JP4393530B2 - 光ピックアップ及び光検出器 - Google Patents

Description

本発明は、光学式情報記憶再生装置における光ピックアップ装置に係り、特に２波長以上の半導体レーザを搭載する光ピックアップ装置に搭載する光検出器（またはアンプ付受光素子）、その光検出器及び２波長以上の半導体レーザを搭載する光ピックアップ装置、さらには光ヘッド装置（光学式情報記憶再生装置）に関する。

現在の光ピックアップ装置は、光検出器及び信号処理回路及びそれらを用いた光学的情報再生装置（特願平１１−１７１８４４号）や光ヘッド（特許文献１）等に開示されているように、２波長以上の光を出射する半導体レーザが２個以上のパッケージから構成されるものであり、これに伴い１個以上の光検出器またはアンプ付き受光素子を搭載していた。しかし最近、２波長以上の光を出射する半導体レーザを、発光点位置が幾らかずらして１つのパッケージに簡素化する技術が提案されている。

図５は、従来例に係る光検出器の受光パターンを示す図である。受光部Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄにメインスポットが照射され、受光部Ｅ，Ｆにサブスポットが照射されるが、この光検出器では図に示す通り、光ディスクからの光が受光パターンからはみ出してしまう。これより、２個以上の光検出器またはアンプ付受光素子が必要であった。

特開平８−５５３６３号公報

上述したように従来は、１パッケージ内から２波長以上の光を発光点位置をずらして並行に出射する半導体レーザを用い、半導体レーザを１つのパッケージに簡素化したにも係わらず、２個以上の光検出器またはアンプ付受光素子を必要とする。そのため光学部品（具体的にはプリズム、レンズ、ミラーなど）の部品点数を削減することができず、１パッケージ内から２波長以上の光を発光点位置をずらして並行に出射する半導体レーザを搭載した光ピックアップ装置の小型、薄型化が困難であった。

本発明は、このような従来技術の欠点を解消した受光パターンを提案し、光検出器の集積化、ひいては光ピックアップ装置、光ヘッド装置の小型、薄型化を図ることを目的とする。

上記目的は、例えば、特許請求の範囲に記載の発明によって達成される。

本発明は前述のような構成になっており、光検出器そのもの、及びその光検出器が組み込まれた光ピックアップ装置、光ヘッド装置の小型化及び薄型化を図ることができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は第１の実施形態に係る光検出器の受光パターンを示す図、図２は第２の実施形態に係る光検出器の受光パターンを示す図、図３は第１の実施形態に係る光ピックアップ装置の構成図、図４は第２の実施形態に係る光ピックアップ装置の構成図である。

まず、図３に示す光ピックアップ装置の構成、動作を説明する。１パッケージ内から２波長以上の光を発光点位置をずらして並行に出射する半導体レーザ１６から出射された光のうち、一方をＨ１波長光（具体的には波長が７８０ｎｍのＣＤレーザ）、もう一方をＨ２波長光（具体的には波長が６５０ｎｍのＤＶＤレーザ）とする。

Ｈ１波長光が出射されたとき、このＨ１波長光は回析格子１８で０次光と±１次光に回析しながら通過し、ハーフミラー９にて反射され、コリメートレンズ６を通過し、さらに反射ミラー５にて反射され、対物レンズ１３を通過し、光ディスクに光スポットを形成する。

そして光ディスクに形成された光スポットが反射され、この光スポットは対物レンズ１３を通過し、反射ミラー５にて反射され、コリメートレンズ６を通過してハーフミラー９を通過し、さらに凹レンズ１０を通過し、光検出器１７に入射する。光ディスクで反射された光スポットが光検出器１７に入射することで、光検出器１７によって光ディスクに記憶されていた情報が読み取られる。

ここで、光検出器１７が図１の受光パターンの場合の動作を説明する。光検出器１７上において、受光部Ａ１，Ｂ１，Ｃ１，Ｄ１にメインスポットを照射し、受光部Ｅ，Ｆにサブスポットを照射する。各受光部Ａ１，Ｂ１，Ｃ１，Ｄ１，Ｅ，Ｆは、入射した光を電流に変換し、オペアンプ等の回路内でＩ（電流）−Ｖ（電圧）変換を行う。

これら各受光部からの電圧を下記に示す式により演算を行い、光ピックアップ装置に搭載された対物レンズ１３を動作させ、光ディスク上に記憶されていた情報を読み取る。

フォーカスエラー信号：（Ａｎ＋Ｃｎ）−（Ｂｎ＋Ｄｎ）・・・（１）
トラッキングエラー信号：３スポット方式の場合（Ｅ−Ｆ）または（Ｆ−Ｅ）
・・・（２）
時間差方式の場合（Ａｎ＋Ｂｎ）−（Ｃｎ＋Ｄｎ）
または（Ｃｎ＋Ｄｎ）−（Ａｎ＋Ｂｎ）・・・（３）
出力信号（ＨＦ信号）：（Ａｎ＋Ｂｎ＋Ｃｎ＋Ｄｎ）・・・・・（４）
ｎ＝１時とはＨ１波長光を受光しているときを示し、ｎ＝２時とはＨ２波長光を受光しているときである。

Ｈ２波長光が出射されたときについても上記と同じであるが（Ｈ２波長光のメインスポットは受光部Ａ２，Ｂ２，Ｃ２，Ｄ２に照射される）、Ｈ１波長光が出射されているときはＨ２波長光は出射されない状態になる。

ここでスポットが３個以上の場合は、さらに後段の受光部に照射される。なお、光検出器１７上のＨ１波長光とＨ２波長光の間隔は、１パッケージ内から２波長以上の光を発光点位置をずらして並行に出射する半導体レーザ１６の発光点位置のずれ間隔と同一である。

次に図４の光ピックアップ装置の構成、動作を説明する。半導体レーザ１６からのＨ１波長光は、回析格子１８で０次光と±１次光に回析しながら通過し、ハーフミラー９にて反射され、コリメートレンズ６を通過し、対物レンズ１３を通過し、光ディスクに光スポットを形成する。

光ディスクからの反射光は対物レンズ１３、コリメートレンズ６、ハーフミラー９、凹レンズ１０の順で通過し、光検出器１７に入射して光ディスクに記憶されていた情報が読み取られる。光検出器１７が図１の受光パターンの場合の動作は上述した通りである。

ここで、図１の光検出器１７についてさらに説明する。この光検出器１７は１パッケージ内で８分割以上に分割され、かつ、動作電源入力ピン３ピンで信号出力ピン７ピン以内に構成されている。また、サブスポット用の受光部を２つ及びメインスポット用に田の字型に４分割された受光部を２つ以上有する。さらに、メインスポット用受光部を挟む形でサブスポット用の受光部を２つ有し、及びメインスポット用に田の字型に４分割された受光部を２つ以上備え、その２つ以上の４分割された受光部を横方向に並べて、２つ以上の４分割された受光部の左上どうし、右上どうし、左下どうし、右下どうしを結線し、メインスポット用の受光部からの信号出力ピンを５ピン内にした。

次に図３、図４に示す光検出器１７が図２の受光パターンの場合の光検出器１７の動作を説明する。図２に示す受光パターンの場合、Ｈ１波長光は、受光部Ａ１，Ａ２，Ｂ１，Ｂ２にメインスポットを照射し、受光部Ｅ，Ｆにサブスポットを照射する。各受光部Ａ１，Ａ２，Ｂ１，Ｂ２，Ｅ，Ｆは、入射した光を電流に変換し、オペアンプ等の回路内にてＩ（電流）−Ｖ（電圧）変換を行う。

これら各受光部からの電圧を下記に示す式により演算を行い、光ピックアップ装置に搭載された対物レンズ１３を動作させ、光ディスク上に記憶されていた情報を読み取る。

フォーカスエラー信号：｛（Ａｎ＋Ｂ（ｎ＋１））−（Ａ（ｎ＋１）＋Ｂｎ）｝×（−１）（ｎ＋１） ・・・（５）
トラッキングエラー信号：３スポット方式の場合（Ｅ−Ｆ）または（Ｆ−Ｅ）
・・・（６）
時間差方式の場合（Ａ（ｎ＋１）＋Ｂ（ｎ＋１））−（Ａｎ−Ｂｎ）または（Ａｎ＋Ｂｎ）−（Ａ（ｎ＋１）＋Ｂ（ｎ＋１））
・・・（７）
出力信号（ＨＦ信号）：（Ａｎ＋Ｂｎ＋Ａ（ｎ＋１）＋Ｂ（ｎ＋１））
・・・（８）
ｎ＝１時とはＨ１波長光を受光しているときを示し、ｎ＝２時とはＨ２波長光を受光しているときである。

Ｈ２波長光が出射されたときについても上記と同じであるが（Ｈ２波長光のメインスポットは受光部Ａ２，Ａ３，Ｂ２，Ｂ３に照射される）、Ｈ１波長光が出射されているときはＨ２波長光は出射されない状態になる。

なお、光検出器１７上のＨ１波長光とＨ２波長光の間隔は、１パッケージ内から２波長以上の光を発光点位置をずらして並行に出射する半導体レーザ１６の発光点位置のずれ間隔と同一である。

図２の光検出器１７は、サブスポット用の受光部を２つ及びメインスポット用に田の字型に４分割された受光部を２つ以上横方向に並べたときに隣り合う受光部どうしを接続した形の６以上に分割された受光パターンを有する。また、メインスポット用受光部を挟む形でサブスポット用の受光部を２つ有し、及びメインスポット用に田の字型に４分割された受光部を２つ以上備え、その２つ以上の４分割された受光部を横方向に並べたとき、隣り合う受光部どうしを接続した形の６以上に分割された受光パターンを備え、この受光部の横方向に対し、１つ置きに隣り合う受光部ごとを結線し、メインスポット用受光部からの信号出力ピンを５ピン以内にしたものである。

第１の実施の形態に係る光検出器の受光パターンを示す図である。 第２の実施の形態に係る光検出器の受光パターンを示す図である。 第１の実施の形態に係る光ピックアップ装置の構成図である。 第２の実施の形態に係る光ピックアップ装置の構成図である。 従来例に係る光検出器の受光パターンを示す図である。

符号の説明

５ 反射ミラー
６ コリメートレンズ
９ ハーフミラー
１０ 凹レンズ
１３ 対物レンズ
１６ 半導体レーザ
１７ 光検出器
１８ 回析格子

Claims (4)

1. 光ディスクにレーザ光を照射し、前記光ディスクで反射した反射レーザ光を検出する光ピックアップであって、
   １パッケージ内から、第１の波長のレーザ光と、前記第１の波長とは異なる第２の波長のレーザ光の出射が可能なレーザ光源と、
   前記第１の波長のレーザ光及び前記第２の波長のレーザ光を１つのメイン光と２つのサブ光に分岐させるための回折格子と、
   前記第１の波長と第２の波長のメイン光をそれぞれ受光する２つのメイン光検出部と、サブ光を受光する２つのサブ光検出部とを有する光検出器とを備え、
   前記２つのメイン光検出部の受光面は、それぞれ、４分割されており、一方のメイン光検出部の各受光面の出力ピンと、他方のメイン光検出部の各受光面の出力ピンが共通化されており、
   時間差方式場合、前記メイン光検出部でトラッキングエラー信号を検出し、
   ３スポット方式の場合、前記サブ光検出部でトラッキングエラー信号を検出する光ピックアップ。
2. 請求項１記載の光ピックアップであって、
   前記第１の波長のレーザ光は、ＣＤを記録又は再生するためのレーザ光であり、前記第２の波長のレーザ光は、前記ＤＶＤを記録又は再生するためのレーザ光である光ピックアップ。
3. 請求項２記載の光ピックアップであって、
   前記ＣＤ及びＤＶＤのいずれか一方を３スポット方式でトラッキングエラー信号を検出する光ピックアップ。
4. 請求項１から３のいずれか一項に記載の光ピックアップであって、
   前記２つのサブ光検出部の間に、前記メイン光検出部が配置されている光ピックアップ。

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