JP3240846B2 - 光ヘッド - Google Patents

光ヘッド

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JP3240846B2 JP19046294A JP19046294A JP3240846B2 JP 3240846 B2 JP3240846 B2 JP 3240846B2 JP 19046294 A JP19046294 A JP 19046294A JP 19046294 A JP19046294 A JP 19046294A JP 3240846 B2 JP3240846 B2 JP 3240846B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は基材厚の異なる光ディス
クを記録再生する光ヘッドに関するものである。
【0002】
【従来の技術】半導体レーザを用いた一般的な光ヘッド
を図12に示す。図12において、半導体レーザ201
から出射した光は集光レンズ202により平行な光ビー
ム203となる。光ビーム203は偏光ビームスプリッ
タ204にP偏光で入射することによりここを直進し
て、1/4波長板205を通り、反射ミラー206で光
路を曲げられ対物レンズ207に入射する。対物レンズ
207に入射した光は結像点pに絞り込まれ、光ディス
ク208の記録面上に光スポット209を形成する。次
に、光ディスク208で反射した光ビーム210は、再
び対物レンズ207と反射ミラー206および1/4波
長板205を通って、偏光ビームスプリッタ204に入
射する。光ビーム210は1/4波長板205の作用に
よりS偏光になるため、偏光ビームスプリッタ204で
反射して、検出レンズ211とシリンドリカルレンズ2
12を通り、光検出器213に受光される。光検出器2
13は、再生信号を検出すると共に、いわゆる非点収差
法によりフォーカス制御信号を、プッシュプル法により
トラッキング制御信号を検出するように構成されてい
る。
【0003】このような構成の光ヘッドに用いられる対
物レンズ207は、光ディスク208の基材厚みおよび
その対応波長を考慮して作られており、厚みまたは対応
波長の異なる光ディスクに対しては、球面収差が生じて
記録再生ができなくなる。従来、コンパクトディスクや
ビデオディスクあるいは光磁気ディスク装置等に用いら
れる光ディスクの基材厚は全て1.2mmであり、対応
波長は780nm〜830nmであったため、1つの光
ヘッドでこれらの光ディスクを記録再生することが可能
であった。
【0004】一方、近年、より高密度化を図るために、
対物レンズの開口数を大きする、あるいは使用波長を短
くする等が検討されている。しかし、以下に延べるよう
に高密度化を図った光ディスクと従来の光ディスクを同
一の光ヘッドで記録再生するのは困難であった。
【0005】まず、対物レンズの開口数を大きくするこ
とに関しては、光学的な分解能が向上し、記録あるいは
再生可能な周波数帯域を広げることができる反面、光デ
ィスク208に傾きがあると、光スポット209のコマ
収差が従来以上に増加する。このため、実用的には開口
数を上げても結像性能が向上しないという問題があっ
た。そこで、対物レンズの開口数を大きくしてもコマ収
差が大きくならないように、基材厚の薄い光ディスクを
用いるてコマ収差を低減するのが望ましい。前記光ディ
スク208と対物レンズ207の傾きによるコマ収差
は、光ディスクの厚みを薄くすると図13のようにな
る。図13の横軸は光ディスクの基材厚を、縦軸は開口
数を表しており光ディスクと対物レンズが0.2゜傾い
た場合の、光スポット209の光強度分布のピーク値の
劣化が等しくなる点を計算したものである。図から開口
数が0.5で光ディスクの厚みが1.2mmの場合と、
開口数が0.62で光ディスクの厚みが0.6mmの場
合は前記ピーク値の劣化がほぼ同等であることが判る。
従って、開口数を大きくする場合、光ディスクの基材厚
を薄くすることにより、光ディスクの傾きにより発生す
るコマ収差を従来なみに抑えることができる。しかし、
光ディスクの基材厚を薄くした場合、上記球面収差によ
り基材厚1.2mmの光ディスクを記録再生することが
できなくなり、光ヘッドの互換性はなくなる。このた
め、基材厚の薄い光ディスクと1.2mmの光ディスク
を1つの装置で記録再生するには2個の光ヘッドが必要
であった。
【0006】また、使用波長を短くしても対物レンズの
開口数を大きくするのと同様に、光学的な分解能が向上
し、記録あるいは再生可能な周波数帯域を広げることが
できるが、従来の波長(780nm)が対応波長の光デ
ィスクを短波長(たとえば635nm)の半導体レーザ
で再生した場合、記録面の反射率や吸収率等の違いから
十分な再生信号または制御信号が得られないという問題
点が発生する。これは、たとえば書き込み可能なCDと
して規格化されたCD−R等では顕著にみられる。CD
−Rの反射率の波長依存性のデータの一例を、(図1
4)に示す。CD−Rはもともと、775−820nm
で反射率が65%以上と規定されているが、規定範囲外
の波長では極端に反射率が変化し、635nm付近の反
射率は5%程度となるものもある。また、CD−Rの再
生パワーは、0.7mW以下と規定されている。このた
め、635nmの半導体レーザを用いた光ヘッドで上記
データのようなCD−Rも再生しようとした場合、再生
パワーを上限の0.7mWとし、再生光学系の効率を仮
に100%としても再生検出系には35μWのパワーし
か得られず、非常にS/Nの良い、つまり高価な再生信
号系が必要となる。実際には、コスト等を考えた普及型
の光ヘッドでは、再生光学系の効率を50%以下に設計
する事が望ましく、635nmでの光検出器の効率等を
考慮すると再生S/Nを確保するのは非常に困難とな
る。以上の様な理由から、従来の技術では、635nm
対応の高密度光ディスクとCD−Rを、1つの光ヘッド
で再生するのは非常に困難で、高密度光ディスク再生用
の635nmを用いた光ヘッドとCD、CD−R再生用
の光ヘッドをそれぞれ設ける必要があった。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】上記技術では光ヘッド
が少なくとも2個必要なことからコスト高になる上に、
装置の小型化にも不都合であるという問題点があった。
本発明の目的は光学系をひとつとした上で、光源および
検出光学系のみを対応ディスクごとに設けることによ
り、1つの光ヘッドで基材厚の異なる光ディスクを記録
再生することを可能とし、低コストで小型の光ヘッドを
実現することにある。また、対応ディスクごとの光源お
よび検出光学系のうち少なくとも一方を光源と検出系を
一体としたいわゆるLD・PD一体モジュールとするこ
とにより構成および調整の簡素化を実現することにあ
る。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、互いに基材厚
の異なる第1及び第2の光ディスクから情報を記録再生
するための光ヘッドであって、前記第1の光ディスクの
情報を記録再生するための第1の光ビームを出射する第
1の光源と、前記第1の光源とは波長の異なる光源であ
って、前記第2の光ディスクの情報を記録再生するため
の第2の光ビームを出射する第2の光源と、前記第1の
光ビームを前記第1の光ディスクに所定値以下の波面収
差で焦点を結ぶように設定された光収束手段と、前記第
1の光ディスクからの反射光を受光する第1の光検出器
と、前記第2の光ディスクからの反射光を受光する第2
の光検出器とを備え、前記第1の光ディスクあるいは前
記第2の光ディスクに対応して、前記第1の光源あるい
は前記第2の光源のいずれか一方の光源から光ビームを
出射し、かつ、前記第1の光源と前記第1の光検出器の
組み合わせ、あるいは前記第2の光源と前記第2の光検
出器の組み合わせのうち、少なくともいずれか一方の組
み合わせが一体に構成され、かつ、前記第2の光ビーム
の前記第2の光ディスク上に収束する波面収差が所定値
以下になるように前記第2の光源と前記光収束手段との
間の距離を設定する構成を有するようにしたものであ
る。
【0009】また、前記第2の光源と前記光合成分離手
段との間に配置され、前記第2の光ビームの外周部から
少なくとも2本の回折光ビームを発生する環状の回折格
子を備え、前記第2の光ディスクからの反射光を前記第
2の光源と一体に構成された前記第2の光検出器で受光
するよう構成したものである。
【0010】
【作用】このような構成によって、1つの光ヘッドで基
材厚の異なる光ディスクに対応することができ、対物レ
ンズの開口数を上げて高密度化を図った薄型の光ディス
クと、従来の1.2mmの光ディスクに対して記録再生
ができる。従って、1つの光ヘッドで互換性を犠牲にす
ること無く高密度化を図ることができ、小型・低コスト
化が可能になる。
【0011】また、少なくとも一方の半導体レーザ、光
検出系にレーザ検出器一体モジュールを用いることによ
り、基材厚違いでそれぞれ存在する検出光学系の複雑な
調整を簡略化することができ、小型化も可能となる。
【0012】
【実施例】
(実施例1)以下本発明の第1の実施例について、図面
を参照しながら説明する。図1(a)は本実施例におい
て基材厚0.6mmの高密度光ディスク8aを再生する
場合、図1(b)は基材厚1.2mmの光ディスク8b
を再生する場合を示している。図1(a)において、発
振波長635nmの半導体レーザ1aから出射した光ビ
ームは図2(a)に示す特性を持った第1の波長偏光フ
ィルタ4aをP偏光で透過し、集光レンズ2により略平
行な光ビーム3aとなり、図2(a)に示す特性を持っ
た第2の波長偏光フィルタ4aに入射する。ここで、第
2の波長偏光フィルタ4aは第1の波長偏光フィルタ4
aとは空間的に90°ねじれた状態で設置されているた
め、前記光ビーム3aは第2の波長偏光フィルタ4aに
対してS偏光で入射する。このため、前記光ビーム3a
はここで反射して、波長板25を通り、対物レンズ7に
入射する。前記波長板25は635nmに対してπ/2
の位相差を生ずるよう設定されている。対物レンズ7に
入射した光は結像点pに絞り込まれ、基材厚0.6mm
の高密度の光ディスク8aの記録面上に光スポット9a
を形成する。次に、光ディスク8aで反射した光ビーム
10aは、再び対物レンズ7と波長板25を通って、第
2の波長偏光フィルタ4aに入射する。光ビーム10a
は波長板25の作用によりP偏光になるため、第2の波
長偏光フィルタ4aを透過して、検出レンズ11を通
り、第1の光ディスク用の光検出器13aに受光され
る。光検出器13aは、再生信号を検出すると共に、い
わゆる非点収差法によりフォーカス制御信号を、プッシ
ュプル法によりトラッキング制御信号を検出するように
構成されている。
【0013】また、本実施例の光ヘッドは、発振波長7
80nmの半導体レーザを備えた、いわゆるレーザ検出
器一体モジュール14を備えている。
【0014】レーザ検出器一体モジュールとは、図1
(b)の14の様に半導体レーザ1bと、光ディスクか
らの反射光を分離し空間的変化を与えるホログラムと、
その反射光を受光する光検出器13bとが一体に構成さ
れたもので、あらかじめモジュールを組み立てる際に光
検出器13bとホログラムの位置が調整されているもの
である。したがって、このレーザ検出器一体モジュール
は、光学ヘッドの基準面に無調整であるいは、トラッキ
ング検出用のサブビームの回転の調整のみで光学ヘッド
に取り付けることができる。なお、本実施例では光ディ
スクからの反射光を分離する素子をホログラムとした
が、同様の効果をプリズムで得ることもできる。
【0015】図1(b)において、レーザ検出器一体モ
ジュール14の半導体レーザ1bから出射した光ビーム
は基材厚1.2mmの光ディスク(たとえばCD)8b
の再生に最適な集光状態となるように開口6で開口制限
を受け、前記第1の波長偏光フィルタ4aに入射し図2
(a)の特性により偏光状態に関わらず反射する。光ビ
ームは集光レンズ2により前記略平行ビーム3aに比
べ、少し発散する光ビーム3bとなり、第2の波長偏光
フィルタ4aに入射する。光ビーム3bは、図2(a)
の特性によりここでも偏光方向に関係なくほぼ100%
反射して、波長板25を通り、対物レンズ7に入射す
る。対物レンズ7に入射した光は結像点p’に絞り込ま
れ、基材厚1.2mmの光ディスク8bの記録面上に光
スポット9bを形成する。次に、光ディスク8bで反射
した光ビーム10bは、再び対物レンズ7と波長板25
を通って、第2の波長偏光フィルタ4aに入射する。光
ビーム10bは波長板25の作用により偏光状態が変化
しているが、図2(a)の特性により、偏光状態に関わ
らずほぼ100%反射して集光レンズ2を通って、さら
に第1の波長偏光フィルタ4aでも同様にほぼ100%
反射してレーザ検出器一体モジュール14の方向に向か
う。レーザ検出器一体モジュールに入射した光ビーム
は、ホログラム17で回折され、光検出器13bに入射
し、いわゆるSSD(SPOT SIZE DETEC
TION)方式を使って前記対物レンズ7を記録面に追
従させるためのフォーカス制御信号を、いわゆる3ビー
ム方式を使ってトラック面上のトラックに追従させるた
めのトラッキング制御信号を検出するように構成されて
いる。
【0016】図3にはレーザ検出器一体モジュール14
に設けられた、発振波長が780nmの半導体レーザ1
bからの光ビーム3bが基材厚1.2mmの光ディスク
8bに焦点を結んだ場合の波面収差と、発振波長が78
nmの半導体レーザ1bから集光レンズ2まで距離の
関係を示した。なお、対物レンズ7と集光レンズ2は、
それぞれの焦点距離を3mm、25mmとして、半導体
レーザ1aからの光ビーム3aが基材厚0.6mmの高
密度光ディスクに波面収差が所定値の10mλ(rm
s)以下で焦点を結ぶように設計されている。この図3
から半導体レーザ1bから集光レンズ2までの距離を適
当に設定することにより、波長635nm・基材厚0.
6mmで設計された対物レンズ・集光レンズ系で、発振
波長が780nmの半導体レーザ1bからの光ビームを
基材厚1.2mmの光ディスク8bに波面収差を所定値
10mλ以下で収束させることができることがわか
る。つまり、本実施例では、半導体レーザ1bから集光
レンズ2までの距離を半導体レーザ1aから集光レンズ
2までの距離より約8mm短く設定することにより、半
導体レーザ1bからの光ビーム3bで基材厚1.2mm
の光ディスク8bを問題なく再生することができる。
【0017】図16に上記光学系を用いたシステムブロ
ック図を示した。装置に挿入された光ディスクをカート
リッジ形状等から基材厚0.6mmの高密度光ディスク
と基材厚1.2mmの光ディスクとを判別する。基材厚
0.6mmの高密度光ディスクと判断された場合は、6
35nm半導体レーザ1aを点灯させ、光ディスク8a
に焦点をむすび、その反射光を光検出器13aで受光す
ることにより、制御信号および再生信号を得ることがで
きる。また、基材厚1.2mmの光ディスクと判断され
た場合は、半導体レーザ1bを点灯させ、光ディスク8
bに焦点をむすび、その反射光を光検出器13bで受光
することにより、制御信号および再生信号を得ることが
できる。
【0018】本実施例の構成にすることにより、波長板
25は波長635nmに対してのみアイソレータの役目
をするだけで、波長780nmに対しては規定する必要
がなく、安価な部品を使用することができる。さらに、
第1の波長偏光フィルタと第2の波長偏光フィルタを同
一仕様のものを使用することができコストダウンが可能
である。 また、波長635nmの光ビームが基材厚
0.6mmの高密度光ディスク8aに集光するまでの反
射面の面数を最小にすることができ、結像点pにおける
波面収差の精度が上がり良好な再生特性を得ることがで
きる。
【0019】なお、本実施例では第1の波長偏光フィル
タの特性を図2(a)に示すものとしたが、635nm
用の通常の偏光ビームスプリッタとしても差し支えない
ため、さらにコストダウンが可能である。
【0020】(実施例2)以下本発明の第2の実施例に
ついて、図面を参照しながら説明する。図4(a)は本
実施例において基材厚0.6mmの高密度光ディスク8
aを再生する場合、図4(b)は基材厚1.2mmの光
ディスク8bを再生する場合を示している。図4(a)
において、発振波長635nmの半導体レーザ1aから
出射した光はP偏光で図2(a)に示す特性を有する波
長偏光フィルタ4aを透過し、さらに図2(b)に示す
特性を有する波長偏光フィルタ4bを透過し、集光レン
ズ2により略平行な光ビーム3aとなる。光ビーム3a
はミラー21で反射し、波長板5に入射し、偏光状態が
円偏光に変換され、対物レンズ7に入射する。ここで、
波長板5は、635nmに対してはπ/2の位相差を生
じ、780nmに対してはπの位相差を生ずるよう設定
されている。対物レンズ7に入射した光は結像点pに絞
り込まれ、基材厚0.6mmの高密度光ディスク8aの
記録面上に光スポット9aを形成する。光ディスク8a
で反射した光ビーム10aは、再び対物レンズ7,波長
板5を通って偏光状態がS偏光に変換される。さらにミ
ラー21、集光レンズ2を通って、図2(b)に示す特
性により偏光状態に関わらず第2の波長偏光フィルタ4
bを透過し、第1の波長偏光フィルタ4aに入射する。
光ビーム10aは、波長板5によりS偏光に変換されて
いるため第1の波長偏光フィルタ4aで反射し、検出レ
ンズ31を通り、第1の光検出器13aで受光される。
光検出器13aは、再生信号を検出すると共に、いわゆ
る非点収差法によりフォーカス制御信号を、プッシュプ
ル法によりトラッキング制御信号を検出するように構成
されている。
【0021】また、本実施例の光ヘッドは、発振波長6
35nmの半導体レーザ1aとは、発光偏光方向が直行
した方向に設置され、発振波長780nmの半導体レー
ザを備えた、いわゆるレーザ検出器一体モジュール14
を備えている。図4(b)において、レーザ検出器一体
モジュール14の半導体レーザ1bからS偏光で出射し
た光ビームは、基材厚1.2mmの光ディスク(たとえ
ばCD)8bの再生に最適な集光状態となるように開口
6で開口制限を受け、第2の波長偏光フィルタ4bで反
射し、集光レンズ2により少し発散した光ビーム3bと
なり、ミラー21で反射する。波長板5は、780nm
に対してはπの位相差を与えるため光ビーム3bは、波
長板5を通って偏光方向を90°回転させられ、対物レ
ンズ7に入射する。対物レンズ7に入射した光ビーム3
bは結像点p’に絞り込まれ、基材厚1.2mmの光デ
ィスク(たとえばCD)8bの記録面上に光スポット9
bを形成する。光ディスク8bで反射した光ビーム10
bは、再び対物レンズ7を通って、波長板5に入射す
る。ここで再び偏光方向を90°回転させられ元のS偏
光となってミラー21で反射し、集光レンズ2を通って
第2の波長偏光フィルタ4bに入射する。図2(b)の
特性により光ビーム10bはレーザ検出器一体モジュー
ル14の方向にほぼ100%反射される。レーザ検出器
一体モジュール14の詳細は実施例1と同様である。
【0022】なお、本実施例では光ヘッドを薄型にする
ためにミラー21を構成にいれたが、光ヘッドの性能上
は無くても良く、集光レンズ2から出射した光ビーム3
aまたは光ビーム3bが直接波長板5を通って対物レン
ズ7に入射する構成でも差し支えない。
【0023】本実施例のような構成により、波長635
nmの光ビームが基材厚0.6mmの高密度光ディスク
に集光するまでの反射面の面数を最小にすることがで
き、結像点pにおける波面収差の精度が上がり良好な再
生特性を得ることができる。
【0024】(実施例3)以下本発明の第3の実施例に
ついて、図面を参照しながら説明する。図5(a)は本
実施例において基材厚0.6mmの高密度光ディスク8
aを再生する場合、図5(b)は基材厚1.2mmの光
ディスク8bを再生する場合を示している。図5
(a)、(b)において、第3の実施例は第2の実施例
における波長板5のかわりに、波長板25とした。波長
板25は第1の実施例と同様に、波長635nmに対し
てπ/2の位相差を生ずるよう設定されており、第1の
波長偏光フィルタ4aと第2の波長偏光フィルタ4bの
間に設けたものである。つまり、偏光方向を変化させる
波長板25はレーザ検出器一体モジュールからの光ビー
ム3bには関与せず、発振波長635nmの半導体レー
ザ1aからの光ビーム3aの偏光方向のみを変化させる
構成としたものである。 また、本実施例では、レーザ
検出器一体モジュールからの光ビームの開口制限を対物
レンズアクチュエータ26に一体に取り付けられた可動
開口制限板で行う。つまり、高密度光ディスク8aを再
生する場合は、対物レンズの開口すべてを使って再生
し、基材厚1.2mmの光ディスク8bを再生する場合
は、光ディスク8bの再生に最適な集光状態となるよう
に可動開口制限板を光ビーム3b中に移動させ、開口制
限を行う。本実施例は、上記光学構成以外は実施例2と
同様である。
【0025】本実施例の構成により、波長板の特性は波
長780nmに対しての制約はなく、波長635nmに
対してのみ通常の1/4波長板として作用すれば良く、
安価な部品が使用でき、光ヘッドのコストダウンが可能
である。また、レーザ検出器一体モジュールからの光ビ
ーム3bの開口制限を光ディスク8bに収束光学系を追
従させる対物レンズアクチュエータ26に一体にとりつ
けることにより、この対物レンズアクチュエータ26が
光ディスクの偏心による記録トラックの移動に追従した
場合に発生する収束光量の低下、および収束スポットの
収差増大を低減することができる。
【0026】(実施例4)以下本発明の第4の実施例に
ついて、図面を参照しながら説明する。
【0027】図6(a)は本実施例において基材厚0.
6mmの高密度光ディスク8aを再生する場合、図6
(b)は基材厚1.2mmの光ディスク8bを再生する
場合を示している。図6(a)において、発振波長63
5nmの半導体レーザ1aから出射した光ビームは図2
(a)に示す特性の平行平板波長偏光フィルタ44a表
面で反射し、図2(b)に示す特性の波長偏光フィルタ
4bを透過し、集光レンズ2により略平行な光ビーム3
aとなる。光ビーム3aは波長板5を透過して円偏光に
変換され、対物レンズ7に入射し、光は結像点pに絞り
込まれ、基材厚0.6mmの高密度光ディスク8aの記
録面上に光スポット9aを形成する。波長板5は第2の
実施例と同様、635nmに対してはπ/2の位相差を
生じ、780nmに対してはπの位相差を生ずるよう設
定されている。光ディスク8aで反射した光ビーム10
aは、再び対物レンズ7、波長板5を通って偏光方向が
90°回転し、波長偏光フィルタ4bにP偏光で入射す
る。光ビーム10aは図2(b)の特性により偏光状態
に関わらず波長偏光フィルタ4bを透過して平行平板波
長偏光フィルタ44aに入射する。、波長板5によって
偏光方向を90°回転させられ、P偏光で入射した光ビ
ーム10aは平行平板波長偏光フィルタ44aを透過
し、検出レンズ51を通って第1の光検出器13aで受
光される。光検出器13aは、再生信号を検出すると共
に、平行平板波長偏光フィルタ44aを透過することに
よって生ずる非点収差を検出する、いわゆる非点収差法
によりフォーカス制御信号を、プッシュプル法によりト
ラッキング制御信号を検出するように構成されている。
【0028】また、本実施例の光ヘッドは、発振波長6
35nmの半導体レーザ1aとは、発光偏光方向が直行
した方向に設置された発振波長780nmの半導体レー
ザを備えた、いわゆるレーザ検出器一体モジュール14
を備えている。構成を図6(b)に示したが、集光系お
よび検出系は第2の実施例の配置と同様である。
【0029】本実施例の構成により、平行平板の波長偏
光フィルタを用いることによって検出光に非点収差を発
生させているため特別の検出光学系を必要とせず部品点
数を削減でき、安価な光ヘッドを実現することができ
る。
【0030】なお、本実施例では平行平板波長偏光フィ
ルタの特性を図2(a)に示すものとしたが、635n
m用の通常の偏光ビームスプリッタとしても差し支えな
いため、さらにコストダウンが可能である。また、平行
平板へのに入射角度は45°より大きな角度で設計する
のがよい。
【0031】(実施例5)以下本発明の第5の実施例に
ついて、図面を参照しながら説明する。
【0032】図7(a)は本実施例において基材厚0.
6mmの高密度光ディスク8aを再生する場合、図7
(b)は基材厚1.2mmの光ディスク8bを再生する
場合を示している。図7(a)において、第1のレーザ
検出器一体モジュール74の発振波長635nmの半導
体レーザ1aから出射した光ビーム63aは、P偏光で
図2(a)に示す特性の波長偏光フィルタ4aに入射す
る。波長偏光フィルタ4aを透過した光ビーム63a
は、対物レンズ67によって結像点pに絞り込まれ、高
密度光ディスク8aの記録面上に光スポット9aを形成
する。次に、光ディスク8aで反射した光ビーム70a
は、再び対物レンズ67を通って、波長偏光フィルタ4
aに入射する。光ビーム70aは波長偏光フィルタ4a
を直進して、第1のレーザ検出器一体モジュール74に
入射する。第1のレーザ検出器一体モジュールに入射し
た光ビームは、第1のホログラム77で回折され、第1
の光検出器73に入射し、いわゆるSSD方式を使って
前記対物レンズ7を記録面に追従させるためのフォーカ
ス制御信号を、いわゆる3ビーム方式を使ってトラック
面上のトラックに追従させるためのトラッキング制御信
号を検出するように構成されている。
【0033】また、本実施例の光ヘッドは、第1のレー
ザ検出器一体モジュール74の発振波長635nmの半
導体レーザ1aとは、発光偏光方向が直行した方向に設
置され、発振波長780nmの半導体レーザ1bを備え
た、第2のレーザ検出器一体モジュール61を備えてい
る。第2のレーザ検出器一体モジュール61の詳細を図
8に示す。図8において半導体レーザ1bから出射した
光ビーム63bはミラー82で反射し、円環状のグレー
ティング83により3ビームトラッキング用のサブビー
ムが生成される。グレーティング83は、図9で示す溝
深さDが、グレーティングの屈折率をnとして、(n−
1)が光ビーム63bの波長のN/2倍、また平面部L
1と溝部L2の比が1:1となっており理論的には0次
光の効率が0%となっている。つまり、円環状グレーテ
ィング83の内径は0次光の開口制限となっており、基
材厚1.2mmの光ディスク(たとえばCD)8bの再
生に最適な集光状態となるように光ビーム63bを開口
制限している。図7(b)においてS偏光で第2のレー
ザ検出器一体モジュール61から出射した光ビーム63
bは、波長偏光フィルタ4aで反射し、対物レンズ67
に入射し、結像点p’に絞り込まれ、光ディスク8bの
記録面上に光スポット9bを形成する。光ディスク8b
で反射した光ビーム70bは、再び対物レンズ67を通
って、図2(b)の特性により波長偏光フィルタ4aで
ほぼ100%反射され、レーザ検出器一体モジュール6
1に入射する。第2のレーザ検出器一体モジュール61
に入射した光ビーム70bは、第2のホログラム17で
回折され、光検出器13bに入射し、いわゆるSSD方
式を使って前記対物レンズ67を記録面に追従させるた
めのフォーカス制御信号を、いわゆる3ビーム方式を使
ってトラック面上のトラックに追従させるためのトラッ
キング制御信号を検出するように構成されている。
【0034】本実施例の構成により、二つのレーザ検出
器一体モジュールを用いた簡単な光学構成を実現するこ
とができ、小型で安価な光ヘッドを実現することができ
る。また、基材厚1.2mmの光ディスク再生時の開口
制限を図8のようにグレーティング8の部分で行うこと
により、トラッキング用のサブビームのレンズ開口での
けられを少なくすることができ半導体レーザ1bからの
光の利用効率を向上させることができる。
【0035】また、本実施例の構成により、波長635
nmの光ビームが基材厚0.6mmの高密度光ディスク
に集光するまでの反射面を皆無にすることができ、結像
点pにおける波面収差の精度が上がり良好な再生特性を
得ることができる。
【0036】なお、本実施例では第1のレーザ検出器一
体モジュールから出射した波長635nmの偏光方向を
P偏光としたが、波長偏光フィルタの特性を図2(b)
に示す特性に変更することによって、第1のレーザ検出
器一体モジュールの偏光方向をS偏光としても差し支え
ない。この場合、第2のレーザ検出器一体モジュールの
偏光方向はS偏光となることはいうまでもない。
【0037】上記の様に、波長偏光フィルタの特性を変
更することによって入射する偏光方向を変えることがで
きる。これによって、各レーザ検出器一体モジュールの
設置方向を任意に変えることができ、立ち上げミラー等
を構成に追加することによって薄型光ヘッドを実現する
ことが可能になる。
【0038】(実施例6)以下本発明の第6の実施例に
ついて、図面を参照しながら説明する。図10(a)は
本実施例において基材厚1.2mm,波長635nm対
応の高密度光ディスク108aを再生する場合、図10
(b)は基材厚1.2mm波長780nm対応の光ディ
スク8bを再生する場合を示している。図10(a)に
おいて、発振波長635nmの半導体レーザ1aから出
射した光ビームは図2(a)に示す特性を持った第1の
波長偏光フィルタ4aをP偏光で通過し、集光レンズ1
02により略平行な光ビーム103aとなる。光ビーム
103aは図2(a)に示す特性を持った第2の波長偏
光フィルタ4aにS偏光で入射することによりここで反
射して、波長板25を通り、対物レンズ107に入射す
る。ここで、波長板25は第1の実施例と同様、635
nmに対してはπ/2の位相差を生ずるよう設定されて
いる。対物レンズ107に入射した光は結像点pに絞り
込まれ、基材厚1.2mmの高密度の光ディスク108
aの記録面上に光スポット109aを形成する。次に、
光ディスク108aで反射した光ビーム110aは、再
び対物レンズ107と波長板25を通って、第2の波長
偏光フィルタ4aに入射する。光ビーム110aは波長
板25の作用によりP偏光になるため、第2の波長偏光
フィルタ4aを直進して、検出レンズ111を通り、第
1の光ディスク用の光検出器13aで受光される。光検
出器13aは、再生信号を検出すると共に、いわゆる非
点収差法によりフォーカス制御信号を、プッシュプル法
によりトラッキング制御信号を検出するように構成され
ている。
【0039】また、本実施例の光ヘッドは、発振波長7
80nmの半導体レーザを備えた、いわゆるレーザ検出
器一体モジュール14を備えている。図10(b)にお
いてレーザ検出器一体モジュール14の詳細および光デ
ィスク8bまでの光学構成は実施例1と同様である。
【0040】ただし、本実施例では、高密度光ディスク
108aと光ディスク8bの基材厚さがともに1.2m
mであるが、実施例1同様、780nmの半導体レーザ
1bから集光レンズ102までの距離を適当に設定する
ことにより、光ビーム103bを基材厚1.2mmの光
ディスク8bに波面収差10mλ以下で収束させること
ができる。つまり、波長635nmで設計された集光レ
ンズ、対物レンズ系を用いて波長780nmの光ビーム
103bで、光ディスク8bを問題なく再生できる。
【0041】以上の様な光学系を用いることにより、波
長635nm対応の高密度光ディスク108aを再生す
る場合は、半導体レーザ1aを点灯させ、光ディスク1
08aに焦点をむすび、その反射光を光検出器13aで
受光することにより、再生信号および制御信号を得るこ
とができる。また、波長780nm対応のの光ディスク
8bを再生する場合は、半導体レーザ1bを点灯させ、
光ディスク8bに焦点をむすび、その反射光を光検出器
13bで受光することにより、再生信号および制御信号
を得ることができる。
【0042】本実施例の構成により、波長板25は波長
635nmに対してのみアイソレータの役目をするだけ
で、波長780nmに対しては規定する必要がなく、安
価な部品を使用することができる。さらに、第1の波長
偏光フィルタと第2の波長偏光フィルタを同一仕様のも
のを使用することができコストダウンが可能である。
【0043】また、本実施例の構成により、波長635
nmの光ビームが基材厚0.6mmの高密度光ディスク
に集光するまでの反射面の面数を最小にすることがで
き、結像点pにおける波面収差の精度が上がり良好な再
生特性を得ることができる。
【0044】なお、本実施例では第1の波長偏光フィル
タの特性を図2(a)に示すものとしたが、635nm
用の通常の偏光ビームスプリッタとしても差し支えない
ため、さらにコストダウンが可能である。
【0045】(実施例7)以下本発明の第7の実施例に
ついて、図面を参照しながら説明する。図11(a)は
本実施例において基材厚1.2mm,波長635nm対
応の高密度光ディスク108aを再生する場合、図11
(b)は基材厚1.2mm波長780nm対応の光ディ
スク8bを再生する場合を示している。図11(a)に
おいて、第1のレーザ検出器一体モジュール135の発
振波長635nmの半導体レーザ1aから出射した光ビ
ーム123aは、P偏光で波長偏光フィルタ4aに入射
する。図2(a)に示す特性により波長偏光フィルタ4
aを透過した光ビーム123aは、対物レンズ107に
よって結像点pに絞り込まれ、基材厚1.2mmの高密
度光ディスク108aの記録面上に光スポット109a
を形成する。光ディスク108aで反射した光ビーム1
30aは、再び対物レンズ107を通って、図2(a)
に示す特性を持った波長偏光フィルタ4aに入射する。
光ビーム130aは波長偏光フィルタ4aを直進して、
第1のレーザ検出器一体モジュール135に入射する。
第1のレーザ検出器一体モジュール135に入射した光
ビーム123aは、ホログラム77で回折され、光検出
器73に入射し、いわゆるSSD方式を使って前記対物
レンズ107を記録面に追従させるためのフォーカス制
御信号を、いわゆる3ビーム方式を使ってトラック面上
のトラックに追従させるためのトラッキング制御信号を
検出するように構成されている。
【0046】また、本実施例の光ヘッドは、第1のレー
ザ検出器一体モジュール135の半導体レーザとは、発
光偏光方向が直行した、発振波長780nmの半導体レ
ーザを備えた、第2のレーザ検出器一体モジュール61
を備えている。図11(b)において第2のレーザ検出
器一体モジュール61の詳細は実施例5と同様である。
【0047】ただし、本実施例は、高密度光ディスク1
08aと光ディスク8bの基材厚さがともに1.2mm
であるが、実施例1同様、発振波長780nmの半導体
レーザ1bか対物レンズ107までの距離を適当に設定
することにより、光ビーム123bを基材厚1.2mm
の光ディスク8bに波面収差10mλ以下で収束させる
ことができる。つまり、波長635nmで設計された集
光レンズ、対物レンズ系を用いて波長780nmの光ビ
ーム123bで、光ディスク8bを問題なく再生でき
る。
【0048】以上の様な光学系を用いることにより、波
長635nm対応の高密度光ディスク108aを再生す
る場合は、半導体レーザ1aを点灯させ、光ディスク1
08aに焦点をむすび、その反射光を光検出器73で受
光することにより、再生信号および制御信号を得ること
ができる。また、波長780nm対応の光ディスク8b
を再生する場合は、半導体レーザ1bを点灯させ、光デ
ィスク8bに焦点をむすび、その反射光を光検出器13
bで受光することにより、再生信号および制御信号を得
ることができる。
【0049】実施例5同様、本実施例の構成により、二
つのレーザ検出器一体モジュールを用いて簡単な光学構
成を実現することができ、小型で安価な光ヘッドを実現
することができる。
【0050】また、本実施例の構成により、波長635
nmの光ビームが基材厚0.6mmの高密度光ディスク
に集光するまでの反射面を皆無にすることができ、結像
点pにおける波面収差の精度が上がり良好な再生特性を
得ることができる。
【0051】なお、本実施例では第1のレーザ検出器一
体モジュールから出射した波長635nmの偏光方向を
P偏光としたが、波長偏光フィルタの特性を図2(b)
に示す特性に変更することによって、第1のレーザ検出
器一体モジュールの偏光方向をS偏光としても差し支え
ない。この場合、第2のレーザ検出器一体モジュールの
偏光方向はS偏光となることはいうまでもない。
【0052】また、実施例5と同様波長偏光フィルタの
特性を変更することによって入射する偏光方向を変える
ことができる。これによって、各レーザ検出器一体モジ
ュールの設置方向を任意に変えることができ、立ち上げ
ミラー等を構成に追加することによって薄型光ヘッドを
実現することが可能になる。
【0053】なお、本発明の実施例1から7では波長偏
光フィルタの特性を図2(a)または図2(b)に示し
たが、用途に応じて図15(a)または図15(b)に
示す特性の波長偏光フィルタで代用しても差し支えな
い。
【0054】また、上記実施例はいずれも記録されたデ
ータを再生する場合のことをのべたが、データを記録で
きるシステムの場合にデータを記録する場合にも本技術
は利用できる。
【0055】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、第1の光
源と、第1の光源とは波長の異なる第2の光源と、光収
束手段と、光合成分離手段と、レーザ検出器一体モジュ
ールと、第1と第2の光検出器とを設けることにより、
一組の集光光学系を用いた簡単な構成の光ヘッドで、基
材厚の異なる光ディスクを問題なく再生することが可能
となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第一の実施例における光学ヘッドの側
面図
【図2】本発明の実施例における波長偏光フィルタの特
性図
【図3】780nm半導体レーザの出射位置とディスク
上の収差との関係を示す図
【図4】本発明の第二の実施例における光学ヘッドの側
面図
【図5】本発明の第三の実施例における光学ヘッドの側
面図
【図6】本発明の第四の実施例における光学ヘッドの側
面図
【図7】本発明の第五の実施例における光学ヘッドの側
面図
【図8】本発明の第五の実施例におけるレーザ検出器一
体モジュールの詳細図
【図9】本発明の第五の実施例におけるレーザ検出器一
体モジュールのグレーティングの断面図
【図10】本発明の第六の実施例における光学ヘッドの
側面図
【図11】本発明の第七の実施例における光学ヘッドの
側面図
【図12】従来技術における光学ヘッドの側面図
【図13】光学情報記録再生装置におけるレンズの開口
数と光ディスク厚みとの関係図
【図14】CD−Rにおける反射率と波長の特性の一例
を示す図
【図15】本発明の実施例における別の特性の波長偏光
フィルタの特性図
【図16】本発明の実施例におけるシステムブロック図
【符号の説明】
1a 発振波長635nmの半導体レーザ 1b 発振波長780nmの半導体レーザ 2 集光レンズ 3a、b 光ビーム 4a,b 波長偏光フィルタ 5 波長板 6 開口 7 対物レンズ 8a 基材厚0.6mm高密度光ディスク 8b 基材厚1.2mm光ディスク 9a,b 光スポット 10a,b 光ビ−ム 11 検出レンズ 13a、b 光検出器 14 発振波長780nmのレーザ検出器一体モジュー
ル 17 ホログラム 21 反射ミラー 25 波長板 26 対物レンズアクチュエータ 27 可動開口制限板 31 検出レンズ 44 平行平板波長偏光フィルタ 63a,b 光ビーム 67 対物レンズ 73 光検出器 74 発振波長780nmのレーザ検出器一体モジュー
ル 77 ホログラム 103a,b光ビーム 107 対物レンズ 108a 基材厚1.2mm635nm対応高密度光デ
ィスク 109a,b 光スポット 110a,b 光ビ−ム 123a,b 光ビーム 135 発振波長635nmのレーザ検出器一体モジュ
ール 201 半導体レーザ 202 集光レンズ 203 光ビーム 204 偏光ビームスプリッタ 205 1/4波長板 206 反射ミラー 207 対物レンズ 208 光ディスク 209 光スポット 210 反射光 211 検出レンズ 212 シリンドリカルレンズ 213 光検出器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 金馬 慶明 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (56)参考文献 特開 平5−342618(JP,A) 特開 平5−290402(JP,A) 特開 平5−174395(JP,A) 特開 平6−124477(JP,A) 特開 平5−120720(JP,A) 特開 昭60−246034(JP,A) 特開 平4−178931(JP,A) 特開 平6−325405(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G11B 7/08 - 7/22

Claims (17)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】互いに基材厚の異なる第1及び第2の光デ
    ィスクから情報を記録再生するための光ヘッドであっ
    て、 前記第1の光ディスクの情報を記録再生するための第1
    の光ビームを出射する第1の光源と、前記第1の光源とは波長の異なる光源であって、 前記第
    2の光ディスクの情報を記録再生するための第2の光ビ
    ームを出射する第2の光源と、 前記第1の光ビームを前記第1の光ディスクに所定値以
    下の波面収差で焦点を結ぶように設定された光収束手段
    と、 前記第1の光ディスクからの反射光を受光する第1の光
    検出器と、 前記第2の光ディスクからの反射光を受光する第2の光
    検出器とを備え、 前記第1の光ディスクあるいは前記第2の光ディスクに
    対応して、前記第1の光源あるいは前記第2の光源のい
    ずれか一方の光源から光ビームを出射し、 かつ、前記第1の光源と前記第1の光検出器の組み合わ
    せ、あるいは前記第2の光源と前記第2の光検出器の組
    み合わせのうち、少なくともいずれか一方の組み合わせ
    が一体に構成され、 かつ、前記第2の光ビームの前記第2の光ディスク上に
    収束する波面収差が所定値以下になるように前記第2の
    光源と前記光収束手段との間の距離を設定する構成を有
    することを特徴とする光ヘッド。
  2. 【請求項2】前記第1の光ビームが前記第1の光ディス
    クに結ばれる焦点の波面収差の前記所定値は10mλで
    あり、前記第2の光ビームが前記第2の光ディスク上に
    収束する波面収差の前記所定値は10mλであることを
    特徴とする請求項1に記載の光ヘッド。
  3. 【請求項3】前記第1の光ビームおよび前記第2の光ビ
    ームの光路上に配置され、前記第1の光ビームを透過し
    前記第2の光ビームを反射する光合成分離手段を有する
    ことを特徴とする請求項1または2に記載の光ヘッド。
  4. 【請求項4】前記第1の光源と前記光合成分離手段との
    間に配置され、前記第1の光ディスクで反射された前記
    第1の光ビームを分離する光分離手段を備えたことを特
    徴とする請求項3に記載の光ヘッド。
  5. 【請求項5】前記光合成分離手段と前記第1の光ディス
    クあるいは前記第2の光ディスクとの間に位置するよう
    に配置され、前記第1の光ビームに対して1/4波長の
    位相差を生じさせ、前記第2の光ビームに対しては1/
    2波長の位相差を生じさせる波長板を備えたことを特徴
    とする請求項4に記載の光ヘッド。
  6. 【請求項6】前記光分離手段と前記光合成分離手段との
    間に配置され、前記第1の光ビームに対して1/4波長
    の位相差を生じさせる波長板を備えたことを特徴とする
    請求項4に記載の光ヘッド。
  7. 【請求項7】前記光合成分離手段と前記第1の光ディス
    クとの間に位置するように配置され、前記第1の光ディ
    スクからの反射光を分離する光分離手段を備えたことを
    特徴とする請求項3に記載の光ヘッド。
  8. 【請求項8】前記光分離手段と前記第1の光ディスクと
    の間に位置するように配置され、前記第1の光ビームに
    対して1/4波長の位相差を生じさせる波長板を備えた
    ことを特徴とする請求項7に記載の光ヘッド。
  9. 【請求項9】前記光収束手段が、前記第1の光ビームを
    略平行光に集光する集光レンズと、前記略平行光を前記
    第1の光ディスクに収束する対物レンズを有することを
    特徴とする請求項1または請求項2に記載の光ヘッド。
  10. 【請求項10】前記第1の光ビームおよび前記第2の光
    ビームの開口を制限する開口制御手段を備えたことを特
    徴とする請求項3に記載の光ヘッド。
  11. 【請求項11】前記第1の光ビームおよび前記第2の光
    ビームの開口を制限する開口制御手段を備え、前記開口
    制御手段が前記対物レンズと一体に移動可能に構成され
    たことを特徴とする請求項9に記載の光ヘッド。
  12. 【請求項12】前記光収束手段が前記第1の光ビームの
    開口を制限する第1の開口制限手段を備え、前記光合成
    分離手段と前記第2の光源との間に、前記第2の光ビー
    ムの開口を前記第1の光ビームの開口よりも小さく制限
    する第2の開口制限手段を設けたことを特徴とする請求
    項3に記載の光ヘッド。
  13. 【請求項13】前記第1の光ビームと前記第2の光ビー
    ムのうち、波長が長いほうの光ビームの開口数が、波長
    が短いほうの光ビームの開口数よりも小さいことを特徴
    とする請求項10から12のうち1項に記載の光ヘッ
    ド。
  14. 【請求項14】前記第2の光源と前記光合成分離手段と
    の間に配置され、前記第2の光ビームの外周部から少な
    くとも2本の回折光ビームを発生する環状の回折格子を
    備え、前記第2のディスクからの反射光を前記第2の
    光源と一体に構成された前記第2の光検出器で受光する
    ことを特徴とする請求項10または12に記載の光ヘッ
    ド。
  15. 【請求項15】前記回折格子の内部の開口が、前記光収
    束手段に設けられた開口よりも小さいことを特徴とする
    請求項14に記載の光ヘッド。
  16. 【請求項16】前記回折格子の0次光透過率を10%以
    下にしたことを特徴とする請求項14または15に記載
    の光ヘッド。
  17. 【請求項17】前記第2の光ディスクからの反射光のう
    ち前記第2の光検出器へ入射する光ビームが前記回折格
    子に入射しないように構成されたことを特徴とする請求
    項14に記載の光ヘッド。
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