JP2002123956A - 光ピックアップ装置及びそれを使用した光ディスク装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】外付けチルトセンサを省いて薄型で低コストの
光ピックアップ装置を形成する。 【解決手段】半導体レーザ素子１１を発光して６５０ｎ
ｍのレーザ光２４を信号光として出射しているときに半
導体レーザ素子２１を発光させて７８０ｎｍのレーザ光
２５を出射し、ビーム縮径機構部２３でビーム径を小さ
くしたレーザ光２５ａをチルド検出光として利用して光
ディスク１のチルトを検出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、光記録媒体に情
報を書き込むとともに、情報が記録された光記録媒体か
ら情報を読み取る光ピックアップ装置及びそれを使用し
た光ディスク装置、特に光記録媒体の傾きの検知に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】光ディスクで情報の記録や再生の信頼度
を高めるためには、光ピックアップ装置の光軸が光ディ
スクの記録面に対して垂直であることが望ましい。この
ため光ピックアップ装置の光軸に対する光ディスクの記
録面の傾き（チルト）を精度良く検出する必要がある。
この光ディスクの記録面の傾きを検出するため、例えば
特開平11−126357号公報に示すように、光ピックアップ
装置に光ディスクの記録面の傾きを検出するチルトセン
サを設け、光源からの光束の周辺部の一部をチルトセン
サの４５度ミラーによって分岐して光ディスクに入射
し、光ディスクで生じる±１次回折光をチルトセンサに
設けた１対の光センサで受光し、１対の光センサの差動
出力により光ディスクの傾きを検出するようにしてい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】光ディスクドライブ装
置をノートパソコンに搭載していくためには、ドライブ
装置の薄型化が必要である。しかしながら上記のように
光ピックアップ装置にチルトセンサを設けると、光ディ
スクドライブ装置が高さ方向に大きくなってしまった
り、アクチュエータにつけるためにアクチュエータの駆
動速度が低下するといった不具合があった。

【０００４】この発明はかかる不具合を解消するために
なされたものであり、光ピックアップ装置の光源として
用いている半導体レーザの光を使ってセンシングするこ
とにより、外付けチルトセンサを省いて薄型で低コスト
化を図ることができる光ピックアップ装置及びそれを使
用した光ディスク装置を提供することを目的とするもの
である。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この発明に係る光ピック
アップ装置は、波長の異なる２つの光源のうち一方の光
源からのレーザ光により光記録媒体に対する情報の書
込，消去又は再生を行っているときに、他方の光源から
のレーザ光のビーム径を小さくして光記録媒体に照射
し、光記録媒体の反射光を情報の書込，消去又は再生用
の受光素子とは異なる受光素子に集光して光記録媒体の
チルトを検出することを特徴とする。

【０００６】上記光源と受光素子は波長ごとに１つのパ
ッケージ内に収納してホログラムユニット化したり、波
長の異なる光源と各波長の光を受光する受光素子を１つ
のパッケージ内に収納してホログラムユニット化すると
良い。

【０００７】また、レーザ光のビーム径を縮小する素子
に液晶を使用しり、偏光方向を回転させる素子と偏光を
分離する素子を使用すると良い。

【０００８】さらに、偏光を分離する素子に偏光フィル
タを使用したり、偏光ホログラムを使用することが望ま
しい。この偏光ホログラムを有機膜により形成すると良
い。

【０００９】この発明に係る光ディスク装置は、上記い
ずれかの光ピックアップ装置を使用したことを特徴とす
る。

【００１０】

【発明の実施の形態】この発明の光ディスク装置は、パ
ソコン等の認識情報変換部と、制御部と、ターンテーブ
ルと、ターンテーブルを回転する回転モータと、光ピッ
クアップ装置及び光ピックアップ装置を移動する送りモ
ータを有し、認識情報変換部から出力する認識情報に応
じて制御部で回転モータと送りモータを駆動制御してタ
ーンテーブルに載置された光ディスクに光ピックアップ
装置からレーザ光を照射して情報を記録したり、光ディ
スクに記録された情報を読み取る。

【００１１】光ピックアップ装置は、波長の異なる２つ
の光源を有し、一方の光源からのレーザ光により光ディ
スクに対する情報の書込，消去又は再生を行っていると
きに、他方の光源からのレーザ光のビーム径をビーム縮
径機構部で小さくして光ディスクのチルト検出用として
光ディスクに照射し、光ディスクの反射光を情報の書
込，消去又は再生用の受光素子とは波長の異なる受光素
子に集光し、この受光素子のスポット光により光ディス
クのチルトを検出する。

【００１２】

【実施例】図１はこの発明の一実施例の構成図である。
図に示すように、光ディスク１に情報を記録したり、光
ディスク１に記録された情報を読み取る光ディスク装置
は、パソコン等の認識情報変換部２と、制御部３と、タ
ーンテーブル４と、ターンテーブル４を回転する回転モ
ータ５と、光ピックアップ装置６及び光ピックアップ装
置６を移動する送りモータ７を有する。そして認識情報
変換部２から出力する認識情報に応じて制御部３で回転
モータ５と送りモータ７を駆動制御してターンテーブル
４に載置された光ディスク１に光ピックアップ装置６か
らレーザ光を照射して情報を記録したり、光ディスク１
に記録された情報を読み取る。

【００１３】光ピックアップ装置６は、図２の構成図に
示すように、２系統の光学系を有する。一方の光学系は
半導体レーザ素子１１とカップリングレンズ１２と２波
長合成プリズム１３とビームスプリッタ１４と対物レン
ズ１５と検出レンズ１６とホログラム素子１７及び受光
素子１８から構成され、他方の光学系は半導体レーザ素
子２１とカップリングレンズ２２とビーム縮径機構部２
３と２波長合成プリズム１３とビームスプリッタ１４と
対物レンズ１５と検出レンズ１６とホログラム素子１７
及び受光部１８で構成されている。半導体レーザ素子１
１は例えば６５０ｎｍの赤色レーザ光を出射し、ＤＶＤ
系の光ディスク１に対する情報の記録と消去及び再生に
使用する。半導体レーザ素子２１は例えば７８０ｎｍの
近赤外レーザ光を出射し、ＣＤ系の光ディスク１に対す
る情報の記録と消去及び再生に使用する。

【００１４】上記のように構成された光ピックアップ装
置６において、半導体レーザ素子１１から出射された例
えば６５０ｎｍの赤色レーザ光２４は、図２（ａ）に示
すように、カップリングレンズ１２により平行光とな
り、２波長合成プリズム１３とビームスプリッタ１４を
透過して対物レンズ１５により光ディスク１に集光され
る。光ディスク１で反射された光は、対物レンズ１５で
平行光となりビームスプリッタ１４で反射されて検出レ
ンズ１６を経てホログラム素子１７により回折され、回
折された光は受光部１８の６５０ｎｍ用の受光素子１８
ａにより受光される。また、半導体レーザ素子２１から
出射された例えば７８０ｎｍの近赤外レーザ光２５は、
図２（ｂ）に示すように、カップリングレンズ２２によ
り平行光となり、ビーム縮径機構部２３で周辺部が遮断
され、中心部だけの光２５ａが透過して２波長合成プリ
ズム１３に入射する。２波長合成プリズム１３に入射し
た７８０ｎｍの近赤外レーザ光は２波長合成プリズム１
３で反射してビームスプリッタ１４を透過して対物レン
ズ１５により光ディスク１に集光する。光ディスク１で
反射された光２５ａは、対物レンズ１５で平行光となり
ビームスプリッタ１４で反射されて検出レンズ１６を経
てホログラム素子１７により回折され、回折された光は
受光部１８の７８０ｎｍ用の受光素子１８ｂにより受光
される。

【００１５】このような２波長の半導体レーザ素子１
１，１２を搭載した光ピックアップ装置において、ＤＶ
Ｄ系は対物レンズの開口数ＮＡが大きいため光ディスク
１が傾く（チルト）と集光スポットに大きな収差を生じ
て信号が劣化する。そこで光ディスク１のチルトを検出
して信号劣化を防ぐ機構が必要になる。そこで半導体レ
ーザ素子１１を発光して６５０ｎｍのレーザ光２４を出
射しているときに半導体レーザ素子２１を発光させて７
８０ｎｍのレーザ光２５を出射してチルド検出光として
利用する。すなわち、受光素子１８ｂで受光した７８０
ｎｍのレーザ光のスポット位置の変化により光ディスク
１の傾きを検出する。

【００１６】この場合、７８０ｎｍの光２５は光ディス
ク１上でデフォーカス状態なので、図３（ｂ）に示すよ
うに、ビーム径が大きい場合には受光素子１８ｂ上のス
ポット径は大きくなり正確にチルト信号として検出でき
ない。そこでデフォーカス状態になっても受光素子１８
ｂ上のスポット径が大きくならないようにするために、
半導体レーザ素子２１から出射する７８０ｎｍのレーザ
光２５の光路にビーム縮径機構部２３を設け、半導体レ
ーザ素子２１から出射し、カップリングレンズ２２によ
り平行光となった例えばビーム径が３〜４ｍｍの光２５
をビーム縮径機構部２３で例えば約１ｍｍのビーム径の
光２５ａにする。このビーム縮径機構部２３としては、
例えば液晶を使うと良い。そしてＣＤ系の光ディスク１
を再生するために７８０ｎｍのレーザ光２５を単体で出
射するときにはレーザ光２５のビーム径が小さくならな
いように電圧をかけずに全ての光を透過させ、ＤＶＤ系
の光ディスク１を再生するために６５０ｎｍのレーザ光
２４を出射するとともにチルト検出用の７８０ｎｍのレ
ーザ光２５も出射するときに電圧をかけてシャッタ機能
を働かせてレーザ光２５の中心部の光２５ａだけを透過
させるようにすると良い。

【００１７】このように７８０ｎｍのレーザ光２５のビ
ーム径を小さくすることにより、図３（ａ）に示すよう
に、デフォーカスしたビームでも受光素子１８ｂに小さ
なスポット径で入射させることができ、受光素子１８ｂ
からはみ出さずに正確なチルト信号を検出することがで
きる。したがって受光素子１８ｂの面積を大きくしなく
ても良く、高速応答性を保つことができる。

【００１８】また、７８０ｎｍのレーザ光２５のビーム
径を小さくするとチルト信号の感度を高くすることがで
きる。チルド信号は、図４に示すように、光ディスク１
に入射した光のビーム径Ｄ１に対して、光ディスク１が
傾いていないときに反射した光と光ディスク１が傾いて
いるときに反射した光の光軸ずれΔｄからΔｄ／Ｄ１で
得られる。したがって図４（ｂ）に示すように、７８０
ｎｍのレーザ光２５のビーム径Ｄ１が大きい場合はチル
ト信号は小さく信号感度が低くなり、図４（ａ）に示す
ように、７８０ｎｍのレーザ光２５のビーム径Ｄ１が小
さい場合は、光軸ずれΔｄが小さくてもチルト信号は大
きく信号感度が高くなる。このように７８０ｎｍのレー
ザ光２５のビーム径Ｄ１を小さくすることにより、高速
応答性を保ち、高感度に光ディスク１の傾きを検出する
ことができる。

【００１９】上記実施例は光ピックアップ装置６に、６
５０ｎｍの赤色レーザ光を出射する半導体レーザ素子１
１と７８０ｎｍのレーザ光を出射する半導体レーザ素子
２１を設けた場合について説明したが、近年の光ピック
アップ装置は、低コスト化のためにホログラムユニット
化されている場合が多い。ホログラムユニットとは半導
体レーザ素子と受光素子を同一のパッケージに納め、ビ
ームスプリッタとしてホログラムを使うユニットであ
る。そこで図５（ａ）に示すように、６５０ｎｍのレー
ザ光を出射する半導体レーザ素子３２と６５０ｎｍのレ
ーザ光を受光する受光素子３３及びホログラム３４が設
けられたホログラムユニット３１と、図５（ｂ）に示す
ように、７８０ｎｍのレーザ光を出射する半導体レーザ
素子４２と７８０ｎｍのレーザ光を受光する受光素子４
３とビーム径縮小素子４５及びホログラム４４が設けら
れたホログラムユニット４１を使用すると、光ピックア
ップ装置６は、図６の構成図に示すように単純化するこ
とができる。また、ビーム径縮小素子４５としては液晶
を使用することにより、微細な領域で光の透過領域を変
えることができる。

【００２０】この場合、ホログラムユニット３１の半導
体レーザ素子３２から出射した６５０ｎｍのレーザ光２
４はカップリングレンズ１２で平行光になり、２波長合
成プリズム１３を透過して対物レンズ１５により光ディ
スク１に集光され、光ディスク１で反射した光は元の光
路を通りホログラム３４により回折されて受光素子３３
で受光される。また、ホログラムユニット４１の半導体
レーザ素子４２から出射した７８０ｎｍのレーザ光２５
は、ビーム径縮小素子４５でビーム径が縮小され、カッ
プリングレンズ２２で平行光になり、２波長合成プリズ
ム１３で反射して対物レンズ１５により光ディスク１に
集光され、光ディスク１で反射した光は元の光路を通り
ホログラム４４により回折されて受光素子４３で受光さ
れる。このようにして６５０ｎｍのレーザ光２４を出射
しているときに、７８０ｎｍのレーザ光２５も出射して
光ディスク１のチルトを検出することができる。また、
ホログラムユニット３１とホログラムユニット４１を使
用することにより、光ピックアップ装置６を小型化する
ことができる。

【００２１】上記実施例は６５０ｎｍのレーザ光２４を
出射するホログラムユニット３１と７８０ｎｍのレーザ
光２５を出射するホログラムユニット４１を使用した場
合について説明したが、図７に示すように、６５０ｎｍ
のレーザ光を出射する半導体レーザ素子３２と７８０ｎ
ｍのレーザ光を出射する半導体レーザ素子４２と、６５
０ｎｍのレーザ光を受光する受光素子３３と７８０ｎｍ
のレーザ光を受光する受光素子４３と、ビーム径縮小素
子４５及びホログラム５２が設けられたホログラムユニ
ット５１を使用すると、光ピックアップ装置６をより小
型化することができる。また、１つのホログラムユニッ
ト５１に６５０ｎｍのレーザ光を出射する半導体レーザ
素子３２と７８０ｎｍのレーザ光を出射する半導体レー
ザ素子４２を設けると、２つの発光点が近接して収差や
公差配分の面で有利である。

【００２２】しかしながら、２つの発光点が近い場合、
６５０ｎｍのレーザ光２４を出射するとともに７８０ｎ
ｍのレーザ光２５も出射して光ディスク１のチルトを検
出するとき、図８に示すように、液晶を使用したビーム
径縮小素子４５上で６５０ｎｍのレーザ光２４とビーム
径が縮小された７８０ｎｍのレーザ光２５ａの発光パタ
ーンが重なってしまい、６５０ｎｍのレーザ光２４を全
て透過させ、７８０ｎｍのレーザ光２５の中心部の光２
５ａだけを透過させることはできなくなる。そこで、図
９（ａ）に示すように、７８０ｎｍのレーザ光２５だけ
偏光方向を９０度回転させ、６５０ｎｍのレーザ光２４
は偏光方向を回転させない偏光素子４５１と、（ｃ）に
示すように偏光を分離する偏光フィルタ４５２でビーム
径縮小素子４５を構成すると良い。この偏光素子４５１
と偏光フィルタ４５２とを有するビーム径縮小素子４５
では、図９（ａ）に示す偏光素子４５１で７８０ｎｍの
レーザ光２５の偏光を９０度回転させる。このときチル
ト検出に使う中心部の光２５ａは偏光が回転しないよう
にしておく。具体的には液晶や電気光学結晶に電圧を印
可して７８０ｎｍの光に対しては１／２波長、６５０ｎ
ｍの光に対しては２／２波長になるような位相差を与え
れば良い。この７８０ｎｍのレーザ光２５の周辺部だけ
偏光方向を９０度回転した光パターンを（ｂ）に示す。
このレーザ光２４，２５を偏光フィルタ４５２に入射し
て偏光方向を回転させられた光をカットし、回転してい
ない光を透過させる。このようにして、図９（ｄ）に示
すように、６５０ｎｍのレーザ光２４を全て透過させ、
７８０ｎｍのレーザ光２５は回転した周辺部をカットし
て中心部の光２５ａだけを透過させることができ、６５
０ｎｍのレーザ光２４を出射する半導体レーザ素子３２
と７８０ｎｍのレーザ光２５を出射する半導体レーザ素
子４２が近接していてもチルト検出用の細いビームの７
８０ｎｍのレーザ光２５ａを出射することができ、光デ
ィスク１のチルトを安定して検出することができる。

【００２３】上記実施例は偏光を分離するために偏光フ
ィルタ４５２を使用した場合について説明したが、偏光
を分離するために偏光ホログラムを使用しても良い。こ
のように偏光ホログラムを使用すると、透過する偏光を
高い透過率で透過させることができ、半導体レーザ素子
３２，４２からのレーザ光を損失することなく光ディス
ク１に照査することができ、記録速度を向上させて信頼
性の高い記録性能を確保することができる。また、偏光
ホログラムを使用することにより光ディスク１からの反
射光を各受光素子３３，４３に導くことができ、ビーム
径縮小素子４５とホログラク５２を一体化してコストダ
ウンを図ることができる。

【００２４】この偏光ホログラムは複屈折性のある材料
に微細加工を施す必要があり、ＬｉＮｂＯ₃結晶は複屈
折性を有する一般適名材料であるが、微細加工しにくく
格子ピッチを小さく加工することは困難である。そこで
微細加工性の良いポリイミド樹脂やポリエステルやポリ
カーボネート樹脂などの有機材料の延伸膜を用いるて偏
光ホログラムを形成することにより、ピッチの小さな格
子を加工することができ、精度の良い偏光ホログラムを
安価に作成することができる。

【００２５】

【発明の効果】この発明は以上説明したように、光記録
媒体に対する情報の書込，消去又は再生に使用していな
い光源からのレーザ光のビーム径を小さくしてチルト検
出用として光記録媒体に照射し、光記録媒体の反射光を
情報の書込，消去又は再生用の受光素子とは異なる受光
素子に集光して光記録媒体のチルトを検出するようにし
たから、外付けのチルトセンサを使用する必要がなく、
光ピックアップ装置を小型化して低コスト化することが
できる。また、実際の情報の検出に使用している光と極
めて近い位置にチルト検出用の光を照射するから、精度
良くチルトを検出することができる。さらに、チルト検
出用の光のビーム径を小さくすることにより、高感度で
チルトを検出することができる。

【００２６】また、光源と受光素子は波長ごとに１つの
パッケージ内に収納してホログラムユニット化したり、
波長の異なる光源と各波長の光を受光する受光素子を１
つのパッケージ内に収納してホログラムユニット化する
ことにより、光ピックアップ装置の構成部品を減らすこ
とができ、より小型化できるとともに信頼性を高めるこ
とができる。

【００２７】また、レーザ光のビーム径を縮小する素子
に液晶を使用することにより、可動部がなく高速で応答
できるとともに消費電力を低減することができる。

【００２８】さらに、レーザ光のビーム径を縮小する素
子に偏光方向を回転させる素子と偏光を分離する素子を
使用することにより、２つの光源の間隔が狭い場合でも
信号光とチルト検出用の光を分離して収差が少ない良好
なスポットを形成でき、信頼性の高い記録再生特性を得
ることができる。

【００２９】また、偏光を分離する素子に偏光フィルタ
を使用することにより、信号光とチルト検出用の光を確
実に分離することができる。

【００３０】また、偏光を分離する素子に偏光ホログラ
ムを使用することにより、光の利用効率を高めて記録速
度を向上させるとともに信頼性の高い記録性能を確保す
ることができる。

【００３１】この偏光ホログラムを有機膜により形成す
ることにより、ピッチの小さな格子を安価に加工するこ
とができ、精度の良い偏光ホログラムを安価に作成する
ことができる。

【００３２】また、この光ピックアップ装置を光ディス
ク装置に使用することにより、光記録媒体に対する情報
の書込，消去又は再生を安定して行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例の光ディスク装置の構成図で
ある。

【図２】上記実施例の光ピックアップ装置の構成図であ
る。

【図３】信号用の光とチルト検出用の光のスポット光を
示す説明図である。

【図４】チルト信号の説明図である。

【図５】光源と受光素子を一体化したホログラムユニッ
トの構成図である。

【図６】他の光ピックアップ装置の構成図である。

【図７】他のホログラムユニットの構成図である。

【図８】発光点が近接している信号用の光とチルト検出
用の光のビーム縮径機構部における状態を示す配置図で
ある。

【図９】偏光素子と偏光フィルタとを有するビーム径縮
小素子の動作説明図である。

【符号の説明】

１；光ディスク、２；認識情報変換部、３；制御部、
４；ターンテーブル、５；回転モータ、６；光ピックア
ップ装置、７；送りモータ、１１；半導体レーザ素子、
１２；カップリングレンズ、１３；２波長合成プリズ
ム、１４；ビームスプリッタ、１５；対物レンズ、１
６；検出レンズ、１７；ホログラム素子、１８；受光素
子、２１；半導体レーザ素子、２２；カップリングレン
ズ、２３；ビーム縮径機構部。

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 波長の異なる２つの光源のうち一方の光
   源からのレーザ光により光記録媒体に対する情報の書
   込，消去又は再生を行っているときに、他方の光源から
   のレーザ光のビーム径を小さくして光記録媒体に照射
   し、光記録媒体の反射光を情報の書込，消去又は再生用
   の受光素子とは異なる受光素子に集光して光記録媒体の
   チルトを検出することを特徴とする光ピックアップ装
   置。
2. 【請求項２】 上記光源と受光素子は波長ごとに１つの
   パッケージ内に収納してホログラムユニット化した請求
   項１記載の光ピックアップ装置。
3. 【請求項３】 上記波長の異なる光源と各波長の光を受
   光する受光素子を１つのパッケージ内に収納してホログ
   ラムユニット化した請求項１記載の光ピックアップ装
   置。
4. 【請求項４】 上記レーザ光のビーム径を縮小する素子
   に液晶を使用した請求１，２又は３記載の光ピックアッ
   プ装置。
5. 【請求項５】 上記レーザ光のビーム径を縮小する素子
   に偏光方向を回転させる素子と偏光を分離する素子を使
   用した請求項１，２又は３記載の光ピックアップ装置。
6. 【請求項６】 上記偏光を分離する素子に偏光フィルタ
   を使用した請求項５記載の光ピックアップ装置。
7. 【請求項７】 上記偏光を分離する素子に偏光ホログラ
   ムを使用した請求項５記載の光ピックアップ装置。
8. 【請求項８】 上記偏光ホログラムを有機膜により形成
   した請求項７記載の光ピックアップ装置。
9. 【請求項９】 請求項１乃至８のいずれかに記載の光ピ
   ックアップ装置を使用したことを特徴とする光ディスク
   装置。