JP4222988B2 - Optical pickup device and optical disk device - Google Patents

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Description

本発明は、光ピックアップ装置および光ディスク装置に関し、特に、ランド/グルーブ記録方式の光ディスクに記録/再生を行う際に用いて好適なものである。
The present invention relates to an optical pickup device and an optical disc device, and is particularly suitable for use in recording / reproducing on a land / groove recording type optical disc.

従来、光ピックアップ装置のフォーカスエラー検出方法として非点収差法が知られており、既に、CDやMD用の光ピックアップ装置において広く用いられている。しかし、DVD−RAM等のランド/グルーブ記録方式の光ディスクでは、非点収差法をそのまま用いると「トラッキング干渉」と呼ばれる現象が生じ、フォーカスエラー信号に「トラッキング横断ノイズ」と呼ばれるノイズが発生することが知られている(たとえば、以下の特許文献1参照)。このため、この種のディスクに対しては、一般に、フォーカスエラー検出方法としてビームサイズ法などの他のフォーカスエラー検出方法を用いるのが好ましいとされている。   Conventionally, an astigmatism method is known as a focus error detection method of an optical pickup device, and has already been widely used in optical pickup devices for CD and MD. However, in a land / groove recording type optical disk such as a DVD-RAM, when the astigmatism method is used as it is, a phenomenon called “tracking interference” occurs, and noise called “tracking crossing noise” occurs in the focus error signal. Is known (see, for example, Patent Document 1 below). For this reason, it is generally preferable to use another focus error detection method such as a beam size method as a focus error detection method for this type of disc.

図12に、ビームサイズ法を用いた場合の光学系の構成例を示す。   FIG. 12 shows a configuration example of an optical system when the beam size method is used.

図において、光ディスクからの反射光は、ホログラム素子によって0次回折光と±1次回折光に分割され、それぞれ対応する光センサーに受光される。ホログラム素子には、±1次回折光の焦点位置がそれぞれ光軸方向に前後するようなレンズ効果(ホログラムパターン)が与えられている。このとき、0次回折光の焦点位置は、±1次回折光の焦点位置の中間位置に位置することとなる。このため、±1次回折光のビームスポットが略同サイズの真円形状となる位置(±1次回折光の検出位置)は、同時に0次回折光の焦点位置ともなり、この位置に、分割センサー等、0次回折光に対応する光センサーを配置すると、0次回折光のスポットサイズを十分な大きさにすることができない。   In the figure, the reflected light from the optical disk is divided into 0th order diffracted light and ± 1st order diffracted light by the hologram element and received by the corresponding optical sensors. The hologram element is given a lens effect (hologram pattern) such that the focal positions of the ± first-order diffracted lights move back and forth in the optical axis direction. At this time, the focal position of the 0th-order diffracted light is located at an intermediate position between the focal positions of ± 1st-order diffracted light. For this reason, the position where the beam spot of the ± 1st order diffracted light becomes a substantially circular shape of the same size (the detection position of ± 1st order diffracted light) is also the focal position of the 0th order diffracted light. If an optical sensor corresponding to the 0th-order diffracted light is arranged, the spot size of the 0th-order diffracted light cannot be made sufficiently large.

これに対し、以下の特許文献2では、図12において、光センサーの直前に、0次回折光のみ拡大または収束させる光学素子を配し、0次回折光の焦点位置を光軸方向に前後させるようにしている。具体的には、図13に示すように、光学素子の0次回折光入射位置に凹レンズ部または凸レンズ部を形成し、あるいは、この入射位置に段差部を設けてその厚みを他の部分に比べて厚くまたは薄くしている。こうすると、±1次回折光の検出位置において0次回折光のビームスポットが十分な広がりを有することとなり、この位置に分割センサー等を配しても、各分割領域にビームスポットをバランスよく位置づけることができるようになる。
特開2001−101681号公報 特開2003−6917号公報
On the other hand, in Patent Document 2 below, in FIG. 12, an optical element for expanding or converging only the 0th-order diffracted light is arranged immediately before the optical sensor so that the focal position of the 0th-order diffracted light is moved back and forth in the optical axis direction. ing. Specifically, as shown in FIG. 13, a concave lens portion or a convex lens portion is formed at the 0th-order diffracted light incident position of the optical element, or a step portion is provided at this incident position, and the thickness thereof is compared with other portions. Thick or thin. In this way, the beam spot of the 0th-order diffracted light has a sufficient spread at the detection position of ± 1st-order diffracted light, and even if a split sensor or the like is provided at this position, the beam spot can be positioned in a balanced manner in each divided region. become able to.
JP 2001-101681 A JP 2003-6917 A

しかし、通常、±1次回折光の回折角は数度程度であるため、上記光学素子に対する0次回折光と±1次回折光の入射位置は極めて接近する。このため、厚みの異なる段差部分を突出させる場合(図13(d)参照)には、この段差部分に±1次回折光が掛からないようにするために、段差部分の高さをかなり小さく設定しなければならなくなる。   However, since the diffraction angle of ± 1st order diffracted light is usually several degrees, the incident positions of 0th order diffracted light and ± 1st order diffracted light with respect to the optical element are very close. For this reason, when projecting a stepped portion having a different thickness (see FIG. 13 (d)), the height of the stepped portion is set to be considerably small so that ± 1st-order diffracted light is not applied to the stepped portion. Will have to.

しかし、このように段差部分の高さを小さくすると、±1次回折光に対する0次回折光の屈折差を大きくできないため、0次回折光の焦点位置を±1次回折光の焦点位置の中間位置から光軸方向に大きくずらすことができなくなる。逆に、屈折率差を大きくするために段差部分の高さを大きくすると、±1次回折光が段差部分に掛からなくするために、段差部分の幅をかなり小さく設定しなければならなくなる。この場合には、段差部分の加工形成が極めて難しくなることに加え、0次回折光を段差部分の上面に位置付けるのがかなり困難になるとの問題が生じる。   However, if the height of the step portion is reduced in this way, the refractive difference of the 0th-order diffracted light with respect to the ± 1st-order diffracted light cannot be increased. Cannot be shifted greatly in the direction. On the contrary, if the height of the step portion is increased in order to increase the refractive index difference, the width of the step portion has to be set considerably small in order to prevent ± first-order diffracted light from being applied to the step portion. In this case, in addition to the extremely difficult formation of the stepped portion, there arises a problem that it is considerably difficult to position the 0th-order diffracted light on the upper surface of the stepped portion.

これと同様、光学素子に凸レンズ部(図13(b)参照)を形成する場合にも、±1次回折光が掛からないようにするために、凸レンズ部の高さを小さく形成しなければならず、加工形成が極めて難しくなるとの問題が生じる。また、この場合には、上記段差部分の場合よりもさらに厳格に0次回折光を凸レンズ部に位置あわせをしなければならず、調整作業がかなり煩雑となるとの問題が生じる。   Similarly, when the convex lens portion (see FIG. 13B) is formed on the optical element, the height of the convex lens portion must be made small so that ± 1st order diffracted light is not applied. As a result, there is a problem that the formation of processing becomes extremely difficult. In this case, the 0th-order diffracted light must be aligned with the convex lens portion more strictly than in the case of the stepped portion, which causes a problem that the adjustment work becomes considerably complicated.

また、光学素子に凹んだ段差部分(図13(c)参照)や凹レンズ部(図13(a)参照)を形成する場合には、これらの幅を、±1次回折光の入射位置に掛からない程度に小さく設定する必要がある。この場合にも、段差部分や凹レンズ部の加工形成が難しく、また、0次回折光をこれらに入射するよう位置付けるのが困難になるとの問題が生じる。また、0次回折光の焦点位置を大きくずらすためには、光学素子の厚みをかなり大きくする必要がある。   Further, when forming a stepped portion (see FIG. 13 (c)) or a concave lens portion (see FIG. 13 (a)) recessed in the optical element, these widths are not applied to the incident position of ± first-order diffracted light. It is necessary to set it as small as possible. Also in this case, there is a problem that it is difficult to process and form the stepped portion and the concave lens portion, and it is difficult to position the 0th-order diffracted light so as to be incident on them. Further, in order to greatly shift the focal position of the 0th order diffracted light, it is necessary to considerably increase the thickness of the optical element.

そこで、本発明は、このような問題を解消し、簡易な構成にて円滑にフォーカスエラーの検出を行い得る光ピックアップ装置および光ディスク装置を提供することを課題としている。また、この他にも、以下に示す課題を発展的に解決することを企図している。
(1)トラッキングエラー信号のDCオフセットを抑制する。
(2)複数波長のレーザ光を出射する互換型ピックアップ装置において、光検出器のパターン配置を容易に行えるようにする。
(3)レーザ光の波長シフトによって回折角に変動が生じても回折光を良好に受光できるようなセンサーパターンを提供する。
Accordingly, an object of the present invention is to provide an optical pickup device and an optical disc device that can solve such problems and can smoothly detect a focus error with a simple configuration. In addition, it intends to solve the following problems in a progressive manner.
(1) Suppress the DC offset of the tracking error signal.
(2) In a compatible pickup device that emits laser beams of a plurality of wavelengths, the pattern arrangement of the photodetector can be easily performed.
(3) To provide a sensor pattern that can receive diffracted light satisfactorily even when the diffraction angle fluctuates due to the wavelength shift of laser light.

請求項1の発明は、記録媒体へレーザ光を照射するレーザ手段と、前記記録媒体から反射されたレーザ光を分離する光学素子と、該光学素子で分離されたレーザ光を受光する光検出器と、該光検出器からの検出信号に基づいてトラッキングエラー信号を生成する手段とを備えた光ディスク装置において、前記光学素子は;レーザ光のうち第1の偏光成分にレンズ効果を付与する第1の光学手段と、前記第1の偏光成分とは異なる第2の偏光成分を回折により分離するとともに分離された回折光に光軸方向に前後する焦点位置を与える第2の光学手段を具備し、前記光検出器は;前記第1の偏光成分を受光する第1のセンサー手段と、前記分離された±1次回折光をそれぞれ受光する2組のセンサー群を具備するとともに、それぞれのセンサー群はトラック方向に沿う2本の平行な分割線によって分割された3つのセンサー領域を備え、該3つのセンサー領域のうち中央のセンサー領域の幅方向中央に前記±1次回折光のビームスポットの中心が位置づけられるよう、前記センサー群と前記±1次回折光の光軸が位置調整された第2のセンサー手段とを具備し、前記トラッキングエラー信号を生成する手段は;前記2組のセンサー群の3つのセンサー領域のうち中央のセンサー領域を領域1、該領域1から前記分割線に直交する一方の方向にある領域を領域2、領域1から前記分割線に直交する他方の方向にある領域を領域3としたとき、前記2組のセンサー群のうち一方のセンサー群の領域2からの検出信号と他方のセンサー群の領域3からの検出信号を加算し、さらに、該加算の結果得られた2つの信号をそれぞれ減算してトラッキングエラー信号を生成することを特徴とする。   The invention of claim 1 is a laser means for irradiating a recording medium with laser light, an optical element for separating the laser light reflected from the recording medium, and a photodetector for receiving the laser light separated by the optical element. And a means for generating a tracking error signal based on a detection signal from the optical detector, wherein the optical element is; a first that gives a lens effect to the first polarization component of the laser light; And second optical means for separating the second polarization component different from the first polarization component by diffraction and giving the separated diffracted light a focal position back and forth in the optical axis direction, The photodetector includes: first sensor means for receiving the first polarization component; and two sets of sensor groups for receiving the separated ± first-order diffracted lights, respectively. Comprises three sensor regions divided by two parallel dividing lines along the track direction, and the center of the beam spot of the ± first-order diffracted light is at the center in the width direction of the central sensor region among the three sensor regions. And means for generating the tracking error signal, comprising: the sensor group and second sensor means whose optical axis of the ± first-order diffracted light is adjusted so as to be positioned; three means of the two sets of sensor groups; Of the sensor regions, the central sensor region is region 1, region 2 is in one direction orthogonal to the dividing line, and region 2 is region 2 in the other direction orthogonal to the dividing line. Then, the detection signal from region 2 of one sensor group of the two sets of sensor groups and the detection signal from region 3 of the other sensor group are added, and the result of the addition is added. The resulting two signals are subtracted respectively and generates a tracking error signal.

本発明によれば、トラッキングエラー信号のDCオフセットを抑制することができる。すなわち、このようにしてトラッキングエラー信号を生成すると、減算時に、DC成分がキャンセルされ、適正なトラッキングエラー信号を生成することができる。その結果、安定したトラッキングサーボを実現できる。   According to the present invention, the DC offset of the tracking error signal can be suppressed. That is, when the tracking error signal is generated in this way, the DC component is canceled at the time of subtraction, and an appropriate tracking error signal can be generated. As a result, stable tracking servo can be realized.

請求項2の発明は、請求項1に記載の光ディスク装置において、前記第1のセンサー手段は、前記2組のセンサー群の間に配置されており、前記第2の光学手段は、前記第1のセンサー手段を前記2組のセンサー群の間に配置できるようにして前記±1次回折光を分離することを特徴とする。   According to a second aspect of the present invention, in the optical disc apparatus according to the first aspect, the first sensor means is disposed between the two sets of sensor groups, and the second optical means is the first optical means. The first-order diffracted light is separated such that the sensor means can be arranged between the two sets of sensor groups.

こうすると、光検出器のセンサーパターンを簡素化ないし集積化することができ、光検出器の実効サイズを小型化することができる。   In this way, the sensor pattern of the photodetector can be simplified or integrated, and the effective size of the photodetector can be reduced.

請求項3の発明は、請求項1に記載の光ディスク装置において、前記第2の光学手段は、前記回折によるレーザ光の分離方向が前記トラック方向に沿うよう位置調整されていることを特徴とする。   According to a third aspect of the present invention, in the optical disc apparatus according to the first aspect, the second optical means is adjusted in position so that a laser beam separation direction by the diffraction is along the track direction. .

こうすると、温度変化等によってレーザ光に波長シフトが生じ、その結果、回折によるレーザ光の分離角度が変動しても、分離された±1次回折光のビームスポットは対応するセンサー群上において分割線方向に変位することとなり、よって、各分割領域に対するビームスポットの掛かり量は変化しない。よって、各分割領域からの検出信号に誤差が生じることはなく、この検出信号をもとに適正なサーボ信号を生成することができる。   In this way, a wavelength shift occurs in the laser beam due to a temperature change or the like. As a result, even if the separation angle of the laser beam due to diffraction varies, the beam spot of the separated ± first-order diffracted beam is separated on the corresponding sensor group. Accordingly, the amount of the beam spot applied to each divided region does not change. Therefore, no error occurs in the detection signal from each divided region, and an appropriate servo signal can be generated based on this detection signal.

請求項4の発明は、請求項1に記載の光ディスク装置において、数種のレーザ光を出射するレーザ手段を備え、前記レーザ光の光軸ズレ方向と前記第2の光学手段によるレーザ光の分離方向が互いに略直交するよう、前記第2の光学手段の位置が調整されていることを特徴とする。   According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the optical disk apparatus according to the first aspect, further comprising laser means for emitting several types of laser light, and separation of the laser light by the optical axis misalignment direction of the laser light and the second optical means. The position of the second optical means is adjusted so that the directions are substantially orthogonal to each other.

こうすると、光軸毎のセンサーパターンを光軸ズレ方向にずらして配置することができ、一つの光検出器上にそれぞれのセンサーパターンを集積化することができるようになる。   In this way, the sensor patterns for each optical axis can be shifted in the optical axis misalignment direction, and the respective sensor patterns can be integrated on one photodetector.

本発明によれば、簡易な構成にて円滑にフォーカスエラーの検出を行い得る光ピックアップ装置および光ディスク装置を提供することができる。また、上記に示した(1)ないし(3)の課題を解決することができる。   According to the present invention, it is possible to provide an optical pickup device and an optical disc apparatus that can smoothly detect a focus error with a simple configuration. In addition, the above problems (1) to (3) can be solved.

本発明の効果ないし意義は、以下に示す実施の形態の説明により更に明らかとなろう。ただし、以下の実施形態は、本発明の一つの例示形態であって、本発明ないし各構成要件の用語の意義は、以下の実施の形態に記載されたものに制限されるものではない。
The effects and significance of the present invention will become more apparent from the following description of embodiments. However, the following embodiment is an exemplary form of the present invention, and the meaning of the term of the present invention or each constituent element is not limited to that described in the following embodiment.

以下、本発明の実施の形態につき図面を参照して説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

図1に実施の形態に係る光ピックアップ装置の構成を示す。なお、この光ピックアップ装置は、CD/DVD/次世代DVDの互換型ピックアップとして用いられるものである。   FIG. 1 shows a configuration of an optical pickup device according to the embodiment. This optical pickup device is used as a compatible pickup for CD / DVD / next-generation DVD.

この光ピックアップ装置は、3波長レーザ101と、λ/2板102と、光軸補正用回折格子103と、偏光BS(ビームスプリッタ)104と、コリメータレンズ105と、ミラー106と、波面補正用の液晶レンズ107、λ/4板108と、波長選択性の開口制限素子109と、対物レンズ110と、光学素子111と、光検出器112を備えている。   This optical pickup device includes a three-wavelength laser 101, a λ / 2 plate 102, an optical axis correction diffraction grating 103, a polarization BS (beam splitter) 104, a collimator lens 105, a mirror 106, and a wavefront correction. A liquid crystal lens 107, a λ / 4 plate 108, a wavelength-selective aperture limiting element 109, an objective lens 110, an optical element 111, and a photodetector 112 are provided.

3波長レーザ101は、CD用のレーザ光(波長780nm)、DVD用のレーザ光(波長655nm)、次世代DVD用のレーザ光(波長408nm)をそれぞれ出射する3つのレーザ素子を同一CAN内に収容している。ここで、それぞれのレーザ素子は一つの直線上に並ぶよう所定のギャップをおいて配置されている。また、各素子から出射されるレーザ光は互いに偏光面が平行となっている。なお、各レーザ素子の配置については後述する。   The three-wavelength laser 101 includes three laser elements that emit laser light for CD (wavelength 780 nm), laser light for DVD (wavelength 655 nm), and laser light for next-generation DVD (wavelength 408 nm) in the same CAN. Contained. Here, the laser elements are arranged with a predetermined gap so as to be aligned on one straight line. Further, the laser beams emitted from the respective elements have parallel polarization planes. The arrangement of each laser element will be described later.

λ/2板102は、各波長のレーザ光の偏光面を90度回転させるとともに、各波長のレーザ光が偏光BS104に対して全透過となるよう、光軸を軸とした回転位置が調整される。   The λ / 2 plate 102 rotates the polarization plane of the laser light of each wavelength by 90 degrees, and the rotational position about the optical axis is adjusted so that the laser light of each wavelength is totally transmitted to the polarization BS104. The

光軸補正用回折格子103は、3波長レーザ101から出射されるレーザ光のうち、DVD用レーザ光の光軸を、回折作用によって、次世代DVD用レーザ光の光軸に整合させる。すなわち、光軸補正用回折格子103には、DVD用レーザ光の光軸ずれを補正できるよう設計されたパターンが形成されている。なお、回折格子の構成および光軸ずれの補正作用については後述する。   The optical axis correcting diffraction grating 103 aligns the optical axis of the DVD laser light out of the laser light emitted from the three-wavelength laser 101 with the optical axis of the next-generation DVD laser light by diffraction action. That is, the optical axis correcting diffraction grating 103 is formed with a pattern designed to correct the optical axis shift of the DVD laser beam. The configuration of the diffraction grating and the optical axis deviation correcting action will be described later.

偏光BS104は、3波長レーザ101からのレーザ光を全透過するとともに、ディスク100からのレーザ光を全反射する。   The polarized light BS 104 totally transmits the laser light from the three-wavelength laser 101 and totally reflects the laser light from the disk 100.

コリメータレンズ105は、偏光BS104から入射された各波長のレーザ光を平行光に変換する。ここで、コリメータレンズ105は、たとえば、各波長のレーザ光に対し色消し効果を実現できるよう、アッベ数と曲率(球面)が調整された複数枚のレンズを貼り合わせて形成されている。   The collimator lens 105 converts the laser light of each wavelength incident from the polarization BS 104 into parallel light. Here, the collimator lens 105 is formed, for example, by bonding a plurality of lenses whose Abbe number and curvature (spherical surface) are adjusted so as to realize an achromatic effect on laser light of each wavelength.

ミラー106は、偏光BS104からのレーザ光の光路を対物レンズ110方向に立ち上げる。   The mirror 106 raises the optical path of the laser light from the polarization BS 104 toward the objective lens 110.

液晶レンズ107は、サーボ回路(図示せず)からのサーボ信号に応じて、レーザ光の波面状態を補正する。上述の如く、3波長レーザ101から出射される各波長のレーザ光は、コリメータレンズ105によって平行光とされている。これに対し、対物レンズ110が、たとえば、所定波長のレーザ光にのみ有限系となるよう設計されている場合には、当該波長のレーザ光の波面状態をそれに応じて補正する必要がある。液晶レンズ107は、かかる場合に、当該波長のレーザ光の波面状態が適正状態となるよう、当該波長のレーザ光に波面補正作用を付与する。   The liquid crystal lens 107 corrects the wavefront state of the laser light in accordance with a servo signal from a servo circuit (not shown). As described above, the laser light of each wavelength emitted from the three-wavelength laser 101 is converted into parallel light by the collimator lens 105. On the other hand, when the objective lens 110 is designed to be a finite system only for laser light of a predetermined wavelength, for example, it is necessary to correct the wavefront state of the laser light of that wavelength accordingly. In such a case, the liquid crystal lens 107 imparts a wavefront correcting action to the laser light of the wavelength so that the wavefront state of the laser light of the wavelength becomes an appropriate state.

本実施の形態では、対物レンズ110は、DVD用のレーザ光(波長655nm)と次世代DVD用のレーザ光(波長408nm)に対しては無限系、CD用のレーザ光(波長780nm)に対しては有限系となるよう設計されている。したがって、液晶レンズ107は、CD用レーザ光を用いる場合に駆動され、CD用レーザ光の波面状態を、対物レンズ110の仕様に合うような波面状態に補正する。   In the present embodiment, the objective lens 110 is infinite for the laser beam for DVD (wavelength 655 nm) and the laser beam for next-generation DVD (wavelength 408 nm), and for the laser beam for CD (wavelength 780 nm). Are designed to be finite systems. Accordingly, the liquid crystal lens 107 is driven when the CD laser light is used, and corrects the wavefront state of the CD laser light to a wavefront state that meets the specifications of the objective lens 110.

なお、液晶レンズ107の具体的構成は、たとえば、特許第2895150号公報に記載されている。すなわち、液晶素子を光軸方向に挟むようにして同心リング状の透明電極を複数配するとともに、レーザ光の光軸が同心リング状の透明電極の中心を貫くよう液晶素子を配置する。この透明電極に電圧を印加することで、液晶素子の屈折率をリング状に相違せしめ、これにより、レーザ光の波面状態を湾曲させる。ここで、透明電極位置の屈折率は、印加する電圧の大きさによって調整できる。すなわち印加電圧を調整することによって、レーザ光の波面状態を適正状態に調整することができる。   A specific configuration of the liquid crystal lens 107 is described in, for example, Japanese Patent No. 2895150. That is, a plurality of concentric ring-shaped transparent electrodes are arranged so as to sandwich the liquid crystal element in the optical axis direction, and the liquid crystal elements are arranged so that the optical axis of the laser light passes through the center of the concentric ring-shaped transparent electrode. By applying a voltage to the transparent electrode, the refractive index of the liquid crystal element is differentiated in a ring shape, thereby curving the wavefront state of the laser light. Here, the refractive index of the transparent electrode position can be adjusted by the magnitude of the applied voltage. That is, by adjusting the applied voltage, the wavefront state of the laser light can be adjusted to an appropriate state.

λ/4板108は、コリメータレンズ105によって平行光に変換されたレーザ光(直線偏光)を円偏光に変換する。また、ディスク100から反射されたレーザ光(円偏光)を、入射時の偏光方向に直交する直線偏光に変換する。したがって、ディスクから反射されたレーザ光は、偏光ビームBS104によってほぼ全反射される。   The λ / 4 plate 108 converts the laser light (linearly polarized light) converted into parallel light by the collimator lens 105 into circularly polarized light. Further, the laser beam (circularly polarized light) reflected from the disk 100 is converted into linearly polarized light orthogonal to the polarization direction at the time of incidence. Therefore, the laser beam reflected from the disk is almost totally reflected by the polarized beam BS104.

開口制限素子109は、各ディスクの基板厚に応じてレーザ光の外周を遮光し、これにより、対物レンズ110に対する各レーザ光の開口数(NA)を調整する。すなわち、対物レンズ110の開口数は、ディスク毎の基板厚に応じて、あらかじめレーザ光毎に決められている。開口制限素子109は、ディスクの基板厚に対応する開口数となるようレーザ光の外周部を遮光し、各レーザ光を適正な有効径にて対物レンズ110に入射させる。   The aperture limiting element 109 shields the outer periphery of the laser beam according to the substrate thickness of each disk, and thereby adjusts the numerical aperture (NA) of each laser beam with respect to the objective lens 110. That is, the numerical aperture of the objective lens 110 is determined in advance for each laser beam in accordance with the substrate thickness for each disk. The aperture limiting element 109 shields the outer periphery of the laser beam so as to have a numerical aperture corresponding to the substrate thickness of the disk, and causes each laser beam to enter the objective lens 110 with an appropriate effective diameter.

本実施の形態のように光ピックアップ装置がCD/DVD/次世代DVD(基板厚0.6mm)互換用である場合には、CDの基板厚(1.2mm)のみが他のディスクに比べて大きく、このためCD用レーザ光のNAのみが他に比べて小さく設定さている。開口制限素子109は、CD用レーザ光のみ外周部を遮光し、対物レンズ110に対するCD用レーザ光の有効径を調整する。これにより、CD用レーザ光の開口数を設定値に調整する。   When the optical pickup device is compatible with CD / DVD / next-generation DVD (substrate thickness 0.6 mm) as in this embodiment, only the substrate thickness (1.2 mm) of the CD is compared to other disks. For this reason, only the NA of the laser beam for CD is set smaller than the others. The aperture limiting element 109 shields the outer periphery of only the CD laser beam and adjusts the effective diameter of the CD laser beam with respect to the objective lens 110. Thereby, the numerical aperture of the laser beam for CD is adjusted to a set value.

なお、開口制限素子109としては、たとえば、回折素子を用いることができる。この回折素子には、レーザ光の外周部が入射する位置に波長選択性の回折パターンが形成されており、このパターンの回折作用によって、当該波長のレーザ光の外周部を発散させる。本実施の形態の場合には、CD用レーザ光(波長780nm)のみを回折させる回折パターンが、外周部入射位置に形成されている。これにより、CD用レーザ光の外周部が回折により発散され、中央部のみが対物レンズ110方向に導かれる。この他、開口制限素子109として、波長選択性のダイクロフィルタを用いることもできる。   As the aperture limiting element 109, for example, a diffraction element can be used. In this diffraction element, a wavelength-selective diffraction pattern is formed at a position where the outer peripheral portion of the laser light is incident, and the outer peripheral portion of the laser light having the wavelength is diverged by the diffraction action of this pattern. In the case of the present embodiment, a diffraction pattern for diffracting only the laser beam for CD (wavelength 780 nm) is formed at the outer peripheral incident position. Thereby, the outer peripheral part of the laser beam for CD is diverged by diffraction, and only the central part is guided toward the objective lens 110. In addition, a wavelength-selective dichroic filter can be used as the aperture limiting element 109.

対物レンズ110は、各波長のレーザ光を記録層上に適正に収束させるよう設計されている。対物レンズ110は、対物レンズアクチュエータ(図示せず)によって、フォーカス方向およびトラッキング方向に駆動される。すなわち、サーボ回路からのサーボ信号(トラッキングサーボ信号およびフォーカスサーボ信号)に応じて、フォーカス方向およびトラッキング方向に駆動される。なお、対物レンズアクチュエータの構成は、従来周知であるので、説明を省略する。   The objective lens 110 is designed to properly converge the laser light of each wavelength on the recording layer. The objective lens 110 is driven in the focus direction and the tracking direction by an objective lens actuator (not shown). That is, it is driven in the focus direction and the tracking direction in accordance with servo signals (tracking servo signal and focus servo signal) from the servo circuit. The configuration of the objective lens actuator is well known in the art and will not be described.

光学素子111は、偏光成分に応じてレーザ光を分離し、同時に、分離したそれぞれのレーザ光に、レンズ効果と、回折による分離効果を付与する。なお、光学素子111の詳細については追って詳述する。   The optical element 111 separates the laser light in accordance with the polarization component, and simultaneously imparts a lens effect and a separation effect by diffraction to each separated laser light. Details of the optical element 111 will be described later.

光検出器112は、受光したレーザ光の強度分布から再生RF信号、フォーカスエラー信号およびトラッキングエラー信号を導出するためのセンサーパターンを有している。各センサーからの信号は、ディスク装置側の再生回路およびサーボ回路に出力される。なお、光検出器112のセンサーパターンおよびエラー信号の生成については追って詳述する。   The photodetector 112 has a sensor pattern for deriving a reproduction RF signal, a focus error signal, and a tracking error signal from the intensity distribution of the received laser beam. The signal from each sensor is output to the reproduction circuit and servo circuit on the disk device side. The sensor pattern of the photodetector 112 and the generation of the error signal will be described in detail later.

図2に、3波長レーザ101の構成を示す。なお、同図(b)は、同図(a)を右側から見た右側面図である。   FIG. 2 shows the configuration of the three-wavelength laser 101. FIG. 2B is a right side view of FIG. 1A viewed from the right side.

図において、101a〜101cは、レーザ素子である。図示のとおり、レーザ素子101a〜101cは、出射口側から見て一直線上に並ぶよう、基体101dにマウントされている。ここで、各レーザ素子間の間隔は、レーザ素子101a(波長:655nm)から出射されるレーザ光が、上記光軸補正用回折格子103によって、レーザ素子101bから出射されるレーザ光(波長:408nm)の光軸に一致するよう回折される間隔に設定されている。   In the figure, reference numerals 101a to 101c denote laser elements. As illustrated, the laser elements 101a to 101c are mounted on the base body 101d so as to be aligned in a straight line when viewed from the emission port side. Here, the interval between the laser elements is such that the laser light emitted from the laser element 101a (wavelength: 655 nm) is emitted from the laser element 101b by the optical axis correcting diffraction grating 103 (wavelength: 408 nm). ) To be diffracted to coincide with the optical axis.

図3に、レーザ素子101a〜101cと光軸補正用回折格子103の関係を示す。   FIG. 3 shows the relationship between the laser elements 101 a to 101 c and the optical axis correcting diffraction grating 103.

図示の如く、光軸補正用回折格子103には、レーザ光が入射する側の面に、ホログラム格子パターンが形成されている。なお、同図には、ステップ数=3の格子パターンが示されている。ここで、格子ピッチをpとすると、レーザ光の1次光の回折角θと波長λの関係は、
λ=p sinθ …(1)
θ=sin-1λ/p …(2)
と規定される。したがって、レーザ素子101aからのレーザ光の光軸を光軸補正用回折格子103による回折にてレーザ素子101bからのレーザ光の光軸に一致させようとすると、レーザ素子間の発光点間隔d1は、
d1=Ltanθ1 …(3)
と規定されるから、レーザ素子101aの出射波長λaと、光軸補正用回折格子103の格子ピッチpから、レーザ素子間の発光点間隔d1は、
d1=Ltan(sin-1λa/p) …(4)
として設定される。従って、出射波長λaと発光点間隔d1から単純光路長Lを求め、この位置に光軸補正用回折格子103を配置することにより、レーザ素子101aから出射されるレーザ光(1次回折光)の光軸を、レーザ素子101bから出射されるレーザ光に整合させることができる。
As shown in the figure, the optical axis correcting diffraction grating 103 has a hologram grating pattern formed on the surface on which laser light is incident. In the figure, a lattice pattern with the number of steps = 3 is shown. Here, when the grating pitch is p, the relationship between the diffraction angle θ and the wavelength λ of the primary light of the laser beam is
λ = p sin θ (1)
θ = sin −1 λ / p (2)
It is prescribed. Therefore, if the optical axis of the laser light from the laser element 101a is made to coincide with the optical axis of the laser light from the laser element 101b by diffraction by the optical axis correcting diffraction grating 103, the emission point interval d1 between the laser elements is ,
d1 = Ltan θ1 (3)
From the emission wavelength λa of the laser element 101a and the grating pitch p of the optical axis correcting diffraction grating 103, the emission point interval d1 between the laser elements is
d1 = Ltan (sin −1 λa / p) (4)
Set as Accordingly, the simple optical path length L is obtained from the emission wavelength λa and the light emitting point interval d1, and the optical axis correcting diffraction grating 103 is disposed at this position, whereby the light of the laser light (first-order diffracted light) emitted from the laser element 101a. The axis can be aligned with the laser beam emitted from the laser element 101b.

図4に、各波長のレーザ光の光軸を示す。DVD用レーザ光(波長:655nm)の光軸は、光軸補正用回折格子103によって次世代DVD用レーザ光(波長:408nm)の光軸に整合され、その後、光検出器112までの光路において光軸の整合状態が保たれる。一方、CD用レーザ光(波長:780nm)の光軸は、全光路において次世代DVD用レーザ光(波長:408nm)の光軸からずれている。したがって、CD用レーザ光は、他のレーザ光との間で光軸ずれが生じた状態のまま、光検出器112へ入射する。   FIG. 4 shows the optical axis of laser light of each wavelength. The optical axis of the DVD laser beam (wavelength: 655 nm) is aligned with the optical axis of the next-generation DVD laser beam (wavelength: 408 nm) by the optical axis correcting diffraction grating 103, and then in the optical path to the photodetector 112. The alignment state of the optical axis is maintained. On the other hand, the optical axis of the laser beam for CD (wavelength: 780 nm) is shifted from the optical axis of the laser beam for next-generation DVD (wavelength: 408 nm) in all optical paths. Therefore, the laser beam for CD is incident on the photodetector 112 in a state where the optical axis is deviated from other laser beams.

次に、図5を参照して、光学素子111について説明する。   Next, the optical element 111 will be described with reference to FIG.

図示の如く、光学素子111は、偏光レンズ111aと偏光ホログラム素子111bを重ね合わせることにより構成されている。このうち、偏光レンズ111aは、入射されるレーザ光のうち特定の偏光成分(第1の偏光成分)にのみ収束レンズとしてのレンズ効果を与える。また、偏光ホログラム素子111bは、入射されるレーザ光のうち特定の偏光成分(第2の偏光成分)にのみ、回折作用と、±1次回折光の焦点位置がそれぞれ光軸方向に前後するようなレンズ効果を与える。すなわち、偏光ホログラム111bには、このような光学作用を付与するホログラムパターンが形成されている。   As shown in the figure, the optical element 111 is configured by superposing a polarizing lens 111a and a polarization hologram element 111b. Among these, the polarization lens 111a gives a lens effect as a converging lens only to a specific polarization component (first polarization component) of incident laser light. Further, the polarization hologram element 111b has a diffraction effect and a focal position of ± first-order diffracted light that move back and forth in the optical axis direction only for a specific polarization component (second polarization component) of the incident laser light. Give a lens effect. That is, the polarization hologram 111b is formed with a hologram pattern that imparts such an optical action.

ここで、偏光レンズ111aと偏光ホログラム素子111bは、第1の偏光成分の偏光方向と第2の偏光成分の偏光方向が互いに直交するようにして重ね合わせられている。そして、ディスク100にて反射されたレーザ光の偏光方向が、第1の偏光成分の偏光方向と第2の偏光成分の偏光成分の両方に対して45°となるようにして光路中に配置される。したがって、レーザ光は、光学素子111を透過することによって、均等な光量の第1の偏光成分と第2の偏光成分に分離され、同時に、第1の偏光成分には、偏光レンズ111aによってレンズ効果が与えられ、また、第2の偏光成分には、偏光ホログラム素子111bによって回折作用と、±1次回折光の焦点位置がそれぞれ光軸方向に前後するようなレンズ効果が付与される。   Here, the polarization lens 111a and the polarization hologram element 111b are superposed such that the polarization direction of the first polarization component and the polarization direction of the second polarization component are orthogonal to each other. The laser beam reflected by the disk 100 is disposed in the optical path so that the polarization direction of the laser beam is 45 ° with respect to both the polarization direction of the first polarization component and the polarization component of the second polarization component. The Therefore, the laser beam is transmitted through the optical element 111 to be separated into the first polarized light component and the second polarized light component having an equal light amount. At the same time, the first polarized light component is subjected to the lens effect by the polarizing lens 111a. In addition, the second polarization component is given a diffraction effect by the polarization hologram element 111b and a lens effect such that the focal position of ± first-order diffracted light moves back and forth in the optical axis direction.

なお、偏光ホログラム素子111bのホログラムパターンは、0次回折光の回折効率を0%とし、±1次回折光の回折効率を100%とするようなパターンとされている。また、±1次回折光の分離方向は、0次回折光の光軸を挟んで対称で、且つ、ディスクのトラック方向に沿う方向となっている。   Note that the hologram pattern of the polarization hologram element 111b is a pattern in which the diffraction efficiency of 0th-order diffracted light is 0% and the diffraction efficiency of ± 1st-order diffracted light is 100%. The ± 1st order diffracted light is separated in a direction that is symmetrical with respect to the optical axis of the 0th order diffracted light and that is along the track direction of the disk.

偏光レンズ111aは、偏光ホログラム素子によって構成することができる。この場合、偏光ホログラム素子には、第1の偏光成分にのみレンズ効果を与えるホログラムパターンが形成される。   The polarization lens 111a can be configured by a polarization hologram element. In this case, the polarization hologram element is formed with a hologram pattern that gives a lens effect only to the first polarization component.

光検出器112には、偏光レンズ111aによって収束されたレーザ光(第1の偏光成分)を受光するセンサー群と、偏光ホログラム素子111bによって分離された±1次回折光をそれぞれ受光する2組のセンサー群を保持している。ここで、各センサー群の光検出面は同一平面上に置かれている。すなわち、各センサー群の光検出面は、偏光ホログラム素子111bによって分離された±1次回折光(第2の偏光成分)のビームスポットが互いに略同一サイズとなる位置に置かれている。このとき、偏光レンズ111aによって収束されたレーザ光(第1の偏光成分)は、偏光レンズ111aによるレンズ効果によって、当該光検出面上に合焦せず、一定の広がりをもったビームスポットとなる。   The photodetector 112 includes a sensor group that receives laser light (first polarization component) converged by the polarization lens 111a and two sets of sensors that respectively receive ± first-order diffracted light separated by the polarization hologram element 111b. Holding a group. Here, the light detection surfaces of the sensor groups are placed on the same plane. That is, the light detection surface of each sensor group is placed at a position where the beam spots of ± first-order diffracted light (second polarization component) separated by the polarization hologram element 111b are approximately the same size. At this time, the laser beam (first polarization component) converged by the polarization lens 111a is not focused on the light detection surface due to the lens effect of the polarization lens 111a, and becomes a beam spot having a certain spread. .

図6に、光検出器112のセンサーパターンを示す。   FIG. 6 shows a sensor pattern of the photodetector 112.

図示の如く、光検出器112には、CD用レーザ光を受光するセンサー群A1、B1、C1と、次世代DVD用レーザ光を受光するセンサー群A2、B2、C2と、DVD用レーザ光を受光するセンサー群A2、B3、C3が配されている。これらのうち、偏光レンズ111aによって収束されたレーザ光(第1の偏光成分)は、4分割センサーA1、A2によって受光され、偏光ホログラム素子111bによって分離された±1次回折光(第2の偏光成分)は、それぞれ、3分割センサーB1、B2、B3とC1、C2、C3によって受光される。   As shown in the figure, the photodetector 112 receives sensor groups A1, B1, and C1 that receive CD laser light, sensor groups A2, B2, and C2 that receive next-generation DVD laser light, and DVD laser light. Sensor groups A2, B3 and C3 for receiving light are arranged. Among these, the laser light (first polarization component) converged by the polarization lens 111a is received by the four-divided sensors A1 and A2, and ± 1st order diffracted light (second polarization component) separated by the polarization hologram element 111b. ) Are received by the three-divided sensors B1, B2, B3 and C1, C2, C3, respectively.

ここで、3分割センサーB1〜B3、C1〜C3は、ディスク100のトラック方向に沿った2本の平行な分割線によって分割されている。したがって、分割線の方向は、偏光ホログラム素子111bによる±1次回折光の分離方向と同一方向となっている。   Here, the three-divided sensors B 1 to B 3 and C 1 to C 3 are divided by two parallel dividing lines along the track direction of the disk 100. Therefore, the direction of the dividing line is the same as the direction of separating ± first-order diffracted light by the polarization hologram element 111b.

なお、上述した3波長レーザ101は、次世代DVD用レーザ光(波長:408nm)のレーザ光とCD用レーザ光(波長:780nm)のレーザ光の間の光軸ズレ方向が、光検出器112上において、3分割センサーB1〜B3、C1〜C3の分割線方向(トラック方向)に直交する方向となるようにして配置されている。CD用レーザ光を受光するセンサー群A1、B1、C1は、次世代DVD用レーザ光およびDVD用レーザ光を受光するセンサー群A2、B2、C2およびA2、B3、C3から光軸ズレに応じた距離だけ離れた位置に配置されている。   In the above-described three-wavelength laser 101, the optical axis shift direction between the laser beam of the next-generation DVD laser beam (wavelength: 408 nm) and the laser beam of CD laser beam (wavelength: 780 nm) is the photodetector 112. Above, it arrange | positions so that it may become a direction orthogonal to the dividing line direction (track direction) of 3-part dividing sensors B1-B3 and C1-C3. The sensor groups A1, B1, and C1 that receive the laser beam for CD correspond to the optical axis deviation from the sensor groups A2, B2, C2, and A2, B3, and C3 that receive the next-generation DVD laser beam and the DVD laser beam. It is arranged at a position separated by a distance.

同図(b)に示すように、3波長レーザ101から次世代DVD用レーザ光が出射されたとき、偏光レンズ111aによって収束されたレーザ光(第1の偏光成分)は、4分割センサーA2によって受光され、偏光ホログラム素子111bによって分離された±1次回折光(第2の偏光成分)は、それぞれ、3分割センサーB2とC2によって受光される。   As shown in FIG. 6B, when the next-generation DVD laser light is emitted from the three-wavelength laser 101, the laser light (first polarization component) converged by the polarization lens 111a is obtained by the four-divided sensor A2. The ± first-order diffracted light (second polarization component) received and separated by the polarization hologram element 111b is received by the three-divided sensors B2 and C2, respectively.

これに対し、3波長レーザ101からDVD用レーザ光が出射されたときには、レーザ波長が次世代DVD用レーザ光よりも大きいため、上記(2)式から、±1次回折光の回折各θが大きくなる。このため、光検出面上における±1次回折光のスポット位置は、同図(b)の場合よりも、4分割センサーA2の中心位置から離れる。この場合、同図(c)に示すように、±1次回折光は、4分割センサーA2の中心位置からさらに離れた位置に配された3分割センサーB3とC3によってそれぞれ受光される。   On the other hand, when the DVD laser light is emitted from the three-wavelength laser 101, the laser wavelength is larger than that of the next-generation DVD laser light. Become. For this reason, the spot position of ± 1st-order diffracted light on the light detection surface is farther from the center position of the quadrant sensor A2 than in the case of FIG. In this case, as shown in FIG. 5C, the ± first-order diffracted light is received by the three-divided sensors B3 and C3 arranged at positions further away from the center position of the four-divided sensor A2.

また、3波長レーザ101からCD用レーザ光が出射されたときには、次世代DVD用レーザ光に対する光軸ズレの分だけ、光検出面上におけるレーザ光の照射位置ずれる。また、レーザ波長が大きい分、光検出面上における±1次回折光のスポット位置は、同図(c)の場合よりも、4分割センサーの中心位置からさらに離れる。この場合、同図(a)に示すように、偏光レンズ111aによって収束されたレーザ光(第1の偏光成分)は、光軸ズレに応じた距離だけ離れた位置に配された4分割センサーA1によって受光される。また、±1次回折光は、4分割センサーA1の中心位置から大きく離れた位置に配された3分割センサーB1とC1によってそれぞれ受光される。   When the CD laser light is emitted from the three-wavelength laser 101, the irradiation position of the laser light on the light detection surface is shifted by an amount corresponding to the optical axis shift with respect to the next-generation DVD laser light. Further, since the laser wavelength is large, the spot position of the ± first-order diffracted light on the light detection surface is further away from the center position of the four-divided sensor than in the case of FIG. In this case, as shown in FIG. 5A, the laser beam (first polarization component) converged by the polarization lens 111a is arranged at a position separated by a distance corresponding to the optical axis deviation. Is received by. Further, the ± first-order diffracted light is received by the three-divided sensors B1 and C1, which are arranged at positions far away from the center position of the four-divided sensor A1.

図7に、光検出器112からの検出信号からフォーカスエラー信号、トラッキングエラー信号および再生RF信号を生成する演算回路の構成を示す。   FIG. 7 shows a configuration of an arithmetic circuit that generates a focus error signal, a tracking error signal, and a reproduction RF signal from the detection signal from the photodetector 112.

なお、同図には、便宜上、次世代DVD用のセンサー群(4分割センサーA2と、3分割センサーB2、C2)に対する演算回路のみを示してある。DVD用センサー群(4分割センサーA2と、3分割センサーB3、C3)とCD用センサー群(4分割センサーA1と、3分割センサーB1、C1)に対しても同様の構成をとることにより、フォーカスエラー信号、トラッキングエラー信号および再生RF信号を生成することができる。   For the sake of convenience, only the arithmetic circuit for the next-generation DVD sensor group (four-divided sensor A2 and three-divided sensors B2, C2) is shown in FIG. By adopting the same configuration for the DVD sensor group (4-divided sensor A2, 3-divided sensors B3, C3) and CD sensor group (4-divided sensor A1, 3-divided sensors B1, C1), the focus An error signal, a tracking error signal, and a reproduction RF signal can be generated.

図示の如く、3分割センサーB2の中央のセンサー領域からの信号と3分割センサーC2の両端のセンサー領域からの信号を加算して信号F1を生成し、また、3分割センサーC2の中央のセンサー領域からの信号と3分割センサーB2の両端のセンサー領域からの信号を加算して信号F2を生成し、さらに、信号F1から信号F2を減算することにより、ビームサイズ法に従うフォーカスエラー信号を生成することができる。   As shown in the figure, the signal F1 is generated by adding the signal from the center sensor area of the three-divided sensor B2 and the signal from the sensor areas at both ends of the three-divided sensor C2, and the center sensor area of the three-divided sensor C2. The signal F2 is added to the signal from the sensor region at both ends of the three-divided sensor B2, and the signal F2 is generated. Further, the signal F2 is subtracted from the signal F1, thereby generating a focus error signal according to the beam size method. Can do.

また、3分割センサーB2の左端のセンサー領域からの信号と3分割センサーC2の右端のセンサー領域からの信号を加算して信号T1を生成し、3分割センサーB2の右端のセンサー領域からの信号と3分割センサーC2の左端のセンサー領域からの信号を加算して信号T2を生成し、さらに、信号T1から信号T2を減算することにより、トラッキングエラー信号を生成することができる。   Further, a signal T1 is generated by adding a signal from the leftmost sensor region of the three-divided sensor B2 and a signal from the rightmost sensor region of the three-divided sensor C2, and a signal from the rightmost sensor region of the three-divided sensor B2 A signal T2 is generated by adding signals from the leftmost sensor region of the three-divided sensor C2, and a tracking error signal can be generated by subtracting the signal T2 from the signal T1.

なお、ここでは、信号T1と信号T2を算出する際に、各3分割センサーの両端のセンサー領域からの信号のうち、左右反対のセンサー領域からの信号を互いに足し合わせるようにしたが、これは、+1次光と−1次光ではスポット上におけるビームパターン(トラックに応じた明暗領域の分布パターン)が反転することに起因するものである。すなわち、このように構成することにより、プッシュプル法に従ったトラキングエラー信号を生成することができる。   Here, when calculating the signal T1 and the signal T2, among the signals from the sensor areas at both ends of each three-divided sensor, the signals from the sensor areas opposite to each other are added together. This is because the beam pattern on the spot (the distribution pattern of the light and dark areas corresponding to the tracks) is inverted between the + 1st order light and the −1st order light. That is, with this configuration, a tracking error signal according to the push-pull method can be generated.

さらに、4分割センサーA2からの各センサー出力を加算することにより、再生RF信号が生成される。なお、4分割センサーA2からの出力は、この他、レーザ光の光軸調整に利用される。すなわち、次世代DVD用レーザ光を発光させながら、4分割センサーA2の各分割領域からのセンサー出力をモニターし、各分割領域からのセンサー出力が均等となるよう、レーザ光の光軸と光検出器112の相対位置が微調整される。   Further, a reproduction RF signal is generated by adding the sensor outputs from the quadrant sensor A2. The output from the quadrant sensor A2 is also used for adjusting the optical axis of the laser light. That is, while emitting the laser beam for the next-generation DVD, the sensor output from each divided area of the four-divided sensor A2 is monitored, and the optical axis and light detection of the laser light are performed so that the sensor output from each divided area becomes equal. The relative position of the instrument 112 is finely adjusted.

最後に、図8を参照しながら、本実施の形態における効果を説明する。   Finally, effects in the present embodiment will be described with reference to FIG.

(1)本実施の形態によれば、±1次回折光の分離方向を3分割センサーの分割線方向(ディスクのトラック方向)に一致させるようにしたことから、レーザ素子の温度変化等に起因してレーザ光に波長変動が生じ、これにより±1次回折光の分離角が変動しても、3分割センサー上における±1次回折光のスポット変位は、図8(a)に示すように分割線に平行な方向となり、各センサー領域に対するビームスポットの掛かり量は何ら変化しない。よって、波長変動が生じても、各センサー領域からの出力は変化せず、フォーカスエラー信号とトラッキングエラー信号を適正に生成出力することができる。   (1) According to this embodiment, the separation direction of ± first-order diffracted light is made to coincide with the dividing line direction of the three-divided sensor (the track direction of the disk). Thus, even if the wavelength variation occurs in the laser beam, and the separation angle of the ± first-order diffracted light varies, the spot displacement of the ± first-order diffracted light on the three-divided sensor changes to the dividing line as shown in FIG. The directions are parallel, and the amount of the beam spot applied to each sensor area does not change at all. Therefore, even if the wavelength fluctuates, the output from each sensor region does not change, and the focus error signal and the tracking error signal can be generated and output appropriately.

(2)対物レンズにレンズシフトが生じても、図8(b)に示すように、±1次回折光のスポットは、対応する3分割センサー上において同一方向にシフトするため、上記に示すトラッキングエラー信号の演算の際に、レンズシフトに基づくDC成分がキャンセルされる。よって、トラッキングエラー信号のDCオフセットを抑制することができ、安定したトラッキングサーボを実現することができる。   (2) Even if a lens shift occurs in the objective lens, as shown in FIG. 8B, the ± first-order diffracted light spot shifts in the same direction on the corresponding three-divided sensor. When the signal is calculated, the DC component based on the lens shift is canceled. Therefore, the DC offset of the tracking error signal can be suppressed, and a stable tracking servo can be realized.

(3)図5に示す如く、偏光レンズ111aによって個別にレンズ効果を付与するようにしたことから、4分割センサー上におけるスポット形状に十分な広がりを持たせることができる。   (3) Since the lens effect is individually provided by the polarizing lens 111a as shown in FIG. 5, the spot shape on the four-divided sensor can have a sufficient spread.

(4)図6に示す如く、センサーパターンの簡素化・集積化を図ることができる。さらに、レーザ光の光軸ズレ方向を、3分割センサーの分割線方向ないし±1次回折光の分離方向に直交させることにより、CD用レーザ光のセンサーパターンを、次世代DVDおよびDVD用のセンサーパターンの隣に配置することができ、一つの光検出器上に全てのレーザ光に応じたセンサーパターンを効率よく配置することができる。   (4) As shown in FIG. 6, the sensor pattern can be simplified and integrated. Further, by making the optical axis misalignment direction of the laser light orthogonal to the dividing line direction of the three-divided sensor or the separation direction of the ± first-order diffracted light, the CD laser light sensor pattern is changed to the next generation DVD and DVD sensor pattern. The sensor patterns corresponding to all the laser beams can be efficiently arranged on one photodetector.

なお、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、他に種々の変更が可能であることは言うまでもない。   Needless to say, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various other modifications are possible.

例えば、上記実施の形態では、図6に示すように、次世代DVD用レーザ光(±1次回折光)を受光する3分割センサーB2、C2と、DVD用レーザ光(±1次回折光)を受光する3分割センサーB3、C3を個別に配するようにしたが、図9に示すように、これらを一体化するようにしてもよい。   For example, in the above embodiment, as shown in FIG. 6, the three-divided sensors B2 and C2 that receive next-generation DVD laser light (± first-order diffracted light) and the DVD laser light (± first-order diffracted light) are received. Although the three-divided sensors B3 and C3 are arranged individually, they may be integrated as shown in FIG.

また、上記実施の形態では、CD用レーザ光の光軸のみが他のレーザ光の光軸に対してずれているものとしたが、この他、全ての光軸を整合させ、あるいは、全ての光軸が整合されていないような形態とすることもできる。全ての光軸が整合している場合には、たとえば、センサーパターンを図10のように構成することができる。このとき、3分割センサーB2の各センサー領域と、これに対応する3分割センサーB3の各センサー領域を一体化するようにしてもよく、あるいは、3分割センサーB3の各センサー領域を、DVD用レーザ光を受光する領域と、CD用レーザ光を受光する領域に個別に分離するようにしてもよい。また、全ての光軸が整合していない場合には、図11のように構成することができる。   In the above embodiment, only the optical axis of the laser beam for CD is deviated from the optical axis of the other laser beam. In addition to this, all the optical axes are aligned, or all the optical axes are aligned. It is also possible to adopt a form in which the optical axes are not aligned. When all the optical axes are aligned, for example, the sensor pattern can be configured as shown in FIG. At this time, each sensor area of the three-divided sensor B2 and each corresponding sensor area of the three-divided sensor B3 may be integrated, or each sensor area of the three-divided sensor B3 may be integrated with a DVD laser. You may make it isolate | separate into the area | region which receives light, and the area | region which receives the laser beam for CD separately. Further, when all the optical axes are not aligned, the configuration can be as shown in FIG.

さらに、上記実施の形態では、CD/DVD/次世代DVD用の互換型光ピックアップ装置を例示したが、CD/DVD互換型、DVD/次世代DVD互換型など、他の互換型光ピックアップ装置にも適宜適用可能である。また、上記では、光軸補正用回折格子103を用いて光軸補正を行ったが、これ以外の補正素子を用いるようにしても良い。さらに、光軸補正素子は、光検出器112の直前に配置するようにしても良い。   Furthermore, in the above embodiment, a compatible optical pickup device for CD / DVD / next-generation DVD is exemplified, but other compatible optical pickup devices such as a CD / DVD compatible type and a DVD / next-generation DVD compatible type are also included. Is also applicable as appropriate. In the above description, the optical axis correction is performed using the optical axis correcting diffraction grating 103. However, other correction elements may be used. Further, the optical axis correction element may be disposed immediately before the photodetector 112.

本発明の実施の形態は、特許請求の範囲に示された技術的思想の範囲内において、適宜、種々の変更が可能である。
The embodiments of the present invention can be appropriately modified in various ways within the scope of the technical idea shown in the claims.

実施の形態に係る光ピックアップ装置の光学系を示す図The figure which shows the optical system of the optical pick-up apparatus which concerns on embodiment 実施の形態に係る3波長レーザの構成を示す図The figure which shows the structure of 3 wavelength laser which concerns on embodiment 実施の形態に係る光軸補正用回折格子の作用を説明する図The figure explaining the effect | action of the diffraction grating for optical axis correction concerning embodiment 実施の形態に係る各波長のレーザ光の光軸を示す図The figure which shows the optical axis of the laser beam of each wavelength which concerns on embodiment 実施の形態に係る光学素子の構成および作用を説明する図The figure explaining the structure and effect | action of the optical element which concerns on embodiment 実施の形態に係る光検出器のセンサーパターンを示す図The figure which shows the sensor pattern of the photodetector which concerns on embodiment 実施の形態に係る演算回路の構成を示す図FIG. 10 is a diagram illustrating a configuration of an arithmetic circuit according to an embodiment. 実施の形態の効果について説明する図The figure explaining the effect of an embodiment 実施の形態に係るセンサーパターンの変更例を示す図The figure which shows the example of a change of the sensor pattern which concerns on embodiment 実施の形態に係るセンサーパターンの変更例を示す図The figure which shows the example of a change of the sensor pattern which concerns on embodiment 実施の形態に係るセンサーパターンの変更例を示す図The figure which shows the example of a change of the sensor pattern which concerns on embodiment 従来例に係る光ピックアップ装置の構成を示す図The figure which shows the structure of the optical pick-up apparatus which concerns on a prior art example. 従来例に係る光ピックアップ装置の構成を示す図The figure which shows the structure of the optical pick-up apparatus which concerns on a prior art example.

符号の説明Explanation of symbols

101 3波長レーザ
111 光学素子
111a 偏光レンズ
111b 偏光ホログラム素子
112 光検出器
101 Three-wavelength laser 111 Optical element 111a Polarization lens 111b Polarization hologram element 112 Photodetector

Claims (4)

記録媒体へレーザ光を照射するレーザ手段と、前記記録媒体から反射されたレーザ光を分離する光学素子と、該光学素子で分離されたレーザ光を受光する光検出器と、該光検出器からの検出信号に基づいてトラッキングエラー信号を生成する手段とを備えた光ディスク装置において、Laser means for irradiating the recording medium with laser light, an optical element for separating the laser light reflected from the recording medium, a photodetector for receiving the laser light separated by the optical element, and the photodetector And an optical disc device comprising means for generating a tracking error signal based on the detection signal of
前記光学素子は;The optical element;
レーザ光のうち第1の偏光成分にレンズ効果を付与する第1の光学手段と、First optical means for imparting a lens effect to the first polarization component of the laser light;
前記第1の偏光成分とは異なる第2の偏光成分を回折により分離するとともに分離された回折光に光軸方向に前後する焦点位置を与える第2の光学手段を具備し、Comprising second optical means for separating a second polarized light component different from the first polarized light component by diffraction and giving the separated diffracted light a focal position back and forth in the optical axis direction;
前記光検出器は;The photodetector is;
前記第1の偏光成分を受光する第1のセンサー手段と、First sensor means for receiving the first polarization component;
前記分離された±1次回折光をそれぞれ受光する2組のセンサー群を具備するとともに、それぞれのセンサー群はトラック方向に沿う2本の平行な分割線によって分割された3つのセンサー領域を備え、該3つのセンサー領域のうち中央のセンサー領域の幅方向中央に前記±1次回折光のビームスポットの中心が位置づけられるよう、前記センサー群と前記±1次回折光の光軸が位置調整された第2のセンサー手段とを具備し、The sensor group includes two sensor groups that respectively receive the separated ± first-order diffracted light, and each sensor group includes three sensor regions divided by two parallel dividing lines along the track direction, The sensor group and the optical axis of the ± 1st order diffracted light are secondly adjusted so that the center of the beam spot of the ± 1st order diffracted light is positioned at the center in the width direction of the center sensor region among the three sensor regions. Sensor means,
前記トラッキングエラー信号を生成する手段は;The means for generating the tracking error signal is;
前記2組のセンサー群の3つのセンサー領域のうち中央のセンサー領域を領域1、該領域1から前記分割線に直交する一方の方向にある領域を領域2、領域1から前記分割線に直交する他方の方向にある領域を領域3としたとき、Of the three sensor regions of the two sets of sensor groups, the central sensor region is region 1, the region in one direction perpendicular to the dividing line from region 1 is region 2, and the region 1 is orthogonal to the dividing line. When the region in the other direction is region 3,
前記2組のセンサー群のうち一方のセンサー群の領域2からの検出信号と他方のセンサー群の領域3からの検出信号を加算し、さらに、該加算の結果得られた2つの信号をそれぞれ減算してトラッキングエラー信号を生成する、The detection signal from region 2 of one sensor group and the detection signal from region 3 of the other sensor group of the two sets of sensor groups are added, and the two signals obtained as a result of the addition are subtracted, respectively. To generate a tracking error signal,
ことを特徴とする光ディスク装置。An optical disc device characterized by the above.
請求項1において、In claim 1,
前記第1のセンサー手段は、前記2組のセンサー群の間に配置されており、The first sensor means is disposed between the two sets of sensor groups;
前記第2の光学手段は、前記第1のセンサー手段を前記2組のセンサー群の間に配置できるようにして前記±1次回折光を分離する、The second optical means separates the ± first-order diffracted light so that the first sensor means can be disposed between the two sets of sensor groups;
ことを特徴とする光ディスク装置。An optical disc device characterized by the above.
請求項1において、In claim 1,
前記第2の光学手段は、前記回折によるレーザ光の分離方向が前記トラック方向に沿うよう位置調整されている、The second optical means is position-adjusted so that the laser beam separation direction by the diffraction is along the track direction.
ことを特徴とする光ディスク装置。An optical disc device characterized by the above.
請求項1において、In claim 1,
前記レーザ手段は数種の波長のレーザ光を出射し、前記レーザ光の光軸ズレ方向と前記第2の光学手段によるレーザ光の分離方向が互いに直交するよう、前記第2の光学手段の位置が調整されている、The laser means emits laser light of several wavelengths, and the position of the second optical means is such that the optical axis misalignment direction of the laser light and the laser light separating direction by the second optical means are orthogonal to each other. Has been adjusted,
ことを特徴とする光ディスク装置。An optical disc device characterized by the above.
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