JP4709144B2 - 光ピックアップおよび光ディスク装置 - Google Patents

Description

本発明は光ピックアップ、および当該光ピックアップを備える光ディスク装置に関している。

光ディスクの記録再生装置において、光ディスクからデータを読み出し、あるいは光ディスクにデータを書き込むためには、光ピックアップによって光ディスクの所望位置にアクセスする必要がある。光ピックアップは、光ビームを放射する光源と、この光ビームを光ディスク上に集束させる対物レンズと、光ディスクで反射された光ビームに基づいて電気信号を出力する受光素子とを備えている。

光ピックアップ内の光源には、半導体レーザが使用されている。半導体レーザは、レーザ駆動回路から供給される駆動電流によって動作し、駆動電流に応じた強度のレーザ光を放射することができる。

光ディスクから反射されたレーザ光の一部が半導体レーザに入射すると、レーザの発振状態が乱れ、レーザ光の強度が変動するという問題がある。このような戻り光に起因するレーザ光強度の変動は「戻り光ノイズ」と称されている。この戻り光ノイズを低減するため、半導体レーザの駆動電流に高周波信号を重畳し、半導体レーザをマルチモードで発振させること（高周波重畳）が行われている。

高周波重畳を行う場合、インピーダンス整合素子を用いて高周波信号の電力損失を低減し、良好な信号再生特性を実現することが提案されている（例えば特許文献１参照）。
特開２００２−２３０８１２号公報

波長が約４００ｎｍの青紫レーザによってデータの記録再生が行われるデジタルハイビジョン対応光ディスクが商品化されている。例えば、Ｂｌｕ−ｒａｙ Ｄｉｓｃ規格による光ディスク（ＢＤ）が商品化され、次世代の高密度光ディスクとして注目されている。一方、ＨＤ−ＤＶＤ規格による高密度光ディスクの開発も進められている。今後は、このような高密度光ディスクと、既に普及しているＣＤやＤＶＤとを１つの光ディスク装置で対応することが求められる。

しかし、ＣＤの記録再生は赤外レーザを用いて実行され、ＤＶＤの記録再生は赤レーザを用いて実行される。このため、ＣＤ、ＤＶＤ、および次世代の高密度光ディスクの記録再生を１台の光ディスク装置で対応しようとすると、発振波長が異なる３種類の半導体レーザを光ピックアップ内に配置する必要がある。

光ピックアップの小型化を図るためには、３種類の半導体レーザを１つの駆動回路で動作させることが必要になるが、光ピックアップ内において離れて配置される３つの半導体レーザを１つのレーザ駆動装置で駆動すると、レーザ駆動装置から各半導体レーザまでの総配線長が延長されることになる。その結果、配線長の増大に起因して生じる高周波電力の損失が無視できず、十分な高周波特性が得られなくなる。

本発明は、前記従来の課題を解決するためになされたものであり、その目的は、優れた高周波特性を有する光ピックアップを提供することにある。

また本発明の他の目的は、上記光ピックアップを備える光ディスク装置を提供することにある。

本発明の光ピックアップは、波長が異なる複数の光ビームを用いてデータの記録および再生を実行するための光ピックアップであって、第１波長を有する第１光ビームを放射する第１半導体レーザと、前記第１波長よりも長い第２波長を有する第２光ビームを放射する第２半導体レーザと、前記第２波長よりも長い第３波長を有する第３光ビームを放射する第３半導体レーザと、前記第１、第２、および第３光ビームを集束させるための少なくとも１つの対物レンズと、外部からの信号に基づいて前記第１、第２、および第３半導体レーザを駆動する集積回路素子であって、４つの辺に囲まれた矩形の主面を有する形状を備え、各辺には複数の入出力ピンが配列され、前記複数の入出力ピンが、前記第１半導体レーザに接続される第１ピン群、前記第２半導体レーザに接続される第２ピン群、および前記第３半導体レーザに接続される第３ピン群を含む集積回路素子と、前記集積回路素子の前記第１ピン群を前記第１半導体レーザに接続する第１伝送線路、前記第２ピン群を前記第２半導体レーザに接続する第２伝送線路、および前記第３ピン群を前記第３半導体レーザに接続する第３伝送線路を含む配線構造と、光ディスクによって反射された前記第１、第２、および第３光ビームの少なくとも一部に応答して電気信号を生成する光検出手段とを備え、前記集積回路素子の前記矩形主面において、前記第１ピン群が設けられている辺は、前記第２ピン群が設けられている辺または第３ピン群が設けられている辺と直交しており、かつ、前記第１伝送線路は前記第２および第３伝送線路のいずれよりも短い。

好ましい実施形態において、前記集積回路素子は、前記第２および第３半導体レーザよりも第１半導体レーザに近い位置に配置されている。

好ましい実施形態において、前記集積回路素子における前記第２ピン群および第３ピン群は、いずれも、前記第１ピン群が設けられている辺に直交する１つの辺に設けられている。

好ましい実施形態において、前記集積回路素子は、前記矩形主面の対角線が前記光ピックアップの移動方向に対して略平行となる向きに配置されている。

好ましい実施形態において、前記第１、第２、および第３光ビームは、それぞれ、青紫、赤、および赤外のレーザ光である。

好ましい実施形態において、前記第１、第２、および第３伝送線路の特性インピーダンスは、それぞれ、接続される半導体レーザの等価直列抵抗値に略等しい値に設定されている。

好ましい実施形態において、前記集積回路素子を搭載するフレキシブルケーブルと、前記第１、第２、および第３伝送線路を形成する他のフレキシブルケーブルと、を備え、前記複数のフレキシブルケーブルが積層されている。

本発明の光ディスク装置は、光ディスクを回転させるモータと、波長が異なる複数の光ビームを用いて前記光ディスクに対するデータの記録および再生を実行するための光ピックアップとを備える光ディスク装置であって、前記光ピックアップは、第１波長を有する第１光ビームを放射する第１半導体レーザと、前記第１波長よりも長い第２波長を有する第２光ビームを放射する第２半導体レーザと、前記第２波長よりも長い第３波長を有する第３光ビームを放射する第３半導体レーザと、前記第１、第２、および第３光ビームを集束させるための少なくとも１つの対物レンズと、外部からの信号に基づいて前記第１、第２、および第３半導体レーザを駆動する集積回路素子であって、４つの辺に囲まれた矩形の主面を有する形状を備え、各辺には複数の入出力ピンが配列され、前記複数の入出力ピンが、前記第１半導体レーザに接続される第１ピン群、前記第２半導体レーザに接続される第２ピン群、および前記第３半導体レーザに接続される第３ピン群を含む集積回路素子と、前記集積回路素子の前記第１ピン群を前記第１半導体レーザに接続する第１伝送線路、前記第２ピン群を前記第２半導体レーザに接続する第２伝送線路、および前記第３ピン群を前記第３半導体レーザに接続する第３伝送線路を含む配線構造と、光ディスクによって反射された前記第１、第２、および第３光ビームの少なくとも一部に応答して電気信号を生成する光検出手段とを備え、前記集積回路素子の前記矩形主面において、前記第１ピン群が設けられている辺は、前記第２ピン群が設けられている辺または第３ピン群が設けられている辺と直交しており、かつ、前記第１伝送線路は前記第２および第３伝送線路のいずれよりも短い。

本発明の光ピックアップは、３種類の半導体レーザを駆動する集積回路素子を光ピックアップ内で適切な位置に配置し、最も波長の短い光ビームを放射する半導体レーザ（短波長レーザ）と上記集積回路素子とを接続するための伝送線路の長さを、他の半導体レーザと集積回路素子とを接続する伝送線路よりも短くしている。短波長レーザは、最も高い速度で変調されるため、駆動信号が伝送線路を伝搬する過程で信号波形の劣化が生じやすいが、本発明によれば、伝送線路の短縮により、駆動信号の波形劣化が効果的に抑制される。

また、本発明では、上記伝送線路を短縮するため、レーザ駆動用の集積回路素子と各半導体レーザとの接続に新規な構成を与えている。すなわち、集積回路素子の矩形主面の４つの辺のうち、短波長レーザに接続されるピンが設けられている辺を、他の半導体レーザに接続されるピンが設けられている辺と直交させる構成を採用している。これにより、上記集積回路素子を３つの半導体レーザと効率よく接続する一方で、上記集積回路素子を光ピックアップの外部に設けられた回路（信号処理回路や制御回路）にも効率的に接続することが可能になるため、無駄なスペースを低減し光ピックアップを小型化することが可能になる。

［実施形態１］
以下、図面を参照しながら本発明による光ディスク装置の第１の実施形態を説明する。

まず図１を参照する。図１は、本実施形態の光ディスク装置の主要部の構成を示す図面である。この光ディスク装置は、光ディスク２４０を回転させるスピンドルモータ２３２と、光ディスク２４０に対するデータの記録再生を行うための光ピックアップ１とを備えている。光ピックアップ１の内部構成については、後に詳しく説明する。

光ピックアップ１の位置は、不図示のステッピングモータまたはＤＣモータによって移動可能に支持されており、光ディスク２４０の半径方向に沿ったトラバース動作を行うことができる。このトラバース動作により、光ピックアップ１は、光ディスク２４０上における目的トラックにアクセスすることが可能になる。高速なトラバース動作を実現するためには、光ピックアップ１は可能な限り軽量化されていることが好ましいが、図１では、光ピックアップ１が現実の大きさに比べて誇張して大きく記載されている。

図示されている光ディスク装置は、外部から電力の供給を受ける電源装置２３４と、光ピックアップ１およびスピンドルモータ２３２などの装置に電力を供給し、各装置間における電気信号の送受信を可能にするメイン基板１００とを備えている。また、図には示されていないが、信号処理に用いられる各種の集積回路素子がメイン基板１００上に搭載されている。

次に、図２(ａ)から(ｃ)を参照して本実施形態における光ピックアップ１の内部構成を説明する。図２（ａ）は光ピックアップ１の構成を示す上面図であり、図２（ｂ）は側面図である。図２（ｃ）は、光ピックアップ１が備えるフレキシブルケーブル２０、３０、４０の構成を示す上面図である。

本実施形態の光ピックアップ１は、赤外レーザ３、赤レーザ４、および青紫レーザ５を備える３波長型光ピックアップである。これらのレーザ３、４、５は、それぞれ異なる発振波長を有する半導体レーザ素子から構成されており、光ピックアップ１の異なる位置に配置されている。

図１に示される光ディスク装置に搭載された光ディスク２４０がＣＤである場合、光ピックアップ１の赤外レーザ３が駆動され、赤外の光ビームが赤外レーザ３から放射される。一方、光ディスク２４０がＤＶＤであるときは、赤レーザ４が駆動され、赤色の光ビームが赤レーザ４から放射され、光ディスク２４０がＢＤなどの次世代光ディスクであるときは、青紫レーザ５が駆動され、青紫色の光ビームが青紫レーザ５から放射される。

赤外レーザ３または赤レーザ４から放射された光ビームは、偏光ホログラム６を介してコリメータレンズ７に入射する。コリメータレンズ７を透過した光ビームは、立ち上げミラー８で反射された後、アクチュエータ２に搭載された対物レンズ９に入射する。対物レンズ９は、光ディスク２４０（図１）上に光ビームを集束する。

一方、青紫レーザ５から放射された光ビームは、コリメータレンズ１１を介して偏光ビームスプリッタ１２に入射する。偏光ビームスプリッタ１２を透過した光ビームは、立ち上げミラー１３によって反射された後、アクチュエータ２に搭載された対物レンズ１４に入射する。対物レンズ１４は、光ディスク２４０（図１）上に光ビームを集束する。

本実施形態の光ピックアップ１では、ＣＤ用の光ビームとＤＶＤ用の光ビームが対物レンズ９によって集束されるのに対し、ＢＤなどの高密度光ディスク用の光ビームは、対物レンズ１４によって集束される。なお、光学系の構成によっては、これらの３種類の光ビームを１つの対物レンズによって集束することも可能である。

上記２つの対物レンズ９、１４は、レンズホルダによって一体的に支持され、アクチュエータ２によって駆動される。アクチュエータ２は、対物レンズ９、１４の位置を光ディスク２４０（図１）の情報記録面に垂直な方向および平行な方向に高い精度で制御することができる。

なお、本実施形態では、赤外レーザ３および赤レーザ４が、別々の半導体レーザ素子として異なる位置に搭載されているが、赤外および赤色のレーザ光の両方を放射し得る１つの半導体レーザ素子を用いても良い。

次に、図２（ｃ）を参照して、フレキシブルケーブル２０、３０、４０を説明する。本実施形態では、第１のフレキシブルケーブル２０の上に、第２のフレキシブルケーブル３０および第３のフレキシブルケーブル４０が積層された状態で配置されている。第１のフレキシブルケーブル２０上には、受光素子（ＯＥＩＣ）１０、１５と、レーザ駆動ＩＣ（ＬＤＤ）５０とが搭載されている。ここで、ＯＥＩＣは「Ｏｐｔｏ−Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ（光電子集積回路）」を意味し、ＬＤＤは「Ｌａｓｅｒ Ｄｉｏｄｅ Ｄｒｉｖｅｒ」を意味している。

受光素子１０は、赤外または赤色の光ビームが光ディスク２４０を照射したときに生じる反射光を対物レンズ９、立ち上げミラー８、コリメータレンズ７、偏光ホログラム６を介して受け取ることになる。同様に、受光素子１５は、青紫色の光ビームが光ディスク２４０を照射したときに生じる反射光を対物レンズ１４、立ち上げミラー１３、偏光ホログラム１２を介して受け取ることになる。受光素子１０、１５は、反射光の強度（光量）に応じた各種電気信号を生成する。受光素子１０、１５が生成する電気信号は、後述するように、第１のフレキシブルケーブル２０によって光ピックアップ１から光ディスク装置内の信号処理回路などに送出される。

レーザ駆動ＩＣ５０は、各レーザ３、４、５の動作を制御する集積回路素子である。レーザ駆動ＩＣ５０は、各レーザ３、４、５がデータの記録／再生モードに応じた適切な光強度で光ビームを放射するように駆動信号を生成する。また、本実施形態で採用するレーザ駆動ＩＣ５０は、光ディスクによる戻り光の影響を低減するため、通常の駆動信号に重畳すべき高周波信号を生成する回路を備えている。

このレーザ駆動ＩＣ５０は、第１のフレキシブルケーブル２０上に搭載されているが、第２、第３のフレキシブルケーブル３０、４０によって各レーザ３、４、５に接続される。第２のフレキシブルケーブル３０は、赤外レーザ３および赤レーザ４に駆動電流を供給する駆動ラインを有しており、レーザ駆動ＩＣ５０を赤外レーザ３および赤レーザ４に接続する。一方、第３のフレキシブルケーブル４０は、青紫レーザ５へ伝送する駆動ラインを有しており、レーザ駆動ＩＣ５０を青紫レーザ５に接続する。

レーザ駆動ＩＣ５０は、図２（ｃ）に示されるように、４つの辺５０ａ、５０ｂ、５０ｃ、５０ｄに囲まれた矩形の主面を有する形状を備え、各辺５０ａ、５０ｂ、５０ｃ、５０ｄには複数の入出力ピンが配列されている。本実施形態におけるレーザ駆動ＩＣ５０が備える入出力ピンの数は、簡単のため、図２（ｃ）においては１８本しか示されていないが、実際には４４本である。これら多数のピンは、青紫レーザ５に接続される第１ピン群、赤レーザ４に接続される第２ピン群、および赤外レーザ３に接続される第３ピン群の他、高周波重畳制御信号が入力されるピンなどを含んでいる。

光ピックアップ１の配線構造は、レーザ駆動ＩＣ５０の第１ピン群を青紫レーザ５に接続する第１伝送線路として青紫レーザ駆動信号ライン４１を備えている。同様に、第２ピン群を赤レーザ４に接続する第２伝送線路として赤レーザ駆動信号ライン３３を備え、第３ピン群を赤外レーザ３に接続する第３伝送線路として赤外レーザ駆動信号ライン３１を備えている。本実施形態では、光ピックアップ１の中心よりも青紫レーザ５に近い側にレーザ駆動ＩＣ５０を配置することにより、青紫レーザ駆動信号ライン４１の長さを相対的に短く設定することを可能にしている。具体的には、青紫レーザ駆動信号ライン４１の長さを例えば１５〜２５ｍｍに設定し、赤レーザ駆動信号ライン３３や赤外レーザ駆動信号ライン３１の長さ（例えば３５〜５０ｍｍ）よりも短くしている。高周波信号が重畳される場合、青紫レーザ５は最も高い速度（例えば３７０ＭＨｚ）で変調されるため、青紫レーザ５の駆動信号が青紫レーザ駆動信号ライン４１を伝搬する過程で信号波形の劣化が特に生じやすくなるが、本実施形態の構成によれば、青紫レーザ駆動信号ライン４１の長さを短縮することにより、駆動信号の波形劣化を効果的に抑制している。

また本実施形態では、図２（ｃ）に示されるように、レーザ駆動ＩＣ５０の矩形主面において、第１ピン群が設けられている辺５０ａが第２、第３ピン群が設けられている辺５０ｂと直交する構成を採用している。単に青紫レーザ駆動信号ライン４１の長さを短縮するという目的のためであれば、レーザ駆動ＩＣ５０の矩形主面において、第１ピン群が設けられている辺５０ａと、第２、第３ピン群が設けられている辺５０ｂとが対向する構成を採用することも可能である。しかし、本実施形態では、第１、第２、第３ピン群を直交する２辺５０ａ、５０ｂに集中させることにより、辺５０ｃ、５０ｄに設けられているピンの全てを外部回路との接続に使用することを可能にしている。

更に本実施形態では、青紫レーザ駆動信号ライン４１の長さを他のレーザ駆動信号ライン３１、３３に比べて短くするだけではなく、青紫レーザ駆動信号ライン４１の特性インピーダンスを青紫レーザ５の等価直列抵抗値に略等しい大きさに設計している。

図３は、図２（ｃ）における構成のうち、レーザ駆動に関する部分の等価回路を示している。レーザ駆動ＩＣ５０は、流出型電流源５１、５２および流入型電流源５３を有しており、それぞれが赤外レーザ３、赤レーザ４、青紫レーザ５に接続されている。赤外レーザ３の駆動電流は、流出型電流源５１により生成され、第２のフレキシブルケーブル３０の伝送線路を伝播して赤外レーザ３に供給される。同様に、赤レーザ４の駆動電流は、流出電流源５２により生成され、第２のフレキシブルケーブル３０の伝送線路を伝播して赤レーザ４に供給される。青色レーザ５の駆動電流は、流入型電流源５３により生成され、第３のフレキシブルケーブル４０の伝送線路を伝播して青紫レーザ５に供給される。

青紫レーザ５のために流入型電流源５３が設けられ、流出型電流源５１、５２の電源とは別の電源に接続されている理由は、青紫レーザ５を他のレーザ３、４よりも高い電圧（例えば５Ｖ）で動作させるためである。図３に示す例では、電源が青紫レーザ５のアノードと接続され、カソードはレーザ駆動ＩＣ５０に接続される。一方、赤外レーザ３や赤レーザ４の場合、アノードがレーザ駆動ＩＣ５０に接続され、カソードは接地される。

なお、高周波重畳はデータ再生時に実行されるが、データ記録時には記録すべきデータに応じて駆動電流が変調される。

本実施形態では、発振波長が最も短い青紫レーザ５に駆動電流を供給するための伝送線路の長さが、赤外レーザ３や赤レーザ４に駆動電流を供給するための伝送線路の長さよりも短く設定されている。高密度光ディスクの記録再生に使用される青紫レーザ５は、他のレーザ３、４に比べて、より高い周波数で変調される必要があるため、伝送線路上で生じる変調波形の劣化により、記録再生特性が特に悪い影響を及ぼしやすい。しかし、本実施形態によれば、伝送線路の短縮により、伝送線路のインピーダンスが減少するため、青紫レーザ５を駆動する電流波形の劣化を高速変調時でも適切に抑制し、優れた記録再生特性を実現することが可能になる。なお、個々のレーザ３、４、５に対して別々のレーザ駆動用ＩＣを用いる場合は、それぞれのレーザの近傍にレーザ駆動用ＩＣを配置することにより、個々の伝送線路を短く設定することが可能になるが、本実施形態のように、複数のレーザに対して１つのレーザ駆動用ＩＣを共用する場合には、レーザ駆動用ＩＣの位置が重要になる。

なお、本実施形態では、レーザ３、４、５に駆動電流を供給するための各伝送線路の特性インピーダンスを、それぞれ、レーザ３、４、５の等価直列抵抗値にほぼ等しい大きさに設定している。具体的には、本実施形態で使用する赤外レーザ３や赤レーザ４の等価直列抵抗値Ｚｏが５Ω程度であるため、第２のフレキシブルケーブル３０の伝送線路の特性インピーダンスが５Ωの大きさになるように第２のフレキシブルケーブル３０を設計している。また、青紫レーザ５の等価直列抵抗値は１５Ω程度であるため、第３のフレキシブルケーブル４０の伝送線路の特性インピーダンスが１５Ωになるように第３のフレキシブルケーブル４０を設計している。

次に、図４（ａ）から図４（ｃ）を参照して、光ピックアップ１の配線構造をより詳しく説明する。

まず、図４（ａ）を参照する。図４（ａ）は、第２のフレキシブルケーブル３０の構成を詳細に示している。本実施形態で使用する第２のフレキシブルケーブル３０は２層配線構造を有している。具体的には、赤外レーザ駆動信号ライン３１および赤レーザ駆動信号ライン３３が第１層に形成され、グラウンドプレーン（ＧＮＤライン３２）が第２層に形成されている。第１層および第２層は、図５（ａ）に示すようにマイクロストリップライン構造を形成している。図５（ａ）に示す例では、第１層（信号ライン）および第２層（ＧＮＤライン）が厚さｔの銅箔から形成され、第１層（信号ライン）の線幅はＳである。また、第２のフレキシブルケーブル３０のベースフイルム（中間層）は、誘電率εの絶縁層（誘電体層、厚さ：ｈ）から形成されている。

第２のフレキシブルケーブル３０の第１層が形成されている側には、カソード／ＣＯＭ接続ランド３７、３８、赤外レーザ駆動信号接続ランド３４、ＧＮＤ接続ランド３５、および赤レーザ駆動信号接続ランド３６が設けられている。カソード／ＣＯＭ接続ランド３７、３８は、それぞれ、赤外レーザ３および赤レーザ４のカソードを第２層のＧＮＤライン３２に電気的に接続するための導電層である。赤外レーザ駆動信号接続ランド３４、ＧＮＤ接続ランド３５、および赤レーザ駆動信号接続ランド３６は、それぞれ、図４（ｃ）に示す第１フレキシブルケーブル２０上の赤外レーザ駆動信号接続ランド２１、ＧＮＤ接続ランド２２、および赤レーザ駆動信号接続ランド２３に接続される。第１フレキシブルケーブル２０上の赤外レーザ駆動信号接続ランド２１、ＧＮＤ接続ランド２２、および赤レーザ駆動信号接続ランド２３は、第１フレキシブルケーブル２０上に搭載されるレーザ駆動ＩＣ５０の辺５０ｂ（図２（ｃ））に設けられたピンに接続される。なお、赤外レーザ駆動信号ライン３１の一端は、赤外レーザ３のアノードに接続され、赤レーザ駆動信号ライン３３の一端は、赤レーザ４のアノードに接続される。

図５（ａ）に示すようなマイクロストリップライン構造を有する伝送線路の特性インピーダンスは、信号ラインの線幅Ｓおよび厚さｔと、誘電体層の厚さｈおよび誘電率εと、グラウンドプレーンの厚さｔで決定される。本実施形態における、これらのパラメータは、以下の通りである。

ｔ＝３５［μｍ］
ｈ＝２５．４［μｍ］
ε＝３．５
となるフレキシブルケーブルを使用した場合に、信号ラインの線幅Ｓを
Ｓ＝１．０［ｍｍ］

これらのパラメータに基づいて伝送線路の特性インピーダンスＺｏを計算すると、Ｚ＝４．７［Ω］が得られる。この値は、赤外レーザ３や赤レーザ４の等価直列抵抗値（５Ω）とほぼ等しい。

次に図４（ｂ）を参照する。図４（ｂ）は、第３のフレキシブルケーブル４０の構成を示している。第３のフレキシブルケーブル４０も２層配線構造を有しており、紫色レーザ駆動ライン４１が第１層に形成され、青紫レーザ５のアノードに接続される電源プレーン（アノード電源ライン４７）が第２層に形成されている。第１層および第２層は、図５（ｂ）に示すように、マイクロストリップライン構造を形成している。図５（ｂ）に示す例では、第１層（信号ライン）および第２層（電源ライン）は、厚さｔの銅箔から形成され、第１層（信号ライン）の線幅はＳである。また、フレキシブルケーブルのベースフイルム（中間層）は、誘電率εの絶縁層（誘電体層、厚さ：ｈ）から形成されている。

第３のフレキシブルケーブル４０の第１層が形成されている側には、アノード接続ランド４２、ＧＮＤライン４３、アノード電源接続ランド４４、青紫レーザ駆動信号接続ランド４５、およびＧＮＤ接続ランド４６が設けられている。アノード接続ランド４２は、青紫レーザ５のアノードを第２層のアノード電源ライン４７に電気的に接続するための導電層である。なお、青紫レーザ駆動信号ライン４１の一端は、青紫レーザ５のカソードに接続され、ＧＮＤ接続ライン４３の一端は、青紫レーザ５のＣＯＭ端子（「ＣＯＭＭＯＭ端子」の略称）に接続される場合がある。

本実施形態における青紫レーザ５は、流入型電流源５３に接続するため、カソードとパッケージＧＮＤとがショートされた「カソードコモン型」のパッケージではなく、カソードがフローティング（浮遊）状態にある「カソードフローディング型」のパッケージである。「カソードフローディング型」を採用することにより、図３に示すように、青紫レーザ５のカソードをレーザ駆動ＩＣ５０の流入型電流源５３に接続することが可能になるが、「カソードフローディング型」のパッケージは「カソードコモン型」のパッケージに比べて放熱性に劣る。このため、放熱性を高めたい場合は、「カソードフローディング型」のパッケージに設けられたＣＯＭＭＯＮ端子を第３のフレキシブルケーブル４０におけるＧＮＤライン４３に接続することが好ましい。なお、ＣＯＭＭＯＮ端子をＧＮＤライン４３に接続する代わりに、高周波特性を改善するためにＧＮＤライン４３とアノード電源ラインとをバイパスコンデンサによって接続しても良い。

上記の紫色レーザ駆動ライン４１の線幅を適切に設定することにより、その特性インピーダンスを青紫レーザ５の等価直列抵抗値（１５Ω）とほぼ等しい大きさに設計することができる。

本実施形態では、図４（ｃ）に示すように、レーザ駆動ＩＣ５０は第１のフレキシブルケーブル２０に実装されており、レーザ駆動ＩＣ５０から出力される赤外レーザ駆動信号、赤レーザ駆動信号およびグラウンドは、第１の第１のフレキシブルケーブル２０上の接続ランド２１、２２、２３に第２のフレキシブルケーブルの接続ランド３４、３５、３６を接続させることによって伝達可能になる。

本実施形態で使用する第１のフレキシブルケーブル２０には、後述するように、多数の信号ラインが第１層と第２層に形成されている。このため、レーザ駆動ＩＣ５０からの駆動信号を赤外レーザ３および赤レーザ４に伝送するマイクロストリップラインのＧＮＤプレーンを形成するために必要なスペースを第１のフレキシブルケーブル２０に確保することができない。

同様の理由により、レーザ駆動ＩＣ５０からの駆動信号を青紫レーザ５に伝送するマイクロストリップラインの電源プレーンを形成するために必要なスペースを第１のフレキシブルケーブル２０に確保することができない。

第１のフレキシブルケーブル２０に代えて、３層構造を有するフレキシブルケーブルを採用すれば、上記グラウンドプレーンおよび電源プレーンを形成するために必要なスペースを確保できるが、製造コストが大幅に増加してしまう。

本実施形態では、第１のフレキシブルケーブル２０を製造する際、フレキシブルケーブルの残余部分を利用して第２および第３のフレキシブルケーブル３０、４０を作製している。そして、光ピックアップの製造工程において、第１のフレキシブルケーブル２０の接続ランド２１，２２、２３を、それぞれ、第２のフレキシブルケーブル３０の接続ランド３４、３５、３６と接続する。同様に、第１のフレキシブルケーブル２０の接続ランド２４、２５、２６を、第３のフレキシブルケーブル４０の接続ランド４４、４５、４６と接続する。こうすることにより、３層構造を有するフレキシブルケーブルを製造するために要するコストの上昇を回避することができる。

次に、図６を参照して、第１のフレキシブルケーブル２０とレーザ駆動ＩＣ５０との接続について更に詳細に説明する。図６は、第１のフレキシブルケーブル２０上の第１層と接続ランドの構成をより詳しく示す上面図である。

図６に示されるように、第１のフレキシブルケーブル２０は、コネクタ８０を介してフレキシブルケーブル８１に接続されている。フレキシブルケーブル８１は、メイン基板１００側のコネクタ１０１を介してメイン基板１００に接続される。

第１のフレキシブルケーブル２０には、受光素子（ＯＥＩＣ）１０、１５に接続される配線と、アクチュエータ２（図２）に駆動電流を送るための配線も形成されている。アクチュエータ２のための配線の一端には、アクチュエータ接続ランド７０が形成されており、アクチュエータ接続ランド７０を介してアクチュエータ２と第２の第１のフレキシブルケーブル２０との間で電気的接続が行われる。

第１のフレキシブルケーブル２０には、接続ランド６０〜６６が設けられており、不図示の抵抗器が接続される。

受光素子（ＯＥＩＣ）１０、１５の出力する電気信号は、第１のフレキシブルケーブル２０およびフレキシブルケーブル８１の配線を介してメイン基板１００に送られ、図７に示すメイン基板１００上に搭載されたアナログフロントエンド処理ＩＣ１０１に入力される。アナログフロントエンド処理ＩＣ１０１は、受光素子１０、１５からの電気信号に基づいてトラッキング制御やフォーカス制御に必要な公知の演算を実行する。

図７に示されるメイン基板１００上には、コントローラＬＳＩ１０２、デジタルアナログ変換素子（ＤＡＣ）１０３、およびアクチュエータ駆動回路（ＤＲＩＶＥＲ）１０４なども搭載されている。コントローラＬＳＩ１０２およびＤＡＣ１０３はレーザ駆動ＩＣ（ＬＤＤ）５０に接続され、レーザ駆動ＩＣ（ＬＤＤ）５０の動作を制御し、ＤＲＩＶＥＲ１０４は、アクチュエータに接続され、アクチュエータの動作を制御する。

再び図６を参照する。上述したメイン基板１００上の集積回路素子は、コネクタ１０１、フレキシブルケーブル８１、およびコネクタ８０を介して、第１のフレキシブルケーブル２０の配線構造と接続されている。フレキシブルケーブル８１は、光ピックアップ１が不図示のモータによって光ディスクの半径方向に大きく移動した場合でも充分な余裕のある長さを有している。光ピックアップ１がコネクタ１０１に近づく場合、フレキシブルケーブル８１は光ディスク装置の内部において重なるように折れ曲がることになる。

図６および図７から明らかなように、レーザ駆動ＩＣ（ＬＤＤ）５０は、多数の入出力ピンを備えており、光ピックアップの外部に位置する各種回路との間で多種類の信号のやり取りを行う必要がある。このため、レーザの駆動信号を伝搬するための伝送線路を短縮する場合、どのピンを半導体レーザに接続するために使用するかが極めて重要になる。本実施形態の光ピックアップによれば、このように状況の中で新規な接続形態を採用することにより、外部との接続を容易に実現しつつ、高周波伝送特性を向上させ、小型化を実現することが可能になる。

次に、図８を参照して、本実施形態の改良例を説明する。図８に示す構成が図６に示す構成と異なる点は、レーザ駆動ＩＣ５０の向きにある。図８の例では、レーザ駆動ＩＣ５０の矩形主面の対角線の一方が光ピックアップの移動方向（トラバース方向Ｙ）に対して略平行となる向きに配置されている。

このような構成を採用することにより、レーザ駆動ＩＣ５０の矩形平面の４辺のうち、半導体レーザ３、４、５との接続に使用されない２辺の間に位置する頂点がコネクタ８０に近接配置されることになる。このため、レーザ駆動ＩＣ５０の4辺のうち、半導体レーザ３、４、５との接続に使用されない２辺に設けられたピンを介して、外部回路との接続が容易に行われ得ることになる。このような効果は、レーザ駆動ＩＣ５０の向きを図６における向きに対して３０〜４０°程度回転させることにより得られる。

なお、本実施形態で使用しているレーザ駆動ＩＣ５０の４４本のピンと、各ピンに対応する信号との関係を以下の表１に示す。また、コネクタ端子と、各端子に割り当てられた信号名との関係は、図６から図８に示されている。

［表１］

本実施形態によれば、青紫レーザの駆動に用いられる伝送線路による高周波信号伝搬特性が改善され、更に各レーザの駆動に用いられる伝送線路のインピーダンス整合がなされているため、電力の伝送ロスが低減され、良好なレーザ駆動特性が得られる。よって、データ再生時の高周波重畳特性が改善され、レーザ光の戻り光によるノイズを低減するため、次世代の高密度光ディスクについても良好な再生特性を実現することが可能になる。さらに、データ記録時のパルス波形のオーバシュートなどが改善されため、良好なデータ記録特性が得られる。

なお、上記の実施形態では、レーザ駆動信号の伝送線路（駆動ライン）をマイクロストリップライン構造によって形成しているが、本発明はこれに限らない。図９（ａ）に示すようなコプレーナ線路によって伝送線路を形成しても良いし、図９（ｂ）に示すようにグラウンド付コプレーナ線路によって伝送線路を形成してもよい。また、図９（ｃ）に示すように３層構造のマイクロストリップライン構造によって伝送線路を形成してもよい。

［実施形態２］
次に、図１０を参照しながら本発明による光ディスク装置の第２の実施形態を説明する。図１０は、本実施形態における光ピックアップを示す構成図である。

本実施形態の光ピックアップは、発振波長の異なる３つの半導体レーザ２０１、２０２、２０３を備えているが、光ビームを光ディスク２４０上に集束する対物レンズは、単一の対物レンズ２２７のみである点で実施形態１の光ピックアップと異なっている。

本実施形態の光ピックアップは、レーザ駆動ＩＣ２０４および光検出器２０９、その他の図示しない電気部品が実装されたフレキシブルプリント基板２１２を備えている。フレキシブルプリント基板２１２には、銅箔パターンによって配線２０５、２０６、２０７が形成されている。配線２０５、２０６、２０７は、それぞれ、半導体レーザ２０１、２０２、２０３をレーザ駆動ＩＣ２０４に接続する伝送線路を形成している。

本実施形態におけるレーザ駆動ＩＣ２０４は、実施形態１におけるレーザ駆動ＩＣ５０と同様の構成および機能を有する集積回路素子である。図１０からわかるように、レーザ駆動ＩＣ２０４の隣接２辺の一方に配線２０５が接続され、他方に配線２０６、２０７が接続されている。レーザ駆動ＩＣ２０４における配線２０５との接続点は、配線２０６、２０７との接続点に対して、略対角に位置している。また、レーザ駆動ＩＣ２０４は、配線２０５，２０６，２０７の総延長距離を最も短くするように、図８の例と同様に回転して配置されている。

本実施形態で用いる半導体レーザ２０１、２０２、２０３の発振波長は、それぞれ、λａ、λｂ、λｃであり、３９０ｎｍ＜λａ＜４２０ｎｍ、６４０ｎｍ＜λｂ＜６７０ｎｍ、７８０ｎｍ＜λｃ＜８２０ｎｍの関係を有している。一方、配線２０５、２０６、２０７は、それぞれ、Ｌａ、Ｌｂ、Ｌｃの長さを有しており、Ｌａ＜Ｌｂ＜Ｌｃの関係が成立している。

このように本実施形態では、発振波長の長い半導体レーザに比べて相対的に高い速度で変調される波長の短い半導体レーザほど、配線長を短縮している。

光ディスク２４０が波長λａの光に対応した規格による光ディスク（例えばＢＤ）である場合、レーザ駆動ＩＣ２０４から配線２０５を通って半導体レーザ２０１に電流が供給され発光する発振波長λａの半導体レーザ２０１から放射された光ビーム（往路光）２５１は、集光レンズ２２８を通り、ビームスプリッタ２２９に入射する。ビームスプリッタ２２９は、波長λａの光を透過させるが、波長λｂ、λｃの光ビームに対しては、偏光方向に無関係に反射する特性を備えている。

対物レンズ２２７で集束された波長λａの光ビームは、光ディスク２４０で反射された後、波長板２２６によって偏光状態が変換された復路光となる。復路光は偏光方向が往路光２５１の偏光方向から９０°回転した状態にある。この復路光は、ビームスプリッタ２２９を透過せず、反射された後、集光レンズ２２４を透過し、ビームスプリッタ２２２に入射する。ビームスプリッタ２２９は、波長λａの光に対して偏光方向によって反射および透過を生じさせる特性を有しており、波長λｂおよびλｃの光は偏光状態によらず反射される。

ビームスプリッタ２２２を透過した光は、ビームスプリッタ２２３を透過して光検出器２０９に入射する。ビームスプリッタ２２３は、波長λｂの光に対して偏光方向によって反射と透過が変わる特性を有しており、波長λａおよびλｃの光は透過する。光検出器２０９に入射した復路光は、光電変換され電気信号として検出される。検出器２０９で検出された電気信号は、光ディスク４０上のピット列のＲＦ信号や、ピット列のトレースを行うためのサーボ信号として用いられる。

光ディスク２４０にデータを記録する場合、レーザ駆動ＩＣ２０４から高速に変調された駆動電流が出力され、半導体レーザ２０１に供給される。配線２０５を伝播する過程で、駆動電流の変調波形は少なからず変形するため、半導体レーザ２０１の発光波形が正しく記録できる理想的な波形に比べて劣化する。この影響が大きい場合、精度良く記録することが困難となり、データ記録の信頼性が低下することになる。しかし、本実施形態では、配線２０５の長さを最も短く設定しているため、このような信頼性の低下を回避することができる。

なお、光ディスク２４０が波長λｂの光に対応した規格による光ディスク（例えばＤＶＤ）である場合、レーザ駆動ＩＣ２０４から配線２０６を通って半導体レーザ２０２に駆動電流が供給され、発光する。半導体レーザ２０２から放射された光ビーム（往路光）２５２はビームスプリッタ２２２で反射された後、集光レンズ２２４を通ってビームスプリッタ２２９に入射する。ビームスプリッタ２２９で反射された光ビームは、波長板２２６を通って円偏光となり、対物レンズ２２７に入射し、光ディスク２４０上に集束される。

光ディスク２４０で反射された復路光は、対物レンズ２２７を経て波長板２２６を透過し、往路光２５２の偏光方向に直交する方向に偏光した直線偏光に変換される。その後、集光レンズ２２４およびビームスプリッタ２２２、２２３を透過する。ビームスプリッタ２２２、２２３を透過した光は、光検出器２０９に入射する。光検出器２０９に入射した復路光は、光電変換され電気信号が生成される。

光ディスク２４０が波長λｃの光に対応した規格による光ディスク（例えばＣＤ）である場合、レーザ駆動ＩＣ２０４から配線２０７を通って半導体レーザ２０３に駆動電流が供給され、発光する。半導体レーザ２０３から放射された光ビーム（往路光）２５３は、ビームスプリッタ２２３で反射され、ビームスプリッタ２２２を透過する。その後は、波長λｂの光ビームと同様に、光ディスク２４０上に集束される。光ディスク２４０で反射された光ビームは、最終的に光検出器２０９に入射し、電気信号として検出される。

このように本実施形態の光ピックアップは、実施形態１の光ピックアップに比べて、対物レンズや光検出器の個数が低減され、全体として軽量化されているが、青紫半導体レーザを駆動するために用いられる駆動電流の伝送線路が短縮され、優れた高周波伝搬特性が確保されている点で実施形態１の光ピックアップと同様の効果が得られる。

なお、本実施形態では、半導体レーザ２０２、２０３と光検出器２０９とが異なるパッケージ内に設けられているが、これらは一体的に集積されていてもよい。

本発明の光ピックアップは、３種類の波長が異なるレーザ光によってデータの記録再生を行う光ディスク装置に好適に用いられる。

本発明による光ディスク装置の第１の実施形態における主要部の構成を示す図面である。 （ａ）は、上記実施形態の光ピックアップ１の構成を示す上面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は、光ピックアップ１が備えるフレキシブルケーブル２０、３０、４０の構成を示す上面図である。 上記実施形態の光ピックアップ１におけるレーザ駆動部の等価回路図である。 （ａ）は、上記実施形態における第２のフレキシブルケーブル３０の構成を示す図、（ｂ）は、第３のフレキシブルケーブル４０の構成を示す図、（ｃ）は、第１のフレキシブルケーブル２０上の接続ランドの構成を示す図である。 （ａ）は、第２、第３のフレキシブルケーブルのマイクロストリップライン構造を示す断面図、（ｂ）は、第１のフレキシブルケーブルのマイクロストリップライン構造を示す断面図である。 上記実施形態における第１のフレキシブルケーブル２０の構成を示す平面図である。 上記実施形態における第１のフレキシブルケーブル２０と接続されるメイン基板１００の一部構成を示す平面図である。 上記実施形態における第１のフレキシブルケーブル２０の他の構成を示す平面図である。 （ａ）から（ｃ）は、上記実施形態で使用可能なフレキシブルケーブルの断面構造の他の例を示す図である。 本発明による光ディスク装置の第２の実施形態における主要部の構成を示す図面である。

符号の説明

１ 光ピックアップ
２ アクチュエータ
３ 赤外レーザ
４ 赤レーザ
５ 青紫レーザ
６ 偏光ホログラム
７ コリメータレンズ
８ 立ち上げミラー
９ 対物レンズ
１０ 受光素子
１１ コリメータレンズ
１２ 偏光ビームスプリッタ
１３ 立ち上げミラー
１４ 対物レンズ
１５ 受光素子
２０ 第１のフレキシブルケーブル
３０ 第２のフレキシブルケーブル
４０ 第３のフレキシブルケーブル
５０ レーザ駆動ＩＣ

Claims (8)

1. 波長が異なる複数の光ビームを用いてデータの記録および再生を実行するための光ピックアップであって、
   第１波長を有する第１光ビームを放射する第１半導体レーザと、
   前記第１波長よりも長い第２波長を有する第２光ビームを放射する第２半導体レーザと、
   前記第２波長よりも長い第３波長を有する第３光ビームを放射する第３半導体レーザと、
   前記第１、第２、および第３光ビームを集束させるための少なくとも１つの対物レンズと、
   外部からの信号に基づいて前記第１、第２、および第３半導体レーザを駆動する集積回路素子であって、４つの辺に囲まれた矩形の主面を有する形状を備え、各辺には複数の入出力ピンが配列され、前記複数の入出力ピンが、前記第１半導体レーザに接続される第１ピン群、前記第２半導体レーザに接続される第２ピン群、および前記第３半導体レーザに接続される第３ピン群を含む集積回路素子と、
   前記集積回路素子の前記第１ピン群を前記第１半導体レーザに接続する第１伝送線路、前記第２ピン群を前記第２半導体レーザに接続する第２伝送線路、および前記第３ピン群を前記第３半導体レーザに接続する第３伝送線路を含む配線構造と、
   光ディスクによって反射された前記第１、第２、および第３光ビームの少なくとも一部に応答して電気信号を生成する光検出手段と、
   を備え、
   前記集積回路素子の前記矩形主面において、前記第１ピン群が設けられている辺は、前記第２ピン群が設けられている辺または第３ピン群が設けられている辺と直交しており、かつ、前記第１伝送線路は前記第２および第３伝送線路のいずれよりも短い、光ピックアップ。
2. 前記集積回路素子は、前記第２および第３半導体レーザよりも第１半導体レーザに近い位置に配置されている、請求項１に記載の光ピックアップ。
3. 前記集積回路素子における前記第２ピン群および第３ピン群は、いずれも、前記第１ピン群が設けられている辺に直交する１つの辺に設けられている、請求項１に記載の光ピックアップ。
4. 前記集積回路素子は、前記矩形主面の対角線が前記光ピックアップの移動方向に対して略平行となる向きに配置されている請求項１に記載の光ピックアップ。
5. 前記第１、第２、および第３光ビームは、それぞれ、青紫、赤、および赤外のレーザ光である、請求項１に記載の光ピックアップ。
6. 前記第１、第２、および第３伝送線路の特性インピーダンスは、それぞれ、接続される半導体レーザの等価直列抵抗値に略等しい値に設定されている、請求項１に記載の光ピックアップ。
7. 前記集積回路素子を搭載するフレキシブルケーブルと、
   前記第１、第２、および第３伝送線路を形成する他のフレキシブルケーブルと、
   を備え、
   前記複数のフレキシブルケーブルが積層されている、請求項１に記載の光ピックアップ。
8. 光ディスクを回転させるモータと、波長が異なる複数の光ビームを用いて前記光ディスクに対するデータの記録および再生を実行するための光ピックアップとを備える光ディスク装置であって、
   前記光ピックアップは、
   第１波長を有する第１光ビームを放射する第１半導体レーザと、
   前記第１波長よりも長い第２波長を有する第２光ビームを放射する第２半導体レーザと、
   前記第２波長よりも長い第３波長を有する第３光ビームを放射する第３半導体レーザと、
   前記第１、第２、および第３光ビームを集束させるための少なくとも１つの対物レンズと、
   外部からの信号に基づいて前記第１、第２、および第３半導体レーザを駆動する集積回路素子であって、４つの辺に囲まれた矩形の主面を有する形状を備え、各辺には複数の入出力ピンが配列され、前記複数の入出力ピンが、前記第１半導体レーザに接続される第１ピン群、前記第２半導体レーザに接続される第２ピン群、および前記第３半導体レーザに接続される第３ピン群を含む集積回路素子と、
   前記集積回路素子の前記第１ピン群を前記第１半導体レーザに接続する第１伝送線路、前記第２ピン群を前記第２半導体レーザに接続する第２伝送線路、および前記第３ピン群を前記第３半導体レーザに接続する第３伝送線路を含む配線構造と、
   光ディスクによって反射された前記第１、第２、および第３光ビームの少なくとも一部に応答して電気信号を生成する光検出手段と、
   を備え、
   前記集積回路素子の前記矩形主面において、前記第１ピン群が設けられている辺は、前記第２ピン群が設けられている辺または第３ピン群が設けられている辺と直交しており、かつ、前記第１伝送線路は前記第２および第３伝送線路のいずれよりも短い、光ディスク装置。

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