JPH09204683A

JPH09204683A - 光ピックアップおよび光ディスク装置

Info

Publication number: JPH09204683A
Application number: JP8010661A
Authority: JP
Inventors: Ritsuo Imada; 律夫今田; Yasuyuki Sugi; 靖幸杉; Hidenori Shinohara; 秀則篠原; Toshio Sugiyama; 俊夫杉山; Yukio Fukui; 幸夫福井
Original assignee: Hitachi Ltd; Hitachi Media Electronics Co Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd; Hitachi Consumer Electronics Co Ltd
Priority date: 1996-01-25
Filing date: 1996-01-25
Publication date: 1997-08-05
Anticipated expiration: 2016-01-25
Also published as: JP3896171B2

Abstract

(57)【要約】【課題】基板厚さの異なる２種類以上の光ディスクに対
し、機械的な切り替え機構のない簡単な構成で、ディス
ク基板の厚さの差異による収差の発生を除去し、信号の
記録または再生が可能な光ディスク装置およびそれに用
いる光ピックアップを提供する【解決手段】第１の発光素子から発射したレーザ光束は
コリメートレンズで平行光束となり、光束合成分離素子
を経て対物レンズでディスク基板の薄い高密度ディスク
上に集光される。第２の発光素子から発射したレーザ光
束は、光束合成分離素子を経て発散光束として対物レン
ズに入射し、ディスク基板の厚い従来方式ディスク上に
集光されるので、ディスク厚さの違いによる球面収差が
補正される。また、ディスク種類判別手段による判別結
果に基づいて信号処理回路を切り替える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、基板厚さの異なる
２種類の光ディスクを用いて情報信号の記録または再生
を行なう光ディスク装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】光ディスク装置は、大容量、高速アクセ
スを特徴とする情報信号記録再生装置であって、その特
徴を生かしてディジタルオーディオ信号の再生装置やコ
ンピュータ用の外部記憶装置として広く利用されてきて
いる。近年、コンピュータ用データの大容量化やディジ
タル動画情報の記録再生の実用化にともない、光ディス
ク装置の記録容量の高密度化が必要とされている。

【０００３】光ディスクの記録面に集光される光スポッ
トの大きさは、レーザ光源の波長と対物レンズの開口数
（以下ＮＡとする）とで決まる。ＮＡを大きくすること
により、光スポットの直径を小さくすることにより、記
録容量の高密度化を図ることができる。ところが、ＮＡ
を大きくすると、ディスクの傾きにより発生するコマ収
差が大きくなり、ディスクの傾きやディスク厚さ誤差等
に対する余裕度がなくなる。

【０００４】この問題を解決するため、従来の厚さ１．
２ｍｍのディスク基板に換えて０．６ｍｍなどの薄いデ
ィスク基板を用いることが検討されている。

【０００５】ここで問題となるのは従来の基板厚さのデ
ィスクの薄型のディスクとの互換性である。すなわち、
光ディスク装置ではディスク基板を通して記録面にレー
ザ光束を照射するため、対物レンズはディスク厚さに応
じて設計される。設計値と異なる厚さのディスクでは大
きな球面収差が発生するので、信号を記録または再生す
ることが全くできなくなる。

【０００６】これに対して、図９に示す特開平７−１８
２６９０号公報に記載の従来技術では、光源である半導
体レーザ１と対物レンズ１９とを結ぶ光路中に変換レン
ズ５２を抜差し自在に備えた構成をとっている。そし
て、ディスク基板の厚さを検出し、その検出信号を基に
変換レンズ５２を抜差しすることにより、ディスク厚さ
の違いによる収差を抑え、良好な記録または再生信号を
得るようにしている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような構成では、変換レンズ５２を抜差しするための機
構が必要であるという課題を有していた。さらに、変換
レンズ５２が挿入された際の位置精度や傾きが光学性能
に直接影響するため、上記抜差しするための機構は高精
度のものが要求され、装置が大型で高価なものとなると
いう課題を有していた。

【０００８】また、高密度ディスクは記録密度増大のた
めに、従来方式の光ディスクと比較して短波長のレーザ
光を用いて再生することが前提となる。例えば従来方式
の波長７８０ｎｍに対して高密度ディスクでは６５０ｎ
ｍあるいは６３５ｎｍの波長のレーザが用いられる。上
記従来技術の構成では、半導体レーザ１として高密度デ
ィスク用の短波長のレーザを用い、従来方式のディスク
を記録または再生する際にも高密度ディスク用の波長を
使用することになる。ここで、従来方式の光ディスクの
うち反射率等の特性が波長依存性を有するディスクの記
録再生が問題となる。

【０００９】例えば、有機色素の記録膜を用い、１回だ
け記録可能で記録後は再生専用装置でも再生可能な方式
の、いわゆるライトワンス型の光ディスクが既に実用化
されているが、このような方式の記録膜は、反射率が波
長によって大きく変化する。したがって、波長７８０ｎ
ｍ用のディスクを６５０ｎｍあるいは６３５ｎｍの波長
を用いて再生することはできない。上記従来技術の構成
では、高密度ディスク用の波長の光源を用いて従来方式
の光ディスクも再生せざるをえないので、従来方式の光
ディスクのうちこのような波長依存性を有するディスク
を再生することができないという課題がある。

【００１０】本発明は、上記課題に鑑み、変換レンズな
どの抜差し機構を用いることなく、ディスク基板の厚さ
の差異による収差の発生を除去し、厚さの異なる２種類
以上のディスクを記録または再生可能な光ディスク装置
およびそれに用いる光ピックアップを提供することを目
的とするものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明においては波長または偏光方向の互いに異な
る２個の発光素子と、対物レンズと、上記２個の発光素
子から発射した２本の光束を、波長または偏光方向の違
いを利用してそれぞれ対物レンズに導く為の光束合成分
離素子とを備えた。そして、上記２個の発光素子から発
射した２本の光束がそれぞれ、互いに異なる発散角もし
くは収束角を有する発散光束もしくは収束光束として、
対物レンズに入射するように、光学系を配置した。ここ
で、発散光束もしくは収束光束にはその特別な場合とし
て平行光束も含まれる。

【００１２】好ましくは、上記２本の光束のうち１本が
平行光束として対物レンズに入射し、他の１本の光束が
発散光束として対物レンズに入射するように、光学系を
配置した。もしくは、上記２個の発光素子から発射した
２本の光束がそれぞれ発散光束として対物レンズに入射
する際の発散角が互いに異なるように、光学系を構成し
てもよい。

【００１３】また、上記２個の発光素子から発射した２
本の光束のうち少なくとも一方の光路中に、該光束が対
物レンズに入射する際の発散角もしくは収束角を所定の
角度とする為の、中間レンズを設けた。

【００１４】さらに、上記２個の発光素子から発射した
２本の光束のうち少なくとも一方の光路中に、光束径を
制限する為の制限開口を設けた。もしくは、上記２個の
発光素子から発射した２本の光束の波長または偏光方向
の違いを利用して、一方の光束のみに対して制限開口と
して作動するような制限開口を、対物レンズと一体的に
設けた。

【００１５】さらに、ディスク種類判別手段を設け、そ
の出力に基づいて、上記２個の発光素子の出力を制御す
るようにした。また、ディスク種類判別手段の出力に基
づいて、所定の信号を対物レンズのアクチュエータに供
給し、フォーカスおよびトラッキング制御をおこなうよ
うにした。

【００１６】上記のように構成された光ピックアップお
よび光ディスク装置においては、２個の発光素子から発
射した２本の光束が、それぞれ光束合成分離素子を介し
て対物レンズに導かれる。２本の光束はそれぞれ対物レ
ンズによりディスクの記録面上に光スポットとして集光
される。

【００１７】対物レンズは、２種類のディスクのうち一
方の種類のディスク厚さに対して最適に設計されてい
る。例えば、第１の発光素子から発射した光束をコリメ
ートレンズを用いて平行光束に変換した後、光束合成分
離素子を介して対物レンズに入射させると、厚さ０．６
ｍｍのディスク基板を通してディスクの記録面上に、ほ
ぼ無収差の光スポットが集光される。

【００１８】このような対物レンズを用いて例えば厚さ
１．２ｍｍのディスク基板を通して光スポットを集光す
ると、ディスク厚さの違いにより大きな球面収差が発生
するため、十分な品質の光スポットが得られず、正常な
記録または再生ができない。

【００１９】これに対して、第２の発光素子からの光束
を所定の発散角度を有する発散光束として入射させる
と、ディスク厚さの違いにより発生する球面収差を相殺
するような球面収差が発生し、結果として、厚さ１．２
ｍｍのディスク基板を通して良好な光スポットを集光す
ることができる。

【００２０】さらに、第２の発光素子からの光束の光束
径を制限する制限開口を設けることにより、厚さ１．２
ｍｍのディスクに光スポットを集光する際のＮＡを所定
の値とすることができる。また、一方の光束のみに対し
て制限開口として作動するような制限開口を、対物レン
ズと一体的に設けることにより、光スポットを集光する
際のＮＡを所定の値とするとともに対物レンズの移動に
起因する光束のけられを排除することができる。

【００２１】さらに、ディスク種類判別手段により装置
に装着されたディスクの種類を判別し、その判別結果に
対応して所定の信号処理を実行する。

【００２２】また、本発明の構成では２個の発光素子を
有するので、第１の発光素子と第２の発光素子にそれぞ
れ高密度ディスクおよび従来方式ディスクに適した波長
を有する素子を用いることができる。例えば、第１の発
光素子として波長６５０ｎｍ帯あるいは６３５ｎｍ帯の
半導体レーザを用い、第２の発光素子として波長７８０
ｎｍ帯の半導体レーザを用いることにより、有機色素を
用いたライトワンス型などの波長依存性の顕著な光ディ
スクに対して、それぞれ適切な波長の光源を用いて記録
又は再生することができる。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の第１の実施の形態
としての光ピックアップの構成および動作を図１を用い
て説明する。

【００２４】図１は本発明の光ピックアップの構成図で
ある。図１において、光ピックアップの光源である発光
素子１および発光素子１１は、例えば半導体レーザ素子
である。本実施の形態において、発光素子１および発光
素子１１は互いに波長の異なる素子である。以下、発光
素子１および発光素子１１の出力光の波長をそれぞれλ
１、λ２とする。発光素子１は、２種類のディスクのう
ちディスク基板厚さの薄い高密度ディスク２０の、ま
た、発光素子１１はディスク基板厚さの厚い従来方式の
ディスク（図示せず）にの記録または再生に用いる。望
ましくは、λ１は高密度ディスクに適した例えば６５０
ｎｍあるいは６３５ｎｍなどの短波長とし、λ２は従来
方式で用いられている７８０ｎｍなどの波長を用いると
よい。なお、実際のレーザー素子の発光波長は製品バラ
ツキがあり、ここでいう波長値は公称値である。

【００２５】対物レンズ１９は、平行光束を入射させた
ときに、高密度ディスク２０の基板２０ａを通して所定
の収差量以下の光スポットを集光するように設計されて
いる。

【００２６】第１の光源である発光素子１から発射した
光束２は、第１の光束分離素子３を通過してコリメート
レンズ７によって平行光束に変換される。

【００２７】光束分離素子３は、光束２を通過させて以
後の光学系に導くとともに、高密度ディスク２０からの
反射光束４を、発光素子１と高密度ディスク２０とを結
ぶ光路から分離して光検出器５に導く為の光学素子であ
る。例えば、光束分離素子３として回折格子もしくはホ
ログラムを用いることにより、光束２を０次回折光すな
わち直接透過光としてコリメートレンズ７に導くととも
に、高密度ディスク２０からの反射光を１次回折光とし
て光検出器５に導く。

【００２８】光束分離素子３としては、回折格子もしく
はホログラムの他に、プリズム、ハーフミラー、導波路
などの光学素子を用いて構成することができる。また、
発光素子１と光束分離素子３との間に、３スポット法に
よるトラッキング誤差検出を行う為の回折格子を設置し
てもよい。また、コリメートレンズ７は、発光素子１と
光束分離素子３との間に配置することもできる。さら
に、発光素子１と光束分離素子３と光検出器５とは、第
１の光学ブロック６として一体的に実装してもよい。こ
れらを一体的に実装することにより、光ピックアップを
小型化できる。

【００２９】コリメートレンズ７を出射した光束８は、
光束合成分離素子９を経て平行光束１７として対物レン
ズ１９に入射し、高密度ディスク２０の基板２０ａを通
して記録面２０ｂに光スポットとして集光される。

【００３０】記録面２０ｂからの反射光は、対物レンズ
１９、光束合成分離素子９、コリメートレンズ７、光束
分離素子３を経て光束４として光検出器５に入射する。

【００３１】一方、第２の光源である発光素子１１から
発射したレーザ光束１２は、第２の光束分離素子１３を
通過して光束合成分離素子９に入射する。

【００３２】光束合成分離素子９は、プリズムの一種で
あって、その内部に波長フィルタ１０を有している。波
長フィルタ１０は、λ１においては透過膜、λ２におい
ては反射膜として作用する。したがって、光束分離素子
１３を通過して光束合成分離素子９に入射した光束は、
波長フィルタ１０で反射して発散光束１８として対物レ
ンズ１９に入射し、光スポット２２として集光される。

【００３３】ここで、前述したように対物レンズ１９
は、平行光束１７を例えば０．６ｍｍなどの薄型のディ
スク基板を通して集光するように設計されている。この
ような対物レンズに、発散光束１８を所定の発散角で入
射させて、例えば１．２ｍｍなどの厚いディスク基板を
通して集光する。このような構成により、光スポット２
２は収差の少ない良好な光スポットとして基板厚さの厚
い従来方式のディスクの記録面上に集光される。なお、
光スポット２２により記録または再生されるディスク
は、簡単のため図示していない。

【００３４】光スポット２２のディスクによる反射光束
は、対物レンズ１９、光束合成分離素子９、第２の光束
分離素子１３を経て光束１４として第２の光検出器１５
に入射する。発光素子１１と光束分離素子１３と光検出
器１５とは、光学ブロック１６として一体的に実装して
もよい。

【００３５】以下、対物レンズ１９に入射させる発散光
束１８の発散角について説明する。ここで発散角とは、
発散光束１８の最も外側を通る光線すなわち周縁光線
の、光軸に対する角度である。

【００３６】発明者による設計では、例えば対物レンズ
１９として焦点距離３．４ｍｍの非球面レンズを用い、
高密度ディスクの基板厚さが０．６ｍｍ、従来方式ディ
スクの基板厚さが１．２ｍｍとした場合、対物レンズ１
９のディスク側におけるＮＡを０．６とした場合は１．
８７度、もしくはＮＡを０．４とした場合は１．２９度
とすることにより、ディスク厚さの相違による球面収差
を効果的に補正できることがわかった。対物レンズ１９
の焦点距離または非球面係数などの設計が異なると、最
適な発散角が異なるが、１度以上３度以下、望ましくは
１度以上２度以下とすることで、球面収差を効果的に補
正できる。

【００３７】本実施の形態によれば、補正レンズの抜き
差しあるいは２種類の対物レンズの切り替えなど、機械
的な切り替え機構を用いることなく、高密度ディスクと
従来方式のディスクの両方を良好な光スポットで記録ま
たは再生できる。さらに、高密度ディスクおよび従来方
式ディスクをそれぞれ最適な波長の光源を用いて記録ま
たは再生することができる。

【００３８】また、本発明の構成では２個の発光素子を
有するので、第１の発光素子と第２の発光素子にそれぞ
れ高密度ディスクおよび従来方式ディスクに適した波長
を有する素子を用いることができる。従って、例えば、
第１の発光素子として波長６５０ｎｍ帯あるいは６３５
ｎｍ帯の半導体レーザを用い、第２の発光素子として波
長７８０ｎｍ帯の半導体レーザを用いることにより、高
密度ディスクに対応できると共に、有機色素を用いたラ
イトワンス型などの波長依存性の顕著な光ディスクに対
しても、記録又は再生を行うことができる。

【００３９】次に、本発明の第２の実施の形態としての
光ピックアップの構成および動作を図２を用いて説明す
る。

【００４０】本実施の形態において、発光素子１および
発光素子１１は出力光の偏光方向が互い異なるように設
置される。例えぱ、図中に示すように、発光素子１、発
光素子１１の出力光の偏光方向をそれぞれ紙面に平行な
方向、紙面に垂直な方向とする。発光素子１および発光
素子１１の波長は互いに異なる波長を用いてもよく、同
一の波長を用いてもよい。

【００４１】本実施の形態の光束合成分離素子９は、偏
光プリズムであって、その内部に偏光膜３０を有してい
る。偏光膜３０は、紙面に平行な偏光においては透過
膜、紙面に垂直な偏光においては反射膜として作用す
る。したがって、第１の実施の形態における波長フィル
タ１０と同様に、発光素子１および発光素子１１から発
射した光束をそれぞれ対物レンズ１９に導くことができ
る。その他の構成および動作は第１の実施の形態と同様
であるので説明は省略する。

【００４２】本実施の形態によっても、機械的な切り替
え機構を用いることなく、高密度ディスクと従来方式の
ディスクの両方を良好な光スポットで記録または再生で
きる。

【００４３】次に、本発明の第３の実施の形態としての
光ピックアップの構成および動作を図３を用いて説明す
る。

【００４４】本実施の形態において、制限開口２３が発
光素子１１と光束合成分離素子９とを結ぶ光路中に挿入
される。制限開口２３は、発光素子１１から発射して対
物レンズ１９によってディスク上に集光される従来方式
ディスク記録または再生用の光束の、ディスク側におけ
るＮＡを決定する。その他の構成及び動作は第１の実施
の形態と同様である。また、波長フィルタ１０を有する
光束合成分離素子９に代えて、第２の実施の形態に示し
た偏光プリズムを用いてもよい。

【００４５】一般に、高密度ディスクの再生には、ディ
スクの基板厚さが薄いので、例えば０．６などの大きな
ＮＡを用いて、ディスク上における光スポット２１の直
径を小さくし高密度化をはかることができる。ところ
が、従来方式のディスクにおいては、基板厚さが厚いの
でＮＡを例えば０．４あるいは０．５などの値にして、
ディスク傾きなどによる収差の悪化を防ぐことが望まし
い。制限開口２３を、本実施の形態のように発光素子１
１と光束合成分離素子９とを結ぶ光路中に挿入すること
により、高密度ディスクと従来方式のディスクとをそれ
ぞれ最適なＮＡを用いて記録または再生することができ
る。

【００４６】次に、本発明の第４の実施の形態としての
光束合成分離素子９および制限開口２３の構成を図４を
用いて説明する。

【００４７】図４（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）は、光束合
成分離素子９を示す構成図である。光束合成分離素子９
と制限開口２３とは、図４（ａ）に示すように一体化す
ることができる。また、（ｂ）に示すように、制限開口
２３を設置することに代えて、波長フィルタ１０を光束
合成分離素子９を構成するプリズムの一部分にのみ設け
ても、制限開口と同一の効果が得られ、部品点数を削減
できるという利点がある。

【００４８】さらに、（ｃ）に示すように、プリズム状
の光束合成分離素子に代えて平板状の光束合成分離素子
９を用いてもよく、プリズム状の素子と比較して安価で
あるという利点がある。さらに、（ｄ）に示すように平
板状の光束合成分離素子９の一部分にのみ波長フィルタ
１０を設けることにより、制限開口と同一の効果が得ら
れる。

【００４９】本実施の形態において、波長フィルタ１０
に代えて、第２の実施の形態に示した偏光膜を使用する
こともできる。さらに、光量の損失が問題とならない場
合は、第１、第２、第３の実施の形態および本実施の形
態の光束合成分離素子９の波長フィルタもしくは偏光膜
に代えて、ハーフミラー膜を使用してもよい。また、光
束合成分離素子９は以上に示した形状のものに限らず、
第１および第２の発光素子から発射した光束をそれぞれ
対物レンズに導く機能を有するものであれば使用するこ
とができる。

【００５０】次に、本発明の第５および第６の実施の形
態としての制限開口および対物レンズの構成を図５を用
いて説明する。

【００５１】図５（ａ）は、本発明の第５の実施の形態
としての対物レンズ１９と波長選択性制限開口２６とを
示した構成図であり、図５（ｂ）は、波長選択性制限開
口２６を光軸の方向から見た平面図である。対物レンズ
１９と波長選択性制限開口２６とは、支持部材２５を介
して連結されている。波長選択性制限開口２６は、
（ｂ）に示すように周辺部分に設けられた波長フィルタ
２７と中心部分２８とに分かれている。

【００５２】波長フィルタ２７は、本発明第１の実施の
形態における波長λ１の光束を透過し、波長λ２の光束
は透過せずに反射もしくは吸収もしくは散乱する。中心
部分２８は、両方の波長を透過する。望ましくは、中心
部分２８には波長λ１および波長λ２に対する反射防止
膜を設けるとよい。本実施の形態では、波長選択性制限
開口２６は、波長λ２の光束に対してのみ制限開口とし
て働く。

【００５３】図５（ｃ）は、本発明の第６の実施の形態
としての対物レンズ１９を示した構成図であり、図５
（ｄ）は、対物レンズ１９を光軸の方向から見た平面図
である。対物レンズ１９には、波長フィルタ２７が設け
られている。波長フィルタ２７は、波長λ１の光束を透
過し、波長λ２の光束は透過せずに反射もしくは吸収も
しくは散乱する。中心部分２８は、両方の波長を透過す
る。望ましくは、中心部分２８には波長λ１および波長
λ２に対する反射防止膜を設けるとよい。波長フィルタ
２７は、対物レンズ１９の光源側の面に設けてもよく、
ディスク側に設けてもよい。本実施の形態では、対物レ
ンズ１９は波長λ２の光束に対してのみ制限開口として
働く。なお、第５および第６の実施の形態において、波
長フィルタ２７に代えて偏光フィルタを用い、第２の実
施の形態で述べた構成に適用してもよい。第５および第
６の実施の形態は、本発明のすべての構成に適用するこ
とができる。なお、第５および第６の実施の形態におい
て、制限開口手段を対物レンズと一体としたが、光束合
成分離素子、対物レンズ、ディスクを結ぶ光路中に該制
限開口手段を設けても良い。

【００５４】第５および第６の実施の形態によれば、本
発明第３の実施の形態と同様に高密度ディスクと従来方
式のディスクとをそれぞれ最適なＮＡを用いて記録また
は再生することができる。さらに、第５および第６の実
施の形態によれば、制限開口が対物レンズと一体的に設
けられているので、トラッキング動作により対物レンズ
が移動しても、ディスクからの反射光束が制限開口によ
って一部欠損する問題が発生しないという効果がある。

【００５５】次に、図６を用いて、本発明の第７の実施
の形態を説明する。

【００５６】図６は、第７の実施の形態の構成を説明す
る構成図である。図６において、発光素子１から発射し
た光束の光路はこれまで説明した実施の形態と同様であ
る。本実施の形態においては、中間レンズ２４が、発光
素子１１と光束合成分離素子９とを結ぶ光路中に挿入さ
れる。

【００５７】中間レンズ２４は、発光素子１１から発射
した光束１２の発散角を変えて、光束１８として対物レ
ンズ１９に入射させる。本構成の目的は、発光素子１１
から発射して対物レンズに入射する光束の、発光素子１
１側と対物レンズ１９側の発散状態を異ならしめること
により、対物レンズ１９側の発散状態を収差が最良とな
るように設計し、発光素子１１側を必要な光利用効率が
得られるような設計とすることである。

【００５８】すなわち対物レンズ１９側の発散角は、第
１の実施の形態で説明したように例えば１度以上３度以
下、あるいは１度以上２度以下とする。このとき、発光
素子１１側の発散角をそれよりも大きな値とすることに
より、発光素子１１から発射した光束を有効に利用する
ことができ、さらに発光素子１１から対物レンズ１９ま
での光路長を短くすることができ、装置を小型化でき
る。

【００５９】なお、本実施の形態の目的に合致するもの
であれば、中間レンズ２４は凸レンズ、凹レンズその他
どのようなものでもよい。また、中間レンズ２４は、本
発明のいずれの構成にも適用することができる。さら
に、中間レンズ２４を光束合成分離素子９もしくは光束
分離素子１３もしくは光学ブロック１６などと一体に構
成することにより、光ピックアップの小型化、部品点数
の削減が可能である。

【００６０】次に、図７を用いて、本発明の第８の実施
の形態を説明する。

【００６１】図７は、本発明の第８の実施の形態の構成
を説明する構成図である。図７において、発光素子１お
よび発光素子１１から発射した光束は、それぞれ発散光
束として対物レンズ１９に入射する。本実施の形態の構
成においても、光束１７および光束１８によって形成さ
れる光スポット２１および２２は、それぞれ高密度ディ
スクおよび従来方式のディスクの記録又は再生を行うこ
とができる。

【００６２】次に、図８を用いて本発明の光ディスク装
置の実施の形態を説明する。

【００６３】図８は、本発明の光ディスク装置の構成を
示す構成図である。図８において、光ピックアップ３０
は、これまでに説明した各実施の形態の光ピックアップ
を用いることができる。

【００６４】光ピックアップ３０の発光素子１および発
光素子１１は、それぞれレーザ駆動回路３１およびレー
ザ駆動回路３６によってそれぞれ発光のオンオフ、発光
出力の制御などが行われる。光検出器５および１５の出
力はそれぞれ電流電圧変換回路３２および３７を経て信
号処理回路３３および３８に供給され、フォーカス誤差
信号、トラッキング誤差信号、主信号などの信号が生成
される。これらの信号は、システム制御回路３４に供給
される。

【００６５】図８において、ディスク種類判別手段３５
は光ディスク装置に装着されたディスクの種類を判別
し、その結果をシステム制御回路３４に対して出力す
る。ディスク種類判別手段３５としては、ディスクの基
板厚さを光学的もしくは機械的な方法で検出する方法、
ディスクまたはディスクのカートリッジにあらかじめ記
録された識別マークを検出する方法などが考えられる。
もしくは、ディスクの種類を仮定してディスクの信号を
再生し、正常な信号が得られなければ別の種類のディス
クであると判断する方法でもよい。

【００６６】システム制御回路３４は、ディスク種類判
別手段３５から受け取った判別結果に基づいて発光素子
１または発光素子１１を点灯し、装着されたディスクの
記録又は再生に適したほうの光スポットを形成させる。
それとともに、信号処理回路３３または信号処理回路３
８のうち適したほうの出力を選択して、フォーカス誤差
信号とトラッキング誤差信号とをそれぞれフォーカスア
クチュエータ駆動回路３９とトラッキングアクチュエー
タ駆動回路４０とに供給する。フォーカスアクチュエー
タ駆動回路３９およびトラッキングアクチュエータ駆動
回路４０の出力はそれぞれ光ピックアップ３０内の対物
レンズアクチュエータのフォーカスコイル４１およびト
ラッキングコイル４２に供給され、フォーカスおよびト
ラッキングサーボ動作が行なわれ、ディスク２０の記録
または再生が実行される。

【００６７】本実施の形態によれば、本発明の光ピック
アップを用いて、光ディスク装置に装着された光ディス
クの種類に適した発光素子および光検出器および信号処
理回路を選択して、補正レンズなどの機械的な切り替え
を行うことなく少なくとも２種類の光ディスクの記録ま
たは再生を行うことができる。機械的な切り替えを行わ
ないことで、小型で信頼性が高く、簡単な構成の光ディ
スク装置が実現できる。

【００６８】

【発明の効果】本発明によれば、ディスク基板厚さの異
なる２種類の光ディスクに対し、基板厚さの差異によっ
て発生する球面収差を補正し、良好な記録または再生を
おこなうことができる。また、ディスク基板厚さに応じ
てディスク上に集光する光束の径を制限し、ＮＡを所定
の値とすることができる。

【００６９】また、一方の光束のみに対して制限開口と
して作動するような制限開口を、対物レンズと一体的に
設けることにより、光スポットのＮＡを所定の値とする
とともに対物レンズの移動に起因する光束のけられを排
除することができる。

【００７０】また、光ディスク装置に装着された光ディ
スクの種類を判別し、判別結果に応じて光源および信号
処理を電気的に切り替えることができる。

【００７１】さらに、以上の効果をを補正レンズなどの
機械的な切替機構を設けることなく実現し、小型で信頼
性の高い光ピックアップおよび光ディスク装置を提供す
ることができる。

【００７２】さらに、２個の発光素子としてそれぞれ高
密度ディスクおよび従来方式ディスクに最適な波長を有
する素子を用いることにより、有機色素方式などの波長
により反射率が大幅に変化するディスクも、何等問題な
く記録又は再生することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態としての光ピックア
ップの構成図である。

【図２】本発明の第２の実施の形態としての光ピックア
ップの構成図である。

【図３】本発明の第３の実施の形態としての光ピックア
ップの構成図である。

【図４】本発明の第４の実施の形態としての光束合成分
離素子の構成をを示す構成図である。

【図５】本発明の第５および第６の実施の形態としての
対物レンズと制限開口とを示した構成図および平面図で
ある。

【図６】本発明の第７の実施の形態の構成を説明する構
成図である。

【図７】本発明の第８の実施の形態の構成を説明する構
成図である。

【図８】本発明の光ディスク装置の実施の形態を示す構
成図である。

【図９】従来技術の構成を示す構成図である。

【符号の説明】

１…発光素子、５…光検出器、６…光学ブロック、７…
コリメートレンズ、９…光束合成分離素子、１１…発光
素子、１５…光検出器、１６…光学ブロック、１９…対
物レンズ、２３…制限開口、２４…中間レンズ、２６…
波長選択性制限開口、２７…波長フィルタ、３０…光ピ
ックアップ、３５…ディスク種類判別手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者杉靖幸茨城県ひたちなか市稲田1410番地株式会社日立製作所映像情報メディア事業部内 (72)発明者篠原秀則茨城県ひたちなか市稲田1410番地株式会社日立製作所映像情報メディア事業部内 (72)発明者杉山俊夫岩手県水沢市真城字北野１番地株式会社日立メディアエレクトロニクス内 (72)発明者福井幸夫神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株式会社日立製作所マルチメディアシステム開発本部内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】第１の発光素子と、第２の発光素子と、前
記第１および第２の発光素子から発射した光束を光情報
記録媒体の信号記録面に集光するための対物レンズと、
前記第１および第２の発光素子から発射した２本の光束
をそれぞれ前記対物レンズに導く光束合成分離素子とを
有する光ピックアップにおいて、前記第１の発光素子か
ら発射して前記対物レンズに入射する光束の発散角また
は集束角と、前記第２の発光素子から発射して前記対物
レンズに入射する光束の発散角または集束角とが、それ
ぞれ互いに異なる所定の値に設定されていることを特徴
とする、光ピックアップ。
【請求項２】第１の発光素子と、第２の発光素子と、前
記第１および第２の発光素子から発射した光束を光情報
記録媒体の信号記録面に集光するための対物レンズと、
前記第１および第２の発光素子から発射した２本の光束
をそれぞれ前記対物レンズに導く光束合成分離素子とを
有する光ピックアップにおいて、前記第１の発光素子か
ら発射した光束が平行光束として前記対物レンズに入射
し、前記第２の発光素子から発射した光束が発散角１度
以上３度以下の発散光束として前記対物レンズに入射す
ることを特徴とする、光ピックアップ。
【請求項３】第１の発光素子と、第２の発光素子と、前
記第１および第２の発光素子から発射した光束を光情報
記録媒体の信号記録面に集光するための対物レンズと、
前記第１および第２の発光素子から発射した２本の光束
をそれぞれ前記対物レンズに導く光束合成分離素子とを
有する光ピックアップにおいて、前記第１の発光素子か
ら発射した光束が平行光束として前記対物レンズに入射
し、前記第２の発光素子から発射した光束が発散角１度
以上２度以下の発散光束として前記対物レンズに入射す
ることを特徴とする、光ピックアップ。
【請求項４】第１の発光素子と、第２の発光素子と、前
記第１および第２の発光素子から発射した光束を光情報
記録媒体の信号記録面に集光するための対物レンズと、
前記第１および第２の発光素子から発射した２本の光束
をそれぞれ前記対物レンズに導く光束合成分離素子とを
有する光ピックアップにおいて、前記第１の発光素子と
前記光束合成分離素子とを結ぶ光路中に前記第１の発光
素子から発射した光束を平行光束にするための第１の光
学素子を有し、前記第２の発光素子と前記光束合成分離
素子とを結ぶ光路中に前記第２の発光素子から発射した
光束を所定の発散光束とするための第２の光学素子を有
することを特徴とする光ピックアップ。
【請求項５】前記第１の発光素子の発光波長と前記第２
の発光素子の発光波長とが異なっており、前記光束合成
分離素子は、入射光束の波長の相違により前記第１の発
光素子から発射した光束を透過または反射し、前記第２
の発光素子から発射した光束を反射または透過すること
により、それぞれ前記対物レンズに導くことを特徴とす
る、請求項２または請求項３または請求項４に記載の光
ピックアップ。
【請求項６】前記第２の発光素子の発光波長の光束を反
射または吸収または散乱する環状の波長フィルタを、前
記対物レンズと一体に設けたことを特徴とする、請求項
５に記載の光ピックアップ。
【請求項７】前記第１の発光素子から発射した光束と前
記第２の発光素子から発射した光束とが前記光束合成分
離素子に入射する際の偏光方向がそれぞれ異なってお
り、前記光束合成分離素子は、該偏光方向の相違により
前記第１の発光素子から発射した光束を透過または反射
し、前記第２の発光素子から発射した光束を反射または
透過することにより、それぞれ前記対物レンズに導くこ
とを特徴とする、請求項２または請求項３または請求項
４に記載の光ピックアップ。
【請求項８】前記第２の発光素子から発射した光束を反
射または吸収または散乱する環状の偏光フィルタを、前
記対物レンズと一体に設けたことを特徴とする、請求項
７に記載の光ピックアップ。
【請求項９】前記第２の発光素子と前記光束合成分離素
子とを結ぶ光路中に、前記第２の発光素子を発射した光
束の径を所定の値に制限するするための制限開口を有す
ることを特徴とする、請求項２または請求項３または請
求項４または請求項５または請求項７に記載の光ピック
アップ。
【請求項１０】第１の発光素子と、第２の発光素子と、
光束を光情報記録媒体の信号記録面に集光するための対
物レンズと、前記第１および第２の発光素子から発射し
た前記第１および第２の光束をそれぞれ前記対物レンズ
に導く光束合成分離素子と、該光情報記録媒体による前
記第１の光束の反射光を受光する第１の受光素子と、該
光情報記録媒体による前記第２の光束の反射光を受光す
る第２の受光素子と、該光情報記録媒体の種類を判別す
る媒体判別手段とを有し、該媒体判別手段による判別結
果に基づいて、前記第１の受光素子の検出出力と前記第
２の受光素子の検出出力とのいずれかを選択し、所定の
信号処理を実行することを特徴とする、光ディスク装
置。
【請求項１１】第１の発光素子と、第２の発光素子と、
光束を光情報記録媒体の信号記録面に集光するための対
物レンズと、前記第１および第２の発光素子から発射し
た前記第１および第２の光束をそれぞれ前記対物レンズ
に導く光束合成分離素子と、該光情報記録媒体による前
記第１の光束の反射光を受光する第１の受光素子と、該
光情報記録媒体による前記第２の光束の反射光を受光す
る第２の受光素子と、該光情報記録媒体の種類を判別す
る媒体判別手段とを有し、該媒体判別手段による判別結
果に基づいて、前記第１の発光素子と前記第２の発光素
子とのいずれかを選択して点灯することを特徴とする、
光ディスク装置。
【請求項１２】前記第２の発光素子と前記光束合成分離
素子とを結ぶ光路中に前記第２の発光素子から発射した
光束を所定の発散光束にするための第２の光学素子を有
することを特徴とする、請求項１０または請求項１１に
記載の光ディスク装置。
【請求項１３】第１の発光素子と、第２の発光素子と、
前記第１および第２の発光素子から発射した光束を光情
報記録媒体の信号記録面に集光するための対物レンズと
を有する光ピックアップにおいて、前記第１の発光素子
から発射して前記対物レンズに入射する光束の発散角ま
たは集束角と、前記第２の発光素子から発射して前記対
物レンズに入射する光束の発散角または集束角とが、そ
れぞれ互いに異なる所定の値に設定されていることを特
徴とする、光ピックアップ。
【請求項１４】第１の発光素子と、第２の発光素子と、
前記第１および第２の発光素子から発射した光束を光情
報記録媒体の信号記録面に集光するための対物レンズ
と、前記第１および第２の発光素子から発射した２本の
光束をそれぞれ前記対物レンズに導く光束合成分離素子
とを有する光ピックアップにおいて、前記第１の発光素
子と前記光束合成分離素子とを結ぶ光路中に前記第１の
発光素子から発射した光束を平行光束にするための光学
素子を有することを特徴とする光ピックアップ。
【請求項１５】前記第２の発光素子の発光波長の光束を
反射または吸収または散乱する波長フィルタを、光束合
成分離素子、対物レンズ、光情報記録媒体の信号記録面
とを結ぶ光路中に設けたことを特徴とする請求項５記載
の光ピックアップ。
【請求項１６】前記第２の発光素子から発射した光束を
反射または吸収または散乱する偏光フィルタを、光束合
成分離素子、対物レンズ、光情報記録媒体の信号記録面
とを結ぶ光路中に設けたことを特徴とする請求項７記載
の光ピックアップ。
【請求項１７】前記第１の発光素子の発光波長と前記第
２の発光素子の発光波長とが異なっており、前記光束合
成分離素子は、入射光束の波長の相違により前記第１の
発光素子から発射した光束を透過または反射し、前記第
２の発光素子から発射した光束を反射または透過するこ
とにより、それぞれ前記対物レンズに導くことを特徴と
する、請求項１０または請求項１１に記載の光ディスク
装置。
【請求項１８】前記媒体判別手段は、少なくとも、光学
基板の厚さが０．６ｍｍと、１．２ｍｍの光情報記録媒
体を判別し、前記第１の発光素子の発光波長は、６５０
ｎｍあるいは６３５ｎｍであり、前記第２の発光素子の
発光波長は、７８０ｎｍであることを特徴とする請求項
１０または請求項１１に記載の光ディスク装置。