JPH09306019A - 光学ピックアップ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】光学ディスクの種類に応じたビームスポットの
形状を得る。 【解決手段】中空の円筒状の鏡筒３１の内部にレーザー
ダイオード１１、コリメーションレンズ及びアナモルフ
ィックプリズム１３が取り付けられる。光学ベース４０
には鏡筒３１の形状に一致する取付穴４１が設けられ、
ここに鏡筒３１が取り付けられる。鏡筒３１を取付穴４
１の内部で回転させて、例えば楕円形状のビームスポッ
トがその長径がトラックと直交する向きになるように設
定する。そして、長径がトラック方向に一致する向きの
楕円形状のビームスポットが必要な場合は鏡筒３１を９
０度回転させて固定する。これによって光学ディスクの
種類に応じたビームスポットを得ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は光学ピックアップ装
置に関する。詳しくは、レーザー光源、コリメーション
レンズ及びビーム整流素子を回転可能な鏡筒の内部に取
り付けることにより、光学ディスクの種類に応じた形状
のビームスポットを得るとともに、ディスクに照射され
るビーム形状の調整を容易に行うことができる光学ピッ
クアップ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、光学ディスクの記録再生装置に使
用されている光学ピックアップ装置では、レーザダイオ
ードから出射されたビームがコリメーションレンズ、ア
ナモルフィックプリズム、偏光ビームスプリッタ、対物
レンズ等の光学部品を介して光学ディスクの盤面に照射
され、信号の再生及び記録が行われる。

【０００３】図４に示すようにレーザーダイオード１１
から出射される円錐状のビームは楕円状の強度分布を有
している。このとき、光ビームのレーザーダイオード１
１の劈開面に対してを基準とした拡がり角をθｈとし、
垂直面を基準とした拡がり角をθｖとすると、一般にθ
ｈ＜θｖの関係が成立する。

【０００４】ビームは楕円状であるが、光学ディスクに
照射されるビームスポットは略真円形状にする必要があ
るため、ビーム整流素子であるアナモルフィックプリズ
ムが光路上に配置され、これによってビーム整形が行わ
れる。

【０００５】例えば、θｈ＝７゜、θｖ＝２１゜である
場合、光学ディスクの上に照射されるビームスポットＢ
Ｓを例えば真円にするためには、アナモルフィックプリ
ズムのθｈに対する拡大倍率βは、β＝θｈ／θｖ＝３
に設定すればよい。

【０００６】ところで、光学ディスクに対して高密度な
記録を行う方法として、図５（ａ）に示すようにトラッ
ク方向（線密度方向）に記録間隔を詰める方法と、同図
（ｂ）に示すようにディスクのトラック間隔を詰める方
法（狭トラックピッチ化）とがある。なお、同図（ａ）
及び（ｂ）に示すビームスポットＢＳはともに真円にき
わめて近い楕円形状であるが、理解を容易にするために
明らかな楕円形状として示す。

【０００７】線密度方向に記録密度を高めた光学ディス
クに対しては、図５（ａ）に示すように真円にきわめて
近い楕円形状であってその長径がトラックＴと直交する
向きのビームスポットＢＳを照射する。また、狭トラッ
クピッチ化による記録密度を高めた光学ディスクに対し
ては、図５（ｂ）に示すように真円にきわめて近い楕円
形状であってその長径がトラックＴ方向に一致する向き
のビームスポットＢＳを照射する。

【０００８】さらに、例えば相変化ディスクに対して記
録又は再生を行う場合は、アモファスからクリスタルに
変化するときに徐々に冷やすことが必要である。従っ
て、図６（ｂ）に示す形状のビームスポットＢＳが適し
ている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】上述したように光学デ
ィスクのフォーマットや物理的な記録方法によって要求
されるビームスポットの形状が異なるため、従来はそれ
ぞれのディスクフォーマットや記録方法に応じて光学ピ
ックアップ装置を別個に製作しなければならず、コスト
アップの原因となっていた。

【００１０】また、レーザーダイオードの拡がり角は製
造誤差等による個体差があり、一定ではない。例えば、
波長が６８０ｎｍの高出力型のレーザーダイオードの場
合は７゜＜θｈ＜１１゜、２１゜＜θｖ＜２５゜の範囲
でばらつきがある。このとき、拡がり角θｈ，θｖの平
均値、すなわちθｈ＝９゜，θｖ＝２３゜のときにビー
ムスポットＢＳが真円となるようにするためには、アナ
モルフィックプリズムのθｈに対する拡大倍率β＝９゜
／２３゜＝２．５６に設定する。

【００１１】これによって図６（ａ）に示すように光学
ディスク上に照射されるビームスポットＢＳは真円、す
なわちトラックＴに平行な径Ｌｈと、トラックＴに直交
する径Ｌｖとが等しくなる（Ｌｈ／Ｌｖ＝１）。

【００１２】この条件下でビームの拡がり角がθｈ＝７
゜，θｖ＝２５゜であった場合、図６（ｂ）に示すよう
にビームスポットＢＳは楕円形状となり、その長径がト
ラックＴに直交する向きとなる。このとき、実際に光学
ディスク上に照射されるビームスポットＢＳはＬｈ／Ｌ
ｖ＝１．１４となる。

【００１３】一方、この条件下でビームの拡がり角がθ
ｈ＝１１゜，θｖ＝２１゜であった場合、図６（ｃ）に
示すようにビームスポットＢＳは楕円形状となり、その
長径がトラックＴに平行となる向きとなる。このとき、
実際に光学ディスク上に照射されるビームスポットＢＳ
はＬｈ／Ｌｖ＝０．９となる。

【００１４】このようにレーザーダイオードの拡がり角
のばらつきによってビームスポットＢＳの形状が変動
し、楕円形状の長径及び短径が逆転することもある。こ
のような場合はビーム形状の調整を行う必要があるが、
従来の光学ピックアップ装置ではレーザダイオードやア
ナモルフィックプリズム等の光学部品が独立して取り付
けられているために個々の光学部品について調整を行う
必要があり、調整作業が煩雑であるという問題があっ
た。

【００１５】さらに、劣化したレーザーダイオードを交
換する場合は各光学部品の調整を初めから行わなければ
ならず、交換作業の煩雑化及びコストアップの原因とな
っていた。

【００１６】そこで、本発明は上述したような課題を解
決したものであって、異なるディスクフォーマットや記
録方法に対応した形状のビームスポットが得られるとと
もに、ビーム調整が容易な光学ピックアップ装置を提案
するものである。

【００１７】

【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
め、本発明においては、ビームを射出するレーザー光源
と、ビームを平行光にするコリメーションレンズと、ビ
ームを所定のビーム形状に整形するビーム整流素子と、
光学部品を取り付けるための光学ベースとを有する光学
ピックアップ装置であって、レーザー光源、コリメーシ
ョンレンズ及びビーム整流素子が鏡筒の内部に取り付け
られ、鏡筒がビームの光軸を中心として回転方向に調整
自在となるように光学ベースに取り付けられたことを特
徴とするものである。

【００１８】例えば線密度方向に記録密度を高めた光学
ディスクに対応させる場合、楕円状のビームスポットの
長径がトラックと直交する向きとなるように鏡筒を光学
ベースに固定する。

【００１９】狭トラックピッチ化による記録密度を高め
た光学ディスクに対応させる場合は、鏡筒を９０度回転
させて固定する。これによって、楕円形状のビームスポ
ットをその長径がトラック方向に一致する向きに照射さ
れる。

【００２０】レーザー光源が劣化した場合は鏡筒ごと交
換し、すでに光路調整された鏡筒を新たに取り付ける。

【００２１】

【発明の実施の形態】続いて、本発明に係る光学ピック
アップ装置について図面を参照して詳細に説明する。

【００２２】図１に本発明に係る光学ピックアップ装置
１０の構成を示す。この光学ピックアップ装置１０はレ
ーザダイオード１１、コリメーションレンズ１２及びビ
ーム整流素子であるアナモルフィックプリズム１３を光
学ブロック３０として一体的に構成したものである。

【００２３】図２に示すように光学ブロック３０は一方
が開口された中空の円筒状の鏡筒３１であり、その開口
部３１ａを塞ぐように板状の蓋体３２が取り付けられ
る。蓋体３２にはレーザーダイオード取付孔３４が設け
られ、ここにレーザーダイオード１１が発光部を内部側
に向けて挿入固定される。蓋体３２の内側にはレーザー
ダイオード１１の発光部を取り囲むように筒状の導光体
３７が取り付けられる。導光体３７の内側にはコリメー
ションレンズ１２が取り付けられる。

【００２４】また、鏡筒３１の内側であってレーザーダ
イオード１１と対向する面には２個の三角プリズムを利
用したアナモルフィックプリズム１３が取り付けられる
とともに、ビームを通過させるための通過孔３３が設け
られる。アナモルフィックプリズム１３を通過した後の
光路は鏡筒３１の中心軸に一致するように設定されてい
る。

【００２５】一方、図３に示すように光学部品を取り付
けるための光学ベース４０には鏡筒３１の形状に一致す
る取付穴４１が設けられ、ここに鏡筒３１が収納され
る。鏡筒３１は取付穴４１の内部で回転させることがで
き、後述するようにディスク上に照射されるビームスポ
ットの形状を変えることができる。

【００２６】光学ベース４０の上面側及び左側面側から
挿通孔４２，４３が穿設され、これらは取付穴４１に通
じている。これら挿通穴４２，４３にネジ４４，４５を
螺入し、その先端を鏡筒３１の外周面に当接させること
によって鏡筒３１が固定される。

【００２７】本発明に係る光学ピックアップ装置１０の
光路は以下のように形成される。図１に示すようにレー
ザーダイオード１１から出射された往路系ビームは拡が
り角を持った発散ビームであり、コリメーションレンズ
１２で平行光に変換される。

【００２８】この平行光はアナモルフィックプリズム１
３で略円形のビーム形状に整形された後、グレーティン
グ１４及び１／２波長板１５を介して偏光ビームスプリ
ッタ１６に入射する。偏光ビームスプリッタ１６は三角
プリズムと平行四辺形型のプリズムを組み合わせたもの
で、往路系ビームをそのまま透過させる。

【００２９】偏光ビームスプリッタ１６を通過した往路
系ビームは１／４波長板１７を通過して円偏光となり、
反射部１９、対物レンズ１８を介して光学ディスク１の
盤面にビームスポットＢＳが照射される。

【００３０】光学ディスク１に照射されたビームは反射
して復路系ビームとなり、再度対物レンズ１８、反射部
１９を介して１／４波長板１７を通過することで直線偏
光となり、偏光ビームスプリッタ１６に入射する。この
復路系ビームは二つのプリズムの接合面である面に反射
して直角に向きを変え、平行四辺形型のプリズム内を通
過して最初の反射面と対向する反射面でさらに直角に向
きを変える。その後、復路系ビームは集光レンズ２１及
びマルチレンズ２２を介してフォトデテクタ１６に集光
される。

【００３１】以上のように構成された光学ピックアップ
装置１０におけるビームスポットの調整について説明す
る。光学ブロック３０を組み立てるときにあらかじめレ
ーザーダイオード１１、コリメーションレンズ１２の調
整を行っておく。

【００３２】光学ピックアップ装置１０を線密度方向に
記録密度を高めた光学ディスクの記録再生に使用する場
合は、楕円形状のビームスポットＢＳをその長径がトラ
ックＴと直交する向き（図５（ａ））に設定する必要が
ある。そこで図３（ａ）に示すように光学ブロック３０
を光学ベース４０の取付穴４１に取り付けるときに、ビ
ームスポットがこの向きになるように鏡筒３１の角度を
設定し、ネジ４２，４３によって固定する。

【００３３】また、狭トラックピッチ化による記録密度
を高めた光学ディスク又は相変化ディスクの記録再生に
使用する場合には、楕円形状のビームスポットＢＳをそ
の長径がトラックＴ方向に一致する向き（図５（ｂ））
に設定する必要がある。このとき、図３（ａ）に示す状
態から鏡筒３１を反時計方向に９０度回転させ、図３
（ｂ）に示す状態でネジ４２，４３によって固定する。

【００３４】ビームの光路は鏡筒３１の中心軸に一致し
て設けられているので、鏡筒３１は光軸を中心として回
動することになる。従って、光学ディスクの照射される
ビームスポットＢＳは図５（ｂ）に示すような形状とな
り、狭トラックピッチ化によるディスクフォーマット又
は相変化による記録方法に適したものになる。

【００３５】なお、図１に示すレーザーダイオード１１
から射出されるビームは直線偏光であり、光学ブロック
３０を９０度回転させることは偏光方向が回転すること
を意味するが、１／２波長板１５を光路中に配置するこ
とにより、偏光ビームスプリッタ１６に入射するビーム
の偏光方向が常に一定となるようにしている。

【００３６】また、例えば光学ベース４０と鏡筒３１に
ピン挿通孔を所定の位置に設けておき、ピンをピン挿通
孔に貫通させて鏡筒３１を光学ベース４０に対して所定
角度に保持した状態でネジ４２，４３で固定することに
より、鏡筒３１の回転角度を容易に設定することができ
る。

【００３７】このように要求されるビームスポットの形
状が異なっても、鏡筒３１を回転させることによりビー
ムスポットの向きを変えることができる。従って、異な
るディスクフォーマットや記録方法に対応したビームス
ポットを得ることができ、光学ピックアップ装置を別個
に製作する必要がなく、製造コストを低減することがで
きる。

【００３８】また、製造誤差等によってレーザーダイオ
ード１１のビームの拡がり角にばらつきがあった場合で
も、鏡筒３１を回転させることにより容易にビームスポ
ットの向きの調整を行うことができる。

【００３９】さらに、レーザーダイオード１１が劣化し
た場合には、図２に示す光学ブロック３０のみを交換す
ればよい。ここで光学ブロック３０はあらかじめレーザ
ーダイオード１１及びコリメーションレンズ１２の調整
が行われているので、光学ブロック３０の交換時にはこ
れらの調整は不要である。従って、ビームの往路系の調
整は不要になり、復路系の調整のみを行えばよい。この
ように本発明によればレーザーダイオード１１の交換を
容易に行うことができ、交換作業に要するコストを低減
することができる。

【００４０】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、ビームを
射出するレーザー光源と、ビームを平行光にするコリメ
ーションレンズと、ビームを所定のビーム形状に整形す
るビーム整流素子と、光学部品を取り付けるための光学
ベースとを有する光学ピックアップ装置であって、レー
ザー光源、コリメーションレンズ及びビーム整流素子が
鏡筒の内部に取り付けられ、鏡筒がビームの光軸を中心
として回転方向に調整自在となるように光学ベースに取
り付けられたことを特徴とするものである。

【００４１】従って本発明によれば、鏡筒を回転させる
ことによりビームスポットの向きを変えることができる
ので、光学ディスクのフォーマットや物理的な記録方法
ごとに光学ピックアップ装置を別個に製作する必要がな
く、製造コストを低減することが可能になる。

【００４２】また、製造誤差等によってレーザー発光源
からのビームの拡がり角にばらつきがある場合でも、鏡
筒を回転させることにより容易にビームスポットの向き
の適正に設定することができる。

【００４３】さらに、レーザー発光源が劣化した場合に
は鏡筒のみを交換すればよく、レーザー発光源及びコリ
メーションレンズの調整がすでに行われてた鏡筒を取り
付けることによりビームの往路系の調整が不要になり、
交換作業に要するコストを低減することが可能になる等
の効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る光学ピックアップ装置の構成図で
ある。

【図２】光学ブロック３０の構成を示す断面図である。

【図３】図２のＡ−Ａ断面図及び光学ブロックを９０度
回転させた状態を示す断面図である。

【図４】レーザーダイオードから出射されるビームの拡
がりを示す図である。

【図５】光学ディスクの高密度記録方法を示す図であ
る。

【図６】ビームの拡がり角の変化によるビームスポット
の形状の変化を示す図である。

【符号の説明】

１・・・光学ディスク、１０・・・光学ピックアップ装
置、１１・・・レーザーダイオード、１２・・・コリメ
ーションレンズ、１３・・・アナモルフィックプリズ
ム、１５・・・１／２波長板、３０・・・光学ブロッ
ク、３１・・・鏡筒、４０・・・光学ベース、４１・・
・取付穴、Ｔ・・・トラック、ＢＳ・・・ビームスポッ
ト

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ビームを射出するレーザー光源と、 上記ビームを平行光にするコリメーションレンズと、 上記ビームを所定のビーム形状に整形するビーム整流素
   子と、 光学部品を取り付けるための光学ベースとを有する光学
   ピックアップ装置であって、 上記レーザー光源、上記コリメーションレンズ及び上記
   ビーム整流素子が鏡筒の内部に取り付けられ、 上記鏡筒が上記ビームの光軸を中心として回転方向に調
   整自在となるように上記光学ベースに取り付けられたこ
   とを特徴とする光学ピックアップ装置。
2. 【請求項２】 上記鏡筒が上記光学ベースに対して着脱
   自在となるように取り付けられていることを特徴とする
   請求項１記載の光学ピックアップ装置。