JPH10255309A - 光ピックアップ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 対物レンズの開口径を変更する開口変更部材
のフィルター領域を回折格子により形成すると、フィル
ター領域で制限される光ビームが回折され、その回折光
が記録媒体の信号面に集光されることにより光検出器へ
の迷光の悪影響が問題となるので、それを解決する。 【解決手段】 フィルター領域９ｂを構成する回折格子
の格子間隔を不均一とする。これにより第１光ビームが
フィルター領域９ｂで制限される際に発生する回折光を
分散し、その回折光が記録媒体の信号面上付近で一点に
集光されないようにして光検出器３に戻る迷光量を低減
するようにしている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、対物レンズに入射
する光ビームの光束径を変えて記録密度が異なる通常密
度記録媒体と高密度記録媒体の両方の信号読み取りを行
う光ピックアップ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】レーザービーム等の光ビームを用いて光
学的に信号の読み取りが行われる光ディスクとしては、
ＣＤ（コンパクトディスク）が普及しているが、更なる
大容量のニーズに応えてＣＤと同一ディスク径として機
構的な互換性を確保した上でＣＤより高密度記録とする
ことにより大容量化を図らんとして規格化された高密度
ディスク（ＤＶＤ）が提案されている。

【０００３】この高密度ディスクは、短波長のレーザー
素子を用い、光学系を高解像にした光ピックアップ装置
を用いることにより記録信号の読み取りが行われる。と
ころで、ＣＤ及び高密度ディスクの両方の信号読み取り
に対応させた光ピックアップ装置としては、対物レンズ
に入射する光ビームの光束径を設定する開口径を、ＣＤ
の読み取りを行う際に小さくし、一方、高密度ディスク
の読み取りを行う際に大きくして対物レンズのＮＡ値が
ディスクの記録密度に応じて変わるようにすることによ
り単一の光ピックアップによって記録密度が異なる２種
類のディスクの信号読み取りを行えるようにする方法が
ある。

【０００４】このように対物レンズの開口径を記録媒体
の記録密度に応じて変える方法としては、通常密度記録
媒体の信号読み取りに使用する第１光ビーム及び高密度
記録媒体の信号読み取りに使用する第２光ビームを共に
透過する透過領域を設けると共に、第１光ビームを制限
し、かつ第２光ビームを透過するフィルター領域を前記
透過領域の外周側に設けることにより対物レンズの開口
径を変更する開口変更部材を構成し、前記第１光ビーム
に対しては前記フィルター領域が光ビームの通過を制限
して前記透過領域が開口径を設定し、前記第２光ビーム
に対しては前記フィルター領域が光ビームの通過を制限
しないようにして前記透孔領域と同一光軸上に設ける開
口径設定手段により開口径を設定するようにする。この
ようにすることにより機械的に対物レンズの開口径を変
える機構を必要とせずに達成出来る。

【０００５】前記フィルター領域は、例えば、互いに波
長の異なる光ビームを発光する２つの光源を切り換えて
使用する場合は、長波長側の光源の光ビームのみを制限
し、短波長側の光源の光ビームを透過する波長選択特性
を有する波長選択フィルターを用いて形成することが出
来る。

【０００６】また、前記フィルター領域は、第１光ビー
ムと第２光ビームとで偏光方向を互いに略９０度異なら
せれば、偏光方向が前記第１光ビームの偏光方向と直角
であると共に、前記第２光ビームの偏光方向と平行であ
る偏光フィルターを用いて形成することが出来る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前記フィル
ター領域を形成する波長選択フィルターや偏光フィルタ
ーは、回折格子による回折作用を利用して形成すること
が出来るが、図４に示す如く、回折格子２０は回折によ
り対物レンズ２１に入射される光ビームの制限を行うよ
うにしているので、第１光ビームがフィルター領域で制
限される際に発生する回折光が記録媒体２２に到達し、
その到達する回折光が記録媒体２２の略信号面Ｓ上に集
光されることになり、その集光された回折光が迷光とし
て光検出器へ戻り、該光検出器から得られる各種信号の
Ｓ／Ｎを劣化させるという問題があった。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、通常密度記録
媒体の信号読み取りに使用する第１光ビーム及び高密度
記録媒体の信号読み取りに使用する第２光ビームを共に
透過する透過領域と、該透過領域の外周側に回折格子に
より形成されると共に、第１光ビームを制限し、かつ第
２光ビームを透過するフィルター領域とにより対物レン
ズの開口径を変更する開口変更部材を構成している。こ
れにより前記第１光ビームに対しては前記フィルター領
域が光ビームの通過を制限して前記透過領域が開口径を
設定し、前記第２光ビームに対しては前記フィルター領
域が光ビームの通過を制限しないようにして前記透孔領
域と同一光軸上に設ける開口径設定手段により開口径を
設定するようにする。そして、フィルター領域を構成す
る回折格子の格子間隔を不均一とすることにより第１光
ビームがフィルター領域で制限される際に発生する回折
光が記録媒体の信号面上付近で一点に集光されないよう
に回折光を分散して光検出器に戻ってしまう迷光量を低
減するようにしている。

【０００９】

【実施例】図１は本発明の一実施例を示す光ピックアッ
プ装置の主要部分を示す側面配置図、図２は図１の光学
系を備える光ピックアップ装置の全体的な光学系を示す
平面配置図である。

【００１０】図に示す光ピックアップ装置は、ＣＤファ
ミリーの通常密度記録ディスク及びＤＶＤ（デジタル・
ヴァーサタイル・ディスク）の高密度記録ディスクの信
号読み取りが行える構成となっている。

【００１１】図において、１は同一パッケージ内に通常
密度記録ディスクに適した波長、例えば７８０ｎｍのレ
ーザービームを発光する第１レーザー素子２を備えると
共に、ディスクで変調される第１レーザー素子２からの
レーザービームを受光する光検出器３を備える光学ユニ
ットである。

【００１２】この光学ユニット１は、パッケージの前方
部分に光路分割用のホログラム素子の回折格子４を有し
ており、該回折格子４によりディスクから戻ってきたレ
ーザービームの光軸が曲げられ、そのレーザービームが
第１レーザー素子２とは異なる光軸上に配置された光検
出器３に照射されるようになっている。

【００１３】光学ユニット１の第１レーザー素子２から
発光されるレーザービームは、回折格子４を介して光学
ユニット１から出射され、ダイバージェントレンズ５に
より広がり角が調整された後に内面が反射面のプリズム
型の反射ミラー６により光軸が曲げられる。該反射ミラ
ー６により曲げられたレーザービームは、該反射ミラー
６と密着して一体的に構成されたプリズム型のビームス
プリッター７により光軸が曲げられ、立上げミラー８に
向かう。

【００１４】前記立上げミラー８により反射され、ディ
スク面に対して光軸が垂直方向となったレーザービーム
は、開口変更板９、及び対物レンズ１０が装着されるレ
ンズホルダー１１に形成された開口絞り１２を介して対
物レンズ１０に入射され、該対物レンズ１０によりディ
スクＤの信号面に収束される。

【００１５】ディスクＤの信号面により変調されて反射
されたレーザービームは対物レンズ１０に戻り、開口絞
り１２、開口変更板９及び立上げミラー８を介してビー
ムスプリッター７に戻され、該ビームスプリッター７で
反射され、更に反射ミラー６に反射されてダイバージェ
ントレンズ５を介して光学ユニット１に戻される。

【００１６】この光学ユニット１に戻されたレーザービ
ームは、回折格子４により光軸が曲げられて光検出器３
に受光される。このように光学ユニット１内に配置され
る第１レーザー素子２から発光される通常密度ディスク
に対応するレーザービームは、光学ユニット１内の光検
出器３により受光され、該光検出器３により通常密度デ
ィスクの記録信号が得られると共に、通常密度ディスク
に対応したフォーカシング制御及びトラッキング制御に
用いられる各制御信号が得られる。

【００１７】一方、第１レーザー素子２とはビームスプ
リッター７により分岐された光路に第２レーザー素子１
３が配置されている。該第２レーザー素子１３は、高密
度ディスクに適した波長、例えば６３５ｎｍのレーザー
ビームを発光する。

【００１８】第２レーザー素子１３から発光されるレー
ザービームは、ハーフミラー１４の表面によって反射さ
れ、コリメータレンズ１５により平行光に成された後に
ビームスプリッター７に入射される。該ビームスプリッ
ター７に入射されたレーザービームはそのまま直進さ
れ、立上げミラー８に向かう。

【００１９】その後レーザービームは、立上げミラー８
により光軸が曲げられて開口変更板９及び開口絞り１２
を介して対物レンズ１０に入射され、該対物レンズ１０
によりディスクＤの信号面に収束される。

【００２０】ディスクＤの信号面により変調されて反射
されたレーザービームは対物レンズ１０に戻り、開口絞
り１２、開口変更板９及び立上げミラー８を介してビー
ムスプリッター７に戻され、該ビームスプリッター７を
直進し、更にコリメータレンズ１５を介してハーフミラ
ー１４に戻る。

【００２１】該ハーフミラー１４に戻されたレーザービ
ームは、該ハーフミラー１４を透過して光検出器１６に
到達し、該光検出器１６により受光される。このように
第２レーザー素子１３から発光される高密度ディスクに
対応するレーザービームは、光検出器１６により受光さ
れ、該光検出器１６により高密度ディスクの記録信号が
得られると共に、高密度ディスクに対応したフォーカシ
ング制御及びトラッキング制御に用いられる各制御信号
が得られる。

【００２２】ところで、開口変更板９は、図１に示す如
く、対物レンズ１０が装着されるレンズホルダー１１の
下面に接着されてレーザービームの光路上に配置されて
いる。前記開口変更板９は、図３の平面図に示す如く、
中央に円形状の透過領域９ａを残してその透過領域９ａ
の周縁にフィルター領域９ｂが形成されている。該フィ
ルター領域９ｂはガラス等の透明材質の平板基材に矩形
の回折格子を設けて形成されており、その回折格子は第
１レーザー素子２の波長のレーザービームを回折させる
と共に、第２レーザー素子１３の波長のレーザービーム
を回折させない特性となるように格子の深さが設定され
ている。

【００２３】その為、開口変更板９は、第２レーザー素
子１３の波長のレーザービームの光束を制限せず、第１
レーザー素子２の波長のレーザービームの光束を制限す
る。ところで、対物レンズ１０の手前にはレンズホルダ
ー１１に形成された第２の開口設定手段となる開口絞り
１２が配置されている。

【００２４】開口変更板９は、中央部分の透過領域９ａ
が前記開口絞り１２のひとみと同軸となるようにレンズ
ホルダー１１に接着され、前記開口絞り１２のひとみは
前記透過領域９ａより大径と成されている。

【００２５】したがって、第１レーザー素子２から出射
されるレーザービームが用いられる場合は、開口変更板
９の透過領域９ａにより対物レンズ１０の開口が設定さ
れ、その透過領域９ａの径によって決定される対物レン
ズ１０の有効径に応じて該対物レンズ１０のＮＡ値が設
定される。その為、そのＮＡ値と第１レーザー素子２か
ら出射されるレーザービームの波長とによってディスク
の信号面上に収束される光スポット径及び焦点深度を決
定することが出来、第１レーザー素子１から出射される
レーザービームの波長を考慮して開口変更板９の透過領
域９ａの径を適切に設定することによりディスクの記録
信号を読み取る光スポットを通常密度記録ディスクに適
した光スポット径及び焦点深度とすることが出来る。

【００２６】一方、開口変更板９のフィルター領域９ｂ
は、第２レーザー素子２から出射される波長のレーザー
ビームを透過する特性を有している。その為、前記第２
レーザー素子２からのレーザービームは、開口変更板９
の透過領域９ａの径に制限されずに開口絞り１２のひと
みにより対物レンズ１０の開口が設定される。

【００２７】すなわち、第２レーザー素子２から出射さ
れたレーザービームが用いられる場合は、開口絞り１２
のひとみ径によって決定される対物レンズ１０の有効径
に応じて該対物レンズ１０のＮＡ値が設定される。その
為、そのＮＡ値と第２レーザー素子１３から出射される
レーザービームの波長とによってディスクの信号面上に
収束される光スポット径及び焦点深度を決定することが
出来、第２レーザー素子１３から出射されるレーザービ
ームの波長を考慮して開口絞り１２のひとみ径を適切に
設定することによりディスクの記録信号を読み取る光ス
ポットを高密度記録ディスクに適した光スポット径及び
焦点深度とすることが出来る。

【００２８】ところで、開口変更板９のフィルター領域
９ｂは回折格子により形成されているので、第１レーザ
ー素子２から出射されるレーザービームが前記フィルタ
ー領域９ｂで制限される際に回折光が少なからず発生す
る。

【００２９】しかしながら、前記フィルター領域９ｂは
格子間隔が不均一に配列された回折格子により形成され
ている。その為、第１レーザー素子２から出射されるレ
ーザービームが前記フィルター領域９ｂで制限される際
に発生する回折光が分散し、ディスクの信号面上付近で
一点に集光されることが防止される。

【００３０】したがって、第１レーザー素子２から出射
されるレーザービームを用いる際に使用される光検出器
３に戻る迷光量が低減され、該光検出器３から得られる
各種信号のＳ／Ｎが向上される。

【００３１】前述の実施例において、第２レーザー素子
１３から出射されたレーザービームに対しては、開口絞
り１２のひとみ径によって対物レンズ１０のＮＡ値を設
定するようにしているが、開口絞り１２を無くして図３
の点線に示す如く、開口変更板９に透過領域９ａと同心
円状で大径に第２レーザー素子１３からのレーザービー
ムが透過される透過領域を残してその外周側にそのレー
ザービームを遮光する遮光領域を形成して第２レーザー
素子１３からのレーザービームにおける対物レンズ１０
のＮＡ値を設定するようにしても良い。

【００３２】この場合、前記遮光領域は、例えば開口変
更板９の回折格子が形成されていない面に金属皮膜を蒸
着することにより容易に形成することが出来、第１レー
ザー素子２からのレーザービームにおける開口と第２レ
ーザー素子１３からのレーザービームにおける開口とが
同一部材に形成されることになるので、対物レンズ１０
に対して開口変更板９の位置を適切に設定すれば、各開
口を同時に対物レンズ１０との光軸合わせを行うことが
出来る。

【００３３】また、実施例においては、互いに波長の異
なるレーザービームを発光する２つのレーザー素子を切
り換えて使用する構成について説明したが、短波長側の
レーザー素子のみを用いると共に、開口制限板９のフィ
ルター領域９ｂを偏光フィルターにより形成し、かつ該
開口制限板９の手前側に液晶デバイスを配置してその液
晶デバイスの通電状態によりレーザービームの偏光方向
を略９０度変更出来るようにすることにより単一のレー
ザー素子から発光されるレーザービームを選択的に前記
フィルター領域９ｂを透過させたり、遮断させたりする
ことが出来る。その為、このような構成によっても記録
密度が異なる２種類の記録媒体の信号読み取りを行わせ
ることが出来る。この場合、短波長側のレーザー素子の
みを用いるので、それを考慮して開口制限板９の透孔領
域９ａの径を設定することが必要である。

【００３４】このように、開口制限板９のフィルター領
域９ｂが偏光フィルターにより形成されている場合、偏
光フィルターもまた回折格子により形成できるので、こ
の場合においても本発明が適用できる。

【００３５】

【発明の効果】以上の如く、本発明は、通常密度記録媒
体の信号読み取りに使用する第１光ビームに対しては開
口変更部材のフィルター領域が光ビームの通過を制限し
て開口変更部材に設けられた透過領域が開口径を設定
し、高密度記録媒体の信号読み取りに使用する第２光ビ
ームに対しては前記フィルター領域が光ビームの通過を
制限しないようにしているので、前記透孔領域と同一光
軸上に設ける開口径設定手段により開口径を設定するこ
とにより、機械的に対物レンズの開口径を変える機構を
必要とせずに各光ビームにおける対物レンズの各開口を
設定することが出来、特に、フィルター領域を回折格子
により構成し、その回折格子の格子間隔を不均一として
いるので、第１光ビームがフィルター領域で制限される
際に発生する回折光が分散し、光検出器に戻る迷光量を
低減出来、該光検出器から得られる各種信号のＳ／Ｎの
向上を図ることが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す光ピックアップ装置の
主要部分を示す側面配置図である。

【図２】図１の光学系を備える光ピックアップ装置の全
体的な光学系を示す平面配置図である。

【図３】開口変更板９を示す平面図である。

【図４】従来の開口変更板のフィルター領域における回
折光の進行状態を示す説明図である。

【符号の説明】

１ 光学ユニット ２ 第１レーザー素子 ９ 開口変更板 ９ａ 透過領域 ９ｂ フィルター領域 １０ 対物レンズ １２ 開口絞り １３ 第２レーザー素子

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 記録密度が異なる通常密度記録媒体と高
   密度記録媒体の両方の信号読み取りを行う光ピックアッ
   プ装置であって、読み取りを行う記録媒体の記録密度に
   応じて対物レンズに入射する光ビームの光束を変えるべ
   く対物レンズの開口を変更する開口変更部材を備え、該
   開口変更部材は通常密度記録媒体の信号読み取りに使用
   する第１光ビーム及び高密度記録媒体の信号読み取りに
   使用する第２光ビームを共に透過する透過領域と、該透
   過領域の外周側に形成され、回折作用により前記第１光
   ビームを制限し、かつ前記第２光ビームを透過するべく
   回折格子により構成されるフィルター領域とを有し、該
   フィルター領域の回折格子の格子間隔を不均一としたこ
   とを特徴とする光ピックアップ装置。
2. 【請求項２】 前記開口変更部材のフィルター領域は、
   回折格子の深さが第１光ビームを制限し、かつ第２光ビ
   ームを透過する特性に設定されていることを特徴とする
   請求項１記載の光ピックアップ装置。
3. 【請求項３】 対物レンズに入射される光ビームが第１
   光ビームと第２光ビームとで偏光方向を互いに略９０度
   異ならせ、前記開口変更部材のフィルター領域を、偏光
   方向が前記第１光ビームの偏光方向と直角であると共
   に、前記第２光ビームの偏光方向と平行である偏光フィ
   ルターにより構成したことを特徴とする請求項１記載の
   光ピックアップ装置。