JPH11250491A - 光学ピックアップ及び光ディスク装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 みかけの光路長を短く、且つ実際の光路長を
長くすることにより、光ディスクに対する光ビームの投
影面積を小さくするようにした、光学ピックアップ及び
光ディスク装置を提供すること。 【解決手段】 光学ピックアップの上記光源２２ｃから
光集束手段２１までの光路中に配設された光学素子２３
を含んでおり、この光学素子が、二組の平行平面２３
ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄから成り、光ディスクに平
行に配設された一方の組の一側の平面２３ａから入射し
た光ビームが、光ディスクに対して斜めに配設された他
方の組の平行平面２３ｃ，２３ｄで少なくとも二回内面
反射した後、一方の組の他側の平面２３ｂから出射する
ように、光学ピックアップ１３を構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、回転する光ディス
クの表面に対して光を照射して、その戻り光を検出す
る、光学ピックアップ及び光ディスク装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】従来、光ディスク例えばコンパクトディ
スク（ＣＤ）を再生するための光学ピックアップは、例
えば図４に示すように構成されている。図４において、
光学ピックアップ１は、対物レンズ２及び受発光素子３
から構成されている。

【０００３】上記対物レンズ２は、凸レンズであって、
受発光素子３からの光ビームを、回転駆動される光ディ
スクＤの信号記録面の所望のトラック上に結像させる。
さらに、対物レンズ２は、図示しない二軸アクチュエー
タによって、二軸方向即ちフォーカス方向及びトラッキ
ング方向に移動可能に支持されている。

【０００４】また、受発光素子３は、公知の構成のもの
であって、発光素子と受光素子を一体の光学ブロックと
して、半導体パッケージに封入したものであり、例えば
図５に示すように構成されている。図５において、受発
光素子３は、第一の半導体基板３ａ上に第二の半導体基
板３ｂが載置され、第二の半導体基板３ｂ上にレーザダ
イオードチップ３ｃが搭載されている。

【０００５】レーザダイオードチップ３ｃの前方の第一
の半導体基板３ａ上には、レーザダイオードチップ３ｃ
側に傾斜面（光路分岐面）を有した台形形状のプリズム
３ｄが配設されており、この光路分岐面３ｅには、ビー
ムスプリッタとしての半透過膜（図示せず）が形成され
ている。また、プリズム３ｄは、その上面に、全反射膜
（図示せず）が形成されており、その下面に、半透過膜
（図示せず）が形成されている。プリズム３ｄは、レー
ザダイオードチップ３ｃから出射した光ビームを、その
光路分岐面により上方に反射して、光ビームを外部に出
射する。この受発光素子３から出射された光ビームは、
図４に示すように、対物レンズ２に入射し、対物レンズ
２により光ディスクＤの信号記録面に収束合焦される。
光ディスクＤにより反射された戻り光ビームは、対物レ
ンズ２を介して受発光素子３のプリズム３ｄ内に入射
し、プリズム３ｄの底面及び上面で順次に反射されるこ
とにより、このプリズム３ｄの底面の二ヶ所で、プリズ
ム３ｄの下方に出射するようになっている。そして、第
一の半導体基板３ａの上面には、プリズム３ｄの底面の
二ヶ所から出射した光を受光する位置に、光検出器３
ｆ，３ｇが形成されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
構成の光学ピックアップ１においては、光源であるレー
ザダイオードチップ３ｃから光ディスクＤまでの距離を
短くすると、レーザノイズ等の問題が発生し、光ディス
クの再生品質が損なわれることになるため、この距離は
ある程度以上に短くすることができない。このため、光
ディスクＤの信号記録面に対する投影面積すなわちスポ
ットの大きさが大きくなってしまうという問題があっ
た。これに対して、光源から光ディスクまでの光路長を
長くとるために、平行平面内にて多重反射させるように
した光学素子もあるが、この多重反射によって、光源か
らの光ビームの光量が大幅に低下することになり、実用
的ではないという問題があった。

【０００７】本発明は、以上の点に鑑み、みかけの光路
長を短く、且つ実際の光路長を長くすることにより、光
ディスクに対する光ビームの投影面積を小さくするよう
にした、光学ピックアップ及び光ディスク装置を提供す
ることを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的は、本発明によ
れば、光ビームを出射する光源と、上記光源から出射さ
れた光ビームを光ディスクの信号記録面上に集束させる
光集束手段と、光ディスクの信号記録面からの戻り光ビ
ームが上記光集束手段を介して入射する光検出器とを含
んでいる光学ピックアップであって、上記光源から光集
束手段までの光路中に配設された光学素子を備えてお
り、この光学素子が、二組の平行平面を有し、光ディス
クにほぼ平行に配設された一方の組の一側の平面から入
射した光ビームが、光ディスクに対して斜めに配設され
た他方の組の平行平面で少なくとも二回内面反射した
後、一方の組の他側の平面から出射するように構成され
ている、光学ピックアップにより、達成される。

【０００９】上記構成によれば、光ディスクを再生する
場合、光源から出射した光ビームは、光学素子及び光集
束手段を介して光ディスクの信号記録面に合焦し、この
光ディスクからの戻り光ビームは、再び光集束手段を介
して、光検出器に入射する。これにより、この光検出器
からの検出信号に基づいて、光ディスクの再生信号とト
ラッキングエラー信号及びフォーカスエラー信号が検出
されることになる。

【００１０】この場合、光源からの光ビームは、上記光
学素子を介して、少なくとも二回内面反射することによ
り、光集束手段に入射することになるので、みかけの光
路長、即ち光源から光ディスクまでの距離は比較的短く
なると共に、実際の光路長、即ち光学素子内で少なくと
も二回内面反射される光路の実際の距離は比較的長くな
る。従って、光学ピックアップ全体が小型に構成される
と共に、光源からの光ビームの光ディスク信号記録面に
対する投影面積，即ちスポットの径が小さくされる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、この発明の好適な実施形態
を図１乃至図３を参照しながら、詳細に説明する。尚、
以下に述べる実施形態は、本発明の好適な具体例である
から、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、
本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定
する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるもの
ではない。

【００１２】図１は、本発明による光学ピックアップを
組み込んだ光ディスク装置の構成を示している。図１に
おいて、光ディスク装置１０は、光ディスク１１を回転
駆動する駆動手段としてのスピンドルモータ１２と、光
学ピックアップ１３を備えている。ここで、スピンドル
モータ１２は、光ディスクドライブコントローラ１４に
より駆動制御され、所定の回転数で回転される。光ディ
スク１１は、複数の種類の光ディスクを選択して、それ
ぞれ再生できるようになっている。

【００１３】また、光学ピックアップ１３は、この回転
する光ディスク１１の信号記録面に対して、光を照射し
て、信号の記録を行ない、またはこの信号記録面からの
戻り光を検出するために、信号復調器１５に対して戻り
光に基づく再生信号を出力する。

【００１４】これにより、信号復調器１５にて復調され
た記録信号は、誤り訂正回路１６を介して誤り訂正さ
れ、インターフェイス１７を介して、外部コンピュータ
等に送出される。これにより、外部コンピュータ等は、
光ディスク１１に記録された信号を再生信号として受け
取ることができるようになっている。

【００１５】上記光学ピックアップ１３には、例えば光
ディスク１１上の所定の記録トラックまで、トラックジ
ャンプ等により移動させるためのヘッドアクセス制御部
１８が接続されている。さらに、この移動された所定位
置において、光学ピックアップ１３の対物レンズを保持
する二軸アクチュエータに対して、当該対物レンズをフ
ォーカシング方向及びトラッキング方向に移動させるた
めのサーボ回路１９が接続されている。

【００１６】図２は、本発明による光学ピックアップの
第一の実施形態を示している。図２において、光学ピッ
クアップ１３は、光集束手段としての対物レンズ２１
と、受発光素子２２と、さらに対物レンズ２１と受発光
素子２２の間に配設された光学素子２３と、から構成さ
れている。

【００１７】上記対物レンズ２１は、凸レンズであっ
て、受発光素子２２からの光ビームを、回転駆動される
光ディスクＤの信号記録面の所望のトラック上に結像さ
せるようになっている。さらに、対物レンズ２１は、図
示しない二軸アクチュエータによって、二軸方向即ちフ
ォーカス方向及びトラッキング方向に移動可能に支持さ
れている。

【００１８】また、受発光素子２２は、光源としてのレ
ーザダイオードチップと光検出器を一体の光学ブロック
として、半導体パッケージに封入したものであり、例え
ば図３に示すように構成されている。図３において、受
発光素子２２は、第一の半導体基板２２ａ上に第二の半
導体基板２２ｂが載置され、第二の半導体基板２２ｂ上
にレーザダイオードチップ２２ｃが搭載されている。

【００１９】レーザダイオードチップ２２ｃの前方の第
一の半導体基板２２ａ上には、レーザダイオードチップ
２２ｃ側に傾斜面（光路分岐面）を有した台形形状のプ
リズム２２ｄが配設されており、この光路分岐面２２ｅ
には、ビームスプリッタとしての半透過膜（図示せず）
が形成されている。また、プリズム２２ｄは、その上面
に、全反射膜（図示せず）が形成されており、その下面
に、半透過膜（図示せず）が形成されている。プリズム
２２ｄは、レーザダイオードチップ２２ｃから出射した
光ビームを、その光路分岐面により上方に反射して、光
ビームを外部に出射する。この受発光素子２２から出射
された光ビームは、図２に示すように、対物レンズ２に
入射し、対物レンズ２により光ディスクＤの信号記録面
に収束合焦される。

【００２０】光ディスクＤにより反射された戻り光ビー
ムは、対物レンズ２を介して受発光素子２２のプリズム
２２ｄ内に入射し、プリズム２２ｄの底面及び上面で順
次に反射されることにより、このプリズム２２ｄの底面
の二ヶ所で、プリズム２２ｄの下方に出射するようにな
っている。そして、第一の半導体基板２２ａの上面に
は、プリズム２２ｄの底面の二ヶ所から出射した光を受
光する位置に、光検出器２２ｆ，２２ｇが形成されてい
る。光検出器２２ｆ，２２ｇは、図３に示すように、そ
の中央付近において縦方向に平行に延びる二本の分割ラ
インによって、それぞれ受光部ａ，ｂ，ｃ及び受光部
ｄ，ｅ，ｆに４分割されており、光ディスクＤで読み取
った情報信号を検出するとともに、各受光部ａ，ｂ，
ｃ，ｄ，ｅ，ｆからの検出信号Ｓａ，Ｓｂ，Ｓｃ，Ｓ
ｄ，Ｓｅ，Ｓｆに基づいて、フォーカスエラー信号ＦＥ
及びトラッキングエラー信号ＴＥが検出されるようにな
っている。

【００２１】上記光学素子２３は、図２に示すように、
少なくとも二組の平行平面を有するように、ガラス等の
硝材や合成樹脂等でなる透光性材料から形成されてい
る。図において、光学素子２３の第一の組の平行平面２
３ａ，２３ｂは、光ディスクＤに対してほぼ平行に配設
されている。また、第二の組の平行平面２３ｃ，２３ｄ
は、一辺が第一の組の上記平行平面より長く形成されて
いる。そして、この第二の組の平行平面２３ｃは上記第
１の組の平行平面２３ｂに対して、図２の角度θが、例
えば１５０度となるように構成されていて、これによ
り、第二の組の平行平面２３ｃ，２３ｄは、光ディスク
Ｄに対して斜めに配設されている。ここで、、上記第一
の組の平行平面２３ａ，２３ｂと第二の平行平面２３
ｃ，２３ｄのなす角は、例えば平面２３ａから入射した
光ビームが、内面反射されずに反対側の平面２３ｂから
出射できるように、なるべく小さく選定されることが望
ましい。

【００２２】これにより、受発光素子２２のレーザダイ
オードチップ２２ｃから出射した光ビームは、光学素子
２３の第一の組の平行平面２３ａから垂直に光学素子２
３内に入射した後、第二の組の平行平面２３ｃに対して
内側から斜めに入射して反射される。その後、光ビーム
は、第二の組の反対側の平行平面２３ｄで再び内面反射
され、さらにもう一回平行平面２３ｃ，２３ｄで内面反
射された後、第一の組の他方の平行平面２３ｂから垂直
に出射して、対物レンズ２１を介して、光ディスクＤの
信号記録面に達するようになっている。また、光ディス
クＤからの戻り光も、同様にして、光学素子２３内で平
行平面２３ｃ，２３ｄでそれぞれ二回内面反射された
後、受発光素子２２の受光部２２ｆ，２２ｇに入射する
ようになっている。

【００２３】本実施形態による光学ピックアップ１３
は、以上のように構成されており、光ディスクＤの再生
を行なう場合には、受発光素子２２のレーザダイオード
チップ２２ｃからの光ビームは、光路分岐面２２ｅで反
射されて、光学素子２３及び対物レンズ２１を介して、
光ディスクＤの信号記録面に合焦される。光ディスクＤ
からの戻り光は、再び対物レンズ２１及び光学素子２３
を介して、受発光素子２２に進入し、その光検出器２２
ｆ，２２ｇに入射する。これにより、光検出器２２ｆ，
２２ｇからの検出信号に基づいて、光ディスクＤに関す
る再生信号，フォーカスエラー信号及びトラッキングエ
ラー信号が検出され、光ディスクＤの記録信号が正しく
再生されることになる。

【００２４】この場合、光源である受発光素子２２と対
物レンズ２１との間の光路中に、二組の平行平面から成
る光学素子２３が配設されていることにより、みかけの
光路長は、光学素子２３の第一の平行平面２３ａ，２３
ｂの距離により、比較的短くなると共に、実際の光路長
は、光学素子２３内で第二の平行平面２３ｃ，２３ｄの
間で内面反射の繰返しによって、比較的長くなる。従っ
て、光学ピックアップ１３そして光ディスク装置１０が
全体として小型に構成されることになると共に、光学素
子２３内での内面反射の繰返しによって光路長が長くな
ることから、光ディスクＤの信号記録面に対する光ビー
ムの投影面積、即ちスポット径が小さくなる。これによ
り、より高密度の記録トラックの正確な再生が可能にな
る。その際、光源である受発光素子２２のレーザダイオ
ードチップ２２ｃから光ディスクＤまでの距離が十分に
とれることから、レーザノイズの問題が発生することも
なく、光ディスクＤの高い再生品質が得られることにな
る。

【００２５】上記実施形態においては、光学素子２３
は、その第二の平行平面２３ｃ，２３ｄの間で四回内面
反射するように構成されているが、これに限らず、各平
面２３ｃ，２３ｄで一回づつ内面反射するようにしても
よく、また各平面２３ｃ，２３ｄでそれぞれ三回以上内
面反射するようにしてもよいことは明らかである。ま
た、上記実施形態においては、光源と光検出器がプリズ
ム２２ｄにより光軸が一致するように一体に構成された
受発光素子２２を使用した光学ピックアップの場合につ
いて説明したが、これに限らず、例えばホログラムによ
り光軸が一致するように一体に構成された受発光素子の
場合でも、また光源と光検出器が別体に構成され、光分
離手段によって分岐された戻り光の光路中に光検出器が
配設されている光学ピックアップに対しても本発明を適
用できることは明らかである。

【００２６】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、み
かけの光路長を短く、且つ実際の光路長を長くすること
により、光ディスクに対する光ビームの投影面積を小さ
くするようにした、光学ピックアップ及び光ディスク装
置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による光学ピックアップを組み込んだ光
ディスク装置の構成を示すブロック図である。

【図２】図１の光ディスク装置における光学ピックアッ
プの一実施形態の構成を示す概略側面図である。

【図３】図２の光学ピックアップにおける受発光素子の
構成を示す概略斜視図である。

【図４】従来の光学ピックアップの一例の構成を示す概
略側面図である。

【図５】図４の光学ピックアップにおける受発光素子の
構成を示す概略斜視図である。

【符号の説明】

１０・・・光ディスク装置、１１・・・光ディスク、１
２・・・スピンドルモータ、１３・・・光学ピックアッ
プ、１４・・・光ディスクドライブコントロータ、１５
・・・信号復調器、１６・・・誤り訂正回路、１７・・
・インターフェイス、１８・・・ヘッドアクセス制御
部、１９・・・サーボ回路、２１・・・対物レンズ、２
２・・・受発光素子、２３・・・光学素子、２３ａ，２
３ｂ・・・第一の平行平面、２３ｃ，２３ｄ・・・第二
の平行平面。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光ビームを出射する光源と、 上記光源から出射された光ビームを光ディスクの信号記
   録面上に集束させる光集束手段と、 光ディスクの信号記録面からの戻り光ビームが上記光集
   束手段を介して入射する光検出器とを含んでいる光学ピ
   ックアップであって、 上記光源から光集束手段までの光路中に配設された光学
   素子を備えており、 この光学素子が、二組の平行平面を有し、光ディスクに
   ほぼ平行に配設された一方の組の一側の平面から入射し
   た光ビームが、光ディスクに対して斜めに配設された他
   方の組の平行平面で少なくとも二回内面反射した後、一
   方の組の他側の平面から出射するように構成されている
   ことを特徴とする光学ピックアップ。
2. 【請求項２】 上記光源及び光検出器が、受発光素子と
   して一体に構成されていることを特徴とする請求項１に
   記載の光学ピックアップ。
3. 【請求項３】 光ディスクを回転駆動する駆動手段と、 上記光ディスクに対して光集束手段を介して光を照射
   し、光ディスクからの信号記録面からの戻り光を検出す
   る光学ピックアップと、 上記光集束手段を二軸方向に移動可能に支持する二軸ア
   クチュエータと、 光学ピックアップからの検出信号に基づいて、再生信号
   を生成する信号処理回路と、 光学ピックアップからの検出信号に基づいて、光集束手
   段を二軸方向に移動させるサーボ回路と、を含んでお
   り、 上記光学ピックアップが、 光ビームを出射する光源と、 上記光源から出射された光ビームを光ディスクの信号記
   録面上に集束させる光集束手段と、 光ディスクの信号記録面からの戻り光ビームが上記光集
   束手段を介して入射する光検出器と を含んでいる光学ピックアップであって、 上記光源から光集束手段までの光路中に配設された光学
   素子を備えており、 この光学素子が、二組の平行平面を有し、光ディスクに
   ほぼ平行に配設された一方の組の一側の平面から入射し
   た光ビームが、光ディスクに対して斜めに配設された他
   方の組の平行平面で少なくとも二回内面反射した後、一
   方の組の他側の平面から出射するように構成されている
   ことを特徴とする光ディスク装置。