WO2011065274A1 - 光ピックアップ装置 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to an optical pickup device that performs an operation of reading a signal recorded on an optical disc and an operation of recording a signal on the optical disc.
- An optical disc apparatus that can perform a signal reading operation and a signal recording operation by irradiating a signal recording layer of the optical disc with laser light emitted from an optical pickup device has become widespread.
- an apparatus that uses an optical disk called CD or DVD is widely used.
- a laser beam for performing an operation for reading a signal recorded on a CD standard optical disk an infrared light having a wavelength of 780 nm is used, and a laser beam for performing an operation for reading a signal recorded on a DVD standard optical disk.
- red light having a wavelength of 650 nm is used.
- the protective layer provided on the upper surface of the signal recording layer in the CD-standard optical disc has a thickness of 1.2 mm, and an aperture of an objective lens used for performing a signal reading operation from the signal recording layer. The number is defined as 0.45. Further, the thickness of the protective layer provided on the upper surface of the signal recording layer in the DVD standard optical disc is 0.6 mm, and the numerical aperture of the objective lens used for performing the signal reading operation from the signal recording layer Is defined as 0.6.
- the optical pickup device configured to perform the reading operation of the signal recorded on the optical disc of the CD standard and the reading operation of the signal recorded on the optical disc of the DVD standard by the focusing operation of the same objective lens
- the light beam of the laser beam incident on the objective lens is limited in accordance with the numerical aperture according to the laser wavelength of the laser diode to be used.
- a wavelength selection filter is used, an aperture stop having a different aperture diameter is mechanically reduced, or a liquid crystal shutter is used.
- a method of using an objective lens called a bifocal lens having two focal points has been adopted as a method of reading out signals recorded on optical discs of CD and DVD standards using the same objective lens. Yes.
- An optical pickup device configured to be able to read out signals recorded on optical disks with different standards described above incorporates two laser diodes that emit laser beams of different wavelengths.
- a first laser element that emits first laser light and a second laser element that emits second laser light having a wavelength different from that of the first laser light are provided in the same package. Products using two-wavelength laser diodes have been commercialized.
- the optical pickup device using the above-described two-wavelength laser diode causes the laser spot generated by the focusing operation of the objective lens to be focused on the signal recording layer provided on the optical disc and to follow the signal track.
- a light receiving unit corresponding to each laser beam is provided.
- JP 2001-307362 A Japanese Patent Laid-Open No. 2004-22051
- FIG. 2 shows an optical pickup configured to condense a first laser beam and a second laser beam emitted from a two-wavelength laser diode onto a signal recording layer provided on an optical disc of different standards by one objective lens.
- FIG. 2 is an optical layout diagram of the apparatus, and an optical pickup apparatus configured to be able to read out signals recorded on a first optical disk D1 of CD standard and a second optical disk D2 of DVD standard will be described as an example.
- the laser light is converted from linearly polarized light to circularly polarized light, and conversely from circularly polarized light to linearly polarized light.
- Optical parts such as anamorphic lenses for correcting aberrations are omitted.
- reference numeral 1 denotes a first laser element 2 that emits a first laser beam having a wavelength suitable for reading a signal recorded on a first optical disc D1 that is a CD standard, for example, 780 nm, and a second that is a DVD standard.
- Reference numeral 4 denotes a diffraction grating on which the first laser light and the second laser light emitted from the two-wavelength laser diode 1 are incident and which has a diffracting action on the first laser light.
- the main beam M1 and the sub-beams S1 and S2 which are ⁇ primary lights are separately generated.
- Reference numeral 5 denotes a parallel plate type half mirror arranged obliquely to reflect the first laser light and the second laser light transmitted through the diffraction grating 4, and transmits astigmatism while transmitting return light described later. It has an action to do.
- Reference numeral 6 denotes a collimator lens on which the first laser light and the second laser light reflected by the half mirror 5 are incident, and is configured to change the incident light from divergent light to parallel light.
- Reference numeral 7 denotes an objective lens to which the first laser light and the second laser light, which are parallel lights transmitted through the collimating lens 6, are incident.
- the first laser light is condensed on the signal recording layer L1 of the first optical disc D1.
- the second laser light is configured to be condensed on the signal recording layer L2 of the second optical disc D2.
- Such an objective lens 7 is formed by switching the diameter of an aperture stop provided to limit the luminous flux of each laser beam incident in accordance with the wavelength of the first laser beam and the wavelength of the second laser beam, or 2 By being composed of a focus lens, it is configured to function as an objective lens having a numerical aperture of CD standard 0.45 and a numerical aperture 0.6 of DVD standard.
- the signal recording layer L1 of the first optical disc D1 and The first laser beam and the second laser beam are collected by the focusing operation of the objective lens 7 on the signal recording layer L2 of the second optical disc D2, and a laser spot suitable for reading the signal recorded on each optical disc is generated. Is done.
- each laser beam is returned from the signal recording layer L1 and the signal recording layer L2 as return light. Will be reflected.
- the return light of the first laser beam and the second laser beam reflected in this way enters the half mirror 5 through the objective lens 7 and the collimator lens 6. Since such return light is converted into linearly polarized light in different directions by a phase changing operation by a quarter wavelength plate (not shown) as is well known, the reflected light is not reflected by the half mirror 5. The light passes through the half mirror 5.
- the first laser light and the second laser light transmitted through the half mirror 5 are given astigmatism used for the focus control operation and are irradiated to the photodetector 8.
- Such a light detector 8 incorporates a light receiving section as shown in FIG. 3, and the light receiving section will be described next.
- reference numeral 8A denotes a first light receiving unit to which the main beam M1 in the return light, which is the reflected light of the first laser light focused on the signal recording layer L1 of the first optical disc D1, is irradiated;
- the second sub-beam light receiving unit irradiated with the second sub-beam S2 therein, 8D is the 0th order in the return light which is the reflected light of the second laser beam focused and irradiated on the signal recording layer L2 of the second optical disc D2.
- This is a second light receiving unit irradiated with a main beam M2 that is light.
- the first light receiving portion 8A, the first sub-beam light receiving portion 8B, the second sub-beam light receiving portion 8C, and the second light receiving portion 8D are arranged side by side on the same semiconductor substrate.
- the first light receiving portion 8A that receives the main beam M1 in the return light of the first laser light reflected from the signal recording layer L1 of the first optical disc D1 is in the Y-axis direction that is the vertical direction (in the drawing). It is composed of four sensor parts a, b, c and d which are divided into two and divided into two in the X-axis direction which is the left-right direction (in the figure).
- first sub-beam light-receiving unit 8B and the second sub-beam light-receiving unit 8C that receive the first sub-beam S1 and the second sub-beam S2 in the return light from the first optical disc D1, respectively, use the first light-receiving unit 8A. It is composed of two sensor portions e, f, g, and h that are arranged on a straight line in the Y-axis direction and are divided into two in the Y-axis direction.
- the second light receiving portion 8D that receives the main beam M2 that is the return light of the second laser light reflected from the signal recording layer L2 of the second optical disc D2 is divided into two in the Y-axis direction and 2 in the X-axis direction. It consists of four divided sensor parts A, B, C and D.
- the second light receiving unit 8D is arranged on a straight line in the X-axis direction with respect to the first light receiving unit 8A, and the interval L1 is incorporated in the two-wavelength laser diode 1 shown in FIG.
- the distance L2 between the first laser element 2 and the second laser element 3 is set to be the same.
- the focus control operation for the CD disc which is the first optical disc D1
- the focus control operation for the CD disc is an astigmatism method using the main beam M1.
- the tracking control operation is performed by the differential push-pull method using the main beam M1 and the sub beams S1 and S2, and the focus control operation and tracking control operation are well known. Therefore, the description is omitted.
- the focus control operation for the DVD disc as the second optical disc D2 is performed by the astigmatism method using the main beam M2, and the tracking control operation is performed by the phase difference detection method using the main beam M2.
- the focus control operation and the tracking control operation are well known, the description thereof is omitted.
- the optical pickup device is configured such that the arrangement relationship between each light receiving unit incorporated in the photodetector 8 and the return light of the first laser light and the return light of the second laser light is as shown in FIG. Although the optical components are assembled, the arrangement adjusting operation of the photodetector 8 will be described with reference to FIG.
- the operation of adjusting the position of the photodetector 8 incorporated in the optical pickup device configured as described above is first performed as shown in FIG. 4A, the first laser element 2 used for the first optical disc D1.
- An operation for adjusting the main beam M1 of the first laser light emitted from the center to the center of the first light receiving unit 8A, that is, an operation for adjusting the XY position is performed.
- FIG. 4A shows a state in which the operation of adjusting the main beam M1 of the first laser beam described above to irradiate the central portion of the first light receiving unit 8A is performed, and the first sub beam S1.
- the second sub-beam S2 and the main beam M2 of the second laser light are irradiated to positions shifted from the first sub-beam light receiving unit 8B, the second sub-beam light receiving unit 8C, and the second light receiving unit 8D, respectively.
- the photodetector 8 is then rotated clockwise around the position of the first light receiving portion 8A, and the Y light axis position adjustment operation of the second light receiving portion 8D, ie, Y Position adjustment is performed.
- Y position adjusting operation is performed by adding the signal obtained from the sensor unit A and the signal obtained from the sensor unit B constituting the second light receiving unit 8D, the signal level obtained from the sensor unit C, and the sensor unit D.
- the Y position adjusting operation of the second light receiving unit 8D can be performed by performing such an adjusting operation.
- FIG. 4B shows a state in which the above-described XY position adjustment operation and Y position adjustment operation are performed.
- the first sub beam S1 and the second sub beam S2 are provided.
- the operation of adjusting the rotational position of the diffraction grating 4 so that the phases of the main beam M1 and the sub beams S1 and S2 are reversed is performed, and the arrangement adjustment operation of the photodetector 8 is completed.
- the arrangement adjustment operation of the photodetector 8 is performed by performing each adjustment operation described above, but the following problems occur.
- the distance between the first laser element 2 and the second laser element 3 provided in the two-wavelength laser diode 1 is 110 ⁇ m by design, but there is actually a manufacturing error.
- the hybrid-type two-wavelength laser diode is The error is larger than that of the monolithic type, and the interval is generally set to 110 ⁇ 10 ⁇ m.
- the first laser irradiated to the photodetector 8 when the optical magnifications of the forward and backward paths of the laser light are equal.
- the beam pitch of the light and the second laser light is also 110 ⁇ 10 ⁇ m.
- Such a deviation in the beam pitch between the first laser light and the second laser light occurs as a deviation in the X-axis direction in FIG.
- the light receiving part incorporated in the photodetector 8 is configured as shown in FIG. 3, the deviation in the X-axis direction that occurs between the first light receiving part 8A and the second light receiving part 8D is corrected. Therefore, there is a problem that the characteristics of the optical pickup device are deteriorated.
- the present invention is intended to provide an optical pickup device that can solve the above-described problems.
- a first laser beam and a second laser beam emitted from a two-wavelength laser diode are incident, the first laser beam is focused on a signal recording layer provided on a first optical disc, and a second An objective lens for condensing a laser beam on a signal recording layer provided on a second optical disk different from the standard of the first optical disk, and a first light receiving light irradiated with return light reflected from the signal recording layer of the first optical disk And a second light receiving portion irradiated with return light reflected from the signal recording layer of the second optical disc, and a photodetector formed on the same semiconductor substrate, the fixed position of the photodetector being A positional deviation correction light-receiving part that is adjusted by the first light-receiving part and electrically corrects a positional deviation between the first light-receiving part and the second light-receiving part is formed in the second light-receiving part.
- the first light receiving unit and the second light receiving unit are arranged side by side in the X-axis direction
- the first light receiving unit is divided into two in the X-axis direction and perpendicular to the X-axis direction.
- the two sensor units arranged in the above are used as light misregistration light receiving units.
- the distance between the first laser element and the second laser element provided in the two-wavelength laser diode, the center in the X-axis direction of the first light receiving unit, and the X-axis direction of the second light receiving unit is set to be the same.
- the present invention is characterized in that the width in the X-axis direction of the misalignment correcting light-receiving portion is set based on an interval error between the first laser element and the second laser element.
- the present invention is characterized in that the misalignment correcting light receiving portion is arranged at the center of the second light receiving portion in the X-axis direction.
- the first light receiving unit irradiated with the return light reflected from the signal recording layer of the first optical disc is the same as the second light receiving unit irradiated with the return light reflected from the signal recording layer of the second optical disc.
- the fixed position of the photodetector is adjusted by the first light receiving portion, and the first light receiving portion and the second light receiving portion are adjusted to the second light receiving portion. Since the misalignment correcting light receiving portion that electrically corrects the misalignment with the light receiving portion is formed, between the first laser element that emits the first laser light and the second laser element that emits the second laser light.
- the characteristics of the optical pickup device can be improved.
- FIG. 1 is a plan view showing a configuration of a second light receiving portion 8D incorporated in the photodetector 8 according to the present invention.
- the first light receiving portion 8A for receiving the main beam M1 of the first laser light and the first sub beam S1 are shown.
- the first sub-beam light-receiving unit 8B that receives light and the second sub-beam light-receiving unit 8C that receives the second sub-beam S2 are configured as shown in FIG.
- the second light receiving unit 8D incorporated in the photodetector 8 according to the present invention is divided into three parts in the X-axis direction and six sensor parts A and B divided into two in the Y-axis direction. , C, D, E, and F.
- sensor parts E and F arranged in the center are light receiving parts for correcting misalignment
- the width L3 is the distance between the first laser element 2 and the second laser element 3 described above, That is, the maximum error of ⁇ 10 ⁇ m, which is an error of 110 ⁇ 10 ⁇ m, is set to 20 ⁇ m.
- 1A shows the case where the dividing line P of the main beam M2 in the X-axis direction is at the center of the second light receiving unit 8D, that is, the center of the first light receiving unit 8A in the X-axis direction and the X of the second light receiving unit 8D.
- the distance L1 between the center in the axial direction is equal to the distance L2 between the first laser element 2 and the second laser element 3.
- the dividing line P is positioned at the center in the X-axis direction of the sensor units E and F, which are position shift correction light receiving units.
- ⁇ F it can be determined that the adjustment of the X position is completed.
- the X position adjustment operation can be completed electrically by inputting the signals obtained from the respective sensor units and adjusting the gains of the respective sensor amplifiers provided to amplify the respective signals.
- FIG. 1B shows a case where the dividing line P of the main beam M2 in the X-axis direction is at the boundary between the sensor unit B and the sensor unit E, that is, the boundary between the sensor unit C and the sensor unit F.
- the X position adjustment operation can be completed electrically by inputting the signals obtained from the respective sensor units and adjusting the gains of the respective sensor amplifiers provided to amplify the respective signals.
- FIG. 1C shows a case where the dividing line P of the main beam M2 in the X-axis direction is at the boundary between the sensor unit A and the sensor unit E, that is, the boundary between the sensor unit D and the sensor unit F.
- the X position adjustment operation can be completed electrically by inputting the signals obtained from the respective sensor units and adjusting the gains of the respective sensor amplifiers provided to amplify the respective signals.
- the distance L1 between the first light receiving portion 8A and the second light receiving portion 8D in the X-axis direction is the distance L2 between the first laser element 2 and the second laser element 3.
- FIG. 1B shows the first laser element 2 compared with the distance L1 between the first light receiving part 8A and the second light receiving part 8D in the X-axis direction.
- FIG. 1C shows the first light receiving portion 8A and the second light receiving portion 8A.
- the gain setting of each sensor amplifier for adjusting the X position is performed as follows.
- the gain of the sensor amplifier provided to amplify the detection signals obtained from the sensor units A, B, C, and D is set to be the same, and the sensor unit E constituting the misalignment correcting light receiving unit.
- the distance between the first laser element 2 and the second laser element 3 is described as 110 ⁇ 10 ⁇ m, and the width in the X-axis direction of the misalignment correcting light receiving portion is described as 20 ⁇ m.
- the width in the X-axis direction of such a positional deviation correcting light-receiving part is set in accordance with the size of the arrangement error between the first laser element 2 and the second laser element 3, and the numerical value thereof is limited. It is not a thing.
- the present invention is applied not only to an optical pickup device that performs a read operation of a signal recorded on an optical disc of DVD standard and CD standard, but also to an optical pickup device that performs a read operation of a signal recorded on an optical disc of a different standard. I can do it.
- the present invention can also be implemented in a three-wavelength laser diode in which laser elements that emit laser beams having three different wavelengths are incorporated.
- a three-wavelength laser diode for example, a first laser element that emits a first laser beam corresponding to a DVD standard optical disc and a second laser element that emits a second laser beam corresponding to a CD standard optical disc are pitched.
- the third laser element that emits laser light corresponding to the optical disc of Blu-ray standard is composed of a hybrid type laser element. In such a case, based on the interval pitch between the first laser element or the second laser element and the third laser element, the positional deviation correcting light receiving portion of the photodetector is arranged and formed.
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Abstract
【課題】 2波長レーザーダイオードに設けられている第1レーザー素子と第2レーザー素子との間の位置ズレに起因して生じる光検出器に設けられている受光部の位置ズレを補正することが出来る光ピックアップ装置を提供する。 【解決手段】 第1光ディスクの信号記録層から反射される戻り光が照射される第1受光部と第2光ディスクの信号記録層から反射される戻り光が照射される第2受光部8Dとが同一の半導体基板上に形成されている光検出器を備え、前記光検出器の固定位置を第1受光部にて調整するとともに第2受光部8Dに第1受光部と第2受光部8Dとの位置ズレを電気的に補正する位置ズレ補正用受光部を形成したことを特徴とする。
Description
本発明は、光ディスクに記録されている信号の読み出し動作や光ディスクに信号の記録動作を行う光ピックアップ装置に関する。
光ピックアップ装置から照射されるレーザー光を光ディスクの信号記録層に照射することによって信号の読み出し動作や信号の記録動作を行うことが出来る光ディスク装置が普及している。
光ディスク装置としては、CDやDVDと呼ばれる光ディスクを使用するものが一般に普及している。CD規格の光ディスクに記録されている信号の読み出し動作を行うレーザー光としては、波長が780nmである赤外光が使用され、DVD規格の光ディスクに記録されている信号の読み出し動作を行うレーザー光としては、波長が650nmの赤色光が使用されている。
そして、前記CD規格の光ディスクにおける信号記録層の上面に設けられている保護層の厚さは1.2mmであり、この信号記録層から信号の読み出し動作を行うために使用される対物レンズの開口数は0.45と規定されている。また、DVD規格の光ディスクにおける信号記録層の上面に設けられている保護層の厚さは0.6mmであり、この信号記録層から信号の読み出し動作を行うために使用される対物レンズの開口数は0.6と規定されている。
前述したCD規格の光ディスクに記録されている信号の読み出し動作とDVD規格の光ディスクに記録されている信号の読み出し動作を同一の対物レンズの集光動作によって行うように構成された光ピックアップ装置では、使用するレーザーダイオードのレーザー波長に応じて対物レンズに入射するレーザー光の光束を開口数に合わせて制限するように構成されている。
斯かる開口数の変更動作を行うために波長選択フィルターを使用したり、相違する開口径の開口絞りを機械的に絞ったり、あるいは液晶シャッターを使用して行うように構成されている。また、同一の対物レンズを使用してCD規格及びDVD規格の光ディスクに記録されている信号の読み出し動作を行う方法として2つの焦点を有する2焦点レンズと呼ばれる対物レンズを使用する方法も採用されている。
前述した規格の異なる光ディスクに記録されている信号の読み出し動作を行うことが出来るように構成された光ピックアップ装置は、異なる波長のレーザー光を放射する2つのレーザーダイオードが組み込まれるが、光学系の構成を簡潔にするために第1レーザー光を放射する第1レーザー素子と該第1レーザー光と波長が異なる第2レーザー光を放射する第2レーザー素子とが同一のパッケージ内に設けられている2波長レーザーダイオードを使用したものが商品化されている。
前述した2波長レーザーダイオードを使用する光ピックアップ装置は、対物レンズの集光動作にて生成されるレーザースポットを光ディスクに設けられている信号記録層に集光させるフォーカス制御動作や信号トラックに追従させるトラッキング制御動作を行うための制御信号、即ちフォーカスエラー信号やトラッキングエラー信号を生成するために信号記録層から反射される戻り光を受光する光検出器を備えており、斯かる光検出器には特許文献1や特許文献2に記載されているように各レーザー光に対応した受光部が設けられている。
図2は2波長レーザーダイオードから放射される第1レーザー光と第2レーザー光とを1つの対物レンズによって異なる規格の光ディスクに設けられている信号記録層に集光させるように構成された光ピックアップ装置の光学配置図であり、CD規格の第1光ディスクD1とDVD規格の第2光ディスクD2に記録されている信号の読み出し動作を行うことが出来るように構成された光ピックアップ装置を例にして説明する。尚、本説明では、レーザー光を直線偏光光から円偏光光へ、反対に円偏光光から直線偏光光へ変換する1/4波長板や光検出器に照射される戻り光に含まれる各種の収差を補正するアナモフィックレンズ等の光学部品は省略した。
同図において、1はCD規格である第1光ディスクD1に記録されている信号を読み出す場合に適した波長、例えば780nmの第1レーザー光を放射する第1レーザー素子2及びDVD規格である第2光ディスクD2に記録されている信号を読み出す場合に適した波長、例えば650nmの第2レーザー光を放射する第2レーザー素子3が同一の半導体基板上に配置されているとともに同一のパッケージ内に設けられている2波長レーザーダイオードである。
4は前記2波長レーザーダイオード1から放射される第1レーザー光及び第2レーザー光が入射されるとともに第1レーザー光に対して回折作用を成す回折格子であり、第1レーザー光を0次光であるメインビームM1と±1次光であるサブビームS1、S2とを分離生成するように構成されている。
5は前記回折格子4を透過した第1レーザー光及び第2レーザー光を反射させるべく斜めに配置されている平行平板型のハーフミラーであり、後述する戻り光を透過させるとともに非点収差を発生する作用を成すものである。6は前記ハーフミラー5にて反射された第1レーザー光及び第2レーザー光が入射されるコリメートレンズであり、入射光を発散光から平行光に変更するように構成されている。
7は前記コリメートレンズ6を透過した平行光である第1レーザー光及び第2レーザー光が入射される対物レンズであり、第1レーザー光を第1光ディスクD1の信号記録層L1に集光させるとともに第2レーザー光を第2光ディスクD2の信号記録層L2に集光するように構成されている。斯かる対物レンズ7は、第1レーザー光の波長及び第2レーザー光の波長に合わせて入射される各レーザー光の光束を制限するべく設けられている開口絞りの径を切り換えることによって、あるいは2焦点レンズにて構成することによってCD規格の開口数0.45やDVD規格の開口数0.6の対物レンズとして作用するように構成されている。
前述した光学部品にて構成された光路を通して2波長レーザーダイオード1から放射される第1レーザー光及び第2レーザー光が前記対物レンズ7に入射されるので、第1光ディスクD1の信号記録層L1及び第2光ディスクD2の信号記録層L2に対物レンズ7の集光動作によって第1レーザー光及び第2レーザー光が集光されて各光ディスクに記録されている信号を読み出すために適したレーザースポットが生成される。
斯かる動作によって第1光ディスクD1の信号記録層L1及び第2光ディスクD2の信号記録層L2にレーザースポットが生成されるが、同時に信号記録層L1及び信号記録層L2から各レーザー光が戻り光として反射されることになる。
このようにして反射される第1レーザー光及び第2レーザー光の戻り光は、対物レンズ7及びコリメートレンズ6を通してハーフミラー5に入射されることになる。斯かる戻り光は、周知のように1/4波長板(図示せず)による位相変更動作によって異なる方向の直線偏光光に変換されているので、該ハーフミラー5にて反射されることなく該ハーフミラー5を透過することになる。
前記ハーフミラー5を透過する第1レーザー光及び第2レーザー光は、フォーカス制御動作に使用される非点収差を付与されて光検出器8に照射されることになる。斯かる光検出器8には、図3に示すような受光部が組み込まれており、次に斯かる受光部について説明する。
図3において、8Aは第1光ディスクD1の信号記録層L1に集光照射された第1レーザー光の反射光である戻り光の中のメインビームM1が照射される第1受光部、8Bは第1光ディスクD1の信号記録層L1から反射される戻り光の中の第1サブビームS1が照射される第1サブビーム用受光部、8Cは第1光ディスクD1の信号記録層L1から反射される戻り光の中の第2サブビームS2が照射される第2サブビーム用受光部、8Dは第2光ディスクD2の信号記録層L2に集光照射された第2レーザー光の反射光である戻り光の中の0次光であるメインビームM2が照射される第2受光部である。
前記第1受光部8A、第1サブビーム用受光部8B、第2サブビーム用受光部8C及び第2受光部8Dは、同一の半導体基板上に並べて配置形成されている。そして、第1光ディスクD1の信号記録層L1から反射される第1レーザー光の戻り光の中のメインビームM1を受光する第1受光部8Aは、上下方向(図において)であるY軸方向に2分割されているとともに左右方向(図において)であるX軸方向に2分割された4つのセンサー部a、b、c及びdより構成されている。
また、第1光ディスクD1からの戻り光の中の第1サブビームS1及び第2サブビームS2を夫々受光する第1サブビーム用受光部8B及び第2サブビーム用受光部8Cは、前記第1受光部8Aを挟んでY軸方向の直線上に配置されているとともにY軸方向に2分割された2つのセンサー部e、f及びg、hより構成されている。
第2光ディスクD2の信号記録層L2から反射される第2レーザー光の戻り光であるメインビームM2を受光する第2受光部8Dは、Y軸方向に2分割されているとともにX軸方向に2分割された4つのセンサー部A、B、C及びDより構成されている。また、前記第2受光部8Dは、前記第1受光部8Aに対してX軸方向の直線上に配置されているとともにその間隔L1は、図2に示した2波長レーザーダイオード1に組み込まれている第1レーザー素子2及び第2レーザー素子3の間隔L2と同一になるように設定されている。
前述した光検出器8に組み込まれている各受光部の配置及びセンサー部の構成より明らかなように第1光ディスクD1であるCDディスクに対するフォーカス制御動作は、メインビームM1を利用した非点収差法にて行われ、トラッキング制御動作はメインビームM1及びサブビームS1、S2を利用する差動プッシュプル法にて行われるように構成されているが、斯かるフォーカス制御動作及びトラッキング制御動作は周知であるので、その説明は省略する。
また、第2光ディスクD2であるDVDディスクに対するフォーカス制御動作は、メインビームM2を利用した非点収差法にて行われ、トラッキング制御動作はメインビームM2を利用する位相差検出法にて行われるように構成されているが、斯かるフォーカス制御動作及びトラッキング制御動作は周知であるので、その説明は省略する。
前記光検出器8に組み込まれている各受光部と第1レーザー光の戻り光及び第2レーザー光の戻り光との配置関係が図3に示したようになるように光ピックアップ装置を構成する光学部品の組み立ては行われるが、次に光検出器8の配置調整動作について図4を参照して説明する。
前述したように構成されている光ピックアップ装置に組み込まれる光検出器8の位置を調整する動作は、まず図4の(A)に示すように第1光ディスクD1に使用される第1レーザー素子2から放射される第1レーザー光のメインビームM1を第1受光部8Aの中心部に照射するように調整する動作、即ちXYポジションの調整動作が行われる。
図4の(A)は、前述した第1レーザー光のメインビームM1を第1受光部8Aの中心部に照射するように調整する動作が行われた状態を示すものであり、第1サブビームS1、第2サブビームS2及び第2レーザー光のメインビームM2は、各々第1サブビーム用受光部8B、第2サブビーム用受光部8C及び第2受光部8Dからずれた位置に照射された状態にある。
前述したXYポジションの調整動作が完了すると、次に第1受光部8Aの位置を中心として光検出器8を時計方向に回転させ、第2受光部8DのY軸方向の位置調整動作、即ちYポジションの調整動作が行われる。斯かるYポジション調整動作は前記第2受光部8Dを構成するセンサー部Aから得られる信号とセンサー部Bから得られる信号とを加算した信号のレベルとセンサー部Cから得られる信号とセンサー部Dから得られる信号とを加算した信号のレベルとを比較し、この両信号のレベルが同一になるように行われる。即ち、斯かる調整動作を行うことによって第2受光部8DのYポジション調整動作を行うことが出来る。
図4の(B)は、前述したXYポジション調整動作及びYポジション調整動作が行われた状態を示すものであり、斯かる状態において、第1サブビームS1及び第2サブビームS2を生成するべく設けられている回折格子4の回転位置をメインビームM1とサブビームS1、S2の位相が反転するように調整する動作が行われて光検出器8の配置調整動作が完了することになる。
前述した各調整動作を行うことによって光検出器8の配置調整動作が行われているが、次のような問題が発生している。2波長レーザーダイオード1に設けられている第1レーザー素子2と第2レーザー素子3の間隔は、設計上は110μmであるが、実際には製造誤差があり、特にハイブリッド型の2波長レーザーダイオードはモノリシック型と比較して誤差が大きくなり、一般にはその間隔は110±10μmと設定されている。前述した2波長レーザーダイオード1と1つの光検出器8を備えた光ピックアップ装置の光学系において、レーザー光の往路と復路の光学倍率が等しい場合には光検出器8に照射される第1レーザー光と第2レーザー光のビームピッチも110±10μmとなる。
斯かる第1レーザー光と第2レーザー光のビームピッチのズレは図3において、X軸方向のズレとして発生することになる。光検出器8に組み込まれている受光部が図3に示すように構成されている場合には、第1受光部8Aと第2受光部8Dとの間に発生するX軸方向のズレを補正することが出来ないので、光ピックアップ装置の特性を低下させるという問題がある。
本発明は、前述した問題を解決することが出来る光ピックアップ装置を提供しようとするものである。
本発明は、2波長レーザーダイオードから放射される第1レーザー光及び第2レーザー光が入射されるとともに第1レーザー光を第1光ディスクに設けられている信号記録層に集光させ、且つ第2レーザー光を前記第1光ディスクの規格と異なる第2光ディスクに設けられている信号記録層に集光させる対物レンズと、第1光ディスクの信号記録層から反射される戻り光が照射される第1受光部と第2光ディスクの信号記録層から反射される戻り光が照射される第2受光部とが同一の半導体基板上に形成されている光検出器とを備え、前記光検出器の固定位置を第1受光部にて調整するとともに第2受光部に第1受光部と第2受光部との位置ズレを電気的に補正する位置ズレ補正用受光部を形成したことを特徴とするものである。
また、本発明は、第1受光部と第2受光部とをX軸方向へ並べて配置したとき、前記第1受光部をX軸方向に2分割するとともに該X軸方向に対して直角方向であるY軸方向に2分割された4つのセンサー部にて構成し、前記第2受光部をX軸方向に3分割するとともにY軸方向に2分割された6つのセンサー部にて構成し、中央に配置される2つのセンサー部を位置ズレ補正用受光部として使用するようにしたことを特徴とするものである。
そして、本発明は、2波長レーザーダイオードに設けられている第1レーザー素子と第2レーザー素子との間の距離と第1受光部のX軸方向の中心と第2受光部のX軸方向の中心との間の距離とが同一になるように設定したことを特徴とするものである。
また、本発明は、位置ズレ補正用受光部のX軸方向の幅を第1レーザー素子と第2レーザー素子間の間隔誤差に基づいて設定したことを特徴とするものである。
そして、本発明は、位置ズレ補正用受光部を第2受光部のX軸方向の中心に配置したことを特徴とするものである。
本発明は、第1光ディスクの信号記録層から反射される戻り光が照射される第1受光部と第2光ディスクの信号記録層から反射される戻り光が照射される第2受光部とが同一の半導体基板上に形成されている光検出器とを備えた光ピックアップ装置において、前記光検出器の固定位置を第1受光部にて調整するとともに第2受光部に第1受光部と第2受光部との位置ズレを電気的に補正する位置ズレ補正用受光部を形成したので、第1レーザー光を放射する第1レーザー素子と第2レーザー光を放射する第2レーザー素子との間の距離や第1受光部と第2受光部との間の距離にズレがあっても光ピックアップ装置の制御動作を行うために必要な検出信号を生成することが出来る。従って、本発明によれば光ピックアップ装置の特性を向上させることが出来る。
光ピックアップ装置におけるフォーカス制御動作を行うためのフォーカスエラー信号及びトラッキング制御動作を行うためのトラッキングエラー信号等を生成するために設けられている光検出器に組み込まれている受光部のポジションずれを補正することが出来る。
図1は本発明に係る光検出器8に組み込まれる第2受光部8Dの構成を示す平面図であり、第1レーザー光のメインビームM1を受光する第1受光部8A、第1サブビームS1を受光する第1サブビーム用受光部8B及び第2サブビームS2を受光する第2サブビーム用受光部8Cは図3に示したように構成されている。
本発明に係る光検出器8に組み込まれる第2受光部8Dは、図1に示したようにX軸方向に3分割されているとともにY軸方向に2分割された6つのセンサー部A、B、C、D、E及びFより構成されている。
同図において、中央部に配置されているセンサー部E及びFは位置ズレ補正用の受光部であり、その幅L3は前述した第1レーザー素子2と第2レーザー素子3との間の距離、即ち110±10μmの誤差である±10μmの最大誤差を考慮して20μmになるように設定されている。
図1の(A)、(B)及び(C)は、第1受光部8Aと第2受光部8Dとの位置関係が異なる場合のメインビームM2との関係を示すものであり、Y軸方向の調整、即ち各センサー部A、B、C、D、E及びFから得られる検出信号のレベルをA、B、C、D、E及びFとしたとき、A+B+E=C+D+Fとなるように調整されている。
図1の(A)はメインビームM2のX軸方向の分割線Pが第2受光部8Dの中心にある場合、即ち第1受光部8AのX軸方向の中心と第2受光部8DのX軸方向の中心との間の距離L1が第1レーザー素子2と第2レーザー素子3との間の距離L2と等しい場合である。斯かる場合には、分割線Pが位置ズレ補正用受光部であるセンサー部E及びFのX軸方向の中央に位置することになる。
斯かる状態にあるとき、各センサー部A、B、C、D、E及びFから得られる検出信号のレベルからA+0.5×E=B+0.5×EまたはC+0.5×F=D+0.5×Fになるとき、Xポジションの調整が完了したと判定することが出来る。即ち、各センサー部から得られる信号が入力されるとともに各信号を増幅するべく設けられている各センサー用増幅器の利得を調整することによって電気的にXポジションの調整動作を完了することが出来る。
図1の(B)はメインビームM2のX軸方向の分割線Pがセンサー部Bとセンサー部Eとの境界、即ちセンサー部Cとセンサー部Fとの境界にある場合であり、第1受光部8AのX軸方向の中心と第2受光部8DのX軸方向の中心との間の距離L1と比較して第1レーザー素子2と第2レーザー素子3との間の距離L2が短い場合である。
斯かる状態にあるとき、各センサー部A、B、C、D、E及びFから得られる検出信号のレベルからA+E=BまたはC=D+Fになるとき、Xポジションの調整が完了したと判定することが出来る。即ち、各センサー部から得られる信号が入力されるとともに各信号を増幅するべく設けられている各センサー用増幅器の利得を調整することによって電気的にXポジションの調整動作を完了することが出来る。
図1の(C)はメインビームM2のX軸方向の分割線Pがセンサー部Aとセンサー部Eとの境界、即ちセンサー部Dとセンサー部Fとの境界にある場合であり、第1受光部8AのX軸方向の中心と第2受光部8DのX軸方向の中心との間の距離L1と比較して第1レーザー素子2と第2レーザー素子3との間の距離L2が長い場合である。
斯かる状態にあるとき、各センサー部A、B、C、D、E及びFから得られる検出信号のレベルからA=B+EまたはC+F=Dになるとき、Xポジションの調整が完了したと判定することが出来る。即ち、各センサー部から得られる信号が入力されるとともに各信号を増幅するべく設けられている各センサー用増幅器の利得を調整することによって電気的にXポジションの調整動作を完了することが出来る。
図1の(A)は、前述したように第1受光部8Aと第2受光部8DとのX軸方向の距離L1が第1レーザー素子2と第2レーザー素子3との間の距離L2と等しい場合、即ち設計通りの正確な位置にある場合、図1の(B)は、第1受光部8Aと第2受光部8DのX軸方向の距離L1と比較して第1レーザー素子2と第2レーザー素子3との間の距離L2が最も短い場合、即ち両者の位置が一方の方向に最もずれた位置にある場合、そして図1の(C)は、第1受光部8Aと第2受光部8DのX軸方向の距離L1と比較して第1レーザー素子2と第2レーザー素子3との間の距離L2が最も長い場合、即ち両者の位置が図2の(B)の場合と反対の方向に最もずれた位置にある場合を意味するものである。
従って、前述した第1受光部8Aと第2受光部8DのX軸方向の距離L1と比較して第1レーザー素子2と第2レーザー素子3との間の距離L2とがずれる範囲は種々あり、斯かる場合のXポジションの調整のための各センサー用増幅器の利得設定は次のように行われる。
即ち、各センサー部から得られる信号を利用するXポジション調整動作は、A+K×E=B+k×E、またはC+K×F=D+k×F、ただし、K=1-kの条件になるように各センサー用増幅器の利得を設定することによって行うことが出来る。
従って、センサー部A、B、C、Dから得られる検出信号を増幅するべく設けられているセンサー用増幅器の利得を同一になるように設定し、位置ズレ補正用受光部を構成するセンサー部E、Fから得られる検出信号を増幅するべく設けられているセンサー用増幅器の利得をズレの長さに伴う検出信号レベルに合わせて設定することによって光検出器8のXポジションの調整動作を正確に行うことが出来る。
尚、本実施例では、第1レーザー素子2と第2レーザー素子3との間の距離を110±10μmとして説明し、位置ズレ補正用受光部のX軸方向の幅を20μmとして説明したが、斯かる位置ズレ補正用受光部のX軸方向の幅は第1レーザー素子2と第2レーザー素子3と間の配置誤差の大きさに合わせて設定されるものであり、その数値は限定されるものではない。
本発明は、DVD規格及びCD規格の光ディスクに記録されている信号の読出し動作を行う光ピックアップ装置だけでなく異なる規格の光ディスクに記録されている信号の読み出し動作を行う光ピックアップ装置にも応用することが出来る。
また、同一のパッケージ内に第1レーザー素子と第2レーザー素子の2つのレーザー素子が組み込まれている2波長レーザーダイオードについて説明したが、第1レーザー素子、第2レーザー素子及び第3レーザー素子のように3つの異なる波長のレーザー光を放射するレーザー素子が組み込まれた3波長レーザーダイオードに実施することも出来る。斯かる3波長レーザーダイオードとしては、例えばDVD規格の光ディスクに対応する第1レーザー光を放射する第1レーザー素子とCD規格の光ディスクに対応する第2レーザー光を放射する第2レーザー素子とをピッチ間の製造誤差が少ないモノリシック型のレーザーダイオードにて構成し、Blu-ray規格の光ディスクに対応するレーザー光を放射する第3レーザー素子をハイブリッド型のレーザー素子にて構成するようにされるが、斯かる場合には第1レーザー素子または第2レーザー素子と第3レーザー素子との間隔ピッチに基づいて光検出器の位置ズレ補正用受光部が配置形成されることになる。
1 2波長レーザーダイオード
2 第1レーザー素子
3 第2レーザー素子
4 回折格子
5 ハーフミラー
7 対物レンズ
8 光検出器
8A 第1受光部
8D 第2受光部
2 第1レーザー素子
3 第2レーザー素子
4 回折格子
5 ハーフミラー
7 対物レンズ
8 光検出器
8A 第1受光部
8D 第2受光部
Claims (5)
- 第1レーザー光を放射する第1レーザー素子及び該第1レーザー光の波長より短い波長の第2レーザー光を放射する第2レーザー素子が同一のパッケージ内に設けられている2波長レーザーダイオードと、該2波長レーザーダイオードから放射される第1レーザー光及び第2レーザー光が入射されるとともに第1レーザー光を第1光ディスクに設けられている信号記録層に集光させ、且つ第2レーザー光を前記第1光ディスクの規格と異なる第2光ディスクに設けられている信号記録層に集光させる対物レンズを備えた光ピックアップ装置であり、第1光ディスクの信号記録層から反射される戻り光が照射される第1受光部と第2光ディスクの信号記録層から反射される戻り光が照射される第2受光部とが同一の半導体基板上に形成されている光検出器を備え、前記光検出器の固定位置を第1受光部にて調整するとともに第2受光部に第1受光部と第2受光部との位置ズレを電気的に補正する位置ズレ補正用受光部を形成したことを特徴とする光ピックアップ装置。
- 第1受光部と第2受光部とをX軸方向へ並べて配置したとき、前記第1受光部をX軸方向に2分割するとともに該X軸方向に対して直角方向であるY軸方向に2分割された4つのセンサー部にて構成し、前記第2受光部をX軸方向に3分割するとともにY軸方向に2分割された6つのセンサー部にて構成し、中央に配置される2つのセンサー部を位置ズレ補正用受光部として使用するようにしたことを特徴とする請求項1に記載の光ピックアップ装置。
- 2波長レーザーダイオードに設けられている第1レーザー素子と第2レーザー素子との間の距離と第1受光部のX軸方向の中心と第2受光部のX軸方向の中心との間の距離とが同一になるように設定したことを特徴とする請求項2に記載の光ピックアップ装置。
- 位置ズレ補正用受光部のX軸方向の幅を第1レーザー素子と第2レーザー素子間の間隔誤差に基づいて設定したことを特徴とする請求項3に記載の光ピックアップ装置。
- 位置ズレ補正用受光部を第2受光部のX軸方向の中心に配置したことを特徴とする請求項4に記載の光ピックアップ装置。
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