JP2011070738A - 光ピックアップ装置 - Google Patents

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Toru Hotta
徹 堀田
Ryoichi Kawasaki
良一 川崎
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Sanyo Electric Co Ltd
三洋電機株式会社
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Abstract

【課題】 2つのレーザーダイオードと1つの対物レンズによっ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出し動作を行う光ピックアップ装置を提供する。
【解決手段】 光ディスクDの表面から信号記録層までの距離が異なる第1、第2、第3の光ディスクに設けられている信号記録層にレーザー光を集光させる回折輪帯が形成された対物レンズ11と、第1光ディスクの信号読み出し動作を行うために適した波長の第1レーザー光を生成する第1レーザーダイオード1と、第2光ディスクの信号読み出し動作を行うために適した第1レーザー光の波長より長い波長の第2レーザー光を生成する第2レーザーダイオード3とを設け、第1レーザー光にて第1光ディスクと第3光ディスクに記録されている信号の読み出し動作を行い、第2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読み出し動作を行う。
【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出し動作や光ディスクに信号の記録動作をレーザー光によって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出し動作を行うレーザー光としては、波長が785nm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出し動作行うレーザー光としては、波長が655nmの赤色光が使用されている。
また、CD規格の光ディスクにおける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透明な保護層の厚さは1.2mmであり、この信号記録層から信号の読み出し動作を行うために使用される対物レンズの開口数は、0.47と設定されている。そして、DVD規格の光ディスクにおける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透明な保護層の厚さは0.6mmであり、この信号記録層から信号の読み出し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と設定されている。
斯かるCD規格及びDVD規格の光ディスクに対して、Blu−ray規格の光ディスクに記録されている信号の読み出し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読み出し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と設定されている。
Blu−ray規格の光ディスクに設けられている信号記録層に記録されている信号の再生動作や該信号記録層に信号を記録するためにレーザー光を集光させることによって生成されるレーザースポットの径を小さくする必要がある。所望のレーザースポット形状を得るために使用される対物レンズは、開口数が大きくなるだけでなく焦点距離が短くなるので、対物レンズの曲率半径が小さくなるという特徴がある。
前述したCD規格、DVD規格及びBlu−ray規格の全ての光ディスクに記録されている信号の読み出し動作や記録動作を行うことが出来る光ディスク装置が製品化されているが、斯かる光ディスク装置に組み込まれる光ピックアップ装置には、前述した各規格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該レーザーダイオードから放射されるレーザー光を各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が組み込まれている。
前述した異なる全ての規格の光ディスクに記録されている信号の読み出し動作を行うこ
とが出来る光ピックアップ装置には、CD規格及びDVD規格の光ディスクに対するレーザー光の集光動作を行う対物レンズとBlu−ray規格の光ディスクに対するレーザー光の集光動作を行う対物レンズの2つの対物レンズが組み込まれている。
斯かる2つの対物レンズが組み込まれた光ピックアップ装置は、光学系の構成が複雑になるという問題があるだけでなく光ピックアップ装置の形状が大きくなるという問題がある。斯かる問題を解決する方法として1つの対物レンズにて全ての規格の光ディスクに対するレーザー光の集光動作を行うようにした技術が開発されている。
そして、光ピックアップ装置では、光ディスクのレーザー光の入射面であるディスク面と信号記録層との間にある保護層の厚みに起因して球面収差が発生し、信号の再生動作や記録動作が正常に行えないという問題があり、斯かる問題を解決する方法としてレーザーダイオードと対物レンズとの間に設けられているコリメートレンズを光軸方向へ移動させて球面収差を補正する技術が開発されている。
特開2006−236414号公報 特開2004−14042号公報
特許文献1に記載の光ピックアップ装置は、1つの対物レンズによって規格の異なる3つの光ディスクに記録されている信号の読み出し動作を行うように構成されているが、各光ディスクの規格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を使用しているので、高価になるだけでなく光学系が複雑になるとともにレーザー光毎に調整を行う必要があるので、組立作業を容易に行うことが出来な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、光ディスクの表面から信号記録層までの距離が短い第1光ディスク、光ディスクの表面から信号記録層までの距離が長い第2光ディスク及び光ディスクの表面から信号記録層までの距離が前記第1光ディスクより長く第2光ディスクより短い第3光ディスクの各信号記録層に入射されるレーザー光を集光させる対物レンズを備え、第1光ディスクの信号記録層に記録されている信号の読み出し動作を行うために適した波長の第1レーザー光を生成する第1レーザーダイオードと、第2光ディスクの信号記録層に記録されている信号の読み出し動作を行うために適した第1レーザー光の波長より長い波長の第2レーザー光を生成する第2レーザーダイオードと、前記第1レーザーダイオードから放射される第1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及び第3光ディスクに設けられている信号記録層に集光させて集光スポットを生成する回折輪帯及び前記第2レーザーダイオードから放射される第2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に集光させて集光スポットを生成する回折輪帯を前記対物レンズに形成したことを特徴とするものである。
また、本発明は、回折輪帯にて回折せしめられる回折光の光次数を相違させることによって各光ディスクに設けられている各信号記録層に記録されている信号の読み出し動作を行う集光スポットを生成す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、第1レーザー光を放射する第1レーザーダイオード及び第2レーザー光を放射する第2レーザーダイオードと対物レンズとの間の光路内に球面収差を補正する球面収差補正手段を設け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移動させることによって球面収差を補正す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液晶収差補正素子を使用し、該液晶収差補正素子のパターンを変更させることによって球面収差を補正す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、2つのレーザーダイオードから放射されるレーザー光を1つの対物レンズに入射させ、該対物レンズに形成されている回折輪帯によって異なる3つの規格の光ディスクに設けられている信号記録層に集光させるようにしたので、即ち1つの対物レンズによって異なる規格の光ディスクに設けられている信号記録層に記録されている信号の読み出し動作を行うようにしたので、光学部品の数を少なくすることが出来る。
また、光ディスクの表面から信号記録層までの距離が短い第1光ディスクに記録されている信号の読み出し動作に適した波長の第1レーザー光を生成する第1レーザーダイオードと光ディスクの表面から信号記録層までの距離が長い第2光ディスクに記録されている信号の読み出し動作に適した波長の第2レーザー光を生成する第2レーザーダイオードとを設けているので、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出し動作を正確に行うことが出来るという利点を本発明は有している。
従って、本発明における第2光ディスクとしてCD規格の光ディスクを使用した場合には、CD−ROM、CD−R及びCD−RWのように異なる種類の光ディスクに適した集光スポットを生成することが出来る。
本発明に係る光ピックアップ装置の実施例1を示す概略図である。 本発明に係る光ピックアップ装置に組み込まれる対物レンズと光ディスクとの関係を示す図である。 本発明に係る光ピックアップ装置に組み込まれる対物レンズと光ディスクとの関係を示す図である。 本発明に係る光ピックアップ装置に組み込まれる対物レンズと光ディスクとの関係を示す図である。 回折輪帯のブレーズ高と回折光の回折効率との関係を示す図である。 本発明に係る光ピックアップ装置の実施例2を示す概略図である。
2つのレーザーダイオードから放射されるレーザー光を1つの対物レンズに照射させ、該対物レンズに形成されている回折輪帯によって異なる3つの規格の光ディスクに設けられている信号記録層への集光動作を行うようにしたので、光ピックアップ装置の価格を下げることが出来る。
図1において、1は例えば波長が405nmの青紫色光である第1レーザー光を放射す
る第1レーザーダイオード、2は前記第1レーザーダイオード1から放射される第1レーザー光が入射される第1回折格子であり、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2つのサブビーム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は例えば波長が785nmの赤外色光である第2レーザー光を放射する第2レーザーダイオード、4は前記第2レーザーダイオード3から放射される第2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次光であるメインビーム、+1次光及び−1次光である2つのサブビームに分離する回折格子部4aと入射されるレーザー光をP方向の直線偏光光に変換する1/2波長板4bとより構成されている。
5は前記第1回折格子2を透過した第1レーザー光及び前記第2回折格子4を透過した第2レーザー光が入射される位置に設けられている偏光ビームスプリッタであり、前記1/2波長板2bによってS偏光光にされたレーザー光を反射し、前記1/2波長板4bによってP方向に偏光されたレーザー光を透過させる制御膜5aが設けられている。
6は前記偏光ビームスプリッタ5にて反射された第1レーザー光のS偏光光を反射するとともにP偏光光を透過させ、前記偏光ビームスプリッタ5を透過した第2レーザー光のP偏光光を反射するとともにS偏光光を透過させるハーフミラーである。
7は前記ハーフミラー6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、また反対に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。8は前記1/4波長板7を透過したレーザー光が入射されるとともに入射されるレーザー光を平行光に変換するコリメートレンズであり、収差補正用モーター9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7の光軸方向への変位動作によって光ディスクDの保護層の厚さに基づいて生じる球面収差を補正するように構成されている。
10は前記コリメートレンズ8を透過したレーザー光が入射される位置に設けられている立ち上げミラーであり、入射されるレーザー光を対物レンズ11の方向に反射させるように構成されている。
Dは光ディスクであり、L1は光ディスクの表面から信号記録層までの距離が短い第1光ディスクD1における信号記録層、L2は光ディスクの表面から信号記録層までの距離が長い第2光ディスクD2における信号記録層、L3は光ディスクの表面から信号記録層までの距離が第1光ディスクD1より長く第2光ディスクD2より短い第3光ディスクD3における信号記録層の位置を示すものである。
斯かる構成において、第1レーザーダイオード1から放射された第1レーザー光は、回折格子2、偏光ビームスプリッタ5、ハーフミラー6、1/4波長板7、コリメートレンズ8、立ち上げミラー10を介して対物レンズ11に入射された後、該対物レンズ11の集光動作によって第1光ディスクD1に設けられている信号記録層L1または第3光ディスクD3に設けられている信号記録層L3に集光スポットとして照射されるが、前記信号記録層L1、L3に照射された第1レーザー光は該信号記録層L1、L3にて戻り光として反射されることになる。
また、第2レーザーダイオード3から放射された第2レーザー光は、回折格子4、偏光ビームスプリッタ5、ハーフミラー6、1/4波長板7、コリメートレンズ8、立ち上げミラー10を介して対物レンズ11に入射された後、該対物レンズ11の集光動作によっ
て第2光ディスクD2に設けられている信号記録層L2に集光スポットとして照射されるが、前記信号記録層L2に照射された第2レーザー光は該信号記録層L2にて戻り光として反射されることになる。
光ディスクDの信号記録層L1、L2、L3から反射された戻り光は、対物レンズ11、立ち上げミラー10、コリメートレンズ8及び1/4波長板7を通してハーフミラー6に入射される。このようにしてハーフミラー6に入射される戻り光は、前記1/4波長板7による位相変更動作によって第1レーザー光はP方向の直線偏光光に変更され、第2レーザー光はS方向の直線偏光光に変更されている。従って、斯かる第1レーザー光及び第2レーザー光の戻り光は前記ハーフミラー6にて反射されることはなく、制御用レーザー光Lcとして該ハーフミラー6を透過することになる。
12は前記ハーフミラー6を透過した制御用レーザー光Lcが入射されるセンサーレンズであり、PDICと呼ばれる光検出器13に設けられている受光部に制御用レーザー光Lcに非点収差を付加させて照射する作用を成すものである。前記光検出器13には、周知の4分割センサー等が設けられており、メインビームの照射動作によって光ディスクDの信号記録層に記録されている信号の読み取り動作に伴う信号生成動作及び非点収差法によるフォーカシング制御動作を行うためのフォーカスエラー信号生成動作、そして2つのサブビームの照射動作によって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生成動作を行うように構成されている。斯かる各種の信号生成のための制御動作は、周知であるので、その説明は省略する。
前述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、斯かる構成において、前記対物レンズ11は、光ピックアップ装置の基台に4本または6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、即ちフォーカシング方向への変位動作及び光ディスクDの径方向、即ちトラッキング方向への変位動作を可能に支持されているレンズ保持枠(図示せず)に固定されている。
前述した対物レンズ11のフォーカシング方向及びトラッキング方向への変位動作は、レンズ保持枠に設けられているフォーカシングコイル及びトラッキングコイルに駆動信号を供給することによって行われるが、斯かるフォーカシング制御動作及びトラッキング制御動作は周知であり、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は構成されており、斯かる構成の光ピックアップ装置の動作について光ディスク毎に説明する。
第1光ディスクD1に記録されている信号の再生動作を行う場合には、第1レーザーダイオード1に駆動電流が供給され、該第1レーザーダイオード1から波長が405nmの第1レーザー光が放射される。前記第1レーザーダイオード1から放射された第1レーザー光は、第1回折格子2に入射され、該第1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。前記第1回折格子2を透過した第1レーザー光は、偏光ビームスプリッタ5に入射され、該偏光ビームスプリッタ5に設けられている制御膜5aにて反射される。
前記制御膜5aにて反射された第1レーザー光は、ハーフミラー6に入射されるが、斯かるレーザー光はS偏光光であるため該ハーフミラー6にて1/4波長板7方向へ反射される。前記1/4波長板7に入射された第1レーザー光は円偏光光に変換された後コリメートレンズ8に入射され該コリメートレンズ8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8によって平行光に変換されたレーザー光は、反射ミラー10にて反射
された後対物レンズ11に入射される。前記対物レンズ11に入射されたレーザー光は該対物レンズ11の集光動作によって第1光ディスクD1の信号記録層L1に集光スポットとして照射されることになる。
また、前述した対物レンズ11による第1レーザー光の集光動作が行われるとき、信号記録層L1と光ディスクの信号入射面である表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8を光軸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。斯かるコリメートレンズ8の変位による調整動作は収差補正用モーター9を回転駆動することによって行われるが、斯かる調整制御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第1レーザー光の第1光ディスクD1に設けられている信号記録層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、該信号記録層L1から反射される戻り光が対物レンズ11に対して第1光ディスクD1側から入射される。前記対物レンズ11に入射された戻り光は、反射ミラー10、コリメートレンズ8及び1/4波長板7を通してハーフミラー6に入射される。前記ハーフミラー6に入射される戻り光は、1/4波長板7にてP方向の直線偏光光に変換されているので、該ハーフミラー6を透過することになる。
前記ハーフミラー6を透過したレーザー光の戻り光は、制御用レーザー光Lcとしてセンサーレンズ12に入射され、該センサーレンズ12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12によって非点収差が発生せしめられた制御用レーザー光Lcは、該センサーレンズ12の集光動作によって光検出器13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13に照射される結果、該光検出器13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11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。
また、本実施例では説明しないが、第1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、斯かる制御動作を行うことによって第1光ディスクD1に記録されている信号の読み取り動作が行われることになる。
そして、光検出器13から得られる再生信号のレベルの大きさを検出することによって第1光ディスクD1の信号記録層L1に生成されている集光スポットの良否を認識することが出来るので、この認識信号に基づいて収差補正用モーター9を回転駆動させてコリメートレンズ8の光軸方向の位置を調整することによって球面収差を補正することが出来る。
第1光ディスクD1に記録されている信号の光ピックアップ装置による再生動作は前述したように行われるが、次に第2光ディスクD2に記録されている信号の再生動作について説明する。
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場合には、第2レーザーダイオード3に駆動電流が供給され、該第2レーザーダイオード3から波長が785nmの第2レーザー光が放射される。前記第2レーザーダイオード3から放射された第2レーザー光は、第2回折格子4に入射され、該第2回折格子4を構成する回折格子部4a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4bによってP方向の直線偏光光に変換される。前記第2回折格子4を透過した第2レーザー光は、偏光ビー
ムスプリッタ5に入射され、該偏光ビームスプリッタ5に設けられている制御膜5aを透過する。
前記制御膜5aを透過した第2レーザー光は、ハーフミラー6に入射されるが、斯かるレーザー光はP偏光光であるため該ハーフミラー6にて1/4波長板7方向へ反射される。前記1/4波長板7に入射された第2レーザー光は円偏光光に変換された後コリメートレンズ8に入射され該コリメートレンズ8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8によって平行光に変換されたレーザー光は、反射ミラー10にて反射された後対物レンズ11に入射される。前記対物レンズ11に入射されたレーザー光は該対物レンズ11の集光動作によって第2光ディスクD2の信号記録層L2に集光スポットとして照射されることになる。
また、前述した対物レンズ11による第2レーザー光の集光動作が行われるとき、信号記録層L2と光ディスクの信号入射面である表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、斯かる場合にも本実施例に示したコリメートレンズ8を光軸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。斯かるコリメートレンズ8の変位による調整動作は収差補正用モーター9を回転駆動することによって行われるが、斯かる調整制御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第2レーザー光の第2光ディスクD2に設けられている信号記録層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、該信号記録層L2から反射される戻り光が対物レンズ11に対して第2光ディスクD2側から入射される。前記対物レンズ11に入射された戻り光は、反射ミラー10、コリメートレンズ8及び1/4波長板7を通してハーフミラー6に入射される。前記ハーフミラー6に入射される戻り光は、1/4波長板7によってS方向の直線偏光光に変換されているので、該ハーフミラー6を透過することになる。
前記ハーフミラー6を透過したレーザー光の戻り光は、制御用レーザー光Lcとしてセンサーレンズ12に入射され、該センサーレンズ12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12によって非点収差が発生せしめられた制御用レーザー光Lcは、該センサーレンズ12の集光動作によって光検出器13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13に照射される結果、該光検出器13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11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。
また、本実施例では説明しないが、第2回折格子4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、斯かる制御動作を行うことによって第2光ディスクDに記録されている信号の読み取り動作が行われることになる。
そして、光検出器13から得られる再生信号のレベルの大きさを検出することによって第2光ディスクD2の信号記録層L2に生成されている集光スポットの良否を認識することが出来るので、この認識信号に基づいて収差補正用モーター9を回転駆動させてコリメートレンズ8の光軸方向の位置を調整することによって球面収差を補正することが出来る。
以上に説明したように第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
号の再生動作は行われるが、次に第3光ディスクD3に記録されている信号の再生動作について説明する。
斯かる第3光ディスクD3に記録されている信号の再生動作は、前述した第1光ディスクD1に記録されている信号の読み出し動作を行うために使用される光学系を使用して行われることになる。
即ち、斯かる場合には、第1レーザーダイオード1に駆動電流が供給され、該第1レーザーダイオード1から波長が405nmの第1レーザー光が放射される。斯かる第1レーザー光は、前述したように第1回折格子2、偏光ビームスプリッタ5、ハーフミラー6、1/4波長板7、コリメートレンズ8及び反射ミラー10を介して対物レンズ11に入射され、該対物レンズ11の集光動作によって第3光ディスクD3に設けられている信号記録層L3に集光スポットが生成される。
また、前記信号記録層L3にて反射される戻り光が対物レンズ11、反射ミラー11、コリメートレンズ8、1/4波長板7、ハーフミラー6及びセンサーレンズ12を介して光検出器13に照射される。
斯かる動作に基づいてフォーカス制御動作、トラッキング制御動作及び収差補正動作を行うことによって第3光ディスクD3に記録されている信号の再生動作を行うことが出来る。
以上に説明したように図1に示した構成の光ピックアップ装置における信号の再生動作等は行われるが、次に本発明の要旨である対物レンズ11の各光ディスクに対する集光動作について、図2、図3及び図4を参照して説明する。
尚、本実施例では、第1光ディスクD1はBlu−ray規格の光ディスク、第2光ディスクD2はCD規格の光ディスク、第3光ディスクD3はDVD規格の光ディスクとして説明する。
本発明における対物レンズ11の第1レーザーダイオード1及び第2レーザーダイオード3から放射されるレーザー光が入射される面には、回折輪帯(図示せず)が形成されている。斯かる回折輪帯は例えば特開2006−107680号公報に記載されているような断面が鋸状になるように形成されている。
斯かる構成において、第1レーザーダイオード1及び第2レーザーダイオード3から放射された第1レーザー光及び第2レーザー光は図2、図3及び図4に示すように対物レンズ11に対して矢印の方向から例えば平行光として入射されるように構成されている。
図2はBlu−ray規格の光ディスクである第1光ディスクD1を使用する場合の第1レーザー光と対物レンズ11及び第1光ディスクD1との関係を示すものであり、斜線で示す部分の第1レーザーダイオード1から放射される第1レーザー光が第1光ディスクD1に設けられている信号記録層L1上に集光されるように回折輪帯が前記対物レンズ11の表面に形成されている。
第1光ディスクD1を使用する場合には、対物レンズ11に形成されている回折輪帯によって信号記録層L1にレーザー光が集光されるが、図示したように対物レンズ11の外周側の領域に入射されるレーザー光及び中心部の領域に入射されるレーザー光を使用するように構成されている。斯かる集光動作が行われる場合に対物レンズ11の開口数は、図示したように0.85になるように、また回折輪帯によって回折されて使用されるレーザ
ー光は0次の回折光になるように設定されている。
以上に説明したようにBlu−ray規格の光ディスクである第1光ディスクD1を使用する場合には、第1レーザーダイオード1から放射される波長が405nmの第1レーザー光を使用し、且つ対物レンズ11の開口数が0.85となるように設定されているので、第1光ディスクD1の信号記録層L1に記録されている信号の読み出し動作を正確に行うことが出来る。
図3はCD規格の光ディスクである第2光ディスクD2を使用する場合の第2レーザー光と対物レンズ11及び第2光ディスクD2との関係を示すものであり、斜線で示す部分の第2レーザーダイオード3から放射される第2レーザー光が第2光ディスクD2に設けられている信号記録層L2上に集光されるように回折輪帯が前記対物レンズ11の表面に形成されている。
第2光ディスクD2を使用する場合には、対物レンズ11に形成されている回折輪帯によって信号記録層L2にレーザー光が集光されるが、図示したように対物レンズ11の内周側で中心部を除いた領域に入射されるレーザー光が使用されるように構成されている。斯かる集光動作が行われる場合に対物レンズ11の開口数は、図示したように0.41になるように、また回折輪帯によって回折されて使用されるレーザー光は1次の回折光になるように設定されている。
CD規格の光ディスクに記録されている信号の読み出し動作を行うために使用されるレーザー光の波長は前述したように785nmであり、また対物レンズの開口数は0.47に設定されているが、本発明の実施例ではレーザー光として波長が785nmのレーザー光を使用しており、対物レンズ11の開口数を0.41と小さくすることによってCD規格の光ディスクに記録されている信号を読み出すために必要な集光スポットと同様の集光スポットを生成することが出来るように構成されている。
以上に説明したようにCD規格の光ディスクである第2光ディスクD2を使用する場合には、波長が785nmの第2レーザー光を使用し、且つ対物レンズ11の開口数が0.41となるように設定することによってCD規格の光ディスクに記録されている信号を読み出すために必要な集光スポットと同様の集光スポットを生成させるようにしたので、第2光ディスクD2の信号記録層L2に記録されている信号の読み出し動作を支障なく行うことが出来る。
図4はDVD規格の光ディスクである第3光ディスクD3を使用する場合のレーザー光と対物レンズ11及び第3光ディスクD3との関係を示すものであり、斜線で示す部分のレーザー光が第3光ディスクD3に設けられている信号記録層L3上に集光されるように回折輪帯が前記対物レンズ11の表面に形成されている。
第3光ディスクD3を使用する場合には、対物レンズ11に形成されている回折輪帯によって信号記録層L3にレーザー光が集光されるが、図示したように対物レンズ11の内周側で中心部を除いた領域に入射されるレーザー光が使用されるように構成されている。斯かる集光動作が行われる場合に対物レンズ11の開口数は、図示したように0.37になるように、また回折輪帯によって回折されて使用されるレーザー光は3次の回折光になるように設定されている。
DVD規格の光ディスクに記録されている信号の読み出し動作を行うために使用されるレーザー光の波長は前述したように655nmであり、また対物レンズの開口数は0.6に設定されているが、本発明の実施例ではレーザー光として波長が405nmと短いレー
ザー光を使用しており、対物レンズ11の開口数を0.37と小さくすることによってDVD規格の光ディスクに記録されている信号を読み出すために必要な集光スポットと同様の集光スポットを生成することが出来る。
以上に説明したようにDVD規格の光ディスクである第3光ディスクD3を使用する場合には、波長が405nmのレーザー光を使用し、且つ対物レンズ11の開口数が0.37となるように設定することによってDVD規格の光ディスクに記録されている信号を読み出すために必要な集光スポットと同様の集光スポットを生成させるようにしたので、第3光ディスクD3の信号記録層L3に記録されている信号の読み出し動作を支障なく行うことが出来る。
前述したようにBlu−ray規格の第1光ディスクD1及びDVD規格の第3光ディスクD3に記録されている信号の読み出し動作を行うために適した集光スポットを同一のレーザーダイオード、即ち第1レーザーダイオード1から放射される波長が405nmの第1レーザー光と同一の対物レンズ11にて生成することが出来るが、対物レンズ11の外周側と中心部の領域より得られるレーザー光と中心部を除く内周側の領域より得られるレーザー光にて各光ディスクに設けられている信号記録層に集光されるように構成されている。
図5は対物レンズ11の表面に形成される回折輪帯のブレーズ高さと回折効率との関係を回折光の次数別に示すものであり、同図より明らかなように波長が405nmである第1レーザー光の0次回折光と3次回折光とは互いに干渉しないように設定することが出来る。このように回折光の次数によって使用する第1レーザー光を分離するようなブレーズ高さになるような回折輪帯を対物レンズ11の表面に形成することによってBlu−ray規格の第1光ディスクD1に記録されている信号の読み出し動作を行うために適した波長のレーザー光によってDVD規格の第3光ディスクD3に記録されている信号の読み出し動作を行うために適した集光スポットを同一の対物レンズ11にて生成することが出来る。
また、図5に示す1次回折光は、CD規格の第2光ディスクD2の信号読み出し動作に使用される第2レーザーダイオード3から放射される波長が785nmの第2レーザー光の特性を示すものであり、ブレーズ高さを選定することによって第2光ディスクD2に設けられている信号記録層に記録されている信号の読み出し動作に適した集光スポットを生成することが出来る。
尚、本実施例では、第1光ディスクD1に記録されている信号の読み出し動作を行うレーザー光として0次の回折光を使用し、第2光ディスクD2に記録されている信号の読み出し動作を行うレーザー光として1次の回折光を使用し、第3光ディスクD3に記録されている信号の読み出し動作を行うレーザー光として3次の回折光を使用したが、使用する回折光の次数は限定されるものではなく、種々変更することは可能である。
また、第1光ディスクD1の信号記録層L1に記録されている信号の読み出し動作を対物レンズ11の外周側及び中心部より得られる第1レーザー光、第2光ディスクD2の信号記録層L2に記録されている信号の読み出し動作を対物レンズ11の中心部を除く内周側より得られる第2レーザー光、そして第3光ディスクD3の信号記録層L3に記録されている信号の読み出し動作を対物レンズ11の中心部を除く内周側より得られる第1レーザー光にて行うようにしたが、利用する領域は信号の読み出し動作に必要な光量を得ることが出来る領域であれば問題が無いので種々変更可能である。
更に本実施例では、第1レーザー光を放射する第1レーザーダイオード1と第2レーザ
ー光を放射する第2レーザーダイオード3の2つのレーザーダイオードを使用したが、特開2007−179636号公報に記載されているように同一の筐体内に複数のレーザーダイオードが組み込まれた2波長レーザーと呼ばれるレーザーダイオードを使用することは勿論可能である。
また、本実施例において、直線偏光光と円偏光光とを変換するために設けられている1/4波長板7は使用されるレーザーダイオードの波長に適した構造になるように構成されている。
前述した実施例1では、球面収差の補正動作をコリメートレンズ8の光軸方向への移動制御動作によって行うようにしたが、次に図6に示す実施例2について説明する。
同図において、図1に示した実施例1と同一の構成要素については、同一の番号を付すとともに同一の動作に関する説明は省略する。
14はコリメートレンズ8にて平行光に変換されたレーザー光が入射される液晶収差補正素子であり、少なくとも球面収差を補正するための液晶パターンが設けられている。斯かる液晶収差補正素子14は、周知のように屈折率を可変することによって球面収差を補正する作用を成すものであり、相対向して配置される2枚のガラス基板と、このガラス基板の相対向する面に電極パターンを有する電極を設け、この電極間に配向膜を介して挟まれて配向された液晶分子とから構成されている。
そして、前記電極に形成される電極パターンは、球面収差に応じた形状にされており、例えば球面収差の発生方向に対応して同心円状になるようにされている。また、斯かる球面収差を補正する電極を一方の電極に形成し、他方の電極にコマ収差を補正するための電極パターンを形成するように構成することも出来る。このようにすることによって、球面収差だけでなくコマ収差を同時に補正することが出来る。斯かる液晶収差補正素子12の構成は種々変更可能であるとともにその制御動作は周知であり、その説明は省略する。
斯かる液晶収差補正素子14による収差補正動作は、周知のように該液晶収差補正素子14に設けられている収差補正用パターンに対する制御動作によって行われる。そして、斯かる収差補正のための制御動作は、光検出器13によって生成される再生信号から検出される球面収差量を小さくするように行われることになる。
本発明は、DVD規格の光ディスクに記録されている信号を読み出すために使用されるレーザー光ではなく、Blu−ray規格の光ディスクに記録されている信号を読み出すために使用される波長が短いレーザー光を使用し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出し動作を行うようにしたので、その他の異なる規格の光ピックアップ装置にも応用することが出来る。
1 第1レーザーダイオード
3 第2レーザーダイオード
5 偏光ビームスプリッタ
6 ハーフミラー
8 コリメートレンズ
9 収差補正用モーター
11 対物レンズ
13 光検出器
14 液晶収差補正素子
D 光ディスク

Claims (5)

  1. 光ディスクの表面から信号記録層までの距離が短い第1光ディスク、光ディスクの表面から信号記録層までの距離が長い第2光ディスク及び光ディスクの表面から信号記録層までの距離が前記第1光ディスクより長く第2光ディスクより短い第3光ディスクの各信号記録層に入射されるレーザー光を集光させる対物レンズを備えた光ピックアップ装置であり、第1光ディスクの信号記録層に記録されている信号の読み出し動作を行うために適した波長の第1レーザー光を生成する第1レーザーダイオードと、第2光ディスクの信号記録層に記録されている信号の読み出し動作を行うために適した第1レーザー光の波長より長い波長の第2レーザー光を生成する第2レーザーダイオードと、前記第1レーザーダイオードから放射される第1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及び第3光ディスクに設けられている信号記録層に集光させて集光スポットを生成する回折輪帯及び前記第2レーザーダイオードから放射される第2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に集光させて集光スポットを生成する回折輪帯を前記対物レンズに形成したことを特徴とする光ピックアップ装置。
  2. 回折輪帯にて回折せしめられる回折光の光次数を相違させることによって各信号記録層に記録されている信号の読み出し動作を行う集光スポットを生成す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. 第1レーザー光を放射する第1レーザーダイオード及び第2レーザー光を放射する第2レーザーダイオードと対物レンズとの間の光路内に球面収差を補正する球面収差補正手段を設け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。
  4. 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移動させることによって球面収差を補正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収差補正素子を使用し、該液晶収差補正素子のパターンを変更させることによって球面収差を補正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。
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