JPH10320815A - 光ピックアップ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 基板の厚さが異なる複数種類の光ディスクを
共通に記録または再生するための光ピックアップ装置を
簡単な構成で実現する。 【解決手段】 半導体レーザ２０からはＤＶＤ用の波長
６３５ｎｍのレーザ光２２が出射される。光検出一体型
レーザモジュール３２からはＣＤ用の波長７８０ｎｍの
レーザ光３４が出射される。波長偏光フィルタ３０はレ
ーザ光２２を直角に反射し、レーザ光３４を透過する。
波長制限フィルタ４２はレーザ光２２をそのまま透過
し、レーザ光３４を外径を制限して透過する。レーザ光
２２，３４は対物レンズ４４で集束される。レーザ光２
２はＤＶＤの基板の薄い記録面１８に焦点を結んでビー
ムスポット２２ａを形成する。レーザ光３４はＣＤの基
板の厚い記録面１６に焦点を結んでビームスポット３４
ａを形成する。

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、基板の厚さが異
なる複数種類の光ディスクを記録または再生するための
光ピックアップ装置に関し、簡単な構成でこれを実現し
たものである。

【０００２】

【従来の技術】光ディスクには様々な規格があり、１台
の記録装置または再生装置で複数種類の光ディスクを記
録または再生可能にすることが要求されている。例えば
ＣＤ（コンパクト・ディスク）とＤＶＤ（ディジタル・
ビデオ・ディスク）では、ＣＤが厚さが１．２ｍｍの基
板１枚で構成されているのに対し、ＤＶＤは厚さが０．
６ｍｍの基板を２枚貼り合わせた構造である。光ピック
アップ装置の対物レンズは、ディスクの厚さが設計値か
らずれると、収差のためにレーザ光を絞り込むことがで
きなくなる。このため、ＤＶＤの厚さ０．６ｍｍの基板
用に設計した対物レンズは、そのままではＣＤに適用で
きない。ＣＤとＤＶＤの両方に対応するために、ＣＤ用
とＤＶＤ用で別々の光ピックアップ装置を用意してこれ
らを切り換えて使用することが考えられるが、このよう
にすると構造が複雑になり、コストがかさむ。

【０００３】そこで、１つの光ピックアップ装置を用い
てＣＤとＤＶＤの両方を再生できるようにするための工
夫が様々提案されている。その１つの方式として、２レ
ンズ方式がある。これは、ＣＤ用とＤＶＤ用の２つの対
物レンズを持ち、対物レンズを切り換えることでそれぞ
れの再生を行うようにしたものである。また、別の方式
として、２焦点方式がある。これは、ホログラムレンズ
を用いてＣＤ用の深い焦点とＤＶＤ用の浅い焦点を得て
それぞれの再生を行うようにしたものである。さらに、
別の方式として、液晶シャッター方式がある。これは、
液晶シャッターを利用して見掛け上レンズの開口数を変
化させて、シャッター閉状態でＣＤ用の大きいビームス
ポット径で厚い基板の焦点を得て、シャッター開状態で
ＤＶＤ用の小さいビームスポット径で薄い基板の焦点が
得られるようにしたものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前記２レンズ方式では
２個の対物レンズとこれら２個の対物レンズを切り換え
るための機構が必要であり、構成が複雑になっていた。
また、前記２焦点方式では、レーザ光をＣＤ用とＤＶＤ
用に分けるため、それぞれの光量が減り、記録用光ピッ
クアップ装置としては使用できなかった。また、ホログ
ラムレンズは製作が難しかった。また、前記液晶シャッ
ター方式は、液晶パネルとこれをオン、オフ駆動するた
めの駆動装置（電気回路等）が必要であった。また、い
ずれの方式もＤＶＤ用の波長６３５（６５０）ｎｍのレ
ーザ光を用いており、ＣＤ−ＲＯＭは再生できるもの
の、波長７８０ｎｍのレーザ光を必要とするＣＤ−Ｒ
（ＣＤレコーダブル）は再生することができなかった。

【０００５】ＣＤ−Ｒを再生できるようにするために、
１つの光ピックアップ装置にＣＤ−ＲＯＭおよびＣＤ−
Ｒ用の波長７８０ｎｍのレーザ光を出射する光学系とＤ
ＶＤ用の波長６３５（６５０）ｎｍのレーザ光を出射す
る光学系を別々に具えた方式もあるが、対物レンズが２
個必要になるなど２つの光学系が必要になるため構成が
複雑となっていた。

【０００６】この発明は、前記従来の技術における問題
点を解決して、基板の厚さが異なる複数種類の光ディス
クを簡単な構成で記録または再生できるようにした光ピ
ックアップ装置を提供しようとするものである。

【０００７】

【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、対物レンズと、この対物レンズの光軸上に配
設された波長制限フィルタとを具備し、前記光軸上には
波長が異なる２種類のレーザ光が共通に通され、前記波
長制限フィルタは、その中央部に前記２種類のレーザ光
の両方を透過する部分とその周囲に一方のレーザ光を透
過し他方のレーザ光を遮断して当該他方のレーザ光に対
する前記対物レンズの有効径を当該一方のレーザ光に対
する前記対物レンズの有効径よりも狭める部分を有し、
前記波長制限フィルタおよび前記対物レンズを透過した
レーザ光を光ディスクの記録面に照射してなるものであ
る。

【０００８】これによれば、波長制限フィルタの作用に
より、２種類のレーザ光のうち一方のレーザ光に対する
対物レンズの有効径は大きく確保されるので、見掛け上
の開口数は大きくなる。したがって、対物レンズを前記
一方のレーザ光を使用する薄い基板の光ディスク用に設
計することにより、薄い基板の光ディスクの記録または
再生を行うことができる。これに対し、他方のレーザ光
に対する対物レンズの有効径は狭められるので、見掛け
上の開口数は小さくなり、収差の影響が小さくなる。し
たがって、対物レンズが前記一方のレーザ光を使用する
薄い基板の光ディスク用に設計されていても、厚い基板
の光ディスクの記録または再生を行うことができる。

【０００９】尚、前記一方のレーザ光の波長を前記他方
のレーザ光の波長よりも短波長とすれば当該一方のレー
ザ光に対する開口数が大きいことと相まって、当該一方
のレーザ光によるビームスポット径を小さく絞ることが
でき、高密度記録光ディスクの記録、再生に適したもの
となる。例えば、前記一方のレーザ光の波長を６３５
（または６５０）ｎｍとし、前記他方のレーザ光の波長
を７８０ｎｍに設定すれば、前記一方のレーザ光で高記
録密度光ディスクでかつ基板厚が薄い（０．６ｍｍ厚）
ＤＶＤ（ＤＶＤ，ＤＶＤ−ＲＯＭ，ＤＶＤ−Ｒ，ＤＶＤ
−ＲＡＭ等）の記録、再生を行うことができ、前記他方
のレーザ光で基板厚が厚い（１．２ｍｍ厚）ＣＤ（Ｃ
Ｄ，ＣＤ−ＲＯＭ，ＣＤ−Ｒ，ＣＤ−ＲＷ等）の記録、
再生を行うことができる。

【００１０】また、この発明によれば、対物レンズ等の
光学系を２個用意する必要がなく、しかも対物レンズの
切換や液晶パネルのオン、オフ駆動のための駆動機構や
駆動装置が不要なため、簡単な構成で実現でき、コスト
も安価にすることができる。

【００１１】なお、前記波長制限フィルタは、前記対物
レンズの下面に対面して配設し、当該対物レンズに連結
して、当該対物レンズのアクチュエータの駆動により当
該対物レンズとともに動くように配設することができ
る。これにより、対物レンズのトラッキング動作やフォ
ーカシング動作の影響を受けることなく各レーザ光のビ
ームスポットを安定に光ディスクの記録面に照射するこ
とができる。

【００１２】また、前記２種類のレーザ光を対物レンズ
と波長制限フィルタの光軸に共通に通すための構成とし
ては、例えば前記２種類のレーザ光を発振する２個のレ
ーザ源と、この発振された２種類のレーザ光のうち一方
のレーザ光を反射し、他方のレーザ光を透過するフィル
タ面を有し、このフィルタ面の一面に前記一方のレーザ
光を入射して反射し、当該フィルタの他面に前記他方の
レーザ光を入射して透過して、これら２種類のレーザ光
を前記対物レンズと前記波長制限フィルタの前記光軸上
に共通に通す波長偏光フィルタで構成することができ
る。この場合、光ディスクからの戻り光を検出するため
の構成としては、例えば前記光ディスクの記録面で反射
され前記対物レンズおよび前記波長制限フィルタを透過
し前記波長偏光フィルタで反射された前記一方のレーザ
光の戻り光を受光する第１の光検出器と、前記光ディス
クの記録面で反射され前記対物レンズ、前記波長制限フ
ィルタおよび前記波長偏光フィルタを透過した前記他方
のレーザ光の戻り光を受光する第２の光検出器とで構成
することができる。

【００１３】尚、前記一方のレーザ光の波長が７８０ｎ
ｍ、前記他方のレーザ光の波長が６３５ｎｍまたは６５
０ｎｍである場合、前記対物レンズと前記波長制限フィ
ルタの組合せによる開口数が、前記一方の波長に対して
０．３以上０．４以下となり、前記他方のレーザ光の波
長に対してほぼ０．６となるように前記波長制限フィル
タを構成することにより、ＣＤ（ＣＤ，ＣＤ−ＲＯＭ，
ＣＤ−Ｒ，ＣＤ−ＲＷ等）を高品位で記録または再生す
ることができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】この発明の実施の形態を以下説明
する。図１はこの発明による光ピックアップ装置１０内
の構成を示したものである。この光ピックアップ装置１
０はＣＤ（ＣＤ，ＣＤ−ＲＯＭ，ＣＤ−Ｒ，ＣＤ−ＲＷ
等）とＤＶＤ（ＤＶＤ，ＤＶＤ−ＲＯＭ，ＤＶＤ−Ｒ，
ＤＶＤ−ＲＡＭ等）を記録または再生するように構成し
たものである。光ピックアップ装置１０は、ボデー１２
全体が送り機構によって光ディスク１４（ＣＤまたはＤ
ＶＤ）の径方向に駆動されて、記録または再生を行う。
光ディスク１４の記録面は、ＣＤの場合下面から１．２
ｍｍの位置にあり（記録面１６）、ＤＶＤの場合下面か
ら０．６ｍｍの位置にある（記録面１８）。

【００１５】半導体レーザ２０からは、ＤＶＤ用の波長
６３５ｎｍ（または６５０ｎｍ）の記録用または再生用
のレーザ光２２が光ディスク１４の面に平行な方向に出
射される。レーザ光２２の光軸２４上には、コリメータ
レンズ２６、偏光ビームスプリッタ２８、１／４波長板
２９（６３５ｎｍ用）、波長偏光フィルタ３０が順次配
列されている。レーザ光２２はコリメータレンズ２６で
発散光から平行光に変換され、偏光ビームスプリッタ２
８を透過して１／４波長板２９で直線偏光から円偏光に
変換され、波長偏光フィルタ３０に入射される。

【００１６】光検出一体型レーザモジュール３２は半導
体レーザと光検出器を同軸上に一体化して構成したもの
で、従来からＣＤプレーヤ等で実用化されているホログ
ラムレーザ等で構成することができる。同モジュール３
２内の半導体レーザからは、ＣＤ用の波長７８０ｎｍの
記録用または再生用のレーザ光３４が光ディスク１４の
面に垂直な方向に出射される。レーザ光３４の光軸３６
上には、コリメータレンズ３８、波長偏光フィルタ３
０、波長制限フィルタ４２、対物レンズ４４が順次配列
されている。レーザ光３４はコリメータレンズ３８で発
散光から平行光に変換され、波長偏光フィルタ３０に入
射される。波長制限フィルタ４２と対物レンズ４４は光
軸を一致させて機械的に連結されており、トラッキング
アクチュエータ４３およびフォーカスアクチュエータ４
５の駆動により、トラッキング方向およびフォーカス方
向に一緒に駆動される。

【００１７】波長偏光フィルタ３０は、入射光をその波
長に応じて選択的に反射しあるいは透過する性質を有す
るもので、例えばダイクロイックミラー等で構成するこ
とができる。波長偏光フィルタ３０内には、この反射あ
るいは透過を行うためのフィルタ面４６がレーザ光２
２，３４の光軸２４，３６に対しそれぞれ４５°傾けて
構成されている。フィルタ面４６の特性例を図２に示
す。これによれば、フィルタ面４６は波長６３５ｎｍ
（または６５０ｎｍ）のレーザ光２２はＳ波、Ｐ波とも
反射し、波長７８０ｎｍのレーザ光３４はＳ波、Ｐ波と
も透過するように構成されている。したがって、波長偏
光フィルタ３０に入射されたレーザ光２２は、フィルタ
面４６の一面４６ａで直角に反射されて、光ディスク１
４の面に垂直な光軸３６上に導かれる。また、波長偏光
フィルタ３０に入射されたレーザ光３４は、フィルタ面
４６の他面４６ｂから入射され、フィルタ面４６を透過
して、光軸３６上に導かれる。

【００１８】波長偏光フィルタ３０から同軸上に出射さ
れたレーザ光２２，３４は波長制限フィルタ４２に入射
される。波長制限フィルタ４２の構成例を図３に示す。
波長制限フィルタ４２は、円形の透明ガラス板４８の一
面に波長制限フィルタ膜５０をリング状に成膜して構成
されている。ガラス板４８の外径はレーザ光２２，３４
の外径よりも大きく形成され、波長制限フィルタ膜５０
の開口部５０ａはレーザ光２２，３４の外径よりも小さ
く形成されている。

【００１９】波長制限フィルタ膜５０は、入射光をその
波長に応じて選択的に反射（もしくは吸収）しあるいは
透過する性質を有するもので、例えばダイクロイックフ
ィルタ等で構成することができる。波長制限フィルタ膜
５０の特性例を図４に示す。これによれば、波長制限フ
ィルタ膜５０は波長６３５ｎｍ（または６５０ｎｍ）の
レーザ光２２を透過し、波長７８０ｎｍのレーザ光３４
を反射もしくは吸収するように構成されている。したが
って、レーザ光２２は波長制限フィルタ膜５０およびガ
ラス板４８をそのまま透過する。また、レーザ光３４は
波長制限フィルタ膜５０に当たった部分が反射または吸
収され、開口部５０ａ内の部分が開口部５０ａおよびガ
ラス板４８を透過して外径が狭められる。

【００２０】波長制限フィルタ４２を透過したレーザ光
２２，３４は、対物レンズ４４に入射される。対物レン
ズ４４は０．６ｍｍ厚の基板の表面から入射したレーザ
光２２が記録面１８に焦点を結ぶようにＤＶＤ用に設計
された対物レンズで、それ自身の開口数（ＮＡ）は約
０．６に設定されている。また、対物レンズ４４と波長
制限フィルタ４２の組合せによる開口数（ＮＡ）は、Ｃ
Ｄ用の波長７８０ｎｍのレーザ光３４に対して０．３以
上０．４以下に設定する。すなわち、開口数が０．３よ
り小さくなると、スポット径が大きくなりＣＤが良好に
再生できなくなる。また、開口数が０．４より大きくな
ると、ＤＶＤ用に設計された対物レンズ４４を用いてい
るため、周辺の光からの収差が大きくなり、ＣＤが良好
に再生できなくなる。開口数０．３以上０．４以下の範
囲がＣＤを良好に再生できる範囲である。尚、ＤＶＤ用
の波長６３５ｎｍのレーザ光２２に対する開口数は対物
レンズ４４自身の開口数すなわち約０．６となる。

【００２１】波長６３５ｎｍのＤＶＤ用のレーザ光２２
は、対物レンズ４４で集束されて、光ディスク１４（Ｄ
ＶＤ）の浅い記録面１８に焦点を結んでビームスポット
２２ａを形成し、記録または再生を行う。また、波長７
８０ｎｍのＣＤ用のレーザ光３４は、対物レンズ４４で
集束されるが、波長制限フィルタ４２で小径とされてい
るため、レーザ光３４に対する対物レンズ４４の有効径
は見掛け上狭められている。このため、基板厚違いによ
る収差の影響が小さくなり、レーザ光３４は光ディスク
１４（ＣＤ）の深い記録面１６に焦点を結んでビームス
ポット３４ａを形成し、記録または再生を行う。尚、半
導体レーザ２０と光検出一体型レーザモジュール３２
は、使用する光ディスク１４がＤＶＤかＣＤかに応じて
いずれか一方が駆動されて、レーザ光２２とレーザ光３
４のうちいずれか一方が出射される。

【００２２】光ディスク１４の記録面１８，１６からの
戻り光２２′，３４′は、対物レンズ４４で平行光にさ
れ、波長制限フィルタ４２を透過する（戻り光３４′は
この時も透過制限を受ける。）。そして、波長６３５ｎ
ｍの戻り光２２′は波長偏光フィルタ３０のフィルタ面
４６で直角に反射され、１／４波長板２９で円偏光から
直線偏光に変換され、さらに偏光ビームスプリッタ２８
で直角に反射され、検出レンズ５２で平行光から集束光
に変換され、シリンドリカルレンズ５３を通り光検出器
５４で受光される。ＤＶＤの記録または再生時には、光
検出器５４の検出信号に基づいて信号の再生、トラッキ
ング制御、フォーカス制御等が行われる。尚、半導体レ
ーザ２０と光検出器５４を一体化して光検出一体型レー
ザモジュールとして構成して、偏光ビームスプリッタ２
８、１／４波長板２９、検出レンズ５２、シリンドリカ
ルレンズ５３を不要にすることもできる。

【００２３】また、波長７８０ｎｍの戻り光３４′は波
長偏光フィルタ３０をそのまま透過して、コリメータレ
ンズ３８で平行光から集束光に変換され、光検出一体型
レーザモジュール３２内の光検出器で受光される。ＣＤ
の記録または再生時には、この光検出器の検出信号に基
づいて信号の再生、トラッキング制御、フォーカス制御
等が行われる。尚、光検出一体型レーザモジュール３２
を半導体レーザと光検出器に分けて構成し、コリメータ
レンズ３８と波長偏光フィルタ３０との間に偏光ビーム
スプリッタおよび１／４波長板（７８０ｎｍ用）を配置
して、戻り光３４′の光路をここでレーザ光３４の光路
と分離して検出レンズおよびシリンドリカルレンズを介
して光検出器に入射する構成にすることもできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の形態を示す光ピックアップ
装置のボデー内の光学系の構成を示す側面図である。

【図２】 図１の波長偏光フィルタ３０のフィルタ面４
６の光学特性例を示す図である。

【図３】 図１の波長制限フィルタ４２の平面図および
断面図である。

【図４】 図３の波長制限フィルタ膜５０の光学特性例
を示す図である。

【符号の説明】

１０ 光ピックアップ装置 １４ 光ディスク １６ 記録面（ＣＤ） １８ 記録面（ＤＶＤ） ２０ 半導体レーザ（レーザ源） ２２，３４ レーザ光 ２２′，３４′ 戻り光 ３０ 波長偏光フィルタ ３２ 光検出器一体型レーザモジュール（レーザ源、第
２の光検出器） ３６ 光軸（対物レンズの光軸） ４２ 波長制限フィルタ ４３ トラッキングアクチュエータ ４５ フォーカスアクチュエータ ４４ 対物レンズ ４６ フィルタ面 ４６ａ フィルタ面の一面 ４６ｂ フィルタ面の他面 ５０ 波長制限フィルタ膜（波長制限フィルタの２種類
のレーザ光の一方を透過し他方を遮断する部分） ５０ａ 開口部（波長制限フィルタの２種類のレーザ光
の両方を透過する部分） ５４ 光検出器（第１の光検出器）

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】対物レンズと、この対物レンズの光軸上に
   配設された波長制限フィルタとを具備し、 前記光軸上には波長が異なる２種類のレーザ光が共通に
   通され、 前記波長制限フィルタは、その中央部に前記２種類のレ
   ーザ光の両方を透過する部分とその周囲に一方のレーザ
   光を透過し他方のレーザ光を遮断して、当該他方のレー
   ザ光に対する前記対物レンズの有効径を当該一方のレー
   ザ光に対する前記対物レンズの有効径よりも狭める部分
   を有し、 前記波長制限フィルタおよび前記対物レンズを透過した
   レーザ光を光ディスクの記録面に照射してなる光ピック
   アップ装置。
2. 【請求項２】前記波長制限フィルタが、前記対物レンズ
   の下面に対面して配設され、当該対物レンズに連結され
   て当該対物レンズのアクチュエータの駆動により当該対
   物レンズとともに動くように配設されている請求項１記
   載の光ピックアップ装置。
3. 【請求項３】前記２種類のレーザ光を発振する２個のレ
   ーザ源と、 この発振された２種類のレーザ光のうち一方のレーザ光
   を反射し、他方のレーザ光を透過するフィルタ面を有
   し、このフィルタ面の一面に前記一方のレーザ光を入射
   して反射し、当該フィルタの他面に前記他方のレーザ光
   を入射して透過して、これら２種類のレーザ光を前記対
   物レンズと前記波長制限フィルタの前記光軸上に共通に
   通す波長偏光フィルタとをさらに具備してなる請求項１
   または２記載の光ピックアップ装置。
4. 【請求項４】前記光ディスクの記録面で反射され前記対
   物レンズおよび前記波長制限フィルタを透過し前記波長
   偏光フィルタで反射された前記一方のレーザ光の戻り光
   を受光する第１の光検出器と、 前記光ディスクの記録面で反射され前記対物レンズ、前
   記波長制限フィルタおよび前記波長偏光フィルタを透過
   した前記他方のレーザ光の戻り光を受光する第２の光検
   出器とをさらに具備してなる請求項３記載の光ピックア
   ップ装置。
5. 【請求項５】前記一方のレーザ光の波長が７８０ｎｍ、
   前記他方のレーザ光の波長が６５０ｎｍまたは６３５ｎ
   ｍであり、前記対物レンズと前記波長制限フィルタの組
   合せによる開口数が、前記一方の波長に対して０．３以
   上０．４以下に設定され、前記他方のレーザ光の波長に
   対してほぼ０．６に設定されている請求項１から４のい
   ずれかに記載の光ピックアップ装置。