JP4499671B2 - 光ピックアップ装置 - Google Patents

光ピックアップ装置 Download PDF

Info

Publication number
JP4499671B2
JP4499671B2 JP2006040356A JP2006040356A JP4499671B2 JP 4499671 B2 JP4499671 B2 JP 4499671B2 JP 2006040356 A JP2006040356 A JP 2006040356A JP 2006040356 A JP2006040356 A JP 2006040356A JP 4499671 B2 JP4499671 B2 JP 4499671B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
light source
wavelength
receiving element
light receiving
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2006040356A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2007220228A (ja
Inventor
泰造 横田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sharp Corp filed Critical Sharp Corp
Priority to JP2006040356A priority Critical patent/JP4499671B2/ja
Priority to US11/704,305 priority patent/US7405383B2/en
Priority to CNB2007100849475A priority patent/CN100463060C/zh
Publication of JP2007220228A publication Critical patent/JP2007220228A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4499671B2 publication Critical patent/JP4499671B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/10Beam splitting or combining systems
    • G02B27/1086Beam splitting or combining systems operating by diffraction only
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/10Beam splitting or combining systems
    • G02B27/1073Beam splitting or combining systems characterized by manufacturing or alignment methods
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/10Beam splitting or combining systems
    • G02B27/14Beam splitting or combining systems operating by reflection only
    • G02B27/144Beam splitting or combining systems operating by reflection only using partially transparent surfaces without spectral selectivity
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/10Beam splitting or combining systems
    • G02B27/14Beam splitting or combining systems operating by reflection only
    • G02B27/145Beam splitting or combining systems operating by reflection only having sequential partially reflecting surfaces
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/40Optical focusing aids
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/12Heads, e.g. forming of the optical beam spot or modulation of the optical beam
    • G11B7/125Optical beam sources therefor, e.g. laser control circuitry specially adapted for optical storage devices; Modulators, e.g. means for controlling the size or intensity of optical spots or optical traces
    • G11B7/127Lasers; Multiple laser arrays
    • G11B7/1275Two or more lasers having different wavelengths
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/12Heads, e.g. forming of the optical beam spot or modulation of the optical beam
    • G11B7/13Optical detectors therefor
    • G11B7/131Arrangement of detectors in a multiple array
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/12Heads, e.g. forming of the optical beam spot or modulation of the optical beam
    • G11B7/135Means for guiding the beam from the source to the record carrier or from the record carrier to the detector
    • G11B7/1353Diffractive elements, e.g. holograms or gratings
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/12Heads, e.g. forming of the optical beam spot or modulation of the optical beam
    • G11B7/135Means for guiding the beam from the source to the record carrier or from the record carrier to the detector
    • G11B7/1381Non-lens elements for altering the properties of the beam, e.g. knife edges, slits, filters or stops
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00Optical elements other than lenses
    • G02B5/32Holograms used as optical elements
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B2007/0003Recording, reproducing or erasing systems characterised by the structure or type of the carrier
    • G11B2007/0006Recording, reproducing or erasing systems characterised by the structure or type of the carrier adapted for scanning different types of carrier, e.g. CD & DVD
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/08Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers
    • G11B7/09Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers with provision for moving the light beam or focus plane for the purpose of maintaining alignment of the light beam relative to the record carrier during transducing operation, e.g. to compensate for surface irregularities of the latter or for track following
    • G11B7/0901Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers with provision for moving the light beam or focus plane for the purpose of maintaining alignment of the light beam relative to the record carrier during transducing operation, e.g. to compensate for surface irregularities of the latter or for track following for track following only
    • G11B7/0903Multi-beam tracking systems
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/08Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers
    • G11B7/09Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers with provision for moving the light beam or focus plane for the purpose of maintaining alignment of the light beam relative to the record carrier during transducing operation, e.g. to compensate for surface irregularities of the latter or for track following
    • G11B7/0908Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers with provision for moving the light beam or focus plane for the purpose of maintaining alignment of the light beam relative to the record carrier during transducing operation, e.g. to compensate for surface irregularities of the latter or for track following for focusing only
    • G11B7/0916Foucault or knife-edge methods

Description

この発明は、複数の波長の光を出力する複数の光源を有して、規格の異なるディスク状記録媒体に対して情報を光学的に記録再生する光ピックアップ装置に関する。
レーザービーム等の光ビームを用いて光学的に信号の読み取りが行われる光ディスクとしては、CD(Compact Disc)が普及している。これに対して、更なる大容量のニーズに応えて、CDと同一ディスク径を有して機構的な互換性を確保した上でCDよりも高密度記録を可能にすることによって、大容量化を図ることを目的として規格化された高密ディスク(DVD(Digital Versatile Disk))や、さらなる高密度化を目指したブルー系統のBD(Blu-ray Disc)やHD(High Definition)‐DVDが提案されている。このような高密度ディスクは、より短波長の半導体レーザーを用いて光学系を高解像にした光ピックアップ装置を用いて、記録信号の読み取りが行われる。
ところで、光ピックアップ装置をCDおよび高密度ディスクの両方の信号読み取りに対応させる方法として、以下のような方法がある。すなわち、通常密度記録媒体に適した波長の光ビームを出射するレーザーダイオードと高密度記録媒体に適した波長の光ビームを出射するレーザーダイオードとの波長の異なる3種類の光源を用意して、信号読み取りを行うべき記録媒体の記録密度に応じて使用する光源の切り換えを行うことによって、単一の光ピックアップ装置によって記録密度が異なる3種類の記録媒体の信号読み取りを行うのである(例えば、特開2001‐256667号公報(特許文献1)および特開2003‐203378号公報(特許文献2)等)。
図25に、従来のピックアップ装置の一例を示す。この光ピックアップ装置はCD,DVDおよびBD用の3種類の光源を用いるものであるが、3種類の光源は勿論のこと、夫々の光源の波長に対応した光学部品や受光素子および信号検出方法を備えている。図25において、1はBD用光源、2はCD用光源、3はDVD用光源、4はBD光束分岐用のBS(ビームスプリッター)、5はCD光束分岐用のBS、6はDVD光束分岐用のBS、7はCD,DVD用のコリメートレンズ、8はBD用プリズム、9はBD用の球面収差を補正可能な特殊コリメートレンズ、10は合成用プリズムである。また、CD,DVD用の受光系11〜14とBD用の受光系15〜18とを別々に配置している。尚、19は光束をディスク(図示せず)に向かって立ち上げるための立ち上げミラーである。
また、他の光ピックアップ装置として、CD,DVD用の2波長に対応した第1ピックアップとBD用の波長に対応した第2ピックアップとの2個の光ピックアップを、ドライブ装置に搭載した光ピックアップ装置もある。
しかしながら、上記従来のCD,DVDおよびBD対応の光ピックアップ装置においては、以下のような問題がある。
すなわち、上記3種類の光源を用いる光ピックアップ装置においては、3種類の光源は勿論のこと、夫々の光源の波長に対応した光学部品や受光素子および信号検出方法を備える必要があり、光ピックアップ装置の光学系や回路系が複雑化し、コストアップや信頼性の低下を招くという問題がある。
また、CD,DVD用の第1ピックアップとBD用の第2ピックアップとをドライブ装置に搭載した光ピックアップ装置においても、2個の光ピックアップを用いるため、同様にコストアップと装置の大型化を招くという問題がある。
特開2001‐256667号公報 特開2003‐203378号公報
そこで、この発明の課題は、構造が簡素で信頼性が高く低コストであって、3種類の波長の光源を用いて記録密度の異なるディスク状の記録媒体に対して信号の書き込み読み取りを行う光ピックアップ装置を提供することにある。
上記課題を解決するため、この発明の光ピックアップ装置は、
記録密度の異なるディスク状の記録媒体に対する信号の書き込みおよび読み取りを行うために、所定波長の光ビームを出射する第1光源と、上記第1光源の波長よりも長い波長の光ビームを出射する第3光源と、上記第1光源の波長と上記第3光源の波長との間の波長の光ビームを出射する第2光源とを有し、
上記第1光源,第2光源および第3光源からの光ビームの上記記録媒体からの反射光を0次回折光と1次回折光とに分岐するホログラム素子と、
上記ホログラム素子からの上記0次回折光を受光してRF信号とトラッキングエラー信号とを得る第1受光素子と、
上記第1光源,第2光源および第3光源からの光ビームの光路を上記記録媒体に向けて変更すると共に、変更後の各光路の光軸を上記ホログラム素子と上記第1受光素子とを通る光軸に同軸化する一方、上記記録媒体からの反射光を上記ホログラム素子に導くビームスプリッターと、
上記ホログラム素子からの上記1次回折光を受光してフォーカスエラー信号を得る第2受光素子と
を備え、
上記ホログラム素子のホログラムパターンは、上記第1光源の波長と上記第3光源の波長との中間の波長によって設定されて、この設定波長に上記第1光源および上記第3光源よりも近い波長を有する上記第2光源からの光ビームの1次回折スポットが略無収差で上記第2受光素子の略中心で受光されるようになっており、
上記第2受光素子は2分割受光素子であり、
上記第2受光素子の分割線を、上記光軸を含むと共に上記第2受光素子の中心を通る平面に対して所定角度だけ傾けて、上記第1光源,第2光源および第3光源からの光ビームが上記記録媒体上に合焦している状態で、上記第2受光素子の差動出力が0になるようになっている
ことを特徴としている。
上記構成によれば、ビームスプリッターによって、第1光源,第2光源および第3光源からの光ビームの光路を記録媒体に向けて変更すると共に、変更後の各光路の光軸をホログラム素子と第1受光素子とを通る光軸に同軸化する一方、上記記録媒体からの反射光を上記ホログラム素子に導く。そして、上記ホログラム素子によって、上記3つの光源からの光ビームの上記記録媒体からの反射光を0次回折光と1次回折光とに分岐するようにしている。したがって、1つの第1受光素子によって、上記3つの光源からの光ビームに関する上記0次回折光を受光して、RF信号とトラッキングエラー信号とを得ることができる。さらに、1つの第2受光素子によって、上記3つの光源からの光ビームに関する上記1次回折光を受光して、フォーカスエラー信号を得ることができる。
すなわち、合成用プリズムのような、上記3つの光源からの光ビームの光軸を一致させるための特殊な同軸化素子を用いることなく、3種類の波長の光信号を同一の受光素子で得ることができる。したがって、回折素子基台,ホログラム素子,受光ユニットパッケージ,第1受光素子および第2受光素子等でなる受光系を1系列に縮小して、小型化と低コスト化とを同時に達成することができる。
さらに、上記ホログラム素子のホログラムパターンは、上記第1光源の波長と上記第3光源の波長との中間の波長によって設定されて、この設定波長に上記第1光源および上記第3光源よりも近い波長を有する上記第2光源からの光ビームの1次回折スポットが略無収差で上記第2受光素子の略中心で受光されるようになっている。
そのため、上記第2受光素子上に生ずる上記第1光源からの光ビームの受光ポットと上記第3光源からの光ビームの受光ポットとには、上記第2光源からの光ビームの受光ポットからの位置ずれが略均等に発生する。したがって、上記第1光源および第3光源からの光ビームの受光ポットにおける上記位置ずれが不均等に発生する場合に比して小さい面積の上記第2受光素子によって、両端の波長の上記受光スポットに対して対応することが可能になり、ホログラムフーコー法による良好なフォーカスエラー信号を得ることができる。
さらに、上記第2受光素子は2分割受光素子であり、上記第2受光素子の分割線を、上記光軸を含むと共に上記第2受光素子の中心を通る平面に対して所定角度だけ傾けて、上記第1光源,第2光源および第3光源からの光ビームが上記記録媒体上に合焦している状態で、上記第2受光素子の差動出力が0になるようになっている。
そのため、上記第1光源,第2光源および第3光源からの光ビームが上記記録媒体上に合焦している状態で、上記第2受光素子上に生ずる上記第1光源からの光ビームの受光ポットと上記第3光源からの光ビームの受光ポットとには、デフォーカス分が略均等に発生する。したがって、上記第2受光素子の分割線を、上記光軸を含むと共に上記第2受光素子の中心を通る平面に対して所定角度だけ傾けることによって、上記デフォーカス分をキャンセルすることができる。その結果、上記第2受光素子によって、ホログラムフーコー法による良好なフォーカスエラー信号を得ることができる。
また、1実施の形態の光ピックアップ装置では、
上記第2受光素子を、上記ホログラム素子と正対する方向に、上記光軸と直交する平面に対して上記所定角度とは異なる所定角度だけ傾けて、上記第1光源,第2光源および第3光源からの光ビームが上記記録媒体上に合焦している状態で、上記第1光源,第2光源および第3光源からの光ビームにおける上記ホログラム素子からの1次回折光を、上記第2受光素子の分割線上で受光するようになっている。
この実施の形態によれば、上記第2受光素子上に生ずる上記第1光源からの光ビームの受光ポットと上記第3光源からの光ビームの受光ポットとには、デフォーカス分が略均等に発生する。したがって、上記第2受光素子を上記光軸と直交する平面に対して所定角度だけ傾けることによって、上記第1光源と上記第3光源とからの光ビームの受光ポットにおけるデフォーカス分を、可能な限り小さくすることができる。その結果、上記第2受光素子の面積をさらに縮小することが可能になり、ホログラムフーコー法によるフォーカスエラー信号を速い応答速度で得ることができる。
また、1実施の形態の光ピックアップ装置では、
上記ホログラム素子と上記第1受光素子と間の距離を半径とし、上記ホログラム素子の中心を中心として、上記第1受光素子の中心を通る円を画いた場合に、上記第2受光素子の中心が上記円上にあり、且つ、上記第2受光素子は、上記ホログラム素子と正対する方向に上記光軸と直交する平面に対して所定角度だけ傾いており、
上記所定角度は、上記第2受光素子の中心での上記円への接線の上記平面に対する角度に設定されており、
上記第1光源,第2光源および第3光源からの光ビームが上記記録媒体上に合焦している状態で、上記第1光源,第2光源および第3光源からの光ビームにおける上記ホログラム素子からの1次回折光を、上記第2受光素子の分割線上で受光するようになっている。
この実施の形態によれば、上記第2受光素子上に生ずる上記第1光源からの光ビームの受光ポットと上記第3光源からの光ビームの受光ポットとには、デフォーカス分が略均等に発生する。したがって、上記第2受光素子を上記光軸と直交する平面に対して所定角度だけ傾けることによって、上記第1光源と上記第3光源とからの光ビームの受光ポットにおけるデフォーカス分を、可能な限り小さくすることができる。その結果、上記第2受光素子の面積をさらに縮小することが可能になり、ホログラムフーコー法によるフォーカスエラー信号を早い応答速度で得ることができる。
また、1実施の形態の光ピックアップ装置では、
上記第1光源,第2光源および第3光源からの光ビームの光路を上記記録媒体に向けて変更するビームスプリッターは、上記第1光源,第2光源および第3光源に共通の一体化されたプリズムである。
この実施の形態によれば、上記光軸上に、上記第1光源用のビームスプリッターと第2光源用のビームスプリッターと第3光源用のビームスプリッターとの3つのビームスプリッターを配置する必要がない。したがって、各光学部品の組み立てが簡単になり、小型で安価な光ピックアップ装置を得ることができる。
また、1実施の形態の光ピックアップ装置では、
上記第1光源,第2光源および第3光源は、上記光軸に対して互い違いに配置されている。
この実施の形態によれば、上記第1光源,第2光源および第3光源を上記光軸に対して互い違いに配置することによって、各光源からの光ビームが互いに干渉することを防止することができる。
また、1実施の形態の光ピックアップ装置では、
上記第1光源,第2光源および第3光源を、上記光軸に対して、上記記録媒体を回転させるスピンドルモーターと同じ側に配置したと仮定した場合に、上記スピンドルモーターに最も近い光源を、上記光軸に対して、上記スピンドルモーターとは反対側に配置している。
この実施の形態によれば、上記スピンドルモーターに最も近く、上記記録媒体あるいは上記スピンドルモーターと機械的干渉を起こす可能性のある光源を、上記光軸に対して上記スピンドルモーターとは反対側に配置することによって、当該光源の上記記録媒体あるいは上記スピンドルモーターとの機械的干渉を防止することができる。したがって、標準的な直径を有する安価なスピンドルモーターの採用や光ピックアップ装置のさらなる小型化が可能になり、低コスト化が可能になる。
また、この発明の光ピックアップ装置は、
記録密度の異なるディスク状の記録媒体に対する信号の書き込みおよび読み取りを行うために、所定波長の光ビームを出射する第1光源と、上記第1光源の波長よりも長い波長の光ビームを出射する第3光源と、上記第1光源の波長と上記第3光源の波長との間の波長の光ビームを出射する第2光源とを有し、
上記第1光源,第2光源および第3光源からの光ビームの上記記録媒体からの反射光を0次回折光と1次回折光とに分岐するホログラム素子と、
上記ホログラム素子からの上記0次回折光を受光してRF信号とトラッキングエラー信号とを得る第1受光素子と、
上記第2光源および第3光源からの光ビームの光路を第1記録媒体に向けて変更すると共に、変更後の各光路の光軸を上記ホログラム素子と上記第1受光素子とを通る光軸に同軸化する一方、上記第1記録媒体からの反射光を上記ホログラム素子に導く第1ビームスプリッターと、
上記第1光源からの光ビームを上記第1記録媒体とは異なる第2記録媒体に向けて透過させる一方、上記第2記録媒体からの反射光の光路を上記ホログラム素子に向けて変更すると共に、変更後の光路の光軸を上記光軸に同軸化して上記ホログラム素子に導く第2ビームスプリッターと、
上記第2ビームスプリッターを透過した上記第1光源からの光ビームの球面収差を補正する一方、上記第2記録媒体からの反射光を上記第2ビームスプリッターに向けて導くコリメートレンズと、
上記コリメートレンズによって上記球面収差が補正された光ビームを上記第2記録媒体に照射する一方、上記第2記録媒体からの反射光を上記コリメートレンズに向けて導く対物レンズと、
上記ホログラム素子からの上記1次回折光を受光してフォーカスエラー信号を得る第2受光素子と
を備え、
上記ホログラム素子のホログラムパターンは、上記第1光源の波長と上記第3光源の波長との中間の波長によって設定されて、この設定波長に上記第1光源および上記第3光源よりも近い波長を有する上記第2光源からの光ビームの1次回折スポットが略無収差で上記第2受光素子の略中心で受光されるようになっており、
上記第2受光素子は2分割受光素子であり、
上記第2受光素子の分割線を、上記光軸を含むと共に上記第2受光素子の中心を通る平面に対して所定角度だけ傾けて、上記第1光源,第2光源および第3光源からの光ビームが上記記録媒体上に合焦している状態で、上記第2受光素子の差動出力が0になるようになっている
ことを特徴としている。
上記構成によれば、上記第2記録媒体を特殊な記録媒体であるBD用ディスクであるとした場合に、上記BD用ディスクに対して最適な球面収差の補正を専用のコリメートレンズと対物レンズとによって行うことが可能になる。さらに、BD用ディスクからの反射光に基づくRF信号,トラッキングエラー信号およびフォーカスエラー信号を、例えば、DVD用ディスクあるいはCD用ディスクで成る上記第1記録媒体からの反射光に基づくRF信号,トラッキングエラー信号およびフォーカスエラー信号と同じ受光素子によって検出することができる。したがって、検出系の回路構成の簡素化を図ることができる。
すなわち、光ピックアップ装置の高性能化と低コスト化とを図ることができる。
また、この発明の光ピックアップ装置は、
記録密度の異なるディスク状の記録媒体に対する信号の書き込みおよび読み取りを行うために、所定波長の光ビームを出射する第1光源と、上記第1光源の波長よりも長い波長の光ビームを出射する第3光源と、上記第1光源の波長と上記第3光源の波長との間の波長の光ビームを出射する第2光源とを有し、
上記第1光源,第2光源および第3光源からの光ビームの上記記録媒体からの反射光を0次回折光と1次回折光とに分岐するホログラム素子と、
上記ホログラム素子からの上記0次回折光を受光してRF信号とトラッキングエラー信号とを得る第1受光素子と、
上記第2光源および第3光源からの光ビームの光路を上記記録媒体に向けて変更すると共に、変更後の各光路の光軸を上記ホログラム素子と上記第1受光素子とを通る光軸に同軸化する一方、上記記録媒体からの反射光を上記ホログラム素子に導く第1ビームスプリッターと、
上記第1光源からの光ビームを上記記録媒体に向けて透過させる一方、上記記録媒体からの反射光の光路を上記ホログラム素子に向けて変更すると共に、変更後の光路の光軸を上記光軸に同軸化して上記ホログラム素子に導く第2ビームスプリッターと、
上記第2ビームスプリッターを透過した上記第1光源からの光ビームの球面収差を補正する一方、上記記録媒体からの反射光を上記第2ビームスプリッターに向けて導くコリメートレンズと、
上記コリメートレンズによって上記球面収差が補正された光ビームの光路を変更すると共に、変更後の光路の光軸を上記光軸に同軸化する一方、上記第1光源からの光ビームにおける上記記録媒体からの反射光を上記コリメートレンズに向けて分離する合成プリズムと、
上記ホログラム素子からの上記1次回折光を受光してフォーカスエラー信号を得る第2受光素子と
を備え、
上記ホログラム素子のホログラムパターンは、上記第1光源の波長と上記第3光源の波長との中間の波長によって設定されて、この設定波長に上記第1光源および上記第3光源よりも近い波長を有する上記第2光源からの光ビームの1次回折スポットが略無収差で上記第2受光素子の略中心で受光されるようになっており、
上記第2受光素子は2分割受光素子であり、
上記第2受光素子の分割線を、上記光軸を含むと共に上記第2受光素子の中心を通る平面に対して所定角度だけ傾けて、上記第1光源,第2光源および第3光源からの光ビームが上記記録媒体上に合焦している状態で、上記第2受光素子の差動出力が0になるようになっている
ことを特徴としている。
上記構成によれば、上記記録媒体を特殊な記録媒体であるBD用ディスクであるとした場合に、上記BD用ディスクに対して最適な球面収差の補正を専用のコリメートレンズによって行うことができる。さらに、上記BD用ディスクからの反射光に基づくRF信号,トラッキングエラー信号およびフォーカスエラー信号を、上記記録媒体をDVD用ディスクあるいはCD用ディスクとした場合における上記DVD用ディスクあるいはCD用ディスクからの反射光に基づくRF信号,トラッキングエラー信号およびフォーカスエラー信号と同じ受光素子によって検出することができる。したがって、検出系の回路構成の簡素化を図ることができる。
すなわち、この発明では、光ピックアップ装置の高性能化と低コスト化とを図ることができるのである。
また、この発明の光ピックアップ装置は、
記録密度の異なるディスク状の記録媒体に対する信号の書き込みおよび読み取りを行うために、所定波長の光ビームを出射する第1光源と、上記第1光源の波長よりも長い波長の光ビームを出射する第3光源と、上記第1光源の波長と上記第3光源の波長との間の波長の光ビームを出射する第2光源とを有し、
上記第1光源,第2光源および第3光源からの光ビームの上記記録媒体からの反射光の1次回折光を得るホログラム素子と、
上記ホログラム素子からの上記1次回折光を受光して、RF信号とトラッキングエラー信号とフォーカスエラー信号とを得る受光素子と
を備え、
上記受光素子は、上記フォーカスエラー信号を差動検出する2分割受光部を有しており、
上記ホログラム素子のホログラムパターンは、上記第1光源の波長と上記第3光源の波長との中間の波長によって設定されて、この設定波長に上記第1光源および上記第3光源よりも近い波長を有する上記第2光源からの光ビームの1次回折スポットが略無収差で上記2分割受光部の略中心で受光されるようになっており、
上記第1光源,上記第2光源および上記第3光源は、波長の短い順に上記受光素子からの距離が短くなるように配置され、且つ、上記ホログラム素子と上記第2光源とを通る光軸の延在方向において波長の長い順に上記ホログラム素子からの距離が短くなるように配置されると共に、一つのパッケージ内に並べて収納されており、
上記2分割受光部における2分割線を、上記光軸を含むと共に上記2分割受光部の中心を通る平面に対して所定角度だけ傾けて、上記第1光源,第2光源および第3光源からの光ビームが上記記録媒体上に合焦している状態で、上記2分割受光部の差動出力が0になるようになっている
ことを特徴としている。
上記構成によれば、上記第1光源,上記第2光源および上記第3光源を波長の短い順に上記受光素子の近くに配置しているので、上記3つの光源からの光ビームの1次回折スポットにおける上記受光素子上への落射位置の波長の違いによるずれを、キャンセルすることが可能になる。さらに、上記第1光源,上記第2光源および上記第3光源を上記光軸の延在方向において波長の長い順に上記ホログラム素子の近くに配置しているので、上記3つ光源からの光ビームの1次回折スポットにおける上記受光素子上でのデフオーカス状態の波長の違いによるずれを、キャンセルすることが可能になる。したがって、上記第1光源,上記第2光源および上記第3光源からの光ビームの1次回折光を、上記受光素子上における略同一ポイントにおいて、略無収差で集光された状態のスポットで受光することが可能になる。
したがって、上記受光素子は勿論のこと、上記ホログラム素子および上記受光素子を含む受光部全体の小型化を図り、信頼性を高めると共に、低コスト化を図ることができる。
また、1実施の形態の光ピックアップ装置では、
上記第1光源,第2光源および第3光源からの光ビームにおける上記ホログラム素子からの1次回折光は、上記2分割受光部における互いに異なる領域に落射するようになっており、
上記2分割受光部における2分割線は、上記各光源からの光ビームの1次回折光が落射する領域毎に、環境温度の変化を考慮して、上記光軸を含むと共に上記2分割受光部の中心を通る平面に対する傾きと長さとが設定されており、上記環境温度が変化しても、上記第1光源,第2光源および第3光源からの光ビームが上記記録媒体上に合焦している状態で、上記2分割受光部の差動出力が0になるようになっている。
この実施の形態によれば、環境温度の変化によって上記第1光源,第2光源および第3光源からの光ビームの波長が変化しても、各波長のずれに対する最適な温度補償を行うことができる。したがって、環境温度の変化に対して殆どフォーカス誤差の無い安定した動作が可能になる。
また、1実施の形態の光ピックアップ装置では、
上記2分割受光部における上記第1光源からの光ビームの1次回折光が落射する第1領域での上記2分割線の上記傾きが、上記第3光源からの光ビームの1次回折光が落射する第2領域での上記2分割線の上記傾きよりも大きく設定されている。
環境温度の変化によって各光源からの光ビームの波長が変化して、上記2分割受光部における1次回折光の落射位置が変化する場合に、波長の短い第1光源からの1次回折光の落射位置は、上記光軸を含むと共に上記受光素子の中心を通る平面の延在方向への移動距離は短いものの上記平面に垂直な方向への移動距離は大きい。この実施の形態によれば、上記第1領域での上記2分割線の上記傾きを、上記第2領域での上記傾きよりも大きく設定しているので、各光源における波長のずれに対するさらなる最適な温度補償を可能にする。
また、1実施の形態の光ピックアップ装置では、
上記2分割受光部における上記第2領域での上記2分割線の長さが、上記第1領域での上記2分割線の長さよりも長く設定されている。
環境温度の変化によって各光源からの光ビームの波長が変化して、上記2分割受光部における1次回折光の落射位置が変化する場合に、波長の長い第3光源からの1次回折光の落射位置は、上記光軸を含むと共に上記受光素子の中心を通る平面の延在方向への移動距離が長い。この実施の形態によれば、上記第2領域における上記2分割線の長さを、上記第1領域における上記2分割線の長さよりも長く設定しているので、上記各1次回折光が夫々の受光領域からはみ出すことがなく、各光源における波長のずれに対するさらなる最適な温度補償を可能にする。
以上より明らかなように、この発明の光ピックアップ装置は、ビームスプリッターによって、第1光源〜第3光源からの光ビームの光路を記録媒体に向けて変更すると共に、変更後の各光路の光軸をホログラム素子と第1受光素子とを通る光軸に同軸化する一方、上記記録媒体からの反射光を上記ホログラム素子に導き、上記ホログラム素子によって、上記3つの光源からの光ビームの上記記録媒体からの反射光を0次回折光と1次回折光とに分岐するので、1つの第1受光素子によって、3つの光源からの光ビームの上記0次回折光を受光して、RF信号とトラッキングエラー信号を得ることができる。さらに、1つの第2受光素子によって、上記3つの光源からの光ビームの上記1次回折光を受光して、フォーカスエラー信号を得ることができる。
したがって、合成用プリズムのような、3つの光源からの光ビームの光軸を一致させるための特殊な同軸化素子を用いることなく、3種類の波長の光信号を同一の受光素子で得ることができ、受光系を1系列に縮小して小型化と低コスト化とを同時に達成することができる。
さらに、上記ホログラム素子のホログラムパターンは、上記第1光源の波長と上記第3光源の波長との中間の波長によって設定されて、この設定波長に上記第1光源および上記第3光源よりも近い波長を有する上記第2光源からの光ビームの1次回折スポットが略無収差で上記第2受光素子の略中心で受光されるようになっているので、上記第2受光素子上に生ずる上記第1光源からの光ビームの受光ポットと上記第3光源からの光ビームの受光ポットとには、上記第2光源からの光ビームの受光ポットからの位置ずれが略均等に発生する。したがって、上記第1光源および第3光源からの光ビームの受光ポットにおける上記位置ずれが不均等に発生する場合に比して小さい面積の上記第2受光素子によって、両端の波長の上記受光スポットに対して対応することが可能になり、ホログラムフーコー法による良好なフォーカスエラー信号を得ることができる。
さらに、上記第2受光素子は2分割受光素子であり、上記第2受光素子の分割線を、上記光軸を含むと共に上記第2受光素子の中心を通る平面に対して所定角度だけ傾けて、上記第1光源,第2光源および第3光源からの光ビームが上記記録媒体上に合焦している状態で、上記第2受光素子の差動出力が0になるようになっているので、上記第1光源,第2光源および第3光源からの光ビームが上記記録媒体上に合焦している状態で、上記第2受光素子上に生ずる上記第1光源からの光ビームの受光ポットと上記第3光源からの光ビームの受光ポットとには、デフォーカス分が略均等に発生する。したがって、上記第2受光素子の分割線を、上記光軸を含むと共に上記第2受光素子の中心を通る平面に対して所定角度だけ傾けることによって、上記デフォーカス分をキャンセルすることができる。その結果、上記第2受光素子によって、ホログラムフーコー法による良好なフォーカスエラー信号を得ることができる。
すなわち、この発明によれば、構造が簡素で信頼性が高く低コストであって、3種類の波長の光源を用いて記録密度の異なるディスク状の記録媒体に対して信号の書き込み読み取りを行うことができる光ピックアップ装置を提供することができる。
また、この発明の光ピックアップ装置は、第1光源からの光ビームを、第2ビームスプリッターによって第1記録媒体とは異なる第2記録媒体に向けて透過し、コリメートレンズによって球面収差を補正するので、上記第2記録媒体が、特殊な記録媒体であるBD用ディスクである場合に、上記BD用ディスクに対して最適な球面収差の補正を専用のコリメートレンズと対物レンズとによって行うことが可能になる。
さらに、上記第2記録媒体からの反射光の光路を、上記第2ビームスプリッターによってホログラム素子に向けて変更すると共に、変更後の光路の光軸を上記ホログラム素子と第1受光素子とを通る光軸に同軸化して上記ホログラム素子に導くので、上記BD用ディスクからの反射光に基づくRF信号,トラッキングエラー信号およびフォーカスエラー信号を、例えば、DVD用ディスクあるいはCD用ディスクで成る上記第1記録媒体からの反射光に基づくRF信号,トラッキングエラー信号およびフォーカスエラー信号と同じ受光素子によって検出することができる。したがって、検出系の回路構成の簡素化を図ることができる。
また、この発明の光ピックアップ装置は、第1光源からの光ビームを、第2ビームスプリッターによって記録媒体に向けて透過させ、コリメートレンズによって球面収差を補正し、合成プリズムによって光路を変更して、変更後の光路の光軸をホログラム素子と第1受光素子とを通る光軸に同軸化するので、上記記録媒体が、特殊な記録媒体であるBD用ディスクである場合に、上記BD用ディスクに対して最適な球面収差の補正を専用のコリメートレンズによって行うことが可能になる。
さらに、上記第1光源,第2光源および第3光源からの光ビームにおける上記記録媒体からの反射光の光路の光軸を、上記光軸に同軸化して上記ホログラム素子に導くので、BD用ディスクからの反射光に基づくRF信号,トラッキングエラー信号およびフォーカスエラー信号を、例えば、DVD用ディスクあるいはCD用ディスクからの反射光に基づくRF信号,トラッキングエラー信号およびフォーカスエラー信号と同じ受光素子によって検出することができる。したがって、検出系の回路構成の簡素化を図ることができる。
また、この発明の光ピックアップ装置は、第1光源,第2光源および第3光源を波長の短い順に受光素子からの距離が短くなるように配置したので、上記第1光源,上記第2光源および上記第3光源からの光ビームの1次回折スポットにおける上記受光素子上への落射位置の波長の違いによる上記光軸に垂直な方向へのずれを、キャンセルすることが可能になる。
さらに、上記第1光源,上記第2光源および上記第3光源を上記光軸の延在方向において波長の長い順に上記ホログラム素子からの距離が短くなるように配置したので、上記第1光源,上記第2光源および上記第3光源からの光ビームの1次回折スポットにおける上記受光素子上でのデフオーカス状態の波長の違いによるずれを、キャンセルすることが可能なる。
したがって、上記第1光源,上記第2光源および上記第3光源からの光ビームの1次回折光を、上記受光素子上における略同一ポイントにおいて、略無収差で集光された状態のスポットで受光することが可能になる。すなわち、この発明によれば、上記受光素子は勿論のこと、上記ホログラム素子および上記受光素子を含む受光部全体の小型化を図り、信頼性を高めると共に、低コストを図ることができる。
以下、この発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。
・第1実施の形態
図1は、本実施の形態の光ピックアップ装置における光学系の平面図である。また、図2は、図1の側面図である。本光ピックアップ装置は、CD等の通常密度記録ディスク,DVDの高密度記録ディスクおよびBD等の超高密度記録ディスクに対して、信号読み取りおよび信号書き込みを行うことができる構造を有している。
図1において、21はBD用の光源であり、22はDVD用の光源であり、23はCD用の光源である。各光源21,22,23は、ビームスプリッター24,25,26によって光軸が変更された際に、コリメートレンズ27によって略並行光となるような光軸位置で並設されている。また、ビームスプリッター24,25,26によって光軸が変更された後の各光軸は、光束をディスク29に向かって立ち上げるための立ち上げミラー28を介してディスク29と第1受光素子30とを結ぶ光軸37に同軸化されている。
ここで、上記各光源21,22,23の配置順は、ビームスプリッター24,25,26の偏光特性や光利用効率によって設定されており、ここでは議論しない。
上記立ち上げミラー28によってディスク29に向かって立ち上げられた光束は、対物レンズ31によってディスク29に照射される。そして、ディスク29からの反射光は、照射光と同じ経路を通ってビームスプリッター26,25,24を透過し、回折素子基台32上のホログラム素子33によって透過光(0次回折光)と1次回折光とに変換される。そして、ホログラム素子33を透過した0次回折光は、受光ユニットパッケージ34内の第1受光素子30によって受光される。また、ホログラム素子33によって回折された1次回折光は、受光ユニットパッケージ34内の第2受光素子35によって受光される。ここで、第1受光素子30と第2受光素子35とは、夫々の受光面が互いに平行になるように配置されている。
図3に、上記第1受光素子30による受光パターンを示す。図3において、センタースポットSMで、ディスク29からのRF信号とトラッキングエラー信号とにおけるメインビームのプッシュプル成分を得る。また、サブビームSS1とサブビームSS2とで、トラッキングエラー信号のサブビ−ムのプッシュプル成分を得る。
図4は、上記第2受光素子35とホログラム素子33との位置関係を示す。図4において、光軸37に近い方から順に、BD用光束のスポットSB、DVD用光束のスポットSD、CD用光束のスポットSCが、2分割受光素子である第2受光素子35に落射する。そして、第2受光素子35の2分割の差動によって、ホログラムフーコー法すなわちナイフエッジ法に係るフォーカスエラー成分が検出される。
尚、ホログラム素子に代表される回折素子の基本原理は、使用波長をλ、回折角をα、格子ピッチをdとすれば、
sinα=λ/d …(1)
で表すことができ、他の条件を同一とすれば、波長λが長いCDの方が波長の短いDVDよりもホログラム回折格子による屈折角αは大きくなる。ここで、ホログラム素子33のホログラムパターンは、本実施の形態における3種類の光源波長の中間波長で設定されており、上記ホログラムパターンの設定波長に近い波長を有するDVDの1次回折スポットSDは、略無収差で第2受光素子35の略センターで受光されている。すなわち、図1に示すように、DVDの1次回折スポットSDは、光軸37からの距離が「D」の位置に落射するのである。
また、3光源の3波長の略センターで上記ホログラムパターンが設定されているため、使用波長の長短両側に当たるBDのスポットSBとCDのスポットSCとには、上記ホログラムパターンの設定波長に近い波長を有するDVDのスポットSDからの位置ずれが略均等に発生する。その場合、両端スポットSC,SBは、略同一のデフォーカス分を伴って受光される。しかしながら、光軸37を含むと共に第2受光素子35の中心を通る平面36に対して第2受光素子35の分割線を傾けて、第2受光素子35の差動出力を「0」にすることによって、上記デフォーカス分はキャンセルされるため実用上問題とはならない。さらに、第2受光素子35の面積増大も最小限に抑えられるのである。
図5〜図8は、上記回折スポットの詳細な説明図である。但し、図5は図4をさらに詳細に示したものであり、図6〜図8は各波長毎の1次回折スポットの落射状態を示している。尚、図5〜図8において、図5(a)〜図8(a)はホログラム素子33および第2受光素子35をホログラム素子33側から見た正面図であり、図5(b)〜図8(b)はホログラム素子33,第1受光素子30および第2受光素子35の側面図である。
先ず、図7において、上記ホログラム素子33のホログラムパターンは、3種類の光源21〜23の波長の中間の波長で設定されており、設定波長に近い波長を有するDVDの1次回折スポットSDは、略無収差で第2受光素子35の略センターで受光されている。また、図6は、最短波長であるBDの1次回折光を示し、上記ホログラムパターンの設定波長よりも波長が短いために、相対的にホログラムピッチは大きくなって回折角度は小さくなり、1次回折スポットSBはDVDスポットSDよりも光軸37に近い側に合焦前の状態で落射する。また、図8は、最長波長であるCDの1次回折光を示し、上記ホログラムパターンの設定波長よりも波長が長いため、相対的にホログラムピッチは小さくなって回折角度は大きくなり、1次回折スポットSCはDVDスポットSDよりも光軸37に対して遠い側に合焦後の状態で落射する。
その場合、上記3光源21〜23の3波長の中間波長で上記ホログラムパターンを設定しているため、使用波長の長短両側に当たるCDのスポットSCとBDのスポットSBとには、上記ホログラムパターンの設定波長に近い波長を有するDVDのスポットSDからの位置ずれが略均等に発生する。そして、両端スポットSB,SCは、略同一のデフォーカス分を伴って受光される。
そこで、本実施の形態においては、上記光源21〜23から出射された光束が上記ディスク29上に合焦している状態で、第2受光素子35の分割線を光軸37を含むと共に第2受光素子35の中心を通る平面36に対して所定角度だけ傾けて、第2受光素子35の差動出力が「0」になるようにしている。したがって、上記デフォーカス分をキャンセルすることができ、実用上開題になることはない。さらに、第2受光素子35の面積増大も最小限に抑えることができるのである。
さらに、本実施の形態においては、BD用の光源21,DVD用の光源22およびCD用の光源23を、専用のビームスプリッター24,25,26によって光軸が変更された後の各光軸が、立ち上げミラー28を介してディスク29と第1受光素子30とを結ぶ光軸37に同軸化されるように配置している。したがって、図25に示す従来の光ピックアップ装置におけるCD,DVD用のコリメートレンズ7とBD用のコリメートレンズ9とを1つのコリメートレンズ27によって兼用することができ、図25に示す従来のピックアップ装置に比べて、BD用プリズム8,CD,DVD用のコリメートレンズ7,合成用プリズム10およびBD用の受光系15〜18を省略することができる。
すなわち、本実施の形態によれば、3種類の光源21〜23の波長に対して、1つの第1受光素子30および1つの第2受光素子35を含む1系列の受光系で対応することが可能であり、光ピックアップ装置の小型化と低コスト化とを同時に達成することができるのである。
・第2実施の形態
図9は、本実施の形態の光ピックアップ装置における光学系の平面図である。また、図10は、図9の側面図である。図9および図10において、図1および図2に示す上記第1実施の形態と同じ部材には、同じ番号を付して詳細な説明は省略する。
本光ピックアップ装置においては、フォーカスエラー検出用の第2受光素子41を、光軸42を含んで第2受光素子41の中心を通る平面43に対して分割線を第1の所定角度だけ傾けると共に、光軸42と直交する平面に対して第2の所定角度だけ傾斜させて、第2受光素子41の差動出力を「0」にしている。
図11(a)は、ホログラム素子33および第2受光素子41をホログラム素子33側から見た正面図である。また、図11(b)は、ホログラム素子33,第1受光素子30および第2受光素子35の側面図である。図11に示すように、第2受光素子41は、ホログラム素子33と正対する方向に、光軸42と直交する平面に対して角度θ1だけ傾けて設置されている。
図12〜図14は、各波長毎の1次回折スポットの落射状態を示している。但し、図12(a)〜図14(a)はホログラム素子33および第2受光素子41をホログラム素子33側から見た正面図であり、図12(b)〜図14(b)はホログラム素子33,第1受光素子30および第2受光素子41の側面図である。
上記ホログラム素子33のホログラムパターンは3種類の光源21〜23の波長の中間波長で設定されているため、使用波長の長短両側に当たるCDの1次回折スポットSCとBDの1次回折スポットSBとには、上記ホログラムパターンの設定波長に近い波長を有するDVDの1次回折スポットSDからの位置ずれが略均等に発生する。そして、両端スポットSB,SCは、略同一のデフォーカス分を伴って受光される。
そこで、本実施の形態においては、上記光源21〜23から出射された光束が上記ディスク29上に合焦している状態で、光軸42を含んで第2受光素子41の中心を通る第1平面43に対して第2受光素子41の分割線を上記第1の所定角度だけ傾けて、第2受光素子41の差動出力が「0」になるようにする。それと共に、ホログラム素子33と正対する方向に、光軸42と直交する第2平面に対して角度θ1だけ第2受光素子41を傾けて設置する。こうして、図12〜図14に示すように、BDの1次回折スポットSBとCDの1次回折スポットSCとのデフォーカス分を可能な限り小さくすると共に、上記両1次回折スポットSB,SCが第2受光素子41の分割線上で受光されるようにするのである。
こうすることによって、第2受光素子41上における両端に位置する1次回折スポットSB,SCのデフォーカス分を、第2受光素子14の傾きによってキャンセルすることができ、良好な1次回折スポットSB,SD,SCを受光することが可能になる。さらに、第2受光素子41の面積をさらに縮小することが可能になり、ホログラムフーコー法によるフォーカスエラー信号を速い応答速度で得ることができる。
・第3実施の形態
図15は、本実施の形態の光ピックアップ装置における光学系の平面図である。図15において、BD用の光源21,DVD用の光源22,CD用の光源23,ビームスプリッター24,25,26,コリメートレンズ27,回折素子基台32,ホログラム素子33,受光ユニットパッケージ34および第1受光素子30は、図1および図2に示す第1実施の形態の場合と同じである。但し、図15においては、立ち上げミラー28,対物レンズ31およびディスク29は省略している。
本実施の形態においては、上記ホログラム素子33と第1受光素子30と間の距離Rを半径とし、ホログラム素子33の中心を中心として、第1受光素子30の中心を通る円を画いた場合に、第2受光素子46の中心が上記円上にあり、且つ、ホログラム素子33からの1次回折光が第2受光素子46に入射されるように、第2受光素子46を配置する。さらに、上記光源21〜23から出射された光束が上記ディスク29上に合焦している状態で、光軸47を含んで第2受光素子46の中心を通る第1平面に対して第2受光素子46の分割線を第1の所定角度だけ傾けて、第2受光素子46の差動出力を「0」になるようにする。それと共に、ホログラム素子33と正対する方向に、光軸と直交する第2平面に対して第2の所定角度だけ第2受光素子46を傾斜させている。ここで、上記第2の所定角度は、第2受光素子46の中心での上記円への接線の上記第2平面に対する角度θ2に設定されている。
短波長側の1次回折スポットと長波長側の1次回折スポットとは、ホログラムパターンの設定波長に近い波長の1次回折スポットから略同一の位置ずれを有し、略同一のデフォーカス成分を有して、第2受光素子46上に落射する。しかしながら、第2受光素子46を上述したように配置することによって、第2受光素子46上におけるスポット径のデフォーカスによる拡大を、短波長側と長波長側との両側共に可能な限り小さくすることができる。したがって、第2受光素子46の面積を縮小することが可能になり、応答速度も良好なホログラムフーコー法によるフォーカスエラー信号を得ることが可能になる。
すなわち、本実施の形態によれば、安定した信号検出特性を得ることができる。
・第4実施の形態
図16は、本実施の形態の光ピックアップ装置における光学系の平面図である。図16において、BD用の光源21,DVD用の光源22,CD用の光源23,コリメートレンズ27,回折素子基台32,ホログラム素子33,受光ユニットパッケージ34および第1受光素子30は、図1および図2に示す上記第1実施の形態の場合と同じである。また、第2受光素子46は、図15に示す上記第3実施の形態の場合と同じである。尚、図16においては、立ち上げミラー28,対物レンズ31およびディスク29は省略している。
本実施の形態においては、図1に示す上記第1実施の形態におけるBD用のビームスプリッター24,DVD用のビームスプリッター25およびCD用のビームスプリッター26を一体化して、一つのビームスプリッター51としている。このビームスプリッター51は、例えば次のようにして形成される。すなわち、十分に大きい平板ガラスを積層して45度に力ットすることによって、断面形状が直角二等辺三角形の2つのプリズム52,53と断面形状が平行四辺形の2つのプリズム54,55とを形成する。そして、2つのプリズム54,55における45度の力ット面同志を貼り合せて平行四辺形のプリズムを形成し、プリズム54における他の45度の力ット面にはプリズム52における45度の力ット面を貼り合せ、プリズム55における他の45度の力ット面にはプリズム53における45度の力ット面を貼り合せるのである。このような形成方法によれば、低コストで安定したビームスプリッター51を形成することができるのである。
以上のごとく、本実施の形態によれば、図1に示す上記第1実施の形態におけるBD用のビームスプリッター24,DVD用のビームスプリッター25およびCD用のビームスプリッター26を一体化して、一つのビームスプリッター51としている。したがって、上記第1実施の形態の場合のように、上記折り曲げミラーを介して上記ディスクと第1受光素子30とを結ぶ光軸上に、3つのビームスプリッター24,25,26を同軸に配置する必要がない。したがって、各光学部品の組み立てが簡単になる。
・第5実施の形態
図17は、本実施の形態の光ピックアップ装置における光学系の1実施例を示す平面図である。図17において、BD用の光源21,DVD用の光源22,CD用の光源23,コリメートレンズ27,立ち上げミラー28,回折素子基台32,ホログラム33,受光ユニットパッケージ34および第1受光素子30は、図1および図2に示す上記第1実施の形態の場合と同じである。また、第2受光素子46は、図15に示す上記第3実施の形態の場合と同じである。但し、図17においては、対物レンズ31およびディスク29は省略している。
本実施の形態においては、図1に示す上記第1実施の形態におけるBD用のビームスプリッター24,DVD用のビームスプリッター25およびCD用のビームスプリッター26を一体化して、一つのビームスプリッター56としている。このビームスプリッター56は、例えば次のようにして形成される。すなわち、十分に大きい平板ガラスを積層して45度に力ットすることによって、直角に対向する辺の長さがLである直角二等辺三角形の断面形状を有する2つのプリズム57,58と、直角を挟む2辺の長さがLである直角二等辺三角形の断面形状を有する2つのプリズム59,60とを形成する。そして、2つのプリズム59,60における長さがLの面同志を貼り合せて断面形状が平行四辺形のプリズムを形成し、この断面形状が平行四辺形のプリズムにおける長さがLの2つの面にプリズム57,58における長さがLの面を貼り合せるのである。このような形成方法によれば、低コストで安定したビームスプリッター56を形成することができる。
また、上記ビームスプリッター56の構成に合わせて、上記BD用の光源21とDVD用の光源22とCD用の光源23とを光軸61に対して互い違いに配置して、ビームスプリッター56によって光軸の方向が変更された後の各光源21,22,23からの光束の光軸が、光軸61に同軸化されるようになっている。
このように、上記3つの光源21,22,23を光軸61に対して互い違いに配置することによって、上記各光源21,22,23からの光束が互いに干渉するのを防止することができ、本光ピックアップ装置のさらなる小型化が容易になる。
さらに、上記3つの光源21,22,23を、光軸61に対して、ディスク29(図2参照)を回転させるスピンドルモーター(図示せず)と同じ側に配列したと仮定した場合に、上記スピンドルモーターに最も近い光源23を、光軸61に対して、上記スピンドルモーターとは反対側に設置することが可能になる。したがって、光源23をスピンドルモーターの領域外に配置して、ディスク29および上記スピンドルモーターとの機械的干渉を避けることができ、標準的な直径を有する安価なスピンドルモーターを採用して、本光ピックアップ装置の低コスト化やさらなる小型化や軽量化が可能になる。
図18は、上記ディスク29を回転させるスピンドルモーターが、光軸61に対して、図17の場合とは反対側に位置している場合に用いる光ピックアップ装置における光学系の平面図である。図18において、ビームスプリッター56は、図17に示す光ピックアップ装置におけるビームスプリッター56を、光軸61を回転軸として180度回転した状態に配置している。したがって、それに連れて、上記3つの光源21,22,23は、光軸61に対して、図17の場合とは反対側に互い違いに配置している。
したがって、本光ピックアップ装置の場合には、上記スピンドルモーターが光軸61に対して図17の場合とは反対側に位置している場合において、光源21,22,23を光軸61に対してスピンドルモーターと同じ側に配列したと仮定した場合に上記スピンドルモーターに最も近い光源23と、ディスク29および上記スピンドルモーターとの機械的干渉を避けることができるのである。
以上のごとく、本実施の形態によれば、図1に示す上記第1実施の形態におけるBD用のビームスプリッター24,DVD用のビームスプリッター25およびCD用のビームスプリッター26を一体化して、一つのビームスプリッター56としている。したがって、上記第1実施の形態の場合のように、3つのビームスプリッター24,25,26を光軸61上に同軸に配置する必要がない。したがって、各光学部品の組み立てが簡単になる。
さらに、上記3つの光源21,22,23を光軸61に対して互い違いに配置している。したがって、上記各光源21,22,23からの光束が互いに干渉するのを防止することができ、本光ピックアップ装置のさらなる小型化が容易になる。また、ディスク29を回転させるスピンドルモーターに最も近い光源23を、上記スピンドルモーターの領域外に配置して、ディスク29および上記スピンドルモーターとの機械的干渉を防止することができ、本光ピックアップ装置の低コスト化やさらなる小型化や軽量化が可能になる。
尚、本実施の形態においては、上記BD用のビームスプリッター,DVD用のビームスプリッターおよびCD用のビームスプリッターを一体化した一つのビームスプリッター56を用いた光ピックアップ装置によって、3つの光源21,22,23を光軸61に対して互い違いに配置する場合を例示している。しかしながら、この発明はこれに限定されるものではなく、例えば図1におけるBD用のビームスプリッター24やDVD用のビームスプリッター25やCD用のビームスプリッター26の向きを180度変更しても、3つの光源21,22,23を光軸37に対して互い違いに配置することができる。
・第6実施の形態
図19は、本実施の形態の光ピックアップ装置における光学系の平面図である。図19において、BD用の光源21,DVD用の光源22,CD用の光源23,ビームスプリッター24,25,26,コリメートレンズ27,立ち上げミラー28,回折素子基台32,ホログラム素子33,受光ユニットパッケージ34および第1受光素子30は、図1および図2に示す上記第1実施の形態の場合と同じである。また、第2受光素子41は、図9に示す上記第2実施の形態の場合と同じである。但し、図19においては、対物レンズ31およびディスク29は省略している。
本実施の形態においては、上記CD用のビームスプリッター26とコリメートレンズ27との間に、1/4波長板71を設けている。さらに、BD用のビームスプリッター24に関して光源21の反対側にはミラー72を配置し、立ち上げミラー73を立ち上げミラー28に対して併設し、ミラー72と立ち上げミラー73との間にミラー72側から順にBD専用コリメートレンズ74および1/4波長板75を配置している。
波長の長い上記CD用の光源23から出射された光束および光源21と光源23との略中間波長の上記DVD用の光源22から出射された光束は、ビームスプリッター25,26によって光軸が折り曲げられた後同軸化され、1/4波長板71を透過し、コリメートレンズ27によって略並行光とされ、立ち上げミラー28によって立ち上げられ、対物レンズ31(図2参照)によってディスク29(図2参照)に照射される。そして、ディスク29からの反射光は、照射光と同じ経路を通ってビームスプリッター26,25,24を透過し、回折素子基台32上のホログラム素子33に至る。
これに対して、波長の短い上記BD用の光源21から出射されて上記ビームスプリッター24を透過した光束は、ミラー72で折り曲げられて、球面収差を補正可能なように構成されたBD専用コリメートレンズ74によって略並行光となり、1/4波長板75を透過し、立ち上げミラー(DVD,CD用)28とは別の立ち上げミラー73によってBD用ディスク(図示せず)に向かって立ち上げられ、BD専用対物レンズ(図示せず)によって上記BD用ディスクに照射される。そして、上記BD用ディスクからの反射光は、照射光と同じ経路を通ってビームスプリッター24で反射され、以後光源22,23からの光束と同じ光路を経て回折素子基台32上のホログラム素子33に至る。
そして、上記光源21,22,23からの各光束は、上記ホログラム素子33によって透過光(0次回折光)と1次回折光とに変換される。そして、ホログラム素子33を透過した0次回折光は、受光ユニットパッケージ34内の第1受光素子30によって受光される。また、ホログラム素子33によって回折された1次回折光は、受光ユニットパッケージ34内の第2受光素子41によって受光される。
尚、上記1/4波長板71,75は、DVD用あるいはCD用のディスク29およびBD用ディスクに照射される光を円偏光とするためのものである。
以上のごとく、本実施の形態においては、特殊な記録媒体である上記BD用ディスクに対する光源21からの光の光路を、DVD用あるいはCD用のディスク29に対する光源22,23からの光の光路とは別に設けて、BD用の光路上にはBD専用コリメートレンズ74および1/4波長板75を配置している。したがって、上記BD用ディスクに対して最適な収差補正をBD専用コリメートレンズ74および上記BD専用対物レンズで行うことが可能になる。
さらに、上記BD用ディスクからの読み取り信号を、他のDVD用あるいはCD用のディスク29からの読み取り信号と同じ受光素子30,41で検出することができる。したがって、BD用とDVD,CD用との2つの検出系を設ける必要がなく、検出系回路構成の簡素化を図ることができる。
すなわち、本実施の形態によれば、光ピックアップ装置の高性能化と低コスト化とを同時に達成することができるのである。
・第7実施の形態
図20は、本実施の形態の光ピックアップ装置における光学系の平面図である。図20において、BD用の光源21,DVD用の光源22,CD用の光源23,ビームスプリッター24,25,26,コリメートレンズ27,立ち上げミラー28,回折素子基台32,ホログラム素子33,受光ユニットパッケージ34および第1受光素子30は、図1および図2に示す上記第1実施の形態の場合と同じである。また、第2受光素子41は、図9に示す上記第2実施の形態の場合と同じである。また、1/4波長板71,ミラー72,BD専用コリメートレンズ74および1/4波長板75は、図19に示す上記第6実施の形態の場合と同じである。但し、図20においては、対物レンズ31およびディスク29は省略している。
本実施の形態においては、上記1/4波長板71と立ち上げミラー28との間に、合成プリズム76を配置している。また、1/4波長板75の後段には、BD専用コリメートレンズ74からの光束を合成プリズム76に向かって折り曲げるミラー77を配置している。
波長の長い上記CD用の光源23から出射された光束および光源21と光源23との略中間波長の上記DVD用の光源22から出射された光束は、ビームスプリッター25,26によって光軸が折り曲げられて同軸化され、コリメートレンズ27によって略並行光とされ、1/4波長板71によって円偏光とされ、合成プリズム76を透過し、立ち上げミラー28によって立ち上げられ、対物レンズ31(図2参照)によってディスク29(図2参照)に照射される。そして、ディスク29からの反射光は、照射光と同じ経路を通ってビームスプリッター26,25,24を透過し、回折素子基台32上のホログラム素子33に至る。
これに対して、波長の短い上記BD用の光源21から出射されて上記ビームスプリッター24を透過した光束は、ミラー72で折り曲げられて、球面収差を補正可能なように構成されたBD専用コリメートレンズ74によって略並行光となり、1/4波長板75によって円偏光とされ、ミラー77および合成プリズム76で折り曲げられて光源22,23からの光束と同軸化され、立ち上げミラー28によって立ち上げられ、対物レンズ31によってディスク29に照射される。そして、ディスク29からの反射光は、照射光と同じ経路を通ってビームスプリッター24に至り、ビームスプリッター24で反射され、以後光源22,23からの光束と同じ光路を経て回折素子基台32上のホログラム素子33に至る。
そして、上記光源21,22,23からの各光束は、上記ホログラム素子33によって透過光(0次回折光)と1次回折光とに変換される。そして、ホログラム素子33を透過した0次回折光は、受光ユニットパッケージ34内の第1受光素子30によって受光される。また、ホログラム素子33によって回折された1次回折光は、受光ユニットパッケージ34内の第2受光素子41によって受光される。
以上のごとく、本実施の形態においては、上記ディスク29が特殊な記録媒体であるBD用のディスクである場合における光源21からの光の光路を、DVD,CD用のディスクである場合における光源22,23からの光の光路とは別に設けて、BD用の光路上にはBD専用コリメートレンズ74および1/4波長板75を配置している。したがって、上記BD用のディスクに対して最適な収差補正をBD専用コリメートレンズ74で行うことが可能になる。
さらに、上記ディスク29がBD用のディスクである場合の読み取り信号を、他のDVD,CD用のディスクである場合の読み取り信号と同じ受光素子30,41で検出することができる。したがって、BD用とDVD,CD用との2つの検出系を設ける必要が無く、検出系回路構成の簡素化を図ることができる。
すなわち、本実施の形態によれば、光ピックアップ装置の高性能化と低コスト化とを同時に達成することができるのである。
・第8実施の形態
図21は、本実施の形態の光ピックアップ装置における光学系の構成図である。尚、図21(a)は側面図であり、図21(b1)〜図21(b3)は図21(a)の平面図である。本光ピックアップ装置は、使用する光源を切り換えることによって、CD等の通常密度記録ディスク,DVDの高密度記録ディスクおよびBD等の超高密度記録ディスクに対して、信号読み取りおよび信号書き込みを行うことができる構造を有している。
図21において、81は受光発光ユニットパッケージであり、波長の短いBD用の第1光源82と、波長の長いCD用の第3光源84と、第1光源82と第3光源84との略中間波長のDVD用の第2光源83と、受光素子85とが収納されている。その際に、受光素子85の受光面が受光発光ユニットパッケージ81の出射面と平行になるようになっている。そして、回折素子基台86は受光発光ユニットパッケージ81の上記出射面に貼り付けられており、受光発光ユニットパッケージ81との貼り付け面に対向する面にはホログラム素子87が設けられている。また、光束をディスク90に向かって立ち上げるための立ち上げミラー88と回折素子基台86との間には、使用される記録ディスクに応じて球面収差を補正するためのコリメートレンズ89が配置されている。また、立ち上げミラー88とディスク90との間には、対物レンズ91が配置されている。
上記構成において、上記第1光源82,第2光源83および第3光源84から出射された光束は、各光軸が、ホログラム素子87によって、コリメートレンズ89上において第2光源83とコリメートレンズ89とを結ぶ光軸92に至るように変更される。そして、使用される記録ディスクに応じてコリメートレンズ89によって球面収差が補正されて略平行且つ同軸化された光束は、立ち上げミラー88によってディスク90に向かって立ち上げられ、対物レンズ91によってディスク29に照射される。そして、ディスク29からの反射光は、照射光と同じ経路を通って回折素子基台86上のホログラム素子87に至り、ホログラム素子87によって回折された1次回折光は、受光発光ユニットパッケージ81内の受光素子85によって受光される。
図22は、上記ホログラム素子87と受光素子85との位置関係を示している。ホログラム素子87のホログラムパターンは、第1光源82〜第3光源84の3波長の略中間波長で設定されている。したがって、使用波長と回折角と格子ピッチとの関係を表す上記式(1)から分かるように、波長が最も短いBDのスポットは受光素子85上における光軸92に最も近い位置に落射し、以下DVDのスポット,CDのスポットの順に光軸92から遠い位置に落射することになる。
そこで、本実施の形態においては、受光発光ユニットパッケージ81に収納されている各第1光源82〜第3光源84における受光素子85からの距離を、波長の長い順に大きくなるようにしている。つまり、図21(b1)〜図21(b3)および図22に示すように、受光素子85から第1光源82までの距離をLBとし、受光素子85から第2光源83までの距離をLDとし、受光素子85から第3光源84までの距離をLCとした場合に、
LB<LD<LC
の関係が成立するように各第1光源82〜第3光源84を配置している。こうすることによって、受光素子85上に落射するBDのスポット,DVDのスポットおよびCDのスポットの位置ずれをキャンセルすることができ、各スポットを受光素子85上の略同じ位置に落射させることができるのである。
また、上記受光素子85を、その受光面が受光発光ユニットパッケージ81の出射面と平行になるように配置した場合には、上記ホログラムパターンの設定波長に近い波長の第2光源83からの光による1次回折スポットは略無収差で第2受光素子85上に落射し、設定波長より短波長の第1光源82からの光による1次回折スポットは合焦前の状態で落射し、設定波長より長波長の第3光源84からの光による1次回折スポットは合焦後の状態で落射することになる。
そこで、本実施の形態においては、受光発光ユニットパッケージ81に収納されている各第1光源82〜第3光源84の出射面におけるホログラム素子87からの距離を、波長の短い順に大きくなるようにしている。つまり、図21(b1)〜図21(b3)に示すように、ホログラム素子87から第1光源82までの距離をL1とし、ホログラム素子87から第2光源83までの距離をL2とし、ホログラム素子87から第3光源84までの距離をL3とした場合に、
L3<L2<L1
の関係が成立するように各第1光源82〜第3光源84を配置している。こうすることによって、第1光源82〜第3光源84の波長による受光素子85上のデフォーカスをキャンセルすることができ、各スポットを略無収差の集光された状態で落射させることができるのである。
以上のごとく、本実施の形態においては、上記受光発光ユニットパッケージ81にBD用の第1光源82,DVD用の第2光源83,CD用の第3光源84および受光素子85を収納し、受光発光ユニットパッケージ81の出射面に貼り付けられた回折素子基台86の出射面にはホログラム素子87を設けている。そして、受光素子85から各光源82,83,84までの距離をLB,LD,LCとした場合に、「LB<LD<LC」の関係が成立し、ホログラム素子87から各光源82,83,84までの距離をL1,L2,L3とした場合に、「L3<L2<L1」の関係が成立するように、各第1光源82〜第3光源84を配置している。
したがって、上記受光素子85上におけるBDのスポット,DVDのスポットおよびCDのスポットの波長に起因する位置ずれおよびデフォーカスを修正することができ、受光素子85上における略同一ポイントに略無収差の集光されたスポットを形成することができるのである。
すなわち、この実施の形態によれば、上記受光素子85の小型化は勿論、受光素子85を含む受光部全体を小さく設定することが可能になる。したがって、本光ピックアップ装置の信頼性を高め、低コスト化を実現することができる。
ここで、本実施の形態においては、上記ホログラム素子87によるホログラム1次回折光のみによって、α領域からのフォーカスエラー信号だけではなく、β領域からのトラッキングエラー信号をプッシュプル法で得、RF信号を全受光素子の加算信号で得るようにしている。したがって、極限まで簡略化した光学系によって、BD,DVDおよびCDの3種の記録媒体に対して記録あるいは再生を行うことができるのである。
・第9実施の形態
図23は、本実施の形態の光ピックアップ装置におけるホログラム素子と受光素子との位置関係を示す。尚、光学系全体の基本構成は、図21に示す上記第8実施の形態の場合と同じである。但し、第1光源82および第3光源84の設置位置が上記第8実施の形態の場合よりも第2光源83側に近づいており、受光素子85上における異なるポイントに1次回折スポットが形成されるようにした点で、上記第8実施の形態とは異なる。以下の説明においては、図21と同じ番号を用いるものとする。
受光素子85において、97はホログラム素子87におけるα領域からのフォーカスエラー信号を検出する2分割受光部であり、98,99はホログラム素子87におけるβ領域からのトラッキングエラー信号をプッシュプル法で検出する受光部である。
上述したように、上記第1光源82および第3光源84は上記第8実施の形態の場合よりも第2光源83側に配置されており、第1光源82からの光束の1次回折スポットと、第2光源83からの光束の1次回折スポットと、第3光源84からの光束の1次回折スポットとは、2分割受光部97上における光源の波長に応じて光軸92からの距離が異なる領域に落射する。
また、第1光源82,第2光源83および第3光源84からの光の波長は、環境温度の変化によって変動する。ここで、温度による波長変動は、各光源82,83,84の3光源共、略0.2nm/℃〜0.25nm/℃である。したがって、例えば、50℃の温度上昇の場合には、+11.25nmの波長変動が発生する。その結果、上記式(1)「sinα=λ/d」によれば、格子ピッチdは一定であるから回折角αが大きくなる。一方、温度低下の場合には回折角αが小さくなる。すなわち、環境温度の変化によって、2分割受光部97上におけるBDのスポット,DVDのスポットおよびCDのスポットの位置の光軸92からの距離が変動することになる。
そして、上記光源82,83,84の切り換えおよび環境温度の変化によって、BDの1次回折スポット,DVDの1次回折スポットおよびCDの1次回折スポットの位置の光軸92からの距離が変わると、ホログラム素子87から各1次回折スポットの位置までの距離が変わるため、BDのスポット,DVDのスポットおよびCDのスポットの大きさも変わる。したがって、各スポットの大きさが変わっても2分割受光部97からの差動出力を「0」にするためには、2分割受光部97の分割線を、図5〜図8に示す第1実施の形態の場合と同様に、光軸92を含むと共に2分割受光部97の中心を通る平面に対して傾斜させる必要がある。
その場合、長波長側においては元々回折角度αが大きいため、波長変動に対して、1次回折スポットの落射位置が、光軸92を含むと共に2分割受光部97の中心を通る平面の延在方向へ大きく変動する。したがって、長波長側の受光領域における分割線100の長さを、短波長側よりも長く設定する必要がある。また、短波長側の受光領域においては、1次回折スポットの上記平面の延在方向への移動距離は短いものの、上記平面に直交する方向への移動距離は長いため、分割線100の傾斜角度は長波長側より大きい角度を必要とする。
そこで、本実施の形態においては、図24に示すように、上記受光素子85における2分割受光部97を受光部97aと受光部97bとに2分割する分割線100の位置と傾きと長さとを、光源82,83,84の切り換えおよび環境温度の変化による各光源82,83,84の波長変動を考慮して3つの領域AB,AD,ACに分けて設定するのである。
ここで、図24における領域ABはBD(短波長)の1次回折スポットを受光するための領域であり、領域ADはDVD(中間波長)の1次回折スポットを受光するための領域であり、領域ACはCD(長波長)の1次回折スポットを受光するための領域である。また、θBは領域ABを2分割する分割線100Bの傾斜角度であり、θDは領域ADを2分割する分割線100Dの傾斜角度であり、θCは領域ACを2分割する分割線100Cの傾斜角度である。
以上のごとく、本実施の形態においては、上記第1光源82〜第3光源84を、各光源82〜84からの光束の1次回折スポットが2分割受光部97上における光軸92からの距離が異なる領域AB,AD,ACに落射するように配置している。そして、領域AB,AD,ACにおける分割線100B,100D,100Cの位置と傾斜角度とを、各光源82,83,84の切り換えおよび環境温度の変化によって各1次回折スポットの大きさが変わっても2分割受光部97からの差動出力が「0」になるように設定している。
こうすることによって、周囲温度の変化によって各光源82〜84からの出射光の波長が変化しても、各光源の波長に対する最適な温度補償をより小さな面積の2分割受光部97で行うことができ、小さい面積の受光素子85で信頼性の高い受光部を構成することができるのである。
尚、上記第4実施の形態および第5実施の形態においては、上記第3実施の形態における第2受光素子46を用いている。また、上記第6実施の形態および第7実施の形態においては、上記第2実施の形態における第2受光素子41を用いている。しかしながら、上記第4実施の形態〜上記第7実施の形態で用いるべき第2受光素子の構成はこれに限定されるものではなく、上記第1実施の形態〜上記第3実施の形態における第2受光素子の構成から都合の良いものを1つ選んで採用すればよい。
この発明の光ピックアップ装置における光学系の平面図である。 図1の側面図である。 図1および図2における第1受光素子による受光パターンを示す図である。 図1および図2における第2受光素子とホログラム素子との位置関係を示す図である。 図4の詳細図である。 波長の短いBDの1次回折光スポットの落射状態を示す図である。 中間波長であるDVDの1次回折スポットの落射状態を示す図である。 波長の長いCDの1次回折光スポットの落射状態を示す図である。 図1とは異なる光ピックアップ装置における光学系の平面図である。 図9の側面図である。 図9および図10における第2受光素子とホログラム素子との位置関係を示す図である。 波長の短いBDの1次回折光スポットの落射状態を示す図である。 中間波長であるDVDの1次回折スポットの落射状態を示す図である。 波長の長いCDの1次回折光スポットの落射状態を示す図である。 図1および図9とは異なる光ピックアップ装置における光学系の平面図である。 図1,図9および図15とは異なる光ピックアップ装置における光学系の平面図である。 図1,図9,図15および図16とは異なる光ピックアップ装置における光学系の1実施例を示す平面図である。 図17とは異なる実施例を示す平面図である。 図1,図9および図15〜図17とは異なる光ピックアップ装置における光学系の平面図である。 図1,図9,図15〜図17および図19とは異なる光ピックアップ装置における光学系の平面図である。 図1,図9,図15〜図17,図19および図20とは異なる光学系の構成図である。 図21におけるホログラム素子と受光素子との位置関係を示す図である。 図1,図9,図15〜図17および図19〜図21とは異なる光ピックアップ装置におけるホログラム素子と受光素子との位置関係を示す図である。 図22における受光素子における分割線の説明図である。 従来のピックアップ装置の一例を示す図である。
21…BD用の光源、
22…DVD用の光源、
23…CD用の光源、
24,25,26,51,56…ビームスプリッター、
27…コリメートレンズ、
28,73,88…立ち上げミラー、
29,90…ディスク、
30…第1受光素子、
31,91…対物レンズ、
32,86…回折素子基台、
33,48,87,96…ホログラム素子、
34…受光ユニットパッケージ、
35,41,46…第2受光素子、
52,53,54,55,57,58,59,60…プリズム、
71,75…1/4波長板、
72,77…ミラー、
74…BD専用コリメートレンズ、
76…合成プリズム、
81…受光発光ユニットパッケージ、
82…第1光源、
83…第2光源、
84…第3光源、
85…受光素子、
97…2分割受光部、
98,99…受光部、
100…分割線。

Claims (12)

  1. 記録密度の異なるディスク状の記録媒体に対する信号の書き込みおよび読み取りを行うために、所定波長の光ビームを出射する第1光源と、上記第1光源の波長よりも長い波長の光ビームを出射する第3光源と、上記第1光源の波長と上記第3光源の波長との間の波長の光ビームを出射する第2光源とを有し、
    上記第1光源,第2光源および第3光源からの光ビームの上記記録媒体からの反射光を0次回折光と1次回折光とに分岐するホログラム素子と、
    上記ホログラム素子からの上記0次回折光を受光してRF信号とトラッキングエラー信号とを得る第1受光素子と、
    上記第1光源,第2光源および第3光源からの光ビームの光路を上記記録媒体に向けて変更すると共に、変更後の各光路の光軸を上記ホログラム素子と上記第1受光素子とを通る光軸に同軸化する一方、上記記録媒体からの反射光を上記ホログラム素子に導くビームスプリッターと、
    上記ホログラム素子からの上記1次回折光を受光してフォーカスエラー信号を得る第2受光素子と
    を備え、
    上記ホログラム素子のホログラムパターンは、上記第1光源の波長と上記第3光源の波長との中間の波長によって設定されて、この設定波長に上記第1光源および上記第3光源よりも近い波長を有する上記第2光源からの光ビームの1次回折スポットが略無収差で上記第2受光素子の略中心で受光されるようになっており、
    上記第2受光素子は2分割受光素子であり、
    上記第2受光素子の分割線を、上記光軸を含むと共に上記第2受光素子の中心を通る平面に対して所定角度だけ傾けて、上記第1光源,第2光源および第3光源からの光ビームが上記記録媒体上に合焦している状態で、上記第2受光素子の差動出力が0になるようになっている
    ことを特徴とする光ピックアップ装置。
  2. 請求項1に記載の光ピックアップ装置において、
    上記第2受光素子を、上記ホログラム素子と正対する方向に、上記光軸と直交する平面に対して上記所定角度とは異なる所定角度だけ傾けて、上記第1光源,第2光源および第3光源からの光ビームが上記記録媒体上に合焦している状態で、上記第1光源,第2光源および第3光源からの光ビームにおける上記ホログラム素子からの1次回折光を、上記第2受光素子の分割線上で受光するようになっている
    ことを特徴とする光ピックアップ装置。
  3. 請求項1に記載の光ピックアップ装置において、
    上記ホログラム素子と上記第1受光素子と間の距離を半径とし、上記ホログラム素子の中心を中心として、上記第1受光素子の中心を通る円を画いた場合に、上記第2受光素子の中心が上記円上にあり、且つ、上記第2受光素子は、上記ホログラム素子と正対する方向に上記光軸と直交する平面に対して所定角度だけ傾いており、
    上記所定角度は、上記第2受光素子の中心での上記円への接線の上記平面に対する角度に設定されており、
    上記第1光源,第2光源および第3光源からの光ビームが上記記録媒体上に合焦している状態で、上記第1光源,第2光源および第3光源からの光ビームにおける上記ホログラム素子からの1次回折光を、上記第2受光素子の分割線上で受光するようになっている
    ことを特徴とする光ピックアップ装置。
  4. 請求項1に記載の光ピックアップ装置において、
    上記第1光源,第2光源および第3光源からの光ビームの光路を上記記録媒体に向けて変更するビームスプリッターは、上記第1光源,第2光源および第3光源に共通の一体化されたプリズムである
    ことを特徴とする光ピックアップ装置。
  5. 請求項1に記載の光ピックアップ装置において、
    上記第1光源,第2光源および第3光源は、上記光軸に対して互い違いに配置されている
    ことを特徴とする光ピックアップ装置。
  6. 請求項5に記載の光ピックアップ装置において、
    上記第1光源,第2光源および第3光源を、上記光軸に対して、上記記録媒体を回転させるスピンドルモーターと同じ側に配置したと仮定した場合に、上記スピンドルモーターに最も近い光源を、上記光軸に対して上記スピンドルモーターとは反対側に配置した
    ことを特徴とする光ピックアップ装置。
  7. 記録密度の異なるディスク状の記録媒体に対する信号の書き込みおよび読み取りを行うために、所定波長の光ビームを出射する第1光源と、上記第1光源の波長よりも長い波長の光ビームを出射する第3光源と、上記第1光源の波長と上記第3光源の波長との間の波長の光ビームを出射する第2光源とを有し、
    上記第1光源,第2光源および第3光源からの光ビームの上記記録媒体からの反射光を0次回折光と1次回折光とに分岐するホログラム素子と、
    上記ホログラム素子からの上記0次回折光を受光してRF信号とトラッキングエラー信号とを得る第1受光素子と、
    上記第2光源および第3光源からの光ビームの光路を第1記録媒体に向けて変更すると共に、変更後の各光路の光軸を上記ホログラム素子と上記第1受光素子とを通る光軸に同軸化する一方、上記第1記録媒体からの反射光を上記ホログラム素子に導く第1ビームスプリッターと、
    上記第1光源からの光ビームを上記第1記録媒体とは異なる第2記録媒体に向けて透過させる一方、上記第2記録媒体からの反射光の光路を上記ホログラム素子に向けて変更すると共に、変更後の光路の光軸を上記光軸に同軸化して上記ホログラム素子に導く第2ビームスプリッターと、
    上記第2ビームスプリッターを透過した上記第1光源からの光ビームの球面収差を補正する一方、上記第2記録媒体からの反射光を上記第2ビームスプリッターに向けて導くコリメートレンズと、
    上記コリメートレンズによって上記球面収差が補正された光ビームを上記第2記録媒体に照射する一方、上記第2記録媒体からの反射光を上記コリメートレンズに向けて導く対物レンズと、
    上記ホログラム素子からの上記1次回折光を受光してフォーカスエラー信号を得る第2受光素子と
    を備え、
    上記ホログラム素子のホログラムパターンは、上記第1光源の波長と上記第3光源の波長との中間の波長によって設定されて、この設定波長に上記第1光源および上記第3光源よりも近い波長を有する上記第2光源からの光ビームの1次回折スポットが略無収差で上記第2受光素子の略中心で受光されるようになっており、
    上記第2受光素子は2分割受光素子であり、
    上記第2受光素子の分割線を、上記光軸を含むと共に上記第2受光素子の中心を通る平面に対して所定角度だけ傾けて、上記第1光源,第2光源および第3光源からの光ビームが上記記録媒体上に合焦している状態で、上記第2受光素子の差動出力が0になるようになっている
    ことを特徴とする光ピックアップ装置。
  8. 記録密度の異なるディスク状の記録媒体に対する信号の書き込みおよび読み取りを行うために、所定波長の光ビームを出射する第1光源と、上記第1光源の波長よりも長い波長の光ビームを出射する第3光源と、上記第1光源の波長と上記第3光源の波長との間の波長の光ビームを出射する第2光源とを有し、
    上記第1光源,第2光源および第3光源からの光ビームの上記記録媒体からの反射光を0次回折光と1次回折光とに分岐するホログラム素子と、
    上記ホログラム素子からの上記0次回折光を受光してRF信号とトラッキングエラー信号とを得る第1受光素子と、
    上記第2光源および第3光源からの光ビームの光路を上記記録媒体に向けて変更すると共に、変更後の各光路の光軸を上記ホログラム素子と上記第1受光素子とを通る光軸に同軸化する一方、上記記録媒体からの反射光を上記ホログラム素子に導く第1ビームスプリッターと、
    上記第1光源からの光ビームを上記記録媒体に向けて透過させる一方、上記記録媒体からの反射光の光路を上記ホログラム素子に向けて変更すると共に、変更後の光路の光軸を上記光軸に同軸化して上記ホログラム素子に導く第2ビームスプリッターと、
    上記第2ビームスプリッターを透過した上記第1光源からの光ビームの球面収差を補正する一方、上記記録媒体からの反射光を上記第2ビームスプリッターに向けて導くコリメートレンズと、
    上記コリメートレンズによって上記球面収差が補正された光ビームの光路を変更すると共に、変更後の光路の光軸を上記光軸に同軸化する一方、上記第1光源からの光ビームにおける上記記録媒体からの反射光を上記コリメートレンズに向けて分離する合成プリズムと、
    上記ホログラム素子からの上記1次回折光を受光してフォーカスエラー信号を得る第2受光素子と
    を備え、
    上記ホログラム素子のホログラムパターンは、上記第1光源の波長と上記第3光源の波長との中間の波長によって設定されて、この設定波長に上記第1光源および上記第3光源よりも近い波長を有する上記第2光源からの光ビームの1次回折スポットが略無収差で上記第2受光素子の略中心で受光されるようになっており、
    上記第2受光素子は2分割受光素子であり、
    上記第2受光素子の分割線を、上記光軸を含むと共に上記第2受光素子の中心を通る平面に対して所定角度だけ傾けて、上記第1光源,第2光源および第3光源からの光ビームが上記記録媒体上に合焦している状態で、上記第2受光素子の差動出力が0になるようになっている
    ことを特徴とする光ピックアップ装置。
  9. 記録密度の異なるディスク状の記録媒体に対する信号の書き込みおよび読み取りを行うために、所定波長の光ビームを出射する第1光源と、上記第1光源の波長よりも長い波長の光ビームを出射する第3光源と、上記第1光源の波長と上記第3光源の波長との間の波長の光ビームを出射する第2光源とを有し、
    上記第1光源,第2光源および第3光源からの光ビームの上記記録媒体からの反射光の1次回折光を得るホログラム素子と、
    上記ホログラム素子からの上記1次回折光を受光して、RF信号とトラッキングエラー信号とフォーカスエラー信号とを得る受光素子と
    を備え、
    上記受光素子は、上記フォーカスエラー信号を差動検出する2分割受光部を有しており、
    上記ホログラム素子のホログラムパターンは、上記第1光源の波長と上記第3光源の波長との中間の波長によって設定されて、この設定波長に上記第1光源および上記第3光源よりも近い波長を有する上記第2光源からの光ビームの1次回折スポットが略無収差で上記2分割受光部の略中心で受光されるようになっており、
    上記第1光源,上記第2光源および上記第3光源は、波長の短い順に上記受光素子からの距離が短くなるように配置され、且つ、上記ホログラム素子と上記第2光源とを通る光軸の延在方向において波長の長い順に上記ホログラム素子からの距離が短くなるように配置されると共に、一つのパッケージ内に並べて収納されており、
    上記2分割受光部における2分割線を、上記光軸を含むと共に上記2分割受光部の中心を通る平面に対して所定角度だけ傾けて、上記第1光源,第2光源および第3光源からの光ビームが上記記録媒体上に合焦している状態で、上記2分割受光部の差動出力が0になるようになっている
    ことを特徴とする光ピックアップ装置。
  10. 請求項9に記載の光ピックアップ装置において、
    上記第1光源,第2光源および第3光源からの光ビームにおける上記ホログラム素子からの1次回折光は、上記2分割受光部における互いに異なる領域に落射するようになっており、
    上記2分割受光部における2分割線は、上記各光源からの光ビームの1次回折光が落射する領域毎に、環境温度の変化を考慮して、上記光軸を含むと共に上記2分割受光部の中心を通る平面に対する傾きと長さとが設定されており、上記環境温度が変化しても、上記第1光源,第2光源および第3光源からの光ビームが上記記録媒体上に合焦している状態で、上記2分割受光部の差動出力が0になるようになっている
    ことを特徴とする光ピックアップ装置。
  11. 請求項10に記載の光ピックアップ装置において、
    上記2分割受光部における上記第1光源からの光ビームの1次回折光が落射する第1領域での上記2分割線の上記傾きが、上記第3光源からの光ビームの1次回折光が落射する第2領域での上記2分割線の上記傾きよりも大きく設定されている
    ことを特徴とする光ピックアップ装置。
  12. 請求項11に記載の光ピックアップ装置において、
    上記2分割受光部における上記第2領域での上記2分割線の長さが、上記第1領域での上記2分割線の長さよりも長く設定されている
    ことを特徴とする光ピックアップ装置。
JP2006040356A 2006-02-17 2006-02-17 光ピックアップ装置 Expired - Fee Related JP4499671B2 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006040356A JP4499671B2 (ja) 2006-02-17 2006-02-17 光ピックアップ装置
US11/704,305 US7405383B2 (en) 2006-02-17 2007-02-09 Optical pickup device having three light sources with a holographic element for directing diffraction light to photodetectors
CNB2007100849475A CN100463060C (zh) 2006-02-17 2007-02-16 光学拾取装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006040356A JP4499671B2 (ja) 2006-02-17 2006-02-17 光ピックアップ装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2007220228A JP2007220228A (ja) 2007-08-30
JP4499671B2 true JP4499671B2 (ja) 2010-07-07

Family

ID=38428050

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2006040356A Expired - Fee Related JP4499671B2 (ja) 2006-02-17 2006-02-17 光ピックアップ装置

Country Status (3)

Country Link
US (1) US7405383B2 (ja)
JP (1) JP4499671B2 (ja)
CN (1) CN100463060C (ja)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012079393A (ja) * 2010-09-10 2012-04-19 Sharp Corp 半導体レーザ装置、光ピックアップ装置および半導体レーザ装置の製造方法
JP6555110B2 (ja) * 2015-12-08 2019-08-07 富士通株式会社 光受信装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003187469A (ja) * 2001-12-20 2003-07-04 Sony Corp 光ピックアップ装置
JP2004206743A (ja) * 2002-12-24 2004-07-22 Ricoh Co Ltd 光ピックアップ装置及び光ディスク装置
JP2005149689A (ja) * 2003-10-22 2005-06-09 Nec Corp 光ヘッド装置および光学式情報記録再生装置
WO2005101383A1 (ja) * 2004-04-16 2005-10-27 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. 情報処理装置

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ATE291269T1 (de) * 1999-01-22 2005-04-15 Konica Minolta Opto Inc Optische abtastvorrichtung, aufzeichnungs- /- wiedergabegerät mit dieser optischen abtastvorrichtung, optisches element und verfahren zur informationsaufzeichnung /- wiedergabe
JP3603002B2 (ja) 2000-03-10 2004-12-15 株式会社三協精機製作所 光ピックアップ装置およびその受光方法
JP3759037B2 (ja) 2001-12-28 2006-03-22 株式会社リコー 光ピックアップ装置及び光ディスク装置
CN100354660C (zh) * 2002-04-18 2007-12-12 松下电器产业株式会社 光学元件、光学头、光学信息记录和再现装置、计算机、图像记录装置、图像再现装置、服务器和汽车导航系统
KR100497382B1 (ko) * 2003-01-16 2005-06-23 삼성전자주식회사 호환형 광픽업장치
JP2004281008A (ja) * 2003-03-18 2004-10-07 Konica Minolta Holdings Inc 光ピックアップ装置
US7193954B2 (en) * 2003-03-31 2007-03-20 Konica Minolta Holding, Inc. Optical pickup device and objective lens for the optical pickup device
JP3948481B2 (ja) * 2003-08-12 2007-07-25 コニカミノルタオプト株式会社 光ピックアップ装置
JP2005141892A (ja) * 2003-10-16 2005-06-02 Nec Corp 光ヘッド装置および光学式情報記録又は再生装置
JP2005209299A (ja) * 2004-01-23 2005-08-04 Pioneer Electronic Corp 光ピックアップおよび記録再生装置
JP4450830B2 (ja) * 2004-03-25 2010-04-14 パイオニア株式会社 光ピックアップ
CN1291396C (zh) * 2004-07-09 2006-12-20 鸿富锦精密工业(深圳)有限公司 光学读/写系统
WO2006064777A1 (ja) * 2004-12-14 2006-06-22 Nec Corporation 光ヘッド装置、光ヘッド装置を備えた光学式情報記録/再生装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003187469A (ja) * 2001-12-20 2003-07-04 Sony Corp 光ピックアップ装置
JP2004206743A (ja) * 2002-12-24 2004-07-22 Ricoh Co Ltd 光ピックアップ装置及び光ディスク装置
JP2005149689A (ja) * 2003-10-22 2005-06-09 Nec Corp 光ヘッド装置および光学式情報記録再生装置
WO2005101383A1 (ja) * 2004-04-16 2005-10-27 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. 情報処理装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN101025960A (zh) 2007-08-29
CN100463060C (zh) 2009-02-18
US7405383B2 (en) 2008-07-29
JP2007220228A (ja) 2007-08-30
US20070195659A1 (en) 2007-08-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4843844B2 (ja) 光ヘッド、受発光素子、及び光記録媒体記録再生装置
JPWO2008081859A1 (ja) 光ピックアップ、光ディスク装置、複合カップリングレンズ、複合プリズム、及び光情報機器
JP5069893B2 (ja) 光ピックアップ及び光ディスクドライブ
KR100480615B1 (ko) 2파장 광원 모듈을 채용한 광픽업
JP2000030288A (ja) 光ピックアップ素子
JP4218096B2 (ja) 光学ヘッド
JP2005327403A (ja) 光ピックアップ及び光学記録媒体記録再生装置
JP4499671B2 (ja) 光ピックアップ装置
US20040001419A1 (en) Compatible optical pickup using beams of different wavelength easy to assemble and adjust
JP3836483B2 (ja) 光集積ユニットおよびそれを備えた光ピックアップ装置
US6975576B1 (en) Optical head device and disk drive system having first and second light sources for emitting light beams of different wavelengths
WO2003044785A1 (fr) Dispositif de captage optique, dispositif a disque optique, dispositif optique et element optique composite
US7450477B2 (en) Optical pickup having a polarization beam splitter
JP3489816B2 (ja) 光ピックアップ装置
US20070081441A1 (en) Optical pickup device and information recording/reproducing apparatus
US20060262708A1 (en) Optical head unit and optical disc apparatus
JP4332693B2 (ja) 光ヘッド、受発光素子、及び光記録媒体記録再生装置
JP2001028145A (ja) 光学ヘッド装置及びディスク録再装置
JP4437806B2 (ja) 光集積ユニットおよびそれを備えた光ピックアップ装置
JP2008243257A (ja) 光ピックアップ
JP4742159B2 (ja) 光情報再生方法
JP2007052820A (ja) 光集積ユニットおよびそれを備えた光ピックアップ装置
US20080205247A1 (en) Multi-Radiation Beam Optical Scanning Device
US20060193220A1 (en) Optical head unit and optical disc apparatus
JP2002237085A (ja) 光ピックアップおよびそれを用いた光学的情報再生装置または記録装置

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20080220

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20091203

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20091222

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20100212

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20100302

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20100326

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20100413

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20100415

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130423

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130423

Year of fee payment: 3

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees