JP3359271B2 - 多重トラックのスキャン可能な互換形光ピックアップ装置 - Google Patents

多重トラックのスキャン可能な互換形光ピックアップ装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は多重トラックのスキ
ャンが可能な光ピックアップ装置に係り、詳細には厚さ
の異なる二つの記録媒体を互換採用するとともに、記録
媒体の複数のトラックに情報を記録したり記録された情
報を再生できる光ピックアップ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】図１は一般の光ピックアップ装置の光学
的配置を示した構成図である。図１に示したように、光
ピックアップ装置は光源10、対物レンズ25、ビームスプ
リッタ23及び光検出器29を含めてなる。前記光源10は積
層された半導体物質層などの側方に光を出射する通常の
端発光レーザーを含む。図２（Ａ）を参照するに、前記
端発光レーザー11は、その側面に出射された光が前記記
録媒体1(図1)に向かうように、ベース13上に固定された
マウント12の側面に取り付けられる。又は、図２（Ｂ）
に示すように、前記端発光レーザー11はベース15に設け
られ、光を前記ビームスプリッタ23（図１）に反射させ
る全反射ミラー14が用いられても良い。
【０００３】前記対物レンズ25（図１）は前記光源10側
から入射される光を収斂して記録媒体１の記録面に結ば
せる。前記ビームスプリッタ23は前記光源10と対物レン
ズ25との間の光経路上に位置して、前記光源10側から入
射される光は大部分反射させ、前記対物レンズ25側から
入射される光は通過させて前記光検出器29に向かわせ
る。
【０００４】前記光検出器29は前記記録媒体１の記録面
から反射された光を受光してRF（無線周波数）信号と誤
差信号を検出する。前記光検出器29は独立的に光を受光
する複数枚の分割板（図示せず）よりなる。また、光ピ
ックアップ装置は前記光源10と記録媒体１との間に設け
られたグレーティング21とコリメーティングレンズ（図
示せず）を具備する。前記グレーティング21は前記光検
出器29で３ビーム法よりトラック誤差信号を検出できる
ように入射ビームを０次回折ビーム、±１次回折ビーム
などに回折させる。前記コリメーティングレンズは入射
される発散ビームを平行ビームに変換する。
【０００５】そして、前記ビームスプリッタ23と光検出
器29との間の光経路上に非点収差レンズ27が更に設けら
れる。該非点収差レンズ27は通常半円筒状であり、前記
対物レンズ25と記録媒体１との間の距離がオンフォーカ
ス状態に該当する場合には前記光検出器29に円形のビー
ムが形成され、そうでない場合には楕円形のビームが前
記光検出器29に形成される。
【０００６】前記のように構成された光ピックアップ装
置において、光源10から照射された一本のビームが記録
媒体１の記録面に螺旋状に形成されたトラックを追従し
ながら、情報を記録／再生する。従って、前記光ピック
アップ装置を採用した記録／再生装置の情報処理速度は
記録媒体１を回転させるスピンドルモータ５の回転速度
に依存する。従って、高倍速化に限界があり、システム
が不安定である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明は前述したよう
な点に鑑み案出されたものであって、記録媒体の複数の
トラックを同時にスキャニングすることでスピンドルモ
ータの回転速度の増加なしに情報処理速度を向上させる
ことができ、フォーマットの異なる記録媒体を互換採用
できる光ピックアップ装置を提供することにその目的が
ある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に本発明による光ピックアップ装置は、相互に隣接配置
されて積層された半導体物質層の積層方向に光を出射す
る少なくとも二つの表面光レーザーを具備する光源と、
第１の領域と、該第１の領域より大きい球面収差を有す
る第２の領域とを有する対物レンズと、前記光源と前記
対物レンズとの間の光経路上に設けられて入射光の進行
経路を変換する偏光ビームスプリッタと、前記光源と前
記記録媒体との間の光経路上に配置され、前記光源から
の光のうち前記対物レンズの前記第１の領域と前記第２
の領域との境界部分を遮断又は拡散させる光遮断／拡散
手段と、前記記録媒体のそれぞれ異なるトラックから反
射され、前記対物レンズと前記偏光ビームスプリッタを
経由したそれぞれの光を受光する少なくとも二つの光検
出器とを含む構成としてなる。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、添付した画面に基づき本発
明の好ましい実施例を詳細に説明する。図３を参照する
に、本発明の望ましい実施例に係る光ピックアップ装置
は、相互に隣接配置されて積層された半導体物質層の積
層方向に光を出射する少なくとも二つの表面光レーザー
を具備する光源３０と、第１の領域と、該第１の領域よ
り大きい球面収差を有する第２の領域とを有する対物レ
ンズ８０と、光源３０と対物レンズ８０との間の光経路
上に設けられて入射光の進行経路を変換する偏光ビーム
スプリッタ４０と、光源３０と記録媒体１との間の光経
路上に配置され、光源３０からの光のうち対物レンズ８
０の第１の領域と第２の領域との境界部分を遮断又は拡
散させる光遮断／拡散手段（以後、光制御手段７０と呼
ぶ）と、記録媒体１のそれぞれ異なるトラックから反射
され、対物レンズ８０と偏光ビームスプリッタ４０を経
由したそれぞれの光を受光する少なくとも二つの光検出
器１００とを含む。
【００１０】前記光源30は前記記録媒体１の記録面に螺
旋状に形成された少なくとも二つのトラック（図示せ
ず）に光スポットが結ばれるよう二本以上のレーザービ
ームを出射する半導体レーザーである。前記光源30は、
互いに隣接するように配置されて積層方向に光を出射す
る少なくとも二つの表面光レーザー(VCSEL:Vertical Ca
vity Surface Emitting Laser)を含むことが望ましい。
【００１１】図４は隣り合う第１、第２及び第３表面光
レーザー(30a、30b 、30c)よりなる光源30の例を示す。
前記表面光レーザー(30a、30b 、30c)各々は、基板32、
この基板32上に順に積層された下部反射基層(DBR laye
r:distributed Bragg reflecting layer)33、活性層34
及び上部反射基層35、前記基板32の下部に形成された下
部電極層31、そして前記上部反射基層35上に形成された
上部電極層36よりなる。
【００１２】前記下部反射基層33は、相異なる反射率を
有する同一なタイプの二つの半導体物質層が交互積層さ
れてなる。前記上部反射基層35は、前記下部反射基層33
と異なるタイプであり、且つ相異なる反射率を有する二
つの半導体物質層が交互積層されてなる。前記上部電極
層36には前記上部反射基層35を通過した光が出射される
ようウインドウ(37a、37b 、37c)が形成される。前記の
ような構造を有する第１、第２及び第３表面光レーザー
(30a、30b 、30c)は通常一枚の基板32上に同様の工程よ
り製造される。
【００１３】光源30として前記第１、第２及び第３表面
光レーザー(30a、30b 、30c)が採用された場合、三つの
ウインドウ37から出射された光は前記偏光ビームスプリ
ッタ40（図3)及び前記対物レンズ80を経由して前記記録
媒体１の記録面の相異なるトラック上に結ばれる。この
時、相異なる光経路に入射される光を各々記録媒体の他
のトラック上に収斂させ得るように前記対物レンズ80は
非球面レンズであることが望ましい。
【００１４】又は、前記光源30は、例えば端発光レーザ
ーをアレイ形態で採用することによって具現されても良
い。前記偏光ビームスプリッタ40は前記光源30から入射
される一つの偏光方向を有する光は直進透過させ、前記
対物レンズ80側から入射される他の偏光方向を有する光
は全反射させる。この場合、前記偏光ビームスプリッタ
40と前記対物レンズ80との間の光経路上には入射される
直線偏光の光を円偏光の光に、そして入射される円偏光
の光を直線偏光の光に変換するλ/4遅延板60が更に備え
られることが望ましい。
【００１５】本発明において、光経路変換手段は前記偏
光ビームスプリッタ４０に限定されるものではなく、入
射光を所定の光量比に透過及び反射させるビームスプリ
ッタと、入射光を入射方向に沿って直進透過させたり回
折透過させるホログラム素子を含めてもよい。前記光制
御手段７０は前記記録媒体１として厚さの異なるディス
ク例えば、約１２ｍｍ厚さを有するコンパクトディスク
（ＣＤ）１ｂと、約６ｍｍの厚さを有するデジタルビデ
オディスク（ＤＶＤ）１ａを互換採用できるようにする
ものである。
【００１６】このため、前記光制御手段70は、図３に示
したように、前記対物レンズ80から離隔されて光経路上
に配置され、後述する前記対物レンズ80の中間領域Ｂを
通過する光の少なくとも一部を遮断する光遮断部72を有
する透明部材71を備え得る。これは対物レンズ80の球面
収差により前記対物レンズ80の近軸領域Ａを通過した光
と、遠軸領域Ｃを通過した光の焦点位置が相異なるとい
う事実に基づく。ここで、”近軸領域Ａ”とは実際に無
視できる程度の球面収差を持つ対物レンズ80の中心軸
（光軸）周囲の領域を意味し、”遠軸領域Ｃ”とは前記
近軸領域光Ａに比べ光軸から相対的に遠い部分であっ
て、前記近軸領域Ａに比べ相対的に大きい球面収差を有
する領域を意味し、”中間領域Ｂ”とは近軸領域Ａと遠
軸領域Ｃとの間の境界領域を意味する。
【００１７】前記光遮断部72は前記透明部材71に反射コ
ーティングを行ったり、散乱パターンを形成させること
によって形成されることが望ましい。また、前記光制御
手段は前記対物レンズ80の表面に直接形成された光制御
部を含むことができる。即ち、光制御手段は図５に示し
たように、対物レンズ80の表面にコーティングされて前
記対物レンズ80の中間領域に入射される光の少なくとも
一部を遮断または散乱させる光制御膜73を備えても良
い。また、図６に示したように、光制御手段は入射光を
散乱または反射させるように前記対物レンズ80の表面に
形成された環状の溝74を含むことができる。
【００１８】図７は前記光制御手段の更に他の実施例を
示す。これを参照するに、光制御手段は前記対物レンズ
８０から隔離されて光経路上に配置された液晶パネル７
５と、前記液晶パネル７５に前記対物レンズ８０の前記
第１の領域と前記第２の領域との境界部分を通過する光
を遮断させるよう前記液晶パネルに選択的に電源を印加
する駆動源７６を具備する。
【００１９】前記光検出器100(図３）は前記記録媒体１
から反射された光を受光し得るよう前記光源30から出射
された光の数だけ備えられる。即ち、図４に示したよう
に光源30として三つの表面光レーザー(30a、30b 、30c)
を備えた場合、本発明の光ピックアップ装置は図８に示
したように、第1 、第２及び第３光検出器(100a 、100
b、100c）を含む。ここで、前記第１、第２及び第３光
検出器(100a 、100b、100c）のうち少なくともいずれか
一つは前記記録媒体１のトラック誤差信号及びフォーカ
ス誤差信号を検出できるよう独立的に光電変換する少な
くとも二枚の分割板を含む。好ましくは、前記第２光検
出器100bは図示のように、四枚の四角形分割板（Ａ1 ，
Ｂ1 ，Ｃ1 ，Ｄ1 ）と四枚のＬ状の分割板（Ａ2 ，
Ｂ2 ，Ｃ2 ，Ｄ 2 ）よりなる。
【００２０】ここで、分割板（Ａ1 ，Ｂ1 ，Ｃ1 ，
Ｄ1 ）は厚さが相対的に薄いディスク例えば、DVD の誤
差信号を検出するのに用いられ、全ての分割板（Ａ1 ＋
Ａ2 、Ｂ 1 ＋Ｂ2 、Ｃ1 ＋Ｃ2 、Ｄ1 ＋Ｄ2 ）は厚さが
相対的に厚いディスク例えば、CDの誤差信号を検出する
のに用いられる。更に、本発明の光ピックアップ装置
は、前記光源30（図３参照）と前記光制御手段70との間
の光経路上に位置されて前記光源30側から入射される発
散光を平行光に変換するコリメーティングレンズ50を更
に具備することが望ましい。
【００２１】更に、非点収差方式によりフォーカス誤差
信号を検出し得るように前記偏光ビームスプリッタ40と
前記光検出器100 との間の光経路上にセンサーレンズ90
が設けられることが望ましい。以下、添付した図面に基
づき本発明の望ましい実施例に係る光ピックアップ装置
の動作を説明する。
【００２２】図３を参照するに、第１、第２及び第３表
面光レーザー(30a、30b 、30c)から出射された三本のビ
ームは、偏光ビームスプリッタ40、コリメーティングレ
ンズ50、λ/4遅延板60、光制御手段70及び対物レンズ80
を順次に経由して記録媒体１に結ばれる。この時、記録
媒体１に結ばれた光スポットは、図９に示したように、
相異なるトラック上に位置する。図９は記録媒体１とし
てコンパクトディスクを採用した場合に対する例であっ
て、前記第１、第２、第３表面光レーザー(30a、30b 、
30c)（図3)から出射されたビームは各々前記記録媒体１
の第１、第２、第３トラック位置(110a 、110b、110c）
に結ばれる。前記各トラックから反射されたビームは各
々前記対物レンズ80、光制御手段70、λ/4遅延板60及び
前記偏光ビームスプリッタ40そして、センサーレンズ90
を順次に経由し、前述した第１、第２、第３光検出器(1
00a 、100b、100c)(図８参照）に受光される。前記第
１、第２、第３光検出器(100a 、100b、100c）に受光さ
れた光は電気信号に変換され、よって各トラックに記録
された情報が検出されるとともに、例えば、光検出器10
0bを通じて対物レンズ80のフォーカス誤差信号とトラッ
ク誤差信号が検出される。ここで、フォーカス誤差信号
は広く知らされた非点収差方式により検出され、トラッ
ク誤差信号は位相差方式(DPD;Differential Phase Dete
ction)により検出される。
【００２３】本発明によれば、CDが一回転する間に三つ
のトラックに記録された情報を同時に検出できるので、
ディスクを回転させるスピンドルモータの回転速度を増
加させずに倍速が上げられる。一方、前述したように、
CDの隣接した三つのトラック上に光スポットが結ばれる
よう光源30の配列された光ピックアップ装置でDVD に記
録された情報を再生する場合、CDとDVD とのトラック間
隔差によってDVD 上の三つのトラックに光スポットは結
ばれ難い。従って、この場合は、いずれか一つの光源だ
けでDVD の一トラックに収録された情報だけを再生す
る。
【００２４】
【発明の効果】前述の如く、本発明は複数個の表面光レ
ーザーと光検出器を採用してディスクの複数のトラック
に記録された情報を同時に検出できるので、ディスクの
回転速度を増加させずに情報処理速度を増加させ得る。
かつ、光経路上に光制御手段を具備することで、フォー
マットの異なるディスクを互換採用できる。
【００２５】本発明は前述した実施例に基づいて説明さ
れたが、これは例示に過ぎなく、当業者にとって開示さ
れた実施例から多様な変形及び均等な他実施例が可能で
あるという点が理解できる。従って、本発明の真の技術
的保護範囲は特許請求範囲の技術的思想内で決まるべき
である。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の光ピックアップ装置の一例を概略的に示
した光学的配置図である。
【図２】（Ａ）及び（Ｂ）は各々従来の光ピックアップ
装置に採用された光源の例を示した図である。
【図３】本発明の望ましい実施例に係る多重トラックス
キャンの可能な互換形光ピックアップ装置の光学的配置
を示した図である。
【図４】本発明の光ピックアップ装置に採用された表面
光レーザーを示した概略的な断面図である。
【図５】本発明の光ピックアップ装置に採用された光制
御手段の一実施例を示した概略図である。
【図６】本発明の光ピックアップ装置に採用された光制
御手段の他の実施例を示した概略図である。
【図７】本発明の光ピックアップ装置に採用された光制
御手段の更に他の実施例を示した概略図である。
【図８】本発明の光ピックアップ装置に採用された光検
出器の実施例を示した概略図である。
【図９】本発明の光ピックアップ装置において、光源か
ら出射された光が記録媒体のトラック上に結ばれた様子
を示した概略図である。
【符号の説明】
１ 記録媒体 １ａ デジタルビデオディスク １ｂ コンパクトディスク ３０ 光源 ３０ａ 第１表面光レーザー ３０ｂ 第２表面光レーザー ３０ｃ 第３表面光レーザー ３１ 下部電極層 ３２ 基板 ３３ 下部反射基層 ３４ 活性層 ３５ 上部反射基層 ３６ 上部電極層 ３７ａ，３７ｂ，３７ｃ ウィンドウ ４０ 偏光ビームスプリッタ ５０ コリメーティングレンズ ６０ λ／４遅延板 ７０ 光制御手段 ７１ 透明部材 ７２ 光遮断部 ７３ 光制御膜 ７４ 溝 ７５ 液晶パネル ７６ 駆動源 ８０ 対物レンズ ９０ センサーレンズ １００ 光検出器 １００ａ 第１光検出器 １００ｂ 第２光検出器 １００ｃ 第３光検出器 １１０ａ 第１トラック位置 １１０ｂ 第２トラック位置 １１０ｃ 第３トラック位置 Ａ 近軸領域 Ｂ 中間領域 Ｃ 遠軸領域
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 朴 春 成 大韓民国京畿道水原市勸善區勸善洞1265 番地 有元アパート602棟1101號 (56)参考文献 特開 平６−20291（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−326063（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−302437（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G11B 7/135

Claims (9)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 隣接配置されて積層された半導体物質層
    の積層方向に光を出射する少なくとも二つの表面光レー
    ザーを具備する光源と、第１の領域と、該第１の領域より大きい球面収差を有す
    る第２の領域とを有する 対物レンズと、 前記光源と前記対物レンズとの間の光経路上に設けられ
    て入射光の進行経路を変換する偏光ビームスプリッタ
    と、 前記光源と前記記録媒体との間の光経路上に配置され、
    前記光源からの光のうち前記対物レンズの前記第１の領
    域と前記第２の領域との境界部分を遮断又は拡散させる
    光遮断／拡散手段と、 前記記録媒体のそれぞれ異なるトラックから反射され、
    前記対物レンズと前記偏光ビームスプリッタを経由した
    それぞれの光を受光する少なくとも二つの光検出器とを
    含むことを特徴とする光ピックアップ装置。
  2. 【請求項２】 前記各表面光レーザーは、 基板と、 前記基板上に順に積層された下部反射基層、活性層及び
    上部反射基層と、 前記基板の下部に形成された下部電極層と、 前記上部反射基層上に形成され、光の出射されるウイン
    ドウを有する上部電極層とを含む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。
  3. 【請求項３】 入射される直線偏光の光は円偏光の光
    に、入射される円偏光の光は直線偏光の光に変換させる
    λ/4遅延板を更に含むことを特徴とする請求項１に光ピ
    ックアップ装置。
  4. 【請求項４】 前記光遮断／拡散手段は、前記対物レン
    ズから離隔されて光経路上に配置され、前記対物レンズ
    の前記第１の領域と前記第２の領域との境界部分を通過
    する光を遮断させる光遮断部が形成された透明部材であ
    る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。
  5. 【請求項５】 前記光遮断／拡散手段は、前記対物レン
    ズの一面に形成されて前記対物レンズの前記第１の領域
    と前記第２の領域との境界部分を通過する光を遮断また
    は散乱させる光遮断／拡散部材を含むことを特徴とする
    請求項１に記載の光ピックアップ装置。
  6. 【請求項６】 前記光遮断／拡散部材は、前記対物レン
    ズの表面に反射コーティングにより形成された光遮断／
    拡散膜を含むことを特徴とする請求項５に記載の互換形
    光ピックアップ装置。
  7. 【請求項７】 前記光制御部は前記対物レンズの表面に
    形成された環状の溝を含むことを特徴とする請求項５に
    記載の光ピックアップ装置。
  8. 【請求項８】 前記光遮断／拡散手段は、 前記対物レンズから離隔されて光経路上に配置された液
    晶パネルと、前記対物レンズの前記第１の領域と前記第２の領域との
    境界部分を通過する光を遮断させるよう 前記液晶パネル
    に選択的に電源を印加する駆動源とを含むことを特徴と
    する請求項１に記載の光ピックアップ装置。
  9. 【請求項９】 前記光検出器は前記表面光レーザーの数
    と同一に備えられ、前記光検出器のうち少なくとも一つ
    は前記記録媒体のトラック誤差信号及びフォーカス誤差
    信号を検出し得るよう独立的に光電変換する少なくとも
    二枚の分割板を含む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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