JP4193028B2 - Optical pickup and optical disk drive - Google Patents

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JP4193028B2 JP2002195824A JP2002195824A JP4193028B2 JP 4193028 B2 JP4193028 B2 JP 4193028B2 JP 2002195824 A JP2002195824 A JP 2002195824A JP 2002195824 A JP2002195824 A JP 2002195824A JP 4193028 B2 JP4193028 B2 JP 4193028B2
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光記録媒体に対して信号の記録や再生を行うための光ディスクドライブ等に設けられる光ピックアップおよび光ディスク駆動装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、光ディスクドライブ(光ディスク駆動装置)には、高密度化への要求と共に小型情報端末への搭載を前提とした小型化への要求が高まっており、その基幹デバイスである光ピックアップにおいても、小型化を追求した開発が活発に行なわれている。
図7は、光ピックアップに搭載されるレーザ光源と光検出素子等を搭載した光集積素子の構成例を示す断面図である。
図示のように、この光集積素子は、素子基板10に、レーザダイオード(以下、LDという)11、FAPC用フォトディテクタ(以下、PDという)12、再生信号検出用PDIC13、立ち上げミラー14、λ/2板15、グレーティング16、ホログラム17、リッド18、積層プリズム19、モールド複合素子20等を搭載した構成となっている。
ここで、LD11から出射されて立ち上げミラー14を透過した一部の光は、リッド18で反射した後、FAPC用PD12に入射するようになっている。
この光集積素子では、集光レンズを用いずに、光量を検出するような光学系にすることにより、光路長を短くでき、光ピックアップをより小型化することが可能となっている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような光集積素子では、図8に示すように、LD11から出射された光を集光せずにPD12上に効率良く入射させようとすると、大面積のPDを必要とするが、PD12の面積が大きくなると端子間容量が増大し、PD12の光検出出力の周波数特性が悪化するという問題があった。
また、光ピックアップを小型化すると、LDとPDとの間の距離が短くなるため、一般にLDノイズを下げるためにLDに印加されている高周波の駆動電流がPDにも伝播し、正確な光量検出を妨げるという問題があった。
【0004】
なお、後者のLDからのノイズの影響を受けるという問題に対しては、例えば特開平6−37556号公報に開示されるように、アンプノイズの影響を下げるために考案されたPD出力装置を適用することが可能である。つまり、このPD出力装置のアノード側の出力とカソード側の出力は逆極性となるために、後段で差動増幅することにより、配線に漏れこむLDからの高周波ノイズは同相除去されることになる。
しかし、このようなノイズ除去方法を用いると、アノード側とカソード側のどちらか一方の出力がPDのかける逆バイアス電圧の影響で大きなDCオフセットを持つことになる。光ディスクの信号再生用PDでは、出力のAC成分のみを用いるため、このようなDCオフセットの影響を避けることができるが、例えば図7に示すFAPC用途のPDの場合、その出力にこのような大きなDCオフセットを持ってしまうと、後段の高帯域アンプでその影響を排除することが難しくなってくる。
つまり、一般に高帯域オペアンプは、入出力電圧範囲が電源電圧に対して大幅に制限されるために、DCオフセットをこの範囲に抑えようとすると、PDにかける逆バイアス電圧が制限される、といったような問題が生じる。
【0005】
そこで本発明の目的は、光検出出力の周波数特性が改善でき、ノイズ低減を図ることが可能な光ピックアップおよび光ディスク駆動装置を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明は前記目的を達成するため、光源から出射した光を光記録媒体に照射し、その戻り光を検出する光ピックアップであって、前記光源から出射された後の光路中に配置された複数の光検出素子または複数の分割検出領域を有する光検出素子と、前記光検出素子からの検出出力を用いて前記光源から出射した光の光量検出を行なう光量検出手段とを有し、前記光検出素子には、逆バイアス電圧が印加されており、前記逆バイアス電圧は信号出力を得る側の端子がグラウンド電位近傍になるように印加され、前記光量検出手段は、一方の光検出素子または一方の分割検出領域からのアノードと、他方の光検出素子または他方の分割検出領域からのカソードとから互いに極性の異なった信号出力を得ることを特徴とする。
また本発明は、光源から出射した光を光記録媒体に照射し、その戻り光を検出する光ピックアップを具備した光ディスク駆動装置であって、前記光源から出射された後の光路中に配置された複数の光検出素子または複数の分割検出領域を有する光検出素子と、前記光検出素子からの検出出力を用いて前記光源から出射した光の光量検出を行なう光量検出手段とを有し、前記光検出素子に逆バイアス電圧が印加されており、前記逆バイアス電圧は信号出力を得る側の端子がグラウンド電位近傍になるように印加され、前記光量検出手段は、互いに極性の異なった一対の信号出力を後段で差動増幅する手段を有することにより、一方の光検出素子または一方の分割検出領域からのアノードと、他方の光検出素子または他方の分割検出領域からのカソードとから互いに極性の異なった信号出力を得ることを特徴とする。
【0007】
本発明の光ピックアップおよび光ディスク駆動装置では、光源から出射された後の発散光の光路中に、複数の光検出素子または複数の分割検出領域を有する光検出素子を配置したことにより、光検出素子における端子間容量を下げ、各光検出素子または各分割検出領域からの電流出力を個別に電圧変換することにより、光量検出出力の周波数特性を改善することが可能である。
また、本発明の光ピックアップおよび光ディスク駆動装置では、複数の光検出素子または複数の分割検出領域の一方のアノード側から信号出力を取り出すとともに、他方のカソード側から信号出力を取り出すことにより、光検出素子に入射する光量に比例した互いに逆極性の2つの信号を得ることができる。
このため、これらの2つの出力を後段の回路で差動増幅することにより、配線への高周波の飛び込みノイズなどの同相ノイズを除去することができる。
なお、この場合、アノード側の端子にはカソード側を正の電位に保つように逆バイアスをかけ、カソード側の端子にはアノード側を負の電位に保つように逆バイアスをかけるようにすることにより、2つの出力が共にグラウンド電位近傍の出力が得られるため、上述した出力のDCオフセットの問題も解決することができる。
さらに、互いに逆極性となる2つの出力の少なくともどちらか一方をゲイン調整できるようにすることにより、同相ノイズが最も小さくなるように微調整することが可能である。
【0008】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による光ピックアップおよび光ディスク駆動装置の実施の形態例について説明する。
本発明の実施の形態例による光ピックアップは、LDの発散光の光路中に小面積のPDを複数配置する、または多分割PDを配置することにより、個々のPD素子の端子間容量を下げ、各々の素子の電流出力を個別に電圧変換することにより、光量検出出力の周波数特性を改善するものである。
また、複数のPDまたは多分割PDの一方の素子のアノード側より信号出力を取り出し、他方の素子のカソード側より信号出力を取り出すことにより、PDに入射する光量に比例した互いに逆極性の2つの信号を得ることができる。
【0009】
そして、これらの2つの出力を後段の回路で差動増幅することにより、配線への高周波の飛び込みノイズなどの同相ノイズを除去することができる。また、この場合、アノードから出力を取り出す素子に対しては、カソード側を正の電位に保つように逆バイアスをかけ、カソードから出力を取り出す素子に対しては、アノード側を負の電位に保つように逆バイアスをかけるようにする。これにより、2つの出力は、共にグラウンド電位近傍の出力が得られるため、上述した出力のDCオフセットの問題も解決することができる。
さらに、互いに逆極性となる2つの出力の少なくともどちらか一方をゲイン調整できるようにすると、同相ノイズが最も小さくなるように微調整することが可能である。
【0010】
図1は、本実施の形態例による光ピックアップを搭載した光ディスクドライブの構成を主な光路を中心にして示す説明図であり、図7に示したものと同様の光集積素子を含む構成例を示している。ただし、本実施の形態例では、光集積素子のPD部分の構成及び後段回路の構成が異なっている。
まず、本例の光集積素子100の構成は、基本的には図7に示すものと同様であり、素子基板110、LD111、FAPC用PD112、再生信号検出用PDIC113、立ち上げミラー114、λ/2板115、グレーティング116、ホログラム117、リッド118、積層プリズム119、モールド複合素子120等を有している。
また、光集積素子100から出射された光の光路には、コリメータレンズ210、アナモプリズム220、エキスパンダ230、λ/4板240、2群対物レンズ250が配置され、スピンドル300に支持された光ディスク310の信号記録面に導かれている。
【0011】
以下、このような構成における光ピックアップの動作を説明する。
LDを出射した発散光は、立ち上げミラー114でその大部分が90度真上に反射された後、λ/2板115、モールド複合素子120上のグレーティング116及び積層プリズム119のPBS膜119Aを透過し、コリメータレンズ210へと向かう。
コリメータレンズ210において平行光となった後、アナモプリズム220でビーム整形され、エキスパンダレンズ230へと向かう。
エキスパンダレンズ230は、2群レンズより成り、その2群間の距離を調整することにより、高NA対物レンズを用いた場合に顕著に現れる球面収差を補正する役割を果たす。
【0012】
このエキスパンダ230を通過したビームは、λ/4板240、及び2群対物レンズ250を通ることにより、光ディスク310上の信号記録膜に集光される。そして、光ディスク310上の相変化膜の反射率変化により光強度変調されたビームは、同じ光路を通って積層プリズム119のPBS膜119Aまで戻るが、ここでは90度折り曲げられて、更に全反射90度ミラー119Bを経て、PDIC113に入射する。
なお、PDIC113の手前のモールド複合素子120にはホログラム117が形成されており、ここでフォーカスサーボ用の2つのサイドスポットを形成している。
【0013】
図2は、本例における光検出素子であるFAPC用PD112の構成例を示す正面図である。
このPD112は、本発明の各請求項の全てについて適用可能なものである。このPD112は、横長楕円形状となるビームスポット400を効率よく検出するために、横長の受光部112Aを有し、この受光部112Aを長手方向に2分割した構造となっている。
【0014】
なお、本発明の請求項においては、「複数の光検出素子」および「複数の分割検出領域を有する光検出素子」という表現を用いているが、これらは1つの受光部を有する光検出素子を単位として考えるか、複数の受光部を有する光検出素子を単位として考えるかの差であり、両者は本質的には大きな差異を有するものではないものである。
したがって、図2に示す受光部112AのPD1、PD2をそれぞれ独立した光検出素子とみなしてもよいし、1つの光検出素子の受光部112Aを2つの分割検出領域PD1、PD2を有するものとみなしてもよい。
そこで以下の説明では、各PD1、PD2をそれぞれ独立した光検出素子として扱うものとする。
また、このような各PD1、PD2を作り込んだPD基板112Bには、それぞれのPD1、PD2から導かれたアノード端子121A、122A、カソード端子121B、122Bが設けられている。
【0015】
次に、このような構造のFAPC用PD112による検出信号を処理する信号処理回路の構成及び動作について説明する。
図3は、本実施の形態例における信号処理回路の第1の例を示すブロック図である。
この信号処理回路は、3つのオペアンプ510、520、530を有して構成される。
PD1は、アノード側から出力が取り出され、オペアンプ510の反転入力端子に入力されており、PD1のカソード側は抵抗(1k)を介してVcc(+5V)に接続され、また、キャパシタを介してGNDに接続されている。
一方、PD2は、カソード側から出力が取り出され、オペアンプ520の反転入力端子に入力されており、PD2のアノード側は抵抗(1k)を介してVEE(−5V)に接続され、また、キャパシタを介してGNDに接続されている。
つまり、2つのPD1、PD2は、共にカソード側の電位が高くなるように逆バイアス電圧が印加されているが、出力を取り出す側の電極の電位がグラウンド近傍になるように、出力を取り出さない側の電極に正負の電圧が印加されている。
【0016】
また、オペアンプ510、520の非反転入力端子はそれぞれ接地され、それぞれ負帰還抵抗R1、R2が設けられている。そして、各オペアンプ510、520の出力信号はオペアンプ530の入力端子に出力され、このオペアンプ530において両者の差分信号が出力される。
また、各オペアンプ510、520の出力信号は、それぞれ抵抗を介してオペアンプ530の入力端子に接続されているが、一方のオペアンプ510の出力端の抵抗は可変抵抗VRとなっている。
【0017】
このような構成において、各PD1、PD2に光が入射すると、各PD1、PD2には電流IPD1 、IPD2 が流れる。それぞれの電流出力は、電流−電圧(IV)変換抵抗R1、R2によってそれぞれ電圧Vpd1 、Vpd2 に変換される。
この電圧Vpd1 、Vpd2 は、互いに逆極性の信号となるが、LDなどからの漏れ込みノイズはVpd1 、Vpd2 に対してほぼ等しく漏れ込んでくるため、光ピックアップから離れたところに配置された後段のアンプで電圧Vpd1 、Vpd2 を差動増幅することにより、漏れ込み成分のみが同相ノイズとしてキャンセルされる(すなわち、図中Aに示す領域に漏れ込んだ同相ノイズを除去できる)。
一方の電圧Vpd1 は、可変抵抗VRによってゲイン調整が可能となっており、この調整により、Vpd1 、Vpd2 に入っているLDからの高周波の同相ノイズをより厳密に除去することができる。
【0018】
図4は、本実施の形態例における信号処理回路の第2の例を示すブロック図である。なお、信号処理回路以外の図1及び図2に示す構成は本例においても共通であるものとする。
本例においては、PD1、PD2の出力を直接後段のオペアンプ540の非反転入力、及び反転入力に結合したものである。PD1は、アノード側から出力が取り出され、オペアンプ540の非反転入力端子に入力され、PD2は、カソード側から出力が取り出され、オペアンプ540の反転入力端子に入力されている。また、オペアンプ540の非反転入力端子はIV変換抵抗R1を介して接地され、オペアンプ540の反転入力端子はIV変換抵抗R2を介して出力端子に接続されている。
【0019】
このような構成により、1つのオペアンプで差動出力が得られるという利点がある。ただし、一般に高帯域の電流出力はあまり配線長を長くできないため、PDの近傍にアンプを配置しなければならず、アンプ通過後の信号にノイズが漏れ込んできた場合には同相除去することができない(すなわち、同相ノイズを除去できる領域が図中Bに示すように小さくなる)、というデメリットをも併せ持つ構成である。
また、本例の構成では、可変抵抗によるゲインの微調整をすることができないが、例えば(あまり好ましくはないが)R1またはR2を可変抵抗とすることで同様の機能を実現することは可能である。
なお、以上の図3および図4に示す例では、1つの光路内に2つのPD1、PD2(多分割PDの場合も同様)を配置しているが、光路を複数に分けて、複数の光路の光を複数のPDで光量検出するような構成としても良い。
【0020】
図5は、本実施の形態例における信号処理回路の第3の例を示すブロック図である。
本例もPDの信号処理回路を示すものであるが、特にPDを1素子のみ用い、前述した特開平6−37556号公報の回路構成に可変抵抗VRによるゲイン調整機能を付加した内容となっている。従って、PD自体の構成については説明を省略する。
図5に示すように、この信号処理回路では、3つのオペアンプ610、620、630を有して構成され、1つのPDのカソード側にIV変換抵抗R1を配置し、アノード側にIV変換抵抗R2を配置している。ただし、この構成ではカソード側の出力に大きなDCオフセットが生じてしまうため、後段のオペアンプ610の反転入力側に正の電圧Vcc(+5V)を印可し、オフセットの発生をキャンセルしている。
【0021】
なお、図5から分かるように、±5Vで駆動される高帯域のオペアンプでは、入出力電圧範囲が±2.5〜3V程度であるのが普通であるから、本例のようにPDに印可する逆バイアス電圧Vcを+2.5Vに制限せざるを得なくなっている。
また、本例においても、図3および図4に示す例と同様に、可変抵抗VRを微調整することにより、同相ノイズをより厳密に除去することができる(すなわち、図中Cに示す領域に漏れ込んだ同相ノイズを除去できる)。
また、本例による信号処理回路の構成は、上述した図1に示す光ピックアップの光集積素子に適用することが可能であるが、特に光検出素子として1つのPDを用いた構成に適用できるものである。ただし、複数設けたPDの1つ、あるいは多分割PDの1つの検出領域を用いるような構成に適用することも可能である。
【0022】
図6は、本実施の形態例における信号処理回路の第4の例を示すブロック図である。
本例の信号処理回路は、3つのオペアンプ640、650、660を有して構成され、図5に示す構成と同様に、PDを1つのみ用いている。
そして、PDのアノード側からの出力を、後段の2つのアンプ640、650のうち、一方のアンプ640の反転入力と、他方のアンプ650の非反転入力に結合している。
したがって、2つのアンプ640、650からは、極性の異なる2つの出力V、−Vが得られるから、これらを光ピックアップから離れたところに配置したアンプ660で差動増幅すれば、その間の配線に漏れ込んでくる同相ノイズを上述した図3〜図5に示す例と同様にキャンセルできる(すなわち、図中Dに示す領域に漏れ込んだ同相ノイズを除去できる)。
また、本例においても、可変抵抗VRを微調整することにより、同相ノイズをより厳密に除去することができる。
なお、本例による信号処理回路の構成は、上述した図1に示す光ピックアップの光集積素子に適用することが可能であるが、特に光検出素子として1つのPDを用いた構成に適用できるものである。ただし、複数設けたPDの1つ、あるいは多分割PDの1つの検出領域を用いるような構成に適用することも可能である。
また、本例では、発散光中にPDを配置しているが、レンズ通過後に得られる収束光中にPDを配置しても、ピックアップの大きさが大きくなるものの、図3〜図6のPD及び検出回路は、同様に出力の高帯域化、及び同相ノイズ除去の効果を持つものである。したがって、このような構成も本発明に含まれるものとする。
【0023】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の光ピックアップおよび光ディスク駆動装置によれば、光源から出射された後の発散光の光路中に、複数の光検出素子または複数の分割検出領域を有する光検出素子を配置したことにより、光検出素子における端子間容量を下げ、各光検出素子または各分割検出領域からの電流出力を個別に電圧変換することにより、光量検出出力の周波数特性を改善することができる効果がある。
また、本発明の光ピックアップおよび光ディスク駆動装置によれば、複数の光検出素子または複数の分割検出領域の一方のアノード側から信号出力を取り出すとともに、他方のカソード側から信号出力を取り出すことにより、光検出素子に入射する光量に比例した互いに逆極性の2つの信号を得ることができ、例えばこれらの2つの出力を後段の回路で差動増幅することにより、配線への高周波の飛び込みノイズなどの同相ノイズを除去することができる効果がある。
さらに、本発明の光ピックアップおよび光ディスク駆動装置によれば、互いに逆極性となる2つの出力の少なくともどちらか一方をゲイン調整できるようにすることにより、同相ノイズが最も小さくなるように微調整することができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本実施の形態例による光ピックアップを搭載した光ディスクドライブの構成を主な光路を中心にして示す説明図である。
【図2】図1に示す光ピックアップのFAPC用PDの構成例を示す正面図である。
【図3】図1に示す光ピックアップにおける信号処理回路の第1の例を示すブロック図である。
【図4】図1に示す光ピックアップにおける信号処理回路の第2の例を示すブロック図である。
【図5】図1に示す光ピックアップにおける信号処理回路の第3の例を示すブロック図である。
【図6】図1に示す光ピックアップにおける信号処理回路の第4の例を示すブロック図である。
【図7】光ピックアップに搭載されるレーザ光源と光検出素子等を搭載した光集積素子の構成例を示す断面図である。
【図8】図7に示す光集積素子の光検出部分を示す拡大断面図である。
【符号の説明】
100……光集積素子、110……素子基板、111……LD、112……FAPC用PD、113……再生信号検出用PDIC、114……立ち上げミラー、115……λ/2板、116……グレーティング、117……ホログラム、118……リッド、119……積層プリズム、120……モールド複合素子、210……コリメータレンズ、220……アナモプリズム、230……エキスパンダ、240……λ/4板、250……2群対物レンズ、300……スピンドル、310……光ディスク、400……ビームスポット、510、520、530、540、610、620、630、640、650、660……オペアンプ。
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an optical pickup and an optical disc driving apparatus provided in an optical disc drive or the like for recording and reproducing signals on an optical recording medium.
[0002]
[Prior art]
In recent years, optical disk drives (optical disk drive devices) have been demanded to be miniaturized on the premise that they are mounted on small information terminals together with a demand for higher density. Development in pursuit of computerization is actively conducted.
FIG. 7 is a cross-sectional view illustrating a configuration example of an optical integrated device on which a laser light source and a light detection device mounted on an optical pickup are mounted.
As shown in the figure, this optical integrated device includes an element substrate 10, a laser diode (hereinafter referred to as LD) 11, a FAPC photodetector (hereinafter referred to as PD) 12, a reproduction signal detection PDIC 13, a rising mirror 14, a λ / A two-plate 15, a grating 16, a hologram 17, a lid 18, a laminated prism 19, a mold composite element 20 and the like are mounted.
Here, a part of the light emitted from the LD 11 and transmitted through the rising mirror 14 is reflected by the lid 18 and then enters the FAPC PD 12.
In this optical integrated device, by using an optical system that detects the amount of light without using a condensing lens, the optical path length can be shortened, and the optical pickup can be further miniaturized.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, in such an optical integrated device, as shown in FIG. 8, if the light emitted from the LD 11 is efficiently incident on the PD 12 without condensing, a large area PD is required. When the area of the PD 12 is increased, the capacitance between terminals is increased, and there is a problem that the frequency characteristics of the light detection output of the PD 12 are deteriorated.
In addition, when the optical pickup is miniaturized, the distance between the LD and the PD is shortened. Therefore, in general, a high-frequency driving current applied to the LD to reduce the LD noise is also propagated to the PD, so that accurate light quantity detection is performed. There was a problem of preventing.
[0004]
For the latter problem of being affected by noise from the LD, for example, as disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 6-37556, a PD output device devised to reduce the influence of amplifier noise is applied. Is possible. That is, since the output on the anode side and the output on the cathode side of the PD output device have opposite polarities, high-frequency noise from the LD leaking into the wiring is removed in phase by differential amplification at the subsequent stage. .
However, when such a noise removal method is used, the output on either the anode side or the cathode side has a large DC offset due to the influence of the reverse bias voltage applied by the PD. Since the optical signal reproduction PD uses only the output AC component, the influence of such DC offset can be avoided. For example, in the case of the FAPC PD shown in FIG. If there is a DC offset, it will be difficult to eliminate the influence of the high-band amplifier in the subsequent stage.
In other words, since the input / output voltage range is generally limited with respect to the power supply voltage in a high-band operational amplifier, the reverse bias voltage applied to the PD is limited when the DC offset is controlled within this range. Problems arise.
[0005]
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide an optical pickup and an optical disc driving apparatus that can improve the frequency characteristics of the light detection output and can reduce noise.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention is an optical pickup for irradiating an optical recording medium with light emitted from a light source and detecting return light thereof, and a plurality of optical pickups arranged in an optical path after being emitted from the light source. The light detection element or a light detection element having a plurality of divided detection regions, and a light amount detection means for detecting a light amount of the light emitted from the light source using a detection output from the light detection element. A reverse bias voltage is applied to the element, and the reverse bias voltage is applied so that a terminal on the side where a signal output is obtained is close to a ground potential. Signal outputs having different polarities are obtained from the anode from the divided detection region and the other photodetecting element or the cathode from the other divided detection region .
Further, the present invention is an optical disc driving apparatus including an optical pickup that irradiates an optical recording medium with light emitted from a light source and detects return light thereof, and is disposed in an optical path after being emitted from the light source. A light detecting element having a plurality of light detecting elements or a plurality of divided detection regions, and a light amount detecting means for detecting a light amount of the light emitted from the light source using a detection output from the light detecting element, A reverse bias voltage is applied to the detection element, and the reverse bias voltage is applied so that a terminal on which a signal output is obtained is close to a ground potential, and the light amount detection means has a pair of signal outputs having different polarities. By means of differential amplification in the latter stage, the anode from one photodetecting element or one split detection area and the cap from the other photodetecting element or the other split detection area. Wherein the obtained polarity different signals output from each other and a over de.
[0007]
In the optical pickup and the optical disc driving device of the present invention, a plurality of light detection elements or light detection elements having a plurality of divided detection regions are arranged in the optical path of the divergent light after being emitted from the light source. The frequency characteristics of the light quantity detection output can be improved by lowering the inter-terminal capacitance and converting the current output from each photodetecting element or each divided detection area individually into a voltage.
Further, in the optical pickup and the optical disc driving apparatus of the present invention, the light output is obtained by taking out the signal output from one anode side of the plurality of light detecting elements or the plurality of divided detection regions and taking out the signal output from the other cathode side. Two signals having opposite polarities proportional to the amount of light incident on the element can be obtained.
For this reason, by differentially amplifying these two outputs by a subsequent circuit, it is possible to remove common-mode noise such as high-frequency jump noise into the wiring.
In this case, reverse bias is applied to the anode side terminal so as to keep the cathode side at a positive potential, and reverse bias is applied to the cathode side terminal so as to keep the anode side at a negative potential. As a result, both of the two outputs can obtain an output in the vicinity of the ground potential, so that the above-described problem of the DC offset of the output can also be solved.
Furthermore, by adjusting the gain of at least one of the two outputs having opposite polarities, it is possible to finely adjust so that the common-mode noise is minimized.
[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of an optical pickup and an optical disk drive according to the present invention will be described below.
The optical pickup according to the embodiment of the present invention reduces the inter-terminal capacitance of each PD element by arranging a plurality of small area PDs or multi-divided PDs in the optical path of the divergent light of the LD, The frequency characteristics of the light quantity detection output are improved by individually converting the current output of each element into a voltage.
Further, by taking out the signal output from the anode side of one element of a plurality of PDs or multi-division PDs and taking out the signal output from the cathode side of the other element, two signals having opposite polarities proportional to the amount of light incident on the PD are obtained. A signal can be obtained.
[0009]
Then, by differentially amplifying these two outputs with a subsequent circuit, common-mode noise such as high-frequency jump noise into the wiring can be removed. Further, in this case, a reverse bias is applied to the element that takes out the output from the anode so as to keep the cathode side at a positive potential, and the anode side is kept at a negative potential for the element that takes out the output from the cathode. Apply reverse bias. As a result, both of the two outputs can obtain an output in the vicinity of the ground potential, so that the above-described problem of the DC offset of the output can also be solved.
Further, if at least one of the two outputs having opposite polarities can be gain-adjusted, fine adjustment can be performed so that the common-mode noise is minimized.
[0010]
FIG. 1 is an explanatory diagram showing the configuration of an optical disk drive on which an optical pickup according to this embodiment is mounted with a main optical path as the center, and a configuration example including an optical integrated device similar to that shown in FIG. Show. However, in the present embodiment, the configuration of the PD portion of the optical integrated device and the configuration of the subsequent circuit are different.
First, the configuration of the optical integrated device 100 of this example is basically the same as that shown in FIG. 7, and the device substrate 110, the LD 111, the FAPC PD 112, the reproduction signal detection PDIC 113, the rising mirror 114, λ / 2 plate 115, grating 116, hologram 117, lid 118, laminated prism 119, mold composite element 120, and the like.
Further, a collimator lens 210, an anamorphic prism 220, an expander 230, a λ / 4 plate 240, and a two-group objective lens 250 are arranged in the optical path of the light emitted from the optical integrated device 100, and the optical disk supported by the spindle 300. The signal recording surface 310 is led.
[0011]
Hereinafter, the operation of the optical pickup having such a configuration will be described.
Most of the divergent light emitted from the LD is reflected by the rising mirror 114 90 degrees directly above, and then passes through the λ / 2 plate 115, the grating 116 on the mold composite element 120, and the PBS film 119A of the laminated prism 119. The light passes through to the collimator lens 210.
After collimated light is collimated by the collimator lens 210, the light is shaped by the anamorphic prism 220 and travels toward the expander lens 230.
The expander lens 230 is composed of a second group lens, and plays a role of correcting spherical aberration that appears prominently when a high NA objective lens is used by adjusting the distance between the two groups.
[0012]
The beam that has passed through the expander 230 is focused on the signal recording film on the optical disk 310 by passing through the λ / 4 plate 240 and the second group objective lens 250. Then, the beam whose light intensity is modulated by the change in reflectance of the phase change film on the optical disk 310 returns to the PBS film 119A of the laminated prism 119 through the same optical path, but is bent 90 degrees here and further totally reflected 90. Then, the light enters the PDIC 113 through the mirror 119B.
A hologram 117 is formed on the mold composite element 120 in front of the PDIC 113, and two side spots for focus servo are formed here.
[0013]
FIG. 2 is a front view showing a configuration example of the FAPC PD 112 which is a light detection element in this example.
The PD 112 is applicable to all the claims of the present invention. The PD 112 has a horizontally long light receiving portion 112A in order to efficiently detect the beam spot 400 having a horizontally long elliptical shape, and the light receiving portion 112A is divided into two in the longitudinal direction.
[0014]
In the claims of the present invention, the expressions “a plurality of light detection elements” and “a light detection element having a plurality of divided detection regions” are used. This is a difference between a unit and a photodetecting element having a plurality of light receiving units as a unit, and the two are not substantially different from each other.
Therefore, PD1 and PD2 of the light receiving section 112A shown in FIG. 2 may be regarded as independent photodetecting elements, and the light receiving section 112A of one photodetecting element is regarded as having two divided detection areas PD1 and PD2. May be.
Therefore, in the following description, each PD1 and PD2 is treated as an independent photodetecting element.
In addition, the PD substrate 112B on which the PD1 and PD2 are formed is provided with anode terminals 121A and 122A and cathode terminals 121B and 122B led from the PD1 and PD2.
[0015]
Next, the configuration and operation of the signal processing circuit for processing the detection signal by the FAPC PD 112 having such a structure will be described.
FIG. 3 is a block diagram showing a first example of the signal processing circuit in the present embodiment.
This signal processing circuit includes three operational amplifiers 510, 520, and 530.
The output of PD1 is taken out from the anode side and input to the inverting input terminal of the operational amplifier 510. The cathode side of PD1 is connected to Vcc (+ 5V) through a resistor (1k), and is connected to GND through a capacitor. It is connected to the.
On the other hand, the output of PD2 is taken out from the cathode side and inputted to the inverting input terminal of the operational amplifier 520. The anode side of PD2 is connected to VEE (−5V) via a resistor (1k), and the capacitor is connected to the PD2. Is connected to GND.
That is, the reverse bias voltage is applied to the two PD1 and PD2 so that the potential on the cathode side is high, but the output is not taken out so that the potential of the electrode from which the output is taken out is close to the ground. Positive and negative voltages are applied to the electrodes.
[0016]
The non-inverting input terminals of the operational amplifiers 510 and 520 are grounded, and negative feedback resistors R1 and R2 are provided, respectively. The output signals of the operational amplifiers 510 and 520 are output to the input terminal of the operational amplifier 530, and the operational amplifier 530 outputs a difference signal between them.
The output signals of the operational amplifiers 510 and 520 are connected to the input terminal of the operational amplifier 530 through resistors, respectively, but the resistance of the output terminal of one operational amplifier 510 is a variable resistor VR.
[0017]
In such a configuration, when light is incident on each PD1, PD2, currents IPD1, IPD2 flow in each PD1, PD2. The respective current outputs are converted into voltages Vpd1 and Vpd2 by current-voltage (IV) conversion resistors R1 and R2, respectively.
These voltages Vpd1 and Vpd2 are signals having opposite polarities, but leakage noise from the LD or the like leaks almost equally with respect to Vpd1 and Vpd2, so that the downstream of the optical pickup is disposed at a later stage. By differentially amplifying the voltages Vpd1 and Vpd2 with the amplifier, only the leakage component is canceled as the common mode noise (that is, the common mode noise leaking into the region indicated by A in the figure can be removed).
On the other hand, the gain of the voltage Vpd1 can be adjusted by the variable resistor VR. By this adjustment, high-frequency common-mode noise from the LD contained in Vpd1 and Vpd2 can be more strictly removed.
[0018]
FIG. 4 is a block diagram showing a second example of the signal processing circuit in the present embodiment. The configurations shown in FIGS. 1 and 2 other than the signal processing circuit are common in this example.
In this example, the outputs of PD1 and PD2 are directly coupled to the non-inverting input and the inverting input of the operational amplifier 540 at the subsequent stage. The output of PD1 is extracted from the anode side and input to the non-inverting input terminal of the operational amplifier 540, and the output of PD2 is extracted from the cathode side and input to the inverting input terminal of the operational amplifier 540. The non-inverting input terminal of the operational amplifier 540 is grounded via the IV conversion resistor R1, and the inverting input terminal of the operational amplifier 540 is connected to the output terminal via the IV conversion resistor R2.
[0019]
With such a configuration, there is an advantage that a differential output can be obtained with one operational amplifier. However, in general, since the high-band current output cannot make the wiring length so long, an amplifier must be arranged in the vicinity of the PD. If noise leaks into the signal after passing through the amplifier, the common mode can be removed. This configuration also has the demerit that it cannot be performed (that is, the region where common-mode noise can be removed becomes small as shown in FIG. 3B).
Further, in the configuration of this example, the gain cannot be finely adjusted by the variable resistor, but it is possible to realize the same function by making R1 or R2 a variable resistor, for example (not so much). is there.
In the example shown in FIGS. 3 and 4 above, two PD1 and PD2 (same in the case of multi-division PD) are arranged in one optical path, but the optical path is divided into a plurality of optical paths. The light quantity may be detected by a plurality of PDs.
[0020]
FIG. 5 is a block diagram showing a third example of the signal processing circuit in the present embodiment.
This example also shows a PD signal processing circuit. In particular, only one PD is used, and the gain adjustment function by the variable resistor VR is added to the circuit configuration of the above-mentioned JP-A-6-37556. Yes. Therefore, the description of the configuration of the PD itself is omitted.
As shown in FIG. 5, this signal processing circuit includes three operational amplifiers 610, 620, and 630. An IV conversion resistor R1 is disposed on the cathode side of one PD, and an IV conversion resistor R2 is disposed on the anode side. Is arranged. However, in this configuration, since a large DC offset occurs in the cathode side output, a positive voltage Vcc (+5 V) is applied to the inverting input side of the operational amplifier 610 in the subsequent stage to cancel the generation of the offset.
[0021]
As can be seen from FIG. 5, in a high-band operational amplifier driven at ± 5 V, the input / output voltage range is usually about ± 2.5 to 3 V, so that it can be applied to the PD as in this example. Therefore, the reverse bias voltage Vc is limited to + 2.5V.
Also in this example, similar to the example shown in FIGS. 3 and 4, the common-mode noise can be more strictly removed by finely adjusting the variable resistor VR (that is, in the region indicated by C in the figure). Leaked common mode noise can be removed).
In addition, the configuration of the signal processing circuit according to this example can be applied to the optical integrated element of the optical pickup shown in FIG. 1 described above, but particularly applicable to a configuration using one PD as a photodetecting element. It is. However, the present invention can also be applied to a configuration in which one of a plurality of PDs or one detection area of a multi-division PD is used.
[0022]
FIG. 6 is a block diagram showing a fourth example of the signal processing circuit in the present embodiment.
The signal processing circuit of this example includes three operational amplifiers 640, 650, and 660, and uses only one PD as in the configuration shown in FIG.
The output from the anode side of the PD is coupled to the inverting input of one amplifier 640 and the non-inverting input of the other amplifier 650 of the two amplifiers 640 and 650 in the subsequent stage.
Therefore, since two amplifiers 640 and 650 can obtain two outputs V and −V having different polarities, if these are differentially amplified by the amplifier 660 disposed away from the optical pickup, the wiring between them can be obtained. The common-mode noise that leaks can be canceled in the same manner as the examples shown in FIGS. 3 to 5 described above (that is, the common-mode noise leaked into the region indicated by D in the figure can be removed).
Also in this example, the in-phase noise can be more strictly removed by finely adjusting the variable resistor VR.
The configuration of the signal processing circuit according to this example can be applied to the above-described optical integrated device of the optical pickup shown in FIG. 1, but can be applied particularly to a configuration using one PD as a photodetecting device. It is. However, the present invention can also be applied to a configuration in which one of a plurality of PDs or one detection area of a multi-division PD is used.
Further, in this example, the PD is arranged in the divergent light. However, even if the PD is arranged in the convergent light obtained after passing through the lens, the size of the pickup is increased, but the PD in FIGS. Similarly, the detection circuit has the effect of increasing the output bandwidth and removing common-mode noise. Therefore, such a configuration is also included in the present invention.
[0023]
【The invention's effect】
As described above, according to the optical pickup and the optical disk drive device of the present invention, a plurality of light detection elements or light detection elements having a plurality of divided detection regions are arranged in the optical path of the diverging light after being emitted from the light source. As a result, the inter-terminal capacitance of the light detection element is reduced, and the current output from each light detection element or each divided detection region is individually voltage-converted, thereby improving the frequency characteristics of the light amount detection output. is there.
In addition, according to the optical pickup and the optical disc driving device of the present invention, by taking out the signal output from one anode side of the plurality of light detection elements or the plurality of divided detection regions, and taking out the signal output from the other cathode side, Two signals with opposite polarities proportional to the amount of light incident on the photodetecting element can be obtained. For example, by differentially amplifying these two outputs with a subsequent circuit, noise such as high-frequency jump noise into the wiring can be obtained. There is an effect that common-mode noise can be removed.
Furthermore, according to the optical pickup and the optical disk drive device of the present invention, the gain can be adjusted for at least one of the two outputs having opposite polarities so that the common mode noise can be finely adjusted. There is an effect that can.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram showing a configuration of an optical disk drive equipped with an optical pickup according to an embodiment, with a main optical path as a center.
FIG. 2 is a front view showing a configuration example of a FAPC PD of the optical pickup shown in FIG.
FIG. 3 is a block diagram showing a first example of a signal processing circuit in the optical pickup shown in FIG. 1;
4 is a block diagram showing a second example of a signal processing circuit in the optical pickup shown in FIG. 1. FIG.
FIG. 5 is a block diagram showing a third example of a signal processing circuit in the optical pickup shown in FIG. 1;
6 is a block diagram showing a fourth example of a signal processing circuit in the optical pickup shown in FIG. 1. FIG.
FIG. 7 is a cross-sectional view showing a configuration example of an optical integrated device on which a laser light source and a light detection device mounted on an optical pickup are mounted.
8 is an enlarged cross-sectional view showing a light detection portion of the optical integrated device shown in FIG.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 ... Optical integrated device, 110 ... Element substrate, 111 ... LD, 112 ... FAPC PD, 113 ... Reproduction signal detection PDIC, 114 ... Rising mirror, 115 ... λ / 2 plate, 116 ...... grating 117 ...... hologram, 118 ...... lid 119 ...... laminated prism, 120 ...... mold composite elements, 210 ...... collimator lens, 220 ...... anamorphic prism, 230 ...... expander, 240 ...... lambda / 4 plates, 250... 2 group objective lens, 300... Spindle, 310... Optical disk, 400 .. beam spot, 510, 520, 530, 540, 610, 620, 630, 640, 650, 660.

Claims (6)

光源から出射した光を光記録媒体に照射し、その戻り光を検出する光ピックアップであって、
前記光源から出射された後の光路中に配置された複数の光検出素子または複数の分割検出領域を有する光検出素子と、
前記光検出素子からの検出出力を用いて前記光源から出射した光の光量検出を行なう光量検出手段とを有し、
前記光検出素子には、逆バイアス電圧が印加されており、前記逆バイアス電圧は信号出力を得る側の端子がグラウンド電位近傍になるように印加され、
前記光量検出手段は、互いに極性の異なった一対の信号出力を後段で差動増幅する手段を有することにより、一方の光検出素子または一方の分割検出領域からのアノードと、他方の光検出素子または他方の分割検出領域からのカソードとから互いに極性の異なった信号出力を得る、
ことを特徴とする光ピックアップ。
An optical pickup that irradiates an optical recording medium with light emitted from a light source and detects its return light,
A plurality of photodetectors arranged in the optical path after being emitted from the light source or a photodetector having a plurality of divided detection regions;
A light amount detecting means for detecting a light amount of light emitted from the light source using a detection output from the light detection element;
A reverse bias voltage is applied to the photodetecting element, and the reverse bias voltage is applied so that a terminal on the signal output side is near the ground potential,
The light amount detecting means includes means for differentially amplifying a pair of signal outputs having different polarities from each other in the subsequent stage, so that one of the light detection elements or the anode from one of the divided detection regions and the other light detection element or Obtain signal outputs with different polarities from the cathode from the other split detection region,
An optical pickup characterized by that.
前記光量検出手段は、前記互いに極性の異なった信号出力の少なくとも一方の信号出力をゲイン調整する手段を有することを特徴とする請求項1記載の光ピックアップ。2. The optical pickup according to claim 1, wherein the light quantity detecting means includes means for adjusting a gain of at least one of the signal outputs having different polarities. 前記光源は半導体レーザであることを特徴とする請求項1記載の光ピックアップ。2. The optical pickup according to claim 1, wherein the light source is a semiconductor laser. 光源から出射した光を光記録媒体に照射し、その戻り光を検出する光ピックアップを具備した光ディスク駆動装置であって、An optical disc driving apparatus including an optical pickup that irradiates an optical recording medium with light emitted from a light source and detects return light thereof
前記光源から出射された後の光路中に配置された複数の光検出素子または複数の分割検出領域を有する光検出素子と、  A plurality of photodetectors arranged in the optical path after being emitted from the light source or a photodetector having a plurality of divided detection regions;
前記光検出素子からの検出出力を用いて前記光源から出射した光の光量検出を行なう光量検出手段とを有し、A light amount detecting means for detecting a light amount of light emitted from the light source using a detection output from the light detection element;
前記光検出素子に逆バイアス電圧が印加されており、前記逆バイアス電圧は信号出力を得る側の端子がグラウンド電位近傍になるように印加され、A reverse bias voltage is applied to the photodetecting element, and the reverse bias voltage is applied so that the terminal on the signal output side is near the ground potential,
前記光量検出手段は、互いに極性の異なった一対の信号出力を後段で差動増幅する手段を有することにより、一方の光検出素子または一方の分割検出領域からのアノードと、他方の光検出素子または他方の分割検出領域からのカソードとから互いに極性の異なった信号出力を得る、The light amount detecting means includes means for differentially amplifying a pair of signal outputs having different polarities from each other in the subsequent stage, so that one of the light detection elements or the anode from one of the divided detection regions and the other light detection element or Obtain signal outputs with different polarities from the cathode from the other split detection region,
ことを特徴とする光ディスク駆動装置。An optical disk drive characterized by the above.
前記光量検出手段は、前記互いに極性の異なった信号出力の少なくとも一方の信号出力をゲイン調整する手段を有することを特徴とする請求項4記載の光ピックアップ。5. The optical pickup according to claim 4, wherein the light quantity detection means includes means for adjusting a gain of at least one of the signal outputs having different polarities. 前記光源は半導体レーザであることを特徴とする請求項4記載の光ピックアップ。The optical pickup according to claim 4, wherein the light source is a semiconductor laser.
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