JP4357557B2 - 光ヘッド,および光ディスク装置 - Google Patents
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Description
しかしながら,光学倍率を大きくすると,光路長を長くすることが必要となり,光ヘッドが長く,あるいは大きくなる可能性がある。即ち,多層光ディスクからの再生時のS/N比を低減させることは,光ヘッドのコンパクト化の要請に反する可能性がある。
上記に鑑み,本発明は,多層光ディスクからの再生時のS/N比の低減と,光ヘッドのコンパクト化の両立が容易な光ヘッド,および光ディスク装置を提供することを目的とする。
(第1の実施の形態)
図1は,本発明の第1実施形態に係る光ディスク装置10を表す斜視図である。図2は,光ディスク装置10の電気的構成を示すブロック図である。
ディスクモータ制御回路51,変調回路52,レーザ制御回路53,サーボ回路55,データ再生回路56,PLL回路57等は,バス58を介してCPU(Central Processing Unit)63によって制御される。
光ヘッド100の内部構成を説明する。
図3,図4は,光ヘッド100を表す上面図および側面図である。図5は,図3の光学部品配置を拡大した拡大図である。なお,見やすさのため,ベース130の最大外形を破線で表している。
LDD(レーザダイオードドライブ)106は,青色レーザ素子101および2波長レーザ素子102を駆動する駆動回路である。
TM(トリクロイックミラー)113は,第1の波長の光を透過し,第2,第3の波長の光を反射する光学素子である。TM113は,三角形状(光路に対して傾斜する出射面)を有し,透過光を屈折させてその方向を変化させる。この結果,透過光と反射光の方向が一致する。
DM(ダイクロイックミラー)116は,第2,第3の波長の光を反射する。
CDL(シリンドリカルレンズ)118は,入射光に非点収差を与える。トラッキングのためである。
アクチュエータ125は,フォーカシングおよびトラッキングのため,OL124を光ディスクDの面の垂直,および水平(半径)方向に移動させる。
A.第1の波長の光
第1の波長の光の光路を説明する。
青色レーザ素子101から,第1の波長で,大部分が第2の偏光状態(p偏光)のレーザ光が出射され,PBS111に入射する。(例えば,概ね95%が第2の偏光状態であり,概ね5%が第1の偏光状態である。)PBS111に入射された光は,大部分が透過され,一部が反射される。(例えば概ね95%が透過され,概ね5%が反射される。)
一方,PBS111を透過した光は,TM112によって反射された後,TP114を透過する。
第2,第3の波長の光の光路を説明する。
2波長レーザ素子102から出射された第2,第3の波長の光は,DM116で反射され,GT117により3つのビーム(1の信号再生用ビームと,2のトラッキング補償用ビーム)に分けられる。
CL115透過後,往路と偏光が90°異なるため,TP114を透過し,TM112を透過する。TM112を透過した光は,CDL118で非点収差を付与され,2波長データ光検出器104に入射する。
APCの光学系について説明する。
既述のように,青色レーザ素子101から出射される第1の光の一部が,PBS(偏光ビームスプリッタ)111によって反射される。2波長レーザ素子102から出射される第2,第3の光の一部が,TP(トリクロイックプリズム)114を透過する。
α= φ+ θ
sin θ = n * sin φ = n * sin (α- θ) ……式(1)
α:TM112での第1の波長の光の反射角の2倍
φ:TM113の出射面での第1の波長の光の入射角
θ:TM113の出射面での第1の波長の光の屈折角
(TM113での第2,第3の波長の光の反射角)
n:TM113の構成材料の屈折率
そこで,TM113を構成する一般的な材料(ガラス)の屈折率がn=1.5であることを考慮すると,出射角θは30〜50°となる。
以下,光ヘッド100の利点を説明する。
(1)多層の光ディスクDでの高S/N比の確保が容易
多層の光ディスクDから情報を再生する場合,再生の対象となる再生層と異なる再生層(非再生層)からの光の反射がノイズの原因となる。即ち,再生層,非再生層の双方からの反射光が青色データ光検出器103,あるいは2波長データ光検出器104に入射し,S/N比が低下するおそれがある(層間クロストーク)。
HD−DVDの2層ディスクでは,層間の距離が小さく,層間クロストークが大きくなり易いため,光学倍率を大きくする必要性が高い(例えば,7倍以上)。
ところで,第1の波長の光での光学倍率を大きくするためには,光ディスクDから青色データ光検出器103に至る光路長を長くすることが必要となる。この結果,光ヘッドが大型化し,コンパクト化の要請に反する可能性がある。また,光ヘッドが半径方向に長くなると,共振し易くなり,この共振がサーボ制御の不安定の原因となる。
以上のように,光ヘッド100を適切なサイズとし,ベース130での共振を低減し,サーボ制御の安定性を確保できる。
第1〜第3の波長の光を単一のAPC用光検出器105に集光させたことから,APC用の部品の点数が低減される。
2波長レーザ素子102,2波長データ光検出器104を用いて,第2,第3の波長用の部品点数を低減している。なお,後述のように,第1,第2のレーザ素子をLDD106側に配置した場合,どちらかのレーザ素子はLDD106の極めて近くに(例えば真下に)配置されるため,発光素子の温度上昇(熱暴走)を招く畏れがある。
LDD106側の発光素子を第1の波長のLD(青色レーザ素子101)のみとしたことで,発光素子の温度上昇が防止される。仮に,LDD106の近くに,第1,第2の波長のLDを配置した場合,LDD106とこれらLD間の距離が近接し,放熱が悪くなり,LDの温度が上昇するおそれがある。LDの温度上昇はその光出力の低下を招く。この光出力の低下を防止するため,LDにより多くの電力が入力され,更なる温度上昇をもたらす。即ち,温度上昇と消費電力増大を繰り返し,温度が急激に上昇する可能性がある(熱暴走)。特に,高倍速記録等のように,大きな光出力が要求される場合,このような温度上昇を招く畏れがある。
以上のように,LDD106側の発光素子を青色レーザ素子101のみとしたことで,発光素子の温度上昇を低減できる。
本発明の第2の実施形態を説明する。
図6は,本発明の第2の実施形態に係る光ヘッド200を表す上面図である。
光ヘッド200は,以下の点で第1の実施形態の光ヘッド100と異なる。
(1)光ヘッド200は,TM113を有しない。
(2)青色レーザ素子101,TP114に替えて,青色レーザ素子201,TP214が配置される。
(3)APC用光検出器105が,TP214の側面に配置される。
・既述のように,光ヘッド100では,PBS111で第1の波長の光の一部を反射させ,TP114で第2,第3の波長の光の一部を透過させる。これらの光をTM113で,透過,反射させて,APC用光検出器105に入射させる。
・一方,光ヘッド200では,TP214で第1の波長の光の一部を反射させ,第2,第3の波長の光の一部を透過させて,APC用光検出器105に入射させる。
本発明の実施形態は上記の実施形態に限られず拡張,変更可能であり,拡張,変更した実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
Claims (5)
- 第1の波長および後記第1,第2の偏光状態の何れかと対応する第3の偏光状態を有する第1の光を出射する第1の光源と,
前記第1の波長と異なる第2の波長および第1の偏光状態を有する第2の光を出射する第2の光源と,
前記第1,第2の波長と異なる第3の波長および前記第1の偏光状態を有する第3の光を出射する第3の光源と,
前記第1の波長の光を反射し,前記第2,第3の波長の光を透過する光学特性を有し,前記第1の光源からの第1の光が入射される第1の光学素子と,
前記第1の波長の光を透過し,前記第2または第3の波長で,前記第1の偏光状態の光を反射し,前記第2または第3の波長で,前記第1の偏光状態と直交する第2の偏光状態の光を透過する光学特性と,前記第1の光学素子で反射される前記第1の光が入射される第1の面と,前記第2,第3の光源からの前記第2,第3の光が入射される第2の面と,前記第1の面から入射される前記第1の光および前記第2の面から入射される前記第2,第3の光を出射させる第3の面と,を有し,前記第1の光源からの第1の光の一部を反射し,前記第2,第3の光源からの第2,第3の光の一部を透過する第2の光学素子と,
前記第3の面から出射される前記第1,第2,第3の光を光ディスクに導く光学系と,
前記光ディスクと前記第2の光学素子との間に配置され,前記光ディスクで反射された前記第2,第3の光の偏光状態を前記第1の偏光状態から前記第2の偏光状態に変換し,かつ前記光ディスクで反射された前記第1の光の偏光状態を前記第3の偏光状態から前記第3の偏光状態と略直交する第4の偏光状態に変換する第3の光学素子と,
前記第1の光源と前記第1の光学素子の間に配置され,前記第3の偏光状態の光を透過し,前記第4の偏光状態の光を反射する第4の光学素子と,
前記光ディスクで反射され,前記第2の光学素子を透過し,前記第1,第4の光学素子で反射された前記第1の光を受光する第1の受光素子と,
前記光ディスクで反射され,前記第3の光学素子で偏光状態が変換され,前記第2および第1の光学素子を透過する前記第2,第3の光を受光する第2の受光素子と,
前記第2の光学素子で反射される前記一部の第1の光と,前記第2の光学素子で透過される前記一部の第2,第3の光を受光する第3の受光素子と,
を具備することを特徴とする光ヘッド。 - 第1の波長および後記第1,第2の偏光状態の何れかと対応する第3の偏光状態を有する第1の光を出射する第1の光源と,
前記第1の波長と異なる第2の波長および第1の偏光状態を有する第2の光を出射する第2の光源と,
前記第1,第2の波長と異なる第3の波長および前記第1の偏光状態を有する第3の光を出射する第3の光源と,
前記第1の波長の光を反射し,前記第2,第3の波長の光を透過する光学特性を有し,前記第1の光源からの第1の光が入射される第1の光学素子と,
前記第1の波長の光を透過し,前記第2または第3の波長で,前記第1の偏光状態の光を反射し,前記第2または第3の波長で,前記第1の偏光状態と直交する第2の偏光状態の光を透過する光学特性と,前記第1の光学素子で反射される前記第1の光が入射される第1の面と,前記第2,第3の光源からの前記第2,第3の光が入射される第2の面と,前記第1の面から入射される前記第1の光および前記第2の面から入射される前記第2,第3の光を出射させる第3の面と,を有し,前記第2,第3の光源からの前記第2,第3の光の一部を透過する第2の光学素子と,
前記第3の面から出射される前記第1,第2,第3の光を光ディスクに導く光学系と,
前記光ディスクと前記第2の光学素子との間に配置され,前記光ディスクで反射された前記第2,第3の光の偏光状態を前記第1の偏光状態から前記第2の偏光状態に変換し,かつ前記光ディスクで反射された前記第1の光の偏光状態を前記第3の偏光状態から前記第3の偏光状態と略直交する第4の偏光状態に変換する第3の光学素子と,
前記第1の光源と前記第1の光学素子の間に配置され,前記第3の偏光状態の光を透過し,前記第4の偏光状態の光を反射し,かつ前記第1の光源からの前記第1の光の一部を反射する第4の光学素子と,
前記光ディスクで反射され,前記第2の光学素子を透過し,前記第1,第4の光学素子で反射された前記第1の光を受光する第1の受光素子と,
前記光ディスクで反射され,前記第3の光学素子で偏光状態が変換され,前記第2および第1の光学素子を透過する前記第2,第3の光を受光する第2の受光素子と,
前記第4の光学素子で反射される前記一部の第1の光および前記第2の光学素子を透過する前記一部の第2,第3の光を受光する第3の受光素子と,
を具備することを特徴とする光ヘッド。 - 前記第4の光学素子で反射される前記一部の第1の光を透過し,前記第2の光学素子を透過した前記一部の第2,第3の光を反射する第5の光学素子,をさらに具備し,
前記第3の受光素子が,前記第5の光学素子で透過される第1の光,および前記第5の光学素子で反射される第2,第3の光を受光する,
ことを特徴とする請求項2記載の光ヘッド。 - 前記第1,第2,第3の波長がそれぞれ,400nm以上で410nm以下,640nm以上で670nm以下,および770nm以上で800nm以下,である
ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の光ヘッド。 - 請求項1乃至4のいずれか1項に記載の光ヘッドを具備することを特徴とする光ディスク装置。
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