JPH08329518A - 光ピックアップ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 厚さが異なる２種類のディスクを共用走査可
能な光ピックアップを提供する。 【構成】 光源２から出射する光線を平行光として出射
するコリメータレンズ３と、この平行光を透過又は反射
する偏向ビームスプリッタ７と、レンズ３とスプリッタ
７との間に挿脱可能に介挿される１／２波長板１２と、
プリッタ７を透過する平行光が入射する１／４波長板１
０と、この波長板１０を透過する平行光を発散光として
スプリッタ７側へ反射する凹レンズ１１と、スプリッタ
７で反射した凹レンズ１１側からの発散光が入射する１
／４波長板８と、波長板８を透過する発散光をスプリッ
タ７側へ全反射する全反射ミラー９と、スプリッタ７を
透過するミラー９側からの発散光が入射する対物レンズ
６とを備え、表面Ｄ１から信号面Ｄ２までの厚さが小で
あるディスクＤＡを走査する際は、波長板１２をレンズ
３とスプリッタ７との間に介挿せず、表面Ｄ３から信号
面Ｄ４までの厚さが大であるディスクＤＢを走査する際
には、この波長板１２を介挿する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、厚さが異なる２種類の
ディスクを記録再生可能な光ピックアップに関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】従来、厚さが異なる２種類のディスクを
再生可能な光ピックアップとしては、ホログラムを使っ
た２焦点ピックアップがある（例えば月刊誌「光学」第
２２巻第１０号（１９９３年１０月），６３５（４７）
〜６４２（５４）に記載の「回折を利用した光学素子
（１）」）。また、ディスク厚みの違いにより発生する
収差を補正する素子（凹レンズなど）を光学系中に挿脱
可能にした光ピックアップ（特開平６−３２５４０５
号）がある。

【０００３】ディスク厚みの違いにより発生する収差を
補正する素子を光学系中に挿脱可能にした光ピックアッ
プの概略は次の通りである。即ち、図５に示すように、
光ピックアップ１のレーザ光源２から出射したレーザ光
はコリメータレンズ３で平行光とされ、挿脱可能な凹レ
ンズ４を介して発散光とされた後、プリズム５に入射す
る。対物レンズ６はプリズム５から反射した発散光をデ
ィスクＤの表面Ｄ１１を介して信号面Ｄ２２に形成され
た信号トラック上にスポット光が形成されるように、こ
の発散光を絞り込む。この後、ディスクＤの信号面Ｄ２
２から反射した反射光は再び対物レンズ６、プリズム
５、凹レンズ４を介した後、コリメータレンズ３と凹レ
ンズ４との間に介挿されている周知の構成のハーフミラ
ーで反射され、検出レンズを介して光検出器に照射され
る（いずれも図示せず）。光検出器から出力は周知の再
生信号形成回路及びフォーカスサーボ系に供給される。

【０００４】ところで、上記したのはディスクＤの厚み
が比較的の厚いものであるために、コリメータレンズ３
とプリズム５との間に凹レンズ４を挿入することが必要
であったが、これとは反対に、ディスクＤの厚みが比較
的の薄いものを光ピックアップ１が走査する場合には、
上記した凹レンズ４で平行光を発散光とする必要がない
ので、コリメータレンズ３とプリズム５との間に凹レン
ズ４を挿入する必要はない。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、厚さが異な
る２種類のディスクを再生するために、上述のようなホ
ログラムを使う方法では、回折光を利用し、常に２つの
スポットを形成するようにしているため、光量の損失が
大きいという問題がある。また、収差を補正する素子
（凹レンズ４）を挿脱可能にした光ピックアップ１によ
れば、凹レンズ４の挿入時の位置決め精度が重要にな
る。例えば、焦点距離が２．８ｍｍの対物レンズ６を用
いている光ピックアップ１で凹レンズ４を挿入する場合
の凹レンズ４の位置決め精度を計算すると、凹レンズ４
の中心４ａと光軸ｏが０．３ｍｍずれると波面収差で
０．０３λ程度の収差の悪化となる。対物レンズ６は図
示しない対物レンズ駆動機構にトラッキングをかけるこ
とにより、０．２ｍｍ程度シフトするので、前記した位
置決め精度は０．１ｍｍ以内であるという高精度が必要
になる。

【０００６】そこで、本発明は上記の点に着目してなさ
れたものであり、レーザ光源２、コリメータレンズ３、
対物レンズ６をはじめとする前述した通常の光学系のほ
かに、後述する補正用の光学系（１／２波長板１２、偏
向ビームスプリッタ７、１／４波長板８，１０、全反射
ミラー９，凹レンズ１１から構成される光学系）を、あ
らかじめ光ピックアップ１内に構成しておき、ディスク
の厚みに応じて、光軸ｏにその中心を合わせる必要がな
い１／２波長板１２を挿脱することで、対物レンズ６に
発生する上記した収差の発生を未然に回避することを目
的とするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は上記した課題を
解決するため、次の（１），（２）の構成になる光ピッ
クアップを提供するものである。

【０００８】（１） 表面Ｄ１，Ｄ３から信号面Ｄ２，
Ｄ４までの厚さが異なる２種類のディスクＤＡ，ＤＢを
共用走査可能な光ピックアップ１Ａ，１Ｂであって、光
源（レーザ光源）２から出射する光線を平行光として出
射するコリメータレンズ３と、このコリメータレンズ３
から出射する平行光を透過又は反射する偏向ビームスプ
リッタ７と、前記コリメータレンズ３と前記偏向ビーム
スプリッタ７との間に挿脱可能に介挿される１／２波長
板１２と、前記偏向ビームスプリッタ７を透過する平行
光が入射する第１の１／４波長板８と、この第１の１／
４波長板８を透過する平行光を発散光として前記偏向ビ
ームスプリッタ７側へ反射する反射部（凹レンズ）１１
と、前記偏向ビームスプリッタ７で反射した前記反射部
（凹レンズ）１１側からの発散光が入射する第２の１／
４波長板８と、この第２の１／４波長板８を透過する発
散光を前記偏向ビームスプリッタ７側へ全反射する全反
射部（全反射ミラー）９と、前記偏向ビームスプリッタ
７を透過する前記全反射部（全反射ミラー）９側からの
発散光が入射する対物レンズ６とを備え、表面Ｄ１から
信号面Ｄ２までの厚さが小であるディスクＤＡを走査す
る際は、前記１／２波長板１２を前記コリメータレンズ
３と前記偏向ビームスプリッタ７との間に介挿せず、表
面Ｄ３から信号面Ｄ４までの厚さが大であるディスクＤ
Ｂを走査する際には、前記１／２波長板１２を前記コリ
メータレンズ３と前記偏向ビームスプリッタ７との間に
介挿することを特徴とする光ピックアップ。

【０００９】（２） 上記（１）記載の光ピックアップ
であって、前記第１の１／４波長板１０を前記偏向ビー
ムスプリッタ７の一の面７Ａ上に設けると共に、前記全
反射部９が形成（蒸着）された前記第２の１／４波長板
９を前記偏向ビームスプリッタ７の他の面７Ｂ上に設け
たことを特徴とする光ピックアップ１Ｂ，１Ｃ。

【００１０】

【作用】上記した光ピックアップ１Ａにおいて、光学系
中で挿脱が必要な素子は１／２波長板１２のみであり、
１／２波長板１２はレンズとしての作用を持たないた
め、光軸合わせを必要としない。１／２波長板１２の光
軸に対して直交方向の位置決めは特に精度を必要とせ
ず、コリメータレンズ３から出射する平行光の光束径を
カバーする位置に１／２波長板１２が挿脱可能に挿入さ
れてであれば良い。表面Ｄ１から信号面Ｄ２までの厚さ
が小であるディスクＤＡを走査する際は、１／２波長板
１２をコリメータレンズ３と偏向ビームスプリッタ７と
の間に介挿せず、反対に、表面Ｄ３から信号面Ｄ４まで
の厚さが大であるディスクＤＢを走査する際には、１／
２波長板１２をそこに介挿する。

【００１１】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の光ピックアッ
プの一実施例を説明する。ここでは説明の都合上、本発
明の光ピックアップを用いて再生専用ディスクあるいは
記録再生用ディスクを再生走査する場合についてだけ説
明するが、記録再生用ディスクに情報信号を記録する場
合の記録走査においても本発明の光ピックアップを用い
ることができることは言うまでもない。図１は本発明の
光ピックアップの一実施例構成図、図２は本発明の光ピ
ックアップで薄いディスクを走査することを説明する
図、図３は本発明の光ピックアップで厚いディスクを走
査することを説明する図、図４は周辺部材を一体化した
偏向ビームスプリッタを示す図である。前述したものと
同一構成部分には同一符号を付しその説明を省略する。

【００１２】本発明の光ピックアップ１Ａは、レーザ光
源２、コリメータレンズ３、対物レンズ６をはじめとす
る前述した図５に図示の通常の光学系のほかに、後述す
る補正用の光学系（１／２波長板１２、偏向ビームスプ
リッタ７、１／４波長板８，１０、全反射ミラー９，凹
レンズ１１から構成される光学系）を、あらかじめ光ピ
ックアップ１Ａ内に構成しておき、ディスクの厚み（デ
ィスク表面から信号面までの距離の長短）に応じて、光
軸ｏにその中心を合わせる必要がない１／２波長板１２
を挿脱することで、対物レンズ６に発生する収差を未然
に回避することができる構成を有する。特に、１／２波
長板１２の光軸（中心１２ａ）に対して直交方向の光軸
ｏとの位置決めは特に精度を必要とせず、コリメータレ
ンズ３から出射する平行光の光束径ｂをカバーする位置
に波長板１２が挿脱可能であれば良い。また、光ピック
アップ１Ａはディスクの厚みが不明な場合には初期状態
として１／２波長板１２をそこに介挿しないで走査し、
不都合がなければこのまま走査し、再生不良等の不都合
がある場合には１／２波長板１２をそこに介挿して走査
することも容易に可能とすることができる。

【００１３】本発明の光ピックアップ１Ａは、図１に示
すように、レーザ光源２、コリメータレンズ３、対物レ
ンズ６、偏向ビームスプリッタ７、１／４波長板８，１
０、全反射ミラー９、凹レンズ１１、１／２波長板１
２、ハーフミラー１３、検出レンズ１４、光検出器１５
から構成される。ＤＤは表面ＤＤＡ，信号面ＤＤＢを備
えたディスクである。

【００１４】偏向ビームスプリッタ７は、コリメータレ
ンズ３側から出射する平行光を透過又は反射する。後述
するように、偏向ビームスプリッタ７はｐ偏光（あるい
はｓ偏光）の入射光を対物レンズ６側へ反射し、ｓ
（ｐ）偏光の入射光を凹レンズ１１側へ透過する働きが
ある。１／４波長板８は偏向ビームスプリッタ７で反射
した凹レンズ１１側からの発散光が入射する。１／４波
長板１０は偏向ビームスプリッタ７を透過する平行光が
入射する。これら１／４波長板８．１０はｐ（ｓ）偏光
の入射光を円偏光の出射光とする偏光、あるいは、円偏
光の入射光をｐ（ｓ）偏光の出射光とする偏光を行う。
全反射ミラー９は１／４波長板８を透過する発散光を偏
向ビームスプリッタ７側（面７Ｂ側）へ全反射する。凹
レンズ１１は１／４波長板１０を透過する平行光を発散
光として偏向ビームスプリッタ７側（面７Ａ側）へ反射
する。１／２波長板１２はコリメータレンズ３と偏向ビ
ームスプリッタ７との間に挿脱可能に介挿され、ｐ
（ｓ）偏光の入射光をｓ（ｐ）偏光の出射光とする偏光
を行う。ハーフミラー１３は、対物レンズ６、偏向ビー
ムスプリッタ７を介して入射する、ディスクＤＤの信号
面ＤＤＢから反射した反射光を検出レンズ１４を介して
光検出器１５側へ反射する。光検出器１５はここに照射
された光線を光電変換した検出信号を出力する。光検出
器１５から出力は周知の再生信号形成回路及びフォーカ
スサーボ系に供給される。

【００１５】さて、上記した構成の光ピックアップ１Ａ
を用いて薄いディスクを走査することを、図２を用いて
説明する。この場合、１／２波長板１２はコリメータレ
ンズ３と偏向ビームスプリッタ７との間に介挿されな
い。ここで走査されるディスクＤＡはその表面Ｄ１から
信号面Ｄ２までの厚さが、図３示すディスクＤＢのそれ
に比較して小である（例えばその厚さが０．６ｍｍであ
る）。

【００１６】即ち、図２に示すように、光ピックアップ
１Ａのレーザ光源２から出射したｐ（ｓ）偏光のレーザ
光はコリメータレンズ３で平行光とされた後、偏向ビー
ムスプリッタ７に入射する。偏向ビームスプリッタ７は
この平行光を対物レンズ６側へ反射する。こうして、対
物レンズ６に入射する平行光は、ディスクＤＡの保護面
（表面）Ｄ１を介して信号面Ｄ２の表面に形成された信
号トラック上にスポット光が形成されるように対物レン
ズ６で絞られる。この後、ディスクＤＡの信号面Ｄ２か
ら反射した反射光は再び対物レンズ６、偏向ビームスプ
リッタ７でコリメータレンズ３側へ反射される。コリメ
ータレンズ側へ反射された光線はハーフミラー１３で検
出レンズ１４を介して光検出器１５側へ反射される。光
検出器１５はここに照射された光線を光電変換した検出
信号を出力する。光検出器１５から出力は周知の再生信
号形成回路及びフォーカスサーボ系に供給される。この
ように、光ピックアップ１Ａは薄いディスクＤＡを再生
走査することができる。

【００１７】次に、上記した構成の光ピックアップ１Ａ
を用いて厚いディスクを走査することを、図３を用いて
説明する。この場合、１／２波長板１２はコリメータレ
ンズ３と偏向ビームスプリッタ７との間に介挿されるこ
とにより、光源２からの光線は偏向ビームスプリッタ７
を透過して凹レンズ１１へ出射可能となる。ここで走査
されるディスクＤＢはその表面Ｄ３から信号面Ｄ４まで
の厚さが、図２示したディスクＤＡのそれに比較して大
である（例えばその厚さが１．２ｍｍである）。

【００１８】即ち、図３に示すように、光ピックアップ
１Ａのレーザ光源２から出射したｐ（ｓ）偏光のレーザ
光はコリメータレンズ３で平行光とされた後、１／２波
長板１２に入射する。１／２波長板１２は入射するｐ
（ｓ）偏光の平行光をｓ（ｐ）偏光の平行光に偏光して
偏向ビームスプリッタ７へ出射する。偏向ビームスプリ
ッタ７は１／２波長板１２からのｓ（ｐ）偏光の平行光
を透過し１／４波長板１０へ出射する。１／４波長板１
０は偏向ビームスプリッタ７から入射するｓ（ｐ）偏光
の平行光を円偏光の平行光に偏向する。こうして、円偏
光の平行光は補正レンズである凹レンズ１１へ入射す
る。凹レンズ１１はレンズ部１１ａが反射面になってお
り、このレンズ部１１ａで反射した光は発散光として再
び１／４波長板１０を通る。１／４波長板１０は凹レン
ズ１１で反射し円偏光している発散光をｐ（ｓ）偏光の
発散光として偏向ビームスプリッタ７へ出射する。偏向
ビームスプリッタ７は１／４波長板１０から出射するｐ
（ｓ）偏光の発散光を１／４波長板８側へ反射する。１
／４波長板８はｐ（ｓ）偏光の発散光を円偏光の発散光
として全反射ミラー９に出射する。全反射ミラー９は１
／４波長板８から出射する円偏光の発散光を１／４波長
板８側へ全反射する。１／４波長板８は反射した円偏光
の発散光をｓ（ｐ）偏光の発散光として偏向ビームスプ
リッタ７へ出射する。こうして、１／４波長板８から出
射するｓ（ｐ）偏光の発散光は偏向ビームスプリッタ７
を透過した後、対物レンズ６側へ出射される。

【００１９】こうして、対物レンズ６に入射するｓ
（ｐ）偏光の発散光は、ディスクＤＢの保護面（表面）
Ｄ３を介して信号面Ｄ４の表面に形成された信号トラッ
ク上にスポット光が形成されるように対物レンズ６で絞
られる。この後、ディスクＤＢの信号面Ｄ４から反射し
た反射光は再び対物レンズ６、偏向ビームスプリッタ７
でコリメータレンズ３側へ反射される。コリメータレン
ズ側へ反射された光線はハーフミラー１３で検出レンズ
１４を介して光検出器１５側へ反射される。光検出器１
５はここに照射された光線を光電変換した検出信号を出
力する。光検出器１５から出力は周知の再生信号形成回
路及びフォーカスサーボ系に供給される。このように、
光ピックアップ１Ｂは厚いディスクＤＢを再生走査する
ことができる。

【００２０】図４（Ａ），（Ｂ）に示すのは、上述した
光ピックアップ１Ａの構成中、偏向ビームスプリッタ
７、１／４波長板８，１０、全反射ミラー９、凹レンズ
１１を一体化した場合の補正用光学素子を示している。

【００２１】即ち、図４（Ａ）に示すのは、１／４波長
板１０を偏向ビームスプリッタ７の一の面７Ａ上に設け
ると共に、全反射部９が形成された１／４波長板９を偏
向ビームスプリッタ７の他の面７Ｂ上に設けたものであ
る。１／４波長板１０上には凹レンズ１１が設けられて
いる。ここでは凹レンズ１１のレンズ部１１ａが反射面
となっている。

【００２２】また、図４（Ｂ）に示すのは、１／４波長
板１０を偏向ビームスプリッタ７の一の面７Ａ上に設け
ると共に、全反射部９が形成された１／４波長板９を偏
向ビームスプリッタ７の他の面７Ｂ上に設けたものであ
る。１／４波長板１０に離間して凸レンズ１１Ａが設け
られている。ここでは、凹レンズ１１の代わりに用いた
凸レンズ１１Ａのレンズ部１１Ａａが反射面となってい
る。ここでは、補正素子として、凹レンズ１１あるいは
凸レンズ１１Ａを用いた場合について説明したが。１／
４波長板１０から出射した光を発散光として再び１／４
波長板１０へ入射するような反射作用があれば、凹レン
ズ１１あるいは凸レンズ１１Ａのレンズの作用を持たな
い非球面素子を用いても良いことは勿論である。

【００２３】上述した本発明のピックアップを用いて走
査する対象のディスクとしては、ディスクＤＡ（ディス
クＤＢ）のように、信号面Ｄ２（信号面Ｄ４）が一層式
のものについて説明したが、これ以外に、上記した信号
面Ｄ２，Ｄ４が一枚のディスクに設けられているといっ
た二層式のディスクについても本発明のピックアップを
用いて走査する対象のディスクとして用いることができ
ることは勿論である。

【００２４】

【発明の効果】以上説明したように本発明の光ピックア
ップによれば、厚さの異なるディスクを再生するため
に、ピックアップ中で挿脱が必要な素子としては１／２
波長板のみで良く、かつこの１／２波長板は光軸合わせ
が必要ないため、ディスクの厚みに応じてこの１／２波
長板を光路中に挿脱するだけで良いから、厚さの異なる
ディスクを交換して走査する際のこの１／２波長板の挿
脱時間を短くでき、かも光軸合わせを考慮することなく
簡易に挿脱することができるから、厚さの異なるディス
クの交換後の定常な記録再生走査を遅滞なく実施するこ
とが可能となる。また、厚さの異なるディスクに応じ
て、光ピックアップの光路を切り替えるだけなので、ホ
ログラムを使った方法のような光量の損失を未然に防止
することができ、この結果、光源の出力を一段と小さく
することができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の光ピックアップの一実施例構成図であ
る。

【図２】本発明の光ピックアップで薄いディスクを走査
することを説明する図である。

【図３】本発明の光ピックアップで厚いディスクを走査
することを説明する図である。

【図４】周辺部材を一体化した偏向ビームスプリッタを
示す図である。

【図５】従来の光ピックアップの構成図である。

【符号の説明】

１Ａ，１Ｂ，１Ｃ 光ピックアップ ２ レーザ光源（光源） ３ コリメータレンズ ６ 対物レンズ ７ 偏向ビームスプリッタ ７Ａ，７Ｂ 面 ８，１０ １／４波長板（第１，第２の１／４波長板） ９ 全反射ミラー（全反射部） １１ 凹レンズ（反射部） １２ １／２波長板 Ｄ１，Ｄ３，ＤＤＡ 表面 Ｄ２，Ｄ４，ＤＤＢ 信号面 ＤＡ，ＤＢ，ＤＤ ディスク

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】表面から信号面までの厚さが異なる２種類
   のディスクを共用走査可能な光ピックアップであって、 光源から出射する光線を平行光として出射するコリメー
   タレンズと、 このコリメータレンズから出射する平行光を透過又は反
   射する偏向ビームスプリッタと、 前記コリメータレンズと前記偏向ビームスプリッタとの
   間に挿脱可能に介挿される１／２波長板と、 前記偏向ビームスプリッタを透過する平行光が入射する
   第１の１／４波長板と、 この第１の１／４波長板を透過する平行光を発散光とし
   て前記偏向ビームスプリッタ側へ反射する反射部と、 前記偏向ビームスプリッタで反射した前記反射部側から
   の発散光が入射する第２の１／４波長板と、 この第２の１／４波長板を透過する発散光を前記偏向ビ
   ームスプリッタ側へ全反射する全反射部と、 前記偏向ビームスプリッタを透過する前記全反射部側か
   らの発散光が入射する対物レンズとを備え、 表面から信号面までの厚さが小であるディスクを走査す
   る際は、前記１／２波長板を前記コリメータレンズと前
   記偏向ビームスプリッタとの間に介挿せず、表面から信
   号面までの厚さが大であるディスクを走査する際には、
   前記１／２波長板を前記コリメータレンズと前記偏向ビ
   ームスプリッタとの間に介挿することを特徴とする光ピ
   ックアップ。
2. 【請求項２】請求項１記載の光ピックアップであって、 前記第１の１／４波長板を前記偏向ビームスプリッタの
   一の面上に設けると共に、前記全反射部が形成された前
   記第２の１／４波長板を前記偏向ビームスプリッタの他
   の面上に設けたことを特徴とする光ピックアップ。