JP2006331475A - 光ピックアップ装置およびそれを用いた光学的情報再生装置ならびに光学的情報記録再生装置 - Google Patents

光ピックアップ装置およびそれを用いた光学的情報再生装置ならびに光学的情報記録再生装置 Download PDF

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Kazuyoshi Yamazaki
和良 山▲崎▼
Katsuhiko Izumi
克彦 泉
Kenichi Shimada
堅一 嶋田
Tomohito Kawamura
友人 川村
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Hitachi Media Electoronics Co Ltd
株式会社日立メディアエレクトロニクス
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Abstract

【課題】光透過層の厚さなどが異なる複数種類の光ディスクに適用可能な光ピックアップ装置を提供する。
【解決手段】半導体レーザ11,12が発振波長405nmの光ビームを出射する半導体レーザであって、第1対物レンズ2が光ビームを厚さ0.6mmの光透過層を通して第1光ディスクの記録面上に集光する対物レンズであって、第2対物レンズ3が光ビームを厚さ0.1mmの光透過層を通して第2光ディスクの記録面上に集光する対物レンズであって、第1対物レンズ2のレンズ中心が光ディスク101の中心から駆動機構5の移動方向Xに沿って延びる線上にくるように、第1対物レンズ2が配置され、第1対物レンズ2のレンズ中心と第2対物レンズ3のレンズ中心を結ぶ仮想線9が移動方向Xに沿って延びる線6と直交するように、第2対物レンズ3が配置されていることを特徴とする。
【選択図】 図1

Description

本発明は、光ディスクに情報を記録し、または記録した情報を再生する光ディスク装置に搭載される光ピックアップ装置に係り、特に光透過層の厚さなどが異なる複数種類の光ディスクに適用可能な光ピックアップ装置に関する。
近年、高記録密度化を図った次世代大容量の記録技術として、図14(a)に示すBD(Blu-ray Disc)に代表される発振波長が405nm、対物レンズ100の開口率(NA)が0.85、光ディスク101における光透過層102の厚さが0.1mmのものを使用した記録技術(以下、これらを総称してBDと略記する)と、同図(b)に示すHD−DVDに代表される発振波長が405nm、対物レンズ100の開口率(NA)が0.65、光ディスク101における光透過層102の厚さが0.6mmのものを使用した記録技術(以下、これらを総称してHD−DVDと略記する)とがある。
このようにBDとHD−DVDは同じ発振帯域の半導体レーザが用いられることから、両者の仕様に対して互換性のある光ピックアップ装置の実現が強く望まれている。この互換性にあたり、BDとHD−DVDとでは前述のように対物レンズのNAならびに対応する光ディスクの光透過層の厚さが異なるため、それぞれに対応した2つの対物レンズを搭載する必要がある。
2つの対物レンズの配置に関しては、例えば特許文献1に記載されているように2つの対物レンズを光ディスクの半径方向に並べる方法と、非特許文献1に記載されているように2つの対物レンズを光ディスクの接線方向に並べる方法とがある。
前者の光ディスクの半径方向に並べる方法では、光ディスクの外周側に位置する対物レンズを用いて光ディスクの最内周トラックを記録、再生する場合、内周に位置する対物レンズがターンテーブルと接触する懸念がある。このため2つの対物レンズを配置する場合、それらを光ディスクの接線方向に並べる方法が良い。
ところで2つの対物レンズを光ディスクの接線方向に並べると、光ピックアップ装置で光ディスクの内周または外周を走査する際、少なくとも一方の対物レンズは光ディスクの中心を通って半径方向に延びる直線上から外れた位置(以下、これをオフセンタという)を走査することになる。オフセンタさせると光ディスクの内周位置と外周位置で光ディスク接線方向の傾きが変ってしまい、これに伴い次のような問題が生じる。
例えば直径が5mmの2つの対物レンズを光ディスクの接線方向に並べると、対物レンズのオフセンタ量は5mm以上となる。ここで図15に示すように片方の対物レンズ100bのオフセンタ量Lを5mmとした場合、光ディスク101の中心から25mm(内周)の位置での接線方向の傾きα1に対して55mm(外周)の位置での接線方向の傾きα2は6.12°変化している(α1−α2=6.12°)。
よって例えばディファレンスプッシュプル(以下、DPPと略記する)方式でトラッキング誤差信号を検出した場合、前述した接線方向の傾きの変化に伴いDPP信号振幅(トラッキング誤差信号振幅)は内周および外周位置で大きく変動する。
図16は、オフセンタ量が0mm,2.5mm,5.0mmの場合での、ディスク上での半径位置とDPP信号振幅との関係を示す図である。この図から明らかなように、オフセンタ量が大きくなるに従ってDPP信号振幅の変動が大きくなり、特に前述のオフセンタ量が5.0mmの場合、ディスクの内周位置と外周位置とではDPP信号振幅の変動が顕著である。このようにDPP信号振幅が光ディスクの半径位置によって大きく変動すると、安定したトラッキング制御を行うことができない。
この問題を解決するため、特許文献2に記載されているような光ピックアップ装置が提案されている。この光ピックアップ装置は、特殊な回折格子を光路上に配置することで、回折された±1次光のプッシュプル信号をほぼ零にするという特性を有している。但しこのプッシュプル信号には対物レンズの変位に伴うオフセット成分は検出されるため、DPP信号の演算と同様の演算処理をすることにより、DPP方式の特長である対物レンズの変位に伴うオフセット成分のキャンセルができる。このため光ディスクの内周位置、外周位置によって接線方向の傾きが変動しても、それに関係なく安定したトラッキング誤差信号を検出できる。
つまりトラッキングサーボの観点から考えると、この技術を用いる前提の上では一方の対物レンズおよび他方の対物レンズのどちらをオフセンタさせても良好なトラッキング誤差信号を検出できることになる。
特開平8−329517号公報 日経エレクトロニクス 2004年10月25日号 P.47 特開2004−253111号公報
しかしながらフォーカスサーボの観点から考えると、HD−DVD用対物レンズをオフセンタさせるのは安定なフォーカス誤差信号を検出する上で非常に不利となる。
例えば最も一般的な検出法として非点収差方式を用いて検出する場合、HD−DVDの書き換え型または追記型光ディスクのようにランド・グルーブ記録の光ディスクでは、記録面上に照射される光スポットが案内溝を横切る際にフォーカス誤差信号に溝横断信号が漏れ込み易いという重大な問題がある。
本発明の目的は、このような従来技術の欠点を解消し、光透過層の厚さなどが異なる複数種類の光ディスクに適用可能な光ピックアップ装置およびそれを用いた光学的情報再生装置ならびに光学的情報記録再生装置を提供することにある。
前記目的を達成するため本発明の第1の手段は、光ビームを出射する半導体レーザと、例えば透明基板や透明保護層などの光透過層を有する第1光ディスクの記録面上に前記半導体レーザから出射した光ビームを集光する第1対物レンズと、光透過層を有する第2光ディスクの記録面上に前記光ビームを集光する第2対物レンズと、前記第1光ディスクおよび第2光ディスクの記録面上で反射した光ビームを検出する光検出器と、前記半導体レーザ、第1対物レンズ、第2対物レンズ、光検出器を前記第1光ディスクおよび第2光ディスクの半径方向に沿って移動する駆動機構とを備えた光ピックアップ装置を対象とするものである。
そして前記半導体レーザが発振波長405nmの光ビームを出射する半導体レーザであって、前記第1対物レンズが光ビームを厚さ0.6mmの光透過層を通して第1光ディスクの記録面上に集光する対物レンズであって、前記第2対物レンズが光ビームを厚さ0.1mmの光透過層を通して第2光ディスクの記録面上に集光する対物レンズであって、前記第1対物レンズのレンズ中心が前記光ディスクの中心から前記駆動機構の移動方向に沿って延びる線上にくるように、第1対物レンズが配置され、その第1対物レンズのレンズ中心と前記第2対物レンズのレンズ中心を結ぶ仮想線が前記移動方向に沿って延びる線と直交するように、第2対物レンズが配置されていることを特徴とするものである。
本発明の第2の手段は前記光ピックアップ装置において、前記半導体レーザが発振波長405nmの光ビームを出射する半導体レーザであって、前記第1対物レンズが光ビームを厚さ0.6mmの光透過層を通して第1光ディスクの記録面上に集光する対物レンズであって、前記第2対物レンズが光ビームを厚さ0.1mmの光透過層を通して第2光ディスクの記録面上に集光する対物レンズであって、前記第1対物レンズのレンズ中心が前記光ディスクの中心から前記駆動機構の移動方向に沿って延びる線上にくるように、第1対物レンズが配置され、その第1対物レンズのレンズ中心と前記第2対物レンズのレンズ中心を結ぶ仮想線が、前記移動方向に沿って延びる線と直交する直交線に対して下記数式を満たす角度θだけ光ディスクの内側に向けて傾くように、第2対物レンズが配置されていることを特徴とするものである。
式中L:第1対物レンズのレンズ中心と第2対物レンズのレンズ中心との距離
min:第1光ディスクまたは第2光ディスクのいずれか小さい方の最内周トラックの半径
本発明の第3の手段は前記光ピックアップ装置において、前記半導体レーザが発振波長405nmの光ビームを出射する半導体レーザであって、前記第1対物レンズが光ビームを厚さ0.6mmの光透過層を通して第1光ディスクの記録面上に集光する対物レンズであって、前記第2対物レンズが光ビームを厚さ0.1mmの光透過層を通して第2光ディスクの記録面上に集光する対物レンズであって、前記第1対物レンズのレンズ中心が前記光ディスクの中心から前記駆動機構の移動方向に沿って延びる線上にくるように、第1対物レンズが配置され、その第1対物レンズのレンズ中心と前記第2対物レンズのレンズ中心を結ぶ仮想線が、前記移動方向に沿って延びる線と直交する直交線に対して下記数式を満たす角度θだけ光ディスクの内側に向けて傾くように、第2対物レンズが配置されていることを特徴とするものである。
式中L:第1対物レンズのレンズ中心と第2対物レンズのレンズ中心との距離
min:第1光ディスクまたは第2光ディスクのいずれか小さい方の最内周トラックの半径
max:第1光ディスクまたは第2光ディスクのいずれか大きい方の最外周トラックの半径
本発明の第4の手段は光ピックアップ装置において、前記半導体レーザが発振波長405nmの光ビームを出射する半導体レーザであって、前記第1光ディスクがランド・グルーブ記録方式の光ディスクであって、前記第2光ディスクがグルーブ記録方式の光ディスクであって、前記第1対物レンズのレンズ中心が前記光ディスクの中心から前記駆動機構の移動方向に沿って延びる線上にくるように、第1対物レンズが配置され、その第1対物レンズのレンズ中心と前記第2対物レンズのレンズ中心を結ぶ仮想線が前記移動方向に沿って延びる線と直交するように、第2対物レンズが配置されていることを特徴とするものである。
本発明の第5の手段は前記光ピックアップ装置において、前記半導体レーザが発振波長405nmの光ビームを出射する半導体レーザであって、前記第1光ディスクがランド・グルーブ記録方式の光ディスクであって、前記第2光ディスクがグルーブ記録方式の光ディスクであって、前記第1対物レンズのレンズ中心が前記光ディスクの中心から前記駆動機構の移動方向に沿って延びる線上にくるように、第1対物レンズが配置され、その第1対物レンズのレンズ中心と前記第2対物レンズのレンズ中心を結ぶ仮想線が、前記移動方向に沿って延びる線と直交する直交線に対して下記数式を満たす角度θだけ光ディスクの内側に向けて傾くように、第2対物レンズが配置されていることを特徴とするものである。
式中L:第1対物レンズのレンズ中心と第2対物レンズのレンズ中心との距離
min:第1光ディスクまたは第2光ディスクのいずれか小さい方の最内周トラックの半径
本発明の第6の手段は前記光ピックアップ装置において、前記半導体レーザが発振波長405nmの光ビームを出射する半導体レーザであって、前記第1光ディスクがランド・グルーブ記録方式の光ディスクであって、前記第2光ディスクがグルーブ記録方式の光ディスクであって、前記第1対物レンズのレンズ中心が前記光ディスクの中心から前記駆動機構の移動方向に沿って延びる線上にくるように、第1対物レンズが配置され、その第1対物レンズのレンズ中心と前記第2対物レンズのレンズ中心を結ぶ仮想線が、前記移動方向に沿って延びる線と直交する直交線に対して下記数式を満たす角度θだけ光ディスクの内側に向けて傾くように、第2対物レンズが配置されていることを特徴とするものである。
式中L:第1対物レンズのレンズ中心と第2対物レンズのレンズ中心との距離
min:第1光ディスクまたは第2光ディスクのいずれか小さい方の最内周トラックの半径
max:第1光ディスクまたは第2光ディスクのいずれか大きい方の最外周トラックの半径
本発明の第7の手段は前記第1ないし6の手段において、前記第1対物レンズの開口数が0.65、前記第2対物レンズの開口数が0.85であることを特徴とするものである。
本発明の第8の手段は前記第1ないし6の手段において、前記第1対物レンズは前記第1光ディスクの記録面上に光ビームを集光するとともに、厚さ0.6mmの光透過層を有する第3光ディスクの記録面上に発振波長660nmの光ビームおよび厚さ1.2mmの光透過層を有する第4光ディスクの記録面上に発振波長780nmの光ビームの少なくともいずれか一方の光ビームを集光するように構成されていることを特徴とするものである。
本発明の第9の手段は前記第1ないし8の手段において、前記第1対物レンズと第2対物レンズが同一のレンズホルダに搭載されていることを特徴とするものである。
本発明の第10の手段は前記第1ないし8の手段において、前記第1対物レンズと第2対物レンズが個別のレンズホルダに搭載されていることを特徴とするものである。
本発明の第11の手段は前記第1ないし8の手段において、前記第1光ディスクの記録面上で反射した光ビームを検出する光検出器で、非点収差方式または差動非点収差方式によりフォーカス誤差信号を演算・検出することを特徴とするものである。
本発明の第12の手段は、光ピックアップ装置と、その光ピックアップ装置内の光検出器で検出された信号に基いてサーボ信号を生成するサーボ信号生成手段と、光ディスクに記録されている情報信号を前記光ピックアップ装置を通して再生する情報信号再生手段とを備えた光学的情報再生装置において、
前記光ピックアップ装置が前記第1ないし10の手段の光ピックアップ装置であることを特徴とするものである。
本発明の第13の手段は、光ピックアップ装置と、その光ピックアップ装置内の光検出器で検出された信号に基いてサーボ信号を生成するサーボ信号生成手段と、光ディスクに記録されている情報信号を前記光ピックアップ装置を通して再生する情報信号再生手段と、記録すべき情報信号に基いて前記レーザ点灯手段を制御する情報信号記録手段とを備えた光学的情報記録再生装置において、
前記光ピックアップ装置が請求項1ないし10のいずれか1項記載の光ピックアップ装置であることを特徴とするものである。
なお、本明細書の特許請求の範囲において、光透過層の厚さを0.1mm,0.6mm,1.2mm、半導体レーザの発振波長を405nm,660nm,780nmと特定したが、実際には光透過層の厚さならびに発振波長にはばらつきがあり、前述数値はそのばらつき範囲を含むものである。
本発明は前述のような構成になっており、光透過層の厚さなどが異なる複数種類の光ディスクに適用可能な光ピックアップ装置およびそれを用いた光学的情報再生装置ならびに光学的情報記録再生装置を提供することができる。
次に本発明の実施形態を図面とともに説明する。図1は、本発明の第1実施形態に係る光ピックアップ装置の一部平面図である。
光ピックアップ1のレンズホルダ4には、波長405nmの光ビームを収束して、その収束光を光ディスク101に照射する第1対物レンズ2と第2対物レンズ3が搭載されている。光ディスク101は、光ディスク装置のターンテーブル10上に装着されて、所定の方向に回転する。
前記光ピックアップ1は、光ディスク101の中心から半径方向に延びる線6と平行に固定された2本のガイドバー7a,7b間にスライド可能に支持されている。また光ピックアップ1にはボールネジ5と螺合した連結部材8を有しており、ボールネジ5は正逆転可能なステッピングパルスモータ(図示せず)の出力軸に連結されている。従ってパルスモータの回転によりボールネジ5が正転または逆転し、それに伴い光ピックアップ1がガイドバー7a,7bの案内により矢印X方向へ往復移動する。
本実施形態の場合、ボールネジ5、ガイドバー7a,7b、連結部材8ならびにパルスモータで、光ピックアップ1の駆動機構が構成されている。
前記第1対物レンズ2は、HD−DVDに代表される光透過層(基板)の厚さが0.6mmの光ディスクに集光する開口数0.65の対物レンズである。前記第2対物レンズ3はBDに代表される光透過層(保護層)の厚さが0.1mmの光ディスクの記録面上に集光する開口数0.85の対物レンズである。
図1に示すように第1対物レンズ2は、そのレンズ中心が光ディスク101の中心を通って半径方向(移動方向X)に延びる線6上にくるように配置されている。第2対物レンズ3は第1対物レンズ2と隣接あるいは接近して配置され、第1対物レンズ2のレンズ中心と第2対物レンズ3のレンズ中心を結ぶ直線の仮想線9が前記光ディスク101の中心を通って半径方向(移動方向X)に延びる線6と直交するように配置されている。
図2は、本発明の第2実施形態に係る対物レンズ2,3の配置状態を説明するための図である。
本実施形態の場合、第1対物レンズ2は、そのレンズ中心が光ディスク101の中心を通って移動方向Xに延びる線6上に配置されている。第2対物レンズ3は第1対物レンズ2と隣接あるいは接近して配置され(図面では仮想線9の傾きを明確に表すため第1対物レンズ2と第2対物レンズ3を若干離して描いている)、第1対物レンズ2のレンズ中心と第2対物レンズ3のレンズ中心を結ぶ仮想線9が前記線6と直交する直交線40よりも光ディスク101の内周側に角度θだけ傾くように、第2対物レンズ3が配置されている。
第1実施形態のように2つの対物レンズ2,3のレンズ中心を結ぶ直線の仮想線9が前記直交線40上にある場合、光ディスクの接線方向の傾きを考慮すると、図3(a)のようにオフセンタしてない側の対物レンズ2を用いて光ディスク101の最内周位置で情報を記録、再生する場合は問題ないが、同図(b)のようにオフセンタさせた側の対物レンズ3を用いて光ディスク101の最内周位置で情報を記録、再生する場合、第1対物レンズ2の位置が同図(a)の位置よりもさらに内周側に寄り、そのために第1対物レンズ2がターンテーブル10と接触する心配がある。
そのため図4に示すように、対物レンズ2,3のレンズ中心位置が光ディスクの最内周位置(最内周トラック上)とほぼ一致するように、2つの対物レンズ2,3を結ぶ仮想線9を直交線40から角度θだけ傾けると、対物レンズ3を用いて光ディスク101の最内周位置で情報を記録、再生する場合でも、第1対物レンズ2をターンテーブル10から離すことができ、接触の心配がない。なお、図4に示す傾斜角度よりも小さい角度であっても、傾けない場合(傾斜角θ=0)よりもターンテーブル10との接触の危険性は少なくなる。
前記直交線40に対する仮想線9の傾斜角θは、具体的には次の数式1で求めることができる。
なお、式中のLは第1対物レンズ2のレンズ中心と第2対物レンズ3のレンズ中心との距離、Rminは第1光ディスク2または第2光ディスク3のいずれか小さい方の最内周トラックの半径を示している。
例えばL=8mm、Rmin=22.6mmの場合、傾斜角θを0°<θ≦10.2°の範囲に設定すれば、BDならびにHD−DVDとも良好なフォーカス誤差信号とトラッキング誤差信号を検出できるとともに、第1対物レンズ2のターンテーブル10との接触の危険性が解消される。
図5は、本発明の第3実施形態に係る対物レンズ2,3の配置状態を説明するための図である。
第2実施形態では光ディスクの最内周位置での対物レンズの接触を考慮したが、光ディスクの最外周位置での対物レンズの接触の危険性も考えられる。図6(a),(b)は、対物レンズ2,3のレンズ中心位置を光ディスクの最内周位置に一致した場合の最外周側での状態を示す図である。
図6(a)のようにオフセンタしてない側の対物レンズ2を用いて光ディスク101の最外周位置で情報を記録、再生する場合は問題ないが、同図(b)のようにオフセンタさせた側の対物レンズ3を用いて光ディスク101の最外周位置で情報を記録、再生する場合、第1対物レンズ2の位置が同図(a)の位置よりもさらに外側に寄り、そのために第1対物レンズ2が光ディスク101の外側に設置されている光ディスク装置の例えばディスク搭載部などの機械部分41と接触する心配がある。
そのため図5に示すように、対物レンズ2,3のレンズ中心位置が光ディスクの最外周位置(最外周トラック上)とほぼ一致するように、2つの対物レンズ2,3を結ぶ仮想線9を直交線40から角度θだけ傾けると、対物レンズ3を用いて光ディスク101の最外周位置で情報を記録、再生する場合でも、第1対物レンズ2を機械部分41から離すことができ、接触の心配がない。
前記直交線40に対する仮想線9の傾斜角θは、具体的には次の数式2で求めることができる。
なお、式中のLは第1対物レンズ2のレンズ中心と第2対物レンズ3のレンズ中心との距離、Rminは第1光ディスク2または第2光ディスク3のいずれか小さい方の最内周トラックの半径、Rmaxは第1光ディスク2または第2光ディスク3のいずれか大きい方の最外周トラックの半径を示している。
例えばL=8mm、Rmin=22.6mm、Rmax=58.0mmの場合、傾斜角θを3.95°≦θ<10.2°の範囲に設定すれば、BDならびにHD−DVDとも良好なフォーカス誤差信号とトラッキング誤差信号を検出できるとともに、第1対物レンズ2のターンテーブル10ならびに機械部分41との接触の危険性が解消される。
図7は、本発明の光ピックアップ装置の第1例の光学系統を説明するための概略構成図である。この例の場合、波長405nmのレーザ光を出射する2つの半導体レーザ11a,12aを備えている。半導体レーザ11aから出射されたレーザ光は、回折格子13aに入射することで0次光、+1次光、−1次光の少なくとも3本のレーザ光に分岐される。
これらのレーザ光はビームスプリッタ15aを経てコリメートレンズ17aに入射し、このコリメートレンズ17aで平行光に変換され、第1対物レンズ2を通してHD−DVD用光ディスクの記録面上に光スポットとして集光される。
記録面上で反射したレーザ光は往路と同様の光路を辿って第1対物レンズ2、コリメートレンズ17aを経てビームスプリッタ15aを透過し、シリンドリカルレンズ19aを経て、光検出器21aの受光面上に集光される。このときレーザ光はシリンドリカルレンズ19aによって所定の非点収差が与えられるため、非点収差方式によってフォーカス誤差信号が演算・検出できる。
一方、半導体レーザ12aから出射されたレーザ光は同様にして回折格子14a、ビームスプリッタ16a、コリメートレンズ18a、第2対物レンズ3を通してBD用光ディスクの記録面上に光スポットとして集光される。
記録面上で反射したレーザ光は第2対物レンズ3、コリメートレンズ18a、シリンドリカルレンズ20aを経て、光検出器22aの受光面上に集光される。このときレーザ光はシリンドリカルレンズ20aによって所定の非点収差が与えられるため、非点収差方式によってフォーカス誤差信号が演算・検出できる。
このようにしてHD−DVD用光ディスクおよびBD用光ディスクの信号を検出することができる。この例では非点収差方式によってフォーカス誤差信号を演算・検出したが、差動非点収差方式によってフォーカス誤差信号を演算・検出することもできる。
図8は、光ピックアップ装置の第2例の光学系統を説明するための概略構成図である。この例の場合、半導体レーザ11aから出射されたレーザ光の偏光状態を偏光素子25bによって変化させ、偏光性回折格子13b,14b、偏光ビームスプリッタ16bなどを用いて第1対物レンズ2および第2対物レンズ3に入射するレーザ光の光量を意図的に制御する。このようにレーザ光の偏光を利用することで、部品点数を大幅に減少でき、装置の小型化、組立工数ならびにコストの低減が図れる。なお、図中の23b,24bは1/4波長板である。
図9は、本発明の光ピックアップ装置の第3例の光学系統を説明するための概略構成図である。この例で前記第1例と相違する点は、DVDで代表される波長660nmを発振波長とする半導体レーザ31と、CDで代表される波長780nmを発振波長とする半導体レーザ26と、回折格子27,28と、ビームスプリッタ92,30とを追加した点である。
DVD用光ディスクとして厚さ0.6mmの光透過層(透明基板)を有する第3光ディスクが用いられ、CD用光ディスクとして厚さ1.2mmの光透過層(透明基板)を有する第4光ディスクが用いられる。
図10は、本発明の光ピックアップ装置の第4例の光学系統を説明するための概略構成図である。この例で前記第2例と相違する点は、DVDで代表される波長660nmを発振波長とする半導体レーザ31と、CDで代表される波長780nmを発振波長とする半導体レーザ26と、回折格子27,28と、ビームスプリッタ92とを追加した点である。この第3,4例のような構成にすれば、DVDならびにCDとの互換性も持たせることができる。
前記第3,4例ではDVDとCDを併用する例を示したが、DVDまたはCDのいずれか一方を付設することも可能である。
図11は、本発明の光ピックアップ装置の第5例の光学系統を説明するための概略構成図である。例えば図7に示す第1例などの場合、2つの対物レンズ2,3は1つのレンズホルダ4に搭載されているが、第5例の場合、対物レンズ2はレンズホルダ4aに、対物レンズ3はレンズホルダ4bに、それぞれ個別に搭載されている。
レンズホルダ4aは駆動コイル32a,32b、磁石33a,33b、弾性支持ピン34a,34bならびに固定部35aなどからなる第1アクチェータ36aにより、またレンズホルダ4bは駆動コイル32c,32d、磁石33b,33c、弾性支持ピン34c,34dならびに固定部35bなどからなる第2アクチェータ36bにより、トラッキング制御、フォーカス制御ならびにチルト制御などができるように構成されている。
本例では前記磁石33bは第1アクチェータ36の磁石と第2アクチェータ36bの磁石を兼ねており、このことにより部品点数の削減と構造の簡略化が図れる。
図12は、本発明の実施形態に係る光ピックアップ装置を搭載した光学的情報再生装置の概略構成図である。光ピックアップ装置70は、光ディスク101の半径方向に沿って駆動できる機構が設けられており(図1参照)、アクセス制御回路72からのアクセス制御信号に応じて位置制御される。
レーザ点灯回路77からは所定のレーザ駆動電流が光ピックアップ装置70内の半導体レーザに供給され、半導体レーザからは再生に応じて所定の光量でレーザ光が出射される。なお、レーザ点灯回路77は光ピックアップ装置70内に組み込むこともできる。
光ピックアップ装置70内の光検出器から出力された信号は、サーボ信号生成回路74および情報信号再生回路75に送られる。サーボ信号生成回路74では前記光検出器からの信号に基いてフォーカス制御信号、トラッキング制御信号ならびにチルト制御信号などのサーボ信号が生成され、これを基にアクチェータ駆動回路73を経て光ピックアップ装置70内のアクチェータを駆動して、対物レンズの位置制御がなされる。
前記情報信号再生回路75では、前記光検出器からの信号に基いて光ディスク101に記録されている情報信号が再生される。
前記サーボ信号生成回路74および情報信号再生回路75で得られた信号の一部はコントロール回路76に送られる。このコントロール回路76にはスピンドルモータ駆動回路71、アクセス制御回路72、サーボ信号生成回路74、レーザ点灯回路77などが接続され、光ディスク101を回転させるスピンドルモータ60の回転制御、アクセス方向およびアクセス位置の制御、対物レンズのサーボ制御、光ピックアップ装置70内の半導体レーザ発光光量の制御などが行われる。
図13は、本発明の実施形態に係る光ピックアップ装置を搭載した光学的情報記録再生装置の概略構成図である。この装置で前記図12で説明した光学的情報再生装置と相違する点は、コントロール回路76とレーザ点灯回路77の間に情報信号記録回路78を設け、情報信号記録回路78からの記録制御信号に基いてレーザ点灯回路77の点灯制御を行って、光ディスク101へ所望の情報を書き込む機能が付加されている点である。
本発明の第1実施形態に係る光ピックアップ装置の一部平面図である。 本発明の第2実施形態に係る対物レンズの配置状態を説明するための図である。 対物レンズを直交線上に配置した場合の弊害を説明するための図である。 本発明の第2実施形態に係る対物レンズの配置状態を説明するための図である。 本発明の第3実施形態に係る対物レンズの配置状態を説明するための図である。 対物レンズのレンズ中心を結ぶ仮想線を大きく傾斜した際の弊害を説明するための図である。 本発明の光ピックアップ装置の第1例の光学系統を説明するための概略構成図である。 本発明の光ピックアップ装置の第2例の光学系統を説明するための概略構成図である。 本発明の光ピックアップ装置の第3例の光学系統を説明するための概略構成図である。 本発明の光ピックアップ装置の第4例の光学系統を説明するための概略構成図である。 本発明の光ピックアップ装置の第5例の光学系統を説明するための概略構成図である。 本発明の実施形態に係る光ピックアップ装置を搭載した光学的情報再生装置の概略構成図である。 本発明の実施形態に係る光ピックアップ装置を搭載した光学的情報記録再生装置の概略構成図である。 BDとHD−DVDの違いを説明するための図である。 トラッキング誤差信号の変動を説明するための図である。 各オフセンタ量でのディスクの半径位置とDPP信号振幅との関係を示す特性図である。
符号の説明
1:光ピックアップ、2:第1対物レンズ、3:第2対物レンズ、4:レンズホルダ、5:ボールネジ、6:線、7:ガイドバー、8:連結部材、9:仮想線、10:ターンテーブル、11,12:半導体レーザ、13,14:回折格子、15,16:ビームスプリッタ、17,18:コリメートレンズ、19,20:シリンドリカルレンズ、21,22:光検出器、23:1/4波長板、24:1/4波長板、25:偏光素子、26:半導体レーザ、27,28:回折格子、29,30:ビームスプリッタ、31:半導体レーザ、32:駆動コイル、33:磁石、34:弾性支持ピン、35:固定部、36:アクチェータ、40:直交線、41:機械部分、60:スピンドルモータ、70:光ピックアップ装置、71:スピンドルモータ駆動回路、72:アクセス制御回路、73:アクチェータ駆動回路、74:サーボ信号生成回路、75:情報信号再生回路、76:コントロール回路、77:レーザ点灯回路、78:情報記録回路、101:光ディスク、X:光ピックアップの移動方向。

Claims (13)

  1. 光ビームを出射する半導体レーザと、
    光透過層を有する第1光ディスクの記録面上に前記半導体レーザから出射した光ビームを集光する第1対物レンズと、
    光透過層を有する第2光ディスクの記録面上に前記光ビームを集光する第2対物レンズと、
    前記第1光ディスクおよび第2光ディスクの記録面上で反射した光ビームを検出する光検出器と、
    前記半導体レーザ、第1対物レンズ、第2対物レンズ、光検出器を前記第1光ディスクおよび第2光ディスクの半径方向に沿って移動する駆動機構とを備えた光ピックアップ装置において、
    前記半導体レーザが発振波長405nmの光ビームを出射する半導体レーザであって、
    前記第1対物レンズが光ビームを厚さ0.6mmの光透過層を通して第1光ディスクの記録面上に集光する対物レンズであって、
    前記第2対物レンズが光ビームを厚さ0.1mmの光透過層を通して第2光ディスクの記録面上に集光する対物レンズであって、
    前記第1対物レンズのレンズ中心が前記光ディスクの中心から前記駆動機構の移動方向に沿って延びる線上にくるように、第1対物レンズが配置され、
    その第1対物レンズのレンズ中心と前記第2対物レンズのレンズ中心を結ぶ仮想線が前記移動方向に沿って延びる線と直交するように、第2対物レンズが配置されていることを特徴とする光ピックアップ装置。
  2. 光ビームを出射する半導体レーザと、
    光透過層を有する第1光ディスクの記録面上に前記半導体レーザから出射した光ビームを集光する第1対物レンズと、
    光透過層を有する第2光ディスクの記録面上に前記光ビームを集光する第2対物レンズと、
    前記第1光ディスクおよび第2光ディスクの記録面上で反射した光ビームを検出する光検出器と、
    前記半導体レーザ、第1対物レンズ、第2対物レンズ、光検出器を前記第1光ディスクおよび第2光ディスクの半径方向に沿って移動する駆動機構とを備えた光ピックアップ装置において、
    前記半導体レーザが発振波長405nmの光ビームを出射する半導体レーザであって、
    前記第1対物レンズが光ビームを厚さ0.6mmの光透過層を通して第1光ディスクの記録面上に集光する対物レンズであって、
    前記第2対物レンズが光ビームを厚さ0.1mmの光透過層を通して第2光ディスクの記録面上に集光する対物レンズであって、
    前記第1対物レンズのレンズ中心が前記光ディスクの中心から前記駆動機構の移動方向に沿って延びる線上にくるように、第1対物レンズが配置され、
    その第1対物レンズのレンズ中心と前記第2対物レンズのレンズ中心を結ぶ仮想線が、前記移動方向に沿って延びる線と直交する直交線に対して下記数式を満たす角度θだけ光ディスクの内側に向けて傾くように、第2対物レンズが配置されていることを特徴とする光ピックアップ装置。
    式中L:第1対物レンズのレンズ中心と第2対物レンズのレンズ中心との距離
    min:第1光ディスクまたは第2光ディスクのいずれか小さい方の最内周トラックの半径
  3. 光ビームを出射する半導体レーザと、
    光透過層を有する第1光ディスクの記録面上に前記半導体レーザから出射した光ビームを集光する第1対物レンズと、
    光透過層を有する第2光ディスクの記録面上に前記光ビームを集光する第2対物レンズと、
    前記第1光ディスクおよび第2光ディスクの記録面上で反射した光ビームを検出する光検出器と、
    前記半導体レーザ、第1対物レンズ、第2対物レンズ、光検出器を前記第1光ディスクおよび第2光ディスクの半径方向に沿って移動する駆動機構とを備えた光ピックアップ装置において、
    前記半導体レーザが発振波長405nmの光ビームを出射する半導体レーザであって、
    前記第1対物レンズが光ビームを厚さ0.6mmの光透過層を通して第1光ディスクの記録面上に集光する対物レンズであって、
    前記第2対物レンズが光ビームを厚さ0.1mmの光透過層を通して第2光ディスクの記録面上に集光する対物レンズであって、
    前記第1対物レンズのレンズ中心が前記光ディスクの中心から前記駆動機構の移動方向に沿って延びる線上にくるように、第1対物レンズが配置され、
    その第1対物レンズのレンズ中心と前記第2対物レンズのレンズ中心を結ぶ仮想線が、前記移動方向に沿って延びる線と直交する直交線に対して下記数式を満たす角度θだけ光ディスクの内側に向けて傾くように、第2対物レンズが配置されていることを特徴とする光ピックアップ装置。
    式中L:第1対物レンズのレンズ中心と第2対物レンズのレンズ中心との距離
    min:第1光ディスクまたは第2光ディスクのいずれか小さい方の最内周トラックの半径
    max:第1光ディスクまたは第2光ディスクのいずれか大きい方の最外周トラックの半径
  4. 光ビームを出射する半導体レーザと、
    光透過層を有する第1光ディスクの記録面上に前記半導体レーザから出射した光ビームを集光する第1対物レンズと、
    光透過層を有する第2光ディスクの記録面上に前記光ビームを集光する第2対物レンズと、
    前記第1光ディスクおよび第2光ディスクの記録面上で反射した光ビームを検出する光検出器と、
    前記半導体レーザ、第1対物レンズ、第2対物レンズ、光検出器を前記第1光ディスクおよび第2光ディスクの半径方向に沿って移動する駆動機構とを備えた光ピックアップ装置において、
    前記半導体レーザが発振波長405nmの光ビームを出射する半導体レーザであって、
    前記第1光ディスクがランド・グルーブ記録方式の光ディスクであって、
    前記第2光ディスクがグルーブ記録方式の光ディスクであって、
    前記第1対物レンズのレンズ中心が前記光ディスクの中心から前記駆動機構の移動方向に沿って延びる線上にくるように、第1対物レンズが配置され、
    その第1対物レンズのレンズ中心と前記第2対物レンズのレンズ中心を結ぶ仮想線が前記移動方向に沿って延びる線と直交するように、第2対物レンズが配置されていることを特徴とする光ピックアップ装置。
  5. 光ビームを出射する半導体レーザと、
    光透過層を有する第1光ディスクの記録面上に前記半導体レーザから出射した光ビームを集光する第1対物レンズと、
    光透過層を有する第2光ディスクの記録面上に前記光ビームを集光する第2対物レンズと、
    前記第1光ディスクおよび第2光ディスクの記録面上で反射した光ビームを検出する光検出器と、
    前記半導体レーザ、第1対物レンズ、第2対物レンズ、光検出器を前記第1光ディスクおよび第2光ディスクの半径方向に沿って移動する駆動機構とを備えた光ピックアップ装置において、
    前記半導体レーザが発振波長405nmの光ビームを出射する半導体レーザであって、
    前記第1光ディスクがランド・グルーブ記録方式の光ディスクであって、
    前記第2光ディスクがグルーブ記録方式の光ディスクであって、
    前記第1対物レンズのレンズ中心が前記光ディスクの中心から前記駆動機構の移動方向に沿って延びる線上にくるように、第1対物レンズが配置され、
    その第1対物レンズのレンズ中心と前記第2対物レンズのレンズ中心を結ぶ仮想線が、前記移動方向に沿って延びる線と直交する直交線に対して下記数式を満たす角度θだけ光ディスクの内側に向けて傾くように、第2対物レンズが配置されていることを特徴とする光ピックアップ装置。
    式中L:第1対物レンズのレンズ中心と第2対物レンズのレンズ中心との距離
    min:第1光ディスクまたは第2光ディスクのいずれか小さい方の最内周トラックの半径
  6. 光ビームを出射する半導体レーザと、
    光透過層を有する第1光ディスクの記録面上に前記半導体レーザから出射した光ビームを集光する第1対物レンズと、
    光透過層を有する第2光ディスクの記録面上に前記光ビームを集光する第2対物レンズと、
    前記第1光ディスクおよび第2光ディスクの記録面上で反射した光ビームを検出する光検出器と、
    前記半導体レーザ、第1対物レンズ、第2対物レンズ、光検出器を前記第1光ディスクおよび第2光ディスクの半径方向に沿って移動する駆動機構とを備えた光ピックアップ装置において、
    前記半導体レーザが発振波長405nmの光ビームを出射する半導体レーザであって、
    前記第1光ディスクがランド・グルーブ記録方式の光ディスクであって、
    前記第2光ディスクがグルーブ記録方式の光ディスクであって、
    前記第1対物レンズのレンズ中心が前記光ディスクの中心から前記駆動機構の移動方向に沿って延びる線上にくるように、第1対物レンズが配置され、
    その第1対物レンズのレンズ中心と前記第2対物レンズのレンズ中心を結ぶ仮想線が、前記移動方向に沿って延びる線と直交する直交線に対して下記数式を満たす角度θだけ光ディスクの内側に向けて傾くように、第2対物レンズが配置されていることを特徴とする光ピックアップ装置。
    式中L:第1対物レンズのレンズ中心と第2対物レンズのレンズ中心との距離
    min:第1光ディスクまたは第2光ディスクのいずれか小さい方の最内周トラックの半径
    max:第1光ディスクまたは第2光ディスクのいずれか大きい方の最外周トラックの半径
  7. 請求項1ないし6のいずれか1項記載の光ピックアップ装置において、前記第1対物レンズの開口数が0.65、前記第2対物レンズの開口数が0.85であることを特徴とする光ピックアップ装置。
  8. 請求項1ないし6のいずれか1項記載の光ピックアップ装置において、
    前記第1対物レンズは前記第1光ディスクの記録面上に光ビームを集光するとともに、
    厚さ0.6mmの光透過層を有する第3光ディスクの記録面上に発振波長660nmの光ビームおよび厚さ1.2mmの光透過層を有する第4光ディスクの記録面上に発振波長780nmの光ビームの少なくともいずれか一方の光ビームを集光するように構成されていることを特徴とする光ピックアップ装置。
  9. 請求項1ないし8のいずれか1項記載の光ピックアップ装置において、前記第1対物レンズと第2対物レンズが同一のレンズホルダに搭載されていることを特徴とする光ピックアップ装置。
  10. 請求項1ないし8のいずれか1項記載の光ピックアップ装置において、前記第1対物レンズと第2対物レンズが個別のレンズホルダに搭載されていることを特徴とする光ピックアップ装置。
  11. 請求項1ないし8のいずれか1項記載の光ピックアップ装置において、前記第1光ディスクの記録面上で反射した光ビームを検出する光検出器で、非点収差方式または差動非点収差方式によりフォーカス誤差信号を演算・検出することを特徴とする光ピックアップ装置。
  12. 光ピックアップ装置と、その光ピックアップ装置内の光検出器で検出された信号に基いてサーボ信号を生成するサーボ信号生成手段と、光ディスクに記録されている情報信号を前記光ピックアップ装置を通して再生する情報信号再生手段とを備えた光学的情報再生装置において、
    前記光ピックアップ装置が請求項1ないし10のいずれか1項記載の光ピックアップ装置であることを特徴とする光学的情報再生装置。
  13. 光ピックアップ装置と、その光ピックアップ装置内の光検出器で検出された信号に基いてサーボ信号を生成するサーボ信号生成手段と、光ディスクに記録されている情報信号を前記光ピックアップ装置を通して再生する情報信号再生手段と、記録すべき情報信号に基いて前記レーザ点灯手段を制御する情報信号記録手段とを備えた光学的情報記録再生装置において、
    前記光ピックアップ装置が請求項1ないし10のいずれか1項記載の光ピックアップ装置であることを特徴とする光学的情報記録再生装置。
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JP2005353261A (ja) * 2004-05-10 2005-12-22 Konica Minolta Opto Inc 光ピックアップ装置
JP5174913B2 (ja) * 2008-08-11 2013-04-03 三菱電機株式会社 光ヘッド装置及び光ディスク装置

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