JPH10143911A - 光ピックアップ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】情報記録面の位置が厚さ方向で互いに異なる光
ディスクや波長依存性のある光ディスク等の複数種類の
光ディスクを同一の光ピックアップで記録再生し、ま
た、光ディスクの種類を短時間で判別する。 【解決手段】射出波長の異なる２つ以上のレーザダイオ
ード１および１ａと、これらから出射された光線束を情
報記録面８および８ａに収束する対物レンズ２と、ダイ
クロイックコーティングされたフィルター１０と、情報
記録面で反射された戻り光を信号変換するフォトダイオ
ード５、５ａと、レーザダイオード１、１ａから出射し
た光線束を屈折するプリズム３とにより光ピックアップ
を構成する。光ディスクの種類を判別するときはレーザ
ダイオード１および１ａを発光させながら対物レンズ４
を光軸方向に移動させ、記録再生時には装着された光デ
ィスクに合ったレーザダイオードのみを発光させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は情報記録面の位置
が厚さ方向で互いに異なる複数種類の光ディスクまた
は、波長依存性のある複数種類の光ディスクを記録・再
生する光ピックアップ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】光ディスク装置の従来の光ピックアップ
は単一のレーザダイオードを用いているため、その光ピ
ックアップで記録再生できる光ディスクは情報記録面が
ディスク表面から一定の距離にあるものに限定されてい
た。ところで近年、高密度光ディスク（例えばＤＶＤ）
の発明により、従来の光ディスクとは情報記録面の位置
が異なる光ディスクが出現した。このような高密度光デ
ィスクと従来の光ディスク（例えばＣＤ）を同一の光ピ
ックアップで記録再生しようとすると、どちらか一方の
光ディスクの情報記録面に収束する光スポットは他方の
光ディスクでは収差を含み、情報を読み取ることはでき
ない。

【０００３】日経メカニカル １９９５．８．７ ｎ
ｏ．４６０に記載されたＤＶＤ用光ピックアックは波長
６５０ｎｍ前後のレーザダイオードを搭載し、ＣＤ用と
ＤＶＤ用とでそれぞれ別の対物レンズを用いる。この光
ピックアップの場合、光ディスク装置に装填された光デ
ィスクに対していずれかの対物レンズを用いて再生を試
みると、その対物レンズが装填された光ディスクに合っ
たものである場合にはフォーカスの引き込みが成功しそ
のまま信号の読取りを行うことができる。

【０００４】しかし、対物レンズが装填された光ディス
クに合ったものでない場合は引き込みエラーが発生す
る。このときは別の対物レンズに切換えて、再度フォー
カス引き込み動作を行うと、引き込みが成功するのでそ
のまま信号の読取りを行うことができる。このようにＣ
Ｄ、ＤＶＤのように透明基板厚さの異なる光ディスクに
対してフォーカス引き込みが成功したか否かによって光
ディスクの種別を判別することができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記した従来の光ピッ
クアップのように、対物レンズを切換えてフォーカス引
き込みが成功するか否かで光ディスクの種別を判別する
方法によると、対物レンズの切換え時間とフォーカス引
き込み動作時間とが必要であり判定に長い時間が掛かる
という問題があった。使用者が光ディスクの種別により
キー操作により対物レンズ切換えを行う場合は光ディス
クの種別判定に時間が掛かるという問題はなくなるが使
用者が誤ったキー操作を行う場合には再生が不可能とな
り、また、再生のための操作が面倒となるという問題が
発生する。

【０００６】さらに、上記従来の光ピックアップはＤＶ
Ｄ光学系に対応した波長のレーザダイオードを用いるた
め、従来の光ディスクの内、波長依存性のある光ディス
ク例えばＣＤ−Ｒの記録再生ができないという問題があ
った。

【０００７】この発明は上記した点に鑑みてなされたも
のであって、その目的とするところは、情報記録面の位
置が厚さ方向で互いに異なる光ディスクや波長依存性の
ある光ディスク等の複数種類の光ディスクの種類を短時
間で判定して同一の光ピックアップで記録再生できる光
ピックアップ装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明の光ピックアッ
プ装置は、情報記録面の表面からの距離が互いに異なる
複数種類の光ディスクを記録または再生する光ピックア
ップにおいて、射出波長の異なる２つ以上の発光素子
と、該発光素子から出射された光線束を略平行光とする
コリメータレンズと、該平行光線束を情報記録面に収束
する対物レンズと、該対物レンズに入射する光線束の波
長によっては光線束幅を規制し、かつ該対物レンズまた
はその支持部材に固定されダイクロイックコーティング
された波長選択素子と、前記２つ以上の発光素子から出
射され情報記録面で反射された戻り光をそれぞれ信号変
換する２つ以上の受光素子と、前記光線束の通る光路上
で、前記コリメータレンズと前記発光素子の間に配置さ
れ前記２つ以上の発光素子から出射した光線束を同一光
路上に屈折しさらに情報記録面で反射された戻り光を前
記受光素子に向けて屈折するプリズムとを備えたもので
ある。

【０００９】また、前記光ピックアップ装置において、
光ディスクの記録または再生開始前に、前記２つ以上の
発光素子を同時に発光させるものである。

【００１０】さらに、前記光ピックアップ装置におい
て、前記対物レンズを支持する支持手段を移動させる移
動手段を有し、光ディスクの記録または再生開始前に前
記発光素子をすべて発光させて前記移動手段により前記
支持手段を対物レンズの光軸方向に移動させ、対物レン
ズから出射した光線束が前記光ディスクの信号記録面に
合焦したことをそれぞれの受光素子で検出させ、この検
出回数により光ディスクの種類を判別する判別手段を有
するものである。

【００１１】さらに、前記光ピックアップ装置におい
て、前記判別手段により光ディスクの種類を判別した後
にこの判別により認識された光ディスク以外の光ディス
クに使用する発光素子の発光を停止させるものである。

【００１２】上記構成において、ダイクロイックコーテ
ィングは光源の種類により光線束の一部を反射あるいは
透過させることにより各光ディスクを記録再生するため
に適した対物レンズの開口数を与える。そして、すべて
の発光素子を発光させて対物レンズを光軸方向に移動さ
せたときのそれぞれの受光素子の出力のパターンが光デ
ィスクの種類によって異なることにより光ディスクの種
類を判別することができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】この発明の実施例を図面に基づい
て説明する。図１および図２はこの発明の第１の実施例
である光ピックアップ装置を示す光路図であり、図１は
高密度光ディスク６を記録再生するときの状態を示し、
図２は従来の光ディスク（例えばＣＤ）７を再生すると
きの状態を示している。図において、１は波長６３５ｎ
ｍのレーザ光を出射するレーザダイオードであり、１ａ
は波長７８０ｎｍのレーザ光を出射するレーザダイオー
ドである。

【００１４】２はそれぞれレーザダイオード１および１
ａから出射されたレーザ光線束を略平行光線束とするコ
リメータレンズである。３は２つのレーザダイオード１
および１ａからそれぞれ出射されたレーザ光線束９、９
ａを同一光軸上に屈折するプリズムである。４は焦点距
離ｆの対物レンズであり、プリズム３からのレーザ光線
束９、９ａをそれぞれ光ディスクの情報記録面に収束さ
せる。

【００１５】１０はダイクロイックコーティング１１が
施されたフィルターである。ダイクロイックコーティン
グ１１は波長７８０ｎｍ付近以上を反射し、レーザダイ
オード１ａの光線束に対してＮＡ＝０．３以上の開口を
与える。フィルター１０は直径が２×ｆ×ＮＡの範囲で
ダイクロイックコーティング１１のない円形開口が設け
られている。ＮＡはダイクロイックコーティング１１を
透過しないレーザ光線束の開口数である。ＮＡは０．３
以上となっており記録再生のために十分な解像力が得ら
れる。フイルタ１０は対物レンズ４と共にホルダ１２に
保持されている。ホルダ１２は図示していない駆動装置
により光軸方向に駆動される。

【００１６】５および５ａはフォトダイオードであり、
戻り光のレーザ光線束を電気信号に変換する。６は高密
度光ディスク（例えばＤＶＤ）であり、情報記録面８が
ディスク板厚方向の略真ん中に位置している。７は従来
の光ディスク（例えばＣＤ、ＣＤ−Ｒ）であり、情報記
録面８ａが高密度光ディスク９とは異なる位置にある。

【００１７】高密度光ディスク６を記録・再生するとき
は、図１に示すようにレーザダイオード１を発光させ
る。このとき、レーザダイオード１から出射されたレー
ザ光線束９はダイクロイックコーティング１１の特性に
より、ダイクロイックコーティング１１を透過して対物
レンズ４に入射する。そしてレーザ光線束９は対物レン
ズ４により高密度光ディスク６の情報記録面８に最小の
スポットを照射するように集光され、その反射光は対物
レンズ４、コリメータレンズ２を通りプリズム３でフォ
トダイオード５に向けて屈折され、フォトダイオード５
に集光され高密度ディスク８を記録再生することができ
る。

【００１８】従来の光ディスク７（例えばＣＤ−Ｒ）を
記録再生するときは、図２に示すようにレーザダイオー
ド１ａを発光させる。このとき、レーザダイオード１ａ
から出射されたレーザ光線束９ａはダイクロイックコー
ティング１１により、周辺の光線束がけられて光線束幅
が制限される。中心部の光線束は対物レンズ４に入射す
る。

【００１９】従って、対物レンズ４が情報記録面８ａに
光線束９ａを集光させたとき、そのスポットには収差が
少なく適切な読み取り径となり、反射光は対物レンズ
４、コリメータレンズ２を通りプリズム３でフォトダイ
オード５ａに向けて屈折され、さらに、フォトダイオー
ド５ａに集光され光ディスク７を記録再生することがで
きる。従来の光ディスクの内、波長依存性のある光ディ
スク（例えばＣＤ−Ｒ）はレーザダイオード１ａの波長
が７８０ｎｍであることにより、十分な信号レベルで記
録・再生することができる。

【００２０】後に説明するように、光ディスクの記録再
生の開始前にレーザダイオード１および１ａを共に発光
させ、ホルダ１２が駆動される。そのときのフォトダイ
オード５および５ａの信号により光ディスクの種別を判
断する判断回路１３が設けられている。判断回路１３が
光ディスクの種別を判断すると、その後はその光ディス
クを記録再生するレーザダイオードのみを発光させるよ
うになる。

【００２１】次に、図４〜図８を参照して上記光ディス
ク装置の光ディスク種別判定動作について説明する。図
４は光ディスク種別判定動作開始時の状態を示してお
り、対物レンズ４のホルダ１２は光ディスク６または７
から最も遠い位置すなわち最下位置にある。ホルダ１２
は図４に示す位置から上限の位置まで駆動される。その
ときレーザダイオード１および１ａの双方は発光してい
る。レーザダイオード１からの光線束９およびレーザダ
イオード１ａからの光線束９ａが対物レンズ４で集光さ
れている。

【００２２】図５に光ディスク（ＣＤ）７が装着された
ときのホルダ１２の移動状態を示している。ホルダ１２
は最下位置から図５（ａ）、図５（ｂ）に示す位置を経
由してストッパー１６で停止される図５（ｃ）に示す位
置まで図示していない移動手段により移動される。

【００２３】図５（ａ）に示す位置ではレーザダイオー
ド１ａからの光線束９ａが光ディスク７の表面に集光さ
れる。図５（ｂ）に示す位置ではレーザダイオード１か
らの光線束９が光ディスク７の表面に集光される。図５
（ｃ）に示す位置ではレーザダイオード１ａからの光線
束９ａが光ディスク７の情報記録面８ａに集光される。

【００２４】図６にホルダ１２の移動中のフォトダイオ
ード５および５ａのフォーカスエラー信号の出力を示
す。図中（ａ）、（ｂ）、（ｃ）の各時点はホルダ１２
がそれぞれ図５（ａ）、図５（ｂ）、図５（ｃ）に示す
位置にあるときに対応している。図５（ａ）および図５
（ｂ）の位置でのフォーカスエラー信号は反射率の低い
ＣＤ表面の反射光によるものであるため、図５（ｃ）の
位置における情報記録面８ａの反射光による信号レベル
より小さいレベルである。図６に示すしきい値電圧Ｖ１
を設定することにより、情報記録面８ａの反射光による
信号レベルのみを検出するようにしておく。

【００２５】図７に光ディスク（ＤＶＤ）６が装着され
たときのホルダ１２の移動状態を示している。ホルダ１
２は最下位置から図７（ａ）、図７（ｂ）に示す位置を
経由してストッパー１６で停止される図７（ｃ）に示す
位置まで図示していない移動手段により移動される。

【００２６】図７（ａ）に示す位置ではレーザダイオー
ド１ａからの光線束９ａが光ディスク６の表面に集光さ
れる。図７（ｂ）に示す位置ではレーザダイオード１か
らの光線束９が光ディスク６の表面に集光される。図７
（ｃ）に示す位置ではレーザダイオード１からの光線束
９が光ディスク６の情報記録面８に集光される。

【００２７】図８に、図７に示すホルダ１２の移動中の
フォトダイオード５および５ａのフォーカスエラー信号
の出力を示す。図中（ａ）、（ｂ）、（ｃ）の各時点は
ホルダ１２がそれぞれ図７（ａ）、図７（ｂ）、図７
（ｃ）に示す位置にあるときに対応している。

【００２８】図７（ａ）および図７（ｂ）の位置でのフ
ォーカスエラー信号は反射率の低いＤＶＤ表面の反射光
によるものであるため、図７（ｃ）の位置における情報
記録面８の反射光による信号レベルより小さいレベルで
ある。図６で説明したしきい値Ｖ１により情報記録面８
の反射光による信号レベルのみが検出される。

【００２９】光ディスク（ＣＤ）７と光ディスク（ＤＶ
Ｄ）６の場合とで、フォトダイオード５および５ａのフ
ォーカスエラー信号がしきい値Ｖ１を越えるパターンが
異なり、ホルダ１２を最下位置から最上位置まで移動さ
せて、このパターンを区別することにより光ディスクの
種類を判断回路１３が判断する。このように、ホルダ１
２を最下位置から最上位置まで移動するまでの間に光デ
ィスクの種類が判別されるので、短時間に光ディスクの
判別が可能である。

【００３０】上記のようにして光ディスクの判別を行っ
た後は、識別した光ディスクに適したレーザダイオード
以外のレーザダイオードの発光を停止させて記録再生を
行う。従って不必要な電力消費を防ぐことができ、ま
た、レーザダイオードの寿命を短くすることもない。

【００３１】ＤＶＤには図９に示す２層片面ディスクが
ある。これには、透明基板１８の上に半透明反射層１９
で形成された第１層信号記録面２０があり、さらに、そ
の上に透明の中間層２１、反射層２２、保護層２４、接
着層２５および基板２６が積層されている。反射層２２
により第２層信号記録面２３が形成されている。中間層
２１は第１層信号記録面２０のための第１層ピット２７
を形成し、保護層２４は第２層信号記録面２３のための
第２層ピット２８を形成している。このような２層片面
ディスクではフォーカスＥ１およびＥ２の切り替えによ
り、第１層または第２層の再生を行う。

【００３２】２層片面ディスクを装着してディスク判別
を行ったときのフォトダイオード５および５ａのフォー
カスエラー信号の出力を図１０に示す。図における
（ａ）、（ｂ）、（ｃ）の各時点は図５および図７の場
合と同じである。但し、図中（ｃ）は第１層信号記録面
に光線束９が集光したときを示す。

【００３３】フォトダイオード５および５ａのフォーカ
スエラー信号は集光位置が第１層および第２層を通過す
るため２連のピークを有している。２連のピークがフォ
トダイオード５ａで検出された後フォトダイオード５で
検出される。フォトダイオード５および５ａのフォーカ
スエラー信号がしきい値Ｖ１を越えるパターンはＣＤお
よび１層のＤＶＤと異なるので２層片面ディスクを識別
できる。すなわち、本実施例は２層片面ディスクにも適
用できるものである。

【００３４】図３はこの発明の第２の実施例である光ピ
ックアップ装置を示す。この例は、図１、２で示す第１
の実施例におけるレーザダイオード１とフォトダイオー
ド５を波長６３５ｎｍのレーザ光線束を出射するレーザ
ダイオードとフォトダイオードをホログラム素子と共に
一体化したレーザダイオードモジュール１４で置き換
え、さらに、レーザダイオード１ａとフォトダイオード
５ａを波長７８０ｎｍのレーザ光線束を出射するレーザ
ダイオードとフォトダイオードをホログラム素子と共に
一体化したレーザダイオードモジュール１４ａで置き換
えたものである。また、プリズム３は小型化されたプリ
ズム１５に置き換えられている。他の構成は第１の実施
例と同様である。

【００３５】レーザダイオードモジュールのホログラム
素子はフォトダイオードからのレーザ光を光ディスクへ
向けて透過し、光ディスクからの反射光をフォトダイオ
ードへ向けて回折する。レーザダイオードモジュールに
ついての詳細は特開平８−１１１０３９号公報に開示さ
れている。このような構成とすることで、レーザダイオ
ードモジュール１４とレーザダイオードモジュール１４
ａはそれぞれ独立してその位置を調整することができる
ようになり組み立てが簡素化され、また、部品点数が削
減される。

【００３６】

【発明の効果】この発明のピックアップ装置によれば、
情報記録面の位置が厚さ方向で互いに異なる複数種類の
光ディスクを簡単な構成で、消費電力を増大させること
なく、また、レーザダイオードの寿命を短くすることな
く記録再生できる。

【００３７】また、情報記録面の位置が厚さ方向で異な
る光ディスクの種別の判別が短時間で行える。さらに、
波長依存性のある光ディスク例えばＣＤ−Ｒの記録再生
が可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１の実施例である光ピックアップ
装置の作用を説明するための光路図である。

【図２】この発明の第１の実施例である光ピックアップ
装置の作用を説明するための光路図である。

【図３】この発明の第２の実施例である光ピックアップ
装置の作用を説明するための光路図である。

【図４】この発明の第１の実施例である光ピックアップ
装置の作用を説明するための部分側面図である。

【図５】この発明の第１の実施例である光ピックアップ
装置をＣＤに適用して対物レンズを移動した状態を示す
図である。

【図６】図５に示す場合のそれぞれの受光素子の出力を
示す図である。

【図７】この発明の第１の実施例である光ピックアップ
装置をＤＶＤに適用して対物レンズを移動した状態を示
す図である。

【図８】図７に示す場合のそれぞれの受光素子の出力を
示す図である。

【図９】２層片面ディスクのＤＶＤを示す断面図であ
る。

【図１０】２層片面ディスクのＤＶＤを第１の実施例に
適用した場合のそれぞれの受光素子の出力を示す図であ
る。

【符号の説明】

１ レーザダイオード（６３５ｎｍ） １ａ レーザダイオード（７８０ｎｍ） ２ コリメータレンズ ３ プリズム ４ 対物レンズ ５ フォトダイオード ５ａ フォトダイオード ６ 高密度光ディスク ７ 光ディスク（ＣＤ） ８ 情報記録面 ８ａ 情報記録面 ９ 光線束 ９ａ 光線束 １０ フイルタ １１ ダイクロイックコーティング １２ ホルダ １３ 判断回路 １４ レーザダイオードモジュール（６３５ｎｍ） １４ａ レーザダイオードモジュール（７８０ｎｍ） １５ プリズム １６ ストッパー １８ 透明基板 １９ 半透明反射層 ２０ 第１層信号記録面 ２１ 中間層 ２２ 反射層 ２３ 第２層信号記録面 ２４ 保護層 ２５ 接着層 ２６ 基板 ２７ 第１層ピット ２８ 第２層ピット

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 情報記録面の表面からの距離が互いに異
   なる複数種類の光ディスクを記録または再生する光ピッ
   クアップにおいて、射出波長の異なる２つ以上の発光素
   子と、該発光素子から出射された光線束を略平行光とす
   るコリメータレンズと、該平行光線束を情報記録面に収
   束する対物レンズと、該対物レンズに入射する光線束の
   波長によっては光線束幅を規制し、かつ該対物レンズま
   たはその支持部材に固定されダイクロイックコーティン
   グされた波長選択素子と、前記２つ以上の発光素子から
   出射され情報記録面で反射された戻り光をそれぞれ信号
   変換する２つ以上の受光素子と、前記光線束の通る光路
   上で、前記コリメータレンズと前記発光素子の間に配置
   され前記２つ以上の発光素子から出射した光線束を同一
   光路上に屈折しさらに情報記録面で反射された戻り光を
   前記受光素子に向けて屈折するプリズムとを備えたこと
   を特徴とする光ピックアップ装置。
2. 【請求項２】 光ディスクの記録または再生開始前に、
   前記２つ以上の発光素子を同時に発光させることを特徴
   とする請求項１に記載した光ピックアップ装置。
3. 【請求項３】 前記対物レンズを支持する支持手段を移
   動させる移動手段を有し、光ディスクの記録または再生
   開始前に前記発光素子をすべて発光させて前記移動手段
   により前記支持手段を対物レンズの光軸方向に移動さ
   せ、対物レンズから出射した光線束が前記光ディスクの
   信号記録面に合焦したことをそれぞれの受光素子で検出
   させ、この検出回数により光ディスクの種類を判別する
   判別手段を有することを特徴とする請求項２に記載した
   光ピックアップ装置。
4. 【請求項４】 前記判別手段により光ディスクの種類を
   判別した後にこの判別により認識された光ディスク以外
   の光ディスクに使用する発光素子の発光を停止させるこ
   とを特徴とする請求項３の光ピックアップ装置。