JPWO2010116455A1 - 光ピックアップ装置 - Google Patents
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Abstract
不要な部材を追加することなく且つコストを低減しつつ、各光ビーム用の対物レンズが汚濁されることに起因する情報の記録再生における障害の発生を効果的に防止することが可能な光ピックアップ装置を提供する。光ディスク13に対する情報の記録又は再生を光ビームB又はDを用いて行う光ピックアップ装置P1において、CD/DVD用の対物レンズ12及び高密度光ディスク用の対物レンズ11であって、光ビームBの照射により活性化されてその表面を清浄化する清浄化膜が光路上に夫々形成されている対物レンズ11及び12と、光ディスク13により反射された光ビームBが、対物レンズ12に照射されるように光ビームBの光路を設定する制御部15と、を備える。
Description
本願は、光ピックアップ装置の技術分野に属し、より詳細は、相互に異なる周波数を有する複数の光ビームを用いて記録媒体に対する情報の記録又は再生の少なくともいずれか一方を行う光ピックアップ装置の技術分野に属する。
一般に、光ビームを用いた光学的な情報の記録再生においては、いわゆる対物レンズを用いて当該光ビームを光ディスク等の記録媒体の信号記録面に集光する必要がある。このとき、特に有機物等からなる膜等が形成されることにより当該対物レンズの表面が汚れていると、その膜等による反射等により上記集光における効率が低下したり、或いは当該光ビーム等の透過率自体が低下したりする。これにより、結果的には記録再生における例えばS/N比の低減等が発生することになる。なお、この有機物等からなる膜は、記録媒体に対面して露出している対物レンズの表面に例えば人の指が触れたり、或いは空気中の埃がその表面に堆積したりすることにより形成される場合が多い。
そこで、下記特許文献1には、記録再生用の光ビームが照射されることにより活性化される光触媒膜等の清浄化膜を対物レンズの表面に形成することにより、当該光ビームを用いた記録再生と、清浄化膜による対物レンズの清浄化と、を同時並行的に実行することが開示されている。
また、下記特許文献2には、清浄化用の光ビームを出射する出射部と、記録再生用の光ビームを出射する出射部と、を別個に設け、清浄化用の光ビームを記録媒体に反射させて対物レンズに照射することで、記録媒体が装填されている状態でも対物レンズの清浄化を行うことが開示されている。
なおこれらの清浄化膜による対物レンズの清浄化は、当該清浄化膜に光ビームが照射されることにより当該清浄化膜が活性化し、これによりその表面に付着した有機物等が二酸化炭素及び水(水分)等に分解されて消失することによるものである。
一方、近年では、従来のCD(Compact Disc)やDVD(Digital Versatile Disc)に加えて、情報の記録容量をより増大させた高密度光ディスクが一般化しつつある。更にこれら複数種類の光ディスクに対して一台の記録再生装置により情報の記録再生が可能な互換性を備えた記録再生装置も開発されている。
このとき、当該CD及びDVDは、いわゆる赤色レーザ光を光ビームとして情報の記録再生が可能であるが、上記高密度光ディスクに対しては、上記赤色レーザ光よりも更に波長が短い青紫レーザ光を用いて情報の記録再生を行う。そして、上記互換性を備えた記録再生装置では、一般に、CD/DVD用の(すなわち赤色レーザ光用の)対物レンズと、高密度光ディスク用の(すなわち青紫色レーザ光用の)対物レンズと、を別個に設け、これらを適宜切り換えることで、CD又はDVD或いは高密度光ディスクに対して情報の記録再生を行うこととされている。
特開2003−51134公報(例えば第3図)
国際公開第2007/142020公報(例えば第2図)
これに対し、現状では、上記青紫色レーザ光により活性化される清浄化膜は開発されているが、上記赤色レーザ光により活性化される清浄化膜は、未だ開発されるには至っていない。
従って、CD/DVD用の対物レンズを上記清浄化膜と光ビームとの相互作用により清浄化しようとすると、当該清浄化膜が形成されたCD/DVD用の対物レンズを清浄化するための青紫レーザ光を出射する出射部を、CD/DVDに対する記録再生用の赤色レーザ光を出射する出射部とは別に設ける必要があるという問題点がある。
また、当該清浄化のためには、青紫レーザ光の光路を赤色レーザ光の光路と同一化してCD/DVD用の対物レンズに当該青紫レーザ光を照射する必要があり、このため不要な光学部品を追加したり光路調整が複雑になるという問題点がある。
更に、赤色レーザ光により活性される清浄化膜を新たに開発したとしても、高密度光ディスク用の清浄化膜と、CD/DVD用の清浄化膜と、を夫々別個に形成する必要があり、部品コストの増大又は製造工程の長期化等を招くという問題点がある。
そこで、本願は上記の各問題点に鑑みて為されたもので、その課題の一例は、不要な部材を追加することなく且つコストを低減しつつ、各光ビーム用の対物レンズが汚濁されることに起因する情報の記録再生における障害の発生を効果的に防止することが可能な光ピックアップ装置を提供することにある。
上記の課題を解決するために、請求項1に記載の発明は、記録媒体に対する情報の記録又は再生の少なくともいずれか一方を光ビームを用いて行う光ピックアップ装置において、相互に異なる周波数を有する複数の前記光ビーム夫々に対応する対物レンズ等の複数の集光手段であって、いずれか一の前記光ビームの照射により活性化されて前記集光手段を清浄化する光触媒膜等の清浄化膜が光路上に夫々形成されている複数の集光手段と、前記記録媒体により反射された前記一の光ビームが、当該一の光ビーム以外の他の前記光ビームに対応する前記集光手段である他集光手段に照射されるように当該一の光ビームの光路を設定する制御部等の設定手段と、を備える。
1,2 出射部
3,4 光検出器
11、12 対物レンズ
11A、12A アクチュエータ
13 光ディスク
13A 信号記録面
14 高調波信号重畳部
15 制御部
100 高調波信号
P1、P2 光ピックアップ装置
3,4 光検出器
11、12 対物レンズ
11A、12A アクチュエータ
13 光ディスク
13A 信号記録面
14 高調波信号重畳部
15 制御部
100 高調波信号
P1、P2 光ピックアップ装置
次に、本願を実施するための最良の形態について、図面に基づいて説明する。なお、以下に説明する実施形態及び変形形態は、CD/DVDに対する記録再生用の対物レンズと、高密度光ディスクに対する記録再生用の対物レンズと、を別個に備えた光ピックアップ装置に対して本願を適用した場合の実施形態及び変形形態である。
(I)実施形態
初めに、本願に係る実施形態について、図1乃至図3を用いて説明する。なお、図1は実施形態に係る光ピックアップ装置の概要構成を示すブロック図であり、図2は当該光ピックアップ装置における実施形態に係る光路の設定を示す図であり、図3は実施形態に係る高調波重畳信号についての動作点を説明する図である。
(I)実施形態
初めに、本願に係る実施形態について、図1乃至図3を用いて説明する。なお、図1は実施形態に係る光ピックアップ装置の概要構成を示すブロック図であり、図2は当該光ピックアップ装置における実施形態に係る光路の設定を示す図であり、図3は実施形態に係る高調波重畳信号についての動作点を説明する図である。
図1に示すように、実施形態に係る光ピックアップ装置P1は、半導体レーザ等から夫々なる出射手段としての出射部1及び2と、光検出器3及び4と、ビームスプリッタ5乃至7と、コリメータ8と、ミラー9及び10と、その表面に光触媒膜等の清浄化膜が形成され且つ高密度光ディスク用の集光手段としての対物レンズ11と、その表面に光触媒膜等の清浄化膜が形成され且つCD/DVD用の集光手段としての対物レンズ12と、対物レンズ11に固定されたアクチュエータ11A及び対物レンズ12に固定された12Aと、重畳手段としての高調波信号重畳部14と、設定手段、重畳制御手段及び出射制御手段としての制御部15と、により構成されている。この構成において、対物レンズ11及び12の表面に形成されている清浄化膜は、高密度光ディスク用の光ビームB(その波長は、例えば405ナノメートルとされる)が照射されることにより活性化され、当該対物レンズ11及び12の表面を清浄化する機能を有する清浄化膜である。
次に動作を説明する。
先ず、光ピックアップ装置P1を用いてCD又はDVDに対して情報の記録再生を行う場合の動作の概要について説明する。なお、CD又はDVDに対して情報の記録再生を行う場合、高密度光ディスク用の光ビームBを出射する出射部1は動作しない。
CD又はDVDに対して情報の記録再生を行う場合、先ず高調波信号重畳部14は、制御部15からの制御信号Svに基づき、例えば波長645ナノメートルを有するCD/DVD用の光ビームDを出射部2から出射させるための駆動信号Svdを生成し、当該出射部2に出射する。このとき高調波信号重畳部14は、予め設定されている周波数の高調波信号を重畳した上で、駆動信号Svdを生成して出射部2に出射する。この高調波信号は、出射部2を構成する半導体レーザにおけるレーザノイズを低減し、再生RF(Radio Frequency)信号のSN(Signal/Noise)比を改善するために重畳されるものである。
そして、駆動信号Svdに基づいて出射部2から出射されたCD/DVD用の光ビームDは、ビームスプリッタ6及び7を透過し、コリメータ8により平行光とされた上で、ミラー9により反射されて対物レンズ12に入射する。そして光ビームDは、当該対物レンズ12により光ディスク13(この場合はCD又はDVDのいずれかであることになる)の信号記録面13Aにより反射されると共に例えばその偏光面が回転され、再び対物レンズ12に入射する。その後当該反射光としての光ビームDは、ミラー9、コリメータ8、ビームスプリッタ7及び6を経由し、今度は当該ビームスプリッタ6の分光面にて反射されて光検出器4の受光面に入射する。これにより、当該光検出器4からは受光した光ビームDの受光強度に対応した検出信号Sddが生成され、制御部15に出力されると共に、図示しない記録再生部等に出力され、必要な記録再生処理等に供される。
なお、光ビームDを用いた情報の記録再生時において、その信号記録面13A上の集光位置は、制御部15からのサーボ信号Sadに基づくアクチュエータ12Aの動作により、信号記録面13Aに平行な方向にトラッキングサーボされ、更に当該信号記録面13Aに垂直な方向にフォーカスサーボされる。
次に、光ピックアップ装置P1を用いて高密度光ディスクに対して情報の記録再生を行う場合の動作の概要について説明する。なお、高密度光ディスクに対して情報の記録再生を行う場合、上記出射部2は動作しない。
高密度光ディスクに対して情報の記録再生を行う場合、先ず高調波信号重畳部14は、制御部15からの制御信号Svに基づき、例えば波長405ナノメートルを有する上記高密度光ディスク用の光ビームBを出射部1から出射させるための駆動信号Svbを生成し、当該出射部1に出射する。このとき高調波信号重畳部14は、CD又はDVDに対して情報を記録再生する場合と同様に、予め設定されている周波数の高調波信号を重畳した上で、駆動信号Svbを生成して出射部1に出射する。
そして、駆動信号Svbに基づいて出射部1から出射された高密度光ディスク用の光ビームBは、ビームスプリッタ5を透過し更にビームスプリッタ7により反射され、コリメータ8により平行光とされた上でミラー9を透過し、ミラー10により反射されて対物レンズ11に入射する。そして光ビームBは、当該対物レンズ11により光ディスク13(この場合は高密度光ディスクであることになる)の信号記録面13Aにより反射されると共に例えばその偏光面が回転され、再び対物レンズ11に入射する。その後当該反射光としての光ビームBは、ミラー10及び9、コリメータ8、ビームスプリッタ7及び5を経由し、今度は当該ビームスプリッタ5の分光面にて反射されて光検出器3の受光面に入射する。これにより、当該光検出器3からは受光した光ビームBの受光強度に対応した検出信号Sdbが生成され、制御部15に出力されると共に、図示しない記録再生部等に出力され、必要な記録再生処理等に供される。
なお、光ビームBを用いた情報の記録再生時において、その信号記録面13A上の集光位置は、制御部15からのサーボ信号Sabに基づくアクチュエータ11Aの動作により、信号記録面13Aに平行な方向にトラッキングサーボされ、更に当該信号記録面13Aに垂直な方向にフォーカスサーボされる。
次に、実施形態に係る対物レンズ12の清浄化動作について、図1及び図2を用いて説明する。
図1にその概要を示すように、実施形態に係る対物レンズ12の清浄化動作では、光ディスク13としてはCD又はDVDが装填され、光ビームDがその信号記録面13Aに照射されることで、必要な情報の記録再生が実行されている。これと並行して制御部15は、出射部1から光ビームBを出射させるように高調波信号重畳部14を制御する。そして高調波信号重畳部14は、高調波信号を重畳することなく、駆動信号Svbを生成して出射部1に出力する。これにより、当該出射部1から出射された(高調波信号が重畳されていない)光ビームBは、ビームスプリッタ5及び7、コリメータ8及びミラー9並びにミラー10を介して対物レンズ11に照射される。
ここで、対物レンズ12の清浄化動作時は、当該対物レンズ12に対して対物レンズ11が図2に示す位置関係となるように、アクチュエータ11Aを介して制御部15により当該対物レンズ11の位置が制御されている。
より具体的には、図2に示すように、対物レンズ11と対物レンズ12との間の距離をLg、対物レンズ11における有効径をLb、CD又はDVDである光ディスク13の信号記録面13Aからその表面までの厚さをDd、対物レンズ12の作動距離(いわゆるワーキングディスタンス)をWd、対物レンズ11と対物レンズ12との間の信号記録面13Aに垂直な方向の距離をLs、対物レンズ11の作動距離をWb、対物レンズ12の有効径(実際には、例えば直径3ミリメートル程度)をLdとするとき、
Lg<〔{2×(Dd+Wd)−Ls}/(2×Wb)−(1+Ld/Lb)〕×Lb …(1)
が満たされるように、当該対物レンズ11の対物レンズ12に対する位置関係がアクチュエータ11Aにより制御されている。
Lg<〔{2×(Dd+Wd)−Ls}/(2×Wb)−(1+Ld/Lb)〕×Lb …(1)
が満たされるように、当該対物レンズ11の対物レンズ12に対する位置関係がアクチュエータ11Aにより制御されている。
この位置関係が対物レンズ12を用いた情報の記録再生中に維持されることにより、対物レンズ11から出射して信号記録面13Aにより反射された光ビームBが対物レンズ12の有効径Ldの全部に渡って照射される。これは、上記式(1)の関係が満たされることにより、図2に符号Hxにより示される距離が「正」となるような位置の範囲(図2(b)においてハッチングにて示す範囲)に対物レンズ11の位置が制御されることとなり、これにより、当該光ビームBが対物レンズ12の有効径Ldの全部に渡って照射されるのである。なお、CD又はDVDの信号記録面13Aにより反射された光ビームBは、当該光ビームBが信号記録面13A上に合焦されているわけではないため、拡散光となって対物レンズ12に照射されることになる。
これにより、対物レンズ12を用いた情報の記録再生中においてその有効径Ldの全範囲に渡って光ビームBが照射され、これにより当該対物レンズ12の表面に形成されている清浄化膜が活性化され、当該対物レンズ12が清浄化されることとなる。
なおこのとき、光ビームBを出射部1から出射させるための駆動信号Svbには、上述したように高調波信号が重畳されていない。ここで一般に、高調波信号を重畳した光ビームBの出射パワーは図3に例示する動作点Aとなる。一方、出射部1としての定格動作点は動作点Cである。そこで、光ビームBの駆動信号Svbに高調波信号100を重畳しないことにより、対物レンズ12の清浄化用の光ビームBの出射パワーを、通常(高調波信号100の重畳時)の動作点Aに相当する出射パワーから、動作点Bに相当する出射パワーまで向上させることができることになる。
なお、対物レンズ11自体の清浄化については、高密度光ディスクたる光ディスク13が装填されて当該光ディスク13に対する情報の記録再生を通常通りに行うことで、対物レンズ11の表面に形成されている清浄化膜に光ビームBが照射されることとなるので、このことにより自動的に当該清浄化も実行されることになる。
以上説明したように、実施形態に係る光ピックアップ装置P1における対物レンズ12の清浄化動作によれば、光ビームBの照射により活性化されて対物レンズ12を清浄化する清浄化膜が当該対物レンズ12の光路上に形成されており、光ディスク13により反射された光ビームBが対物レンズ12に照射されるように当該光ビームBの光路が図2に示すように設定されるので、対物レンズ12の清浄化のための専用の部材を別途追加することなく、対物レンズ12を光ビームBを用いて清浄化することができる。
また、対物レンズ11の光路上にも清浄化膜が形成されていることで、当該対物レンズ11自体も光ビームBを用いた情報の再生等の際に清浄化することができる。
従って、不要な部材を追加することなく且つコストを低減しつつ、対物レンズ11及び12が汚濁されることに起因する光学的な情報の記録再生における障害の発生を効果的に防止することができる。
また、対物レンズ12を用いた光ビームDの集光動作が実行されているときに、光ディスク13により反射された光ビームBが対物レンズ12に対して照射されるように光ビームBの光路が設定されるので、最も汚れやすいタイミングで対物レンズ12を清浄化することで、当該対物レンズ12の汚濁を効果的に防止できる。更に、光ビームDを用いた情報の再生等と対物レンズ12の清浄化とを同時に行うことができるので、対物レンズ12の清浄化のためだけに光ピックアップ装置P1を駆動させる必要がなくなる。
更に、光ビームBを用いた対物レンズ12の清浄化の際には光ビームBに対する高調波信号の重畳を禁止するので、よりパワーの高い光ビームBを対物レンズ12に照射することが可能となり、当該対物レンズ12の清浄化を促進することができる。
更にまた、光ビームBを用いた対物レンズ12の清浄化を行う際、上記式(1)に示される関係となるように光ビームBの光路を設定するので、対物レンズ12における有効径の範囲を効果的に清浄化することができる。
なお、上述した実施形態では、対物レンズ12の清浄化の際に高調波信号を重畳しない光ビームBを出射させることで清浄化用としての光ビームBの出射パワーを向上させたが、これ以外に、記録用の高出力の光ビームBを出射する出射部1を備えさせ、これにより当該清浄化時には高出力の光ビームBを出射させるように構成することもできる。このとき、高調波信号の重畳を禁止するように高調波信号重畳部14を制御すれば、より高出力の出射ビームBを対物レンズ12に照射できることとなる。
この構成によれば、光ビームBを用いた対物レンズ12の清浄化の際に、記録用のパワーを備えた当該光ビームBを出射するので、よりパワーの高い光ビームBを対物レンズ12に照射することが可能となり、当該対物レンズ12の清浄化を促進することができる。
(II)変形形態
次に、本願の変形形態について、図4を用いて説明する。なお図4において、図3に示す部材と同一の部材については、同一の部材番号を付して細部の説明を省略する。
(II)変形形態
次に、本願の変形形態について、図4を用いて説明する。なお図4において、図3に示す部材と同一の部材については、同一の部材番号を付して細部の説明を省略する。
本願は、図1を用いて説明した構成を備える光ピックアップ装置P1の他に、例えば図4に示す構成を備えた変形形態に係る光ピックアップ装置P2に適用することも可能である。
この変形形態に係る光ピックアップ装置P2では、図4に示すように、先ず高密度光ディスク用の光ビームBは、出射部1から出射されるとビームスプリッタ21により反射され、コリメータ8bにより平行光とされてミラー22の反射面22Aにより反射され、対物レンズ11で集光されて光ディスク13(高密度光ディスクとしての光ディスク13)の信号記録面13Aに照射される。またその反射光は、対物レンズ11、反射面22A、コリメータ8bを介してビームスプリッタ21を透過し、光検出器4の受光面に入射する。
一方、CD/DVD用の光ビームDは、出射部2から出射されるとビームスプリッタ20により反射され、コリメータ8により平行光とされてミラー22の反射面22Bにより反射され、対物レンズ12で集光されて光ディスク13(CD/DVDとしての光ディスク13)の信号記録面13Aに照射される。またその反射光は、対物レンズ12、反射面22B、コリメータ8を介してビームスプリッタ20により反射され、光検出器3の受光面に入射する。
このような構成を備える光ピックアップ装置P2であっても、対物レンズ12の清浄化時において実施形態に係る光ピックアップ装置P1と同様の光路を光ビームBに対して設定することにより、当該光ピックアップ装置P1と同様に対物レンズ12の清浄化を行うことができる。
また、上記実施形態及び変形形態では、対物レンズとして、二種類の対物レンズ11及び12を備える光ピックアップ装置に対して本願を適用した場合について説明したが、これ以外に、高密度光ディスク用の対物レンズ11を少なくとも含む三種類以上の対物レンズを含む光ピックアップ装置に対して本願を適用することもできる。この場合には、高密度光ディスク用の対物レンズ11以外の対物レンズを用いた情報の記録再生時において、当該記録再生に用いられている対物レンズの位置に対する対物レンズ11の位置及び光ビームBの出射態様を夫々実施形態に係る対物レンズ11の位置及び光ビームBの出射態様と同様にすることで、対物レンズ11以外の対物レンズの表面の清浄化を効果的に実現することができる。
更に、上記実施形態及び変形形態では、二種類の対物レンズ11及び12をアクチュエータ11A及び12Aにより夫々独立して制御する光ピックアップ装置に対して本願を適用した場合について説明したが、これ以外に、二種類の対物レンズ11及び12が一つの支持体に支持されており、その支持体を一つのアクチュエータにより制御する光ピックアップ装置に対して本願を適用することもできる。
この場合には、二種類の対物レンズ11及び12は、対物レンズ12を作動距離Wdに位置させた際に上記式(1)の関係を満たすような対物レンズ11と対物レンズ12との間の距離Lg及びLsをもって、上記一つの支持体に支持される。これにより、部品コストの増大や光ピックアップ装置の大型化を抑えながらも、対物レンズ12の表面の清浄化を実現することができる。
Claims (5)
- 記録媒体に対する情報の記録又は再生の少なくともいずれか一方を光ビームを用いて行う光ピックアップ装置において、
相互に異なる周波数を有する複数の前記光ビーム夫々に対応する複数の集光手段であって、いずれか一の前記光ビームの照射により活性化されて前記集光手段を清浄化する清浄化膜が光路上に夫々形成されている複数の集光手段と、
前記記録媒体により反射された前記一の光ビームが、当該一の光ビーム以外の他の前記光ビームに対応する前記集光手段である他集光手段に照射されるように当該一の光ビームの光路を設定する設定手段と、
を備えること特徴とする光ピックアップ装置。 - 請求項1に記載の光ピックアップ装置において、
前記設定手段は、前記他集光手段による前記他の光ビームの集光動作が実行されているときに、前記記録媒体により反射された前記一の光ビームが前記他集光手段に対して照射されるように前記光路を設定することを特徴とする光ピックアップ装置。 - 請求項1又は2に記載の光ピックアップ装置において、
前記一の光ビームを用いて前記少なくともいずれか一方を行う際に、当該一の光ビームに対して予め設定された周波数を有する高調波信号を重畳する重畳手段と、
前記一の光ビームが前記他集光手段に照射される際、前記高調波信号の前記一の光ビームに対する重畳を禁止するように前記重畳手段を制御する重畳制御手段と、
を備えることを特徴とする光ピックアップ装置。 - 請求項1から3のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置において、
前記情報の前記記録媒体への記録を行うための前記一の光ビームを出射する出射手段と、
前記一の光ビームが前記他集光手段に照射される際、記録用のパワーを備えた前記一の光ビームを出射するように前記出射手段を制御する出射制御手段と、
を備えることを特徴とする光ピックアップ装置。 - 請求項1から4のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置において、
前記記録媒体により反射された前記一の光ビームが前記他集光手段に照射されるように前記光路を設定する際、前記設定手段は、
前記一の光ビームに対応する前記集光手段と清浄化の対象たる前記他集光手段との間の前記記録媒体に平行な方向の距離をLg、前記一の光ビームに対応する前記集光手段における有効径をLb、前記他の光ビームを用いた前記少なくともいずれか一方が行われる前記記録媒体の表面から信号記録面までの厚さをDd、前記他集光手段の作動距離をWd、前記一の光ビームに対応する前記集光手段と清浄化の対象たる前記他集光手段との間の前記記録媒体に垂直な方向の距離をLs、前記一の光ビームに対応する前記集光手段の作動距離をWb、前記他集光手段の有効径をLdとするとき、
Lg<〔{2×(Dd+Wd)−Ls}/(2×Wb)−(1+Ld/Lb)〕×Lb
が満たされるように前記光路を設定することを特徴とする光ピックアップ装置。
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