JP2007200478A - Optical pickup device and optical recording medium driving device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、レーザー光源から出射させたレーザー光を光記録媒体の信号記録面に形成されたトラック上に照射するレーザー光照射光学系と、光記録媒体の信号記録面で反射されたレーザー光の戻り光を検出する戻り光検出光学系とを備えた光ピックアップ装置において、光記録媒体の信号記録面で反射された戻り光を光検出器で検出する場合に、取り付け位置調整済みの光検出器が経時変化により光記録媒体の信号記録面に形成されたトラックと直交する方向に位置ズレした場合でもトラッキング信号のオフセットを防止できる光ピックアップ装置及び光記録媒体駆動装置に関するものである。 The present invention relates to a laser beam irradiation optical system for irradiating a laser beam emitted from a laser light source onto a track formed on a signal recording surface of an optical recording medium, and a laser beam reflected by the signal recording surface of the optical recording medium. In an optical pickup device having a return light detection optical system for detecting return light, when the return light reflected by the signal recording surface of the optical recording medium is detected by the photodetector, the photodetector whose position has been adjusted The present invention relates to an optical pickup device and an optical recording medium driving device that can prevent an offset of a tracking signal even when the position is shifted in a direction perpendicular to a track formed on a signal recording surface of the optical recording medium due to a change with time.
一般的に、円盤状又はカード状の光記録媒体は、映像情報とか音声情報やコンピュータデータなどの情報信号を光透過性基板の信号記録面上で螺旋状又は同心円状に形成したトラックに高密度に記録し、且つ、記録済みのトラックを再生する際に所望のトラックを高速にアクセスできることから多用されている。 Generally, a disk-shaped or card-shaped optical recording medium has a high density on a track in which information signals such as video information, audio information, and computer data are spirally or concentrically formed on a signal recording surface of a light-transmitting substrate. When a recorded track is recorded and a recorded track is reproduced, a desired track can be accessed at high speed.
上記した光記録媒体の信号記録面に対して光ピックアップを用いて各種の情報信号を記録再生するにあたって、一般的に、光ピックアップ装置は、レーザー光源から出射させたレーザー光を光記録媒体の信号記録面に形成されたトラック上に照射するレーザー光照射光学系と、光記録媒体の信号記録面で反射されたレーザー光の戻り光を検出する戻り光検出光学系とを備えている。 In recording and reproducing various information signals on the signal recording surface of the above optical recording medium using an optical pickup, in general, an optical pickup device uses a laser beam emitted from a laser light source as a signal of the optical recording medium. A laser light irradiation optical system for irradiating a track formed on the recording surface and a return light detection optical system for detecting return light of the laser light reflected by the signal recording surface of the optical recording medium are provided.
そして、光ピックアップ内のレーザー光源から出射させたレーザー光を対物レンズにより絞り込んでレーザービームを得て、このレーザービームを光透過性基板(又は光透過性保護膜)の入射面から入射させ、且つ、入射面から所定の距離隔てた位置にある信号記録面に形成されたトラック上にレーザービームをスポット状に集光させる時に、スポット状のレーザービームが信号記録面に形成されたトラックに追従し、且つ、信号記録面上で合焦するように対物レンズをトラッキング方向とフォーカス方向とにサーボをかけている。 Then, the laser beam emitted from the laser light source in the optical pickup is narrowed down by the objective lens to obtain a laser beam, and this laser beam is incident from the incident surface of the light transmissive substrate (or light transmissive protective film), and When a laser beam is focused in a spot shape on a track formed on the signal recording surface at a predetermined distance from the incident surface, the spot laser beam follows the track formed on the signal recording surface. In addition, the objective lens is servoed in the tracking direction and the focus direction so as to be focused on the signal recording surface.
図15は一般的な光ピックアップ装置を示した斜視図、
図16は図15に示した光検出器を拡大して示した図、
図17(a),(b)は一般的な光ピックアップ装置において、取り付け位置調整済みの光検出器が光ディスクの信号記録面に形成されたトラックと直交するディスク径方向の一方又は他方に位置ズレした状態を示した図である。
FIG. 15 is a perspective view showing a general optical pickup device,
FIG. 16 is an enlarged view of the photodetector shown in FIG.
17 (a) and 17 (b) show a general optical pickup device in which a photodetector whose mounting position has been adjusted is displaced in one or the other in the radial direction of the disk perpendicular to the track formed on the signal recording surface of the optical disk. It is the figure which showed the state which carried out.
図15に示した一般的な光ピックアップ装置10は、円盤状又はカード状の光記録媒体1を記録又は再生可能に構成されている。
The general optical pickup device 10 shown in FIG. 15 is configured to be able to record or reproduce a disk-shaped or card-shaped
ここで、一般的な光ピックアップ装置10を説明する前に、光記録媒体1を簡略に説明すると、光記録媒体1として光ディスクを適用した場合に、光記録媒体(以下、光ディスクと記す)1はポリカーボネイトなどの透明な樹脂材を用いて円盤状に形成されており、対物レンズ16からのレーザービームLBが入射する入射面1aから所定の距離隔てた位置に信号記録面1bが形成されている。尚、この図15では、円盤状に形成した光ディスク1を一部破断して図示している。
Here, before describing a general optical pickup device 10, the
また、光ディスク1の信号記録面1bには、映像情報とか音声情報やコンピュータデータなどの情報信号を記録再生するために所定幅のトラックTが螺旋状又は同心状に形成されている。
On the
この際、一つのトラックT上で仮想の中心線をXで表し、このトラックTに沿う方向をトラック方向(又はタンジェンシャル方向)と呼称すると共に、トラックTの中心線Xと直交し且つ光ディスク1の中心を通る仮想の線をYで表し、この線Yに沿う方向をディスク径方向(又はラジアル方向)と呼称して以下説明する。
At this time, a virtual center line on one track T is represented by X, and the direction along the track T is referred to as a track direction (or tangential direction), and is orthogonal to the center line X of the track T and the
上記した光ディスク1は不図示のスピンドルモータの軸に固着したターンテーブル上に搭載されて、このターンテーブルと一体に回転自在に設けられており、且つ、光ディスク1の下方に記録再生用の光ピックアップ装置10が光ディスク1の径方向に移動自在に設けられている。
The
ここで、一般的な光ピックアップ装置10は、レーザー光源11から出射させたレーザー光Lを光ディスク1の信号記録面1bに形成されたトラックT上に照射するレーザー光照射光学系と、光ディスク1の信号記録面1bで反射されたレーザー光の戻り光を検出する戻り光検出光学系とを備えている。
Here, the general optical pickup device 10 includes a laser light irradiation optical system that irradiates a laser beam L emitted from a
まず、上記した光ピックアップ装置10内のレーザー光照射光学系について説明すると、レーザー光源となる半導体レーザー11から光ディスク1の種類に対応した基準波長λのレーザー光Lが出射されている。
First, the laser light irradiation optical system in the optical pickup device 10 will be described. Laser light L having a reference wavelength λ corresponding to the type of the
そして、半導体レーザー11から出射されたレーザー光Lは直線偏光の発散光であり、この発散光がコリメーターレンズ12で平行光に変換された後に偏光ビームスプリッタ13に入射される。ここで、半導体レーザー11から出射されたレーザー光Lの偏光方向をP偏光光としているために、偏光ビームスプリッタ13内に入射されたレーザー光Lは偏光分離特性を有する半透過反射膜13aを透過してλ/4板14に入射され、このλ/4板14を透過して円偏光となる。この際、λ/4板14は基準波長λのレーザー光Lを透過させる時にλ/4の位相差を与えるものである。更に、λ/4板14を透過したレーザー光Lは、レンズホルダ15内に取り付けた対物レンズ16に入射される。
The laser light L emitted from the
上記した対物レンズ16は、光ディスク1の種類に対応して開口数(NA)が設定されており、この対物レンズ16でレーザー光Lを絞って得たレーザービームLBを光ディスク1の入射面1aから入射させて、入射面1aから所定の距離隔てた位置にある信号記録面1bに形成されたトラックT上にスポット状に照射している。
The
次に、上記した光ピックアップ装置10内の戻り光検出光学系について説明すると、光ディスク1の信号記録面1bで反射されたレーザービームLBの戻り光は、上記とは逆に、対物レンズ16,λ/4板14を順に通過し、このλ/4板14を通過する時に90°偏光面が変わったS偏光光となり、偏光ビームスプリッタ13内の偏光分離特性を有する半透過反射膜13aで反射されて略90°方向を転じられた後に検出レンズ17と、戻り光に対して非点収差を発生させるシリンドリカル18とを順に経て、戻り光が複数の検出領域を有する光検出器19で受光できるように光検出器19上に円形状のスポットが結像されている。
Next, the return light detection optical system in the optical pickup device 10 will be described. The return light of the laser beam LB reflected by the
この際、上記したシリンドリカルレンズ18は、光検出器19により後述するトラッキングエラー信号を周知のプッシュプル法を用いて検出する場合には必要ないものの、これと同時に後述するフォーカスエラー信号を周知の非点収差法を用いて検出する場合には必要となるものであり、光ディスク1の信号記録面1bで反射された戻り光のトラック方向が光ディスク1の信号記録面1bに形成されたトラックTの中心線Xに対して45°傾くように配置されている。これにより、シリンドリカルレンズ18を通過した戻り光のトラック方向及びディスク径方向は、対物レンズ16の入射時に対して90°回転して光検出器19上に円形スポット状に結像されている。
At this time, the above-described
ここで、図16に拡大して示した如く、上記した光検出器19は、正方形状の内部が複数の領域に分割されており、例えば、光ディスク1の信号記録面1bに形成されたトラックT(図15)の中心線Xと対応する方向を向いて光検出器19の検出領域の中心点Oを通る分割線19aと、光ディスク1の信号記録面1bに形成されたトラックT(図1)の中心線Xと直交する線Yと対応する方向を向いて光検出器19の検出領域の中心点Oを通る分割線19bとにより、光検出器19内が4分割されて4つの検出領域(A)〜(D)が形成されている。
Here, as shown in an enlarged view in FIG. 16, the above-described
そして、この光検出器19上に円形状に結像された光ディスク1からの戻り光のスポットSPの光量を4つの検出領域(A)〜(D)で光電変換し、各検出領域(A)〜(D)から各検出信号A〜Dが出力されている。
Then, the light amount of the spot SP of the return light from the
この際、光検出器19で検出した各検出信号A〜Dを用いて、光ディスク1に対して対物レンズ16にトラッキングサーボをかけ、且つ、フォーカスサーボをかける技術的思想は、下記の非特許文献1に記載されている。
At this time, the technical idea of applying the tracking servo and the focus servo to the
この非特許文献1によると、光ディスク1の信号記録面1bに形成されたトラックT(図15)にレーザービームLBを追従させるためのトラッキングエラー信号TEは、図16に示した光検出器19の4つの検出領域(A)〜(D)からの各検出信号A〜Dに対して周知のプッシュプル法を用いており、具体的には、光検出器19上で光ディスク1の信号記録面1bに形成されたトラックT(図15)の中心線Xと対応する方向を向いて検出領域の中心点Oを通る一つの分割線19aにより2つの検出領域(A,B),(C,D)に分割された上で、分割線19aを挟んで両側の2つの検出領域(A,B),(C,D)からの各受光量の差分を下記の式1より演算し、このトラッキングエラー信号TEにより対物レンズ16に対してトラッキングサーボをかけている。
According to this
[数1]
TE=(A+B)−(C+D) ………式1
[Equation 1]
TE = (A + B)-(C + D) .........
また、光ディスク1の信号記録面1bにレーザービームLBを合焦させるためのフォーカスエラー信号FEは、光ディスク1からの戻り光に対してシリンドリカルレンズ17で非点収差を発生させて、図16に示した光検出器19の4つの検出領域(A)〜(D)からの各検出信号A〜Dに対して周知の非点収差を用いており、具体的には、光検出器19上で互いに直交する分割線19a,19bにより分割された4つの検出領域(A)〜(D)中で一方の対角領域(A,C)と他方の対角領域(B,D)における各受光量の差分を下記の式2より演算し、このフォーカスエラー信号FEにより対物レンズ16に対してフォーカスサーボをかけている。
Further, the focus error signal FE for focusing the laser beam LB on the
[数2]
TE=(A+C)−(B+D) ………式2
[Equation 2]
TE = (A + C)-(B + D) .........
更に、光ディスク1の信号記録面1bに記録されたデータ(情報信号)を再生するためのデータ信号RFは、図16に示した光検出器19上で検出領域(A)〜(D)における各受光量の加算分を下記の式3より演算し、このデータ信号RFを光ディイク1のフォーマットに応じて信号処理している。
Further, the data signal RF for reproducing the data (information signal) recorded on the
[数3]
RF=A+B+C+D ………式3
[Equation 3]
RF = A + B + C + D .........
一方、対物レンズのシフトの影響を低減させるために、光ディスクからの反射光を回折素子、シリンドリカルレンズ、スポットレンズを介して光検出器で受光し、良好なトラッキング制御を行うことができる光ピックアップのトラッキング誤差検出方法及び光ピックアップ装置が、下記の特許文献1に開示されている。
On the other hand, in order to reduce the influence of the shift of the objective lens, an optical pickup capable of performing good tracking control by receiving reflected light from an optical disk with a photodetector via a diffraction element, a cylindrical lens, and a spot lens. A tracking error detection method and an optical pickup device are disclosed in
ここでの図示を省略するものの、この特許文献1によると、光ディスクからの反射光を回折素子により0次光と±1次光とに分け、且つ、対物レンズがディスクラジアルの規定方向にシフトするに応じて、第1の受光素子に入射する光量を増加させると共に、第2の受光素子に入射する光量を減少させ、第1の受光素子の出力信号と第2の受光素子の出力信号との差信号に基づいて、プッシュプル信号を補正してトラッキング誤差信号を得ることで、対物レンズのシフト等に影響を受けずに良好なトラッキングを行うことができる旨が開示されている。
ところで、図15に示した従来の光ピックアップ装置10を組み立てる際に、図16に示した光検出器19は、この検出領域の中心点Oを通る一つの分割線19aが光ディスク1の信号記録面1bに形成されたトラックT(図15)の中心線Xと一致するように予め取り付け位置を調整しながら組み立てている。
When the conventional optical pickup device 10 shown in FIG. 15 is assembled, the
しかしながら、上記した従来の光ピックアップ装置10において、取り付け位置調整済みの光検出器19が、経時変化により図17(a),(b)に示したように光ディスク1の信号記録面1bに形成されたトラックT(図15)と直交するディスク径方向の一方又は他方に僅かに位置ズレした場合に、トラッキングエラー信号TEにオフセットが発生してしまう。
However, in the conventional optical pickup device 10 described above, the
即ち、光検出器19上に結像される光ディスク1からの戻り光のスポットSPはレーザービームLBの光強度分布に対応して中心部の光量が一般的に強く、これにより光検出器19が経時変化により図17(a)に示したように図示下方に向かってディスク径方向に位置ズレすると、光量が強いスポットSPの中心部は上方の検出領域(A),(B)側に結像するために、4つの検出領域(A)〜(D)からの各検出信号A〜Dを演算した時に(A+B)>(C+D)となり、トラッキングエラー信号TEのオフセットが+側に大きく発生してしまう。
That is, the spot SP of the return light from the
一方、光検出器19が経時変化により図17(b)に示したように図示上方に向かってディスク径方向に位置ズレすると、光量が強いスポットSPの中心部は下方の検出領域(C),(D)側に結像するために、4つの検出領域(A)〜(D)からの各検出信号A〜Dを演算した時に(A+B)<(C+D)となり、トラッキングエラー信号TEのオフセットが−側に大きく発生してしまう。
On the other hand, when the
この際、取り付け位置調整済みの光検出器19が経時変化により光ディスク1の信号記録面1bに形成されたトラックT(図15)と直交するディスク径方向に位置ズレしてもフォーカスエラー信号FE及びデータ信号RFには影響を及ぼさない。更に、取り付け位置調整済みの光検出器19が経時変化によりディスク径方向と直交するトラック方向に位置ズレしてもトラッキングエラー信号TE及びフォーカスエラー信号FE並びにデータ信号RFには影響を及ぼさない。
At this time, the focus error signal FE and the
一方、前記した特許文献1に開示された光ピックアップのトラッキング誤差検出方法及び光ピックアップ装置によれば、光ディスクからの反射光(戻り光)の光路中に、0次光と±1次光とに分けるための回折素子が設けられているものの、この回折素子は回折格子の格子ピッチが全面にわたり同一であり、且つ、対物レンズのシフトに対応して回折格子の山部分の幅と谷部の幅の比率を変化させたものであるので、光検出器の取り付け位置のズレに対応した回折格子部を有する回折素子ではない。
On the other hand, according to the tracking error detection method and the optical pickup device disclosed in
そこで、取り付け位置調整済みの光検出器が経時変化により光記録媒体のトラックと直交する方向に僅かに位置ズレしても、トラッキングエラー信号のオフセットを防止することができる光ピックアップ装置及び光記録媒体駆動装置が望まれている。 Therefore, an optical pickup device and an optical recording medium that can prevent the tracking error signal from being offset even if the photodetector whose mounting position has been adjusted slightly shifts in the direction perpendicular to the track of the optical recording medium due to a change over time. A drive device is desired.
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、請求項1記載の発明は、光記録媒体の信号記録面に形成されたトラック上にレーザー光を照射するレーザー光照射光学系と、前記光記録媒体の信号記録面で反射された前記レーザー光の戻り光を検出する戻り光検出光学系とを備えた光ピックアップ装置において、
前記戻り光検出光学系は、
前記トラックの中心線と対応させた中心線を挟んで所定の幅を持ってトラック方向に沿って帯状の回折格子部が形成され、前記戻り光に対して前記帯状の回折格子部で±1次光を前記トラックと直交する方向に回折させ、且つ、前記帯状の回折格子部以外の領域で0次光を透過させる回折素子と、
前記回折素子を透過した前記±1次光及び前記0次光を集光する検出レンズと、
前記検出レンズを通った各光を検出するために中心点を通る一つの分割線を介して2つの検出領域に分割され、且つ、前記一つの分割線は前記トラックの中心線と対応するように配置されており、前記帯状の回折格子部と対応して前記一つの分割線の近傍に帯状の非結像領域をトラック方向に沿って生じさせると共に、前記帯状の回折格子部により前記2つの検出領域内に分かれてそれぞれ前記トラックと直交する方向に回折された前記±1次光と前記帯状の回折格子部以外の領域を透過した前記0次光とを該2つの検出領域で受光する光検出器とを備えたことを特徴とする光ピックアップ装置である。
The present invention has been made in view of the above problems, and the invention according to
The return light detection optical system includes:
A band-shaped diffraction grating portion is formed along the track direction with a predetermined width across a center line corresponding to the track center line, and ± 1st order is formed in the band-shaped diffraction grating portion with respect to the return light. A diffraction element that diffracts light in a direction perpendicular to the track and transmits zero-order light in a region other than the band-shaped diffraction grating portion;
A detection lens that collects the ± first-order light and the zero-order light transmitted through the diffraction element;
In order to detect each light passing through the detection lens, it is divided into two detection areas via one dividing line passing through a center point, and the one dividing line corresponds to the center line of the track. A band-shaped non-imaging region is formed along the track direction in the vicinity of the one dividing line corresponding to the band-shaped diffraction grating portion, and the two detections are performed by the band-shaped diffraction grating portion. Light detection in which the two detection regions receive the ± first-order light divided into regions and diffracted in a direction perpendicular to the track and the zero-order light transmitted through regions other than the band-like diffraction grating portion. And an optical pickup device.
また、請求項2記載の発明は、請求項1記載の光ピックアップ装置を適用した光記録媒体駆動装置であって、
前記光検出器と接続され、該光検出器上で前記一つの分割線の近傍に前記帯状の非結像領域をトラック方向に沿って生じさせた状態で、前記帯状の回折格子部により前記2つの検出領域内に分かれてそれぞれ前記トラックと直交する方向に回折された前記±1次光と前記帯状の回折格子部以外の領域を透過した前記0次光とを該2つの検出領域で受光した各受光量の差分をプッシュプル法により演算してトラッキングエラー信号を生成するトラッキングサーボ回路部を備えたこと特徴とする光記録媒体駆動装置である。
The invention according to
The band-shaped diffraction grating portion is connected to the photodetector, and the band-shaped non-imaging region is generated along the track direction in the vicinity of the one dividing line on the photodetector. The ± 1st order light divided into two detection areas and diffracted in the direction orthogonal to the track and the 0th order light transmitted through the area other than the band-shaped diffraction grating portion are received by the two detection areas. An optical recording medium driving device is provided with a tracking servo circuit unit that calculates a difference of each received light amount by a push-pull method and generates a tracking error signal.
また、請求項3記載の発明は、光記録媒体の信号記録面に形成されたトラック上にレーザー光を照射するレーザー光照射光学系と、前記光記録媒体の信号記録面で反射された前記レーザー光の戻り光を検出する戻り光検出光学系とを備えた光ピックアップ装置において、
前記戻り光検出光学系は、
前記トラックの中心線と、該トラックの中心線と直交して前記光記録媒体の中心を通る線とが交わる交点と対応させた中心点を中心にして所定の径で円形状の回折格子部が形成され、前記戻り光に対して前記円形状の回折格子部で±1次光を前記トラックと直交する方向に回折させ、且つ、前記円形状の回折格子部以外の領域で0次光を透過させる回折素子と、
前記回折素子を透過した前記±1次光及び前記0次光を集光する検出レンズと、
前記検出レンズを通った各光を検出するために中心点を通る一つの分割線を介して2つの検出領域に分割され、且つ、前記一つの分割線は前記トラックの中心線と対応するように配置されており、前記円形状の回折格子部と対応して前記中心点の近傍に円形状の非結像領域を生じさせると共に、前記円形状の回折格子部により前記2つの検出領域内に分かれてそれぞれ前記トラックと直交する方向に回折された前記±1次光と前記円形状の回折格子部以外の領域を透過した前記0次光とを該2つの検出領域で受光する光検出器とを備えたことを特徴とする光ピックアップ装置である。
According to a third aspect of the present invention, there is provided a laser beam irradiation optical system for irradiating a laser beam onto a track formed on a signal recording surface of an optical recording medium, and the laser beam reflected by the signal recording surface of the optical recording medium. In an optical pickup device including a return light detection optical system for detecting return light of light,
The return light detection optical system includes:
A circular diffraction grating portion having a predetermined diameter centered on a center point corresponding to an intersection point of a center line of the track and a line passing through the center of the optical recording medium perpendicular to the center line of the track; The first-order light is diffracted with respect to the return light by the circular diffraction grating portion in a direction perpendicular to the track, and the zero-order light is transmitted through a region other than the circular diffraction grating portion. A diffraction element to be
A detection lens that collects the ± first-order light and the zero-order light transmitted through the diffraction element;
In order to detect each light passing through the detection lens, it is divided into two detection areas via one dividing line passing through a center point, and the one dividing line corresponds to the center line of the track. A circular non-imaging region is formed in the vicinity of the center point corresponding to the circular diffraction grating portion, and is divided into the two detection regions by the circular diffraction grating portion. A photodetector that receives the ± first-order light diffracted in a direction orthogonal to the track and the zero-order light transmitted through a region other than the circular diffraction grating portion at the two detection regions. An optical pickup device including the optical pickup device.
更に、請求項4記載の発明は、請求項3記載の光ピックアップ装置を適用した光記録媒体駆動装置であって、
前記光検出器と接続され、該光検出器上で前記中心点の近傍に前記円形状の非結像領域を生じさせた状態で、前記円形状の回折格子部により前記2つの検出領域内に分かれてそれぞれ前記トラックと直交する方向に回折された前記±1次光と前記円形状の回折格子部以外の領域を透過した前記0次光とを該2つの検出領域で受光した各受光量の差分をプッシュプル法により演算してトラッキングエラー信号を生成するトラッキングサーボ回路部を備えたこと特徴とする光記録媒体駆動装置である。
Furthermore, the invention according to
The circular non-imaging region is formed in the vicinity of the center point on the photodetector, and the circular diffraction grating portion causes the circular detection unit to be within the two detection regions. The ± 1st order light diffracted in the direction perpendicular to the track and the 0th order light transmitted through the area other than the circular diffraction grating portion are received by the two detection areas. An optical recording medium driving apparatus comprising a tracking servo circuit unit that calculates a difference by a push-pull method and generates a tracking error signal.
請求項1記載の光ピックアップ装置によると、光記録媒体の信号記録面に形成されたトラック上にレーザー光を照射するレーザー光照射光学系と、光記録媒体の信号記録面で反射されたレーザー光の戻り光を検出する戻り光検出光学系とを備えた光ピックアップ装置において、とくに、光記録媒体のトラックの中心線と対応させた中心線を挟んで所定の幅を持ってトラック方向に沿って帯状の回折格子部が形成された回折素子を戻り光検出光学系に設けたため、帯状の回折格子部に対応して光検出器内で光記録媒体のトラックの中心線と対応させた一つの分割線の近傍に非結像領域がトラック方向に沿って生じるので、光検出器が経時変化により光記録媒体のトラックと直交する方向に位置ズレした場合に対応可能である。
According to the optical pickup device of
また、請求項2記載の光記録媒体駆動装置によると、請求項1記載の光ピックアップ装置を適用した際に、とくに、光検出器と接続され、光検出器上で一つの分割線の近傍に帯状の非結像領域をトラック方向に沿って生じさせた状態で、帯状の回折格子部により2つの検出領域内に分かれてそれぞれトラックと直交する方向に回折された±1次光と帯状の回折格子部以外の領域を透過した0次光とを2つの検出領域で受光した各受光量の差分をプッシュプル法により演算してトラッキングエラー信号を生成するトラッキングサーボ回路部を備えたため、光検出器が経時変化により光記録媒体のトラックと直交する方向に位置ズレした場合でもトラッキングエラー信号のオフセットが生じないので、対物レンズのトラッキングサーボを良好に行うことができる。 Further, according to the optical recording medium driving device of the second aspect, when the optical pickup device of the first aspect is applied, the optical recording medium driving device is particularly connected to the photodetector, and is close to one dividing line on the photodetector. ± 1st order light and band-like diffraction diffracted in two detection areas by the band-like diffraction grating portion and diffracted in the direction perpendicular to the track, respectively, in a state where the band-like non-imaging area is generated along the track direction. Since it has a tracking servo circuit section that generates a tracking error signal by calculating the difference between the received light amounts received by the two detection areas with zero-order light that has passed through areas other than the grating section, the photodetector Since tracking error signal offset does not occur even when the position shifts in the direction perpendicular to the track of the optical recording medium due to changes over time, the tracking servo of the objective lens is performed well. It is possible.
また、請求項3記載の光ピックアップ装置によると、光記録媒体の信号記録面に形成されたトラック上にレーザー光を照射するレーザー光照射光学系と、光記録媒体の信号記録面で反射されたレーザー光の戻り光を検出する戻り光検出光学系とを備えた光ピックアップ装置において、とくに、光記録媒体のトラックの中心線と、トラックの中心線と直交して光記録媒体の中心を通る線とが交わる交点と対応させた中心点を中心にして所定の径で円形状の回折格子部が形成された回折素子を戻り光検出光学系に設けたため、円形状の回折格子部に対応して検出器内で中心点の近傍に円形状の非結像領域が生じるので、光検出器が経時変化により光記録媒体のトラックと直交する方向に位置ズレした場合に対応可能である。
According to the optical pickup device of
更に、請求項4記載の光記録媒体駆動装置によると、請求項3記載の光ピックアップ装置を適用した際に、とくに、光検出器と接続され、光検出器上で中心点の近傍に円形状の非結像領域を生じさせた状態で、円形状の回折格子部により2つの検出領域内に分かれてそれぞれトラックと直交する方向に回折された±1次光と円形状の回折格子部以外の領域を透過した0次光とを2つの検出領域で受光した各受光量の差分をプッシュプル法により演算してトラッキングエラー信号を生成するトラッキングサーボ回路部を備えたため、光検出器が経時変化により光記録媒体のトラックと直交する方向に位置ズレした場合でもトラッキングエラー信号のオフセットが生じないので、対物レンズのトラッキングサーボを良好に行うことができる。
Further, according to the optical recording medium driving device according to
以下に本発明に係る光ピックアップ装置及び光記録媒体駆動装置の一実施例について図1〜図14を参照して実施例1,実施例2の順に詳細に説明する。
Hereinafter, an embodiment of an optical pickup device and an optical recording medium driving device according to the present invention will be described in detail in the order of
本発明に係る光ピックアップ装置及び光記録媒体駆動装置は、円盤状又はカード状の光記録媒体を記録又は再生可能に構成されているが、以下の説明では光記録媒体としてDVD(Digital Versatile Disc)や、このDVDよりも記録密度が大きいBlu−ray Discなどの光ディスクに適用した例について説明する。 The optical pickup device and the optical recording medium driving device according to the present invention are configured to be able to record or reproduce a disk-shaped or card-shaped optical recording medium. In the following description, a DVD (Digital Versatile Disc) is used as the optical recording medium. An example applied to an optical disc such as a Blu-ray Disc having a higher recording density than the DVD will be described.
図1は本発明の実施例1に係る光ピックアップ装置を示した斜視図、
図2は図1に示した回折素子を拡大して示した図、
図3(a)は本発明の実施例1に係る光ピックアップ装置において、光ディスクの信号記録面で反射されたレーザービームの戻り光を回折素子で回折させた時の光路図であり、(b)は回折素子の回折格子部を拡大して示した図、
図4は本発明の実施例1に係る光ピックアップ装置において、光ディスクの信号記録面で反射されたレーザービームの戻り光を回折素子で回折させた後に、取り付け位置調整済みの光検出器に結像させた状態を示した図、
図5は本発明の実施例1に係る光ピックアップ装置を適用した実施例1の光記録媒体駆動装置を示した構成図、
図6(a),(b)は本発明の実施例1に係る光ピックアップ装置において、取り付け位置調整済みの光検出器が光ディスクの信号記録面に形成されたトラックと直交するディスク径方向の一方又は他方に位置ズレした状態を示した図、
図7は本発明の実施例1に係る光ピックアップ装置において、取り付け位置調整済みの光検出器が光ディスクの信号記録面に形成されたトラックと直交するディスク径方向に位置ズレした時のトラッキングエラー信号のオフセット量(%)を従来例と実施例1とに対して比較して示した図、
図8(a)〜(c)は図7に示したトラッキングエラー信号のオフセット量(%)を説明するための図である。
FIG. 1 is a perspective view showing an optical pickup device according to
2 is an enlarged view of the diffraction element shown in FIG.
FIG. 3A is an optical path diagram when the return light of the laser beam reflected by the signal recording surface of the optical disc is diffracted by the diffraction element in the optical pickup device according to the first embodiment of the present invention. Is an enlarged view of the diffraction grating portion of the diffraction element,
FIG. 4 shows an optical pickup device according to
FIG. 5 is a configuration diagram illustrating an optical recording medium driving device according to a first embodiment to which the optical pickup device according to the first embodiment of the invention is applied.
6 (a) and 6 (b) show an optical pickup apparatus according to
FIG. 7 shows a tracking error signal when the photodetector whose mounting position has been adjusted is displaced in the radial direction of the disk perpendicular to the track formed on the signal recording surface of the optical disk in the optical pickup device according to the first embodiment of the present invention. The figure which compared and showed the amount of offset (%) with respect to the prior art example and Example 1,
FIGS. 8A to 8C are diagrams for explaining the offset amount (%) of the tracking error signal shown in FIG.
図1に示した本発明の実施例1に係る光ピックアップ装置10Aは、先に図15を用いて説明した一般的な光ピックアップ装置10の構成に対して、光ディスク1の信号記録面1bで反射されたレーザービ―ムLBの戻り光の光路中で偏光ビームスプリッタ13と検出レンズ17との間に帯状の回折格子部20aを有する回折素子20を新たに追加した点を除いて同様の構成であり、ここでは説明の便宜上、先に示した同一構成部材に対しては同一の符号を付し、且つ、先に示した構成部材は必要に応じて適宜説明し、一般的な光ピックアップ装置10に対して異なる構成部材に新たな符号を付して説明する。
The
図1に示した如く、回転自在な光ディスク1の下方に設けられた実施例1の光ピックアップ装置10Aは、半導体レーザー11から出射させたレーザー光Lを光ディスク1の信号記録面1bに形成されたトラックT上に照射するレーザー光照射光学系と、光ディスク1の信号記録面1bで反射されたレーザー光の戻り光を検出する戻り光検出光学系とを備えている。尚、この図1では、円盤状に形成した光ディスク1を一部破断して図示している。
As shown in FIG. 1, in the
まず、上記した光ピックアップ装置10A内のレーザー光照射光学系は、従来例と同じ構成であり、半導体レーザー11から出射させたレーザー光Lがコリメーターレンズ12で平行光に変換された後に偏光ビームスプリッタ13内の偏光分離特性を有する半透過反射膜13aを透過してλ/4板14に入射され、このλ/4板14を透過して円偏光光となり、この円偏光光をレンズホルダ15内に取り付けた対物レンズ16で絞り込んで得たレーザービームLBが光ディスク1の入射面1aから入射してこの入射面1aに対して所定の距離隔てた位置にある信号記録面1bに形成されたトラックT上に照射されている。
First, the laser light irradiation optical system in the
ここで、光ディスク1として例えば上記したDVDを記録再生する場合には、半導体レーザー11から基準波長λが650nm前後のレーザー光Lを出射させ、このレーザー光Lを開口数(NA)が0.6程度の対物レンズ16で絞って得たレーザービームLBを光ディスク1の入射面1aから略0.6mm隔てた位置にある信号記録面1bに照射することにより、ディスク基板の直径が12cmの時に片面単層でデータを4.7GB(ギガバイト)程度記録再生することができる。
Here, when recording / reproducing, for example, the above-described DVD as the
また、光ディスク1として例えば上記したBlu−ray Discを記録再生する場合には、半導体レーザー11から基準波長λが450nm以下のレーザー光Lを開口数(NA)が0.75以上の対物レンズ16で絞って得たレーザービームLBを光ディスク1の入射面1aから略0.1mm隔てた位置にある信号記録面1bに照射することにより、ディスク基板の直径が12cmの時に片面単層でデータを25GB(ギガバイト)程度記録再生することができる。
When recording / reproducing, for example, the above-described Blu-ray Disc as the
次に、上記した光ピックアップ装置10A内の戻り光検出光学系は、従来例と一部異なってこの戻り光検出光学系中に回折素子20が設けられており、光ディスク1の信号記録面1bで反射されたレーザービームLBの戻り光は、上記とは逆に、対物レンズ16,λ/4板14を順に通過し、このλ/4板14を通過する時に90°偏光面が変わったS偏光光となり、偏光ビームスプリッタ13内の偏光分離特性を有する半透過反射膜13aで反射されて略90°方向を転じられた後に回折素子20に入射される。
Next, the return light detection optical system in the
上記した回折素子20は、実施例1の要部を構成する部材であり、図2に拡大して示した如く、光透過性基板を用いて正方形状に形成されている。また、回折素子20の内部に、帯状の回折格子部20aが光ディスク1の信号記録面1bに形成されたトラックT(図1)の中心線Xと対応させた中心線を挟んで所定の幅Hを持ち且つ長さ方向がトラック方向に沿って形成されていると共に、帯状の回折格子部20aの格子の向きはトラック方向と直交したディスク径方向に沿って形成されている。
The above-described
そして、図3(a)に拡大して示した如く、回折素子20は、レーザービームLBの戻り光のうちで0次光SP0の一部を帯状の回折格子部20aで透過させず、且つ、帯状の回折格子部20a以外の領域で0次光SP0の残り分を透過させると共に、帯状の回折格子部20aで±1次光SP+1,SP−1を光ディスク1の信号記録面1bに形成されたトラックT(図1)と直交する方向に回折させている。この際に、図3(b)に拡大して示した如く、回折素子20上での戻り光のビームスポット径φDが例えばφ4mmである時に、帯状の回折格子部20aの幅Hはこの回折格子部20aの中心線を挟んで片側で例えばそれぞれ0.2mmで合計で0.4mmに形成されている。
Then, as shown enlarged in FIG. 3 (a), the
この後、回折素子20からの0次光SP0の残り分及び±1次光SP+1,SP−1は、検出レンズ17と、戻り光に対して非点収差を発生させるシリンドリカル18とを順に通過した時に、このシリンドリカルレンズ18を通過した各光のトラック方向及びディスク径方向は、対物レンズ16の入射時に対して90°回転して、図4に拡大して示したように、光検出器19上にそれぞれ結像されている。
Thereafter, the remainder of the zero-order light SP 0 and the ± first-order lights SP +1 and SP −1 from the
尚、この実施例1において、検出レンズ17は、上記とは異なって、シリンドリカル18と光検出器19との間に配置しても良いものの、回折素子20は偏光ビームスプリッタ13とシリンドリカル18との間に配置しなければならないものである。
In the first embodiment, the
ここで、図4に拡大して示した如く、光検出器19は従来技術で説明したと同様に、光ディスク1の信号記録面1bに形成されたトラックT(図1)の中心線Xと対応する方向を向いて光検出器19の検出領域の中心点Oを通る分割線19aと、光ディスク1の信号記録面1bに形成されたトラックT(図1)の中心線Xと直交する線Yと対応する方向を向いて光検出器19の検出領域の中心点Oを通る分割線19bとにより、光検出器19内が4分割されて4つの検出領域(A)〜(D)が形成されている。この際、図4に示した光検出器19は、一つの分割線19aの位置が光ディスク1の信号記録面1bに形成されたトラックT(図1)の中心線Xと一致するように取り付け位置が予め調整されて、ディスク径方向に対して位置ズレしていない状態である。
Here, as shown in an enlarged view in FIG. 4, the
そして、この光検出器19上に結像された光ディスク1からの戻り光のスポットSPの光量を4つの検出領域(A)〜(D)で光電変換し、各検出領域(A)〜(D)から各検出信号A〜Dが出力されている。
Then, the light amount of the spot SP of the return light from the
ここで、光ディスク1のからの戻り光のうちで0次光SP0の一部は、回折素子20の帯状の回折格子部20aを通過しないために、この帯状の回折格子部20aと対応するように光検出器19上で帯状(長方形状)の非結像領域が光ディスク1の信号記録面1bに形成されたトラックT(図1)の中心線Xと対応した分割線19aを挟んだ両側に回折格子部20aの幅H=例えば0.4mm{図3(b)}に対して幅h=例えば6μmでトラック方向に沿って生じているものの、回折素子20の回折格子部20a以外の領域を通過した0次光SP0の残り分は検出器19の検出領域の中心点Oを中心にしてスポット径φd=例えば60μmで円形状に結像されている。
Here, some of the zero-order light SP 0 among the return light from the
一方、回折素子20の回折格子部20aで回折された±1次光SP+1,SP−1は、光ディスク1の信号記録面1bに形成されたトラックT(図1)の中心線Xと直交する線Yと対応した分割線19b上に幅h=6μmを持って上記した分割線19aを挟んだ両側に分かれてそれぞれ結像されている。
On the other hand, the ± first-order beams SP +1 and SP −1 diffracted by the diffraction
従って、±1次光SP+1,SP−1の各光量は、検出器19上で分割線19aを挟んで両側に分かれて生じた帯状の非結像領域の光量不足を補うことができるようになっている。
Accordingly, the light amounts of the ± first-order beams SP +1 and SP -1 can compensate for the shortage of light amount in the band-shaped non-imaging region generated on the
次に、図5に示した如く、実施例1に係る光ピックアップ装置10Aを搭載した実施例1の光記録媒体駆動装置30Aでは、光ピックアップ装置10A内に設けた光検出器19の出力側に、トラッキングサーボ回路部31と、フォーカスサーボ回路部32と、RF信号処理回路部33とが接続されている。
Next, as shown in FIG. 5, in the optical recording
ここで、図4と図5を併用して説明すると、上記したトラッキングサーボ回路部31内でトラッキングエラー信号TEを生成する場合には、従来技術で説明したと同様に、図4に示した光検出器19の4つの検出領域(A)〜(D)からの各検出信号A〜Dに対して周知のプッシュプル法を用いて演算しており、具体的には、光検出器19上でトラックT(図1)の中心線Xと対応する方向を向いて検出領域の中心点Oを通る一つの分割線19aにより2つの検出領域(A,B),(C,D)に分割され、且つ、回折素子20の帯状の回折格子部20aを透過しない0次光SP0の一部により分割線19aの近傍に帯状の非結像領域を生じさせた状態で、帯状の回折格子部20aにより2つの検出領域(A,B),(C,D)内に分かれてそれぞれトラックT(図1)と直交する方向に回折された±1次光SP+1,SP−1と回折格子部20a以外の領域を透過した0次光SP0の残り分とを2つの検出領域(A,B),(C,D)で受光し、分割線19aを挟んで両側の2つの検出領域(A,B),(C,D)からの各受光量の差分を先に示した式1より演算して、このトラッキングエラー信号TE={(A+B)−(C+D)}をレンズホルダ15に取り付けたトラッキングコイル21に印加しながらレンズホルダ15内の対物レンズ16に対してトラッキングサーボをかけている。
4 and FIG. 5 together, in the case where the tracking error signal TE is generated in the tracking
また、上記したフォーカスサーボ回路部32内でフォーカスエラー信号FEを生成する場合には、従来技術で説明したと同様に、光ディスク1からの戻り光に対してシリンドリカルレンズ17で非点収差を発生させて、図4に示した光検出器19の4つの検出領域(A)〜(D)からの各検出信号A〜Dに対して周知の非点収差を用いて演算しており、具体的には、光検出器19上で互いに直交する分割線19a,19bにより4つの検出領域(A)〜(D)に分割され、且つ、回折素子20の帯状の回折格子部20aを透過しない0次光SP0の一部により分割線19aの近傍に帯状の非結像領域を生じさせた状態で、回折格子部20a以外の領域を透過した0次光SP0の残り分と回折格子部20aでトラックT(図1)と直交する方向に回折された±1次光SP+1,SP−1とを4つの検出領域(A)〜(D)で受光し、これら4つの検出領域(A)〜(D)中で一方の対角領域(A,C)と他方の対角領域(B,D)における各受光量の差分を先に示した式2より演算し、このフォーカスエラー信号FE={(A+C)−(B+D)}をレンズホルダ15に取り付けたフォーカスコイル22に印加しながらレンズホルダ15内の対物レンズ16に対してフォーカスサーボをかけている。
When the focus error signal FE is generated in the focus
更に、RF信号処理回路部33内でデータ信号RFを生成する場合には、図4に示した光検出器19の4つの検出領域(A)〜(D)からの各検出信号A〜Dを先に示した式3より加算演算してデータ信号RF={A+B+C+D}を得ている。この際、上述したように光検出器19上で帯状の非結像領域からの光量はないものの、帯状の非結像領域に相当する光量を±1次光SP+1,SP−1の各光量で補っているために、データ信号RFに対して光量不足は生じない。
Further, when the data signal RF is generated in the RF signal
ここで、上記のように構成した実施例1の光ピックアップ装置10Aを搭載した実施例1の光記録媒体駆動装置30Aにおいて、取り付け位置調整済みの光検出器19が経時変化によりディスク径方向に位置ズレした状態を図6(a),(b)に示す。
Here, in the optical recording
具体的には、図6(a)に示した如く、光検出器19が経時変化により上記した帯状の非結像領域の幅h=6μmに対してh/2=3μmだけ図示下方に向かってディスク径方向に位置ズレすると、円形状の0次光SP0の残り分はこの中心部位が上方の検出領域(A),(B)側に変位された状態で結像し、且つ、帯状の非結像領域も検出領域(A),(B)内に位置するものの、4つの検出領域(A)〜(D)からの各検出信号A〜Dを演算した時に図示から明らかなように(A+B)=(C+D)であるので、先に図4で示した位置ズレしていないとき同じになるために、トラッキングエラー信号TE={(A+B)−(C+D)}のオフセットは生じない。
Specifically, as shown in FIG. 6A, the
尚、光検出器19が帯状の非結像領域の幅hに対してh/2よりも大きく図示下方に向かってディスク径方向に位置ズレすればトラッキング信号のオフセットが例えば+側に発生する。
Incidentally, if the
一方、図6(b)に示した如く、光検出器19が経時変化により上記した帯状の非結像領域の幅h=6μmに対してh/2=3μmだけ図示上方に向かってディスク径方向に位置ズレすると、円形状の0次光SP0の残り分はこの中心部位が下方の検出領域(C),(D)側に変位された状態で結像し、且つ、帯状の非結像領域も検出領域(C),(D)内に位置するものの、4つの検出領域(A)〜(D)からの各検出信号A〜Dを演算した時に図示から明らかなように(A+B)=(C+D)であるので、先に図4で示した位置ズレしていないとき同じになるために、トラッキングエラー信号TE={(A+B)−(C+D)}のオフセットは生じない。
On the other hand, as shown in FIG. 6 (b), the
尚、光検出器19が帯状の非結像領域の幅hに対してh/2よりも大きく図示上方に向かってディスク径方向に位置ズレすればトラッキング信号のオフセットが例えば−側に発生する。
Incidentally, if the
上記から図7に示したように、横軸に光検出器のディスク径方向への位置ズレ量(μm)を示し、縦軸にトラッキングエラー信号のオフセット量(%)を示して、従来例と実施例1とを比較した。 From the above, as shown in FIG. 7, the horizontal axis indicates the positional deviation amount (μm) in the disk radial direction, and the vertical axis indicates the tracking error signal offset amount (%). Example 1 was compared.
この際、図7に示したトラッキングエラー信号のオフセット量(%)の定義を図8(a)〜(c)を用いて図示すると、(a)はトラッキングエラー信号のオフセット量が0%のときの状態を示し、(b)はトラッキングエラー信号のオフセット量が50%のときの状態を示し、(c)はトラッキングエラー信号のオフセット量が100%のときの状態を示している。 At this time, the definition of the offset amount (%) of the tracking error signal shown in FIG. 7 is illustrated using FIGS. 8A to 8C. FIG. 8A shows the case where the offset amount of the tracking error signal is 0%. (B) shows the state when the offset amount of the tracking error signal is 50%, and (c) shows the state when the offset amount of the tracking error signal is 100%.
この図7からわかるように、従来技術で述べた一般的な光ピックアップ装置10(図15)では光検出器19のディスク径方向への位置ズレ量が3μmの場合、トラッキングエラー信号のオフセット量は140(%)になるのに対し、実施例1では光検出器19のディスク径方向への位置ズレ量が3μmまでトラッキングエラー信号のオフセット量は0(%)である。
As can be seen from FIG. 7, in the general optical pickup device 10 (FIG. 15) described in the prior art, when the positional deviation amount of the
即ち、実施例1において、トラッキングエラー信号のオフセット量が0(%)である場合は、先に図6(a),(b)を用いて説明したと同様に、取り付け位置調整済みの光検出器19が帯状の非結像領域の幅h=6μmに対して±h/2=±3μmだけディスク径方向に位置ずれした状態である。
That is, in the first embodiment, when the offset amount of the tracking error signal is 0 (%), as described above with reference to FIGS. The
以上詳述したように、実施例1では、光記録媒体(光ディスク)1からの戻り光の光路中に、光ディスク1の信号記録面1bに形成されたトラックT(図1)の中心線Xと対応した中心線を挟んだ両側に所定の幅Hを持ち且つ長さ方向がトラック方向に沿って帯状(長方形状)に形成された回折格子部20aを有する回折素子20を配置し、光記録媒体(光ディスク)1からの戻り光を回折素子20の帯状の回折格子部20aで回折して光検出器19で受光することにより、光検出器19内でトラックT(図1)の中心線Xと対応する一つの分割線19aの近傍に回折素子20の帯状の回折格子部20aに応じた帯状の非結像領域が生じることで、取り付け位置調整済みの光検出器19が経時変化にトラック方向と直交する方向(ディスク径方向)に位置ズレしてもトラッキングエラーのオフセットを防止できる。
As described in detail above, in the first embodiment, the center line X of the track T (FIG. 1) formed on the
図9は本発明の実施例2に係る光ピックアップ装置を示した斜視図、
図10は図9に示した回折素子を拡大して示した図、
図11(a)は本発明の実施例2に係る光ピックアップ装置において、光ディスクの信号記録面で反射されたレーザービームの戻り光を回折素子で回折させた時の光路図であり、(b)は回折素子の回折格子部を拡大して示した図、
図12は本発明の実施例2に係る光ピックアップ装置において、光ディスクの信号記録面で反射されたレーザービームの戻り光を回折素子で回折させた後に、取り付け位置調整済みの光検出器に結像させた状態を示した図、
図13は本発明の実施例2に係る光ピックアップ装置を適用した実施例2の光記録媒体駆動装置を示した構成図、
図14(a),(b)は本発明の実施例2に係る光ピックアップ装置において、取り付け位置調整済みの光検出器が光ディスクの信号記録面に形成されたトラックと直交するディスク径方向の一方又は他方に位置ズレした状態を示した図である。
FIG. 9 is a perspective view showing an optical pickup device according to
10 is an enlarged view of the diffraction element shown in FIG.
FIG. 11A is an optical path diagram when the return light of the laser beam reflected by the signal recording surface of the optical disc is diffracted by the diffraction element in the optical pickup device according to the second embodiment of the present invention. Is an enlarged view of the diffraction grating portion of the diffraction element,
FIG. 12 shows an optical pickup apparatus according to
FIG. 13 is a configuration diagram illustrating an optical recording medium driving device according to a second embodiment to which the optical pickup device according to the second embodiment of the invention is applied.
14A and 14B show an optical pickup apparatus according to
図9に示した本発明の実施例2に係る光ピックアップ装置10Bは、先に図1を用いて説明した実施例1の光ピックアップ装置10Aの構成に対して、光ディスク1の信号記録面1bで反射されたレーザービ―ムLBの戻り光の光路中で偏光ビームスプリッタ13と検出レンズ17との間に設置した帯状の回折格子部20aを有する回折素子20に代えて円形状の回折格子部23aを有する回折素子23を配置した点を除いて同様の構成であり、ここでは説明の便宜上、先に示した同一構成部材に対しては同一の符号を付し、実施例1に対して異なる点を中心にして説明する。
The
図9に示した如く、実施例2の光ピックアップ装置10Bは、半導体レーザー11と、コリメータ−レンズ12と、偏光ビームスプリッタ13と、λ/4板14と、レンズホルダ15内に取り付けた対物レンズ16と、回折素子23と、検出レンズ17と、シリンドリカルレンズ18と、光検出器19とで構成されており、実施例1に対して異なる点は、前述したように、光ディスク1の信号記録面1bで反射されたレーザービ―ムLBの戻り光の光路中で偏光ビームスプリッタ13と検出レンズ17との間に円形状の回折格子部23aを有する回折素子23を配置している。尚、この図9でも、円盤状に形成した光ディスク1を一部破断して図示している。
As shown in FIG. 9, the optical pickup device 10 </ b> B according to the second embodiment includes a
上記した回折素子23は、実施例2の要部を構成する部材であり、図10に拡大して示した如く、光透過性基板を用いて正方形状に形成されている。また、回折素子20の内部に、円形状の回折格子部23aが光ディスク1の信号記録面1bに形成されたトラックT(図9)の中心線Xと、この中心線Xに直交して光ディスク1の中心を通る線Yとが交わる交点と対応させた中心点Opを中心に所定の直径φD1に形成されていると共に、円形状の回折格子部23aの格子の向きはトラック方向と直交したディスク径方向に沿って形成されている。
The above-described
そして、図11(a)に拡大して示した如く、回折素子23は、レーザービームLBの戻り光のうちで0次光SP0の一部を円形状の回折格子部23aで透過させず、且つ、円形状の回折格子部23a以外の領域で0次光SP0の残り分を透過させると共に、円形状の回折格子部23aで±1次光SP+1,SP−1を光ディスク1の信号記録面1bに形成されたトラックT(図9)と直交する方向に回折させている。この際に、図11(b)に拡大して示した如く、回折素子23上での戻り光のビームスポット径φDが例えばφ4mmである時に、円形状の回折格子部23aの径φD1は例えばφ1.9mmに形成されている。
Then, as shown enlarged in FIG. 11 (a), the
この後、回折素子23からの0次光SP0の残り分及び±1次光SP+1,SP−1は、検出レンズ17と、戻り光に対して非点収差を発生させるシリンドリカル18とを順に通過した時に、このシリンドリカルレンズ18を通過した各光のトラック方向及びディスク径方向は、対物レンズ16の入射時に対して90°回転して、図12に拡大して示したように、光検出器19上にそれぞれ結像されている。
Thereafter, the remaining portion of the zero-order light SP 0 and the ± first-order light SP +1 and SP −1 from the
ここで、図12に拡大して示した如く、光検出器19はディスク1のトラックT(図9)の中心線Xと対応する方向を向いて光検出器19の検出領域の中心点Oを通る分割線19aと、光ディスク1の信号記録面1bに形成されたトラックT(図9)の中心線Xと直交する線Yと対応する方向を向いて光検出器19の検出領域の中心点Oを通る分割線19bとにより、光検出器19内が4分割されて4つの検出領域(A)〜(D)が形成されている。この際、図4に示した光検出器19は、分割線19aの位置が光ディスク1の信号記録面1bに形成されたトラックT(図9)の中心線Xと一致するように取り付け位置が予め調整されて、ディスク径方向に対して位置ズレしていない状態である。
Here, as shown in an enlarged view in FIG. 12, the
そして、この光検出器19上に結像された光ディスク1からの戻り光のスポットSPの光量を4つの検出領域(A)〜(D)で光電変換し、各検出領域(A)〜(D)から各検出信号A〜Dが出力されている。
Then, the light amount of the spot SP of the return light from the
ここで、光ディスク1のからの戻り光のうちで0次光SP0の一部は、回折素子23の円形状の回折格子部23aを通過しないために、この円形状の回折格子部23aと対応するように光検出器19上で円形状の非結像領域が中心点Oを中心にして円形状の回折格子部23aの径φD1=φ1.9mm{図11(b)}に対して径φd1=例えば28μmで生じているものの、回折素子20の回折格子部20a以外の領域を通過した0次光SP0の残り分は光検出器19の中心点Oを中心にしてスポット径φd=例えば60μmで円形状に結像されている。
Here, some of the zero-order light SP 0 among the return light from the
一方、回折素子23の回折格子部23aで回折された±1次光SP+1,SP−1は、光ディスク1の信号記録面1bに形成されたトラックT(図9)の中心線Xと直交する線Yと対応した分割線19b上に径φd1=28μmを持って前記した分割線19aを挟んだ2つの検出領域(A,B),(C,D)内に分かれてトラックT(図9)と直交する方向にそれぞれ結像されている。
On the other hand, the ± first-order beams SP +1 and SP −1 diffracted by the diffraction
従って、±1次光SP+1,SP−1の各光量は、検出器19上の中心点Oを中心にして生じた円形状の非結像領域の光量不足を補うことができるようになっている。
Accordingly, the light amounts of the ± first-order beams SP +1 and SP -1 can compensate for the shortage of light amount in the circular non-imaging region generated around the center point O on the
次に、図13に示した如く、実施例2に係る光ピックアップ装置10Bを搭載した実施例2の光記録媒体駆動装置30Bでは、先に図5を用いて説明した実施例1の光記録媒体駆動装置30Aと同様な構成であり、光ピックアップ装置10B内に設けた光検出器19の出力側に、トラッキングサーボ回路部31と、フォーカスサーボ回路部32と、RF信号処理回路部33とが接続されて、各回路部31〜33で実施例1と同様な処理が行われているので、ここでの説明を省略する。
Next, as shown in FIG. 13, in the optical recording
ここで、上記のように構成した実施例2の光ピックアップ装置10Bを搭載した実施例2の光記録媒体駆動装置30Bにおいて、取り付け位置調整済みの光検出器19が経時変化によりディスク径方向に位置ズレした状態を図14(a),(b)に示す。
Here, in the optical recording
具体的には、図14(a)に示した如く、光検出器19が経時変化により図4に示した正規な位置から位置ズレした時に、上記した円形状の非結像領域の径φd1=例えば28μmに対して3μmだけ図示下方に向かってディスク径方向に位置ズレすると、円形状の0次光SP0の残り分はこの中心部位が上方の検出領域(A),(B)側に変位された状態で結像し、且つ、円形状の非結像領域も検出領域(A),(B)内に位置するものの、4つの検出領域(A)〜(D)からの各検出信号A〜Dを演算した時に、±1次光SP+1,SP−1を回折させたことでトラックングエラーのオフセット量は29%になる。これに対して従来例のように±1次光SP+1,SP−1を回折させない場合には、トラックングエラーのオフセット量は72%であるので、この実施例2の方が従来例よりもトラックングエラーのオフセット量を大幅に改善できる。
Specifically, as shown in FIG. 14A, when the
一方、図14(b)に示した如く、光検出器19が経時変化により図4に示した正規な位置から位置ズレした時に、上記した円形状の非結像領域の径φd1=例えば28μmに対して3μmだけ図示上方に向かってディスク径方向に位置ズレすると、円形状の0次光SP0の残り分はこの中心部位が下方の検出領域(C),(D)側に変位された状態で結像し、且つ、帯状の非結像領域も検出領域(C),(D)内に位置するものの、4つの検出領域(A)〜(D)からの各検出信号A〜Dを演算した時に、上記と同様に、±1次光SP+1,SP−1を回折させたことでトラックングエラーのオフセット量は29%になるので、この実施例2の方が従来例よりもトラックングエラーのオフセット量を大幅に改善できる。
On the other hand, as shown in FIG. 14 (b), when the
上記からこの実施例2においても、先に実施例1で図7を用いて説明したと略同じ技術的思想によりに、従来例よりもトキングエラー信号のオフセット量(%)を低減できる。 As described above, also in the second embodiment, the offset amount (%) of the toking error signal can be reduced as compared with the conventional example based on substantially the same technical idea as described in the first embodiment with reference to FIG.
以上詳述したように、実施例2では、光記録媒体(光ディスク)1からの戻り光の光路中に、光ディスク1の信号記録面1bに形成されたトラックT(図1)の中心線Xと、この中心線Xに直交して光ディスクの中心を通る線Yとが交わる交点と対応した中心点Opを中心に所定の直径φD1に形成された円形状の回折格子部23aを有する回折素子23を配置し、光記録媒体(光ディスク)1からの戻り光を回折素子23の円形状の回折格子部23aで回折して光検出器19で受光することにより、光検出器19の中心点Oの近傍に回折素子23の円形状の回折格子部23aに応じた円形状の非結像領域が生じることで、取り付け位置調整済みの光検出器19が経時変化にトラック方向と直交する方向(ディスク径方向)に位置ズレしてもトラッキングエラーのオフセットを防止できる。
As described above in detail, in the second embodiment, the center line X of the track T (FIG. 1) formed on the
10A…実施例1の光ピックアップ装置、
10B…実施例2の光ピックアップ装置、
1…光記録媒体(光ディスク)、1a…入射面、1b…信号記録面、
11…レーザー光源(半導体レーザー)、12…コリメーターレンズ、
13…偏光ビームスプリッタ、14…1/4λ板、
15…レンズホルダ、16…対物レンズ、
17…検出レンズ、18…シリンドリカルレンズ、
19…光検出器、19a,19b…分割線、
20…実施例1の回折素子、20a…帯状の回折格子部、
21…トラッキングコイル、22…フォーカスコイル、
23…実施例2の回折素子、23a…円形状の回折格子部、
30A…実施例1の光記録媒体駆動装置、
30B…実施例2の光記録媒体駆動装置、
31…トラッキングサーボ回路部、32…フォーカスサーボ回路部、
33…RF信号処理回路部、
(A)〜(D)…光検出器の検出領域、
A〜D…光検出器からの検出信号、
L…レーザー光、LB…レーザービーム、
FE…フォーカスエラー信号、TR…トラッキングエラー信号、
O…光検出器の検出領域の中心点、Op…実施例2の回折素子の中心点。
10A: the optical pickup device of Example 1,
10B: The optical pickup device of Example 2,
DESCRIPTION OF
11 ... Laser light source (semiconductor laser), 12 ... Collimator lens,
13 ... Polarizing beam splitter, 14 ... 1 / 4λ plate,
15 ... Lens holder, 16 ... Objective lens,
17 ... Detection lens, 18 ... Cylindrical lens,
19 ... photodetector, 19a, 19b ... dividing line,
20 ... diffraction element of Example 1, 20a ... band-shaped diffraction grating part,
21 ... Tracking coil, 22 ... Focus coil,
23 ... Diffraction element of Example 2, 23a ... Circular diffraction grating part,
30A: Optical recording medium driving device of Example 1,
30B: Optical recording medium driving device of Example 2,
31 ... Tracking servo circuit section, 32 ... Focus servo circuit section,
33. RF signal processing circuit section,
(A) to (D) ... detection area of the photodetector,
A to D: detection signals from photodetectors,
L ... Laser light, LB ... Laser beam,
FE: Focus error signal, TR: Tracking error signal,
O: the center point of the detection region of the photodetector, Op: the center point of the diffraction element of Example 2.
Claims (4)
前記戻り光検出光学系は、
前記トラックの中心線と対応させた中心線を挟んで所定の幅を持ってトラック方向に沿って帯状の回折格子部が形成され、前記戻り光に対して前記帯状の回折格子部で±1次光を前記トラックと直交する方向に回折させ、且つ、前記帯状の回折格子部以外の領域で0次光を透過させる回折素子と、
前記回折素子を透過した前記±1次光及び前記0次光を集光する検出レンズと、
前記検出レンズを通った各光を検出するために中心点を通る一つの分割線を介して2つの検出領域に分割され、且つ、前記一つの分割線は前記トラックの中心線と対応するように配置されており、前記帯状の回折格子部と対応して前記一つの分割線の近傍に帯状の非結像領域をトラック方向に沿って生じさせると共に、前記帯状の回折格子部により前記2つの検出領域内に分かれてそれぞれ前記トラックと直交する方向に回折された前記±1次光と前記帯状の回折格子部以外の領域を透過した前記0次光とを該2つの検出領域で受光する光検出器とを備えたことを特徴とする光ピックアップ装置。 Laser light irradiation optical system for irradiating laser light onto a track formed on the signal recording surface of the optical recording medium, and return light detection for detecting return light of the laser light reflected by the signal recording surface of the optical recording medium In an optical pickup device comprising an optical system,
The return light detection optical system includes:
A band-shaped diffraction grating portion is formed along the track direction with a predetermined width across a center line corresponding to the track center line, and ± 1st order is formed in the band-shaped diffraction grating portion with respect to the return light. A diffraction element that diffracts light in a direction perpendicular to the track and transmits zero-order light in a region other than the band-shaped diffraction grating portion;
A detection lens that collects the ± first-order light and the zero-order light transmitted through the diffraction element;
In order to detect each light passing through the detection lens, it is divided into two detection areas via one dividing line passing through a center point, and the one dividing line corresponds to the center line of the track. A band-shaped non-imaging region is formed along the track direction in the vicinity of the one dividing line corresponding to the band-shaped diffraction grating portion, and the two detections are performed by the band-shaped diffraction grating portion. Light detection in which the two detection regions receive the ± first-order light divided into regions and diffracted in a direction perpendicular to the track and the zero-order light transmitted through regions other than the band-like diffraction grating portion. An optical pickup device comprising a container.
前記光検出器と接続され、該光検出器上で前記一つの分割線の近傍に前記帯状の非結像領域をトラック方向に沿って生じさせた状態で、前記帯状の回折格子部により前記2つの検出領域内に分かれてそれぞれ前記トラックと直交する方向に回折された前記±1次光と前記帯状の回折格子部以外の領域を透過した前記0次光とを該2つの検出領域で受光した各受光量の差分をプッシュプル法により演算してトラッキングエラー信号を生成するトラッキングサーボ回路部を備えたこと特徴とする光記録媒体駆動装置。 An optical recording medium driving device to which the optical pickup device according to claim 1 is applied,
The band-shaped diffraction grating portion is connected to the photodetector, and the band-shaped non-imaging region is generated along the track direction in the vicinity of the one dividing line on the photodetector. The ± 1st order light divided into two detection areas and diffracted in the direction orthogonal to the track and the 0th order light transmitted through the area other than the band-shaped diffraction grating portion are received by the two detection areas. An optical recording medium driving apparatus comprising a tracking servo circuit unit that calculates a difference of each received light amount by a push-pull method and generates a tracking error signal.
前記戻り光検出光学系は、
前記トラックの中心線と、該トラックの中心線と直交して前記光記録媒体の中心を通る線とが交わる交点と対応させた中心点を中心にして所定の径で円形状の回折格子部が形成され、前記戻り光に対して前記円形状の回折格子部で±1次光を前記トラックと直交する方向に回折させ、且つ、前記円形状の回折格子部以外の領域で0次光を透過させる回折素子と、
前記回折素子を透過した前記±1次光及び前記0次光を集光する検出レンズと、
前記検出レンズを通った各光を検出するために中心点を通る一つの分割線を介して2つの検出領域に分割され、且つ、前記一つの分割線は前記トラックの中心線と対応するように配置されており、前記円形状の回折格子部と対応して前記中心点の近傍に円形状の非結像領域を生じさせると共に、前記円形状の回折格子部により前記2つの検出領域内に分かれてそれぞれ前記トラックと直交する方向に回折された前記±1次光と前記円形状の回折格子部以外の領域を透過した前記0次光とを該2つの検出領域で受光する光検出器とを備えたことを特徴とする光ピックアップ装置。 Laser light irradiation optical system for irradiating laser light onto a track formed on the signal recording surface of the optical recording medium, and return light detection for detecting return light of the laser light reflected by the signal recording surface of the optical recording medium In an optical pickup device comprising an optical system,
The return light detection optical system includes:
A circular diffraction grating portion having a predetermined diameter centered on a center point corresponding to an intersection point of a center line of the track and a line passing through the center of the optical recording medium perpendicular to the center line of the track; The first-order light is diffracted with respect to the return light by the circular diffraction grating portion in a direction perpendicular to the track, and the zero-order light is transmitted through a region other than the circular diffraction grating portion. A diffraction element to be
A detection lens that collects the ± first-order light and the zero-order light transmitted through the diffraction element;
In order to detect each light passing through the detection lens, it is divided into two detection areas via one dividing line passing through a center point, and the one dividing line corresponds to the center line of the track. A circular non-imaging region is formed in the vicinity of the center point corresponding to the circular diffraction grating portion, and is divided into the two detection regions by the circular diffraction grating portion. A photodetector that receives the ± first-order light diffracted in a direction orthogonal to the track and the zero-order light transmitted through a region other than the circular diffraction grating portion at the two detection regions. An optical pickup device comprising:
前記光検出器と接続され、該光検出器上で前記中心点の近傍に前記円形状の非結像領域を生じさせた状態で、前記円形状の回折格子部により前記2つの検出領域内に分かれてそれぞれ前記トラックと直交する方向に回折された前記±1次光と前記円形状の回折格子部以外の領域を透過した前記0次光とを該2つの検出領域で受光した各受光量の差分をプッシュプル法により演算してトラッキングエラー信号を生成するトラッキングサーボ回路部を備えたこと特徴とする光記録媒体駆動装置。 An optical recording medium driving device to which the optical pickup device according to claim 3 is applied,
The circular non-imaging region is formed in the vicinity of the center point on the photodetector, and the circular diffraction grating portion causes the circular detection unit to be within the two detection regions. The ± 1st order light diffracted in the direction perpendicular to the track and the 0th order light transmitted through the area other than the circular diffraction grating portion are received by the two detection areas. An optical recording medium driving apparatus comprising a tracking servo circuit unit that calculates a difference by a push-pull method to generate a tracking error signal.
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