JP4031450B2 - Optical pickup device - Google Patents
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Description
本発明は、異なる2種類の光記録媒体に対して情報の記録/再生を行うことができる光ピックアップ装置に関する。 The present invention relates to an optical pickup device capable of recording / reproducing information on two different types of optical recording media.
近年、情報記録の分野においては、光学情報記録方式に関する技術の進展に著しいものがある。この光学情報記録方式は、非接触で記録/再生が行えること、また再生専用型、追記型、書換え可能型などそれぞれのメモリ形態に対応できること等、数々の利点を有するので、安価な大容量メディアを実現し得るものとして、産業用から民生用まで幅広い用途が考えられている。 In recent years, in the field of information recording, there has been remarkable progress in technology related to optical information recording methods. This optical information recording method has many advantages such as non-contact recording / reproduction and compatibility with each memory type such as read-only type, write-once type, and rewritable type. A wide range of applications from industrial to consumer use is considered.
光学情報記録方式に用いられる記録媒体としては、コンパクトディスク(略称CD)、デジタルバーサタイルディスク(略称DVD)などの光ディスク、またミニディスク(略称MD)などの光磁気ディスクが、挙げられる。ここでは、光学情報記録方式に用いられるこれらの記録媒体を総称して光記録媒体と呼ぶ。 Examples of the recording medium used in the optical information recording system include optical disks such as compact disks (abbreviated CD) and digital versatile disks (abbreviated DVD), and magneto-optical disks such as minidiscs (abbreviated MD). Here, these recording media used in the optical information recording method are collectively referred to as an optical recording medium.
光記録媒体の情報記録面上に情報を記録または情報記録面上の情報を再生する記録/再生装置に搭載するための光ピックアップ装置が種々提案され、最近では、単一種類の光記録媒体の記録/再生にとどまらず、規格の異なる光記録媒体であるたとえばCDとDVDとに対して情報の記録/再生が可能なCD/DVD互換型の光ピックアップ装置が製品化されるに至っている。 Various optical pickup devices for mounting on a recording / reproducing apparatus for recording information on the information recording surface of the optical recording medium or reproducing information on the information recording surface have been proposed. Recently, a single type of optical recording medium has been proposed. In addition to recording / reproduction, CD / DVD compatible optical pickup devices capable of recording / reproducing information on optical recording media having different standards, such as CD and DVD, have been commercialized.
図5は、規格の異なる2種類の光記録媒体に対して記録/再生が可能な従来の光ピックアップ装置1の構成を簡略化して示す図である。図5に示す従来の光ピックアップ装置1は、たとえばDVDに対する記録/再生に用いられる650nm波長帯のレーザ光を出力する第1半導体レーザ2と、CDに対する記録/再生に用いられる790nm波長帯のレーザ光を出力する第2半導体レーザ3とを備える。
FIG. 5 is a diagram showing a simplified configuration of a conventional
従来の光ピックアップ装置1では、第1半導体レーザ2および第2半導体レーザ3からの出射光は、色合成分離ダイクロイックプリズム4によって光軸が同軸化され、ビームスプリッタ5を透過し、コリメートレンズ6により平行光となり、対物レンズ7によって光記録媒体8であるCDまたはDVDの情報記録面に集光される。光記録媒体8によって反射された反射光は、再び対物レンズ7を透過し、コリメートレンズ6によって集光されてビームスプリッタ5へ入射し、ビームスプリッタ5で進行方向を曲げられて、光検出器9を構成する第1受光素子11または第2受光素子12に到達する。
In the conventional
このとき、反射光のビームスポットを、第1および第2受光素子11,12上の所望の位置で受光できるように、光検出器9の位置を矢符13a,13b方向に、また第2半導体レーザ3の位置を矢符14a,14bの方向に調整する。第1および第2受光素子11,12は、受光した反射光を電気信号に変換して出力し、この出力信号が増幅器で増幅され、さらに自動ゲイン補正回路で増幅利得の補正が行われて信号レベルが一定範囲に調整される。
At this time, the position of the
図6および図7は、規格の異なる2種類の光記録媒体に対して記録/再生が可能なもう一つの従来の光ピックアップ装置15の構成を簡略化して示す図である。もう一つの従来の光ピックアップ装置15は、前述した従来の光ピックアップ装置1に類似するので、対応する部分については同一の参照符号を付して説明を省略する。
FIG. 6 and FIG. 7 are diagrams schematically showing the configuration of another conventional
図6に示すもう一つの従来の光ピックアップ装置15では、DVDに対する記録/再生に用いる650nm波長帯の第1半導体レーザ2と、CDに対する記録/再生に用いる790nm波長帯の第2半導体レーザ3とを、100〜300μm間隔で配置固定した2波長半導体レーザ16が用いられる。また2波長半導体レーザとして、2つの異なる波長帯のレーザチップを、1チップ内に形成したモノリシック2波長半導体レーザが、用いられるものもある。このような2波長半導体レーザ16を光源として用いることにより、色合成分離ダイクロイックプリズムなどの光学部品を省くことができるので、部品点数の削減による光ピックアップ装置の小型化を図ることができ、また光学系の設計を簡略化することができる。
In another conventional
しかしながら、図7に示すように、2波長半導体レーザ16に備えられる第1半導体レーザ2と第2半導体レーザ3とは、その相対位置である配置間隔αに、通常10μm程度の誤差δを有する。したがって、たとえば第1半導体レーザ2から出射されて光記録媒体8で反射された反射光のビームスポットに光検出器9の第1受光素子11の位置を調整すると、第2半導体レーザ3から出射されて光記録媒体8で反射された反射光のビームスポットに光検出器9の第2受光素子12の位置を適合させるように調整できなくなるという問題がある。
However, as shown in FIG. 7, the
すなわち、第1半導体レーザ2と第2半導体レーザ3との配置間隔αの誤差δに応じた距離:f(δ)だけ、いずれか一方の反射光のビームスポットと、そのビームスポットを受光するべき受光素子とが所望の位置から外れて受光素子の受光量が少なくなるので、性能および信頼性を低下させ、装置製造上における歩留低下の原因となっている。
That is, the beam spot of either one of the reflected light and the beam spot should be received by a distance f (δ) corresponding to the error δ of the arrangement interval α between the
ところで、光源からの出射光の光路を所望の方向に変更する光学部品に、反射鏡、プリズム、ホログラム素子、回折格子などがあり、これらの光学部品は、光ピックアップ装置の構成部品として用いられている。光ピックアップ装置の構成部品として用いられるたとえば回折格子は、光路変更部材として、またビームを複数に分岐する光分岐部品としても用いられている(たとえば、特許文献1参照)。 By the way, optical parts that change the optical path of the light emitted from the light source in a desired direction include a reflecting mirror, a prism, a hologram element, a diffraction grating, and the like. These optical parts are used as components of an optical pickup device. Yes. For example, a diffraction grating used as a component part of an optical pickup device is used as an optical path changing member and also as an optical branching part that splits a beam into a plurality of parts (for example, see Patent Document 1).
特許文献1に開示される光ピックアップ装置では、回折格子は、格子が形成された部分と、格子が形成されていない部分とを備え、この回折格子を光源から出射される光に対して相対移動させることによって、出射光が、回折格子の格子が形成されている部分、または格子が形成されていない部分のいずれかを通過するように構成される。出射光は、格子形成部分を通過するとき、ビームが3つに回折分岐され、格子が形成されていない部分では1ビームのまま回折分岐されずに通過する。
In the optical pickup device disclosed in
このように、特許文献1に開示される光ピックアップ装置では、回折格子を出射光に対して相対移動させることによって、出射光を1スポットと3スポットとの両方に可逆的に変更することが可能であり、このことによって、光記録媒体に対して情報を記録/再生時に、光記録媒体のトラックを追随するためのトラッキングエラー信号検出方式として多用されている1スポット法と3スポット法との両検出方式に対応可能である。
As described above, in the optical pickup device disclosed in
しかしながら、特許文献1に提案される光ピックアップ装置は、トラッキングエラー信号検出方式の1スポット法と3スポット法との両検出方式に対応できる技術を開示するけれども、光源から出射される波長が異なる複数の光のそれぞれについて、光記録媒体で反射された光のビームスポットが、光検出器に備わる受光素子の所望の位置に照射されるように調整する技術思想は、何ら開示されていない。
However, although the optical pickup apparatus proposed in
本発明の目的は、光源から出射され光記録媒体で反射される波長がそれぞれ異なる2つの光のビームスポットを、光検出器に備わる受光素子の所望の位置に照射させることのできる信号検出信頼性の高い光ピックアップ装置を提供することである。 An object of the present invention is to provide signal detection reliability capable of irradiating a desired position of a light receiving element provided in a photodetector with two light beam spots having different wavelengths emitted from a light source and reflected by an optical recording medium. It is to provide an optical pickup device with high accuracy.
本発明は、波長λ1の第1光および波長λ2の第2光を出射することのできる光源と、光源から出射される光を光記録媒体の情報記録面に集光する対物レンズと、光記録媒体または光磁気記録媒体で反射された反射光を検出する光検出器と、反射光を光検出器へ導く回折格子とを少なくとも備える光ピックアップ装置において、
回折格子は、
波長λ1の第1光を透過し、波長λ2の第2光を回折する回折格子面を複数備え、
透過した波長λ1の第1光および回折した波長λ2の第2光とを同一の光検出器へ導くことができるように配置され、かつ光検出器に入射する反射光の光軸に対して直交する方向に移動可能に設けられることを特徴とする光ピックアップ装置である。
The present invention relates to a light source capable of emitting a first light having a wavelength λ1 and a second light having a wavelength λ2, an objective lens for condensing the light emitted from the light source on an information recording surface of an optical recording medium, and optical recording In an optical pickup device comprising at least a photodetector that detects reflected light reflected by a medium or a magneto-optical recording medium, and a diffraction grating that guides the reflected light to the photodetector,
The diffraction grating is
A plurality of diffraction grating surfaces that transmit the first light of wavelength λ1 and diffract the second light of wavelength λ2,
The first light having the transmitted wavelength λ1 and the second light having the diffracted wavelength λ2 are arranged so as to be guided to the same photodetector, and are orthogonal to the optical axis of the reflected light incident on the photodetector. The optical pickup device is provided so as to be movable in the direction in which it is moved.
また本発明は、回折格子に備わる回折格子面は、
切断面における断面形状が周期的な凹凸を有し、凹部の透過光と凸部の透過光との位相差が、波長λ1に対して2πの整数倍になり、かつ波長λ2に対して2πの非整数倍になるように形成されることを特徴とする。
In the present invention, the diffraction grating surface provided in the diffraction grating is
The cross-sectional shape at the cut surface has periodic irregularities, the phase difference between the transmitted light of the concave portion and the transmitted light of the convex portion is an integral multiple of 2π with respect to the wavelength λ1, and 2π with respect to the wavelength λ2. It is formed to be a non-integer multiple.
また本発明は、回折格子面が有する周期的な凹凸の凸部が、
周期の1ピッチあたりに複数の段差部を有し、各段差部における透過光同士の位相差が、波長λ1に対して2πの整数倍になり、かつ波長λ2に対して2πの非整数倍になるように形成されることを特徴とする。
In the present invention, the periodic uneven projections of the diffraction grating surface are
There are a plurality of step portions per pitch of the cycle, and the phase difference between transmitted light in each step portion is an integral multiple of 2π with respect to the wavelength λ1, and a non-integer multiple of 2π with respect to the wavelength λ2. It is formed so that it may become.
本発明によれば、光ピックアップ装置は、波長λ1の第1光を透過し、波長λ2の第2光を回折する回折格子面を複数備える回折格子を有し、該回折格子は、透過した波長λ1の第1光および回折した波長λ2の第2光を同一の光検出器へ導くことができるように配置され、かつ光検出器に入射する反射光の光軸に対して直交する方向に移動可能に設けられる。 According to the present invention, the optical pickup device includes a diffraction grating that includes a plurality of diffraction grating surfaces that transmit the first light having the wavelength λ1 and diffract the second light having the wavelength λ2, and the diffraction grating has the transmitted wavelength. The first light of λ1 and the second light of diffracted wavelength λ2 are arranged so as to be guided to the same photodetector, and move in a direction perpendicular to the optical axis of the reflected light incident on the photodetector Provided possible.
このように構成される光ピックアップ装置では、回折格子を反射光の光軸に対して直交する方向に移動させて好適な位置に配置することによって、回折されることなく回折格子を透過する第1光と、回折格子で回折される第2光とを、同一の光検出器に備わる受光素子の所望の位置に、照射させることができる。このことによって、情報の記録/再生に用いる第1光および第2光のいずれをも、光検出器に備わる受光素子の好適な位置へ照射させることができるので、受光素子は、信号検出に充分な光量を受光することが可能になる。したがって、光検出器で検出される信号の品質に優れ、情報の記録/再生における信頼性の高い光ピックアップ装置が実現される。 In the optical pickup device configured as described above, the diffraction grating is moved in the direction orthogonal to the optical axis of the reflected light and disposed at a suitable position, thereby transmitting the first diffraction grating without being diffracted. The light and the second light diffracted by the diffraction grating can be irradiated to a desired position of the light receiving element provided in the same photodetector. As a result, both the first light and the second light used for recording / reproducing information can be irradiated to a suitable position of the light receiving element provided in the photodetector, so that the light receiving element is sufficient for signal detection. It is possible to receive a sufficient amount of light. Therefore, an optical pickup device having excellent signal quality detected by the photodetector and high reliability in recording / reproducing information is realized.
また本発明によれば、回折格子に備わる回折格子面は、断面形状が周期的な凹凸を有し、凹部の透過光と凸部の透過光との位相差が、波長λ1に対して2πの整数倍になり、かつ波長λ2に対して2πの非整数倍になるように形成される。このことによって、波長λ1の第1光が、回折格子によって回折されることなく直線透過し、波長λ2の第2光が、回折格子によって回折される。すなわち、波長λ1の第1光に対しては回折格子として作用せず、波長λ2の第2光に対しては回折格子として作用する波長選択性の回折格子が、簡単な構成で実現される。 According to the present invention, the diffraction grating surface provided in the diffraction grating has irregularities with a periodic cross-sectional shape, and the phase difference between the transmitted light of the concave portion and the transmitted light of the convex portion is 2π with respect to the wavelength λ1. It is formed to be an integral multiple and a non-integer multiple of 2π with respect to the wavelength λ2. As a result, the first light having the wavelength λ1 is linearly transmitted without being diffracted by the diffraction grating, and the second light having the wavelength λ2 is diffracted by the diffraction grating. That is, a wavelength-selective diffraction grating that does not act as a diffraction grating for the first light of wavelength λ1 and acts as a diffraction grating for the second light of wavelength λ2 is realized with a simple configuration.
また本発明によれば、回折格子面が有する周期的な凹凸の凸部が、周期の1ピッチあたりに複数の段差部を有するように形成され、各段差部における透過光同士の位相差が、波長λ1に対して2πの整数倍になり、かつ波長λ2に対して2πの非整数倍になるように形成される。このことによって、波長λ1の第1光に対しては回折格子として作用せず、波長λ2の第2光に対しては回折格子として作用する波長選択性の回折格子が実現される。 Moreover, according to the present invention, the periodic uneven projections of the diffraction grating surface are formed so as to have a plurality of stepped portions per one pitch of the cycle, and the phase difference between transmitted light in each stepped portion is It is formed to be an integral multiple of 2π with respect to the wavelength λ1 and a non-integer multiple of 2π with respect to the wavelength λ2. This realizes a wavelength-selective diffraction grating that does not act as a diffraction grating for the first light having the wavelength λ1 and acts as a diffraction grating for the second light having the wavelength λ2.
図1は、本発明の実施の一形態である光ピックアップ装置20の構成を簡略化して示す図である。光ピックアップ装置20は、相異なる2つの波長λ1および波長λ2の2つの光を出射することのできる2波長半導体レーザである光源23と、光源23から出射される光を光記録媒体30の情報記録面に集光する対物レンズ26と、対物レンズ26と光源23との間に設けられて光源23からの出射光を平行光にするとともに光記録媒体30によって反射された反射光を集光するコリメートレンズ25と、光源23からの出射光を透過するとともに光記録媒体30からの反射光を反射するビームスプリッタ24と、波長λ1の第1光を透過し、かつ波長λ2の光を回折する2波長用の回折格子面を複数備える回折格子27と、ビームスプリッタ24による反射光であって光検出器29に入射する反射光の光軸に対して直交する矢符31方向に回折格子27を移動させる駆動手段28と、光記録媒体30からの反射光を受光検出する前記光検出器29とを含んで構成される。
FIG. 1 is a diagram showing a simplified configuration of an
2波長半導体レーザである光源23は、波長λ1の第1光を出射する第1半導体レーザ21と、波長λ2の第2光を出射する第2半導体レーザ22と、第1および第2半導体レーザ21,22が装着されるステム32と、ステム32に装着される第1および第2半導体レーザ21,22を覆うようにしてステム32に装着されるキャップ33とを含んで構成される。ここでは、第1半導体レーザ21は、DVDに対する情報の記録/再生に用いられる波長λ1=650nmの光を出射し、第2半導体レーザ22は、CDに対する情報の記録/再生に用いられる波長λ2=790nmの光を出射する。光源23は、情報を記録/再生する対象となる光記録媒体30の種類に応じて、第1半導体レーザ21と第2半導体レーザ22とのいずれか一方に切換えて光を出射するよう構成される。
A
ビームスプリッタ24は、たとえばプリズムなどによって形成され、前述のように光源23から出射される光を透過し、光記録媒体30による反射光を反射して回折格子27へ導く。コリメートレンズ25は、ビームスプリッタ24を透過して入射する光を平行光にして対物レンズ26へ入射させるとともに、光記録媒体30による反射光を集光してビームスプリッタ24へ入射させる。
The
光記録媒体30で反射された反射光であって、さらにビームスプリッタ24で反射された反射光を受光する光検出器29は、基板34上に設けられる2つの第1および第2受光素子35,36を備える。第1および第2受光素子35,36は、たとえばフォトダイオードなどの光電変換素子からなり、第1受光素子35が、光記録媒体30で反射された第1光を受光検出することに用いられ、第2受光素子36が、光記録媒体30で反射された第2光を受光検出することに用いられる。第1および第2受光素子35,36は、受光検出した光を光量に応じた電気信号に変換し、基板34に形成される回路を介して、再生信号処理回路、サーボ制御部などへ送出する。この光検出器29は、矢符45a,45b方向に位置調整可能に設けられる。
The
図2は回折格子27の構成を示す斜視図であり、図3は回折格子27の構成を示す断面図である。回折格子27は、ビームスプリッタ24と光検出器29との間であって、光記録媒体30による反射光の光路上に設けられる。回折格子27は、波長λ1の第1光を透過し、波長λ2の第2光を回折する回折格子面を複数(本実施の形態では3つ)備え、透過した波長λ1の第1光および回折した波長λ2の第2光とを同一の光検出器29へ導くことができるように配置され、かつ反射光の光軸に対して直交する矢符31方向に移動可能に構成される。
FIG. 2 is a perspective view showing the configuration of the
以下図2および図3を参照して、回折格子27の構成について説明する。回折格子27は、1つの回折格子基板37に複数の回折格子面G1,G2,G3が形成されている。各回折格子面G1,G2,G3は、それぞれ異なる格子ピッチP1,P2,P3を有するように形成されるので、下記式(1)で表される+1次回折光の回折角βもそれぞれβ1、β2、β3と異なる。回折角βと、回折格子27から光検出器29までの距離Lとによって、回折格子27によって回折される第2光の光検出器29上における照射位置が決定されるので、第2光の反射光が、第2受光素子36で受光されるように、波長λ2に応じて回折格子27に形成する回折格子面のピッチPを設定すればよい。
sinβ=λ/P …(1)
Hereinafter, the configuration of the
sin β = λ / P (1)
なお、本実施の形態の回折格子27に形成される回折格子面のうち回折格子面G2には、格子が形成されていないものが選定される。すなわち回折格子面G2は、言わばピッチP2が無限大で格子溝部分のみが形成されているものと例えることができる。この回折格子面G2は、波長λ1の第1光を用いてDVDに対して情報の記録/再生を行う場合に、回折格子27によって回折されることのない第1光を透過させることにのみ用いられる。したがって、本実施の形態の回折格子27において、波長λ1の第1光を回折することなく透過させ、波長λ2の第2光を回折させる回折格子面は、実態として回折格子面G1および回折格子面G3の2つということになる。
Of the diffraction grating surfaces formed on the
さらに回折格子27の詳細な構成を回折格子面G1について例示する。回折格子27に備わる回折格子面G1は、断面形状が凹部38と凸部39との周期的な繰返しを有するように形成される。
Further, the detailed configuration of the
このように形成される回折格子面G1における凹凸の繰返しピッチをP1とし、凹凸を形成するいわゆる格子溝深さをd1とすると、波長λの光に対して、凹部38を透過する光40(以後、凹部透過光と呼ぶ)と、凸部39を透過する光41(以後、凸部透過光と呼ぶ)との間に生じる位相差φは、下記式(2)で与えられる。
2π(n−1)×d1/λ …(2)
ここで、n:屈折率
When the repetition pitch of the unevenness in the diffraction grating surface G1 formed in this way is P1, and the so-called grating groove depth for forming the unevenness is d1, the light 40 that passes through the
2π (n−1) × d1 / λ (2)
Where n: refractive index
回折格子面G1では、式(2)に基づく凹部透過光40と凸部透過光41との位相差が、波長λ1に対して2πの整数倍になり、かつ波長λ2に対して2πの非整数倍になるように形成される。すなわち、回折格子面G1の格子溝深さd1は、第1光の波長λ1=650nmに対しては、(n−1)×d1が波長λ1の整数倍になるように、かつ第2光の波長λ2=790nmに対しては、(n−1)×d1が波長λ2の非整数倍になるように形成される。 In the diffraction grating surface G1, the phase difference between the concave transmitted light 40 and the convex transmitted light 41 based on the formula (2) is an integral multiple of 2π with respect to the wavelength λ1, and a non-integer with 2π with respect to the wavelength λ2. It is formed to be doubled. That is, the grating groove depth d1 of the diffraction grating surface G1 is such that (n−1) × d1 is an integral multiple of the wavelength λ1 with respect to the wavelength λ1 = 650 nm of the first light. For the wavelength λ2 = 790 nm, (n−1) × d1 is formed to be a non-integer multiple of the wavelength λ2.
このように格子溝深さd1を形成することによって、波長λ1の光は回折格子面G1による位相変化が2πの整数倍であるため回折されることなく直線透過し、波長λ2の光は回折格子面G1による位相変化が2πの非整数倍であるため回折されるので、波長λ1の第1光に対しては回折格子として作用せず、波長λ2の第2光に対しては回折格子として作用する波長選択性の回折格子27が実現される。格子溝深さd1について、具体的な寸法を例示すると、たとえば屈折率n=1.5の部材を用いて、(n−1)×d1がλ1と等しくなるように設定する場合、格子溝深さd1を1.3μmとすることによって、波長λ1=650nmの第1光を直線透過し、波長λ2=790nmの第2光のみに対して回折作用を及ぼす回折格子27が得られる。
By forming the grating groove depth d1 in this way, the light having the wavelength λ1 is transmitted linearly without being diffracted because the phase change by the diffraction grating surface G1 is an integral multiple of 2π, and the light having the wavelength λ2 is transmitted through the diffraction grating. Since the phase change due to the surface G1 is a non-integer multiple of 2π, it is diffracted, so it does not act as a diffraction grating for the first light of wavelength λ1, and acts as a diffraction grating for the second light of wavelength λ2. A wavelength
この回折格子27には、回折格子27を反射光の光軸に対して直交する矢符31方向に移動させる駆動手段28が連結される。駆動手段28には、駆動量を精度高く設定できるたとえばステッピングモータなどが用いられる。
Driving means 28 for moving the
本実施の形態では、第2光として波長λ2=790nmが選択されるけれども、これに限定されることなく、第2光として用いられる任意の波長λ2に応じて用いる回折格子面を、予め定めておき、予め定める該回折格子面が、第2光の反射光の光路上に位置するように、駆動手段28が回折格子27を矢符31方向に移動させる。
In the present embodiment, the wavelength λ2 = 790 nm is selected as the second light. However, the present invention is not limited to this, and a diffraction grating surface to be used according to an arbitrary wavelength λ2 used as the second light is determined in advance. The driving means 28 moves the
本実施の形態の光ピックアップ装置20においては、回折格子27で回折されることなく直線透過する第1光で情報の記録/再生を行う場合、前述した格子が形成されない回折格子面G2が第1光の反射光の光軸上に位置するように、回折格子27が駆動手段28によって所定の位置へ移動される。また回折格子27で回折される第2光で情報の記録/再生を行う場合、たとえば回折格子面G1が第2光の反射光の光軸上に位置するように、回折格子27が駆動手段28によって所定の位置へ移動される。
In the
このように、光ピックアップ装置20では、第1または第2半導体レーザ21,22のいずれから光が出射されているかを、不図示の検出器で検出し、その検出出力を駆動手段28へ出力することによって、駆動手段28を動作させ、回折格子27を矢符31方向の所定位置へ移動させることができる。
As described above, in the
以下、本実施の形態の光ピックアップ装置20における情報再生動作について簡単に説明する。光源23の第1半導体レーザ21から出射した波長λ1の第1光は、ビームスプリッタ24を透過し、コリメートレンズ25により平行光となり、対物レンズ26によって光記録媒体30の情報記録面に集光される。光記録媒体30の情報記録面で反射された光は、再び対物レンズ26を透過し、コリメートレンズ25により集光されてビームスプリッタ24によって進行方向を曲げられ、回折格子27に入射する。このとき、回折格子27は、駆動手段28によって、回折格子面G2が第1光の反射光の光軸上に位置するように移動されている。回折格子27は波長λ1の第1光に対しては回折格子として作用しないので、波長λ1の第1光は、回折格子27で回折されることなく通過し、光検出器29の第1受光素子35に達する。
Hereinafter, an information reproduction operation in the
一方、光源23の第2半導体レーザ22から出射した波長λ2の第2光は、ビームスプリッタ24を透過し、コリメートレンズ25により平行光となり、対物レンズ26によって光記録媒体30の情報記録面に集光される。光記録媒体30の情報記録面で反射された光は、再び対物レンズ26を透過し、コリメートレンズ25により集光されてビームスプリッタ24によって進行方向を曲げられ、回折格子27に入射する。
On the other hand, the second light of
このとき、回折格子27は、第2光の反射光を回折させるべく予め選択される回折格子面たとえば回折格子面G1が、第2光の反射光の光軸上に位置するように駆動手段28によって移動され、第2光の回折格子面G1による+1次回折光42が光検出器29の第2受光素子36に達する。
At this time, the
このようにして、第1光または第2光のいずれの光を用いて情報の再生を行う場合においても、光検出器29に備わる第1または第2受光素子35,36の好適な位置へ、第1光または第2光の反射光を照射させることができるので、第1または第2受光素子35,36は、情報の再生(記録の場合も同様)に充分な光量を受光することができる。したがって、光検出器29で検出される信号の品質に優れ、情報の記録/再生における信頼性の高い光ピックアップ装置20が実現される。
Thus, in the case where information is reproduced using either the first light or the second light, to a suitable position of the first or second
図4は、本発明の実施の第2形態である光ピックアップ装置に備わる回折格子50の構成を示す断面図である。本実施の形態の光ピックアップ装置は、回折格子50を除いて、実施の第1形態の光ピックアップ装置20と同一に構成されるので、全体構成の図および説明を省略する。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing the configuration of the
本実施の形態の光ピックアップ装置に備わる回折格子50の特徴は、回折格子面G4が有するピッチP1で形成される凹凸の凸部51が、周期の1ピッチP1あたりに複数の段差部(本実施の形態では3段:第1〜第3段差部51a,51b,51c)を有し、各段差部51a,51b,51cにおける透過光同士の位相差、および各段差部51a,51b,51cおける第1〜第3凸部透過光52a,52b,52cと凹部透過光53との位相差が、波長λ1に対して2πの整数倍になり、かつ波長λ2に対して2πの非整数倍になるように形成されることである。
The feature of the
本実施の形態では、回折格子50の凸部51を構成する各段差部の形成ピッチが(P1)/4であり、凹凸のピッチP1が、凹部54と第1〜第3段差部51a,51b,51cとに等分配される。また、回折格子50は、凹部54と凸部51の第1段差部51aとの段差および段差部同士の段差がすべてd1になるように、すなわち、凹部54に対する第1段差部51aの段差がd1、凹部54に対する第2段差部51bの段差が2×d1、凹部54に対する第3段差部51cの段差が3×d1になるように形成される。
In the present embodiment, the formation pitch of each stepped portion constituting the
回折格子面G4では、凹部透過光53と各凸部透過光52a,52b,52cとの位相差、および各凸部透過光同士の位相差が、波長λ1に対して2πの整数倍になり、かつ波長λ2に対して2πの非整数倍になるように形成される。すなわち、回折格子面G4の段差d1が、第1光の波長λ1=650nmに対しては、(n−1)×d1が波長λ1の整数倍になるように、かつ第2光の波長λ2=790nmに対しては、(n−1)×d1が波長λ2の非整数倍になるように設定される。 In the diffraction grating surface G4, the phase difference between the concave portion transmitted light 53 and each convex portion transmitted light 52a, 52b, 52c, and the phase difference between each convex portion transmitted light are an integral multiple of 2π with respect to the wavelength λ1, Further, it is formed to be a non-integer multiple of 2π with respect to the wavelength λ2. That is, the level difference d1 of the diffraction grating surface G4 is such that (n−1) × d1 is an integral multiple of the wavelength λ1 and the wavelength λ2 of the second light is λ1 = 650 nm with respect to the wavelength λ1 = 650 nm of the first light. For 790 nm, (n−1) × d1 is set to be a non-integer multiple of wavelength λ2.
段差d1について具体的な寸法を例示すると、たとえば屈折率n=1.5の部材を用いて、(n−1)×d1がλ1と等しくなるように設定する場合、段差d1を1.3μmとすることによって、すなわち凹部54に対する第1段差部51aの段差を1.3μm、凹部54に対する第2段差部51bの段差を2.6μm、凹部54に対する第3段差部51cの段差を3.9μmとすることによって、波長λ1=650nmの第1光を直線透過し、波長λ2=790nmの第2光のみに対して回折作用を及ぼす回折格子50が得られる。
Specific examples of the dimension of the step d1 are as follows. For example, when a member having a refractive index n = 1.5 is set so that (n−1) × d1 is equal to λ1, the step d1 is 1.3 μm. That is, the step of the
このような回折格子50を備える実施の第2形態の光ピックアップ装置においても、実施の第1形態の光ピックアップ装置20と同様の効果を奏することができるとともに、特定の回折次数の回折効率を向上できるので、用途に応じて種々の設計および製作が可能になる。
The optical pickup device according to the second embodiment including such a
以上に述べたように、本実施の形態では、回折格子に形成される凹凸は、単純な段差形状であるけれども、これに限定されることなく、その他のたとえば鋸歯波状のブレーズ格子形状であってもよい。また光ピックアップ装置には、サブビームを形成する回折格子が備えられない構成であるけれども、3ビーム法または差動プッシュプル法などのトラッキング方式を採用する場合、サブビームを形成する回折格子が別途設けられるように構成されてもよい。 As described above, in the present embodiment, the unevenness formed in the diffraction grating is a simple step shape, but is not limited to this, and is, for example, a sawtooth wave-shaped blazed grating shape. Also good. Although the optical pickup device does not include a diffraction grating that forms a sub-beam, when a tracking method such as a three-beam method or a differential push-pull method is employed, a diffraction grating that forms a sub-beam is separately provided. It may be configured as follows.
20 光ピックアップ装置
21,22 半導体レーザ
23 光源
24 ビームスプリッタ
25 コリメートレンズ
26 対物レンズ
27,50 回折格子
28 駆動手段
29 光検出器
30 光記録媒体
35,36 受光素子
37 回折格子基板
38,54 凹部
39,51 凸部
40,53 凹部透過光
41,52 凸部透過光
DESCRIPTION OF
Claims (3)
回折格子は、
波長λ1の第1光を透過し、波長λ2の第2光を回折する回折格子面を複数備え、
透過した波長λ1の第1光および回折した波長λ2の第2光とを同一の光検出器へ導くことができるように配置され、かつ光検出器に入射する反射光の光軸に対して直交する方向に移動可能に設けられることを特徴とする光ピックアップ装置。 A light source capable of emitting a first light of wavelength λ1 and a second light of wavelength λ2, an objective lens for condensing the light emitted from the light source on the information recording surface of the optical recording medium, and reflected by the optical recording medium In an optical pickup device comprising at least a photodetector that detects reflected light and a diffraction grating that guides the reflected light to the photodetector,
The diffraction grating is
A plurality of diffraction grating surfaces that transmit the first light of wavelength λ1 and diffract the second light of wavelength λ2,
The first light having the transmitted wavelength λ1 and the second light having the diffracted wavelength λ2 are arranged so as to be guided to the same photodetector, and are orthogonal to the optical axis of the reflected light incident on the photodetector. An optical pickup device is provided so as to be movable in a moving direction.
断面形状が周期的な凹凸を有し、凹部の透過光と凸部の透過光との位相差が、波長λ1に対して2πの整数倍になり、かつ波長λ2に対して2πの非整数倍になるように形成されることを特徴とする請求項1記載の光ピックアップ装置。 The diffraction grating surface of the diffraction grating is
The cross-sectional shape has periodic irregularities, and the phase difference between the light transmitted through the concave portion and the light transmitted through the convex portion is an integral multiple of 2π with respect to the wavelength λ1, and a non-integer multiple of 2π with respect to the wavelength λ2. The optical pickup device according to claim 1, wherein the optical pickup device is formed as follows.
周期の1ピッチあたりに複数の段差部を有し、各段差部における透過光同士の位相差が、波長λ1に対して2πの整数倍になり、かつ波長λ2に対して2πの非整数倍になるように形成されることを特徴とする請求項2記載の光ピックアップ装置。 The convex part of the periodic unevenness on the diffraction grating surface is
There are a plurality of step portions per pitch of the cycle, and the phase difference between transmitted light in each step portion is an integral multiple of 2π with respect to the wavelength λ1, and a non-integer multiple of 2π with respect to the wavelength λ2. The optical pickup device according to claim 2, wherein the optical pickup device is formed as follows.
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