JP2007042230A - Optical pickup and optical disk device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はパーソナルコンピュータ(以下PCという。)、特にノートブック型PCに搭載される光ディスク装置に採用される光ピックアップおよび光ピックアップを搭載する光ディスク装置に関するものである。 The present invention relates to an optical pickup employed in an optical disk device mounted on a personal computer (hereinafter referred to as a PC), particularly a notebook PC, and an optical disk device mounted with the optical pickup.
従来、光ディスク装置に搭載される光ピックアップは記録や再生ができる光ディスクの種類を増やし、機能を増やしてきた。当初はCD、CD−ROMの再生のみを行うのみであったが、CD−R/RWに対する記録および再生、さらにはDVD−ROMの再生、各種記録系DVDに対する記録および再生も可能となった。一方、コストダウンへの要求も強く、光学部品を減らすために互いに異なる2つの波長の発光点を1つのパッケージに収めた2波長半導体レーザ等も採用されてきている。 Conventionally, optical pickups mounted on optical disk devices have increased the types of optical disks that can be recorded and reproduced, and have increased functions. Initially, only CD and CD-ROM playback was performed, but recording and playback on CD-R / RW, DVD-ROM playback, and recording and playback on various recording DVDs became possible. On the other hand, there is a strong demand for cost reduction, and in order to reduce optical components, a two-wavelength semiconductor laser in which light emitting points having two different wavelengths are contained in one package has been adopted.
図9は従来の光ピックアップの光学系の構成図である。 FIG. 9 is a configuration diagram of an optical system of a conventional optical pickup.
レーザ光源モジュール111はレーザ光源101と受光センサ109とを備える。レーザ光源101はDVD用の波長λ1(約650nm)のレーザ光を出射する発光点とCD用の波長λ2(約780nm)のレーザ光を出射する発光点とを近接して備えた2波長半導体レーザ光源であり、レーザ光源モジュール111のパッケージ内に搭載される。回折素子102は略直方体状の透明な光学ガラスで形成した基体を有する。基体のレーザ光源101と対向する面にはレーザ光源101から出射された光を中心のメインビームと両側のサイドビームの3ビームに分離する回折格子を備える。回折格子にて3ビームに分離された光線はCDのトラッキング制御に使われる。ビームスプリッタ103は光学ガラスや光学プラスチックで形成した基体と基体のレーザ光源101側の表面に偏光分離膜を備える。コリメートレンズ104および対物レンズ107は光学ガラスまたは光学プラスチックで作製される。立ち上げミラー105は光学ガラスや光学プラスチックの表面に誘電体多層膜等の全反射膜を形成したものである。ホログラム素子106はホログラム106aと1/4波長板106bとを貼り合わせたものである。光ディスク108はCD系やDVD系の記録媒体である。受光センサ109はレーザ光源モジュール111のパッケージ内に収められ、レーザ光源101から出射され、光ディスク108の記録面で反射されたレーザ光を各受光素子で受光し、所定の電気信号に変換し出力する。前光モニタ110はビームスプリッタ103をわずかに透過したレーザ光源101から出射されたレーザ光を受光し、その光量に応じた電気信号に変換して出力する。
The laser
DVD用の波長λ1のレーザ光もCD用の波長λ2のレーザ光もレーザ光源101から出射されると回折素子102に入射する。回折素子102は本来波長λ2のレーザ光を3ビームに分離するものであり、波長λ2のレーザ光を3ビームに分離する。同様に分離する必要のない波長λ1のレーザ光も3ビームに分離してしまう。回折素子102で分離されたレーザ光はビームスプリッタ103に入射する。ビームスプリッタ103の表面の偏光分離膜は大半のレーザ光を光ディスク108へ向かうように反射し、一部のレーザ光を前光モニタ110へ向かうように透過する。コリメートレンズ104は発散光であったレーザ光を略平行光に変換する。立ち上げミラー105はそれまで光ディスク108の記録面とほぼ平行だったレーザ光の光路を光ディスク108に対して略直角になるように立ち上げる。ホログラム106aはレーザ光をそのまま透過する。1/4波長板106bはそれまでP偏光だったレーザ光の偏光を円偏光に変換する。対物レンズ107は略平行光だったレーザ光を光ディスク108の記録面で合焦するように集束光に変換する。レーザ光は光ディスク108にほぼ合焦で入射する。
When a laser beam having a
光ディスク108の記録面で反射されたレーザ光はほぼ往路とは逆のルートでビームスプリッタ103に入射する。その際、1/4波長板106bはレーザ光の偏光を円偏光からS偏光に変換する。ホログラム106aはRF信号、トラッキング制御用のトラッキングエラー信号、フォーカス制御用のフォーカスエラー信号に用いられる光束にレーザ光を分離する。ビームスプリッタ103はほぼ入射したレーザ光をほぼ全反射し、受光センサ109に入射させる。受光センサ109は各受光素子に入射したレーザ光の光量に応じてRF信号、トラッキングエラー信号、フォーカスエラー信号等を出力する。前光モニタ111は入射したレーザ光をレーザ光源101の出力制御用の電気信号に変換する。
The laser light reflected by the recording surface of the
このような2波長半導体レーザを用いた光ピックアップの光学系の例として(特許文献1)等がある。
レーザ光源として2波長半導体レーザ光源を用いると、DVD用のレーザ光を出射する発光点とCD用のレーザ光を出射する発光点の距離が近い。そのため回折素子をCD用のレーザ光の光路にのみ配置し、DVD用のレーザ光は回折素子の影響を受けないようにするのは困難である。従来CDのトラッキング制御は3ビームを用いて行われ、DVDは1ビームを用いて行われてきた。そのためDVD用のレーザ光源はサイドビームで損失する分を補うために、より大きな出力で発光してメインビームの光量を従来と同等にしなければならない。 When a two-wavelength semiconductor laser light source is used as the laser light source, the distance between the light emitting point that emits the laser beam for DVD and the light emitting point that emits the laser beam for CD is short. Therefore, it is difficult to dispose the diffraction element only in the optical path of the laser beam for CD and to prevent the laser beam for DVD from being affected by the diffraction element. Conventionally, CD tracking control is performed using three beams, and DVD is performed using one beam. Therefore, in order to compensate for the loss caused by the side beam, the DVD laser light source must emit light with a larger output and make the amount of light of the main beam equal to that of the conventional one.
一方、DVDはまた、高速度で記録することも求められる。そのためにもまたレーザ光源はより大きな出力で発光することが要求される。大きな出力で発光するということはレーザ光源の発熱量が大きいことを意味するが、光ピックアップの小型、軽量化が進められる中ではその対策にも困難を伴う。 On the other hand, DVDs are also required to be recorded at a high speed. For this purpose, the laser light source is required to emit light with a larger output. The fact that light is emitted with a large output means that the amount of heat generated by the laser light source is large. However, as the optical pickup becomes smaller and lighter, countermeasures are also difficult.
本発明は上記従来の問題点を解決するもので、2波長半導体レーザ光源を用いてもDVDの出力を従来よりも大きくすることのない光ピックアップを提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above-mentioned conventional problems, and to provide an optical pickup that does not increase the output of a DVD as compared with the conventional technique even when a two-wavelength semiconductor laser light source is used.
上記目的を達成するために本発明の光ピックアップは、波長λ1のレーザ光を出射する発光点と波長λ2(λ1<λ2)のレーザ光を出射する発光点を近接して設けたレーザ光源と、前記波長λ1のレーザ光および前記波長λ2のレーザ光を1ビーム法トラッキング制御用の信号のための光束とフォーカス制御用の信号のための光束に分離するホログラムと、前記ホログラムで分離された光束の各々を検出する光検出面を有する受光センサと、を備えたことを特徴とする。 In order to achieve the above object, an optical pickup of the present invention includes a laser light source provided with a light emitting point that emits laser light having a wavelength λ1 and a light emitting point that emits laser light having a wavelength λ2 (λ1 <λ2) close to each other; A hologram for separating the laser light of wavelength λ1 and the laser light of wavelength λ2 into a light beam for a one-beam method tracking control signal and a light beam for a focus control signal; and a light beam separated by the hologram And a light receiving sensor having a light detection surface for detecting each of them.
2波長半導体レーザ光源から出射された波長λ1のレーザ光も波長λ2のレーザ光も回折格子にて3ビームに分離されることなく、ホログラムにて1ビーム法トラッキング制御用の信号のための光束を分離され、受光センサに入射する。 A laser beam having a wavelength λ1 and a laser beam having a wavelength λ2 emitted from a two-wavelength semiconductor laser light source are separated into three beams by a diffraction grating, and a beam for a signal for tracking control of one beam method is generated by a hologram. Separated and incident on the light receiving sensor.
本発明の光ピックアップは、3ビームに分離する回折格子を設けることなく、波長λ1のレーザ光も波長λ2のレーザ光もホログラムで1ビーム法トラッキング制御用の光束を分離して受光センサに入射させることができる。そのため、波長λ1のレーザ光も波長λ2のレーザ光もその出力を無駄にすることなく利用することができる。したがって、2波長半導体レーザ光源を用いても発光出力を大きくする必要がなく、高速度の記録、小型化、軽量化ができる。 The optical pickup according to the present invention separates the light beam for one-beam tracking control using a hologram for both the laser light having the wavelength λ1 and the laser light having the wavelength λ2 without entering a diffraction grating that separates the light into three beams, and enters the light receiving sensor. be able to. Therefore, both the laser light with the wavelength λ1 and the laser light with the wavelength λ2 can be used without wasting the output. Therefore, even if a two-wavelength semiconductor laser light source is used, it is not necessary to increase the light emission output, and high-speed recording, size reduction, and weight reduction can be achieved.
本発明の第1の発明は、波長λ1のレーザ光を出射する発光点と波長λ2(λ1<λ2)のレーザ光を出射する発光点を近接して設けたレーザ光源と、
波長λ1のレーザ光および波長λ2のレーザ光を1ビーム法トラッキング制御用の信号のための光束とフォーカス制御用の信号のための光束に分離するホログラムと、
ホログラムで分離された光束の各々を検出する光検出面を有する受光センサと、
を備えたことを特徴とする光ピックアップである。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a laser light source in which a light emitting point that emits laser light having a wavelength λ1 and a light emitting point that emits laser light having a wavelength λ2 (λ1 <λ2) are provided close to each other;
A hologram for separating the laser beam having the wavelength λ1 and the laser beam having the wavelength λ2 into a light beam for a signal for tracking control of one beam method and a light beam for a signal for focus control;
A light receiving sensor having a light detection surface for detecting each of the light beams separated by the hologram;
An optical pickup comprising:
3ビームに分離する回折格子を設けることなく、波長λ1のレーザ光も波長λ2のレーザ光もホログラムで1ビーム法トラッキング制御用の光束を分離して受光センサに入射させることができる。そのため、波長λ1のレーザ光も波長λ2のレーザ光もその出力を無駄にすることなく利用することができる。したがって、2波長半導体レーザ光源を用いても発光出力を大きくする必要がなく、高速度の記録、小型化、軽量化ができる。 Without providing a diffraction grating that divides the beam into three beams, the laser beam having the wavelength λ1 and the laser beam having the wavelength λ2 can be separated into a light beam for tracking control of the one-beam method using a hologram and incident on the light receiving sensor. Therefore, both the laser light with the wavelength λ1 and the laser light with the wavelength λ2 can be used without wasting the output. Therefore, even if a two-wavelength semiconductor laser light source is used, it is not necessary to increase the light emission output, and high-speed recording, size reduction, and weight reduction can be achieved.
第2の発明は、第1の発明において、各々の対応する波長λ1のレーザ光を検出する光検出面と波長λ2のレーザ光を検出する光検出面とが同一のものであるかまたは電気的に接続されたものであることを特徴とする光ピックアップである。 According to a second invention, in the first invention, the light detection surface for detecting the laser light having the corresponding wavelength λ1 and the light detection surface for detecting the laser light having the wavelength λ2 are the same or electrically It is an optical pickup characterized by being connected to.
波長λ1と波長λ2のレーザ光に対応する電気的な出力の端子が共用することになる。波長λ1と波長λ2のレーザ光のそれぞれに端子を設けないために端子数を減らすことができ、受光センサの大きさを大きくしなくて済む。 The electrical output terminals corresponding to the laser beams having the wavelengths λ1 and λ2 are shared. Since no terminal is provided for each of the laser beams having the wavelengths λ1 and λ2, the number of terminals can be reduced, and the size of the light receiving sensor does not have to be increased.
第3の発明は、第1の発明において、レーザ光源と受光センサとが1つのパッケージに収められたことを特徴とする光ピックアップである。 A third invention is the optical pickup according to the first invention, wherein the laser light source and the light receiving sensor are housed in one package.
小型化することができるとともに、あらかじめ一体化しておくことで取り扱いが容易になる。 In addition to being able to reduce the size, it is easy to handle by integrating in advance.
第4の発明は、第1の発明において、対物レンズとホログラムとを搭載する可動部と、可動部を支持部材で支持する固定部と、固定部を固定し表面に波長λ1および波長λ2のレーザ光の反射防止手段を設けたヨークと、を備えたアクチュエータを備えたことを特徴とする光ピックアップである。 According to a fourth invention, in the first invention, a movable portion on which the objective lens and the hologram are mounted, a fixed portion that supports the movable portion with a support member, and a laser having wavelengths λ1 and λ2 on the surface by fixing the fixed portion. An optical pickup comprising an actuator including a yoke provided with light reflection preventing means.
反射防止手段を設けることにより迷光の発生を抑制することができ、光ディスクに対する記録や再生の特性が安定する。 By providing the antireflection means, the generation of stray light can be suppressed, and the characteristics of recording and reproduction with respect to the optical disk are stabilized.
第5の発明は、第4の発明において、レーザ光の反射防止手段がヨークの表面が粗面であることを特徴とする光ピックアップである。 A fifth invention is the optical pickup according to the fourth invention, wherein the antireflection means for the laser beam has a rough surface on the yoke.
レーザ光を乱反射させることで迷光を抑制することができる。また、安価で反射を抑制できる。 Stray light can be suppressed by irregularly reflecting the laser light. Further, reflection can be suppressed at low cost.
第6の発明は、第5の発明において、粗面が酸処理で形成されたことを特徴とする光ピックアップである。機械的に粗面にする場合よりも屑等の付着の心配が少ない。 A sixth invention is the optical pickup according to the fifth invention, wherein the rough surface is formed by acid treatment. There is less concern about adhesion of debris etc. than when mechanically roughened.
第7の発明は、第4の発明において、レーザ光の反射防止手段がヨークの表面が略黒色であることを特徴とする光ピックアップである。レーザ光を吸収することで迷光を抑制することができる。 A seventh invention is the optical pickup according to the fourth invention, wherein the antireflection means for the laser beam has a surface of the yoke substantially black. By absorbing the laser light, stray light can be suppressed.
第8の発明は、第7の発明において、ヨークの表面が黒無電解ニッケルめっき膜であることを特徴とする光ピックアップである。安定した黒色の皮膜が得られる。また、クロムめっき等に対し、人体に対する影響等が大きくない。 An eighth invention is the optical pickup according to the seventh invention, wherein the surface of the yoke is a black electroless nickel plating film. A stable black film is obtained. Moreover, the influence on a human body etc. is not large with respect to chromium plating or the like.
第9の発明は、第4の発明において、ヨークの表面が酸処理をされた表面に黒無電解ニッケルめっき膜が設けられたものであることを特徴とする光ピックアップである。 A ninth invention is the optical pickup according to the fourth invention, wherein the surface of the yoke is subjected to an acid treatment and a black electroless nickel plating film is provided.
酸処理を黒無電解ニッケルめっき膜を成膜するための前処理として行うことで、コストを上げることなく反射防止手段を設けることができる。 By performing the acid treatment as a pretreatment for forming a black electroless nickel plating film, an antireflection means can be provided without increasing the cost.
第10の発明は、第4の発明において、レーザ光源から出射されたレーザ光を対物レンズに入射するように立ち上げる光線立ち上げ部材を有し、レーザ光の反射防止手段が光線立ち上げ部材の背面に対向するヨークの面に設けられたことを特徴とする光ピックアップである。 According to a tenth aspect of the present invention, in the fourth aspect of the invention, there is provided a light beam raising member that raises the laser light emitted from the laser light source so as to enter the objective lens. An optical pickup is provided on a surface of a yoke facing a back surface.
迷光が発生するのが光線立ち上げ部材の背面に対向するヨークの面であり、そこに反射防止手段を設けることで効果的に迷光の発生を抑制することができる。 The stray light is generated on the surface of the yoke facing the back surface of the light beam raising member, and the generation of stray light can be effectively suppressed by providing antireflection means there.
第11の発明は、第1の発明の光ピックアップを備えたことを特徴とする光ディスク装置である。光ピックアップは高速度の記録、小型化、軽量化に対応できる。そのため、その光ピックアップを備えた光ディスク装置も高速度、小型化、軽量化に対応できる。 An eleventh aspect of the invention is an optical disc apparatus comprising the optical pickup of the first aspect of the invention. The optical pickup can cope with high-speed recording, miniaturization, and weight reduction. Therefore, the optical disk device equipped with the optical pickup can also cope with high speed, miniaturization, and weight reduction.
(実施の形態1)
本実施の形態1について図面を参照しながら説明する。図1は本実施の形態1の光ピックアップの光学系の構成図、図2は本実施の形態1の光ピックアップの構成図である。
(Embodiment 1)
The first embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a configuration diagram of the optical system of the optical pickup according to the first embodiment, and FIG. 2 is a configuration diagram of the optical pickup according to the first embodiment.
レーザ光源1はDVD用の波長λ1(約650nm)のレーザ光を出射する発光点1aとCD用の波長λ2(約780nm)のレーザ光を出射する発光点1bとを備える。図3は本実施の形態1のレーザ光源ユニットの主要部の構成図である。レーザ光源1は受光センサ8を構成する基板8a上に形成された凹部8bに配置される。レーザ光源ユニット10はレーザ光源1と受光センサ8とを備え、それらを1つのパッケージ内に収めたものである。本実施の形態1において、レーザ光源1は発光点1aおよび発光点1bとを1つの発光素子内に近接して配置した、いわゆるモノリシック型2波長半導体レーザ光源とした。しかし、発光点1aを有する発光素子と発光点1bを有する発光素子を隣接して配置した、いわゆるハイブリッド型2波長半導体レーザ光源としても良い。発光点1a、1bから出射されたレーザ光はそれぞれ斜面8cで図3の紙面手前方向に反射され、レーザ光源ユニット10から出射される。
The
レーザ光源1を固定した受光センサ8の基板8aは放熱板10a上に配置され、放熱板10aはさらに放熱部材(図示せず)に熱的に接続される。そのため、レーザ光源1の放熱性は非常に優れており、レーザ光源1を大出力で使用してもレーザ光源1自体の温度は上がりにくい構成になっている。レーザ光源1への電力の供給や、受光センサ8で生成した各種信号の出力はFPC10bを通して行われる。キャップ10cはレーザ光源1を配置した受光センサ8を覆い、レーザ光源1や受光センサ8を保護している。また、キャップ10cは窓(図示せず)を有しており、窓を通してレーザ光源1から出射されたレーザ光を光ディスク7に向け出射させたり、光ディスク7で反射されたレーザ光を受光センサ8に入射させたりする。レーザ光源ユニット10は位置調整部材やあおり調整部材を介してキャリッジ12に取り付けられる。
The
ビームスプリッタ2は光学ガラスや光学プラスチック等で作製された基体のレーザ光源1に対向する面に偏光分離膜が形成されたものである。偏光分離膜は誘電体の多層膜等で構成され、レーザ光源1から出射された往路のレーザ光の大半を反射して光ディスク7に向かわせ、一部を透過して前光モニタ9に向かわせる。また、光ディスク7で反射された復路のレーザ光をほぼ全反射して受光センサ8に向かわせる。ビームスプリッタ2はキャリッジ12に取り付けられる。
The
コリメートレンズ3は光学ガラスや光学プラスチック等で作製される。コリメートレンズ3はレーザ光源1から出射された発散光であるレーザ光を略平行光に変換する。コリメートレンズ3はキャリッジ12に直接または光軸方向の位置調整ができるように調整部材を介して取り付けられる。
The
光線立ち上げ部材としての立ち上げミラー4はそれまで光ディスク7の面に略平行な面内にあった光軸を光ディスク7の面に略直角に立ち上げるためのミラーであり、プリズムとしても良い。立ち上げミラー4のレーザ光源1および光ディスク7に対向する面には全反射膜が形成される。全反射膜は誘電体の多層膜や金属膜である。立ち上げミラー4はキャリッジ12に固定される。
The rising
ホログラム素子5はホログラム5aと1/4波長板5bとを備え、立ち上げミラー4と対物レンズ6の間のレンズホルダ14に固定される。ホログラム5aは偏光選択性を有し、往路のレーザ光をそのまま透過させ、復路のレーザ光に対してホログラムとして働くようにしている。1/4波長板5bは波長λ1のレーザ光にも波長λ2のレーザ光にも作用するように屈折率と厚さが設定されている。
The
対物レンズ6は光学ガラスや光学プラスチック等で作製される。対物レンズ6は略平行光のレーザ光を光ディスク7の記録面で合焦となるように集束光に変換する。対物レンズ6は集光レンズおよびフレネルレンズまたはホログラムレンズの組み合わせ、DVD用集光レンズにCD再生時に開口制限手段を設ける組み合わせ等を用い、光ディスク7の厚みおよび開口数の違いを吸収するものも使用することができる。対物レンズ6はアクチュエータ13の可動部であるレンズホルダ14に固定される。
The
光ディスク7はCD系がCD、CD−ROM、CD−R/RW、DVD系がDVD−ROM、DVD±R/RW、DVD−RAM等であり、CD系もDVD系も再生専用のものを除いて全て記録も再生も可能なものである。 The optical disk 7 is CD, CD-ROM, CD-R / RW, DVD system is DVD-ROM, DVD ± R / RW, DVD-RAM, etc. All can be recorded and played back.
受光センサ8は基板8a上に複数の光検出面8dを有し、各々の光検出面8dに入射した光量に応じた電気信号に変換し、FPC10bを通して外部に出力する。受光センサ8はレーザ光源1とともに1つのパッケージであるレーザ光源ユニット10内に配置される。
The
前光モニタ9はレーザ光源1の発光点1a、1bから出射されビームスプリッタ2が透過した光を受け、光量を電気信号に変換し出力するセンサである。この電気信号は光ディスク7へ集光する集光スポットの光量が一定になるようにレーザ光源1の駆動回路(図示せず)を制御する制御回路(図示せず)に送られる。前光モニタ9はキャリッジ12に配置される。
The front light monitor 9 is a sensor that receives light emitted from the
キャリッジ12は光ピックアップ11の骨格を成すものである。上記のようにキャリッジ12に各種光学部品を始めとする光ピックアップ11を構成する部品が直接あるいは他の部品を介して取り付けられる。キャリッジ12はZn合金、Mg合金などの合金材料あるいは硬質樹脂材料などで形成される。
The
次に光路について説明する。DVD用である波長λ1のレーザ光は発光点1aから出射され、P偏光である。また、CD用である波長λ2のレーザ光は発光点1bから出射され、P偏光である。光ディスク7へ向かう往路のレーザ光はレーザ光源1から出射されてすぐに斜面8cで反射され、レーザ光源ユニット10のキャップ10cの窓を透過して、ビームスプリッタ2へ入射する。P偏光である往路のレーザ光はビームスプリッタ2の偏光分離膜で大半が反射され、一部が透過される。反射された往路のレーザ光はコリメートレンズ3で略平行光に変換され、立ち上げミラー4で光ディスク7の面に略直角に光路を立ち上げられてホログラム素子5に入射する。P偏光の往路のレーザ光はホログラム素子5のホログラム5aをそのまま透過して1/4波長板5bに入射する。P偏光の往路のレーザ光は1/4波長板5bによって円偏光に変換されて、対物レンズ6に入射する。往路のレーザ光は対物レンズ6で集束光に変換され、光ディスク7の記録面で集束する。
Next, the optical path will be described. The laser beam having the wavelength λ1 for DVD is emitted from the
光ディスク7の記録面で反射され、復路光となったレーザ光は対物レンズ6で逆に略平行光に変換され、ホログラム素子5の1/4波長板5bに入射する。円偏光の復路のレーザ光は1/4波長板5bで往路とは90°回転したS偏光に変換され、ホログラム5aに入射する。S偏光の復路のレーザ光はホログラム5aでフォーカス制御用の信号のための光束と1ビーム法トラッキング制御用の信号のための光束に分離される。なお、RF信号はトラッキング制御用の信号の一部を使って生成される。ホログラム素子5のホログラム5aで分離された復路のレーザ光は立ち上げミラー4で光路を光ディスク7の面と略平行な面内に変換されて、コリメートレンズ3に入射する。コリメートレンズ3にて受光センサ8で略合焦となるような集束光に変換された復路のレーザ光はビームスプリッタ2に入射する。ビームスプリッタ2の偏光分離膜にてS偏光の復路のレーザ光は全反射され、レーザ光源ユニット10の受光センサ8に入射する。ホログラム5aで分離されたそれぞれの光束は対応する光検出面8dに入射し、光量に応じた電気信号に変換されて出力される。
The laser beam reflected by the recording surface of the optical disk 7 and converted into the return path light is converted into substantially parallel light by the
各光検出面8dから生成される信号は以下の通りである。DVDのフォーカス制御用のフォーカスエラー信号FESは対応する光検出面8dの出力をF11、F12とすると、
FES=F12−F11
なる関係式により算出される。また、CDのフォーカス制御用のフォーカスエラー信号FESは対応する光検出面8dの出力をF21、F22とすると、
FES=F22−F21
なる関係式により算出される。
Signals generated from each
FES = F12-F11
It is calculated by the following relational expression. Further, the focus error signal FES for controlling the focus of the CD is assumed that the outputs of the corresponding
FES = F22-F21
It is calculated by the following relational expression.
ここで、F11は複数の光検出面8dを電気的に結合して1つの出力結果が得られるようにしたものである。F21、F12、F22についても同様である。また、後述するT15、T16、T25、T26についても同様である。 Here, F11 is obtained by electrically coupling a plurality of light detection surfaces 8d to obtain one output result. The same applies to F21, F12, and F22. The same applies to T15, T16, T25, and T26 described later.
また、F11とF21はさらに電気的に結合して1つの出力結果が得られるようにすることが望ましい。また、F12とF22についても同様である。これはDVD用の出力端子とCD用の出力端子とを共用することで出力端子数を減らし、受光センサ8の図3の紙面上下方向の寸法が大きくなるのを防ぐ効果がある。これは光ピックアップ11の高さ寸法を大きくしない効果があり、結果として光ディスク装置の薄型化を阻害しない。
Further, it is desirable that F11 and F21 are further electrically coupled to obtain one output result. The same applies to F12 and F22. This has the effect of reducing the number of output terminals by sharing the DVD output terminal and the CD output terminal and preventing the
また、F11とF21を出力する光検出面8dを連結して共用の光検出面8dとしても同じ効果が得られ、F12とF22を出力する光検出面8dも同様である。
The same effect can be obtained by connecting the
また、本実施の形態1ではフォーカス制御としてスポットサイズ法を採用した。F11、F21を出力する光検出面8dとF12、F22を出力する光検出面8dの一方に入射する光束は光検出面8dに入射する前に合焦し、他方に入射する光束は光検出面8dに入射した後で合焦するようにホログラム5aを構成した。しかし、スポットサイズ法に限るものではなく、非点収差法やナイフエッジ法によるフォーカス制御としても良い。
In the first embodiment, the spot size method is adopted as the focus control. The light beam incident on one of the
同一のホログラム5aを使用して、DVD用の波長λ1のレーザ光とCD用の波長λ2のレーザ光とで受光センサ8へ入射する位置が異なるのは波長が異なるためにわずかに進路が変わるためである。
Using the
DVDのトラッキング制御用のトラッキングエラー信号TESは使用する光ディスク7の種類により異なる。対応する光検出面8dの出力をT1、T2、T3、T4、T15、T16とすると、DVD−ROMのトラッキングエラー信号TESは、
TES=∠(T1−T2)+∠(T4−T3)
なる関係式により算出される。ここで、∠は()内の出力の位相差を変換した電圧である。また、DVD±R/RWのトラッキングエラー信号TESは、
TES=T15−T16
なる関係式により算出される。またDVD−RAMのトラッキングエラー信号TESは、
TES=(T2+T3)−(T1+T4)
なる関係式により算出される。
The tracking error signal TES for DVD tracking control varies depending on the type of the optical disk 7 to be used. When the output of the corresponding
TES = ∠ (T1-T2) + ∠ (T4-T3)
It is calculated by the following relational expression. Here, ∠ is a voltage obtained by converting the phase difference of the output in parentheses. The tracking error signal TES of DVD ± R / RW is
TES = T15-T16
It is calculated by the following relational expression. The tracking error signal TES of DVD-RAM is
TES = (T2 + T3)-(T1 + T4)
It is calculated by the following relational expression.
また、CDのトラッキング制御用のトラッキングエラー信号TESも使用する光ディスク7の種類により異なる。対応する光検出面8dの出力をT1、T2、T3、T4、T25、T26とすると、CD−ROMのトラッキングエラー信号TESは、
TES=∠(T1−T2)+∠(T4−T3)
なる関係式により算出される。またCD−R/RWのトラッキングエラー信号TESは、
TES=(T2+T3)−(T1+T4)−k(T25−T26)
なる関係式により算出される。ここでkは動作設定に応じて定まる定数である。
Further, the tracking error signal TES for CD tracking control also differs depending on the type of the optical disk 7 to be used. When the output of the corresponding
TES = ∠ (T1-T2) + ∠ (T4-T3)
It is calculated by the following relational expression. The tracking error signal TES of CD-R / RW is
TES = (T2 + T3)-(T1 + T4) -k (T25-T26)
It is calculated by the following relational expression. Here, k is a constant determined according to the operation setting.
フォーカス制御用の場合と同様にT15とT25は電気的に結合して1つの出力結果が得られるようにすることが望ましい。また、T16とT26についても同様である。これはDVD用の出力端子とCD用の出力端子とを共用することで出力端子数を減らし、受光センサ8の図3の紙面上下方向の寸法が大きくなるのを防ぐ効果がある。これは光ピックアップ11の高さ寸法を大きくしない効果があり、結果として光ディスク装置の薄型化を阻害しない。
As in the case of focus control, it is desirable that T15 and T25 be electrically coupled to obtain one output result. The same applies to T16 and T26. This has the effect of reducing the number of output terminals by sharing the DVD output terminal and the CD output terminal and preventing the
また、T15とT25を出力する光検出面8dを連結して共用の光検出面8dとしても同じ効果が得られ、T16とT26を出力する光検出面8dも同様である。
The same effect can be obtained by connecting the
トラッキング制御はいずれも1ビームからトラッキングエラー信号TESを生成する1ビーム法であり、これらの信号が生成できるようにホログラム5aを構成した。同一のホログラム5aを使用して、T15とT25、T16とT26を出力する光検出面8dのようにDVD用の波長λ1のレーザ光とCD用の波長λ2のレーザ光とで入射する位置が異なるのは波長が異なるためにわずかに進路が変わるためであり、フォーカス制御用の場合と同じである。またT1、T2、T3、T4を出力する光検出面8dに対しては波長λ1のレーザ光と波長λ2のレーザ光の入射する位置が近いのはホログラム5aでの回折の次数が異なるため、波長の影響の仕方が異なるためである。
The tracking control is a one-beam method in which the tracking error signal TES is generated from one beam, and the
DVDもCDも光ディスク7の種類に関係なく、RF信号RFは、
RF=T1+T2+T3+T4
なる関係式により算出される。
Regardless of the type of optical disc 7 for both DVD and CD, the RF signal RF is
RF = T1 + T2 + T3 + T4
It is calculated by the following relational expression.
ホログラム5aはフォーカス制御用のフォーカスエラー信号FES、トラッキング制御用のトラッキングエラー信号TESおよびRF信号RFの組み合わせが最適に生成されるように構成される。
The
このように本実施の形態1において3ビームに分離する回折格子を設けることなく、波長λ1のレーザ光も波長λ2のレーザ光もホログラム5aで1ビーム法トラッキング制御用の光束を分離して受光センサ8に入射させることができる。そのため、波長λ1のレーザ光も波長λ2のレーザ光もその出力を無駄にすることなく利用することができる。したがって、レーザ光源1として2波長半導体レーザ光源を用いても発光出力を大きくする必要がなく、高速度の記録ができる。また、2波長半導体レーザ光源を用いることができるため小型化、軽量化ができる。
As described above, in the first embodiment, without providing a diffraction grating that separates the light into three beams, the laser beam having the wavelength λ1 and the laser beam having the wavelength λ2 is separated from the light beam for tracking control by the single beam method using the hologram 5a. 8 can be made incident. Therefore, both the laser light with the wavelength λ1 and the laser light with the wavelength λ2 can be used without wasting the output. Therefore, even if a two-wavelength semiconductor laser light source is used as the
ところで、本実施の形態1において、F11とF21、F12とF22、T15とT25、T16とT26を出力する各光検出面8dを電気的に結合するか光検出面8dを共用することが望ましいとした。これは光ピックアップ11の薄型化のためにDVD用の出力端子とCD用の出力端子とを共用することで出力端子数を減らす目的であった。そのため、例えばCDの光ディスク7に記録または再生の一方を行う場合でも、CD用の光検出面8dだけでなくCDの記録や再生には不必要なDVD用の光検出面8dもすべて常に動作していることになる。したがって、迷光のような不要な光がDVD用の光検出面8dに入射すると、CDのフォーカス制御用の信号やトラッキング制御用の信号に影響が出て、記録や再生の動作が不安定になることが考えられる。これはDVDの記録や再生の場合も同じである。
By the way, in the first embodiment, it is desirable to electrically couple the light detection surfaces 8d that output F11 and F21, F12 and F22, T15 and T25, and T16 and T26, or to share the
そのため、本実施の形態1の光ピックアップ11においてはさらに以下の構成を設けた。すなわち、アクチュエータ13のヨーク15の表面に波長λ1および波長λ2のレーザ光の反射防止手段を設けた。
Therefore, the
図4は本実施の形態1のアクチュエータの構成図、図5は本実施の形態1のヨークの構成図である。可動部であるレンズホルダ14はn貫通孔14a、14bを備える。対物レンズ6は貫通孔14aの上面側から固定されている。またホログラム素子5は貫通孔14aの下面側から固定されている。貫通孔14bの内部にはフォーカスコイル19およびトラッキングコイル20が取り付けられている。レンズホルダ14は後述するように支持部材であるサスペンションワイヤ16を電気的に絶縁して保持するため、絶縁性材料であるガラスフィラー入り液晶ポリマなどで形成される。また、対物レンズ6の周辺から迷光が発生しにくいようにつや消しの略黒色の表面となっている。
FIG. 4 is a configuration diagram of the actuator according to the first embodiment, and FIG. 5 is a configuration diagram of the yoke according to the first embodiment. The
レンズホルダ14の両側部にはそれぞれ3本づつ、サスペンションワイヤ16が設けられている。サスペンションワイヤ16の端部はフォーカスコイル19やトラッキングコイル20と電気的に接続されている。サスペンションワイヤ16は弾性のある導電材料で構成されており、鉄合金,銅合金(例えば銅−ベリリウム合金等)などの線状体や平板状体で構成されている。
Three
固定部であるサスペンションホルダ17は絶縁性材料からなり、サスペンションワイヤ16の他端部が埋設されている。すなわち、サスペンションホルダ17は支持部材であるサスペンションワイヤ16を介してレンズホルダ14を変位可能に弾性的に片持ち支持している。サスペンションホルダ17には図示していない回路基板が取り付けあるいは近接して設けられており、この回路基板とサスペンションワイヤ16は電気的に接続されている。
The
サスペンションホルダ17は、鉄合金等の磁性体からなるヨーク15に搭載されている。ヨーク15には、同一側に折り曲げられた、前端ヨーク部15a、側立設部15b、15c、15d、15e、立設ヨーク部15f、15gが設けられている。前端ヨーク部15aと立設ヨーク部15f、15gは対向するように設けられている。しかも前端ヨーク部15aの立設ヨーク部15f、15g側の面および立設ヨーク部15f、15gの前端ヨーク部15a側の面には磁石18a、18b、18cが取り付けられている。このとき、前端ヨーク部15a、立設ヨーク部15f、15gと磁石18a、18b、18cは、紫外線硬化接着剤や熱硬化性接着剤などによって固定されている。
The
フォーカスコイル19およびトラッキングコイル20は銅あるいは銅合金等で構成された被覆導電線が筒状に巻回されて貫通孔14bの内部に配置される。フォーカスコイル19は磁石18b、18cが取り付けられた立設ヨーク部15f、15gがそれぞれの筒状形状の内側を貫通するように配置される。トラッキングコイル20は磁石18aと磁石18b、18cとの間に配置される。
The
アクチュエータ13はヨーク15に固定されたサスペンションホルダ17がサスペンションワイヤ16でレンズホルダ14を支持する構成である。アクチュエータ13は側立設部15b、15c、15d、15eにてキャリッジ12に紫外線硬化接着剤や熱硬化性接着剤などによって固定される。
The
図6(a)は本実施の形態1の対物レンズを中心とした光学部品の上面配置図、(b)はそのAA断面図である。レーザ光源1から出射されたレーザ光は図6の1点鎖線で示す経路を通り光ディスク7に入射する。その際、例えば、コリメートレンズ3を透過したレーザ光がすべて立ち上げミラー4で反射されるのではなく、ごく一部がアクチュエータ13のヨーク15の前端ヨーク部15aに到達すると、その到達したレーザ光は迷光になり得る。ここで、レーザ光が前端ヨーク部15aに到達する場合としては、立ち上げミラー4の外側を通り前端ヨーク部15aに直接到達する場合、立ち上げミラー4表面の全反射膜をごくわずかに透過して前端ヨーク部15aに到達する場合がある。
FIG. 6A is a top surface arrangement diagram of the optical component centering on the objective lens according to the first embodiment, and FIG. 6B is an AA cross-sectional view thereof. The laser light emitted from the
レーザ光が前端ヨーク部15aに到達すると、前端ヨーク部15aは対物レンズ6やホログラム素子5にごく近く、迷光としてフォーカス制御やトラッキング制御に影響を及ぼす。したがって、ヨーク15、特に立ち上げミラー4の背面に対向するヨーク15の前端ヨーク部15aの面にレーザ光の反射防止手段が設けられることが望ましい。
When the laser light reaches the front
本実施の形態1においてヨーク15の表面を酸処理で粗面とし、さらに黒無電解ニッケルめっき膜をその上に成膜した。まずヨーク15をプレス等で所定の形状に仕上げる。次にめっき前処理を行う。まず、油分等の有機性の汚れを洗剤による洗浄で落とし、純水洗する。次にアルカリ脱脂を行い、純水洗する。さらに10〜20%塩酸に10〜30秒間浸漬し、水洗する。塩酸に浸漬することで鉄合金等からなるヨーク15の表面は粗面となる。
In the first embodiment, the surface of the
次にめっきを行う。次亜リン酸ナトリウムを還元剤とする無電解めっき浴にて所定の無電解ニッケル−リンめっき膜を成膜する。最後に塩化第二銅、塩化ニッケル、塩酸を含有する酸性処理液に浸漬して表面にニッケルのリン酸塩化合物を形成して、めっき膜の表面を黒色化する。なお、上記前処理の液や条件、無電解ニッケルめっき浴やめっき条件、酸性処理液や処理条件は適宜最適なものが選定される。 Next, plating is performed. A predetermined electroless nickel-phosphorous plating film is formed in an electroless plating bath using sodium hypophosphite as a reducing agent. Finally, it is immersed in an acidic treatment solution containing cupric chloride, nickel chloride, and hydrochloric acid to form a nickel phosphate compound on the surface, thereby blackening the surface of the plating film. The optimal pretreatment liquid and conditions, electroless nickel plating bath and plating conditions, acidic treatment liquid and treatment conditions are appropriately selected.
上記の処理をしたヨーク15の表面は略黒色の粗面である。したがって、このような表面は仮にレーザ光が入射してきても大半が吸収され、仮にごく一部が反射されても乱反射となるため迷光として影響を及ぼすほどのまとまった光量にはなりにくい。上記の処理をすることで光検出部8dに入射する迷光を約1/5に減らすことができた。その結果として、フォーカス制御、トラッキング制御での迷光の影響の多くを排除することができ、フォーカス制御、トラッキング制御をより安定して行うことができるようになった。
The surface of the
なお、本実施の形態1においてめっきの前工程として酸処理を行って表面を粗面化し、無電解ニッケルめっき膜を成膜した後酸性処理液に浸漬して黒色化した。そのため通常の無電解ニッケルめっき膜の成膜とほとんど変わらない工程とすることができた。しかしそれに限るものではない。表面の粗面化と黒色化を単独で実施しても良い。例えば、前工程の酸処理の液を5〜10%硫酸に浸漬することで平滑な表面が得られる。その表面に無電解ニッケルめっき膜を成膜して黒色化しても良い。また、逆に前工程で粗面化し、無電解ニッケルめっき膜を成膜した後黒色化しなくても良い。その場合、レーザ光の反射防止手段としての効果は小さいが、製造コストを低減できる。
In
また、黒色化は他の黒めっき膜を成膜しても良い。例えば、黒クロムめっき、黒ニッケルめっき、クロメート等がある。しかし、黒クロムめっき、クロメートは環境面によく配慮をする必要があり、黒ニッケルめっきは耐食性や黒色がやや薄いことを考慮する必要がある。また、黒色化は塗装で行っても良い。その際、ヨーク15全体を塗装しても良いし、前端ヨーク部15aの対物レンズ6に対向する面のみを塗装しても良い。また、ヨーク15の形状に加工する前の板の状態で前端ヨーク部15aの対物レンズ6に対向する面に相当する箇所を塗装し、その後でヨーク15の形状に加工しても良い。
For blackening, another black plating film may be formed. For example, there are black chrome plating, black nickel plating, chromate and the like. However, for black chrome plating and chromate, it is necessary to give due consideration to the environment, and for black nickel plating, it is necessary to consider that the corrosion resistance and black color are somewhat thin. Moreover, you may perform blackening by coating. At that time, the
(実施の形態2)
本実施の形態2について図面を参照しながら説明する。図7は本実施の形態2の光ピックアップモジュールの構成図、図8は本実施の形態2の光ディスク装置の構成図である。実施の形態2は実施の形態1で説明した光ピックアップを搭載した光ディスク装置である。
(Embodiment 2)
The second embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 7 is a configuration diagram of the optical pickup module according to the second embodiment, and FIG. 8 is a configuration diagram of the optical disk device according to the second embodiment. The second embodiment is an optical disk device on which the optical pickup described in the first embodiment is mounted.
光ディスク装置50の光ディスク7および光ピックアップ11を駆動する駆動機構を光ピックアップモジュール30という。ベース31は光ピックアップモジュール30の骨組みを成すもので、このベース31に直接的、間接的に各構成部品を固定する。
A drive mechanism that drives the optical disk 7 and the
光ディスク7を載置するターンテーブルを備えたスピンドルモータ32はベース31に固定される。スピンドルモータ32は光ディスク7を回転させる回転駆動力を生成する。
A
フィードモータ33はベース31に固定される。フィードモータ33は光ピックアップ11が光ディスク7の内周と外周の間を移動するために必要な回転駆動力を生成する。フィードモータ33としてステッピングモータ、DCモータなどが使用される。スクリューシャフト34はらせん状の溝が形成されており、直接または数段のギアを介してフィードモータ33に接続される。本実施の形態2では直接フィードモータ33と接続される。ガイドシャフト35、36はそれぞれ両端で支持部材38を介してベース31に固定される。ガイドシャフト35、36は光ピックアップ11を移動自在に支持する。光ピックアップ11はスクリューシャフト34の溝と噛み合うガイド歯を有するラック37を固定している。ラック37がスクリューシャフト34に伝達されたフィードモータ33の回転駆動力を直線駆動力に変換するために光ピックアップ11は光ディスク7の内周と外周の間を移動することができる。
The
光ピックアップ11は実施の形態1で説明したものにFPCカバー22とアクチュエータカバー23を設けたものである。光ピックアップ11は光ディスク7に対し情報の記録または再生の少なくとも一方を行い、そのためにレーザ光を光ディスク7に向けて出射する。光ピックアップ11から出射されるレーザ光が光ディスク7に対し直角に入射するように、支持部材38を構成する調整機構でガイドシャフト35、36の傾きを調整する。
The
上部筐体51aと下部筐体51bを組み合わせてネジなどを用いて互いに固定して筐体51とする。トレイ52は筐体51に出没自在に設けられる。トレイ52はカバー39を取り付けた光ピックアップモジュール30を下面側から配置する。カバー39は開口を有し、光ピックアップ11の対物レンズ6を含む一部とスピンドルモータ32のターンテーブルを露出させる。本実施の形態2の場合、フィードモータ33も露出させる。ベゼル53をトレイ52の前端面に設け、トレイ52が筐体51内に収納された時に、トレイ52の出没口を塞ぐようにする。
The
ベゼル53にはイジェクトスイッチ54が設けられ、イジェクトスイッチ54を押すことで、筐体51とトレイ52との係合が解除され、トレイ52は筐体51に対し出没が可能な状態となる。レール55はそれぞれトレイ52の両側部および筐体51の双方に摺動自在に取り付けられる。
The
筐体51の内部やトレイ52の内部には図示していない回路基板があり、信号処理系のICや電源回路などが搭載されている。外部コネクタ56はコンピュータ等の電子機器に設けられた電源/信号ラインと接続される。そして、外部コネクタ56を介して光ディスク装置50内に電力を供給したり、外部からの電気信号を光ディスク装置50内に導いたり、あるいは光ディスク装置50で生成された電気信号を外部の電子機器などに送出したりする。
There is a circuit board (not shown) inside the
このように本実施の形態2の光ディスク装置50は実施の形態1で説明した光ピックアップ11を備えている。実施の形態1の光ピックアップ11は波長λ1のレーザ光も波長λ2のレーザ光もその出力を無駄にすることなく利用することができる。したがって、2波長半導体レーザ光源を用いても発光出力を大きくする必要がなく、高速度の記録、小型化、軽量化ができる。しかもフォーカス制御、トラッキング制御がより安定して行える。したがって、本実施の形態2の光ディスク装置50は小型、軽量化ができ、高速度の記録を実現できるとともに、フォーカス制御、トラッキング制御がより安定して行える。
As described above, the
以上のように本発明の光ピックアップは小型、軽量化が望まれるノートブック型PCに搭載される光ディスク装置に搭載される。また、本発明の光ディスク装置はノートブック型PCに好んで搭載される。 As described above, the optical pickup of the present invention is mounted on an optical disk device mounted on a notebook PC that is desired to be reduced in size and weight. The optical disk apparatus of the present invention is preferably mounted on a notebook PC.
1 レーザ光源
1a、1b 発光点
2 ビームスプリッタ
3 コリメートレンズ
4 立ち上げミラー
5 ホログラム素子
5a ホログラム
5b 1/4波長板
6 対物レンズ
7 光ディスク
8 受光センサ
8a 基板
8b 凹部
8c 斜面
8d 光検出面
9 前光モニタ
10 レーザ光源ユニット
10a 放熱板
10b FPC
10c キャップ
11 光ピックアップ
12 キャリッジ
13 アクチュエータ
14 レンズホルダ
15 ヨーク
16 サスペンションワイヤ
17 サスペンションホルダ
18a、18b、18c 磁石
19 フォーカスコイル
20 トラッキングコイル
21 FPC
22 FPCカバー
23 アクチュエータカバー
30 光ピックアップモジュール
31 ベース
32 スピンドルモータ
33 フィードモータ
34 スクリューシャフト
35、36 ガイドシャフト
37 ラック
38 支持部材
39 カバー
50 光ディスク装置
51 筐体
51a 上部筐体
51b 下部筐体
52 トレイ
53 ベゼル
54 イジェクトスイッチ
55 レール
56 外部コネクタ
DESCRIPTION OF
22
Claims (11)
前記波長λ1のレーザ光および前記波長λ2のレーザ光を1ビーム法トラッキング制御用の信号のための光束とフォーカス制御用の信号のための光束に分離するホログラムと、
前記ホログラムで分離された光束の各々を検出する光検出面を有する受光センサと、
を備えたことを特徴とする光ピックアップ。 A laser light source in which a light emitting point that emits laser light having a wavelength λ1 and a light emitting point that emits laser light having a wavelength λ2 (λ1 <λ2) are provided close to each other
A hologram for separating the laser light of wavelength λ1 and the laser light of wavelength λ2 into a light beam for a signal for one-beam tracking control and a light beam for a signal for focus control;
A light receiving sensor having a light detection surface for detecting each of the light beams separated by the hologram;
An optical pickup characterized by comprising:
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