JP3983632B2 - Optical pickup device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ディスク等の情報記録媒体に光学的に情報を記録または再生する光ピックアップ装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、光ディスク装置のトラッキングサーボ方式としては、主に3ビーム法やプシュプル法が知られている。これらの方式を光ディスク装置に用いた場合、記録時、再生時、アクセス時、またはディスクの傾きによってオフセットが生じる。このオフセットを除去する方法としてDPP(差動プシュプル)法が提案されている。
【0003】
近年では、情報を高密度で記録するDVDプレーヤ等の光ディスク装置において、DPP法が用いられている。本願出願人は、特開2001−273666号公報においてDPP法を用いることが可能な光集積ユニットを利用した光ピックアップ装置を提案している。
【0004】
図13に、従来の光ピックアップ装置の概略構成を示す。図13(A)は上面図、図13(B)は側面図を示す。図13(A)および図13(B)を参照して、半導体レーザ105から出射した光120は3ビーム回折格子106によってメインビーム(0次光)と2つのサブビーム(±1次回折光)に分割され、複合プリズム107の偏光ビームスプリッタ(PBS)面107aを透過し、1/4波長板108を透過して図示せぬコリメータレンズに向かう。図の煩雑を避けるため、サブビームは図示されていない。そして図示せぬ光ディスクからの戻り光121は1/4波長板108を透過してPBS面107aおよび反射ミラー面107bで反射され、ホログラム素子109に入射する。ホログラム素子109に入射した戻り光121は、回折されて受光素子110に入射する。ここで、半導体レーザ105から出射した光の偏光は図中に示すX方向の直線偏光(P偏光)で、PBS面107aを透過し、1/4波長板108で円偏光にされ、光ディスクに入射する。戻り光は再び1/4波長板108に入射してY方向の偏光(S偏光)になってPBS面107a面で反射される。
【0005】
よって半導体レーザ105から出射した光を、メインビーム、サブビームともにほとんど全てを光ディスクに導くとともに、戻り光もほとんど全てを検出器側に導くことができるため、光利用効率を向上させる構成となっている。
【0006】
ホログラム素子109、受光素子110およびサーボ信号検出方法について説明する。図14は、従来の光ピックアップ装置のホログラム素子とホログラム素子により回折される光と受光素子との関係を示す図である。図14では、ホログラム素子109の各領域により回折される光が受光素子110のどの領域において受光されるかを示している。
【0007】
ホログラム素子109は光ディスクの半径方向に相当するX方向の分割線109lと、トラック方向に相当するY方向の分割線109mによって、109a〜109cの領域に3分割されている。受光素子110はホログラム素子109による+1次回折光を受光する6つの受光領域110a〜110fと、−1次回折光を受光する3つの受光領域110g〜110iから構成されている。受光領域110a〜110iの出力をそれぞれSa〜Siとする。
【0008】
メインビームの戻り光の内ホログラム素子109の領域109aで回折された+1次回折光が受光素子110の領域110aと領域110bの分割線110l上で検出され、−1次回折光が110gで検出されるように構成されている。またホログラム素子109の領域109bでの−1次回折光が受光素子110の領域110hに、109cでの−1次回折光が110iで検出されるようになっている。
【0009】
さらに、2つのサブビームをサブビームAとサブビームBで表すと、サブビームAについては、109bで回折された+1次回折光が110eで検出され、109cで回折された+1次回折光が110cで検出される。またサブビームBについては、109bで回折された+1次回折光が110fで検出され、109cで回折された+1次回折光が110dで検出される。
【0010】
上述のように構成されたホログラム素子109と受光素子110によって検出される各種信号の演算処理については、以下のように行われる。
【0011】
フォーカス誤差信号(FES)については、式(1)により検出される。また、トラッキング誤差信号(TES1)については、SiとShを用いてプシュプル法に基づき、式(2)により検出可能であるが、既述した理由により、サブビームAとサブビームBのプシュプル信号TES(A)とTES(B)をも用いたDPP(差動プシュプル)法が主に用いられる。すなわち、DPP法によるトラッキング誤差信号(TES2)は、式(3)により検出される。
【0012】
式(3)において定数kはメインビームとサブビームの強度の違いを補正するためのもので、強度比がメインビーム:サブビームA:サブビームB=a:b:bならばk=a/(2b)で与えられている。
【0013】
また、ピット情報が記録された光ディスクの再生時には、ShとSiの位相差の変化を検出して、DPD(位相差)法によるTES3も検出可能となっている。そして記録された情報信号(RF)は、式(4)により検出される。
【0014】
FES=Sa−Sb … (1)
TES1=Sh−Si … (2)
TES2=TES1−k{TES(A)−TES(B)]
=(Sh−Si)−k[(Sc−Se)+(Sd−Sf)] … (3)
RF=Sh+Sg+Si … (4)
【0015】
【発明が解決しようとする課題】
特開2001−273666号公報に記載の光ピックアップ装置では、半導体レーザ105から出射された光は、光ディスク側に進行するにつれてビーム径が太くなる(図13(B)参照)。このため、図13(B)において、3ビーム回折格子106よりも図の上方においては、メインビームとサブビームA,Bがほぼ重なり合う状態で存在しており、ビームの外形が光120であると考えても大差はない。しかしながら、ビーム径の小さい領域では、メインビームとサブビームA,Bのずれが顕著になる。
【0016】
図15に、ホログラム素子109上のビーム形状を示す。ホログラム素子109上で、メインビームM121a、サブビームA121b、サブビームB121cがずれていることが分かる。ホログラム素子109と受光素子110の間、例えば図13(B)中のX'−X'断面で、光路の光線の状態を調べると、ホログラム素子109を図15の状態で通過するメインビームMおよびサブビームA,Bそれぞれが、ホログラム素子109の3領域109a〜109cで回折され、それら各回折光は図16に示すごとくなる。なお、図中符号を付したビームは、サーボ信号生成、再生信号生成等に利用される光を示し、符号を付していないビームは本従来例の光ピックアップ装置では利用されない光を示している。
【0017】
サブビームAが領域109bおよび109cで回折された+1次回折光130e,130c、サブビームBが領域109bおよび109cで回折された+1次回折光130f、130dが示される。サブビームAとサブビームBの回折光同士で、形状の違いが顕著である。これは、回折光光量が異っていることを示す。これは、3ビーム回折格子106でのサブビームA、Bの回折効率は同じであるため、ホログラム通過後のビーム形状が異なると、光量が異なることによる。サブビームA,Bにおける光量の相違は、図14に示したように、サブビームA121bと、サブビームB121cがホログラム素子109の分割線109lによって中央で分割されないことに起因する。
【0018】
サブビームA,B間の光量の違いが生じると、次のような問題が発生する。サブビームA、Bの光量に違いがある構成、すなわち、分割線109lで切られることによるサブビームA、Bの光量のアンバランスがあっても、そのアンバランスが常に一定であれば、定数kを適当な値に設定することにより、ピックアップ装置によらず安定したトラッキングサーボが可能となる。すなわち、メインビームとサブビームA、Bの強度比が、M:A:B=a:b1:b2なので、式(3)における定数kをk=a/(b1+b2)とすればよい。
【0019】
しかしながら、実際の光ピックアップ装置では、半導体レーザ105の取り付け誤差、パッケージ、ステムまたはハウジング等の筐体部分に関する製造誤差、ビームスプリッタや反射ミラー等の光ピックアップに用いられる光学部品の製造誤差およびそれら光学部品の取り付け誤差などの影響で、ホログラム素子109上のメインビームとサブビームA,Bの位置および間隔が光ピックアップ装置ごとに異なってしまう。
【0020】
したがって、定数kを定めることにより本来有するメインビームとサブビームA,Bの光強度の違いを補正しようとしても、光ピックアップ装置の有する誤差を考慮すると、光ピックアップ装置ごとにサブビームA、Bの強度比が異なるため、十分補正しきれないという問題があった。このため、従来の光ピックアップ装置では、安定なトラッキングサーボが困難なものが発生するという課題があった。
【0021】
この発明は上述の問題点を解決するためになされたもので、この発明の目的の1つは、安定したトラッキングサーボを行うことが可能な光ピックアップ装置を提供することである。
【0022】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するためにこの発明のある局面によれば、光ピックアップ装置は、光記録媒体に光を照射する光源と、光源と光記録媒体の間に配置され光源の光を光記録媒体に集光する集光手段と、光記録媒体からの戻り光を受光する複数の受光部が形成された光検出器と、光源と集光手段の間に配置され光源の光をメインビーム、第1のサブビームおよび第2のサブビームに分岐する第1の光分岐手段と、集光手段と光検出器の間に配置され、メインビーム、第1のサブビームおよび第2のサブビームをさらに分岐する第2の光分岐手段とを備え、第2の光分岐手段は、第1のサブビームと第2のサブビームとが所定の間隔を隔てた光学的位置に配置される。
【0023】
この発明に従えば、集光手段と光検出器の間に配置され、メインビーム、第1のサブビームおよび第2のサブビームをさらに分岐する第2の光分岐手段が、第1のサブビームと第2のサブビームとが所定の間隔を隔てた光学的位置に配置される。このため、第1のサブビームと第2のサブビームとを独立して分岐させることができ、サブビームの利用の自由度を向上させることができる。そして、第1のサブビームおよび第2のサブビームをトラッキング誤差信号の検出に用いる場合には、安定したトラッキング誤差信号を得ることができる。その結果、安定したトラッキングサーボを行うことが可能な光ピックアップ装置を提供することができる。
【0024】
好ましくは、第2の光分岐手段は、光記録媒体の半径方向に平行な分割線および半径方向に垂直な分割線により分割された複数の領域を有する。
【0025】
この発明に従えば、第2の光分岐手段は、光記録媒体の半径方向に平行な分割線および半径方向に垂直な分割線により分割された複数の領域を有するので、第2の光分岐手段だけでメインビーム、第1および第2のサブビームをそれぞれ分割することができる。このため、DPP法によるトラッキング誤差信号を生成するためのビームとフォーカス誤差信号を生成するためのビームとを、容易に分割することができ、光ピックアップ装置を簡略化することができる。
【0026】
好ましくは、第2の光分岐手段は、第1のサブビームおよび第2のサブビームそれぞれがメインビームと所定の間隔を隔てた光学的位置に配置される。
【0027】
この発明に従えば、第2の光分岐手段が、第1のサブビームおよび第2のサブビームそれぞれがメインビームと所定の間隔を隔てた光学的位置に配置されるので、メインビームの分岐とは関係なく第1のサブビームおよび第2のサブビームを分岐させることができる。また、第1のサブビームおよび第2のサブビームをトラッキング誤差信号の検出に用いる場合に、DPP法によるトラッキング誤差信号におけるオフセット除去用のプシュプル信号生成に、第1のサブビームおよび第2のサブビームの全体を利用することができる。その結果、サブビームの利用の自由度がさらに向上するとともに、信号品質が向上する。
【0028】
好ましくは、第2の光分岐手段は、第1のサブビームおよび第2のサブビームそれぞれを光記録媒体の半径方向に分割する分割線で区切られた領域と、メインビームを光記録媒体のトラック方向に分割する分割線で区切られた領域とを有し、メインビームを光記録媒体のトラック方向に分割する分割線で区切られた領域のうち1つは、光記録媒体の半径方向にメインビームをさらに分割する分割線で区切られた領域を有する。
【0029】
この発明に従えば、第1のサブビームおよび第2のサブビームそれぞれが、メインビームを光記録媒体のトラック方向に分割する分割線で区切られることがないので、サブビーム全体を利用してDPP法によるトラッキング誤差信号を生成することができる。その結果、トラッキング誤差信号の品質が向上するとともに、トラッキングサーボ動作を安定させることができる。
【0030】
好ましくは、第2の光分岐手段は、第1のサブビームと第2のサブビームの形状が略同じとなるように光記録媒体のトラック方向に第1および第2のサブビームを分割する分割線で区切られた領域と、メインビームを光記録媒体のトラック方向に分割する分割線で区切られた領域とを有し、第1のサブビームを光記録媒体のトラック方向に分割する分割線で区切られた少なくとも1の領域は、光記録媒体の半径方向に第1のサブビームを分割する分割線で区切られた領域を有し、第2のサブビームを光記録媒体のトラック方向に分割する分割線で区切られた少なくとも1の領域は、光記録媒体の半径方向に第2のサブビームを分割する分割線で区切られた領域を有し、メインビームを光記録媒体のトラック方向に分割する分割線で区切られた領域の1つは、メインビームを光記録媒体の半径方向にさらに分割する分割線で区切られた領域を有する。
【0031】
この発明に従えば、第2の光分岐手段は、第1のサブビームと第2のサブビームの形状が略同じとなるように光記録媒体のトラック方向に第1および第2のサブビームを分割する分割線で区切られた領域を有するので、DPP法によるトラッキング誤差信号に用いる第1のサブビームおよび第2のサブビームを分割して部分的に用いることができる。このため、第2の光分岐手段上で第1または第2のサブビームの一部がメインビームと重なっていても、メインビームと重ならない部分の光を利用して、DPP法によるトラッキング誤差信号を生成することができる。その結果、第1または第2のサブビームをメインビームと離間させる必要がなく、光学系の部品の設計が容易となる。
【0032】
好ましくは、第2の光分岐手段を通過するメインビーム、第1のサブビームおよび第2のサブビームのうち、トラッキング誤差信号生成に係わる各光が略同一形状である。
【0033】
この発明に従えば、第2の光分岐手段を通過するメインビーム、第1のサブビームおよび第2のサブビームのうち、トラッキング誤差信号生成に係わる各光の光量比が一定になるので、安定したトラッキング誤差信号を得ることができる。
【0034】
好ましくは、第1の光分岐手段と集光手段の間に配置され、光源からの光を透過して集光手段に導くとともに、戻り光を反射する第3の光分岐手段をさらに備え、第3の光分岐手段は、光源からの光が通過する第1の光学媒質と戻り光が通過する第2の光学媒質との境界面で構成される。
【0035】
この発明に従えば、第1の光分岐手段と集光手段の間に配置される第3の光分岐手段により、光源からの光が集光手段に導かれ、戻り光が反射される。このため、第2の光分岐手段を光源からの光路と分離して配置できるので、サブビームが離間する位置あるいはメインビームとサブビームが離間する光学的位置に第2の光分岐手段を配置することが容易になる。
【0036】
好ましくは、第2の光学媒質は、境界面と第2の光分岐手段の間に配置され境界面に平行な反射面を有することを特徴とする。
【0037】
この発明に従えば、第2の光学媒質は、境界面と第2の光分岐手段の間に配置され境界面に平行な反射面を有するので、反射面の位置を制御することにより、境界面と反射面との距離を変更することができ、第2の光分岐手段上での各ビームの位置を容易に変更することができる。
【0038】
好ましくは、第1の光分岐手段と集光手段の間に配置され、光源からの光を透過して集光手段に導くとともに、戻り光を第2の光分岐手段に導く回折格子をさらに備える。
【0039】
この発明に従えば、戻り光の分岐に回折格子を用いるので、簡単に構成することができるとともに、回折格子のホログラム効果により第2の光分岐手段上でのビームの位置を容易に離間させることができる。
【0040】
好ましくは、第1の光分岐手段は回折格子である。
この発明に従えば、第1の光分岐手段が回折格子なので、第1の光分岐手段の製造が容易となり、光ピックアップ装置を容易に製造することができる。
【0041】
好ましくは、第2の光分岐手段は回折格子である。
この発明に従えば、第2の光分岐手段が回折格子なので、第2の光分岐手段の製造が容易となり、光ピックアップ装置を容易に製造することができる。
【0042】
好ましくは、第1および第2の光分岐手段は、一つの光学基板に形成される。この発明に従えば、第1および第2の光分岐手段が一つの光学基板に形成されるので、光ピックアップ装置の構成が簡素になるり、小型化が可能となる。
【0043】
好ましくは、第1および第2の光分岐手段は光学基板の対向する面に形成される。
【0044】
この発明に従えば、第1および第2の光分岐手段は光学基板の対向する面に形成されるので、第1および第2の光分岐手段が回折格子が回折格子の場合には、溝の深さなどの条件が異なる場合であっても、お互いの条件に影響されることなく製作できる。
【0045】
好ましくは、第3の光分岐手段は、第1の光分岐手段または第2の光分岐手段と同一の光学基板に形成される。
【0046】
この発明に従えば、回折格子は、第1の光分岐手段および第2の光分岐手段と同一の光学基板に形成されるので、回折格子、第1の光分岐手段および第2の光分岐手段を簡単に製造できるとともに、回折格子、第1の光分岐手段および第2の光分岐手段の相対的な位置がずれるのを防止することができる。また光ピックアップ装置の構成がさらに一層簡素になるとともに、小型化が可能となる。
【0047】
好ましくは、光源および光検出器が1つのパッケージ内に収納され、光学基板は、パッケージの外部に固定される。
【0048】
この発明に従えば、光源および光検出器が1つのパッケージ内に収納され、光学基板がパッケージの外部に固定されるので、光ピックアップ装置の生産性ならびに信頼性が向上する。
【0049】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、図中同一符号は同一または相当する部材を示し、重複する説明は繰返さない。
【0050】
(第1の実施の形態)
図1は、第1の実施の形態における光ピックアップ装置の光学系の概略構成を示す図である。図1(A)は平面図を示し、図1(B)は、図1(A)の平面図を紙面右方向から見た側面図を示している。図1(A)および図1(B)を参照して、半導体レーザ11(光源)から出射された直線偏光(P偏光)は、3ビーム回折格子1(第1の光分岐手段)で回折されることにより、0次回折光なるメインビーム、±1次回折光なる第1のサブビームおよび第2のサブビームの3本の光に分岐される。±1次回折光は図面中に示すY方向に発生するため、図1(A)の平面図では図示していない。また±1次回折光より高次の回折光も僅かに発生するが本光ピックアップ装置の機能とは無関係なのでここでは言及しない。
【0051】
3ビーム回折格子1は、図2に示すように直線格子状の形状を有している。3ビーム回折格子1を通過した3本の光は、ビームスプリッタ3(第3の光分岐手段)を透過する。ビームスプリッタ3は、断面が三角形状の光学ガラス材料8(第1の光学媒質)と、断面が平行四辺形状の光学ガラス材料6(第2の光学媒質)とを貼り合せた境界面で構成され、全体として光学ブロック3aで成立っている。ビームスプリッタ3は偏光ビームスプリッタ(以下「PBS」と称す)である。また、説明の都合上PBS3を傾斜面3と表現する場合もある。
【0052】
PBS3を透過した3本の光は、PBS3上に配置された1/4波長板9により円偏光となり、コリメートレンズ12に入射する。コリメートレンズ12で平行光となった3本の光は対物レンズ13で集光され、光記録媒体なる光ディスク10に照射される。
【0053】
光ディスク10からの3本の戻り光は対物レンズ13、コリメートレンズ12、1/4波長板9を順に戻り、1/4波長板9を通過することにより直線偏光(S偏光)になり、PBS3で図1(A)で右方向に反射され、さらに傾斜面3と平行に構成された反射面14で図面下方向に反射されることにより、ホログラム2(第2の光分岐手段)に入射する。ホログラム2では3本の戻り光のそれぞれが±1次回折光4,5に回折され、光検出器7に入射する。
【0054】
3ビーム回折格子1ならびにホログラム2は光学基板15の対向する面15a,15bに形成される回折格子である。3ビーム回折格子1は面15aに、ホログラム2は面15bに形成される。なお、本実施の形態では光学ガラス材料6の屈折率を1.87、光学基板の屈折率を1.457としている。
【0055】
図1(B)は、光ディスク10からの戻り光の光路の様子を示している。点線はメインビームMを示し、細実線はそれぞれ第1のサブビームA、第2のサブビームBを示している。ホログラム2はサブビームA,Bが離間する位置(図1(A)および図1(B)中のZ1)に配置されている。なお、光学ブロック3a内で各光線が途切れてずれて示されている理由は、復路では図1(A)に示すようにPBS3と反射面14の間の光路(光学ガラス材料6内の光路)が存在するため、PBS3面と反射面14ではビーム径が異なるためである。なお、図1(B)では、ホログラム2による±1次回折光は、図面の煩雑を防ぐために記載していない。
【0056】
図3は、ホログラム2の形状およびホログラム2上の光の位置を示す図である。図中の略円形状なる部分は、メインビームM、サブビームAおよびサブビームBを示す。図3を参照して、サブビームA、Bが重なることなく、離間している。これは、ホログラム2が、図1(A)および図1(B)の位置Z1に設置されることによる。ホログラム2が設置される位置Z1を、サブビームA、Bが離間する光学的位置という。
【0057】
ホログラム2は、長方形状の領域Hに回折格子が形成されており、光ディスクのトラック方向(Y方向)に平行な分割線T1および光ディスクの半径方向(X方向)に平行な分割線R1,R2,R3により分割された領域b,c,d,e,f,g,i,jを有している。分割線T1はサブビームA,BおよびメインビームMを半径方向に2分割している。さらには、分割線R1は離間したサブビームA,Bの間で両サブビームにはかからない位置で、メインビームMをトラック方向に2分割(2等分)している。分割線R2はサブビームAを、分割線R3はサブビームBをそれぞれトラック方向(Y方向)に2分割(2等分)している。
【0058】
このようにホログラム2は領域Hの内部に分割線により分割された複数の領域b,c,d,e,f,g,i,jを有しており、それらの領域で回折格子の回折方向、回折角度が異なっている。ここでは、各領域b,c,d,e,f,g,i,jの回折効率は一定であるが、回折効率を異ならせることも可能である。
【0059】
また、以下に分割線を用いて記述する各領域は領域Hの内部に限るものである。すなわち、分割線R1,R2で挟まれる領域を分割線T1で半径方向に分割した領域i,j、分割線R1,R3で挟まれる領域を分割線T1で半径方向に分割した領域b、c、分割線R2の図中上方向の領域を分割線T1で半径方向に分割した領域d,e、分割線R3の図中下方向の領域を分割線T1で半径方向に分割した領域f,gである。
【0060】
ホログラム2は、ホログラム2のY方向取り付け公差や、ホログラム2とビームスプリッタ3とのY方向の相対的な取り付け位置が変化するような公差が生じることによりビームのY方向位置がずれ、ビームのY方向の位置にばらつきが生じる場合に特に有効である。
【0061】
図4は、ホログラム2で回折された戻り光の光検出器7上でのビーム配置を示している。通常各ビームは光検出器7上で集光するように設計されるため、ビーム形状は略点状になるが、図4ではホログラム2の各領域で分割された光を理解しやすくするために、ややデフォーカスしたビーム形状であえて表現している。図面右側のビーム群はホログラム2による+1次回折光4の群を示し、左側のビーム群は−1次回折光5の群を示している。各ビームに付された符号には次の意味を持たせている。
【0062】
(1) 符号の第1文字目:+1次回折光に「4」、−1次回折光に「5」を付す。
【0063】
(2) 符号の第2文字目:メインビームに「M」、サブビームに「A」または「B]を付す。
【0064】
(3) 符号の第3文字目:その光が回折したホログラム2の分割領域を示し、回折した分割領域に対応して「b」、「c」、「d」、「e」、「f」、「g」、「i」、「j」を付す。
【0065】
たとえば、符号4Mcは、+1次回折光のメインビームMのうち、ホログラム2の領域cを透過した光を意味する。
【0066】
また、受光部に付された符号には、次の意味を持たせている。
(1) 符号の第1文字目:光検出器を示す「7」を付す。
【0067】
(2) 符号の第2文字目:受光するビームがメインビームの場合に「M」、サブビームAの場合に「A」、サブビームBの場合に「B」を付す。
【0068】
(3) 符号の3文字目:受光するビームが回折したホログラム2の分割領域を示し、回折した分割領域に対応して「b」、「c」、「d」、「e」、「f」、「g」、「i」、「j」を付す。
【0069】
また各受光部に付された符号の7をSに置き換えた符号で、その受光部の出力信号を表すものとする。また、同じビームの+1次回折光と−1次回折光を両方利用する場合は、7Mi1、7Mi2のように末尾に1および2等の番号を付して表している。また、フォーカス誤差信号を検出する7Mc1、7Mc2については上記の限りではないが、それぞれの差動をとる必要があり、受光部が2つ必要なので、末尾に1および2を付して表している。( )を付記した符号で示される光は、本実施の形態では信号検出に用いていない光を示しているが、これに限るものではなく各光は適宜利用されてもかまわない。
【0070】
次に、トラッキング誤差信号の検出形態について説明する。領域b、cでのメインビームの回折光5Mb、5Mcにはそれぞれトラックで生じる光回折成分が含まれているので、それら5Mb、5Mcの出力信号の差動によりメインビームのプシュプル信号(MPP)が、式(5)により生成される。領域d、eでのサブビームAの回折光4Ad、4Aeについても同様に出力信号の差動によりサブビームAのプシュプル信号(SPPA)が、式(6)により生成される。領域b、cでのサブビームBの回折光4Bb、4Bcについても同様に出力信号の差動によりサブビームBのプシュプル信号(SPPB)が、式(7)により生成される。DPP法によるトラッキング誤差信号(TES2)は、式(8)を用いて検出される。
【0071】
MPP=SMb−SMc … (5)
SPPA=SAd−SAe … (6)
SPPB=SBb−SBc … (7)
TES2=MPP−k[SPPA+SPPB] … (8)
次に、式(8)の定数kについて説明する。定数kはメインビームMとサブビームA,Bの強度比を補正する定数である。本実施の形態では、3ビーム回折格子1でのメインビームM:サブビームA:サブビームBの強度比が10:1:1であるとともに、2つのサブビームA,BおよびメインビームMは分割線R2,R3,R1でそれぞれ1/2ずつに分割されている。したがって、受光素子で検出されるビーム強度比はM:A:B=10×1/2:1×1/2:1×1/2=10:1:1となる。よってk=10/(1+1)=5となり、k=5とすれば、(8)式ではレンズシフト等により発生するDCオフセットを相殺できる。
【0072】
本実施の形態においては、分割線R2、R3はそれぞれサブビームA、Bを2等分し、さらには分割線T1は、サブビームA、Bの中央に位置することから、領域b、c、d、eの光量は等しくなる。したがって、SPPA、SPPBの出力は等しくなるため、オフセット除去に関わる光線の光量による出力信号のアンバランスをなくすことができる。
【0073】
本実施の形態における光ピックアップ装置を、以下の条件で従来の光ピックアップ装置と比較した。
【0074】
(1) 集光レンズ系は、焦点距離2.15mm、NA=0.65なる対物レンズ13、ならびに焦点距離13.6mm、NA=0.13なるコリメートレンズ12を用いた。
【0075】
(2) 光記録媒体なる光ディスク10には、トラックピッチ0.74μm、グルーブ幅0.24μm、グルーブ深さ0.028μmなるDVD−RWディスクを用いた。
【0076】
(3) 半導体レーザ11は、波長650nm、トラック方向に対応する放射角度22°、半径方向に対応する放射角度8°のものを用いた。
【0077】
(4) ディスク上の光は、ディスクの略最内周部の半径r=24mmの位置とし、メインビームとサブビームのディスク上での間隔を12μm、サブビームA、Bがディスクの案内溝を横切る位相差を30°与えた。
【0078】
図5は、サブビームの強度比に対するメインビームのデトラック量を示している。本実施の形態における光ピックアップ装置では、公差によりホログラム上でビームがずれてもトラッキング信号に係わるサブビームの強度比は常に一定値(ここでは1)となるので、公差によらずデトラックが一定値に抑制されている(3nm程度)。ここで僅かにデトラックが発生(3nm程度)している理由は、実施した位置がディスクの略最内周部でありトラックの湾曲度が大きい領域であるため、元々僅かにデトラックを有するためである。
【0079】
これに比べて従来の光ピックアップ装置では、サブビームの強度比が約4.8付近でデトラックが最小となっているが、サブビーム強度比が4.8から上下にずれてくるとデトラックが大きくなってトラッキングサーボが不安定となっている。
【0080】
図6は、光ピックアップ装置の製造誤差等でホログラム上でビームの位置がずれた状態を示す図である。図6では、半径方向の分割線R1〜R3に対し、3つのビームが図中上方向にずれている状態が示されている。図7は、ホログラムの所定の領域におけるサブビームA,BとメインビームMの形状を模式的に表した図である。図7では、図6に示したサブビームA,BとメインビームMの領域b、c、d、e、i、jにおける形状を示している。各ビームの他の部分は説明の都合上省略している。図7から明らかなように、サブビームAが分割線R2により分割される割合と、サブビームBが分割線R3により分割される割合、およびメインビームMが分割線R1により分割される割合は等しい。すなわち領域b、cの回折光Bb,Bcの形状、領域d、eの回折光Ad、Aeの形状、および領域i,jのメインビームMi,Mjの形状が等しくなる。このため、領域b、cによる回折光Bb,Bcの光量、領域d、eによる回折光Ad、Aeの光量が等しくなる。
【0081】
したがって、製造誤差等で分割線に対するビームの位置がずれる場合でも、SPPA、SPPBの出力は等しくなるため、オフセット除去に関わる光線の光量による出力信号のアンバランスをなくすことができる。このようにサブビームが半径方向に平行な分割線R2、R3で分割されている場合は、分割線R2、R3に対して同一方向側のサブビームの一部(図7では、分割線R2ならびにR3の上側のサブビームで斜線で示した回折光Ad、Aeならびに回折光Bb、Bc)を用いて、それぞれサブビームのプシュプル信号を生成することにより、SPPA、SPPBの出力を常に等しくでき、サブビームアンバランスが解消される。
【0082】
その他の信号検出の形態は次のようになっている。ピット情報が記録された光ディスクの再生時には、SMcとSMbの位相差の変化を検出してDPD法によりTES3を検出することもできる。
【0083】
フォーカス誤差信号(FES)は、ホログラム2の+1次回折光の内の光線4Mcを受光部7Mc1、7Mc2の分割線上で受光し、受光部の出力の差動により、式(9)を用いて検出できる。また、記録された情報信号(RF)は、式(10)を用いて検出できる。
【0084】
FES=SMc1−SMc2 … (9)
RF=SMb+SMc+SMi+SMj … (10)
本実施の形態で用いた3ビーム回折格子1、ホログラム2は光学基板15上に形成される。特に両回折格子の深さが異なる場合は、製造条件がことなるためそれぞれ対向する面15a、15bに形成される。このため光学基板15の厚さを適宜制御することで、サブビームA、Bが離間する光学的位置にホログラム2を配置できる。
【0085】
ホログラム2の配置については、光学基板15の厚さ以外にも制御可能である。光学ガラス材料6は既述したようにその断面が平行四辺形状であり、傾斜面3に平行な反射面14を有している。よって、傾斜面3と反射面14の距離を制御(例えば光学ガラス材料6の基板材料の厚さを研磨等で制御)することで、ホログラム2上でサブビームA、Bが離間する状態を得ることができる。これは、傾斜面3により戻り光の光路が、半導体レーザ11から照射される光が光記録媒体に達するまでの光路と異なる光路とされることにより可能となる。
【0086】
また、ホログラム2ならびに3ビーム回折格子1を1つの光学基板に集積的に形成し、PBS3や反射面14を光学ブロック3aのような形状とすることで、光学素子の作製ならびに光ピックアップ装置内での配置、取り付けが容易になり、CAN等のパッケージ16上に載せて固定できるとともに、半導体レーザ11、光検出器7等の半導体素子を該パッケージ16内部に収納できるので光ピックアップ装置の生産性ならびに信頼性が向上する。
【0087】
(第2の実施の形態)
次に第2の実施の形態における光ピックアップ装置について説明する。第1の実施の形態と同種の構成要素については、同符号を付し、重複する説明は繰返さない。
【0088】
第2の実施の形態における光ピッックアップ装置は、第1の実施の形態における光ピックアップ装置と次の点で異なる。第1の実施の形態における光ピックアップ装置では、ホログラム2が配置される光学的位置が、サブビームA,Bが離間する位置(図1に示した位置Z1)であった。これに対して第2の実施の形態における光ピックアップ装置では、ホログラム2の光学的位置を、図8で示すようにメインビームMとサブビームA,Bがそれぞれ離間する位置とする点で異なる。
【0089】
図8は、第2の実施の形態における光ピックアップ装置のホログラム2の形状およびホログラム2上の光の位置を示す図である。図8を参照して、トラック方向に平行な分割線T1がサブビームA,BならびにメインビームMをX方向に分割し、半径方向に平行な分割線はR1のみであり、メインビームをY方向に分割する。またホログラム2は分割線T1およびR1によって、領域H内に4つの領域b、c、d、eを有する。このように、ホログラム2は、分割線の本数ならびに分割領域を少なくし簡素な構成となっている。このようにホログラム2を構成すれば、Z方向の高さ公差が変化して、サブビームの間隔が開くようなばらつきが生じる場合に特に有効である。
【0090】
図9に、ホログラム2で回折された光の光検出器7上での各配置ならびにそれらを受光する受光部の配置を示す。ビームおよび受光部に付された符号は、第1の実施の形態で説明したのと同じ意味を持たせている。各受光部の符号7をSに変えてその出力を表すものとする。
【0091】
ホログラム2の領域b、cでのメインビームの回折光4Mb、4Mcは、トラックでの反射による光の回折成分を含むため、それらの出力信号の差動によりメインビームのプシュプル信号(MPP)が、式(11)を用いて生成される。あるいは、ホログラムの領域d、eでのメインビームの回折光4Md、4Meも利用し、式(11’)を用いてもよい。あるいは、領域b、c、d、eでの−1次回折光の5Mb、5Mc、5Md、5Meを利用してプッシュプル信号MPP3を、式(11’)を用いて生成しても構わない。
【0092】
ホログラム2の領域d、eでのサブビームAの回折光4Ad、4Aeについても同様に、それらの出力信号の差動によりサブビームAのプシュプル信号(SPPA)が、式(12)を用いて生成される。ホログラム2の領域b、cでのサブビームBの回折光4Bb、4Bcについても同様に、それらの出力信号の差動によりサブビームBのプシュプル信号(SPPB)が、式(13)を用いて生成される。よって、DPP法によるトラッキング誤差信号(TES2)は、式(14)を用いて検出できる。
【0093】
MPP=SMb−SMc … (11)
MPP2=(SMb+SMd)−(SMc+SMe) … (11’)
SPPA=SAd−SAe … (12)
SPPB=SBb−SBc … (13)
TES2=MPP2−k[SPPA+SPPB] … (14)
式(14)の場合であれば、定数kについては、光検出器で検出されるトラッキング誤差信号生成に関わる、3ビーム回折格子1による各ビームの強度はM:A:B=10:1:1であり、メインビームMについては領域b,c,d,eの回折光(すなわちメインビームの全領域の光)を利用するため、受光素子で検出されるビーム強度比はM:A:B=10×1:1×1:1×1=10:1:1となる。よって、k=10/(1+1)=5とすればよい。これにより、(14)式ではレンズシフト等により発生するDCオフセットを相殺できる。
【0094】
本実施の形態では、サブビームA,Bの全体を用いてプシュプル信号(SPPA、SPPB)を生成する構成になっている。さらには、半径方向に平行な分割はR1のみであるため、光ピックアップ装置の製造ばらつき等で分割線R1がずれても、サブビームが欠けることがなく、常にサブビームA、Bの全体をプシュプル信号生成に用いることができる。したがって、SPPA、SPPBの出力は常に等しくなるため、オフセット除去に関わる光線の光量による出力信号のアンバランスをなくすことができる。また、サブビーム全体をプシュプル信号生成に用いるため、トラッキング誤差信号のS/Nが向上する。
【0095】
その他の信号検出の形態は次のようになっている。ピット情報が記録された光ディスクの再生時には、SMcとSMbの位相差の変化を検出してDPD法によりTES3を検出することもできる。
【0096】
フォーカス誤差信号(FES)については、メインビーム全体が分割線T1によって分割されているため、回折光4Md、4Meは分離して光検出器7上の異なる位置に入射する。したがってそれぞれの位置に別々の受光部を形成し、光線4Mdを受光部7Md1、7Md2の分割線上で受光し、光線4Meを受光部7Me1、7Me2の分割線上で受光し、受光部の出力の差動の加算により、式(15)を用いて検出される。記録された情報信号(RF)は、式(16)を用いて検出される。
【0097】
FES=(SMd1−SMd2)+(SMe1−SMe2)… (15)
RF=SMb+SMc+SMd+SMe … (16)
本実施の形態における光ピックアップ装置で用いた3ビーム回折格子1、ホログラム2は光学基板15上に形成される。特に両回折格子の深さが異なる場合は、製造条件が異なるため、本実施の形態のようにそれぞれ対向する面15a、15bに形成される。光学基板15の厚さを適宜制御することで、サブビームA、BとメインビームMが離間する光学的位置にホログラム2を配置できる。
【0098】
ホログラム2の配置については、光学基板15の厚さ以外にも制御可能である。光学ガラス材料6は既述したようにその断面が平行四辺形状であり、傾斜面3に平行な反射面14を有している。よって、傾斜面3と反射面14の距離を制御(例えば光学ガラス材料6の基材料の厚さを研磨等で制御)することで、ホログラム2上でメインビームMとサブビームA、Bが離間する状態を得ることができる。
【0099】
また、ホログラム2ならびに3ビーム回折格子1を1つの光学基板に集積的に形成し、PBS3や反射面14を光学ブロック3aのような形状とすることで、光学素子の作製ならびに光ピックアップ装置内での配置、取り付けが容易になり、CAN等のパッケージ16上に載せて固定できるとともに、半導体レーザ11、光検出器7等の半導体素子をパッケージ16内部に収納できるので光ピックアップ装置の生産性ならびに信頼性が向上する。
【0100】
なお、第2の実施の形態で用いたホログラム2をサブビームA、Bが離間する光学的位置で用いてもかまわない。
【0101】
<ホログラム2の変形例>
次に、第2の実施の形態における光ピックアップ装置のホログラム2の変形例を説明する。図10は、第2の実施の形態における光ピックアップ装置の別のホログラム2の形状およびホログラム2上の光の位置を示す図である。図10を参照して、別のホログラム2は、半径方向に平行な分割線R1,R2と、トラック方向に平行な分割線T1,T2により、5つの領域a,b,c,d,eに分割される。分割線T1は、サブビームAをX方向に分割し、分割線T2がサブビームBの全部とメインビームMの一部をX方向に分割する。また、分割線R1は、メインビームをY方向に分割する。このように別のホログラム2を構成すれば、Z方向の高さ公差が変化して、サブビームの間隔が開くようなばらつきが生じる場合に特に有効である。また、フォーカス誤差信号を生成するためのビームを、メインビームMのうち領域aで回折した光を用いることができるので、受光部を少なくすることができる。
【0102】
図11に、別のホログラム2で回折された光の光検出器7上での各配置ならびにそれらを受光する受光部の配置を示す。ビームおよび受光部に付された符号は、第1の実施の形態で説明したのと同じ意味を持たせている。各受光部の符号7をSに変えてその出力を表すものとする。
【0103】
別のホログラム2の領域b、cでのメインビームの回折光5Mb、5Mcは、トラックでの反射による光の回折成分を含むため、それらの出力信号の差動によりメインビームのプシュプル信号(MPP)が、式(5)を用いて生成される。別のホログラム2の領域d、eでのサブビームAの回折光4Ad、4Aeについても同様に、それらの出力信号の差動によりサブビームAのプシュプル信号(SPPA)が、式(6)を用いて生成される。別のホログラム2の領域b、cでのサブビームBの回折光4Bb、4Bcについても同様に、それらの出力信号の差動によりサブビームBのプシュプル信号(SPPB)が、式(7)を用いて生成される。よって、DPP法によるトラッキング誤差信号(TES2)は、式(8)を用いて検出できる。
【0104】
式(8)の場合であれば、定数kについては、光検出器で検出されるトラッキング誤差信号生成に関わる、3ビーム回折格子1による各ビームの強度はM:A:B=10:1:1であり、メインビームMについては領域b,cの回折光、すなわち半円状の光を利用するため、受光素子で検出されるビーム強度比はM:A:B=10×1/2:1×1:1×1=5:1:1となる。よって、k=5/(1+1)=2.5とすればよい。これにより、(8)式ではレンズシフト等により発生するDCオフセットを相殺できる。
【0105】
本実施の形態では、サブビームA,Bの全体を用いてプシュプル信号(SPPA、SPPB)を生成する構成になっている。したがって、SPPA、SPPBの出力は常に等しくなるため、オフセット除去に関わる光線の光量による出力信号のアンバランスをなくすことができる。また、サブビーム全体をプシュプル信号生成に用いるため、トラッキング誤差信号のS/Nが向上する。
【0106】
その他の信号検出の形態は次のようになっている。ピット情報が記録された光ディスクの再生時には、SMcとSMbの位相差の変化を検出してDPD法によりTES3を検出することもできる。
【0107】
フォーカス誤差信号(FES)については、メインビームMの領域aを通過する回折光4Maが用いられる。したがって、回折光4Maが受光部7Ma1、7Ma2の分割線上で受光され、受光部の出力の差動の加算により、式(17)を用いて検出される。記録された情報信号(RF)は、式(18)を用いて検出される。
【0108】
FES=SMa1−SMa2 … (17)
RF=SMb+SMc+SMa3… (18)
(第3の実施の形態)
図12は、第3の実施の形態における光ピックアップ装置の光学系の側面図である。第1および第2の実施の形態における光ピックアップ装置と同一または相当する部材には同符号を付し、重複する説明は繰返さない。
【0109】
第3の実施の形態における光ピックアップ装置は、ビームスプリッタ3に代えて回折格子を用いる点で、第1の実施の形態における光ピックアップ装置と異なる。この回折格子は、サブビームA、Bやメインビームを離間させるために、ホログラム効果を有する回折格子を用いるのが好ましい。
【0110】
図12を参照して、半導体レーザ11(光源)から出射された直線偏光(P偏光)は、3ビーム回折格子1(第1の光分岐手段)で回折されることにより0次回折光なるメインビーム、±1次回折光なる第1のサブビームおよび第2のサブビームの3本の光に分岐される。回折は図面Y方向に発生するため、サブビームA,Bは図示していない。また±1次回折光より高次の回折光も僅かに発生するが本光ピックアップ装置の機能とは無関係なので言及しない。
【0111】
3ビーム回折格子1を通過した3本の光は回折格子30(第3の光分岐手段)を透過する。回折格子30は、光学基板30aの一方の面(図中上面)に形成される。光学基板30aの回折格子30が形成される面に対向する面(図中下面)には、3ビーム回折格子1およびホログラム2が形成される。
【0112】
回折格子30を透過した3本の光は、光学基板30a上に配置された1/4波長板9により円偏光となりコリメートレンズ12に入射する。コリメートレンズ12で平行光となった3本の光は対物レンズ13で集光され光記録媒体なる光ディスク10に照射される。光ディスク10からの3本の戻り光は対物レンズ13、コリメートレンズ12、1/4波長板9を順に戻り、1/4波長板9を通過することにより直線偏光(S偏光)になり、回折格子30で図面右方向に回折され、ホログラム2(第2の光分岐手段)に入射する。
【0113】
ホログラム2では3本の戻り光のそれぞれが±1次回折光4および5に回折され、光検出器7に入射する。ホログラム2については、第1または第2の実施例で説明したものと同様なホログラムで構成され、サブビームA、Bが離間する光学的位置(図3参照)、または、サブビームA、BとメインビームMが離間する光学的位置(図8,図10参照)に配置される。光検出器7についても、第1または第2の実施例で説明したものと同様な光検出器が適用される。
【0114】
また、DPP法によるトラッキング誤差信号の検出形態ならびに、その他の信号検出方法についても、第1または第2の実施例と同様な方法が適用される。
【0115】
光学基板30aの厚さ、屈折率を適宜定めることで、ホログラム2上での各ビームの離間が容易になる。したがって、回折格子30を用いることで簡単に構成できるとともに、回折格子30にホログラム効果を持たせ、該ホログラム効果を適宜構成することで、回折格子30からホログラム2に向かうビームの収束の程度を制御できる。このため、ホログラム2上での各ビームの離間構成が容易になる。さらには、回折格子30は、ホログラム2上でのビームの離間作用を促進する効果を奏する。
【0116】
また、回折格子30、ホログラム2ならびに3ビーム回折格子1を1つの光学基板30aに集積的に形成することで、光学素子の作製ならびに光ピックアップ装置内での配置、取り付けが容易になり、CAN等のパッケージ16上に載せて固定できると共に、半導体レーザ11、光検出器7等の半導体素子を該パッケージ16内部に収納できるので光ピックアップ装置の生産性ならびに信頼性が向上する。
【0117】
本実施の形態における光ピックアップ装置によれば、ホログラム2が、トラッキング誤差信号に係わるサブビームA,Bがホログラム2上で離間する光学的位置に設置される。ホログラム2においてメインビームMをトラック方向に分割する分割線R1がサブビームA,Bを分割しない構成が可能なため、サブビームA,Bの利用の自由度が向上し、安定したトラッキング誤差信号を得ることができる。
【0118】
また、ホログラム2は、光記録媒体の半径方向に平行な分割線およびトラック方向に平行な分割線により分割された複数の領域を有するので、メインビームM,サブビームA,Bを分割することができ、DPP法によるトラッキング誤差信号の生成ならびに、フォーカス誤差信号の生成が1つのホログラムで可能となる。
【0119】
さらに、ホログラム2がサブビームA,BとメインビームMとがホログラム2上で離間する光学的位置に設置されるので、DPP法によるトラッキング誤差信号におけるオフセット除去用のプシュプル信号生成に、サブビーム全体を利用することができ、サブビームの利用の自由度がさらに向上するとともに、信号品質が向上する。
【0120】
さらに、ホログラム2上でサブビームA,Bが半径方向に平行な分割線R1で分割されないため、サブビーム全体を利用してDPP法によるトラッキング誤差信号を生成することができ、信号品質が向上するとともに、サーボが安定する。
【0121】
さらに、ホログラム2上で、サブビームA,Bが分割線R2,R3で各ビームの形状が略同じとなるように分割されるので、DPP法によるトラッキング誤差信号に用いるサブビームA,Bを分割線で分割して部分的に用いることができる。このためホログラム2上でサブビームの一部がメインビームと重なっていても、メインビームと重ならない部分の光を利用して、DPP法によるトラッキング誤差信号を生成することができる。言い換えれば、ホログラム2上でメインビームとサブビームは離間せずとも良く、PBS3を含めた光学ブロック、ならびに光学基板15等の設計が容易になる。
【0122】
さらに、ホログラム2を通過したメインビームとサブビームのうち、トラッキング誤差信号生成に係わる各光が略同一形状となるため、公差によらず式(8)または式(14)の定数kが一定となり、安定したトラッキング誤差信号を得ることができる。
【0123】
さらに、ビームスプリッタ3を設けることにより、ホログラム2を光源からの光路から分離して配置できるため、サブビームが離間する位置あるいはメインビームとサブビームが離間する位置にホログラム2を配置することが容易になる。
【0124】
さらに、ビームスプリッタ3で反射された光を反射してホログラム2に導く反射面14を備えるので、反射面14の位置を制御することにより、ビームスプリッタ3と反射面14との距離を変更することができ、ホログラム2上での各ビームの位置を容易に変更することができる。
【0125】
さらに、戻り光の分岐に回折格子30を用いるので、簡単に構成することができるとともに、回折格子30のホログラム効果を適宜構成することで、ホログラム2上でのビームの離間作用を促進する効果を奏することができる。その結果、ホログラム2上での各ビームを容易に離間させることができる。
【0126】
さらに、3ビーム回折格子1を用いるので、ホトリソグラフィー等の加工手段で容易に製造することができ、光ピックアップ装置の製造が容易になる。
【0127】
さらに、ホログラム2を用いるので、ホトリソグラフィー等の加工手段で容易に製造することができ、光ピックアップ装置の製造が容易になる。
【0128】
さらに、3ビーム回折格子1とホログラム2とが同一の光学基板15に形成されるので、光ピックアップ装置の構成が簡素になり、小型化が可能となる。
【0129】
さらに、3ビーム回折格子1とホログラム2とが同一の光学基板15の対向する面に形成されるので、3ビーム回折格子1とホログラム2とが回折格子の場合には、溝の深さなどの条件が異なる場合であっても、お互いの条件に影響されることなく製作できる。
【0130】
さらに、3ビーム回折格子1、ホログラム2および回折格子30を1つの光学基板30aに作りこめるため、3ビーム回折格子1、ホログラム2および回折格子30を簡単に製造できるとともに、3ビーム回折格子1、ホログラム2および回折格子30の相対的な位置がずれるのを防止することができる。また光ピックアップ装置の構成がさらに一層簡素になるとともに、小型化が可能となる。
【0131】
さらに、半導体レーザ11、光検出器7等の半導体素子をパッケージ16内部に収納できるので、光ピックアップ装置の生産性ならびに信頼性が向上する。
【0132】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【図1】 第1の実施の形態における光ピックアップ装置の光学系の概略構成を示す図である。
【図2】 第1の実施の形態における光ピックアップ装置の3ビーム回折格子1の平面図である。
【図3】 第1の実施の形態における光ピックアップ装置のホログラムの形状およびホログラム上の光の位置を示す図である。
【図4】 ホログラムで回折された戻り光の光検出器7上でのビーム配置を示す図である。
【図5】 サブビームの強度比に対するメインビームのデトラック量を示す図である。
【図6】 第1の実施の形態における光ピックアップ装置の製造誤差等でホログラム上でビームの位置がずれた状態を示す図である。
【図7】 ホログラムの所定の領域におけるサブビームとメインビームの形状を模式的に表した図である。
【図8】 第2の実施の形態における光ピックアップ装置のホログラム2の形状およびホログラム2上の光の位置を示す図である。
【図9】 ホログラム2で回折された光の光検出器7上での各配置ならびにそれらを受光する受光部の配置を示す図である。
【図10】 第2の実施の形態における光ピックアップ装置の別のホログラム2の形状およびホログラム2上の光の位置を示す図である。
【図11】 別のホログラム2で回折された光の光検出器7上での各配置ならびにそれらを受光する受光部の配置を示す図である。
【図12】 第3の実施の形態における光ピックアップ装置の光学系の側面図である。
【図13】 従来の光ピックアップ装置の概略構成を示す図である。
【図14】 従来の光ピックアップ装置のホログラム素子とホログラム素子により回折される光と受光素子との関係を示す図である。
【図15】 従来の光ピックアップ装置におけるホログラム素子109上のビーム形状を示す。
【図16】 従来の光ピックアップ装置におけるホログラムで回折された戻り光を示す図である。
【符号の説明】
1 3ビーム回折格子、2 ホログラム、3 ビームスプリッタ(傾斜面)、3a 光学ブロック、6 光学ガラス材料、7 光検出器、8 光学ガラス材料、9 1/4波長板、10 光ディスク、11 半導体レーザ、12 コリメートレンズ、13 対物レンズ、14 反射面、15 光学基板、16 パッケージ、30 回折格子、30a 光学基板。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an optical pickup device for optically recording or reproducing information on an information recording medium such as an optical disk.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a three-beam method and a push-pull method are mainly known as tracking servo systems for optical disk devices. When these methods are used in an optical disc apparatus, an offset is caused by recording, reproduction, access, or disc tilt. A DPP (differential push pull) method has been proposed as a method for removing this offset.
[0003]
In recent years, the DPP method is used in an optical disc apparatus such as a DVD player that records information at a high density. The present applicant has proposed an optical pickup device using an optical integrated unit capable of using the DPP method in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-273666.
[0004]
FIG. 13 shows a schematic configuration of a conventional optical pickup device. FIG. 13A shows a top view and FIG. 13B shows a side view. Referring to FIGS. 13A and 13B, the
[0005]
Accordingly, almost all of the light emitted from the semiconductor laser 105 can be guided to the optical disk, and almost all of the return light can be guided to the detector side, so that the light utilization efficiency is improved. .
[0006]
The
[0007]
The
[0008]
The + 1st order diffracted light diffracted in the
[0009]
Further, when the two sub beams are represented by sub beam A and sub beam B, for sub beam A, the + 1st order diffracted light diffracted at 109b is detected at 110e, and the + 1st order diffracted light diffracted at 109c is detected at 110c. For sub-beam B, the + 1st order diffracted light diffracted at 109b is detected at 110f, and the + 1st order diffracted light diffracted at 109c is detected at 110d.
[0010]
The calculation processing of various signals detected by the
[0011]
The focus error signal (FES) is detected by equation (1). The tracking error signal (TES1) can be detected by Equation (2) based on the push-pull method using Si and Sh. However, for the reasons already described, the push-pull signals TES (A ) And TES (B) are also mainly used in the DPP (differential push-pull) method. That is, the tracking error signal (TES2) by the DPP method is detected by the equation (3).
[0012]
In equation (3), the constant k is for correcting the difference in intensity between the main beam and the sub beam. If the intensity ratio is main beam: sub beam A: sub beam B = a: b: b, k = a / (2b) Is given in.
[0013]
Further, when reproducing an optical disc on which pit information is recorded, a change in the phase difference between Sh and Si can be detected to detect TES3 by the DPD (phase difference) method. The recorded information signal (RF) is detected by equation (4).
[0014]
FES = Sa−Sb (1)
TES1 = Sh-Si (2)
TES2 = TES1-k {TES (A) -TES (B)]
= (Sh-Si) -k [(Sc-Se) + (Sd-Sf)] (3)
RF = Sh + Sg + Si (4)
[0015]
[Problems to be solved by the invention]
In the optical pickup device described in Japanese Patent Laid-Open No. 2001-273666, the light emitted from the semiconductor laser 105 has a larger beam diameter as it travels toward the optical disk (see FIG. 13B). For this reason, in FIG. 13B, the main beam and the sub-beams A and B exist in a state of being substantially overlapped above the three-
[0016]
FIG. 15 shows the beam shape on the
[0017]
The + 1st order diffracted
[0018]
When the difference in the amount of light between the sub beams A and B occurs, the following problem occurs. If there is a difference in the light amounts of the sub-beams A and B, that is, even if there is an imbalance in the light amounts of the sub-beams A and B due to being cut at the dividing line 109l, the constant k is appropriate if the unbalance is always constant. By setting to a small value, stable tracking servo can be performed regardless of the pickup device. That is, since the intensity ratio between the main beam and the sub beams A and B is M: A: B = a: b1: b2, the constant k in equation (3) may be set to k = a / (b1 + b2).
[0019]
However, in an actual optical pickup device, an installation error of the semiconductor laser 105, a manufacturing error related to a housing portion such as a package, a stem, or a housing, a manufacturing error of an optical component used for an optical pickup such as a beam splitter or a reflection mirror, and the optical The position and interval of the main beam and the sub beams A and B on the
[0020]
Therefore, even if an attempt is made to correct the difference in light intensity between the main beam and the sub-beams A and B by determining the constant k, the intensity ratio of the sub-beams A and B is determined for each optical pickup apparatus in consideration of the error of the optical pickup apparatus. Because of the difference, there was a problem that it could not be corrected sufficiently. For this reason, the conventional optical pickup device has a problem that it is difficult to perform stable tracking servo.
[0021]
The present invention has been made to solve the above-described problems, and one of the objects of the present invention is to provide an optical pickup device capable of performing stable tracking servo.
[0022]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, according to one aspect of the present invention, an optical pickup device includes a light source that irradiates light to an optical recording medium, and a light source disposed between the light source and the optical recording medium. Condensing means for condensing light, a photodetector formed with a plurality of light receiving portions for receiving return light from the optical recording medium, and a light source disposed in between the light source and the condensing means. A first optical branching unit that branches into one sub-beam and a second sub-beam; a second optical branching unit that is disposed between the focusing unit and the photodetector and further splits the main beam, the first sub-beam, and the second sub-beam; The second optical branching unit is disposed at an optical position at a predetermined interval between the first sub-beam and the second sub-beam.
[0023]
According to the present invention, the second optical branching unit that is disposed between the focusing unit and the photodetector and further splits the main beam, the first sub-beam, and the second sub-beam includes the first sub-beam and the second sub-beam. The sub-beams are arranged at optical positions separated by a predetermined distance. For this reason, the 1st sub beam and the 2nd sub beam can be branched independently, and the freedom degree of utilization of a sub beam can be raised. When the first sub-beam and the second sub-beam are used for tracking error signal detection, a stable tracking error signal can be obtained. As a result, an optical pickup device capable of performing stable tracking servo can be provided.
[0024]
Preferably, the second optical branching unit has a plurality of regions divided by a dividing line parallel to the radial direction of the optical recording medium and a dividing line perpendicular to the radial direction.
[0025]
According to the present invention, the second optical branching means has a plurality of regions divided by a dividing line parallel to the radial direction and a dividing line perpendicular to the radial direction of the optical recording medium. Only the main beam and the first and second sub beams can be divided. Therefore, the beam for generating the tracking error signal by the DPP method and the beam for generating the focus error signal can be easily divided, and the optical pickup device can be simplified.
[0026]
Preferably, in the second optical branching unit, each of the first sub-beam and the second sub-beam is disposed at an optical position with a predetermined distance from the main beam.
[0027]
According to the present invention, the second optical branching unit is disposed at an optical position at a predetermined distance from the main beam, so that the first sub-beam and the second sub-beam are related to the branch of the main beam. The first sub-beam and the second sub-beam can be branched instead. Further, when the first sub-beam and the second sub-beam are used for detection of the tracking error signal, the entire first sub-beam and the second sub-beam are used to generate a push-pull signal for offset removal in the tracking error signal by the DPP method. Can be used. As a result, the degree of freedom in using the sub-beam is further improved, and the signal quality is improved.
[0028]
Preferably, the second optical branching unit includes a region divided by a dividing line that divides each of the first sub-beam and the second sub-beam in the radial direction of the optical recording medium, and the main beam in the track direction of the optical recording medium. One of the regions delimited by the dividing line for dividing the main beam in the track direction of the optical recording medium further includes the main beam in the radial direction of the optical recording medium. It has the area | region divided by the dividing line to divide | segment.
[0029]
According to the present invention, each of the first sub-beam and the second sub-beam is not divided by a dividing line that divides the main beam in the track direction of the optical recording medium. An error signal can be generated. As a result, the quality of the tracking error signal is improved and the tracking servo operation can be stabilized.
[0030]
Preferably, the second optical branching unit is divided by a dividing line for dividing the first and second sub beams in the track direction of the optical recording medium so that the shapes of the first sub beam and the second sub beam are substantially the same. And a region delimited by a dividing line that divides the main beam in the track direction of the optical recording medium, and at least delimited by a dividing line that divides the first sub-beam in the track direction of the optical recording medium. One area has an area delimited by a dividing line that divides the first sub-beam in the radial direction of the optical recording medium, and delimited by a dividing line that divides the second sub-beam in the track direction of the optical recording medium. At least one area has an area delimited by a dividing line dividing the second sub-beam in the radial direction of the optical recording medium, and delimited by a dividing line dividing the main beam in the track direction of the optical recording medium. One band has a region separated by the division line further divide the main beam in the radial direction of the optical recording medium.
[0031]
According to this invention, the second optical branching unit divides the first and second sub beams in the track direction of the optical recording medium so that the shapes of the first sub beam and the second sub beam are substantially the same. Since the region is divided by lines, the first sub-beam and the second sub-beam used for the tracking error signal by the DPP method can be divided and partially used. Therefore, even if a part of the first or second sub beam overlaps the main beam on the second optical branching means, the tracking error signal by the DPP method is generated using the light of the part not overlapping the main beam. Can be generated. As a result, it is not necessary to separate the first or second sub beam from the main beam, and the design of the components of the optical system is facilitated.
[0032]
Preferably, of the main beam, the first sub-beam, and the second sub-beam that pass through the second optical branching unit, each light related to tracking error signal generation has substantially the same shape.
[0033]
According to the present invention, the light quantity ratio of each light related to the tracking error signal generation among the main beam, the first sub beam, and the second sub beam that passes through the second optical branching unit becomes constant, so that stable tracking is achieved. An error signal can be obtained.
[0034]
Preferably, there is further provided a third light branching unit that is disposed between the first light branching unit and the light collecting unit, transmits the light from the light source and guides it to the light collecting unit, and reflects the return light. The third light branching means is constituted by a boundary surface between the first optical medium through which light from the light source passes and the second optical medium through which return light passes.
[0035]
According to this invention, the light from the light source is guided to the light collecting means and the return light is reflected by the third light branching means disposed between the first light branching means and the light collecting means. For this reason, since the second light branching unit can be arranged separately from the optical path from the light source, the second light branching unit can be arranged at a position where the sub beam is separated or an optical position where the main beam and the sub beam are separated. It becomes easy.
[0036]
Preferably, the second optical medium has a reflecting surface disposed between the boundary surface and the second light branching means and parallel to the boundary surface.
[0037]
According to the present invention, the second optical medium has a reflecting surface that is arranged between the boundary surface and the second light branching means and is parallel to the boundary surface. Therefore, the boundary surface can be controlled by controlling the position of the reflecting surface. And the reflecting surface can be changed, and the position of each beam on the second optical branching means can be easily changed.
[0038]
Preferably, there is further provided a diffraction grating which is disposed between the first light branching unit and the light collecting unit, transmits light from the light source and guides it to the light collecting unit, and guides the return light to the second light branching unit. .
[0039]
According to the present invention, since the diffraction grating is used for branching the return light, it can be easily configured and the position of the beam on the second light branching means can be easily separated by the hologram effect of the diffraction grating. Can do.
[0040]
Preferably, the first light branching means is a diffraction grating.
According to this invention, since the first light branching means is a diffraction grating, the first light branching means can be easily manufactured, and the optical pickup device can be easily manufactured.
[0041]
Preferably, the second light branching means is a diffraction grating.
According to this invention, since the second light branching means is a diffraction grating, the second light branching means can be easily manufactured, and the optical pickup device can be easily manufactured.
[0042]
Preferably, the first and second light branching units are formed on one optical substrate. According to the present invention, since the first and second light branching means are formed on one optical substrate, the configuration of the optical pickup device is simplified and the size can be reduced.
[0043]
Preferably, the first and second light branching means are formed on opposing surfaces of the optical substrate.
[0044]
According to the present invention, since the first and second light branching means are formed on the opposing surfaces of the optical substrate, when the first and second light branching means are diffraction gratings, the grooves Even if the conditions such as depth are different, they can be manufactured without being affected by each other's conditions.
[0045]
Preferably, the third light branching unit is formed on the same optical substrate as the first light branching unit or the second light branching unit.
[0046]
According to this invention, since the diffraction grating is formed on the same optical substrate as the first light branching means and the second light branching means, the diffraction grating, the first light branching means, and the second light branching means. Can be easily manufactured, and the relative positions of the diffraction grating, the first light branching means, and the second light branching means can be prevented from shifting. In addition, the configuration of the optical pickup device can be further simplified and the size can be reduced.
[0047]
Preferably, the light source and the photodetector are housed in one package, and the optical substrate is fixed to the outside of the package.
[0048]
According to the present invention, the light source and the photodetector are housed in one package, and the optical substrate is fixed to the outside of the package, so that the productivity and reliability of the optical pickup device are improved.
[0049]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In addition, the same code | symbol in the figure shows the same or equivalent member, and the overlapping description is not repeated.
[0050]
(First embodiment)
FIG. 1 is a diagram illustrating a schematic configuration of an optical system of the optical pickup device according to the first embodiment. 1A shows a plan view, and FIG. 1B shows a side view of the plan view of FIG. 1A viewed from the right side of the drawing. Referring to FIGS. 1A and 1B, linearly polarized light (P-polarized light) emitted from a semiconductor laser 11 (light source) is diffracted by a three-beam diffraction grating 1 (first light branching means). As a result, the light is branched into three light beams: a main beam that is 0th-order diffracted light, a first subbeam that is ± 1st-order diffracted light, and a second subbeam. Since ± first-order diffracted light is generated in the Y direction shown in the drawing, it is not shown in the plan view of FIG. Although slightly higher order diffracted light than ± 1st order diffracted light is generated, it is not mentioned here because it is not related to the function of the optical pickup device.
[0051]
The three-
[0052]
The three lights transmitted through the PBS 3 are circularly polarized by the
[0053]
The three return lights from the
[0054]
The three-
[0055]
FIG. 1B shows the state of the optical path of the return light from the
[0056]
FIG. 3 is a diagram illustrating the shape of the
[0057]
The
[0058]
Thus, the
[0059]
In addition, each region described below using a dividing line is limited to the inside of the region H. That is, regions i and j obtained by dividing the region sandwiched by the dividing lines R1 and R2 in the radial direction by the dividing line T1, and regions b and c obtained by dividing the region sandwiched by the dividing lines R1 and R3 in the radial direction by the dividing line T1. Regions d and e obtained by dividing the upper region of the dividing line R2 in the radial direction by the dividing line T1, and regions f and g obtained by dividing the lower region of the dividing line R3 in the drawing by the dividing line T1 in the radial direction. is there.
[0060]
The
[0061]
FIG. 4 shows a beam arrangement on the
[0062]
(1) First character of code: “4” is added to the + 1st order diffracted light, and “5” is added to the −1st order diffracted light.
[0063]
(2) Second character of the code: “M” is attached to the main beam and “A” or “B” is attached to the sub beam.
[0064]
(3) Third character of the code: indicates the divided area of the
[0065]
For example, the symbol 4Mc means light that has passed through the region c of the
[0066]
Moreover, the code | symbol attached | subjected to the light-receiving part has the following meaning.
(1) First character of code: “7” indicating a photodetector is attached.
[0067]
(2) Second character of the code: “M” is attached when the received beam is the main beam, “A” is attached when the beam is sub-beam A, and “B” is attached when the beam is sub-beam B.
[0068]
(3) The third character of the code indicates the divided area of the
[0069]
Further, the output signal of the light receiving unit is represented by a code in which the
[0070]
Next, a detection form of the tracking error signal will be described. Since the main beam diffracted lights 5Mb and 5Mc in the regions b and c contain optical diffraction components generated in the tracks, the main beam push-pull signal (MPP) is generated by the differential of the output signals of the 5Mb and 5Mc. , Generated by equation (5). Similarly, for the diffracted lights 4Ad and 4Ae of the sub beam A in the regions d and e, the push-pull signal (SPPA) of the sub beam A is generated by the equation (6) by the differential of the output signal. Similarly, for the diffracted beams 4Bb and 4Bc of the sub-beam B in the regions b and c, the push-pull signal (SPPB) of the sub-beam B is generated by the equation (7) by the differential output signal. The tracking error signal (TES2) by the DPP method is detected using Expression (8).
[0071]
MPP = SMb−SMc (5)
SPPA = SAd−SAe (6)
SPPB = SBb−SBc (7)
TES2 = MPP-k [SPPA + SPPB] (8)
Next, the constant k in Expression (8) will be described. The constant k is a constant for correcting the intensity ratio between the main beam M and the sub beams A and B. In the present embodiment, the intensity ratio of the main beam M: sub beam A: sub beam B in the three-
[0072]
In the present embodiment, the dividing lines R2 and R3 bisect the sub-beams A and B, respectively, and further, since the dividing line T1 is located at the center of the sub-beams A and B, the regions b, c, d, The light quantity of e becomes equal. Therefore, since the outputs of SPPA and SPPB are equal, it is possible to eliminate the unbalance of the output signal due to the amount of light rays related to offset removal.
[0073]
The optical pickup device in the present embodiment was compared with a conventional optical pickup device under the following conditions.
[0074]
(1) As the condenser lens system, an
[0075]
(2) A DVD-RW disc having a track pitch of 0.74 μm, a groove width of 0.24 μm, and a groove depth of 0.028 μm was used as the
[0076]
(3) The
[0077]
(4) The light on the disk is positioned at a radius r = 24 mm of the substantially innermost circumference of the disk, the distance between the main beam and the sub beam on the disk is 12 μm, and the sub beams A and B cross the guide groove of the disk. A phase difference of 30 ° was given.
[0078]
FIG. 5 shows the detrack amount of the main beam with respect to the intensity ratio of the sub beams. In the optical pickup device according to the present embodiment, the intensity ratio of the sub-beams related to the tracking signal is always a constant value (here, 1) even if the beam is shifted on the hologram due to the tolerance, so that the detrack is a constant value regardless of the tolerance. (About 3 nm). Here, the reason why the detrack is slightly generated (about 3 nm) is that the position where the detrack is performed is a substantially innermost part of the disk and the track has a large degree of curvature. It is.
[0079]
In contrast, in the conventional optical pickup device, the detrack is minimized when the intensity ratio of the sub-beam is about 4.8. However, when the intensity ratio of the sub-beam is shifted from 4.8, the detrack becomes large. The tracking servo is unstable.
[0080]
FIG. 6 is a diagram illustrating a state in which the beam position is shifted on the hologram due to a manufacturing error of the optical pickup device. FIG. 6 shows a state in which three beams are shifted upward in the drawing with respect to the dividing lines R1 to R3 in the radial direction. FIG. 7 is a diagram schematically showing the shapes of the sub beams A and B and the main beam M in a predetermined region of the hologram. FIG. 7 shows the shapes of the sub-beams A and B and the main beam M shown in FIG. 6 in the regions b, c, d, e, i, and j. Other portions of each beam are omitted for convenience of explanation. As is apparent from FIG. 7, the ratio at which the sub beam A is divided by the dividing line R2, the ratio at which the sub beam B is divided by the dividing line R3, and the ratio at which the main beam M is divided by the dividing line R1 are equal. That is, the shapes of the diffracted beams Bb and Bc in the regions b and c, the shapes of the diffracted beams Ad and Ae in the regions d and e, and the shapes of the main beams Mi and Mj in the regions i and j are equal. For this reason, the light amounts of the diffracted lights Bb and Bc by the regions b and c are equal to the light amounts of the diffracted lights Ad and Ae by the regions d and e.
[0081]
Therefore, even when the beam position is shifted with respect to the dividing line due to a manufacturing error or the like, the outputs of SPPA and SPPB are equal, so that the output signal unbalance due to the amount of light rays related to offset removal can be eliminated. In this way, when the sub-beams are divided by the dividing lines R2 and R3 parallel to the radial direction, a part of the sub-beams on the same direction side with respect to the dividing lines R2 and R3 (in FIG. 7, the dividing lines R2 and R3 By using the diffracted lights Ad and Ae and the diffracted lights Bb and Bc) shown by diagonal lines in the upper sub-beam, the respective sub-beam push-pull signals can be generated, so that the SPPA and SPPB outputs can always be made equal and the sub-beam imbalance is eliminated. Is done.
[0082]
Other forms of signal detection are as follows. At the time of reproduction of an optical disk on which pit information is recorded, TES3 can be detected by the DPD method by detecting a change in the phase difference between SMc and SMb.
[0083]
The focus error signal (FES) can be detected by using the equation (9) by receiving the light beam 4Mc of the + 1st order diffracted light of the
[0084]
FES = SMc1-SMc2 (9)
RF = SMb + SMc + SMi + SMj (10)
The three-
[0085]
The arrangement of the
[0086]
Further, the
[0087]
(Second Embodiment)
Next, an optical pickup device in the second embodiment will be described. Constituent elements of the same type as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and redundant description will not be repeated.
[0088]
The optical pick-up device according to the second embodiment differs from the optical pickup device according to the first embodiment in the following points. In the optical pickup device according to the first embodiment, the optical position where the
[0089]
FIG. 8 is a diagram illustrating the shape of the
[0090]
FIG. 9 shows the arrangement of the light diffracted by the
[0091]
The diffracted light beams 4Mb and 4Mc of the main beam in the regions b and c of the
[0092]
Similarly, for the diffracted lights 4Ad and 4Ae of the sub-beam A in the areas d and e of the
[0093]
MPP = SMb−SMc (11)
MPP2 = (SMb + SMd) − (SMc + SMe) (11 ′)
SPPA = SAd−SAe (12)
SPPB = SBb−SBc (13)
TES2 = MPP2-k [SPPA + SPPB] (14)
In the case of Expression (14), for the constant k, the intensity of each beam by the three-
[0094]
In the present embodiment, a push-pull signal (SPPA, SPPB) is generated using the entire sub-beams A and B. Furthermore, since the only division in parallel with the radial direction is R1, even if the division line R1 shifts due to manufacturing variations of the optical pickup device, the sub-beams are not lost, and the entire sub-beams A and B are always generated as a push-pull signal. Can be used. Accordingly, since the outputs of SPPA and SPPB are always equal, it is possible to eliminate the unbalance of the output signal due to the amount of light rays related to offset removal. Further, since the entire sub-beam is used for the push-pull signal generation, the S / N of the tracking error signal is improved.
[0095]
Other forms of signal detection are as follows. At the time of reproduction of an optical disk on which pit information is recorded, TES3 can be detected by the DPD method by detecting a change in the phase difference between SMc and SMb.
[0096]
Regarding the focus error signal (FES), since the entire main beam is divided by the dividing line T1, the diffracted lights 4Md and 4Me are separated and incident on different positions on the
[0097]
FES = (SMd1-SMd2) + (SMe1-SMe2) (15)
RF = SMb + SMc + SMd + SMe (16)
The three-
[0098]
The arrangement of the
[0099]
Further, the
[0100]
Note that the
[0101]
<Modification of
Next, a modification of the
[0102]
FIG. 11 shows the arrangement of the light diffracted by another
[0103]
The main beam diffracted lights 5Mb and 5Mc in the regions b and c of the
[0104]
In the case of Expression (8), for the constant k, the intensity of each beam by the three-
[0105]
In the present embodiment, a push-pull signal (SPPA, SPPB) is generated using the entire sub-beams A and B. Accordingly, since the outputs of SPPA and SPPB are always equal, it is possible to eliminate the unbalance of the output signal due to the amount of light rays related to offset removal. Further, since the entire sub-beam is used for the push-pull signal generation, the S / N of the tracking error signal is improved.
[0106]
Other forms of signal detection are as follows. At the time of reproduction of an optical disk on which pit information is recorded, TES3 can be detected by the DPD method by detecting a change in the phase difference between SMc and SMb.
[0107]
For the focus error signal (FES), diffracted light 4Ma that passes through the region a of the main beam M is used. Therefore, the diffracted light 4Ma is received on the dividing lines of the light receiving parts 7Ma1 and 7Ma2, and is detected by using the expression (17) by adding the outputs of the light receiving parts. The recorded information signal (RF) is detected using equation (18).
[0108]
FES = SMa1-SMa2 (17)
RF = SMb + SMc + SMa3 (18)
(Third embodiment)
FIG. 12 is a side view of the optical system of the optical pickup device according to the third embodiment. The same or corresponding members as those in the optical pickup devices in the first and second embodiments are denoted by the same reference numerals, and redundant description will not be repeated.
[0109]
The optical pickup device in the third embodiment is different from the optical pickup device in the first embodiment in that a diffraction grating is used instead of the beam splitter 3. As this diffraction grating, it is preferable to use a diffraction grating having a hologram effect in order to separate the sub beams A and B and the main beam.
[0110]
Referring to FIG. 12, the linearly polarized light (P-polarized light) emitted from the semiconductor laser 11 (light source) is diffracted by the three-beam diffraction grating 1 (first light branching means), thereby becoming a main beam that becomes zero-order diffracted light. The first sub-beam and the second sub-beam, which are ± first-order diffracted light, are branched into three lights. Since diffraction occurs in the Y direction in the drawing, the sub-beams A and B are not shown. Although slightly higher order diffracted light than ± 1st order diffracted light is generated, it is not mentioned because it is irrelevant to the function of the optical pickup device.
[0111]
The three lights that have passed through the three-
[0112]
The three lights transmitted through the
[0113]
In the
[0114]
Also, the tracking error signal detection mode by the DPP method and other signal detection methods are applied in the same manner as in the first or second embodiment.
[0115]
By appropriately determining the thickness and refractive index of the
[0116]
Further, by forming the
[0117]
According to the optical pickup device in the present embodiment, the
[0118]
Further, since the
[0119]
Further, since the
[0120]
Further, since the sub-beams A and B are not divided on the
[0121]
Further, on the
[0122]
Furthermore, since the light related to the tracking error signal generation in the main beam and the sub beam that have passed through the
[0123]
Furthermore, since the
[0124]
Further, since the
[0125]
Further, since the
[0126]
Further, since the three-
[0127]
Further, since the
[0128]
Furthermore, since the three-
[0129]
Further, since the three-
[0130]
Further, since the three-
[0131]
Furthermore, since semiconductor elements such as the
[0132]
The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram illustrating a schematic configuration of an optical system of an optical pickup device according to a first embodiment.
FIG. 2 is a plan view of a three-
FIG. 3 is a diagram showing the shape of a hologram and the position of light on the hologram of the optical pickup device in the first embodiment.
FIG. 4 is a diagram showing a beam arrangement on a
FIG. 5 is a diagram illustrating a detrack amount of a main beam with respect to an intensity ratio of sub beams.
FIG. 6 is a diagram showing a state in which the beam position is shifted on the hologram due to a manufacturing error or the like of the optical pickup device according to the first embodiment.
FIG. 7 is a diagram schematically showing the shapes of a sub beam and a main beam in a predetermined region of a hologram.
FIG. 8 is a diagram showing the shape of the
FIG. 9 is a diagram showing each arrangement of light diffracted by the
FIG. 10 is a diagram showing the shape of another
FIG. 11 is a diagram showing each arrangement of light diffracted by another
FIG. 12 is a side view of an optical system of an optical pickup device in a third embodiment.
FIG. 13 is a diagram showing a schematic configuration of a conventional optical pickup device.
FIG. 14 is a diagram illustrating a relationship between a hologram element of a conventional optical pickup device, light diffracted by the hologram element, and a light receiving element.
FIG. 15 shows a beam shape on a
FIG. 16 is a diagram showing return light diffracted by a hologram in a conventional optical pickup device.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (14)
前記光源と光記録媒体の間に配置され光源の光を光記録媒体に集光する集光手段と、
光記録媒体からの戻り光を受光する複数の受光部が形成された光検出器と、
前記光源と前記集光手段の間に配置され前記光源の光をメインビーム、第1のサブビームおよび第2のサブビームに分岐する第1の光分岐手段と、
前記集光手段と前記光検出器の間に配置され、前記メインビーム、前記第1のサブビームおよび前記第2のサブビームをさらに分岐する第2の光分岐手段とを備え、
前記第2の光分岐手段は、
前記第1のサブビームおよび前記第2のサブビームの両サブビームにはかからない位置で前記メインビームを第1の方向に分割する第1の分割線と、
前記第1のサブビームまたは前記第2のサブビームを前記第1の方向に分割する第2の分割線とを含む、光ピックアップ装置。A light source for irradiating the optical recording medium with light;
A light condensing means disposed between the light source and the optical recording medium for condensing the light of the light source onto the optical recording medium;
A photodetector formed with a plurality of light receiving portions for receiving return light from the optical recording medium;
A first light branching unit disposed between the light source and the light collecting unit and branching the light of the light source into a main beam, a first sub beam, and a second sub beam;
A second optical branching unit arranged between the condensing unit and the photodetector and further splitting the main beam, the first sub-beam and the second sub-beam;
The second optical branching means is
A first dividing line that divides the main beam in a first direction at a position that does not cover both the first sub-beam and the second sub-beam;
And a second dividing line that divides the first sub-beam or the second sub-beam in the first direction.
前記光源と光記録媒体の間に配置され光源の光を光記録媒体に集光する集光手段と、
光記録媒体からの戻り光を受光する複数の受光部が形成された光検出器と、
前記光源と前記集光手段の間に配置され前記光源の光をメインビーム、第1のサブビームおよび第2のサブビームに分岐する第1の光分岐手段と、
前記集光手段と前記光検出器の間に配置され、前記メインビーム、前記第1のサブビームおよび前記第2のサブビームをさらに分岐する第2の光分岐手段とを備え、
前記第2の光分岐手段は、
前記第1のサブビームおよび前記第2のサブビームの両サブビームにはかからない位置で前記メインビームを第1の方向に分割する第1の分割線と、
前記第1のサブビームを前記第1の方向と垂直な第2の方向に分割する第4の分割線と、
前記メインビームの一部および前記第2のサブビームを前記第1の分割線との接点を起点に前記第2の方向に分割する第5の分割線とを含む、光ピックアップ装置。A light source for irradiating the optical recording medium with light;
A light condensing means disposed between the light source and the optical recording medium for condensing the light of the light source onto the optical recording medium;
A photodetector formed with a plurality of light receiving portions for receiving return light from the optical recording medium;
A first light branching unit disposed between the light source and the light collecting unit and branching the light of the light source into a main beam, a first sub beam, and a second sub beam;
A second optical branching unit arranged between the condensing unit and the photodetector and further splitting the main beam, the first sub-beam and the second sub-beam;
The second optical branching means is
A first dividing line that divides the main beam in a first direction at a position that does not cover both the first sub-beam and the second sub-beam;
A fourth dividing line that divides the first sub-beam in a second direction perpendicular to the first direction;
An optical pickup device comprising: a fifth parting line that divides a part of the main beam and the second sub-beam in the second direction starting from a contact point with the first parting line .
前記第3の光分岐手段は、光源からの光が通過する第1の光学媒質と前記戻り光が通過する第2の光学媒質との境界面で構成される、請求項1〜4のいずれかに記載の光ピックアップ装置。A third light branching unit that is disposed between the first light branching unit and the light collecting unit, transmits light from a light source and guides the light to the light collecting unit, and reflects the return light;
The said 3rd light branch means is comprised by the interface of the 1st optical medium through which the light from a light source passes, and the 2nd optical medium through which the said return light passes, The any one of Claims 1-4 The optical pickup device described in 1.
前記光学基板は、前記パッケージの外部に固定される、請求項11〜13のいずれかに記載の光ピックアップ装置。The light source and the photodetector are housed in one package;
Wherein the optical substrate is fixed to the outside of the package, the optical pickup device according to any one of claims 11 to 13.
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