JP2007018566A - Pickup and optical disk using same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は光ディスクに記録された情報信号を再生するために用いられる光ディスク装置の光ピックアップに関し、特に、同一の半導体レーザの発振波長に対して異なる基板厚さの光ディスクに対応する光ピックアップに関する。 The present invention relates to an optical pickup of an optical disc apparatus used for reproducing an information signal recorded on an optical disc, and more particularly to an optical pickup corresponding to optical discs having different substrate thicknesses with respect to the oscillation wavelength of the same semiconductor laser.
DVD(Digital Versatile Disc)やCD(Compact Disc)等の光ディスク装置は、非接触、大容量、高速アクセス、低コストメディアを特徴とする情報記録再生装置として広く普及しており、近年では更なる大量の情報を記録保存するために、BD(Blu−ray Disc)やHD DVDなどの次世代光ディスク装置が提案されている。 Optical disc apparatuses such as DVD (Digital Versatile Disc) and CD (Compact Disc) are widely used as information recording / reproducing apparatuses characterized by non-contact, large-capacity, high-speed access, and low-cost media. In order to record and store such information, next-generation optical disc devices such as BD (Blu-ray Disc) and HD DVD have been proposed.
BDとHD DVDは、何れも400nm帯の青紫色半導体レーザを用い、何れも12cm直径の光ディスクを用いる光ディスク装置である。しかしながら、光ディスクの基板厚さはそれぞれ0.1mmと0.6mmであり、光ディスク上の信号を再生するために用いられる光ピックアップに搭載される対物レンズの開口数NA(Numerical Aperture)はそれぞれ0.85と0.65と基本的な物理特性が異なる仕様となっているため、1枚の光ディスクに収納できる情報量はそれぞれ27GBと15GBとなっている。すなわち、BDは記憶容量が非常に大きい光ディスクであり、一方HD DVDは、現在主流のDVDとレーザ波長以外の物理特性の多くが一致する仕様により、DVDと光ピックアップ構成の互換を取りやすいという特徴を備えている。 Both BD and HD DVD are optical disk apparatuses that use a 400 nm band blue-violet semiconductor laser and both use a 12 cm diameter optical disk. However, the substrate thickness of the optical disk is 0.1 mm and 0.6 mm, respectively, and the numerical aperture NA (Numerical Aperture) of the objective lens mounted on the optical pickup used for reproducing the signal on the optical disk is 0. Since the basic physical characteristics are different from 85 and 0.65, the amount of information that can be stored in one optical disk is 27 GB and 15 GB, respectively. That is, the BD is an optical disk having a very large storage capacity, while the HD DVD is characterized in that the DVD and the optical pickup configuration can be easily interchanged due to the specifications in which many of the physical characteristics other than the laser wavelength match the current mainstream DVD. It has.
市場においては、デジタル放送を高精細なまま記録再生し大容量の情報を扱いたいという要求と、現在普及しているDVDとの互換性は確保したいという2つの相反する要求がある。そのため、次世代光ディスク装置としては、当分の間BDとHD DVDが両立して行くものと予想されており、両方の仕様に対して互換性のある光ドライブや光ピックアップの実現が強く望まれている状況である。 In the market, there are two conflicting demands for recording and reproducing digital broadcasts with high definition and handling large volumes of information, and for ensuring compatibility with DVDs that are currently popular. For this reason, it is expected that BD and HD DVD will be compatible for the time being as a next-generation optical disk device, and it is strongly desired to realize an optical drive and an optical pickup compatible with both specifications. It is a situation.
BDとHD DVDの互換光ピックアップを実現するためには、同一波長の半導体レーザから出射される光ビームを異なるNAの対物レンズにより異なるディスク基板厚さの位置にある情報記録層に合焦させる必要がある。一つの対物レンズで対応しようとする場合、使用しない側の光ディスクに対する光ビーム成分の発生を避けることができず、この不要な光ビーム成分は本来再生しようとする側の光ディスクに対しては迷光となり外乱の要因になる場合がある。光利用効率の点では、一つの対物レンズで対応しようとする場合は、各々の専用レンズを設ける場合と比較して、先に述べた迷光が光量損失要因となるため、光ディスク上に高出力な光量を必要とする高倍速記録への展開において不利な構成となる。
一方、光ピックアップ自体の低コスト化に対しては、できうるだけ光学部品を共通化して部品点数を低減することが有効である。特に、高価な部品である半導体レーザや光検出器などは、共通化を図ることで光ピックアップのコスト低減に大きな効果を得ることが可能である。
In order to realize an optical pickup compatible with BD and HD DVD, it is necessary to focus an optical beam emitted from a semiconductor laser of the same wavelength on an information recording layer at a position of a different disc substrate thickness by using an objective lens having a different NA. There is. When trying to cope with one objective lens, the generation of a light beam component on the unused optical disk cannot be avoided, and this unnecessary light beam component becomes stray light on the original optical disk to be reproduced. May cause disturbance. In terms of light utilization efficiency, when trying to deal with one objective lens, compared to the case where each dedicated lens is provided, the stray light described above becomes a cause of light loss, so that it has a high output on the optical disk. This is a disadvantageous configuration for high-speed recording that requires a light amount.
On the other hand, in order to reduce the cost of the optical pickup itself, it is effective to reduce the number of parts by sharing optical parts as much as possible. In particular, it is possible to obtain a great effect in reducing the cost of the optical pickup by sharing the semiconductor laser, the photodetector, etc., which are expensive parts, in common.
ここで、特許文献1には、2つの異なる波長の半導体レーザを用いる2つの光ディスクに対して、異なる偏光状態の光ビームを発光する2つの半導体レーザと、2つの対物レンズと、偏光ビームスプリッタを組合せる光ピックアップの光学系構成が提案されている。このような構成においては、点灯する半導体レーザを切り替えることで使用する光ディスクに適合する対物レンズに高い効率で光ビームを導くことができ、光学系の一部と光検出器の共用化を図ることができる構成となっている。
Here, in
解決しようとする課題は、同じ波長の半導体レーザに対して異なる基板厚さの光ディスクを用いる2つの異なる光ディスクに対応する場合において、各々の光ディスクシステムに最適化された2つの対物レンズを設け、さらに偏光方向が略直交する2つの同じ波長の半導体レーザを必要とするため、光ピックアップの低コスト化が難しくなるという点である。また、2つの半導体レーザを用いる構成をとることは、光学系全体を小さくする点でである。 The problem to be solved is to provide two objective lenses optimized for each optical disc system when dealing with two different optical discs using optical discs of different substrate thicknesses for semiconductor lasers of the same wavelength, Since two semiconductor lasers having the same wavelength whose polarization directions are substantially orthogonal to each other are required, it is difficult to reduce the cost of the optical pickup. Also, the use of two semiconductor lasers is a point that reduces the entire optical system.
また、光ディスク上の偏光状態に関しては、一般に再生特性を考慮すると円偏光あるはディスク半径方向に略45度方向をなす直線偏光とすることが望ましい。そのため、2つの異なる光ディスクの何れに対しても偏光方向を円偏光あるいは45度方向の直線偏光とすることが重要である。 As for the polarization state on the optical disk, it is generally desirable to use circularly polarized light or linearly polarized light having a direction of about 45 degrees in the radial direction of the disk in consideration of reproduction characteristics. Therefore, it is important that the polarization direction is circularly polarized light or linearly polarized light in the 45 degree direction for any of two different optical disks.
本発明においては上記課題を解決するために、光ピックアップにおいて、半導体レーザ光源から出射された光ビームの偏光方向を必要に応じて略直交方向に回転可能な偏光回転素子と、光ビームが偏光回転素子を透過した後に配置され、光ビームの偏光状態に応じて反射あるいは透過させる光分岐素子と、光分岐素子の後段に配置され第1の光ディスクに対して光ビームを集光する第1の対物レンズと、光分岐素子の後段に配置され第1の光ディスクとは異なる基板厚さからなる第2の光ディスクに対し第1の光ディスクと同一の半導体レーザから出射された光ビームを集光する第2の対物レンズと、第1及び第2の光ディスクからの反射光を検出する光検出器とを備え、第1及び第2の光ディスクからの反射光の何れもが、光分岐素子を往路同様に反射、あるいは往路同様に透過することにより光検出器に至るような構成とすることを最も主要な特徴とする。 In the present invention, in order to solve the above-described problems, in an optical pickup, a polarization rotation element capable of rotating the polarization direction of a light beam emitted from a semiconductor laser light source in a substantially orthogonal direction as necessary, and the light beam is polarization-rotated. A light branching element that is disposed after passing through the element and reflects or transmits the light according to the polarization state of the light beam, and a first objective that is disposed downstream of the light branching element and focuses the light beam on the first optical disk. A second optical system that collects a light beam emitted from the same semiconductor laser as that of the first optical disk on a second optical disk that has a lens and a substrate thickness different from that of the first optical disk. Objective lens and a photodetector for detecting the reflected light from the first and second optical discs, and any of the reflected light from the first and second optical discs travels through the optical branching element. Similarly reflection, or the most important feature that the like reaches the light detector arrangement by transmitting forward as well.
本発明の光ピックアップにおいては、同じ波長の半導体レーザに対して、異なる基板厚さの光ディスクを用いる2つの異なる光ディスクシステムに対応しながら、1つの半導体レーザと1つの検出系からなる光学系構成とすることができ、低コスト、高光利用効率な光学系構成が実現できるという利点がある。 The optical pickup according to the present invention has an optical system configuration including one semiconductor laser and one detection system while supporting two different optical disc systems using optical discs having different substrate thicknesses with respect to a semiconductor laser having the same wavelength. There is an advantage that an optical system configuration with low cost and high light utilization efficiency can be realized.
同じ波長の半導体レーザに対して、異なる基板厚さの光ディスクを用いる2つの異なる光ディスクシステムに対応する目的に対し、光ピックアップのコスト上昇要因である半導体レーザと検出系の光学系を共用化する構成により、簡素、低コスト、高光利用効率、かつ外乱要因となる不要光が発生しない光ピックアップ光学系を実現した。 A configuration in which the optical system of the semiconductor laser and the detection system are shared for the purpose of corresponding to two different optical disk systems using optical disks of different substrate thicknesses for the same wavelength semiconductor laser. As a result, an optical pickup optical system that is simple, low cost, has high light utilization efficiency, and does not generate unnecessary light that causes disturbance is realized.
以下、本発明の実施例1としての光ピックアップの構成について図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, the configuration of an optical pickup as Example 1 of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は本発明の実施例1における光ピックアップの構成を示す図である。図1において、半導体レーザ1は400nm帯の波長で発振する青紫色用の半導体レーザであり、常温における発振波長は405nmとなっている。半導体レーザ1より出射した光ビームは、紙面に平行な方向の偏光状態(以下、P偏光と記す)の光ビームとなっており、回折格子2を透過した後にハーフミラー3に至る。ここで、回折格子2は入射する光ビームを0次光と±1次光の3つの光ビームに分岐し、光ディスク上で3つの光スポットを生成するためのものである。ハーフミラー3は、半導体レーザ1から出射された光ビームの出射光軸に対して、45°の角度をなすように配置されており、その表面に形成された膜で400nm帯の波長の光ビームを約80%反射する光学素子である。また、光ビームの約20%はハーフミラー3を透過しその一部は光ビームの光量をモニタするためのフロントモニタ14に至る。
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an optical pickup in
ハーフミラー3の反射膜において反射した光ビームは、コリメートレンズ4によって平行な光ビームに変換される。コリメートレンズ4を出射した光ビームは、偏光回転素子5を透過する。ここで、コリメートレンズ4を透過した光ビームがP偏光の場合、偏光回転素子5は外部からの入力信号に応じて透過するP偏光の偏光角度を90度回転することが可能な素子であり、P偏光が90度回転された場合の光ビームの偏光方向は紙面に垂直な方向(以下、S偏光と記す)となる。
The light beam reflected by the reflection film of the
偏光回転素子5を透過した光ビームは、PBS6に入射する。PBS6は、内部に45度の傾きをもつ2つの膜面6a、6bを有する構造となっている。膜面6aは、入射する光ビームの偏光状態がP偏光の場合約100%反射し、S偏光の場合約100%透過するような特性となっている。また、膜面6bは、入射する光ビームの偏光状態と関係なく光ビームを約100%反射する特性となっている。
The light beam that has passed through the
PBS6に入射する光ビームがP偏光の場合、光ビームは膜面6aで反射され、対物レンズ7に入射する。対物レンズ7は、400nm帯の光ビームが平行光で入射した場合に、例えばBlu−ray Discのように基板厚さが0.1mmである第1の光ディスク12の情報記録面に対して合焦可能な機能を持つレンズである。一方、PBS6に入射する光ビームがS偏光の場合、光ビームのほぼ全ては膜面6aを透過し、膜面6bで反射した後、対物レンズ8に入射する。対物レンズ8は、400nm帯の光ビームが平行光で入射した場合に、例えばHD DVDのように基板厚さが0.6mmである第2の光ディスク13の情報記録面に対して合焦可能な機能を持つレンズである。また、対物レンズ7と対物レンズ8は、駆動コイル10と一体になっているアクチュエータ9に保持されており、駆動コイル10と対向する位置にはマグネット11が配置されている。そのため駆動コイル10に通電しマグネット11からの反力による駆動力を発生させることにより、対物レンズ7及び対物レンズ8を光ディスク12あるいは光ディスク13の略半径方向およびディスク面に垂直な方向に移動することが可能な構成となっている。
When the light beam incident on the
ここで、対物レンズ7あるいは対物レンズ8を透過した光ビームは、フロントモニタ14により検出した光量を基にして、それぞれ対物レンズ7あるいは対物レンズ8を透過する光ビームの光量、あるいは光ディスク12、光ディスク13上に集光する光スポットの光量を推定可能な構成となっている。
Here, the light beam transmitted through the
光ディスク12を反射した光ビームは、往路光と同様の光路を往路とは逆方向に戻り、対物レンズ7を経てPBS6に至る。光ディスク12を反射しPBS6に入射した光ビームは、ほとんどの偏光方向が往路と同じP偏光であるため、膜面6aにて反射し、偏光回転素子5を経てコリメートレンズ4に入射する。コリメートレンズ4により、光ビームは平行光から収束光に変換され、ハーフミラー3に到達する。ハーフミラー3に到達した光ビームは、ハーフミラー3の膜面により約20%の光ビームがハーフミラー3を透過する。
同様に、光ディスク13を反射した光ビームは、往路光と同様の光路を往路とは逆方向に戻り、対物レンズ8を経てPBS6に至る。光ディスク13を反射しPBS6に入射した光ビームは、まず膜面6bにて反射する。さらに、光ビームのほとんどの偏光方向が往路と同じS偏光であるため、膜面6aを透過し、偏光回転素子5を経てコリメートレンズ4に入射する。コリメートレンズ4により、光ビームは平行光から収束光に変換され、ハーフミラー3に到達する。ハーフミラー3に到達した光ビームは、ハーフミラー3の膜面により約20%の光ビームがハーフミラー3を透過する。
The light beam reflected from the
Similarly, the light beam reflected from the
ここで、ハーフミラー3を透過する光ビームは、コリメートレンズ4を透過することによりすでに収束光となっており、光ビームの進行方向に対して45°方向に傾斜しているハーフミラー3を透過する際に光ビームに非点収差が与えられることなる。その後、光ビームは検出レンズ15を透過した後に光検出器16の所定の光検出面に集光されるようになっている。検出レンズ15は、ハーフミラー3で発生するコマ収差をキャンセルするため、及び検出系側の合成焦点距離を拡大するためのレンズである。光検出器16では、受光した光ビームから光ディスク12あるいは光ディスク13からのサーボ信号や再生信号などを出力可能となっている。
Here, the light beam that passes through the
以上説明した光学部品と電気部品の組合せにより、光ピックアップ17が構成されている。
The
次に、図2を用いて半導体レーザを出射した後の光ビームの偏光方向に関して説明する。図2において、レーザチップ21は、半導体レーザ1の内部に搭載されているものである。レーザチップ21にある活性層22の端面からレーザチップ21の長手方向に略平行な方向に出射した光ビームは、光ビームの光軸に対して活性層22に平行な方向θh(水平方向)の広がり角が狭く、活性層22に垂直な方向θv(垂直方向)の広がり角が広くなっている。一般にこの広がり角は、おおよそ9°と18°であり、光ビームの広がり23はθv方向に長い楕円状の強度分布を持つものとなっている。ここで、レーザチップ21から出射された光ビームの振動面は、活性層22に平行な面、すなわちθh方向と略一致しており、図中に矢印で示した方向に振動する、いわゆるP偏光の偏光状態となっている。
Next, the polarization direction of the light beam after emitting the semiconductor laser will be described with reference to FIG. In FIG. 2, the
次に、図3を用いて偏光回転素子の動作について説明する。図3において、偏光回転素子25は外部からの電気信号のオン/オフに連動して、偏光回転素子25を透過するP偏光を偏光面が光軸に対して90度回転したS偏光に変換可能な素子である。この素子自体は液晶素子を用いて構成されているものであるが、素子の構成自体は本発明との関連が少ないため詳細な説明をここでは省略する。 Next, the operation of the polarization rotation element will be described with reference to FIG. In FIG. 3, the polarization rotating element 25 can convert P-polarized light transmitted through the polarization rotating element 25 into S-polarized light whose plane of polarization is rotated by 90 degrees with respect to the optical axis in conjunction with the on / off of an electric signal from the outside. Element. Although the element itself is configured using a liquid crystal element, detailed description thereof is omitted here because the configuration of the element is not related to the present invention.
図3(a)において、スイッチ24はオフ状態となっており、偏光回転素子25に外部から通電されていない状態を示している。この状態においては、偏光回転素子25には何ら電気的作用が発生しないので、入射側から入射したP偏光は、偏光回転素子25をそのまま通過し、出射側からP偏光のまま出射される。一方、図3(b)においては、スイッチ24がオン状態を示しており、偏光回転素子25内の液晶素子が電気的に作用を受けている状態である。この状態において入射側から入射したP偏光は、偏光回転素子52内で偏光面を90度回転させられ、出射側からS偏光の光ビームとなって出射される。以上により、偏光回転素子25においては、通電状態のオン/オフにより入射偏光に対して出射偏光を90度回転可能となる。尚、この偏光回転素子は、光ビームの偏光面を回転させるものであり、出射する光ビームの偏光状態に関係なく、95%以上の透過率を確保できるものである。
In FIG. 3A, the
図4は、PBS6の膜面6aのハーフミラーの特性を示した図である。図4において、横軸は膜面6aに入射する光ビームの波長を示しており、縦軸は入射した光ビームの透過率となっている。光ビームに対して45度の角度で配置されている膜面6aにおいて、P偏光の光ビームの場合は405nm付近で約100%の光を透過し、S偏光の光ビームに関しては405nm付近でほとんど光を透過しない特性となっている。そのため、405nm付近の光ビームに関しては、P偏光はほとんどが反射せず透過し、S偏光は約100%が反射することとなる。すなわち、P偏光とS偏光は膜面6aでほぼ分離され、透過及び反射することとなる。
FIG. 4 is a diagram showing the characteristics of the half mirror on the
図5は、光ピックアップの構成を示す図であり、第1のディスクの再生時の状況を示している。各部品の詳細な説明に関しては既に説明を終えているので省略する。半導体レーザ1からは図中の矢印で示す紙面に平行な偏光面を持つP偏光の光ビームが出射される。ここで、第1の光ディスク12が光ディスク装置(図示しない)に搭載された場合、偏光回転素子5のスイッチ24はオン状態に設定される。そのため、偏光回転素子5を透過した光ビームの偏光面は略90度回転され、図中の丸印で示す紙面に垂直な方向の偏光面を持つS偏光に変換される。その後、PBS6に入射する。PBS6の膜面6aに入射した光ビームは、S偏光で入射するために、光ビームの光量の約100%が対物レンズ7側に反射する。その後、光ビームは対物レンズ7により、光ディスク12の情報記録面上に集光される。
FIG. 5 is a diagram showing a configuration of the optical pickup, and shows a situation at the time of reproduction of the first disc. The detailed description of each component has already been described and will not be repeated. The
光ディスク12で反射した光ビームは、対物レンズ7、PBS6の順に往路とは逆の経路を辿り、偏光回転素子5に至る。偏光回転素子5では、往路とは逆にS偏光がP偏光に変換され、光ビームはコリメートレンズ4に至る。コリメートレンズ4により収束光に変換された光ビームは、光量の約20%がハーフミラー3を透過することとなる。その後、レンズ15を透過した光ビームは光検出器16に到達し、各種サーボ信号や情報再生信号を出力することが可能となっている。すなわち、図5に示すような構成において、スイッチ24を通電しオン状態を選択することで、半導体レーザ1から出射される光ビームを効率よく対物レンズ7に導き、光ディスク12に集光することが可能となる。
The light beam reflected by the
図6は、光ピックアップの構成を示す図であり、第2のディスクの再生時の状況を示している。半導体レーザ1からは図中の矢印で示す紙面に平行な偏光面を持つP偏光の光ビームが出射されるところに関しては、図5にて説明を行った第1のディスク12における場合と同様である。半導体レーザ1からは図中の矢印で示す紙面に平行な偏光面を持つP偏光の光ビームが出射される。ここで、図6においては、第2の光ディスク13が用いられており、偏光回転素子5のスイッチ24はオフの状態に設定されている。そのため、偏光回転素子5を透過した光ビームはP偏光のままの偏光状態である。その後PBS6に入射する。PBS6の膜面6aに入射した光ビームは、P偏光で入射するために、PBSの膜面6aをそのまま透過し、膜面6bにおいて対物レンズ8側に反射する。その後、光ビームは対物レンズ8により、光ディスク13の情報記録面上に集光される。
FIG. 6 is a diagram showing the configuration of the optical pickup, and shows the situation during reproduction of the second disc. The
光ディスク13で反射した光ビームは、対物レンズ8、PBS6の順に往路とは逆の経路を辿り、偏光回転素子5に至る。偏光回転素子5は通電されていない状態なので、光ビームはP偏光のままコリメートレンズ4に至る。コリメートレンズ4により収束光に変換された光ビームは、光量の約20%がハーフミラー3を透過することとなる。その後、検出レンズ15を透過した光ビームは光検出器16に到達し、各種サーボ信号や情報再生信号を出力することが可能となっている。すなわち、図6に示すような構成において、スイッチ24をオフ状態に選択することで、半導体レーザ1から出射される光ビームを効率よく対物レンズ8に導き、光ディスク13に集光することが可能となる。
The light beam reflected by the
以上より、本実施例1に示すような構成とすることにより、1つの半導体レーザ1と1つの光検出器16を用いた構成で、同じ波長で異なるディスク基板厚さの2つの光ディスクに対応した光ピックアップの光学系を実現することができる。また、このような構成をとることにより、対物レンズ7及び対物レンズ8の直下にはPBS6のみを配置すればよいため、対物レンズ直下の部分の高さを小さくすることが可能となっている。
As described above, the configuration as shown in the first embodiment can be applied to two optical discs having the same wavelength and different disc substrate thicknesses by using one
図7は光ディスク上の偏光状態を示した図である。便宜上、対物レンズ7及び対物レンズ8の両方から出射されている状態での光ビームの偏光状態を併記している。対物レンズ7は、光ピックアップ17の送り方向と一致する光ディスク12の半径方向(以下、ディスク半径方向と記載する)の軸上からレンズ中心をずらした配置としている。一方、対物レンズ8はディスク半径方向の軸上に配置されている。図7において、対物レンズ7から光ディスク12に集光される光ビームの偏光状態は、図中のディスク半径方向と一致する方向であり、対物レンズ8から出射された光ビームの偏光状態は、ディスク半径方向と直交する方向(以下、トラック方向と記載する)と一致している。
FIG. 7 shows the polarization state on the optical disk. For convenience, the polarization state of the light beam in a state where it is emitted from both the
以上説明したように、1つの半導体レーザと1つの光検出器を用いながら、偏光状態をディスクに応じて変更する光ピックアップ構成とすることにより、同じ波長を用いながら異なる基板厚さの光ディスクを用いる2つの光ディスクシステム、例えばBlu−ray DiscとHD DVDの何れの光ディスクシステムに対しても対応可能な低コストな光ピックアップを実現することができる。さらに、本構成とすることにより、対物レンズ直下に配置する光学部品をPBSのみとすることが可能なため、光ピックアップの薄型化に大いに寄与することができる。 As described above, by using an optical pickup configuration in which the polarization state is changed according to the disc while using one semiconductor laser and one photodetector, optical discs having different substrate thicknesses while using the same wavelength are used. It is possible to realize a low-cost optical pickup that can be applied to two optical disc systems, for example, any of Blu-ray Disc and HD DVD optical disc systems. Furthermore, with this configuration, the optical component disposed immediately below the objective lens can be only PBS, which can greatly contribute to the thinning of the optical pickup.
次に、本発明の実施例2について説明する。図8は実施例2における光ピックアップの光学系構成を示した図であり、図9は実施例2における光ディスク上の偏光状態を示す図である。図8において、先述した実施例1の構成と異なるのは、PBS6の膜面6bの上方に2分の1波長板18を配置している点である。このような構成とすることにより、2分の1波長板18を透過した後の偏光方向を回転することが可能であり、例えば図9に示したようの対物レンズ8からの出射偏光をディスク半径方向とトラック方向を2分する方向に設定することが可能である。ここで、光ディスク上の偏光方向に関しては、一般には円偏光とするのが再生性能確保の上で望ましいことが経験的にわかっている。実施例2においては、対物レンズ8側の偏光方向を略45度方向とすることにより、ディスク半径方向成分とトラック方向成分に直線偏光成分を発生させることができ、円偏光と等価な効果を得ることが可能である。光ディスク13からの反射光ビームは、2分の1波長板18において再度P偏光に戻るため、以降の復路での光ビームの挙動は、実施例1と同じである。尚、2分の1波長板18は、PBS6と対物レンズ8の間に配置されていればよく、例えば、レンズホルダ9側に設置されていても同様な効果を発揮することは言うまでもない。
Next, a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 8 is a diagram showing an optical system configuration of the optical pickup in the second embodiment, and FIG. 9 is a diagram showing a polarization state on the optical disc in the second embodiment. In FIG. 8, the difference from the configuration of the first embodiment described above is that a half-
次に、本発明の実施例3について説明する。図10は実施例3における光ピックアップの光学系構成を示した図であり、図11は実施例3における光ディスク上の偏光状態を示す図である。図10において、先述した実施例2の構成と異なるのは、PBS6の膜面6aの上方に2分の1波長板19を配置している点である。このような構成とすることにより、2分の1波長板18及び2分の1波長板19を透過した後の偏光方向を回転することが可能であり、例えば図11に示したようの対物レンズ7及び対物レンズ8からの出射偏光を何れもディスク半径方向とトラック方向を2分する方向に設定することが可能である。そのため、光ディスク12及び光ディスク13の何れに対しても良好な再生性能を確保することが可能である。光ディスク12からの反射光ビームは、2分の1波長板19において再度P偏光に戻るため、以降の復路での光ビームの挙動は、実施例2と同じである。尚、2分の1波長板18及び2分の1波長板19の何れもは、PBS6と対物レンズ8及び対物レンズ7の間に配置されていればよく、例えば、レンズホルダ9側に設置されていても同様な効果を発揮することは言うまでもない。
Next,
次に、本発明の実施例4について説明する。図12は実施例4における光ピックアップの光学系構成を示した図であり、図13は実施例4における光ディスク上の偏光状態を示す図である。図12において、先述した実施例1の構成と異なるのは、PBS6に相当する部分にPBSミラー20を設ける構成としている点である。PBSミラー20の表面には45度の傾斜を持つ膜面20aが形成されており、PBSミラー20内部には膜面20bが形成されている。この膜面20a及び膜面20bの光学特性は、実施例1における膜面6a及び膜面6bと同じようにしているため、実施例1にて説明したのと同じ動作及び効果を得ることが可能である。そのため、光ディスク上においては、図13に示すように図7で説明したのと同様な偏光状態を得ることが可能である。
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described. FIG. 12 is a diagram showing an optical system configuration of the optical pickup in the fourth embodiment, and FIG. 13 is a diagram showing a polarization state on the optical disc in the fourth embodiment. In FIG. 12, the difference from the configuration of the first embodiment described above is that the
このような構成とすることにより、PBS6よりも低コストなPBSミラー20で光ピックアップの光学系を実現可能となり、光ピックアップの低コスト化を図ることが可能となる。さらに、本発明においても、膜面20a及び膜面20bと対物レンズ7及び対物レンズ8の間に2分の1波長板を配置する構成とすることにより、実施例2及び実施例3で示したのと同じ効果を得ることができるのは言うまでもない。
With such a configuration, an optical system of the optical pickup can be realized by the
次に、実施例1乃至実施例4における光ピックアップを搭載した光ディスク装置について説明する。図14に本発明の実施例における光ピックアップを搭載した光ディスク装置の概略ブロック図を示す。光ピックアップ17により検出された信号の一部は光ディスク判別回路51に送られる。光ディスク判別回路51における光ディスクの判別動作は、光ディスクの基板厚さが点灯している半導体レーザの発振波長に対応したものである場合と、異なる発振波長に対応したものである場合とを比較した場合に、光ピックアップ17より検出された例えばフォーカスエラー信号振幅レベルが前者の場合に大きくなることを利用している。その判別結果はコントロール回路54に送られる。さらに、光ピックアップ17により検出された検出信号の一部は、サーボ信号生成回路52あるいは情報信号検出回路53に送られる。サーボ信号生成回路52では、光ピックアップ17で検出された各種信号から光ディスク12あるいは光ディスク13に適したフォーカスエラー信号やトラッキングエラー信号を生成し、コントロール回路54に送る。一方、情報信号検出回路53では、光ピックアップ17の検出信号から光ディスク12あるいは光ディスク13に記録された情報信号を検出し再生信号出力端子へ出力する。コントロール回路54は、光ディスク判別回路51からの信号により光ディスク12あるいは光ディスク13を設定し、それに対応してサーボ信号生成回路52にて生成されたフォーカスエラー信号やトラッキングエラー信号に基づいて、対物レンズ駆動信号をアクチュエータ駆動回路55に送る。この対物レンズ駆動信号によりアクチュエータ駆動回路55は、光ピックアップ17内のアクチュエータ9を駆動し対物レンズ7及び対物レンズ8の位置制御を行う。また、コントロール回路54は、アクセス制御回路56により光ピックアップ17のアクセス方向位置制御を行い、スピンドルモータ制御回路57によりスピンドルモータ58を回転制御しディスク12あるいは光ディスク13を回転させる。
Next, an optical disk device on which the optical pickup according to the first to fourth embodiments is mounted will be described. FIG. 14 shows a schematic block diagram of an optical disc apparatus equipped with an optical pickup in an embodiment of the present invention. A part of the signal detected by the
さらに、コントロール回路54は、レーザ点灯回路59を駆動することにより、光ピックアップ17に搭載されている半導体レーザ1を光ディスク12あるいは光ディスク13に応じて適宜点灯させ、光ディスク装置での記録再生動作を実現している。また、コントロール回路54は、光ディスク判別回路51の判別結果に基づいて、偏光回転素子5のスイッチ24のオン/オフを行う。これにより、光ピックアップ17における光ビームの偏光状態を最適に制御することが可能とし、光ディスク12あるいは光ディスク13からそれぞれ良好な信号を検出することが可能である。
Further, the
尚、以上説明した本発明の実施例1乃至実施例4においては、光ディスク12においてS偏光を利用し、光ディスク13においてP偏光を利用する構成としているが、本発明は各ディスクに対する偏光状態を限定するものではなく、対物レンズ7及び対物レンズ8の配置を入れ替えて光学系の構成によっては別の偏光状態を利用する構成であってもかまわないことは言うまでもない。
In the first to fourth embodiments of the present invention described above, the
1…半導体レーザ、5…偏光回転素子、6…PBS、7…対物レンズ、8…対物レンズ、12…第1の光ディスク、13…第2の光ディスク、17…光ピックアップ、18…2分の1波長板、19…2分の1波長板、24…スイッチ。
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記第1及び第2の光ディスクからの反射光の何れもが、それぞれ前記光分岐素子を往路同様に反射、あるいは往路同様に透過することにより前記光検出器に至ることを特徴とする光ピックアップ。 A semiconductor laser light source, a polarization rotation element capable of rotating the polarization direction of the light beam emitted from the semiconductor laser light source in a substantially orthogonal direction as necessary, and the light beam disposed after passing through the polarization rotation element; A light branching element that reflects or transmits the light beam according to a polarization state of the light beam; a first objective lens that is disposed downstream of the light branching element and focuses the light beam on a first optical disk; and the light branching A second objective for condensing a light beam emitted from the same semiconductor laser as the first optical disc on a second optical disc disposed at a subsequent stage of the element and having a substrate thickness different from that of the first optical disc. An optical pickup comprising a lens and a photodetector for detecting reflected light from the first and second optical disks,
An optical pickup characterized in that each of reflected light from the first and second optical discs reaches the photodetector by reflecting or transmitting the light branching element in the same way as in the forward path.
8. An optical disc apparatus using the optical pickup according to claim 1, wherein an optical disc discriminating circuit for discriminating whether the mounted optical disc is the first optical disc or the second optical disc, and the polarization rotation element A polarization rotation element drive circuit that outputs a signal for rotating the polarization direction of the light beam that passes through the optical disk, and based on the signal from the optical disc discrimination circuit, the signal from the polarization rotation element drive circuit to the polarization rotation element An optical disc apparatus characterized by output.
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- 2005-07-06 JP JP2005196959A patent/JP2007018566A/en active Pending
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