JP2011100522A - 光ピックアップ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 ３つの波長が異なるレーザー光を放射するレーザーダイオードと１つの対物レンズと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】 内周領域、中間領域及び外周領域の３つの領域が設けられている対物レンズ１１を設け、第１レーザー光を対物レンズ１１に設けられている内周領域及び外周領域の集光動作によって第１光ディスクに設けられている信号記録層に集光させ、第２レーザー光を対物レンズ１１に設けられている中間領域及び内周領域の集光動作によって第２光ディスクに設けられている信号記録層に集光させ、第３レーザー光を対物レンズ１１に設けられている中間領域及び内周領域の集光動作によって第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読み出し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読み出し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、信号の読み出し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、レーザー光の選択動作及び対物レンズの開口数の設定は、対物レンズの入射面側に配置された回折光学素子にて行うようにしているため、光学系の部品点数が増加することになる。その結果、組み立て調整動作を容易に行うことが出来ないという問題がある。

また、対物レンズの外周側に入射されるレーザー光によって第１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、内周側に入射されるレーザー光によって第２光ディスク及び第３光ディスクに記録されている信号の読み出し動作を行うように構成しているので、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使用するレーザー光の光量が不足するという問題がある。

本発明は、斯かる問題を解決することが出来る光ピックアップ装置を提供しようとするものである。

本発明は、第１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、第３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く且つ第２レーザー光の波長より短い波長の第３レーザー光を生成する第３レーザーダイオードと、内周領域、中間領域及び外周領域の３つの領域が設けられている対物レンズとを備え、第１レーザーダイオードから放射される第１レーザー光を対物レンズに設けられている内周領域及び外周領域の集光動作によって第１光ディスクに設けられている信号記録層に集光させ、第２レーザーダイオードから放射される第２レーザー光を対物レンズに設けられている中間領域及び内周領域の集光動作によって第２光ディスクに設けられている信号記録層に集光させ、第３レーザーダイオードから放射される第３レー
ザー光を対物レンズに設けられている中間領域及び内周領域の集光動作によって第３光ディスクに設けられている信号記録層に集光させるように構成されている。

また、本発明は、中間領域に回折輪帯を形成し、該回折輪帯にて中間領域に入射される第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ない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、回折輪帯にて第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るとともに第３レーザー光を第３光ディスクに設けられている信号記録層に集光させるようにしたことを特徴とするものである。

また、本発明は、対物レンズの母球面を第１光ディスクの信号記録層に第１レーザー光を集光させる非球面にて構成したことを特徴とするものである。

そして、本発明は、第２レーザーダイオードと第３レーザーダイオードとを２つの異なる波長のレーザー光を放出するレーザーチップが同一のケース内に組み込まれた２波長レーザーダイオードにて構成したことを特徴とするものである。

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、第２レーザー光を放射する第２レーザーダイオード及び第３レーザー光を放射する第３レーザーダイオードと対物レンズとの間の光路内にコリメートレンズを設け、該コリメートレンズの光軸方向への変位動作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、３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だけでなく、対物レンズの内周領域を透過するレーザー光を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に使用するようにしたので、レーザー光を効率良く利用することが出来、全ての光ディスクから信号の読み出し動作に必要な光量を得ることが出来る。

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。

３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を構成するレーザーチップ３ａ及び例えば波長が６５５ｎｍの赤色光である第３レーザー光を放射する第３レーザーダイオードを構成するレーザーチップ３ｂが同一のケース内に設けられている２波長レーザーダイオードである。

４は前記２波長レーザーダイオード３から放射される第２レーザー光及び第３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、前記第２回折格子４を透過した第２レーザー光及び第３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レーザー光及び第３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、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、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。

また、２波長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、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。

そして、２波長レーザーダイオード３から放射された第３レーザー光は、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、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Ｌ３に照射された第３レーザー光は該信号記録層Ｌ３にて戻り光として反射されることになる。

各光ディスクＤ１、Ｄ２、Ｄ３に設けられている信号記録層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レーザー光及び第３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、第２レーザー光及び第３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に設けられている信号記録層Ｌ１に記録されている信号の読み出し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への集光動作が行われるが、斯かる集光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に対物レンズ１１の集光動作によって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読み出し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読み出し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読み出し動作を行う場合には、２波長レーザーダイオード３に組み込まれているレーザーチップ３ａに対して駆動電流が供給され、該２波長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２波長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、斯かる第２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への集光動作が行われるが、斯かる集光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に入射される戻り光は、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Ｄ２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に対物レンズ１１の集光動作によって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及び第２光ディスクＤ２に記録されている信号の光ピックアップ装置による読み出し動作は前述したように行われるが、次に第３光ディスクＤ３に記録されている信号の読み出し動作について説明する。

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場合には、２波長レーザーダイオード３に組み込まれているレーザーチップ３ｂに対して駆動電流が供給され、該２波長レーザーダイオード３から波長が６５５ｎｍの第３レーザー光が放射される。前記２波長レーザーダイオード３から放射された第３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３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方向へ反射せしめられる。前記１／４波長板７に入射される第３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３光ディスクＤ３の信号記録層Ｌ３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３レーザー光の集光動作が行われるとき、信号記録層Ｌ３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３レーザー光の第３光ディスクＤ３に設けられている信号記録層Ｌ３への集光動作が行われるが、斯かる集光動作が行われるとき、該信号記録層Ｌ３から反射される戻り光が対物レンズ１１に対して第３光ディスクＤ３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３光ディスクＤ３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３光ディスクＤ３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３光ディスクＤ３の信号記録層Ｌ３に対物レンズ１１の集光動作によって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図１に示した構成の光ピックアップ装置における各光ディスクＤ１、Ｄ２、Ｄ３に記録されている信号の読み出し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Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３に設けられている各信号記録層Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３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の母球面は、第１光ディスクＤ１の信号記録層Ｌ１に第１レーザー光を集光させるような非球面にて構成されているとともに第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、２波長レーザーダイオード３から放射される第２レーザー光及び第３レーザー光が入射される面には、内周領域、中間領域及び外周領域の３つの領域が設けられている。

ここで、対物レンズ１１のレーザー光の入射面に設けられている内周領域は、開口数が０．１６５までの領域に設定され、中間領域は、開口数が０．１６５から０．６１５までの領域に設定され、外周領域は、開口数が０．６１５から０．８５までの領域になるように設定されている。

このように対物レンズ１１の入射面は、前述した内周領域、中間領域及び外周領域の３つの領域にて構成されているが、前記中間領域には、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から放射される第１レーザー光、２波長レーザーダイオード３から放射された第２レーザー光及び第３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Ｓ１部及びＳ２部の第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設計された回折輪帯が前記対物レンズ１１の表面の中間領域に形成されている。

即ち、斜線で示すＳ１部及びＳ２部のレーザー光は、第１レーザー光における０次の回折光であり、斜線を付していないＳ３部の第１レーザー光は前述した中間領域に設けられている回折輪帯によって回折され、２次回折光として対物レンズ１１を透過することになる。このようにして透過する第１レーザー光の２次回折光は散光されることによって信号記録層Ｌ１に集光されることはなく、該信号記録層Ｌ１に記録されている信号の読み出し動作に影響を与えることはない。

このようにして、第１レーザー光を第１光ディスクＤ１の信号記録層Ｌ１に集光させる動作が行われて該信号記録層Ｌ１に記録されている信号の読み出し動作が行われるが、斯かる場合の開口数は０．８５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支障なく行うことが出来る。

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Ｓ１部及びＳ４部の第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設計された回折輪帯が前記対物レンズ１１の表面の中間領域に形成されている。

即ち、斜線で示すＳ１部のレーザー光は、第２レーザー光における０次の回折光であり、Ｓ４部のレーザー光は、前述した中間領域に設けられている回折輪帯によって回折された１次回折光である。斜線で示すＳ４部の外周側に設けられている中間領域において、開口数０．４７から０．６１５までに設けられている回折輪帯は、後述する第３レーザー光の波長に対して集光動作を行うように作用するが、第２レーザー光の波長に対しては散光するように設定されている。そして、外周領域は、第２レーザー光の波長に対しては第２信号記録層Ｌ２に集光する作用はなく、その結果、第２信号記録層Ｌ２には、前記斜線で示すＳ１部及びＳ４部の第２レーザー光が集光されることになる。

このようにして、第２レーザー光を第２光ディスクＤ２の信号記録層Ｌ２に集光させる動作が行われて信号の読み出し動作が行われるが、斯かる場合の開口数は０．４７になるように設定されている。

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、２波長レーザーダイオード３から放射される波長が７８５ｎｍの第２レーザー光を使用し、且つ対物レンズ１１の開口数が０．４７となるように設定されているので、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を使用する場合の第３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Ｓ
１部及びＳ５部の第３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設計された回折輪帯が前記対物レンズ１１の表面の中間領域に形成されている。

即ち、斜線で示すＳ１部のレーザー光は、第３レーザー光における０次の回折光であり、Ｓ５部のレーザー光は、前述した中間領域に設けられている回折輪帯によって回折された１次回折光である。斜線で示すＳ５部の外周側に設けられている外周領域は、第３レーザー光の波長に対しては第３信号記録層Ｌ３に集光する作用はなく、その結果、第３信号記録層Ｌ３には、前記斜線で示すＳ１部及びＳ５部の第３レーザー光が集光されることになる。

このようにして、第３レーザー光を第３光ディスクＤ３の信号記録層Ｌ３に集光させる動作が行われて信号の読み出し動作が行われるが、斯かる場合の開口数は０．６１５になるように設定されている。

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、２波長レーザーダイオード３から放射される波長が６５５ｎｍの第３レーザー光を使用し、且つ対物レンズ１１の開口数が０．６１５となるように設定されているので、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。

図５は対物レンズ１１の表面の中間領域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レーザー光別に示すものであり、同図において、実線で示す曲線は波長が６５５ｎｍである第３レーザー光における１次回折光の特性曲線、破線で示す曲線は波長が７８５ｎｍである第２レーザー光における１次回折光の特性曲線、一点鎖線で示す曲線は波長が４０５ｎｍである第１レーザー光における２次回折光の特性曲線である。

同図より明らかなように対物レンズ１１の入射面に設けられている中間領域に形成される回折輪帯のブレーズ高を１．３３μｍに設定した場合における第２レーザー光の回折効率は９７．５％、第３レーザー光の回折効率は９７．３％、第１レーザー光の回折効率は９２％となる。このように、中間領域における回折輪帯による第１レーザー光の２次回折光に対する回折効率を小さくすることが出来るので、０次回折光及び１次回折光に対する回折角度を大きく変えることが可能となり、レーザースポットに対してフレアーとして悪影響を与えることを防止することが出来る。

本実施例における対物レンズ１１の母球面は、第１光ディスクＤ１の信号記録層Ｌ１に第１レーザー光を集光させるような非球面にて構成されているが、斯かる構成の対物レンズにおいて、開口数０．１６５までは、ＣＤ規格の光ディスクである第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第２レーザー光の０次光を使用することが出来、開口数０．１８５までは、ＤＶＤ規格の光ディスクである第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第３レーザー光の０次光を使用することが出来ることから内周領域は開口数０．１６５までに設定されている。

尚、本実施例では、第２レーザー光を放射する第２レーザーダイオード及び第３レーザー光を放射する第３レーザーダイオードを２波長レーザーダイオードにて構成した場合について説明したが、第２レーザー光を放射する第２レーザーダイオードと第３レーザー光を放射する第３レーザーダイオードとを個別に設けることは出来る。また、２波長レーザーダイオードではなく、第１レーザー光、第２レーザー光及び第３レーザー光を放射する各レーザーチップが１つのケース内に設けられている３波長レーザーダイオードを使用することも出来る。

本発明は、Ｂｌｕ−ｒａｙ規格の光ディスク、ＤＶＤ規格の光ディスク及び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の光ピックアップ装置だけでなく、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 ２波長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
Ｄ 光ディスク

Claims (6)

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、第３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く且つ第２レーザー光の波長より短い波長の第３レーザー光を生成する第３レーザーダイオードを設けるとともに前記対物レンズの入射面に内周領域、中間領域及び外周領域の３つの領域を設け、第１レーザーダイオードから放射される第１レーザー光を対物レンズに設けられている外周領域及び内周領域の集光動作によって第１光ディスクに設けられている信号記録層に集光させ、第２レーザーダイオードから放射される第２レーザー光を対物レンズに設けられている中間領域及び内周領域の集光動作によって第２光ディスクに設けられている信号記録層に集光させ、第３レーザーダイオードから放射される第３レーザー光を対物レンズに設けられている中間領域及び内周領域の集光動作によって第３光ディスクに設けられている信号記録層に集光させるようにしたことを特徴とする光ピックアップ装置。
2. 中間領域に回折輪帯を形成し、該回折輪帯にて中間領域に入射される第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ない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. 回折輪帯にて第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るとともに第３レーザー光を第３光ディスクに設けられている信号記録層に集光させるようにしたことを特徴とする請求項２に記載の光ピックアップ装置。
4. 対物レンズの母球面を第１光ディスクの信号記録層に第１レーザー光を集光させる非球面にて構成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。
5. 第２レーザーダイオードと第３レーザーダイオードとを２つの異なる波長のレーザー光を放出するレーザーチップが同一のケース内に組み込まれた２波長レーザーダイオードにて構成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。
6. 第１レーザー光を放射する第１レーザーダイオード、第２レーザー光を放射する第２レーザーダイオード及び第３レーザー光を放射する第３レーザーダイオードと対物レンズとの間の光路内にコリメートレンズを設け、該コリメートレンズの光軸方向への変位動作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１に記載の光ピックアップ装置。

Images