JP2000173091A - 光ピックアップ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】複数の対物レンズのいずれかひとつに選択的に
光束を導くために光路を切り替える光路切り替え手段が
小型化された光ピックアップ装置を提供する。 【解決手段】光ピックアップ装置は、レーザ光束を射出
する半導体レーザ１２、レーザ光束を平行光束とするコ
リメートレンズ１４、レーザ光束を偏向するガルバノミ
ラー１６、レーザ光束を収束光束とする第一のリレーレ
ンズ１８、光路を切り替える可動プリズム２０、レーザ
光束を９０度偏向する反射ミラー２２と２４、レーザ光
束を再び平行光束とする第二のリレーレンズ２６と２
８、レーザ光束を光ディスクに向けるミラー３０と３
２、レーザ光束を光ディスクに集光する対物レンズ３４
と３６を有している。可動プリズム２０は、第一のリレ
ーレンズ１８の軸に対してほぼ４５度の傾斜を持つ二つ
の反射面を持ち、第一のリレーレンズ１８によるレーザ
光束の収束点の近くに、第一のリレーレンズ１８の軸を
ほぼ直角に横切る方向に移動可能に配置されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光ディスク装置な
どに搭載される、光記録媒体に情報を記録再生するため
の光ピックアップ装置に関する。特に、複数の光記録媒
体に対して選択的に情報を記録再生するための光ピック
アップ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、コンピュータの外部記録装置とし
て用いられる光ディスク装置では、記憶容量の増大と速
度の向上が望まれている。

【０００３】光ディスク装置の記憶容量を増大させる手
法のひとつは、情報記録面を増やすことである。これま
で、ＣＤ（コンパクトディスク）や３．５インチの光磁
気ディスクでは、その片面だけにしか記録再生が行われ
ていない。

【０００４】光記録媒体（光ディスク）の両面に対して
情報の記録再生を行うことにより、あるいは、二枚以上
の光ディスクに対して情報の記録再生を行うことによ
り、あるいは、さらにこれらを組み合わせることによ
り、増えた記録面数の分だけ記憶容量が増大される。

【０００５】この構成において、一つの記録面に対して
一つの光ピックアップ装置を搭載すると、光ディスク装
置のコストが非常に高くなってしまう。このようなコス
トの上昇を抑えるには、複数の対物レンズへ至る光路を
適宜切り替えて、複数の記録面の中の特定の記録面に対
して選択的に記録再生を行うことで、なるべく多くの部
品を共用する構成が有効である。

【０００６】特開平２−２０６０３７号は、このような
光ピックアップ装置の一例を開示している。特開平２−
２０６０３７号の光ピックアップ装置は、二枚の対物レ
ンズを備えており、ハーフプリズムを移動させることに
より、二枚の対物レンズへの光路の切り替えを行ってい
る。

【０００７】また、もうひとつの要望である動作の高速
化に関しては、特開平５−７３９４４号において、ガル
バノミラーの利用によりアクセスの速度の向上を図った
光ピックアップ装置が開示されている。この光ピックア
ップ装置は、光路途中にリレー光学系を有しており、リ
レーレンズを光軸方向に移動させることにより、フォー
カス制御を行い、また、ガルバノミラーでレーザ光束を
偏向させることにより、トラッキング制御とアクセス制
御を行っている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】高速かつ大容量の光デ
ィスク装置を実現するには、上述した二つの技術の組み
合わせることが有効であると考えられる。

【０００９】しかし、特開平２−２０６０３７号の光ピ
ックアップ装置には、以下に述べる不具合がある。この
光ピックアップ装置では、光源から射出された光束は、
コリメートレンズとビーム整形プリズムによって円形の
平行光束とされ、光路を切り替えるハーフプリズムに入
射している。

【００１０】ハーフプリズムに入射する光束の断面積は
コリメートレンズの瞳径で決まる。従って、ハーフプリ
ズムが入射した光を透過あるいは反射するために必要な
大きさは、コリメータレンズの瞳径で決まる。その結
果、ハーフプリズムを小型化することができないという
不具合がある。

【００１１】本発明は、このような現状を鑑みて成され
たものであり、その目的は、複数の光記録媒体に対して
選択的に情報を記録再生するために、複数の対物レンズ
へ至る光路を切り替える光路切り替え手段が小型に構成
された光ピックアップ装置を提供することである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明による光ピックア
ップ装置は、情報の記録再生のための光束を射出する光
源と、光束を複数の光学的情報記録面の各々に対して収
束させるための複数の対物レンズと、光束を収束光に変
える第一のリレーレンズと、対物レンズと同数の第二の
リレーレンズであり、第一のリレーレンズからの光束を
いったん収束した後に再び平行光に変える第二のリレー
レンズと、第一のリレーレンズと第二のリレーレンズの
間に位置し、第一のリレーレンズからの光束を複数の対
物レンズのいずれかひとつに選択的に導くための光路切
り替えを行う光路切り替え手段とを有している。

【００１３】光路切り替え手段は、一例において、第一
のリレーレンズの軸に対して傾斜した反射面を持ち、第
一のリレーレンズからの光束を複数の対物レンズのいず
れかひとつに選択的に導くように可動する可動光学部材
で構成される。

【００１４】光路切り替え手段は、別の例において、光
束中の光の偏光方向を制御する電気光学素子と、電気光
学素子を駆動する駆動素子と、偏光方向に応じて光束を
適宜反射する偏光面とで構成される。

【００１５】

【発明の実施の形態】本発明の光ピックアップ装置の第
一の実施の形態について図１と図２を用いて説明する。

【００１６】図１と図２に示されるように、光ピックア
ップ装置は、光源となる半導体レーザ１２、レーザ光束
を平行光束とするためのコリメートレンズ１４、トラッ
キング制御のためにレーザ光束を偏向するためのガルバ
ノミラー１６、平行なレーザ光束を収束光束とするため
の第一のリレーレンズ１８、レーザ光束の光路を選択的
に切り替えるための可動プリズム２０、可動プリズムか
らのレーザ光束を９０度偏向するための反射ミラー２２
と２４、いったん収束した後の発散光束のレーザ光束を
再び平行光束とするための第二のリレーレンズ２６と２
８、レーザ光束を光ディスクに向けて折り曲げるための
立ち上げミラー３０と３２、レーザ光束を光ディスク３
８と４０の記録面に集光するための対物レンズ３４と３
６を有している。

【００１７】半導体レーザ１２から射出されたレーザ光
束は、コリメートレンズ１４を通過することで平行光束
となり、ガルバノミラー１６で反射され、第一のリレー
レンズ１８に向かう。

【００１８】ガルバノミラー１６は図１の紙面に垂直な
軸の周りに回動可能であり、その反射面の向きに応じて
コリメートレンズ１４から入射するレーザ光束を偏向
し、第一のリレーレンズ１８に対するレーザ光束の入射
位置と入射角を変える。

【００１９】第一のリレーレンズ１８に入射したレーザ
光束は、これを通過することで収束光束となり、可動プ
リズム２０に向かう。

【００２０】可動プリズム２０は、第一のリレーレンズ
１８の軸に対してほぼ４５度の傾斜を持つ二つの反射面
を有している。さらに、可動プリズム２０は、第一のリ
レーレンズ１８によるレーザ光束の収束点の近くに位置
し、第一のリレーレンズ１８の軸をほぼ直角に横切る方
向に移動可能に設けられている。この可動プリズム２０
は、光路切り替え手段を構成しており、その位置に応じ
て第一のリレーレンズ１８からのレーザ光束を反射ミラ
ー２２と２４のいずれか一方に向けて反射する。

【００２１】可動プリズム２０に入射したレーザ光束
は、その位置に応じて、反射ミラー２２と２４のいずれ
か一方に向けて反射される。反射ミラー２２または２４
に入射したレーザ光束は、第二のリレーレンズ２６また
は２８に向けて反射される。

【００２２】第二のリレーレンズ２６と２８は共に第一
のリレーレンズ１８と共働してリレー光学系を構成して
いる。従って、第二のリレーレンズ２６または２８に入
射したレーザ光束は、これを通過することで再び平行光
束に戻される。

【００２３】第二のリレーレンズ２６または２８により
平行光束に戻されたレーザ光束は、立ち上げミラー３０
または３２に入射し、そこで、図１の紙面に垂直な方向
に偏向され、対物レンズ３４または３６に向かう。

【００２４】対物レンズ３４または３６に入射したレー
ザ光束は、その集光作用により収束光束に変えられ、光
ディスク３８または４０の記録面に記録再生用の微小な
スポットを形成する。

【００２５】対物レンズ３４と３６はその軸方向に移動
可能であり、図示しないアクチュエータによって移動さ
れ、焦点合わせ動作いわゆるフォーカス制御を行う。

【００２６】前述したように、ガルバノミラー１６は図
１の紙面に垂直な軸の周りに回動可能であり、図示しな
い駆動機構によって回動制御され、光ディスク３８また
は４０の記録面に形成されたレーザ光束のスポットを移
動させて、トラッキング制御を行う。

【００２７】第一のリレーレンズ１８と第二のリレーレ
ンズ２６又は２８で形成される合成光学系は、好ましく
は、ガルバノミラー１６と、対物レンズ３４と３６の後
側焦点位置とがほぼ共役となる位置に配置される。これ
により、ガルバノミラー１６の回動に対して、トラッキ
ング制御にとって好ましいことに、対物レンズ３４また
は３６から光ディスク３８または４０に入射する収束光
束が光ディスク面上で平行に移動される。

【００２８】光ディスク３８または４０の記録面で反射
された戻り光は、入射時の光路を逆の辿り、図示しない
分離光学素子によって、入射光路から分離される。分離
光学素子は、例えば、偏光ビームスプリッタで構成さ
れ、ガルバノミラー１６とコリメートレンズ１４の間に
配置される。

【００２９】この分離された戻り光は、図示しないフォ
トダイオードなどの光検出器によって検出され、再生信
号やフォーカスエラー信号やトラッキングエラー信号の
検出に用いられる。

【００３０】本実施形態の光ピックアップ装置では、光
路切り替え手段として機能する可動プリズム２０および
反射ミラー２２と２４は、リレー光学系の集光点すなわ
ち第一のリレーレンズ１８によるレーザ光束の収束点の
近くに配置されている。このため、可動プリズム２０の
反射面および反射ミラー２２と２４上におけるレーザ光
束の断面積は比較的小さくなっており、これに応じて可
動プリズム２０および反射ミラー２２と２４は小さな部
品で構成されており、その結果として光路切り替え手段
は小型化されている。

【００３１】本実施形態は、光路切り替え手段が小さな
部品である可動プリズム２０で構成されるため、その駆
動部も小型に構成できるという利点を有している。

【００３２】なお、スライドする可動プリズム２０の代
わりに、第一のリレーレンズ１８の光軸に対して４５°
傾いた小型ミラーを配置し、これを９０°回転させるこ
とで光路切り替えを行ってもよい。

【００３３】また、本実施形態では、第一のリレーレン
ズ１８の収束点の直前に可動プリズム２０を配置する構
成を示したが、収束点の直後に配置する構成でもよい。

【００３４】続いて、本発明の光ピックアップ装置の第
二の実施の形態について図３を用いて説明する。

【００３５】図３に示されるように、光ピックアップ装
置は、レーザー光束を射出する光源となる半導体レーザ
１２、レーザ光束を平行光束とするためのコリメートレ
ンズ１４、トラッキング制御のためにレーザ光束を偏向
するためのガルバノミラー１６、レーザ光の平行光束を
収束光束とするための第一のリレーレンズ１８、レーザ
光の偏光方向を制御する電気光学素子である液晶セル４
２と、液晶セルからのレーザ光をその偏光方向に応じて
光路を切り替える偏光ビームスプリッタ４４、いったん
収束した後の発散光のレーザ光束を再び平行光束とする
ための第二のリレーレンズ２６と２８、レーザ光束を光
ディスクに向けて折り曲げるための立ち上げミラー３０
と３２、レーザ光束を光ディスクの記録面に集光するた
めの対物レンズ３４と３６を有している。

【００３６】半導体レーザ１２から射出されたレーザ光
束は、コリメートレンズ１４を通過することで平行光束
となり、ガルバノミラー１６で反射され、第一のリレー
レンズ１８に向かう。

【００３７】ガルバノミラー１６は図３の紙面に垂直な
軸の周りに回動可能であり、その反射面の向きに応じて
コリメートレンズ１４から入射するレーザ光束を偏向
し、第一のリレーレンズ１８に対するレーザ光束の入射
位置と入射角を変える。

【００３８】第一のリレーレンズ１８に入射したレーザ
光束は、これを通過することで収束光束となり、液晶セ
ル４２に向かう。

【００３９】液晶セル４２は、入射するレーザ光の偏光
方向を適宜９０度回転させる。例えば、液晶セル４２
は、図示しない液晶セル駆動回路によって適宜駆動さ
れ、非駆動状態では通過の際に偏光方向を９０度回転さ
せ、駆動状態では偏光方向を回転させずに通過させる。

【００４０】液晶セル４２の後段に配置された偏光ビー
ムスプリッタ４４は、例えば、ｐ偏光に対して０％、ｓ
偏光に対して１００％の反射率を持つ偏光面４６と、こ
の偏光面４６で反射された光を９０度偏向する反射面４
８を備えている。

【００４１】液晶セル４２で偏光方向が制御されたレー
ザ光は、ｐ偏光またはｓ偏光で、偏光ビームスプリッタ
４４の偏光面４６に入射する。ｓ偏光のレーザ光は、偏
光面４６で反射され、続いて反射面４８で反射されて、
第二のリレーレンズ２６に向かう。一方、ｐ偏光のレー
ザ光は、偏光面４６をそのまま透過し、第二のリレーレ
ンズ２８に向かう。

【００４２】この説明から分かるように、液晶セル４２
と偏光ビームスプリッタ４４は、光路切り替え手段を構
成しており、第一のリレーレンズ１８からのレーザ光束
を第二のリレーレンズ２６と２８のいずれか一方に導
く。

【００４３】第二のリレーレンズ２６と２８は共に第一
のリレーレンズ１８と共働してリレー光学系を構成して
いる。従って、第二のリレーレンズ２６または２８に入
射したレーザ光束は、これを通過することで再び平行光
束に戻される。

【００４４】第二のリレーレンズ２６または２８により
平行光束に戻されたレーザ光束は、立ち上げミラー３０
または３２に入射し、そこで、図３の紙面に垂直な方向
に偏向され、対物レンズ３４または３６に向かう。

【００４５】対物レンズ３４または３６に入射したレー
ザ光束は、その集光作用により収束光束に変えられ、図
２と同様に、対物レンズ３４の下または対物レンズ３６
の上に位置する光ディスクの記録面に記録再生用の微小
なスポットを形成する。

【００４６】対物レンズ３４と３６はその軸方向に移動
可能であり、図示しないアクチュエータによって移動さ
れ、焦点合わせ動作いわゆるフォーカス制御を行う。

【００４７】前述したように、ガルバノミラー１６は図
示しない駆動機構によって図３の紙面に垂直な軸の周り
に回動制御され、光ディスクの記録面に形成されたレー
ザ光束のスポットを移動させて、トラッキング制御を行
う。

【００４８】第一のリレーレンズ１８と第二のリレーレ
ンズ２６又は２８で形成される合成光学系は、好ましく
は、ガルバノミラー１６と、対物レンズ３４と３６の後
側焦点位置とがほぼ共役となる位置に配置される。これ
により、ガルバノミラー１６の回動に対して、トラッキ
ング制御にとって好ましいことに、対物レンズ３４また
は３６から光ディスクに入射する収束光束が光ディスク
面上で平行に移動される。

【００４９】光ディスクの記録面で反射された戻り光
は、入射時の光路を逆の辿り、図示しない分離光学素子
によって、入射光路から分離される。分離光学素子は、
例えば、偏光ビームスプリッタで構成され、ガルバノミ
ラー１６とコリメートレンズ１４の間に配置される。

【００５０】この分離された戻り光は、図示しないフォ
トダイオードなどの光検出器によって検出され、再生信
号やフォーカスエラー信号やトラッキングエラー信号の
検出に用いられる。

【００５１】本実施形態の光ピックアップ装置では、光
路切り替え手段を構成する液晶セル４２と偏光ビームス
プリッタ４４の偏光面４６は、リレー光学系の集光点す
なわち第一のリレーレンズ１８によるレーザ光束の収束
点の近くに配置されている。このため、液晶セル４２と
偏光ビームスプリッタ４４の偏光面４６におけるレーザ
光束の断面積は比較的小さくなっており、これに応じて
液晶セル４２と偏光ビームスプリッタ４４は比較的小さ
な部品で構成されており、その結果として光路切り替え
手段は小型化されている。

【００５２】また、本実施形態における光路切り替え手
段は、液晶セル４２と偏光面４６とで構成されており、
可動部を持たないため、信頼性が高いという利点を持
つ。

【００５３】本発明は、上述した実施の形態に限定され
るものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で行なわれ
るすべての実施を含む。

【００５４】

【発明の効果】本発明によれば、複数の対物レンズのい
ずれかひとつに選択的に光束を導くために光路を切り替
える光路切り替え手段が小型化された光ピックアップ装
置を提供する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一の実施の形態の光ピックアップ装
置の概略的に示した平面図である。

【図２】図１に示した光ピックアップ装置の側面図であ
る。

【図３】本発明の第二の実施の形態の光ピックアップ装
置の概略的に示した平面図である。

【符号の説明】

１２ 半導体レーザ １４ コリメートレンズ １６ ガルバノミラー １８ 第一のリレーレンズ ２０ 可動プリズム ２２ 反射ミラー ２４ 反射ミラー ２６ 第二のリレーレンズ ２８ 第二のリレーレンズ ３０ 立ち上げミラー ３２ 立ち上げミラー ３４ 対物レンズ ３６ 対物レンズ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 情報の記録再生のための光束を射出する
   光源と、 光束を複数の光学的情報記録面の各々に対して収束させ
   るための複数の対物レンズと、 光束を収束光に変える第一のリレーレンズと、 対物レンズと同数の第二のリレーレンズであり、第一の
   リレーレンズからの光束をいったん収束した後に再び平
   行光に変える第二のリレーレンズと、 第一のリレーレンズと第二のリレーレンズの間に位置
   し、第一のリレーレンズからの光束を複数の対物レンズ
   のいずれかひとつに選択的に導くための光路切り替えを
   行う光路切り替え手段とを有している光ピックアップ装
   置。
2. 【請求項２】 光路切り替え手段は、第一のリレーレン
   ズの軸に対して傾斜した反射面を持ち、第一のリレーレ
   ンズからの光束を複数の対物レンズのいずれかひとつに
   選択的に導くように可動する可動光学部材を有している
   請求項１に記載の光ピックアップ装置。
3. 【請求項３】 光路切り替え手段は、光束中の光の偏光
   方向を制御する電気光学素子と、電気光学素子を駆動す
   る駆動素子と、偏光方向に応じて光束を適宜反射する偏
   光面とを有している請求項１に記載の光ピックアップ装
   置。