JP2005108350A - 光ピックアップ装置、光ピックアップ装置の調整方法及び光情報記録再生装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 パッケージ光源ユニットの構成に起因した不具合の発生を抑えることができる光ピックアップ装置、この光ピックアップ装置の調整方法及び光情報記録再生装置を提供する。
【解決手段】 本発明の光ピックアップ装置は、異なる波長で発光する複数の発光点を１つの筐体に収めたパッケージ光源ユニット、前記パッケージ光源ユニットからの各光束の発散角を変更する発散角変更素子、対物光学素子、受光素子等を備える。そして、パッケージ光源ユニットが、各発光点から出射された各光束の光路を筐体内で合成して各光束の光路を光軸と一致させた状態で出射すると共に、発散角変更素子を光軸方向に移動させることで、筐体内で生じる各光束同士の光路差を補正する。
【選択図】図１

Description

本発明は、２種類以上の光情報記録媒体間での互換性を有する光ピックアップ装置、この光ピックアップ装置の調整方法及び光情報記録再生装置に関する。

近年、波長６５０ｎｍの赤色半導体レーザと開口数（ＮＡ）０．６の対物光学系を使用するＤＶＤ（デジタルバーサタイルディスク）や、更なる高密度化・大容量化を図るべく、例えば、波長４０５ｎｍの青紫色半導体レーザや青紫色ＳＨＧレーザとＮＡ０．６５以上の対物光学系を使用する光ディスク（以下、「高密度光ディスク」という。）の開発が進められており、発振波長が互いに異なる複数の光源を用いて複数種類の光ディスクに対する読み取りや書き込みを行ういわゆる互換性を有する光ピックアップ装置が各種提案されている。

互換性を有する光ピックアップ装置では、複数の光源と各光ディスクからの反射光を受光する複数の受光センサとをそれぞれ別体に配置したものや、複数の光源を１つの筐体に格納することでユニット化したもの（以下、「パッケージ光源ユニット」という。例えば、特許文献１参照）や、あるいは光源と受光センサとを１つの筐体に格納することでユニット化したものが知られている。
特許文献１に開示された光ピックアップ装置は、パッケージの内部に２つの半導体レーザ素子と信号検出用のフォトダイオードを格納することでユニット化し、波長分離素子で分離した光ディスクからの反射光を一つのフォトダイオードで読み取るものである。
特開２００２−２９８４２３号公報

しかしながら、特許文献１に開示された発明を含む従来のパッケージユニットでは、２つの光源を光軸に対して直交する方向に配置する構成となっていることが多い。
従って、例えば、一方の光源を光軸上に配置した場合には、他方の光源が軸外物点となり、他方の光源から出射された光束は対物レンズに対して斜入射することになり、コマ収差の発生を招くという問題があり、このような光束の斜入射の問題は、２つの光源を光軸から等距離だけ離れた位置に配置した場合にも同様に発生する。

本発明の課題は、上述の問題を考慮したものであり、パッケージ光源ユニットの構成に起因した不具合の発生を抑えることができる光ピックアップ装置、この光ピックアップ装置の調整方法及び光情報記録再生装置を提供することである。

以上の課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、異なる波長で発光する複数の発光点を１つの筐体に収めたパッケージ光源ユニットと、前記パッケージ光源ユニットからの各光束の発散角を変更する発散角変更素子と、前記発散角変更素子からの各光束を記録密度が異なる複数種類の光ディスクの情報記録面上に集光させる対物光学素子と、前記各光ディスクからの反射光束を受光する受光素子とを備える光ピックアップ装置において、前記パッケージ光源ユニットが、前記各発光点から出射された各光束の光路を前記筐体内で合成して各光束の光路を光軸と一致させた状態で出射し、前記発散角変更素子を光軸方向に移動させることで、前記筐体内で生じる各光束同士の光路差を補正することを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、パッケージ光源ユニットが、各発光点から出射された各光束の光路を筐体内で合成して各光束の光路を光軸と一致させた状態で出射するので、発光点が軸外物点とならず、対物レンズに対して光束が斜入射することによるコマ収差の発生を防止できる。
また、発散角変更素子を光軸方向に移動させることで、筐体内で生じる各光束同士の光路差を補正するので、筐体内で生じる各光束の光路差に起因する不具合の発生を防止できる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の光ピックアップ装置において、前記発散角変更素子がコリメートレンズであることを特徴とする。
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の光ピックアップ装置において、前記発散角変更素子が、光軸に対して垂直方向へのシフト駆動、及び／又は、光軸に対してチルト駆動されることを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置において、前記受光素子が前記各光束に共通して設けられ、各受光素子が前記筐体外に設置されることを特徴とする。
請求項５に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置において、前記受光素子が前記各光束に共通して設けられ、各受光素子が前記筐体内に設置されることを特徴とする。

請求項６に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置において、前記受光素子が前記光束毎に別体に設けられ、各受光素子が前記筐体外に設置されることを特徴とする。
請求項７に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置において、前記受光素子が前記光束毎に別体に設けられ、各受光素子が前記筐体内に設置されることを特徴とする。

請求項８に記載の発明は、請求項４又は５に記載の光ピックアップ装置の調整方法において、前記受光素子の位置決めを、前記複数の光源のうちの一つの光源との相対的な位置関係に基づいて行うことを特徴とする。
請求項９に記載の発明は、請求項６又は７に記載の光ピックアップ装置の調整方法において、前記各受光素子の位置決めを、対応する前記各光源を設置した後に、各光源との相対的な位置関係に基づいて行うことを特徴とする。

請求項１０に記載の発明は、請求項１〜７のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置を搭載したことを特徴とする。

本発明によれば、パッケージ光源ユニットの構成に起因した不具合の発生を抑えることができる光ピックアップ装置、この光ピックアップ装置の調整方法及び光情報記録再生装置を得られる。

以下、図を参照して本発明を実施するための最良の形態について詳細に説明する。
図１は、高密度光ディスクＨＤ（第１光ディスク）とＤＶＤ（第２光ディスク）とＣＤ（第３光ディスク）との何れに対しても適切に情報の記録／再生を行える光ピックアップ装置ＰＵ１の構成を概略的に示す図である。
本実施の形態において、高密度光ディスクＨＤの光学的仕様は、波長λ１＝４０８ｎｍ、保護層ＰＬ１の厚さｔ１＝０．０８７５ｍｍ、開口数ＮＡ１＝０．８５であり、ＤＶＤの光学的仕様は、波長λ２＝６５８ｎｍ、保護層ＰＬ２の厚さｔ２＝０．６ｍｍ、開口数ＮＡ２＝０．６７であり、ＣＤの光学的仕様は、波長λ３＝７８５ｎｍ、保護層ＰＬ３の厚さｔ３＝１．２ｍｍ、開口数ＮＡ３＝０．５１である。但し、波長、保護層の厚さ、及び開口数の組合せはこれに限られない。

光ピックアップ装置ＰＵは、パッケージ光源ユニットＬＤ、受光素子ユニットＰＤ（受光素子）、コリメートレンズＣＯＬ（発散角変更素子）、対物レンズＯＢＪ、２軸アクチュエータＡＣ２、絞りＳＴＯ、偏光ビームスプリッタＢＳ等から概略構成されている。
パッケージ光源ユニットＬＤは、矩形状の筐体１０、高密度光ディスクＨＤに対して情報の記録／再生を行う場合に発光され波長４０８ｎｍのレーザ光束（第１光束）を射出する第１の発光点ＥＰ１（光源）、ＤＶＤに対して情報の記録／再生を行う場合に発光され波長６５８ｎｍのレーザ光束（第２光束）を射出する第２の発光点ＥＰ２（光源）、ＣＤに対して情報の記録／再生を行う場合に発光され波長７８５ｎｍのレーザ光束（第３光束）を射出する第３の発光点ＥＰ３（光源）、第１のハーフミラー１３、第２のハーフミラー１４を備えている。

第１の発光点ＥＰ１は筐体１０の前側面１１であって光軸Ｌ上に配置されており、第１光束の光路が光軸Ｌと一致するようになっている。第２の発光点ＥＰ２は筐体１０の前側面１１であって第１の発光点ＥＰ１に対して光軸Ｌと直交する方向に配置されており、第２光束の射出方向は光軸Ｌと平行になっている。第３の発光点ＥＰ３は、筐体１０の右側面１２であって第３光束の射出方向が光軸Ｌと直交するように配置されている。
第１のハーフミラー１３は、光軸に対して傾斜角４５°で配置されており、第３光束を通過させると共に、第２光束を反射して第２光束の進路を光軸に直交する方向に変更するようになっている。
第２のハーフミラー１４も同様に、光軸に対して傾斜角４５°で配置されており、第１光束を通過させると共に、第２光束及び第３光束を反射することで、第２光束及び第３光束の進路を光軸と一致させるようになっている。

このように、パッケージ光源ユニットＬＤは、各発光点からの出射光束の光路を筐体１０内で合成し、各光束の光路を光軸と一致させた状態で出射するようになっている。
受光素子ユニットＰＤは、高密度光ディスクＨＤの情報記録面ＲＬ１からの反射光束を受光する受光部と、ＤＶＤの情報記録面ＲＬ２からの反射光束を受光する受光部と、ＣＤの情報記録面ＲＬ３からの反射光束を受光する受光部とを共通化した一つの受光部２０を備えている。

コリメートレンズＣＯＬ（発散角変更素子）は、近軸における屈折力が負であるプラスチックレンズ（第１レンズ３０）と近軸における屈折力が正であるプラスチックレンズ（第２レンズ３１）との２枚のレンズから構成されている。
第１レンズ３０の側縁には、第１レンズ３０を移動させるためのアクチュエータＡＣ１が取り付けられている。

このような構成を備える光ピックアップ装置ＰＵの製造段階における調整方法について説明すると、まず、パッケージ光源ユニットＬＤを光ピックアップ装置ＰＵの筐体（図示せず）の所定位置に固定し、次に、パッケージ光源ユニットＬＤ内の複数の光源のうちの一つの光源（例えば、第１の発光点ＥＰ１）から光束を出射させる。そして、受光素子ユニットＰＤの受光部２０における光ディスクからの第１光束の反射光の検出状態を確認しながら受光素子ユニットＰＤを位置決めし、光ピックアップ装置ＰＵの筐体に固定する。

ここで、上述のように、本実施の形態におけるパッケージ光源ユニットＬＤは、各発光点からの出射光束の光路を筐体１０内で合成し、各光束の光路を光軸と一致させた状態で出射するようになっているが、これにより、筐体１０内部において各光束同士に光路差が生じることになる。
また、受光素子ユニットＰＤは各光束の受光部を一体化させた構成となっており、上述のように、受光素子ユニットＰＤは第１光束の検出状態が最良となるように、その位置決めを行っていることから、第１光束と第２光束との光路差及び第１光束と第３光束との光路差に起因して、受光素子ユニットＰＤの受光感度が悪化してしまう。

そこで、受光素子ユニットＰＤを位置決めした状態で光ピックアップ装置ＰＵの筐体に固定した後、第２の発光点ＥＰ２及び第３の発光点ＥＰ３から第２の光束及び第３の光束を出射させ、受光素子ユニットＰＵおける第２光束及び第３光束の各反射光の検出状態を確認しながら、アクチュエータＡＣ１により第１レンズ３０を光軸方向に移動させることで、第２光束の反射光と第３光束の反射光のそれぞれに対して、受光状態が最良となる第１レンズ３０の位置を予め求めておく。
これにより、第２光束又は第３光束を利用してＤＶＤ又はＣＤに対して情報の記録／再生を行う際に第１レンズ３０を所定位置まで移動させることで、上記光路差に起因する受光素子ユニットＰＤの受光感度の悪化を防止できる。

以上のような構成を備える光ピックアップ装置ＰＵを用いて、高密度光ディスクＨＤに対して情報の記録／再生を行う場合には、まず、第１の発光点ＥＰ１を発光させる。第１の発光点ＥＰ１から射出された発散光束は、コリメートレンズＣＯＬを透過することにより平行光束に変換された後、偏光ビームスプリッタＢＳを通過し、絞りＳＴＯにより光束径が規制され、対物光学系ＯＢＪによって高密度光ディスクＨＤの保護層ＰＬ１を介して情報記録面ＲＬ１上に形成されるスポットとなる。

そして、対物光学系ＯＢＪは、その周辺に配置された２軸アクチュエータＡＣ２によってフォーカシングやトラッキングを行う。情報記録面ＲＬ１で情報ピットにより変調された反射光束は、再び対物光学系ＯＢＪを通過して、偏光ビームスプリッタＢＳで反射され、受光素子ユニットＰＤの受光部２０の受光面上に収束する。そして、受光部２０の出力信号を用いて高密度光ディスクＨＤに記録された情報を読み取ることができる。

また、ＤＶＤに対して情報の記録／再生を行う場合には、まず、アクチュエータＡＣ１を駆動して、第１レンズ３０を上記所定位置まで移動させておく。
そして、第２の発光点ＥＰ２を発光させると、第２光束は第１のハーフミラー１３及び第２のハーフミラー１４で反射されて、光路が光軸と一致した状態でパッケージ光源ユニットＬＤから射出される。なお、これ以降は上記第１光束と同様となるので説明を省略する。

また、ＣＤに対して情報の記録／再生を行う場合にも同様に、まず、アクチュエータＡＣ１を駆動して、第１レンズ３０を上記所定位置まで移動させておく。
そして、第３の発光点ＥＰ３を発光させると、第３光束は第１のハーフミラー１３を通過して、第２のハーフミラー１４で反射されて、光路が光軸と一致した状態でパッケージ光源ユニットＬＤから射出される。なお、これ以降は上記第１光束と同様となるので説明を省略する。

以上のように、本実施の形態の光ピックアップ装置ＰＵによれば、パッケージ光源ユニットＬＤが、各発光点から出射された各光束の光路を筐体内で合成して各光束の光路を光軸と一致させた状態で出射するので、発光点が軸外物点とならず、対物レンズＯＢＪに対して光束が斜入射することによるコマ収差の発生を防止できる。
また、第２光束又は第３光束を利用してＤＶＤ又はＣＤに対して情報の記録／再生を行う際に、第１レンズ３０を予め求めておいた所定位置まで移動させるので、第１光束と第２光束との光路差又は第１光束と第３光束との光路差に起因する受光素子ユニットＰＤの受光感度の悪化を防止できる。

なお、本実施の形態においては、パッケージ光源ユニットＬＤが、筐体１０内に第１〜第３の発光点ＥＰ１〜ＥＰ３を格納し、これら各発光点からの出射光束の光路を光軸に一致させる構成としたが、これに限らず、筐体内に少なくとも２つの発光点を格納し、２つの出射光束の光路を光軸に一致させる構成であればよい。
また、受光素子ユニットＰＤが、第１〜第３の光束の受光部を共通化した構成としたが、これに限らず、いずれか２種類の光束の受光部を共通化する構成や、あるいは、各光束の受光部をそれぞれ別体とする構成であってもよい。各光束の受光部をそれぞれ別体とする場合には、各光束に対する各受光部での受光状態が最良となるコリメートレンズＣＯＬの位置を予め求めておき、各光ディスクに対する情報の再生／記録時に、コリメートレンズＣＯＬを当該位置まで移動させることになる。

また、パッケージ光源ユニットＬＤの筐体１０内に受光部２０を設け、各反射光に対して、例えば第２のハーフミラー１４に設けた回折格子による回折作用を与え、当該受光部で受光する構成としてもよい。
また、発散各変更素子が第１レンズ３０と第２レンズ３１の２枚のレンズから構成されるものとしたが、例えば、単玉のレンズのみ、あるいは、３枚以上のレンズから構成されるものとしてもよい。

また、発散各変更素子としては、コリメートレンズに限らず、例えばカップリングレンズであってもよい。
また、アクチュエータＡＣ１を用いて、発散角変更素子を光軸方向のみならず、光軸に対して垂直方向へのシフト駆動、及び／又は、光軸に対してチルト駆動させることで種々の収差を補正する構成としてもよい。収差としては、例えば、各光ディスクの保護層の厚さの違いに起因する球面収差、光学系中のプラスチックレンズの環境温度変化に伴う屈折率変化及び／又は屈折率分布に起因する球面収差、各光束の波長差に起因して発生する球面収差、光束の波長が±１０ｎｍ程度の範囲内で変化した際に発生する球面収差、光ディスクがいわゆる多層ディスクである場合におけるフォーカスジャンプ時に発生する球面収差が挙げられる。

また、アクチュエータとしては、例えば電気的に駆動するモータや、バネの付勢力を利用するものが挙げられる。
なお、図示は省略するが、上記光ピックアップ装置ＰＵ、光ディスクを回転自在に保持する回転駆動装置、これら各種装置の駆動を制御する制御装置を搭載することで、光ディスクに対する光情報の記録及び光ディスクに記録された情報の再生のうち少なくとも一方の実行が可能な光情報記録再生装置を得ることが出来る。

光ピックアップ装置の構成を示す要部平面図である。

符号の説明

ＡＣ アクチュエータ
ＬＤ パッケージ光源ユニット
ＯＢＪ 対物レンズ
ＯＤ 光情報記録媒体
ＰＵ 光ピックアップ装置
ＲＬ 情報記録面

Claims (10)

1. 異なる波長で発光する複数の発光点を１つの筐体に収めたパッケージ光源ユニットと、前記パッケージ光源ユニットからの各光束の発散角を変更する発散角変更素子と、前記発散角変更素子からの各光束を記録密度が異なる複数種類の光ディスクの情報記録面上に集光させる対物光学素子と、前記各光ディスクからの反射光束を受光する受光素子とを備える光ピックアップ装置において、
   前記パッケージ光源ユニットが、前記各発光点から出射された各光束の光路を前記筐体内で合成して各光束の光路を光軸と一致させた状態で出射し、
   前記発散角変更素子を光軸方向に移動させることで、前記筐体内で生じる各光束同士の光路差を補正することを特徴とする光ピックアップ装置。
2. 請求項１に記載の光ピックアップ装置において、
   前記発散角変更素子がコリメートレンズであることを特徴とする光ピックアップ装置。
3. 請求項１又は２に記載の光ピックアップ装置において、
   前記発散角変更素子が、光軸に対して垂直方向へのシフト駆動、及び／又は、光軸に対してチルト駆動されることを特徴とする光ピックアップ装置。
4. 請求項１〜３のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置において、
   前記受光素子が前記各光束に共通して設けられ、各受光素子が前記筐体外に設置されることを特徴とする光ピックアップ装置。
5. 請求項１〜３のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置において、
   前記受光素子が前記各光束に共通して設けられ、各受光素子が前記筐体内に設置されることを特徴とする光ピックアップ装置。
6. 請求項１〜３のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置において、
   前記受光素子が前記光束毎に別体に設けられ、各受光素子が前記筐体外に設置されることを特徴とする光ピックアップ装置。
7. 請求項１〜３のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置において、
   前記受光素子が前記光束毎に別体に設けられ、各受光素子が前記筐体内に設置されることを特徴とする光ピックアップ装置。
8. 請求項４又は５に記載の光ピックアップ装置の調整方法において、
   前記受光素子の位置決めを、前記複数の光源のうちの一つの光源との相対的な位置関係に基づいて行うことを特徴とする調整方法。
9. 請求項６又は７に記載の光ピックアップ装置の調整方法において、
   前記各受光素子の位置決めを、対応する前記各光源を設置した後に、各光源との相対的な位置関係に基づいて行うことを特徴とする調整方法。
10. 請求項１〜７のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置を搭載したことを特徴とする光情報記録再生装置。

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