JP2008059739A - 光ピックアップ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】光ピックアップ装置の提供。
【解決手段】低密度記録媒体に適合する低開口数を持つ第１の対物レンズと、高密度記録媒体に適合する高開口数を持つ第２の対物レンズと、第１及び第２の対物レンズを用いるための短波長の光を出射する第１の光源と、第１の光源から出射されて第１及び第２の対物レンズを通って記録媒体に集束されたのち戻ってくる反射光を受光する複数の第１の光検出器と、第１の光源から出射された光を分割して一部は前記第１の対物レンズに導き、残りの一部は第２の対物レンズに導く光分割器と、を備える構成とした。
【選択図】図１

Description

本発明は、光ピックアップに係り、特に、異なる記録密度を持つ様々な種類のディスクを互いに互換して使用できる光ピックアップ装置に関する。

対物レンズによって集束された光を用いて光情報保存媒体である光ディスクに任意の情報を記録したり、記録された情報を再生する光記録再生機器において、記録容量は光スポットの大きさによって決定される。光スポット（Ｓ）の大きさは、使用する光の波長（λ）と対物レンズの開口数（ＮＡ：Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ Ａｐｅｒｔｕｒｅ）によって数学式１のように決定される。

[数１]
Ｓ∝λ／ＮＡ
したがって、光ディスクに結ばれる光スポットの大きさを減らして光ディスクを高密度化するためには、青紫色レーザーのような短波長光源と開口数０．６以上の対物レンズの採用が必須となる。

デジタル多機能ディスク（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｋ：以下、‘ＤＶＤ’という。）は、周知の如く、波長６５０ｎｍ（または、６３５ｎｍ）の光及び開口数０．６（記録可能型の場合０．６５）の対物レンズによって記録及び／または再生される。このＤＶＤは、直径１２０ｍｍ、トラックピッチ０．７４μｍとすれば、断面に対して４．７ＧＢ以上の記録容量を持つことになる。

このため、ＤＶＤは、高鮮明（ＨＤ：Ｈｉｇｈ Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ）級の動映像情報を記録する記録媒体としては不充分である。これは、１３５分の分量の動映像情報をＨＤ級で記録するためには、断面に対して例えば、２３ＧＢ以上の記録容量が要求されるからである。

このような高密度記録容量への要求を満たすべく、赤色よりも短い波長（４０５〜４０８ｎｍ）の光、すなわち、青色光、及び０．６よりも大きい開口数の対物レンズを使用し、より狭トラックを持つ高密度光ディスク、すなわち、次世代ＤＶＤ（Ｈｉｇｈ Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ−ＤＶＤ：以下、‘ＨＤ−ＤＶＤ’という。）に対する開発及び規格の標準化が推進されている。

一方、光ディスクのチルトに起因する公差を確保するには、高密度化のために対物レンズの開口数を上げる一方で、光ディスクの厚さを減らす必要がある。このような光ディスクのチルトによる許容公差を考慮する時、ＣＤは１．２ｍｍ厚を持つのに対してＤＶＤは０．６ｍｍ厚を持つし、ＨＤ−ＤＶＤは０．６ｍｍ厚となる可能性が高い。対物レンズの開口数においては、ＣＤが０．４５であるのに対し、ＤＶＤ及びＨＤ−ＤＶＤはそれぞれ０．６５と高まる。そして、ＨＤ−ＤＶＤでは、光源として、記録容量を考慮する時、青色光源が採用される可能性が高い。このように新しい規格の光ディスクを開発する上で問題となるのは、ＤＶＤのような既存光ディスクとＨＤ−ＤＶＤのような新規格の光ディスクとの互換性である。

なお、高開口数（例えば、０．８５）を持つ対物レンズを用いる次世代高密度光情報記録保存媒体としてＢＤｓ（Ｂｌｕ−ｒａｙ Ｄｉｓｃｓ）も活発に開発されている。
ＢＤは、光源としては短波長（４０５〜４０８ｎｍ）の光、すなわち、青色光源を用い、０．１ｍｍ厚を有することができる。このようなＢＤは、ＤＶＤの略１０倍もする記録容量を持つ。このように、新しい規格の光情報保存媒体を開発する上で問題となるのは、ＤＶＤのような既存の光情報記録媒体とＢＤのような新規格の光情報記録媒体との互換性である。

例えば、既存の光ディスクのうち、１回のみ記録可能なＤＶＤ−Ｒ及びＣＤ−Ｒは、波長によって反射率が顕著に落ちるため、６５０ｎｍと７８０ｎｍ波長の光源の使用が必須となる。したがって、ＤＶＤ−Ｒ及び／またはＣＤ−Ｒとの互換性を考慮する時、ＨＤ−ＤＶＤ用光ピックアップ装置及びＢＤ用光ピックアップ装置のそれぞれは、波長の異なる２つまたは３つの光源を採用する必要がある。

しかしながら、高開口数（例えば、０．８５）を持つ対物レンズを１枚として設計・製作するには相当な技術が要求される他、このような高開口数を持ちながらＨＤ−ＤＶＤに適合し、ＤＶＤ及び／またはＣＤにも適用可能であり、かつ、ＤＶＤ用対物レンズのように長い作動距離（Ｗｏｒｋｉｎｇ Ｄｉｓｔａｎｃｅ）を持つ対物レンズは製作し難い。また、４０５ｎｍの短波長を持つ高密度ディスク（例えば、ＨＤ−ＤＶＤ、ＢＤ）の規格統一ができておらず、同時に２種類のディスクに対応しながらも、ＣＤ及び／またはＤＶＤを共に互換して使用することのできる光ピックアップ装置を製作するには多くの光部品と調整部が要求され、構成が複雑となる問題点があった。

本発明は上記の問題点を解決するためのもので、その目的は、複数の対物レンズを備えることによって、相異なる記録密度を持つ複数の種類の光ディスクを互換採用できるようにした光ピックアップ装置を提供することにある。

上記目的を解決する本発明の光ピックアップ装置は、低密度記録媒体に適合する低開口数を持つ第１の対物レンズと、高密度記録媒体に適合する高開口数を持つ第２の対物レンズと、第１の対物レンズ及び第２の対物レンズを用いるための短波長の光を出射する第１の光源と、第１の光源から出射されて第１の対物レンズ及び第２の対物レンズを通って記録媒体に集束されたのちに戻ってくる反射光を受光する複数の第１の光検出器と、第１の光源から出射された光を分割して一部は第１の対物レンズに導き、残りの一部は第２の対物レンズに導く光分割器と、を備えることを特徴とする。

また、光分割器は、偏光成分によって光を分割することを特徴とする。
また、第１の対物レンズと第２の対物レンズに光を同時に導くために、第１の光源の偏光成分が光分割器の入射面に対して所定角度で回転して入射することを特徴とする。
また、第１の対物レンズと第２の対物レンズに光を同時に導くために、第１の光源と光分割器との間に１／２波長板を備えることを特徴とする。

また、第１の対物レンズと第２の対物レンズはそれぞれ、少なくとも１種類のディスクを再生することを特徴とする。
また、光分割器は、入射光の偏光成分によって光を反射または透過させる偏光ビームスプリッタと、入射光の波長によって光を透過または反射させる色分離ビームスプリッタと、を備えることを特徴とする。

また、光分割器は、入射光の偏光成分によって一部の光を漏洩し、光分割器の一側には光分割器から漏洩した光量を検出できる光検出器が備えられたことを特徴とする。
また、第１の対物レンズ及び第２の対物レンズのそれぞれに入射する光経路上には、入射光を平行光に変更する第１のコリメーティングレンズ及び第２のコリメーティングレンズが備えられることを特徴とする。

また、複数の第１の光検出器は、１つの第１の光検出器からなることを特徴とする。
また、上記光ピックアップ装置は、第１の光源から出射されて第１の対物レンズ及び第２の対物レンズを通って記録媒体に集束されたのち戻ってくる反射光を受光する第１の光検出器のデフォーカシングを補正するための補正素子をさらに備えることを特徴とする。

また、補正素子は、第１の対物レンズまたは第２の対物レンズと第１の光検出器との間に設置されたことを特徴とする。
また、補正素子は、レンズまたはホログラム素子であることを特徴とする。
また、補正素子は、偏光成分によってレンズとして機能することを特徴とする。
また、第１の光源から第１の対物レンズ及び第２の対物レンズを通って記録媒体に集光する光量を一定に維持するために、出力光の光量を検出するモニター光検出器を備えることを特徴とする。

また、第１の光源は、青色光を出射する青色レーザーダイオードを含むことを特徴とする。
また、上記光ピックアップ装置は、第１の光源よりも長波長の光を出射する少なくとも一つの第２の光源と、少なくとも一つの第２の光源から出射された後、第１の対物レンズを通って記録媒体に集光してから反射されてくる光を受光する第２の光検出器と、１つ以上の第２の光源から出射される光を第１の対物レンズに導き、第１の対物レンズを通って記録媒体から反射されてくる光を第２の光検出器に導く光路切換器と、をさらに備えることを特徴とする。

また、第２の光源は、相互に異なる波長を持つ赤外線光及び赤色光を独立して出射する２波長レーザーダイオードであることを特徴とする。
また、第１の対物レンズ及び第２の対物レンズのいずれかと第１のコリメーティングレンズ及び第２のコリメーティングレンズのいずれかとの間にはそれぞれ、光経路を他の光経路に変える反射部材が備えられたことを特徴とする。

また、上記光ピックアップ装置は、第１の対物レンズ及び第２の対物レンズに入射する光の偏光成分を同一に維持するとともに、反射部材のコーティング特性を同一に維持するために、光分割器と反射部材との間に１／２波長板をさらに備えることを特徴とする。

また、本発明の他の側面による光ピックアップ装置は、低密度記録媒体に適合する低開口数を持つ第１の対物レンズと、高密度記録媒体に適合する高開口数を持つ第２の対物レンズと、第１の対物レンズ及び第２の対物レンズを用いるための短波長の光を出射する第１の光源と、第１の光源から出射されて第１の対物レンズ及び第２の対物レンズを通って記録媒体に集束されたのち戻ってくる反射光を受光する第１の光検出器と、第１の光源から出射された光を分割し、一部は第１の対物レンズに導き、残りの一部は第２の対物レンズに同時に導く光分割器と、記録媒体の種類を判別し、判別された記録媒体の種類によって第１の対物レンズ及び第２の対物レンズのいずれかを選択し、選択された対物レンズを用いて再生信号を検出する判断部と、を備えることを特徴とする。

また、判断部は、第１の光検出器からのフォーカス検出信号（Ｆｏｃｕｓ ｅｒｒｏｒ ｓｉｇｎａｌ）または合算信号（Ｓｕｍ）の光量の大きさによって記録媒体の種類を判別することを特徴とする。
また、本発明のさらに他の側面による光ピックアップ装置は、第１の開口数を持ち、第１タイプの光ディスクにデータを記録及び再生する第１の対物レンズと、第２の開口数を持ち、第２タイプの光ディスクにデータを記録及び再生する第２の対物レンズと、第１の対物レンズ及び第２の対物レンズに提供される短波長の光を出射する第１の光源と、光を受光して情報信号及び誤差信号を検出する第１の光検出器と、光を分割し、該光の各部分を第１の対物レンズ及び第２の対物レンズにそれぞれ導く光分割器と、を備えることを特徴とする。

また、第１タイプ及び第２タイプの光ディスクの厚さの違いによる球面収差を補正するために少なくとも２つのコリメーティングレンズをさらに備えることを特徴とする。
また、上記光ピックアップ装置は、第１の光源より出射される光よりも長波長の光を出射し、第１対物レンズを通って第３の光ディスクにデータを記録及び再生するようにする第２の光源と、光を受光し、第３の光ディスクと関連した情報信号及び誤差信号を検出する第２の光検出器と、をさらに備え、ここで、光分割器は、第２の光源から出射された光を第１対物レンズに導き、第１の対物レンズを通って記録媒体から反射されてくる光を第２の光検出器に導くことを特徴とする。

また、第１タイプの光ディスクは、ＨＤ−ＤＶＤであることを特徴とする。
また、第２タイプの光ディスクは、ＨＤ−ＤＶＤであることを特徴とする。
また、第３の光ディスクは、ＤＶＤまたはＣＤであることを特徴とする。
また、上記光ピックアップ装置は、第１タイプ及び第２タイプの光ディスク間の切換時に発生するデフォーカシングを補正する補正素子をさらに備えることを特徴とする。

また、上記光ピックアップ装置は、光ディスク装置に載置されたディスクの種類を判別し、載置されたディスクに適合する対物レンズを選択して再生信号を検出する判断部をさらに備えることを特徴とする。
また、上記光ピックアップ装置は、第２対物レンズのための追加の電源を必要としないことを特徴とする。

また、光分割器は、偏光ビームスプリッタと色分離ビームスプリッタを一体型として備えることを特徴とする。

本発明の光ピックアップ装置によれば、光分割器を用いて第１の光源の光が同時に第１の対物レンズ及び第２の対物レンズに入射するようにすることによって複数の対物レンズ使用のための別の電源を備える必要がないため、製造コストを節減し且つＢＤとＨＤ−ＤＶＤを共用することが可能になる。

また、本発明は、１つの光検出器を使用することで済むため、構成が簡素化する。
また、本発明は、分割器と反射部材間の複数の光経路のうちいずれかの光経路に、１／２波長板をさらに備えたため、反射部材の製作を容易にし、製造コストを節減できるという効果が得られる。

また、偏光ビームスプリッタと色分離ビームスプリッタを一体化したため、ＢＤとＨＤ−ＤＶＤを共用できる。
また、本発明によれば、多くの部品を共用する構成としたため、部品数を低減でき、結果として軽量化および小型化した光ピックアップ装置を具現可能になる。

以下、添付の図面を参照しつつ、本発明に係る光ピックアップ装置及び光情報記録及び／または再生装置の好適な実施の形態について詳細に説明する。図面中、同一の構成要素には可能な限り同一の参照符号を付する。
図１は、本発明の一実施例による光ピックアップ装置を示す概略構成図である。この光ピックアップ装置は、ＤＶＤプレーヤー及びディスクプレーヤーなどの光ディスク及び／または再生装置に用いられることができる。

図１を参照すると、本発明の光ピックアップ装置は、相異なる厚さを持つ複数の光ディスクを互換採用可能になっている。この光ピックアップ装置は、少なくとも一つの低密度光ディスクに情報を記録／再生するのに用いられる第１の対物レンズ１１と、高密度の光ディスクに情報を記録／再生するのに用いられる第２の対物レンズ１３と、第１の光源１５と、第１の光検出器１７と、光分割器１９と、を備える。

第１の対物レンズ１１は、例えば、低密度光ディスクであるＤＶＤ系列の光ディスク（以下、ＤＶＤ）に情報を記録／再生できながら、ＣＤ系列の光ディスク（以下、ＣＤ）に情報を記録／再生できる。また、第１の対物レンズ１１は、例えば、ＤＶＤよりも高密度光ディスクであるＨＤ−ＤＶＤ系列の光ディスク（以下、ＨＤ−ＤＶＤ）に情報を記録／再生できるように設計されることができる。このように、第１の対物レンズ１１は、ＣＤ、ＤＶＤ及びＨＤ−ＤＶＤの異なる光ディスクを互換して情報を記録及び／または再生できるように０．６５以下の開口数で設計されるため、略０．６ｍｍ以上の厚さを持つ光ディスクに適合している。

ここで、第１の対物レンズ１１を用いて上記のように記録密度の異なる３種類以上の光ディスクに情報を記録／再生するのに必要な球面収差を補正するために、第１の対物レンズ１１に入射する光経路上には第１のコリメーティングレンズ２１が備えられる。この第１のコリメーティングレンズ２１は、第１の対物レンズ１１に入射する光を平行光に変え、これにより、厚さの異なる光ディスクに起因する球面収差を補正する。この第１のコリメーティングレンズ２１は、後述する第２のコリメーティングレンズ２３と同時に光経路上で移動可能に設置される。

第２の対物レンズ１３は、第１の対物レンズ１１よりは記録密度の高い光ディスク、例えば、０．１ｍｍのディスク厚を持つＢＤ系列の光ディスク（以下、‘ＢＤ'という。）に情報を記録及び／または保存するのに適合するように、略０．８５以上の開口数を有する。このような第２の対物レンズ１３は、第１の対物レンズ１１と一緒にブレード（図示せず）に支持され、アクチュエータ（図示せず）によってトラック方向及びフォーカシング方向に駆動可能である。ＢＤのように厚さの薄い光ディスクに対する第２の対物レンズ１３における球面収差を補正するための第２のコリメーティングレンズ２３が、第２の対物レンズ１３に入射する光経路上に設置される。第２のコリメーティングレンズ２３は、第１のコリメーティングレンズ２１と一緒にホルダー２５に装着される。そして、ホルダー２５は、ステッピングモーター２７を含む駆動部によって光の進行方向に往復移動可能に制御される。このように、ホルダー２５を、２つのコリメーティングレンズ２１，２３を同時に駆動させうるような構造とすることによって、部品数の低減及びそれによる省スペース化も図ることができる。また、第１のコリメーティングレンズ２１は光経路上に位置を固定させ、第２のコリメーティングレンズ２３は光経路に沿って移動可能に設置しても良い。このように２個のコリメーティングレンズ２１，２３のいずれかのみを移動させて球面収差を補正することも実施可能であることは当然である。図１で参照符号Ｄは、ＢＤまたはＨＤ−ＤＶＤのような光ディスクの位置を表す。

第１の光源１５は、略４０５ｎｍ〜４０８ｎｍ（好ましくは、４０５ｎｍ）の短波長を持つ青色光を出射する青色レーザーダイオードであると好ましい。この第１の光源１５から出射される青色光は、第１の対物レンズ１１を用いてはＨＤ−ＤＶＤ系列の光ディスクに情報を記録及び／または保存するのに用いられることができる。なお、青色光は、第２の対物レンズ１３を用いる場合、ＢＤ系列の高密度光ディスクに情報を記録及び／または保存するのに用いられることができる。

第１の光検出器１７は、ＨＤ−ＤＶＤ及びＢＤのそれぞれから反射して戻ってくる光を全て受光して情報信号と誤差信号などを検出できるＰＤＩＣ（Ｐｈｏｔｏ Ｄｉｏｄ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）であれば良い。この第１の光検出器１７は、本発明による光ピックアップ装置に一つのみ備えられ、ＨＤ−ＤＶＤ及びＢＤのそれぞれに共用される。

第１の光検出器１７の一側には、第１の光検出器１７に受光される光のスポットを拡大するためのサボ検出用レンズ１８が設けられる。ここで、光は、ミラーＭによって光スプリッタ１９からサボ検出用レンズ１８に導かれる。
本発明の光ピックアップ装置に、例えば、ＨＤ−ＤＶＤが載置される場合、第１の光源１５の光が第１の対物レンズ１１に入射したのちディスクから反射されて第１の光検出器１７に入射し、ＢＤが載置される場合、第１の光源１５の光が第２の対物レンズ１３に入射したのちディスクから反射されて第１の光検出器１７に入射する。このとき、第１の光検出器１７はＨＤ−ＤＶＤ及びＢＤ両方に共用されるため、相対的なデフォーカシング（ｄｅ−ｆｏｃｕｓｉｎｇ）が発生する。すなわち、ＢＤで球面収差が発生し、第１の光検出器１７がＢＤに最適化された後に、この第１の光検出器１７がＨＤ−ＤＶＤディスクから反射されてくる再生信号を検出する場合に、デフォーカシング発生する。このようなデフォーカシングによって、対物レンズはディスクからの距離を最適のフォーカス位置で維持できなくなる。

そこで、このようなデフォーカシングを補正するために、補正素子２２を備える。この補正素子２２は、第１の対物レンズ１１または第２の対物レンズ１３と第１光検出器１７との間に設置されることができ、好ましくは、第１のコリメーティングレンズ２１と後述する色分離ビームスプリッタ３２との間に設置される。
このような補正素子２２は、レンズまたはホログラム素子からなることかでき、偏光成分によってレンズとして機能することができる。

光分割器１９は、第１の光源１５と第１の対物レンズ２１及び第２の対物レンズ２３間の光経路上に設置され、入射光の偏光成分によって反射または透過させる偏光スプリッタ３１と、偏光ビームスプリッタ３１と第１の対物レンズ１１との間に設置され、入射光の一部は反射させ、一部は透過させる色分離ビームスプリッタ３２とを備えてなる。

また、第１の光源１５から出射される光の偏光成分は、偏光ビームスプリッタ３１の入射面に対して３０゜〜５０゜程度の角度で入射するようにすることによって、一部の光は透過し、残りの一部の光は反射して第１のコリメーティングレンズ２１及び第２のコリメーティングレンズ２３に向かって同時に進行し、２個の対物レンズ１１，１３を通って常に光がディスクに集光する。すなわち、入射光の偏光成分によって一部光は偏光ビームスプリッタ３１から反射して第２の対物レンズ１３に導かれ、残りの一部光は透過して色分離ビームスプリッタ３２を経て第１の対物レンズ１１に導かれ、その結果として第１の対物レンズ１１及び第２の対物レンズ１３と光分割器１９とを連結する２つの光経路に光が同時に導かれる。

このように、第１の対物レンズ１１と第２の対物レンズ１３に光を同時に導くために第１の光源１５から出射される光の偏光成分が、偏光ビームスプリッタ３１の入射面に対して３０゜〜５０゜程度の角度で入射しなければならない。このため、第１の光源１５を略３０゜〜５０゜回転させるか、または、第１の光源１５と光分割器１９との間に第１の光源１５から出射されて偏光ビームスプリッタ３１に導かれる光の偏光成分を変える１／２波長板２０を備える。

色分離ビームスプリッタ３２は、入射する光の波長によって光（または、光信号）を反射及び透過させる波長依存性を持つ。偏光ビームスプリッタ３１と色分離ビームスプリッタ３２は一体に形成されることができる。

また、本発明は、第１対物レンズ１１及び第２の対物レンズ１３を通って記録媒体に集光される光量を一定に維持するために、第１の光源１５の光出力値をモニタリングするためのモニタリング用光検出器１６，４０を備える。これらモニタリング用光検出器１６，４０は、第１の光源１５から出射される光の一部を受光して光のパワーを測定した後、第１の光源１５の出力値を適切に制御するための情報を得る。

各種の光部品が入射光の波長によってコーティングが異なっており、モニタリング用光検出器の位置によって光量に違いがあるので、一つのモニタリング用光検出器では正確な光検出が難しくなる。特に、本発明のように、相異なる記録密度を持つ複数種類の光記録媒体を使用可能な光ピックアップ装置において、正確な光検出のために、第１の光源１５と向かい合って配置され、光分割器１９を経由した一部の光を受光する第１のモニタリング用光検出器１６と、第１の対物レンズ１１の備えられた光経路の一端に配置される第２のモニタリング用光検出器４０と、を含む。この場合、好ましくは、第２のモニタリング用光検出器４０はＨＤ−ＤＶＤまたはＢＤの挿入時に利用でき、第１のモニタリング用光検出器１６は、ＣＤまたはＤＶＤの挿入時に利用できる。

また、第２のモニタリング用光検出器４０は、第１の対物レンズ１１の備えられた光経路上に配置されても良いが、２つの異なる光経路から入射する光を１つのレンズに集光し、１つの光検出器で検出できるようにしても良いことは当然である。
また、第１モニタリング用光検出器１６及び第２モニタリング用光検出器４０に入射される光経路上には、光出力値をモニタリングするための第１光検出器用レンズ２４及び第２光検出器用レンズ３９がそれぞれ備えられる。

また、本発明は、ディスクが取り替えられた場合にディスクの種類を判別し、ディスクに適合する対物レンズ１１，１３を選択して再生信号を検出できるようにする検出アルゴリズムを備えた判断部３０が備えられる。例えば、ＢＤディスクが載置されると、ディスク厚０．１ｍｍに適する第２の対物レンズ１３からサボ信号が検出され、第１の対物レンズ１１からのサボ信号は、球面収差が非常に大きくなるためにサボ信号として充分な光量が得られず、検出されない。この時、検出の正確度のために判断部は第１の光検出器１７からフォーカス検出信号（Ｆｏｃｕｓ ｅｒｒｏｒ ｓｉｇｎａｌ）または合算信号（Ｓｕｍ）の光量の大きさによってディスクを判別する。また、ＨＤ−ＤＶＤが載置されると、ディスク厚０．６ｍｍであるから、第１の対物レンズ１１からのサボ信号が検出され、ＨＤ−ＤＶＤのデータが再生可能になる。この時、２つの対物レンズ１１，１３からディスクの判別を完了すると、ディスクから反射されるノイズを最小限に抑えるために、光経路上にシャッター（ｓｈｕｔｔｅｒ）（図示せず）を設置できることは当然である。

また、第１の光源１５と光分割器との間には格子素子１４が設置される。この格子素子１４は、対物レンズ１１，１３のフォーカシング及びトラック方向への精密サボ制御のために設けられるもので、公知されているのでその詳細は省略する。
第１の対物レンズ１１及び第２の対物レンズ１３の一側には、第１の対物レンズ１１及び第２の対物レンズ１３のそれぞれに集束されたのちディスクから反射されてくる光の偏光成分を変える第１の１／４波長板３５及び第２の１／４波長板３７が備えられる。

第１の１／４波長板３５は、色分離ビームスプリッタ３２を経由して第１の対物レンズ１１に入射するＰ波の偏光を第１の円形波（右）の光に変える。そして、第１の円形波の光が低密度の光ディスクから反射されながら変わった反対の第２の円形波（左）の光は、第１の１／４波長板３５によってＳ波の偏光に変わる。したがって、光分割器１９を経由して第１の対物レンズ１１に入射するＰ波の偏光は、反射されてくる時にはＳ波の偏光に変更され、偏光ビームスプリッタ３１から反射されて第１の光検出器１７に受光される。

第２の１／４波長板３７の場合は、偏光ビームスプリッタ３１を経由して第２の対物レンズ１３に入射するＳ波の偏光を、第１の円形波の光に変える。そして、第１の円形波の光が高密度の光ディスクから反射されて変わった第２の円形波の光は、第２の１／４波長板３７によってＰ波の偏光に変わる。したがって、偏光ビームスプリッタ３１から反射されて第２の対物レンズ１３に入射するＳ波の偏光は、反射されてくる時には、Ｐ波の偏光に変更され、偏光ビームスプリッタ３１をそのまま通過して第１の光検出器１７に受光可能になる。

また、図３に示すように、第１の対物レンズ１１及び第２の対物レンズ１３のいずれかと第１の１／４波長板３５及び第２の１／４波長板３７のいずれかとの間には、第１の光源１５から入射する光の光経路を変更するための反射部材３８がそれぞれ設けられる。このような反射部材３８は光経路ごとにそれぞれ設けられても良いが、第１の対物レンズ１１と第１の１／４波長板３５との間及び第２の対物レンズ１３と第２の１／４波長板３７との間の複数の光経路に単一個数で設けられても良い。

ここで、反射部材３８が複数の光経路に単一個数で設けられる場合、第１の１／４波長板３５及び第２の１／４波長板３７を通って第１の対物レンズ１１及び第２の対物レンズ１３に入射する光の偏光成分が異なるため、それぞれの偏光成分に応じて反射部材３８のコーティング特性を異ならせて製作しなければならない。
したがって、第１の対物レンズ１１及び第２の対物レンズ１３に入射する光の偏光成分を同一に維持し、第１の１／４波長板３５及び第２の１／４波長板３７と第１の対物レンズ１１及び第２の対物レンズ１３との間に備えられた反射部材３８のコーティング特性を同一に維持するために、光分割器１９と反射部材３８間の複数の光経路間のいずれかの光経路に、１／２波長板２６をさらに備えることができる。色分離ビームスプリッタ３２と第１の対物レンズ１１とをつなぐ光経路上に１／２波長板２６を備えることができ、これにより、反射部材３８に入射する光の偏光成分を同一に維持することができる。この場合、異なるコーティング特性を持つ反射部材３８の製作が容易になり、製品の生産性も高めることができる。

以上説明の如く、一つの青色レーザーダイオードとして備えられる第１の光源１５と２つの相異なる開口数を持つ対物レンズ１１，１３を用いることによって、ＨＤ−ＤＶＤ及びＢＤを互換して採用可能になる。
なお、本発明による光ピックアップ装置は、図２に示すように、第１の対物レンズ１１を用いてＣＤまたはＤＶＤのような低密度の光ディスクに情報の記録及び／または再生が可能なように第２の光源４１と光路切換器４３をさらに備えても良い。この場合、第２の光源４１は、２波長レーザーダイオードからなることができる。

第２の光源４１は、７３０ｎｍ以上の波長を持つ赤外線光を出射する第１のレーザーダイオードと、６００ｎｍ〜７３０ｎｍの波長を持つ赤色光を出射する第２のレーザーダイオードとを含み、第１のレーザーダイオードは７８０ｎｍ近辺の波長を持ち、第２のレーザーダイオードは６５０ｎｍ近辺の波長を持つと良い。ここで、第２の光源４１は、レーザーダイオードと光検出器を同時に備えたモジュール形態も可能である。

光路切換器４３は、２波長レーザーダイオードからなる第２の光源４１から出射される長波長の光は第１の対物レンズ１１に反射させ、戻ってくる反射光は第２の光検出器４２に導くために透過させるプレート型偏光ビームスプリッタとすることが好ましい。ここで、第２の光源４３から出射された偏光は、光ディスクから反射されたのち第１の１／４波長板３５によって他の偏光成分に変わって光路切換器４３をそのまま透過して第２の光検出器４２に導かれることができる。もちろん、色分離ビームスプリッタ３２は長波長の光経路上に設置されるが、偏光依存性を持たないから、大部分の長波長を透過させる。そして、一部の長波長の光は、色分離ビームスプリッタ３２で反射されて第１のモニタリング光検出器１６に入射する。したがって、第１のモニタリング光検出器１６は、２波長のレーザーダイオードからなる第２の光源４１の光出力も制御することができる。

第２の光検出器４２は、ＣＤ及びＤＶＤを互いに互換して使用できるＰＤＩＣとすることが好ましい。
図２において、参照符号４４は格子素子で、参照符号４５は第２の光検出器４２に受光される光のスポットを拡大するためのサボ検出用レンズである。

したがって、本発明の第１の対物レンズ１１または第２の対物レンズ１３はそれぞれ、少なくとも１種類のディスクを再生でき、低開口数の第１の対物レンズ１１はＨＤ−ＤＶＤとＤＶＤを互いに互換でき、高開口数の第２の対物レンズ１３はＢＤを互換でき、場合によって、第２の対物レンズ１３がＢＤ／ＨＤ−ＤＶＤを互いに互換でき、第１の対物レンズ１１がＨＤ−ＤＶＤ／ＤＶＤ／ＣＤを互いに互換できる。

本発明の一実施例による光ピックアップ装置を示す概略構成図である。 図１の光ピックアップ装置に含まれた第２光源を示す概略構成図である。 図１の光ピックアップ装置に含まれた反射部材の位置を示す概略構成図である。

符号の説明

１１ 第１の対物レンズ
１３ 第２の対物レンズ
１５ 第１の光源
１６，４０ モニタリング用光検出器
１７ 第１の光検出器
１９ 光分割器
２０ １／２波長板
２１，２３ 第１のコリメーティングレンズ
２２ 補正素子
３１ 偏光ビームスプリッタ
３２ 色分離ビームスプリッタ
３５ 第１の１／４波長板
３７ 第２の１／４波長板
３８ 反射部材
４１ 第２の光源
４３ 光路切換器

Claims (31)

1. 低密度記録媒体に適合する低開口数を持つ第１の対物レンズと、
   高密度記録媒体に適合する高開口数を持つ第２の対物レンズと、
   前記第１の対物レンズ及び第２の対物レンズを用いるための短波長の光を出射する第１の光源と、
   前記第１の光源から出射されて前記第１の対物レンズ及び第２の対物レンズを通って記録媒体に集束されたのちに戻ってくる反射光を受光する複数の第１の光検出器と、
   前記第１の光源から出射された光を分割して一部は前記第１の対物レンズに導き、残りの一部は第２の対物レンズに導く光分割器と、
   を備えることを特徴とする光ピックアップ装置。
2. 前記光分割器は、偏光成分によって光を分割することを特徴とする、請求項１に記載の光ピックアップ装置。
3. 前記第１の対物レンズと前記第２の対物レンズに光を同時に導くために、前記第１の光源の偏光成分が前記光分割器の入射面に対して所定角度で回転して入射することを特徴とする、請求項１に記載の光ピックアップ装置。
4. 前記第１の対物レンズと第２の対物レンズに光を同時に導くために、前記第１の光源と前記光分割器との間に１／２波長板を備えることを特徴とする、請求項１に記載の光ピックアップ装置。
5. 前記第１の対物レンズと前記第２の対物レンズはそれぞれ、少なくとも１種類のディスクを再生することを特徴とする、請求項１に記載の光ピックアップ装置。
6. 前記光分割器は、入射光の偏光成分によって光を反射または透過させる偏光ビームスプリッタと、入射光の波長によって光を透過または反射させる色分離ビームスプリッタと、を備えることを特徴とする、請求項１に記載の光ピックアップ。
7. 前記光分割器は、入射光の偏光成分によって一部の光を漏洩し、前記光分割器の一側には前記光分割器から漏洩した光量を検出できる光検出器が備えられたことを特徴とする、請求項６に記載の光ピックアップ。
8. 前記第１の対物レンズ及び前記第２の対物レンズのそれぞれに入射する光経路上には、入射光を平行光に変更する第１のコリメーティングレンズ及び第２のコリメーティングレンズが備えられることを特徴とする、請求項１に記載の光ピックアップ装置。
9. 前記複数の第１の光検出器は、１つの第１の光検出器からなることを特徴とする、請求項１に記載の光ピックアップ装置。
10. 前記第１の光源から出射されて前記第１の対物レンズ及び第２の対物レンズを通って記録媒体に集束されたのちに戻ってくる反射光を受光する前記第１の光検出器のデフォーカシングを補正するための補正素子をさらに備えることを特徴とする、請求項９に記載の光ピックアップ装置。
11. 前記補正素子は、前記第１の対物レンズまたは第２の対物レンズと前記第１の光検出器との間に設置されたことを特徴とする、請求項１０に記載の光ピックアップ装置。
12. 前記補正素子は、レンズまたはホログラム素子であることを特徴とする、請求項１０に記載の光ピックアップ装置。
13. 前記補正素子は、偏光成分によってレンズとして機能することを特徴とする、請求項１０に記載の光ピックアップ装置。
14. 前記第１の光源から前記第１の対物レンズ及び第２の対物レンズを通って記録媒体に集光する光量を一定に維持するために、出力光の光量を検出するモニター光検出器を備えることを特徴とする、請求項１に記載の光ピックアップ装置。
15. 前記第１の光源は、青色光を出射する青色レーザーダイオードを含むことを特徴とする、請求項１に記載の光ピックアップ装置。
16. 前記第１の光源よりも長波長の光を出射する少なくとも一つの第２の光源と、
    前記少なくとも一つの第２の光源から出射された後、前記第１の対物レンズを通って記録媒体に集光してから反射されてくる光を受光する第２の光検出器と、
    前記１つ以上の第２の光源から出射される光を前記第１の対物レンズに導き、前記第１の対物レンズを通って記録媒体から反射されてくる光を前記第２の光検出器に導く光路切換器と、
    をさらに備えることを特徴とする、請求項１に記載の光ピックアップ装置。
17. 前記第２の光源は、相互に異なる波長を持つ赤外線光及び赤色光を独立して出射する２波長レーザーダイオードであることを特徴とする、請求項１６に記載の光ピックアップ装置。
18. 前記第１の対物レンズ及び第２の対物レンズのいずれかと前記第１のコリメーティングレンズ及び第２のコリメーティングレンズのいずれかとの間にはそれぞれ、光経路を他の光経路に変える反射部材が備えられたことを特徴とする、請求項８に記載の光ピックアップ装置。
19. 前記第１の対物レンズ及び第２の対物レンズに入射する光の偏光成分を同一に維持するとともに、前記反射部材のコーティング特性を同一に維持するために、前記光分割器と前記反射部材との間に１／２波長板をさらに備えることを特徴とする、請求項１８に記載の光ピックアップ装置。
20. 低密度記録媒体に適合する低開口数を持つ第１の対物レンズと、
    高密度記録媒体に適合する高開口数を持つ第２の対物レンズと、
    前記第１の対物レンズ及び第２の対物レンズを用いるための短波長の光を出射する第１の光源と、
    前記第１の光源から出射されて前記第１の対物レンズ及び第２の対物レンズを通って記録媒体に集束されたのち戻ってくる反射光を受光する第１の光検出器と、
    前記第１の光源から出射された光を分割し、一部は前記第１の対物レンズに導き、残りの一部は第２の対物レンズに同時に導く光分割器と、
    記録媒体の種類を判別し、判別された記録媒体の種類によって第１の対物レンズ及び第２の対物レンズのいずれかを選択し、選択された対物レンズを用いて再生信号を検出する判断部と、
    を備えることを特徴とする、光ピックアップ装置。
21. 前記判断部は、前記第１の光検出器からのフォーカス検出信号または合算信号の光量の大きさによって記録媒体の種類を判別することを特徴とする、請求項２０に記載の光ピックアップ装置。
22. 第１の開口数を持ち、第１タイプの光ディスクにデータを記録及び再生する第１の対物レンズと、
    第２の開口数を持ち、第２タイプの光ディスクにデータを記録及び再生する第２の対物レンズと、
    前記第１の対物レンズ及び第２の対物レンズに提供される短波長の光を出射する第１の光源と、
    前記光を受光して情報信号及び誤差信号を検出する第１の光検出器と、
    前記光を分割し、該光の各部分を前記第１の対物レンズ及び第２の対物レンズにそれぞれ導く光分割器と、
    を備えることを特徴とする、光ピックアップ装置。
23. 前記第１タイプ及び第２タイプの光ディスクの厚さの違いによる球面収差を補正するために少なくとも２つのコリメーティングレンズをさらに備えることを特徴とする、請求項２２に記載の光ピックアップ装置。
24. 前記第１の光源より出射される光よりも長波長の光を出射し、前記第１の対物レンズを通って第３の光ディスクにデータを記録及び再生するようにする第２の光源と、
    前記光を受光し、前記第３の光ディスクと関連した情報信号及び誤差信号を検出する第２の光検出器と、をさらに備え、
    ここで、前記光分割器は、第２の光源から出射された光を前記第１の対物レンズに導き、前記第１の対物レンズを通って記録媒体から反射されてくる光を前記第２の光検出器に導くことを特徴とする、請求項２２に記載の光ピックアップ装置。
25. 前記第１タイプの光ディスクは、ＨＤ−ＤＶＤであることを特徴とする、請求項２２に記載の光ピックアップ装置。
26. 前記第２タイプの光ディスクは、ＨＤ−ＤＶＤであることを特徴とする、請求項２２に記載の光ピックアップ装置。
27. 前記第３の光ディスクは、ＤＶＤまたはＣＤであることを特徴とする、請求項２４に記載の光ピックアップ装置。
28. 前記第１タイプ及び第２タイプの光ディスク間の切換時に発生するデフォーカシングを補正する補正素子をさらに備えることを特徴とする、請求項２２に記載の光ピックアップ装置。
29. 前記光ディスク装置に載置されたディスクの種類を判別し、載置されたディスクに適合する対物レンズを選択して再生信号を検出する判断部をさらに備えることを特徴とする、請求項２４に記載の光ピックアップ装置。
30. 前記第２対物レンズのための追加の電源を必要としないことを特徴とする、請求項２２に記載の光ピックアップ装置。
31. 前記光分割器は、偏光ビームスプリッタと色分離ビームスプリッタを一体型として備えることを特徴とする、請求項２２に記載の光ピックアップ装置。

Images