JP2011216164A - 光ピックアップ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】リム強度の低下や迷光の発生を防止した光ピックアップ装置を提供する。
【解決手段】レーザーダイオード１から放射されるレーザー光を対物レンズ９の合焦点への集光動作にて生成されるレーザースポットによって光ディスクＤの信号記録層Ｌ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、レーザースポットを合焦点に集光生成するために作用するレンズ面の最大開口数の外側に外周レンズ面を設け、該外周レンズ面に、入射されるレーザー光を前記合焦点に集光させないような回折輪帯、シボ、反射手段等を設ける。
【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商品化されている。

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。また、Ｂｌｕ−ｒａｙ規格の光ディスクにおける信号記録層とディスク表面との間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と規定されている。

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ために使用される光ピックアップ装置に組み込まれる対物レンズは、一般的には非球面レンズにて構成されているとともに開口数が前述したように０．８５と大きく設定されているので、レンズ面の曲率半径が極めて小さくなる。

特開平２００２−１５６５７９号公報

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光ピックアップ装置は、前述したように波長が４０５ｎｍの青紫色光のレーザー光を放射するレーザーダイオードを使用するとともに開口数が０．８５の対物レンズを使用するように構成されている。対物レンズの開口数が０．８５の位置におけるレーザー光の透過率が高くない場合には、該対物レンズの集光動作にて生成されるレーザースポットのリム強度が低下することになる。

レーザースポットのリム強度が低下するとスポットの径、即ちスポットサイズが大きくなるので、光ディスクに形成されているピットを認識する解像度が低下するという問題がある。

また、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光ピックアップ装置に使用される対物レンズの開口数に対して該対物レンズが取り付け固定されるレンズホルダーの開口は、一般に対物レンズの開口より大きくなるように構成されている。その結果、レーザースポットの生成に寄与する対物レンズの最大開口数より大きいレンズ面、即ち外側のレンズ面に入射されるレーザー光が信号記録層に集光され、レーザースポットのサイズを大きくするだけでなく、信号記録層から反射される不要光、即ち
迷光が多くな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、レーザーダイオードから放射されるレーザー光を対物レンズの合焦点への集光動作にて生成されるレーザースポットによって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ように構成し、レーザースポットを合焦点に集光生成するために作用するレンズ面の最大開口数の外側に外周レンズ面を設け、該外周レンズ面に入射されるレーザー光を前記合焦点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。

また、本発明は、外周レンズ面にレーザー光を回折させる回折輪帯を形成したことを特徴とするものである。

そして、本発明は、外周レンズ面にレーザー光を発散させるシボを形成したことを特徴とするものである。

更に、本発明は、外周レンズ面にレーザー光を反射する反射手段を形成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、レーザースポットを合焦点に集光生成するために作用するレンズ面の最大開口数の外側に外周レンズ面を設け、該外周レンズ面に入射されるレーザー光を前記合焦点に集光させないようにしたので、対物レンズの集光動作によって生成されるレーザースポットのサイズを大きくさせることがない。従って、本発明によれば、レーザースポットのリム強度が低下しないので、スポットサイズを小さくすることが出来、光ディスクに形成されているピットを認識する解像度を向上させることが出来るとともに迷光のレベルを低下させることが出来る。

本発明に係る光ピックアップ装置の概略図である。 本発明に係る対物レンズの側面図である。 本発明に係る対物レンズの平面図である。

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てレーザースポットを生成する対物レンズにおいて、レーザー光を集光させるために作用する入射面であるレンズ面の外周部に回折輪帯等を形成することによって不要光が集光されないようにしたものである。

図１は本発明の光ピックアップ装置の概略図であり、Ｂｌｕ−ｒａｙ規格にて規定されている光ディスクＤの信号記録層Ｌに記録されている信号を読み出すように構成された光ピックアップ装置に実施した場合について説明する。

図１において、１は例えば波長が４０５ｎｍの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、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は前記回折格子２を透過したレーザー光が入射される偏光ビームスプリッタであり、Ｓ偏光光に変換されたレーザー光の多くを反射し、Ｐ方向に偏光されたレーザー光を透過させる制御膜３ａが設けられている。４は前記レーザーダイオード１から放射されたレーザー光の中の前記偏光ビームスプリッタ３の制御膜３ａを透過したレーザー光が照射される位置に設けられているモニター用光検出器であり、その検出出力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の出力を制御するために使用される。

５は前記偏光ビームスプリッタ３の制御膜３ａ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。６は前記１／４波長板５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７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６の光軸方向への変位動作によって光ディスクＤの信号記録層Ｌとディスク面との間に設けられている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。

８は前記コリメートレンズ６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の出射方向を９０度変更し、該レーザー光を光ディスクＤの信号記録層Ｌに集光させるべく設けられている対物レンズ９方向に反射させる作用を成すものである。

斯かる構成において、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、偏光ビームスプリッタ３、１／４波長板５、コリメートレンズ６及び立ち上げミラー８を介して対物レンズ９に入射された後、該対物レンズ９の集光動作によって光ディスクＤの信号記録層Ｌにレーザースポットとして照射されるが、該信号記録層Ｌに照射されたレーザー光は戻り光として対物レンズ９側へ反射されることになる。

光ディスクＤの信号記録層Ｌから反射された戻り光は、対物レンズ９、立ち上げミラー８、コリメートレンズ６及び１／４波長板５を通して偏光ビームスプリッタ３の制御膜３ａに入射される。このようにして偏光ビームスプリッタ３の制御膜３ａに入射される戻り光は、前記１／４波長板５による位相変更動作によってＰ方向の直線偏光光に変更されている。従って、斯かる戻り光は前記制御膜３ａにて反射されることはなく、制御用レーザー光Ｌｃとして該制御膜３ａを透過することになる。

１０は前記偏光ビームスプリッタ３の制御膜３ａ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１１に設けられている受光部に制御用レーザー光Ｌｃを集光させて照射する作用を成すものである。前記光検出器１１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Ｌ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ス制御動作を行うためのフォーカスエラー信号の生成動作、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の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９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
レンズホルダー１２に搭載されている。

前記レンズホルダー１２にはレーザー光が透過する開口部１２Ａが形成されており、この開口部１２Ａの径は所望のサイズのレーザースポットを生成するために作用する対物レンズ９の最大開口数、即ちＢｌｕ−ｒａｙ規格の光ディスクでは開口数０．８５より僅かに大きくなるように構成されている。

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いるが、次に斯かる構成の光ピックアップ装置の信号読み出し動作について説明する。

信号記録層Ｌに記録されている信号の読み出し動作を行うための操作を行うと、レーザーダイオード駆動回路(図示せず)からレーザーダイオード１に対して前もって設定されているレーザー出力を得るための駆動信号が供給され、該レーザーダイオード１から所望の出力のレーザー光が放射されることになる。

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、該回折格子２に組み込まれている回折格子部２ａによってメインビームとサブビーム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。前記回折格子２を透過したレーザー光は偏光ビームスプリッタ３に入射され、該偏光ビームスプリッタ３に設けられている制御膜３ａによって多くのレーザー光が反射されるとともに一部のレーザー光が透過せしめられる。

前記制御膜３ａを透過したレーザー光はモニター用光検出器４に照射されるので、その照射されるレーザー光のレベルに応じたモニター信号が該モニター用光検出器４より出力されることになる。従って、斯かるモニター信号を利用してレーザーダイオード１に供給される駆動信号のレベルを制御することによってレーザーダイオード１から放射されるレーザー光の出力を所望のレベルになるように制御することが出来る。斯かる動作は、一般にレーザーの自動出力制御動作と呼ばれているものであり、その説明は省略する。

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は１／４波長板５に入射されて直線偏光光から円偏光光に変換された後にコリメートレンズ６に入射される。前記コリメートレンズ６に入射されたレーザー光は平行光に変換されて立ち上げミラー８に入射されることになる。

前記立ち上げミラー８に入射されたレーザー光は、該立ち上げミラー８によって反射された後レンズホルダー１２に設けられている開口部１２Ａを通して対物レンズ９に入射される。このように前記対物レンズ９には前述した光学経路を通してレーザー光が入射されるので、該対物レンズ９による集光動作が行われることになる。前記対物レンズ９による集光動作によって光ディスクＤの信号記録層Ｌにレーザースポットが生成されるが、同時に該信号記録層Ｌからレーザー光が戻り光として反射されることになる。

斯かる信号記録層Ｌにて反射される戻り光は、対物レンズ９に対して光ディスクＤ側から入射されることになるが、前記対物レンズ９に入射された戻り光は、立ち上げミラー８、コリメートレンズ６及び１／４波長板５を介して偏光ビームスプリッタ３に設けられている制御膜３ａに入射される。前記制御膜３ａに入射された戻り光は１／４波長板５によってＰ方向の直線偏光光に変換されているので、該制御膜３ａにて反射されることはなく全てが制御用レーザー光Ｌｃとして該制御膜３ａを透過することになる。

前記制御膜３ａを透過した戻り光である制御用レーザー光Ｌｃは、センサーレンズ１０に入射され、該センサーレンズ１０によって非点収差を付加されて光検出器１１に設けら
れている受光部に照射される。斯かる制御用レーザー光Ｌｃが光検出器１１の受光部に照射される結果、該光検出器１１の受光部に組み込まれている４分割センサー等からメインビーム及びサブビームの照射スポットの位置変化や形状変化に基づく検出信号を抽出することが出来る。

斯かる検出信号から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ことによって対物レンズ９のフォーカス方向への変位動作及びトラッキング方向への変位動作を制御し、信号記録層Ｌに所望の形状のレーザースポットを生成するフォーカシング制御動作や信号記録層Ｌに設けられている信号トラックに対してレーザースポットを追従させるトラッキング制御動作を行うことが出来る。

光ピックアップ装置におけるフォーカシング制御動作及びトラッキング制御動作を行うことによって光ディスクＤの信号記録層Ｌ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が、斯かる読み出し動作にて得られる再生信号は、光検出器１１から生成されるＲＦ信号を周知のように復調することによって情報データとして得ることが出来る。

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は構成されているが、次に本発明の要旨について図２及び図３を参照して説明する。

図２は本発明に係る対物レンズ９の側面図であり、レーザーダイオード１から放射されたレーザー光は、レンズホルダー１２に形成されている開口部１２Ａを通して対物レンズ９の入射面に照射されるが、その照射範囲は、前述したように所望のレーザースポットを信号記録層Ｌの合焦点Ｓに生成するために作用する最大開口数０．８５より大きい範囲まで及ぶように構成されている。

斯かる構成において、本発明の対物レンズ９は、前記最大開口数０．８５の外側に外周レンズ面９Ａを形成し、該外周レンズ面９Ａに照射されるレーザー光が光ディスクＤの信号記録層Ｌの合焦点Ｓに集光されないようにしたことを特徴とするものである。

前記外周レンズ面９Ａには、例えば特開２００６−１０７６８０号公報に記載されているように断面が鋸状に形成されている回折輪帯を形成し、該回折輪帯によって外周レンズ面９Ａに照射されるレーザー光を前記合焦点Ｓ以外の方向、例えば図２のＬＭにて示すように回折させたり散乱させたりすることが出来る。

回折輪帯によって外周レンズ面９Ａに入射されるレーザー光を合焦点Ｓ以外の方向に回折させたり散乱させたりすることによって対物レンズ９の最大開口数０．８５の範囲内にあるレンズ面の集光動作によって生成されるレーザースポットに対する影響を無くすることが出来るので、レーザースポットのサイズを所望のサイズにすることが出来る。従って、光ディスクＤの信号記録層Ｌ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。

本実施例では、対物レンズ９の外周レンズ面９Ａに回折輪帯を形成することによって該外周レンズ面９Ａに照射されるレーザー光を合焦点Ｓに集光させないようにしたが、外周レンズ面９Ａにシボを形成し、該外周レンズ面９Ａに照射されるレーザー光をレンズ面にて散乱させることによって合焦点Ｓに集光させないようにすることも出来る。

また、対物レンズ９の外周レンズ面９Ａに反射手段を形成し、該外周レンズ面９Ａに照射されるレーザー光を反射させるようにすることも出来る。勿論、斯かる場合には外周レンズ面９Ａに形成された反射手段にて反射されるレーザー光は信号の再生動作に使用されるレーザー光に対して悪影響を与えない方向に反射されるように設定されることになる。

尚、本実施例では、レーザースポットの生成動作に使用される対物レンズ９の最大開口数が０．８５の場合について説明したが、開口数が０．８５より小さい対物レンズや０．８５より大きい対物レンズに実施することも出来る。

本発明は、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光ピックアップ装置に実施した場合について説明したが、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 レーザーダイオード
３ 偏光ビームスプリッタ
６ コリメートレンズ
９ 対物レンズ
９Ａ 外周レンズ面
１２ レンズホルダー
Ｄ 光ディスク

Claims (4)

1. レーザーダイオードから放射されるレーザー光を対物レンズの合焦点への集光動作にて生成されるレーザースポットによって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ように構成された光ピックアップ装置であり、レーザースポットを合焦点に集光生成するために作用するレンズ面の最大開口数の外側に外周レンズ面を設け、該外周レンズ面に入射されるレーザー光を前記合焦点に集光させないようにしたことを特徴とする光ピックアップ装置。
2. 外周レンズ面にレーザー光を回折させる回折輪帯を形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。
3. 外周レンズ面にレーザー光を発散させるシボを形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。
4. 外周レンズ面にレーザー光を反射する反射手段を形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。

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