JPH10241178A - 光ピックアップ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 対物レンズに入射する光ビームを制限する開
口径を信号記録密度に応じて切り替える構成にすると、
製造しにくい構造となるので、それを解消する。 【解決手段】 第１光源２の波長の光ビームにおける対
物レンズの開口を設定する開口設定部材９の第１光源２
からの光ビームを制限するのに回折格子を用い、該回折
格子を第２光源１３の波長の光ビームを回折させない特
性に設定する。これにより開口設定部材９が第２光源１
３の波長の光ビームにおける開口に影響を与えないよう
にし、第２光源１３の波長の光ビームにおける対物レン
ズ１０の開口を設定する第２の開口設定手段１２を設け
ることにより、第１及び第２光源からの各光ビームにお
ける対物レンズ１０の各開口を設定するようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、記録密度が異なる
通常密度記録媒体と高密度記録媒体の両方の信号読み取
りを行う光ピックアップ装置に関し、互いに波長の異な
る光ビームを発光する第１光源及び第２光源を備える光
ピックアップ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】レーザービーム等の光ビームを用いて光
学的に信号の読み取りが行われる光ディスクとしては、
ＣＤ（コンパクトディスク）が普及しているが、更なる
大容量のニーズに応えてＣＤと同一ディスク径として機
構的な互換性を確保した上でＣＤより高密度記録とする
ことにより大容量化を図らんとして規格化された高密度
ディスク（ＤＶＤ）が提案されている。

【０００３】この高密度ディスクは、短波長のレーザー
素子を用い、光学系を高解像にした光ピックアップ装置
を用いることにより記録信号の読み取りが行われる。と
ころで、光ピックアップ装置をＣＤ及び高密度ディスク
の両方の信号読み取りに対応させるには、ＣＤに適した
波長の光ビームを発光するレーザーダイオード及び高密
度ディスクに適した波長の光ビームを発光するレーザー
ダイオードの波長の異なる２種類の光源を用意し、信号
読み取りを行うディスクの記録密度に応じて使用する光
源の切り換えを行うと共に、対物レンズに入射する光ビ
ームを制限する開口を読み取りディスクの記録密度に応
じて切り替えることにより対物レンズとしてＮＡ値をデ
ィスクの記録密度に適合させ、ＣＤの読み取りを行う際
に開口径を小さくして対物レンズのＮＡ値を小さくし、
一方、高密度ディスクの読み取りを行う際に開口径を大
きくして対物レンズのＮＡ値を大きくすることによりこ
とにより単一の光ピックアップによって記録密度が異な
る２種類のディスクの信号読み取りを行えるようにする
方式がある。

【０００４】このような方式の光ピックアップ装置にお
いては、２種類の光源を用いるので、記録膜に波長依存
性がある記録媒体であっても適切な波長の光ビームによ
り信号読み取りが行え、光ピックアップ装置により得ら
れる信号強度レベルが著しく減少することによって記録
信号の読み取りが行えないという事態を阻止することが
できる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前述した如
く、対物レンズに入射する光ビームを制限する開口径を
信号記録密度に応じて切り替える構成にするには、機械
的に２つの開口を移動させる機構やシャッターを開閉す
る機構を必要としたり、あるいは液晶シャッターを用い
た場合は電気的な配線を必要としたりして製造しにくい
構造となる、という問題があった。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、記録密度の異
なる通常密度記録媒体と高密度記録媒体との信号読み取
りを行うのに互いに波長の異なる光ビームを発光する第
１光源及び第２光源を切り換えて使用するようにしたも
のにおいて、長波長側の第１光源の波長の光ビームにお
ける対物レンズのＮＡ値を設定するための開口を開口設
定部材に設けると共に、開口設定部材の開口の外周側を
回折格子とし、該回折格子を前記第１光源の波長の光ビ
ームが回折し、かつ短波長側の第２光源の波長の光ビー
ムが回折しないように設定する。このようにして前記回
折格子により第１光源の波長の光ビームの通過を制限し
てその光ビームにおける開口を設定すると共に、該回折
格子が第２光源の波長の光ビームにおける開口に影響を
与えないようにしている。そして、前記開口設定部材と
同一光軸上に設ける第２の開口設定手段により第２光源
の波長の光ビームにおける開口を設定し、この光ビーム
における対物レンズのＮＡ値を設定するようにしてい
る。

【０００７】この場合、前記第２の開口設定手段を対物
レンズが装着されるレンズホルダーに形成して第１光源
の光ビームの開口と第２光源の光ビームの開口とを独立
して光軸合わせの調整できるようにしている。あるい
は、前記第２の開口設定手段を前記開口設定部材の回折
格子が形成されていない面に形成して第１光源の光ビー
ムの開口と第２光源の光ビームの開口とを同一部材上に
形成するようにしている。

【０００８】

【実施例】図１は本発明の一実施例を示す光ピックアッ
プ装置の主要部分を示す側面配置図、図２は図１の光学
系を備える光ピックアップ装置の全体的な光学系を示す
平面配置図である。

【０００９】図に示す光ピックアップ装置は、ＣＤファ
ミリーの通常密度記録ディスク及びＤＶＤ（デジタル・
ヴァーサタイル・ディスク）の高密度記録ディスクの信
号読み取りが行える構成となっている。

【００１０】図において、１は同一パッケージ内に通常
密度記録ディスクに適した波長、例えば７８０ｎｍのレ
ーザービームを発光する第１レーザー素子２を備えると
共に、ディスクで変調される第１レーザー素子２からの
レーザービームを受光する光検出器３を備える光学ユニ
ットである。

【００１１】この光学ユニット１は、パッケージの前方
部分に光路分割用のホログラム素子の回折格子４を有し
ており、該回折格子４によりディスクから戻ってきたレ
ーザービームの光軸が曲げられ、そのレーザービームが
第１レーザー素子２とは異なる光軸上に配置された光検
出器３に照射されるようになっている。

【００１２】光学ユニット１の第１レーザー素子２から
発光されるレーザービームは、回折格子４を介して光学
ユニット１から出射され、ダイバージェントレンズ５に
より広がり角が調整された後に内面が反射面のプリズム
型の反射ミラー６により光軸が曲げられる。該反射ミラ
ー６により曲げられたレーザービームは、該反射ミラー
６と密着して一体的に構成されたプリズム型のビームス
プリッター７により光軸が曲げられ、立上げミラー８に
向かう。

【００１３】前記立上げミラー８により反射され、ディ
スク面に対して光軸が垂直方向となったレーザービーム
は、開口設定板９、及び対物レンズ１０が装着されるレ
ンズホルダー１１に形成された開口絞り１２を介して対
物レンズ１０に入射され、該対物レンズ１０によりディ
スクＤの信号面に収束される。

【００１４】ディスクＤの信号面により変調されて反射
されたレーザービームは対物レンズ１０に戻り、開口絞
り１２、開口設定板９及び立上げミラー８を介してビー
ムスプリッター７に戻され、該ビームスプリッター７で
反射され、更に反射ミラー６に反射されてダイバージェ
ントレンズ５を介して光学ユニット１に戻される。

【００１５】この光学ユニット１に戻されたレーザービ
ームは、回折格子４により光軸が曲げられて光検出器３
に受光される。このように光学ユニット１内に配置され
る第１レーザー素子２から発光される通常密度ディスク
に対応するレーザービームは、光学ユニット１内の光検
出器３により受光され、該光検出器３により通常密度デ
ィスクの記録信号が得られると共に、通常密度ディスク
に対応したフォーカシング制御及びトラッキング制御に
用いられる各制御信号が得られる。

【００１６】一方、第１レーザー素子２とはビームスプ
リッター７により分岐された光路に第２レーザー素子１
３が配置されている。該第２レーザー素子１３は、高密
度ディスクに適した波長、例えば６３５ｎｍのレーザー
ビームを発光する。

【００１７】第２レーザー素子１３から発光されるレー
ザービームは、ハーフミラー１４の表面によって反射さ
れ、コリメータレンズ１５により平行光に成された後に
ビームスプリッター７に入射される。該ビームスプリッ
ター７に入射されたレーザービームはそのまま直進さ
れ、立上げミラー８に向かう。

【００１８】その後レーザービームは、立上げミラー８
により光軸が曲げられて開口設定板９及び開口絞り１２
を介して対物レンズ１０に入射され、該対物レンズ１０
によりディスクＤの信号面に収束される。

【００１９】ディスクＤの信号面により変調されて反射
されたレーザービームは対物レンズ１０に戻り、開口絞
り１２、開口設定板９及び立上げミラー８を介してビー
ムスプリッター７に戻され、該ビームスプリッター７を
直進し、更にコリメータレンズ１５を介してハーフミラ
ー１４に戻る。

【００２０】該ハーフミラー１４に戻されたレーザービ
ームは、該ハーフミラー１４を透過して光検出器１６に
到達し、該光検出器１６により受光される。このように
第２レーザー素子１３から発光される高密度ディスクに
対応するレーザービームは、光検出器１６により受光さ
れ、該光検出器１６により高密度ディスクの記録信号が
得られると共に、高密度ディスクに対応したフォーカシ
ング制御及びトラッキング制御に用いられる各制御信号
が得られる。

【００２１】ところで、開口設定板９は、図１に示す如
く、対物レンズ１０が装着されるレンズホルダー１１の
下面に接着されてレーザービームの光路上に配置されて
いる。前記開口設定板９は、図３の平面図に示す如く、
中央に円形状の透過領域のひとみ９ａを残してそのひと
み９ａの周縁に回折格子が形成されている。該回折格子
はガラス等の透明材質の平板基材に１：１の矩形格子を
設けて形成されており、その格子は第１レーザー素子２
の波長のレーザービームを回折させると共に、第２レー
ザー素子１３の波長のレーザービームを回折させない特
性となるように設計されている。

【００２２】因みに、回折格子の格子を二酸化チタン
（ＴｉＯ２）により構成した場合、第２レーザー素子１
３の波長（６３５ｎｍ）のレーザービームに対して屈折
率が2.349となり、位相差４πで格子の深さを９４１ｎ
ｍとすると、図４に示すような回折効率の特性を得るこ
とが出来、第２レーザー素子１３の波長のレーザービー
ムに対しては回折を生じさせずに透過率を１００％と
し、第１レーザー素子２の波長（７８０ｎｍ）のレーザ
ービームに対しては回折を生じさせて透過率を５％程度
とすることが出来る。

【００２３】その為、開口設定板９は、第２レーザー素
子１３の波長のレーザービームの光束を制限せず、第１
レーザー素子２の波長のレーザービームの光束を制限す
る。ところで、対物レンズ１０の手前にはレンズホルダ
ー１１に形成された第２の開口設定手段となる開口絞り
１２が配置されている。

【００２４】開口設定板９は、回折格子が形成されてい
ない中央部分のひとみ９ａが前記開口絞り１２のひとみ
と同軸となるようにレンズホルダー１１に接着され、前
記開口絞り１２のひとみは開口設定板９のひとみ９ａよ
り大径と成されている。

【００２５】したがって、第１レーザー素子２から出射
されるレーザービームが用いられる場合は、開口設定板
９のひとみ９ａにより対物レンズ１０の開口が設定さ
れ、そのひとみ９ａの径によって決定される対物レンズ
１０の有効径に応じて該対物レンズ１０のＮＡ値が設定
される。その為、そのＮＡ値と第１レーザー素子２から
出射されるレーザービームの波長とによってディスクの
信号面上に収束される光スポット径及び焦点深度を決定
することが出来、第１レーザー素子１から出射されるレ
ーザービームの波長を考慮して開口設定板９のひとみ９
ａの径を適切に設定することによりディスクの記録信号
を読み取る光スポットを通常密度記録ディスクに適した
光スポット径及び焦点深度とすることが出来る。

【００２６】一方、開口設定板９の回折格子部分は、第
２レーザー素子２から出射される波長のレーザービーム
を透過する特性を有している。その為、前記第２レーザ
ー素子２からのレーザービームは、開口設定板９のひと
み９ａに影響を受けずに開口絞り１２のひとみにより対
物レンズ１０の開口が設定される。

【００２７】すなわち、第２レーザー素子２から出射さ
れたレーザービームが用いられる場合は、開口絞り１２
のひとみ径によって決定される対物レンズ１０の有効径
に応じて該対物レンズ１０のＮＡ値が設定される。その
為、そのＮＡ値と第２レーザー素子１３から出射される
レーザービームの波長とによってディスクの信号面上に
収束される光スポット径及び焦点深度を決定することが
出来、第２レーザー素子１３から出射されるレーザービ
ームの波長を考慮して開口絞り１２のひとみ径を適切に
設定することによりディスクの記録信号を読み取る光ス
ポットを高密度記録ディスクに適した光スポット径及び
焦点深度とすることが出来る。

【００２８】このように、通常密度記録ディスクの場合
は第１レーザー素子１から出射されるレーザービームの
波長を考慮して開口設定板９のひとみ９ａの径を適切に
設定することにより、高密度記録ディスクの場合は第２
レーザー素子２から出射されるレーザービームの波長を
考慮して開口絞り１２のひとみ径を設定することにより
光スポット径及び焦点深度の設定が出来、通常密度記録
ディスク及び高密度記録ディスクに対するいずれのディ
スクに対しても光スポット径及び焦点深度の設定を独立
して行うことが出来る。

【００２９】前述の実施例において、第２レーザー素子
１３から出射されたレーザービームに対しては、開口絞
り１２のひとみ径によって対物レンズ１０のＮＡ値を設
定するようにしているが、開口絞り１２を無くして図３
の点線に示す如く、開口設定板９にひとみ９ａと同心円
状で大径に第２レーザー素子１３からのレーザービーム
が透過される透過領域を残してその外周側にそのレーザ
ービームを遮光する遮光領域を形成して第２レーザー素
子２からのレーザービームにおける対物レンズ１０のＮ
Ａ値を設定するようにしても良い。

【００３０】この場合、前記遮光領域は、例えば開口設
定板９の回折格子が形成されていない面に金属皮膜を蒸
着することにより容易に形成することが出来、第１レー
ザー素子２からのレーザービームにおける開口と第２レ
ーザー素子１３からのレーザービームにおける開口とが
同一部材に形成されることになるので、対物レンズ１０
に対して開口設定板９の位置を適切に設定すれば、各開
口を同時に対物レンズ１０との光軸合わせを行うことが
出来る。

【００３１】

【発明の効果】以上の如く、本発明は、第１光源の波長
の光ビームにおける対物レンズの開口を設定する開口設
定部材の第１光源からの光ビームを制限するのに回折格
子を用いており、該回折格子を第２光源の波長の光ビー
ムを回折させない特性に設定していることから前記開口
設定部材が第２光源の波長の光ビームにおける開口に影
響を与えないので、前記開口設定部材と同一光軸上に前
記第２光源の波長の光ビームにおける対物レンズの開口
を設定する第２の開口設定手段を設けることにより、第
１及び第２光源からの各光ビームに対応して開口径の切
り替えを行うことなく信頼性の向上が図れて各光ビーム
における対物レンズの各開口を設定することが出来る。

【００３２】また、前記第２の開口設定手段を対物レン
ズが装着されるレンズホルダーに形成しているので、前
記第２の開口設定手段を設置する際の手間を省略した上
で前記第２の開口設定手段を開口設定部材に設ける必要
が無く、第１及び第２光源からの各光ビームにおける各
開口の光軸合わせを独立して調整することが出来る。

【００３３】また、前記第２の開口設定手段を前記開口
設定部材の回折格子が形成されていない面に形成して第
１光源の光ビームにおける開口と第２光源の光ビームに
おける開口とを同一部材上に形成するようにすれば、各
開口を同時に対物レンズとの光軸合わせを行うことが出
来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す光ピックアップ装置の
主要部分を示す側面配置図である。

【図２】図１の光学系を備える光ピックアップ装置の全
体的な光学系を示す平面配置図である。

【図３】開口設定板９を示す平面図である。

【図４】開口設定板９の回折効率の一例を示す特性図で
ある。

【符号の説明】

１ 光学ユニット ２ 第１レーザー素子 ９ 開口設定板 ９ａ ひとみ １０ 対物レンズ １１ レンズホルダー １２ 開口絞り １３ 第２レーザー素子

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 記録密度が異なる通常密度記録媒体と高
   密度記録媒体の両方の信号読み取りを行う光ピックアッ
   プ装置であって、通常密度記録媒体に適した波長の光ビ
   ームを出射する第１光源と、高密度記録媒体に適した波
   長の光ビームを出射する第２光源と、前記第１光源の波
   長の光ビームを回折させる特性に設定された回折格子に
   よりその光ビームの光束を制限し、前記回折格子を形成
   しないひとみ部分により前記第１光源からの光ビームの
   透過領域を形成して前記第１光源の波長の光ビームにお
   ける対物レンズの開口を設定する開口設定部材とを備
   え、前記回折格子は、前記第２光源の波長の光ビームを
   回折させない特性に設定され、前記開口設定部材と同一
   光軸上に前記第２光源の波長の光ビームにおける対物レ
   ンズの開口を設定する第２の開口設定手段を設けたこと
   を特徴とする光ピックアップ装置。
2. 【請求項２】 前記第２の開口設定手段を対物レンズが
   装着されるレンズホルダーに形成したことを特徴とする
   請求項１記載の光ピックアップ装置。
3. 【請求項３】 前記第２の開口設定手段を前記開口設定
   部材の回折格子が形成されていない面に形成したことを
   特徴とする請求項１記載の光ピックアップ装置。