JP2009259347A - 光ピックアップ及び光ディスク装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】本発明は、光ピックアップにおいて小型軽量化された簡易な構成で、安定した記録状態を持続させるようにする。
【解決手段】本発明は、光ビームを出射するレーザダイオード42Aと、レーザダイオード42Aから出射される光ビームの光路上に設けられ、当該光ビームを平行光に変換するコリメータレンズ44と、波長選択膜45A及び当該波長選択膜45Aと平行に設けられた反射防止膜45Bを有し、波長選択膜45Aによって平行光を分光し、当該平行光を所定の割合で光ディスク100へ照射すると共に、当該平行光の残りをパワーコントロールのためのFPD46へ導く所定厚さでなるDBSP45とを具え、コリメータレンズ44における光路上の位置が移動された結果、平行光が微発散光又は微収束光に変換された状態でDBSP45へ導かれるようにした。
【選択図】図4
【解決手段】本発明は、光ビームを出射するレーザダイオード42Aと、レーザダイオード42Aから出射される光ビームの光路上に設けられ、当該光ビームを平行光に変換するコリメータレンズ44と、波長選択膜45A及び当該波長選択膜45Aと平行に設けられた反射防止膜45Bを有し、波長選択膜45Aによって平行光を分光し、当該平行光を所定の割合で光ディスク100へ照射すると共に、当該平行光の残りをパワーコントロールのためのFPD46へ導く所定厚さでなるDBSP45とを具え、コリメータレンズ44における光路上の位置が移動された結果、平行光が微発散光又は微収束光に変換された状態でDBSP45へ導かれるようにした。
【選択図】図4
Description
本発明は、光ピックアップ及び光ディスク装置に関し、例えばDVD(Digital Versatile Disc)やCD(Compact Disc)等の光ディスクを対象とした光ディスク装置に適用して好適なものである。
従来、光ディスク装置の光ピックアップにおいては、レーザダイオードから出射された光ビームの一部を当該光ビームのオートパワーコントロール(以下、これをAPCと呼ぶ)用に設けられたフロントフォトディテクタにより検出し、当該検出された光ビームの光量に応じてレーザダイオードから出射させるパワーを所望の光量となるように制御するものがある(引用文献1参照)。
特開2001-202651公報
また、図1に示すように、光ピックアップ1では、レーザダイオード2A及びフォトディテクタ(図示せず)を一体化したDVD用光集積素子2と、レーザダイオード3A及びフォトディテクタ(図示せず)を一体化したCD用光集積素子3とを有し、CD方式の光ディスク100C又はDVD方式の光ディスク100Dに対する記録動作又は再生動作を実行し得るようになされている。
実際上、光ピックアップ1は、DVD用光集積素子2のレーザダイオード2Aから波長約660[nm]でなる光ビームL1を出射させ、それをコリメータレンズ4により平行光L2に変換する。
そして光ピックアップ1は、平板状でなるダイクロイックビームスプリッタプレート(以下、これをDBSPと呼ぶ)5の波長選択膜5Aにより、その平行光L2の90%(L2A)を透過させて光ディスク100D側へ導くと共に、平行光L2の10%(L2B)を反射させてAPC側のフロントフォトディテクタ(以下、これをFPDと呼ぶ)6へ導くようになされている。
光ピックアップ1は、平行光L2Aを反射ミラー7により反射させ、対物レンズ8を介して集光し、光ディスク100Dの信号記録層に対して照射するようになされている。
なお光ピックアップ1は、DBSP5の波長選択膜5Aとは反対の面に反射防止膜5Bが形成されており、平行光L2のAPC側への反射を防止するようになされているが、実際、反射防止膜5Bにおける反射光を完全に「0」とすることはできず、僅かな(約1%以下程度)反射光L2CをAPC側のFPD6へ照射してしまう。
ところでかかる構成の光ピックアップ1においては、波長選択膜5Aで反射した平行光L2Bと、反射防止膜5Bで反射してしまった不要な反射光L2Cとが干渉を起こし(波線部分で示す)、APC側のFPD6に干渉縞を生じさせることになる。
このとき光ピックアップ1では、レーザダイオード2Aの温度上昇によって光ビームL1の波長が変化すると、FPD6に生じた干渉縞が変動して当該FPD6が検出する光量が変化するため、レーザダイオード2Aから対物レンズ8を介して光ディスク100Dへ照射される出射パワーが変動し、安定した記録状態を阻害するという問題があった。
このような事態を回避するため、図1との対応部分に同一符号を付した図2に示すように、平板状でなるDBSP5の代わりにプリズム状でなるビームスプリッタ15を用いた光ピックアップ20が考えられるものの、大型化及び重量化してしまうという問題があった。
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、小型軽量化された簡易な構成で、安定した記録状態を持続させ得る光ピックアップ及び光ディスク装置を提案しようとするものである。
かかる課題を解決するため本発明においては、光ビームを出射する光源と、光源から出射される光ビームの光路上に設けられ、当該光ビームを平行光に変換するコリメータレンズと、第1膜及び当該第1膜と平行に設けられた第2膜を有し、第1膜によって平行光を分光し、当該平行光を所定の割合で光ディスクへ導くと共に、当該平行光の残りをパワーコントロールのための光量検出素子へ導く所定厚さでなる板状の反射板とを具え、コリメータレンズにおける光路上の位置が移動された結果、平行光が微発散光又は微収束光に変換された状態で反射板へ導かれるようにした。
これにより、コリメータレンズを介した平行光が微発散光又は微収束光に変換された状態で反射板へ導かれることになるため、反射板の第1膜によって光量検出素子へ導かれる平行光の残りと、第2膜によって光量検出素子へ導かれるコリメータレンズを介した平行光とが干渉したときに比べて、反射板の第1膜によって光量検出素子へ導かれる微発散光又は微収束光の残りと、第2膜によって光量検出素子へ導かれる微発散光又は微収束光とが干渉したときの方が、光量検出素子に生じる干渉縞の度合いを低減させることができる。
また本発明においては、第1光ディスクであるか当該第1光ディスクとは特性の異なる第2光ディスクであるかを判別する判別部と、第1光ディスクへ照射する第1波長の第1光ビームを出射する第1光源と、第2光ディスクへ照射する第2波長の第2光ビームを出射する第2光源と、判別部による判別結果に応じて第1光ビーム又は第2光ビームの何れかを第1光源又は第2光源から出射させる制御部と、第1光源から出射される第1光ビームの光路上に設けられ、当該第1光ビームを第1平行光に変換する第1コリメータレンズと、第2光源から出射される第2光ビームの光路上に設けられ、当該第2光ビームを第2平行光に変換する第2コリメータレンズと、第1膜及び当該第1膜と平行に設けられた第2膜を有し、第1膜によって第1平行光又は第2平行光を分光し、当該第1平行光又は当該第2平行光を所定の割合で第1光ディスク又は第2光ディスクへ導くと共に、当該第1平行光の残り又は当該第2平行光の残りをパワーコントロールのための光量検出素子へ導く所定厚さでなる板状の反射板とを具え、第1コリメータレンズ又は第2コリメータレンズにおける光路上の位置が移動された結果、第1コリメータレンズ又は第2コリメータレンズにより平行光が微発散光又は微収束光に変換された状態で反射板へ導かれるようにした。
これにより、第1コリメータレンズ又は第2コリメータレンズにより平行光が微発散光又は微収束光に変換された状態で反射板へ導かれることになるため、反射板の第1膜によって光量検出素子へ導かれる第1平行光又は第2平行光の残りと、第2膜によって光量検出素子へ導かれる第1コリメータレンズ又は第2コリメータレンズを介した第1平行光又は第2平行光とが干渉したときに比べて、反射板の第1膜によって光量検出素子へ導かれる微発散光又は微収束光の残りと、第2膜によって光量検出素子へ導かれる微発散光又は微収束光とが干渉したときの方が、光量検出素子に生じる干渉縞の度合いを低減させることができる。
本発明によれば、反射板の第1膜によって光量検出素子へ導かれる微発散光又は微収束光の残りと、第2膜によって光量検出素子へ導かれる微発散光又は微収束光とが干渉したときの光量検出素子に生じる干渉縞の度合いを低減させることができるので、干渉縞の影響により光ビームの出射パワーを不安定にさせることを防止し得、かくして小型軽量化された簡易な構成で、安定した記録状態を持続させ得る光ピックアップを実現することができる。
また本発明によれば、第1コリメータレンズ又は第2コリメータレンズにより平行光が微発散光又は微収束光に変換された状態で反射板へ導かれることになるため、反射板の第1膜によって光量検出素子へ導かれる第1平行光又は第2平行光の残りと、第2膜によって光量検出素子へ導かれる第1コリメータレンズ又は第2コリメータレンズを介した第1平行光又は第2平行光とが干渉したときに比べて、反射板の第1膜によって光量検出素子へ導かれる微発散光又は微収束光の残りと、第2膜によって光量検出素子へ導かれる微発散光又は微収束光とが干渉したときの方が、光量検出素子に生じる干渉縞の度合いを低減させることができるので、干渉縞の影響により第1光ビーム及び第2光ビームの出射パワーを不安定にさせることを防止し得、かくして小型軽量化された簡易な構成で、安定した記録状態を持続させ得る光ディスク装置を実現することができる。
以下、図面について、本発明の一実施の形態を詳述する。
(1)第1の実施の形態
(1−1)光ディスク装置の全体構成
図3において、本発明における第1の実施の形態における光ディスク装置30では、制御部31を中心に構成されており、CD方式でなる光ディスク100C又はDVD方式でなる光ディスク100Dに対して情報を記録し得、また当該光ディスク100(100C又は100D)から情報を再生し得るようになされている。
(1−1)光ディスク装置の全体構成
図3において、本発明における第1の実施の形態における光ディスク装置30では、制御部31を中心に構成されており、CD方式でなる光ディスク100C又はDVD方式でなる光ディスク100Dに対して情報を記録し得、また当該光ディスク100(100C又は100D)から情報を再生し得るようになされている。
制御部31は、図示しないCPU(Central Processing Unit)と、各種プログラム等が格納されるROM(Read Only Memory)と、当該CPUのワークメモリとして用いられるRAM(Random Access Memory)とによって構成されており、光ディスク装置30を統括制御するようになされている。
実際上、制御部31は、駆動部32を介してスピンドルモータ34を回転駆動させ、ターンテーブル(図示せず)に載置された光ディスク100(100C又は100D)を所望の速度で回転させる。
また制御部31は、駆動部32を介してスレッドモータ35を駆動させることにより、移動軸G1及びG2に沿って光ピックアップ40を光ディスク100(100C又は100D)の内周側又は外周側へ向かうトラッキング方向へ大きく移動させる。
さらに制御部31は、駆動部32を介して2軸アクチュエータ37を駆動制御することにより対物レンズ38を光ディスク100(100C又は100D)に近接又は離隔させるフォーカス方向へ移動させ、またトラッキング方向へ細かく移動させる。
制御部31は、このように対物レンズ38の位置を制御した上で、光ピックアップ40によって光ディスク100(100C又は100D)に光ビームを照射し、その反射光を検出することにより、情報の再生処理及び記録処理を行うようになされている。
ところで光ディスク装置30は、CD方式でなる光ディスク100C及びDVD方式でなる光ディスク100Dの両方に対応し得るようになされているため、光ディスク100(100C又は100D)が装填されると、まず次の処理を行う。
すなわち光ディスク装置30の制御部31は、当該光ディスク100(100C又は100D)のTOC(Table of Contents)領域等から当該光ディスク100の種別に関する情報を読み出す等のディスク判別処理を行うことにより、CD方式でなる光ディスク100C又はDVD方式でなる光ディスク100Dのいずれであるかを判別するようになされている。
(1−2)光ピックアップの構成
図4に示すように、光ピックアップ40は、光ディスク100がDVD方式でなる光ディスク100Dであった場合、DVD用光集積素子42のレーザダイオード42Aから波長約660[nm]でなる例えばP偏光の光ビームL11を出射させ、偏光ホログラム42Cへ入射させる。
図4に示すように、光ピックアップ40は、光ディスク100がDVD方式でなる光ディスク100Dであった場合、DVD用光集積素子42のレーザダイオード42Aから波長約660[nm]でなる例えばP偏光の光ビームL11を出射させ、偏光ホログラム42Cへ入射させる。
偏光ホログラム42Cは、光ビームL11の偏光方向によって回折させ、又は直進させる光学的性質を有しており、レーザダイオード42Aから出射されたP偏光の光ビームL11を直進させ、1/4波長偏光板43へ入射させる。
1/4波長偏光板43は、光ビームの偏光状態を直線偏光から円偏光へ、又は円偏光から直線偏光へ偏光するようになされており、P偏光の光ビームL11を左円偏光に変換した後コリメータレンズ44へ入射させる。
コリメータレンズ44は、1/4波長偏光板43から入射された光ビームL11を発散光から平行光L12へ変換してダイクロイックビームスプリッタプレート(以下、これをDBSPと呼ぶ)45へ入射させる。
ここでDBSP45は、所定厚さの板状でなり、波長選択膜45A及び当該波長選択膜45Aと平行に設けられた反射防止膜45Bを有し、DVD用光集積素子42のレーザダイオード42Aから出射された平行光L12と、CD用光集積素子52のレーザダイオード52Aから出射された平行光(図示せず)との光路の合成を行うようになされている。
なおDBSP45は、コリメータレンズ44と近い方に反射防止膜45Bが配置され、コリメータレンズ44から遠い方に波長選択膜45Aが配置されるように、当該コリメータレンズ44と反射ミラー47との間に設けられている。
またDBSP45は、波長選択膜45Aによってコリメータレンズ44から入射された平行光L12を分光し、所定の割合で透過すると共に、その残りを反射させるようになされている。
実際上DBSP45は、波長選択膜45Aの光学的性質により、波長約660[nm]の光ビームL11を例えば90%の割合で透過させ、また当該光ビームL11を波長選択膜45Aにより10%の割合で反射させるようになされている。
従ってDBSP45は、コリメータレンズ44から入射された波長約660[nm]の平行光L12を波長選択膜45Aにより90%の割合で透過させ、それを平行光L12Aとして反射ミラー47へ入射させる。
因みにDBSP45は、CD用光集積素子52のレーザダイオード52Aから出射された波長約780[nm]の光ビームを波長選択膜45Aにより例えば10%の割合で透過させ、また当該光ビームを波長選択膜45Aにより90%の割合で反射させる光学的性質をも有している。
反射ミラー47は、平行光L12Aを反射させ、当該平行光L12Aを左円偏光から右円偏光に変換した後、対物レンズ38へ入射させる。
対物レンズ38は、CD方式でなる光ディスク100C及びDVD方式でなる光ディスク100Dに合わせた光学特性を有しており、平行光L12Aを集光し、当該光ディスク100Dの信号記録層に照射する。
平行光L12Aは、光ディスク100Dにおいて反射され、例えば右円偏光から左円偏光に変換された反射光ビームとして光ビームL11の光路を反対方向へ順次辿る。反射光ビームは、対物レンズ38により平行光に変換され、反射ミラー47により例えば左円偏光から右円偏光に変換されてDBSP45に入射される。
DBSP45は、反射ミラー47により反射された平行光を90%の割合で透過させ、コリメータレンズ44を介して1/4波長偏光板43へ入射させる。
1/4波長偏光板43は、コリメータレンズ44から入射された反射光ビームを例えば右円偏光からS偏光に変換し、DVD用光集積素子42の偏光ホログラム42Cへ入射させる。偏光ホログラム42Cは、1/4波長偏光板43から入射されたS偏光の反射光ビームを回折させ、フォトディテクタ42Bへ入射させる。
フォトディテクタ42Bは、偏光ホログラム42Cにより回折された反射光ビームの光量を検出し、当該検出した光量に応じたDVD再生検出信号を生成して信号処理部33(図3)へ供給する。
信号処理部33は、フォトディテクタ42Bから供給された複数のDVD再生検出信号に対して所定の演算処理を施すことによりフォーカスエラー信号及びトラッキングエラー信号等を生成し、これらを駆動部32へ供給することにより、フィードバック処理によるフォーカス制御及びトラッキング制御を行わせるようになされている。
また信号処理部33は、フォトディテクタ42Bから供給されたDVD再生検出信号に対して所定の演算処理を施すことにより、光ディスク100Dに記録されている情報を表すDVD再生RF信号を生成し、さらに所定の復調処理や復号化処理等を施すことによりDVD再生信号を生成し、これを制御部11へ供給する。これに応じて制御部31は、当該DVD再生信号を図示しない外部機器へ供給するようになされている。
一方、DBSP45は、コリメータレンズ44から入射された平行光L12を波長選択膜45Aによって10%の割合で反射させ、反射光L12Bとしてオートパワーコントロール用のフロントフォトディテクタ(以下、これをFPDと呼ぶ)46へ入射させる。
光量検出素子としてのFPD46は、DBSP45の波長選択膜45Aにより反射された反射光L12Bの光量を検出し、当該検出した光量に応じた光量検出信号を生成して信号処理部33へ供給する。
信号処理部33は、FPD46から供給される光量検出信号に対して所定の演算処理を施すことによりレーザ制御信号を生成し、当該レーザ制御信号をDVD用光集積素子42のレーザダイオード42Aへ供給することにより、レーザダイオード42Aから出射させる光ビームL11を所望の光量となるように制御するようになされている。
このように光ピックアップ40は、信号処理部33から供給されるレーザ制御信号に基づいて、レーザダイオード42Aから所望光量の光ビームL11を出射させることにより、光ディスク100Dに対する情報の記録再生特性を安定化するようになされている。
ところが光ピックアップ40では、DBSP45の波長選択膜45Aの反対側に形成された反射防止膜45Bによって、コリメータレンズ44から入射された平行光L12のAPC側への反射を防止するようになされているものの、実際、反射防止膜45Bにおける反射光を完全に「0」とすることはできず、僅かな(約1%以下程度)反射光L12CをAPC側のFPD46へ照射してしまう。
そのために光ピックアップ40は、DBSP45の波長選択膜5Aで反射した反射光L12Bと、反射防止膜5Bで反射してしまった不要な反射光L12Cとが干渉を起こし(波線部分で示す)、APC側のFPD46に干渉縞を生じさせてしまう。
このFPD46に生じた干渉縞は、レーザダイオード42Aの温度上昇によって光ビームL11の波長が変化すると、その干渉縞も変動することになる。そうすると、光ピックアップ40では、当該FPD46によって検出する光量が干渉縞の変動により変化し、レーザダイオード42Aから対物レンズ38を介して光ディスク100Dへ照射される出射パワーが変動してしまう。
そこで光ピックアップ40は、DVD用光集積素子42のレーザダイオード42Aから出射された光ビームL11をコリメータレンズ44によって平行光L12とする際に、光ビームL11を平行光L12とするのではなく、コリメータレンズ44を光ビームL11の光路上でレーザダイオード42A側へ僅かに移動させた位置(点線で示す)に配置しておくようになされている。
これにより光ピックアップ40では、コリメータレンズ44を介して光ビームL11を平行光ではなく微発散光に変換し、これをDBSP45へ導くことができるようになされている。
この結果、光ピックアップ40では、当該DBSP45の波長選択膜45Aにより10%の割合で反射された微発散光の反射光と、反射防止膜45Bにより反射した不要な微発散光の反射光との干渉度合いを低減させ得るようになされている。
なお光ピックアップ40は、コリメータレンズ44をレーザダイオード42A側へ移動させた場合、そのことに起因して光ディスク100の信号記録層に対して照射するレーザ光に球面収差等を発生させることがある。
このようなコリメータレンズ44の移動に伴って球面収差等が生じた場合でも、光ピックアップ40では、それを予め吸収し得るように設計された対物レンズ38が用いられることによって当該球面収差等を補正し得るようになされている。
(1−3)コリメータレンズの位置に応じた出射パワーの変動
次に、この光ピックアップ40において、コリメータレンズ44を光ビームL11の光路上でレーザダイオード42A側へ移動させる前の位置(実線で示す)と、所定量だけ順次移動させた場合の3通りの位置(この場合、点線により1通りのみ示す)とに対する出射パワーの変動を、以下のグラフによって説明する。
次に、この光ピックアップ40において、コリメータレンズ44を光ビームL11の光路上でレーザダイオード42A側へ移動させる前の位置(実線で示す)と、所定量だけ順次移動させた場合の3通りの位置(この場合、点線により1通りのみ示す)とに対する出射パワーの変動を、以下のグラフによって説明する。
図5、図7、図9及び図11では、DVD用光集積素子42におけるレーザダイオード42Aの出射パワーすなわち出射光量の変化割合を%表示によって縦軸に示すと共に、レーザダイオード42Aの近傍に設けられたサーミスタ(図示せず)によって検出される当該レーザダイオード42Aの温度についても縦軸に示し、経過時間を横軸に示している。
図5は、光ピックアップ40において、コリメータレンズ44が光ビームL11の光路上でレーザダイオード42A側へ移動される前の位置(実線で示す)であり、その移動量ΔZ(この場合「0」)、コリメータレンズ44の焦点距離fとしたとき、次式
ΔZ/f=0 ……(1)
となり、コリメータレンズ44からDBSP45に対して平行光L12が導かれているときの出射パワーの変動を示している。
このとき光ピックアップ40では、時間の経過と共に、レーザダイオード42Aの温度が30度程度から約45度程度にまで上昇しており、FPD46からの光量検出信号が一定となるように制御しているにも拘わらず、対物レンズ38から光ディスク100Dの信号記録層に照射される平行光L12Aの出射パワーが+側に約4%、−側に約3.5%も変動している。
また図6でも同様に、サーミスタによるレーザダイオード42Aの温度変化に対して、対物レンズ38から光ディスク100Dの信号記録層に照射される平行光L12Aの出射パワーが+側に約4%、−側に約3.5%も変動している様子が示されている。
これは、時間の経過に伴い、レーザダイオード42Aの温度が上昇し、当該レーザダイオード42Aからの出射波長が変化しているためにFPD46に生じた干渉縞が変動し、当該FPD46への入射光量が変化することに起因して、対物レンズ38を介して光ディスク100Dへ照射される出射パワーが変動してしまうからである。
これに対して図7は、光ピックアップ40において、コリメータレンズ44が光ビームL11の光路上でレーザダイオード42A側へ移動されたときの位置であり、次式
ΔZ/f=0.0087 ……(2)
となったときに、コリメータレンズ44からDBSP45に対して微発散光が導かれているときの出射パワーの変動を示している。
このとき光ピックアップ40では、時間の経過と共に、レーザダイオード42Aの温度が26度程度から約42度程度にまで上昇しているにも拘わらず、対物レンズ38から光ディスク100Dの信号記録層に照射される平行光L12Aの出射パワーが最大で+側に約0.7%、−側に約0.6%程度しか変動していない。
また図8でも同様に、サーミスタによるレーザダイオード42Aの温度変化に対して、対物レンズ38から光ディスク100Dの信号記録層に照射される平行光L12Aの出射パワーが+側に約0.7%、−側に約0.6%程度しか変動していない様子が示されている。
さらに図9は、光ピックアップ40において、コリメータレンズ44が光ビームL11の光路上でレーザダイオード42A側へ移動されたときの位置であり、次式
ΔZ/f=0.0174 ……(3)
となったときに、コリメータレンズ44からDBSP45に対して微発散光が導かれているときの出射パワーの変動を示している。
このとき光ピックアップ40では、時間の経過と共に、レーザダイオード42Aの温度が26度程度から約39度程度にまで上昇しているにも拘わらず、対物レンズ38から光ディスク100Dの信号記録層に照射される平行光L12Aの出射パワーが最大で+側に約0.1%、−側に約0.3%程度しか変動していない。
また図10でも同様に、サーミスタによるレーザダイオード42Aの温度変化に対して、対物レンズ38から光ディスク100Dの信号記録層に照射される平行光L12Aの出射パワーが+側に約0.1%、−側に約0.3%程度しか変動していない様子が示されている。
最後に、図11は、光ピックアップ40において、コリメータレンズ44が光ビームL11の光路上でレーザダイオード42A側へ最も移動されたときの位置であり、次式
ΔZ/f=0.0243 ……(4)
となったときに、コリメータレンズ44からDBSP45に対して微発散光が導かれているときの出射パワーの変動を示している。
このとき光ピックアップ40では、時間の経過と共に、レーザダイオード42Aの温度が25度程度から約44度程度にまで上昇しているにも拘わらず、対物レンズ38から光ディスク100Dの信号記録層に照射される平行光L12Aの出射パワーが最大で+側に約0.2%、−側に約0.1%程度しか変動していない。
また図12でも同様に、サーミスタによるレーザダイオード42Aの温度変化に対して、対物レンズ38から光ディスク100Dの信号記録層に照射される平行光L12Aの出射パワーが+側に約0.2%、−側に約0.1%程度しか変動していない様子が示されている。
このように光ピックアップ40では、コリメータレンズ44が光ビームL11の光路上でレーザダイオード42A側へ移動されたことにより、平行光L12ではなく微発散光がDBSP45へ導かれた場合、FPD46に対する干渉縞の度合いが低減される。
このため光ピックアップ40では、温度上昇によりレーザダイオード42Aからの出射波長が変化しているにも拘わらず、光ディスク100Dへ照射される出射パワーの変動が抑制されるのである。
すなわち光ピックアップ40では、横軸にΔZ/f、縦軸に出射パワーの変動割合%を示した図13に示すように、ΔZ/fの値が大きくなるに連れて(コリメータレンズ44がレーザダイオード42A側へ近付くに連れて)、出射パワーの変動割合が急激に小さくなっていくことが分かる。
特に光ピックアップ40は、次式
|ΔZ/f|≧0.012 ……(5)
を満たすような位置にコリメータレンズ44を配置した場合、パワー変動を約1%以下に低減させ得るようになされている。
(1−4)動作及び効果
以上の構成において、光ディスク装置30の光ピックアップ40は、レーザダイオード42AとDBSP45との間であって、当該レーザダイオード42Aから出射される光ビームL11を平行光L12に変換するためのコリメータレンズ44における当該光路上の位置をレーザダイオード42A側へ移動させるようにした。
以上の構成において、光ディスク装置30の光ピックアップ40は、レーザダイオード42AとDBSP45との間であって、当該レーザダイオード42Aから出射される光ビームL11を平行光L12に変換するためのコリメータレンズ44における当該光路上の位置をレーザダイオード42A側へ移動させるようにした。
これにより光ピックアップ40は、コリメータレンズ44における光路上の位置がレーザダイオード42A側へ移動された結果、当該コリメータレンズ44から平行光L12ではなく微発散光をDBSP45へ導くことができる。
従って光ピックアップ40では、DBSP45の波長選択膜45AによってAPC側のFPD46へ導かれた平行光L12の反射光L12Bと、反射防止膜45BによってFPD46へ不要に導かれた反射光L12Cとが干渉したときに比べて、DBSP45の波長選択膜45AによってFPD46へ導かれた微発散光の反射光L12Bと、反射防止膜45BによってFPD46へ導かれた微発散光の反射光とが干渉したときの方が、FPD46に生じる干渉縞の度合いを低減させることができる。
かくして光ピックアップ40は、コリメータレンズ44が光ビームL11の光路上でレーザダイオード42A側へ移動されたことにより、平行光L12ではなく微発散光がDBSP45へ導かれ、FPD46に対する干渉縞の影響を低減することができる。
その結果、光ピックアップ40では、温度上昇によりレーザダイオード42Aからの出射波長が変化したとしても、光ディスク100Dへ照射される出射パワーの変動を大幅に抑制することができる。
特に、光ピックアップ40では、図13に示したように、ΔZ/fの値が大きくに連れて(コリメータレンズ44がレーザダイオード42A側へ近付くに連れて)、出射パワーの変動割合が急激に小さくなっていくことが明らかである。
従って光ピックアップ40では、上述したような(5)式を満たす位置にコリメータレンズ44を移動した場合、光ディスク100Dへ照射するパワー変動を約1%以下に低減させることができる。
以上の構成によれば、光ディスク装置30では、光ピックアップ40におけるDVD用光集積素子42のレーザダイオード42A側へコリメータレンズ44の位置を移動させたことにより、当該コリメータレンズ44から平行光L12ではなく微発散光をDBSP45へ導き、FPD46に生じる干渉縞の度合いを低減することができる。
これにより光ディスク装置30の光ピックアップ40は、温度上昇によりレーザダイオード42Aからの出射波長が変化したとしても、光ディスク100Dへ照射される出射パワーの変動を大幅に抑制し、安定した記録状態を持続させることができる。
さらに光ディスク装置30の光ピックアップ40は、キューブ状のDBSPを用いるのではなく、平板状のDBSP45を用い、コリメータレンズ44の位置を移動させただけの簡易な構成を採用したことにより、小型軽量化を実現することができる。
(2)第2の実施の形態
(2−1)光ディスク装置の全体構成
図3において、本発明における第2の実施の形態における光ディスク装置130は、第1の実施の形態における光ディスク装置30と同様の構成を有している。
(2−1)光ディスク装置の全体構成
図3において、本発明における第2の実施の形態における光ディスク装置130は、第1の実施の形態における光ディスク装置30と同様の構成を有している。
この光ディスク装置130では、第1の実施の形態における光ディスク装置30の光ピックアップ40と異なる光ピックアップ140を有する点以外については同様であるため、便宜上その説明を省略する。
(2−2)光ピックアップの構成
図4との対応部分に同一符号を付した図14に示すように光ピックアップ140は、光ディスク100がDVD方式でなる光ディスク100Dに対してのみ対応しており、レーザダイオード42Aから波長約660[nm]でなる例えばP偏光の光ビームL11を出射させ、コリメータレンズ44へ入射させる。
図4との対応部分に同一符号を付した図14に示すように光ピックアップ140は、光ディスク100がDVD方式でなる光ディスク100Dに対してのみ対応しており、レーザダイオード42Aから波長約660[nm]でなる例えばP偏光の光ビームL11を出射させ、コリメータレンズ44へ入射させる。
コリメータレンズ44は、レーザダイオード42Aから入射された光ビームL11を発散光から平行光L12へ変換して偏光ビームスプリッタ65へ入射させる。
偏光ビームスプリッタ65は、光ビームL11の偏光方向に応じて反射率及び透過率が相違する性質を有しており、例えばP偏光の光ビームL11を偏光膜65Aによって約90%の割合で透過させると共に、当該偏光膜65Aにより残りの10%を反射させるようになされている。
従って偏光ビームスプリッタ65は、コリメータレンズ44から入射された波長約660[nm]の平行光L12を偏光膜65Aにより90%の割合で透過させ、それを平行光L12Aとして1/4波長偏光板66へ入射させる。
1/4波長偏光板66は、P偏光の平行光L12Aを左円偏光に変換した後、反射ミラー47へ入射させる。反射ミラー47は、当該平行光L12Aを左円偏光から右円偏光に変換した後、対物レンズ38へ入射させる。対物レンズ38は、平行光L12Aを集光し、当該光ディスク100Dの信号記録層に照射する。
平行光L12Aは、光ディスク100Dにおいて反射され、例えば右円偏光から左円偏光に変換された反射光ビームとして光ビームL11の光路を反対方向へ順次辿る。反射光ビームは、対物レンズ38により平行光に変換され、反射ミラー47により例えば左円偏光から右円偏光に変換されて1/4波長偏光板66に入射される。
1/4波長偏光板66は、右円偏光の平行光をS偏光に変換した後、偏光ビームスプリッタ65へ入射させる。偏光ビームスプリッタ65は、1/4波長偏光板66から入射されたS偏光の平行光を約100%反射させ、集光レンズ61を介してフォトディテクタ62Aへ入射させるようになされている。
フォトディテクタ62Aは、その受光光量を検出し、当該検出した受光光量に応じたDVD再生検出信号を生成して信号処理部33(図3)へ供給する。
信号処理部33は、フォトディテクタ62Aから供給された複数のDVD再生検出信号に対して所定の演算処理を施すことによりフォーカスエラー信号及びトラッキングエラー信号等を生成し、これらを駆動部32へ供給することにより、フィードバック処理によるフォーカス制御及びトラッキング制御を行わせるようになされている。
また信号処理部33は、フォトディテクタ62Aから供給されたDVD再生検出信号に対して所定の演算処理を施すことにより、光ディスク100Dに記録されている情報を表すDVD再生RF信号を生成し、さらに所定の復調処理や復号化処理等を施すことによりDVD再生信号を生成し、これを制御部11へ供給する。これに応じて制御部31は、当該DVD再生信号を図示しない外部機器へ供給するようになされている。
一方、偏光ビームスプリッタ65は、コリメータレンズ44から入射された平行光L12を偏光膜65Aによって10%の割合で反射させ、反射光L12Bとしてオートパワーコントロール用のFPD46へ入射させる。
FPD46は、偏光ビームスプリッタ65の偏光膜65Aにより反射された反射光L12Bの光量を検出し、当該検出した光量に応じた光量検出信号を生成して信号処理部33へ供給する。
信号処理部33は、FPD46から供給される光量検出信号に対して所定の演算処理を施すことによりレーザ制御信号を生成し、当該レーザ制御信号をレーザダイオード42Aへ供給することにより、レーザダイオード42Aから出射させる光ビームL11を所望の光量となるように制御するようになされている。
このように光ピックアップ140は、信号処理部33から供給されるレーザ制御信号に基づいて、レーザダイオード42Aから所望光量の光ビームL11を出射させることにより、光ディスク100Dに対する情報の記録再生特性を安定化するようになされている。
ところが光ピックアップ140では、偏光ビームスプリッタ65の偏光膜65Aの反対側に形成された反射防止膜65Bによって、コリメータレンズ44から入射された平行光L12のAPC側への反射を防止するようになされているものの、実際、反射防止膜65Bにおける反射光を完全に「0」とすることはできず、僅かな(約1%以下程度)反射光L12CをAPC側のFPD46へ照射してしまう。
そのために光ピックアップ140は、偏光ビームスプリッタ65の偏光膜65Aで反射した反射光L12Bと、反射防止膜65Bで反射した不要な反射光L12Cとが干渉を起こし(波線部分で示す)、APC側のFPD46に干渉縞を生じさせてしまう。
このFPD46に生じた干渉縞は、レーザダイオード42Aの温度上昇によって光ビームL11の波長が変化すると、その干渉縞も変動することになる。そうすると、光ピックアップ140では、当該FPD46によって検出する光量が干渉縞の変動により変化し、レーザダイオード42Aから対物レンズ38を介して光ディスク100Dへ照射される出射パワーが変動してしまう。
そこで光ピックアップ140においても、レーザダイオード42Aから出射された光ビームL11をコリメータレンズ44によって平行光L12とする際に、光ビームL11を平行光L12とするのではなく、コリメータレンズ44を光ビームL11の光路上でレーザダイオード42A側へ僅かに移動させた位置(点線で示す)に配置しておくようになされている。
これにより光ピックアップ140では、コリメータレンズ44を介して光ビームL11を平行光ではなく微発散光に変換し、これをDBSP45へ導くことができるようになされている。
この結果、光ピックアップ140では、当該DBSP45の波長選択膜45Aにより10%の割合で反射された微発散光の反射光と、反射防止膜45Bにより反射した不要な微発散光の反射光との干渉度合いを低減させ得るようになされている。
因みに、光ピックアップ140による干渉度合いを低減させたことにより出射パワーの変動を抑制し得る作用効果については、第1の実施の形態において図5乃至図13で説明したときと同様である。
(2−3)動作及び効果
以上の構成において、光ディスク装置130の光ピックアップ140は、レーザダイオード42AとDBSP45との間であって、当該レーザダイオード42Aから出射される光ビームL11を平行光L12に変換するためのコリメータレンズ44における当該光路上の位置をレーザダイオード42A側へ移動させるようにした。
以上の構成において、光ディスク装置130の光ピックアップ140は、レーザダイオード42AとDBSP45との間であって、当該レーザダイオード42Aから出射される光ビームL11を平行光L12に変換するためのコリメータレンズ44における当該光路上の位置をレーザダイオード42A側へ移動させるようにした。
これにより光ピックアップ140は、コリメータレンズ44における光路上の位置がレーザダイオード42A側へ移動された結果、当該コリメータレンズ44から平行光L12ではなく微発散光をDBSP45へ導くことができる。
従って光ピックアップ140では、DBSP45の波長選択膜45AによってAPC側のFPD46へ導かれた平行光L12の反射光L12Bと、反射防止膜45BによってFPD46へ不要に導かれた反射光L12Cとが干渉したときに比べて、DBSP45の波長選択膜45AによってFPD46へ導かれた微発散光の反射光L12Bと、反射防止膜45BによってFPD46へ導かれた微発散光の反射光とが干渉したときの方が、FPD46に生じる干渉縞の度合いを低減させることができる。
かくして光ピックアップ140は、コリメータレンズ44が光ビームL11の光路上でレーザダイオード42A側へ移動されたことにより、平行光L12ではなく微発散光がDBSP45へ導かれ、FPD46に対する干渉縞の影響を低減することができる。
その結果、光ピックアップ140では、温度上昇によりレーザダイオード42Aからの出射波長が変化したとしても、光ディスク100Dへ照射される出射パワーの変動を大幅に抑制することができる。
特に、光ピックアップ140においても、図13に示したように、ΔZ/fの値が大きくなるに連れて(コリメータレンズ44がレーザダイオード42A側へ近付くに連れて)、出射パワーの変動割合が急激に小さくなっていくことが明らかである。
従って光ピックアップ140では、上述したような(5)式を満たす位置にコリメータレンズ44を移動した場合、光ディスク100Dへ照射するパワー変動を約1%以下に低減させることができる。
以上の構成によれば、光ディスク装置130では、光ピックアップ140におけるレーザダイオード42A側へコリメータレンズ44の位置を移動させたことにより、当該コリメータレンズ44から平行光L12ではなく微発散光をDBSP45へ導き、FPD46に生じる干渉縞の度合いを低減することができる。
これにより光ディスク装置130の光ピックアップ140は、温度上昇によりレーザダイオード42Aからの出射波長が変化したとしても、光ディスク100Dへ照射される出射パワーの変動を大幅に抑制し、安定した記録状態を持続させることができる。
さらに光ディスク装置130の光ピックアップ140は、キューブ状のDBSPを用いるのではなく、平板状のDBSP45を用い、コリメータレンズ44の位置を移動させただけの簡易な構成を採用したことにより、小型軽量化を実現することができる。
(3)他の実施の形態
なお上述の第1の実施の形態においては、DVD用光集積素子42のレーザダイオード42Aからの光ビームL11をDVD方式でなる光ディスク100Dに出射させたときに出射パワーの変動を大幅に抑制する場合に適用するようにした場合について述べた。
なお上述の第1の実施の形態においては、DVD用光集積素子42のレーザダイオード42Aからの光ビームL11をDVD方式でなる光ディスク100Dに出射させたときに出射パワーの変動を大幅に抑制する場合に適用するようにした場合について述べた。
しかしながら本発明はこれに限らず、CD用光集積素子52のレーザダイオード52Aからの光ビームをCD方式でなる光ディスク100Cに出射させたときに出射パワーの変動を抑制する場合に適用するようにしても良い。
この場合、光ピックアップ40(図4)では、CD用光集積素子52のレーザダイオード52Aから出射された波長約780[nm]の光ビームをDBSP45の波長選択膜45Aによって90%の割合で反射させる。
一方、光ピックアップ40では、10%の割合で残りの光ビームを透過させるようになるが、10%の透過光が反射防止膜45Bで僅かに反射し、それが波長選択膜45Aで再反射し、再反射光としてAPC側のFPD46へ入射されてしまう。
そのため光ピックアップ40では、10%の透過光と再反射光とが干渉することになるが、このときもコリメータレンズ49をレーザダイオード52A側へ移動させることにより平行光を微発散光に変換して干渉度合いを低減させ、出射パワーの変動を大幅に抑制することができる。
また上述の第1の実施の形態においては、コリメータレンズ44をレーザダイオード42A側へ移動させ、微発散光をDBSP45へ導くことにより干渉の度合いを低減させるようにした場合について述べた。
しかしながら、本発明はこれに限らず、図4との対応部分に同一符号を付した図15に示すように、光ピックアップ40ではコリメータレンズ44をDBSP45側へ移動量ΔXだけ移動させ、その結果得られる微収束光をDBSP45へ導くことにより干渉の度合いを低減させるようにしても良い。
この場合の光ピックアップ40においても、図13に示したように、上述の(5)式を満たすような位置にコリメータレンズ44を配置した場合、パワー変動を約1%以下に低減させ得るようになされている。
さらに上述の第2の実施の形態においては、コリメータレンズ44をレーザダイオード42A側へ移動させることにより微発散光を偏光ビームスプリッタ65へ導くことにより干渉の度合いを低減させるようにした場合について述べた。
しかしながら、本発明はこれに限らず、図14との対応部分に同一符号を付した図16に示すように、光ピックアップ140ではコリメータレンズ44を偏光ビームスプリッタ65側へ移動量ΔXだけ移動させて微収束光を偏光ビームスプリッタ65へ導くことにより干渉の度合いを低減させるようにしても良い。
この場合の光ピックアップ140においても、図13に示したように、上述の(5)式を満たすような位置にコリメータレンズ44を配置した場合、パワー変動を約1%以下に低減させ得るようになされている。
さらに上述した第1の実施の形態及び第2の実施の形態においては、DBSP45における第1膜としての波長選択膜45Aの先に光ディスク100を配置し、第2膜としての反射防止膜45Bの先にAPCのFPD46を配置するようにした場合について述べた。
しかしながら、本発明はこれに限らず、DBSP45における第1膜としての波長選択膜45Aと第2膜としての反射防止膜45Bとの位置関係を逆に設定し、波長選択膜45Aと光ディスク100とを対応させて配置し、反射防止膜45Bと対応させてAPCのFPD46を配置するようにしても良い。
さらに上述した実施の形態においては、光ディスク100の種別がCD方式でなる光ディスク100CD又はDVD方式でなる光ディスク100Dのいずれであるかにより、波長約780[nm]でなる光ビームL1又は波長約660[nm]でなる光ビームL11を出射するようにした場合について述べた。
しかしながら、本発明はこれに限らす、例えばBD(Blu-ray Disc:登録商標)方式でなる光ディスクに対して波長約405[nm]の光ビームを照射する場合など、異なる波長を用いる複数方式の光ディスクに対応するような場合に適用しても良い。
さらに上述した第1の実施の形態及び第2の実施の形態においては、記録と再生の両方を行い得る光ピックアップ40及び140を用いるようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、再生だけを行い得る光ピックアップを用いるようにしても良い。
さらに上述した第1の実施の形態及び第2の実施の形態においては、光源としてのレーザダイオード42A、52Aと、コリメータレンズとしてのコリメータレンズ44、49と、板状の反射板としてのDBSP45、偏光ビームスプリッタ65とによって本発明の光ピックアップとしての光ピックアップ40、140を構成するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、この他種々の構成でなる光源、コリメータレンズ及び反射板によって光ピックアップを構成するようにしても良い。
さらに上述した第1の実施の形態及び第2の実施の形態においては、第1光源としてのレーザダイオード42A、第2光源としてのレーザダイオード52A、制御部としての制御部31、第1コリメータレンズとしてのコリメータレンズ44、第2コリメータレンズとしてのコリメータレンズ49、板状の反射板としてのDBSP45によって本発明の光ピックアップとしての光ピックアップ40、140を構成するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、この他種々の構成でなる第1光源、第2光源、第1コリメータレンズ、第2コリメータレンズ及び反射板によって光ピックアップを構成するようにしても良い。
本発明の光ピックアップ及び光ディスク装置は、例えばDVDやCD等の光ディスクを対象とした光ディスク装置以外にも、BD(Blu-ray Disc:登録商標)方式の光ディスクやHD DVD(High Density Digital Versatile Disc:登録商標)をも対象とした光ディスク装置に適用することができる。
1、20、40、140……光ピックアップ、30、130……光ディスク装置、2、42……DVD用光集積素子、3、52……CD用光集積素子、4、9、44、49……コリメータレンズ、5、45……DBSP、6、46……FPD、7、47……反射ミラー、8、38……対物レンズ、9……コリメータレンズ、15……ビームスプリッタ、31……制御部、32……駆動部、33……信号処理部、34……スピンドルモータ、35……スレッドモータ、37……2軸アクチュエータ、42A、52A……レーザダイオード、42B、52B、62A……フォトディテクタ、42C、52C……偏光ホログラム、43、66……1/4波長偏光板、45A……波長選択膜、45B、65B……反射防止膜、65……偏光ビームスプリッタ、65A……偏光膜、100、100C、100D……光ディスク。
Claims (8)
- 光ビームを出射する光源と、
上記光源から出射される上記光ビームの光路上に設けられ、当該光ビームを平行光に変換するコリメータレンズと、
第1膜及び当該第1膜と平行に設けられた第2膜を有し、上記第1膜によって上記平行光を分光し、当該平行光を所定の割合で光ディスクへ導くと共に、当該平行光の残りをパワーコントロールのための光量検出素子へ導く所定厚さでなる板状の反射板と
を具え、
上記コリメータレンズにおける上記光路上の位置が移動された結果、上記平行光が微発散光又は微収束光に変換された状態で上記反射板へ導かれるようにした
光ピックアップ。 - 上記コリメータレンズが上記光源に近付く方向へ移動されたことにより上記平行光が上記微発散光に変換された場合、上記コリメータレンズの焦点距離f、上記コリメータレンズの移動量ΔZとすると、次式
ΔZ/f≧0.012
を満たす
請求項1に記載の光ピックアップ。 - 上記光ディスクの前面に配置され、上記コリメータレンズが移動されたことにより発生する球面収差を補正する対物レンズと
を具える請求項2に記載の光ピックアップ。 - 上記コリメータレンズが上記反射板に近付く方向へ移動されたことにより上記平行光が上記微収束光に変換された場合、上記コリメータレンズの焦点距離f、上記コリメータレンズの移動量ΔZとすると、次式
ΔZ/f≧0.012
を満たす
請求項1に記載の光ピックアップ。 - 上記光ディスクの前面に配置され、上記コリメータレンズが移動されたことにより発生する球面収差を補正する対物レンズと
を具える請求項4に記載の光ピックアップ。 - 上記第1膜は、上記光ビームの波長に応じて反射率が相違する波長選択膜である
請求項1に記載の光ピックアップ。 - 上記第1膜は、上記光ビームの偏光方向に応じて反射率が相違する偏光膜である
請求項1に記載の光ピックアップ。 - 第1光ディスクであるか当該第1光ディスクとは特性の異なる第2光ディスクであるかを判別する判別部と、
上記第1光ディスクへ照射する第1波長の第1光ビームを出射する第1光源と、
上記第2光ディスクへ照射する第2波長の第2光ビームを出射する第2光源と、
上記判別部による判別結果に応じて上記第1光ビーム又は上記第2光ビームの何れかを上記第1光源又は上記第2光源から出射させる制御部と、
上記第1光源から出射される上記第1光ビームの光路上に設けられ、当該第1光ビームを第1平行光に変換する第1コリメータレンズと、
上記第2光源から出射される上記第2光ビームの光路上に設けられ、当該第2光ビームを第2平行光に変換する第2コリメータレンズと、
第1膜及び当該第1膜と平行に設けられた第2膜を有し、上記第1膜によって上記第1平行光又は上記第2平行光を分光し、当該第1平行光又は当該第2平行光を所定の割合で上記第1光ディスク又は上記第2光ディスクへ導くと共に、当該第1平行光の残り又は当該第2平行光の残りをパワーコントロールのための光量検出素子へ導く所定厚さでなる板状の反射板と
を具え、
上記第1コリメータレンズ又は上記第2コリメータレンズにおける上記光路上の位置が移動された結果、上記第1コリメータレンズ又は上記第2コリメータレンズにより上記平行光が微発散光又は微収束光に変換された状態で上記反射板へ導かれるようにした
光ディスク装置。
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2008
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