JP2009259363A - 光ピックアップ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 異なる規格の光ディスクに対応して設けられた２つの対物レンズを備えた光ピックアップ装置を提供する。
【解決手段】 第１対物レンズによる第１光ディスクに設けられている第１信号記録層に対する集光動作が行われた状態にあるとき、第２対物レンズを通して第１信号記録層に照射されて反射されるとともに光検出器１８に迷光として照射されるレーザー光のレベルが第１信号記録層に対するフォーカス制御動作に影響を与えないレベルになるように前記両対物レンズをレンズホルダー上に固定する。
【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再生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再生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再生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再生動作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、即ち信号記録層とレーザー光が入射する表面との間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再生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再生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再生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。

Ｂｌｕ−ｒａｙ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、０．１ｍｍであり、この信号記録層から信号の再生動作を行うために使用される対物レンズの開口数は、０．８５と規定されている。

一方、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再生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再生動作を行うためのレーザー光としては、波長が４０５ｎｍの青紫色光を使用することが出来るので、レーザーダイオードを兼用することによって両規格の光ディスクから信号の再生動作を行うことが出来る光ピックアップ装置を作ることが出来る。

しかしながら、両光ディスクから信号を読み出すためには、信号記録層の位置が大きく相違し、対物レンズの必要とする開口数が大きく異なるため、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１参照。）
また、最近では、前述したＣＤ規格及びＤＶＤ規格の光ディスクだけでなく、Ｂｌｕ−
ｒａｙ規格やＨＤ ＤＶＤ規格の光ディスクも使用することが出来る光ディスク装置の製品化が行われている。斯かる光ディスク装置に使用される光ピックアップ装置は、当然使用可能な規格の光ディスクに設けられている信号記録層から信号の再生動作や該信号記録層への信号の記録動作を行うことが出来るように構成されることになる。

斯かる光ピックアップ装置は、前述した波長のレーザー光を単一の対物レンズにて光ディスクの信号記録層に照射させることが困難であるため、例えばＣＤ規格及びＤＶＤ規格の光ディスクにレーザー光を照射する対物レンズと例えばＢｌｕ−ｒａｙ規格の光ディスクにレーザー光を照射する対物レンズの２つの対物レンズが使用されることになる。（特許文献２参照。）
特開２００６−１７２６０５号公報 特開平１１−２３９６０号公報

前述したように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再生動作を行うためのレーザー光としては、波長が４０５ｎｍの青紫色光を使用することが出来るので、レーザーダイオードを兼用することによって両規格の光ディスクから信号の再生動作を行うことが出来る光ピックアップ装置を作ることが出来る。

また、斯かる両規格の光ディスクは、光ディスクの保護層の厚さが異なるだけでなく対物レンズの開口数が異なるため、各規格の光ディスクに対応した２つの対物レンズを使用する光ピックアップ装置が開発されている。

２つの対物レンズが組み込まれている光ピックアップ装置において、第１対物レンズ及び第２対物レンズは、支持ワイヤーにて光ディスクの信号面方向及び光ディスクの径方向へ変位可能に支持されているレンズホルダー上に固定されており、前記レンズホルダーの変位動作によって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スポットとして集光させるフォーカス制御動作及び信号記録層に設けられている信号トラック上にスポットを追従させるトラッキング制御動作を行うように構成されている。

光ピックアップ装置におけるフォーカス制御動作やトラッキング制御動作は、光ディスクに設けられている信号記録層から反射される戻り光と呼ばれるレーザー光を光検出器に照射させ、該光検出器から得られるフォーカスエラー信号やトラッキングエラー信号を利用して行うように構成されている。

２つの対物レンズが組み込まれた光ピックアップ装置では、各々の対物レンズから得られる戻り光を光検出器に照射させることによって各光ディスクに対するフォーカスエラー信号やトラッキングエラー信号を生成するように構成されるが、この光検出器を兼用使用するように構成された光ピックアップ装置では、両方の対物レンズから得られる戻り光に適した位置に光検出器の取り付ける必要がある。

また、１つのレーザーダイオードから放射されるレーザー光を第１対物レンズと第２対物レンズに分離して導くために偏光ビームスプリッタと呼ばれる光学素子が使用されるが、斯かる偏光ビームスプリッタによる選択分離動作はレーザー光を偏光させることによって行うように構成されている。

即ち、第１対物レンズによって集光されるレーザー光にて第１光ディスクに記録されている信号の再生動作を行う場合には、例えば偏光ビームスプリッタにＰ偏光光のレーザー光を入射させて該偏光ビームスプリッタに設けられている制御膜にて第１対物レンズの方
向へ透過又は反射させ、第２対物レンズによって集光されるレーザー光にて第２光ディスクに記録されている信号の再生動作を行う場合には、前記偏光ビームスプリッタにＳ偏光光を入射させて該偏光ビームスプリッタに設けられている制御膜にて第２対物レンズの方向へ反射又は透過させ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では、レーザーダイオードと偏光ビームスプリッタとの間に設けられた１／２波長板によってＰ偏光光又はＳ偏光光に変換するように構成されている。斯かる偏光動作を行う制御素子は高価であり、光ピックアップ装置のコスト上昇を招くという問題がある。

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入射されるとともに入射されたレーザー光を第１光学系方向及び第２光学系方向に分離し、且つ同時に両光学系にレーザー光を出射する偏光ビームスプリッタと、レーザーダイオードと偏光ビームスプリッタとの間に設けられているとともにレーザー光をメインビームとサブビームとに分離する回折格子と、前記第１光学系に組み込まれているとともにレーザー光を第１光ディスクに設けられている第１信号記録層に集光させる第１対物レンズと、前記第２光学系に組み込まれているとともにレーザー光を第２光ディスクに設けられている第２信号記録層に集光させ、且つ前記第１対物レンズが固定されているレンズホルダーに固定されている第２対物レンズと、前記第１光ディスクの第１信号記録層から反射される戻り光及び第２光ディスクの第２信号記録層から反射される戻り光が照射される位置に設けられているとともにメインビームの戻り光が照射されるメインビーム用受光部及びサブビームの戻り光が照射されるサブビーム用受光部が設けられている光検出器とを備え、第１対物レンズによる第１信号記録層に対する集光動作が行われた状態にあるとき、第２対物レンズを通して第１信号記録層に照射されて反射されるとともに前記光検出器に迷光として照射されるレーザー光のレベルが第１信号記録層に対するフォーカス制御動作に影響を与えないレベルになるように前記両対物レンズをレンズホルダー上に固定したことを特徴とするものである。

また、本発明は、第１対物レンズによる集光動作が行われた状態にあるとき、第２対物レンズを含む第２光学系に発生する球面収差及びデフォーカス差によって光検出器に照射される第１信号記録層からの反射光であるレーザー光のレベルがフォーカス制御動作に影響を与えないレベルにな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、レーザーダイオードから放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第１光学系方向及び第２光学系方向に分離し、且つ同時に両光学系にレーザー光を出射する偏光ビームスプリッタと、レーザーダイオードと偏光ビームスプリッタとの間に設けられているとともにレーザー光をメインビームとサブビームとに分離する回折格子と、前記第１光学系に組み込まれているとともにレーザー光を第１光ディスクに設けられている第１信号記録層に集光させる第１対物レンズと、前記第２光学系に組み込まれているとともにレーザー光を第２光ディスクに設けられている第２信号記録層に集光させ、且つ前記第１対物レンズが固定されているレンズホルダーに固定されている第２対物レンズと、前記第１光ディスクの第１信号記録層から反射される戻り光及び第２光ディスクの第２信号記録層から反射される戻り光が照射される位置に設けられているとともにメインビームの戻り光が照射されるメインビーム用受光部及びサブビームの戻り光が照射されるサブビーム用受光部が設けられている光検出器とを備え、第２対物レンズによる第２信号記録層に対する集光動作が行われた状態にあるとき、第１対物レンズを通して第２信号記録層に照射されて反射されるとともに前記光検出器に迷光として照射され
るレーザー光のレベルが第２信号記録層に対するフォーカス制御動作に影響を与えないレベルになるように前記両対物レンズをレンズホルダー上に固定したことを特徴とするものである。

また、本発明は、第２対物レンズによる集光動作が行われた状態にあるとき、第１対物レンズを含む第１光学系に発生する球面収差及びデフォーカス差によって光検出器に照射される第２信号記録層からの反射光であるレーザー光のレベルがフォーカス制御動作に影響を与えないレベルにな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、偏光ビームスプリッタにて第１光学系及び第２光学系に分離されるレーザー光の光量が等しくなるようにしたことを特徴とするものである。

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入射されるとともに入射されたレーザー光を第１光学系方向及び第２光学系方向に分離し、且つ同時に両光学系にレーザー光を出射する偏光ビームスプリッタと、レーザーダイオードと偏光ビームスプリッタとの間に設けられているとともにレーザー光をメインビームとサブビームとに分離する回折格子と、前記第１光学系に組み込まれているとともにレーザー光を第１光ディスクに設けられている第１信号記録層に集光させる第１対物レンズと、前記第２光学系に組み込まれているとともにレーザー光を第２光ディスクに設けられている第２信号記録層に集光させ、且つ前記第１対物レンズが固定されているレンズホルダーに固定されている第２対物レンズと、前記第１光ディスクの第１信号記録層から反射される戻り光及び第２光ディスクの第２信号記録層から反射される戻り光が照射される位置に設けられているとともにメインビームの戻り光が照射されるメインビーム用受光部及びサブビームの戻り光が照射されるサブビーム用受光部が設けられている光検出器とを備えた光ピックアップ装置において、第１対物レンズによる第１信号記録層に対する集光動作が行われた状態にあるとき、第２対物レンズを通して第１信号記録層に照射されて反射されるとともに前記光検出器に迷光として照射されるレーザー光のレベルが第１信号記録層に対するフォーカス制御動作に影響を与えないレベルになるように前記両対物レンズをレンズホルダー上に固定したことを特徴とするものであり、本発明によれば２つの対物レンズに同時にレーザー光が入射されても光ディスクに記録されている信号の再生動作を行うために使用されていない方の対物レンズを通して光検出器に照射される迷光のレベルを小さくすることが出来、その結果、光ピックアップ装置のフォーカス制御動作を支障なく行うことが出来る。

図１は本発明の光ピックアップ装置の光学系を示す概略図、図２及び図３は光ディスクと光学系との関係を示す概略図、図４は光検出器と照射スポットとの関係を示す説明図、図５は本発明の光ピックアップ装置の要部を示す断面図、図６は本発明の光ピックアップ装置の要部を示す平面図である。

本実施例における第１光ディスクＤ１及び第２光ディスクＤ２の厚さは同一であり、図２及び図３に示すように第１光ディスクＤ１に設けられている第１信号記録層Ｌ１と光ディスクの表面Ｓとの間に設けられている保護層の厚みは第２光ディスクＤ２に設けられている第２信号記録層Ｌ２と光ディスクの表面Ｓとの間に設けられている保護層の厚みと比較して薄くなるように構成されている。

図１において、1は波長が４０５ｎｍ、即ち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であり、本実施例ではＳ方向の直線偏光光を放射するように構成されている。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とともに該レーザー光を０次光であるメインビーム、＋１次光及び−１次光であるサブビームに分離す
る回折格子である。

３は前記回折格子２を透過した信号が入射される偏光ビームスプリッタであり、入射される光量の５０％は第１光学系Ａのレーザー光として反射させるとともに残りの５０％は第２光学系Ｂのレーザー光として透過させる制御膜３ａが設けられている。また、前記制御膜３ａはレーザーダイオード１から放射されたレーザー光を第１光学系Ａ方向へＳ偏光光として反射させるとともに第２光学系Ｂ方向へＰ偏光光として透過させるように構成されている。更に、前記制御膜３ａは第１光学系Ａから入射されるＰ偏光光は１００％透過させるとともに第２光学系Ｂから入射されるＳ偏光光は１００％反射させるように構成されている。

４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にて反射されたレーザー光及び第１光ディスクＤ１に設けられている第１信号記録層Ｌ１から反射される戻り光が入射されるとともに第１光学系Ａに組み込まれている第１光学系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、また円偏光光から直線偏光光に変換する作用を成すものである。

５は前記第１光学系１／４波長板４を透過したレーザー光が入射されるとともに第１光学系Ａに組み込まれている第１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第１光ディスクＤ１の保護層による球面収差を補正するために最適な位置に調整固定されるように構成されている。

６は前記第１コリメートレンズ５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第１反射ミラーであり、後述するように０次光であるメインビームと±１次光であるサブビームの位相差を調整するために煽り角を調整可能に設けられている。７は前記第１反射ミラー６にて反射されたレーザー光が入射される第１立ち上げミラーであり、図２に示したようにレーザー光を第１光ディスクＤ１に設けられている第１信号記録層Ｌ１に集光させるべく設けられている第１対物レンズ８方向へ反射させる作用を成すものである。

前述したように第１光ディスクＤ１を使用する場合に作用する第１光学系Ａは、第１光学系１／４波長板４、第１コリメートレンズ５、第１反射ミラー６、第１立ち上げミラー７及び第１対物レンズ８にて構成されている。

９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を透過したレーザー光及び第２光ディスクＤ２に設けられている第２信号記録層Ｌ２から反射される戻り光が入射されるとともに第２光学系Ｂに組み込まれている第２光学系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、また円偏光光から直線偏光光に変換する作用を成すものである。

１０は前記第２光学系１／４波長板９を透過したレーザー光が入射されるとともに第２光学系Ｂに組み込まれている第２反射ミラー、１１は前記第２反射ミラー１０にて反射されたレーザー光が入射される第２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第２光ディスクＤ２の保護層による球面収差を補正するために最適な位置に調整固定されるように構成されている。

１２は前記第２コリメートレンズ１１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第３反射ミラー、１３は前記第３反射ミラー１２にて反射されたレーザー光が入射される第２立ち上げミラーであり、図３に示したようにレーザー光を第２光ディスクＤ２に設けられている第２信号記録層Ｌ２に集光させるべく設け
られている第２対物レンズ１４方向へ反射させる作用を成すものである。

前述したように第２光ディスクＤ２を使用する場合に作用する第２光学系Ｂは、第２光学系１／４波長板９、第２反射ミラー１０、第２コリメートレンズ１１、第３反射ミラー１２、第２立ち上げミラー１３及び第２対物レンズ１４にて構成されている。

前述したように第１光学系Ａ及び第２光学系Ｂは構成されているが、第１対物レンズ８及び第２対物レンズ１４は図６に示すように同一のレンズホルダー１５上に、例えばレンズの中心軸を結ぶ線Ｅが光ディスクの径方向と一致するように配置されるように固定されている。また、斯かる第１対物レンズ８及び第２対物レンズ１４が固定されているレンズホルダー１５は４本の支持ワイヤー１６等によって光ディスクの信号面方向であるフォーカス制御方向及び光ディスクの径方向であるトラッキング制御方向への変位動作を行うことが出来るように構成されている。

斯かる構成において、第１光学系Ａを構成する第１対物レンズ８にて第１光ディスクＤ１の第１信号記録層Ｌ１に集光されたレーザー光は該第１信号記録層Ｌ１から戻り光として反射されて該第１対物レンズ８に入射される。このようにして、前記第１対物レンズ８に入射された戻り光は第１立ち上げミラー７、第１反射ミラー６、第１コリメートレンズ５及び第１光学系１／４波長板４を介して前記偏光ビームスプリッタ３に入射される。

このようにして偏光ビームスプリッタ３に入射される第１光学系Ａからの戻り光は、前記第１光学系１／４波長板４によって円偏光光から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を透過し、矢印Ｐ方向へ出射されることになる。

また、斯かる構成において、第２光学系Ｂを構成する第２対物レンズ１４にて第２光ディスクＤ２の信号記録層Ｌ２に集光されたレーザー光は該信号記録層Ｌ２から戻り光として反射されて該第２対物レンズ１４に入射される。このようにして、前記第２対物レンズ１４に入射された戻り光は第２立ち上げミラー１３、第３反射ミラー１２、第２コリメートレンズ１１、第２反射ミラー１０及び第２光学系１／４波長板９を介して前記偏光ビームスプリッタ３に入射される。

このようにして偏光ビームスプリッタ３に入射される第２光学系Ｂからの戻り光は、前記第２光学系１／４波長板９によって円偏光光からＳ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にて反射され、矢印Ｐ方向へ出射されることになる。

１７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を透過した第１光学系Ａからの戻り光であるレーザー光及び該制御膜３ａにて反射された第２光学系Ｂからの戻り光であるレーザー光が入射されるアナモフィックレンズであり、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。

斯かるアナモフィックレンズ１７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。１８は前記アナモフィックレンズ１７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、図４に示すように複数の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１８を構成する４分割センサーの構造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。

以上に説明したように本発明に係る光ピックアップ装置の光学系は構成されているが、次に斯かる構成の光ピックアップ装置における信号の読み取り動作について説明する。

第１光ディスクＤ１を使用する場合には、該第１光ディスクＤ１に設けられている第１信号記録層Ｌ１の位置と第１対物レンズ８との位置関係は図２に示した状態になる。斯かる第１光ディスクＤ１を使用する場合には、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から青紫色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、０次光であるメインビーム、＋１次光及び−１次光であるサブビームに分離された後前記偏光ビームスプリッタ３に入射される。斯かるレーザー光が前記偏光ビームスプリッタ３に入射されると、該偏光ビームスプリッタ３に設けられている制御膜３ａにて光量の５０％がＳ偏光光として第１光学系Ａ方向へ反射されるとともに光量の５０％がＰ偏光光として第２光学系Ｂ方向へ透過される。

前記制御膜３ａにて反射されたレーザー光は、第１光学系１／４波長板４に入射されてＳ偏光光である直線偏光光から円偏光光に変換された後第１コリメートレンズ５に入射される。該第１コリメートレンズ５に入射されたレーザー光は、該第１コリメートレンズ５の働きによって平行光に変換される。前記第１コリメートレンズ５によって平行光に変換されたレーザー光は、第１反射ミラー６にて反射された後第１立ち上げミラー７に入射される。

前記第１立ち上げミラー７に入射されたレーザー光は、図２に示すように入射方向に対して直角になる方向に反射されて第１対物レンズ８に入射される。前記第１対物レンズ８に入射されたレーザー光は該第１対物レンズ８の集光動作によって第１光ディスクＤ１の第１信号記録層Ｌ１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、第１光ディスクＤ１の第１信号記録層Ｌ１に所望のスポットとして照射されるが、この場合における第１対物レンズ８の開口数は例えば０．８５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第１光ディスクＤ１に設けられている第１信号記録層Ｌ１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、該第１信号記録層Ｌ１から反射される戻り光が第１対物レンズ８に第１光ディスクＤ１側から入射される。前記第１対物レンズ８に入射された戻り光は、第１立ち上げミラー７、第１反射ミラー６、第１コリメートレンズ５及び第１光学系１／４波長板４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を透過した第１光学系Ａからの戻り光は、アナモフィックレンズ１７に入射され、該アナモフィックレンズ１７の働きによって非点収差が発生せしめられる。前記アナモフィックレンズ１７によって非点収差が発生せしめられた戻り光は、該アナモフィックレンズ１７の集光動作によって光検出器１８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。図４は光検出器１８に組み込まれている４分割センサーとレーザースポットとの関係を示すものであり、メインビームＭが照射されるメインビーム用受光部ＭＤ、サブビームＳ１及びＳ２が照射されるサブビーム用受光部ＳＤ１及びＳＤ２が図示したように配置されている。

このようにして戻り光が光検出器１８に照射される結果、該光検出器１８に組み込まれているメインビーム用受光部ＭＤ、サブビーム用受光部ＳＤ１及びＳＤ２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及びトラッキング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第１対物レンズ８を第１光ディスクＤ１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とともにトラッキングエラー信号を利用して第１対物レンズ８を第１光ディスクＤ１の径方向へ変位させることによってトラッキング制御動作を行うことが出来る。

斯かる光検出器１８に組み込まれているメインビーム用受光部ＭＤ、サブビーム用受光部ＳＤ１及びＳＤ２から得られるフォーカスエラー信号及びトラッキングエラー信号を利用した非点収差法及び差動非点収差法によるフォーカス制御動作、そして３ビーム法によるトラッキング制御動作は周知であるので、その説明は省略する。

以上に説明したように第１光ディスクＤ１を使用する場合の動作、即ち光ピックアップ装置を構成する第１光学系Ａを使用する場合の動作は行われるが、次に第２光ディスクＤ２を使用する場合の動作、即ち第２光学系Ｂを使用する場合の動作について説明する。

第２光ディスクＤ２を使用する場合には、該第２光ディスクＤ２に設けられている第２信号記録層Ｌ２の位置と第２対物レンズ１４との位置関係は図３に示した状態になる。斯かる第２光ディスクＤ２を使用する場合には、第１光ディスクＤ１と同様に前記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から青紫色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、０次光であるメインビーム、＋１次光及び−１次光であるサブビームに分離された後に前記偏光ビームスプリッタ３に入射される。斯かるレーザー光が前記偏光ビームスプリッタ３に入射されると、入射光量の５０％のレーザー光が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Ｐ偏光光として透過し、第２光学系Ｂ方向へ出射されることになる。

また、斯かる場合においても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によって光量の５０％がＳ偏光光として第１光学系Ａ方向へ反射されることになる。

前記制御膜３ａを透過したレーザー光は、第２光学系１／４波長板９に入射されて直線偏光光から円偏光光に変換された後第２反射ミラー１０に照射される。前記第２反射ミラー１０に照射されたレーザー光は該第２反射ミラー１０にて反射された後第２コリメートレンズ１１に入射される。前記第２コリメートレンズ１１に入射されたレーザー光は、該第２コリメートレンズ１１の働きによって平行光に変換される。前記第２コリメートレンズ１１によって平行光に変換されたレーザー光は、第３反射ミラー１２にて反射された後第２立ち上げミラー１３に入射される。

前記第２立ち上げミラー１３に入射されたレーザー光は、図３に示すように反射されて第２対物レンズ１４に入射される。前記第２対物レンズ１４に入射されたレーザー光は該第２対物レンズ１４の集光動作によって第２光ディスクＤ２の第２信号記録層Ｌ２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、第２光ディスクＤ２の第２信号記録層Ｌ２に所望のスポットとして照射されるが、この場合における第２対物レンズ１４の開口数は例えば０．６５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第２光ディスクＤ２に設けられている第２信号記録層Ｌ２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、該第２信号記録層Ｌ２から反射される戻り光が第２対物レンズ１４に第２光ディスクＤ２側から入射される。前記第２対物レンズ１４に入射された戻り光は、第２立ち上げミラー１３、第３反射ミラ
ー１２、第２コリメートレンズ１１、第２反射ミラー１０及び第２光学系１／４波長板９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、Ｓ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にて反射されることになる。

前記制御膜３ａにて反射された第２光学系Ｂからの戻り光は、アナモフィックレンズ１７に入射され、該アナモフィックレンズ１７の働きによって非点収差が発生せしめられる。前記アナモフィックレンズ１７によって非点収差が発生せしめられた戻り光は、第１光学系Ａからの戻り光と同様に該アナモフィックレンズ１７の集光動作によって光検出器１８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１８に照射される結果、該光検出器１８に組み込まれているメインビーム用受光部ＭＤ、サブビーム用受光部ＳＤ１及びＳＤ２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フォーカスエラー信号及びトラッキング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第２対物レンズ１４を第２光ディスクＤ２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とともにトラッキングエラー信号を利用して第２対物レンズ１４を第２光ディスクＤ２の径方向へ変位させることによってトラッキング制御動作を行うことが出来る。

前述したように本実施例の光ピックアップ装置における第１光ディスクＤ１及び第２光ディスクＤ２を使用する場合の動作は行われるが、次に組み立て調整動作について説明する。

光ピックアップ装置を構成する光学部品をハウジングに設けられている各光学部品のための取り付け位置へ接着固定する組み立て調整動作が行われるが、最初の組み立て調整動作は第２光ディスクＤ２に対応して設けられている第２光学系Ｂに対して行われる。

即ち、斯かる組み立て動作は、レーザーダイオード１、回折格子２、偏光ビームスプリッタ３、第２光学系１／４波長板９、第２反射ミラー１０、第２コリメートレンズ１１、第３反射ミラー１２、第２立ち上げミラー１３、第２対物レンズ１４、アナモフィックレンズ１７及び光検出器１８を最適な位置に対して調整固定することによって行われる。

斯かる組み立て調整作業によって各光学部品が第２光学系Ｂに対して最適な位置に接着固定された場合には、光検出器１８を構成する４分割センサー部に戻り光が照射されて生成される照射スポットは、図４に示すようになる。即ち、戻り光であるレーザー光から生成される照射スポットであるメインビームＭ、サブビームＳ１及びＳ２が各々メインビーム用受光部ＭＤ、サブビーム用受光部ＳＤ１及びＳＤ２上の中心部に正確に位置されるとともにフォーカス調整が正確に行われた円形状になる。

前述したように第２光学系Ｂ及び第２光学系Ｂに対して作用する各光学部品の最適位置への調整固定動作が完了した後に第１光ディスクＤ１に対応して設けられている第１光学系Ａに対する組み立て動作が行われる。

斯かる組み立て動作は、第１光学系１／４波長板４、第１コリメートレンズ５、第１立ち上げミラー７及び第１対物レンズ８を最適な位置に対して調整固定することによって行われるが、第１反射ミラー６に対する固定動作は後で行われる。

即ち、第１光学系Ａに組み込まれている第１反射ミラー６は煽り角の調整動作を行うことが出来るように構成されており、この第１反射ミラー６の煽り角を変更調整してメイン
ビームとサブビームとの位相を調整する動作を行う。斯かる調整動作は、光検出器１８に組み込まれているメインビーム用受光部ＭＤ、サブビーム用受光部ＳＤ１及びＳＤ２上の最適な位置にメインビームＭ、サブビームＳ１及びＳ２が位置するように調整することによって行われる。

斯かる調整動作を行いメインビーム用受光部ＭＤ、サブビーム用受光部ＳＤ１及びＳＤ２上の最適な位置にメインビームＭ、サブビームＳ１及びＳ２が位置した状態で第１反射ミラー６の接着固定動作が行われる。

前述した動作を行うことによって光ピックアップ装置を構成する各光学部品の固定動作が完了するが、第１光ディスクＤ１に対するフォーカス制御動作と第２光ディスクＤ２に対するフォーカス制御動作を交互に行い、光検出器１８を構成するメインビーム用受光部ＭＤ、サブビーム用受光部ＳＤ１及びＳＤ２に照射されるメインビームＭ、サブビームＳ１及びＳ２の位相差の検査を行うことによって光ピックアップ装置の性能、品質の検査を行うことが出来る。

以上に説明したように本発明に係る光ピックアップ装置の組み立て調整動作は行われるが、次に本発明の要旨について説明する。

前述したように本発明の光ピックアップ装置では、第１光ディスクＤ１の第１信号記録層Ｌ１に記録されている信号の再生動作を行う場合及び第２光ディスクＤ２の第２信号記録層Ｌ２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から放射されるレーザー光が偏光ビームスプリッタ３によって第１光学系Ａ及び第２光学系Ｂ方向へ等しい光量として常時分離出射されるように構成されている。

即ち、第１光ディスクＤ１に設けられている第１信号記録層Ｌ１に記録されている信号の再生動作を第１対物レンズ８による集光動作によって行っているとき、第２光学系Ｂを構成する第２対物レンズ１４にもレーザー光が入射された状態にあり、第２光ディスクＤ２に設けられている第２信号記録層Ｌ２に記録されている信号の再生動作を第２対物レンズ１４による集光動作によって行っているとき、第１光学系Ａを構成する第１対物レンズ８にもレーザー光が入射された状態にある。

図２は第１光ディスクＤ１に記録されている信号の再生動作を第１対物レンズ８によるレーザー光の集光動作によって行っている状態を示すものであり、第２対物レンズ１４に入射されるレーザー光の集光動作も同時に行われた状態にある。しかしながら、斯かる状態にあるとき、図２に示すように第２対物レンズ１４による集光動作によってレーザー光が集光される位置は第１信号記録層Ｌ１の位置ではなく、第２光ディスクＤ２に設けられている第２信号記録層Ｌ２の位置であるので、第１信号記録層Ｌ１に対して集光動作が行われることはない。

図３は第２光ディスクＤ２に記録されている信号の再生動作を第２対物レンズ１４によるレーザー光の集光動作によって行っている状態を示すものであり、第１対物レンズ８に入射されるレーザー光の集光動作も同時に行われた状態にある。しかしながら、斯かる状態にあるとき、図３に示すように第１対物レンズ８による集光動作によってレーザー光が集光される位置は第２信号記録層Ｌ２の位置ではなく、第１光ディスクＤ１に設けられている第１信号記録層Ｌ１の位置であるので、第２信号記録層Ｌ２に対して集光動作が行われることはない。

信号記録層と光ディスクの表面との間に設けられている保護層の厚みが異なる規格の光ディスクに記録されている信号の再生動作を行うことが出来るように構成された光ピック
アップ装置は、前述したように第１及び第２の対物レンズが同一のレンズホルダー上に固定されているが、斯かる第１及び第２対物レンズの表面と光ディスクの表面との間の距離、所謂ワーキングディスタンスと呼ばれる距離は、各光ディスクに対応した距離になるように設定されている。

斯かるワーキングディスタンスとしては、第１光ディスクＤ１の場合には、例えば０．３６ｍｍ、第２光ディスクＤ２の場合には、例えば０．７６ｍｍのように設定されており、従来の光ピックアップ装置では斯かるワーキングディスタンスの値を考慮して第１対物レンズ及び第２対物レンズはレンズホルダー上に固定されている。

そのため、従来の光ピックアップ装置では、ワーキングディスタンスの短い第１対物レンズの高さが第２対物レンズの高さより高くなるように、即ち第１対物レンズの表面の方が光ディスクの表面に近くなるように固定されている。

第１対物レンズ及び第２対物レンズが従来のような関係にてレンズホルダー上に固定された光ピックアップ装置に本発明を実施すると、次のような問題が発生する。

前述したように、第１光ディスクＤ１に設けられている第１信号記録層Ｌ１に記録されている信号の再生動作を第１対物レンズ８による集光動作によって行っているときには、第２光学系Ｂを構成する第２対物レンズ１４にもレーザー光が入射された状態にあり、第２光ディスクＤ２に設けられている第２信号記録層Ｌ２に記録されている信号の再生動作を第２対物レンズ１４による集光動作によって行っているときには、第１光学系Ａを構成する第１対物レンズ８にもレーザー光が入射された状態にある。

図２は第１光ディスクＤ１に記録されている信号の再生動作を第１対物レンズ８によるレーザー光の集光動作によって行っている状態を示すものであり、第２対物レンズ１４に入射されるレーザー光の集光動作も同時に行われた状態にある。しかしながら、斯かる状態にあるとき、図２に示すように第２対物レンズ１４による集光動作によってレーザー光が集光される位置は第１信号記録層Ｌ１の位置ではなく、第２光ディスクＤ２に設けられている第２信号記録層Ｌ２の位置であるので、第１信号記録層Ｌ１に対して集光動作が行われることはない。

図３は第２光ディスクＤ２に記録されている信号の再生動作を第２対物レンズ１４によるレーザー光の集光動作によって行っている状態を示すものであり、第１対物レンズ８に入射されるレーザー光の集光動作も同時に行われた状態にある。しかしながら、斯かる状態にあるとき、図３に示すように第１対物レンズ８による集光動作によってレーザー光が集光される位置は第２信号記録層Ｌ２の位置ではなく、第１光ディスクＤ１に設けられている第１信号記録層Ｌ１の位置であるので、第２信号記録層Ｌ２に対して集光動作が行われることはない。

図２及び図３に示した第１対物レンズ８及び第２対物レンズ１４のレンズホルダー１５に対する高さ方向の固定位置は、本発明によって設定されている位置であり、従来の関係の対物レンズの位置は、第１対物レンズ８の方が第２対物レンズ１４より上方にずれた位置にある。

斯かる従来の高さ関係になるように第１対物レンズ８及び第２対物レンズ１４をレンズホルダー１５上に固定すると、第１対物レンズ８によって第１光ディスクＤ１の第１信号記録層Ｌ１への集光動作を行っている状態における第２対物レンズ１４による集光動作によって第１信号記録層Ｌ１に照射されて反射されるレーザー光のレベルが大きくなる。即ち、第１対物レンズ８のワーキングディスタンスと第２対物レンズ１４のワーキングディ
スタンスの差を対物レンズの高さ方向の相違が相殺するため、第２対物レンズ１４に対する戻り光のレベルが大きくなる。

第２対物レンズ１４に対する戻り光のレベルが大きくなると、第２立ち上げミラー１３、第３反射ミラー１２、第２コリメートレンズ１１、第２反射ミラー１０、第２光学系１／４波長板９、偏光ビームスプリッタ３及びアナモフィックレンズ１７を通して光検出器１８に照射されるレーザー光、即ち迷光と呼ばれるレーザー光のレベルが大きくなる。その結果、光検出器１８に組み込まれているメインビーム用受光部ＭＤ、サブビーム用受光部ＳＤ１及びＳＤ２に照射される迷光のレベルが無視出来ないほど大きくなると、再生動作を行っている第１光ディスクＤ１に対するフォーカス制御動作及びトラッキング制御動作を正常に行うことが出来なくなるという問題がある。

同様に第２対物レンズ１４によって第２光ディスクＤ２の第２信号記録層Ｌ２への集光動作を行っている状態における第１対物レンズ８による集光動作によって第２信号記録層Ｌ２に照射されて反射されるレーザー光のレベルが大きくなる。即ち、第１対物レンズ８のワーキングディスタンスと第２対物レンズ１４のワーキングディスタンスの差を対物レンズの高さ方向の相違が相殺するため、第１対物レンズ８に対する戻り光のレベルが大きくなる。

第１対物レンズ８に対する戻り光のレベルが大きくなると、第１立ち上げミラー７、第１反射ミラー６、第１コリメートレンズ５、第１光学系１／４波長板４、偏光ビームスプリッタ３及びアナモフィックレンズ１７を通して光検出器１８に照射されるレーザー光、即ち迷光と呼ばれるレーザー光のレベルが大きくなる。その結果、光検出器１８に組み込まれているメインビーム用受光部ＭＤ、サブビーム用受光部ＳＤ１及びＳＤ２に照射される迷光のレベルが無視出来ないほど大きくなると、再生動作を行っている第２光ディスクＤ２に対するフォーカス制御動作及びトラッキング制御動作を正常に行うことが出来なくなるという問題がある。

本発明は、斯かる問題を解消するために図５に示すように第１対物レンズ８及び第２対物レンズ１４を各々の高さがほぼ等しくなるようにレンズホルダー１５上に固定したことを特徴とするものである。

図２及び図３は、レンズの高さ、即ち第１光ディスクＤ１及び第２光ディスクＤ２の表面Ｓとの間の距離が等しくなるように第１対物レンズ８と第２対物レンズ１４とをレンズホルダー１５上に固定した場合における各光ディスクＤ１、Ｄ２と各対物レンズ８、１４との関係を示すものである。

図２は前述したように第１光ディスクＤ１に設けられている第１信号記録層Ｌ１に対して第１対物レンズ８の集光動作によってレーザー光を集光させた状態を示すものであり、第２対物レンズ１４にて第１信号記録層Ｌ１に照射されるレーザー光は、該第１信号記録層Ｌ１にて図示したように反射される。このようにして反射されるレーザー光は、第２対物レンズ１４に第１光ディスクＤ１側から入射されるが、第２立ち上げミラー１３に対して平行光として出射されるレーザー光は殆ど無くなることになる。

第２対物レンズ１４を通して第１信号記録層Ｌ１に照射されて反射される戻り光であるレーザー光が第２立ち上げミラー１３に対して照射されない理由は、第２対物レンズ１４の位置が第１信号記録層Ｌ１に対して焦点の位置が大きくずれる、即ち第１対物レンズ８と第２対物レンズ１４との間のデフォーカス差が大きくなることに加えて保護層の厚みの差に基づいて第２対物レンズ１４に発生する球面収差量が非常に大きくなる点にある。

図３は前述したように第２光ディスクＤ２に設けられている第２信号記録層Ｌ２に対して第２対物レンズ１４の集光動作によってレーザー光を集光させた状態を示すものであり、第１対物レンズ８にて第２信号記録層Ｌ２に照射されるレーザー光は、該第２信号記録層Ｌ２にて図示したように反射される。このようにして反射されるレーザー光は、第１対物レンズ８に第２光ディスクＤ２側から入射されるが、第１立ち上げミラー７に対して平行光として出射されるレーザー光は殆ど無くなることになる。

第１対物レンズ８を通して第２信号記録層Ｌ２に照射されて反射される戻り光であるレーザー光が第１立ち上げミラー７に対して照射されない理由は、第１対物レンズ８の位置が第２信号記録層Ｌ２に対して焦点の位置が大きくずれる、即ち第１対物レンズ８と第２対物レンズ１４との間のデフォーカス差が大きくなることに加えて保護層の厚みの差に基づいて第１対物レンズ８に発生する球面収差量が非常に大きくなる点にある。

尚、本実施例では、第１対物レンズ８の高さと第２対物レンズ１４の高さとを等しくなるようにしたが、戻り光による迷光のレベルがフォーカス制御動作やトラッキング制御動作に悪影響を与えることがないレベルになるように両対物レンズの高さを設定すれば良いことは明らかである。

以上に説明したように規格が異なる第１光ディスクＤ１及び第２光ディスクＤ２に記録されている信号の再生動作を行うために２つの光学系を備えた光ピックアップ装置において、偏光ビームスプリッタによるレーザー光の分離動作を光量が等しくなるようにしたので、使用光ディスクに対応させてレーザー光を切り換えるための偏光制御用光学部品を設ける必要がなく安価な光ピックアップ装置を提供することが出来る。

また、本実施例では、第１光学系Ａ方向へ偏光ビームスプリッタ３からＳ偏光光を反射させるようにしたが、Ｐ方向の直線偏光光を反射させるように構成することも出来る。

本発明の光ピックアップ装置の光学系を示す概略図である。 本発明に係る光ディスクと光学系との関係を示す概略図である。 本発明に係る光ディスクと光学系との関係を示す概略図である。 本発明に係る光検出器と照射スポットとの関係を示す説明図である。 本発明の光ピックアップ装置の要部を示す断面図である。 本発明の光ピックアップ装置の要部を示す平面図である。

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
５ 第１コリメートレンズ
６ 第１反射ミラー
８ 第１対物レンズ
１０ 第２反射ミラー
１１ 第２コリメートレンズ
１２ 第３反射ミラー
１４ 第２対物レンズ
１５ レンズホルダー
１７ アナモフィックレンズ
１８ 光検出器

Claims (5)

1. 信号記録層とレーザー光が入射する表面との間に設けられている保護層の厚さが異なる第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再生動作を行うことが出来る光ピックアップ装置であり、レーザーダイオードから放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第１光学系方向及び第２光学系方向に分離し、且つ同時に両光学系にレーザー光を出射する偏光ビームスプリッタと、レーザーダイオードと偏光ビームスプリッタとの間に設けられているとともにレーザー光をメインビームとサブビームとに分離する回折格子と、前記第１光学系に組み込まれているとともにレーザー光を第１光ディスクに設けられている信号記録層である第１信号記録層に集光させる第１対物レンズと、前記第２光学系に組み込まれているとともにレーザー光を第２光ディスクに設けられている信号記録層である第２信号記録層に集光させ、且つ前記第１対物レンズが固定されているレンズホルダーに固定されている第２対物レンズと、前記第１光ディスクの第１信号記録層から反射される戻り光及び第２光ディスクの第２信号記録層から反射される戻り光が照射される位置に設けられているとともにメインビームの戻り光が照射されるメインビーム用受光部及びサブビームの戻り光が照射されるサブビーム用受光部が設けられている光検出器とを備え、第１対物レンズによる第１信号記録層に対する集光動作が行われた状態にあるとき、第２対物レンズを通して第１信号記録層に照射されて反射されるとともに前記光検出器に迷光として照射されるレーザー光のレベルが第１信号記録層に対するフォーカス制御動作に影響を与えないレベルになるように前記両対物レンズをレンズホルダー上に固定したことを特徴とする光ピックアップ装置。
2. 第１対物レンズによる集光動作が行われた状態にあるとき、第２対物レンズを含む第２光学系に発生する球面収差及びデフォーカス差によって光検出器に照射される第１信号記録層からの反射光であるレーザー光のレベルがフォーカス制御動作に影響を与えないレベルにな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。
3. 信号記録層とレーザー光が入射する表面との間に設けられている保護層の厚さが異なる第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再生動作を行うことが出来る光ピックアップ装置であり、レーザーダイオードから放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第１光学系方向及び第２光学系方向に分離し、且つ同時に両光学系にレーザー光を出射する偏光ビームスプリッタと、レーザーダイオードと偏光ビームスプリッタとの間に設けられているとともにレーザー光をメインビームとサブビームとに分離する回折格子と、前記第１光学系に組み込まれているとともにレーザー光を第１光ディスクに設けられている第１信号記録層に集光させる第１対物レンズと、前記第２光学系に組み込まれているとともにレーザー光を第２光ディスクに設けられている第２信号記録層に集光させ、且つ前記第１対物レンズが固定されているレンズホルダーに固定されている第２対物レンズと、前記第１光ディスクの第１信号記録層から反射される戻り光及び第２光ディスクの第２信号記録層から反射される戻り光が照射される位置に設けられているとともにメインビームの戻り光が照射されるメインビーム用受光部及びサブビームの戻り光が照射されるサブビーム用受光部が設けられている光検出器とを備え、第２対物レンズによる第２信号記録層に対する集光動作が行われた状態にあるとき、第１対物レンズを通して第２信号記録層に照射されて反射されるとともに前記光検出器に迷光として照射されるレーザー光のレベルが第２信号記録層に対するフォーカス制御動作に影響を与えないレベルになるように前記両対物レンズをレンズホルダー上に固定したことを特徴とする光ピックアップ装置。
4. 第２対物レンズによる集光動作が行われた状態にあるとき、第１対物レンズを含む第１光学系に発生する球面収差及びデフォーカス差によって光検出器に照射される第２信号記録層からの反射光であるレーザー光のレベルがフォーカス制御動作に影響を与えないレベルにな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. 偏光ビームスプリッタにて第１光学系及び第２光学系に分離されるレー
   ザー光の光量が等しくなるようにしたことを特徴とする請求項１または請求項３に記載の光ピックアップ装置。

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