JP5653140B2

JP5653140B2 - 光ピックアップ装置

Info

Publication number: JP5653140B2
Application number: JP2010195809A
Authority: JP
Inventors: 高夫三好; 俊彦持田; 心平森岡
Original assignee: Enplas Corp
Current assignee: Enplas Corp
Priority date: 2010-09-01
Filing date: 2010-09-01
Publication date: 2015-01-14
Anticipated expiration: 2030-09-01
Also published as: JP2012053951A

Description

本発明は、光学的に情報信号の記録／再生を行う光ピックアップ装置に関する。

近年、映像データ、音声データ及びコンピュータデータなどの情報信号の記録媒体として光ディスクが広く用いられている。

光ディスクには、波長７８５ｎｍ程度の光ビームを用いるＣＤ（Compact Disc）や、ＣＤより高密度記録を実現した波長６６０ｎｍ程度の波長の光ビームを用いるＤＶＤ(Digital Versatile Disc)等がある。

また、上述のＣＤ、ＤＶＤ等の光ディスクに情報信号の記録を行い、あるいは、光ディスクに記録された情報信号の再生を行うために光ピックアップ装置が用いられる。

従来の光ピックアップ装置は、光源と対物レンズ間に光源側から回折素子、偏光ビームスプリッタを順次配置する。回折素子は、光源から出射されたレーザビームを透過し、主ビーム（０次光）と一対の副ビーム（＋１次光と−１次光）とから成る３つのビームに分離する（特許文献１参照）。

かかる光ピックアップ装置では、主にガラス製の回折素子が用いられてきたが、全体を軽量化し、製造コストを抑制するために樹脂製の回折素子を用いる場合も増えつつある。

ここで、最近、波長４００ｎｍ程度の青紫色半導体レーザを用いて、情報信号の記録／再生を行う高密度光ディスクシステムの研究・開発が急速に進んでいる。一例として、ＮＡ０．８５、光源波長４０５ｎｍの仕様で情報記録／再生を行う光ディスク、いわゆるＢＤ（Blu-ray Disc（登録商標））では、ＤＶＤと同じ大きさである直径１２ｃｍの光ディスクに対して、１層あたり２５ＧＢの情報の記録が可能である。

特開２０１０−６７３３３号公報

しかしながら、ＢＤ等の高密度光ディスクシステムでは情報信号を記録する際の青紫色半導体レーザのエネルギが大きいため、樹脂製の回折素子にレーザ光を透過させると、回折素子が劣化してしまう（曇ってしまう）。そして、回折素子が劣化すると、回折素子の透過率が低下し、光ディスクにおける情報信号の記録／再生の精度が低下してしまう。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、エネルギが大きいレーザ光を使用する高密度光ディスクシステムに、樹脂製の回折素子を使用し、かつ、光ディスクにおける情報信号の記録／再生の精度を保つことができる光ピックアップ装置を提供することを目的とする。

本発明の光ピックアップ装置は、所定波長のレーザ光を発光する光源と、周期的に凹凸を繰り返す格子面を有し、前記格子面において前記光源から出射されたレーザ光を反射して主ビームと一対の副ビームとから成る３つのビームに分離する回折格子と、前記主ビーム及び前記副ビームを平行光に変換するコリメートレンズと、前記コリメートレンズから出力される前記主ビーム及び前記副ビームを光ディスクに集光させる対物レンズと、前記対物レンズから出力される前記光ディスクからの戻り光を受光する光検出器と、を備える構成を採る。

本発明によれば、回折素子の格子面において光源から出射されたレーザ光を反射させることができるので、回折素子が曇ってしまっても、光ディスクに到達するレーザ光の光量は低下しない。したがって、エネルギが大きいレーザ光を使用する高密度光ディスクシステムに、樹脂製の回折素子を使用し、かつ、光ディスクにおける情報信号の記録／再生の精度を保つことができる。

本発明の実施の形態１に係る光ピックアップ装置の構成を示す図本発明の実施の形態２に係る光ピックアップ装置の構成を示す図

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。

（実施の形態１）
〔光ピックアップ装置の構成〕
図１は、本発明の実施の形態１に係る光ピックアップ装置の構成を示す図である。図１に示すように、本実施の形態の光ピックアップ装置１は、光源１１と、回折素子１２と、偏光ビームスプリッタ１３と、コリメートレンズ１４と、１／４波長板１５と、立ち上げミラー１６と、対物レンズ１７と、シリンドリカルレンズ１８と、光検出器１９と、から主に構成される。

光源１１は、例えば半導体レーザから成り、所定波長のレーザ光を出射する。光源１１から出射されるレーザ光の波長は、光ピックアップ装置１がいずれの種類の光ディスクに対して情報の記録／再生を行うかによって、適宜選択されるものである。光ピックアップ装置１が例えばＢＤに対応する場合には、光源１１は青紫色半導体レーザを出射する。

回折素子１２は、周期的に凹凸を繰り返す格子面１２ａを有し、光源１１から出射されるレーザ光を反射／回折して、主ビーム（０次光）と一対の副ビーム（＋１次光と−１次光）とから成る３つのビームに分離する。このように、光源１１から出射されたレーザ光を３つのビームに分離するのは、サーボ制御を行えるようにするためである。なお、格子面１２ａの表面には、反射用コートを施しても良い。

偏光ビームスプリッタ１３は、往路のレーザ光（回折素子１２を経たレーザ光）の光路と、復路のレーザ光（光ディスク３０で反射された戻り光）の光路とを分離する光路分離部である。具体的には、偏光ビームスプリッタ１３は、回折素子１２からのレーザ光（０次光及び±１次光）を透過させる。また、偏光ビームスプリッタ１３は、光ディスク３０で反射された戻り光を光検出器１９の方向へ反射する。なお、この偏光ビームスプリッタ１３は１／４波長板１５と協働して光アイソレータとしての機能を発揮する。

コリメートレンズ１４は、偏光ビームスプリッタ１３を経た拡散光であるレーザ光（０次光及び±１次光）を平行光になるように調整して出射する。また、コリメートレンズ１４は、光ディスク３０で反射された戻り光（平行光）を収束光になるように調整して出射する。

１／４波長板１５は、コリメートレンズ１４を通過したレーザ光（直線偏光）を円偏光に変換する。また、１／４波長板１５は、光ディスク３０で反射された戻り光（円偏光）を、直線偏光に変換する。なお、この際の偏光方向は、光源１１から出射されたレーザ光（直線偏光）の偏向方向に対して９０°回転された方向である。

立ち上げミラー１６は、１／４波長板１５を通過したレーザ光を反射し、その進行方向を光ディスク３０のディスク表面と直交する方向とする。また、立ち上げミラー１６は、光ディスク３０で反射された戻り光を反射し、その進行方向を１／４波長板１５と直交する方向とする。

対物レンズ１７は、立ち上げミラー１６で反射されたレーザ光を光ディスク３０の情報記録層に集光する。図１では、光ディスク３０が２層光ディスクである場合を示しており、対物レンズ１７は入射したレーザ光をＬ０層或いはＬ１層に集光する。また、対物レンズ１７は、光ディスク３０で反射された戻り光（拡散光）を平行光に変換する。

シリンドリカルレンズ１８は、光ディスク３０と対物レンズ１７との間隔を正常に保つため、偏光ビームスプリッタ１３で反射された戻り光を光検出器１９に出力する。

光検出器１９は、例えばＰＤ（Photo Detector）であり、シリンドリカルレンズ１８を通過した戻り光を受光し、受光した光情報を電気信号へ変換する。光検出器１９の受光面１９ａには、主ビームの光ディスク３０からの戻り光を受光するメインディテクタと、副ビームの光ディスク３０からの戻り光を受光するサブディテクタと、を有する。

［レーザ光の光路］
光源１１から出射されたレーザ光は、回折素子１２で反射し、主ビーム（０次光）と一対の副ビーム（＋１次光と−１次光）とから成る３つのビームに分離される。回折素子１２で反射されたレーザ光（０次光及び±１次光）は、偏光ビームスプリッタ１３を透過し、コリメートレンズ１４により平行光に変換される。コリメートレンズ１４を通過したレーザ光は、１／４波長板１５において偏光方向を９０°回転させられ、立ち上げミラー１６において進行方向が９０°変更するように反射される。立ち上げミラー１６で反射されたレーザ光は、対物レンズ１７により集束光に変換され、光ディスク３０のディスク表面に集光する。

光ディスク３０で反射された戻り光は、対物レンズ１７により平行光に変換され、立ち上げミラー１６において進行方向が９０°変更するように反射される。立ち上げミラー１６で反射された戻り光は、１／４波長板１５において偏光方向を９０°回転させられ、コリメートレンズ１４により集束光に変換される。コリメートレンズ１４を通過した戻り光は、偏光ビームスプリッタ１３で反射され、シリンドリカルレンズ１８を透過し、光検出器１９の受光面１９ａに集光する。

〔本実施の形態の効果〕
以上のように、本実施の形態によれば、回折素子１２の格子面１２ａにおいて光源１１から出射されたレーザ光を反射させることができるので、回折素子１２が曇ってしまっても、光ディスクに到達するレーザ光の光量は低下しない。したがって、エネルギが大きいレーザ光を使用する高密度光ディスクシステムに、樹脂製の回折素子を使用し、かつ、光ディスクにおける情報信号の記録／再生の精度を保つことができる。

また、本実施の形態によれば、光源１１と光検出器１９の位置を近づけることができるので、光源１１及び光検出器１９を保持するホルダを一体に形成することができる。

なお、本実施の形態では、立ち上げミラー１６によりレーザ光の進行方向を光ディスク３０のディスク表面と直交する方向に変更する場合について説明したが、本発明はこれに限られず、立ち上げミラー１６が無いタイプの光ピックアップ装置にも用いることができる。

（実施の形態２）
〔光ピックアップ装置の構成〕
図２は、本発明の実施の形態２に係る光ピックアップ装置の構成を示す図である。なお、図２において、図１と共通する構成部分には、図１と同一の符号を付してその詳しい説明を省略する。

図２示す光ピックアップ装置２は、図１示した光ピックアップ装置１と比較し、回折素子１２及び立ち上げミラー１６を削除し、回折機能付き立ち上げミラー２１を追加した構成をとる。

回折機能付き立ち上げミラー２１は、回折素子１２の機能及び立ち上げミラー１６の機能を併せ持つ。すなわち、回折機能付き立ち上げミラー２１は、周期的に凹凸を繰り返す格子面２１ａを有し、１／４波長板１５を通過したレーザ光を反射／回折し、主ビーム（０次光）と一対の副ビーム（＋１次光と−１次光）とから成る３つのビームに分離し、その進行方向を光ディスク３０のディスク表面と直交する方向とする。なお、格子面２１ａの表面には、反射用コートを施しても良い。

また、回折機能付き立ち上げミラー２１は、光ディスク３０で反射された戻り光を反射し、その進行方向を１／４波長板１５と直交する方向とする。

〔本実施の形態の効果〕
以上のように、本実施の形態によれば、回折機能付き立ち上げミラー２１の格子面２１ａにおいて光源１１から出射されたレーザ光を反射させることができるので、回折機能付き立ち上げミラー２１が曇ってしまっても、光ディスク３０に到達するレーザ光の光量は低下しない。したがって、エネルギが大きいレーザ光を使用する高密度光ディスクシステムに、樹脂製の回折素子を使用し、かつ、光ディスク３０における情報信号の記録／再生の精度を保つことができる。

さらに、本実施の形態によれば、回折機能付き立ち上げミラー２１が、回折素子１２の機能及び立ち上げミラー１６の機能を併せ持つので、部品点数を削減することができる。

本発明に係る光ピックアップ装置は、パーソナルコンピュータ等の電子機器に広く活用することができる。

１、２光ピックアップ装置
１１光源
１２回折素子
１３偏光ビームスプリッタ
１４コリメートレンズ
１５１／４波長板
１６立ち上げミラー
１７対物レンズ
１８シリンドリカルレンズ
１９光検出器
２１回折機能付き立ち上げミラー
３０光ディスク

Claims

波長４０５ｎｍのレーザ光を出射する光源と、
周期的に凹凸を繰り返す格子面を有し、前記格子面において前記光源から出射されたレーザ光を反射して主ビームと一対の副ビームとから成る３つのビームに分離する、樹脂製の回折格子と、
前記主ビーム及び前記副ビームを平行光に変換するコリメートレンズと、
前記コリメートレンズから出力される前記主ビーム及び前記副ビームを光ディスクに集光させる対物レンズと、
前記対物レンズから出力される前記光ディスクからの戻り光を受光する光検出器と、
を備えることを特徴とする光ピックアップ装置。