載の発明において、以下の式を満たすことを特徴とする。
395(nm)≦λ1≦415(nm) (1)
630(nm)≦λ2≦700(nm) (2)
750(nm)≦λ3≦850(nm) (3)
The optical pickup device described in claim 9 is characterized in that, in the invention described in claim 7 or 8, the following expression is satisfied.
395 (nm) ≦ λ1 ≦ 415 (nm) (1)
630 (nm) ≦ λ2 ≦ 700 (nm) (2)
750 (nm) ≦ λ3 ≦ 850 (nm) (3)

本発明によれば、小型化を図りコストを抑えつつも、異なる2種類以上の光ディスクに対して適切に情報の記録/再生を行える光ピックアップ装置を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide an optical pickup device capable of appropriately recording / reproducing information on two or more different types of optical discs while reducing the size and reducing the cost.

本発明にかかる液晶素子を用いた光ピックアップ装置の概略図である。It is the schematic of the optical pick-up apparatus using the liquid crystal element concerning this invention. 比較例にかかる液晶素子を用いない光ピックアップ装置の概略図である。It is the schematic of the optical pick-up apparatus which does not use the liquid crystal element concerning a comparative example. 光ピックアップ装置における液晶素子LCD付近を拡大して示す図である。It is a figure which expands and shows liquid crystal element LCD vicinity in an optical pick-up apparatus. 液晶素子LCDを電気的に等価な系で置き換えた状態を示す図である。It is a figure which shows the state which replaced liquid crystal element LCD with the electrically equivalent system. (a)は液晶素子の電極V1,V2間の位置(y)と電位差との関係を示す図であり、(b)は液晶素子の電極V1,V2間の位置(y)と屈折率(n)との関係を示す図であり、(c)は液晶素子の電極V1,V2間の位置(y)と出射光に付与される波面位相差との関係を示す図であり、青色光と赤色光とについてそれぞれ示している。(A) is a figure which shows the relationship between the position (y) between electrode V1, V2 of a liquid crystal element, and an electrical potential difference, (b) is the position (y) between electrode V1, V2 of a liquid crystal element, and refractive index (n (C) is a diagram showing the relationship between the position (y) between the electrodes V1 and V2 of the liquid crystal element and the wavefront phase difference imparted to the emitted light, and blue light and red Each shows about light. 本発明の別例にかかる液晶素子を用いた光ピックアップ装置の概略図である。It is the schematic of the optical pick-up apparatus using the liquid crystal element concerning another example of this invention. 液晶素子LCDの屈折率楕円体を示す図である。It is a figure which shows the refractive index ellipsoid of liquid crystal element LCD. 往路光と復路光とで、液晶素子LCDの機能が異なる状態を示す図である。It is a figure which shows the state from which the function of liquid crystal element LCD differs by outward light and return light. λ/4波長板と液晶素子とを一体化した素子を示す図である。It is a figure which shows the element which integrated the (lambda) / 4 wavelength plate and the liquid crystal element. (a)は収差補正素子の正面図であり、(b)は収差補正素子により与えられる球面収差を概略的に示す図である。(A) is a front view of the aberration correction element, and (b) is a diagram schematically showing spherical aberration given by the aberration correction element. 収差補正素子と液晶素子とを一体化した素子を示す図である。It is a figure which shows the element which integrated the aberration correction element and the liquid crystal element. ビームサイズ法を用いて第1光束の焦点検出を行う3互換光ピックアップ装置の一例を示す概略図である。It is the schematic which shows an example of the 3 compatible optical pick-up apparatus which performs the focus detection of the 1st light beam using the beam size method. 光検出器PDの第1受光部における受光面をスポットSPとともに示す図である。It is a figure which shows the light-receiving surface in the 1st light-receiving part of photodetector PD with the spot SP. (a)は、ナイフエッジ法を用いて第1光束の焦点検出を行う3互換光ピックアップ装置の一例を示す概略図であり、(b)は、回折素子DEと光検出器PDを側方から見た図である。(A) is schematic which shows an example of the 3 compatible optical pick-up apparatus which performs the focus detection of a 1st light beam using a knife edge method, (b) is the diffraction element DE and photodetector PD from a side. FIG. 光検出器PDの第1受光部における受光面をスポットSPとともに示す図である。It is a figure which shows the light-receiving surface in the 1st light-receiving part of photodetector PD with the spot SP. 本実施の形態の光ピックアップ装置PU1の構成を概略的に示す図である。It is a figure which shows schematically the structure of optical pick-up apparatus PU1 of this Embodiment. 図16に示す光検出器PDの受光面を矢印XVI方向に見た図である。It is the figure which looked at the light-receiving surface of photodetector PD shown in FIG. 16 in the arrow XVI direction. 別な実施の形態の光ピックアップ装置PU2の構成を概略的に示す図である。It is a figure which shows schematically the structure of optical pick-up apparatus PU2 of another embodiment. 更に別な実施の形態の光ピックアップ装置PU3の構成を概略的に示す図である。It is a figure which shows schematically the structure of optical pick-up apparatus PU3 of another embodiment. 図19に示す光検出器PDの受光面を矢印XX方向に見た図である。It is the figure which looked at the light-receiving surface of photodetector PD shown in FIG. 19 in the arrow XX direction. 図19に示す光ピックアップ装置PU3の矢印XXIで示す部位を拡大して示す図である。It is a figure which expands and shows the site | part shown by arrow XXI of optical pick-up apparatus PU3 shown in FIG.

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。焦点誤差信号を検出する方法として、ビームサイズ法、ナイフエッジ法がある。これらについて具体的に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. As a method for detecting a focus error signal, there are a beam size method and a knife edge method. These will be specifically described.

図12は、ビームサイズ法を用いて第1光束の焦点検出を行う3互換光ピックアップ装置の一例を示す概略図である。図13は、光検出器PDの第1受光部における受光面をスポットSPとともに示す図である。図12において、第2,第3半導体レーザは省略されている。第1光束を出射する第1半導体レーザLD1は、不図示の第2,第3半導体レーザと共に、支持基板HPに対して接合されており、その接合面の方向をx方向(図で上下方向)とする。このとき、光検出器PD上で、x方向に対応する方向をx’方向とする。即ち、第1半導体レーザLD1がx方向にずれると、光検出器PDに集光されるスポットはx’方向にずれることとなる。   FIG. 12 is a schematic diagram showing an example of a 3-compatible optical pickup device that performs focus detection of the first light beam using the beam size method. FIG. 13 is a diagram illustrating a light receiving surface of the first light receiving unit of the photodetector PD together with a spot SP. In FIG. 12, the second and third semiconductor lasers are omitted. The first semiconductor laser LD1 that emits the first light flux is bonded to the support substrate HP together with the second and third semiconductor lasers (not shown), and the direction of the bonding surface is the x direction (vertical direction in the figure). And At this time, the direction corresponding to the x direction on the photodetector PD is defined as the x ′ direction. That is, when the first semiconductor laser LD1 is shifted in the x direction, the spot focused on the photodetector PD is shifted in the x 'direction.

光検出器PDは、第1光束を受光するために、2つの第1受光部(A,B)を有する。各第1受光部は、図13に示すように、x’方向に延在する2本の分割線DLを有しており、これにより受光面はそれぞれ3領域(A1〜A3、B1〜B3)に分割され、それぞれ出力する信号をA1信号,A2信号,A3信号、B1信号,B2信号,B3信号とする。回折構造DSを有する回折素子DEは、波長λ1の光束が入射したときは、最も回折効率が高い回折光として+N次回折光及び−M次回折光(N、Mは0以外の自然数)を、x’方向に分割するように発生する。+N次回折光は光検出器PDの受光面の手前で集光し、即ち集光作用を与えられ、−M次回折光は光検出器PDの受光面の奥側で集光し、即ち発散作用を与えられる。このような回折構造DSは、例えば特開2005−174503号公報に開示されている。   The photodetector PD has two first light receiving portions (A, B) for receiving the first light flux. As shown in FIG. 13, each first light receiving unit has two dividing lines DL extending in the x ′ direction, whereby the light receiving surface has three regions (A1 to A3, B1 to B3), respectively. The signals to be output are respectively A1 signal, A2 signal, A3 signal, B1 signal, B2 signal, and B3 signal. The diffractive element DE having the diffractive structure DS receives + N-order diffracted light and −M-order diffracted light (N and M are natural numbers other than 0) as diffracted light having the highest diffraction efficiency when a light beam having a wavelength λ1 is incident, x ′ Occurs to split in the direction. The + Nth order diffracted light is condensed before the light receiving surface of the photodetector PD, that is, given a condensing action, and the −Mth order diffracted light is condensed behind the light receiving surface of the photodetector PD, that is, has a diverging action. Given. Such a diffractive structure DS is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-174503.

ここで、光検出器PDに向かう収束光は、回折素子DEの回折構造DSで側方から見てハの字形に2分割され、しかも2つの収束光はそれぞれ焦点の位置が光軸方向にも異なるようにされる。具体的には、受光部Aに集光する収束光は、その手前に焦点が位置し、受光部Bに集光する収束光は、その奥側に焦点が位置するようになる。BDの情報記録面に対して対物光学系により集光された波長λ1の光束が合焦状態にあるとき、受光部A,Bにおける両スポットサイズは同一の状態でそれぞれの3分割受光領域の中心に当たるよう調節配置される。このとき両受光部A,Bからの出力はともにゼロ、つまり両側の領域の信号=中心の信号となるようスポットサイズと分割線DLの位置が設定されている。これは、(両側の信号−中心の信号−k)=0となるよう電気オフセットkを注入してもよい。   Here, the convergent light traveling toward the photodetector PD is divided into two C-shapes when viewed from the side by the diffractive structure DS of the diffractive element DE, and each of the two convergent lights has a focal point in the optical axis direction. To be different. Specifically, the converging light focused on the light receiving part A has a focal point in front of it, and the converging light condensed on the light receiving part B has a focal point on the far side. When the light beam having the wavelength λ1 collected by the objective optical system is in a focused state with respect to the information recording surface of the BD, both spot sizes in the light receiving portions A and B are the same, and the center of each of the three divided light receiving regions. Adjusted so that it hits. At this time, the outputs from the light receiving portions A and B are both zero, that is, the spot size and the position of the dividing line DL are set so that the signals of the regions on both sides = the center signal. This may be performed by injecting an electrical offset k such that (both side signals−center signal−k) = 0.

本例の場合、例えばBDに対して対物光学レンズOBJが遠ざかったとすると、スポットサイズが受光部A上で大きくなり、受光部B上で小さくなるので、2つの受光部A,Bからの信号はそれぞれ大きさがほぼ同じで逆極性の出力となるので、これらの差動信号を最終的なFE信号とすることができる。これにより、焦点誤差以外の光学的、電気的ノイズをキャンセルすることができる。またここでは、第1半導体レーザの発光点位置ズレがz方向の正負どちらでも対応調整できるというメリットもある。   In the case of this example, if the objective optical lens OBJ moves away from the BD, for example, the spot size increases on the light receiving part A and decreases on the light receiving part B, so the signals from the two light receiving parts A and B are Since the outputs are substantially the same and have opposite polarities, these differential signals can be used as the final FE signal. Thereby, optical and electrical noise other than the focus error can be canceled. Here, there is also an advantage that the light emitting point position deviation of the first semiconductor laser can be adjusted regardless of whether it is positive or negative in the z direction.

第1半導体レーザLD1から出射された波長λ1の光束は、偏光ビームスプリッタPBSで反射され、λ/4波長板QWPを通過し、対物光学系OBJによりBDの情報記録面に集光される。BDの情報記録面から反射された光束は、λ/4波長板QWP、偏光ビームスプリッタを通過し、更に回折素子DEを通過して+N次回折光及び−M次回折光が発生し、光検出器PDの2つの領域A、B上にそれぞれスポットSPを形成する。このとき光検出器PDから出力される信号を用いて焦点誤差信号(FE信号)を形成できる。   The light beam having the wavelength λ1 emitted from the first semiconductor laser LD1 is reflected by the polarization beam splitter PBS, passes through the λ / 4 wavelength plate QWP, and is condensed on the information recording surface of the BD by the objective optical system OBJ. The light beam reflected from the information recording surface of the BD passes through the λ / 4 wave plate QWP and the polarization beam splitter, and further passes through the diffraction element DE to generate + Nth order diffracted light and −Mth order diffracted light, and the photodetector PD. The spots SP are formed on the two regions A and B, respectively. At this time, a focus error signal (FE signal) can be formed using the signal output from the photodetector PD.

より具体的には、光検出器PD上に形成されるスポットSPは、遠側ディフォーカス時(図13(a))、合焦時(図13(b))、近側ディフォーカス時(図13(c))と、受光部A,Bで逆方向に漸次スポット径が変化する。即ち、ディフォーカス状態に応じて、3分割領域(A1〜A3、B1〜B3)から出力される信号比が変化するため、FE信号として、FE=(A1+A3+B2)−(B1+B3+A2)を計算すれば、これが所定値(例えば0)となる時をもって合焦時と判断することができる。   More specifically, the spot SP formed on the photodetector PD is at the far side defocus (FIG. 13 (a)), at the time of focusing (FIG. 13 (b)), and at the near side defocus (FIG. 13). 13 (c)), the spot diameter gradually changes in the opposite direction at the light receiving portions A and B. That is, since the signal ratio output from the three divided regions (A1 to A3, B1 to B3) changes according to the defocus state, if FE = (A1 + A3 + B2) − (B1 + B3 + A2) is calculated as the FE signal, When this becomes a predetermined value (for example, 0), it can be determined that the in-focus state.

ここで、第1半導体レーザLD1のx方向の位置と、光検出器PDのx’方の方向の位置とがずれていると、精度良く焦点検出信号を取得することができない。そこで、液晶素子LCDに電圧を付与して、入射光に対する出射光の向きを変え、光検出器PDの受光部にスポットSP1,SP2を適切に集光させることができる。尚、同様なことは、第2,第3半導体レーザについても成立するが、ここでは説明を省略する。   Here, if the position of the first semiconductor laser LD1 in the x direction is shifted from the position of the photodetector PD in the x 'direction, the focus detection signal cannot be obtained with high accuracy. Therefore, a voltage is applied to the liquid crystal element LCD to change the direction of the outgoing light with respect to the incident light, and the spots SP1 and SP2 can be appropriately condensed on the light receiving portion of the photodetector PD. The same applies to the second and third semiconductor lasers, but the description is omitted here.

次に、ナイフエッジ法について説明する。図14(a)は、ナイフエッジ法を用いて第1光束の焦点検出を行う3互換光ピックアップ装置の一例を示す概略図であり、図14(b)は、回折素子DEと光検出器PDを側方から見た図である。図15は、光検出器PDの第1受光部における受光面をスポットSP1,SP2とともに示す図である。図14において、第2,第3半導体レーザは省略されている。第1光束を出射する第1半導体レーザLD1は、不図示の第2,第3半導体レーザと共に、支持基板HPに対して接合されており、その接合面の方向をx方向(図で上下方向)とする。このとき、光検出器PD上で、x方向に対応する方向をx’方向とする。即ち、第1半導体レーザLD1がx方向にずれると、光検出器PDに集光されるスポットはx’方向にずれることとなる。   Next, the knife edge method will be described. FIG. 14A is a schematic diagram showing an example of a three-compatible optical pickup device that performs focus detection of the first light beam using the knife edge method, and FIG. 14B shows a diffraction element DE and a photodetector PD. It is the figure which looked at from the side. FIG. 15 is a diagram illustrating the light receiving surface of the first light receiving unit of the photodetector PD together with the spots SP1 and SP2. In FIG. 14, the second and third semiconductor lasers are omitted. The first semiconductor laser LD1 that emits the first light flux is bonded to the support substrate HP together with the second and third semiconductor lasers (not shown), and the direction of the bonding surface is the x direction (vertical direction in the figure). And At this time, the direction corresponding to the x direction on the photodetector PD is defined as the x ′ direction. That is, when the first semiconductor laser LD1 is shifted in the x direction, the spot focused on the photodetector PD is shifted in the x 'direction.

光検出器PDは、第1光束を受光するために、x’方向に並んだ2つの受光面(A,B)からなる第1受光部を有する。各第1受光部は、図15に示すように、x’方向に延在する1本の分割線DLを有しており、これにより受光面はそれぞれ2領域(A1、A2、B1、B2)に分割され、それぞれ出力する信号をA1信号,A2信号、B1信号,B2信号とする。回折構造DSを有する回折素子DEは、波長λ1の光束が入射したときは、最も回折効率が高い回折光として±N次回折光(Nは0以外の整数)を発生する。   The light detector PD has a first light receiving portion including two light receiving surfaces (A, B) arranged in the x ′ direction in order to receive the first light flux. As shown in FIG. 15, each first light receiving unit has one dividing line DL extending in the x ′ direction, so that each light receiving surface has two regions (A1, A2, B1, B2). The signals to be output are respectively A1 signal, A2 signal, B1 signal, and B2 signal. The diffractive element DE having the diffractive structure DS generates ± Nth order diffracted light (N is an integer other than 0) as diffracted light having the highest diffraction efficiency when a light beam having a wavelength λ1 is incident.

ここで、光検出器PDに向かう収束光は、回折素子DEの回折構造DSで側方から見てハの字形に2分割され、しかも2つの収束光は不図示のホログラフィック素子等における極性が異なる領域を通過させることで、半円が形成される側が逆となるように構成されている。ただしビームサイズ法とは異なり、受光部A,Bへ向かう2つの収束光の焦点位置は互いに光軸直交方向に関して同一面内にあるものとする。   Here, the convergent light traveling toward the photodetector PD is divided into two C-shapes when viewed from the side by the diffraction structure DS of the diffractive element DE, and the two convergent lights have polarities in a holographic element (not shown) or the like. By passing different regions, the side on which the semicircle is formed is reversed. However, unlike the beam size method, it is assumed that the focal positions of the two convergent lights toward the light receiving portions A and B are in the same plane with respect to the direction perpendicular to the optical axis.

本例の場合、例えば光ディスクOD1に対して対物光学系OBJが近づいたとすると、スポットSPが受光部Aの領域A1側と受光部Bの領域B2側に生じ、2つの受光部A1,B2からの信号はそれぞれ大きさがほぼ同じ出力となり、逆に対物光学系から遠ざかったとすると、スポットSPが受光部Aの領域A2側と受光部Bの領域B1側に生じ、2つの受光部A2,B1からの信号はそれぞれ大きさがほぼ同じ出力となるので、これらの差動信号を最終的なFE信号とすることができる。これにより、焦点誤差以外の光学的、電気的ノイズをキャンセルすることができる。   In the case of this example, if the objective optical system OBJ approaches the optical disc OD1, for example, a spot SP is generated on the region A1 side of the light receiving unit A and the region B2 side of the light receiving unit B, and from the two light receiving units A1 and B2. Assuming that the signals have substantially the same output, and the distance from the objective optical system, a spot SP is generated on the region A2 side of the light receiving unit A and on the region B1 side of the light receiving unit B, and from the two light receiving units A2 and B1. Since these signals have substantially the same output, these differential signals can be used as final FE signals. Thereby, optical and electrical noise other than the focus error can be canceled.

図14において、第1半導体レーザLD1から出射された波長λ1の光束は、偏光ビームスプリッタPBSで反射され、λ/4波長板QWPを通過し、対物光学系OBJにより光ディスクOD1の情報記録面に集光される。光ディスクOD1の情報記録面から反射された光束は、λ/4波長板QWP、偏光ビームスプリッタを通過し、更に液晶素子LCDと回折素子DEを通過して±N次回折光が発生し、光検出器PDの2つの領域A、B上にそれぞれスポットSPを形成する。このとき光検出器PDから出力される信号を用いて焦点誤差信号(FE信号)を形成できる。   In FIG. 14, the light beam having the wavelength λ1 emitted from the first semiconductor laser LD1 is reflected by the polarization beam splitter PBS, passes through the λ / 4 wavelength plate QWP, and is collected on the information recording surface of the optical disk OD1 by the objective optical system OBJ. To be lighted. The light beam reflected from the information recording surface of the optical disk OD1 passes through the λ / 4 wave plate QWP and the polarization beam splitter, and further passes through the liquid crystal element LCD and the diffraction element DE to generate ± Nth order diffracted light. Spots SP are formed on the two regions A and B of the PD, respectively. At this time, a focus error signal (FE signal) can be formed using the signal output from the photodetector PD.

より具体的には、光検出器PD上に形成される半円形のスポットSPは、遠側ディフォーカス時(図15(a))、合焦時(図15(b))、近側ディフォーカス時(図15(c))と、受光部A,Bで漸次スポット径が変化する。即ち、ディフォーカス状態に応じて、それぞれ2分割領域(A1、A2、B1、B2)から出力される信号比が変化するため、FE信号として、FE=(A1+B2)−(A2+B1)を計算すれば、これが所定値(例えば0)となる時をもって合焦時と判断することができる。   More specifically, the semicircular spot SP formed on the photodetector PD is defocused at the far side defocus (FIG. 15 (a)), focused (FIG. 15 (b)), and near side defocused. The spot diameter gradually changes at the light receiving portions A and B (FIG. 15C). That is, since the signal ratio output from each of the two divided areas (A1, A2, B1, B2) changes according to the defocus state, if FE = (A1 + B2) − (A2 + B1) is calculated as the FE signal. The time when this becomes a predetermined value (for example, 0) can be determined to be in focus.

ここで、第1半導体レーザLD1のx方向の位置と、光検出器PDのx’方の方向の位置とがずれていると、精度良く焦点検出信号を取得することができない。そこで、液晶素子LCDに電圧を付与して、入射光に対する出射光の向きを変え、光検出器PDの受光部にスポットSP1,SP2を適切に集光させることができる。尚、同様なことは、第2,第3半導体レーザについても成立するが、ここでは説明を省略する。   Here, if the position of the first semiconductor laser LD1 in the x direction is shifted from the position of the photodetector PD in the x 'direction, the focus detection signal cannot be obtained with high accuracy. Therefore, a voltage is applied to the liquid crystal element LCD to change the direction of the outgoing light with respect to the incident light, and the spots SP1 and SP2 can be appropriately condensed on the light receiving portion of the photodetector PD. The same applies to the second and third semiconductor lasers, but the description is omitted here.

図16は、異なる光ディスクであるBDとDVDとCDに対して適切に情報の記録及び/又は再生を行うことができる本実施の形態の光ピックアップ装置PU1の構成を概略的に示す図である。かかる光ピックアップ装置PU1は、光情報記録再生装置に搭載できる。図17は、図16に示す光検出器PDの受光面を矢印XVII方向に見た図であり、集光スポットをハッチングで示している。ここでは、第1光ディスクをBDとし、第2光ディスクをDVDとし、第3光ディスクをCDとする。なお、本発明は、本実施の形態に限られるものではない。   FIG. 16 is a diagram schematically showing a configuration of the optical pickup device PU1 of the present embodiment that can appropriately record and / or reproduce information on BD, DVD, and CD, which are different optical disks. Such an optical pickup device PU1 can be mounted on an optical information recording / reproducing device. FIG. 17 is a view of the light receiving surface of the photodetector PD shown in FIG. Here, the first optical disc is a BD, the second optical disc is a DVD, and the third optical disc is a CD. The present invention is not limited to the present embodiment.

光ピックアップ装置PU1は、対物光学系としての単一の対物レンズOBJ、λ/4波長板QWP、光軸方向に移動可能な球面収差補正素子CU1,固定されたコリメータレンズCU2、光束分離素子としての偏光ビームスプリッタPBS、BDに対して情報の記録/再生を行う場合に発光され波長λ1=405nmのレーザ光束(第1光束)を射出する第1半導体レーザLD1(第1発光部)と、DVDに対して情報の記録/再生を行う場合に発光され波長λ2=655nmのレーザ光束(第2光束)を射出する第2半導体レーザLD2(第2発光部)と、CDに対して情報の記録/再生を行う場合に発光され波長λ3=785nmのレーザ光束(第3光束)を射出する第3半導体レーザLD3(第3発光部)を一体化し、1つのパッケージに収容した光源ユニットLDP、入射光束を3分割して出射するグレーティングGRT、センサレンズSN、図3に示すものと同様な液晶素子LCD、光検出器PD等を有する。尚、第2半導体レーザLD2及び第3半導体レーザLD3はGa系半導体基板の同一チップに形成され(モノリシック構成)、第1半導体レーザLD1は、それとは異なる窒化物系半導体基板のチップに形成されている(ハイブリッド構成)。このような光源の例が、特開2004−319915号公報に開示されている。   The optical pickup device PU1 includes a single objective lens OBJ as an objective optical system, a λ / 4 wavelength plate QWP, a spherical aberration correction element CU1 movable in the optical axis direction, a fixed collimator lens CU2, and a light beam separation element. A first semiconductor laser LD1 (first light-emitting unit) that emits a laser beam (first beam) having a wavelength λ1 = 405 nm and is emitted when information is recorded / reproduced with respect to the polarization beam splitters PBS and BD; On the other hand, when recording / reproducing information, a second semiconductor laser LD2 (second light-emitting unit) that emits a laser beam (second beam) emitted at a wavelength of λ2 = 655 nm and information recording / reproduction with respect to a CD. Is integrated with a third semiconductor laser LD3 (third light emitting unit) that emits a laser beam (third beam) having a wavelength λ3 = 785 nm. Having accommodating the light source unit LDP, grating GRT to 3 divided and emits the incident light beam, the sensor lens SN, similar liquid crystal device LCD as shown in FIG. 3, a photodetector PD, and the like. The second semiconductor laser LD2 and the third semiconductor laser LD3 are formed on the same chip of the Ga-based semiconductor substrate (monolithic configuration), and the first semiconductor laser LD1 is formed on a chip of a different nitride-based semiconductor substrate. Yes (hybrid configuration). An example of such a light source is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-319915.

図17に示されるように、光検出器PDは、光軸に略直交する受光面側に、3行3列に並んだ受光部11R〜33Rを有する。受光部11R〜13RはBDからの反射光を受光する第1受光部であり、受光部21R〜23RはDVDからの反射光を受光する第2受光部であり、受光部31R〜33RはCDからの反射光を受光する第3受光部であり、それぞれ受光量に応じた信号を出力する。受光部12Rは、上下左右に4分割され、その受光量をそれぞれ1e、1c、1f、1dとする。又受光部12Rの両側の受光部11R、13Rは、左右に2分割され、その受光量をそれぞれ1h、1g、及び1b、1aとする。受光部22Rは、上下左右に4分割され、その受光量をそれぞれ2e、2c、2f、2dとする。又受光部22Rの両側の受光部21R、23Rは、左右に2分割され、その受光量をそれぞれ2h、2g、及び2b、2aとする。更に受光部32Rは、上下左右に4分割され、その受光量をそれぞれ3e、3c、3f、3dとする。又受光部32Rの両側の受光部31R、33Rは、左右に2分割され、その受光量をそれぞれ3h、3g、及び3b、3aとする。   As shown in FIG. 17, the photodetector PD includes light receiving portions 11R to 33R arranged in 3 rows and 3 columns on the light receiving surface side substantially orthogonal to the optical axis. The light receiving portions 11R to 13R are first light receiving portions that receive the reflected light from the BD, the light receiving portions 21R to 23R are second light receiving portions that receive the reflected light from the DVD, and the light receiving portions 31R to 33R are from the CD. Is a third light-receiving unit that receives the reflected light, and outputs a signal corresponding to the amount of light received. The light receiving unit 12R is divided into four parts in the vertical and horizontal directions, and the received light amounts are 1e, 1c, 1f, and 1d, respectively. The light receiving portions 11R and 13R on both sides of the light receiving portion 12R are divided into left and right parts, and the received light amounts are 1h, 1g, and 1b, 1a, respectively. The light receiving unit 22R is divided into four parts, top, bottom, left, and right, and the amounts of light received are 2e, 2c, 2f, and 2d, respectively. The light receiving parts 21R and 23R on both sides of the light receiving part 22R are divided into left and right parts, and the received light amounts are 2h, 2g, 2b and 2a, respectively. Further, the light receiving unit 32R is divided into four parts in the vertical and horizontal directions, and the received light amounts are 3e, 3c, 3f, and 3d, respectively. The light receiving portions 31R and 33R on both sides of the light receiving portion 32R are divided into left and right parts, and the received light amounts are 3h, 3g, 3b, and 3a, respectively.

光ピックアップ装置PU1の組み付け時には、液晶素子LCDへ印加する電圧をゼロとして、固定した光源ユニットLDPの第1半導体レーザLD1を発光させ、光検出器PDの受光部11R〜13Rに適切に受光するように位置調整を行って光検出器PDを固定する。次いで、光源ユニットLDPの第2半導体レーザLD2を発光させ、固定した光検出器PDの受光部21R〜23Rに適切に受光するように、液晶素子LCDへ電圧を印加して出射光の方位調整を行い、その電圧をV(R)として記憶する。更に、光源ユニットLDPの第3半導体レーザLD3を発光させ、固定した光検出器PDの受光部31R〜33Rに適切に受光するように、液晶素子LCDへ電圧を印加して出射光の方位調整を行い、その電圧をV(IR)として記憶する。尚、液晶の屈折率が波長に応じて変化することを利用して、液晶素子LCDに印加される電圧を一定として、各波長の光束が各受光部に受光されるように調整しても良い。   When the optical pickup device PU1 is assembled, the voltage applied to the liquid crystal element LCD is set to zero, the first semiconductor laser LD1 of the fixed light source unit LDP is caused to emit light, and the light receiving units 11R to 13R of the photodetector PD receive light appropriately. The position is adjusted to fix the photodetector PD. Next, the second semiconductor laser LD2 of the light source unit LDP is caused to emit light, and a voltage is applied to the liquid crystal element LCD so that the light is received by the light receiving portions 21R to 23R of the fixed photodetector PD, thereby adjusting the direction of emitted light. And store the voltage as V (R). Furthermore, the direction of the emitted light is adjusted by applying a voltage to the liquid crystal element LCD so that the third semiconductor laser LD3 of the light source unit LDP emits light and appropriately receives light at the light receiving portions 31R to 33R of the fixed photodetector PD. And store the voltage as V (IR). It should be noted that by utilizing the fact that the refractive index of the liquid crystal changes according to the wavelength, the voltage applied to the liquid crystal element LCD may be made constant so that the light beams of the respective wavelengths are received by the respective light receiving portions. .

次に光ピックアップ装置PU1の動作について説明する。BD使用時には、液晶素子LCDに電圧を印加しない。第1半導体レーザLD1から射出された第1光束(λ1=405nm)の発散光束は、実線で示すように、グレーティングGRTを通過して3分割された後、偏光ビームスプリッタPBSで反射され、コリメータレンズCU2,球面収差補正素子CU1を通過し、λ/4波長板QWPにより直線偏光から円偏光に変換され、不図示の絞りによりその光束径が規制され、更に対物レンズOBJにより集光された光束は、厚さ0.1mmの保護基板を介して、BDの情報記録面上に形成されるスポットとなる。   Next, the operation of the optical pickup device PU1 will be described. When the BD is used, no voltage is applied to the liquid crystal element LCD. The divergent light beam of the first light beam (λ1 = 405 nm) emitted from the first semiconductor laser LD1 passes through the grating GRT and is divided into three, as shown by the solid line, and then reflected by the polarization beam splitter PBS, and then collimator lens A light beam that passes through CU2 and spherical aberration correction element CU1, is converted from linearly polarized light to circularly polarized light by a λ / 4 wave plate QWP, the diameter of the light beam is regulated by a diaphragm (not shown), and the light beam collected by the objective lens OBJ is The spots are formed on the information recording surface of the BD through a protective substrate having a thickness of 0.1 mm.

BDの情報記録面上で情報ピットにより変調された反射光束は、再び対物レンズOBJ、不図示の絞りを透過した後、λ/4波長板QWPにより円偏光から直線偏光に変換され、球面収差補正素子CU1を通過し,コリメータレンズCU2により収斂光束とされ、偏光ビームスプリッタPBS、センサレンズSN、液晶素子LCDを通過して、3分割された光束がそれぞれ光検出器PDの受光部11R〜13R上に収束する。そして、光検出器PDの出力信号を用いて、不図示の対物レンズ用アクチュエータにより対物レンズOBJをフォーカシングやトラッキングさせることで、BDに記録された情報を読み取ることができる。   The reflected light beam modulated by the information pits on the information recording surface of the BD again passes through the objective lens OBJ and a diaphragm (not shown), and then converted from circularly polarized light to linearly polarized light by the λ / 4 wavelength plate QWP, thereby correcting spherical aberration. The light beam which has passed through the element CU1 and is converged by the collimator lens CU2 and passes through the polarization beam splitter PBS, the sensor lens SN and the liquid crystal element LCD is divided into three on the light receiving portions 11R to 13R of the photodetector PD. Converge to. Then, the information recorded on the BD can be read by using the output signal of the photodetector PD to focus or track the objective lens OBJ by an objective lens actuator (not shown).

より具体的には、BDに対してフォーカスサーボが入った状態のフォーカスエラー(FE)信号、トラッキングエラー(TE)信号及び記録マーク再生信号(RF)を観察する。例として、フォーカスサーボは非点収差法が用いられ、FE信号は(1c+1f)−(1e+1d)によって得られるものであり、これがゼロに近づくように対物レンズ用アクチュエータにより対物レンズOBJをフォーカシングさせる。   More specifically, a focus error (FE) signal, a tracking error (TE) signal, and a recording mark reproduction signal (RF) in a state where the focus servo is applied to the BD are observed. As an example, the astigmatism method is used for the focus servo, and the FE signal is obtained by (1c + 1f) − (1e + 1d), and the objective lens OBJ is focused by the objective lens actuator so that the FE signal approaches zero.

一方、トラッキングサーボはDPP法を用いることとする。DPP法において、TE信号は、(1a+1g+1e+1f)−(1b+1h+1c+1d)によって得られるものであり、これがゼロに近づくように対物レンズ用アクチュエータにより対物レンズOBJをトラッキングさせる。尚、RF信号は、各受光光量の総和であり、(1a+1b+1c+1d+1e+1f+1g+1h)で表される。   On the other hand, the tracking servo uses the DPP method. In the DPP method, the TE signal is obtained by (1a + 1g + 1e + 1f) − (1b + 1h + 1c + 1d), and the objective lens OBJ is tracked by the objective lens actuator so that the TE signal approaches zero. The RF signal is the sum of the amounts of received light, and is represented by (1a + 1b + 1c + 1d + 1e + 1f + 1g + 1h).

次に、DVD使用時には、液晶素子LCDに電圧V(R)を印加する。第2半導体レーザLD2から射出された第2光束(λ2=655nm)の発散光束は、一点鎖線で示すように、グレーティングGRTを通過して3分割された後、偏光ビームスプリッタPBSで反射され、コリメータレンズCU2、球面収差補正素子CU1を通過し、λ/4波長板QWPにより直線偏光から円偏光に変換され、不図示の絞りによりその光束径が規制され、更に対物レンズOBJにより集光された光束は、厚さ0.6mmの保護基板を介して、DVDの情報記録面上に形成されるスポットとなる。   Next, when the DVD is used, the voltage V (R) is applied to the liquid crystal element LCD. The divergent light beam of the second light beam (λ2 = 655 nm) emitted from the second semiconductor laser LD2 passes through the grating GRT and is divided into three, as indicated by the alternate long and short dash line, and then reflected by the polarization beam splitter PBS, and is collimated. A light beam that passes through the lens CU2 and the spherical aberration correction element CU1, is converted from linearly polarized light to circularly polarized light by the λ / 4 wavelength plate QWP, the light beam diameter is regulated by a diaphragm (not shown), and further collected by the objective lens OBJ. Are spots formed on the information recording surface of the DVD through a protective substrate having a thickness of 0.6 mm.

DVDの情報記録面上で情報ピットにより変調された反射光束は、再び対物レンズOBJ、不図示の絞りを透過した後、λ/4波長板QWPにより円偏光から直線偏光に変換され、球面収差補正素子CU1を通過し,コリメータレンズCU2により収斂光束とされ、偏光ビームスプリッタPBS、センサレンズSN、液晶素子LCDを通過して、3分割された光束がそれぞれ光検出器PDの受光部21R〜23R上に収束する。そして、光検出器PDの出力信号を用いて、不図示の対物レンズ用アクチュエータにより対物レンズOBJをフォーカシングやトラッキングさせることで、DVDに記録された情報を読み取ることができる。   The reflected light beam modulated by the information pits on the information recording surface of the DVD is again transmitted through the objective lens OBJ and a diaphragm (not shown), and then converted from circularly polarized light to linearly polarized light by the λ / 4 wavelength plate QWP, thereby correcting spherical aberration. The light beam that has passed through the element CU1 and is converged by the collimator lens CU2 and passes through the polarization beam splitter PBS, the sensor lens SN, and the liquid crystal element LCD is divided into three light beams on the light receiving portions 21R-23R of the photodetector PD. Converge to. Then, using the output signal of the photodetector PD, the objective lens OBJ is focused and tracked by an unillustrated objective lens actuator, whereby the information recorded on the DVD can be read.

より具体的には、DVDに対してフォーカスサーボが入った状態のフォーカスエラー(FE)信号、トラッキングエラー(TE)信号及び記録マーク再生信号(RF)を観察する。例として、フォーカスサーボは非点収差法が用いられ、FE信号は(2c+2f)−(2e+2d)によって得られるものであり、これがゼロに近づくように対物レンズ用アクチュエータにより対物レンズOBJをフォーカシングさせる。   More specifically, a focus error (FE) signal, a tracking error (TE) signal, and a recording mark reproduction signal (RF) in a state where the focus servo is applied to the DVD are observed. As an example, the astigmatism method is used for the focus servo, and the FE signal is obtained by (2c + 2f) − (2e + 2d), and the objective lens OBJ is focused by the objective lens actuator so that this becomes close to zero.

一方、トラッキングサーボはDPP法を用いることとする。DPP法において、TE信号は、(2a+2g+2e+2f)−(2b+2h+2c+2d)によって得られるものであり、これがゼロに近づくように対物レンズ用アクチュエータにより対物レンズOBJをトラッキングさせる。尚、RF信号は、各受光光量の総和であり、(2a+2b+2c+2d+2e+2f+2g+2h)で表される。   On the other hand, the tracking servo uses the DPP method. In the DPP method, the TE signal is obtained by (2a + 2g + 2e + 2f) − (2b + 2h + 2c + 2d), and the objective lens OBJ is tracked by the objective lens actuator so that the TE signal approaches zero. The RF signal is the sum of the amounts of received light, and is represented by (2a + 2b + 2c + 2d + 2e + 2f + 2g + 2h).

次に、CD使用時には、液晶素子LCDに電圧V(IR)を印加する。第3半導体レーザLD3から射出された第3光束(λ3=785nm)の発散光束は、点線で示すように、グレーティングGRTを通過して3分割された後、偏光ビームスプリッタPBSで反射され、コリメータレンズCU2、球面収差補正素子CU1を通過し、λ/4波長板QWPにより直線偏光から円偏光に変換され、不図示の絞りによりその光束径が規制され、更に対物レンズOBJにより集光された光束は、厚さ1.2mmの保護基板を介して、CDの情報記録面上に形成されるスポットとなる。   Next, when the CD is used, a voltage V (IR) is applied to the liquid crystal element LCD. The divergent light beam of the third light beam (λ3 = 785 nm) emitted from the third semiconductor laser LD3 passes through the grating GRT and is divided into three, as shown by the dotted line, and then is reflected by the polarization beam splitter PBS to be collimator lenses. A light beam that passes through CU2 and spherical aberration correction element CU1, is converted from linearly polarized light to circularly polarized light by a λ / 4 wave plate QWP, the diameter of the light beam is regulated by a diaphragm (not shown), and the light beam collected by the objective lens OBJ is The spots are formed on the information recording surface of the CD through a protective substrate having a thickness of 1.2 mm.

CDの情報記録面上で情報ピットにより変調された反射光束は、再び対物レンズOBJ、不図示の絞りを透過した後、λ/4波長板QWPにより円偏光から直線偏光に変換され、球面収差補正素子CU1を通過し,コリメータレンズCU2により収斂光束とされ、偏光ビームスプリッタPBS、センサレンズSN、液晶素子LCDを通過して、3分割された光束がそれぞれ光検出器PDの受光部31R〜33R上に収束する。そして、光検出器PDの出力信号を用いて、不図示の対物レンズ用アクチュエータにより対物レンズOBJをフォーカシングやトラッキングさせることで、CDに記録された情報を読み取ることができる。   The reflected light beam modulated by the information pits on the information recording surface of the CD is again transmitted through the objective lens OBJ and a diaphragm (not shown), and then converted from circularly polarized light to linearly polarized light by the λ / 4 wavelength plate QWP, thereby correcting spherical aberration. The light beam that has passed through the element CU1 and is converged by the collimator lens CU2 and passes through the polarizing beam splitter PBS, the sensor lens SN, and the liquid crystal element LCD is divided into three light beams on the light receiving portions 31R to 33R of the photodetector PD. Converge to. Then, using the output signal of the photodetector PD, the objective lens OBJ is focused or tracked by an unillustrated objective lens actuator, whereby the information recorded on the CD can be read.

より具体的には、CDに対してフォーカスサーボが入った状態のフォーカスエラー(FE)信号、トラッキングエラー(TE)信号及び記録マーク再生信号(RF)を観察する。例として、フォーカスサーボは非点収差法が用いられ、FE信号は(3c+3f)−(3e+3d)によって得られるものであり、これがゼロに近づくように対物レンズ用アクチュエータにより対物レンズOBJをフォーカシングさせる。   More specifically, a focus error (FE) signal, a tracking error (TE) signal, and a recording mark reproduction signal (RF) in a state where the focus servo is applied to the CD are observed. As an example, the astigmatism method is used for the focus servo, and the FE signal is obtained by (3c + 3f) − (3e + 3d), and the objective lens OBJ is focused by the objective lens actuator so that this becomes close to zero.

一方、トラッキングサーボはDPP法を用いることとする。DPP法において、TE信号は、(3a+3g+3e+3f)−(3b+3h+3c+3d)によって得られるものであり、これがゼロに近づくように対物レンズ用アクチュエータにより対物レンズOBJをトラッキングさせる。尚、RF信号は、各受光光量の総和であり、(3a+3b+3c+3d+3e+3f+3g+3h)で表される。   On the other hand, the tracking servo uses the DPP method. In the DPP method, the TE signal is obtained by (3a + 3g + 3e + 3f) − (3b + 3h + 3c + 3d), and the objective lens OBJ is tracked by the objective lens actuator so that this approaches zero. The RF signal is the sum of the amounts of received light, and is represented by (3a + 3b + 3c + 3d + 3e + 3f + 3g + 3h).

第2半導体レーザLD2及び第3半導体レーザLD3は同じチップに形成され、第1半導体レーザLD1は、それとは異なるチップに形成されているので、光源ユニットLDPに組み付ける際に、第1半導体レーザLD1と、第2半導体レーザLD2及び第3半導体レーザLD3との間隔にバラツキが生じる。一方、光検出器PDの受光部11R〜33Rは、相対位置をずらすことができない。従って、半導体レーザの間隔が許容誤差を超えると、各光束を受光部11R〜33Rに適切に受光させることができなくなる。そこで本実施の形態では、液晶素子LCDを駆動することによって、図3で説明したように、入射光束に対する出射光束の向きを変更することで、いずれの光束も各受光部に適切に趣向できるようになる。   Since the second semiconductor laser LD2 and the third semiconductor laser LD3 are formed on the same chip, and the first semiconductor laser LD1 is formed on a different chip, the first semiconductor laser LD1 and the first semiconductor laser LD1 are combined with the light source unit LDP. The gap between the second semiconductor laser LD2 and the third semiconductor laser LD3 varies. On the other hand, the relative positions of the light receiving portions 11R to 33R of the photodetector PD cannot be shifted. Therefore, when the interval between the semiconductor lasers exceeds the allowable error, each light beam cannot be properly received by the light receiving portions 11R to 33R. Therefore, in the present embodiment, by driving the liquid crystal element LCD and changing the direction of the outgoing light beam with respect to the incident light beam as described with reference to FIG. 3, any light beam can be appropriately directed to each light receiving unit. become.

図18は、液晶素子LCDを、光検出器PDと偏光ビームスプリッタPBSとの間に配置する代わりに、光源ユニットLDPと偏光ビームスプリッタPBSとの間に配置した光ピックアップ装置PU2の概略図である。それ以外は、図16に示す実施の形態と同様であるため説明を省略する。尚、液晶素子LCDは、図7,8に示す機能を有するものを、対物レンズOBJと偏光ビームスプリッタPBSとの間に配置しても良い。又、2互換対応の光ピックアップ装置に、液晶素子LCDを適用しても良い。   FIG. 18 is a schematic view of an optical pickup device PU2 in which the liquid crystal element LCD is disposed between the light source unit LDP and the polarization beam splitter PBS instead of being disposed between the photodetector PD and the polarization beam splitter PBS. . The rest is the same as the embodiment shown in FIG. The liquid crystal element LCD having the function shown in FIGS. 7 and 8 may be disposed between the objective lens OBJ and the polarization beam splitter PBS. Further, the liquid crystal element LCD may be applied to a two-compatible optical pickup device.

図19は、異なる光ディスクであるBDとDVDとCDに対して適切に情報の記録及び/又は再生を行うことができる、更に別な実施の形態の光ピックアップ装置PU3の構成を概略的に示す図である。図20は、図19に示す光検出器PDの受光面を矢印XX方向に見た図である。図21は、図19に示す光ピックアップ装置PU3の矢印XXIで示す部位を拡大して示す図である。ここでは、第1光ディスクをBDとし、第2光ディスクをDVDとし、第3光ディスクをCDとする。なお、本発明は、本実施の形態に限られるものではない。   FIG. 19 is a diagram schematically showing a configuration of an optical pickup device PU3 of still another embodiment capable of appropriately recording and / or reproducing information on BD, DVD and CD which are different optical disks. It is. FIG. 20 is a view of the light receiving surface of the photodetector PD shown in FIG. 19 as viewed in the direction of arrow XX. FIG. 21 is an enlarged view showing a portion indicated by an arrow XXI of the optical pickup device PU3 shown in FIG. Here, the first optical disc is a BD, the second optical disc is a DVD, and the third optical disc is a CD. The present invention is not limited to the present embodiment.

光ピックアップ装置PU1は、対物光学系としての単一の対物レンズOBJ、λ/4波長板QWP、光軸方向に移動可能である球面収差補正素子CU1,固定されたコリメータレンズCU2、光束分離素子としての偏光ビームスプリッタPBS、BDに対して情報の記録/再生を行う場合に発光され波長λ1=405nmのレーザ光束(第1光束)を射出する第1半導体レーザLD1(第1発光部)と、DVDに対して情報の記録/再生を行う場合に発光され波長λ2=655nmのレーザ光束(第2光束)を射出する第2半導体レーザLD2(第2発光部)と、CDに対して情報の記録/再生を行う場合に発光され波長λ3=785nmのレーザ光束(第3光束)を射出する第3半導体レーザLD3(第3発光部)を一体化し、1つのパッケージに収容した光源ユニットLDP、入射光束を3分割して出射するグレーティングGRT、センサレンズSN、図3に示すものと同様な液晶素子LCD、光検出器PD等を有する。尚、第2半導体レーザLD2及び第3半導体レーザLD3はGa系半導体基板の同一チップに形成され(モノリシック構成)、第1半導体レーザLD1は、それとは異なる窒化物系半導体基板のチップに形成されている(ハイブリッド構成)。   The optical pickup device PU1 includes a single objective lens OBJ as an objective optical system, a λ / 4 wavelength plate QWP, a spherical aberration correction element CU1 that can move in the optical axis direction, a fixed collimator lens CU2, and a light beam separation element. A first semiconductor laser LD1 (first light emitting unit) that emits a laser beam (first beam) having a wavelength λ1 = 405 nm, which is emitted when information is recorded / reproduced with respect to the polarization beam splitters PBS and BD, and a DVD A second semiconductor laser LD2 (second light-emitting unit) that emits a laser beam (second beam) having a wavelength of λ2 = 655 nm and records / reproduces information to / from a CD. A third semiconductor laser LD3 (third light emitting unit) that emits a laser beam (third beam) emitted at the time of reproduction and having a wavelength λ3 = 785 nm is integrated into one package. A light source unit LDP, which contains di, grating GRT to 3 divided and emits the incident light beam, the sensor lens SN, similar liquid crystal device LCD as shown in FIG. 3, a photodetector PD, and the like. The second semiconductor laser LD2 and the third semiconductor laser LD3 are formed on the same chip of the Ga-based semiconductor substrate (monolithic configuration), and the first semiconductor laser LD1 is formed on a chip of a different nitride-based semiconductor substrate. Yes (hybrid configuration).

図20に示されるように、光検出器PDは、光軸に略直交する受光面側に、3つ並んだ受光部1R〜3Rを有する。受光部1R〜3RはBD、DVD、CDからの反射光を共通して受光する受光部であり、受光量に応じた信号を出力する。即ち第1受光部、第2受光部、第3受光部が共通する例である。受光部2Rは、上下左右に4分割され、その受光量をそれぞれe、c、f、dとする。又受光部2Rの両側の受光部1R、3Rは分割されておらず、その受光量をそれぞれb、aとする。   As shown in FIG. 20, the photodetector PD includes three light receiving portions 1R to 3R arranged on the light receiving surface side substantially orthogonal to the optical axis. The light receiving units 1R to 3R are light receiving units that receive reflected light from the BD, DVD, and CD in common, and output a signal corresponding to the amount of received light. That is, the first light receiving unit, the second light receiving unit, and the third light receiving unit are common examples. The light receiving unit 2R is divided into four parts, up, down, left, and right, and the received light amounts are e, c, f, and d, respectively. The light receiving portions 1R and 3R on both sides of the light receiving portion 2R are not divided, and the amounts of received light are b and a, respectively.

光ピックアップ装置PU1の組み付け時には、液晶素子LCDへ印加する電圧をゼロとして、固定した光源ユニットLDPの第1半導体レーザLD1を発光させ、光検出器PDの受光部1R〜3Rに適切に受光するように位置調整を行って光検出器PDを固定する。次いで、光源ユニットLDPの第2半導体レーザLD2を発光させ、固定した光検出器PDの受光部1R〜3Rに適切に受光するように、液晶素子LCDへ所定の電圧を印加して出射光の方位調整を行い、その電圧をV(R)として記憶する。更に、光源ユニットLDPの第3半導体レーザLD3を発光させ、固定した光検出器PDの受光部31R〜33Rに適切に受光するように、液晶素子LCDへ電圧を印加して出射光の方位調整を行い、その電圧をV(IR)として記憶する。尚、液晶の屈折率が波長に応じて変化することを利用して、液晶素子LCDに印加される電圧を一定として、各波長の光束が各受光部に受光されるように調整しても良い。   When the optical pickup device PU1 is assembled, the voltage applied to the liquid crystal element LCD is set to zero, the first semiconductor laser LD1 of the fixed light source unit LDP is caused to emit light, and the light receiving units 1R to 3R of the photodetector PD receive light appropriately. The position is adjusted to fix the photodetector PD. Next, a predetermined voltage is applied to the liquid crystal element LCD so that the second semiconductor laser LD2 of the light source unit LDP emits light and is appropriately received by the light receiving portions 1R to 3R of the fixed photodetector PD, and the direction of the emitted light Make adjustments and store the voltage as V (R). Furthermore, the direction of the emitted light is adjusted by applying a voltage to the liquid crystal element LCD so that the third semiconductor laser LD3 of the light source unit LDP emits light and appropriately receives light at the light receiving portions 31R to 33R of the fixed photodetector PD. And store the voltage as V (IR). It should be noted that by utilizing the fact that the refractive index of the liquid crystal changes according to the wavelength, the voltage applied to the liquid crystal element LCD may be made constant so that the light beams of the respective wavelengths are received by the respective light receiving portions. .

次に光ピックアップ装置PU1の動作について説明する。BD使用時には、液晶素子LCDに電圧を印加しない。第1半導体レーザLD1から射出された第1光束(λ1=405nm)の発散光束は、実線で示すように、グレーティングGRTを通過して3分割された後、偏光ビームスプリッタPBSで反射され、コリメータレンズCU2、球面収差補正素子CU1を通過し、λ/4波長板QWPにより直線偏光から円偏光に変換され、不図示の絞りによりその光束径が規制され、更に対物レンズOBJにより集光された光束は、厚さ0.1mmの保護基板を介して、BDの情報記録面上に形成されるスポットとなる。尚、BDの情報記録面上に形成されるスポットと、後述するDVDの情報記録面上に形成されるスポットと、CDの情報記録面上に形成されるスポットは、互いに光ディスクの厚さ方向及びそれに直交する方向にずれている。   Next, the operation of the optical pickup device PU1 will be described. When the BD is used, no voltage is applied to the liquid crystal element LCD. The divergent light beam of the first light beam (λ1 = 405 nm) emitted from the first semiconductor laser LD1 passes through the grating GRT and is divided into three, as shown by the solid line, and then reflected by the polarization beam splitter PBS, and then collimator lens A light beam that passes through CU2 and spherical aberration correction element CU1, is converted from linearly polarized light to circularly polarized light by a λ / 4 wave plate QWP, the diameter of the light beam is regulated by a diaphragm (not shown), and the light beam collected by the objective lens OBJ is The spots are formed on the information recording surface of the BD through a protective substrate having a thickness of 0.1 mm. Incidentally, a spot formed on the information recording surface of the BD, a spot formed on the information recording surface of the DVD described later, and a spot formed on the information recording surface of the CD are mutually in the thickness direction of the optical disk and It is shifted in the direction perpendicular to it.

BDの情報記録面上で情報ピットにより変調された反射光束は、再び対物レンズOBJ、不図示の絞りを透過した後、λ/4波長板QWPにより円偏光から直線偏光に変換され、球面収差補正素子CU1を通過し,コリメータレンズCU2により収斂光束とされ、偏光ビームスプリッタPBS、センサレンズSN、液晶素子LCDを通過して、3分割された光束がそれぞれ光検出器PDの受光部1R〜3R上に収束する。そして、光検出器PDの出力信号を用いて、不図示の対物レンズ用アクチュエータにより対物レンズOBJをフォーカシングやトラッキングさせることで、BDに記録された情報を読み取ることができる。   The reflected light beam modulated by the information pits on the information recording surface of the BD again passes through the objective lens OBJ and a diaphragm (not shown), and then converted from circularly polarized light to linearly polarized light by the λ / 4 wavelength plate QWP, thereby correcting spherical aberration. The light beam that has passed through the element CU1 and is converged by the collimator lens CU2 and passes through the polarizing beam splitter PBS, the sensor lens SN, and the liquid crystal element LCD is divided into three light beams on the light receiving portions 1R to 3R of the photodetector PD. Converge to. Then, the information recorded on the BD can be read by using the output signal of the photodetector PD to focus or track the objective lens OBJ by an objective lens actuator (not shown).

より具体的には、BDに対してフォーカスサーボが入った状態のフォーカスエラー(FE)信号、トラッキングエラー(TE)信号及び記録マーク再生信号(RF)を観察する。例として、フォーカスサーボは非点収差法が用いられ、FE信号は(c+1)−(e+d)によって得られるものであり、これがゼロに近づくように対物レンズ用アクチュエータにより対物レンズOBJをフォーカシングさせる。   More specifically, a focus error (FE) signal, a tracking error (TE) signal, and a recording mark reproduction signal (RF) in a state where the focus servo is applied to the BD are observed. As an example, the astigmatism method is used for the focus servo, and the FE signal is obtained by (c + 1) − (e + d), and the objective lens OBJ is focused by the objective lens actuator so that this becomes close to zero.

一方、トラッキングサーボは3ビーム法を用いることとする。3ビーム法において、TE信号は、(a−b)によって得られるものであり、これがゼロに近づくように対物レンズ用アクチュエータにより対物レンズOBJをトラッキングさせる。尚、RF信号は、各受光光量の総和であり、(a+b+c+d+e+f)で表される。   On the other hand, the tracking servo uses a three-beam method. In the three-beam method, the TE signal is obtained by (ab), and the objective lens OBJ is tracked by the objective lens actuator so that the TE signal approaches zero. The RF signal is the sum of the amounts of received light and is represented by (a + b + c + d + e + f).

尚、光ディスクからのいずれの波長の反射光も対物レンズOBJでは一致するが、図21に示すように、その後第1光束、第2光束、第3光束が互いにずれた状態で進行し、液晶素子LCDにて第1光束を基準にして、第2光束及び第3光束が方位を変更されることにより、光検出器PDの受光部1R〜3R上に共通して収束するようになる。尚、受光部2Rに入射する3つの光束は、概ね波長に比例した形で4分割中心から離れる。   The reflected light of any wavelength from the optical disk matches with the objective lens OBJ. However, as shown in FIG. 21, the first light beam, the second light beam, and the third light beam are subsequently shifted from each other, and the liquid crystal element With the LCD, the second light beam and the third light beam are changed in direction with reference to the first light beam, thereby converging in common on the light receiving portions 1R to 3R of the photodetector PD. The three light beams incident on the light receiving unit 2R are separated from the four-divided center in a form that is approximately proportional to the wavelength.

次に、DVD使用時には、液晶素子LCDに電圧V(R)を印加する。第2半導体レーザLD2から射出された第2光束(λ2=655nm)の発散光束は、一点鎖線で示すように、グレーティングGRTを通過して3分割された後、偏光ビームスプリッタPBSで反射され、コリメータレンズCU2、球面収差補正素子CU1を通過し、λ/4波長板QWPにより直線偏光から円偏光に変換され、不図示の絞りによりその光束径が規制され、更に対物レンズOBJにより集光された光束は、厚さ0.6mmの保護基板を介して、DVDの情報記録面上に形成されるスポットとなる。   Next, when the DVD is used, the voltage V (R) is applied to the liquid crystal element LCD. The divergent light beam of the second light beam (λ2 = 655 nm) emitted from the second semiconductor laser LD2 passes through the grating GRT and is divided into three, as indicated by the alternate long and short dash line, and then reflected by the polarization beam splitter PBS, and is collimated. A light beam that passes through the lens CU2 and the spherical aberration correction element CU1, is converted from linearly polarized light to circularly polarized light by the λ / 4 wavelength plate QWP, the light beam diameter is regulated by a diaphragm (not shown), and further collected by the objective lens OBJ. Are spots formed on the information recording surface of the DVD through a protective substrate having a thickness of 0.6 mm.

DVDの情報記録面上で情報ピットにより変調された反射光束は、再び対物レンズOBJ、不図示の絞りを透過した後、λ/4波長板QWPにより円偏光から直線偏光に変換され、球面収差補正素子CU1を通過し,コリメータレンズCU2により収斂光束とされ、偏光ビームスプリッタPBS、センサレンズSN、液晶素子LCDを通過して、3分割された光束がそれぞれ光検出器PDの受光部21R〜23R上に収束する。そして、光検出器PDの出力信号を用いて、不図示の対物レンズ用アクチュエータにより対物レンズOBJをフォーカシングやトラッキングさせることで、DVDに記録された情報を読み取ることができる。   The reflected light beam modulated by the information pits on the information recording surface of the DVD is again transmitted through the objective lens OBJ and a diaphragm (not shown), and then converted from circularly polarized light to linearly polarized light by the λ / 4 wavelength plate QWP, thereby correcting spherical aberration. The light beam that has passed through the element CU1 and is converged by the collimator lens CU2 and passes through the polarization beam splitter PBS, the sensor lens SN, and the liquid crystal element LCD is divided into three light beams on the light receiving portions 21R-23R of the photodetector PD. Converge to. Then, using the output signal of the photodetector PD, the objective lens OBJ is focused and tracked by an unillustrated objective lens actuator, whereby the information recorded on the DVD can be read.

より具体的には、DVDに対してフォーカスサーボが入った状態のフォーカスエラー(FE)信号、トラッキングエラー(TE)信号及び記録マーク再生信号(RF)を観察する。例として、フォーカスサーボは非点収差法が用いられ、FE信号は(c+1)−(e+d)によって得られるものであり、これがゼロに近づくように対物レンズ用アクチュエータにより対物レンズOBJをフォーカシングさせる。   More specifically, a focus error (FE) signal, a tracking error (TE) signal, and a recording mark reproduction signal (RF) in a state where the focus servo is applied to the DVD are observed. As an example, the astigmatism method is used for the focus servo, and the FE signal is obtained by (c + 1) − (e + d), and the objective lens OBJ is focused by the objective lens actuator so that this becomes close to zero.

一方、トラッキングサーボは3ビーム法を用いることとする。3ビーム法において、TE信号は、(a−b)によって得られるものであり、これがゼロに近づくように対物レンズ用アクチュエータにより対物レンズOBJをトラッキングさせる。尚、RF信号は、各受光光量の総和であり、(a+b+c+d+e+f)で表される。   On the other hand, the tracking servo uses a three-beam method. In the three-beam method, the TE signal is obtained by (ab), and the objective lens OBJ is tracked by the objective lens actuator so that the TE signal approaches zero. The RF signal is the sum of the amounts of received light and is represented by (a + b + c + d + e + f).

次に、CD使用時には、液晶素子LCDに電圧V(IR)を印加する。第3半導体レーザLD3から射出された第3光束(λ3=785nm)の発散光束は、点線で示すように、グレーティングGRTを通過して3分割された後、偏光ビームスプリッタPBSで反射され、コリメータレンズCU2、球面収差補正素子CU1を通過し、λ/4波長板QWPにより直線偏光から円偏光に変換され、不図示の絞りによりその光束径が規制され、更に対物レンズOBJにより集光された光束は、厚さ1.2mmの保護基板を介して、CDの情報記録面上に形成されるスポットとなる。   Next, when the CD is used, a voltage V (IR) is applied to the liquid crystal element LCD. The divergent light beam of the third light beam (λ3 = 785 nm) emitted from the third semiconductor laser LD3 passes through the grating GRT and is divided into three, as shown by the dotted line, and then is reflected by the polarization beam splitter PBS to be collimator lenses. A light beam that passes through CU2 and spherical aberration correction element CU1, is converted from linearly polarized light to circularly polarized light by a λ / 4 wave plate QWP, the diameter of the light beam is regulated by a diaphragm (not shown), and the light beam collected by the objective lens OBJ is The spots are formed on the information recording surface of the CD through a protective substrate having a thickness of 1.2 mm.

CDの情報記録面上で情報ピットにより変調された反射光束は、再び対物レンズOBJ、不図示の絞りを透過した後、λ/4波長板QWPにより円偏光から直線偏光に変換され、球面収差補正素子CU1を通過し,コリメータレンズCU2により収斂光束とされ、偏光ビームスプリッタPBS、センサレンズSN、液晶素子LCDを通過して、3分割された光束がそれぞれ光検出器PDの受光部31R〜33R上に収束する。そして、光検出器PDの出力信号を用いて、不図示の対物レンズ用アクチュエータにより対物レンズOBJをフォーカシングやトラッキングさせることで、CDに記録された情報を読み取ることができる。   The reflected light beam modulated by the information pits on the information recording surface of the CD is again transmitted through the objective lens OBJ and a diaphragm (not shown), and then converted from circularly polarized light to linearly polarized light by the λ / 4 wavelength plate QWP, thereby correcting spherical aberration. The light beam that has passed through the element CU1 and is converged by the collimator lens CU2 and passes through the polarizing beam splitter PBS, the sensor lens SN, and the liquid crystal element LCD is divided into three light beams on the light receiving portions 31R to 33R of the photodetector PD. Converge to. Then, using the output signal of the photodetector PD, the objective lens OBJ is focused or tracked by an unillustrated objective lens actuator, whereby the information recorded on the CD can be read.

より具体的には、BDに対してフォーカスサーボが入った状態のフォーカスエラー(FE)信号、トラッキングエラー(TE)信号及び記録マーク再生信号(RF)を観察する。例として、フォーカスサーボは非点収差法が用いられ、FE信号は(c+1)−(e+d)によって得られるものであり、これがゼロに近づくように対物レンズ用アクチュエータにより対物レンズOBJをフォーカシングさせる。   More specifically, a focus error (FE) signal, a tracking error (TE) signal, and a recording mark reproduction signal (RF) in a state where the focus servo is applied to the BD are observed. As an example, the astigmatism method is used for the focus servo, and the FE signal is obtained by (c + 1) − (e + d), and the objective lens OBJ is focused by the objective lens actuator so that this becomes close to zero.

一方、トラッキングサーボは3ビーム法を用いることとする。3ビーム法において、TE信号は、(a−b)によって得られるものであり、これがゼロに近づくように対物レンズ用アクチュエータにより対物レンズOBJをトラッキングさせる。尚、RF信号は、各受光光量の総和であり、(a+b+c+d+e+f)で表される。   On the other hand, the tracking servo uses a three-beam method. In the three-beam method, the TE signal is obtained by (ab), and the objective lens OBJ is tracked by the objective lens actuator so that the TE signal approaches zero. The RF signal is the sum of the amounts of received light and is represented by (a + b + c + d + e + f).

第2半導体レーザLD2及び第3半導体レーザLD3は同じチップに形成され、第1半導体レーザLD1は、それとは異なるチップに形成されているので、光源ユニットLDPに組み付ける際に、第1半導体レーザLD1と、第2半導体レーザLD2及び第3半導体レーザLD3との間隔にバラツキが生じる。一方、光検出器PDの受光部1R〜3Rは、相対位置をずらすことができない。従って、半導体レーザの間隔が許容誤差を超えると、各光束を受光部1R〜3Rに適切に受光させることができなくなる。そこで本実施の形態では、液晶素子LCDを駆動することによって、図3で説明したように、入射光束に対する出射光束の向きを変更することで、いずれの光束も各受光部に適切に趣向できるようになる。   Since the second semiconductor laser LD2 and the third semiconductor laser LD3 are formed on the same chip, and the first semiconductor laser LD1 is formed on a different chip, the first semiconductor laser LD1 and the first semiconductor laser LD1 are combined with the light source unit LDP. The gap between the second semiconductor laser LD2 and the third semiconductor laser LD3 varies. On the other hand, the relative positions of the light receiving portions 1R to 3R of the photodetector PD cannot be shifted. Therefore, if the distance between the semiconductor lasers exceeds the allowable error, the light beams cannot be appropriately received by the light receiving units 1R to 3R. Therefore, in the present embodiment, by driving the liquid crystal element LCD and changing the direction of the outgoing light beam with respect to the incident light beam as described with reference to FIG. 3, any light beam can be appropriately directed to each light receiving unit. become.

CU1 球面収差補正素子
CU,CU2 コリメータレンズ
GRT グレーティング
HP 支持基板
LCD 液晶素子
LD1 第1半導体レーザ
LD2 第2半導体レーザ
LD3 第3半導体レーザ
LDP 光源ユニット
OBJ 対物レンズ
PBS 偏光ビームスプリッタ
PD 光検出器
PU1,PU2,PU3 光ピックアップ装置
QWP λ/4波長板
CU1 Spherical aberration correction element CU, CU2 Collimator lens GRT Grating HP Support substrate LCD Liquid crystal element LD1 First semiconductor laser LD2 Second semiconductor laser LD3 Third semiconductor laser LDP Light source unit OBJ Objective lens PBS Polarizing beam splitter PD Photodetectors PU1, PU2 , PU3 Optical pickup device QWP λ / 4 wave plate

Claims (9)

波長λ1の第1光束を出射する第1発光部と、波長λ2(λ1<λ2)の第2光束を出射する第2発光部とを備えた単一の光源と、対物光学系と、光検出器と、液晶素子とを有し、前記第1発光部からの光束を前記対物光学系により第1光ディスクの情報記録面上に集光させることでスポットを形成し、その反射光を、前記液晶素子を介して前記光検出器に受光させ、前記光検出器からの信号に基づいて、前記第1光ディスクに対して情報の記録及び/又は再生を行い、前記第2発光部からの光束を前記対物光学系により第2光ディスクの情報記録面上に集光させることでスポットを形成し、その反射光を前記液晶素子を介して前記光検出器に受光させ、前記光検出器からの信号に基づいて、前記第2光ディスクに対して情報の記録及び/又は再生を行う光ピックアップ装置において、
前記光検出器は、前記第1光束を受光する第1受光部と、前記第2光束を受光する第2受光部とを有し、
前記液晶素子は単一であって、前記第1光束及び前記第2光束の少なくとも一方が入射したときに、前記光検出器の対応する受光部に導かれるように出射方向を変更するようになっていることを特徴とする光ピックアップ装置。
A single light source including a first light emitting unit that emits a first light beam having a wavelength λ1 and a second light emitting unit that emits a second light beam having a wavelength λ2 (λ1 <λ2), an objective optical system, and light detection A spot is formed by condensing the light beam from the first light emitting unit on the information recording surface of the first optical disk by the objective optical system, and the reflected light is reflected on the liquid crystal. The light is received by the photodetector through an element, information is recorded and / or reproduced on the first optical disk based on a signal from the photodetector, and the light beam from the second light emitting unit is A spot is formed by condensing on the information recording surface of the second optical disk by the objective optical system, and the reflected light is received by the photodetector through the liquid crystal element, and based on the signal from the photodetector. Recording and / or information on the second optical disc In the optical pickup device that performs live,
The photodetector includes a first light receiving unit that receives the first light beam, and a second light receiving unit that receives the second light beam,
The liquid crystal element is single, and when at least one of the first light flux and the second light flux is incident, the emission direction is changed so as to be guided to the corresponding light receiving unit of the photodetector. An optical pickup device.
前記光源からの光束を反射又は透過する偏光ビームスプリッタと、前記偏光ビームスプリッタと前記対物レンズとの間に配置されたλ/4波長板とを有し、前記液晶素子は、偏光依存性を有し、前記偏光ビームスプリッタと前記対物レンズとの間に配置されていることを特徴とする請求項1に記載の光ピックアップ装置。   A polarizing beam splitter that reflects or transmits a light beam from the light source; and a λ / 4 wave plate disposed between the polarizing beam splitter and the objective lens. The liquid crystal element has polarization dependency. The optical pickup device according to claim 1, wherein the optical pickup device is disposed between the polarizing beam splitter and the objective lens. 前記λ/4波長板と前記液晶素子とは一体化されていることを特徴とする請求項2に記載の光ピックアップ装置。   The optical pickup device according to claim 2, wherein the λ / 4 wavelength plate and the liquid crystal element are integrated. 前記光ディスクに集光する光束の収差を補正する収差補正素子を有し、前記収差補正素子と前記液晶素子とは一体化されていることを特徴とする請求項2に記載の光ピックアップ装置。   The optical pickup device according to claim 2, further comprising an aberration correction element that corrects an aberration of a light beam condensed on the optical disc, wherein the aberration correction element and the liquid crystal element are integrated. 前記第1発光部が、前記第2発光部とは異なるチップ上に形成されて前記支持基板に取り付けられていることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の光ピックアップ装置。   5. The optical pickup device according to claim 1, wherein the first light emitting unit is formed on a chip different from the second light emitting unit and is attached to the support substrate. 前記第1受光部と前記第2受光部とは共通であることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の光ピックアップ装置。   6. The optical pickup device according to claim 1, wherein the first light receiving unit and the second light receiving unit are common. 前記光源は、波長λ3(λ2<λ3)の第3光束を出射する第3発光部を備え、前記第3発光部からの光束を前記対物光学系により第3光ディスクの情報記録面上に集光させることでスポットを形成し、その反射光を、前記液晶素子を介して前記光検出器の第3受光部に受光させるようになっていることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の光ピックアップ装置。   The light source includes a third light emitting unit that emits a third light beam having a wavelength λ3 (λ2 <λ3), and condenses the light beam from the third light emitting unit on the information recording surface of the third optical disk by the objective optical system. 7. The method according to claim 1, wherein a spot is formed by causing the third light receiving portion of the photodetector to receive the reflected light through the liquid crystal element. The optical pickup device described. 前記第1受光部と前記第2受光部と前記第3受光部は共通であることを特徴とする請求項7に記載の光ピックアップ装置。   The optical pickup device according to claim 7, wherein the first light receiving unit, the second light receiving unit, and the third light receiving unit are common. 以下の式を満たすことを特徴とする請求項7又は8に記載の光ピックアップ装置。
395(nm)≦λ1≦415(nm) (1)
630(nm)≦λ2≦700(nm) (2)
750(nm)≦λ3≦850(nm) (3)
The optical pickup device according to claim 7 or 8, wherein the following expression is satisfied.
395 (nm) ≦ λ1 ≦ 415 (nm) (1)
630 (nm) ≦ λ2 ≦ 700 (nm) (2)
750 (nm) ≦ λ3 ≦ 850 (nm) (3)
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