JP2002063731A - 光学ピックアップ及びディスク装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 部品点数を低減することにより、コストを低
減し、耐環境性が高く、製造における環境負荷が少ない
光学ピックアップ、及びこの光学ピックアップを備えた
安価なディスク装置を提供する。 【解決手段】 光源ＬＤと、対物レンズと、受光素子Ｐ
Ｄと、ビームスプリッタ２とを有し、光源ＬＤからの出
射光がビームスプリッタ２を介して対物レンズ５により
記録媒体１１に収束照射され、記録媒体１１からの戻り
光がビームスプリッタ２により出射光と分離されて受光
素子ＰＤにより受光検出されるものであって、一の主面
１Ａに出射光を分割する回折格子が形成され、かつ他の
主面１Ｂにトーリック面が形成された光学素子１が、光
源ＬＤとビームスプリッタ２との間に配置された光学ピ
ックアップ１０を構成する。また、この光学ピックアッ
プ１０を備えてディスク装置を構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えばミニディス
ク（ＭＤ）等の光磁気ディスクやその他の光ディスク用
に好適な光学ピックアップ、及びこの光学ピックアップ
を備えたディスク装置に係わる。

【０００２】

【従来の技術】従来のディスクリートタイプの光磁気デ
ィスク（ＭＯ）用の光学ピックアップにおいては、プリ
ズムタイプのビームスプリッタを使用しており、さらに
適切な非点収差量を発生させるために、非点収差補正板
を使用している。

【０００３】図３に、この従来の光磁気ディスク用の光
学ピックアップの光学系の概略構成図を示す。この光学
ピックアップ５０は、レーザダイオードＬＤ、非点収差
補正板４１、グレーティング（回折格子）４２、プリズ
ムタイプのビームスプリッタ４３、ウォラストンプリズ
ム４４、マルチレンズ４５、フォトダイオードＰＤ、コ
リメーターレンズ４６、対物レンズ４７を備えて成る。

【０００４】レーザダイオードＬＤからのレーザ光は、
ビームスプリッタ４３を透過して、対物レンズ４７で収
束されて対象の光磁気ディスク５１に照射され、この光
磁気ディスク５１で反射された戻り光がビームスプリッ
タ４３で反射されてフォトダイオードＰＤにて受光検出
される。

【０００５】非点収差補正板４１は、光軸に対して傾け
た斜めガラス板から成り、レーザダイオードＬＤから出
射された光に対して、適切量の非点収差を発生させるも
のである。グレーティング（回折格子）４２は、トラッ
キングサーボのために０次光及び±１次光の３つのビー
ムに分割する位相調整を行うものである。ウォラストン
プリズム４４は、偏光成分を有する光磁気信号を検出す
るために設けられているものである。マルチレンズ４５
は、フォーカスサーボのために非点収差を発生させるも
のである。コリメーターレンズ４６は、対物レンズ４７
に入射する光が平行光となるように補正するものであ
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】図３に示した光学ピッ
クアップ５０では、ガラス部品として非点収差補正板４
１、グレーティング４２、ビームスプリッタ４３、マル
チレンズ４５、図示しない立ち上げミラーを有する。そ
して、ビームスプリッタ４３がプリズムタイプであるた
めに２枚のプリズムを貼り合わせて構成されている。従
って、合計６点のガラス部品を有している。

【０００７】また、ビームスプリッタ４３の他に、ウォ
ラストンプリズム４４も２つの（例えばニオブ酸リチウ
ム結晶製の）プリズムを貼り合わせて形成され、さらに
ウォラストンプリズム４４とビームスプリッタ４３が接
着されるため、接着剤が多用される。

【０００８】このように、従来の光学ピックアップで
は、ガラスレンズの多用等による部品点数の大幅な増加
によるコストアップ、部品点数の増加による環境試験下
での品質維持の問題、接着剤を多用することにより環境
負荷が高くなっているという問題がある。

【０００９】そして、特にグレーティング（回折格子）
は、図３の場合のように位相調整のみ、あるいは位相調
整と非点補正の最大２つの機能しか割り当てられていな
いため、コストダウンに対して限界がある。

【００１０】上述した問題の解決のために、本発明にお
いては、部品点数を低減することにより、コストを低減
し、耐環境性が高く、製造における環境負荷が少ない光
学ピックアップ、及びこの光学ピックアップを備えた安
価なディスク装置を提供するものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の光学ピックアッ
プは、光源と、対物レンズと、受光素子と、ビームスプ
リッタとを有し、光源からの出射光がビームスプリッタ
を介して対物レンズにより記録媒体に収束照射され、記
録媒体からの戻り光がビームスプリッタにより出射光と
分離されて受光素子により受光検出されるものであっ
て、一の主面に出射光を分割する回折格子が形成され、
かつ他の主面にトーリック面が形成された光学素子が、
光源とビームスプリッタとの間に配置されたものであ
る。

【００１２】本発明のディスク装置は、光源と、対物レ
ンズと、受光素子と、ビームスプリッタとを有し、光源
からの出射光がビームスプリッタを介して対物レンズに
よりディスク状記録媒体に収束照射され、ディスク状記
録媒体からの戻り光がビームスプリッタにより出射光と
分離されて受光素子により受光検出される構成であっ
て、一の主面に出射光を分割する回折格子が形成され、
他の主面にトーリック面が形成された光学素子が光源と
ビームスプリッタとの間に配置された光学ピックアップ
と、少なくとも対物レンズをディスク状記録媒体の半径
方向に駆動する手段とを有するものである。

【００１３】上述の本発明の光学ピックアップの構成に
よれば、一の主面に出射光を分割する回折格子が形成さ
れ、かつ他の主面にトーリック面が形成された光学素子
が、光源とビームスプリッタとの間に配置されたことに
より、回折格子において出射光を例えば３分割してトラ
ッキングサーボに用いることができ、トーリック面でビ
ームスプリッタで生じる非点収差を補正する機能と出射
光の倍率変換を行う機能を有し、１つの光学素子でこれ
らの機能を共に実現することができる。これにより、各
機能を複数の部品に分担させる必要がなく、部品点数を
低減することができる。

【００１４】上述の本発明のディスク装置の構成によれ
ば、上述の本発明の光学ピックアップを備えたことによ
り、光学ピックアップの部品点数が少なく、光学ピック
アップの軽量化や小型化が可能であることから、ディス
ク装置の軽量化や小型化を可能にする。

【００１５】

【発明の実施の形態】本発明は、光源と、対物レンズ
と、受光素子と、ビームスプリッタとを有し、光源から
の出射光がビームスプリッタを介して対物レンズにより
記録媒体に収束照射され、記録媒体からの戻り光がビー
ムスプリッタにより出射光と分離されて受光素子により
受光検出される光学ピックアップであって、一の主面に
出射光を分割する回折格子が形成され、かつ他の主面に
トーリック面が形成された光学素子が、光源とビームス
プリッタとの間に配置された光学ピックアップである。

【００１６】本発明は、光源と、対物レンズと、受光素
子と、ビームスプリッタとを有し、光源からの出射光が
ビームスプリッタを介して対物レンズによりディスク状
記録媒体に収束照射され、ディスク状記録媒体からの戻
り光がビームスプリッタにより出射光と分離されて受光
素子により受光検出される構成であって、一の主面に出
射光を分割する回折格子が形成され、他の主面にトーリ
ック面が形成された光学素子が光源とビームスプリッタ
との間に配置された光学ピックアップと少なくとも対物
レンズをディスク状記録媒体の半径方向に駆動する手段
とを有するディスク装置である。

【００１７】本発明の一実施の形態の光学ピックアップ
の光学系の概略構成図を図１に示す。この光学ピックア
ップ１０は、光源としてレーザダイオードＬＤ、マルチ
グレーティング素子１、平行平面板型のビームスプリッ
タ２、ウォラストンプリズム３、シリンダーレンズ４、
受光素子としてフォトダイオードＰＤ、対物レンズ５と
を備えて成る。そして、例えば光磁気ディスク１１を対
象の記録媒体とするものである。

【００１８】ビームスプリッタ２は、１枚の平行平面板
により形成されている。ウォラストンプリズム３は、図
３の従来の光学ピックアップ５０のウォラストンプリズ
ム４４とほぼ同様の構成であるが、ビームスプリッタ２
とは貼り合わせず別に設けられている。シリンダーレン
ズ４は、平凹状即ちビームスプリッタ２側が円筒凹面、
フォトダイオードＰＤ側が平面となっている。

【００１９】この光学ピックアップ１０の構成におい
て、レーザダイオードＬＤから出射されたレーザ光Ｌ
は、ビームスプリッタ２を透過して、対物レンズ５で収
束されて光磁気ディスク１１に照射され、この光磁気デ
ィスク１１で反射された戻り光がビームスプリッタ２で
反射してフォトダイオードＰＤにて受光検出される。

【００２０】尚、実際の光学ピックアップにおいては、
光学ピックアップの薄型化と短小化を目的として、これ
らビームスプリッタ２及び対物レンズ５の間に、図示し
ないミラー（いわゆる立ち上げミラー等）を１つ以上設
けて、光路を曲げるようにしている。

【００２１】本実施の形態の光学ピックアップ１０で
は、特にレーザダイオードＬＤとビームスプリッタ２と
の間に配置された、マルチグレーティング素子１に特徴
を有する。このマルチグレーティング素子１は、レーザ
ダイオードＬＤ側の面はグレーティング（回折格子）が
形成されたグレーティング面１Ａであり、ビームスプリ
ッタ２側の面はトーリック面（異方性曲率面）１Ｂとな
っている。

【００２２】グレーティング面１Ａは、レーザを０次光
及び±１次光に３分割する機能を有し、これにより光磁
気ディスク１１に対して、いわゆる３スポット法を用い
たトラッキングサーボを行うことができる。

【００２３】トーリック面（異方性曲率面）１Ｂは、曲
面の曲率が方向によって異なる異方性を有している。即
ち図１中紙面に垂直な方向の曲率と上下方向の曲率が異
なっている。そして、このトーリック面１Ｂは、ビーム
スプリッタ２において発生する非点収差を適切量残すよ
うに、逆方向に非点収差を発生すると共に、レーザダイ
オードＬＤのレーザ光の利用率を向上する目的で倍率変
換の役割を担う。

【００２４】即ちトーリック面１Ｂにより、後にビーム
スプリッタ２により発生する非点収差を逆補正する機能
を有する。これにより、ビームスプリッタ２を通過した
光が、適切な非点収差を有するようになる。

【００２５】また、トーリック面１Ｂは、曲面であるた
めにレンズ作用を有しており、レーザ光の発散角が入射
前より緩くなる。これにより、レーザ光がビームスプリ
ッタ２に入射する角度を浅くすることができる。このト
ーリック面１Ｂのレンズ作用により、従来のマルチレン
ズ４５等のカップリングレンズのように倍率変換を行う
ことができ、これによりレーザ光の利用率の向上を図る
ことができる。

【００２６】このマルチグレーティング素子１の材料
は、光学特性の観点ではガラスでも樹脂（プラスチッ
ク）でも構わない。

【００２７】また、マルチグレーティング素子１は、従
来のグレーティング４２と同様に、光軸を中心にして回
転させることが可能に構成される。このグレーティング
面１Ａの回転により、レーザ光の位相調整を行うことが
できる。

【００２８】さらに、図１の光学ピックアップ１０のマ
ルチグレーティング素子１の概略構成図を図２（図２Ａ
〜図２Ｅ）に示す。図２Ａ及び図２Ｅは側面図を示し、
図２Ｂはトーリック面１Ｂ側の平面図を示し、図２Ｃ及
び図２Ｆは断面図を示し、図２Ｄはグレーティング面１
Ａ側の断面図を示す。

【００２９】また、図２の各図において、光磁気ディス
ク１１のタンジェンシャル方向（接線方向）Ｔ及びラジ
アル方向（半径方向）Ｒに対応する方向を、それぞれＴ
及びＲで示している。

【００３０】マルチグレーティング素子１は、グレーテ
ィング面１Ａ及びトーリック面１Ｂが形成された透明な
素子が、ホルダ１Ｃに収納されて構成されている。ホル
ダ１Ｃには、例えば所定の段差や切り欠きを有し、これ
により、マルチグレーティング素子１を固定したり、光
軸を中心として回転させたりすることが可能になってい
る。尚、ホルダ１Ｃも素子と同じ透明材を用いることが
可能である。

【００３１】図２Ｄに示すように、グレーティング面１
Ａの回折格子の方向は、光磁気ディスク１１のタンジェ
ンシャル方向Ｔと所定の角度θ（例えば１．４゜）をな
すように配置されている。これにより、グレーティング
面１Ａにより３分割された３つのビームが、光磁気ディ
スク１１の記録トラックを跨ぐように集光スポットが形
成されて、３ビーム法によるトラッキングサーボが行わ
れる。

【００３２】トーリック面１Ｂの曲率は、前述したよう
に方向によって異なるため、図２Ｃにおける曲率半径Ｒ
１と図２Ｆにおける曲率半径Ｒ２とは異なっている。そ
して、具体的な数値としては、図２Ｃに示す光磁気ディ
スク１１のタンジェンシャル方向（接線方向）Ｔに動か
した場合の曲率半径Ｒ１を例えば５．８９５ｍｍ、図２
Ｆに示す光磁気ディスク１１のラジアル方向（半径方
向）Ｒに動かした場合の曲率半径Ｒ２を例えば５．７７
０ｍｍとする。この場合はＲ１＞Ｒ２であるが、Ｒ１＜
Ｒ２である構成を採ることも可能である。

【００３３】尚、マルチグレーティング素子１の回転に
伴い、トーリック面１Ｂの最大曲率の方向も動くが、回
転角を例えば２゜以内に制限することにより、フォトダ
イオードＰＤにおける信号検出には影響しないようにす
ることができる。

【００３４】本実施の形態では、トーリック面１Ｂを有
するマルチグレーティング素子１が、ビームスプリッタ
２より手前に配置されていることにより、レーザ光が光
磁気ディスク１１に到達する前に倍率変換を行うことが
できる。このため、光磁気ディスク１１からの戻り光を
倍率変換する必要がなく、従来のマルチレンズ４５より
簡単な構成のシリンダーレンズ４を配置するだけで済
む。

【００３５】また、図３の従来の光学ピックアップ５０
では、レーザ光の光軸方向の調整（Ｚアジャスタ）はマ
ルチレンズ４５で図中矢印Ｚで示すように行っていた。
これに対して、本実施の形態の光学ピックアップ１０で
はフォトダイオードＰＤで同様に調整することができる
ため、従来と比較してレンズ等光学系の構成を簡略化す
ることができる。

【００３６】その一方で、コリメータレンズが不要とな
るため、合計の部品点数は従来の光学ピックアップ５０
より３点少なくなっており、部品点数を大幅に削減でき
ることがわかる。

【００３７】そして、本実施の形態の光学ピックアップ
５０を備えてディスク装置、例えばディスクドライブ装
置や、パーソナルコンピュータ等コンピュータ装置に付
属したディスクドライブ装置、デジタルスチルカメラや
デジタルビデオカメラ等の電子機器に付属したディスク
ドライブ装置等を構成することができる。このように本
実施の形態の光学ピックアップ５０を備えたディスク装
置は、光学ピックアップ５０の部品点数が低減されてい
ることにより、より少ないコストで製造することができ
る利点を有している。

【００３８】上述の本実施の形態によれば、１つのマル
チグレーティング素子１でグレーティング（回折格子）
の機能、位相調整機能、非点収差補正機能、並びに倍率
変換機能を併せ持つことができるため、従来の光学ピッ
クアップ５０と比較して、大幅に部品点数を削減するこ
とができる。

【００３９】このように、部品点数を削減することがで
き、かつ多くの部品をプラスチックにより形成すること
が可能になるため、材料費や加工費を低減して、製造コ
ストを低減することができる。また、これにより、光学
ピックアップ５０やディスク装置の小型化や軽量化を図
ることができる。

【００４０】また、部品点数を削減でき、しかも部品の
接着箇所が少なくなるため、品質を向上させることがで
き、耐環境性をより向上させることができる。即ち従来
は、例えば非点補正板４１及びグレーティング４２がホ
ルダーにアッセンブリされていたため接着点数が多くな
っていたが、本実施の形態ではそれらの接着が不要とな
る。さらに、接着剤の使用量を少なくすることができる
ため、製造における環境負荷を低減することができる。

【００４１】尚、上述の実施の形態では、マルチグレー
ティング素子１のグレーティング面１Ａをレーザダイオ
ードＬＤ側に配置しているが、逆にトーリック面１Ｂを
レーザダイオードＬＤ側に配置するようにしてもよい。

【００４２】上述の実施の形態では、光磁気ディスク用
の光学ピックアップに本発明を適用したが、その他の記
録媒体、例えばコンパクトディスク（ＣＤ）やＣＤ−Ｒ
等の光ディスクを対象とした光学ピックアップにおいて
も、同様に本発明を適用することができる。そして、同
様に光学ピックアップを備えて、ディスク状記録媒体に
情報の記録または再生を行うディスク装置を構成するこ
とができる。

【００４３】具体的には、光ディスクのトラッキングサ
ーボのために、グレーティング（回折格子）を設けてレ
ーザ光を３分割する構成の光学ピックアップであれば、
同様に本発明を適用してマルチグレーティング素子を設
けることにより、光学ピックアップの部品点数を低減す
ることができる。

【００４４】即ち、例えば図１の光学ピックアップ１０
から偏光検出用のウォラストンプリズム３を除いた構成
の光学ピックアップを、コンパクトディスク（ＣＤ）や
ＣＤ−Ｒ等の光ディスクを対象とした光学ピックアップ
に用いることができ、これにより光学ピックアップの部
品点数を低減することができる。

【００４５】本発明は、上述の実施の形態に限定される
ものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲でその他
様々な構成が取り得る。

【００４６】

【発明の効果】上述の本発明によれば、光学ピックアッ
プの部品点数を削減することができ、かつ多くの部品を
プラスチックにより形成することが可能になるため、材
料費や加工費を低減して、製造コストを低減することが
できる。従って、光学ピックアップやディスク装置の小
型化や軽量化を図ることができる。そして、例えば光学
ピックアップ全体をディスク状記録媒体のトラッキング
方向に可動させる場合には、光学ピックアップの軽量化
により送りの負担が軽減される。これにより、例えば送
りモータを小型化して消費電力を低減することができる
ので、電源部を小型化して装置の軽量化・小型化を図る
ことや、同じバッテリーで装置をより長時間使用するこ
とが可能になる。

【００４７】また、部品点数を削減することができるた
め、部品の接着箇所を少なくすることができる。これに
より、品質を向上させ、耐環境性を向上させることがで
きると共に、接着剤の使用量を少なくして製造における
環境負荷を低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の光学ピックアップの光学系の概略構成
図である。

【図２】Ａ〜Ｆ 図１の光学ピックアップのマルチグレ
ーティング素子の概略構成図である。

【図３】従来の光学ピックアップの光学系の概略構成図
である。

【符号の説明】

１ マルチグレーティング素子、１Ａ グレーティング
面、１Ｂ トーリック面、２ ビームスプリッタ、３
ウォラストンプリズム、４ シリンダーレンズ、５ 対
物レンズ、１０ 光学ピックアップ、ＬＤ レーザダイ
オード、ＰＤ フォトダイオード

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光源と、対物レンズと、受光素子と、ビ
   ームスプリッタとを有し、 上記光源からの出射光が上記ビームスプリッタを介して
   上記対物レンズにより記録媒体に収束照射され、該記録
   媒体からの戻り光が上記ビームスプリッタにより上記出
   射光と分離されて上記受光素子により受光検出される光
   学ピックアップであって、 一の主面に上記出射光を分割する回折格子が形成され、
   かつ他の主面にトーリック面が形成された光学素子が、
   上記光源と上記ビームスプリッタとの間に配置されたこ
   とを特徴とする光学ピックアップ。
2. 【請求項２】 光源と、対物レンズと、受光素子と、ビ
   ームスプリッタとを有し、 上記光源からの出射光が上記ビームスプリッタを介して
   上記対物レンズによりディスク状記録媒体に収束照射さ
   れ、該ディスク状記録媒体からの戻り光が上記ビームス
   プリッタにより上記出射光と分離されて上記受光素子に
   より受光検出される構成であって、 一の主面に上記出射光を分割する回折格子が形成され、
   他の主面にトーリック面が形成された光学素子が、上記
   光源と上記ビームスプリッタとの間に配置された光学ピ
   ックアップと、 少なくとも上記対物レンズを上記ディスク状記録媒体の
   半径方向に駆動する手段とを有することを特徴とするデ
   ィスク装置。