JP2006053994A - 光ピックアップ - Google Patents

Abstract

【課題】
光ディスクの種類にかかわらず高品質での情報再生を行い得る光ピックアップを提案する。
【解決手段】
レーザ光源から出射されるレーザ光を、互いに基盤厚が異なる同一フォーマットで情報が記録された第１及び第２の光ディスクのいずれか一方の情報記録面に照射し、当該情報記録面で変調されたレーザ光の光量変化を検出するようになされた光ピックアップにおいて、レーザ光の光路上に設けられ、第１及び第２の光ディスクの基盤厚の中間値を基盤厚とする仮想ディスクの情報記録面に生じる球面収差を最適化するように、レンズ面の形状が設定された対物レンズを設けるようにした。
【選択図】 図１

Description

本発明は光ピックアップに関し、例えばＣＤ（Compact Disk）等の光ディスクを再生する光ディスク再生装置に適用して好適なものである。

近年、この種の光ディスクとして、互いに規格が異なるＣＤ及びＤＶＤ（Digital Versatile Disk）をそれぞれ情報記録面が露出するように貼り合わせて一体形成した光ディスク（以下、これをデュアルディスクと呼ぶ）が提案されている（例えば、非特許文献１参照）。

かかるデュアルディスクは、保護膜を除いた全体の基盤厚が1.45〔ｍｍ〕であり、ＣＤ側及びＤＶＤ側の基盤厚がそれぞれ0.9〔ｍｍ〕及び0.55〔ｍｍ〕に設定されている。このデュアルディスクでは、ＣＤ側の基盤厚が通常のＣＤの基盤厚である1.2〔ｍｍ〕よりも0.3〔ｍｍ〕薄く設定されると共に、ＤＶＤ側の基盤厚が通常のＤＶＤの基盤厚である0.6〔ｍｍ〕よりも0.05〔ｍｍ〕薄く設定されている。

このデュアルディスクを光ディスク再生装置を用いて再生するに際して、ユーザが所望するＣＤ側又はＤＶＤ側の情報記録面を光ピックアップ内の対物レンズに対向させるようにしてターンテーブル上に載置する。

続いて光ピックアップでは、レーザ光源から出射されるレーザ光を所定サイズのビームスポットとなるように集光させて、デュアルディスクのＣＤ側又はＤＶＤ側の情報記録面に照射させる。このときビームスポットのスポット径は、レーザ光の波長が短いほど、かつ対物レンズの開口数（すなわちＮＡ：Numerical Aperture）が大きいほど小さくすることができる。

このため光ピックアップでは、レーザ光源をＣＤ用及びＤＶＤ用にそれぞれ対応させて２系統設けると共に、対物レンズの開口数を所定値に設定するようになされている。
特開平３−２０３８２５号公報

ところが、このような光ピックアップ内において、対物レンズのレンズ形状を、通常の基盤厚が1.2〔ｍｍ〕であるＣＤの情報記録面に生じる球面収差を最適化するように（球面収差が０となるように）設定した場合には、これをそのままデュアルディスクのＣＤ側の情報記録面に適用すると、基盤厚が異なる分だけ球面収差が発生するおそれがあった。

すなわち対物レンズのレンズ形状を、通常の基盤厚が1.2〔ｍｍ〕であるＣＤの情報記録面に生じる球面収差を最適化するように設定した場合であって、当該対物レンズの開口数を例えば0.47と設定した場合には、デュアルディスクのＣＤ側の情報記録面には0.079〔λｒｍｓ〕の球面収差が生じることとなる。

実験上、光ディスクの情報記録面を焦点としたとき、その情報記録面に生じる球面収差が±0.070〔λｒｍｓ〕の範囲外となると、当該情報記録面において変調されたレーザ光の光量変化を有効に検出することが困難となる。

従って、デュアルディスクと通常のＣＤとを両方とも有効に再生可能にするためには、デュアルディスクのＣＤ側の情報記録面と通常のＣＤの情報記録面との双方で球面収差が±0.070〔λｒｍｓ〕の範囲を越えることがないように、対物レンズのレンズ形状を設定する必要がある。

本発明は以上の点を考慮してなされたもので、光ディスクの種類にかかわらず高品質での情報再生を行い得る光ピックアップを提案しようとするものである。

かかる課題を解決するため本発明においては、レーザ光源から出射されるレーザ光を、互いに基盤厚が異なる同一フォーマットで情報が記録された第１及び第２の光ディスクのいずれか一方の情報記録面に照射し、当該情報記録面で変調されたレーザ光の光量変化を検出するようになされた光ピックアップにおいて、レーザ光の光路上に設けられ、第１及び第２の光ディスクの基盤厚の中間値を基盤厚とする仮想ディスクの情報記録面に生じる球面収差を最適化するように、レンズ面の形状が設定された対物レンズを設けるようにした。

この結果この光ピックアップでは、第１及び第２の光ディスクの情報記録面の両方とも当該各情報記録面において変調されたレーザ光の光量変化を有効に検出することができ、かくして第１及び第２の光ディスクの両方とも有効に再生することができる。

上述のように本発明によれば、レーザ光源から出射されるレーザ光を、互いに基盤厚が異なる同一フォーマットで情報が記録された第１及び第２の光ディスクのいずれか一方の情報記録面に照射し、当該情報記録面で変調されたレーザ光の光量変化を検出するようになされた光ピックアップにおいて、レーザ光の光路上に設けられ、第１及び第２の光ディスクの基盤厚の中間値を基盤厚とする仮想ディスクの情報記録面に生じる球面収差を最適化するように、レンズ面の形状が設定された対物レンズを設けたことにより、第１及び第２の光ディスクの両方とも有効に再生することができ、かくして光ディスクの種類にかかわらず高品質での情報再生を行い得る光ピックアップを実現できる。

以下図面について、本発明の一実施の形態を詳述する。

（１）本実施の形態による光ピックアップの構成
図１において、１は全体として本実施の形態による光ピックアップを示し、波長が780〜830〔ｎｍ〕であるレーザ光を照射する第１のレーザ光源２と、波長が635〜665〔ｎｍ〕であるレーザ光を照射する第２のレーザ光源３とを有し、デュアルディスク４のＣＤ側又はＤＶＤ側のいずれか一方を情報記録面４Ａ、４Ｂとした場合に、当該情報記録面４Ａ、４Ｂに応じて選択的に第１又は第２のレーザ光源２、３を切り換えて使用するようになされている。

まずデュアルディスク４のＣＤ側を情報記録面として再生する場合、この光ピックアップ１では、第１のレーザ光源２から出射したレーザ光は、プリズム５を透過してビームスプリッタ６で反射された後、コリメータレンズ７及び対物レンズ８を介してデュアルディスク４のＣＤ側の情報記録面４Ａに集光して照射される。

デュアルディスク４のＣＤ側の情報記録面４Ａから反射されたレーザ光は、対物レンズ８及びコリメータレンズ７を介してビームスプリッタ６を透過した後、集光レンズ９を介してフォトディテクタ１０に集光される。このフォトディテクタ１０において、受光したレーザ光を電気信号に変換することにより再生信号を得ると共に、当該レーザ光に基づいてデュアルディスク４のＣＤ側の情報記録面４Ａにおいて変調された光量変化を検出することにより、トラッキングエラー及びフォーカスエラー等のサーボエラーを検出するようになされている。

一方、デュアルディスク４のＤＶＤ側を情報記録面として再生する場合、この光ピックアップ１では、第２のレーザ光源３から出射したレーザ光は、プリズム５で反射され、続くビームスプリッタ６で反射された後、コリメータレンズ７及び対物レンズ８を介してデュアルディスク４のＤＶＤ側の情報記録面４Ｂに集光して照射される。

デュアルディスク４のＤＶＤ側の情報記録面４Ｂから反射されたレーザ光は、対物レンズ８及びコリメータレンズ７を介してビームスプリッタ６を透過した後、集光レンズ９を介してフォトディテクタ１０に集光される。このフォトディテクタ１０において、受光したレーザ光を電気信号に変換することにより再生信号を得ると共に、当該レーザ光に基づいてデュアルディスク４のＤＶＤ側の情報記録面４Ｂにおいて変調された光量変化を検出することにより、トラッキングエラー及びフォーカスエラー等のサーボエラーを検出するようになされている。

（２）本実施の形態による対物レンズの構成
上述した図１に示す光ピックアップ１内に設けられた対物レンズ８の詳細構成を図２及び図３に示す。この対物レンズ８は、非球面である２つのレンズ面８Ａ、８Ｂを有する両凸の透明樹脂材からなる単レンズであり、一方のレンズ面８Ａ（図２）もしくは他方のレンズ面８Ｂ（図３）にレーザ光の光軸を中心とした輪帯状のパターン（以下、これを回折レンズ構造と呼ぶ）が形成される。

この回折レンズ構造は、フレネルレンズのように各輪帯の境界に光軸方向に沿って段差が形成された構造を有する。かくしてこの対物レンズ８に照射されたレーザ光は、レンズ面８Ａ（図２）もしくは８Ｂ（図３）に形成された回折レンズ構造により、比較的記録密度が低いＣＤに応じた低開口数（ＮＡ：0.45〜0.50）の光束が透過するＣＤ用領域８ＡＸ（図２）もしくは８ＢＸ（図３）と、このＣＤ用領域８ＡＸ（図２）もしくは８ＢＸ（図３）の周囲に位置し、比較的記録密度が高いＤＶＤに応じた高開口数の光束が透過するＤＶＤ用領域８ＡＹ（図２）もしくは８ＢＹ（図３）とに区分することができる。

かかる対物レンズ８を使用すれば、デュアルディスク４のＣＤ側の情報記録面４Ａ及びＤＶＤ側の情報記録面４Ｂのいずれにおいても、それぞれ対応する第１又は第２のレーザ光源２、３を選択的に切り換えるだけで、対物レンズ８のレンズ面８Ａ（図２）もしくは８Ｂ（図３）に形成された回折レンズ構造による同一次数の回折光を、当該ＣＤ側又はＤＶＤ側の情報記録面４Ａ、４Ｂに集光させて最適なスポット径のビームスポットを形成することができる。

（３）本実施の形態による動作及び効果
以上の構成において、この光ピックアップ１では、デュアルディスク４のＣＤ側の基盤厚0.9〔ｍｍ〕と通常のＣＤの基盤厚1.2〔ｍｍ〕との中間の値である基盤厚1.1〔ｍｍ〕の光ディスクの情報記録面に生じる球面収差を最適化するように（球面収差が０となるように）、対物レンズ８の形状を設定する。

この結果、対物レンズ８の開口数ＮＡを例えば0.47に設定した場合には、デュアルディスク４のＣＤ側の情報記録面４Ａには、−0.053〔λｒｍｓ〕の球面収差が生じる一方、通常のＣＤの情報記録面には、0.026〔λｒｍｓ〕の球面収差が生じることとなり、双方とも球面収差が±0.070〔λｒｍｓ〕の範囲内を満たすことが可能となる。

実際に対物レンズ８のレンズ面８Ａの形状を、光ディスクの基盤厚が1.1〔ｍｍ〕のとき当該光ディスクの情報記録面に生じる球面収差を最適化するように設定した場合において、当該対物レンズ８の開口数ＮＡを0.45、0.47、0.49、0.51、0.53、0.55の６通りの値に設定したときの光ディスクの基盤厚と当該光ディスクの情報記録面に生じる球面収差との関係を図３に示す。

この図３によると、対物レンズ８の開口数ＮＡが大きくなるほど、光ディスクの基盤厚に比例して情報記録面に生じる球面収差が大きくなるが、光ディスクの基盤厚が1.0〔ｍｍ〕以上1.2〔ｍｍ〕未満であれば、対物レンズ８の開口数ＮＡが0.55であっても、当該光ディスクの情報記録面に生じる球面収差が±0.070〔λｒｍｓ〕の範囲内を満たすことがわかる。

従って、この光ピックアップ１では、デュアルディスク４のＣＤ側の情報記録面４Ａ及び通常のＣＤの情報記録面の両方とも、当該各情報記録面において変調されたレーザ光の光量変化を有効に検出することができ、かくしてデュアルディスクのＣＤ側と通常のＣＤとを両方とも有効に再生することができる。

以上の構成によれば、この光ピックアップ１において、互いに基盤厚が異なるデュアルディスクのＣＤ側と通常のＣＤとで、その中間の基盤厚を基準として球面収差を最適化するように、対物レンズ８の形状を設定したことにより、デュアルディスクのＣＤ側と通常のＣＤとを両方とも有効に再生することができ、かくして光ディスクの種類にかかわらず高品質での情報再生を行い得る光ピックアップ１を実現することができる。

（４）他の実施の形態
なお上述の本実施の形態においては、本発明を、同一フォーマットで情報が記録されたデュアルディスク４の基盤厚0.9〔ｍｍ〕でなるＣＤ側（第１の光ディスク）と通常の基盤厚1.2〔ｍｍ〕でなるＣＤ（第２の光ディスク）との両方を再生対象とし、いずれか一方の情報記録面に照射し、当該情報記録面で変調されたレーザ光の光量変化を検出するようになされた光ピックアップ１に適用するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、要は、互いに基盤厚が異なる第１及び第２の光ディスクの両方を再生対象とすることができれば、この他種々の構成でなる光ピックアップに広く適用することができる。

また上述の本実施の形態においては、レーザ光の光路上に設けられ、デュアルディスク４のＣＤ側の基盤厚と通常のＣＤとの基盤厚との中間値を基盤厚とする仮想ディスクの情報記録面に生じる球面収差を最適化するように形状が設定された対物レンズ８として、図２に示すようなレンズ面８Ａもしくは図３に示すようなレンズ面８Ｂに回折レンズ構造が形成された対物レンズ８を適用するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、要は、所望の基盤厚である仮想ディスクの情報記録面に生じる球面収差を最適化するように（球面収差が０となるように）、レンズ面の形状を設定することができれば、この他種々の構成でなる対物レンズに広く適用することができる。

さらに上述の本実施の形態においては、デュアルディスク４のＣＤ側（第１の光ディスク）の基盤厚が0.9〔ｍｍ〕であり、通常のＣＤ（第２の光ディスク）の基盤厚が1.2〔ｍｍ〕である場合には、仮想ディスクの基盤厚を1.1〔ｍｍ〕に設定するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、仮想ディスクの基盤厚は1.0〔ｍｍ〕以上1.2〔ｍｍ〕未満の範囲内であれば、デュアルディスク４のＣＤ側（第１の光ディスク）の情報記録面４Ａ及び通常のＣＤ（第２の光ディスク）の情報記録面にそれぞれ生じる球面収差は±0.070〔λｒｍｓ〕の範囲内を満たすことができるため、自由に設定するようにしても良い。

さらに上述の本実施の形態においては、第１の光ディスクとしてデュアルディスク４のＣＤ側を適用すると共に、第２の光ディスクとして通常のＣＤを適用するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、同一フォーマットで情報が記録された光ディスク同士であれば、第１の光ディスクとしてデュアルディスク４のＤＶＤ側を適用すると共に、第２の光ディスクとして通常のＤＶＤを適用するようにしても良い。

本発明は、ＣＤやＤＶＤ等の光ディスクを再生し及び又は記録する記録再生装置に広く適用することができる。

本実施の形態による光ピックアップの構成を示す略線図である。 図１に示す対物レンズの構成（１）を示す概念図である。 図１に示す対物レンズの構成（２）を示す概念図である。 光ディスクの基盤厚と当該光ディスクの情報記録面に生じる球面収差との関係を示すグラフである。

符号の説明

１……光ピックアップ、２……第１のレーザ光源、３……第２のレーザ光源、４……デュアルディスク、４Ａ、４Ｂ……情報記録面、６……ビームスプリッタ、８……対物レンズ、８Ａ、８Ｂ……レンズ面、１０……フォトディテクタ。

Claims (2)

1. レーザ光源から出射されるレーザ光を、互いに基盤厚が異なる同一フォーマットで情報が記録された第１及び第２の光ディスクのいずれか一方の情報記録面に照射し、当該情報記録面で変調された上記レーザ光の光量変化を検出するようになされた光ピックアップにおいて、
   上記レーザ光の光路上に設けられ、上記第１及び第２の光ディスクの基盤厚の中間値を基盤厚とする仮想ディスクの情報記録面に生じる球面収差を最適化するように、レンズ面の形状が設定された対物レンズ
   を具えることを特徴とする光ピックアップ。
2. 上記第１の光ディスクの基盤厚が0.9〔ｍｍ〕であり、上記第２の光ディスクの基盤厚が1.2〔ｍｍ〕である場合には、上記仮想ディスクの基盤厚を、1.0〔ｍｍ〕以上1.2〔ｍｍ〕未満の範囲内で設定するようにした
   ことを特徴とする請求項１に記載の光ピックアップ。
   

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