JP2012009116A - 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
Sanyo Optec Design Co Ltd
三洋オプテックデザイン株式会社
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Abstract

【課題】 3つの波長が異なるレーザー光を利用し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】 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うために適した波長の第1レーザー光を生成するレーザーダイオード1と、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ために適した波長の第2レーザー光を生成する第1レーザー素子と第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波長の第3レーザー光を生成する第2レーザー素子とが同一のケース内に組み込まれている2波長レーザーダイオード4を備え、前記第1レーザー光を放射するレーザーダイオード1とコリメートレンズ6との間にレーザー光の発散角度を変更調整するダイバージェンスレンズ3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は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(特許文献1参照)。
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(特許文献2参照)。
特開2006−236414号公報 特開2004−14042号公報
CD規格、DVD規格及び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ことが出来るように構成された光ピックアップ装置は、異なる波長のレーザー光を放射する第1レーザーダイオード、第2レーザーダイオード及び第3レーザーダイオードが組み込まれるが、光学構成を簡潔にするとともに光ピックアップ装置を小型化するために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適した波長の第1レーザー光を放射するレーザーダイオードと、CD規格及び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適した波長の第2レーザー光を放射する第1レーザー素子と第3レーザー光を放射する第2レーザー素子とが同一のケース内に組み込まれている2波長レーザーダイオードの2つのレーザーダイオードが使用されている。
斯かる2つのレーザーダイオードから放射される第1レーザー光、第2レーザー光及び第3レーザー光を利用するように構成された光ピックアップ装置では、同一の光学部品を兼用使用することによって光学構成の簡潔化を行うように構成されている。そして、斯かる光学構成を共通使用して光ピックアップ装置の光学設計を行う場合に各光ディスクに対する光学倍率が異なるのでダイバージェンスレンズと呼ばれる中間レンズをレーザーダイオードとコリメートレンズとの間に設けてレーザー光の発散角度の調整を行うように構成されている。
従来の光ピックアップ装置では、ダイバージェンスレンズを2波長レーザーダイオードとコリメートレンズとの間に配置するようにされている。
図2はレーザーダイオードから放射されるレーザー光の出射形状を説明するためのものであり、周知のように放射されるレーザー光は円形ではなく楕円形状となる。そして、レーザー光の強度分布は図3に示す特性図のように表される。即ち、同図の実線で示す特性は楕円形状のレーザー光の長径LL方向の強度分布を示し、破線で示す特性は楕円形状のレーザー光の短径LS方向の強度分布を示すものである。図2に示す複数の環状線は、前記図3に示した特性図に基づいて光強度の分布を示すものである。
2波長レーザーダイオードに組み込まれている第1レーザー素子と第2レーザー素子とは近接して配置されるが、一般的には110±10μm離間して配置されている。そして、2波長レーザーダイオードから放射されるレーザー光を同一の光学系を使用して規格が異なる光ディスクの信号記録層に集光させるように構成された光ピックアップ装置では、発光点のずれ、即ち前述した110±10μmの間隔に基づいて各レーザー光の光軸間にずれが発生することになる。
斯かる光軸間にずれが発生すると対物レンズの光軸とレーザー光の光軸との間にずれが発生するので、光ディスクに設けられている信号記録層に集光されて生成されるレーザースポットにコマ収差が発生することになる。斯かる光軸のずれに伴って発生するコマ収差による影響は、波長が長いレーザー光の方が受けやすいという特性がある。そのため、光ピックアップ装置の光学設計を行う場合には、光学系の光軸をCD規格の光ディスクに使用されるレーザー素子の発光点に合わせるようにされている。
斯かる構成の光ピックアップ装置において、ダイバージェンスレンズは2波長レーザーダイオードから放射されるレーザー光が入射される位置に設けられるが、2波長レーザーダイオードから放射されるレーザー光の光軸とダイバージェンスレンズの光軸とがずれることによって、光学特性が悪化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、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1レーザー素子と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2レーザー素子とが同一のケース内に組み込まれている2波長レーザーダイオードを備えているとともに前記レーザーダイオードから放射される第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とともに入射されるレーザー光を平行光に変更するコリメートレンズを備え、前記第1レーザー光を生成するレーザーダイオードとコリメートレンズとの間にレーザー光の発散角度を変更調整するダイバージェンスレンズを設けたことを特徴とするものである。
また、本発明は、第1レーザー光の第1光ディスクに設けられている信号記録層への集光動作、第2レーザー光の第2光ディスクに設けられている信号記録層への集光動作及び第3レーザー光の第3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単一の対物レンズにて行う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、ダイバージェンスレンズをレーザーダイオードから放射される第1レーザー光の光軸に対して直角方向への変位動作を可能に設け、該ダイバージェンスレンズの光軸調整を行った状態にて該ダイバージェンスレンズのハウジングへの接着固定動作を行うようにしたことを特徴とするものである。
また、本発明は、ダイバージェンスレンズの変位動作を第1レーザー光の短径方向に対
して行うように構成したことを特徴とするものである。
そして、本発明は、コリメートレンズを光軸方向へ変位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、第1レーザー光を生成するレーザーダイオードと第2レーザー光及び第3レーザー光を生成する2波長レーザーダイオードが組み込まれた光ピックアップ装置において、レーザーダイオードとコリメートレンズとの間にダイバージェンスレンズを配置するようにしたので、即ち単一のレーザー光を生成放射するレーザーダイオード側にダイバージェンスレンズを配置したので、光軸がずれざるを得ない第2レーザー光と第3レーザー光を生成放射する2波長レーザーダイオード側にダイバージェンスレンズを配置させる場合と比較して光軸ずれの発生を抑えることが出来る。
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。 レーザー光の強度分布を説明するための図である。 レーザー光の強度分布を説明するための特性図である。
1つのレーザー光を生成するレーザーダイオードと2つのレーザー光を生成する2波長レーザーダイオードが組み込まれた光ピックアップ装置において、1つのレーザー光を生成するレーザーダイオードとコリメートレンズとの間にダイバージェンスレンズを配置することによって光学特性を向上させるようにしたものである。
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レーザー光を生成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から生成放射される第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は前記レーザーダイオード1から放射される第1レーザー光が前記第1回折格子2を通して入射される位置に設けられているダイバージェンスレンズであり、入射される発散光である第1レーザー光の発散角度を変更調整する作用を成すものである。また、斯かるダイバージェンスレンズ3は第1レーザー光の光軸に対して直角方向への変位動作を可能にレーザーダイオード1が固定されるレーザーダイオードホルダー(図示せず)に対して設けられているが、その変位方向は楕円形状のレーザー光の短径方向、即ち図2の矢印LS方向と一致するように構成されている。
4は例えば波長が785nmの赤外色光である第2レーザー光を生成放射する第1レーザー素子を構成するレーザーチップ4a及び例えば波長が655nmの赤色光である第3レーザー光を生成放射する第2レーザー素子を構成するレーザーチップ4b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。
5は前記2波長レーザーダイオード4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5a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5bとより構成されている。
6は前記第1回折格子2及びダイバージェンスレンズ3を透過した第1レーザー光が入射されるとともに前記第2回折格子5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5b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6aが設けられている。
7は前記偏光ビームスプリッタ6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6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。斯かるハーフミラー7はレーザー光の波長に対応して直線偏光光に対する透過特性及び反射特性を有するように構成されている。
8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3波長対応の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。9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10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。即ち、前記コリメートレンズ9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。
11は前記コリメートレンズ9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12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光ディスクにおける信号記録層の位置、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光ディスクにおける信号記録層の位置、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光ディスクより長く第2光ディスクより短い第3光ディスク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、レーザーダイオード1から生成放射された第1レーザー光は、第1回折格子2、ダイバージェンスレンズ3、偏光ビームスプリッタ6、ハーフミラー7、1/4波長板8、コリメートレンズ9、立ち上げミラー11を介して対物レンズ12に入射された後、該対物レンズ12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4に組み込まれているレーザーチップ4aから生成放射された第2レーザー光は、第2回折格子5、偏光ビームスプリッタ6、ハーフミラー7、1/4波長板8、コリメートレンズ9、立ち上げミラー11を介して対物レンズ12に入射された後、該対物レンズ12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4に組み込まれているレーザーチップ4bから生成放射された第3レーザー光は、第2回折格子5、偏光ビームスプリッタ6、ハーフミラー7、1/4波長板8、コリメートレンズ9、立ち上げミラー11を介して対物レンズ12に入射された後、該対物レンズ12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12、立ち上げミラー11、コリメートレンズ9及び1/4波長板8を通してハーフミラー7に入射される。このようにしてハーフミラー7に入射される戻り光は、前記1/4波長板8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7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7を透過することになる。
13は前記ハーフミラー7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14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14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12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12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、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から波長が405nmの第1レーザー光が生成放射される。前記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、ダイバージェンスレンズ3に入射され、該ダイバージェンスレンズ3によって発散角度を変更調整される。前記ダイバージェンスレンズ3によって発散角度を変更調整された第1レーザー光は、偏光ビームスプリッタ6に入射され、該偏光ビームスプリッタ6に設けられている制御膜6aにてハーフミラー7方向に反射される。
前記偏光ビームスプリッタ6に設けられている制御膜6aにて反射された第1レーザー光は、ハーフミラー7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7にて1/4波長板8方向へ反射される。前記1/4波長板8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9に入射され該コリメートレンズ9
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9によって平行光に変換されたレーザー光は、立ち上げミラー11にて反射された後対物レンズ12に入射される。前記対物レンズ12に入射されたレーザー光は該対物レンズ12の集光動作によって第1光ディスクの信号記録層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12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9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9の光軸方向への変位による球面収差調整動作は収差補正用モーター10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12に対して第1光ディスク側から入射される。前記対物レンズ12に入射された戻り光は、立ち上げミラー11、コリメートレンズ9及び1/4波長板8を通してハーフミラー7に入射される。前記ハーフミラー7に入射される戻り光は、1/4波長板8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7を透過することになる。
前記ハーフミラー7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13に入射され、該センサーレンズ13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13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13の集光動作によって光検出器14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14に照射される結果、該光検出器14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12を第1光ディスク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光ディスクの信号記録層L1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14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10を回転駆動させてコリメートレンズ9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光ディスクの信号記録層L1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光ディスクの信号記録層L2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行う場合には、2波長レーザーダイオード4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、該レーザーチップ4aから波長が785nmの第2レーザー光が生成放射される。前記2波長レーザーダイオード4に組み込まれているレーザーチップ3aから生成
放射された第2レーザー光は、第2回折格子5に入射され、該第2回折格子5を構成する回折格子部5a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5b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5を透過した第2レーザー光は、偏光ビームスプリッタ6に入射され、該偏光ビームスプリッタ6に設けられている制御膜6aを透過する。
前記制御膜6aを透過した第2レーザー光は、ハーフミラー7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7にて1/4波長板8方向へ反射される。前記1/4波長板8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9に入射され、該コリメートレンズ9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9によって平行光に変換されたレーザー光は、立ち上げミラー11にて反射された後対物レンズ12に入射される。前記対物レンズ12に入射された第2レーザー光は該対物レンズ12の集光動作によって第2光ディスクの信号記録層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12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9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9の変位による球面収差調整動作は収差補正用モーター10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12に対して第2光ディスク側から入射される。前記対物レンズ12に入射される戻り光は、立ち上げミラー11、コリメートレンズ9及び1/4波長板8を通してハーフミラー7に入射される。前記ハーフミラー7に入射される戻り光は、1/4波長板8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7を透過することになる。
前記ハーフミラー7を透過した第2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13に入射され、該センサーレンズ13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13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13の集光動作によって光検出器14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14に照射される結果、該光検出器14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12を第2光ディスク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5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、前記光検出器14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光ディスクの信号記録層L2に対物レンズ12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10を回転駆動させてコリメートレンズ9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光ディスクの信号記録層L1及び第2光ディスクの信号記録層L2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光ディスクの信号記録層L3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行う場合には、2波長レーザーダイオード4に組み込まれているレーザーチップ4bに対して駆動電流が供給され、該レーザーチップ4bから波長が655nmの第3レーザー光が生成放射される。前記レーザーチップ4bから放射された第3レーザー光は、第2回折格子5に入射され、該第2回折格子5を構成する回折格子部5a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5b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5を透過した第3レーザー光は、偏光ビームスプリッタ6に入射され、該偏光ビームスプリッタ6に設けられている制御膜6aを透過する。
前記制御膜6aを透過した第3レーザー光は、ハーフミラー7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7にて1/4波長板8方向へ反射せしめられる。このようにして前記1/4波長板8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9に入射され該コリメートレンズ9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9によって平行光に変換された第3レーザー光は、立ち上げミラー11にて反射された後対物レンズ12に入射される。前記対物レンズ12に入射された第3レーザー光は該対物レンズ12の集光動作によって第3光ディスクの信号記録層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12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9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9の変位による球面収差調整動作は収差補正用モーター10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12に対して第3光ディスク側から入射される。前記対物レンズ12に入射された戻り光は、立ち上げミラー11、コリメートレンズ9及び1/4波長板8を通してハーフミラー7に入射される。前記ハーフミラー7に入射される戻り光は、1/4波長板8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7を透過することになる。
前記ハーフミラー7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13に入射され、該センサーレンズ13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13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13の集光動作によって光検出器14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14に照射される結果、該光検出器14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12を第3光ディスク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5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光ディスクの信号記録層L3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14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光ディスクの信号記録層L3に対物レンズ12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10を回転駆動させてコリメートレンズ9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Dに記録されている信号の読み出し動作等は行われるが、次に本実施例における対物レンズ12について説明する。
本実施例における対物レンズ12の母球面は、第1光ディスクの信号記録層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レーザーダイオード1から生成放射される第1レーザー光、2波長レーザーダイオード4から生成放射される第2レーザー光及び第3レーザー光が入射される面には、例えば内周領域、中間領域及び外周領域の3つの領域が設けられている。
このように対物レンズ12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。
斯かる回折輪帯を対物レンズ12の入射面の各領域に形成することによって1つの対物レンズ12にて第1レーザー光の第1光ディスクの信号記録層L1への集光動作、第2レーザー光の第2光ディスクの信号記録層L2への集光動作及び第3レーザー光の第3光ディスクの信号記録層L3へ集光動作を行うように構成することが出来る。
次に本発明の要旨であるダイバージェンスレンズ3の光軸調整動作について説明する。レーザーダイオード1、第1回折格子2及びダイバージェンスレンズ3は、レーザーダイオードホルダー(図示せず)に固定され、斯かる構成のレーザーダイオードホルダーを光ピックアップ装置を構成する光学部品が固定されているハウジングに固定することによって光ピックアップ装置の組立が行われるように構成されている。
前記レーザーダイオード1はレーザーダイオードホルダーに形成されている固定孔等に圧入することによって固定され、レーザーダイオード1から生成放射される第1レーザー光が入射されるとともに第1レーザー光を回折する作用を有する第1回折格子2は前記レーザーダイオードホルダーの前記レーザーダイオード1の出射口の近くに配置固定されている。
斯かる構成のレーザーダイオードホルダーに対してダイバージェンスレンズ3は、第1レーザー光の光軸に対して直角方向への変位動作を可能に設けられており、第1レーザー光の光軸の位置とダイバージェンスレンズ3の光軸の位置とが一致したとき、該ダイバージェンスレンズ3をレーザーダイオードホルダーに接着固定するように構成されている。
そして、ダイバージェンスレンズ3の第1レーザー光の光軸に対する直角方向への変位動作は楕円形状である第1レーザー光の短径方向LSになるように構成されている。楕円
形状の第1レーザー光の短径方向の強度分布は図2及び図3より明らかなように光軸中心から外側に向かって急峻に変化するため、短径方向に対するダイバージェンスレンズ3の光軸ずれは信号記録層L1に生成されるレーザースポットの良否に大きく影響することになる。
本発明は、第1レーザー光の短径方向に対してダイバージェンスレンズ3の光軸の位置を変位調整可能にしたので、第1レーザー光の光軸の位置とダイバージェンスレンズ3の光軸の位置とを一致させることが出来、その結果レーザースポットに現れるコマ収差を軽減することが出来る。従って、本発明によれば第1光ディスクの信号記録層L1に対物レンズ12の集光動作によって生成されるレーザースポットとしてコマ収差が少なく、且つ光強度が十分大きなレーザースポットを得ることが出来る。
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。
また、本実施例では、第1レーザー光の第1光ディスクの信号記録層L1への集光動作、第2レーザー光の第2光ディスクの信号記録層L2への集光動作及び第3レーザー光の第3光ディスクの信号記録層L3への集光動作を単一の対物レンズ12にて行うようにしたが、第1レーザー光の集光動作を行う対物レンズと第2レーザー光及び第3レーザー光の集光動作を行う対物レンズの2つの対物レンズにて構成される光ピックアップ装置に実施することも出来る。
1 レーザーダイオード
2 第1回折格子
3 ダイバージェンスレンズ
4 2波長レーザーダイオード
5 第2回折格子
6 偏光ビームスプリッタ
7 ハーフミラー
9 コリメートレンズ
10 収差補正用モーター
12 対物レンズ
14 光検出器
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1レーザー素子と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2レーザー素子とが同一のケース内に組み込まれている2波長レーザーダイオードを備えているとともに前記レーザーダイオードから放射される第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とともに入射されるレーザー光を平行光に変更するコリメートレンズを備えた光ピックアップ装置であり、前記第1レーザー光を放射するレーザーダイオードとコリメートレンズとの間にレーザー光の発散角度を変更調整するダイバージェンスレンズを設けたことを特徴とする光ピックアップ装置。
  2. 第1レーザー光の第1光ディスクに設けられている信号記録層への集光動作、第2レーザー光の第2光ディスクに設けられている信号記録層への集光動作及び第3レーザー光の第3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単一の対物レンズにて行う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. ダイバージェンスレンズをレーザーダイオードから放射される第1レーザー光の光軸に対して直角方向への変位動作を可能に設け、該ダイバージェンスレンズの光軸調整を行った状態にて該ダイバージェンスレンズのハウジングへの接着固定動作を行う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。
  4. ダイバージェンスレンズの変位動作を第1レーザー光の短径方向に対して行うように構成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. コリメートレンズを光軸方向へ変位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1に記載の光ピックアップ装置。
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