JP4561706B2 - 光ピックアップ装置 - Google Patents
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Description
検出光学素子は、光スポットの反射光の回折素子の入射領域が、光ディスク上のトラックを回折素子に投影したときのそのトラックの方向に対し、軸対称な角度をなす分割線で6つの分割領域に分割されており、その6つの分割領域のうち、トラックの方向と同一方向を含む2つの分割領域を第1の分割領域及び第2の分割領域とするとき、第1の分割領域及び第2の分割領域は、トラックの方向に対し90度±20度の範囲内の一方向以上に光を回折させると共に、それぞれの回折光に非点収差を付与し、第1の分割領域により付与された非点収差により生じる第1の2つの焦線と、第2の分割領域により付与された非点収差により生じる第2の2つの焦線の各方向は、回折素子に投影したトラックの方向に対して45度の角度であり、かつ、第1の2つの焦線と第2の2つの焦線のうち検出光学素子に近い側の焦線はそれぞれ同一の方向になっており、6つの分割領域のうち第1の分割領域に隣接する分割領域を第3の分割領域及び第4の分割領域とし、第2の分割領域に隣接する分割領域を第5の分割領域及び第6の分割領域とするとき、第3〜第6の分割領域のそれぞれは、トラックの方向に対し90度±20度の範囲内の一方向以上に光を回折させると共に、それぞれの回折光に非点収差を付与し、第3〜第6の分割領域により付与された非点収差によりそれぞれ生じる2つの焦線のうち、検出光学素子に近い側の焦線の方向が回折素子に投影したトラックの方向に対して90度の角度であり、
受光素子は、第1及び第2の分割領域により非点収差を付与された回折光により生じる第1の2つの焦線の間及び第2の2つの焦線の間で、かつ、第3〜第6の分割領域により付与された非点収差によりそれぞれ生じる2つの焦線のうち、検出光学素子に近い側の焦線がそれぞれ位置するように配置されており、少なくとも対物レンズより出射した光が光ディスク上に集光して光スポットを形成している状態では、第1の分割領域より出射した回折光は、回折する方向と同一の方向をなす第1の分割線により2つに分割された第1及び第2の分割受光部の両方で受光し、第2の分割領域より出射した回折光は、回折する方向と同一の方向をなす第2の分割線により2つに分割された第3及び第4の分割受光部の両方で受光すると共に、第3の分割領域より出射した回折光と第4の分割領域より出射した回折光は、検出光学素子により集光され第1及び第2の分割受光部により別々に受光し、第5及び第6の分割領域より出射した回折光は、検出光学素子により集光され第3及び第4の分割受光部により別々に受光し、光スポットの直径が最も小さくなっている状態では、第3及び第4の分割領域よりそれぞれ出射した回折光が受光素子に入射した際に、第1及び第2の分割受光部の何れかに生じる光スポットの直径d1xが直径d1yよりも大きく(ただし、d1xは第1及び第2の分割受光部の分割線の方向と同一方向の直径、d1yは分割線と直交する方向の直径)、かつ、第5及び第6の分割領域よりそれぞれ出射した回折光が受光素子に入射した際に、第3及び第4の分割受光部の何れかに生じる光スポットの直径d2xが直径d2yよりも大きい(ただし、d2xは第3及び第4の分割受光部の分割線の方向と同一方向の直径、d2yは分割線と直交する方向の直径)ことを特徴とする。
図1は本発明になる光ピックアップ装置の第1の実施の形態の構成図を示す。同図において、光源である半導体レーザ20から出射された光は、ホログラム素子21をそのまま透過し、更にコリメータレンズ22、対物レンズ23の順に透過し、対物レンズ23により集光されて、光ディスク24に光スポット24aを形成する。ここで、光ディスク24としては、例えば、CD(Compact Disc)及びDVD(Digital Versatile Disc)が適用される。
(Va+Vc)−(Vb+Vd)
により演算した結果が0になるとするとき、図6の場合は上式の値が負、図7の場合は上式の値が正となる。従って、上記の演算式に基づいてスポットサイズ法によりフォーカスエラー信号を検出できる。このフォーカスエラー信号を得るための演算方法は、前述の非点収差法と比較すると同一であることが解る。
(Va+Vb)−(Vc+Vd)
により演算することで、プッシュプル法によるトラッキングエラー信号を検出することができる。また、位相差法についても、非点収差法と同様にして、(Va+Vc)と(Vb+Vd)の位相を比較することで、トラッキングエラー信号を検出することができる。
本発明の第2の実施の形態は、基本的構成は図1に示した上記の第1の実施の形態と同様であるが、上記の第1の実施の形態とは異なり、ホログラム素子21の図2の分割領域30b、30dに入射する光にも非点収差を付与するようにしたものである。この場合は、付与された非点収差で生じる2つの焦線の方向は、略X方向及び略Y方向と同一になるようになっている。
本発明の第3の実施の形態は、基本的構成は上記の第2の実施の形態と同様に、ホログラム素子21の4つの分割領域30a〜30dは、それぞれ光ディスクから反射した光を回折すると共に、その回折光に非点収差を付与する特性としたものであるが、受光素子26を図11〜図13に示す10個の分割受光部261A〜261Jからなる構成としたものである。
図14〜図16はそれぞれ本発明になる光ピックアップ装置の第4の実施の形態の要部をなす受光素子と光スポットの関係を示す。図14〜図16中、図11〜図13と同一構成部分には同一符号を付し、その説明を省略する。本発明の第4の実施の形態は、基本的構成は上記の第3の実施の形態と同様に、ホログラム素子21の4つの分割領域30a〜30dは、それぞれ光ディスクから反射した光を回折すると共に、その回折光に非点収差を付与する特性としたものであり、また受光素子の構成も第3の実施の形態と略同様であるが、図11〜図13に示した分割受光部261B、261Eをそれぞれ更に2分割して、261Bは261B−1及び261B−2とし、261Eは261E−1及び261E−2に変更した点に特徴がある。
図17は本発明になる光ピックアップ装置の第5の実施の形態の構成図を示す。同図中、図1と同一構成部分には同一符号を付してある。図17において、光源である半導体レーザ50から出射された光は、ホログラム素子51に入射する。ホログラム素子51は、所定の厚さの光学的に透明な樹脂やガラスで構成された直方体状の素子本体51cの、光ディスク24側の面にホログラム部51aが形成されると共に、受光素子54側の面に回折格子部51bが形成されている。
(Va+Vc)−(Vb+Vd)
により演算した結果が”0”になるとするとき、図23の場合は上式の値が正、図24の場合は上式の値が負となる。従って、上記の演算式に基づいてフォーカスエラー信号を検出できる。このフォーカスエラー信号を得るための演算方法は、前述の非点収差法と比較すると同一であることが解る。
(Va+Vb)−(Vc+Vd)
により演算することで、プッシュプル法によるトラッキングエラー信号を検出することができる。位相差法についても、非点収差法と同様にして、(Va+Vc)と(Vb+Vd)の位相を比較することで、トラッキングエラー信号を検出することができる。
第5の実施の形態においては、ホログラム部51aの4つの分割領域64b、64c、64e及び64fに入射した光は、略X方向に回折し、回折する際に非点収差が付与され、その非点収差により生じる2つの焦線のうち、ホログラム素子51に近い側の焦線の方向はX方向と同一角度をなすようになっており、受光素子54の各分割受光部の位置にホログラム素子51に近い側の焦線が位置するようになっている。
21、51 ホログラム素子
22 コリメータレンズ
23 対物レンズ
24 光ディスク
26、41 受光素子
30、60 ホログラム素子を透過する光の領域
30a、30b、30c、30d、64a、64b、64c、64d ホログラム素子を透過する光の分割領域
31、32、61、62、63 ホログラム素子の領域の分割線
33a〜33d、34a〜34d、35a〜35d、36a〜36d、37a〜37d、38a〜38d、45a〜45d、46a〜46d、47a〜47d、55a〜55r、55a’〜55r’、55a”〜55r” 受光素子に形成した光スポット
51a ホログラム部
51b 回折格子部
260A〜260D、261A、261B、261B−1、261B−2、261C〜261E、261E−1、261E−2、261F〜261J、540A〜540F 分割受光部
Claims (1)
- 光を出射する光源と、
前記光源から出射された光を、光ディスク上に集光して光スポットを形成する対物レンズと、
前記対物レンズを介して入射する、前記光ディスク上の前記光スポットの反射光を、回折素子を通して所定の方向に出射する検出光学素子と、
前記検出光学素子から出射された光を入射して、入射した光の強度に応じた電気信号を出力する受光素子と
を備え、
前記検出光学素子は、
前記光スポットの反射光の前記回折素子の入射領域が、前記光ディスク上のトラックを前記回折素子に投影したときのそのトラックの方向に対し、軸対称な角度をなす分割線で6つの分割領域に分割されており、その6つの分割領域のうち、前記トラックの方向と同一方向を含む2つの分割領域を第1の分割領域及び第2の分割領域とするとき、該第1の分割領域及び該第2の分割領域は、前記トラックの方向に対し90度±20度の範囲内の一方向以上に光を回折させると共に、それぞれの回折光に非点収差を付与し、前記第1の分割領域により付与された非点収差により生じる第1の2つの焦線と、前記第2の分割領域により付与された非点収差により生じる第2の2つの焦線の各方向は、前記回折素子に投影したトラックの方向に対して45度の角度であり、かつ、前記第1の2つの焦線と前記第2の2つの焦線のうち前記検出光学素子に近い側の焦線はそれぞれ同一の方向になっており、
前記6つの分割領域のうち前記第1の分割領域に隣接する分割領域を第3の分割領域及び第4の分割領域とし、前記第2の分割領域に隣接する分割領域を第5の分割領域及び第6の分割領域とするとき、該第3〜第6の分割領域のそれぞれは、前記トラックの方向に対し90度±20度の範囲内の一方向以上に光を回折させると共に、それぞれの回折光に非点収差を付与し、前記第3〜第6の分割領域により付与された非点収差によりそれぞれ生じる2つの焦線のうち、前記検出光学素子に近い側の焦線の方向が前記回折素子に投影したトラックの方向に対して90度の角度であり、
前記受光素子は、
前記第1及び第2の分割領域により非点収差を付与された回折光により生じる前記第1の2つの焦線の間及び前記第2の2つの焦線の間で、かつ、前記第3〜第6の分割領域により付与された非点収差によりそれぞれ生じる2つの焦線のうち、前記検出光学素子に近い側の焦線がそれぞれ位置するように配置されており、
少なくとも前記対物レンズより出射した光が前記光ディスク上に集光して光スポットを形成している状態では、前記第1の分割領域より出射した回折光は、回折する方向と同一の方向をなす第1の分割線により2つに分割された第1及び第2の分割受光部の両方で受光し、前記第2の分割領域より出射した回折光は、回折する方向と同一の方向をなす第2の分割線により2つに分割された第3及び第4の分割受光部の両方で受光すると共に、前記第3の分割領域より出射した回折光と前記第4の分割領域より出射した回折光は、前記検出光学素子により集光され前記第1及び第2の分割受光部により別々に受光し、前記第5及び第6の分割領域より出射した回折光は、前記検出光学素子により集光され前記第3及び第4の分割受光部により別々に受光し、
前記光スポットの直径が最も小さくなっている状態では、前記第3及び第4の分割領域よりそれぞれ出射した回折光が前記受光素子に入射した際に、前記第1及び第2の分割受光部の何れかに生じる光スポットの直径d1xが直径d1yよりも大きく(ただし、前記d1xは前記第1及び第2の分割受光部の分割線の方向と同一方向の直径、前記d1yは前記分割線と直交する方向の直径)、かつ、前記第5及び第6の分割領域よりそれぞれ出射した回折光が前記受光素子に入射した際に、前記第3及び第4の分割受光部の何れかに生じる光スポットの直径d2xが直径d2yよりも大きい(ただし、前記d2xは前記第3及び第4の分割受光部の分割線の方向と同一方向の直径、前記d2yは前記分割線と直交する方向の直径)ことを特徴とする光ピックアップ装置。
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