JPH11339307A

JPH11339307A - 光学ヘッド装置

Info

Publication number: JPH11339307A
Application number: JP10144015A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Kitamura; 厚北村; Masahiko Ujiie; 雅彦氏家; Kozo Matsumoto; 公三松本
Original assignee: Minebea Co Ltd
Current assignee: Minebea Co Ltd
Priority date: 1998-05-26
Filing date: 1998-05-26
Publication date: 1999-12-10

Abstract

(57)【要約】【課題】種類の異なる複数の光ディスクを一つのヘッ
ド装置で互換再生することが可能で、しかも小型で安価
な光ヘッド装置を提供する。【解決手段】波長の異なる複数の光源２０１、２０
２、・・・、２０ｎから放射される光ビームは、コリメ
ートレンズ７によって等しい拡がり角度となるような光
線束に変換され、それぞれの光源の光ビームの波長に対
応した曲率半径の異なる複数の反射面を有する単一ミラ
ー１１に入射する。前記それぞれの反射面は、対応する
光源の光ビームのみを、対物レンズ９に対して最適な拡
がり角度となるような光線束に変換して全反射する。反
射された光ビームは被記録媒体である光ディスク１０の
記録面に放射されそれぞれに対応する光ディスクの情報
の有無が判断される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光ディスクドライ
ブに用いられる光学ヘッド装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】現在使用されている光ディスクには、Ｃ
Ｄ、ＣＤ−ＲＯＭあるいはＤＶＤ等の種類があり、ま
た、さらに高密度の光ディスクも開発されている。光デ
ィスクの記録情報を再生するには、情報が記録されてい
る記録面に光ビームを照射し、記録面から反射した光ビ
ームの強弱を検出し、情報の有無を判別していた。光デ
ィスクの記録情報は、光ディスクの記録面にピットある
いはピットに相当するマークを形成することによって記
録され、前記記録情報の再生時には、該ピットあるいは
マークの有無を反射ビームの強弱から検出していた。ま
た、光ディスクの種類は、前記ピットあるいはマークの
形状、記録方式、基材厚等によって異なり、該光ディス
クの種類の違いによって前記記録情報の再生に使用する
光ビームの波長も異なってくる。従って、種類の異なる
光ディスクの記録情報を再生する場合には、それぞれの
種類に対応した波長の光ビームが必要となってくる。例
えば、基材厚１．２ｍｍのＣＤ及びＣＤ−ＲＯＭには、
７８０ｎｍ帯の波長をもつ光源が対応し、基材厚０．６
ｍｍのＤＶＤには、６３５〜６５０ｎｍ帯の波長をもつ
光源が対応している。このように、種類の異なる光ディ
スクを再生するには、波長の異なる光源と光源の波長に
対応する対物レンズを併用することで対応できる。しか
し、光ヘッド装置の小型化、軽量化、低価格化を目的と
して、従来から一つの対物レンズを使用した方式が主流
であり、対物レンズ互換型光学ヘッド装置として数多く
開発されてきた。

【０００３】図９から１１に、従来の光ヘッド装置の実
施の一形態を示す。該光学ヘッド装置は、それぞれ波長
の異なる三つの光源１ａ、１ｂ、１ｃと、光ビームある
いは信号光を合波・分波するＷＤＭ（Wavelength Divis
ion Mirror：波長選択ミラー）４、５、１９、２０と、
光ビームを半透過させるビームスプリッタ６と、光ビー
ムを光線束に変換し、また、信号光を集光するコリメー
トレンズ７と、光線束及び信号光を反射するための立ち
上げミラー１７と、前記三つの光源のうち最も短波長の
光源１ａで光ディスクを再生するときに最適な開口径と
なるように設計された対物レンズ９と、光源１ｂ、１ｃ
で光ディスクを再生するときに対物レンズ９の開口径が
それぞれ最適になるように制限している開口制限板８
と、対物レンズ９及び開口制限板８を含むアクチュエー
タ可動部１４と、被記録媒体である光ディスク１０と、
光ディスク１０からの信号光が入射される受光器１３
ａ，１３ｂ，１３ｃと、該受光器に入射する信号光に非
点隔差を与えるシリンドリカルレンズ（円柱レンズ）１
２ａ，１２ｂ，１２ｃとから構成されている。

【０００４】波長の異なる三つの光源１ａ，１ｂ，１ｃ
は、光ディスク１０に対して所定の間隔を有し配置され
ている。再生される光ディスク１０の種類によって、使
用される光源の波長が決定され、高密度タイプの光ディ
スク１０ａには、前記三つの光源の中の波長の短い光源
１ａが使用され、中密度タイプの光ディスク１０ｂに
は、次に波長の短い光源１ｂが使用され、低密度タイプ
の光ディスク１０ｃには、次に波長の短い光源１ｃが使
用されて再生される。ＷＤＭ４は、光源１ａ、１ｂの光
ビームを合成し（図では、光源１ａ、１ｂ、１ｃの光デ
ィスク再生時の光路をそれぞれ図９、図１０、図１１に
別々に記載している。）、ＷＤＭ５は、前記合成された
光源１、２の光ビームと光源３の光ビームを合波する。
ビームスプリッタ６は、内部にハーフミラーを備えてお
り、入射する光源１ａ、１ｂ、１ｃからの光ビームを半
透過させるとともに、光ビームが光ディスク１０まで達
した後に、反射して戻る信号光を受光器１３ａ、１３
ｂ、１３ｃ側に二分岐させる。ビームスプリッタ６を透
過した光ビームは、コリメートレンズ７に入射し、光源
１ａ、１ｂ、１ｃからの光ビームが対物レンズ９に対し
て、それぞれ最適な拡がり角度となるような光線束に変
換される。また、光ディスク１０で反射した信号光は、
コリメートレンズ７によって受光器１３ａ、１３ｂ、１
３ｃに集光される。このとき、対物レンズ９に対する最
適な拡がり角度は光源１ａ、１ｂ、１ｃごとに異なるた
め、光源１ａ、１ｂ、１ｃはコリメートレンズ７からの
距離が異なった位置にそれぞれ配置される。そして、受
光器１３ａ、１３ｂ、１３ｃは、コリメートレンズ７か
ら光源１ａ、１ｂ、１ｃまでのそれぞれの距離と等しく
なるように配置される。コリメートレンズ７を透過して
対物レンズ９に対して最適な拡がり角度となった光線束
は、立ち上げミラー１７によって光ディスク１０側に全
反射される。また、ＷＤＭ１９は、光ディスク１０ｃか
らの信号光と光ディスク１０ａ、１０ｂからの信号光を
分波して、光ディスク１０ｃからの信号光を受光器１３
ｃに入射させる。同様に、ＷＤＭ２０は、光ディスク１
０ａからの信号光と光ディスク１０ｂからの信号光とを
分波して、光ディスク１０ａからの信号光を受光器１３
ａに、光ディスク１０ｂからの信号光を受光器１３ｂに
入射させる。ここで、シリンドリカルレンズ１２ａ、１
２ｂ、１２ｃは、受光器１３ａ、１３ｂ、１３ｃに入射
する信号光に非点隔差を与えている。以上のように、対
物レンズ９の開口径が最適な開口径となるように、開口
制限板８が配置されているので、一つの対物レンズで異
なる種類の光ディスクの再生が可能となる。

【０００５】図１２に、従来の光ヘッド装置の別の実施
の一形態を示す。この実施の形態では、光源１ａ、１
ｂ、１ｃの光ビームが、コリメートレンズ７を透過する
際に等しい拡がり角の光線束となるような位置に配置さ
せた後に、光ディスク１０ａ、１０ｂ、１０ｃに応じた
光源１ａ、１ｂ、１ｃからの光ビームが対物レンズ９に
対してそれぞれ最適な拡がり角度となるような光線束に
変換する二つの凹レンズ１８ａ、１８ｂを配置し、光デ
ィスクの種類１０ａ、１０ｂ、１０ｃに応じて凹レンズ
１８ａ、１８ｂの配置を切り替えることで、一つの対物
レンズ９で種類の異なる光ディスクの再生が可能とな
る。このとき、コリメートレンズ７に対して光源１ａ、
１ｂ、１ｃが等距離の位置に配置されることから、コリ
メートレンズ７から受光器までの距離も一致することと
なり、その結果一つの受光器１３を共用することができ
る。

【０００６】図１３に、従来の光ヘッド装置のさらに別
の実施の一形態を示す。この実施の形態では、基本構成
を前記図９で示す形態と同じとし、光ディスク１０ａ、
１０ｂ、１０ｃに対応した光源１ａ、１ｂ、１ｃからの
光ビームが対物レンズ９に対してそれぞれ最適な拡がり
角度となるような光線束に変換するホログラム素子２１
をアクチュエータ可動部内の開口制限板８の前段に配置
し、光ディスク１０の種類に応じて光線束を可変させる
ことで、一つの対物レンズ９で種類の異なる光ディスク
の再生が可能となる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
従来の光ヘッド装置にあっては、種類の異なる光ディス
クに応じたそれぞれの光源の光ビームが、コリメートレ
ンズを透過した後に対物レンズに対して、それぞれ最適
な拡がり角度となるような光線束に変化させるため、コ
リメートレンズとそれぞれの光源とは距離に違いを持た
せて配置する必要があった。また、種類の異なる光ディ
スクから反射した信号光を受光器へ集光させる働きも兼
ねているため、コリメートレンズからそれぞれの光源ま
での距離と等しくなるような位置にそれぞれの受光器を
配置させなければならなかった。このため、複数の光源
及び受光器等が必要となり装置の大型化を招くという欠
点があった。

【０００８】また、異なる種類の光ディスクに対応した
複数の光源からの光ビームが、対物レンズに対してそれ
ぞれ最適な拡がり角度となるような光線束に変換するた
めに、凹レンズを光ディスクの種類に応じて切り替える
装置にあっては、コリメートレンズに対するそれぞれの
光源までの距離を等しくすることができるので、それぞ
れの光源に対応するコリメートレンズからそれぞれの受
光器までの距離が等しくなり、受光器を共通化すること
ができ、受光器側の装置の小型化を図ることが可能であ
った。しかし、例えば、三つの光ディスクに対応するた
めには二つの凹レンズが必要となり、凹レンズを切り替
えるための複雑な機構も必要となるため装置全体として
は大型化を招くという欠点があった。

【０００９】更に、それぞれの光源の光ビームを対物レ
ンズに対して最適な拡がり角度となるような光線束に変
換させるために、ホログラム素子を使用する装置にあっ
ては、ホログラム素子の作製が精密加工技術を要するた
め、装置の価格の高額化を招くという欠点があった。

【００１０】本発明は上記課題に着目してなされたもの
で、凹レンズと一体的に配置させた複数の曲率半径の反
射面を有する立ち上げミラーを使用して、該ミラーの反
射面に波長選択性のある誘電体多層膜を配置させること
で、種類の異なる光ディスクを一つの対物レンズで互換
再生可能とし、小型で安価な光学ヘッド装置を提供する
ことを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１の光学ヘッド装置に係る発明は、波長の異
なる光ビームを出射する複数の光源と、光ビームあるい
は信号光を合波・分波するＷＤＭと、光ビームあるいは
信号光を透過・分岐させるビームスプリッタと、光ビー
ムを光線束に変換し、信号光を集光するコリメートレン
ズと、前記複数のビームの中から特定のビームのみを対
物レンズ側に反射させる単一のミラーと、対物レンズの
開口径を制限する開口制限板を有するアクチュエータ可
動部と、再生される光ディスクから反射した信号光を受
光する単一の受光器とから構成されることを特徴とする
ものである。

【００１２】また、上記問題を解決するために、請求項
２の光学ヘッド装置に係る発明は、請求項１の発明にお
いて、前記単一のミラーが２つ以上の曲率半径の反射面
を有し、各反射面は対応する光源の光ビームのみを全反
射し、他の光源のビームは全透過するように誘電体多層
膜を設けていることを特徴とするものである。

【００１３】更に、上記問題を解決するために、請求項
３の光学ヘッド装置に係る発明は、請求項１の発明にお
いて、前記単一のミラー部が平凹レンズで構成されるこ
とを特徴とするものである。

【００１４】本発明の構成によれば、使用される光ディ
スクにより光源を選択し、その光源からの光ビームは、
ＷＤＭにより合成された後にビームスプリッタ、コリメ
ートレンズを通過した後、波長に応じたミラーの反射面
により反射し、開口制限板の開口を通過して光ディスク
から反射する。反射された光は信号としてシリンドリカ
ルレンズにより非点隔差が与えられ受光器に入射する。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る光学ヘッド装
置の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

【００１６】図１は、本発明によって光ディスクを再生
する装置の一形態を示す構成図である。本発明に係る装
置は図１に示すように、それぞれ波長の異なるｎ個の光
源２０１、２０２、・・・、２０ｎと、光ビームを合波
するＷＤＭ３０２、ＷＤＭ３０ｎと、前記光源からの光
ビームを半透過させるとともに、光ディスクで反射した
信号光を受光器１３側に分岐させるビームスプリッタ６
と、前記それぞれの光ビームを等しい拡がり角度となる
ように変換し、また、信号光を受光器１３に集光してい
るコリメートレンズ７と、異なる曲率半径を有する反射
面を備え、誘電体多層膜を形成しているミラー１１と、
最短波長の光源で高密度の光ディスクを再生するときの
開口径に設計されている対物レンズ１０と、対物レンズ
の開口径がそれぞれの光ディスクを再生するときに最適
となるように開口径を制限している開口制限板８と、被
記録媒体である光ディスク１０と、光ディスクからの信
号光が入射される受光器１３と、該受光器に入射する信
号光に非点隔差を与えるシリンドリカルレンズ（円柱レ
ンズ）１２とから構成されている。

【００１７】波長の異なるｎ個の光源２０１、２０２、
・・・、２０ｎが、被記録媒体である光ディスク１０
ａ、１０ｂ、・・・、１０ｎ（以下、種類を特定しない
ときは、光ディスク１０とする）に対して所定の間隔を
有し配置されている。光源の波長は、光源２０１が一番
短く、光源２０２、２０３、・・・、２０ｎの順で長い
波長の光源が配置されている。再生される光ディスク１
０の種類によって使用される光源の波長が決定され、高
密度タイプの光ディスク１０ａの再生時には、前記光源
の中の波長の短い光源２０１が使用され、中密度タイプ
の光ディスク１０ｂの再生時には、次に波長の短い光源
１０ｂが使用され、低密度タイプの光ディスクになるに
従い波長の長い光源が使用されて再生される。ＷＤＭ３
０２は、光源２０１、２０２の光ビームを合成し、ＷＤ
Ｍ３０ｎは、前記合成された光源２０１、２０２の光ビ
ームと光源３の光ビームを合波する。次に、ビームスプ
リッタ６は、内部にハーフミラーを備えており、入射す
る光源２０１、２０２、・・・、２０ｎからの光ビーム
を半透過させるとともに、光ビームが光ディスク１０ま
で達した後に、反射して戻る信号光を受光器１３側に二
分岐させている。ビームスプリッタ６を透過した光ビー
ムは、コリメートレンズ７に入射し、光源２０１、２０
２、・・・、２０ｎからの光ビームが互いに等しい拡が
り角度となるような光線束に変換される。また、光ディ
スク１０で反射した信号光は、コリメートレンズ７によ
って受光器１３に集光される。このとき、それぞれの光
源をコリメートレンズ７から等距離に配置することによ
り、それぞれの光源に対する受光器のコリメートレンズ
７からの距離を一致させることができ、一つの受光器１
３を共通に使用することができる。コリメートレンズ７
を透過した光ビームは、異なる曲率半径を有する反射面
を備えたミラー１１によって光ディスク１０側に反射さ
れ、アクチュエータ可動部１４に入射する。アクチュエ
ータ可動部１４には、前記ｎ個の光源のうち、最も短い
波長を使用して前記高密度光ディスク１０ａを再生する
ときに、最適な開口径となるような対物レンズ９と、光
源２０２を使用して光ディスク１０ｂを再生するとき、
あるいは、光源２０ｎを使用して光ディスク１０ｎを再
生するときにそれぞれ最適な開口径になるように光線束
を制限する開口制限板８とが設けられている。

【００１８】ここで、ミラー１１に関して詳細に説明を
する。図２に示すように、ミラー１１は、前記複数の光
源から入射される波長の異なる光ビームを、それぞれ光
ディスク側に反射させるため曲率半径の異なる複数の反
射面を有する。該複数の反射面は、ガラスを用いて曲率
半径の異なる複数の基材を作製し、該基材どうしを貼り
合わせる際に、ミラーとして作用する多層膜を基材間に
蒸着あるいはスパッタ等させることにより作製すること
ができる。第一反射面１１１は、光源２０１からの光ビ
ームを、対物レンズ９に対して最適な拡がり角度となる
ような光線束に変換し全反射させると共に、その他の光
源からの光ビームを全透過せる誘電体多層膜を構成して
いる。また、第二の反射面１１２（曲率半径Ｒ２）は、
光源２０２からの光ビームを、対物レンズ９に対して最
適な拡がり角度となるような光線束に変換して全反射さ
せると共に、その他の光源からの光ビームを全透過させ
る誘電体多層膜を構成している。同様にして、第ｎ番目
の反射面１１ｎ（曲率半径Ｒｎ）は、光源２０ｎからの
光ビームを全反射させ、その他の光源からの光ビームを
全透過させている。図３に、前記誘電体多層膜の波長透
過率特性を表す。光源２０１の波長（波長λ１）では、
第一面に対する透過率だけが低く、他の面に対する透過
率が高いことが示され、第一面では、光源２０１（波長
λ１）の光ビームを対物レンズ側に反射させ、その他の
光源２０２及び２０ｎ（波長λ２及びλｎ）からの光ビ
ームを透過させることがわかる。

【００１９】図４から６には、それぞれの光源から放射
された光ビームの光路を示す。図４では、光源２０１か
らの光ビームが、ミラー１１の第一面１１１で反射し、
光ディスク１０ａに照射している。また、図５において
は、光源２０２からの光ビームがミラー１１の第二面１
１２で反射し、光ディスク１０ｂに照射している。同様
にして、図６においては、光源２０ｎからの光ビームが
ミラー１１の第ｎ面１１ｎで反射し光ディスク１０ｎに
照射している。このように、それぞれの光源の光ビーム
を曲率半径の異なる反射面で反射させることにより、異
なる種類の光ディスクを互換再生することが可能である

【００２０】図７及び８には、本発明に係る光学ヘッド
装置の別の実施形態を示す。波長の異なる光源として、
光源６０１と６０２の二つを使用し、被記録媒体である
光ディスクの種類を光ディスク６０ａ、６０ｃの二種類
としたものである。そして、光源からの光ビームを、対
物レンズ９に対して最適な拡がり角度となるような光線
束に変換し、反射させる媒体として平凹レンズ１５を使
用している。図に示すように、平凹レンズ１５の平面側
が、コリメートレンズ７に対向するように設置され、光
源６０１からの光ビームを前記平面によって、対物レン
ズ９に対して最適な拡がり角度となるような光線束に変
換し全反射させ、高密度光ディスク６０ａの再生が行わ
れる。また、光源６０２からの光ビームは、前記平凹レ
ンズ１５の凹面側によって、対物レンズ９に対して最適
な拡がり角度となるような光線束に変換し全反射され、
低密度光ディスク６０ｃの再生が行われる。

【００２１】

【発明の効果】請求項１に係る発明では、種類の異なる
光ディスクに応じた複数の光源からの光ビームがコリメ
ートレンズによって等しい拡がり角度となるような光線
束に変換され、ミラーによって対物レンズ側に反射さ
れ、アクチュエータ可動部において光ディスクに応じた
最適な開口径にされるので、一つの対物レンズによって
複数の光ディスクを互換再生することができる。また、
コリメートレンズに対するそれぞれの光源までの距離を
等しくすることにより、前記光源のコリメートレンズか
ら受光器までの距離も等しくなるので、一つの受光器の
みで複数の異なる種類の光ディスクを再生可能である。

【００２２】請求項２に係る発明では、請求項１に係る
発明において、光源からの光ビームを対物レンズ側に反
射するミラー部に、それぞれの光源に対応する曲率半径
の異なる複数の反射面を設けることにより、対物レンズ
に対して最適な拡がり角度となるような光線束で全反射
することができるので、再生する光ディスクの種類及び
それに対応する光源の数が増えても、反射面のみを増や
すことで対応することができるので、装置の小型化が可
能である。

【００２３】請求項３に係る発明では、請求項１に係る
発明において、複数の曲率半径の反射面を有するミラー
部を、既に技術確立されている平凹レンズで構成してい
るためコスト的に有利である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る実施の一形態を示す構成図であ
る。

【図２】本発明に係るミラー部と光源からの光ビームの
光路を示す図である。

【図３】波長選択膜の波長透過率特性を示す図である。

【図４】本発明に係る実施の形態の高密度光ディスク再
生時の光路を示す図である。

【図５】本発明に係る実施の形態の中密度光ディスク再
生時の光路を示す図である。

【図６】本発明に係る実施の形態の低密度光ディスク再
生時の光路を示す図である。

【図７】本発明に係る別の実施の形態の高密度光ディス
ク再生時の光路を示す図である。

【図８】本発明に係る別の実施の形態の低密度光ディス
ク再生時の光路を示す図である。

【図９】従来の光ヘッド装置の一形態を示す構成図であ
る。

【図１０】従来の光ヘッド装置の一形態を示す構成図で
ある。

【図１１】従来の光ヘッド装置の一形態を示す構成図で
ある。

【図１２】従来の光ヘッド装置の一形態を示す構成図で
ある。

【図１３】従来の光ヘッド装置の一形態を示す構成図で
ある。

【符号の説明】

６ビームスプリッタ７コリメートレンズ８開口制限板９対物レンズ１０光ディスク１０ａ高密度光ディスク１０ｂ中密度光ディスク１０ｎ低密度光ディスク１１ミラー１２シリンドリカルレンズ１３受光器１４アクチュエータ可動部２０１光源２０２光源２０ｎ光源３０２ＷＤＭ３０ｎＷＤＭ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】それぞれ波長の異なる光ビームを出射す
る複数の光源と、光ビームあるいは信号光を合波・分波するＷＤＭと、光ビームあるいは信号光を透過・分岐させるビームスプ
リッタと、光ビームを光線束に変換し、信号光を集光するコリメー
トレンズと、前記複数のビームの中から特定のビームのみを対物レン
ズ側に反射させる単一のミラーと、対物レンズの開口径を制限する開口制限板を有するアク
チュエータ可動部と、再生される光ディスクから反射した信号光を受光する単
一の受光器と、から構成されることを特徴とする光学ヘ
ッド装置。
【請求項２】前記単一のミラーが２つ以上の曲率半径
の反射面を有し、各反射面は対応する光源の光ビームの
みを全反射し、他の光源のビームは全透過するように誘
電体多層膜を設けていることを特徴とする請求項１に記
載の光学ヘッド装置。
【請求項３】前記単一のミラーが平凹レンズで構成さ
れることを特徴とする請求項１に記載の光学ヘッド装
置。