JP3804231B2

JP3804231B2 - 光学ピックアップ

Info

Publication number: JP3804231B2
Application number: JP31720297A
Authority: JP
Inventors: 嘉人遊馬
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1997-11-18
Filing date: 1997-11-18
Publication date: 2006-08-02
Anticipated expiration: 2017-11-18
Also published as: JPH11149652A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、互いに波長の異なる２種類のレーザーを使い分けて光学的記録媒体の再生を行う光学ピックアップに関し、特に、小型化及び低コスト化を図ったものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えばＤＶＤ（ディジタルビデオディスク）プレーヤーにおいて、ＤＶＤとＣＤ（コンパクトディスク）とのいずれをも再生可能にするために搭載される光学ピックアップとして、ＤＶＤ用の短波長レーザー（波長約６５０ｎｍ）とＣＤ用のレーザー（波長約７８０ｎｍ）との２種類の波長のレーザーを使い分けて再生を行うもの（以下「２波長対応光学ピックアップ」と呼ぶ）が存在している。
【０００３】
従来、こうした２波長対応光学ピックアップにおいてＤＶＤ，ＣＤのそれぞれを再生するための部品（レーザーダイオードと、対物レンズや回折格子やビームスプリッター等の光学系と、フォトディテクタ）を構成する方式として、次のようなものが存在していた。
【０００４】
（ａ）２種類の波長のレーザーのうちの一方のレーザーを出射するレーザーダイオードとその戻り光を検出するフォトディテクタと（必要な光学系を含む）を集積化し、残りの一方のレーザーを出射するレーザーダイオードとその戻り光を検出するフォトディテクタとは集積化せずに個別の部品として設置する（ディスクリートとする）。
【０００５】
（ｂ）２種類の波長のレーザーのうちの一方のレーザーを出射するレーザーダイオードとその戻り光を検出するフォトディテクタと、残りの一方のレーザーを出射するレーザーダイオードとその戻り光を検出するフォトディテクタとを、それぞれ別体として集積化する。
【０００６】
上記（ａ）の方式を採用した２波長対応光学ピックアップの構成の一例を示すと、図４の通りである。集積型ユニット１１は、ＣＤ用の波長約７８０ｎｍのレーザーＬ１を出射するレーザーダイオードＬＤ（図示せず）とその戻り光を入射させるフォトディテクタＰＤ（図示せず）とマイクロプリズム（図示せず）とを集積化したものである。このユニット１１内のレーザーダイオードＬＤから出射されたレーザーＬ１は、ビームスプリッタ１２に入射してその反射面で反射され、コリメーターレンズ１３で平行にされ、４５度ミラー１４で反射されて図示しない再生対象のＣＤ（図示せず）の記録面に向けられた後、対物レンズ１５で収束されてこの記録面に照射される。
【０００７】
このＣＤの記録面からの戻り光は、再び対物レンズ１５，４５度ミラー１４，コリメーターレンズ１３を経てビームスプリッタ１２で反射されてユニット１１に戻り、ユニット１１内のフォトディテクタＰＤに入射される。ＤＶＤプレーヤーの信号処理系（図示せず）では、このフォトディテクタＰＤへの入射光に基づき、ＣＤの再生時におけるトラッキングエラー信号及びフォーカスエラー信号の検出と再生信号の検出とを行う。
【０００８】
他方、レーザーダイオード１６はＤＶＤ用の波長約６５０ｎｍのレーザーＬ２を出射するものである。このレーザーＬ２は、ビームスプリッタ１７，１２を共に透過し、コリメーターレンズ１３，４５度ミラー１４，対物レンズ１５を経て、再生対象のＤＶＤ（図示せず）の記録面に照射される。
【０００９】
このＤＶＤの記録面からの戻り光は、再び対物レンズ１５，４５度ミラー１４，コリメーターレンズ１３を経てビームスプリッタ１２を透過した後、ビームスプリッタ１７で反射され、フォーカスエラー信号の検出精度を向上させるために凹形のシリンドリカルレンズ１８でビーム径を拡大された後、フォトディテクタ１９に入射される。信号処理系では、このフォトディテクタ１９への入射光に基づき、ＤＶＤの再生時におけるトラッキングエラー信号及びフォーカスエラー信号の検出と再生信号の検出とを行う。
【００１０】
また、上記（ｂ）の方式を採用した２波長対応光学ピックアップの構成の一例を示すと、図５の通りである（図４と同一の部分には同一符号を付して重複説明を省略する）。この光学ピックアップでは、ＤＶＤ用の波長約６５０ｎｍのレーザーＬ２を出射するレーザーダイオードＬＤ２（図示せず）とその戻り光を入射させるフォトディテクタＰＤ２（図示せず）とマイクロプリズム（図示せず）とが、集積型ユニット２０として集積化されている。
【００１１】
このユニット２０内のレーザーダイオードＬＤ２から出射されたレーザーＬ２は、ビームスプリッタ１２を透過し、コリメーターレンズ１３，４５度ミラー１４，対物レンズ１５を経て、再生対象のＤＶＤ（図示せず）の記録面に照射される。
【００１２】
このＤＶＤの記録面からの戻り光は、再び対物レンズ１５，４５度ミラー１４，コリメーターレンズ１３を経てビームスプリッタ１２を透過してユニット２０に戻り、ユニット２０内のフォトディテクタＰＤ２に入射される。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記（ａ）のＣＤ，ＤＶＤの再生用の部品のうちの一方のみを集積化する方式では、図４にも表れているように、部品点数が多いので大型化してしまうという不都合があった。
【００１４】
これに対し、上記（ｂ）のＣＤ，ＤＶＤの再生用の部品の両方を集積化する方式では、図５にも表れているように、上記（ａ）の方式と比較して部品点数が削減されるので、或る程度の小型化が実現される。しかし、この方式には、ＣＤ再生用とＤＶＤ再生用との２つの集積型ユニットを設けるので、高コスト化してしまうという不都合があった。また、この方式でも、図５に示したようにレーザーＬ１とＬ２との光路を一致させる役割とこれらの戻り光の光路を異ならしめる役割とを果たすビームスプリッタ１２が必要なので、小型化にも限界があった。
【００１５】
本発明は上述の点に鑑みてなされたもので、一層の小型化と低コスト化とを実現した２波長対応光学ピックアップを提供しようとするものである。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る光学ピックアップは、互いに波長の異なる第１のレーザーと第２のレーザーとを使い分けて光学的記録媒体を再生する光学ピックアップ（即ち２波長対応光学ピックアップ）において、第１のレーザーを出射する第１のレーザー光源と、第２のレーザーを出射する第２のレーザー光源と、第１のレーザー光源から出射されたレーザー及び第２のレーザー光源から出射されたレーザーを平行光とするコリメータレンズと、このコリメータレンズによって平行光とされたレーザーを光学的記録媒体に集光する対物レンズと、光学的記録媒体からの戻り光を分岐させる光分岐手段と、この光分岐手段で分岐された戻り光を検出する光検出手段と有し、この第１のレーザー光源と第２のレーザー光源とは、約２００〜５００μｍの範囲内の距離だけ離隔して配置されて同一方向よりレーザーを出射し、この第１のレーザー光源と第２のレーザー光源と光分岐手段と光検出手段とを一体として集積化し、この対物レンズとコリメータレンズとの間に、垂直に入射するレーザーを透過させ、斜め方向に入射するレーザーを光軸の向きがこの垂直に入射するレーザーと一致するように傾ける機能を有する光路合成素子を配置したことを特徴とする。
【００１７】
この２波長対応光学ピックアップによれば、第１のレーザーを出射するレーザー光源と第２のレーザーを出射するレーザー光源とが一体として集積化されるので、これらのレーザー光源が同じ１個の筺体に収納される。これにより、上記（ａ）及び（ｂ）の方式のようにこれらのレーザー光源を別体として設ける（即ちこれらのレーザー光源を別々の筺体に収納する）場合と比較して、筺体の個数が削減されるので小型化と低コスト化とが実現される。
【００１８】
尚、一例として、この２波長対応光学ピックアップにおいて、第１のレーザーの光学的記録媒体からの戻り光と、第２のレーザーの光学的記録媒体からの戻り光とを、いずれも、同じ集積型ユニット内の光分岐手段で分岐させて、このユニット内の光検出手段で検出するようにすることが好適である。
【００１９】
そうすることにより、同じユニット内の１つの光検出手段が、第１のレーザーによる光学的記録媒体の再生時と第２のレーザーによる光学的記録媒体の再生時とで共用される。従って、上記（ａ）及び（ｂ）の方式のように２つの光検出手段を設ける場合と比較して、一層の小型化と低コスト化とが実現される。
【００２０】
また、そうすることにより、第１のレーザーの戻り光と第２のレーザーの戻り光とが同じユニット内に入射する（即ち光検出手段に入射する手前でのこれらの戻り光の光路もほぼ一致する）ので、第１のレーザー及び第２のレーザーの光路とこれらの戻り光の光路とが全長に亘ってほぼ一致するようになる。従って、上記（ａ）及び（ｂ）の方式のようなこれらのレーザーの光路を一致させる役割とその戻り光の光路を異ならしめる役割とを果たすビームスプリッタ（図４におけるビームスプリッタ１２，１７や図５におけるビームスプリッタ１２）が不要になるので、この点からも一層の小型化と低コスト化とが実現される。
【００２１】
しかも、このように第１，第２のレーザーや戻り光がビームスプリッタを経る必要がないことから、上記（ａ）及び（ｂ）の方式のようにビームスプリッタを経る場合と比較してレーザーの光路が短くなる（投影面積が縮小される）。
【００２２】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明に係る２波長対応光学ピックアップの集積型ユニットの構成の一例を示す。
【００２３】
この集積型ユニット１は、フォトダイオードＩＣ２の上に、ＤＶＤ用の波長約６５０ｎｍのレーザーＬ１を出射するレーザーダイオード３と、ＣＤ用の波長約７８０ｎｍのレーザーＬ２を出射するレーザーダイオード４と、複数のセンサ素子５ａ〜５ｄを有するフォトディテクタ５と、反射ミラーとして機能するマイクロプリズム６とを集積化して設けると共に、マイクロプリズム６の上側に、再生対象のディスクからの戻り光の０次光，＋次光、−１次光を分岐させてセンサ素子５ａ〜５ｄに入射させるためのホログラムプレート７を設け、これらを１個の筺体（例えば図２にＣＰとして示すようなキャンパッケージか、あるいはプラスチックパッケージ）に収納したものである。
【００２４】
レーザーダイオード３とレーザーダイオード４とは、ＬＯＰ８上で互いの裏面同士を合わせるようにして接触して配置されており、これらのレーザーダイオードの発光点間の距離は約１０μｍになっている。
【００２５】
図２はこうした集積型ユニット１を用いた２波長対応光学ピックアップの全体構成の一例を示すものであり、図４と同一部分には同一の符号を付して重複説明を省略する。
【００２６】
図１に示したような各部品をキャンパッケージＣＰに収納した集積型ユニット１内のレーザーダイオード３から出射されたレーザーＬ１は、コリメーターレンズ１３，４５度ミラー１４，対物レンズ１５を経て、再生対象のＣＤ（図示せず）の記録面に照射される。
【００２７】
このＣＤの記録面からの戻り光は、再び対物レンズ１５，４５度ミラー１４，コリメーターレンズ１３を経てユニット１に戻り、ホログラムプレート７（図１）で分岐され、マイクロプリズム６（図１）で反射されて、フォトディテクタ５のセンサ素子５ａ〜５ｄ（図１）に入射する。この２波長対応ピックアップを搭載した光学ＤＶＤプレーヤーの信号処理系（図示せず）では、このセンサ素子５ａ〜５ｄへの入射光に基づき、ＣＤの再生時におけるトラッキングエラー信号及びフォーカスエラー信号の検出と再生信号の検出とを行う。
【００２８】
他方、集積型ユニット１内のレーザーダイオード４から出射されたレーザーＬ２も、レーザーダイオード３から出射されたレーザーＬ１と同じく、コリメーターレンズ１３，４５度ミラー１４，対物レンズ１５を経て、再生対象のＤＶＤ（図示せず）の記録面に照射される。
【００２９】
このＤＶＤの記録面からの戻り光も、レーザーＬ１の戻り光と同じく、対物レンズ１５，４５度ミラー１４，コリメーターレンズ１３を経てユニット１に戻り、ホログラムプレート７で分岐され、マイクロプリズム６で反射されて、フォトディテクタ５のセンサ素子５ａ〜５ｄに入射する。前述の信号処理系では、このセンサ素子５ａ〜５ｄへの入射光に基づき、ＤＶＤの再生時におけるトラッキングエラー信号及びフォーカスエラー信号の検出と再生信号の検出とを行う。
【００３０】
この２波長対応光学ピックアップによれば、ＣＤ用のレーザーＬ１を出射するレーザーダイオード３とＤＶＤ用のレーザーＬ２を出射するレーザーダイオード４とがユニット１に一体として集積化されて１個のキャンパッケージＣＰに収納されているので、従来のようにこれらのレーザーダイオードを別々の筺体に収納する場合と比較して、筺体の個数の削減による小型化と低コスト化とが実現される。
【００３１】
また、同じユニット１内の１つのフォトディテクタ５が、レーザーＬ１によるＣＤの再生時とレーザーＬ２によるＤＶＤの再生時とで共用されるので、従来のように２つのフォトディテクタを設ける場合と比較して、一層の小型化と低コスト化とが実現される。
【００３２】
また、レーザーＬ１及びレーザーＬ２の光路とこれらの戻り光の光路とが全長に亘ってほぼ一致するので、従来のようなこれらのレーザーの光路を一致させる役割とその戻り光の光路を異ならしめる役割とを果たすビームスプリッタが設けられておらず、この点からも一層の小型化と低コスト化とが実現される。
【００３３】
しかも、このようにレーザーＬ１，Ｌ２や戻り光がビームスプリッタを経ないことにより、従来のようにビームスプリッタを経る場合と比較してレーザーの光路を短くなっている（投影面積が縮小されている）。
【００３４】
次に、図３は本発明に係る２波長対応光学ピックアップの集積型ユニットの構成の別の一例を示すものであり、図１と同一部分には同一の符号を付して重複説明を省略する。この集積型ユニット９では、レーザーダイオード３とレーザーダイオード４とは、図１のユニット１におけるように互いの裏面同士を合わせるようにして接触させることなく、ＬＯＰ８上で一定の距離（約２００〜５００μｍの範囲内の距離）だけ離隔して並置されている。
【００３５】
この集積型ユニット９を用いた２波長対応光学ピックアップの全体構成も、一例として図２に示したのと同様であってよい。但し、この集積型ユニット９では、レーザーダイオード３の発光点とレーザーダイオード４の発光点との距離が図１のユニット１におけるよりもかなり大きくなるので、出射したレーザーＬ１とＬ２との光軸の向きのずれがその分大きくなる。その結果、例えばコリメーターレンズ１３，４５度ミラー１４，対物レンズ１５を経たレーザーＬ１のほうが再生対象のＣＤの記録面に垂直に照射される場合、これらを経たレーザーＬ２のほうは再生精度上無視できないくらいに垂直とは隔たった角度で再生対象のＤＶＤの記録面に照射されてしまう事態が起こり得る。（これに対し、図１の集積型ユニット１では、こうしたレーザーＬ１とＬ２との光軸の向きのずれは、再生精度上誤差の範囲内として無視できるくらいに小さいといえる。）
【００３６】
そこで、集積型ユニット９を用いる場合には、例えば、図２のコリメーターレンズ１３と４５度ミラー１４との間に、垂直に入射するレーザーはそのまま透過させる一方で斜め向きに入射するレーザーのうちの＋及び−１次光の大半を光軸の向きが前者のレーザーと一致するように傾ける機能を有するホログラム素子を設けることにより、レーザーＬ１，Ｌ２のいずれもが再生対象のディスクの記録面に垂直に照射されるようにすることが好適である。
【００３７】
尚、以上の例ではレーザーＬ１のＣＤからの戻り光とレーザーＬ２のＤＶＤからの戻り光とをいずれもユニット１に戻してホログラムプレート７，マイクロプリズム６を経てフォトディテクタ５のセンサ素子５ａ〜５ｄで検出しているが、これらの戻り光のうちのいずれか一方のみをユニット１に戻してフォトディテクタ５で検出してもよい。その場合には、残りの一方の戻り光を検出するためのフォトディテクタやこれらの戻り光の光路を異ならしめるためのビームスプリッタを設ける必要が生じるが、レーザーダイオード３とレーザーダイオード４とを１個のキャンパッケージＣＰに収納することによる小型化及び低コスト化と、出射直後のレーザーＬ１とＬ２との光路がほぼ一致することによる投影面積の縮小とは、やはり実現される。
【００３８】
また、以上の例ではＤＶＤ用の短波長レーザーとＣＤ用のレーザーとを使い分ける２波長対応光学ピックアップに本発明を適用しているが、それ以外の組み合わせの２種類の波長のレーザーを使い分ける２波長対応光学ピックアップに本発明を適用してもよい。
また、本発明は、以上の実施例に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、その他様々の構成をとりうることはもちろんである。
【００３９】
【発明の効果】
以上のように、本発明に係る２波長対応光学ピックアップによれば、第１のレーザーを出射するレーザー光源と第２のレーザーを出射するレーザー光源とが同じ１個の筺体に収納されるので、従来のようにこれらのレーザー光源を別々の筺体に収納する場合と比較して、筺体の個数の削減による小型化と低コスト化とを実現することができる。
【００４０】
尚、一例として、第１のレーザーの光学的記録媒体からの戻り光と、第２のレーザーの光学的記録媒体からの戻り光とを、いずれも同じ集積型ユニット内の光分岐手段で分岐させてこのユニット内の光検出手段で検出するようにした場合には、次のような点からも一層の小型化と低コスト化とを実現できる。
【００４１】
（１）同じユニット内の１つの光検出手段が第１のレーザーによる光学的記録媒体の再生時と第２のレーザーによる光学的記録媒体の再生時とで共用されるので、従来のように２つの光検出手段を設ける必要がなくなる。
【００４２】
（２）第１のレーザーと第２のレーザーとの光路が全長に亘ってほぼ一致するようになるので、従来のようにこれらのレーザーの光路を一致させる役割とその戻り光の光路を異ならしめる役割とを果たすビームスプリッタが不要になる。
【００４３】
しかも、このようにした場合には、第１，第２のレーザーや戻り光がビームスプリッタを経る必要がないことから、従来のようにビームスプリッタを経る場合と比較してレーザーの光路を短くすることができる（投影面積を縮小することができる）。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る光学ピックアップの集積型ユニットの構成の一例を示す斜視図である。
【図２】図１の集積型ユニットを用いた光学ピックアップの全体構成の一例を示す図である。
【図３】本発明に係る光学ピックアップの集積型ユニットの構成の別の一例を示す斜視図である。
【図４】従来の光学ピックアップの全体構成の一例を示す図である。
【図５】従来の光学ピックアップの全体構成の別の一例を示す図である。
【符号の説明】
１，９，１１，２０集積型ユニット、２フォトダイオードＩＣ、３，４，１６レーザーダイオード、５，１９フォトディテクタ、５ａ〜５ｄセンサ素子、６マイクロプリズム、７ホログラムプレート、８ＬＯＰ、１２，１７ビームスプリッタ、１３コリメーターレンズ、１４４５度ミラー、１５対物レンズ、１８シリンドリカルレンズ

Claims

互いに波長の異なる第１のレーザーと第２のレーザーとを使い分けて光学的記録媒体を再生する光学ピックアップにおいて、
前記第１のレーザーを出射する第１のレーザー光源と、
前記第２のレーザーを出射する第２のレーザー光源と、
前記第１のレーザー光源から出射されたレーザー及び前記第２のレーザー光源から出射されたレーザーを平行光とするコリメータレンズと、
前記コリメータレンズによって平行光とされたレーザーを前記光学的記録媒体に集光する対物レンズと、
前記光学的記録媒体からの戻り光を分岐させる光分岐手段と、
前記光分岐手段で分岐された戻り光を検出する光検出手段と
を有し、
前記第１のレーザー光源と前記第２のレーザー光源とは、約２００〜５００μｍの範囲内の距離だけ離隔して配置されて同一方向よりレーザーを出射し、
前記第１のレーザー光源と前記第２のレーザー光源と前記光分岐手段と前記光検出手段とを一体として集積化し、
前記対物レンズと前記コリメータレンズとの間に、垂直に入射するレーザーを透過させ、斜め方向に入射するレーザーを光軸の向きが前記垂直に入射するレーザーと一致するように傾ける機能を有する光路合成素子を配置した
ことを特徴とする光学ピックアップ。