JP2001307361A - 光ピックアップ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ２光源型の光ピックアップ装置において、単
一のビームスプリッタを用いて光学系を廉価、且、位置
決め、角度出しを容易に行い得るようにすること。 【解決手段】 光ピックアップ装置１の２波長光源２か
ら出射されるレーザ光Ｌ１、Ｌ２の戻り光Ｌｒ１、Ｌｒ
２は、単一のビームスプリッタ７によって、光軸が一致
することなく、そのまま共通受光素子１３の受光面１４
で受光される。受光面１４には、戻り光Ｌｒ１およびＬ
ｒ２それぞれのための４分割型受光面が形成されてお
り、双方の４分割型受光面を構成している受光エレメン
トの一部は双方に共通な共通受光エレメントとされてい
る。光源光軸を合わせるために用いる高価なビームスプ
リッタの個数を減らすことができるので、光学系を廉価
にでき、また、光学部品の位置決め、角度出しの作業も
容易になる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、同一光軸上に位置
していない発光点からレーザ光を出射する光源と、これ
らの光源から出射されて光記録媒体の反射面で反射され
た戻り光を共通受光素子により受光して、情報再生、エ
ラー信号等の生成を行う光ピックアップ装置に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】ＣＤやＤＶＤ等の異なる種類の光記録媒
体の再生あるいは再生・記録を行う光ピックアップ装置
としては、波長の異なるレーザ光を出射する複数光源を
備えた多光源型のものが知られており、２光源型の光ピ
ックアップ装置が一般に知られている。

【０００３】図５（ａ）にはＣＤおよびＤＶＤの再生・
記録用の２光源型の光ピックアップ装置の光学系を示し
てある。この光ピックアップ装置１００は、波長の異な
るレーザ光を出射するＣＤ用レーザ光源１０１およびＤ
ＶＤ用レーザ光源１０２を備えており、各レーザ光源１
０１、１０２に対応して２個のビームスプリッタ１０
３、１０４を備えている。各ビームスプリッタ１０３、
１０４によって、７８０ｎｍ波長のＣＤ用レーザ光Ｌ１
および６５０ｎｍ波長のＤＶＤ用レーザ光Ｌ２が同一光
軸上に導かれてコリメータレンズ１０５に向かい、当該
コリメータレンズ１０５を介して平行光束となって対物
レンズ１０６に入射し、当該対物レンズ１０６を介し
て、光スポットとして光記録媒体であるＣＤ、ＤＶＤの
記録面１０７、１０８に収束する。

【０００４】記録面１０７、１０８で反射された各レー
ザ光Ｌ１、Ｌ２の戻り光Ｌｒ１、Ｌｒ２は、再び対物レ
ンズ１０６、コリメータレンズ１０５を経由してビーム
スプリッタ１０３、１０４に戻り、一部の戻り光Ｌｒ
１、Ｌｒ２がこれらを通過して、共通受光素子１０９に
よって受光される。

【０００５】ここで、対物レンズ１０６のフォーカシン
グエラー補正は非点収差法により行われ、このために、
共通受光素子１０９の手前位置には戻り光に非点収差を
付与するためのセンサーレンズ、例えばシリンドリカル
レンズ１１０が配置されている。また、共通受光素子１
０９の受光面１２１は、図５（ｂ）に示すように、中央
部分に４分割型受光面１２２が形成され、この４分割型
受光面１２２を構成している４個の受光エレメント１３
１、１３２、１３３、１３４における対角位置にある受
光エレメント１３１と１３３の受光量と、受光エレメン
ト１３２、１３４の受光量との差に基づき、フォーカシ
ングエラー信号が生成される。

【０００６】これに対して、トラッキングエラー補正
は、ＣＤ再生・記録の場合には３ビーム法により行わ
れ、このために、ＣＤ用レーザ光源１０１の前方にはレ
ーザ光Ｌ１を３ビームに分割するための回折素子１１１
が配置されている。また、共通受光素子１０９の受光面
１２１には、４分割型受光面１２２の両側に、＋−１次
光を受光するための受光エレメント１４１、１４２が形
成され、これらの受光量の差に基づきトラッキングエラ
ー検出が行われる。ＤＶＤ再生の場合には一般に位相差
法によりトラッキングエラー検出が行われる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記のように２光源型
の光ピックアップ装置では、２個のレーザ光源１０１、
１０２から出射されたレーザ光Ｌ１、Ｌ２を、２個のビ
ームスプリッタ１０３、１０４を用いて、共通のシステ
ム光軸Ｌｏに導くようにしている。従って、レーザ光源
の数に対応する２個のビームスプリッタ１０３、１０４
が必要である。また、これらのビームスプリッタ１０
３、１０４を精度良く位置決め、および角度出しする必
要がある。

【０００８】このために、従来における多光源型の光ピ
ックアップ装置では、他の光学素子に比べて高価なビー
ムスプリッタを多く使用する必要があるので部品費が高
く、しかも、複数個のビームスプリッタを精度良く位置
決めおよび角度出しする必要があるので、光学部品の組
み付け調整が簡単にできないという問題点がある。

【０００９】本発明の課題は、これらの点に鑑みて、ビ
ームスプリッタの個数を減らして、光学部品の位置決め
および角度出しを簡単な作業により行うことのできる多
光源型の光ピックアップ装置を提案することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明は、同一光軸上に位置していない発光点か
らレーザ光を出射する第１および第２の光源と、これら
の光源から出射された第１および第２のレーザ光を光記
録媒体の記録面に収束させる対物レンズと、前記記録面
で反射された前記第１および第２のレーザ光の戻り光を
受光する共通受光素子とを有する光ピックアップ装置に
おいて、前記共通受光素子は、前記第１のレーザ光の戻
り光を受光する第１の受光面と、前記第２のレーザ光の
戻り光を受光する第２の受光面とを備えていることを特
徴としている。

【００１１】本発明によれば、発光点が異なる位置にあ
る第１および第２の光源からのレーザ光をそのまま共通
受光素子に導き、当該共通受光素子上に形成された異な
る受光面で各レーザ光の戻り光が受光される。よって、
光源に対応する個数のビームスプリッタを用いて、各レ
ーザ光の光軸を合わせる必要がない。よって、ビームス
プリッタの個数を減らすことができるので、光学系の部
品費を低減でき、また、光学部品の位置決め、角度出し
の作業が簡単になる。

【００１２】次に、本発明は、同一光軸上に位置してい
ない発光点からレーザ光を出射する第１および第２の光
源と、これらの光源から出射された第１および第２のレ
ーザ光を３ビームに分割する回折素子と、回折素子を介
して３ビームとされた各レーザ光を光記録媒体の記録面
に収束させる対物レンズと、前記記録面で反射された前
記第１および第２のレーザ光の戻り光を受光する共通受
光素子とを有する光ピックアップ装置において、前記共
通受光素子は、前記第１のレーザ光の３ビームにおける
０次光の戻り光を受光する第１の４分割型受光面と、前
記第２のレーザ光の３ビームにおける０次光の戻り光を
受光する第２の４分割型受光面と、前記第１および第２
のレーザ光の各３ビームにおける＋−１次光を受光する
２つの受光エレメントとを備えており、前記第１の４分
割型受光面を構成している４つの受光エレメント、およ
び前記第２の４分割型受光面を構成している４つの受光
エレメントは、これらのうち少なくとも１つの受光エレ
メントが前記第１および第２の４分割型受光面間で共通
な共通受光エレメントであることを特徴としている。

【００１３】この構成の光ピックアップ装置によって
も、発光点が異なる位置にある第１および第２の光源か
らのレーザ光をそのまま共通受光素子に導き、当該共通
受光素子上に形成された異なる受光面で各レーザ光の戻
り光が受光される。よって、光源に対応する個数のビー
ムスプリッタを用いて、各レーザ光の光軸を合わせる必
要がない。よって、ビームスプリッタの個数を減らすこ
とができるので、光学系の部品費を低減でき、また、光
学部品の位置決め、角度出しの作業が簡単になる。

【００１４】また、本発明では、前記第１および第２の
４分割型受光面間で少なくとも１個の共通受光エレメン
トを備えている。さらに、前記第１の４分割型受光面の
各受光エレメントの受光量に基づき前記第１のレーザ光
のフォーカシングエラー信号を非点収差法により生成
し、前記第２の４分割受光面の各受光エレメントの受光
量に基づき前記第２のレーザ光のフォーカシングエラー
信号を非点収差法により生成する信号処理回路を有して
おり、当該信号処理回路は、いずれの４分割型受光面の
出力信号を用いてフォーカシングエラー信号を演算する
のかを切り換える切り換え回路を備えている。

【００１５】前記切り換え回路による切り換えは、前記
第１および第２の４分割型受光面のいずれか一方の４つ
の受光エレメントにおける前記共通受光エレメント以外
の受光エレメントの受光量に基づき行うことができる。

【００１６】このような切り換え回路を付設することに
より、フォーカシングエラー信号を演算するための演算
回路は従来と同様なものをそのまま使用できる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下に、図面を参照して、本発明
を適用した光ピックアップ装置の実施例を説明する。

【００１８】図１は、本発明による２光源型の光ピック
アップ装置の光学系を示す概略構成図である。この図に
示すように、本例の光ピックアップ装置１は、ＣＤ用の
７８０ｎｍ波長のレーザ光Ｌ１およびＤＶＤ用の６５０
ｎｍ波長のレーザ光Ｌ２を出射する２波長レーザ光源２
を備えている。本例の２波長レーザ光源２は、レーザ光
Ｌ１を出射する半導体レーザチップ３およびレーザ光Ｌ
２を出射する半導体レーザチップ４が共通パッケージ５
内において共通基板上にマウントされた、いわゆるハイ
ブリット型のものである。

【００１９】これらのレーザ光Ｌ１、Ｌ２は、３ビーム
生成用の回折素子６を介して０次光および＋−１次光に
分割された後に、平板状ビームスプリッタ７に至り、そ
の表面に形成されている半透明膜によって反射されたレ
ーザ光Ｌ１、Ｌ２の光成分がコリメータレンズ８を介し
て平行光束とされた後に対物レンズ９に至り、ここを介
して、ＣＤおよびＤＶＤの記録面１１、１２に光スポッ
トとして収束する。

【００２０】記録面１１、１２で反射された戻り光Ｌｒ
１、Ｌｒ２は、対物レンズ９、コリメータレンズ８を介
してビームスプリッタ７に戻り、ここを透過した戻り光
Ｌｒ１、Ｌｒ２の光成分が共通受光素子１３の受光面１
４に導かれる。

【００２１】本例では、斜めに配置されている平板状ビ
ームスプリッタ７を通過する際に戻り光Ｌｒ１、Ｌｒ２
に発生する非点収差に基づき、フォーカシングエラー検
出が行われる。トラッキングエラー検出は、ＣＤの場合
には３ビーム法が採用され、ＤＶＤの場合には位相差法
が採用される。これらの方法により、信号処理回路１５
ではフォーカシングエラー検出およびトラッキングエラ
ー検出を行い、当該信号処理回路１５が含まれている制
御装置１６は、検出されたエラー信号に基づき、対物レ
ンズ駆動機構１７を駆動して、対物レンズ９のフォーカ
シングレラー補正およびトラッキングエラー補正を行わ
せる。

【００２２】ここで、本例の光学系では、発光点が同一
光軸上に位置していない２つの半導体レーザチップ３、
４からのレーザ光Ｌ１、Ｌ２と、これらの戻り光Ｌｒ
１、Ｌｒ２を単一のビームスプリッタ７を用いて分離し
ているのみであり、双方の光軸を一致させていない。こ
のために、共通受光素子１３の受光面１４上における戻
り光りＬｒ１、Ｌｒ２の結像位置にはずれが発生する。
そこで、本例の共通受光素子受光面１４には、双方の戻
り光を受光できるように、図２（ａ）に示すような８分
割型の受光面が形成されている。

【００２３】図２（ａ）を参照して詳しく説明すると、
受光面１４の中心には、６分割受光面２０が形成されて
おり、この６分割受光面２０は、長方形受光面を、２個
の半導体レーザチップ３、４の発光点が並ぶ方向に対応
する方向に２分割すると共に、これに直交する方向に３
分割することにより形成された６個の受光エレメントＡ
ないしＦから構成されている。

【００２４】これらの受光エレメントのうち、４個の受
光エレメントＣないしＦが、戻り光Ｌｒ１の０次光を受
光するための４分割型受光面を構成しており、４個の受
光エレメントＡないしＤが戻り光Ｌｒ２の０次光を受光
するための４分割型受光面を構成しており、各４個の受
光エレメントによる受光量に基づき、非点収差法によっ
て、フォーカシングエラー信号が生成される。このよう
に、本例では、中央に位置している２個の受光エレメン
トＣ、Ｄが双方の共通受光エレメントとして利用されて
いる。

【００２５】さらに、共通受光素子１３の受光面１４に
は、上記構成の６分割受光面２０の両側に、受光エレメ
ントＧ、Ｈが配置されている。これらの受光エレメント
Ｇ、Ｈは、双方の戻り光Ｌｒ１、Ｌｒ２の＋−１次光の
結像位置を包含する大きさとされている。これらの受光
エレメントＧ、Ｈの受光量に基づき、トラッキングエラ
ー信号が生成される。

【００２６】ここで、このような共通受光素子１３の受
光面１４に形成されている各受光エレメントＡないしＨ
における受光量に基づくフォーカシングエラー信号の演
算においては、共通受光エレメントＣおよびＤの検出信
号の極性を反転させる必要がある。

【００２７】すなわち、４分割型受光面を構成している
４個の受光エレメントＡないしＤを使用したＤＶＤ用の
フォーカスエラー検出においては、図２（ｂ）に示すよ
うに、合焦位置では各受光エレメントＡないしＤに等し
くかかる状態で円形スポット４１が形成され、前焦点状
態では受光エレメントＢ、Ｃに主としてかかる長円形の
スポット４２が形成され、後焦点状態では受光エレメン
トＡ、Ｄに主としてかかる長円形のスポット４３が形成
される。

【００２８】この場合には、信号処理回路１５では次の
演算式に基づき、エラー信号を演算する（演算式におけ
るＡないしＤは対応する受光エレンメントでの受光量を
示す）。

【００２９】 フォーカスエラー信号＝（Ａ＋Ｄ）−（Ｂ＋Ｃ） これに対して、ＣＤ用のフォーカスエラー検出において
は、図２（ａ）に示すように、合焦位置では各受光エレ
メントＣないしＦに等しくかかる状態で円形スポット５
１が形成され、前焦点状態では受光エレメントＤ、Ｅに
主としてかかる長円形のスポット５２が形成され、後焦
点状態では受光エレメントＣ、Ｆに主としてかかる長円
形のスポット４３が形成される。

【００３０】この場合には、信号処理回路１５では次の
演算式に基づき、エラー信号を演算する（演算式におけ
るＣないしＦは対応する受光エレメントでの受光量を示
す）。

【００３１】 フォーカスエラー信号＝（Ｃ＋Ｆ）−（Ｄ＋Ｅ） 従って、共通受光エレメントＣ、Ｆから得られる信号の
符号を反転させれば、ＣＤおよびＤＶＤの双方のフォー
カシングエラー検出を同一の演算回路を用いて行うこと
ができる。

【００３２】図３には、この目的のために、信号処理回
路１５に配置した切り換え回路の部分を取出して示す概
略ブロック図である。この図に示すように、切り換え回
路は比較器ＣＯＭと、２個の切り換えスイッチＳＷ１、
ＳＷ２を備えている。受光エレメントＡ、Ｂから受光に
よる光電変換信号が出力される場合は、図２（ｂ）に示
すようにＤＶＤ用のレーザ光Ｌ２の点灯時である。従っ
て、これら受光エレメントＡ、Ｂから出力が得られてい
るか否かを比較器ＣＯＭにおいて判別し、出力が出てい
る場合には、ＤＶＤ再生時であると判断して、切り換え
スイッチＳＷ１、ＳＷ２を図に示す接点側に切り変え
る。この結果、信号（Ａ＋Ｄ）および信号（Ｂ＋Ｃ）が
得られ、これらに基づきフォーカシングエラー検出を行
うことができる。ＣＤ再生時には、接点が逆に切り換え
られるので、信号（Ｄ＋Ｅ）および信号（Ｃ＋Ｆ）が得
られ、これらに基づきフォーカシングエラー検出を行う
ことができる。勿論、受光エレメントＥ、Ｆの受光の有
無に基づき、切り換え制御を行うこともできる。

【００３３】（その他の実施の形態）なお、受光エレメ
ントの配列としては、図４に示すように、９個の受光エ
レメントＡないしＩから構成してもよい。この場合に
は、中央に位置している２組の４分割型受光面６１、６
２を構成している受光エレメントＡないしＧのうち１個
の（図において斜線で表示する）受光エレメントＤを共
通受光エレメントとして用いればよい。

【００３４】また、上記の例では、ハイブリット型の２
波長光源を用いた場合を説明したが、活性層に波長の異
なるレーザ光を出射する２個の発光点を同一の半導体製
造工程により形成した、いわゆるモノリシック型のもの
を使用することもできる。

【００３５】さらに、上記の例は、２光源型の光ピック
アップ装置に関するものであるが、３光源以上の多光源
型の光ピックアップ装置に対しても本発明を適用可能で
ある。

【００３６】これに加えて、上記の例では共通受光エレ
メントを配置しているが、共通受光エレメントを省略し
た場合においても、光学部品点数の削減、光学部品の位
置決め作業が容易になるなどの利点が得られる。

【００３７】なお、フォーカシングエラー信号、トラッ
キングエラー信号の生成方法は、上記の例に限定される
ものではない。例えば、非点収差法の代わりにビームサ
イズ法を採用できることは勿論である。

【００３８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の光ピック
アップ装置では、同一光軸上に無い発光点から出射され
て光記録媒体で反射された後の戻り光を、共通受光素子
の受光面に形成されたそれぞれの戻り光りに専用の２つ
の受光面、例えば、４分割型受光面で受光するようにし
ている。また、好適な実施の形態では、２つの４分割型
受光面を構成している受光エレメントの一部を共用して
いる。

【００３９】従って、本発明によれば、光源の数に対応
した個数のビームスプリッタを配置する必要がなく単一
のビームスプリッタを配置すればよい。従って、部品費
用を低減でき、また、光学部品の位置決め、角度出しの
作業が簡単になる。

【００４０】また、共通受光素子に形成されている受光
エレメントは、各レーザ光に共通の受光エレメントを備
えているので、受光面をコンパクトにできる。これに加
えて、本発明では、信号処理回路に切り換え回路を備
え、この切り換え動作によって、フォーカシングエラー
信号を演算する演算回路では、共通受光エレメントの出
力信号の極性が反転された状態で供給されることにな
る。よって、一般に使用されている演算回路をそのまま
用いることができ、信号処理回路の複雑化等を招くこと
なく、各レーザ光の戻り光の受光量に基づき、フォーカ
シングエラー検出を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用した２光源型の光ピックアップ装
置の光学系を示す概略構成図である。

【図２】図１の共通受光素子の受光面に形成された受光
エレメントの配列を示す説明図である。

【図３】図１の光ピックアップ装置における信号処理回
路の一部を示すブロック図である。

【図４】図１の共通受光素子の受光面に形成されている
受光エレメントの配列例を示す説明図である。

【図５】従来の２光源型の光ピックアップ装置の光学系
を示す概略構成図である。

【符号の説明】

１ 光ピックアップ装置 ２ ２波長光源 ３、４ 半導体レーザチップ ６ 回折素子 ７ ビームスプリッタ ８ コリメータレンズ ９ 対物レンズ １１、１２ 記録面 １３ 共通受光素子 １４ 受光面 １５ 制御装置 １６ 信号処理回路 １７ 対物レンズ駆動機構 ２０ 受光面 ＡないしＩ 受光エレメント Ｃ、Ｄ 共通受光エレメント ＣＯＭ 比較器 ＳＷ１、ＳＷ２ 切り換えスイッチ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｓ 5/022 Ｈ０１Ｌ 31/02 Ｄ Ｆターム(参考） 5D118 AA03 AA06 AA26 BA01 BB02 CC12 CD02 CD03 CF02 CF08 DA05 5D119 AA04 AA41 BA01 EC45 EC47 FA08 JA11 JA16 JA17 KA02 KA20 5F073 AB06 AB21 AB25 AB27 BA05 5F088 DA17 JA12 JA20 KA08 KA10 5F089 BA04 BB03 BC08 BC23 BC24 BC25 BC29 GA01 GA03

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 同一光軸上に位置していない発光点から
   レーザ光を出射する第１および第２の光源と、これらの
   光源から出射された第１および第２のレーザ光を光記録
   媒体の記録面に収束させる対物レンズと、前記記録面で
   反射された前記第１および第２のレーザ光の戻り光を受
   光する共通受光素子とを有する光ピックアップ装置にお
   いて、 前記共通受光素子は、前記第１のレーザ光の戻り光を受
   光する第１の受光面と、前記第２のレーザ光の戻り光を
   受光する第２の受光面とを備えていることを特徴とする
   光ピックアップ装置。
2. 【請求項２】 同一光軸上に位置していない発光点から
   レーザ光を出射する第１および第２の光源と、これらの
   光源から出射された第１および第２のレーザ光を３ビー
   ムに分割する回折素子と、回折素子を介して３ビームと
   された各レーザ光を光記録媒体の記録面に収束させる対
   物レンズと、前記記録面で反射された前記第１および第
   ２のレーザ光の戻り光を受光する共通受光素子とを有す
   る光ピックアップ装置において、 前記共通受光素子は、前記第１のレーザ光の３ビームに
   おける０次光の戻り光を受光する第１の４分割型受光面
   と、前記第２のレーザ光の３ビームにおける０次光の戻
   り光を受光する第２の４分割型受光面と、前記第１およ
   び第２のレーザ光の各３ビームにおける＋−１次光を受
   光する２つの受光エレメントとを備えており、 前記第１の４分割型受光面を構成している４つの受光エ
   レメント、および前記第２の４分割型受光面を構成して
   いる４つの受光エレメントは、これらのうち少なくとも
   １つの受光エレメントが前記第１および第２の４分割型
   受光面間で共通な共通受光エレメントであることを特徴
   とする光ピックアップ装置。
3. 【請求項３】 請求項２において、 前記第１および第２の４分割型受光面間で２個の前記共
   通受光エレメントを備えていることを特徴とする光ピッ
   クアップ装置。
4. 【請求項４】 請求項３において、 前記第１の４分割型受光面の各受光エレメントの受光量
   に基づき前記第１のレーザ光のフォーカシングエラー信
   号を非点収差法により生成し、前記第２の４分割型受光
   面の各受光エレメントの受光量に基づき前記第２のレー
   ザ光のフォーカシングエラー信号を非点収差法により生
   成する信号処理回路を有しており、 当該信号処理回路は、前記第１および第２の４分割型受
   光面のいずれに基づきフォーカシングエラー信号を生成
   するのかを切り換える換え回路を備えていることを特徴
   とする光ピックアップ装置。
5. 【請求項５】 請求項４において、 前記極性切り換え回路は、前記第１および第２の４分割
   受光面のいずれか一方の４つの受光エレメントにおける
   前記共通受光エレメント以外の受光エレメントの受光量
   に基づき、切り換えを行うことを特徴とする光ピックア
   ップ装置。