JPH07182682A - 光ピックアップ用受光素子 - Google Patents
光ピックアップ用受光素子Info
- Publication number
- JPH07182682A JPH07182682A JP32400193A JP32400193A JPH07182682A JP H07182682 A JPH07182682 A JP H07182682A JP 32400193 A JP32400193 A JP 32400193A JP 32400193 A JP32400193 A JP 32400193A JP H07182682 A JPH07182682 A JP H07182682A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- lens
- optical pickup
- light receiving
- receiving element
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 光ピックアップにおいて、４分割光検出器の
不感帯の影響を除去し、高感度な信号検出をおこなう。 【構成】 本発明による光ピックアップ用受光素子に於
いては、信号光は素子裏面（基板側）から入射する。そ
の際、基板部に設けられた収束機能を有する補助レンズ
により入射ビームは分割され、受光領域の各エレメント
中央部に収束していく。従って、４分割受光素子全体の
中央不感帯に入射する光パワーの割合が極端に減少し、
大部分の光パワーは各エレメントの有効部に入射する。 【効果】 レンズのサーボ動作によってスポット径が増
減したりスポット位置が移動しても、不感帯に落ち込む
パワーの変動量は無視でき、ＲＦ出力の変動（すなわち
ジッター）を招くことがない。
不感帯の影響を除去し、高感度な信号検出をおこなう。 【構成】 本発明による光ピックアップ用受光素子に於
いては、信号光は素子裏面（基板側）から入射する。そ
の際、基板部に設けられた収束機能を有する補助レンズ
により入射ビームは分割され、受光領域の各エレメント
中央部に収束していく。従って、４分割受光素子全体の
中央不感帯に入射する光パワーの割合が極端に減少し、
大部分の光パワーは各エレメントの有効部に入射する。 【効果】 レンズのサーボ動作によってスポット径が増
減したりスポット位置が移動しても、不感帯に落ち込む
パワーの変動量は無視でき、ＲＦ出力の変動（すなわち
ジッター）を招くことがない。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光ディスクあるいは光
磁気ディスク等の情報記録媒体から情報を読みとるため
の、光ピックアップに用いる受光素子に関する。
磁気ディスク等の情報記録媒体から情報を読みとるため
の、光ピックアップに用いる受光素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】ＣＤ（コンパクトディスク）における記
録情報は、ディスク面に設けられたトラックに沿って並
んだピット列として蓄積されている。対物レンズにて集
光されたコヒーレント光をこの情報トラック（ピット
列）に照射すると、スポット位置がピットのエッジ部分
にかかった場合は反射光と照射光との干渉効果により、
ピット外の平らな場所で反射した場合に比べて反射光の
光量が減少する。光ピックアップでは、このピット列に
対応した反射光量の減衰パルスを、光検出器により電気
パルス信号に変換して出力している。
録情報は、ディスク面に設けられたトラックに沿って並
んだピット列として蓄積されている。対物レンズにて集
光されたコヒーレント光をこの情報トラック（ピット
列）に照射すると、スポット位置がピットのエッジ部分
にかかった場合は反射光と照射光との干渉効果により、
ピット外の平らな場所で反射した場合に比べて反射光の
光量が減少する。光ピックアップでは、このピット列に
対応した反射光量の減衰パルスを、光検出器により電気
パルス信号に変換して出力している。
【０００３】ところで現実の光ディスクにおいて表面に
そりや歪みを全く持たないような理想的な平坦性を求め
ることは無理であり、またディスクを駆動するドライバ
ーの回転軸の傾きなども考慮すると、正確な情報読みと
りのためにはピックアップの対物レンズとディスク表面
との位置関係を適切に保つことが非常に大切である。す
なわちレーザ光源からの照射光がピット列（トラック）
からそれないためのトラッキング方向の位置制御と、レ
ーザビームの焦点位置を常にディスクの情報面に一致さ
せるためのフォーカス制御を行うことである。このよう
な制御を行うための現在位置の検出法として、トラッキ
ングずれ（ＴＥ）検出には３ビーム法を、フォーカスず
れ（ＦＥ）検出には非点収差法を用いるのが一般的であ
る。
そりや歪みを全く持たないような理想的な平坦性を求め
ることは無理であり、またディスクを駆動するドライバ
ーの回転軸の傾きなども考慮すると、正確な情報読みと
りのためにはピックアップの対物レンズとディスク表面
との位置関係を適切に保つことが非常に大切である。す
なわちレーザ光源からの照射光がピット列（トラック）
からそれないためのトラッキング方向の位置制御と、レ
ーザビームの焦点位置を常にディスクの情報面に一致さ
せるためのフォーカス制御を行うことである。このよう
な制御を行うための現在位置の検出法として、トラッキ
ングずれ（ＴＥ）検出には３ビーム法を、フォーカスず
れ（ＦＥ）検出には非点収差法を用いるのが一般的であ
る。
【０００４】このうち非点収差法は、ディスク面からの
反射光の光束に円筒レンズなどで非点収差を作りだし、
フォーカスずれによってスポット形状（楕円の方向と楕
円度）が変化するのを検出している。図４の模式図で示
した光学系の焦点付近を考えると、ディスク面からの反
射光を集光レンズ３、シリンドリカルレンズ４を介して
受光素子５に導いている。この反射光の光軸と垂直な面
をｘ−ｙ面とした時、ｘ軸方向とｙ軸方向の各ビームウ
エスト位置の間にビーム断面が真円状になる位置が存在
し、これを合焦位置と判定するものである。
反射光の光束に円筒レンズなどで非点収差を作りだし、
フォーカスずれによってスポット形状（楕円の方向と楕
円度）が変化するのを検出している。図４の模式図で示
した光学系の焦点付近を考えると、ディスク面からの反
射光を集光レンズ３、シリンドリカルレンズ４を介して
受光素子５に導いている。この反射光の光軸と垂直な面
をｘ−ｙ面とした時、ｘ軸方向とｙ軸方向の各ビームウ
エスト位置の間にビーム断面が真円状になる位置が存在
し、これを合焦位置と判定するものである。
【０００５】そのために非点収差検出光学系では、図３
に示すように光検出器として受光領域が不感帯５ａによ
って４分割されたエレメントＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄを半導体基
板２に設けた受光素子５を用いている。フォーカスずれ
量は、２対の対角成分出力の大きさの差として表現で
き、すなわち４分割された各エレメントＡ〜Ｄの出力を
ＶA 〜ＶD とすると、ＦＥ＝（ＶA ＋ＶC ）−（ＶB ＋
ＶD ）なる演算で求めることができる。ちなみに合焦位
置では、真円となりＶA ＝ＶC ＝ＶB ＝ＶD であるか
ら、ＦＥ信号は０となるわけである。
に示すように光検出器として受光領域が不感帯５ａによ
って４分割されたエレメントＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄを半導体基
板２に設けた受光素子５を用いている。フォーカスずれ
量は、２対の対角成分出力の大きさの差として表現で
き、すなわち４分割された各エレメントＡ〜Ｄの出力を
ＶA 〜ＶD とすると、ＦＥ＝（ＶA ＋ＶC ）−（ＶB ＋
ＶD ）なる演算で求めることができる。ちなみに合焦位
置では、真円となりＶA ＝ＶC ＝ＶB ＝ＶD であるか
ら、ＦＥ信号は０となるわけである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところでこの方式で
は、４分割受光素子の各エレメント出力の総和から記録
データを読み取った情報信号（ＲＦ信号）を得ている
（ＲＦ＝ＶA ＋ＶC ＋ＶB ＋ＶD ）が、図３に示すよう
に光パワー密度の高い光スポット中心部が受光領域を４
分割している不感帯５ａに位置するため、不感帯５ａに
落ち込むＲＦ信号パワーが無視できなかった。この不感
帯５ａは各エレメントＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ間の信号分離のた
めに設けられているもので、ここに入射した光は光電流
に寄与しなかったり（すなわち量子効率のロス）、或い
は応答特性の遅い拡散電流成分の原因となったりした。
は、４分割受光素子の各エレメント出力の総和から記録
データを読み取った情報信号（ＲＦ信号）を得ている
（ＲＦ＝ＶA ＋ＶC ＋ＶB ＋ＶD ）が、図３に示すよう
に光パワー密度の高い光スポット中心部が受光領域を４
分割している不感帯５ａに位置するため、不感帯５ａに
落ち込むＲＦ信号パワーが無視できなかった。この不感
帯５ａは各エレメントＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ間の信号分離のた
めに設けられているもので、ここに入射した光は光電流
に寄与しなかったり（すなわち量子効率のロス）、或い
は応答特性の遅い拡散電流成分の原因となったりした。
【０００７】従ってスポット径の増減、あるいはスポッ
ト位置の移動が生ずると、ＲＦ信号が変動してしまっ
た。つまりトラッキング制御、フォーカス制御のための
レンズの動き自体が、ジッターの原因となってしまっ
た。そこで本発明の目的は、４分割受光素子の不感帯の
影響を低減し、スポット径の増減、スポット位置の移動
によるＲＦ出力変動が無視できる、ジッター特性に優れ
た光ピックアップ装置を提供する事にある。
ト位置の移動が生ずると、ＲＦ信号が変動してしまっ
た。つまりトラッキング制御、フォーカス制御のための
レンズの動き自体が、ジッターの原因となってしまっ
た。そこで本発明の目的は、４分割受光素子の不感帯の
影響を低減し、スポット径の増減、スポット位置の移動
によるＲＦ出力変動が無視できる、ジッター特性に優れ
た光ピックアップ装置を提供する事にある。
【０００８】
【問題を解決するための手段】本発明は、 複数に分割
されたエレメントを有する光ピックアップ用受光素子に
於いて、各エレメントの位置に入射光を収束する補助レ
ンズを設け、光ディスク等の媒体からの反射光を補助レ
ンズを介して各エレメントに収束させるようにした。そ
して、好ましくは素子裏面（半導体基板側）から入射さ
せ、その際、基板部に設けられた補助レンズにより入射
ビームは分割され、受光領域の各エレメント中央部に収
束させるようにした。
されたエレメントを有する光ピックアップ用受光素子に
於いて、各エレメントの位置に入射光を収束する補助レ
ンズを設け、光ディスク等の媒体からの反射光を補助レ
ンズを介して各エレメントに収束させるようにした。そ
して、好ましくは素子裏面（半導体基板側）から入射さ
せ、その際、基板部に設けられた補助レンズにより入射
ビームは分割され、受光領域の各エレメント中央部に収
束させるようにした。
【０００９】
【作用】このような構成を有する受光素子に於いては、
信号光は補助レンズを介して入射する。その際、基板部
に設けられた補助レンズにより入射ビームは分割され、
受光領域の各エレメント中央部に収束していく。従っ
て、４分割受光素子等複数のエレメントに分割さた受光
素子の中央不感帯に入射する光パワーの割合が極端に減
少し、大部分の光パワーは各エレメントの有効部に入射
する。このため、レンズのサーボ動作によってスポット
径が増減したりスポット位置が移動しても、不感帯に落
ち込むパワーの変動量は無視でき、ＲＦ出力の変動（す
なわちジッター）を招くことがない。
信号光は補助レンズを介して入射する。その際、基板部
に設けられた補助レンズにより入射ビームは分割され、
受光領域の各エレメント中央部に収束していく。従っ
て、４分割受光素子等複数のエレメントに分割さた受光
素子の中央不感帯に入射する光パワーの割合が極端に減
少し、大部分の光パワーは各エレメントの有効部に入射
する。このため、レンズのサーボ動作によってスポット
径が増減したりスポット位置が移動しても、不感帯に落
ち込むパワーの変動量は無視でき、ＲＦ出力の変動（す
なわちジッター）を招くことがない。
【００１０】
【実施例】以下本発明の実施例について、図面を用いて
詳細な説明をおこなう。図１に、本発明の一実施例の光
ピックアップ用受光素子の模式的な構造図を示す。本素
子では、半導体基板２の受光領域エレメントＡ〜Ｄ（う
ちＣ，Ｄは図示してないが、図３（ａ）と同様）が形成
されている面と逆の面（裏面）に、ガラス或いはプラス
チックで形成された補助レンズ１が、接着などの手段に
より一体化されている。この補助レンズ１は各エレメン
トＡ〜Ｄと対向した各レンズ部１ａ〜１ｄが形成してあ
る。この各レンズ部１ａ〜１ｄは凸レンズであり、その
中心が対応する受光領域エレメントＡ〜Ｄの中心に概ね
一致するように位置合わせをしてあり、入射した信号光
の大半は不感帯５ａに至らない。
詳細な説明をおこなう。図１に、本発明の一実施例の光
ピックアップ用受光素子の模式的な構造図を示す。本素
子では、半導体基板２の受光領域エレメントＡ〜Ｄ（う
ちＣ，Ｄは図示してないが、図３（ａ）と同様）が形成
されている面と逆の面（裏面）に、ガラス或いはプラス
チックで形成された補助レンズ１が、接着などの手段に
より一体化されている。この補助レンズ１は各エレメン
トＡ〜Ｄと対向した各レンズ部１ａ〜１ｄが形成してあ
る。この各レンズ部１ａ〜１ｄは凸レンズであり、その
中心が対応する受光領域エレメントＡ〜Ｄの中心に概ね
一致するように位置合わせをしてあり、入射した信号光
の大半は不感帯５ａに至らない。
【００１１】本素子を実装する際には、フリップチップ
実装などの手段により補助レンズのある面が上側になる
ように配置し、信号光をこの裏面側から入射させるよう
になっている。補助レンズ１を半導体基板２の裏面に設
けたのは、基板２の表側には配線が必要だからであり、
補助レンズ１を半導体基板２の表側に設けてもよく、こ
の場合には信号光を表側に当てればよい。
実装などの手段により補助レンズのある面が上側になる
ように配置し、信号光をこの裏面側から入射させるよう
になっている。補助レンズ１を半導体基板２の裏面に設
けたのは、基板２の表側には配線が必要だからであり、
補助レンズ１を半導体基板２の表側に設けてもよく、こ
の場合には信号光を表側に当てればよい。
【００１２】ディスク面で反射し、集束レンズ３等で集
束されながら入射してきた信号光（入射ビーム）は、こ
のレンズ部１ａ〜１ｄの作用により波面の曲率が変換さ
れ、半導体基板中を受光領域に向かって進行する間に、
各受光エレメントの中心方向に集束していく作用を受
け、図１（ｂ）に破線で示す光強度分布となる。従って
エレメント間の不感帯５ａに落ち込む光パワーを、大幅
に減少させることができる。図２には、本発明の別の実
施例の模式的な構造図を示してあり、半導体基板２の裏
面側自体に、エッチング工程などによって凸レンズ部２
ａ〜２ｄを形成したもので、前述と全く同様の作用をす
ることは自明である。
束されながら入射してきた信号光（入射ビーム）は、こ
のレンズ部１ａ〜１ｄの作用により波面の曲率が変換さ
れ、半導体基板中を受光領域に向かって進行する間に、
各受光エレメントの中心方向に集束していく作用を受
け、図１（ｂ）に破線で示す光強度分布となる。従って
エレメント間の不感帯５ａに落ち込む光パワーを、大幅
に減少させることができる。図２には、本発明の別の実
施例の模式的な構造図を示してあり、半導体基板２の裏
面側自体に、エッチング工程などによって凸レンズ部２
ａ〜２ｄを形成したもので、前述と全く同様の作用をす
ることは自明である。
【００１３】
【変更例】上記実施例では非点収差法による４分割受光
素子の例を説明したが、ナイフエッジ法では２分割の受
光素子が用いられるので、方式に応じた複数分割の受光
素子に本発明を適用できる。また、補助レンズも凸レン
ズに限らず集束機能を有するフレネルレンズのような平
面レンズを用いることもできる。
素子の例を説明したが、ナイフエッジ法では２分割の受
光素子が用いられるので、方式に応じた複数分割の受光
素子に本発明を適用できる。また、補助レンズも凸レン
ズに限らず集束機能を有するフレネルレンズのような平
面レンズを用いることもできる。
【００１４】
【発明の効果】以上述べたように、本発明による光ピッ
クアップ用受光素子では不感帯の影響を除去できるた
め、対物レンズのサーボ動作によってスポット径が増減
したりスポット位置が移動しても、不感帯に落ち込むパ
ワーの変動量は無視でき、ＲＦ出力の変動（すなわちジ
ッター）を招くことがない。
クアップ用受光素子では不感帯の影響を除去できるた
め、対物レンズのサーボ動作によってスポット径が増減
したりスポット位置が移動しても、不感帯に落ち込むパ
ワーの変動量は無視でき、ＲＦ出力の変動（すなわちジ
ッター）を招くことがない。
【図１】本発明の一実施例光ピックアップ用受光素子の
基本構造模式図で、（ａ）は補助レンズの平面図、
（ｂ）はそのＸ−Ｘ線断面図。
基本構造模式図で、（ａ）は補助レンズの平面図、
（ｂ）はそのＸ−Ｘ線断面図。
【図２】本発明の別の実施例の図１（ａ）と対応した断
面図。
面図。
【図３】従来例による光ピックアップ用受光素子の基本
構造模式図で、（ａ）は受光素子の平面図、（ｂ）はそ
のＹ−Ｙ線断面図。
構造模式図で、（ａ）は受光素子の平面図、（ｂ）はそ
のＹ−Ｙ線断面図。
【図４】従来例の非点収差法によるフォーカスエラー検
出方法を説明するための模式図。
出方法を説明するための模式図。
１ 補助レンズ ２ 半導体基板 ３ 集光レンズ ４ シリンドリカルレンズ
Claims (4)
- 【請求項１】 複数に分割されたエレメントを有する光
ピックアップ用受光素子に於いて、各エレメントの位置
に入射光を収束する補助レンズを設け、光ディスク等の
媒体からの反射光を補助レンズを介して各エレメントに
収束させるようにした光ピックアップ用受光素子。 - 【請求項２】 補助レンズを半導体基板に設けた請求項
１の光ピックアップ用受光素子。 - 【請求項３】 半導体基板の裏面に補助レンズを設けた
請求項１の光ピックアップ用受光素子 - 【請求項４】 補助レンズを各エレメントと対向する収
束レンズ部を有する一体化レンズとした請求項１の光ピ
ックアップ用受光素子
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32400193A JPH07182682A (ja) | 1993-12-22 | 1993-12-22 | 光ピックアップ用受光素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32400193A JPH07182682A (ja) | 1993-12-22 | 1993-12-22 | 光ピックアップ用受光素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07182682A true JPH07182682A (ja) | 1995-07-21 |
Family
ID=18161023
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32400193A Withdrawn JPH07182682A (ja) | 1993-12-22 | 1993-12-22 | 光ピックアップ用受光素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07182682A (ja) |
-
1993
- 1993-12-22 JP JP32400193A patent/JPH07182682A/ja not_active Withdrawn
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20010306 |