JP3172460B2 - 光ピックアップ装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、読取面側の基板厚
または記録密度の異なる複数種類の光ディスクを再生す
る光ピックアップ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＣＤのように半導体レーザを用いて情報
を読み出す約１．２ｍｍの厚さの光ディスクが提供され
ている。この種の光ディスクではピックアップ用対物レ
ンズにフォーカスサーボ及びトラッキングサーボをかけ
ることにより、記録面のピット列にレーザビームを照射
させ、信号を再生している。また、最近では長時間の動
画を記録するための高密度化が進んでいる。

【０００３】例えば、ＣＤと同じ直径１２ｃｍの光ディ
スクに、片面で４.７Ｇｂｙｔｅの情報を記録するＤＶ
Ｄ規格が提案されている。ＤＶＤのディスク厚は約０．
６ｍｍであり、これを両面貼り合わせることにより、１
枚で約１０Ｇｂｙｔｅの情報を記録できる。また、直
径、基板厚、記録密度がＣＤと同じである追記可能な光
ディスクとしてＣＤ−Ｒもある。

【０００４】今度、これら３種類の光ディスクの併存が
考えられるため３種類の光ディスクを互換再生できる装
置が必要である。ＤＶＤとＣＤ、ＣＤ−Ｒではディスク
基板の厚みが異なるため１つの光ピックアップで両者を
再生できない。そこで、特開平５−３０３７６６号公報
には、厚さ０．６ｍｍの薄型基板を有する高密度の光デ
ィスクと、厚さ１．２ｍｍの標準厚の基板を有する標準
密度の光ディスクとを、１個の光ピックアップによって
再生できるようにする装置が提案されている。

【０００５】この技術は短波長のレーザビームにて高密
度のディスクを再生すべく設計された開口数０．６の対
物レンズを用い、標準厚で標準密度の光ディスクを再生
する場合に、収差補正手段にレーザビームの外周側を遮
光して実効的な開口数を減少させるアパーチャを付加し
たものを対物レンズの光源側に介挿する装置である。ま
た、半導体レーザから出射されるレーザビームの外周部
を選択的に遮光してレーザビームを集光する対物レンズ
の実効的開口数を変更する方法として出願人は、特願平
８−８４３０７号においてレーザビームの偏光面を選択
的に回転する液晶と特定方向に偏光するレーザビームの
みを透過させる偏光フィルタを組み合わせる方法を提案
し、この方法を用いて基板厚の異なる光ディスクを互換
再生できる技術を開示している。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】特願平８−８４３０７
号に開示された方法では、基板厚の異なるＤＶＤとＣＤ
との互換再生は可能であるが、波長６３５ｎｍのレーザ
ビームを用いているために、信号記録面の反射率が波長
６３５ｎｍのレーザビームに対しては１０％以下である
基板厚１.２ｍｍのＣＤ−Ｒを再生することができな
い。また、記録密度が低いＣＤ、ＣＤ−Ｒは３ビーム方
式で再生しており、３ビーム方式によりＤＶＤも再生す
ることも考えられるが、ＣＤ、ＣＤ−Ｒの再生において
生成されるメインビームとサイドビームを、そのまま、
ＤＶＤの再生時に用いると記録密度の相違に起因してサ
イドビームは隣のトラックからの信号を再生してしま
い、クロストーク発生の原因となる。また、更に、３ビ
ーム方式によると１ビーム方式よりメインビームの強度
が低下するため、１ビーム方式が通常、用いられてい
る。従って、記録密度の低いＣＤ、ＣＤ−Ｒと記録密度
の高いＤＶＤとの互換再生においては、３ビーム方式と
１ビーム方式とを選択的に切り換える必要があるが、従
来の方法では、光ディスクの種類に応じて３ビーム、１
ビームの切換ができない。

【０００７】そこで、本発明は、かかる問題点を解決
し、トラックピッチが０.７μｍのＤＶＤと、トラック
ピッチが１.６μｍのＣＤ、ＣＤ−Ｒとの互換再生、即
ち、記録密度に応じて選択的にビーム方式を切り換え
て、記録密度が異なる光ディスクを再生する光ピックア
ップ装置を提供するものである。

【０００８】本発明は、第１の基板厚及び第１の記録密
度を有する第１の光ディスクと前記第１の基板厚とは異
なる第２の基板厚及び記録密度を有する第２の光ディス
クとを選択的に再生するための光ピックアップ装置であ
って、対物レンズにより前記第１の光ディスクまたは第
２の光ディスクの記録面に選択的にレーザビームを照射
し、前記記録面より反射されるレーザビームを光検出器
に導く光学手段と、前記第１の光ディスクの再生時と前
記第２の光ディスクの再生時とでレーザービームの偏光
方向を切り換える偏光面切換手段と、前記偏光面切換手
段を透過した光を入射し、前記偏光面切換手段による偏
光方向の切り換えに応じて、レーザービームをそのまま
透過して成る１ビームのレーザビームまたは、レーザビ
ームを回折して成る３ビームのレーザビームとを選択的
に生成する回折手段と、前記回折手段を透過したレーザ
ビームを入射し、前記１ビームまたは３ビームのレーザ
ビームうち、一方のレーザビームの外周側を遮光するよ
うに成された偏光選択手段とを備えたことを特徴とする
光ピックアップ装置である。

【０００９】また、本発明は、第１の基板厚及び第１の
記録密度を有する第１の光ディスクと前記第１の基板厚
とは異なる第２の基板厚及び記録密度を有する第２の光
ディスクとを選択的に再生するための光ピックアップ装
置であって、対物レンズにより前記第１の光ディスクま
たは第２の光ディスクの記録面に選択的にレーザビーム
を照射し、前記記録面より反射されるレーザビームを光
検出器に導く光学手段と、前記第２の光ディスクの再生
時にはレーザービームの偏光方向を切り換えると共に、
前記第１の光ディスクの再生時にはレーザービームの偏
光方向を切り換えない偏光面切換手段と、前記偏光面切
換手段を透過した光を入射し、前記偏光面切換手段によ
る偏光方向の切り換えに応じて、前記偏光面切換手段に
よって偏光方向が切り換えられていないレーザービーム
はそのまま透過し１ビームのレーザビームと成し、前記
偏光面切換手段によって偏光方向が切り換えられたレー
ザービームは回折して３ビームのレーザビームと成す回
折手段と、前記回折手段を透過したレーザビームを入射
し、前記３ビームのレーザビームは外周側を遮光し、前
記１ビームのレーザビームはそのまま透過するように成
された偏光選択手段とを備えたことを特徴とする光ピッ
クアップ装置である。

【００１０】さらに、本発明は、第１の基板厚及び第１
の記録密度を有する第１の光ディスクと前記第１の基板
厚とは異なる第２の基板厚及び記録密度を有する第２の
光ディスクとを選択的に再生するための光ピックアップ
装置であって、対物レンズにより前記第１の光ディスク
または第２の光ディスクの記録面に選択的にレーザビー
ムを照射し、前記記録面より反射されるレーザビームを
光検出器に導く光学手段と、第１の波長を有する第１の
レーザビームと、前記第１の波長とは異なる第２の波長
を有する第２のレーザビームとを選択的に生成するレー
ザビーム生成手段と、前記レーザビーム生成手段により
選択的に生成されたレーザビームを入射し、前記第１の
波長を有する第１のレーザビームはそのまま透過して１
ビームのレーザビームを生成し、前記第２の波長を有す
る第２のレーザビームは回折して３ビームのレーザビー
ムを生成する波長選択性の回折格子から成る回折手段
と、前記回折手段を透過したレーザビームを入射して、
前記１ビームまたは３ビームのレーザビームうち、一方
のレーザビームの外周側を遮光する偏光選択手段とを備
えたことを特徴とする光ピックアップ装置である。

【００１１】さらに、本発明は、第１の基板厚及び第１
の記録密度を有する第１の光ディスクと前記第１の基板
厚とは異なる第２の基板厚及び記録密度を有する第２の
光ディスクとを選択的に再生するための光ピックアップ
装置であって、対物レンズにより前記第１の光ディスク
または第２の光ディスクの記録面に選択的にレーザビー
ムを照射し、前記記録面より反射されるレーザビームを
光検出器に導く光学手段と、第１の波長を有する第１の
レーザビームと、前記第１の波長よりも長い第２の波長
を有する第２のレーザビームとを選択的に生成するレー
ザビーム生成手段と、前記レーザビーム生成手段により
選択的に生成されたレーザビームを入射し、前記第１の
波長を有する第１のレーザビームはそのまま透過して１
ビームのレーザビームを生成し、前記第２の波長を有す
る第２のレーザビームは回折して３ビームのレーザビー
ムを生成する波長選択性の回折格子から成る回折手段
と、前記回折手段を透過したレーザビームを入射して、
前記３ビームのレーザビームは外周側を遮光し、前記１
ビームのレーザビームはそのまま透過するように成され
た偏光選択手段とを備えたことを特徴とする光ピックア
ップ装置である。

【００１２】

【００１３】

【００１４】

【００１５】

【００１６】

【００１７】

【００１８】

【００１９】

【発明の実施の形態】

第１の実施の形態 本発明における第１の実施の形態を図を参照しつつ説明
する。第１の実施の形態において再生すべき２種類のデ
ィスクはＤＶＤとＣＤであり、その定格値と再生条件を
比較する図表を図１４に示す。

【００２０】この図表より明らかな様に、本第１の実施
の形態では、読取面側基板厚０.６（許容幅０.５５〜
０.６５）ｍｍ、トラックピッチ０.７４（許容幅０.７
３〜０.７５）μｍ、最短ピット長０.４（許容幅０.３
〜０.５）μｍの高密度で薄型のＤＶＤ（以下、第１光
ディスクと称す。）と、読取面側基板厚１.２（許容幅
１.１〜１.３）ｍｍ、トラックピッチ１.６（許容幅１.
５〜１.７）μｍ、最短ピット長０.９０（許容幅０.８
０〜１.０）μｍの標準密度で標準厚のＣＤ、ＣＤ−Ｒ
ＯＭ（以下、第２光ディスクと称す。）との２つの光デ
ィスクを、前記第１光ディスクは１ビームで、前記第２
光ディスクは３ビームで再生できるようにしたことを特
徴とする。

【００２１】このように、記録密度も読取面側基板厚も
異なるディスクを共通のレーザ波長６３５ｎｍで再生す
る場合に、対物レンズを薄型の第１光ディスクに合わせ
て設計し、その実効開口数を、第１光ディスクでは、
０.６（許容幅０.５５〜０.６５）、第２光ディスクで
は０.３５（許容幅０.３０〜０.４０）とすべく、第２
光ディスクの再生時に、レーザビームの光束を絞ってい
る。

【００２２】図１は、第１の実施の形態における光ピッ
クアップ装置４０を示す。図１において、半導体レーザ
１から出射される波長６３５（許容誤差±１５）ｎｍの
レーザビームは、偏光面回転手段２、偏光選択性回折格
子３を通って、ハーフミラー４で半分が反射され、コリ
メータレンズ５で平行ビームにされ、立ち上げミラー６
で立ち上げられ、偏光フィルタ７を通って、対物レンズ
９に入射される。この偏光フィルタ７と対物レンズ９は
基体８により一体化されており、図示省略したトラッキ
ング制御機構とフォーカス制御機構によりトラッキング
方向とフォーカス方向に変位可能に支持されている。従
って、対物レンズ９を経たレーザビームは集光され、ポ
リカーボネート製の基板１０（もしくは１００）を通っ
て、当該光ディスクの記録面１０ａ（もしくは１００
ａ）に照射される。更に、前記記録面１０ａ（もしくは
１００ａ）の反射ビームは、前記基板１０（もしくは１
００）、前記対物レンズ９、前記偏光フィルタ７、前記
立ち上げミラー６、前記コリメータレンズ５を介して戻
り、ハーフミラー４で半分が透過され、光検出器１１に
照射し、信号が検出される。

【００２３】ここで、前記偏光フィルタ７は図２（ｂ）
に示す構造をしている。即ち、偏光フィルム７１が透明
ガラス７２により挟まれ、偏光フィルム７１のない内周
部にはレーザビームの透過率を低下させるための偏光選
択性のないフィルタ７３が取り付けられている。偏光フ
ィルム７１は特定方向に偏光するレーザビームを透過さ
せるが、それでも７０〜９０％程度である。そのため、
内周部においてもレーザビームの透過率を外周部と同じ
程度まで低下させないと第１光ディスクの再生時におい
て集光特性が悪くなる。フィルタ７３を取り付けている
のはそのためである。また、透明ガラス７２は、透明で
光学特性の優れた物なら何でもよく、例えば樹脂（ポリ
カーボネート、ＰＭＭＡ等）でも構わない。軽い材質の
物を使うとそれだけ対物レンズのトラッキング制御及び
フォーカス制御を安定にすることができる。

【００２４】偏光フィルタ７の偏光特性は図２（ａ）に
示すようになっている。即ち、前記偏光フィルタ７は外
周部７ａでは、偏光フィルム７１により特定方向に偏光
するレーザビームのみを７０〜９０％程度透過させる。
また、内周部７ｂ（透孔）ではレーザビームの偏光方向
に関係なく外周部７ａと同じ透過率（７０〜９０％）で
透過させる。本実施の形態においては、外周部７ａでは
紙面に平行な偏光面を持つレーザビームのみを透過させ
るものとする。なお、前記偏光フィルタ７の内周部７ｂ
の直径は開口数０.６（許容誤差±０.０５）、有効光束
直径４ｍｍの対物レンズの場合、これに比例してアパー
チャの透孔の大きさを実効的開口数が０.３５となる大
きさとする。

【００２５】また、前記偏光面回転手段２は、ＴＮ型液
晶２２を２枚の透明電極付ガラス２１、２１で挟み込ん
だ構造である。まず、基板厚０.６ｍｍの第１光ディス
クの再生動作について図３を用いて説明する。この薄型
の光ディスクが再生される場合には、前記ＴＮ型液晶２
２に電圧を加える。その結果、半導体レーザ１から出た
紙面に平行な方向に偏光するレーザビームは、ＴＮ型液
晶２２により偏光方向を変えられずに前記偏光面回転手
段２を通過し、前記偏光選択性回折格子３を透過して前
記ハーフミラー４で半分反射され、前記コリメータレン
ズ５で平行光にされ、偏光フィルタ７で遮光されず全面
的に透過し、対物レンズ９に入射し、ポリカーボネート
製の基板１０を通って、当該光ディスクの記録面１０ａ
に照射される。記録面１０ａに形成されるビームスポッ
ト径は０.９（許容誤差±０.１）μｍである。その他の
動作については図１の説明と同じなので省略する。

【００２６】次に、基板厚１.２ｍｍの第２光ディスク
の再生動作について図４を用いて説明する。この標準厚
の光ディスクが再生される場合には、ＴＮ型液晶２２に
電圧を加えない。その結果、半導体レーザ１から出た紙
面に平行な方向に偏光するレーザビームは、ＴＮ型液晶
２２により全面的に偏光方向を９０度変えられて透過
し、紙面に垂直な方向に偏光するようになって、偏光選
択性回折格子３に入射する。偏光選択性回折格子３は紙
面に垂直な方向に偏光するレーザビームのみを回折して
３ビームを生成する回折格子である。従って、紙面に垂
直な方向に偏光するレーザビームは偏光選択性回折格子
３で３ビームになり、ハーフミラー４で半分反射され、
コリメータレンズ５で平行光にされ、偏光フィルタ７で
外周部が遮光され内周部だけが対物レンズ９に入射し、
ポリカーボネート製の基板１００を通って、当該光ディ
スクの記録面１００ａに照射される。記録面１００ａに
形成されるビームスポット径は１.５（許容誤差±０.
１）μｍである。この場合も、その他の動作については
図１の説明と同じなので省略する。

【００２７】また、本実施の形態では、偏光選択手段と
して、偏光フィルタに代えて、偏光選択性のホログラム
や、ゲストホスト素子や、偏光ガラスを用いても良い。
更に、偏光選択手段としては、光学材料の表面に偏光ビ
ームの選択性を有する光学薄膜を設けたものでもよい。
前述するゲストホスト素子は、図８に図示する様に、ゲ
ストホスト型液晶を透孔の外側に設け、電圧を印加した
場合にのみ偏光選択特性を呈する素子である。

【００２８】前記する偏光ガラスは、図９に図示する様
にガラス中に銀化合物を一定方向に配向させた状態で、
表面を外周を還元させて銀を析出させたものであり、還
元させた銀膜が偏光選択特性を呈するものである。尚、
材料の銀については、偏光選択性を有するものであれ
ば、他の金属材料であっても良い。但し、銀を用いたこ
の偏光ガラスは、偏光面が共通のレーザビームを１００
％透過することが可能であり、図２（ｂ）に図示する様
に、中央の光孔部分において減光膜を設ける必要がな
く、レーザビームの光束を絞った場合に、減光膜がない
ことにより十分な光量が得られると言う利点がある。

【００２９】更に、前述する実施の形態の様に、偏光フ
ィルタを対物レンズの背面（ディスクと反対側）に一体
に支持すれば、対物レンズの光軸と偏光フィルタの透孔
の中心とがいつでも一致し、対物レンズがトラッキング
により移動してもレーザビームの光束が変化することが
ない。しかし対物レンズとは独立してレーザビームの光
軸に対して固定的に偏光フィルタを配し、再生特性が十
分得られない場合は、対物レンズの移動方向に沿って、
透孔を拡張させれば良く、偏光選択手段を、対物レンズ
と一体に支持する必要は必ずしもない。

【００３０】一方、偏光フィルタと対物レンズを一体に
支持する場合に、対物レンズの表面に偏光フィルタを貼
り付ければ、更にコンパクトになる。また更に、本実施
の形態では、偏光面切換手段として、電気的に偏光面を
回転させる液晶としてＴＮ型液晶を用いたが、ＳＴＮ型
液晶でも強誘電性型液晶でも良く、更に電気的に偏光面
を回転させる素子としてポッケルスセルを採用すること
も可能である。また、磁気的に偏光面を回転させる素子
としてファラデー素子も採用できる。

【００３１】前述する強誘電性型液晶は、正の電圧を短
時間加えると、レーザビームの偏光方向を４５度回転さ
せるようになり、その状態を保持する。また、負の電圧
を短時間加えると、正電圧を加えた時とは逆方向にレー
ザビームの偏光方向を４５度回転させるようになり、そ
の状態を保持する。結果として、正の電圧を加えたとき
と負の電圧を加えたときでは、透過後のレーザビームの
偏光方向は９０度の差がある。この原理を利用してもレ
ーザビームの偏光方向を、９０度回転させると、電圧を
短時間印加するだけで済み、省エネルギになる。

【００３２】また、前述するポッケルスセルは、図１０
の原理図より明らかな様に、電圧印加時にレーザビーム
の偏光面を回転させるものである。このポッケルスセル
は、印加電圧を調整することにより偏光面の角度を変化
させることが出来、組立調整が容易である。また、前述
するファラデー素子は、図１１の原理図より明らかな様
に、磁界の印加時にレーザビームの偏光面を回転させる
ものである。このファラデー素子は図より明らかな通
り、光の通過方向と磁界の印加方向が共通でありファラ
デー素子を支持する鏡筒にコイルを巻き付けることによ
り偏光面が回転出来、組立構成が簡単になる。

【００３３】尚、偏光面切換手段を前述する電気的また
は磁気的手段以外の方法で偏光するには、機械的に１／
２波長板をレーザビームの光路に対して着脱する方法が
ある。また、本実施例では、ハーフミラー４を用いた
が、偏光フィルタ７と対物レンズ９の間に１／４波長板
を介挿して、ハーフミラー４の代わりに偏光ビームスプ
リッタを用いてもよい。このような構成にすると、レー
ザビームの利用効率が向上する。

【００３４】また、本実施の形態では、レーザビーム波
長を６３５ｎｍとしたが、レーザビーム波長を６５０
（許容誤差±１５）ｎｍとする場合は、レーザビームス
ポットが０.１μｍ程度拡大するが、十分交換可能であ
る。なお、波長６３５ｎｍと６５０ｎｍのレーザビーム
については、それぞれ、その範囲を６３５±５０ｎｍ、
６５０±５０ｎｍとしても再生可能であった。

【００３５】第１の実施の形態における光ピックアップ
装置４０を用いた再生装置について図１２を参照して説
明する。光ピックアップ４０中の対物レンズ９はサーボ
機構１４により再生しようとしている信号がピット列と
して形成されているトラックにレーザビームを集光する
ように制御されており、レーザビームは前記対物レンズ
９により集光され、光ディスクの基板１０（又は１０
０）を通って信号記録面１０ａ（又は１００ａ）に照射
される。該信号記録面１０ａ（又は１００ａ）で反射さ
れたレーザビームは光検出器１１で検知され、再生信号
として検出される。前記光検出器１１で検出された再生
信号はプリアンプ１２へ送られ、所定の増幅が行われた
後、判別回路１６とＲＦ復調回路１７及びサーボ回路１
３に送られる。サーボ回路１３は送られてきたトラッキ
ングエラー信号に基づき前記サーボ機構１４を制御す
る。また、判別回路１６は、送られてきた信号に基づい
て再生装置に装着された光ディスクの種類を識別し、識
別結果を指令回路１８に送る。該指令回路１８は、識別
した光ディスクに適合するように前記偏光面回転手段２
中の前記ＴＮ型液晶２２に印加する電圧をＯＮ／ＯＦＦ
するために識別結果に基づいて制御回路２０に指令を出
す。また、前記指令回路１８は、識別した光ディスクの
再生に適合する復調回路に切り替えるために、送られて
きた識別結果に基づいて特性切替回路１９にも指令を出
す。前記制御回路２０は前記指令回路１８からの指令に
基づいて液晶駆動回路２３を介してＴＮ型液晶２２に印
加する電圧をＯＮ／ＯＦＦする。また、前記特性切替回
路１９は、前記指令回路１８からの指令に基づいて、Ｒ
Ｆ復調回路１７を切り替える。これにより、再生装置に
装着された光ディスクに適した再生が行われる。 第２の実施の形態 本発明における第２の実施の形態を図を参照しつつ説明
する。第２の実施の形態において再生すべき２種類のデ
ィスクはＤＶＤとＣＤ−Ｒであり、その定格値と再生条
件を比較する図表を図１５に示す。

【００３６】この図表より明らかな様に、本第２の実施
の形態では、前記第１光ディスクと、読取面側基板厚
１.２（許容幅１.１〜１.３）ｍｍ、トラックピッチ１.
６（許容幅１.５〜１.７）μｍ、最短ピット長０.９０
（許容幅０.８０〜１.０）μｍの標準密度，標準厚で追
記可能なＣＤ−Ｒ（以下、第３光ディスクと称す。）と
の２つの光ディスクを、前記第１光ディスクは１ビーム
で、前記第３光ディスクは３ビームで再生できるように
したことを特徴とする。

【００３７】このように、記録密度も読取面側基板厚も
異なるディスクを２つのレーザ波長６３５ｎｍ、７８０
ｎｍで再生する場合に、対物レンズを薄型の第１光ディ
スクに合わせて設計し、その実効開口数を、第１光ディ
スクでは、０.６（許容幅０.５５〜０.６５）、第２光
ディスクでは０.４５（許容幅０.４０〜０.４５）とす
べく、第３光ディスクの再生時に、レーザビームの光束
を絞っている。

【００３８】図５は、第２の実施の形態における光ピッ
クアップ装置５０を示す。図５において、半導体レーザ
１５から出射される波長６３５（許容誤差±１５）ｎｍ
のレーザビーム、および波長７８０（許容誤差±１５）
ｎｍのレーザビームは、波長選択性回折格子３０を通っ
て、ハーフミラー４で半分が反射され、コリメータレン
ズ５で平行ビームにされ、立ち上げミラー６で立ち上げ
られ、偏光フィルタ７を通って、対物レンズ９に入射さ
れる。この偏光フィルタ７と対物レンズ９は基体８によ
り一体化されており、図示省略したトラッキング制御機
構とフォーカス制御機構によりトラッキング方向とフォ
ーカス方向に変位可能に支持されている。従って、対物
レンズ９を経たレーザビームは集光され、ポリカーボネ
ート製の基板１０（もしくは１００）を通って、当該光
ディスクの記録面１０ａ（もしくは１００ａ）に照射さ
れる。更に、前記記録面１０ａ（もしくは１００ａ）の
反射ビームは、前記基板１０（もしくは１００）、前記
対物レンズ９、前記偏光フィルタ７、前記立ち上げミラ
ー６、前記コリメータレンズ５を介して戻り、ハーフミ
ラー４で半分が透過され、光検出器１１に照射し、信号
が検出される。なお、本第２の実施の形態においては、
半導体レーザ３０中には波長６３５のレーザビームを発
する半導体レーザ素子１５ａと波長７８０ｎｍのレーザ
ビームを発する半導体レーザ素子１５ｂとが設置されて
おり、図示省略したレーザ駆動回路により選択的に点灯
される。

【００３９】また、前記波長選択性回折格子３０は波長
６３５ｎｍのレーザビームは回折せずにそのまま透過
し、波長７８０ｎｍのレーザビームのみを回折して３ビ
ームを生成する回折格子である。ここで、前記偏光フィ
ルタ７は第１の実施の形態で示したものと同じ構造、特
性を有している。

【００４０】なお、前記偏光フィルタ７の内周部７ｂの
直径は開口数０.６（許容誤差±０.０５）、有効光束直
径４ｍｍの対物レンズの場合、これに比例してアパーチ
ャの透孔の大きさを実効的開口数が０.４５となる大き
さとする。まず、基板厚０.６ｍｍの第１光ディスクの
再生動作について図６を用いて説明する。この薄型の光
ディスクが再生される場合には、前記半導体レーザ１５
中の波長６３５ｎｍのレーザビームを発する半導体レー
ザ素子１５ａが選択点灯される。その結果、半導体レー
ザ１から出た波長６３５ｎｍのレーザビームは、偏光選
択性回折格子３をそのまま透過して前記ハーフミラー４
で半分反射され、前記コリメータレンズ５で平行光にさ
れ、偏光フィルタ７で遮光されず全面的に透過し、対物
レンズ９に入射し、ポリカーボネート製の基板１０を通
って、当該光ディスクの記録面１０ａに照射される。記
録面１０ａに形成されるビームスポット径は０.９（許
容誤差±０.１）μｍである。その他の動作については
図５の説明と同じなので省略する。

【００４１】次に、基板厚１.２ｍｍの第３光ディスク
の再生動作について図７を用いて説明する。この標準厚
の光ディスクが再生される場合には、半導体レーザ１５
中の半導体レーザ素子１５ｂが選択点灯される。その結
果、半導体レーザ１から出た波長７８０ｎｍのレーザビ
ームは、偏光選択性回折格子３０に入射し、該偏光選択
性回折格子３０で３ビームになり、ハーフミラー４で半
分反射され、コリメータレンズ５で平行光にされ、偏光
フィルタ７で外周部が遮光され内周部だけが対物レンズ
９に入射し、ポリカーボネート製の基板１００を通っ
て、当該光ディスクの記録面１００ａに照射される。記
録面１００ａに形成されるビームスポット径は１.５
（許容誤差±０.１）μｍである。この場合も、その他
の動作については図５の説明と同じなので省略する。

【００４２】また、本実施の形態では、偏光選択手段と
して、偏光フィルタに代えて、偏光選択性のホログラム
や、ゲストホスト素子や、偏光ガラスを用いても良い。
更に、偏光選択手段としては、光学材料の表面に偏光ビ
ームの選択性を有する光学薄膜を設けたものでもよい。
また、上記第１の実施の形態と同様に、偏光フィルタを
対物レンズの背面（ディスクと反対側）に一体に支持す
れば、対物レンズの光軸と偏光フィルタの透孔の中心と
がいつでも一致し、対物レンズがトラッキングにより移
動してもレーザビームの光束が変化することがない。し
かし対物レンズとは独立してレーザビームの光軸に対し
て固定的に偏光フィルタを配し、再生特性が十分得られ
ない場合は、対物レンズの移動方向に沿って、透孔を拡
張させれば良く、偏光選択手段を、対物レンズと一体に
支持する必要は必ずしもない。

【００４３】一方、偏光フィルタと対物レンズを一体に
支持する場合に、対物レンズの表面に偏光フィルタを貼
り付ければ、更にコンパクトになる。本第２の実施の形
態ではレーザビームの波長の違いに起因して選択的にレ
ーザビームを回折する前記波長選択性回折格子３０を用
いたが、波長６３５ｎｍのレーザビームと波長７８０ｎ
ｍのレーザビームとでビームの偏光方向が異なる場合に
は、上記第１の実施の形態で示した前記偏光選択性回折
格子３を用いても良い。

【００４４】第２の実施の形態における光ピックアップ
装置５０を用いた再生装置について図１３を参照して説
明する。光ピックアップ５０中の対物レンズ９はサーボ
機構１４により再生しようとしている信号がピット列と
して形成されているトラックにレーザビームを集光する
ように制御されており、レーザビームは前記対物レンズ
９により集光され、光ディスクの基板１０（又は１０
０）を通って信号記録面１０ａ（又は１００ａ）に照射
される。該信号記録面１０ａ（又は１００ａ）で反射さ
れたレーザビームは光検出器１１で検知され、再生信号
として検出される。前記光検出器１１で検出された再生
信号はプリアンプ１２へ送られ、所定の増幅が行われた
後、判別回路１６とＲＦ復調回路１７及びサーボ回路１
３に送られる。サーボ回路１３は送られてきたトラッキ
ングエラー信号に基づき前記サーボ機構１４を制御す
る。また、判別回路１６は、送られてきた信号に基づい
て再生装置に装着された光ディスクの種類を識別し、識
別結果を指令回路１８に送る。該指令回路１８は、識別
した光ディスクに適合するように前記半導体レーザ１中
の前記半導体レーザ素子１５ａ、１５ｂを選択点灯する
ために識別結果に基づいて制御回路２０に指令を出す。
また、前記指令回路１８は、識別した光ディスクの再生
に適合する復調回路に切り替えるために、送られてきた
識別結果に基づいて特性切替回路１９にも指令を出す。
前記制御回路２０は前記指令回路１８からの指令に基づ
いて半導体レーザ駆動回路２４を介して半導体レーザ１
中の半導体レーザ素子１５ａ、１５ｂを選択点灯する。
また、前記特性切替回路１９は、前記指令回路１８から
の指令に基づいて、ＲＦ復調回路１７を切り替える。こ
れにより、再生装置に装着された光ディスクに適した再
生が行われる。

【００４５】上記第１の実施の形態、および第２の実施
の形態においては、第１の光ディスク、即ち、ＤＶＤを
高密度光ディスクとして、また、第２の光ディスク、お
よび第３の光ディスクであるＣＤ、およびＣＤ−Ｒを低
密度光ディスクとして説明したが、これに限られず、他
の種類の光ディスクにおいても、本発明を用いることに
より、記録密度に差がある場合は、低密度の光ディスク
を３ビームで、高密度光ディスクを１ビームで再生でき
る。

【００４６】また、上記で説明したレーザビームの波長
に限られず、更に短波長のレーザビームを用いて記録密
度の異なる光ディスクをそれぞれのディスクに適合した
再生ビームを生成して再生することができる。

【００４７】

【発明の効果】本発明によれば、再生条件の異なる光デ
ィスクの信号面に、レーザビームを照射し、記録面より
反射されるレーザビームを光検出器に導く光学手段と、
レーザビームの偏光方向を再生条件に応じて選択的に特
定方向に変更させる偏光面切換手段と、該偏光面切換手
段を透過した光を入射して、特定方向に偏光するレーザ
ビームの外周側を遮光する偏光選択手段とを設けるだけ
で再生条件の異なるディスクを共通の対物レンズを用い
て再生できる。

【００４８】また、本発明によれば、読取面側の基板の
厚さが異なるディスクを共通の対物レンズで再生でき
る。また、本発明によれば、記録密度の異なるディスク
を共通の対物レンズで再生できる。また、本発明によれ
ば、レーザビームの偏光方向もしくは波長に起因して選
択的にレーザビームを回折する回折格子を光路中に設置
するだけで、再生しようとする光ディスクに適合した再
生ビーム（１ビームもしくは３ビーム）を生成すること
ができる。

【００４９】また、本発明によれば、記録密度に応じて
再生ビームを自動的に切り換えることができる。即ち、
低密度の光ディスクであるＣＤ、ＣＤ−Ｒを再生する場
合は３ビームを生成し、高密度の光ディスクであるＤＶ
Ｄを再生する場合は１ビームを生成する。また、本発明
によれば、光ディスクの基板厚、対物レンズの実効開口
数に応じて、電気的にレーザビームの偏光面を回転さ
せ、偏光選択素子を対物レンズと一体化することによ
り、光ディスクに応じた再生レーザビームをディスクに
照射でき、横ブレの影響を受けない。

【００５０】また、本発明によれば、偏光切換手段とし
て液晶を用いることにより、簡便な手法で偏光切換素子
を作成できる。また、本発明によれば、ポッケルスセル
を偏光面切換手段として光路中に設けることにより、ポ
ッケルスセルに印加する電圧に応じて偏光面の回転角度
を任意に変えられる。

【００５１】また、本発明によれば、ファラディ素子を
偏光切換手段として用い、光路方向にコイルを巻くこと
だけでファラディ素子に磁界を印加でき、印加する磁界
の強さに応じて偏光面の回転角度を変えられる。また、
本発明によれば、偏光選択手段として偏光フィルタを用
い、内周部にファイルを付加することにより、内周部と
外周部の透過率を等しくすると、薄型光ディスクの再生
時に、集光特性が良くなる。

【００５２】また、本発明によれば、金属原子を規則的
に配列して一定の偏光方向を有する光のみを透過する偏
光ガラスを光路中に設けることにより、通常用いていた
減光手段を偏光素子の内周部に設けなくてよい。また、
本発明によれば、基板厚の薄い光ディスクに合わせて対
物レンズが設計されており、標準厚の光ディスクの再生
時にはレーザビームが遮光されるような偏光選択手段を
設けることにより、ＤＶＤとＣＤもしくはＣＤ−Ｒが共
通の光学系で再生できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施の形態において光ディスクを再生す
る時の光学系を模式的に示す図である。

【図２】第１、および第２の実施の実施の形態における
偏光フィルタの構成と特性を示す図である。

【図３】第１の実施の実施の形態において薄型の光ディ
スクを再生する時の光学系を模式的に示す図である。

【図４】第１の実施の実施の形態において標準厚の光デ
ィスクを再生する時の光学系を模式的に示す図である。

【図５】第２実施の実施の形態において光ディスクを再
生する時の光学系を模式的に示す図である。

【図６】第２の実施の実施の形態において薄型の光ディ
スクを再生する時の光学系を模式的に示す図である。

【図７】第２の実施の実施の形態において薄型の光ディ
スクを再生する時の光学系を模式的に示す図である。

【図８】第１、および第２の実施の形態におけるゲスト
ホスト型液晶の動作原理を示す説明図である。

【図９】第１、および第２の実施の形態における偏光ガ
ラスを説明する図である。

【図１０】第１の実施の形態における偏光面切換手段で
あるポッケルスセルの模式的動作原理説明図である。

【図１１】第１の実施の形態における偏光面切換手段で
あるファラデー素子の模式的動作原理説明図である。

【図１２】第１の実施の形態における再生装置のブロッ
ク図である。

【図１３】第２の実施の形態における再生装置のブロッ
ク図である。

【図１４】ＤＶＤとＣＤとの定格値と再生条件を示す図
表である。

【図１５】ＤＶＤとＣＤ−Ｒとの定格値と再生条件を示
す図表である。

【符号の説明】

１・・・半導体レーザ ２・・・偏光面回転手段 ３・・・偏光選択性回折格子 ４・・・ハーフミラー ５・・・コリメータレンズ ６・・・立ち上げミラー ７・・・偏光フィルタ ８・・・基体 ９・・・集光レンズ １０、１００・・・基板 １０ａ、１００ａ・・・信号記録面 ２１・・・透明電極付ガラス ２２・・・ＴＮ型液晶

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 土屋 洋一 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三洋電機株式会社内 (72)発明者 市浦 秀一 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三洋電機株式会社内 (56)参考文献 特開 平８−321069（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−321065（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−57224（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−242315（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−225636（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−129040（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−147754（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−120720（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−138282（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−263867（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G11B 7/09 - 7/22

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１の基板厚及び第１の記録密度を有す
   る第１の光ディスクと前記第１の基板厚とは異なる第２
   の基板厚及び記録密度を有する第２の光ディスクとを選
   択的に再生するための光ピックアップ装置であって、 対物レンズにより前記第１の光ディスクまたは第２の光
   ディスクの記録面に選択的にレーザビームを照射し、前
   記記録面より反射されるレーザビームを光検出器に導く
   光学手段と、 前記第１の光ディスクの再生時と前記第２の光ディスク
   の再生時とでレーザービームの偏光方向を切り換える偏
   光面切換手段と、 前記偏光面切換手段を透過した光を入射し、前記偏光面
   切換手段による偏光方向の切り換えに応じて、レーザー
   ビームをそのまま透過して成る１ビームのレーザビーム
   または、レーザビームを回折して成る３ビームのレーザ
   ビームとを選択的に生成する回折手段と、 前記回折手段を透過したレーザビームを入射し、前記１
   ビームまたは３ビームのレーザビームうち、一方のレー
   ザビームの外周側を遮光するように成された偏光選択手
   段とを備えたことを特徴とする光ピックアップ装置。
2. 【請求項２】 第１の基板厚及び第１の記録密度を有す
   る第１の光ディスクと前記第１の基板厚とは異なる第２
   の基板厚及び記録密度を有する第２の光ディスクとを選
   択的に再生するための光ピックアップ装置であって、 対物レンズにより前記第１の光ディスクまたは第２の光
   ディスクの記録面に選択的にレーザビームを照射し、前
   記記録面より反射されるレーザビームを光検出器に導く
   光学手段と、 前記第２の光ディスクの再生時にはレーザービームの偏
   光方向を切り換えると共に、前記第１の光ディスクの再
   生時にはレーザービームの偏光方向を切り換えない偏光
   面切換手段と、 前記偏光面切換手段を透過した光を入射し、前記偏光面
   切換手段による偏光方向の切り換えに応じて、前記偏光
   面切換手段によって偏光方向が切り換えられていないレ
   ーザービームはそのまま透過し１ビームのレーザビーム
   と成し、前記偏光面切換手段によって偏光方向が切り換
   えられたレーザービームは回折して３ビ ームのレーザビ
   ームと成す回折手段と、 前記回折手段を透過したレーザビームを入射し、前記３
   ビームのレーザビームは外周側を遮光し、前記１ビーム
   のレーザビームはそのまま透過するように成された偏光
   選択手段とを備えたことを特徴とする光ピックアップ装
   置。
3. 【請求項３】 第１の基板厚及び第１の記録密度を有す
   る第１の光ディスクと前記第１の基板厚とは異なる第２
   の基板厚及び記録密度を有する第２の光ディスクとを選
   択的に再生するための光ピックアップ装置であって、 対物レンズにより前記第１の光ディスクまたは第２の光
   ディスクの記録面に選択的にレーザビームを照射し、前
   記記録面より反射されるレーザビームを光検出器に導く
   光学手段と、 第１の波長を有する第１のレーザビームと、前記第１の
   波長とは異なる第２の波長を有する第２のレーザビーム
   とを選択的に生成するレーザビーム生成手段と、 前記レーザビーム生成手段により選択的に生成されたレ
   ーザビームを入射し、前記第１の波長を有する第１のレ
   ーザビームはそのまま透過して１ビームのレーザビーム
   を生成し、前記第２の波長を有する第２のレーザビーム
   は回折して３ビームのレーザビームを生成する波長選択
   性の回折格子から成る回折手段と、 前記回折手段を透過したレーザビームを入射して、前記
   １ビームまたは３ビームのレーザビームうち、一方のレ
   ーザビームの外周側を遮光する偏光選択手段とを備えた
   ことを特徴とする光ピックアップ装置。
4. 【請求項４】 第１の基板厚及び第１の記録密度を有す
   る第１の光ディスクと前記第１の基板厚とは異なる第２
   の基板厚及び記録密度を有する第２の光ディスクとを選
   択的に再生するための光ピックアップ装置であって、 対物レンズにより前記第１の光ディスクまたは第２の光
   ディスクの記録面に選択的にレーザビームを照射し、前
   記記録面より反射されるレーザビームを光検出器に導く
   光学手段と、 第１の波長を有する第１のレーザビームと、前記第１の
   波長よりも長い第２の波長を有する第２のレーザビーム
   とを選択的に生成するレーザビーム生成手段と、 前記レーザビーム生成手段により選択的に生成されたレ
   ーザビームを入射し、前記第１の波長を有する第１のレ
   ーザビームはそのまま透過して１ビームのレーザビーム
   を生成し、前記第２の波長を有する第２のレーザビーム
   は回折して３ビームのレーザビームを生成する波長選択
   性の回折格子から成る回折手段と、 前記回折手段を透過したレーザビームを入射して、前記
   ３ビームのレーザビームは外周側を遮光し、前記１ビー
   ムのレーザビームはそのまま透過するように成された偏
   光選択手段とを備えたことを特徴とする光ピックアップ
   装置。