JPH10143906A - 光ピックアップ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来の光ピックアップはフォーカシング機構
に可動部分があるため、信頼性に乏しく、また、光ピッ
クアップが大型化するおそれがあった。 【解決手段】 光記録媒体に検出光を照射してその反射
光により記録ピットに記録されたデータを読み出す光ピ
ックアップに関する。前記記録ピット上に検出光の焦点
を結ばせるためのフォーカシング機構２００として、可
変焦点レンズを用い、この可変焦点レンズは、液晶に印
加する電界強度を電気的に制御することにより構成す
る。より具体的には、可変焦点レンズＬ１，Ｌ２を、液
晶２０５，２０９と、これらの液晶を挟む各一対の配向
層２０４，２０６，２０８，２１０と、これらの配向層
の外側に積層されて液晶に電界を印加する各一対の透明
電極２０３，２０７，２１１とから構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＣＤ（コンパクト
ディスク）やＤＶＤ（ディジタルビデオディスク）等の
光記録媒体に記録されたデータを読み出すための光ピッ
クアップに関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の従来の光ピックアップは、例え
ば図２のように構成されている。図２（Ａ）において、
５０はＣＤやＤＶＤ等の光記録媒体としてのディスク、
５１はその記録ピット、６０は光ピックアップ、６１は
記録ピット５１に検出光の焦点を結ばせるためのフォー
カシング機構、６２は対物レンズ、６３はフォーカシン
グコイル、６４は半導体レーザ、６５は検出光としての
レーザ光、６６はビームスプリッタ、６７は凹レンズ、
６８はフォトダイオードなどの受光素子である。

【０００３】上記構成において、半導体レーザ６４から
のレーザ光６５は、メカニカルなフォーカシング機構６
１により記録ピット５１に照射される。この場合、１〜
２μｍのフォーカシングずれも起こさないように、電気
的にサーボをかけて正確かつ高速なフォーカシングを実
現している。すなわち、光ピックアップ６０の内部で
は、ディスク５０からの反射光を、フォーカシング機構
６１及びビームスプリッタ６６を介して図２（Ｂ）に示
す受光素子６８のセルＳ１〜Ｓ４で受光し、その受光信
号を電気的に処理して対物レンズ６２をフォーカシング
コイル６３の電磁力で駆動することにより、レーザ光６
５の焦点を記録ピット５１に合わせている。

【０００４】また、ＣＤ，ＤＶＤ共用の光ピックアップ
では、例えば図３（Ａ），（Ｂ）に示すように、記録ピ
ット５１Ａ，５１Ｂの位置は、ディスク５０Ａ，５０Ｂ
（５０ＡはＣＤ、５０ＢはＤＶＤ）の表面から各々約
１．２ｍｍ，０．６ｍｍの深さにあるため、フォーカシ
ングポイントは両者で約０．６ｍｍ異なっている。この
ため、対物レンズとしては、図４に示すように焦点距離
の異なる２個の対物レンズ６２１，６２２を組み合わせ
て使用し、対象となるディスク５０Ａまたは５０Ｂに応
じて、トラッキングコイル６２４及びトラッキングマグ
ネット６２５による電磁力を利用して、目的とするレン
ズ６２１または６２２を支軸６２３を中心として回転さ
せている。このように、図４の方式では、ディスクの種
類に応じ対物レンズを機械的に切り替えて大雑把なフォ
ーカシングを行い、更に図２に示したようなフォーカシ
ング機構６１を用いて正確かつ高速なフォーカシングを
実現している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述したように従来の
光ピックアップでは、図２に示したフォーカシング機構
６１において電磁力を利用して対物レンズ６２を機械的
に移動させているため、可動部が故障する場合があり、
信頼性に問題があった。また、ＣＤ，ＤＶＤ共用の光ピ
ックアップにおいても、図４のごとく電磁力により対物
レンズ６２１，６２２を機械的に切り替えて使用するた
め、同様に信頼性の点で問題がある。更に、機械的なフ
ォーカシングであるため、光ピックアップの寸法が大き
くなる等の問題があった。

【０００６】そこで本発明は、可動部をなくして信頼性
を高め、しかも小型化が可能な光ピックアップを提供し
ようとするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明では、フォーカシ
ング機構に可動部を一切設けず、その代わりに可変焦点
レンズを用いることとした。本発明においては、液晶の
光学的な屈折率は液晶に印加される電界強度により可変
にでき、屈折率を変化させれば検出光の焦点を可変にで
きることを利用する。液晶の方向は液晶を挟む配向層に
より決まるため、本発明では、液晶、この液晶を挟む一
対の配向層、この配向層の外側に積層されて液晶に電界
を印加する一対の透明電極の組み合わせにより可変焦点
レンズを構成し、このレンズにより任意の一方向の屈折
率を制御する。

【０００８】また、この組み合わせだけでは、焦点距離
が電極への印加電圧により変化するシリンドリカルレン
ズの作用だけであるので、前記一対の配向層により決ま
る液晶の方向に直交するように、別の液晶を挟む一対の
配向層及び透明電極の組み合わせをタンデム状に配置す
る。この構成により、印加電圧によって焦点距離を可変
としたシリンドリカルレンズを２個直角に積層配置した
構造を実現することができる。これは結局、焦点距離が
可変である通常の円形レンズと同様の構造になる。これ
により、可動部分を一切用いずに印加電圧を制御してフ
ォーカシングを行う光ピックアップを実現することがで
きる。

【０００９】すなわち、請求項１記載の発明は、光記録
媒体に検出光を照射してその反射光により記録ピットに
記録されたデータを読み出す光ピックアップにおいて、
前記記録ピット上に検出光の焦点を結ばせるためのフォ
ーカシング機構として、可変焦点レンズを用いたもので
ある。

【００１０】請求項２記載の発明は、請求項１記載の光
ピックアップにおいて、液晶に印加する電界強度を電気
的に制御することにより可変焦点レンズを構成するもの
である。

【００１１】請求項３記載の発明は、請求項１記載の光
ピックアップにおいて、可変焦点レンズを、液晶と、こ
の液晶を挟む一対の配向層と、これらの配向層の外側に
積層されて液晶に電界を印加する一対の透明電極とから
構成したものである。

【００１２】請求項４記載の発明は、請求項３記載の可
変焦点レンズを２個積層してフォーカシング機構を構成
したものである。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、図に沿って本発明の実施形
態を説明する。図１は本発明の実施形態を示す概要図で
ある。この図において、半導体レーザ１０１、受光素子
１０２，１０３、信号処理ＩＣ１０４は、クリアモール
ド１０５の端部に一体的にモールドされている。

【００１４】２００は上記クリアモールド１０５に隣接
するフォーカシング機構であり、以下、その構造を説明
する。このフォーカシング機構２００は、下方からホロ
グラム層２０１、クリアモールド２０２、透明電極２０
３、配向層２０４、液晶２０５、配向層２０６、透明電
極２０７、配向層２０８、液晶２０９、配向層２１０、
透明電極２１１、ホログラム層２１２を積層状に配置し
て構成されている。

【００１５】ここで、前記透明電極２０３，２０７，２
１１は、例えばＩＴＯ（インジウムとスズの酸化物）に
より構成されている。また、前記配向層２０４，２０
６，２０８，２１０は例えばＳｉＯ₂により構成され、
配向層２０４，２０６どおし、配向層２０８，２１０ど
おしは各々同一方向に配向している。

【００１６】前記透明電極２０３、配向層２０４、液晶
２０５、配向層２０６、透明電極２０７により、第１の
可変焦点レンズＬ１が構成されている。同様にして、前
記透明電極２０７、配向層２０８、液晶２０９、配向層
２１０、透明電極２１１により、第２の可変焦点レンズ
Ｌ２が構成されている。第１の可変焦点レンズＬ１にお
いて、透明電極２０３，２０７に印加する電圧を変化さ
せると、液晶の特性から配向層２０４，２０６による液
晶２０５の方向の光学的屈折率が変化するので、配向層
２０４，２０６の方向については可変焦点レンズとな
る。同様にして、第２の可変焦点レンズＬ２において
も、透明電極２０７，２１１に印加する電圧を変化させ
ると、液晶の特性から配向層２０８，２１０による液晶
２０９の方向の光学的屈折率が変化し、配向層２０８，
２１０の方向については可変焦点レンズとなる。

【００１７】上述した第１及び第２の可変焦点レンズＬ
１，Ｌ２の積層構造により、印加電圧によって焦点距離
を可変としたシリンドリカルレンズを２個直角に配置し
た構造を実現することができる。

【００１８】なお、上記フォーカシング機構２００とク
リアモールド１０５とは別個に製造され、半導体レーザ
１０１から出射したレーザ光２１４の方向を調整した後
にクリアモールド１０５，２０２の界面２１３を接着剤
により接着して一体化されるものである。

【００１９】次に、この実施形態の動作を説明する。半
導体レーザ１０１から出射したレーザ光２１４は、クリ
アモールド１０５中を出射ＮＡ（平面軸）で広がりなが
ら進行し、ホログラム層２０１によりディスク５０の方
向に偏向される。このレーザ光２１４は、前記第１、第
２の可変焦点レンズＬ１，Ｌ２を通過してディスク５０
の記録ピット上に集束する。すなわち、前述のように透
明電極２０３，２０７，２１１に印加する電圧を変化さ
せると、配向層２０４，２０６，２０８，２１０による
液晶２０５，２０９の方向の光学的屈折率が変化するた
め、ＣＤやＤＶＤのごとくディスク５０の種類によって
相違する記録ピットの深さに応じて透明電極２０３，２
０７，２１１の印加電圧を調節すれば、レーザ光２１４
が焦点を結ぶ深さを可変とすることができる。なお、図
１において、２１４ａ，２１４ｂは焦点を変化させた２
つのレーザ光を示す。

【００２０】上記実施形態において、透明電極２０３，
２０７，２１１の形状は平面でも良いが、ここでは、透
明電極２０３，２０７，２１１の形状をクリアモールド
２０２の表面形状に合わせて予め凸レンズ状にしておく
ことにより、焦点距離のオフセット分を得るようにして
いる。これにより、任意の焦点距離（オフセット）を中
心として、液晶２０５，２０９での焦点距離の変化分を
重ね合わせることができる。透明電極２０３，２０７，
２１１を単純に平面状とし、光軸を中心としてラジアル
方向に同心円状の電界を印加して可変焦点レンズを構成
する場合には、焦点距離のオフセット分は無限大とな
る。

【００２１】また、第１、第２の可変焦点レンズＬ１，
Ｌ２において、配向層２０４，２０６により決まる液晶
２０５の方向と、配向層２０８，２１０により決まる液
晶２０９の方向とを直交させることにより、シリンドリ
カルレンズのような一方向にだけ光を屈折させるといっ
た方向性はなく、通常の円形の凸レンズであって可変焦
点機能を持つレンズを得ることができる。

【００２２】ディスク５０の記録ピットに集束したレー
ザ光２１４は、記録ピットにより反射して再びホログラ
ム層２１２に入射する。この光線は最終的にはこのホロ
グラム層２１２とホログラム層２０１により偏向され、
半導体レーザ１０１から出射したレーザ光２１４の往路
とは別のパスを経て受光素子１０２，１０３に入射す
る。よってこれらの受光素子１０２，１０３の出力を観
測することにより、記録ピットのデータを読み出すこと
ができる。

【００２３】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、ＣＤやＤ
ＶＤ等の光記録媒体の種類によって焦点が変化しフォー
カシング調整が必要な場合、また、ディスクの記録ピッ
ト上でレーザ光のビームウェストが回析限界になるよう
にするためのフォーカシング調整など、何れの場合にも
従来技術のようなフォーカシング用の可動機構は一切不
要になる。すなわち、ソリッドステートの状態でフォー
カシングが可能なため信頼性が高く、また、機構部がな
いため従来よりも小型の光ピックアップを実現できる効
果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態を示す概要図である。

【図２】従来技術の全体構成を示す図である。

【図３】従来技術において、ディスクの種類による焦点
の深さの相違を示す図である。

【図４】ＣＤ，ＤＶＤ共用の従来技術における対物レン
ズの説明図である。

【符号の説明】

５０ ディスク １０１ 半導体レーザ １０２，１０３ 受光素子 １０４ 信号処理ＩＣ １０５，２０２ クリアモールド ２００ フォーカシング機構 ２０１，２１２ ホログラム層 ２０３，２０７，２１１ 透明電極 ２０４，２０６，２０８，２１０ 配向層 ２０５，２０９ 液晶 ２１３ 界面 ２１４，２１４ａ，２１４ｂ レーザ光 Ｌ１，Ｌ２ 可変焦点レンズ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光記録媒体に検出光を照射してその反射
   光により記録ピットに記録されたデータを読み出す光ピ
   ックアップにおいて、 前記記録ピット上に検出光の焦点を結ばせるためのフォ
   ーカシング機構として、可変焦点レンズを用いたことを
   特徴とする光ピックアップ。
2. 【請求項２】 請求項１記載の光ピックアップにおい
   て、 液晶に印加する電界強度を電気的に制御することにより
   可変焦点レンズを構成することを特徴とする光ピックア
   ップ。
3. 【請求項３】 請求項２記載の光ピックアップにおい
   て、 可変焦点レンズを、液晶と、この液晶を挟む一対の配向
   層と、これらの配向層の外側に積層されて液晶に電界を
   印加する一対の透明電極とから構成したことを特徴とす
   る光ピックアップ。
4. 【請求項４】 請求項３記載の可変焦点レンズを２個積
   層したことを特徴とする光ピックアップ。