JPH10269612A - 光ピックアップ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 反射レーザ光の検出光学系を１つにすること
により、装置の小型化及び低コスト化を実現することが
できる光ピックアップを提供する。 【解決手段】 記録面までの厚みが小さい第１の光ディ
スク７と記録面までの厚みが大きい第２の光ディスク８
を記録再生する光ピックアップにおいて、前記第１及び
第２の光ディスクにそれぞれ対応して設けられる第１及
び第２の光源９，１０と、これら第１及び第２の光源か
らのそれぞれのレーザ光を入射して同一光軸上に出射す
る光軸合成手段１１と、この光軸合成手段より出射され
るそれぞれのレーザ光を前記第１及び第２の光ディスク
に集光させる集光手段１４と、前記第１及び第２の光デ
ィスクからの反射光を収束させる収束手段１３と、この
収束手段を通過したそれぞれのレーザ光を受光する１つ
の光検出手段１５とを備えるように構成する。これによ
り、厚みの異なる２種類の光ディスクからの反射光を１
つの光検出手段で検出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、記録面までの厚み
の異なる２種類の記録層を有する光ディスクに対する反
射光を１つの光検出器で再生する光ピックアップに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来の光ディスクの光ピックアップの一
般的な光学系を図３に示す。半導体レーザ素子１から出
射したレーザ光Ｌ０は、ハーフミラー２にて反射された
後に、コリメータレンズ３により平行な光束となり対物
レンズ４に入射する。対物レンズ４に入射した光は光デ
ィスクＤの記録面上にスポットを成形する。記録面で反
射した光は、再び対物レンズ４を通り、平行な光束とな
ってコリメータレンズ３とハーフミラー２とシリンドリ
カルレンズ５を通り、光検出器６上に集光する。光検出
器６は、光ディスクＤのＲＦ信号を検出すると共に、フ
ォーカスとトラッキングのサーボ信号を検出する。

【０００３】一方、光ディスクは、近年、ディスクの厚
さを薄くして、対物レンズの開口数を上げることで高密
度化を図ろうとしている。また、それに合わせて、使用
する半導体レーザの波長λも短波長のものが用いられて
いる。しかしながら、光ピックアップに使われる対物レ
ンズは、ディスクの厚さを考慮し、記録信号面上で最適
なスポットが得られるように設計されているため、開口
数が０．６でディスクの信号面までの厚さが０．６ｍｍ
用に設計した例えばＤＶＤ等の高密度光ディスク用対物
レンズを、従来から使われているディスクの信号面まで
の厚みが１．２ｍｍのＣＤの再生に用いると、球面収差
が光ディスクで信号再生が可能とされている０．０７λ
を越えてしまい、そのままでは再生することができな
い。

【０００４】また、信号面までの厚みが１．２ｍｍのＣ
Ｄと比較して薄い０．６ｍｍの高密度光ディスクにおい
ては、使用する半導体レーザの波長も高密度化のために
短波長のものを用いており、従来のＣＤ、すなわち波長
７８０ｎｍのレーザを用いて再生するディスクを例えば
ＤＶＤ用の波長６３５ｎｍの光ピックアップで再生しよ
うとすると、波長の違いにより再生に十分な出力が得ら
れない。特に、ＣＤ−Ｒでは、記録材料に波長依存性が
あり、波長７８０ｎｍ付近で十分な反射率が得られるよ
うに設計されているため、波長６３５ｎｍの光ピックア
ップではほとんど反射率が得られないために再生信号得
ることができない。したがって、従来の光ディスクと互
換性を保つためには、高密度光ディスク用のピックアッ
プとＣＤ用のピックアップの二つが必要となってしま
う。この点を、改良するための方法として、特開平６−
２５９８０４号公報や特開平８−５５３６３号公報等
で、二つの光源と、二つの光検出器を使った光ピックア
ップが提案されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た互換性のある光ピックアップでは、対物レンズを共用
にしている点以外は、光学的には、二種類の別々の光学
系を装備することとなり、部品点数の増加、コスト高の
要因になっている。また、光検出器を二つもつというこ
とは、Ｉ−Ｖアンプなどの光検出器の後段の電気系回路
も二系統必要となり、また、それらを切り替える回路も
必要となり、大幅なコストアップを余儀なくされてしま
う。

【０００６】本発明は、以上のような問題点に着目し、
これを有効に解決すべく創案されたものであり、その目
的は、反射レーザ光の検出光学系を１つにすることによ
り、装置の小型化及び低コスト化を実現することができ
る光ピックアップを提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記問題点を
解決するために、記録面までの厚みが小さい第１の光デ
ィスクと記録面までの厚みが大きい第２の光ディスクを
記録再生する光ピックアップにおいて、前記第１及び第
２の光ディスクにそれぞれ対応して設けられる第１及び
第２の光源と、これら第１及び第２の光源からのそれぞ
れのレーザ光を入射して同一光軸上に出射する光軸合成
手段と、この光軸合成手段より出射されるそれぞれのレ
ーザ光を前記第１及び第２の光ディスクに集光させる集
光手段と、前記第１及び第２の光ディスクからの反射光
を収束させる収束手段と、この収束手段を通過したそれ
ぞれのレーザ光を受光する１つの光検出手段とを備える
ように構成したものである。

【０００８】第１の光ディスク、例えばＤＶＤを記録再
生する場合には、第１の光源からレーザ光を出力し、こ
れを光軸合成手段を通過させた後に集光手段により第１
の光ディスクの記録面に集光させる。このディスクから
の反射光は、収束手段によって収束されて光検出手段上
に結像される。また、第２の光ディスク、例えばＣＤを
記録再生する場合には、第２の光源からレーザ光を出力
し、これを光軸合成手段に通過させて出射させる。この
時、この出射光は、第１の光源からのレーザ光が光軸合
成手段から出射する時の出射光と同一光軸上に出射する
ようになされており、これ以降の光路は、第１の光源か
らのレーザ光の光路と同様の光路を経て光検出手段に至
ることになる。この場合、レーザ光は第２の光ディスク
の記録面に集光されることになる。これにより、１つの
光検出手段により、２つの光源から出射されたレーザ光
を検出することが可能となる。

【０００９】この場合、例えば対物レンズよりなる集光
手段は、第１の光源と光検出手段に対して光学的に適合
するように調整されており、波長の長い光源からのレー
ザ光に対して何ら制限を加えることなくこれを集光手段
に導入すると球面収差が許容量以上に大きくなることか
ら、アパーチャ等の開口制限部を光路途中に設けるよう
にし、第２の光源からのレーザ光に対する開口数を小さ
く設定している。このような開口制限部は、例えば光軸
合成手段の第２の光源入射側の表面に設けるようにす
る。

【００１０】具体的には、第２の光源からのレーザ光
は、第１の光源からのレーザ光に比べ、細い光束で対物
レンズ、すなわち集光手段に入射するように第２の光源
と対物レンズの間の光路中に少なくとも一個所、開口を
制限する開口制限部を設ける。これにより対物レンズの
開口数を０．４５程度になるように構成したものであ
る。対物レンズの球面収差は開口数のおよそ４乗に比例
して大きくなるので、対物レンズの開口数を実質的に小
さくして使用することにより球面収差は０．０７λ以下
となり、ＣＤの再生が可能になる。

【００１１】また、第２の光源は、光軸方向に位置調整
可能であり、第１の光源に対して調整されている光検出
手段の位置に対し、第２の光源の発光点を移動すること
により一つの光検出手段に対し、第１の光源により再生
された信号と第２の光源により再生された信号を検出で
きるように調整するようになっている。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の光ピックアップ
の一実施例を添付図面に基づいて詳述する。図１は本発
明の光ピックアップの第１実施例を示す構成図である。
図示するように７は例えば厚さ０．６ｍｍのＤＶＤのよ
うな第１の光ディスクであり、８は例えば厚さ１．２ｍ
ｍの通常のＣＤのような第２の光ディスクであり、一般
的には第１の光ディスク７は、第１の光ディスク８より
も高密度記録可能になされている。図示例においては、
両光ディスクを併せて記載しているが、本発明のピック
アップを、記録層が片面側に２層構造のもの（厚さ０．
６ｍｍ、１．２ｍｍ）にも適用し得る。

【００１３】図中、９はＤＶＤ用の半導体レーザ素子よ
りなる第１の光源であり、例えば波長が６３５ｎｍ〜６
５０ｎｍ程度のレーザ光Ｌ１を出力する。１０はＣＤ用
の半導体レーザ素子よりなる第２の光源であり、例えば
波長７８０ｎｍのレーザ光Ｌ２を出力する。１１は光軸
合成手段としての断面方形状のハーフミラーであり、こ
れより９０度異なる方向に上記第１及び第２の光源９、
１０を配置し、これに入射されるレーザ光Ｌ１を透過
し、レーザ光Ｌ２を反射させることによって両レーザ光
Ｌ１、Ｌ２を同一の光軸上に出射し得るようになってい
る。１２は断面矩形の平板形のハーフミラーであり、ハ
ーフミラー１１からの光を反射する。

【００１４】１３は収束手段としてのコリメータレンズ
であり、ハーフミラー１１からの光を平行光にすると共
に、光ディスク７、８側から来る平行光を収束させる。
１４は集光手段としての対物レンズであり、レーザ光Ｌ
１に関しては、厚さの薄い第１の光ディスク７の記録面
に集光し得るようになっており、また、レーザ光Ｌ２に
関しては、厚さの厚い第２の光ディスク８の記録面に集
光し得るようになっている。１５はフォトダイオードの
ような光検出手段であり、光ディスク７、８のＲＦ信号
を検出すると共に、フォーカス制御信号やトラッキング
制御信号も検出するように構成される。また、１６は本
発明の特徴とする開口制限部であり、ハーフミラー１１
の第２の光源１０のレーザ光Ｌ２に対する入射面に設け
られており、アパーチャとしての機能を持たせている。
この開口制限部１６により、レーザ光Ｌ２の口径は狭め
られて、対物レンズ１４上で開口数が０．４５程度とな
るように光束を制限し得るようになっている。尚、この
開口制限部１６は、第２の光源１０から対物レンズ１４
に至る光路途中ならばどこに設けてもよいが、これを第
１のレーザ光Ｌ１も通る光路上に設ける場合には、第１
のレーザ光Ｌ１に対する影響をなくすために、開口制限
部１６が光路に対して出没可能となるように設けるよう
にする。

【００１５】次に、以上のように構成された光ピックア
ップの動作について説明する。まず、ＤＶＤのような第
１の光ディスク７の信号を再生する場合には、第１の光
源９より波長の短いレーザ光Ｌ１を出射し、このレーザ
光Ｌ１は断面方形状のハーフミラー１１を透過し、平板
状のハーフミラーで反射し、コリメータレンズ１３に導
かれる。このレーザ光Ｌ１はコリメータレンズ１３によ
り平行な光束となって対物レンズ１４により集光され、
第１のディスク７の記録面７Ａに光スポットを形成す
る。

【００１６】次に、この記録面７Ａにて反射した反射光
は逆の光路をたどって再び対物レンズ１４を通ってコリ
メータレンズ１３に戻る。このコリメータレンズ１３に
よって収束光となった反射光は平板形のハーフミラー１
２を透過し、光検出手段１５にて受光されることにな
る。そして、この検出手段１５により、前述のようにデ
ィスクのＲＦ信号を検出すると共に、フォーカス制御信
号やトラッキング制御信号も検出することになる。

【００１７】また、ＣＤのような第２の光ディスク８の
信号を再生する場合には、第２の光源１０より波長の長
いレーザ光Ｌ２を出射し、このレーザ光Ｌ２は開口制限
部１６を通ることによって、対物レンズ１４上で開口数
が０．４５程度になるようにその光束が制限される。こ
のレーザ光Ｌ２は、開口制限部１６を通過した後に方形
状のハーフミラー１１で反射して、第１の光源９からの
レーザ光Ｌ１と同じ光軸上を通り、平板形のハーフミラ
ー１２、コリメータレンズ１３及び対物レンズ１４を通
った後に、第２の光ディスク８の記録面８Ａ上にスポッ
トを形成する。この記録面８Ａからの反射光は、第１の
光源９からのレーザ光と同様に、対物レンズ１４を通
り、コリメータレンズ１３により集光されて平板形のハ
ーフミラー１２を通り、光検出手段１５により検出され
ることになる。

【００１８】このように、対物レンズ１４を、開口数が
０．６程度でディスクの厚さが０．６ｍｍ程度の第１の
光ディスク７（ＤＶＤ）用に設計した状態で、厚み１．
２ｍｍの通常の第２の光ディスク（ＣＤ）の再生に用い
る場合には、開口制限部１６によりレーザ光の光束を制
限して対物レンズ１４上における開口数を絞り込むよう
にしたので、その分、球面収差を抑制して光検出手段上
に適正な像を形成することができる。また、この光ピッ
クアップ組み立て時には、基本となる光学系、すなわち
第１の光源９と対物レンズ１４と光検出手段１５の位置
決定を行った後に、第２の光源１０の位置決定を行なう
が、この場合、調整の容易化を図るために第２の光源１
０にこれを光軸方向に沿って微少量ずつ移動できる位置
調整手段１７を設けておくのが好ましい。

【００１９】次に、図２を参照して本発明の第２実施例
について説明する。ここでは図１に示す第１実施例と異
なる点について説明し、同一構成部分については同一符
号を付してその説明を省略する。この第２実施例におい
ては、光軸合成手段として方形状のハーフミラー１１
（図１参照）に替えて、波長選択性プリズム１８を設
け、また、平板形のハーフミラー１２に替えて偏光プリ
ズム１９を設けている。更に、この偏光プリズム１９と
対物レンズ１４との間に１／４波長板２０を設け、ま
た、偏光プリズム１９と例えば４分割センサよりなる光
検出手段１５との間にシリンドリカルレンズ２１を設け
ている。そして、光軸合成手段としての波長選択性プリ
ズム１８の、第２のレーザ光Ｌ２の入射面側にアパーチ
ャの機能を有する開口制限部１６を設けている点は、第
１実施例と同様である。上記波長選択性プリズム１８
は、波長が６３５ｎｍ〜６５０ｎｍのレーザ光は透過
し、波長が７８０ｎｍのレーザ光は反射する特性を有し
ている。

【００２０】次に、この第２実施例の動作について説明
する。まず、第１のディスク７の信号を再生する場合に
は、第１の光源９から第１のレーザ光Ｌ１が出射し、波
長選択性プリズム１８を透過し、偏光プリズム１９を反
射して、コリメータレンズ１３に導かれる。コリメータ
レンズ１３により、平行な光束となったレーザ光は、１
／４波長板２０を通過することにより円偏光となり、対
物レンズ１４に入射する。そして、対物レンズにより集
光されて第１のディスク７上の記録面７Ａにスポットを
形成する。次に、第１のディスク７で反射した光は、再
び対物レンズ１４を通り、１／４波長板２０を通過する
ことで、入射時と偏光方向が９０度回転した直線偏光と
なりコリメータレンズ１３にもどる。コリメータレンズ
１３で収束光となった光は、偏光プリズム１９を透過し
て検出系へ導かれる。シリンドリカルレンズ２１を通過
した光は光検出手段１５に入射し、ディスクの信号を検
出すると共に、フォーカス、トラッキングの制御信号を
検出することになる。

【００２１】次に、第２の光ディスク８の信号を再生す
る場合には、第２の光源１０から第２のレーザ光Ｌ２が
出射し、このレーザ光Ｌ２はアパーチャ機能を有する開
口制限部１６を通り、対物レンズ１４上で開口数が０．
４５程度になるように光束を制限され、波長選択性プリ
ズム１８で反射され、第１の光源９からのレーザ光Ｌ１
と、同じ光軸上を通り、偏光プリズム１９にて反射し、
コリメータレンズ１３に導かれる。コリメータレンズ１
３により、平行な光束となったレーザ光は、１／４波長
板２０を通過することにより円偏光となり対物レンズ１
４に入射する。そして、対物レンズ１４により集光され
て第２のディスク８上の記録面８Ａにスポットを形成す
る。

【００２２】次に、第２のディスク８で反射した光は、
再び対物レンズ１４を通り、１／４波長板２０を通過す
ることで、入射時と偏光方向が９０度回転した直線偏光
となりコリメータレンズ１３にもどる。コリメータレン
ズ１３で収束光となった光は、偏光プリズム１９を透過
して検出系へ導かれる。シリンドリカルレンズ２１を通
過した光は光検出手段１５に入射して、ここで前述と同
様に検出されることになる。この場合にも、第２のレー
ザ光Ｌ２の光束を開口制限部１６によって制限するよう
にしているので、このレーザ光による第２の光ディスク
８からの反射光を、球面収差による悪影響を受けること
なく光検出手段１５により受けることが可能となる。
尚、ここで用いた第１及び第２のレーザ光Ｌ１、Ｌ２の
各波長及び各ディスクの厚みは、単に一例を示したに過
ぎず、これらに限定されないのは勿論である。

【００２３】

【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、次のように優れた作用効果を発揮するこ
とができる。一つの光検出手段により、例えば波長７８
０ｎｍの光源を使って記録再生する従来の光ディスクか
らの信号と、波長が例えば６３５ｎｍから６５０ｎｍの
波長を使って記録再生する高密度光ディスクの信号を検
出することができる。また、光検出手段を一つにするこ
とで、光学系のほとんどを共有することができ、結果的
に、光ピックアップの小型化、部品点数の削減、低コス
ト化が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例の光ピックアップを示す
構成図である。

【図２】本発明の第２の実施例の光ピックアップを示す
構成図である。

【図３】従来の光ピックアップの一例を示す構成図であ
る。

【符号の説明】

７…第１の光ディスク、８…第２の光ディスク、９…第
１の光源、１０…第２の光源、１１…ハーフミラー（光
軸合成手段）、１３…コリメータレンズ（収束手段）、
１４…対物レンズ（集光手段）、１５…光検出手段、１
６…開口制限部、１８…波長選択性プリズム（光軸合成
手段）、１９…偏光プリズム、２０…１／４波長板、２
１…シリンドリカルレンズ、Ｌ１，Ｌ２…レーザ光。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 記録面までの厚みが小さい第１の光ディ
   スクと記録面までの厚みが大きい第２の光ディスクを記
   録再生する光ピックアップにおいて、前記第１及び第２
   の光ディスクにそれぞれ対応して設けられる第１及び第
   ２の光源と、これら第１及び第２の光源からのそれぞれ
   のレーザ光を入射して同一光軸上に出射する光軸合成手
   段と、この光軸合成手段より出射されるそれぞれのレー
   ザ光を前記第１及び第２の光ディスクに集光させる集光
   手段と、前記第１及び第２の光ディスクからの反射光を
   収束させる収束手段と、この収束手段を通過したそれぞ
   れのレーザ光を受光する１つの光検出手段とを備えたこ
   とを特徴とする光ピックアップ。
2. 【請求項２】 前記第２の光源から出力されるレーザ光
   は、前記第１の光源から出力されるレーザ光よりも波長
   が長いことを特徴とする請求項１記載の光ピックアッ
   プ。
3. 【請求項３】 前記第２の光源と前記集光手段との間
   に、開口制限部を設けることにより、前記第２の光ディ
   スクに対する前記集光手段の開口数を小さく設定したこ
   とを特徴とする請求項１または２記載の光ピックアッ
   プ。
4. 【請求項４】 前記開口制限部は、前記光軸合成手段の
   前記第２の光源入射側に設けられていることを特徴とす
   る請求項１乃至３のいずれかに記載の光ピックアップ。
5. 【請求項５】 前記第２の光源は、光軸方向に移動可能
   になされ、前記第１の光源と前記第１の光ディスクに対
   して調整された前記光検出手段に対し、前記第２の光源
   の位置を調整するように構成したことを特徴とする請求
   項１乃至４のいずれかに記載の光ピックアップ。