JP2006059452A

JP2006059452A - Optical pickup device

Info

Publication number: JP2006059452A
Application number: JP2004240531A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Matsumaru; 正宏松丸
Original assignee: Victor Company of Japan Ltd
Current assignee: Victor Company of Japan Ltd
Priority date: 2004-08-20
Filing date: 2004-08-20
Publication date: 2006-03-02

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To make it possible to adjust with ease and high accuracy a relative position between a light spot of a luminous flux reflected from an optical disk and a photo-detector for receiving this light spot. <P>SOLUTION: The photo-detector 11 for receiving the luminous flux reflected from the optical disk D is provided with at least two position detecting segments 118, 119 for receiving ± primary diffracted light beams passing through a hologram element 10, and these position detecting segments 118, 119 have an area of almost the same diameter as the spot diameters of ± primary diffracted light beams, and perform position adjustment of the photo-detector 11 based on photo-detection outputs from these position detecting segments 118, 119. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、光ディスクに対する情報の記録、または、再生を行う光ピックアップ装置に関する。 The present invention relates to an optical pickup device for recording or reproducing information on an optical disc.

従来、光学的に情報の記録、または、再生が行われる情報記録媒体として、「ＣＤ（Compact disc）」や「ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）」等の光ディスクが知られている。また、再生専用の光ディスクや、情報を追記録することが可能な追記型光ディスク、情報の消去及び再記録が可能な書き換え型光ディスク等、種々の光ディスクが提案されている。 Conventionally, optical discs such as “CD (Compact disc)” and “DVD (Digital Versatile Disc)” are known as information recording media on which information is recorded or reproduced optically. Various optical discs have been proposed such as a read-only optical disc, a write-once optical disc capable of additionally recording information, and a rewritable optical disc capable of erasing and re-recording information.

そして、このような光ディスクにおいては、情報記録の高密度化と、高密度化に対応する光ピックアップ装置及び情報記録再生装置の開発が進められるとともに、種類の異なる光ディスクを利用することが可能な、いわゆる互換性を有する光ピックアップ装置及び情報記録再生装置の開発が進められている。 In such an optical disc, the density of information recording is increased, and the development of an optical pickup device and an information recording / reproducing device corresponding to the higher density is advanced, and different types of optical discs can be used. Development of so-called interchangeable optical pickup devices and information recording / reproducing devices is underway.

例えば、特許文献１に記載されている光ピックアップ装置は、図４に示すように、光源となる半導体レーザ素子１０１を備え、この半導体レーザ素子１０１から発せられたレーザ光束ＬＡを、対物レンズ１０５により光ディスクＤの情報記録面上に集光させるとともに、この情報記録面からの反射光束を検出するように構成されている。 For example, as shown in FIG. 4, the optical pickup device described in Patent Document 1 includes a semiconductor laser element 101 serving as a light source, and a laser beam LA emitted from the semiconductor laser element 101 is transmitted by an objective lens 105. The light is condensed on the information recording surface of the optical disc D, and the reflected light beam from the information recording surface is detected.

すなわち、この光ピックアップ装置においては、半導体レーザ素子１０１から出射されたレーザ光束ＬＡは、コリメータレンズ１０２により平行光束となされ、偏光ビームスプリッタ１０３（もしくは、ハーフミラー）を透過する。そして、このレーザ光束は、立ち上げミラー１０４を経て、対物レンズ１０５により、光ディスクＤの情報記録面上に集光され、この情報記録面上に光スポットを形成する。 That is, in this optical pickup device, the laser beam LA emitted from the semiconductor laser element 101 is converted into a parallel beam by the collimator lens 102 and is transmitted through the polarization beam splitter 103 (or half mirror). The laser beam passes through the rising mirror 104 and is focused on the information recording surface of the optical disc D by the objective lens 105 to form a light spot on the information recording surface.

そして、光ディスクＤの情報記録面により反射された反射光束は、対物レンズ１０５に戻り、略平行光束となされて、偏光ビームスプリッタ１０３に入射する。この偏光ビームスプリッタ１０３において、情報記録面からの反射光束は、偏光分離膜により反射され、集光レンズ１０６及びシリンドリカルレンズ１０７からなる検出光学系１０８へと導かれる。この検出光学系１０８を経た反射光束は、光検出器１０９によって受光される。そして、この光検出器１０９からの光検出出力に基づいて、光ディスクＤに記録された信号が検出される。 Then, the reflected light beam reflected by the information recording surface of the optical disk D returns to the objective lens 105, becomes a substantially parallel light beam, and enters the polarization beam splitter 103. In the polarization beam splitter 103, the reflected light beam from the information recording surface is reflected by the polarization separation film and guided to the detection optical system 108 including the condenser lens 106 and the cylindrical lens 107. The reflected light beam that has passed through the detection optical system 108 is received by the photodetector 109. Based on the light detection output from the light detector 109, the signal recorded on the optical disk D is detected.

この光ピックアップ装置における検出光学系１０８は、フォーカスエラー信号の検出を非点収差法により、トラッキングエラー信号の検出をプッシュプル法によって行うように構成されている。すなわち、偏光ビームスプリッタ１０３において反射された反射光束は、検出光学系１０８の集光レンズ１０６により収束光束となされるとともに、シリンドリカルレンズ１０７により非点収差を発生されて、光検出器１０９の受光面上に光スポットを形成する。この光検出器１０９の受光面は、中心から放射状に４分割され、４つの検出セグメントとなっている。 The detection optical system 108 in this optical pickup apparatus is configured to detect a focus error signal by an astigmatism method and a tracking error signal by a push-pull method. That is, the reflected light beam reflected by the polarization beam splitter 103 is converted into a convergent light beam by the condensing lens 106 of the detection optical system 108, and astigmatism is generated by the cylindrical lens 107. A light spot is formed on the top. The light-receiving surface of the photodetector 109 is divided into four radially from the center to form four detection segments.

非点収差法は、シリンドリカルレンズ１０７により発生される非点収差を利用したフォーカス検出法である。すなわち、光ディスクＤ上の光スポットが情報記録面に対して合焦状態にあるとき、光検出器１０９上の光スポットは、円形になる。そして、光ディスクＤと対物レンズ１０５との間の距離が変化し、光ディスクＤ上の光スポットが情報記録面に対する合焦状態からデフォーカスするにつれて、光検出器１０９上の光スポットは、楕円に変化する。このような光検出器１０９上の光スポットの形状の変化を、４つの検出セグメントからの光検出出力に基づいて検出することにより、フォーカスエラー信号が得られる。 The astigmatism method is a focus detection method that uses astigmatism generated by the cylindrical lens 107. That is, when the light spot on the optical disc D is in focus with respect to the information recording surface, the light spot on the photodetector 109 becomes circular. Then, as the distance between the optical disc D and the objective lens 105 changes and the light spot on the optical disc D defocuses from the focused state with respect to the information recording surface, the light spot on the photodetector 109 changes to an ellipse. To do. By detecting such a change in the shape of the light spot on the photodetector 109 based on the light detection outputs from the four detection segments, a focus error signal is obtained.

一方、プッシュプル法は、光ディスク上の光スポットが記録トラックを横切る方向（トラッキング方向）に移動したときに光検出器１０９上の光スポットも対応する方向に移動することを利用したトラッキング検出法である。すなわち、光ディスク上の光スポットがトラッキング方向に移動したとき、光検出器１０９において記録トラック方向に対峙する二組の検出セグメントからの光検出出力には差が生ずるので、このような光検出出力の差に基づいて、トラッキングエラー信号が得られる。 On the other hand, the push-pull method is a tracking detection method that utilizes the fact that the light spot on the photodetector 109 moves in the corresponding direction when the light spot on the optical disk moves in a direction (tracking direction) across the recording track. is there. That is, when the light spot on the optical disk moves in the tracking direction, a difference occurs in the light detection outputs from the two detection segments facing the recording track direction in the light detector 109. A tracking error signal is obtained based on the difference.

なお、プッシュプル法においては、対物レンズ１０５のトラッキング方向へのレンズシフトによって、得られるトラッキングエラー信号にオフセットが発生するという問題がある。そのため、「ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）」用の光ピックアップ装置においては、ＤＰＤ法（位相差検出法）というトラッキング検出法が用いられている。このＤＰＤ法は、光ディスクのピットによって生ずる反射光束の強度変化の位相を利用するトラッキング検出法であり、光検出器１０９の各検出セグメントから得られるそれぞれの光検出出力に基づく演算をすることにより、トラッキングエラー信号を生成するものである。 In the push-pull method, there is a problem that an offset occurs in the obtained tracking error signal due to the lens shift of the objective lens 105 in the tracking direction. Therefore, a tracking detection method called a DPD method (phase difference detection method) is used in an optical pickup device for “DVD (Digital Versatile Disc)”. This DPD method is a tracking detection method that uses the phase of the intensity change of the reflected light beam generated by the pits of the optical disk, and by performing calculations based on the respective light detection outputs obtained from the respective detection segments of the light detector 109, A tracking error signal is generated.

また、図５に示すように、ホログラムを利用した光ピックアップ装置が提案されている。この光ピックアップ装置においては、光源となる半導体レーザ素子と反射光束を検出するための光検出器とを一つのパッケージに収めるとともに、このパッケージにホログラム素子１１０を貼り付けることにより、ホログラムデバイス１１１が構成されている。この光ピックアップ装置においては、ホログラム素子１１０を利用して、フォーカスエラー信号やトラッキングエラー信号が検出される。 Further, as shown in FIG. 5, an optical pickup device using a hologram has been proposed. In this optical pickup device, a semiconductor laser element serving as a light source and a photodetector for detecting a reflected light beam are housed in one package, and a hologram element 110 is attached to this package, whereby a hologram device 111 is configured. Has been. In this optical pickup device, a focus error signal and a tracking error signal are detected using the hologram element 110.

この光ピックアップ装置においては、ホログラムデバイス１１１内の半導体レーザ素子から出射されたレーザ光束は、ホログラム素子１１０に入射し、このホログラム素子１１０における０次回折光が、コリメータレンズ１０２、立ち上げミラー１０４及び対物レンズ１０５を経て、光ディスクＤの情報記録面上に光スポットを形成する。 In this optical pickup apparatus, the laser beam emitted from the semiconductor laser element in the hologram device 111 is incident on the hologram element 110, and the 0th-order diffracted light in the hologram element 110 is collimated by the collimator lens 102, the rising mirror 104, and the objective. A light spot is formed on the information recording surface of the optical disc D through the lens 105.

光ディスクＤの情報記録面により反射された反射光束は、対物レンズ１０５、立ち上げミラー１０４及びコリメータレンズ１０２を経て、収束光束となって、ホログラム素子１１０に入射する。このとき、このホログラム素子１１０において回折された＋１次回折光、または、−１次回折光を利用して、フォーカスエラー信号やトラッキングエラー信号の検出を行う。 The reflected light beam reflected by the information recording surface of the optical disc D passes through the objective lens 105, the rising mirror 104, and the collimator lens 102 and becomes a convergent light beam and enters the hologram element 110. At this time, the focus error signal and the tracking error signal are detected using the + 1st order diffracted light or the −1st order diffracted light diffracted by the hologram element 110.

そして、この光ピックアップ装置におけるホログラム素子１１０は、図６に示すように、中心を通ってこのホログラム素子１１０を２等分する第１分割線１１０ａと、この第１分割線１１０ａの中央においてこの第１分割線１１０ａに直交する第２分割線１１０ｂとにより、第１乃至第３の領域１１０ｃ，１１０ｄ，１１０ｅに分割されている。第１の領域１１０ｃは、ホログラム素子１１０の１／２を占める領域である。そして、第２及び第３の領域１１０ｄ，１１０ｅは、それぞれホログラム素子１１０の１／４を占める領域である。これら３つの領域１１０ｃ，１１０ｄ，１１０ｅは、それぞれが特性の異なる回折面となっている。 Then, as shown in FIG. 6, the hologram element 110 in the optical pickup device includes a first dividing line 110a that bisects the hologram element 110 through the center, and the first dividing line 110a at the center of the first dividing line 110a. It is divided into first to third regions 110c, 110d, and 110e by a second dividing line 110b orthogonal to the first dividing line 110a. The first area 110 c is an area that occupies 1/2 of the hologram element 110. The second and third regions 110d and 110e are regions that occupy 1/4 of the hologram element 110, respectively. These three regions 110c, 110d, and 110e are diffractive surfaces having different characteristics.

この光ピックアップ装置においては、ホログラム素子１１０の各領域における反射光束の＋１次回折光を利用して、例えば、ナイフエッジ法によりフォーカス検出を行い、ＤＰＤ法によりトラッキング検出を行うことができる。この場合、光検出器は、図７に示すように、４つの検出セグメントＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄを有している。第１の領域１１０ｃにおける＋１次回折光は、中心側の２つの検出セグメントＡ，Ｂの境界線上に集光される。そして、第２の領域１１０ｄにおける＋１次回折光は、一方側の検出セグメントＣ上に集光される。また、第３の領域１１０ｅにおける＋１回折光は、他方側の検出セグメントＤ上に集光される。 In this optical pickup device, for example, focus detection can be performed by the knife edge method and tracking detection can be performed by the DPD method using the + 1st order diffracted light of the reflected light beam in each region of the hologram element 110. In this case, the photodetector has four detection segments A, B, C, and D as shown in FIG. The + 1st order diffracted light in the first region 110c is collected on the boundary line between the two detection segments A and B on the center side. Then, the + 1st order diffracted light in the second region 110d is condensed on the detection segment C on one side. Further, the +1 diffracted light in the third region 110e is condensed on the detection segment D on the other side.

これら検出セグメントＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄからの光検出出力Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄに基づいて、フォーカスエラー信号（ＦＥ）及びトラッキングエラー信号（ＴＥ）は、以下のようにして得ることができる。 Based on the light detection outputs A, B, C, and D from these detection segments A, B, C, and D, the focus error signal (FE) and the tracking error signal (TE) can be obtained as follows. .

ＦＥ＝Ａ−Ｂ
ＴＥ＝phaseＣ−phaseＤ
なお、ここで、「phase」とは、その信号の位相を表している。 FE = A-B
TE = phaseC-phaseD
Here, “phase” represents the phase of the signal.

また、この光ピックアップ装置におけるホログラム素子１１０は、図８に示すように、中心を通ってこのホログラム素子１１０を２等分する第１分割線１１０ａと、この第１分割線１１０ａの中央においてこの第１分割線１１０ａに直交する第２分割線１１０ｂとにより、第１乃至第４の領域１１０ｃ，１１０ｄ，１１０ｅ，１１０ｆに分割するようにしてもよい。第１乃至第４の領域１１０ｃ，１１０ｄ，１１０ｅ，１１０ｆは、それぞれホログラム素子１１０の１／４を占める領域である。 Further, as shown in FIG. 8, the hologram element 110 in the optical pickup device includes a first dividing line 110a that bisects the hologram element 110 through the center, and a first dividing line 110a at the center of the first dividing line 110a. You may make it divide | segment into the 1st thru | or 4th area | region 110c, 110d, 110e, 110f by the 2nd dividing line 110b orthogonal to the 1 dividing line 110a. The first to fourth regions 110c, 110d, 110e, and 110f are regions that occupy 1/4 of the hologram element 110, respectively.

この場合には、ホログラム素子１１０において回折される＋１次回折光及び−１次回折光を利用して、光スポットサイズ法（ＳＳＤ法）により、フォーカス検出を行うことができる。光検出器としては、図９に示すように、それぞれが並行に３分割された４群の検出セグメントを有するものを用いる。すなわち、この光検出器は、１２個の検出セグメントＡ１，Ｂ１，Ｃ１、Ａ２，Ｂ２，Ｃ２、Ａ３，Ｂ３，Ｃ３、Ａ４，Ｂ４，Ｃ４を有している。 In this case, focus detection can be performed by the light spot size method (SSD method) using the + 1st order diffracted light and the −1st order diffracted light diffracted by the hologram element 110. As the photodetector, as shown in FIG. 9, one having four detection segments each divided into three in parallel is used. That is, the photodetector has twelve detection segments A1, B1, C1, A2, B2, C2, A3, B3, C3, A4, B4, and C4.

これら検出セグメントＡ１，Ｂ１，Ｃ１、Ａ２，Ｂ２，Ｃ２、Ａ３，Ｂ３，Ｃ３、Ａ４，Ｂ４，Ｃ４からの光検出出力Ａ１，Ｂ１，Ｃ１、Ａ２，Ｂ２，Ｃ２、Ａ３，Ｂ３，Ｃ３、Ａ４，Ｂ４，Ｃ４に基づいて、フォーカスエラー信号（ＦＥ）及びトラッキングエラー信号（ＴＥ）は、以下のようにして得ることができる。 Photodetection outputs A1, B1, C1, A2, B2, C2, A3, B3, C3, A4 from these detection segments A1, B1, C1, A2, B2, C2, A3, B3, C3, A4, B4, C4 , B4, and C4, the focus error signal (FE) and the tracking error signal (TE) can be obtained as follows.

ＦＥ＝（Ａ１＋Ｃ１＋Ａ２＋Ｃ２＋Ａ３＋Ｃ３＋Ａ４＋Ｃ４）−（Ｂ１＋Ｂ２＋Ｂ３＋Ｂ４）
ＴＥ＝phase（Ａ１＋Ｂ１＋Ｃ１＋Ａ４＋Ｂ４＋Ｃ４）−phase（Ａ２＋Ｂ２＋Ｃ２＋Ａ３＋Ｂ３＋Ｃ３）
さらに、例えば、いわゆる「ＤＶＤ−Ｒ」、「ＤＶＤ−ＲＷ」、「ＤＶＤ−ＲＡＭ」など、情報信号の記録が可能な光ディスクにおいては、情報信号の未記録時においては、光ディスク上にビット列が存在しない。そのため、このような情報信号の記録が可能な光ディスク用の光ピックアップ装置においては、ビットの位相を検出する方法であるＤＰＤ法によるトラッキング検出を行うことができない。 FE = (A1 + C1 + A2 + C2 + A3 + C3 + A4 + C4) − (B1 + B2 + B3 + B4)
TE = phase (A1 + B1 + C1 + A4 + B4 + C4) -phase (A2 + B2 + C2 + A3 + B3 + C3)
Further, for example, in an optical disc capable of recording an information signal, such as so-called “DVD-R”, “DVD-RW”, “DVD-RAM”, there is a bit string on the optical disc when the information signal is not recorded. do not do. Therefore, in an optical pickup device for an optical disc capable of recording such an information signal, tracking detection by the DPD method, which is a method for detecting a bit phase, cannot be performed.

そこで、このような光ピックアップ装置においては、ビット列がなくてもトラッキングエラー信号の検出が可能であり、レンズシフトによるオフセットの問題が改善された差動プッシュプル法（ＤＰＰ法）が用いられている。 Therefore, in such an optical pickup device, a differential push-pull method (DPP method) in which a tracking error signal can be detected without a bit string and an offset problem due to lens shift is improved is used. .

このＤＰＰ法においては、いわゆる「３ビーム法」と同様に、回折格子を用いて、光源から発せられたレーザ光束をメインピーム及び一対のサブビームに分割して、光ディスクに照射する。各サブビームは、情報信号を読み取るためのメインビームに対し、記録トラックを横切る方向に僅かにずれた位置において、光ディスク上に照射される。 In this DPP method, similarly to the so-called “three-beam method”, a laser beam emitted from a light source is divided into a main beam and a pair of sub beams using a diffraction grating, and is irradiated onto an optical disc. Each sub beam is irradiated onto the optical disc at a position slightly shifted in the direction crossing the recording track with respect to the main beam for reading the information signal.

「３ビーム法」においては、これらサブビームがメインビームに対して１／４トラックピッチだけずれた位置に照射され、これらサブビームの反射光束の強度差に基づいて、トラッキングエラー信号が検出される。差動プッシュプル法においては、各サブビームは、メインビームに対して１／２トラックピッチだけずれた位置に照射される。 In the “3-beam method”, these sub-beams are irradiated to positions shifted by ¼ track pitch with respect to the main beam, and a tracking error signal is detected based on the intensity difference between reflected light beams of these sub-beams. In the differential push-pull method, each sub beam is irradiated to a position shifted by a 1/2 track pitch with respect to the main beam.

差動プッシュプル法を行う光ピックアップ装置においては、各サブピームの反射光束を検出する光検出器は、図１０に示すように、それぞれにおいてプッシュプル信号が検出できるように、それぞれが２つの検出セグメントＥ１，Ｅ２、Ｆ１，Ｆ２に分割されている。また、メインピームの反射光束を検出する光検出器は、中心から放射状に４つの検出セグメントＡ，Ｂ、Ｃ，Ｄに分割されている。 In the optical pickup device that performs the differential push-pull method, each of the photodetectors that detect the reflected light beams of the sub-beams has two detection segments, as shown in FIG. It is divided into E1, E2, F1, and F2. The photodetector for detecting the reflected light beam of the main beam is divided into four detection segments A, B, C, and D radially from the center.

この光ピックアップ装置においては、メインビームの反射光束によるプッシュプル信号と、各サブビームの反射光束によるプッシュプル信号との差動を求めることにより、対物レンズのレンズシフトによるプッシュプル信号のオフセットがキャンセルされるようになっている。すなわち、この光ピックアップ装置においては、各検出セグメントＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ、Ｅ１，Ｅ２、Ｆ１，Ｆ２からの光検出出力Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ、Ｅ１，Ｅ２、Ｆ１，Ｆ２に基づいて、トラッキングエラー信号（ＴＥ）は以下のようにして得られる。 In this optical pickup device, the offset of the push-pull signal due to the lens shift of the objective lens is canceled by obtaining the difference between the push-pull signal by the reflected light beam of the main beam and the push-pull signal by the reflected light beam of each sub beam. It has become so. That is, in this optical pickup device, based on the light detection outputs A, B, C, D, E1, E2, F1, F2 from the detection segments A, B, C, D, E1, E2, F1, F2. The tracking error signal (TE) is obtained as follows.

ＴＥ＝｛（Ａ＋Ｄ）−（Ｂ＋Ｃ）｝−Ｇ｛（Ｅ１−Ｅ２）＋（Ｆ１−Ｆ２）｝
ここで、Ｇは、ゲインを示しており、光ディスクに照射される光束の回折格子における分割光量比に応じた調整をするためのものであり、回折格子の溝深さによって決まる。
特開昭６２−２６４４５２号公報 TE = {(A + D)-(B + C)}-G {(E1-E2) + (F1-F2)}
Here, G represents a gain, and is used for adjustment according to the split light quantity ratio in the diffraction grating of the light beam applied to the optical disc, and is determined by the groove depth of the diffraction grating.
Japanese Patent Laid-Open No. 62-264442

前述のように、光ディスク用の光ピックアップ装置における信号検出法には、さまざまな方式がある。しかし、いずれの方式を採用したとしても、光ピックアップ装置を構成する各光学素子は、所定の精度により、予め組み立てられ、調整されている必要がある。 As described above, there are various methods for signal detection in an optical pickup device for an optical disc. However, regardless of which method is used, each optical element constituting the optical pickup device needs to be assembled and adjusted in advance with a predetermined accuracy.

そして、従来の光ピックアップ装置において、光検出器の位置の調整は、光検出器の各検出セグメントからの光検出出力を観察しながら、この光検出出力に基づいて行なわれている。 In the conventional optical pickup device, the position of the photodetector is adjusted based on the light detection output while observing the light detection output from each detection segment of the light detector.

ところが、この光ピックアップ装置において、反射光束を受光する検出セグメントは、この検出セグメントにより受光される光スポットがこの検出セグメントに対して多少位置ずれしても検出セグメントから外れないようにするために、受光する光スポットよりも大きい面積としておく必要がある。 However, in this optical pickup device, the detection segment that receives the reflected light flux does not deviate from the detection segment even if the light spot received by the detection segment is slightly displaced from the detection segment. The area needs to be larger than the light spot that receives light.

したがって、検出セグメントからの光検出出力に基づく調整によっては、また、検出セグメント及び光スポットの重なり合いの状態を顕微鏡により観察する方法によっても、これら検出セグメントと光スポットとの相対的な位置調整を十分な精度を確保して行うことは困難である。 Therefore, depending on the adjustment based on the light detection output from the detection segment, and also by the method of observing the overlapping state of the detection segment and the light spot with a microscope, the relative position adjustment between the detection segment and the light spot is sufficient. It is difficult to perform with high accuracy.

そこで、本発明は、前述の課題に鑑みて提案されるものであって、本発明の目的は、光ディスクの情報記録面からの反射光束が形成する光スポットと、光検出器の検出セグメントとの相対的な位置調整が容易、かつ、高精度に行える光ピックアップ装置を提供することにある。 Therefore, the present invention is proposed in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a light spot formed by a reflected light beam from an information recording surface of an optical disc and a detection segment of a photodetector. An object of the present invention is to provide an optical pickup device that can be adjusted relative position easily and with high accuracy.

本発明は、光源から出射されたレーザ光束を３本の光束に分離させる回折格子と、光ディスクの記録トラックに平行な方向に３分割された回折領域を有し、これらの回折領域で、前記光ディスクの情報記録面で反射された前記３本の光束を回折分離させるホログラム素子と、前記ホログラム素子で回折分離された３本の光束を受光する複数の検出セグメントを有する光検出器と、を備える光ピックアップ装置において、前記ホログラム素子の３分割された回折領域は、前記光ディスクの情報記録面で反射された前記３本の光束のうちの中央の光束を±１次回折光に分離する第１回折領域と、前記中央の光束の両側の２つの光束を、前記第１回折領域で分離された±１次回折光とは異なる方向の±１次回折光に分離する２つの第２回折領域と、からなり、前記光検出器は、前記第１回折領域で分離された±１次回折光を受光し、前記±１次回折光のスポット径と同一径を有する少なくとも２つの位置検出セグメントと、前記２つの第２回折領域で分離された±１次回折光を受光する複数の検出セグメントと、を備えていることを特徴とする光ピックアップ装置を提供する。 The present invention has a diffraction grating that separates a laser beam emitted from a light source into three beams, and a diffraction region that is divided into three in a direction parallel to a recording track of the optical disc. A hologram element that diffracts and separates the three light beams reflected by the information recording surface, and a photodetector having a plurality of detection segments that receive the three light beams diffracted and separated by the hologram element. In the pickup device, the diffraction region divided into three parts of the hologram element includes a first diffraction region that separates a central light beam of the three light beams reflected by the information recording surface of the optical disc into ± first-order diffracted light beams. Two second diffraction regions for separating the two light beams on both sides of the central light beam into ± first-order diffracted light in a direction different from the ± first-order diffracted light separated in the first diffraction region; The light detector receives ± first-order diffracted light separated in the first diffraction region, and includes at least two position detection segments having the same diameter as the spot diameter of the ± first-order diffracted light, An optical pickup device comprising: a plurality of detection segments that receive ± first-order diffracted light separated in two diffraction regions.

本発明は、光ディスクの情報記録面からの反射光束が形成する光スポットと、光検出器の検出セグメントとの相対位置調整が容易、かつ、確実に行える光ピックアップ装置を提供することができるものである。 The present invention can provide an optical pickup device that can easily and reliably adjust the relative position between a light spot formed by a reflected light beam from an information recording surface of an optical disc and a detection segment of a photodetector. is there.

以下、本発明に係る光ピックアップ装置の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of an optical pickup device according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図１は、本発明に係る光ピックアップ装置の構成を示す側面図である。 FIG. 1 is a side view showing a configuration of an optical pickup device according to the present invention.

この光ピックアップ装置は、図１に示すように、光源となる半導体レーザ１を備えている。この半導体レーザ１より発せられるレーザ光束ＬＡは、直線偏光束であるとともに、拡散光束であり、ビーム断面形状が楕円形となっている。 As shown in FIG. 1, the optical pickup device includes a semiconductor laser 1 serving as a light source. The laser beam LA emitted from the semiconductor laser 1 is a linearly polarized light bundle, a diffused beam, and has an elliptical beam cross-sectional shape.

半導体レーザ１より発せられたレーザ光束ＬＡは、コリメータレンズ２によって平行光束となされ、回折格子（グレーティング）３に入射される。レーザ光束ＬＡは、回折格子３を経ることにより、３本以上の光束に分割される。この回折格子３において分割された光束は、０次光（メインビーム）が光ディスクに対する情報信号の記録または再生を行うための光束となり、±１次光（サブビーム）がトラッキングエラー信号等の種々のエラー信号を検出するための光束となる。 A laser beam LA emitted from the semiconductor laser 1 is converted into a parallel beam by the collimator lens 2 and is incident on a diffraction grating (grating) 3. The laser beam LA is split into three or more beams through the diffraction grating 3. The light beam split in the diffraction grating 3 becomes a light beam for recording or reproducing information signals with respect to the optical disk by the 0th-order light (main beam), and ± 1st-order light (subbeam) is used for various errors such as tracking error signals. It becomes a light beam for detecting a signal.

これら３本の光束となされたレーザ光束ＬＡは、整形プリズム４を経て、偏光ビームスプリッタ５に入射される。整形プリズム４は、レーザ光束ＬＡのビーム断面形状を円形にするものである。 The laser beam LA formed into these three beams enters the polarizing beam splitter 5 through the shaping prism 4. The shaping prism 4 makes the beam cross-sectional shape of the laser beam LA circular.

偏光ビームスプリッタ５に入射されたレーザ光束ＬＡは、偏光反射面５ａに対してＰ偏光となされており、この偏光反射面５ａを透過する。偏光反射面５ａを透過したレーザ光束ＬＡは、偏光ビームスプリッタ５より出射されて、立ち上げミラー６によって反射され、四分の一波長（λ／４）板７に入射する。この四分の一波長（λ／４）板７は、直線偏光であるレーザ光束ＬＡを円偏光に変換して、対物レンズ８に入射させる。この対物レンズ８は、入射された光束を、光ディスクＤのディスク基板を透して、この光ディスクＤの情報記録面上に集光して照射する。すなわち、この光ディスクＤにおいて、ディスク基板は、情報記録面のカバー層となっている。 The laser beam LA incident on the polarization beam splitter 5 is P-polarized with respect to the polarization reflection surface 5a, and passes through the polarization reflection surface 5a. The laser beam LA transmitted through the polarization reflection surface 5 a is emitted from the polarization beam splitter 5, reflected by the rising mirror 6, and enters the quarter wavelength (λ / 4) plate 7. The quarter wavelength (λ / 4) plate 7 converts the linearly polarized laser beam LA into circularly polarized light and makes it incident on the objective lens 8. The objective lens 8 condenses and irradiates the incident light beam on the information recording surface of the optical disk D through the disk substrate of the optical disk D. That is, in this optical disk D, the disk substrate is a cover layer for the information recording surface.

図２は、光ディスクの情報記録面上の光スポットの配列状態を示す平面図である。
光ディスクＤの情報記録面上においては、図２に示すように、３本に分割されたレーザ光束ＬＡが、３つの光スポットＳＰ１，ＳＰ２，ＳＰ３を形成する。これら光スポットＳＰ１，ＳＰ２，ＳＰ３は、略々記録トラックＴＲの方向に沿って配置されている。メインビームによる中央の光スポットＳＰ１に対して前後に位置するサブピームによる光スポットＳＰ２，ＳＰ３は、中央の光スポットＳＰ１に対して、記録トラックＴＲのトラックピッチの１／２だけずれた位置に形成される。サブピームによる光スポットＳＰ２，ＳＰ３のメインビームによる光スポットＳＰ１に対する位置は、回折格子３の光軸回りの角度を調整することによって調整されている。 FIG. 2 is a plan view showing an arrangement state of light spots on the information recording surface of the optical disc.
On the information recording surface of the optical disc D, as shown in FIG. 2, the laser beam LA divided into three forms three light spots SP1, SP2 and SP3. These light spots SP1, SP2 and SP3 are arranged substantially along the direction of the recording track TR. The light spots SP2 and SP3 due to the sub-beams positioned before and after the central light spot SP1 due to the main beam are formed at positions shifted by ½ of the track pitch of the recording track TR with respect to the central light spot SP1. The The positions of the light spots SP2 and SP3 by the sub beam with respect to the light spot SP1 by the main beam are adjusted by adjusting the angle of the diffraction grating 3 around the optical axis.

なお、対物レンズ８は、光ディスクＤの情報記録面上の記録トラックに追従されるため、図示しないアクチュエータによって支持されており、このアクチュエータにより、光軸方向及び光ディスクＤのラジアル方向に移動操作される。 The objective lens 8 is supported by an actuator (not shown) because it follows the recording track on the information recording surface of the optical disc D, and is moved by the actuator in the optical axis direction and the radial direction of the optical disc D. .

そして、光ディスクＤの情報記録面からの反射光束は、この情報記録面上に記録された情報信号に応じて変調されているとともに、往路光と反対方向の円偏光の光束となっており、対物レンズ８に入射して平行光束となり、四分の一波長（λ／４）板７に入射する。
この四分の一波長（λ／４）板７は、この反射光束を、往路光の偏光方向に直交する方向の直線偏光束として、出射する。 The reflected light beam from the information recording surface of the optical disk D is modulated in accordance with the information signal recorded on the information recording surface, and is a circularly polarized light beam in the direction opposite to the outward light. The light enters the lens 8 to become a parallel light flux, and enters the quarter wavelength (λ / 4) plate 7.
The quarter wavelength (λ / 4) plate 7 emits the reflected light beam as a linearly polarized light bundle in a direction orthogonal to the polarization direction of the forward light.

四分の一波長（λ／４）板７を経た反射光束は、立ち上げミラー６によって反射されて偏向され、偏光ビームスプリッタ５に入射する。 The reflected light beam that has passed through the quarter-wave (λ / 4) plate 7 is reflected and deflected by the rising mirror 6 and enters the polarization beam splitter 5.

偏光ビームスプリッタ５に入射した反射光束は、偏光反射面５ａによって反射されて偏光ビームスプリッタ５より出射され、集光レンズ９によって収束光束となされ、ホログラム素子１０を経て、光検出器１１によって受光される。 The reflected light beam incident on the polarization beam splitter 5 is reflected by the polarization reflection surface 5 a and emitted from the polarization beam splitter 5, is converted into a convergent light beam by the condenser lens 9, is received by the photodetector 11 through the hologram element 10. The

図３は、ホログラム素子及び光検出器の構成を示す正面図である。
図３に示すように、ホログラム素子１０は、タンジェンシャル方向（記録トラックＴＲ方向）に中央の分割線１０ａを中心として左右に形成された複数の分割線及びラジアル方向に中央の分割線１０ｂによって分割された短冊状の回折領域Ａ〜Ｅ、ａ〜ｄを有している。回折領域Ｅは、光ディスクＤの情報記録面で反射された３本の光束のうちの中央の光束を±１次回折光に分離する第１回折領域Ｐを形成している。 FIG. 3 is a front view showing the configuration of the hologram element and the photodetector.
As shown in FIG. 3, the hologram element 10 is divided by a plurality of dividing lines formed on the left and right about the central dividing line 10a in the tangential direction (recording track TR direction) and the central dividing line 10b in the radial direction. Strip-shaped diffraction areas A to E and a to d. The diffraction region E forms a first diffraction region P that separates the central light beam of the three light beams reflected by the information recording surface of the optical disc D into ± first-order diffracted light.

また、回折領域Ａ、ａ、Ｂ、ｂは、光ディスクＤの情報記録面で反射された３本の光束のうちの中央の光束の両側の一方を、第１回折領域Ｐで分離された±１次回折光とは異なる方向の±１次回折光に分離する第２回折領域Ｑ１を形成し、回折領域Ｃ、ｃ、Ｄ、ｄは、光ディスクＤの情報記録面で反射された３本の光束のうちの中央の光束の両側の他方を、第１回折領域Ｐで分離された±１次回折光とは異なる方向の±１次回折光に分離する第３回折領域Ｑ２を形成している。 The diffraction areas A, a, B, and b are ± 1 in which one of the two sides of the central light beam among the three light beams reflected by the information recording surface of the optical disc D is separated by the first diffraction region P. A second diffraction region Q1 is formed that is separated into ± 1st order diffracted light in a direction different from that of the next diffracted light, and diffraction regions C, c, D, and d A third diffraction region Q2 is formed that separates the other of both sides of the central light beam into ± 1st order diffracted light in a direction different from ± 1st order diffracted light separated in the first diffraction region P.

このホログラム素子１０に入射する３本の反射光束は、中央の分割線１０ａに対して対角方向に直線的に斜め跨いで回折領域Ａ、ａ、Ｄ、ｄ、Ｅ（或いは回折領域Ｂ、ｂ、Ｃ、ｃ、Ｅ）に入射するので、回折領域Ａ、ａ（或いは回折領域Ｂ、ｂ）において各反射光束から±１次回折光が生じ、回折領域Ｄ、ｄ（或いは回折領域Ｃ、ｃ）においても各反射光束から±１次回折光が生じ、３本の反射光束からは、少なくとも１０本の±１次回折光が生ずることとなる。また、このホログラム素子１０の回折領域Ａ〜Ｅ、ａ〜ｄは、＋１次回折光１０１に対してはマイナスのパワーを有しており、凹レンズとして作用し、−１次回折光１０２に対してはプラスのパワーを有しており、凸レンズとして作用する。 The three reflected light beams incident on the hologram element 10 are diffracted areas A, a, D, d, and E (or diffracted areas B and b) diagonally straddling diagonally in a diagonal direction with respect to the central dividing line 10a. , C, c, E), the first order diffracted light is generated from each reflected light beam in the diffraction areas A, a (or diffraction areas B, b), and the diffraction areas D, d (or diffraction areas C, c). In FIG. 5, ± 1st order diffracted light is generated from each reflected light beam, and at least 10 ± 1st order diffracted light is generated from 3 reflected light beams. Further, the diffraction regions A to E and ad of the hologram element 10 have a negative power with respect to the + 1st order diffracted light 101 and act as a concave lens, and are positive with respect to the −1st order diffracted light 102. It acts as a convex lens.

光検出器１１は、複数の受光領域を有して構成されている。各受光領域は、入射された光束を受光し、光検出出力を生成して出力する。 The photodetector 11 has a plurality of light receiving areas. Each light receiving region receives an incident light beam, and generates and outputs a light detection output.

この光検出器１１は、回折領域Ａ〜Ｄ、ａ〜ｄで回折された回折光のうち、ホログラム素子１０の分割線１０ａと同方向にある中心線１２を対称軸として、一方側に配置された＋１次回折光１０１を検出する４分割された受光領域１１１〜１１４と、回折領域Ａ〜Ｄ、ａ〜ｄで回折された回折光のうち、他方側に配置された−１次回折光１０２を検出する中心軸１２に対して直交する方向に３分割された検出セグメント１１５〜１１７と、中心線１２上に所定間隔離間されて配置され、回折領域Ｅで回折された回折光のうち、＋１次回折光１０１を受光する位置検出セグメント１１８、−１次回折光１０２を受光する位置検出セグメント１１９と、から構成されている。 The photodetector 11 is arranged on one side of the diffracted light diffracted by the diffraction regions A to D and a to d with the center line 12 in the same direction as the dividing line 10 a of the hologram element 10 as the symmetry axis. In addition, among the diffracted lights diffracted by the four divided light receiving areas 111 to 114 and the diffraction areas A to D and a to d, the −1st order diffracted light 102 arranged on the other side is detected. + 1st order diffracted light out of the diffracted light diffracted by the diffraction region E, and the detection segments 115 to 117 divided into three in the direction orthogonal to the center axis 12 and the center line 12 spaced apart by a predetermined distance The position detection segment 118 that receives 101 and the position detection segment 119 that receives −1st-order diffracted light 102 are configured.

公知の方法により、検出セグメント１１１〜１１７で検出される受光信号を演算して、フォーカスエラー検出、トラッキングエラー検出及び情報再生信号検出を行うことができる。
また、位置検出セグメント１１８、１１９は、その他の検出セグメント１１１〜１１７より小さく、かつ位置検出セグメント１１８、１１９に集光する光スポット径と略同一径を有しており、位置検出セグメント１１８、１１９で検出される受光信号に基づいて、光検出器１１が回転方向にずれた場合にも位置調整を容易、かつ高精度に行うためのものである。具体的には、光検出器１１の位置調整としては、２つの位置検出セグメント１１８、１１９で検出される受光信号出力が極大、かつ等しくなるようにする。 The received light signals detected by the detection segments 111 to 117 can be calculated by a known method to perform focus error detection, tracking error detection, and information reproduction signal detection.
The position detection segments 118 and 119 are smaller than the other detection segments 111 to 117 and have substantially the same diameter as the diameter of the light spot condensed on the position detection segments 118 and 119. This is for performing the position adjustment easily and with high accuracy even when the photodetector 11 is displaced in the rotation direction based on the received light signal. Specifically, as the position adjustment of the photodetector 11, the received light signal output detected by the two position detection segments 118 and 119 is made maximum and equal.

以上のように、ホログラム素子１０は、光ディスクＤの情報記録面で反射された３本の光束のうちの中央の光束を±１次回折光に分離する第1回折領域Ｐと、この中央の光束の両側の２つの光束を、第１回折領域Ｐで分離された±１次回折光とは異なる方向に、±１次回折光に分離する２つの第２回折領域Ｑ１、Ｑ２と、からなり、光検出器１１は、第１回折領域Ｐで分離された±１次回折光のスポット径と同一径を有する位置検出セグメント１１８、１１９と、第２回折領域Ｑ１、Ｑ２で分離された±１次回折光を受光する複数の検出セグメントＡ〜Ｄ、ａ〜ｄとを有するので、光ディスクＤの情報記録面からの反射光束が形成する光スポットと、光検出器１１の検出セグメントとの相対的な位置調整が容易、かつ、高精度に行うことができる。光検出器１１が回転方向にずれた場合にも、位置検出セグメント１１８、１１９で検出される受光信号出力が極大、かつ等しくなるように光検出器１１の位置調整を行うことができるので、回転方向の位置調整が容易に行うことができる。
なお、本発明の実施の形態では、位置検出セグメント１１８、１１９は、２つであるが、複数個でも良い。複数個の検出セグメントにした場合には、光検出器１１の回転方向の位置調整をより精確に行うことができる。 As described above, the hologram element 10 includes the first diffraction region P that separates the central light beam of the three light beams reflected by the information recording surface of the optical disc D into ± first-order diffracted light, and the central light beam. It comprises two second diffraction regions Q1 and Q2 for separating the two light beams on both sides into ± first-order diffracted light in a direction different from ± first-order diffracted light separated by the first diffraction region P, and is a photodetector. 11 receives the position detection segments 118 and 119 having the same diameter as the spot diameter of the ± first-order diffracted light separated in the first diffraction region P, and ± first-order diffracted light separated in the second diffraction regions Q1 and Q2. Since there are a plurality of detection segments A to D and a to d, the relative position adjustment between the light spot formed by the reflected light beam from the information recording surface of the optical disc D and the detection segment of the photodetector 11 is easy. And it can be done with high precision Even when the photodetector 11 is deviated in the rotation direction, the position of the photodetector 11 can be adjusted so that the light reception signal outputs detected by the position detection segments 118 and 119 are maximal and equal. Position adjustment in the direction can be easily performed.
In the embodiment of the present invention, the number of the position detection segments 118 and 119 is two. When a plurality of detection segments are used, the position of the photodetector 11 in the rotational direction can be adjusted more accurately.

本発明に係る光ピックアップ装置の構成を示す側面図である。It is a side view which shows the structure of the optical pick-up apparatus based on this invention. 前記光ピックアップ装置において、光ディスクの情報記録面上の光スポットの配列状態を示す平面図である。FIG. 2 is a plan view showing an arrangement state of light spots on an information recording surface of an optical disc in the optical pickup device. 前記光ピックアップ装置におけるホログラム素子及び光検出器を示す図である。It is a figure which shows the hologram element and photodetector in the said optical pick-up apparatus. 従来の光ピックアップ装置の構成を示す側面図である。It is a side view which shows the structure of the conventional optical pick-up apparatus. ホログラム素子を利用した従来の光ピックアップ装置の構成を示す側面図である。It is a side view which shows the structure of the conventional optical pick-up apparatus using a hologram element. 従来の光ピックアップ装置におけるホログラム素子のパターンを示す正面図である。It is a front view which shows the pattern of the hologram element in the conventional optical pick-up apparatus. ホログラム素子を利用した従来の光ピックアップ装置における光検出器の受光パターンを示す正面図である。It is a front view which shows the light reception pattern of the photodetector in the conventional optical pick-up apparatus using a hologram element. 従来の光ピックアップ装置におけるホログラム素子のパターン（フォーカス検出に光スポットサイズ法（ＳＳＤ法）を用いた場合）を示す正面図である。It is a front view which shows the pattern (when the light spot size method (SSD method) is used for focus detection) of the hologram element in the conventional optical pick-up apparatus. ホログラム素子を利用した従来の光ピックアップ装置における光検出器の受光パターン（フォーカス検出に光スポットサイズ法（ＳＳＤ法）を用いた場合）を示す正面図である。It is a front view which shows the light reception pattern (when the light spot size method (SSD method) is used for focus detection) of the photodetector in the conventional optical pick-up apparatus using a hologram element. 従来の光ピックアップ装置における光検出器の受光パターン（トラッキング検出にＤＰＰ法を用いた場合）を示す正面図である。It is a front view which shows the light reception pattern (when DPP method is used for tracking detection) of the photodetector in the conventional optical pick-up apparatus.

符号の説明Explanation of symbols

１半導体レーザ
２コリメータレンズ
３回折格子
５偏光ビームスプリッタ
８対物レンズ
９集光レンズ
１０ホログラム素子
１１光検出器
Ｄ光ディスク
Ａ〜Ｅ、ａ〜ｅ回折領域
第１回折領域Ｐ
第２回折領域Ｑ１、Ｑ２
検出セグメント１１５〜１１７
位置検出セグメント１１８、１１９

DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Semiconductor laser 2 Collimator lens 3 Diffraction grating 5 Polarizing beam splitter 8 Objective lens 9 Condensing lens 10 Hologram element 11 Photo detector D Optical disk AE, ae e Diffraction area 1st diffraction area P
Second diffraction region Q1, Q2
Detection segment 115-117
Position detection segment 118, 119

Claims

光源から出射されたレーザ光束を３本の光束に分離させる回折格子と、光ディスクの記録トラックに平行な方向に３分割された回折領域を有し、これらの回折領域で、前記光ディスクの情報記録面で反射された前記３本の光束を回折分離させるホログラム素子と、
前記ホログラム素子で回折分離された３本の光束を受光する複数の検出セグメントを有する光検出器と、を備えた光ピックアップ装置において、
前記ホログラム素子の３分割された回折領域は、前記光ディスクの情報記録面で反射された前記３本の光束のうちの中央の光束を±１次回折光に分離する第１回折領域と、前記中央の光束の両側の２つの光束を、前記第１回折領域で分離された±１次回折光とは異なる方向の±１次回折光に分離する２つの第２回折領域と、からなり、
前記光検出器は、前記第１回折領域で分離された前記±１次回折光のスポット径と同一径を有する少なくとも２つの位置検出セグメントと、前記２つの第２回折領域で分離された±１次回折光を受光する複数の検出セグメントと、を備えていることを特徴とする光ピックアップ装置。

A diffraction grating that separates a laser beam emitted from a light source into three beams, and a diffraction region that is divided into three in a direction parallel to a recording track of the optical disc. In these diffraction regions, the information recording surface of the optical disc A hologram element that diffracts and separates the three light beams reflected by
In an optical pickup device comprising: a photodetector having a plurality of detection segments that receive three light beams diffracted and separated by the hologram element;
The diffractive region divided into three parts of the hologram element includes a first diffractive region that separates a central light beam of the three light beams reflected by the information recording surface of the optical disc into ± first-order diffracted light, and the central diffractive region. Two second diffraction regions that separate two light beams on both sides of the light beam into ± 1st order diffracted light in a direction different from the ± 1st order diffracted light separated in the first diffraction region,
The light detector includes at least two position detection segments having the same diameter as the spot diameter of the ± first-order diffracted light separated in the first diffraction region, and ± 1 next time separated in the two second diffraction regions. An optical pickup device comprising: a plurality of detection segments that receive the folded light.