JP2009146505A - 光ピックアップ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 波長が異なるレーザー光にて信号の読み取り動作を行うようにされた規格が異なる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同一の光学系にて行うことが出来る光ピックアップ装置を提供する。
【解決手段】 波長が短い方の規格のレーザー光を放射するレーザーダイオード１と、該レーザーダイオード１から放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９と、前記レーザーダイオード１と対物レンズ９との間の光学路内に設けられた球面収差補正手段とを設け、前記球面収差補正手段による球面収差補正動作を行うことによって同一光学系にて第１光ディスク及び第２光ディスクに記録されている信号の読み取り動作を行う。
【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取り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取り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。

光ディスク装置としては、ＣＤやＤＶＤと呼ばれる光ディスクを使用するものが一般に普及しているが、最近では記録密度を向上させた光ディスク、即ちＢｌｕ−ｒａｙ規格やＨＤ ＤＶＤ（High Density Digital Versatile Disk）規格の光ディスクを使用するものが開発されている。

ＣＤ規格の光ディスクに記録されている信号の読み取り動作を行うレーザー光としては、波長が７８０ｎｍである赤外光が使用され、ＤＶＤ規格の光ディスクに記録されている信号の読み取り動作を行うレーザー光としては、波長が６５０ｎｍの赤色光が使用されている。

そして、前記ＣＤ規格の光ディスクにおける信号記録層の上面に設けられている保護層の厚さは１．２ｍｍであり、この信号記録層から信号の読み取り動作を行うために使用される対物レンズの開口数は０．４５と規定されている。また、ＤＶＤ規格の光ディスクにおける信号記録層の上面に設けられている保護層の厚さは０．６ｍｍであり、この信号記録層から信号の読み取り動作を行うために使用される対物レンズの開口数は０．６と規定されている。

斯かるＣＤ規格及びＤＶＤ規格の光ディスクに対して、Ｂｌｕ−ｒａｙ規格やＨＤ ＤＶＤ規格の光ディスクに記録されている信号の読み取り動作を行うレーザー光としては、波長が短いレーザー光、例えば波長が４０５ｎｍの青紫色光が使用されている。

ＨＤ ＤＶＤ規格の光ディスクにおける信号記録層の上面に設けられている保護層の厚さは、０．６ｍｍであり、この信号記録層から信号の読み取り動作を行うために使用される対物レンズの開口数は、０．６５と規定されている。

前述したように規格が異なる光ディスクは、信号の読み取り動作を行うレーザー光の波長が異なるので、全ての光ディスクから信号の読み取り動作を行うためには異なる波長のレーザー光を放射するレーザーダイオードを使用するように構成されている。(特許文献１参照。)
また、全ての光ディスクに記録されている信号の読み取り動作を行うためには、信号の記録層の位置が相違するため、各光ディスクに対応させて開口数を切り換える必要があり、斯かる動作を行うことが出来る光ピックアップ装置が開発されている。(特許文献２参照。)
特開２００４−２９５９８３号公報 特開２００６−１７２６０５号公報

規格の異なる光ディスクに記録されている信号の読み取り動作を行う場合には、各光ディスクに対応した波長のレーザー光を放射するレーザーダイオードや対物レンズの開口数を各光ディスクに対応させて設定する手段を必要とするだけでなく、各光ディスクのための光学部品を設ける必要があるので、構成が複雑になるだけでなく製造価格が高価になるという問題がある。

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、第１波長のレーザー光を放射するレーザーダイオードと、該レーザーダイオードから放射されたレーザー光を光ディスクに設けられている信号記録層に集光させる対物レンズと、前記レーザーダイオードと対物レンズとの間の光学路内に設けられた球面収差補正手段とを備え、前記球面収差補正手段による球面収差補正動作を行うことによって同一光学系にて規格が互いに異なる第１光ディスク及び第２光ディスク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ようにしたことを特徴とするものである。

また、本発明は、第１波長のレーザー光を放射するレーザーダイオードと、該レーザーダイオードから放射されたレーザー光を光ディスクに設けられている信号記録層に集光させる対物レンズと、前記レーザーダイオードと対物レンズとの間の光学路内に設けられた球面収差補正手段とを備え、前記球面収差補正手段による球面収差補正動作を行うことによって同一光学系にて規格が互いに異なる第１光ディスク、第２光ディスク及び第３光ディスク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ようにしたことを特徴とするものである。

そして、本発明は、球面収差補正手段として光学系に組み込まれているコリメートレンズを使用し、該コリメートレンズを光軸方向へ変位させることによって球面収差の補正動作を行うようにしたことを特徴とするものである。

また、本発明は、球面収差補正手段として液晶制御光学素子を使用したことを特徴とするものである。

更に、本発明は、光ディスクの信号記録層から反射されるレーザー光である戻り光が照射される位置に４分割センサーより成る光検出器を設け、該４分割センサーから得られるプッシュプル信号からトラッキングエラー信号を生成し、このトラッキングエラー信号にて全ての光ディスクに対するトラッキング制御動作を行うようにしたことを特徴とするものである。

また、本発明は、コリメートレンズの位置調整動作や液晶制御光学素子によって対物レンズの集光位置を調整し、各光ディスクに設けられている信号記録層に信号の読み取り動作に適したスポットを生成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、１つのレーザーダイオードから放射されるレーザー光にて規格の異なる複数の光ディスク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ようにしただけでなく、同一の光学系を使用して全ての光ディスクから信号の読み取り動作を行うようにしたので、構成が簡潔となり、安価にて製造することが出来る。

また、本発明の光ピックアップ装置は、全ての光ディスクに対して４分割センサーが組み込まれた光検出器から得られるプッシュプル信号にてトラッキング制御動作を行うこと
が出来るので、回路構成も簡単になるという利点を有している。

図１及び図２は本発明の光ピックアップ装置の一実施例を示す概略図、図３はトラッキングエラー信号を生成するブロック回路図、図４はフォーカスエラー信号及び再生信号を生成するブロック回路図である。

本実施例では、第１光ディスクとしてＨＤ ＤＶＤ規格の光ディスク、第２光ディスクとしてＤＶＤ規格の光ディスク、第３光ディスクとしてＣＤ規格の光ディスクを対象とした場合について説明する。

図１において、１は第１光ディスクに記録されている信号の読み取り動作に適した波長、例えば４０５ｎｍの青紫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の制御膜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や発散光として出射させる作用を成すとともにコリメートレンズ駆動コイル７によって光軸方向、即ち矢印Ａ及びＢ方向へ変位せしめられるように構成されている。前記コリメートレンズ６の光軸方向への変位動作によって光ディスクＤの保護層による球面収差を補正するとともに後述する対物レンズによるレーザー光の集光位置を調整するように構成されている。

光ディスクＤが第１光ディスク及び第２光ディスクの場合には、各光ディスクの信号記録層Ｌ１及びＬ２は実線で示す位置にあり、第３光ディスクの場合には信号記録層Ｌ３は破線で示す位置にあるように規格されている。

８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Ｌ１、Ｌ２及びＬ３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。

９は前記反射ミラー８にて反射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の信号記録層Ｌ１、Ｌ２及びＬ３に集光させる対物レンズであり、その開口数は第１光ディスクの規格である０．６５になるように設定されている。

１０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１０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
るように構成されている。１１は前記センサーレンズ１０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、後述するように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。

１２は前記対物レンズ９を光ディスクＤの信号面に対して垂直方向へ変位させることによってレーザー光の集光動作を行うフォーカシングコイル、１３は前記対物レンズ９を光ディスクＤの径方向へ変位させるトラッキングコイルである。

１４は前記光検出器１１から得られる信号に基づいてトラッキングエラー信号、フォーカスエラー信号及び光ディスクＤから読み取られる再生信号を生成する光検出信号生成回路であり、その具体例について図３及び図４を参照して説明する。

まず、トラッキングエラー信号の生成を行うトラッキングエラー信号生成回路について図３を参照して説明する。前記光検出器１１に組み込まれている受光部には、図３に示すようにメインビームＭが照射される４分割センサー部１１ａとサブビームＳ１及びＳ２が各々照射される２分割センサー部１１ｂ及び１１ｃが設けられている。そして、前記４分割センサー部１１ａは、図示したようにセンサーＡ、Ｂ、Ｃ及びＤにて構成され、２分割センサー部１１ｂ及び１１ｃは、各々センサーＥ、Ｆ及びセンサーＧ、Ｈにて構成されている。

斯かる構成において、光ディスクＤの信号記録層Ｌ１、Ｌ２及びＬ３に設けられている信号トラックに対してレーザー光のスポット位置が光ディスクＤの径方向にずれると、即ちトラッキングにずれが生じると、４分割センサー部１１ａ及び２分割センサー部１１ｂ、１１ｃ上に照射生成されるメインビームＭの位置、サブビームＳ１及びＳ２の位置が矢印ＣまたはＤ方向に移動することになり、その結果各センサーに対する受光量が変化することになる。

図３に示した回路図は、差動プッシュプル法と呼ばれるトラッキング制御動作を行うためのものである。同図において、１５はメインビームＭが照射される４分割センサー部１１ａを構成するセンサーＡ及びＤから得られる信号を加算する第１加算器、１６は同じくメインビームＭが照射されるセンサーＢ及びＣから得られる信号を加算する第２加算器、１７は前記第１加算器１５の出力信号から第２加算器１６の出力信号を減算する第１減算器、１８はサブビームＳ１が照射される２分割センサー部１１ｂを構成するセンサーＥから得られる信号からセンサーＦから得られる信号を減算する第２減算器、１９は２分割センサー部１１ｃを構成するサブビームＳ２が照射されるセンサーＧから得られる信号からセンサーＨから得られる信号を減算する第３減算器である。

２０は前記第２減算器１８の出力信号と第３減算器１９の出力信号とを加算する第３加算器、２１は前記第３加算器２０の出力信号をＫ倍(ＫはメインビームＭの光量とサブビームＳ１、Ｓ２の光量との比に基づいて設定される定数)の信号に増幅する増幅回路、２２は前記第１減算器１７の出力信号から前記増幅回路２１の出力信号を減算する第４減算器であり、その出力信号がトラッキングエラー信号として出力端子２３に出力される。

各センサーＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇ及びＨから得られる信号をＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇ及びＨとし、トラッキングエラー信号をＴＥとすると、該トラッキングエラー信号ＴＥは、ＴＥ＝（Ａ＋Ｄ）−（Ｂ＋Ｃ）−Ｋ｛（Ｅ−Ｆ）＋（Ｇ−Ｈ）｝から算出されるが、斯かるトラッキングエラー信号ＴＥは、図３に示した回路より得ることが出来る。斯かる差動プッシュプル法によるトラッキング制御動作は、一般に周知であり、その詳細については省略する。

前述したように光検出信号生成回路１４内に組み込まれているトラッキングエラー信号ＴＥの生成回路は構成されているが、次にフォーカスエラー信号ＦＥと再生信号ＲＦの生成動作について図４を参照して説明する。

まず、フォーカスエラー信号ＦＥの生成動作について説明する。非点収差法を利用したフォーカスエラー信号ＦＥの生成動作は、対物レンズ９による集光動作にフォーカスずれが発生すると４分割センサー部１１ａ上に照射生成されるメインビームＭの形状が周知のように楕円形状に変化することを利用するものである。

図４において、２４はメインビームＭが照射される４分割センサー部１１ａを構成するセンサーＡ及びＣから得られる信号を加算する第４加算器、２５は同じくメインビームＭが照射されるセンサーＢ及びＤから得られる信号を加算する第５加算器、２６は前記第４加算器２４の出力信号から第５加算器２５の出力信号を減算する第５減算器であり、その出力信号がフォーカスエラー信号ＦＥとして出力端子２７に出力される。このようにして、非点収差法によるフォーカスエラー信号ＦＥは生成されるが、斯かる動作は一般に周知であり、その詳細については省略する。

前述したようにフォーカスエラー信号ＦＥの生成動作は行われるが、再生信号の生成動作は次のように行われる。即ち、図４において、２８は前記第４加算器２４の出力信号と第５加算器２５の出力信号とを加算する第６加算器であり、その出力信号が再生信号ＲＦとして出力端子２９に出力される。即ち、光ディスクＤに記録されている信号の再生信号は、メインビームＭが照射される４分割センサー部１１ａを構成する全てのセンサーＡ、Ｂ、Ｃ及びＤから得られる信号を加算することによって得られることになる。

図１に示す光検出信号生成回路１４は、前述したように図３及び図４に示すような回路にて構成されており、各回路から生成されるトラッキングエラー信号ＴＥ、フォーカスエラー信号ＦＥ及び再生信号ＲＦが各出力端子２３、２７及び２９から出力される。

３０は前記光検出信号生成回路１４から出力される信号及び図示しないが光ディスク装置に組み込まれている制御回路から出力される信号に基づいて光ピックアップ装置の動作を制御するピックアップ制御回路である。３１は前記ピックアップ制御回路３０から出力されるトラッキング制御信号が印加されるトラッキングコイル駆動回路であり、前述したトラッキングエラー信号ＴＥに対応した駆動信号を前記トラッキングコイル１３に供給するように構成されている。斯かる駆動信号がトラッキングコイル１３に供給される結果、対物レンズ９が光ディスクＤの径方向へ変位せしめられるが、斯かる変位方向は前述したトラッキングエラー信号ＴＥの値を小さくする方向へ行われることになる。斯かる動作が行われる結果、対物レンズ９の集光動作によって生成されるレーザースポットを光ディスクＤの信号記録層Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３に設けられている信号トラックに追従させる動作、即ちトラッキング制御動作を行うことが出来る。

３２は前記ピックアップ制御回路３０から出力されるフォーカス制御信号が印加されるフォーカシングコイル駆動回路であり、前述したフォーカスエラー信号ＦＥに対応した駆動信号を前記フォーカシングコイル１２に供給するように構成されている。斯かる駆動信号がフォーカシングコイル１２に供給される結果、対物レンズ９が光ディスクＤの信号面に対して垂直方向へ変位せしめられるが、斯かる変位方向は前述したフォーカスエラー信号ＦＥの値を小さくする方向へ行われることになる。斯かる動作が行われる結果、対物レンズ９の集光動作によって生成されるレーザースポットを光ディスクＤの信号記録層Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３上に生成させる動作、即ちフォーカス制御動作を行うことが出来る。

３３は前記ピックアップ制御回路３０から出力されるコリメートレンズ位置制御信号が
印加されるコリメートレンズ駆動回路であり、前記コリメートレンズ駆動コイル７に駆動信号を供給し、コリメートレンズ６を光軸方向である矢印Ａ及びＢ方向へ変位させるように構成されている。

このようにしてコリメートレンズ６は矢印Ａ及びＢ方向へ変位せしめられるが、斯かる変位動作は、使用される光ディスクＤ、即ち第１光ディスク、第２光ディスク及び第３光ディスクに対応して行われる。斯かる動作によって変位制御されるコリメートレンズ６の位置は、使用される各光ディスクにおいて球面収差が補正される位置、即ち球面収差が最も小さくなる位置なるように設定されている。

前述したようにコリメートレンズ６の位置調整によって球面収差の補正動作が行われるが、第３光ディスクの信号記録層Ｌ３は対物レンズ９から最も遠い位置にあるため、斯かる第３光ディスクを使用する場合にはコリメートレンズ６の出射光が発散光となるように構成されている。即ち、前記コリメートレンズ６の出射光を発散光にすることによって対物レンズ９による集光位置が信号記録層Ｌ３の位置になるように後退調整するように構成されている。

以上に説明したように図１に示した実施例は構成されているが、次に斯様に構成された光ピックアップ装置の動作について説明する。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４０５ｎｍ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８にて反射された後対物レンズ９に入射される。前記対物レンズ９に入射されたレーザー光は該対物レンズ９の集光動作によって光ディスクＤの信号記録層Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３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Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３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９の開口数は０．６５になるように設定されている。

また、前述した対物レンズ９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Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３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、コリメートレンズ６が各光ディスクＤの球面収差を最も小さくする位置に変位されているので、球面収差による影響を排除することが出来る。そして、第３光ディスクを使用する場合には、コリメートレンズ６は球面収差の補正動作と集光位置の調整動作を行い、信号記録層Ｌ３に信号読み取り動作に適したレーザースポットを生成させる動作が行われる。

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Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３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Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３から反射される戻り光が対物レンズ９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９に入射された戻り光は、反射ミラー８、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、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１０に入射され、該センサーレンズ１０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１０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１０の集光動作によって光検出器１１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１１に照射される結果、該光検出器１１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前述したように光検出信号生成回路１４によるトラッキングエラー信号ＴＥ、フォーカスエラー信号ＦＥ及び再生信号ＲＦの生成動作が行われる。

前記光検出信号生成回路１４によるトラッキングエラー信号ＴＥ、フォーカスエラー信号ＦＥ及び再生信号ＲＦの生成動作が行われると、斯かる信号が入力されるピックアップ制御回路３０によるピックアップ制御動作が行われる。即ち、ピックアップ制御回路３０からトラッキング駆動回路３１へのトラッキング制御信号の供給動作に伴うトラッキングコイル１３への駆動信号の制御動作が行われるので、光ピックアップ装置におけるトラッキング制御動作が行われる。

また、ピックアップ制御回路３０からフォーカシングコイル駆動回路３２へのフォーカシング制御信号の供給動作に伴うフォーカシングコイル１３への駆動信号の制御動作が行われるので、光ピックアップ装置におけるフォーカス制御動作が行われる。そして、光ディスクＤから読み取られた再生信号ＲＦは、光ディスク装置に組み込まれているデコード回路に供給されて信号の復調動作が行われることになる。

前述したように光ピックアップ装置におけるトラッキング制御動作及びフォーカス制御動作が行われて光ディスク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読み取り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。

以上に説明したように図１に示した実施例の動作は行われるが、次に図２に示した他の実施例について説明する。図２において、図１に示した実施例と同一のものについては同一の符号を付している。

図２において、３４は球面収差補正手段として液晶を使用した液晶制御光学素子であり、周知のように各光ディスクＤから発生する球面収差を補正するための電極パターンが形成されている。３５は前記光ピックアップ制御回路３０から供給される制御信号に基づいて前記液晶制御光学素子３４の動作を制御する液晶駆動制御回路であり、使用される各光ディスクＤの球面収差を補正するために適したパターン形状になるように制御するように構成されている。

また、前記液晶制御光学素子３４は前述したように球面収差を補正するように構成されているが、第３光ディスクを使用する場合には対物レンズ９の集光位置を後退させて信号記録層Ｌ３上に信号の読み取り動作に適したレーザースポットを生成させるように構成されている。

図２に示した光ピックアップ装置においても図１に示した実施例と同様の光ピックアップ装置に対する制御動作が行われるが、球面収差の補正動作をコリメートレンズ６の移動動作に代わって液晶制御光学素子３４にて行う点が異なるものである。

以上に説明したように図１及び図２に示した実施例の動作は行われるが、次に本実施例にて説明した差動プッシュプル法によるトラッキング制御動作について説明する。

斯かるトラッキング制御動作は、前述したように４分割センサー部１１ａから得られる信号、即ち(Ａ＋Ｄ)−(Ｂ＋Ｃ)を利用して行われるが、斯かる信号は信号記録層に形成されているランドとグルーブの高さの差を利用して得られるものである。

即ち、ランドとグルーブの高さの差から得られる戻り光の位相差をφ、レーザー光の波長をλ、光ディスクＤの信号記録層Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３上を覆う保護層の屈折率をｎ、グルーブの深さをｄとすると、位相差φは、φ＝２π／λ×２ｎｄと表される。斯かる式より明らかなようにｄ＝λ／４ｎのとき、位相差φがπとなるので、プッシュプル信号が０となり、トラッキングエラー信号を生成することが出来ないことになる。

従って、光ディスクの規格では、使用されるレーザー光の波長や屈折率等を考慮し、グルーブの深さであるｄがｄ＝λ／５ｎの関係になるように設定されている。

本発明の実施例では、レーザー光の波長が４０５ｎｍ、対物レンズの開口数が０．６５と設定されており、斯かる条件で第１光ディスクであるＨＤ ＤＶＤの規格では、グルーブの深さｄは、ｄ＝λ／５ｎと設定されている。従って、第１光ディスクを使用する場合には、差動プッシュプルによるトラッキング制御動作を行うためのトラッキングエラー信号を生成することが出来るので、差動プッシュプル法によるトラッキング制御動作を支障なく行うことが出来る。

斯かる条件において、第２光ディスクであるＤＶＤディスクの規格におけるグルーブの深さｄは、ＤＶＤ−Ｒ／ＲＷの場合にはｄ＝λ／３ｎとなり、差動プッシュプルによるトラッキング制御動作を行うためのトラッキングエラー信号を生成することが出来る。このｄの値は、ＤＶＤ−Ｒ／ＲＷ規格の光ディスクに対応して設定されているレーザー光の波長である６６０ｎｍの場合にはλ／５ｎの値に相当するものである。

また、ＤＶＤ規格の光ディスクの中のＤＶＤ−ＲＯＭの場合にはｄ＝λ／２．４ｎとなり、差動プッシュプルによるトラッキング制御動作を行うためのトラッキングエラー信号を生成することが出来る。このｄの値は、ＤＶＤ−ＲＯＭ規格の光ディスクに対応して設定されているレーザー光の波長である６６０ｎｍの場合にはλ／４ｎの値に相当するものである。ＤＶＤ−ＲＯＭのグルーブの深さｄは、６６０ｎｍのレーザー光を使用した場合には、ｄがλ／４ｎとなるため、プッシュプル信号を得ることが出来ない。それ故、従来の光ピックアップ装置では、差動プッシュプル法によるトラッキング制御動作を行うことが出来ないので、位相差法等の特別な制御方法を使用してトラッキング制御動作を行うように構成されていた。

従って、波長が６６０ｎｍのレーザー光を使用してＤＶＤ−Ｒ／ＲＷディスク及びＤＶＤ−ＲＯＭディスクに記録されている信号の読み取り動作を行う場合には、プッシュプル法によるトラッキング制御回路に加えて位相差法によるトラッキング制御回路を組み込む必要があるので、構成が複雑になるだけでなく高価になるという問題がある。本発明では、波長が４０５ｎｍのレーザー光を使用しているので、ＤＶＤ規格の全ての光ディスクに対するトラッキング制御方法としてプッシュプル法を採用することが出来、回路構成等を
簡潔にすることが出来る。

更に、第３光ディスクであるＣＤ規格におけるＣＤ−ＲＯＭ／Ｒ／ＲＷと呼ばれる光ディスクの場合には、ｄ＝λ／２．６ｎとなり、差動プッシュプルによるトラッキング制御動作を行うためのトラッキングエラー信号を生成することが出来る。このｄの値は、ＣＤ−ＲＯＭ／Ｒ／ＲＷ規格の光ディスクに対応して設定されているレーザー光の波長である７８０ｎｍの場合にはλ／５ｎの値に相当するものである。

以上に説明したように本発明によれば、第１光ディスクの規格に対応した波長、即ち最も波長が短い４０５ｎｍのレーザー光にて第２光ディスク及び第３光ディスクに対するトラッキング制御動作を行うことが出来るので、同一の光学系にて異なる規格の光ディスク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。

以上に説明したように３つの異なる規格の光ディスクＤに記録されている信号の読み取り動作を行う場合に、最も波長が短いレーザー光を使用するとともに最も大きな開口数の対物レンズ９を使用するようにしたので、対物レンズ９の集光位置が第１光ディスク及び第２光ディスクの信号記録層Ｌ１、Ｌ２の位置になるように設定されているが、本発明では、コリメートレンズ６の位置調整または液晶制御素子３４による調整動作によって対物レンズ９の集光位置を後退させるようにしたので、第３光ディスクの信号記録層Ｌ３上に集光位置を合致させることが出来る。

更に、対物レンズ９による集光動作によって信号記録層Ｌ３上に生成されるレーザー光のスポット径が小さくなるが、該スポットとして使用するレーザー光の強度分布の範囲を広く設定することによってスポット径を大きくすることが出来、第３光ディスクに記録されている信号の読み取り動作を支障なく行うことが出来る。

また、本実施例において、コリメートレンズ６の光軸方向への変位動作はコリメートレンズ駆動回路３３からコリメートレンズ駆動コイル７へ供給される駆動信号によって行われるが、その調整位置の設定動作は光検出信号生成回路１４から得られる信号を利用して行われる。例えば、光ディスクＤの信号記録層Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３から反射される戻り光の強度やトラッキングエラー信号ＴＥ、フォーカスエラー信号ＦＥの大きさが希望する値になるように前記コリメートレンズ駆動コイル７へ駆動信号を供給し、コリメートレンズ６の位置を変位調整することによって行うように構成されている。

そして、球面収差補正手段として液晶制御光学素子３４を使用した場合には、光ディスクＤの信号記録層Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３から反射される戻り光の強度やトラッキングエラー信号ＴＥ、フォーカスエラー信号ＦＥの大きさが希望する値になるように液晶駆動制御回路３５から該液晶制御光学素子３４へ供給される駆動制御信号を調整することによって各光ディスクに適した読み取り動作を行うことが出来る状態に設定することが出来る。

尚、本実施例では、同一の光学系にて第１光ディスク、第２光ディスク及び第３光ディスクの規格が異なる３種類の光ディスクに記録されている信号の読み取り動作を行うようにしたが、規格が異なる２種類の光ディスクに記録されている信号の読み取り動作を行うようにすることも出来る。

また、本発明では、球面収差を補正する手段として、コリメートレンズや液晶制御光学素子を使用したが、種々な球面収差補正素子を使用することは勿論可能である。

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。 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。 トラッキングエラー信号を生成するブロック回路図である。 フォーカスエラー信号及び再生信号を生成するブロック回路図である。

符号の説明

１ レーザーダイオード
２ 回折格子
３ 偏光ビームスプリッタ
６ コリメートレンズ
７ コリメートレンズ駆動コイル
９ 対物レンズ
１０ センサーレンズ
１１ 光検出器
１２ フォーカシングコイル
１３ トラッキングコイル
１４ 光検出信号生成回路
３０ ピックアップ制御回路
３１ トラッキングコイル駆動回路
３２ フォーカシングコイル駆動回路
３３ コリメートレンズ駆動回路
３４ 液晶制御光学素子
３５ 液晶駆動制御回路
Ｄ 光ディスク

Claims (7)

1. 第１波長のレーザー光にて信号の読み取り動作を行うように規定された第１光ディスク及び前記第１波長より長い波長である第２波長のレーザー光にて信号の読み取り動作を行うように規定された第２光ディスクから信号の読み取り動作を行う光ピックアップ装置であり、第１波長のレーザー光を放射するレーザーダイオードと、該レーザーダイオードから放射されたレーザー光を光ディスクに設けられている信号記録層に集光させる対物レンズと、前記レーザーダイオードと対物レンズとの間の光学路内に設けられた球面収差補正手段とより成り、前記球面収差補正手段による球面収差補正動作を行うことによって同一光学系にて第１光ディスク及び第２光ディスク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ようにしたことを特徴とする光ピックアップ装置。
2. 第１波長のレーザー光にて信号の読み取り動作を行うように規定された第１光ディスク、前記第１波長より長い波長である第２波長のレーザー光にて信号の読み取り動作を行うように規定された第２光ディスク及び前記第２波長より長い波長である第３波長のレーザー光にて信号の読み取り動作を行うように規定された第３光ディスクから信号の読み取り動作を行う光ピックアップ装置であり、第１波長のレーザー光を放射するレーザーダイオードと、該レーザーダイオードから放射されたレーザー光を光ディスクに設けられている信号記録層に集光させる対物レンズと、前記レーザーダイオードと対物レンズとの間の光学路内に設けられた球面収差補正手段とより成り、前記球面収差補正手段による球面収差補正動作を行うことによって同一光学系にて第１光ディスク、第２光ディスク及び第３光ディスク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ようにしたことを特徴とする光ピックアップ装置。
3. 球面収差補正手段としてコリメートレンズを使用し、該コリメートレンズを光軸方向へ変位させることによって球面収差の補正動作を行うようにしたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の光ピックアップ装置。
4. コリメートレンズを光軸方向へ変位させることによって対物レンズの集光位置を調整するようにしたことを特徴とする請求項３に記載の光ピックアップ装置。
5. 球面収差補正手段として液晶制御光学素子を使用したことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の光ピックアップ装置。
6. 液晶制御光学素子によって対物レンズの集光位置を調整するようにしたことを特徴とする請求項５に記載の光ピックアップ装置。
7. 光ディスクの信号記録層から反射されるレーザー光である戻り光が照射される位置に４分割センサーより成る光検出器を設け、該４分割センサーから得られるプッシュプル信号からトラッキングエラー信号を生成し、このトラッキングエラー信号にて全ての光ディスクに対するトラッキング制御動作を行うようにしたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の光ピックアップ装置。

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