JP2004139668A - 光ヘッドおよび光ディスク装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】部品点数を削減して小型化を図り、使い勝手を向上させる上で有利な光ヘッドおよび光ディスク装置を提供する。
【解決手段】光路分離手段22は、第1の光路L1を通って入射する第1、第2の光ビームB1、B2を反射してコリメータ32、1/4波長板34、立ち上げミラー36を介して対物レンズ14へ導き対物レンズ14から光記録媒体102に照射させる第2の光路L2を形成するとともに、第1、第2の光ビームB1、B2を透過して対物レンズ14と異なる箇所に導く第3の光路L3を形成する。第3の光路L3上には、光パワーモニタ用の光検出手段16が位置しており、このパワーモニタ用の光検出手段16により光分離手段22を透過した第1、第2の光ビームB1、B2が受光されるようになっている。
【選択図】 図1
【解決手段】光路分離手段22は、第1の光路L1を通って入射する第1、第2の光ビームB1、B2を反射してコリメータ32、1/4波長板34、立ち上げミラー36を介して対物レンズ14へ導き対物レンズ14から光記録媒体102に照射させる第2の光路L2を形成するとともに、第1、第2の光ビームB1、B2を透過して対物レンズ14と異なる箇所に導く第3の光路L3を形成する。第3の光路L3上には、光パワーモニタ用の光検出手段16が位置しており、このパワーモニタ用の光検出手段16により光分離手段22を透過した第1、第2の光ビームB1、B2が受光されるようになっている。
【選択図】 図1
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ヘッドおよび光ディスク装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来からCD−Rの記録再生とDVD−Rの記録再生との双方を行なうように構成されたいわゆるコンパチブルタイプの光ヘッドが知られている(例えば特許文献1)。
図13はCD−Rの記録再生と、DVD−Rの記録再生との双方を行なうように構成されたいわゆるコンパチブルタイプの光ヘッドの光学系の第1の従来例を示す構成図である。
この光ヘッド200Aは、ディスクリート光学系で構成されたDVD部とホログラムレーザー光学系で構成されたCD部を合成した光学系で構成されている。前記DVD部の往路系は、波長655nmの半導体レーザー(LD)と、発散光をコリメートするコリメーターレンズ(CL1)と、3ビームを得る為のグレーティング(GRT)と、レーザーパワーをモニターする為の受光素子(F−PDIC1)と、光ビームを楕円形状から略円形状に整形する機能と戻り光の進行方向を変換する機能を備えたアナモプリズム(Anamo)と、直線偏光を円偏光にする1/4波長板(QWP1)と、波長655nmと780nmの光ビームの進行方向を同一光路に合成するビームスプリッター(BS)と、光記録媒体の記録面へ垂直入射させる為に前記光ビームの進行方向を変換するミラー(Mirror1)と、光記録媒体の記録面上に光を結象させる為の対物レンズ(2W−OL)とから構成されている。
【0003】
前記DVD部の復路系は、前記往路系と共通に使用される、前記対物レンズ(2W−OL)、ビームスプリッター(BS)、1/4波長板(QWP1)、アナモプリズム(Anamo)を有しており、それ以降の部品として、フォーカスサーボ及びトラキングサーボの制御に必要な信号取り出すための受光素子および電気回路を含む集積素子(PDIC)と、前記受光素子上にスポットを落とす為のコリメーターレンズ(CL3)と、デフォーカス調整とフォーカスサーボに必要な非点収差を出すためのマルチレンズ(ML)とを有して構成されている。
前記CD部の往路系は、フォーカスサーボ及びトラッキングサーボを制御する為に必要な電気信号を取り出す機能を備えたホログラムレーザー(CDR−HOE)と、発散光をコリメートするコリメーターレンズ(CL2)と、直線偏光を円偏光にする1/4波長板(QWP2)と、光ビームを反射してその進行方向を変換するミラー(Mirror2)と、レーザーパワーをモニターする為の受光素子(F−PDIC2)と、波長655nmと780nmの光ビームの進行方向を同一光路に合成するビームスプリッター(BS)と、光記録媒体の記録面上へ垂直入射させる為に光ビームの進行方向を変換するミラー(Mirror1)と、光記録媒体の記録面上に光を結象させる為の対物レンズ(2W−OL)とから構成されている。
前記CD部の復路系は往路系の逆順で同じである。
【0004】
図14はCD−Rの記録再生と、DVD−Rの記録再生との双方を行なうように構成されたいわゆるコンパチブルタイプの光ヘッドの光学系の第2の従来例を示す構成図である。
この光ヘッド200Bは、ディスクリート光学系で構成されたDVD部と、同じくディスクリート光学系で構成されたCD部を合成した光学系で構成されている。
前記DVD部の往路系は、波長655nmの半導体レーザー(LD1)と、3ビームを得る為のグレーティング(GRT1)と、戻り光の進行方向を変換する機能を備えたビームスプリッター(CBS)と、発散光をコリメートするコリメーターレンズ(CL1)と、レーザーパワーをモニターする為の受光素子(F−PDIC1)と、ビーム形状を変換する為のアナモプリズム(Anamo)と、直線偏光を円偏光にする1/4波長板(QWP)と、光記録媒体の記録面上へ垂直入射させる為に光ビームの進行方向を変換するミラー(Mirror)と、光記録媒体の記録面上に光を結象させる為の対物レンズ(2W−OL)とから構成されている。
前記CD部の往路系は、波長780nmの半導体レーザー(LD2)と、3ビームを得る為のグレーティング(GRT2)と、光ビームを2方向に分離するビームスプリッター(BSP)と、発散光をコリメートするコリメーターレンズ(CL2)と、レーザーパワーをモニターする為の受光素子(F−PDIC2)と、2つの光ビームを同一光路上に合成するプリズム(Anamo)と、直線偏光を円偏光にする1/4波長板(QWP)と、Disc面へ垂直入射させる為に光ビームの進行方向を変換するミラー(Mirror)と、光記録媒体の記録面上に光を結象させる為の対物レンズ(2W−OL)とを有して構成されている。
前記CD部の復路系は、前記往路系と共通に使用される、対物レンズ(2W−OL)、ミラー(Mirror)、1/4波長板(QWP)、プリズム(Anamo)、コリメーターレンズ(CL2)、ビームスプリッター(BSP)を有して構成され、それ以降の部品は、デフォーカス調整とフォーカスサーボに必要な非点収差を出すためのマルチレンズ(ML)と、フォーカス及びトラキングサーボの制御信号を取り出すPDIC(PDIC)とを有して構成されている。
【0005】
【特許文献1】
特開平10−269612号公報
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
上述した第1、第2の従来例の光ヘッド200A、200Bは、部品点数が多いため、低コスト化、小型化を図ることが難しい。
特にハーフハイトサイズと称される大きさの光ディスク装置においては、光ヘッドの収容スペースに余裕があるため、前記従来例1、2のような構成のものでも問題はなかったが、前記ハーフハイトサイズよりも小型化された光ディスク装置は、その収容スペースが狭いため、前記従来例1、2のような光ヘッドの実装は難しく、光ヘッドの小型化が求められている。
また、ホログラムレーザが割高で光利用効率があまり良くない点、アナモプリズムに関する光学的調整が面倒である点などの欠点があるため、これらの欠点を解消することが求められている。
本発明は、このような実状に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、部品点数を削減して小型化を図り、使い勝手を向上させる上で有利な光ヘッドおよび光ディスク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】
本発明の光ヘッドは、前記目的を達成するため、互いに波長が異なる光ビームをそれぞれ出射する複数の光源と、前記各光ビームを集光して光記録媒体に照射する対物レンズと、前記光ビームを受光する光パワーモニタ用の光検出手段とを備える光ヘッドであって、前記複数の光源と前記対物レンズの間の光路上に配設され、前記複数の光源のそれぞれから出射された光ビームのそれぞれが単一の第1の光路上を通るようにそれらの光路を合成する光路合成手段と、前記第1の光路上に配設され、該第1の光路を通る光ビームを前記対物レンズを経て光記録媒体に導く第2の光路と、前記対物レンズと異なる箇所に導く第3の光路とを形成する光路分離手段とを備え、前記光パワーモニター用の光検出手段は単一で前記第3の光路上に配設されこの単一の光パワーモニター用の光検出手段により前記互いに波長が異なる光ビームが受光されるように構成されているを備えることを特徴とする。
【0008】
また、本発明の光ディスク装置は、光記録媒体を保持して回転駆動する駆動手段と、前記駆動手段によって回転駆動する光記録媒体に対し、光を照射し、前記光記録媒体からの反射光を検出する光ヘッドとを有し、前記光ヘッドは、互いに波長が異なる光ビームをそれぞれ出射する複数の光源と、前記各光ビームを集光して光記録媒体に照射する対物レンズと、前記光ビームを受光する光パワーモニタ用の光検出手段とを備える光ヘッドであって、前記複数の光源と前記対物レンズの間の光路上に配設され、前記複数の光源のそれぞれから出射された光ビームのそれぞれが単一の第1の光路上を通るようにそれらの光路を合成する光路合成手段と、前記第1の光路上に配設され、該第1の光路を通る光ビームを前記対物レンズを経て光記録媒体に導く第2の光路と、前記対物レンズと異なる箇所に導く第3の光路とを形成する光路分離手段とを備え、前記光パワーモニター用の光検出手段は単一で前記第3の光路上に配設されこの単一の光パワーモニター用の光検出手段により前記互いに波長が異なる光ビームが受光されるように構成されていることを特徴とする光ディスク装置。
【0009】
そのため、本発明によれば、複数の光源のそれぞれから出射される各光ビームは、前記光路合成手段に入射されることにより、前記第1の光路により前記光路分離手段に入射される。前記光ビームは前記光路分離手段により形成される第3の光路により前記光パワーモニター用の光検出手段に受光されるとともに、前記光路分離手段により形成される第2の光路により前記対物レンズを経て光記録媒体に照射される。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による光ヘッド及び光ディスク装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図2は、本発明の第1の実施の形態における光ディスク装置の構成を示すブロック図である。
光ディスク装置101は、光記録媒体102を回転駆動する駆動手段としてのスピンドルモータ103と、光ヘッド104と、その駆動手段としての送りモータ105とを備えている。ここで、スピンドルモータ103は、システムコントローラ107及びサーボ制御回路109により駆動制御され、所定の回転数で回転される。
【0011】
信号変復調部及びECCブロック108は、信号の変調、復調及びECC(エラー訂正符号)の付加を行う。光ヘッド104は、信号変調およびECCブロック108の指令に従って、回転する光記録媒体102の信号記録面に対して、それぞれ光照射を行う。このような光照射により光記録媒体102に対する記録、再生が行われる。
また、光ヘッド104は、光記録媒体102の信号記録面からの反射光ビームに基づいて、後述するような各種の光ビームを検出し、各光ビームに対応する信号をプリアンプ部120に供給する。
また、レーザ制御部121は、光記録媒体102に照射される光ビームの光パワーを制御する。
【0012】
プリアンプ部120は、各光ビームに対応する信号に基づいてフォーカスエラー信号、トラッキングエラー信号、RF信号等を生成できるように構成されている。再生対象とされる記録媒体の種類に応じて、サーボ制御回路109、信号変調及びECCブロック108等により、これらの信号に基づく復調及び誤り訂正処理等の所定の処理が行われる。
これにより、復調された記録信号は、例えばコンピュータのデータストレージ用であれば、インタフェース111を介して外部コンピュータ130等に送出される。これにより、外部コンピュータ130等は光記録媒体102に記録された信号を再生信号として受け取ることができるようになっている。
【0013】
また、オーディオ・ビジュアル用であれば、D/A,A/D変換器112のD/A変換部でデジタル/アナログ変換され、オーディオ・ビジュアル処理部113に供給される。そして、このオーディオ・ビジュアル処理部113でオーディオ・ビデオ信号処理が行われ、オーディオ・ビジュアル信号入出力部114を介して外部の撮像・映写機器に伝送される。
上記光ヘッド104には、例えば光記録媒体102上の所定の記録トラックまで、移動させるための送りモータ105が接続されている。スピンドルモータ103の制御と、送りモータ105の制御と、光ヘッド104の対物レンズを保持する二軸アクチュエータのフォーカシング方向及びトラッキング方向の制御は、それぞれサーボ制御回路109により行われる。
【0014】
図1は、本発明の第1の実施の形態による光ヘッドの光学系を示す構成図である。
図1において、光ヘッド104は、第1の光源10、第2の光源12、対物レンズ14、単一の光パワーモニタ用の光検出手段16、単一の信号検出用の光検出手段18、光路合成手段20、光路分離手段22、アナモルフィックレンズ24、グレーティング素子26、カップリングレンズ28、グレーティング素子30、コリメータレンズ32、1/4波長板34、立ち上げミラー36、集光レンズ38を備えており、これらの各部品がホルダ40(図100および図101参照)にマウントされて構成されている。
【0015】
前記第1の光源10は、DVD、DVD−R(DVD系の光記録媒体)の再生および記録用の波長λ1(例えば波長650nm)を有する第1の光ビームを出射する半導体レーザから構成されている。
前記第2の光源12はCD、CD−RおよびCD−RW(CD系の光記録媒体)の再生および記録用の波長λ2(例えば波長780nm)を有する第2の光ビームを出射するように構成された半導体レーザから構成されている。すなわち、第1の光ビームと第2の光ビームとの波長は異なっている。
前記第1の光源10は、前記光記録媒体102の記録面と平行な方向(紙面と平行な方向)に向けて配置され、前記第2の光源12は光記録媒体の記録面と平行な面内で前記第1の光源10の向きと直交する方向に向けて配置され、前記対物レンズ14は、前記光記録媒体の記録面と直交する方向(紙面と直交する方向)に光軸を向けて配置されている。
【0016】
前記光路合成手段20は、立方体状に形成され、前記光記録媒体102の記録面と平行な方向に向いた立方体の第1の面は前記第1の光源10に臨み、前記第1の面と直交し前記平行な方向に向いた第2の面は前記第2の光源12に臨んでいる。
前記光路分離手段22は、光路合成手段20の前記第1の面と平行をなす第3の面に臨んで配置されている。
前記光パワーモニタ用の光検出手段16は、前記光路分離手段22の裏面に臨んで配置され(光路分離手段22の光路合成手段20とは反対側の箇所に配置され)、また、前記信号検出用の光検出手段18は前記集光レンズ36を介して前記光路分離手段22の裏面に臨んで配置され(光路分離手段22の光路合成手段20とは反対側の箇所に配置され)、光路分離手段22と光検出手段18との間に前記光路分離手段22から導かれる光ビームを光検出手段18上に集光する集光レンズ38が配置されている。
【0017】
前記アナモルフィックレンズ24と前記グレーティング素子26は、前記第1の光源10と前記光路合成手段20の第1の面の間の光路上に配置されている。
前記アナモルフィックレンズ24は、前記第1の光源10から出射される第1の光ビームB1のビーム形状を楕円形状から真円形状に変換するように構成されている。
図3に示すように、前記第1の光源10から出射される第1の光ビームB1は、第1の光源10を構成する半導体レーザの接合面と垂直な方向に破線で示すように大きなビーム放射角を有し、前記接合面と平行な方向に実線で示すように小さなビーム放射角を有している。前記アナモルフィックレンズ24は、この第1の光ビームB1の接合面と垂直な方向と平行な方向のビーム放射角が同じとなるように、すなわちビーム形状が真円状態となるように第1の光ビームB1のビーム成形を行なうように構成されている。本実施の形態では、前記アナモルフィックレンズ24は、整形後の光ビームを発散光として出射するように構成されている。
【0018】
前記グレーティング素子26は、前記アナモルフィックレンズ24と前記光路合成手段20の第1の面の間の光路上に配置されている。
前記グレーティング素子26は、前記第1のビームB1からトラッキングエラー信号検出用の2つのサイドビームと、これら2つのサイドビームに挟まれた1つのセンタビームの3つのビームを生成するように構成されている。
【0019】
前記カップリングレンズ28と前記グレーティング素子30は、前記第2の光源12と前記光路合成手段20の第2の面の間の光路上に配置されている。
前記カップリングレンズ28は、前記第2の光源12から出射される第2の光ビームB2を効率よく前記対物レンズ14へ導くとともに、前記第1の光源12、カップリングレンズ28、コリメータレンズ32および対物レンズ14などから構成されるCD系の光学系の光学倍率が所定の数値となるように構成されている。
前記グレーティング素子30は、前記カップリングレンズ28と前記光路合成手段20の第2の面の間の光路上に配置されている。
前記グレーティング素子30は、前記第2のビームB2からトラッキングエラー信号検出用の2つのサイドビームと、これら2つのサイドビームに挟まれた1つのセンタビームの3つのビームを生成するように構成されている。
【0020】
前記コリメータレンズ32と前記前記1/4波長板34と前記立ち上げミラー36は、前記光路分離手段22と対物レンズ14との間の光路上に配置されている。
前記コリメータレンズ32は、前記光路分離手段22の表面に臨んで配置され、該光路分離手段22で導かれた光ビームを平行光にするように構成されている。
前記前記1/4波長板34は、前記コリメータレンズ32を介して前記光路分離手段22に臨んで配置され、この1/4波長板34を透過する光ビームの偏光方向を直線偏向および円偏光の一方から他方に変化させるように構成されている。
前記立ち上げミラー36は、前記1/4波長板34に臨み、かつ、光記録媒体102とは反対側のコリメータレンズ32箇所に臨ませて配置されている。
前記立ち上げミラー36は、前記コリメータレンズ32、1/4波長板34をこの順で通過する光ビームを反射することでその進行方向を前記光記録媒体102と平行な方向からこの方向と直交する方向に変換して前記対物レンズ14に導くとともに、前記光記録媒体102で反射され前記対物レンズ14を透過した反射光ビームを反射することでその進行方向を前記直交する方向から前記平行な方向に変換して前記1/4波長板34、コリメータレンズ32に導くように構成されている。
【0021】
前記光路合成手段20は、ビームスプリッタ膜2002を備え、例えば、透明な合成樹脂やガラスに前記ビームスプリッタ膜2002が一体的に組付けられることで直方体形状の単一の部品として構成され、ビームスプリッタ膜2002はその表面が第1の光源10に臨み、裏面が第2の光源12に臨むように設けられている。本実施の形態では、前記ビームスプリッタ膜2002は、前記第1の光源1004の光路の光軸と前記第2の光源1204の光路の光軸の双方に対してほぼ45度をなすように配設されている。
前記ビームスプリッタ膜2002は、本実施の形態では、図4、図5に示すように、波長655nmの第1の光ビームB1は透過し、波長780nmの第2の光ビームB2は反射するような透過特性を有している。また、前記光ビームのS偏光、P偏光のいずれであっても第1の光ビームB1を透過し、第2の光ビームB2を反射するように構成されている。
これにより、前記光路合成手段20は、前記第1、第2の光源10、12のそれぞれから出射された第1、第2の光ビームB1、B2のそれぞれが単一の第1の光路L1上を通るようにそれらの光路を合成している。
【0022】
前記光路分離手段22は、板状に形成され、前記第1の光路L1上において、表面が前記光路合成手段20の第3面と前記コリメータレンズ32との双方に臨み、その裏面が前記光パワーモニター用の光検出手段16と集光レンズ38との双方に臨むように配置されている。
前記光路分離手段22の表面には、ビームスプリッタ膜2202が設けられている。このビームスプリッタ膜2202は、本実施の形態では、図6に示すように、波長655nmの第1の光ビームB1および波長780nmの第2の光ビームB2のいずれについても、10%乃至20%程度の透過率を有している。この透過率は、前記ビームスプリッタ膜2002に入射する光ビームのS偏光、P偏光のそれぞれについて同程度の数値となっている。
【0023】
すなわち、前記ビームスプリッタ膜2202は、図7に示すように、このビームスプリッタ膜2202に入射する光ビームの一部(入射する光ビームの10%乃至20%程度)を透過し、残り(入射する光ビームの90%乃至80%程度)を反射する透過特性を有している。
これにより、前記光路分離手段22は、前記第1の光路L1を通って入射する前記第1、第2の光ビームB1、B2を反射して前記コリメータ32、1/4波長板34、立ち上げミラー36を介して対物レンズ14へ導き対物レンズ14から光記録媒体102に照射させる第2の光路L2を形成するとともに、前記第1、第2の光ビームB1、B2を透過して前記対物レンズ14と異なる箇所に導く第3の光路L3を形成している。
前記第3の光路L3上には、前記光パワーモニタ用の光検出手段16が位置しており、このパワーモニタ用の光検出手段16により前記光分離手段22を透過した前記第1、第2の光ビームB1、B2が受光されるようになっている。
【0024】
前記光記録媒体102に照射された第1、第2の光ビームB1、B2が前記記録媒体102の記録面で反射された反射光ビームは、前記対物レンズ14、立ち上げミラー36、1/4波長板34、コリメータ32をこの順に通って、すなわち前記第2の光路L2を逆に通って前記光路分離手段22に入射する。
そして、前記光路分離手段22に入射された第1、第2の光ビームB1、B2の反射光ビームは該光路分離手段22を透過することにより前記第3の光路L3とは異なる第4の光路L4に導かれる。
前記第4の光路L4上には、前記集光レンズ38が位置しており、この集光レンズ38により前記光分離手段22を透過した前記第1、第2の光ビームB1、B2の反射光ビームが受光されるようになっている。
なお、本実施の形態では、図7に示すように、前記第1の光路L1が前記光路分離手段22に対してなす入射角θ1と前記第2の光路L2が前記光路分離手段22に対してなす出射角θ2とが25度乃至35度の範囲となるように構成されている。
【0025】
上記の光学系は、具体的には次のように配置される。
図8は本実施の形態の光ディスク装置100の構成を示す平面図、図9は光ヘッド104の平面図である。
図8に示すように、光ヘッド104はホルダ40にマウントされ、このホルダ40はスレッド軸4002に案内されて光記録媒体の半径方向に移動可能に配置され、これにより光ヘッド104が光記録媒体の記録面に臨んで移動できるように配置されている。
図9に示すように、前記第2の光路L2と第4の光路L4がスレッド軸4002に対してほぼ直交する方向に延在し、これら第2の光路L2と第4の光路L4よりも光記録媒体の中心寄り箇所に光検出手段16が配置され、これら第2の光路L2と第4の光路L4よりも光記録媒体の中心とは反対側の箇所には第1の光源10と第2の光源12と光路合成手段20などが配置されている。
また、前記ホルダ40上には、前記第1、第2の光源10、12に隣接した箇所に、前記レーザ制御部121の制御に基づいて前記第1、第2の光源10、12の駆動を行なうレーザドライバIC42が配置されている。
【0026】
以上のように構成された光ヘッド104によって光記録媒体102を再生する際の作用について説明する。
まず、前記光記録媒体102がDVD、DVD−Rなどで構成されている場合には、前記レーザ制御部121は、前記第1の光源10をオンとする。これにより、第1の光源10から出射された第1の光ビームB1は、前記アナモルフィックレンズ24、グレーティング素子26を介して前記光路合成手段20に入射されことにより、前記第1の光路L1により前記光路分離手段22に入射される。そして、第1の光ビームB1の一部が前記第3の光路L3により前記光パワーモニター用の光検出手段16に受光され、第1の光ビームB1の残りは前記第2の光路L2により前記対物レンズ14を介して光記録媒体102の記録面に照射される。
前記記録面で反射された反射光ビームは、前記第2の光路L2を通って前記光路分離手段22に導かれ、前記第4光路L4により前記信号検出用の光検出手段18に受光される。
【0027】
前記信号検出用の光検出手段18の検出信号は、再生信号として前記プリアンプ120、信号変復調部及びECCブロック108によって再生され、インターフェース111を介して外部に出力されるとともに、前記プリアンプ120によって演算処理されフォーカスエラー信号およびトラッキングエラー信号としてサーボ制御部109に出力される。
前記サーボ制御部109は、プリアンプ120によって増幅されたこれらエラー信号に基づいて前記光ヘッド104のフォーカスおよびトラッキングのサーボ制御を行なう。
【0028】
次に、前記光記録媒体102がCD、CD−Rなどで構成されている場合には、前記レーザ制御部121は、前記第2の光源12をオンとする。これにより、第2の光源12から出射された第2の光ビームB2は、前記カップリングレンズ28、グレーティング素子30を介して前記光路合成手段20に入射される。
そして、前記光路合成手段20に入射された第2の光ビームB2は、前記第1の光路L1により前記光路分離手段22に導かれ、第2の光ビームB2の一部が前記第3の光路L3により前記光パワーモニター用の光検出手段16に受光され、第2の光ビームB2の残りは前記第2の光路L2により前記対物レンズ14を介して光記録媒体102の記録面に照射される。
そして、前記記録面で反射された反射光ビームは、前記第2の光路L2を通って前記光路分離手段22に導かれ、前記第4光路L4により前記信号検出用の光検出手段18に受光される。
この後の動作は上述の説明と同様であるため説明を省略する。
【0029】
次に、前記光ヘッド104によって光記録媒体102に記録を行なう際の作用について説明する。
まず、前記光記録媒体102がDVD−Rで構成されている場合には、前記レーザ制御部121は、前記第1の光源10をオンとする。これにより、第1の光源10から出射された第1の光ビームB1は、前記アナモルフィックレンズ24、グレーティング素子26を介して前記光路合成手段20に入射される。前記光路合成手段20に入射された第1の光ビームB1は、前記第1の光路L1により前記光路分離手段22に導かれ、第1の光ビームB1の一部が前記第3の光路L3により前記光パワーモニター用の光検出手段16に受光され、第1の光ビームB1の残りは前記第2の光路L2により前記対物レンズ14を介して光記録媒体102の記録面に照射される。
そして、前記記録面で反射された反射光ビームは、前記第2の光路L2を通って前記光路分離手段22に導かれ、前記第4光路L4により前記信号検出用の光検出手段18に受光される。
【0030】
前記光ヘッド104のフォーカスおよびトラッキングのサーボ制御は再生時と同様に行なわれる。
前記レーザ制御部121が前記第1の光源10から出射される第1の光ビームB1の光量を記録データに基づいて変調することにより、前記記録面に記録がなされる。この際、前記レーザ制御部121は、前記光パワー検出用の光検出手段16の検出信号に基づいて前記第1の光源10から出射される第1の光ビームB1の光量を記録に適した値に制御する。
【0031】
次に、前記光記録媒体102がCD−Rで構成されている場合には、前記レーザ制御部121は、前記第2の光源12をオンとする。これにより、第2の光源12から出射された第2の光ビームB2は、前記カップリングレンズ28、グレーティング素子30を介して前記光路合成手段20に入射される。前記光路合成手段20に入射された第2の光ビームB2は、前記第1の光路L1により前記光路分離手段22に導かれ、第2の光ビームB2の一部が前記第3の光路L3により前記光パワーモニター用の光検出手段16に受光され、第2の光ビームB2の残りは前記第2の光路L2により前記対物レンズ14を介して光記録媒体102の記録面に照射される。
そして、前記記録面で反射された反射光ビームは、前記第2の光路L2を通って前記光路分離手段22に導かれ、前記第4光路L4により前記信号検出用の光検出手段18に受光される。
【0032】
前記光ヘッド104のフォーカスおよびトラッキングのサーボ制御は再生時と同様に行なわれる。
前記レーザ制御部121が前記第2の光源12から出射される第2の光ビームB2の光量を記録データに基づいて変調することにより、前記記録面に記録がなされる。この際、前記レーザ制御部121は、前記光パワー検出用の光検出手段16の検出信号に基づいて前記第2の光源10から出射される第2の光ビームB2の光量を記録に適した値に制御する。
【0033】
上述した第1の実施の形態によれば、単一の光パワーモニター用の光検出手段16によって、互いに波長が異なる第1、第2の光ビームB1、B2の光パワーを検出するように構成したので、光パワーモニター用の光検出手段が1つで済み、部品点数を削減することができ、これにより、光ヘッド104および光ディスク装置100のコスト削減および小型化を図る上で有利となる。
また、前記単一の信号検出用の光検出手段18によって、互いに波長が異なる第1、第2の光ビームB1、B2の各反射光ビームを検出するように構成したので、信号検出用の光検出手段18が1つで済み、部品点数を削減することができ、これにより、光ヘッド104および光ディスク装置100のコスト削減および小型化を図る上で有利となる。
また、前記光検出手段16、18が占有するスペースが少なくて済むため、前記ホルダ40上で前記第1、第2の光源10、12に近い箇所に前記レーザドライバIC42を配置することができる。このため、前記レーザドライバIC42と第1、第2の光源10、12の間の配線を短縮することができ、これによりレーザドライバIC42から発生するノイズが他の回路に影響を与えることを抑制することができる。
また、第1の光ビームB1のビーム整形を行なうアナモルフィックレンズ24は、アナモプリズムに比較して外形が小さいため、アナモプリズムを用いる構成に比較して光ヘッドの小型化を図る上で有利となる。
また、従来の光ヘッドでは、アナモプリズムに入射する光ビームの光路の光軸が理想上の光軸位置とずれると収差が発生するため、前記光源と、アナモプリズムと、これら光源およびアナモプリズムの間の光路上に配置される光学部品と位置調整を精密に行なう必要があり、調整作業が煩雑になる欠点があった。これに対して、本実施の形態では、アナモプリズムを用いた構成に比較して光学的調整が容易なアナモルフィックレンズを用いた構成とすることにより、光ヘッドの組立作業を簡素化することができる。
また、従来の光ヘッドでは、光源から出射される光ビームから3ビームを生成するために、光利用効率の低い高価なホログラムレーザを使用していたが、本実施の形態では、光源及び受光素子、回折光学素子を一つの部品に集積したホログラムレーザーを使用する必要がないため、第1、第2の光源から出射される第1、第2の光ビームの光利用効率を確保するとともに、コストを削減する上で有利である。
【0034】
次に、本発明の第2の実施の形態について説明する。
図10は、本発明の第2の実施の形態による光ヘッドの光学系を示す構成図である。図10において図1と同様な部分には同一の符号を付して説明する。
第2の実施の形態の光ヘッド104Aが第1の実施の形態の光ヘッド104と異なるのは、カップリングレンズ28を省略し、アナモルフィックレンズの特性と配置を変更し、コリメータレンズの数と配置を変更した点である。以下では、前記光ヘッド104Aについて第1の実施の形態と異なる部分を中心に説明する。
【0035】
図10において、光ヘッド104Aは、第1の光源10、第2の光源12、対物レンズ14、単一の光パワーモニタ用の光検出手段16、単一の信号検出用の光検出手段18、光路合成手段20、光路分離手段22、アナモルフィックレンズ44、グレーティング素子26、グレーティング素子30、コリメータレンズ46、48、1/4波長板34、立ち上げミラー36、集光レンズ38を備えており、これらの各部品がホルダ40(図8および図12参照)にマウントされて構成されている。
前記アナモルフィックレンズ44と前記グレーティング素子26は、前記第1の光源10と前記光路合成手段20の第1の面の間の光路上に配置されている。前記アナモルフィックレンズ44は、図11に示すように、前記第1の光源10から出射される第1の光ビームB1のビーム形状を楕円形状から真円形状に変換するとともに、整形後の光ビームを平行光として出射するアナモフィックコリメータレンズで構成されている。
前記グレーティング素子26は、前記アナモルフィックレンズ24と前記光路合成手段20の第1の面の間の光路上に配置されている。
【0036】
前記コリメータレンズ46と前記グレーティング素子30は、前記第2の光源12と前記光路合成手段20の第2の面の間の光路上に配置されている。
前記グレーティング素子30は、前記コリメータレンズ44と前記光路合成手段20の第2の面の間の光路上に配置されている。
前記コリメータレンズ46は、前記グレーティング素子30から出射される3ビームの第2の光ビームB2を平行光にして前記光路合成手段20に導くように構成されている。
【0037】
前記前記1/4波長板34と前記立ち上げミラー36は前記第2の光路L2上に配置されている。
前記コリメータレンズ48と集光レンズ38は、前記第4の光路L4上に配置されている。
前記コリメータレンズ48は前記集光レンズ38と光路分離手段22の間の光路上に配置されている。
前記コリメータレンズ48は、前記第4の光路L4を通る前記第1、第2の光ビームの各反射光ビームを平行光にして前記集光レンズ38に導くように構成されている。
【0038】
前記光路合成手段20は、第1の実施の形態と同様に、前記第1、第2の光源10、12のそれぞれから出射された第1、第2の光ビームB1、B2のそれぞれが単一の第1の光路L1上を通るようにそれらの光路を合成している。
【0039】
前記光路分離手段22は、前記第1の光路L1を通って入射する前記第1、第2の光ビームB1、B2を反射して前記1/4波長板34、立ち上げミラー36を介して対物レンズ14へ導き対物レンズ14から光記録媒体102に照射させる第2の光路L2を形成するとともに、前記第1、第2の光ビームB1、B2を透過して前記対物レンズ14と異なる箇所に導く第3の光路L3を形成している。
前記第3の光路L3上には、第1の実施の形態と同様に前記光パワーモニタ用の光検出手段16が位置しており、このパワーモニタ用の光検出手段16により前記光分離手段22を透過した前記第1、第2の光ビームB1、B2が受光されるようになっている。
【0040】
前記光記録媒体102に照射された第1、第2の光ビームB1、B2が前記記録媒体102の記録面で反射された反射光ビームは、前記対物レンズ14、立ち上げミラー36、1/4波長板34をこの順に通って、すなわち前記第2の光路L2を逆に通って前記光路分離手段22に入射する。
そして、前記光路分離手段22に入射された第1、第2の光ビームB1、B2の反射光ビームは該光路分離手段22を透過することにより前記第3の光路L3とは異なる第4の光路L4に導かれる。
前記第4の光路L4上には、前記コリメータレンズ48、集光レンズ38が位置しており、前記光分離手段22を透過した前記第1、第2の光ビームB1、B2の反射光ビームが前記コリメータレンズ48で平行光にされた後、集光レンズ38で集光され前記信号検出用の光検出手段18により受光されるようになっている。
【0041】
上述した構成からなる光ヘッド104Aは、図12に示すように、ホルダ40にマウントされて配置されている。
そして、前記第2の光路L2と第4の光路L4がスレッド軸4002に対してほぼ直交する方向に延在し、これら第2の光路L2と第4の光路L4よりも光記録媒体の中心寄り箇所に光検出手段16が配置され、これら第2の光路L2と第4の光路L4よりも光記録媒体の中心とは反対側の箇所には第1の光源10と第2の光源12と光路合成手段20などが配置されている。
また、前記ホルダ40上には、前記第1、第2の光源10、12に隣接した箇所に、前記レーザ制御部121の制御に基づいて前記第1、第2の光源10、12の駆動を行なうレーザドライバIC42が配置されている。
【0042】
このように構成された第2の実施の形態の光ヘッド104Aにおける記録および再生の動作は第1の実施の形態と同様であるため説明を省略する。
前記第2の実施の形態においても、第1の実施の形態と同様に、単一の光パワーモニター用の光検出手段16によって、第1、第2の光ビームB1、B2の光パワーを検出するように構成し、また、前記単一の信号検出用の光検出手段18によって、第1、第2の光ビームB1、B2の各反射光ビームを検出するように構成したので、部品点数を削減することができ、これにより、光ヘッド104および光ディスク装置100のコスト削減および小型化を図る上で有利となる。
また、前記光検出手段16、18が占有するスペースが少なくて済むため、前記レーザドライバIC42と第1、第2の光源10、12の間の配線を短縮することができ、これによりレーザドライバIC42から発生するノイズが他の回路に影響を与えることを抑制することができる。
また、第1の光ビームB1のビーム整形を行なうアナモルフィックレンズ44は、アナモプリズムに比較して外形が小さいため、アナモプリズムを用いる構成に比較して光ヘッドの小型化を図る上で有利となる。
また、アナモプリズムを用いた構成に比較して光学的調整が容易なアナモルフィックレンズを用いた構成とすることにより、光ヘッドの組立作業を簡素化することができる。
また、光源及び受光素子、回折光学素子を一つの部品に集積したホログラムレーザーを使用する必要がないため、第1、第2の光源から出射される第1、第2の光ビームの光利用効率を確保するとともに、コストを削減する上で有利である。
【0043】
また、第2の実施の形態では、前記第1の光源10から出射された第1の光ビームB1が前記アナモフィックレンズ44によってビーム整形されるとともに、平行光とされて前記光路合成手段20のビームスプリッタ膜2002を透過する。また、前記第2の光源12から出射された第2の光ビームB2が前記コリメータレンズ46によって平行光とされて前記光路合成手段20のビームスプリッタ膜2002で反射される。そして、前記平行光とされた第1、第2の光ビームB1、B2が前記第1の光路L1を通って前記光路分離手段22のビームスプリッタ膜2202に入射される。
したがって、前記ビームスプリッタ膜2002、2202に入射される第1、第2光ビームがビームスプリッタ膜2002、2202となす角度は、前記第1、第2の光ビームが発散光である場合に比較してより90度に近くなる。
前記ビームスプリッタ膜2002、2202は、前記角度が90度に近いほど透過特性が安定する。この透過特性が安定した条件でビームスプリッタ膜を使用することできれば、ビームスプリッタ膜の材質を比較的安価なもので構成することが可能となる。したがって、前記光路合成手段20、光路分離手段22のコストを削減する上で有利となる。
【0044】
なお、本発明は互いに波長が異なる光ビームをそれぞれ出射する複数の光源を3つ以上有して構成される光ヘッドおよび光ディスク装置にも無論適用可能である。
【0045】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の光ヘッドおよび光ディスク装置によれば、部品点数を削減して小型化を図り、使い勝手を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態による光ヘッドの光学系を示す構成図である。
【図2】本発明の第1の実施の形態における光ディスク装置の構成を示すブロック図である。
【図3】アナモルフィックレンズを透過する光ビームの説明図である。
【図4】光路合成手段のビームスプリッタ膜の透過特性を示す特性図である。
【図5】光路合成手段の説明図である。
【図6】光路分離手段のビームスプリッタ膜の透過特性を示す特性図である。
【図7】光路分離手段の説明図である。
【図8】第1の実施の形態の光ディスク装置の構成を示す平面図である。
【図9】第1の実施の形態の光ヘッドの平面図である。
【図10】本発明の第2の実施の形態による光ヘッドの光学系を示す構成図である。
【図11】アナモルフィックレンズを透過する光ビームの説明図である。
【図12】第2の実施の形態の光ヘッドの平面図である。
【図13】光ヘッドの光学系の第1の従来例を示す構成図である。
【図14】光ヘッドの光学系の第2の従来例を示す構成図である。
【符号の説明】
100……光ディスク装置、102……光記録媒体、104、104A……光ヘッド、10……第1の光源、12……第2の光源、14……対物レンズ、16……光パワーモニタ用の光検出手段、18……信号検出用の光検出手段、20……光路合成手段、22……光路分離手段、L1……第1の光路、L2……第2の光路、L3……第3の光路、L4……第4の光路。
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ヘッドおよび光ディスク装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来からCD−Rの記録再生とDVD−Rの記録再生との双方を行なうように構成されたいわゆるコンパチブルタイプの光ヘッドが知られている(例えば特許文献1)。
図13はCD−Rの記録再生と、DVD−Rの記録再生との双方を行なうように構成されたいわゆるコンパチブルタイプの光ヘッドの光学系の第1の従来例を示す構成図である。
この光ヘッド200Aは、ディスクリート光学系で構成されたDVD部とホログラムレーザー光学系で構成されたCD部を合成した光学系で構成されている。前記DVD部の往路系は、波長655nmの半導体レーザー(LD)と、発散光をコリメートするコリメーターレンズ(CL1)と、3ビームを得る為のグレーティング(GRT)と、レーザーパワーをモニターする為の受光素子(F−PDIC1)と、光ビームを楕円形状から略円形状に整形する機能と戻り光の進行方向を変換する機能を備えたアナモプリズム(Anamo)と、直線偏光を円偏光にする1/4波長板(QWP1)と、波長655nmと780nmの光ビームの進行方向を同一光路に合成するビームスプリッター(BS)と、光記録媒体の記録面へ垂直入射させる為に前記光ビームの進行方向を変換するミラー(Mirror1)と、光記録媒体の記録面上に光を結象させる為の対物レンズ(2W−OL)とから構成されている。
【0003】
前記DVD部の復路系は、前記往路系と共通に使用される、前記対物レンズ(2W−OL)、ビームスプリッター(BS)、1/4波長板(QWP1)、アナモプリズム(Anamo)を有しており、それ以降の部品として、フォーカスサーボ及びトラキングサーボの制御に必要な信号取り出すための受光素子および電気回路を含む集積素子(PDIC)と、前記受光素子上にスポットを落とす為のコリメーターレンズ(CL3)と、デフォーカス調整とフォーカスサーボに必要な非点収差を出すためのマルチレンズ(ML)とを有して構成されている。
前記CD部の往路系は、フォーカスサーボ及びトラッキングサーボを制御する為に必要な電気信号を取り出す機能を備えたホログラムレーザー(CDR−HOE)と、発散光をコリメートするコリメーターレンズ(CL2)と、直線偏光を円偏光にする1/4波長板(QWP2)と、光ビームを反射してその進行方向を変換するミラー(Mirror2)と、レーザーパワーをモニターする為の受光素子(F−PDIC2)と、波長655nmと780nmの光ビームの進行方向を同一光路に合成するビームスプリッター(BS)と、光記録媒体の記録面上へ垂直入射させる為に光ビームの進行方向を変換するミラー(Mirror1)と、光記録媒体の記録面上に光を結象させる為の対物レンズ(2W−OL)とから構成されている。
前記CD部の復路系は往路系の逆順で同じである。
【0004】
図14はCD−Rの記録再生と、DVD−Rの記録再生との双方を行なうように構成されたいわゆるコンパチブルタイプの光ヘッドの光学系の第2の従来例を示す構成図である。
この光ヘッド200Bは、ディスクリート光学系で構成されたDVD部と、同じくディスクリート光学系で構成されたCD部を合成した光学系で構成されている。
前記DVD部の往路系は、波長655nmの半導体レーザー(LD1)と、3ビームを得る為のグレーティング(GRT1)と、戻り光の進行方向を変換する機能を備えたビームスプリッター(CBS)と、発散光をコリメートするコリメーターレンズ(CL1)と、レーザーパワーをモニターする為の受光素子(F−PDIC1)と、ビーム形状を変換する為のアナモプリズム(Anamo)と、直線偏光を円偏光にする1/4波長板(QWP)と、光記録媒体の記録面上へ垂直入射させる為に光ビームの進行方向を変換するミラー(Mirror)と、光記録媒体の記録面上に光を結象させる為の対物レンズ(2W−OL)とから構成されている。
前記CD部の往路系は、波長780nmの半導体レーザー(LD2)と、3ビームを得る為のグレーティング(GRT2)と、光ビームを2方向に分離するビームスプリッター(BSP)と、発散光をコリメートするコリメーターレンズ(CL2)と、レーザーパワーをモニターする為の受光素子(F−PDIC2)と、2つの光ビームを同一光路上に合成するプリズム(Anamo)と、直線偏光を円偏光にする1/4波長板(QWP)と、Disc面へ垂直入射させる為に光ビームの進行方向を変換するミラー(Mirror)と、光記録媒体の記録面上に光を結象させる為の対物レンズ(2W−OL)とを有して構成されている。
前記CD部の復路系は、前記往路系と共通に使用される、対物レンズ(2W−OL)、ミラー(Mirror)、1/4波長板(QWP)、プリズム(Anamo)、コリメーターレンズ(CL2)、ビームスプリッター(BSP)を有して構成され、それ以降の部品は、デフォーカス調整とフォーカスサーボに必要な非点収差を出すためのマルチレンズ(ML)と、フォーカス及びトラキングサーボの制御信号を取り出すPDIC(PDIC)とを有して構成されている。
【0005】
【特許文献1】
特開平10−269612号公報
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
上述した第1、第2の従来例の光ヘッド200A、200Bは、部品点数が多いため、低コスト化、小型化を図ることが難しい。
特にハーフハイトサイズと称される大きさの光ディスク装置においては、光ヘッドの収容スペースに余裕があるため、前記従来例1、2のような構成のものでも問題はなかったが、前記ハーフハイトサイズよりも小型化された光ディスク装置は、その収容スペースが狭いため、前記従来例1、2のような光ヘッドの実装は難しく、光ヘッドの小型化が求められている。
また、ホログラムレーザが割高で光利用効率があまり良くない点、アナモプリズムに関する光学的調整が面倒である点などの欠点があるため、これらの欠点を解消することが求められている。
本発明は、このような実状に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、部品点数を削減して小型化を図り、使い勝手を向上させる上で有利な光ヘッドおよび光ディスク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】
本発明の光ヘッドは、前記目的を達成するため、互いに波長が異なる光ビームをそれぞれ出射する複数の光源と、前記各光ビームを集光して光記録媒体に照射する対物レンズと、前記光ビームを受光する光パワーモニタ用の光検出手段とを備える光ヘッドであって、前記複数の光源と前記対物レンズの間の光路上に配設され、前記複数の光源のそれぞれから出射された光ビームのそれぞれが単一の第1の光路上を通るようにそれらの光路を合成する光路合成手段と、前記第1の光路上に配設され、該第1の光路を通る光ビームを前記対物レンズを経て光記録媒体に導く第2の光路と、前記対物レンズと異なる箇所に導く第3の光路とを形成する光路分離手段とを備え、前記光パワーモニター用の光検出手段は単一で前記第3の光路上に配設されこの単一の光パワーモニター用の光検出手段により前記互いに波長が異なる光ビームが受光されるように構成されているを備えることを特徴とする。
【0008】
また、本発明の光ディスク装置は、光記録媒体を保持して回転駆動する駆動手段と、前記駆動手段によって回転駆動する光記録媒体に対し、光を照射し、前記光記録媒体からの反射光を検出する光ヘッドとを有し、前記光ヘッドは、互いに波長が異なる光ビームをそれぞれ出射する複数の光源と、前記各光ビームを集光して光記録媒体に照射する対物レンズと、前記光ビームを受光する光パワーモニタ用の光検出手段とを備える光ヘッドであって、前記複数の光源と前記対物レンズの間の光路上に配設され、前記複数の光源のそれぞれから出射された光ビームのそれぞれが単一の第1の光路上を通るようにそれらの光路を合成する光路合成手段と、前記第1の光路上に配設され、該第1の光路を通る光ビームを前記対物レンズを経て光記録媒体に導く第2の光路と、前記対物レンズと異なる箇所に導く第3の光路とを形成する光路分離手段とを備え、前記光パワーモニター用の光検出手段は単一で前記第3の光路上に配設されこの単一の光パワーモニター用の光検出手段により前記互いに波長が異なる光ビームが受光されるように構成されていることを特徴とする光ディスク装置。
【0009】
そのため、本発明によれば、複数の光源のそれぞれから出射される各光ビームは、前記光路合成手段に入射されることにより、前記第1の光路により前記光路分離手段に入射される。前記光ビームは前記光路分離手段により形成される第3の光路により前記光パワーモニター用の光検出手段に受光されるとともに、前記光路分離手段により形成される第2の光路により前記対物レンズを経て光記録媒体に照射される。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による光ヘッド及び光ディスク装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図2は、本発明の第1の実施の形態における光ディスク装置の構成を示すブロック図である。
光ディスク装置101は、光記録媒体102を回転駆動する駆動手段としてのスピンドルモータ103と、光ヘッド104と、その駆動手段としての送りモータ105とを備えている。ここで、スピンドルモータ103は、システムコントローラ107及びサーボ制御回路109により駆動制御され、所定の回転数で回転される。
【0011】
信号変復調部及びECCブロック108は、信号の変調、復調及びECC(エラー訂正符号)の付加を行う。光ヘッド104は、信号変調およびECCブロック108の指令に従って、回転する光記録媒体102の信号記録面に対して、それぞれ光照射を行う。このような光照射により光記録媒体102に対する記録、再生が行われる。
また、光ヘッド104は、光記録媒体102の信号記録面からの反射光ビームに基づいて、後述するような各種の光ビームを検出し、各光ビームに対応する信号をプリアンプ部120に供給する。
また、レーザ制御部121は、光記録媒体102に照射される光ビームの光パワーを制御する。
【0012】
プリアンプ部120は、各光ビームに対応する信号に基づいてフォーカスエラー信号、トラッキングエラー信号、RF信号等を生成できるように構成されている。再生対象とされる記録媒体の種類に応じて、サーボ制御回路109、信号変調及びECCブロック108等により、これらの信号に基づく復調及び誤り訂正処理等の所定の処理が行われる。
これにより、復調された記録信号は、例えばコンピュータのデータストレージ用であれば、インタフェース111を介して外部コンピュータ130等に送出される。これにより、外部コンピュータ130等は光記録媒体102に記録された信号を再生信号として受け取ることができるようになっている。
【0013】
また、オーディオ・ビジュアル用であれば、D/A,A/D変換器112のD/A変換部でデジタル/アナログ変換され、オーディオ・ビジュアル処理部113に供給される。そして、このオーディオ・ビジュアル処理部113でオーディオ・ビデオ信号処理が行われ、オーディオ・ビジュアル信号入出力部114を介して外部の撮像・映写機器に伝送される。
上記光ヘッド104には、例えば光記録媒体102上の所定の記録トラックまで、移動させるための送りモータ105が接続されている。スピンドルモータ103の制御と、送りモータ105の制御と、光ヘッド104の対物レンズを保持する二軸アクチュエータのフォーカシング方向及びトラッキング方向の制御は、それぞれサーボ制御回路109により行われる。
【0014】
図1は、本発明の第1の実施の形態による光ヘッドの光学系を示す構成図である。
図1において、光ヘッド104は、第1の光源10、第2の光源12、対物レンズ14、単一の光パワーモニタ用の光検出手段16、単一の信号検出用の光検出手段18、光路合成手段20、光路分離手段22、アナモルフィックレンズ24、グレーティング素子26、カップリングレンズ28、グレーティング素子30、コリメータレンズ32、1/4波長板34、立ち上げミラー36、集光レンズ38を備えており、これらの各部品がホルダ40(図100および図101参照)にマウントされて構成されている。
【0015】
前記第1の光源10は、DVD、DVD−R(DVD系の光記録媒体)の再生および記録用の波長λ1(例えば波長650nm)を有する第1の光ビームを出射する半導体レーザから構成されている。
前記第2の光源12はCD、CD−RおよびCD−RW(CD系の光記録媒体)の再生および記録用の波長λ2(例えば波長780nm)を有する第2の光ビームを出射するように構成された半導体レーザから構成されている。すなわち、第1の光ビームと第2の光ビームとの波長は異なっている。
前記第1の光源10は、前記光記録媒体102の記録面と平行な方向(紙面と平行な方向)に向けて配置され、前記第2の光源12は光記録媒体の記録面と平行な面内で前記第1の光源10の向きと直交する方向に向けて配置され、前記対物レンズ14は、前記光記録媒体の記録面と直交する方向(紙面と直交する方向)に光軸を向けて配置されている。
【0016】
前記光路合成手段20は、立方体状に形成され、前記光記録媒体102の記録面と平行な方向に向いた立方体の第1の面は前記第1の光源10に臨み、前記第1の面と直交し前記平行な方向に向いた第2の面は前記第2の光源12に臨んでいる。
前記光路分離手段22は、光路合成手段20の前記第1の面と平行をなす第3の面に臨んで配置されている。
前記光パワーモニタ用の光検出手段16は、前記光路分離手段22の裏面に臨んで配置され(光路分離手段22の光路合成手段20とは反対側の箇所に配置され)、また、前記信号検出用の光検出手段18は前記集光レンズ36を介して前記光路分離手段22の裏面に臨んで配置され(光路分離手段22の光路合成手段20とは反対側の箇所に配置され)、光路分離手段22と光検出手段18との間に前記光路分離手段22から導かれる光ビームを光検出手段18上に集光する集光レンズ38が配置されている。
【0017】
前記アナモルフィックレンズ24と前記グレーティング素子26は、前記第1の光源10と前記光路合成手段20の第1の面の間の光路上に配置されている。
前記アナモルフィックレンズ24は、前記第1の光源10から出射される第1の光ビームB1のビーム形状を楕円形状から真円形状に変換するように構成されている。
図3に示すように、前記第1の光源10から出射される第1の光ビームB1は、第1の光源10を構成する半導体レーザの接合面と垂直な方向に破線で示すように大きなビーム放射角を有し、前記接合面と平行な方向に実線で示すように小さなビーム放射角を有している。前記アナモルフィックレンズ24は、この第1の光ビームB1の接合面と垂直な方向と平行な方向のビーム放射角が同じとなるように、すなわちビーム形状が真円状態となるように第1の光ビームB1のビーム成形を行なうように構成されている。本実施の形態では、前記アナモルフィックレンズ24は、整形後の光ビームを発散光として出射するように構成されている。
【0018】
前記グレーティング素子26は、前記アナモルフィックレンズ24と前記光路合成手段20の第1の面の間の光路上に配置されている。
前記グレーティング素子26は、前記第1のビームB1からトラッキングエラー信号検出用の2つのサイドビームと、これら2つのサイドビームに挟まれた1つのセンタビームの3つのビームを生成するように構成されている。
【0019】
前記カップリングレンズ28と前記グレーティング素子30は、前記第2の光源12と前記光路合成手段20の第2の面の間の光路上に配置されている。
前記カップリングレンズ28は、前記第2の光源12から出射される第2の光ビームB2を効率よく前記対物レンズ14へ導くとともに、前記第1の光源12、カップリングレンズ28、コリメータレンズ32および対物レンズ14などから構成されるCD系の光学系の光学倍率が所定の数値となるように構成されている。
前記グレーティング素子30は、前記カップリングレンズ28と前記光路合成手段20の第2の面の間の光路上に配置されている。
前記グレーティング素子30は、前記第2のビームB2からトラッキングエラー信号検出用の2つのサイドビームと、これら2つのサイドビームに挟まれた1つのセンタビームの3つのビームを生成するように構成されている。
【0020】
前記コリメータレンズ32と前記前記1/4波長板34と前記立ち上げミラー36は、前記光路分離手段22と対物レンズ14との間の光路上に配置されている。
前記コリメータレンズ32は、前記光路分離手段22の表面に臨んで配置され、該光路分離手段22で導かれた光ビームを平行光にするように構成されている。
前記前記1/4波長板34は、前記コリメータレンズ32を介して前記光路分離手段22に臨んで配置され、この1/4波長板34を透過する光ビームの偏光方向を直線偏向および円偏光の一方から他方に変化させるように構成されている。
前記立ち上げミラー36は、前記1/4波長板34に臨み、かつ、光記録媒体102とは反対側のコリメータレンズ32箇所に臨ませて配置されている。
前記立ち上げミラー36は、前記コリメータレンズ32、1/4波長板34をこの順で通過する光ビームを反射することでその進行方向を前記光記録媒体102と平行な方向からこの方向と直交する方向に変換して前記対物レンズ14に導くとともに、前記光記録媒体102で反射され前記対物レンズ14を透過した反射光ビームを反射することでその進行方向を前記直交する方向から前記平行な方向に変換して前記1/4波長板34、コリメータレンズ32に導くように構成されている。
【0021】
前記光路合成手段20は、ビームスプリッタ膜2002を備え、例えば、透明な合成樹脂やガラスに前記ビームスプリッタ膜2002が一体的に組付けられることで直方体形状の単一の部品として構成され、ビームスプリッタ膜2002はその表面が第1の光源10に臨み、裏面が第2の光源12に臨むように設けられている。本実施の形態では、前記ビームスプリッタ膜2002は、前記第1の光源1004の光路の光軸と前記第2の光源1204の光路の光軸の双方に対してほぼ45度をなすように配設されている。
前記ビームスプリッタ膜2002は、本実施の形態では、図4、図5に示すように、波長655nmの第1の光ビームB1は透過し、波長780nmの第2の光ビームB2は反射するような透過特性を有している。また、前記光ビームのS偏光、P偏光のいずれであっても第1の光ビームB1を透過し、第2の光ビームB2を反射するように構成されている。
これにより、前記光路合成手段20は、前記第1、第2の光源10、12のそれぞれから出射された第1、第2の光ビームB1、B2のそれぞれが単一の第1の光路L1上を通るようにそれらの光路を合成している。
【0022】
前記光路分離手段22は、板状に形成され、前記第1の光路L1上において、表面が前記光路合成手段20の第3面と前記コリメータレンズ32との双方に臨み、その裏面が前記光パワーモニター用の光検出手段16と集光レンズ38との双方に臨むように配置されている。
前記光路分離手段22の表面には、ビームスプリッタ膜2202が設けられている。このビームスプリッタ膜2202は、本実施の形態では、図6に示すように、波長655nmの第1の光ビームB1および波長780nmの第2の光ビームB2のいずれについても、10%乃至20%程度の透過率を有している。この透過率は、前記ビームスプリッタ膜2002に入射する光ビームのS偏光、P偏光のそれぞれについて同程度の数値となっている。
【0023】
すなわち、前記ビームスプリッタ膜2202は、図7に示すように、このビームスプリッタ膜2202に入射する光ビームの一部(入射する光ビームの10%乃至20%程度)を透過し、残り(入射する光ビームの90%乃至80%程度)を反射する透過特性を有している。
これにより、前記光路分離手段22は、前記第1の光路L1を通って入射する前記第1、第2の光ビームB1、B2を反射して前記コリメータ32、1/4波長板34、立ち上げミラー36を介して対物レンズ14へ導き対物レンズ14から光記録媒体102に照射させる第2の光路L2を形成するとともに、前記第1、第2の光ビームB1、B2を透過して前記対物レンズ14と異なる箇所に導く第3の光路L3を形成している。
前記第3の光路L3上には、前記光パワーモニタ用の光検出手段16が位置しており、このパワーモニタ用の光検出手段16により前記光分離手段22を透過した前記第1、第2の光ビームB1、B2が受光されるようになっている。
【0024】
前記光記録媒体102に照射された第1、第2の光ビームB1、B2が前記記録媒体102の記録面で反射された反射光ビームは、前記対物レンズ14、立ち上げミラー36、1/4波長板34、コリメータ32をこの順に通って、すなわち前記第2の光路L2を逆に通って前記光路分離手段22に入射する。
そして、前記光路分離手段22に入射された第1、第2の光ビームB1、B2の反射光ビームは該光路分離手段22を透過することにより前記第3の光路L3とは異なる第4の光路L4に導かれる。
前記第4の光路L4上には、前記集光レンズ38が位置しており、この集光レンズ38により前記光分離手段22を透過した前記第1、第2の光ビームB1、B2の反射光ビームが受光されるようになっている。
なお、本実施の形態では、図7に示すように、前記第1の光路L1が前記光路分離手段22に対してなす入射角θ1と前記第2の光路L2が前記光路分離手段22に対してなす出射角θ2とが25度乃至35度の範囲となるように構成されている。
【0025】
上記の光学系は、具体的には次のように配置される。
図8は本実施の形態の光ディスク装置100の構成を示す平面図、図9は光ヘッド104の平面図である。
図8に示すように、光ヘッド104はホルダ40にマウントされ、このホルダ40はスレッド軸4002に案内されて光記録媒体の半径方向に移動可能に配置され、これにより光ヘッド104が光記録媒体の記録面に臨んで移動できるように配置されている。
図9に示すように、前記第2の光路L2と第4の光路L4がスレッド軸4002に対してほぼ直交する方向に延在し、これら第2の光路L2と第4の光路L4よりも光記録媒体の中心寄り箇所に光検出手段16が配置され、これら第2の光路L2と第4の光路L4よりも光記録媒体の中心とは反対側の箇所には第1の光源10と第2の光源12と光路合成手段20などが配置されている。
また、前記ホルダ40上には、前記第1、第2の光源10、12に隣接した箇所に、前記レーザ制御部121の制御に基づいて前記第1、第2の光源10、12の駆動を行なうレーザドライバIC42が配置されている。
【0026】
以上のように構成された光ヘッド104によって光記録媒体102を再生する際の作用について説明する。
まず、前記光記録媒体102がDVD、DVD−Rなどで構成されている場合には、前記レーザ制御部121は、前記第1の光源10をオンとする。これにより、第1の光源10から出射された第1の光ビームB1は、前記アナモルフィックレンズ24、グレーティング素子26を介して前記光路合成手段20に入射されことにより、前記第1の光路L1により前記光路分離手段22に入射される。そして、第1の光ビームB1の一部が前記第3の光路L3により前記光パワーモニター用の光検出手段16に受光され、第1の光ビームB1の残りは前記第2の光路L2により前記対物レンズ14を介して光記録媒体102の記録面に照射される。
前記記録面で反射された反射光ビームは、前記第2の光路L2を通って前記光路分離手段22に導かれ、前記第4光路L4により前記信号検出用の光検出手段18に受光される。
【0027】
前記信号検出用の光検出手段18の検出信号は、再生信号として前記プリアンプ120、信号変復調部及びECCブロック108によって再生され、インターフェース111を介して外部に出力されるとともに、前記プリアンプ120によって演算処理されフォーカスエラー信号およびトラッキングエラー信号としてサーボ制御部109に出力される。
前記サーボ制御部109は、プリアンプ120によって増幅されたこれらエラー信号に基づいて前記光ヘッド104のフォーカスおよびトラッキングのサーボ制御を行なう。
【0028】
次に、前記光記録媒体102がCD、CD−Rなどで構成されている場合には、前記レーザ制御部121は、前記第2の光源12をオンとする。これにより、第2の光源12から出射された第2の光ビームB2は、前記カップリングレンズ28、グレーティング素子30を介して前記光路合成手段20に入射される。
そして、前記光路合成手段20に入射された第2の光ビームB2は、前記第1の光路L1により前記光路分離手段22に導かれ、第2の光ビームB2の一部が前記第3の光路L3により前記光パワーモニター用の光検出手段16に受光され、第2の光ビームB2の残りは前記第2の光路L2により前記対物レンズ14を介して光記録媒体102の記録面に照射される。
そして、前記記録面で反射された反射光ビームは、前記第2の光路L2を通って前記光路分離手段22に導かれ、前記第4光路L4により前記信号検出用の光検出手段18に受光される。
この後の動作は上述の説明と同様であるため説明を省略する。
【0029】
次に、前記光ヘッド104によって光記録媒体102に記録を行なう際の作用について説明する。
まず、前記光記録媒体102がDVD−Rで構成されている場合には、前記レーザ制御部121は、前記第1の光源10をオンとする。これにより、第1の光源10から出射された第1の光ビームB1は、前記アナモルフィックレンズ24、グレーティング素子26を介して前記光路合成手段20に入射される。前記光路合成手段20に入射された第1の光ビームB1は、前記第1の光路L1により前記光路分離手段22に導かれ、第1の光ビームB1の一部が前記第3の光路L3により前記光パワーモニター用の光検出手段16に受光され、第1の光ビームB1の残りは前記第2の光路L2により前記対物レンズ14を介して光記録媒体102の記録面に照射される。
そして、前記記録面で反射された反射光ビームは、前記第2の光路L2を通って前記光路分離手段22に導かれ、前記第4光路L4により前記信号検出用の光検出手段18に受光される。
【0030】
前記光ヘッド104のフォーカスおよびトラッキングのサーボ制御は再生時と同様に行なわれる。
前記レーザ制御部121が前記第1の光源10から出射される第1の光ビームB1の光量を記録データに基づいて変調することにより、前記記録面に記録がなされる。この際、前記レーザ制御部121は、前記光パワー検出用の光検出手段16の検出信号に基づいて前記第1の光源10から出射される第1の光ビームB1の光量を記録に適した値に制御する。
【0031】
次に、前記光記録媒体102がCD−Rで構成されている場合には、前記レーザ制御部121は、前記第2の光源12をオンとする。これにより、第2の光源12から出射された第2の光ビームB2は、前記カップリングレンズ28、グレーティング素子30を介して前記光路合成手段20に入射される。前記光路合成手段20に入射された第2の光ビームB2は、前記第1の光路L1により前記光路分離手段22に導かれ、第2の光ビームB2の一部が前記第3の光路L3により前記光パワーモニター用の光検出手段16に受光され、第2の光ビームB2の残りは前記第2の光路L2により前記対物レンズ14を介して光記録媒体102の記録面に照射される。
そして、前記記録面で反射された反射光ビームは、前記第2の光路L2を通って前記光路分離手段22に導かれ、前記第4光路L4により前記信号検出用の光検出手段18に受光される。
【0032】
前記光ヘッド104のフォーカスおよびトラッキングのサーボ制御は再生時と同様に行なわれる。
前記レーザ制御部121が前記第2の光源12から出射される第2の光ビームB2の光量を記録データに基づいて変調することにより、前記記録面に記録がなされる。この際、前記レーザ制御部121は、前記光パワー検出用の光検出手段16の検出信号に基づいて前記第2の光源10から出射される第2の光ビームB2の光量を記録に適した値に制御する。
【0033】
上述した第1の実施の形態によれば、単一の光パワーモニター用の光検出手段16によって、互いに波長が異なる第1、第2の光ビームB1、B2の光パワーを検出するように構成したので、光パワーモニター用の光検出手段が1つで済み、部品点数を削減することができ、これにより、光ヘッド104および光ディスク装置100のコスト削減および小型化を図る上で有利となる。
また、前記単一の信号検出用の光検出手段18によって、互いに波長が異なる第1、第2の光ビームB1、B2の各反射光ビームを検出するように構成したので、信号検出用の光検出手段18が1つで済み、部品点数を削減することができ、これにより、光ヘッド104および光ディスク装置100のコスト削減および小型化を図る上で有利となる。
また、前記光検出手段16、18が占有するスペースが少なくて済むため、前記ホルダ40上で前記第1、第2の光源10、12に近い箇所に前記レーザドライバIC42を配置することができる。このため、前記レーザドライバIC42と第1、第2の光源10、12の間の配線を短縮することができ、これによりレーザドライバIC42から発生するノイズが他の回路に影響を与えることを抑制することができる。
また、第1の光ビームB1のビーム整形を行なうアナモルフィックレンズ24は、アナモプリズムに比較して外形が小さいため、アナモプリズムを用いる構成に比較して光ヘッドの小型化を図る上で有利となる。
また、従来の光ヘッドでは、アナモプリズムに入射する光ビームの光路の光軸が理想上の光軸位置とずれると収差が発生するため、前記光源と、アナモプリズムと、これら光源およびアナモプリズムの間の光路上に配置される光学部品と位置調整を精密に行なう必要があり、調整作業が煩雑になる欠点があった。これに対して、本実施の形態では、アナモプリズムを用いた構成に比較して光学的調整が容易なアナモルフィックレンズを用いた構成とすることにより、光ヘッドの組立作業を簡素化することができる。
また、従来の光ヘッドでは、光源から出射される光ビームから3ビームを生成するために、光利用効率の低い高価なホログラムレーザを使用していたが、本実施の形態では、光源及び受光素子、回折光学素子を一つの部品に集積したホログラムレーザーを使用する必要がないため、第1、第2の光源から出射される第1、第2の光ビームの光利用効率を確保するとともに、コストを削減する上で有利である。
【0034】
次に、本発明の第2の実施の形態について説明する。
図10は、本発明の第2の実施の形態による光ヘッドの光学系を示す構成図である。図10において図1と同様な部分には同一の符号を付して説明する。
第2の実施の形態の光ヘッド104Aが第1の実施の形態の光ヘッド104と異なるのは、カップリングレンズ28を省略し、アナモルフィックレンズの特性と配置を変更し、コリメータレンズの数と配置を変更した点である。以下では、前記光ヘッド104Aについて第1の実施の形態と異なる部分を中心に説明する。
【0035】
図10において、光ヘッド104Aは、第1の光源10、第2の光源12、対物レンズ14、単一の光パワーモニタ用の光検出手段16、単一の信号検出用の光検出手段18、光路合成手段20、光路分離手段22、アナモルフィックレンズ44、グレーティング素子26、グレーティング素子30、コリメータレンズ46、48、1/4波長板34、立ち上げミラー36、集光レンズ38を備えており、これらの各部品がホルダ40(図8および図12参照)にマウントされて構成されている。
前記アナモルフィックレンズ44と前記グレーティング素子26は、前記第1の光源10と前記光路合成手段20の第1の面の間の光路上に配置されている。前記アナモルフィックレンズ44は、図11に示すように、前記第1の光源10から出射される第1の光ビームB1のビーム形状を楕円形状から真円形状に変換するとともに、整形後の光ビームを平行光として出射するアナモフィックコリメータレンズで構成されている。
前記グレーティング素子26は、前記アナモルフィックレンズ24と前記光路合成手段20の第1の面の間の光路上に配置されている。
【0036】
前記コリメータレンズ46と前記グレーティング素子30は、前記第2の光源12と前記光路合成手段20の第2の面の間の光路上に配置されている。
前記グレーティング素子30は、前記コリメータレンズ44と前記光路合成手段20の第2の面の間の光路上に配置されている。
前記コリメータレンズ46は、前記グレーティング素子30から出射される3ビームの第2の光ビームB2を平行光にして前記光路合成手段20に導くように構成されている。
【0037】
前記前記1/4波長板34と前記立ち上げミラー36は前記第2の光路L2上に配置されている。
前記コリメータレンズ48と集光レンズ38は、前記第4の光路L4上に配置されている。
前記コリメータレンズ48は前記集光レンズ38と光路分離手段22の間の光路上に配置されている。
前記コリメータレンズ48は、前記第4の光路L4を通る前記第1、第2の光ビームの各反射光ビームを平行光にして前記集光レンズ38に導くように構成されている。
【0038】
前記光路合成手段20は、第1の実施の形態と同様に、前記第1、第2の光源10、12のそれぞれから出射された第1、第2の光ビームB1、B2のそれぞれが単一の第1の光路L1上を通るようにそれらの光路を合成している。
【0039】
前記光路分離手段22は、前記第1の光路L1を通って入射する前記第1、第2の光ビームB1、B2を反射して前記1/4波長板34、立ち上げミラー36を介して対物レンズ14へ導き対物レンズ14から光記録媒体102に照射させる第2の光路L2を形成するとともに、前記第1、第2の光ビームB1、B2を透過して前記対物レンズ14と異なる箇所に導く第3の光路L3を形成している。
前記第3の光路L3上には、第1の実施の形態と同様に前記光パワーモニタ用の光検出手段16が位置しており、このパワーモニタ用の光検出手段16により前記光分離手段22を透過した前記第1、第2の光ビームB1、B2が受光されるようになっている。
【0040】
前記光記録媒体102に照射された第1、第2の光ビームB1、B2が前記記録媒体102の記録面で反射された反射光ビームは、前記対物レンズ14、立ち上げミラー36、1/4波長板34をこの順に通って、すなわち前記第2の光路L2を逆に通って前記光路分離手段22に入射する。
そして、前記光路分離手段22に入射された第1、第2の光ビームB1、B2の反射光ビームは該光路分離手段22を透過することにより前記第3の光路L3とは異なる第4の光路L4に導かれる。
前記第4の光路L4上には、前記コリメータレンズ48、集光レンズ38が位置しており、前記光分離手段22を透過した前記第1、第2の光ビームB1、B2の反射光ビームが前記コリメータレンズ48で平行光にされた後、集光レンズ38で集光され前記信号検出用の光検出手段18により受光されるようになっている。
【0041】
上述した構成からなる光ヘッド104Aは、図12に示すように、ホルダ40にマウントされて配置されている。
そして、前記第2の光路L2と第4の光路L4がスレッド軸4002に対してほぼ直交する方向に延在し、これら第2の光路L2と第4の光路L4よりも光記録媒体の中心寄り箇所に光検出手段16が配置され、これら第2の光路L2と第4の光路L4よりも光記録媒体の中心とは反対側の箇所には第1の光源10と第2の光源12と光路合成手段20などが配置されている。
また、前記ホルダ40上には、前記第1、第2の光源10、12に隣接した箇所に、前記レーザ制御部121の制御に基づいて前記第1、第2の光源10、12の駆動を行なうレーザドライバIC42が配置されている。
【0042】
このように構成された第2の実施の形態の光ヘッド104Aにおける記録および再生の動作は第1の実施の形態と同様であるため説明を省略する。
前記第2の実施の形態においても、第1の実施の形態と同様に、単一の光パワーモニター用の光検出手段16によって、第1、第2の光ビームB1、B2の光パワーを検出するように構成し、また、前記単一の信号検出用の光検出手段18によって、第1、第2の光ビームB1、B2の各反射光ビームを検出するように構成したので、部品点数を削減することができ、これにより、光ヘッド104および光ディスク装置100のコスト削減および小型化を図る上で有利となる。
また、前記光検出手段16、18が占有するスペースが少なくて済むため、前記レーザドライバIC42と第1、第2の光源10、12の間の配線を短縮することができ、これによりレーザドライバIC42から発生するノイズが他の回路に影響を与えることを抑制することができる。
また、第1の光ビームB1のビーム整形を行なうアナモルフィックレンズ44は、アナモプリズムに比較して外形が小さいため、アナモプリズムを用いる構成に比較して光ヘッドの小型化を図る上で有利となる。
また、アナモプリズムを用いた構成に比較して光学的調整が容易なアナモルフィックレンズを用いた構成とすることにより、光ヘッドの組立作業を簡素化することができる。
また、光源及び受光素子、回折光学素子を一つの部品に集積したホログラムレーザーを使用する必要がないため、第1、第2の光源から出射される第1、第2の光ビームの光利用効率を確保するとともに、コストを削減する上で有利である。
【0043】
また、第2の実施の形態では、前記第1の光源10から出射された第1の光ビームB1が前記アナモフィックレンズ44によってビーム整形されるとともに、平行光とされて前記光路合成手段20のビームスプリッタ膜2002を透過する。また、前記第2の光源12から出射された第2の光ビームB2が前記コリメータレンズ46によって平行光とされて前記光路合成手段20のビームスプリッタ膜2002で反射される。そして、前記平行光とされた第1、第2の光ビームB1、B2が前記第1の光路L1を通って前記光路分離手段22のビームスプリッタ膜2202に入射される。
したがって、前記ビームスプリッタ膜2002、2202に入射される第1、第2光ビームがビームスプリッタ膜2002、2202となす角度は、前記第1、第2の光ビームが発散光である場合に比較してより90度に近くなる。
前記ビームスプリッタ膜2002、2202は、前記角度が90度に近いほど透過特性が安定する。この透過特性が安定した条件でビームスプリッタ膜を使用することできれば、ビームスプリッタ膜の材質を比較的安価なもので構成することが可能となる。したがって、前記光路合成手段20、光路分離手段22のコストを削減する上で有利となる。
【0044】
なお、本発明は互いに波長が異なる光ビームをそれぞれ出射する複数の光源を3つ以上有して構成される光ヘッドおよび光ディスク装置にも無論適用可能である。
【0045】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の光ヘッドおよび光ディスク装置によれば、部品点数を削減して小型化を図り、使い勝手を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態による光ヘッドの光学系を示す構成図である。
【図2】本発明の第1の実施の形態における光ディスク装置の構成を示すブロック図である。
【図3】アナモルフィックレンズを透過する光ビームの説明図である。
【図4】光路合成手段のビームスプリッタ膜の透過特性を示す特性図である。
【図5】光路合成手段の説明図である。
【図6】光路分離手段のビームスプリッタ膜の透過特性を示す特性図である。
【図7】光路分離手段の説明図である。
【図8】第1の実施の形態の光ディスク装置の構成を示す平面図である。
【図9】第1の実施の形態の光ヘッドの平面図である。
【図10】本発明の第2の実施の形態による光ヘッドの光学系を示す構成図である。
【図11】アナモルフィックレンズを透過する光ビームの説明図である。
【図12】第2の実施の形態の光ヘッドの平面図である。
【図13】光ヘッドの光学系の第1の従来例を示す構成図である。
【図14】光ヘッドの光学系の第2の従来例を示す構成図である。
【符号の説明】
100……光ディスク装置、102……光記録媒体、104、104A……光ヘッド、10……第1の光源、12……第2の光源、14……対物レンズ、16……光パワーモニタ用の光検出手段、18……信号検出用の光検出手段、20……光路合成手段、22……光路分離手段、L1……第1の光路、L2……第2の光路、L3……第3の光路、L4……第4の光路。
Claims (34)
- 互いに波長が異なる光ビームをそれぞれ出射する複数の光源と、
前記各光ビームを集光して光記録媒体に照射する対物レンズと、
前記光ビームを受光する光パワーモニタ用の光検出手段とを備える光ヘッドであって、
前記複数の光源と前記対物レンズの間の光路上に配設され、前記複数の光源のそれぞれから出射された光ビームのそれぞれが単一の第1の光路上を通るようにそれらの光路を合成する光路合成手段と、
前記第1の光路上に配設され、該第1の光路を通る光ビームを前記対物レンズを経て光記録媒体に導く第2の光路と、前記対物レンズと異なる箇所に導く第3の光路とを形成する光路分離手段とを備え、
前記光パワーモニター用の光検出手段は単一で前記第3の光路上に配設されこの単一の光パワーモニター用の光検出手段により前記互いに波長が異なる光ビームが受光されるように構成されている、
を備えることを特徴とする光ヘッド。 - 前記光記録媒体に照射された前記光ビームが前記光記録媒体の記録面で反射された反射光ビームは、前記第2の光路を逆に通って前記光路分離手段を透過することにより前記第3の光路とは異なる第4の光路に導かれるように構成され、前記第4の光路上には単一の信号検出用の光検出手段が配置され、前記第1の光ビームと第2の光ビームの各反射光ビームは前記単一の信号検出用の光検出手段で受光されるように構成されていることを特徴とする請求項1記載の光ヘッド。
- 前記第4の光路上には該第4の光路上を通る前記光ビームの反射光ビームを前記信号検出用の光検出手段に集光する集光レンズが配置されていることを特徴とする請求項2記載の光ヘッド。
- 前記光路分離手段はビームスプリッタ膜を有し、前記第2の光路、第3の光路、第4の光路は前記ビームスプリッタ膜により形成されていることを特徴とする請求項2記載の光ヘッド。
- 前記複数の光源はDVD系の光記録媒体用の波長を有する第1の光ビームを出射する第1の光源と、CD系の光記録媒体用の波長を有する第2の光ビームを出射する第2の光源とから構成されていることを特徴とする請求項1記載の光ヘッド。
- 前記第1の光源から前記光路合成手段に向かう光路と前記第2の光源から前記光路合成手段に向かう光路とはほぼ90度をなしていることを特徴とする請求項5記載の光ヘッド。
- 前記光路合成手段は直方体状に形成され、前記第1の光源と第2の光源は前記光路合成手段の直交する2面に対向して配置されていることを特徴とする請求項6記載の光ヘッド。
- 前記光路合成手段はビームスプリッタ膜を有し、前記単一の第1の光路は前記ビームスプリッタ膜により形成されていることを特徴とする請求項1記載の光ヘッド。
- 前記第1の光源と前記光路合成手段との間の光路上には前記第1の光ビームのビーム形状を整形するアナモルフィックレンズが配置されていることを特徴とする請求項5記載の光ヘッド。
- 前記第2の光源と前記光路合成手段との間の光路上には前記第2の光源から出射される第2の光ビームを効率よく集めるためのカップリングレンズが配置されていることを特徴とする請求項5記載の光ヘッド。
- 前記第1の光源と前記光路合成手段との間の光路上には前記第1の光ビームから2つのサイドビームとこれら2つのビームに挟まれた1つのセンタービームを生成するグレーティング素子が配置されていることを特徴とする請求項5記載の光ヘッド。
- 前記第2の光源と前記光路合成手段との間の光路上には前記第2の光ビームから2つのサイドビームとこれら2つのビームに挟まれた1つのセンタービームを生成するグレーティング素子が配置されていることを特徴とする請求項5記載の光ヘッド。
- 前記第2の光路上には該第2の光路上を通る前記光ビームを平行光にするコリメータレンズが配置されていることを特徴とする請求項1記載の光ヘッド。
- 前記第2の光路上には該第2の光路上を通る前記光ビームの偏光方向を変える1/4波長板が配置されていることを特徴とする請求項1記載の光ヘッド。
- 前記第1の光源と前記光路合成手段との間の光路上には前記第1の光ビームのビーム形状を整形するとともに、平行光とするアナモルフィックコリメータレンズが配置されていることを特徴とする請求項5記載の光ヘッド。
- 前記第2の光源と前記光路合成手段との間の光路上には前記第2の光源から出射される第2の光ビームを平行光とするコリメータレンズが配置されていることを特徴とする請求項5記載の光ヘッド。
- 前記光路分離手段と前記集光レンズの間の前記第4の光路上に該第4の光路上を通る前記光ビームの反射光ビームを平行光にするコリメータレンズが配置されていることを特徴とする請求項3記載の光ヘッド。
- 光記録媒体を保持して回転駆動する駆動手段と、
前記駆動手段によって回転駆動する光記録媒体に対し、光を照射し、前記光記録媒体からの反射光を検出する光ヘッドとを有し、
前記光ヘッドは、
互いに波長が異なる光ビームをそれぞれ出射する複数の光源と、
前記各光ビームを集光して光記録媒体に照射する対物レンズと、
前記光ビームを受光する光パワーモニタ用の光検出手段とを備える光ヘッドであって、
前記複数の光源と前記対物レンズの間の光路上に配設され、前記複数の光源のそれぞれから出射された光ビームのそれぞれが単一の第1の光路上を通るようにそれらの光路を合成する光路合成手段と、
前記第1の光路上に配設され、該第1の光路を通る光ビームを前記対物レンズを経て光記録媒体に導く第2の光路と、前記対物レンズと異なる箇所に導く第3の光路とを形成する光路分離手段とを備え、
前記光パワーモニター用の光検出手段は単一で前記第3の光路上に配設されこの単一の光パワーモニター用の光検出手段により前記互いに波長が異なる光ビームが受光されるように構成されている、
ことを特徴とする光ディスク装置。 - 前記光記録媒体に照射された前記光ビームが前記光記録媒体の記録面で反射された反射光ビームは、前記第2の光路を逆に通って前記光路分離手段を透過することにより前記第3の光路とは異なる第4の光路に導かれるように構成され、前記第4の光路上には単一の信号検出用の光検出手段が配置され、前記第1の光ビームと第2の光ビームの各反射光ビームは前記単一の信号検出用の光検出手段で受光されるように構成されていることを特徴とする請求項18記載の光ディスク装置。
- 前記第4の光路上には該第4の光路上を通る前記光ビームの反射光ビームを前記信号検出用の光検出手段に集光する集光レンズが配置されていることを特徴とする請求項19記載の光ディスク装置。
- 前記光路分離手段はビームスプリッタ膜を有し、前記第2の光路、第3の光路、第4の光路は前記ビームスプリッタ膜により形成されていることを特徴とする請求項19記載の光ディスク装置。
- 前記複数の光源はDVD系の光記録媒体用の波長を有する第1の光ビームを出射する第1の光源と、CD系の光記録媒体用の波長を有する第2の光ビームを出射する第2の光源とから構成されていることを特徴とする請求項18記載の光ディスク装置。
- 前記第1の光源から前記光路合成手段に向かう光路と前記第2の光源から前記光路合成手段に向かう光路とはほぼ90度をなしていることを特徴とする請求項22記載の光ディスク装置。
- 前記光路合成手段は直方体状に形成され、前記第1の光源と第2の光源は前記光路合成手段の直交する2面に対向して配置されていることを特徴とする請求項23記載の光ディスク装置。
- 前記光路合成手段はビームスプリッタ膜を有し、前記単一の第1の光路は前記ビームスプリッタ膜により形成されていることを特徴とする請求項18記載の光ディスク装置。
- 前記第1の光源と前記光路合成手段との間の光路上には前記第1の光ビームのビーム形状を整形するアナモルフィックレンズが配置されていることを特徴とする請求項22記載の光ディスク装置。
- 前記第2の光源と前記光路合成手段との間の光路上には前記第2の光源から出射される第2の光ビームを効率よく集めるためのカップリングレンズが配置されていることを特徴とする請求項22記載の光ディスク装置。
- 前記第1の光源と前記光路合成手段との間の光路上には前記第1の光ビームから2つのサイドビームとこれら2つのビームに挟まれた1つのセンタービームを生成するグレーティング素子が配置されていることを特徴とする請求項22記載の光ディスク装置。
- 前記第2の光源と前記光路合成手段との間の光路上には前記第2の光ビームから2つのサイドビームとこれら2つのビームに挟まれた1つのセンタービームを生成するグレーティング素子が配置されていることを特徴とする請求項22記載の光ディスク装置。
- 前記第2の光路上には該第2の光路上を通る前記光ビームを平行光にするコリメータレンズが配置されていることを特徴とする請求項18記載の光ディスク装置。
- 前記第2の光路上には該第2の光路上を通る前記光ビームの偏光方向を変える1/4波長板が配置されていることを特徴とする請求項18記載の光ディスク装置。
- 前記第1の光源と前記光路合成手段との間の光路上には前記第1の光ビームのビーム形状を整形するとともに、平行光とするアナモルフィックコリメータレンズが配置されていることを特徴とする請求項22記載の光ディスク装置。
- 前記第2の光源と前記光路合成手段との間の光路上には前記第2の光源から出射される第2の光ビームを平行光とするコリメータレンズが配置されていることを特徴とする請求項22記載の光ディスク装置。
- 前記光路分離手段と前記集光レンズの間の前記第4の光路上に該第4の光路上を通る前記光ビームの反射光ビームを平行光にするコリメータレンズが配置されていることを特徴とする請求項20記載の光ディスク装置。
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JP2002303368A JP2004139668A (ja) | 2002-10-17 | 2002-10-17 | 光ヘッドおよび光ディスク装置 |
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WO2006088153A1 (ja) * | 2005-02-21 | 2006-08-24 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | 光ピックアップおよび光ディスク装置 |
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US7697400B2 (en) | 2005-02-21 | 2010-04-13 | Panasonic Corporation | Optical pickup and optical disc device |
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