WO2011118177A1 - 光学ヘッド及び光情報装置 - Google Patents

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WO2011118177A1
WO2011118177A1 PCT/JP2011/001613 JP2011001613W WO2011118177A1 WO 2011118177 A1 WO2011118177 A1 WO 2011118177A1 JP 2011001613 W JP2011001613 W JP 2011001613W WO 2011118177 A1 WO2011118177 A1 WO 2011118177A1
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light receiving
optical head
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sub
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PCT/JP2011/001613
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中田 秀輝
和田 秀彦
中尾 政仁
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パナソニック株式会社
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    • G11B7/127Lasers; Multiple laser arrays
    • G11B7/1275Two or more lasers having different wavelengths

Definitions

  • the present invention relates to an optical head that records or reproduces information on an information recording medium such as an optical disk or an optical card, and an optical information device including the optical head.
  • a conventional optical head photodetector includes a light receiving unit and an arithmetic circuit that performs a predetermined operation on an electrical signal obtained by photoelectric conversion of a light beam received by the light receiving unit.
  • the light receiving unit is located in the vicinity of the approximate center of the photodetector, and an aperture is provided on the light incident side of the photodetector (see, for example, Patent Document 1).
  • FIG. 29 is a diagram showing a configuration of an optical system of a conventional optical head described in Patent Document 1.
  • FIG. 30 is a diagram showing details of a detection optical system of a conventional optical head.
  • FIG. 31 is a diagram showing a light receiving surface of a photodetector of a conventional optical head.
  • the optical head includes a semiconductor laser 401, a collimator lens 402, a beam splitter 403, an objective lens 404, a detection means 406, a photodetector 407, an aperture 408, and a diffraction grating 409.
  • the light beam emitted from the semiconductor laser 101 is separated into a plurality of different light beams by the diffraction grating 409.
  • the light beam that has passed through the diffraction grating 409 is converted into a parallel light beam by the collimator lens 402 and passes through the beam splitter 403.
  • the light beam that has passed through the beam splitter 403 is converged by the objective lens 404 to become so-called three-beam convergent light. This convergent light is applied to the recording layer of the optical disc 405.
  • the light reflected and diffracted by the recording layer of the optical disc 405 passes through the objective lens 404 again and is reflected by the beam splitter 403.
  • the objective lens 404 is driven in the optical axis direction (focus direction) and the radial direction (radial direction) of the optical disk 405 by an objective lens actuator (not shown).
  • the light beam reflected by the beam splitter 403 passes through the detection means 406 and enters the photodetector 407.
  • the aperture 408 configured between the detection unit 406 and the photodetector 407 blocks stray light incident on the light receiving unit of the photodetector 407.
  • the photodetector 407 receives the light beam that has passed through the aperture 408.
  • One aperture 408a is formed in the aperture 408, and the shape of the opening 408a is substantially circular with the optical axis as the center as shown by the broken line in FIG.
  • FIG. 32 is a diagram showing the arrangement of the light receiving portions on the light receiving surface of the photodetector of the conventional optical head.
  • the light beam that has passed through the detection means 406 is received by the four-divided light receiving unit 410, and a so-called focus error signal is generated.
  • FIG. 33 is a view showing a light detection system of a conventional optical head
  • FIG. 34 is a view showing a light beam formed in a four-divided light receiving portion of the light detector of the conventional optical head.
  • the detection means 406 has a cylindrical surface 406a on the light incident surface side and a concave lens surface 406b on the light exit surface side.
  • the detecting means 406 generates astigmatic differences with different focal positions at an angle of 90 degrees in a plane orthogonal to the optical axis.
  • the direction of the cylindrical surface 406a is arranged at an angle inclined by approximately 45 degrees with respect to the four-divided light receiving unit 410 of the photodetector 407.
  • the relative distance between the recording layer of the optical disk 405 and the objective lens 404 changes due to surface shake of the optical disk 405 or the like.
  • the light beam 412a at the focal position has a circular shape
  • the light beam 412b at the front focal line and the light beam 412c at the rear focal line have elliptical shapes orthogonal to each other.
  • a so-called focus error signal is detected by calculating the difference between the sum signals of the diagonal light receiving areas of the four-divided light receiving section 410, and calculating all the light receiving area sum signals of the four-divided light receiving section 410. A signal is detected.
  • the sub-beam light receiving unit 411 of the photodetector 407 receives the sub-beam in the so-called three-beam method that is focused on the recording layer track of the optical disc 405 and reflected from the recording layer. Tracking is performed by a so-called three-beam method using a so-called push-pull signal calculated based on the received light amount of the main beam 412 of the quadrant light receiving unit 410 and a signal calculated based on the received light amount of the sub beam 413 of the sub beam light receiving unit 411. An error signal is generated, and tracking servo is performed so that the objective lens 404 follows the track of the recording layer of the optical disc 405.
  • the optical detector 407 is fixed to a holder (not shown) in advance, and the optical axis of the photodetector 407 is adjusted so that the light beam enters the approximate center of the four-divided light receiving unit 410. Then, after the position of the photodetector 407 is determined, the holder and the photodetector 407 are fixed to an optical base (not shown).
  • the aperture 408 is desirably as small as possible so that unnecessary surface reflected light reflected by the surface of the optical base does not enter the quadrant light receiving unit 410 or the sub beam light receiving unit 411.
  • the aperture diameter of the aperture 408 is a value that takes into account the relative positional deviation between the diameter of the light beam passing therethrough and the photodetector 407, the dimensional tolerance of the aperture 408, and the like.
  • the lateral magnification of the so-called detection optical system which is the ratio of the focal length of the objective lens of the optical head and the focal length of the collimator lens, is increased.
  • the stray light reflected from the other layer of the optical disc needs to be configured not to enter the sub-beam light receiving unit 411, and the outbound detection optical system must be downsized.
  • the stray light reflected by the other layer enters the sub-beam light receiving unit 411, an offset is generated in the tracking error signal.
  • the interference between the light reflected from the target self layer and the light reflected from the other layer causes the DC level of the tracking error signal to fluctuate, greatly degrading the performance of the tracking servo, and reducing the recording performance and reproduction performance. Will be.
  • the strength of the holder that holds the aperture 408 is also greatly reduced.
  • the dimensions of the optical head also increase, making it impossible to achieve both reduction in size of the optical head and improvement in reproduction performance.
  • it is necessary to increase the lateral magnification of the detection optical system so that stray light reflected from the other layers of the optical disk does not enter the sub-beam light receiving unit 411. It is necessary to reduce the size of the optical head in the height direction by reducing the size of the optical system for detecting the return path of the optical head and reducing the size of the optical element and the light receiving element.
  • FIG. 35 illustrates the relationship between the magnification of the detection optical system and the interval between the main beam and the sub beam on the photodetector, and the relationship between the magnification of the detection optical system and the interval between the two sub beams on the photodetector. It is a figure for doing.
  • Table 1 shows the relationship between the magnification of the detection optical system and the interval between the main beam and the sub beam on the photodetector, and the relationship between the magnification of the detection optical system and the interval between the two sub beams on the photodetector. It is a table.
  • the lateral magnification of the detection optical system generally used in the conventional optical head is about 6 times, and assuming that the distance between the main beam and the sub beam on the optical disk is 20 ⁇ m, the main beam 412 and the sub beam on the photodetector 407 are assumed to be 20 ⁇ m.
  • the distance X from 413 is 120 ⁇ m.
  • the lateral magnification of the detection optical system is set to 14 to 16 times, the interval X between the main beam 412 and the sub beam 413 on the photodetector 407 increases to 280 ⁇ m to 320 ⁇ m, The size of the photodetector 407 increases.
  • the 4-split light receiving unit 410 and the sub-beam light receiving unit 411 An arithmetic circuit is arranged between the two. In this case, the stray light reflected from the other layer stray light or the surface of the optical base is also irradiated to the arithmetic circuit.
  • the focus error signal is calculated based on the following formula (1), and the tracking error signal is calculated based on the following formula (2).
  • A1 to A4 represent the outputs of the respective light receiving regions of the four-divided light receiving unit 410, and B1 and B2 represent the sub beam light receiving unit 411 divided into two. It represents the output of each light receiving area, and k represents the gain.
  • the light amount of the sub beam 413 is smaller than the light amount of the main beam 412, and the light amount of the sub beam 413 is about 1/10 of the light amount of the main beam 412. Therefore, correction is performed by multiplying the difference value of the output of each light receiving area of the sub beam light receiving unit 411 by the gain k.
  • the gain k is a value of about 1 to 5.
  • the tracking error signal largely fluctuates because the signal obtained from the sub-beam fluctuates due to interference. Therefore, it is essential to reduce the amount of incident stray light from the other layer to the sub-beam light receiving unit 411.
  • the present invention has been made to solve the above-described problems, and can reduce the size of an optical head and improve the quality of a focus error signal, a tracking error signal, and a reproduction signal.
  • the object is to provide an information device.
  • An optical head is an optical head that reproduces information from an information recording medium having two or more recording layers, and includes a light source that emits a light beam and a light beam emitted from the light source.
  • An objective lens that focuses light on a medium; an astigmatism generator that generates astigmatism in a reflected light beam reflected by the information recording medium; a light beam splitter that splits an incident light beam; and the astigmatism generator
  • a photodetector that detects the reflected light flux in which astigmatism has occurred, the photodetector including a light receiving portion that receives the reflected light flux, and a package that covers the light receiving portion.
  • a plurality of light guide portions that are formed on a light receiving surface of the light receiving portion on the light beam incident side and guide the reflected light flux to the light receiving portion, and a light shielding portion that shields light other than the plurality of light guide portions.
  • the light source emits a light beam.
  • the objective lens focuses the light beam emitted from the light source on the information recording medium.
  • the astigmatism generation unit generates astigmatism in the reflected light beam reflected by the information recording medium.
  • the light beam splitting unit splits one of the light beam emitted from the light source and the reflected light beam reflected by the information recording medium.
  • the photodetector detects the reflected light beam in which astigmatism is generated by the astigmatism generator.
  • the photodetector includes a light receiving unit that receives the reflected light flux and a package that covers the light receiving unit.
  • the package is formed on the light receiving surface of the light receiving unit on the light beam incident side, and includes a plurality of light guiding units that guide the reflected light beam to the light receiving unit, and a light shielding unit that blocks light other than the plurality of light guiding units.
  • the optical head since the light guide unit is formed on the light receiving surface of the light receiving unit on the light beam incident side, the optical head can be downsized as compared with the configuration including the aperture separately from the photodetector.
  • a plurality of light guides are formed on the light receiving surface of the light receiving unit on the light beam incident side, stray light can be prevented from entering the light receiving unit, and a focus error signal, a tracking error signal, and a reproduction signal can be prevented. Quality can be improved.
  • FIG. 1 It is a figure which shows the structure of the optical system of the optical head in Embodiment 1 of this invention.
  • (A) is a figure which shows the bottom face of the photodetector in Embodiment 1 of this invention
  • (B) is a figure which shows the side surface of the photodetector in Embodiment 1 of this invention
  • (C) is a figure which shows the front of the photodetector in Embodiment 1 of this invention
  • (D) is a figure which shows the structure remove
  • (A) is a figure for demonstrating the surface reflection from the other layer in a 2 layer optical disk
  • (B) is a figure for demonstrating the surface reflection from the other layer in a multilayer optical disk.
  • (A) is a figure which shows the relationship between the distance of the main beam on the photodetector of the conventional optical head, and a sub beam, and other-layer stray light
  • (B) is the optical of Embodiment 1 of this invention It is a figure which shows the relationship between the distance of the main beam on a photodetector of a head, and a sub beam, and other layer stray light.
  • FIG. 16C is a view of the photodetector shown in FIG. 16B as viewed from above.
  • FIG. 17 (A) is a front view which shows the structure of the photodetector in the 5th modification of Embodiment 1 of this invention
  • (B) is a fragmentary sectional view of the photodetector shown in FIG. 17 (A).
  • C) is a view of the photodetector shown in FIG. 17 (B) as viewed from above. It is a figure which shows the structure of the optical system of the optical head in Embodiment 2 of this invention. It is a figure which shows the structure of the hologram element shown in FIG. (A) is a side view which shows the structure of the photodetector in Embodiment 2 of this invention, (B) is a front view which shows the structure of the photodetector in Embodiment 2 of this invention.
  • (A) is a front view showing the configuration of the photodetector according to Embodiment 4 of the present invention
  • (B) is a sectional view taken along the line 26B-26B of the photodetector shown in FIG. 26 (A).
  • FIG. 1 is a diagram showing the configuration of the optical system of the optical head according to Embodiment 1 of the present invention.
  • the optical head 10 includes a semiconductor laser 101, a diffraction grating 102, a beam splitter 103, a collimator lens 104, an objective lens 105, an objective lens actuator 106, a cylindrical lens 108, and a photodetector 120.
  • the semiconductor laser 101 emits a light beam.
  • the light beam emitted from the semiconductor laser 101 as the light source is separated into a plurality of different light beams by the diffraction grating 102.
  • the diffraction grating 102 splits the light beam emitted from the semiconductor laser 101.
  • the diffraction grating 102 splits the light beam emitted from the semiconductor laser 101.
  • the diffraction grating 102 divides the incident light beam into a main beam and first and second sub beams.
  • the light beam transmitted through the diffraction grating 102 is reflected by the beam splitter 103, converted into a parallel light beam by the collimator lens 104, and enters the objective lens 105.
  • the objective lens 105 focuses the light beam emitted from the semiconductor laser 101 on the optical disk 21.
  • the light beam incident on the objective lens 105 becomes so-called three-beam convergent light and is applied to the optical disc 21.
  • the objective lens 105 is driven in the optical axis direction (focus direction) and the tracking direction (radial direction) of the optical disk 21 by an objective lens actuator 106 (not shown in detail).
  • the light beam reflected and diffracted by the recording layer of the optical disc 21 passes through the objective lens 105 and the collimator lens 104 again and enters the beam splitter 103.
  • the light beam that has passed through the beam splitter 103 enters the cylindrical lens 108.
  • the cylindrical lens 108 generates astigmatism in the reflected light beam reflected by the optical disk 21.
  • the light beam that has passed through the cylindrical lens 108 enters the photodetector 120.
  • the photodetector 120 detects a reflected light beam in which astigmatism is generated by the cylindrical lens 108.
  • FIG. 2A to 2 (D) are a front view and a side view showing the configuration of the photodetector 120.
  • FIG. 2A is a diagram showing a bottom surface of the photodetector in the first embodiment of the present invention
  • FIG. 2B is a diagram showing a side surface of the photodetector in the first embodiment of the present invention.
  • 2C is a diagram showing a front surface of the photodetector according to Embodiment 1 of the present invention
  • FIG. 2D is a diagram illustrating the package 125 and the configuration of the photodetector in FIG. It is a figure which shows the structure except the adhesive agent 126.
  • FIG. 1 is a diagram showing a bottom surface of the photodetector in the first embodiment of the present invention
  • FIG. 2B is a diagram showing a side surface of the photodetector in the first embodiment of the present invention.
  • 2C is a diagram showing a front surface of the photodetector according to Embodiment
  • the photodetector 120 includes a light receiving unit 121, an arithmetic circuit 122, a terminal unit 123, and a package 125.
  • the light receiving unit 121 receives the reflected light beam reflected by the optical disc 21.
  • the arithmetic circuit 122 performs a predetermined operation on the electrical signal obtained by photoelectrically converting the reflected light beam received by the light receiving unit 121.
  • the package 125 covers the light receiving unit 121 and the arithmetic circuit 122.
  • a light receiving portion 121, an arithmetic circuit 122, and a terminal portion 123 are formed on a substrate 127 made of a silicon wafer or the like, and a package 125 made of a resin such as silicone, glass, or metal is formed on the substrate 127 with an adhesive 126. Are pasted together.
  • a light receiving portion 121 and an arithmetic circuit 122 are formed on the light incident side surface of the substrate 127, and a terminal portion 123 is formed on the surface facing the light incident side surface.
  • the package 125 is formed on the light receiving surface of the light receiving unit 121 on the light beam incident side, and includes a plurality of light guiding units 124 that guide the reflected light beam to the light receiving unit 121 and a light shielding unit 114 that blocks light other than the plurality of light guiding units 124. Have.
  • the terminal unit 123 is mounted on an FPC (flexible printed circuit board) 128 by soldering, and transmits a signal detected by the light receiving unit 121.
  • the FPC 128 may be a circuit board.
  • the light guide unit 124 is configured as an opening or a transmission unit in the package 125 and is accurately aligned with each light receiving region (not shown) of the light receiving unit 121.
  • the package 125 is disposed on the incident light beam side.
  • a shaded portion in FIG. 2C is a light shielding portion 114 that shields an incident light beam, and accurately blocks stray light from another layer different from the target recording layer. At this time, the transmittance of the light shielding portion 114 is desirably 10% or less.
  • the light receiving unit 121 includes a plurality of light receiving regions, and the package 125 is formed with a light guide unit 124 for each light beam incident on each light receiving region of the light receiving unit 121.
  • a light guide unit 124 may be provided on each light receiving region of the light receiving unit 121.
  • a via hole is provided in the arithmetic circuit 122 formed of a laminated circuit, and the arithmetic circuit 122 and the terminal portion 123 provided on the bottom surface of the photodetector 120 are connected through the via hole.
  • the terminal portion 123 may be connected to the arithmetic circuit 122 from the side surface of the photodetector 120 by wiring.
  • the adhesive 126 may be applied to a region other than the light receiving unit 121 on the substrate 127, may be applied only to the four corners of the substrate 127, or may be applied to all surfaces on the upper surface of the substrate 127. .
  • the material of the adhesive 126 is selected according to the balance between the transmittance due to the combination of the package 125, the light guide unit 124, and the adhesive 126 and the quality deterioration due to the light having a wavelength of 405 nm.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating the configuration of the light receiving unit 121 of the photodetector 120 and the configuration of the arithmetic circuit 122 according to the first embodiment of the present invention.
  • the light receiving unit 121 includes a quadrant light receiving region 140, a first sub beam light receiving region 141a, and a second sub beam light receiving region 141b.
  • the arithmetic circuit 122 includes first to seventh addition amplifiers 144a to 144g and first to fourth differential amplifiers 145a to 145d.
  • the four-divided light receiving region 140 receives the main beam 142 out of the light flux that has passed through the cylindrical lens 108.
  • the first differential amplifier 145a calculates the difference between the diagonal sum signals of the four-divided light receiving region 140, thereby detecting a so-called focus error signal.
  • the first summing amplifier 144a detects the four-divided light receiving region 140.
  • the RF signal is detected by calculating the sum of all signals.
  • the second addition amplifier 144b and the third addition amplifier 144c each add a signal output from a region located diagonally to the four-divided light receiving region 140.
  • the first differential amplifier 145a calculates a difference between the sum signal output from the second addition amplifier 144b and the sum signal output from the third addition amplifier 144c.
  • the first addition amplifier 144a adds the sum signal output from the second addition amplifier 144b and the sum signal output from the third addition amplifier 144c.
  • the first sub-beam light-receiving area 141a and the first sub-beam light-receiving area 141b of the photodetector 120 are focused and reflected on the track of the recording layer of the optical disc 21, and are reflected by the first sub-beam in the so-called three-beam method.
  • 143a and the second sub beam 143b are received.
  • the first sub-beam 143a and the second sub-beam 143b are received by the first sub-beam light receiving region 141a and the first sub-beam light receiving region 141b.
  • the first sub-beam light receiving area 141a and the first sub-beam light receiving area 141b are each divided into two areas along the Y direction (direction perpendicular to the tracking direction).
  • a push-pull signal calculated based on the main beam 142 received by the four-divided light receiving region 140 and a signal corresponding to the amount of light received by the first sub-beam light receiving region 141a and the first sub-beam light receiving region 141b are the sixth.
  • the seventh addition amplifiers 144f and 144g and the second to fourth differential amplifiers 145b to 145d are generated, and tracking servo for causing the objective lens 105 to follow the track of the recording layer of the optical disc 21 is performed.
  • the fourth addition amplifier 144d and the fifth addition amplifier 144e add signals output from areas adjacent to the X direction (tracking direction) of the four-divided light receiving area 140, respectively.
  • the third differential amplifier 145c calculates a difference between the sum signal output from the fourth summing amplifier 144d and the sum signal output from the fifth summing amplifier 144e.
  • the sixth addition amplifier 144f adds the signal output from the upper region of the first sub-beam light receiving region 141a and the signal output from the upper region of the second sub-beam light receiving region 141b.
  • the seventh addition amplifier 144g adds the signal output from the area below the first sub-beam light receiving area 141a and the signal output from the area below the second sub-beam light receiving area 141b.
  • the second differential amplifier 145b calculates a difference between the sum signal output from the sixth addition amplifier 144f and the sum signal output from the seventh addition amplifier 144g. Further, the fourth differential amplifier 145d calculates a difference between the differential signal output from the second differential amplifier 145b and the differential signal output from the third differential amplifier 145c.
  • the objective lens 105 corresponds to an example of an objective lens
  • the cylindrical lens 108 corresponds to an example of an astigmatism generation unit
  • the diffraction grating 102 corresponds to an example of a light beam splitting unit
  • the detector 120 corresponds to an example of a photodetector
  • the light receiver 121 corresponds to an example of a light receiver
  • the package 125 corresponds to an example of a package
  • the plurality of light guides 124 correspond to an example of a plurality of light guides.
  • the light shielding portion 114 corresponds to an example of a light shielding portion
  • the quadrant light receiving region 140 corresponds to an example of a main beam light receiving portion
  • the first sub beam light receiving region 141a corresponds to an example of a first sub beam light receiving portion
  • the second sub-beam light receiving region 141b corresponds to an example of a second sub-beam light receiving unit.
  • FIG. 4 is a diagram showing a configuration of a detection optical system including a cylindrical lens according to Embodiment 1 of the present invention.
  • the cylindrical lens 108 has a cylindrical cylindrical surface 108a on the incident surface side of the light beam and a concave lens surface 108b having lens power on the exit surface side.
  • the cylindrical surface 108a generates astigmatic differences with different focal positions at an angle of 90 degrees in a plane orthogonal to the optical axis.
  • the direction of the cylindrical surface 108 a is arranged at an angle inclined by approximately 45 degrees with respect to the four-divided light receiving region 140 of the photodetector 120.
  • FIG. 5 is a diagram showing the shape of the main beam on the quadrant light receiving area 140 at the front focal line, the rear focal line, and the focal position.
  • the main beam 142a at the focal position has a circular shape
  • the main beam 142b at the front focal line and the main beam 142c at the rear focal line have elliptical shapes orthogonal to each other.
  • a light beam as shown in FIG. 5 is formed at the front focal line and the rear focal line.
  • the light receiving unit 121 is arranged at the focal position in FIG.
  • the lateral magnification ( ⁇ ) of the detection optical system is determined by the focal length of the objective lens 105, the focal length of the collimator lens 104, and the optical power of the concave lens surface 108b of the cylindrical lens 108.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view showing a partial configuration from the collimator lens 104 to the photodetector 120 of the optical head 10 according to Embodiment 1 of the present invention.
  • the optical base 111 includes a semiconductor laser 101 (not shown), a diffraction grating 102 (not shown), a beam splitter 103, a collimator lens 104, an objective lens actuator 106 (not shown) for driving the objective lens 105, and a cylindrical lens 108. Hold.
  • the photodetector 120 is fixed to the optical base 111 with an external jig (not shown).
  • the photodetector 120 is configured to be adjustable on the optical base 111 in the Z direction (optical axis direction) and the XY plane (plane orthogonal to the optical axis).
  • the position of the photodetector 120 on the XY plane is adjusted so that the main beam 142 incident on the quadrant light receiving region 140 of the photodetector 120 enters the approximate center of the quadrant light receiving region 140.
  • the position in the Z direction is adjusted so that the light receiving unit 121 is arranged at the focal position of the astigmatic difference in a state where the objective lens 105 is focused on the recording layer of the optical disc 21.
  • the main beam 142 incident on the four-divided light receiving region 140 becomes circular, and there is no offset in the focus error signal.
  • the output of the focus error signal becomes 0 in a state where the objective lens 105 is focused on the recording layer of the optical disc 21. Further, rotation adjustment ( ⁇ Z) around the optical axis is performed so that the first sub-beam 143a and the second sub-beam 143b are incident on substantially the center of the first sub-beam light-receiving area 141a and the second sub-beam light-receiving area 141b. .
  • the focus error signal balance is adjusted by adjusting the position of the XY plane, the tracking error signal is adjusted in detail by adjusting the rotation around the optical axis ( ⁇ Z), and the focus offset of the focus error signal is adjusted by adjusting the position in the Z direction. Adjustments are made.
  • the first sub-beam 143a and the second sub-beam 143b are optically designed so as to be substantially incident on the first sub-beam light-receiving area 141a and the second sub-beam light-receiving area 141b. Further, by rotating and adjusting the entire photodetector 120 around the center of the optical axis so that the amplitude of the tracking error signal is maximized, the first sub-beam 143a, the second sub-beam 143b, and the first sub-beam light receiving region 141a are adjusted. And the fine adjustment of the positional relationship with the second sub-beam light receiving region 141b is performed.
  • the RF signal is detected by adding all the light beams received by the four-divided light receiving region 140.
  • the optical axis of the photodetector 120 is adjusted so that the main beam 142 enters the approximate center of the four-divided light receiving region 140 after holding the photodetector 120 with an external jig (not shown).
  • the optical detector 120 is fixed to the optical base 111 in a positioned state. Reflected light from other layers becomes stray light and divergent light flux so that it does not enter the four-divided light receiving area 140, the first sub-beam light receiving area 141a, and the second sub-beam light receiving area 141b, and is reflected on the surface of the optical base 111.
  • the light guide unit 124 has a small size as much as possible.
  • the diameter or surface area of the light guide 124 is the diameter of the light beam passing through, the adjustment error when adjusting the optical axis of the photodetector 120, the relative positional deviation between the light guide 124 and the light receiver 121, and the light guide 124. It is a value that takes into account the dimensional tolerance of the.
  • FIG. 7 is a diagram showing a configuration of the optical disc drive according to Embodiment 1 of the present invention.
  • the optical disk drive 20 includes an optical head 10, a motor 203, a traverse 204, a control circuit 205, a signal processing circuit 206, and an input / output circuit 207.
  • the optical disk drive 20 corresponds to an example of an optical information device.
  • the optical disc 21 is fixed by being sandwiched between a clamper 201 and a turntable 202, and is rotated by a motor (rotating system) 203.
  • the motor 203 rotates the optical disc 21.
  • the optical head 10 is on a traverse (transfer system) 204.
  • the traverse 204 moves the optical head 10 in the radial direction of the optical disc 21. Thereby, the irradiated light can be moved from the inner periphery to the outer periphery of the optical disc 21.
  • the control circuit 205 controls the optical head 10 and the motor 203.
  • the control circuit 205 performs focus control, tracking control, traverse control, rotation control of the motor 203, and the like based on the signal received from the optical head 10.
  • the signal processing circuit 206 reproduces information from the reproduction signal (RF signal) and outputs the information to the input / output circuit 207 or sends the recording signal input from the input / output circuit 207 to the optical head 10 through the control circuit 205. To do.
  • the optical disk drive 20 corresponds to an example of an optical information device
  • the optical head 10 corresponds to an example of an optical head
  • the motor 203 corresponds to an example of a drive unit
  • the control circuit 205 corresponds to a control unit. It corresponds to an example.
  • FIG. 8 is a diagram for explaining a method of fixing the photodetector 120 and the optical base 111. After the position adjustment of the XY plane of the photodetector 120, the position adjustment in the Z direction, and the rotation adjustment around the optical axis are performed and positioned by the external jig 138, the optical base 111 and the photodetector 120 are bonded. The adhesive 139 is adhesively fixed.
  • FIG. 9A is a diagram for explaining surface reflection from another layer in the two-layer optical disc 21, and FIG. 9B is a diagram for explaining surface reflection from another layer in the multilayer optical disc 31.
  • FIG. 9A shows the configuration of the optical disc 21 having two recording layers, and shows how stray light is generated from other layers when the convergent light 300 is condensed on a certain recording layer. In FIG. 9A, the light focused on the first recording layer L0 and the light reflected by the second recording layer L1 becomes the other layer stray light.
  • FIG. 9B shows the configuration of the optical disc 31 having four recording layers, and shows how stray light is generated from other layers when the convergent light 300 is condensed on a certain recording layer.
  • the light is focused on the third recording layer L2, and the light reflected by the first recording layer L0, the second recording layer L1, and the fourth recording layer L3 becomes the other layer stray light. .
  • the layer interval d2 between the first recording layer L0 and the second recording layer L1 is defined as 25 ⁇ 5 ⁇ m in the standard, and is 20 ⁇ m at the minimum. The maximum is 30 ⁇ m. Therefore, the magnitude of the other layer stray light on the photodetector 120 is limited to some extent.
  • the smallest layer interval d4min is likely to be smaller than that of the two-layer optical disc 21.
  • the layer interval between the third recording layer L2 and the fourth recording layer L3 is the layer interval d4min.
  • the farthest separated layer interval d4max is larger than that of the two-layer optical disc 21.
  • the magnitude of the other-layer stray light in the photodetector 120 is significantly larger than that of the two-layer optical disk 21.
  • the layer interval between the first recording layer L0 and the fourth recording layer L3 is the layer interval d4max.
  • the detection optical system has a larger magnification (lateral magnification ⁇ ) to receive a four-divided light receiving region 140 that receives the main beam 142, and a first sub beam that receives the first sub beam 143a and the second sub beam 143b.
  • the distance between the light receiving region 141a and the second sub-beam light receiving region 141b needs to be greatly separated.
  • FIG. 10A is a diagram showing the relationship between the distance between the main beam and the sub beam on the photodetector of the conventional optical head and the stray light in the other layer
  • FIG. 10B is a diagram illustrating the implementation of the present invention. It is a figure which shows the relationship between the distance of the main beam on a photodetector of the optical head of form 1, and a sub beam, and other layer stray light.
  • the distance between the main beam 142 and the first sub beam 143a (or the second sub beam 143b) on the photodetector 120 is such that the main beam 142 and the first sub beam 143a (focused on the recording layer track of the optical disc 21).
  • a value obtained by multiplying the distance from the second sub beam 143b) by the lateral magnification of the detection optical system is such that the main beam 142 and the first sub beam 143a (focused on the recording layer track of the optical disc 21.
  • the main beam 142 and the first sub beam 143a on the photodetector 120 are used.
  • the distance to (or the second sub beam 143b) is about 120 ⁇ m.
  • the lateral magnification of the detection optical system is about 10 times in order to detect a stable tracking error signal. Necessary.
  • the distance between the main beam 142 and the first sub beam 143a (or the second sub beam 143b) is about 200 ⁇ m.
  • the interval between the main beam 142 and the first sub-beam 143a (or the second sub-beam 143b) on the track of the recording layer of the optical disc 21 is about 20 ⁇ m, but this value is from the inner periphery to the outer periphery of the optical disc 21. Since this affects the offset of the tracking error at the time of movement, the value is preset for each device, and generally 10 ⁇ m to 20 ⁇ m is selected.
  • the detection optical system in order to realize the miniaturization of the optical head 10, it is necessary to reduce the size of the detection optical system, and it is necessary to reduce the size of the detection optical system in consideration of the influence of other layer stray light. In consideration of the adverse effect of other layer stray light, it is necessary to increase the magnification of the detection optical system.
  • the detection optical system can be downsized with only the objective lens 105 and the collimator lens 104 while maintaining the lateral magnification. At this time, it is stricter from the viewpoint of space to configure the holder that holds the photodetector 120 or the aperture that blocks stray light incident on the light receiving unit 121 as a separate member.
  • the quadrant light receiving region 140, the first sub beam receiving region 141a, and the first sub light receiving region 141a and the first sub beam receiving region 141a and the first sub beam receiving region 141b are prevented from being incident on the first sub beam receiving region 141a and the first sub beam receiving region 141b.
  • the lateral magnification of the detection optical system composed of the objective lens 105, the collimator lens 104, and the concave lens of the cylindrical lens 108 should be in the range of about 14 to 16 times. Is desirable.
  • a holder for holding the photodetector 120 and an aperture as another member for blocking stray light incident on the light receiving unit 121 Need to be abolished.
  • a region of the light guide portion 124 through which the light beam is transmitted is indicated by a one-dot chain line.
  • FIGS. 11 and 12 are cross-sectional views of substantially the center of the quadrant light receiving region 140, the first sub-beam light receiving region 141a, and the first sub-beam light receiving region 141b of the photodetector 120 in FIG. 10B.
  • the light detector 120 shown in FIGS. 11 and 12 is provided with three light guides 124 separately.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view showing a configuration example of the light guide portion of the photodetector in the first embodiment of the present invention
  • FIG. 12 shows the photodetector in the first modification of the first embodiment of the present invention. It is sectional drawing which shows the structural example of this light guide part.
  • the package 125 is made of resin or metal, and the transmittance of the package 125 is 10% or less.
  • the light guide 124 is formed in the package 125 by the opening 124a. Further, the package 125 other than the plurality of openings 124 a becomes the light shielding portion 114.
  • the package 125 is made of transparent glass or resin, and the transmittance of the package 125 is 90% or more.
  • the light guide part 124 and the light shield part 114 are formed by depositing a light shielding film 129 made of a metal film or an optical film.
  • the transmittance of the light shielding film 129 is preferably 10% or less.
  • any of the photodetectors 120 in FIGS. 11 and 12 has stray light reflected on the surface of the optical base 111 or the optical element (mainly incident light beam or divergent light beam). Can be cut off with high accuracy.
  • FIGS. 13A and 13B are diagrams showing fluctuations in the level of the tracking error signal due to the difference in the magnification of the detection optical system and the configuration of the light guide unit 124 according to the conventional and the first embodiment.
  • FIG. 13A is a diagram showing a waveform of a tracking error signal obtained by a conventional optical head
  • FIG. 13B is a waveform of a tracking error signal obtained by the optical head in Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 13A is a diagram showing a waveform of a tracking error signal obtained by a conventional optical head
  • FIG. 13B is a waveform of a tracking error signal obtained by the optical head in Embodiment 1 of the present invention.
  • the first sub-beam 143a and the second sub-beam 143b interfere with the other layer stray light and the light guide portion 124 is not separated into three as shown in FIG.
  • the tracking error signal fluctuates irregularly and greatly due to the influence of interference.
  • the first sub-beam 143a and the second sub-beam 143b generally have a light amount of about 1/10 that of the main beam 142, so that the influence of interference increases.
  • the lateral magnification of the detection optical system is increased to reduce the interference between the first sub-beam 143a and the second sub-beam 143b and the other layer stray light in the first sub-beam light receiving area 141a and the second sub-beam light receiving area 141b.
  • the lateral magnification of the detection optical system is increased, and the light guide unit 124 is divided into the four-divided light receiving region 140, the first sub-beam light receiving region 141a, and the second.
  • Each of the light receiving areas of the sub-beam light receiving area 141b is configured with high accuracy.
  • interference between the first sub-beam 143a and the second sub-beam 143b and the stray light from the other layer is greatly reduced.
  • FIG. 13B a stable tracking error signal with little signal level fluctuation can be obtained. Can be obtained.
  • the photodetector 120 includes a silicon wafer and includes a light receiving unit 121, an arithmetic circuit 122, and a terminal unit 123 connected to the arithmetic circuit 122 by internal wiring such as a via hole or side wiring.
  • a package 125 made of resin, glass, or metal having a light guide portion 124 in which an opening is formed is bonded to a substrate 127 with an adhesive 126 with high accuracy.
  • FIG. 14A is a side view showing the configuration of the photodetector in the second modification of the first embodiment of the present invention
  • FIG. 14B is the photodetector shown in FIG. It is the figure which looked at from the upper part.
  • FIG. 15A is a side view showing the configuration of the photodetector in the third modification example of Embodiment 1 of the present invention
  • FIG. 15B is the photodetector shown in FIG. It is the figure which looked at from the upper part.
  • the package 125 is made of transparent resin or glass.
  • the light guide portion 124 of the package 125 is formed by depositing an antireflection film 130 on the surface on the incident light beam side, not the opening.
  • a light shielding film 129 made of a metal film or an optical film is formed in a region other than the light guide portion 124 (the hatched portion in FIG. 14B) on the surface of the package 125 on the incident light beam side.
  • the transmittance of the light shielding film 129 is desirably 10% or less.
  • the antireflection film 130 may be deposited only on the incident light flux side of the light guide portion 124 of the package 125.
  • the adhesive 126 when the adhesive 126 is applied only to the periphery of the photodetector 120, the incident light flux side of the package 125 from the viewpoint of transmittance. It is better to deposit the antireflection film 130 on the surface facing the surface. It is desirable that the transmittance of the light guide unit 124 be 90% or more by depositing the antireflection film 130 on the surface of the package 125 facing the surface on the incident light beam side. With this configuration, since the light receiving unit 121 is hermetically sealed, dust or the like does not adhere to the light receiving unit 121, so that an optical head having excellent reliability can be realized. At this time, the antireflection film 130 is deposited only in the region of the light guide 124, but the antireflection film 130 may be omitted.
  • the photodetector 120 includes a silicon wafer and includes a light receiving unit 121, an arithmetic circuit 122, and a terminal unit 123 connected to the arithmetic circuit 122 by internal wiring such as a via hole or side wiring.
  • a package 125 made of resin, glass, or metal having a light guide portion 124 with an opening formed on a substrate 127 is bonded with an adhesive 126 with high accuracy.
  • FIG. 16A to FIG. The configuration shown in FIG.
  • FIG. 16A is a front view showing the configuration of the photodetector in the fourth modification example of Embodiment 1 of the present invention
  • FIG. 16B is the photodetector shown in FIG.
  • FIG. 16C is a view of the photodetector shown in FIG. 16B as viewed from above.
  • FIG. 16A shows the photodetector 120 with the package 125 removed.
  • the photodetector 120 includes a light receiving unit 121, an arithmetic circuit 122, and a pad unit 131.
  • a light receiving unit 121, an arithmetic circuit 122, and a pad unit 131 are formed on the substrate 127.
  • the pad portion 131 and the circuit board 132 provided below the substrate 127 are connected by wire bonding 133.
  • a terminal portion 123 is formed on the circuit board 132 capable of pattern configuration, and the terminal portion 123 is mounted on the FPC 128.
  • the light receiving unit 121, the arithmetic circuit 122, the pad unit 131, the wire bonding 133, and the circuit board 132 are covered with a package 125 made of resin.
  • a package 125 made of resin.
  • the package 125 has a plurality of openings 124a. As shown in FIG. 16C, the plurality of openings 124 a are accurately positioned with respect to each light receiving region of the light receiving unit 121. With this configuration, the size of the photodetector 120 is increased, but since the configuration is simple, it can be manufactured relatively easily and inexpensively.
  • the terminal portion 123, the light guide portion 124, and the package 125 may be configured as shown in FIGS. 17 (A) to 17 (C).
  • FIG. 17A is a front view showing the configuration of the photodetector in the fifth modification example of Embodiment 1 of the present invention
  • FIG. 17B is the photodetector shown in FIG.
  • FIG. 17C is a view of the photodetector shown in FIG. 17B as viewed from above.
  • FIG. 17A shows the photodetector 120 with the package 125 and the resin frame 134 removed.
  • the photodetector 120 includes a light receiving unit 121, an arithmetic circuit 122, and a pad unit 131.
  • a light receiving unit 121, an arithmetic circuit 122, and a pad unit 131 are formed on the substrate 127.
  • the pad portion 131 and the circuit substrate 132 provided below the substrate 127 are connected by wire bonding 133.
  • a terminal portion 123 is formed on the circuit board 132 capable of pattern configuration, and the terminal portion 123 is mounted on the FPC 128.
  • the light receiving unit 121, the arithmetic circuit 122, the pad unit 131, the wire bonding 133, and the circuit board 132 are formed inside a resin frame 134 formed by resin molding, and the resin frame 134 is covered with the package 125. That is, the resin frame 134 is formed along the outer peripheral portion of the circuit board 132, and the package 125 is formed on the upper side of the resin frame 134. Formed to seal.
  • the package 125 is made of a metal such as aluminum or iron and has a plurality of openings 124a. As shown in FIG. 17C, the plurality of openings 124 a are accurately positioned with respect to each light receiving region of the light receiving unit 121.
  • the package 125 can be made of metal, and the package 125 is not deteriorated even by a light beam having a wavelength of 405 nm. Therefore, the size of the photodetector 120 is increased, but light detection with excellent reliability is possible. A device 120 can be realized.
  • the terminal portion 123 is a so-called BGA disposed on the bottom surface of the photodetector 120.
  • BGA bottom surface of the photodetector 120.
  • a terminal portion 123 may be disposed on the side surface of the photodetector 120 as shown in FIG.
  • the light guide portion 124 has a circular shape, but stray light can be generated as much as possible. It is good also as non-circular so that it may interrupt
  • the shape of the light guide 124 may be, for example, a non-circular shape such as a quadrangular shape, an elliptical shape, a triangular shape, or a fan shape shown in FIG.
  • the oscillation wavelength of the semiconductor laser 101 serving as the light source can be applied to approximately 780 nm for CD, approximately 650 nm for DVD, and approximately 405 nm for BD.
  • the first embodiment has a more remarkable effect when applied to an optical head having a large magnification of a detection optical system that records or reproduces information on a multilayer medium having three or more layers. It does not prevent application to an optical head, for example, an optical head having a low detection magnification, or an optical head that records or reproduces information on a single-layer or double-layer medium, and a photodetector as in the optical head of the first embodiment. It is possible to reduce the stray light incident on the light receiving part.
  • the optical head in the second embodiment is different from the first embodiment in the tracking error signal detection method.
  • the tracking error signal is detected by the so-called three-beam method using the diffraction grating 102.
  • the so-called one-beam method (APP (advanced push-pull) method) using a hologram element is used. Tracking error signal is detected. Further, with the change of the tracking error signal detection method, the arrangement of the light receiving regions of the light receiving unit 121 and the arrangement of the plurality of light guide units 124 are different.
  • FIG. 18 is a diagram showing the configuration of the optical system of the optical head according to Embodiment 2 of the present invention.
  • the optical head 11 includes a semiconductor laser 101, a beam splitter 103, a collimator lens 104, an objective lens 105, an objective lens actuator 106, a cylindrical lens 108, a hologram element 150, and a photodetector 220.
  • the semiconductor laser 101 emits a light beam having an oscillation wavelength of about 405 nm.
  • the hologram element 150 is disposed between the beam splitter 103 and the cylindrical lens 108, and divides the beam into light beams for generating a tracking error signal by a so-called one beam method (APP method).
  • the hologram element 150 is disposed between the objective lens 105 and the cylindrical lens 108 and divides the reflected light beam reflected by the optical disc 21.
  • the light beam emitted from the semiconductor laser 101 is reflected by the beam splitter 103, converted into a parallel light beam by the collimator lens 104, and enters the objective lens 105.
  • the objective lens 105 focuses the light beam emitted from the semiconductor laser 101 on the optical disk 21.
  • the objective lens 105 is driven in the optical axis direction (focus direction) and the tracking direction (radial direction) of the optical disk 21 by an objective lens actuator 106 (not shown in detail).
  • the light beam reflected and diffracted by the recording layer of the optical disc 21 passes through the objective lens 105 and the collimator lens 104 again and enters the beam splitter 103.
  • the light beam that has passed through the beam splitter 103 is divided into a plurality of parts by the hologram element 150 and enters the cylindrical lens 108.
  • the cylindrical lens 108 generates astigmatism in the reflected light beam reflected by the optical disk 21.
  • the light beam that has passed through the cylindrical lens 108 enters the photodetector 120.
  • the photodetector 120 detects a reflected light beam in which astigmatism is generated by the cylindrical lens 108.
  • FIG. 19 is a diagram showing a configuration of the hologram element 150 shown in FIG.
  • the solid line indicates the division pattern of the hologram element 150, and the broken line indicates the shape of the light beam passing through the hologram element 150.
  • the hologram element 150 includes a main beam region 151 where a main beam is incident, and first and second APPs where interference light between ⁇ first order light and zeroth order light diffracted by the recording layer of the optical disc 21 (31) is incident. It includes main regions 152 and 153 and first and second APP sub-regions 154 and 155 in which only the 0th-order light is incident.
  • FIG. 20A is a side view showing the configuration of the photodetector in the second embodiment of the present invention
  • FIG. 20B is a front view showing the configuration of the photodetector in the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 20A and 20B show a relative positional relationship between the light receiving unit 221 of the photodetector 220 and the light guide unit 224 of the package 225.
  • FIG. 20A and 20B show a relative positional relationship between the light receiving unit 221 of the photodetector 220 and the light guide unit 224 of the package 225.
  • the light detector 220 includes a light receiving unit 221, an arithmetic circuit 222, a terminal unit 223, and a package 225.
  • the light receiving unit 221 receives the reflected light beam reflected by the optical disc 21.
  • the arithmetic circuit 222 performs a predetermined operation on the electrical signal obtained by photoelectrically converting the reflected light beam received by the light receiving unit 221.
  • the package 225 covers the light receiving unit 221 and the arithmetic circuit 222.
  • the package 225 is formed on the light receiving surface of the light receiving unit 221 on the light beam incident side, and includes a plurality of light guiding units 224 that guide the reflected light beam to the light receiving unit 221 and a light shielding unit 214 that blocks light other than the plurality of light guiding units 224. Have.
  • a light receiving portion 221, an arithmetic circuit 222, and a terminal portion 223 are formed on a substrate 227 made of a silicon wafer or the like, and a package 225 made of a resin such as silicone, glass, or metal is formed on the substrate 227 with an adhesive 226. Are pasted together.
  • a light receiving portion 221 and an arithmetic circuit 222 are formed on the light incident side surface of the substrate 227, and a terminal portion 223 is formed on the surface facing the light incident side surface.
  • the shape of the light guide 224 is indicated by a one-dot chain line, and the light-shielding part 214 that shields the incident light beam is indicated by oblique lines.
  • the light shielding portion 214 preferably has a transmittance of 10% or less.
  • the light receiving unit 221 includes a quadrant light receiving region 240, a first APP main beam light receiving region 156, a second APP main beam light receiving region 157, a first APP sub boom light receiving region 158, and a second APP sub boom light receiving region 159. .
  • the light beam that has passed through each divided area of the hologram element 150 enters each light receiving area.
  • the light beam (main beam 142) transmitted through the main beam region 151 is incident on the four-divided light receiving region 240.
  • the light beam (APP main beam 165) transmitted through the first and second APP main regions 152 and 153 is incident on the first APP main beam light receiving region 156 and the second APP main beam light receiving region 157.
  • the light flux (APP sub beam 166) transmitted through the first and second APP sub-regions 154 and 155 enters the first APP sub-boom light receiving region 158 and the second APP sub-boom light receiving region 159.
  • the light receiving unit 221 includes a plurality of light receiving regions, and the light guides 224 are individually formed in the package 225 for the light beams incident on the light receiving regions of the light receiving unit 221.
  • the light guides 224 are individually formed in the package 225 for the light beams incident on the light receiving regions of the light receiving unit 221.
  • three light guide portions 224 corresponding to the main beam 142, the APP main beam 165, and the APP sub beam 166 are formed in the package 225.
  • a light guide unit 224 may be provided in each light receiving region of the light receiving unit 221.
  • the shapes of the plurality of light guides 224 are circular and elliptical.
  • the shape of the light guide 224 corresponding to the quadrant light receiving region 240 is circular, and the shape of the light guide 224 corresponding to the first and second APP main beam light receiving regions 156 and 157 is elliptical.
  • the shape of the light guide part 224 corresponding to the first and second APP sub-boom light receiving areas 158 and 159 is elliptical.
  • the focus error signal is generated by calculating the differential of the diagonal sum signal of the quadrant light receiving area 240, and the RF signal is generated by calculating the sum of all the signals of the quadrant light receiving area 240. .
  • a so-called push-pull signal is generated by obtaining a differential signal between the first and second APP main beam light receiving regions 156 and 157, and the generated push-pull signal and the first and second push-pull signals are generated.
  • a tracking error signal in the so-called APP method is generated.
  • FIG. 21 is a diagram for explaining a tracking error signal calculation method according to Embodiment 2 of the present invention.
  • the tracking error signal is calculated based on the following equation (3).
  • Tracking error signal (B1-B2) -k (B3-B4) (3)
  • B1 represents the output of the first APP main beam light receiving region 156
  • B2 represents the output of the second APP main beam light receiving region 157
  • B3 represents the first
  • the output of the APP sub-beam light receiving area 158 is represented
  • B4 represents the output of the second APP sub-beam light receiving area 159
  • k represents the gain.
  • the gain k is usually set to 0.5 to 5.
  • the tracking error signal becomes a servo signal that is not affected by interference from other layers of stray light, and an optical head having stable recording performance and reproduction performance is realized. it can.
  • the plurality of light guides 224 have a circular shape and an elliptical shape.
  • a non-circular shape such as a square shape, a triangular shape, or a fan shape may be used.
  • the shapes of the plurality of light guides 224 may be all circular or different shapes.
  • the adhesive 226 may be applied to all surfaces of the substrate 227, or may be applied only to the peripheral portion of the substrate 227.
  • the material of the adhesive 226 is the same as in the first embodiment, the transmittance due to the combination of the configuration of the package 225, the light guide unit 224, and the adhesive 226, and the quality deterioration of the adhesive 226 with respect to light having a wavelength of 405 nm, It is selected according to the balance with the bonding strength.
  • the objective lens 105 corresponds to an example of an objective lens
  • the cylindrical lens 108 corresponds to an example of an astigmatism generation unit
  • the hologram element 150 corresponds to an example of a light beam splitting unit
  • light detection The detector 220 corresponds to an example of a photodetector
  • the light receiving unit 221 corresponds to an example of a light receiving unit
  • the package 225 corresponds to an example of a package
  • the plurality of light guide units 224 correspond to an example of a plurality of light guide units.
  • the light shielding portion 214 corresponds to an example of a light shielding portion
  • the quadrant light receiving region 240 corresponds to an example of a main beam light receiving portion
  • the first and second APP main beam light receiving regions 156 and 157 receive first sub beam light reception.
  • the first and second APP sub-beam light receiving regions 158 and 159 correspond to an example of the second sub-beam light receiving unit.
  • FIG. 22 is a cross-sectional view showing a configuration of the photodetector in the second embodiment of the present invention
  • FIG. 23 is a cross-sectional view showing a configuration of the photodetector in the modification of the second embodiment of the present invention.
  • . 22 and 23 show cross sections including the center of the four-divided light receiving region 240 and the centers of the first and second APP sub-beam light receiving regions 158 and 159.
  • the light guide 224 is formed in the package 225 by depositing the antireflection film 230 on transparent glass or transparent resin as in the first embodiment.
  • the light guide 224 may be formed in the package 225 by forming an opening in a metal or opaque resin.
  • a light-shielding film (light-shielding part) 229 for shielding stray light is deposited in a region other than the light guide part 224 on the surface of the package 225.
  • stray light may be shielded by the transmittance characteristics of the material constituting the package 225.
  • the transmittance of the light shielding film 229 is desirably 10% or less.
  • the light guide unit 224 has the antireflection film 230 only on the surface on the incident light beam side.
  • the transmittance of the light guide unit 224 after the antireflection film is deposited is desirably 90% or more. If the transmittance is sacrificed, the antireflection film 230 deposited on the light guide unit 224 may be omitted.
  • Embodiment 3 Next, an optical head according to Embodiment 3 of the present invention will be described.
  • the optical head in Embodiment 3 all the arithmetic circuits are shielded from light.
  • the configuration of the optical head in the third embodiment is the same as that of the optical head shown in FIG.
  • FIG. 24A is a front view showing the configuration of the photodetector according to Embodiment 3 of the present invention
  • FIG. 24B is a cross-sectional view of the photodetector shown in FIG. 24A taken along the line 24B-24B.
  • FIG. 24A is a front view showing the configuration of the photodetector according to Embodiment 3 of the present invention
  • FIG. 24B is a cross-sectional view of the photodetector shown in FIG. 24A taken along the line 24B-24B.
  • the photodetector 320 includes a light receiving unit 221, an arithmetic circuit 222, a terminal unit 223, and a package 325.
  • the light receiving unit 221 receives the reflected light beam reflected by the optical disc 31.
  • the arithmetic circuit 222 performs a predetermined operation on the electrical signal obtained by photoelectrically converting the reflected light beam received by the light receiving unit 221.
  • the package 325 covers the light receiving unit 221 and the arithmetic circuit 222.
  • a light receiving portion 221, an arithmetic circuit 222, and a terminal portion 223 are formed on a substrate 227 made of a silicon wafer or the like, and a package 325 made of a resin such as silicone, glass, or metal is formed on the substrate 227 with an adhesive 226. Are pasted together.
  • a light receiving portion 221 and an arithmetic circuit 222 are formed on the light incident side surface of the substrate 227, and a terminal portion 223 is formed on the surface facing the light incident side surface.
  • a plurality of light guides 324 are formed on the package 325 on the light receiving surface of the light receiving unit 221 on the light beam incident side.
  • the shape of the light guide portion 324 is indicated by a one-dot chain line.
  • the light receiving unit 221 includes a quadrant light receiving region 240, a first APP main beam light receiving region 156, a second APP main beam light receiving region 157, a first APP sub boom light receiving region 158, and a second APP sub boom light receiving region 159. .
  • FIG. 24A is a view of the photodetector 320 as viewed from the incident light beam side.
  • the other-layer stray light from the optical disc 31 has an elliptical shape depending on the amount of defocus in the recording layer of the optical disc 31.
  • the other-layer stray light also enters the arithmetic circuit 322. At this time, when stray light is incident on the amplifier portion of the arithmetic circuit 322, noise is generated in the output signal, and an offset is generated in the focus error signal, tracking error signal, and RF signal, so that recording characteristics and reproduction characteristics are greatly deteriorated.
  • the light shielding portion (light shielding film) 329 is deposited in a region other than the light guide portion 324 on the surface of the package 325 made of transparent glass or transparent resin. Is done. At this time, the transmittance of the light shielding portion 329 is desirably 10% or less. Further, the transmittance of the light guide unit 324 is desirably 90% or more. With this configuration, it can be seen that the other-layer stray light and the stray light are reflected on the surface of the light shielding portion 329 without entering the arithmetic circuit 322.
  • a plurality of light guides 324 may be created by openings formed in the package 325.
  • a plurality of light guide portions 324 may be created by not forming the light shielding portions 329 only in regions corresponding to the plurality of light guide portions 324.
  • a plurality of light guides 324 may be created by forming an antireflection film only in a region corresponding to the plurality of light guides 324.
  • the photodetector 320 corresponds to an example of a photodetector
  • the light receiving unit 221 corresponds to an example of a light receiving unit
  • the package 325 corresponds to an example of a package
  • a plurality of light guide units 324 corresponds to an example of a plurality of light guide units
  • the light shielding unit 329 corresponds to an example of a light shielding unit
  • the quadrant light receiving region 240 corresponds to an example of a main beam light receiving unit
  • the regions 156 and 157 correspond to an example of the first sub-beam light receiving unit
  • the first and second APP sub-beam light receiving regions 158 and 159 correspond to an example of the second sub-beam light receiving unit
  • the calculation circuit 322 includes the calculation unit. It corresponds to an example.
  • FIG. 25 is a cross-sectional view showing the configuration of the photodetector in the modification of the third embodiment of the present invention.
  • the light shielding portion 329 is formed on the incident light beam side of the package 325.
  • a configuration in which a light shielding portion (aluminum reflective film or optical film) 329 serving as a reflective portion is deposited on the surface of the arithmetic circuit 222 may be employed. That is, the light shielding portion 329 may be formed between the adhesive 226 and the substrate 227 including the light receiving portion 221 and the arithmetic circuit 222.
  • the transmittance of the light shielding portion 329 is desirably 10% or less, and the transmittance of the package 325 is desirably 90% or more.
  • an antireflection film may be deposited on the surface of the package 325 on the incident light beam side and / or on the surface facing the incident light beam side surface.
  • Embodiment 4 an optical head according to Embodiment 4 of the present invention will be described.
  • the optical head in the fourth embodiment is different from the third embodiment in that at least one of a plurality of light guides is formed in the incident light beam side package of the arithmetic circuit.
  • the configuration of the optical head in the fourth embodiment is the same as that of the optical head shown in FIG.
  • FIG. 26A is a front view showing the configuration of the photodetector according to Embodiment 4 of the present invention
  • FIG. 26B is a cross-sectional view taken along line 26B-26B of the photodetector shown in FIG. FIG.
  • the photodetector 420 includes a light receiving unit 221, an arithmetic circuit 422, a terminal unit 223, and a package 425.
  • the light receiving unit 221 receives the reflected light beam reflected by the optical disc 31.
  • the arithmetic circuit 422 performs a predetermined calculation on the electrical signal obtained by photoelectrically converting the reflected light beam received by the light receiving unit 221.
  • the package 425 covers the light receiving unit 221 and the arithmetic circuit 422.
  • the arithmetic circuit 422 includes a first arithmetic circuit 42 a that generates a focus error signal, a second arithmetic circuit 42 b that generates a tracking error signal, and a third arithmetic circuit 42 c that generates a reproduction signal of the optical disc 31. .
  • a light receiving portion 221, an arithmetic circuit 422, and a terminal portion 223 are formed on a substrate 227 made of a silicon wafer or the like, and a package 425 made of a resin such as silicone, glass, or metal is formed on the substrate 227 with an adhesive 226. Are pasted together.
  • a light receiving portion 221 and an arithmetic circuit 422 are formed on the light incident side surface of the substrate 227, and a terminal portion 223 is formed on the surface facing the light incident side surface.
  • the light receiving unit 421 includes a four-divided light receiving region 240 that receives the main beam, first and second APP main beam light receiving regions 156 and 157 that receive the APP main beam 165, and an APP sub beam 166. And first and second APP sub-beam light receiving regions 158 and 159 for receiving light.
  • the focus error signal is generated by calculating the differential of the diagonal sum signal of the quadrant light receiving area 240, and the RF signal is generated by calculating the sum of all the signals of the quadrant light receiving area 240. .
  • a so-called push-pull signal is generated by obtaining a differential signal between the first and second APP main beam light receiving regions 156 and 157, and the generated push-pull signal and the first and second push-pull signals are generated.
  • a tracking error signal in the so-called APP method is generated.
  • output signals from the individual light receiving regions are input to the arithmetic circuit 422, and arithmetic processing is performed by the arithmetic circuit 422 configured by multilayer circuits such as an addition amplifier, a differential amplifier, and an amplification amplifier.
  • the arithmetic circuit 422 calculates a signal corresponding to the light amount of the light beam received by the four-divided light receiving region 240, thereby generating a focus error signal, and the first and second APP main beam light reception.
  • a second arithmetic circuit 42b that generates a tracking error signal by calculating signals corresponding to the light amounts of the light beams received in the regions 156 and 157 and the first and second APP sub-beam light receiving regions 158 and 159;
  • the third arithmetic circuit 42c generates a reproduction signal of the recording layer of the optical disc 21 (31) using the output signal of the arithmetic circuit 42a and / or the second arithmetic circuit 42b.
  • a plurality of light guides 424 are formed on the package 425 on the light receiving surface of the light receiving part 221 on the light beam incident side.
  • a plurality of openings 424a are formed in the package 425 on the circuit surface on the light flux incident side of the third arithmetic circuit 42c. That is, the package 425 is formed on the light receiving surface of the light receiving unit 221 on the light beam incident side, and a plurality of light guiding units 424 that guide the reflected light beam to the light receiving unit 221 and a light shielding unit 329 that blocks light other than the plurality of light guiding units 424.
  • an opening 424 formed on the circuit surface on the light beam incident side of the third arithmetic circuit 42c In FIG. 26A, the shapes of the light guide portion 424 and the opening portion 424a are indicated by alternate long and short dash lines.
  • a light shielding portion 329 is provided on the surface of the arithmetic circuit 422.
  • the light shielding portion 329 is made of a metal film such as aluminum.
  • the f characteristic required when the reproduction signal is deteriorated by ⁇ 3 dB is 130 MHz or more. If there is a metal film on the amplifiers of the first arithmetic circuit 42a that generates the signal that is the source of the RF signal and the third arithmetic circuit 42c that performs the calculation of the RF signal, the influence of the load capacity of the metal film is very small. As a result, the f characteristic deteriorates to 100 MHz or less.
  • an opening 424a is formed in a part of the surface of the amplifier of the first arithmetic circuit 42a and the third arithmetic circuit 42c related to the operation for generating the reproduction signal.
  • the photodetector 420 corresponds to an example of a photodetector
  • the light receiving unit 221 corresponds to an example of a light receiving unit
  • the package 425 corresponds to an example of a package
  • a plurality of light guide units 424 Corresponds to an example of a plurality of light guides
  • the opening 424a corresponds to an example of an opening
  • the light shielding part 329 corresponds to an example of a light shielding part
  • the four-divided light receiving region 240 corresponds to an example of a main beam light receiving part.
  • the first and second APP main beam light receiving areas 156 and 157 correspond to an example of the first sub beam light receiving part
  • the first and second APP sub beam light receiving areas 158 and 159 correspond to the second sub beam light receiving part.
  • the arithmetic circuit 422 corresponds to an example of an arithmetic unit
  • the first arithmetic circuit 42a corresponds to an example of a first arithmetic circuit
  • the second arithmetic circuit 42b corresponds to an example of a second arithmetic circuit.
  • third operation Road 42c corresponds to an example of the third arithmetic circuit.
  • the opening 424a is created by not forming the light shielding portion 329 only in the region corresponding to the opening 424a.
  • the surface shape of the opening 424a formed on the circuit surface on the incident light beam side of the third arithmetic circuit 42c is a circular shape or a non-circular shape such as a rectangle, a sector, or a triangle. May be.
  • a plurality of light guides 424 formed on the light receiving surface on the incident light beam side of the light receiving unit 221 and an opening 424a formed on the circuit surface on the incident light beam side of the arithmetic circuit 422 are made of different materials and It may be formed by a construction method.
  • the plurality of light guides 424 formed on the light receiving surface on the incident light beam side of the light receiving unit 221 may be an optical film such as an antireflection film.
  • the opening 424a corresponding to each of the first arithmetic circuit 42a and the third arithmetic circuit 42c is provided.
  • the present invention is not particularly limited thereto, and the third arithmetic circuit 42a and the third arithmetic circuit 42c are not limited thereto.
  • An opening 424a corresponding to only the circuit 42c may be provided.
  • the package may have an opening on the circuit surface on the light beam incident side of the third arithmetic circuit.
  • Embodiment 5 an optical head according to Embodiment 5 of the present invention will be described.
  • the difference from Embodiments 1 to 4 is that not only a light source for BD that emits light having a wavelength of 405 nm, but also a light source for DVD that emits light having a wavelength of 650 nm, and light having a wavelength of 780 nm.
  • emit is mounted, and it is the point made into the structure which can respond to multilayer BD, DVD, and CD.
  • FIG. 27 is a diagram showing the configuration of the optical system of the optical head in the fifth embodiment of the present invention.
  • the optical head 12 includes a diffraction grating 102, a beam splitter 103, a collimator lens 104, an objective lens 105, an objective lens actuator 106, a cylindrical lens 108, a hologram element 150, a flat plate beam splitter 170, a blue semiconductor laser 191, and a wavelength.
  • a semiconductor laser 192 and a photodetector 520 are provided.
  • Blue semiconductor laser 191 emits blue light having a wavelength of 405 nm.
  • the two-wavelength semiconductor laser 192 emits red light having a wavelength of 650 nm and emits infrared light having a wavelength of 780 nm.
  • the flat beam splitter 170 reflects red light or infrared light emitted from the two-wavelength semiconductor laser 192 toward the objective lens 105 and reflects light (blue light, red light or red light) reflected by the optical disc 21 (31). Infrared light) is transmitted.
  • the photodetector 520 detects a reflected light beam in which astigmatism is generated by the cylindrical lens 108.
  • FIG. 28 is a front view showing the configuration of the photodetector in the fifth embodiment of the present invention.
  • the photodetector 520 includes a light receiving unit 521, an arithmetic circuit 522, and a terminal unit (not shown and package 525.
  • the light receiving unit 521 receives a reflected light beam reflected by the optical disc 21 (31). A predetermined calculation is performed on the electrical signal obtained by photoelectrically converting the reflected light beam received by the light receiving unit 521.
  • the package 525 covers the light receiving unit 521 and the arithmetic circuit 522.
  • a light receiving portion 521, an arithmetic circuit 522, and a terminal portion are formed on a substrate (not shown) formed of a silicon wafer or the like, and a package 525 formed of a resin such as silicone, glass, or metal is an adhesive on the substrate. 226 is pasted together.
  • a light receiving portion 521 and an arithmetic circuit 522 are formed on the light incident side surface of the substrate, and a terminal portion is formed on the surface facing the light incident side surface.
  • the package 525 is formed on the light receiving surface of the light receiving unit 521 on the light beam incident side, and includes a plurality of light guiding units 524 that guide the reflected light beam to the light receiving unit 521 and a light shielding unit 514 that blocks light other than the plurality of light guiding units 524.
  • a shape of the opening 524 is indicated by a one-dot chain line, and the light shielding portion 514 is indicated by a diagonal line.
  • the areas other than the light guide 524 are shielded by a light shielding film, resin or metal, and the light guide 524 transmits the incident light flux.
  • the transmittance of the light shielding part 514 is desirably 10% or less, and the transmittance of the light guide part 524 is desirably 90% or more.
  • the light receiving unit 521 includes a first four-divided light receiving region 180, a second four-divided light receiving region 161, a first APP main beam receiving region 156, a second APP main beam receiving region 157, and a first APP sub-beam receiving region. 158, a second APP sub-beam receiving area 159, a first sub-beam receiving area 160a, a second sub-beam receiving area 160b, a third sub-beam receiving area 162a, and a fourth sub-beam receiving area 162b.
  • the first four-divided light receiving region 180 receives the blue main beam 142 having a wavelength of 405 nm and the red main beam 242 having a wavelength of 650 nm.
  • the first and second APP main beam light receiving regions 156 and 157 receive the blue light APP main beam 165 having a wavelength of 405 nm.
  • the first and second APP sub-beam light receiving regions 158 and 159 receive the blue light APP sub-beam 166 having a wavelength of 405 nm.
  • the first sub-beam receiving region 160a receives a first sub-beam 243a of red light having a wavelength of 650 nm
  • the second sub-beam receiving region 160b receives a second sub-beam 243b of red light having a wavelength of 650 nm.
  • a focus error signal is detected based on the main beam 242
  • a tracking error signal in the so-called three-beam method is detected based on the push-pull signal of the main beam 242 and the signals of the first sub beam 243a and the second sub beam 243b. Is done.
  • the second quadrant light receiving region 161 receives an infrared main beam 342 having a wavelength of 780 nm.
  • the third sub-beam receiving region 162a receives a first sub-beam 343a of infrared light having a wavelength of 780 nm
  • the fourth sub-beam receiving region 162b receives a second sub-beam 343b of infrared light having a wavelength of 780 nm. Is received.
  • a focus error signal is detected based on the main beam 342, and a tracking error signal in the so-called three-beam method is detected based on the push-pull signal of the main beam 342 and the signals of the first sub beam 343a and the second sub beam 343b. Is done.
  • One light guide portion 524 that transmits a light beam incident on the region 162b is formed.
  • one light guide 524 that transmits the light beam incident on the first and second APP main beam light receiving regions 156 and 157 is formed, and the light beam incident on the first and second APP sub beam light receiving regions 158 and 159.
  • One light guide portion 524 that transmits light is formed.
  • the light shielding part 514 is formed in a region excluding the light guide part 524.
  • information can be recorded or reproduced on optical disks (BD, DVD and CD) corresponding to three different wavelengths, and not only single-layer and double-layer optical disks but also multilayer optical disks 31
  • Information can be recorded or reproduced on the optical head, and an optical head having excellent recording characteristics and reproduction characteristics can be realized.
  • the BD tracking error signal detection method in the fifth embodiment is a one-beam method (APP method), but may be a three-beam method.
  • At least one of the plurality of light guides 524 may be formed on the circuit surface on the light beam incident side of the third arithmetic circuit.
  • the shapes of the plurality of light guides 524 are the same as in Embodiments 2 to 4, and the method for forming the plurality of light guides 524 is also the same as in Embodiments 2 to 4.
  • optical disk drive 20 shown in FIG. 7 may include the optical head according to any one of the second to fifth embodiments.
  • An optical head is an optical head that reproduces information from an information recording medium having two or more recording layers, and includes a light source that emits a light beam and a light beam emitted from the light source.
  • An objective lens that focuses light on a medium; an astigmatism generator that generates astigmatism in a reflected light beam reflected by the information recording medium; a light beam splitter that splits an incident light beam; and the astigmatism generator
  • a photodetector that detects the reflected light flux in which astigmatism has occurred, the photodetector including a light receiving portion that receives the reflected light flux, and a package that covers the light receiving portion.
  • a plurality of light guide portions that are formed on a light receiving surface of the light receiving portion on the light beam incident side and guide the reflected light flux to the light receiving portion, and a light shielding portion that shields light other than the plurality of light guide portions.
  • the light source emits a light beam.
  • the objective lens focuses the light beam emitted from the light source on the information recording medium.
  • the astigmatism generation unit generates astigmatism in the reflected light beam reflected by the information recording medium.
  • the light beam splitting unit splits one of the light beam emitted from the light source and the reflected light beam reflected by the information recording medium.
  • the photodetector detects the reflected light beam in which astigmatism is generated by the astigmatism generator.
  • the photodetector includes a light receiving unit that receives the reflected light flux and a package that covers the light receiving unit.
  • the package is formed on the light receiving surface of the light receiving unit on the light beam incident side, and includes a plurality of light guiding units that guide the reflected light beam to the light receiving unit, and a light shielding unit that blocks light other than the plurality of light guiding units.
  • the optical head can be downsized as compared with the configuration provided with the aperture separately from the photodetector.
  • stray light can be prevented from entering the light receiving unit, and a focus error signal, a tracking error signal, and a reproduction signal can be prevented. Quality can be improved.
  • the light beam dividing unit divides the incident light beam into a main beam and first and second sub beams, and the light receiving unit receives the main beam.
  • a first sub-beam light-receiving unit that receives the first sub-beam, and a second sub-beam light-receiving unit that receives the second sub-beam, and the plurality of light guide units include the main beam light-receiving unit, It is preferable that the first sub-beam light receiving unit and the second sub-beam light receiving unit are individually formed on the light-receiving surfaces on the light beam incident side of the first sub-beam light receiving unit.
  • the plurality of light guides are individually formed on the light receiving surfaces of the main beam receiving unit, the first sub beam receiving unit, and the second sub beam receiving unit on the light beam incident side. Can be greatly reduced. Further, since portions other than the plurality of light guide portions of the package can be reinforced, the strength of the package can be improved, the package size can be reduced, and the optical head can be further miniaturized. .
  • a shape of the light guide portion is a circle. According to this configuration, since the shape of the light guide portion is circular, the shape of the light guide portion can be matched with the shape of the light beam incident on the light receiving portion, so that the light guide portion can be further reduced.
  • the shape of the light guide is non-circular. According to this configuration, since the shape of the light guide unit is non-circular, the shape of the light guide unit can be matched with the shape of the light receiving unit, so that stray light incident on the light receiving unit can be further reduced.
  • the package is preferably made of resin. According to this configuration, the optical head can be reduced in weight by configuring the package with resin, and a plurality of light guide portions can be easily formed in the package.
  • the package is preferably made of silicone. According to this configuration, by configuring the package with silicone, it is possible to prevent deterioration of the package quality due to irradiation with blue light having a wavelength of, for example, 405 nm.
  • the package is made of any one of resin, glass, and metal, and the plurality of light guides have openings formed in any of the resin, glass, and metal. It is preferable to include.
  • a plurality of light guides can be easily formed by forming openings in a package made of any of resin, glass, and metal.
  • the package is made of either resin or glass
  • the light shielding portion is made of either a metal film or an optical film formed on the surface of either the resin or the glass. It is preferable to include.
  • the light beam splitting unit is disposed between the objective lens and the astigmatism generating unit and splits the reflected light beam reflected by the information recording medium.
  • the reflected light beam reflected by the information recording medium is divided by the light beam dividing unit disposed between the objective lens and the astigmatism generating unit, so-called APP (Advanced Push) is used.
  • the tracking error signal can be detected by the pull method.
  • the light beam splitting unit is disposed between the light source and the objective lens, and splits the light beam emitted from the light source.
  • the tracking error signal is obtained by the three-beam method, so-called DPP (differential push-pull) method. Can be detected.
  • the photodetector further includes a calculation unit that performs a predetermined calculation on an electric signal obtained by photoelectrically converting the reflected light beam received by the light receiving unit, and the package includes: Preferably, the calculation unit is covered, and the light shielding unit blocks all light beams incident on the calculation unit.
  • the calculation unit performs a predetermined calculation on the electrical signal obtained by photoelectrically converting the reflected light beam received by the light receiving unit.
  • the package covers the calculation unit.
  • the light blocking unit blocks all light beams incident on the calculation unit. Therefore, stray light incident on the calculation unit can be completely blocked, noise generated when a light beam enters the calculation unit can be reduced, and a stable focus error signal, tracking error signal, and reproduction signal are generated. can do.
  • the photodetector further includes a calculation unit that performs a predetermined calculation on an electric signal obtained by photoelectrically converting the reflected light beam received by the light receiving unit
  • the package includes: The arithmetic unit is covered, and the arithmetic unit generates a focus error signal, a second arithmetic circuit that generates a tracking error signal, and a third signal that generates a reproduction signal of the information recording medium.
  • the package further includes an opening formed on a circuit surface on the light beam incident side of the third arithmetic circuit.
  • the calculation unit performs a predetermined calculation on the electrical signal obtained by photoelectrically converting the reflected light beam received by the light receiving unit.
  • the package covers the calculation unit.
  • the first arithmetic circuit generates a focus error signal
  • the second arithmetic circuit generates a tracking error signal
  • the third arithmetic circuit generates a reproduction signal of the information recording medium.
  • the package further includes an opening formed on the circuit surface on the light beam incident side of the third arithmetic circuit.
  • the opening is formed on the circuit surface on the light beam incidence side of the third arithmetic circuit that generates the reproduction signal, when the package arranged on the upper part of the arithmetic unit is formed of a metal film, the metal Due to the load capacity of the film, it is possible to prevent the f characteristic of the reproduction signal generated by the third arithmetic circuit from being lowered.
  • the opening is preferably formed by a different material and method.
  • the plurality of light guides formed on the light receiving surface of the light receiving unit on the light beam incident side and the opening formed on the circuit surface on the light beam incident side of the third arithmetic circuit are mutually connected. Since it is formed by different materials and construction methods, it is possible to form an optimum light guide portion and opening according to the purpose, and it is possible to reduce the size and increase the performance of the optical head.
  • An optical head is an optical head for reproducing information from an information recording medium having two or more recording layers, the light source emitting a light beam, and the light beam emitted from the light source as the information.
  • An objective lens for focusing on a recording medium; an astigmatism generating section for generating astigmatism in a reflected light flux reflected by the information recording medium; and the reflected light flux in which astigmatism is generated by the astigmatism generating section.
  • a light detector that receives the reflected light beam, and a predetermined operation on an electrical signal obtained by photoelectrically converting the reflected light beam received by the light receiver.
  • a package that covers the light receiving unit and the calculation unit, and the calculation unit includes a first calculation circuit that generates a focus error signal and a second calculation that generates a tracking error signal. And a third arithmetic circuit for generating a reproduction signal of the information recording medium, and the package includes an opening formed on a circuit surface on a light beam incident side of the third arithmetic circuit, and the opening And a light shielding part that shields light other than the part.
  • the light source emits a light beam.
  • the objective lens focuses the light beam emitted from the light source on the information recording medium.
  • the astigmatism generation unit generates astigmatism in the reflected light beam reflected by the information recording medium.
  • the photodetector detects the reflected light beam in which astigmatism is generated by the astigmatism generator.
  • the photodetector covers a light receiving unit that receives a reflected light beam, a calculation unit that performs a predetermined calculation on an electrical signal obtained by photoelectrically converting the reflected light beam received by the light receiving unit, and a light receiving unit and a calculation unit.
  • Package
  • the calculation unit includes a first calculation circuit that generates a focus error signal, a second calculation circuit that generates a tracking error signal, and a third calculation circuit that generates a reproduction signal of the information recording medium.
  • the package includes an opening formed on the circuit surface on the light flux incident side of the third arithmetic circuit, and a light shielding portion that shields light other than the opening.
  • the opening is formed on the circuit surface on the light beam incidence side of the third arithmetic circuit that generates the reproduction signal, when the package arranged on the upper part of the arithmetic unit is formed of a metal film, the metal Due to the load capacity of the film, it is possible to prevent the f characteristic of the reproduction signal generated by the third arithmetic circuit from being lowered.
  • An optical information device includes an optical head according to any one of the above, a drive unit for rotationally driving an information recording medium, and a control unit for controlling the optical head and the drive unit. Is provided. According to this configuration, the optical head described above can be applied to an optical information device.
  • the optical head and the optical information apparatus according to the present invention have a stable tracking control function and a function capable of realizing a low information error rate, and realize recording and reproduction of information on a BD multilayer medium, and recording performance and reproduction. It is useful as an external storage device for computers with stable performance.
  • the optical head and optical information apparatus according to the present invention can also be applied to a video recording apparatus such as an optical disk recorder or a video reproduction apparatus such as an optical disk player.
  • the optical head and the optical information device according to the present invention can be applied to a car navigation system, a portable music player, a digital still camera, and a digital video camera.

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Abstract

 光学ヘッドを小型化することができるとともに、フォーカスエラー信号、トラッキングエラー信号及び再生信号の品質を向上させることができる光学ヘッド及び光情報装置を提供する。光検出器(120)は、光ディスクからの反射光束を受光する受光部(121)と、受光部(121)を被覆するパッケージ(125)とを含み、パッケージ(125)は、受光部(121)の光束入射側の受光面上に形成され、反射光束を受光部(121)へ導く複数の導光部(124)と、複数の導光部(124)以外を遮光する遮光部(114)とを有する。

Description

光学ヘッド及び光情報装置
 本発明は、光ディスク又は光カードなどの情報記録媒体に情報を記録又は再生する光学ヘッド、及び当該光学ヘッドを備える光情報装置に関するものである。
 従来の光学ヘッドの光検出器は、受光部と、受光部で受光した光束を光電変換することにより得られた電気信号に所定の演算を施す演算回路とを備える。受光部は、光検出器の略中心付近に位置しており、光検出器の光束入射側にはアパーチャが設けられている(例えば、特許文献1参照)。
 図29は、特許文献1に記載された従来の光学ヘッドの光学系の構成を示す図である。図30は、従来の光学ヘッドの検出光学系の詳細を示す図である。図31は、従来の光学ヘッドの光検出器の受光面を示す図である。
 図29において、光学ヘッドは、半導体レーザ401、コリメータレンズ402、ビームスプリッタ403、対物レンズ404、検出手段406、光検出器407、アパーチャ408及び回折格子409を備える。
 半導体レーザ101から出射した光ビームは、回折格子409により異なる複数の光束に分離される。回折格子409を透過した光束は、コリメータレンズ402で平行光束に変換され、ビームスプリッタ403を透過する。ビームスプリッタ403を透過した光束は、対物レンズ404によって収束され、いわゆる3ビームの収束光となる。この収束光は、光ディスク405の記録層に照射される。光ディスク405の記録層で反射及び回折された光は、再び対物レンズ404を透過し、ビームスプリッタ403で反射される。対物レンズ404は、不図示の対物レンズアクチュエータにより光軸方向(フォーカス方向)及び光ディスク405の半径方向(ラジアル方向)に駆動される。ビームスプリッタ403を反射した光束は、検出手段406を通り、光検出器407に入射する。このとき、検出手段406と光検出器407との間に構成されたアパーチャ408は、光検出器407の受光部に入射する迷光を遮断する。
 また、図30において、光検出器407は、アパーチャ408を通過した光束を受光する。アパーチャ408には、1つの開口部408aが形成されており、開口部408aの形状は、図31に破線で示すように光軸を中心に略円形としている。
 図32は、従来の光学ヘッドの光検出器の受光面における受光部の配置を示す図である。検出手段406を透過した光束は、4分割受光部410により受光され、いわゆるフォーカスエラー信号が生成される。
 図33は、従来の光学ヘッドの光検出系を示す図であり、図34は、従来の光学ヘッドの光検出器の4分割受光部において形成される光束を示す図である。図33に示すように、検出手段406は、光束の入射面側にシリンドリカル面406aを有し、出射面側に凹レンズ面406bを有している。検出手段406は、光軸に対し直交する面内において90度の角度で焦点位置の異なる非点隔差を発生する。また、シリンドリカル面406aの方向は、光検出器407の4分割受光部410に対し略45度傾いた角度に配置される。
 光ディスク405の面振れ等により、光ディスク405の記録層と対物レンズ404との相対距離が変化する。これにより、図34に示すように、焦点位置での光束412aは円形状となり、前焦線での光束412b及び後焦線での光束412cは、互いに直交する楕円形状となる。
 図32において、4分割受光部410の対角の受光領域の和信号の差を演算することでいわゆるフォーカスエラー信号が検出され、4分割受光部410の全ての受光領域和信号を演算することRF信号が検出される。
 また、光検出器407のサブビーム受光部411は、光ディスク405の記録層のトラックに集光され、記録層から反射されたいわゆる3ビーム法におけるサブビームを受光する。4分割受光部410のメインビーム412の受光量に基づいて演算したいわゆるプッシュプル信号と、サブビーム受光部411のサブビーム413の受光量に基づいて演算した信号とを用いたいわゆる3ビーム法によって、トラッキングエラー信号が生成され、光ディスク405の記録層のトラックに対して対物レンズ404を追従させるトラッキングサーボが行われる。
 光検出器407はホルダ(不図示)にあらかじめ固定された上で、光束が4分割受光部410の略中心に入射するように光検出器407の光軸調整が行われる。そして、光検出器407の位置が決められたた上で、ホルダ及び光検出器407が光学ベース(不図示)に固定される。光学ベースの表面で反射した不要な表面反射光が4分割受光部410又はサブビーム受光部411に入射しないように、アパーチャ408は可能な範囲で小さい寸法が望ましい。ここで、アパーチャ408の孔径は、通過する光束径と光検出器407との相対位置ずれとアパーチャ408の寸法公差などを考慮した値となる。
 現在、小型であり、かつ2層以上の記録層を有した高記録密度の多層光ディスクに対応した光学ヘッドの開発が期待されている。小型であり、かつ多層光ディスクに対応した光学ヘッドを実現するためには、光学ヘッドの対物レンズの焦点距離とコリメータレンズの焦点距離との比であるいわゆる検出光学系の横倍率を大きくすることにより光ディスクの他層で反射した迷光がサブビーム受光部411に入射しない構成にするとともに、往路の検出光学系を小型化する必要がある。他層で反射した迷光がサブビーム受光部411に入射することによりトラッキングエラー信号にオフセットが発生する。また、目標とする自層で反射した光と他層で反射した光との干渉により、トラッキングエラー信号のDCレベルが変動し、トラッキングサーボの性能を大幅に劣化させ、記録性能及び再生性能が低下することとなる。
 サブビーム受光部411に光ディスクの他層からの迷光が入らない光学ヘッドの構成にするためには、光学ヘッドの検出光学系の横倍率を大きくしてメインビームとサブビームとの距離を離すことが必須となる。しかしながら、このとき、アパーチャ408の大きさも大きくなり、迷光が光検出器407に入りやすくなる。そのため、フォーカスエラー信号及びトラッキングエラー信号にオフセットが発生し、サーボ信号の品質及び再生信号の品質が大幅に劣化し、記録性能及び再生性能が悪化することとなる。特に、サブビームはメインビームに比べて光量が1/10程度であるため、干渉によるわずかな光量変化がトラッキングエラー信号の大きな変動となる。
 また、アパーチャ408の開口部408aの径が大きくなることで、アパーチャ408を保持するホルダの強度も大幅に低下することとなる。ホルダの強度を維持するには、ホルダの寸法を大きくする必要がある。これに伴い光学ヘッドの寸法も大きくなってしまい、光学ヘッドの小型化と再生性能の向上とを両立することができなくなる。光学ヘッドの小型化と再生性能の向上とを両立するには、検出光学系の横倍率を大きくして光ディスクの他層で反射した迷光がサブビーム受光部411に入射しない構成にする必要があるとともに、光学ヘッドの復路の検出光学系を小型化するとともに光学素子及び受光素子を小型化することにより、光学ヘッドの高さ方向の寸法を小さくする必要がある。
 復路の検出光学系を小型化するには、対物レンズ、コリメータレンズ及びシリンドリカルレンズの焦点距離を小さくするとともに、光学ヘッドの各構成部品を小型化することが必要であり、光検出器の小型化及びアパーチャ408を保持するホルダの小型化とともにアパーチャ径の精度向上による小径化も必須となる。
 図35は、検出光学系の倍率と、光検出器上のメインビームとサブビームとの間隔との関係、及び検出光学系の倍率と、光検出器上の2つのサブビームの間隔との関係を説明するための図である。表1は、検出光学系の倍率と、光検出器上のメインビームとサブビームとの間隔との関係、及び検出光学系の倍率と、光検出器上の2つのサブビームの間隔との関係を示す表である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
 従来の光学ヘッドで一般的に用いられる検出光学系の横倍率は略6倍であり、光ディスク上のメインビームとサブビームとの間隔を20μmと仮定すると、光検出器407上のメインビーム412とサブビーム413との間隔Xは120μmとなる。一方、多層光ディスクを再生するため、検出光学系の横倍率を14倍~16倍に設定した場合、光検出器407上のメインビーム412とサブビーム413との間隔Xは280μm~320μmと増加し、光検出器407の寸法が大きくなる。また、光検出器407のサブビーム受光部411においてサブビーム413がケラレないように光束を入射させるためには、アパーチャの開口部の径を大きくする必要がある。アパーチャの開口部の径を大きくするには、アパーチャを保持するホルダの強度を確保する必要がある。そのため、ホルダの寸法が大きくなってしまい、光学ヘッドの厚さが図30のY方向に増加してしまうという課題を有していた。
 また、光検出器407のY方向の寸法をできるだけ小さくするために、4分割受光部410とサブビーム受光部411との間隔が大きく離れている場合は、4分割受光部410とサブビーム受光部411との間に演算回路を配置する。この場合、演算回路にも、他層迷光又は光学ベースの表面等で反射した迷光が照射されることとなる。光検出器407の演算回路のアンプ部に光が照射されると、アンプ部で微少な信号が発生し、発生した微小な信号が出力信号に漏れこみ、フォーカスエラー信号又はトラッキングエラー信号のオフセットとなる。これにより、サーボ信号及び再生信号の品質が大幅に劣化し、記録性能及び再生性能が悪化することとなる。
 フォーカスエラー信号は、下記の式(1)に基づいて算出され、トラッキングエラー信号は、下記の式(2)に基づいて算出される。
 フォーカスエラー信号=(A2+A4)-(A1+A3)・・・(1)
 トラッキングエラー信号=(A3+A4)-(A1+A2)-k(B2-B1)・・・(2)
 なお、上記の式(1)及び式(2)において、A1~A4は、4分割受光部410の各受光領域の出力を表し、B1及びB2は、2つに分割されたサブビーム受光部411の各受光領域の出力を表し、kはゲインを表す。
 トラッキングエラー信号において、サブビーム413の光量はメインビーム412の光量よりも小さく、サブビーム413の光量はメインビーム412の光量の約1/10である。そのため、サブビーム受光部411の各受光領域の出力の差分値にゲインkを乗算することで補正を行う。通常、ゲインkは、1~5程度の値とする。このとき、サブビームから得られる信号が干渉により変動することで、トラッキングエラー信号は大きく変動することとなる。そのため、サブビーム受光部411への他層迷光の入射量の低減は必須となる。
特開平5-290404号公報
 本発明は、上記の課題を解決するためになされたもので、光学ヘッドを小型化することができるとともに、フォーカスエラー信号、トラッキングエラー信号及び再生信号の品質を向上させることができる光学ヘッド及び光情報装置を提供することを目的とするものである。
 本発明の一局面に係る光学ヘッドは、2層以上の記録層を有する情報記録媒体から情報を再生する光学ヘッドであって、光束を出射する光源と、前記光源から出射した光束を前記情報記録媒体に集光する対物レンズと、前記情報記録媒体で反射された反射光束に非点収差を発生させる非点収差発生部と、入射した光束を分割する光束分割部と、前記非点収差発生部によって非点収差が発生した前記反射光束を検出する光検出器とを備え、前記光検出器は、前記反射光束を受光する受光部と、前記受光部を被覆するパッケージとを含み、前記パッケージは、前記受光部の光束入射側の受光面上に形成され、前記反射光束を前記受光部へ導く複数の導光部と、前記複数の導光部以外を遮光する遮光部とを有する。
 この構成によれば、光源は、光束を出射する。対物レンズは、光源から出射した光束を情報記録媒体に集光する。非点収差発生部は、情報記録媒体で反射された反射光束に非点収差を発生させる。光束分割部は、光源から出射した光束及び情報記録媒体で反射された反射光束のいずれか一方を分割する。光検出器は、非点収差発生部によって非点収差が発生した反射光束を検出する。光検出器は、反射光束を受光する受光部と、受光部を被覆するパッケージとを含む。パッケージは、受光部の光束入射側の受光面上に形成され、反射光束を受光部へ導く複数の導光部と、複数の導光部以外を遮光する遮光部とを有している。
 本発明によれば、受光部の光束入射側の受光面上に導光部が形成されるので、光検出器とは別にアパーチャを備える構成に比べて、光学ヘッドを小型化することができる。また、受光部の光束入射側の受光面上に複数の導光部が形成されるので、迷光が受光部に入射するのを防止することができ、フォーカスエラー信号、トラッキングエラー信号及び再生信号の品質を向上させることができる。
 本発明の目的、特徴及び利点は、以下の詳細な説明と添付図面とによって、より明白となる。
本発明の実施の形態1における光学ヘッドの光学系の構成を示す図である。 (A)は、本発明の実施の形態1における光検出器の底面を示す図であり、(B)は、本発明の実施の形態1における光検出器の側面を示す図であり、(C)は、本発明の実施の形態1における光検出器の正面を示す図であり、(D)は、図2(C)の光検出器の構成からパッケージ及び接着剤を除いた構成を示す図である。 本発明の実施に形態1における光検出器の受光部の構成及び演算回路の構成を示す図である。 本発明の実施の形態1におけるシリンドリカルレンズを含む検出光学系の構成を示す図である。 前焦線、後焦線及び焦点位置における4分割受光領域上でのメインビームの形状を示す図である。 本発明の実施の形態1における光学ヘッドのコリメータレンズから光検出器までの部分的な構成を示す断面図である。 本発明の実施の形態1における光ディスクドライブの構成を示す図である。 光検出器と光学ベースとの固定方法について説明するための図である。 (A)は、2層の光ディスクにおける他層からの表面反射について説明するための図であり、(B)は、多層の光ディスクにおける他層からの表面反射について説明するための図である。 (A)は、従来の光学ヘッドの光検出器上におけるメインビームとサブビームとの距離と、他層迷光との関係を示す図であり、(B)は、本発明の実施の形態1の光学ヘッドの光検出器上におけるメインビームとサブビームとの距離と、他層迷光との関係を示す図である。 本発明の実施の形態1における光検出器の導光部の構成例を示す断面図である。 本発明の実施の形態1の第1の変形例における光検出器の導光部の構成例を示す断面図である。 (A)は、従来の光学ヘッドで得られるトラッキングエラー信号の波形を示す図であり、(B)は、本発明の実施の形態1における光学ヘッドで得られるトラッキングエラー信号の波形を示す図である。 (A)は、本発明の実施の形態1の第2の変形例における光検出器の構成を示す側面図であり、(B)は、図14(A)に示す光検出器を上方から見た図である。 (A)は、本発明の実施の形態1の第3の変形例における光検出器の構成を示す側面図であり、(B)は、図15(A)に示す光検出器を上方から見た図である。 (A)は、本発明の実施の形態1の第4の変形例における光検出器の構成を示す正面図であり、(B)は、図16(A)に示す光検出器の部分断面図であり、(C)は、図16(B)に示す光検出器を上方から見た図である。 (A)は、本発明の実施の形態1の第5の変形例における光検出器の構成を示す正面図であり、(B)は、図17(A)に示す光検出器の部分断面図であり、(C)は、図17(B)に示す光検出器を上方から見た図である。 本発明の実施の形態2における光学ヘッドの光学系の構成を示す図である。 図18に示すホログラム素子の構成を示す図である。 (A)は、本発明の実施の形態2における光検出器の構成を示す側面図であり、(B)は、本発明の実施の形態2における光検出器の構成を示す正面図である。 本発明の実施の形態2におけるトラッキングエラー信号の演算方法について説明するための図である。 本発明の実施の形態2における光検出器の構成を示す断面図である。 本発明の実施の形態2の変形例における光検出器の構成を示す断面図である。 (A)は、本発明の実施の形態3における光検出器の構成を示す正面図であり、(B)は、図24(A)に示す光検出器の24B-24B線断面図である。 本発明の実施の形態3の変形例における光検出器の構成を示す側面図である。 (A)は、本発明の実施の形態4における光検出器の構成を示す正面図であり、(B)は、図26(A)に示す光検出器の26B-26B線断面図である。 本発明の実施の形態5における光学ヘッドの光学系の構成を示す図である。 本発明の実施の形態5における光検出器の構成を示す正面図である。 従来の光学ヘッドの光学系の構成を示す図である。 従来の光学ヘッドの検出光学系の詳細を示す図である。 従来の光学ヘッドの光検出器の受光面を示す図である。 従来の光学ヘッドの光検出器の受光面における受光部の配置を示す図である。 従来の光学ヘッドの検出光学系を示す図である。 従来の光学ヘッドの光検出器の4分割受光部において形成される光束を示す図である。 検出光学系の倍率と、光検出器上のメインビームとサブビームとの間隔との関係、及び検出光学系の倍率と、光検出器上の2つのサブビームの間隔との関係を説明するための図である。
 以下本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施の形態は、本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定する性格のものではない。
 (実施の形態1)
 図1は、本発明の実施の形態1における光学ヘッドの光学系の構成を示す図である。
 図1において、図29~図35と同じ構成要素については同じ符号を用いて説明する。図1において、光学ヘッド10は、半導体レーザ101、回折格子102、ビームスプリッタ103、コリメータレンズ104、対物レンズ105、対物レンズアクチュエータ106、シリンドリカルレンズ108及び光検出器120を備える。
 半導体レーザ101は、光束を出射する。光源としての半導体レーザ101から出た光束は、回折格子102により異なる複数の光束に分離される。回折格子102は、半導体レーザ101から出射した光束を分割する。回折格子102は、半導体レーザ101から出射した光束を分割する。回折格子102は、入射した光束を、メインビームと、第1及び第2のサブビームとに分割する。
 回折格子102を透過した光束は、ビームスプリッタ103で反射された後、コリメータレンズ104で平行光束に変換され、対物レンズ105に入射する。対物レンズ105は、半導体レーザ101から出射した光束を光ディスク21に集光する。対物レンズ105に入射した光束は、いわゆる3ビームの収束光となり、光ディスク21に照射される。対物レンズ105は、対物レンズアクチュエータ106(詳細は図示せず)により光軸方向(フォーカス方向)及び光ディスク21のトラッキング方向(ラジアル方向)に駆動される。
 光ディスク21の記録層で反射及び回折された光束は、再び対物レンズ105及びコリメータレンズ104を透過し、ビームスプリッタ103に入射する。ビームスプリッタ103を透過した光束は、シリンドリカルレンズ108に入射する。シリンドリカルレンズ108は、光ディスク21で反射された反射光束に非点収差を発生させる。シリンドリカルレンズ108を透過した光束は、光検出器120に入射する。光検出器120は、シリンドリカルレンズ108によって非点収差が発生した反射光束を検出する。
 図2(A)~図2(D)は、光検出器120の構成を示した正面図及び側面図である。図2(A)は、本発明の実施の形態1における光検出器の底面を示す図であり、図2(B)は、本発明の実施の形態1における光検出器の側面を示す図であり、図2(C)は、本発明の実施の形態1における光検出器の正面を示す図であり、図2(D)は、図2(C)の光検出器の構成からパッケージ125及び接着剤126を除いた構成を示す図である。
 光検出器120は、受光部121、演算回路122、端子部123及びパッケージ125を含む。受光部121は、光ディスク21で反射された反射光束を受光する。演算回路122は、受光部121で受光した反射光束を光電変換することにより得られた電気信号に所定の演算を施す。パッケージ125は、受光部121及び演算回路122を被覆する。
 シリコンウェハー等により構成された基板127には、受光部121、演算回路122及び端子部123が形成され、シリコーン等の樹脂、ガラス又は金属により構成されたパッケージ125は、基板127上に接着剤126により貼り合わされる。基板127の光入射側の面には、受光部121及び演算回路122が形成され、光入射側の面に対向する面には、端子部123が形成されている。
 パッケージ125は、受光部121の光束入射側の受光面上に形成され、反射光束を受光部121へ導く複数の導光部124と、複数の導光部124以外を遮光する遮光部114とを有する。
 端子部123は、FPC(フレキシブルプリント基板)128上に半田付けにより実装され、受光部121で検出した信号を伝達する。なお、FPC128は回路基板であってもよい。導光部124は、パッケージ125に開口部又は透過部として構成され、受光部121の各受光領域(不図示)と精度よく位置あわせされている。パッケージ125は入射光束側に配置される。図2(C)の斜線で示す部分は入射光束を遮光する遮光部114であり、目標とする記録層とは異なる他層からの迷光を精度よく遮断する。このとき、遮光部114の透過率は10%以下であることが望ましい。
 受光部121は、複数の受光領域を含み、パッケージ125は、受光部121の各受光領域に入射する光束に対してそれぞれ個別に導光部124が形成される。図2(C)では、メインビーム、第1のサブビーム及び第2のサブビームに対応する3つの導光部124がパッケージ125に形成されている。また、受光部121の各受光領域上に導光部124を設けてもよい。
 積層回路で構成された演算回路122にはビアホールが設けられ、当該ビアホールを介して演算回路122と、光検出器120の底面に設けられた端子部123とが接続される。なお、端子部123は、光検出器120の側面から配線により演算回路122と接続してもよい。接着剤126は、基板127上の受光部121以外の領域に塗布されてもよいし、基板127の四隅のみに塗布されてもよいし、基板127の上面の全ての面に塗布されてもよい。
 このとき、接着剤126の材料は、パッケージ125、導光部124及び接着剤126の組み合わせによる透過率と、接着剤126の405nmの波長の光による品質劣化とのバランスにより選択される。
 図3は、本発明の実施に形態1における光検出器120の受光部121の構成及び演算回路122の構成を示す図である。受光部121は、4分割受光領域140、第1のサブビーム受光領域141a及び第2のサブビーム受光領域141bを含む。演算回路122は、第1~第7の加算アンプ144a~144g及び第1~第4の差動アンプ145a~145dを含む。
 4分割受光領域140は、シリンドリカルレンズ108を透過した光束のうちメインビーム142を受光する。第1の差動アンプ145aによって、4分割受光領域140の対角の和信号の差が演算されることでいわゆるフォーカスエラー信号が検出され、第1の加算アンプ144aによって、4分割受光領域140の全ての信号の和が演算されることでRF信号が検出される。
 すなわち、第2の加算アンプ144b及び第3の加算アンプ144cは、それぞれ4分割受光領域140の対角に位置する領域から出力される信号を加算する。第1の差動アンプ145aは、第2の加算アンプ144bから出力される和信号と、第3の加算アンプ144cから出力される和信号との差分を算出する。また、第1の加算アンプ144aは、第2の加算アンプ144bから出力される和信号と、第3の加算アンプ144cから出力される和信号とを加算する。
 一方、光検出器120の第1のサブビーム受光領域141a及び第1のサブビーム受光領域141bは、光ディスク21の記録層のトラックに集光されるとともに反射された、いわゆる3ビーム法における第1のサブビーム143a及び第2のサブビーム143bを受光する。シリンドリカルレンズ108を透過した光束のうち第1のサブビーム143a及び第2のサブビーム143bは、第1のサブビーム受光領域141a及び第1のサブビーム受光領域141bにより受光される。第1のサブビーム受光領域141a及び第1のサブビーム受光領域141bは、それぞれY方向(トラッキング方向に垂直な方向)に沿って2つの領域に分割されている。
 4分割受光領域140で受光したメインビーム142に基づいて演算されたプッシュプル信号と、第1のサブビーム受光領域141a及び第1のサブビーム受光領域141bで受光した光量に対応する信号とが、第6及び第7の加算アンプ144f,144g及び第2~第4の差動アンプ145b~145dで演算される。これにより、3ビーム法、いわゆるDPP(差動プッシュプル)法におけるトラッキングエラー信号が生成され、光ディスク21の記録層のトラックに対して対物レンズ105を追従させるトラッキングサーボが行われる。
 すなわち、第4の加算アンプ144d及び第5の加算アンプ144eは、それぞれ4分割受光領域140のX方向(トラッキング方向)に隣接する領域から出力される信号を加算する。第3の差動アンプ145cは、第4の加算アンプ144dから出力される和信号と、第5の加算アンプ144eから出力される和信号との差分を算出する。また、第6の加算アンプ144fは、第1のサブビーム受光領域141aの上部の領域から出力される信号と、第2のサブビーム受光領域141bの上部の領域から出力される信号とを加算する。第7の加算アンプ144gは、第1のサブビーム受光領域141aの下部の領域から出力される信号と、第2のサブビーム受光領域141bの下部の領域から出力される信号とを加算する。第2の差動アンプ145bは、第6の加算アンプ144fから出力される和信号と、第7の加算アンプ144gから出力される和信号との差分を算出する。さらに、第4の差動アンプ145dは、第2の差動アンプ145bから出力される差分信号と、第3の差動アンプ145cから出力される差分信号との差分を算出する。
 なお、本実施の形態において、対物レンズ105が対物レンズの一例に相当し、シリンドリカルレンズ108が非点収差発生部の一例に相当し、回折格子102が光束分割部の一例に相当し、光検出器120が光検出器の一例に相当し、受光部121が受光部の一例に相当し、パッケージ125がパッケージの一例に相当し、複数の導光部124が複数の導光部の一例に相当し、遮光部114が遮光部の一例に相当し、4分割受光領域140がメインビーム受光部の一例に相当し、第1のサブビーム受光領域141aが第1のサブビーム受光部の一例に相当し、第2のサブビーム受光領域141bが第2のサブビーム受光部の一例に相当する。
 図4は、本発明の実施の形態1におけるシリンドリカルレンズを含む検出光学系の構成を示す図である。図4に示すように、シリンドリカルレンズ108は、光束の入射面側にシリンドリカル形状のシリンドリカル面108aを有し、出射面側にレンズパワーを持った凹レンズ面108bを有する。シリンドリカル面108aは、光軸に対し直交する面内において90度の角度で焦点位置の異なる非点隔差を発生する。また、シリンドリカル面108aの方向は、光検出器120の4分割受光領域140に対し略45度傾いた角度に配置される。
 図5は、前焦線、後焦線及び焦点位置における4分割受光領域140上でのメインビームの形状を示す図である。焦点位置におけるメインビーム142aは、円形状であり、前焦線におけるメインビーム142b及び後焦線におけるメインビーム142cは、互いに直交する楕円形状である。
 光ディスク21の面振れ等により、光ディスク21の記録層と対物レンズ105との相対距離が変化することによって、前焦線及び後焦線において図5のような光束が形成される。受光部121は、図4の焦点位置に配置されることとなる。検出光学系の横倍率(β)は、対物レンズ105の焦点距離と、コリメータレンズ104の焦点距離と、シリンドリカルレンズ108の凹レンズ面108bの光学パワーとにより決定される。
 図6は、本発明の実施の形態1における光学ヘッド10のコリメータレンズ104から光検出器120までの部分的な構成を示す断面図である。光学ベース111は、半導体レーザ101(図示せず)、回折格子102(図示せず)、ビームスプリッタ103、コリメータレンズ104、対物レンズ105を駆動する対物レンズアクチュエータ106(図示せず)及びシリンドリカルレンズ108を保持する。一方、光検出器120は、光学ベース111に対して、外部ジグ(図示せず)にて固定される。光検出器120は、光学ベース111上でZ方向(光軸方向)及びX-Y平面(光軸と直交する面)内にて調整可能な構成となっている。
 次に、光検出器120の光学ベース111及び光軸に対する調整について説明する。光検出器120の4分割受光領域140に入射するメインビーム142が4分割受光領域140の略中心に入射するように、光検出器120のX―Y平面の位置が調整される。一方、対物レンズ105の焦点が光ディスク21の記録層に合っている状態で、非点隔差の焦点位置に受光部121が配置されるように、Z方向の位置が調整される。これにより、4分割受光領域140に入射するメインビーム142が円形になり、フォーカスエラー信号にオフセットがなくなる。このとき、対物レンズ105の焦点が光ディスク21の記録層に合っている状態で、フォーカスエラー信号の出力は0となる。また、第1のサブビーム受光領域141a及び第2のサブビーム受光領域141bの略中心に第1のサブビーム143a及び第2のサブビーム143bが入射するように、光軸回りの回転調整(θZ)が行われる。X-Y平面の位置調整によりフォーカスエラー信号のバランス調整が行われ、光軸回りの回転調整(θZ)によりトラッキングエラー信号の詳細調整が行われ、Z方向の位置調整によりフォーカスエラー信号のフォーカスオフセットの調整が行われる。
 フォーカスエラー信号の調整が行われることにより、第1のサブビーム143a及び第2のサブビーム143bが、第1のサブビーム受光領域141a及び第2のサブビーム受光領域141bに略入射する関係に光学設計される。また、トラッキングエラー信号の振幅が最大となるように、光軸中心周りに光検出器120全体を回転調整することで、第1のサブビーム143a及び第2のサブビーム143bと第1のサブビーム受光領域141a及び第2のサブビーム受光領域141bとの位置関係の微調整が行われることとなる。RF信号は、4分割受光領域140で受光した光束をすべて加算することで検出される。
 図6に示すように、光検出器120を外部ジグ(図示せず)で保持した上で、メインビーム142が4分割受光領域140の略中心に入射するよう光検出器120の光軸調整が行われ、位置決めされた状態で光検出器120が光学ベース111に固定される。他層からの反射光が迷光及び発散光束となって、4分割受光領域140、第1のサブビーム受光領域141a及び第2のサブビーム受光領域141bに入射しないように、また光学ベース111の表面で反射した不要な表面反射光が4分割受光領域140、第1のサブビーム受光領域141a及び第2のサブビーム受光領域141bに入射しないように、導光部124は可能な範囲で小さい寸法が望ましい。ここで、導光部124の径又は表面積は、通過する光束径、光検出器120の光軸調整時の調整誤差、導光部124と受光部121との相対位置ずれ、及び導光部124の寸法公差などを考慮した値となる。
 図7は、本発明の実施の形態1における光ディスクドライブの構成を示す図である。図7において、光ディスクドライブ20は、光学ヘッド10、モータ203、トラバース204、制御回路205、信号処理回路206及び入出力回路207を備える。光ディスクドライブ20は、光情報装置の一例に相当する。
 光ディスク21は、クランパー201とターンテーブル202とで挟んで固定され、モータ(回転系)203によって回転させられる。モータ203は、光ディスク21を回転駆動する。光学ヘッド10はトラバース(移送系)204上に乗っている。トラバース204は、光学ヘッド10を光ディスク21の半径方向に移動させる。これにより、照射する光が光ディスク21の内周から外周まで移動できるようにしている。
 制御回路205は、光学ヘッド10及びモータ203を制御する。制御回路205は、光学ヘッド10から受けた信号に基づいて、フォーカス制御、トラッキング制御、トラバース制御及びモータ203の回転制御等を行う。また、信号処理回路206は、再生信号(RF信号)から情報を再生し、入出力回路207に出力したり、入出力回路207から入ってきた記録信号を、制御回路205を通じて光学ヘッド10へ送出したりする。
 なお、本実施の形態において、光ディスクドライブ20が光情報装置の一例に相当し、光学ヘッド10が光学ヘッドの一例に相当し、モータ203が駆動部の一例に相当し、制御回路205が制御部の一例に相当する。
 図8は、光検出器120と光学ベース111との固定方法について説明するための図である。光検出器120のX-Y平面の位置調整、Z方向の位置調整及び光軸周りの回転調整が行われ、外部ジグ138により位置決めされた後、光学ベース111と光検出器120とは、接着剤139により接着固定される。
 図9(A)は、2層の光ディスク21における他層からの表面反射について説明するための図であり、図9(B)は、多層の光ディスク31における他層からの表面反射について説明するための図である。この他層からの反射光が第1のサブビーム受光領域141a及び第2のサブビーム受光領域141bに入射すると、トラッキングエラー信号にオフセットを与え、トラッキングサーボの品質を劣化させる。図9(A)では、2つの記録層を有する光ディスク21の構成を示すとともに、ある記録層に収束光300が集光されている時の他層からの迷光の発生の様子を示す。図9(A)では、第1の記録層L0に焦点を結んでおり、第2の記録層L1で反射した光が他層迷光となる。
 また、図9(B)では、4つの記録層を有する光ディスク31の構成を示すとともに、ある記録層に収束光300が集光されている時の他層からの迷光の発生の様子を示す。図9(B)では、第3の記録層L2に焦点を結んでおり、第1の記録層L0、第2の記録層L1及び第4の記録層L3で反射した光が他層迷光となる。
 図9(A)の2層の光ディスク21において、第1の記録層L0と第2の記録層L1との層間隔d2は、規格上25±5μmと定義されており、最小でも20μmであり、最大でも30μmである。そのため、他層迷光の光検出器120上での大きさは、ある程度制限される。
 一方、図9(B)の3層以上の記録層を有する光ディスク31において、最も間隔の小さい層間隔d4minは、2層の光ディスク21と比べて小さくなる可能性が高い。なお、図9(B)では、例として第3の記録層L2と第4の記録層L3との層間隔を層間隔d4minとしている。また、最も間隔の離れた層間隔d4maxは、2層の光ディスク21と比べて大きくなる。このとき、光検出器120での他層迷光の大きさは、2層の光ディスク21と比べて大幅に大きくなる。なお、図9(B)では、例として第1の記録層L0と第4の記録層L3との層間隔を層間隔d4maxとしている。
 従って、多層の光ディスク31に情報を記録又は再生する際に、安定したトラッキングエラー信号を検出するためには、他層迷光が第1のサブビーム受光領域141a及び第2のサブビーム受光領域141bに漏れこまないようにする必要がある。これには、検出光学系の倍率(横倍率β)を大きくして、メインビーム142を受光する4分割受光領域140と、第1のサブビーム143a及び第2のサブビーム143bを受光する第1のサブビーム受光領域141a及び第2のサブビーム受光領域141bとの距離を大きく離す必要がある。
 図10(A)は、従来の光学ヘッドの光検出器上におけるメインビームとサブビームとの距離と、他層迷光との関係を示す図であり、図10(B)は、本発明の実施の形態1の光学ヘッドの光検出器上におけるメインビームとサブビームとの距離と、他層迷光との関係を示す図である。
 光検出器120上におけるメインビーム142と第1のサブビーム143a(又は第2のサブビーム143b)との距離は、光ディスク21の記録層のトラックに集光されたメインビーム142と第1のサブビーム143a(又は第2のサブビーム143b)との間隔に対し検出光学系の横倍率を掛けた値となる。
 たとえば、記録層のトラック上におけるメインビームとサブビームとの間隔が20μmであり、検出光学系の横倍率が6倍程度であるとすると、光検出器120上におけるメインビーム142と第1のサブビーム143a(又は第2のサブビーム143b)との距離は、約120μmとなる。しかしながら、多層の光ディスクに情報を記録又は再生する際に、他層迷光の大きさが約150μmであるとすると、安定したトラッキングエラー信号を検出するには、検出光学系の横倍率は略10倍必要となる。このときのメインビーム142と第1のサブビーム143a(又は第2のサブビーム143b)との距離は、約200μmとなる。
 ここで、光ディスク21の記録層のトラック上におけるメインビーム142と第1のサブビーム143a(又は第2のサブビーム143b)との間隔は略20μmとしたが、この値は光ディスク21の内周から外周への移動時のトラッキングエラーのオフセットに影響するため、機器ごとにあらかじめ設定される値となり、一般的には10μm~20μmが選定される。
 一方、光学ヘッド10の小型化を実現するためには、検出光学系の寸法を小さくする必要があり、他層迷光の影響を考慮した上での検出光学系の小型化が必要となる。他層迷光の悪影響を考慮して検出光学系の倍率は大きくする必要がある。対物レンズ105の焦点距離を小さくすること、及び検出光学系の焦点距離を小さくすることにより、横倍率を維持したまま対物レンズ105及びコリメータレンズ104のみで検出光学系の小型化が行われる。この時、光検出器120を保持するホルダ又は受光部121に入射する迷光を遮断するアパーチャを別部材として構成することは、スペースの観点より厳しくなる。
 図10(B)に示すように、第1のサブビーム受光領域141a及び第1のサブビーム受光領域141bに他層迷光が入射しないように4分割受光領域140と第1のサブビーム受光領域141a及び第1のサブビーム受光領域141bとの距離を離すためには、対物レンズ105、コリメータレンズ104及びシリンドリカルレンズ108の凹レンズで構成される検出光学系の横倍率は、約14倍から16倍の範囲とすることが望ましい。
 また、光学ヘッド10の小型化を実現するためには検出光学系の寸法を小さくする必要があり、光検出器120を保持するホルダ及び受光部121に入射する迷光を遮断する別部材としてのアパーチャを廃止する必要がある。
 図10(B)において光束が透過する導光部124の領域を一点鎖線で示す。
 図11及び図12は、図10(B)の光検出器120の4分割受光領域140、第1のサブビーム受光領域141a及び第1のサブビーム受光領域141bの略中心部の断面図である。図11及び図12に示す光検出器120には、3つの導光部124が別々に設けられている。図11は、本発明の実施の形態1における光検出器の導光部の構成例を示す断面図であり、図12は、本発明の実施の形態1の第1の変形例における光検出器の導光部の構成例を示す断面図である。
 図11において、パッケージ125は樹脂又は金属により構成され、パッケージ125の透過率は10%以下とする。また、パッケージ125には開口部124aにより導光部124が形成されている。さらに、複数の開口部124a以外のパッケージ125が遮光部114となる。
 一方、図12において、パッケージ125は透明のガラス又は樹脂により構成され、パッケージ125の透過率90%以上とする。パッケージ125の表面の導光部124に相当する領域以外に、金属膜又は光学膜で構成される遮光膜129を蒸着することにより導光部124及び遮光部114が形成される。このとき、遮光膜129の透過率は10%以下とすることが望ましい。図11及び図12のいずれの光検出器120であっても、発散光束で入射する他層迷光を精度よくかつ効果的に遮断していることがわかる。
 また、図11及び図12のいずれの光検出器120は、このような他層迷光以外にも、光学ベース111又は光学素子の表面で反射した迷光(主に斜めから入射する光束又は発散光束)も精度よく遮断することが可能となる。
 図13(A)及び図13(B)は、従来及び本実施の形態1の検出光学系の倍率及び導光部124の構成の差によるトラッキングエラー信号のレベル変動を示す図である。図13(A)は、従来の光学ヘッドで得られるトラッキングエラー信号の波形を示す図であり、図13(B)は、本発明の実施の形態1における光学ヘッドで得られるトラッキングエラー信号の波形を示す図である。
 図10(A)のように第1のサブビーム143a及び第2のサブビーム143bと他層迷光とが干渉しかつ導光部124が3つに分離されていない場合は、図13(A)に示すように干渉の影響でトラッキングエラー信号の変動が不規則にかつ大きく変動する。この時、メインビーム142に比べて第1のサブビーム143a及び第2のサブビーム143bは一般的に光量が1/10程度と小さいため、干渉の影響が増大する。従って、検出光学系の横倍率を大きくして第1のサブビーム受光領域141a及び第2のサブビーム受光領域141bにおける第1のサブビーム143a及び第2のサブビーム143bと他層迷光との干渉を低減する構成が必須となるとともに、導光部124を受光領域それぞれに構成し、他層迷光を遮断することが必須となる。
 実施の形態1の光学ヘッドでは、図10(B)に示すように検出光学系の横倍率を大きくし、かつ導光部124を4分割受光領域140、第1のサブビーム受光領域141a及び第2のサブビーム受光領域141bのそれぞれの受光領域に精度よく構成している。これにより、第1のサブビーム143a及び第2のサブビーム143bと他層迷光との干渉が大幅に低減することとなり、図13(B)に示すように、信号レベル変動の少ない安定したトラッキングエラー信号を得ることが可能となる。
 なお、実施の形態1では、光検出器120は、シリコンウェハーから構成され、受光部121、演算回路122、及びビアホール等の内部配線又は側面配線により演算回路122と接続された端子部123を含む基板127に、開口部が形成された導光部124を有した樹脂、ガラス又は金属からなるパッケージ125を接着剤126で精度良く張り合わせた構成としているが、図14(A)、図14(B)、図15(A)及び図15(B)に示す構成としてもよい。
 図14(A)は、本発明の実施の形態1の第2の変形例における光検出器の構成を示す側面図であり、図14(B)は、図14(A)に示す光検出器を上方から見た図である。図15(A)は、本発明の実施の形態1の第3の変形例における光検出器の構成を示す側面図であり、図15(B)は、図15(A)に示す光検出器を上方から見た図である。
 図14(A)における光検出器120は、パッケージ125が透明な樹脂又はガラスにより構成されている。パッケージ125の導光部124は、開口部ではなく入射光束側の表面に反射防止膜130を蒸着することにより形成される。また、パッケージ125の入射光束側の表面の導光部124以外の領域(図14(B)の斜線部)には、金属膜又は光学膜で構成される遮光膜129が形成されている。このとき、遮光膜129の透過率は10%以下であることが望ましい。また、接着剤126が基板127の全ての面に塗布されており且つパッケージ125及び接着剤126の屈折率が近い場合は、パッケージ125及び接着剤126の透過率が高いため、導光部124の反射防止膜130は、パッケージ125の導光部124の入射光束側のみに蒸着すればよい。
 一方、図15(A)及び図15(B)に示すように、光検出器120の周辺部のみに接着剤126が塗布されている場合は、透過率の観点より、パッケージ125の入射光束側の面に対向する面にも反射防止膜130を蒸着したほうがよい。パッケージ125の入射光束側の面に対向する面に反射防止膜130が蒸着されることにより、導光部124の透過率は90%以上となることが望ましい。この構成により、受光部121が密閉されるため、受光部121上に埃等が付着することがないので、信頼性に優れた光学ヘッドを実現できる。なお、このとき、導光部124の領域のみに反射防止膜130が蒸着されるが、反射防止膜130は廃止する構成でもよい。
 なお、実施の形態1では、光検出器120は、シリコンウェハーから構成され、受光部121、演算回路122、及びビアホール等の内部配線又は側面配線により演算回路122と接続された端子部123を含む基板127に、開口部が形成された導光部124を有した樹脂、ガラス又は金属からなるパッケージ125を接着剤126で精度良く張り合わせた構成としているが、図16(A)~図16(C)に示す構成としてもよい。
 図16(A)は、本発明の実施の形態1の第4の変形例における光検出器の構成を示す正面図であり、図16(B)は、図16(A)に示す光検出器の部分断面図であり、図16(C)は、図16(B)に示す光検出器を上方から見た図である。なお、図16(A)は、パッケージ125を取り除いた光検出器120を示している。
 図16(A)に示すように、光検出器120は、受光部121、演算回路122及びパッド部131を備える。基板127には、受光部121、演算回路122及びパッド部131が形成される。図16(B)に示すように、パッド部131と、基板127の下部に設けられた回路基板132とは、ワイヤーボンディング133で接続される。パターン構成が可能な回路基板132には端子部123が形成され、端子部123は、FPC128に実装される。
 また、受光部121、演算回路122、パッド部131、ワイヤーボンディング133及び回路基板132は、樹脂から構成されるパッケージ125に被覆される。このとき、樹脂としては、405nmの波長の光束に対して品質劣化の少ないシリコーン等が望ましい。また、パッケージ125は、複数の開口部124aを有している。図16(C)に示すように、複数の開口部124aは、受光部121の各受光領域に対して精度よく位置決めされている。この構成により、光検出器120のサイズは大きくなるが、構成が簡単なため比較的容易且つ安価に製造できる。
 さらに、実施の形態1において、端子部123、導光部124及びパッケージ125を図17(A)~図17(C)に示す構成としてもよい。
 図17(A)は、本発明の実施の形態1の第5の変形例における光検出器の構成を示す正面図であり、図17(B)は、図17(A)に示す光検出器の部分断面図であり、図17(C)は、図17(B)に示す光検出器を上方から見た図である。なお、図17(A)は、パッケージ125及び樹脂枠134を取り除いた光検出器120を示している。
 図17(A)に示すように、光検出器120は、受光部121、演算回路122及びパッド部131を備える。基板127には、受光部121、演算回路122及びパッド部131が形成される。図17(B)に示すように、パッド部131と、基板127の下部に設けられた回路基板132とは、ワイヤーボンディング133で接続される。パターン構成が可能な回路基板132には端子部123が形成され、端子部123は、FPC128に実装される。
 また、受光部121、演算回路122、パッド部131、ワイヤーボンディング133及び回路基板132は、樹脂成型で形成される樹脂枠134の内部に形成され、樹脂枠134は、パッケージ125に被覆される。すなわち、回路基板132の外周部分に沿って樹脂枠134が形成され、樹脂枠134の上部にパッケージ125が、受光部121、演算回路122、パッド部131、ワイヤーボンディング133及び回路基板132を内部に密封するように形成される。パッケージ125は、アルミ又は鉄等の金属により構成され、複数の開口部124aを有している。図17(C)に示すように、複数の開口部124aは、受光部121の各受光領域に対して精度よく位置決めされている。
 この構成により、パッケージ125を金属で構成することが可能となり、405nmの波長の光束でもパッケージ125が劣化することがないため、光検出器120のサイズは大きくなるが、信頼性に優れた光検出器120を実現することができる。
 また、図2(B)、図14(A)、図15(A)及び図16(B)の実施の形態1の光学ヘッドにおいて、端子部123は光検出器120の底面に配置するいわゆるBGA(ボールグリッドアレイ)構成としているが、図17(B)に示すように、光検出器120の側面に端子部123を配置してもよい。
 また、図2(C)、図14(B)、図15(A)及び図16(C)の実施の形態1の光学ヘッドにおいて、導光部124の形状は円形としているが、迷光をできるだけ遮断するように非円形としてもよい。導光部124の形状としては、たとえば図17に示す四角形状、楕円形状、三角形形状又は扇形形状などの非円形状であってもよい。導光部124を非円形とすることにより、より一層、他層迷光を精度よく遮断できるため、サーボ信号が安定した光学ヘッドを実現することができる。
 なお、実施の形態1では、光源となる半導体レーザ101の発振波長は、CD用の略780nmでも、DVD用の略650nmでも、BD用の略405nmでも適用可能なことはいうまでも無い。
 なお、本実施の形態1は、3層以上の多層メディアに情報を記録又は再生する、検出光学系の倍率の大きな光学ヘッドに適用することでより顕著な効果を奏するものであるが、その他の光学ヘッド、例えば検出倍率が低い光学ヘッド、又は単層又は2層メディアに情報を記録又は再生する光学ヘッドに適用することを妨げるものではなく、実施の形態1の光学ヘッドと同様に光検出器の受光部に入射する迷光を低減することが可能である。
 (実施の形態2)
 次に、本発明の実施の形態2における光学ヘッドについて説明する。
 実施の形態2における光学ヘッドは、実施の形態1とトラッキングエラー信号の検出方式が異なる。実施の形態1では回折格子102を用いたいわゆる3ビーム法でトラッキングエラー信号を検出しているが、実施の形態2ではホログラム素子を用いたいわゆる1ビーム法(APP(アドバンスドプッシュプル)法)でトラッキングエラー信号を検出している。また、トラッキングエラー信号の検出方式の変更に伴い、受光部121の各受光領域の配置と複数の導光部124の配置とが異なる。
 図18は、本発明の実施の形態2における光学ヘッドの光学系の構成を示す図である。図18において、光学ヘッド11は、半導体レーザ101、ビームスプリッタ103、コリメータレンズ104、対物レンズ105、対物レンズアクチュエータ106、シリンドリカルレンズ108、ホログラム素子150及び光検出器220を備える。
 半導体レーザ101は、発振波長約405nmの光束を出射する。ホログラム素子150は、ビームスプリッタ103とシリンドリカルレンズ108との間に配置され、いわゆる1ビーム法(APP法)によりトラッキングエラー信号を生成するための光束に分割する。ホログラム素子150は、対物レンズ105とシリンドリカルレンズ108との間に配置され、光ディスク21で反射された反射光束を分割する。
 半導体レーザ101を出射した光束は、ビームスプリッタ103で反射された後、コリメータレンズ104で平行光束に変換され、対物レンズ105に入射する。対物レンズ105は、半導体レーザ101から出射した光束を光ディスク21に集光する。対物レンズ105は、対物レンズアクチュエータ106(詳細は図示せず)により光軸方向(フォーカス方向)及び光ディスク21のトラッキング方向(ラジアル方向)に駆動される。
 光ディスク21の記録層で反射及び回折された光束は、再び対物レンズ105及びコリメータレンズ104を透過し、ビームスプリッタ103に入射する。ビームスプリッタ103を透過した光束は、ホログラム素子150によって複数に分割され、シリンドリカルレンズ108に入射する。シリンドリカルレンズ108は、光ディスク21で反射された反射光束に非点収差を発生させる。シリンドリカルレンズ108を透過した光束は、光検出器120に入射する。光検出器120は、シリンドリカルレンズ108によって非点収差が発生した反射光束を検出する。
 図19は、図18に示すホログラム素子150の構成を示す図である。実線はホログラム素子150の分割パターンを示し、破線はホログラム素子150を通過する光束の形状を示す。ホログラム素子150は、メインビームが入射するメインビーム領域151と、光ディスク21(31)の記録層で回折された±1次光と0次光との干渉光が入射する第1及び第2のAPPメイン領域152及び153と、0次光のみが入射する第1及び第2のAPPサブ領域154及び155とを含む。
 図20(A)は、本発明の実施の形態2における光検出器の構成を示す側面図であり、図20(B)は、本発明の実施の形態2における光検出器の構成を示す正面図である。図20(A)及び図20(B)に、光検出器220の受光部221と、パッケージ225の導光部224との相対位置関係を示す。
 光検出器220は、受光部221、演算回路222、端子部223及びパッケージ225を含む。受光部221は、光ディスク21で反射された反射光束を受光する。演算回路222は、受光部221で受光した反射光束を光電変換することにより得られた電気信号に所定の演算を施す。パッケージ225は、受光部221及び演算回路222を被覆する。
 パッケージ225は、受光部221の光束入射側の受光面上に形成され、反射光束を受光部221へ導く複数の導光部224と、複数の導光部224以外を遮光する遮光部214とを有する。
 シリコンウェハー等により構成された基板227には、受光部221、演算回路222及び端子部223が形成され、シリコーン等の樹脂、ガラス又は金属により構成されたパッケージ225は、基板227上に接着剤226により貼り合わされる。基板227の光入射側の面には、受光部221及び演算回路222が形成され、光入射側の面に対向する面には、端子部223が形成されている。
 図20(B)において、導光部224の形状を一点鎖線で示し、入射光束を遮光する遮光部214を斜線で示す。遮光部214は10%以下の透過率が望ましい。
 受光部221は、4分割受光領域240、第1のAPPメインビーム受光領域156、第2のAPPメインビーム受光領域157、第1のAPPサブブーム受光領域158及び第2のAPPサブブーム受光領域159を含む。ホログラム素子150の各分割領域を透過した光束がそれぞれの受光領域に入射する。メインビーム領域151を透過した光束(メインビーム142)は、4分割受光領域240に入射する。第1及び第2のAPPメイン領域152,153を透過した光束(APPメインビーム165)は、第1のAPPメインビーム受光領域156及び第2のAPPメインビーム受光領域157に入射する。第1及び第2のAPPサブ領域154,155を透過した光束(APPサブビーム166)は、第1のAPPサブブーム受光領域158及び第2のAPPサブブーム受光領域159に入射する。
 受光部221は、複数の受光領域を含み、パッケージ225には、受光部221の各受光領域に入射する光束に対してそれぞれ個別に導光部224が形成される。図20(B)では、メインビーム142、APPメインビーム165及びAPPサブビーム166のそれぞれに対応する3つの導光部224がパッケージ225に形成されている。また、受光部221の各受光領域に導光部224を設けてもよい。
 複数の導光部224の形状は円形状及び楕円形状である。4分割受光領域240に対応する導光部224の形状は、円形状であり、第1及び第2のAPPメインビーム受光領域156,157に対応する導光部224の形状は、楕円形状であり、第1及び第2のAPPサブブーム受光領域158,159に対応する導光部224の形状は、楕円形状である。
 4分割受光領域240の対角の和信号の差動が演算されることでフォーカスエラー信号が生成され、4分割受光領域240の全ての信号の和が演算されることでRF信号が生成される。
 一方、トラッキングエラー信号は、第1及び第2のAPPメインビーム受光領域156,157の互いの信号の差動を求めることでいわゆるプッシュプル信号が生成され、生成したプッシュプル信号と第1及び第2のAPPサブビーム受光領域158,159の信号とが演算されることで、いわゆるAPP法におけるトラッキングエラー信号が生成される。
 このとき、トラッキングエラー信号を生成するための受光領域である、第1及び第2のAPPメインビーム受光領域156,157及び第1及び第2のAPPサブビーム受光領域158,159に、他層迷光が入射しないように、4分割受光領域240、第1及び第2のAPPメインビーム受光領域156、157及び第1及び第2のAPPサブビーム受光領域158,159は、互いの距離を離して配置される。また、光学ヘッド10の薄型化のために、それぞれの受光領域は、L型に配置される。このとき、光軸中心は4分割受光領域240の中心となる。図21は、本発明の実施の形態2におけるトラッキングエラー信号の演算方法について説明するための図である。
 実施の形態2において、トラッキングエラー信号は、下記の式(3)に基づいて算出される。
 トラッキングエラー信号=(B1-B2)-k(B3-B4)・・・(3)
 なお、上記の式(3)において、B1は、第1のAPPメインビーム受光領域156の出力を表し、B2は、第2のAPPメインビーム受光領域157の出力を表し、B3は、第1のAPPサブビーム受光領域158の出力を表し、B4は、第2のAPPサブビーム受光領域159の出力を表し、kはゲインを表す。なお、ゲインkは、通常、0.5~5に設定される。
 この構成により、APP法によりトラッキングエラー信号が検出される光学ヘッドにおいても、トラッキングエラー信号は他層迷光による干渉の影響のないサーボ信号となり、安定した記録性能及び再生性能を有した光学ヘッドを実現できる。
 なお、実施の形態2では、複数の導光部224の形状は、円形状及び楕円形状としたが、実施の形態1と同じく四角形状、三角形状又は扇形形状等の非円形状としても問題ない。また、複数の導光部224の形状は、全て円形状であってもよく、それぞれ異なる形状であってもよい。
 また、接着剤226は、基板227の全ての面に塗布してもよいし、基板227の周辺部のみに塗布してもよい。また、接着剤226の材料は、実施の形態1と同じく、パッケージ225、導光部224及び接着剤226の構成の組み合わせによる透過率と、接着剤226の405nmの波長の光に対する品質劣化と、張り合わせ強度とのバランスにより選択される。
 なお、本実施の形態において、対物レンズ105が対物レンズの一例に相当し、シリンドリカルレンズ108が非点収差発生部の一例に相当し、ホログラム素子150が光束分割部の一例に相当し、光検出器220が光検出器の一例に相当し、受光部221が受光部の一例に相当し、パッケージ225がパッケージの一例に相当し、複数の導光部224が複数の導光部の一例に相当し、遮光部214が遮光部の一例に相当し、4分割受光領域240がメインビーム受光部の一例に相当し、第1及び第2のAPPメインビーム受光領域156,157が第1のサブビーム受光部の一例に相当し、第1及び第2のAPPサブビーム受光領域158,159が第2のサブビーム受光部の一例に相当する。
 図22は、本発明の実施の形態2における光検出器の構成を示す断面図であり、図23は、本発明の実施の形態2の変形例における光検出器の構成を示す断面図である。また、図22及び図23では、4分割受光領域240の中心と、第1及び第2のAPPサブビーム受光領域158,159の中心とを含む断面を示す。図22に示すように、実施の形態1と同じく、透明なガラス又は透明な樹脂に反射防止膜230が蒸着されることにより、パッケージ225に導光部224が形成される。また、図23に示すように、金属又は不透明な樹脂に開口部を形成することにより、パッケージ225に導光部224が形成されてもよい。
 このとき、パッケージ225の表面の導光部224以外の領域には、迷光を遮光するための遮光膜(遮光部)229が蒸着される。なお、遮光膜229が蒸着されるのではなく、パッケージ225を構成する材料の透過率の特性により迷光を遮光してもよい。このとき、遮光膜229の透過率は10%以下であることが望ましい。また、図22において、導光部224は、入射光束側の面のみに反射防止膜230を有しているが、パッケージ225と接着剤226との屈折率の差が大きい場合は、パッケージ225の入射光束側の面に対向する面にも反射防止膜を蒸着する必要がある。反射防止膜が蒸着された後の導光部224の透過率は90%以上であることが望ましい。また、透過率を犠牲にするのであれば、導光部224に蒸着される反射防止膜230は廃止してもよい。
 (実施の形態3)
 次に、本発明の実施の形態3における光学ヘッドについて説明する。実施の形態3における光学ヘッドでは、演算回路を全て遮光している。なお、実施の形態3における光学ヘッドの構成は、図18に示す光学ヘッドと同じである。
 図24(A)は、本発明の実施の形態3における光検出器の構成を示す正面図であり、図24(B)は、図24(A)に示す光検出器の24B-24B線断面図である。
 光検出器320は、受光部221、演算回路222、端子部223及びパッケージ325を含む。受光部221は、光ディスク31で反射された反射光束を受光する。演算回路222は、受光部221で受光した反射光束を光電変換することにより得られた電気信号に所定の演算を施す。パッケージ325は、受光部221及び演算回路222を被覆する。
 シリコンウェハー等により構成された基板227には、受光部221、演算回路222及び端子部223が形成され、シリコーン等の樹脂、ガラス又は金属により構成されたパッケージ325は、基板227上に接着剤226により貼り合わされる。基板227の光入射側の面には、受光部221及び演算回路222が形成され、光入射側の面に対向する面には、端子部223が形成されている。
 受光部221の光束入射側の受光面上のパッケージ325には、複数の導光部324が形成されている。図24(A)において、導光部324の形状を一点鎖線で示している。
 受光部221は、4分割受光領域240、第1のAPPメインビーム受光領域156、第2のAPPメインビーム受光領域157、第1のAPPサブブーム受光領域158及び第2のAPPサブブーム受光領域159を含む。
 図24(A)は、光検出器320を入射光束側から見た図である。光ディスク31からの他層迷光は、光ディスク31の記録層での焦点ずれの量により斜めの楕円形状となる。他層迷光は、演算回路322上にも入射する。このとき、演算回路322のアンプ部分に迷光が入射すると出力信号にノイズが発生し、フォーカスエラー信号、トラッキングエラー信号及びRF信号にオフセットが発生することで記録特性及び再生特性が大きく悪化する。
 そこで、実施の形態3では、図24(B)に示すように、遮光部(遮光膜)329が、透明なガラス又は透明な樹脂からなるパッケージ325の表面の導光部324以外の領域に蒸着される。このとき、遮光部329の透過率は10%以下が望ましい。また、導光部324の透過率は90%以上が望ましい。この構成により、他層迷光及び迷光が演算回路322に入射することなく、遮光部329の表面で反射されていることがわかる。
 なお、パッケージ325に形成された開口部により複数の導光部324を作成してもよい。また、パッケージ325が透明なガラス又は透明な樹脂で構成される場合、複数の導光部324に対応する領域のみ遮光部329を形成しないことにより、複数の導光部324を作成してもよい。さらに、パッケージ325が透明なガラス又は透明な樹脂で構成される場合、複数の導光部324に対応する領域のみ反射防止膜を形成することにより、複数の導光部324を作成してもよい。
 なお、本実施の形態において、光検出器320が光検出器の一例に相当し、受光部221が受光部の一例に相当し、パッケージ325がパッケージの一例に相当し、複数の導光部324が複数の導光部の一例に相当し、遮光部329が遮光部の一例に相当し、4分割受光領域240がメインビーム受光部の一例に相当し、第1及び第2のAPPメインビーム受光領域156,157が第1のサブビーム受光部の一例に相当し、第1及び第2のAPPサブビーム受光領域158,159が第2のサブビーム受光部の一例に相当し、演算回路322が演算部の一例に相当する。
 図25は、本発明の実施の形態3の変形例における光検出器の構成を示す断面図である。図24(B)に示すように、実施の形態3では、遮光部329はパッケージ325の入射光束側に形成されている。これに対し、図25の実施の形態3の変形例に示すように、演算回路222の表面に反射部となる遮光部(アルミ反射膜又は光学膜)329を蒸着する構成でもよい。すなわち、遮光部329は、受光部221及び演算回路222を含む基板227と、接着剤226との間に形成してもよい。このとき、遮光部329の透過率は10%以下が望ましく、パッケージ325の透過率は90%以上が望ましい。また、パッケージ325の透過率を上げるためにパッケージ325の入射光束側の面及び/又は入射光束側の面に対向する面に反射防止膜を蒸着する構成としてもよい。
 (実施の形態4)
 次に、本発明の実施の形態4における光学ヘッドについて説明する。実施の形態4における光学ヘッドが実施の形態3と異なる点は、演算回路の入射光束側のパッケージに複数の導光部のうちの少なくとも1つが形成される点である。なお、実施の形態4における光学ヘッドの構成は、図18に示す光学ヘッドと同じである。
 図26(A)は、本発明の実施の形態4における光検出器の構成を示す正面図であり、図26(B)は、図26(A)に示す光検出器の26B-26B線断面図である。
 光検出器420は、受光部221、演算回路422、端子部223及びパッケージ425を含む。受光部221は、光ディスク31で反射された反射光束を受光する。演算回路422は、受光部221で受光した反射光束を光電変換することにより得られた電気信号に所定の演算を施す。パッケージ425は、受光部221及び演算回路422を被覆する。
 演算回路422は、フォーカスエラー信号を生成する第1の演算回路42aと、トラッキングエラー信号を生成する第2の演算回路42bと、光ディスク31の再生信号を生成する第3の演算回路42cとを含む。
 シリコンウェハー等により構成された基板227には、受光部221、演算回路422及び端子部223が形成され、シリコーン等の樹脂、ガラス又は金属により構成されたパッケージ425は、基板227上に接着剤226により貼り合わされる。基板227の光入射側の面には、受光部221及び演算回路422が形成され、光入射側の面に対向する面には、端子部223が形成されている。
 図26(A)において、受光部421は、メインビームを受光する4分割受光領域240と、APPメインビーム165を受光する第1及び第2のAPPメインビーム受光領域156,157と、APPサブビーム166を受光する第1及び第2のAPPサブビーム受光領域158,159とを含む。
 4分割受光領域240の対角の和信号の差動が演算されることでフォーカスエラー信号が生成され、4分割受光領域240の全ての信号の和が演算されることでRF信号が生成される。
 一方、トラッキングエラー信号は、第1及び第2のAPPメインビーム受光領域156,157の互いの信号の差動を求めることでいわゆるプッシュプル信号が生成され、生成したプッシュプル信号と第1及び第2のAPPサブビーム受光領域158,159の信号とが演算されることで、いわゆるAPP法におけるトラッキングエラー信号が生成される。このとき、それぞれの個別の受光領域からの出力信号が演算回路422に入力され、加算アンプ、差動アンプ及び増幅アンプ等の多層回路から構成される演算回路422で演算処理が行われる。
 演算回路422は、4分割受光領域240で受光した光束の光量に対応する信号を演算することにより、フォーカスエラー信号を生成する第1の演算回路42aと、第1及び第2のAPPメインビーム受光領域156,157及び第1及び第2のAPPサブビーム受光領域158,159で受光した光束の光量に対応する信号を演算することにより、トラッキングエラー信号を生成する第2の演算回路42bと、第1の演算回路42a及び/又は第2の演算回路42bの出力信号を用いて光ディスク21(31)の記録層の再生信号を生成する第3の演算回路42cとにより構成される。
 受光部221の光束入射側の受光面上のパッケージ425には、複数の導光部424が形成されている。また、第3の演算回路42cの光束入射側の回路面上のパッケージ425には、複数の開口部424aが形成される。すなわち、パッケージ425は、受光部221の光束入射側の受光面上に形成され、反射光束を受光部221へ導く複数の導光部424と、複数の導光部424以外を遮光する遮光部329と、第3の演算回路42cの光束入射側の回路面上に形成される開口部424とを有する。図26(A)において、導光部424及び開口部424aの形状を一点鎖線で示している。
 演算回路422の表面には遮光部329が設けられている。遮光部329は、アルミ等の金属膜で構成される。BD用光ディスク21(31)では、再生速度が6倍速以上である場合、再生信号が-3dB劣化した際に必要とされるf特は130MHz以上である。RF信号のもととなる信号を生成する第1の演算回路42a及びRF信号の演算を行う第3の演算回路42cのアンプ上に金属膜があると、金属膜のごくわずかな負荷容量の影響により、f特は100MHz以下に悪化する。
 そこで、再生信号を生成するための演算に関する第1の演算回路42a及び第3の演算回路42cのアンプの表面の一部分に、開口部424aが形成される。この構成により、アルミ等の金属の蒸着膜が有する負荷容量にて再生信号のf特が低下することを防止している。
 この構成により、記録特性及び再生特性がより安定した光学ヘッドを実現することができるとともに、f特が優れている再生特性を得ることができ、高倍速再生に対応した光学ヘッドを実現することができる。
 なお、本実施の形態において、光検出器420が光検出器の一例に相当し、受光部221が受光部の一例に相当し、パッケージ425がパッケージの一例に相当し、複数の導光部424が複数の導光部の一例に相当し、開口部424aが開口部の一例に相当し、遮光部329が遮光部の一例に相当し、4分割受光領域240がメインビーム受光部の一例に相当し、第1及び第2のAPPメインビーム受光領域156,157が第1のサブビーム受光部の一例に相当し、第1及び第2のAPPサブビーム受光領域158,159が第2のサブビーム受光部の一例に相当し、演算回路422が演算部の一例に相当し、第1の演算回路42aが第1の演算回路の一例に相当し、第2の演算回路42bが第2の演算回路の一例に相当し、第3の演算回路42cが第3の演算回路の一例に相当する。
 なお、パッケージ425が透明なガラス又は透明な樹脂で構成される場合、開口部424aに対応する領域のみ遮光部329を形成しないことにより、開口部424aが作成される。
 また、実施の形態4において、第3の演算回路42cの入射光束側の回路面上に形成された開口部424aの表面形状は、円形状、又は長方形、扇形又は三角形等の非円形状であってもよい。また、受光部221の入射光束側の受光面上に形成された複数の導光部424と、演算回路422の入射光束側の回路面上に形成された開口部424aとは、互いに異なる材料及び工法により形成されてもよい。例えば、受光部221の入射光束側の受光面上に形成された複数の導光部424は、反射防止膜などの光学膜であってもよい。
 また、本実施の形態では、第1の演算回路42a及び第3の演算回路42cのそれぞれに対応する開口部424aが設けられているが、本発明は特にこれに限定されず、第3の演算回路42cのみに対応する開口部424aが設けられていてもよい。
 また、実施の形態1の光学ヘッドにおいて、パッケージが、第3の演算回路の光束入射側の回路面上に開口部を有してもよい。
 (実施の形態5)
 次に、本発明の実施の形態5における光学ヘッドについて説明する。実施の形態1~4と異なる点は、405nmの波長を有する光を出射するBD用の光源だけでなく、650nmの波長を有する光を出射するDVD用の光源、及び780nmの波長を有する光を出射するCD用の光源を搭載し、多層BD、DVD及びCDに対応可能な構成とした点である。
 図27は、本発明の実施の形態5における光学ヘッドの光学系の構成を示す図である。図27において、光学ヘッド12は、回折格子102、ビームスプリッタ103、コリメータレンズ104、対物レンズ105、対物レンズアクチュエータ106、シリンドリカルレンズ108、ホログラム素子150、平板ビームスプリッタ170、青色半導体レーザ191、2波長半導体レーザ192及び光検出器520を備える。
 青色半導体レーザ191は、405nmの波長を有する青色光を出射する。2波長半導体レーザ192は、650nmの波長を有する赤色光を出射するとともに、780nmの波長を有する赤外光を出射する。
 平板ビームスプリッタ170は、2波長半導体レーザ192から出射された赤色光又は赤外光を対物レンズ105へ向けて反射させるとともに、光ディスク21(31)によって反射された反射光(青色光、赤色光又は赤外光)を透過させる。光検出器520は、シリンドリカルレンズ108によって非点収差が発生した反射光束を検出する。
 このような、3波長の光源を搭載した光学ヘッドの光検出器520及び光検出器520の入射光束側に構成された導光部524の構成について図28を用いて説明する。図28は、本発明の実施の形態5における光検出器の構成を示す正面図である。
 光検出器520は、受光部521、演算回路522、端子部(不図示及びパッケージ525を含む。受光部521は、光ディスク21(31)で反射された反射光束を受光する。演算回路522は、受光部521で受光した反射光束を光電変換することにより得られた電気信号に所定の演算を施す。パッケージ525は、受光部521及び演算回路522を被覆する。
 シリコンウェハー等により構成された基板(不図示)には、受光部521、演算回路522及び端子部が形成され、シリコーン等の樹脂、ガラス又は金属により構成されたパッケージ525は、基板上に接着剤226により貼り合わされる。基板の光入射側の面には、受光部521及び演算回路522が形成され、光入射側の面に対向する面には、端子部が形成されている。
 パッケージ525は、受光部521の光束入射側の受光面上に形成され、反射光束を受光部521へ導く複数の導光部524と、複数の導光部524以外を遮光する遮光部514とを有する。図28において、開口部524の形状を一点鎖線で示し、遮光部514を斜線で示している。
 導光部524以外の領域は、遮光膜、樹脂又は金属で遮光され、導光部524は入射光束を透過する。このとき、遮光部514の透過率は10%以下が望ましく、導光部524の透過率は90%以上が望ましい。
 受光部521は、第1の4分割受光領域180、第2の4分割受光領域161、第1のAPPメインビーム受光領域156、第2のAPPメインビーム受光領域157、第1のAPPサブビーム受光領域158、第2のAPPサブビーム受光領域159、第1のサブビーム受光領域160a、第2のサブビーム受光領域160b、第3のサブビーム受光領域162a及び第4のサブビーム受光領域162bを含む。
 第1の4分割受光領域180は、405nmの波長を有する青色光のメインビーム142を受光するとともに、650nmの波長を有する赤色光のメインビーム242を受光する。第1及び第2のAPPメインビーム受光領域156,157は、405nmの波長を有する青色光のAPPメインビーム165を受光する。第1及び第2のAPPサブビーム受光領域158,159は、405nmの波長を有する青色光のAPPサブビーム166を受光する。
 第1のサブビーム受光領域160aは、650nmの波長を有する赤色光の第1のサブビーム243aを受光し、第2のサブビーム受光領域160bは、650nmの波長を有する赤色光の第2のサブビーム243bを受光する。メインビーム242に基づいてフォーカスエラー信号が検出されるとともに、メインビーム242のプッシュプル信号と第1のサブビーム243a及び第2のサブビーム243bの信号とに基づいていわゆる3ビーム法におけるトラッキングエラー信号が検出される。
 さらに、第2の4分割受光領域161は、780nmの波長を有する赤外光のメインビーム342を受光する。第3のサブビーム受光領域162aは、780nmの波長を有する赤外光の第1のサブビーム343aを受光し、第4のサブビーム受光領域162bは、780nmの波長を有する赤外光の第2のサブビーム343bを受光する。メインビーム342に基づいてフォーカスエラー信号が検出されるとともに、メインビーム342のプッシュプル信号と第1のサブビーム343a及び第2のサブビーム343bの信号とに基づいていわゆる3ビーム法におけるトラッキングエラー信号が検出される。
 このとき、第1の4分割受光領域180、第2の4分割受光領域161、第1のサブビーム受光領域160a、第2のサブビーム受光領域160b、第3のサブビーム受光領域162a及び第4のサブビーム受光領域162bに入射する光束を透過させる1つの導光部524が形成されている。また、第1及び第2のAPPメインビーム受光領域156,157に入射する光束を透過させる1つの導光部524が形成され、第1及び第2のAPPサブビーム受光領域158,159に入射する光束を透過させる1つの導光部524が形成されている。また、遮光部514は、導光部524を除いた領域に形成される。
 実施の形態5の構成により、異なる3つの波長に対応した光ディスク(BD、DVD及びCD)に対する情報の記録又は再生が可能となるとともに、単層及び2層の光ディスクだけでなく、多層の光ディスク31への情報の記録又は再生も可能となり、記録特性及び再生特性にすぐれた光学ヘッドを実現することができる。
 なお、実施の形態5におけるBDのトラッキングエラー信号検出方式は、1ビーム法(APP法)としているが、3ビーム法であってもよい。
 また、実施の形態5の光学ヘッドにおいて、複数の導光部524のうちの少なくとも1つが、第3の演算回路の光束入射側の回路面上に形成されてもよい。
 また、複数の導光部524の形状は、実施の形態2~4と同様であり、複数の導光部524の形成方法についても、実施の形態2~4と同様である。
 さらに、図7に示す光ディスクドライブ20は、実施の形態2~5のいずれかの光学ヘッドを備えてもよい。
 なお、上述した具体的実施形態には以下の構成を有する発明が主に含まれている。
 本発明の一局面に係る光学ヘッドは、2層以上の記録層を有する情報記録媒体から情報を再生する光学ヘッドであって、光束を出射する光源と、前記光源から出射した光束を前記情報記録媒体に集光する対物レンズと、前記情報記録媒体で反射された反射光束に非点収差を発生させる非点収差発生部と、入射した光束を分割する光束分割部と、前記非点収差発生部によって非点収差が発生した前記反射光束を検出する光検出器とを備え、前記光検出器は、前記反射光束を受光する受光部と、前記受光部を被覆するパッケージとを含み、前記パッケージは、前記受光部の光束入射側の受光面上に形成され、前記反射光束を前記受光部へ導く複数の導光部と、前記複数の導光部以外を遮光する遮光部とを有する。
 この構成によれば、光源は、光束を出射する。対物レンズは、光源から出射した光束を情報記録媒体に集光する。非点収差発生部は、情報記録媒体で反射された反射光束に非点収差を発生させる。光束分割部は、光源から出射した光束及び情報記録媒体で反射された反射光束のいずれか一方を分割する。光検出器は、非点収差発生部によって非点収差が発生した反射光束を検出する。光検出器は、反射光束を受光する受光部と、受光部を被覆するパッケージとを含む。パッケージは、受光部の光束入射側の受光面上に形成され、反射光束を受光部へ導く複数の導光部と、複数の導光部以外を遮光する遮光部とを有している。
 したがって、受光部の光束入射側の受光面上に導光部が形成されるので、光検出器とは別にアパーチャを備える構成に比べて、光学ヘッドを小型化することができる。また、受光部の光束入射側の受光面上に複数の導光部が形成されるので、迷光が受光部に入射するのを防止することができ、フォーカスエラー信号、トラッキングエラー信号及び再生信号の品質を向上させることができる。
 また、上記の光学ヘッドにおいて、前記光束分割部は、入射した光束を、メインビームと、第1及び第2のサブビームとに分割し、前記受光部は、前記メインビームを受光するメインビーム受光部と、前記第1のサブビームを受光する第1のサブビーム受光部と、前記第2のサブビームを受光する第2のサブビーム受光部とを含み、前記複数の導光部は、前記メインビーム受光部、前記第1のサブビーム受光部及び前記第2のサブビーム受光部の光束入射側の受光面上にそれぞれ個別に形成されていることが好ましい。
 この構成によれば、複数の導光部は、メインビーム受光部、第1のサブビーム受光部及び第2のサブビーム受光部の光束入射側の受光面上にそれぞれ個別に形成されているので、迷光を大幅に低減することができる。また、パッケージの複数の導光部以外の部分は補強が可能となるため、パッケージの強度を向上させることができ、パッケージの寸法を小さくすることができ、光学ヘッドをより小型化することができる。
 また、上記の光学ヘッドにおいて、前記導光部の形状は、円形であることが好ましい。この構成によれば、導光部の形状は、円形であるので、受光部に入射する光束の形状に導光部の形状を合わせることができるので、導光部をより小さくすることができる。
 また、上記の光学ヘッドにおいて、前記導光部の形状は、非円形であることが好ましい。この構成によれば、導光部の形状は、非円形であるので、受光部の形状に導光部の形状を合わせることができるので、受光部に入射する迷光をより低減することができる。
 また、上記の光学ヘッドにおいて、前記パッケージは、樹脂により構成されていることが好ましい。この構成によれば、パッケージを樹脂により構成することで、光学ヘッドを軽量化することができるとともに、パッケージに複数の導光部を容易に形成することができる。
 また、上記の光学ヘッドにおいて、前記パッケージは、シリコーンにより構成されていることが好ましい。この構成によれば、パッケージをシリコーンにより構成することで、例えば405nmの波長を有する青色光が照射されることによるパッケージの品質劣化を防止することができる。
 また、上記の光学ヘッドにおいて、前記パッケージは、樹脂、ガラス及び金属のいずれかにより構成され、前記複数の導光部は、前記樹脂、前記ガラス及び前記金属のいずれかに形成された開口部を含むことが好ましい。
 この構成によれば、樹脂、前記ガラス及び前記金属のいずれかで構成されたパッケージに開口部を形成することで、容易に複数の導光部を形成することができる。
 また、上記の光学ヘッドにおいて、前記パッケージは、樹脂及びガラスのいずれかにより構成され、前記遮光部は、前記樹脂及び前記ガラスのいずれかの表面に形成された金属膜及び光学膜のいずれかを含むことが好ましい。
 この構成によれば、樹脂及びガラスのいずれかの表面に形成された金属膜及び光学膜のいずれかによって複数の導光部以外が遮光されるので、パッケージの品質の劣化を防止することができ、より信頼性に優れた光学ヘッドを実現することができる。
 また、上記の光学ヘッドにおいて、前記光束分割部は、前記対物レンズと前記非点収差発生部との間に配置され、前記情報記録媒体で反射された反射光束を分割することが好ましい。
 この構成によれば、対物レンズと非点収差発生部との間に配置された光束分割部によって、情報記録媒体で反射された反射光束が分割されるので、1ビーム法、いわゆるAPP(アドバンスドプッシュプル)法によりトラッキングエラー信号を検出することができる。
 また、上記の光学ヘッドにおいて、前記光束分割部は、前記光源と前記対物レンズとの間に配置され、前記光源から出射した光束を分割することが好ましい。
 この構成によれば、光源と対物レンズとの間に配置された光束分割部によって、光源から出射した光束が分割されるので、3ビーム法、いわゆるDPP(差動プッシュプル)法によりトラッキングエラー信号を検出することができる。
 また、上記の光学ヘッドにおいて、前記光検出器は、前記受光部で受光した前記反射光束を光電変換することにより得られた電気信号に所定の演算を施す演算部をさらに含み、前記パッケージは、前記演算部を被覆し、前記遮光部は、前記演算部に入射する光束をすべて遮光することが好ましい。
 この構成によれば、演算部は、受光部で受光した反射光束を光電変換することにより得られた電気信号に所定の演算を施す。パッケージは、演算部を被覆する。遮光部は、演算部に入射する光束をすべて遮光する。したがって、演算部に入射する迷光を完全に遮断することができ、演算部に光束が入射することにより発生するノイズを低減することができ、安定したフォーカスエラー信号、トラッキングエラー信号及び再生信号を生成することができる。
 また、上記の光学ヘッドにおいて、前記光検出器は、前記受光部で受光した前記反射光束を光電変換することにより得られた電気信号に所定の演算を施す演算部をさらに含み、前記パッケージは、前記演算部を被覆し、前記演算部は、フォーカスエラー信号を生成する第1の演算回路と、トラッキングエラー信号を生成する第2の演算回路と、前記情報記録媒体の再生信号を生成する第3の演算回路とを含み、前記パッケージは、前記第3の演算回路の光束入射側の回路面上に形成される開口部をさらに有することが好ましい。
 この構成によれば、演算部は、受光部で受光した反射光束を光電変換することにより得られた電気信号に所定の演算を施す。パッケージは、演算部を被覆する。そして、第1の演算回路は、フォーカスエラー信号を生成し、第2の演算回路は、トラッキングエラー信号を生成し、第3の演算回路は、情報記録媒体の再生信号を生成する。パッケージは、記第3の演算回路の光束入射側の回路面上に形成される開口部をさらに有する。
 したがって、再生信号を生成する第3の演算回路の光束入射側の回路面上に開口部が形成されるので、演算部の上部に配置されるパッケージが金属膜により構成される場合に、当該金属膜が有する負荷容量により、第3の演算回路によって生成される再生信号のf特が低下するのを防止することができる。
 また、上記の光学ヘッドにおいて、前記受光部の光束入射側の受光面上に形成された前記複数の導光部と、前記第3の演算回路の光束入射側の回路面上に形成された前記開口部とは、互いに異なる材料及び工法により形成されることが好ましい。
 この構成によれば、受光部の光束入射側の受光面上に形成された複数の導光部と、第3の演算回路の光束入射側の回路面上に形成された開口部とは、互いに異なる材料及び工法により形成されるので、目的に応じた最適な導光部及び開口部を形成することができ、光学ヘッドを小型化及び高性能化することができる。
 本発明の他の局面に係る光学ヘッドは、2層以上の記録層を有する情報記録媒体から情報を再生する光学ヘッドであって、光束を出射する光源と、前記光源から出射した光束を前記情報記録媒体に集光する対物レンズと、前記情報記録媒体で反射された反射光束に非点収差を発生させる非点収差発生部と、前記非点収差発生部によって非点収差が発生した前記反射光束を検出する光検出器とを備え、前記光検出器は、前記反射光束を受光する受光部と、前記受光部で受光した前記反射光束を光電変換することにより得られた電気信号に所定の演算を施す演算部と、前記受光部及び前記演算部を被覆するパッケージとを含み、前記演算部は、フォーカスエラー信号を生成する第1の演算回路と、トラッキングエラー信号を生成する第2の演算回路と、前記情報記録媒体の再生信号を生成する第3の演算回路とを含み、前記パッケージは、前記第3の演算回路の光束入射側の回路面上に形成された開口部と、前記開口部以外を遮光する遮光部とを有する。
 この構成によれば、光源は、光束を出射する。対物レンズは、光源から出射した光束を情報記録媒体に集光する。非点収差発生部は、情報記録媒体で反射された反射光束に非点収差を発生させる。光検出器は、非点収差発生部によって非点収差が発生した反射光束を検出する。光検出器は、反射光束を受光する受光部と、受光部で受光した反射光束を光電変換することにより得られた電気信号に所定の演算を施す演算部と、受光部及び演算部を被覆するパッケージとを含む。演算部は、フォーカスエラー信号を生成する第1の演算回路と、トラッキングエラー信号を生成する第2の演算回路と、情報記録媒体の再生信号を生成する第3の演算回路とを含む。そして、パッケージは、第3の演算回路の光束入射側の回路面上に形成された開口部と、開口部以外を遮光する遮光部とを有する。
 したがって、再生信号を生成する第3の演算回路の光束入射側の回路面上に開口部が形成されるので、演算部の上部に配置されるパッケージが金属膜により構成される場合に、当該金属膜が有する負荷容量により、第3の演算回路によって生成される再生信号のf特が低下するのを防止することができる。
 本発明の他の局面に係る光情報装置は、上記のいずれかに記載の光学ヘッドと、情報記録媒体を回転駆動するための駆動部と、前記光学ヘッド及び前記駆動部を制御する制御部とを備える。この構成によれば、上記の光学ヘッドを光情報装置に適用することができる。
 なお、発明を実施するための形態の項においてなされた具体的な実施態様又は実施例は、あくまでも、本発明の技術内容を明らかにするものであって、そのような具体例にのみ限定して狭義に解釈されるべきものではなく、本発明の精神と特許請求事項との範囲内で、種々変更して実施することができるものである。
 本発明に係る光学ヘッド及び光情報装置は、安定なトラッキング制御機能と低い情報誤り率を実現できる機能とを有し、BDの多層メディアへの情報の記録又は再生を実現するとともに記録性能及び再生性能の安定したコンピュータの外部記憶装置等として有用である。また、本発明に係る光学ヘッド及び光情報装置は、光ディスクレコーダ等の映像記録装置又は光ディスクプレーヤ等の映像再生装置等にも適用できる。さらに、本発明に係る光学ヘッド及び光情報装置は、カーナビゲーションシステム、携帯音楽プレーヤー、デジタルスチルカメラ及びデジタルビデオカメラにも適用できる。

Claims (15)

  1.  2層以上の記録層を有する情報記録媒体から情報を再生する光学ヘッドであって、
     光束を出射する光源と、
     前記光源から出射した光束を前記情報記録媒体に集光する対物レンズと、
     前記情報記録媒体で反射された反射光束に非点収差を発生させる非点収差発生部と、
     入射した光束を分割する光束分割部と、
     前記非点収差発生部によって非点収差が発生した前記反射光束を検出する光検出器とを備え、
     前記光検出器は、
     前記反射光束を受光する受光部と、
     前記受光部を被覆するパッケージとを含み、
     前記パッケージは、前記受光部の光束入射側の受光面上に形成され、前記反射光束を前記受光部へ導く複数の導光部と、前記複数の導光部以外を遮光する遮光部とを有することを特徴とする光学ヘッド。
  2.  前記光束分割部は、入射した光束を、メインビームと、第1及び第2のサブビームとに分割し、
     前記受光部は、前記メインビームを受光するメインビーム受光部と、前記第1のサブビームを受光する第1のサブビーム受光部と、前記第2のサブビームを受光する第2のサブビーム受光部とを含み、
     前記複数の導光部は、前記メインビーム受光部、前記第1のサブビーム受光部及び前記第2のサブビーム受光部の光束入射側の受光面上にそれぞれ個別に形成されていることを特徴とする請求項1記載の光学ヘッド。
  3.  前記導光部の形状は、円形であることを特徴とする請求項1又は2記載の光学ヘッド。
  4.  前記導光部の形状は、非円形であることを特徴とする請求項1又は2記載の光学ヘッド。
  5.  前記パッケージは、樹脂により構成されていることを特徴とする請求項1~4のいずれかに記載の光学ヘッド。
  6.  前記パッケージは、シリコーンにより構成されていることを特徴とする請求項5記載の光学ヘッド。
  7.  前記パッケージは、樹脂、ガラス及び金属のいずれかにより構成され、
     前記複数の導光部は、前記樹脂、前記ガラス及び前記金属のいずれかに形成された開口部を含むことを特徴とする請求項1~4のいずれかに記載の光学ヘッド。
  8.  前記パッケージは、樹脂及びガラスのいずれかにより構成され、
     前記遮光部は、前記樹脂及び前記ガラスのいずれかの表面に形成された金属膜及び光学膜のいずれかを含むことを特徴とする請求項1~4のいずれかに記載の光学ヘッド。
  9.  前記光束分割部は、前記対物レンズと前記非点収差発生部との間に配置され、前記情報記録媒体で反射された反射光束を分割することを特徴とする請求項1~8のいずれかに記載の光学ヘッド。
  10.  前記光束分割部は、前記光源と前記対物レンズとの間に配置され、前記光源から出射した光束を分割することを特徴とする請求項1~8のいずれかに記載の光学ヘッド。
  11.  前記光検出器は、前記受光部で受光した前記反射光束を光電変換することにより得られた電気信号に所定の演算を施す演算部をさらに含み、
     前記パッケージは、前記演算部を被覆し、
     前記遮光部は、前記演算部に入射する光束をすべて遮光することを特徴とする請求項1~10のいずれかに記載の光学ヘッド。
  12.  前記光検出器は、前記受光部で受光した前記反射光束を光電変換することにより得られた電気信号に所定の演算を施す演算部をさらに含み、
     前記パッケージは、前記演算部を被覆し、
     前記演算部は、フォーカスエラー信号を生成する第1の演算回路と、トラッキングエラー信号を生成する第2の演算回路と、前記情報記録媒体の再生信号を生成する第3の演算回路とを含み、
     前記パッケージは、前記第3の演算回路の光束入射側の回路面上に形成される開口部をさらに有することを特徴とする請求項1~10のいずれかに記載の光学ヘッド。
  13.  前記受光部の光束入射側の受光面上に形成された前記複数の導光部と、前記第3の演算回路の光束入射側の回路面上に形成された前記開口部とは、互いに異なる材料及び工法により形成されることを特徴とする請求項12記載の光学ヘッド。
  14.  2層以上の記録層を有する情報記録媒体から情報を再生する光学ヘッドであって、
     光束を出射する光源と、
     前記光源から出射した光束を前記情報記録媒体に集光する対物レンズと、
     前記情報記録媒体で反射された反射光束に非点収差を発生させる非点収差発生部と、
     前記非点収差発生部によって非点収差が発生した前記反射光束を検出する光検出器とを備え、
     前記光検出器は、
     前記反射光束を受光する受光部と、
     前記受光部で受光した前記反射光束を光電変換することにより得られた電気信号に所定の演算を施す演算部と、
     前記受光部及び前記演算部を被覆するパッケージとを含み、
     前記演算部は、フォーカスエラー信号を生成する第1の演算回路と、トラッキングエラー信号を生成する第2の演算回路と、前記情報記録媒体の再生信号を生成する第3の演算回路とを含み、
     前記パッケージは、前記第3の演算回路の光束入射側の回路面上に形成された開口部と、前記開口部以外を遮光する遮光部とを有することを特徴とする光学ヘッド。
  15.  請求項1~14のいずれかに記載の光学ヘッドと、
     情報記録媒体を回転駆動するための駆動部と、
     前記光学ヘッド及び前記駆動部を制御する制御部とを備えることを特徴とする光情報装置。
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