JP2012018724A - 光ピックアップ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 波長が異なる３つのレーザー光を１つの対物レンズによって異なる規格の光ディスクの信号記録層に集光させることが出来る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第１レーザー光、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第２レーザー光及び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第３レーザー光が通過する光路内に挿入されているとともに各光ディスクの球面収差を補正する位置に移動変位せしめられるコリメートレンズ９を備え、光ピックアップ装置が非動作状態にあるとき、レーザーダイオード１に最も近い位置であるレーザーダイオード側動作位置と対物レンズ１２に最も近い位置である対物レンズ側動作位置との間にコリメートレンズ９を配置する。
【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(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２００７−８０３１０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。斯かる構成の光ピックアップ装置において、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別々に設けると、レーザー光毎に光学部品を設ける必要があるので、光学構成が複雑になるとともに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異なる波長のレーザー光を放射する２つのレーザー素子を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と呼ばれる製品が商品化されている。斯かる２波長レーザーダイオードを使用すると２つのレーザー光の光路を兼用することが出来るので、光ピックアップ装置の光学構成を簡潔にすることが出来るという利点がある。

単一のレーザー光を生成するレーザーダイオード及び異なる波長の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を使用するとともにコリメートレンズや対物レンズを全てのレーザー光にて兼用することによって光ピックアップ装置の光学系を簡潔にすることが出来る。

斯かる構成の光ピックアップ装置において、コリメートレンズは各光ディスクの保護層の厚さやレーザー光の波長に基づいて発生する球面収差を補正するために光軸方向へ移動変位されることになる。

また、Ｂｌｕ−ｒａｙ規格の光ディスクの中には、複数の信号記録層を備えた２層式光ディスクが製品化されており、信号の読み出し動作を行う信号記録層に応じてコリメートレンズの移動位置を変更調整する必要がある。

前述した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を同一のコリメートレンズ及び対物レンズにて構成された光ピックアップ装置にて行うように構成した場合、前
記コリメートレンズを各光ディスクの信号記録層の位置に対応させて移動させる必要がある。そして、従来の光ピックアップ装置では、非動作状態にあるときにはコリメートレンズをレーザーダイオード側に配置させ、使用する光ディスクに合わせてコリメートレンズをレーザーダイオード側である非動作位置から各光ディスクに適した動作位置に移動させるように構成されている。

斯かる構成では、動作位置が非動作位置より最も遠い位置にある光ディスクを使用する場合にはコリメートレンズを動作位置まで移動させるために要する時間が長くなるので、信号の読み出し動作を速やかに開始させる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前記第１光ディスクより長い第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２光ディスクより長い第３光ディスクの各光ディスクに設けられている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と、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、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前記第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レーザー素子及び第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２レーザー光の波長より長い波長の第３レーザー光を生成する第２レーザー素子が同一のケース内に収納されている２波長レーザーダイオードと、前記レーザーダイオードから生成された第１レーザー光、前記２波長レーザーダイオードから生成された第２レーザー光及び第３レーザー光が通過する光路内に挿入されているとともに各光ディスクの球面収差を補正する位置に移動変位せしめられるコリメートレンズを備え、光ピックアップ装置が非動作状態にあるとき、レーザーダイオードに最も近い位置であるレーザーダイオード側動作位置と対物レンズに最も近い位置である対物レンズ側動作位置との間にコリメートレンズを配置したことを特徴とするものである。

また、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前記第１光ディスクより長い第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２光ディスクより長い第３光ディスクの各光ディスクに設けられている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と、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、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前記第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レーザー素子及び第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２レーザー光の波長より長い波長の第３レーザー光を生成する第２レーザー素子が同一のケース内に収納されている２波長レーザーダイオードと、前記レーザーダイオードから生成された第１レーザー光、前記２波長レーザーダイオードから生成された第２レーザー光及び第３レーザー光が通過する光路内に挿入されているとともに第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場合に発生する球面収差を補正するために適した第１光ディスク用動作位置、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場合に発生する球面収差を補正するために適した第２光ディスク用動作位置及び第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場合に発生する球面収差を補正するために適した第３光ディスク用動作位置に移動変位せしめられるコリ
メートレンズを備え、光ピックアップ装置が非動作状態にあるとき、第１光ディスク用動作位置と第２光ディスク用動作位置との間にコリメートレンズを配置したことを特徴とするものである。

そして、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く少なくとも表面側から第１及び第２の信号記録層が設けられている第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前記第１光ディスクの第２信号記録層より長い第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２光ディスクより長い第３光ディスクの各光ディスクに設けられている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と、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、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前記第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レーザー素子及び第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２レーザー光の波長より長い波長の第３レーザー光を生成する第２レーザー素子が同一のケース内に収納されている２波長レーザーダイオードと、前記レーザーダイオードから生成された第１レーザー光、前記２波長レーザーダイオードから生成された第２レーザー光及び第３レーザー光が通過する光路内に挿入されているとともに第１光ディスクの第１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場合に発生する球面収差を補正するために適した第１光ディスク用第１動作位置、第１光ディスクの第２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場合に発生する球面収差を補正するために適した第１光ディスク用第２動作位置、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場合に発生する球面収差を補正するために適した第２光ディスク用動作位置及び第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場合に発生する球面収差を補正するために適した第３光ディスク用動作位置に移動変位せしめられるコリメートレンズを備え、第１光ディスク用第１動作位置がレーザーダイオード側に最も近く、第１光ディスク用第２動作位置が対物レンズ側に最も近い位置に配置された光ピックアップ装置において、光ピックアップ装置が非動作状態にあるとき、第１光ディスク用第１動作位置と第１光ディスク用第２動作位置との間にコリメートレンズを配置したことを特徴とするものである。

本発明は、波長が異なる第１、第２及び第３レーザー光を同一のコリメートレンズ及び対物レンズを利用して規格の異なる第１、第２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ように構成された光ピックアップ装置において、光ピックアップ装置が非動作状態にあるとき、コリメートレンズをレーザーダイオードに最も近い位置であるレーザーダイオード側動作位置と対物レンズに最も近い位置である対物レンズ側動作位置との間に配置したので、使用される光ディスクに対応させてコリメートレンズの動作位置への移動変位動作を速やかに行うことが出来る。従って、本発明の光ピックアップ装置は、各光ディスクに記録されている信号の読み出し動作を速やかに開始させることが出来るので、異なる規格の光ディスクを使用することが出来る光ディスク装置に採用した場合に非常に大きな効果を奏するものである。

本発明に係る光ピックアップ装置の一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の要部を示す図である。

単一のレーザー光を生成するレーザーダイオード及び異なる波長の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から放射されるレーザー光を同一のコリメートレンズ及び対物レンズを利用し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集光させるように構成された光ピックアップ装置に関するものである。

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６５５ｎｍの赤色光である第２レーザー光を生成放射する第１レーザー素子３ａ及び７８５ｎｍの赤外色光である第３レーザー光を生成放射する第２レーザー素子３ｂが同一のケース内に収納されている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に組み込まれている第１レーザー素子３ａから放射される第２レーザー光及び第２レーザー素子３ｂから放射される第３レーザー光が入射される第２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レーザー光が前記第２回折格子４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レーザー光の発散角度を調整する作用を成すものである。

６は前記第１回折格子２を透過した第１レーザー光、前記ダイバージェンスレンズ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平行平板ミラーであり、前記１／２波長板２ｂによってＳ偏光光にされた第１レーザー光を反射し、前記１／２波長板４ｂによってＰ方向に偏光された第２レーザー光及び第３レーザー光を透過させるように構成されている。

７は前記平行平板ミラー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、前記平行平板ミラー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。

８は前記ハーフミラー７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。９は前記１／４波長板８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。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Ｄ１における第１信号記録層、Ｌ２は第１光ディスクＤ１における第２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長い第２光ディスクＤ２における信号記録層、Ｌ４は光ディスクの表面から信号記録層までの距離が第２光ディスクＤ２より長い第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、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、平行平板ミラー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Ｄ１に設けられている第１信号記録層Ｌ１または第２信号記録層Ｌ２に集光スポットとして照射されるが、前記第１信号記録層Ｌ１または第２信号記録層Ｌ２に照射された第１レーザー光は該第１信号記録層Ｌ１または第２信号記録層Ｌ２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の第１レーザー素子３ａから放射された第２レーザー光及び第２レーザー素子３ｂから放射された第３レーザー光は、第２回折格子４、ダイバージェンスレンズ５、平行平板ミラー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Ｄ２に設けられている信号記録層Ｌ３及び第３光ディスクＤ３の信号記録層Ｌ４に集光スポットとして照射されるが、前記信号記録層Ｌ３及びＬ４に照射された第２レーザー光及び第３レーザー光は該信号記録層Ｌ３及びＬ４にて戻り光として反射されることになる。

第１光ディスクＤ１の第１信号記録層Ｌ１または第２信号記録層Ｌ２、第２光ディスクＤ２の信号記録層Ｌ３及び第３光ディスクＤ３の信号記録層Ｌ４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が入射されるアナモフィックレンズであり、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出し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Ｄ１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、平行平板ミラー６に入射され、該平行平板ミラー６にて反射される。

前記平行平板ミラー６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第１レーザー光は、立ち上げミラー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１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Ｄ１の第１信号記録層Ｌ１または第２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１レーザー光の集光動作が行われるとき、第１信号記録層Ｌ１と第１光ディスクＤ１のレーザー入射面である表面との間、また第２信号記録層Ｌ２と第１光ディスクＤ１のレーザー入射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の変位による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Ｄ１に設けられている第１信号記録層Ｌ１または第２信号記録層Ｌ２への照射動作は行われるが、斯かる照射動作が行われるとき、該第１信号記録層Ｌ１または第２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１光ディスクＤ１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、前記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を透過した第１レーザー光の戻り光は、制御用レーザー光Ｌｃとしてアナモフィックレンズ１３に入射され、該アナモフィックレンズ１３の働きによって非点収差が付加発生せしめられる。前記アナモフィックレンズ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、該アナモフィックレンズ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Ｄ１の信号面方向へ変位させることによって第１信号記録層Ｌ１または第２信号記録層Ｌ２に対する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に設けられている第１信号記録層Ｌ１または第２信号記録層Ｌ２に記録されている信号の読み出し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測定することによって第１光ディスクＤ１の第１信号記録層Ｌ１または第２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細かく調整することによって温度変化に起因して発生する球面収差を補正することが出来る。

第１光ディスクＤ１の第１信号記録層Ｌ１または第２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２光ディスクＤ２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２光ディスクＤ２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３に組み込まれている第１レーザー素子３ａに駆動電流が供給され、該第１レーザー素子３ａから波長が６５５ｎｍの第２レーザー光が生成放射される。前記第１レーザー素子３ａ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、ダイバージェンスレンズ５に入射されてその発散角度が変更される。前記ダイバージェンスレンズ５にて発散角度が変更された第２レーザー光は、前記平行平板ミラー６に入射されるが、該平行平板ミラー６にて反射されることはなく図示したように透過せしめられる。

前記平行平板ミラー６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第２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Ｄ２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２レーザー光の集光動作が行われるとき、信号記録層Ｌ３と第２光ディスクＤ２のレーザー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Ｄ２に設けられている信号記録層Ｌ３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Ｌ３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Ｄ２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としてアナモフィックレンズ１３に入射され、該アナモフィックレンズ１３の働きによって非点収差が付加発生せしめられる。前記アナモフィックレンズ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、該アナモフィックレンズ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の信号記録層Ｌ３に記録されている信号の読み出し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測定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細かく調整することによって温度変化に起因して発生する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読み出し動作は行われるが、次に第３光ディスクＤ３の信号記録層Ｌ４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第２レーザー素子３ｂに駆動電流が供給され、該第２レーザー素子３ｂから波長が７８５ｎｍの第３レーザー光が生成放射される。前記第２レーザー素子３ｂ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３レーザー光は、ダイバージェンスレンズ５に入射されてその発散角度が変更される。前記ダイバージェンスレンズ５にて発散角度が変更された第３レーザー光は、前記平行平板ミラー６に入射されるが、該平行平板ミラー６にて反射されることはなく図示したように透過せしめられる。

前記平行平板ミラー６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方向へ反射される。前記１／４波長板８に入射された第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Ｄ３の信号記録層Ｌ４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Ｌ４と光ディスクのレーザー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Ｄ３に設けられている信号記録層Ｌ４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Ｌ４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Ｄ３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としてアナモフィックレンズ１３に入射され、該アナモフィックレンズ１３の働きによって非点収差が付加発生せしめられる。前記アナモフィックレンズ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、該アナモフィックレンズ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出し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測定することによって第３光ディスクＤ３の信号記録層Ｌ４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細かく調整することによって温度変化に起因して発生する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信号の読み出し動作等は行われるが、次に対物レンズ１２及びコリメートレンズ９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Ｄ１の第１信号記録層Ｌ１及び第２信号記録層Ｌ２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３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Ｄ１の第１信号記録層Ｌ１及び第２信号記録層Ｌ２への集光動作、第２レーザー光の第２光ディスクＤ２の信号記録層Ｌ３への集光動作及び第３レーザー光の第３光ディスクＤ３の信号記録層Ｌ４へ集光動作を行うように構成することが出来る。

また、コリメートレンズ９にも第１レーザー光、第２レーザー光及び第３レーザー光の各波長に対して作用する位相輪帯を形成することによって各レーザー光を平行光に変換するように構成されている。

斯かる構成の対物レンズ１２及びコリメートレンズ９を使用することによって３波長のレーザー光に対応した光学系を構成することが出来るが、次に本発明の要旨であるコリメートレンズ９の移動変位動作について、図２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ＤＶＤ規格の光ディスク、第３光ディスクＤ３はＣＤ規格の光ディスクとして説明する。

図２において、９０は光ピックアップ装置が非動作状態にあるとき、即ち第１光ディスクＤ１、第２光ディスクＤ２及び第３光ディスクＤ３の全ての光ディスクに対する読み出し動作を行わない状態にあるときにコリメートレンズ９が位置する非動作位置であり、この位置はセンサーＳによって検出されるように構成されている。

尚、斯かるコリメートレンズ９の非動作位置への移動動作は、収差補正用モーター１０の回転駆動動作によって行われるが、非動作位置に移動したか否かの検出動作はセンサーＳによって行われる。斯かる非動作位置を検出するセンサーＳとしては、例えば特許文献２に記載されているような技術を利用すれば良いので、その説明は省略する。

図２において、９１は第１光ディスクＤ１に設けられている第１信号記録層Ｌ１に記録されている信号を読み出すとき、対物レンズ１２による集光動作を第１信号記録層Ｌ１に対して行う場合に発生する球面収差を補正するために最適なコリメートレンズ９の位置である第１光ディスク用第１動作位置、９２は第１光ディスクＤ１に設けられている第２信号記録層Ｌ２に記録されている信号を読み出すとき、対物レンズ１２による集光動作を第２信号記録層Ｌ２に対して行う場合に発生する球面収差を補正するために最適なコリメートレンズ９の位置である第１光ディスク用第２動作位置、９３は第２光ディスクＤ２に設けられている信号記録層Ｌ３に記録されている信号を読み出すとき、対物レンズ１２による集光動作を信号記録層Ｌ３に対して行う場合に発生する球面収差を補正するために最適なコリメートレンズ９の位置である第２光ディスク用動作位置、９４は第３光ディスクＤ３に設けられている信号記録層Ｌ４に記録されている信号を読み出すとき、対物レンズ１２による集光動作を信号記録層Ｌ４に対して行う場合に発生する球面収差を補正するために最適なコリメートレンズ９の位置である第３光ディスク用動作位置である。

斯かる構成において、第１光ディスクＤ１の第１信号記録層Ｌ１及び第２信号記録層Ｌ２、第２光ディスクＤ２の信号記録層Ｌ３及び第３光ディスクＤ３の信号記録層Ｌ４に記録されている信号の読み出し動作を行う場合には、収差補正用モーター１０の回転駆動動作によってコリメートレンズ９は非動作位置９０から第１光ディスク用第１動作位置、第１光ディスク用第２動作位置、第２光ディスク用動作位置及び第３光ディスク用動作位置の各動作位置に移動せしめられるが、斯かる移動動作は予め設定されている回転数だけ収差補正用モーター１０を回転させることによって行われる。

本発明の光ピックアップ装置が組み込まれた光ディスク装置においては、使用される光
ディスクに合わせて駆動するレーザーダイオードの選択動作、対物レンズ１２による各光ディスクに設けられている信号記録層への集光制御動作等が行われるとともに収差補正用モーター１０の回転駆動動作によるコリメートレンズ９の各動作位置への移動動作が行われることになる。

また、コリメートレンズ９の非動作位置９０から各動作位置への移動動作は、収差補正用モーター１０を所定の回転数だけ回転駆動することによって行われるが、斯かる収差補正用モーター１０としてパルスモーターを使用すれば、モーターの回転数を細かく制御することが出来るので、コリメートレンズ９の移動量を正確に制御することが出来る。

そして、光検出器１４から得られる信号に基づいて集光スポットの良否を認識し、その検出信号に基づいてコリメートレンズ９の位置を細かく調整することによって環境温度変化に伴って発生する球面収差を補正することが出来る。

第１光ディスクＤ１がＢｌｕ−ｒａｙ規格の光ディスクである場合には、１層式ディスクの信号記録層の位置は第２信号記録層Ｌ２の位置にあるので、光ディスク装置においては、第２信号記録層Ｌ２の位置にある信号記録層に記録されている信号の読み出し動作が最も多く行われることになる。そして、光ディスク装置において、Ｂｌｕ−ｒａｙ規格の光ディスクやＤＶＤ規格の光ディスクを使用する場合には、映画等の映像ソフトを視聴する頻度が多くなる。

従って、本発明では、非動作位置９０を第１光ディスク用第２動作位置９２と第２光ディスク用動作位置９３との間に配置しており、斯かる構成によればＢｌｕ−ｒａｙ規格の光ディスクやＤＶＤ規格の光ディスクのいずれの光ディスクを使用して読み出し動作を行う場合においてもコリメートレンズ９の移動距離を短くすることが出来るので、読み出し動作を速やかに開始させることが出来る。

コリメートレンズ９の非動作位置９０を第１光ディスク用第２動作位置９２と第２光ディスク用動作位置９３との間に配置しているが、レーザーダイオード１に最も近い位置であるレーザーダイオード側動作位置、即ち本実施例では第１光ディスク用第１動作位置９１と対物レンズ１２に最も近い位置である対物レンズ側動作位置、即ち本実施例では第１光ディスク用第２動作位置９２との間に配置すれば良い。斯かる構成によれば、コリメートレンズ９の非動作位置から各動作位置への移動距離を短くすることが出来るので、信号読み出し動作を速やかに開始させることが出来る。

１ レーザーダイオード
３ ２波長レーザーダイオード
５ ダイバージェンスレンズ
６ 平行平板ミラー
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
Ｓ センサー

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前記第１光ディスクより長い第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２光ディスクより長い第３光ディスクの各光ディスクに設けられている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と、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、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前記第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レーザー素子及び第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２レーザー光の波長より長い波長の第３レーザー光を生成する第２レーザー素子が同一のケース内に収納されている２波長レーザーダイオードと、前記レーザーダイオードから生成された第１レーザー光、前記２波長レーザーダイオードから生成された第２レーザー光及び第３レーザー光が通過する光路内に挿入されているとともに各光ディスクの球面収差を補正する位置に移動変位せしめられ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、光ピックアップ装置が非動作状態にあるとき、レーザーダイオードに最も近い位置であるレーザーダイオード側動作位置と対物レンズに最も近い位置である対物レンズ側動作位置との間にコリメートレンズを配置したことを特徴とする光ピックアップ装置。
2. 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前記第１光ディスクより長い第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２光ディスクより長い第３光ディスクの各光ディスクに設けられている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と、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、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前記第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レーザー素子及び第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２レーザー光の波長より長い波長の第３レーザー光を生成する第２レーザー素子が同一のケース内に収納されている２波長レーザーダイオードと、前記レーザーダイオードから生成された第１レーザー光、前記２波長レーザーダイオードから生成された第２レーザー光及び第３レーザー光が通過する光路内に挿入されているとともに第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場合に発生する球面収差を補正するために適した第１光ディスク用動作位置、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場合に発生する球面収差を補正するために適した第２光ディスク用動作位置及び第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場合に発生する球面収差を補正するために適した第３光ディスク用動作位置に移動変位せしめられ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、光ピックアップ装置が非動作状態にあるとき、第１光ディスク用動作位置と第２光ディスク用動作位置との間にコリメートレンズを配置したことを特徴とする光ピックアップ装置。
3. 光ディスクの表面から信号記録層までの距離が短く少なくとも表面側から第１及び第２の信号記録層が設けられている第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前記第１光ディスクの第２信号記録層より長い第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２光ディスクより長い第３光ディスクの各光ディスクに設けられている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と、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、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前記第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レーザー素子及び第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２レーザー光の波長より長い波長の第３レーザー光を生成する第２レーザー素子が同一のケース内に収納され
   ている２波長レーザーダイオードと、前記レーザーダイオードから生成された第１レーザー光、前記２波長レーザーダイオードから生成された第２レーザー光及び第３レーザー光が通過する光路内に挿入されているとともに第１光ディスクの第１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場合に発生する球面収差を補正するために適した第１光ディスク用第１動作位置、第１光ディスクの第２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場合に発生する球面収差を補正するために適した第１光ディスク用第２動作位置、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場合に発生する球面収差を補正するために適した第２光ディスク用動作位置及び第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場合に発生する球面収差を補正するために適した第３光ディスク用動作位置に移動変位せしめられるコリメートレンズを備え、第１光ディスク用第１動作位置がレーザーダイオード側に最も近く、第１光ディスク用第２動作位置が対物レンズ側に最も近い位置に配置された光ピックアップ装置であり、光ピックアップ装置が非動作状態にあるとき、第１光ディスク用第１動作位置と第１光ディスク用第２動作位置との間にコリメートレンズを配置したことを特徴とする光ピックアップ装置。
4. 光ピックアップ装置が非動作状態にあるとき、第２光ディスク用動作位置と第１光ディスク用第２動作位置との間にコリメートレンズを配置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. 光ピックアップ装置が非動作状態にあるとき、第３光ディスク用動作位置と第１光ディスク用第２動作位置との間にコリメートレンズを配置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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