JPH0981952A - 光学装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ディスクに情報を光学的に記録もしくはディ
スクに記録された情報を再生する光学装置において、一
つの光学系で複数のフォーマットのディスクを再生でき
る光学装置を提供することを目的とする。 【構成】 光学的異方性を変化できるねじれ素子３２を
対物レンズホルダー１４内に配置し、その光学的異方性
を変化させることにより、対物レンズ８に入射するレー
ザービーム３の直径を変えることで、複数のフォーマッ
トのディスク９に適した複数の開口数を使い分けられる
ことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は円盤状情報記録媒体（以
下ディスクと称する）に情報を光学的に記録、もしくは
ディスクに記録された情報を再生するための光ディスク
記録再生装置に搭載される光学装置に関するものである

【０００２】

【従来の技術】近年、光ディスク記録再生装置の技術向
上にはめざましいものがある。とりわけその基幹部であ
る光学装置については日々改善され、より高性能なも
の、より安価なものが究明され続けている。以下、図面
を参照しながら、上述したディスク記録再生用の光学装
置の一例について説明する。

【０００３】図２は従来の光学装置の光学系の構成図で
ある。図２において、１は半導体レーザであり光学装置
の光源として記録再生用の光束を発生するものである。
２は回折格子であり、半導体レーザー１から発生したレ
ーザビーム３をわずかに角度分離し、３本のビームに分
ける働きをし、そのうち１本が情報信号を再生用、そし
て２本がトラッキング用に使われる。４はハーフミラー
であり、レーザビーム３の一部を透過させ残りを反射さ
せる。５はレーザミラーであり、ビーム方向変換部６で
レーザビーム３の方向が変換される。７はコリメートレ
ンズでありレーザビームを平行ビームにする働きがあ
る。８は対物レンズであり、レーザビーム３をディスク
９の信号面９ａに約１μｍ程度のスポットとして収束さ
せる。９ｂはディスク９の保護層であり、信号面９ａを
保護しかつレーザビーム３を正確に透光させるため、信
号面９ａと並行度よく構成されている。通常、光学装置
はディスク９の保護層９ｂ面（すなわちディスク９の信
号面９ａの逆の面）を基準面として、この基準面と対物
レンズ８の間の距離が規制されて設計される。

【０００４】１０はフォトダイオードであり情報信号を
含むレーザビーム３が入射することにより、その信号を
検出し電気信号に変換する。１１は凹レンズであり光軸
に対して平行に移動調整することにより、レーザビーム
３をフォトダイオード１０に正しく収束させる働きをす
る。以上のように構成された光学装置の光学系につい
て、以下その動作を説明する。図２において、半導体レ
ーザ１より発生したレーザビーム３は回折格子２によっ
て３本のビームに分離され、ハーフミラー４に入射す
る。ハーフミラー４に入射したレーザビーム３はその一
部が透過し、残りが反射するが、反射したレーザビーム
は、さらにレーザミラー５に入射し、今度はその大半が
反射して、なおかつ方向が変えられて、コリメートレン
ズ７に入射する。このコリメートレンズ７を通過するこ
とによって、レーザビーム３は並行光となって対物レン
ズ８に入射され、対物レンズ８によってレーザビーム３
はディスク９の信号面９ａの信号ピットに収束される。

【０００５】このディスク９より反射されたレーザビー
ム３は情報信号を含んでいるが、再度対物レンズ８に集
められ、光路を逆に戻ってコリメートレンズ７を通過
し、レーザミラー５に入射する。レーザミラー５によっ
て再度反射され、方向が変えられたレーザビーム３はハ
ーフミラー４に入射すると、今度は透過したその一部が
凹レンズ１１を通過して、フォトダイオード１０に入射
し、光信号を電気信号として検出する。

【０００６】次に、図３は対物レンズ８のフォーカシン
グ及びトラッキングの為のアクチュエータの一例を示す
斜視図である。以下、図面を参照しながらこのアクチュ
エータについて説明する。１２はサスペンションホルダ
ーであり１３に示されるサスペンションの一端をホール
ドしている。サスペンション１３は適度なスティフネス
や制動性能が必要とされ材料や構造が決定されるもので
ある。

【０００７】１４はレンズホルダーであり、フォーカス
方向、トラッキング方向への駆動のためのコイルや対物
レンズが取り付けられている。１５は対物レンズをラジ
アル方向に駆動させるためのトラッキングコイルであ
り、１６は同じく対物レンズをフォーカス方向に駆動さ
せるためのフォーカスコイル、１７、１８はトラッキン
グコイル、フォーカスコイルを駆動させる為のマグネッ
トとヨークである 以上のように構成されたアクチュエータの動作について
説明する。

【０００８】図３において、図では省略されている光学
装置基台に、固定されたサスペンションホルダー１２に
取り付けられたサスペンション１３の自由端にレンズホ
ルダー１４が取り付けられトラッキングコイル１５、フ
ォーカスコイル１６、マグネット１７及びヨーク１８に
てレンズホルダー１４に取り付けられた対物レンズ８が
トラッキング方向、フォーカス方向に自由に動けるよう
になっている。そしてディスク再生状態においては対物
レンズ８にてディスクの情報信号と一緒にトラッキング
制御、フォーカス制御の為の信号を検出し、その信号を
もとにしてトラッキングコイル１５及びフォーカスコイ
ル１６に流す電流の制御をしている。

【０００９】また図４は従来の対物レンズがディスクに
対しフォーカスサーチをしようとする時の動作説明図で
ある。図４において１９は対物レンズの初期位置、２０
はフォーカスサーチをするときの対物レンズの動き、２
１は非点収差法によりフォーカスエラー信号が発生する
位置、２２は時間の経過を示している。このフォーカス
サーチの動作について説明する。まず、対物レンズ初期
位置１９にある対物レンズ８はディスク９が回転を始め
ると対物レンズの動き２０に示されるように、あるとこ
ろまでディスク９に近づき、また離れる動作を行う。こ
のときフォーカスエラー信号発生位置２１まで対物レン
ズ８がくると非点収差法によってフォーカスエラー信号
が発生し、この信号を検出しフォーカス制御を働かせデ
ィスク９の回転に対し対物レンズ８を追従させて再生を
行う。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述す
るフォーカス制御の対物レンズの動作可能量はディスク
の保護層厚に比して非常に小さく、上記のような構成に
おいては光学系が一種類に限定されてしまい、フォーマ
ット（例えば、ディスクの保護層厚や、信号面の記録ピ
ットサイズ）の異なるディスクを記録及び再生する場合
には、それぞれのフォーマットに適した異なる光学系を
必要としなければならず、単一の光学装置での記録及び
再生ができないという不都合が生じていた。

【００１１】本発明は上記の不都合を解決する光学装置
を提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明では、対物レンズと同時に駆動されるレンズホ
ルダー内の記録再生用光束の光路上に、光学的異方性を
任意に変化できるねじれ素子を配置した構成を有してい
る。

【００１３】

【作用】本発明は上記の構成によって、光学的異方性を
任意に変化できるねじれ素子の光学特性を変化させるこ
とによって、ディスクの信号面上に集光する光束の形状
を変化させ、記録及び再生を行おうとするディスクのフ
ォーマットに適した光学系を提供し、フォーマットの異
なるディスクに対してそれぞれ最適な記録及び再生を行
うことができる。

【００１４】

【実施例】以下本発明の一実施例について図面を参照し
ながら説明する。図１は本発明の一実施例における光学
装置の対物レンズ周辺の構成断面図である。なお図２、
図３、図４に示される従来例と同じ機能を有する構成部
材には同じ番号を付与している。

【００１５】図１において、３は信号記録及び再生用の
光束であるレーザービーム、８は対物レンズ、９は情報
を記録するディスク、９ａはディスク９の信号面、９ｂ
はディスク９の保護層、１４はレンズホルダーである。
３２は光学的異方性を変化させることができるねじれ素
子であり、中央に孔のあいた形状となっている。３３は
レンズホルダー１４のレーザービーム３が通過する孔の
開口径、３４はねじれ素子３２の孔の開口径である。こ
の場合、ねじれ素子３２の開口径３４はレンズホルダー
の開口径３３より小さいものとする。また、レンズホル
ダーの開口径３３は対物レンズ８の有効径と同じか小さ
いものとする。

【００１６】ねじれ素子３２は通常はレーザービーム３
を透過させるが、外部より電気的、磁気的等の変化を加
えて、その光学的異方性を変化させるとレーザービーム
３のうち、ねじれ素子３２内を通過する部分を透過させ
なくなるような光学的異方性を持つ構造である。このね
じれ素子３２に用いることのできる代表的な材質として
は例えば液晶素子が挙げられる。

【００１７】さて、ねじれ素子３２がレーザービーム３
を透過させる状態にあるとき、図示しない光学系から来
るレーザービーム３はねじれ素子３２を透過しレンズホ
ルダー１４の開口径３３にのみ制限され、対物レンズ８
を通って信号面９ａに集光する。このときの対物レンズ
の開口数はレンズホルダーの開口径３３と対物レンズ８
の焦点距離とで決まる。

【００１８】ここで、ねじれ素子３２の光学的異方性を
変化させレーザービーム３が透過しなくなると、対物レ
ンズに入射するレーザービーム３はねじれ素子３２の開
口径３４によって制限され、対物レンズの開口数はねじ
れ素子の開口径３４と対物レンズ８の焦点距離とで決ま
る。上記の場合、対物レンズ８の焦点距離は全く変化し
ないから、対物レンズ８の開口数はレンズホルダーの開
口径３３とねじれ素子の開口径３４の切り替えによって
のみ変化する。

【００１９】上記の方法によって２種類の開口数を使い
分けることができる光学系となる。また、ねじれ素子３
２には機械的構造の動作によって開口径を変化させるも
のではないので、動作機構を持つ必要が無く小型化が可
能であり、対物レンズ８、レンズホルダー１４とともに
駆動されるのに支障とならない。以上のように本実施例
によれば、対物レンズ８に隣接して光学的異方性を変化
できるねじれ素子３２を配置し、その光学的異方性を変
化させることにより、対物レンズ８に入射するレーザー
ビーム３の直径を変えることで、複数のフォーマットの
ディスクに適した複数の開口数を使い分けられる光学系
を提供でき、最適な情報の記録及び再生を行うことがで
きる。

【００２０】なお、本発明の一実施例において、ねじれ
素子３２は中央に孔のあいた形状としたが、孔はレーザ
ービームをそのまま透光させるものであればいいので、
例えば透明なガラスや合成樹脂等で埋められた構成であ
っても構わない。

【００２１】

【発明の効果】以上のように本発明は、信号記録面上に
信号記録及び再生用の光束を収束させるための対物レン
ズと、対物レンズと共に駆動されるレンズホルダー内の
光路上に光学的異方性を任意に変化させることのできる
ねじれ素子を備えることにより、ディスク面上に集光す
る光束の形状を変化させ、複数のフォーマットのディス
クに対して、それぞれ最適な光学系を提供し、優れた記
録及び再生を行うことができるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明における光学装置の対物レンズ周辺の構
成断面図

【図２】従来の光学装置の光学系の構成図

【図３】同、アクチュエータ系の一例の構成斜視図

【図４】同、アクチュエータ系の動作説明図

【符号の説明】

３ レーザービーム ８ 対物レンズ ９ ディスク ９ａ 信号面 ９ｂ 保護層 １４ レンズホルダー ３２ ねじれ素子 ３３ レンズホルダー１４の開口径 ３４ ねじれ素子３２の孔の開口径

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉兼 哲夫 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 信号記録面と前記信号記録面を保護する
   保護層とよりなる円盤状記録媒体に、情報を光学的に記
   録、もしくは前記信号記録面に記録された情報を再生す
   る光学装置であって、 少なくとも、信号記録面上に信号記録及び再生用の光束
   を収束させるための対物レンズと、 上記対物レンズと共に駆動されるレンズホルダーと、 上記レンズホルダー内の光束の光路上に光学的異方性を
   任意に変化させることができるねじれ素子を備えたこと
   を特徴とする光学装置。
2. 【請求項２】 ねじれ素子は、光学的異方性の変化によ
   ってねじれ素子内を通過する光束の一部が遮断されるよ
   うに配置されたことを特徴とする請求項１記載の光学装
   置。
3. 【請求項３】 ねじれ素子がねじれ素子内の光束を遮断
   することで、対物レンズを通過する光束の開口径を狭め
   るような形状を有することを特徴とする請求項２記載の
   光学装置。