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JP4437806B2 - Optical integrated unit and optical pickup device including the same - Google Patents

Optical integrated unit and optical pickup device including the same Download PDF

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JP4437806B2
JP4437806B2 JP2006263507A JP2006263507A JP4437806B2 JP 4437806 B2 JP4437806 B2 JP 4437806B2 JP 2006263507 A JP2006263507 A JP 2006263507A JP 2006263507 A JP2006263507 A JP 2006263507A JP 4437806 B2 JP4437806 B2 JP 4437806B2
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Description

本発明は、光分割手段により光ディスクからの反射光を多分割し、情報信号及び各種誤差信号を生成する光ピックアップおよびその光集積ユニットに関するものであり、特に、情報信号及び各種誤差信号を生成するために用いる光束の光量を十分に確保できる光集積ユニットおよびそれを備えた光ピックアップ装置に関する。   The present invention relates to an optical pickup that divides reflected light from an optical disk into multiple parts by an optical splitting unit and generates an information signal and various error signals, and an optical integrated unit thereof, and particularly generates an information signal and various error signals. The present invention relates to an optical integrated unit that can secure a sufficient amount of luminous flux used for the purpose and an optical pickup device including the same.

近年、情報量の増大と共に光ディスクの記録密度を高くすることが求められている。光ディスクの高記録密度化は、光ディスクの情報記録層における線記録密度を高めることやトラックの狭ピッチ化により行われてきた。上記のような高記録密度化された光ディスクを記録再生する光ピックアップ装置では、該光ディスクの情報記録層上に集光させる光ビームのビーム径を小さくすることが必要となる。   In recent years, it has been required to increase the recording density of an optical disc as the amount of information increases. Increasing the recording density of an optical disc has been performed by increasing the linear recording density in the information recording layer of the optical disc or by reducing the track pitch. In an optical pickup device that records and reproduces an optical disc with a high recording density as described above, it is necessary to reduce the beam diameter of the light beam focused on the information recording layer of the optical disc.

上記ビーム径を小さくする方法としては、上記光ピックアップ装置が集光光学系として用いる対物レンズの開口数(NA:Numerical Aperture)を大きくすることが考えられる。また、上記光ピックアップ装置が用いる光ビームの短波長化を図ることも考えられる。   As a method of reducing the beam diameter, it is conceivable to increase the numerical aperture (NA) of an objective lens used as a condensing optical system by the optical pickup device. It is also conceivable to shorten the wavelength of the light beam used by the optical pickup device.

光ビームの短波長化に関して、波長405nmの青紫色半導体レーザが実用化されている。CDにおいて一般に利用されてきた波長780nmの赤外半導体レーザから、DVDにおいて一般に利用されてきた波長650nmの赤色半導体レーザへ、さらに波長405nmの青紫色半導体レーザへの光源の置き換えが可能な状況となってきている。   Regarding the shortening of the wavelength of the light beam, a blue-violet semiconductor laser having a wavelength of 405 nm has been put into practical use. It is possible to replace the light source from the infrared semiconductor laser having a wavelength of 780 nm generally used in CD to the red semiconductor laser having a wavelength of 650 nm generally used in DVD and further to the blue-violet semiconductor laser having a wavelength of 405 nm. It is coming.

対物レンズの開口数を大きくする手法として、従来は2枚のレンズ(2群レンズ)によって対物レンズを構成する手法が提案されていた。現在は、レンズ設計技術やレンズ製造技術の向上により、単レンズでもNAが0.85程度の高開口数の対物レンズが実用化されている。   As a method for increasing the numerical aperture of an objective lens, a method of forming an objective lens by using two lenses (two group lenses) has been proposed. At present, an objective lens having a high numerical aperture with a NA of about 0.85 is being put into practical use by improving lens design technology and lens manufacturing technology.

また、光ディスクの厚さ方向へ記録情報の高密度化を進めることができるように、情報記録層を積層化して形成された多層光ディスクがある。例えば、情報記録層が2層のDVD(Digital Versatile Disc)やBD(Blu−ray Disc)が既に商品化されている。   In addition, there is a multilayer optical disc formed by stacking information recording layers so that the recording information can be increased in density in the thickness direction of the optical disc. For example, DVDs (Digital Versatile Discs) and BDs (Blu-ray Discs) having two information recording layers have already been commercialized.

しかし、上記のような光ディスクの高記録密度化には、次のような問題が存在する。   However, there are the following problems in increasing the recording density of the optical disc as described above.

一般に、光ディスクは埃や傷から情報記録層を保護するために、情報記録層がカバーガラスによって覆われている。光ピックアップ装置の対物レンズを透過した光ビームは、カバーガラスを通過して、その下にある情報記録層上において集光されて焦点を結ぶことになる。   Generally, in an optical disc, the information recording layer is covered with a cover glass in order to protect the information recording layer from dust and scratches. The light beam that has passed through the objective lens of the optical pickup device passes through the cover glass, and is condensed on the information recording layer underneath to be focused.

ここで、光ビームがカバーガラスを通過すると、球面収差(SA:Spherical Aberration)が発生する。球面収差SAは次の式によって示される。   Here, when the light beam passes through the cover glass, spherical aberration (SA) occurs. The spherical aberration SA is expressed by the following equation.

SA∝(d/λ)・NA・・・・・・・・・・(1)
但し、dはカバーガラスの厚さ、λは光ビームの波長、NAは対物レンズの開口数である。
SA∝ (d / λ) · NA 4 (1)
Where d is the thickness of the cover glass, λ is the wavelength of the light beam, and NA is the numerical aperture of the objective lens.

式(1)に示すように、球面収差SAは、カバーガラスの厚さd、対物レンズのNAの4乗に比例し、光源の波長λに反比例する。通常、対物レンズはこの球面収差を相殺するように設計されている。そのため、対物レンズとカバーガラスとを通過した光ビームの球面収差は十分に小さくなっている。   As shown in Equation (1), the spherical aberration SA is proportional to the thickness d of the cover glass and the fourth power of the NA of the objective lens, and inversely proportional to the wavelength λ of the light source. Usually, the objective lens is designed to cancel out this spherical aberration. Therefore, the spherical aberration of the light beam that has passed through the objective lens and the cover glass is sufficiently small.

しかしながら、カバーガラスの厚さdが予め定められた値からずれると、情報記録層に集光された光ビームには、新たに球面収差が発生する。そのため、ビーム径が大きくなり、情報を正しく読み書きすることができなくなるという問題が生じる。   However, if the thickness d of the cover glass deviates from a predetermined value, a new spherical aberration is generated in the light beam condensed on the information recording layer. As a result, the beam diameter becomes large, and there arises a problem that information cannot be read and written correctly.

カバーガラスの厚さ誤差をΔd、球面収差の誤差をΔSAとすれば、式(1)より、Δdが大きくなればなるほど、ΔSAが大きくなり、光ディスクの情報を正しく読み書きすることができなくなることが分かる。さらに、光源の波長λが短くなればなるほど、球面収差SAが大きくなることがわかる。   Assuming that the thickness error of the cover glass is Δd and the error of the spherical aberration is ΔSA, from equation (1), ΔSA increases as Δd increases, and information on the optical disk cannot be read and written correctly. I understand. Furthermore, it can be seen that the shorter the wavelength λ of the light source, the larger the spherical aberration SA.

DVDの記録再生に用いる光ピックアップの対物レンズのNAは0.6程度と小さいので、カバーガラス厚さ誤差Δdが多少大きくなっても、球面収差の誤差ΔSAに与える影響は小さい。したがって、従来の開口数NAが0.6程度の光ピックアップ装置を使用するDVD装置では、DVDのカバーガラスの厚さ誤差Δdによって発生する球面収差の誤差ΔSAが小さく、各情報記録層に集光する光ビームを十分小さく集光させることができる。   Since the NA of the objective lens of the optical pickup used for DVD recording / reproduction is as small as about 0.6, even if the cover glass thickness error Δd becomes somewhat large, the influence on the spherical aberration error ΔSA is small. Therefore, in a DVD apparatus using a conventional optical pickup apparatus having a numerical aperture NA of about 0.6, the error ΔSA of spherical aberration caused by the thickness error Δd of the DVD cover glass is small, and the light is condensed on each information recording layer. The light beam to be collected can be condensed sufficiently small.

ところが、カバーガラスの厚さ誤差Δdが等しくても、NAが大きくなるほど大きな球面収差SAが発生する。例えば、NA=0.6に比べて、NA=0.85では、約4倍の球面収差SAが発生する。さらに、カバーガラスの厚さ誤差Δdが等しくても、波長が短くなるほど大きな球面収差SAが発生する。例えば、λ=650nmに比べて、λ=405nmでは約1.6倍の球面収差SAが発生する。短波長光源と高NA対物レンズを使用するBDでは、DVDの約6.4倍の球面収差が発生する。   However, even if the cover glass thickness error Δd is equal, the larger the NA, the larger the spherical aberration SA. For example, when NA = 0.85, the spherical aberration SA is about 4 times as large as NA = 0.6. Furthermore, even when the thickness error Δd of the cover glass is the same, a larger spherical aberration SA occurs as the wavelength becomes shorter. For example, compared with λ = 650 nm, the spherical aberration SA is about 1.6 times larger at λ = 405 nm. In a BD that uses a short wavelength light source and a high NA objective lens, spherical aberration about 6.4 times that of DVD occurs.

また、前述した多層の情報記録層が形成された光ディスクでは、該光ディスクの表面(カバーガラス表面)から各情報記録層までの厚みがそれぞれ異なる。そのため、光ビームが光ディスクのカバーガラスを通過する際に発生する球面収差が、各情報記録層によって異なる。例えば、隣接する情報記録層間において発生する球面収差の差異(誤差ΔSA)は、式(1)より、隣接する情報記録層の層間距離t(dに相当)に比例する。   Further, in the optical disc on which the multilayer information recording layer is formed, the thickness from the surface of the optical disc (cover glass surface) to each information recording layer is different. For this reason, the spherical aberration that occurs when the light beam passes through the cover glass of the optical disk differs depending on each information recording layer. For example, the difference in spherical aberration (error ΔSA) that occurs between adjacent information recording layers is proportional to the interlayer distance t (corresponding to d) between the adjacent information recording layers from Equation (1).

但し、隣接する情報記録層の層間距離tが等しくても、光ピックアップ装置の対物レンズのNAが大きくなるほど大きな球面収差の差異(誤差ΔSA)が発生する。例えば、NA=0.6に比べて、NA=0.85では、約4倍の球面収差の差異が発生する。したがって、上記式(1)より、NA=0.85のように高NAになればなるほど、各情報記録層の球面収差の差異が大きくなることが分かる。   However, even when the interlayer distance t between adjacent information recording layers is equal, a larger spherical aberration difference (error ΔSA) occurs as the NA of the objective lens of the optical pickup device increases. For example, when NA = 0.85, the spherical aberration difference is about 4 times that of NA = 0.6. Therefore, from the above equation (1), it can be seen that the higher the NA, such as NA = 0.85, the greater the difference in spherical aberration of each information recording layer.

以上のように、高NAの対物レンズでは、球面収差の誤差の影響が無視できず、情報の読み取り精度の低下を招くという問題が生じる。そこで、高NAの対物レンズを用いて高記録密度化を実現するためには球面収差を補正する必要がある。   As described above, in the high NA objective lens, the influence of the spherical aberration error cannot be ignored, and there arises a problem that the information reading accuracy is lowered. Therefore, in order to realize a high recording density using an objective lens with a high NA, it is necessary to correct spherical aberration.

ここで、特許文献1は、球面収差を補正する技術を開示している。特許文献1に記載の光ピックアップは、光ディスクにおいて反射した復路の光ビームを、ホログラム素子によって分離する。その際、上記復路の光ビームを、該光ビームの光軸に近い部分から分離された第1の光ビームと、該光ビームの外周部に近い部分から分離された第2の光ビームとに分離する。そして、上記第1の光ビームと上記第2の光ビームとの集光位置が異なることを利用して球面収差を検出し、この検出結果に基づいて球面収差を補正する。以下、図面を参照して、特許文献1に記載の光ピックアップを詳細に説明する。   Here, Patent Document 1 discloses a technique for correcting spherical aberration. The optical pickup described in Patent Document 1 separates a return light beam reflected from an optical disk by a hologram element. At that time, the light beam in the return path is divided into a first light beam separated from a portion near the optical axis of the light beam and a second light beam separated from a portion near the outer periphery of the light beam. To separate. Then, spherical aberration is detected by utilizing the fact that the first light beam and the second light beam have different condensing positions, and the spherical aberration is corrected based on the detection result. Hereinafter, the optical pickup described in Patent Document 1 will be described in detail with reference to the drawings.

図14は、特許文献1に記載の光ピックアップの概略構成を示す断面図である。同図に示すように、光ピックアップ装置140は、光集積ユニット101と、コリメータレンズ102と、対物レンズ103とを備えている。また、光ディスク104は、基板104aと、光ビームが透過するカバー層104bと、基板104aとカバー層104bとの境界に形成された記録層104cと、によって構成されている。   FIG. 14 is a cross-sectional view illustrating a schematic configuration of the optical pickup described in Patent Document 1. In FIG. As shown in the figure, the optical pickup device 140 includes an optical integrated unit 101, a collimator lens 102, and an objective lens 103. The optical disc 104 includes a substrate 104a, a cover layer 104b through which a light beam is transmitted, and a recording layer 104c formed at the boundary between the substrate 104a and the cover layer 104b.

図15は、光集積ユニット101を示す拡大断面図である。なお、図15は、図示した光軸方向(z方向)に直交するy方向から見た図である。同図に示すように、光集積ユニット101は、半導体レーザ111(光源)と、受光素子112と、偏光ビームスプリッタ面(PBS面)114aおよび反射ミラー114bを備えた偏光ビームスプリッタ114(導光手段)と、偏光回折素子115(回折手段)と、1/4波長板116と、パッケージ117とを備えている。また、偏光回折素子115は、偏光ホログラム素子131および偏光ホログラム素子132からなる。   FIG. 15 is an enlarged cross-sectional view showing the optical integrated unit 101. FIG. 15 is a view as seen from the y direction orthogonal to the illustrated optical axis direction (z direction). As shown in the figure, the optical integrated unit 101 includes a semiconductor laser 111 (light source), a light receiving element 112, a polarizing beam splitter 114 (light guiding means) including a polarizing beam splitter surface (PBS surface) 114a and a reflecting mirror 114b. ), A polarization diffraction element 115 (diffractive means), a quarter-wave plate 116, and a package 117. The polarization diffraction element 115 includes a polarization hologram element 131 and a polarization hologram element 132.

光集積ユニット101に搭載された半導体レーザ111から出射した光ビーム120は、コリメータレンズ102により平行光にされた後、対物レンズ103を介して光ディスク104に集光される。そして、光ディスク104から反射した光ビーム(戻り光)は、再び対物レンズ103とコリメータレンズ102を通過して、光集積ユニット101に搭載された受光素子112上に受光される。   The light beam 120 emitted from the semiconductor laser 111 mounted on the optical integrated unit 101 is collimated by the collimator lens 102 and then condensed on the optical disc 104 via the objective lens 103. Then, the light beam (returned light) reflected from the optical disk 104 passes through the objective lens 103 and the collimator lens 102 again and is received on the light receiving element 112 mounted on the optical integrated unit 101.

ここで、上記偏光ホログラム素子131には、トラッキング誤差信号(TES)を検出するための3ビーム生成用のホログラムパターンが形成されている。半導体レーザ111から出射した光ビーム120は、偏光ホログラム素子131において回折して、トラッキング誤差信号(TES)を検出するための3ビーム122(メインビームおよび、2つのサブビーム)となって光集積ユニット101から出射する。   Here, the polarization hologram element 131 is formed with a hologram pattern for generating three beams for detecting a tracking error signal (TES). The light beam 120 emitted from the semiconductor laser 111 is diffracted by the polarization hologram element 131 to become three beams 122 (main beam and two sub beams) for detecting a tracking error signal (TES). Emanates from.

また、上記偏光ホログラム素子132には、上記戻り光を分離するためのホログラムパターンが形成されている。偏光ホログラム素子132に入射した戻り光は、0次回折光(非回折光)122と、+1次回折光(回折光)123とに分離されて出射する。分離された上記戻り光(0次回折光および+1次回折光)は、偏光ビームスプリッタ114に入射し、上記PBS面114aによって反射され、反射ミラー114bによってさらに反射されて偏光ビームスプリッタ114から出射する。偏光ビームスプリッタ114から出射した戻り光は、上記受光素子112に受光される。以下、偏光ホログラム素子132に形成されるホログラムパターンおよび該ホログラムパターンと受光素子112との関係について説明する。   The polarization hologram element 132 is formed with a hologram pattern for separating the return light. The return light that has entered the polarization hologram element 132 is separated into zero-order diffracted light (non-diffracted light) 122 and + 1st-order diffracted light (diffracted light) 123 and is emitted. The separated return light (0th order diffracted light and + 1st order diffracted light) enters the polarization beam splitter 114, is reflected by the PBS surface 114a, is further reflected by the reflection mirror 114b, and exits from the polarization beam splitter 114. The return light emitted from the polarization beam splitter 114 is received by the light receiving element 112. Hereinafter, the hologram pattern formed on the polarization hologram element 132 and the relationship between the hologram pattern and the light receiving element 112 will be described.

図16は、偏光ホログラム素子132に形成されるホログラムパターンを示す平面図である。同図に示すように、偏光ホログラム素子132のホログラムパターンは、3つの領域132a、132bおよび132cから構成される。具体的には、光軸を含みラジアル方向に伸びた直線によって2分割された一方の半円領域132cと、他方の半円領域がさらに円弧状の境界線D101によって分割された内周領域132aおよび外周領域132bである。   FIG. 16 is a plan view showing a hologram pattern formed on the polarization hologram element 132. As shown in the figure, the hologram pattern of the polarization hologram element 132 is composed of three regions 132a, 132b and 132c. Specifically, one semicircular region 132c divided into two by a straight line including the optical axis and extending in the radial direction, an inner peripheral region 132a in which the other semicircular region is further divided by an arc-shaped boundary line D101, and This is the outer peripheral region 132b.

図17は、偏光ホログラム素子132に形成されるホログラムパターンおよび受光素子112を示した模式図である。同図に示すように、受光素子112は112a〜112nの14個の受光部により構成されている。   FIG. 17 is a schematic diagram showing the hologram pattern and the light receiving element 112 formed on the polarization hologram element 132. As shown in the figure, the light receiving element 112 includes 14 light receiving portions 112a to 112n.

0次回折光(非回折光)122の3ビームは、受光部112a〜112hにおいて受光される。また、+1次回折光123は、受光部112i〜112nにおいて受光される。より詳細には、領域132aにおいて回折した+1次回折光123は受光部112i〜112jにおいて受光され、領域132bにおいて回折した+1次回折光123は受光部112k〜112lにおいて受光され、領域132cにおいて回折した+1次回折光123は受光部112m〜112mにおいて受光される。   Three beams of zero-order diffracted light (non-diffracted light) 122 are received by the light receiving units 112a to 112h. Further, the + 1st order diffracted light 123 is received by the light receiving portions 112i to 112n. More specifically, the + 1st order diffracted light 123 diffracted in the region 132a is received by the light receiving units 112i to 112j, and the + 1st order diffracted light 123 diffracted in the region 132b is received by the light receiving units 112k to 112l and diffracted in the region 132c + 1. The folded light 123 is received by the light receiving portions 112m to 112m.

サーボ信号は以下のように生成される。なお、受光部112a〜112nの出力信号をSa〜Snと表す。   The servo signal is generated as follows. The output signals of the light receiving units 112a to 112n are represented as Sa to Sn.

情報信号(RF)は、非回折光122を用いて検出する。すなわち、情報信号(RF)は、
RF=Sa+Sb+Sc+Sd
により与えられる。
The information signal (RF) is detected using the non-diffracted light 122. That is, the information signal (RF) is
RF = Sa + Sb + Sc + Sd
Given by.

DPD法(位相差法)によるトラッキング誤差信号(TES1)は、Sa〜Sdの位相比較を行うことにより検出される。   The tracking error signal (TES1) by the DPD method (phase difference method) is detected by performing a phase comparison of Sa to Sd.

DPP法によるトラッキング誤差信号(TES2)は、
TES2={(Sa+Sb)−(Sc+Sd)}
−α{(Se−Sf)+(Sg−Sh)}
により与えられる。なお、ここで、αは対物レンズシフトや光ディスクチルトによるオフセットをキャンセルするのに最適な係数に設定される。
The tracking error signal (TES2) by the DPP method is
TES2 = {(Sa + Sb)-(Sc + Sd)}
−α {(Se−Sf) + (Sg−Sh)}
Given by. Here, α is set to an optimum coefficient for canceling offset due to objective lens shift or optical disc tilt.

フォーカス誤差信号(FES)は、ダブルナイフエッジ法を用いて検出する。すなわち、FESは、
FES=(Sm−Sn)−{(Sk+Si)−(Sl+Sj)}
により与えられる。
The focus error signal (FES) is detected using a double knife edge method. That is, FES is
FES = (Sm−Sn) − {(Sk + Si) − (Sl + Sj)}
Given by.

球面収差誤差信号(SAES)は内外周に分離した光ビームからの検出信号を用いて検出する。すなわち、SAESは、
SAES=(Sk−Sl)−β(Si−Sj)
により与えられる。なお、ここで、βはSAESのオフセットをキャンセルするのに最適な係数に設定される。
The spherical aberration error signal (SAES) is detected using a detection signal from the light beam separated into the inner and outer circumferences. That is, SAES is
SAES = (Sk−Sl) −β (Si−Sj)
Given by. Here, β is set to an optimum coefficient for canceling the SAES offset.

図18(a)および図18(b)は球面収差誤差が発生しており、焦点ずれは発生していない状態における受光素子112上の光ビームの形状を説明する図である。すなわち、光ディスク104のカバー層104bの厚み誤差の影響により、対物レンズ103の集光ビームに球面収差が発生しており、光ディスク4は対物レンズ3の焦点に位置している。   18A and 18B are diagrams for explaining the shape of the light beam on the light receiving element 112 in a state where a spherical aberration error has occurred and no defocus has occurred. That is, due to the influence of the thickness error of the cover layer 104 b of the optical disc 104, spherical aberration is generated in the focused beam of the objective lens 103, and the optical disc 4 is located at the focal point of the objective lens 3.

図18(a)および図18(b)に示すように、球面収差が残存するため、内周側ビーム(領域132aにおいて回折した光ビーム)と外周側ビーム(領域132bにおいて回折した光ビーム)とが分割線に対して逆方向に大きくなっている。これは、図18(a)および図18(b)において球面収差の発生方向(厚み誤差の符号)が異なるためである。上記のSAESの算出式に示すように、図18(a)および図18(b)に示す状態では、SAESはそれぞれ正と負の大きな値を示すことがわかる。   As shown in FIGS. 18A and 18B, since spherical aberration remains, the inner peripheral side beam (light beam diffracted in the region 132a) and the outer peripheral side beam (light beam diffracted in the region 132b) Is larger in the opposite direction to the dividing line. This is because the generation direction of spherical aberration (sign of thickness error) is different between FIGS. 18 (a) and 18 (b). As shown in the SAES calculation formula, in the state shown in FIGS. 18A and 18B, it can be seen that SAES shows large positive and negative values, respectively.

以上のように特許文献1において、光ディスクの球面収差誤差の補正を考慮したBD用の光集積モジュールが開示されている。   As described above, Patent Document 1 discloses an optical integrated module for BD in consideration of correction of a spherical aberration error of an optical disc.

また、近年の光ディスクの高記録密度化への要望と共に、光ディスクをモバイル用途において使用するため、光ピックアップ装置を小型軽量化することが強く望まれている。特許文献2に、光ピックアップ装置の小型軽量化の要求に答える光集積ユニット技術が記載されている。   In addition to the recent demand for higher recording density of optical discs, it is strongly desired to reduce the size and weight of optical pickup devices in order to use optical discs in mobile applications. Patent Document 2 describes an optical integrated unit technology that meets the demands for reducing the size and weight of an optical pickup device.

図19(a)は、特許文献2に記載の光集積ユニットの概略構成を示す断面図である。同図に示すように、発光素子144から発せられた光は、複合回折素子(ホログラム素子)143を透過し、対物レンズ142により光ディスク141の情報記録面に集光される。なお、光ディスク141の情報トラックの方向は紙面に垂直な方向である。光ディスク141からの反射光は、対物レンズ142を通過後、再び発光素子144の近傍に向かって収束しながら進み、複合回折素子143に入射する。複合回折素子143に入射した光は、+1次、0次、および−1次回折光に分離される。前記分離された光束のうち、+1次、および−1次回折光が、対応する各受光素子に向けて回折される。   FIG. 19A is a cross-sectional view showing a schematic configuration of the optical integrated unit described in Patent Document 2. FIG. As shown in the figure, the light emitted from the light emitting element 144 passes through the composite diffraction element (hologram element) 143 and is condensed on the information recording surface of the optical disc 141 by the objective lens 142. The direction of the information track on the optical disc 141 is a direction perpendicular to the paper surface. The reflected light from the optical disk 141 passes through the objective lens 142 and then converges again toward the vicinity of the light emitting element 144 and enters the composite diffraction element 143. The light incident on the composite diffraction element 143 is separated into + 1st order, 0th order, and −1st order diffracted light. Of the separated light beams, + 1st order and −1st order diffracted light is diffracted toward the corresponding light receiving elements.

図19(b)は、複合回折素子143を示す平面図である。同図に示すように、複合回折素子143は、分割線143a〜143cによって分割された領域を有する。また、図19(c)は、前記受光素子および発行素子144が設けられた基板145を示す図である。複合回折素子43の領域46aおよび46eにおける回折光は、例えば受光素子47aと47dに、領域46bおよび46fにおける回折光は、例えば受光素子47bと47cに、領域46cにおける回折光は、例えば3分割受光素子49と50に、領域46dにおける回折光は、例えば3分割受光素子48と51に、各々入射する。   FIG. 19B is a plan view showing the composite diffraction element 143. As shown in the figure, the composite diffraction element 143 has a region divided by dividing lines 143a to 143c. FIG. 19C is a diagram showing a substrate 145 provided with the light receiving element and the issuing element 144. The diffracted light in the areas 46a and 46e of the composite diffraction element 43 is received by, for example, the light receiving elements 47a and 47d, the diffracted light in the areas 46b and 46f is received by, for example, the light receiving elements 47b and 47c, The diffracted light in the region 46d enters the elements 49 and 50, for example, into the three-divided light receiving elements 48 and 51, respectively.

ここで、フォーカスエラー信号FESを得るために、複合回折素子43の領域46cおよび46dの回折格子パターンに、例えば、次のような条件を満たすレンズの屈折力を持たせる。まず、3分割受光素子49および51に入射する光束は、その受光素子よりも遠い位置に焦点を結ぶようにする。また、3分割受光素子48および50に入射する光束は、その受光素子より複合回折素子3に近い位置において焦点を結ぶようにする。更に、光ディスク41が対物レンズ42の合焦点にあるときに、3分割受光素子48、49、50および51上に受光する光束の、受光素子の分割線に直交する方向の長さが、実質上等しくなるようにする。以上の条件を満たすような複合回折素子43を用いれば、対物レンズ42の合焦点ずれに応じて、各3分割受光素子上において光束の大きさがそれぞれ異なる大きさに変化するので、
FES=49b+51b+48a+48c+50a+50c
−(49a+49c+51a+51c+48b+50b)
という演算により、フォーカスエラー信号FESが得られる。
Here, in order to obtain the focus error signal FES, the diffraction grating pattern of the regions 46c and 46d of the composite diffraction element 43 is given, for example, the refractive power of a lens that satisfies the following conditions. First, the light beam incident on the three-divided light receiving elements 49 and 51 is focused on a position farther than the light receiving element. The light beams incident on the three-divided light receiving elements 48 and 50 are focused at a position closer to the composite diffraction element 3 than the light receiving elements. Furthermore, when the optical disc 41 is at the focal point of the objective lens 42, the length of the light beam received on the three-divided light receiving elements 48, 49, 50 and 51 is substantially equal to the direction perpendicular to the dividing line of the light receiving element. To be equal. If the composite diffractive element 43 that satisfies the above conditions is used, the size of the light flux changes on each three-divided light receiving element according to the defocusing of the objective lens 42.
FES = 49b + 51b + 48a + 48c + 50a + 50c
-(49a + 49c + 51a + 51c + 48b + 50b)
The focus error signal FES is obtained by the calculation.

また、対物レンズ42が情報トラックに直交する方向に移動したときに生じる、トラッキングオフセットを補正する信号TES1は、複合回折素子43の領域分割線43bと43cの外側の領域を通過した光束を検出して、
TES1=47a+47d−(47b+47c)
により得られる。
Further, the signal TES1 for correcting the tracking offset generated when the objective lens 42 moves in the direction orthogonal to the information track detects the light flux that has passed through the regions outside the region dividing lines 43b and 43c of the composite diffraction element 43. And
TES1 = 47a + 47d− (47b + 47c)
Is obtained.

プッシュプル信号TES2は、複合回折素子43の領域分割線43bと43cの間の領域を通過した光束を検出して、
TES2=(49a+49b+49c+50a+50b+50c)
−(48a+48b+48c+51a+51b+51c)
により得られる。
The push-pull signal TES2 detects the light flux that has passed through the region between the region dividing lines 43b and 43c of the composite diffraction element 43, and
TES2 = (49a + 49b + 49c + 50a + 50b + 50c)
− (48a + 48b + 48c + 51a + 51b + 51c)
Is obtained.

従って、対物レンズ2の移動に伴い生じるオフセットが補正されたトラッキングエラー信号TESは、
TES=TES2−k×TES1
となる。ここで、kは補正係数である。
Therefore, the tracking error signal TES in which the offset caused by the movement of the objective lens 2 is corrected is
TES = TES2-k × TES1
It becomes. Here, k is a correction coefficient.

以上のように、特許文献2に記載の光ピックアップでは、光ディスクからの反射光をホログラム素子により多分割することにより、トラッキングオフセットが補正されたトラッキングエラー信号を生成することができる。一方、特許文献1に記載の光ピックアップは、ホログラム素子により3ビームを生成してトラッキングエラー信号を生成する。ここで、特許文献2に記載の光ピックアップによれば、3ビーム生成用のホログラム素子が不要となり光集積ユニットの小型化および低コスト化が可能となる。
特開2006−65935号公報(平成18年3月9日公開) 特開平11−73658号公報(平成11年3月16日公開)
As described above, the optical pickup described in Patent Document 2 can generate a tracking error signal in which the tracking offset is corrected by dividing the reflected light from the optical disk into multiple parts by the hologram element. On the other hand, the optical pickup described in Patent Document 1 generates three beams by a hologram element to generate a tracking error signal. Here, according to the optical pickup described in Patent Document 2, a hologram element for generating three beams is not required, and the optical integrated unit can be reduced in size and cost.
JP 2006-65935 A (published March 9, 2006) JP 11-73658 A (published March 16, 1999)

しかしながら、上記の従来技術は、信号検出のための光量が不足し、高品質な再生信号を得ることができないという課題を共通して有している。   However, the above-described conventional technology has a common problem that the amount of light for signal detection is insufficient and a high-quality reproduction signal cannot be obtained.

まず、特許文献1に記載の光集積ユニットでは、トラッキングエラー検出のために差動プッシュプル法(DPP法)を用いている。DPP法は、サブビームを生成するため、再生信号生成に用いるメインビームの光量が少なくなり、十分な光量を得ることができない。   First, the optical integrated unit described in Patent Document 1 uses a differential push-pull method (DPP method) for tracking error detection. Since the DPP method generates sub-beams, the amount of light of the main beam used for reproduction signal generation decreases, and a sufficient amount of light cannot be obtained.

また、特許文献2に記載の光集積ユニットでは、ホログラム素子の0次光を検出せず1次回折光のみを用いて信号検出を行う為、光ディスクから戻る光量が不足する。これは、より高速に記録再生を行う光ピックアップ装置において顕著である。   In the optical integrated unit described in Patent Document 2, signal detection is performed using only the first-order diffracted light without detecting the 0th-order light of the hologram element, so that the amount of light returning from the optical disk is insufficient. This is remarkable in an optical pickup device that performs recording and reproduction at a higher speed.

他にも、特許文献1に記載の光集積ユニットでは、DPP法を用いているため、3ビーム生成用のホログラム素子が必要となる。そのため、前記光集積ユニットの構造が複雑かつ高コストとなる。   In addition, since the optical integrated unit described in Patent Document 1 uses the DPP method, a hologram element for generating three beams is required. Therefore, the structure of the optical integrated unit is complicated and expensive.

また、CD・DVD・BD等を含む多種の光ディスクに対して再生あるいは記録を行う光ピックアップでは、対物レンズが、光ディスクの中心を通る直線からずれた位置に配置されることがある。この場合、後述するように、上記のような3ビームを用いるトラッキングエラー検出を行うと不具合が生じる。   Further, in an optical pickup that performs reproduction or recording on various optical discs including CD, DVD, BD, etc., the objective lens may be arranged at a position shifted from a straight line passing through the center of the optical disc. In this case, as will be described later, a problem occurs when the tracking error detection using the three beams as described above is performed.

さらに、特許文献1に記載の光集積ユニットは、図16に示すホログラムパターンを有する光分離手段を備える。同図に示すように、前記光分離手段は光軸を中心とする円の円弧を境界線として光ビームを分離する。そのため、感度よく球面収差信号(SAES)を検出できる。しかしながら、トラッキング制御時における対物レンズの移動(対物レンズシフト)によりホログラム素子の中心位置と光ビームの中心位置とがラジアル方向へずれると、SAESの検出感度が低下するという問題がある
一方、特許文献2に記載の光集積ユニットでは、非回折光が半導体レーザに再入射するため、該半導体レーザの発振状態が不安定となり、ひいては光ピックアップ自体の動作不安定につながる。
Furthermore, the optical integrated unit described in Patent Document 1 includes light separating means having a hologram pattern shown in FIG. As shown in the figure, the light separating means separates the light beam with a circular arc centered on the optical axis as a boundary line. Therefore, the spherical aberration signal (SAES) can be detected with high sensitivity. However, if the center position of the hologram element and the center position of the light beam shift in the radial direction due to the movement of the objective lens during tracking control (objective lens shift), there is a problem that the detection sensitivity of SAES decreases. In the optical integrated unit described in 2, since the non-diffracted light re-enters the semiconductor laser, the oscillation state of the semiconductor laser becomes unstable, which leads to unstable operation of the optical pickup itself.

また、特許文献2に記載の光集積ユニットのホログラム分割形状では、BDにおいて必要となる球面収差誤差検出が行えない。   In addition, the hologram division shape of the optical integrated unit described in Patent Document 2 cannot detect the spherical aberration error necessary for BD.

さらに、特許文献2の実施例では、ホログラム素子のトラッキングオフセットを補正する信号(トラッキングエラー補正信号)の生成領域の最適形状を指定する数式が示されているが、この数式は球面収差誤差信号の信号光量を確保することは考慮されていない
本発明は、上記の各問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、光ディスクにおいて反射した光束を分離する回折手段の分割形状を最適化することにより、光ディスクからの反射光の利用効率が高い光集積ユニットおよびこの光集積ユニットを用いた光ピックアップ装置を提供することにある。
Furthermore, in the example of Patent Document 2, a mathematical expression is shown that specifies an optimal shape of a generation region of a signal (tracking error correction signal) for correcting the tracking offset of the hologram element. The present invention has been made to solve the above problems, and the purpose of the invention is to optimize the division shape of the diffraction means for separating the light beam reflected on the optical disk. Accordingly, an object of the present invention is to provide an optical integrated unit with high utilization efficiency of reflected light from an optical disc and an optical pickup device using the optical integrated unit.

本発明に係る光集積ユニットは、上記課題を解決するために、光束を出射する光源と、光ディスクにおいて反射した該光束の反射光を分離する回折手段と、該回折手段により分離された非回折光を含む複数の光束を検出する光検出手段と、該光源からの光束を透過させ、該光ディスクからの反射光を反射する光学面と、を備えており、該回折手段は、該回折手段上に入射する該反射光の光軸を通る、該光ディスクのラジアル方向に平行な第1の境界線と、該第1の境界線に平行な第2の境界線と、該第2の境界線に対して該光軸より外側に存在する第1の領域と、該第1の境界線と第2の境界線との間に存在する第2の領域と、該第1の境界線に対して該第1の領域及び第2の領域の反対側に存在する第3の領域とを有しており、該第2の領域は該光軸を含んでいる内周領域と該光軸を含んでいない外周領域とに分割されていることを特徴としている。   In order to solve the above problems, an optical integrated unit according to the present invention includes a light source that emits a light beam, a diffracting unit that separates reflected light of the light beam reflected by an optical disc, and non-diffracted light separated by the diffracting unit. And a light detecting means for detecting a plurality of light fluxes including the optical surface for transmitting the light flux from the light source and reflecting the reflected light from the optical disk. The diffraction means is provided on the diffraction means. A first boundary line parallel to the radial direction of the optical disc, passing through the optical axis of the incident reflected light, a second boundary line parallel to the first boundary line, and the second boundary line The first region existing outside the optical axis, the second region existing between the first boundary line and the second boundary line, and the first region with respect to the first boundary line. 1 region and a third region existing on the opposite side of the second region, and the second region It is characterized by being divided into a peripheral region that does not include an inner peripheral region and the optical axis containing the optical axis.

上記の構成によれば、前記光源を出射し、前記光ディスクにおいて反射し、前記回折手段において分離された光束を、光検出手段により検出することができる。   According to said structure, the light beam which radiate | emitted the said light source, was reflected in the said optical disk, and was isolate | separated in the said diffraction means can be detected by a light detection means.

このとき、前記回折手段の第2の領域は、前記光軸を含んでいる内周領域と該光軸を含んでいない外周領域とに分割されている。前述したように、球面収差誤差の検出は高記録密度化した光ディスクの記録または再生には不可欠であるが、前記内周領域と前記外周領域とにおいて回折した光束をそれぞれ検出することにより、安定して球面収差誤差信号を生成することができる。   At this time, the second region of the diffractive means is divided into an inner peripheral region including the optical axis and an outer peripheral region not including the optical axis. As described above, the detection of the spherical aberration error is indispensable for the recording or reproduction of the optical disk having a high recording density. However, the spherical aberration error can be stabilized by detecting the diffracted light beams in the inner peripheral area and the outer peripheral area, respectively. Thus, a spherical aberration error signal can be generated.

また、前記光学面は前記光ディスクからの反射光のみを反射して当該反射光の経路を変化させるので、該反射光の非回折光が前記光源へ再入射することを防ぐことができ、また、該非回折光を光検出手段によって検出することができる。これにより、信号検出に光量が多い非回折光を利用することができるので、再生品質を高めることができるという効果を奏する。   Further, since the optical surface reflects only the reflected light from the optical disk and changes the path of the reflected light, it is possible to prevent the non-diffracted light of the reflected light from reentering the light source, The non-diffracted light can be detected by light detection means. As a result, non-diffracted light with a large amount of light can be used for signal detection, and the reproduction quality can be improved.

さらに、前記回折手段の第1の領域において回折した光束を検出することによりトラッキングエラー信号の補正信号を安定して生成することができる。なお、前記補正信号とは、対物レンズシフトやディスクチルトにより発生するトラッキングエラー信号のオフセットを補正するための信号を指す。これにより、トラッキングエラー信号の生成のために、3ビーム生成用のホログラム素子を用いる必要が無くなる。そのため、サブビームを生成することに起因するメインビームの光量の低下や、後述する多種の光ディスクに対して再生あるいは記録を行う光ピックアップにおいて3ビームを用いた場合の不具合を防ぐことができるという効果を奏する。   Furthermore, the correction signal of the tracking error signal can be stably generated by detecting the light beam diffracted in the first region of the diffracting means. The correction signal refers to a signal for correcting an offset of a tracking error signal that occurs due to objective lens shift or disc tilt. Thereby, it is not necessary to use a hologram element for generating three beams for generating a tracking error signal. For this reason, it is possible to prevent a decrease in the amount of light of the main beam due to generation of the sub-beams and inconveniences when three beams are used in an optical pickup that performs reproduction or recording on various optical disks described later. Play.

前記光集積ユニットでは、前記第1の境界線と前記第2の境界線との距離が、前記回折手段上に入射する光束の有効径半径の70%以上であることが好ましい。   In the optical integrated unit, it is preferable that a distance between the first boundary line and the second boundary line is 70% or more of an effective radius of a light beam incident on the diffraction unit.

上記の構成によれば、前記第1の領域に、非回折光と1次回折光の干渉領域が含まれない。
そのため、トラッキングエラー信号の補正信号にプッシュプル信号が含まれるのを避け、トラッキングエラー信号の感度を高めることができる。すなわち、トラッキングエラー信号の生成には、非回折光と1次回折光の干渉を利用したプッシュプル信号が用いられるが、前記補正信号にプッシュプル信号が含まれている場合に起こる信号の打ち消し合いを防ぐことができる。
According to the above configuration, the first region does not include an interference region of non-diffracted light and first-order diffracted light.
Therefore, it is possible to avoid the push-pull signal from being included in the correction signal of the tracking error signal and to increase the sensitivity of the tracking error signal. That is, a push-pull signal using interference between non-diffracted light and first-order diffracted light is used to generate the tracking error signal, but signal cancellation that occurs when the correction signal includes a push-pull signal. Can be prevented.

さらに、上記の構成によれば、前記第2の領域が十分な広さを有するので、球面収差誤差検出のために用いる、該第2の領域において回折した光束の光量が増す。そのため、より感度の高い球面収差誤差信号を生成することができ、該光集積ユニットを用いた光ピックアップの安定動作に寄与することができる。   Further, according to the above configuration, since the second area has a sufficient width, the amount of light beams diffracted in the second area used for detecting the spherical aberration error is increased. Therefore, a spherical aberration error signal with higher sensitivity can be generated, which can contribute to the stable operation of the optical pickup using the optical integrated unit.

前記光集積ユニットでは、前記内周領域と前記外周領域との境界線は、第1の線分と、第2の線分と、第3の線分と、第4の線分と、第5の線分とがこの順に連結してなり、該第1の線分と、該第3の線分と、該第5の線分とは、前記第1の境界線と平行であることが好ましい。   In the optical integrated unit, the boundary line between the inner peripheral region and the outer peripheral region is a first line segment, a second line segment, a third line segment, a fourth line segment, and a fifth line segment. Are connected in this order, and the first line segment, the third line segment, and the fifth line segment are preferably parallel to the first boundary line. .

上記の構成によれば、前記内周領域と前記外周領域との境界線が、主に前記光ディスクのラジアル方向に平行な直線によって構成される。そのため、トラッキング制御時に対物レンズが前記ラジアル方向にずれても、前記内周領域に入射する光束がずれて前記外周領域に入射すること、およびその逆が起こりにくい。これにより安定した球面収差誤差信号の生成を行うことができる。   According to said structure, the boundary line of the said inner periphery area | region and the said outer periphery area | region is mainly comprised by the straight line parallel to the radial direction of the said optical disk. For this reason, even when the objective lens is displaced in the radial direction during tracking control, the light beam incident on the inner peripheral region is shifted and incident on the outer peripheral region, and vice versa. Thus, a stable spherical aberration error signal can be generated.

前記光集積ユニットでは、前記第2の線分と前記第4の線分が、前記光軸を通る前記光ディスクのトラック方向に平行な直線に関して線対称であり、前記第1の境界線と前記第3の線分との距離が、該第1の境界線と前記第1の線分との距離よりも長いことが好ましい。   In the optical integrated unit, the second line segment and the fourth line segment are axisymmetric with respect to a straight line passing through the optical axis and parallel to the track direction of the optical disc, and the first boundary line and the first line segment are It is preferable that the distance from the third line segment is longer than the distance between the first boundary line and the first line segment.

上記の構成によれば、前記第2の線分と前記第4の線分が、前記光軸を通る前記光ディスクのトラック方向に平行な直線に関して線対称なので、前記第3の線分は、ちょうど前記内周領域と前記外周領域との境界線の中央に位置し、該中央部は線対称な形状を有する。また、前記第1の境界線と前記第3の線分との距離が、該第1の境界線と前記第1の線分との距離よりも長いため、中央部は盛り上がっている。すなわち、前記中央部は円弧形状に近い形状を有している。そのため、前記内周領域と前記外周領域とにおいて回折した光束を検出することにより、感度が高い球面収差誤差信号を生成することができる。   According to the above configuration, since the second line segment and the fourth line segment are line symmetric with respect to a straight line passing through the optical axis and parallel to the track direction of the optical disc, the third line segment is exactly Located at the center of the boundary line between the inner peripheral region and the outer peripheral region, the central portion has a line-symmetric shape. Moreover, since the distance between the first boundary line and the third line segment is longer than the distance between the first boundary line and the first line segment, the center portion is raised. That is, the central portion has a shape close to an arc shape. Therefore, it is possible to generate a spherical aberration error signal with high sensitivity by detecting light beams diffracted in the inner peripheral region and the outer peripheral region.

前記光集積ユニットでは、前記第2の線分と、該第2の線分と交わる前記光ディスクのトラック方向に平行な直線とがなす狭角が、45°であることが好ましい。   In the optical integrated unit, it is preferable that a narrow angle formed by the second line segment and a straight line that intersects the second line segment and parallel to the track direction of the optical disc is 45 °.

上記の構成によれば、前記中央部がさらに円弧に近い形状を有することにより、感度が高い球面収差誤差信号を生成することができるという効果を奏する。   According to said structure, when the said center part has a shape close | similar to a circular arc further, there exists an effect that a highly sensitive spherical aberration error signal can be produced | generated.

前記光集積ユニットでは、前記第1の領域において回折した光束及び前記非回折光の前記光検出手段による検出結果に基づいてトラッキングエラー信号の補正信号を生成するトラッキングエラー補正信号生成手段をさらに備えることが好ましい。   The optical integrated unit further includes tracking error correction signal generation means for generating a correction signal of a tracking error signal based on a detection result of the light beam diffracted in the first region and the non-diffracted light by the light detection means. Is preferred.

上記の構成によれば、前記第1の領域において回折した光束を用いてトラッキングエラー信号の補正信号を生成することができる。前記第1の領域において回折した光束には、前記プッシュプル信号に比べ、対物レンズシフトやディスクチルトにより発生するトラッキングエラー信号のオフセット信号が多く含まれている。従って、前記第1の領域において回折した光束の検出結果を用いてトラッキングエラー信号を補正することにより、対物レンズシフトやディスクチルトにより発生するトラッキングエラー信号のオフセットを補正できるので、安定してトラッキングエラー信号を生成することができるという効果を奏する。   According to said structure, the correction signal of a tracking error signal can be produced | generated using the light beam diffracted in the said 1st area | region. The light beam diffracted in the first region contains more offset signals of tracking error signals generated by objective lens shift and disc tilt than the push-pull signal. Accordingly, by correcting the tracking error signal using the detection result of the light beam diffracted in the first region, it is possible to correct the tracking error signal offset caused by the objective lens shift or the disc tilt, so that the tracking error can be stably performed. There is an effect that a signal can be generated.

前記光集積ユニットでは、前記第1の領域が、前記光軸を通る前記光ディスクのトラック方向に平行な第4の境界線により2分割されていることが好ましい。   In the optical integrated unit, it is preferable that the first area is divided into two by a fourth boundary line parallel to the track direction of the optical disc passing through the optical axis.

上記の構成によれば、前記第1の領域が、前記光軸を通る前記光ディスクのトラック方向に平行な直線により2分割されているため、前記回折手段に入射する光束のラジアル方向へのずれを感度よく検出することができるという効果を奏する。   According to the above configuration, since the first region is divided into two by a straight line passing through the optical axis and parallel to the track direction of the optical disc, the deviation of the light beam incident on the diffracting means in the radial direction is prevented. There is an effect that it can be detected with high sensitivity.

前記光集積ユニットでは、前記トラッキングエラー補正信号生成手段が、前記第1の領域において回折した+1次回折光及び−1次回折光のそれぞれの前記光検出手段による検出結果に基づいてトラッキング誤差信号を生成することが好ましい。   In the optical integrated unit, the tracking error correction signal generating means generates a tracking error signal based on the detection results of the + 1st order diffracted light and the −1st order diffracted light diffracted in the first region by the light detecting means. It is preferable.

上記の構成によれば、前記第1の領域において回折した+1次回折光及び−1次回折光の両方をトラッキングエラー信号の補正信号の生成に用いるため、該補正信号の生成に用いる光束の光量を十分に確保することができる。そのため、安定してトラッキングエラー信号の補正信号を生成することができるという効果を奏する。   According to the above configuration, since both the + 1st order diffracted light and the −1st order diffracted light diffracted in the first region are used for generating the correction signal for the tracking error signal, the amount of light flux used for generating the correction signal is sufficient. Can be secured. Therefore, the tracking error signal correction signal can be generated stably.

前記光集積ユニットでは、前記第3の領域において回折した光束の前記光検出手段による検出結果に基づいてフォーカスエラー信号を生成するフォーカスエラー信号生成手段をさらに備えていてもよい。   The optical integrated unit may further include a focus error signal generation unit that generates a focus error signal based on a detection result of the light beam diffracted in the third region by the light detection unit.

上記の構成によれば、シングルナイフエッジ法によるフォーカスエラー信号の生成をすることができる。これにより、経時変化等による光学系の位置ずれに起因するフォーカスオフセットの影響を抑制でき、信頼性の高い光ピックアップ装置を提供できるという効果を奏する。   According to the above configuration, the focus error signal can be generated by the single knife edge method. As a result, it is possible to suppress the influence of the focus offset caused by the positional deviation of the optical system due to a change over time and the like, and it is possible to provide a highly reliable optical pickup device.

前記光集積ユニットでは、前記第3の領域及び前記外周領域において回折した光束の前記光検出手段による検出結果に基づいてフォーカスエラー信号を生成するフォーカスエラー信号生成手段をさらに備えていてもよい。   The optical integrated unit may further include a focus error signal generating unit that generates a focus error signal based on a detection result of the light beam diffracted in the third region and the outer peripheral region by the light detecting unit.

上記の構成によれば、ダブルナイフエッジ法によるフォーカスエラー信号の生成をすることができる。これにより、経時変化等による光学系の位置ずれに起因するフォーカスオフセットの影響をさらに抑制でき、より信頼性の高い光ピックアップ装置を提供できるという効果を奏する。   According to the above configuration, the focus error signal can be generated by the double knife edge method. Thereby, it is possible to further suppress the influence of the focus offset resulting from the positional deviation of the optical system due to a change with time and the like, and it is possible to provide a more reliable optical pickup device.

前記光集積ユニットでは、前記内周領域及び前記外周領域において回折した光束の前記光検出手段による検出結果に基づいて球面収差誤差信号を生成する前記球面収差誤差信号生成手段をさらに備えることが好ましい。   It is preferable that the optical integrated unit further includes the spherical aberration error signal generation unit that generates a spherical aberration error signal based on a detection result of the light detection unit by the light detection unit with respect to the light beam diffracted in the inner peripheral region and the outer peripheral region.

上記の構成によれば、前記光ディスクにおいて反射した反射光の光軸に近い部分と周縁部分とから分離した光束の状態を検出することができるので、両者を比較することにより、光ディスクのカバーガラスの厚さが変化することにより発生する球面収差誤差を検出することができるという効果を奏する。   According to the above configuration, the state of the light beam separated from the portion near the optical axis of the reflected light reflected from the optical disc and the peripheral portion can be detected. By comparing the two, the cover glass of the optical disc can be detected. There is an effect that it is possible to detect a spherical aberration error that occurs when the thickness changes.

前記光集積ユニットでは、前記外周領域において回折した光束の前記光検出手段による検出結果に基づいて球面収差誤差信号を生成する前記球面収差誤差信号生成手段をさらに備えていてもよい。   The optical integrated unit may further include the spherical aberration error signal generation unit that generates a spherical aberration error signal based on a detection result of the light beam diffracted in the outer peripheral region by the light detection unit.

上記の構成によれば、前記光ディスクにおいて反射した反射光の周縁部分から分離した光束の状態を検出することができるので、フォーカスエラーが発生していない状態において、球面収差誤差を検出できる。さらに、前記光検出手段において検出する光束の数が減るので、必要な受光部の数が減り、光集積ユニットの低コスト化に寄与することができる。   According to the above configuration, the state of the light beam separated from the peripheral portion of the reflected light reflected by the optical disc can be detected, so that the spherical aberration error can be detected in a state where no focus error has occurred. Furthermore, since the number of light beams detected by the light detection means is reduced, the number of necessary light receiving portions is reduced, which can contribute to cost reduction of the optical integrated unit.

前記光集積ユニットでは、前記回折手段は、光ビームの偏光によって回折効率が変化する偏光特性を有しており、該偏光特性は、該回折手段において前記光源からの光束が回折しないように設定されていることが好ましい。   In the optical integrated unit, the diffractive means has a polarization characteristic whose diffraction efficiency changes depending on the polarization of the light beam, and the polarization characteristic is set so that the light beam from the light source is not diffracted by the diffractive means. It is preferable.

上記の構成によれば、前記回折手段が前記光源から前記光ディスクへ出射した光束を分離しないので、該光ディスクに照射される光束の光量の減少を避けることができるという効果を奏する。   According to said structure, since the said diffraction means does not isolate | separate the light beam emitted to the said optical disk from the said light source, there exists an effect that the reduction | decrease in the light quantity of the light beam irradiated to this optical disk can be avoided.

本発明に係る光集積ユニットでは、前記第3の領域が、前記第1の境界線に平行な第3の境界線によって前記光軸を含む第4の領域と該光軸を含まない第5の領域とに分割されていてもよい。   In the optical integrated unit according to the present invention, the third region includes a fourth region including the optical axis by a third boundary line parallel to the first boundary line, and a fifth region not including the optical axis. It may be divided into regions.

上記の構成によれば、前記回折手段の第1の領域において回折した光束に加えて、前記回折手段の第5の領域において回折した光束を用いてトラッキングエラー信号の補正信号を生成することができる。これにより、前記補正信号を生成するために用いる光束の光量が増すため、安定してトラッキングエラー信号の補正信号を生成することができるという効果を奏する。   According to the above configuration, the correction signal for the tracking error signal can be generated using the light beam diffracted in the fifth region of the diffractive means in addition to the light beam diffracted in the first region of the diffractive means. . As a result, the amount of light flux used for generating the correction signal is increased, so that the correction signal of the tracking error signal can be generated stably.

また、前記光集積ユニットでは、前記第1の境界線と前記第3の境界線との距離が、前記回折手段上に入射する光束の有効径半径の70%以上であることが好ましい。   In the optical integrated unit, it is preferable that a distance between the first boundary line and the third boundary line is 70% or more of an effective radius of a light beam incident on the diffraction unit.

上記の構成によれば、前記第5の領域において回折した光束にプッシュプル信号が混入せず、トラッキングエラー信号の感度を高めることができるという効果を奏する。   According to said structure, there exists an effect that a push pull signal is not mixed in the light beam diffracted in the said 5th area | region, and the sensitivity of a tracking error signal can be improved.

前記光集積ユニットでは、前記第1の領域及び前記第5の領域において回折した光束の前記光検出手段による検出結果に基づいてトラッキングエラー信号の補正信号を生成するトラッキングエラー補正信号生成手段をさらに備えることが好ましい。   The optical integrated unit further includes tracking error correction signal generation means for generating a correction signal of a tracking error signal based on a detection result of the light beam diffracted in the first area and the fifth area by the light detection means. It is preferable.

上記の構成によれば、前記第1の領域及び前記第5の領域において回折した光束を用いてトラッキングエラー信号の補正信号を生成することができる。前記第1の領域及び前記第5の領域において回折した光束には、前記プッシュプル信号に比べ、対物レンズシフトやディスクチルトにより発生するトラッキングエラー信号のオフセット信号が多く含まれている。従って、前記第1の領域及び前記第5の領域において回折した光束の検出結果を用いてトラッキングエラー信号を補正することにより、対物レンズシフトやディスクチルトにより発生するトラッキングエラー信号のオフセットを補正できる。さらに前記第1の領域において回折した光束のみを用いた場合に比べ、検出する光量が増すので、さらに安定してトラッキングエラー信号を生成することができるという効果を奏する。   According to said structure, the correction signal of a tracking error signal can be produced | generated using the light beam diffracted in the said 1st area | region and the said 5th area | region. The light beams diffracted in the first region and the fifth region contain more offset signals of tracking error signals generated due to objective lens shift and disc tilt than the push-pull signals. Therefore, by correcting the tracking error signal using the detection result of the light beam diffracted in the first region and the fifth region, it is possible to correct the offset of the tracking error signal caused by the objective lens shift or the disc tilt. Furthermore, compared to the case where only the light beam diffracted in the first region is used, the amount of light to be detected is increased, so that the tracking error signal can be generated more stably.

前記光集積ユニットでは、前記第5の領域が、前記光軸を通る前記光ディスクのトラック方向に平行な第4の境界線により2分割されていることが好ましい。   In the optical integrated unit, it is preferable that the fifth area is divided into two by a fourth boundary line parallel to the track direction of the optical disc passing through the optical axis.

上記の構成によれば、前記第5の領域が、前記光軸を通る前記光ディスクのトラック方向に平行な直線により2分割されているため、前記回折手段に入射する光束のラジアル方向へのずれを感度よく検出することができるという効果を奏する。   According to the above configuration, since the fifth region is divided into two by a straight line that passes through the optical axis and is parallel to the track direction of the optical disc, the deviation of the light beam incident on the diffraction means in the radial direction is prevented. There is an effect that it can be detected with high sensitivity.

前記光集積ユニットでは、前記トラッキングエラー補正信号生成手段が、前記第1の領域および前記第5の領域において回折した+1次回折光及び−1次回折光のそれぞれの前記光検出手段による検出結果に基づいてトラッキングエラー補正信号を生成することが好ましい。   In the optical integrated unit, the tracking error correction signal generating means is based on detection results of the + 1st order diffracted light and −1st order diffracted light diffracted in the first region and the fifth region by the light detection means. It is preferable to generate a tracking error correction signal.

上記の構成によれば、前記第1の領域及び前記第5の領域において回折した+1次回折光及び−1次回折光の両方をトラッキングエラー信号の補正信号の生成に用いるため、該補正信号の生成に用いる光束の光量を十分に確保することができる。そのため、さらに安定してトラッキングエラー信号の補正信号を生成することができるという効果を奏する。   According to the above configuration, since both the + 1st order diffracted light and the −1st order diffracted light diffracted in the first region and the fifth region are used for generating the correction signal of the tracking error signal, the correction signal is generated. A sufficient amount of luminous flux can be secured. Therefore, the tracking error signal correction signal can be generated more stably.

本発明に係る光ピックアップは、前記光集積ユニットを備えていることが好ましい。   The optical pickup according to the present invention preferably includes the optical integrated unit.

上記の構成によれば、安定動作、小型化、軽量化および低コスト化を実現することができる。   According to said structure, stable operation | movement, size reduction, weight reduction, and cost reduction are realizable.

本発明に係る光ピックアップはまた、少なくとも2つの対物レンズを備え、少なくとも2種の光ディスクに対して、少なくとも情報の記録または再生の何れか一つを行う光ピックアップにおいて、前記光集積ユニットを少なくとも1つ備えていることが好ましい。   The optical pickup according to the present invention also includes at least two objective lenses, and in the optical pickup that performs at least one of information recording and reproduction with respect to at least two types of optical discs, the optical integrated unit is at least one. It is preferable to have one.

上記の構成によれば、装置サイズの大型化しがちな多種類の光ディスクの再生・記録に対応する光ピックアップの小型・軽量化に寄与する。   According to said structure, it contributes to size reduction and weight reduction of the optical pick-up corresponding to reproduction | regeneration and recording of many types of optical disks which tend to enlarge the apparatus size.

また、少なくとも一つの前記光集積ユニットからの出射光が前記光ディスク上に結ぶ焦点が通過する直線が、該光ディスクのトラックに対して斜めに交わってもよい。   In addition, a straight line through which a focal point where the light emitted from at least one of the optical integrated units is connected to the optical disc may cross obliquely with respect to the track of the optical disc.

上記の構成では、前記光ディスクへ出射する光ビームを、トラッキングのために移動させる時に、少なくとも一つの前記光集積ユニットからの出射光が該光ディスク上に結ぶ焦点が通過する直線は、該光ディスクのトラックと斜めに交わる。ここで、トラッキングエラー信号の生成のために3ビームを用いる光集積ユニットからの出射光が前記光ディスク上に結ぶ焦点が通過する直線が、該光ディスクのトラックと直交しない場合、トラッキングエラー信号を正確に生成することができないという問題がある。上記の構成によれば、トラッキングエラー信号の生成のために1ビームを用いる光集積ユニットを用いるので、トラッキングエラー信号を正確に生成することができるという効果を奏する。   In the above configuration, when the light beam emitted to the optical disc is moved for tracking, the straight line through which the focal point where the outgoing light from the at least one optical integrated unit is connected to the optical disc passes is the track of the optical disc. Crosses diagonally. Here, if the straight line through which the focal point of the light emitted from the optical integrated unit that uses three beams for generating the tracking error signal passes on the optical disc is not orthogonal to the track of the optical disc, the tracking error signal is accurately obtained. There is a problem that it cannot be generated. According to said structure, since the optical integrated unit which uses 1 beam for the generation of a tracking error signal is used, there exists an effect that a tracking error signal can be produced | generated correctly.

本発明に係る光集積ユニットは光源と、光ディスクからの反射光を分離する回折手段と、回折手段により分離された複数の光束を検出する光検出手段とを備えており、該回折手段の分割形状が最適化されているので、光ディスクの再生・記録に必要な各種信号を安定して生成することができる。   An optical integrated unit according to the present invention includes a light source, a diffracting unit that separates reflected light from an optical disc, and a light detecting unit that detects a plurality of light beams separated by the diffracting unit. Therefore, various signals necessary for reproduction / recording of the optical disc can be stably generated.

〔第1の実施の形態〕
図2は、本実施形態に係る光ピックアップ40の概略構成を示す図である。同図に示すように、本実施形態に係る光ピックアップは、光集積ユニット1と、コリメータレンズ2と、対物レンズ3とを備えている。また、光ディスク4は、基板4aと、光ビームが透過するカバー層4bと、基板4aとカバー層4bとの境界に形成された記録層4cとによって構成されている。
[First Embodiment]
FIG. 2 is a diagram illustrating a schematic configuration of the optical pickup 40 according to the present embodiment. As shown in the figure, the optical pickup according to the present embodiment includes an optical integrated unit 1, a collimator lens 2, and an objective lens 3. The optical disk 4 includes a substrate 4a, a cover layer 4b through which a light beam is transmitted, and a recording layer 4c formed at the boundary between the substrate 4a and the cover layer 4b.

図3は、本実施形態に係る光集積ユニットを示す図である。なお、同図は、図示した光軸方向(z方向)に直交するy方向から見た断面図である。同図に示すように、上記光集積ユニット1は、半導体レーザ11(光源)と、受光素子12(光検出手段)と、偏光ビームスプリッタ14(導光手段)と、偏光ホログラム素子32(回折手段)と、1/4波長板16と、パッケージ17とを備えている。   FIG. 3 is a diagram showing an optical integrated unit according to this embodiment. This figure is a cross-sectional view seen from the y direction perpendicular to the optical axis direction (z direction) shown. As shown in the figure, the optical integrated unit 1 includes a semiconductor laser 11 (light source), a light receiving element 12 (light detecting means), a polarization beam splitter 14 (light guiding means), and a polarization hologram element 32 (diffracting means). ), A quarter wave plate 16, and a package 17.

光集積ユニット1に搭載された光源11から出射した光ビーム20は、コリメータレンズ2により平行光にされた後、対物レンズ3を介して光ディスク4に集光される。そして、光ディスク4から反射した光(以下、これを「戻り光」と呼ぶ)は、再び対物レンズ3とコリメータレンズ2を通過して、光集積ユニット1に搭載された受光素子12上に受光される。   The light beam 20 emitted from the light source 11 mounted on the optical integrated unit 1 is collimated by the collimator lens 2 and then condensed on the optical disk 4 via the objective lens 3. Then, the light reflected from the optical disk 4 (hereinafter referred to as “return light”) passes through the objective lens 3 and the collimator lens 2 again and is received on the light receiving element 12 mounted on the optical integrated unit 1. The

対物レンズは、対物レンズ駆動機構(図示せず)によってフォーカス方向(z方向)とトラッキング方向(x方向)に駆動されるようになっており、光ディスク4の面振れや偏心があっても集光スポットが光ディスク4の情報記録層4cの所定位置を追従するようになっている。   The objective lens is driven in the focus direction (z direction) and the tracking direction (x direction) by an objective lens drive mechanism (not shown), and is focused even if there is surface deflection or eccentricity of the optical disk 4. The spot follows a predetermined position of the information recording layer 4c of the optical disc 4.

本実施の形態では、光集積ユニット1に光源11として波長405nm程度の短波長光源を備え、対物レンズ3としてNAが0.85程度の高NA対物レンズを備えた場合について説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。但し、上記のような短波長光源および高NA対物レンズを備えることにより、高密度の記録再生が可能になる。   In the present embodiment, a case will be described in which the optical integrated unit 1 is provided with a short wavelength light source having a wavelength of about 405 nm as the light source 11 and a high NA objective lens having an NA of about 0.85 is provided as the objective lens 3. Is not limited to this. However, by providing the short wavelength light source and the high NA objective lens as described above, high-density recording / reproduction becomes possible.

次に、図3に基づいて、各構成部材の配置を説明する。なお、以下の説明において、説明の便宜上、偏光ビームスプリッタ14における半導体レーザ11から出射する光ビーム20が入射する面を、偏光ビームスプリッタ14の光ビーム入射面とし、偏光ビームスプリッタ14における戻り光が入射する面を、偏光ビームスプリッタ14の戻り光入射面とする。   Next, the arrangement of each component will be described with reference to FIG. In the following description, for convenience of explanation, the surface of the polarization beam splitter 14 on which the light beam 20 emitted from the semiconductor laser 11 is incident is the light beam incident surface of the polarization beam splitter 14, and the return light from the polarization beam splitter 14 is The incident surface is a return light incident surface of the polarization beam splitter 14.

まず、半導体レーザ11から出射する光ビームの光路と、受光素子12に受光される戻り光の光路とが確保されるように、半導体レーザ11の光ビーム出射部および受光素子12の受光部は、パッケージ17のキャップ17cに形成された窓部17dの領域に含まれるように配置されている。   First, in order to ensure the optical path of the light beam emitted from the semiconductor laser 11 and the optical path of the return light received by the light receiving element 12, the light beam emitting part of the semiconductor laser 11 and the light receiving part of the light receiving element 12 are: It is arranged so as to be included in the region of the window portion 17d formed in the cap 17c of the package 17.

また、上記偏光ビームスプリッタ14は、パッケージ17上に配置されている。具体的には、上記偏光ビームスプリッタ14の光ビーム入射面が、上記窓部17dを覆うようにパッケージ17上に配置されている。   The polarizing beam splitter 14 is disposed on the package 17. Specifically, the light beam incident surface of the polarizing beam splitter 14 is disposed on the package 17 so as to cover the window portion 17d.

偏光ホログラム素子32は、その光ビーム入射面が、上記偏光ビームスプリッタ14の戻り光入射面に対向するように、かつ、半導体レーザ11から出射する光ビームの光軸上に、配置されている。   The polarization hologram element 32 is disposed on the optical axis of the light beam emitted from the semiconductor laser 11 so that the light beam incident surface faces the return light incident surface of the polarization beam splitter 14.

偏光ビームスプリッタ14は、偏光ビームスプリッタ(PBS)面14a(光学面)と、反射ミラー14b(反射面)とを有している。   The polarization beam splitter 14 has a polarization beam splitter (PBS) surface 14a (optical surface) and a reflection mirror 14b (reflection surface).

本実施の形態における上記PBS面14aは、図示した光軸方向(z方向)に直交するx方向の偏光振動面を有する直線偏光(P偏光)を透過し、該偏光振動面に垂直な偏光振動面を有する、すなわち、図示した光軸方向(z方向)に直交するy方向の偏光振動面を有する直線偏光(S偏光)を反射するような特性をもつ。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、上記特性を変更することもできる。   The PBS surface 14a in the present embodiment transmits linearly polarized light (P-polarized light) having a polarization vibration surface in the x direction orthogonal to the illustrated optical axis direction (z direction), and polarization vibration perpendicular to the polarization vibration surface. It has a characteristic of reflecting linearly polarized light (S-polarized light) having a plane, that is, having a polarization vibration plane in the y direction perpendicular to the optical axis direction (z direction) shown in the figure. However, the present invention is not limited to this, and the above characteristics can be changed.

上記PBS面14aは、上記半導体レーザ11から出射されたP偏光を有する光ビームの光軸上に、該光ビーム20が透過するように配置されている。上記反射ミラー14bはPBS面14aに対して平行になるように配置されている。   The PBS surface 14a is disposed on the optical axis of the P-polarized light beam emitted from the semiconductor laser 11 so that the light beam 20 is transmitted. The reflection mirror 14b is arranged to be parallel to the PBS surface 14a.

偏光ホログラム素子32は光ビーム20の光軸上に配置されており、S偏光を回折させてP偏光を透過させる。偏光の回折は、偏光ホログラム素子32に形成された溝構造(格子)によって行われ、回折角度は、上記格子のピッチ(以下、これを格子ピッチとよぶ)によって規定される。   The polarization hologram element 32 is disposed on the optical axis of the light beam 20 and diffracts S-polarized light and transmits P-polarized light. The diffraction of polarized light is performed by the groove structure (grating) formed in the polarization hologram element 32, and the diffraction angle is defined by the pitch of the grating (hereinafter referred to as the grating pitch).

次に本実施形態における光ビームの光路について詳しく説明する。   Next, the optical path of the light beam in this embodiment will be described in detail.

半導体レーザ11は、上述したように、波長λ=405nmの光ビーム20を出射するものを使用している。さらに、本実施の形態では、前記光ビーム20は、図示した光軸方向(z方向)に直交するx方向の偏光振動面を有する直線偏光(P偏光)である。半導体レーザ11から出射された光ビーム20は、偏光ビームスプリッタ14に入射する。   As described above, the semiconductor laser 11 that emits the light beam 20 having the wavelength λ = 405 nm is used. Further, in the present embodiment, the light beam 20 is linearly polarized light (P-polarized light) having a polarization vibration plane in the x direction orthogonal to the illustrated optical axis direction (z direction). The light beam 20 emitted from the semiconductor laser 11 enters the polarization beam splitter 14.

PBS面14aに入射した上記光ビーム20(P偏光)は、PBS面14aをそのまま透過する。PBS面14aを透過した上記光ビーム20は、次に、偏光ホログラム素子32に入射する。   The light beam 20 (P-polarized light) incident on the PBS surface 14a passes through the PBS surface 14a as it is. The light beam 20 that has passed through the PBS surface 14 a then enters the polarization hologram element 32.

偏光ホログラム素子32は、入射した光のうち、S偏光は回折させ、P偏光はそのまま透過させる。具体的には、偏光ホログラム素子32は、入射したS偏光を、0次回折光(非回折光)と、1次回折光(回折光)とに回折する。   Of the incident light, the polarization hologram element 32 diffracts S-polarized light and transmits P-polarized light as it is. Specifically, the polarization hologram element 32 diffracts the incident S-polarized light into zero-order diffracted light (non-diffracted light) and first-order diffracted light (diffracted light).

すなわち、半導体レーザ11を出射したP偏光の光ビーム20は、偏光ホログラム素子32に入射し、そのまま透過する。偏光ホログラム素子32を透過したP偏光の光ビーム20は、上記1/4波長板16に入射する。なお、偏光ホログラム素子32の詳細なホログラムパターンについては、後述する。   That is, the P-polarized light beam 20 emitted from the semiconductor laser 11 enters the polarization hologram element 32 and is transmitted as it is. The P-polarized light beam 20 transmitted through the polarization hologram element 32 is incident on the quarter-wave plate 16. A detailed hologram pattern of the polarization hologram element 32 will be described later.

上記1/4波長板16は、直線偏光を入射し、円偏光に変換して出射することができる。したがって、1/4波長板16に入射したP偏光の光ビーム20(直線偏光)は、円偏光の光ビームに変換されて、光集積ユニット1から出射する。   The quarter-wave plate 16 can receive linearly polarized light, convert it into circularly polarized light, and emit it. Therefore, the P-polarized light beam 20 (linearly polarized light) incident on the quarter-wave plate 16 is converted into a circularly-polarized light beam and emitted from the optical integrated unit 1.

光集積ユニット1から出射した円偏光の光ビームは、コリメータレンズにより平行光にされた後、対物レンズを介して光ディスクに集光される。そして、光ディスクによって反射された光ビームは、すなわち戻り光は、再び対物レンズとコリメータレンズを通過して、再び光集積ユニット1の上記1/4波長板16に入射する。   The circularly polarized light beam emitted from the optical integrated unit 1 is collimated by a collimator lens, and then condensed on an optical disk via an objective lens. Then, the light beam reflected by the optical disk, that is, the return light again passes through the objective lens and the collimator lens, and again enters the quarter wavelength plate 16 of the optical integrated unit 1.

光集積ユニット1の1/4波長板16に入射する上記戻り光は円偏光であり、該1/4波長板16によって、図示した光軸方向(z方向)に対してy方向の偏光振動面を有する直線偏光(S偏光)に変換される。S偏光の戻り光は、偏光ホログラム素子32に入射する。   The return light incident on the quarter-wave plate 16 of the optical integrated unit 1 is circularly polarized light, and the quarter-wave plate 16 causes the polarization vibration plane in the y direction with respect to the illustrated optical axis direction (z direction). Is converted to linearly polarized light (S-polarized light). The S-polarized return light is incident on the polarization hologram element 32.

偏光ホログラム素子32に入射したS偏光の戻り光は、上述したように、0次回折光(非回折光)と、1次回折光(回折光)とに回折されて出射する。該回折されたS偏光の戻り光(0次回折光および1次回折光)は、上記偏光ビームスプリッタ14に入射し、上記PBS面14aによって反射され、反射ミラー14bによってさらに反射されて偏光ビームスプリッタ14から出射する。偏光ビームスプリッタ14から出射した該S偏光の戻り光は、上記受光素子12に受光される。なお、上記受光素子12の受光部パターンについては、後述する。   As described above, the S-polarized return light that has entered the polarization hologram element 32 is diffracted into zero-order diffracted light (non-diffracted light) and first-order diffracted light (diffracted light) and is emitted. The diffracted S-polarized return light (0th-order diffracted light and 1st-order diffracted light) enters the polarization beam splitter 14, is reflected by the PBS surface 14a, is further reflected by the reflection mirror 14b, and is reflected from the polarization beam splitter 14. Exit. The S-polarized return light emitted from the polarization beam splitter 14 is received by the light receiving element 12. The light receiving part pattern of the light receiving element 12 will be described later.

なお、本発明に係る光集積ユニットは、上記偏光ビームスプリッタ14に限定されるものではなく、上述したように、半導体レーザ11から出射した光ビーム20を透過でき、光情報記録媒体によって反射した戻り光を上記半導体レーザ11とは異なる方向へ導き、該戻り光の光路を変えることができ、該戻り光を上記受光素子12に受光させることができる構成であればよい。したがって、偏光ビームスプリッタ以外にも光学面14aをハーフミラー面としたビームスプリッタを用いることもできる。   The optical integrated unit according to the present invention is not limited to the polarizing beam splitter 14, but can return the light beam 20 emitted from the semiconductor laser 11 and reflected by the optical information recording medium as described above. Any configuration is possible as long as it can guide light in a direction different from that of the semiconductor laser 11, change the optical path of the return light, and cause the light receiving element 12 to receive the return light. Therefore, in addition to the polarization beam splitter, a beam splitter having the optical surface 14a as a half mirror surface can be used.

図4は、偏光ホログラム素子32に形成されるホログラムパターンを示した模式図である。同図に示すように、偏光ホログラム素子32のホログラムパターンは、7つの領域32a、32b、32c、32d、32e、32f、32gから構成される。   FIG. 4 is a schematic diagram showing a hologram pattern formed on the polarization hologram element 32. As shown in the figure, the hologram pattern of the polarization hologram element 32 includes seven regions 32a, 32b, 32c, 32d, 32e, 32f, and 32g.

これらの領域を分割する分割線として、光軸OZを通るラジアル方向に延びた直線D1(第1の境界線)、直線D1に平行な直線D6およびD6’(第2および第3の境界線)、光軸OZを通るトラック方向に延びた直線D8(第4の境界線)上の直線D7およびD7’、分割線D2がある。   As dividing lines for dividing these regions, a straight line D1 (first boundary line) extending in the radial direction passing through the optical axis OZ, and straight lines D6 and D6 ′ (second and third boundary lines) parallel to the straight line D1. , There are straight lines D7 and D7 ′ on the straight line D8 (fourth boundary line) extending in the track direction passing through the optical axis OZ, and a dividing line D2.

直線D6およびD6’は、直線D1に対して対称の位置にあるが、これに限定されない。但し、直線D6と直線D1との距離h3、および、直線D6’と直線D1との距離h3’は、光ビーム20の有効径の半径r1の70%以上の距離(h3≧0.7r1、h3’≧0.7r1)に設定されていることが好ましい。   The straight lines D6 and D6 'are symmetric with respect to the straight line D1, but are not limited thereto. However, the distance h3 between the straight line D6 and the straight line D1 and the distance h3 ′ between the straight line D6 ′ and the straight line D1 are 70% or more of the radius r1 of the effective diameter of the light beam 20 (h3 ≧ 0.7r1, h3). It is preferable that “≧ 0.7r1) is set.

ここで、直線D1と直線D6’によって挟まれた領域が領域32c(第4の領域)である。   Here, a region sandwiched between the straight line D1 and the straight line D6 'is a region 32c (fourth region).

また、光軸OZから見て直線D6の外側にある領域(第1の領域)を、直線D8上の線分D7によって分割したものが領域32gおよび32dである。同様に、光軸OZから見て直線D6’の外側にある領域(第5の領域)を、直線D8上の線分D7’によって分割したものが領域32fおよび32eである。   In addition, regions 32g and 32d are obtained by dividing a region outside the straight line D6 as viewed from the optical axis OZ (first region) by a line segment D7 on the straight line D8. Similarly, regions 32f and 32e are obtained by dividing a region (fifth region) outside the straight line D6 'as viewed from the optical axis OZ by a line segment D7' on the straight line D8.

領域32a(内周領域)と領域32b(外周領域)とは、直線D1と直線D6とによって囲まれた領域(第2の領域)を、分割線D2によって分割したものである。光軸Ozから見て、領域32aは内周側であり、領域32bは外周側である。なお、領域32aは光軸Ozを含む。   The region 32a (inner peripheral region) and the region 32b (outer peripheral region) are obtained by dividing the region (second region) surrounded by the straight line D1 and the straight line D6 by the dividing line D2. As viewed from the optical axis Oz, the region 32a is on the inner peripheral side, and the region 32b is on the outer peripheral side. The region 32a includes the optical axis Oz.

分割線D2は、その中央部において、偏光ホログラム素子32の外周側へと突出しており(膨らんでおり)、該突出部の頂き(直線D5(後述))がラジアル方向にほぼ平行となっている。   The dividing line D2 projects (swells) toward the outer periphery of the polarization hologram element 32 at the center, and the end of the projecting part (straight line D5 (described later)) is substantially parallel to the radial direction. .

より詳細には、分割線D2は、直線D8に関して互い対称になるように、ホログラム素子2の両端部に位置する、ラジアル方向と平行な一対の線分D3(第1の線分)およびD3’(第5の線分)と、これらの直線D3の光軸OZ側の端点Aから直線D8に対して傾斜して、それぞれ直線D1から離れる方向、かつ、直線D8に接近する方向に延び、直線D8に関して、軸対称である、一対の線分D4(第2の線分)およびD4’(第4の線分)と、これらの線分D4・D4’における端点Aとは反対側の端点B同士を繋いで形成される線分(膨らみの頂き)D5(第3の線分)とから成っている。   More specifically, the dividing line D2 is a pair of line segments D3 (first line segment) and D3 ′ parallel to the radial direction and positioned at both ends of the hologram element 2 so as to be symmetrical with respect to the straight line D8. (Fifth line segment) and the straight line D3 are inclined with respect to the straight line D8 from the end point A on the optical axis OZ side, and extend in a direction away from the straight line D1 and a direction approaching the straight line D8. A pair of line segments D4 (second line segment) and D4 ′ (fourth line segment) that are axisymmetric with respect to D8, and an end point B opposite to the end point A in these line segments D4 and D4 ′ It consists of a line segment (swelling ridge) D5 (third line segment) formed by connecting each other.

すなわち、線分D4と線分D5とにより上記の突出部を形成している。なお、線分D4は、ここでは、直線としているが、直線に限られず、湾曲した線分であってもよい。つまり、突出部は、分割線D2の中央部から膨らんでおり、その膨らみの頂き(線分D5)がラジアル方向に平行であれば、特に形状は問わない。   That is, the protruding portion is formed by the line segment D4 and the line segment D5. The line segment D4 is a straight line here, but is not limited to a straight line and may be a curved line segment. That is, the projecting portion swells from the center of the dividing line D2, and the shape is not particularly limited as long as the ridge (line segment D5) is parallel to the radial direction.

さらに、線分D5は、一対の線分D3よりも直線D1から離れて位置すること(h2>h1)が好ましい。   Furthermore, it is preferable that the line segment D5 is located farther from the straight line D1 than the pair of line segments D3 (h2> h1).

また、線分D4の直線D8に対する傾斜角度θは、45度(θ=45deg)になっていることが好ましく、線分D4’の直線D8に対する傾斜角度θは、−45度(θ=−45deg)になっていることが好ましい。   The inclination angle θ of the line segment D4 with respect to the straight line D8 is preferably 45 degrees (θ = 45 deg), and the inclination angle θ of the line segment D4 ′ with respect to the straight line D8 is −45 degrees (θ = −45 deg). It is preferable that

なお、h2>h1、θ=±45deg、h3≧0.7r1という条件については、後に説明する。   The conditions that h2> h1, θ = ± 45 deg, and h3 ≧ 0.7r1 will be described later.

次に、偏光ホログラム素子32の分割パターンと受光素子12の受光部パターンの関係を説明する。   Next, the relationship between the division pattern of the polarization hologram element 32 and the light receiving portion pattern of the light receiving element 12 will be described.

図1および図5は、受光素子12上の光ビームの集光状態を示す図である。両図に示すように、受光素子12は12a〜12nの14個の受光部により構成されている。また、図1(a)では、偏光ホログラム素子32の7つの領域32a〜32gと1次回折光の進行方向の関係も示している。なお、実際は、偏光ホログラム素子32の中心位置は、受光部12a〜12dの中心位置に対応する位置に設置されるが、説明のため、光軸方向(z方向)に対してy方向にずらして図示している。   FIGS. 1 and 5 are diagrams illustrating a light beam condensing state on the light receiving element 12. As shown in both figures, the light receiving element 12 includes 14 light receiving portions 12a to 12n. 1A also shows the relationship between the seven regions 32a to 32g of the polarization hologram element 32 and the traveling direction of the first-order diffracted light. Actually, the center position of the polarization hologram element 32 is set at a position corresponding to the center position of the light receiving portions 12a to 12d, but for the sake of explanation, it is shifted in the y direction with respect to the optical axis direction (z direction). It is shown.

光ディスク4からの前記戻り光は、偏光ホログラム素子32において非回折光(0次回折光)55と回折光(1次回折光)に分離される。受光素子12は、非回折光55および回折光のうち、情報信号やサーボ信号の検出に必要な光ビームを受光するための受光部を備えている。   The return light from the optical disk 4 is separated into non-diffracted light (0th order diffracted light) 55 and diffracted light (first order diffracted light) in the polarization hologram element 32. The light receiving element 12 includes a light receiving unit for receiving a light beam necessary for detecting an information signal and a servo signal among the non-diffracted light 55 and the diffracted light.

具体的には、偏光ホログラム素子32の1つの非回折光(0次回折光)55と、11個の1次回折光の合計12個のビームを各受光部において検出し、各種信号を生成する。本実施の形態では、プッシュプル法によるTES検出のため、上記非回折光(0次回折光)55のビーム径がある程度の大きさを有するように、受光素子12を、非回折光55の集光点に対して若干奥側にずらした位置に設置している。なお、本発明はこれに限定されるものではなく、受光素子12を非回折光55の集光点に対して手前側にずらした位置に設置するものであってもよい。   Specifically, a total of 12 beams of one non-diffracted light (0th-order diffracted light) 55 of the polarization hologram element 32 and 11 first-order diffracted lights are detected in each light receiving unit, and various signals are generated. In the present embodiment, for the TES detection by the push-pull method, the light receiving element 12 is focused on the non-diffracted light 55 so that the beam diameter of the non-diffracted light (0th order diffracted light) 55 has a certain size. It is installed at a position slightly shifted to the back with respect to the point. The present invention is not limited to this, and the light receiving element 12 may be installed at a position shifted to the near side with respect to the condensing point of the non-diffracted light 55.

このように、ある程度の大きさの光ビーム径を有した光ビーム(非回折光55)が受光部12a〜12dの境界部に集光されるので、これらの4つの受光部(12a〜12d)の出力が等しくなるように調整することにより、非回折光55と受光素子12の位置調整が可能である。   In this way, since the light beam (non-diffracted light 55) having a certain size of light beam diameter is condensed on the boundary portions of the light receiving portions 12a to 12d, these four light receiving portions (12a to 12d). Can be adjusted so that the positions of the non-diffracted light 55 and the light receiving element 12 can be adjusted.

偏光ホログラム素子32の各領域32a、32b、32cからの+1次回折光はそれぞれ2分割受光部(12iおよび12j)、(12kおよび12l)、(12mおよび12n)上に入射する。−1次光は図示しないが、受光部に入射しないように各受光部は配置されている。   The + 1st order diffracted light from the regions 32a, 32b, and 32c of the polarization hologram element 32 is incident on the two-divided light receiving parts (12i and 12j), (12k and 12l), and (12m and 12n), respectively. Although the -1st order light is not shown, each light receiving portion is arranged so as not to enter the light receiving portion.

領域32d、32eからの+1次回折光および−1次回折光は、それぞれ非回折光55の光軸に対して点対称な位置に配置されている12fおよび12hに入射する。   The + 1st order diffracted light and the −1st order diffracted light from the regions 32d and 32e are incident on 12f and 12h, which are arranged at point-symmetric positions with respect to the optical axis of the non-diffracted light 55, respectively.

領域32f、32gからの+1次回折光および−1次回折光は、それぞれ非回折光55の光軸に対して点対称な位置に配置されている12eおよび12gに入射する。   The + 1st order diffracted light and the −1st order diffracted light from the regions 32f and 32g are incident on 12e and 12g disposed at point-symmetrical positions with respect to the optical axis of the non-diffracted light 55, respectively.

サーボ信号は以下のように生成される。なお、受光部12a〜12nの出力信号をSa〜Snと表す。   The servo signal is generated as follows. The output signals of the light receiving units 12a to 12n are represented as Sa to Sn.

情報信号(RF)は、非回折光55を用いて検出する。すなわち、
RF=Sa+Sb+Sc+Sd
によって与えることができる。当業者は、上記式に基づいて周知の回路技術を適用すれば、RFを生成する回路を作製できることを、容易に理解する。
The information signal (RF) is detected using the non-diffracted light 55. That is,
RF = Sa + Sb + Sc + Sd
Can be given by. Those skilled in the art will readily understand that applying a well-known circuit technique based on the above formula can produce a circuit that generates RF.

DPD法によるトラッキング誤差信号(TES1)は、Sa〜Sdの位相比較を行うことにより検出される。具体的には、以下の原理が利用される。   The tracking error signal (TES1) by the DPD method is detected by performing a phase comparison of Sa to Sd. Specifically, the following principle is used.

光ディスク4の記録層4cに形成されたピット列を対物レンズ3により集光された光ビームが走査する場合、ピット列と光ビームの位置関係により反射ビームの強度分布パターンが変化する。そこで、(Sa+Sc)と(Sb+Sd)を検出すると、光ビームがピット列の中央を走査している場合には同位相であるのに対して、光ビームがピット列の中央からずれた位置を走査している場合には、ずれの方向により逆方向となる位相差が生じる。したがって、(Sa+Sc)と(Sb+Sd)の位相差を検出することによりトラッキング誤差信号が得られる。   When the light beam condensed by the objective lens 3 scans the pit row formed on the recording layer 4c of the optical disc 4, the intensity distribution pattern of the reflected beam changes depending on the positional relationship between the pit row and the light beam. Therefore, when (Sa + Sc) and (Sb + Sd) are detected, the light beam is in the same phase when scanning the center of the pit row, but the position where the light beam is shifted from the center of the pit row is scanned. In such a case, a phase difference in the opposite direction occurs depending on the direction of deviation. Therefore, a tracking error signal can be obtained by detecting the phase difference between (Sa + Sc) and (Sb + Sd).

PP法によるトラッキング誤差信号(TES2)は、メインプッシュプル信号(MPP)と対物レンズシフトや光ディスクチルトにより発生するトラッキングオフセットを補正するトラッキングエラー補正信号(TES3)の演算により得られる。すなわち、
MPP=(Sa+Sb)−(Sc+Sd)
TES3=(Se+Sg)−(Sf+Sh)
TES2=MPP−α×TES3
によって与えられる。なお、ここで、αは対物レンズシフトや光ディスクチルトによるオフセットをキャンセルするのに最適な係数に設定される。当業者は、上記式に基づいて周知の回路技術を適用すれば、TES3を生成する回路(トラッキングエラー補正信号生成手段)を作製することができることを、容易に理解する。MPP、TES2を生成する回路についても同様である。また、以上の回路は、光集積ユニット1が備えるものであってもよいが、これに限定されない。すなわち、これらの回路は、光ピックアップ40に備えられていればよい。後述するFESを生成するための回路(フォーカスエラー信号生成手段)およびSAESを生成するための回路(球面収差誤差信号生成手段)についても同様である。
The tracking error signal (TES2) by the PP method is obtained by calculating a main push-pull signal (MPP) and a tracking error correction signal (TES3) that corrects a tracking offset generated by an objective lens shift or an optical disc tilt. That is,
MPP = (Sa + Sb) − (Sc + Sd)
TES3 = (Se + Sg) − (Sf + Sh)
TES2 = MPP-α × TES3
Given by. Here, α is set to an optimum coefficient for canceling offset due to objective lens shift or optical disc tilt. Those skilled in the art will readily understand that a circuit (tracking error correction signal generation means) that generates TES3 can be produced by applying a well-known circuit technique based on the above formula. The same applies to circuits that generate MPP and TES2. Moreover, although the optical integrated unit 1 may be provided with the above circuit, it is not limited to this. That is, these circuits may be provided in the optical pickup 40. The same applies to a circuit for generating FES (focus error signal generating means) and a circuit for generating SAES (spherical aberration error signal generating means) described later.

なお、前述したように、領域32dおよび32e(第1の領域)、または、領域32fおよび32g(第5の領域)において回折された光ビームは、全く同じ受光素子によって検出される。従って、例えば、領域32gと領域32dとにおいて回折した光ビームのみを検出する構成であったとしても、本実施形態と同様なトラッキングエラー信号の補正信号を生成することができる。但し、本実施形態のように、複数の領域を用いた方が、検出する光量が増し、より安定にトラッキングエラー信号の補正信号を生成することができる。   As described above, the light beams diffracted in the regions 32d and 32e (first region) or the regions 32f and 32g (fifth region) are detected by the same light receiving element. Therefore, for example, even if only the light beam diffracted in the region 32g and the region 32d is detected, a correction signal for the tracking error signal similar to that in the present embodiment can be generated. However, as in the present embodiment, using a plurality of regions increases the amount of light to be detected, and a tracking error signal correction signal can be generated more stably.

また、フォーカスエラー信号(FES)は、ダブルナイフエッジ法を用いて検出することができる。すなわち、FESは、
FES=(Sm−Sn)−β(Sk−Sl)
によって与えられる。βは光量の差により発生するオフセットを補正するための係数である。
The focus error signal (FES) can be detected using a double knife edge method. That is, FES is
FES = (Sm−Sn) −β (Sk−Sl)
Given by. β is a coefficient for correcting an offset caused by a difference in light quantity.

なお、フォーカスエラー信号(FES)を、シングルナイフエッジ法を用いて検出することもできる。その場合FESは、
FES=(Sm−Sn)
によって与えられる。
The focus error signal (FES) can also be detected using a single knife edge method. In that case, FES is
FES = (Sm−Sn)
Given by.

当業者は、上記の式に基づいて周知の回路技術を適用すれば、FESを生成する回路(フォーカスエラー信号生成手段)を作製できることを、容易に理解する。   Those skilled in the art will readily understand that a circuit that generates FES (focus error signal generation means) can be manufactured by applying a well-known circuit technique based on the above formula.

図1(a)は、光ディスク4のカバー層4bの厚みによって、対物レンズ3による集光ビームに球面収差が発生しないように、コリメータレンズ2の光軸方向の位置調整がなされている状態で記録層上に合焦状態に集光している場合の、受光素子12上における光ビームの集光状態を示す図である。すなわち、球面収差誤差およびフォーカス誤差は発生していない。   In FIG. 1A, recording is performed in a state in which the position of the collimator lens 2 in the optical axis direction is adjusted so that spherical aberration does not occur in the focused beam by the objective lens 3 depending on the thickness of the cover layer 4b of the optical disk 4. It is a figure which shows the condensing state of the light beam on the light receiving element 12 in the case of condensing to a focused state on the layer. That is, no spherical aberration error and focus error occur.

図1(a)に示すように、合焦状態では、FESは検出されない。   As shown in FIG. 1A, FES is not detected in the focused state.

図1(b)は、図1(a)の状態から、対物レンズ3が光ディスク4に近づいた場合の、受光素子12上の光ビームを示している。対物レンズ3が光ディスク4に近づくことによって、光ビームのビーム径が大きくなる。しかしながら、受光部12からの光ビームのはみ出しは発生していない。   FIG. 1B shows a light beam on the light receiving element 12 when the objective lens 3 approaches the optical disk 4 from the state of FIG. As the objective lens 3 approaches the optical disc 4, the beam diameter of the light beam increases. However, the light beam does not protrude from the light receiving unit 12.

図1(b)に示すように、焦点ずれが生じた状態では、ダブルナイフエッジ法またはシングルナイフエッジ法を用いた場合のどちらでも、FESが検出される。   As shown in FIG. 1B, in the state where the defocus has occurred, the FES is detected by either the double knife edge method or the single knife edge method.

次に、球面収差誤差信号(SAES)の検出について説明する。   Next, detection of the spherical aberration error signal (SAES) will be described.

前述したように、本実施の形態における光ピックアップ装置は、光集積ユニット1に波長405nm程度の短波長光源11と、対物レンズにNAが0.85程度の高NA対物レンズ3を搭載し、高密度の記録再生が可能になっている。本実施の形態を含め、光ディスクの記録密度を大きくするためには、レーザ光を短波長化することと、対物レンズの開口数NAを大きくすることが必要である。例えば、CD(Compact Disc)に比較して高密度化が図られたDVD(Digital Versatile Disc)では、開口数NAが0.6の対物レンズと、波長が650nmのレーザ光を用いて大容量化を実現している。さらに、BD(Blu−ray Disc)では、開口数NAが0.85の対物レンズと、波長が405nmのレーザ光を用いてさらなる大容量化を実現している。しかし、大容量化が図られた光ディスクでは、対物レンズの開口数NAが大きくなるに従って、収差の影響が問題となる。   As described above, the optical pickup device according to the present embodiment includes the optical integrated unit 1 and the short wavelength light source 11 having a wavelength of about 405 nm and the objective lens having the high NA objective lens 3 having an NA of about 0.85. Density recording / reproduction is possible. In order to increase the recording density of the optical disk including this embodiment, it is necessary to shorten the wavelength of the laser beam and increase the numerical aperture NA of the objective lens. For example, a DVD (Digital Versatile Disc), which has a higher density than a CD (Compact Disc), has a larger capacity using an objective lens with a numerical aperture NA of 0.6 and laser light with a wavelength of 650 nm. Is realized. Further, in BD (Blu-ray Disc), further increase in capacity is realized by using an objective lens having a numerical aperture NA of 0.85 and laser light having a wavelength of 405 nm. However, in an optical disk with a large capacity, the influence of aberration becomes a problem as the numerical aperture NA of the objective lens increases.

光ディスクの記録領域にレーザ光が照射された際に、情報が記録された記録層上に照射されるレーザ光が透過される距離であるレーザ光の入射面と記録層との間のカバー層の厚さt(以下、ディスク基板厚さtと称する)の誤差によって発生する球面収差は、開口数NAの4乗に比例して増加する。この球面収差を抑制するためには、ディスク基板厚さtの寸法公差を小さくすることが効果的である。例えば、レーザ光の波長が780nm、開口数NAが0.45であるCDのディスク基板厚さtの寸法公差は±100μm、レーザ光の波長が650nm、開口数NAが0.6であるDVDのディスク基板厚さtの寸法公差は±30μmであるのに対して、本実施の形態と同様、レーザ光の波長が405nm、開口数NAが0.85である次世代高密度光ディスクのディスク基板厚さtの寸法公差は±3μmになる。このように、大容量化が図られるに従って、ディスクの製作精度は加速度的に厳しくなる。   When the laser beam is irradiated onto the recording area of the optical disc, the cover layer between the incident surface of the laser beam and the recording layer is a distance through which the laser beam irradiated onto the recording layer on which information is recorded is transmitted. The spherical aberration caused by the error in the thickness t (hereinafter referred to as the disc substrate thickness t) increases in proportion to the fourth power of the numerical aperture NA. In order to suppress this spherical aberration, it is effective to reduce the dimensional tolerance of the disk substrate thickness t. For example, a CD disk substrate thickness t of a CD having a laser beam wavelength of 780 nm and a numerical aperture NA of 0.45 is ± 100 μm, a laser beam wavelength of 650 nm, and a numerical aperture NA of 0.6. While the dimensional tolerance of the disk substrate thickness t is ± 30 μm, the disk substrate thickness of the next-generation high-density optical disk in which the wavelength of the laser beam is 405 nm and the numerical aperture NA is 0.85, as in this embodiment. The dimensional tolerance of the length t is ± 3 μm. Thus, as the capacity is increased, the manufacturing accuracy of the disk becomes stricter in terms of acceleration.

しかし、ディスク基板厚さtの誤差は光ディスクの製造方法に依存するため、ディスク基板厚さtの寸法精度を高めることが非常に困難であるという問題がある。また、ディスク基板厚さtの寸法精度を高めることは、光ディスクの製造コストを増加させてしまうという不都合がある。したがって、光ピックアップ装置に、光ディスクを再生する際に生じる球面収差を補正する機能を有することが求められる。   However, since the error of the disk substrate thickness t depends on the manufacturing method of the optical disk, there is a problem that it is very difficult to increase the dimensional accuracy of the disk substrate thickness t. Also, increasing the dimensional accuracy of the disk substrate thickness t has the disadvantage of increasing the manufacturing cost of the optical disk. Therefore, the optical pickup device is required to have a function of correcting spherical aberration that occurs when reproducing an optical disk.

一般的には、ビームエキスパンダ等のレンズを機械的に移動させることにより球面収差補正が行われる。この球面収差補正を正確かつ高速に行うために、球面収差補正の目標となる球面収差誤差信号の検出が必要になる。   In general, spherical aberration correction is performed by mechanically moving a lens such as a beam expander. In order to perform this spherical aberration correction accurately and at high speed, it is necessary to detect a spherical aberration error signal which is a target of spherical aberration correction.

本実施の形態においても、カバー層4bの厚み誤差により生じる球面収差を補正するために、コリメータレンズ2をコリメータレンズ駆動機構(図示せず)により光軸方向に位置調整をするか、コリメータレンズ2と対物レンズ3の間に配置した2枚のレンズ群により構成されるビームエキスパンダ(図示せず)をビームエキスパンダ駆動機構(図示せず)の間隔調整をするようになっている。   Also in the present embodiment, in order to correct spherical aberration caused by the thickness error of the cover layer 4b, the collimator lens 2 is adjusted in the optical axis direction by a collimator lens driving mechanism (not shown), or the collimator lens 2 A beam expander driving mechanism (not shown) is adjusted for a beam expander (not shown) constituted by two lens groups arranged between the objective lens 3 and the objective lens 3.

このような駆動機構を制御する球面収差補正信号の検出には、様々な方法が提案されている。例えば、戻り光をホログラム素子により2つの光ビームに分離して、2つの光ビームの焦点位置に基づいて球面収差誤差信号を検出する方法がある(特許文献1を参照)。   Various methods have been proposed for detecting a spherical aberration correction signal for controlling such a drive mechanism. For example, there is a method in which return light is separated into two light beams by a hologram element and a spherical aberration error signal is detected based on the focal positions of the two light beams (see Patent Document 1).

本実施の形態においても、球面収差誤差信号(SAES)は内外周に分離した光ビーム
からの検出信号を用いて検出する。すなわち、領域32aおよび領域32bにおいて回折した光ビームの受光素子12による検出結果を用いてSAESは、
SAES=(Sk−Sl)−k(Si−Sj)
によって与えられる。なお、ここで、kはSAESのオフセットをキャンセルするのに最適な係数に設定される。
Also in this embodiment, the spherical aberration error signal (SAES) is detected using a detection signal from the light beam separated into the inner and outer circumferences. That is, using the detection result of the light receiving element 12 of the light beam diffracted in the region 32a and the region 32b, SAES is
SAES = (Sk−Sl) −k (Si−Sj)
Given by. Here, k is set to an optimum coefficient for canceling the SAES offset.

なお、SAESは、外周領域(領域32b)において回折した光ビームのみを用いて検出することもできる。その場合、SAESは、
SAES=(Sk−Sl)によって与えられる。このとき、受光部12i、12jが不要となり、信号検出に必要な受光素子の数が減り、光集積ユニットの低コスト化に寄与することができる。但し、図1(b)に示すような、球面収差誤差が発生していなく、焦点ずれのみが発生している場合にもSAESを検出してしまうという問題点がある。
SAES can also be detected using only the light beam diffracted in the outer peripheral region (region 32b). In that case, SAES is
SAES = (Sk−Sl). At this time, the light receiving portions 12i and 12j are not required, the number of light receiving elements necessary for signal detection is reduced, and it is possible to contribute to cost reduction of the optical integrated unit. However, as shown in FIG. 1B, there is a problem that SAES is detected even when a spherical aberration error does not occur and only a defocus occurs.

なお、当業者は、上記式に基づいて周知の回路技術を適用すれば、SAESを生成する回路(球面収差誤差信号生成手段)を作製できることを、容易に理解する。   A person skilled in the art can easily understand that a circuit that generates SAES (spherical aberration error signal generating means) can be manufactured by applying a known circuit technique based on the above formula.

図5(a)、図5(b)は球面収差光ディスクのカバー層の厚み誤差の影響により対物レンズの集光ビームに球面収差が発生している状態において、光ディスクが対物レンズの焦点に位置している場合の受光素子12上における光ビームの形状を説明する図である。球面収差が残存するため、内周側ビーム(領域32aにおいて回折した光ビーム)と外周側ビーム(領域32bにおいて回折した光ビーム)が分割線に対して逆方向に大きくなっている。これは、図5(a)と図5(b)とにおいて球面収差の発生方向(厚み誤差の符号)が異なるためである。また、図5(a)および図5(b)に示されるように、図に示された状態では、SAESは前記のどちらの式を用いても検出することができる。   5 (a) and 5 (b) show the optical disc positioned at the focal point of the objective lens in a state where spherical aberration is generated in the focused beam of the objective lens due to the influence of the thickness error of the cover layer of the spherical aberration optical disc. It is a figure explaining the shape of the light beam on the light receiving element 12 in the case of being. Since the spherical aberration remains, the inner peripheral beam (the light beam diffracted in the region 32a) and the outer peripheral beam (the light beam diffracted in the region 32b) are larger in the opposite directions with respect to the dividing line. This is because the generation direction of spherical aberration (sign of thickness error) is different between FIG. 5A and FIG. Further, as shown in FIGS. 5A and 5B, in the state shown in the figure, SAES can be detected using either of the above-described equations.

以上のように、上記光集積ユニット1を用いることにより、上記偏光回折素子16には上記偏光ビームスプリッタ14を透過した光ビームが入射し、かつ、上記受光素子12には、偏光回折素子32によって回折されて、偏光ビームスプリッタ14を通過した上記戻り光が受光され、各信号が生成される。   As described above, by using the optical integrated unit 1, the light beam transmitted through the polarization beam splitter 14 is incident on the polarization diffraction element 16, and the light reception element 12 is incident on the polarization diffraction element 32. The return light that has been diffracted and passed through the polarization beam splitter 14 is received, and each signal is generated.

次に偏光ホログラム素子32上の領域の最適な分割形状について説明する。   Next, the optimum division shape of the area on the polarization hologram element 32 will be described.

本実施形態に係る光ピックアップ40では、対物レンズ3を光ディスク4のラジアル方向(半径方向)に移動させることにより、光ディスク4の情報記録層4cに形成されたトラック上に光ビームを常に集光させている。すなわち、トラッキング制御を行っている。   In the optical pickup 40 according to the present embodiment, by moving the objective lens 3 in the radial direction (radial direction) of the optical disk 4, the light beam is always focused on the track formed on the information recording layer 4 c of the optical disk 4. ing. That is, tracking control is performed.

ここで、偏光ホログラム素子32と対物レンズ3とが一体に形成されている場合は、光ビームの中心と偏光ホログラム素子32の中心とが常に一致する。しかしながら、偏光ホログラム素子32と対物レンズ3とが独立して光ピックアップに備えられている場合、トラッキング制御時に、光ビームの中心と、偏光ホログラム素子32の中心とが一致しない状況が生じる。   Here, when the polarization hologram element 32 and the objective lens 3 are integrally formed, the center of the light beam and the center of the polarization hologram element 32 always coincide. However, when the polarization hologram element 32 and the objective lens 3 are independently provided in the optical pickup, a situation occurs in which the center of the light beam does not coincide with the center of the polarization hologram element 32 during tracking control.

ここで、図16に示す特許文献1に記載の偏光ホログラム素子132では、光ビームがラジアル方向にずれると、当該光ビームが入射するホログラム素子上の領域が変化する場合がある。例えば、本来偏光ホログラム素子32の領域32aにおいて回折されるはずの光ビームの一部が領域32bにおいて回折されたり、本来偏光ホログラム素子32の領域32bにおいて回折されるはずの光ビームの一部が領域32aにおいて回折されたりする。これに伴い、各領域において回折された光ビームが本来受光されるべき受光部とは異なる受光部に受光される。   Here, in the polarization hologram element 132 described in Patent Document 1 shown in FIG. 16, when the light beam is shifted in the radial direction, the region on the hologram element on which the light beam is incident may change. For example, a part of the light beam that should be diffracted in the region 32a of the polarization hologram element 32 is diffracted in the region 32b, or a part of the light beam that is supposed to be diffracted in the region 32b of the polarization hologram element 32 is a region. Or diffracted at 32a. Accordingly, the light beam diffracted in each region is received by a light receiving unit different from the light receiving unit that should be received.

以上のように、偏光ホログラム素子132では、光ビームの中心とホログラム素子の中心とのずれのが、光検出器の各受光部からの電気信号に影響を与える。そのため、球面収差量が一定であっても、上記のずれ量によってSAESが変化する。従って、このSAESに基づいて球面収差を補正しても、適切な補正ができないという問題がある。光ビームの中心(光軸)が光ディスクのラジアル方向へずれることによるSAESへの影響を極力抑えるためには、ラジアル方向に平行な直線による分割形状を使用すればよい。   As described above, in the polarization hologram element 132, the deviation between the center of the light beam and the center of the hologram element affects the electrical signal from each light receiving portion of the photodetector. Therefore, even if the amount of spherical aberration is constant, SAES changes depending on the amount of deviation. Therefore, there is a problem that even if spherical aberration is corrected based on SAES, appropriate correction cannot be performed. In order to suppress the influence on the SAES due to the deviation of the center (optical axis) of the light beam in the radial direction of the optical disk, a segmented shape by straight lines parallel to the radial direction may be used.

ここで、偏光ホログラム素子132との比較のために、図6に示すトラッキングエラー補正信号生成領域(32d〜32g)を有しない形状のホログラム素子32’について検討を行う。   Here, for comparison with the polarization hologram element 132, the hologram element 32 'having a shape not having the tracking error correction signal generation region (32d to 32g) shown in FIG.

図7(a)は、ホログラム素子32’を用いた場合の、SAESと光ディスクのカバーガラスの厚さ変化との関係を示すグラフである。また、図7(b)は、図16に示す偏光ホログラム素子132を用いた場合の、SAESと光ディスクのカバーガラスの厚さ変化との関係を示すグラフである。   FIG. 7A is a graph showing the relationship between SAES and the change in the thickness of the cover glass of the optical disc when the hologram element 32 'is used. FIG. 7B is a graph showing the relationship between SAES and the change in the thickness of the cover glass of the optical disk when the polarization hologram element 132 shown in FIG. 16 is used.

なお、偏光ホログラム素子132の分割半径r11は、光ビーム20の有効径の半径r10としたとき、r11=0.7r10とする。また、本実施例に係る偏光ホログラム素子32およびの分割線(直線D3)の位置(直線D1からの距離)h1は、h1=0.3r1、偏光ホログラム素子32の分割線(線分D4)の直線D1からの距離h2は、h2=0.6r1とするが、これに限定されるものではない。   The division radius r11 of the polarization hologram element 132 is set to r11 = 0.7r10 when the effective radius r10 of the light beam 20 is set. Further, the position (distance from the straight line D1) h1 of the polarization hologram element 32 and the polarization hologram element 32 according to the present embodiment is h1 = 0.3r1, and the division line (line segment D4) of the polarization hologram element 32. The distance h2 from the straight line D1 is h2 = 0.6r1, but is not limited to this.

図7(a)(b)では、ホログラム素子の中心と光ビームの中心とのラジアル方向へのずれ量が0μmおよび300μmのときのそれぞれのSAESとカバーガラスの厚さ変化との関係を示している。なお、対物レンズのアパーチャにより規定される光ビームの有効径の半径は、1.5mmとする。従って、300μmは、有効径の半径の20%に相当する。なお、これは上記光ビームの有効系を限定するものではない。   7 (a) and 7 (b) show the relationship between the SAES and the change in the thickness of the cover glass when the amount of deviation in the radial direction between the center of the hologram element and the center of the light beam is 0 μm and 300 μm. Yes. Note that the radius of the effective diameter of the light beam defined by the aperture of the objective lens is 1.5 mm. Therefore, 300 μm corresponds to 20% of the radius of the effective diameter. This does not limit the effective system of the light beam.

上記図7(a)に示すグラフから、ホログラム素子32’の分割線によって光ビームを分離した場合、ホログラム素子と光ビームの中心とが300μmずれても、SAESの影響はほとんどないことが分かる。   From the graph shown in FIG. 7A, it can be seen that when the light beam is separated by the dividing line of the hologram element 32 ', even if the hologram element and the center of the light beam are shifted by 300 μm, there is almost no influence of SAES.

しかしながら、図7(b)に示すように、偏光ホログラム素子132の分割線によって光ビームを分割した場合は、ホログラム素子の中心と光ビームの中心とのずれによって、明らかに、SAESが影響を受けることが分かる。   However, as shown in FIG. 7B, when the light beam is divided by the dividing line of the polarization hologram element 132, the SAES is obviously affected by the deviation between the center of the hologram element and the center of the light beam. I understand that.

図4に示す本実施形態に係る偏光ホログラム素子32および図6に示すホログラム素子32’は、突出部以外の部分(両端部;直線D3、D3’)と、突出部における頂きに位置する直線D5と、がラジアル方向に平行な直線であるため、トラッキング制御によって対物レンズシフトが発生して、ホログラム素子の中心と光ビームの中心とがずれても、光ビームが別の分割領域において回折されることが少なく、SAESの検出感度の変化が小さい(図7(a)参照)。従って、図4および図6に示したホログラム素子が優れていることが分かる。   The polarization hologram element 32 according to the present embodiment shown in FIG. 4 and the hologram element 32 ′ shown in FIG. 6 have a portion (both ends; straight lines D3, D3 ′) other than the protruding portion and a straight line D5 located at the top of the protruding portion. Is a straight line parallel to the radial direction, and even if the objective lens shift occurs due to tracking control and the center of the hologram element and the center of the light beam are shifted, the light beam is diffracted in another divided region. There are few, and the change of the detection sensitivity of SAES is small (refer Fig.7 (a)). Therefore, it can be seen that the hologram element shown in FIGS. 4 and 6 is excellent.

さらに、分割線D2は、直線D8に対して傾斜した線分D4を一部に有しているため、偏光ホログラム素子32は、光軸OZを中心とする半円に近い形の分割パターンとなる。これにより、検出感度の大きい半円の内側と外側の差動出力に近い球面収差誤差演算が可能なため、感度の絶対値が大きいSAESを検出することができる。   Further, since the dividing line D2 partially includes a line segment D4 inclined with respect to the straight line D8, the polarization hologram element 32 has a dividing pattern having a shape close to a semicircle centered on the optical axis OZ. . Thereby, since it is possible to calculate a spherical aberration error close to the differential output inside and outside the semicircle having a large detection sensitivity, it is possible to detect SAES having a large absolute value of sensitivity.

以上から、図6に示す形状のホログラム素子32’が対物レンズシフト発生時にもSAESの検出感度の変化が少なく、SAESの検出感度の絶対値が大きい、という条件を満たすことが分かる。本実施の形態である図4に示す偏光ホログラム素子32は、図6に示すホログラム素子32’と比較して領域32d、32gをトラッキングエラー補正信号に用い、SAESの検出に用いないため、図6に示すホログラム素子32’よりもSAESの検出感度の絶対値は小さくなるが、分割線D5がラジアル方向に平行であるため対物レンズシフト発生時の検出感度変化はほとんどないことが分かる。   From the above, it can be seen that the hologram element 32 ′ having the shape shown in FIG. 6 satisfies the conditions that the change in SAES detection sensitivity is small and the absolute value of the SAES detection sensitivity is large even when the objective lens shift occurs. The polarization hologram element 32 shown in FIG. 4 according to the present embodiment uses the regions 32d and 32g as tracking error correction signals and not used for SAES detection as compared with the hologram element 32 ′ shown in FIG. Although the absolute value of the SAES detection sensitivity is smaller than that of the hologram element 32 ′ shown in FIG. 3, it can be seen that there is almost no change in detection sensitivity when the objective lens shift occurs because the dividing line D5 is parallel to the radial direction.

偏光ホログラム素子32の分割線D2を図16に示す偏光ホログラム素子132の分割線D101に近似させるためには、h2>h1、θ=±45deg、とすることが望ましい。上記の条件を満たすことによって、偏光ホログラム素子32の分割線と偏光ホログラム素子132の分割線とが近似することが視覚上明らかであるが、以下、この関係が望ましい理由について実験結果を用いて説明する。   In order to approximate the dividing line D2 of the polarization hologram element 32 to the dividing line D101 of the polarization hologram element 132 shown in FIG. 16, it is desirable that h2> h1 and θ = ± 45 deg. It is visually obvious that the division line of the polarization hologram element 32 and the division line of the polarization hologram element 132 are approximated by satisfying the above condition. Hereinafter, the reason why this relationship is desirable will be described using experimental results. To do.

図8は、図6における傾斜角度θを±45deg、±90deg(h1=0.3r1、h2=0.6r1、l1=0.6r)にした場合の、SAESと光ディスクのカバーガラスの厚さ変化(μm)との関係を示すグラフである。同図から分かる通り、傾斜角度θを±45degにすることによって、SAESの検出感度の絶対値が大きくなる。従って、傾斜角度θを±45degにすることが好ましい。   8 shows the change in the thickness of the cover glass of SAES and the optical disc when the inclination angle θ in FIG. 6 is ± 45 deg and ± 90 deg (h1 = 0.3r1, h2 = 0.6r1, l1 = 0.6r). It is a graph which shows the relationship with (micrometer). As can be seen from the figure, the absolute value of the SAES detection sensitivity is increased by setting the inclination angle θ to ± 45 deg. Therefore, it is preferable to set the inclination angle θ to ± 45 deg.

さらに、偏光ホログラム素子32のトラッキングエラー補正信号生成用領域32d〜32gを分割する直線D6と直線D1との距離h3はh3≧0.7r1であることが望ましい。この条件が望ましい理由について説明する。   Furthermore, the distance h3 between the straight line D6 and the straight line D1 that divides the tracking error correction signal generation regions 32d to 32g of the polarization hologram element 32 is preferably h3 ≧ 0.7r1. The reason why this condition is desirable will be described.

光ディスクのトラックに入射した光はディスクトラックより非回折光、±1次回折光に分離される。非回折光と1次回折光は干渉し、偏光ホログラム素子32上では図8に示すような干渉パターンを形成する。プッシュプッシュル法では上述したMPPの演算により非回折光・+1次回折光と非回折光・−1次回折光の干渉領域の光量の差(プッシュプル信号)を演算し、対物レンズ駆動機構に演算結果をフィードバックする。対物レンズ駆動機構はこの光量差が0になるように(光ディスク上に集光するビームが所望のトラックの中心にあるように)、対物レンズをラジアル方向に駆動する。一方、トラッキングエラー補正信号TES3は、対物レンズのラジアル方向シフトやディスクチルトに起因して、偏光ホログラム素子32上においてビーム20がラジアル方向に位置ずれすることにより発生するオフセットを補正するための信号であり、非回折光と±1次回折光の干渉領域の成分であるプッシュプル信号が混入しないことが好ましい。TES2の演算式から分かるように、トラッキングエラー補正信号TES3にプッシュプル信号が混入すると、TES2の信号振幅が減少し、トラッキングエラー検出に支障を生じるおそれがある。   The light incident on the track of the optical disk is separated from the disk track into non-diffracted light and ± first-order diffracted light. The non-diffracted light and the first-order diffracted light interfere with each other, and an interference pattern as shown in FIG. In the push push-pull method, the difference in the light intensity (push-pull signal) in the interference region between the non-diffracted light / first-order diffracted light and the non-diffracted light / first-order diffracted light is calculated by the above-described MPP calculation, and the result is calculated by the objective lens drive mechanism Feedback. The objective lens driving mechanism drives the objective lens in the radial direction so that this light amount difference becomes zero (so that the beam condensed on the optical disk is at the center of the desired track). On the other hand, the tracking error correction signal TES3 is a signal for correcting an offset generated when the beam 20 is displaced in the radial direction on the polarization hologram element 32 due to the radial shift or disc tilt of the objective lens. In addition, it is preferable that the push-pull signal that is a component of the interference region between the non-diffracted light and the ± first-order diffracted light is not mixed. As can be seen from the arithmetic expression of TES2, when a push-pull signal is mixed in the tracking error correction signal TES3, the signal amplitude of TES2 decreases, which may cause a problem in tracking error detection.

図10は、h3=0.4r1、0.5r1、0.6r1、0.7r1のときの対物レンズのラジアル方向シフト時のトラッキングエラー信号TES2の信号振幅の関係を示す図である。同図に示すようにh3=0.6r1、0.7r1の時は信号振幅の減少がなく、トラッキングエラー補正信号にプッシュプル信号が混入していないことが分かる。一方、h3=0.4r1、0.5r1の時は信号振幅が減少していることが分かる。従って、偏光ホログラム素子32の分割線D1とD6との距離h3は入射する光ビームの半径r1に対してh3≧0.6r1であればTES2の信号振幅の減少を防止し、安定したトラッキングエラー信号を得ることができる。   FIG. 10 is a diagram showing the relationship of the signal amplitude of the tracking error signal TES2 when the objective lens is shifted in the radial direction when h3 = 0.4r1, 0.5r1, 0.6r1, and 0.7r1. As shown in the figure, when h3 = 0.6r1 and 0.7r1, there is no decrease in the signal amplitude, and it can be seen that the push-pull signal is not mixed in the tracking error correction signal. On the other hand, it can be seen that the signal amplitude decreases when h3 = 0.4r1 and 0.5r1. Therefore, if the distance h3 between the dividing lines D1 and D6 of the polarization hologram element 32 is h3 ≧ 0.6r1 with respect to the radius r1 of the incident light beam, a decrease in the signal amplitude of the TES2 is prevented and a stable tracking error signal is obtained. Can be obtained.

また、本発明に係る光ピックアップでは、少なくとも領域32bにおける回折光を用いて球面収差誤差信号SAESを検出している。h3を変化させると、領域32bの形状が変化するために、SAESの検出感度も変化する。図11は、h3が0.5r1、0.6r1、0.7r1、0.8r1、0.9r1及びr1である場合に、SAESがとる値を計算した結果を示すグラフである。なお、同図に示す結果においてSAESは、領域32bにおける回折光のみを用いて検出している。同図に示すように、h3≧0.7r1では、SAESの検出感度はほとんど劣化しない。一方、h3≦0.6r1では、h3=r1の場合と比較して検出感度が半分以下にまで劣化する。よって、球面収差誤差信号の検出感度の劣化を抑制するためには、h3≧0.7r1であることが望ましい。   In the optical pickup according to the present invention, the spherical aberration error signal SAES is detected using at least the diffracted light in the region 32b. When h3 is changed, since the shape of the region 32b is changed, the SAES detection sensitivity is also changed. FIG. 11 is a graph showing the results of calculating the values taken by SAES when h3 is 0.5r1, 0.6r1, 0.7r1, 0.8r1, 0.9r1 and r1. In the results shown in the figure, SAES is detected using only the diffracted light in the region 32b. As shown in the figure, when h3 ≧ 0.7r1, the detection sensitivity of SAES hardly deteriorates. On the other hand, when h3 ≦ 0.6r1, the detection sensitivity deteriorates to half or less compared to the case of h3 = r1. Therefore, in order to suppress deterioration in detection sensitivity of the spherical aberration error signal, it is desirable that h3 ≧ 0.7r1.

以上より、h3≧0.7r1とすることにより、トラッキングエラー信号振幅を確保しかつ球面収差誤差信号の検出感度を確保し、光ピックアップの安定動作を実現することができる。   From the above, by setting h3 ≧ 0.7r1, it is possible to secure the tracking error signal amplitude and the detection sensitivity of the spherical aberration error signal, and to realize a stable operation of the optical pickup.

以上、光ディスクからの戻り光の利用効率が高く、戻り光の半導体レーザへの再入射を防止する構成の光集積ユニットであって、該光集積ユニットが備える回折手段が、対物レンズシフト時に発生するトラッキングエラー信号のオフセットを補正するトラッキングエラー補正信号と、球面収差誤差信号とを生成することが可能な分割形状を有し、前記回折手段の分割形状を最適化することにより、トラッキングエラー補正信号の信号光量を確保し、かつ、球面収差誤差信号の検出感度の絶対値を大きく(信号品質を確保)することが可能であり、トラッキング制御時に集光光学系が移動した場合においても、球面収差誤差信号の検出感度の変化が発生しないような光集積ユニットを提供した。   As described above, the optical integrated unit is configured to have high use efficiency of the return light from the optical disc and prevent re-incidence of the return light to the semiconductor laser, and the diffraction unit included in the optical integrated unit is generated when the objective lens is shifted. A tracking error correction signal for correcting an offset of the tracking error signal and a split shape capable of generating a spherical aberration error signal, and by optimizing the split shape of the diffraction means, It is possible to secure the signal light quantity and increase the absolute value of the detection sensitivity of the spherical aberration error signal (ensure the signal quality), and even if the condensing optical system moves during tracking control, the spherical aberration error An optical integrated unit that does not cause a change in signal detection sensitivity is provided.

〔第2の実施の形態〕
本発明の他の実施形態について、図12および図13に基づいて説明する。本実施形態では、光集積ユニット1の構成は第1の実施形態と同じである。そのため、光集積ユニット1の説明を省略し、光集積ユニット1を搭載した光ピックアップ41の構成について説明する。
[Second Embodiment]
Another embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In the present embodiment, the configuration of the optical integrated unit 1 is the same as that of the first embodiment. Therefore, the description of the optical integrated unit 1 is omitted, and the configuration of the optical pickup 41 on which the optical integrated unit 1 is mounted will be described.

図12は本実施形態の光ピックアップ41の構成を示す概略平面図である。光ピックアップ41は、多種ディスク(BD・DVD・CD)対応の光ピックアップ装置である。同図に示すように、光ピックアップ41は、光集積ユニット1、コリメータレンズ3および35、ダイクロイックミラー36、BD用立ち上げミラー52、BD用対物レンズ53、DVD・CD用半導体レーザ33、偏光ビームスプリッタ34DVD・CD用立ち上げミラー37、DVD・CD用対物レンズ54、集光レンズ38、並びに、DVD・CD用受光素子39より構成される。なお、同図は各部材を重ねて記載しているが、紙面の最も手前側に光ディスク4(図示せず)、その奥にBD用対物レンズ53及びDVD・CD用対物レンズ54、紙面の最も奥側にその他の部材が配置されている。但し、各部材の配置はこれに限るものではない。   FIG. 12 is a schematic plan view showing the configuration of the optical pickup 41 of the present embodiment. The optical pickup 41 is an optical pickup device compatible with various types of discs (BD / DVD / CD). As shown in the figure, the optical pickup 41 includes an optical integrated unit 1, collimator lenses 3 and 35, a dichroic mirror 36, a BD rising mirror 52, a BD objective lens 53, a DVD / CD semiconductor laser 33, a polarized beam. The splitter 34 includes a DVD / CD raising mirror 37, a DVD / CD objective lens 54, a condenser lens 38, and a DVD / CD light receiving element 39. In the figure, each member is overlapped, but the optical disk 4 (not shown) is located on the foremost side of the paper, the BD objective lens 53 and the DVD / CD objective lens 54 are located on the farthest side of the paper. Other members are arranged on the back side. However, the arrangement of each member is not limited to this.

ダイクロイックミラー36及びDVD・CD用立ち上げミラー37は、波長405nm帯の光を透過し、650nm及び780nm帯の光を反射するように形成されている。   The dichroic mirror 36 and the DVD / CD rising mirror 37 are formed so as to transmit light having a wavelength of 405 nm and reflect light having a wavelength of 650 nm and 780 nm.

一般的に、光ピックアップにおいては、光ディスク上の所望のトラックの情報を読み取るために、対物レンズが光ディスクのラジアル方向(x方向)に駆動される。光ピックアップ41では、DVD・CD用対物レンズ54は、光ディスクの中心Oを通るラジアル方向の直線60上に、DVD・CD用対物レンズ54の中心O1がy軸方向から見て一致するように駆動される。すなわち、DVD・CD用対物レンズ54の焦点が、直線60上にあるように駆動される。また、BD用の対物レンズ53はDVD・CD用の対物レンズ54からはトラック方向(z方向)にずれた位置に設置されている。   In general, in an optical pickup, an objective lens is driven in the radial direction (x direction) of an optical disc in order to read information on a desired track on the optical disc. In the optical pickup 41, the DVD / CD objective lens 54 is driven so that the center O1 of the DVD / CD objective lens 54 coincides with the radial line 60 passing through the center O of the optical disc when viewed from the y-axis direction. Is done. That is, the focus of the DVD / CD objective lens 54 is driven so as to be on the straight line 60. The BD objective lens 53 is installed at a position shifted from the DVD / CD objective lens 54 in the track direction (z direction).

次に、光ピックアップ41の動作について説明する。光集積モジュール1はBD用の波長405nmの光ビームJを出射する。光ビームJはコリメータレンズ3により平行光とされ、ダイクロイックミラー36、及びDVD・CD用立ち上げミラー37を透過する。その後BD用立ち上げミラー52により図12の紙面に対して垂直な方向(−y方向)に反射され、BD用対物レンズ53により光ディスク4(図示せず)上に集光する。光ディスク4によって反射された光ビームJは往路と逆方向に進行し、光集積ユニット1に設置された受光素子12にて検出される。このようにしてBDへの再生・記録が行われる。   Next, the operation of the optical pickup 41 will be described. The optical integrated module 1 emits a light beam J having a wavelength of 405 nm for BD. The light beam J is collimated by the collimator lens 3 and passes through the dichroic mirror 36 and the DVD / CD rising mirror 37. Thereafter, the light is reflected by the BD rising mirror 52 in a direction (−y direction) perpendicular to the paper surface of FIG. 12 and condensed on the optical disk 4 (not shown) by the BD objective lens 53. The light beam J reflected by the optical disk 4 travels in the opposite direction to the forward path and is detected by the light receiving element 12 installed in the optical integrated unit 1. In this way, reproduction / recording on the BD is performed.

一方、DVD・CD用半導体レーザ33は、DVD用の波長650nm、CD用の波長780nmの光ビームを出射することが可能である。DVD・CD用半導体レーザ33から出射された光ビームK(DVD再生・記録時は650nm、CD再生・記録時には780nmの光ビーム)は偏光ビームスプリッタ34を透過し、コリメータレンズ35により平行光とされる。その後ダイクロイックミラー36により反射され、DVD・CD用立ち上げミラー37により紙面に対して垂直な方向(−y方向)に反射され、DVD・CD用対物レンズ54により光ディスク4上に集光する。光ディスク4により反射された光ビームKは、対物レンズ54、DVD・CD用立ち上げミラー37、ダイクロイックミラー36および、コリメータレンズ35のそれぞれを介して往路と逆方向に進行し、偏光ビームスプリッタ34により反射され、集光レンズ38を介して、DVD・CD用受光素子39により検出される。   On the other hand, the DVD / CD semiconductor laser 33 can emit a light beam having a wavelength of 650 nm for DVD and a wavelength of 780 nm for CD. The light beam K emitted from the DVD / CD semiconductor laser 33 (650 nm for DVD reproduction / recording and 780 nm for CD reproduction / recording) passes through the polarization beam splitter 34 and is collimated by the collimator lens 35. The Thereafter, the light is reflected by the dichroic mirror 36, reflected by the DVD / CD rising mirror 37 in the direction perpendicular to the paper surface (−y direction), and condensed on the optical disk 4 by the DVD / CD objective lens 54. The light beam K reflected by the optical disk 4 travels in the opposite direction to the forward path through each of the objective lens 54, DVD / CD rising mirror 37, dichroic mirror 36, and collimator lens 35, and is polarized by the polarization beam splitter 34. The light is reflected and detected by the DVD / CD light receiving element 39 via the condenser lens 38.

ここで、本実施例に係る光ピックアップ41の利点を特許文献1に記載の従来技術との比較により説明する。光ピックアップ41は、光集積ユニット1を備えているので、安定したBD記録・再生時のトラッキング制御を行うことができる。   Here, advantages of the optical pickup 41 according to the present embodiment will be described by comparison with the conventional technique described in Patent Document 1. Since the optical pickup 41 includes the optical integrated unit 1, tracking control during stable BD recording / reproduction can be performed.

図13(a)は光ディスク4並びにDVD・CD用対物レンズ54及びBD用対物レンズ53の駆動の様子を示す図である。図13(b)(c)(d)は、特許文献1に記載の光集積ユニット101を、本実施形態に係る光集積ユニット1の代わりに用いた場合の、光ディスク4上の集光状態を示す図である。光集積ユニット101は、3ビームによるトラッキング誤差検出をおこなう。そのため、同図に示すように、光ディスク4上には、メインビームMb(3ビーム用回折格子の非回折光)、サブビームSb1(+1次回折光)及びサブビームSb2(−1次回折光)が集光される。   FIG. 13A is a diagram showing how the optical disk 4 and the DVD / CD objective lens 54 and the BD objective lens 53 are driven. FIGS. 13B, 13C, and 13D show the condensing state on the optical disc 4 when the optical integrated unit 101 described in Patent Document 1 is used instead of the optical integrated unit 1 according to the present embodiment. FIG. The optical integrated unit 101 performs tracking error detection using three beams. Therefore, as shown in the figure, the main beam Mb (non-diffracted light of the diffraction grating for three beams), the sub beam Sb1 (+ 1st order diffracted light) and the sub beam Sb2 (−1st order diffracted light) are collected on the optical disc 4. The

図13(a)に示すように、DVD・CD用対物レンズ54はディスク中心Oを通る、光ピックアップの駆動方向(ラジアル方向)の直線上に対応する位置に配置されている。すなわち、DVD・CD用対物レンズ54の焦点が、前記直線上に存在する。そのため、光ピックアップ41の記録・再生を行うトラックが、光ディスク4の内周部から外周部に移動する間、該トラックの向きと対物レンズ54の焦点の通過する直線とは常に直交する。   As shown in FIG. 13A, the DVD / CD objective lens 54 is disposed at a position corresponding to a straight line passing through the disc center O in the optical pickup driving direction (radial direction). That is, the focal point of the DVD / CD objective lens 54 is on the straight line. Therefore, while the track for recording / reproduction of the optical pickup 41 moves from the inner periphery to the outer periphery of the optical disc 4, the direction of the track and the straight line through which the focal point of the objective lens 54 passes are always orthogonal.

一方、BD用対物レンズ53はDVD・CD用対物レンズ54に対してトラック方向にずらして配置されている。そのため、対物レンズ53の焦点の通過する直線と光ディスク4のトラック方向とのなす角度は内周部から外周部に向かうにつれて大きくなる。よって、図13(c)のように例えばディスクの中間部においてメインビームMb、サブビームSb1、Sb2を同一のトラックに入射するように3ビーム用ホログラム素子を調整しても、ディスクの内周部(図13(b))または外周部(図13(d))では3ビームの並ぶ方向とトラック方向とのなす角度が変化するため、3ビームが同一のトラックに入射しないという状況が発生する。   On the other hand, the BD objective lens 53 is shifted from the DVD / CD objective lens 54 in the track direction. Therefore, the angle formed by the straight line through which the focal point of the objective lens 53 passes and the track direction of the optical disk 4 increases from the inner periphery toward the outer periphery. Therefore, as shown in FIG. 13C, for example, even if the three-beam hologram element is adjusted so that the main beam Mb and the sub beams Sb1 and Sb2 are incident on the same track in the intermediate portion of the disc, the inner peripheral portion ( In FIG. 13 (b)) or the outer periphery (FIG. 13 (d)), the angle between the direction in which the three beams are arranged and the track direction changes, so that a situation occurs in which the three beams do not enter the same track.

このとき、図13(b)(c)(d)それぞれの状況において、光ディスクの情報未記録部から記録部の方向へ境界を通過する場合を比較する。光ディスクでは情報が記録されている部分では未記録部に比べて反射率が低くなる。つまり記録部において反射された戻り光は未記録部において反射された戻り光よりも光量が小さくなる。3ビームが同一のトラックに入射する図13(c)に示す状況ではそれぞれが光ピックアップのラジアル方向の移動に対して同時に記録と未記録部との境界を移動するため、メインビームの戻り光とサブビームの戻り光との記録・未記録部通過にともなう戻り光量の変化が同時に起こるため、トラッキングエラー信号の検出に支障はない。一方、3ビームが同一のトラック上に集光していない図13(b)(d)に示す状況ではそれぞれSb1、Sb2が他のビームに先行して記録部に入射するため、サブビームの反射戻り光の光量が先に減少する。そのため、3ビームが記録部と未記録部との境界を通りすぎるまで、トラッキングエラー信号が変動し、正確なトラッキング動作が不可能になる。   At this time, in each of the situations of FIGS. 13B, 13C, and 13D, the cases where the boundary passes from the information unrecorded portion to the recording portion of the optical disk are compared. In the optical disc, the reflectance is lower in the portion where information is recorded than in the unrecorded portion. That is, the amount of return light reflected by the recording unit is smaller than the amount of return light reflected by the non-recording unit. In the situation shown in FIG. 13C in which three beams are incident on the same track, each moves along the boundary between the recorded and unrecorded portions simultaneously with the movement of the optical pickup in the radial direction. Since the change in the return light quantity accompanying the recording / unrecorded part passage with the return light of the sub beam occurs at the same time, there is no problem in detecting the tracking error signal. On the other hand, in the situation shown in FIGS. 13B and 13D in which the three beams are not condensed on the same track, Sb1 and Sb2 are incident on the recording unit prior to the other beams, so that the sub beam is reflected back. The amount of light decreases first. Therefore, the tracking error signal fluctuates until the three beams pass the boundary between the recorded part and the unrecorded part, and an accurate tracking operation becomes impossible.

一方、本実施形態に係る光ピックアップでは3ビームを発生させることなくトラッキングエラー信号を生成するため、対物レンズが光ディスクの中心を通り、ピックアップの駆動方向の直線上に配置されていない場合にも光ディスクの記録部と未記録部との境界を通過時にトラッキングエラー信号が変動することがなく、安定したトラッキングエラー信号を生成することが可能である。   On the other hand, since the optical pickup according to the present embodiment generates a tracking error signal without generating three beams, the optical disk can be used even when the objective lens passes through the center of the optical disk and is not arranged on a straight line in the pickup driving direction. The tracking error signal does not fluctuate when passing through the boundary between the recorded portion and the unrecorded portion, and a stable tracking error signal can be generated.

本発明は、球面収差誤差検出が必要なBDの再生・記録を行う光ピックアップ装置、または、BDを含む複数種類の光ディスクの再生・記録を行う光ピックアップ装置に好適に利用することができる。   INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be suitably used for an optical pickup device that performs reproduction / recording of a BD that requires spherical aberration error detection, or an optical pickup device that performs reproduction / recording of a plurality of types of optical disks including a BD.

(a)は、焦点ずれ及び球面収差誤差の無い状態における光検出器上の集光スポットの集光状態を示す説明図であり、(b)は球面収差誤差の無い状態で焦点ずれが発生している場合の光検出器上の集光スポットの集光状態を示す説明図である。(A) is explanatory drawing which shows the condensing state of the condensing spot on a photodetector in a state without a focus shift and a spherical aberration error, (b) is a focus shift generated in the state without a spherical aberration error. It is explanatory drawing which shows the condensing state of the condensing spot on the photodetector in the case of being. 第1の実施形態に係る光ピックアップの概略を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the outline of the optical pick-up concerning 1st Embodiment. 第1の実施形態に係る光集積ユニットを示す断面図である。It is sectional drawing which shows the optical integrated unit which concerns on 1st Embodiment. 第1の実施形態に係る偏光ホログラム素子に形成されるホログラムパターンを示した模式図である。It is the schematic diagram which showed the hologram pattern formed in the polarization hologram element which concerns on 1st Embodiment. 球面収差誤差が発生した時の受光素子上の光スポットの集光状態を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the condensing state of the light spot on a light receiving element when a spherical aberration error generate | occur | produces. 第1の実施形態に係るホログラムパターンに対してトラッキングエラー補正用分割領域を省略したホログラムパターンの形状図である。It is a shape figure of the hologram pattern which abbreviate | omitted the division area for tracking error correction with respect to the hologram pattern which concerns on 1st Embodiment. (a)は本発明に係るホログラム素子の球面収差誤差信号とカバーガラスの厚さ変化との関係を示すグラフであり、(b)は従来技術に係るホログラム素子の球面収差誤差信号とカバーガラスの厚さ変化との関係を示すグラフである。(A) is a graph which shows the relationship between the spherical aberration error signal of the hologram element which concerns on this invention, and the thickness change of a cover glass, (b) is the spherical aberration error signal of the hologram element which concerns on a prior art, and cover glass. It is a graph which shows the relationship with thickness change. ホログラム素子の分割線の形状を変化させたときの、分割線球面収差誤差信号とカバーガラスの厚さ変化との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between a dividing line spherical aberration error signal and the thickness change of a cover glass when changing the shape of the dividing line of a hologram element. ホログラム素子上の非回折光と1次回折光との干渉パターンを示す図である。It is a figure which shows the interference pattern of the non-diffracted light on a hologram element, and a 1st-order diffracted light. 第1の境界線と第2の境界線との間の距離と、トラッキング誤差信号のプッシュプル振幅の大きさとの関係を表すグラフである。It is a graph showing the relationship between the distance between a 1st boundary line and a 2nd boundary line, and the magnitude | size of the push pull amplitude of a tracking error signal. 第1の境界線と第2の境界線との間の距離と、球面収差誤差信号との関係を表すグラフである。It is a graph showing the relationship between the distance between a 1st boundary line and a 2nd boundary line, and a spherical aberration error signal. 第2の実施形態に係る光ピックアップの概略平面図である。It is a schematic plan view of the optical pickup which concerns on 2nd Embodiment. (a)は光ディスクと、第2の実施形態に係る対物レンズのラジアル方向シフトの様子とを示す図であり、(b)は、光ディスク内周部における光ビームとディスクトラックの相対位置関係を示す図であり、(c)は、光ディスク中間部における光ビームとディスクトラックとの相対位置関係を示す図であり、(d)は、光ディスク外周部における光ビームとディスクトラックとの相対位置関係を示す図である。(A) is a figure which shows the mode of the radial direction shift of the optical disk and the objective lens which concerns on 2nd Embodiment, (b) shows the relative positional relationship of the light beam and disk track | truck in an optical disk inner peripheral part. (C) is a diagram showing the relative positional relationship between the light beam and the disc track in the intermediate portion of the optical disc, and (d) is the relative positional relationship between the light beam and the disc track in the outer peripheral portion of the optical disc. FIG. 従来技術に係る光ピックアップの概略断面図である。It is a schematic sectional drawing of the optical pick-up concerning a prior art. 従来技術に係る光集積ユニットを示す断面図である。It is sectional drawing which shows the optical integrated unit which concerns on a prior art. 従来技術に係る偏光ホログラム素子のホログラムパターンを示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the hologram pattern of the polarization hologram element which concerns on a prior art. 従来技術に係る受光素子上の光ビームの集光状態を示す図である。It is a figure which shows the condensing state of the light beam on the light receiving element which concerns on a prior art. 従来技術に係る受光素子上の球面収差誤差発生時の光ビームの集光状態を示す図である。It is a figure which shows the condensing state of the light beam at the time of the spherical aberration error generation | occurrence | production on the light receiving element based on a prior art. (a)は、従来技術に係る光ピックアップの概略構成を示す図であり、(b)は従来技術に係るホログラム素子のホログラムパターンを示す図であり、(c)は、従来技術に係る受光素子上の光スポットの集光状態を示す図である。(A) is a figure which shows schematic structure of the optical pick-up based on a prior art, (b) is a figure which shows the hologram pattern of the hologram element which concerns on a prior art, (c) is a light receiving element based on a prior art It is a figure which shows the condensing state of the upper light spot.

符号の説明Explanation of symbols

1 光集積ユニット
2 コリメータレンズ
3 対物レンズ
4 光ディスク
11 半導体レーザ
12 受光素子
14 偏光ビームスプリッタ
16 1/4波長板
17 パッケージ
20 光ビーム
32 偏光ホログラム素子
33 DVD・CD用半導体レーザ
34 偏光ビームスプリッタ
35 コリメータレンズ
36 ダイクロイックミラー
37 DVD・CD用立ち上げミラー
38 集光レンズ
39 DVD・CD用受光素子
40 光ピックアップ
41 光ピックアップ
52 BD用立ち上げミラー
53 BD用対物レンズ
54 DVD・CD用対物レンズ
55 非回折光
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Optical integrated unit 2 Collimator lens 3 Objective lens 4 Optical disk 11 Semiconductor laser 12 Light receiving element 14 Polarization beam splitter 16 1/4 wavelength plate 17 Package 20 Light beam 32 Polarization hologram element 33 DVD / CD semiconductor laser 34 Polarization beam splitter 35 Collimator Lens 36 Dichroic mirror 37 DVD / CD rising mirror 38 Condensing lens 39 DVD / CD light receiving element 40 Optical pickup 41 Optical pickup 52 BD rising mirror 53 BD objective lens 54 DVD / CD objective lens 55 Non-diffracting light

Claims (13)

光束を出射する光源と、
光ディスクにおいて反射した該光束の反射光を分離する回折手段と、
該分離された光束を検出する複数の受光部を有する光検出手段と、
該光源からの光束を透過させ、該光ディスクからの反射光を反射する光学面と、を備えており、
該回折手段は、該回折手段上に入射する該反射光の光軸を通る、該光ディスクのラジアル方向に平行な第1の境界線と、該第1の境界線に平行な第2の境界線と、該第2の境界線に対して該光軸より外側に存在する第1の領域と、該第1の境界線と第2の境界線との間に存在する第2の領域と、該第1の境界線に対して該第1の領域及び第2の領域の反対側に存在する第3の領域とを有しており、
該第3の領域が、該第1の境界線に平行な第3の境界線によって該光軸を含む第4の領域と該光軸を含まない第5の領域とに分割されており、
該第1の境界線と該第2の境界線との距離が、該回折手段上に入射する光束の有効径半径の70%以上であり、
該第1の境界線と該第3の境界線との距離が、該回折手段上に入射する光束の有効径半径の70%以上であり、該第1の境界線と該第2の境界線との距離に等しく、
該第1の領域および該第5の領域がそれぞれ、該光軸を通る該光ディスクのトラック方向に平行な第4の境界線により2分割されており、
光検出手段による検出結果のうち、第1の領域において回折した+1次回折光及び−1次回折光のそれぞれの検出結果および該第5の領域において回折した+1次回折光及び−1次回折光のそれぞれの検出結果のみに基づいてトラッキングエラー信号の補正信号を生成するトラッキングエラー補正信号生成手段をさらに備え、
該光検出手段による検出結果のうち、該回折手段の0次回折光の検出結果に基づいて、メインプッシュプル信号を検出し、
検出した該メインプッシュプル信号と、該トラッキングエラー補正信号生成手段が生成した該トラッキングエラー信号の補正信号とからトラッキングエラー信号を生成することを特徴とする光集積ユニット。
A light source that emits a luminous flux;
Diffractive means for separating the reflected light of the light beam reflected on the optical disc;
A light detecting means having a plurality of light receiving portions for detecting the separated light flux;
An optical surface that transmits the light flux from the light source and reflects the reflected light from the optical disc, and
The diffractive means includes a first boundary line parallel to the radial direction of the optical disc and a second boundary line parallel to the first boundary line, which passes through the optical axis of the reflected light incident on the diffractive means. A first region existing outside the optical axis with respect to the second boundary line, a second region existing between the first boundary line and the second boundary line, A third region present on the opposite side of the first region and the second region with respect to the first boundary line;
The third region is divided by a third boundary line parallel to the first boundary line into a fourth region including the optical axis and a fifth region not including the optical axis;
The distance between the first boundary line and the second boundary line is 70 % or more of the effective radius of the light beam incident on the diffraction means;
The distance between the first boundary line and the third boundary line is 70 % or more of the effective radius of the light beam incident on the diffractive means, and the first boundary line and the second boundary line Equal to the distance
The first region and the fifth region are each divided into two by a fourth boundary line parallel to the track direction of the optical disc passing through the optical axis,
Among the detection result by said light detecting means, each of said first order diffracted light diffracted in the respective detection results and the area of the fifth of + 1st diffracted order diffracted light and -1 order diffracted light in the region and the -1st-order diffracted light Tracking error correction signal generating means for generating a tracking error signal correction signal based only on the detection result of
Of the detection results by the light detection means, the main push-pull signal is detected based on the detection result of the 0th-order diffracted light of the diffraction means,
An optical integrated unit characterized in that a tracking error signal is generated from the detected main push-pull signal and the tracking error signal correction signal generated by the tracking error correction signal generating means .
前記第2の領域は前記光軸を含んでいる内周領域と前記光軸を含んでいない外周領域とに分割されており、
該内周領域と該外周領域との境界線は、
第1の線分と、第2の線分と、第3の線分と、第4の線分と、第5の線分とがこの順に連結してなり、
該第1の線分と、該第3の線分と、該第5の線分とは、前記第1の境界線と平行であることを特徴とする請求項に記載の光集積ユニット。
The second region is divided into an inner peripheral region including the optical axis and an outer peripheral region not including the optical axis,
The boundary line between the inner peripheral region and the outer peripheral region is
The first line segment, the second line segment, the third line segment, the fourth line segment, and the fifth line segment are connected in this order,
And a line segment of the first, and the line segment of the third, and the line segment of the fifth optical integrated unit according to claim 1, characterized in that parallel to the first boundary line.
前記第2の線分と前記第4の線分が、前記光軸を通る前記光ディスクのトラック方向に平行な直線に関して線対称であり、
前記第1の境界線と前記第3の線分との距離が、該第1の境界線と前記第1の線分との距離よりも長いことを特徴とする請求項に記載の光集積ユニット。
The second line segment and the fourth line segment are line symmetric with respect to a straight line passing through the optical axis and parallel to the track direction of the optical disc;
The optical integration according to claim 2 , wherein a distance between the first boundary line and the third line segment is longer than a distance between the first boundary line and the first line segment. unit.
前記第2の線分と、該第2の線分と交わる前記光ディスクのトラック方向に平行な直線とがなす狭角が、45°であることを特徴とする請求項に記載の光集積ユニット。 The optical integrated unit according to claim 3 , wherein a narrow angle formed by the second line segment and a straight line that intersects the second line segment and parallel to the track direction of the optical disc is 45 °. . 前記第3の領域において回折した光束の前記光検出手段による検出結果に基づいてフォーカスエラー信号を生成するフォーカスエラー信号生成手段をさらに備えることを特徴とする請求項1〜の何れか一項に記載の光集積ユニット。 To any one of claim 1 to 4, further comprising a focus error signal generating means for generating a focus error signal based on a detection result by the light detecting means of the light beam diffracted at the third region The optical integrated unit described. 前記第3の領域及び前記外周領域において回折した光束の前記光検出手段による検出結果に基づいてフォーカスエラー信号を生成するフォーカスエラー信号生成手段をさらに備えることを特徴とする請求項の何れか一項に記載の光集積ユニット。 Any claims 2 to 4, characterized in that it further comprises a focus error signal generating means for generating a focus error signal based on a detection result by the light detecting means of the light beam diffracted at the third region and the peripheral region An optical integrated unit according to claim 1. 前記内周領域及び前記外周領域において回折した光束の前記光検出手段による検出結果に基づいて球面収差誤差信号を生成する球面収差誤差信号生成手段をさらに備えることを特徴とする請求項の何れか一項に記載の光集積ユニット。 Of claims 2 to 4, further comprising a spherical aberration error signal generator generating a spherical aberration error signal based on a detection result by the light detecting means of the light beam diffracted at the inner peripheral region and the outer peripheral region The optical integrated unit according to any one of claims. 前記外周領域において回折した光束の前記光検出手段による検出結果に基づいて球面収差誤差信号を生成する球面収差誤差信号生成手段をさらに備えることを特徴とする請求項の何れか一項に記載の光集積ユニット。 To any one of claims 2 to 4, further comprising a spherical aberration error signal generator generating a spherical aberration error signal based on a detection result by the light detecting means of the light beam diffracted in the outer peripheral region The optical integrated unit described. 前記回折手段は、光ビームの偏光によって回折効率が変化する偏光特性を有しており、該偏光特性は、該回折手段において前記光源からの光束が回折しないように設定されていることを特徴とする請求項1〜の何れか一項に記載の光集積ユニット。 The diffractive means has a polarization characteristic whose diffraction efficiency varies depending on the polarization of the light beam, and the polarization characteristic is set so that the light beam from the light source is not diffracted by the diffractive means. The optical integrated unit according to any one of claims 1 to 8 . 請求項1〜の何れか一項に記載の光集積ユニットを備えることを特徴とする光ピックアップ。 An optical pickup characterized in that it comprises an integrated optical unit according to any one of claims 1-8. 少なくとも2つの対物レンズを備え、少なくとも2種の光ディスクに対して、少なくとも情報の記録または再生の何れか一つを行う光ピックアップにおいて、
請求項1〜の何れか一項に記載の光集積ユニットを少なくとも1つ備えていることを特徴とする光ピックアップ。
In an optical pickup that includes at least two objective lenses and performs at least one of recording and reproduction of information on at least two types of optical discs,
An optical pickup comprising at least one optical integrated unit according to any one of claims 1 to 8 .
少なくとも一つの前記光集積ユニットからの出射光が前記光ディスク上に結ぶ焦点が通過する直線が、該光ディスクのトラックに対して斜めに交わることを特徴とする請求項11に記載の光ピックアップ。 The optical pickup according to claim 11 , wherein a straight line through which a focal point where light emitted from at least one of the optical integrated units is connected to the optical disc passes obliquely with respect to a track of the optical disc. 光束を出射する光源と、
光ディスクにおいて反射した該光束の反射光を分離する回折手段と、
該分離された光束を検出する複数の受光部を有する光検出手段と、
該光源からの光束を透過させ、該光ディスクからの反射光を反射する光学面と、を備えており、
該回折手段は、該回折手段上に入射する該反射光の光軸を通る、該光ディスクのラジアル方向に平行な第1の境界線と、該第1の境界線に平行な第2の境界線と、該第2の境界線に対して該光軸より外側に存在する第1の領域と、該第1の境界線と第2の境界線との間に存在する第2の領域と、該第1の境界線に対して該第1の領域及び第2の領域の反対側に存在する第3の領域とを有しており、
該第3の領域が、該第1の境界線に平行な第3の境界線によって該光軸を含む第4の領域と該光軸を含まない第5の領域とに分割されており、
該第1の境界線と該第2の境界線との距離が、該回折手段上に入射する光束の有効径半径の70%以上であり、
該第1の境界線と該第3の境界線との距離が、該回折手段上に入射する光束の有効径半径の70%以上であり、該第1の境界線と該第2の境界線との距離に等しく、
該第1の領域および該第5の領域がそれぞれ、該光軸を通る該光ディスクのトラック方向に平行な第4の境界線により2分割されており、
光検出手段による検出結果のうち、第1の領域において回折した+1次回折光及び−1次回折光のそれぞれの検出結果および該第5の領域において回折した+1次回折光及び−1次回折光のそれぞれの検出結果のみに基づいてトラッキングエラー信号の補正信号を生成するトラッキングエラー補正信号生成手段をさらに備え、
該光検出手段による検出結果のうち、該回折手段の0次回折光の検出結果に基づいて、メインプッシュプル信号を検出し、
検出した該メインプッシュプル信号と、該トラッキングエラー補正信号生成手段が生成した該トラッキングエラー信号の補正信号とからトラッキングエラー信号を生成することを特徴とする光ピックアップ装置。
A light source that emits a luminous flux;
Diffractive means for separating the reflected light of the light beam reflected on the optical disc;
A light detecting means having a plurality of light receiving portions for detecting the separated light flux;
An optical surface that transmits the light flux from the light source and reflects the reflected light from the optical disc, and
The diffractive means includes a first boundary line parallel to the radial direction of the optical disc and a second boundary line parallel to the first boundary line, which passes through the optical axis of the reflected light incident on the diffractive means. A first region existing outside the optical axis with respect to the second boundary line, a second region existing between the first boundary line and the second boundary line, A third region present on the opposite side of the first region and the second region with respect to the first boundary line;
The third region is divided by a third boundary line parallel to the first boundary line into a fourth region including the optical axis and a fifth region not including the optical axis;
The distance between the first boundary line and the second boundary line is 70 % or more of the effective radius of the light beam incident on the diffraction means;
The distance between the first boundary line and the third boundary line is 70 % or more of the effective radius of the light beam incident on the diffractive means, and the first boundary line and the second boundary line Equal to the distance
The first region and the fifth region are each divided into two by a fourth boundary line parallel to the track direction of the optical disc passing through the optical axis,
Among the detection result by said light detecting means, each of said first order diffracted light diffracted in the respective detection results and the area of the fifth of + 1st diffracted order diffracted light and -1 order diffracted light in the region and the -1st-order diffracted light Tracking error correction signal generating means for generating a tracking error signal correction signal based only on the detection result of
Of the detection results by the light detection means, the main push-pull signal is detected based on the detection result of the 0th-order diffracted light of the diffraction means,
An optical pickup device that generates a tracking error signal from the detected main push-pull signal and the correction signal of the tracking error signal generated by the tracking error correction signal generation means .
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