JP2003030888A

JP2003030888A - 光学ピックアップ装置

Info

Publication number: JP2003030888A
Application number: JP2001214717A
Authority: JP
Inventors: Midori Kanetani; みどり金谷; Takahiro Miura; 隆博三浦
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2001-07-16
Filing date: 2001-07-16
Publication date: 2003-01-31

Abstract

(57)【要約】【課題】複数光源対応型の光ディスク記録再生装置に
おいて、小型で安価、かつ、記録パワーの効率を向上で
きる光学ピックアップ装置を提供する。【解決手段】レーザダイオード１０は、例えばＤＶＤ
記録／再生用の第１のレーザ光を出力するものであり、
レーザモジュール２０は、例えばＣＤ記録／再生用の第
２のレーザ光（第１のレーザ光の波長よりも長波長）を
出力する。そして、これらの２種類のレーザ光を光学系
によって１つの光路に合成し、立ち上げミラー９０に導
き、この立ち上げミラー９０により、レーザ光をを通し
てフロントフォトディテクタ１００と対物レンズに振り
分ける。そして、立ち上げミラー９０のビームスプリッ
タ膜は、一方の波長（ＬＤ元出射パワー小）の透過率を
Ｔ１とし、他の波長（ＬＤ元出射パワー大）の透過率を
Ｔ２とした場合、Ｔ１≧Ｔ２の関係をもたせる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、波長や強度が異な
るレーザ光を用いて光学記録媒体に対する信号の再生や
記録を行なうための光学ピックアップ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、ＣＤやＤＶＤといった仕様の
異なる光学ディスクを媒体として各種情報の記録や再生
を行なう装置が提供されており、最近では複数種類の光
学ディスクを併用することが可能な情報記録再生装置が
提案されている。そして、このような情報記録再生装置
に用いられる光学ピックアップ装置としては、波長や強
度が異なる複数種類のレーザ光を処理する機能のものが
必要となる。例えば、ＤＶＤについて記録や再生を行な
うには、特に記録時における出射パワーを大きくできる
レーザ光源（半導体レーザ）が必要であり、また、ＣＤ
の再生を行なうには、ＤＶＤ用のレーザ光源に対して長
波長のレーザ光源（半導体レーザ）が必要である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ような波長や強度が異なる複数のレーザ光源を搭載した
光学ピックアップ装置では、従来のものに比べて部品点
数が増大し、光学系は複雑、大型化することになり、記
録再生装置における配置スペースの拡大や、コストアッ
プ等を招くという問題がある。例えば、特公平７−３４
６１号公報、特開平１１−３９７０１号公報、特開２０
００−３１１３７５号公報に開示されるものでは、共通
の光学系を通して２つのレーザ光を光ディスクに導く構
成が開示されているが、対物レンズに入射させる各レー
ザ光の強度を検出するための構成が各レーザ光毎に必要
となり、部品点数が多くなって構成が複雑化するという
問題がある。

【０００４】本発明は、このような実状に鑑みてなされ
たものであり、複数光源対応型の光ディスク記録再生装
置において、小型で安価な光学ピックアップ装置を提供
することを目的とする。また、ディスク記録パワーの効
率を向上することができる光学ピックアップ装置を提供
することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、第１のレーザ
光を出射する第１のレーザ光源と、前記第１のレーザ光
と波長の異なる第２のレーザ光を出射する第２のレーザ
光源と、前記第１のレーザ光及び第２のレーザ光を共通
の光路に導く光学系と、前記光学系によって導かれたレ
ーザ光の透過光をフロントフォトディテクタに導くとと
もに、残りの反射光を対物レンズに導くハーフミラー膜
を設けた立ち上げミラーとを有し、前記ハーフミラー膜
は、立ち上げミラーを透過してフロントフォトディテク
タに入射する前記第１のレーザ光の光量と前記第２のレ
ーザ光の光量とを略同等に制御する波長選択膜または偏
光選択性膜よりなることを特徴とする。

【０００６】本発明の光学ピックアップ装置によれば、
波長選択膜または偏光選択性膜よりなるハーフミラー膜
を設けた立ち上げミラーによって光量を適切に制御して
フロントフォトディテクタと対物レンズに導くことによ
り、特に複数光源対応型の光ディスク記録再生装置にお
いて、小型で安価な光学ピックアップ装置を提供するこ
とができ、また、ディスク記録パワーの効率を向上する
ことができる。

【０００７】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態例につ
いて図面を参照して説明する。図１は、本発明の実施の
形態による光学ピックアップ装置の構成を示す説明図で
ある。図１に示されているように、本発明の実施の形態
による光学ピックアップ装置は、レーザダイオード（第
１のレーザ光源）１０、レーザモジュール（第２のレー
ザ光源）２０、偏光ビームスプリッタ３０、マルチレン
ズ４０、フォトディテクタ５０、コリメータレンズ６
０、７０、アナモルフィックプリズム８０、立ち上げミ
ラー９０、フロントフォトディテクタ１００、対物レン
ズ（図示せず）などを備えて構成されている。

【０００８】この光学ピックアップ装置は、例えばＣＤ
とＤＶＤの２波長対応型の記録再生装置に設けられたも
のであり、レーザダイオード１０は、例えばＤＶＤ記録
／再生用の第１のレーザ光を出力するものである。ま
た、レーザモジュール２０は、例えばＣＤ記録／再生用
の第２のレーザ光（第１のレーザ光の波長よりも長波
長）を出力するものである。レーザモジュール２０の出
射パワーは少なくとも記録時において、レーザダイオー
ド１０の出射パワーよりも大きい出射パワーに制御され
る。そして、この光学ピックアップ装置では、波長と強
度の異なる２つのレーザ光を図１に示すような光学系に
よって１つの光路に合成し、立ち上げミラー９０に導
き、この立ち上げミラー９０により、レーザ光をを通し
てフロントフォトディテクタ１００と対物レンズに振り
分けるようにしたものである。ここでは、立ち上げミラ
ー９０の機能について説明し、次に光学系の詳細につい
て説明する。

【０００９】立ち上げミラー９０には、ハーフミラー膜
としてのビームスプリッタ膜が設けられており、入射し
たレーザ光の一部はフロントフォトディテクタ１００の
方向に透過するとともに、残りのレーザ光は反射して対
物レンズへと導かれ、光ディスク上にスポットを形成し
て情報の記録、再生を行う。光ディスク（ＤＶＤ）にデ
ジタル情報を記録する場合、レーザダイオード１０か
ら、記録される情報に対応したタイミングで強度が変調
されたレーザ光が出射される。その強度は、フロントフ
ォトディテクタ１００に入射されたレーザ光が変換され
た電気信号から演算される強度制御信号に基づいて制御
される。以上述べたように、本光学系ではフォトディテ
クタ１００への分割を２波長合成後の立ち上げミラーで
行うことにより、光学系全体の小型化と部品点数の削減
が図られている。

【００１０】次に、立ち上げミラー９０のビームスプリ
ッタ膜特性について説明する。本例の光学ピックアップ
装置において、例えばハーフミラー膜に波長選択膜を用
いた場合、各レーザ光の元出射パワーと立ち上げミラー
９０のハーフミラー膜特性は以下の関係を有している。
まず、第１のレーザ光の元出射パワーをＰ１、第２のレ
ーザ光の元出射パワーをＰ２とし、第１のレーザ光の波
長におけるハーフミラー膜透過率をＴ１、第２のレーザ
光の波長におけるハーフミラー膜透過率をＴ２とする。
また、第１のレーザ光の波長におけるハーフミラー膜反
射率をＲ１、第２のレーザ光の波長におけるハーフミラ
ー膜反射率をＲ２とする。そして、Ｐ１≦Ｐ２かつＴ１
≧Ｔ２かつＲ１≦Ｒ２という関係が成り立っている。

【００１１】すなわち、レーザ出射パワーを制御するた
めには、フォトディテクタの最低感度を保証するだけの
パワーがフロントディテクタ側へ透過されていればよ
い。しかし、実際のレーザダイオードの元出射パワーは
差があるため（例えばＤＶＤとＣＤのレーザダイオード
の元出射パワーは２．５倍ほど違いがある）、同じ透過
率で分離すると、片方の波長においてパワーが無駄にな
ってしまう。そこで、それぞれの波長において、最低必
要なパワーを持つレーザ光のみをフォトディテクタへ透
過し、それ以外のレーザ光を記録用として対物レンズ側
へ反射できるような膜特性を選べば、片側の波長におい
てディスク記録パワーを増加することができる。つま
り、一方の波長（ＬＤ元出射パワー小）の透過率をＴ１
とし、他の波長（ＬＤ元出射パワー大）の透過率をＴ２
とした場合、上述のようにＴ１≧Ｔ２の関係をもたせ
る。

【００１２】例えば、ＣＤ記録／再生用の長波長側のＬ
Ｄ元出射パワーを１７０ｍＷとし、ＤＶＤ記録／再生用
の短波長側のＬＤ元出射パワーを７０ｍＷとした場合、
それぞれの記録動作の際に必要となるフロントディテク
タへの光量を１０ｍＷとすれば、それぞれの波長に対す
るハーフミラー膜透過率Ａ、Ｂは、以下のような式１、
式２で表される。ＣＤ用；１７０ｍＷ×Ａ＝１０ｍＷ ……（式１）ＤＶＤ用；７０ｍＷ×Ｂ＝１０ｍＷ ……（式２）したがって、この条件でハーフミラー膜の透過率を選ぶ
と、Ａ（＝Ｔ２）は６％となり、Ｂ（＝Ｔ１）は１４％
となる。

【００１３】このような条件を満足するための膜特性と
しては、図２に示すような波長選択膜特性を有するもの
や、図３に示すような偏光選択性膜を用いることが考え
られる。図２は、縦軸に透過率、横軸に波長を示してお
り、ＤＶＤの波長６６０ｎｍに対する透過率がＣＤの波
長７８５に対する透過率より高くなるような特性の膜を
設ける。また、図３も縦軸に透過率、横軸に波長を示し
ているが、ＣＤ側はＳ偏光を使用し、ＤＶＤ側はＰ偏光
を使用することにより、Ｐ偏光の透過率ＴｐがＳ偏光の
透過率Ｔｓより高くなるような特性の膜を設ける。

【００１４】次に、図１に示す光学ピックアップ装置の
詳細な構成及び動作について説明する。まず、第１の波
長（例えばＤＶＤ用）を持つレーザダイオード１０から
発散放射された第１のレーザ光は、偏光ビームスプリッ
タ３０に入射される。ここで偏光ビームスプリッタ３０
の偏光膜はレーザ光の偏波方向（例えばＰ偏光）に合わ
せているため、この偏光ビームスプリッタ３０を透過す
るレーザ光は何ら影響を受けずに透過するのみである。
続いて、コリメータレンズ６０に入射したレーザ光は強
度分布が楕円形状をなす平行光に変換されるが、アナモ
ルフィックプリズム８０を透過することにより楕円形状
から略円形状に変換される。

【００１５】その後、立ち上げミラー９０に入射したレ
ーザ光の一部は、フロントフォトディテクタ１００の方
向に透過するとともに、残りのレーザ光は反射して紙面
の上側に位置する１／４波長板（図示せず）に入射され
る。この１／４波長板では、入射されたレーザ光を円偏
光に変換して、対物レンズに入射させる。対物レンズ
は、入射したレーザ光を集光して、紙面に平行に配置さ
れている光ディスク上にスポットを形成する。光ディス
クからの反射光は、対物レンズで平行光とされ、１／４
波長板を透過し、今度は偏波面が往路光に対して９０度
回転した方向を有する直線偏光（Ｓ偏光）になる。

【００１６】その後、ミラー９０で反射され、アナモル
フィックプリズム８０に入射され、コリメータレンズ６
０で集束光とされたレーザ光は、再度偏光ビームスプリ
ッタ３０に入射するが、ここでは偏光方向が異なるため
全反射される。マルチレンズ４０に入射されたレーザ光
は、フォーカスサーボ制御用の非点収差が与えられ、フ
ォトディテクタ５０に集光される。フォトディテクタ５
０は、内蔵する複数の受光部において入射されたレーザ
光を電気信号に変換し、後段の演算回路に出力すること
により、トラッキング信号、フォーカスエラー信号、及
び情報信号を検出することが可能になる。

【００１７】次に、第２の波長（例えばＣＤ用）を持つ
第２のレーザ光側の光学系について説明する。受光素子
と半導体レーザ光源との機能をもつレーザモジュール２
０から出射されたレーザ光がコリメートレンズ７０で平
行光に変換され、アナモルフィックプリズム８０に入射
する。そして、このアナモルフィックプリズム８０のプ
リズム接合面の膜特性により全反射され、第１のレーザ
光と合成されて立ち上げミラー９０へ導かれる。第１の
レーザ光と同様に立ち上げミラー９０に入射したレーザ
光の一部はフロントフォトディテクタ１００の方向に透
過するとともに、残りのレーザ光は反射して紙面の上側
に位置する１／４波長板に入射される。この１／４波長
板では、入射されたレーザ光を円偏光に変換して対物レ
ンズに入射させる。

【００１８】対物レンズは、入射されたレーザ光を集光
して、紙面に平行に配置されている光ディスク上に光ス
ポットを形成する。光ディスクからの反射光は、対物レ
ンズで平行光とされ、１／４波長板を透過し、今度は偏
波面が往路光に対して９０度回転した方向を有する直線
偏光になる。その後、ミラー９０で反射され、アナモル
フィックプリズム８０に入射され、再び往路と同一の光
路を通り、レーザモジュール中の受光素子に受光され、
情報信号が検出される。

【００１９】以上のように、本例の光学ピックアップ装
置では、波長や強度が異なる２種類のレーザ光を合流さ
せる光学系の後段に設けた１つの立ち上げミラー９０に
よってレーザ光をフロントフォトディテクタ側と対物レ
ンズ側に分離することから、部品点数の削減を図ること
が可能となり、ピックアップ装置の小型化を達成でき
る。また、２種類の波長を有するレーザ光を、それぞれ
フロントディテクタへの透過率をビームスプリッタ膜で
制御することにより、記録パワーの効率を向上すること
も可能となる。なお、以上のような構成において、２つ
のレーザ光を構成する光学系としては、上述した例に限
定されないものとし、また、３つ以上のレーザ光源を有
するものについても同様に適用し得るものである。

【００２０】

【発明の効果】以上説明したように本発明の光学ピック
アップ装置によれば、波長選択膜または偏光選択性膜よ
りなるハーフミラー膜を設けた立ち上げミラーによって
光量を適切に制御してフロントフォトディテクタと対物
レンズに導くことにより、特に複数光源対応型の光ディ
スク記録再生装置において、小型で安価な光学ピックア
ップ装置を提供することができ、また、ディスク記録パ
ワーの効率を向上することができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態による光学ピックアップ装
置を示す説明図である。

【図２】図１に示す光学ピックアップ装置に設けられる
ハーフミラー膜の特性例を示す説明図である。

【図３】図１に示す光学ピックアップ装置に設けられる
ハーフミラー膜の他の特性例を示す説明図である。

【符号の説明】

１０……レーザダイオード（第１のレーザ光源）、２０
……レーザモジュール（第２のレーザ光源）、３０……
偏光ビームスプリッタ、４０……マルチレンズ、５０…
…フォトディテクタ、６０、７０……コリメータレン
ズ、８０……アナモルフィックプリズム、９０……立ち
上げミラー、１００……フロントフォトディテクタ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 5D119 AA01 AA04 AA41 BA01 BB03 DA05 EC39 EC47 FA02 FA08 HA13 HA44 HA45 JA48

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】第１のレーザ光を出射する第１のレーザ
光源と、前記第１のレーザ光と波長の異なる第２のレーザ光を出
射する第２のレーザ光源と、前記第１のレーザ光及び第２のレーザ光を共通の光路に
導く光学系と、前記光学系によって導かれたレーザ光の透過光をフロン
トフォトディテクタに導くとともに、残りの反射光を対
物レンズに導くハーフミラー膜を設けた立ち上げミラー
とを有し、前記ハーフミラー膜は、立ち上げミラーを透過してフロ
ントフォトディテクタに入射する前記第１のレーザ光の
光量と前記第２のレーザ光の光量とを略同等に制御する
波長選択膜または偏光選択性膜よりなる、ことを特徴とする光学ピックアップ装置。
【請求項２】前記第２のレーザ光は、前記第１のレー
ザ光に対して長波長の記録再生用レーザ光であり、記録
時には大きい出射パワーに制御され、前記第１のレーザ光は、前記第２のレーザ光に対して短
波長の記録再生用レーザ光であり、少なくとも前記第２
のレーザ光の記録時における出射パワーよりも小さい出
射パワーに制御される、ことを特徴とする請求項１記載の光学ピックアップ装
置。
【請求項３】前記第１のレーザ光はＤＶＤ用のレーザ
光であり、第２のレーザ光はＣＤ用のレーザ光であるこ
とを特徴とする請求項１記載の光学ピックアップ装置。
【請求項４】前記第１のレーザ光のレーザパワーＰ１
と第２のレーザ光のレーザパワーＰ２は、Ｐ１≦Ｐ２の
関係を有することを特徴とする請求項１記載の光学ピッ
クアップ装置。
【請求項５】前記第１のレーザ光の波長に対するハー
フミラー膜の透過率Ｔ１と第２のレーザ光の波長に対す
るハーフミラー膜の透過率Ｔ２は、Ｔ１≧Ｔ２の関係を
有することを特徴とする請求項１記載の光学ピックアッ
プ装置。
【請求項６】前記第１のレーザ光の波長に対するハー
フミラー膜の反射率Ｒ１と第２のレーザ光の波長に対す
るハーフミラー膜の反射率Ｒ２は、Ｒ１≦Ｒ２の関係を
有することを特徴とする請求項１記載の光学ピックアッ
プ装置。