JP4393505B2 - Photodetector - Google Patents
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Description
本発明は、光学式情報記憶再生装置における光ピックアップ装置に搭載される光検出器に係り、特に2波長以上の半導体レーザを搭載する光ピックアップ装置に搭載する光検出器(またはアンプ付受光素子)に関する。
The present invention relates to a photodetector mounted on an optical pickup device in an optical information storage / reproduction device , and in particular, a photodetector (or a light receiving element with an amplifier) mounted on an optical pickup device mounted with a semiconductor laser having two or more wavelengths. About.
現在の光ピックアップ装置は、光検出器及び信号処理回路及びそれらを用いた光学的情報再生装置(特願平11−171844号)や光ヘッド(特許文献1)等に開示されているように、2波長以上の光を出射する半導体レーザが2個以上のパッケージから構成されるものであり、これに伴い1個以上の光検出器またはアンプ付き受光素子を搭載していた。しかし最近、2波長以上の光を出射する半導体レーザを、発光点位置が幾らかずらして1つのパッケージに簡素化する技術が提案されている。 The current optical pickup device is disclosed in a photodetector, a signal processing circuit, an optical information reproducing device using the same (Japanese Patent Application No. 11-171844), an optical head (Patent Document 1), etc. A semiconductor laser that emits light of two or more wavelengths is composed of two or more packages, and accordingly, one or more photodetectors or light receiving elements with amplifiers are mounted. Recently, however, there has been proposed a technique for simplifying a semiconductor laser that emits light of two or more wavelengths into a single package with the emission point position somewhat shifted.
図5は、従来例に係る光検出器の受光パターンを示す図である。受光部A,B,C,Dにメインスポットが照射され、受光部E,Fにサブスポットが照射されるが、この光検出器では図に示す通り、光ディスクからの光が受光パターンからはみ出してしまう。これより、2個以上の光検出器またはアンプ付受光素子が必要であった。 FIG. 5 is a diagram showing a light receiving pattern of a photodetector according to a conventional example. The light receiving portions A, B, C, and D are irradiated with the main spot, and the light receiving portions E and F are irradiated with the sub-spots. With this photodetector, the light from the optical disc protrudes from the light receiving pattern as shown in the figure. End up. Thus, two or more photodetectors or light receiving elements with amplifiers are required.
上述したように従来は、1パッケージ内から2波長以上の光を発光点位置をずらして並行に出射する半導体レーザを用い、半導体レーザを1つのパッケージに簡素化したにも係わらず、2個以上の光検出器またはアンプ付受光素子を必要とする。そのため光学部品(具体的にはプリズム、レンズ、ミラーなど)の部品点数を削減することができず、1パッケージ内から2波長以上の光を発光点位置をずらして並行に出射する半導体レーザを搭載した光ピックアップ装置の小型、薄型化が困難であった。 As described above, conventionally, a semiconductor laser that emits light of two wavelengths or more from one package in parallel while shifting the emission point position is used, and two or more semiconductor lasers are simplified in one package. Requires a photodetector or a light receiving element with an amplifier. As a result, the number of optical components (specifically, prisms, lenses, mirrors, etc.) cannot be reduced, and a semiconductor laser that emits light of two wavelengths or more from one package in parallel by shifting the emission point position is mounted. It was difficult to reduce the size and thickness of the optical pickup device.
本発明は、このような従来技術の欠点を解消した受光パターンを提案し、光検出器の集積化、ひいては光ピックアップ装置、光ヘッド装置の小型、薄型化を図ることを目的とする。 An object of the present invention is to propose a light-receiving pattern that eliminates the disadvantages of the prior art, and to integrate a photodetector, and thus to reduce the size and thickness of an optical pickup device and an optical head device.
上記目的を達成するために、本発明の第1の態様の光検出器は、複数の波長の光を検出する光ピックアップ用の光検出器であって、略田の字型に4分割された少なくとも2つのメインスポット用受光部と、2つのサブスポット用受光部とを有し、前記少なくとも2つのメインスポット用受光部は所定方向に並んで配置されており、前記2つのサブスポット用受光部は、前記所定方向に略直交する方向に並んで、かつ、前記メインスポット用受光部を挟むように配置されていることを特徴とするものである。
In order to achieve the above object, the photodetector according to the first aspect of the present invention is a photodetector for an optical pickup that detects light of a plurality of wavelengths, and is divided into four substantially in a square shape. It has at least two main spot light receiving parts and two sub spot light receiving parts, and the at least two main spot light receiving parts are arranged in a predetermined direction, and the two sub spot light receiving parts Are arranged in a direction substantially orthogonal to the predetermined direction and sandwiching the light receiving part for main spots.
また、上記目的を達成するために、本発明の第2の態様の光検出器は、複数の波長の光を検出する光ピックアップ用の光検出器であって、略田の字型に4分割された少なくとも2つのメインスポット用受光部と、所定方向に並んで配置される2つのサブスポット用受光部とを有し、前記少なくとも2つのメインスポット用受光部は、前記2つのサブスポット用受光部の略中間の位置を通って前記所定方向に直交する仮想的な直線に沿うように、並んで配置されていることを特徴とするものである。In order to achieve the above object, the photodetector of the second aspect of the present invention is a photodetector for an optical pickup that detects light of a plurality of wavelengths, and is divided into four substantially in a square shape. And at least two main spot light-receiving portions and two sub-spot light-receiving portions arranged in a predetermined direction, and the at least two main spot light-receiving portions are the two sub-spot light-receiving portions. They are arranged side by side so as to follow a virtual straight line orthogonal to the predetermined direction through a substantially middle position of the part.
本発明は前述のような構成になっており、光検出器そのもの、及びその光検出器が組み込まれた光ピックアップ装置、光ヘッド装置の小型化及び薄型化を図ることができる。 The present invention is configured as described above, and the photodetector itself, the optical pickup device incorporating the photodetector, and the optical head device can be reduced in size and thickness.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図1は第1の実施形態に係る光検出器の受光パターンを示す図、図2は第2の実施形態に係る光検出器の受光パターンを示す図、図3は第1の実施形態に係る光ピックアップ装置の構成図、図4は第2の実施形態に係る光ピックアップ装置の構成図である。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing a light receiving pattern of a photodetector according to the first embodiment, FIG. 2 is a diagram showing a light receiving pattern of a photodetector according to the second embodiment, and FIG. 3 is according to the first embodiment. FIG. 4 is a block diagram of an optical pickup device according to the second embodiment.
まず、図3に示す光ピックアップ装置の構成、動作を説明する。1パッケージ内から2波長以上の光を発光点位置をずらして並行に出射する半導体レーザ16から出射された光のうち、一方をH1波長光(具体的には波長が780nmのCDレーザ)、もう一方をH2波長光(具体的には波長が650nmのDVDレーザ)とする。
First, the configuration and operation of the optical pickup device shown in FIG. 3 will be described. Of the light emitted from the
H1波長光が出射されたとき、このH1波長光は回析格子18で0次光と±1次光に回析しながら通過し、ハーフミラー9にて反射され、コリメートレンズ6を通過し、さらに反射ミラー5にて反射され、対物レンズ13を通過し、光ディスクに光スポットを形成する。
When the H1 wavelength light is emitted, the H1 wavelength light passes through the diffraction grating 18 while being diffracted into 0th order light and ± 1st order light, is reflected by the
そして光ディスクに形成された光スポットが反射され、この光スポットは対物レンズ13を通過し、反射ミラー5にて反射され、コリメートレンズ6を通過してハーフミラー9を通過し、さらに凹レンズ10を通過し、光検出器17に入射する。光ディスクで反射された光スポットが光検出器17に入射するすることで、光検出器17によって光ディスクに記憶されていた情報が読み取られる。
Then, the light spot formed on the optical disk is reflected, and this light spot passes through the
ここで、光検出器17が図1の受光パターンの場合の動作を説明する。光検出器17上において、受光部A1,B1,C1,D1にメインスポットを照射し、受光部E,Fにサブスポットを照射する。各受光部A1,B1,C1,D1,E,Fは、入射した光を電流に変換し、オペアンプ等の回路内でI(電流)−V(電圧)変換を行う。
Here, the operation when the
これら各受光部からの電圧を下記に示す式により演算を行い、光ピックアップ装置に搭載された対物レンズ13を動作させ、光ディスク上に記憶されていた情報を読み取る。
The voltage from each light receiving unit is calculated according to the following formula, the
フォーカスエラー信号:(An+Cn)−(Bn+Dn)・・・(1)
トラッキングエラー信号:3スポット方式の場合(E−F)または(F−E)
・・・(2)
時間差方式の場合(An+Bn)−(Cn+Dn)
または(Cn+Dn)−(An+Bn)・・・(3)
出力信号(HF信号):(An+Bn+Cn+Dn)・・・・・(4)
n=1時とはH1波長光を受光しているときを示し、n=2時とはH2波長光を受光しているときである。
Focus error signal: (An + Cn)-(Bn + Dn) (1)
Tracking error signal: 3-spot system (EF) or (FE)
... (2)
In the case of the time difference method (An + Bn)-(Cn + Dn)
Or (Cn + Dn)-(An + Bn) (3)
Output signal (HF signal): (An + Bn + Cn + Dn) (4)
The time when n = 1 indicates the time when the H1 wavelength light is received, and the time when n = 2 indicates the time when the H2 wavelength light is received.
H2波長光が出射されたときについても上記と同じであるが(H2波長光のメインスポットは受光部A2,B2,C2,D2に照射される)、H1波長光が出射されているときはH2波長光は出射されない状態になる。 The same applies to the case where the H2 wavelength light is emitted (the main spot of the H2 wavelength light is emitted to the light receiving portions A2, B2, C2, and D2), but when the H1 wavelength light is emitted, the H2 wavelength is emitted. Wavelength light is not emitted.
ここでスポットが3個以上の場合は、さらに後段の受光部に照射される。なお、光検出器17上のH1波長光とH2波長光の間隔は、1パッケージ内から2波長以上の光を発光点位置をずらして並行に出射する半導体レーザ16の発光点位置のずれ間隔と同一である。
Here, when there are three or more spots, the subsequent light receiving section is irradiated. Note that the interval between the H1 wavelength light and the H2 wavelength light on the
次に図4の光ピックアップ装置の構成、動作を説明する。半導体レーザ16からのH1波長光は、回析格子18で0次光と±1次光に回析しながら通過し、ハーフミラー9にて反射され、コリメートレンズ6を通過し、対物レンズ13を通過し、光ディスクに光スポットを形成する。
Next, the configuration and operation of the optical pickup device of FIG. 4 will be described. The H1 wavelength light from the
光ディスクからの反射光は対物レンズ13、コリメートレンズ6、ハーフミラー9、凹レンズ10の順で通過し、光検出器17に入射して光ディスクに記憶されていた情報が読み取られる。光検出器17が図1の受光パターンの場合の動作は上述した通りである。
The reflected light from the optical disk passes through the
ここで、図1の光検出器17についてさらに説明する。この光検出器17は1パッケージ内で8分割以上に分割され、かつ、動作電源入力ピン3ピンで信号出力ピン7ピン以内に構成されている。また、サブスポット用の受光部を2つ及びメインスポット用に田の字型に4分割された受光部を2つ以上有する。さらに、メインスポット用受光部を挟む形でサブスポット用の受光部を2つ有し、及びメインスポット用に田の字型に4分割された受光部を2つ以上備え、その2つ以上の4分割された受光部を横方向に並べて、2つ以上の4分割された受光部の左上どうし、右上どうし、左下どうし、右下どうしを結線し、メインスポット用の受光部からの信号出力ピンを5ピン内にした。
Here, the
次に図3、図4に示す光検出器17が図2の受光パターンの場合の光検出器17の動作を説明する。図2に示す受光パターンの場合、H1波長光は、受光部A1,A2,B1,B2にメインスポットを照射し、受光部E,Fにサブスポットを照射する。各受光部A1,A2,B1,B2,E,Fは、入射した光を電流に変換し、オペアンプ等の回路内にてI(電流)−V(電圧)変換を行う。
Next, the operation of the
これら各受光部からの電圧を下記に示す式により演算を行い、光ピックアップ装置に搭載された対物レンズ13を動作させ、光ディスク上に記憶されていた情報を読み取る。
The voltage from each light receiving unit is calculated according to the following formula, the
フォーカスエラー信号:{(An+B(n+1))−(A(n+1)+Bn)}×(−1)(n+1) ・・・(5)
トラッキングエラー信号:3スポット方式の場合(E−F)または(F−E)
・・・(6)
時間差方式の場合(A(n+1)+B(n+1))−(An−Bn)または(An+Bn)−(A(n+1)+B(n+1))
・・・(7)
出力信号(HF信号):(An+Bn+A(n+1)+B(n+1))
・・・(8)
n=1時とはH1波長光を受光しているときを示し、n=2時とはH2波長光を受光しているときである。
Focus error signal: {(An + B (n + 1)) − (A (n + 1) + Bn)} × (−1) (n + 1) (5)
Tracking error signal: 3-spot system (EF) or (FE)
... (6)
In the case of the time difference method (A (n + 1) + B (n + 1)) − (An−Bn) or (An + Bn) − (A (n + 1) + B (n + 1))
... (7)
Output signal (HF signal): (An + Bn + A (n + 1) + B (n + 1))
... (8)
The time when n = 1 indicates the time when the H1 wavelength light is received, and the time when n = 2 indicates the time when the H2 wavelength light is received.
H2波長光が出射されたときについても上記と同じであるが(H2波長光のメインスポットは受光部A2,A3,B2,B3に照射される)、H1波長光が出射されているときはH2波長光は出射されない状態になる。 The same applies to the case where the H2 wavelength light is emitted (the main spot of the H2 wavelength light is irradiated to the light receiving portions A2, A3, B2, and B3), but when the H1 wavelength light is emitted, the H2 wavelength is emitted. Wavelength light is not emitted.
なお、光検出器17上のH1波長光とH2波長光の間隔は、1パッケージ内から2波長以上の光を発光点位置をずらして並行に出射する半導体レーザ16の発光点位置のずれ間隔と同一である。
Note that the interval between the H1 wavelength light and the H2 wavelength light on the
図2の光検出器17は、サブスポット用の受光部を2つ及びメインスポット用に田の字型に4分割された受光部を2つ以上横方向に並べたときに隣り合う受光部どうしを接続した形の6以上に分割された受光パターンを有する。また、メインスポット用受光部を挟む形でサブスポット用の受光部を2つ有し、及びメインスポット用に田の字型に4分割された受光部を2つ以上備え、その2つ以上の4分割された受光部を横方向に並べたとき、隣り合う受光部どうしを接続した形の6以上に分割された受光パターンを備え、この受光部の横方向に対し、1つ置きに隣り合う受光部ごとを結線し、メインスポット用受光部からの信号出力ピンを5ピン以内にしたものである。
The
5 反射ミラー
6 コリメートレンズ
9 ハーフミラー
10 凹レンズ
13 対物レンズ
16 半導体レーザ
17 光検出器
18 回析格子
5 Reflecting
Claims (2)
略田の字型に、第1受光領域と、第2受光領域と、第3受光領域と、第4受光領域の4つの受光領域に4分割された受光面を有する、少なくとも2つのメインスポット用受光部と、
2つのサブスポット用受光部とを有し、
前記少なくとも2つのメインスポット用受光部は所定方向に並んで配置されており、
前記2つのサブスポット用受光部は、前記所定方向に略直交する方向に並んで、かつ、前記メインスポット用受光部を挟むように配置されており、
前記少なくとも2つのメインスポット用受光部の前記第1受光領域の出力が共通化され、前記第2受光領域の出力が共通化され、前記第3受光領域の出力が共通化され、前記第4受光領域の出力が共通化されていることを特徴とする光検出器。 A photodetector for an optical pickup that detects light of a plurality of wavelengths emitted from a semiconductor laser that emits light of a plurality of wavelengths from within one package,
For at least two main spots having a light receiving surface that is divided into four light receiving areas of a first light receiving area, a second light receiving area, a third light receiving area, and a fourth light receiving area . A light receiver;
Two sub-spot light-receiving units,
The at least two main spot light receiving portions are arranged side by side in a predetermined direction,
The two sub-spot light-receiving portions are arranged in a direction substantially orthogonal to the predetermined direction and are arranged so as to sandwich the main spot light-receiving portion.
The outputs of the first light receiving areas of the at least two main spot light receiving sections are shared, the outputs of the second light receiving areas are shared, the outputs of the third light receiving areas are shared, and the fourth light receiving areas are shared. An optical detector characterized in that the output of the region is shared .
略田の字型に、第1受光領域と、第2受光領域と、第3受光領域と、第4受光領域の4つの受光領域に4分割された受光面を有する、少なくとも2つのメインスポット用受光部と、
所定方向に並んで配置される2つのサブスポット用受光部とを有し、
前記少なくとも2つのメインスポット用受光部は、前記2つのサブスポット用受光部の略中間の位置を通って前記所定方向に直交する仮想的な直線に沿うように、並んで配置されており、
前記少なくとも2つのメインスポット用受光部の前記第1受光領域の出力が共通化され、前記第2受光領域の出力が共通化され、前記第3受光領域の出力が共通化され、前記第4受光領域の出力が共通化されていることを特徴とする光検出器。 A photodetector for an optical pickup that detects light of a plurality of wavelengths emitted from a semiconductor laser that emits light of a plurality of wavelengths from within one package,
For at least two main spots having a light receiving surface that is divided into four light receiving areas of a first light receiving area, a second light receiving area, a third light receiving area, and a fourth light receiving area . A light receiver;
Two sub-spot light-receiving portions arranged side by side in a predetermined direction,
The at least two main spot light receiving portions are arranged side by side along a virtual straight line orthogonal to the predetermined direction through a substantially intermediate position of the two sub spot light receiving portions,
The outputs of the first light receiving areas of the at least two main spot light receiving sections are shared, the outputs of the second light receiving areas are shared, the outputs of the third light receiving areas are shared, and the fourth light receiving areas are shared. An optical detector characterized in that the output of the region is shared .
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP2006317952A JP4393505B2 (en) | 2006-11-27 | 2006-11-27 | Photodetector |
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