JP3236203B2 - 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】この発明は光ピックアップに
関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体レーザからの光を記録媒体におけ
る記録面に透明基板を介して光スポットとして集光さ
せ、上記記録面により反射された戻り光束を再生信号発
生用の受光素子により検出して再生用の受光信号を発生
する光ピックアップは、従来から広く知られている。

【０００３】「記録媒体」として代表的なＣＤ（コンパ
クトディスク）には、記録面に照射される光が透過すべ
き透明基板の厚さが１．２ｍｍの「標準記録密度ディス
ク」と、上記透過すべき透明基板の厚さが０．６ｍｍの
「高記録密度ディスク」の２種類がある。

【０００４】光ピックアップの汎用性の面から「透明基
板の厚さの異なる２種の記録媒体の何れに対しても情報
の再生を行ないたい」という要望が強い。

【０００５】記録媒体の記録面に照射される光は「対物
レンズ」により集光光束とされ、透明基板を透過して記
録面上に光スポットとして集光する。光スポット径は標
準記録密度ディスクの情報を再生する場合で１．５μｍ
程度、高記録密度ディスクの情報を再生する場合で０．
９５μｍ程度であり、光スポット径が極めて小さいた
め、対物レンズは、その球面収差が透明基板の厚さを考
慮して良好に補正されていなければならない。

【０００６】透明基板の厚さが異なる２種の記録媒体に
適合した光ピックアップを実現する場合には、一般に透
明基板の厚さが小さい高記録密度ディスク用に合わせて
対物レンズの球面収差を補正し、高記録密度ディスクの
記録面上に良好な光スポットが形成されるようにする。

【０００７】このように球面収差を補正された対物レン
ズによる収束光束を、標準記録密度ディスクの「厚い透
明基板」を介して記録面に集光させると、透明基板の厚
さの違いにより「対物レンズと透明基板とによる結像光
学系」の球面収差が悪化し、光束を記録面上に十分に絞
り込むことができない。

【０００８】このような問題を回避する方法として、標
準記録密度ディスクに対して情報の再生を行なうとき
は、記録面へ向かう照明光束の光路中に「アパーチュ
ア」を挿入し照明光束の周辺光束部を遮光する方法が提
案されている（応用物理学会予講集 平成７年秋 29a-
ZA-6 厚さの異なる２種類のディスクにおける互換性の
検討）。

【０００９】しかしながら実際的見地からすると、アパ
ーチュアを照明光束の光路中に出し入れする場合、アパ
ーチュア挿入位置に極めて高い精度が要求されるので、
アパーチュア出し入れ機構の部品や組立てに高精度が必
要となり、光ピックアップの生産面・コスト面からして
好ましくない。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】この発明は上述した事
情に鑑み、光ピックアップにおいて、透明基板の厚さが
異なる２種の記録媒体に対する簡易な情報再生を可能と
することを課題とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】請求項１〜６記載の発明
の光ピックアップは「半導体レーザからの光を記録媒体
における記録面に透明基板を介して光スポットとして集
光させ、記録面により反射された戻り光束を再生信号発
生用の受光素子により検出して再生用の受光信号を発生
する情報再生を、同一の半導体レーザと同一の対物レン
ズを用いて、透明基板の厚さが異なる２種の記録媒体に
対して行ないうる光ピックアップ」であって、半導体レ
ーザからの光を記録面に光スポットとして集光させる対
物レンズは「薄い透明基板」に応じて光学特性を設定さ
れている。即ち、半導体レーザからの光が、薄い透明基
板を介して記録面上に正しく集光し、良好な光スポット
を形成するように、対物レンズの光学特性が設定されて
いる。

【００１２】勿論、この発明の光ピックアップは情報の
再生のみならず「情報の書込みや書き込まれた情報の消
去を行なう機能」を有することができる。

【００１３】請求項１記載の光ピックアップは以下の如
き特徴を有する。即ち「再生信号発生用の受光素子へ向
かう戻り光束の周辺光束部を、再生信号発生用の受光素
子に対して遮光するアパーチュア手段」を有する。

【００１４】また、切り換え手段を有する。「切り換え
手段」は、アパーチュア手段による遮光状態と非遮光状
態とを切り換える手段である。

【００１５】切り換え手段による、遮光状態と非遮光状
態の切り換えは以下のように行なわれる。即ち、記録媒
体の透明基板が厚い基板のときは、再生信号発生用の受
光素子へ向かう戻り光束の周辺光束をアパーチュア手段
により遮光し、記録媒体の透明基板が薄い基板のとき
は、再生信号発生用の受光素子へ向かう戻り光束の遮光
を行なわない。

【００１６】請求項１記載の光ピックアップにおいて、
アパーチュア手段を「開口を有する遮光板」とし、切り
換え手段を「再生信号発生用の受光素子へ向かう戻り光
束の光路に対し、遮光板を出入させる移動手段」とする
ことができる（請求項２）。あるいはまた、アパーチュ
ア手段を「開口形状を除く遮光状態と光透過状態とを切
り換えられる液晶シャッタ」とし、切り換え手段を「液
晶シャッタを制御する制御手段」とすることが出来る
（請求項３）。

【００１７】請求項１〜３の任意の１に記載の光ピック
アップにおいて、アパーチュア手段における開口形状は
「円形状もしくは楕円形状」としてもよいし（請求項
４）、「トラック直交方向を幅方向とする帯状」とする
こともできる（請求項５）。

【００１８】また、上記アパーチュア手段の開口の大き
さを「アパーチュア手段を記録媒体へ向かう照明光束の
光路に挿入したとした場合に、最適の光スポットを形成
できる大きさ」に設定することが出来る（請求項６）。

【００１９】請求項７〜１１に記載の光ピックアップは
「半導体レーザからの光を記録媒体における記録面に透
明基板を介して光スポットとして集光させ、記録面によ
り反射された戻り光束を再生信号発生用の受光手段によ
り検出して再生用の受光信号を発生する情報再生を、同
一の半導体レーザと同一の対物レンズを用いて、透明基
板の厚さが異なる２種の記録媒体に対して行ないうる光
ピックアップ」であり、半導体レーザからの光を記録面
に光スポットとして集光させる対物レンズは、薄い透明
基板に応じて光学特性を設定されている。即ち、請求項
１の光ピックアップと同じく、対物レンズの光学特性
は、半導体レーザからの光が、薄い透明基板を介して記
録面上に正しく集光し、良好な光スポットを形成するよ
うに設定されている。

【００２０】請求項７記載の光ピックアップは、光束分
離手段を有する。「光束分離手段」は、再生信号発生用
の受光手段へ向かう戻り光束の周辺光束部と光束中心部
とを分離する手段である。

【００２１】再生信号の発生は以下のように行なわれ
る。即ち、記録媒体の透明基板が厚い基板のときは、再
生信号発生用の受光手段に向かう戻り光束の光束中心部
により再生信号を発生させ、記録媒体の透明基板が薄い
基板のときは、再生信号発生用の受光手段に向かう戻り
光束の全体により再生信号を発生させる。

【００２２】請求項７記載の光ピックアップにおいて
は、光束分離手段を「第１受光面部とこれを囲繞する第
２受光面部とを有する受光面分割受光素子」とすること
により「再生信号発生用の受光手段を兼ね」させること
が出来る（請求項８）。

【００２３】この場合、再生信号の発生は「記録媒体の
透明基板が厚い基板のときは、第１受光面部の出力によ
り再生信号を得、記録媒体の透明基板が薄い基板のとき
は、第１受光面部の出力と第２受光面部の出力により再
生信号を得る」ようにするのである。

【００２４】請求項７記載の光ピックアップにおいては
また、光束分離手段を「戻り光束の周辺部と中央部とを
屈折により分離する、截頭円錐状もしくは截頭角錐状の
光学素子」とし、再生信号発生用の受光手段を「光学素
子の截頭部分を透過した、戻り光束の光束中心部を受光
する第１受光面部と、この第１受光面部を囲繞して周辺
光束部を受光する第２受光面部とを有する複数受光面受
光素子」とし、記録媒体の透明基板が厚い基板のときは
第１受光面部の出力により再生信号を得、記録媒体の透
明基板が薄い基板のときは、第１受光面部の出力と、第
２受光面部の出力により再生信号を得るようにすること
ができる（請求項９）。

【００２５】あるいはまた上記請求項７記載の光ピック
アップにおける光束分離手段を「戻り光束の周辺部と中
央部とを回折の有無により分離する回折格子部材」と
し、再生信号発生用の受光手段を「戻り光束の光束中心
部を受光する第１受光面部と、この第１受光面の側方に
位置し、周辺光束部を受光する第２受光面部とを有する
複数受光面受光素子」とし、記録媒体の透明基板が厚い
基板のときは、第１受光面部の出力により再生信号を
得、記録媒体の透明基板が薄い基板のときは、第１受光
面部の出力と第２受光面部の出力により再生信号を得る
ようにすることが出来る（請求項１０）。

【００２６】さらに上記請求項７記載の光ピックアップ
において、光束分離手段を「戻り光束の周辺部と中央部
との一方を反射させ他方を透過させる反射部材」とし、
これを戻り光束の進行方向に対して傾けて配備し、再生
信号発生用の受光手段を「戻り光束から分離された光束
中心部を受光する第１受光素子と、戻り光束から分離さ
れた周辺光束部を受光する第２受光素子」とにより構成
し、記録媒体の透明基板が厚い基板のときは、第１受光
素子の出力により再生信号を得、記録媒体の透明基板が
薄い基板のときは、第１受光素子の出力と第２受光素子
の出力により再生信号を得るようにすることが出来る
（請求項１１）。

【００２７】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら実施の
形態を説明する。

【００２８】図１（ａ），（ｂ）において、半導体レー
ザ１からの光はコリメータレンズ２により実質的な平行
光束にされてビームスプリッタ３を透過し、偏向ミラー
４により「記録媒体」としての光ディスク６Ａ側に向け
て偏向され、対物レンズ５により集光されつつ光ディス
ク６Ａに入射し、その透明基板を介して記録面６０上に
光スポットとして集光する。

【００２９】記録面６０による反射光は戻り光束となっ
て対物レンズ５、偏向ミラー４と逆進し、ビームスプリ
ッタ３により反射されると検出レンズ７により集光され
つつ再生信号発生用の受光素子８に入射する。このとき
戻り光束はビームスプリッタ３と検出レンズ７との間に
おいてアパーチュア手段９を通過する。

【００３０】この実施の形態においてアパーチュア手段
９は、図１（ｃ）に示す如く「円形の開口を有する遮光
板」であり、開口以外の部分（斜線でハッチを施した部
分）である遮光部で戻り光束ＬＲの「周辺光束部」を遮
光する。

【００３１】なお光ピックアップは、図１（ａ）に示す
部分以外に、フォーカスエラー信号やトラックエラー信
号を検出するための周知の「誤差信号検出部」を有する
が、図の簡素化のため図示を省略されている。

【００３２】この実施の形態において、記録媒体として
の光ディスクは高記録密度ディスク６Ａと標準記録密度
ディスク６Ｂ（図１(ｂ)）の２種類である。

【００３３】高記録密度ディスク６Ａでは、図１（ｄ）
に示すように、対物レンズ側（図の左方）から照射され
た集光光束が記録面６０に到達するまでに透過するべき
透明基板の厚さは０．６ｍｍである。

【００３４】半導体レーザ１からの光を記録面に光スポ
ットとして集光させる対物レンズ５は、薄い透明基板で
ある光ディスク６Ａの透明基板厚：０．６ｍｍに応じて
光学特性を設定されており、従って、光ディスク６Ａに
対して再生を行なうときは図１（ｄ）に示すように、照
明光束の光線は記録面６０上に正しく集光し、良好な光
スポットを形成する。

【００３５】一方、標準記録密度ディスク６Ｂでは「照
明光束」が透過すべき透明基板の厚さは１．２ｍｍであ
る。光ディスク６Ｂに対して再生を行なうときは、対物
レンズ５側から照射される光線の様子は図１（ｅ）に示
すようになる。即ち、光軸に近い部分の光線は良好に記
録面６１上に集光するが、光束周辺部の光線は球面収差
の影響で記録面６１上に絞り込むことができない。

【００３６】このため図１（ｆ）に示すように、記録面
６１上における光スポットＳＰは、中心部の適正な大き
さのスポット部分ＳＰ１を、上記絞り込めなかった光束
による光強度の小さい部分ＳＰ２が囲繞するようにな
り、弱い強度の部分ＳＰ２の存在により光スポットＳＰ
は周辺が「ぼやけた」ものになる。

【００３７】図１（ｅ）を見ると容易に理解されるよう
に、記録面６１に絞り込めなかった光束は、照明光束の
周辺部の光線であり、これらの光線は中心部の光線に比
して記録面６１への入射角が大きいので、記録面６１に
より反射されて対物レンズ５を透過した後の「戻り光
束」においても光束の周辺部に存在することになる。

【００３８】図２（ａ），（ｂ）は、標準記録密度ディ
スク６Ｂに対して再生を行なうときの「戻り光束」の光
束断面上における光強度の分布を説明図的に示してい
る。光の強度は「ドットの密度」に比例している。即ち
「ドット」の打たれていない領域では光強度が相対的に
低く、ドットの密度の高い部分ほど光強度が高い。

【００３９】図２（ａ）は、図１（ｆ）に示す如き光ス
ポットＳＰが記録面におけるマーク（ピット）とマーク
の間の「スペース部」に照射されているときの戻り光束
の光強度分布を示し、同図（ｂ）は、上記光スポットＳ
Ｐがマーク（ピット）を照射しているときの光強度分布
を示している。

【００４０】図２（ａ）に示すように、光スポットＳＰ
がスペース部を照射しているときには、戻り光束の周辺
部に光強度の高い部分２ａが「島状」に存在しているこ
とが分かる。

【００４１】光スポットＳＰがトラック上のマークを検
出するときを考えてみると、光スポットはトラックの方
向においてマークに相対的に移動し、まずスペース部か
らマークの端部に掛かり、マーク中央部を照射し、マー
クの他端部を経て再びスペース部に移る。

【００４２】このとき、図１（ａ）に示す受光素子８か
らの受光信号の信号強度を見ると、図２（ｃ）の曲線２
−１の如きものになり、マークの部分では戻り光束の光
量が小さく、光スポットＳＰの中央がマークの中央に位
置するとき信号強度は最小になる。曲線２−１の振幅：
ＡＭＰ１が大きいほど、マークの読み取りは確実に行な
われることになる。

【００４３】光スポットが、図１（ｆ）に示すように
「ぼやけ」た光スポットであると、図２（ａ）に示す戻
り光束の周辺部の島状の部分２ａが、マークの近傍でも
発生するようになり、マークの近傍における戻り光束の
光量を大きくするように作用する。マークのトラック方
向の長さが小さくなるほど、図２（ｃ）の振幅：ＡＭＰ
１は小さくなり、マークを良好に検出することができな
くなる。

【００４４】従って、図１（ａ）に示すような光ピック
アップにおいて、アパーチュア手段９が無いときは、標
準記録密度ディスク６Ｂに対する再生はできない。

【００４５】図１（ａ）に示すようにアパーチュア手段
９を用い、図２（ａ），（ｂ）に示すように、アパーチ
ュア手段９の開口９Ａの外側の部分により戻り光束の光
束周辺部、特に島状の部分２ａが生じる部分を再生信号
発生用の受光素子８に対して遮光することにより、光ス
ポットＳＰの「ぼやけ」による受光信号の強度の振幅の
減少を補正できる。

【００４６】アパーチュア手段９を用いたときの受光素
子８からの受光信号の強度は、光スポットＳＰの中央と
マークとの位置関係に応じ、図２（ｃ）の曲線２−２の
如きものとなり、その振幅：ＡＭＰ２は前記振幅：ＡＭ
Ｐ１に比して有効に増大し、マークの確実な検出が可能
となる。

【００４７】このようにして、アパーチュア手段９を用
いることにより、透明基板の厚さが１．２ｍｍと大きい
標準記録密度ディスク６Ｂに対して「良好な情報再生」
が可能となる。

【００４８】しかしながら反面、透明基板厚が０．６ｍ
ｍと薄い高記録密度ディスクに対して情報の再生を行な
う場合には、光スポット自体は良好に記録面６０上に集
光しているにも拘らず、受光素子８から得られる受光信
号はアパーチュア手段９が存在しない場合よりも振幅の
小さいものになる。

【００４９】換言すると、アパーチュア手段９の存在は
標準記録密度ディスクの情報の再生に対しては有効に作
用するが、高記録密度ディスクの情報の再生に対しては
分解能を低下させるように作用する。しかし、この分解
能低下の問題に対しては「波形等化回路」等の手段を用
い、電気的な補正を行なうことで良好な再生信号を得る
ことができる。

【００５０】上に説明した実施の形態ではアパーチュア
手段９は「光ピックアップ本体に対して定位置に固定」
的に設けられる。

【００５１】対物レンズ５は、厚さ：０．６ｍｍの透明
基板を持つ光ディスク６Ａに対して記録面６０に良好な
光スポットが形成されるように光学特性を設定されてい
るから、アパーチュア手段９がなければ光ディスク６Ａ
に対する情報の再生は良好に行なわれる。換言すれば、
光ディスク６Ｂに対する情報の再生の際にはアパーチュ
ア手段９が必要であるが、光ディスク６Ａの対する情報
の再生の際にはアパーチュア手段９は無い方が良い。

【００５２】そこで請求項１記載の発明においては、図
１（ａ）に符号１０で示す「切り替え手段」を設け（上
の説明においては、該切り替え手段１０は不要なので破
線で示している）、アパーチュア手段９による遮光状態
と非遮光状態とを切り替えるようにし、厚い透明基板の
光ディスク６Ｂに対して情報の再生を行なうときは、再
生信号発生用の受光素子８へ向かう戻り光束の周辺光束
部をアパーチュア手段９により遮光し、薄い透明基板の
光ディスク６Ａに対して情報の再生を行なうときには
「受光素子８へ向かう戻り光束の遮光を行なわない」よ
うにする。

【００５３】このようにすることにより、高記録密度デ
ィスク６Ａに対しては極めて良好な情報の再生を行な
い、なおかつ標準記録密度ディスク６Ｂに対する情報の
再生も良好に行なうことが可能となる。

【００５４】アパーチュア手段９による遮光状態と非遮
光状態とを切り替え手段１０により切り替えるようにす
る具体的な手段としては種々のものが可能である。

【００５５】即ち、アパーチュア手段９として図１
（ｃ）に示したような「開口を有する遮光板」を用い、
切り替え手段１０として上記遮光板を「再生信号発生用
の受光素子へ向かう戻り光束の光路に対して出入させる
移動手段」とすることができる。「移動手段」として
は、ソレノイドを用いて遮光板を平行移動させる方式の
ものや、遮光板を揺動的もしくは回転的に駆動するモー
タを用いる方式のもの等が可能である（請求項３）。

【００５６】このように遮光板を変位させて戻り光束の
光路中に挿入する場合、遮光板の開口と戻り光束との位
置関係を適切に定める必要があるが、このときの遮光板
に要求される位置精度は、記録面への照明光束の光路中
にアパーチュアを挿入する場合の精度に比べれば十分に
緩やかであり、遮光板の位置精度はさほど高くする必要
がない。

【００５７】アパーチュア手段９と切り替え手段１０と
の組み合わせは上記の如き機構的なものに限らず、電気
的な構成のものも可能である。即ち、アパーチュア手段
として図３（ａ）に示す「開口形状を除く遮光状態」
と、同図（ｂ）に示す「光透過状態」とを切り替えられ
る液晶シャッタ９０を用い、液晶シャッタ９０の上記２
状態を切り替え手段としての制御手段で切り替えるよう
にすることができる。図３（ａ）において斜線のハッチ
を施した部分が遮光部分である。符号１００は「戻り光
束」を示す。

【００５８】図１〜３に即しての説明において、アパー
チュア手段における開口形状は「円形状」であるが、ア
パーチュア手段の開口形状は「楕円形状」としてもよい
（請求項４）。

【００５９】さらに図４に示すアパーチュア手段９１の
ように、開口９１Ａの開口形状がトラック直交方向（図
４における方向Ｂ、方向Ａはトラックの方向）を幅方向
とする「帯状」とし、トラック直交方向両端部の遮光部
９１Ｂ，９１Ｃにより、戻り光束１００の上記トラック
直交方向における周辺部を遮光するようにすることもで
きる（請求項５）。

【００６０】請求項５記載の発明のように、トラック直
交方向に帯状の開口形状を持つアパーチュア手段により
戻り光束の光束周辺部を遮光することには以下の如き技
術的意義がある。

【００６１】図５（ａ）は、光ディスクが高記録密度デ
ィスク６Ａであるときのマークからの戻り光束１００を
示している。このとき、受光素子８による受光信号に支
配的な影響を与える光強度の強い部分は、図中に「斜線
でハッチを施した部分」であって戻り光束の比較的中央
部に集中している。

【００６２】図５（ｂ）は高記録密度ディスク６Ａのマ
ーク間の「スペース部」からの戻り光束１００を示して
いる。受光素子８における検出信号に支配的な影響を与
える光強度の強い部分は、図中に斜線でハッチを施した
部分で、トラックの方向である方向Ａに広がり、方向Ａ
の両端部に集中している。

【００６３】これは、記録密度が高くなるとマーク間の
スペースが狭くなり、戻り光を構成する０次光と１次光
の間の回折角が大きくなることの結果である。

【００６４】従って、この場合の戻り光束１００を、図
５（ｂ）に示すように円形状の開口９Ａを持つアパーチ
ュア手段により周辺部を遮光すると、スペース部からの
戻り光の光強度の大きい部分の相当部分が遮光されるこ
とになり、受光信号における前記振幅を減少させるよう
に作用する。

【００６５】しかるに図５（ｃ）に示すように、帯状の
開口９１Ａを持つアパーチュア手段の遮光部９１Ｂ，９
１Ｃにより、戻り光束１００のトラック直交方向（方向
Ｂ）において、戻り光束１００の光束周辺部を遮光する
と、受光信号に支配的な影響を与える光強度の強い部分
はマーク部においてもスペース部においても殆ど遮光の
影響を受けることがない。

【００６６】図２（ａ），（ｂ）においても図の上下方
向がトラック直交方向であり、帯状の開口形状を持つア
パーチュア手段によりトラック直交方向の周辺光束を遮
光するようにすると、光ディスクが標準記録密度ディス
ク６Ｂの場合にも、遮光すべき島状の部分２ａを有効に
遮光でき、受光素子の出力における振幅ＡＭＰ２を有効
に増大させることができる。

【００６７】従って、開口形状が「トラック直交方向を
幅方向とする帯状」であるアパーチュア手段を用いる
と、高記録密度ディスクに対する情報再生へのアパーチ
ュア手段の影響を有効に減少させつつ、標準記録密度デ
ィスクに対する情報の再生も良好に行なうことができ
る。

【００６８】アパーチュア手段における開口の大きさ
（開口形状が円形状の場合にはその直径、開口形状が楕
円形状である場合にはその長径および／または短径、帯
状の開口の場合はその幅）は、標準記録密度ディスク６
Ｂに対する情報の再生が最も良くなるように実験的に設
定すれば良いが、一つの目安として開口の大きさを「ア
パーチュア手段の開口の大きさが、アパーチュア手段を
記録媒体へ向かう照明光束の光路に挿入したとした場合
に、最適の光スポットを形成できる大きさ」は好適であ
った。

【００６９】即ち、対物レンズにおける光学特性を「厚
さ：０．６ｍｍの透明基板を介して記録面上に直径：
０．９μｍの良好な光スポットが形成される」ように設
定し、照明光束の光路中にアパーチュアを挿入し、その
開口径を調整して厚さ：１．２ｍｍの透明基板を介して
記録面上に１．５μｍの光スポットが形成されるように
した。

【００７０】このときの開口径：ｄをアパーチュア手段
における開口の大きさとして、戻り光束の光束周辺部の
遮光を行なったところ、厚さ：１．２ｍｍの透明基板を
有する標準記録密度ディスクに対する情報の再生におい
て、上記最適径のアパーチュアを照明光束の光路中に挿
入した場合と実質的に同じ「受光素子の出力状態」を実
現できた。

【００７１】以下、請求項７以下の発明の実施の形態を
説明する。

【００７２】請求項７記載の発明の光ピックアップは、
半導体レーザからの光を記録媒体における記録面に透明
基板を介して光スポットとして集光させ、上記記録面に
より反射された戻り光束を「再生信号発生用の受光手
段」により検出して再生用の受光信号を発生する情報再
生を、透明基板の厚さが異なる２種の記録媒体に対して
行ないうる光ピックアップであり、半導体レーザからの
光を記録面に光スポットとして集光させる対物レンズ
は、薄い透明基板に応じて光学特性を設定されている。

【００７３】再生信号発生用の受光手段へ向かう戻り光
束の周辺光束部と光束中心部とが、光束分離手段により
分離され、記録媒体の透明基板が厚い基板のときは、再
生信号発生用の受光手段に向かう戻り光束の光束中心部
により再生信号を発生させ、記録媒体の透明基板が薄い
基板のときは、再生信号発生用の受光手段に向かう戻り
光束の全体により再生信号を発生させる。

【００７４】このように、請求項７以下の光ピックアッ
プでは、標準記録密度ディスクに対する情報の再生を行
うときには、図１（ｆ）に示す適正な大きさのスポット
ＳＰ１による戻り光束部を「光束中心部」として分離す
ることにより良好な再生を行い、高記録密度ディスクに
対する情報の再生を行う場合には、戻り光束全体を用い
て再生を行うのである。

【００７５】図６は、請求項８記載の発明の実施の１形
態を、説明に必要な部分のみ示している。図６（ａ）に
示す部分は、記録媒体からの戻り光束１００がビームス
プリッタ３により反射され、集光レンズ７を介し「再生
信号発生用の受光手段８０」に入射している状態を示
す。図に示されていない部分は図１（ａ）におけると同
様である。

【００７６】再生信号発生用の受光手段８０は、図６
（ｂ）に示すように、第１受光面部ＢＳと、これを囲繞
する第２受光面部ＡＳとを有する「受光面分割受光素
子」で光束分離手段を兼ねている。戻り光束１００は、
集光レンズ７により集光されて受光手段８０に図６
（ｂ）に示すように入射する。

【００７７】記録媒体の透明基板が厚い基板のときは、
第１受光面部ＢＳの出力：ＳＢにより再生信号を得、記
録媒体の透明基板が薄い基板のときは、第１受光面部Ｂ
Ｓの出力：ＳＢと第２受光面部ＡＳの出力：ＳＡによ
り、即ち「ＳＡ＋ＳＢ」により再生信号を得るようにす
る。

【００７８】このようにすれば、薄い透明基板を持つ高
記録密度ディスクに対する情報再生が良好に行われるこ
とは明らかである。また厚い透明基板を持つ標準記録密
度ディスクに対する情報の再生には、戻り光束の周辺光
束部を除く光束中心部を受光する第１受光面部ＢＳに入
射する光束径が適正な大きさとなるようにすればよく、
これは受光手段８０と集光レンズ７との位置関係を集光
レンズ７の光軸方向において調整することにより実現で
きる。

【００７９】図７は、請求項９記載の発明の実施の形態
を、説明に必要な部分のみ示している。

【００８０】図７（ａ）において、符号９３は截頭円錐
状の光学素子を示し、（ｂ）において符号９５は截頭四
角錐状の光学素子である。これら光学素子９３，９５は
「戻り光束の周辺部と中央部とを屈折により分離」する
光束分離手段であり、側方から見た形状は、どちらも図
７（ｃ）左の図の如くである。

【００８１】これら光束分離手段は、例えば図６（ａ）
における集光レンズ７と受光手段との間に配備される。
また、受光手段としては光学素子９３，９５の截頭部分
を透過した、戻り光束の光束中心部を受光する第１受光
面部と、この第１受光面部を囲繞して周辺部の光束部分
を受光する第２受光面部とを有する複数受光面受光素子
８３，８５が用いられる。

【００８２】複数受光面受光素子８３は光学素子９３と
組み合わせて用いられ、図７（ｄ）に示すように、戻り
光束の光束中心部を受光する第１受光面部ＢＳ１と、こ
の第１受光面部ＢＳ１を囲繞して周辺光束部を受光する
第２受光面部ＡＳ１とを有する。

【００８３】集光レンズにより収束される光束が光学素
子９３に入射すると、截頭部を透過する光束中心部は光
学素子の屈折の影響を受けずに、第１受光面部ＢＳ１に
スポット状に集光し、円錐面部分に入射する周辺光束部
は第２受光面部ＡＳ１にリング状に集光する。

【００８４】記録媒体の透明基板が厚い基板のときは、
第１受光面部ＢＳ１の出力：ＳＢ１により再生信号を
得、記録媒体の透明基板が薄い基板のときは、第１受光
面部ＢＳ１の出力：ＳＢ１と第２受光面部ＡＳ１の出
力：ＳＡ１の和、即ち「ＳＡ１＋ＳＢ１」により再生信
号を得るようにする。このようにして、薄い透明基板を
持つ高記録密度ディスクに対する情報再生が良好に行わ
れ、厚い透明基板の標準記録密度ディスクに対する情報
再生も良好に行われる。

【００８５】複数受光面受光素子８３は光学素子９５と
組み合わせて用いられ、図７（ｅ）に示すように、戻り
光束の中央部の光束部分を受光する第１受光面部ＢＳ１
と、この第１受光面部ＢＳ１の四方を囲繞して周辺部の
光束部分を受光する第２受光面部ＡＳ２，ＡＳ３，ＡＳ
４，ＡＳ５とを有する。

【００８６】集光レンズにより収束される光束が光学素
子９５に入射すると、截頭部を透過する光束中心部は光
学素子の屈折の影響を受けずに、第１受光面部ＢＳ１に
スポット状に集光し、角錐面部分に入射する周辺光束部
は第２受光面部の４つの受光面に分離して集光する。

【００８７】記録媒体の透明基板が厚い基板のときは、
第１受光面部ＢＳ１の出力：ＳＢ１により再生信号を
得、記録媒体の透明基板が薄い基板のときは、第１受光
面部ＢＳ１の出力：ＳＢ１と第２受光面部の出力：ＳＡ
２〜ＳＡ５の和、即ち「ＳＡ２＋ＳＡ３＋ＳＡ４＋ＳＡ
５＋ＳＢ１」により再生信号を得るようにすればよい。

【００８８】図８は請求項１０記載の発明の実施の形態
を説明するための図である。（ａ）に示す光束分離手段
９７は、戻り光束の周辺部と中央部とを回折の有無によ
り分離する回折格子部材であり、この形態では、中心部
に戻り光束１００の光束中心部を回折させる回折格子９
７ｂを有し、その周辺部は透明部９７ａである。

【００８９】戻り光束１００はビームスプリッタ３によ
り反射されると光束分離手段９７に入射し、戻り光束の
光束中心部と周辺光束部とが回折の有無により分離され
る。即ち、周辺光束部は光束分離手段９７の透明部９７
ａをそのまま透過し、集光レンズ７により集光されつつ
受光手段８７に入射する。一方、戻り光束１００の光束
中心部は回折格子９７ｂにより所定の方向へ回折される
ことにより上記周辺光束部と分離し、受光手段８７に入
射する。

【００９０】回折格子９７ｂは実質的に１００％の回折
効率が得られるように、ブレーズ格子のものやホログラ
ム格子が好適である。

【００９１】再生信号発生用の受光手段８７は、図８
（ｃ）に示すように戻り光束の光束中心部を受光する第
１受光面部８７ｂと、第１受光面部８７ｂの側方に位置
して周辺部束部を受光する第２受光面部８７ａとを有す
る「複数受光面受光素子」である。

【００９２】記録媒体の透明基板が厚い基板のときは、
第１受光面部８７ｂの出力：ｓｂにより再生信号を得、
記録媒体の透明基板が薄い基板のときは、第１受光面部
８７ｂの出力：ｓｂと第２受光面部８７ａの出力：ｓａ
の和：ｓｂ＋ｓａにより再生信号を得るのである。

【００９３】図９は請求項１１記載の発明の実施の形態
を説明するための図である。（ａ）に示す光束分離手段
９９は、戻り光束１００の光束中心部を反射させ、周辺
光束部を透過させる反射部材で、（ｂ）に示すように戻
り光束の進行方向に対して傾けて配備される。即ち、光
束分離手段９９はミラー部９９Ｂの周辺部９９Ａは透明
であり、ビームスプリッタ３により反射された戻り光束
１００は、光束分離手段９９に入射すると、周辺光束部
はそのまま光束分離手段９９の透明部を透過し、光束中
心部はミラー部９９Ｂにより反射される。

【００９４】なお、図９（ａ）は光束分離手段９９の平
面図ではなく、図９（ｂ）に示すように、戻り光束１０
０の光路に４５度傾けて配備された状態を上記光路方向
から見た図であり、従って、ミラー部９９Ｂの形状は実
際には楕円（図の左右方向を長手方向とする）である。

【００９５】互いに分離した戻り光束は、それぞれ集光
レンズ７，１０により集光されて再生信号発生用の受光
手段に入射する。「再生信号発生用の受光手段」は、戻
り光束から分離された光束中心部を受光する第１受光素
子８０Ｂと、戻り光束から分離された周辺光束部を受光
する第２受光素子８０Ａの２つの受光素子により構成さ
れる。

【００９６】記録媒体の透明基板が厚い基板のときは、
第１受光素子８０Ｂの出力により再生信号を得、記録媒
体の透明基板が薄い基板のときは、第１受光素子８０Ｂ
の出力と第２受光素子８０Ａの出力の和により再生信号
を得れば、透明基板の厚さに関わり無く良好な情報再生
を行うことができる。

【００９７】最後に、図１，６，８，９における集光レ
ンズ７および図９における集光レンズ１０に付き付言す
ると、これら集光レンズ７，１０は戻り光束もしくはそ
の各分離部分を対応する受光面部分に集光するためのも
のである。

【００９８】戻り光束は一般に数ｍｍの光束径を有する
ので、受光面が小さいときには、受光面への入射光束径
を絞るために、上記集光レンズが必要となるが、上記光
束径の光束を「まるごと」受光できるような受光面の大
きい受光手段・受光素子が利用できるなら、集光レンズ
７および／または１０を省略してもよい。

【００９９】

【発明の効果】以上に説明したように、この発明によれ
ば、薄い透明基板を持つ高記録密度ディスクおよび厚い
透明基板を持つ標準記録密度ディスクの双方に対し、同
一の光ピックアップで情報再生を行うことができる。

【０１００】請求項１〜１１記載の光ピックアップにお
いて、アパーチュア手段や光束分離手段の戻り光束に対
する位置精度は、アパーチュアを照明光束の光路中に配
備する場合に比してずっと緩やかであるので、光ピック
アップの組付け作業も容易であり、照明光束の光路中に
アパーチュアを出し入れする場合に比して、光ピックア
ップの生産性が良く、コスト面でも有利である。

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項１記載の光ピックアップの実施の１形態
を説明するための図である。

【図２】アパーチュア手段により戻り光束の周辺光束部
を遮光することによる効果を説明するための図である。

【図３】アパーチュア手段としての液晶シャッタを説明
するための図である。

【図４】開口形状がトラック直交方向（図４における方
向Ｂ、方向Ａはトラックの方向）を幅方向とする帯状で
あるアパーチュア手段を説明するための図である。

【図５】図４に示すアパーチュア手段を用いる効果を説
明するための図である。

【図６】請求項８記載の発明の実施の形態を説明するた
めの図である。

【図７】請求項９記載の発明の実施の形態を説明するた
めの図である。

【図８】請求項１０記載の発明の実施の形態を説明する
ための図である。

【図９】請求項１１記載の発明の実施の形態を説明する
ための図である。

【符号の説明】

１ 半導体レーザ ５ 対物レンズ ６Ａ 薄い透明基板を持つ高記録密度ディスク ６Ｂ 厚い透明基板を持つ標準記録密度ディスク ９ アパーチュア手段 ８ 受光素子

Claims (11)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】半導体レーザからの光を記録媒体における
   記録面に透明基板を介して光スポットとして集光させ、
   上記記録面により反射された戻り光束を再生信号発生用
   の受光素子により検出して再生用の受光信号を発生する
   情報再生を、同一の半導体レーザと同一の対物レンズを
   用いて、上記透明基板の厚さが異なる２種の記録媒体に
   対して行ないうる光ピックアップであって、 半導体レーザからの光を記録面に光スポットとして集光
   させる対物レンズは、薄い透明基板を介して上記記録面
   上に上記光を正しく集光するように、光学特性を設定さ
   れており、 再生信号発生用の受光素子へ向かう戻り光束の周辺光束
   部を上記受光素子に対して遮光するアパーチュア手段
   と、 上記アパーチュア手段による遮光状態と非遮光状態とを
   切り替える切り換え手段を有し、 記録媒体の透明基板が厚い基板のときは、再生信号発生
   用の受光素子へ向かう戻り光束の周辺光束をアパーチュ
   ア手段により遮光し、 記録媒体の透明基板が薄い基板のときは、再生信号発生
   用の受光素子へ向かう戻り光束の遮光を行なわないこと
   を特徴とする光ピックアップ。
2. 【請求項２】請求項１記載の光ピックアップにおいて、 アパーチュア手段が開口を有する遮光板であり、 切り換え手段は上記遮光板を、再生信号発生用の受光素
   子へ向かう戻り光束の光路に対して出入させる移動手段
   であることを特徴とする光ピックアップ。
3. 【請求項３】請求項１記載の光ピックアップにおいて、 アパーチュア手段が開口形状を除く遮光状態と、光透過
   状態とを切り換えられる液晶シャッタであり、 切り換え手段は上記液晶シャッタを制御する制御手段で
   あることを特徴とする光ピックアップ。
4. 【請求項４】請求項１または２または３記載の光ピック
   アップにおいて、 アパーチュア手段における開口形状が、円形状もしくは
   楕円形状であることを特徴とする光ピックアップ。
5. 【請求項５】請求項１または２または３記載の光ピック
   アップにおいて、 アパーチュア手段における開口形状が、トラック直交方
   向を幅方向とする帯であることを特徴とする光ピックア
   ップ。
6. 【請求項６】請求項１または２または３記載の光ピック
   アップにおいて、 アパーチュア手段の開口の大きさが、アパーチュア手段
   を記録媒体へ向かう照明光束の光路に挿入したとした場
   合に、最適の光スポットを形成できる大きさに設定され
   ていることを特徴とする光ピックアップ。
7. 【請求項７】半導体レーザからの光を記録媒体における
   記録面に透明基板を介して光スポットとして集光させ、
   上記記録面により反射された戻り光束を再生信号発生用
   の受光手段により検出して再生用の受光信号を発生する
   情報再生を、同一の半導体レーザと同一の対物レンズを
   用いて、上記透明基板の厚さが異なる２種の記録媒体に
   対して行ないうる光ピックアップであって、 半導体レーザからの光を記録面に光スポットとして集光
   させる対物レンズは、薄い透明基板を介して上記記録面
   上に上記光を正しく集光するように、光学特性を設定さ
   れており、 再生信号発生用の受光手段へ向かう戻り光束の周辺光束
   部と光束中心部とを分離する光束分離手段を有し、 記録媒体の透明基板が厚い基板のときは、再生信号発生
   用の受光手段に向かう戻り光束の光束中心部により再生
   信号を発生させ、 記録媒体の透明基板が薄い基板のときは、再生信号発生
   用の受光手段に向かう戻り光束の全体により再生信号を
   発生させることを特徴とする光ピックアップ。
8. 【請求項８】請求項７記載の光ピックアップにおいて、 光束分離手段は、第１受光面部とこれを囲繞する第２受
   光面部とを有する受光面分割受光素子で、再生信号発生
   用の受光手段を兼ねており、 記録媒体の透明基板が厚い基板のときは、第１受光面部
   の出力により再生信号を得、 記録媒体の透明基板が薄い基板のときは、第１受光面部
   の出力と第２受光面部の出力により再生信号を得ること
   を特徴とする光ピックアップ。
9. 【請求項９】請求項７記載の光ピックアップにおいて、 光束分離手段は、戻り光束の周辺部と中央部とを屈折に
   より分離する、截頭円錐状もしくは截頭角錐状の光学素
   子であり、 再生信号発生用の受光手段は、上記光学素子の截頭部分
   を透過した、戻り光束の光束中心部を受光する第１受光
   面部と、この第１受光面部を囲繞して周辺光束部を受光
   する第２受光面部とを有する複数受光面受光素子であ
   り、 記録媒体の透明基板が厚い基板のときは、第１受光面部
   の出力により再生信号を得、 記録媒体の透明基板が薄い基板のときは、第１受光面部
   の出力と第２受光面部の出力により再生信号を得ること
   を特徴とする光ピックアップ。
10. 【請求項１０】請求項７記載の光ピックアップにおい
    て、 光束分離手段は、戻り光束の周辺部と中央部とを回折の
    有無により分離する回折格子部材であり、 再生信号発生用の受光手段は、戻り光束の光束中心部を
    受光する第１受光面部と、 この第１受光面部の側方に位置して周辺光束部を受光す
    る第２受光面部とを有する複数受光面受光素子であり、 記録媒体の透明基板が厚い基板のときは、第１受光面部
    の出力により再生信号を得、 記録媒体の透明基板が薄い基板のときは、第１受光面部
    の出力と第２受光面部の出力により再生信号を得ること
    を特徴とする光ピックアップ。
11. 【請求項１１】請求項７記載の光ピックアップにおい
    て、 光束分離手段は、戻り光束の周辺部と中央部との一方を
    反射させ、他方を透過させる反射部材で、戻り光束の進
    行方向に対して傾けて配備され、 再生信号発生用の受光手段は、戻り光束から分離された
    光束中心部を受光する第１受光素子と、戻り光束から分
    離された周辺光束部を受光する第２受光素子とにより構
    成され、 記録媒体の透明基板が厚い基板のときは、第１受光素子
    の出力により再生信を得、 記録媒体の透明基板が薄い基板のときは、第１受光素子
    の出力と第２受光素子の出力により再生信号を得ること
    を特徴とする光ピックアップ。