JP2009059446A - 光ピックアップ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 光ディスクの信号記録層に記録されている信号の再生動作を行う薄型の光ピックアップ装置を提供する。
【解決手段】 レーザーダイオード１２から放射されたレーザー光が発散光として入射されるとともに該レーザー光を平行光に変換するコリメートレンズ１７と、該コリメートレンズ１７にて平行光に変換されたレーザー光が入射される入射面１８ａ、該入射面１８ａから入射されたレーザー光を反射する反射面１８ｂ及び該反射面１８ｂにて反射されたレーザー光を対物レンズ１９方向へ出射させる出射面１８ｃが設けられたプリズム１８を備え、前記プリズム１８に設けられている出射面１８ｃにブレーズ面Ｂを形成する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、光ディスクに記録されている信号の読み出し動作や光ディスクに信号の記録動作を行う光ピックアップ装置に関する。

光ピックアップ装置から照射されるレーザー光を光ディスクの信号記録層に照射することによって信号の読み出し動作や信号の記録動作を行うことが出来る光ディスク装置が普及している。

図２は光ディスク装置に使用されている一般的な光ピックアップ装置を示す概略図である。同図において、１は例えば波長が６５０ｎｍの赤色光であるレーザー光を放射するレーザーダイオード、２は前記レーザーダイオード１から放射されるレーザー光が入射される回折格子であり、レーザー光を０次光、＋１次光及び−１次光に分離する回折格子部２ａと入射されるレーザー光をＳ方向の直線偏光光に変換する１／２波長板２ｂとより構成されている。

３は前記回折格子２を透過したレーザー光が入射される偏光ビームスプリッタであり、Ｓ偏光されたレーザー光を反射し、Ｐ方向に偏光されたレーザー光を透過させる制御膜３ａが設けられている。４は前記レーザーダイオード１から放射されたレーザー光の中の前記偏光ビームスプリッタ３に設けられている制御膜３ａを透過したレーザー光が照射される位置に設けられているモニター用光検出器であり、その検出出力は前記レーザーダイオード１から放射されるレーザー光の出力を制御するために使用される。

５は前記偏光ビームスプリッタ３の制御膜３ａにて反射されたレーザー光が入射される位置に設けられている１／４波長板であり、入射されるレーザー光を直線偏光光から円偏光光に変換する作用を成すものである。６は前記１／４波長板５を透過した発散光であるレーザー光が入射されるコリメートレンズであり、入射されたレーザー光を平行光にする作用を成すとともに光ディスクＤの保護層による球面収差を補正するために設けられている。

７は前記コリメートレンズ６にて平行光に変換されたレーザー光が入射されるとともに該レーザー光を光ディスクＤの信号面方向へ反射させる反射ミラーであり、後述するように光ディスクＤの信号記録層から反射された戻り光が入射されるとともに該戻り光を前記偏光ビームスプリッタ３の方向へ反射させる作用を成すように設けられている。

８は前記偏光ビームスプリッタ３に設けられている制御膜３ａを透過した戻り光が入射されるセンサーレンズであり、シリンドリカル面、平面、凹曲面または凸曲面等が入射面側及び出射面側に形成されている。斯かるセンサーレンズ８は戻り光に非点収差を発生させることによってフォーカス制御動作に使用されるフォーカスエラー信号を生成させるために設けられている。

９は前記センサーレンズ８を通過した戻り光が集光されて照射される位置に設けられている光検出器であり、フォトダイオードが配列された４分割センサー等にて構成されている。斯かる光検出器９の構成及び非点収差法によるフォーカスエラー信号の生成動作等は周知であり、その説明は省略する。

１０は前記反射ミラー７にて反射されたレーザー光が入射されるとともに入射されたレ
ーザー光を光ディスクＤに設けられている信号記録層に集光させる対物レンズであり、該対物レンズ１０は、例えば４本の支持ワイヤーによって光ディスクＤの信号面に対して垂直方向、即ちフォーカス方向への変位動作及び光ディスクの径方向、即ちトラッキング方向への変位動作を可能に設けられているレンズホルダーに固定されている。斯かるレンズホルダーの支持機構等の構成は周知であり、その説明は省略する。

斯かる構成の光ピックアップ装置を使用して光ディスクＤに記録されている信号の再生動作を行う場合には、レーザーダイオード１に駆動電流が供給され、該レーザーダイオード１から波長が６５０ｎｍのレーザー光が放射される。前記レーザーダイオード１から放射されたレーザー光は、回折格子２に入射され、該回折格子２を構成する回折格子部２ａによって０次光、＋１次光及び−１次光に分離されるとともに１／２波長板２ｂによってＳ方向の直線偏光光に変換される。前記回折格子２を透過したレーザー光は、偏光ビームスプリッタ３に入射され、該偏光ビームスプリッタ３に設けられている制御膜３ａにて反射されるとともに一部のレーザー光は該制御膜３ａを透過してモニター用光検出器４に照射される。

前記制御膜３ａにて反射されたレーザー光は、１／４波長板５を通してコリメートレンズ６に入射され該コリメートレンズ６の働きによって平行光に変換される。前記コリメートレンズ６によって平行光に変換されたレーザー光は、反射ミラー７にて反射された後対物レンズ１０に入射される。前記対物レンズ１０に入射されたレーザー光は該対物レンズ１０の集光動作によって光ディスクＤの信号記録層にスポットとして照射されることになる。このようにして、レーザーダイオード１から放射されるレーザー光は、光ディスクＤの信号記録層に所望のスポットとして照射されるが、この場合における対物レンズ１０の開口数は０．６になるように設定されている。

また、前述した対物レンズ１０によるレーザー光の集光動作が行われるとき、信号記録層と光ディスクＤの信号入射面との間にある保護層の厚みの相違によって球面収差が発生するが、本実施例に示したコリメートレンズ６を光路方向へ変位させることによってこの球面収差が最も少なくなるように調整することが出来る。斯かる調整動作は一般的に行われており、その説明は省略する。

前述した動作によってレーザー光の光ディスクＤに設けられている信号記録層への照射動作が行われるが、斯かる照射動作が行われるとき、該信号記録層から反射される戻り光が対物レンズ１０に対して光ディスクＤ側から入射される。前記対物レンズ１０に入射された戻り光は、反射ミラー７、コリメートレンズ６及び１／４波長板５を通して偏光ビームスプリッタ３に入射される。前記偏光ビームスプリッタ３に入射される戻り光は、前記１／４波長板５によってＰ方向の直線偏光光に変換されているので、該偏光ビームスプリッタ３に設けられている制御膜３ａを透過することになる。

前記制御膜３ａを透過したレーザー光の戻り光は、センサーレンズ８に入射され、該センサーレンズ８の働きによって非点収差が発生せしめられる。前記センサーレンズ８によって非点収差が発生せしめられた戻り光は、該センサーレンズ８の集光動作によって光検出器９に設けられている４分割センサー等のセンサー部に照射される。このようにして戻り光が光検出器９に照射される結果、該光検出器９に組み込まれているセンサー部に照射されるスポット形状の変化を利用して周知のようにフォーカスエラー信号の生成動作が行われる。斯かるフォーカスエラー信号を利用して対物レンズ１０を光ディスクＤの信号面方向へ変位させることによってフォーカス制御動作を行うことが出来る。

また、本実施例では説明しないが、回折格子２によって生成される＋1次光と−1次光を利用した周知のトラッキング制御動作を行うことが出来るように構成されており、斯かる
トラッキング制御動作によって対物レンズ１０をトラッキング方向へ変位させることによって光ディスクＤに記録されている信号の読み取り動作を行うことが出来る。

前述したように光ディスクＤに記録されている信号の読み取り動作は行われるが、斯かる読み取り動作が行われているとき、モニター用光検出器４にレーザー光の一部が照射されているので、該モニター用光検出器４から得られるモニター信号のレベル変化を利用してレーザーダイオード１に供給される駆動電流値を制御することが出来る。

レーザーダイオード１に供給される駆動電流値を制御することによってレーザー光の出力を制御することが出来るので、光ディスクＤに記録されている信号の再生動作だけでなく該光ディスクＤに信号を記録する場合に要求されるレーザー出力の調整動作も行うことが出来る。

一般的な光ピックアップ装置は、図２に示したように構成されており、同図より明らかなようにコリメートレンズ６にて平行光に変換されたレーザー光は、反射ミラー７によって対物レンズ１０の方向に反射され、その反射方向は平行光に対して直角になるように構成されている。

そして、対物レンズ１０の光軸は、光ディスクＤの信号面に対して垂直になるように配置されるとともにコリメートレンズ６にて平行光に変換されたレーザー光は、前記対物レンズ１０の光軸に対して直角になるように構成されている。その結果、反射ミラー７の基台１１に対する取り付け角度は、図示したように４５度になるように構成されている。

尚、図２において、偏向ビームスプリッタ３及びコリメートレンズ６等の光学素子の寸法や配置は、説明のために実際とは異なるように描いている。即ち、実際の光ピックアップ装置では、全ての光学素子は、基台１１と光ディスクＤとの間の空間部に配置されるように構成されている。

光ピックアップ装置の厚さ、即ち基台１１とディスクＤとの間の距離は、反射ミラー７の高さ、該反射ミラー７と対物レンズ１０との間の距離、対物レンズ１０の厚さ及び対物レンズ１０と光ディスクＤとの間の距離によって決定される。

同一の対物レンズを使用する光ピックアップ装置では、光ピックアップ装置の厚さを決定する要素の中の反射ミラー７と対物レンズ１０との間の距離及び対物レンズ１０と光ディスクＤとの間の距離を短くすることは出来ないので、反射ミラー７の高さを低くすることが要求されている。

前記反射ミラー７の基台１１に対する取り付け角度を４５度にした場合、反射ミラー７の高さは、レーザー光のビーム径より大きくする必要があるので、該反射ミラー７の高さを低くすることが出来なかった。

斯かる問題を解決し、光ピックアップ装置の薄型化を行う方法としてプリズムを使用した技術が提案されている。（特許文献１参照。）
特開２０００−１１３４９２号公報

前述した特許文献には、コリメートレンズにて平行光に変換されたレーザー光を対物レンズ方向へ導くべく光路を変更する手段としてプリズムをした光ピックアップ装置が記載されている。

斯かる技術によれば光ピックアップ装置を薄型にすることは出来るもののプリズム内で２度も反射させて対物レンズ方向へレーザー光を導くように構成されているため、該プリズムの設計製造が難しいという問題がある。

本発明は、斯かる問題を解決することが出来る光ピックアップ装置を提供しようとするものである。

本発明は、レーザーダイオードから放射されたレーザー光が発散光として入射されるとともに該レーザー光を平行光に変換するコリメートレンズと、該コリメートレンズにて平行光に変換されたレーザー光が入射される入射面、該入射面から入射されたレーザー光を反射する反射面及び該反射面にて反射されたレーザー光を対物レンズ方向へ出射させる出射面が設けられたプリズムを備え、該プリズムに設けられている出射面にブレーズ面を形成したことを特徴とするものである。

また、本発明は、プリズムの出射面から出射されるレーザー光の出射方向と対物レンズの光軸方向とを一致させたことを特徴とするものである。

そして、本発明は、入射面に入射されたレーザー光を反射面方向へ屈折させるようにしたことを特徴とするものである。

本発明の光ピックアップ装置は、レーザーダイオードから放射されたレーザー光が発散光として入射されるとともに該レーザー光を平行光に変換するコリメートレンズと、該コリメートレンズにて平行光に変換されたレーザー光が入射される入射面、該入射面から入射されたレーザー光を反射する反射面及び該反射面にて反射されたレーザー光を対物レンズ方向へ出射させる出射面が設けられたプリズムを備え、該プリズムに設けられている出射面にブレーズ面を形成したことを特徴とするものであり、このように構成したので、即ちプリズム内における反射回数を１回にしたので、該プリズムの設計製造を容易に行うことが出来る。

図１は本発明の光ピックアップ装置を示す概略図であり、同図において、１２は例えば波長が６５０ｎｍの赤色光であるレーザー光を放射するレーザーダイオード、１３は前記レーザーダイオード１２から放射されるレーザー光が入射される回折格子であり、レーザー光を０次光、＋１次光及び−１次光に分離する回折格子部１３ａと入射されるレーザー光をＳ方向の直線偏光光に変換する１／２波長板１３ｂとより構成されている。

１４は前記回折格子１３を透過したレーザー光が入射される偏光ビームスプリッタであり、Ｓ偏光されたレーザー光を反射し、Ｐ方向に偏光されたレーザー光を透過させる制御膜１４ａが設けられている。１５は前記レーザーダイオード１２から放射されたレーザー光の中の前記偏光ビームスプリッタ１４に設けられている制御膜１４ａを透過したレーザー光が照射される位置に設けられているモニター用光検出器であり、その検出出力は前記レーザーダイオード１２から放射されるレーザー光の出力を制御するために使用される。

１６は前記偏光ビームスプリッタ１４の制御膜１４ａにて反射されたレーザー光が入射される位置に設けられている１／４波長板であり、入射されるレーザー光を直線偏光光から円偏光光に変換する作用を成すものである。１７は前記１／４波長板１６を透過した発散光であるレーザー光が入射されるコリメートレンズであり、入射されたレーザー光を平
行光に変換する作用を成すとともに光ディスクＤの保護層による球面収差を補正するために設けられている。

１８は前記コリメートレンズ１７にて平行光に変換されたレーザー光が入射される入射面１８ａ、該入射面１８ａにて屈折されたレーザー光が照射されるとともに該レーザー光を反射させる反射面１８ｂ及び該反射面１８ｂにて反射されたレーザー光が照射されるとともに該レーザー光を外部に出射する出射面１８ｃが設けられているプリズムであり、硝材として例えばＢＫ７ガラスが使用される。

斯かる構成のプリズムにおいて、前記出射面１８ｃには、該出射面１８ｃから出射されるレーザー光を対物レンズ１９の光軸と一致する方向へ偏向させるブレーズ面Ｂが形成されている。

また、前記プリズム１８は、光ディスクＤの信号記録層から反射された戻り光が前記対物レンズ１９を通して入射されるとともに該戻り光を前記偏光ビームスプリッタ１４の方向へ出射させる作用を成すように設けられている。

２０は前記偏光ビームスプリッタ１４に設けられている制御膜１４ａを透過した戻り光が入射されるセンサーレンズであり、シリンドリカル面、平面、凹曲面または凸曲面等が入射面側及び出射面側に形成されている。斯かるセンサーレンズ２０は戻り光に非点収差を発生させることによってフォーカス制御動作に使用されるフォーカスエラー信号を生成させるために設けられている。

２１は前記センサーレンズ２０を通過した戻り光が集光されて照射される位置に設けられている光検出器であり、フォトダイオードが配列された４分割センサー等にて構成されている。斯かる光検出器２１の構成及び非点収差法によるフォーカスエラー信号の生成動作等は周知であり、その説明は省略する。

前記対物レンズ１９は、周知のように例えば４本の支持ワイヤーによって光ディスクＤの信号面に対して垂直方向、即ちフォーカス方向への変位動作及び光ディスクの径方向、即ちトラッキング方向への変位動作を可能に設けられているレンズホルダーに固定されている。また、レンズホルダーに固定されている対物レンズ１９の光軸は、光ディスクＤの信号面に対して垂直方向になるように構成されている。

斯かる構成の光ピックアップ装置を使用して光ディスクＤに記録されている信号の再生動作を行う場合には、レーザーダイオード１２に駆動電流が供給され、該レーザーダイオード１２から波長が６５０ｎｍのレーザー光が放射される。前記レーザーダイオード１２から放射されたレーザー光は、回折格子１３に入射され、該回折格子１３を構成する回折格子部１３ａによって０次光、＋１次光及び−１次光に分離されるとともに１／２波長板１３ｂによってＳ方向の直線偏光光に変換される。前記回折格子１３を透過したレーザー光は、偏光ビームスプリッタ１４に入射され、該偏光ビームスプリッタ１４に設けられている制御膜１４ａにて反射されるとともに一部のレーザー光は該制御膜１４ａを透過してモニター用光検出器１５に照射される。

前記制御膜１４ａにて反射されたレーザー光は、１／４波長板５６を通してコリメートレンズ１７に入射され該コリメートレンズ１７の働きによって平行光に変換される。前記コリメートレンズ１７によって平行光に変換されたレーザー光は、プリズム１８に設けられている入射面１８ａに照射される。

前記プリズム１８の入射面１８ａに照射されたレーザー光は、該入射面１８ａによる屈
折作用によって光路の角度が偏向されて反射面１８ｂに照射される。該反射面１８ｂに照射されたレーザー光は、該反射面１８ｂによって反射されて、その光路方向が図示したように変更される。

前記反射面１８ｂによって反射されたレーザー光は、前記プリズム１８に形成されている出射面１８ｃに照射され、該出射面１８ｃを通して外部へ出射されるが、該出射面１８ｃにブレーズ面Ｂが形成されているので、外部へ出射されるレーザー光の方向を対物レンズ１９の光軸と一致させることが出来る。

前記プリズム１８の該出射面１８ｃを通して外部へ出射されたレーザー光は、対物レンズ１９に入射されることになる。このようにして前記対物レンズ１９に入射されたレーザー光は該対物レンズ１９の集光動作によって光ディスクＤの信号記録層にスポットとして照射されることになる。このようにして、レーザーダイオード１２から放射されるレーザー光は、光ディスクＤの信号記録層に所望のスポットとして照射されるが、この場合における対物レンズ１９の開口数は０．６になるように設定されている。

前述した動作によってレーザー光の光ディスクＤに設けられている信号記録層への照射動作が行われるが、斯かる照射動作が行われるとき、該信号記録層から反射される戻り光が対物レンズ１９に対して光ディスクＤ側から入射される。前記対物レンズ１９に入射された戻り光は、プリズム１８、コリメートレンズ１７及び１／４波長板１６を通して偏光ビームスプリッタ１４に入射される。前記偏光ビームスプリッタ１４に入射される戻り光は、前記１／４波長板１６によってＰ方向の直線偏光光に変換されているので、該偏光ビームスプリッタ１４に設けられている制御膜１４ａを透過することになる。

前記制御膜１４ａを透過したレーザー光の戻り光は、センサーレンズ２０に入射され、該センサーレンズ２０の働きによって非点収差が発生せしめられる。前記センサーレンズ２０によって非点収差が発生せしめられた戻り光は、該センサーレンズ２０の集光動作によって光検出器２１に設けられている４分割センサー等のセンサー部に照射される。このようにして戻り光が光検出器２１に照射される結果、該光検出器２１に組み込まれているセンサー部に照射されるスポット形状の変化を利用して周知のようにフォーカスエラー信号の生成動作が行われる。それ故、斯かるフォーカスエラー信号を利用して対物レンズ１９を光ディスクＤの信号面方向へ変位させることによってフォーカス制御動作を行うことが出来る。

また、本実施例では説明しないが、回折格子１３によって生成される＋1次光と−1次光を利用した周知のトラッキング制御動作を行うことが出来るように構成されており、斯かるトラッキング制御動作によって対物レンズ１９をトラッキング方向へ変位させることによって光ディスクＤに記録されている信号の読み取り動作を行うことが出来る。

前述したように光ディスクＤに記録されている信号の読み取り動作は行われるが、斯かる読み取り動作が行われているとき、モニター用光検出器１５にレーザー光の一部が照射されているので、該モニター用光検出器１５から得られるモニター信号のレベル変化を利用してレーザーダイオード１２に供給される駆動電流値を制御することが出来る。

レーザーダイオード１２に供給される駆動電流値を制御することによってレーザー光の出力を制御することが出来るので、光ディスクＤに記録されている信号の再生動作だけでなく該光ディスクＤに信号を記録する場合に要求されるレーザー出力の調整動作も行うことが出来る。

図１に示したように本発明に係る光ピックアップ装置は、構成されているが、同図にお
いて、偏向ビームスプリッタ１４及びコリメートレンズ１７等の光学素子の寸法や配置は、説明のために実際とは異なるように描いている。即ち、実際の光ピックアップ装置では、全ての光学素子は、基台２２と光ディスクＤとの間の空間部に配置されるように構成されている。

図１において、プリズム１８に形成されている反射面１８ｂの基台２２に対する角度をθとしたとき、θは、２５度から２７度になるように設定される。この角度にθを設定したとき、コリメートレンズ１７等のプリズム１８の入射側に配置される光学系と対物レンズ１９の集光動作を行う対物レンズ系を含めて基台２２と光ディスクＤとの間の距離を短くすることが出来る。従って、光ピックアップ装置の薄型化に対して本発明は、大きな効果を奏することが出来る。

尚、本実施例では、レーザーダイオード１２として、波長が６５０ｎｍのレーザー光を放射させるレーザーダイオードを使用したが、他の波長のレーザー光を放射させるレーザーダイオードを使用する光ピックアップ装置に実施することは勿論可能である。また、プリズム１８の硝材としてＢＫ７ガラスを使用したが、他の硝材を使用することも可能である。

本発明の光ピックアップ装置の一実施例を示す概略図である。 従来の光ピックアップ装置を示す概略図である。

符号の説明

１２ レーザーダイオード
１４ 偏光ビームスプリッタ
１７ コリメートレンズ
１８ プリズム
１８ａ 入射面
１８ｂ 反射面
１８ｃ 出射面
１９ 対物レンズ
Ｂ ブレーズ面
Ｄ 光ディスク

Claims (3)

1. レーザーダイオードから放射されたレーザー光が発散光として入射されるとともに該レーザー光を平行光に変換するコリメートレンズと、該コリメートレンズにて平行光に変換されたレーザー光が入射される入射面、該入射面から入射されたレーザー光を反射させる反射面及び該反射面にて反射されたレーザー光を対物レンズ方向へ出射させる出射面が設けられたプリズムを備えた光ピックアップ装置であり、前記プリズムに設けられている出射面にブレーズ面を形成したことを特徴とする光ピックアップ装置。
2. プリズムの出射面から出射されるレーザー光の出射方向と対物レンズの光軸とを一致させた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. 入射面に入射されたレーザー光を反射面方向へ屈折させるようにしたことを特徴とする請求項１に記載の光ピックアップ装置。

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