JP2000357341A - Diffraction element and optical pickup device equipped with the same - Google Patents

Diffraction element and optical pickup device equipped with the same

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JP2000357341A
JP2000357341A JP11166317A JP16631799A JP2000357341A JP 2000357341 A JP2000357341 A JP 2000357341A JP 11166317 A JP11166317 A JP 11166317A JP 16631799 A JP16631799 A JP 16631799A JP 2000357341 A JP2000357341 A JP 2000357341A
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light
light beam
diffraction
diffracted
pickup device
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JP11166317A
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Japanese (ja)
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Kunikazu Onishi
邦一 大西
Katsuhiko Izumi
克彦 泉
Takeshi Nakao
武司 仲尾
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】通常のDVD専用レンズを用いて、CD/DV
D互換光ピックアップを構成すると、CD再生光を発散
光の状態で対物レンズに入射させる必要があるため、検
出系をDVD系とCD系で共通化することが困難であっ
た。 【解決手段】上記課題解決のため、本発明ではレンズ機
能を有する回折素子を光ピックアップ装置の光路中に配
置することにより、例えばこの回折素子をそのまま透過
するDVD再生光(0次光)と前記回折素子で回折分離
したCD再生光の+1次回折光が共通の光検出器に入射
するようにした。このように前記回折素子で回折分離さ
れるDVD再生光およびCD再生光の±1次回折光また
は0次光を選択的に共通の光検出器に導くことにより検
出系の共通化を実現する。
(57) [Summary] A CD / DV using a normal DVD-only lens
When a D-compatible optical pickup is configured, it is necessary to make the CD reproduction light incident on the objective lens in a divergent light state, so that it has been difficult to make the detection system common to the DVD system and the CD system. In order to solve the above-mentioned problems, in the present invention, a diffraction element having a lens function is arranged in an optical path of an optical pickup device. The + 1st-order diffracted light of the CD reproduction light diffracted and separated by the diffractive element was made to enter a common photodetector. In this way, the detection system can be shared by selectively guiding the ± 1st-order diffracted light or the 0th-order light of the DVD reproduction light and CD reproduction light diffracted and separated by the diffraction element to a common photodetector.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、光学的情報記録媒
体(以下、光ディスクと記す)に記録されたデータ信号
を再生するために用いられる光ピックアップ装置に係わ
り、特に互いに異なる複数種類の光ディスクの再生を可
能にする互換光ピックアップ装置の簡略化、低価格化に
関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical pickup device used for reproducing a data signal recorded on an optical information recording medium (hereinafter, referred to as an optical disk). The present invention relates to simplification and cost reduction of a compatible optical pickup device that enables reproduction.

【0002】[0002]

【従来の技術】最近、高密度の光ディスクとしてDVD
ディスクが注目され急速に普及しつつある。一方、すで
に市場にはCD,CD−ROMなどの再生専用ディスク
が広く普及している。したがって光ディスクから情報信
号を再生する光ピックアップ装置としては、同一の装置
でCDとDVDのようにディスク基板厚さや信号記録密
度が異なる複数種類の光ディスクをすべて再生できるこ
とが望ましい。このような要求を満足するものとして従
来は、1個の装置内に各ディスクに適応した半導体レー
ザ光源、対物レンズおよび光検出系をそれぞれ独立して
備えた2個の光源、2個の対物レンズ、2系統の検出系
で構成される光ピックアップ装置を用いることが一般的
であった。しかしながら、このような2光源+2対物レ
ンズ+2検出系の光ピックアップ装置は、事実上ほぼ光
ピックアップ2台分の部品が必要であり、通常の専用光
ピックアップ装置に比べ部品点数が大幅に増加およびそ
れに伴う高価化が免れない。このような問題に対して、
最近、同一の対物レンズでDVDディスクとCDディス
クを再生を共に可能ならしめる技術がいくつか開発され
注目されている。このような技術を用いると、対物レン
ズを1個に集約できるので、DVD/CDの互換機能を
備えた光ピックアップ装置の小型化、低価格化に非常に
有効である。
2. Description of the Related Art Recently, DVDs have been used as high-density optical disks.
Disks are attracting attention and are spreading rapidly. On the other hand, read-only disks such as CDs and CD-ROMs have already become widespread in the market. Therefore, as an optical pickup device for reproducing information signals from an optical disk, it is desirable that the same device can reproduce all types of optical disks having different disk substrate thicknesses and signal recording densities, such as CD and DVD. Conventionally, a semiconductor laser light source, an objective lens, and a light detection system, each of which is provided independently of one another, satisfying such demands in a single apparatus, have two objective lenses and two objective lenses. Generally, an optical pickup device composed of two detection systems is used. However, such an optical pickup device of two light sources + two objective lenses + two detection systems actually requires components for almost two optical pickups, and the number of components is greatly increased as compared with an ordinary dedicated optical pickup device. The accompanying increase in cost is unavoidable. For such a problem,
Recently, several techniques have been developed and are attracting attention that enable both DVD and CD disks to be reproduced with the same objective lens. When such a technique is used, the objective lens can be integrated into one, which is very effective in reducing the size and cost of an optical pickup device having a DVD / CD compatible function.

【0003】ところで、この1対物レンズによるDVD
/CD互換技術は、現在のところ大きく分けて2種類の
技術が開発されている。一つはDVD専用の対物レンズ
を用い、図2に示すようにCD再生時にはその有効開口
径を制限しかつ入射光を所定の発散光とすることによ
り、CD再生時に生ずる球面収差を抑制する手法であ
り、他の一つは、対物レンズ自体の形状を特殊な形状に
することにより図3のようにDVDディスクとCDディ
スクの両方の再生を可能ならしめる手法である(なお、
前者についての公知例としては例えば特開平8−553
63号公報等がある。また後者についての公知例として
は例えば特開平10−255305号公報等がある)。
[0003] By the way, this one objective lens DVD
At present, two types of / CD compatible technologies have been developed. One method is to use a DVD-only objective lens, limit the effective aperture diameter during CD playback and suppress the spherical aberration that occurs during CD playback by limiting the effective aperture to a predetermined divergent light as shown in FIG. The other one is a method of making it possible to reproduce both the DVD disk and the CD disk as shown in FIG. 3 by making the shape of the objective lens itself a special shape (note that FIG.
Known examples of the former include, for example, JP-A-8-553.
No. 63 and the like. Also, as a known example of the latter, there is, for example, JP-A-10-255305.

【0004】特に後者の特殊形状の対物レンズを用いる
手法は、DVD、CDいずれのディスクに対しても対物
レンズに平行光を入射させて再生用光スポットをディス
クに照射することができるため、対物レンズの共通化に
対して光源あるいは光検出系をも共通化させることで光
ピックアップ装置の大幅に簡略化できるという利点があ
る。
[0004] In particular, the latter method using an objective lens having a special shape is capable of irradiating a reproduction light spot onto a disc by irradiating a parallel light to the objective lens with respect to both DVD and CD discs. There is an advantage that the optical pickup device can be greatly simplified by using a common light source or a light detection system with respect to a common lens.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】一方、前者のDVD専
用対物レンズの有効開口径と対物レンズ入射光ビームの
収束、発散状態を変化させてDVD/CD互換に対応さ
せる技術は、特殊形状の対物レンズを用いた場合に比
べ、DVD,CD共により良好な集光スポットをディス
ク上に照射でき良好な再生信号が得られるという利点が
ある。しかしながらその反面、対物レンズに入射する光
ビームの収束、発散状態がDVD再生時とCD再生時で
異なるため、特殊形状の対物レンズを用いた場合と異な
り従来の構成では光源または光検出系を共通化して光ピ
ックアップ装置を簡略化することが非常に困難であっ
た。
On the other hand, the former technique of changing the effective aperture diameter of the DVD-only objective lens and the convergence and divergence of the light beam incident on the objective lens so as to be compatible with DVD / CD is a specially shaped objective lens. Compared to the case where a lens is used, there is an advantage that both DVD and CD can irradiate a better condensed spot on the disc and obtain a good reproduction signal. However, on the other hand, the convergence and divergence of the light beam incident on the objective lens are different between DVD playback and CD playback. Therefore, unlike the case of using a specially shaped objective lens, the light source or the light detection system is common in the conventional configuration. Therefore, it is very difficult to simplify the optical pickup device.

【0006】本発明の目的は、以上の状況に鑑みDVD
専用対物レンズを用いたDVD/CD互換1対物レンズ
光ピックアップ装置において、DVD系とCD系で検出
系を共通化させることによりその構成を大幅に簡略化し
た光ピックアップ装置を提供することにある。
An object of the present invention is to provide a DVD
It is an object of the present invention to provide an optical pickup device having a DVD / CD compatible one objective lens optical pickup device using a dedicated objective lens, in which the detection system is shared between the DVD system and the CD system, thereby greatly simplifying the configuration.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記目的を実現するため
に本発明においては、第1および第2の少なくとも2個
のレーザ光源と、該第1および第2の各半導体レーザ光
源から出射された光ビームを集光し光ディスク上の所定
位置に各々別個の光スポットを照射する対物レンズと、
前記光ディスクを反射した各光ビームを受光する光検出
器と、該光検出器から得られる光電変換信号に所定の演
算処理を施すことにより前記光学的情報記録媒体上に照
射された光スポットの焦点ずれ信号およびトラッキング
誤差信号の生成と前記光学的情報記録媒体に記録されて
いるデータ信号の再生をおこなう所定の信号処理回路と
を少なくとも備えた光ピックアップ装置において、前記
対物レンズと前記光検出器との間の光路中に、前記第1
および第2のレーザ光源を発し前記光ディスクを反射し
た第1および第2の各光ビームをそれぞれ回折もしくは
透過させて共に前記光検出器の所定の検出面上に集光さ
せる機能を備えた回折素子を設けた。
In order to achieve the above object, according to the present invention, first and second at least two laser light sources and light emitted from each of the first and second semiconductor laser light sources are provided. An objective lens for condensing the light beam and irradiating a separate light spot to a predetermined position on the optical disc,
A photodetector for receiving each light beam reflected from the optical disc; and a focus of a light spot irradiated on the optical information recording medium by performing predetermined arithmetic processing on a photoelectric conversion signal obtained from the photodetector. In an optical pickup device including at least a predetermined signal processing circuit for generating a shift signal and a tracking error signal and reproducing a data signal recorded on the optical information recording medium, the objective lens, the photodetector, In the optical path between the first
And a diffractive element having a function of diffracting or transmitting each of the first and second light beams emitted from the second laser light source and reflecting off the optical disk, and condensing them together on a predetermined detection surface of the photodetector. Was provided.

【0008】なお前記回折素子は、前記第1のレーザ光
源を発し前記光ディスクを反射した後、該回折格子に入
射した第1の光ビームの一部もしくは全部を透過させ、
該回折格子を透過した前記第1の光ビームが前記検出器
の所定の検出面上に集光するように配置されるととも
に、前記第2のレーザ光源を発し前記光ディスクを反射
した後、前記回折格子に入射した第2の光ビームの一部
もしくは全部を回折させ、かつ該回折格子を回折した前
記第2の光ビームの+1次回折光ビームまたは−1次回
折光ビームのいずれか一方の回折光ビームを前記検出器
の所定の検出面上に集光させる機能を備えている。
The diffractive element emits the first laser light source, reflects the optical disk, and transmits a part or all of the first light beam incident on the diffraction grating.
The first light beam transmitted through the diffraction grating is arranged so as to be condensed on a predetermined detection surface of the detector, and the second laser light source is emitted to reflect the optical disk. A part or all of the second light beam incident on the grating is diffracted, and any one of a + 1st-order diffracted light beam and a -1st-order diffracted light beam of the second light beam diffracted by the diffraction grating Is focused on a predetermined detection surface of the detector.

【0009】あるいはまた前記回折素子は、前記第1の
レーザ光源を発し前記光ディスクを反射した後、該回折
格子に入射した第1の光ビームの一部もしくは全部を回
折させ、かつ該回折格子を回折した前記第1の光ビーム
の+1次回折光ビームまたは−1次回折光ビームのいず
れか一方の回折光ビームを前記検出器の所定の検出面上
に集光させる機能を備えるとともに、前記第2のレーザ
光源を発し前記光ディスクを反射した後、前記回折格子
に入射した第2の光ビームの一部もしくは全部を透過さ
せ、該回折格子を透過した前記第2の光ビームが前記検
出器の所定の検出面上に集光するように配置されてい
る。
Alternatively, the diffractive element emits the first laser light source and reflects the optical disk, and then diffracts a part or all of the first light beam incident on the diffraction grating. A function of condensing any one of the + 1st-order diffracted light beam and the -1st-order diffracted light beam of the diffracted first light beam on a predetermined detection surface of the detector; After emitting a laser light source and reflecting off the optical disk, a part or all of the second light beam incident on the diffraction grating is transmitted, and the second light beam transmitted through the diffraction grating is supplied to a predetermined position of the detector. It is arranged to converge on the detection surface.

【0010】あるいはまた前記回折素子は、前記第1の
レーザ光源を発し前記光ディスクを反射した後、該回折
格子に入射した第1の光ビームの一部もしくは全部を回
折させ、かつ該回折格子を回折した前記第1の光ビーム
の+1次回折光ビームまたは−1次回折光ビームのいず
れか一方の回折光ビームを前記検出器の所定の検出面上
に集光させる機能を備えるとともに、前記第2のレーザ
光源を発し前記光ディスクを反射した後、前記回折格子
に入射した第2の光ビームの一部もしくは全部を回折さ
せ、かつ該回折格子を回折した前記第2の光ビームの−
1次回折光ビームまたは+1次回折光ビームのいずれか
一方の回折光ビームを前記検出器の所定の検出面上に集
光させる機能を備えている。
Alternatively, the diffractive element emits the first laser light source and reflects the optical disk, and then diffracts a part or all of the first light beam incident on the diffraction grating. A function of condensing any one of the + 1st-order diffracted light beam and the -1st-order diffracted light beam of the diffracted first light beam on a predetermined detection surface of the detector; After emitting a laser light source and reflecting the optical disc, a part or all of the second light beam incident on the diffraction grating is diffracted, and the second light beam diffracted by the diffraction grating is reflected by-
It has a function of converging any one of the first-order diffracted light beam and the + 1st-order diffracted light beam on a predetermined detection surface of the detector.

【0011】また前記回折素子は、同心円状の格子溝パ
ターンを有し、該回折素子に入射した光ビームに対して
所定の発散光もしくは収束光を回折するレンズ作用をも
った素子である。
The diffractive element has a concentric grating groove pattern, and has a lens function of diffracting a predetermined divergent light or a convergent light with respect to the light beam incident on the diffractive element.

【0012】あるいは前記回折素子は、その格子溝の断
面が台形状もしくは鋸歯状の形状を有し、該回折素子を
回折素子を回折した+1次光および−1次光のうち一方
の回折光の光強度を他方の回折光の光強度よりも増大さ
せる機能を備えた素子である。
Alternatively, the diffraction element has a trapezoidal or sawtooth-shaped cross section of a grating groove, and the diffraction element is formed by diffracting one of +1 order light and −1 order light diffracted by the diffraction element. An element having a function of increasing the light intensity more than the light intensity of the other diffracted light.

【0013】あるいは前記回折素子は、所定の偏光方向
を有する第1の直線偏光の光ビームは回折せず、前記第
1の直線偏光ビームの偏光方向に対して直交する偏光方
向を有する第2の直線偏光の光ビームは所定の回折効率
で回折する機能を備えた偏光異方性回折素子と、前記第
1の直線偏光有する光ビームの波面に対して前記第2の
直線偏光を有する光ビームの波面の位相を相対的に所定
量だけずらせる機能を備えた波長板からなる素子であ
る。
Alternatively, the diffractive element does not diffract the first linearly polarized light beam having a predetermined polarization direction and has a second polarization direction orthogonal to the polarization direction of the first linearly polarized light beam. A linearly polarized light beam having a function of diffracting light with a predetermined diffraction efficiency, and a polarization anisotropic diffraction element having a function of diffusing the light beam having the second linear polarization with respect to the wavefront of the light beam having the first linear polarization. This is an element composed of a wave plate having a function of relatively shifting the phase of the wavefront by a predetermined amount.

【0014】なお前記波長板は、所定の波長λを有し前
記第1の直線偏光からなる光ビームの波面に対して、同
じく波長λを有し前記第2の直線偏光からなる光ビーム
の波面の位相を波長λの2分の3だけずらせる機能を備
えている。
The wave plate has a wavefront of a light beam having the same wavelength λ and composed of the second linearly polarized light with respect to a wavefront of the light beam having the predetermined wavelength λ and composed of the first linearly polarized light. Is shifted by three-half of the wavelength λ.

【0015】あるいはまた前記波長板は、所定の波長λ
を有し前記第1の直線偏光からなる光ビームの波面に対
して、同じく波長λを有し前記第2の直線偏光からなる
光ビームの波面の位相を波長λの4分の5だけずらせる
機能を備えている。
Alternatively, the wave plate has a predetermined wavelength λ.
And the phase of the wavefront of the light beam having the same wavelength λ and consisting of the second linearly polarized light is shifted by 5/4 of the wavelength λ with respect to the wavefront of the light beam composed of the first linearly polarized light. Has functions.

【0016】なお前記光ピックアップ装置において、前
記第1のレーザ光源を発した第1の光ビームは、波長6
30nm乃至660nmを有し、かつ前記第2のレーザ
光源を発した第2の光ビームは、波長780nm乃至7
90nmを有する。
In the optical pickup device, the first light beam emitted from the first laser light source has a wavelength of 6 nm.
A second light beam having a wavelength of 780 nm to 7 nm having a wavelength of 30 nm to 660 nm and emitting the second laser light source.
Has 90 nm.

【0017】あるいは前記光ピックアップ装置におい
て、前記第1のレーザ光源を発した第1の光ビームは前
記対物レンズに略平行光の状態で入射し、かつ前記第2
のレーザ光源を発した第2の光ビームは前記対物レンズ
に発散光の状態で入射する構成になっている。
Alternatively, in the optical pickup device, a first light beam emitted from the first laser light source is incident on the objective lens in a substantially parallel light state, and
The second light beam emitted from the laser light source is incident on the objective lens in a divergent light state.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】以下、本発明の第1の実施例を図
1を用いて説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A first embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG.

【0019】図1は本発明の光ピックアップ装置におけ
る光学部品配置を概略的に示した正面図である。
FIG. 1 is a front view schematically showing the arrangement of optical components in the optical pickup device of the present invention.

【0020】半導体レーザ光源1aは例えば波長650
nmのレーザ光を発する素子である。 DVD−ROM
ディスクあるいはDVD−RAMディスクなどのDVD
系のディスクを再生する際は、この半導体レーザ光源1
aを点灯させる。半導体レーザ光源1aを発したレーザ
光束は回折格子2aを経てハーフミラー11を反射し、
回折素子14に達する。そしてこの回折素子14をその
まま透過した光束は、波長選択性ビームスプリッタ13
を経てコリメートレンズ4に入射し、このコリメートレ
ンズ4で平行光束に変換されたのち、立ち上げミラー
5、波長選択性制限開口フィルタ15、DVD用対物レ
ンズ6を経て、光ディスク7の記録面上に集光される。
そしてさらに、この光ディスク7を反射し往路光と同様
の光路をたどって対物レンズ6、波長選択性制限開口フ
ィルタ15、立ち上げミラー5、コリメートレンズ4、
波長選択性ビームスプリッタ13を経て再び回折素子1
4に入射し、この回折素子14をそのまま透過した光束
がハーフミラー11を透過した後、検出レンズ12を経
てそれぞれ光検出器9の所定の受光面上に集光される。
The semiconductor laser light source 1a has a wavelength of 650, for example.
It is an element that emits laser light of nm. DVD-ROM
DVD such as disk or DVD-RAM disk
When reproducing a system disk, this semiconductor laser light source 1
a is turned on. The laser beam emitted from the semiconductor laser light source 1a is reflected by the half mirror 11 via the diffraction grating 2a,
The diffraction element 14 is reached. The light beam transmitted through the diffraction element 14 as it is is converted into a wavelength-selective beam splitter 13.
, Is converted into a parallel light beam by the collimating lens 4, passes through a rising mirror 5, a wavelength-selective limiting aperture filter 15, and a DVD objective lens 6, and is applied to a recording surface of an optical disk 7. It is collected.
Further, the optical disk 7 is reflected and follows the same optical path as the outward light, and the objective lens 6, the wavelength selective limiting aperture filter 15, the rising mirror 5, the collimating lens 4,
After passing through the wavelength-selective beam splitter 13, the diffraction element 1
The light beam which enters the diffraction element 4 and passes through the diffraction element 14 as it is passes through the half mirror 11 and is condensed on a predetermined light receiving surface of the photodetector 9 via the detection lens 12.

【0021】一方、この光ピックアップ装置には波長7
80nmの半導体レーザ光源1bも搭載されており、C
D−ROM等のCD系のディスクを再生する際はこの半
導体レーザ光源1bを点灯させる。半導体レーザ光源1
bを発したレーザ光束は回折格子2bを経て波長選択性
ビームスプリッタ13に入射する。波長選択性ビームス
プリッタ13に達する。この波長選択性ビームスプリッ
タ13は波長650nmの光束はほぼ100%透過する
のに対し、波長780nmの光束は所定の反射率、透過
率で反射光と透過光に分離する機能を持つ。そこでこの
波長選択性ビームスプリッタ13を反射した光束は、半
導体レーザ光源1aを発したレーザ光束と同一の光路を
たどって対物レンズ6に入射し光ディスク7の記録面上
に集光される。なお、この時半導体レーザ1bはコリメ
ートレンズ4の焦点位置より所定距離だけレンズ側に近
づいた位置に配置されているため対物レンズ6には図2
(b)に示すように所定の発散光状態になって入射して
いる。また波長選択性制限開口フィルタ15はこの半導
体レーザ光源1bを発した波長780nmのレーザ光束
の外周部を遮光して対物レンズの有効Naを0.45程
度に制限している。以上の作用により半導体レーザ1b
を発したレーザ光束はCD系のディスクに対して良好な
集光スポットを形成することができる。そして光ディス
ク7を反射し往路光と同様の光路をたどって対物レンズ
6、波長選択性制限開口フィルタ15、立ち上げミラー
5、コリメートレンズ4、波長選択性ビームスプリッタ
13に達し、この波長選択性ビームスプリッタを透過し
た光束が回折素子14に入射する。そして後述するよう
にこの回折素子14を回折した+1次回折光もしくは-1
次回折光がシリンドリカルレンズ12を経てそれぞれ光
検出器9の所定の受光面上に集光される。なお光検出器
9から得られたフォーカスサーボ信号およびトラッキン
グサーボ信号は2次元アクチュエータ10にフィードバ
ックされ、これにより対物レンズ6と波長選択性制限開
口フィルタ15が位置制御される。
On the other hand, this optical pickup device has a wavelength of 7
An 80 nm semiconductor laser light source 1b is also mounted.
When reproducing a CD disk such as a D-ROM, the semiconductor laser light source 1b is turned on. Semiconductor laser light source 1
The laser beam having emitted b enters the wavelength-selective beam splitter 13 via the diffraction grating 2b. It reaches the wavelength-selective beam splitter 13. The wavelength-selective beam splitter 13 has a function of transmitting almost 100% of a light beam having a wavelength of 650 nm, while separating a light beam having a wavelength of 780 nm into reflected light and transmitted light at a predetermined reflectance and transmittance. The light beam reflected by the wavelength-selective beam splitter 13 follows the same optical path as the laser light beam emitted from the semiconductor laser light source 1a, enters the objective lens 6, and is focused on the recording surface of the optical disk 7. At this time, since the semiconductor laser 1b is disposed at a position closer to the lens side by a predetermined distance from the focal position of the collimator lens 4, the objective lens 6 has the configuration shown in FIG.
As shown in (b), the light enters a predetermined divergent light state. The wavelength selectivity limiting aperture filter 15 shields the outer peripheral portion of the 780 nm laser beam emitted from the semiconductor laser light source 1b and limits the effective Na of the objective lens to about 0.45. With the above operation, the semiconductor laser 1b
Can form a good converged spot on a CD-based disc. Then, the light is reflected from the optical disk 7 and follows the same optical path as the outward light to reach the objective lens 6, the wavelength-selective limiting aperture filter 15, the rising mirror 5, the collimating lens 4, and the wavelength-selective beam splitter 13, and this wavelength-selective beam The light beam transmitted through the splitter enters the diffraction element 14. Then, as will be described later, the + 1st-order diffracted light or -1 diffracted by the diffraction element 14
The next-order diffracted light passes through the cylindrical lens 12 and is focused on a predetermined light receiving surface of the photodetector 9. The focus servo signal and the tracking servo signal obtained from the photodetector 9 are fed back to the two-dimensional actuator 10, whereby the position of the objective lens 6 and the wavelength-selective limiting aperture filter 15 are controlled.

【0022】なお、以上が本発明の第1の実施例である
光ピックアップ装置の概略構成であるが、回折格子2
a,2bの具体的機能と光検出器の具体的構成について
説明は後述する。
The above is the schematic configuration of the optical pickup device according to the first embodiment of the present invention.
The specific functions of a and 2b and the specific configuration of the photodetector will be described later.

【0023】ところで、図1のような光ピックアップ装
置では上記したようにDVD再生光は対物レンズに平行
光の状態で入射し、CD再生光は発散光の状態で入射す
るため、各々ディスクを反射し再度対物レンズを通過し
た光束はお互いに大きく離間した位置に集光されること
になる。具体的には半導体レーザ光源1bを発したCD
再生光の方が、半導体レーザ光源1aを発したDVD再
生光よりも対物レンズ寄りの位置に集光してしまう。し
たがって、従来のの光ピックアップ装置の構成では、単
一の光検出器でこれらの光束を共に受光してサーボ信号
や情報信号を検出することは困難である。この問題を解
決するため、本発明では光ピックアップ装置内に回折素
子14を設けている。
By the way, in the optical pickup device as shown in FIG. 1, as described above, the DVD reproduction light is incident on the objective lens in a parallel light state, and the CD reproduction light is incident on the divergent light state. The light beams that have passed through the objective lens again are condensed at positions that are far apart from each other. Specifically, a CD emitting the semiconductor laser light source 1b
The reproduction light is focused on a position closer to the objective lens than the DVD reproduction light emitted from the semiconductor laser light source 1a. Therefore, in the configuration of the conventional optical pickup device, it is difficult to detect the servo signal and the information signal by receiving both of these light beams with a single photodetector. In order to solve this problem, in the present invention, the diffraction element 14 is provided in the optical pickup device.

【0024】回折素子14は、図4に示すように同心円
状で不等間隔の格子溝パターン20を有しており、この
回折素子4に入射した光束から、より発散状態の光束
と、より収束状態の光束を回折分離する機能を備えてい
る。図5はその様子を具体的に示した図である。光軸上
の点P0に集光される光束25が回折素子14に入射す
ると、その光束は、そのまま回折素子14を透過して点
P0に集光する0次光30と、点P0よりも所定距離だ
け遠い位置にある点P+1に集光する+1次回折光31
aと、点P0よりも所定距離だけ近い位置にある点P−
1に集光する−1次回折光31bと3本の光束に分離さ
れる。そこで光ピックアップ装置内にこの回折素子14
を配置し、この回折素子14を通過するDVD再生光の
0次光とCD再生光の+1次光がほぼ同一の位置に集光
されるようにすると、これらの光束を同一の光検出器で
受光し、それぞれ独立にサーボ信号や情報信号を検出す
ることができる。
As shown in FIG. 4, the diffractive element 14 has concentric and unequally spaced grating groove patterns 20. From the light beam incident on the diffractive element 4, a more divergent light beam and a more convergent light beam are obtained. It has the function of diffracting and separating the light beam in the state. FIG. 5 is a diagram specifically showing this state. When the light beam 25 condensed on the point P0 on the optical axis enters the diffraction element 14, the light beam passes through the diffraction element 14 as it is and is condensed on the point P0. + 1st-order diffracted light 31 condensed on a point P + 1 located at a position distant by a distance
a and a point P− at a position closer to the point P0 by a predetermined distance.
The light is separated into -1st-order diffracted light 31b condensed into 1 and three light beams. Therefore, the diffraction element 14 is provided in the optical pickup device.
Are arranged so that the 0th-order light of the DVD reproduction light and the + 1st-order light of the CD reproduction light passing through the diffraction element 14 are condensed at almost the same position, and these light fluxes are detected by the same photodetector. Light can be received and a servo signal and an information signal can be independently detected.

【0025】図6および図9は上記した回折素子14の
具体的機能を説明するための光ピックアップ装置実施例
を示した正面図である。まず図6はDVD−ROMやD
VD−RAMなどのDVD系のディスクを再生するため
に半導体レーザ光源1aを点灯した状態をあらわしてい
る。半導体レーザ光源1aを発した波長650nmのレ
ーザ光束は、まず回折格子2aによって3本の光束に回
折分離される(なお簡単のため、図6では3本に分離さ
れた光束の内、中央の1本だけが表示している)。そし
てこれら3本の光束はハーフミラー11を反射した後、
回折素子14に入射する。回折素子14に入射した光束
は上記したようにそのまま透過する0次光と入射光束に
対してより発散、収束した状態に変換された±1次回折
光とに回折分離されるが、そのうち0次光だけがそれぞ
れ波長選択性ビームスプリッタ13、コリメートレンズ
4、立ち上げミラー5、波長選択性制限開口フィルタ1
5、DVD用対物レンズ6を経て、光ディスク7の記録
面上に集光される。この時、ディスク上に集光される3
個の光スポットは、例えばディスクがDVD−RAMデ
ィスクの場合、図7に示すようにディスク溝部300お
よび溝間部301のピッチTp1に対し光スポットのデ
ィスク半径方向に関する間隔がTp1/2に略一致する
ようになっており、中央の光スポット100aが図のよ
うに溝間部に照射される時に前後の光スポット101
a,102aが溝部に照射される(あるいはその逆)よ
うに配置されている。
FIGS. 6 and 9 are front views showing an embodiment of the optical pickup device for explaining the specific function of the above-described diffraction element 14. FIG. First, Fig. 6 shows DVD-ROM and D
It shows a state where the semiconductor laser light source 1a is turned on to reproduce a DVD-based disc such as a VD-RAM. The laser beam having a wavelength of 650 nm emitted from the semiconductor laser light source 1a is first diffracted and separated by the diffraction grating 2a into three beams (for the sake of simplicity, in FIG. 6, the central one of the three beams is separated). Only the book is shown). After these three light beams are reflected by the half mirror 11,
The light enters the diffraction element 14. The light beam incident on the diffractive element 14 is diffracted and separated into the zero-order light transmitted as it is and the ± 1st-order diffracted light converted to a more divergent and converged state with respect to the incident light beam as described above. Only the wavelength-selective beam splitter 13, the collimating lens 4, the rising mirror 5, the wavelength-selective limiting aperture filter 1
5. The light is condensed on the recording surface of the optical disk 7 via the DVD objective lens 6. At this time, 3
For example, when the disc is a DVD-RAM disc, the interval of the light spots in the disc radial direction substantially matches Tp1 / 2 with respect to the pitch Tp1 of the disc groove portion 300 and the inter-groove portion 301 as shown in FIG. When the central light spot 100a is irradiated to the inter-groove portion as shown in FIG.
a, 102a are arranged so as to irradiate the groove (or vice versa).

【0026】次に光ディスク7を反射した各光束は、往
路と同じ光路を逆にたどり再び回折素子14に入射す
る。そして再び0次光と±1次回折光に回折分離される
が、そのうち回折素子14をそのまま透過した0次光だ
けが、ハーフミラー11、検出レンズ12を経て光検出
器9の所定の受光面上に集光される。
Next, each light flux reflected from the optical disk 7 follows the same optical path as the outward path in reverse, and again enters the diffraction element 14. Then, it is diffracted and separated again into the 0th-order light and ± 1st-order diffracted light. Of the 0th-order light, only the 0th-order light that has passed through the diffraction element 14 as it is passes through the half mirror 11 and the detection lens 12 and is on the predetermined light receiving surface of the photodetector 9. Is collected.

【0027】なお光検出器9は、例えば図8に示すよう
に12個の受光面に分割されており、それらが4個ずつ
田の字型に配置され並列している。そして光ディスク7
上に集光された3個の光スポット1100a,101
a,102aの反射光は、それぞれ田の字型に配置され
た受光面の中央に照射され、検出光スポット110およ
び111,112を形成する。そして各受光面から得ら
れた各出力信号に所定の演算処理を施すことにより、非
点収差方式によるフォーカスサーボ信号とDPD(Diff
erential Phase Detection)方式またはDPP(Differ
ential Push-Pull)方式によるトラッキングサーボ信号
を検出しかつ記録情報信号を再生する。なお図8に示す
信号検出手段については本発明の内容と直接関係なく、
かつ特願平10−188509号公報に記載されている
ので、詳細な説明は省略する。
The photodetector 9 is divided into, for example, twelve light receiving surfaces as shown in FIG. 8, and four of them are arranged side by side and arranged in parallel. And the optical disk 7
Three light spots 1100a, 101 converged on
The reflected lights a and 102a are applied to the centers of the light receiving surfaces arranged in a cross shape, respectively, to form detection light spots 110 and 111 and 112. By subjecting each output signal obtained from each light receiving surface to a predetermined arithmetic processing, a focus servo signal by the astigmatism method and a DPD (Diff
erential Phase Detection) or DPP (Differ
Detecting a tracking servo signal by the directional push-pull method and reproducing a recorded information signal. The signal detecting means shown in FIG. 8 has no direct relation to the content of the present invention.
In addition, since it is described in Japanese Patent Application No. 10-188509, detailed description is omitted.

【0028】一方、CD−ROM,CD−RなどのCD
系光ディスクを再生する際は、図9に示すように波長7
80nmを有する半導体レーザ光源1bを点灯させる。
半導体レーザ光源1bを発したレーザ光束は回折格子2
bで3本の光ビームに回折分離した後、波長選択性ビー
ムスプリッタ13を反射し、DVD再生光とほぼ同様の
光路をたどってコリメートレンズ4、立ち上げミラー
5、波長選択性制限開口フィルタ15、DVD用対物レ
ンズ6を経て、光ディスク7の記録面上に集光される
(なお簡単のため、図9においても図6と同様3本に分
離された光束の内、中央の1本だけを表示している)。
この時、前記したように半導体レーザ光源1bの位置を
コリメートレンズ4の焦点位置に対して所定量だけコリ
メートレンズ寄りに配置することで、レーザ光束は対物
レンズ6に所定の発散光の状態で入射している。また波
長選択性制限開口フィルターに15によりディスク側の
有効NAが0.45〜0.5程度になるように開口制限
されている。
On the other hand, CDs such as CD-ROM and CD-R
When reproducing a system optical disc, as shown in FIG.
The semiconductor laser light source 1b having a wavelength of 80 nm is turned on.
The laser beam emitted from the semiconductor laser light source 1b is
After being diffracted and separated into three light beams by b, the light beam is reflected by the wavelength-selective beam splitter 13 and follows an optical path substantially similar to that of DVD reproduction light, the collimator lens 4, the rising mirror 5, and the wavelength-selective limiting aperture filter 15 Through the DVD objective lens 6 and condensed on the recording surface of the optical disk 7 (for simplicity, in FIG. 9, only the central one of the three separated light beams is used as in FIG. 6). it's shown).
At this time, as described above, the position of the semiconductor laser light source 1b is disposed closer to the collimator lens by a predetermined amount with respect to the focal position of the collimator lens 4, so that the laser beam enters the objective lens 6 in a predetermined divergent light state. are doing. Further, the aperture is limited by the wavelength selectivity limiting aperture filter 15 so that the effective NA on the disk side becomes about 0.45 to 0.5.

【0029】光ディスク7上に集光されたレーザ光束は
3個の光スポットを形成するが、これらは図10に示す
ようにディスク半径方向に関するスポット間隔が、ディ
スクのトラックピッチTp1の約1/4になるように配
置される。そして光ディスク7を反射した各光束は往路
と同じ光路を逆にたどり再び波長選択性ビームスプリッ
タ13に達すると一部がこのビームスプリッタを透過し
て回折素子14に入射する。そして前記したように0次
光と±1次回折光に回折分離されるが、そのうち回折素
子14に入射した光束に対してより発散状態(収束光の
収束点がより回折素子から離れる状態)になって出射す
る+1次回折光だけが、ハーフミラー11、検出レンズ
12を経てDVD再生光と同一の光検出器9の所定の受
光面上に集光し、図11に示すようにそれぞれ検出光ス
ポット120,121,122を形成する。そして各受
光面から得られた出力信号に所定の演算処理を施すこと
により、非点収差方式によるフォーカスサーボ信号と3
スポット方式によるトラッキングサーボ信号を検出しか
つ記録情報信号を再生する。なお図11に示す信号検出
手段については、図8と同様本発明の内容と直接関係な
く、かつ特願平10−188509号公報に記載されて
いるので、詳細な説明は省略する。
The laser beam condensed on the optical disk 7 forms three light spots, which have a spot interval in the disk radial direction of about 1/4 of the track pitch Tp1 of the disk as shown in FIG. It is arranged so that it becomes. Each light beam reflected from the optical disk 7 follows the same optical path as the outward path in reverse, and reaches the wavelength-selective beam splitter 13 again, and a part of the light beam passes through this beam splitter and enters the diffraction element 14. Then, as described above, the light is diffracted and separated into the 0th-order light and ± 1st-order diffracted light. Among them, the light flux incident on the diffraction element 14 becomes more divergent (a state where the convergence point of the convergent light is further away from the diffraction element). Only the + 1st-order diffracted light emitted through the half mirror 11 and the detection lens 12 is condensed on a predetermined light receiving surface of the same photodetector 9 as the DVD reproduction light, and as shown in FIG. , 121, 122 are formed. By subjecting the output signal obtained from each light receiving surface to a predetermined arithmetic processing, a focus servo signal by the astigmatism method and
A tracking servo signal by the spot method is detected and a recorded information signal is reproduced. The signal detecting means shown in FIG. 11 is not directly related to the contents of the present invention and is described in Japanese Patent Application No. 10-188509, as in FIG.

【0030】以上が本発明の第1の実施例である。なお
本発明の光ピックアップ装置に用いられる信号検出系は
図8および図11において説明したような本発明の第1
の実施例に限定されるものではなく、当然どのような検
出手段でも構わない。さらに回折素子14も図1、図6
および図9に示した位置に限定して配置されるものでは
なく、対物レンズ6から光検出器9に到るまでの光路中
であればどこに配置しても構わない。また光ピックアッ
プ装置の光学部品構成も図1、図6および図9に示した
実施例に限定される物ではなく、例えばDVD再生系と
CD再生系で別々のコリメートレンズを搭載するような
構成でももちろん構わない。さらに回折素子14自身も
上記した構成に限定されるものではなく、例えば回折素
子14で回折分離されるDVD再生光のうち回折素子1
4に入射した光束に対してより収束状態(収束光の収束
点がより回折素子に近づく状態)になって出射する−1
次回折光が光検出器9の所定の受光面に正しく集光し、
かつ回折素子14で回折分離されるCD再生光のうちそ
のまま回折素子14を透過する0次光が同じ光検出器9
の所定の受光面に正しく集光する組み合わせでもかまわ
ないし、例えば回折素子14で回折分離されるDVD再
生光のうち回折素子14に入射した光束に対してより収
束状態(収束光の収束点がより回折素子に近づく状態)
になって出射する−1次回折光が光検出器9の所定の受
光面に正しく集光し、かつ回折素子14で回折分離され
るCD再生光のうち回折素子14に入射した光束に対し
てより発散状態(収束光の収束点がより回折素子から離
れる状態)になって出射する+1次回折光が同じ光検出
器9の所定の受光面に正しく集光する組み合わせでも一
向に構わない。
The above is the first embodiment of the present invention. The signal detection system used in the optical pickup device of the present invention is the same as that of the first embodiment of the present invention described with reference to FIGS.
However, the present invention is not limited to this embodiment, and any detecting means may be used. Further, the diffraction element 14 is shown in FIGS.
9 is not limited to the position shown in FIG. 9, and may be arranged anywhere in the optical path from the objective lens 6 to the photodetector 9. Also, the optical component configuration of the optical pickup device is not limited to the embodiment shown in FIGS. 1, 6, and 9. For example, a configuration in which separate collimating lenses are mounted in a DVD playback system and a CD playback system may be used. Of course it doesn't matter. Further, the diffractive element 14 itself is not limited to the above-described configuration. For example, the diffractive element
The luminous flux incident on No. 4 is emitted in a more convergent state (a state where the convergent point of the convergent light is closer to the diffraction element) -1
The next-order diffracted light is correctly focused on a predetermined light receiving surface of the photodetector 9,
Also, of the CD reproduction light diffracted and separated by the diffraction element 14, the zero-order light transmitted through the diffraction element 14 as it is is the same photodetector 9.
May be combined to converge light correctly on the predetermined light receiving surface. For example, of DVD reproduction light diffracted and separated by the diffraction element 14, a light beam incident on the diffraction element 14 is more converged (the converging point of the converged light is more (A state approaching the diffraction element)
The -1st-order diffracted light that exits as described above is correctly condensed on a predetermined light receiving surface of the photodetector 9, and the CD reproduction light diffracted and separated by the diffractive element 14 with respect to the light flux incident on the diffractive element 14. A combination in which + 1st-order diffracted light emitted in a diverging state (a state in which the converging light converges further away from the diffraction element) is correctly collected on a predetermined light receiving surface of the same photodetector 9 may be used.

【0031】ところで、上記第1の実施例では回折素子
14で回折分離される光束のうち実際に信号再生に用い
られる光束は0次光または+1次回折光のみであり、-
1次回折光は不要な迷光となる。そこで、不要な−1次
回折光の回折効率を出来るだけ低くし、逆に0次光、+
1次回折光の回折効率を向上できれば、本発明の光ピッ
クアップ装置の光利用効率を向上させることができる。
このように回折素子で生じる±1次回折光の一方の回折
効率を向上させ他方を低下させる手段しては、格子溝の
ブレーズ化(鋸歯状化)という技術がある。これは例え
ば図12に示す本発明の回折素子に関する第2の実施例
のように、回折素子14の格子溝を中心方向に向って傾
斜した斜面を持つ三角状または台形状の断面形状になる
ように形成すると、回折素子14をそのまま透過する0
次光30とこの0次光に対してより発散状態になる+1
次回折光31aの強度を増やし、逆に−1次回折光の強
度を大幅に低減することができる。これにより、不要な
迷光成分を減少させ、光利用効率を向上させることがで
きる。
In the first embodiment, among the light beams diffracted and separated by the diffraction element 14, the light beam actually used for signal reproduction is only the 0th-order light or the + 1st-order diffracted light.
The first-order diffracted light becomes unnecessary stray light. Therefore, the diffraction efficiency of unnecessary -1st-order diffracted light is reduced as much as possible, and conversely, the 0th-order light and +
If the diffraction efficiency of the first-order diffracted light can be improved, the light use efficiency of the optical pickup device of the present invention can be improved.
As a means for improving the diffraction efficiency of one of the ± 1st-order diffracted lights generated by the diffraction element and decreasing the other, there is a technique of blazing (sawtoothing) the grating grooves. This has a triangular or trapezoidal cross-sectional shape having a slope inclined toward the center of the grating groove of the diffractive element 14 as in the second embodiment of the diffractive element of the present invention shown in FIG. 12, for example. When it is formed as 0, it passes through the diffraction element 14 as it is.
+1 to the next light 30 and this 0th light to be more divergent
The intensity of the first-order diffracted light 31a can be increased, and conversely, the intensity of the -1st-order diffracted light can be significantly reduced. Thus, unnecessary stray light components can be reduced, and the light use efficiency can be improved.

【0032】また、上記第1の実施例では、半導体レー
ザ光源1aを発する波長650nmのDVD再生光につ
いては、往路も復路も回折素子14をそのまま透過する
0次光だけが信号再生に寄与する有効な光束であり、回
折光は全て不要な迷光になる。そこで、回折素子14で
は波長650nmのDVD再生光は、できるだけ±1次
回折光の回折効率を落とし、0次光の効率をあげた方が
有利である。このような場合は、例えば格子溝の溝深さ
を波長650nmの整数倍に設定することにより、この
波長の光束の回折効率をほぼゼロにすることができる。
In the first embodiment, with respect to DVD reproducing light having a wavelength of 650 nm emitted from the semiconductor laser light source 1a, only the 0th-order light transmitted through the diffractive element 14 as it is on both the forward path and the return path is effective for signal reproduction. And all the diffracted light becomes unnecessary stray light. Therefore, in the diffractive element 14, it is more advantageous to reduce the diffraction efficiency of ± 1st-order diffracted light of the DVD reproduction light having a wavelength of 650 nm as much as possible and to increase the efficiency of the 0th-order light. In such a case, for example, by setting the groove depth of the grating groove to an integral multiple of the wavelength of 650 nm, the diffraction efficiency of the light beam of this wavelength can be made almost zero.

【0033】図13は本発明の第2の実施例を示した光
ピックアップ装置の概略正面図である。図1および図
6、図9に示した実施例と同じ部品には同じ符号を付し
ている。本実施例では回折素子14を偏光異方性を有す
る材質で形成された偏光異方性回折素子とし、さらにこ
の回折素子14に所定の波長板16を貼りあわせた構成
にすることで本発明の光ピックアップ装置の光利用率を
向上させている。
FIG. 13 is a schematic front view of an optical pickup device showing a second embodiment of the present invention. The same components as those in the embodiment shown in FIGS. 1, 6, and 9 are denoted by the same reference numerals. In the present embodiment, the diffraction element 14 is a polarization anisotropic diffraction element formed of a material having polarization anisotropy, and a predetermined wavelength plate 16 is attached to the diffraction element 14 to achieve a configuration of the present invention. The light utilization of the optical pickup device is improved.

【0034】すなわち、例えば図14に示す本発明の回
折素子における第3の実施例のように、回折素子14
を、所謂P偏光状態でこの回折素子に入射する光束に対
しては±1次回折光をほとんど回折分離せず、P偏光に
対して垂直な偏光成分であるS偏光を有する光束に対し
ては、所定の回折効率で±1次回折光を回折分離する偏
光異方性回折素子とし、さらに波長λ1=650nmの
DVD再生光に対して3/2λ1板として機能する波長
板16を貼りあわせた部品を光ピックアップ装置の光路
中に配置する。そして、波長λ1=650nmのDVD
再生光と波長λ2=780nmのCD再生光を往路にお
いてP偏光状態で上記回折素子に入射させる。するとD
VD再生光については、まず往路では不要な±1次回折
光は回折分離せず、光ディスクを反射してきた復路光は
上記波長板16を2回通過し、ふたたびP偏光状態にな
って偏光異方性回折素子14に入射するので、復路にお
いても不要な±1次回折光は回折分離しない。一方、波
長λ2=780nmのCD再生光に対しては上記3/2
λ1板16は、5/4λ2板すなわち1/4λ2板とし
て機能する。したがってP偏光状態で偏光異方性回折素
子14に入射する往路光は不要な±1次回折光を回折分
離しないが、光ディスクを反射してきた復路光は上記波
長板16を2回通過することでS偏光状態で偏光異方性
回折素子14に入射することになり、結局所定の回折効
率で±1次回折光を回折分離し光検出器に導くことがで
きる。
That is, for example, as in the third embodiment of the diffraction element of the present invention shown in FIG.
For a light beam incident on this diffraction element in a so-called P-polarized state, ± 1st-order diffracted light hardly diffracts and separates, and for a light beam having S-polarized light, which is a polarization component perpendicular to P-polarized light, A polarization anisotropic diffraction element that diffracts and separates ± 1st-order diffracted light with a predetermined diffraction efficiency, and further attaches a wavelength plate 16 that functions as a 3 / 2λ1 plate to DVD reproduction light having a wavelength λ1 = 650 nm is used as a light. It is arranged in the optical path of the pickup device. And DVD of wavelength λ1 = 650 nm
Reproduction light and CD reproduction light having a wavelength of λ2 = 780 nm are incident on the diffraction element in a P-polarized state on the outward path. Then D
As for the VD reproduction light, unnecessary ± 1st-order diffracted light is not diffracted and separated on the outward path, and the return light reflected from the optical disk passes through the wave plate 16 twice, becomes P-polarized again, and becomes polarized anisotropic. Since the light enters the diffraction element 14, unnecessary ± 1st-order diffracted light is not diffracted and separated even on the return path. On the other hand, for CD reproduction light having a wavelength λ2 = 780 nm,
The λ1 plate 16 functions as a / λ2 plate, that is, a λλ2 plate. Therefore, the forward light incident on the polarization anisotropic diffraction element 14 in the P-polarized state does not diffract and separate unnecessary ± 1st-order diffracted light, but the return light reflected from the optical disk passes through the wave plate 16 twice, so that The light is incident on the polarization anisotropic diffraction element 14 in a polarized state. As a result, the ± 1st-order diffracted light can be diffracted and separated at a predetermined diffraction efficiency and guided to the photodetector.

【0035】なお、上記に示した回折素子の実施例は図
1および図6、図9に示した光ピックアップ装置の実施
例のように、波長780nmを有するCD再生光の復路
回折光を光検出器に導く場合に適用される例であるが、
逆に波長650nmを有するDVD再生光の復路回折光
を光検出器に導き、波長780nmのCD再生光は往
路、復路とも回折素子14をそのまま透過する光束を検
出光として光検出器に導く構成の光ピックアップ装置に
おいては、以下に示すような回折素子を用いれば良い。
The embodiment of the diffractive element described above detects the backward diffracted light of the CD reproduction light having a wavelength of 780 nm as in the embodiment of the optical pickup device shown in FIGS. 1, 6, and 9. This is an example applied when guiding to a vessel,
Conversely, the backward diffracted light of the DVD reproduction light having a wavelength of 650 nm is guided to the photodetector, and the CD reproduction light of the wavelength 780 nm is guided to the photodetector as the detection light by the luminous flux transmitted through the diffractive element 14 as it is in both the forward path and the return path. In the optical pickup device, the following diffraction element may be used.

【0036】すなわち、例えば図15に示す本発明の回
折素子における第4の実施例のように、回折素子14
を、所謂P偏光状態でこの回折素子に入射する光束に対
しては±1次回折光をほとんど回折分離せず、P偏光に
対して垂直な偏光成分であるS偏光を有する光束に対し
ては、所定の回折効率で±1次回折光を回折分離する偏
光異方性回折素子とし、さらに波長λ1=650nmの
DVD再生光に対して5/4λ1板として機能する波長
板16を貼りあわせた部品を光ピックアップ装置の光路
中に配置する。するとこの波長板16は波長λ1=65
0nmのDVD再生光に対しては5/4λ1板すなわち
1/4λ1板として機能するが、波長λ2=780nm
のCD再生光に対しては約1λ2として機能する。この
ため、上記と同様の原理により、波長λ1=650nm
のDVD再生光については復路でのみ±1次回折光を回
折分離するが、波長λ2=780nmのDVD再生光に
ついては往路、復路とも不要な±1次回折光を回折分離
することはない。
That is, for example, as in the fourth embodiment of the diffraction element of the present invention shown in FIG.
For a light beam incident on this diffraction element in a so-called P-polarized state, ± 1st-order diffracted light hardly diffracts and separates, and for a light beam having S-polarized light, which is a polarization component perpendicular to P-polarized light, A polarization anisotropic diffraction element that diffracts and separates ± 1st-order diffracted light with a predetermined diffraction efficiency, and further attaches a wavelength plate 16 that functions as a 5λ1 plate to DVD reproduction light with a wavelength λ1 = 650 nm, It is arranged in the optical path of the pickup device. Then, the wavelength plate 16 has a wavelength λ1 = 65.
Although it functions as a / λ1 plate, that is, a 1λ1 plate for a DVD reproduction light of 0 nm, the wavelength λ2 = 780 nm
Functions as about 1λ2 for the CD reproduction light. Therefore, according to the same principle as described above, the wavelength λ1 = 650 nm
Of the DVD reproduction light, the ± 1st-order diffracted light is diffracted and separated only on the return path. However, the DVD reproduction light having the wavelength λ2 = 780 nm is not diffracted and separated on the forward and return paths.

【0037】このように波長と往路光か復路光かによっ
て選択的に必要な±1次回折光を回折分離させたり、単
に透過させるだけで不要な±1次回折光を回折分離させ
なかったりすることができるので、光ピックアップ装置
の光利用効率を大幅に向上させることができる。
As described above, it is possible to selectively diffract the necessary ± 1st-order diffracted light selectively depending on the wavelength and whether the light is the forward path light or the backward path, or not to diffract and separate the unnecessary ± 1st-order diffracted light simply by transmitting the light. Therefore, the light use efficiency of the optical pickup device can be greatly improved.

【0038】[0038]

【発明の効果】以上述べたように、本発明を用いれば、
互いに異なる複数種類の光ディスクの再生を可能にする
互換光ピックアップ装置において対物レンズを特に特殊
なものにすることなく容易に1対物レンズ+I検出系の
光ピックアップ装置を構成することができ、互換光ピッ
クアップ装置の簡略化、低価格化に極めて有効である。
As described above, according to the present invention,
In a compatible optical pickup device capable of reproducing a plurality of types of optical discs different from each other, an optical pickup device of one objective lens + I detection system can be easily configured without specially setting an objective lens. This is extremely effective in simplifying the pickup device and reducing the price.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の光ピックアップ装置における第1の実
施例を示す概略正面図。
FIG. 1 is a schematic front view showing a first embodiment of an optical pickup device of the present invention.

【図2】互換光ピックアップ装置に用いられる対物レン
ズの一例を示す概略正面図。
FIG. 2 is a schematic front view showing an example of an objective lens used in a compatible optical pickup device.

【図3】互換光ピックアップ装置に用いられる対物レン
ズの他の一例を示す概略正面図。
FIG. 3 is a schematic front view showing another example of the objective lens used in the compatible optical pickup device.

【図4】本発明の回折素子における第1の実施例を示す
概略正面図。
FIG. 4 is a schematic front view showing a first embodiment of the diffraction element of the present invention.

【図5】本発明の回折素子における第1の実施例の原理
を説明するための回折素子の拡大図および光線図。
FIG. 5 is an enlarged view and a ray diagram of the diffraction element for explaining the principle of the first embodiment of the diffraction element of the present invention.

【図6】上記第1の実施例におけるDVD再生原理を説
明するための光ピックアップ装置の概略正面図。
FIG. 6 is a schematic front view of an optical pickup device for explaining a DVD reproduction principle in the first embodiment.

【図7】上記第1の実施例におけるDVD再生用光スポ
ットのディスク上配置を示すディスクの部分拡大図。
FIG. 7 is a partially enlarged view of the disk showing the arrangement of the optical spots for DVD reproduction on the disk in the first embodiment.

【図8】上記第1の実施例におけるDVD再生時の光検
出器受光面と検出光スポットの位置関係および信号検出
原理を説明するための検出器の部分拡大図およびブロッ
ク図。
FIG. 8 is a partially enlarged view and a block diagram of the detector for explaining the positional relationship between the light receiving surface of the photodetector and the detection light spot and the principle of signal detection during DVD reproduction in the first embodiment.

【図9】上記第1の実施例におけるCD再生原理を説明
するための光ピックアップ装置の概略正面図。
FIG. 9 is a schematic front view of an optical pickup device for explaining the principle of CD reproduction in the first embodiment.

【図10】上記第1の実施例におけるCD再生用光スポ
ットのディスク上配置を示すディスクの部分拡大図。
FIG. 10 is a partially enlarged view of the disk showing an arrangement of the light spot for CD reproduction on the disk in the first embodiment.

【図11】上記第1の実施例におけるCD再生時の光検
出器受光面と検出光スポットの位置関係および信号検出
原理を説明するための検出器の部分拡大図およびブロッ
ク図。
FIG. 11 is a partial enlarged view and a block diagram of the detector for explaining the positional relationship between the light receiving surface of the photodetector and the detection light spot and the principle of signal detection during CD reproduction in the first embodiment.

【図12】本発明の回折素子における第2の実施例の原
理を説明するための回折素子の拡大図および光線図。
FIG. 12 is an enlarged view and a ray diagram of a diffraction element for explaining the principle of a second embodiment of the diffraction element of the present invention.

【図13】本発明の光ピックアップ装置における第2の
実施例を示す概略正面図。
FIG. 13 is a schematic front view showing a second embodiment of the optical pickup device of the present invention.

【図14】本発明の回折素子における第3の実施例の原
理を説明するための回折素子の拡大図および模式図。
FIG. 14 is an enlarged view and a schematic view of a diffraction element for describing the principle of a third embodiment of the diffraction element according to the present invention.

【図15】本発明の回折素子における第4の実施例の原
理を説明するための回折素子の拡大図および模式図。
FIG. 15 is an enlarged view and a schematic view of a diffraction element for describing the principle of a fourth embodiment of the diffraction element according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1a… DVD再生用半導体レーザ光源、1b…CD再
生用半導体レーザ光源、2a,2b… 回折格子、4…
コリメートレンズ、6… 対物レンズ、7… 光ディス
ク、9… 光検出器、11… ハーフミラー、13… 波
長選択性ビームスプリッタ、14… 回折素子、15…
波長選択性制限開口、16… 波長板。
1a ... Semiconductor laser light source for DVD reproduction, 1b ... Semiconductor laser light source for CD reproduction, 2a, 2b ... Diffraction grating, 4 ...
Collimating lens, 6 Objective lens, 7 Optical disk, 9 Photodetector, 11 Half mirror, 13 Wavelength selective beam splitter, 14 Diffraction element, 15
Wavelength selectivity limiting aperture, 16 ... Wave plate.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 仲尾 武司 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立製作所マルチメディアシステム 開発本部内 Fターム(参考) 5D119 AA05 AA40 AA41 FA05 FA08 JA24 JA28 JA31 JA46 LB04 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing from the front page (72) Inventor Takeshi Nakao 292 Yoshida-cho, Totsuka-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Prefecture F-term (reference) 5D119 AA05 AA40 AA41 FA05 FA08 JA24 JA28 JA31 JA46 LB04

Claims (11)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】第1および第2の少なくとも2個のレーザ
光源と、該第1および第2の各半導体レーザ光源から出
射された光ビームを集光し光学的情報記録媒体上の所定
位置に各々別個の光スポットを照射する対物レンズと、
前記光学的情報記録媒体を反射した各光ビームを受光す
る光検出器と、該光検出器から得られる光電変換信号に
所定の演算処理を施すことにより前記光学的情報記録媒
体上に照射された光スポットの焦点ずれ信号およびトラ
ッキング誤差信号の生成と前記光学的情報記録媒体に記
録されているデータ信号の再生をおこなう所定の信号処
理回路とを少なくとも備えた光ピックアップ装置におい
て、前記対物レンズと前記光検出器との間の光路中に、
前記第1および第2のレーザ光源を発し前記光学的情報
記録媒体を反射した第1および第2の各光ビームをそれ
ぞれ回折もしくは透過させて共に前記光検出器の所定の
検出面上に集光させる機能を備えた回折素子を設けたこ
とを特長とする回折素子およびそれを搭載した光ピック
アップ装置。
An optical information recording medium comprising: a first and a second at least two laser light sources; and light beams emitted from the first and the second semiconductor laser light sources are condensed to a predetermined position on an optical information recording medium. An objective lens for irradiating each with a separate light spot,
A photodetector for receiving each light beam reflected from the optical information recording medium, and the optical information recording medium was irradiated on the optical information recording medium by performing a predetermined arithmetic processing on a photoelectric conversion signal obtained from the photodetector. In an optical pickup device including at least a predetermined signal processing circuit that generates a defocus signal and a tracking error signal of a light spot and reproduces a data signal recorded on the optical information recording medium, the objective lens and the In the light path between the light detector and
The first and second light beams emitted from the first and second laser light sources and reflected by the optical information recording medium are diffracted or transmitted, respectively, and are condensed together on a predetermined detection surface of the photodetector. A diffractive element characterized by having a diffractive element having a function of causing it to function, and an optical pickup device equipped with the diffractive element.
【請求項2】前記回折素子は、前記第1のレーザ光源を
発し前記光学的情報記録媒体を反射した後、該回折格子
に入射した第1の光ビームの一部もしくは全部を透過さ
せ、該回折格子を透過した前記第1の光ビームが前記検
出器の所定の検出面上に集光するように配置されるとと
もに、前記第2のレーザ光源を発し前記光学的情報記録
媒体を反射した後、前記回折格子に入射した第2の光ビ
ームの一部もしくは全部を回折させ、かつ該回折格子を
回折した前記第2の光ビームの+1次回折光ビームまた
は−1次回折光ビームのいずれか一方の回折光ビームを
前記検出器の所定の検出面上に集光させる機能を備えた
ことを特長とする請求項1に記載の回折素子およびそれ
を搭載した光ピックアップ装置。
2. The diffractive element emits the first laser light source and reflects the optical information recording medium, and then transmits a part or all of the first light beam incident on the diffraction grating. After the first light beam transmitted through the diffraction grating is arranged so as to be condensed on a predetermined detection surface of the detector, and after emitting the second laser light source and reflecting the optical information recording medium, Diffracting part or all of the second light beam incident on the diffraction grating, and any one of a + 1st-order diffraction light beam and a -1st-order diffraction light beam of the second light beam diffracted by the diffraction grating. 2. The diffractive element according to claim 1, further comprising a function of converging the diffracted light beam on a predetermined detection surface of the detector, and an optical pickup device equipped with the diffractive element.
【請求項3】前記回折素子は、前記第1のレーザ光源を
発し前記光学的情報記録媒体を反射した後、該回折格子
に入射した第1の光ビームの一部もしくは全部を回折さ
せ、かつ該回折格子を回折した前記第1の光ビームの+
1次回折光ビームまたは−1次回折光ビームのいずれか
一方の回折光ビームを前記検出器の所定の検出面上に集
光させる機能を備えるとともに、前記第2のレーザ光源
を発し前記光学的情報記録媒体を反射した後、前記回折
格子に入射した第2の光ビームの一部もしくは全部を透
過させ、該回折格子を透過した前記第2の光ビームが前
記検出器の所定の検出面上に集光するように配置される
ことを特長とする請求項1に記載の回折素子およびそれ
を搭載した光ピックアップ装置。
3. The diffraction element, after emitting the first laser light source and reflecting the optical information recording medium, diffracts a part or all of the first light beam incident on the diffraction grating, and + Of the first light beam diffracted by the diffraction grating
A function of condensing one of the first-order diffracted light beam and the first-order diffracted light beam on a predetermined detection surface of the detector, and emitting the second laser light source to record the optical information. After reflecting the medium, a part or all of the second light beam incident on the diffraction grating is transmitted, and the second light beam transmitted through the diffraction grating is collected on a predetermined detection surface of the detector. 2. The diffraction element according to claim 1, wherein the diffraction element is arranged so as to emit light, and an optical pickup device equipped with the diffraction element.
【請求項4】前記回折素子は、前記第1のレーザ光源を
発し前記光学的情報記録媒体を反射した後、該回折格子
に入射した第1の光ビームの一部もしくは全部を回折さ
せ、かつ該回折格子を回折した前記第1の光ビームの+
1次回折光ビームまたは−1次回折光ビームのいずれか
一方の回折光ビームを前記検出器の所定の検出面上に集
光させる機能を備えるとともに、前記第2のレーザ光源
を発し前記光学的情報記録媒体を反射した後、前記回折
格子に入射した第2の光ビームの一部もしくは全部を回
折させ、かつ該回折格子を回折した前記第2の光ビーム
の−1次回折光ビームまたは+1次回折光ビームのいず
れか一方の回折光ビームを前記検出器の所定の検出面上
に集光させる機能を備えたことを特長とする請求項1に
記載の回折素子およびそれを搭載した光ピックアップ装
置。
4. The diffraction element emits the first laser light source and reflects the optical information recording medium, and then diffracts a part or all of the first light beam incident on the diffraction grating, and + Of the first light beam diffracted by the diffraction grating
A function of condensing one of the first-order diffracted light beam and the first-order diffracted light beam on a predetermined detection surface of the detector, and emitting the second laser light source to record the optical information. After reflecting the medium, a part or all of the second light beam incident on the diffraction grating is diffracted, and the -1st-order or + 1st-order diffraction light beam of the second light beam diffracted by the diffraction grating 2. The diffraction element according to claim 1, further comprising a function of converging any one of the diffracted light beams on a predetermined detection surface of the detector.
【請求項5】前記回折素子は、同心円状の格子溝パター
ンを有し、該回折素子に入射した光ビームに対して所定
の発散光もしくは収束光を回折するレンズ作用をもった
素子であることを特長とする請求項1乃至4のいずれか
1項に記載の回折素子およびそれを搭載した光ピックア
ップ装置。
5. The diffractive element has a concentric grating groove pattern, and has a lens function of diffracting a predetermined divergent light or a convergent light with respect to a light beam incident on the diffractive element. The diffraction element according to any one of claims 1 to 4, and an optical pickup device equipped with the diffraction element.
【請求項6】前記回折素子は、その格子溝の断面が台形
状もしくは鋸歯状の形状を有し、該回折素子を回折素子
を回折した+1次光および−1次光のうち一方の回折光
の光強度を他方の回折光の光強度よりも増大させる機能
を備えたことを特長とする請求項1乃至5のいずれか1
項に記載の回折素子およびそれを搭載した光ピックアッ
プ装置。
6. The diffraction element has a trapezoidal or saw-tooth shape in a cross section of a grating groove, and the diffraction element diffracts one of +1 order light and −1 order light diffracted by the diffraction element. 6. A device according to claim 1, further comprising: a function of increasing the light intensity of the second diffracted light than the light intensity of the other diffracted light.
And the optical pickup device equipped with the same.
【請求項7】前記回折素子は、所定の偏光方向を有する
第1の直線偏光の光ビームは回折せず、前記第1の直線
偏光ビームの偏光方向に対して直交する偏光方向を有す
る第2の直線偏光の光ビームは所定の回折効率で回折す
る機能を備えた偏光異方性回折素子と、前記第1の直線
偏光有する光ビームの波面に対して前記第2の直線偏光
を有する光ビームの波面の位相を相対的に所定量だけず
らせる機能を備えた波長板からなることを特長とする請
求項1乃至6のいずれか1項に記載の回折素子およびそ
れを搭載した光ピックアップ装置。
7. The diffractive element does not diffract a first linearly polarized light beam having a predetermined polarization direction and has a second polarization direction orthogonal to the polarization direction of the first linearly polarized light beam. A polarization anisotropic diffraction element having a function of diffracting the linearly polarized light beam at a predetermined diffraction efficiency; and a light beam having the second linearly polarized light with respect to the wavefront of the light beam having the first linearly polarized light. 7. The diffraction element according to claim 1, comprising a wave plate having a function of relatively shifting the phase of the wavefront by a predetermined amount.
【請求項8】前記波長板は所定の波長λを有し前記第1
の直線偏光からなる光ビームの波面に対して、同じく波
長λを有し前記第2の直線偏光からなる光ビームの波面
の位相を波長λの2分の3だけずらせる機能を有するこ
とを特長とする請求項7記載の回折素子およびそれを搭
載した光ピックアップ装置。
8. The first wavelength plate having a predetermined wavelength λ.
And a function of shifting the phase of the wavefront of the light beam composed of the second linearly polarized light by 分 の of the wavelength λ with respect to the wavefront of the light beam composed of the linearly polarized light. 8. A diffraction element according to claim 7, and an optical pickup device equipped with the same.
【請求項9】前記波長板は所定の波長λを有し前記第1
の直線偏光からなる光ビームの波面に対して、同じく波
長λを有し前記第2の直線偏光からなる光ビームの波面
の位相を波長λの4分の5だけずらせる機能を有するこ
とを特長とする請求項7記載の回折素子およびそれを搭
載した光ピックアップ装置。
9. The wave plate having a predetermined wavelength λ.
And a function of shifting the phase of the wavefront of the second linearly polarized light beam by 分 の of the wavelength λ with respect to the wavefront of the linearly polarized light beam. 8. A diffraction element according to claim 7, and an optical pickup device equipped with the same.
【請求項10】前記第1のレーザ光源を発した第1の光
ビームは、波長630nm乃至660nmを有し、かつ
前記第2のレーザ光源を発した第2の光ビームは、波長
780nm乃至790nmを有することを特長とする請
求項1乃至9のいずれか1項に記載の光ピックアップ装
置。
10. A first light beam emitted from the first laser light source has a wavelength of 630 nm to 660 nm, and a second light beam emitted from the second laser light source has a wavelength of 780 nm to 790 nm. The optical pickup device according to any one of claims 1 to 9, further comprising:
【請求項11】前記第1のレーザ光源を発した第1の光
ビームは前記対物レンズに略平行光の状態で入射し、か
つ前記第2のレーザ光源を発した第2の光ビームは前記
対物レンズに発散光の状態で入射することを特長とする
請求項1乃至10のいずれか1項に記載の光ピックアッ
プ装置。
11. A first light beam emitted from the first laser light source is incident on the objective lens in a state of substantially parallel light, and a second light beam emitted from the second laser light source is emitted by the second laser light source. The optical pickup device according to any one of claims 1 to 10, wherein the light is incident on the objective lens in a divergent light state.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007200476A (en) * 2006-01-27 2007-08-09 Funai Electric Co Ltd Optical head

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