JP3127974B2 - Optical pickup device - Google Patents

Optical pickup device

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JP3127974B2
JP3127974B2 JP06113657A JP11365794A JP3127974B2 JP 3127974 B2 JP3127974 B2 JP 3127974B2 JP 06113657 A JP06113657 A JP 06113657A JP 11365794 A JP11365794 A JP 11365794A JP 3127974 B2 JP3127974 B2 JP 3127974B2
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light receiving
elliptical
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control operation
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郁夫 春日
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、半導体レーザから出射
された楕円ビームを用いて情報記録媒体に記録・再生を
行うようにした光ピックアップ装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical pickup device for recording / reproducing information on / from an information recording medium by using an elliptical beam emitted from a semiconductor laser.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来から種々の光学的記録・再生装置に
おいて、半導体レーザを光源とした光ピックアップ装置
が広く用いられている。この光ピックアップ装置では、
半導体レーザから出射されたビームが、対物レンズ等の
光学手段によって絞り込まれ、情報記録媒体に形成され
た情報トラック上にスポット状に照射されるとともに、
その情報記録媒体からの反射光が、複数体の受光素子の
各受光面上に検出ビームとして受けられ、それらの各受
光素子から出力される検出信号に基づいて情報の書込・
読取時における制御動作が行われるようになっている。
2. Description of the Related Art Conventionally, in various optical recording / reproducing apparatuses, an optical pickup apparatus using a semiconductor laser as a light source has been widely used. In this optical pickup device,
The beam emitted from the semiconductor laser is narrowed down by optical means such as an objective lens, and is radiated in a spot shape on an information track formed on an information recording medium,
The reflected light from the information recording medium is received as a detection beam on each light receiving surface of a plurality of light receiving elements, and information is written / read based on the detection signal output from each of the light receiving elements.
A control operation at the time of reading is performed.

【0003】例えば、対物レンズにトラッキング動作を
行わせる、いわゆる3ビーム方式の場合においては、ま
ず情報記録媒体に形成された情報トラック上に、情報の
記録・再生を行うためのメインビームがスポット状に照
射されるとともに、そのメインビームのトラック方向両
側に2体のサブビームがスポット状に照射される。そし
てこれらのメインビーム及びサブビームの各反射光が、
図2に示されているような受光素子1,2,3にそれぞ
れ受けられている。
For example, in the case of a so-called three-beam system in which an objective lens performs a tracking operation, first, a main beam for recording / reproducing information is spot-shaped on an information track formed on an information recording medium. , And two sub-beams are radiated in spots on both sides of the main beam in the track direction. And each reflected light of these main beam and sub beam,
The light is received by the light receiving elements 1, 2, 3 as shown in FIG.

【0004】図2中の符号1は、メインビームの反射光
であるメイン検出ビーム4を受光するためのメイン四分
割受光素子を示しているとともに、このメイン四分割受
光素子1を挟むようにして配置された2体のサブ受光素
子2,3には、2体のサブビームの反射光であるサブ検
出ビーム5,6がそれぞれ受光されている。そして両サ
ブ検出ビーム5,6の受光量差に基づいて、両サブ受光
素子2,3どうしの間に所定の出力差を得、その出力差
をトラッキング誤差信号として用いることにより対物レ
ンズにトラッキング制御動作を行わせるようしている。
Reference numeral 1 in FIG. 2 indicates a main four-piece light receiving element for receiving a main detection beam 4 which is a reflected light of the main beam, and is arranged so as to sandwich the main four-piece light receiving element 1. The two sub-light receiving elements 2 and 3 receive the sub-detection beams 5 and 6 as reflected light of the two sub-beams, respectively. Then, a predetermined output difference is obtained between the two sub-light receiving elements 2 and 3 based on the difference in the amount of received light between the two sub-detection beams 5 and 6, and the output difference is used as a tracking error signal to perform tracking control on the objective lens. The operation is performed.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上述した
各受光素子1,2,3に受けられた各検出ビーム4,
5,6は、幾何光学によって与えられる本来のビームの
周囲から、非点収差の影響による回折光4a,5a,6
aが、例えば四方に向かって尾を引くように延出してい
る。そのため図2中の破線で示したように、上述したト
ラッキング制御動作に伴って検出ビーム4,5,6が移
動した場合に、例えばサブ検出ビーム5の一部5’が、
サブ受光素子2の受光面エリアから外れてしまい、いわ
ゆる「受光こぼれ」を生じることがある。このような
「受光こぼれ」は、特に対物レンズのトラッキング制御
動作が大きくなった場合に生じ易く、受光素子の受光光
量にアンバランスを招来する原因となり、その受光光量
アンバランスから、いわゆるトラッキングオフセット状
態に至って、トラッキング制御動作が本来の位置からず
れた位置で実行されるおそれがある。
However, each of the detection beams 4, 4 received by each of the light receiving elements 1, 2, 3 described above.
5, 6 are diffracted light beams 4a, 5a, 6 due to astigmatism from the periphery of the original beam given by geometrical optics.
a extends, for example, so as to trail in all directions. Therefore, as shown by the broken line in FIG. 2, when the detection beams 4, 5, and 6 move with the above-described tracking control operation, for example, a part 5 ′ of the sub-detection beam 5 becomes
There is a case where the light goes out of the light receiving surface area of the sub light receiving element 2 and a so-called “light receiving spill” occurs. Such "light reception spill" tends to occur particularly when the tracking control operation of the objective lens becomes large, causing an imbalance in the amount of light received by the light receiving element. , The tracking control operation may be executed at a position deviated from the original position.

【0006】そこで本発明は、トラッキングオフセット
現象を良好に解消し、トラッキング制御動作を安定的に
行わせることができるようにした光ピックアップ装置を
提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide an optical pickup device capable of satisfactorily eliminating a tracking offset phenomenon and stably performing a tracking control operation.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
第1発明は、半導体レーザから出射された楕円ビームを
対物レンズにより絞り込み、情報記録媒体に形成された
情報トラック上に楕円スポットを照射して、その反射光
を複数体の受光素子の各受光面上に検出ビームとして受
け、当該受光素子から、前記対物レンズにトラッキング
制御動作を行わせるためのトラッキング誤差信号を得る
ように構成した光ピックアップ装置において、上記楕円
ビームの光強度分布を、トラッキング制御動作時の検出
ビームの移動に伴い生じる受光素子の受光面における受
光こぼれによる受光光量のアンバランスを補完する分布
状態とするように、上記楕円ビームの長軸の傾斜方向θ
を、情報トラックの延在方向に対して平行と直角との間
の所定の傾斜角度方向とする光学設計条件を設定した構
成を有している。
According to a first aspect of the present invention, an elliptical beam emitted from a semiconductor laser is narrowed by an objective lens, and an elliptical spot is irradiated on an information track formed on an information recording medium. An optical pickup configured to receive the reflected light as a detection beam on each light receiving surface of a plurality of light receiving elements and obtain a tracking error signal for causing the objective lens to perform a tracking control operation from the light receiving elements. In the apparatus, the light intensity distribution of the elliptical beam is set to a distribution state that complements an imbalance in the amount of received light due to spillage of light received on a light receiving surface of a light receiving element caused by movement of a detection beam during a tracking control operation. Beam long axis tilt direction θ
Is set as a predetermined inclination angle direction between the direction parallel to the information track and the direction perpendicular to the direction in which the information track extends.

【0008】[0008]

【0009】[0009]

【0010】さらにまた第2発明は、半導体レーザから
出射された楕円ビームを対物レンズにより絞り込み、情
報記録媒体に形成された情報トラック上に楕円スポット
を照射し、その反射光を複数体の受光素子の各受光面上
に検出ビームとして受けて、前記対物レンズにトラッキ
ング制御動作を行わせるように構成した光ピックアップ
装置において、前記楕円ビームの光強度分布を、トラッ
キング制御動作時の検出ビームの移動に伴い生じる受光
素子の受光面における受光こぼれに対応する受光光量変
動を補完する分布状態とするように、上記楕円ビームの
長軸の傾斜方向θを、情報トラックの延在方向に対して
平行と直角との間の所定の傾斜角度方向とする光学設計
条件を設定した構成を有している。
According to a second aspect of the present invention, an elliptical beam emitted from a semiconductor laser is narrowed down by an objective lens, an elliptical spot is radiated on an information track formed on an information recording medium, and the reflected light is reflected by a plurality of light receiving elements. In the optical pickup device configured to receive a detection beam on each of the light receiving surfaces and to cause the objective lens to perform a tracking control operation, the light intensity distribution of the elliptical beam is used for moving the detection beam during the tracking control operation. The oblique direction θ of the major axis of the elliptical beam is perpendicular to the direction in which the information track extends so as to make the distribution state complementary to the variation in the amount of received light corresponding to the received light spill on the light receiving surface of the light receiving element. The optical design conditions are set so as to set a predetermined tilt angle direction between them.

【0011】一方第3発明は、半導体レーザから出射さ
れた楕円ビームを対物レンズにより絞り込み、情報記録
媒体に形成された情報トラック上に楕円スポットを照射
し、その反射光を複数体の受光素子の各受光面上に検出
ビームとして受け、当該受光素子から、前記対物レンズ
にトラッキング制御動作を行わせるためのトラッキング
誤差信号を得るように構成した光ピックアップ装置にお
いて、上記楕円ビームの光強度分布を、トラッキング制
御動作時の検出ビームの移動に伴い生じる受光素子の受
光面における受光こぼれによるトラッキング出力変動を
補完して、前記受光素子から常時正常なトラッキング誤
差信号を得る光強度分布状態とするように、上記楕円ビ
ームの長軸の傾斜方向θを、情報トラックの延在方向に
対して平行と直角との間の所定の傾斜角度方向とする光
学設計条件を設定した構成を有している。
On the other hand, according to a third aspect of the present invention, an elliptical beam emitted from a semiconductor laser is narrowed by an objective lens, an elliptical spot is irradiated on an information track formed on an information recording medium, and the reflected light is reflected by a plurality of light receiving elements. Received as a detection beam on each light receiving surface, from the light receiving element, in the optical pickup device configured to obtain a tracking error signal for causing the objective lens to perform a tracking control operation, the light intensity distribution of the elliptical beam, The tracking output fluctuation caused by the spill of light on the light receiving surface of the light receiving element caused by the movement of the detection beam during the tracking control operation
Complementarily , the inclination direction θ of the major axis of the elliptical beam is set to be parallel and perpendicular to the extending direction of the information track so that a light intensity distribution state in which a normal tracking error signal is always obtained from the light receiving element. In this case, the optical design conditions for a predetermined tilt angle direction are set.

【0012】[0012]

【作用】このような構成を有する本発明の各手段におい
ては、トラッキング制御動作に伴って検出ビームが受光
素子上を移動し、検出ビームに、受光素子の受光面にお
ける「受光こぼれ」を生じた場合であっても、その「受
光こぼれ」による受光光量のアンバランスが、対物レン
ズ入射面上の楕円ビームの光強度分布の傾斜配置により
補完され、受光素子から常時正常なトラッキング誤差信
号が得られることとなって、良好なトラッキング制御動
作が維持されるようになっている。
In each of the means of the present invention having such a configuration, the detection beam moves on the light receiving element in accordance with the tracking control operation, and "detection spillover" occurs on the light receiving surface of the light receiving element. Even in this case, the imbalance of the amount of received light due to the “spillover of received light” may be caused by the inclined arrangement of the light intensity distribution of the elliptical beam on the objective lens entrance surface.
Complementary , a normal tracking error signal is always obtained from the light receiving element, and a good tracking control operation is maintained.

【0013】[0013]

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳
細に説明する。まず図6に示されているように、光ピッ
クアップ装置の固定フレーム10には、光源としての半
導体レーザ11が所定の位置に取り付けられている。後
述するように、この半導体レーザ11は、その回転方向
において取付角度が所定の角度方向となるように調整さ
れている。当該半導体レーザ11からの出射光は、回折
格子12を通して3方向のビームに分割され、これらの
3ビームが、ハーフミラー13で反射された後に全反射
ミラー14で反射され、対物レンズ15により絞り込ま
れて、情報記録ディスク16に形成された情報トラック
上にスポット状に集光され照射される。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. First, as shown in FIG. 6, a semiconductor laser 11 as a light source is mounted at a predetermined position on a fixed frame 10 of an optical pickup device. As will be described later, the semiconductor laser 11 is adjusted so that the mounting angle in the rotation direction is a predetermined angle direction. The light emitted from the semiconductor laser 11 is split into beams in three directions through a diffraction grating 12. These three beams are reflected by a half mirror 13, then reflected by a total reflection mirror 14, and focused by an objective lens 15. Thus, the light is focused and radiated on an information track formed on the information recording disk 16 in a spot shape.

【0014】これらの3ビームは、対物レンズ15にお
ける図6中のX−X’面上において、図1に示されてい
るような3体の楕円ビーム21,22,23となってい
る。これは、半導体レーザ11からの出射光の発光形状
が等方ではなく楕円形状を有していることによるもので
あって、その発光強度分布も楕円形状の長軸及び短軸に
沿って分布しており、図1中の円で示された対物レンズ
面内を通過する一部の光のみが集光されてディスク上に
スポット結ぶようになっている。
These three beams are three elliptical beams 21, 22, 23 as shown in FIG. 1 on the XX 'plane in FIG. 6 of the objective lens 15. This is because the emission shape of the light emitted from the semiconductor laser 11 is not isotropic but has an elliptical shape, and the emission intensity distribution is also distributed along the major axis and the minor axis of the ellipse. Only part of the light passing through the objective lens surface indicated by the circle in FIG. 1 is condensed and spotted on the disk.

【0015】これらの各楕円ビーム21,22,23
は、情報トラックの延在方向に並列されており、中央の
楕円ビーム21が情報の書込・読取を行うためのメイン
ビームであるとともに、この楕円ビーム21の両側の楕
円ビーム22,23は、トラッキング誤差信号を得るた
めのサブビームである。このとき上記各各楕円ビーム2
1,22,23の中心を結んだ線分(図示省略)は、デ
ィスク上においてトラック延在方向に対して、約1°を
なすように設定されているが、この線分の傾斜角度は、
前述した回折格子12(図6参照)の取付接合角を回転
することによって調整されている。
Each of these elliptical beams 21, 22, 23
Are arranged in parallel in the direction in which the information tracks extend, the central elliptical beam 21 is a main beam for writing and reading information, and the elliptical beams 22 and 23 on both sides of the elliptical beam 21 are This is a sub-beam for obtaining a tracking error signal. At this time, each of the elliptical beams 2
A line segment (not shown) connecting the centers of 1, 2, and 23 is set to make about 1 ° with respect to the track extending direction on the disk.
The adjustment is made by rotating the attachment angle of the diffraction grating 12 (see FIG. 6).

【0016】そして前記半導体レーザ11の回転方向に
おいて取付角度が所定の角度方向に設定されることによ
って、上記各楕円ビーム21,22,23が、情報トラ
ックの延在方向(図示上下方向)に対して傾斜状態に配
置されている。すなわち上記各楕円ビーム21,22,
23は、各楕円の長軸方向が、トラック延在方向に対し
て平行と直角との間の所定の傾斜角度方向に配置されて
いる。ここで対物レンズ15がトラッキング駆動し、図
1において15から15’のように移動した場合の対物
レンズ15に入射する光量は、サブビーム22側が増加
または少量の減少となるが、これに比してサブビーム2
3の入射光量は、多量の減少となる。すなわち半導体レ
ーザ11の楕円ビームが、トラック延在方向に対して傾
斜角を有する場合には、対物レンズ15のトラッキング
動作により光量アンバランスを生じることとなる。この
点については後述する。
When the mounting angle is set to a predetermined angle in the rotation direction of the semiconductor laser 11, each of the elliptical beams 21, 22, 23 is moved with respect to the information track extending direction (vertical direction in the figure). It is arranged in an inclined state. That is, each of the above elliptical beams 21, 22,
23, the major axis direction of each ellipse is arranged in a predetermined inclination angle direction between a direction parallel to and perpendicular to the track extending direction. Here, when the objective lens 15 is driven by tracking and moves from 15 to 15 ′ in FIG. 1, the amount of light incident on the objective lens 15 increases or decreases by a small amount on the sub-beam 22 side. Sub beam 2
3, the amount of incident light is greatly reduced. That is, when the elliptical beam of the semiconductor laser 11 has an inclination angle with respect to the track extending direction, the tracking operation of the objective lens 15 causes a light amount imbalance. This will be described later.

【0017】再び図6に戻って、上記情報記録ディスク
16からの反射光は、再び対物レンズ15を通って全反
射ミラー14で反射され、ハーフミラー13を通過した
後にセンサーレンズ17を通り、受光素子18に検出ビ
ームとして受光されるように構成されている。
Referring back to FIG. 6, the reflected light from the information recording disk 16 passes through the objective lens 15, is reflected by the total reflection mirror 14, passes through the half mirror 13, passes through the sensor lens 17, and receives the light. The element 18 is configured to be received as a detection beam.

【0018】上記受光素子18としては、前述した図2
に示したものが用いられており、メイン四分割受光素子
1の受光面には、情報記録ディスク16上に照射された
メインビームの反射光であるメイン検出ビーム4が受け
られているとともに、このメイン四分割受光素子1の両
側に配置された2体のサブ受光素子2,3の受光面に
は、情報記録ディスク16上に照射されたサブビームの
各反射光であるサブ検出ビーム5,6が受けられてい
る。そしてこれら両サブ検出ビーム5,6の受光量差に
基づいて、上記両サブ受光素子2,3どうしの間に出力
差を得、その出力差をトラッキング誤差信号として用い
ることによって、対物レンズ15にトラッキング制御動
作を行わせるようになっている。
The light receiving element 18 is the same as that shown in FIG.
The main detection beam 4 which is the reflected light of the main beam irradiated on the information recording disk 16 is received on the light receiving surface of the main quadrant light receiving element 1. On the light receiving surfaces of the two sub light receiving elements 2 and 3 arranged on both sides of the main four-divided light receiving element 1, sub detection beams 5 and 6, which are reflected lights of the sub beams irradiated onto the information recording disk 16, are provided. Has been received. The output difference is obtained between the two sub-light receiving elements 2 and 3 based on the difference in the amount of received light between the two sub-detection beams 5 and 6, and the output difference is used as a tracking error signal. A tracking control operation is performed.

【0019】一方図1に示されているように、対物レン
ズ上での各楕円ビーム21,22,23の楕円形状は、
前述したように半導体レーザ11からの出射光の発光形
状が等方ではなく楕円形状を有していることによるもの
であり、発光強度も楕円形状の長軸及び短軸に沿って分
布している。そして本実施例においては、上記各楕円ビ
ーム21,22,23の長軸方向が、情報トラックの延
在方向(図上下方向)に対して、平行と直角との間の所
定の傾斜角度方向、具体的には5°以上25°以下の所
定の傾斜方向に設定されている。
On the other hand, as shown in FIG. 1, the elliptical shape of each elliptical beam 21, 22, 23 on the objective lens is
As described above, the emission shape of the light emitted from the semiconductor laser 11 is not isotropic but has an elliptical shape, and the emission intensity is also distributed along the major axis and the minor axis of the elliptical shape. . In this embodiment, the major axis direction of each of the elliptical beams 21, 22, and 23 is a predetermined inclination angle direction between parallel and perpendicular to the extending direction (vertical direction in the drawing) of the information track. Specifically, it is set to a predetermined inclination direction of 5 ° to 25 °.

【0020】これらの各楕円ビーム21,22,23の
傾斜配置方向は、前述したように半導体レーザ11の取
付角度を回転移動調整することによって設定されるもの
であるが、具体的な角度設定にあたっては、前記サブ受
光素子2,3上のサブ検出ビーム5,6が、トラッキン
グ制御動作に伴い受光素子上を移動することに対応して
設定されている。すなわちトラッキング制御動作時に
は、対物レンズ15が情報トラックの直交方向に移動制
御されるのに従い、サブ受光素子2,3の受光面上のサ
ブ検出ビーム5,6も、図2中の破線で示されるように
移動し、その検出ビーム5,6の移動によって、例えば
サブ検出ビーム5の一部5’が、サブ受光素子2のエッ
ジから外れてしまい、いわゆる「受光こぼれ」を生じる
場合がある。そこで本発明では、楕円ビーム22,23
を傾斜配置して、当該楕円ビーム22,23の光強度分
布を、サブ受光素子2,3の受光面上の「受光こぼれ」
に対応させることによって、上述したような「受光こぼ
れ」による受光光量のアンバランスを補完し相殺するよ
うに構成している。以下、この点について詳述する。
As described above, the inclined arrangement direction of each of the elliptical beams 21, 22, 23 is set by rotating and adjusting the mounting angle of the semiconductor laser 11, but in setting the specific angle. Is set in accordance with the fact that the sub-detection beams 5 and 6 on the sub-light receiving elements 2 and 3 move on the light receiving elements along with the tracking control operation. That is, at the time of the tracking control operation, as the objective lens 15 is controlled to move in the direction perpendicular to the information track, the sub detection beams 5 and 6 on the light receiving surfaces of the sub light receiving elements 2 and 3 are also indicated by broken lines in FIG. And the detection beams 5 and 6 move, for example, a part 5 ′ of the sub-detection beam 5 may come off the edge of the sub-light receiving element 2, resulting in a so-called “light leakage”. Therefore, in the present invention, the elliptical beams 22, 23
Are arranged obliquely, and the light intensity distributions of the elliptical beams 22 and 23 are changed to “light spills” on the light receiving surfaces of the sub light receiving elements 2 and 3.
Is configured to compensate for and cancel the imbalance in the amount of received light due to “light leakage” as described above. Hereinafter, this point will be described in detail.

【0021】まず光ピックアップ装置として考えられる
光学設計値としては、図3に示されているように、 設計中心Aに対するサブ受光素子2の受光面上におけ
るビームピッチP、 サブ受光素子2の受光面上での検出ビーム径D1 ,D
2 、 サブ受光素子2のパターンピッチA1 ,A2 、があ
る。
First, as an optical design value considered as an optical pickup device, as shown in FIG. 3, the beam pitch P on the light receiving surface of the sub light receiving element 2 with respect to the design center A, the light receiving surface of the sub light receiving element 2 Detection beam diameters D 1 and D
2, the pattern pitch A 1 sub light receiving element 2, A 2, there is.

【0022】ここで上記項目中のビーム径D1 は、幾
何光学によって得られるビーム径であり、同じく項目
中のビーム径D2 は、非点収差の影響による回折光を含
めたビーム径であって、これら両ビーム径D1 ,D2
うしは、 D2 =D1 ×k なる関係にある。ここで上式中の定数kは、非点収差
(回折作用)による光の線状の広がりを加えるための定
数である。
Here, the beam diameter D 1 in the above item is a beam diameter obtained by geometrical optics, and the beam diameter D 2 in the same item is a beam diameter including diffracted light due to the effect of astigmatism. Thus, these two beam diameters D 1 and D 2 have a relationship of D 2 = D 1 × k. Here, the constant k in the above equation is a constant for adding a linear spread of light due to astigmatism (diffraction effect).

【0023】次に、対物レンズ15の移動に伴うサブ受
光素子2,3の受光面上におけるサブ検出ビーム5,6
の位置変化が図4に示めされている。図示のように、 受光面上でのサブビーム変位Δx、 対物レンズ15の移動量xOL 非点収差によって生じる受光面の結像点Oからのズレ
d、 受光側領域における結像距離L、 とするとき、これら〜より、 Δx=xOL×d/L となる。
Next, the sub detection beams 5 and 6 on the light receiving surfaces of the sub light receiving elements 2 and 3 accompanying the movement of the objective lens 15 are shown.
Is shown in FIG. As shown, the deviation d from the sub-beam displacement [Delta] x, the imaging point of the light receiving surface caused by the movement amount x OL astigmatism of the objective lens 15 O on the light receiving surface, the imaging distance L in the light-receiving-side region, and to Then, from these, Δx = x OL × d / L.

【0024】そして半導体レーザ11の取付角度変化を
θ(当該半導体レーザ11の接合面がトラック延在方向
に垂直な場合を0°とする。)とし、その半導体レーザ
11の取付角度変化θに伴う光強度変化に基づいて、次
の、、の関係を考察してみる。すなわち、 トラッキングエラーオフセット変化TEO 、 サブ受光素子2,3の受光面におけるサブ検出ビーム
5,6の「受光こぼれ」f1(P,D,A,ΔX)、 サブ受光素子2,3の受光面におけるサブ検出ビーム
5,6どうしの光強度差f2 (θ)、 とするとき、トラッキングエラーオフセットは、主とし
て上記、により生じると考えられるから、 TEO =f1(P,D,A,ΔX) +f2 (θ) と表される。
The change in the mounting angle of the semiconductor laser 11 is represented by θ (0 ° when the bonding surface of the semiconductor laser 11 is perpendicular to the track extending direction), and the change in the mounting angle θ of the semiconductor laser 11 accompanies the change. Consider the following relationship based on the change in light intensity. That is, the tracking error offset change TEO, the “light spill” f 1 (P, D, A, ΔX) of the sub detection beams 5 and 6 on the light receiving surfaces of the sub light receiving elements 2 and 3, the light receiving surface of the sub light receiving elements 2 and 3 Since the tracking error offset is considered to be mainly caused by the above, TEO = f 1 (P, D, A, ΔX) when the light intensity difference f 2 (θ) between the sub detection beams 5 and 6 at + F 2 (θ).

【0025】ここでサブ検出ビーム5の「受光こぼれ」
の状態を表した図5において、 f1 =g×[{A1−(P−D2−ΔX)}/(D2−D1)]/2 f2 =h×θ である。
Here, "spillover of received light" of the sub detection beam 5 is performed.
In FIG. 5, f 1 = g × [{A 1 − (P 2 −ΔX)} / (D 2 −D 1 )] / 2 f 2 = h × θ.

【0026】ただし上式中のgは、サブ検出ビーム5の
光強度分布中で非点収差により生じる光強度の影響をト
ラッキングエラーオフセット量に変換する変数であっ
て、θが0°のときのトラッキングエラーオフセット量
を実測することで得られる。本願発明者らの実験確認に
よると、光ディスクに用いられる半導体レーザ非点収差
量等の一般の仕様において、g=5〜20となることが
確かめられた。
Here, g in the above equation is a variable for converting the influence of the light intensity caused by astigmatism in the light intensity distribution of the sub-detection beam 5 into a tracking error offset amount. When θ is 0 °, It is obtained by actually measuring the tracking error offset amount. According to experiments confirmed by the inventors of the present application, it was confirmed that g = 5 to 20 in general specifications such as the amount of astigmatism of a semiconductor laser used for an optical disk.

【0027】また実験的に上式中の係数hは、一般に用
いられる光ディスク用の半導体レーザのビーム広がり角
度(10°×30°程度)を、コリメートレンズまたは
有限系対物レンズ(NAが0.1前後)で受けた場合に
おいて、h=0.1〜0.2程度であることが確かめら
れた。
Experimentally, the coefficient h in the above equation indicates the beam divergence angle (approximately 10 ° × 30 °) of a semiconductor laser for an optical disk generally used, a collimating lens or a finite objective lens (NA of 0.1). (Before and after), it was confirmed that h = about 0.1 to 0.2.

【0028】よってトラッキングエラーオフセット変化
TEO を生じない条件としてTEO =0とおくと、半導体レ
ーザの取付角度θは、 θ=g×[{A1−(P −D2−ΔX)}/(D2−D1)]/2h・・・式1 となる。
Therefore, tracking error offset change
If TEO = 0 is set as a condition that does not cause TEO, the mounting angle θ of the semiconductor laser is θ = g × [{A 1 − (P−D 2 −ΔX)} / (D 2 −D 1 )] / 2h ... Formula 1 is obtained.

【0029】そして一般の光ディスクに用いられる光学
系においては、以下の〜の具体的数値が用いられ
る。 非点隔差が数100μmであることから1.2<k<
2.5、 結像距離が15〜30mmであることから0<ΔX <
50μm、 サブビームピッチPが150〜230μm、 ビーム径D1 が40〜120μm、 サブ受光素子のパターンピッチA1 が90〜120μ
m、 である。そしてこれら〜を上式1中に当てはめる
と、 5°<θ<25° に決定される。
In an optical system used for a general optical disk, the following specific numerical values are used. Since the astigmatic difference is several 100 μm, 1.2 <k <
2.5, since the imaging distance is 15 to 30 mm, 0 <ΔX <
50 μm, sub-beam pitch P is 150 to 230 μm, beam diameter D 1 is 40 to 120 μm, and pattern pitch A 1 of sub-light receiving elements is 90 to 120 μm
m, Then, when these are applied to the above equation 1, 5 ° <θ <25 ° is determined.

【0030】このように本実施例装置では、トラッキン
グ制御動作に伴ってサブ検出ビーム5,6がサブ受光素
子2,3上を移動し「受光こぼれ」を生じた場合であっ
ても、その「受光こぼれ」による受光光量のアンバラン
スが、対物レンズ上における傾斜された楕円ビーム2
2,23の光強度分布によって補完・相殺され、受光光
量のアンバランスが解消されるようになっている。従っ
て、上記サブ受光素子2,3からは、常時正常なトラッ
キング誤差信号が得られることとなり、良好なトラッキ
ング制御動作が安定的に維持される。
As described above, in this embodiment, even when the sub-detection beams 5 and 6 move on the sub-light-receiving elements 2 and 3 due to the tracking control operation and "light-receiving spillage" occurs, the " The unbalance of the amount of received light due to “spillover of received light” is caused by the tilted elliptical beam 2 on the objective lens.
The light intensity distributions are complemented and canceled by the light intensity distributions 2 and 23, and the imbalance in the amount of received light is eliminated. Therefore, a normal tracking error signal is always obtained from the sub light receiving elements 2 and 3, and a good tracking control operation is stably maintained.

【0031】なお特公平2−39022号公報には、半
導体レーザから出射された楕円ビームの長軸方向を、情
報記録のトラック方向と直交する方向に配置した技術が
開示されているが、当該公報に提案の装置は、楕円ビー
ムの広がり方向を単にディスク上の結像条件からのみ設
定したに過ぎず、受光素子の受光光量のアンバランスを
解消することはできない。
Japanese Patent Publication No. 2-39022 discloses a technique in which the major axis direction of an elliptical beam emitted from a semiconductor laser is arranged in a direction perpendicular to the track direction of information recording. However, the proposed device merely sets the spread direction of the elliptical beam only from the imaging conditions on the disk, and cannot eliminate the imbalance in the amount of light received by the light receiving element.

【0032】以上本発明者によってなされた発明を実施
例に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施例に
限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で
種々変形可能であるというのはいうまでもない。
Although the invention made by the inventor has been specifically described based on the embodiments, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be variously modified without departing from the gist thereof. Needless to say.

【0033】[0033]

【発明の効果】以上のように本発明は、トラッキング制
御動作に伴って検出ビームが受光素子上を移動し「受光
こぼれ」を生じた場合であっても、その受光素子の受光
面における「受光こぼれ」による受光光量のアンバラン
スを、対物レンズ上における傾斜された照射した楕円ス
ポットの光強度分布によって補完し、受光光量のバラン
スをとって、受光素子から常時正常なトラッキング誤差
信号を得るように、楕円ビームの長軸の傾斜方向θを、
情報トラックの延在方向に対して平行と直角との間の所
定の傾斜角度方向に構成したものであるから、トラッキ
ングオフセット現象を良好に解消し、トラッキング制御
動作を安定的に行わせることができ、光ピックアップ装
置の信頼性を向上させることができる。
As described above, according to the present invention, even when the detection beam moves on the light receiving element due to the tracking control operation and the "light receiving spillage" occurs, the "light receiving" on the light receiving surface of the light receiving element is performed. The imbalance in the amount of received light due to "spillover" is complemented by the light intensity distribution of the inclined irradiated elliptical spot on the objective lens so that the amount of received light is balanced and a normal tracking error signal is always obtained from the light receiving element. , The inclination direction θ of the major axis of the elliptical beam,
Since it is configured in the direction of a predetermined inclination angle between parallel and perpendicular to the direction in which the information track extends, it is possible to satisfactorily eliminate the tracking offset phenomenon and stably perform the tracking control operation. Thus, the reliability of the optical pickup device can be improved.

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

【図1】本発明の一実施例における対物レンズ上の楕円
ビームの配置形状を表した原理的説明図である。
FIG. 1 is a principle explanatory view showing an arrangement shape of an elliptical beam on an objective lens according to an embodiment of the present invention.

【図2】受光素子の配置関係及びその受光素子上に受光
された検出ビームを表した正面説明図である。
FIG. 2 is an explanatory front view showing an arrangement relationship of light receiving elements and a detection beam received on the light receiving elements.

【図3】受光素子周りの光学設計値を示した部分正面説
明図である。
FIG. 3 is an explanatory partial front view showing optical design values around a light receiving element.

【図4】対物レンズの移動に伴う受光素子上の検出ビー
ムの位置変化を表した側面説明図である。
FIG. 4 is an explanatory side view showing a change in the position of a detection beam on a light receiving element due to movement of an objective lens.

【図5】検出ビームの受光こぼれ状態を表した部分正面
説明図である。
FIG. 5 is a partial front view illustrating a state in which a detection beam is spilled on a detection beam;

【図6】光ピックアップ装置の概略構成を表した光学的
機構説明図である。
FIG. 6 is an explanatory diagram of an optical mechanism showing a schematic configuration of an optical pickup device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 メイン受光素子 2,3 サブ受光素子 4 メイン検出ビーム 5,6 サブ検出ビーム 11 半導体レーザ 15 対物レンズ 16 情報記録媒体 21,22,23 楕円ビーム DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Main light receiving element 2, 3 Sub light receiving element 4 Main detection beam 5, 6 Sub detection beam 11 Semiconductor laser 15 Objective lens 16 Information recording medium 21, 22, 23 Elliptical beam

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−190731(JP,A) 特開 平2−195532(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G11B 7/09 - 7/135 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A-61-190731 (JP, A) JP-A-2-195532 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) G11B 7/09-7/135

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 半導体レーザから出射された楕円ビーム
を対物レンズにより絞り込み、情報記録媒体に形成され
た情報トラック上に楕円スポットを照射し、その反射光
を複数体の受光素子の各受光面上に検出ビームとして受
けて、前記対物レンズにトラッキング制御動作を行わせ
るように構成した光ピックアップ装置において、 上記楕円ビームの光強度分布を、トラッキング制御動作
時の検出ビームの移動に伴い生じる受光素子の受光面に
おける受光こぼれによる受光光量のアンバランスを補完
する分布状態とするように、上記楕円ビームの長軸の傾
斜方向θを、情報トラックの延在方向に対して平行と直
角との間の所定の傾斜角度方向とする光学設計条件を設
定したことを特徴とする光ピックアップ装置。
An elliptical beam emitted from a semiconductor laser is narrowed down by an objective lens, an elliptical spot is radiated on an information track formed on an information recording medium, and reflected light is reflected on each light receiving surface of a plurality of light receiving elements. An optical pickup device configured to receive the detection beam as the detection beam and to cause the objective lens to perform the tracking control operation, wherein the light intensity distribution of the elliptical beam is adjusted by a light receiving element generated by the movement of the detection beam during the tracking control operation. complement the imbalance in the amount of light received by the light receiving spilled on the light-receiving surface
Optical design conditions are set such that the inclination direction θ of the major axis of the elliptical beam is a predetermined inclination angle direction between a direction parallel to and perpendicular to the direction in which the information track extends so that a distribution state is obtained. An optical pickup device characterized by the above-mentioned.
【請求項2】 半導体レーザから出射された楕円ビーム
を対物レンズにより絞り込み、情報記録媒体に形成され
た情報トラック上に楕円スポットを照射し、その反射光
を複数体の受光素子の各受光面上に検出ビームとして受
けて、前記対物レンズにトラッキング制御動作を行わせ
るように構成した光ピックアップ装置において、 前記楕円ビームの光強度分布を、トラッキング制御動作
時の検出ビームの移動に伴い生じる受光素子の受光面に
おける受光こぼれに対応する受光光量変動を補完する
布状態とするように、上記楕円ビームの長軸の傾斜方向
θを、情報トラックの延在方向に対して平行と直角との
間の所定の傾斜角度方向とする光学設計条件を設定した
ことを特徴とする光ピックアップ装置。
2. An elliptical beam emitted from a semiconductor laser is narrowed down by an objective lens, an elliptical spot is irradiated on an information track formed on an information recording medium, and reflected light is reflected on each light receiving surface of a plurality of light receiving elements. An optical pickup device configured to receive the detection beam as a detection beam and to cause the objective lens to perform a tracking control operation, wherein a light intensity distribution of the elliptical beam is generated by a light-receiving element generated by movement of the detection beam during the tracking control operation. The oblique direction θ of the major axis of the elliptical beam is perpendicular to the direction parallel to the information track so that the distribution state complements the received light amount fluctuation corresponding to the received light spill on the light receiving surface. An optical design condition in which a predetermined tilt angle direction is set between the optical design conditions.
【請求項3】 半導体レーザから出射された楕円ビーム
を対物レンズにより絞り込み、情報記録媒体に形成され
た情報トラック上に楕円スポットを照射し、その反射光
を複数体の受光素子の各受光面上に検出ビームとして受
け、当該受光素子から、前記対物レンズにトラッキング
制御動作を行わせるためのトラッキング誤差信号を得る
ように構成した光ピックアップ装置において、 上記楕円ビームの光強度分布を、トラッキング制御動作
時の検出ビームの移動に伴い生じる受光素子の受光面に
おける受光こぼれによるトラッキング出力変動を補完し
、前記受光素子から常時正常なトラッキング誤差信号
を得る光強度分布状態とするように、上記楕円ビームの
長軸の傾斜方向θを、情報トラックの延在方向に対して
平行と直角との間の所定の傾斜角度方向とする光学設計
条件を設
3. An elliptical beam emitted from a semiconductor laser is narrowed down by an objective lens, an elliptical spot is radiated on an information track formed on an information recording medium, and reflected light is reflected on each light receiving surface of a plurality of light receiving elements. An optical pickup device configured to receive a tracking error signal for causing the objective lens to perform a tracking control operation from the light receiving element, and obtain a light intensity distribution of the elliptical beam during the tracking control operation. To compensate for tracking output fluctuations caused by spills on the light receiving surface of the light receiving element caused by the movement of the detection beam
Te, As the light intensity distribution obtained at all times normal tracking error signal from the light receiving element, the inclination direction θ of the long axis of the elliptical beam, between the parallel and perpendicular to the extending direction of the information track Optical design conditions for the specified tilt angle direction
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