JP2011070739A - Optical pickup device - Google Patents
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Abstract
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。 The present invention relates to an optical pickup device that performs reading operation of a signal recorded on an optical disc and recording operation of a signal on an optical disc by laser light.
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。 2. Description of the Related Art Optical disk apparatuses that can perform signal reproduction operations and signal recording operations by irradiating a signal recording layer of an optical disk with laser light emitted from an optical pickup device have become widespread.
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。 As an optical disk apparatus, an apparatus using an optical disk called a CD or a DVD is generally widespread. Recently, an optical disk with improved recording density, that is, an apparatus using a Blu-ray standard optical disk has been developed.
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。 As a laser beam for performing a read operation of a signal recorded on a CD standard optical disc, an infrared light having a wavelength of 785 nm is used. As a laser beam for performing a read operation of a signal recorded on a DVD standard optical disc, , Red light having a wavelength of 655 nm is used.
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。 Further, the thickness of the transparent protective layer provided between the signal recording layer and the surface of the optical disc in the CD standard optical disc is 1.2 mm, and is used to read out signals from the signal recording layer. The numerical aperture of the objective lens to be set is set to 0.47. The thickness of the transparent protective layer provided between the signal recording layer in the DVD standard optical disc and the surface of the optical disc is 0.6 mm, and is used to read out signals from the signal recording layer. The numerical aperture of the objective lens to be set is set to 0.6.
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。 For such CD standard and DVD standard optical disks, the laser light for performing the read operation of the signals recorded on the Blu-ray standard optical disk is a laser light having a short wavelength, for example, a blue-violet light having a wavelength of 405 nm. in use.
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。 The thickness of the protective layer provided on the upper surface of the signal recording layer in the Blu-ray standard optical disc is 0.1 mm, and the aperture of the objective lens used to read out signals from the signal recording layer The number is set to 0.85.
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。 The diameter of the laser spot generated by reproducing the signal recorded on the signal recording layer provided on the Blu-ray standard optical disc or by condensing the laser beam to record the signal on the signal recording layer. Need to be small. The objective lens used to obtain a desired laser spot shape has a feature that not only the numerical aperture is increased but also the focal length is shortened, so that the radius of curvature of the objective lens is reduced.
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。 An optical disc apparatus capable of reading and recording signals recorded on all the optical discs of the CD standard, the DVD standard, and the Blu-ray standard described above has been commercialized, and is incorporated into such an optical disc apparatus. The optical pickup device includes a laser diode that emits laser light having a wavelength corresponding to each of the aforementioned standards, and an objective lens that focuses the laser light emitted from the laser diode onto a signal recording layer provided in each optical disc. It has been incorporated.
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。
The optical pickup apparatus capable of reading the signals recorded on the optical discs of all the different standards described above includes an objective lens for focusing the laser beam on the optical discs of the CD standard and the DVD standard, and Blu-ray. Two objective lenses, that is, an objective lens for condensing laser light on a standard optical disc, are incorporated.
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。 The optical pickup device in which such two objective lenses are incorporated has a problem that the configuration of the optical system becomes complicated and the shape of the optical pickup device becomes large. As a method for solving such a problem, a technique has been developed in which a single objective lens performs a laser beam condensing operation on all standard optical discs.
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。 In the optical pickup device, spherical aberration occurs due to the thickness of the protective layer between the disk surface that is the laser light incident surface of the optical disk and the signal recording layer, and the signal reproduction and recording operations are normal. In order to solve such a problem, a technique for correcting spherical aberration by moving a collimating lens provided between the laser diode and the objective lens in the optical axis direction has been developed. .
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。 The optical pickup device described in Patent Document 1 is configured to read out signals recorded on three optical discs having different standards by one objective lens, but has a wavelength corresponding to the standard of each optical disc. Since laser diodes that emit laser light are used, not only is it expensive, but the optical system becomes complicated and adjustments must be made for each laser light, making it difficult to perform assembly work. There's a problem.
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。 The present invention is intended to provide an optical pickup device that can solve such a problem.
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光ディスク及び第3光ディスクに設けられている信号記録層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。 The present invention provides a first optical disc having a short distance from the surface of the optical disc to the signal recording layer, a second optical disc having a long distance from the surface of the optical disc to the signal recording layer, and a distance from the surface of the optical disc to the signal recording layer. An objective lens for condensing laser light incident on each signal recording layer of the third optical disk that is longer than the optical disk and shorter than the second optical disk is provided, and performs a read operation of the signal recorded on the signal recording layer of the first optical disk A first laser diode that generates a first laser beam having a wavelength suitable for the first laser beam, and a wavelength longer than the wavelength of the first laser beam suitable for performing a read operation of a signal recorded on the signal recording layer of the second optical disc. A second laser diode that generates a second laser beam and a first laser beam emitted from the first laser diode are converted into a first optical device. The second optical disc and the third optical disc are provided with a diffraction ring zone for focusing on a signal recording layer provided on the disc to generate a focused spot and a second laser beam emitted from the second laser diode. The objective lens is characterized in that a diffraction zone for generating a focused spot by focusing on the signal recording layer provided on the signal recording layer is formed on the objective lens.
また、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。 The present invention also provides spherical aberration correction means for correcting spherical aberration in the optical path between the first laser diode that emits the first laser light, the second laser diode that emits the second laser light, and the objective lens. It is characterized by that.
そして、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。 The present invention is characterized in that a collimating lens is used as the spherical aberration correcting means, and the spherical aberration is corrected by moving the collimating lens in the optical axis direction.
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。 The present invention is characterized in that a liquid crystal aberration correction element is used as the spherical aberration correction means, and the spherical aberration is corrected by changing the pattern of the liquid crystal aberration correction element.
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。 The optical pickup device of the present invention is provided on three optical discs of different standards depending on the diffraction zone formed in the objective lens by making laser light emitted from two laser diodes enter one objective lens. Since the light is focused on the signal recording layer, that is, the read operation of the signal recorded on the signal recording layer provided on the optical disc of different standards is performed by one objective lens, the number of optical components Can be reduced.
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。 In addition, a first laser diode that generates a first laser beam having a wavelength suitable for a read operation of a signal recorded on the first optical disc having a short distance from the surface of the optical disc to the signal recording layer, and the signal recording layer from the surface of the optical disc. Since the second laser diode that generates the second laser light having a wavelength suitable for the read operation of the signal recorded on the second optical disk having a long distance is provided, the first optical disk and the second optical disk are recorded. The present invention has the advantage of being able to accurately read the signal being read.
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。 Therefore, when a CD standard optical disk is used as the second optical disk in the present invention, a converging spot suitable for different types of optical disks such as CD-ROM, CD-R, and CD-RW can be generated. .
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。 Laser light emitted from two laser diodes is irradiated onto one objective lens, and the light is condensed onto the signal recording layer provided on the optical discs of three different standards depending on the diffraction zone formed on the objective lens. As a result, the price of the optical pickup device can be reduced.
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。
In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a first laser diode that emits a first laser beam that is, for example, blue-violet light having a wavelength of 405 nm, and
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。
A
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。
6 reflects the S-polarized light of the first laser light reflected by the polarizing
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。
Reference numeral 7 denotes a quarter-wave plate provided at a position where the laser beam reflected by the
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。
A rising
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各位置を示すものである。 D is an optical disc, L1 is a signal recording layer in the first optical disc D1 having a short distance from the surface of the optical disc to the signal recording layer, and L2 is a signal recording in the second optical disc D2 having a long distance from the surface of the optical disc to the signal recording layer. The layer L3 indicates each position of the signal recording layer on the third optical disc D3 in which the distance from the surface of the optical disc to the signal recording layer is longer than the first optical disc D1 and shorter than the second optical disc D2.
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に集光スポットとして照射されるが、前記信号記録層L1に照射された第1レーザー光は該信号記録層L1にて戻り光として反射されることになる。
In such a configuration, the first laser light emitted from the first laser diode 1 passes through the
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L2、L3に照射された第2レーザー光は該信号記録層L2、L3にて戻り光として反射されることになる。
The second laser light emitted from the
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。
The return light reflected from the signal recording layers L 1,
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。
As described above, the optical pickup device according to the present invention is configured. In such a configuration, the
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。
The above-described displacement operation of the
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。 As described above, the optical pickup device according to the present invention is configured, and the operation of the optical pickup device having such a configuration will be described for each optical disc.
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。
When the reproduction operation of the signal recorded on the first optical disc D1 is performed, a driving current is supplied to the first laser diode 1, and the first laser light having a wavelength of 405 nm is emitted from the first laser diode 1. . The first laser light emitted from the first laser diode 1 is incident on the
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。
The first laser light reflected by the
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。
Further, when the above-described focusing operation of the first laser beam by the
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。
The operation of irradiating the signal recording layer L1 provided on the first optical disc D1 with the first laser light is performed by the above-described operation. When such an irradiation operation is performed, the return reflected from the signal recording layer L1 is performed. Light enters the
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。
The return light of the laser light transmitted through the
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。
Although not described in the present embodiment, a known tracking control operation using the + 1st order light and the −1st order light generated by the
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。
Then, by detecting the level of the level of the reproduction signal obtained from the
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。 The reproduction operation of the signal recorded on the first optical disc D1 by the optical pickup device is performed as described above. Next, the reproduction operation of the signal recorded on the second optical disc D2 will be described.
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。
When the reproduction operation of the signal recorded on the second optical disk D2 is performed, a drive current is supplied to the
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。
The second laser light that has passed through the
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。
Further, when the above-described focusing operation of the second laser beam by the
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。
The operation of irradiating the signal recording layer L2 provided on the second optical disc D2 with the second laser light is performed by the above-described operation. When such an irradiation operation is performed, the return reflected from the signal recording layer L2 is performed. Light enters the
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。
The return light of the laser light transmitted through the
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。
Although not described in the present embodiment, a known tracking control operation using the + 1st order light and the −1st order light generated by the
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。
Then, by detecting the level of the level of the reproduction signal obtained from the
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。 As described above, the reproduction operation of the signals recorded on the first optical disc D1 and the second optical disc D2 is performed. Next, the reproduction operation of the signals recorded on the third optical disc D3 will be described.
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。
The reproduction operation of the signal recorded on the third optical disc D3 is performed using the optical system used for performing the read operation of the signal recorded on the second optical disc D2. .
即ち、斯かる場合には、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1から波長が785nmの第2レーザー光が放射される。斯かる第2レーザー光は、前述したように第2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。
That is, in such a case, a drive current is supplied to the
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。
Further, the return light reflected by the signal recording layer L3 is irradiated to the
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。 By performing a focus control operation, a tracking control operation, and an aberration correction operation based on such an operation, it is possible to perform a reproduction operation of a signal recorded on the third optical disc D3.
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。
As described above, the signal reproducing operation and the like are performed in the optical pickup apparatus having the configuration shown in FIG. 1. Next, the focusing operation on each optical disk of the
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。 In this embodiment, the first optical disc D1 is described as an optical disc of Blu-ray standard, the second optical disc D2 is described as an optical disc of CD standard, and the third optical disc D3 is described as an optical disc of DVD standard.
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。
A diffraction zone (not shown) is formed on the surface of the
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。
In such a configuration, the first laser light and the second laser light emitted from the first laser diode 1 and the
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。
FIG. 2 shows the relationship between the first laser beam, the
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1次の回折光になるように設定されている。
When the first optical disc D1 is used, the laser light is focused on the signal recording layer L1 by the diffraction ring zone formed on the
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。
As described above, when the first optical disc D1 which is an optical disc of the Blu-ray standard is used, the first laser light having a wavelength of 405 nm emitted from the first laser diode 1 is used, and the
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。
FIG. 3 shows the relationship between the second laser beam, the
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。
When the second optical disk D2 is used, the laser light is focused on the signal recording layer L2 by the diffraction zone formed on the
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。
As described above, the wavelength of the laser beam used for reading the signal recorded on the CD standard optical disk is 785 nm, and the numerical aperture of the objective lens is set to 0.47. In the embodiment of the present invention, a laser beam having a wavelength of 785 nm is used as the laser beam, and the signal recorded on the CD standard optical disk is read by reducing the numerical aperture of the
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。
As described above, when using the second optical disc D2, which is a CD standard optical disc, the second laser beam having a wavelength of 785 nm is used, and the numerical aperture of the
図4はDVD規格の光ディスクである第3光ディスクD3を使用する場合の第2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。
FIG. 4 shows the relationship between the second laser beam and the
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の外周側で中心部、即ち第2光ディスクD2の読み出し動作に使用される部分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0.72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。
When the third optical disc D3 is used, the laser light is focused on the signal recording layer L3 by the diffraction ring zone formed on the
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785nmと長いレーザー光を使用しており、対物レンズ11の開口数を0.72と大き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。
As described above, the wavelength of the laser beam used for reading the signal recorded on the DVD standard optical disk is 655 nm, and the numerical aperture of the objective lens is set to 0.6. In the embodiment of the present invention, a laser beam having a long wavelength of 785 nm is used as the laser beam, and the signal recorded on the DVD standard optical disk is read by increasing the numerical aperture of the
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785nmのレーザー光を使用し、且つ対物レンズ11の開口数が0.72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。
As described above, when the third optical disc D3, which is a DVD standard optical disc, is used, a laser beam having a wavelength of 785 nm is used, and the numerical aperture of the
前述したようにCD規格の第2光ディスクD2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の中心部を除く内周側の領域より得られる第2レーザー光と中心部を除く開口数が大きい外周側の領域より得られる第2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。
As described above, the same laser diode, that is, the
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1次回折光と波長が785nmである第2レーザー光の1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レーザー光と第2レーザー光と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、CD規格の第2光ディスクD2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対物レンズ11にて生成することが出来る。
FIG. 5 shows the relationship between the blaze height of the diffraction zone formed on the surface of the
また、CD規格の第2光ディスクD2及びDVD規格の第3光ディスクD3の信号記録層に記録されている信号の読み出し動作を同一のレーザーダイオードから照射される第2レーザー光の1次回折光、即ち同一の回折光を利用して行うようにしたので、異なる次数の回折光を使用する場合と比較して対物レンズ11に形成される回折輪帯の構造を簡単にすることが出来る。
Further, the first-order diffracted light of the second laser beam emitted from the same laser diode, that is, the same reading operation of the signal recorded on the signal recording layer of the second optical disc D2 of the CD standard and the third optical disc D3 of the DVD standard is the same. Therefore, the structure of the diffracting ring zone formed on the
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1次の回折光を使用し、第2光ディスクD2及び第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1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。 In this embodiment, the first-order diffracted light is used as the laser light for performing the reading operation of the signal recorded on the first optical disc D1, and the signals recorded on the second optical disc D2 and the third optical disc D3 are used. Although the first-order diffracted light is used as the laser light for performing the reading operation, the order of the diffracted light to be used is not limited, and various changes can be made.
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の中心部を除く外周側より得られる第2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。
Further, the reading operation of the signal recorded on the signal recording layer L1 of the first optical disc D1 is recorded on the signal recording layer L2 of the first laser beam obtained from the outer peripheral side and the center of the
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。
Further, in this embodiment, two laser diodes, ie, a first laser diode 1 that emits the first laser light and a
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。 In this embodiment, the quarter wavelength plate 7 provided for converting linearly polarized light and circularly polarized light is configured to have a structure suitable for the wavelength of the laser diode used. .
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。
In the first embodiment described above, the spherical aberration correction operation is performed by the movement control operation of the
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。 In the figure, the same components as those in the first embodiment shown in FIG.
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。
The electrode pattern formed on the electrode has a shape corresponding to the spherical aberration, and is concentric, for example, corresponding to the generation direction of the spherical aberration. In addition, an electrode for correcting such spherical aberration may be formed on one electrode, and an electrode pattern for correcting coma aberration may be formed on the other electrode. In this way, not only spherical aberration but also coma can be corrected simultaneously. The configuration of the liquid crystal
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。
The aberration correction operation by the liquid crystal
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、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使用される波長が長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。 The present invention uses a laser beam having a long wavelength used for reading a signal recorded on a CD standard optical disk, not a laser beam used for reading a signal recorded on a DVD standard optical disk. Thus, since the read operation of signals recorded on a plurality of optical discs having different standards is performed, the present invention can be applied to optical pickup devices of other different standards.
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
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (4)
Priority Applications (2)
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2009
- 2009-09-28 JP JP2009222181A patent/JP2011070739A/en active Pending
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