JP3478483B2 - 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、複数の光スポッ
トを光ディスクに照射して、光ディスクのデータを高速
で読み出し可能とした光ピックアップ装置に関するもの
である。 【０００２】 【従来の技術】ＤＶＤ等の光ディスクからのデータの読
み出しを高速化するために、光ディスクの放射方向へ連
続して並ぶ複数個のトラックの各々に光スポットを同時
に当てる複数光スポット式光ピックアップ装置が提案さ
れている。光ディスクに結像された複数個の光スポット
は反射時に変調され、各光スポットからの反射光は、検
出光学系を経て、フォトダイオード等から成る複数個の
光検出器の各々に入射されて、そこで電気信号に変換さ
れる。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】しかし、各光スポット
からの各反射光は、その列方向へ極めて接近しているた
め、光検出器の配列位置において配列方向へ部分的に重
複し（後の図６で詳述）、各光検出器は、それに対応の
反射光だけでなく、列方向へ隣接する反射光の一部も入
射されてしまい、データ読出し精度の低下原因に繋が
る。これに対処するために、各光検出器部光スポットの
間隔を互いに影響しない間隔まで空けると、各光検出器
上の受光部面積を大きくしなければならなくなり、応答
速度低下を引き起こしたり、光検出器部光スポットの間
隔を空けるために無理な検出光学系にすることで、光検
出器部光スポット自体の品位を落とすことになってしま
う。また、ＤＶＤ等のトラッキングを取るために、規格
に規定されている位相差法を採用すると、複数個の光検
出器部光スポットの内の１個は受光部の７〜８割程度の
寸法まで大きくする必要があり、光検出器部光スポット
を小さくすることによる解決は望めない。 【０００４】この発明の目的は、上述の弊害を克服する
光ピックアップ装置を提供することである。 【０００５】 【課題を解決するための手段】この発明の光ピックアッ
プ装置(11)によれば、ほぼ一列に並ぶほぼ円形の複数個
の光ディスク部光スポット(32a,32b,・・・)の各々を、光
ディスク(20)の放射方向の異なる各データ位置(30)に生
成し、各光ディスク部光スポット(32a,32b,・・・)からの
反射光(27a,27b,・・・)に因る光検出器部光スポット(28a,
28b,・・・)を、それら反射光(27a,27b,・・・)の列方向へほ
ぼ一列に並ぶ複数個の光検出器(24a,24b,・・・)の各々に
照射し、各光検出器(24a,24b,・・・)の入射光量の変化か
ら各データ位置(30)のデータを読み出すようにしてい
る。そして、この光ピックアップ装置(11)において、光
検出器(24a,24b,・・・)の列方向を第１の方向(45)、及び
第１の方向(45)及び反射光(27a,27b,・・・)の進行方向に
対してほぼ直角の方向を第２の方向(46)とそれぞれ定義
する。各光検出器部光スポット(28a,28b,・・・)が第１の
方向(45)へ狭められるように、反射光(27a,27b,・・・)の
経路途中に光学手段(40,60)が配設される。 【０００６】光ディスク(20)には、ＣＤ、ＤＶＤ、及び
光カード等のあらゆる光ディスクを含むものとする。光
ディスク(20)の放射方向の異なるデータ位置(30)とは、
光ディスク(20)におけるトラックが同心円で形成されて
いる場合には、別々のトラックのデータ位置(30)になる
が、螺旋状に延びている場合には、同一のトラックとな
る。複数個の光スポット(32a,32b,・・・)が照射される光
ディスク(20)における異なるデータ位置(30)は、放射方
向へ連続して並ぶトラック部分である必要はなく、例え
ば所定個数だけ飛び飛びのトラック部分であってもよ
い。 【０００７】光学手段(40,60)は、各光ディスク部光ス
ポット(32a,32b,・・・)からの各反射光(27a,27b,・・・)につ
いて、所定の光学処理を施し、これにより、各反射光(2
7a,27b,・・・)が各光検出器(24a,24b,・・・)に到達して、各
光検出器(24a,24b,・・・)に生成する光検出器部光スポッ
ト(28a,28b,・・・)は、第１の方向(45)へ狭められた寸法
となる。結果、各光検出器(24a,24b,・・・)における光検
出器部光スポット(28a,28b,・・・)は、光検出器(24a,24b,
・・・)の列方向へ適当に間隔を広げられることとなり、各
光検出器(24a,24b,・・・)は、対応の光検出器部光スポッ
ト(28a,28b,・・・)を正しく入射されて、その入射光の光
量変化を精確に検出して、光ディスク(20)の対応データ
位置(30)のデータの読出し精度を向上できる。 【０００８】この発明の光ピックアップ装置(11)によれ
ば、光学手段(40)はシリンドリカルレンズ(40)である。
このシリンドリカルレンズ(40)は、その中心を通る中心
面を第１の方向(45)及び第２の方向(46)を含む平面に揃
えられ、かつシリンドリカル面41の母線(42)が第２の方
向(46)へ合わせられている。 【０００９】この発明の光ピックアップ装置(11)によれ
ば、光学手段(60)は平行平面型光透過板(60)である。こ
の平行平面型光透過板(60)は、第１の方向(45)及び第２
の方向(46)の両方に平行な平面位置に対して第２の方向
(46)の周りの回転により傾斜している。 【００１０】平行平面型光透過板(60)について第１の方
向(45)及び第２の方向(46)の両方に平行な平面位置と
は、具体的には、図７のニ点鎖線枠内の破線位置を示し
ている。図７では、第２の方向(46)は紙面に垂直の方向
である。平行平面型光透過板(60)は、図７において実線
で図示されているように、破線位置に対して第２の方向
(46)の周りの回転により傾斜している。 【００１１】 【発明の実施の形態】以下、発明の実施の形態について
図面を参照して説明する。図１は光ディスクドライブ装
置10の光ピックアップ装置11の構成を概略的に示す図、
図２は図１の光ディスク20における光スポット32a,32b,
32cの形成を示す図である。半導体レーザ12は１個のレ
ーザ光源を含む。回折格子板13は、半導体レーザ12とビ
ームスプリッタ14との間に配置される。レーザ光が回折
格子板13を通過するのに伴い、２個の仮想光源に対応す
る回折光16b,16cが生成されるようになっているが、こ
れは図１及び図２における説明の簡単化のためであり、
仮想光源の個数ｎは、回折格子板13における回折格子パ
ターンにより、２個以外の１,３,４,・・・個等、適宜
設定できる。なお、図４以降では、ｎ＝４として、説明
している。回折格子板13は、半導体レーザ12とビームス
プリッタ14との間に配置され、半導体レーザ12からのレ
ーザ光の内、回折格子板13により回折しない光は、直進
して、非回折光16aとなり、回折される光は回折光16b,1
6cとなる。非回折光16a及び回折光16b,16cは、ビームス
プリッタ14を直進して、通過し、対物レンズ15へ向か
う。対物レンズ15は、入射される非回折光16a及び回折
光16b,16cを屈折させて、光源に対応する個数の光スポ
ット32a,32b,32c（図２。以下、「光ディスク部光スポ
ット(32a,32b,・・・」と言う。）を例えばＣＤやＤＶＤ等
の光ディスク20に形成する。なお、図では、ビームスプ
リッタ14と対物レンズ15との間のコリメータレンズが省
略されているが、コリメータレンズが省略されないもの
もある。光ピックアップ装置11では、対物レンズ15は、
ビームスプリッタ14からの入射光を受けつつ、光ディス
ク20との距離をフォーカスサーボ（図示せず）により調
整されて、適切な光ディスク部光スポット32a,32b,32c
を光ディスク20に形成するようになっている。図２にお
いて、光ディスク20の表面には、複数個のトラック30が
所定間隔を空けて延び、各トラック30には、ピット（又
はマーク）31が、記録データに対応して、形成されてい
る。各光ディスク部光スポット32a,32b,32cは、隣接す
る別々のトラック30に形成される。各光ディスク部光ス
ポット32a,32b,32cの反射光27a,27b,27cは、対物レンズ
15を逆進し、ビームスプリッタ14において直角に反射
し、検出レンズ用シリンドリカルレンズ40を通過してか
ら、光検出器配列部23のフォトダイオード24a,24b,24c
にそれぞれ入射する。光検出器配列部23におけるフォト
ダイオード24a,24b,24cは、中心の反射光27aの光軸に対
してほぼ直角の平面において反射光27a,27b,27cの列方
向へほぼ一列に配列され、反射光27a,27b,27cの光量に
関係する電気信号を信号処理部25へ出力する。信号処理
部25はフォトダイオード24a,24b,24cからの電気信号か
ら光ディスク20の各トラック30のデータを抽出する。 【００１２】 図３は図１の検出レンズ用シリンドリカ
ルレンズ４０の斜視図である。母線４２は検出レンズ用
シリンドリカルレンズ４０のシリンドリカル面４１の母
線を示している。 【００１３】図４は検出レンズ用シリンドリカルレンズ
40を通過した各反射光27a,27b,27c,27d.27eにより各フ
ォトダイオード24a,24b,24c,24d,24eに生成される光検
出器部光スポット28a,28b,28c,28d,28eの形状を示して
いる。反射光27aは、反射光27a,27b,27c,27d,27eの列の
中央の反射光として定義され、反射光27b,27dと反射光2
7c,27eとは反射光27aに対して対称の位置関係にあるも
のとして定義され、反射光27b,27dの順で反射光27aから
遠ざかっているものとして定義されている。光検出器配
列部23のフォトダイオード24a,24b,24c,24d,24eの受光
面は、反射光27aの光軸に対してほぼ直角の平面（以
下、「基準面」と言う。）に揃えられ、検出器配列方向
45は、光検出器配列部23におけるフォトダイオード24a,
24b,24c,24d,24eの列方向を示し、配列部幅方向46は、
基準面に平行でかつ検出器配列方向45に対して直角方向
となっている。検出レンズ用シリンドリカルレンズ40
は、その中心を通る横断面方向の中心面が、上記定義の
基準面となるように揃えられるとともに、母線42が配列
部幅方向46に合わせられて、ビームスプリッタ14と光検
出器配列部23との間の反射光27a,27b,27c,27d.27eの経
路内に配置される。フォトダイオード24a,24b,24cは、
検出器配列方向45及び配列部幅方向46へ２等分割され、
各分割区分に別体で配置される計４個のフォトダイオー
ド26から構成されている。この光ディスクドライブ装置
10は、トラッキングサーボに関して位相差法を採用して
おり、反射光27a,27b,27c,27d,27eの列の中央の反射光2
7aからの各フォトダイオード26への入射光量をそれぞれ
検出して、それらよりサーボエラー信号を生成している
とともに、フォトダイオード26の合計の出力をフォトダ
イオード24aの出力として、データを検出している。各
反射光27a,27b,27c,27d.27eは、検出レンズ用シリンド
リカルレンズ40を通過後、対応のフォトダイオード24a,
24b,24c,24d,24eに光検出器部光スポット28a,28b,28c,2
8d,28eを生成する。各フォトダイオード24a,24b,24c,24
d,24eに生成される光検出器部光スポット28a,28b,28c,2
8d,28eは、反射光27a,27b,27c,27d.27eが検出レンズ用
シリンドリカルレンズ40を通過することにより、検出器
配列方向45の寸法を狭められ、また、配列部幅方向46の
寸法を結像面に位置によっては広げられ、配列部幅方向
46へ長い例えば楕円形状や小判形状となる。これによ
り、検出器配列方向45へ隣接関係にある光検出器部光ス
ポット同士は、検出器配列方向45への相互の間隔を増大
され、強度分布がほぼ零の反射光無し範囲47が隣接関係
の光検出器部光スポット間に生成されることになる。結
果、各フォトダイオード24a,24b,24c,24d,24eは、検出
器配列方向45へ隣接関係の反射光からの入射を防止さ
れ、対応の反射光27a,27b,27c,27d.27eだけの光量変化
を正しく検出して、データの読出し精度を高められる。 【００１４】図５は検出レンズ用シリンドリカルレンズ
40により検出器配列方向45の反射光27a,27b,27c,27d.27
eの列方向断面寸法48が縮小して行く様子を示してい
る。検出レンズ用シリンドリカルレンズ40は、両側にシ
リンドリカル面41及び球面43を有しており、シリンドリ
カル面41及び球面43は、図５では、それぞれ反結像面44
側及び結像面44側に向けられている。光束は、検出レン
ズ用シリンドリカルレンズ40を通過するのに伴い、球面
43により絞られつつ、シリンドリカル面41により検出器
配列方向45へ寸法を減少され、また、場合によっては配
列部幅方向46（紙面に対して直角方向であり、図５には
示されない。）へ寸法を広げられ、結像面44では、検出
器配列方向45の列方向断面寸法48を十分に狭められる。 【００１５】図６は検出レンズ用シリンドリカルレンズ
40の代わりに検出用球面レンズ50を用いたもの、すなわ
ち従来の光ピックアップ装置における光検出器部光スポ
ット28a,28b,28c,28d,28eの生成状態を示している。検
出用球面レンズ50の場合には、光検出器部光スポット28
a,28b,28c,28d,28eは円形となり、検出器配列方向45へ
の寸法を縮小されないので、検出器配列方向45の隣接関
係にある光検出器部光スポット同士が検出器配列方向45
へ部分的に重複することになり、光検出器配列部23にお
ける検出器配列方向45の光の強度分布に反射光重複範囲
49が生じる。これにより、検出器配列方向45へ隣接関係
のフォトダイオード24a,24b,24c,24d,24eは、対応の反
射光27a,27b,27c,27d.27e以外に、対応の反射光27a,27
b,27c,27d.27eとは検出器配列方向45へ隣接関係にある
も部分的に入射されることになり、各フォトダイオード
24a,24b,24c,24d,24eが検出する反射光27a,27b,27c,27
d.27eの光量の精度が低下することになる。 【００１６】図７は光ディスクドライブ装置10の別の光
ピックアップ装置11の構成図である。この光ピックアッ
プ装置11では、図１の光ピックアップ装置11の検出レン
ズ用シリンドリカルレンズ40の代わりに、光透過性平行
平板60が設けられる。光透過性平行平板60は、上記定義
の基準面に対して、検出器配列方向45の両端を反射光27
aの光軸方向へそれぞれ反対方向へ相互に偏倚させて、
ビームスプリッタ14と光検出器配列部23との間に配設さ
れている。換言すると、図７のニ点鎖線枠内に、光透過
性平行平板60の位置が詳細に記載されているように、光
透過性平行平板60は、検出器配列方向45及び配列部幅方
向46（配列部幅方向46は図５の紙面に対して直角方向で
ある。）に対して平行な平面位置（ニ点鎖線枠内の破線
位置）に対して、配列部幅方向46の周りの回転により傾
斜した実線位置となっている。光束が、その進行方向に
対して傾斜しいる光透過性平行平板を通過することによ
り、傾斜側両端寸法を狭められ、非傾斜側両端寸法を広
けられた横断面になることは、光学分野において周知の
ことである。この周知の性質を利用して、光透過性平行
平板60により、検出レンズ用シリンドリカルレンズ40の
場合と同様に、図４に示すような光検出器部光スポット
28a,28b,28c,28d,28eが各フォトダイオード24a,24b,24c
において得られ、各フォトダイオード24a,24b,24c,24d,
24eにおいて、対応の反射光27a,27b,27c,27d.27eとは隣
接関係の反射光の入射を抑制されて、対応の反射光27a,
27b,27c,27d.27eのみの光量変化を適切に検出すること
ができる。 【００１７】図８は光透過性平行平板60による光束断面
の変化の原理の概略説明図である。Ｖ及びＨはそれぞれ
鉛直方向および水平方向を示している。この光透過性平
行平板60は、Ｈ方向両端は光軸方向へ等位置に保持しつ
つ、Ｖ方向両端を光軸方向へ相互に偏依させている。こ
れにより、Ｖ方向では、光軸に対して対称位置の通過光
について光透過性平行平板60における光路長Ｌ１,Ｌ２
に差が生じ、Ｖ方向の結像個所Ｆｖは、Ｈ方向の結像個
所Ｆｈよりもｄだけ進行方向先方となる。結果、光束横
断面は、光透過性平行平板60から遠ざかるに連れ、最初
は、Ｖ方向へ長い楕円を維持しつつ、長軸寸法を漸減
し、所定点を過ぎると、次は、Ｈ方向へ長い楕円を維持
しつつ、長軸寸法を漸増させていく。

【図面の簡単な説明】 【図１】図１の光ディスクにおける光スポットの形成を
示す図である。 【図２】図１の光ディスクにおける光スポットの形成を
示す図である。 【図３】図１の検出レンズ用シリンドリカルレンズの斜
視図である。 【図４】検出レンズ用シリンドリカルレンズを通過した
各反射光により各フォトダイオードに生成される光検出
器部光スポットの形状を示す図である。 【図５】検出レンズ用シリンドリカルレンズにより検出
器配列方向の反射光の列方向断面寸法が縮小して行く様
子を示す図である。 【図６】検出レンズ用シリンドリカルレンズの代わりに
検出用球面レンズを用いた従来の光ピックアップ装置に
おける光検出器部光スポットの生成状態を示す図であ
る。 【図７】光ディスクドライブ装置の別の光ピックアップ
装置の構成図である。 【図８】光透過性平行平板による光束断面の変化の原理
の概略説明図である。 【符号の説明】 １１ 光ピックアップ装置 ２０ 光ディスク ２４ａ−ｅ フォトダイオード（光検出器） ２７ａ−ｅ 反射光 ３０ トラック（データ位置） ３２ａ−ｃ 光ディスク部光スポット ４０ 検出レンズ用シリンドリカルレンズ（光学手
段） ４５ 検出器配列方向（第１の方向） ４６ 配列部幅方向（第２の方向） ６０ 光透過性平行平板（光学手段平行平面型光透過
板）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G11B 7/14 G11B 7/09

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 ほぼ一列に並ぶほぼ円形の複数個の光デ
   ィスク部光スポット（３２ａ，３２ｂ，・・・）の各々
   を、光ディスク（２０）の放射方向の異なる各データ位
   置（３０）に生成し、各光ディスク部光スポット（３２
   ａ，３２ｂ，・・・）からの反射光（２７ａ，２７ｂ，
   ・・・）に因る光検出器部光スポット（２８ａ，２８
   ｂ，・・・）を、それら反射光（２７ａ，２７ｂ，・・
   ・）の列方向へほぼ一列に並ぶ複数個の光検出器（２４
   ａ，２４ｂ，・・・）の各々に照射し、各光検出器（２
   ４ａ，２４ｂ，・・・）の入射光量の変化から各データ
   位置（３０）のデータを読み出すようにしている光ピッ
   クアップ装置（１１）において、 前記光検出器（２４ａ，２４ｂ，・・・）の列方向を第
   １の方向（４５）、及び第１の方向（４５）及び前記反
   射光（２７ａ，２７ｂ，・・・）の進行方向に対してほ
   ぼ直角の方向を第２の方向（４６）とそれぞれ定義し、
   各光検出器部光スポット（２８ａ，２８ｂ，・・・）が
   第１の方向（４５）へ狭められるように、反射光（２７
   ａ，２７ｂ，・・・）の経路途中に平行平面型光透過板
   （６０）を配設しており、この平行平面型光透過板（６
   ０）は、第１の方向（４５）及び第２の方向（４６）の
   両方に平行な平面位置に対して第２の方向（４６）の周
   りの回転により傾斜していることを特徴とする光ピック
   アップ装置。