JP2010225199A - 光ピックアップ - Google Patents

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Abstract

【課題】CD・DVDばかりでなく、BDに対して情報の記録・再生を可能にしても、光ピックアップが小型化されることを妨げられない光学機構を提供する。
【解決手段】
CD・DVD用の第1の対物レンズと、BD用の第2の対物レンズと、光検出器と、CD・DVD用の光源と、BD用の光源と、CD・DVDからの第1の反射光を第1の対物レンズを介して光検出器に誘導する第1の光学機構と、BDからの第2の反射光を前記第2の対物レンズを介して誘導し、第2の反射光の向きを前記第1の光学機構の側に変更する第2の光学機構と、を備える。第2の反射光が、第1の光学機構によって誘導される第1の反射光の光路に合流した後、第2の反射光が第1の光学機構によって光検出器に供給される。
【選択図】図3

Description

本発明は、BD(Blu−ray Disc)、DVD、CD等の光学的情報記録媒体(以下、これらを総称する際は、「光ディスク」という。)に情報の記録を行い、また、光ディスクに記録された情報の再生を行う光ピックアップに関するものである。
従来から、光ディスクに対して情報の記録を行い、また、光ディスクに記録された情報の再生を可能にした光ディスク装置が知られている。この種の光ディスク装置は、光ディスクを回転させるスピンドルモータと、光ディスクに対して情報の記録または再生を行う光ピックアップと、光ピックアップを光ディスクの内周と外周の間で主軸及び副軸に沿って移動させるフィード機構と、を備えている(例えば、特開2006−294134号公報)。
ところで、パーソナルコンピュータ、特にノートブック型コンピュータ等の小型化、薄型化、軽量化を求める要請に合わせて、光ディスク装置自身も小型化される必要がある。
そして、光ディスク装置の小型化に合わせて、光ピックアップにも改良が求められる。例えば、特開2006−120306号公報、特開2005−327388号公報には、一つの光ピックアップがBD、DVD及びCDの3種類の光ディスクに対して、情報の記録と情報の再生を可能にすることが記載されている。
特開2006−294134号公報 特開2006−120306号公報 特開2005−327388号公報
CD・DVDに対する記録・再生系での復路倍率は6倍前後であるに対し、BDに対する記録・再生系での復路倍率は20〜30倍である。CD・DVD用の光ピックアップを小型化するために、光ピックアップの主軸と副軸間の距離を極力低減できたとしても、BDに対する記録・再生系では、復路長をある程度維持する必要があるため、光ピックアップの主軸と副軸間の距離をCD・DVD用の光ピックアップのようにはできない。
したがって、CD・DVDばかりでなく、BDに対して情報の記録・再生を可能にすると、光ピックアップの小型化には限界があった。そこで、本発明は、CD・DVDばかりでなく、BDに対して情報の記録・再生を可能にしても、光ピックアップが小型化されることを妨げられない光学機構を提供することを目的とするものである。
前記課題を解決するために、本発明は、CD・DVD用の第1の対物レンズと、BD用の第2の対物レンズと、光検出器と、CD・DVD用の光源と、BD用の光源と、CD・DVDからの第1の反射光を前記第1の対物レンズを介して前記光検出器に誘導する第1の光学機構と、BDからの第2の反射光を前記第2の対物レンズを介して誘導し、前記第2の反射光の向きを前記第1の光学機構の側に変更する第2の光学機構と、を備え、前記第2の反射光が前記第1の光学機構によって誘導される前記第1の反射光の光路に合流した後、前記第2の反射光が前記第1の光学機構によって前記光検出器に供給される光ピックアップであることを特徴とするものである。
本発明によれば、CD・DVDばかりでなく、BDに対して情報の記録・再生を可能にしても、光ピックアップが小型化されることを妨げられないようにすることができる。
光ピックアップを備える光ディスク装置の斜視図である。 光ピックアップを拡大して示す斜視図である。 光ピックアップの内部構造の概要を示す平面図である。 CD・DVDに対する光学機構の概要を示す側面図である。 BDに対する光学機構の概要を示す側面図である。 光検出器の受光面パターンを示す平面図である。 図3−5で説明したCD・DVD用の光学機構、及び、BD用の光学機構の概要構成を示す光ピックアップの平面図である。 その第1の変形例に係る光ピックアップの平面図である。 その第2の変形例に係る光ピックアップの平面図である。 その第3の変形例に係る光ピックアップの平面図である。 その第4の変形例に係る光ピックアップの平面図である。
次に、本発明に係る光ピックアップの実施形態について説明する。なお、以下に記載される実施形態は、本発明を説明するための例示であり、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではない。以下の実施形態を、本発明の要旨に従って、様々な形態に変更することができる。
図1は、光ピックアップを備える光ディスク装置の斜視図である。光ディスク装置500は、筐体502と、筐体502に挿抜可能に配設されたトレイ503とを有している。筐体502は、ボトムケース521と、ボトムケース521に配設されるトップケース522から構成された箱形を有し、筐体502の開口から筐体502内にトレイ503が挿入され、且つ筐体502内からトレイ503が引出される構成となっている。
ボトムケース521には、光ディスク装置500を駆動するための信号処理系および制御系を有する電気回路が搭載された回路基板523が配設されている。この回路基板523には、FPC540が接続されている。FPCには、図示しない中継基板を介して、光ピックアップに信号を供給するためのFPC105が接続されている。
光ピックアップを拡大した図2から分かるように、トレイ503(図1)には、光ピックアップ装置100と、光ピックアップ100の移動をガイドする2本のガイドレール106A及び106B(106A:副軸、106B:主軸)が存在する。さらに、トレイ503には、光ディスクを回転駆動するスピンドルモータ550が取付けられるシャーシ533(図1)が配設されている。
このシャーシ533は、平面視で略四角形を有しており、図1でいう上面に、光ディスクを装着すると共に、開口536が設けられており、この開口536から光ピックアップ100の一部が露出している。
2本のガイドレール106A及び106Bは、トレイ503の挿抜方向の角部537に向けて平行に配設されており、光ピックアップ100は、これらのガイドレール106A及び106Bに沿って光ディスクの径方向に沿って進退移動可能である。スピンドルモータ550は、シャーシ533のほぼ中心に存在する。符号535は、筐体502の開口を塞ぐベセルである。
光ピックアップ100は、BD光学機構と、DVD及びCD光学機構と、光学機構を駆動する駆動機構と、これらの機構の制御及び信号の授受を行う回路基板を収納する筐体101を備えている。
筐体101の移動方向と平行な各々の側面には、ガイドレール106A及び106Bに移動可能に係合する係合部102A及び102Bが各々形成されている。また、筐体101は、光ディスクの中心から外周方向に向けて移動する際の移動方向先端に位置する側面104(すなわち、トレイ503に配設されたシャーシ533に光ピックアップ100が取付けられた際に、トレイ503の角部537と対向する側面)が、所定の曲率半径(R)で凸状に湾曲した形状を備えている。
具体的には、側面104は、その外面が、角部537が形成されている方向に向けて凸状に湾曲し、内面が、角部537が形成されている方向に向けて、前記凸状の湾曲に相補した凹状に湾曲している。
この筐体101内には、光ピックアップの内部構造の概要を示す平面図である図3のように、光ピックアップには、BDに対する情報の記録・記録情報の再生のための光学機構、10及び、DVD及びCDに対する光学機構12が収容されている。図4は、CD・DVDに対する光学機構の概要を示す側面図、図5はBDに対する光学機構の概要を示す側面図である。
光学機構を説明するに際して、方向を明りょうにしておく必要がある。図3に示すように、X方向は、光ディスク700の接線方向であり、主軸106Bおよび副軸106Aの長さ方向と直交する方向を示し、矢印方向を+X方向とし、これと反対の方向を−X方向とする。Y方向は、光ディスクの径方向(光ピックアップの移動方向:主軸及び副軸の長さ方向)を示し、矢印方向が光ディスクの内周側に相当し、これを+Y方向とし、これと反対の方向が光ディスクの外周側に相当し、これを−Y方向とする。紙面に対して垂直で手前側に向かう方向を+Zとし、紙面に対して垂直で反対側に向かう方向を−Z方向とする。
先ず、BD用の光学機構10を、図3及び図5にしたがって説明する。BD光学機構は、青紫色レーザ光源14を有する。この青紫色レーザ光源14からは、波長λ1=405nm帯で、偏光方向が大部分±X方向である直線偏光(P偏光)の発散光ビームが出射される。
BD光学機構は、青紫色レーザ光源を基準として、主軸・副軸の長さ方向(+Y方向)に向かって、所定の間隔をおいて順に、レンズ16、1/2波長板18、回折挌子20、ビームスプリッタ22と、を備えている。
1/2波長板18は、±X方向の直線偏光(P偏光)の光ビームを±X方向と直交する±Z方向の偏光(S偏光)の光ビームに変換する。1/2波長板18の下流には、波長選択性を持たない3ビーム生成用回折挌子20があり、光ビームは、0次光及び±1次回折光の3本の光ビームに回折分離される。
回折挌子20を出たS偏光の光ビームは、ビームスプリッタ22によって、+X方向に大部分反射され、凹レンズ24を通過する際に、光束径が1.1〜1.5倍程度に拡大されてコリメートレンズ26に至る。
コリメートレンズ26は光ビームを平行光に変換する。次いで、光ビームは、1/4波長板28で円偏光に変換された後、立ち上げミラー30によって、+Z方向、すなわち、BD光ディスク700の記録面700Aに向かって90度曲げられる。次いで、光ビームはBD用対物レンズ32に入射して集光された後、BDの情報記録面700Aのトラックに光スポットとして照射される。
BDの再生を行う際には、BDの情報記録面700Aのトラックで反射した光ビームは、対物レンズ32を−Z方向に通過して平行光ビームになり、次いで、立ち上げミラー30によって−X方向に反射される。
その後、1/4波長板28でP偏光に変換され、コリメートレンズ26を透過して収束光ビームとなり、凹レンズ24を通過して弱収束光に変換され、ビームスプリッタ22を全透過して、1/2波長板34を通過してS偏光に変換され光路変更光学素子(シリンドリカルレンズを含む検出レンズ素子)36に至る。光路変更光学素子は、内部反射面を有しており、この反射面は、その中心37で光ビームを+Y方向、すなわち、主軸106Bに沿った方向に曲げる。
一方、図3及び図4に示すDVD及びCD光学機構12は、モノリシック型2波長レーザ光源38を有する。符号40で示されるDVDレーザ光源部は、波長λ2=660nm帯の光ビームを出射する。また、符号42で示されるCDレーザ光源部は、波長λ3=785nm帯の光ビームを出射する。
これらレーザ光は、−Y方向に照射されると、1/2波長板44、回折格子46を経てビームスプリッタ48で+X方向に直角に曲げられ、コリメートレンズ50、1/4波長板52を通過した後立ち上げミラー54で+Z方向に反射されて、CD・DVD用の対物レンズ56に入射して集光され、CDの情報記録面700B・DVDの情報記録面700Cのトラックに光スポットとして照射される。
そして、CD・DVDの情報記録面のトラックで反射した光ビームは、対物レンズ56を−Z方向に通過して立ち上げミラー54によって90度−X方向に曲げられ、1/4波長板52、コリメートレンズ50を透過して収束光ビームとなり、ビームスプリッタ48を大部分透過して、シリンドリカルレンズ等の非点収差を発生する検出レンズ素子58を透過してDVD/CD光検出器60に向けて集光されてここに入射する。
CD・DVDの反射光が対物レンズ56を通過して光検出器60に至る反射光の光路は、−X方向に形成される。一方、光路変更光学素子36の反射面で+Y方向に曲げられた、BDの記録面からの反射光は、CD・DVDからの反射光路に存在するビームスプリッタ48で直角に−X方向に曲げられ、CD・DVDの反射光の光路に合流して光検出器60に到達する。すなわち、光検出器はCD・DVDの反射光ばかりでなくBDの反射光も検出する。
BDの記録面で反射して、対物レンズ32、光路変換光学素子36を経由して、CD・DVDからの反射光路に合流し、光検出器60に至るまでのBDの反射光の光路長は、CD・DVDの記録面で反射して、対物レンズ56、ビームスプリッタ48を経由して光検出路60に至るまでのCD・DVDの反射光の光路長M1に比較して、光路変更光学素子36からビームスプリッタ48に至るまでの分(M2)大きくなっていながら、BDからの反射光のX方向の光路長M3は、CD・DVDの反射光のX方向の光路長M1より短くなっている。したがって、光ピックアップにBDへの記録・BDからの再生のための光学機構を適用しても、BD用の光ピックアップをCD・DVD用光ピックアップのサイズ(主軸−副軸間の距離)M4に収めることができる。
CD・DVD用の光学機構及びBD用の光学機構は、共にX方向に形成されており、CD・DVD用光学機構はBD用光学機構より+Y方向にずれて形成されている。光ピックアップのケーシング101にはテーパ形状103を有し、係る領域はBD用の光学機構の配置を妨げるように作用するが、BDからの反射光は、光路変更光学素子で+Y方向に曲げられているために、このようなテーパ領域103に制限されることなく光検出器60まで到達することができる。
CD・DVD用の対物レンズ56とBD用の対物レンズ32は、Y方向に並列に置かれている。CD・DVDからの反射光の光路は、BDのそれより光ディスク700の中心側にあることから、CD・DVD用の対物レンズ56はBD用の対物レンズ32より、光ディスクの内周側に位置している。
このことは、例えば、ライトスクライブ対応可能なドライブにおいて有利な点がある。ライトスクライブでは、CD・DVD用レーザ光を使用してディスクのラベル面に情報が描画される。ライトスクライブ用の制御信号は、ディスクの最内周よりさらに内側に制御信号があるため、CD・DVDの対物レンズがディスク内周側に存在する利点がある。
CD・DVD用対物レンズ56及びBD用対物レンズ32は、図示しないフォーカス駆動コイルに通電することにより±Z方向に並進駆動(フォーカス動作)し、図示しないトラッキング駆動コイルに通電することにより±Y方向に並進駆動(トラッキング動作)し、図示しないチルト駆動コイル通電することにより図のX軸回りに回転駆動(チルト動作)する。
なお、図6は、光検出器60の受光面パターンを示した平面図である。受光面は、CD光ビームのスポット63を受光する4分割受光面60A,60B,60Cと、DVD・BD光ビームのスポット65を受光する4分割受光面61A,61B,61Cとから構成されている。光ピックアップは、光検出器の4分割受光面によって、3ビーム方式によるトラッキング誤差信号を検出することができる。
既述の実施形態では、DVD・BD光ビームの内のサブスポットが入射する4分割受光面61A,61Cの暗線幅を広くした。2層ディスクではサブスポットに対して他層からの不要光が混入してプッシュプル信号が変動するという課題があるが、暗線幅を広くすることにより変動を小さくできるという効果がある。なお、CDは単層ディスクのみなので、CD光ビームの内のサブスポットが入射する4分割受光面60A,60Cの暗線幅を広くしなかった。
本実施例では、ビームスプリッタ22,ビームスプリッタ48を、平板ミラーとした。傾斜平板ミラーに収束光が透過すると非点収差が発生する。そこで、まず、ビームスプリッタ48で発生する非点収差成分と、検出レンズ素子58で発生させる非点収差成分とを合成した場合に、CD・DVDに好適なフォーカス検出範囲4〜6μm前後となる非点収差成分となるように検出レンズ素子58を光学設計する。次に、ビームスプリッタ22で発生する非点収差成分と、光路変更光学素子(シリンドリカルレンズ)36で発生させる非点収差成分と、検出レンズ素子58で発生する非点収差成分とを合成した場合に、BDに好適なフォーカス検出範囲1〜2μm前後となる非点収差成分となるように光路変更光学素子36を光学設計する。これにより、非点収差法によるフォーカス検出を可能とした。
次に図7乃至図11に基づいて、図3〜5で説明したCD・DVD用の光学機構12、そして、BD用の光学機構10の変形例を模式的に示す。なお、図7は図3の形態を示した模式図であり、図8以降の変形例を理解する上で参照するとよい。図7以降において、符号600はBDからの反射光の光路であり、符号602はCD・DVDから反射光の光路である。図7以降は模式図であるので、変形例を説明する図は、図3に示した光学機構の各部品を必ずしも全て示すものではない。また、図3に係る光学機構の構成部品以外の部品を備えることもある。
図8は、BD用光源14からビームをミラー82で反射して、ビームスプリッタ22に+Y方向から入射させていることを示している。BDからの反射光600は、ビームスプリッタ22でCD・DVDからの反射光の光路602に向けて直角に曲げられ、CD・DVD側反射光路中のビームスプリッタ48に合流している。また、CD・DVD用光源38から光ビームを+Y方向に照射してミラー80で−X方向に反射してビームスプリッタ48に入射させている。 この実施形態では、光路変更光学素子(図7の36)を必要としない分、反射光路のY方向の寸法を低減できるものの、ミラー80,82を必要とするため、光源14,38やミラー80,82のレイアウトの点において不利な点がある。
図9は、BD用光源14とCD・DVD用光源30との位置を、図7とは反対になるように、入れ替えた点が異なる。すなわち、図9ではBD用光源14をCD・DVDからの反射光路602側に設け、CD・DVD用光源をBDからの反射光路600側に設けている。このように二つの光源の位置を置き換えてもよい。なお、符号49はビームスプリッタである。
図10はテーパ面103を利用して、光検出器60のレイアウトを決定した形態である。光検出器60がテーパ面103によって置かれている。BDからの反射光路600とCD・DVDからの反射光路602はテーパ面103に対して直交する方向に形成されている。スピンドルモータ550の外周円を避け、かつCD・DVDからの反射光路602の光路長を稼ぐために、CD・DVDからの反射光路602を、BDから反射光路600よりもV方向にオフセットさせている。これにより、テーパ面103に沿ってBD用の光源14を置くことができる。光源14から照射された光ビームはミラー82によって曲げられ、CD・DVDからの反射光路602を横断してBD用対物レンズ32に向けて誘導される。
図11は、BD用光源14を、テーパ面103を避けて、光ピックアップのケーシング101の副軸106A側にある側面107に配置した点が図9とは異なる。なお、図8乃至図11の各変形例においても、BDからの反射光がCD/DVDからの反射光の光路に合流して、CDC/DVDからの反射光の光路に置かれた検出器で検出される構成が存在するために、図3〜7に示す実施形体と同様に、BDの光学機構での復路光学系倍率を大きくすることができる。
本発明の光ピックアップは光ディスク装置の小型化に貢献する。したがって、本発明の光ピックアップを備える光ディスクは、小型ノートパソコンなど小型情報機器に好適である。本発明の光ピックアップはBDからの反射光の復路光学系倍率を大きくすることができるので、BD多層ディスクへの応用が可能である。
10 BD用光学機構
12 CD・DVD用光学機構
14 BDレーザ光源
30 BD用対物レンズ
38 CD・DVDレーザ光源
56 CD・DVD用対物レンズ
100 光ピックアップ
500 光ディスク装置
700 光ディスク

Claims (7)

  1. CD・DVD用の第1の対物レンズと、
    BD用の第2の対物レンズと、
    光検出器と、
    CD・DVD用の光源と、
    BD用の光源と、
    CD・DVDからの第1の反射光を前記第1の対物レンズを介して前記光検出器に誘導する第1の光学機構と、
    BDからの第2の反射光を前記第2の対物レンズを介して誘導し、前記第2の反射光の向きを前記第1の光学機構の側に変更する第2の光学機構と、を備え、
    前記第2の反射光が前記第1の光学機構によって誘導される前記第1の反射光の光路に合流した後、前記第2の反射光が前記第1の光学機構によって前記光検出器に供給される、光ピックアップ。
  2. 前記第1の対物レンズと前記第2の対物レンズが、前記CD、DVD、又はBDの少なくとも一つからなる光ディスクの径方向に設けられている請求項1記載の光ピックアップ。
  3. 前記第1の対物レンズが、前記光ディスクの内周側に存在する請求項2記載の光ピックアップ。
  4. 前記第1の光学機構と前記第2の光学機構は、前記第1の反射光の光路と前記第2の反射光の光路とを、前記光ディスクの接線方向に沿って並列に形成し、前記第1の反射光の光路が前記光ディスクの内周側に形成されている請求項2記載の光ピックアップ。
  5. 前記第2の反射光の復路光学倍率が、前記第1の反射光の復路光学倍率を超えるように、前記2の光学機構は前記第2の反射光の光路を形成している請求項1記載の光ピックアップ。
  6. 前記第2の光学機構は、前記第2の反射光の光路を前記第1の反射光の光路に交差させた後、前記第2の反射光を前記第1の反射光の光路に合流させる請求項1記載の光ピックアップ。
  7. 前記第1の光学機構は、非点収差を発生する平行平板ミラーである第1のビームスプリッタと、非点収差を発生する第1の検出レンズ素子と、を備え、前記第2の光学機構は、非点収差を発生する平行平板である第2のビームスプリッタと、非点収差を発生する第2の検出レンズ素子と、を備え、CD,DVD,BDともに非点収差法によりフォーカス検出する請求項1記載の光ピックアップ。
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