JP2002237079A

JP2002237079A - 光ピックアップおよびそれを用いた情報再生装置または情報記録再生装置

Info

Publication number: JP2002237079A
Application number: JP2001033092A
Authority: JP
Inventors: Kenji Sano; 賢治佐野
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2001-02-09
Filing date: 2001-02-09
Publication date: 2002-08-23

Abstract

(57)【要約】【課題】使用する波長帯の差が大きく異なる二つの波長
の光ビームを使用できる光ピックアップおよびそれを用
いた光学的な情報再生装置または光学的な情報記録再生
装置を提供する。【解決手段】偏光回転制御素子を用いて、波長帯を選択
し、選択した波長帯の光ビームのみの偏光方向を回転さ
せる手段をもうけた。これにより、二つの波長帯が大き
く異なるレーザ光を使用できる光ピックアップの光学系
を構成した。この光ピックアップを搭載した情報再生装
置または情報記録再生装置ができるようになる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は光学的情報記録媒体
（以下、光ディスクと記す）に記録された情報のデータ
信号を再生または前記光ディスクに該情報のデータ信号
を記録するために用いる光ピックアップに係わる。特
に、異なる波長の光を利用する光ディスクを、再生また
は記録することができる光ピックアップおよびそれを搭
載した光学的な情報再生装置及び情報記録再生装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】最近、高密度情報記録媒体の一種類とし
て一般にＤＶＤと呼ばれる光ディスクが注目され急速に
普及しつつある。一方、すでに市場ではＣＤ、ＣＤ−Ｒ
ＯＭなどの既存の再生専用光ディスクやＣＤ−Ｒなどの
記録型光ディスクなども広く普及している。これらの光
ディスクでは、使用されるレーザ光源の波長は６６０ｎ
ｍ帯や、７８０ｎｍ帯の赤外レーザ光である。一つの光
ピックアップ装置に、これら波長帯の異なるレーザ光源
を付けて、ＣＤとＤＶＤのように異なる種類の光ディス
クから情報のデータ信号を読み出せるようになってきて
いる。例えば特開平８−５５３６３号公報や特開平９−
５４９７７号公報に開示されているような一つのピック
アップ筐体内に６６０ｎｍ帯と７８０ｎｍ帯の２個の半
導体を備えた複合型の光ピックアップ装置の例がある。

【０００３】一方、レーザ光源の波長を４００ｎｍ帯と
より短くして、光ディスクへの記録情報のより高密度化
記録、この光ディスクからの情報データ信号の再生が検
討されている。このような４００ｎｍ帯の波長のレーザ
光源と、前記６６０ｎｍ帯や、７８０ｎｍ帯の波長のレ
ーザ光源を一つの光ピックアップ装置にしたものは見当
たらない。このように、大きく波長帯の異なるレーザ光
源を備えた光ピックアップでは、光ディスクへのレーザ
光絞込みや、光学系の共用化、波長による光検出器の感
度の差による光検出器の分離等、解決すべき課題が多く
ある。

【０００４】従来例では、使用する波長帯の差が１２０
ｎｍであり、使用する波長帯の差が大きい場合について
の考慮がされていない。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】使用する波長帯の差が
大きい場合、それぞれの波長帯に対する、光ディスクの
記録面への光ビームの絞込みを最適になるように光学系
を設計する必要がある。また、異なる波長の光ビームを
発するレーザ光源に、それぞれが発した光ビームが、光
ディスクからの反射して戻ってこないようにしなければ
ならない。この理由は戻り光ビームにより、レーザ光源
から発する光ビームが影響をうけて、乱れることによ
り、記録面からの情報のデータ信号を読む場合や、記録
面への情報のデータ信号を書き込み場合、正常にそれら
の動作が行われないことがある。このような問題を解決
するような手段は、使用する波長帯の差が大きい場合に
ついて開示されていない。

【０００６】本発明の目的は、上記問題点のない光ピッ
クアップおよびそれを用いた光学的な情報再生装置また
は光学的な情報記録再生装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を実現するため
に、本発明では、まず互いに波長が異なる光ビームを発
するレーザ光源に対して、それぞれのレーザ光源から発
した光ビームを光学的情報記録媒体の記録面に集光する
ようなレンズ系を採用する。また、前記光学的情報記録
媒体を反射した各光ビームが、レーザ光源にもどらない
ように、光ビームの偏光方向により、透過したり、反射
したりする偏光方向制御部材（以下、偏光ビームスプリ
ッタと記す）を使用する。この偏光ビームスプリッタの
反射面に入射してくる光ビームの光軸と、反射面で反射
していく光ビームの光軸を含む面（A面とする）に対し
て、光の振動方向が平行な光ビームをP偏光光、このA面
に対して、光の振動方向が直角な光ビームをS偏光光と
呼ぶ。該偏光ビームスプリッタはS偏光光を反射し、P偏
光光を透過させる。本発明では、互いに波長が異なる光
ビームを発するレーザ光源の偏光を、P偏光光とS偏光光
としまず第一番目の偏光ビームスプリッタに入るように
した。そして、この偏光ビームスプリッタから反射して
いくS偏光光を、P偏光光に偏光方向を旋回させる偏光回
転制御素子を配置した。かつこの偏光回転制御素子は、
S偏光された光ビームの波長の、偏光方向を旋回させ
る。この偏光回転制御素子を透過したあとに、更に第二
番目の偏光ビームスプリッタを配置した。そして次に、
この偏光ビームスプリッタと光ディスクの間に、今度
は、それぞれの波長帯の光ビームに対して偏光方向が４
５度回転する偏光回転制御素子を配置し、この偏光回転
制御素子を、光ビームが光ディスクの記録面へ入射し時
と、記録面から反射時の２回通るようにした。その結果
P偏光光をS偏光光に変更し、該第二番目の偏光ビームス
プリッタにより、光検出器の方に反射し、光検出器に至
るようにした。そして、光検出器に至る間に、光ビーム
の波長帯により光路を分離する、色分離部材を設け、そ
れぞれの波長帯に対応した光検出器に光ビームが入るよ
うにした。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明の実施例について図を用い
て説明する。図１は本発明の光ピックアップの一実施例
を示す概略構成図である。

【０００９】１は、例えば波長７８０ｎｍ帯の光ビーム
を発するレーザ光源（半導体レーザ素子）、２は、波長
４００ｎｍ帯の光ビームを発するレーザ光源（半導体レ
ーザ素子）、３、４はそれぞれの光ビームをコリレート
するレンズ、５、６は偏光ビームスプリッタ（P偏光光
を透過S偏光光は反射させる）、７は波長選択性を持っ
ており、選択した波長の光ビームの偏光方向を９０度回
転させる偏光回転制御素子、この偏光回転制御素子は例
えば二つの構成部よりなっている。一つは特定の波長の
み、その光の偏光方向を４５度回転させる色偏光回転部
材（以下リターダと記す）と、二つめは、電圧を印加す
ることにより液晶の結晶軸の配列が変わり、光の偏光方
向を４５度回転させる液晶板である。８、９も偏光回転
制御素子であり、これらはリターダのみで構成されてい
て、それぞれは、光の偏光方向を変える光の波長を異な
らせてある。この内の一つは、先の７の偏光回転制御素
子で偏光方向を変える光の波長と同じ波長の光の偏光方
向を変える偏光回転制御素子としてある。１０は記録媒
体１１の記録面１２に、光ビームを絞り込む対物レン
ズ、１３は記録媒体の記録面からの戻り光を検出器１
５、１６に入射させるためのレンズ、１４は光の波長に
より光ビームの進行方向を変える部材である。

【００１０】次に動作について、説明をする。レーザ光
源１から、波長を７８０ｎｍであり、かつP偏向光の光
ビームを発するようにしておく。レーザ光源２から、波
長を４００ｎｍであり、かつS偏向光の光ビームを発す
るようにしておく。このレーザ光源のどちらを使用する
かは、記録媒体の種類による。従って、情報再生装置お
よび記録再生装置に、記録媒体を装着する時に、どちら
のレーザ光源を使用するのかを選択するような、選択手
段を設けておいて、ユーザが記録媒体をみて設定できる
ようにしておく。あるいは、記録媒体自体にどちらのレ
ーザ光源を使用するか分かるような情報をいれておき、
この情報を取り出すことにより、使用するレーザ光源を
設定できるようにしておいてもよい。この例として、記
録媒体が装填されると、まず一方のレーザ光源（レーザ
出力の小さい方）を動作させ、記録媒体から情報の信号
データを読出しする動作をして、このレーザ光源の発す
る光ビームの、光の波長を検知し、信号を検出する検出
器で検出出力が得られたら、そのままこのレーザ光源を
使用する。信号がえられなかった場合は、このレーザ光
源の動作を中止して、他方のレーザ光源を動作させれば
よい。

【００１１】いまレーザ光源１が動作するとして、以下
説明をする。レーザ光源１から発せられたP偏向の光ビ
ームはレンズ３でコリレートされ５の偏光ビームスプリ
ッタへ入射する。この５の偏光ビームスプリッタはP偏
光光を透過（S偏光光は反射）させるので、光ビームはP
偏光光のため通過してしまう。そして、７の偏光回転制
御素子にはいるが、この偏光回転制御素子は、電圧を印
加されたときに、レーザ光源２で発せられる光の波長帯
に対して偏光方向を回転させるが、電圧を印加されてい
ない状態では、波長を選択して、偏光方向を回転させる
などの作用はしない。従って、レーザ光源１で発せられ
る光の波長帯に対してはそのまま透過させてしまう。そ
して、この偏光回転制御素子も透過して、６の偏光ビー
ムスプリッタに入射するが、この６の偏光ビームスプリ
ッタもP偏光光を透過（S偏光光は反射）させるようにし
てあるので、光ビームはそのまま透過してしまう。この
通過してきた光ビームはリターダで構成された８、９の
偏光回転制御素子を通過する。この８、９の偏光回転制
御素子は、それぞれ、レーザ光源１及びレーザ光源２で
発せられる光ビームの波長帯に対してのみ偏光方向を４
５度回転するようにしてある。それ以外の波長帯の光に
対しては、偏光方向を回転せずに透過させる。例えば８
の偏光回転制御素子をレーザ光源１で発せられる光ビー
ムの波長帯に対してのみ偏光方向を４５度回転して、９
の偏光回転制御素子をレーザ光源２で発せられる光ビー
ムの波長帯に対してのみ偏光方向を４５度回転するよう
にしておく。この後、１０の対物レンズにより記録媒体
１１の記録面１２に、光ビームを絞り込み、記録面１２
から反射してくる光ビームを再び１０の対物レンズで受
けて、８、９の偏光回転制御素子を通過する。８、９の
偏光回転制御素子を通過する時、光ビームの偏光方向を
さらに４５度回転させられるので、８、９の偏光回転制
御素子を通過したあと、光の偏光はP偏光からS偏光に変
化している。そしてS偏光に変化した光ビームが、６の
偏光ビームスプリッタに入射する。そして、６の偏光ビ
ームスプリッタではS偏光光は反射するので、図に示す
如く、光検出器側へ反射し、レーザ光源へ戻る方向へは
光ビームはいかない。そして、レンズ１３を通過した光
ビームは、１４の光の波長により光ビームの進行方向を
変える部材により検出器に集光するようにしてある。こ
のとき、１４の光の波長により光ビームの進行方向を変
える部材は、例えば、光の波長帯がレーザ光源１の発す
る光ビームの場合、１５の検出器に、光の波長帯がレー
ザ光源２の発する光ビームの場合、１６の検出器にいく
ように光の方向を制御する。このような光の波長によ
り、光ビームの進行方向を変える部材として例えば回折
格子を用いる。図では透過型の回折格子としたが、反射
型でもよい。この例では、検出器を二つ用いたが、検出
器を一つにして、検出感度を、受光する光の波長帯に合
わせて変更して用いるようにしてもよい。この場合は、
二つの光の波長帯に対して、光の方向を分ける部材は不
要にできる。

【００１２】次にレーザ光源２が動作するとして、以下
説明をする。レーザ光源２から発せられたS偏向の光ビ
ームはレンズ４でコリレートされ５の偏光ビームスプリ
ッタへ入射する。この５の偏光ビームスプリッタはS偏
光光を反射させるので、光ビームはS偏光光のまま５の
偏光ビームスプリッタで反射して、７の偏光回転制御素
子にはいる。この偏光回転制御素子は、電圧を印加され
たときに、レーザ光源２で発せられる光の波長帯に対し
て偏光方向を回転させるよう電圧を印加しておく。そう
すると、この偏光回転制御素子を、レーザ光源２から発
せられた光が通過すると、このS偏光光の、偏光方向を
回転させて、P偏光に光ビームの偏光方向が変わる。そ
して、この偏光回転制御素子も透過して、６の偏光ビー
ムスプリッタに入射する。その後の光ビームの進行はさ
きに述べたように、６の偏光ビームスプリッタを通過し
たあとと同じである。また、上記構成において、レーザ
光源１およびレーザ光源２から発する光ビームをコリレ
ートするレンズをそれぞれ設けたので、記録媒体の記録
面に集光させる光ビームの絞りこみを最適に設計でき
る。使用する光の波長帯が大きく異なるため、対物レン
ズ１０と記録面までの距離（ワーキングディスタンス）
が異なることがある。この場合、光ピックアップ全体を
動かせるようにしておいて、調整できるようにしておけ
ばよい。または対物レンズ部のみを動かせるようにして
もよい。また、この調整は使用するレーザ光源を動作さ
せるときと連動して行うようにしておいてもよい。

【００１３】本発明の他の実施例を、図を用いて説明を
する。図２はその概略構成図である。この例で、先に記
した図１で示した例の構成と異なるのは、記録媒体の記
録面から反射してきた光ビームが、６の偏光ビームスプ
リッタで反射したあと、検出器へ光ビームが集光する部
分の構成である。それ以外の構成は図１を用いて説明し
たと同じであるので、省略する。異なる部分の構成と動
作についてのみ説明をする。１７は光の波長帯に応じて
光を分離する光分離プリズム（光分離板でもよい、また
ダイクロイックミラでもよい）、１８、１９は検出器１
５、１６に光ビームをそれぞれ絞り込むレンズである。
このように、６の偏光ビームスプリッタから反射した光
は、光分離プリズムにより例えばレーザ光源１から発す
る光ビームは通過させ、レーザ光源２から発する光ビー
ムを反射するようにしておく。それぞれの光ビームは、
レンズ１８、１９により検出器１５、１６に絞り込まれ
る。このとき、対物レンズ１０と、レンズ１８により、
検出器１５に絞りこまれる光ビームと、対物レンズ１０
と、レンズ１９により、検出器１６に絞りこまれる光ビ
ームは最適化されるように光学設計できる。前記例では
対物レンズ１０とレンズ１３で、二つの検出器にそれぞ
れ異なる波長帯の光ビームを絞り込む光学設計をする必
要があったため、設計が難しく、検出器に最適に光ビー
ムを集光させるには少し無理があった。この例では、そ
れぞれの波長帯に対して最適に絞り込むことができる設
計ができる。このため、検出器の感度を向上でき、検出
器からの出力信号の処理も最適化できる。図２では、１
６の検出器の配置を記録媒体側にあるように図示した
が、レーザ光源側に配置するようにしてもよい。その場
合は、１７の光分離プリズムで、光ビームの一方がレー
ザ光源側にいくように配置する。このような配置にする
と、光ピックアップの対物レンズ１０の、保持部構造の
スペースとして有効に使用できる。なぜなら、対物レン
ズの保持部は、対物レンズのみで、記録面への光絞りこ
みするフォーカス機構や、記録層に記録された情報の信
号データのトラックをトラッキングする機構などがもう
けられていることが多いため、これら機構の占める空間
が必要であるからである。

【００１４】図３も、本発明の他の実施例を示す光ピッ
クアップの概略構成図である。この例で、先に記した図
２に示した例と異なるのは、レーザ光源を、二つの波長
帯（７８０ｎｍ帯と、４００ｎｍ帯）の光ビームを発す
るようにした点である。同時に二つの波長帯の光ビーム
を発することはなく、片方ずつ、単独に動作させるよう
にしておく。二つの波長帯の光を発するレーザ光源とし
たため、図２で使用した７の偏光回転制御素子は不要に
なる。この際レーザ光源１９から発する光ビームは両方
ともP偏光としてある。この光ビームは、レンズ３を透
過後、6の偏光ビームスプリッタへ入射する。その後の
構成は、図２の例での構成と同じであるので、説明を省
略する。光ビームの振る舞いについても同様であるの
で、説明を省略する。この例では、二つの波長帯の光ビ
ームを発するレーザ光源を使用するようにしたため、偏
光ビームスプリッタが一つ省略でき、かつ、偏光回転制
御素子も一つ省略できるので、光ピックアップの構成が
簡単にできる。図４は、図３で示した検出器の部分を、
一つの検出器20とした例である。２１は検出器２０へ光
ビームを集光させるレンズである。

【００１５】次に上記光ピックアップを搭載した情報再
生装置または情報記録再生装置の概略構成を図５に示
す。３０は情報再生装置または情報記録再生装置、３１
は前記した構成要素を保持、且つ対物レンズなどを動作
させる構造等を有した光ピックアップのブロックである
光ピックアップ部、３２は記録媒体を装着するディスク
装着部、３３は光ピックアップを構成する対物レンズ１
０および偏光回転制御素子７等の動作を制御する制御手
段、３４はレーザ光源を駆動する信号処理や、検出器か
らの出力信号を処理する信号処理手段、３５は装着した
記録媒体を回転駆動させるディスク駆動手段、３８は情
報再生装置または情報記録再生装置の動作（記録媒体か
らの情報再生や、記録媒体への情報記録などの動作）を
させるための操作部、３７は再生した情報を出力して
り、記録する情報を入力する入出力手段、３６は操作手
段の操作結果により、光ピックアップ制御手段、信号処
理手段、ディスク制御手段等を制御する制御手段であ
る。

【００１６】ここでは、図１に示した構成の光ピックア
ップを搭載したとして、動作説明をする。まず記録媒体
（以下ディスクと記す）を装着する。この際ディスクの
種類を判別するか、あるいはディスクの種類を操作手段
から入力する。これにより、使用するレーザ光源が決定
される。波長が７８０ｎｍのレーザ光源１とすると、こ
のレーザ光源１の方を信号処理手段により駆動させると
ともに、波長７８０ｎｍ用の検出器１５も動作させる。
７の偏光回転制御素子は使用しないので、これは動作さ
せない。ディスクはディスク駆動手段により所期の回転
制御をして、回転動作させる。光ピックアップ制御手段
により、対物レンズ１０を駆動動作させ、記録面に光ビ
ームを集光させて、情報の信号データを読み出したり、
情報の信号データを書き込んだりする。この際、光ピッ
クアップ制御手段は、光ピックアップが情報の信号デー
タの書かれたトラックをトレースするように制御する。
書き込む場合も書き込まれるトラックをトレースするよ
う制御する。再生動作と、記録動作では、レーザ光源の
駆動方法も異なるので、それぞれの動作に合わせて駆動
するように制御手段３６で制御するように信号を出力
し、この出力された信号により、信号処理手段で処理を行
う。例えば、レーザ光源から発する光ビームの強度をき
める、レーザ光源駆動電流を制御等である。レーザ光源
から発せられた光ビームの、通過していく光路について
は図１の説明のところで記したので省略する。次に、波
長が４００ｎｍのレーザ光源２を使用する場合について
のべる。まず、レーザ光源2の方を信号処理手段３４に
より駆動させるとともに、波長７８０ｎｍ用の検出器１
6も動作させる。こんどは、７の偏光回転制御素子は使
用するため、光ピックアップ制御手段により、７の偏光
回転制御素子を動作させる。ディスクの回転動作、光ピ
ックアップの駆動動作は先にのべたと同様で変わらない
ので、説明を省略する。また光ビームの通過していく光
路については、やはり、図１の説明のところで記したの
で省略する。

【００１７】

【発明の効果】以上述べたように、光ビームの偏光方向
を回転させる偏光回転制御素子を使用することにより、
互いに発する光の波長が７８０ｎｍと４００ｎｍといっ
た大きく異なる２個のレーザ光源が使用できる光ピック
アップを提供でき、かつこの光ピックアップを用いた光
学的情報再生装置または光学的情報記録装置を得ること
ができる。このことにより、より高密度化された記録媒
体に記録された情報の読出しと、現状の記録媒体に記録
された情報の読み出しができる。また記録媒体への記録
においても、より高密度化して情報を記録、また、現状
の情報の記録ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の光ピックアップの概略構成を示す第１
の実施例を示す図。

【図２】本発明の光ピックアップの概略構成を示す第２
の実施例を示す図。

【図３】本発明の光ピックアップの概略構成を示す第３
の実施例を示す図。

【図４】本発明の光ピックアップの概略構成を示す第４
の実施例を示す図。

【図５】本発明の光ピックアップを搭載した情報再生装
置または情報記録再生装置の概略構成を示す図

【符号の説明】

１、２、１９…レーザ光源、３、４…コリメートレン
ズ、５、６…偏光ビームスプリッタ７、８、９…偏光回
転制御素子、１０…対物レンズ、１１…記録媒体、１２
…記録面、１５、１６…検出器、１８、１９…レンズ、
３１…光ピックアップ部、３２…ディスク装着部、３３
…光ピックアップ制御手段、３４…信号処理手段、３５
…ディスク駆動手段、３６…制御手段、３７…入出力手
段、３８…操作手段。

フロントページの続きＦターム(参考） 5D090 AA01 CC01 CC04 CC16 CC18 DD03 DD05 EE01 EE11 FF11 HH01 JJ11 LL08 5D119 AA05 AA11 AA22 BA01 DA01 DA05 FA02 FA08 HA56 HA68 JA30 LB05 LB06

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】互いに発する光の波長が異なる少なくと
も２個以上のレーザ光源と、該レーザ光源から発した光
ビームを光学的情報記録媒体の情報を記録する、あるい
は、記録された情報の記録層に集光するレンズ系と、前
記光学的情報記録媒体の記録層から反射した光ビームを
受光する光検出器とを備えた光ピックアップにおいて、
各レーザ光源から発するそれぞれの光ビームの偏光方向
を回転させる偏光回転制御素子を、レーザ光源から発し
て光検出器に至る光ビームが通る光路中に配置したこと
を特徴とする光ピックアップ。
【請求項２】請求項１の光ピックアップにおいて、レ
ーザ光源から発せられた光ビームの偏光方向により、光
ビームの透過、反射を制御する偏光方向制御部材を配置
したことを特徴とする光ピックアップ。
【請求項３】互いに発する光の波長が異なる少なくと
も２個以上のレーザ光源と、該レーザ光源から発した光
ビームを光学的情報記録媒体の情報を記録する、あるい
は、記録された情報の記録層に集光するレンズ系と、前
記光学的情報記録媒体の記録層から反射した光ビームを
受光する光検出器とを備えた光ピックアップにおいて、
それぞれの波長域に対応した光検出器を配置したことを
特徴とする光ピックアップ。
【請求項４】請求項２の光ピックアップにおいて、レ
ーザ光源から発する波長域のなかの、一つの波長域の、
光ビームの偏光方向を回転させる偏光回転制御素子を二
つ、前記波長域とは別の波長域の、光ビームの偏光方向
を回転させる偏光回転制御素子を一つ、レーザ光源から
発して光検出器に至る光ビームが通る光路中に配置した
ことを特徴とする光ピックアップ。
【請求項５】上記請求項１から４記載のいずれかの光
ピックアップを搭載したことを特徴とする情報再生装置
または情報記録再生装置。
【請求項６】上記請求項１から４記載のいずれかの光
ピックアップを搭載した情報再生装置または情報記録再
生装置において、該情報再生装置または情報記録再生装
置に装填される光ディスクの種類を判別し、この判別結
果により発光させるレーザ光源と、このレーザ光源の発
する光ビームの偏光方向を制御する偏光回転制御素子を
選定し、動作させるようにしたことを特徴とする情報再
生装置または情報記録再生装置。