JP2013045486A - 光ピックアップ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 合成樹脂製の対物レンズが組み込まれた光ピックアップ装置において発生する干渉縞による問題を解決する。
【解決手段】 レーザー光が入射されるとともに０次光であるメインビームと＋１次光及び−１次光であるサブビームを生成させる回折格子２と、前記メインビーム及びサブビームが入射されるとともに該メインビーム及びサブビームを光ディスクに設けられている信号トラックに集光させる合成樹脂製の対物レンズ９を備え、前記回折格子２を異なる位相のサブビームを生成するべくディスクの径方向へ分割することによって対物レンズの入射面に生成される干渉縞による転写を防止する。
【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。

信号記録層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、レーザーダイオードから放射されるレーザー光を信号記録層に照射させ、該信号記録層から反射されるレーザー光の変化を光検出器によって検出することによって行われている。

レーザー光によって信号記録層に記録されている信号を読み出すためには、レーザー光を信号記録層に集光させるフォーカシング制御動作及び信号記録層に渦巻き状に設けられている信号トラックにレーザー光を追従させるトラッキング制御動作を正確に行う必要がある。

斯かるフォーカシング制御動作を行う方法としては、種々あるが非点収差の発生を利用した非点収差法が一般的に行われている。また、トラッキング制御方法としても種々あるが、メインビームと２つのサブビームを使用する３ビーム法が一般的に行われている。

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７８０ｎｍ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を行うレーザー光としては、波長が６５０ｎｍの赤色光が使用されている。

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、開口数が高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。

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。斯かる対物レンズの材料としては、硝子が使用されるが、安価にて製造するために最近では合成樹脂が使用されることが多い（特許文献１参照。）。

特開２００５−３３８６８４号公報

対物レンズを合成樹脂にて製造することによって光ピックアップ装置の価格を下げることは出来るものの合成樹脂には使用するレーザー光の波長によって特性が変化するという特性がある。例えば、ＤＶＤ規格に対応したレーザー光、即ち波長が６５０ｎｍの赤色であるレーザー光を集光させるための対物レンズに使用される合成樹脂材料を使用してＢｌｕ−ｒａｙ規格に対応したレーザー光、即ち波長が４０５ｎｍの青紫色のレーザー光を集光させるための対物レンズを製造した場合には、青紫色のレーザー光によって対物レンズの透過率が低下するという特性がある。

時間経過に伴って対物レンズの透過率が低下すると光ディスクの盤面上の強度が小さくなり、光ディスクに記録されている信号の再生動作や信号の記録動作を正常に行うことが出来ないことになる。斯かる問題を解決するために対物レンズの材料として青紫色のレーザー光による影響を受けることがない合成樹脂材料を使用しているが、斯かる合成樹脂材料はＤＶＤ用の対物レンズに使用される材料と比較して高価であり、光ピックアップ装置の価格を下げることが出来ないという問題がある。

図５は回折格子によってメインビームと２つのサブビームに分離されたレーザー光と対物レンズの開口部との関係を示すものであり、同図において、Ａは対物レンズの開口部、実線で示すＭはメインビーム、一点鎖線で示すＳ１は先行サブビーム、そして破線で示すＳ２は後行サブビームである。

同図より明らかなようにメインビームＭ、先行サブビームＳ１及び後行サブビームＳ２とは、対物レンズの入射面において互いに重なっているので干渉することになり、その干渉によって干渉縞が発生することになる。

図６はメインビームＭ、先行サブビームＳ１及び後行サブビームＳ２の干渉によって生成される干渉縞と対物レンズの開口部Ａとの関係を示すものである。斯かる干渉縞Ｋは図示したようにディスクの径方向に平行になるように発生する。そして、対物レンズはトラッキング制御動作に伴ってディスクの径方向に変位せしめられるので、前記干渉縞Ｋの方向と同一の方向に変位することになる。

その結果、対物レンズがトラッキング制御動作に伴って径方向へ変位しても対物レンズの入射面側に発生する干渉縞Ｋに対する位置は変化することはない。即ち、対物レンズの入射面に対する干渉縞の位置は同一になるため、該入射面に照射されるレーザー光の強度が干渉縞Ｋに対応して相違することになる。

対物レンズのコストを下げるために安価な合成樹脂材料にて対物レンズを製造すると入射面に対するレーザー光の強度が干渉縞Ｋの影響によって相違することになり、光ピックアップ装置の特性が経年変化により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、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とともに０次光であるメインビームと＋１次光及び−１次光であるサブビームを生成させる回折格子と、前記メインビーム及びサブビームが入射されるとともに該メインビーム及びサブビームを光ディスクに設けられている信号トラックに集光させる合成樹脂製の対物レンズを備え、前記回折格子を異なる位相のサブビームを生成するべくディスクの径方向へ分割することによって対物レンズの入射面に生成される干渉縞による転写を防止す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、サブビーム間の位相差が１８０度にな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、回折格子によって生成される２つのサブビーム間に位相差を設け、対物レンズの入射面に発生する干渉縞を径方向において分割するようにしたので、対物レンズの径方向への変位に伴って干渉縞の対物レンズに対する位置が変化するので、干渉縞による対物レンズの透過率に対する影響を極力避けることが出来る。従って、本発明によれば対物レンズの材料として安価な合成樹脂材料を使用することが出来るので、光ピックアップ装置の価格を下げることが出来る。

本発明に係る光ピックアップ装置の概略図である。 本発明に係る光ピックアップ装置を説明するための図である。 本発明に係る回折格子の一実施例を示す平面図である。 本発明に係る干渉縞と対物レンズとの関係を説明するための図である。 対物レンズとレーザー光との関係を説明するための図である。 従来の干渉縞と対物レンズとの関係を説明するための図である。

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るべく設けられている合成樹脂製対物レンズの透過率の変化、即ち干渉縞による透過率に対する影響を抑えることが出来る光ピックアップ装置を提供する。

図１はＢｌｕ−ｒａｙ規格にて規定されている光ディスクＤに設けられている信号記録層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の光学構成図であり、同図を参照にして光ピックアップ装置について説明する。

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ことが出来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の信号記録層にレーザースポットとして照射されるが、該信号記録層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１１には、後述する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。

前述したように構成された本発明の光ピックアップ装置において、トラッキング制御動作はインライン型ＤＰＰ方式にて行われるように構成されている。斯かる方式によるトラッキング制御動作は回折格子２にて分離生成されるメインビームＭ、先行サブビームＳ１及び後行サブビームＳ２が対物レンズ９の集光動作によって光ディスクＤに設けられている信号記録層にスポットＭＭ、ＳＳ１及びＳＳ２として生成されるが、斯かるスポットは図２に示すように同一の信号トラック上に配置される。

図３は本発明に係る回折格子部２ａを示すものであり、ディスクの径方向へ２分割されており、分割された領域の位相差が１８０度になるように形成されている。斯かる構成の回折格子部２ａにて分離生成されるメインビームＭ、先行サブビームＳ１及び後行サブビームＳ２は、対物レンズ９の集光動作によって図２に示すように各スポットＭＭ、ＳＳ１及びＳＳ２が同一トラック上に配置されるように生成される。

同一の信号トラック上に生成されるスポットＳＳ１及びスポットＳＳ２は、各々ディスクの径方向に分割された２つのスポットＳ１ａ及びＳ１ｂ、そしてＳ２ａ及びＳ２ｂにて構成されている。斯かるスポットＳＳ１を構成するスポットＳ１ａの位相とＳ１ｂの位相との間の位相差は１８０度であり、スポットＳＳ２を構成するスポットＳ２ａの位相とＳ２ｂの位相との間の位相差は１８０度である。斯かる位相差を利用することによってインライン型ＤＰＰ方式によるトラッキングエラー信号の生成動作は行われるが、斯かる動作は周知であり、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に組み込まれる回折格子２は構成されているが、次に対物レンズ９の開口部Ａと該対物レンズ９の入射面に発生する干渉縞との関係について図４を参照にして説明する。

図４に示すように本発明の回折格子２にて分離生成されるメインビームＭ、先行サブビームＳ１及び後行サブビームＳ２の干渉によって発生する干渉縞は、図示したように径方向に分離した２つの干渉縞Ｋ１及びＫ２のように現れる。これらの干渉縞Ｋ１及びＫ２の位相は１８０度相違しているので、図示したようにディスクの接線方向に互いにずれて生成されることになる。

斯かる干渉縞Ｋ１及びＫ２が対物レンズ９の入射面に発生するが、対物レンズ９はトラッキング制御動作に伴ってディスクの径方向に変位するので、その開口部Ａは図４の破線で示すようにディスクの径方向へ変位することになる。

対物レンズ９の径方向への変位動作に伴ってその開口部Ａが図４に示すように径方向へ変位すると、干渉縞Ｋ１及びＫ２の位置が接線方向に対して互いにずれているので、開口部Ａに対する干渉縞の位置が変化することになる。従って、対物レンズ９の入射面に照射されるレーザー光の強度が入射面上で変化するので干渉縞の位置に対応して対物レンズ９の透過率が変化するという転写を抑えることが出来る。

従って、本発明によれば、対物レンズ９を安価な合成樹脂材料にて製造してもレーザー光による透過率の部分劣化を抑えることが出来る。

本実施例ではサブビームを分離生成する回折格子の径方向に分割された領域の位相差を１８０度にしたが、干渉縞による影響を抑えることが出来る位相差であれば良いので、その値は限定されるものではない。

１ レーザーダイオード
２ 回折格子
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
１１ 光検出器
Ｄ 光ディスク

Claims (2)

1. 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とともに０次光であるメインビームと＋１次光及び−１次光であるサブビームを生成させる回折格子と、前記メインビーム及びサブビームが入射されるとともに該メインビーム及びサブビームを光ディスクに設けられている信号トラックに集光させる合成樹脂製の対物レンズを備えた光ピックアップ装置であり、前記回折格子を異なる位相のサブビームを生成するべくディスクの径方向へ分割することによって対物レンズの入射面に生成される干渉縞による転写を防止するようにしたことを特徴とする光ピックアップ装置。
2. サブビーム間の位相差が１８０度にな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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