JPH09120572A - 光ピックアップ装置 - Google Patents
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- JPH09120572A JPH09120572A JP8264339A JP26433996A JPH09120572A JP H09120572 A JPH09120572 A JP H09120572A JP 8264339 A JP8264339 A JP 8264339A JP 26433996 A JP26433996 A JP 26433996A JP H09120572 A JPH09120572 A JP H09120572A
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- G11B7/0908—Disposition 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
- G11B7/0909—Disposition 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 by astigmatic methods
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Optical Head (AREA)
- Optical Recording Or Reproduction (AREA)
- Glass Compositions (AREA)
- Holo Graphy (AREA)
Abstract
らの光進行経路上に設けられ所定の有効直径を有する対
物レンズと、前記対物レンズと前記光源との間に設けら
れる光分割素子と、前記光分割素子から分割入射され前
記ディスクから反射された光を検知する光検出器と、前
記光検出器に向かう光進行経路上に設けられ入射光の近
軸と遠軸間の中間領域の光を遮断又は散乱又は反射する
光制御手段とを具備することにより、構造が簡単になり
低コストになる。かつ、光に対する球面収差の影響が減
少されて相異なる厚さのディスクを一つのディスクドラ
イバで用いることができる。
Description
を再生し記録する光ピックアップ装置に係り、特に異な
る厚さを有する少なくとも二枚のディスクから情報を再
生かつ記録する光ピックアップ装置に関する。
タ等の情報をディスクのようなメディアに記録かつ再生
するものである。ディスクはプラスチック又はガラスか
らなる基板に情報の収録されている記録面が形成されて
いる構造を有する。情報の記録密度が高いディスクから
情報を読み上げたり書き込むためには光スポットの大き
さを縮小する必要がある。このため、一般的に対物レン
ズの開口数を大きくし、短波長の光源を用いる。
ィスクの光軸に対して許されるディスクの最大傾斜角は
小さくなる。このように小さくなったディスクの最大許
容傾斜角はディスクの厚さを薄くすることにより増加さ
せ得る。ディスクの傾斜角をθとすると、コマ収差係数
W31の大きさは次の式から求められる。
スクの屈折率、NAは対物レンズの開口数である。前記
式で分かるように、コマ収差係数W31はNAの3乗に比
例する。従って、既存のCD(Compact Disc)に要求さ
れる対物レンズの開口数が0.45、そしてDVD(Di
gital Video Disc)が要求する対物レンズの開口数が
0.6であることを鑑みると、DVDは同じ厚さを有す
るCDに比べて約2.34倍のコマ収差係数を有するよ
うになる。従って、DVDの最大許容傾斜角はCDに比
べて半分以下に制限される。DVDの最大傾斜角がCD
と類似な値を有するためにはDVDの厚さを減少させる
必要がある。
ディスクは正常的なディスクとの厚さの差異に対応する
量の球面収差を発生させるので、CDに比べて薄くなっ
たDVDのような高密度の短波長光のディスクは長波長
の光源を用いる既存のCD用ディスクドライバのような
記録/再生装置に用いることができない。即ち、球面収
差が非正常的に増加しすぎると、ディスクに形成された
スポットが情報の記録に要る強度を有することができな
くて情報の正確な記録が不可能になり、情報の再生時に
も得られた信号のS/N比(Signal/Noise ratio)が低
すぎて所望の情報を正確に取ることができない。
さを有するディスクが共に用いられ得る短波長光ピック
アップ、例えば650nmの波長を有する光源を適用し
た光ピックアップが必要になった。前記のような必要に
応じて、短波長の光源を用いる一つの光ピックアップ装
置を以って厚さが異なる、即ち、記録密度の異なる二枚
のディスクを用いるための研究が行われつつある。その
うち一例として、日本特開平7−98431号を通して
ホログラムレンズと屈折型レンズを適用したレンズ装置
が提案された。
有するディスク3a,3bの上に0次回折光と1次回折
光の集束状態を示したものである。相異なる厚さのディ
スク3a,3bの前方には屈折型の対物レンズ2とホロ
グラムレンズ1が光進行経路上に設けられる。前記ホロ
グラムレンズ1は格子パターン11を有しておりこれを
通過した光は回折される。従って、光源(図示せず)か
らの光はホログラムレンズ1を通過しながら回折された
1次光41と回折されない0次光40とに分離される。
従って、回折された1次光41と回折されない0次光4
0は対物レンズ2により相異なる強度にて集束されるこ
とにより、厚いディスク3bと薄いディスク3aに焦点
を合わせるようになる。
用いて相異なる厚さのディスクに対する情報を貯蔵及び
読出することができるが、入射光を0次光と1次光とに
分離することにより光利用の効率が低下される欠点があ
る。即ち、入射光がホログラムレンズ1により0次光と
1次光とに分れるので実際の再生光の利用効率は15%
内外に大変低い。そして、情報の再生時0次光又は1次
光のうち何れか一つだけに情報が収録されているので、
情報が収録されていない1次光又は0次光が光検出器に
検出されて実効情報のノイズとして作用する可能性が高
い。一方、前記レンズ装置のホログラムレンズを加工す
る場合において、微細なホログラムパターンの蝕刻過程
で高精度の工程が要求されるので制作コストの上昇が必
然的に伴う。
号に開示されたタツノの光学装置の概略的な構造図であ
る。この光学装置は短波長光ディスクのみならず長波長
光ディスク上にデータを記録し、そして、これから情報
を再生し得るように、開口径を変更し得る可変絞りを光
経路上に具備する。可変絞り1aはディスク3と対面し
ている対物レンズ2とコリメータレンズ5との間に設け
られ、光源9から出射された後、光分割器6を透過した
光ビーム4の通過領域の面積、即ち開口数を適切に調節
する。可変絞り1aの開口径は用いられるディスクの厚
さに対応して調節され、中心領域の光ビーム4aはいつ
も通過させながら周辺領域の光ビーム4bは通過又は遮
断させる。図面符号7は集束レンズであり、8は光検出
器である。
械的な可変絞りはその開口径の変化に応じて機械的な共
振特性が変化するので対物レンズを駆動するためのアク
チュエータに装着され難い。そして、液晶による絞りは
機械的な共振による問題点が無い反面、機械的な可変絞
りに比べて小型化し難しく、耐熱性かつ耐久性に劣り、
高コストである問題点がある。かつ、前記方法の以外に
各ディスクのための別個の対物レンズを設けて特定ディ
スクに対して特定の対物レンズを用いることもできる
が、ここには特定レンズに交替するための駆動装置が必
要なので構造が複雑になる上に高コストとなる問題が発
生する。
の問題点を解決するために案出されたものであり、制作
コストが安く、部品の制作及び組立が容易な光ピックア
ップ装置を提供することを目的とする。かつ、本発明は
光利用の効率性が高く、従来に比べて小さいビームスポ
ットを形成し得る光ピックアップ装置を提供することを
他の目的とする。
に本発明の光ピックアップ装置は、光源と、ディスク面
に向かう前記光源からの光進行経路上に設けられて所定
の有効直径を有する対物レンズと、前記対物レンズと前
記光源との間に設けられる光分割素子と、前記光分割素
子から分割入射され前記ディスクから反射された光を検
知する光検出器と、前記光検出器に向かう光進行経路上
に設けられて入射光の近軸領域と遠軸領域間の中間領域
の光を遮断又は散乱又は反射する光制御手段とを具備す
ることを特徴とする。前記本発明の光ピックアップ装置
において、前記対物レンズとして一般的な球面型のレン
ズやフレネルレンズが用いられ得る。前記光制御手段は
別途の部材に独立して設けられ得るが、光検出器に向か
う光進行経路上のある光学部品に設けられることもでき
る。前記光制御手段は光を遮断、吸収、バラツキ、反射
し得るコーティング膜の形態で設けられ得る。一方、光
通過領域上に設けられる独立した透明部材か既存の光学
部品の一側に遠軸と近軸との間の光を散乱又は反射させ
得る光制御溝の形で設けられ得る。かつ、前記光制御手
段の光制御膜と光制御溝は環状又は四角形などの多角形
状を有し得る。かつ、前記光制御溝は入射された光線が
散乱されるにおいて、光進行軸と並列しない方向に反射
され得るようにその底面が光進行軸に対して垂直でない
所定角度で傾斜するように又は球面型に加工されること
が望ましい。一方、前記本発明のピックアップ装置にお
いて、前記光検出器は厚いディスクから反射された近軸
領域の光に対応すると同時に薄いディスクから反射され
た光の近軸領域と遠軸領域の光に対応する大きさの光検
知領域を有して、厚いディスクを用いる時には近軸領域
の光だけが検出できるようにし、かつ薄いディスクを用
いる時には近軸を含む遠軸領域の光が一緒に検出できる
ようにすることが望ましい。更に望ましくは、前記光検
出器は多数分割される第1光検知領域と、前記第1光検
知領域を取り囲む多数分割された第2光検知領域とに分
けられることが望ましい。この際、前記第1光検知領域
は、厚いディスクから反射された近軸領域の光に対応す
ると同時に薄いディスクから反射された光の近軸領域と
遠軸領域の光に対応する大きさの光検知領域を有するよ
うにして、厚いディスクを用いる時には近軸領域の光だ
けが検出できるようにし、かつ薄いディスクを用いる時
には近軸及び遠軸領域の光を一緒に検出できるようにす
ることが望ましい。かつ、前記第2光検知領域は近軸の
外の光、即ち遠軸の光をディスクと対物レンズ間の距離
に応じて受光し得るようにすることが望ましい。特に、
前記光検出器の第1光検知領域とこれを取り囲む第2光
検知領域は全体的に上下左右の対称形をなすことが望ま
しく、更に各領域は対称的に4分割されることが一番望
ましい。
図面に基づき更に詳細に説明する。本発明は光検出器に
向かう光進行中心軸の周囲、即ち近軸領域と遠軸領域間
の中間領域の光、即ち球面収差成分の多い光を遮断又は
遮蔽させることにより光検出器に球面収差成分の少ない
光のみを至らせる。これにより、フォーカス信号が安定
化されて厚さの異なるディスク、例えば1.2mmのC
Dと現在開発中にある0.6mmのDVDとの兼用がで
きるディスクドライバを容易で安価で設けることができ
るようになる。近軸領域とは実用上に無視できる程度の
収差を有するレンズの中心軸(光学で定義している光
軸)の周囲の領域を意味し、遠軸領域は近軸領域に比べ
て光軸から相対的に遠い部分の領域を意味する。そし
て、中間領域は近軸領域と遠軸領域間の領域を意味す
る。
概略的な全体構造図であり、薄いディスクと厚いディス
クに対して光の集束状態を比較することができる。図1
において、図面符号300aは比較的薄い情報記録及び
再生媒体、例えば0.6mmの厚さを有するDVD(Di
gital Video Disc)であり、300bは比較的厚い、例
えば1.2mmの厚さを有するCD(Compact Disc)も
しくはMODである。前記DVD300a又はCDもし
くはMOD300bの正面に一般的な対物レンズ200
が位置する。前記対物レンズ200は所定の有効直径を
有しており、前記光源900からの入射光400をディ
スク300a,300bに集束したり、ディスク300
a,300bから反射された光を受け入れる。前記対物
レンズ200の後方には1/4波長板500が設けられ
ており、この1/4波長板500と光源900に隣接し
たコリメータレンズ600との間にビームスプリッタ7
00が位置している。
進行経路上には集束レンズ800及び本発明を特徴づけ
る光制御部材810と、光検出器820が位置する。前
記光検出器820は光磁気判断回路830に電気的に接
続され、光磁気判断回路830は光磁気信号を得るため
の差動増幅回路841と合算回路842とに接続され
る。前記差動増幅回路841から出力される差動信号は
MOD再生時に使われ、前記合算回路842から出力さ
れる合信号はCDもしくはDVD再生時に使われる。
装置において、前記光制御部材810は透明な素材から
なり、その表面にこれを通過して光検出器820に向か
う光のうち、球面収差成分の多い近軸領域と遠軸領域間
の中間領域の光を吸収、散乱、反射する光制御膜811
を具備する。即ち、前記光制御膜811は図2に示され
たように、入射光のうち近軸領域と遠軸領域間の中間領
域の光を制御、即ち散乱、遮断又は吸収する。従って、
光検出器820には近軸領域の光と遠軸領域の光だけが
到達される。このように中間領域の光を遮断する前記光
制御膜811は環状、四角形、多角形などの多様な形状
を有することができる。かつ、その形態においてもコー
ティング膜や物理的な光進行遮断構造物の形態として提
供され得る。以下、光制御膜811は広範囲の意味とし
て用いられる。
徴を有する。前記光検出器820は全体的に四角形をな
しており、その中央に4分割された四角形の第1光検知
領域821が位置し、その周囲に4分割された第2光検
知領域822が設けられる。第1光検知領域821は四
つの四角形光検知要素(A1,B1,C1,D1)を具備
し、第2光検知領域822は四つのL型光検知要素(A
2,B2,C2,D2)を具備する。
aに対して対物レンズ200がフォーカス位置にある
時、前記光制御膜811の内側を通過した光による領域
が内接する程度の大きさを有する。そして、第2光検知
領域822は光制御膜811の外側に入射した光を全部
受光し得る程度の大きさを有する。
図9を参照して説明する。図4はDVD300aに対し
て対物レンズ200がフォーカス位置にある時の光分布
を示している。光制御膜811の内側を通過した近軸領
域の光分布領域は第1光検知領域821に内接し、光制
御膜811の外側を通過した光は第2光検知領域822
のみの狭い幅で分布する。図5はDVD300aに対し
て対物レンズ200がフォーカス位置から外れている時
の光分布を示している。この際、示されたように光分布
は横方向に伸びており、水平方向の受光要素(B2,B
1,D1,D2)にかけて分布している。図6はDVD
300aに対して対物レンズ200がフォーカス位置よ
り近くなった時の光分布である。この際、示されたよう
に光分布が垂直方向に伸びており、垂直方向の受光要素
(A2,A1,C1,C2)にかけて光分布領域が形成
されている。
ンズ200がフォーカス位置にある時の光分布を示して
いる。光制御膜811の内側を通過した近軸領域の光分
布領域は同じく相対的に薄いDVD300aの場合と同
様に、第1光検知領域821に内接し、光制御膜811
の外側を通過した光は第2光検知領域822に広い幅で
分布して、第2光検知領域822が光制御膜811の外
側を通過した光分布領域に内接する形態となる。図8は
CD300bに対して対物レンズ200がフォーカス位
置より外れている時の光分布を示している。この際、示
されたように光分布は横方向に伸びており水平方向の受
光要素(B2,B1,D1,D2)にかけて分布してい
る。この際にも、同じく光制御膜811の内側を通過し
た光は第1光検知領域821に分布し、ただ光制御膜8
11の外側を通過した光は第2光検知領域822に水平
方向に尚更広く分布している。図9はCD300bに対
して対物レンズ200がフォーカス位置より近くなった
時の光分布である。この場合には、図8の場合とは異な
り光分布が垂直方向に伸びており垂直方向の受光要素
(A2,A1,C1,C2)にかけて光分布領域が形成
されている。ところが、この際にも同じく光制御膜81
1の内側を通過した光は第1光検知領域821に分布さ
れるようになる。
検知領域821にはいつも光制御膜81の内側を通過し
た光、即ち球面収差成分の少ない近軸領域の光のみが到
達する。本発明の光ピックアップを駆動する場合におい
て、薄いディスク(DVD)300aから情報を再生か
つ記録する場合には、第1光検知領域821と第2光検
知領域822からの検出信号を全部用い、厚いディスク
(CD)300bから情報を再生かつ記録する場合に
は、第1光検知領域821から発生された検出信号のみ
を用いる。
発明を特徴づける光制御膜811を用いた状態で第1光
検知領域821からの検出信号のみによるフォーカス信
号S1と、厚いディスク(CD)に対して光制御膜81
1を用いない状態で第1光検知領域821と第2光検知
領域822からのすべての検出信号によるフォーカス信
号S2とを比較した曲線である。ここで用いられた光検
出器の第1光検知領域821の幅は90マイクロメート
ル、第1光検知領域821を含む第2光検知領域822
の幅は160マイクロメートルに設定した。これによる
と、示されたように、CD300bを用いる時、光制御
膜811を適用し、第1光検知領域821だけを用いる
方が第1光検知領域821と第2光検知領域822とを
全部用いる方に比べて更に安定したフォーカス信号S2
が得られる。かつ、厚いディスクCDを用いる時、第2
光検知領域822に球面収差の大きい遠軸領域の光を広
く分布させることにより、フォーカス信号S2を増加さ
せてフォーカス方向に対する対称性が保たれる。
装置は光制御膜と8分割された光検出器を適用すること
により、異なる厚さを有する二枚のディスク、即ちCD
とDVDから共に情報を読み上げるために、CDから情
報を読み上げる時には光検出器に近軸領域の光のみが到
達され、そしてDVDから情報を読み上げる時には近軸
と遠軸領域の光が全部到達されるようにする。従って、
光検出器にて厚いディスクを用いる時には近軸領域の光
に対応する信号を得て、薄いディスクを用いる時にはす
べての領域、即ち近軸と遠軸領域の光に対応する、相対
的に高い信号を得ることができる。
ムレンズを適用した従来の光ピックアップ装置に比べて
多くの長所を有している。即ち、従来の光ピックアップ
装置は加工が複雑で制作コストの高いホログラムレンズ
を用いたが、本発明の光ピックアップ装置はごく簡単で
制作しやすい光遮断又はバラツキ手段、具体的に透明部
材に光制御膜を適用する。かつ、従来の光ピックアップ
装置とは異なりホログラムレンズで光を分離せずにその
まま用いるので光利用の効率性が改善される。かつ、デ
ィスクの種類を区分し得る信号が得られるので別途の手
段が要らない。
構成図である。
において、光検出器と光制御膜との関係を示した抜粋斜
視図である。
る8分割光検出器の平面的な構造を示している。
り8分割光検出器に形成される光到達領域を示した平面
図である。
り8分割光検出器に形成される光到達領域を示した平面
図である。
り8分割光検出器に形成される光到達領域を示した平面
図である。
り8分割光検出器に形成される光到達領域を示した平面
図である。
り8分割光検出器に形成される光到達領域を示した平面
図である。
り8分割光検出器に形成される光到達領域を示した平面
図である。
ーカス信号曲線を示す図である。
置の概略図であり、薄いディスク及び厚いディスクにそ
れぞれ光が集束される状態を示している。
置の概略図であり、薄いディスク及び厚いディスクにそ
れぞれ光が集束される状態を示している。
ップ装置の概略的な構成図である。
Claims (9)
- 【請求項1】 光源と、 ディスク面に向かう前記光源からの光進行経路上に設け
られ、所定の有効直径を有する対物レンズと、 前記対物レンズと前記光源との間に設けられる光分割素
子と、 前記光分割素子から分割入射され前記ディスクから反射
された光を検知する光検出器と、 前記光検出器に向かう光進行経路上に設けられて入射光
の近軸領域と遠軸領域間の中間領域の光を制御する光制
御手段とを具備することを特徴とする光ピックアップ装
置。 - 【請求項2】 前記光制御手段は、別途の透明部材に設
けられていることを特徴とする請求項1記載の光ピック
アップ装置。 - 【請求項3】 前記光制御手段は、光を制御し得るコー
ティング膜により供されることを特徴とする請求項1又
は請求項2記載の光ピックアップ装置。 - 【請求項4】 前記光検出器は、多数分割される第1光
検知領域と、そして当該第1光検知領域を取り囲む多数
分割された第2光検知領域とに分けられていることを特
徴とする請求項3記載の光ピックアップ装置。 - 【請求項5】 前記第1光検知領域は、厚いディスクか
ら反射された近軸領域の光に対応すると同時に薄いディ
スクから反射された光の近軸領域と遠軸領域との光に対
応する大きさを有することを特徴とする請求項4記載の
光ピックアップ装置。 - 【請求項6】 前記光検出器の第1光検知領域と第2光
検知領域は、対称的に4分割されており、全体的に四角
形をなしていることを特徴とする請求項5記載の光ピッ
クアップ装置。 - 【請求項7】 前記光検出器は厚いディスクから反射さ
れた近軸領域の光に対応すると同時に薄いディスクから
反射された光の近軸領域と遠軸領域との光に対応する大
きさの光検知領域を有し、 前記光検出器は多数分割される第1光検知領域と、そし
て当該第1光検知領域を取り囲む多数分割された第2光
検知領域とに分けられていることを特徴とする請求項1
又は請求項2記載の光ピックアップ装置。 - 【請求項8】 前記第1光検知領域は、薄いディスクか
ら反射された近軸領域の光に対応すると同時に厚いディ
スクから反射された光の近軸領域と遠軸領域の光に対応
する大きさを有することを特徴とする請求項7記載の光
ピックアップ装置。 - 【請求項9】 前記光検出器の第1光検知領域と第2光
検知領域は対称的に4分割されており、全体的に四角形
をなしていることを特徴とする請求項8記載の光ピック
アップ装置。
Applications Claiming Priority (2)
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---|---|---|---|
KR1019950033913A KR100200858B1 (ko) | 1995-10-04 | 1995-10-04 | 광픽업장치 |
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---|---|---|---|
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