JP2005285199A

JP2005285199A - Optical pickup apparatus

Info

Publication number: JP2005285199A
Application number: JP2004095986A
Authority: JP
Inventors: Yoshiyuki Togo; 善之東郷
Original assignee: Victor Company of Japan Ltd
Current assignee: Victor Company of Japan Ltd
Priority date: 2004-03-29
Filing date: 2004-03-29
Publication date: 2005-10-13

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical pickup apparatus in which a positional relationship between a light spot in an optical disk and a light spot in a photodetection means becomes proper even if an objective lens is shifted or tilted. <P>SOLUTION: In the optical pickup apparatus comprised of an objective lens 16 for converging laser light L1 emitted from a light source 4 onto an information recording plane (d) of an optical disk D, and a photodetection means 20 for detecting reflection light reflected from the information recording plane of the optical disk via the objective lens, the optical pickup apparatus is comprised of a moving amount detection means 24 for detecting a shift amount of the objective lens, and a liquid crystal element 26 which is disposed between the objective lens and the photodetection means so as to generate the shift amount of a light spot generated in the photodetection means in an opposite direction of the shift amount of the objective lens, and in which a refraction factor for an applied voltage changes. Thus, even if the objective lens is shifted or tilted, between the light spot in the optical disk and the light spot in the photodetection means, a positional relationship becomes proper. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は光ディスクに対して情報を読み書きするための光ピックアップ装置に係り、特にサーボエラーを抑制するようにした光ピックアップ装置に関する。 The present invention relates to an optical pickup device for reading / writing information from / to an optical disk, and more particularly to an optical pickup device configured to suppress servo errors.

一般に、光記録媒体である光ディスクに対して、情報を記録、或いは記録されている情報を読み出すためには光ピックアップ装置が用いられる。この光ピックアップ装置は、レーザ素子等の光源から出射させたレーザ光を対物レンズに通過させて光ディスクの情報記録面に集光させて光スポットを形成するようになっている。そして、この情報記録面からの反射光は、上記した光路とは逆の光路を通って光検出器にて検出され、フォーカスエラー信号やトラッキングエラー信号や、読み出しの場合には再生信号等を得るようになっている。 In general, an optical pickup device is used to record information on an optical disc that is an optical recording medium or to read out recorded information. In this optical pickup device, laser light emitted from a light source such as a laser element is passed through an objective lens and condensed on an information recording surface of an optical disc to form a light spot. Then, the reflected light from the information recording surface is detected by a photodetector through an optical path opposite to the optical path described above to obtain a focus error signal, a tracking error signal, and a reproduction signal in the case of reading. It is like that.

ここで上記フォーカスエラー信号は、上記対物レンズにより形成される光スポットが合焦状態で光ディスクの情報記録面上に常に位置するように上記対物レンズを光ディスク面に対して上下方向へフォーカスサーボ制御するために用いられる。またトラッキングエラー信号は、上記対物レンズにより形成される光スポットが、光ディスクの情報記録面に形成されている螺旋状、或いは渦巻状のトラックに沿って移動できるように上記対物レンズをディスクの半径方向へトラッキングサーボ制御するために用いられる（例えば特許文献１）。そして、上記のようなトラッキングサーボ制御によって光スポットはトラックから外れることなく、トラックに沿って移動することになる。ここで上記光検出器のトラッキングエラー信号を形成する検出センサは例えば左右の２つのセルよりなり、両セルの出力差をトラッキングエラー信号としている。 Here, the focus error signal performs focus servo control of the objective lens in the vertical direction with respect to the optical disc surface so that the light spot formed by the objective lens is always positioned on the information recording surface of the optical disc in a focused state. Used for. In addition, the tracking error signal is generated by moving the objective lens in the radial direction of the disc so that the light spot formed by the objective lens can move along a spiral or spiral track formed on the information recording surface of the optical disc. Used for tracking servo control (for example, Patent Document 1). Then, by the tracking servo control as described above, the light spot moves along the track without deviating from the track. Here, the detection sensor for forming the tracking error signal of the photodetector comprises, for example, two left and right cells, and the output difference between the two cells is used as the tracking error signal.

特開平０６−４４５８７号公報Japanese Patent Laid-Open No. 06-44587

ところで、上記対物レンズにシフト（ディスク半径方向への位置ずれ）がなく、ディスク上の光スポットがオントラックして入る状態では、光検出器の左右セルの出力差はゼロとなる。これに対して、トラッキング方向（ディスクの半径方向）に対物レンズのシフトが生じると、光検出器のセル上での光スポットは左右に移動する。そのためディスク上の光スポットがオントラックしていても、光検出器の左右セルの出力差はゼロとはならない。そして、トラッキングサーボ制御は、光検出器の左右セルの出力差をゼロとするように制御しているため、上記のように対物レンズのシフトが生じると、ディスク上の光スポットがオフトラックした状態でサーボがかかってしまうことになる。この状態ではディスク上の光スポットの品位が悪くなるため、ジッタやクロストークが悪化して再生特性等が劣化してしまう。 By the way, in the state where the objective lens is not shifted (positional deviation in the disk radial direction) and the light spot on the disk enters on track, the output difference between the left and right cells of the photodetector becomes zero. In contrast, when the objective lens shifts in the tracking direction (radial direction of the disk), the light spot on the cell of the photodetector moves to the left and right. Therefore, even if the light spot on the disk is on-track, the output difference between the left and right cells of the photodetector is not zero. The tracking servo control is performed so that the output difference between the left and right cells of the photodetector is zero, so that when the objective lens shifts as described above, the light spot on the disk is off-tracked. The servo will be applied. In this state, since the quality of the light spot on the disk is deteriorated, jitter and crosstalk are deteriorated, and the reproduction characteristics and the like are deteriorated.

またディスクが傾いていると、ディスク上の光スポットにコマ収差が生じて光スポットの品位が悪くなり、さらに対物レンズのシフトが生じた場合と同様に、光検出器の左右セル上の光スポットの位置が移動してしまう。このようなディスクの傾きによるコマ収差を解消するため、ディスクの傾きに合わせて対物レンズを傾けるようにしたアクティブチルト手段が採用される場合もあるが、この場合には対物レンズの光軸が傾くことにより、光検出器の左右セル上の光スポットの位置が更にずれてしまう、という問題があった。
そして、上記問題点を解決する方法として、レーザ光を主ビームと２つの副ビームとに分割して、トラック上において主ビームの光スポットを中心としてその前後に副ビームの２つの光スポットをトラックに対して斜めに配置して各光スポットの反射光を検出することによりトラッキングエラー信号を形成する３スポット法や、分割したレーザ光からの反射光をトラックと直交する方向に１／２に分割したセルを有す複数の光センサを用いて各セルの差をとってトラッキングエラー信号を形成する差動プッシュプル法が知られている。 In addition, if the disc is tilted, coma aberration occurs in the light spot on the disc and the quality of the light spot deteriorates. Further, as in the case where the objective lens shifts, the light spot on the left and right cells of the photodetector is detected. The position of will move. In order to eliminate such coma caused by the tilt of the disc, active tilt means in which the objective lens is tilted in accordance with the tilt of the disc may be employed. In this case, the optical axis of the objective lens is tilted. As a result, there has been a problem that the positions of the light spots on the left and right cells of the photodetector are further shifted.
As a method for solving the above problems, the laser beam is divided into a main beam and two sub beams, and the two light spots of the sub beam are tracked around the main beam spot on the track. A three-spot method that forms a tracking error signal by detecting the reflected light of each light spot placed at an angle to the light, and the reflected light from the divided laser light is divided in half in the direction perpendicular to the track A differential push-pull method is known in which a plurality of optical sensors having such cells are used to take the difference between the cells and form a tracking error signal.

しかしながら、上記３スポット法も差動プッシュプル法の場合も、レーザ光を複数に分割することから主ビームの光スポットの光強度が低下し、このために信号品質が劣化するのみならず、副ビームの光スポットの品位を確保することがかなり難しく、光ピックアップの光学設計上において厳しい制限が生じてしまう、という問題があった。
本発明は、以上のような問題点に着目し、これを有効に解決すべく創案されたものである。本発明の目的は、対物レンズのシフトやチルトが生じても、光ディスクにおける光スポットと光検出手段における光スポットとの位置関係が適正になるようにした光ピックアップ装置を提供することにある。 However, in both the three-spot method and the differential push-pull method, since the laser beam is divided into a plurality of parts, the light intensity of the light spot of the main beam is lowered. It is quite difficult to ensure the quality of the light spot of the beam, and there is a problem that severe restrictions occur in the optical design of the optical pickup.
The present invention has been devised to pay attention to the above problems and to effectively solve them. An object of the present invention is to provide an optical pickup device in which the positional relationship between a light spot on an optical disc and a light spot on a light detection means is appropriate even when the objective lens shifts or tilts.

請求項１に係る発明は、光源から出射されるレーザ光を光ディスクの情報記録面に集光する対物レンズと、前記対物レンズを介して前記光ディスクの情報記録面から反射された反射光を検出する光検出手段と、からなる光ピックアップ装置において、前記対物レンズのシフト量を検出する移動量検出手段と、前記光検出手段に生じる光スポットのシフト量が前記対物レンズのシフト量と逆方向に生じるように、前記対物レンズと前記光検出手段との間に配置され、印加電圧に対する屈折率が変化する液晶素子と、からなることを特徴とする光ピックアップ装置である。 The invention according to claim 1 detects the reflected light reflected from the information recording surface of the optical disc through the objective lens, and an objective lens for condensing the laser light emitted from the light source on the information recording surface of the optical disc. In the optical pickup device comprising the light detection means, the movement amount detection means for detecting the shift amount of the objective lens, and the shift amount of the light spot generated in the light detection means occurs in the opposite direction to the shift amount of the objective lens. As described above, the optical pickup device includes a liquid crystal element that is disposed between the objective lens and the light detection unit and has a refractive index that changes with respect to an applied voltage.

請求項２に係る発明は、光源から出射されるレーザ光を光ディスクの情報記録面に集光する対物レンズと、前記対物レンズを介して前記光ディスクの情報記録面から反射された反射光を検出する光検出手段と、からなる光ピックアップ装置において、前記対物レンズの傾きを検出するチルト量検出手段と、前記光検出手段に生じる光スポットのシフト量が前記対物レンズの傾きによって生じるシフト量と逆方向に生じるように、前記対物レンズと前記光検出手段との間に配置され、印加電圧に対する屈折率が変化する液晶素子と、からなることを特徴とする光ピックアップ装置である。 The invention according to claim 2 detects the reflected light reflected from the information recording surface of the optical disc through the objective lens, and an objective lens for condensing the laser light emitted from the light source on the information recording surface of the optical disc. In the optical pickup device comprising the light detection means, the tilt amount detection means for detecting the tilt of the objective lens, and the shift amount of the light spot generated in the light detection means is opposite to the shift amount caused by the tilt of the objective lens As described above, the optical pickup device includes a liquid crystal element that is disposed between the objective lens and the light detection unit and has a refractive index that changes with respect to an applied voltage.

本発明に係る光ピックアップ装置によれば、次のように優れた作用効果を発揮することができる。
光ディスク上にレーザ光を集光させる対物レンズにシフトやチルトが生じても、印加電圧によって屈折率が変化する液晶素子により上記シフトやチルトを相殺させるように光の進行方向を曲げることができるので、対物レンズのシフトやチルトが生じても、光ディスクにおける光スポットと光検出手段における光スポットとの位置関係を適正にすることができ、この結果、トラッキング位置をベストな状態にすることができる。
また従来の３スポット法の場合と比較すると、光スポット（レーザ光）を分割しなくて済むので、メインの光スポットの強度の低下を防止できるのみならず、サブの光スポットの品位を考慮する必要がないことから、設計上の余裕度を増加することができる。 According to the optical pickup device of the present invention, the following excellent operational effects can be exhibited.
Even if a shift or tilt occurs in the objective lens that focuses the laser beam on the optical disk, the traveling direction of the light can be bent so that the shift or tilt is offset by a liquid crystal element whose refractive index changes depending on the applied voltage. Even if the objective lens shifts or tilts, the positional relationship between the light spot on the optical disc and the light spot on the light detection means can be made appropriate, and as a result, the tracking position can be in the best condition.
Compared with the conventional three-spot method, the light spot (laser light) does not have to be divided, so that not only the main light spot intensity can be prevented but also the quality of the sub light spot is taken into consideration. Since it is not necessary, the design margin can be increased.

以下に本発明に係る光ピックアップ装置の一実施例を添付図面に基づいて詳述する。
図１は本発明に係る光ピックアップ装置を示す構成図、図２は液晶素子における印加電圧を位相差との関係を示すグラフ、図３は液晶素子を模式的に示す断面図、図４は液晶素子内の電圧変化と位相差変化の一例を示すグラフ、図５は光検出手段に入る光路がシフトする状態を示す図、図６は光検出手段の光スポットがシフトする状態を示す図である。 An embodiment of an optical pickup device according to the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a block diagram showing an optical pickup device according to the present invention, FIG. 2 is a graph showing the relationship between applied voltage and phase difference in a liquid crystal element, FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing the liquid crystal element, and FIG. FIG. 5 is a diagram showing a state where the optical path entering the light detection means is shifted, and FIG. 6 is a diagram showing a state where the light spot of the light detection means is shifted. .

まず、図１に示すように、この光ピックアップ装置２において、４は光源としてのレーザ素子であり、これより読み書き用のレーザ光Ｌ１が出射される。以下、光路に沿って説明すると、６はレーザ光Ｌ１を平行光にするコリメータレンズ、８はレーザ光Ｌ１の断面パターンを楕円形から円形に変換するビーム整形プリズム、１０は内部に偏光膜を有する偏光ビームスプリッタ、１２はビームエキスパンダレンズ、１４は１／４波長板、１６はレーザ光Ｌ１を光ディスクＤの情報記録面ｄ上に集光させて光スポットを形成する対物レンズである。ここで、上記光ディスクＤの情報記録面ｄに集光した光は反射して反射光となって上記した光路を逆に戻り、偏光ビームスプリッタ１０内でその方向が曲げられる。この偏光ビームスプリッタ１０より出た反射光の光路上には、シリンドリカルレンズ１８が設けられ、これを通過した反射光が光検出手段である光検出器２０で検出されるようになっている。この光検出器２０としては、フォーカスエラー信号やトラッキングエラー信号や再生信号を形成するために種々の光センサが設けられているが、その１つとしてここでは２分割されたセグメントよりなる光センサ２２（図６参照）を有している。 First, as shown in FIG. 1, in this optical pickup device 2, reference numeral 4 denotes a laser element as a light source, from which a read / write laser beam L1 is emitted. In the following, along the optical path, 6 is a collimator lens for converting the laser light L1 into parallel light, 8 is a beam shaping prism that converts the cross-sectional pattern of the laser light L1 from an ellipse to a circle, and 10 has a polarizing film inside A polarizing beam splitter, 12 is a beam expander lens, 14 is a quarter-wave plate, and 16 is an objective lens that focuses the laser beam L1 on the information recording surface d of the optical disc D to form a light spot. Here, the light condensed on the information recording surface d of the optical disk D is reflected and becomes reflected light, and returns to the reverse optical path, and its direction is bent in the polarization beam splitter 10. A cylindrical lens 18 is provided on the optical path of the reflected light emitted from the polarization beam splitter 10, and the reflected light that has passed through the cylindrical lens 18 is detected by a photodetector 20 that is a light detection means. As the photodetector 20, various optical sensors are provided for forming a focus error signal, a tracking error signal, and a reproduction signal, and one of them is an optical sensor 22 made up of segments divided into two here. (See FIG. 6).

そして、本発明では、上記対物レンズ１６の近傍には、この対物レンズ１６のシフト量を検出するための移動量検出手段２４が設けられると共に、上記対物レンズ１６と光検出手段２０との間の光路途中、図示例では偏光ビームスプリッタ１０とシリンドリカルレンズ１８との間の光路途中に光路を僅かに曲げるための液晶素子２６が設けられている。この液晶素子２６は、例えばマイクロコンピュータ等よりなる液晶素子制御回路２８により制御され、この液晶素子制御回路２８には、上記移動量検出手段２４の検出結果がフィードバックされている。上記液晶素子制御回路２８には、予め求められた対物レンズのシフト量と、液晶素子２６への印加電圧との関係が予め記憶されている。
上記移動量検出手段２４は、主として対物レンズ１６が光ディスクＤの面と平行な面内においてディスク半径方向へシフト（位置ずれ）した時のそのシフト量を求めるものであり、この検出結果は上記したように移動量検出手段２４へフィードバックされる。この移動量検出手段２４としては、例えば反射型の光センサ等を用いることができる。 In the present invention, a movement amount detecting means 24 for detecting the shift amount of the objective lens 16 is provided in the vicinity of the objective lens 16, and between the objective lens 16 and the light detecting means 20. A liquid crystal element 26 for slightly bending the optical path is provided in the middle of the optical path, in the illustrated example, in the middle of the optical path between the polarizing beam splitter 10 and the cylindrical lens 18. The liquid crystal element 26 is controlled by a liquid crystal element control circuit 28 made of, for example, a microcomputer, and the detection result of the movement amount detecting means 24 is fed back to the liquid crystal element control circuit 28. The liquid crystal element control circuit 28 stores in advance the relationship between the objective lens shift amount obtained in advance and the voltage applied to the liquid crystal element 26.
The movement amount detecting means 24 mainly obtains the shift amount when the objective lens 16 is shifted (displaced) in the radial direction of the disc within a plane parallel to the surface of the optical disc D. The detection result is as described above. In this way, feedback is given to the movement amount detection means 24. As the movement amount detection means 24, for example, a reflection type optical sensor or the like can be used.

また上記液晶素子２６は、例えば平板状になっている。そして、図３及び図５にも示すようにこの液晶素子２６の内部に液晶層２６Ａが封入されており、その一面には透明な高抵抗電極板３０Ａが接合されると共に、他面には透明な共通電極板３０Ｂが接合されており、この液晶層２６Ａに電圧を印加することによりその屈折率を変化し得るようになっている。ここで光ディスクＤからの反射光をこの液晶素子２６の平面に対して直角に入射させてこれを透過する。上記共通電極板３０Ｂには、一定の電位に維持される。これに対して、例えば４角形に形成された高抵抗電極板３０Ａの一辺には、可変電圧Ｖ１が印加され、これに対向する他辺には可変電圧Ｖ２が印加されており、これらの可変電圧Ｖ１、Ｖ２を可変的に制御することにより、上記光検出手段２０に生じる光スポットのシフト量が上記対物レンズ１６のシフト量と逆方向に生じるようになっている。換言すれば、対物レンズ１６にシフト量が生じた時には、これを相殺するよう光路シフトを生ぜしめて光検出手段２０に生じる光スポットの位置を調整するようになっている。
ここで上記共通電極板３０Ｂとしては、例えば透明なＩＴＯ（インジウム・スズ酸化物）を用いることができ、上記高抵抗電極板３０Ａとしては、例えばＳｎＯ_２等を用いることができる。 The liquid crystal element 26 has, for example, a flat plate shape. As shown in FIGS. 3 and 5, a liquid crystal layer 26A is sealed inside the liquid crystal element 26. A transparent high resistance electrode plate 30A is joined to one surface of the liquid crystal layer 26A, and the other surface is transparent. A common electrode plate 30B is joined, and the refractive index can be changed by applying a voltage to the liquid crystal layer 26A. Here, the reflected light from the optical disk D is incident at right angles to the plane of the liquid crystal element 26 and is transmitted therethrough. The common electrode plate 30B is maintained at a constant potential. On the other hand, for example, the variable voltage V1 is applied to one side of the high-resistance electrode plate 30A formed in a quadrangular shape, and the variable voltage V2 is applied to the other side opposite thereto. By variably controlling V1 and V2, the shift amount of the light spot generated in the light detection means 20 is generated in the direction opposite to the shift amount of the objective lens 16. In other words, when a shift amount occurs in the objective lens 16, an optical path shift is generated so as to cancel the shift amount, and the position of the light spot generated in the light detection means 20 is adjusted.
Here, for example, transparent ITO (indium tin oxide) can be used as the common electrode plate 30B, and for example, SnO ₂ can be used as the high resistance electrode plate 30A.

次に、以上のように構成された光ピックアップ装置２の動作について説明する。
まず、レーザ素子４から出射されたレーザ光Ｌ１はコリメータレンズ６により平行光になされ、更にビーム整形プリズム８により断面パターンが円形に整形される。このレーザ光Ｌ１は、偏光ビームスプリッタ１０を通過した後に、ビームエキスパンダレンズ１２、１／４波長板１４及び対物レンズ１６を通過して集光され、光ディスクＤの情報記録面ｄ上に光スポットとして照射される。この情報記録面ｄからの反射光は、上述した光路とは逆の経路を戻り、そして、偏光ビームスプリッタ１０内で９０度曲がった方向へ反射された後、液晶素子２６及びシリンドリカルレンズ１８を通過して光検出器２０の表面の光センサ上に光スポットを形成することになる。これにより、フォーカスエラー信号、トラッキングエラー信号、再生信号等の必要な信号が形成される。 Next, the operation of the optical pickup device 2 configured as described above will be described.
First, the laser light L1 emitted from the laser element 4 is made into parallel light by the collimator lens 6, and the cross-sectional pattern is shaped into a circle by the beam shaping prism 8. After passing through the polarization beam splitter 10, the laser light L 1 passes through the beam expander lens 12, the quarter-wave plate 14 and the objective lens 16 and is collected, and the light spot is focused on the information recording surface d of the optical disc D. As irradiated. The reflected light from the information recording surface d returns the path opposite to the optical path described above, and is reflected in a direction bent 90 degrees in the polarization beam splitter 10 and then passes through the liquid crystal element 26 and the cylindrical lens 18. Thus, a light spot is formed on the photosensor on the surface of the photodetector 20. Thereby, necessary signals such as a focus error signal, a tracking error signal, and a reproduction signal are formed.

さて、ここで対物レンズ１６に、ディスク面と平行な面内において適正な位置からディスク半径方向へシフト（位置ずれ）が生ずると、例えばディスクＤ上の光スポットがオントラックしている状態でも光検出器２０の例えば２分割された左右セルａ、ｂ（図６参照）上の光スポットは中心に位置しないでいずれか一方へ偏りが生じてしまう。
しかしながら、本発明では、この対物レンズ１６のシフト量は移動量検出手段２４により常時、検出されており、この検出結果を上記液晶素子制御回路２８へフィードバックして液晶素子２６への印加電圧を制御しているので、この液晶素子２６を通る反射光の光路が上記シフト量を相殺するように曲げられ（シフトされ）、結果的に光検出器２０上の光スポットを正しい位置に形成することができる。この結果、トラッキング位置をベストな状態にすることができる。 If the objective lens 16 shifts (position shift) from the proper position in the radial direction of the disk in a plane parallel to the disk surface, for example, light is emitted even when the light spot on the disk D is on-track. For example, the light spots on the left and right cells a and b (see FIG. 6) divided into two parts of the detector 20 are not located in the center and are biased to either one.
However, in the present invention, the shift amount of the objective lens 16 is always detected by the movement amount detecting means 24, and the detection result is fed back to the liquid crystal element control circuit 28 to control the voltage applied to the liquid crystal element 26. Therefore, the optical path of the reflected light passing through the liquid crystal element 26 is bent (shifted) so as to cancel the shift amount, and as a result, the light spot on the photodetector 20 can be formed at the correct position. it can. As a result, the tracking position can be in the best state.

ここで上記液晶素子２６の動作を更に詳しく説明する。
まず液晶は、電圧を印加することでその屈折率が変化して位相差を発生させることができる。この時、この印加電圧と発生する位相差との関係の一例は図２に示されており、印加電圧が増加する程、位相差も略直線状に増加し、印加電圧がある値に達すると、位相差の増加も鈍化して最終には飽和状態になる。このような屈折率変化に起因して発生する位相差の変化を利用するように上記液晶素子２６が構成されている。すなわち、図３中において、液晶素子２６の高抵抗電極板３０Ａ（共通電極板３０に対向配置）の左右の対向辺に異なった電圧Ｖ１、Ｖ２（Ｖ１＞Ｖ２）を印加すると、この高抵抗電極板３０Ａが自ら抵抗となるため、電極板面内において電圧降下を起こし、図４（Ａ）に示すような傾斜した滑らかな電圧分布が電極板面内に形成される。ここで図２中の印加電圧と位相差との関係が線形となる部分を利用することで、図４（Ｂ）に示すように、上記図４（Ａ）に示す電圧分布と同様な分布の位相差が発生することになる。従って、この液晶素子２６は、プリズムのような作用を示すことになり、この液晶素子２６を上下方向に通過した光は、その光路が僅かに曲げられることになる。 Here, the operation of the liquid crystal element 26 will be described in more detail.
First, the liquid crystal can generate a phase difference by changing its refractive index by applying a voltage. At this time, an example of the relationship between the applied voltage and the generated phase difference is shown in FIG. 2, and as the applied voltage increases, the phase difference increases substantially linearly, and when the applied voltage reaches a certain value. In addition, the increase in phase difference is also slowed down and finally becomes saturated. The liquid crystal element 26 is configured to utilize the change in phase difference caused by such a change in refractive index. That is, when different voltages V1 and V2 (V1> V2) are applied to the left and right opposing sides of the high resistance electrode plate 30A (disposed opposite to the common electrode plate 30) of the liquid crystal element 26 in FIG. Since the plate 30A itself becomes a resistance, a voltage drop occurs in the electrode plate surface, and an inclined smooth voltage distribution as shown in FIG. 4A is formed in the electrode plate surface. Here, by using a portion where the relationship between the applied voltage and the phase difference in FIG. 2 is linear, as shown in FIG. 4 (B), the distribution is similar to the voltage distribution shown in FIG. 4 (A). A phase difference will occur. Therefore, the liquid crystal element 26 acts like a prism, and the light path of the light that has passed through the liquid crystal element 26 in the vertical direction is slightly bent.

図５はこの時の状態を示しており、高抵抗電極板３０Ａの両端辺に異なる電圧Ｖ１、Ｖ２（Ｖ１＞Ｖ２）を印加した状態で、反射光をこの液晶素子２６に通過させると、この光路は僅かに曲げられている。この時の光路の曲がり角θ及びその曲がり方向は、電圧Ｖ１、Ｖ２の大小を変化させることで任意に選択することができる。従って、電圧Ｖ１、Ｖ２の関係は”Ｖ２＞Ｖ１”のように制御する場合もある。
このような動作を前提として、例えば図６（Ａ）に示すように対物レンズ１６（図１参照）にシフト（位置ずれ）がなくて、且つ光ディスクＤ上の光スポットＳＰがオントラックしている状態では、光検出器２０の左右のセルａ、ｂの出力差（ａ−ｂ）は”０”となる。 FIG. 5 shows the state at this time. When reflected voltages are passed through the liquid crystal element 26 with different voltages V1 and V2 (V1> V2) applied to both ends of the high resistance electrode plate 30A, The optical path is slightly bent. The bending angle θ and the bending direction of the optical path at this time can be arbitrarily selected by changing the magnitudes of the voltages V1 and V2. Therefore, the relationship between the voltages V1 and V2 may be controlled as “V2> V1”.
On the premise of such an operation, for example, as shown in FIG. 6A, the objective lens 16 (see FIG. 1) has no shift (position shift), and the light spot SP on the optical disk D is on-track. In the state, the output difference (ab) between the left and right cells a and b of the photodetector 20 is “0”.

これに対して、図６（Ｂ）に示すように、対物レンズ１６にシフト（位置ずれ）が生じると、光ディスクＤ上の光スポットがオントラック状態であっても、光検出器２０の左右のセルａ、ｂ上の光スポットＳＰは左右のいずれか一方（図中では左側）へ移動してしまうため、左右のセルａ、ｂの出力差（ａ−ｂ）は”０”にはならない。
しかし、本発明では上記対物レンズ１６のシフト量は移動量検出手段２４によって検出されてフィードバックをかけているので、上記セルａ、ｂ上の光スポットＳＰをセルａ、ｂの中心へ移動させるようにこの光検出器２０に入る光（反射光）をシフトさせる電圧が液晶素子２６に印加される。その結果、光検出器２０上に形成される光スポットＳＰは左右のセルａ、ｂの中心に位置するようになる。従って、光ディスクＤ上の光スポットがオフトラックとなることも防止でき、トラッキング位置をベストな状態に維持することができるので、サーボ動作も安定して行うことができる。 On the other hand, as shown in FIG. 6B, when the objective lens 16 is shifted (positional deviation), the left and right sides of the photodetector 20 are detected even if the light spot on the optical disc D is in an on-track state. Since the light spot SP on the cells a and b moves to either the left or right side (left side in the figure), the output difference (ab) between the left and right cells a and b does not become “0”.
However, in the present invention, since the shift amount of the objective lens 16 is detected by the movement amount detecting means 24 and feedback is applied, the light spot SP on the cells a and b is moved to the center of the cells a and b. A voltage for shifting the light (reflected light) entering the photodetector 20 is applied to the liquid crystal element 26. As a result, the light spot SP formed on the photodetector 20 is positioned at the center of the left and right cells a and b. Accordingly, it is possible to prevent the light spot on the optical disc D from being off-track, and the tracking position can be maintained in the best state, so that the servo operation can be stably performed.

また従来の３スポット法の場合と比較すると、光スポットを複数の分割しなくて済むので、メインの光スポットの強度が低下することを防止でき、光検出器２０上の光スポットの品位を高めることができる。また対物レンズ１６のシフトが生じると、対物レンズ１６の中心と入射平行光の中心がずれるため、対物レンズ１６の有効光束径における強度分布は左右対称ではなくなる。そのため、光検出器２０上の光スポットの強度分布は左右対称ではなくなるが、この影響も考慮して液晶素子２６の印加電圧の制御を行うようにすれば、より正確なトラッキングサーボをかけることができる。尚、図６中において、左右のセルａ、ｂの分割線は、光ディスクＤのトラックに沿った方向に設定するのがよい。その理由は、対物レンズ１６のシフトは光ディスクＤの半径方向に生じる可能性が大きいからである。 Compared with the conventional three-spot method, the light spot does not need to be divided into a plurality of parts, so that the intensity of the main light spot can be prevented from being lowered, and the quality of the light spot on the photodetector 20 is improved. be able to. Further, when the objective lens 16 is shifted, the center of the objective lens 16 and the center of the incident parallel light are shifted, so that the intensity distribution at the effective light beam diameter of the objective lens 16 is not symmetrical. For this reason, the intensity distribution of the light spot on the photodetector 20 is not symmetric, but if this effect is taken into consideration and the applied voltage of the liquid crystal element 26 is controlled, more accurate tracking servo can be applied. it can. In FIG. 6, the dividing lines of the left and right cells a and b are preferably set in the direction along the track of the optical disc D. The reason is that the shift of the objective lens 16 is likely to occur in the radial direction of the optical disc D.

またここでは対物レンズ１６のシフト量を検出する移動量検出手段２４を設けたが、これに代えて、対物レンズ１６の傾き（チルト）を検出するチルト量検出手段４０（図１参照）を設けるようにしてもよい。
上記対物レンズ１６が光ディスクＤの表面に対して傾き（チルト）が生じた場合にも、上記シフトが生じた場合と同様な現象が生ずるからである。この場合、液晶素子制御回路２８には、予め求められたチルト量と印加電圧との関係が記憶されている。
尚、上記説明では光検出器２０に２分割セルａ、ｂを用いた場合を例にとって説明したが、これに限定されず、例えば４分割セルを用いてもよい。 Here, the movement amount detection means 24 for detecting the shift amount of the objective lens 16 is provided, but instead, a tilt amount detection means 40 (see FIG. 1) for detecting the tilt of the objective lens 16 is provided. You may do it.
This is because even when the objective lens 16 is tilted with respect to the surface of the optical disc D, the same phenomenon as that when the shift occurs occurs. In this case, the liquid crystal element control circuit 28 stores the relationship between the tilt amount obtained in advance and the applied voltage.
In the above description, the case where the two-divided cells a and b are used for the photodetector 20 has been described as an example. However, the present invention is not limited to this. For example, a four-divided cell may be used.

本発明に係る光ピックアップ装置を示す構成図である。It is a block diagram which shows the optical pick-up apparatus which concerns on this invention. 液晶素子における印加電圧を位相差との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the applied voltage in a liquid crystal element, and a phase difference. 液晶素子を模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows a liquid crystal element typically. 液晶素子内の電圧変化と位相差変化の一例を示すグラフである。It is a graph which shows an example of the voltage change in a liquid crystal element, and a phase difference change. 光検出手段に入る光路がシフトする状態を示す図である。It is a figure which shows the state which the optical path which enters into a photon detection means shifts. 光検出手段の光スポットがシフトする状態を示す図である。It is a figure which shows the state which the light spot of a photon detection means shifts.

符号の説明Explanation of symbols

２…光ピックアップ装置、４…レーザ素子（光源）、１０…偏光ビームスプリッタ、１６…対物レンズ、２０…光検出器（光検出手段）、２４…移動量検出手段、２６…液晶素子、２６Ａ…液晶層、２８…液晶素子制御回路、３０Ａ…高抵抗電極板、３０Ｂ…共通電極板、４０…チルト量検出手段、Ｄ…光ディスク、ｄ…情報記録面、Ｌ１…レーザ光。

DESCRIPTION OF SYMBOLS 2 ... Optical pick-up apparatus, 4 ... Laser element (light source), 10 ... Polarizing beam splitter, 16 ... Objective lens, 20 ... Photo detector (light detection means), 24 ... Movement amount detection means, 26 ... Liquid crystal element, 26A ... Liquid crystal layer, 28 ... Liquid crystal element control circuit, 30A ... High resistance electrode plate, 30B ... Common electrode plate, 40 ... Tilt amount detection means, D ... Optical disc, d ... Information recording surface, L1 ... Laser light.

Claims

光源から出射されるレーザ光を光ディスクの情報記録面に集光する対物レンズと、前記対物レンズを介して前記光ディスクの情報記録面から反射された反射光を検出する光検出手段と、からなる光ピックアップ装置において、
前記対物レンズのシフト量を検出する移動量検出手段と、
前記光検出手段に生じる光スポットのシフト量が前記対物レンズのシフト量と逆方向に生じるように、前記対物レンズと前記光検出手段との間に配置され、印加電圧に対する屈折率が変化する液晶素子と、
からなることを特徴とする光ピックアップ装置。 Light comprising: an objective lens for condensing laser light emitted from a light source on an information recording surface of an optical disc; and a light detection means for detecting reflected light reflected from the information recording surface of the optical disc via the objective lens In the pickup device,
A movement amount detecting means for detecting a shift amount of the objective lens;
A liquid crystal that is arranged between the objective lens and the photodetecting means so that the refractive index with respect to the applied voltage changes so that the shift amount of the light spot generated in the photodetecting means is generated in the direction opposite to the shift amount of the objective lens. Elements,
An optical pickup device comprising:

光源から出射されるレーザ光を光ディスクの情報記録面に集光する対物レンズと、前記対物レンズを介して前記光ディスクの情報記録面から反射された反射光を検出する光検出手段と、からなる光ピックアップ装置において、
前記対物レンズの傾きを検出するチルト量検出手段と、
前記光検出手段に生じる光スポットのシフト量が前記対物レンズの傾きによって生じるシフト量と逆方向に生じるように、前記対物レンズと前記光検出手段との間に配置され、印加電圧に対する屈折率が変化する液晶素子と、
からなることを特徴とする光ピックアップ装置。

Light comprising: an objective lens for condensing laser light emitted from a light source on an information recording surface of an optical disc; and a light detection means for detecting reflected light reflected from the information recording surface of the optical disc via the objective lens In the pickup device,
A tilt amount detecting means for detecting the tilt of the objective lens;
It is arranged between the objective lens and the light detection means so that the shift amount of the light spot generated in the light detection means occurs in the opposite direction to the shift amount caused by the inclination of the objective lens, and the refractive index with respect to the applied voltage is A changing liquid crystal element;
An optical pickup device comprising: