JP2005302270A - 光ピックアップ及びディスクドライブ装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 3種類の異なるディスク状記録媒体に対して、1つの対物レンズを用いて情報
信号の記録及び再生を可能とする。
【解決手段】 第1の波長のレーザ光を出射する第1の発光素子9aと、第2の波長のレーザ光を出射する第2の発光素子9bと、第3の波長のレーザ光を出射する第3の発光素子10aと、第1乃至第3の発光素子から出射されたレーザ光をディスク状記録媒体100の信号記録面に集光する対物レンズ18と、第1乃至第3の波長のレーザ光の少なくとも1つを回折する第1及び第2の回折部と、ディスク状記録媒体で反射された戻り光を受光する受光素子21とを備え、第1の回折部は、第1乃至第3の波長のレーザ光のうちの1つ又は2つの波長のレーザ光を略透過させるようにした。
【選択図】 図5
信号の記録及び再生を可能とする。
【解決手段】 第1の波長のレーザ光を出射する第1の発光素子9aと、第2の波長のレーザ光を出射する第2の発光素子9bと、第3の波長のレーザ光を出射する第3の発光素子10aと、第1乃至第3の発光素子から出射されたレーザ光をディスク状記録媒体100の信号記録面に集光する対物レンズ18と、第1乃至第3の波長のレーザ光の少なくとも1つを回折する第1及び第2の回折部と、ディスク状記録媒体で反射された戻り光を受光する受光素子21とを備え、第1の回折部は、第1乃至第3の波長のレーザ光のうちの1つ又は2つの波長のレーザ光を略透過させるようにした。
【選択図】 図5
Description
本発明は、3種類の異なるディスク状記録媒体に対して、1つの対物レンズを用いて情報信号の記録及び/又は再生を可能とする光ピックアップ及びディスクドライブ装置に関する。
ディスク状記録媒体に対する情報信号の記録や再生を行うディスクドライブ装置があり、このようなディスクドライブ装置は、ディスク状記録媒体に対して対物レンズを介してレーザ光を照射して情報信号の記録又は再生を行う光ピックアップを備えている。
近年、ディスク状記録媒体は、記録密度やカバー厚み等の相違により種々のタイプが開発されており、レーザ光の使用波長が780nm付近であるCD(Compact Disc)、使用波長が660nm付近であるDVD(Digital Versatile Disc)等のディスク状記録媒体に比べ、更なる大容量化が要求されている。更なる大容量化を実現するために、使用波長が405nm付近の高密度記録が可能な高密度記録光ディスクが次世代の記録技術として注目されている。
かかる高密度記録光ディスクとして、例えば、使用波長が405nm付近であるブルーレイディスク、同じく使用波長が405nm付近であるAOD(Advanced Optical Disc)等が存在する。尚、AOD規格に略準拠した規格としてHD−DVD(High Definition DVD)があり、以下、AODにはHD−DVDを含むものとする。
このようなレーザ光の使用波長の異なる複数の種類のディスク状記録媒体に対して情報信号の記録や再生を行うディスクドライブ装置として、各ディスク状記録媒体に対応した複数の対物レンズを備えたものがある(例えば、特許文献1参照)。
特許文献1に記載されたディスクドライブ装置にあっては、例えば、約405nmのレーザ光を用いるディスク状記録媒体と約660nmのレーザ光を用いるディスク状記録媒体に対応する複数の対物レンズを有する2軸アクチュエーターが設けられ、約405nmのレーザ光が一方の対物レンズによって一方のディスク状記録媒体の記録面に集光され、約660nmのレーザ光が他方の対物レンズによって他方のディスク状記録媒体の記録面に集光されて、各ディスク状記録媒体に対する情報信号の記録や再生が行われる。
ところが、上述した従来の光ピックアップのように、種類の異なる複数のディスク状記録媒体に対する情報信号の記録や再生を行うために複数の対物レンズを用いた場合には、その分、部品点数が多く、ディスクドライブ装置の大型化や製造コストの高騰を招くおそれがある。
また、対物レンズが複数存在する分、2軸アクチュエーターの可動部の重量が大きくなり、フォーカシング制御時及びトラッキング制御時における可動部の応答性の悪化を招くおそれがある。
本発明の目的は、3種類の異なるディスク状記録媒体に対して、1つの対物レンズを用いて情報信号の記録及び再生を可能とする光ピックアップ及びディスクドライブ装置を提供することにある。
この目的を達成するため、本発明に係る光ピックアップは、第1の波長のレーザ光を出射する第1の発光素子と、第2の波長のレーザ光を出射する第2の発光素子と、第3の波長のレーザ光を出射する第3の発光素子と、上記第1乃至第3の発光素子から出射されたレーザ光をディスク状記録媒体の信号記録面に集光する対物レンズと、上記第1乃至第3のレーザ光の光路中に配置され、上記第1乃至第3の波長のレーザ光の少なくとも1つを回折する第1及び第2の回折部と、上記ディスク状記録媒体で反射された戻り光を受光する受光素子とを備え、上記第1の回折部は、上記第1乃至第3の波長のレーザ光のうちの1つ又は2つの波長のレーザ光を略透過させる。
また、上述の目的を達成するため、本発明に係るディスクドライブ装置は、種類の異なるディスク状記録媒体を装着して回転させるディスクテーブルと、上記ディスクテーブルに装着されたディスク状記録媒体に対して情報の記録及び再生を行う光ピックアップとを備えたディスクドライブ装置であって、上記光ピックアップは、第1の波長のレーザ光を出射する第1の発光素子と、第2の波長のレーザ光を出射する第2の発光素子と、第3の波長のレーザ光を出射する第3の発光素子と、上記第1乃至第3の発光素子から出射されたレーザ光をディスク状記録媒体の信号記録面に集光する対物レンズと、上記第1乃至第3のレーザ光の光路中に配置され、上記第1乃至第3の波長のレーザ光の少なくとも1つを回折する第1及び第2の回折部と、上記ディスク状記録媒体で反射された戻り光を受光する受光素子とを備え、上記第1の回折部は、上記第1乃至第3の波長のレーザ光のうちの1つ又は2つの波長のレーザ光を略透過させる。
本発明に係る光ピックアップは、第1及び第2の回折部のうちの一方の回折部において、第1乃至第3の波長のレーザ光のうちの1つ又は2つの波長のレーザ光が略透過するように構成したことにより、1つの対物レンズによってレーザ光の使用波長の異なる3種類のディスク状記録媒体に対する情報信号の記録や再生を可能とする。
また、本発明に係る光ピックアップは、1つの対物レンズによってレーザ光の使用波長の異なる3種類のディスク状記録媒体に対する情報信号の記録や再生を可能としたので、その分、部品点数が少なく、光ピックアップの小型化及び製造コストの低減を図ることができ、また、1つのみの対物レンズを用いるため、対物レンズ駆動装置の可動部の重量が小さく、フォーカシング制御時及びトラッキング制御時における可動部の良好な応答性を確保することができる。
本発明に係るディスクドライブ装置は、種類の異なるディスク状記録媒体を装着して回転させるディスクテーブルと、ディスクテーブルに装着されたディスク状記録媒体に対して情報の記録及び再生を行う光ピックアップとを備え、この光ピックアップの第1及び第2の回折部のうちの一方の回折部において、第1乃至第3の波長のレーザ光のうちの1つ又は2つの波長のレーザ光が略透過するように構成したことにより、1つの対物レンズによってレーザ光の使用波長の異なる3種類のディスク状記録媒体に対する情報信号の記録や再生を可能とする。
また、本発明に係るディスクドライブ装置は、1つの対物レンズによってレーザ光の使用波長の異なる3種類のディスク状記録媒体に対する情報信号の記録や再生を可能としたので、その分、部品点数が少なく、ディスクドライブ装置の小型化及び製造コストの低減を図ることができ、また、1つのみの対物レンズを用いるため、対物レンズ駆動装置の可動部の重量が小さく、フォーカシング制御時及びトラッキング制御時における可動部の良好な応答性を確保することができる。
以下に、本発明を適用した光ピックアップ及びディスクドライブ装置について、図面を参照して説明する。
本発明を適用したディスクドライブ装置1は、図1に示すように、外筐2内に所要の各部材及び各機構が配置されてなり、外筐2には図示しないディスク挿入口が形成されている。
外筐2内には、図示しないシャーシが配置され、該シャーシに取り付けられたスピンドルモーターのモーター軸にディスクテーブル3が固定されている。
シャーシには、平行なガイド軸4が取り付けられると共に図示しない送りモータによって回転されるリードスクリュー5が支持されている。
光ピックアップ6は、移動ベース7と該移動ベース7に設けられた所要の光学部品と、移動ベース7上に配置された対物レンズ駆動装置8とを有し、移動ベース7の両端部に設けられた軸受部7a、7bがそれぞれガイド軸4に摺動自在に支持されている。対物レンズ駆動装置8は、可動部8aと固定部8bとを有し、可動部8aが固定部8bに図示しないサスペンションを介して移動自在に支持されている。移動ベース7に設けられた図示しないナット部材がリードスクリュー5に螺合され、送りモーターによってリードスクリュー5が回転されると、ナット部材がリードスクリュー5の回転方向へ応じた方向へ送られ、光ピックアップ6がディスクテーブル3に装着されるディスク状記録媒体100の半径方向へ移動される。
ここで用いられるディスク状記録媒体100は、例えば、CD(Compact Disc)、DVD(Digital Versatile Disc)、情報の追記が可能とされるCD−R(Recordable)及びDVD−R(Recordable)、情報の書換えが可能とされるCD−RW(ReWritable)、DVD−RW(ReWritable)、DVD+RW(ReWritable)等の光ディスクや、さらに発光波長が短い405nm程度(青紫色)の半導体レーザを用いた高密度記録が可能な高密度記録光ディスクや、光磁気ディスク等である。
特に、本具体例では、光ピックアップ1により情報の再生又は記録を行う3種類の光ディスク100として、カバー厚みが1.2mmで波長780nm程度の光ビームを記録再生光として使用するCD(Compact Disc)等の第1の光ディスク100aと、カバー厚みが0.6mmで波長660nm程度の光ビームを記録再生光として使用するDVD(Digital Versatile Disc)等の第2の光ディスク100bと、カバー厚みが0.1mmで波長405nm程度の光ビームを記録再生光として使用する高密度記録が可能な例えばブルーレイディスク等の第3の光ディスク100c、又は、カバー厚みが0.6mmで波長405nm程度の光ビームを記録再生光として使用する高密度記録が可能な例えばAOD等の第4の光ディスク100dとを用いるものとして説明する。
尚、対物レンズ駆動装置8に設けられる後述する対物レンズの開口数としては、各ディスク状記録媒体100の使用波長やカバー厚みを考慮して、第1の光ディスク100a、第2の光ディスク100b及び第4の光ディスク100dに対しては0.65程度であり、第3の光ディスク100cに対しては0.85程度とすることが望ましい。
以上のようにして構成されたディスクドライブ装置1において、スピンドルモーターの回転に伴ってディスクテーブル3が回転されると、該ディスクテーブル3に装着されたディスク状記録媒体100、即ち、第1乃至第4の光ディスク100a,100b,100c,100dが回転され、同時に、光ピックアップ6がディスク状記録媒体100の半径方向へ移動されてディスク状記録媒体100に対する記録動作又は再生動作が行われる。このとき対物レンズ駆動装置8の可動部8aが固定部8bに対して移動され、可動部8aに設けられた後述する対物レンズのフォーカシング調整及びトラッキング調整が行われる。
光ピックアップ6は、図2に示すように、例えば、第1の光源9、第2の光源10、カップリングレンズ11、光路合成素子12、ビームスプリッター13、コリメーターレンズ14、立ち上げミラー15、1/4波長板16、回折素子17、対物レンズ18、コンバージョンレンズ19、光軸合成素子20及び受光素子21を備え、対物レンズ18以外は移動ベース7に配置され、対物レンズ18は対物レンズ駆動装置8の可動部8aに設けられている。
第1の光源9の内部には第1の発光素子9aと第2の発光素子9bとが設けられ、第1の発光素子9aからは第1の光ディスク100aに対応した約780nm程度の第1の波長のレーザ光が出射され、第2の発光素子9bからは第2の光ディスク100bに対応した約660nm程度の第2の波長のレーザ光が出射される。
第2の光源10の内部には第3の発光素子10aが設けられ、第3の発光素子10aからは第3の光ディスク100c又は第4の光ディスク100dに対応した約405nm程度の第3の波長のレーザ光が出射される。
カップリングレンズ11は、第1の光源9から出射されたレーザ光の往路における光学倍率の変換を行う機能を有する。
光路合成素子12は、例えば、波長選択性のあるミラー面12aを有するビームスプリッターである。第1の光源9の第1の発光素子9a又は第2の発光素子9bから出射された第1又は第2の波長のレーザ光は、それぞれミラー面12aで反射され、第2の光源10の第3の発光素子10aから出射された第3の波長のレーザ光は、ミラー面12aを透過される。
ビームスプリッター13は、偏光方向の相違により入射されたレーザ光を透過又は反射させる機能を有する偏光ビームスプリッターである。このビームスプリッター13により、往路におけるレーザ光がスプリット面13aを透過されてコリメーターレンズ14へ向かい、復路におけるレーザ光がスプリット面13aで反射されて受光素子21へ向かう。
コリメーターレンズ14は、入射されたレーザ光の光束を平行光束とする機能を有する。
立ち上げミラー15は、入射されたレーザ光を略90°反射する機能を有する。
1/4波長板16は、通過するレーザ光に1/4波長の位相差を与えて、直線偏光と円偏光との変換を行う機能を有する。
回折素子17は、第3の波長のレーザ光に対応するディスク状記録媒体100として、例えば、第3の光ディスク100cが用いられる場合には、両面にそれぞれ第1の回折部22と第2の回折部23とを有している。
立ち上げミラー15側の面に形成された第1の回折部22は、例えば、第3の波長のレーザ光を回折するが、第1及び第2の波長のレーザ光を略透過するように構成されている。従って、第1の回折部22は、入射されるレーザ光の波長に応じて回折の程度を制御する制御用回折部として機能する。
このような構成として、例えば、図3に示すように、格子が形成された回折面22aを挟んで、屈折率の周波数特性が異なる、所謂分散の相違する2つの材料A、Bを貼り合わせることが考えられる。材料A及び材料Bとしては、図4に示すように、第1の波長(約780nm)から第2の波長(約660nm)までの間では屈折率に大差がなく、第3の波長(約405nm)付近で屈折率が大きく相違するようなものを選択する。
このように分散の相違する材料を貼り合わせて第1の回折部22を形成することができるため、材料の組み合わせにおいて最適な材料を選択することにより所望の回折効率を有する第1の回折部22を形成することができる。
第1の回折部22の別の構成として、回折面22aを屈折率の相違する複数の薄膜を積層して多層に形成し、第3の波長のレーザ光を回折させ、第1及び第2の波長のレーザ光を略透過させるようにしてもよい。
回折素子17の第2の回折部23は、第1乃至第3の波長のレーザ光の何れのレーザ光をも回折するように構成されている。
対物レンズ18は、入射されたレーザ光をディスク状記録媒体100の記録面に集光する機能を有する。対物レンズ18の外周部は、図5に示すように、開口調整用の輪帯18aとして形成され、該輪帯18aは、第3の波長のレーザ光に対応する構成とされている。即ち、対物レンズ18のうち、輪帯18aの内側の部分18bは第1及び第2の波長のレーザ光に対応して開口が約0.65とされており、輪帯18aと部分18bとを合わせた部分は、第3の波長のレーザ光に対応して開口が約0.85とされている。
コンバージョンレンズ19は、第1の光源9と第2の光源10とから出射されたレーザ光の復路における光学倍率の変換を行う機能を有する。
光軸合成素子20は、第1の光源9と第2の光源10とから出射されたレーザ光の光軸を合成し、各レーザ光を受光素子21に集光する機能を有する。
以上のように構成された光ピックアップ6において、第1の光源9の第1の発光素子9a又は第2の発光素子9bから第1又は第2の波長のレーザ光が出射されると、レーザ光はカップリングレンズ11によって往路の光学倍率が変換され、光路合成素子12に入射される。光路合成素子12に入射されたレーザ光はミラー面12aで反射され、続いて、ビームスプリッター13のスプリット面13aを透過されてコリメーターレンズ14によって平行光束とされ、立ち上げミラー15で反射されて1/4波長板16に入射される。1/4波長板16に入射されたレーザ光は、π/2の位相差を付加されて、直線偏光(P偏光)から円偏光に変換されて回折素子17に入射される。回折素子17に入射されたレーザ光は、第1の回折部22を略透過され、第2の回折部23で回折されて対物レンズ18の部分18bに入射され、ディスクテーブル3に装着された第1又は第2の光ディスク100a,100bの記録面に集光される。
第1又は第2の光ディスク100a,100bの記録面に集光されたレーザ光は、該記録面で反射されて戻り光として再び対物レンズ18、回折素子17を介して1/4波長板16に入射される。1/4波長板16に入射されたレーザ光は、π/2の位相差を付加されて、円偏光から直線偏光(S偏光)に変換され、立ち上げミラー15及びコリメーターレンズ14を介してビームスプリッター13に入射される。ビームスプリッター13に入射された戻り光は、ビームスプリッター13のスプリット面13aで反射され、コンバージョンレンズ19によって復路の光学倍率が変換され光軸合成素子20を介して受光素子21に入射される。受光素子21に入射されたレーザ光は、光電変換されて、第1又は第2の光ディスク100a,100bに対する情報信号の記録又は再生が行われる。
一方、第2の光源10の第3の発光素子10aから第3の波長のレーザ光が出射されると、レーザ光は光路合成素子12に入射される。光路合成素子12に入射されたレーザ光はミラー面12aを透過され、続いて、ビームスプリッター13のスプリット面13aを透過されてコリメーターレンズ14によって平行光束とされ、立ち上げミラー15で反射されて1/4波長板16に入射される。1/4波長板16に入射されたレーザ光は、π/2の位相差を付加されて、直線偏光(P偏光)から円偏光に変換されて回折素子17に入射される。回折素子17に入射されたレーザ光は、第1の回折部22及び第2の回折部23で回折されて対物レンズ18の輪帯18aに入射され、ディスクテーブル3に装着された第3の光ディスク100cの記録面に集光される。
第3の光ディスク100cの記録面に集光されたレーザ光は、該記録面で反射されて戻り光として再び対物レンズ18、回折素子17を介して1/4波長板16に入射される。1/4波長板16に入射されたレーザ光は、π/2の位相差を付加されて、円偏光から直線偏光(S偏光)に変換され、立ち上げミラー15及びコリメーターレンズ14を介してビームスプリッター13に入射される。ビームスプリッター13に入射された戻り光は、ビームスプリッター13のスプリット面13aで反射され、コンバージョンレンズ19によって復路の光学倍率が変換され光軸合成素子20を介して受光素子21に入射される。受光素子21に入射されたレーザ光は、光電変換されて、第3の光ディスク100cに対する情報信号の記録又は再生が行われる。
尚、上記には、回折素子17の第1の回折部22において第3の波長のレーザ光が回折されると共に第1及び第2の波長のレーザ光が略透過される例を示したが、逆に、回折素子17の第1の回折部22において第1及び第2の波長のレーザ光が回折されると共に第3の波長のレーザ光が略透過されるようにし、第1及び第2の波長のレーザ光が対物レンズ18の部分18bに入射され、第3の波長のレーザ光が対物レンズ18の輪帯18aに入射されるようにしてもよい。
以上のように、開口調整用の輪帯18aを有する対物レンズ18を用い、回折素子17の両面にそれぞれ制御用回折部として機能する第1の回折部22と何れの波長のレーザ光をも回折する第2の回折部23とを形成することにより、1つの対物レンズ18を用いて第1乃至第3の光ディスク100a,100b,100cの3種類の異なるディスク状記録媒体100に対する情報信号の記録再生を適正に行うことが可能である。
このように、本発明を適用した光ピックアップ6において、互いに異なる3つの波長のレーザ光が各ディスク状記録媒体の記録面に1つの対物レンズによって集光される。
本発明を適用した光ピックアップ6は、第1及び第2の回折部22,23のうちの一方を制御用回折部として形成し、該制御用回折部において、第1乃至第3の波長のレーザ光のうちの1つ又は2つの波長のレーザ光が略透過するように構成したことにより、1つの対物レンズ18によってレーザ光の使用波長の異なる3種類のディスク状記録媒体に対する情報信号の記録や再生を可能とする。
また、本発明を適用した光ピックアップ6は、1つの対物レンズ18によってレーザ光の使用波長の異なる3種類のディスク状記録媒体に対する情報信号の記録や再生を可能としたので、その分、部品点数が少なく、光ピックアップの小型化及び製造コストの低減を図ることができ、また、1つのみの対物レンズ18を用いるため、対物レンズ駆動装置の可動部の重量が小さく、フォーカシング制御時及びトラッキング制御時における可動部の良好な応答性を確保することができる。
本発明を適用した光ピックアップ6は、対物レンズ18に開口調整用の輪帯18aを形成し、回折素子17の入射面と出射面にそれぞれ回折部22,23を形成し、回折素子の一方の回折部22を制御用回折部として形成したので、1つの対物レンズ18を用いて3種類の異なるディスク状記録媒体である第1乃至第3の光ディスク100a,100b,100cに対する情報信号の記録再生を適正に行うことが可能である。
また、本発明を適用した光ピックアップ6は、分散の相違する材料A,Bを貼り合わせて制御用回折部を形成したので、材料の組み合わせにおいて最適な材料を選択することにより所望の回折効率を有する回折部を形成することができる。
上述には、第3の波長のレーザ光によって情報信号の記録又は再生が行われるディスク状記録媒体100として、第3の光ディスク100cの場合を例として示したが、第3の波長(約405nm)のレーザ光によって情報信号の記録又は再生が行われるディスク状記録媒体100として、第4の光ディスク100dが用いられる場合には、例えば、図6に示す回折素子17A及び対物レンズ18Aを有する光ピックアップ6Aが採用される。
次に、第4の光ディスク100dに対して情報信号の記録及び再生を行う光ピックアップ6Aについて説明する。尚、第4の光ディスク100dに対して用いられる光ピックアップ6Aの場合には、第3の光ディスク100cに対して用いられる光ピックアップ6の場合に比し、回折素子及び対物レンズの構成が異なることのみが相違する。以下の説明において、上述した光ピックアップ6と共通する部分については、共通の符号を付して詳細な説明は省略する。
光ピックアップ6Aは、図2に示すように、例えば、第1の光源9、第2の光源10、カップリングレンズ11、光路合成素子12、ビームスプリッター13、コリメーターレンズ14、立ち上げミラー15、1/4波長板16、回折素子17A、対物レンズ18A、コンバージョンレンズ19、光軸合成素子20及び受光素子21を備え、対物レンズ18A以外は移動ベース7に配置され、対物レンズ18Aは対物レンズ駆動装置8の可動部8aに設けられている。
回折素子17Aは、図6に示すように、両面にそれぞれ第1の回折部24と第2の回折部25とを有している。尚、回折素子17Aの構成は、上記回折素子17と同様の構成とされている。
立ち上げミラー15側の面に形成された第1の回折部24は、例えば、第3の波長のレーザ光を回折するが、第1及び第2の波長のレーザ光を略透過するように構成されている。従って、第1の回折部24は、入射されるレーザ光の波長に応じて回折の程度を制御する制御用回折部として機能する。
回折素子17Aの第2の回折部25は、第1乃至第3の波長のレーザ光の何れのレーザ光をも回折するように構成されている。
対物レンズ18Aは、上記対物レンズ18と比較して、輪帯が形成されておらず、開口数は約0.65とされている。
上述のように構成された光ピックアップ6Aにおいて、第1の光源9の第1の発光素子9a又は第2の発光素子9bから第1又は第2の波長のレーザ光が出射されると、レーザ光は、上述の光ピックアップ6の場合と同様の光路を経由して回折素子17Aに入射され、回折素子17Aの第1の回折部24を略透過され、第2の回折部25で回折されて対物レンズ18Aに入射され、ディスクテーブル3に装着された第1又は第2の光ディスク100a,100bの記録面に集光されて、第1又は第2の光ディスク100a,100bに対する情報信号の記録又は再生が行われる。第1又は第2の光ディスク100a,100bの記録面で反射された戻り光の光路は、上述した光ピックアップ6の場合と同様であるので、詳細な説明を省略する。
一方、第2の光源10の第3の発光素子10aから第3の波長のレーザ光が出射されると、レーザ光は、上述の光ピックアップ6の場合と同様の光路を経由して回折素子17Aに入射され、回折素子17Aの第1の回折部24及び第2の回折部25で回折されて対物レンズ18Aに入射され、ディスクテーブル3に装着された第4の光ディスク100dの記録面に集光されて、第4の光ディスク100dに対する情報信号の記録又は再生が行われる。第4の光ディスク100dの記録面で反射された戻り光の光路は、上述した光ピックアップ6の場合と同様であるので、詳細な説明を省略する。
以上のように、回折素子17Aの両面にそれぞれ制御用回折部として機能する第1の回折部24と何れの波長のレーザ光をも回折する第2の回折部25とを形成することにより、1つの対物レンズ18Aを用いて第1の光ディスク100a、第2の光ディスク100b及び第4の光ディスク100dの3種類の異なるディスク状記録媒体100に対する情報信号の記録再生を適正に行うことが可能である。
このように、本発明を適用した光ピックアップ6Aにおいて、互いに異なる3つの波長のレーザ光が各ディスク状記録媒体の記録面に1つの対物レンズによって集光される。
本発明を適用した光ピックアップ6Aは、第1及び第2の回折部24,25のうちの一方を制御用回折部として形成し、該制御用回折部において、第1乃至第3の波長のレーザ光のうちの1つ又は2つの波長のレーザ光が略透過するように構成したことにより、1つの対物レンズ18Aによってレーザ光の使用波長の異なる3種類のディスク状記録媒体に対する情報信号の記録や再生を可能とする。
また、本発明を適用した光ピックアップ6Aは、1つの対物レンズ18Aによってレーザ光の使用波長の異なる3種類のディスク状記録媒体に対する情報信号の記録や再生を可能としたので、その分、部品点数が少なく、光ピックアップの小型化及び製造コストの低減を図ることができ、また、1つのみの対物レンズ18Aを用いるため、対物レンズ駆動装置の可動部の重量が小さく、フォーカシング制御時及びトラッキング制御時における可動部の良好な応答性を確保することができる。
また、第4の光ディスク100dに対して情報信号の記録及び再生を行う場合には、図7に示す回折素子及び対物レンズを有する光ピックアップ6Bを採用することも可能である。
次に、第4の光ディスク100dに対して情報信号の記録及び再生を行う光ピックアップ6Bについて説明する。尚、第4の光ディスク100dに対して用いられる光ピックアップ6Bの場合には、光ピックアップ6の場合に比べて、回折素子及び対物レンズの構成が異なることのみが相違する。以下の説明においては、上述した光ピックアップ6と共通する部分については、共通の符号を付して詳細な説明は省略する。
光ピックアップ6Bは、図2に示すように、例えば、第1の光源9、第2の光源10、カップリングレンズ11、光路合成素子12、ビームスプリッター13、コリメーターレンズ14、立ち上げミラー15、1/4波長板16、回折素子17B、対物レンズ18B、コンバージョンレンズ19、光軸合成素子20及び受光素子21を備え、対物レンズ18B以外は移動ベース7に配置され、対物レンズ18Bは対物レンズ駆動装置8の可動部8aに設けられている。
回折素子17Bは、片面のみに第1の回折部26を有している。第1の回折部26は、例えば、第3の波長のレーザ光を回折するが、第1及び第2の波長のレーザ光を略透過するように構成されている。従って、第1の回折部26は、入射されるレーザ光の波長に応じて回折の程度を制御する制御用回折部として機能する。第1の回折部26の構成としては、上記回折素子17の第1の回折部22と同様の構成、すなわち、屈折率の周波数特性が異なる材料を接合する構成とすればよい。
対物レンズ18Bは、上記対物レンズ18と比較して、輪帯が形成されておらず、開口数は約0.65とされている。対物レンズ18Bの回折素子17Bと対向する面には第2の回折部27が形成されている。第2の回折部27は、第1乃至第3の波長のレーザ光の何れのレーザ光をも回折するように構成されている。
上述のように構成された光ピックアップ6Bにおいて、第1の光源9の第1の発光素子9a又は第2の発光素子9bから第1又は第2の波長のレーザ光が出射されると、レーザ光は、上述の光ピックアップ6の場合と同様の光路を経由して回折素子17Bに入射され、回折素子17Bの第1の回折部26を略透過され、対物レンズ18Bに入射されて第2の回折部27で回折され、ディスクテーブル3に装着された第1又は第2の光ディスク100a,100bの記録面に集光されて、第1又は第2の光ディスク100a,100bに対する情報信号の記録又は再生が行われる。第1又は第2の光ディスク100a,100bの記録面で反射された戻り光の光路は、上述した光ピックアップ6の場合と同様であるので、詳細な説明を省略する。
一方、第2の光源10の第3の発光素子10aから第3の波長のレーザ光が出射されると、レーザ光は、上述の光ピックアップ6の場合と同様の光路を経由して回折素子17Bに入射され、回折素子17Bの第1の回折部26及び対物レンズ18Bの第2の回折部27で回折され、ディスクテーブル3に装着された第4の光ディスク100dの記録面に集光されて、第4の光ディスク100dに対する情報信号の記録又は再生が行われる。第4の光ディスク100dの記録面で反射された戻り光の光路は、上述した光ピックアップ6の場合と同様であるので、詳細な説明を省略する。
以上のように、回折素子17Bに制御用回折部として機能する第1の回折部26と、対物レンズ18Bに何れの波長のレーザ光をも回折する第2の回折部27とを形成することにより、1つの対物レンズ18Bを用いて第1の光ディスク100a、第2の光ディスク100b及び第4の光ディスク100dの3種類の異なるディスク状記録媒体100に対する情報信号の記録再生を適正に行うことが可能である。
このように、本発明を適用した光ピックアップ6Bにおいて、互いに異なる3つの波長のレーザ光が各ディスク状記録媒体の記録面に1つの対物レンズによって集光される。
本発明を適用した光ピックアップ6Bは、第1及び第2の回折部26,27のうちの一方を制御用回折部として形成し、該制御用回折部において、第1乃至第3の波長のレーザ光のうちの1つ又は2つの波長のレーザ光が略透過するように構成したことにより、1つの対物レンズ18Bによってレーザ光の使用波長の異なる3種類のディスク状記録媒体に対する情報信号の記録や再生を可能とする。
また、本発明を適用した光ピックアップ6Bは、1つの対物レンズ18Bによってレーザ光の使用波長の異なる3種類のディスク状記録媒体に対する情報信号の記録や再生を可能としたので、その分、部品点数が少なく、光ピックアップの小型化及び製造コストの低減を図ることができ、また、1つのみの対物レンズを用いるため、対物レンズ駆動装置の可動部の重量が小さく、フォーカシング制御時及びトラッキング制御時における可動部の良好な応答性を確保することができる。
本発明を適用した光ピックアップ6Bは、対物レンズ18Bの一方の面と回折素子17Bの一方の面とにそれぞれ回折部26,27を形成し、回折素子17Bの回折部26を制御用回折部として形成したので、1つの対物レンズ18Bを用いて3種類の異なるディスク状記録媒体である第1の光ディスク100a、第2の光ディスク100b及び第4の光ディスク100dに対する情報信号の記録再生を適正に行うことが可能である。
尚、第4の光ディスク100dに対して情報信号の記録及び再生を行う光ピックアップ6A,6Bの場合にも、第3の光ディスク100cに対して情報信号の記録及び再生を行う光ピックアップ6の場合と同様に、回折素子17A又は回折素子17Bの第1の回折部24又は第1の回折部26において第1及び第2の波長のレーザ光が回折されると共に第3の波長のレーザ光が略透過されるようにしてもよい。
上述の光ピックアップ6,6A,6Bには、回折素子17、17A、17Bや対物レンズ18Bに回折部を形成してレーザ光を回折する場合を例として示したが、図8、図9に示す、光ピックアップ6Cのように、偏光ホログラム素子を用いてレーザ光を回折する構成とすることも可能である。
次に、偏光ホログラム素子を有する光ピックアップ6Cについて説明する。尚、偏光ホログラム素子を用いてレーザ光を回折する構成とされた光ピックアップ6Cは、上述した回折素子や対物レンズによってレーザ光を回折する構成とされる光ピックアップ6,6A,6Bに比し、回折素子に代えて偏光ホログラム素子が用いられていることのみが相違する。以下の説明において、上述した光ピックアップ6と共通する部分については、共通の符号を付して詳細な説明は省略する。
光ピックアップ6Cは、図8、図9に示すように、例えば、第1の光源9、第2の光源10、カップリングレンズ11、光路合成素子12、ビームスプリッター13、コリメーターレンズ14、立ち上げミラー15、偏光ホログラム素子28、対物レンズ18(、18A)、コンバージョンレンズ19、光軸合成素子20及び受光素子21を備え、対物レンズ18(、18A)以外は移動ベース7に配置され、対物レンズ18、(18A)は対物レンズ駆動装置8の可動部8aに設けられている。
また、偏光ホログラム素子を用いてレーザ光を回折する光ピックアップ6Cにおいて、第3の波長のレーザ光によって情報信号の記録又は再生が行われるディスク状記録媒体100としては、第3の光ディスク100c又は第4の光ディスク100dの何れであってもよい。
偏光ホログラム素子28は、両面にそれぞれ第1の回折部29と第2の回折部30とを有している。
立ち上げミラー15側の面に形成された第1の回折部29は、例えば、P偏光を回折するが、S偏光を透過するように構成され、第2の回折部30は、例えば、S偏光を回折するが、P偏光を透過するように構成されている。従って、第1の回折部29と第2の回折部30とは、入射されるレーザ光を偏光方向に応じて回折する制御用回折部として機能する。
対物レンズとしては、第3の波長のレーザ光によって情報信号の記録又は再生が行われるディスク状記録媒体100が第3の光ディスク100cの場合には対物レンズ18が用いられ、第4の光ディスク100dの場合には対物レンズ18Aが用いられる。
尚、偏光ホログラム素子28を用いてレーザ光を回折する光ピックアップ6Cにおいて、直線偏光がディスク状記録媒体100の記録面に集光される構成であるため、上述の光ピックアップ6,6A,6Bの場合と異なり1/4波長板は用いられない。
上述のように構成された光ピックアップ6Cにおいて、第1の光源9の第1の発光素子9a又は第2の発光素子9bから出射される第1又は第2の波長のレーザ光は、例えば、S偏光であり、出射されたS偏光が偏光ホログラム素子28に入射されると、第2の回折部30のみによって回折される。回折されたS偏光は、対物レンズ18又は対物レンズ18Aによってディスクテーブル3に装着された第1又は第2の光ディスク100a,100bの記録面に集光されて、第1又は第2の光ディスク100a,100bに対する情報信号の記録又は再生が行われる。
一方、第2の光源10の第3の発光素子10aから出射される約405nmのレーザ光は、例えば、P偏光であり、出射されたP偏光が偏光ホログラム素子28に入射されると、第1の回折部29のみによって回折される。回折されたP偏光は、対物レンズ18又は対物レンズ18Aによってディスクテーブル3に装着された第3の光ディスク100c又は第4の光ディスク100dの記録面に集光されて、第3の光ディスク100c又は第4の光ディスク100dに対する情報信号の記録又は再生が行われる。
尚、上述では、第1及び第2の波長のレーザ光と第3の波長のレーザ光との偏光方向が互いに直交する方向である例を示したが、第1の波長のレーザ光と第2及び第3の波長のレーザ光との偏光方向が互いに直交する方向であるようにしてもよい。
以上のように、偏光ホログラム素子28を用いてレーザ光を回折させるようにすれば、簡単な構成によって、1つの対物レンズ18又は対物レンズ18Aを用いてレーザ光の使用波長の異なる3種類のディスク状記録媒体100に対する情報信号の記録や再生を行うことができる。
このように、本発明を適用した光ピックアップ6Cにおいて、互いに異なる3つの波長のレーザ光が各ディスク状記録媒体の記録面に1つの対物レンズによって集光される。
本発明を適用した光ピックアップ6Cは、第1及び第2の回折部29,30のうちの一方を制御用回折部として形成し、該制御用回折部において、第1乃至第3の波長のレーザ光のうちの1つ又は2つの波長のレーザ光が略透過するように構成したことにより、1つの対物レンズによってレーザ光の使用波長の異なる3種類のディスク状記録媒体に対する情報信号の記録や再生を可能とする。
また、本発明を適用した光ピックアップ6Cは、1つの対物レンズによってレーザ光の使用波長の異なる3種類のディスク状記録媒体に対する情報信号の記録や再生を可能としたので、その分、部品点数が少なく、光ピックアップの小型化及び製造コストの低減を図ることができ、また、1つのみの対物レンズを用いるため、対物レンズ駆動装置の可動部の重量が小さく、フォーカシング制御時及びトラッキング制御時における可動部の良好な応答性を確保することができる。
本発明を適用した光ピックアップ6Cは、回折素子として入射面及び出射面にそれぞれ回折部が形成された偏光ホログラム素子28を用い、該偏光ホログラム素子に偏光方向が互いに直交するレーザ光を入射させ、偏光ホログラム素子の回折部29,30を制御用回折部として形成したので、簡単な構成によって、1つの対物レンズを用いてレーザ光の使用波長の異なる3種類のディスク状記録媒体に対する情報信号の記録や再生を行うことができる。
また、上述のピックアップ6、6A、6B、6Cを構成する第1及び第2の回折部は、2ステップの回折部を有する、所謂回折格子状の回折部であったが、これに限られるものではなく、例えば、図10,11に示す光ピックアップ6Dのように、階段形状のホログラムからなるステップ型の回折部を有するように構成してもよい。
次に、階段形状の回折部を有する光ピックアップ6Dについて説明する。尚、光ピックアップ6Dの場合には、上述の回折素子17及び対物レンズ18を有する光ピックアップ6の場合に比べ、回折素子及び対物レンズの構成が異なることのみが相違する。以下の説明において、上述した光ピックアップ6と共通する部分については、共通の符号を付して詳細な説明は省略する。
光ピックアップ6Dは、図10、図11に示すように、例えば、第1の光源9、第2の光源10、カップリングレンズ11、光路合成素子12、ビームスプリッター13、コリメーターレンズ14、立ち上げミラー15、1/4波長板16、回折素子17D、対物レンズ18(、18A)、コンバージョンレンズ19、光軸合成素子20及び受光素子21を備え、対物レンズ18(、18A)以外は移動ベース7に配置され、対物レンズ18(、18A)は対物レンズ駆動装置8の可動部8aに設けられている。
回折素子17Dは、図11、図12に示すように、両面にそれぞれ第1の回折部31と第2の回折部32とを有している。回折素子17Dの第1の回折部31及び第2の回折部32には、ホログラムが形成され、このホログラムの形状は、略同一深さとされた第1乃至第4の段部33a〜33d,34a〜34dを有する階段状とされた、所謂5ステップの階段状に形成される。すなわち、このホログラムの形状は、略同一間隔に形成された第1乃至第5の回折面33e〜33i,34e〜34iを有する。尚、階段形状を構成する段部又は回折面の数を決定するステップ数はここでは5としたが、これに限られるものではない。
立ち上げミラー15側の面に形成された第1の回折部31は、異なる屈折率を有する接合部材、すなわち、屈折率の周波数特性の異なる接合部材を接合することにより形成されている。そして、第1の回折部31を構成する基板となる部材の屈折率と、接合部材の屈折率との差が0.05以上とすることで所望の回折効率を得ることができる。また、この基板となる部材の屈折率を1.55以下とし、接合部材の屈折率を1.60以上とすることで所望の回折効率が得られる。この基板となる部材及び接合部材は、例えば、合成樹脂からなる。第1の回折部31は、例えば、図12に示すように、5ステップの階段形状が形成された回折面31aを挟んで、屈折率の異なる材料C及び材料Dを接合することにより形成される。材料C及び材料Dの各使用波長における屈折率は「表1」に示すとおりである。
表1に示す材料C及び材料Dにより5ステップの階段形状が形成された第1の回折部31のトータル溝深さの変化に伴う回折効率の変化を図13に示す。尚、ここで、トータル溝深さは、上述した第1乃至第4の段部33a〜33dの各深さの合計である。また、ここで、各段部の深さ(第1乃至第5の回折面の隣接する回折面の各間隔)は略同じ値に設定されている。図13中において、各曲線は、入射するレーザ光の全光量に対する出射される各回折光の光量の割合、すなわち、回折効率を示すものであり、曲線L10、L11、L1−1は、それぞれ波長780nm(第1の波長)のレーザ光の0次回折光(透過)、1次回折光、−1次回折光を示すものであり、曲線L20、L21、L2−1は、それぞれ波長660nm(第2の波長)のレーザ光の0次回折光(透過)、1次回折光、−1次回折光を示すものであり、曲線L30、L31、L3−1は、それぞれ波長405nm(第3の波長)のレーザ光の0次回折光(透過)、1次回折光、−1次回折光を示すものである。
光ピックアップ6Dにおいて、第1の回折部31のトータル溝深さは、15.4μm(15400nm)を採用したときの波長780nm(第1の波長)の1次回折光の回折効率、波長660nm(第2の波長)の0次回折光の回折効率(透過率)、波長405nm(第3の波長)の0次回折光の回折効率(透過率)は、「表2」に示す通りである。
対物レンズ18(、18A)側の面に形成された第2の回折部32は、例えば、図12に示すように、5ステップの階段形状が形成された回折面32aを空気側に臨ませて、上述の「表1」の材料Cにより形成される。
表1に示す材料Cにより5ステップの階段形状が形成された第2の回折部32のトータル溝深さの変化に伴う回折効率の変化を図14に示す。尚、ここで、トータル溝深さは、上述した第1乃至第4の段部34a〜34dの各深さの合計である。また、ここで、格段部の深さ(第1乃至第5の回折面の隣接する回折面の各間隔)は略同じ値に設定されている。図14中において、各曲線は、入射するレーザ光の全光量に対する出射される各回折光の光量の割合、すなわち、回折効率を示すものであり、曲線L10、L11、L1−1は、それぞれ波長780nm(第1の波長)のレーザ光の0次回折光(透過)、1次回折光、−1次回折光を示すものであり、曲線L20、L21、L2−1は、それぞれ波長660nm(第2の波長)のレーザ光の0次回折光(透過)、1次回折光、−1次回折光を示すものであり、曲線L30、L31、L3−1は、それぞれ波長405nm(第3の波長)のレーザ光の0次回折光(透過)、1次回折光、−1次回折光を示すものである。
光ピックアップ6Dにおいて、第2の回折部32のトータル溝深さは、6.2μm(6200nm)を採用したときの波長780nm(第1の波長)の0次回折光の回折効率(透過率)、波長660nm(第2の波長)の1次回折光の回折効率、波長405nm(第3の波長)の0次回折光の回折効率(透過率)は「表3」に示すとおりである。
第1の回折部31は、上述のように、第1の波長のレーザ光を回折するが、第2及び第3の波長のレーザ光を略透過するように構成されている。従って、第1の回折部31は、入射されるレーザ光の波長に応じて回折の程度を制御する第1の制御用回折部として機能する。
回折素子17Dの第2の回折部32は、例えば、第2の波長のレーザ光を回折するが、第1及び第3の波長のレーザ光を略透過するように構成されている。従って、第2の回折部32は、入射されるレーザ光の波長に応じて回折の程度を制御する第2の制御用回折部として機能する。
ここで、第2の回折部32は、第1の回折部31と異なり、接合部材を接合する構成とはされていないが、各段部34a〜34dの深さ及び幅を調整することで第2の波長のレーザ光を回折し、第1及び第3の波長のレーザ光を略透過するように構成することができる。すなわち、屈折率が1とされた空気層が接合された構成となっている。
尚、第2の回折部32についても、第1の回折部31と同様に、屈折率の周波数特性の異なる接合部材を接合するように構成してもよい。第2の回折部32に屈折率の周波数特性の異なる接合部材を接合するようにした場合には、例えば、第3の波長のレーザ光を回折し、第1及び第2の波長のレーザ光を略透過するような構成とすることも可能となり、ピックアップを構成する上で構成を複雑化することなく、設計上の自由度を増すことができる。
対物レンズとしては、第3の波長のレーザ光によって、情報信号の記録又は再生が行われるディスク状記録媒体100が第3の光ディスク100cの場合には対物レンズ18が用いられ、第4の光ディスク100dの場合には対物レンズ18Aが用いられる。
以上のように構成された光ピックアップ6Dにおいて、第1の光源9の第1の発光素子9aから第1の波長のレーザ光が出射されると、レーザ光は、上述の場合と同様の光路を経由して、回折素子17Dに入射され、回折素子17Dの第1の回折部31で回折され、第2の回折部32を略透過されて対物レンズ18又は対物レンズ18Aに入射され、ディスクテーブル3に装着された第1の光ディスク100aの記録面に集光されて、第1の光ディスク100aに対する情報信号の記録又は再生が行われる。第1の光ディスク100aの記録面で反射された戻り光の光路は、上述の場合と同様であるので、詳細な説明を省略する。
また、第1の光源9の第2の発光素子9bから第2の波長のレーザ光が出射されると、レーザ光は、上述の場合と同様の光路を経由して、回折素子17Dに入射され、回折素子17Dの第1の回折部31を略透過され、第2の回折部32で回折されて対物レンズ18又は対物レンズ18Aに入射され、ディスクテーブル3に装着された第2の光ディスク
100bの記録面に集光されて、第2の光ディスク100bに対する情報信号の記録又は再生が行われる。第2の光ディスク100bの記録面で反射された戻り光の光路は、上述の場合と同様であるので、詳細な説明を省略する。
100bの記録面に集光されて、第2の光ディスク100bに対する情報信号の記録又は再生が行われる。第2の光ディスク100bの記録面で反射された戻り光の光路は、上述の場合と同様であるので、詳細な説明を省略する。
一方、第2の光源10の第3の発光素子10aから第3の波長のレーザ光が出射されると、レーザ光は、上述の場合と同様の光路を経由して、回折素子17Dに入射され、回折素子17Dの第1の回折部31及び第2の回折部32を透過されて対物レンズ18又は対物レンズ18Aに入射され、ディスクテーブル3に装着された第3又は第4の光ディスク100c,100dの記録面に集光されて、第3又は第4の光ディスク100c,100dに対する情報信号の記録又は再生が行われる。第3又は第4の光ディスク100c,100dの記録面で反射された戻り光の光路は、上述の場合と同様であるので、詳細な説明を省略する。
以上のように、開口調整用の輪帯18aを有する対物レンズ18を用い、回折素子17Dの両面にそれぞれ第1の制御用回折部として機能する第1の回折部31と、第2の制御用回折部として機能する第2の回折部32とを形成することにより、1つの対物レンズ18を用いて第1乃至第3の光ディスク100a,100b,100cの3種類の異なるディスク状記録媒体100に対する情報信号の記録再生を適正に行うことが可能である。
また、対物レンズ18Aを用いた場合には、回折素子17Dの両面にそれぞれ第1の制御用回折部として機能する第1の回折部31と、第2の制御用回折部として機能する第2の回折部32とを形成することにより、1つの対物レンズ18Aを用いて第1の光ディスク100a、第2の光ディスク100b及び第4の光ディスク100dの3種類の異なるディスク状記録媒体100に対する情報信号の記録再生を適正に行うことが可能である。
このように、本発明を適用した光ピックアップ6Dにおいて、互いに異なる3つの波長のレーザ光が各ディスク状記録媒体の記録面に1つの対物レンズによって集光される。
本発明を適用した光ピックアップ6Dは、第1及び第2の回折部31,32のうちの一方を制御用回折部として形成し、該制御用回折部において、第1乃至第3の波長のレーザ光のうちの1つ又は2つの波長のレーザ光が略透過するように構成したことにより、1つの対物レンズによってレーザ光の使用波長の異なる3種類のディスク状記録媒体に対する情報信号の記録や再生を可能とする。
また、本発明を適用した光ピックアップ6Dは、1つの対物レンズによってレーザ光の使用波長の異なる3種類のディスク状記録媒体に対する情報信号の記録や再生を可能としたので、その分、部品点数が少なく、光ピックアップの小型化及び製造コストの低減を図ることができ、また、1つのみの対物レンズを用いるため、対物レンズ駆動装置の可動部の重量が小さく、フォーカシング制御時及びトラッキング制御時における可動部の良好な応答性を確保することができる。
本発明を適用した光ピックアップ6Dは、回折素子17Dの入射面と出射面とにそれぞれ回折部31,32を形成し、回折素子17Dの一方の回折部31を異なる屈折率を有する接合部材を接合することにより制御用回折部として形成したので、1つの対物レンズを用いて第1の光ディスク100a、第2の光ディスク100b及び第3の光ディスク100c又は第4の光ディスク100dの3種類の異なるディスク状記録媒体に対する情報信号の記録再生を適正に行うことが可能である。
本発明を適用した光ピックアップ6Dは、制御用回折部にホログラムを形成し、このホログラムの形状が5ステップの階段状とされているので、所望の回折効率を有する回折部を形成することができる。
本発明を適用した光ピックアップ6Dは、回折素子17Dの入射面と出射面とにそれぞれ回折部31,32を形成し、回折素子の一方の回折部31を第1の制御用回折部として形成し、他方の回折部32を第2の制御用回折部として形成し、第1の制御用回折部が第1の波長のレーザ光を回折するとともに第2及び第3の波長のレーザ光を透過させ、第2の制御用回折部が第2の波長のレーザ光を回折するとともに第1及び第3の波長のレーザ光を透過させるので、1つの対物レンズを用いて第1の光ディスク100a、第2の光ディスク100b及び第3の光ディスク100c又は第4の光ディスク100dの3種類の異なるディスク状記録媒体に対する情報信号の記録再生を適正に行うことが可能である。
本発明を適用した光ピックアップ6Dは、回折素子17Dの入射面と出射面とにそれぞれ回折部31,32を形成し、回折素子17Dの一方の回折部31を異なる屈折率を有する接合部材を接合することにより第1の制御用回折部として形成し、回折素子17Dの他方の回折部を異なる屈折率を有する接合部材を接合することにより第2の制御用回折部として形成したので、1つの対物レンズを用いて3種類の異なるディスク状記録媒体である第1の光ディスク100a、第2の光ディスク100b及び第3の光ディスク100c又は第4の光ディスク100dに対する情報信号の記録再生を適正に行うことが可能である。
尚、上述の光ピックアップ6Dにおいて、第1乃至第3の発光素子9a,9b,10aは、第1の光源9又は第2の光源10に配置するように構成したが、第1の波長のレーザ光を出射する第1の発光素子と、第2の波長のレーザ光を出射する第2の発光素子と、第3の波長のレーザ光を出射する第3の発光素子とを有する光源部を設けるように構成し、1の光源部から出射される3種類の波長のレーザーに対して上述の回折素子17Dと対物レンズとのよりレーザ光の使用波長の異なる3種類のディスク状記録媒体に対する情報信号の記録や再生を行うように構成してもよい。
また、上述の階段形状のホログラムからなる回折部を有するピックアップ6Dにおいて、例えば、図15に示す光ピックアップ6Eのように、第1及び第2の回折部を有する回折素子に迷光防止部を有するように構成してもよい。
次に、迷光防止部を有する光ピックアップ6Eについて説明する。尚、迷光防止部を有する光ピックアップ6Eの場合には、上述の光ピックアップ6Dの場合に比べ、回折素子及び対物レンズの構成が異なることのみが相違する。以下の説明において、上述した光ピックアップ6Dと共通する部分については、共通の符号を付して詳細な説明は省略する。
光ピックアップ6Eは、図10、図15に示すように、例えば、第1の光源9、第2の光源10、カップリングレンズ11、光路合成素子12、ビームスプリッター13、コリメーターレンズ14、立ち上げミラー15、1/4波長板16、回折素子17E、対物レンズ18(、18A)、コンバージョンレンズ19、光軸合成素子20及び受光素子21を備え、対物レンズ18(、18A)以外は移動ベース7に配置され、対物レンズ18(、18A)は対物レンズ駆動装置8の可動部8aに設けられている。
回折素子17Eは、図15に示すように、両面にそれぞれ第1の回折部35と第2の回折部36とを有している。また、回折素子17Eは、例えば、第1の回折部35が設けられた、立ち上げミラー15側の面(入射側の面)の、ホログラムが形成された部分以外の領域に迷光防止部37を有する。迷光防止部37は、回折素子17Eの入射側の面を緩やかな曲率を有した、例えば突状の湾曲面とすることにより形成される。すなわち、緩やかな曲率とすることで、回折素子17Eのホログラムが形成された部分以外の領域が迷光防止部37となる。ここで、回折素子17Eの出射側の面も、入射側の面と同様に、入射側の湾曲面に対応した形状の湾曲面として形成してもよい。
回折素子17Eの第1及び第2の回折部35,36には、上述の回折素子17Dの第1及び第2の回折部31,32とそれぞれ同様のホログラムが形成される。尚、回折素子17Eは、上述の回折素子17Dが平面を基準面としてホログラムが形成されているのに対し、上述した迷光防止部37となる湾曲面を基準面としてホログラムが形成されている。このホログラムの形状は、略同一深さとされた第1乃至第4の段部を有する階段状とされた、所謂5ステップの階段状に形成される。すなわち、このホログラムの形状は、略同一間隔に形成された第1乃至第5の回折面を有する。尚、階段形状を構成する段部又は回折面の数を決定するステップ数はここでは5としたが、これに限られるものではない。また、第1の回折部35が屈折率の周波数特性の異なる接合部材を接合する構成とし、第2の回折部36が空気層に臨むように構成されたが、これに限られるものではなく、第1及び第2の回折部が屈折率の周波数特性の異なる接合部材を接合する構成としてもよい。
迷光防止部37は、例えば開口部等の一部にホログラムを設けた素子のホログラム以外の平面部分で、入射光が反射し、この反射光が光検出器の光電変換素子に入射して迷光となることにより特性を悪化させる等の問題を防止することができる。
すなわち、迷光防止部37は、上述の湾曲状に形成されることにより、平行に入射した光ビームの反射光が拡散する方向に反射させることができ、迷光の量を低減させることができ、悪影響を減少させることが可能となる。
さらに、上述のように、回折素子の両面に迷光防止用の湾曲面と、第2の湾曲面を設けた場合には、平行入射した光ビームを平行出射させることができ、その後に通過する光学部品に影響を与えることを防止できる。尚、ホログラムが回折素子の開口の一部にしかない場合には、ホログラム以外の平面部に別の形状又は深さのホログラムを形成することで戻り光を減少させてもよい。
対物レンズとしては、第3の波長のレーザ光によって、情報信号の記録又は再生が行われるディスク状記録媒体100が第3の光ディスク100cの場合には対物レンズ18が用いられ、第4の光ディスク100dの場合には対物レンズ18Aが用いられる。
以上のように構成された光ピックアップ6Eにおいて、第1の光源9の第1の発光素子9aから第1の波長のレーザ光が出射されると、レーザ光は、上述の場合と同様の光路を経由して、回折素子17Dに入射され、回折素子17Dの第1の回折部35で回折され、第2の回折部36を略透過されて対物レンズ18又は対物レンズ18Aに入射され、ディスクテーブル3に装着された第1の光ディスク100aの記録面に集光されて、第1の光ディスク100aに対する情報信号の記録又は再生が行われる。第1の光ディスク100aの記録面で反射された戻り光の光路は、上述の場合と同様であるので、詳細な説明を省略する。
また、第1の光源9の第2の発光素子9bから第2の波長のレーザ光が出射されると、レーザ光は、上述の場合と同様の光路を経由して、回折素子17Dに入射され、回折素子17Eの第1の回折部35を略透過され、第2の回折部36で回折されて対物レンズ18又は対物レンズ18Aに入射され、ディスクテーブル3に装着された第2の光ディスク100bの記録面に集光されて、第2の光ディスク100bに対する情報信号の記録又は再生が行われる。第2の光ディスク100bの記録面で反射された戻り光の光路は、上述の場合と同様であるので、詳細な説明を省略する。
一方、第2の光源10の第3の発光素子10aから第3の波長のレーザ光が出射されると、レーザ光は、上述の場合と同様の光路を経由して、回折素子17Dに入射され、回折素子17Dの第1の回折部31及び第2の回折部32を透過されて対物レンズ18又は対物レンズ18Aに入射され、ディスクテーブル3に装着された第3又は第4の光ディスク100c,100dの記録面に集光されて、第3又は第4の光ディスク100c,100dに対する情報信号の記録又は再生が行われる。第3又は第4の光ディスク100c,100dの記録面で反射された戻り光の光路は、上述の場合と同様であるので、詳細な説明を省略する。
尚、上述の第1乃至第3の発光素子9a,9b,10aからレーザ光が出射されるいずれの場合においても、往路側のレーザ光が回折素子17Dに入射する際に、回折素子17Eの迷光防止部37は、その湾曲形状によりホログラム以外の領域に入射したレーザ光を反射させる際に拡散光とすることで、反射したレーザ光が受光素子21に入射する所謂迷光を防止することができる。
以上のように、開口調整用の輪帯18aを有する対物レンズ18を用い、回折素子17Eの両面にそれぞれ第1の制御用回折部として機能する第1の回折部35と、第2の制御用回折部として機能する第2の回折部36とを形成することにより、1つの対物レンズ18を用いて第1乃至第3の光ディスク100a,100b,100cの3種類の異なるディスク状記録媒体100に対する情報信号の記録再生を適正に行うことが可能である。
また、対物レンズ18Aを用いた場合には、回折素子17Eの両面にそれぞれ第1の制御用回折部として機能する第1の回折部35と、第2の制御用回折部として機能する第2の回折部36とを形成することにより、1つの対物レンズ18Aを用いて第1の光ディスク100a、第2の光ディスク100b及び第4の光ディスク100dの3種類の異なるディスク状記録媒体100に対する情報信号の記録再生を適正に行うことが可能である。
このように、本発明を適用した光ピックアップ6Eにおいて、互いに異なる3つの波長のレーザ光が各ディスク状記録媒体の記録面に1つの対物レンズによって集光される。
本発明を適用した光ピックアップ6Eは、第1及び第2の回折部35,36のうちの一方を制御用回折部として形成し、該制御用回折部において、第1乃至第3の波長のレーザ光のうちの1つ又は2つの波長のレーザ光が略透過するように構成したことにより、1つの対物レンズによってレーザ光の使用波長の異なる3種類のディスク状記録媒体に対する情報信号の記録や再生を可能とするとともに、迷光を防止することにより迷光による特性劣化を防止することができる。
また、本発明を適用した光ピックアップ6Eは、1つの対物レンズによってレーザ光の使用波長の異なる3種類のディスク状記録媒体に対する情報信号の記録や再生を可能としたので、その分、部品点数が少なく、光ピックアップの小型化及び製造コストの低減を図ることができ、また、1つのみの対物レンズを用いるため、対物レンズ駆動装置の可動部の重量が小さく、フォーカシング制御時及びトラッキング制御時における可動部の良好な応答性を確保することができる。
以上に記載した通り、本発明を適用したディスクドライブ装置1にあっては、1つの対物レンズ18、対物レンズ18A又は対物レンズ18Bによってレーザ光の使用波長の異なる3種類のディスク状記録媒体100に対する情報信号の記録や再生を行うことができ、その分、部品点数が少なく、ディスクドライブ装置1の小型化及び製造コストの低減を図ることができる。
また、1つのみの対物レンズ18、対物レンズ18A又は対物レンズ18Bを用いるため、対物レンズ駆動装置8の可動部8aの重量が小さく、フォーカシング制御時及びトラッキング制御時における可動部8aの良好な応答性を確保することができる。
本発明を適用したディスクドライブ装置1は、種類の異なるディスク状記録媒体を装着して回転させるディスクテーブルと、ディスクテーブルに装着されたディスク状記録媒体に対して情報の記録及び再生を行う光ピックアップ6,6A,6B,6C,6D,6Eとを備え、この光ピックアップの第1及び第2の回折部のうちの一方を制御用回折部として形成し、該制御用回折部において、第1乃至第3の波長のレーザ光のうちの1つ又は2つの波長のレーザ光が略透過するように構成したことにより、1つの対物レンズによってレーザ光の使用波長の異なる3種類のディスク状記録媒体に対する情報信号の記録や再生を可能とする。
また、本発明を適用したディスクドライブ装置1は、1つの対物レンズによってレーザ光の使用波長の異なる3種類のディスク状記録媒体に対する情報信号の記録や再生を可能としたので、その分、部品点数が少なく、ディスクドライブ装置の小型化及び製造コストの低減を図ることができ、また、1つのみの対物レンズを用いるため、対物レンズ駆動装置の可動部の重量が小さく、フォーカシング制御時及びトラッキング制御時における可動部の良好な応答性を確保することができる。
さらに、本発明を適用したディスクドライブ装置1は、上記対物レンズに開口調整用の輪帯を形成し、上記回折素子の入射面と出射面にそれぞれ上記回折部を形成し、回折素子の一方の回折部を上記制御用回折部として形成したので、1つの対物レンズを用いて第1乃至第3の光ディスク100a,100b,100cの3種類の異なるディスク状記録媒体に対する情報信号の記録再生を適正に行うことが可能である。
また、本発明を適用したディスクドライブ装置1は、上記対物レンズの一方の面と上記回折素子の一方の面とにそれぞれ上記回折部を形成し、回折素子の回折部を上記制御用回折部として形成したので、1つの対物レンズを用いて第1の光ディスク100a、第2の光ディスク100b及び第4の光ディスク100dの3種類の異なるディスク状記録媒体に対する情報信号の記録再生を適正に行うことが可能である。
さらに、本発明を適用したディスクドライブ装置1は、分散の相違する材料を貼り合わせて上記制御用回折部を形成したので、材料の組み合わせにおいて最適な材料を選択することにより所望の回折効率を有する回折部を形成することができる。
また、本発明を適用したディスクドライブ装置1は、上記回折素子として入射面及び出射面にそれぞれ回折部が形成された偏光ホログラム素子を用い、該偏光ホログラム素子に偏光方向が互いに直交するレーザ光を入射させ、偏光ホログラム素子の回折部を上記制御用回折部として形成したので、簡単な構成によって、1つの対物レンズを用いてレーザ光の使用波長の異なる3種類のディスク状記録媒体に対する情報信号の記録や再生を行うことができる。
上記した最良の形態において示した各部の具体的な形状及び構造は、何れも本発明を実施する際の具体化のほんの一例を示したものにすぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されることがあってはならないものである。
1 ディスクドライブ装置、 3 ディスクテーブル、 6 光ピックアップ、 7 移動ベース、 8 対物レンズ駆動装置、 9a 第1の発光素子、 9b 第2の発光素子、 10a 第3の発光素子、 17 回折素子、 18 対物レンズ、 21 受光素子、 22 第1の回折部、 23 第2の回折部、 100 ディスク状記録媒体
Claims (16)
- 第1の波長のレーザ光を出射する第1の発光素子と、
第2の波長のレーザ光を出射する第2の発光素子と、
第3の波長のレーザ光を出射する第3の発光素子と、
上記第1乃至第3の発光素子から出射されたレーザ光をディスク状記録媒体の信号記録面に集光する対物レンズと、
上記第1乃至第3のレーザ光の光路中に配置され、上記第1乃至第3の波長のレーザ光の少なくとも1つを回折する第1及び第2の回折部と、
上記ディスク状記録媒体で反射された戻り光を受光する受光素子とを備え、
上記第1の回折部は、上記第1乃至第3の波長のレーザ光のうちの1つ又は2つの波長のレーザ光を略透過させる光ピックアップ。 - 上記第1の波長が、約780nmであり、
上記第2の波長が、約660nmであり、
上記第3の波長が、約405nmであることを特徴とする請求項1記載の光ピックアップ。 - 上記第1の回折部は、屈折率の周波数特性が異なる材料を接合することにより形成されたことを特徴とする請求項1記載の光ピックアップ。
- 上記第1乃至第3のレーザ光の光路中に配置される回折素子を有し、
上記対物レンズには、開口調整用の輪帯が形成され、
上記第1の回折部は、上記回折素子の入射面及び出射面のいずれか一方に形成され、
上記第2の回折部は、上記回折素子の入射面及び出射面の他方に形成されたことを特徴とする請求項1又は請求項3記載の光ピックアップ。 - 上記第1乃至第3のレーザ光の光路中に配置される回折素子を有し、
上記第1の回折部は、上記回折素子の一方の面に形成され、
上記第2の回折部は、上記対物レンズの一方の面に形成されたことを特徴とする請求項1又は請求項3記載の光ピックアップ。 - 上記第1乃至第3のレーザ光の光路中に配置される回折素子を有し、
上記第1の回折部は、上記回折素子の入射面及び出射面のいずれか一方に形成され、
上記第2の回折部は、上記回折素子の入射面及び出射面の他方に形成されたことを特徴とする請求項1又は請求項3記載の光ピックアップ。 - 上記第1の回折部は、第1の波長のレーザ光を回折するとともに、第2及び第3の波長のレーザ光を透過させ、
上記第2の回折部は、第2の波長のレーザ光を回折するとともに、第1及び第3の波長のレーザ光を透過させることを特徴とする請求項6記載の光ピックアップ。 - 上記第1の回折部には、ホログラムが形成され、このホログラムの形状は、第1乃至第4の段部を有する階段状とされていることを特徴とする請求項6記載の光ピックアップ。
- 上記第1の回折部には、ホログラムが形成され、このホログラムの形状は、それぞれ所定の間隔を有して形成された第1乃至第5の回折面を有する階段状とされていることを特徴とする請求項6記載の光ピックアップ。
- 上記第1乃至第3のレーザ光の光路中に配置される回折素子を有し、
上記第1の回折部は、上記回折素子の入射面及び出射面のいずれか一方に形成され、
上記第2の回折部は、上記回折素子の入射面及び出射面の他方に形成され、
上記第1及び第2の回折部は、いずれも屈折率の周波数特性が異なる材料を接合することにより形成されたことを特徴とする請求項1記載の光ピックアップ。 - 上記第1及び第2の回折部には、それぞれホログラムが形成され、このホログラムの形状は、第1乃至第4の段部を有する階段状とされていることを特徴とする請求項10記載の光ピックアップ。
- 上記第1及び第2の回折部には、それぞれホログラムが形成され、このホログラムの形状は、それぞれ所定の間隔を有して形成された第1乃至第5の回折面を有する階段状とされていることを特徴とする請求項10記載の光ピックアップ。
- 上記第1乃至第3のレーザ光の光路中に配置される偏光ホログラム素子を有し、
上記第1及び第2の回折部は、上記偏光ホログラム素子の入射面と出射面とにそれぞれ形成され、
上記偏光ホログラム素子に偏光方向が互いに直交するレーザ光を入射させることを特徴とする請求項1又は請求項3記載の光ピックアップ。 - 種類の異なるディスク状記録媒体を装着して回転させるディスクテーブルと、上記ディスクテーブルに装着されたディスク状記録媒体に対して情報の記録及び再生を行う光ピックアップとを備えたディスクドライブ装置であって、
上記光ピックアップは、第1の波長のレーザ光を出射する第1の発光素子と、
第2の波長のレーザ光を出射する第2の発光素子と、
第3の波長のレーザ光を出射する第3の発光素子と、
上記第1乃至第3の発光素子から出射されたレーザ光をディスク状記録媒体の信号記録面に集光する対物レンズと、
上記第1乃至第3のレーザ光の光路中に配置され、上記第1乃至第3の波長のレーザ光の少なくとも1つを回折する第1及び第2の回折部と、
上記ディスク状記録媒体で反射された戻り光を受光する受光素子とを備え、
上記第1の回折部は、上記第1乃至第3の波長のレーザ光のうちの1つ又は2つの波長のレーザ光を略透過させるディスクドライブ装置。 - 種類の異なるディスク状記録媒体を装着して回転させるディスクテーブルと、上記ディスクテーブルに装着されたディスク状記録媒体に対して情報の記録及び再生を行う光ピックアップとを備えたディスクドライブ装置であって、
上記光ピックアップは、第1の波長のレーザ光を出射する第1の発光素子と、
第2の波長のレーザ光を出射する第2の発光素子と、
第3の波長のレーザ光を出射する第3の発光素子と、
上記第1乃至第3の発光素子から出射されたレーザ光をディスク状記録媒体の信号記録面に集光する対物レンズと、
上記第1乃至第3のレーザ光の光路中に配置され、上記第1乃至第3の波長のレーザ光の少なくとも1つを回折する第1及び第2の回折部と、
上記ディスク状記録媒体で反射された戻り光を受光する受光素子とを備え、
上記第1の回折部は、屈折率の周波数特性が異なる材料を接合することにより形成され、
上記第1の回折部は、上記第1乃至第3の波長のレーザ光のうちの1つ又は2つの波長のレーザ光を略透過させるディスクドライブ装置。 - 種類の異なるディスク状記録媒体を装着して回転させるディスクテーブルと、上記ディスクテーブルに装着されたディスク状記録媒体に対して情報の記録及び再生を行う光ピックアップとを備えたディスクドライブ装置であって、
上記光ピックアップは、第1の波長のレーザ光を出射する第1の発光素子と、
第2の波長のレーザ光を出射する第2の発光素子と、
第3の波長のレーザ光を出射する第3の発光素子と、
上記第1乃至第3の発光素子から出射されたレーザ光をディスク状記録媒体の信号記録面に集光する対物レンズと、
上記第1乃至第3のレーザ光の光路中に配置され、上記第1乃至第3の波長のレーザ光の少なくとも1つを回折する第1及び第2の回折部と、
上記ディスク状記録媒体で反射された戻り光を受光する受光素子と、
上記第1乃至第3のレーザ光の光路中に配置される回折素子とを備え、
上記第1の回折部は、上記回折素子の入射面及び出射面のいずれか一方に形成され、
上記第2の回折部は、上記回折素子の入射面及び出射面の他方に形成され、
上記第1の回折部は、屈折率の周波数特性が異なる材料を接合することにより形成され、
上記第1の回折部は、上記第1乃至第3の波長のレーザ光のうちの1つ又は2つの波長のレーザ光を略透過させるディスクドライブ装置。
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