JP4007094B2 - 光ピックアップ装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＣＤ、ＤＶＤ等の光ディスクの記録、再生に使用する光ピックアップ装置に係り、特に、直行系の光路と折り曲げ系の光路とが合流するようにした光ピックアップ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、光ディスクにレーザ光を照射する光ピックアップ装置において、各々異なる波長のレーザ光を照射する、いわゆるコンボ・ピックアップと呼ばれる光ピックアップ装置が知られている。光ディスクには、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ（Ｗ）、ＤＶＤ等の異なる規格のメディアが存在しており、異なるメディアにおいてデータの記録、再生に用いるレーザ光の波長が異なる場合がある。このように使用レーザ光の波長が異なる場合には、光ディスク駆動装置には、メディアに適した波長のレーザ光を出力可能な光源を備えた光ピックアップを設けることが必要となる。最近の光ディスク駆動装置では、異なる規格の光ディスクを利用可能とし、さらに光ピックアップを共用して装置コストの低減を図ったものが提案されている。該光ピックアップでは、通常は、異なる波長のレーザ光を出力する光源をそれぞれ用意し、各光源から出力されるレーザ光の光路を合流させ、合流以降の光学系を共通にして単一の光ピックアップとしている。
【０００３】
また、光ピックアップでは、光ディスクにレーザ光を照射して反射光を受光する際に、トラッキングエラーを検出するために、通常は、先行／後行サブスポットを含めた３ビームによってレーザ光を照射する。該３ビームレーザ光は、光源から出力されたレーザ光をグレーティングによる回折を利用して分割することにより得られる。該３ビームレーザ光は、異なる波長のレーザ光を利用可能とした光ピックアップにおいても必要とされ、上記グレーティングは各光源に対し用意される。
【０００４】
図４、５に従来のコンボ・ピックアップの光学系の一構成（往路系）を示す。図において、Ｌ１が直行系のレーザ光光路であり、Ｌ２が折り曲げ系のレーザ光光路である。直行系では、レーザ光がグレーティング３、ビームスプリッタ７を通って立ち上げミラー８で反射され、対物レンズ９（図４では省略）を通って光ディスク１に到達する光路Ｌ１が形成される。また、折り曲げ系では、レーザ光がグレーティング５を通ってビームスプリッタ７で反射され、更に立ち上げミラー８で反射され、対物レンズ９を通って光ディスク１に到達する光路Ｌ２が形成される。レーザ光光路Ｌ１とレーザ光光路Ｌ２はビームスプリッタ７において合流している。図中、Ｔは光ディスク１のトラックを表し、Ｒは光ディスク１の回転方向を表している。
【０００５】
各レーザ光光路Ｌ１、２を進行するレーザ光は、それぞれグレーティング３、５を通過する際に回折され、０次回折光および±１次回折光が光ディスク１に照射され、±１次回折光は３ビーム法の先行／後行サブスポットとして光ディスク１上に配置される。その位置は、トラッキング・エラー信号の検出方式とトラック・ピッチ、光ディスク１上のスポット間隔から導かれるグレーティング傾け角Φによって決められる。先行サブスポットを光ディスクＤの外周側に配置するためには、直行系のレーザ光を回折するグレーティング３の格子４を背後から見て時計回りに角度Φで回転させ、折り曲げ系のレーザ光を回折するグレーティング５の格子６を背後から見て反時計回りに角度Φで回転させる。この角度Φは、３ビーム配置角と呼ばれる。上記光ピックアップでは、図５に示すようにレーザ光は、光ディスクの面方向に沿って進行し、立ち上げミラー８によって光ディスクに向けて反射されるので、各部材を光ディスクの面方向に並べて配置でき、光ピックアップ装置の高さＨを小さくして光ピックアップの薄型化が可能になる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ノートパソコン用のディスクドライブなどの需要が高まり、光ピックアップ装置のさらなる薄型化が要望されている。図５に示したように従来装置においても立ち上げミラー８を使用して装置の高さＨを薄型化しているが、その後、薄型化が加速し、得られる部品寸法に比べて、求められる装置高さが限界となっている。
【０００７】
従来、光ピックアップの薄型化を果たすため、基板内にグレーティングを予め所定の角度で回転させて形成するプリセット方式が考案されているが（例えば、特開平７−２３５０６０号、特開平８−９６３９８号、特開平８−２８７５０９号公報等参照）、いずれも１つの光源を有する装置に関するものであり、２以上の光源を有する光ピックアップ装置において光ピックアップをさらに効果的に薄型化する手段については知られていない。
【０００８】
本発明は、上記の諸事情を背景としてなされたものであり、２波長タイプなどの少なくとも２つの光源を有する光ピックアップ装置をより効果的に薄型化できる手段を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成する本発明の光ピックアップ装置のうち請求項１記載の発明は、異なる光源と、各光源から出力されたレーザ光の各光路にそれぞれ配置されたグレーティングと、前記各光路が合流する合流部と、合流した光路に配置され、該光路のレーザ光を偏向して光ディスクに照射する光偏向部とを備え、一の光源は、出力されたレーザ光が前記合流部を介して前記光偏向部に直行するとともに前記合流部から前記光偏向部に向かうレーザ光が偏向方向に対し狭角で光ディスクの面方向に対し角度θを有して前記光偏向部に入射されるように配置され、他の光源は、出力されたレーザ光が前記合流部で折り曲げられ、該合流部から上記一の光源の光路と合流して前記光偏向部に向かうように配置されており、さらに、前記直行する光路に配置されたグレーティングは、回折方向が基準方向に対しグレーティング傾き角Φの傾きを有し、前記折り曲げられる光路に配置されたグレーティングは、回折方向が基準方向に対し、角度（θ−Φ）の傾きを有するように配置可能とされていることを特徴とする。
【００１０】
請求項２記載の光ピックアップ装置は、それぞれが波長の異なるレーザ光を光ディスクの略面方向に沿って出力する２つの光源と、各光源から出力されたレーザ光の各光路にそれぞれ配置されたグレーティングと、前記各光路が合流する合流部と、合流した光路に配置され、該光路のレーザ光を光ディスクの厚さ方向に偏向して光ディスクに照射する光偏向部とを備え、一の光源は、出力されたレーザ光が前記合流部を介して前記光偏向部に直行するとともに前記合流部から前記光偏向部に向かうレーザ光が偏向方向に対し狭角で光ディスクの面方向に対し角度θを有して前記光偏向部に入射されるように配置され、二の光源は、出力されたレーザ光が前記合流部で略面方向に沿って折り曲げられ、該合流部から上記一の光源の光路と合流して前記光偏向部に向かうように配置されており、さらに、前記直行する光路に配置されたグレーティングは、回折方向が光ディスクの厚さ方向に対しグレーティング傾き角Φで傾きを有し、折り曲げられる前記光路に配置されたグレーティングは、回折方向が光ディスクの厚さ方向に対し、角度（θ−Φ）で傾きを有するように配置可能とされていることを特徴とする。
【００１１】
請求項３記載の光ピックアップ装置は、請求項１または２記載の発明において、前記光偏向部は反射面を有しており、該反射面が光ディスクの面方向に対し、角度（４５°−θ／２）を有していることを特徴とする。
【００１２】
請求項４記載の光ピックアップ装置は、請求項１〜３のいずれかに記載の発明において、各グレーティングは、回折方向が前記傾きを有し、かつその外形形状が光ディスクの面方向に沿うように設置されていることを特徴とする。
【００１３】
請求項５記載の光ピックアップ装置は、請求項１〜４のいずれかに記載の発明において、前記合流部がビームスプリッタであることを特徴とする。
【００１４】
請求項６記載の光ピックアップ装置は、請求項１〜５のいずれかに記載の発明において、前記光偏向部がミラーまたはハーフミラーであることを特徴とする。
【００１５】
請求項７記載の光ピックアップ装置は、前記グレーティングは、通過するレーザ光を０次光および±１次回折光の３ビームに分割するものであることを特徴とする。
【００１６】
【作用】
上記のように構成される本発明の光ピックアップ装置によれば、直行系と折り曲げ系の光を共に光ディスクの面方向に対し斜めに進行させているので、装置の薄型化を可能にする。そして各光源に対するグレーティングがグレーティング傾き角で傾きを有するように配置すれば、各光源から出力されたレーザ光を利用する場合に、それぞれトラッキングエラーを検出するための先行／後行サブスポットを配置することができる。これに加えて、折り曲げ系の光を回折するグレーティングを、上記傾斜角θと３ビーム配置角Φに対応させた角度でプリセットしておけば、グレーティングを装置内で回転調整させる必要がなく、薄型化における不利を除くことができる。この結果、ホログラム・ユニットなどの大型の光学素子の使用も可能にする。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施形態を図１、２を参照して説明する。
図１は、コンボ・ピックアップの光路を示す概略図であり、図２は、折り曲げ系の光源を視点とする図である。なお、図４、５に示す従来の光ピックアップ装置と同様の構成については同一の符号を付している。
【００１８】
光ディスク１の厚さ方向に沿って立ち上げミラー１８および対物レンズ９が配置されており、立ち上げミラー１８は、ディスク面方向に対し（４５°−θ／２）の角度を有する反射面１８ａを有している。該反射面１８ａには、光ディスク１の面方向に対し、角度θでレーザ光が入射するように合流光路Ｌ１３が設定されている。これにより合流光路Ｌ１３は、立ち上げミラー１８の偏向方向、すなわち光ディスク１の厚さ方向と狭角（９０°−θ）をなしている。なお、角度θは特定の角度に限定されるものではないが、後述するように光ピックアップの薄型化に効果があるように適宜定める。
【００１９】
上記合流光路Ｌ１３の始端にはビームスプリッタ１７が配置されている。該ビームスプリッタ１７は、上記合流光路Ｌ１３に向かって直進する光路Ｌ１１に沿って入射するレーザ光を透過させ、合流光路Ｌ１３に直交する光路Ｌ１２（光ディスク１の面方向に沿う）に沿って入射するレーザ光を９０°に折り曲げて合流光路Ｌ１３に偏向させる。このため、ビームスプリッタ１７は、光路Ｌ１１、Ｌ１３に沿うように、光ディスク１の面方向に対し角度θで傾斜して配置されている。
【００２０】
また、上記光路Ｌ１１の始端側には図示しない光源が配置され、該光源の出力側で上記光路Ｌ１１にグレーティング１３が配置されている。該グレーティング１３は、光路Ｌ１１に対し直交するように傾斜している。すなわち、光ディスク１の厚さ方向に対し角度θで傾斜している。したがって該グレーティング１３の基準方向も、通常は光ディスク１の厚さ方向であるのに対し、該厚さ方向から立ち上げミラー１８側に角度θで傾斜している。さらに、格子１４は、光ディスク１に先行／後行サブスポットを配置するために、回折方向（格子１４の列方向）は光路Ｌ１１を軸にして上記基準方向から角度Φで回転方向に傾斜している。該傾斜では、先行スポットを光ディスク１の外周側に配置するためには、回折方向は光源側からみて基準方向から時計回りに角度Φで傾斜している。
上記傾斜θにより、グレーティング１３および図示しない光源は、上記傾斜配置によって光ディスク１に近づく方向に配置され、薄型化に寄与する。
また、立ち上げミラー１８は、光路Ｌ１３を通るレーザ光が光ディスクの厚さ方向に傾斜しているので、厚さ方向に確保する裕度を小さくでき、したがって該ミラー１８の厚さを小さくして装置の薄型化を促進することができる。
【００２１】
さらに、直行系のレーザ光光路Ｌ１１を傾斜θで斜めに配置したのに対応させて、折り曲げ系のレーザ光光路Ｌ１２も上記ビームスプリッタ１７に向かい、該ビームスプリッタ１７でレーザ光光路Ｌ１１と合流後に、レーザ光光路Ｌ１３に沿って斜めに配置される。このため、レーザ光光路Ｌ１２の始端側にある光源およびグレーティング１５は、光ディスク１側に近づくように配置される。さらに、グレーティング１５における格子１６の基準方向も、上記グレーティング１３の基準方向に合わせて、光ディスク１の厚さ方向に対し、立ち上げミラー１８側に角度θで傾斜している。さらに、該レーザ光光路Ｌ１２においても、該光路を進むレーザ光によって光ディスク１に先行／後行サブスポットを配置するために、グレーティング１５の回折方向（格子１６の列方向）は上記基準方向から角度Φで傾斜している。なお、この光路Ｌ１２におけるレーザ光によっても先行スポットを光ディスク１の外周側に配置するために、回折方向は光源側からみて基準方向から反時計回りに角度Φで傾斜している。すなわち、この回折方向は、光ディスク１の厚さ方向に対し、（θ−Φ）の角度で傾斜している。
【００２２】
以上のように、直行系の光路を光ディスクに近づくように斜めに配置し、これにあわせて折り曲げ系の光路も光ディスクに近づけるように配置したので、光ピックアップ装置の高さＨ１（高さＨ１＜Ｈ）が小さくなり、さらなる薄型化が達成される。しかも、各光源から出力されるレーザ光において、それぞれ先行／後行ビームスポットを光ディスクに配置してトラッキングエラーを検知することが可能になる。
【００２３】
なお、上記の実施形態では、グレーティング１５は、角度θで傾斜して配置されるように回転調整するため、厚さ方向の外形形状においては傾斜によって寸法が増大してしまい、薄型化のマイナス要因となる。
図３は、上記グレーティング１５の外形形状が光ディスク１の面方向に沿うように角度θで回転させてプリセットしている。これによりグレーティング１５の外形形状に制約される光ピックアップの高さＨ２がさらに小さくなる（Ｈ２＜Ｈ１）。
【００２４】
以上のように、折り曲げ系の光路のグレーティング１５を斜め入射の角度θと、３ビーム配置角Φに対応させた角度でプリセットすることによって、グレーティング１５を装置内で回転させる必要を無くすることができ（但し、微調整程度の僅かな回転を除く）、装置の高さを抑えることができる。また、グレーティング１５をプリセットして装置内で回転する必要がなく、ホログラム・ユニットなどの大型の光学素子の使用の自由度を確保することができる。
【００２５】
以上、２波長のレーザ光を用いる光ピックアップ装置の実施形態について説明したが、本発明としては３波長以上のレーザ光を用いる光ピックアップ装置でも同様に適用できることは勿論である。
【００２６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の光ピックアップ装置によれば、グレーティングを斜め入射の角度と３ビーム配置角に対応させて配置したので、装置の薄型化を可能にする。さらにグレーティングを傾斜した状態でプリセットすればグレーティングの装置内での回転を極小に抑えてさらなる薄型化を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施形態を示す光路を示す概略図である。
【図２】 同じく折り曲げ系光源から視た光路を示す概略図である。
【図３】 グレーティングが斜め入射と３ビーム配置角に対応させてプリセットされている状態を示す概略図である。
【図４】 従来のコンボ・ピックアップの概略図である。
【図５】 同じく折り曲げ系光源から視た光路を示す概略図である。
【符号の説明】
１ 光ディスク
３ グレーティング
４ 格子
５ グレーティング
６ 格子
７ ビームスプリッタ
８ 立ち上げミラー
９ 対物レンズ
１３ グレーティング
１４ 格子
１５ グレーティング
１６ 格子
１７ ビームスプリッタ
１８ 立ち上げミラー
１８ａ 反射面
Ｌ１ レーザ光光路
Ｌ２ レーザ光光路
Ｌ１１ レーザ光光路
Ｌ１２ レーザ光光路
Ｌ１３ 合流光路
Ｒ 回転方向
Ｔ トラック

Claims (7)

1. 異なる光源と、各光源から出力されたレーザ光の各光路にそれぞれ配置されたグレーティングと、前記各光路が合流する合流部と、合流した光路に配置され、該光路のレーザ光を偏向して光ディスクに照射する光偏向部とを備え、一の光源は、出力されたレーザ光が前記合流部を介して前記光偏向部に直行するとともに前記合流部から前記光偏向部に向かうレーザ光が偏向方向に対し狭角で光ディスクの面方向に対し角度θを有して前記光偏向部に入射されるように配置され、他の光源は、出力されたレーザ光が前記合流部で折り曲げられ、該合流部から上記一の光源の光路と合流して前記光偏向部に向かうように配置されており、さらに、前記直行する光路に配置されたグレーティングは、回折方向が基準方向に対しグレーティング傾き角Φの傾きを有し、前記折り曲げられる光路に配置されたグレーティングは、回折方向が基準方向に対し、角度（θ−Φ）の傾きを有するように配置可能とされていることを特徴とする光ピックアップ装置。
2. それぞれが波長の異なるレーザ光を光ディスクの略面方向に沿って出力する２つの光源と、各光源から出力されたレーザ光の各光路にそれぞれ配置されたグレーティングと、前記各光路が合流する合流部と、合流した光路に配置され、該光路のレーザ光を光ディスクの厚さ方向に偏向して光ディスクに照射する光偏向部とを備え、一の光源は、出力されたレーザ光が前記合流部を介して前記光偏向部に直行するとともに前記合流部から前記光偏向部に向かうレーザ光が偏向方向に対し狭角で光ディスクの面方向に対し角度θを有して前記光偏向部に入射されるように配置され、二の光源は、出力されたレーザ光が前記合流部で略面方向に沿って折り曲げられ、該合流部から上記一の光源の光路と合流して前記光偏向部に向かうように配置されており、さらに、前記直行する光路に配置されたグレーティングは、回折方向が光ディスクの厚さ方向に対しグレーティング傾き角Φの傾きを有し、折り曲げられる前記光路に配置されたグレーティングは、回折方向が光ディスクの厚さ方向に対し、角度（θ−Φ）の傾きを有するように配置可能とされていることを特徴とする光ピックアップ装置。
3. 前記光偏向部は反射面を有しており、該反射面が光ディスクの面方向に対し、角度（４５°−θ／２）を有していることを特徴とする請求項１または２記載の光ピックアップ装置。
4. 各グレーティングは、回折方向が前記傾きを有し、かつその外形形状が光ディスクの面方向に沿うように設置されていることを特徴とする請求光１〜３に記載の光ピックアップ装置。
5. 前記合流部がビームスプリッタであることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の光ピックアップ装置。
6. 前記光偏向部がミラーまたはハーフミラーであることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の光ピックアップ装置。
7. 前記グレーティングは、通過するレーザ光を０次光および±１次回折光の３ビームに分割するものであることを特徴とする光ピックアップ装置。

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