JP2007328850A - Optical pickup - Google Patents

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To solve the problem of a possibility that due to the occurrence of offsetting in a tracking error signal caused by a change in a positional relation between a photodetector and an optical spot due to a temperature change or the like, a tracking servo is removed to cause offsetting in an optical pickup. <P>SOLUTION: The optical pickup includes a beam separation means in front of a cylindrical lens, and divides the optical spot into two in a groove diffraction light direction to form an image in a photodetector 11. Thus, even when a change occurs in positional relation between the photodetector 11 and the optical spot 21, the occurrence of offsetting in a tracking error signal is prevented. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、光ディスク記録媒体に、光学的に情報を記録または再生する光記録再生装置の信号検出に用いられる光ピックアップに関するものである。   The present invention relates to an optical pickup used for signal detection of an optical recording / reproducing apparatus for optically recording or reproducing information on an optical disk recording medium.

デジタル・バーサタイル・ディスク（ＤＶＤ）、コンパクト・ディスク（ＣＤ）等の光記録再生装置においては、焦点検出、トラッキングエラー検出の主たる方法として、非点収差法と呼ばれる方法が使用されている。非点収差法は周知の通り、検出光学系において非点収差を与え、ディスクに収束する光スポットのフォーカス位置変化を、検出器上の光スポットの楕円形状変化として、フォーカスを検出する方法である。   In an optical recording / reproducing apparatus such as a digital versatile disk (DVD) or a compact disk (CD), a method called an astigmatism method is used as a main method for focus detection and tracking error detection. As is well known, the astigmatism method is a method for detecting the focus by giving astigmatism in the detection optical system and changing the focus position of the light spot that converges on the disk as the elliptical change of the light spot on the detector. .

トラッキングエラーは、ディスクに収束する光スポットのオフトラックに応じて変化する±１次溝回折光の光量変化より検出する。   The tracking error is detected from the change in the light amount of the ± first-order groove diffracted light that changes according to the off-track of the light spot that converges on the disk.

従来の非点収差法では、図４に示す様な四分割光検出器１１が使用される。図４において、四分割光検出器１１は、４つの受光部１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄに分割される。同図（ａ）の様に、縦横の分割線の交点に中心がくる様に、光スポット２１が配置される。フォーカスエラー信号ＦＥは、四分割光検出器１１の各受光部１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄの出力の受光量をそれぞれＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄとすると、ＦＥ＝Ａ＋Ｃ−Ｂ−Ｄとして求められる。   In the conventional astigmatism method, a quadrant photodetector 11 as shown in FIG. 4 is used. In FIG. 4, the quadrant photodetector 11 is divided into four light receiving portions 11a, 11b, 11c, and 11d. As shown in FIG. 2A, the light spot 21 is arranged so that the center is at the intersection of the vertical and horizontal dividing lines. The focus error signal FE is obtained as FE = A + C−B−D where A, B, C, and D are the received light amounts of the outputs of the light receiving portions 11a, 11b, 11c, and 11d of the quadrant photodetector 11, respectively. .

また、トラッキングエラー信号ＴＥは、通常、３ビーム法と呼ばれる周知の方法と、プッシュプルと呼ばれる周知の方法とを併用して得る場合が多い（例えば、特許文献１）。   In many cases, the tracking error signal TE is usually obtained by combining a known method called a three-beam method and a known method called push-pull (for example, Patent Document 1).

本発明は、この２つの方法の内、プッシュプル法に関するものであり、このときのトラッキングエラー信号ＴＥは、各受光部１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄの出力の受光量をそれぞれＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄとすると、ＴＥ＝Ａ＋Ｂ−Ｃ−Ｄとして求められる。   The present invention relates to the push-pull method among these two methods, and the tracking error signal TE at this time indicates the received light amounts of the outputs of the light receiving portions 11a, 11b, 11c, and 11d, respectively. , D, TE = A + B−C−D.

ここで、四分割光検出器１１と光スポット２１の位置関係が図４（ａ）の様であれば問題ないが、温度変化等の原因でずれることが起こり得る。図４（ｂ）の様に、上下にずれた場合（図では上方向にずれた場合）は、受光部１１ａ，１１ｂの光量が増し、受光部１１ｃ、１１ｄの光量が減るため、トラッキングエラー信号＝０点がオフトラック０点と一致しなくなり、オフトラックが発生する言う問題がある。
特開平４−２０５９２２号公報 Here, there is no problem if the positional relationship between the four-divided photodetector 11 and the light spot 21 is as shown in FIG. 4A, but it may be shifted due to a temperature change or the like. As shown in FIG. 4B, when the light is shifted up and down (in the figure, when it is shifted upward), the light amounts of the light receiving portions 11a and 11b are increased and the light amounts of the light receiving portions 11c and 11d are decreased. = 0 point does not coincide with the off-track 0 point, and there is a problem that off-track occurs.
JP-A-4-205922

上記した従来の光ピックアップにいては、光ビームの径が絞られて四分割検出器１１上に光スポットを得るため、四分割検出器１１に対する高い取り付け精度が必要とされる。したがって、温度変化等の原因により四分割検出器の光スポットに対する位置関係がずれたとき、オフトラックが発生するなどの課題が生じる。   In the above-described conventional optical pickup, a light spot is obtained on the quadrant detector 11 by reducing the diameter of the light beam, so that high mounting accuracy with respect to the quadrant detector 11 is required. Therefore, when the positional relationship of the quadrant detector with respect to the light spot is shifted due to a temperature change or the like, problems such as occurrence of off-track arise.

上記課題を解決するために、本発明の光ピックアップは、非点収差法を用いてトラッキングエラー信号を検出する光ピックアップ光学系において、光ディスクからの反射戻り光をディスク溝の回折方向に分離し、検出器上に二分された光スポットを得る、ビーム分離手段を設けたことを特徴とする。   In order to solve the above problems, an optical pickup according to the present invention separates reflected return light from an optical disk in a diffraction direction of a disk groove in an optical pickup optical system that detects a tracking error signal using an astigmatism method. A beam separation means for obtaining a light spot divided in half is provided on the detector.

更に好ましくは、前記ビーム分離手段は、非点収差を付与する手段よりも光ディスク側に近い部分に位置し、前記反射戻り光の半分を、ディスク溝の回折方向に光ビームの進行方向を変えることを特徴とする。   More preferably, the beam separating means is located closer to the optical disk side than the means for providing astigmatism, and changes the traveling direction of the light beam to the diffraction direction of the disk groove for half of the reflected return light. It is characterized by.

本発明は上記した構成によって、検出器上への光スポットを二つに分け、溝回折光方向に分離することによって、光検出器と光スポットの位置関係のずれに起因するトラッキングエラー信号のオフセットに対してマージンを得ることが出来るので、オフトラックの発生を防止することが可能となる。   With the above-described configuration, the present invention divides the light spot on the detector into two parts and separates them in the groove diffracted light direction, thereby offsetting the tracking error signal caused by the positional relationship between the light detector and the light spot. Therefore, it is possible to prevent the occurrence of off-track.

本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。   Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

（実施の形態）
図１は、本発明の実施の形態による光ピックアップを示す構成図である。 (Embodiment)
FIG. 1 is a block diagram showing an optical pickup according to an embodiment of the present invention.

図１において、１は半導体レーザ、２は回折格子、３は光ビーム、４は偏向ビームスプリッター、５は立ち上げミラー、６はコリメートレンズ、７は１／４波長板、８は対物レンズ、９は光ディスク、１０はシリンドリカルレンズ、１１は光検出器、１２はビーム分離手段である。   In FIG. 1, 1 is a semiconductor laser, 2 is a diffraction grating, 3 is a light beam, 4 is a deflecting beam splitter, 5 is a raising mirror, 6 is a collimating lens, 7 is a quarter-wave plate, 8 is an objective lens, 9 Is an optical disk, 10 is a cylindrical lens, 11 is a photodetector, and 12 is a beam separating means.

半導体レーザ１は、例えば、ＤＶＤ用の波長６６０ｎｍの光源である。半導体レーザ１から発した光ビーム３は、３ビーム法トラッキング検出用の回折格子２に進み、ここで＋１次と−１次の回折光が生成される。その後、０次と＋１次、−１次の回折光から成るなる光ビーム３は、偏向ビームスプリッター４を透過し、立ち上げミラー５で反射され、コリメータレンズ６、１／４波長板７を通り、対物レンズ８により絞り込まれて、光ディスク９の記録面上に光スポットが形成される。   The semiconductor laser 1 is a light source having a wavelength of 660 nm for DVD, for example. The light beam 3 emitted from the semiconductor laser 1 proceeds to the diffraction grating 2 for tracking detection by the three-beam method, where + 1st order and −1st order diffracted light is generated. Thereafter, the light beam 3 composed of 0th-order, + 1st-order, and −1st-order diffracted light passes through the deflecting beam splitter 4, is reflected by the rising mirror 5, and passes through the collimator lens 6 and the quarter-wave plate 7. A light spot is formed on the recording surface of the optical disk 9 by being narrowed down by the objective lens 8.

この後、光ディスク９で反射回折を受けた光ビーム３は、対物レンズ８、１／４波長板７、コリメータレンズ６、立ち上げミラー５と、行きとは逆の経路を通り、偏向ビームスプリッター４で反射され、反射戻り光として、ビーム分離手段１２を通って、シリンドリカルレンズ１０で非点収差を与えられて、光検出器１１で受光される。   Thereafter, the light beam 3 that has been reflected and diffracted by the optical disk 9 passes through the objective lens 8, the quarter-wave plate 7, the collimator lens 6, the rising mirror 5, and the path opposite to the going direction, and the deflection beam splitter 4 As a reflected return light, it passes through the beam separating means 12, is given astigmatism by the cylindrical lens 10, and is received by the photodetector 11.

ここで、非点収差を付与するシリンドリカルレンズ１０より光ディスク９に近い位置に設けられたビーム分離手段１２について説明する。   Here, the beam separation means 12 provided at a position closer to the optical disc 9 than the cylindrical lens 10 for providing astigmatism will be described.

図２は、ビーム分離手段１２の構成図である。図２（ａ）が光ディスク９側の光軸方向から見た正面図、同図（ｂ）がその左側面図、である。   FIG. 2 is a configuration diagram of the beam separating means 12. FIG. 2A is a front view seen from the optical axis direction on the optical disc 9 side, and FIG. 2B is a left side view thereof.

ビーム分離手段１２は、（ａ）に示す通り、左半分のプリズム部１２ａと右半分の平行平板１２ｂの２つの部分から成る。右半分の平行平板１２ｂを透過する光ビーム３は、何等の進路変更を受けずに、シリンドリカルレンズ１０へ導かれる。一方、プリズム部１２ａは、非平行平板からなるプリズムであり、ここを透過する光ビーム３は、上下方向（溝回折光方向）に進路変更を受ける。このため、プリズム部１２ａを透過した光ビーム３は、平行平板１２ｂを透過した光ビーム３に対して上側に進む。検出器上１１上においては、シリンドリカルレンズ１０の非点収差のため、像が９０°回転するので、ビーム分離手段１２の左半分のプリズム部１２ａからの像は検出器１１上では上方に、ビーム分離手段１２の右半分の平行平板１２ｂからの像は下方に結像し、ビーム分離方向はそのまま上下方向で変化せず、結果、図３に示す様に半円が上下に分離した配置となる。   As shown in FIG. 2A, the beam separating means 12 is composed of two parts, a left half prism portion 12a and a right half parallel plate 12b. The light beam 3 transmitted through the right half parallel plate 12b is guided to the cylindrical lens 10 without undergoing any course change. On the other hand, the prism portion 12a is a prism made of a non-parallel plate, and the light beam 3 transmitted therethrough undergoes a course change in the vertical direction (groove diffracted light direction). For this reason, the light beam 3 transmitted through the prism portion 12a travels upward relative to the light beam 3 transmitted through the parallel plate 12b. Since the image is rotated by 90 ° on the detector 11 due to the astigmatism of the cylindrical lens 10, the image from the prism portion 12a on the left half of the beam separating means 12 is directed upward on the detector 11. The image from the parallel plate 12b in the right half of the separating means 12 is formed downward, and the beam separation direction does not change in the vertical direction as a result. As a result, as shown in FIG. 3, the semicircle is separated vertically. .

図３に、２つに分けられた、溝回折光方向に分離した光スポット２１の形状、配置を示す。この様に分離すると、光検出器１１の位置ずれにより、結像する光スポット２１が上下に動いても、受光部１１ａ〜１１ｄからはみでない限り、受光量は変化しないので、このずれに起因するトラッキングエラー信号も変化することがなく、したがって、オフトラックも発生しない。   FIG. 3 shows the shape and arrangement of the light spot 21 divided into two and separated in the groove diffracted light direction. When separated in this way, even if the light spot 21 to be imaged moves up and down due to the positional deviation of the photodetector 11, the amount of received light does not change unless it is caught by the light receiving portions 11a to 11d. The tracking error signal to be transmitted does not change, and therefore no off-track occurs.

なお、２つに分離した光スポット２１の間の距離ｄは、プリズム部１２ａの屈折率等により調整することができるので、必要な余裕度やトラッキングサーボの応答速度等から適宜設計すればよい。また、ビーム分離手段１２の右半分を平行平板としたが、プリズム部１２ａと屈折方向の異なるプリズムとしてもよい。   Note that the distance d between the two separated light spots 21 can be adjusted by the refractive index of the prism portion 12a, etc., and therefore may be designed as appropriate from the required margin, the response speed of the tracking servo, and the like. Further, although the right half of the beam separating means 12 is a parallel plate, it may be a prism having a refractive direction different from that of the prism portion 12a.

なお、本実施の形態による構成では、ビーム分離手段１２をシリンドリカルレンズ１０と偏向ビームスプリッター４の間に置いたが、この位置に限られるものではなく、対物レンズ８とシリンドリカルレンズ１０の間のどの位置に置いても、同様な機能を果たすことができる。   In the configuration according to the present embodiment, the beam separating means 12 is placed between the cylindrical lens 10 and the deflecting beam splitter 4. However, the present invention is not limited to this position, and any position between the objective lens 8 and the cylindrical lens 10 is not limited. A similar function can be achieved even when placed in position.

また、ビーム分離手段１２としてプリズムを用いたが、光ビームの進行方向を変えるものであればよく、回折格子、ホログラムであっても同様な機能を果たすことができる。   Further, although the prism is used as the beam separating means 12, it is only necessary to change the traveling direction of the light beam, and the same function can be achieved even with a diffraction grating or a hologram.

また、本実施の形態では半導体レーザ光源をひとつ搭載した光学系を例に説明してきたが、ＤＶＤ用とＣＤ用等のふたつの半導体レーザ光源を搭載した光学系についても適用できるものである。   In this embodiment, an optical system having one semiconductor laser light source is described as an example. However, the present invention can also be applied to an optical system having two semiconductor laser light sources for DVD and CD.

本発明にかかる光ピックアップは、ビーム分離手段によって、検出器上の光スポットを溝回折光方向に２分することによって、光検出器と光スポットの位置関係がずれて起こるオフトラックの発生を防止する効果を有し、光ディスクの記録再生に用いる光ピックアップおよび光ディスクドライブ、情報記録再生装置等として有用である。   The optical pickup according to the present invention divides the light spot on the detector into two directions in the groove diffracted light direction by the beam separation means, thereby preventing the occurrence of off-track that occurs due to the positional relationship between the light detector and the light spot being shifted. Therefore, it is useful as an optical pickup, an optical disc drive, an information recording / reproducing apparatus, etc. used for recording / reproducing of an optical disc.

本発明の実施の形態による光ピックアップの構成を示す模式図Schematic diagram showing the configuration of an optical pickup according to an embodiment of the present invention. 同光ピックアップのビーム分離手段の一例を示す構成図Configuration diagram showing an example of beam separation means of the optical pickup 同光ピックアップの検出器上の光スポットの状態を示す概念図Conceptual diagram showing the state of the light spot on the detector of the optical pickup 従来の光ピックアップの検出器上の光スポットの状態を示す概念図Conceptual diagram showing the state of a light spot on a detector of a conventional optical pickup

符号の説明Explanation of symbols

１ 半導体レーザ
２ 回折格子
３ 光ビーム
４ 偏向ビームスプリッター
５ 立ち上げミラー
６ コリメータレンズ
７ １／４波長板
８ 対物レンズ
９ 光ディスク
１０ シリンドリカルレンズ
１１ 光検出器
１２ ビーム分離手段 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Semiconductor laser 2 Diffraction grating 3 Light beam 4 Deflection beam splitter 5 Standing mirror 6 Collimator lens 7 1/4 wavelength plate 8 Objective lens 9 Optical disk 10 Cylindrical lens 11 Photo detector 12 Beam separation means

Claims (2)

非点収差法を用いてトラッキングエラー信号を検出する光ピックアップ光学系において、
光ディスクからの反射戻り光をディスク溝の回折方向に分離し、検出器上に二分された光スポットを得る、ビーム分離手段を設けたことを特徴とする光ピックアップ。 In an optical pickup optical system that detects a tracking error signal using an astigmatism method,
An optical pickup comprising beam separating means for separating reflected return light from an optical disk in a diffraction direction of a disk groove and obtaining a light spot divided into two on a detector. 前記ビーム分離手段は、非点収差を付与する手段よりも光ディスク側に近い部分に位置し、前記反射戻り光の半分を、ディスク溝の回折方向に光ビームの進行方向を変えることを特徴とする請求項１記載の光ピックアップ。 The beam separating means is located closer to the optical disk side than the means for providing astigmatism, and changes the traveling direction of the light beam in the diffraction direction of the disk groove for half of the reflected return light. The optical pickup according to claim 1.

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